JPH0259353B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、混合湯水の温度が設定温度からズレ
た場合に、制御弁部のスプール内に組込まれた感
温伸縮体がこれを感知してズレを是正する方向に
スプールを移動させ、湯，水各流入路の開口面積
を調節して混合湯水の温度を自動的に設定温度に
調節するように構成した自動温度調節式の混合水
栓に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、自動温度調節式混合水栓１は、第５図に
示す如く、主要外殻２内の中央域に位置したスプ
ール６の移動により湯，水各流入路３，４の開口
面積を制御する感温伸縮体５を備えた制御弁部
B′と、該制御弁部B′の一側域に位置し上記スプ
ール６の軸方向位置をコントロールする温度設定
部A′と、上記制御弁部の他側域に位置し混合湯
水の吐出流量をコントロールする開閉弁７を備え
た流量設定部C′とを上記主要外殻２内に配設し、
上記主要外殻２の下方に設けた湯、水の各供給口
８，９と上記湯、水の各流入溝３，４との間に
夫々逆止弁部Ｄ，Ｅを設けて構成したものであ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、従来の自動温度調節式混合水栓１は、
流量設定部C′の開閉弁７を制御弁部B′の流出側に
設けてあるため次の如き欠点があつた。

(a) 開閉弁７の閉止動作を湯水混合状態下で行う
ため、止水状態のときに湯、水の供給圧の高い
流体が供給圧の低い流体側へ逆流することがあ
り、逆止弁Ｄ，Ｅが必要不可欠である。このよ
うに、逆止弁Ｄ，Ｅ及び開閉弁７を備えること
は、水栓本体１を大型化すると共にコスト高と
なる。

(b) 感温伸縮体５が配置された湯、水の混合室へ
直接に、湯、水の供給圧が作用しているため、
開閉弁７を絞つたとき、混合室内の静圧が前記
湯、水の供給圧の影響を受けて変動し、感温伸
縮体５が所謂ハンチング現象を発生するという
欠点があつた。この現象は混合湯水温度の上下
脈動を招き使用上おおいに不快感を与える。

(c) また使用開始から感温伸縮体５定常制御状態
へ至るまでの使用開始初期に、高温度の吐出水
が吐出され、極めて危険であるという欠点があ
つた。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記欠点を解決するために、逆止弁
及び独立した開閉弁を何ら必要とせず、またハン
チング現象がなく、使用開始初期に高温度の吐出
水が吐出されるのを防止するようにした自動温度
調節式混合水栓の提供を目的とする。

本発明の要旨は、スプールケース内に軸方向へ
摺動自在に挿嵌されたケースと、該スプールの両
端側に形成された湯流入路及び水流入路と、前記
スプールの一端側に配置され、該スプールの軸方
向位置を設定して吐出水の温度を設定する温度設
定部と、前記スプール内を通過する流入湯水の温
度に応じてスプールを軸方向へ摺動させ、水流入
路及び湯流入路の夫々の開口面積を制御して吐出
水の温度を設定温度に自動的に調節補正する感温
伸縮体とが設けられた自動温度調節式混合水栓に
おいて、、前記水流入路を前記スプールの一端側
に設けた水弁部と前記スプールケースに設けた固
定の水弁座とで形成し、前記湯流入路を前記スプ
ールの他端側に設けた湯弁部と感温伸縮体の感温
部の外周側に遊合装着されて軸方向へ移動自在に
設けられた可動栓体の一端側の湯弁座とで形成
し、前記スプールの湯弁座形成側端部の内周面に
凹部を設けると共に、前記可動栓体の湯弁座側端
面に前記凹部へ進退自在な環状壁を設け、該環状
壁の外周面と前記凹部の内周面との間に所定寸法
の湯の初期流入制御間隙を形成し、前記可動栓体
の周側面に混合湯水の排出口を形成すると共に、
可動栓体の他端側に該可動栓体の軸方向位置を設
定する流量設定部を設けたことを特徴とする自動
温度調節式混合水栓である。

〔作用〕

使用開始前は、可動栓体が左側方向への限界位
置にあり、スプールの湯弁と湯弁座とを密着させ
ると共に、水弁と水弁座とを密着させており、完
全な止水状態である。

このような状態から流量設定ハンドルを吐水方
向へ回転させると、可動栓体がリターンスプリン
グの反発弾性力を受けて右方向へ後退し、湯弁座
がスプールの湯弁から離れて湯流入路が開口す
る。湯流入路の開口に伴い、湯は初期流入制御間
隙を通過して可動栓体の混合湯水路内へ流入す
る。

