湯水混合装置及びそれを備えた湯水混合水栓
【課題】十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる湯水混合装置を提供する。
【解決手段】本発明の湯水混合装置１は、湯水混合装置本体２０ａと、吐出される湯水の温度を設定する湯温調節用操作ハンドル８と、湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動することにより、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３０と、湯温調節用操作ハンドルの操作に応じて、主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生するバイアスばね３２と、湯水混合装置本体内に流入して混合された湯水の温度に応じて、バイアスばねとは逆方向に主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温ばね３４と、主弁体の内部に配置され、供給された湯及び水の混合を促進し、その下流側端部４４ａが上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっているブッシュ４４と、を有することを特徴としている。
【解決手段】本発明の湯水混合装置１は、湯水混合装置本体２０ａと、吐出される湯水の温度を設定する湯温調節用操作ハンドル８と、湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動することにより、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３０と、湯温調節用操作ハンドルの操作に応じて、主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生するバイアスばね３２と、湯水混合装置本体内に流入して混合された湯水の温度に応じて、バイアスばねとは逆方向に主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温ばね３４と、主弁体の内部に配置され、供給された湯及び水の混合を促進し、その下流側端部４４ａが上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっているブッシュ４４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】
従来の湯水混合装置の一例として、円筒状の湯水混合装置本体内部に摺動可能に配置された円筒状の主弁体の両側に感温ばねとバイアスばねが配置され、これらのばねによる付勢力が釣り合う位置に主弁体が移動されるようになっているものが知られている。このような湯水混合装置においては、混合された湯の温度が上昇すると、感温ばねの付勢力が増加して湯水混合装置本体に形成された湯側シート面と主弁体との間の隙間が狭くなり、水側シート面と主弁体との間の隙間が広くなるように主弁体が移動され、湯水混合装置から吐出される湯の温度が操作ハンドルにより設定された所定の温度に調整されるようになっている。
また、さらに温度調節性能を向上させるために、特許文献１に記載されているように、主弁体と一体的に形成された軸部を感温ばねの中央に挿入して貫通させることにより、湯水混合装置本体内部に流入した湯水を感温ばねの内部を経て吐出側へ誘導するように整流効果を生じさせたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４６５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような湯水混合装置では、湯又は水の供給圧力が急激に変化した場合等の湯水の圧力条件やその他の現場条件によって、吐出される湯の温度が操作ハンドルによって設定された温度からずれるという問題がある。それゆえ、使用する現場条件に合わせてその都度操作ハンドルの初期設定を行わなければ、温度調節性能が十分に発揮できていないという問題がある。
また、特に、特許文献１に記載されているような湯水混合装置においては、主弁体と一体的に形成された軸部が感温ばねの中央に挿入されて貫通しているために、感温ばねの内部を通過する湯水の流路面積が小さくなり、湯水混合装置の吐出流量が減少してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させ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。
また、本発明は、現場条件によって、操作ハンドルの初期設定を行う必要がなく取り扱いが容易であ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】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明は、湯及び水を混合し適温に調整された湯水を吐出させる湯水混合装置であって、湯水混合装置本体と、吐出される湯水の温度を設定する操作ハンドルと、上記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動することにより、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、上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記操作ハンドルの操作に応じて、上記主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生する付勢部と、上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入して混合された湯水の温度に応じて、上記付勢部とは逆方向に上記主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温付勢部と、上記主弁体の内部に配置され、供給された湯及び水の混合を促進する湯水混合促進部材であって、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている上記湯水混合促進部材と、を有することを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明においては、下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている湯水混合促進部材が主弁体の内部に配置されているため、湯水混合装置本体内に流入した湯水が、湯水混合促進部材から感温付勢部に向かってスムーズに流れて混合が促進されるので、湯水の圧力条件にかかわらず、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。また、現場条件によって、操作ハンドルの初期設定を行う必要のない湯水混合装置とすることができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、湯水混合促進部材の下流側端部の先端は、感温付勢部に最も接近した状態でも感温付勢部の上流側端部付近に位置するように構成されている。
このように構成された本発明においては、湯水混合促進部材の下流側端部の先端が感温付勢部に最も接近した状態でも感温付勢部の上流側端部付近に位置するように構成されているため、感温付勢部の内部全体に常に十分な流路を確保することができ、従来技術のように、感温付勢部の内部を流れる湯水の流量の減少を抑え、吐水量が減少するといったことを抑制することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、さらに、上記操作ハンドルと上記付勢部の間に介在して設けられ、上記操作ハンドルの操作により移動して上記付勢部を押えて上記付勢部に付勢力を発生させる押え部材を備え、この押え部材に上記湯水混合促進部材が連結されている。
