JPS6139907Y2

JPS6139907Y2 -

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Publication number: JPS6139907Y2
Application number: JP9990981U
Authority: JP
Priority date: 1981-07-03
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1986-11-14
Also published as: JPS586059U

Description

【考案の詳細な説明】この考案は、水と湯を混合して、ワツクス型サ
ーモスタツトにより混合水温度を制御するサーモ
スタツト式混合栓に関する。

従来、この種の混合栓は、混合水温度を変更し
たり、湯の圧力、水の圧力等が変動した場合に
は、熱湯が流出したりして応答性が悪い上に、湯
と水の制御がうまくゆかず、制御部がハンチング
を起して混合水の脈流が発生する場合がある。

そこで、この考案は、応答性の向上を計りつつ
同時にハンチング脈流の少ない混合栓を提供しよ
うとするものである。

以下図に示す実施例に基づいてこの考案を説明
する。

第１図はこの考案の一実施例である。１は本体
であり、内部には内腔５を有し、制御体ユニツト
５１を収納している。制御体ユニツト５１の着脱
は本体１の端部に設けられたネジ２６で後蓋２４
を着脱する事により可能となる。本体１と後蓋２
４の密封は介在させたＯリング２５によつて行な
う。本体１には水通路２と湯通路３、混合水流出
路４が設けられており、水通路２は、外部の水道
等の水供給側と図示しない逆止弁（供給側に逆流
しないよう）を介して連通される。同様に、湯通
路３も外部の湯わかし器等の湯供給側と図示しな
い逆止弁（供給側に逆流しないよう）を介して連
通される。混合水流出路４は、蛇口やシヤワーへ
連通するものである。

