湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓
【課題】温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる湯水混合装置を提供する。
【解決手段】本発明は、湯水混合装置（２０）であって、湯水混合装置本体（２１）と、湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動されることにより、各シート面との間の隙間を変化させ流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体（３０）と、主弁体を摺動させる付勢手段（３２）と、付勢手段とは逆方向に主弁体を付勢し、湯の温度に応じて付勢力が変化する感温付勢手段（３４）と、主弁体と湯水混合装置本体の間に配置され、湯及び水の混合を防止する弾性シール部材（４２）と、弾性シール部材と接触する部分に形成され、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき、弾性シール部材を弾性変形させることにより主弁体の摺動に抵抗を与える摺動抵抗付与手段（６４）と、を有することを特徴としている。
【解決手段】本発明は、湯水混合装置（２０）であって、湯水混合装置本体（２１）と、湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動されることにより、各シート面との間の隙間を変化させ流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体（３０）と、主弁体を摺動させる付勢手段（３２）と、付勢手段とは逆方向に主弁体を付勢し、湯の温度に応じて付勢力が変化する感温付勢手段（３４）と、主弁体と湯水混合装置本体の間に配置され、湯及び水の混合を防止する弾性シール部材（４２）と、弾性シール部材と接触する部分に形成され、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき、弾性シール部材を弾性変形させることにより主弁体の摺動に抵抗を与える摺動抵抗付与手段（６４）と、を有することを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓に関し、特に、供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、形状記憶合金等により形成された感温ばねの付勢力により弁体を移動させ、吐出される湯水の温度を調整する湯水混合水栓が広く普及している。このように、感温ばねの付勢力により弁体を駆動することにより、温度調節の応答が速い湯水混合水栓を構成することが可能になる。しかしながら、弁体の移動の応答性が向上することにより、湯水が適温に混合される位置に弁体が静止せず、振動を繰り返すハンチング現象と呼ばれる脈流現象が発生するという問題がある。
【０００３】
特開平９−８９１５６号公報（特許文献１）には、感温ばねの応答性調節方法が記載されている。この感温ばねの応答性調節方法では、自動温度調節式の湯水混合水栓の中に配置される感温ばねに処理を施すことにより、応答性を調節することが記載されている。即ち、この応答性調節方法では、感温ばねの表面にショットピーニング加工を施したり、感温ばねの表面にコーディングを施すことにより、感温ばねの応答性を調節している。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８９１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平９−８９１５６号公報に記載された応答性調節方法では、感温ばね自体の応答性が低下するため、湯水混合水栓に供給される湯や水の急激な圧力変化等に十分に対応することができず、吐出される湯水の温度が一時的に高くなったり、低くなったりすることがあるという問題がある。
【０００６】
一方、湯水混合装置において弁体の周囲に配置されているＯリング等が弁体に作用させる摺動抵抗により、脈流現象が発生しにくくなることが知られている。従って、例えば、弁体の周囲に配置されているＯリングの締め代を大きくすることにより弁体に作用する摺動抵抗を大きくし、脈流現象を抑制することが考えられる。しかしながら、Ｏリングの締め代を調整することにより適度な摺動抵抗を得ることは困難であり、締め代が小さすぎれば抑制効果が得られず、締め代が大きすぎれば温度調節の応答性が著しく悪化することになる。即ち、Ｏリングの締め代の大きさの変化に対する摺動抵抗の増減は、極めて急激であり、湯水混合装置を構成する各部品の寸法公差等を考慮すると、安定して適度な摺動抵抗を得ることが難しいという問題がある。
【０００７】
従って、本発明は、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置であって、湯側シート面及び水側シート面を備えた湯水混合装置本体と、両側にシート部が形成されており、湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動されることにより、各シート部と湯側シート面及び水側シート面との間の隙間を変化させ、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体と、この主弁体を所定方向に摺動させるように付勢する付勢手段と、この付勢手段とは逆の方向に主弁体を付勢し、湯水混合装置本体内で混合された湯の温度に応じて付勢力が変化する感温付勢手段と、主弁体の外周と湯水混合装置本体の内壁面との間に配置され、湯水混合装置本体内に流入した湯及び水が、主弁体の外側で混合されるのを防止する環状の弾性シール部材と、主弁体又は湯水混合装置本体の内壁面の、弾性シール部材と接触する部分に形成され、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき、弾性シール部材を弾性変形させることにより主弁体の摺動に抵抗を与える摺動抵抗付与手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明においては、湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置された主弁体が、主弁体を所定方向に摺動させるように付勢する付勢手段と、主弁体を付勢手段とは逆の方向に付勢する感温付勢手段の付勢力により摺動される。また、主弁体が摺動されることにより、主弁体の両側の各シート部と湯側シート面及び水側シート面との間の隙間が変化され、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量が変化される。一方、摺動抵抗付与手段は、主弁体の外周と湯水混合装置本体の内壁面との間に配置された弾性シール部材と接触するように形成されており、この摺動抵抗付与手段は、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき弾性シール部材を弾性変形させ、この弾性変形により主弁体の摺動に抵抗が与えられる。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、摺動抵抗付与手段が主弁体の摺動に適度な抵抗を与えるので、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、摺動抵抗付与手段は環状溝であり、この環状溝の縁が弾性シール部材に食い込むことにより、弾性シール部材が弾性変形される。
【００１２】
このように構成された本発明においては、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき、弾性シール部材に環状溝の縁が食い込むことにより、弾性シール部材が弾性変形される。この弾性変形により主弁体に付与される摺動抵抗は、弾性シール部材が環状溝と整合している場合には小さく、環状溝の縁が弾性シール部材に食い込むにつれて大きくなる。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、温度調節性能を向上させたい位置において主弁体に付与される摺動抵抗を小さくすると共に、その位置で発生した脈動現象等を、増大された摺動抵抗により速やかに減衰させることができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、環状溝の幅は、弾性シール部材の断面の直径よりも狭く形成されている。
このように構成された本発明によれば、環状溝の縁を弾性シール部材に効果的に食い込ませることができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、摺動抵抗付与手段は、主弁体が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された畝であり、弾性シール部材が畝を横断する位置が変化することにより、弾性シール部材が弾性変形される。
【００１６】
このように構成された本発明においては、弾性シール部材は、主弁体が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された畝を横断するように配置される。主弁体の摺動により、弾性シール部材と畝の相対位置が変化すると、弾性シール部材が畝を横断する位置が変化し、この際、弾性シール部材が弾性変形される。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、弾性シール部材の円周上の一部で、弾性シール部材の弾性変形量を大きくすることができるので、主弁体に付与される摺動抵抗を、容易に、適切な値に設定することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、畝は、螺旋状に形成されている。
このように構成された本発明によれば、螺旋状に畝が形成されている部分全体に亘って、ほぼ均一な摺動抵抗を主弁体に付与することができる。
【００１９】
また、本発明の湯水混合水栓は、本発明の湯水混合装置と、この湯水混合装置を収納する水栓本体と、湯水混合装置によって混合された湯の吐水状態と止水状態を切替える開閉弁と、混合された湯を吐出させる吐出部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
従って、本発明の湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓によれば、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による湯水混合水栓を説明する。
まず、図１乃至図９を参照して、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓全体を示す斜視図である。図２は、本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓１は、水栓本体２と、この水栓本体２に給湯器（図示せず）からの湯を供給する湯供給脚４と、水栓本体２に水道水を供給する水供給脚６と、を有する。さらに、湯水混合水栓１は、水栓本体２左端部に取り付けられた湯温調節用ダイヤル８と、右端部に取り付けられた吐止水切替ハンドル１０と、を有する。また、湯水混合水栓１は、温度調節された湯を吐出させる吐出部であるカラン１２及びシャワーヘッド１４を有する。さらに、水栓本体２には、開閉弁である切替バルブ１６が内蔵されている。本実施形態の湯水混合水栓１は、湯供給脚４及び水供給脚６から夫々供給された湯及び水を、湯温調節用ダイヤル８によって設定された温度になるように混合し、吐止水切替ハンドル１０を操作して、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出させるように構成されている。
【００２３】
湯供給脚４は、壁面に設けられた給湯管（図示せず）と水栓本体２とを連結し、水栓本体２に湯を供給するように構成されている。
水供給脚６は、壁面に設けられた水道管（図示せず）と水栓本体２とを連結し、水栓本体２に水を供給するように構成されている。
【００２４】
水栓本体２には、湯供給脚４及び水供給脚６を介して導入された湯及び水を、適宜混合して所望の温度に調節する湯水混合装置２０（図２）が内蔵されている。また、水栓本体２に取り付けられた吐止水切替ハンドル１０は、これを回転操作することによって、水栓本体２に内蔵された切替バルブ１６を切替え、止水状態、カラン１２からの吐水状態、シャワーヘッド１４からの吐水状態が切替えられるようになっている。吐止水切替ハンドル１０をカランの側に回転させると、湯水混合装置２０（図２）によって適温に混合された湯がカラン１２から吐水され、吐止水切替ハンドル１０をシャワーの側に回転させると、適温に混合された湯が、シャワーヘッド１４から吐水される。
【００２５】
また、湯温調節用ダイヤル８は、これを廻すことによって水栓本体２に内蔵された湯水混合装置２０を操作し、湯水混合装置２０によって調節される湯の温度を変化させることができるように構成されている。
【００２６】
