JP7000183B2 - 湯水混合用サーモバルブ - Google Patents

Description

本発明は、湯と水を混合して所定の設定温度の温水を吐出する湯水混合用サーモバルブに関する。

従来、この種の湯水混合用サーモバルブは、特許文献１で知られるように、湯が流入する周壁部の第１流入ポートと、第１流入ポートから軸方向一方に離隔した、水が流入する周壁部の第２流入ポートと、第１流入ポートから軸方向他方に離隔した内部の混合室と、混合室に連通する吐出ポートとを有する筒状の弁筐と、弁筐内の第１流入ポートと第２流入ポートとの間の部分に設けられた筒状の弁座部材と、弁筐内の第１流入ポートと混合室との間の部分に設けられた筒状の第１ガイドに軸方向に摺動自在に挿通支持され、弁座部材の第１流入ポート側の端面である第１弁座面に対向して、弁座部材の内周空間に対する第１流入ポートの連通開度を可変する第１弁体と、弁筐内の第２流入ポートの軸方向一方に隣接する部分に設けられた筒状の第２ガイドに摺動自在に挿通支持され、弁座部材の第２流入ポート側の端面である第２弁座面に対向して、弁座部材の内周空間に対する第２流入ポートの連通開度を可変する第２弁体とを備えている。尚、第１弁体は、筒状であって、弁座部材の内周空間が第１弁体の内周空間を介して混合室に連通し、また、第２弁体は、第１弁体とは別体である。

サーモバルブは、更に、混合室の水温が高くなるほど第１弁体を軸方向一方に強く付勢する感温部材と、第２弁体を軸方向他方に付勢するバイアスバネと、弁座部材の内周空間に挿通され、第１弁体と第２弁体との間で感温部材の付勢力とバイアスバネの付勢力とを伝達する中間軸とを備えている。混合室の水温がバイアスバネの付勢力で決定される設定温度より高くなると、感温部材の付勢力がバイアスバネの付勢力以上になって、第１弁体及び第２弁体が軸方向一方に変位し、弁座部材の内周空間に対する第１流入ポートの連通開度が減少すると共に第２流入ポートの連通開度が増加し、また、混合室の水温が設定温度より低くなると、感温部材の付勢力がバイアスバネの付勢力以下になって、第１弁体及び第２弁体が軸方向他方に変位し、弁座部材の内周空間に対する第１流入ポートの連通開度が増加すると共に第２流入ポートの連通開度が減少し、混合室の水温が設定温度になるように湯と水の混合割合が自動調節される。
尚、第１流入ポートに水、第２流入ポートに湯を流入させることも可能であり、この場合は、混合室の水温が高くなるほど感温部材の付勢力が弱くなるようにすればよい。

ここで、従来は、中間軸を第１と第２の一方の弁体に固定とし、また、弁座部材の内周空間に水が流れるように、弁座部材の内径よりも中間軸の外径を小さくしている。そのため、第１と第２の各弁体は、第１と第２の各ガイドのみによって片持ち状態で軸方向に摺動自在に支持されることになる。その結果、各弁体が各ガイドとの間の摺動クリアランス分だけ傾動可能となる。そして、弁座部材の内周空間に対する各流入ポートの連通開度が各弁体の傾動により変化し、混合室の水温の調節誤差を生じてしまうことがある。

特開平１１－２１８２４２号公報

本発明は、以上の点に鑑み、第１と第２の各弁体の傾動を阻止して、この傾動に起因する混合室の水温の調節誤差を防止できるようにした湯水混合用サーモバルブを提供することをその課題としている。

上記課題を解決するために、本発明は、湯と水の一方が流入する周壁部の第１流入ポートと、第１流入ポートから軸方向一方に離隔した、湯と水の他方が流入する周壁部の第２流入ポートと、第１流入ポートから軸方向他方に離隔した内部の混合室と、混合室に連通する吐出ポートとを有する筒状の弁筐と、弁筐内の第１流入ポートと第２流入ポートとの間に設けられた筒状の弁座部材と、弁筐内の第１流入ポートと混合室との間の部分に設けられた筒状の第１ガイドに軸方向に摺動自在に挿通支持され、弁座部材の第１流入ポート側の端面である第１弁座面に対向して、弁座部材の内周空間に対する第１流入ポートの連通開度を可変する、弁座部材の内周空間を混合室に連通する内周空間を有する筒状の第１弁体と、弁筐内の第２流入ポートの軸方向一方に隣接する部分に設けられた筒状の第２ガイドに摺動自在に挿通支持され、弁座部材の第２流入ポート側の端面である第２弁座面に対向して、弁座部材の内周空間に対する第２流入ポートの連通開度を可変する、第１弁体とは別体の第２弁体と、混合室の水温に応じて変化する付勢力で第１弁体を軸方向一方に付勢する感温部材と、第２弁体を軸方向他方に付勢するバイアスバネと、弁座部材の内周空間に挿通され、第１弁体と第２弁体との間で感温部材の付勢力とバイアスバネの付勢力とを伝達する中間軸とを備える湯水混合用サーモバルブであって、第１流入ポートに湯が流入する場合は、混合室の水温が高くなるほど感温部材の付勢力が強くなり、第１流入ポートに水が流入する場合は、混合室の水温が高くなるほど感温部材の付勢力が弱くなるものにおいて、中間軸は、第１弁体に固定の第１半部と、第１半部に軸方向一方から当接する、第２弁体に固定の第２半部とに分割され、第１と第２の各半部は、弁座部材に軸方向に摺動自在に挿通支持される支持部を有することを特徴とする。