制御体ユニツト５１は、シリンダー２３の大内
径側に弁体３１を摺動可能に収納し、前記大内径
部から小内径になる部分を水側弁座３８となし
て、弁体３１の左方への動きを規制している。弁
体３１の右方への動きは、シリンダー２３の大内
径側開放端に設けられたネジ４０にネジ止めされ
て開放端を閉止しているキヤツプ３３の内側端で
ある湯側弁座３９で規制している。弁体３１と水
側弁座３８の隙間を水流入制御口３５とし、弁体
３１と湯側弁座３９との隙間を湯流入制御口３４
とする。この制御口３５，３４は弁体３１の左右
方向への動き位置によつて相反する開口量に変
化、制御される。弁体３１が常に水側弁座３８側
に押されるように、キヤツプ３３と弁体３１間に
スプリング３２が介在されている。弁体３１の外
周には、Ｏリング５０がシリンダー２３の内周に
接して設けられており、弁体３１外周において、
湯流入制御口３４部と水流入制御口３５部が連通
しないように遮断している。湯流入制御口３４と
湯通路３とは、シリンダー２３を切欠してなる湯
取入口３６で連通されている。同様に、水流入制
御口３５とシリンダー２３の外部を連通するよう
にＯリング５０をはさんで、湯取入口３６の反対
側の水側弁座３８近傍にシリンダー２３の円周側
面に水取入口３７を切欠いて設ける。シリンダー
２３の他方の小内径側のガイド２９内には、弁体
３１と中心部付近で接する突起３０を有する円筒
状のホルダー２８が軸方向に移動するように案内
されて収納されている。ガイド２９部の開放端側
の内面には凹溝が設けられており、この凹溝内
に、外方へのバネ性を有する穴用同心止め輪等の
止め輪４６が設けられている。この時、止め輪４
６の組込み後の内径はホルダー２８の外径より小
さく形成されておりホルダーのツバ部５２が止め
輪４６に当接してホルダー２８がガイド２９から
抜け出ないようになつている。つまり、シリンダ
ー２３からホルダー２８は脱落する事がない。こ
の場合、ホルダー２８の移動可能範囲は弁体３１
が水側弁座３８に着座する時に、突起３０が弁体
３１の動き（着座）を阻害する事がないように、
止め輪４６とルバ部５２の間に軸方向の余裕をも
たせ、同様に弁体３１が湯側弁座３９に着座する
まで、突起３０で弁体３１を押す事が十分可能で
ある必要がある。弁体３１には湯流入制御口３４
側と水流入制御口３５側を連通する湯流出口４１
が設けられている。ホルダー２８は、前記の如く
弁体３１の中央部を押す突起３０を一端に備えた
他端開放状の略円筒形状をなしている。弁体３１
とシリンダー２３とホルダー２８で囲まれた空間
部分を水と湯の混合部４２となす。ホルダー２８
の突起３０側端面には、混合部４２と連通する切
欠き穴２８ａが設けられている。ホルダー２８の
内腔には、温度変化により体積変化をするワツク
スにより、ピストン１６を体積変化に応じて伸縮
作動させるワツクス型サーモスタツト１５が収納
されている。サポート４４はワツクス型サーモス
タツト１５の弁体３１方向への移動を阻止するよ
うにサーモスタツト１５の凸部とホルダー２８内
周の止め部に係合し、バネ性を有するストツプピ
ン４５はサーモスタツト１５が脱落しないように
ホルダー２８の凹部とサーモスタツト１５に係合
して、サーモスタツト１５とサポート４４の移
動、ガタツキを防止している。また、サポート４
４とストツプピン４５は混合部４２から、ホルダ
ー内腔を通つて開放端へ連通するのを阻害するこ
とがないように十分な流通路が確保されている。
例えばストツプピン４５はバネ性の線材状のもの
であり、サポート４４は流通可能な星状のもので
あればよい。このように構成されたホルダー２８
の混合部４２とストツプピン４５側開放端に至る
連通路を混合水通路４３とする。以上を制御体ユ
ニツト５１とする。本体１への制御体ユニツト５
１は後蓋２４側から、本体１側に設けられたシリ
ンダー２３の大外径側より小さい内径のストツパ
ー４７で止まるまで挿入する。本体への固定は、
キヤツプ３３上に介在させたワツシヤー２７をは
さんで後蓋２４をネジ締めすることにより行な
う。本体１の水通路２は水取入れ口３７が連通す
るようにシリンダー回りを環状に取りかこんでい
る。この時、水通路２が水取入れ口３７以外に洩
れないようにＯリング４８，４９がシリンダー外
周の凹溝に設けられて本体と接して密封作用をし
ている。また、同様に湯通路３は湯取入れ口３６
が連通るようにシリンダー回りを環状に取りかこ
んでいる。水通路２と湯通路３はシリンダー回り
を環状に取りかこんでいる部分で壁をへだてて隣
接している。従つて、湯通路３は湯取入れ口３６
と連通する以外は、漏洩しないようにＯリング４
８が役立つている。本体１の後蓋２４と対する側
には本体１に設けられたネジ１０と係合して軸上
を進退作動するハンドル６が設けられており、本
体１とハンドル６間の漏洩防止には、JIS規格の
給水せん項目に記載されている如くのパツキン受
け２１、ゴムパツキン２０、パツキン押え１９で
行なつている。ハンドル６のサーモスタツト１５
側の大径部には内腔１１が設けられ、リリーフス
プリング１４が納められている。そして内腔１１
内をリリーフスプリング１４を圧縮伸長させてス
ライドできるプレート１２があらかじめリリーフ
スプリング１４を圧縮付勢した状態で内腔１１内
に納められている。この時、その付勢力でプレー
ト１２が内腔１１から飛び出さないように内腔開
放端付近に設けられた凹溝に係合されたバネ性を
有する止め輪１３が設けられている。止め輪１３
の中央付近は凹状になつており、ピストン１６の
受容を容易にしている。湯通路が全閉になつてい
ない通常時は、リリーフスプリング１４の力によ
つてプレート１２は止め輪１３に接して止つてい
る。弁体３１が湯側弁座３９に着座して後も、な
おかつ、ピストン１６が伸びたり、ハンドル６が
弁体３１側にくり出されるように、ピストン１６
に力がかかつた時に各部の破損や、サーモスタツ
ト１５の破烈保護のために、リリーフスプリング
１４に圧縮してプレート１２が退却する。従つ
て、リリーフスプリング１４はスプリング３２よ
りも強く設定されているのは言うまでもない。
尚、ハンドル６には、温度設定つまみ７がスプラ
イン溝で組付けられ、ビス８で締め付けられてい
る。９はキヤツプで、ビス８を美観的にかくして
いる。カバー１８も美観的におおいをするもので
あり、ビス１７で本体に留めてある。また、混合
水流出路４は混合水通路４３と連通している空腔
５部に開口している。

