湯水混合装置
【課題】装置を小型化すると共に、湯水の混合を促進させて正確な温調性能を確保することができる湯水混合装置を提供する。
【解決手段】本発明の湯水混合装置１は、湯流入口３６及び水流入口３８から流入した湯及び水を混合して適温に調整するための通水路７０と、この通水路内で適温に調整した湯水が吐出される吐出口４４と、を備えた湯水混合装置本体２２と、この湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、湯及び水の流量を変化させる主弁体３２と、この主弁体を所定方向に摺動させるように付勢するバイアスばね３４と、このバイアスばねの付勢方向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水の温度に応じて付勢力を変化させる感温ばね３５と、を有し、湯水混合装置本体の通水路は、主弁体と感温素子との間に形成され且つ通水路の上流側の湯及び水を感温ばねの中心軸から偏心した一部の領域に寄せ集めて導くように形成されている。
【解決手段】本発明の湯水混合装置１は、湯流入口３６及び水流入口３８から流入した湯及び水を混合して適温に調整するための通水路７０と、この通水路内で適温に調整した湯水が吐出される吐出口４４と、を備えた湯水混合装置本体２２と、この湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、湯及び水の流量を変化させる主弁体３２と、この主弁体を所定方向に摺動させるように付勢するバイアスばね３４と、このバイアスばねの付勢方向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水の温度に応じて付勢力を変化させる感温ばね３５と、を有し、湯水混合装置本体の通水路は、主弁体と感温素子との間に形成され且つ通水路の上流側の湯及び水を感温ばねの中心軸から偏心した一部の領域に寄せ集めて導くように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯水混合装置に係わり、特に、供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置として、形状記憶合金等により形成された感温ばねや熱を加えると膨張する充填物（ワックスエレメント）等によって構成される感温素子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ものが知られている。
【０００３】
このような従来の湯水混合装置に用いられている感温素子は、この感温素子に供給される湯水の温度を感知して作動するようになっているが、湯水の混合が不完全な状態で感温素子に供給されると、感温素子の応答性が不安定になったり、感温素子において要求される所定の付勢力が得にくくなり、この感温素子に付勢される主弁体の動作も不正確になるため、正確な温調性能が得られなくなるという問題がある。
【０００４】
また、例えば、特許文献１に記載されている湯水混合装置においては、湯水が混合される混合室に設けられた感温ばねの内腔が円柱状体又は円筒状体に保持されており、混合室内に流入した湯と水によって混合された混合水が感温ばねの外周側を通過することにより、感温ばねが混合水の温度に応じて作動するようになっている。
さらに、例えば、特許文献２に記載されている湯水混合装置においては、主弁体の下流側に摺動可能に配置された感温ばねガイド部材の内部に感温ばねが配置されており、主弁体の内部を通過した湯水は、感温ばねガイド部材の主弁体側の端部の中央部から感温ばねの内周側を通過して吐出口に向って流れるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８２４３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４８９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の湯水混合装置においては、取り扱う湯水の最大流量が比較的大きい流量（例えば、３０ｌ／ｍｉｎ）で使用されるシャワー水栓等に適用する場合には、シャワー水栓自体の大きさが大きいため、シャワー水栓の内部で湯水を混合させるための充分な空間を確保することが容易であるため、満足な温調性能が得られるが、特に、取り扱う湯水の最大流量が比較的小さい流量（例えば、５ｌ／ｍｉｎ）で使用される手洗い洗面台の自動水栓等に適用する場合には、自動水栓の大きさがシャワー水栓の大きさよりもコンパクトに設計されているため、湯水を混合させるために必要な空間を確保することが難しく、シャワー水栓に比べて湯水の流量も少ないため、十分な湯水の混合が得られにくいという問題がある。
また、自動水栓の湯水混合装置による湯水の混合が困難になると、感温素子において要求される所定の付勢力が得にくくなり、この感温素子に付勢される主弁体の動作も不正確になるため、正確な温調性能が得られなくなるという問題もある。
したがって、このような比較的小さい流量の湯水を扱う自動水栓に湯水混合装置を適用する場合には、いかに湯水混合装置を小型化すると共に、この小型化した装置内で効率よく湯水を混合させて、十分に混合された湯水を感温素子に供給することが、正確な温調性能を確保する上でも重要な課題となっている。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、装置を小型化すると共に、湯水の混合を促進させて正確な温調性能を確保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】
上記の目的を達成するために、本発明は、供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置であって、湯及び水のそれぞれが流入する湯流入口及び水流入口と、これらの流入口のそれぞれから流入した湯及び水を混合して適温に調整するための通水路と、この通水路内で適温に調整した湯水が吐出される吐出口と、を備えた湯水混合装置本体と、この湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動することにより、上記湯流入口と上記水流入口の開度を変化させ、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、この付勢手段の付勢方向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水の温度に応じて付勢力を変化させる感温素子と、を有し、上記湯水混合装置本体の通水路は、上記主弁体と上記感温素子との間に形成され且つ上記通水路の上流側の湯及び水を上記感温素子の中心軸から偏心した一部の領域に寄せ集めて導くように形成されていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、主弁体と感温素子との間の狭い有効スペースを利用して形成された通水路がこの上流側の湯及び水を感温素子の一部の領域に寄せ集めて導くように形成されていることにより、湯水混合装置本体を小型化することができる。また、通水路によって寄せ集めて導かれ、十分に混合された状態の湯水が感温素子に供給されるため、湯水の温度に応じた感温素子及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、上記湯水混合装置本体の通水路は、その下流側端部が上記感温素子の側面の一部の領域に差し向けられている。
このように構成された本発明においては、通水路の下流側端部から感温素子の一部の領域に供給される湯水の流れによる水圧が、感温素子の側面の一部の領域に差し向けられていることにより、感温素子の軸方向の動作に対して及ぼす影響が抑制されるため、温調性能の低下を抑制することができる。この結果、湯水の温度に応じた感温素子及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記感温素子は、感温ばねであり、上記通水路の下流側端部は、上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている。
このように構成された本発明においては、通水路内で十分に混合されて適温に調整された湯水が通水路の下流側端部において感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられるため、例えば、感温ばねの軸方向対して垂直な面内にある湯水を積極的に攪拌し、より混合を促進した状態で感温ばねに接触させることにより、湯水の温度に対する感温ばねの応答性を向上させることができる。この結果、湯水の温度に応じた感温ばね及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記感温ばねの内周側及び外周側には、上記通水路の下流側端部から上記感温ばねに供給された湯水を上記湯水混合装置本体の吐出口に通水させる流路がそれぞれ形成されている。
