JP2008128277A - 自動温度調節機能付の湯水混合弁 - Google Patents
自動温度調節機能付の湯水混合弁 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】水流入口25及び湯流入口28と、水弁40及び湯弁42の開度を変化させて水と湯の流入量の比率を変化させる混合弁38と、混合弁38を移動させて混合水の温度を設定温度に自動調節する形状記憶合金製の主感温ばね70と、逆方向に付勢するバイアスばね68とを有する自動温度調節機能付の湯水混合弁10において、断水時に設定温度よりも高温の湯のみが湯流入口28から流入したときに、弁ケース12内の湯との接触によりバイアスばね68の付勢力を打ち消す方向に伸び、主感温ばね70を補助して湯弁42を閉弁させる力を発生させる補助感温ばね80を、断水用の補助感温体として設けておく。
【選択図】 図1
Description
図7はその具体例を示している。
206は軸方向に離隔して設けられた水弁208,湯弁210及びそれらを軸方向に連繋する連繋部212を備えた混合弁で、弁ケース204内に軸方向に移動可能に設けられている。
弁ケース204には、これら水弁208,湯弁210の間の位置において、水弁208,湯弁210に各対応して水側弁座214,湯側弁座216が設けられており、それらに対し水弁208,湯弁210がそれぞれ当接するようになっている。
ここで混合室222は、湯流入口202に対し水流入口200とは軸方向の反対側に形成されている。
即ち、水流入口200から流入した水の流れが、下流側の湯流入口202からの湯の流れとともに、更に下流側の混合室222へと流れるようになっている。
水流入口200を通じて流入した水は、この内部通路228を通じて図中左向きに流れ、混合室222へと到る。
具体的には、湯弁210が全閉、水弁208が全開状態の下で回転操作軸230を回転(正方向回転)操作すると、第1バイアスばね218,第2バイアスばね220の付勢力が強まって混合弁206が図中左方向にシフトさせられる。
そしてそのシフトした状態において第1バイアスばね218,第2バイアスばね220による左向きの付勢力と、感温ばね224による右向きの付勢力とが釣合った状態となり、その状態で水流入口200及び湯流入口202から流入する水と湯の混合水の温度が変動すると、これに伴って感温ばね224が付勢力を増減させ、感温ばね224が軸方向の伸縮を伴って混合弁206を左右方向に微動させる。これにより混合水の温度が設定温度に維持される。
而して断水時に湯弁210を閉じるための付勢力が弱いと、吐水部から高温の湯が多量に出てしまう危険性がある。
またこのようなワックスの膨張収縮を利用した感温体の場合、断水が生じれば自動的に湯弁を閉じる特性を有しており、主感温体として形状記憶合金製の感温ばねを用いた場合の問題点を有しないものである。
ここで補助感温体は、主感温体としての感温ばねの自動温調動作に影響を及ぼさないものとなしておくことが望ましい。
これに対して補助感温体としての感温ばねは、変態温度域の中心が40℃よりも高温のもの、例えば80℃であるようなもの、つまり80℃を中心としてその前後の温度で付勢力が最も大きく変化するような高温の動作温度特性を有するものを用いることができる。
この請求項3によれば、補助感温体としての感温ばねの配置位置の選択の自由度が高い利点が得られる。
この場合において、感温ばねとしては水の温度よりも高温側で動作するものであれば、任意の動作温度域を有するものを用いることができる(請求項8)。
図1において、10は本実施形態の自動温度調節機能付(サーモスタット式)の湯水混合弁で、12は弁ケースである。
弁ケース12は、図中中央部の円筒形状をなす第1部材12-1と、図中右端側の円筒形状をなす第2部材12-2と、左端側のばね受けを兼ねたキャップ状の第3部材12-3とを有している。
ここで第1部材12-1と第2部材12-2とは、ねじ結合されており、そしてそれらの間がOリング14にて水密にシールされている。
一方第3部材12-3は、図中右端に係止爪13を有し、その係止爪13が第1部材12-1の係止孔15に係止されることで、かかる第1部材12-1に組み付けられている。
この回転操作軸16は、弁ケース12の内部に円筒部18を有している。また中間部に弁ケース12の嵌合孔20に回転可能に嵌合する嵌合軸部22を有し、更に図中右端側に弁ケース12から突き出したハンドル連結部24を有している。
尚、嵌合軸部22と嵌合孔20との間はOリング14にて水密にシールされている。
水流入口25から流入した水の流れは、水流入室30を経て図中左向きに流れ、そしてその下流側で湯流入口28から流入した湯の流れが湯流入室32を経て水の流れとともに混合室34に流れ込み、そこで水と湯とが混合されて、その混合水が流出部36から吐水部に向けて流出する。
