JPH0643456U - 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、
水と湯とが十分に混合されたものとして感温機能部を通
過させるようにし、吐出される混合水の温度の設定値か
らのずれや温度変動を生じないようにすること。 【構成】 弁体の軸線方向の移動によって水側と湯側の
弁開度を可変操作可能とし、設定温度よりも混合水が高
温となったときにはこの弁体を湯弁座側に移動させる感
温機能部を備えたものにおいて、水弁座側から水が直接
混合室側に供給されないようにし、水を湯弁座側の湯と
混合させた後に混合室側の感温機能部へと流れる弁構造
とし、吐水端に向かう混合水の実際の温度を感温機能部
が検知可能とする。

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、 特に感温部による弁体の作動を適正化して混合水温度の安定を図るようにした装 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 内に形状記憶合金又は形状記憶合成樹脂等の形状記憶素子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、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り、水弁座と弁体との間から水が混合 室へ直接流入する。一方、湯弁座と弁体との間から供給された湯は、弁体に開け た連絡口を経て混合室へ流れ込む。

【０００８】 このような水と湯との流れでは、水が湯と十分に混合しないまま混合室の感温 部を通過することになる。このため、特に給水と給湯を開始した初期では、混合 水の温度よりも水の温度を感温部が検出しやすくなり、下流へ向かう混合水の実 際の温度よりも低いものとして弁体を動かしてしまう。すなわち、感温部が収縮 することによって、水弁座側の開度を小さく且つ湯弁座側の開度を大きくするよ うに弁体が移動するので、その結果設定温度よりも高い混合水が吐出されること になる。

【０００９】 また、湯が先行して感温部を通過する構造であれば、逆に水弁座側の開度が大 きくなるように弁体が移動してしまい、設定された温度よりも低い混合水が吐出 されてしまう。

【００１０】 このように、従来の弁構造では、水と湯が均等に混合されないまま感温部を流 れることによって、設定した温度よりも高くなったり低くなったりして温度が安 定せず、使い勝手に問題がある。

【００１１】 本考案において解決すべき課題は、水と湯とが十分に混合されたものとして感 温機能部を通過させるようにし、吐出される混合水の温度の設定値からのずれや 温度変動を生じないようにすることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

本考案は、水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔をおいて周壁に開けたハウ ジングと、前記水流入口と湯流入口との間の前記ハウジングの内壁を摺動面とし て軸線方向に移動可能に組み込んだ弁体と、前記水流入口側で前記弁体の軸線方 向の一端面に対向する水弁座と、前記湯流入口側で前記弁体の軸線方向の他端面 に対向する湯弁座と、前記水弁座の下流側のハウジングの周壁に開けた混合水流 出口と、前記混合水流出口までの混合水流路中に組み込まれ前記弁体を温度設定 用の操作部に連接し且つ該弁体を前記湯弁座側に付勢する感温機能部とを備えた サーモスタットミキシングバルブにおいて、前記水流入口及び湯流入口から前記 感温機能部を備えた前記混合水流路へ向かう流路を、水及び湯をいずれか一方の 流入口側へ導き且つその下流を前記混合水流路に連通させる構成としたことを特 徴とする。

【００１３】 弁体は、水弁座及び湯弁座に接離可能なシール環とその中心部にほぼ同軸上に 設けたスリーブ軸とを備え、このスリーブ軸によって、水弁座から混合室側への 流路を遮断し且つ水弁座側から前記湯弁座及びこの湯弁座側から混合室側への流 路を連通可能とすることができる。

【００１４】 また、感温機能部は、混合水流路中の混合水に浸漬され一端を操作部側に及び 他端を弁体側に連接した形状記憶素子製のスプリングとすることができる。

【００１５】

【作用】

水流入口からの水と湯流入口からの湯は、いずれか一方の流入口側でまず合流 して混合水となり、この後に感温機能部を備えた混合水流路に向かう。このため 、感温機能部へは混合水が必ず供給されるものとなり、先行して感温機能部側へ 流れ込む水や湯による誤った温度に感応して弁体が不用意に動くことがなく、適 性な温度制御が行われる。

【００１６】 また、このような流路構成を可能とするスリーブ軸を備えた弁体の場合では、 スリーブ軸によって、水弁座側から水が直接混合室側に向かうことがなく、水は 湯弁座側の湯と混合した後に混合室へと供給される。このため、混合室側に設け た感温機能部は、吐出端に向かう混合水の実際の温度を検出し、温度の高低に応 じて弁体を移動させることによって、設定温度となるように弁体を制御すること が可能となる。

【００１７】 このように、水と湯とが混合されたものを基準として感温機能部が作動するこ とによって、水又は湯の直接の流入による誤った混合水の低温値又は高温値を検 出することを防ぎ、安定した温度の混合水を供給することができる。

【００１８】 更に、感温機能部を形状記憶素子製のスプリングとしてこれを流路中の混合水 に曝すようにすれば、混合水から直にスプリングへ熱伝達されるので、容器にワ ックスを封入した感温機能部に比べると温度変動に対する応答性が高くなる。こ のため、混合水の温度が変動したときでも素早く設定温度に戻すことが可能とな る。

