JP4596518B2 - 湯水混合弁 - Google Patents

Description

本発明は、湯水混合弁に関するものである。

周壁に湯入口と水入口とが形成された外筒と、外筒内に摺動回転可能に収容され周壁に湯入口及び／又は水入口と連通可能な貫通穴が形成された有底の内筒とを備え、内筒の開放端が混合水出口を形成する湯水混合弁が従来から使用されている。

従来の湯水混合弁においては、湯入口から給湯配管との接続部までの給湯経路の構造と、水入口から給水配管との接続部までの給水経路の構造とが異なっていたため、給湯経路による圧力損失と給水経路による圧力損失とがバランスせず、湯側の一次圧と水側の一次圧とがバランスせず、混合水の温度制御が不調になる場合を生じていた。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、混合水の温度制御が不調になる事態の発生が抑制された、湯水混合弁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、周壁に湯入口と水入口とが形成されると共に湯入口から径方向外方へ延びる給湯配管との円筒状接続部と水入口から径方向外方へ延びる給水配管との円筒状接続部とを有する外筒と、外筒内に摺動回転可能に収容され周壁に湯入口及び／又は水入口と連通可能な貫通穴が形成された有底の内筒とを備え、内筒の開放端が混合水出口を形成する湯水混合弁であって、湯入口から給湯配管との接続部までの給湯経路と、水入口から給水配管との接続部までの給水経路とが、外筒の中心軸線を間に挟んで対称構造となっており、給湯配管との円筒状接続部の端部にはフランジとフランジに対峙する環状突起とが形成され、給水配管との円筒状接続部の端部にはフランジとフランジに対峙する環状突起とが形成され、給湯配管との接続がクイックファスナー接続の場合には給湯配管との円筒状接続部のフランジがクイックファスナーと係合し給湯配管との接続がＵピン接続の場合には給湯配管との円筒状接続部のフランジと環状突起との間に形成された環状溝がＯリングを収容すると共に環状突起がＵピンと係合し、給水配管との接続がクイックファスナー接続の場合には給水配管との円筒状接続部のフランジがクイックファスナーと係合し給水配管との接続がＵピン接続の場合には給水配管との円筒状接続部のフランジと環状突起との間に形成された環状溝がＯリングを収容すると共に環状突起がＵピンと係合することにより、クイックファスナー接続とＵピン接続の何れにも対応可能であることを特徴とする湯水混合弁を提供する。

本発明に係る湯水混合弁においては、湯入口から給湯配管との接続部までの給湯経路と、水入口から給水配管との接続部までの給水経路とが、外筒の中心軸線を間に挟んで対称構造なので、前記給湯経路による圧力損失と前記給水経路による圧力損失とがバランスし、湯側の一次圧と水側の一次圧とがバランスする。この結果、混合水の温度制御が不調になる事態の発生が抑制される。

本発明に係る湯水混合弁においては、給湯配管との接続部と給水配管との接続部とが、クイックファスナー接続とＵピン接続の何れにも対応可能なので、接続治具の選択の幅が広がり、便利である。

本発明の好ましい態様においては、湯水混合弁は二次側通路部材を備え、内筒の開放端がインロー継手を介して二次側通路部材に接続されている。
混合水出口を形成する内筒の開放端を、インロー継手を介して二次側通路部材と接続することにより、湯入口や水入口を介して内筒周壁に加わるに一次圧による内筒の偏心が抑制され、内筒と外筒の摺接部の止水性が向上する。また内筒と外筒の摺接部から二次側通路へ至る漏れ経路長が増加し、且つ漏れ経路が屈曲することにより、漏れ経路を通過する湯水の圧力損失が増加し、前記漏れ経路を介する二次側通路への湯水の漏洩が抑制される。

本発明の好ましい態様においては、内筒の内面に突起が形成されている。
湯水混合弁を組み立てる際に、内筒の零回転位置を内筒駆動装置の零回転位置に対して正確に位置決めする必要がある。内筒の内面に突起を形成しておけば、適当な治具を当該突起に係合させて、内筒駆動装置の零回転位置に対して内筒の零回転位置を正確に位置決めすることができる。

本発明の好ましい態様においては、内筒外周面に複数の溝が形成されている。
本発明の好ましい態様においては、外筒内周面の内筒との摺接部に複数の溝が形成されている。
内筒外周面に複数の溝が形成され、或いは外筒内周面の内筒との摺接部に複数の溝を形成することにより、内筒と外筒の摺接部の止水性が、ラビリンス効果により向上する。

本発明の好ましい態様においては、二次側通路部材は外筒に着脱可能に接続されている。
二次側通路部材を外筒に着脱可能に接続することにより、弁全体を変更することなく、二次側通路部材のみを種々に変更して、下流側配管のバリエーションに対応することが可能になる。

