JP4921251B2 - 混合弁 - Google Patents

Description

本発明は、水と湯を混合して所望温度の温水を得るための給湯装置等に使用するのに好適な混合弁に関する。

この種の混合弁として、例えば、下記特許文献１には、弁本体と、該弁本体内に回動可能に嵌挿された概略円筒状の弁体と、該弁体を回動させる駆動手段とを備え、前記弁本体に水導入口及び湯導入口をそれぞれ弁体の回転軸線（上下方向）に沿って段違いとなるように設けるとともに、前記弁体の周壁部に、前記水導入口及び湯導入口の開口面積を連続的に変化させるべく特定形状の水用開口部及び湯用開口部を設け、もって、前記弁体を回動させることにより水と湯の混合比率を調整するようにした混合弁が提案されている。

すなわち、この提案の混合弁は、水導入口（継手）、湯導入口（継手）、及び導出口（継手）が設けられた弁本体と、該弁本体内に回動可能に嵌挿された概略円筒状の弁体と、該弁体を回動させる駆動手段とを備え、前記弁体の周壁部が、前記水導入口及び湯導入口を閉塞するシール面部として機能するようにされ、かつ、前記周壁部に、前記水導入口及び湯導入口の開口面積を前記弁体の回転角度に従って連続的に変化させるべく第１開口部及び第２開口部が設けられるとともに、前記水導入口が全閉の状態で、前記湯導入口の開口面積を前記弁体の回転角度に従いつつ最大から最小まで連続的に変化させ得る第３開口部が設けられてなる。

特開2002−22039号公報

前記した如くの従来の混合弁においては、弁本体内（の弁室）に弁体が回動自在に嵌挿されるとともに、弁本体の内周壁面には水導入口及び湯導入口が開口せしめられている関係上、弁本体の内周壁面（水導入口及び湯導入口の先端面）と弁体の外周壁面との間には僅かではあるが隙間が生じ、この隙間を通して水導入口及び湯導入口からの湯水が導出口を介して外部に漏出し、当該混合弁から得られる温水の流量や温度に狂いが生じるおそれがある。

この場合、前記弁本体や弁体の成形加工精度を上げて前記隙間を小さくすれば、前記漏出量を低減できるが、成形加工精度を上げて隙間を小さくすることは、寸法管理が厳しくなってコストアップを招くとともに、異物による影響（詰まり等）を受けやすくなる等の新たな問題が発生する。

そこで、従来においては、前記特許文献１等にも見られるように、水導入口及び湯導入口より下側（下流側）における、弁本体の内周壁面と弁体の外周壁面との間にＯリングを介装して湯水の漏出を防ぐという対策が採用されている。

しかしながら、前記のようにＯリングを介装しても、ある程度の漏出防止効果は得られるものの充分ではなく、また、Ｏリングの介装部位が水導入口及び湯導入口より下側（下流側）であるので、前記隙間を通じて、例えば、水導入口全閉時において水が湯導入口側に漏出して湯と混じり合ったり、湯導入口全閉時に湯が水導入口側に漏出して水と混じり合ったりして、当該混合弁から得られる温水の流量や温度に狂いが生じるおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、水と湯を混合して迅速かつ正確に所望温度及び流量の温水を得ることができるとともに、弁本体の内周壁面と弁体の外周壁面との間から湯水が漏出するのを可及的に抑制できて、寸法管理をさほど厳しくせずとも、得られる温水の流量や温度を正確なものとすることのできる混合弁を提供することにある。

前記の目的を達成すべく、本発明に係る混合弁は、基本的には、水導入口を有する水入口継手及び湯導入口を有する湯入口継手が一体に設けられるとともに、前記水導入口及び湯導入口の下流側に導出口が設けられた弁本体と、該弁本体内に回動可能に嵌挿され、その周壁部に前記水導入口及び湯導入口の開口面積を回転角度に従って連続的に変化させるべく所定形状の開口部が設けられた概略円筒状の弁体とを備える。

そして、前記水導入口と前記湯導入口が前記弁体の回転軸線に沿って段違いとなるように形成され、前記弁本体の内周壁面と前記弁体の外周壁面との間から湯水が漏出するのを防止すべく、前記水導入口の先端面と前記弁体の外周壁面との間及び前記湯導入口の先端面と前記弁体の外周壁面との間に、それぞれ、それら両者に圧接する環状弾性シール部材が介装され、前記弁本体における前記水導入口及び前記湯導入口と前記弁体との間に、それぞれ前記環状弾性シール部材が挿入される凹所が形成され、前記弁体の回転連結軸を回転自在に支持する軸受けが前記弁本体に装着され、該軸受けは、前記回転連結軸を貫通させる貫通孔を有する基部及びその底面の一側から前記弁体の回転軸方向に突出するとともに前記弁体の外周壁面と前記弁本体の内周壁面との間に介在する突出部を有しており、前記基部及び前記突出部により前記各環状弾性シール部材を前記凹所との間に挟み込んで位置規制することを特徴としている。