本発明によれば、第１と第２の各弁体は、第１と第２の各ガイドにより軸方向に摺動自在に支持されるだけでなく、中間軸の第１と第２の各半部の支持部において弁座部材によっても軸方向に摺動自在に支持される。従って、各弁体は両端支持状態となって、各弁体の傾動を阻止することができる。その結果、各弁体の傾動に起因する混合室の水温の調節誤差を防止できる。

本発明の第１実施形態の湯水混合用サーモバルブの切断側面図。 第１実施形態の湯水混合用サーモバルブの要部の分解状態の斜視図。 第２実施形態の湯水混合用サーモバルブの切断側面図。

図１を参照して、本発明の実施形態の湯水混合用サーモバルブは、筒状の弁筐１を備えている。この弁筐１は、貯湯タンク等からの湯が流入する周壁部の第１流入ポート１１と、第１流入ポート１１から軸方向一方（図１で上方）に離隔した、水が流入する周壁部の第２流入ポート１２と、第１流入ポート１１から軸方向他方（図１で下方）に離隔した内部の混合室１３と、混合室１３に連通する軸方向他方の端部の吐出ポート１４とを有している。弁筐１内には、第１流入ポート１１と第２流入ポート１２との間の部分に位置する筒状の弁座部材１５と、第１流入ポート１１と混合室１３との間の部分に位置する筒状の第１ガイド１６と、第２流入ポート１２の軸方向一方に隣接する部分に位置する筒状の第２ガイド１７とが設けられている。

また、サーモバルブは、第１ガイド１６に軸方向に摺動自在に挿通支持され、弁座部材１５の第１流入ポート１１側の端面である第１弁座面１５１に対向して、弁座部材１５の内周空間に対する第１流入ポート１１の連通開度を可変する第１弁体２と、第２ガイド１７に軸方向に摺動自在に挿通支持され、弁座部材１５の第２流入ポート１２側の端面である第２弁座面１５２に対向して、弁座部材１５の内周空間に対する第２流入ポート１２の連通開度を可変する、第１弁体２とは別体の第２弁体３とを備えている。第1弁体２は、筒状であって、弁座部材１５の内周空間が第１弁体２の内周空間を介して混合室１３に連通する。そして、第１流入ポート１１から弁座部材１５の内周空間を介して混合室１３に流入する湯と、第２流入ポート１２から弁座部材１５の内周空間を介して混合室１３に流入する水とが混合室１３で混合されて温水となり、この温水が吐出ポート１４から吐出するようにしている。

サーモバルブは、更に、混合室１３に配置され、混合室１３の水温が高くなるほど第１弁体２を軸方向一方に強く付勢する感温部材たる形状記憶合金製の感温バネ４と、第２弁体３を軸方向他方に付勢するバイアスバネ５と、弁座部材１５の内周空間に挿通され、第１弁体２と第２弁体３との間で感温バネ４の付勢力とバイアスバネ５の付勢力とを伝達する中間軸６とを備えている。

以上の構成によれば、混合室１３の水温がバイアスバネ５の付勢力で決定される設定温度より高くなると、感温バネ４の付勢力がバイアスバネ５の付勢力以上になって、第１弁体２及び第２弁体３が軸方向一方に変位し、弁座部材１５の内周空間に対する第１流入ポート１１の連通開度が減少すると共に第２流入ポート１２の連通開度が増加し、また、混合室１３内の水温が設定温度より低くなると、感温バネ４の付勢力がバイアスバネ５の付勢力以下になって、第１弁体２及び第２弁体３が軸方向他方に変位し、弁座部材１５の内周空間に対する第１流入ポート１１の連通開度が増加すると共に第２流入ポート１２の連通開度が減少し、混合室１３の水温が設定温度になるように湯と水の混合割合が自動調節される。

尚、バイアスバネ５のバネ受け５１は、弁筐１の軸方向一方の端部に装着したガイドスリーブ５２に挿通されたロッド５３に当接しており、このロッド５３をモータ５４により送りねじ機構を介して軸方向に移動可能としている。そのため、モータ５４を駆動することでバイアスバネ５の付勢力、即ち、上記設定温度を可変することができる。また、図２に示す如く、弁座部材１５と第１ガイド１６と第２ガイド１７は、これらの間で軸方向にのびる周方向２箇所の間片１８により連結されて、一体部品となっている。

