JP2009180302A - 湯水混合栓 - Google Patents

Abstract

【課題】低廉な感温バネを用いることができる湯水混合栓を提供する。
【解決手段】湯水混合栓１を、湯流入口２４、水流入口２３、流出口２８を有するケーシング２と、ケーシング２内で摺動自在に設けられ、出水状態と混合出湯状態と高温出湯状態との何れかの状態に切換自在な制御弁体３と、ケーシング２内の一端部に回転自在に配置された温調ネジ７と、温調ネジ７の回転によりケーシング２内を摺動するスライダ６と、ケーシング２内で制御弁体３とスライダ６との間に配置され、制御弁体３を水流入口２３側へ付勢するバイアスバネ５と、ケーシング２内で制御弁体３を湯流入口２４側へ付勢しケーシング２内を流れる湯水の温度変化に応じて弾性力が変化する感温バネ４と、出水状態及び混合出湯状態で制御弁体３を湯流入口２４側へ付勢する引上げバネ１０とで構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、風呂場の蛇口などに取り付けられ、湯と水とを混合して出湯自在な湯水混合栓であって、内部を流れる混合水の温度変化に応じて弾性力が変化する感温バネを用いて弁体を移動させることにより湯流入口と水流入口との開口面積の割合を変化させ、混合水の温度を所定の温度に維持させるものに関する。

従来、有底筒状のケーシングの周壁に軸方向に間隔を存して底部から流出口となる開口側に向かって順に湯流入口と水流入口とを穿設し、ケーシング内に摺動自在に配置された制御弁体をバイアスバネと感温バネとしてのＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ：形状記憶合金）バネとで挟んで平衡状態とし、ＳＭＡバネの性質を利用して、湯と水が混合した混合水の温度が上昇するとＳＭＡバネによる制御弁体の付勢力が増加してバイアスバネとの平衡が保てず湯流入口の開口面積を小さくなると共に水流入口の開口面積が大きくなるように制御弁体が摺動し、逆に、混合水の温度が低下するとＳＭＡバネによる制御弁体の付勢力が低下してバイアスバネとの平衡が保てず湯流入口の開口面積が大きくなると共に水流入口の開口面積が小さくなるように制御弁体が摺動することで、混合水を所定温度に維持するようにした湯水混合栓が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、感温バネとしてのＳＭＡバネを用いた湯水混合栓では、制御弁体により湯流入口を閉塞し水流入口のみを開口させた出水状態とする際には、内部を流れる水の温度が低下するためＳＭＡバネの弾性力が低下し、湯流入口を閉塞し難いという問題があるが、特許文献１のものでは、ケーシング内の底部側に引上げバネを設け、出水状態とする際に引上げバネによる付勢力を制御弁体に加えることにより、ＳＭＡバネの水温低下に伴う弾性力低下を補うように構成している。

ここで、感温バネとしてのＳＭＡバネを用いる湯水混合栓は、ＳＭＡバネが単体でアクチュエータとして機能するためコンパクト化できるというメリットがあるものの、ＳＭＡバネの素材の価格が高くコスト的な問題があった。ＳＭＡバネの線径や巻数を出来るだけ小さくすれば大幅なコストダウンを図ることができるが、ＳＭＡバネは一般的なコイルバネと比較して付勢力が弱く、線径や巻数を小さくするにも限度がある。
特開２００６−３０７９７１号公報

本発明は、以上の点に鑑み、低廉な感温バネを用いることができる湯水混合栓を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、筒状のケーシングと、該ケーシングの周壁に軸方向へ互いに間隔を存して設けられた湯流入口及び水流入口と、該ケーシングの水流入口側の端部に設けられた流出口と、該ケーシング内に軸方向に摺動自在に設けられ、該ケーシング内を摺動することにより、前記湯流入口を閉塞し且つ前記水流入口を開口して水のみを前記流出口から流出させる出水状態と、前記湯流入口と前記水流入口とを開口して湯水を混合して前記流出口から流出させる混合出湯状態と、前記湯流入口を開口し且つ前記水流入口を閉塞して湯のみを前記流出口から流出させる高温出湯状態との何れかの状態に切換自在な制御弁体と、前記ケーシング内で前記湯流入口側の端部に回転自在に配置され、一部が前記ケーシングの軸方向外方へ露出する温調ネジと、前記ケーシング内に回転を阻止された状態で前記温調ネジと螺合して配置され、前記温調ネジを回転させることにより前記ケーシング内を軸方向へ摺動するスライダと、前記ケーシング内で前記制御弁体と前記スライダとの間に配置され、前記制御弁体を前記水流入口側へ付勢するバイアスバネと、前記ケーシング内に配置され、前記制御弁体を前記湯流入口側へ付勢し、前記ケーシング内を流れる湯水の温度変化に応じて弾性力が変化する感温バネと、前記出水状態及び前記混合出湯状態で前記制御弁体を前記湯流入口側へ付勢する引上げバネとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、温調ネジを回転させてケーシング内を軸方向に摺動するスライダの位置を変化させバイアスバネの圧縮率を変化させることによりバイアスバネの制御弁体への付勢力を変化させて、出水状態と混合出湯状態と高温出湯状態との何れかの状態に切換えられる。そして、混合出湯状態では、制御弁体がバイアスバネによる制御弁体を水流入口側へ付勢する力と感温バネと引上げバネとによる制御弁体を湯流入口側へ付勢する合力とが釣合う平衡位置に存し、また、ケーシング内を流れる混合水の温度変化に応じて感温バネの弾性力が変化することにより、前記平衡位置が変化して制御弁体が軸方向へ摺動して湯流入口と水流入口との開口面積の割合を変化させ、流出口から流れ出る混合水の温度を所定温度に維持させることができる。

