JP3018945B2 - 湯水混合装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、湯と水の混合比率を調
節し、設定温度に混合するとともに、混合湯の流量調節
または出湯方向の切換を行う湯水混合装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の湯水混合装置（例えば特
公平３−２０６３５号公報）のハウジング内に組み込ま
れる制御部を図６に示す。同図において、Ａは温度設定
部であり、温調ハンドル（図示せず）が駆動されると、
温調スピンドル１６が連動する。スピンドル１６は、そ
の軸方向の中央部が中空状のスピンドルケース１９に回
転自在に枢支されており、鍔部１６ａとセットリング２
１によりスピンドルケース１９に対する軸方向位置を規
制してある。スピンドルケース１９の中空部内にはスラ
イダー２４がセレーション嵌合により左右移動自在に装
着されている。スピンドル１６とスライダー２４は、そ
れぞれの雄螺子１６ｂと雌螺子２４ａにより螺合してあ
る。さらに、スライダー２４は中空部内にリリーフスプ
リング２６とリリーフスプリング２６により右側方向へ
付勢される円板２７が内蔵され、ストッパーリング２９
により円板２７の飛び出しを防止してある。リリーフス
プリング２６は止水時における感温伸縮体３４の突出子
３４ｂの突出を吸収するものである。

【０００３】すなわち、温度設定部Ａにおいて、温調ハ
ンドルを回転させることにより、スピンドル１６が一体
に回転し、スライダー２４を軸方向に移動させることが
できる。

【０００４】制御弁部Ｂは、スプールケース３６と感温
伸縮体（ワックスペレット）３４を備えたスプール３５
とからなる。スプール３５はケース３６内に左右摺動自
在に嵌挿されてスプリング３７により常時左側方向に付
勢されている。スプールケース３６は、左端側において
スピンドルケース１９の右端に螺合締結３０され、ハウ
ジングに嵌挿してある。スプールケース３６は、ハウジ
ングの供給水室に位置する外周面上の一部に円周方向の
水流入構（スリット状）３８が穿設され、さらにハウジ
ングの供給湯室に位置する外周面上の一部に円周方向の
湯流入構（スリット状）３９が穿設されている。さらに
スプールケース３６の右端寄りには円周方向のと吐出口
４０が穿設されている。スプール３５は前後端に水弁３
１及び湯弁３２が形成されており、水弁３１とスプール
ケース３６内に形成された環状の水弁座３６ａとにより
水流入路Ｇを形成し、湯弁３２と可動栓体４１に一体ま
たは弁体に形成された湯弁座４１ａとにより湯流入路Ｈ
を形成する。スプール３５は、通水孔３５ａを穿設した
ボス部３５ｂに感温伸縮体３４を螺着してある。大径の
感温部３４ａを可動栓体４１の混合湯水路４１ｃ内に配
するとともに、突出子３４ｂの先端部を円板２７に当接
させてある。突出子３４ｂは封入されたワックスの感温
による膨張収縮に応じて突出及び退入動作し、突出及び
退入量が混合水の変化量に一義的かつ直接的に比例す
る。リターンスプリング３７は、可動栓体４１の中空部
において、感温伸縮体３４の膨出径大部と可動栓体４１
の底部との間に、湯と水を混合攪拌するように混合湯水
路４１ｃを斜めに横切るような状態で挿嵌されている。
このリターンスプリング３７の付勢力は、リリーフスプ
リング２６の付勢力よりも小さく設定してあるので、円
板２７は定常時においてストッパーリング２９に圧接係
止されて位置する。

【０００５】つまり、制御弁部Ｂに感温伸縮体３４の突
出子３４ｂのストロークによりスプール３５の位置が決
定され、湯水流入路Ｇ、Ｈの開口面積比すなわち湯水の
混合比が決定される。

【０００６】流量設定部Ｃは、リターンスプリング３７
の反発弾性力を受ける可動弁体４１の左端よりを、スプ
ールケース３６内に左右摺動自在に挿嵌している。ま
た、可動弁体４１の右端寄りに栓体ケース４２を外嵌し
ている。そして、栓体ケース４２の後端中央寄りに、調
節ねじ４３を螺合し、調節ねじ４３の進退により可動栓
体４１が進退するようになっている。ストッパー４５
は、流量設定ハンドル４６の回しすぎによる可動栓体４
１の締めすぎ、および可動栓体４１の回転を防止するも
のであり、弁体３１、３２およびパッキンの損傷を防止
している。可動栓体４１は、流量設定ハンドル（図示せ
ず）の回転による調節ねじ４３の進退に伴い、水弁座３
６ａと湯弁座４１ａとの距離Ｌを変化させ、湯水混合水
量を調節する。

【０００７】温度設定部Ａと制御弁部Ｂで混合湯温を調
節され、流量設定部Ｃにより流量を調節された混合湯
は、排出口４１ｅ、吐出口４０を通り、ハウジングの流
出路（図示せず）を経て出湯される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の湯水混合装置では、可動栓体４１を軸線方
向に摺動するため、可動弁体４１とシール材との摺動抵
抗が大きくなり、操作性が悪くなるととともに、シール
材の摩耗が増えるいう課題があった。

