JPH10292872A - 湯水混合弁装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】湯水混合弁装置において、温度調節する過程で
形状記憶素子から成る感温ばねが速い速度で伸縮するこ
とによって可動弁体が激しく振動し、これによって不快
な異音が発生する問題を解決する。 【解決手段】湯流入口12と、水流入口14と、湯流入口12
及び水流入口14の開度を調整する可動弁体16と、湯流入
口12の開度を狭く水流入口14の開度を広げる方向に可動
弁体16を付勢する形状記憶素子から成る感温ばね26と、
可動弁体16を感温ばね26とは反対方向に所定の付勢力で
付勢するバイアスばね34とを有する湯水混合弁装置にお
いて、シリンダ室32と、シリンダ室32の内周面に摺動可
能に嵌合されるとともに可動弁体16に一体移動状態で連
結されたピストン36と、ピストン36の移動に伴ってシリ
ンダ室32内の流体をシリンダ室32内部と外部との間で出
入りさせて流動抵抗を生ぜしめ、可動弁体16の動きを抑
制する小流路幅の連通孔42とを備えたダンパー装置を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は湯水混合弁装置に
関し、詳しくは感温体として形状記憶合金，形状記憶樹
脂等の形状記憶素子から成る感温ばねを用いた湯水混合
弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、湯水混合水栓として、混合水
温度を感温体で感知して混合水の温度を設定された温度
に自動調節する湯水混合弁装置を備えたものが広く用い
られている。またその感温体として、形状記憶合金から
成る感温ばねを用いたものが知られている。

【０００３】図３はその一例を示している。同図におい
て２００はハウジング、２０２，２０４はそれぞれ湯の
流入口及び水の流入口であり、２０５はそれら湯及び水
の流入口２０２，２０４の開度を調整する可動弁体であ
る。

【０００４】２０６は混合室２０８内部に収容された形
状記憶合金から成る感温ばねで、可動弁体２０５を図中
左向き、即ち湯の流入口２０２の開度を狭め、水の流入
口２０４の開度を広げる方向に可動弁体２０５を付勢し
ている。

【０００５】２１０はバイアスばね室２１２内部に収容
されたバイアスばねで、可動弁体２０５に対し、上記感
温ばね２０６とは反対向きに付勢力を及ぼしている。
尚、２１６は温調操作部（温度調節操作部）による操作
によって図中左右方向に位置移動する可動部材である。
また２１８は、バイアスばね２１０の一端に当接してそ
のばね力を受けるばね受けであって、可動弁体２０５と
一体に形成されている。

【０００６】この湯水混合弁装置の場合、湯の流入口２
０２と水の流入口２０４とから流入した湯と水との混合
水の温度が設定温度よりも高い場合には、形状記憶合金
から成る感温ばね２０６が形状変形してばね力が大きく
なり、可動弁体２０５に対する左向きの付勢力を高め
る。

【０００７】この結果、可動弁体２０５が図中左向きに
位置移動して湯の流入口２０２の開度を狭め、また水の
流入口２０４の開度を広げる。これにより湯の流入量が
減少し、また水の流入量が増大して混合水温度が低くな
り、最終的に混合水温度が設定温度となったところで可
動弁体２０５がバランスしてその位置に停止する。

【０００８】感温体としてこのような形状記憶合金から
成る感温ばね２０６を用いた場合、ワックスの膨張・収
縮によってピストンロッドを押し出し又は引き込めるこ
とで可動弁体を位置移動させる従来の感温体と比較し
て、混合水の温度に対する応答性が良く、混合水温度を
速やかに調節し得る特徴を有している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら一方にお
いてその応答性の良さが別の不具合を発生させる問題を
有している。即ち、温度調節する過程で感温ばね２０６
が激しく伸縮して可動弁体２０５を振動させ、その際に
不快な異音を発生させたり、一次側の圧力が激しく変動
するといった問題を生ずるのである。

【００１０】この現象は、可動弁体２０５とハウジング
２００との間でシール作用を行うＯリング２１４のつぶ
し代を小さくして用いたり、Ｏリング２１４の代わりに
リップパッキンやフッ素樹脂のシール部材等の、ハウジ
ング２００の内周面との間の摩擦力が小さいシール部材
を用いた場合に特に顕著に現れる。