このように構成された本発明においては、湯水混合促進部材が主弁体に固定されているのではなく、押え部材に連結されているので、湯水混合促進部材により湯水の混合が促進される際に、湯水混合促進部材で発生する振動が直接的に主弁体に伝わることがない。それゆえ、湯水混合促進部材が主弁体に固定されていることにより発生するような主弁体の異音を抑えることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、湯水混合促進部材は、付勢部から外れないように付勢部に係合されている。このように構成された本発明においては、湯水混合促進部材が押え部材に連結され、更に付勢部から外れないよう付勢部に係合されているため、湯及び水の流れによって、湯水混合促進部材が押さえ部材から、又は付勢部から外れてしまうのを防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明の湯水混合水栓は、本発明による湯水混合装置と、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】
【００１２】
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、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。また、現場条件によって、操作ハンドルの初期設定を行う必要がなく取り扱いが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態による湯水混合水栓を添付図面を参照して説明する。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１に示すように、本発明の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操作ハンドル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、湯温調節用操作ハンドル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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
また、湯温調節用操作ハンドル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。
【００１７】
つぎに、図２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２は湯水混合装置２０の断面図である。
【００１８】
図２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に取り付けられている第２本体部材２４と、湯温調節用操作ハンドル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２における右方向に付勢する付勢部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２における左方向に主弁体３０を付勢する感温付勢部である感温ばね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。
【００１９】
第１本体部材２２は、概ね円筒状の形態であり、図２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２０ａ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がそれぞれ円周方向に設けられている。また、湯導入口２２ａの図２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。
【００２０】
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。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２０ａ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。
【００２１】
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、湯温調節用操作ハンドル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。
【００２２】
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（図示せず）が形成されており、この溝（図示せず）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２８ａ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。
【００２３】
主弁体３０は、概ね円筒状の円筒部３０ａを有し、この円筒状の円筒部３０ａの両端には、湯側シート面２２ｃと当接する湯側シート部３０ｂと、水側シート面２４ｂと当接する水側シート部３０ｃがそれぞれ形成されている。
【００２４】
また、湯水隔離手段であって、位置規制部材であるスペーサーリング３８は、主弁体３０の円筒部３０ａの外周に当接するように配置し、脚付スペーサーリング４０は主弁体３０と第１本体部材２２の間に配置されている。スペーサーリング３８は、Ｏリングであり、第１本体部材２２の内壁に形成された段部２２ｅに係合するように配置されている。これらのスペーサーリング３８及び脚付スペーサーリング４０は、主弁体３０の円筒部３０ａ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２０ａ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抑制している。
【００２５】
また、詳細は後述するが、主弁体３０の左側には、脚付環状部材４２、ブッシュ４４、バイアスばね３２、ばね押え部材４６、及び、クリップ４８が配置されている。
一方、主弁体３０の右側には、感温ばねガイド部材５０及び感温ばね３４が配置されている。感温ばねガイド部材５０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。
【００２６】
また、感温ばねガイド部材５０の図２における左側端部は主弁体３０に当接するように配置され、この左側端部には、湯水混合装置本体２０ａ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５０ａ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５０の内部に配置されており、この感温ばね３４の図２における左側の端部は、感温ばねガイド部材５０に当接し、右側端部は第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５０を介して、主弁体３０を図２における左方向に付勢する。
【００２７】
また、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がそれぞれ配置されており、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。
【００２８】
つぎに、図２〜図４を参照して、上述した脚付環状部材４２、ブッシュ４４、バイアスばね３２、ばね押え部材４６、及び、クリップ４８の詳細について説明する。
ここで、図３は図２におけるブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの部分を拡大した拡大断面図であり、図４はブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの分解斜視図である。
【００２９】
図３及び図４に示すように、脚付環状部材４２は、その脚部４２ａが主弁体３０に当接すると共に、環状部４２ｂがバイアスばね３２の右側端部の内周部に挿入されてバイアスばね３２を保持している。
【００３０】