【０００９】また、摺動抵抗が大きいため、可動弁体４
１を電気により駆動すると、駆動手段が大きくなってし
まうという問題点があった。

【００１０】また、スプール３５と、水弁座３６ａおよ
び湯弁座４１ａを当接することにより、閉止機能を持た
せるため、スプール３５と、水弁座３６ａおよび湯弁座
４１ａの当接面を精密な加工仕上げが必要とするか、ス
プール３５の両端または湯水弁座３６ａ、４１ａの当接
面に弾性部材を用いなければならなかった。そのため加
工コストが高くなっているとともに、弾性部材を用いた
場合には精密な寸法精度が出しにくいため湯水混合比に
ばらつきが生じる可能性があった。

【００１１】さらに、水弁座３６ａと湯弁座４１ａとの
距離Ｌを変化させ、湯水混合水量を調節するため、切換
機能を有することが不可能であり、流出路を２つ以上設
ける場合には、別に切換弁が必要であった。

【００１２】加えて、水弁座３６ａと湯弁座４１ａとの
距離Ｌを変化させ、湯水混合水量を調節を行う場合に、
スプール３５も同時に駆動されるため、湯水の開口面積
比を流量変更前と変化する可能性があった。すなわち、
混合湯量を調節した後、感温伸縮体３４が膨張収縮し、
湯水の開口面積比をもとの状態にするまでの時間、混合
湯温が変動するという課題があった。

【００１３】また、流量変更を行うと、感温伸縮体３
４、リターンスプリング３７、リリーフスプリング２６
のそれぞれの付勢力が変化するため、感温伸縮体３４が
膨張収縮した後の開口面積比がそのヒステリシスにより
流量変更前とは異なった比率となり、混合湯温が変動し
た状態で維持され、流量設定前の混合湯温に復帰されな
い可能性があった。

【００１４】本発明は上記課題を解決するものであり、
流量調節時の流量調節弁体の摺動性を低減し操作性を向
上するとともに、耐久性に優れ、コンパクトである湯水
混合装置を提供することを第一の目的としている。

【００１５】第二の目的は、流量調節および止水機能だ
けでなく流路の切換機能を備えており、部品点数が少な
く、コンパクトな湯水混合装置を提供することにある。

【００１６】第三の目的は、流量調節および止水機能だ
けでなく切換機能を備えており、部品点数が少なく、コ
ンパクトであるとともに、流量調節により湯水の開口面
積比に変化のない湯水混合装置を提供することにある。

【００１７】第四の目的は、設定された温度で確実に混
合湯温を得ることのできるとともに、流量弁をコンパク
トな駆動手段で駆動できる使い勝手のよい電子式湯水混
合装置を提供することにある。

【００１８】第五の目的は、付勢力調節手段の調節量が
少なく、コンパクトである湯水混合装置を提供すること
にある。

【００１９】第六の目的は、温度応答性に優れ、コンパ
クトである湯水混合装置を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために本発明の湯水混合装置は、湯と水の混合比率を
調節する混合弁と、混合湯の流量を調節する流量弁を有
し、流量弁の流量弁体に混合弁の弁座を構成したもので
ある。

【００２１】上記第二の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、軸方向に移動可能の可動弁体により湯
と水の混合比率を調節する混合弁と、少なくとも二つの
流出口を有し、軸方向に固定された回転可能である流量
弁体により混合湯の流量調節および流路切換を行う流量
弁を有し、流量弁の流量弁体に混合弁の弁座を構成した
ものである。

【００２２】また、上記第三の目的を達成するために本
発明の湯水混合装置は、水流入路と湯流入路とを軸線方
向に間隔をおいて周壁に設けたハウジングと、水側弁座
と湯側弁座の間で移動可能であり、湯水の混合比を調節
する可動弁体を有する混合弁と、可動弁体に互いに相反
する方向に付勢力を作用させ、付勢力の釣り合いにより
可動弁体を位置決めする第一及び第二の付勢手段と、第
一及び第二の付勢手段の少なくとも一方の付勢力を調節
する付勢力調節手段と、ハウジングに設けられた少なく
とも二つの混合湯の流出路と、それぞれの流出路と通過
可能な流出孔を設けた流量弁体を有する流量弁と、流量
弁を駆動する流量操作手段を有し、流量弁体に水側弁座
を構成したものである。

【００２３】上記第四の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、水流入路と湯流入路とを軸線方向に間
隔をおいて周壁に設けたハウジングと、水側弁座と湯側
弁座の間で移動可能であり、湯水の混合比を調節する可
動弁体を有する混合弁と、可動弁体に互いに相反する方
向に付勢力を作用させ、付勢力の釣り合いにより可動弁
体を位置決めする第一及び第二の付勢手段と、第一及び
第二の付勢手段の少なくとも一方の付勢力を電気的に調
節する付勢力調節手段と、ハウジングに設けられた少な
くとも二つの混合湯の流出路と、それぞれの流出路と通
過可能な流出孔を設けた流量弁体を有する流量弁と、流
量弁を電気的に駆動する流量操作手段と、混合弁により
混合される湯温を設定する湯温設定手段と、混合弁下流
側に設けられた湯温検出手段と、湯温設定手段により設
定された設定温度と湯温検出手段により検出された混合
湯温との偏差が存在する場合、偏差を打ち消す側に付勢
力調節手段を制御するとともに流量操作手段を制御する
制御手段を有し、流量弁体に水側弁座を構成したもので
ある。

