JP4805088B2 - Hot water tap - Google Patents
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Description
本発明は、水栓本体内に軸線方向に移動可能に設けられた可動弁体を、形状記憶材料よりなる感温バネとバイアスバネとにより軸線方向の両側から付勢するように構成されている湯水混合栓に関するものである。 The present invention is configured to urge a movable valve body provided in the faucet body so as to be movable in the axial direction from both sides in the axial direction by a temperature-sensitive spring and a bias spring made of a shape memory material. It relates to hot and cold water mixing taps.
この種の湯水混合栓は、水栓本体内に設けられた水側弁座及び湯側弁座と、これら両弁座に選択的に接離するように前記水栓本体内に同軸上で軸線方向に移動可能に設けられた可動弁体と、この可動弁体の上流側および下流側の水栓本体内にそれぞれ形成された湯流入室及び湯水混合室と、前記可動弁体を湯側弁座と接近する方向に付勢するように前記湯水混合室側に設けられた形状記憶材料よりなる感温バネと、この感温バネの付勢力に対抗させて前記可動弁体を水側弁座と接近する方向に付勢するように前記湯流入室側に設けられたバイアスバネと、前記水栓本体の一端に設けられ前記可動弁体を軸線方向に移動可能に収容する筒状ハウジングと、この筒状ハウジング内に収容され温度調整用ハンドル(以下、温調用ハンドルと称する)の回転操作に連動して回転する温度調整用栓棒(以下、温調用栓棒と称する)と、この温調用栓棒に形成の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部材を有し該栓棒の回転に伴い前記筒状ハウジング内を軸線方向に移動する筒状の移動部材とを備え、この移動部材の軸線方向移動により前記バイアスバネを伸縮させて前記可動弁体を軸線方向に移動させることによって湯水混合水の吐水温度を調整可能に構成されている。 This type of hot and cold water mixing valve is composed of a water side valve seat and a hot water side valve seat provided in the faucet body, and an axial line coaxially in the faucet body so as to selectively contact and separate these valve seats. A movable valve body movably provided in the direction, a hot water inflow chamber and a hot water mixing chamber formed in the water faucet body upstream and downstream of the movable valve body, and the movable valve body as a hot water side valve. A temperature-sensitive spring made of a shape memory material provided on the hot water / water mixing chamber side so as to be biased in a direction approaching the seat; and the movable valve body is made to oppose the biasing force of the temperature-sensitive spring to the water-side valve seat A bias spring provided on the hot water inflow chamber side so as to be biased in a direction approaching, and a cylindrical housing provided at one end of the faucet body and movably accommodating the movable valve body in an axial direction; A temperature adjustment handle (hereinafter referred to as a temperature adjustment handle) housed in the cylindrical housing. A temperature adjusting plug rod (hereinafter referred to as a temperature adjustment plug rod) that rotates in conjunction with the rotation operation, and a female screw member that is threadedly engaged with a male screw portion formed on the temperature adjustment plug rod. And a cylindrical moving member that moves in the axial direction in the cylindrical housing, and the bias spring is expanded and contracted by moving the moving member in the axial direction to move the movable valve body in the axial direction. The water discharge temperature is adjustable.
そして、上記構成からなる従来一般の湯水混合栓においては、前記温調用栓棒と前記筒状ハウジングとの抜止用相互接触面が、前記可動弁体の移動する軸線方向に対して垂直な面に構成されていた。 In the conventional hot and cold water mixing tap having the above-described configuration, the mutual contact surface for preventing the temperature adjusting plug rod and the cylindrical housing is perpendicular to the axial direction in which the movable valve body moves. Was composed.
