JP6509035B2 - 湯水混合栓 - Google Patents

Description

この発明は、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。

図５は、後述する筒状ハウジング（サーモカートリッジ）に内蔵されている形状記憶材料よりなる感温バネによって温度調整を行うよう構成された、この種の湯水混合栓の要部を示している。図５において、湯水混合栓は、水栓本体（図示せず）内に設けられた水側弁座３１及び湯側弁座２６と、これら両弁座３１，２６に選択的に接離するように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２２と、この可動弁体２２の上流側及び下流側の水栓本体内にそれぞれ形成された湯流入室Ｓ及び湯水混合室Ｒと、前記可動弁体２２を湯側弁座２６と接近する方向に付勢するように前記湯水混合室Ｒ側に設けられた形状記憶材料よりなる感温バネ２７と、この感温バネ２７の付勢力に対向させて前記可動弁体２２を水側弁座３１と接近する方向に付勢するように前記湯流入室Ｓ側に設けられたバイアスバネ３２と、水栓本体の一端に設けられ前記可動弁体２２を軸線方向に移動可能に収容するとともに、前記感温バネ２７及びバイアスバネ３２を内蔵する筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１と、この筒状ハウジング２１内に収容され温度調整用ハンドル（図示せず）の回転操作に連動して回転する温度調整用栓棒２８と、この温度調整用栓棒２８の先端側に形成された雄ねじ部３０に螺合する雌ねじ部３４を有し前記温度調整用栓棒２８の回転に伴い筒状ハウジング２１内を軸線方向に移動する筒状の移動部材２９とを備え、この移動部材２９の軸線方向移動により前記バイアスバネ３２を伸縮させて前記可動弁体２２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。なお、１１３で示す点線矢印は、湯配管から水栓本体に流入し、可動弁体２２と湯側弁座２６との隙間を通り湯流入室Ｓから可動弁体２２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す。なお、２０は、水栓本体との間に水の環状流路（図示せず）を形成する筒状の外ケースである。２４ａ，２８ａは、温度調整用栓棒２８と筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１における固定ガイド部材２４の環状壁面との接触面で、テーパー面に形成されている。３５は、前記両テーパー面２４ａ，２８ａに連なる温度調整用栓棒２８の外周面と筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１の内周面との間に介在されている水密用シールリングである。

ところで、この種の湯水混合栓では、前記筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１に内蔵されている形状記憶材料よりなる感温バネ２７によって温度調整を行う構造となっているが、温度調整用ハンドル（温度調整用栓棒２８）を高温方向に操作すると、バネの反発力が加わり、その反発力が温度調整用ハンドル（温度調整用栓棒２８）の回転（自転）を発生させており、高温をキープすることが難しい。

すなわち、可動弁体２２が高温の吐水域に位置された状態において、感温バネ２７が大きく圧縮されて感温バネ２７の付勢力が著しく増大されることになり、この感温バネ２７の付勢力とバイアスバネ３２の蓄力とが総和して筒状ハウジング（サーモカートリッジ）内の移動部材２９に強大な軸力が働き、この強大な軸力によって移動部材２９に雌ねじ部３４及び雄ねじ部３０を介して螺合連係されている温度調整用栓棒２８に回転力が作用して温度調整用栓棒２８が不測に自転されることになる。そして、温度調整用栓棒２８の自転により、可動弁体２２が水側弁座３１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Ｒ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できないという不良事態を招きやすい。

そこで、温度調整用ハンドル（温度調整用栓棒２８）の自転を防止する手段として、図６に示すように、筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１の一端側開口部２１ａに同軸上に外嵌（例えばローレット結合）されるラチェットギア４０を設ける一方、このラチェットギア４０の外面に形成された波状の突起４０ａに噛合するツメ４１が形成された二箇所のツメ部Ａ，Ｂを有するラチェットリング４２（図６、図７参照）を設けること（比較例）が考えられる。このラチェットリング４２は、温度調整用栓棒２８と連動して回転するよう構成され、ラチェットリング４２の円周部（環状部）ａに形成された二つの切欠き４３を介して、正面視Ｃ型に形成した抵抗面（ツメ４１）を有するツメ部４２ａ（以下、Ｃ型部分という）と、短円弧状に形成した抵抗面のない部分４２ｂを備える。すなわち、Ｃ型部分４２ａの円周部分（環状部分）ａの内周面における二箇所Ａ，Ｂに前記ツメ４１が形成される。そして、温度調整用ハンドル（温度調整用栓棒２８）を回動操作させると、前記ツメ４１でラチェットギア４０を掴んだ状態で、Ｃ型部分４２ａは、その弾性により内外方向に変形しながら温度調整用ハンドルの回転に抵抗を与える。