【００２４】上記第五の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、第一の付勢手段を混合湯温により付勢
力が変化する感温材料からなり混合弁からの湯温上昇に
伴い湯の割合を減少させる方向に可動弁体を付勢する感
温体として構成したものである。

【００２５】上記第六の目的を達成するために本発明の
湯水混合装置は、感温体を温度に応じてばね定数が変化
する形状記憶素子製の感温コイルばねとして構成したも
のである。

【００２６】

【作用】本発明の湯水混合装置は上記した構成により、
流量弁体を混合湯の流量調節に際して回転駆動するの
で、摺動抵抗を軽減することができる。また、混合弁の
弁座及び弁体が、湯水の開口面積比を変更する方向に駆
動されることなく流量調節を行うことができるので、混
合湯温が変動しない。

【００２７】また本発明の湯水混合装置は上記した構成
により、混合弁の弁座を流量弁体に設けているので、流
量調節及び流路の切換機能を有しながら、大幅に部品削
減が可能であるとともに、コンパクト化を図ることがで
きるものである。

【００２８】さらに本発明の湯水混合装置は上記した構
成により、可動弁体が湯水の混合比を変更する軸線方向
（湯水の開口面積比を変化する方向）に流量弁体を駆動
しないので、混合湯の流量調節、止水、流路切換時に、
湯水の開口面積比は変化しない。従って、流量調節及び
流路切換時において湯温が変動しないとともに、止水後
の再出湯時も前回の混合湯温が維持することができるも
のである。

【００２９】加えて本発明の湯水混合装置は上記した構
成により、制御手段が湯温検出手段により検出された混
合湯温と湯温設定手段によって設定された設定温度を一
致するように付勢力調節手段を制御しているので、湯水
の圧力変動や付勢手段のヒステリシスなどによる温度偏
差が生じても、フィードバック制御により操作を行うこ
となく温度補正が行われるものである。また、軸線方向
に流量弁体を駆動しないことで、摺動抵抗を軽減してい
るので、低コストでコンパクトな流量操作手段を用いる
ことができるとともに、流量調節、止水、流路切換操作
においても使い勝手を向上できるものである。

【００３０】さらに本発明の湯水混合装置は上記した構
成により、第一の付勢手段である感温体の付勢力が混合
湯温の変動に伴い変化するので、湯温変動が生じても、
機械的フィードバック制御により湯水混合比を調節する
ことができるものである。また、感温体のヒステリシス
により湯水混合比が湯温変動前と変化しても、機械的フ
ィードバック制御が行われているので、付勢力調節手段
の調節量を大幅に抑制できるものである。

【００３１】加えて本発明の湯水混合装置は上記した構
成により、熱容量が小さくかつ熱伝導性のよく、かつ付
勢力が混合湯温の変動に伴い変化する形状記憶素子製の
スプリングが、機械的フィードバック制御を行うので、
湯温変動が生じても、瞬間的に湯水混合比が調節され
る。従って、使用者は湯温変動をほとんど感じることが
ない。

【００３２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

【００３３】図１は本発明の第一の実施例を示す湯水混
合装置５０の構成図である。同図において５１は水の供
給路である給水管、また５２は湯の供給路である給湯管
であり、それぞれハウジング５３の水流入路５４、湯流
入路５５に連通している。ハウジング５３には、右側端
面から水側弁座５６と湯側弁座５７が同一軸線上に挿嵌
されるように、円筒孔５８が設けてあるとともに、同一
円周上に溝状の水流入路５４、湯流入路５５がそれぞれ
設けられている。

【００３４】湯水混合弁５０の混合弁５９は、水流入路
５４、湯流入路５５から供給される水および湯を、軸線
方向に移動可能である可動弁体６０の可動により、水側
弁座５６および湯側弁座５７との隙間距離を反比例的に
変化し、湯水の開口面積比を調節し、混合湯温を調節し
ている。円筒形状の可動弁体６０は、中空状の水側弁座
５６内部の混合湯路６１に設けられた第一の付勢手段
（感温体）である感温コイルばね６２により、左側に付
勢されているとともに、中空状の湯側弁座５７内部に設
けられた第二の付勢手段である通常のバイアスばね６３
により右側に付勢され、その付勢力の釣り合いによって
位置決めされている。感温コイルばね６２は、形状記憶
素子製のばねであり、温度に応じてばね定数の変化する
ものである。

【００３５】設定温度の調節を行う付勢力調節手段６４
は、回転駆動により、希望温度を設定できるようになっ
ている。付勢力調節手段６４は、ねじ部６５によってハ
ウジング５３に固定されている湯側弁座５７を介して雄
ねじ軸６６に連結されており、回転方向にのみ駆動され
るようになっている。雄ねじ軸６６には、付勢力調節手
段６４の逆側に、雄ねじ部６６ａが設けられており、雄
ねじ軸６６の回転によって進退する雌ねじ部６７ａを有
した可動ばね受け６７と螺合されている。すなわち付勢
量調節手段６４を回転操作することにより、その操作量
に応じて雄ねじ軸６６が回転し、可動ばね受け６７が軸
線方向に進退する構成となっている。このとき、可動ば
ね受け６７が進退することにより、バイアスばね６３の
付勢力が調節される（拘束長さが変わる）ため、感温コ
イルばね６２との付勢力の釣り合いが崩れ、感温コイル
ばね６２とバイアスばね６３の付勢力が釣り合う位置ま
で可動弁体６０が移動し、付勢量調節手段６４の操作量
に応じて湯水の混合比が変更されるよう構成されてい
る。