次に、図２乃至図６を参照して、本実施形態の湯水混合水栓１に内蔵された湯水混合装置２０を説明する。図３は湯水混合装置２０の断面図であり、図４は分解斜視図である。また、図５は湯水混合装置２０に内蔵された主弁体の斜視図であり、図６は断面図である。また、図７は、Ｏリングと主弁体の接触部分を拡大して示す図である。
【００２７】
図３に示すように、湯水混合装置２０は、第１本体部材２２と、この第１本体部材２２に螺合される第２本体部材２４と、湯温調節用ダイヤル８に連結される送りねじ２６と、この送りねじ２６に螺合され、送りねじ２６が回転されると第１本体部材２２内で摺動する摺動部材２８と、を有する。また、湯水混合装置２０は、第１本体部材２２の内部に移動可能に配置された主弁体３０と、主弁体３０を図３における右方向に付勢する付勢手段であるバイアスばね３２と、バイアスばね３２とは反対方向の図３における左方向に主弁体３０を付勢する感温付勢手段である感温ばね３４と、を有する。本実施形態においては、感温ばね３４として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している。
【００２８】
図３及び図４に示すように、第１本体部材２２は、概ね円筒状の形態であり、図３において右側に位置する第２本体部材２４と螺合されることにより湯水混合装置本体２１を構成している。また、第１本体部材２２には、湯を流入させるための湯導入口２２ａ及び水を流入させるための水導入口２２ｂが夫々円周方向に設けられている。また、湯導入口２２ａの図３における左側の端面は、主弁体３０と当接する湯側シート面２２ｃとして形成されている。
【００２９】
第２本体部材２４は、概ね円筒状の形態であり、その外周端部に形成された雄ねじ部２４ａを、第１本体部材２２の端部に形成された雌ねじ部２２ｄと螺合させることによって、第１本体部材２２に取り付けられている。また、第２本体部材２４の先端部は、主弁体３０と当接する水側シート面２４ｂとして形成されている。このため、第２本体部材２４を第１本体部材２２に螺合させるねじ込み量を変化させることにより、湯側シート面２２ｃと水側シート面２４ｂの間隔を調整することができる。なお、本実施形態においては、主弁体３０のストロークが約０．８ｍｍになるように、各シート面の間隔が調整されている。さらに、第２本体部材２４の水側シート面２４ｂとは反対側の端部には、湯水混合装置本体２１内で混合された湯を流出させる吐出口２４ｃが形成されている。
【００３０】
送りねじ２６は、第１本体部材２２の内部に回転可能に配置されている。送りねじ２６の一方の端部には、湯温調節用ダイヤル８が取り付けられるスプライン部２６ａが形成され、他方の端部には、摺動部材２８と螺合される送り雄ねじ部２６ｂが形成されている。
【００３１】
摺動部材２８は、概ね円筒形の形態であり、第１本体部材２２の内部に摺動可能に配置されている。また、摺動部材２８の外側には、軸線方向の溝２８ａが形成されており、この溝２８ａが、第１本体部材２２の内部に形成された軸線方向に延びる突起（図示せず）を受け入れることによって、摺動部材２８の第１本体部材２２に対する回転が拘束されている。さらに、摺動部材２８の内側には、送りねじ２６の送り雄ねじ部２６ｂと螺合される送り雌ねじ部２８ｂが形成されている。これにより、送りねじ２６を回転させると、摺動部材２８は第１本体部材２２の軸線方向に摺動される。
【００３２】
主弁体３０は、図５乃至図７に示すように、概ね円筒状の円筒部６０と、この円筒部６０の内壁から内方に延びる張出部６２と、を有する。円筒状の円筒部６０の両端には、湯側シート面２２ｃと当接するシート部６０ａと、水側シート面２４ｂと当接するシート部６０ｂが夫々形成されている。
【００３３】
また、円筒部６０の外周には、摺動抵抗付与手段である螺旋状の畝部６４が形成されている。図７に示すように、本実施形態においては、円筒部６０の外周面に、深さ約５０μｍの溝を約０．５ｍｍのピッチで螺旋状に１０周形成することにより、畝部６４を構成している。即ち、円筒部６０の外周面に形成した溝の間に、高さが約５０μｍの螺旋状に延びる畝が構成されることになる。また、螺旋状に延びる畝は、主弁体３０が摺動される軸線に直交する平面に対して、約１．５°傾斜して延びている。
【００３４】
一方、図３に示すように、弾性シール部材であるＯリング４２が、主弁体３０の円筒部６０の外周に配置されている。このＯリング４２は、主弁体３０の円筒部６０に形成された畝部６４と第１本体部材２２の内壁面との間に位置し、湯水混合装置本体２１内に流入した湯及び水が主弁体３０の外側で混合されるのを防止している。ここで、Ｏリング４２は、畝部６４の外周に、主弁体３０が摺動される軸線にほぼ直交する平面内に配置される。一方、畝部６４の畝は、主弁体３０が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びているため、Ｏリング４２は、畝部６４の少なくとも１本の畝を横断するように配置される。なお、本実施形態においては、図７に示すように、Ｏリング４２の断面は円形であり、その直径Ｄは約２ｍｍである。
【００３５】
好ましくは、主弁体３０の円筒部６０に形成する畝の高さＨはＯリング４２の断面の直径に対して約１〜５％であり、ピッチＰはＯリング４２の断面の直径に対して約１０％以上の長さにする。なお、畝の高さＨが約１％よりも小さい場合には、十分な摺動抵抗を付与することができず、脈流現象を効果的に防止することができない。逆に、畝の高さＨが約５％よりも大きい場合には、Ｏリング４２による確実なシールが困難になる。さらに、ピッチＰの長さが、Ｏリング４２の断面の直径の約１０％よりも小さい場合には、畝のＯリング４２への食い込みが小さくなるため、十分な摺動抵抗を付与することができず、脈流現象を効果的に防止することができない。
【００３６】
また、Ｏリング４２の水側（図３における右側）には、位置規制部材である脚付スペーサーリング４６が配置されている。図４に示すように、脚付スペーサーリング４６は、軸線方向に延びる６本の脚部４６ａを備えたリングである。図３に示すように、この脚部４６ａの先端は、第２本体部材２４の水側シート面２４ｂに当接するように配置されている。これにより、Ｏリング４２の位置は、脚付スペーサーリング４６と、第１本体部材２２の内壁に形成された段部２２ｅによって規制され、第１本体部材２２内の所定の位置に位置決めされる。
【００３７】
一方、図３に示すように、主弁体３０の左側には、脚付環状部材３８と、バイアスばね３２と、ばね押え金具３６と、Ｕ字金具４４が配置されている。脚付環状部材３８は、その脚部が主弁体３０の張出部６２に当接するように配置されている。ばね押え金具３６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具であり、Ｕ字金具４４によって脚付環状部材３８と連結されている。バイアスばね３２は、脚付環状部材３８の環状部とばね押え金具３６の間に挟まれ、予め圧縮された状態で第１本体部材２２の内部に配置される。この構成により、バイアスばね３２は、摺動部材２８がばね押え金具３６に当接すると、主弁体３０を、図３における右方向に付勢する。
【００３８】
また、図３に示すように、主弁体３０の右側には、感温ばねガイド部材４０と、感温ばね３４が配置されている。感温ばねガイド部材４０は、概ね円筒状の部材であり、第２本体部材２４の内部で摺動可能に配置されている。また、感温ばねガイド部材４０の図３における左側の端部は主弁体３０の張出部６２に当接するように配置され、この端部には、湯水混合装置本体２１に流入した湯及び水を混合させ、温度を均一にするための放射状の羽根４０ａが設けられている。さらに、感温ばね３４は、感温ばねガイド部材４０の内部に配置されている。この感温ばね３４の図３における左側の端部は、感温ばねガイド部材４０に当接し、右側の端部は第２本体部材２４の内壁面の端部に当接するように配置されている。この構成により、感温ばね３４は、感温ばねガイド部材４０を介して、主弁体３０を図３における左方向に付勢する。
【００３９】
一方、第１本体部材２２の外側には、湯導入口２２ａ及び水導入口２２ｂを覆うように、円筒状のフィルター５２、５４が夫々配置されており、湯又は水に混入したゴミ等が、湯水混合装置２０内に流入するのを防止している。
【００４０】
次に、図１乃至図７を参照して、本発明の実施形態による湯水混合水栓１の作用を説明する。
まず、湯水混合水栓１の使用者は、湯温調節用ダイヤル８を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用ダイヤル８を最低温度に設定した場合には、摺動部材２８は図３における左端に位置される。この状態では、図３に示すように、摺動部材２８がばね押え金具３６から離間するのでバイアスばね３２による付勢力は作用せず、主弁体３０のシート部６０ａは、感温ばね３４の付勢力により湯側シート面２２ｃに当接される。即ち、湯水混合装置本体２１内には、水のみが流入できる状態となる。
【００４１】
次に、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用ダイヤル８を操作して送りねじ２６を回転させると、摺動部材２８は図３における右方向に移動され、摺動部材２８はばね押え金具３６と当接する。これにより、バイアスばね３２による付勢力も主弁体３０に作用するようになり、主弁体３０は、バイアスばね３２の付勢力と感温ばね３４の付勢力が釣り合う位置に移動される。
【００４２】
湯温調節用ダイヤル８を設定した後、使用者が吐止水切替ハンドル１０を操作して、切替バルブ１６を止水位置からカラン１２又はシャワーヘッド１４からの吐水位置に切替えると、カラン又はシャワーからの吐水が開始される。吐水が開始されると、湯供給脚４から導入された湯は、フィルター５２を介して湯導入口２２ａに流入し、水供給脚６から導入された水は、フィルター５４を介して水導入口２２ｂに流入する。湯導入口２２ａから流入した湯は主弁体３０のシート部６０ａと湯側シート面２２ｃの間を通って湯水混合装置本体２１内部に流入し、水導入口２２ｂから流入した水は主弁体３０のシート部６０ｂと水側シート面２４ｂの間を通って湯水混合装置本体２１内部に流入する。
【００４３】
湯水混合装置本体２１に流入した湯は、主弁体３０の円筒部６０の中を通って、図３における右方向に流れる。また、湯水混合装置本体２１に流入した水は、円筒部６０の中を流れる湯と混合され、主に感温ばね３４の内部を通って吐出口２４ｃから流出する。この際、感温ばねガイド部材４０の羽根４０ａにより、湯と水の混合が促進され、ほぼ均一な温度に混合されて感温ばね３４の内部を流れる。吐出口２４ｃから流出した湯は、切替バルブ１６（図１）を通って、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される。
【００４４】
感温ばね３４の内部を流れる湯の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね３４は伸びるように作用するので、感温ばね３４による付勢力が増大する。これにより、感温ばね３４による付勢力とバイアスばね３２による付勢力が釣り合う位置が図３における左側に移動し、主弁体３０は左方向に移動される。その結果、シート部６０ａと湯側シート面２２ｃの間の距離は短くなり、シート部６０ｂと水側シート面２４ｂの間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体２１に流入する水の割合が増大し、吐出される湯の温度が低下する。逆に、感温ばね３４の内部を流れる湯の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね３４による付勢力は減少し、主弁体３０は図３における右方向に移動されて、吐出される湯の温度が上昇する。これらの作用により、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される湯の温度が、設定温度に調節される。
【００４５】
ここで、主弁体３０が移動される際には、主弁体３０の周囲に配置されたＯリング４２は、主弁体３０上で移動される。即ち、主弁体３０の周囲に配置されたＯリング４２は、第１本体部材２２の段部２２ｅ及び脚付スペーサーリング４６によって位置決めされているため、主弁体３０の移動により、畝部６４上で移動される。ここで、Ｏリング４２は、主弁体３０と湯水混合装置本体の内壁面の間に予め所定量押しつぶされた状態で配置されている。この初期の弾性変形に加えて、主弁体３０が移動されるとき、Ｏリング４２が畝部６４の畝を横断する位置が変化されるため、この横断位置の変化によりＯリング４２は、さらに弾性変形される。このＯリング４２を弾性変形させるために要する力は、主弁体３０を移動させる際の摺動抵抗として作用する。
【００４６】
一方、主弁体の周囲に畝部が形成されていない従来の湯水混合装置では、主弁体の周囲のＯリングは、所定量押しつぶされた状態で配置されているが、主弁体が移動される際には殆ど弾性変形されず、押しつぶされた形状を保ったまま主弁体の外周面上を滑るように移動される。このように、従来の湯水混合装置においては、Ｏリングが主弁体の外周面上を滑る際の摩擦力が、専ら主弁体に対する摺動抵抗として作用する。このため、従来の湯水混合装置においては、主弁体に作用する摺動抵抗は、主弁体と湯水混合装置本体の内壁面の間で押しつぶされているＯリングの締め代の大きさに強く依存し、摺動抵抗を正確に調整することが非常に困難である。即ち、本実施形態の湯水混合水栓では、従来の湯水混合水栓とは全く異なるメカニズムで主弁体の摺動に摺動抵抗を付与しているため、摺動抵抗を比較的容易に調整することが可能になる。