前記環状弾性シール部材は、好ましくは、前記弁体の外周壁面に対応した円筒面の圧接面を有する環状シート部材と、該環状シート部材と前記先端面との間に配在されて、前記先端面に圧接せしめられるリング状弾性押圧体とから構成される。

前記環状シート部材は、好ましくは、前記圧接面を有する前側環状部、該前側環状部より外径が大径の大径中間環状部、及び、前記リング状弾性押圧体が外嵌される、外径が前記大径中間環状部より小径の後側環状部から構成される。

本発明に係る混合弁では、環状弾性シール部材を水導入口（湯導入口）の先端面と弁体の外周壁面に圧接させるようにされるので、弁本体の内周壁面（弁室の壁面）と弁体の外周壁面との間から湯水が漏出するのを効果的に抑制することができ、その結果、寸法管理をさほど厳しくせずとも、水と湯の不所望な混じり合いを防ぐことができて、当該混合弁から得られる温水の流量や温度を正確なものとすることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係る混合弁の一実施形態を示す縦断面図である。

図示実施形態の混合弁１は、例えば、水と湯を混合して所望温度の温水を得るための給湯装置等に使用されるもので、断面円形の弁室１４を有し、該弁室１４の側部に連なって水導入口１１を有する水入口継手１１Ａ及び湯導入口１２を有する湯入口継手１２Ａが設けられるとともに、弁室１４の下部に連なって導出口１３を有する継手１３Ａが設けられた弁本体１０と、該弁本体１０の弁室１４内に嵌挿支持されて回転軸線Ｏ回りに回動可能とされた弁体２０と、該弁体２０を回動させる駆動手段としてのステッピングモータ（図示省略）を備えている。

前記水導入口１１と湯導入口１２は、例えば、断面円形で同一寸法とされ、１８０度の角度間隔をあけた状態で前記弁体２０の回転軸線Ｏに沿って（上下方向に）段違いとなるように配在されている。

前記弁体２０は、図１に加えて図２を参照すればよくわかるように、概略円筒状とされ、その周壁部２２が、前記水導入口１１及び湯導入口１２を閉塞するシール面部として機能するようにされ、かつ、この周壁部２２に、水導入口１１及び湯導入口１２の開口面積を弁体２０の回転角度に従って連続的に変化させるべく所定形状の開口部３１、３２が設けられている。なお、開口部３１、３２は、前記水導入口１１及び湯導入口１２と同様に、前記弁体２０の回転軸線Ｏに沿って（上下方向に）段違いとなるように配在されている。

弁体２０の天井部２３の上面中央には、回転連結軸２５が突設されている。この回転連結軸２５の下部には、Ｏリング２９、２９が装着される、３段の鍔状部２８からなる装着溝が設けられ、その上部には、ステッピングモータのロータ（の軸）と一体回転可能に連結するためのスプライン軸部２６及び非円形断面（Ｄカット形状等）の凸部２７が設けられている。

一方、前記弁本体１０の胴部１０Ａの上部には、装着穴１５が設けられ、この装着穴１５に、弁体２０の天井部２３と回転連結軸２５の下部（Ｏリング２９、２９が装着されている部分）を回転自在に支持する軸受け１６が圧入等の手法で固定され、この軸受け１６上に取付板１９を介して前記ステッピングモータが取り付けられる。

上記に加え、前記装着穴１５における底面より下側の前記水導入口１１（の先端部）及び湯導入口１２（の先端部）に対応する部位には、後述する環状弾性シール部材４０を挿入するための、凹所１５ａ、１５ｂが形成されている。

前記環状弾性シール部材４０は、弁本体１０の内周壁面（弁室１４の壁面）と弁体２０の外周壁面との間から湯水が漏出するのを防止するためのもので、水導入口１１の先端面１１ａと弁体２０の外周壁面との間及び湯導入口１２の先端面１２ａと弁体２０の外周壁面との間に、それぞれ、それら両者に圧接するように介装されている。なお、水導入口１１側に介装された環状弾性シール部材４０は、前記軸受け１６の底面により上下方向に位置規制され、湯導入口１２側に介装された環状弾性シール部材４０は、前記軸受け１６の底面に下向きに突設された突出部１６ａにより上下方向に位置規制されている。