ところで、可動栓体が後退したこの使用開始直
後にあつては、初期流入制御間隙が使用開始初期
に吐出される湯の量を制限する。そのため、湯の
流入開始から感温伸縮体が定常制御状態となるま
での間（通常は0.5秒以下）の湯量は、必要最少
限となる。そして、湯の流入により感温伸縮体が
制御を開始するようになる。これにより、スプー
ルは軸方向の位置が補正され、吐出水が設定され
た温度になるように、湯流入路と水流入路との開
口面積比を決定する。スプールの移動に伴い水流
入路から流入した水は、スプール内を通過した
後、湯流入路から流入した湯と混合しつつ所望す
る温度になつて可動栓体の排出口から吐出され
る。

このように本発明の混合水栓にあつては、使用
開始初期に湯の流入量を制限するため、感温伸縮
体が定常制御状態となるまでの間に高温度の吐出
水が吐出されることはない。

吐水状態から止水する場合は、流量設定ハンド
ルを回動させて可動栓体を左方向へ移動させ、ス
プールを同様に左方向へ移動させてスプールの両
端側に設けられた湯、水の各流入路を閉塞すれば
よい。

〔実施例〕

第１図は本発明に係る自動温度調節式混合水栓
（以下、本発明混合水栓という）の実施例を示す
正面部分断面図である。混合水栓１１の外殻１２
は横長の筒状部が形成され、内部に複数の室を有
する。室は供給湯水の各室ｅ，ｄと、流出混合湯
水室ｆと、温度設定部Ａ及び流量設定部Ｃの各設
置室ａ，ｃとからなる。供給湯水の各室ｅ，ｄ
は、下方に膨出された部分d′，e′が形成され、湯
水の各供給管１４，１３へ接続されている。また
流出混合湯水室ｆは、筒状外殻１２の上部に突設
した吐水管部１２ａに連通する。

前記温度設定部Ａを構成する温調ハンドル１５
は、その中心部に、内外周面上にセレーシヨン溝
を有するリング１７を嵌挿して、温調スピンドル
１６の左端側に形成されたセレーシヨン溝へ嵌合
され、ボルト１８により締結されている。温調ス
ピンドル１６は、第２図Ａに示す如く、その軸方
向の中央部が中空状のスピンドルケース１９に回
転自在に枢支されており、スピンドル１６の鍔部
１６ａとセツトリング２１によりスピンドルケー
ス１９に対する軸方向位置を規制してある。また
スピンドルケース１９の右側寄りは、第１図に示
す如く、外殻１２内の設置室ａに嵌挿され、鍔部
１９ａを設置室ａの左端の内曲り鍔部１２ｂに当
接させて固定してある。従つて、スピンドルケー
ス１９と温調スピンドル１６及び温調ハンドル１
５は、外殻１２にその軸方向位置が規制されて取
り付けられることになる。スピンドルケース１９
の中空部内には、第２図Ａに示す如く、スライダ
ー２４がセレーシヨン嵌合により左右移動自在に
装着されている。スライダー２４は、その左端側
に形成した雌螺子２４ａに温調スピンドル１６の
雄螺子１６ｂを螺合してある。更にスライダー２
４は、中空部内に、リリーフスプリング２６と該
リリーフスプリング２６により右側方向へ付勢さ
れる円板２７が内蔵され、ストツパーリング２９
により円板２７の飛び出しを防止してある。リリ
ーフスプリング２６は、後述する止水時（第２図
Ｂ参照）における感温伸縮体３４の突出子３４ｂ
の突出を吸収するためのものである。

上記構成の温度設定部Ａにあつては、第１図に
示す如く、温調ハンドル１５を回動させることに
より、温調スピンドル１６が一体に回転し、スラ
イダー２４（第２図Ａ参照）を軸方向に移動させ
ることができるが、このスライダー２４の軸方向
移動を混合湯水の温度が危険温度以上にならない
ようにするために、適宜形式のストツパー機構２
８を設けてある。