【００４７】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓１と、従来の湯水混合水栓について、温度調節性能及び脈流現象の発生の有無を比較した実験の結果を説明する。図８は、（ａ）本実施形態の湯水混合水栓、及び（ｂ）比較例１、（ｃ）比較例２の湯水混合水栓において吐出される湯水の温度を示す表である。また、図９は、本実施形態の湯水混合水栓、及び比較例１、比較例２の湯水混合水栓における摺動抵抗を模式的に示すグラフである。
【００４８】
図８（ａ）は、本実施形態の湯水混合水栓１において、湯温調節用ダイヤル８を４０゜Ｃに設定し、給水圧力Ｐｃを０．１乃至０．５ＭＰａの５段階、給湯圧力Ｐｈを０．１乃至０．５ＭＰａの５段階に変化させた夫々の場合において、吐出された湯水の温度を示している。なお、図８の各表に示す数値は、小数点第一位以下を０．５゜Ｃ間隔に丸めて示したものであり、例えば、４０．０〜４０．３゜Ｃは４０．０゜Ｃと表示され、４０．４〜４０．６゜Ｃは４０．５゜Ｃと表示され、４０．７〜４０．９゜Ｃは４１．０゜Ｃと表示されている。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、本実施形態の湯水混合水栓１では、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈが等しい場合は、何れも設定温度である４０゜Ｃの湯水が吐出され、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈが極端に異なる場合においても、設定温度からのずれは−１〜＋２゜Ｃ以下であり、良好な温度調節性能を示している。また、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈの何れの組み合わせにおいても脈流現象は発生しなかった。
【００５０】
図８（ｂ）に実験結果を示す比較例１は、本実施形態の湯水混合水栓において、主弁体を畝部が形成されていないものに交換した湯水混合水栓である。図８（ｂ）に示すように、比較例１の湯水混合水栓は、主弁体に畝部が形成されていないため、主弁体に作用する摺動抵抗が小さく、非常に良好な温度調節性能を示している。しかしながら、比較例１の湯水混合水栓においては、図中に網掛けを施した圧力の組み合わせにおいて、脈流現象が発生した。
【００５１】
図８（ｃ）に実験結果を示す比較例２は、比較例１の湯水混合水栓において、Ｏリングの締め代を拡大し、主弁体の摺動抵抗を増大させたものである。比較例２の湯水混合水栓においては、主弁体の摺動抵抗が大きいため、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈの何れの組み合わせにおいても脈流現象は発生しなかった。しかしながら、吐出される湯水の設定温度からのずれは、−３〜＋２゜Ｃの範囲に増大し、十分な温度調節性能が得られなかった。
【００５２】
図９は、上記の実験結果から推測される主弁体のストロークと摺動抵抗の関係を示すグラフであり、本実施形態の湯水混合水栓１を実線に、比較例１を破線に、比較例２を一点鎖線に示している。図９に示すように、比較例１の湯水混合水栓においては、Ｏリングの締め代が小さく、Ｏリングは弾性変形されることなく主弁体の外周面上を滑るため、摺動抵抗が小さく、ストロークの全域に亘って一定であると考えられる。このため、比較例１においては、温度調節性能は良好なものの、脈流現象が発生したものと考えられる。
【００５３】
一方、本実施形態の湯水混合水栓１では、Ｏリングが弾性変形されながら畝部６４の畝を乗り越えているため、摺動抵抗に僅かな変動が見られるが、摺動抵抗は全体として適度な大きさに維持されている。これにより、本実施形態の湯水混合水栓１においては、温度調節性能を大きく損なうことなく、脈流現象が発生を抑制できたものと考えられる。
【００５４】
また、図９に示すように、比較例２の湯水混合水栓においては、Ｏリングの締め代が大きく、Ｏリングは弾性変形されることなく主弁体の外周面上を滑る際の摩擦が摺動抵抗となるため、摺動抵抗は全体に大きく、ストロークの全域に亘って一定であると考えられる。このため、比較例２においては、脈流現象の発生は防止できたものの、温度調節性能が大きく損なわれたものと考えられる。また、Ｏリングの締め代が大きい比較例２の湯水混合水栓では、Ｏリングを挟んで主弁体を組み込む際の組み付け作業が困難であるという問題も発生した。
【００５５】
ここで、理論的には、Ｏリングの締め代を比較例１と比較例２の間に設定し、本実施形態の湯水混合水栓１と同程度の摺動抵抗を得ることも可能であると考えられるが、実際には、締め代の変化に対する摺動抵抗の変化が急激であるため、主弁体、Ｏリング、湯水混合装置本体等の寸法精度を考慮すると、適度な摺動抵抗をもつ湯水混合装置を安定して製造することは非常に困難である。
【００５６】
本発明の第１実施形態の湯水混合水栓によれば、畝部が主弁体の摺動に適度な抵抗を与えるので、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態の湯水混合水栓によれば、畝部の畝が、Ｏリングの円周上の一部の締め代を増大させ、Ｏリングを弾性変形させているので、Ｏリングの全体を同時に弾性変形させる場合よりも、摺動抵抗の変化を緩やかにすることができる。これにより、主弁体に付与される摺動抵抗を、容易に、適切な値に設定することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の湯水混合水栓によれば、螺旋状に形成された畝により畝部が構成されているので、畝が形成されている部分全体に亘って、ほぼ均一な摺動抵抗を主弁体に付与することができる。このため、各部品の製作誤差等により、主弁体に形成された畝に対するＯリングの位置がずれた場合でも、主弁体に付与される摺動抵抗はほぼ一定であり、主弁体に適度な摺動抵抗を与えることができると共に、湯水混合水栓の組立性が向上する。また、螺旋状の畝が形成された主弁体は、主弁体を樹脂成型する場合においても金型の型割が容易であり、容易に成型することができる。
【００５９】
また、上述した本発明の第１実施形態の湯水混合水栓においては、畝部は、螺旋状に形成された畝によって構成されていたが、変形例として図１０に示すように、主弁体に１本の環状の畝を設けることにより畝部を形成することもできる。即ち、図１０に示す主弁体７０においては、主弁体が摺動する軸線に直交する平面に対して傾斜した平面内に延びる環状の畝７２が１本形成されている。また、本変形例においては、畝７２は環状に隆起した部分によって構成され、Ｏリング４２は、畝７２を横断するように配置される。なお、図１０には、畝７２の傾斜が、実際の傾斜よりも強調して描かれている。本変形例の湯水混合水栓においても、主弁体７０が移動されると、畝７２を横断するように配置されたＯリング４２が弾性変形され、主弁体７０の摺動に適度な摺動抵抗が付与される。
或いは、さらなる変形例として、図１０に示す環状の畝を、複数本平行に設けることもできる。
【００６０】
次に、図１１を参照して、本発明の第２実施形態による湯水混合水栓を説明する。本実施形態の湯水混合水栓は、内蔵されている湯水混合装置の主弁体に摺動抵抗を与える機構が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。
図１１に示すように、本発明の第２実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置２００は、第１本体部材２２２と、第２本体部材２２４と、主弁体２３０と、バイアスばね３２と、感温ばね３４と、脚付環状部材３８と、感温ばねガイド部材４０と、Ｏリング４２と、を有する。
【００６２】
第１本体部材２２２と第２本体部材２２４は、結合されることによって湯水混合装置本体を構成する。主弁体２３０は、第１本体部材２２２の内部に摺動可能に配置されている。また、主弁体２３０は、バイアスばね３２によって、脚付環状部材３８を介して図１１における右方向に付勢されている。さらに、主弁体２３０は、感温ばね３４によって、感温ばねガイド部材４０を介して図１１における左方向に付勢されている。
【００６３】
また、図１１に示すように、主弁体２３０の外周には、環状のＯリング受入溝２３０ａが形成されている。Ｏリング４２は、Ｏリング受入溝２３０ａに受け入れられるように配置され、主弁体２３０と共に移動される。一方、第１本体部材２２２の内壁面には、摺動抵抗付与手段である畝部２２２ａが形成されている。この畝部２２２ａは、Ｏリング４２に対応する位置に配置され、螺旋状に延びるように形成された１本の畝によって構成されている。また、畝部２２２ａの畝は、第１本体部材２２２の内壁面から突出するように形成された線状の隆起部によって構成されている。一方、Ｏリング４２は、主弁体２３０の摺動軸線にほぼ直交する平面内に配置されている。このため、Ｏリング４２は、螺旋状に延びるように形成された畝部２２２ａの畝を横断するように延びる。従って、主弁体２３０が摺動されると、これと共に移動されるＯリング４２が、畝部２２２ａの畝を横断する位置が変化し、これによりＯリング４２は弾性変形される。このＯリング４２の弾性変形により、主弁体２３０の摺動に、適度な摺動抵抗が付与される。
【００６４】
本発明の第２実施形態による湯水混合水栓の他の構成、及び作用は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、本実施形態の変形例として、畝部２２２ａを、主弁体２３０の摺動軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された１本又は複数本の環状の畝によって構成することもできる。
【００６５】
本発明の第２実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体にＯリングが嵌め込まれ、Ｏリングが主弁体と共に移動されるタイプの湯水混合装置に本発明を適用することができる。
【００６６】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の第３実施形態による湯水混合水栓を説明する。本実施形態の湯水混合水栓は、内蔵されている湯水混合装置の主弁体に形成された摺動抵抗付与手段が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第３実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図１２は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。また、図１３は、主弁体のストロークに対する摺動抵抗を示すグラフであり、本実施形態における摺動抵抗を実線で示し、第１実施形態における摺動抵抗を破線で示している。
【００６８】
図１２に示すように、本発明の第３実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置３００は、第１本体部材２２と、第２本体部材２４と、主弁体３３０と、バイアスばね３２と、感温ばね３４と、脚付環状部材３８と、感温ばねガイド部材４０と、Ｏリング４２と、を有する。
【００６９】
第１本体部材２２と第２本体部材２４は、結合されることによって湯水混合装置本体を構成する。主弁体３３０は、第１本体部材２２の内部に摺動可能に配置されている。また、主弁体３３０は、バイアスばね３２によって、脚付環状部材３８を介して図１２における右方向に付勢されている。さらに、主弁体３３０は、感温ばね３４によって、感温ばねガイド部材４０を介して図１２における左方向に付勢されている。また、Ｏリング４２は、脚付スペーサーリング４６と、第１本体部材２２の内壁面に形成された段部２２ｅの間に配置され、位置決めされている。
【００７０】
図１２に示すように、主弁体３３０の外周には、摺動抵抗付与手段である環状の環状溝３３０ａが形成されており、この環状溝３３０ａを覆うようにＯリング４２が配置されている。環状溝３３０ａは浅い溝であり、Ｏリング４２の円形の断面の下部を受け入れている。また、環状溝３３０ａの幅は、Ｏリング４２の断面の直径よりも狭く形成されている。本実施形態においては、Ｏリング４２は、その断面が直径２ｍｍの円形であり、環状溝３３０ａの幅は１ｍｍ、深さは０．１ｍｍである。
【００７１】
また、環状溝３３０ａは、本実施形態の湯水混合水栓に通常の圧力で湯及び水が供給された場合において、通常使用される約４０゜Ｃの湯水を吐出させる際にＯリング４２の位置と整合するように、主弁体３３０上に位置決めされている。即ち、環状溝３３０ａは、上記の条件で約４０゜Ｃの湯水を吐出させる際に、Ｏリング４２が環状溝３３０ａのほぼ中央に位置するように位置決めされている。
【００７２】