ばね押え部材４６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具であり、摺動部材２８とバイアスばね３２との間に介在して設けられており、バイアスばね３２の左側端部を押えて保持している。さらに、バイアスばね３２は、予め圧縮された状態で脚付環状部材４２の環状部４２ｂとばね押え部材４６との間に挟まれて配置されている。これらの構成により、湯温調節用操作ハンドル８の操作によって摺動部材２８が図３における右方向に摺動してばね押え部材４６に当接すると、ばね押え部材４６が図３の右方向に移動し、バイアスばね３２が圧縮されて脚付環状部材４２を介して主弁体３０を図３における右方向に付勢するようになっている。
【００３１】
また、ブッシュ４４は、主弁体３０とは別体として、主弁体３０の内部に軸方向に相対的に移動可能に配置され、湯水混合装置本体２０ａ内に供給された湯及び水の混合を促進する湯水混合促進部材として機能している。このブッシュ４４の構成をより具体的に説明すると、ブッシュ４４は、脚付環状部材４２の中央穴４２ｃに挿入されており、その下流側端部４４ａ（図３における右側の端部）が上流側（図３における左側）から下流側（図３における右側）に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている中空の樹脂製部材である。
【００３２】
さらに、ブッシュ４４は、クリップ４８を介してばね押え部材４６に連結されている。より具体的に説明すると、クリップ４８は、両脚部４８ａ，４８ａと、これら両脚部４８ａの最下部で外側に突出した両突起部４８ｂ，４８ｂとを備えた金具である。ブッシュ４４とばね押え部材４６をクリップ４８で連結する際、クリップ４８の両脚部４８ａ，４８ａのそれぞれがばね押え部材４６の両挿入孔４６ａ，４６ａのそれぞれに挿入された後、クリップ４８の両突起部４８ｂ，４８ｂのそれぞれがブッシュ４４の長孔４４ｂ，４４ｂに弾性的に挿入されて連結され、さらには、ブッシュ４４の外側に配置された脚付環状部材４２の環状部４２ｂの取付孔４２ｄ，４２ｄに挿入されている。
【００３３】
また、ブッシュ４４の両長孔４４ｂ，４４ｂは、軸方向に延びた長孔であるため、クリップ４８の両突起部４８ｂ，４８ｂとの連結にある程度の軸方向の遊びを持たせているため、ばね押え部材４６が軸方向に移動することにより、クリップ４８が軸方向に移動し或いは主弁体３０がバイアスばね３２及び脚付環状部材４２を介して軸方向に移動したとしても、ブッシュ４４の長孔４４ｂ，４４ｂとクリップ４８の両突起部４８ｂ，４８ｂとの連結の遊びの程度の範囲でブッシュ４４が軸方向に移動せずに留まって、主弁体３０の動きとは独立に動くようになっている。このように、ブッシュ４４が、主弁体３０の内部に軸方向に相対的に移動可能であるので、感温ばね３４や脚付環状部材４２へのブッシュ４４で発生した振動の伝達が抑えられる。
【００３４】
さらに、ブッシュ４４の先細り形状を形成する下流側端部４４ａの先端部４４ｃは、ブッシュ４４が軸方向の最も下流側（図３における右側）に移動して感温ばね３４に最も接近した状態でも感温ばね３４の上流側端部３４ａの付近に位置し、感温ばね３４の内部の中央付近までは到達しないようになっている。
【００３５】
また、ブッシュ４４は、脚付環状部材４２の中央穴４２ｃに挿入される共にバイアスばね３２の円筒状の内部を通過可能に係合されており、ブッシュ４４が不用意にバイアスばね３２から外れてしまうことがないようになっている。
【００３６】
つぎに、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による湯水混合水栓１の作用について説明する。
まず、湯水混合水栓１の使用者は、湯温調節用操作ハンドル８を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用操作ハンドル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がばね押え部材４６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の湯側シート部３０ｂ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。すなわち、湯水混合装置本体２０ａ内には、水のみが流入できる状態となる。
【００３７】
つぎに、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用操作ハンドル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はばね押え部材４６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。
【００３８】
湯温調節用操作ハンドル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の湯側シート部３０ｂと湯側シート面２２ｃの間を通って湯水混合装置本体２０ａ内部に流入し、水導入口２２ｂから流入した水は主弁体３０の水側シート部３０ｃと水側シート面２４ｂの間を通って湯水混合装置本体２０ａ内部に流入する。
【００３９】
湯水混合装置本体２０ａに流入した湯は、主弁体３０の円筒部３０ａの中を通って、図２及び図３における右方向に流れる。また、湯水混合装置本体２０ａに流入した水は、主弁体３０の円筒部３０ａの中を流れる湯と混合され、ブッシュ４４の下流側端部４４ａの外側を通過し、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、ブッシュ４４の下流側端部４４ａの外側を通過する湯水は、ブッシュ４４の下流側端部４４ａにおける上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成した先細り形状の効果によって、ブッシュ４４から感温ばね３４の内部に向かって整流化され、脈動を発生させることなくスムーズに流れ、湯と水の混合が非常に効果的に促進される。
さらには、感温ばねガイド部材５０の羽根５０ａによっても、湯と水の混合がさらに促進され、ほぼ均一な温度に混合されて感温ばね３４の内部を流れ、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。
【００４０】
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２及び図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、湯側シート部３０ｂと湯側シート面２２ｃの間の距離は短くなり、水側シート部３０ｃ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２０ａ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。
【００４１】
つぎに、図５〜図７を参照して、本実施形態の湯水混合水栓で用いられた湯水混合促進部材であるブッシュによる湯水の整流効果について、本実施形態と比較例を比較しながら説明する。
図５は、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用し、所定の湯圧の湯と所定の水圧の水を混合させた場合におけるブッシュ周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示している。一方、図６及び図７のそれぞれは、図５の実験結果に対する比較例１及び比較例２として、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュの形状とは異なる形状をそれぞれ採用したブッシュの周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示している。
ここで、図５〜図７における湯圧と水圧の組み合わせの各欄には、脈動の発生がない場合には「○」を表示し、脈動の発生がある場合には「×」を表示している。
また、図６に示す比較例１で採用されたブッシュについては、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿ってテーパー状に窄まる先細り形状となっている。