【００１９】 また、湯と水の混合が不十分のままスプリング側に流入して部分的に熱い又は 冷たい温度分布となったときには、スプリングへの熱伝達も相違して全体的にみ ると熱歪みを生じる。この熱歪みは、温度が低いときでも高いときでも、これを 修正する向きにスプリングを変形させる準備段階ともなり、異常高温及び低温に 対する応答性も高くなる。

【００２０】

【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。

【００２１】 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。

【００２２】 ハウジング１の内部には、水流入口１ａ側及び湯流入口１ｂ側にそれぞれ水弁 座２及び湯弁座３を設ける。そして、これらの水弁座２と湯弁座３との間には、 軸線方向に移動可能な弁体４を組み込む。

【００２３】 この弁体４によって、ハウジング１の中は、左から順に給湯室１ｄ，給水室１ ｅ及び混合室１ｆにそれぞれ区画され、給湯室１ｄの中には弁体４を水弁座２側 に付勢するバイアススプリング５を組み込む。このバイアススプリング５は、温 度調整側のスプリング（後述）との間で弁体４の位置をバランスさせる機能を持 つ。

【００２４】 また、混合室１ｆの中には感温部の機能を果たす形状記憶合金製のスプリング ６を設ける。このスプリング６は従来例でも述べたように、混合室１ｆ内を通過 する混合水の温度に感応して膨張，収縮し、吐出される混合水の温度が設定温度 に保持されるように弁体４をシフトさせる機能を持つ。なお、形状記憶合金に代 えて形状記憶合成樹脂等の形状記憶素子をスプリング６の素材としてもよい。

【００２５】 弁体４の位置設定は、ハウジング１に対してネジ接合したスピンドル７のハン ドル７ａによって行う。このスピンドル７の一端はスリップワッシャ等を介して スプリング６に連接され、ハンドル７ａ操作によって軸線方向へ移動させること により、スプリング６を介して弁体４を設定温度値に対応した位置に設定可能と する。

【００２６】 弁体４は、その周面に組み込んだパッキン８を介してハウジング１の内周面を 摺動する円筒状のシール環４ａと中心側に同軸配置したスリーブ軸４ｂとを備え たものである。シール環４ａはその軸線方向の両端をそれぞれ水弁座２及び湯弁 座３との着座面とし、弁体４の軸線方向の移動によって、一軸上で水側及び湯側 の弁開度を同時に変更する。すなわち、弁体４が図１において右側へ移動すると 、水弁座２との間の弁開度が小さく湯弁座３とのそれが大きくなり、湯の量が増 やされて高温側に設定される。また、逆に弁体４が左側へ移動すれば、水弁座３ 側の弁開度が大きくなって低温側に設定される。

【００２７】 スリーブ軸４ｂは、その軸線方向のほぼ中間部分で異径状としたもので、この 部分を隔壁４ｃによってシール環４ａと一体化している。この隔壁４ｃには、図 ２に示すように複数の連絡孔４ｄを開け、給水室１ｅと給湯室１ｄとを連通可能 とする。

【００２８】 更に、スリーブ軸４ｂは、隔壁４ｃよりも左側であって給湯室１ｄの中に臨む 部分を小径とし、混合室１ｆ側に差し込む部分をこれよりも大径としてその境界 部分を環状の受け座４ｅとする。そして、小径側のスリーブ軸４ｂの周りにバイ アススプリング５を外挿してこのバイアススプリング５の一端を隔壁４ｃに突き 当て、大径側にはスプリング６を収納してその一端を環状受け座４ｅに突き当て る。

【００２９】 以上の構成において、図１の状態では弁体４は水弁座２及び湯弁座３との間の それぞれの弁開度をほぼ等しくした位置に設定されている。この位置設定は、前 述のようにスピンドル７のハンドル７ａの回転操作によって行い、スピンドル７ の軸線方向への移動をスプリング６によってスリーブ軸４ｂに伝達することによ って、弁体４の位置を決めて混合水の温度を設定する。

【００３０】 混合水流出口１ｃの下流側に配置した湯水混合栓の開閉弁（図示せず）が開か れると、ハウジング１周りの水室及び湯室からそれぞれ水と湯が水流入口１ａ及 び湯流入口１ｂからそれぞれ給水室１ｅ及び給湯室１ｄに供給される。

【００３１】 ここで、給水室１ｅと混合室１ｆとの間には、弁体４のスリーブ軸４ｂが介在 しているので、水は混合室１ｆ側に直接流入することはできず、隔壁４ｃに開け た連絡孔４ｄから給湯室１ｄ側に一旦供給される。そして、給湯室１ｄで湯流入 口１ｂからの湯と混合した後、スリーブ軸４ｂの中を通って混合室１ｆへと向か い、混合水流出口１ｃから湯水混合栓の吐水端へと流れ去る。

