湯水混合装置
【課題】感温バネの小さな付勢力により弁体を駆動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（１）であって、湯水混合装置本体と、湯用弁体（１２）と、これに設けられた湯用圧力開放穴の開度を変化させる湯用パイロット弁（１６）と、湯用圧力開放穴の開度が減少すると、湯用弁体を湯用弁座に向けて押圧する湯用圧力室と、水用弁体（１４）と、これに設けられた水用圧力開放穴の開度を変化させる水用パイロット弁（１８）と、水用圧力開放穴の開度が減少すると、水用弁体を水用弁座に向けて押圧する水用圧力室と、湯用圧力開放穴の開度が減少されると水用圧力開放穴の開度を増加させるパイロット弁駆動機構（２６）と、パイロット弁駆動機構を付勢する付勢手段（２４）と、湯水混合装置本体内で混合された湯の温度に応じてパイロット弁駆動機構を付勢する感温付勢手段（２２）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（１）であって、湯水混合装置本体と、湯用弁体（１２）と、これに設けられた湯用圧力開放穴の開度を変化させる湯用パイロット弁（１６）と、湯用圧力開放穴の開度が減少すると、湯用弁体を湯用弁座に向けて押圧する湯用圧力室と、水用弁体（１４）と、これに設けられた水用圧力開放穴の開度を変化させる水用パイロット弁（１８）と、水用圧力開放穴の開度が減少すると、水用弁体を水用弁座に向けて押圧する水用圧力室と、湯用圧力開放穴の開度が減少されると水用圧力開放穴の開度を増加させるパイロット弁駆動機構（２６）と、パイロット弁駆動機構を付勢する付勢手段（２４）と、湯水混合装置本体内で混合された湯の温度に応じてパイロット弁駆動機構を付勢する感温付勢手段（２２）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に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平８−４２７４４号公報には、湯水混合装置が記載されている。この湯水混合装置においては、本体内に摺動可能に配置された可動弁体の両側に、バイアスバネ及び感温バネが配置され、混合された湯水の温度により感温バネの付勢力が変化するように構成されている。湯水の温度に応じて感温バネの付勢力が変化することにより、この付勢力と、バイアスバネの付勢力が釣り合う位置が変化し、その位置に可動弁体が移動される。可動弁体が移動されることにより、本体内に流入する湯及び水の割合が変化し、混合される湯水の温度が変化する。これにより、混合された湯水の温度が、設定温度に維持される。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−４２７４４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、特開平８−４２７４４号公報記載の湯水混合装置においては、可動弁体がバイアスバネ及び感温バネの付勢力により駆動されるため、これらのバネを、大きな付勢力を発生できるように構成しなければならないという問題がある。即ち、可動弁体を移動させるには、可動弁体に取り付けられたＯリングによる摺動抵抗や、可動弁体に作用する水圧に打ち勝つ力で可動弁体を駆動する必要があり、これには、大きな付勢力を発生させることができるバイアスバネ及び感温バネを使用する必要がある。
【０００５】
また、大きな付勢力を発生させることができる感温バネを使用した場合には、感温バネが大型化して、その熱容量が大きくなるので、湯水混合装置に供給される湯及び水の圧力変化等、外乱に対する応答性が低下するという問題がある。
【０００６】
さらに、特開平８−４２７４４号公報記載の湯水混合装置においては、可動弁体の移動距離と、バイアスバネ及び感温バネの伸縮量は同一になる。従って、吐出流量を増大させるために可動弁体のストロークを長くすると、温度調節の精度が低下するという問題がある。
【０００７】
従って、本発明は、バイアスバネ及び感温バネが発生する付勢力が小さい場合であっても弁体を駆動することができ、吐出する湯水の温度を調節することができる湯水混合装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、弁体の十分なストロークを確保しながら、精度良く温度を調節することができる湯水混合装置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、湯用弁座及び水用弁座を備えた湯水混合装置本体と、湯用圧力開放穴及び湯導入孔が設けられ、湯用弁座の開度を変化させる湯用弁体と、湯用圧力開放穴の開度を変化させる湯用パイロット弁と、湯用圧力開放穴の開度が減少すると、湯導入孔を介して流入する湯により内部の圧力が上昇して、湯用弁体を湯用弁座に向けて押圧する湯用圧力室と、水用圧力開放穴及び水導入孔が設けられ、水用弁座の開度を変化させる水用弁体と、水用圧力開放穴の開度を変化させる水用パイロット弁と、水用圧力開放穴の開度が減少すると、水導入孔を介して流入する水により内部の圧力が上昇して、水用弁体を水用弁座に向けて押圧する水用圧力室と、湯用圧力開放穴の開度が減少されると、水用圧力開放穴の開度が増加され、湯用圧力開放穴の開度が増加されると、水用圧力開放穴の開度が減少されるように、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を駆動するパイロット弁駆動機構と、湯用圧力開放穴又は水用圧力開放穴の何れか一方の開度が減少するように、パイロット弁駆動機構を付勢する付勢手段と、湯用圧力開放穴又は水用圧力開放穴の他方の開度が減少するように、パイロット弁駆動機構を、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する感温付勢手段と、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、湯用弁体に設けられた湯用圧力開放穴の開度が湯用パイロット弁により減少されると、湯用圧力室内の圧力が上昇して湯用弁体が湯用弁座に向けて押圧される。一方、水用弁体に設けられた水用圧力開放穴の開度が水用パイロット弁により減少されると、水用圧力室内の圧力が上昇して水用弁体が水用弁座に向けて押圧される。また、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁は、パイロット弁駆動機構により、湯用圧力開放穴の開度が減少されると水用圧力開放穴の開度が増加され、湯用圧力開放穴の開度が増加されると水用圧力開放穴の開度が減少されるように駆動される。さらに、パイロット弁駆動機構は、付勢手段、及び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を発生する感温付勢手段によって付勢され、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を駆動する。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、湯用弁体及び水用弁体が、湯用圧力室内の圧力及び水用圧力室内の圧力によって移動されるので、付勢手段及び感温付勢手段が発生する付勢力が小さい場合にも、湯用弁体及び水用弁体を駆動することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、さらに、湯用パイロット弁と水用パイロット弁とを連結するパイロット弁軸を有し、このパイロット弁軸が、その軸線方向の一方に移動されると湯用圧力開放穴の開度が減少し、軸線方向の他方に移動されると水用圧力開放穴の開度が減少する。
このように構成された本発明によれば、単純な機構で、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を、同一方向に同一距離移動させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、湯用弁体及び水用弁体は互いに向かい合わせて配置され、パイロット弁軸は、これら湯用弁体及び水用弁体の間に延び、移動されることにより、湯用圧力開放穴及び水用圧力開放穴の開度を変化させる。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、湯用圧力開放穴の開度が減少されたとき水用圧力開放穴の開度が増加され、湯用圧力開放穴の開度が増加されたとき水用圧力開放穴の開度が減少される機構を簡単に構成することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、パイロット弁駆動機構が、回動可能に支持された支軸部、及びパイロット弁軸に連結された連結部を備えたレバーを有し、このレバーは、付勢手段及び感温付勢手段の付勢力により支軸部を中心に回動される。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、パイロット弁軸、及びそれに連結された湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を、付勢手段及び感温付勢手段の付勢力により、単純な機構で駆動することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、付勢手段及び感温付勢手段は、支軸部と連結部の間に付勢力を作用させる。