一方、図７に示す比較例２で採用されたブッシュについては、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凸状の曲面を形成して先細り形状となっている。
【００４２】
まず、図５に示すように、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュでは、湯圧と水圧の各組み合わせにおいても脈動の発生が見られず、ブッシュ周辺を流れる湯水がブッシュ４４から感温ばね３４の内部に向かって整流化され、脈動を発生させることなくスムーズに流れていることが確認できた。
【００４３】
つぎに、図６に示す比較例１では、湯圧と水圧の多くの組み合わせで脈動の発生を確認し、図５に示す本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用した場合に比べ、ブッシュ周辺を流れる湯水がブッシュから感温ばねの内部に向かってスムーズに流れていないことが確認できた。
また、図７に示す比較例２においても、湯圧と水圧のいくつかの組み合わせで脈動の発生を確認し、図５に示す本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用した場合に比べ、ブッシュ周辺を流れる湯水がブッシュから感温ばねの内部に向かってスムーズに流れていないことが確認できた。
【００４４】
上述した本発明の一実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４が主弁体３０とは別体として主弁体３０の内部に軸方向に相対的に移動可能に配置されており、ブッシュ４４の下流側端部４４ａが上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成した先細り形状となっているため、ブッシュ４４の下流側端部４４ａの外側を通過する湯水が、ブッシュ４４から感温ばね３４の内部に向かって整流化され、脈動を発生させることなくスムーズに流れ、湯と水の混合を非常に効果的に促進させることができる。それゆえ、湯水の圧力条件にかかわらず、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。さらに、現場条件によって、湯温調節用操作ハンドル８の初期設定を行う必要のない湯水混合装置とすることができる。
【００４５】
また、本実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４の先細り形状を形成する下流側端部４４ａの先端部４４ｃは、ブッシュ４４が軸方向の最も下流側（図３における右側）に移動して感温ばね３４に最も接近した状態でも感温ばね３４の上流側端部３４ａの付近に位置し、感温ばね３４の内部の中央付近までは到達しないようになっているため、感温ばね３４の内部全体に常に十分な流路を確保することができ、感温ばね３４の内部を流れる湯水の流量の減少を抑え、吐水量の減少を抑制することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４が主弁体３０に固定されているのではなく、主弁体３０とは別体として、クリップ４８を介してばね押え部材４６に連結されているため、ブッシュ４４により湯水の混合が促進される際に、ブッシュ４４で発生する振動が主弁体３０に伝わることがない。それゆえ、ブッシュが主弁体に固定されている場合やブッシュが主弁体に一体的に形成されている場合に比べ、ブッシュが要因となって主弁体で発生させる異音を抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４が脚付環状部材４２の中央穴４２ｃに挿入される共にバイアスばね３２の円筒状の内部を通過可能に係合されているため、ブッシュ４４が不用意にバイアスばね３２の外部へ外れてしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一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】本発明の一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断面図である。
【図３】図２におけるブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの部分を拡大した拡大断面図である。
【図４】本発明の一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ブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの分解斜視図である。
【図５】本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用し、所定の湯圧の湯と所定の水圧の水を混合させた場合におけるブッシュ周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示す図である。
【図６】図５の実験結果に対する比較例１として、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュの形状とは異なる形状を採用したブッシュの周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示す図である。
【図７】図５の実験結果に対する比較例１として、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュの形状とは異なる形状を採用したブッシュの周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 湯水混合水栓
２ 水栓本体
４ 湯供給脚
６ 水供給脚
８ 湯温調節用操作ハンドル
１０ 吐止水切替ハンドル
１２ カラン
１４ シャワーヘッド
１６ 切替バルブ
２０ 湯水混合装置
２０ａ 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
２２ｆ スプライン部
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 送り雄ねじ部
２８ 摺動部材
２８ａ 溝
２８ｂ 送り雌ねじ部
３０ 主弁体
３０ａ 円筒部
３０ｂ 湯側シート部
３０ｃ 水側シート部
３２ バイアスばね
３４ 感温ばね
３８ スペーサーリング
４０ 脚付スペーサーリング
４２ 脚付環状部材
４２ａ 脚部
４２ｂ 環状部
４２ｃ 中央穴
４４ ブッシュ
４４ａ 下流側端部
４４ｂ 長孔
４４ｃ 先端部
４６ ばね押え部材
４６ａ 挿入孔
４８ クリップ
４８ａ 脚部
４８ｂ 突起部
５０ 感温ばねガイド部材
５０ａ 羽根
５２，５４ フィルター
【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】
従来の湯水混合装置の一例として、円筒状の湯水混合装置本体内部に摺動可能に配置された円筒状の主弁体の両側に感温ばねとバイアスばねが配置され、これらのばねによる付勢力が釣り合う位置に主弁体が移動されるようになっているものが知られている。このような湯水混合装置においては、混合された湯の温度が上昇すると、感温ばねの付勢力が増加して湯水混合装置本体に形成された湯側シート面と主弁体との間の隙間が狭くなり、水側シート面と主弁体との間の隙間が広くなるように主弁体が移動され、湯水混合装置から吐出される湯の温度が操作ハンドルにより設定された所定の温度に調整されるようになっている。
また、さらに温度調節性能を向上させるために、特許文献１に記載されているように、主弁体と一体的に形成された軸部を感温ばねの中央に挿入して貫通させることにより、湯水混合装置本体内部に流入した湯水を感温ばねの内部を経て吐出側へ誘導するように整流効果を生じさせたものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４６５２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような湯水混合装置では、湯又は水の供給圧力が急激に変化した場合等の湯水の圧力条件やその他の現場条件によって、吐出される湯の温度が操作ハンドルによって設定された温度からずれるという問題がある。それゆえ、使用する現場条件に合わせてその都度操作ハンドルの初期設定を行わなければ、温度調節性能が十分に発揮できていないという問題がある。