図１３に破線で示すように、本発明の第１実施形態の湯水混合水栓における摺動抵抗は、上述したように、主弁体のストロークに対してほぼ一定の値となる。これに対して、図１３に実線で示すように、本実施形態において環状溝３３０ａとＯリング４２によって主弁体３３０に付与される摺動抵抗は、ストロークの中央付近において小さく、中央から離れると共に増大する。また、本実施形態の湯水混合水栓は、摺動抵抗の最小値が第１実施形態の湯水混合水栓における摺動抵抗よりも小さく、本実施形態における摺動抵抗の最大値は、第１実施形態における摺動抵抗よりも大きくなるように構成されている。
【００７３】
また、本実施形態の湯水混合水栓は、通常の圧力で湯及び水が供給さた場合において、主弁体３３０がストロークのほぼ中央に位置するとき、通常使用される約４０゜Ｃの湯水が吐出されるように構成されている。このため、本実施形態の湯水混合水栓は、主弁体３３０の通常使用位置において、主弁体３３０に作用する摺動抵抗が小さく、良好な温度調節性能を得ることができる。また、主弁体３３０の通常使用位置において、脈流現象が発生し、主弁体３３０がストロークの中央から大きく移動されると、環状溝３３０ａの縁３３０ｂがＯリング４２の下に潜り込むようになる。
【００７４】
ここで、Ｏリング４２は、主弁体３３０と湯水混合水栓本体の内壁面との間に、所定量押しつぶされた状態で配置されているが、この初期の弾性変形に加えて、主弁体３３０が移動されたとき、環状溝３３０ａの縁３３０ｂがＯリング４２に食い込むことによって、Ｏリング４２は更に弾性変形される。この主弁体３３０が移動される際のＯリング４２を弾性変形させるための力は、主弁体３３０に対して摺動抵抗として作用する。このように、湯水混合装置３００に脈流現象が発生して主弁体３３０が振動し始めると、主弁体３３０に大きな摺動抵抗が作用するようになり、この摺動抵抗が主弁体３３０の振動を速やかに減衰させる。
【００７５】
なお、環状溝３３０ａの幅はＯリングの断面の直径の約２５〜７５％とし、深さはＯリングの断面の直径の約１〜１０％とするのが良い。ここで、環状溝３３０ａの幅がＯリングの断面の直径の約２５％よりも小さい場合には、環状溝３３０ａの縁３３０ｂのＯリングへの食い込みが小さくなるため、十分な摺動抵抗を付与することができず、脈流現象を効果的に防止することが困難になる。逆に、環状溝３３０ａの幅がＯリングの断面の直径の約７５％よりも大きい場合には、十分な摺動抵抗を得ることができるが、摺動抵抗が大きくなりすぎるため、温度調節性能が悪化する。同様に、環状溝３３０ａの深さが、Ｏリングの断面の直径の約１％よりも小さい場合には十分な摺動抵抗を得ることができず、約２５％よりも大きい場合には温度調節性能が悪化する。
【００７６】
本発明の第３実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体がストロークの中央付近にあり、Ｏリングが環状溝と整合している場合には主弁体に付与される摺動抵抗が小さく、環状溝の縁が弾性シール部材に食い込むにつれて付与される摺動抵抗が大きくなる。これにより、温度調節性能を向上させたい通常使用位置においては主弁体に付与される摺動抵抗を小さくすることができると共に、通常使用位置で発生した脈動現象等を、増大された摺動抵抗により速やかに減衰させることができる。
【００７７】
また、本実施形態の湯水混合水栓によれば、環状溝の幅がＯリングの断面の直径よりも狭く形成されているので、Ｏリングは環状溝の縁と接触する。このため、Ｏリングが主弁体と共に移動される動きは抑制され、概ね静止したＯリングに環状溝の縁が押し付けられるように作用する。これにより、環状溝の縁をＯリングに効果的に食い込ませることができ、主弁体に適度な摺動抵抗を付与することができる。
【００７８】
また、上述した本発明の第３実施形態においては、主弁体３３０に環状溝３３０ａが形成されていたが、変形例として、湯水混合装置本体側に環状溝を設けても良い。本変形例によれば、Ｏリングが主弁体と共に移動されることにより、湯水混合装置本体側に設けた環状溝の縁がＯリングに食い込み、Ｏリングが弾性変形される。これにより、主弁体の摺動に摺動抵抗が付与される。
【００７９】
さらに、上述した本発明の第３実施形態においては、環状溝３３０ａの両側の縁３３０ｂが同じ高さに形成されていたが、変形例として、図１４に示すように、両側の縁の高さが異なるように主弁体を構成することもできる。図１４に示す変形例の主弁体３５０においては、摺動抵抗付与手段である環状溝３５０ａの左側の円筒部３５２ａが、右側の円筒部３５２ｂよりも直径が大きく構成されている。このように構成された本変形例によれば、主弁体３５０がストロークの中心から右側に移動されたときと、左側に移動されたときで、発生する摺動抵抗が異なる。このように、環状溝３５０ａの縁の高さを変えることにより、主弁体３５０の使用条件等に応じて、適切な摺動抵抗を発生させることができる。
【００８０】
また、図１５に示す変形例の主弁体３６０のように、摺動抵抗付与手段である環状溝３６０ａの断面形状をＶ字形に構成することもできる。このように、環状溝３６０ａの縁の立ち上がりを緩やかにすることにより、主弁体３６０の移動に対する摺動抵抗の増加を緩やかにすることができる。
【００８１】
さらに、図１６に示す変形例の主弁体３７０のように、主弁体３７０の外周面に摺動抵抗付与手段である複数の突起３７０ａを設け、これらの突起３７０ａにＯリングを乗り上げさせることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体３７０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８２】
また、図１７に示す変形例の主弁体３８０のように、主弁体３８０の外周面に摺動抵抗付与手段である複数の凹部３８０ａを設け、これらの凹部３８０ａにＯリングを食い込ませることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体３８０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８３】
さらに、図１８に示す変形例の主弁体３９０のように、主弁体３９０の外周面に円周方向に延びる摺動抵抗付与手段である複数の隆起部３９０ａを設け、これらの隆起部３９０ａにＯリングを乗り上げさせることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体３９０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８４】
また、図１９に示す変形例の主弁体４００のように、主弁体４００の外周面に円周方向に延びる摺動抵抗付与手段である複数の窪み部４００ａを設け、これらの窪み部４００ａにＯリングを食い込ませることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体４００の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８５】
或いは、図２０に示す変形例の主弁体４１０のように、主弁体４１０に、その摺動軸線に直交する平面内に延びる摺動抵抗付与手段である環状の環状隆起部４１０ａを設け、この環状隆起部４１０ａにＯリングを乗り上げさせることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体４１０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、主弁体又は湯水混合装置本体の内壁面の何れか一方に摺動抵抗付与手段が形成されていたが、それらの両方に摺動抵抗付与手段を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１実施形態による湯水混合水栓全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の斜視図である。
【図３】湯水混合装置の断面図である。
【図４】湯水混合装置の分解斜視図である。
【図５】湯水混合装置に内蔵された主弁体の斜視図である。
【図６】湯水混合装置に内蔵された主弁体の断面図である。
【図７】Ｏリングと主弁体の接触部分を拡大して示す図である。
【図８】図８は、（ａ）本発明の第１実施形態の湯水混合水栓、及び（ｂ）比較例１、（ｃ）比較例２の湯水混合水栓において吐出される湯水の温度を示す表である。
【図９】本発明の第１実施形態の湯水混合水栓、及び比較例１、比較例２の湯水混合水栓における摺動抵抗を模式的に示すグラフである。
【図１０】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。
【図１３】主弁体のストロークに対する摺動抵抗を示すグラフである。
【図１４】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１５】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１６】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１７】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１８】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１９】変形例による主弁体の斜視図である。
【図２０】変形例による主弁体の斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 本発明の第１実施形態による湯水混合水栓
２ 水栓本体
４ 湯供給脚
６ 水供給脚
８ 湯温調節用ダイヤル
１０ 吐止水切替ハンドル
１２ カラン（吐出部）
１４ シャワーヘッド（吐出部）
１６ 切替バルブ（開閉弁）
２０ 湯水混合装置
２１ 湯水混合装置本体
２２ 第１本体部材
２２ａ 湯導入口
２２ｂ 水導入口
２２ｃ 湯側シート面
２２ｄ 雌ねじ部
２２ｅ 段部
２４ 第２本体部材
２４ａ 雄ねじ部
２４ｂ 水側シート面
２４ｃ 吐出口
２６ 送りねじ
２６ａ スプライン部
２６ｂ 雄ねじ部
２８ 摺動部材
２８ａ 溝
２８ｂ 送り雌ねじ部
３０ 主弁体
３２ バイアスばね（付勢手段）
３４ 感温ばね（感温付勢手段）
３６ ばね押え金具
３８ 脚付環状部材
４０ 感温ばねガイド部材
４０ａ 羽根
４２ Ｏリング（弾性シール部材）
４４ Ｕ字金具
４６ 脚付スペーサーリング
５２ フィルター
５４ フィルター
６０ 円筒部
６０ａ シート部
６０ｂ シート部
６２ 張出部
６４ 畝部
７０ 変形例による主弁体
７２ 畝（摺動抵抗付与手段）
２００ 本発明の第２実施形態における湯水混合装置
２２２ 第１本体部材
２２４ 第２本体部材
２３０ 主弁体
３００ 本発明の第３実施形態における湯水混合装置
３３０ 主弁体
３３０ａ 環状溝（摺動抵抗付与手段）
３５０ 変形例の主弁体
３５０ａ 環状溝（摺動抵抗付与手段）
３５２ａ 円筒部
３５２ｂ 円筒部
３６０ 主弁体
３６０ａ 環状溝（摺動抵抗付与手段）
３７０ 変形例の主弁体
３７０ａ 突起（摺動抵抗付与手段）
３８０ 変形例の主弁体
３８０ａ 凹部（摺動抵抗付与手段）
３９０ 変形例の主弁体
３９０ａ 隆起部（摺動抵抗付与手段）
４００ 主弁体
４００ａ 窪み部（摺動抵抗付与手段）
４１０ 変形例の主弁体
４１０ａ 環状隆起部（摺動抵抗付与手段）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓に関し、特に、供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、形状記憶合金等により形成された感温ばねの付勢力により弁体を移動させ、吐出される湯水の温度を調整する湯水混合水栓が広く普及している。このように、感温ばねの付勢力により弁体を駆動することにより、温度調節の応答が速い湯水混合水栓を構成することが可能になる。しかしながら、弁体の移動の応答性が向上することにより、湯水が適温に混合される位置に弁体が静止せず、振動を繰り返すハンチング現象と呼ばれる脈流現象が発生するという問題がある。
【０００３】
特開平９−８９１５６号公報（特許文献１）には、感温ばねの応答性調節方法が記載されている。この感温ばねの応答性調節方法では、自動温度調節式の湯水混合水栓の中に配置される感温ばねに処理を施すことにより、応答性を調節することが記載されている。即ち、この応答性調節方法では、感温ばねの表面にショットピーニング加工を施したり、感温ばねの表面にコーディングを施すことにより、感温ばねの応答性を調節している。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−８９１５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特開平９−８９１５６号公報に記載された応答性調節方法では、感温ばね自体の応答性が低下するため、湯水混合水栓に供給される湯や水の急激な圧力変化等に十分に対応することができず、吐出される湯水の温度が一時的に高くなったり、低くなったりすることがあるという問題がある。
【０００６】