このように構成された本発明によれば、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁の移動距離が、レバーにより増幅されるので、湯用弁体及び水用弁体の十分なストロークを確保しながら、精度良く温度を調節することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、湯導入孔及び水導入孔の内部には、クリーニングピンが配置されている。
【００１８】
このように構成された本発明によれば、湯導入孔及び水導入孔にクリーニングピンが配置されているので、湯導入孔及び水導入孔の詰まりを防止することができると共に、湯導入孔及び水導入孔の流路面積が狭められるので、湯用圧力室及び水用圧力室内の急激な圧力上昇を防止することができ、これにより、ハンチング現象等の発生を防止することができる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、湯用弁体及び水用弁体は、ダイヤフラム式の弁体である。
このように構成された本発明によれば、湯用弁体及び水用弁体がダイヤフラム式の弁体で構成されているので、各弁体が移動される際の摺動抵抗を減少させることができ、温度調節性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の湯水混合装置によれば、バイアスバネ及び感温バネが発生する小さな付勢力によっても弁体を駆動することができ、吐出する湯水の温度を調節することができる。
また、本発明の湯水混合装置によれば、弁体の十分なストロークを確保しながら、精度良く温度を調節することができる。
【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、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による湯水混合装置の斜視図である。図２は、本実施形態による湯水混合装置の全断面図である。また、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の実施形態による湯水混合装置１は、湯水混合装置本体２と、この湯水混合装置本体２に設けられた湯供給部４と、水供給部６と、混合された湯水を吐出させる湯水吐出部８と、を有する。さらに、湯水混合装置本体２の側面には、温度設定用の温度設定スピンドル１０が設けられている。本実施形態の湯水混合装置１は、湯供給部４及び水供給部６に供給された湯及び水を湯水混合装置本体２内で混合し、温度設定スピンドル１０によって設定された温度の湯水に調節して湯水吐出部８から吐出させるように構成されている。
【００２３】
また、図２及び図３に示すように、湯水混合装置１には、湯用弁体１２と、水用弁体１４と、湯用パイロット弁１６と、水用パイロット弁１８と、これらのパイロット弁を連結するパイロット弁軸２０が内蔵されている。さらに、湯水混合装置１には、感温付勢手段である感温バネ２２と、付勢手段であるバイアスバネ２４と、これらのバネの付勢力により回動されるパイロット弁駆動機構であるレバー２６と、を有する。
【００２４】
湯水混合装置本体２は、概ね直方体状に形成されており、互いに結合された中央本体部２ａ、湯側本体部２ｂ、及び水側本体部２ｃから構成されている。中央本体部２ａの両側側面には、湯供給部４及び水供給部６が夫々形成されており、底面には湯水吐出部８が形成されている。また、中央本体部２ａの、湯側本体部２ｂとの結合面には、湯供給部４に連通した湯導入凹部２８が形成されており、その中央には、湯用弁座３０が設けられている。同様に、中央本体部２ａの、水側本体部２ｃとの結合面には、水供給部６に連通した水導入凹部３２が形成されており、その中央には、水用弁座３４が設けられている。図２に示すように、湯用弁座３０及び水用弁座３４から流入した湯及び水は、中央本体部２ａの中心部で合流して混合された後、下方に向かい、湯水吐出部８から吐出されるように構成されている。
【００２５】
湯用弁体１２は、円形のダイヤフラム式の弁体であり、中央本体部２ａに形成された湯導入凹部２８を覆うように配置され、中央本体部２ａと湯側本体部２ｂの間に挟まれて固定されている。また、湯用弁体１２は、湯側本体部２ｂに形成された圧力室形成凹部の中に、一部が受け入れられるように配置されており、この圧力室形成凹部と湯用弁体１２によって湯用圧力室３６を形成している。さらに、湯用弁体１２の中心には、湯用圧力開放穴１２ａが形成されており、この湯用圧力開放穴１２ａの中にパイロット弁軸２０の一方の端部が貫通されている。湯用圧力開放穴１２ａを貫通して湯用圧力室３６まで延びるパイロット弁軸２０の先端には、湯用パイロット弁１６が取り付けられており、湯用圧力開放穴１２ａは、この湯用パイロット弁１６によって開閉され、また、開度が変化されるように構成されている。
【００２６】
さらに、湯用弁体１２には、湯用弁体１２を貫通する湯導入孔１２ｂ（図３）が形成されている。湯導入凹部２８に流入した湯は、湯導入孔１２ｂを通って湯用圧力室３６内に流入する。従って、湯用圧力開放穴１２ａが閉鎖され、或いは湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少されている場合には、湯導入孔１２ｂを通って流入した湯により湯用圧力室３６内の圧力が上昇する。さらに、クリーニングピン３８が、湯用弁座３０の外周部に取り付けられており、湯導入孔１２ｂを貫通するように延びている。クリーニングピン３８は、湯導入孔１２ｂに異物が詰まるのを防止すると共に、湯導入孔１２ｂの流路面積を狭めている。
【００２７】
一方、水用弁体１４は、円形のダイヤフラム式の弁体であり、中央本体部２ａに形成された水導入凹部３２を覆うように配置され、中央本体部２ａと水側本体部２ｃの間に挟まれて固定されている。また、水用弁体１４は、水側本体部２ｃに形成された圧力室形成凹部の中に、一部が受け入れられるように配置されており、この圧力室形成凹部と水用弁体１４によって水用圧力室４０を形成している。さらに、水用弁体１４の中心には、水用圧力開放穴１４ａが形成されており、この水用圧力開放穴１４ａの中にパイロット弁軸２０の、湯用弁体１２とは反対側の端部が貫通されている。
【００２８】
また、水用圧力開放穴１４ａを貫通して水用圧力室４０まで延びるパイロット弁軸２０の先端には、水用パイロット弁１８が設けられており、水用圧力開放穴１４ａは、この水用パイロット弁１８によって開閉され、また、開度が変化されるように構成されている。この構造により、パイロット弁軸２０が、その軸線方向に沿って図２における右方向に移動されると、水用圧力開放穴１４ａの開度が減少すると共に、湯用圧力開放穴１２ａの開度が増大し、逆に、パイロット弁軸２０が左方向に移動されると、水用圧力開放穴１４ａの開度が増大すると共に、湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少される。
【００２９】
さらに、水用弁体１４には、水用弁体１４を貫通する水導入孔１４ｂ（図３）が形成されている。水導入凹部３２に流入した水は、水導入孔１４ｂを通って水用圧力室４０内に流入する。従って、水用圧力開放穴１４ａが閉鎖され、或いは水用圧力開放穴１４ａの開度が減少されている場合には、水導入孔１４ｂを通って流入した水により水用圧力室４０内の圧力が上昇するように構成されている。さらに、クリーニングピン４２が、水用弁座３４の外周部に取り付けられており、水導入孔１４ｂを貫通するように延びている。クリーニングピン４２は、水導入孔１４ｂに異物が詰まるのを防止すると共に、水導入孔１４ｂの流路面積を狭めている。
【００３０】
感温バネ２２は、湯水混合装置本体２内の湯用弁体１２の下方に配置された形状記憶合金製のコイルバネであり、混合された湯の温度に応じて付勢力を発生するように構成されている。また、感温バネ２２の基端は、湯側本体部２ｂに取り付けられている。さらに、感温バネ２２の先端には、感温バネ受け部材４４が取り付けられており、この感温バネ受け部材４４の先端は、レバー２６の側面に当接されている。このため、混合された湯水の温度が上昇して感温バネ２２が伸びると、感温バネ受け部材４４の先端が、レバー２６を図２における左方向に押圧し、レバー２６を反時計回りに回動させる。即ち、感温バネ２２は、湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少する方向にレバー２６を付勢している。