本発明の好ましい態様においては、二次側通路部材はＬ状に屈曲しており、外筒に回転可能に接続されている。
二次側通路部材をＬ状に屈曲させることにより、屈曲部で発生する乱流により湯水の混合が促進される。二次側通路を外筒に回転可能に接続することにより、下流側配管の配置の自由度が増し、湯水混合弁を備える水回り機器が小型化される。

本発明の好ましい態様においては、内筒、外筒、二次側通路部材の少なくとも一つが樹脂で形成されている。
内筒、外筒、二次側通路部材の少なくとも一つが樹脂で形成されることにより、湯水混合弁が軽量化される。

本発明に係る湯水混合弁においては、湯入口から給湯配管との接続部までの給湯経路と、水入口から給水配管との接続部までの給水経路とが、外筒の中心軸線を間に挟んで対称構造なので、前記給湯経路による圧力損失と前記給水経路による圧力損失とがバランスし、湯側の一次圧と水側の一次圧とがバランスする。この結果、混合水の温度制御が不調になる事態の発生が抑制される。
本発明に係る湯水混合弁においては、給湯配管との接続部と給水配管との接続部とが、クイックファスナー接続とＵピン接続の何れにも対応可能なので、接続治具の選択の幅が広がり、便利である。

本発明の実施例に係る湯水混合弁を説明する。

図１に示すように、湯水混合弁Ａは、互いに正対する湯入口１ａと水入口１ｂとが周壁に形成された円筒状の外筒１を備えている。湯入口１ａ、水入口１ｂから円筒状接続部１ｃ、１ｄが径方向外方へ延びている。円筒状接続部１ｃ、１ｄの端部に、逆止弁２ａ、２ｂが嵌入固定されている。円筒状接続部１ｃ、１ｄの端部は、Ｕピン３ａ、３ｂを用いたＵピン接続により、給湯配管１００、給水配管２００に接続している。円筒状接続部１ｃ、１ｄと給湯配管１００、給水配管２００との接続部は、Ｏリング４ａ、４ｂによってシールされている。
湯入口１ａから給湯配管１００との接続部までの給湯経路と、水入口１ｂから給水配管２００との接続部までの給水経路とは、図１から分かるように、外筒の中心軸線Ｘを間に挟んで対称構造となっている。

一端が閉鎖された有底円筒状の内筒５が、摺動回転可能に外筒１に収容されている。図２に示すように、内筒５の周壁に、湯入口１ａ及び／又は水入口１ｂと連通可能な、正面視略楕円形の貫通穴５ａが形成されている。貫通穴５ａは、内筒５の周壁の一部により形成され内筒５の長手方向に延在する補強リブ５ｂにより、補強リブ５ｂを間に挟んで対峙する対称形状の二つの半部分に分割されている。図１に示すように、内筒５の開放端は、混合水出口５ｃを形成している。
図１に示すように、内筒５の閉鎖端から伸びるロッド６が、外筒１の一方の端部を摺動回転可能に貫通して、外筒１の外方へ延びている。ロッド６の外筒貫通部は、Ｏリング７ａ、７ｂによってシールされている。ロッド６の外筒外へ延びた端部６ａは、ステッピングモータ３００の出力軸にセレーション結合している。

図１に示すように、Ｌ状に屈曲した二次側通路部材７の一端が外筒１の他方の端部に嵌入し、Ｕピン８を用いたＵピン接続により、外筒１の他方の端部に着脱可能に且つ回転可能に接続されている。二次側通路部材７と外筒１の他方の端部との接続部は、Ｏリング９によってシールされている。
二次通路部材７の前記一端は、インロー継手１０を介して、内筒５の開放端に接続している。
二次側通路部材７の他端は、図示しない水回り機器へ向けて伸びる下流側配管４００の一端に嵌入し、Ｕピン１１を用いたＵピン接続により、下流側配管４００の一端に接続されている。二次通路部材７の他端と下流配管４００の一端との接続部は、Ｏリング１２によってシールされている。
外筒１、内筒５、二次側通路部材７は樹脂で形成されている。

湯水混合弁Ａにおいては、給湯配管１００から逆止弁２ａと湯入口１ａと貫通穴５ａとを介して内筒５内へ流入した湯と、給水配管２００から逆止弁２ｂと水入口１ｂと貫通穴５ａとを介して内筒５内へ流入した湯とが、内筒５内で混合される。混合水は、混合水出口５ｃと二次側通路部材７とを通って、下流側配管４００へ流出し、図示しない水回り機器に供給される。内筒５の回転角度がステッピングモータ３００によって制御されることにより、湯と水の混合比が制御され、混合水の温度が制御される。