【００１１】Ｏリング２１４による摩擦力が大きいと、
混合水温度を低温側から高温側に調節作用するときと、
高温側から低温側に調節作用するときとで可動弁体２０
５のバランス位置が異なってくる、いわゆるヒステリシ
ス現象を生じることが経験されており、そこでこれを避
けるべくＯリング２１４のつぶし代を小さくしたり、シ
ール部材を変更したりして摩擦力を小さくすると、感温
ばね２０６の伸縮に対する可動弁体２０５の追従性が高
まって、可動弁体２０５が高い周波数で振動を起こし、
異音を発生させてしまうのである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の発明の湯水混合弁
装置はこのような課題を解決するために案出されたもの
である。而して請求項１の湯水混合弁装置は、（イ）湯
流入口と、（ロ）水流入口と、（ハ）該湯流入口及び水
流入口の開度を調整する可動弁体と、（ニ）該湯流入口
の開度を狭く水流入口の開度を広げる方向に該可動弁体
を付勢し且つ混合水の温度に感応して該付勢力を変化さ
せる形状記憶合金素子から成る感温ばねと、（ホ）該可
動弁体を該感温ばねとは反対方向に所定の付勢力で付勢
するバイアスばねとを有する湯水混合弁装置において、
（ａ）シリンダ室と、（ｂ）該シリンダ室の内周面に摺
動可能に嵌合されるとともに前記可動弁体に一体移動状
態で連結されたピストンと、（ｃ）該ピストンの移動に
伴って該シリンダ室内の流体を該シリンダ室内部と外部
との間で出入りさせて流動抵抗を生ぜしめ、該可動弁体
の動きを抑制する小流路幅の連通孔とを備えたダンパ装
置を設けたことを特徴とする。

【００１３】請求項２の湯水混合弁装置は、請求項１に
おいて、前記シリンダ室が前記バイアスばねを収容する
バイアスばね室にて形成されていることを特徴とする。

【００１４】請求項３の湯水混合弁装置は、請求項１，
２の何れかにおいて、前記ピストンが前記シリンダ室の
開口を蓋する状態で設けられており、該蓋体をなすピス
トンに前記連通孔が設けられていることを特徴とする。

【００１５】請求項４の湯水混合弁装置は、請求項２，
３の何れかにおいて、前記ピストンが前記バイアスばね
の一端に当接するばね受けを兼用していることを特徴と
する。

【００１６】

【作用及び発明の効果】上記のように請求項１の湯水混
合弁装置は、シリンダ室と、これに嵌合されて可動弁体
と一体に移動するピストンと、シリンダ室の内外を連通
させる小流路幅の連通孔とを備えたダンパ装置を設けた
もので、この湯水混合弁装置の場合、形状記憶素子から
成る感温ばねが、混合水温度の変化に感応してばね力を
速い速度で変化させた場合においても、ダンパ装置によ
って可動弁体の動きが抑制され、温度調節の際に可動弁
体が高い周波数で激しく振動するのが防止される。従っ
てその可動弁体の激しい振動に起因する異音の発生が良
好に防止される。またこれに伴って一次側圧力が激しく
変動する問題も解消される。

【００１７】次に請求項２の湯水混合弁装置は、バイア
スばねを収容するバイアスばね室にて上記シリンダ室を
形成するようになしたもので、このようにすれば、バイ
アスばね室をもって、バイアスばねを収容する室とシリ
ンダ室とを兼用させることができ、従って弁装置の構造
を簡素化することができ、また弁装置をコンパクト化す
ることができる。

【００１８】請求項３の湯水混合弁装置は、上記ピスト
ンを上記シリンダ室の開口の蓋体として構成し、そのピ
ストンに上記連通孔を設けたもので、このようにすれば
連通孔を容易に形成することができる。

【００１９】更にこのようにピストン自体に連通孔を設
けた場合、上記感温ばねを用いた従来の湯水混合弁装置
を特に改変することなく、そのような連通孔を備えたピ
ストンを組み込むだけでダンパ装置を簡単に構成できる
利点が得られる。

【００２０】尚この場合において、上記ピストンにてバ
イアスばねの一端を受けるばね受けを兼用させることが
できる（請求項４）。このようにすれば湯水混合弁装置
の構造を更に簡素化でき、必要な部材点数も少なくでき
る。

【００２１】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づき詳しく説
明する。図１において、１０は湯水混合弁装置における
ハウジングで、１２は湯流入口、１４は水流入口、１６
はそれら湯流入口１２及び水流入口１４の開度を、軸方
向（図中左右方向）への移動によって調整する可動弁体
である。

【００２２】この可動弁体１６は円筒形状をなしていて
内部に通路１８を有しており、また外周面には環状のＯ
リング溝２０が形成されていて、そこにシール部材とし
てのＯリング２２が装着されている。尚、このＯリング
２２に代えてリップパッキンその他のシール部材を用い
ることが可能である。