【００３１】
バイアスバネ２４は、湯水混合装置本体２内の水用弁体１４の下方に配置されたコイルバネであり、その基端は、送りネジ部材４６に取り付けられている。送りネジ部材４６は、段付きの円筒状の部材であり、水側本体部２ｃに摺動可能に取り付けられている。また、水側本体部２ｃの、送りネジ部材４６を受け入れている部分には、レール状の突起（図示せず）が形成されており、一方、送りネジ部材４６には、水側本体部２ｃのレール状の突起を受け入れる溝（図示せず）が形成されている。これにより、送りネジ部材４６の水側本体部２ｃに対する回転が規制されている。また、送りネジ部材４６の基端部内周には、送り雌ネジ４６ａが形成されており、この送り雌ネジ４６ａは、温度設定スピンドル１０の基端部に形成された送り雄ネジ１０ａに螺合されている。このため、温度設定スピンドル１０が回転されると、送りネジの作用により、送りネジ部材４６が水側本体部２ｃ内で摺動される。
【００３２】
また、バイアスバネ２４の先端には、バイアスバネ受け部材４８が取り付けられており、このバイアスバネ受け部材４８の先端は、レバー２６の側面に当接されている。このため、温度設定スピンドル１０を回転操作して、送りネジ部材４６を、図２における右方向に移動させると、バイアスバネ受け部材４８の先端がレバー２６を図２おける右方向に押圧し、レバー２６を時計回りに回動させる。即ち、バイアスバネ２４は、水用圧力開放穴１４ａの開度が減少する方向にレバー２６を付勢している。
【００３３】
レバー２６は、その下端の支軸部２６ａが支軸５０によって回動可能に支持された棒状の部材であり、中央本体部２ａの中心に沿って、ほぼ鉛直上方に延びている。また、レバー２６の先端には、連結部である爪部２６ｂ（図３）が形成されている。爪部２６ｂは、パイロット弁軸２０の中間部に形成されたフランジ部２０ａを受け入れることにより、レバー２６とパイロット弁軸２０を連結している。このため、レバー２６が支軸５０を中心に回動されると、パイロット弁軸２０は、概ね水平方向に摺動される。
【００３４】
また、感温バネ受け部材４４の先端及びバイアスバネ受け部材４８の先端は、レバー２６の支軸部２６ａと爪部２６ｂの間の位置で向かい合うように位置決めされ、レバー２６の両側側面に夫々当接されている。このため、レバー２６は、感温バネ２２による付勢力と、バイアスバネ２４による付勢力が釣り合う位置に回動され、これに連結されたパイロット弁軸２０を水平方向に移動させる。ここで、パイロット弁軸２０はレバー２６の先端に連結されているので、パイロット弁軸２０の移動量は、感温バネ２２及びバイアスバネ２４が伸縮される長さよりも大きくなる。
【００３５】
次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態による湯水混合装置１の作用を説明する。
まず、湯水混合装置１に供給された湯は、湯供給部４を介して湯導入凹部２８に流入し、供給された水は、水供給部６を介して水導入凹部３２に流入する。さらに、湯導入凹部２８に流入した湯は、湯用弁体１２の湯導入孔１２ｂを通って湯用圧力室３６に流入し、水導入凹部３２流入した水は、水用弁体１４の水導入孔１４ｂ通って水用圧力室４０に流入する。
【００３６】
ここで、感温バネ２２による付勢力とバイアスバネ２４による付勢力が、レバー２６がほぼ鉛直方向に向けられる位置で釣り合っている場合には、パイロット弁軸２０は、湯水混合装置本体２のほぼ中央に位置する。この状態においては、パイロット弁軸２０の一端部に取り付けられた湯用パイロット弁１６は、湯用弁体１２の湯用圧力開放穴１２ａを閉鎖していないため、湯導入孔１２ｂを通って湯用圧力室３６に流入した湯は、湯用圧力開放穴１２ａを通って流出する。従って、この状態では、湯用圧力室３６内の圧力が上昇することはない。一方、パイロット弁軸２０がほぼ中央に位置する状態においては、水用弁体１４の水用圧力開放穴１４ａも、パイロット弁軸２０の他方の端部に取り付けられた水用パイロット弁１８によって閉鎖されていないので、水用圧力室４０内の圧力が上昇することもない。
【００３７】
このため、湯用弁体１２及び水用弁体１４は、夫々、湯用弁座３０及び水用弁座３４から離座した状態に維持され、湯導入凹部２８に流入した湯は湯用弁座３０の中に流入し、水導入凹部３２に流入した水は水用弁座３４の中に流入する。なお、本実施形態においては、湯用弁体１２と湯用弁座３０の間の隙間、及び水用弁体１４と水用弁座３４の間の隙間の合計が約０．８ｍｍになるように構成されている。好ましくは、各弁体と各弁座との間の隙間の合計が、約０．４〜４ｍｍになるように構成する。湯用弁座３０及び水用弁座３４から夫々流入した湯及び水は、中央本体部２ａ内で混合され、混合された湯水は、湯水吐出部８から吐出される。なお、各弁体と各弁座との間の隙間の合計は、小さいほど温度調節性能は向上するものの十分な流量を確保することが困難になり、逆に、大きいほど流量は増加するものの、温度調節性能が低下する。
【００３８】
ここで、混合された湯水の温度が、温度設定スピンドル１０によって設定された温度よりも高い場合には、湯水混合装置本体２内に配置された感温バネ２２の付勢力が増大する。感温バネ２２の付勢力が増大すると、感温バネ２２の先端に取り付けられた感温バネ受け部材４４が、バイアスバネ２４の付勢力に抗してレバー２６を図２における左側に押圧して伸張し、レバー２６を反時計回りに回動させる。即ち、感温バネ２２の付勢力とバイアスバネ２４の付勢力が釣り合う位置が、図２における左方向に移動され、パイロット弁軸２０も左方向に水平に移動される。
【００３９】
パイロット弁軸２０が図２における左側に移動されると、パイロット弁軸２０の右側の端部に取り付けられた湯用パイロット弁１６が、湯用弁体１２の湯用圧力開放穴１２ａに接近し、湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少する。これにより、湯用圧力室３６内の圧力が上昇され、この圧力により湯用弁体１２は図２における左方向、即ち、湯用弁座３０に接近する方向に移動される。ここで、湯用圧力室３６内の圧力は、湯が湯導入孔１２ｂを通って流入することにより上昇するが、湯導入孔１２ｂの流路面積はクリーニングピン３８によって狭められているため、湯導入孔１２ｂを介した湯の流入は緩やかなものとなる。このため、湯用圧力室３６内の圧力上昇も緩やかなものとなり、湯用弁体１２が急激に移動され、適正位置を越えて行き過ぎることにより発生するハンチング現象等が防止される。
【００４０】
湯用弁体１２が図２における左方向に移動されることにより、湯用弁体１２の湯用圧力開放穴１２ａは湯用パイロット弁１６から遠ざかるため、湯用圧力開放穴１２ａの開度が増大して湯用圧力室３６内の圧力は低下する。これにより、湯用弁体１２を湯用弁座３０に向けて押圧する力も低下して、湯用弁体１２はその位置で停止される。また、湯用弁体１２が移動された後、さらに湯用パイロット弁１６が図２における左方向に移動されると、再び湯用圧力室３６内の圧力が上昇して湯用弁体１２を左方向に移動させる。このような作用を繰り返すことにより、湯用弁体１２は、湯用圧力室３６に流入する湯の圧力により、湯用パイロット弁１６に追従するように移動される。
【００４１】
一方、水用パイロット弁１８は、パイロット弁軸２０が図２における左側に移動されると、水用弁体１４の水用圧力開放穴１４ａから遠ざかり、水用圧力開放穴１４ａの開度が増大する。これにより、水用圧力室４０内の圧力が低下し、水用弁体１４は、図２における左方向、即ち、水用弁座３４から遠ざかる方向に移動される。水用弁体１４が移動されることにより、水用弁体１４の水用圧力開放穴１４ａは、水用パイロット弁１８に近づくため、水用圧力室４０内の圧力が上昇し、水用弁体１４はその位置で停止される。水用弁体１４が移動された後、水用パイロット弁１８が更に図２における左方向に移動されると、再び、水用圧力室４０内の圧力が低下し、水用弁体１４は左方向に移動される。このような作用を繰り返すことにより、水用弁体１４は水用パイロット弁１８に追従するように移動される。
【００４２】