【００３２】 このように、供給された水と湯とはこれらが混ざり合った状態で混合室１ｆへ と供給されるので、この混合室１ｆに内蔵した形状記憶合金製のスプリング６は 混合水の流れの中に曝される。このため、水弁座２側から水が直接混合室１ｆに 流れ込む従来構造に比べると、感温機能及び自動温度調整機能のスプリング６に 対して適正な混合水の温度を伝達することができる。したがって、ハンドル７ａ によって設定した温度に対して、水や湯の不十分な混合による誤った温度調整が 実行されることがなく、安定した混合水温度の吐出が可能となる。

【００３３】 また、従来技術の項で挙げた公報のものも含めて、水は水弁座部分から混合室 へ直接向かい、湯は感温機能部とは反対側の面から弁体の連絡孔を抜けて感温機 能部側へと流動する。このとき、本実施例の図１でも明らかなように、弁体４の 隔壁４ｃに右方向への負荷がかかることになり、この負荷がスプリング６に作用 する。したがって、温度に応じて変化するスプリング６に対して、負荷の影響が 発生して弁体４がその軸線方向に揺れ動くことになり、温度の安定化の障害にな る。

【００３４】 これに対し、本実施例の弁体４では、給水室１ｅからの水が弁体４の周りを一 旦左側へ流れて給湯室１ｄに向かうので、この左側への流れと給湯室１ｄからス リーブ軸４ｂを抜けて混合室１ｆへ向かう右側への流れとによって、弁体４に対 する異なった向きへの負荷が相殺される。したがって、弁体４のバランスが維持 され、その位置変動の発生を抑えることによって、混合水温度を安定化させるこ とができる。

【００３５】 更に、実施例では水流入口１ａからの水を湯弁座３側に送って湯流入口１ｂか らの湯と混合させた後に、この混合水を感温機能部であるスプリング６側に流下 させている。これに代えて、図１において水流入口１ａと湯流入口１ｂとを左右 入れ換えた場合でも、スプリング６を図示のバイアススプリング５の位置に組み 込むようにすることもできる。この場合でも、水を供給した直後では温度低下を 生じるものの、定常状態に戻ればスプリング６は常に混合水に曝されることにな り、実施例のものと同様に適性な自動温度調整が可能である。

【００３６】

【考案の効果】

本考案では、感温機能部へ水が直接流れ込むことなく湯と十分に混合させた流 れとして供給できるので、実際に吐出端に向かう混合水の温度そのものを感温機 能部が受けて弁体の動作を制御することができる。したがって、水や湯の不十分 な混合による誤った温度調整が感温機能部によって実行されることはなく、安定 した混合水温度の吐出が行える。

【００３７】 また、感温機能部として、混合水に曝される合金又は合成樹脂を利用した形状 記憶素子製のスプリングを用いることで、従来のワックス封入型のものに比べて 高い温度応答性が得られ、設定温度値への復帰までの時間も短縮され、より一層 快適に使えるようになる。

【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。

【符号の説明】

１ ハウジング １ａ 水流入口 １ｂ 湯流入口 １ｃ 混合水流出口 １ｄ 給湯室 １ｅ 給水室 １ｆ 混合室 ２ 水弁座 ３ 湯弁座 ４ 弁体 ４ａ シール環 ４ｂ スリーブ軸 ４ｃ 隔壁 ４ｄ 連絡孔 ４ｅ 環状受け座 ５ バイアススプリング ６ スプリング（感温機能部） ７ スピンドル ８ パッキン

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔
   をおいて周壁に開けたハウジングと、前記水流入口と湯
   流入口との間の前記ハウジングの内壁を摺動面として軸
   線方向に移動可能に組み込んだ弁体と、前記水流入口側
   で前記弁体の軸線方向の一端面に対向する水弁座と、前
   記湯流入口側で前記弁体の軸線方向の他端面に対向する
   湯弁座と、前記水弁座の下流側のハウジングの周壁に開
   けた混合水流出口と、前記混合水流出口までの混合水流
   路中に組み込まれ前記弁体を温度設定用の操作部に連接
   し且つ該弁体を前記湯弁座側に付勢する感温機能部とを
   備えたサーモスタットミキシングバルブにおいて、前記
   水流入口及び湯流入口から前記感温機能部を備えた前記
   混合水流路へ向かう流路を、水及び湯をいずれか一方の
   流入口側へ導き且つその下流を前記混合水流路に連通さ
   せる構成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。
2. 【請求項２】 前記弁体は、前記水弁座及び湯弁座に接
   離可能なシール環とその中心部にほぼ同軸上に設けたス
   リーブ軸とを備え、前記スリーブ軸によって、前記水弁
   座から混合室側への流路を遮断し且つ水弁座側から前記
   湯弁座及び該湯弁座側から前記混合室側への流路を連通
   可能としたことを特徴とする請求項１記載のサーモスタ
   ットミキシングバルブ。
3. 【請求項３】 前記感温機能部は、前記混合水流路中の
   混合水に浸漬され一端を前記操作部側に及び他端を前記
   弁体側に連接した形状記憶素子製のスプリングであるこ
   とを特徴とする請求項１または２記載のサーモスタット
   ミキシングバルブ。