また、特に、特許文献１に記載されているような湯水混合装置においては、主弁体と一体的に形成された軸部が感温ばねの中央に挿入されて貫通しているために、感温ばねの内部を通過する湯水の流路面積が小さくなり、湯水混合装置の吐出流量が減少してしまうという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させ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。
また、本発明は、現場条件によって、操作ハンドルの初期設定を行う必要がなく取り扱いが容易であ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】
【０００６】
上述した目的を達成するために、本発明は、湯及び水を混合し適温に調整された湯水を吐出させる湯水混合装置であって、湯水混合装置本体と、吐出される湯水の温度を設定する操作ハンドルと、上記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動することにより、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、上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記操作ハンドルの操作に応じて、上記主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生する付勢部と、上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入して混合された湯水の温度に応じて、上記付勢部とは逆方向に上記主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温付勢部と、上記主弁体の内部に配置され、供給された湯及び水の混合を促進する湯水混合促進部材であって、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている上記湯水混合促進部材と、を有することを特徴としている。
【０００７】
このように構成された本発明においては、下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている湯水混合促進部材が主弁体の内部に配置されているため、湯水混合装置本体内に流入した湯水が、湯水混合促進部材から感温付勢部に向かってスムーズに流れて混合が促進されるので、湯水の圧力条件にかかわらず、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。また、現場条件によって、操作ハンドルの初期設定を行う必要のない湯水混合装置とすることができる。
【０００８】
本発明において、好ましくは、湯水混合促進部材の下流側端部の先端は、感温付勢部に最も接近した状態でも感温付勢部の上流側端部付近に位置するように構成されている。
このように構成された本発明においては、湯水混合促進部材の下流側端部の先端が感温付勢部に最も接近した状態でも感温付勢部の上流側端部付近に位置するように構成されているため、感温付勢部の内部全体に常に十分な流路を確保することができ、従来技術のように、感温付勢部の内部を流れる湯水の流量の減少を抑え、吐水量が減少するといったことを抑制することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、さらに、上記操作ハンドルと上記付勢部の間に介在して設けられ、上記操作ハンドルの操作により移動して上記付勢部を押えて上記付勢部に付勢力を発生させる押え部材を備え、この押え部材に上記湯水混合促進部材が連結されている。
このように構成された本発明においては、湯水混合促進部材が主弁体に固定されているのではなく、押え部材に連結されているので、湯水混合促進部材により湯水の混合が促進される際に、湯水混合促進部材で発生する振動が直接的に主弁体に伝わることがない。それゆえ、湯水混合促進部材が主弁体に固定されていることにより発生するような主弁体の異音を抑えることができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、湯水混合促進部材は、付勢部から外れないように付勢部に係合されている。このように構成された本発明においては、湯水混合促進部材が押え部材に連結され、更に付勢部から外れないよう付勢部に係合されているため、湯及び水の流れによって、湯水混合促進部材が押さえ部材から、又は付勢部から外れてしまうのを防ぐことができる。
【００１１】
また、本発明の湯水混合水栓は、本発明による湯水混合装置と、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】
【００１２】
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、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。また、現場条件によって、操作ハンドルの初期設定を行う必要がなく取り扱いが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態による湯水混合水栓を添付図面を参照して説明する。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１に示すように、本発明の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操作ハンドル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、湯温調節用操作ハンドル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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
また、湯温調節用操作ハンドル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。
【００１７】
つぎに、図２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２は湯水混合装置２０の断面図である。
【００１８】
図２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に取り付けられている第２本体部材２４と、湯温調節用操作ハンドル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２における右方向に付勢する付勢部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２における左方向に主弁体３０を付勢する感温付勢部である感温ばね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。
【００１９】
第１本体部材２２は、概ね円筒状の形態であり、図２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２０ａ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がそれぞれ円周方向に設けられている。また、湯導入口２２ａの図２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。
【００２０】