このように、混合された湯水の温度が設定された温度よりも高い場合には、パイロット弁軸２０が図２における左方向に移動され、その結果、湯用弁座３０の開度は減少し、水用弁座３４の開度は増大する。これにより、湯の流入量が減少し、水の流入量が増大するので、混合された湯水の温度は低下して、設定温度に接近する。この際、湯用弁体１２及び水用弁体１４は、流入する湯及び水の圧力に基づく力によって押圧され、移動される。従って、感温バネ２２及びバイアスバネ２４は、単にパイロット弁軸２０（湯用パイロット弁１６及び水用パイロット弁１８）を移動させる力を発生すれば良く、湯用弁体１２及び水用弁体１４を移動させるための大きな付勢力を発生させる必要はない。
【００４３】
逆に、混合された湯水の温度が設定された温度よりも低い場合には、感温バネ２２が発生する付勢力が減少するので、バイアスバネ２４が感温バネ２２の付勢力に抗してレバー２６を図２における時計回りに回動させた位置で両者の付勢力が釣り合うようになる。これにより、パイロット弁軸２０は、図２おける右方向に水平に移動され、湯用パイロット弁１６及び水用パイロット弁１８も右方向に移動される。上記のように、湯用弁体１２及び水用弁体１４は、湯用パイロット弁１６及び水用パイロット弁１８の移動に追従するように移動されるので、水用弁座３４の開度は減少し、湯用弁座３０の開度は増大する。これにより、混合された湯水の温度は上昇し、吐出される湯水の温度が設定温度に接近する。
【００４４】
なお、水用弁座３４の開度を減少させる水用圧力室４０内の圧力の上昇は、水が水導入孔１４ｂを通って流入することにより発生するが、水導入孔１４ｂの流路面積はクリーニングピン４２によって狭められているため、水導入孔１４ｂを介した水の流入は緩やかなものとなる。このため、水用圧力室４０内の圧力上昇も緩やかなものとなり、水用弁体１４の急激な移動によるハンチング現象等が防止される。
【００４５】
また、使用者の操作により温度設定スピンドル１０が回転され、送りネジ部材４６が図２における右方向に移動された場合には、感温バネ２２の付勢力とバイアスバネ２４の付勢力が釣り合う位置が右方向に移動される。これにより、レバー２６は図２における時計回りに回転され、パイロット弁軸２０は右方向に移動される。このパイロット弁軸２０の移動に追従して湯用弁体１２及び水用弁体１４が移動され、湯用弁座３０の開度が増大し、水用弁座３４の開度が減少する。これにより、吐出される湯水の温度が上昇する。
【００４６】
一方、温度設定スピンドル１０の回転により、送りネジ部材４６が図２における左方向に移動された場合には、レバー２６は図２における反時計回りに回転され、湯用弁座３０の開度が減少し、水用弁座３４の開度が増大して、吐出される湯水の温度が低下する。
【００４７】
本発明の実施形態の湯水混合装置によれば、バイアスバネ及び感温バネが発生する付勢力は、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を駆動するだけであり、湯用弁体及び水用弁体は、湯用圧力室内の圧力及び水用圧力室内の圧力によって移動される。これにより、付勢力が小さいバイアスバネ及び感温バネにより湯用弁体及び水用弁体を駆動することができる。また、バイアスバネ及び感温バネの付勢力を小さく設定できるので、これらの付勢力により、逆に、送りネジ部材が摺動されてしまい、これにより、温度設定スピンドルが回転されてしまうという誤動作を確実に防止することができる。
また、本実施形態の湯水混合装置によれば、湯用弁体及び水用弁体が、各圧力室内の圧力によって駆動されるので、各弁体が流体力の影響を受けにくく、大流量時においても良好な温度調節性能を得ることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態の湯水混合装置によれば、レバーの先端にパイロット弁軸が連結され、支軸部と連結部の間の位置を、バイアスバネ及び感温バネによって付勢しているので、バイアスバネ及び感温バネの伸縮量が増幅されて、各パイロット弁に伝達される。これにより、湯用弁体及び水用弁体のストロークを十分に確保しながら、バイアスバネ及び感温バネの伸縮量を短くすることができるので、吐出される湯水の温度を精度良く調整することができる。
加えて、本実施形態の湯水混合装置によれば、レバーが、湯用弁体及び水用弁体の下流側に配置されたバイアスバネ及び感温バネの付勢力により回動されるので、湯水が十分に混合された下流部に感温バネを配置することができると共に、単純な機構で各パイロット弁を駆動することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態の湯水混合装置によれば、湯導入孔及び水導入孔にクリーニングピンが配置されているので、湯導入孔及び水導入孔の流路面積を小さくすることができ、これにより、湯用圧力室及び水用圧力室内の急激な圧力上昇を防止して、ハンチング現象等の発生を防止することができる。また、クリーニングピンにより、湯導入孔及び水導入孔の流路面積を狭めているので、流路面積を小さくしても流路が詰まることがない。
【００５０】
また、本実施形態の湯水混合装置によれば、湯用弁体及び水用弁体がダイヤフラム式の弁体で構成されているので、各弁体が移動される際の摺動抵抗を減少させることができ、温度調節性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態による湯水混合装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による湯水混合装置の全断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 本発明の実施形態による湯水混合装置
２ 湯水混合装置本体
２ａ 中央本体部
２ｂ 湯側本体部
２ｃ 水側本体部
４ 湯供給部
６ 水供給部
８ 湯水吐出部
１０ 温度設定スピンドル
１０ａ 送り雄ネジ
１２ 湯用弁体
１２ａ 湯用圧力開放穴
１２ｂ 湯導入孔
１４ 水用弁体
１４ａ 水用圧力開放穴
１４ｂ 水導入孔
１６ 湯用パイロット弁
１８ 水用パイロット弁
２０ パイロット弁軸
２０ａ フランジ部
２２ 感温バネ（感温付勢手段）
２４ バイアスバネ（付勢手段）
２６ レバー（パイロット弁駆動機構）
２６ａ 支軸部
２６ｂ 爪部（連結部）
２８ 湯導入凹部
３０ 湯用弁座
３２ 水導入凹部
３４ 水用弁座
３６ 湯用圧力室
３８ クリーニングピン
４０ 水用圧力室
４２ クリーニングピン
４４ 感温バネ受け部材
４６ 送りネジ部材
４６ａ 送り雌ネジ
４８ バイアスバネ受け部材
５０ 支軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は湯水混合装置に関し、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に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開平８−４２７４４号公報には、湯水混合装置が記載されている。この湯水混合装置においては、本体内に摺動可能に配置された可動弁体の両側に、バイアスバネ及び感温バネが配置され、混合された湯水の温度により感温バネの付勢力が変化するように構成されている。湯水の温度に応じて感温バネの付勢力が変化することにより、この付勢力と、バイアスバネの付勢力が釣り合う位置が変化し、その位置に可動弁体が移動される。可動弁体が移動されることにより、本体内に流入する湯及び水の割合が変化し、混合される湯水の温度が変化する。これにより、混合された湯水の温度が、設定温度に維持される。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−４２７４４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、特開平８−４２７４４号公報記載の湯水混合装置においては、可動弁体がバイアスバネ及び感温バネの付勢力により駆動されるため、これらのバネを、大きな付勢力を発生できるように構成しなければならないという問題がある。即ち、可動弁体を移動させるには、可動弁体に取り付けられたＯリングによる摺動抵抗や、可動弁体に作用する水圧に打ち勝つ力で可動弁体を駆動する必要があり、これには、大きな付勢力を発生させることができるバイアスバネ及び感温バネを使用する必要がある。
【０００５】
また、大きな付勢力を発生させることができる感温バネを使用した場合には、感温バネが大型化して、その熱容量が大きくなるので、湯水混合装置に供給される湯及び水の圧力変化等、外乱に対する応答性が低下するという問題がある。
【０００６】
さらに、特開平８−４２７４４号公報記載の湯水混合装置においては、可動弁体の移動距離と、バイアスバネ及び感温バネの伸縮量は同一になる。従って、吐出流量を増大させるために可動弁体のストロークを長くすると、温度調節の精度が低下するという問題がある。
【０００７】