制御弁部Ｂは、第２図Ａに示す如く、スプール
ケース３６と、感温伸縮体（感温手段として内部
にワツクスを封入してある）３４を備えたスプー
ル３５からなる。スプール３５は該ケース３６内
に左右摺動自在に嵌挿されて後述するスプリング
３７により常時左側方向に付勢されている。スプ
ールケース３６は、左端側において前記温度設定
部Ａのスピンドルケース１９の右端に螺合締結３
０され、外殻１２の供給湯水室ｅ，ｄ（第１図参
照）及び流出混合湯水室ｆ（第１図参照）に嵌挿
してある。スプールケース３６は、供給水室ｄ
（第１図参照）に位置する外周面上の一部に円周
方向の水流入溝（スリツト状）３８が穿設され、
更に供給湯室ｅ（第１図参照）に位置する外周面
上の一部に円周方向の湯流入溝（スリツト状）３
９が穿設されている。該水流入溝３８及び湯流入
溝３９には、スクリーンフイルター３３が夫々外
嵌されている。更に、スプールケース３６の右端
寄りには円周方向の吐出口４０が穿設されてい
る。前記スプール３５は前後端に水弁３１及び湯
弁３２が形成されており、水弁３１と前記スプー
ルケース３６内に形成された環状の水弁座３６ａ
とにより水流入路Ｇを形成し、湯弁３２と後述す
る可動栓体４１に一体又は別体に形成された湯弁
座４１ａとにより湯流入路Ｈを形成する。スプー
ル３５は、通水孔３５ａ，３５ａ…を穿設しボス
部３５ｂに感温伸縮体３４を螺着してある。該感
温伸縮体３４は、大径の感温部（ワツクス封入
部）３４ａを後述する可動栓体４１の混合湯水路
４１ｃ内に配すると共に、突出子３４ｂの先端部
を前記円板２７に当接させてある。突出子３４ｂ
は封入されたワツクスの感温による膨張収縮に応
じて突出及び退入動作し、突出及び退入量が混合
水の変化量に一義的且つ直線的に比例する。後述
する可動栓体４１の中空部内に挿嵌されたリター
ンスプリング３７の付勢力は、前記スライダー２
４内の円板を付勢するリリーフスプリング２６の
付勢力よりも小さく設定してある。このため円板
２７は定常時においてストツパーリング２９に圧
接係止されて位置する。

上記制御弁部Ｂにあつては、感温伸縮体３４の
突出子３４ｂのストロークによりスプール３５の
位置が決定され、湯水流入路Ｇ，Ｈの開口面積比
が決定される。

流量設定部Ｃは、前記リターンスプリングの反
発弾性力を受ける可動栓体４１の左端寄りを、前
記温度設定部Ｂのスプールケース３６内に左右摺
動自在に挿嵌している。また可動栓体４１の右端
寄りに、栓体ケース４２を外嵌している。そし
て、この栓体ケース４２の後端中央寄りに、調節
ねじ４３を螺合し、該調節ねじ４３の進退により
可動栓体４１が進退するようにしている。栓体ケ
ース４２は、前記外殻１２の設置室ｃ内に挿嵌さ
れ、中央寄りの螺子部４２ａを外殻１２に螺合し
てある。前記可動栓体４１の開口左端寄りには、
前記湯弁座４１ａの内側寄りから環状壁４１ｂが
突設され、該環状壁４１ｂの外周面と前記スプー
ル３５の凹部３５ｃの内周面との間には、使用開
始初期に湯の流入量を制限するための初期流入制
御間隔Ｉが形成されている。該環状壁４１ｂの突
出寸法ｍ（第２図Ｂ参照）は一般的に３〜７mmと
されると共に、初期流入制御間隙Ｉの寸法ｎは
0.5〜1.5mmとされる。更に、該環状壁４１ｂに
は、流水スリツト４１ｄが必要に応じて適宜周ピ
ツチに形成されている。この流水スリツト４１ｄ
は、前記初期流入制御間隙Ｉと協同し、使用開始
直後にあつては、湯の流入量を制限して吐出水が
高温にならないようにしている。そして、感温伸
縮体３４が制御動作を開始した以後は、吐出水が
高温になる心配は全くないので、この流水スリツ
ト４１ｄを通じて必要な湯量を確保するようにし
ている。可動栓体４１は、その中空内部が混合湯
水路４１ｃとなつていると共に、湯水混合領域４
１ｃの後端寄りに排出口４１ｅが開口されてい
る。更に、可動栓体４１には、その移動量を規制
するストツパー４５が必要に応じて取り付けられ
ている。このストツパー４５は、長孔状の吐出口
４５内に遊合状態で係合し、可動栓体４１の締め
過ぎによる弁体３１及び３２のパツキンの損傷を
防止すると共に、可動栓体４１の廻り止めを防止
するようにしている。またストツパー４５は、メ
ンテナンスに際し、栓体ケース４２を螺脱させた
ときのリターンスプリング３７の付勢力による栓
体４１の飛び出しを防止する機能をも有してい
る。前記調節ねじ４３は、第１図に示す如く、セ
レーシヨン軸４３ａに流量設定ハンドル４６が係
合され、ボルト４７にて締結されている。可動栓
体４１は、該流量設定ハンドル４６の回転による
調節ねじ４３の進退に伴い、水弁座３６ａと湯弁
座４１ａとの距離Ｌを変化させ湯水混合水量を調
節する。