一方、湯水混合装置において弁体の周囲に配置されているＯリング等が弁体に作用させる摺動抵抗により、脈流現象が発生しにくくなることが知られている。従って、例えば、弁体の周囲に配置されているＯリングの締め代を大きくすることにより弁体に作用する摺動抵抗を大きくし、脈流現象を抑制することが考えられる。しかしながら、Ｏリングの締め代を調整することにより適度な摺動抵抗を得ることは困難であり、締め代が小さすぎれば抑制効果が得られず、締め代が大きすぎれば温度調節の応答性が著しく悪化することになる。即ち、Ｏリングの締め代の大きさの変化に対する摺動抵抗の増減は、極めて急激であり、湯水混合装置を構成する各部品の寸法公差等を考慮すると、安定して適度な摺動抵抗を得ることが難しいという問題がある。
【０００７】
従って、本発明は、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本発明は、供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置であって、湯側シート面及び水側シート面を備えた湯水混合装置本体と、両側にシート部が形成されており、湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動されることにより、各シート部と湯側シート面及び水側シート面との間の隙間を変化させ、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体と、この主弁体を所定方向に摺動させるように付勢する付勢手段と、この付勢手段とは逆の方向に主弁体を付勢し、湯水混合装置本体内で混合された湯の温度に応じて付勢力が変化する感温付勢手段と、主弁体の外周と湯水混合装置本体の内壁面との間に配置され、湯水混合装置本体内に流入した湯及び水が、主弁体の外側で混合されるのを防止する環状の弾性シール部材と、主弁体又は湯水混合装置本体の内壁面の、弾性シール部材と接触する部分に形成され、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき、弾性シール部材を弾性変形させることにより主弁体の摺動に抵抗を与える摺動抵抗付与手段と、を有することを特徴としている。
【０００９】
このように構成された本発明においては、湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置された主弁体が、主弁体を所定方向に摺動させるように付勢する付勢手段と、主弁体を付勢手段とは逆の方向に付勢する感温付勢手段の付勢力により摺動される。また、主弁体が摺動されることにより、主弁体の両側の各シート部と湯側シート面及び水側シート面との間の隙間が変化され、湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量が変化される。一方、摺動抵抗付与手段は、主弁体の外周と湯水混合装置本体の内壁面との間に配置された弾性シール部材と接触するように形成されており、この摺動抵抗付与手段は、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき弾性シール部材を弾性変形させ、この弾性変形により主弁体の摺動に抵抗が与えられる。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、摺動抵抗付与手段が主弁体の摺動に適度な抵抗を与えるので、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、摺動抵抗付与手段は環状溝であり、この環状溝の縁が弾性シール部材に食い込むことにより、弾性シール部材が弾性変形される。
【００１２】
このように構成された本発明においては、主弁体が湯水混合装置本体内で摺動されるとき、弾性シール部材に環状溝の縁が食い込むことにより、弾性シール部材が弾性変形される。この弾性変形により主弁体に付与される摺動抵抗は、弾性シール部材が環状溝と整合している場合には小さく、環状溝の縁が弾性シール部材に食い込むにつれて大きくなる。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、温度調節性能を向上させたい位置において主弁体に付与される摺動抵抗を小さくすると共に、その位置で発生した脈動現象等を、増大された摺動抵抗により速やかに減衰させることができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、環状溝の幅は、弾性シール部材の断面の直径よりも狭く形成されている。
このように構成された本発明によれば、環状溝の縁を弾性シール部材に効果的に食い込ませることができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、摺動抵抗付与手段は、主弁体が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された畝であり、弾性シール部材が畝を横断する位置が変化することにより、弾性シール部材が弾性変形される。
【００１６】
このように構成された本発明においては、弾性シール部材は、主弁体が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された畝を横断するように配置される。主弁体の摺動により、弾性シール部材と畝の相対位置が変化すると、弾性シール部材が畝を横断する位置が変化し、この際、弾性シール部材が弾性変形される。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、弾性シール部材の円周上の一部で、弾性シール部材の弾性変形量を大きくすることができるので、主弁体に付与される摺動抵抗を、容易に、適切な値に設定することができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、畝は、螺旋状に形成されている。
このように構成された本発明によれば、螺旋状に畝が形成されている部分全体に亘って、ほぼ均一な摺動抵抗を主弁体に付与することができる。
【００１９】
また、本発明の湯水混合水栓は、本発明の湯水混合装置と、この湯水混合装置を収納する水栓本体と、湯水混合装置によって混合された湯の吐水状態と止水状態を切替える開閉弁と、混合された湯を吐出させる吐出部と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２０】
従って、本発明の湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓によれば、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による湯水混合水栓を説明する。
まず、図１乃至図９を参照して、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓全体を示す斜視図である。図２は、本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓１は、水栓本体２と、この水栓本体２に給湯器（図示せず）からの湯を供給する湯供給脚４と、水栓本体２に水道水を供給する水供給脚６と、を有する。さらに、湯水混合水栓１は、水栓本体２左端部に取り付けられた湯温調節用ダイヤル８と、右端部に取り付けられた吐止水切替ハンドル１０と、を有する。また、湯水混合水栓１は、温度調節された湯を吐出させる吐出部であるカラン１２及びシャワーヘッド１４を有する。さらに、水栓本体２には、開閉弁である切替バルブ１６が内蔵されている。本実施形態の湯水混合水栓１は、湯供給脚４及び水供給脚６から夫々供給された湯及び水を、湯温調節用ダイヤル８によって設定された温度になるように混合し、吐止水切替ハンドル１０を操作して、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出させるように構成されている。
【００２３】
湯供給脚４は、壁面に設けられた給湯管（図示せず）と水栓本体２とを連結し、水栓本体２に湯を供給するように構成されている。
水供給脚６は、壁面に設けられた水道管（図示せず）と水栓本体２とを連結し、水栓本体２に水を供給するように構成されている。
【００２４】
水栓本体２には、湯供給脚４及び水供給脚６を介して導入された湯及び水を、適宜混合して所望の温度に調節する湯水混合装置２０（図２）が内蔵されている。また、水栓本体２に取り付けられた吐止水切替ハンドル１０は、これを回転操作することによって、水栓本体２に内蔵された切替バルブ１６を切替え、止水状態、カラン１２からの吐水状態、シャワーヘッド１４からの吐水状態が切替えられるようになっている。吐止水切替ハンドル１０をカランの側に回転させると、湯水混合装置２０（図２）によって適温に混合された湯がカラン１２から吐水され、吐止水切替ハンドル１０をシャワーの側に回転させると、適温に混合された湯が、シャワーヘッド１４から吐水される。
【００２５】
また、湯温調節用ダイヤル８は、これを廻すことによって水栓本体２に内蔵された湯水混合装置２０を操作し、湯水混合装置２０によって調節される湯の温度を変化させることができるように構成されている。
【００２６】
次に、図２乃至図６を参照して、本実施形態の湯水混合水栓１に内蔵された湯水混合装置２０を説明する。図３は湯水混合装置２０の断面図であり、図４は分解斜視図である。また、図５は湯水混合装置２０に内蔵された主弁体の斜視図であり、図６は断面図である。また、図７は、Ｏリングと主弁体の接触部分を拡大して示す図である。
【００２７】
図３に示すように、湯水混合装置２０は、第１本体部材２２と、この第１本体部材２２に螺合される第２本体部材２４と、湯温調節用ダイヤル８に連結される送りねじ２６と、この送りねじ２６に螺合され、送りねじ２６が回転されると第１本体部材２２内で摺動する摺動部材２８と、を有する。また、湯水混合装置２０は、第１本体部材２２の内部に移動可能に配置された主弁体３０と、主弁体３０を図３における右方向に付勢する付勢手段であるバイアスばね３２と、バイアスばね３２とは反対方向の図３における左方向に主弁体３０を付勢する感温付勢手段である感温ばね３４と、を有する。本実施形態においては、感温ばね３４として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している。
【００２８】
図３及び図４に示すように、第１本体部材２２は、概ね円筒状の形態であり、図３において右側に位置する第２本体部材２４と螺合されることにより湯水混合装置本体２１を構成している。また、第１本体部材２２には、湯を流入させるための湯導入口２２ａ及び水を流入させるための水導入口２２ｂが夫々円周方向に設けられている。また、湯導入口２２ａの図３における左側の端面は、主弁体３０と当接する湯側シート面２２ｃとして形成されている。
【００２９】
第２本体部材２４は、概ね円筒状の形態であり、その外周端部に形成された雄ねじ部２４ａを、第１本体部材２２の端部に形成された雌ねじ部２２ｄと螺合させることによって、第１本体部材２２に取り付けられている。また、第２本体部材２４の先端部は、主弁体３０と当接する水側シート面２４ｂとして形成されている。このため、第２本体部材２４を第１本体部材２２に螺合させるねじ込み量を変化させることにより、湯側シート面２２ｃと水側シート面２４ｂの間隔を調整することができる。なお、本実施形態においては、主弁体３０のストロークが約０．８ｍｍになるように、各シート面の間隔が調整されている。さらに、第２本体部材２４の水側シート面２４ｂとは反対側の端部には、湯水混合装置本体２１内で混合された湯を流出させる吐出口２４ｃが形成されている。
【００３０】
送りねじ２６は、第１本体部材２２の内部に回転可能に配置されている。送りねじ２６の一方の端部には、湯温調節用ダイヤル８が取り付けられるスプライン部２６ａが形成され、他方の端部には、摺動部材２８と螺合される送り雄ねじ部２６ｂが形成されている。
【００３１】
摺動部材２８は、概ね円筒形の形態であり、第１本体部材２２の内部に摺動可能に配置されている。また、摺動部材２８の外側には、軸線方向の溝２８ａが形成されており、この溝２８ａが、第１本体部材２２の内部に形成された軸線方向に延びる突起（図示せず）を受け入れることによって、摺動部材２８の第１本体部材２２に対する回転が拘束されている。さらに、摺動部材２８の内側には、送りねじ２６の送り雄ねじ部２６ｂと螺合される送り雌ねじ部２８ｂが形成されている。これにより、送りねじ２６を回転させると、摺動部材２８は第１本体部材２２の軸線方向に摺動される。
【００３２】
主弁体３０は、図５乃至図７に示すように、概ね円筒状の円筒部６０と、この円筒部６０の内壁から内方に延びる張出部６２と、を有する。円筒状の円筒部６０の両端には、湯側シート面２２ｃと当接するシート部６０ａと、水側シート面２４ｂと当接するシート部６０ｂが夫々形成されている。
【００３３】
また、円筒部６０の外周には、摺動抵抗付与手段である螺旋状の畝部６４が形成されている。図７に示すように、本実施形態においては、円筒部６０の外周面に、深さ約５０μｍの溝を約０．５ｍｍのピッチで螺旋状に１０周形成することにより、畝部６４を構成している。即ち、円筒部６０の外周面に形成した溝の間に、高さが約５０μｍの螺旋状に延びる畝が構成されることになる。また、螺旋状に延びる畝は、主弁体３０が摺動される軸線に直交する平面に対して、約１．５°傾斜して延びている。