【００３６】また、感温コイルばね６２は温度に応じて
ばね定数が変化することから、同じ拘束長さであれば付
勢力が変化することとなり、可動弁体６０は、バイアス
ばね６３と感温コイルばね６２の付勢力の釣り合う位置
へ移動される。すなわち、感温コイルばね６２は、何ら
かの外乱が生じ、混合湯温が変動しても、付勢力が変化
し、混合湯温を調節するという機械的フィードバック制
御を行っている。

【００３７】可動ばね受け６７とバイアスばね６３の間
および混合流路６１右側端面と感温コイルばね６２の間
に設けられたリング状のシート部材６８および６９は、
相互の滑りをよくするもので、バイアスばねおよびと感
温コイルばね６２の不要なねじれ作用を防止するもので
ある。

【００３８】７０は流量弁であり、その流量弁体７１
は、図２に示すように、感温コイルばね６２が設けられ
る混合流路６１と、カラン側及びシャワー側流出路７
２、７３に連通する流出孔７４を有するとともに、その
左端が混合弁５９の水側弁座５６となるように構成され
ている。７５および７６は、シール材であるＯリング７
７および７８を取り付けるＯリング溝である。また、流
量弁体７１は、流量操作手段７９と、ハウジング５３に
ねじ止めされた回転角規制部８０を介して、回転方向に
のみ駆動されるように勘合されている。流量弁７０は、
流量操作手段７９が回転駆動することにより、流量弁体
７１が回転し、流量調節および止水および流路切換機能
が行われるよう構成されている。回転角規制部８０は、
感温コイルばね６２によって左側に付勢されている流量
弁体７１の位置決め行うとともに、流量操作手段７９が
必要以上に回転されないように回転範囲を規制してい
る。

【００３９】流量弁体７１に設けられた流出孔７３と、
カラン８１に連通するカラン側流出路７２およびシャワ
ー８２に連通するシャワー側流出路７３の関係を図３に
示す。図３は、図１のＢ−Ｂ断面であり、感温コイルば
ね６２は省略してある。図３（ａ）は、カラン側全開出
湯時、図３（ｂ）は閉止時、図３（ｃ）はシャワー側低
流量出湯時である。図３（ｄ）はシャワー側全開出湯時
である。

【００４０】７７及び７８は、ハウジング５３と流量弁
体７１の隙間の漏れを防止するシール材のＯリングであ
るが、Ｘリングを用いることによって、流量弁７０の回
転摺動摩擦を低減することが可能である。８３および８
４は完全な閉止を行うとともに、図３（ｃ）に示すよう
な弁開成位置でのカラン側（閉止側）流出路７２への漏
れを防止する弾性シール材であり、それぞれの流出路７
２、７３を囲むよう設けられた溝部８５、８６にセット
されている。

【００４１】流量弁７０によって流量調節、流出路の切
換を行われた混合湯は、カラン側流出路７２またはシャ
ワー側流出路７３を通り、カラン８１またはシャワー８
２から出湯されるようになっている。

【００４２】以上の構成において本実施例の動作につい
て説明する。付勢力調節手段６４により、所定の温度に
設定した状態で、流量操作手段７９を操作して、図１に
示すようにシャワー８２側から出湯すると、給水管５１
及び給湯管５２から水流入路５４及び湯流入路５５に湯
水が供給され、可動弁体６０と水側弁座５６及び湯側弁
座５７との隙間距離に応じた水と湯がそれぞれの可動弁
体６０の周囲から内側に流入し、混合流路６１で混合さ
れ混合湯が感温コイルばね６２に接触しながら通過す
る。

【００４３】このとき、可動弁体６０は混合湯の温度に
対応した感温コイルばね６２の付勢力と、設定温度に対
応したバイアスばね６３の付勢力との機械的な付勢力の
釣り合いによって位置決めされている。つまり、付勢力
調節手段６４によって設定された希望温度に見合うバイ
アスばね６３の付勢力に対して実際の混合湯温が低い場
合は、感温コイルばね６２の付勢力の方が小さく、湯側
弁座５７と可動弁体６０の隙間距離が拡がり、水側弁座
５６と可動弁体６０の隙間距離が狭まる方向に可動弁体
６０を移動する。

【００４４】逆に、付勢力調節手段６４によって設定さ
れた希望温度に見合うバイアスばね６３の付勢力に対し
て実際の混合湯温が高い場合は、感温コイルばね６２の
付勢力の方が大きく、湯側弁座５７と可動弁体６０の隙
間距離が狭まり、水側弁座５６と可動弁体６０の隙間距
離が拡がる方向に可動弁体６０を移動する。このよう
に、感温コイルばね６２の作用によって付勢力調節手段
６４で設定された希望温度に常に保持されるように機械
的なフィードバック制御が機能し、可動弁体６０が作動
し、自動的に温度調節ができる。