ところで、この種の湯水混合栓では、前記可動弁体が高温の吐水域に位置された状態において、感温バネが大きく圧縮されて該感温バネの付勢力が著しく増大されることになり、この感温バネの付勢力とバイアスバネの蓄力とが総和して筒状ハウジング内の移動部材に強大な軸力が働き、この強大な軸力によって移動部材に雌ねじ部材および雄ねじ部を介して螺合連係されている温調用栓棒に回転力が作用して該温調用栓棒が不測に自転されることになり、この温調用栓棒の時点により可動弁体が水側弁座から離間する方向に移動され、その結果、冷水が湯水混合室に流入して、高温吐水域に調整(設定)された吐水温度を維持することができないという不良事態を招きやすい。殊に、前記温調用栓棒に形成されている雄ねじ部は、温度調整の操作負荷をできるだけ軽減するように、例えばリードの大きい二条ねじから構成されていることが多い。そのため、温調用栓棒の抜止め機能を発揮させるべく該温調用栓棒と筒状ハウジングとを軸線方向に垂直な面同士で接触させるように従来一般の湯水混合栓では、限られた径内での両接触面の接触面積が小さく、両接触面間の回転摩擦抵抗を十分に大きくとれないことから、前記軸力の作用に伴い温調用栓棒が一層自転しやすく、この自転に起因する上記のような不良事態の発生は避けられないという問題がある。 By the way, in this kind of hot and cold water mixing tap, in the state where the movable valve body is located in a high temperature water discharge region, the temperature sensitive spring is greatly compressed, and the urging force of the temperature sensitive spring is significantly increased. The urging force of the temperature-sensitive spring and the accumulated force of the bias spring are summed up to exert a strong axial force on the moving member in the cylindrical housing, and this strong axial force causes the moving member to pass through the female screw member and the male screw portion. A rotational force acts on the temperature adjustment plug rod that is screwed together, and the temperature adjustment plug rod rotates unexpectedly, and the movable valve element is separated from the water side valve seat at the time of this temperature adjustment plug rod. As a result, cold water flows into the hot / cold water mixing chamber, and the water discharge temperature adjusted (set) in the high temperature water discharge area cannot be maintained easily. In particular, the male thread portion formed on the temperature adjusting plug rod is often composed of, for example, a double thread having a large lead so as to reduce the operation load for temperature adjustment as much as possible. For this reason, in order to bring out the function of preventing the temperature control plug bar from being removed, the conventional hot and cold water mixing plug has a limited inner diameter so that the temperature control plug bar and the cylindrical housing are brought into contact with each other at surfaces perpendicular to the axial direction. Because the contact area of both contact surfaces is small and the rotational friction resistance between both contact surfaces cannot be sufficiently large, the temperature adjusting plug rod is more likely to rotate along with the action of the axial force, and this is caused by this rotation. There is a problem that the occurrence of such a bad situation is unavoidable.
このような従来一般の湯水混合栓が有する問題、すなわち、温調用栓棒の自転を防止する手段として、前記温調用栓棒と前記筒状ハウジングとの軸線方向に対して垂直な面間に前記感温バネの付勢力に対抗するように圧縮コイルスプリングを介在させ、これによって、前記可動弁体が高温の吐水域に位置された状態で感温バネの付勢力とバイアスバネの蓄力との相和により移動部材に働く軸力を弱めて温調用栓棒の自転を防止するようにしたものが提案されていた(例えば、特許文献1参照)。 As a means for preventing the rotation of the temperature control plug bar, such a problem that the conventional general hot and cold water mixing plug has, between the surfaces perpendicular to the axial direction of the temperature control plug bar and the cylindrical housing, A compression coil spring is interposed so as to oppose the biasing force of the temperature-sensitive spring, so that the biasing force of the temperature-sensitive spring and the accumulated force of the bias spring can be obtained while the movable valve body is positioned in a high temperature water discharge area. There has been proposed a technique in which the axial force acting on the moving member is weakened by phase reduction to prevent rotation of the temperature adjusting plug rod (see, for example, Patent Document 1).
また、前記温調用栓棒と前記筒状ハウジングとの軸線方向に対して垂直な面間に、例えばラチェットなどの回転抵抗機構を介在したものや、回転抵抗機構と前記感温バネの付勢力に対抗する圧縮コイルスプリングとを共存させたものも提案されていた(例えば、特許文献2参照)。 In addition, a rotation resistance mechanism such as a ratchet is interposed between surfaces perpendicular to the axial direction of the temperature adjusting plug rod and the cylindrical housing, or the urging force of the rotation resistance mechanism and the temperature sensitive spring is used. A coexisting compression coil spring is also proposed (for example, see Patent Document 2).
しかしながら、上記特許文献1や特許文献2で示されている従来提案の湯水混合栓の場合は、温調用栓棒と筒状ハウジングとの軸線方向に対して垂直な面間に圧縮コイルバネやラチェット等の回転抵抗機構あるいはその両者を組込むために、筒状ハウジング側にその組込み用の軸線方向スペースを設ける必要があって、この筒状ハウジングが軸長の大きいものとなり、その結果、湯水混合栓全体が軸長において大型化するという問題がある。また、温調用栓棒の自転防止用の組込み部品点数が増えるために、それだけ製作・組付け面からコスト高になりやすいという問題があった。 However, in the case of the conventionally proposed hot and cold water mixing plugs shown in
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的は、温調用栓棒の自転防止のための特別な部品は一切用いないでコストの低減及び全体の小型化を図りながら、高温吐水域に調整(設定)された吐水温度を確実かつ安定よく維持することができる湯水混合栓を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reduce costs and reduce the overall size without using any special parts for preventing rotation of the temperature control plug rod. An object of the present invention is to provide a hot and cold water mixing tap capable of reliably and stably maintaining the water discharge temperature adjusted (set) in the high temperature water discharge area.
