JPH1194101A - 三方弁およびその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スケール付着に強く、しかも簡単な構造の三
方弁を提供する。 【解決手段】 三方弁は弁本体１内にワックスエレメン
ト１８を有する。ワックスエレメント１８はワックスエ
レメント本体１９からピストン２０が突出し、温度に応
じて両者が相対変位する。ワックスエレメント本体１９
はピストン２０側とその反対側の各端部に第１弁体２１
と第２弁体２３を有し、弁本体１に形成した３つの流出
入口のうち、前記各弁体２１，２３により開閉される２
つの流出入口の弁座６，１７と各弁体２１，２３とが同
一直線上に配置する。ワックスエレメント１８はピスト
ン２０の先端が弁本体１のピストン挿入凹部１４に挿入
した状態で弁本体１内に配置したリターンスプリング７
によってピストン２０側に付勢され、第１弁体２１は第
１弁座６から離れ、第２弁体２３は第２弁座１７に当接
している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワックスエレメン
トを使用した温度調整用三方弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワックスエレメント式の温度調整用三方
弁は、一般家庭用の台所・洗面所・風呂等の給湯制御や
強制循環式太陽熱給湯器等に、混合弁あるいは切替弁と
して使用されている。この従来のワックスエレメント式
三方弁は、弁体を有しているワックスエレメントが温度
に応じて弁本体の内周面を摺動しながら変位し、弁本体
の内周面に開口しているポートを開閉するように構成さ
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワックスエレメント式三方弁は次のような不都合があっ
た。 ・構造が複雑である。 ・弁体が弁本体の内周面に開口しているポートの開閉を
行うために、弁本体の内周面を摺動するので、摺動部に
スケールが付着すると、弁動作が阻害されやすい。 また、従来は、簡単な構造で、固定給湯温度の混合弁が
なかった。

【０００４】本発明の課題は、スケール付着に強く、し
かも簡単な構造の三方弁を提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の三方弁は、３つ
の流出入口が形成されている三方弁であって、ワックス
エレメント本体からピストンが突出し、温度に応じてワ
ックスエレメント本体とピストンが相対変位するワック
スエレメントが弁本体内に配置され、前記ワックスエレ
メント本体はピストン側およびその反対側の各端部にそ
れぞれ弁体を有し、これらの各弁体により開閉される２
つの流出入口の弁座と前記各弁体とが同一直線上に配置
され、前記ワックスエレメント本体が前記ピストンの先
端が弁本体に当接した状態で弁本体内に配置されたリタ
ーンスプリングによってピストン側に付勢されているこ
とを特徴とする。

【０００６】上記構成によれば、各弁体を弁本体の内周
面と摺動させずに済む。そのため、弁本体の内周面にス
ケールが付着しても、弁動作が阻害されることがなくな
る。

【０００７】前記各弁体により開閉される２つの流出入
口の間に配置している１つの流出入口と、前記ピストン
側の弁体との間の位置の弁本体内にバッフル部材を設け
るのが好ましい。バッフル部材は、冷水の流れを遮り冷
水に渦を起こさせる作用を有し、熱水と冷水とを充分に
混合させて、場所による温度変動、時間による温度変動
を小さくする。

【０００８】上記三方弁は、混合弁あるいは切替弁とし
て使用することができる。すなわち、一定温度差当たり
のピストン変位量が小さいワックスエレメントを使用す
ると、本発明の三方弁は熱水と冷水の混合割合を調整し
て一定温度の温水を供給する混合弁として使用できる。
他方、一定温度差当たりのピストン変位量が大きいワッ
クスエレメントを使用すると、本発明の三方弁は指定温
度による切替弁として使用できる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図１
により説明する。

【００１０】三方弁の弁本体１は、長手方向中間部に円
管部２が半径方向に突出している細長い円筒ケーシング
３と、その両端部に固着された第１円筒部材９および第
２円筒部材１１とから構成されている。

【００１１】円筒ケーシング３の一端側閉塞部の外端面
は円筒ケーシング３と同心状の円形凹部４を有してお
り、凹部４の底面から円筒ケーシング３内に貫通する連
通孔５が複数形成されている。複数の連通孔５は円形凹
部４の底面の中心部に１個と、その周りに同一円状に等
間隔をおいて複数形成されている。これらの連通孔５が
形成されている部分の円筒ケーシング３内の平らな端面
が第１弁座６を形成する。円筒ケーシング３内の第１弁
座６の周囲の端面には、リターンスプリング７の一端部
が挿入される環状溝８が円筒ケーシング３と同心状に形
成されている。

