JP3727559B2 - Mixer tap - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯と水を混合して自動的に混合水の温度を調節する混合水栓に係り、特に感温素子として形状記憶合金製の感温ばねを使用した混合水栓に関する。
【0002】
【従来の技術】
湯と水を混合して混合水の温度を調節する混合水栓は、給湯圧力又は給水圧力の変動により調節される混合水の温度は変化し、一定の温度の混合水を常時吐水することができないので、これを自動的に調節して設定温度に復帰させることができるサーモスタット式混合水栓が従来から公知である。サーモスタット式混合水栓では、混合水の温度を感知する手段としてワックスエレメントを使用し、ワックスエレメントの熱膨張,収縮により制御弁を移動させて湯入口と水入口の開度を調節し、温度調節ハンドルで設定した温度の混合水を吐水するようにしているが、ワックスエレメントは混合水の熱量が直接伝達されず、温度変化に対する応答性が鈍く、給湯圧力又は給水圧力の変動や、温度調節ハンドルの操作による設定温度の変更時に、一時的に冷水や熱湯が吐水されるアンダーシュート又はオーバーシュートが大きい点に問題があり、特にオーバーシュートが大きい場合はいきなり高温の熱湯が吐水されるので、使い勝手の悪いものであった。
【0003】
そこで最近はワックスエレメントに代えて形状記憶合金製の感温ばねを使用した混合水栓が普及している。このような形状記憶合金製の感温ばねを使用した混合水栓として公知のものに、特開平9−152050号公報の図3及び4(本願図面の図3(a),(b))のものがある。この図3(a),(b)について簡単に説明すると、自動温度調節機能を備えたカートリッジ55は温度調節ハンドル52に連接して本体51の左端部から着脱自在に装着するもので、第1部材56,第2部材60及び第3部材61をネジ接合によって一体に結合することができ、第2部材60には軸線方向の両端面がそれぞれ給湯室53及び水室54に臨む配置の制御弁63を湯弁座59と水弁座62の間を移動可能に組み込み、第1部材56には一端を温度調節ハンドル52に連結したスピンドル57を回転自在に組み込むと共に、このスピンドル57と第1部材56の間には、スピンドル57にねじ接合した送りねじ部材58を第1部材56に対し軸線方向のみ移動し軸線廻りには回転しないように組み込み、さらに制御弁63を水弁座62側に付勢するためのバイアスばね64を収容し、第3部材61には制御弁63を湯弁座59側に付勢するための形状記憶合金製の感温ばね65を収容している。
【0004】
従って、温度調節ハンドル52の操作で、送りねじ部材58及びバイアスばね64を介して制御弁63を移動させて、水弁座62側及び湯弁座59側のそれぞれの開度を調整することで、混合水の温度が設定され、水及び湯の供給圧や温度変動によって混合水の温度が変化すると、感温ばね65が伸縮し、温度補正して混合水の温度を設定温度に維持するものである。
【0005】
上記のものにあっては、カートリッジを組立てるには、第1部材にはスピンドル、送りねじ部材及びバイアスばねを別々に収容し、第2部材には制御弁を収容し、第3部材には感温ばねを収容し、各部材に多数の物品を収容してねじ接合する必要があり、組立て作業が面倒であり生産性が悪く、大量生産に適していないため、混合水栓を安価に製作することができなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、形状記憶合金製の感温ばねを使用し、混合水の温度を調節する混合水栓において、自動温度調節機能を備えたカートリッジの組立時の部品点数を少なくして作業性の向上を図り、安価に製作できるようにすることを課題とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、軸線方向に湯室と水室と混合室とを形成し各室に連通する収容室が形成された本体と、該本体の収容室に装着され温度調節機能を備えたカートリッジとからなり、該カートリッジは前記本体の湯室と連通する湯入口と水室と連通する水入口とを形成し、内部を軸線方向にスライドして湯入口からの湯の供給量と水入口からの水の供給量を調節する制御弁と、該制御弁を一方側から付勢する形状記憶合金製の感温ばねと、制御弁を他方側から付勢するバイアスばねとを収容し、カートリッジとスピンドルを介して連繋した温度調節ハンドルの操作でバイアスばねの付勢力を調節し、混合水の温度を調節する混合水栓において、前記カートリッジは第1部材と第2部材を螺合締結して一体に結合する構造であり、第1部材には温度調節ハンドルに連繋するスピンドルと、該スピンドルの外周に螺着しナットを介してばね受け部材及びバイアスばねを結合した送りねじ部材とを収容し、第2部材には制御弁と感温ばねとを収容したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