【００３４】
一方、図３に示すように、弾性シール部材であるＯリング４２が、主弁体３０の円筒部６０の外周に配置されている。このＯリング４２は、主弁体３０の円筒部６０に形成された畝部６４と第１本体部材２２の内壁面との間に位置し、湯水混合装置本体２１内に流入した湯及び水が主弁体３０の外側で混合されるのを防止している。ここで、Ｏリング４２は、畝部６４の外周に、主弁体３０が摺動される軸線にほぼ直交する平面内に配置される。一方、畝部６４の畝は、主弁体３０が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びているため、Ｏリング４２は、畝部６４の少なくとも１本の畝を横断するように配置される。なお、本実施形態においては、図７に示すように、Ｏリング４２の断面は円形であり、その直径Ｄは約２ｍｍである。
【００３５】
好ましくは、主弁体３０の円筒部６０に形成する畝の高さＨはＯリング４２の断面の直径に対して約１〜５％であり、ピッチＰはＯリング４２の断面の直径に対して約１０％以上の長さにする。なお、畝の高さＨが約１％よりも小さい場合には、十分な摺動抵抗を付与することができず、脈流現象を効果的に防止することができない。逆に、畝の高さＨが約５％よりも大きい場合には、Ｏリング４２による確実なシールが困難になる。さらに、ピッチＰの長さが、Ｏリング４２の断面の直径の約１０％よりも小さい場合には、畝のＯリング４２への食い込みが小さくなるため、十分な摺動抵抗を付与することができず、脈流現象を効果的に防止することができない。
【００３６】
また、Ｏリング４２の水側（図３における右側）には、位置規制部材である脚付スペーサーリング４６が配置されている。図４に示すように、脚付スペーサーリング４６は、軸線方向に延びる６本の脚部４６ａを備えたリングである。図３に示すように、この脚部４６ａの先端は、第２本体部材２４の水側シート面２４ｂに当接するように配置されている。これにより、Ｏリング４２の位置は、脚付スペーサーリング４６と、第１本体部材２２の内壁に形成された段部２２ｅによって規制され、第１本体部材２２内の所定の位置に位置決めされる。
【００３７】
一方、図３に示すように、主弁体３０の左側には、脚付環状部材３８と、バイアスばね３２と、ばね押え金具３６と、Ｕ字金具４４が配置されている。脚付環状部材３８は、その脚部が主弁体３０の張出部６２に当接するように配置されている。ばね押え金具３６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具であり、Ｕ字金具４４によって脚付環状部材３８と連結されている。バイアスばね３２は、脚付環状部材３８の環状部とばね押え金具３６の間に挟まれ、予め圧縮された状態で第１本体部材２２の内部に配置される。この構成により、バイアスばね３２は、摺動部材２８がばね押え金具３６に当接すると、主弁体３０を、図３における右方向に付勢する。
【００３８】
また、図３に示すように、主弁体３０の右側には、感温ばねガイド部材４０と、感温ばね３４が配置されている。感温ばねガイド部材４０は、概ね円筒状の部材であり、第２本体部材２４の内部で摺動可能に配置されている。また、感温ばねガイド部材４０の図３における左側の端部は主弁体３０の張出部６２に当接するように配置され、この端部には、湯水混合装置本体２１に流入した湯及び水を混合させ、温度を均一にするための放射状の羽根４０ａが設けられている。さらに、感温ばね３４は、感温ばねガイド部材４０の内部に配置されている。この感温ばね３４の図３における左側の端部は、感温ばねガイド部材４０に当接し、右側の端部は第２本体部材２４の内壁面の端部に当接するように配置されている。この構成により、感温ばね３４は、感温ばねガイド部材４０を介して、主弁体３０を図３における左方向に付勢する。
【００３９】
一方、第１本体部材２２の外側には、湯導入口２２ａ及び水導入口２２ｂを覆うように、円筒状のフィルター５２、５４が夫々配置されており、湯又は水に混入したゴミ等が、湯水混合装置２０内に流入するのを防止している。
【００４０】
次に、図１乃至図７を参照して、本発明の実施形態による湯水混合水栓１の作用を説明する。
まず、湯水混合水栓１の使用者は、湯温調節用ダイヤル８を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用ダイヤル８を最低温度に設定した場合には、摺動部材２８は図３における左端に位置される。この状態では、図３に示すように、摺動部材２８がばね押え金具３６から離間するのでバイアスばね３２による付勢力は作用せず、主弁体３０のシート部６０ａは、感温ばね３４の付勢力により湯側シート面２２ｃに当接される。即ち、湯水混合装置本体２１内には、水のみが流入できる状態となる。
【００４１】
次に、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用ダイヤル８を操作して送りねじ２６を回転させると、摺動部材２８は図３における右方向に移動され、摺動部材２８はばね押え金具３６と当接する。これにより、バイアスばね３２による付勢力も主弁体３０に作用するようになり、主弁体３０は、バイアスばね３２の付勢力と感温ばね３４の付勢力が釣り合う位置に移動される。
【００４２】
湯温調節用ダイヤル８を設定した後、使用者が吐止水切替ハンドル１０を操作して、切替バルブ１６を止水位置からカラン１２又はシャワーヘッド１４からの吐水位置に切替えると、カラン又はシャワーからの吐水が開始される。吐水が開始されると、湯供給脚４から導入された湯は、フィルター５２を介して湯導入口２２ａに流入し、水供給脚６から導入された水は、フィルター５４を介して水導入口２２ｂに流入する。湯導入口２２ａから流入した湯は主弁体３０のシート部６０ａと湯側シート面２２ｃの間を通って湯水混合装置本体２１内部に流入し、水導入口２２ｂから流入した水は主弁体３０のシート部６０ｂと水側シート面２４ｂの間を通って湯水混合装置本体２１内部に流入する。
【００４３】
湯水混合装置本体２１に流入した湯は、主弁体３０の円筒部６０の中を通って、図３における右方向に流れる。また、湯水混合装置本体２１に流入した水は、円筒部６０の中を流れる湯と混合され、主に感温ばね３４の内部を通って吐出口２４ｃから流出する。この際、感温ばねガイド部材４０の羽根４０ａにより、湯と水の混合が促進され、ほぼ均一な温度に混合されて感温ばね３４の内部を流れる。吐出口２４ｃから流出した湯は、切替バルブ１６（図１）を通って、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される。
【００４４】
感温ばね３４の内部を流れる湯の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね３４は伸びるように作用するので、感温ばね３４による付勢力が増大する。これにより、感温ばね３４による付勢力とバイアスばね３２による付勢力が釣り合う位置が図３における左側に移動し、主弁体３０は左方向に移動される。その結果、シート部６０ａと湯側シート面２２ｃの間の距離は短くなり、シート部６０ｂと水側シート面２４ｂの間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体２１に流入する水の割合が増大し、吐出される湯の温度が低下する。逆に、感温ばね３４の内部を流れる湯の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね３４による付勢力は減少し、主弁体３０は図３における右方向に移動されて、吐出される湯の温度が上昇する。これらの作用により、カラン１２又はシャワーヘッド１４から吐出される湯の温度が、設定温度に調節される。
【００４５】
ここで、主弁体３０が移動される際には、主弁体３０の周囲に配置されたＯリング４２は、主弁体３０上で移動される。即ち、主弁体３０の周囲に配置されたＯリング４２は、第１本体部材２２の段部２２ｅ及び脚付スペーサーリング４６によって位置決めされているため、主弁体３０の移動により、畝部６４上で移動される。ここで、Ｏリング４２は、主弁体３０と湯水混合装置本体の内壁面の間に予め所定量押しつぶされた状態で配置されている。この初期の弾性変形に加えて、主弁体３０が移動されるとき、Ｏリング４２が畝部６４の畝を横断する位置が変化されるため、この横断位置の変化によりＯリング４２は、さらに弾性変形される。このＯリング４２を弾性変形させるために要する力は、主弁体３０を移動させる際の摺動抵抗として作用する。
【００４６】
一方、主弁体の周囲に畝部が形成されていない従来の湯水混合装置では、主弁体の周囲のＯリングは、所定量押しつぶされた状態で配置されているが、主弁体が移動される際には殆ど弾性変形されず、押しつぶされた形状を保ったまま主弁体の外周面上を滑るように移動される。このように、従来の湯水混合装置においては、Ｏリングが主弁体の外周面上を滑る際の摩擦力が、専ら主弁体に対する摺動抵抗として作用する。このため、従来の湯水混合装置においては、主弁体に作用する摺動抵抗は、主弁体と湯水混合装置本体の内壁面の間で押しつぶされているＯリングの締め代の大きさに強く依存し、摺動抵抗を正確に調整することが非常に困難である。即ち、本実施形態の湯水混合水栓では、従来の湯水混合水栓とは全く異なるメカニズムで主弁体の摺動に摺動抵抗を付与しているため、摺動抵抗を比較的容易に調整することが可能になる。
【００４７】
次に、図８及び図９を参照して、本発明の第１実施形態による湯水混合水栓１と、従来の湯水混合水栓について、温度調節性能及び脈流現象の発生の有無を比較した実験の結果を説明する。図８は、（ａ）本実施形態の湯水混合水栓、及び（ｂ）比較例１、（ｃ）比較例２の湯水混合水栓において吐出される湯水の温度を示す表である。また、図９は、本実施形態の湯水混合水栓、及び比較例１、比較例２の湯水混合水栓における摺動抵抗を模式的に示すグラフである。
【００４８】
図８（ａ）は、本実施形態の湯水混合水栓１において、湯温調節用ダイヤル８を４０゜Ｃに設定し、給水圧力Ｐｃを０．１乃至０．５ＭＰａの５段階、給湯圧力Ｐｈを０．１乃至０．５ＭＰａの５段階に変化させた夫々の場合において、吐出された湯水の温度を示している。なお、図８の各表に示す数値は、小数点第一位以下を０．５゜Ｃ間隔に丸めて示したものであり、例えば、４０．０〜４０．３゜Ｃは４０．０゜Ｃと表示され、４０．４〜４０．６゜Ｃは４０．５゜Ｃと表示され、４０．７〜４０．９゜Ｃは４１．０゜Ｃと表示されている。
【００４９】
図８（ａ）に示すように、本実施形態の湯水混合水栓１では、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈが等しい場合は、何れも設定温度である４０゜Ｃの湯水が吐出され、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈが極端に異なる場合においても、設定温度からのずれは−１〜＋２゜Ｃ以下であり、良好な温度調節性能を示している。また、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈの何れの組み合わせにおいても脈流現象は発生しなかった。
【００５０】
図８（ｂ）に実験結果を示す比較例１は、本実施形態の湯水混合水栓において、主弁体を畝部が形成されていないものに交換した湯水混合水栓である。図８（ｂ）に示すように、比較例１の湯水混合水栓は、主弁体に畝部が形成されていないため、主弁体に作用する摺動抵抗が小さく、非常に良好な温度調節性能を示している。しかしながら、比較例１の湯水混合水栓においては、図中に網掛けを施した圧力の組み合わせにおいて、脈流現象が発生した。
【００５１】
図８（ｃ）に実験結果を示す比較例２は、比較例１の湯水混合水栓において、Ｏリングの締め代を拡大し、主弁体の摺動抵抗を増大させたものである。比較例２の湯水混合水栓においては、主弁体の摺動抵抗が大きいため、給水圧力Ｐｃと給湯圧力Ｐｈの何れの組み合わせにおいても脈流現象は発生しなかった。しかしながら、吐出される湯水の設定温度からのずれは、−３〜＋２゜Ｃの範囲に増大し、十分な温度調節性能が得られなかった。
【００５２】
図９は、上記の実験結果から推測される主弁体のストロークと摺動抵抗の関係を示すグラフであり、本実施形態の湯水混合水栓１を実線に、比較例１を破線に、比較例２を一点鎖線に示している。図９に示すように、比較例１の湯水混合水栓においては、Ｏリングの締め代が小さく、Ｏリングは弾性変形されることなく主弁体の外周面上を滑るため、摺動抵抗が小さく、ストロークの全域に亘って一定であると考えられる。このため、比較例１においては、温度調節性能は良好なものの、脈流現象が発生したものと考えられる。
【００５３】
一方、本実施形態の湯水混合水栓１では、Ｏリングが弾性変形されながら畝部６４の畝を乗り越えているため、摺動抵抗に僅かな変動が見られるが、摺動抵抗は全体として適度な大きさに維持されている。これにより、本実施形態の湯水混合水栓１においては、温度調節性能を大きく損なうことなく、脈流現象が発生を抑制できたものと考えられる。
【００５４】