このように構成された本発明においては、感温ばねの内周側及び外周側には、通水路の下流側端部から感温ばねに供給された湯水を湯水混合装置本体の吐出口に通水させる流路がそれぞれ形成されていることにより、通水路の下流側端部から供給された湯水が感温ばねに接触する面積を増やすことができるため、湯水の温度に対する感温ばねの応答性を向上させることができ、湯水の温度に応じた感温ばね及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、更に、上記感温ばねの外周部を主弁体側から覆うように設けられた感温ばねガイド部材を有し、この感温ばねガイド部材の外周の一部には、その主弁体側の端部から軸方向下流側に所定距離延びた凹溝が形成され、上記凹溝は、この凹溝と対向する上記湯水混合装置本体の内周部分と共に上記通水路を形成し、上記凹溝の下流側端部が上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている。
このように構成された本発明においては、主弁体と感温ばねとの間の狭い有効スペースを利用して感温ばねの外周部を主弁体側から覆うように感温ばねガイド部材を設け、この感温ばねガイド部材の外周の一部に形成された凹溝の下流側端部を感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けることにより、湯水混合装置本体を小型化することができる。また、主弁体から感温ばねに至る通水路（凹溝）内で湯及び水が混合されるのに十分な流路長さを確保することができる。さらに、通水路（凹溝）の下流側端部から感温ばねに供給される湯水の流れによる水圧が、感温ばねの外周側から内周側に向けて作用することにより、感温ばねの軸方向の動作に及ぼす影響が抑制されるため、温調性能の低下を抑制することができる。また、通水路（凹溝）内で十分に混合されて適温に調整された湯水を通水路（凹溝）の下流側端部から感温ばねの外周部を経て感温ばねの内周部にかけて確実に供給することができ、湯水の温度に対する感温ばねの応答性を向上させることができる。この結果、湯水の温度に応じた感温ばね及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の湯水混合装置によれば、装置を小型化すると共に、湯水の混合を促進させて正確な温調性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による湯水混合装置が内蔵された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装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による湯水混合装置の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による湯水混合装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態による湯水混合装置の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による湯水混合装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による湯水混合装置が内蔵された湯水混合水栓全体を示す斜視図であり、図２は本発明の第１実施形態による湯水混合装置の断面図である。また、図３は本発明の第１実施形態による湯水混合装置の断面図であり、図４は本発明の第１実施形態による湯水混合装置の分解斜視図である。
【００１６】
まず、図１に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による湯水混合装置を示し、この湯水混合装置１は、手洗い用の洗面台２に設けられた自動水栓である湯水混合水栓４の水栓本体６に内蔵されている。
つぎに、水栓本体６には、吐水口８に隣接した位置に人感センサー１０が配置されており、使用者が吐水口８の下方付近に手指を差し出すと、人感センサー１０がこれを検知し、水栓本体６内の湯水混合装置１の上方に内蔵されている電磁弁１２が、水栓本体６に内蔵されているコントローラ１４の制御によって自動的に開弁し、湯供給管１６及び水供給管１８のそれぞれから湯水混合装置１に供給されて湯及び水が、湯水混合装置１の内部で適宜混合されて所望の温度の湯に調節された後、吐水口８から吐水されるようになっている。
また、人感センサー１０が検知しなくなると、コントローラ１４の制御によって電磁弁１２が自動的に閉弁し、止水されるようになっている。
【００１７】
さらに、湯水混合水栓４の水洗本体６の右側面には、湯温調節用ダイヤル２０が取り付けられ、この湯温調節用ダイヤル２０は、湯水混合装置１の各主要部品を収容する湯水混合装置本体２２から軸方向外側に突出する送りねじ２４に取り付けられている。湯温調節用ダイヤル２０を回すことにより湯水混合装置１を操作し、吐水口８から吐水される湯水の温度を適温に調節することができるようになっている。
【００１８】
つぎに、図２〜図４に示すように、湯水混合装置１は、第１本体部材２６及びこの第１本体部材２６に取り付けられる第２本体部材２８を備えた湯水混合装置本体２２と、湯温調節用ダイヤル２０に連結される送りねじ２４と、この送りねじ２４に螺合され、送りねじ２４が回転されると第１本体部材２６内で摺動する摺動部材３０を有する。
【００１９】
また、湯水混合装置１は、第１本体部材２６の内部に移動可能に配置された主弁体３２と、この主弁体３２を図３における左方向に付勢する付勢手段であるバイアスばね３４と、このバイアスばね３４とは反対方向の図３における右方向に主弁体３２を付勢する感温素子である感温ばね３５を有し、感温ばね３５として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、第１本体部材２６は、ほぼ円筒状の形態であり、湯を流入させるための湯流入口３６及び水を流入させるための水流入口３８がそれぞれ円周方向に設けられている。
また、湯導入口３６の図３における右側の端面は、主弁体３２と当接する湯側シート面４０として形成されている。
さらに、第１本体部材２６の外側には、湯導入口３６及び水流入口３８を覆うように、円筒状のフィルター３７、３９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１の湯水混合装置本体２２内に流入するのを防止している。
【００２１】
第２本体部材２８は、ほぼ円筒状の形態であり、第２本体部材２８の図３における左側の端面は、主弁体３２と当接する水側シート面４２として形成されている。
また、第２本体部材２８の水側シート面４２とは反対側の端部には、湯水混合装置本体２２内で混合された湯を流出させる複数の吐出口４４が形成されている。
【００２２】
送りねじ２４は、第１本体部材２６の内部に回転可能に配置されている。送りねじ２４の一方の端部には、湯温調節用ダイヤル２０が取り付けられるスプライン部４６が形成され、他方の端部には、摺動部材３０と螺合される送り雄ねじ部４８が形成されている。
【００２３】
摺動部材３０は、ほぼ円筒形の形態であり、第１本体部材２６の内部に摺動可能に配置されている。また、摺動部材３０の外側には、軸線方向の溝５０が形成されており、この溝５０が、第１本体部材２６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３０の第１本体部材２６に対する回転が拘束されている。
さらに、摺動部材３０の内側には、送りねじ２４の送り雄ねじ部４８と螺合される送り雌ねじ部５２が形成されている。これにより、送りねじ２４を回転させると、摺動部材３０は第１本体部材２６の軸線方向に摺動されるようになっている。
【００２４】
主弁体３２は、ほぼ円筒状の円筒部５４と、この円筒部５４の内壁から内方に延びて円筒部５４の内部に軸方向に延びる複数の流路を形成する仕切り部５６を備えている。
また、主弁体３２の円筒部５４の両端には、湯側シート面４０と当接する湯側シート部５８と、水側シート面４２と当接する水側シート部６０がそれぞれ形成されている。
【００２５】
さらに、図３に示すように、弾性シール部材であるＯリング６２が、主弁体３２の円筒部５４の外周に配置されている。このＯリング６２は、主弁体３２の円筒部５４と第１本体部材２６の内壁面との間に位置し、湯水混合装置本体２２内に流入した湯及び水が主弁体３２の外側で混合されるのを防止している。
【００２６】
また、図３に示すように、主弁体３２の内部と摺動部材３０との間には、コイル形状のバイアスばね３４の内周側に挿入されている軸部材６４と、この軸部材６４に固定され、バイアスばね３４の両端側を保持するばね押え金具６６が配置されている。両側のばね押え金具６６の間に挟まれたバイアスばね３４は、予め圧縮された状態で第１本体部材２６の内部に配置されており、摺動部材３０がばね押え金具６６に当接すると、主弁体３２を、図３における左方向に付勢するようになっている。
【００２７】
さらに、図３に示すように、主弁体３２の左側には、感温ばね３５の外周部を主弁体側から覆うように設けられた感温ばねガイド部材６８が、第２本体部材２８の内部に摺動可能に配置されている。
【００２８】
図５は、本発明の第１実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