この発明は図1に示すように、混合水栓Aの本体1は横長の円筒状で、内部の軸線方向には給湯源から湯が供給される湯室2、給水源から水が供給される水室3、温度調節機能を備えたカートリッジ9が着脱自在に装着される収容室4、及びカートリッジ9で調節された混合水を外部へ供給するための混合室5とが形成されており、前記湯室2及び水室3は収容室4に連通し、図中左端にはカートリッジ9を収容室4へ挿入するために開口した開口部6が形成されている。
【0009】
前記カートリッジ9は略円筒状で、湯側弁座部材22を中間に挟着した状態で、第1部材10と第2部材14を螺合締結して一体に結合した構造であり、外周面には複数個のシール材11,15,15aを装着して、前記本体1の開口部6から収容室4に水密的に収容し、固定ナット7を開口部6に螺着することで本体1に組付けられる。
【0010】
前記第1部材10には一端を温度調節ハンドル8に結合したスピンドル12が、外周面に装着したクリップ12aにより回転可能でかつ軸方向変位不能に収容され、このスピンドル12の外周面に形成した雄ねじ部12bは、送りねじ部材13の内周面に形成した雌ねじ部13aに螺合して、該送りねじ部材13は外周面に形成された回り止め用の凸部13bが、第1部材10の内周面の軸方向に穿設したレール溝10aに係合し、スピンドル12の回転により第1部材10の内部を軸線方向に移動するが、回転はしないように構成している。
【0011】
前記第2部材14は周面に本体1の湯室2と向かい合わせて、該湯室2と連通する環状の湯入口16を形成し、本体1の水室3と向かい合わせて、該水室3と連通する環状の水入口17を形成し、側面には本体1の混合室5と連通する出口19を形成し、図2に示すように湯入口16及び水入口17の全体を隙間なく環状に覆うようにして、リング状のストレーナ20,20をそれぞれ装着している。該ストレーナ20は細い金属線又は合成樹脂線等の網素材をリング状にしたもので、湯室2又は水室3からカートリッジ9の内部へ供給される湯又は水は、必ずストレーナ20を通過することで、湯又は水に含まれている異物はストレーナ20で捕捉され、カートリッジ9の内部へ混入しないようにしている。
【0012】
第2部材14の内部には制御弁24を軸線方向にスライド自在に収容するもので、この制御弁24は略円筒状で外周側の大径部25と内周側の小径部26とからなり、大径部25の両端に、前記湯側弁座部材22の先端面に形成された湯弁座23に着座する湯側着座部25aと、水入口17の内周側に形成された水弁座18に着座する水側着座部25bとを備え、外周面の略中央には第2部材14の湯入口16と水入口17の間で内周面に水密的に摺接しているシール材25cを装着している。また、前記小径部26の一端に後述する支持部材34を支持する支持部材着座部26aを備え、小径部26の内側には湯及び水が通過する通路27が形成され、該通路27に湯と水の混合を促進する攪拌部材28が一体に形成されている。そして制御弁24は前記湯弁座23と水弁座18との間を軸線方向にスライド自在で、各弁座23,18との間の間隔を調節することにより湯と水の供給量が変更され、混合水の温度を調節するようになっている。
【0013】
カートリッジ9の内部には制御弁24を温度調節ハンドル8の操作で軸線方向にスライドさせて混合水の温度を調節するためと、給湯側又は給水側の圧力変動等による混合水温度の変化に対応し、設定温度になるように制御弁24をスライドさせるために、制御弁24の両側にバイアスばね29と感温ばね30とがそれぞれ収容される。バイアスばね29は温度変化に対して一定のばね定数を有する通常のばね材料により形成され、感温ばね30は温度変化に対してばね定数が変化するニッケル・チタン合金等の形状記憶合金により形成されており、従って制御弁24は両側からバイアスばね29の付勢力と感温ばね30の付勢力を受け、その釣り合いにより軸線方向の位置が定まり、感温ばね30が温度の変化によりばね定数が変化すると、制御弁24を移動させるものである。
【0014】
前記送りねじ部材13は、制御弁24と向かい合うように突出して形成した円筒部13cの外周に前記バイアスばね29及びばね受け部材31を外嵌した状態で、ナット32を円筒部13cの内周に螺着すると、ばね受け部材31の一端に形成された小径鍔部31aはナット32の頭部32aに係合して、ばね受け部材31は送りねじ部材13とナット32の間で移動自在に結合され、前記バイアスばね29を送りねじ部材13に形成された環状の受け部13dと、ばね受け部材31の他端に形成された環状の大径鍔部31bとの間に圧縮された状態で結合するもので、ばね受け部材31の他端は、前記制御弁24の小径部26に支持される。
【0015】