混合弁38は、軸方向に離隔して設けられた水弁40,湯弁42及びそれらを軸方向に連繋する連繋部44を有している。ここで水弁40と湯弁42との外周面にはシール部材46が装着され、それらシール部材46にて水弁40と弁ケース12との間、及び湯弁42と弁ケース12との間が水密にシールされている。
詳しくは、図2に示しているように連繋部44は全体として十字状をなすように中心部から放射状に延びる複数(ここでは4つ)の板状のアーム48と、これらアーム48から軸方向に突き出した円筒部50とを一体に有している。
ここで各アーム48は湯弁42の内側に形成されており、そしてこのアーム48から円筒部50が湯弁42より軸方向に突き出す状態で設けられている。
円筒部50の内周面には雌ねじ部56が形成されており、そこに弁軸58の先端部に形成された雄ねじ部60がねじ込まれている。
即ちこれら雌ねじ部56と雄ねじ部60及び押え部62とによって、水弁40が連繋部44に対して強固に組付固定されている。
従って回転操作軸16を回転操作すると、これら雌ねじ部69と雄ねじ部72との螺合によるねじ送り作用で、進退部材71が図中左右方向に進退移動させられる。
そしてこのストッパリング77と、円筒形状をなすばね受け74の図中左端の内向き且つ環状の鍔状部83との間に、上記のバイアスばね68が介装されている。
バイアスばね68は、水弁40に軸方向に当接するばね受け74を介して混合弁38に対し、その付勢力を図中左向きに及ぼしている。
このばね受け74は、係合部76が進退部材71のストッパ部78に当接することで軸方向位置が規制され、進退部材71から抜け防止される。
尚、上記弁軸58の図中右端部には大径の頭部81が設けられている。この頭部81は、ストッパリング77の内径よりも大径である。
この補助感温ばね80は図中左端をばね受けとしての弁ケース12の第3部材12-3の底部に当接させ、また右端を混合弁38の湯弁42に当接させている。
但しこの実施形態において主感温ばね70は図3(B)に示すPを動作温度域とし(厳密には主動作温度域。以下同じ)、また補助感温ばね80は図3(A)に示すPを動作温度域とするものである。
ここでは補助感温ばね80は、低温側のマルテンサイト相から高温側のオーステナイト相への変態温度域のほぼ中心温度が80℃となるように調整されている。
従って補助感温ばね80は、この80℃を中心とした前後の温度域で付勢力が直線的に最も大きく変化する。
また回転操作軸16を逆方向に回転操作すると、進退部材71が図中右向きに後退移動させられて、バイアスばね68が伸びる方向に変位し、混合弁38に対する図中左向きの付勢力を弱くする。
この場合には、混合水温度が、主感温ばね70の動作温度域の高温側では補助感温ばね80の付勢力の増大が付加されることとなる。
この実施形態では、上記実施形態と異なって水流入口25に続く水流入室30の内部に形状記憶合金製の補助感温ばね(補助感温体)82が配置されている。
ここで補助感温ばね82は、図中右端を水弁40に当接させ、また左端を弁ケース12側に当接させている。詳しくは、弁ケース12に一体又は別体に構成されて弁ケース12に固設された当接部84に当接させている。
ここで図3(C)のものは、変態温度域の中心温度が約20℃のものであり、従って図3(C)に示すものは20℃を中心とした前後の温度域で変態に伴う付勢力をほぼ直線的に最大に変化させる。
このため混合弁38は、その感温ばね82で生じた強い力により図中右向きに移動して湯弁42を閉弁させ、湯流入口28から引き続き高温の湯が流入するのを防止する。
尚、図4の湯水混合弁において他の構成については基本的に図1に示したものと同様であり、符号のみを示して詳しい説明は省略する。
この例は、第1バイアスばね68-1と第2バイアスばね68-2とによって混合弁38を図中左向きに付勢するようにし、またそれら第1バイアスばね68-1,第2バイアスばね68-2を内部に収容する弁ケース12内のばね収容室86内に形状記憶合金製の補助感温ばね(補助感温体)88を配置した例である。
尚第1バイアスばね68-1は、ばね受け74に対し図中右端を当接させ、また第2バイアスばね68-2は、図中左端をばね受け74に当接させている。
そして何れの場合においても、通常時においては混合弁38に対してこれを閉弁させるための力を発生させることはない。
即ち通常時においては主感温ばね70による混合弁38の位置制御、即ち温度制御には影響を与えない。
これにより湯弁42が閉弁し、吐水部から高温の湯が流出し続けるのが防止される。
尚、この図5の実施形態においても湯水混合弁の基本的な構成は図1及び図4に示したものと同様であり、対応する部分に符号のみを示して詳しい説明は省略する。
この例は、水と湯との流入口の図中左右方向の位置が、上記実施形態とは逆の位置となっており、湯流入口28からの湯の流れが、その下流側の水流入口25からの水の流れとともに、更に下流側の混合室34へと流れ込む。
この混合弁38には、バイアスばね68の図中左端と主感温ばね70の図中右端とが当接させられており、それらによる逆向きの付勢力が混合弁38に直接及ぼされている。
