JPH0643455U - サーモスタットミキシングバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サーモスタットミキシングバルブにおいて、
温度調整時での温度調整弁の弁開度の変化を緩やかに
し、混合水温度のハンチングやオーバーシュートの発生
を抑え、しかも温度調整弁を開閉弁としても機能させる
ことによって使い勝手も向上させること。 【構成】 水及び湯の流入口と混合水の流出口とを開け
たハウジングの内部に弁体を回転動作可能に設け、この
弁体の回転方向の姿勢によって水と湯の流入口の開閉及
び弁開度の調整を可能とすると共に、混合水の流出口へ
向かう流路中に感温機能部を設け、この感温機能部によ
って混合水温度が設定値以上となったときには湯流入口
側を絞り、混合水温度が設定値以下となったときには水
流入口側を絞るように弁体の姿勢を回転方向に変えて自
動温度調整を実行させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動温度調整機能を持つサーモスタットミキシングバルブに係り、 特に弁開度の変化を緩やかにして温度設定時や変動時のハンチングやオーバーシ ュート等を防止するようにした装置構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】

自動温度調整機能を持つサーモスタットミキシングバルブは、たとえば浴室用 のシャワー設備や洗面化粧台等に備える湯水混合栓として利用されている。

【０００３】 このサーモスタットミキシングバルブの基本構造は、本体の内部流路に感温機 能部を組み込み、これによって温度変動を生じたときに水と湯との混合比を一軸 上で変える弁体を移動させ、混合水の温度を設定した温度に維持するというもの である。

【０００４】 この感温機能部の例として、たとえば実開昭６２−５０３８５号公報に記載さ れているように、熱膨張・収縮性のワックスを封入した感温体を用い、この感温 体の一端から出没するピンの動きによって弁体の位置を変更するものがある。

【０００５】 また、このようなワックスの熱膨張・収縮を利用するのに代えて、混合水流路 内に形状記憶合金製のスプリングを収納し、混合水温度の変動に基づくスプリン グの軸線方向への膨張及び収縮によって温度調整するようにしたものもある。

【０００６】 これらの何れにおいても、本体の内部流路を流れる混合水に感温部を曝し、こ の感温部の熱膨張・収縮を変換手段として弁体を移動させ、湯側と水側の弁開度 を変更することによって、自動温度調整を行う。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】 ところが、温度調整用の弁体は中空の円筒体状であってその軸線方向の一端を 水弁座への着座面とし、他端を湯弁座への着座面としたものである。このため、 水側及び湯側のそれぞれの弁開度は、それぞれの弁座と弁体の端部との距離と弁 体の外周面の長さの積となる。したがって、弁体が大きいほど、その軸線方向の 移動量が僅かであっても弁開度は大きく変化することになる。

【０００８】 このように、弁体を軸線方向に移動させて弁開度を調整し、湯と水との混合比 を変えて温度調整する構造では、操作時に湯側と水側の弁開度が急激に変わって しまうため、調整した直後には設定温度を挟んで上下に温度が変動するハンチン グ現象を生じやすい。

【０００９】 また、温度設定するときでも、ハンドルの回転角度に比べて弁開度の増減が急 激に行われる傾向にあることから、設定値を超えてオーバーシュートすることも 多い。

【００１０】 更に、温度調整用の弁体は、一軸上で同時に水側と湯側の弁開度を変える構造 なので、少なくともいずれか一方側の流路は常に開いたままとなる。このため、 温度調整弁自身には開閉弁の機能はなく、湯水混合栓として使えるようにするに は、弁体の上流側や下流側に開閉弁を別に設ける必要がある。したがって、湯水 混合栓の構造が複雑になるだけでなく、実際に使うときには開閉弁と温度調整弁 の操作用のハンドルの二重操作となるなど、使い勝手にも影響する。