詳細には、前記環状弾性シール部材４０は、図３に示される如くの、弁体２０の外周壁面に対応した円筒面の圧接面４１ａを有するゴム等の材料からなる環状シート部材４１と、この環状シート部材４１と前記導入口１１（１２）の先端面１１ａ（１２ａ）との間に配在されるリング状弾性押圧体としてのＯリング４２とから構成されている。

前記環状シート部材４１は、前記水導入口１１及び湯導入口１２の口径と略同じ内径を有する円環状体であり、前記弁体２０の外周壁面に対応した円筒面に形成された圧接面４１ａを有する前側環状部４１Ａ、該前側環状部４１Ａより外径が大径の大径中間環状部４１Ｂ、及び、前記Ｏリング４２が外嵌される、外径が前記大径中間環状部４１Ｂより小径の後側環状部４１Ｃからなっている。前記後側環状部４１Ｃの幅長（図１において横方向の長さ）は、前記Ｏリング４２を前記大径中間環状部４１Ｂで押圧して前記先端面１１ａ（１２ａ）に圧接させるため、該Ｏリング４２の圧縮状態での幅長（図１において横方向の長さ）よりも短くされている。

かかる構成の環状弾性シール部材４０では、水導入口１１（湯導入口１２）の先端面１１ａ（１２ａ）に前記Ｏリング４２を圧接させ、このＯリング４２の弾発力を利用して前記環状シート部材４１における円筒面の圧接面４１ａを弁体２０の外周壁面に圧接させるようになっており、前記Ｏリング４２は通常のシール材として機能するとともに、環状シート部材４１を弁体２０の外周壁面に押し付ける押圧体としても機能する。

このように、本実施形態の混合弁１においては、環状弾性シール部材４０を水導入口１１の先端面１１ａと弁体２０の外周壁面との間及び湯導入口１２の先端面１２ａと弁体２０の外周壁面との間に、それぞれ、それら両者に圧接するように介装しているので、弁本体１０の内周壁面（弁室１４の壁面）と弁体２０の外周壁面との間から湯水が漏出するのを効果的に抑制することができ、その結果、寸法管理をさほど厳しくせずとも、水と湯の不所望な混じり合いを防ぐことができて、当該混合弁１から得られる温水の流量や温度を正確なものとすることができる。

本発明に係る混合弁の一実施形態を示す縦断面図。 図１Ｘ−Ｘ矢視断面図。 図１に示される混合弁に使用されている環状シート部材を示す斜視図。

符号の説明

１ 混合弁
１０ 弁本体
１１ 水導入口
１２ 湯導入口
１３ 導出口
１４ 弁室
２０ 弁体
２２ 周壁部
３１、３２ 開口部
４０ 環状弾性シール部材
４１ 環状シート部材
４２ Ｏリング（リング状弾性押圧体）

Claims (3)

1. 水導入口を有する水入口継手及び湯導入口を有する湯入口継手が一体に設けられるとともに、前記水導入口及び湯導入口の下流側に導出口が設けられた弁本体と、該弁本体内に回動可能に嵌挿され、その周壁部に前記水導入口及び湯導入口の開口面積を回転角度に従って連続的に変化させるべく所定形状の開口部が設けられた概略円筒状の弁体とを備えた混合弁であって、
   前記水導入口と前記湯導入口が前記弁体の回転軸線に沿って段違いとなるように形成され、前記弁本体の内周壁面と前記弁体の外周壁面との間から湯水が漏出するのを防止すべく、前記水導入口の先端面と前記弁体の外周壁面との間及び前記湯導入口の先端面と前記弁体の外周壁面との間に、それぞれ、それら両者に圧接する環状弾性シール部材が介装され、前記弁本体における前記水導入口及び前記湯導入口と前記弁体との間に、それぞれ前記環状弾性シール部材が挿入される凹所が形成され、前記弁体の回転連結軸を回転自在に支持する軸受けが前記弁本体に装着され、該軸受けは、前記回転連結軸を貫通させる貫通孔を有する基部及びその底面の一側から前記弁体の回転軸方向に突出するとともに前記弁体の外周壁面と前記弁本体の内周壁面との間に介在する突出部を有しており、前記基部及び前記突出部により前記各環状弾性シール部材を前記凹所との間に挟み込んで位置規制することを特徴とする混合弁。
2. 前記環状弾性シール部材は、前記弁体の外周壁面に対応した円筒面の圧接面を有する環状シート部材と、該環状シート部材と前記先端面との間に配在されて、前記環状シート部材と前記先端面に圧接せしめられるリング状弾性押圧体とから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の混合弁。
3. 前記環状シート部材は、前記圧接面を有する前側環状部、該前側環状部より外径が大径の大径中間環状部、及び、前記リング状弾性押圧体が外嵌される、外径が前記大径中間環状部より小径の後側環状部からなっていることを特徴とする請求項２に記載の混合弁。

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