また、混合出湯状態では、制御弁体を水流入口側へ付勢するバイアスバネは、制御弁体を湯流入口側へ付勢する引上げバネと感温バネとの合力と釣合うこととなる。従って、引上げバネによって制御弁体が付勢される分だけ感温バネの付勢力を弱めることが可能であり、線径や巻数を小さくして低廉な感温バネを用いて湯水混合栓全体のコスト削減を図ることができる。

本発明においては、制御弁体にケーシングの軸方向に貫通する貫通孔を形成し、一端部にスライダに係止される係止部を有し、制御弁体の貫通孔を通って感温バネの内側まで延び、他端部に径方向外方へ張り出す張出部を有するロッドを設け、引上げバネを感温バネの内側でロッドの張出部と制御弁体との間に配置することが好ましい。

かかる構成によれば、引上げバネを感温バネの内側に配置することで、感温バネの内側のスペースを有効活用し、ケーシングを大きくすることなく引上げバネを組み込むことができる。これに対し、従来は、引上げバネを温調ネジとスライダとの間に配置しているので、温調ネジとスライダとの間に引上げバネを配置するためのスペースを確保する必要があり、ケーシングが大きくなっていた。

引上げバネを感温バネの内側に配置する場合、引上げバネと感温バネとの間に、引上げバネに湯水が接触することを抑制する仕切筒を設けることが好ましい。上記のように引上げバネを感温バネの内側に配置すると、感温バネにケーシング内を流れる湯水を接触させるため、引上げバネにも湯水が接触し、乱流の発生に伴う流路抵抗の増加や騒音が発生する虞がある。そこで、上記の仕切筒を設けることにより、引上げバネにケーシング内を流れる湯水が接触し難くなり乱流の発生を抑えることで、流路抵抗の増加と騒音の発生を防止することができる。

また、本発明においては、出水状態でバイアスバネによる制御弁体への付勢を解除するバイアスバネ解除機構を備えることが好ましい。これによれば、温調ネジを回転させてスライダを温調ネジ側に引き寄せ、制御弁体により湯流入口を閉塞する際に、バイアスバネ解除機構によりバイアスバネによる制御弁体への付勢力が解除されるため、感温バネと引上げバネとの付勢力により制御弁体を湯流入口側へスムーズに摺動させることができ、制御弁体で湯流入口を確実かつ容易に閉塞させることができる。

バイアスバネ解除機構としては、例えば、制御弁体に、ケーシングの軸方向に貫通する貫通孔を形成し、湯水混合栓に、一端部にスライダに係止される係止部を有し、制御弁体の貫通孔を通って感温バネの内側まで延びるロッドを設け、バイアスバネ解除機構は、ロッドに設けられ制御弁体の貫通孔内を摺動自在でロッドの外周面よりも径方向外方へ突出する突部を有する突出部材を備え、出水状態で、突出部材の突部のスライダ側の端面が制御弁体の貫通孔のスライダ側の開口端よりもスライダ側に位置し、突出部材とバイアスバネとが当接してバイアスバネが制御弁体から離隔することにより、バイアスバネによる制御弁体への付勢が解除されるように構成すればよい。

かかる構成によれば、ロッド自体に比較的小さな段部を形成し、この段部を出水状態でワッシャなどを介してバイアスバネに当接させるものと比較して、突出部材によりバイアスバネと当接する面積を大きくすることができ、ロッドに小さな段部を形成するような高度の加工精度を要することなく、バイアスバネ解除機構を容易に構成することができる。