従って、本発明は、バイアスバネ及び感温バネが発生する付勢力が小さい場合であっても弁体を駆動することができ、吐出する湯水の温度を調節することができる湯水混合装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、弁体の十分なストロークを確保しながら、精度良く温度を調節することができる湯水混合装置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、湯用弁座及び水用弁座を備えた湯水混合装置本体と、湯用圧力開放穴及び湯導入孔が設けられ、湯用弁座の開度を変化させる湯用弁体と、湯用圧力開放穴の開度を変化させる湯用パイロット弁と、湯用圧力開放穴の開度が減少すると、湯導入孔を介して流入する湯により内部の圧力が上昇して、湯用弁体を湯用弁座に向けて押圧する湯用圧力室と、水用圧力開放穴及び水導入孔が設けられ、水用弁座の開度を変化させる水用弁体と、水用圧力開放穴の開度を変化させる水用パイロット弁と、水用圧力開放穴の開度が減少すると、水導入孔を介して流入する水により内部の圧力が上昇して、水用弁体を水用弁座に向けて押圧する水用圧力室と、湯用圧力開放穴の開度が減少されると、水用圧力開放穴の開度が増加され、湯用圧力開放穴の開度が増加されると、水用圧力開放穴の開度が減少されるように、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を駆動するパイロット弁駆動機構と、湯用圧力開放穴又は水用圧力開放穴の何れか一方の開度が減少するように、パイロット弁駆動機構を付勢する付勢手段と、湯用圧力開放穴又は水用圧力開放穴の他方の開度が減少するように、パイロット弁駆動機構を、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する感温付勢手段と、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、湯用弁体に設けられた湯用圧力開放穴の開度が湯用パイロット弁により減少されると、湯用圧力室内の圧力が上昇して湯用弁体が湯用弁座に向けて押圧される。一方、水用弁体に設けられた水用圧力開放穴の開度が水用パイロット弁により減少されると、水用圧力室内の圧力が上昇して水用弁体が水用弁座に向けて押圧される。また、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁は、パイロット弁駆動機構により、湯用圧力開放穴の開度が減少されると水用圧力開放穴の開度が増加され、湯用圧力開放穴の開度が増加されると水用圧力開放穴の開度が減少されるように駆動される。さらに、パイロット弁駆動機構は、付勢手段、及び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を発生する感温付勢手段によって付勢され、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を駆動する。
【００１０】
このように構成された本発明によれば、湯用弁体及び水用弁体が、湯用圧力室内の圧力及び水用圧力室内の圧力によって移動されるので、付勢手段及び感温付勢手段が発生する付勢力が小さい場合にも、湯用弁体及び水用弁体を駆動することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、さらに、湯用パイロット弁と水用パイロット弁とを連結するパイロット弁軸を有し、このパイロット弁軸が、その軸線方向の一方に移動されると湯用圧力開放穴の開度が減少し、軸線方向の他方に移動されると水用圧力開放穴の開度が減少する。
このように構成された本発明によれば、単純な機構で、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を、同一方向に同一距離移動させることができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、湯用弁体及び水用弁体は互いに向かい合わせて配置され、パイロット弁軸は、これら湯用弁体及び水用弁体の間に延び、移動されることにより、湯用圧力開放穴及び水用圧力開放穴の開度を変化させる。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、湯用圧力開放穴の開度が減少されたとき水用圧力開放穴の開度が増加され、湯用圧力開放穴の開度が増加されたとき水用圧力開放穴の開度が減少される機構を簡単に構成することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、パイロット弁駆動機構が、回動可能に支持された支軸部、及びパイロット弁軸に連結された連結部を備えたレバーを有し、このレバーは、付勢手段及び感温付勢手段の付勢力により支軸部を中心に回動される。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、パイロット弁軸、及びそれに連結された湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を、付勢手段及び感温付勢手段の付勢力により、単純な機構で駆動することができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、付勢手段及び感温付勢手段は、支軸部と連結部の間に付勢力を作用させる。
このように構成された本発明によれば、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁の移動距離が、レバーにより増幅されるので、湯用弁体及び水用弁体の十分なストロークを確保しながら、精度良く温度を調節することができる。
【００１７】
本発明において、好ましくは、湯導入孔及び水導入孔の内部には、クリーニングピンが配置されている。
【００１８】
このように構成された本発明によれば、湯導入孔及び水導入孔にクリーニングピンが配置されているので、湯導入孔及び水導入孔の詰まりを防止することができると共に、湯導入孔及び水導入孔の流路面積が狭められるので、湯用圧力室及び水用圧力室内の急激な圧力上昇を防止することができ、これにより、ハンチング現象等の発生を防止することができる。
【００１９】
本発明において、好ましくは、湯用弁体及び水用弁体は、ダイヤフラム式の弁体である。
このように構成された本発明によれば、湯用弁体及び水用弁体がダイヤフラム式の弁体で構成されているので、各弁体が移動される際の摺動抵抗を減少させることができ、温度調節性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の湯水混合装置によれば、バイアスバネ及び感温バネが発生する小さな付勢力によっても弁体を駆動することができ、吐出する湯水の温度を調節することができる。
また、本発明の湯水混合装置によれば、弁体の十分なストロークを確保しながら、精度良く温度を調節することができる。
【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、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による湯水混合装置の斜視図である。図２は、本実施形態による湯水混合装置の全断面図である。また、図３は、図２のIII−III線に沿う断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本発明の実施形態による湯水混合装置１は、湯水混合装置本体２と、この湯水混合装置本体２に設けられた湯供給部４と、水供給部６と、混合された湯水を吐出させる湯水吐出部８と、を有する。さらに、湯水混合装置本体２の側面には、温度設定用の温度設定スピンドル１０が設けられている。本実施形態の湯水混合装置１は、湯供給部４及び水供給部６に供給された湯及び水を湯水混合装置本体２内で混合し、温度設定スピンドル１０によって設定された温度の湯水に調節して湯水吐出部８から吐出させるように構成されている。
【００２３】
また、図２及び図３に示すように、湯水混合装置１には、湯用弁体１２と、水用弁体１４と、湯用パイロット弁１６と、水用パイロット弁１８と、これらのパイロット弁を連結するパイロット弁軸２０が内蔵されている。さらに、湯水混合装置１には、感温付勢手段である感温バネ２２と、付勢手段であるバイアスバネ２４と、これらのバネの付勢力により回動されるパイロット弁駆動機構であるレバー２６と、を有する。
【００２４】