前記感温ばね30は第2部材14に形成された感温室33に収容された支持部材34の鍔部35と、第2部材14の内周面に形成された環状の鍔部21との間で支持されるもので、支持部材34は感温ばね30の付勢力で制御弁24の支持部材着座部26aに弾力的に支持され、その付勢力を制御弁24に対して水弁座18と水側着座部25bの間隔を広げる方向に及ぼし、前記バイアスばね29との間で制御弁24の位置を調節し、温度調節ハンドル8の操作により予め設定した温度の混合水が継続して供給できるように自動温度調節する機能を有している。
【0016】
本実施例においてカートリッジ9を組立てる手順を説明すると、スピンドル12を第1部材10の内部に収容した後に、第1部材10の外側からスピンドル12の外周にクリップ12aを係止し、スピンドル12を回転可能で軸方向変位不能とする。次に送りねじ部材13は円筒部13cの外周にバイアスばね29及びばね受け部材31を結合させた状態で、雌ねじ部13aをスピンドル12の雄ねじ部12bに螺合してスピンドル12を回転させると、送りねじ部材13の外周面に形成した凸部13bが、第1部材10の内周面に形成したレール溝10aに係合した状態で、第1部材10の内部に向けて移動する。
【0017】
次に第1部材10の開口部内周面と送りねじ部材13の外周面の間に湯側弁座部材22を挟着させ、制御弁24及び感温ばね30が収容された第2部材14を第1部材10に螺合すれば、カートリッジ9の組立ては終了する。
【0018】
本発明の混合水栓において、感温室33を通過する混合水の温度が温度調節ハンドル8により設定した温度よりも高くなると、感温ばね30はばね定数が高くなるので軸線が長くなるように変形し、支持部材34を介して制御弁24を図1において左方に移動させるので、湯弁座23と湯側着座部25aの間隔が狭くなると共に、水弁座18と水側着座部25bの間隔が広くなり、水室3からカートリッジ9に供給される水の流量が増加して混合水の温度を設定値に復帰させる。
【0019】
次に感温室33を通過する混合水の温度が温度調節ハンドル8により設定した温度よりも低くなると、感温ばね30はばね定数が低くなるので軸線が短くなるように変形し、水弁座18と水側着座部25bの間隔が狭くなり、湯弁座23と湯側着座部25aの間隔が広くなり、湯室2からカートリッジ9に供給される湯の流量が増加して混合水の温度を設定温度に復帰させる。
【0020】
上記混合水栓Aにおいて通常の混合水を吐水する場合を説明すると、図1ではカートリッジ9の湯入口16と水入口17から同量の湯と水が供給され、混合された後に所定の温度の混合水が混合室5を通過して外部へ吐水される。この場合の温度設定は、温度調節ハンドル8を回転操作してスピンドル12と連繋した送りねじ部材13の軸方向位置を移動させ、バイアスばね29の付勢力を変化させて感温ばね30の付勢力とバランスさせることで、制御弁24の軸方向位置をスライドさせ、湯弁座23と湯側着座部25aの間隔と、水弁座18と水側着座部25bの間隔を調節することで行う。
【0021】
この場合、湯側の供給圧力が上昇し、感温室33を通過する混合水の温度が温度調節ハンドル8で設定した温度よりも高くなると、感温ばね30はばね定数が高くなり軸線方向に長くなるように変形し、制御弁24を図において左方にスライドさせる。これにより湯弁座23と湯側着座部25aの間隔は狭くなり、水弁座18と水側着座部25bの間隔は広くなり、水入口17から供給される水の流量が増加して混合水温度が設定値に下がるように動作する。
【0022】
逆に水側の供給圧力が上昇し、感温室33を通過する混合水の温度が、温度調節ハンドル8で設定した温度よりも低下すれば、感温ばね30はばね定数が低くなり、バイアスばね29の付勢力で軸線方向に短くなるように変形し、制御弁24を図において右方にスライドさせる。これにより湯弁座23と湯側着座部25aの間隔は広くなり、水弁座18と水側着座部25bの間隔は狭くなり、湯入口16から供給される湯の流量が増加して混合水温度が設定値に上がるように動作する。
【0023】
このような感温ばね30の作用により、湯側又は水側の供給圧力が変動しても制御弁24は湯弁座23と水弁座18の間をスライドすることで、混合水は目標温度となるように調節される。
【0024】
【発明の効果】