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。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２０ａ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。
【００２１】
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、湯温調節用操作ハンドル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。
【００２２】
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（図示せず）が形成されており、この溝（図示せず）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２８ａ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。
【００２３】
主弁体３０は、概ね円筒状の円筒部３０ａを有し、この円筒状の円筒部３０ａの両端には、湯側シート面２２ｃと当接する湯側シート部３０ｂと、水側シート面２４ｂと当接する水側シート部３０ｃがそれぞれ形成されている。
【００２４】
また、湯水隔離手段であって、位置規制部材であるスペーサーリング３８は、主弁体３０の円筒部３０ａの外周に当接するように配置し、脚付スペーサーリング４０は主弁体３０と第１本体部材２２の間に配置されている。スペーサーリング３８は、Ｏリングであり、第１本体部材２２の内壁に形成された段部２２ｅに係合するように配置されている。これらのスペーサーリング３８及び脚付スペーサーリング４０は、主弁体３０の円筒部３０ａ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２０ａ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抑制している。
【００２５】
また、詳細は後述するが、主弁体３０の左側には、脚付環状部材４２、ブッシュ４４、バイアスばね３２、ばね押え部材４６、及び、クリップ４８が配置されている。
一方、主弁体３０の右側には、感温ばねガイド部材５０及び感温ばね３４が配置されている。感温ばねガイド部材５０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。
【００２６】
また、感温ばねガイド部材５０の図２における左側端部は主弁体３０に当接するように配置され、この左側端部には、湯水混合装置本体２０ａ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５０ａ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５０の内部に配置されており、この感温ばね３４の図２における左側の端部は、感温ばねガイド部材５０に当接し、右側端部は第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５０を介して、主弁体３０を図２における左方向に付勢する。
【００２７】
また、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がそれぞれ配置されており、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。
【００２８】
つぎに、図２〜図４を参照して、上述した脚付環状部材４２、ブッシュ４４、バイアスばね３２、ばね押え部材４６、及び、クリップ４８の詳細について説明する。
ここで、図３は図２におけるブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの部分を拡大した拡大断面図であり、図４はブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの分解斜視図である。
【００２９】
図３及び図４に示すように、脚付環状部材４２は、その脚部４２ａが主弁体３０に当接すると共に、環状部４２ｂがバイアスばね３２の右側端部の内周部に挿入されてバイアスばね３２を保持している。
【００３０】
ばね押え部材４６は、中央部が隆起したドーナツ板状の金具であり、摺動部材２８とバイアスばね３２との間に介在して設けられており、バイアスばね３２の左側端部を押えて保持している。さらに、バイアスばね３２は、予め圧縮された状態で脚付環状部材４２の環状部４２ｂとばね押え部材４６との間に挟まれて配置されている。これらの構成により、湯温調節用操作ハンドル８の操作によって摺動部材２８が図３における右方向に摺動してばね押え部材４６に当接すると、ばね押え部材４６が図３の右方向に移動し、バイアスばね３２が圧縮されて脚付環状部材４２を介して主弁体３０を図３における右方向に付勢するようになっている。
【００３１】
また、ブッシュ４４は、主弁体３０とは別体として、主弁体３０の内部に軸方向に相対的に移動可能に配置され、湯水混合装置本体２０ａ内に供給された湯及び水の混合を促進する湯水混合促進部材として機能している。このブッシュ４４の構成をより具体的に説明すると、ブッシュ４４は、脚付環状部材４２の中央穴４２ｃに挿入されており、その下流側端部４４ａ（図３における右側の端部）が上流側（図３における左側）から下流側（図３における右側）に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている中空の樹脂製部材である。
【００３２】
さらに、ブッシュ４４は、クリップ４８を介してばね押え部材４６に連結されている。より具体的に説明すると、クリップ４８は、両脚部４８ａ，４８ａと、これら両脚部４８ａの最下部で外側に突出した両突起部４８ｂ，４８ｂとを備えた金具である。ブッシュ４４とばね押え部材４６をクリップ４８で連結する際、クリップ４８の両脚部４８ａ，４８ａのそれぞれがばね押え部材４６の両挿入孔４６ａ，４６ａのそれぞれに挿入された後、クリップ４８の両突起部４８ｂ，４８ｂのそれぞれがブッシュ４４の長孔４４ｂ，４４ｂに弾性的に挿入されて連結され、さらには、ブッシュ４４の外側に配置された脚付環状部材４２の環状部４２ｂの取付孔４２ｄ，４２ｄに挿入されている。
【００３３】
また、ブッシュ４４の両長孔４４ｂ，４４ｂは、軸方向に延びた長孔であるため、クリップ４８の両突起部４８ｂ，４８ｂとの連結にある程度の軸方向の遊びを持たせているため、ばね押え部材４６が軸方向に移動することにより、クリップ４８が軸方向に移動し或いは主弁体３０がバイアスばね３２及び脚付環状部材４２を介して軸方向に移動したとしても、ブッシュ４４の長孔４４ｂ，４４ｂとクリップ４８の両突起部４８ｂ，４８ｂとの連結の遊びの程度の範囲でブッシュ４４が軸方向に移動せずに留まって、主弁体３０の動きとは独立に動くようになっている。このように、ブッシュ４４が、主弁体３０の内部に軸方向に相対的に移動可能であるので、感温ばね３４や脚付環状部材４２へのブッシュ４４で発生した振動の伝達が抑えられる。
【００３４】
さらに、ブッシュ４４の先細り形状を形成する下流側端部４４ａの先端部４４ｃは、ブッシュ４４が軸方向の最も下流側（図３における右側）に移動して感温ばね３４に最も接近した状態でも感温ばね３４の上流側端部３４ａの付近に位置し、感温ばね３４の内部の中央付近までは到達しないようになっている。
【００３５】
また、ブッシュ４４は、脚付環状部材４２の中央穴４２ｃに挿入される共にバイアスばね３２の円筒状の内部を通過可能に係合されており、ブッシュ４４が不用意にバイアスばね３２から外れてしまうことがないようになっている。
【００３６】
つぎに、図１〜図７を参照して、本発明の一実施形態による湯水混合水栓１の作用について説明する。
まず、湯水混合水栓１の使用者は、湯温調節用操作ハンドル８を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用操作ハンドル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がばね押え部材４６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の湯側シート部３０ｂ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。すなわち、湯水混合装置本体２０ａ内には、水のみが流入できる状態となる。