しかしながら、二箇所Ａ，Ｂのツメ４１でラチェットギア４０を掴む（Ｃ型部分４２ａだけでラチェットギア４０を掴む）ようなＣ型の掴み方では、片側がフリーになってしまうため（片方の部分４２ｂにはラチェットギア４０を掴むツメがないため）、ギア４０の掴み（ラチェットギア４０の掛り）が不十分となり、前記自転の抑制が不充分であるおそれがある。すなわち、ギア４０の掛りよりも感温バネ２７の反発力が上回り、前記自転が発生してしまうおそれがある。また、ラチェットリング４２のＣ型部分４２ａの円周部分（環状部分）ａは肉厚であることから、ギア４０が乗り上げた後の反動が大きく、そのため温度調整用ハンドルの回転操作における「カチカチ」という操作音が大きい。

この発明の目的は、ラチェットギアを掴む力を強くできる（ラチェットギアの掛りを強くできる）とともに、温度調整用栓棒が不測に自転される事態を回避することができ、さらには温度調整用ハンドルの回転操作における操作音を緩和することができる湯水混合栓を提供することである。

上記目的を達成するために、この発明は、水栓本体の一端に設けられ可動弁体を軸線方向に移動可能に収容するとともに、感温バネ及びバイアスバネを内蔵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の回転操作に連動して回転する温度調整用栓棒と、
この温度調整用栓棒に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し前記温度調整用栓棒の回転に伴い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、
外面に波状の突起が形成されたラチェットギアを設け、このラチェットギアが前記筒状ハウジングの一端側開口部に同軸上に外嵌される一方、このラチェットギアを掴むツメを有するツメ部が円周部の内周面に形成されたラチェットリングを設けるとともに、このラチェットリングは前記温度調整用栓棒と連動して回転するよう構成されており、
さらに、前記ラチェットリングには、少なくとも三箇所の前記ツメ部が前記円周部の全周にわたり所定間隔で設けられているとともに、
前記ラチェットリングの前記円周部の外周面には、所定間隔を有して複数の凹みが形成されており、それらの凹みの直下に前記ツメ部が設けられている一方、前記ラチェットリングの前記円周部の内周面と前記ラチェットギアの外面との間に空間が形成されていることを特徴としている（請求項１）。

請求項１に記載された発明では、外面に波状の突起が形成されたラチェットギアが前記筒状ハウジングの一端側開口部に同軸上に外嵌される一方、ラチェットギアを掴むツメを有するツメ部が円周部の内周面に形成されているラチェットリングを設け、このラチェットリングを温度調整用栓棒と連動して回転するよう構成し、前記ツメ部を少なくとも三箇所、前記円周部の全周にわたり所定間隔で設けることにより、ラチェットギアを掴む掴み方が片側からのみのため（Ｃ型の掴み方のため）ツメによるラチェットギアの掴みが不十分である（ラチェットギアの掛りが弱い）ものに比べて、前記ツメ部によるラチェットギアの掴みを両側からにできる（Ｏ型の掴み方にして全周的にラチェットギアを掴むことができてラチェットギアの掛りを強くできる）ようにし、それによって、形状記憶材料よりなる感温バネの反発による温度調整用ハンドル（温度調整用栓棒）の回転（自転）を効果的に抑制することができる。

さらに、前記ツメ部の箇所の数を適宜の数に増やすことにより、温度調整用ハンドル（温度調整用栓棒）の回転（自転）の抑制力を向上させることができる。

そして、請求項１に記載された発明では、ラチェットリングの円周部の厚みをＣ型のものよりも薄くでき、温度調整用ハンドルの回転操作時の柔軟性が生まれ、温度調整用ハンドルの回転操作における「カチカチ」という操作音の軽減が可能である。