【００４５】混合湯の流量調節、流路切換および止水操
作は、流量操作手段７９を操作して、流量弁体７１を回
転駆動することによって行う。このとき、流量弁体７１
および水側弁座５６は一体に構成してあるが、軸線方向
には駆動されないことから、水側弁座５６と湯側弁座５
７の軸線方向の距離は変化しない。従って、混合弁５９
の隙間が変更されることはなく、湯水の混合比が変わる
ことがない。また、流量弁体７１が回転駆動されても、
シート部材６９と感温コイルばね６２がスムーズに摺動
することから、感温コイルばね６２にねじれが生じな
い。すなわち、流量調節、流路切換操作を行っても、感
温コイルばね６２の付勢力が変化せず、可動弁体６０は
移動しないので、湯水混合比が維持されることになる。

【００４６】また、流量弁７０の閉止及び開成操作によ
って可動弁体６０は移動しないので、閉止後再出湯を行
っても、供給される湯水の温度が変化しない場合は、湯
水の混合比率が変わることなく、前回出湯時と同じ状態
で使用することが可能となる。

【００４７】以上述べたように本実施例によれば、流量
弁７０の流量弁体７１に混合弁５９の水側弁座５６を構
成しているので、部品点数を大幅に削減可能であるとと
もに、混合弁５９とは別に流量弁７０のスペースを必要
としなくなるのでコンパクトな湯水混合装置を提供する
ことができる。加えて、湯側弁座５７と水側弁座５６を
ハウジング５３とは別部品としていることから、ハウジ
ング５３の加工工程が簡素化でき、部品点数削減ととも
に、低コスト化が実現できる。

【００４８】また、流量弁体７１は、軸線に対して回転
方向にのみ駆動される構成となっており、流量調節及び
流路切換操作によって、水側弁座５６が軸線方向に移動
しないとともに、感温コイルばね６２の付勢力も変化し
ないので、湯水の開口面積比が維持される。また、閉止
および開成動作を繰り返し行う場合（すなわち、閉止後
に混合流路に残された混合湯温および給湯管内の供給湯
温が低下しないうちに再出湯が行われる場合）には、閉
止および開成操作によって可動弁体６０が駆動されない
ので、湯水の開口面積比が維持され、再出湯時の湯温変
動を防止できる。

【００４９】加えて、流量弁体７１は、軸線に対して回
転方向にのみ駆動される構成となっており、流量弁体７
１に設けられているＯリング７５、７６は、ハウジング
５３とは摺動せず、流量弁体７１と摺動することになる
ので、流量弁体７１の摺動抵抗を低減でき、操作性が向
上する。なお、ハウジング５３が鋳物であり、流量弁体
７１が樹脂である場合には、摺動抵抗をより大幅に低減
することが可能である。また、流量弁体７１に設けるＯ
リング７５、７６をＸリングにすることでも摺動抵抗を
低減できる。

【００５０】さらに、バイアスばね６３と感温コイルば
ね６２の付勢力の釣り合いによって可動弁体６０を位置
決めし、水側弁座５６を兼ねた流量弁体７１の内部の混
合流路６１に感温コイルばね６２を設けて構成すること
により、混合湯が確実に感温コイルばね６２に接触して
通過し、混合湯温に応じて感温コイルばね６２のばね定
数が変化するので、混合湯温が外乱により変動しても、
ただちに付勢量調節手段６４により設定された希望温度
に機械的フィードバック制御が行われる。従って、自動
的にフィードバック制御が可能であり、コンパクトな湯
水混合装置を提供することができる。なお、第一の付勢
手段を感温体であるワックスペレットやバイメタル製の
感温コイルばねとしても、応答時間の差はあるが同様の
効果を得ることができる。

【００５１】なお、流量弁７０の流出路をカラン側流出
路７２または、シャワー側流出路７３のいずれか１つの
もとした流量弁としても、流路の切換機能を有しない点
をのぞいて同様の効果が得られる。

【００５２】図４は本発明の第二の実施例である湯水混
合装置８７の構成図であり、第一の実施例の図１の湯水
混合装置７０の構成と異なる点のみ説明する。８８は混
合弁５９を電気的に駆動する付勢力調節手段であり、湯
側弁座にねじ止めされている。付勢力調節手段８８の出
力軸８９は雄ねじ軸６６と勘合されており、付勢力調節
手段８８が回転すると、回転量に応じて雄ねじ軸６６が
回転するように構成されている。

【００５３】９０は湯温検出手段であるサーミスタであ
り、混合弁５９の下流側に設けられ、混合湯温を検出す
るものである。流量弁体９１には図５に示すようにサー
ミスタ９０を挿入可能なスリット９２が設けられてお
り、スリット９２は流量弁体９１が回転駆動される範囲
内ではサーミスタ９０が流量弁体９１に当接しないよう
に開口されている。

【００５４】９３は電気的に駆動される流量操作手段で
あり、回転角規制部８０に固定されており、その出力軸
９３ａは流量弁体９１と嵌合されている。流量弁体９１
は感温コイルばねおよび混合湯の圧力によって回転角規
制部８０にその左側端面を当接しており、回転方向にの
み駆動するように構成されている。