上記目的を達成するために、本発明に係る湯水混合栓は、水栓本体内に設けられた水側弁座及び湯側弁座と、これら両弁座に選択的に接離するように前記水栓本体内に同軸上で軸線方向に移動可能に設けられた可動弁体と、この可動弁体の上流側および下流側の水栓本体内にそれぞれ形成された湯流入室及び湯水混合室と、前記可動弁体を湯側弁座と接近する方向に付勢するように前記湯水混合室側に設けられた形状記憶材料よりなる感温バネと、この感温バネの付勢力に対抗させて前記可動弁体を水側弁座と接近する方向に付勢するように前記湯流入室側に設けられたバイアスバネと、前記水栓本体の一端に設けられ前記可動弁体を軸線方向に移動可能に収容する筒状ハウジングと、この筒状ハウジング内に収容され温調用ハンドルの回転操作に連動して回転する温調用栓棒と、この温調用栓棒に形成の雄ねじ部に螺合する雌ねじ部材を有し該栓棒の回転に伴い前記筒状ハウジング内を軸線方向に移動する筒状の移動部材とを備え、この移動部材の軸線方向移動により前記バイアスバネを伸縮させて前記可動弁体を軸線方向に移動させることによって湯水混合水の吐水温度を調整可能に構成している湯水混合栓において、前記温調用栓棒と前記筒状ハウジングとの抜止用相互接触面を、前記可動弁体側ほど漸次大径となるように軸線方向に傾斜するテーパー面に形成していることを特徴としている。 In order to achieve the above-mentioned object, a hot and cold water mixing valve according to the present invention includes a water side valve seat and a hot water side valve seat provided in a faucet body, and the above-mentioned valve seats so as to be selectively contacted and separated. A movable valve body provided coaxially in the faucet body so as to be movable in the axial direction, and a hot water inflow chamber and a hot water mixing chamber formed in the water faucet body on the upstream side and downstream side of the movable valve body, respectively A temperature sensitive spring made of a shape memory material provided on the hot water / water mixing chamber side so as to bias the movable valve body in a direction approaching the hot water valve seat, and a biasing force of the temperature sensitive spring A bias spring provided on the hot water inflow chamber side to urge the movable valve body in a direction approaching the water side valve seat, and the movable valve body provided at one end of the faucet body are moved in the axial direction. A cylindrical housing that can be accommodated and rotation of a temperature control handle that is accommodated in the cylindrical housing A temperature adjusting plug rod that rotates in conjunction with the operation, and a female screw member that engages with a male screw portion formed on the temperature adjusting plug rod, and moves axially in the cylindrical housing as the plug rod rotates. A cylindrical moving member, and the bias spring is expanded and contracted by moving the moving member in the axial direction to move the movable valve body in the axial direction so that the discharge temperature of the hot / cold water can be adjusted. In the hot and cold water mixing plug, the mutual contact surface for preventing the temperature adjusting plug rod and the cylindrical housing is formed as a tapered surface inclined in the axial direction so that the diameter gradually increases toward the movable valve body. It is a feature.
上記のように温調用栓棒と筒状ハウジングとの抜止用相互接触面を可動弁体側ほど漸次大径となるように軸線方向に傾斜するテーパー面に形成してなる本発明では、筒状ハウジングの径及び軸長を大きくしなくても、前記両接触面の接触面積を増やすとともに、感温バネの付勢力を利用して楔効果も発現させて両面間の回転摩擦抵抗を十分に確保することができる。したがって、両面間にコイルスプリングやラチェット等の回転抵抗機構という部品の組込み及びその組込みスペースを要しないことと、筒状ハウジングの小径化、短軸長化とが相俟って、湯水混合栓全体の製作・組付け面でのコストの低減化及び小型化を図りながらも、可動弁体が高温の吐水域に位置された状態で著しく増大される感温バネの付勢力とバイアスバネの蓄力との総和により温調用栓棒に強力な回転力が作用したとしても、前記両面間に発現される回転摩擦抵抗でその回転力に十分に打ち勝って該温調用栓棒が不測に自転することを確実に防止することができ、これによって、温吐水域に調整(設定)された吐水温度を確実かつ安定よく維持することができるという効果を奏する。 In the present invention, the mutual contact surface for preventing the temperature control plug rod and the cylindrical housing is formed on the tapered surface inclined in the axial direction so as to gradually increase in diameter toward the movable valve body as described above. Even without increasing the diameter and axial length, the contact area of both the contact surfaces is increased, and the wedge effect is also expressed by utilizing the biasing force of the temperature-sensitive spring to sufficiently secure the rotational friction resistance between both surfaces. be able to. Therefore, the combination of parts such as a coil spring and a ratchet, such as a coil spring and a ratchet, and the installation space are not required between both sides, and the diameter of the cylindrical housing and the shortened shaft length are combined. The urging force of the temperature-sensitive spring and the accumulating force of the bias spring are greatly increased while the movable valve element is located in the hot water discharge area, while reducing the cost and miniaturization of the manufacturing and assembly surfaces Even if a strong rotational force acts on the temperature adjustment plug rod due to the sum of the above, the rotational friction resistance developed between the two surfaces sufficiently overcomes the rotational force, and the temperature adjustment plug rod rotates unexpectedly. This can be surely prevented, and thereby, it is possible to reliably and stably maintain the water discharge temperature adjusted (set) in the warm water discharge area.