【００２３】２４は混合室でその内部に感温ばね２６が
収容されている。この感温ばね２６は、この例では形状
記憶素子である形状記憶合金から成るもので、その一端
（図中左端）を可動弁体１６と一体に形成されたリング
状のばね受け２８に当接させ、その付勢力を可動弁体１
６に対して左向き、つまり湯流入口１２の開度を狭め、
水流入口１４の開度を広げる方向に及ぼしている。

【００２４】ここで形状記憶合金から成る感温ばね２６
は、混合水の温度の高低に応じてばね力を変化させ、可
動弁体１６に対する付勢力を変化させる。尚リング状の
ばね受け２８は、アーム３０を介して可動弁体１６と一
体に連結されている。

【００２５】３２はシリンダ室であって、このシリンダ
室３２はバイアスばね室を兼用しており、そこにバイア
スばね３４が収容されている。

【００２６】３６はアーム３０を介して可動弁体１６と
繋がれた、即ち可動弁体１６と一体に形成されたピスト
ンであって、外周面にＯリング溝３８が形成され、そこ
に装着されたＯリング４０を介してシリンダ室３２の内
周面に水密に且つ摺動可能に嵌合されている。このピス
トン３６はシリンダ室３２の開口を蓋する形態で設けら
れており、シリンダ室３２を実質上密閉状態となしてい
る。

【００２７】ピストン３６は、また、上記バイアスばね
３４の一端（図中右端）に当接するばね受けとしての働
きもなしている。このピストン３６には、その中心部に
流路幅の小さい連通孔４２がシリンダ室３２の内部と外
部とを連通させる状態で設けられている。

【００２８】本例において、この連通孔４２とピストン
３６及びシリンダ室３２とは、可動弁体１６の動きを抑
制するダンパ装置を構成している。尚、図中４４は温調
操作部（温度調節操作部）の操作によって図中左右方向
に位置移動する可動部材であり、また４６は混合水を外
部に流出させる流出口である。

【００２９】次に本例の湯水混合弁装置の作用を説明す
る。本例の湯水混合弁装置においては、湯流入口１２か
らの湯が可動弁体１６の通路１８を通じて混合室２４内
に流れ込む一方、水流入口１４からの水も混合室２４内
に流れ込み、そこでそれら湯と水とが混合された上、そ
の混合水が流出口４６から外部に流出する。

【００３０】本例の湯水混合弁装置の場合、混合室２４
の内部において形状記憶合金から成る感温ばね２６が混
合水に接触し、そして混合水温度に感応してばね力、即
ち可動弁体１６に対する左向きの付勢力を変化させ、混
合水の温度を設定温度に自動調節する。

【００３１】即ち混合水温度が設定温度よりも高い場
合、感温ばね２６のばね力が大きくなって可動弁体１６
に対する図中左向きの付勢力を高める。この結果可動弁
体１６が図中左向きに移動して湯流入口１２の開度を狭
めるとともに水流入口１４の開度を広げ、湯の流入量を
減少させるとともに水の流入量を増大させる。一方、混
合水温度が設定温度よりも低い場合、感温ばね２６のば
ね力が小さくなり、可動弁体１６が図中右向きに移動し
て湯の流入量を増大させるとともに水の流入量を減少さ
せる。

【００３２】可動弁体１６は高温側から低温側に温度調
節する場合、又は低温側から高温側に温度調節する場合
の何れにおいても直ちには設定された最終的なバランス
位置に停止せず、オーバーランを繰り返しながら図中左
右方向に往復運動し、そしてそのオーバーランの量を漸
次少なくしつつ最終的に設定されたバランス位置に収斂
して行く。

【００３３】而して感温体として上記形状記憶合金から
なる感温ばね２６を用いた場合、その感温ばね２６の混
合水温度に対する応答速度が速いために可動弁体１６が
激しく左右方向に振動し、上記した異音の発生や一次側
圧力を激しく変動させる問題を生ずる。

【００３４】しかるに本例においては、上記のように感
温ばね２６の伸縮に基づく可動弁体１６の動き（図中左
右往復運動）を、シリンダ室３２とピストン３６と連通
孔４２とを含むダンパ装置によって抑制することができ
る。

【００３５】即ち、可動弁体１６が図中左方向に移動す
る際には、可動弁体１６と一体に形成されたピストン３
６によってシリンダ室３２の内部容積が減少して正圧と
なり、シリンダ室３２内の湯及び水が連通孔４２を通じ
て外部（ピストン３６より右側）に流出しようとする。
このとき、連通孔４２の流路幅が小さく形成されている
ため、その連通孔４２において比較的大きな流動抵抗が
生ぜしめられ、この流動抵抗によってピストン３６を含
む可動弁体１６の図中左方向の動きが抑制される。