湯水混合装置本体２は、概ね直方体状に形成されており、互いに結合された中央本体部２ａ、湯側本体部２ｂ、及び水側本体部２ｃから構成されている。中央本体部２ａの両側側面には、湯供給部４及び水供給部６が夫々形成されており、底面には湯水吐出部８が形成されている。また、中央本体部２ａの、湯側本体部２ｂとの結合面には、湯供給部４に連通した湯導入凹部２８が形成されており、その中央には、湯用弁座３０が設けられている。同様に、中央本体部２ａの、水側本体部２ｃとの結合面には、水供給部６に連通した水導入凹部３２が形成されており、その中央には、水用弁座３４が設けられている。図２に示すように、湯用弁座３０及び水用弁座３４から流入した湯及び水は、中央本体部２ａの中心部で合流して混合された後、下方に向かい、湯水吐出部８から吐出されるように構成されている。
【００２５】
湯用弁体１２は、円形のダイヤフラム式の弁体であり、中央本体部２ａに形成された湯導入凹部２８を覆うように配置され、中央本体部２ａと湯側本体部２ｂの間に挟まれて固定されている。また、湯用弁体１２は、湯側本体部２ｂに形成された圧力室形成凹部の中に、一部が受け入れられるように配置されており、この圧力室形成凹部と湯用弁体１２によって湯用圧力室３６を形成している。さらに、湯用弁体１２の中心には、湯用圧力開放穴１２ａが形成されており、この湯用圧力開放穴１２ａの中にパイロット弁軸２０の一方の端部が貫通されている。湯用圧力開放穴１２ａを貫通して湯用圧力室３６まで延びるパイロット弁軸２０の先端には、湯用パイロット弁１６が取り付けられており、湯用圧力開放穴１２ａは、この湯用パイロット弁１６によって開閉され、また、開度が変化されるように構成されている。
【００２６】
さらに、湯用弁体１２には、湯用弁体１２を貫通する湯導入孔１２ｂ（図３）が形成されている。湯導入凹部２８に流入した湯は、湯導入孔１２ｂを通って湯用圧力室３６内に流入する。従って、湯用圧力開放穴１２ａが閉鎖され、或いは湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少されている場合には、湯導入孔１２ｂを通って流入した湯により湯用圧力室３６内の圧力が上昇する。さらに、クリーニングピン３８が、湯用弁座３０の外周部に取り付けられており、湯導入孔１２ｂを貫通するように延びている。クリーニングピン３８は、湯導入孔１２ｂに異物が詰まるのを防止すると共に、湯導入孔１２ｂの流路面積を狭めている。
【００２７】
一方、水用弁体１４は、円形のダイヤフラム式の弁体であり、中央本体部２ａに形成された水導入凹部３２を覆うように配置され、中央本体部２ａと水側本体部２ｃの間に挟まれて固定されている。また、水用弁体１４は、水側本体部２ｃに形成された圧力室形成凹部の中に、一部が受け入れられるように配置されており、この圧力室形成凹部と水用弁体１４によって水用圧力室４０を形成している。さらに、水用弁体１４の中心には、水用圧力開放穴１４ａが形成されており、この水用圧力開放穴１４ａの中にパイロット弁軸２０の、湯用弁体１２とは反対側の端部が貫通されている。
【００２８】
また、水用圧力開放穴１４ａを貫通して水用圧力室４０まで延びるパイロット弁軸２０の先端には、水用パイロット弁１８が設けられており、水用圧力開放穴１４ａは、この水用パイロット弁１８によって開閉され、また、開度が変化されるように構成されている。この構造により、パイロット弁軸２０が、その軸線方向に沿って図２における右方向に移動されると、水用圧力開放穴１４ａの開度が減少すると共に、湯用圧力開放穴１２ａの開度が増大し、逆に、パイロット弁軸２０が左方向に移動されると、水用圧力開放穴１４ａの開度が増大すると共に、湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少される。
【００２９】
さらに、水用弁体１４には、水用弁体１４を貫通する水導入孔１４ｂ（図３）が形成されている。水導入凹部３２に流入した水は、水導入孔１４ｂを通って水用圧力室４０内に流入する。従って、水用圧力開放穴１４ａが閉鎖され、或いは水用圧力開放穴１４ａの開度が減少されている場合には、水導入孔１４ｂを通って流入した水により水用圧力室４０内の圧力が上昇するように構成されている。さらに、クリーニングピン４２が、水用弁座３４の外周部に取り付けられており、水導入孔１４ｂを貫通するように延びている。クリーニングピン４２は、水導入孔１４ｂに異物が詰まるのを防止すると共に、水導入孔１４ｂの流路面積を狭めている。
【００３０】
感温バネ２２は、湯水混合装置本体２内の湯用弁体１２の下方に配置された形状記憶合金製のコイルバネであり、混合された湯の温度に応じて付勢力を発生するように構成されている。また、感温バネ２２の基端は、湯側本体部２ｂに取り付けられている。さらに、感温バネ２２の先端には、感温バネ受け部材４４が取り付けられており、この感温バネ受け部材４４の先端は、レバー２６の側面に当接されている。このため、混合された湯水の温度が上昇して感温バネ２２が伸びると、感温バネ受け部材４４の先端が、レバー２６を図２における左方向に押圧し、レバー２６を反時計回りに回動させる。即ち、感温バネ２２は、湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少する方向にレバー２６を付勢している。
【００３１】
バイアスバネ２４は、湯水混合装置本体２内の水用弁体１４の下方に配置されたコイルバネであり、その基端は、送りネジ部材４６に取り付けられている。送りネジ部材４６は、段付きの円筒状の部材であり、水側本体部２ｃに摺動可能に取り付けられている。また、水側本体部２ｃの、送りネジ部材４６を受け入れている部分には、レール状の突起（図示せず）が形成されており、一方、送りネジ部材４６には、水側本体部２ｃのレール状の突起を受け入れる溝（図示せず）が形成されている。これにより、送りネジ部材４６の水側本体部２ｃに対する回転が規制されている。また、送りネジ部材４６の基端部内周には、送り雌ネジ４６ａが形成されており、この送り雌ネジ４６ａは、温度設定スピンドル１０の基端部に形成された送り雄ネジ１０ａに螺合されている。このため、温度設定スピンドル１０が回転されると、送りネジの作用により、送りネジ部材４６が水側本体部２ｃ内で摺動される。
【００３２】
また、バイアスバネ２４の先端には、バイアスバネ受け部材４８が取り付けられており、このバイアスバネ受け部材４８の先端は、レバー２６の側面に当接されている。このため、温度設定スピンドル１０を回転操作して、送りネジ部材４６を、図２における右方向に移動させると、バイアスバネ受け部材４８の先端がレバー２６を図２おける右方向に押圧し、レバー２６を時計回りに回動させる。即ち、バイアスバネ２４は、水用圧力開放穴１４ａの開度が減少する方向にレバー２６を付勢している。
【００３３】
レバー２６は、その下端の支軸部２６ａが支軸５０によって回動可能に支持された棒状の部材であり、中央本体部２ａの中心に沿って、ほぼ鉛直上方に延びている。また、レバー２６の先端には、連結部である爪部２６ｂ（図３）が形成されている。爪部２６ｂは、パイロット弁軸２０の中間部に形成されたフランジ部２０ａを受け入れることにより、レバー２６とパイロット弁軸２０を連結している。このため、レバー２６が支軸５０を中心に回動されると、パイロット弁軸２０は、概ね水平方向に摺動される。
【００３４】
また、感温バネ受け部材４４の先端及びバイアスバネ受け部材４８の先端は、レバー２６の支軸部２６ａと爪部２６ｂの間の位置で向かい合うように位置決めされ、レバー２６の両側側面に夫々当接されている。このため、レバー２６は、感温バネ２２による付勢力と、バイアスバネ２４による付勢力が釣り合う位置に回動され、これに連結されたパイロット弁軸２０を水平方向に移動させる。ここで、パイロット弁軸２０はレバー２６の先端に連結されているので、パイロット弁軸２０の移動量は、感温バネ２２及びバイアスバネ２４が伸縮される長さよりも大きくなる。
【００３５】
次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態による湯水混合装置１の作用を説明する。
まず、湯水混合装置１に供給された湯は、湯供給部４を介して湯導入凹部２８に流入し、供給された水は、水供給部６を介して水導入凹部３２に流入する。さらに、湯導入凹部２８に流入した湯は、湯用弁体１２の湯導入孔１２ｂを通って湯用圧力室３６に流入し、水導入凹部３２流入した水は、水用弁体１４の水導入孔１４ｂ通って水用圧力室４０に流入する。
【００３６】
ここで、感温バネ２２による付勢力とバイアスバネ２４による付勢力が、レバー２６がほぼ鉛直方向に向けられる位置で釣り合っている場合には、パイロット弁軸２０は、湯水混合装置本体２のほぼ中央に位置する。この状態においては、パイロット弁軸２０の一端部に取り付けられた湯用パイロット弁１６は、湯用弁体１２の湯用圧力開放穴１２ａを閉鎖していないため、湯導入孔１２ｂを通って湯用圧力室３６に流入した湯は、湯用圧力開放穴１２ａを通って流出する。従って、この状態では、湯用圧力室３６内の圧力が上昇することはない。一方、パイロット弁軸２０がほぼ中央に位置する状態においては、水用弁体１４の水用圧力開放穴１４ａも、パイロット弁軸２０の他方の端部に取り付けられた水用パイロット弁１８によって閉鎖されていないので、水用圧力室４０内の圧力が上昇することもない。