特に、本発明においては、温度調整の操作負荷をできるだけ軽減できるように前記温調用栓棒に形成の雄ねじ部をリードの大きい二条ねじから構成した場合(請求項4)においても、上述のとおり両面間に発現される回転摩擦抵抗で温調用栓棒の自転を防止することが可能であり、これによって、温度調整操作の容易化と調整吐水温度の安定維持とを両立することができる。 In particular, in the present invention, even when the male screw portion formed on the temperature adjusting plug rod is composed of a double thread having a large lead so that the operation load for temperature adjustment can be reduced as much as possible (Claim 4), both sides as described above. It is possible to prevent the rotation of the temperature adjusting plug rod with the rotational friction resistance that is expressed in the middle, and thereby it is possible to achieve both the ease of the temperature adjustment operation and the stable maintenance of the adjusted water discharge temperature.
本発明において前記温調用栓棒と前記筒状ハウジングとの抜止用相互接触テーパー面は、前記可動弁体の軸線に対して20〜60度範囲の傾斜角度に設定されていることが好ましい(請求項2)。
因みに、前記テーパー面の傾斜角度を60度を超える値に設定すると、温調用栓棒を抜止め支持する筒状ハウジンク側の環状壁部の肉厚が小さくなって、強大な軸力(軸荷重)を受けた時にその環状壁部が変形しやすいという強度上の問題があり、そのような強度上の問題をなくするために、環状壁部の肉厚を大きくとると、その分だけ筒状ハウジングの軸長が大きくなり、湯水混合栓全体の小型化の阻害要因となる。
また、前記テーパー面の傾斜角度を20度未満に設定すると、軸荷重に対して筒状ハウジングの環状壁部に垂直に掛かる荷重が増大して、この筒状ハウジング側のテーパー面が撓むやすくなり、その結果、温調用栓棒が垂直面の場合よりも逆に自転しやすくなる。In the present invention, the mutual contact taper surface for preventing the temperature control plug rod and the cylindrical housing is preferably set to an inclination angle in the range of 20 to 60 degrees with respect to the axis of the movable valve body. Item 2).
By the way, if the inclination angle of the tapered surface is set to a value exceeding 60 degrees, the wall thickness of the annular wall portion on the cylindrical housing side that prevents and supports the temperature adjusting plug rod is reduced, and a strong axial force (axial load) is obtained. ), There is a problem in strength that the annular wall portion is easily deformed, and in order to eliminate such a problem in strength, if the wall thickness of the annular wall portion is increased, a corresponding amount of cylinder The shaft length of the housing is increased, which is an obstacle to downsizing the entire hot and cold water mixing tap.
Further, when the inclination angle of the tapered surface is set to be less than 20 degrees, the load applied perpendicularly to the annular wall portion of the cylindrical housing with respect to the axial load increases, and the tapered surface on the cylindrical housing side is easily bent. As a result, it becomes easier to rotate on the contrary than the case where the temperature control plug bar is a vertical surface.
以上のように、筒状ハウジングの強度、軸長(スペース)及び所定の自転防止機能の全てを総合的に勘案すると、前記テーパー面の傾斜角度は、45度に設定するのが最も好ましい(請求項3)。 As described above, in consideration of all of the strength, axial length (space), and predetermined rotation prevention function of the cylindrical housing, it is most preferable to set the inclination angle of the tapered surface to 45 degrees. Item 3).