図３〜図５に示すように、感温ばねガイド部材６８は、ほぼ円筒状の部材であり、感温ばね３５の主弁体側端部を保持すると共に、主弁体３２の下流側の湯及び水を、感温ばねガイド部材６８を迂回させると共に感温ばね３５の外周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導く通水路７０を形成している。
【００２９】
また、感温ばねガイド部材６８の図３における右側の主弁体側端部７４の中央部には、主弁体３２の突出部７２が挿入可能な挿入穴７６が形成され、この主弁体３２の突出部７２の基端に形成される段部７８が感温ばねガイド部材６８の端部７４に当接すると、主弁体３２の突出部７２が感温ばねガイド部材６８の挿入穴７６を貫いて、感温ばね３５の内周部に挿入され、感温ばね３５が感温ばねガイド部材６８を介して主弁体３２を図３における右方向に付勢するようになっている。
【００３０】
さらに、感温ばねガイド部材６８の外周部の一部には、主弁体側端部７４から感温ばねガイド部材６８の軸方向下流側に向けて所定距離延びて、外周部から内周部に向けて凹んだ凹溝８０が形成されている。
すなわち、感温ばねガイド部材６８の凹溝８０は、主弁体３２、感温ばねガイド部材６８及び感温ばね３５のそれぞれの中心軸から偏心した位置に配置され、この凹溝８０と対向する第２本体部材２８の内周面によって、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材６８及び感温ばね３５の外周側の一部の領域に寄せ集めることにより、湯水を混合させて感温ばね３５に導く通水路７０として機能するようになっている。
【００３１】
また、凹溝８０の下流側端部に形成される開口８２は、通水路７０内を通過して混合された湯水が感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けられている。
【００３２】
さらに、感温ばね３５の内周側のスペースには、通水路７０の開口７０から感温ばね３５に供給された湯水を湯水混合装置本体２２の各吐出口４４に向けて通水させる内周側流路８４が形成されている。
また、感温ばね３５の外周部と感温ばねガイド部材６８の内壁面との間のスペースにも、通水路７０の開口７０から感温ばね３５に供給された湯水を湯水混合装置本体２２の各吐出口４４に向けて通水させる外周側流路８６が形成されている。
【００３３】
つぎに、図１〜図５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、湯水混合水栓４の使用者は、湯温調節用ダイヤル２０を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用ダイヤル２０を最低温度に設定した場合には、摺動部材３０は図３における右端に位置される。この状態では、図３に示すように、摺動部材３０がばね押え金具６６から離間するのでバイアスばね３４による付勢力は作用せず、主弁体３２の湯側シート部５８は、感温ばね３５の付勢力により湯側シート面４０に当接される。すなわち、湯水混合装置本体２２内には、水流入口３８から水のみが流入できる状態となる。
【００３４】
つぎに、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用ダイヤル２０を操作して送りねじ２４を回転させると、摺動部材３０は図３における左方向に移動され、摺動部材３０はばね押え金具６６と当接する。これにより、バイアスばね３４による付勢力も主弁体３２に作用するようになり、主弁体３２は、バイアスばね３４の付勢力と感温ばね３５の付勢力が釣り合う位置に移動される。
【００３５】
湯温調節用ダイヤル２０を設定した後、使用者が吐水口８の下方付近に手指を差し出すと、人感センサー１０がこれを検知し、水栓本体６内の電磁弁１２が、コントローラ１４の制御によって自動的に開弁し、湯供給管１６及び水供給管１８のそれぞれから湯水混合装置１に供給されて湯及び水が、湯水混合装置１の内部で適宜混合されて所望の温度の湯に調節された後、吐水口８からの吐水が開始される。
【００３６】
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３７を介して湯導入口３６に流入し、水供給脚６から導入された水は、フィルター３９を介して水流入口３８に流入する。湯導入口３６から流入した湯は主弁体３２の湯側シート部５８と湯側シート面４０の間を通って湯水混合装置本体２２内部に流入し、水流入口３８から流入した水は主弁体３２の水側シート部６０と水側シート面４２の間を通って湯水混合装置本体２２内部に流入する。
【００３７】
湯流入口３６から湯水混合装置本体２２に流入した湯は、主弁体３２の円筒部５４の中を通って、図３における左方向に流れる。
また、水流入口３８から湯水混合装置本体２２に流入した水は、主弁体３２と感温ばねガイド部材６８との間の狭いスペース内の水圧により、感温ばねガイド部材６８の外周の一部に形成された通水路７０内に導かれるように流れ込む。
さらに、この通水路７０内に流れ込んだ水は、円筒部５４の中を通過して通水路７０内に流れ込んだ湯と狭い通水路７０に寄せ集められるように導かれて強制的に混合され、この混合湯水が通水路７０の開口８２において感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けられて吐出される。
【００３８】
さらに、通水路７０の開口８２から感温ばね３５に向けて吐出された混合湯水は、内周側流路８４及び外周側流路８６を通過することにより、感温ばね３５の内周側及び外周側や感温ばね３５のばね素線同士の隙間をまんべんなく流れ、感温ばね３５の表面全体に熱を伝えながら、湯水混合装置本体２２の各吐出口４４から吐出される。この際、通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５に供給される湯水の流れによる水圧が、感温ばね３５の外周側から内周側に向けて作用し、感温ばね３５の軸方向の動作に及ぼす影響が抑制される。
【００３９】
また、感温ばね３５を流れる湯水の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね３５は伸びるように作用するので、感温ばね３５による付勢力が増大する。これにより、感温ばね３５による付勢力とバイアスばね３４による付勢力が釣り合う位置が図３における右側に移動し、主弁体３２は右方向に移動される。
この結果、湯側シート部５８と湯側シート面４０の間の距離は短くなり、水側シート部６０と水側シート面４２の間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体２２に流入する水の割合が増大し、吐出される湯水の温度が低下する。
逆に、感温ばね３５を流れる湯水の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね３５による付勢力は減少し、主弁体３２は図３における左方向に移動されて、吐出される湯水の温度が上昇する。
これらの作用により、湯水混合水栓４の吐水口８から吐出される湯水の温度が、設定温度に調節される。
【００４０】
上述した本発明の第１実施形態の湯水混合装置１によれば、主弁体３２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材６８の外周の一部に形成された通水路７０内に流入させ、感温ばねガイド部材６８の外周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導くことにより、通水路７０内で湯水の混合を促進させ、十分に混合させた状態の湯水を感温ばね３５に導くことができ、適温に調整した湯が湯水混合装置本体２２の吐出口４４から吐出させることができる。また、主弁体３２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材６８の外周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導く通水路７０を形成することにより、湯水混合装置本体２２を小型化することができる。
【００４１】
また、本実施形態の湯水混合装置１によれば、主弁体３２から感温ばね３５に至る通水路７０について、感温ばねガイド部材６８を迂回させるように感温ばねガイド部材６８の外周の一部に形成し、通水路７０の下流側端部の開口８２を感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けることにより、通水路７０内で湯及び水が混合されるのに十分な流路長さを確保することができ、湯水の混合を促進させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態の湯水混合装置１によれば、通水路７０を通過して十分に混合された状態の湯水が感温ばね３５に供給された後、感温ばね３５の周囲で攪拌されやすくなるため、湯水混合装置本体２２の吐出口４４から吐出させる湯水の混合を促進させることができる。
【００４３】