この発明の一実施形態における筒状ハウジング（サーモカートリッジ）を示す構成説明図である。 上記実施形態におけるラチェットリングのツメによるラチェットギアの掴み具合を示す図である。 （Ａ）は、上記実施形態におけるラチェットリングを示す正面図である。（Ｂ）は、図３（Ａ）におけるａ−ａ線断面図である。 （Ａ）は、上記実施形態におけるラチェットギアを示す正面図である。（Ｂ）は、図４（Ａ）におけるｂ−ｂ線断面図である。 サーモカートリッジに内蔵されている形状記憶材料よりなる感温バネによって温度調整を行うよう構成された湯水混合栓を示す要部構成説明図である。 図５の湯水混合栓におけるラチェットリングのツメによるラチェットギアの掴み具合を示す図である。 （Ａ）は、比較例におけるラチェットリングを示す正面図である。（Ｂ）は、図７（Ａ）におけるｃ−ｃ線断面図である。

以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１〜図４は、この発明の一実施形態を示す。なお、図１〜図４において、図５〜図７に示した符号と同一のものは同一または相当物である。

この発明が適用される筒状ハウジング（サーモカートリッジ）の基本的な構成は、図５で上述した湯水混合栓と何ら変わりはない。そして、この発明は、図６、図７で上述したように、ラチェットリング（比較例）の問題点を解決するためなされたものであり、この発明の特徴的構成は、筒状ハウジングの一端側開口部に同軸上に外嵌されるラチェットギアを掴むツメを有するラチェットリングの構成にある。なお、図５には、図６、図７で示した構成（比較例）のラチェットリングのツメによるラチェットギアの掴み具合は記載されていない。

図１において、湯水混合栓は、水栓本体（図示せず）内に設けられた水側弁座３１及び湯側弁座２６と、これら両弁座３１，２６に選択的に接離するように水栓本体内に同軸上で軸線方向（矢印Ｐで示す方向）に移動可能に設けられた可動弁体２２と、この可動弁体２２の上流側及び下流側の水栓本体内にそれぞれ形成された湯流入室Ｓ及び湯水混合室Ｒと、前記可動弁体２２を湯側弁座２６と接近する方向に付勢するように前記湯水混合室Ｒ側に設けられた形状記憶材料よりなる感温バネ２７と、この感温バネ２７の付勢力に対向させて前記可動弁体２２を水側弁座３１と接近する方向に付勢するように前記湯流入室Ｓ側に設けられたバイアスバネ３２と、水栓本体の一端に設けられ前記可動弁体２２を軸線方向に移動可能に収容するとともに、前記感温バネ２７及びバイアスバネ３２を内蔵する筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１と、この筒状ハウジング２１内に収容され温度調整用ハンドル（図示せず）の回転操作に連動して回転する温度調整用栓棒２８と、この温度調整用栓棒２８の先端側に形成された雄ねじ部３０に螺合する雌ねじ部３４を有し前記温度調整用栓棒２８の回転に伴い筒状ハウジング２１内を軸線方向に移動する筒状の移動部材２９とを備え、この移動部材２９の軸線方向移動により前記バイアスバネ３２を伸縮させて前記可動弁体２２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。さらに、水栓本体内に軸線方向に移動可能に設けられた前記可動弁体２２を、形状記憶材料よりなる前記感温バネ２７とバイアスバネ３２とにより軸線方向（矢印Ｐで示す方向）の両側から付勢するように構成されている。そして、筒状ハウジング（サーモカートリッジ）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、温度調整用ハンドル及び可動弁体２２間に水栓本体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。また、バイアスバネ３２は、固定ガイド部材２４と接続部材２５間にわたり設けられており、移動部材２９の一方端面２９ａ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。また、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、温度調整用ハンドル（図示せず）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温度調整用栓棒２８と移動部材２９が設けられている。湯流入路は、湯配管（図示せず）から水栓本体に流入し、可動弁体２２と湯側弁座２６との隙間を通り湯流入室Ｓから可動弁体２２に形成された中央孔を通って湯水混合室Ｒに至る。