ここで、本実施形態では、中間軸６を、第１弁体２に固定の第１半部６１と、第１半部６１に軸方向一方から当接する、第２弁体３に固定の第２半部６２とに分割している。第１と第２の各半部６１，６２は、図２に示す如く、第１と第２の各弁体２，３の第１と第２の各弁座面１５１，１５２に対向する端面から軸方向に突出する周方向２箇所の突片部６１ａ，６２ａと、突片部６１ａ，６２ａの先端のリング部６１ｂ，６２ｂとを有しており、第１半部６１のリング部６１ｂに第２半部６２のリング部６２ｂが軸方向一方から当接する。また、第１と第２の各半部６１，６２のリング部６１ｂ，６２ｂは、弁座部材１５の内周面に摺接している。即ち、リング部６１ｂ，６２ｂは、弁座部材１５に軸方向に摺動自在に挿通支持される支持部となっている。

これによれば、第１と第２の各弁体２，３は、第１と第２の各ガイド１６，１７により軸方向に摺動自在に支持されるだけでなく、第１と第２の各半部６１，６２のリング部６１ｂ，６２ｂにおいて弁座部材１５によっても軸方向に摺動自在に支持される。従って、各弁体２，３は両端支持状態となって、各弁体２，３の傾動を阻止することができる。その結果、各弁体２，３の傾動に起因する混合室１３の水温の調節誤差を防止できる。

次に、図３に示す第２実施形態について説明する。第２実施形態の基本的な構造は、上記第１実施形態のものと異ならず、第１実施形態と同様の部材、部位に上記と同一の符号を付している。第２実施形態の第１実施形態との相違点は、第１と第２の各弁体２，３に、第１と第２の各弁座面１５１，１５２に着座可能なパッキン２１，３１を取り付けたことである。これによれば、設定温度が第２流入ポート１２から流入する水の温度に等しい時に、第１弁体２のパッキン２１を第１弁座面１５１に着座させて、第１流入ポート１１から混合室１３への湯の流入を完全に防止したり、設定温度が第１流入ポート１１から流入する湯の温度に等しい時に、第２弁体３のパッキン３１を第２弁座面１５２に着座させて、第２流入ポート１２から混合室１３への水の流入を完全に防止したりすることができる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、感温部材として上記実施形態の感温バネ４に代えて熱膨張するワックスを封入したワックスエレメントを用いてもよい。また、上記実施形態では、第１流入ポート１１に湯、第２流入ポート１２に水を流入させているが、第１流入ポート１１に水、第２流入ポート１２に湯を流入させることも可能である。この場合は、感温部材として、混合室１３の水温が高くなるほど付勢力が弱くなる形状記憶合金製の感温バネを用いる。

１…弁筐、１１…第１流入ポート、１２…第２流入ポート、１３…混合室、１５…弁座部材、１５１…第１弁座面、１５２…第２弁座面、１６…第１ガイド、１７…第２ガイド、２…第１弁体、３…第２弁体、４…感温バネ（感温部材）、５…バイアスバネ、６…中間軸、６１…第１半部、６１ｂ…リング部（支持部）、６２…第２半部、６２ｂ…リング部（支持部）。

Claims (1)

1. 湯と水の一方が流入する周壁部の第１流入ポートと、第１流入ポートから軸方向一方に離隔した、湯と水の他方が流入する周壁部の第２流入ポートと、第１流入ポートから軸方向他方に離隔した内部の混合室と、混合室に連通する吐出ポートとを有する筒状の弁筐と、弁筐内の第１流入ポートと第２流入ポートとの間に設けられた筒状の弁座部材と、弁筐内の第１流入ポートと混合室との間の部分に設けられた筒状の第１ガイドに軸方向に摺動自在に挿通支持され、弁座部材の第１流入ポート側の端面である第１弁座面に対向して、弁座部材の内周空間に対する第１流入ポートの連通開度を可変する、弁座部材の内周空間を混合室に連通する内周空間を有する筒状の第１弁体と、弁筐内の第２流入ポートの軸方向一方に隣接する部分に設けられた筒状の第２ガイドに摺動自在に挿通支持され、弁座部材の第２流入ポート側の端面である第２弁座面に対向して、弁座部材の内周空間に対する第２流入ポートの連通開度を可変する、第１弁体とは別体の第２弁体と、混合室の水温に応じて変化する付勢力で第１弁体を軸方向一方に付勢する感温部材と、第２弁体を軸方向他方に付勢するバイアスバネと、弁座部材の内周空間に挿通され、第１弁体と第２弁体との間で感温部材の付勢力とバイアスバネの付勢力とを伝達する中間軸とを備える湯水混合用サーモバルブであって、第１流入ポートに湯が流入する場合は、混合室の水温が高くなるほど感温部材の付勢力が強くなり、第１流入ポートに水が流入する場合は、混合室の水温が高くなるほど感温部材の付勢力が弱くなるものにおいて、
   中間軸は、第１弁体に固定の第１半部と、第１半部に軸方向一方から当接する、第２弁体に固定の第２半部とに分割され、第１と第２の各半部は、弁座部材に軸方向に摺動自在に挿通支持される支持部を有することを特徴とする湯水混合用サーモバルブ。
   

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