第２図は、制御体ユニツト５１の水側弁座３８
と弁体３１で形成する水流入制御口３５の説明図
であり、第３図から第７図にその詳細を示す。

第３図は、一般的形状のもので、弁体３１の水
側弁座３８に着座する制御面９０が、弁体３１の
作動方向に対して直角をなしている。OBを弁体
３１の作動量とすると、この量は開口隙間ａと等
しいものとなる。

第４図の場合は、弁体３１ｄの作動方向に対す
る制御面９０ｄの角度αが90゜以上となつてい
る。このものにあつては、開口隙間ｂはOBより
小さくなる。

第５図の場合は同様に制御面９０ｅの角度が
α，βと２段階になつており、90゜以上をそれぞ
れなしていて、α＞βとする。このものにおいて
も、開口隙間ｃは作動量OBより小さい。

第６図は第４図の変形で水側弁座３８ｆに角度
αを設けたものである。

第７図は、水側弁座３８ｇ、制御面９０ｇの両
方に角度αを設けたものである。

第８図は弁体の作動量と開口隙間の関係を第
３，４，５図について示したものである。

第３図の場合は、弁体作動量OB≒ａであり、
第４図の場合は、OB＞ｂ、第５図の場合は、OA＞Co，OB＞Ｃである。
各角度は90゜＜β＜αであるから、作動量OBを
一定とすると開口隙間はａ＞ｃ＞ｂとなる。第５
図で、OA間の開口隙間は角度αで決まるように
なつているから、OA間の開口隙間の増減変化は
第４図の場合と同じである。これは角度を同じα
にしているからである。作動AB間は角度βが開
口隙間を決定するが、β＜αなので、OA間より
も増加率が大きくなり、ｂ＜ｃとなる。

実施例に基づいて、作用を以下に説明する。

第１図において、制御体ユニツト５１の着脱は
後蓋２４の開閉により、ユニツト単位で行なう。
止め輪４６、ピン４５によりホルダー２８、サー
モスタツト１５も脱落防止ができ一体的に扱え
る。

また、制御部の加工、チエツク、確認等もユニ
ツト単位で行なえる。作用としては、設定温度つ
まみ７によりハンドル６を回して所定温度に設定
する。そして混合水流出路４を開く事により、水
通路２、湯通路３を通つて外部よりそれぞれ水、
湯が供給される。それぞれの流入は水流入制御口
３５、湯流入制御口３４を通り、湯は湯流出口４
１を経て混合部４２で水流入制御口３５からの水
と合流し混合される。そして切り欠き孔２８ａ、
混合水通路４３を通つて内腔５へ至り、混合水流
出路４から流出してゆく。混合水通路４３を通る
時に、従来の、バイメタルやベローズ式のサーモ
スタツトよりもコンパクトなワツクス型サーモス
タツト１５の感熱部ワツクスをその混合水温度に
する。この時、混合水の温度が前記設定温度より
高ければ、ワツクスが膨張することによりピスト
ン１６がそれに応じて伸長するが、ピストン１６
の先端が、プレート１２に接触し更に伸びる時、
リリーフスプリング１４よりもスプリング３２の
方が弱いから、プレート１２は止め輪１３に接触
したままで動かず、サーモスタツト１５本体が弁
体３１方向に移動する。この時、サポート４４で
ホルダー２８に係合されているので、ホルダー２
８が一体的に移動する。そして、スプリング３２
に抗して弁体３１を突起３０で押しながら同様に
一体的に移動する。これにより、水流入制御口３
５が開いてゆき、それに伴つて湯流入制御口３４
が閉じてゆく。それでも伸び続ければ、弁体３１
が湯側弁座３９に着座することにより、湯流入制
御口３４は全閉となり、湯を全く流入させないこ
とになる。つまり、水流入制御口３５が全開とな
り水のみ流入するわけである。これは、断水で水
が供給されない場合でも同様な作用となり、熱湯
をカツトできる。このように、着座して後もなお
かつピストン１６が伸びれば、サーモスタツト保
護のためにリリーフスプリング１４をたわまして
プレート１２が後退する。これとは逆に、混合水
の温度が設定温度により低ければ、ワツクスが収
納することにより、ピストン１６がそれに応じて
収縮する。