【００１１】 本考案において解決すべき課題は、サーモスタットミキシングバルブにおいて 、温度調整時での温度調整弁の弁開度の変化を緩やかにし、混合水温度のハンチ ングやオーバーシュートの発生を抑え、しかも温度調整弁を開閉弁としても機能 させることによって使い勝手も向上させることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、水流入口及び湯流入口を設け且つ弁要素の下流に混合水流出口を備 えたハウジングと、該ハウジングの内部に回転動作可能に組み込まれ前記水流入 口及び湯流入口を同時に開閉及び開度調整する弁体と、前記混合水流出口に向か う混合水の流路中に組み込まれ温度変動によって前記弁体の回転方向の姿勢を変 更させる感温機能部とを備え、前記感温機能部は、混合水温度が設定値以上とな ったときには前記湯流入口側を絞り、混合水温度が設定値以下となったときには 前記水流入口側を絞るように前記弁体を駆動可能としたことを特徴とする。

【００１３】

【作用】

ハウジングの中に組み込む弁体は、その回転動作のときの姿勢によって水側及 び湯側の流入口の開閉と開度の調整を行うので、弁体の形状及び流入口の形状や 大きさを適切にしておけば、弁開度の変化を緩やかにするとができる。したがっ て、急激な弁開度の変化がなく、温度設定時等でのハンチングやオーバーシュー トが防止される。

【００１４】 また、感温機能部は混合水の温度に感応して温度上昇時には湯側の弁開度を絞 るようにまた温度下降時には水側の弁開度を絞るように弁体を回転させるので、 これによって使用中での温度変動に対する自動温度調整が行われる。

【００１５】 更に、弁体を或る回転角度まで回せば水側及び湯側の流入口をいずれも閉じる ことができるような弁体と流入口の位置関係としておけば、弁体を湯と水の混合 比の設定だけでなく開閉弁としても機能させることが可能となる。

【００１６】

【実施例】

図１はサーモスタットミキシングバルブの要部の構造の概略を示す正面縦断面 図、図２は図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。

【００１７】 図において、湯水混合栓の本体（図示せず）の中に組み込まれるハウジング１ の周壁には軸線方向に間隔をおいて水流入口１ａ及び湯流入口１ｂをそれぞれ開 けると共に、これらの流入口１ａ，１ｂに連通する下流側には混合水流出口１ｃ を開けている。水流入口１ａは湯水混合栓の本体の中の給水室に連通し、同様に 湯流入口１ｂと混合水流出口１ｃはそれぞれ湯室及び混合室に連通し、この混合 室を経由して混合水が吐出端から吐出される。

【００１８】 ハウジング１の内部には、水流入口１ａ及び湯流入口１ｂに対応する位置に弁 体２をハウジング１と同軸上としてその軸線周りに回転自在に組み込む。この弁 体２には、それぞれ水流入口１ａ及び湯流入口１ｂに連通可能な水用孔２ａ及び 湯用孔２ｂを設ける。これらの水用孔２ａ及び湯用孔２ｂは弁体２の周面に一端 が開口し、混合水流出口１ｃ側に向けて開放する流路断面を持つ。

【００１９】 弁体２の左端面は、感温機能部との間で弁体をバランスさせるためのバイアス スプリング３によって弾性支持され、右端面は混合水流出口１ｃまでの流路を形 成する混合室１ｄに臨んでいる。そして、この混合室１ｄには、混合水の温度に 感応して弁体２をその軸線周りに回転させる感温エレメント４を感温機能部とし て組み込む。

【００２０】 図３は感温エレメント４の概要を示す斜視図である。

【００２１】 感温エレメント４は、従来から知られているワックスペレット式であって、円 筒状の容器４ａからピン４ｂをその軸線方向に進退可能に設けたものである。そ して、容器４ａの先端の外周にはアクメねじ（台形ねじ）状とした雄ネジ４ｃを 形成し、図１に示すようにこの雄ネジ４ｃをハウジング１の隔壁１ｅの雌ネジ孔 １ｆに回転可能にネジ接合する。

【００２２】 なお、このようなアクメねじを採用することによって、容器４ａに軸線方向の 負荷がかかったときには、その負荷の方向へ向かうようにネジの回転が可能であ る。そして、ピン４ｂが突き出る向きに動くとき、図３の矢印に示すように、連 接ヘッド４ｅ側から見て容器４ａが時計方向に回転するような雄ネジ４ｃと雌ネ ジ孔１ｆのネジの関係とする。