上記構成の流量設定部Ｃにあつては、流量設定
ハンドル４６の止水方向への回転に伴い第２図Ｂ
に示す可動栓体４１を左側方向への限界位置まで
移動させて前記距離Ｌを最少値にすると、スプー
ル３５の湯弁３２と湯弁座４１ａが密着すると共
に水弁３１と水弁座３６ａが密着して完全に止水
状態となる。

次に、流量設定ハンドル４６を止水位置から吐
水方向へ回転させると、リターンスプリング３７
の反発弾性力により可動栓体４１が自動的に右側
方向へ移動してスプール３５が可動状態となり、
可動栓体４１の移動量に対応する混合湯水量が可
動栓体４１内部の混合湯水路４１ｃ内へ導かれ
る。

ところで、可動栓体４１が後退した使用開始直
後にあつては、初期流入制御間隙Ｉが使用開始直
後に吐出される湯の量を制限する。そのため、混
合水栓の使用を開始した時点から感温伸縮体３４
が定常制御状態となるまでの間（通常は0.5秒以
下）に吐出される湯の量は、必要最少限となる。
次に、湯の流入により感温伸縮体３４が自動的に
制御を開始するようになる。これにより、スプー
ル３５はその軸方向位置が補正され、所望する温
度の吐出水が得られるように、湯流入路Ｈと水流
入路Ｇとの開口面積比を修正する。そして、スプ
ール３５の移動に伴い水流入路Ｇから流入した水
は、スプール３５の通水孔３５ａ，３５ａ…を通
過した後、湯流入路Ｈから流入した湯と混合しつ
つ所望温度になつて可動栓体４１の混合湯水路４
１ｃ内へ導かれる。所望温度の混合湯水は、可動
栓体４１の排出口４１ｅ及びスプールケース３６
の流出口４０を通過して第１図に示す吐水管部１
２ａへ導かれ吐水口１２a′から吐水する。

このように、本実施例の混合水栓にあつては、
使用開始初期に湯の流入量を制限するようにして
いる。そのため、使用開始直後に高温度の吐出水
が吐出されることはない。すなわち、この事を更
に詳しく説明すると、この種の混合水栓では、通
常は供給水圧の方が供給湯圧よりも遥かに高く設
定されており、一旦感温伸縮体３４が不安定なが
らも制御動作を始めると、先行して流入した湯の
中へ供給水が直ぐに混入するようになり、流入し
た湯の量と流入した水の量とに応じた温度の温水
が吐出される。ところが、従来の場合は、湯の流
入路側に何等工夫がなされていないために、水の
流入量が十分に確保されていない使用開始初期
に、湯流入口の開度に応じた量の湯がそのまま流
入されていた。そのため、使用開始初期に流入す
る湯の量の割合が多くなり、吐出水の温度が危険
温度となつていた。ところが、本実施例の混合水
栓にあつては、前述した如く、初期流入間隙Ｉに
よつて使用開始初期に流入する湯の量が制限され
るので、水と混合されて吐出される混合湯水の温
度が高くなることは決してない。つまり、極めて
安全な使用が可能である。

本発明者は、前記初期流入制御間隙Ｉの作用を
確認するために、初期流入制御間隙Ｉを形成した
本発明混合水栓と初期流入制御間隙Ｉのない混合
水栓について、下記の条件下で吐水及び止水の繰
り返し試験を行い、次の如き結果を得た。