【００５５】９４は電気的制御を行う制御手段であり、
操作部９５に設けられている希望湯温を設定する湯量設
定手段９６および開成、流量調節、切換、止水機能を選
択する流量設定手段９７からの入力信号に応じて、付勢
力調節手段８８と流量操作手段９３を制御している。制
御手段９４には、サーミスタ９０からの検出湯温も入力
されるようになっている。

【００５６】以上構成において、第一の実施例の湯水混
合装置７０と異なった動作のみ説明する。湯温設定手段
９６により、希望湯温が設定されると、制御手段９４は
設定温度に対応して、付勢力調節手段８８を回転し、バ
イアスばね６３の付勢力を調節することによって、可動
弁体６０を設定温度に応じた位置に移動する。流量設定
手段９７によってシャワー側出湯が選択されると、制御
手段９４は流量操作手段９３を回転駆動し、流量弁７０
を閉止状態から図４に示すようにシャワー側開成し、出
湯を開始する。流量設定手段９７により、その他の流量
変更、閉止、流路切換が選択された場合も、制御手段は
同様にそれぞれに対応した位置に、流量弁体９１を回転
駆動する。

【００５７】流量弁７０が開成されることにより、水流
入路５４及び湯流入路５５から湯と水が、可動弁体６０
と水側弁座５６および湯側弁座５７の隙間に応じて、可
動弁体６０内側に流入し、混合される。このとき第一の
実施例で述べたように感温コイルばね６２によって、混
合湯温が設定温度となるように機械的フィードバック制
御が行われる。それとともに、制御手段９４は、サーミ
スタ９０で検出された混合湯温を入力し、湯温設定手段
９６により設定された設定温度と混合湯温の偏差を算出
する。検出した混合湯温が設定温度より高い側の偏差で
ある場合、制御手段９４は付勢力調節手段８８を偏差の
絶対値に応じた所定の付勢量ほど正方向に駆動し、可動
ばね受け６７を左側に移動する。従って、バイアスばね
６３の付勢力を小さくすることになるので、湯側弁座５
７と可動弁体６０の隙間距離が狭まる、水側弁座５６と
可動弁体６０の隙間距離が拡がる方向に可動弁体６０が
移動され、混合湯温が調節される。

【００５８】逆に、検出した混合湯温が設定温度より低
い側の偏差である場合、制御手段９４は付勢力調節手段
８８を偏差の絶対値に応じた所定の付勢量ほど逆方向に
駆動し、可動ばね受け６７を右側に移動する。従って、
バイアスばね６３の付勢力を大きくすることになるの
で、湯側弁座５７と可動弁体６０の隙間距離が拡がり、
水側弁座５６と可動弁体６０の隙間距離Ｌが狭まる方向
に可動弁体６０が移動され、混合湯温が調節される。こ
のように、感温コイルばね６２の作用による機械的なフ
ィードバック制御に加え、サーミスタ９０により検出し
た混合湯温と設定温度の偏差に応じて、制御手段９４に
より付勢力調節手段８８を駆動し、可動弁体６０を作動
する電気的なフィードバック制御を行っているので、よ
り正確な温度調節が可能となっている。

【００５９】混合湯の流量調節、切換および止水操作
は、流量設定手段９７によって選択された機能に応じ
て、制御手段９４が流量操作手段９３を駆動し、流量弁
体７１を回転方向に駆動することによって行われてい
る。

【００６０】以上述べたように本実施例によれば、流量
弁７０の流量弁体９１に混合弁５９の水側弁座５６を構
成しているので、部品点数を大幅に削減可能であるとと
もに、混合弁５９とは別に流量弁７０のスペースを必要
としなくなるのでコンパクトな湯水混合装置を提供する
ことができる。

【００６１】加えて、流量弁体９１は、軸線に対して回
転方向にのみ駆動される構成となっており、流量弁体９
１に設けられているＯリング７５、７６は、ハウジング
５３とは摺動せず、流量弁体７１と摺動することになる
ので、流量弁体７１の摺動抵抗を低減できる。従って、
電気的に駆動される流量操作手段９３の必要回転トルク
が大幅に軽減されるので、流量操作手段９３の小型化、
低コスト化を実現できる。なお、流量操作手段９３にモ
ータを用いる場合には、回転駆動力を軸線方向への駆動
力に変換する必要がないので、モータの駆動力の損失を
最低限に抑制することができるとともに、流量弁体９１
と流量操作手段９３の嵌合部の構成の簡素化が可能であ
る。

【００６２】さらに、混合湯温に応じてばね定数の変化
する感温コイルばね６２により機械的フィードバック制
御が行われるとともに、湯温設定手段９６によって設定
される設定温度とサーミスタ９０によって検出される混
合湯温の偏差に応じて付勢力調節手段８８を駆動する制
御手段９４により、電気的フィードバック制御が行われ
るので、より迅速かつ正確に温度調節を行うことができ
る。すなわち、感温コイルばね６２およびバイアスばね
６３の作動ヒステリシスなどの機械的フィードバック制
御のずれを電気的フィードバック制御が補正するので、
確実に設定された温度で混合湯温を出湯できる。