本発明では、軸線方向に湯室と水室と混合室とを形成し各室に連通する収容室が形成された本体と、該本体の収容室に装着され温度調節機能を備えたカートリッジとからなり、該カートリッジは前記本体の湯室と連通する湯入口と水室と連通する水入口とを形成し、内部を軸線方向にスライドして湯入口からの湯の供給量と水入口からの水の供給量を調節する制御弁と、該制御弁を一方側から付勢する形状記憶合金製の感温ばねと、制御弁を他方側から付勢するバイアスばねとを収容し、カートリッジとスピンドルを介して連繋した温度調節ハンドルの操作でバイアスばねの付勢力を調節し、混合水の温度を調節する混合水栓において、前記カートリッジは第1部材と第2部材を螺合締結して一体に結合する構造であり、第1部材には温度調節ハンドルに連繋するスピンドルと、該スピンドルの外周に螺着しナットを介してばね受け部材及びバイアスばねを結合した送りねじ部材とを収容し、第2部材には制御弁と感温ばねとを収容したので、送りねじ部材にバイアスばねを結合した状態で第1部材に収容し、この第1部材と第2部材を螺合締結することでカートリッジを組立てることができ、組立時の部品点数を減らすことで作業性が大幅に向上し、作業時間が短縮され混合水栓を安価に製作することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の混合水栓の要部を示す正面縦断面図である。
【図2】カートリッジの分解斜視図である。
【図3】従来技術の説明図で、(a)は要部拡大図、(b)は分解斜視図である。
【符号の説明】
1 本体
2 湯室
3 水室
4 収容室
5 混合室
8 温度調節ハンドル
9 カートリッジ
10 第1部材
12 スピンドル
13 送りねじ部材
14 第2部材
16 湯入口
17 水入口
24 制御弁
29 バイアスばね
30 感温ばね
A 混合水栓[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a mixing faucet that mixes hot water and water to automatically adjust the temperature of the mixed water, and more particularly to a mixing faucet using a temperature sensitive spring made of a shape memory alloy as a temperature sensing element.
[0002]
[Prior art]
A mixing faucet that mixes hot water and water to adjust the temperature of the mixed water is capable of constantly discharging the mixed water at a certain temperature, because the temperature of the mixed water changes depending on the hot water pressure or the fluctuation of the feed water pressure. Since this is not possible, thermostatic mixing taps that can be automatically adjusted to return to the set temperature are known. Thermostat type mixing faucets use a wax element as a means to sense the temperature of the mixed water, and adjust the temperature of the hot water inlet and water inlet by moving the control valve by the thermal expansion and contraction of the wax element. The mixed water of the temperature set with the handle is discharged, but the heat amount of the mixed water is not directly transmitted to the wax element, the response to the temperature change is slow, the fluctuation of the hot water supply pressure or the water supply pressure, the temperature adjustment handle When the set temperature is changed by operating, there is a problem that the undershoot or overshoot is temporarily large, which causes cold water or hot water to be sprinkled. Especially when the overshoot is large, hot hot water is spouted suddenly. It was bad.