以下、特徴的構成について説明する。

図１〜図４において、１は、外面に波状の突起１ａ，１ａ，…が形成されたラチェットギアである。ラチェットギア１は、筒状ハウジング（サーモカートリッジ）２１の固定ガイド部材２４に形成されている一端側開口部２４ａに同軸上に外嵌（例えばローレット結合）されている。２は、ラチェットリングである。ラチェットリング２には、ラチェットギア１の外面に形成された波状の突起１ａに噛合するツメ３が形成されている。すなわち、ラチェットリング２は、前記突起１ａを介してラチェットギア１を掴むツメ３を有するツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが円周部（環状部）４の内周面ｍに形成されている。

そして、ラチェットリング２は前記温度調整用栓棒２８と連動して回転するよう構成されている。すなわち、ラチェットリング２は、ラチェットリング２の取付用中央穴５を介して前記栓棒２８の大径壁面部６に挿嵌・固定されている。その際、ラチェットリング２は、円周部（環状部）４の一方端面ｎが固定ガイド部材２４の大径外周端面７に当接した状態で、前記栓棒２８に、抜け止め用のＣリング８が円周部（環状部）４の他方端面ｎ’に当接するまで嵌込まれている。

さらに、ラチェットリング２には、四箇所の前記ツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが前記円周部４の全周にわたり所定間隔で設けられている。すなわち、図７で上述した比較例とは異なり、ツメ３（ツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ）でラチェットギア１を掴む掴み方をＯ型（ツメ３を４箇所）に増やすことで、すなわち、４箇所のツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを、円周部４の全周にわたり所定間隔で設けることで、全周的に掴む場所が増える。なお、たとえ比較例のＣ型部分４２ａに４箇所のツメ部を設けても、比較例のＣ型部分４２ａは全周的に掴む構成ではないが、この実施形態では全周的に掴むので比較例に比べてツメ３の掛りを強めることができる。さらに、ツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの数を四つ以上とすることで自転の抑制力を向上できる。

さらに、この実施形態では、前記ラチェットリング２の前記円周部４の外周面４ａには、適宜の所定間隔を有して複数の凹み１０（この実施形態では四つの凹み）が形成されており、それらの凹み１０の直下にそれぞれ前記ツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈが設けられている一方、前記ラチェットリング２の前記円周部４の内周面ｍと前記ラチェットギア１の外面との間でツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈを介して空間１１が形成されている。すなわち、円周部４の肉厚ｄを薄肉にすることで、つまり、ツメ部Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈの肉付けを無くすことで、温度調整用ハンドルの回転操作時の柔軟性が生まれ、温度調整用ハンドルの回転操作における「カチカチ」という操作音の緩和が可能である。

１ ラチェットギア
１ａ 突起
２ ラチェットリング
３ ツメ
４ 円周部
Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ ツメ部
ｍ 内周面
２１ 筒状ハウジング（サーモカートリッジ）
２２ 可動弁体
２４ 固定ガイド部材
２４ａ 一端側開口部
２６ 湯側弁座２６
２７ 感温バネ
２８ 温度調整用栓棒
２９ 移動部材
３１ 水側弁座３１
３２ バイアスバネ
Ｓ 湯流入室
Ｒ 湯水混合室

Claims (1)

1. 水栓本体の一端に設けられ可動弁体を軸線方向に移動可能に収容するとともに、感温バネ及びバイアスバネを内蔵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の回転操作に連動して回転する温度調整用栓棒と、
   この温度調整用栓棒に形成された雄ねじ部に螺合する雌ねじ部を有し前記温度調整用栓棒の回転に伴い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、
   外面に波状の突起が形成されたラチェットギアが前記筒状ハウジングの一端側開口部に同軸上に外嵌される一方、このラチェットギアを掴むツメを有するツメ部が円周部の内周面に形成されたラチェットリングを設けるとともに、このラチェットリングは前記温度調整用栓棒と連動して回転するよう構成されており、
   さらに、前記ラチェットリングには、少なくとも三箇所の前記ツメ部が前記円周部の全周にわたり所定間隔で設けられているとともに、
   前記ラチェットリングの前記円周部の外周面には、所定間隔を有して複数の凹みが形成されており、それらの凹みの直下に前記ツメ部が設けられている一方、前記ラチェットリングの前記円周部の内周面と前記ラチェットギアの外面との間に空間が形成されていることを特徴とする湯水混合栓。
   

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