【００３７】
このため、湯用弁体１２及び水用弁体１４は、夫々、湯用弁座３０及び水用弁座３４から離座した状態に維持され、湯導入凹部２８に流入した湯は湯用弁座３０の中に流入し、水導入凹部３２に流入した水は水用弁座３４の中に流入する。なお、本実施形態においては、湯用弁体１２と湯用弁座３０の間の隙間、及び水用弁体１４と水用弁座３４の間の隙間の合計が約０．８ｍｍになるように構成されている。好ましくは、各弁体と各弁座との間の隙間の合計が、約０．４〜４ｍｍになるように構成する。湯用弁座３０及び水用弁座３４から夫々流入した湯及び水は、中央本体部２ａ内で混合され、混合された湯水は、湯水吐出部８から吐出される。なお、各弁体と各弁座との間の隙間の合計は、小さいほど温度調節性能は向上するものの十分な流量を確保することが困難になり、逆に、大きいほど流量は増加するものの、温度調節性能が低下する。
【００３８】
ここで、混合された湯水の温度が、温度設定スピンドル１０によって設定された温度よりも高い場合には、湯水混合装置本体２内に配置された感温バネ２２の付勢力が増大する。感温バネ２２の付勢力が増大すると、感温バネ２２の先端に取り付けられた感温バネ受け部材４４が、バイアスバネ２４の付勢力に抗してレバー２６を図２における左側に押圧して伸張し、レバー２６を反時計回りに回動させる。即ち、感温バネ２２の付勢力とバイアスバネ２４の付勢力が釣り合う位置が、図２における左方向に移動され、パイロット弁軸２０も左方向に水平に移動される。
【００３９】
パイロット弁軸２０が図２における左側に移動されると、パイロット弁軸２０の右側の端部に取り付けられた湯用パイロット弁１６が、湯用弁体１２の湯用圧力開放穴１２ａに接近し、湯用圧力開放穴１２ａの開度が減少する。これにより、湯用圧力室３６内の圧力が上昇され、この圧力により湯用弁体１２は図２における左方向、即ち、湯用弁座３０に接近する方向に移動される。ここで、湯用圧力室３６内の圧力は、湯が湯導入孔１２ｂを通って流入することにより上昇するが、湯導入孔１２ｂの流路面積はクリーニングピン３８によって狭められているため、湯導入孔１２ｂを介した湯の流入は緩やかなものとなる。このため、湯用圧力室３６内の圧力上昇も緩やかなものとなり、湯用弁体１２が急激に移動され、適正位置を越えて行き過ぎることにより発生するハンチング現象等が防止される。
【００４０】
湯用弁体１２が図２における左方向に移動されることにより、湯用弁体１２の湯用圧力開放穴１２ａは湯用パイロット弁１６から遠ざかるため、湯用圧力開放穴１２ａの開度が増大して湯用圧力室３６内の圧力は低下する。これにより、湯用弁体１２を湯用弁座３０に向けて押圧する力も低下して、湯用弁体１２はその位置で停止される。また、湯用弁体１２が移動された後、さらに湯用パイロット弁１６が図２における左方向に移動されると、再び湯用圧力室３６内の圧力が上昇して湯用弁体１２を左方向に移動させる。このような作用を繰り返すことにより、湯用弁体１２は、湯用圧力室３６に流入する湯の圧力により、湯用パイロット弁１６に追従するように移動される。
【００４１】
一方、水用パイロット弁１８は、パイロット弁軸２０が図２における左側に移動されると、水用弁体１４の水用圧力開放穴１４ａから遠ざかり、水用圧力開放穴１４ａの開度が増大する。これにより、水用圧力室４０内の圧力が低下し、水用弁体１４は、図２における左方向、即ち、水用弁座３４から遠ざかる方向に移動される。水用弁体１４が移動されることにより、水用弁体１４の水用圧力開放穴１４ａは、水用パイロット弁１８に近づくため、水用圧力室４０内の圧力が上昇し、水用弁体１４はその位置で停止される。水用弁体１４が移動された後、水用パイロット弁１８が更に図２における左方向に移動されると、再び、水用圧力室４０内の圧力が低下し、水用弁体１４は左方向に移動される。このような作用を繰り返すことにより、水用弁体１４は水用パイロット弁１８に追従するように移動される。
【００４２】
このように、混合された湯水の温度が設定された温度よりも高い場合には、パイロット弁軸２０が図２における左方向に移動され、その結果、湯用弁座３０の開度は減少し、水用弁座３４の開度は増大する。これにより、湯の流入量が減少し、水の流入量が増大するので、混合された湯水の温度は低下して、設定温度に接近する。この際、湯用弁体１２及び水用弁体１４は、流入する湯及び水の圧力に基づく力によって押圧され、移動される。従って、感温バネ２２及びバイアスバネ２４は、単にパイロット弁軸２０（湯用パイロット弁１６及び水用パイロット弁１８）を移動させる力を発生すれば良く、湯用弁体１２及び水用弁体１４を移動させるための大きな付勢力を発生させる必要はない。
【００４３】
逆に、混合された湯水の温度が設定された温度よりも低い場合には、感温バネ２２が発生する付勢力が減少するので、バイアスバネ２４が感温バネ２２の付勢力に抗してレバー２６を図２における時計回りに回動させた位置で両者の付勢力が釣り合うようになる。これにより、パイロット弁軸２０は、図２おける右方向に水平に移動され、湯用パイロット弁１６及び水用パイロット弁１８も右方向に移動される。上記のように、湯用弁体１２及び水用弁体１４は、湯用パイロット弁１６及び水用パイロット弁１８の移動に追従するように移動されるので、水用弁座３４の開度は減少し、湯用弁座３０の開度は増大する。これにより、混合された湯水の温度は上昇し、吐出される湯水の温度が設定温度に接近する。
【００４４】
なお、水用弁座３４の開度を減少させる水用圧力室４０内の圧力の上昇は、水が水導入孔１４ｂを通って流入することにより発生するが、水導入孔１４ｂの流路面積はクリーニングピン４２によって狭められているため、水導入孔１４ｂを介した水の流入は緩やかなものとなる。このため、水用圧力室４０内の圧力上昇も緩やかなものとなり、水用弁体１４の急激な移動によるハンチング現象等が防止される。
【００４５】
また、使用者の操作により温度設定スピンドル１０が回転され、送りネジ部材４６が図２における右方向に移動された場合には、感温バネ２２の付勢力とバイアスバネ２４の付勢力が釣り合う位置が右方向に移動される。これにより、レバー２６は図２における時計回りに回転され、パイロット弁軸２０は右方向に移動される。このパイロット弁軸２０の移動に追従して湯用弁体１２及び水用弁体１４が移動され、湯用弁座３０の開度が増大し、水用弁座３４の開度が減少する。これにより、吐出される湯水の温度が上昇する。
【００４６】
一方、温度設定スピンドル１０の回転により、送りネジ部材４６が図２における左方向に移動された場合には、レバー２６は図２における反時計回りに回転され、湯用弁座３０の開度が減少し、水用弁座３４の開度が増大して、吐出される湯水の温度が低下する。
【００４７】
本発明の実施形態の湯水混合装置によれば、バイアスバネ及び感温バネが発生する付勢力は、湯用パイロット弁及び水用パイロット弁を駆動するだけであり、湯用弁体及び水用弁体は、湯用圧力室内の圧力及び水用圧力室内の圧力によって移動される。これにより、付勢力が小さいバイアスバネ及び感温バネにより湯用弁体及び水用弁体を駆動することができる。また、バイアスバネ及び感温バネの付勢力を小さく設定できるので、これらの付勢力により、逆に、送りネジ部材が摺動されてしまい、これにより、温度設定スピンドルが回転されてしまうという誤動作を確実に防止することができる。
また、本実施形態の湯水混合装置によれば、湯用弁体及び水用弁体が、各圧力室内の圧力によって駆動されるので、各弁体が流体力の影響を受けにくく、大流量時においても良好な温度調節性能を得ることができる。
【００４８】
さらに、本実施形態の湯水混合装置によれば、レバーの先端にパイロット弁軸が連結され、支軸部と連結部の間の位置を、バイアスバネ及び感温バネによって付勢しているので、バイアスバネ及び感温バネの伸縮量が増幅されて、各パイロット弁に伝達される。これにより、湯用弁体及び水用弁体のストロークを十分に確保しながら、バイアスバネ及び感温バネの伸縮量を短くすることができるので、吐出される湯水の温度を精度良く調整することができる。
加えて、本実施形態の湯水混合装置によれば、レバーが、湯用弁体及び水用弁体の下流側に配置されたバイアスバネ及び感温バネの付勢力により回動されるので、湯水が十分に混合された下流部に感温バネを配置することができると共に、単純な機構で各パイロット弁を駆動することができる。
【００４９】