[0003]
Therefore, recently, a mixed faucet using a temperature-sensitive spring made of a shape memory alloy instead of the wax element has become widespread. JP-A-9-152050, FIGS. 3 and 4 (FIGS. 3 (a) and 3 (b) of the present application) are known as a mixing faucet using a temperature-sensitive spring made of such a shape memory alloy. There is something. 3A and 3B, the
[0004]
Therefore, by operating the
[0005]
In assembling the cartridge, the first member accommodates the spindle, the feed screw member and the bias spring separately, the second member accommodates the control valve, and the third member senses. It is necessary to accommodate a thermal spring, accommodate a large number of articles in each member and screw it together, and the assembly work is cumbersome, the productivity is poor, and it is not suitable for mass production. I couldn't.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention uses a shape memory alloy temperature-sensitive spring to improve the workability by reducing the number of parts when assembling a cartridge equipped with an automatic temperature adjustment function in a mixing faucet that adjusts the temperature of mixed water. It is an object of the present invention to make it possible to manufacture at low cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a main body in which a hot water chamber, a water chamber, and a mixing chamber are formed in the axial direction, and a storage chamber communicating with each chamber is formed, and a cartridge that is mounted in the storage chamber of the main body and has a temperature adjustment function. The cartridge forms a hot water inlet that communicates with the hot water chamber of the main body and a water inlet that communicates with the water chamber, and slides in the axial direction to supply the amount of hot water from the hot water inlet and the water from the water inlet. A control valve that adjusts the supply amount of the gas, a temperature-sensitive spring made of a shape memory alloy that biases the control valve from one side, and a bias spring that biases the control valve from the other side. In the mixing faucet which adjusts the temperature of the mixed water by adjusting the biasing force of the bias spring by the operation of the temperature adjusting handle connected through the cartridge, the cartridge is coupled integrally by screwing and fastening the first member and the second member Temperature control for the first member Housing and the spindle, via the screwed on the outer circumference of the spindle nut housing and a feed screw member coupled to the spring receiving member and the bias spring, the the second member and the control valve and the temperature-sensitive spring for interlocking the bundle It is a thing.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the main body 1 of the mixing faucet A has a horizontally long cylindrical shape. A
[0009]
The
[0010]
A
[0011]
The
[0012]
A
[0013]
Inside the
[0014]
The
[0015]
The temperature-
[0016]
The procedure for assembling the
[0017]
Next, the hot water side
[0018]
In the mixing faucet of the present invention, when the temperature of the mixed water passing through the temperature-
[0019]
Next, when the temperature of the mixed water passing through the temperature-
[0020]
The case where normal mixed water is discharged from the mixing faucet A will be described. In FIG. 1, the same amount of hot water and water is supplied from the
[0021]
In this case, when the supply pressure on the hot water side rises and the temperature of the mixed water passing through the temperature-
[0022]
On the other hand, if the supply pressure on the water side rises and the temperature of the mixed water passing through the
[0023]
Due to the action of the temperature-
[0024]
【The invention's effect】
In the present invention, a main body in which a hot water chamber, a water chamber, and a mixing chamber are formed in the axial direction and a storage chamber communicating with each chamber is formed, and a cartridge that is mounted in the storage chamber of the main body and has a temperature adjustment function. The cartridge forms a hot water inlet that communicates with the hot water chamber of the main body and a water inlet that communicates with the water chamber, and slides in the axial direction to supply the amount of hot water from the hot water inlet and the water from the water inlet. A control valve that adjusts the supply amount of the gas, a temperature-sensitive spring made of a shape memory alloy that biases the control valve from one side, and a bias spring that biases the control valve from the other side. In the mixing faucet which adjusts the temperature of the mixed water by adjusting the biasing force of the bias spring by the operation of the temperature adjusting handle connected through the cartridge, the cartridge is coupled integrally by screwing and fastening the first member and the second member The first member is temperature controlled. Housing and the spindle, via the screwed on the outer circumference of the spindle nut housing and a feed screw member coupled to the spring receiving member and the bias spring, the the second member and the control valve and the temperature-sensitive spring for interlocking the handle Therefore, the cartridge can be assembled by accommodating the first spring in a state in which the bias spring is coupled to the feed screw member and screwing and fastening the first member and the second member, thereby reducing the number of parts at the time of assembly. As a result, workability is greatly improved, work time is shortened, and a mixed water faucet can be manufactured at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front longitudinal sectional view showing a main part of a mixing faucet of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of a cartridge.
3A and 3B are explanatory diagrams of the prior art, in which FIG. 3A is an enlarged view of a main part, and FIG. 3B is an exploded perspective view.
[Explanation of symbols]
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