【００１２】円筒ケーシング３の前記一端側の外端面に
は第１円筒部材９が固着されている。第１円筒部材９は
両端が開口し、外周にねじが形成されており、内部の空
間部１０は円筒ケーシング３の円形凹部４に整合連通し
ている。

【００１３】円筒ケーシング３の他端側は開口してお
り、その他端部に第２円筒部材１１が固着されている。
すなわち、第２円筒部材１１は長手方向中間部の外周に
フランジ１２を有しており、フランジ１２を挟んだ両側
の外周にねじが形成されている。第２円筒部材１１は円
筒ケーシング３の端部内周に形成されているねじ部に螺
着され、第２円筒部材１１のフランジ１２が円筒ケーシ
ング３の端面に当接されている。

【００１４】第２円筒部材１１の一端側（円筒ケーシン
グ３側）閉塞部の外端面は円筒ケーシング３と同心状の
円形凹部１３を有しており、その凹部１３の底面の中心
部に更にピストン挿入凹部１４を有しているとともに、
その周りに同一円状に等間隔をおいて円形凹部１３の底
面から第２円筒部材１１内の空間部１５に貫通する複数
の連通孔１６を有している。第２円筒部材１１における
円形凹部１３の周囲の平らな端面が第２弁座１７を形成
する。第２円筒部材１１の他端側は開口している。

【００１５】円筒ケーシング３内に収容されているワッ
クスエレメント１８は、ワックスエレメント本体１９か
らピストン２０が突出しており、温度に応じてワックス
エレメント本体１９とピストン２０とが相対変位する。

【００１６】ワックスエレメント本体１９は胴部と頭部
を有し、頭部は大径部（胴部側）と小径部とからなって
いる。ワックスエレメント本体１９の胴部の端面にはそ
れと同径のゴム製円板からなる第１弁体２１が固着され
ている。

【００１７】第１弁体２１が第１弁座６に当接すると、
円筒ケーシング３の一端部に形成されている複数の連通
孔５が閉塞されて円筒ケーシング３内と外部とは遮断さ
れる。第１弁体２１が第１弁座６から離れると、円筒ケ
ーシング３内は第１円筒部材９内の空間部１０、円筒ケ
ーシング３の円形凹部４、複数の連通孔５を通じて外部
と連通する。

【００１８】ワックスエレメント本体１９の頭部の小径
部には弁位置調整用円板状スペーサ２２と、それと同径
のゴム製円板からなる第２弁体２３が順次隙間なく挿入
され、スペーサ２２がワックスエレメント本体１９の頭
部の大径部端面に当接するようにして、スペーサ２２と
第２弁体２３がスナップリング２４で固定されている。

【００１９】第２弁体２３が第２弁座１７に当接する
と、第２円筒部材１１の端面に形成されている円形凹部
１３が閉塞されて円筒ケーシング３内と外部とは遮断さ
れる。第２弁体２３が第２弁座１７から離れると、円筒
ケーシング３内は第２円筒部材１１の円形凹部１３、複
数の連通孔１６、第２円筒部材１１の空間部１５を通じ
て外部と連通する。

【００２０】ワックスエレメント本体１９の胴部の外周
にはスプリング力調整用の円筒状スプリングセットスペ
ーサ２５が挿入されており、スペーサ２５のワックスエ
レメント本体１９頭部側の端部の外周にはバッフル部材
となるフランジ２６が形成されている。

【００２１】リターンスプリング７はワックスエレメン
ト本体１９の胴部の外周に挿入されており、一端部が円
筒ケーシング３内の端面の環状溝８内に挿入され、他端
部がスプリングセットスペーサ２５の端面に当接して、
圧縮状態で装着されており、ワックスエレメント本体１
９をピストン２０側に付勢している。

【００２２】ワックスエレメント１８のピストン２０の
先端は第２円筒部材１１のピストン挿入凹部１４に挿入
されている。

【００２３】したがって、ワックスエレメント１８はワ
ックスエレメント本体１９がリターンスプリング７の付
勢力によってピストン２０側に相対変位して、第２弁体
２３が第２弁座１７に当接し、第１弁体２１が第１弁座
６から離れた状態とされている。

【００２４】以下、上記三方弁を混合弁として使用する
場合を説明する。

【００２５】三方弁は、一定温度差当たりのピストン２
０変位量が小さいワックスエレメント１８が使用され、
第１円筒部材９側が給湯入口、第２円筒部材１１側が給
水入口、円管部２が温水出口となる。