【００３６】一方、可動弁体１６が図中右方向に移動す
る際には、シリンダ室３２の内部が負圧となるため、湯
及び水が連通孔４２を通じてシリンダ室３２内に流入し
ようとし、この際に流動抵抗が生じ、可動弁体１６の図
中右方向の動きが抑制される。

【００３７】尚本例においては、図２に示しているよう
にピストン３６の図中左右両側面において、連通孔４２
の両開口周りに且つその全周に亘って（Ａ）のように環
状突起４８を設けたり、或いは（Ｂ）のように面取り部
５０を設けることが可能である。

【００３８】図２（Ａ）のように環状突起４８を設けた
場合、シリンダ室３２に対しての湯及び水の流通がなさ
れにくくなり、また（Ｂ）のように面取り部５０を設け
た場合、シリンダ室３２に対しての湯及び水の流通がな
され易くなる。即ち同径の連通孔４２であっても可動弁
体１６の動きの抑制効果を変化させることができる。

【００３９】上記のように本例の湯水混合弁装置におい
ては、ダンパ装置によって可動弁体１６の動きを抑制で
き、温度調節の際に可動弁体１６が高い周波数で激しく
振動するのを防止できる。従って可動弁体１６の激しい
振動に起因する異音の発生を良好に防止できる。またこ
れに伴って一次側圧力が激しく変動するといった問題も
解消できる。

【００４０】また本例の湯水混合弁装置では、シリンダ
室３２にてバイアスばね室を形成しており、これにより
弁装置の構造を簡素化でき、また弁装置をコンパクト化
できる。

【００４１】更に本例ではピストン３６自体に連通孔４
２を設けていることから、感温ばねを用いた従来の湯水
混合弁装置を特に改変することなく、ピストン３６を組
み込むだけで容易に連通孔４２を形成でき且つダンパ装
置を構成できる。

【００４２】また本例の湯水混合弁装置では、ピストン
３６がバイアスばね３４の一端を当接させるばね受けを
兼用しているため、弁装置の構造を更に簡素化でき、必
要な部材数も少なくできる。

【００４３】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、例えばバイアスばね３４用のばね
受けをピストンと３６は別に構成することもできるし、
またバイアスばね室とシリンダ室とを別々に構成するこ
ともできる。更に感温ばね２６を形状記憶樹脂にて形成
することもできるなど、本発明はその主旨を逸脱しない
範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である湯水混合弁装置を示す
図である。

【図２】図１における要部の種々形態例を示す図であ
る。

【図３】従来の湯水混合弁装置を示す図である。

【符号の説明】

１０ ハウジング １２ 湯流入口 １４ 水流入口 １６ 可動弁体 ２６ 感温ばね ３２ シリンダ室 ３４ バイアスばね ３６ ピストン ４２ 連通孔

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （イ）湯流入口と、（ロ）水流入口と、
   （ハ）該湯流入口及び水流入口の開度を調整する可動弁
   体と、（ニ）該湯流入口の開度を狭く水流入口の開度を
   広げる方向に該可動弁体を付勢し且つ混合水の温度に感
   応して該付勢力を変化させる形状記憶素子から成る感温
   ばねと、（ホ）該可動弁体を該感温ばねとは反対方向に
   所定の付勢力で付勢するバイアスばねとを有する湯水混
   合弁装置において（ａ）シリンダ室と、（ｂ）該シリン
   ダ室の内周面に摺動可能に嵌合されるとともに前記可動
   弁体に一体移動状態で連結されたピストンと、（ｃ）該
   ピストンの移動に伴って該シリンダ室内の流体を該シリ
   ンダ室内部と外部との間で出入りさせて流動抵抗を生ぜ
   しめ、該可動弁体の動きを抑制する小流路幅の連通孔と
   を備えたダンパ装置を設けたことを特徴とする湯水混合
   弁装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記シリンダ室が前
   記バイアスばねを収容するバイアスばね室にて形成され
   ていることを特徴とする湯水混合弁装置。
3. 【請求項３】 請求項１，２の何れかにおいて、前記ピ
   ストンが前記シリンダ室の開口を蓋する状態で設けられ
   ており、該蓋体をなすピストンに前記連通孔が設けられ
   ていることを特徴とする湯水混合弁装置。
4. 【請求項４】請求項２，３の何れかにおいて、前記ピス
   トンが前記バイアスばねの一端に当接するばね受けを兼
   用していることを特徴とする湯水混合弁装置。