〔試験条件〕

(1) 流入制御間隙Ｉの寸法（第２図Ｂの参照） ｍ＝５mm，ｎ＝１mm，ｐ＝25mmφ (2) 水 圧力＝４Kg／cm²，温度＝20℃ (3) 湯 圧力＝0.5Kg／cm²，温度＝80℃ (4) 設定温度 40℃ (5) 混合湯水の温度測定箇所 第２図Ａ中の流出口４０の位置 〔試験結果〕 第３図は本発明混合水栓における混合湯水温度
の測定結果を示すグラフ、第４図は初期流入制御
間隙を設けていない混合水栓における混合湯水温
度の測定結果を示すグラフである。なお、両グラ
フにおいて、縦軸は温度を示し、横軸は時間を示
す。更に、両グラフにおいて、夫々のピーク値は
吐水開始直後の状態を示すものである。

両グラフから明らかな如く、初期流入制御間隙
を形成していない混合水栓（第４図）にあつて
は、吐水開始直後において設定温度より７〜８℃
高い混合湯水が吐水し火傷を招くのに対し、本発
明混合水栓にあつては、吐水直後において設定温
度より僅か２℃程度高い混合湯水しか吐水しなく
火傷を招くことはない。

〔発明の効果〕

以上説明したところから明らかなように、本発
明にあつては、次のような効果を奏している。

本発明の混合水栓は、水流入路及び湯流入路
を別々に止水する止水機構が採用されているた
め、従来の混合水栓において必須とされた逆止
弁及び独立した開閉弁が不要となり、水栓本体
を小型化できると共に低コストとすることがで
きる。

本発明混合水栓は、止水機構の流出側に感温
伸縮体が位置するため、供給湯水の圧力変動に
対しても感温伸縮体周囲の静圧に急激な変動を
生じさせない。その結果、本発明混合水栓は、
従来の混合水栓において発生していた所謂ハン
チング現象が皆無となり、安定した温度の混合
湯水を得ることができる。

本発明混合水栓は、初期流入制御間隙が設け
られているので、吐水操作開始直後に高温度の
温水が吐水することがなく、安定した温度の混
合湯水を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明に係る自動温度調節
式混合水栓の実施例を示すものであり、第１図は
全体を示す正面部分断面図、第２図Ａ，Ｂは本体
の外殻内に挿嵌されるカートリツジを示す縦断面
図、第３図は吐水及び止水を繰り返したときの混
合水の温度を示すグラフ、第４図は初期流入制御
間隙がない混合水栓において吐水及び止水を繰り
返したときの混合湯水の温度を示すグラフ、第５
図は従来の自動温度調節式混合水栓の正面断面図
である。 ３１……水弁、３２……湯弁、３４……感温伸
縮体、３５……スプール、３５ｃ……凹部、３６
……スプールケース、３６ａ……水弁座、４１…
…可動栓体、４１ａ……湯弁座、４１ｂ……環状
壁、４１ｄ……流水スリツト、Ａ……温度設定
部、Ｇ……水流入路、Ｈ……湯流入路、Ｉ……初
期流入制御間隙。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スプールケース内に軸方向へ摺動自在に挿嵌
   されたスプールと、該スプールの両端側に形成さ
   れた湯流入路及び水流入路と、前記スプールの一
   端側に配置され、該スプールの軸方向位置を設定
   して吐出水の温度を設定する温度設定部と、前記
   スプール内を通過する流入湯水の温度に応じてス
   プールを軸方向へ摺動させ、水流入路及び湯流入
   路の夫々の開口面積を制御して吐出水の温度を設
   定温度に自動的に調節補正する感温伸縮体とが設
   けられた自動温度調節式混合水栓において、前記
   水流入路を前記スプールの一端側に設けた水弁部
   と前記スプールケースに設けた固定の水弁座とで
   形成し、前記湯流入路を前記スプールの他端側に
   設けた湯弁部と感温伸縮体の感温部の外周側に遊
   合装着されて軸方向へ移動自在に設けられた可動
   栓体の一端側の湯弁座とで形成し、前記スプール
   の湯弁座形成側端部の内周面に凹部を設けると共
   に、前記可動栓体の湯弁座側端面に前記凹部へ進
   退自在な環状壁を設け、該環状壁の外周面と前記
   凹部の内周面との間に所定寸法の湯の初期流入制
   御間隙を形成し、前記可動栓体の周側面に混合湯
   水の排出口を形成すると共に、可動栓体の他端側
   に該可動栓体の軸方向位置を設定する流量設定部
   を設けたことを特徴とする自動温度調節式混合水
   栓。