湯入口１ａから給湯配管１００との接続部までの給湯経路と、水入口１ｂから給水配管２００との接続部までの給水経路とが、外筒１の中心軸線Ｘを間に挟んで非対称構造であると、前記給湯経路による圧力損失と前記給水経路による圧力損失とがバランスせず、湯側の一次圧と水側の一次圧とがバランスしないので、湯水混合弁Ａによる混合水の温度制御が不調になる場合を生ずる。湯水混合弁Ａにおいては、湯入口１ａから給湯配管１００との接続部までの給湯経路と、水入口１ｂから給水配管２００との接続部までの給水経路とを、外筒１の中心軸線Ｘを間に挟んで対称構造にすることによって、給湯経路による圧力損失と前記給水経路による圧力損失とがバランスされ、湯側の一次圧と水側の一次圧とがバランスされ、混合水温度制御の不調発生が抑制されている。

湯水混合弁Ａにおいては、混合水出口５ｃを形成する内筒５の開放端が、インロー継手１０を介して、二次側通路部材７の一端に接続されているので、湯入口１ａや水入口１ｂを介して内筒５周壁に加わるに一次圧による内筒５の偏心が抑制され、内筒５と外筒１の摺接部の止水性が向上している。
湯水混合弁Ａにおいては、インロー継手１０の配設によって、内筒５と外筒１との摺接部から二次側通路部材７により形成される二次側通路へ至る漏れ経路Ｐの長さが増加することにより、またインロー継手１０の配設によって、漏れ経路Ｐが屈曲して漏れ経路Ｐを通過する湯水の圧力損失が増加することにより、漏れ経路Ｐを介する二次側通路への湯水の漏洩が抑制されている。

湯水混合弁Ａにおいては、二次側通路部材７が、外筒１に着脱可能に接続されているので、湯水混合弁Ａの全体を変更することなく、二次側通路部材７のみを種々に変更することにより、下流側配管４００のバリエーションに対応することができる。

湯水混合弁Ａにおいては、二次側通路部材７がＬ状に屈曲しているので、屈曲部での乱流発生により、湯水の混合が促進されている。
湯水混合弁Ａにおいては、二次側通路部材７が、外筒１に回転可能に接続しているので、下流側配管４００の配置の自由度が増し、湯水混合弁Ａを備える水回り機器が小型化されている。

湯水混合弁Ａは、樹脂で形成された外筒１，内筒５、二次側通路部材７を備えているので、これらの部材が金属で形成されていた従来の湯水混合弁に比べて軽量である。また、樹脂製の部材は機械加工を要しないので、湯水混合弁Ａは、機械加工を要する金属製の部材を備えていた従来の湯水混合弁に比べて製造コストが低い。外筒１，内筒５、二次側通路部材７中の何れか一つ又は二つを樹脂で形成しても良い。
周壁に貫通穴５ａが形成された内筒５を樹脂成形すると、脱型後の変形で周壁が歪み、内筒５と外筒１の摺接部の止水性が低下する可能性がある。湯水混合弁Ａにおいては、内筒５の周壁に形成された貫通穴５ａに、内筒５の長手方向に延在する補強リブ５ｂを形成して、内筒５の捩じり剛性と曲げ剛性とを補強したので、脱型後の内筒５周壁の変形が抑制され、内筒５を樹脂成形することによる内筒５と外筒１の摺接部の止水性低下が抑制されている。

図３に示すように、インロー継手１０に隣接して、二次側通路部材７の端面に環状溝７ａを形成しても良い。インロー継手１０を形成する内筒５の開放端の外周角部５ｄをＲ加工せずに直角のまま残しても良い。
環状溝７ａ内での渦の発生、外周角部５ｄでの渦の発生促進により、内筒５と外筒１との摺接部から二次側通路部材７により形成される二次側通路へ至る漏れ経路Ｐを通過する湯水の圧力損失が増加し、漏れ経路Ｐを介する二次側通路への湯水の漏洩が抑制される。

内筒５の内面に突起を形成しても良い。
湯水混合弁Ａを組み立てる際に、内筒５の零回転位置をステッピングモータ３００の零回転位置に対して正確に位置決めした上で、ロッド端部６ａをステッピングモータ３００の出力軸にセレーション結合させせる必要がある。内筒５の内面に適当な形状の突起を形成しておけば、前記突起に係合可能な治具を用いて、ステッピングモータ３００の零回転位置に対して内筒５の零回転位置を正確に位置決めすることができる。
図２（ｂ）に一点鎖線で示すように、補強リブ５ｂを径方向内方へ伸ばして突起を形成すれば、補強リブ５ｂの剛性が増加し、内筒５を樹脂成形する際の脱型後の内筒５の変形が更に抑制される。補強リブ５ｂを内筒５の対峙する内面まで伸ばして当該内面に突き当てても良い。