また、本実施形態の湯水混合装置１によれば、主弁体３２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して通水路７０の下流側端部の開口８２を感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けることにより、通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５に供給される湯水の流れによる圧力が、感温ばね３５の外周側から内周側に向けて作用し、感温ばね３５の軸方向の付勢力に及ぼす影響が抑制されるため、感温ばね３５の軸方向の動作が不安定になることによる温調性能の低下を抑制することができる。また、通水路７０内で十分に混合されて適温に調整された湯水を通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５の外周部を経て感温ばね３５の内周部にかけて確実に供給することができ、湯水の温度に対する感温ばね３５の応答性を向上させることができるため、湯水の温度に応じた感温ばね３５及び主弁体３２の正確な動作を実現し、湯水混合装置１の正確な温調性能を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態の湯水混合装置１によれば、通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５に供給された混合湯水を湯水混合装置本体２２の吐出口４４に通水させる流路８４，８６が感温ばね３５の内周側及び外周側の双方にそれぞれ形成されていることにより、通水路７０の下流側端部の開口８２から供給された混合湯水が感温ばね３５の内周側及び外周側や感温ばね３５のばね素線同士の隙間をまんべんなく流れて感温ばね３５に接触する面積を増やすことができるため、湯水の温度に対する感温ばね３５の付勢力の応答性を向上させることができ、湯水の温度に応じた感温ばね３５及び主弁体３２の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００４５】
つぎに、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態による湯水混合装置を説明する。
図６は本発明の第２実施形態による湯水混合装置の断面図であり、図７は本発明の第２実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
ここで、本発明の第２実施形態による湯水混合装置においては、内蔵されている感温ばねガイド部材の構成とこれらの周辺の一部の構成が上述した第１実施形態とは異なっている。
したがって、本発明の第２実施形態では、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同一の構成については同一の符号を付し、これらの説明は省略する。
【００４６】
図６及び図７に示すように、本発明の第２実施形態による湯水混合装置１００の感温ばねガイド部材１０２は、湯水混合水栓装置本体２２の第２本体部材２８内に摺動可能に配置されており、ほぼ円筒状の円筒部１０４と、この円筒部１０４の図６における右側に位置する主弁体側端部に形成された突縁部１０６を備えている。
また、感温ばねガイド部材１０２の円筒部１０４の突縁部１０６側の一部には、開口１０８が形成され、感温ばねガイド部材１０２の図６における右側から突縁部１０６の内周側を経て円筒部１０４の開口１０８にかけて通水路１１０が形成されている。
【００４７】
このように構成された本発明の第２実施形態による湯水混合装置１００においては、湯流入口３６から湯水混合装置本体２２に流入した湯は、主弁体１１２の円筒部１１４の中を通って通水路１１０内に流入し、水流入口３８から湯水混合装置本体２２に流入した水は、主弁体１１２と感温ばねガイド部材１０２との間の狭いスペース内の水圧により、感温ばねガイド部材１０２の内周部に形成された通水路１１０内に導かれるように流れ込む。
また、この通水路１１０内に流れ込んだ水は、主弁体１１２の円筒部１１４の中を通過して通水路１１０内に流れ込んだ湯と狭い通水路１１０内で強制的に混合され、この混合湯水が通水路１１０の開口１０８において感温ばね３５の内周側から外周側に向けて差し向けられて吐出される。
【００４８】
さらに、通水路１１０の開口１０８から感温ばね３５に向けて吐出された混合湯水は、内周側流路８４及び外周側流路８６を通過することにより、感温ばね３５の内周側及び外周側や感温ばね３５のばね素線同士の隙間をまんべんなく流れ、湯水混合装置本体２２の各吐出口４４から吐出される。この際、通水路１１０の開口１０８から感温ばね３５に供給される湯水の流れによる圧力が、感温ばね３５の内周側から外周側に向けて作用し、感温ばね３５の軸方向の動作に及ぼす影響が抑制される。
【００４９】
上述した本発明の第２実施形態の湯水混合装置１００によれば、主弁体１１２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体１１２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材１０２の内周の一部に形成された通水路１１０内に流入させ、感温ばねガイド部材１０２の内周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導くことにより、通水路１１０内での湯水の混合を促進させ、十分に混合させた状態の湯水を感温ばね３５に導くことができ、適温に調整された湯を湯水混合装置本体２２の吐出口４４から吐出させることができる。また、主弁体１１２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材１０２の内周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導く通水路１１０を形成することにより、湯水混合装置本体２２を小型化することができる。さらに、通水路１１０を通過して十分に混合された状態の湯水が感温ばね３５に供給されるため、湯水の温度に応じた感温ばね３５及び主弁体１１２の正確な動作を実現し、湯水混合装置１００の正確な温調性能を確保することができる。
【００５０】
なお、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による湯水混合装置においては、感温素子に用いられる感温ばね３５として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している例について説明したが、この感温ばね３５の代わりに、熱を加えると膨張する充填物（ワックスエレメント）のような感温素子を使用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１ 湯水混合装置
２ 洗面台
４ 湯水混合水栓
６ 水栓本体
８ 吐水口
１０ 人感センサー
１２ 電磁弁
１４ コントローラ
１６ 湯供給管
１８ 水供給管
２０ 湯温調節用ダイヤル
２２ 湯水混合装置本体
２４ 送りねじ
２６ 第１本体部材
２８ 第２本体部材
３０ 摺動部材
３２ 主弁体
３４ バイアスばね
３５ 感温ばね
３６ 湯流入口
３７ フィルター
３８ 水流入口
３９ フィルター
４０ 湯側シート面
４２ 水側シート面
４４ 吐出口
４６ スプライン部
４８ 送り雄ねじ部
５０ 溝
５２ 送り雌ねじ部
５４ 円筒部
５６ 仕切り部
５８ 湯側シート部
６０ 水側シート部
６２ Ｏリング
６４ 軸部材
６６ ばね押え金具
６８ 感温ばねガイド部材
７０ 通水路
７２ 突出部
７４ 感温ばねガイド部材の主弁体側端部
７６ 挿入穴
７８ 段部
８０ 凹溝
８２ 開口
８４ 内周側流路
８６ 外周側流路
１００ 湯水混合装置
１０２ 感温ばねガイド部材
１０４ 円筒部
１０６ 突縁部
１０８ 開口
１１０ 通水路
１１２ 主弁体
１１４ 円筒部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、湯水混合装置に係わり、特に、供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置として、形状記憶合金等により形成された感温ばねや熱を加えると膨張する充填物（ワックスエレメント）等によって構成される感温素子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ものが知られている。
【０００３】
このような従来の湯水混合装置に用いられている感温素子は、この感温素子に供給される湯水の温度を感知して作動するようになっているが、湯水の混合が不完全な状態で感温素子に供給されると、感温素子の応答性が不安定になったり、感温素子において要求される所定の付勢力が得にくくなり、この感温素子に付勢される主弁体の動作も不正確になるため、正確な温調性能が得られなくなるという問題がある。
【０００４】
また、例えば、特許文献１に記載されている湯水混合装置においては、湯水が混合される混合室に設けられた感温ばねの内腔が円柱状体又は円筒状体に保持されており、混合室内に流入した湯と水によって混合された混合水が感温ばねの外周側を通過することにより、感温ばねが混合水の温度に応じて作動するようになっている。