また、図９に示すように、比較例２の湯水混合水栓においては、Ｏリングの締め代が大きく、Ｏリングは弾性変形されることなく主弁体の外周面上を滑る際の摩擦が摺動抵抗となるため、摺動抵抗は全体に大きく、ストロークの全域に亘って一定であると考えられる。このため、比較例２においては、脈流現象の発生は防止できたものの、温度調節性能が大きく損なわれたものと考えられる。また、Ｏリングの締め代が大きい比較例２の湯水混合水栓では、Ｏリングを挟んで主弁体を組み込む際の組み付け作業が困難であるという問題も発生した。
【００５５】
ここで、理論的には、Ｏリングの締め代を比較例１と比較例２の間に設定し、本実施形態の湯水混合水栓１と同程度の摺動抵抗を得ることも可能であると考えられるが、実際には、締め代の変化に対する摺動抵抗の変化が急激であるため、主弁体、Ｏリング、湯水混合装置本体等の寸法精度を考慮すると、適度な摺動抵抗をもつ湯水混合装置を安定して製造することは非常に困難である。
【００５６】
本発明の第１実施形態の湯水混合水栓によれば、畝部が主弁体の摺動に適度な抵抗を与えるので、温度調節の応答性を著しく悪化させることなく、脈流現象を抑制することができる。
【００５７】
また、本実施形態の湯水混合水栓によれば、畝部の畝が、Ｏリングの円周上の一部の締め代を増大させ、Ｏリングを弾性変形させているので、Ｏリングの全体を同時に弾性変形させる場合よりも、摺動抵抗の変化を緩やかにすることができる。これにより、主弁体に付与される摺動抵抗を、容易に、適切な値に設定することができる。
【００５８】
さらに、本実施形態の湯水混合水栓によれば、螺旋状に形成された畝により畝部が構成されているので、畝が形成されている部分全体に亘って、ほぼ均一な摺動抵抗を主弁体に付与することができる。このため、各部品の製作誤差等により、主弁体に形成された畝に対するＯリングの位置がずれた場合でも、主弁体に付与される摺動抵抗はほぼ一定であり、主弁体に適度な摺動抵抗を与えることができると共に、湯水混合水栓の組立性が向上する。また、螺旋状の畝が形成された主弁体は、主弁体を樹脂成型する場合においても金型の型割が容易であり、容易に成型することができる。
【００５９】
また、上述した本発明の第１実施形態の湯水混合水栓においては、畝部は、螺旋状に形成された畝によって構成されていたが、変形例として図１０に示すように、主弁体に１本の環状の畝を設けることにより畝部を形成することもできる。即ち、図１０に示す主弁体７０においては、主弁体が摺動する軸線に直交する平面に対して傾斜した平面内に延びる環状の畝７２が１本形成されている。また、本変形例においては、畝７２は環状に隆起した部分によって構成され、Ｏリング４２は、畝７２を横断するように配置される。なお、図１０には、畝７２の傾斜が、実際の傾斜よりも強調して描かれている。本変形例の湯水混合水栓においても、主弁体７０が移動されると、畝７２を横断するように配置されたＯリング４２が弾性変形され、主弁体７０の摺動に適度な摺動抵抗が付与される。
或いは、さらなる変形例として、図１０に示す環状の畝を、複数本平行に設けることもできる。
【００６０】
次に、図１１を参照して、本発明の第２実施形態による湯水混合水栓を説明する。本実施形態の湯水混合水栓は、内蔵されている湯水混合装置の主弁体に摺動抵抗を与える機構が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第２実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図１１は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。
図１１に示すように、本発明の第２実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置２００は、第１本体部材２２２と、第２本体部材２２４と、主弁体２３０と、バイアスばね３２と、感温ばね３４と、脚付環状部材３８と、感温ばねガイド部材４０と、Ｏリング４２と、を有する。
【００６２】
第１本体部材２２２と第２本体部材２２４は、結合されることによって湯水混合装置本体を構成する。主弁体２３０は、第１本体部材２２２の内部に摺動可能に配置されている。また、主弁体２３０は、バイアスばね３２によって、脚付環状部材３８を介して図１１における右方向に付勢されている。さらに、主弁体２３０は、感温ばね３４によって、感温ばねガイド部材４０を介して図１１における左方向に付勢されている。
【００６３】
また、図１１に示すように、主弁体２３０の外周には、環状のＯリング受入溝２３０ａが形成されている。Ｏリング４２は、Ｏリング受入溝２３０ａに受け入れられるように配置され、主弁体２３０と共に移動される。一方、第１本体部材２２２の内壁面には、摺動抵抗付与手段である畝部２２２ａが形成されている。この畝部２２２ａは、Ｏリング４２に対応する位置に配置され、螺旋状に延びるように形成された１本の畝によって構成されている。また、畝部２２２ａの畝は、第１本体部材２２２の内壁面から突出するように形成された線状の隆起部によって構成されている。一方、Ｏリング４２は、主弁体２３０の摺動軸線にほぼ直交する平面内に配置されている。このため、Ｏリング４２は、螺旋状に延びるように形成された畝部２２２ａの畝を横断するように延びる。従って、主弁体２３０が摺動されると、これと共に移動されるＯリング４２が、畝部２２２ａの畝を横断する位置が変化し、これによりＯリング４２は弾性変形される。このＯリング４２の弾性変形により、主弁体２３０の摺動に、適度な摺動抵抗が付与される。
【００６４】
本発明の第２実施形態による湯水混合水栓の他の構成、及び作用は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、本実施形態の変形例として、畝部２２２ａを、主弁体２３０の摺動軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された１本又は複数本の環状の畝によって構成することもできる。
【００６５】
本発明の第２実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体にＯリングが嵌め込まれ、Ｏリングが主弁体と共に移動されるタイプの湯水混合装置に本発明を適用することができる。
【００６６】
次に、図１２及び図１３を参照して、本発明の第３実施形態による湯水混合水栓を説明する。本実施形態の湯水混合水栓は、内蔵されている湯水混合装置の主弁体に形成された摺動抵抗付与手段が上述した第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第３実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成については、同様の符号を付して説明を省略する。
【００６７】
図１２は本実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。また、図１３は、主弁体のストロークに対する摺動抵抗を示すグラフであり、本実施形態における摺動抵抗を実線で示し、第１実施形態における摺動抵抗を破線で示している。
【００６８】
図１２に示すように、本発明の第３実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置３００は、第１本体部材２２と、第２本体部材２４と、主弁体３３０と、バイアスばね３２と、感温ばね３４と、脚付環状部材３８と、感温ばねガイド部材４０と、Ｏリング４２と、を有する。
【００６９】
第１本体部材２２と第２本体部材２４は、結合されることによって湯水混合装置本体を構成する。主弁体３３０は、第１本体部材２２の内部に摺動可能に配置されている。また、主弁体３３０は、バイアスばね３２によって、脚付環状部材３８を介して図１２における右方向に付勢されている。さらに、主弁体３３０は、感温ばね３４によって、感温ばねガイド部材４０を介して図１２における左方向に付勢されている。また、Ｏリング４２は、脚付スペーサーリング４６と、第１本体部材２２の内壁面に形成された段部２２ｅの間に配置され、位置決めされている。
【００７０】
図１２に示すように、主弁体３３０の外周には、摺動抵抗付与手段である環状の環状溝３３０ａが形成されており、この環状溝３３０ａを覆うようにＯリング４２が配置されている。環状溝３３０ａは浅い溝であり、Ｏリング４２の円形の断面の下部を受け入れている。また、環状溝３３０ａの幅は、Ｏリング４２の断面の直径よりも狭く形成されている。本実施形態においては、Ｏリング４２は、その断面が直径２ｍｍの円形であり、環状溝３３０ａの幅は１ｍｍ、深さは０．１ｍｍである。
【００７１】
また、環状溝３３０ａは、本実施形態の湯水混合水栓に通常の圧力で湯及び水が供給された場合において、通常使用される約４０゜Ｃの湯水を吐出させる際にＯリング４２の位置と整合するように、主弁体３３０上に位置決めされている。即ち、環状溝３３０ａは、上記の条件で約４０゜Ｃの湯水を吐出させる際に、Ｏリング４２が環状溝３３０ａのほぼ中央に位置するように位置決めされている。
【００７２】
図１３に破線で示すように、本発明の第１実施形態の湯水混合水栓における摺動抵抗は、上述したように、主弁体のストロークに対してほぼ一定の値となる。これに対して、図１３に実線で示すように、本実施形態において環状溝３３０ａとＯリング４２によって主弁体３３０に付与される摺動抵抗は、ストロークの中央付近において小さく、中央から離れると共に増大する。また、本実施形態の湯水混合水栓は、摺動抵抗の最小値が第１実施形態の湯水混合水栓における摺動抵抗よりも小さく、本実施形態における摺動抵抗の最大値は、第１実施形態における摺動抵抗よりも大きくなるように構成されている。
【００７３】
また、本実施形態の湯水混合水栓は、通常の圧力で湯及び水が供給さた場合において、主弁体３３０がストロークのほぼ中央に位置するとき、通常使用される約４０゜Ｃの湯水が吐出されるように構成されている。このため、本実施形態の湯水混合水栓は、主弁体３３０の通常使用位置において、主弁体３３０に作用する摺動抵抗が小さく、良好な温度調節性能を得ることができる。また、主弁体３３０の通常使用位置において、脈流現象が発生し、主弁体３３０がストロークの中央から大きく移動されると、環状溝３３０ａの縁３３０ｂがＯリング４２の下に潜り込むようになる。
【００７４】
ここで、Ｏリング４２は、主弁体３３０と湯水混合水栓本体の内壁面との間に、所定量押しつぶされた状態で配置されているが、この初期の弾性変形に加えて、主弁体３３０が移動されたとき、環状溝３３０ａの縁３３０ｂがＯリング４２に食い込むことによって、Ｏリング４２は更に弾性変形される。この主弁体３３０が移動される際のＯリング４２を弾性変形させるための力は、主弁体３３０に対して摺動抵抗として作用する。このように、湯水混合装置３００に脈流現象が発生して主弁体３３０が振動し始めると、主弁体３３０に大きな摺動抵抗が作用するようになり、この摺動抵抗が主弁体３３０の振動を速やかに減衰させる。
【００７５】
なお、環状溝３３０ａの幅はＯリングの断面の直径の約２５〜７５％とし、深さはＯリングの断面の直径の約１〜１０％とするのが良い。ここで、環状溝３３０ａの幅がＯリングの断面の直径の約２５％よりも小さい場合には、環状溝３３０ａの縁３３０ｂのＯリングへの食い込みが小さくなるため、十分な摺動抵抗を付与することができず、脈流現象を効果的に防止することが困難になる。逆に、環状溝３３０ａの幅がＯリングの断面の直径の約７５％よりも大きい場合には、十分な摺動抵抗を得ることができるが、摺動抵抗が大きくなりすぎるため、温度調節性能が悪化する。同様に、環状溝３３０ａの深さが、Ｏリングの断面の直径の約１％よりも小さい場合には十分な摺動抵抗を得ることができず、約２５％よりも大きい場合には温度調節性能が悪化する。
【００７６】
本発明の第３実施形態の湯水混合水栓によれば、主弁体がストロークの中央付近にあり、Ｏリングが環状溝と整合している場合には主弁体に付与される摺動抵抗が小さく、環状溝の縁が弾性シール部材に食い込むにつれて付与される摺動抵抗が大きくなる。これにより、温度調節性能を向上させたい通常使用位置においては主弁体に付与される摺動抵抗を小さくすることができると共に、通常使用位置で発生した脈動現象等を、増大された摺動抵抗により速やかに減衰させることができる。
【００７７】
また、本実施形態の湯水混合水栓によれば、環状溝の幅がＯリングの断面の直径よりも狭く形成されているので、Ｏリングは環状溝の縁と接触する。このため、Ｏリングが主弁体と共に移動される動きは抑制され、概ね静止したＯリングに環状溝の縁が押し付けられるように作用する。これにより、環状溝の縁をＯリングに効果的に食い込ませることができ、主弁体に適度な摺動抵抗を付与することができる。
【００７８】
また、上述した本発明の第３実施形態においては、主弁体３３０に環状溝３３０ａが形成されていたが、変形例として、湯水混合装置本体側に環状溝を設けても良い。本変形例によれば、Ｏリングが主弁体と共に移動されることにより、湯水混合装置本体側に設けた環状溝の縁がＯリングに食い込み、Ｏリングが弾性変形される。これにより、主弁体の摺動に摺動抵抗が付与される。
【００７９】