【００２６】ワックスエレメント１８の作動温度以上の
熱水が第１円筒部材９内の空間部１０、円筒ケーシング
３の円形凹部４、および複数の連通孔５を通じて円筒ケ
ーシング３内に流入すると、ワックスエレメント１８は
ワックスエレメント本体１９がリターンスプリング７の
付勢力に抗して第１弁座６側に所定量変位する。これに
より、第２弁体２３が第２弁座１７から離れ給水側が開
くので、冷水が第２円筒部材１１内の空間部１５、複数
の連通孔１６、および円形凹部１３を通じて円筒ケーシ
ング３内に流入する。給水側から流入した冷水は給湯側
から流入した熱水と混合され、一定温度の温水が円管部
２の出口から流出する。このように本発明は温度固定で
構造簡単な混合弁を提供できる。

【００２７】上記において、給水側から円筒ケーシング
３内に流入した冷水は、円筒ケーシング３内を流れる途
中で、ワックスエレメント本体１９の外周に設けられて
いるバッフル部材となるフランジ２６に流れを遮られ渦
を発生するため、給湯側から流入した熱水とよく混合さ
れる。そのため、場所による温度変動や時間による温度
変動を小さくすることができ、混合弁としての性能を良
好にできる。

【００２８】次に、上記三方弁を切替弁として使用する
場合を説明する。

【００２９】三方弁は、一定温度差当たりのピストン２
０変位量が大きいワックスエレメント１８が使用され、
円管部２が流体入口、第１円筒部材９側が指定温度より
低い流体の出口、第２円筒部材１１側が指定温度以上の
流体の出口となる。

【００３０】円管部２から円筒ケーシング３内に流入し
た流体が指定温度より低いとき、ワックスエレメント１
８に変化はなく、第１弁体２１は第１弁座６から離れて
おり、第２弁体２３は第２弁座１７に当接しているの
で、流体は円筒ケーシング３の複数の連通孔５、円形凹
部４、第１円筒部材９の空間部１０を通って流出する。
円管部２から円筒ケーシング３内に流入した流体が指定
温度以上のときは、ワックスエレメント１８はワックス
エレメント本体１９がリターンスプリング７の付勢力に
抗して第１弁座６側に変位して第１弁体２１が第１弁座
６に当接し、第２弁体２３が第２弁座１７から離れるの
で、流体は第２円筒部材１１の円形凹部１３、複数の連
通孔１６、空間部１５を通って流出する。このように、
切替弁として使用すれば、指定温度により、第１円筒部
材９側と第２円筒部材１１側とにその流れを切り替える
ことができる。

【００３１】以上に説明した三方弁は、第１弁体２１、
第２弁体２３、第１弁座６、および第２弁座１７が同一
直線上に配置されているので、第１弁体２１と第２弁体
２３が弁本体１の内周面と摺動せずに済む。そのため、
弁本体１の内周面にスケールが付着しても、弁動作が阻
害されるおそれがない。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
ケール付着に強く、しかも構造が簡単な三方弁を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…弁本体、２…円管部、３…円筒ケーシング、４…円
形凹部、５…連通孔、６…第１弁座、７…リターンスプ
リング、８…環状溝、９…第１円筒部材、１０…空間
部、１１…第２円筒部材、１２…フランジ、１３…円形
凹部、１４…ピストン挿入凹部、１５…空間部、１６…
連通孔、１７…第２弁座、１８…ワックスエレメント、
１９…ワックスエレメント本体、２０…ピストン、２１
…第１弁体、２２…弁位置調整用円板状スペーサ、２３
…第２弁体、２４…スナップリング、２５…スプリング
セットスペーサ、２６…フランジ（バッフル部材）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ３つの流出入口が形成されている三方弁
   であって、ワックスエレメント本体からピストンが突出
   し、温度に応じてワックスエレメント本体とピストンが
   相対変位するワックスエレメントが弁本体内に配置さ
   れ、前記ワックスエレメント本体はピストン側およびそ
   の反対側の各端部にそれぞれ弁体を有し、これらの各弁
   体により開閉される２つの流出入口の弁座と前記各弁体
   とが同一直線上に配置され、前記ワックスエレメント本
   体が前記ピストンの先端が弁本体に当接した状態で弁本
   体内に配置されたリターンスプリングによってピストン
   側に付勢されていることを特徴とする三方弁。
2. 【請求項２】 前記各弁体により開閉される２つの流出
   入口の間に配置している１つの流出入口と、前記ピスト
   ン側の弁体との間の位置の弁本体内にバッフル部材が設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の三方弁。
3. 【請求項３】 前記バッフル部材が、ワックスエレメン
   ト本体の外周に形成されているフランジで構成されてい
   ることを特徴とする請求項２記載の三方弁。
4. 【請求項４】 請求項１，２，または３記載の三方弁を
   混合弁あるいは切替弁として使用することを特徴とする
   三方弁の使用方法。