【００６３】なお、水及び湯流入路の上流側に湯と水の
圧力を等しくする等圧化弁、または湯水を所定の差圧に
維持する差圧弁、または湯水の減圧を行う減圧弁を設け
ることにより外乱による影響を抑制することが可能であ
る。

【００６４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の湯水混合装
置は、湯と水の混合比率を調節する混合弁と、混合湯の
流量を調節する流量弁を有し、流量弁の流量弁体に混合
弁の弁座を構成したものであるので、流量弁体が混合湯
の流量調節に際して回転駆動され、流量弁体の摺動抵抗
を軽減することができる。また、流量調節を行う際に、
混合弁の弁座が、湯水の開口面積比を変更する方向に駆
動されることがないので、混合湯温が変動しないという
効果がある。

【００６５】また本発明の湯水混合装置は、軸方向に移
動可能の可動弁体により湯と水の混合比率を調節する混
合弁と、少なくとも二つの流出口を有し、軸方向に固定
された回転可能である流量弁体により混合湯の流量調節
および流路切換を行う流量弁を有し、流量弁の流量弁体
に混合弁の弁座を構成しているので、流量調節及び流路
の切換機能を備えながら、大幅に部品削減が可能である
とともに、コンパクト化を図ることができるものであ
る。

【００６６】さらに本発明の湯水混合装置は、水流入路
と湯流入路とを軸線方向に間隔をおいて周壁に設けたハ
ウジングと、水側弁座と湯側弁座の間で移動可能であ
り、湯水の混合比を調節する可動弁体を有する混合弁
と、可動弁体に互いに相反する方向に付勢力を作用さ
せ、付勢力の釣り合いにより可動弁体を位置決めする第
一及び第二の付勢手段と、第一及び第二の付勢手段の少
なくとも一方の付勢力を調節する付勢力調節手段と、ハ
ウジングに設けられた少なくとも二つの混合湯の流出路
と、それぞれの流出路と連通可能な流出孔を設けた流量
弁体を有する流量弁と、流量弁を駆動する流量操作手段
を有し、流量弁体に水側弁座を設けた構成なので、混合
湯の流量調節、止水、流路切換操作を行っても、可動弁
体および湯側弁座が湯水の混合比を変更する軸線方向に
移動されない。すなわち、湯水の開口面積比は変化せ
ず、流量調節及び流路切換時において湯温が変動しない
とともに、止水後の再出湯時も前回の混合湯温が維持す
ることができるという効果を有する。また、流量弁体は
回転方向に駆動されるので、流量弁体の摺動抵抗を軽減
することができる。

【００６７】加えて本発明の湯水混合装置は、水流入路
と湯流入路とを軸線方向に間隔をおいて周壁に設けたハ
ウジングと、水側弁座と湯側弁座の間で移動可能であ
り、湯水の混合比を調節する可動弁体を有する混合弁
と、可動弁体に互いに相反する方向に付勢力を作用さ
せ、付勢力の釣り合いにより可動弁体を位置決めする第
一及び第二の付勢手段と、第一及び第二の付勢手段の少
なくとも一方の付勢力を電気的に調節する付勢力調節手
段と、ハウジングに設けられた少なくとも二つの混合湯
の流出路と、それぞれの流出路と連通可能な流出孔を設
けた流量弁体を有する流量弁と、流量弁を電気的に駆動
する流量操作手段と、混合弁により混合される湯温を設
定する湯温設定手段と、混合弁下流側に設けられた湯温
検出手段と、湯温設定手段により設定された設定温度と
湯温検出手段により検出された混合湯温との偏差が存在
する場合、偏差を打ち消す側に付勢力調節手段を制御す
るとともに、流量操作手段を制御する制御手段を有し、
流量弁体に水側弁座を設けて構成することにより、制御
手段が湯温検出手段により検出された混合湯温と湯温設
定手段によって設定された設定温度を一致するように付
勢力調節手段を制御するので、湯水の圧力変動や付勢手
段のヒステリシスなどによる温度偏差が生じても、電気
的なフィードバック制御により自動的に温度補正を行う
ことができる。また、軸線方向に流量弁体を駆動しない
ことで、摺動抵抗を軽減しているので、流量操作手段の
駆動力を低減でき、低コストでコンパクトな流量操作手
段を用いることができるとともに、流量調節、止水、流
路切換操作においても使い勝手を向上できるものであ
る。

【００６８】さらに本発明の湯水混合装置は、第一の付
勢手段を混合湯温により付勢力が変化する感温材料から
なり混合弁からの湯温上昇に伴い湯の割合を減少させる
方向に可動弁体を付勢する感温体として構成しているの
で、第一の付勢手段である感温体の付勢力が混合湯温の
変動に伴い変化し、湯温変動が生じても、機械的フィー
ドバック制御により湯水混合比を調節することができる
という効果がある。また、感温体のヒステリシスにより
湯水混合比が湯温変動前と変化しても、機械的フィード
バック制御が行われているので、付勢力調節手段の調節
量を大幅に抑制できるコンパクトな湯水混合装置を提供
することが可能となる。