さらに、例えば、特許文献２に記載されている湯水混合装置においては、主弁体の下流側に摺動可能に配置された感温ばねガイド部材の内部に感温ばねが配置されており、主弁体の内部を通過した湯水は、感温ばねガイド部材の主弁体側の端部の中央部から感温ばねの内周側を通過して吐出口に向って流れるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−９８２４３号公報
【特許文献２】特開２００８−２４８９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１及び特許文献２に記載されている従来の湯水混合装置においては、取り扱う湯水の最大流量が比較的大きい流量（例えば、３０ｌ／ｍｉｎ）で使用されるシャワー水栓等に適用する場合には、シャワー水栓自体の大きさが大きいため、シャワー水栓の内部で湯水を混合させるための充分な空間を確保することが容易であるため、満足な温調性能が得られるが、特に、取り扱う湯水の最大流量が比較的小さい流量（例えば、５ｌ／ｍｉｎ）で使用される手洗い洗面台の自動水栓等に適用する場合には、自動水栓の大きさがシャワー水栓の大きさよりもコンパクトに設計されているため、湯水を混合させるために必要な空間を確保することが難しく、シャワー水栓に比べて湯水の流量も少ないため、十分な湯水の混合が得られにくいという問題がある。
また、自動水栓の湯水混合装置による湯水の混合が困難になると、感温素子において要求される所定の付勢力が得にくくなり、この感温素子に付勢される主弁体の動作も不正確になるため、正確な温調性能が得られなくなるという問題もある。
したがって、このような比較的小さい流量の湯水を扱う自動水栓に湯水混合装置を適用する場合には、いかに湯水混合装置を小型化すると共に、この小型化した装置内で効率よく湯水を混合させて、十分に混合された湯水を感温素子に供給することが、正確な温調性能を確保する上でも重要な課題となっている。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、装置を小型化すると共に、湯水の混合を促進させて正確な温調性能を確保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】
上記の目的を達成するために、本発明は、供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置であって、湯及び水のそれぞれが流入する湯流入口及び水流入口と、これらの流入口のそれぞれから流入した湯及び水を混合して適温に調整するための通水路と、この通水路内で適温に調整した湯水が吐出される吐出口と、を備えた湯水混合装置本体と、この湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動することにより、上記湯流入口と上記水流入口の開度を変化させ、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、この付勢手段の付勢方向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水の温度に応じて付勢力を変化させる感温素子と、を有し、上記湯水混合装置本体の通水路は、上記主弁体と上記感温素子との間に形成され且つ上記通水路の上流側の湯及び水を上記感温素子の中心軸から偏心した一部の領域に寄せ集めて導くように形成されていることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、主弁体と感温素子との間の狭い有効スペースを利用して形成された通水路がこの上流側の湯及び水を感温素子の一部の領域に寄せ集めて導くように形成されていることにより、湯水混合装置本体を小型化することができる。また、通水路によって寄せ集めて導かれ、十分に混合された状態の湯水が感温素子に供給されるため、湯水の温度に応じた感温素子及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【０００９】
本発明において、好ましくは、上記湯水混合装置本体の通水路は、その下流側端部が上記感温素子の側面の一部の領域に差し向けられている。
このように構成された本発明においては、通水路の下流側端部から感温素子の一部の領域に供給される湯水の流れによる水圧が、感温素子の側面の一部の領域に差し向けられていることにより、感温素子の軸方向の動作に対して及ぼす影響が抑制されるため、温調性能の低下を抑制することができる。この結果、湯水の温度に応じた感温素子及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００１０】
本発明において、好ましくは、上記感温素子は、感温ばねであり、上記通水路の下流側端部は、上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている。
このように構成された本発明においては、通水路内で十分に混合されて適温に調整された湯水が通水路の下流側端部において感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられるため、例えば、感温ばねの軸方向対して垂直な面内にある湯水を積極的に攪拌し、より混合を促進した状態で感温ばねに接触させることにより、湯水の温度に対する感温ばねの応答性を向上させることができる。この結果、湯水の温度に応じた感温ばね及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記感温ばねの内周側及び外周側には、上記通水路の下流側端部から上記感温ばねに供給された湯水を上記湯水混合装置本体の吐出口に通水させる流路がそれぞれ形成されている。
このように構成された本発明においては、感温ばねの内周側及び外周側には、通水路の下流側端部から感温ばねに供給された湯水を湯水混合装置本体の吐出口に通水させる流路がそれぞれ形成されていることにより、通水路の下流側端部から供給された湯水が感温ばねに接触する面積を増やすことができるため、湯水の温度に対する感温ばねの応答性を向上させることができ、湯水の温度に応じた感温ばね及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、更に、上記感温ばねの外周部を主弁体側から覆うように設けられた感温ばねガイド部材を有し、この感温ばねガイド部材の外周の一部には、その主弁体側の端部から軸方向下流側に所定距離延びた凹溝が形成され、上記凹溝は、この凹溝と対向する上記湯水混合装置本体の内周部分と共に上記通水路を形成し、上記凹溝の下流側端部が上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている。
このように構成された本発明においては、主弁体と感温ばねとの間の狭い有効スペースを利用して感温ばねの外周部を主弁体側から覆うように感温ばねガイド部材を設け、この感温ばねガイド部材の外周の一部に形成された凹溝の下流側端部を感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けることにより、湯水混合装置本体を小型化することができる。また、主弁体から感温ばねに至る通水路（凹溝）内で湯及び水が混合されるのに十分な流路長さを確保することができる。さらに、通水路（凹溝）の下流側端部から感温ばねに供給される湯水の流れによる水圧が、感温ばねの外周側から内周側に向けて作用することにより、感温ばねの軸方向の動作に及ぼす影響が抑制されるため、温調性能の低下を抑制することができる。また、通水路（凹溝）内で十分に混合されて適温に調整された湯水を通水路（凹溝）の下流側端部から感温ばねの外周部を経て感温ばねの内周部にかけて確実に供給することができ、湯水の温度に対する感温ばねの応答性を向上させることができる。この結果、湯水の温度に応じた感温ばね及び主弁体の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の湯水混合装置によれば、装置を小型化すると共に、湯水の混合を促進させて正確な温調性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による湯水混合装置が内蔵された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装置の斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態による湯水混合装置の断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態による湯水混合装置の分解斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態による湯水混合装置の断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、添付図面により、本発明の第１実施形態による湯水混合装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による湯水混合装置が内蔵された湯水混合水栓全体を示す斜視図であり、図２は本発明の第１実施形態による湯水混合装置の断面図である。また、図３は本発明の第１実施形態による湯水混合装置の断面図であり、図４は本発明の第１実施形態による湯水混合装置の分解斜視図である。