また、本発明において使用するバイアスバネとしては、前記可動弁体を湯側弁座と水側弁座との中間位置に移動したときのバネ定数よりも前記可動弁体を湯側弁座に接触する付近まで移動したときのバネ定数が大きくなるように少なくとも大小二段のバネ定数を有する単一バネから構成されていることが望ましい(請求項5)。このように温調用ハンドルの回転操作による吐水温調整に応じて変則的に動作する大小二段のバネ定数を有する単一のバイアスバネを使用することによって、中温吐水域付近では、吐水温度を調整温度に安定よく維持できるだけでなく、高温吐水域では、バイアスバネによる付勢力でもって圧縮により付勢力が増大している感温バネの付勢力に十分に対抗させることが可能であり、上述した温調用栓棒の自転防止機能を高めて意図した高温吐水温度をも確実に維持することができる。また、バイアスバネのバネ定数が変化することで、このバイアスバネが感温バネと共振することによる振動の発生を抑制することができる。 Further, as the bias spring used in the present invention, the movable valve body is brought into contact with the hot water side valve seat more than the spring constant when the movable valve body is moved to an intermediate position between the hot water side valve seat and the water side valve seat. It is desirable that the spring constant is composed of a single spring having at least two stages of large and small spring constants so that the spring constant when moved to the vicinity is increased. By using a single bias spring with a large and small two-stage spring constant that operates irregularly according to the water discharge temperature adjustment by rotating the temperature adjustment handle in this way, the water discharge temperature is adjusted near the middle temperature water discharge area. In addition to being able to maintain the temperature stably, in the high-temperature water discharge area, it is possible to sufficiently counteract the urging force of the temperature-sensitive spring whose urging force is increased by compression with the urging force of the bias spring. It is possible to enhance the anti-rotation function of the adjusting plug rod and to maintain the intended high temperature water discharge temperature. Moreover, the change in the spring constant of the bias spring can suppress the occurrence of vibration due to the resonance of the bias spring with the temperature-sensitive spring.
上記大小二段のバネ定数を有する単一のバイアスバネとしては、可動弁体の移動方向に不等ピッチで螺旋状に巻回されたコイルバネ(請求項5)、あるいは、可動弁体の移動方向に等ピッチまたはほぼ等ピッチで、かつ、その移動方向に漸次径を変化させて巻回された円錐バネ(請求項6)のいずれを用いてもよいが、上述したような温度調整動作時における同軸維持及び製作加工面から考えると、不等ピッチで螺旋状に巻回されたコイルバネの使用がより好ましい。 As the single bias spring having the above-mentioned two large and small spring constants, a coil spring spirally wound at an unequal pitch in the moving direction of the movable valve element (Claim 5), or the moving direction of the movable valve element Any of the conical springs (Claim 6) wound at an equal pitch or substantially the same pitch and with the diameter gradually changed in the moving direction may be used. From the viewpoint of maintaining the same axis and manufacturing and processing, it is more preferable to use a coil spring wound spirally at an unequal pitch.
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、例えば浴室の壁面に設置され、シャワーヘッドまたは蛇口等の吐水管に水、湯または湯水混合水を供給して吐出する湯水混合栓Aの全体断面図を示す。Embodiments of the present invention will be described below.
FIG. 1 shows an overall cross-sectional view of a hot and cold water mixing tap A that is installed on a wall surface of a bathroom, for example, and supplies and discharges water, hot water, or hot water mixed water to a water discharge pipe such as a shower head or a faucet.