すでにピストン１６とプレート１２が接触して
いるものとすれば、スプリング３２に押されて、
弁体３１、突起３０、ホルダー２８、サポート４
４がサーモスタツト１５と一体的に収縮するの
で、湯流入制御口３４が開いてゆき、それに伴つ
て水流入制御口３５が閉じてゆく。それでも収縮
し続ければ、弁体３１が水側弁座３８に着座する
ことにより、水流入制御口３５は全閉となり、水
を全く流入させないことになる。つまり、湯流入
制御口３４が全開となり、湯のみ流入するわけで
ある。このように着座してもなおかつワツクスが
収縮し続けても、弁体３１はスプリング３２によ
つて水側弁座３８に着座したままである。このよ
うに、ワツクスの膨張、収縮に応じてピストン１
６を伸縮させ、水流入制御口３５と湯流入制御口
３４の開度を増減することにより、混合水温度を
制御する。安定状態はハンドル６の操作により決
まるプレート１２の位置と、混合水温度に応じた
ピストンの伸長量により連動する弁体３１により
決まる水流入制御口３５開度と湯流入制御口３４
開度が一定になつた時である。

第２図は本考案の要部を示す水流入制御口３５
と開口隙間の説明図である。地域によつて、外部
の水供給源となる水道等は水圧が一定でなく、１
Kg／cm²以下の低圧から６Kg／cm²以上の高圧まで非
常にバラツイている。一方、湯供給源となる湯沸
かし器等の湯圧は0.6Kg／cm²位で一定しており、
低圧が一般的である。従つて、混合水量を増加さ
せる場合には、低圧側の湯量を増さなければなら
ない。この方法としては器具の通路抵抗を減らし
たり、湯流入制御口３４の開口面積を大きくする
必要がある。この時湯側弁座３９の径を大きくし
て対応すると、弁体３１の圧力バランス上、水側
弁座３８は湯側弁座３９、弁体３１の外径とほぼ
同径にするのが好ましい。水側弁座３８を小径に
すると、水圧によつて、湯側弁座３９方向に開口
するような力が受圧面に比例して大きく働いてく
るからスプリング３２を強くしたりしなければな
らない。強くすると、サーモスタツト１５の内圧
等が高くなり、耐久性が劣つてくる。湯側弁座３
９とほぼ同径に水側弁座３８をすると、高水圧下
の場合などは、水流入制御口３５が若干開いただ
けでも混合部４２へ流入する水は大量に変化す
る。このため、混合水温度が急激に低下する。こ
れに伴ない、サーモスタツト１５が急速に収縮す
る結果、水流入制御口３５が全閉になり湯しか流
入しない。そして、それがサーモスタツト１５を
急激に暖ためるからピストン１６が伸びて水流入
制御口３５が開く。その結果、前記と同様に大量
の水が混合部へ高圧で押し込まれる。これのくり
返しとなる。これが一般にハンチングと呼ばれる
ものであり、混合水の脈流が発生するわけであ
る。この現象は、特に、水流入制御口３５が全閉
付近で起りやすく、湯、水圧の差のある程起りや
すくなる。これを防止する一つの方法として、水
流入制御口３５の全閉付近において、サーモスタ
ツト１５の変化に伴い弁体３１が作動変化しても
水流入開口隙間の変化が少ない。つまり、水が急
に増加しないような水流入制御機構にすれば、急
激な水の流入が抑制できる。その実施例が第４図
から第７図である。第３図は一般的な場合で、弁
体３１がOB開くと開口隙間ａ＝OBで、大量の水
が流入する。第４図はOB作動しても開口隙間ｂ
＝OBcos（α−90゜）と減少でき、流入量も減少
する。従つてハンチングしにくい。第５図の場合
は、OA作動して開口隙間Co＝OAcos（α−90
゜）、OB作動して開口隙間ｃ＝OBcos（β−90
゜）と減少程度を任意に制御できる。これら３，
４，５図開口隙間の変化は第８図に弁体３１の作
動量との関係で示してある。第３図を基本とすれ
ば第４図は一様に開口隙間を減少しているのに比
べ、第５図は２段階に開口隙間を変化させてい
る。従つて、第５図ではハンチング等の発生しや
すい弁体の全閉付近では開口隙間を弁体３１の動
きに対してしつかり抑えておき、ハンチングしに
くい開度では流量を増すようにできるだけ隙間を
増やしているわけで、ハンチング防止と流量の増
加の両方を満たすことができる。第６図は、水側
弁座３８ｆに角度αを設けたもので第４図と同様
な流量減少をしている。第７図は弁体３１ｇと水
側弁座３８ｇともに角度αを設けたものであり、
開口隙間の低減と角度αを互いの面に設けたこと
により、弁体３１ｇが水側弁座３８ｇに着座する
時の着座性を向上させたものである。