【００１６】
まず、図１に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による湯水混合装置を示し、この湯水混合装置１は、手洗い用の洗面台２に設けられた自動水栓である湯水混合水栓４の水栓本体６に内蔵されている。
つぎに、水栓本体６には、吐水口８に隣接した位置に人感センサー１０が配置されており、使用者が吐水口８の下方付近に手指を差し出すと、人感センサー１０がこれを検知し、水栓本体６内の湯水混合装置１の上方に内蔵されている電磁弁１２が、水栓本体６に内蔵されているコントローラ１４の制御によって自動的に開弁し、湯供給管１６及び水供給管１８のそれぞれから湯水混合装置１に供給されて湯及び水が、湯水混合装置１の内部で適宜混合されて所望の温度の湯に調節された後、吐水口８から吐水されるようになっている。
また、人感センサー１０が検知しなくなると、コントローラ１４の制御によって電磁弁１２が自動的に閉弁し、止水されるようになっている。
【００１７】
さらに、湯水混合水栓４の水洗本体６の右側面には、湯温調節用ダイヤル２０が取り付けられ、この湯温調節用ダイヤル２０は、湯水混合装置１の各主要部品を収容する湯水混合装置本体２２から軸方向外側に突出する送りねじ２４に取り付けられている。湯温調節用ダイヤル２０を回すことにより湯水混合装置１を操作し、吐水口８から吐水される湯水の温度を適温に調節することができるようになっている。
【００１８】
つぎに、図２〜図４に示すように、湯水混合装置１は、第１本体部材２６及びこの第１本体部材２６に取り付けられる第２本体部材２８を備えた湯水混合装置本体２２と、湯温調節用ダイヤル２０に連結される送りねじ２４と、この送りねじ２４に螺合され、送りねじ２４が回転されると第１本体部材２６内で摺動する摺動部材３０を有する。
【００１９】
また、湯水混合装置１は、第１本体部材２６の内部に移動可能に配置された主弁体３２と、この主弁体３２を図３における左方向に付勢する付勢手段であるバイアスばね３４と、このバイアスばね３４とは反対方向の図３における右方向に主弁体３２を付勢する感温素子である感温ばね３５を有し、感温ばね３５として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している。
【００２０】
図３及び図４に示すように、第１本体部材２６は、ほぼ円筒状の形態であり、湯を流入させるための湯流入口３６及び水を流入させるための水流入口３８がそれぞれ円周方向に設けられている。
また、湯導入口３６の図３における右側の端面は、主弁体３２と当接する湯側シート面４０として形成されている。
さらに、第１本体部材２６の外側には、湯導入口３６及び水流入口３８を覆うように、円筒状のフィルター３７、３９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１の湯水混合装置本体２２内に流入するのを防止している。
【００２１】
第２本体部材２８は、ほぼ円筒状の形態であり、第２本体部材２８の図３における左側の端面は、主弁体３２と当接する水側シート面４２として形成されている。
また、第２本体部材２８の水側シート面４２とは反対側の端部には、湯水混合装置本体２２内で混合された湯を流出させる複数の吐出口４４が形成されている。
【００２２】
送りねじ２４は、第１本体部材２６の内部に回転可能に配置されている。送りねじ２４の一方の端部には、湯温調節用ダイヤル２０が取り付けられるスプライン部４６が形成され、他方の端部には、摺動部材３０と螺合される送り雄ねじ部４８が形成されている。
【００２３】
摺動部材３０は、ほぼ円筒形の形態であり、第１本体部材２６の内部に摺動可能に配置されている。また、摺動部材３０の外側には、軸線方向の溝５０が形成されており、この溝５０が、第１本体部材２６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３０の第１本体部材２６に対する回転が拘束されている。
さらに、摺動部材３０の内側には、送りねじ２４の送り雄ねじ部４８と螺合される送り雌ねじ部５２が形成されている。これにより、送りねじ２４を回転させると、摺動部材３０は第１本体部材２６の軸線方向に摺動されるようになっている。
【００２４】
主弁体３２は、ほぼ円筒状の円筒部５４と、この円筒部５４の内壁から内方に延びて円筒部５４の内部に軸方向に延びる複数の流路を形成する仕切り部５６を備えている。
また、主弁体３２の円筒部５４の両端には、湯側シート面４０と当接する湯側シート部５８と、水側シート面４２と当接する水側シート部６０がそれぞれ形成されている。
【００２５】
さらに、図３に示すように、弾性シール部材であるＯリング６２が、主弁体３２の円筒部５４の外周に配置されている。このＯリング６２は、主弁体３２の円筒部５４と第１本体部材２６の内壁面との間に位置し、湯水混合装置本体２２内に流入した湯及び水が主弁体３２の外側で混合されるのを防止している。
【００２６】
また、図３に示すように、主弁体３２の内部と摺動部材３０との間には、コイル形状のバイアスばね３４の内周側に挿入されている軸部材６４と、この軸部材６４に固定され、バイアスばね３４の両端側を保持するばね押え金具６６が配置されている。両側のばね押え金具６６の間に挟まれたバイアスばね３４は、予め圧縮された状態で第１本体部材２６の内部に配置されており、摺動部材３０がばね押え金具６６に当接すると、主弁体３２を、図３における左方向に付勢するようになっている。
【００２７】
さらに、図３に示すように、主弁体３２の左側には、感温ばね３５の外周部を主弁体側から覆うように設けられた感温ばねガイド部材６８が、第２本体部材２８の内部に摺動可能に配置されている。
【００２８】
図５は、本発明の第１実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
図３〜図５に示すように、感温ばねガイド部材６８は、ほぼ円筒状の部材であり、感温ばね３５の主弁体側端部を保持すると共に、主弁体３２の下流側の湯及び水を、感温ばねガイド部材６８を迂回させると共に感温ばね３５の外周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導く通水路７０を形成している。
【００２９】
また、感温ばねガイド部材６８の図３における右側の主弁体側端部７４の中央部には、主弁体３２の突出部７２が挿入可能な挿入穴７６が形成され、この主弁体３２の突出部７２の基端に形成される段部７８が感温ばねガイド部材６８の端部７４に当接すると、主弁体３２の突出部７２が感温ばねガイド部材６８の挿入穴７６を貫いて、感温ばね３５の内周部に挿入され、感温ばね３５が感温ばねガイド部材６８を介して主弁体３２を図３における右方向に付勢するようになっている。
【００３０】
さらに、感温ばねガイド部材６８の外周部の一部には、主弁体側端部７４から感温ばねガイド部材６８の軸方向下流側に向けて所定距離延びて、外周部から内周部に向けて凹んだ凹溝８０が形成されている。
すなわち、感温ばねガイド部材６８の凹溝８０は、主弁体３２、感温ばねガイド部材６８及び感温ばね３５のそれぞれの中心軸から偏心した位置に配置され、この凹溝８０と対向する第２本体部材２８の内周面によって、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材６８及び感温ばね３５の外周側の一部の領域に寄せ集めることにより、湯水を混合させて感温ばね３５に導く通水路７０として機能するようになっている。
【００３１】
また、凹溝８０の下流側端部に形成される開口８２は、通水路７０内を通過して混合された湯水が感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けられている。
【００３２】
さらに、感温ばね３５の内周側のスペースには、通水路７０の開口７０から感温ばね３５に供給された湯水を湯水混合装置本体２２の各吐出口４４に向けて通水させる内周側流路８４が形成されている。
また、感温ばね３５の外周部と感温ばねガイド部材６８の内壁面との間のスペースにも、通水路７０の開口７０から感温ばね３５に供給された湯水を湯水混合装置本体２２の各吐出口４４に向けて通水させる外周側流路８６が形成されている。
【００３３】
つぎに、図１〜図５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、湯水混合水栓４の使用者は、湯温調節用ダイヤル２０を所望の温度に設定する。ここで、湯温調節用ダイヤル２０を最低温度に設定した場合には、摺動部材３０は図３における右端に位置される。この状態では、図３に示すように、摺動部材３０がばね押え金具６６から離間するのでバイアスばね３４による付勢力は作用せず、主弁体３２の湯側シート部５８は、感温ばね３５の付勢力により湯側シート面４０に当接される。すなわち、湯水混合装置本体２２内には、水流入口３８から水のみが流入できる状態となる。
【００３４】