【００２３】 図４は容器４ａとピン４ｂとの連接構造の詳細であって、同図の（ａ）は一部 切欠図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図である。

【００２４】 ピン４ｂは円形断面を持ち、その一端には容器４ａの内周壁を摺動するフラン ジ４ｄを備えている。容器４ａの内周形状及びフランジ４ｄの外形はそれぞれ整 合する四角形状でり、ピン４ｂが回転するときにはこのフランジ４ｄと容器４ａ との連接関係によって、容器４ａも一体になって回転する。また、フランジ４ｄ と容器４ａによって区画された空間の中に熱膨張・収縮性のワックスＷを封入し 、フランジ４ｄに対する作用力によってピン４ｂを進退動作させる。そして、ピ ン４ｂの先端には四角形断面とした連接ヘッド４ｅを形成する。

【００２５】 図１に戻って、感温エレメント４の容器４ａの左端は、弁体２の端面から突き 出した環状の保持座２ｃに嵌め込まれ、容器４ａと弁体２との接合面の間には座 金２ｄを介装し、容器４ａと弁体２とを一体に結合する。また、前述のように容 器４ａの雄ネジ４ｃは隔壁１ｅの雌ネジ孔１ｆにネジ接合されるので、容器４ａ をその軸線周りに回すと、弁体２は一体となって図２の矢印方向に回動する。

【００２６】 感温エレメント４の回転操作は、ハウジング１の外まで突き出るスピンドル５ のハンドル５ａによって行う。スピンドル５はハウジング１の内周にネジ５ｂ接 合され、その軸線方向の一端をピン４ｂの連接ヘッド４ｅに連結する。このとき 、四角形断面の連接ヘッド４ｅによって、スピンドル５に対してピン４ｂが一体 に回転するように、スプリング５側にも四角形断面の連接座５ｃを設ける。

【００２７】 以上の構成において、混合水の温度の設定はハンドル５ａの回転操作によって 、弁体２を感温エレメント４を介して回転させることで行われる。すなわち、ハ ンドル５ａと一体となってスピンドル５が回転すると、四角形断面の連接座５ｃ と連接ヘッド４ｅとの関係によってピン４ｂが同じ向きに回転し、図４の（ｂ） で示したピン４ｂと容器４ａとの構造により、容器４ａも同様に回転する。した がって、容器４ａの一端に結合されている弁体２にも回転が伝達され、図２にお いて水及び湯流入口１ａ，１ｂに対する水用及び湯用の孔２ａ，２ｂの整合度を 変化させることによって、水と湯との量比を変えて混合水の温度を設定可能であ る。

【００２８】 ここで、図２においては、水用及び湯用の孔２ａ，２ｂはそれぞれ水，湯流入 口１ａ，１ｂの開口面積のほぼ半分の領域と整合している。この状態では、水と 湯との混合比は１：１であり、弁体２が反時計方向に回転すると、水用孔２ａが 水流入口１ａから次第に外れる一方湯用孔２ｂが湯流入口１ｂに整合していくの で、湯の量が多くなって高温側に設定される。また、弁体２を時計方向に回転さ せれば、逆に水用孔２ａと水流入口１ａとの整合度が湯側よりも大きくなってい くので、低温側に設定される。

【００２９】 また、図２において弁体２を９０°程度回転させると、水用及び湯用の孔２ａ ，２ｂがいずれも水及び湯の流入口１ａ，１ｂから整合が外れる。したがって、 外部からの給水，給湯は弁体２によって遮断され、この弁体２に温度設定用だけ でなく開閉弁としての機能を持たせることができる。

【００３０】 弁体２によって水と湯の量比を調整して混合水温度を設定した後に、給水，給 湯圧の変動によって混合水の温度に変化を生じたときには、感温エレメント４に よって温度補正が自動的に行われて混合水を設定温度に戻す。この自動温度調整 は次の要領で実行される。