さらに、上述した本発明の第３実施形態においては、環状溝３３０ａの両側の縁３３０ｂが同じ高さに形成されていたが、変形例として、図１４に示すように、両側の縁の高さが異なるように主弁体を構成することもできる。図１４に示す変形例の主弁体３５０においては、摺動抵抗付与手段である環状溝３５０ａの左側の円筒部３５２ａが、右側の円筒部３５２ｂよりも直径が大きく構成されている。このように構成された本変形例によれば、主弁体３５０がストロークの中心から右側に移動されたときと、左側に移動されたときで、発生する摺動抵抗が異なる。このように、環状溝３５０ａの縁の高さを変えることにより、主弁体３５０の使用条件等に応じて、適切な摺動抵抗を発生させることができる。
【００８０】
また、図１５に示す変形例の主弁体３６０のように、摺動抵抗付与手段である環状溝３６０ａの断面形状をＶ字形に構成することもできる。このように、環状溝３６０ａの縁の立ち上がりを緩やかにすることにより、主弁体３６０の移動に対する摺動抵抗の増加を緩やかにすることができる。
【００８１】
さらに、図１６に示す変形例の主弁体３７０のように、主弁体３７０の外周面に摺動抵抗付与手段である複数の突起３７０ａを設け、これらの突起３７０ａにＯリングを乗り上げさせることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体３７０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８２】
また、図１７に示す変形例の主弁体３８０のように、主弁体３８０の外周面に摺動抵抗付与手段である複数の凹部３８０ａを設け、これらの凹部３８０ａにＯリングを食い込ませることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体３８０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８３】
さらに、図１８に示す変形例の主弁体３９０のように、主弁体３９０の外周面に円周方向に延びる摺動抵抗付与手段である複数の隆起部３９０ａを設け、これらの隆起部３９０ａにＯリングを乗り上げさせることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体３９０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８４】
また、図１９に示す変形例の主弁体４００のように、主弁体４００の外周面に円周方向に延びる摺動抵抗付与手段である複数の窪み部４００ａを設け、これらの窪み部４００ａにＯリングを食い込ませることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体４００の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８５】
或いは、図２０に示す変形例の主弁体４１０のように、主弁体４１０に、その摺動軸線に直交する平面内に延びる摺動抵抗付与手段である環状の環状隆起部４１０ａを設け、この環状隆起部４１０ａにＯリングを乗り上げさせることにより、Ｏリングを弾性変形させ、主弁体４１０の移動に摺動抵抗を付与しても良い。
【００８６】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、主弁体又は湯水混合装置本体の内壁面の何れか一方に摺動抵抗付与手段が形成されていたが、それらの両方に摺動抵抗付与手段を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１実施形態による湯水混合水栓全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の斜視図である。
【図３】湯水混合装置の断面図である。
【図４】湯水混合装置の分解斜視図である。
【図５】湯水混合装置に内蔵された主弁体の斜視図である。
【図６】湯水混合装置に内蔵された主弁体の断面図である。
【図７】Ｏリングと主弁体の接触部分を拡大して示す図である。
【図８】図８は、（ａ）本発明の第１実施形態の湯水混合水栓、及び（ｂ）比較例１、（ｃ）比較例２の湯水混合水栓において吐出される湯水の温度を示す表である。
【図９】本発明の第１実施形態の湯水混合水栓、及び比較例１、比較例２の湯水混合水栓における摺動抵抗を模式的に示すグラフである。
【図１０】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態による湯水混合水栓に内蔵されている湯水混合装置の主弁体の部分を拡大して示す断面図である。
【図１３】主弁体のストロークに対する摺動抵抗を示すグラフである。
【図１４】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１５】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１６】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１７】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１８】変形例による主弁体の斜視図である。
【図１９】変形例による主弁体の斜視図である。
【図２０】変形例による主弁体の斜視図である。
【符号の説明】
【００８８】
１ 本発明の第１実施形態による湯水混合水栓
２ 水栓本体
４ 湯供給脚
６ 水供給脚
８ 湯温調節用ダイヤル
１０ 吐止水切替ハンドル
１２ カラン（吐出部）
１４ シャワーヘッド（吐出部）
１６ 切替バルブ（開閉弁）
２０ 湯水混合装置
２１ 湯水混合装置本体
２２ 第１本体部材
２２ａ 湯導入口
２２ｂ 水導入口
２２ｃ 湯側シート面
２２ｄ 雌ねじ部
２２ｅ 段部
２４ 第２本体部材
２４ａ 雄ねじ部
２４ｂ 水側シート面
２４ｃ 吐出口
２６ 送りねじ
２６ａ スプライン部
２６ｂ 雄ねじ部
２８ 摺動部材
２８ａ 溝
２８ｂ 送り雌ねじ部
３０ 主弁体
３２ バイアスばね（付勢手段）
３４ 感温ばね（感温付勢手段）
３６ ばね押え金具
３８ 脚付環状部材
４０ 感温ばねガイド部材
４０ａ 羽根
４２ Ｏリング（弾性シール部材）
４４ Ｕ字金具
４６ 脚付スペーサーリング
５２ フィルター
５４ フィルター
６０ 円筒部
６０ａ シート部
６０ｂ シート部
６２ 張出部
６４ 畝部
７０ 変形例による主弁体
７２ 畝（摺動抵抗付与手段）
２００ 本発明の第２実施形態における湯水混合装置
２２２ 第１本体部材
２２４ 第２本体部材
２３０ 主弁体
３００ 本発明の第３実施形態における湯水混合装置
３３０ 主弁体
３３０ａ 環状溝（摺動抵抗付与手段）
３５０ 変形例の主弁体
３５０ａ 環状溝（摺動抵抗付与手段）
３５２ａ 円筒部
３５２ｂ 円筒部
３６０ 主弁体
３６０ａ 環状溝（摺動抵抗付与手段）
３７０ 変形例の主弁体
３７０ａ 突起（摺動抵抗付与手段）
３８０ 変形例の主弁体
３８０ａ 凹部（摺動抵抗付与手段）
３９０ 変形例の主弁体
３９０ａ 隆起部（摺動抵抗付与手段）
４００ 主弁体
４００ａ 窪み部（摺動抵抗付与手段）
４１０ 変形例の主弁体
４１０ａ 環状隆起部（摺動抵抗付与手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置であって、
湯側シート面及び水側シート面を備えた湯水混合装置本体と、
両側にシート部が形成されており、上記湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動されることにより、上記各シート部と上記湯側シート面及び上記水側シート面との間の隙間を変化させ、上記湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体と、
この主弁体を所定方向に摺動させるように付勢する付勢手段と、
この付勢手段とは逆の方向に上記主弁体を付勢し、上記湯水混合装置本体内で混合された湯の温度に応じて付勢力が変化する感温付勢手段と、
上記主弁体の外周と上記湯水混合装置本体の内壁面との間に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入した湯及び水が、上記主弁体の外側で混合されるのを防止する環状の弾性シール部材と、
上記主弁体又は上記湯水混合装置本体の内壁面の、上記弾性シール部材と接触する部分に形成され、上記主弁体が上記湯水混合装置本体内で摺動されるとき、上記弾性シール部材を弾性変形させることにより上記主弁体の摺動に抵抗を与える摺動抵抗付与手段と、
を有することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
上記摺動抵抗付与手段が環状溝であり、この環状溝の縁が上記弾性シール部材に食い込むことにより、上記弾性シール部材が弾性変形される請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
上記環状溝の幅は、上記弾性シール部材の断面の直径よりも狭く形成されている請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記摺動抵抗付与手段は、上記主弁体が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された畝であり、上記弾性シール部材が上記畝を横断する位置が変化することにより、上記弾性シール部材が弾性変形される請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項５】
上記畝が、螺旋状に形成されている請求項４記載の湯水混合装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の湯水混合装置と、
この湯水混合装置を収納する水栓本体と、
上記湯水混合装置によって混合された湯の吐水状態と止水状態を切替える開閉弁と、
混合された湯を吐出させる吐出部と、
を有することを特徴とする湯水混合水栓。
【請求項１】
供給された湯及び水を混合し、適温に調整された湯を吐出させる湯水混合装置であって、
湯側シート面及び水側シート面を備えた湯水混合装置本体と、
両側にシート部が形成されており、上記湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動されることにより、上記各シート部と上記湯側シート面及び上記水側シート面との間の隙間を変化させ、上記湯水混合装置本体内に流入する湯及び水の流量を変化させる主弁体と、
この主弁体を所定方向に摺動させるように付勢する付勢手段と、
この付勢手段とは逆の方向に上記主弁体を付勢し、上記湯水混合装置本体内で混合された湯の温度に応じて付勢力が変化する感温付勢手段と、
上記主弁体の外周と上記湯水混合装置本体の内壁面との間に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入した湯及び水が、上記主弁体の外側で混合されるのを防止する環状の弾性シール部材と、
上記主弁体又は上記湯水混合装置本体の内壁面の、上記弾性シール部材と接触する部分に形成され、上記主弁体が上記湯水混合装置本体内で摺動されるとき、上記弾性シール部材を弾性変形させることにより上記主弁体の摺動に抵抗を与える摺動抵抗付与手段と、
を有することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
上記摺動抵抗付与手段が環状溝であり、この環状溝の縁が上記弾性シール部材に食い込むことにより、上記弾性シール部材が弾性変形される請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
上記環状溝の幅は、上記弾性シール部材の断面の直径よりも狭く形成されている請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記摺動抵抗付与手段は、上記主弁体が摺動される軸線に直交する平面に対して傾斜して延びるように形成された畝であり、上記弾性シール部材が上記畝を横断する位置が変化することにより、上記弾性シール部材が弾性変形される請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項５】
上記畝が、螺旋状に形成されている請求項４記載の湯水混合装置。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項に記載の湯水混合装置と、
この湯水混合装置を収納する水栓本体と、
上記湯水混合装置によって混合された湯の吐水状態と止水状態を切替える開閉弁と、
混合された湯を吐出させる吐出部と、
を有することを特徴とする湯水混合水栓。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−２４８９６０（Ｐ２００８−２４８９６０Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８８５９６（Ｐ２００７−８８５９６）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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