図1において、1は筒状の水栓本体で、その一端に水、湯または混合水に供給して吐出・止水機能と流量調整機能を有する切替ハンドル2が設けられているとともに、他端に湯水混合水の温度調節機能を有する温調用ハンドル3が設けられている。これら温調用ハンドル3及び切替ハンドル2は、操作時に水栓本体1の軸芯Xまわりに回動可能に構成されている。また、前記水栓本体1は、一端に後述する切替ユニット4の挿入用開口1aを有する一方、他端に後述する温調ユニット6の挿入用開口1bを有する。 In FIG. 1,
前記切替ハンドル2に接続可能な切替ユニット4は、前記開口1aを介して水栓本体1の内部に該水栓本体1の軸芯Xと同軸になるように挿入配置される。5は切替表示リングである。また、前記温調用ハンドル3に接続可能な温調ユニット6は、前記開口1bを介して水栓本体1の内部に該水栓本体1の軸芯Xと同軸になるように挿入配置される。 The
前記水栓本体1は、湯配管(図示せず)に連通するように湯配管用継手7が着脱可能に装着された湯接続口8と、水配管(図示せず)に連通するように水配管用継手9が着脱可能に装着された水接続口10と、L字型のシャワーホース用継手11が着脱可能に装着されたシャワーホース接続口12とが筒壁上面側に形成されているとともに、筒壁下面側には、吐水管用継手(図示せず)が着脱可能に装着された水、湯または混合水の吐水管接続口を有する。図1において、111で示す実線矢印は、水配管から水栓本体1に流入する水流入路を示し、112で示す実線矢印は、水栓本体1内を環状に流れる水の環状流路を示し、113で示す点線矢印は湯配管から水栓本体1に流入し、さらに、後述する可動弁体と後述する湯側弁座との隙間を通り湯流入室Sから前記可動弁体に形成された中央孔を通って湯水混合室Rに至る湯流入路を示し、114で示す一点鎖線矢印は、前記水の環状流路112から前記湯水混合室Rに至る水流入路を示す。 The
15は前記切替ユニット4の筒状外ケースで、水栓本体1内に該水栓本体1と同軸の横置き状態で設けられている。この外ケース15は、樹脂製で筒状水栓本体1の内壁にOリングなどのシール部材16を介して水密状態に固定されており、この外ケース15と水栓本体1間に前記水の環状流路112が形成されている。なお、前記外ケース15は、湯水混合室Rと吐水管接続口を連通する連通孔及び湯水混合室Rとシャワーホース接続口を連通する連通孔とを有する。 Reference numeral 15 denotes a cylindrical outer case of the
17は前記切替ユニット4の筒状内ケースで、前記外ケース15内に水栓本体1と同軸の横置き状態で設けられている。この内ケース17には吐水管連通用切欠およびシャワーホース連通用切欠が形成され、内ケース17内に設けた筒状の回動部材としての金属製切替バルブ18が、前記切替ハンドル2の切替え操作により切替栓棒19を介して、吐水管側あるいはシャワーホース側に、内ケース17の前記吐水管連通用切欠またはシャワーホース連通用切欠を介して水栓本体1の軸芯Xのまわりに切り替わるように構成されている。 Reference numeral 17 denotes a cylindrical inner case of the
一方、前記温調ユニット6は、図2に明示するように、主として、切替ユニット4の外ケース15の端部にシール可能に当接する端部を有し水栓本体1との間に前記水の環状流路112を形成する筒状の外ケース20と、この外ケース20内に設けられた筒状のハウジング21とを備えている。前記筒状ハウジング21は、可動弁体22を軸線方向に移動可能に収容する筒状の弁体収容部材23と、前記温調用ハンドル3及び可動弁体22間に水栓本体1と同軸の横置き状態で設けられた筒状の固定ガイド部材24と、これら両者23,24を内側からシール可能に接続するように設けた筒状の接続部材25とから構成されている。前記弁体収容部材23は、可動弁体22を介して切替ユニット4側に形成される湯水混合室Rの一部を有し、また、可動弁体22を介して温調ユニット6側に形成される湯流入室Sを有し、さらに、可動弁体22をリング状の湯側弁座26と接近する方向に付勢する形状記憶材料よりなる感温バネ27を湯水混合室Rの一部に有する。前記湯側弁座26は接続部材25の一方端面で可動弁体22が対向する側に形成されている。 On the other hand, as shown in FIG. 2, the temperature control unit 6 mainly has an end portion that abuts on the end portion of the outer case 15 of the
一方、固定ガイド部材24は、内部に温調用ハンドル3の回転操作に連動して回転される温調用栓棒28を有するとともに、この温調用栓棒28の先端側に形成されたリードの大きい二条ねじからなる雄ねじ部30に螺合する雌ねじ部材34を有し前記温調用栓棒28の回転に伴って可動弁体22に対して離接する軸線方向に移動される有底筒状の移動部材29を収容している。そして、前記可動弁体22を水側弁座31側に付勢するように該可動弁体22の感温バネ27とは反対側の湯流入室S内、具体的には、固定ガイド部材24と接続部材25間にわたりバイアスバネ32が設けられている。このバイアスバネ32は、移動部材29の一方端面と可動弁体22の先端面内側に取り付けたバネ受け部材33との間に介設されている。前記水側弁座31は、弁体収容部材23の段差部分である内周小径位置に形成されている。そして、湯水混合水の設定温度調整のたびに、温調用ハンドル3を回転させることにより、バイアスバネ32を軸線方向に伸縮させて設定温度である湯水混合水の吐水温度を調整設定するように前記温調用栓棒28と移動部材29が設けられている。 On the other hand, the fixed