【００３１】 たとえば、混合水の温度が高くなると、ピンが４ｂが容器４ａから突き出るよ うになる。一方、ピン４ｂの一端は軸線方向に静止したスピンドル５に拘束され ているので、アクメねじ状の雄ネジ４ｃと雌ネジ孔１ｆによって、容器４ａは回 転して図２において弁体２を時計方向に回転させる。したがって、湯用孔２ｂと 湯流入口１ｂの整合度が小さく且つ湯用孔２ａと水流入口１ａとの整合度が大き くなり、これによって高温側に変動していた混合水が設定温度へと戻される。

【００３２】 また、混合水温度が設定値よりも低くなると、ピン４ｂは容器４ａ側に引かれ るようになる。そして、ピン４ｂの先端は軸線方向に静止しているスピンドル５ によって拘束されているので、容器４ａを図１において右側に動かす作用力が働 く。このため、雄ネジ４ｃと雌ネジ孔１ｆとの関係によって、容器４ａが回転し て弁体２を図２において反時計方向へ回転させる。したがって、水用孔２ａと水 流入口１ａとの整合度が小さく且つ水用孔２ｂと湯流入口１ｂとの整合度が大き くなり、低温側に変動していた混合水が設定温度へと戻される。

【００３３】 なお、このような弁体２の回動動作のときには、容器４ａ及びピン４ｂも一体 に回転するので、ピン４ｂに連接したスピンドル５も同じ向きに回転する。これ により、ピン４ｂがスピンドル５に連接されていても、温度調整の際にはこれに 連動してスピンドル５が動き、部材間の干渉の発生はない。

【００３４】 更に、弁体２は回転式であってその周壁に開けた水用及び湯用の孔２ａ，２ｂ の位置をハウジング１側の水流入口１ａ及び湯流入口１ｂに対して変化させるの で、従来の軸線方向への移動による弁開度の設定に比べると、開度の変更が緩や かに行われる。このため、温度設定のときや混合水の急な温度変動に対しても、 急激に水側及び湯側の弁開度が変化しないので、設定温度の維持及び設定値に対 するハンチング現象が防止可能である。

【００３５】 図５は、ディスク状の弁体を用いた例を示す概略縦断面図、図６は図５のＣ− Ｃ線矢視による平面図である。

【００３６】 先の例と同様に、ハウジング６の周壁には水流入口６ａと湯流入口６ｂとを互 いに近接した位置に開け、下流側には混合水流出口６ｃを設ける。これらの水及 び湯の流入口６ａ，６ｂは、図６に示すように、ハウジング１の軸線を挟みそれ ぞれの中心がこの軸線と点対称となるような位置とする。そして、それぞれの流 入口６ａ，６ｂには、円筒状であって同じ高さの弁座６ｄ，６ｅを設ける。

【００３７】 弁座６ｄ，６ｅの上には、水流入口６ａ及び湯流入口６ｂの開度を変えて混合 水の温度を調整する弁体７を設ける。この弁体７は、図６に示すように、長円状 の平面形状を持ち、ハウジング１に固定した枢軸７ａによってその中央部を回転 自在に支持されると共に、ハウジング６の内壁との間を連結しスプリング７ｂに よって枢軸７ａに対して反時計方向に付勢されている。

【００３８】 ハウジング６に回転操作可能に設けたスピンドル８の一端にはハンドル８ａを 設け、他端には感温機能部として形状記憶合金製のコイルスプリング９とロッド １０とを備える。コイルスプリング９は、通過する混合水の温度に感応して膨張 ，収縮し、これによってロッド１０を進退動作させる機能を持つ。また、ロッド １０はその基端側をスピンドル８の摺動孔８ｂに収納され、周面に設けたフラン ジ１０ａとスピンドル８の先端との間にコイルスプリング９を介装することによ って、温度変化によるこのコイルスプリング９の膨張収縮に応じて軸線方向に進 退可能である。また、ロッド１０の先端は球面状とし、この球面状の部分を弁体 ７の周面への突き当て面としている。