【００３７】
つぎに、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用操作ハンドル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はばね押え部材４６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。
【００３８】
湯温調節用操作ハンドル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の湯側シート部３０ｂと湯側シート面２２ｃの間を通って湯水混合装置本体２０ａ内部に流入し、水導入口２２ｂから流入した水は主弁体３０の水側シート部３０ｃと水側シート面２４ｂの間を通って湯水混合装置本体２０ａ内部に流入する。
【００３９】
湯水混合装置本体２０ａに流入した湯は、主弁体３０の円筒部３０ａの中を通って、図２及び図３における右方向に流れる。また、湯水混合装置本体２０ａに流入した水は、主弁体３０の円筒部３０ａの中を流れる湯と混合され、ブッシュ４４の下流側端部４４ａの外側を通過し、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、ブッシュ４４の下流側端部４４ａの外側を通過する湯水は、ブッシュ４４の下流側端部４４ａにおける上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成した先細り形状の効果によって、ブッシュ４４から感温ばね３４の内部に向かって整流化され、脈動を発生させることなくスムーズに流れ、湯と水の混合が非常に効果的に促進される。
さらには、感温ばねガイド部材５０の羽根５０ａによっても、湯と水の混合がさらに促進され、ほぼ均一な温度に混合されて感温ばね３４の内部を流れ、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。
【００４０】
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２及び図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、湯側シート部３０ｂと湯側シート面２２ｃの間の距離は短くなり、水側シート部３０ｃ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２０ａ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。
【００４１】
つぎに、図５〜図７を参照して、本実施形態の湯水混合水栓で用いられた湯水混合促進部材であるブッシュによる湯水の整流効果について、本実施形態と比較例を比較しながら説明する。
図５は、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用し、所定の湯圧の湯と所定の水圧の水を混合させた場合におけるブッシュ周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示している。一方、図６及び図７のそれぞれは、図５の実験結果に対する比較例１及び比較例２として、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュの形状とは異なる形状をそれぞれ採用したブッシュの周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示している。
ここで、図５〜図７における湯圧と水圧の組み合わせの各欄には、脈動の発生がない場合には「○」を表示し、脈動の発生がある場合には「×」を表示している。
また、図６に示す比較例１で採用されたブッシュについては、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿ってテーパー状に窄まる先細り形状となっている。
一方、図７に示す比較例２で採用されたブッシュについては、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凸状の曲面を形成して先細り形状となっている。
【００４２】
まず、図５に示すように、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュでは、湯圧と水圧の各組み合わせにおいても脈動の発生が見られず、ブッシュ周辺を流れる湯水がブッシュ４４から感温ばね３４の内部に向かって整流化され、脈動を発生させることなくスムーズに流れていることが確認できた。
【００４３】
つぎに、図６に示す比較例１では、湯圧と水圧の多くの組み合わせで脈動の発生を確認し、図５に示す本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用した場合に比べ、ブッシュ周辺を流れる湯水がブッシュから感温ばねの内部に向かってスムーズに流れていないことが確認できた。
また、図７に示す比較例２においても、湯圧と水圧のいくつかの組み合わせで脈動の発生を確認し、図５に示す本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用した場合に比べ、ブッシュ周辺を流れる湯水がブッシュから感温ばねの内部に向かってスムーズに流れていないことが確認できた。
【００４４】
上述した本発明の一実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４が主弁体３０とは別体として主弁体３０の内部に軸方向に相対的に移動可能に配置されており、ブッシュ４４の下流側端部４４ａが上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成した先細り形状となっているため、ブッシュ４４の下流側端部４４ａの外側を通過する湯水が、ブッシュ４４から感温ばね３４の内部に向かって整流化され、脈動を発生させることなくスムーズに流れ、湯と水の混合を非常に効果的に促進させることができる。それゆえ、湯水の圧力条件にかかわらず、十分な吐出流量を確保しながら、温度調節性能を向上させることができる。さらに、現場条件によって、湯温調節用操作ハンドル８の初期設定を行う必要のない湯水混合装置とすることができる。
【００４５】
また、本実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４の先細り形状を形成する下流側端部４４ａの先端部４４ｃは、ブッシュ４４が軸方向の最も下流側（図３における右側）に移動して感温ばね３４に最も接近した状態でも感温ばね３４の上流側端部３４ａの付近に位置し、感温ばね３４の内部の中央付近までは到達しないようになっているため、感温ばね３４の内部全体に常に十分な流路を確保することができ、感温ばね３４の内部を流れる湯水の流量の減少を抑え、吐水量の減少を抑制することができる。
【００４６】
さらに、本実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４が主弁体３０に固定されているのではなく、主弁体３０とは別体として、クリップ４８を介してばね押え部材４６に連結されているため、ブッシュ４４により湯水の混合が促進される際に、ブッシュ４４で発生する振動が主弁体３０に伝わることがない。それゆえ、ブッシュが主弁体に固定されている場合やブッシュが主弁体に一体的に形成されている場合に比べ、ブッシュが要因となって主弁体で発生させる異音を抑えることができる。
【００４７】
また、本実施形態の湯水混合水栓１によれば、ブッシュ４４が脚付環状部材４２の中央穴４２ｃに挿入される共にバイアスばね３２の円筒状の内部を通過可能に係合されているため、ブッシュ４４が不用意にバイアスばね３２の外部へ外れてしまうのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一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】本発明の一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断面図である。