以上で明らかなように、制御面９０の角度によ
つて、開口隙間を弁体３１の作動量に対して変化
減少させることができる。従つて、必要に応じ
て、湯側の制御に用いてもいつこうさしつかえな
い。また、傾斜制御面は水側、湯側同時に用いて
もさしつかえない。また、水、湯から弁体３１が
受ける圧力は、弁体３１の外周側壁に均一に作用
するので弁体３１を押さえつけるスプリング２２
だけで済み、水側、湯側弁座３８，３９のシール
面の大きさは、ほとんど弁体３１の外径に等しい
ため、弁体３１に作用する軸方向の力は小さい。
従つて、スプリング３２の荷重は小さくて済む。
また、その地域の圧力に合せた制御面角度を有す
る弁体と交換するだけで流量やハンチング脈流の
調整ができる。

以上のようであるから本考案によれば、次のよ
うな効果が得られる。

供給湯圧力に対して供給水圧力が非常に大き
い場合においても、制御弁体の作動変化量に対
して供給水の開口隙間変化量が少ないので、供
給水の流入量変化が押えられ、ハンチング、脈
流防止が計れる。

湯側の湯流入制御口は大きいままで高圧供給
水のハンチング防止が計れるので、湯の供給圧
力が低くても湯量が十分得られる。

弁体の湯側と水側の着座径がほとんど等しく
ても（水側の弁座径を小さくしなくても）高圧
供給水の量を減少できるので、スプリング３２
の荷量が少なくて済み、ワツクス内圧が下げら
れる結果、サーモスタツト保護に役立ち、耐久
性に効果がある。

制御面の角度の異なる弁体を交換するだけ
で、水側の水流入制御ができ、ハンチング、脈
流防止や、流入量の制御ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す断面図であり、
第２図は制御体ユニツトの断面説明図、第３図乃
至第７図は水流入制御口を示す各断面図、第８図
は第３，４，５図の作動特徴を示す関係グラフで
ある。１……本体、２……水通路、３……湯通路、４
……混合水流出路、７……温度設定つまみ、１４
……リリーフスプリング、１５……ワツクスサー
モスタツト、３１，３１ｄ，３１ｅ，３１ｇ……
弁体、３２……スプリング、３３……キヤツプ、
３４……湯流入制御口、３５……水流入制御口、
３６……湯取入口、３７……水取入口、３８，３
８ｆ，３８ｇ……水側弁座、３９……湯側弁座、
４１……湯流出口、４２……混合部、４３……混
合水通路、５１……制御体ユニツト、９０，９０
ｄ，９０ｅ，９０ｇ……制御面、ａ，ｂ，ｃ，co
……開口隙間、OB，OA……弁体作動量、α，β
……傾斜角度。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

ワツクス式サーモスタツトにより作動される弁
体と該弁体に対応する弁座との開口隙間によつて
湯流入制御口と水流入制御口が形成され、前記弁
体の移動によつて前記制御口の開口量を制御する
ようにしたものにおいて、前記湯流入制御口又は
水流入制御口における弁体と弁座の少なくとも一
方の制御面を、弁体の移動量に比し、前記開口隙
間の変化量が、小さくなるように傾斜面に形成し
たことを特徴とするサーモスタツト式混合栓。