【００３９】 ここで、図６の状態では、弁体７は水流入口６ａを塞ぐと共に湯流入口６ｂを 全開した姿勢である。そして、ハンドル８ａを回転操作してスプリング８を図６ において左側へ移動させると、ロッド１０の先端が弁体７の周面に突き当たって いるので、ロッド１０の移動に伴って図７のように弁体７はその枢軸７ａの周り で時計方向に旋回する。これにより、水及び湯の流入口６ａ，６ｂにそれぞれに 弁体７が被さるようになり、開口域を設定することで水と湯との混合比が決めら れ、混合水の温度が設定される。

【００４０】 この温度設定時に混合水の温度が高くなると、形状記憶合金製のコイルスプリ ング９が膨張してロッド１０を図７の矢印方向に押す。これにより、水流入口６ ａを弁体７が次第に開いていくと同時に湯流入口６ｂは弁体７によって次第に閉 じられていき、水の量が多くなって低温側に設定される。したがって、混合水温 度は予め設定された温度に自動的に補正される。

【００４１】 また、図７の弁体７の姿勢に設定されているときに混合水の温度が低下すると 、コイルスプリング９が収縮してロッド１０は図において右側へ移動する。した がって、弁体７はスプリング７ｂによって枢軸７ａの周りで反時計方向に回転し 、水流入口６ａ側を絞ると同時に湯流入口６ｂの開度を大きくする。その結果、 高温側に設定されて、予め設定しておいた混合水温度に自動調整される。

【００４２】

【考案の効果】

本考案では、温度調整用の弁体を回転式としその回転角度に基づく姿勢によっ て水側及び湯側の弁開度をそれぞれ変更するので、弁体を軸線方向に移動させそ の両端面と弁座との間で弁開度を設定する従来構造に比べると、弁開度の変更が 緩やかに行われる。このため、温度設定時や温度変動時の自動調整の際のハンチ ングや大きなオーバーシュートがなくなり、設定した温度の混合水を確実に供給 できる。

【００４３】 また、弁体の姿勢によって水側及び湯側の流路のいずれをも閉じるような操作 も可能なので、温度調整用だけでなく開閉弁としての機能も果たすことができる 。このため、湯水混合栓の構造が簡単になるほか、操作するときも一つのハンド ルで混合水の吐出，停止及び温度調整ができ、使い勝手も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のサーモスタットミキシングバルブに使
用するバルブハウジングの内部構造を示す概略縦断面図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。

【図３】感温エレメントの斜視図である。

【図４】感温エレメントの容器とピンとの連接構造の詳
細であって、同図の（ａ）は切欠側面図、同図の（ｂ）
は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図である。

【図５】ディスク状の弁体を用いてこれを感温機能部に
よって回転させる構成とした例のハウジング内構造を示
す縦断面図である。

【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視による平面図である。

【図７】ロッドによる弁体の姿勢変更を示す要部の平面
図である。

【符号の説明】

１ ハウジング ６ ハウジング １ａ 水流入口 ６ａ 水流入口 １ｂ 湯流入口 ６ｂ 湯流入口 １ｃ 混合水流出口 ６ｃ 混合水流出
口 ２ 弁体 ７ 弁体 ２ａ 水用孔 ７ａ 枢軸 ２ｂ 湯用孔 ７ｂ スプリング ３ バイアススプリング ８ スピンドル ４ 感温エレメント ９ コイルスプ
リング ４ａ 容器 １０ ロッド ４ｂ ピン ４ｃ 雄ネジ ５ スピンドル

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水流入口及び湯流入口を設け且つ弁要素
   の下流に混合水流出口を備えたハウジングと、該ハウジ
   ングの内部に回転動作可能に組み込まれ前記水流入口及
   び湯流入口を同時に開閉及び開度調整する弁体と、前記
   混合水流出口に向かう混合水の流路中に組み込まれ温度
   変動によって前記弁体の回転方向の姿勢を変更させる感
   温機能部とを備え、前記感温機能部は、混合水温度が設
   定値以上となったときには前記湯流入口側を絞り、混合
   水温度が設定値以下となったときには前記水流入口側を
   絞るように前記弁体を駆動可能としたことを特徴とする
   サーモスタットミキシングバルブ。