【図３】図２におけるブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの部分を拡大した拡大断面図である。
【図４】本発明の一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ブッシュ、バイアスばね、ばね押え部材、及び、クリップの分解斜視図である。
【図５】本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュを採用し、所定の湯圧の湯と所定の水圧の水を混合させた場合におけるブッシュ周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示す図である。
【図６】図５の実験結果に対する比較例１として、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュの形状とは異なる形状を採用したブッシュの周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示す図である。
【図７】図５の実験結果に対する比較例１として、本実施形態の湯水混合水栓で用いられたブッシュの形状とは異なる形状を採用したブッシュの周辺を流れる湯水の脈動の発生について調べた実験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 湯水混合水栓
２ 水栓本体
４ 湯供給脚
６ 水供給脚
８ 湯温調節用操作ハンドル
１０ 吐止水切替ハンドル
１２ カラン
１４ シャワーヘッド
１６ 切替バルブ
２０ 湯水混合装置
２０ａ 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
２２ｆ スプライン部
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 送り雄ねじ部
２８ 摺動部材
２８ａ 溝
２８ｂ 送り雌ねじ部
３０ 主弁体
３０ａ 円筒部
３０ｂ 湯側シート部
３０ｃ 水側シート部
３２ バイアスばね
３４ 感温ばね
３８ スペーサーリング
４０ 脚付スペーサーリング
４２ 脚付環状部材
４２ａ 脚部
４２ｂ 環状部
４２ｃ 中央穴
４４ ブッシュ
４４ａ 下流側端部
４４ｂ 長孔
４４ｃ 先端部
４６ ばね押え部材
４６ａ 挿入孔
４８ クリップ
４８ａ 脚部
４８ｂ 突起部
５０ 感温ばねガイド部材
５０ａ 羽根
５２，５４ フィルター
【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯及び水を混合し適温に調整された湯水を吐出させる湯水混合装置であって、
湯水混合装置本体と、
吐出される湯水の温度を設定する操作ハンドルと、
上記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動することにより、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、
上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記操作ハンドルの操作に応じて、上記主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生する付勢部と、
上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入して混合された湯水の温度に応じて、上記付勢部とは逆方向に上記主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温付勢部と、
上記主弁体の内部に配置され、供給された湯及び水の混合を促進する湯水混合促進部材であって、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている上記湯水混合促進部材と、
を有することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
上記湯水混合促進部材の下流側端部の先端は、上記感温付勢手段に最も接近した状態でも上記感温付勢部の上流側端部付近に位置するように構成されている請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
さらに、上記操作ハンドルと上記付勢部の間に介在して設けられ、上記操作ハンドルの操作により移動して上記付勢部を押えて上記付勢部に付勢力を発生させる押え部材を備え、この押え部材に上記湯水混合促進部材が連結されている請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記湯水混合促進部材は、上記付勢部から外れないように上記付勢部に係合されている請求項３記載の湯水混合装置。
【請求項５】
請求項１乃至４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】
湯及び水を混合し適温に調整された湯水を吐出させる湯水混合装置であって、
湯水混合装置本体と、
吐出される湯水の温度を設定する操作ハンドルと、
上記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置され、移動することにより、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、
上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記操作ハンドルの操作に応じて、上記主弁体を所定方向に摺動させる付勢力を発生する付勢部と、
上記湯水混合装置本体の内部に配置され、上記湯水混合装置本体内に流入して混合された湯水の温度に応じて、上記付勢部とは逆方向に上記主弁体を摺動させる付勢力を発生する感温付勢部と、
上記主弁体の内部に配置され、供給された湯及び水の混合を促進する湯水混合促進部材であって、その下流側端部が上流側から下流側に向かって軸方向に沿って凹状の曲面を形成して先細り形状となっている上記湯水混合促進部材と、
を有することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
上記湯水混合促進部材の下流側端部の先端は、上記感温付勢手段に最も接近した状態でも上記感温付勢部の上流側端部付近に位置するように構成されている請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
さらに、上記操作ハンドルと上記付勢部の間に介在して設けられ、上記操作ハンドルの操作により移動して上記付勢部を押えて上記付勢部に付勢力を発生させる押え部材を備え、この押え部材に上記湯水混合促進部材が連結されている請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記湯水混合促進部材は、上記付勢部から外れないように上記付勢部に係合されている請求項３記載の湯水混合装置。
【請求項５】
請求項１乃至４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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−８４７８１（Ｐ２０１０−８４７８１Ａ）
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２５１１０４（Ｐ２００８−２５１１０４）
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月１５日（２０１０．４．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２９日（２００８．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]