上記のような基本構成を有する湯水混合栓Aにおいて、前記温調用栓棒28と筒状ハウジング21における固定ガイド部材24の環状壁部24Aとの抜止用相互接触面28a,24aが、前記可動弁体22側ほど漸次大径となるように軸線方向に傾斜するテーパー面に形成されている。これらテーパー面28a,24aは、可動弁体22の軸線、つまり、水栓本体1の軸芯Xに対して20〜60度範囲の傾斜角度θに設定されている。ここで、筒状ハウジング21の固定ガイド部材24の強度、軸長(スペース)及び回転摩擦抵抗による自転防止機能を総合的に勘案すると、最も好ましい傾斜角度θは45度である。そして、両テーパー面28a,24aに連なる前記温調用栓棒28の外周面と筒状ハウジング21の内周面との間には、水密用シールリング35が介在されている。 In the hot and cold mixing tap A having the above-described basic configuration, the mutual contact surfaces 28a and 24a for preventing the temperature adjusting
上記のように温調用栓棒28と筒状ハウジング21の固定ガイド部材24との抜止用相互接触面28a,24aが可動弁体22側ほど漸次大径となるように軸線方向に45度の傾斜角度θを有するテーパー面に形成されてなる湯水混合栓Aにおいては、固定ガイド部材24の径及び軸長を大きくしなくても、前記両接触面28a,24aの接触面積を増やすとともに、感温バネ27の付勢力を利用して楔効果も発現させて両面28a,24a間の回転摩擦抵抗を著しく増大することが可能となる。それゆえに、両面28a,24a間にコイルスプリングやラチェット等の回転抵抗機構という部品の組込み及びその組込みスペースを要さず、固定ガイド部材24、筒状ハウジング21の小径化、短軸長化によって湯水混合栓A全体としての製作・組付け面でのコストの低減化及び小型化を図りながらも、可動弁体22が高温の吐水域に位置された状態で著しく増大される感温バネ27の付勢力とバイアスバネ32の蓄力との総和に伴い移動部材29に強大な軸力が働いて、その軸力により温調用栓棒28に強力な回転力が作用したとしても、前記両面28a,24a間の回転摩擦抵抗でその回転力に十分に打ち勝って該温調用栓棒28の自転を確実に防止することができ、これによって、温吐水域に調整(設定)された吐水温度を確実かつ安定よく維持することができる As described above, the
また、上記のような基本構成を有する湯水混合栓Aにおける前記バイアスバネ32として、図3に明示するように、前記可動弁体22の移動方向に不等ピッチ(P1≠P2≠P3≠P4≠P5≠P6≠P7)で螺旋状に巻回して作製された単一のコイルバネが用いられ、これによって、40℃付近の設定温度のときのバネ定数よりも、40℃よりも高温の吐水域で最高温度付近の設定温度のときのバネ定数が大きくなるように構成されている。具体的に、この実施の形態で用いたバイアスバネ(コイルバネ)32は、1.6mmの線径を有するSUS製線材を長さ方向両端の細ピッチ部有効巻数が1.25T、中間の粗ピッチ部有効巻数が2.50T、総巻数が5.75T(座各1T)で、かつ、コイル外径DがΦ12.4±0.1mm、全長Lが20.67mmとなるように螺旋状に巻回することによって作製されている。 Further, as the
図4は、前記のように作製されたバイアスバネ32のバネ長対バネ荷重の特性図を示しており、同図からも明らかなように、例えば吐水温度が40℃よりは低い低温の吐水域のときは温調用ハンドル3の回転によってバイアスバネ32に与えられる荷重が38(N)のときバネ長が17.5mmであるが、吐水温度が40℃付近の中温度の吐水域のときは温調用ハンドル3の回転によってバイアスバネ32に与えられる荷重は50.0(N)でバネ長は16.5mmとなる。このように、低温及び中温の吐水域ではバネ長と荷重の測定値がほぼ同じ勾配を持った直線B上に位置するバネ定数となるとともに、吐水温度が40℃よりも高い高温の吐水域のときは温調ハンドル3の回転によってバイアスバネ32に与えられる荷重が115.0(N)でバネ長が12.7mmになる。すなわち、高温の吐水域ではバネ長と荷重の測定値がほぼ同じ勾配を持ち、前記直線Bよりも勾配の大きい直線C上に位置するバネ定数となる。 FIG. 4 is a characteristic diagram of the spring length versus the spring load of the
このように、吐水温度40℃付近のバネ定数よりも、高温の吐水域、例えば最高温度付近のバネ定数が大きく(強く)なるように二段のバネ定数を有する単一のバイアスバネ32を用いることにより、中温吐水域付近では、吐水温度40℃付近の安定性を維持しながら、温調用ハンドル3の全開操作時のバイアスバネ32の付勢力(押し返す力)を感温バネ27の付勢力に十分に対抗させることが可能となり、これによって、上述したテーパー面28a,24a同士の接触による温調用栓棒28の自転防止機能を高めて意図した高温吐水温度を確実に維持することができる。また、バイアスバネ32のバネ定数が変化することで、このバイアスバネ32が感温バネ27と共振することによる振動の発生を抑制することができる。 In this way, a
なお、上記実施の形態では、単一のバイアスバネとして不等ピッチのコイルバネ32を用いたが、これに代えて、図5に示すように、可動弁体22の移動方向に等ピッチまたはほぼ等ピッチで、かつ、その移動方向に漸次径を変化させて巻回させた円錐バネ42を用いてもよい。この場合、当該円錐バネ42はその径の変化率の工夫によって、上記実施の形態で示した不等ピッチのコイルバネ(バイアスバネ)32と同様に、40℃付近の設定温度のときのバネ定数よりも、40℃よりも高温の吐水域で最高温度付近の設定温度のときのバネ定数が大きくなるような二段のバネ定数を有するように構成されている。 In the above-described embodiment, the coil springs 32 with unequal pitches are used as a single bias spring. Instead, as shown in FIG. 5, the pitches or substantially the same in the moving direction of the
また、前記温調用栓棒28及び筒状ハウジング21の固定ガイド部材24の素材としては、強度及び断熱性の面からエンジニアリングプラスチックを用いることが望ましい。特に、加工性及び耐熱性の面からは、エンジニアリングプラスチックの中でも、ポリアセタール(POM)、変性ポリフェニレンオキサイド(変性PPO)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリサルフォン(PSF)などが好ましく、特に好ましい材料は、湯水中の寸法安定性やクリープ性に優れたポリフェニレンサルファイド(PPS)である。 In addition, it is desirable to use engineering plastics as materials for the temperature adjusting