ここで補助感温ばね92は、図中右端を混合弁38に当接させ、また図中左端を弁ケース12における第3部材12-3に当接させている。
そこでこの実施形態では、補助感温ばね92が混合室34内の混合水と通常時に接触しないように、第3部材12-3に円環状に軸方向に立ち上がる仕切壁94が設けられ、その仕切壁94の外周側に補助感温ばね92が配設されている。
従って補助感温ばね92は、水流入口25から水が流入する通常時においては、仕切壁94の働きによって混合室34内の混合水と接触することはない。
進退部材71の外周面には、軸方向に延びる係合突条100が設けられ、また一方弁ケース12の内周面には対応する軸方向の係合溝102が形成されており、それら係合突条100と係合溝102とが軸方向に摺動可能に係合させられている。
上記バイアスばね68は、図中右端がこの進退部材71に当接させられ、その付勢力を混合弁38に対し図中左向きに及ぼしている。
ここにおいて湯流入口28からの湯の流入が遮断され、吐水部から高温の湯が吐水されるのが防止される。
12 弁ケース
25 水流入口
28 湯流入口
30 水流入室
32 湯流入室
34 混合室
38 混合弁
40 水弁
42 湯弁
68 バイアスばね
70 主感温ばね
80,82,88,92 補助感温ばね
86 ばね収容室
94 仕切壁
Claims (8)
- (a)弁ケースに設けられた水流入口及び湯流入口と、(b)該水流入口に対応した水弁及び該湯流入口に対応した湯弁を有し、該弁ケースの内部に移動可能に設けられて、それら水弁及び湯弁の開度を互いに逆の関係で大きく又は小さく変化させて水と湯の流入量の比率を変化させる混合弁と、(c)前記湯弁の開度を小、前記水弁の開度を大とする方向に前記混合弁に付勢力を及ぼし、且つ混合水の温度の上昇及び低下に応じて該付勢力を強く及び弱く変化させて、該付勢力の変化により前記混合弁を移動させて該混合水の温度を設定温度に自動調節する主感温体としての形状記憶合金製の感温ばねと、(d)該混合弁を該感温ばねとは逆方向に付勢するバイアスばねと、を有する自動温度調節機能付の湯水混合弁において
前記水流入口への水の供給が無くなって前記設定温度よりも高温の湯のみが前記湯流入口から流入したときに、前記弁ケース内の湯との接触により前記バイアスばねの付勢力を打ち消す方向に伸び、前記感温ばねを補助して前記湯弁を閉弁させる力を発生させる補助感温体を、該感温ばね及び前記バイアスばねとは別に断水用の補助感温体として設けたことを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。 - 請求項1において、前記補助感温体が、変態温度域が前記水流入口へ供給される水の温度よりも高温域である形状記憶合金製の感温ばねであることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
- 請求項2において、前記主感温体としての感温ばねに対して前記補助感温体としての感温ばねは変態温度域が高温域であることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
- 請求項3において、前記補助感温体としての感温ばねが混合室内に前記主感温体としての感温ばねと並列に設けてあることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
- 請求項1において、前記補助感温体が、前記水流入口への水の供給がある通常時には前記弁ケース内で水に接水し、断水時に湯の流入する空間内の位置に配置してあることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
- 請求項5において、前記湯水混合弁が、前記水流入口からの水の流れが下流側の前記湯流入口からの湯の流れとともに、更に下流側の混合室へと流れる弁構造のものであり、前記補助感温体が、該水流入口に続く水流入室又は該水流室に連通した前記バイアスばね側の空間内に配置してあることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
- 請求項5において、前記湯水混合弁が、前記湯流入口からの湯の流れが下流側の前記水流入口からの水の流れとともに、更に下流側の混合室へと流れる弁構造のもので、該混合室と該混合室の外周側の水流入室とが隣接しており、該水流入室に前記補助感温体が配置してあるとともにそれら混合室と水流入室との間に仕切壁が形成してあることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
- 請求項5〜7の何れかにおいて、前記補助感温体として、変態温度域が水の温度よりも高温域である形状記憶合金製の感温ばねが用いられていることを特徴とする自動温度調節機能付の湯水混合弁。
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