【００６９】加えて本発明の湯水混合装置は、感温体を
温度に応じてばね定数が変化する形状記憶素子製の感温
コイルばねとして構成したものであるので、熱容量が小
さく、熱伝導性がよく、付勢力が混合湯温の変動に伴い
変化する形状記憶素子製のばねが、機械的フィードバッ
ク制御を行うので、湯温変動が生じても、瞬間的に湯水
混合比が調節される。従って、使用者は湯温変動をほと
んど感じないコンパクトな湯水混合装置を提供すること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す湯水混合装置の断
面図

【図２】同湯水混合装置の流量弁体の斜視図

【図３】（ａ）同湯水混合装置の流量弁のカラン側開成
状態を示すＢ−Ｂ断面図 （ｂ）同湯水混合装置の流量弁の閉止状態を示すＢ−Ｂ
断面図 （ｃ）同湯水混合装置の流量弁のシャワー側低流量開成
状態を示すＢ−Ｂ断面図 （ｄ）同湯水混合装置の流量弁のシャワー側開成状態を
示すＢ−Ｂ断面図

【図４】本発明の第二の実施例を示す湯水混合装置の断
面図

【図５】同湯水混合装置の流量弁体の斜視図

【図６】従来の湯水混合装置の断面図

【符号の説明】

５０ 湯水混合装置 ５３ ハウジング ５４ 水流入路 ５５ 湯流入路 ５６ 水側弁座 ５７ 湯側弁座 ５９ 混合弁 ６０ 可動弁体 ６２ 感温コイルばね（第一の付勢手段、感温体） ６３ バイアスばね（第二の付勢手段） ６４ 付勢力調節手段 ７０ 流量弁 ７１ 流量弁体 ７２ カラン側流出路 ７３ シャワー側流出路 ７４ 流出孔 ７９ 流量操作手段 ８７ 湯水混合装置 ８８ 付勢力調節手段 ９０ サーミスタ（湯温検出手段） ９１ 流量弁体 ９３ 流量操作手段 ９４ 制御手段 ９６ 湯温設定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/68 F16K 11/044 F16K 31/70

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】湯と水の混合比率を調節する混合弁と、混
   合湯の流量を調節する流量弁を有し、前記流量弁の流量
   弁体に前記混合弁の弁座を構成した湯水混合装置。
2. 【請求項２】軸方向に移動可能の可動弁体により湯と水
   の混合比率を調節する混合弁と、少なくとも二つの流出
   口を有し、軸方向に固定された回転可能である流量弁体
   により混合湯の流量調節および流路切換を行う流量弁を
   有し、前記流量弁の流量弁体に前記混合弁の弁座を構成
   した湯水混合装置。
3. 【請求項３】水流入路と湯流入路とを軸線方向に間隔を
   おいて周壁に設けたハウジングと、水側弁座と湯側弁座
   の間で移動可能であり、湯水の混合比を調節する可動弁
   体を有する混合弁と、前記可動弁体に互いに相反する方
   向に付勢力を作用させ、付勢力の釣り合いにより前記可
   動弁体を位置決めする第一及び第二の付勢手段と、前記
   第一及び第二の付勢手段の少なくとも一方の付勢力を調
   節する付勢力調節手段と、前記ハウジングに設けられた
   少なくとも二つの混合湯の流出路と、前記それぞれの流
   出路と通過可能な流出孔を設けた流量弁体を有する流量
   弁と、前記流量連通弁を駆動する流量操作手段を有し、
   前記流量弁体に前記水側弁座を構成した湯水混合装置。
4. 【請求項４】水流入路と湯流入路とを軸線方向に間隔を
   おいて周壁に設けたハウジングと、水側弁座と湯側弁座
   の間で移動可能であり、湯水の混合比を調節する可動弁
   体を有する混合弁と、前記可動弁体に互いに相反する方
   向に付勢力を作用させ、付勢力の釣り合いにより前記可
   動弁体を位置決めする第一及び第二の付勢手段と、前記
   第一及び第二の付勢手段の少なくとも一方の付勢力を電
   気的に調節する付勢力調節手段と、前記ハウジングに設
   けられた少なくとも二つの混合湯の流出路と、前記それ
   ぞれの流出路と連通可能な流出孔を設けた流量弁体を有
   する流量弁と、前記流量弁を電気的に駆動する流量操作
   手段と、前記混合弁により混合される湯温を設定する湯
   温設定手段と、前記混合弁下流側に設けられた湯温検出
   手段と、前記湯温設定手段により設定された設定温度と
   前記湯温検出手段により検出された混合湯温との偏差が
   存在する場合、偏差を打ち消す側に前記付勢力調節手段
   を制御するとともに、前記流量操作手段を制御する制御
   手段を有し、前記流量弁体に前記水側弁座を構成した電
   子式湯水混合装置。
5. 【請求項５】第一の付勢手段は、混合湯温により付勢力
   が変化する感温材料からなり、前記混合弁からの湯温上
   昇に伴い湯の割合を減少させる方向に可動弁体を付勢す
   る感温体である請求項３または請求項４記載の湯水混合
   装置。
6. 【請求項６】感温体は温度に応じてばね定数が変化する
   形状記憶素子製の感温コイルばねである請求項５記載の
   湯水混合装置。