図４（ａ）に示すように、内筒５の外周面に、長手方向に延在する複数の溝５ｅを形成し、或いは図４（ｂ）に示すように、内筒５の外周面に、周方向に延在する複数の溝５ｆを形成しても良い。溝は内筒の外周面に形成された凹部であっても良く或いは外周面に形成された複数の凸条の間に形成された凹部であっても良い。
外筒１内周面の内筒５との摺接部に、長手方向に延在する複数の溝を形成し、或いは周方向に延在する複数の溝を形成しても良い。溝は外筒の内周面に形成された凹部であっても良く或いは内周面に形成された複数の凸条の間に形成された凹部であっても良い。
内筒５の外周面に複数の溝５ｅ或いは５ｆが形成され、或いは外筒１内周面の内筒５との摺接部に複数の溝が形成されることにより、内筒５と外筒１の摺接部の止水性が、ラビリンス効果により向上する。

図５に示すように、外筒の円筒状接続部１ｃと給湯配管１００との接続部と、外筒の円筒状接続部１ｄと給水配管２００との接続部とを、Ｕピン３を用いたＵピン接続と、クイックファスナー１３を用いたクイックファスナー接続との何れにも対応可能に構成しても良い。
外筒１の給湯配管１００との接続部と給水配管２００との接続部とが、Ｕピン３を用いたＵピン接続と、クイックファスナー１３を用いたクイックファスナー接続との何れにも対応可能であれば、湯水混合弁Ａと給湯配管１００、給水配管２００とを接続する接続治具の選択の幅が広がり、便利である。

本発明は、湯水混合弁に広く利用可能である。

本発明の実施例に係る湯水混合弁の断面図である。 本発明の実施例に係る湯水混合弁が備える内筒の構造図である。（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。 本発明の他の実施例に係る湯水混合弁の部分拡大断面図である。 本発明の他の実施例に係る湯水混合弁が備える内筒の側面図である。 本発明の他の実施例に係る湯水混合弁の部分拡大断面図である。

符号の説明

Ａ 湯水混合弁
１ 外筒
１ａ 湯入口
１ｂ 水入口
５ 内筒
５ａ 貫通穴
５ｂ 補強リブ
５ｃ 混合水出口
５ｅ、５ｆ 溝
７ 二次側通路部材
１０ インロー継手
１００ 給湯配管
２００ 給水配管
３００ ステッピングモータ
４００ 下流側配管

Claims (8)

1. 周壁に湯入口と水入口とが形成されると共に湯入口から径方向外方へ延びる給湯配管との円筒状接続部と水入口から径方向外方へ延びる給水配管との円筒状接続部とを有する外筒と、外筒内に摺動回転可能に収容され周壁に湯入口及び／又は水入口と連通可能な貫通穴が形成された有底の内筒とを備え、内筒の開放端が混合水出口を形成する湯水混合弁であって、湯入口から給湯配管との接続部までの給湯経路と、水入口から給水配管との接続部までの給水経路とが、外筒の中心軸線を間に挟んで対称構造となっており、給湯配管との円筒状接続部の端部にはフランジとフランジに対峙する環状突起とが形成され、給水配管との円筒状接続部の端部にはフランジとフランジに対峙する環状突起とが形成され、給湯配管との接続がクイックファスナー接続の場合には給湯配管との円筒状接続部のフランジがクイックファスナーと係合し給湯配管との接続がＵピン接続の場合には給湯配管との円筒状接続部のフランジと環状突起との間に形成された環状溝がＯリングを収容すると共に環状突起がＵピンと係合し、給水配管との接続がクイックファスナー接続の場合には給水配管との円筒状接続部のフランジがクイックファスナーと係合し給水配管との接続がＵピン接続の場合には給水配管との円筒状接続部のフランジと環状突起との間に形成された環状溝がＯリングを収容すると共に環状突起がＵピンと係合することにより、クイックファスナー接続とＵピン接続の何れにも対応可能であることを特徴とする湯水混合弁。
2. 二次側通路部材を備え、内筒の開放端がインロー継手を介して二次側通路部材に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の湯水混合弁。
3. 内筒の内面に突起が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の湯水混合弁。
4. 内筒外周面に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の湯水混合弁。
5. 外筒内周面の内筒との摺接部に複数の溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の湯水混合弁。
6. 二次側通路部材は外筒に着脱可能に接続されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の湯水混合弁。
7. 二次側通路部材はＬ状に屈曲しており、外筒に回転可能に接続されていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の湯水混合弁。
8. 外筒、内筒、二次側通路部材の少なくとも一つが樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の湯水混合弁。

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