つぎに、使用者が設定温度を上昇させるために、湯温調節用ダイヤル２０を操作して送りねじ２４を回転させると、摺動部材３０は図３における左方向に移動され、摺動部材３０はばね押え金具６６と当接する。これにより、バイアスばね３４による付勢力も主弁体３２に作用するようになり、主弁体３２は、バイアスばね３４の付勢力と感温ばね３５の付勢力が釣り合う位置に移動される。
【００３５】
湯温調節用ダイヤル２０を設定した後、使用者が吐水口８の下方付近に手指を差し出すと、人感センサー１０がこれを検知し、水栓本体６内の電磁弁１２が、コントローラ１４の制御によって自動的に開弁し、湯供給管１６及び水供給管１８のそれぞれから湯水混合装置１に供給されて湯及び水が、湯水混合装置１の内部で適宜混合されて所望の温度の湯に調節された後、吐水口８からの吐水が開始される。
【００３６】
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３７を介して湯導入口３６に流入し、水供給脚６から導入された水は、フィルター３９を介して水流入口３８に流入する。湯導入口３６から流入した湯は主弁体３２の湯側シート部５８と湯側シート面４０の間を通って湯水混合装置本体２２内部に流入し、水流入口３８から流入した水は主弁体３２の水側シート部６０と水側シート面４２の間を通って湯水混合装置本体２２内部に流入する。
【００３７】
湯流入口３６から湯水混合装置本体２２に流入した湯は、主弁体３２の円筒部５４の中を通って、図３における左方向に流れる。
また、水流入口３８から湯水混合装置本体２２に流入した水は、主弁体３２と感温ばねガイド部材６８との間の狭いスペース内の水圧により、感温ばねガイド部材６８の外周の一部に形成された通水路７０内に導かれるように流れ込む。
さらに、この通水路７０内に流れ込んだ水は、円筒部５４の中を通過して通水路７０内に流れ込んだ湯と狭い通水路７０に寄せ集められるように導かれて強制的に混合され、この混合湯水が通水路７０の開口８２において感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けられて吐出される。
【００３８】
さらに、通水路７０の開口８２から感温ばね３５に向けて吐出された混合湯水は、内周側流路８４及び外周側流路８６を通過することにより、感温ばね３５の内周側及び外周側や感温ばね３５のばね素線同士の隙間をまんべんなく流れ、感温ばね３５の表面全体に熱を伝えながら、湯水混合装置本体２２の各吐出口４４から吐出される。この際、通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５に供給される湯水の流れによる水圧が、感温ばね３５の外周側から内周側に向けて作用し、感温ばね３５の軸方向の動作に及ぼす影響が抑制される。
【００３９】
また、感温ばね３５を流れる湯水の温度が設定温度よりも高い場合には、感温ばね３５は伸びるように作用するので、感温ばね３５による付勢力が増大する。これにより、感温ばね３５による付勢力とバイアスばね３４による付勢力が釣り合う位置が図３における右側に移動し、主弁体３２は右方向に移動される。
この結果、湯側シート部５８と湯側シート面４０の間の距離は短くなり、水側シート部６０と水側シート面４２の間の距離は長くなるので、湯水混合装置本体２２に流入する水の割合が増大し、吐出される湯水の温度が低下する。
逆に、感温ばね３５を流れる湯水の温度が設定温度よりも低い場合には、感温ばね３５による付勢力は減少し、主弁体３２は図３における左方向に移動されて、吐出される湯水の温度が上昇する。
これらの作用により、湯水混合水栓４の吐水口８から吐出される湯水の温度が、設定温度に調節される。
【００４０】
上述した本発明の第１実施形態の湯水混合装置１によれば、主弁体３２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材６８の外周の一部に形成された通水路７０内に流入させ、感温ばねガイド部材６８の外周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導くことにより、通水路７０内で湯水の混合を促進させ、十分に混合させた状態の湯水を感温ばね３５に導くことができ、適温に調整した湯が湯水混合装置本体２２の吐出口４４から吐出させることができる。また、主弁体３２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材６８の外周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導く通水路７０を形成することにより、湯水混合装置本体２２を小型化することができる。
【００４１】
また、本実施形態の湯水混合装置１によれば、主弁体３２から感温ばね３５に至る通水路７０について、感温ばねガイド部材６８を迂回させるように感温ばねガイド部材６８の外周の一部に形成し、通水路７０の下流側端部の開口８２を感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けることにより、通水路７０内で湯及び水が混合されるのに十分な流路長さを確保することができ、湯水の混合を促進させることができる。
【００４２】
さらに、本実施形態の湯水混合装置１によれば、通水路７０を通過して十分に混合された状態の湯水が感温ばね３５に供給された後、感温ばね３５の周囲で攪拌されやすくなるため、湯水混合装置本体２２の吐出口４４から吐出させる湯水の混合を促進させることができる。
【００４３】
また、本実施形態の湯水混合装置１によれば、主弁体３２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して通水路７０の下流側端部の開口８２を感温ばね３５の外周側から内周側に向けて差し向けることにより、通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５に供給される湯水の流れによる圧力が、感温ばね３５の外周側から内周側に向けて作用し、感温ばね３５の軸方向の付勢力に及ぼす影響が抑制されるため、感温ばね３５の軸方向の動作が不安定になることによる温調性能の低下を抑制することができる。また、通水路７０内で十分に混合されて適温に調整された湯水を通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５の外周部を経て感温ばね３５の内周部にかけて確実に供給することができ、湯水の温度に対する感温ばね３５の応答性を向上させることができるため、湯水の温度に応じた感温ばね３５及び主弁体３２の正確な動作を実現し、湯水混合装置１の正確な温調性能を確保することができる。
【００４４】
また、本実施形態の湯水混合装置１によれば、通水路７０の下流側端部の開口８２から感温ばね３５に供給された混合湯水を湯水混合装置本体２２の吐出口４４に通水させる流路８４，８６が感温ばね３５の内周側及び外周側の双方にそれぞれ形成されていることにより、通水路７０の下流側端部の開口８２から供給された混合湯水が感温ばね３５の内周側及び外周側や感温ばね３５のばね素線同士の隙間をまんべんなく流れて感温ばね３５に接触する面積を増やすことができるため、湯水の温度に対する感温ばね３５の付勢力の応答性を向上させることができ、湯水の温度に応じた感温ばね３５及び主弁体３２の正確な動作を実現し、正確な温調性能を確保することができる。
【００４５】
つぎに、図６及び図７を参照して、本発明の第２実施形態による湯水混合装置を説明する。
図６は本発明の第２実施形態による湯水混合装置の断面図であり、図７は本発明の第２実施形態による湯水混合装置に内蔵された感温ばねガイド部材の斜視図である。
ここで、本発明の第２実施形態による湯水混合装置においては、内蔵されている感温ばねガイド部材の構成とこれらの周辺の一部の構成が上述した第１実施形態とは異なっている。
したがって、本発明の第２実施形態では、第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同一の構成については同一の符号を付し、これらの説明は省略する。
【００４６】
図６及び図７に示すように、本発明の第２実施形態による湯水混合装置１００の感温ばねガイド部材１０２は、湯水混合水栓装置本体２２の第２本体部材２８内に摺動可能に配置されており、ほぼ円筒状の円筒部１０４と、この円筒部１０４の図６における右側に位置する主弁体側端部に形成された突縁部１０６を備えている。
また、感温ばねガイド部材１０２の円筒部１０４の突縁部１０６側の一部には、開口１０８が形成され、感温ばねガイド部材１０２の図６における右側から突縁部１０６の内周側を経て円筒部１０４の開口１０８にかけて通水路１１０が形成されている。
【００４７】
このように構成された本発明の第２実施形態による湯水混合装置１００においては、湯流入口３６から湯水混合装置本体２２に流入した湯は、主弁体１１２の円筒部１１４の中を通って通水路１１０内に流入し、水流入口３８から湯水混合装置本体２２に流入した水は、主弁体１１２と感温ばねガイド部材１０２との間の狭いスペース内の水圧により、感温ばねガイド部材１０２の内周部に形成された通水路１１０内に導かれるように流れ込む。