さらに、前記温調用栓棒28の先端側に形成される雄ねじ部30としては、温度調整の操作負荷をできるだけ軽減できるように、外径が13mmでリードの大きい二条ねじから構成されたものが実用されており、このような仕様の雄ねじ部30を使用することで温調用栓棒28が一層自転しやすくなるものの、この場合、前記両テーパー面28a,24aの傾斜角度θを45度に設定することによって、感温バネ27の付勢力とバイアスバネ32の蓄力との総和に伴い移動部材29に働く強大な軸力に起因して温調用栓棒28に作用する回転力に打ち勝つに十分な回転摩擦抵抗を両テーパー面28a,24a間に発現させ得て所定の自転防止機能を確実に発揮できることを確認した。 Further, the male threaded
1 水栓本体
3 温調用ハンドル
21 筒状ハウジング
22 可動弁体
24 固定ガイド部材
26 湯側弁座
27 感温バネ
28 温調用栓棒
24a,28a 相互接触テーパー面
29 移動部材
30 雄ねじ部
31 水側弁座
32 バイアスバネ
34 雌ねじ部材
S 湯流入室
R 湯水混合室
θ テーパー面の傾斜角度DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記温度調整用栓棒と前記筒状ハウジングとの抜止用相互接触面を、前記可動弁体側ほど漸次大径となるように軸線方向に傾斜するテーパー面に形成していることを特徴とする湯水混合栓。A water side valve seat and a hot water side valve seat provided in the faucet body, and provided so as to be movable in the axial direction on the same axis in the faucet body so as to selectively contact with and separate from both valve seats. Movable valve body, hot water inflow chamber and hot water mixing chamber formed in the faucet body on the upstream side and downstream side of the movable valve body, respectively, and biasing the movable valve body in a direction approaching the hot water side valve seat The temperature sensing spring made of a shape memory material provided on the hot water / water mixing chamber side and the movable valve body is biased in the direction approaching the water side valve seat against the biasing force of the temperature sensing spring. As described above, a bias spring provided on the hot water inflow chamber side, a cylindrical housing provided at one end of the faucet body and containing the movable valve body movably in the axial direction, and received in the cylindrical housing The temperature adjustment plug rod that rotates in conjunction with the rotation operation of the temperature adjustment handle, and this temperature A cylindrical moving member that has a female screw member that is screwed into a male screw portion formed on the adjusting plug rod, and that moves in the axial direction in the cylindrical housing as the plug rod rotates, and the axis of the moving member In the hot and cold water mixing tap configured to adjust the discharge temperature of the hot and cold mixed water by moving the movable valve body in the axial direction by expanding and contracting the bias spring by moving in a direction,
The mutual contact surface for preventing the temperature adjusting plug rod and the cylindrical housing is formed as a tapered surface inclined in the axial direction so as to gradually increase in diameter toward the movable valve body side. Mixing tap.
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