さらに、本実施形態の湯水混合装置によれば、湯導入孔及び水導入孔にクリーニングピンが配置されているので、湯導入孔及び水導入孔の流路面積を小さくすることができ、これにより、湯用圧力室及び水用圧力室内の急激な圧力上昇を防止して、ハンチング現象等の発生を防止することができる。また、クリーニングピンにより、湯導入孔及び水導入孔の流路面積を狭めているので、流路面積を小さくしても流路が詰まることがない。
【００５０】
また、本実施形態の湯水混合装置によれば、湯用弁体及び水用弁体がダイヤフラム式の弁体で構成されているので、各弁体が移動される際の摺動抵抗を減少させることができ、温度調節性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施形態による湯水混合装置の斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による湯水混合装置の全断面図である。
【図３】図２のIII−III線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１ 本発明の実施形態による湯水混合装置
２ 湯水混合装置本体
２ａ 中央本体部
２ｂ 湯側本体部
２ｃ 水側本体部
４ 湯供給部
６ 水供給部
８ 湯水吐出部
１０ 温度設定スピンドル
１０ａ 送り雄ネジ
１２ 湯用弁体
１２ａ 湯用圧力開放穴
１２ｂ 湯導入孔
１４ 水用弁体
１４ａ 水用圧力開放穴
１４ｂ 水導入孔
１６ 湯用パイロット弁
１８ 水用パイロット弁
２０ パイロット弁軸
２０ａ フランジ部
２２ 感温バネ（感温付勢手段）
２４ バイアスバネ（付勢手段）
２６ レバー（パイロット弁駆動機構）
２６ａ 支軸部
２６ｂ 爪部（連結部）
２８ 湯導入凹部
３０ 湯用弁座
３２ 水導入凹部
３４ 水用弁座
３６ 湯用圧力室
３８ クリーニングピン
４０ 水用圧力室
４２ クリーニングピン
４４ 感温バネ受け部材
４６ 送りネジ部材
４６ａ 送り雌ネジ
４８ バイアスバネ受け部材
５０ 支軸
【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、
湯用弁座及び水用弁座を備えた湯水混合装置本体と、
湯用圧力開放穴及び湯導入孔が設けられ、上記湯用弁座の開度を変化させる湯用弁体と、
上記湯用圧力開放穴の開度を変化させる湯用パイロット弁と、
上記湯用圧力開放穴の開度が減少すると、上記湯導入孔を介して流入する湯により内部の圧力が上昇して、上記湯用弁体を上記湯用弁座に向けて押圧する湯用圧力室と、
水用圧力開放穴及び水導入孔が設けられ、上記水用弁座の開度を変化させる水用弁体と、
上記水用圧力開放穴の開度を変化させる水用パイロット弁と、
上記水用圧力開放穴の開度が減少すると、上記水導入孔を介して流入する水により内部の圧力が上昇して、上記水用弁体を上記水用弁座に向けて押圧する水用圧力室と、
上記湯用圧力開放穴の開度が減少されると、上記水用圧力開放穴の開度が増加され、上記湯用圧力開放穴の開度が増加されると、上記水用圧力開放穴の開度が減少されるように、上記湯用パイロット弁及び上記水用パイロット弁を駆動するパイロット弁駆動機構と、
上記湯用圧力開放穴又は上記水用圧力開放穴の何れか一方の開度が減少するように、上記パイロット弁駆動機構を付勢する付勢手段と、
上記湯用圧力開放穴又は上記水用圧力開放穴の他方の開度が減少するように、上記パイロット弁駆動機構を、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する感温付勢手段と、
を有することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
さらに、上記湯用パイロット弁と上記水用パイロット弁とを連結するパイロット弁軸を有し、このパイロット弁軸が、その軸線方向の一方に移動されると上記湯用圧力開放穴の開度が減少し、軸線方向の他方に移動されると上記水用圧力開放穴の開度が減少する請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
上記湯用弁体及び上記水用弁体は互いに向かい合わせて配置され、上記パイロット弁軸は、これら上記湯用弁体及び上記水用弁体の間に延び、移動されることにより、上記湯用圧力開放穴及び上記水用圧力開放穴の開度を変化させる請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記パイロット弁駆動機構が、回動可能に支持された支軸部、及び上記パイロット弁軸に連結された連結部を備えたレバーを有し、このレバーは、上記付勢手段及び上記感温付勢手段の付勢力により上記支軸部を中心に回動される請求項２又は３記載の湯水混合装置。
【請求項５】
上記付勢手段及び上記感温付勢手段は、上記支軸部と上記連結部の間に付勢力を作用させる請求項４記載の湯水混合装置。
【請求項６】
上記湯導入孔及び上記水導入孔の内部には、クリーニングピンが配置されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の湯水混合装置。
【請求項７】
上記湯用弁体及び上記水用弁体が、ダイヤフラム式の弁体である請求項１乃至６の何れか１項に記載の湯水混合装置。
【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、
湯用弁座及び水用弁座を備えた湯水混合装置本体と、
湯用圧力開放穴及び湯導入孔が設けられ、上記湯用弁座の開度を変化させる湯用弁体と、
上記湯用圧力開放穴の開度を変化させる湯用パイロット弁と、
上記湯用圧力開放穴の開度が減少すると、上記湯導入孔を介して流入する湯により内部の圧力が上昇して、上記湯用弁体を上記湯用弁座に向けて押圧する湯用圧力室と、
水用圧力開放穴及び水導入孔が設けられ、上記水用弁座の開度を変化させる水用弁体と、
上記水用圧力開放穴の開度を変化させる水用パイロット弁と、
上記水用圧力開放穴の開度が減少すると、上記水導入孔を介して流入する水により内部の圧力が上昇して、上記水用弁体を上記水用弁座に向けて押圧する水用圧力室と、
上記湯用圧力開放穴の開度が減少されると、上記水用圧力開放穴の開度が増加され、上記湯用圧力開放穴の開度が増加されると、上記水用圧力開放穴の開度が減少されるように、上記湯用パイロット弁及び上記水用パイロット弁を駆動するパイロット弁駆動機構と、
上記湯用圧力開放穴又は上記水用圧力開放穴の何れか一方の開度が減少するように、上記パイロット弁駆動機構を付勢する付勢手段と、
上記湯用圧力開放穴又は上記水用圧力開放穴の他方の開度が減少するように、上記パイロット弁駆動機構を、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する感温付勢手段と、
を有することを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
さらに、上記湯用パイロット弁と上記水用パイロット弁とを連結するパイロット弁軸を有し、このパイロット弁軸が、その軸線方向の一方に移動されると上記湯用圧力開放穴の開度が減少し、軸線方向の他方に移動されると上記水用圧力開放穴の開度が減少する請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
上記湯用弁体及び上記水用弁体は互いに向かい合わせて配置され、上記パイロット弁軸は、これら上記湯用弁体及び上記水用弁体の間に延び、移動されることにより、上記湯用圧力開放穴及び上記水用圧力開放穴の開度を変化させる請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記パイロット弁駆動機構が、回動可能に支持された支軸部、及び上記パイロット弁軸に連結された連結部を備えたレバーを有し、このレバーは、上記付勢手段及び上記感温付勢手段の付勢力により上記支軸部を中心に回動される請求項２又は３記載の湯水混合装置。
【請求項５】
上記付勢手段及び上記感温付勢手段は、上記支軸部と上記連結部の間に付勢力を作用させる請求項４記載の湯水混合装置。
【請求項６】
上記湯導入孔及び上記水導入孔の内部には、クリーニングピンが配置されている請求項１乃至５の何れか１項に記載の湯水混合装置。
【請求項７】
上記湯用弁体及び上記水用弁体が、ダイヤフラム式の弁体である請求項１乃至６の何れか１項に記載の湯水混合装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００８−２４８９６１（Ｐ２００８−２４８９６１Ａ）
【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２００７−８８５９８（Ｐ２００７−８８５９８）
【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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