また、この通水路１１０内に流れ込んだ水は、主弁体１１２の円筒部１１４の中を通過して通水路１１０内に流れ込んだ湯と狭い通水路１１０内で強制的に混合され、この混合湯水が通水路１１０の開口１０８において感温ばね３５の内周側から外周側に向けて差し向けられて吐出される。
【００４８】
さらに、通水路１１０の開口１０８から感温ばね３５に向けて吐出された混合湯水は、内周側流路８４及び外周側流路８６を通過することにより、感温ばね３５の内周側及び外周側や感温ばね３５のばね素線同士の隙間をまんべんなく流れ、湯水混合装置本体２２の各吐出口４４から吐出される。この際、通水路１１０の開口１０８から感温ばね３５に供給される湯水の流れによる圧力が、感温ばね３５の内周側から外周側に向けて作用し、感温ばね３５の軸方向の動作に及ぼす影響が抑制される。
【００４９】
上述した本発明の第２実施形態の湯水混合装置１００によれば、主弁体１１２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体１１２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材１０２の内周の一部に形成された通水路１１０内に流入させ、感温ばねガイド部材１０２の内周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導くことにより、通水路１１０内での湯水の混合を促進させ、十分に混合させた状態の湯水を感温ばね３５に導くことができ、適温に調整された湯を湯水混合装置本体２２の吐出口４４から吐出させることができる。また、主弁体１１２と感温ばね３５との間の狭い有効スペースを利用して、主弁体３２の下流側の湯及び水を感温ばねガイド部材１０２の内周側の一部の領域に寄せ集めて感温ばね３５に導く通水路１１０を形成することにより、湯水混合装置本体２２を小型化することができる。さらに、通水路１１０を通過して十分に混合された状態の湯水が感温ばね３５に供給されるため、湯水の温度に応じた感温ばね３５及び主弁体１１２の正確な動作を実現し、湯水混合装置１００の正確な温調性能を確保することができる。
【００５０】
なお、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態による湯水混合装置においては、感温素子に用いられる感温ばね３５として、形状記憶合金製のコイルばねを使用している例について説明したが、この感温ばね３５の代わりに、熱を加えると膨張する充填物（ワックスエレメント）のような感温素子を使用してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１ 湯水混合装置
２ 洗面台
４ 湯水混合水栓
６ 水栓本体
８ 吐水口
１０ 人感センサー
１２ 電磁弁
１４ コントローラ
１６ 湯供給管
１８ 水供給管
２０ 湯温調節用ダイヤル
２２ 湯水混合装置本体
２４ 送りねじ
２６ 第１本体部材
２８ 第２本体部材
３０ 摺動部材
３２ 主弁体
３４ バイアスばね
３５ 感温ばね
３６ 湯流入口
３７ フィルター
３８ 水流入口
３９ フィルター
４０ 湯側シート面
４２ 水側シート面
４４ 吐出口
４６ スプライン部
４８ 送り雄ねじ部
５０ 溝
５２ 送り雌ねじ部
５４ 円筒部
５６ 仕切り部
５８ 湯側シート部
６０ 水側シート部
６２ Ｏリング
６４ 軸部材
６６ ばね押え金具
６８ 感温ばねガイド部材
７０ 通水路
７２ 突出部
７４ 感温ばねガイド部材の主弁体側端部
７６ 挿入穴
７８ 段部
８０ 凹溝
８２ 開口
８４ 内周側流路
８６ 外周側流路
１００ 湯水混合装置
１０２ 感温ばねガイド部材
１０４ 円筒部
１０６ 突縁部
１０８ 開口
１１０ 通水路
１１２ 主弁体
１１４ 円筒部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された湯及び水を混合し、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置であって、
湯及び水のそれぞれが流入する湯流入口及び水流入口と、これらの流入口のそれぞれから流入した湯及び水を混合して適温に調整するための通水路と、この通水路内で適温に調整した湯水が吐出される吐出口と、を備えた湯水混合装置本体と、
この湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動することにより、上記湯流入口と上記水流入口の開度を変化させ、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、
この付勢手段の付勢方向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水の温度に応じて付勢力を変化させる感温素子と、を有し、
上記湯水混合装置本体の通水路は、上記主弁体と上記感温素子との間に形成され且つ上記通水路の上流側の湯及び水を上記感温素子の中心軸から偏心した一部の領域に寄せ集めて導くように形成されていることを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
上記湯水混合装置本体の通水路は、その下流側端部が上記感温素子の側面の一部の領域に差し向けられている請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
上記感温素子は、感温ばねであり、上記通水路の下流側端部は、上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記感温ばねの内周側及び外周側には、上記通水路の下流側端部から上記感温ばねに供給された湯水を上記湯水混合装置本体の吐出口に通水させる流路がそれぞれ形成されている請求項３記載の湯水混合装置。
【請求項５】
更に、上記感温ばねの外周部を主弁体側から覆うように設けられた感温ばねガイド部材を有し、この感温ばねガイド部材の外周の一部には、その主弁体側の端部から軸方向下流側に所定距離延びた凹溝が形成され、上記凹溝は、この凹溝と対向する上記湯水混合装置本体の内周部分と共に上記通水路を形成し、上記凹溝の下流側端部が上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている請求項３又は４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、適温に調整した湯水を吐出させる湯水混合装置であって、
湯及び水のそれぞれが流入する湯流入口及び水流入口と、これらの流入口のそれぞれから流入した湯及び水を混合して適温に調整するための通水路と、この通水路内で適温に調整した湯水が吐出される吐出口と、を備えた湯水混合装置本体と、
この湯水混合装置本体の内部に摺動可能に配置され、摺動することにより、上記湯流入口と上記水流入口の開度を変化させ、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、
この付勢手段の付勢方向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水の温度に応じて付勢力を変化させる感温素子と、を有し、
上記湯水混合装置本体の通水路は、上記主弁体と上記感温素子との間に形成され且つ上記通水路の上流側の湯及び水を上記感温素子の中心軸から偏心した一部の領域に寄せ集めて導くように形成されていることを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
上記湯水混合装置本体の通水路は、その下流側端部が上記感温素子の側面の一部の領域に差し向けられている請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
上記感温素子は、感温ばねであり、上記通水路の下流側端部は、上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている請求項２記載の湯水混合装置。
【請求項４】
上記感温ばねの内周側及び外周側には、上記通水路の下流側端部から上記感温ばねに供給された湯水を上記湯水混合装置本体の吐出口に通水させる流路がそれぞれ形成されている請求項３記載の湯水混合装置。
【請求項５】
更に、上記感温ばねの外周部を主弁体側から覆うように設けられた感温ばねガイド部材を有し、この感温ばねガイド部材の外周の一部には、その主弁体側の端部から軸方向下流側に所定距離延びた凹溝が形成され、上記凹溝は、この凹溝と対向する上記湯水混合装置本体の内周部分と共に上記通水路を形成し、上記凹溝の下流側端部が上記感温ばねの外周側から内周側に向けて差し向けられている請求項３又は４に記載の湯水混合装置。
【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２０１２−５７７７９（Ｐ２０１２−５７７７９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４５１４（Ｐ２０１０−２０４５１４）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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