また、本発明においては、高温出湯状態で引上げバネによる制御弁体の付勢を解除する引上げバネ解除機構を備えることが好ましい。かかる構成によれば、出水状態及び混合出湯状態の際に引上げバネが制御弁体を湯流入口側へ付勢することにより感温バネの付勢力を弱めることができることと相俟って、高温出湯状態において、バイアスバネの付勢力が感温バネの付勢力に打ち勝って制御弁体が水流入口を閉塞し易くなると共に、制御弁体に加わるバネの付勢力の負荷を低減させることができる。

また、ケーシングを、ケーシング本体と該ケーシング本体に連結されるキャップ体とで構成する場合には、ケーシング本体又はキャップ体の一方の端部に他方の端部に向かって延びる複数の突片を形成し、他方の端部外周面に突片を受け入れる複数の受入部を形成し、突片の外周面に周方向に延びる第１溝部を形成し、他方の端部外周面に受入部間に位置させて周方向に延びる第２溝部を形成し、各突片が対応する受入部に受け入れられた状態で、各第１溝部と各第２溝部とが周方向に連続する環状溝を構成し、該環状溝に止め輪を嵌合させることが好ましい。

ケーシング本体と、キャップ体とを連結される方法としては、一方に雄ネジ部を形成し、他方に雌ネジ部を形成して、両者を螺合させることも考えられるが、上記の如く構成させれば、振動などによりケーシング本体とキャップ体との螺合が緩むことなく、確実に連結を維持することができる。

また、本発明においては、バイアスバネは制御弁体に設けられた収納部に収納され、収納部のスライダ側の端部を、高温出湯状態のときに湯流入口よりもスライダ側に位置させることが好ましい。かかる構成によれば、湯流入口からの湯がバイアスバネに接触し難く、乱流の発生を抑制して流路抵抗の増加を抑えると共に、騒音の発生を抑制することができる。

また、本発明においては、ケーシングの内周面でスライダと制御弁体との間に、温調ネジとスライダとの螺合が解除されスライダが温調ネジから脱落することを防止するスライダ脱落防止部材を備えることが好ましい。かかる構成によれば、温調ネジを回し過ぎてスライダと温調ネジとの螺合が解除されることによってスライダが温調ネジから脱落することを防止することができる。

図１〜３に示すように、本発明の第１実施形態の湯水混合栓１は、円筒状のケーシング２と、ケーシング２に内蔵される制御弁機構Ｗとを備える。

ケーシング２は、有底筒状であって開口端部に雌ネジ部２１を有するケーシング本体２ａと、円筒状であって一方の開口端部にケーシング本体２ａの雌ネジ部２１に螺合する雄ネジ部２２を有し、他方の開口端部に流出口２８を有するキャップ体２ｂとで構成される。

ケーシング本体２ａは、雌ネジ２１よりも底側に位置させて周方向に間隔を存して複数穿設された水流入口２３と、水流入口２３から所定の間隔を存して底側に位置させて周方向に間隔を存して複数穿設された湯流入口２４と、底壁の中央に穿設された孔部２５とを備える。

キャップ体２ｂは、前記雄ネジ部２２を有する外筒部２６と、その雄ネジ部２２が形成された側と反対側の他方の開口端部に周方向に間隔を存して複数設けられた接続部２７ａにより内方同心軸上に支持される内筒部２７とで構成される。外筒部２６と内筒部２７と接続部２７ａとにより画成される空間が、水流入口２３及び湯流入口２４から流入した湯水を流出させる流出口２８となる。

制御弁機構Ｗは、水流入口２３又は湯流入口２４の何れかを選択的に閉塞自在な制御弁体３と、制御弁体３を湯流入口２４側に付勢する感温バネ４と、制御弁体３を水流入口２３側へ付勢するバイアスバネ５と、ケーシング２内を軸方向へ摺動自在な有底筒状のスライダ６を備える。

制御弁体３は、外筒部３１と、外筒部３１の内周面から径方向内方へ延び周方向に間隔を存して複数設けられた接続部３２ａにより外筒部３１と一体に成型された内筒部３２とで構成される。内筒部３２のキャップ体２ｂ側の端部は閉塞壁３３により閉塞され、閉塞壁３３には軸方向に貫通する貫通孔３３ａが形成されている。制御弁体３は、ケーシング本体２ａの湯流入口２４における底壁側の開口縁部からケーシング本体２ａの径方向内方へ突出する環状の湯側弁座２４ａと、キャップ体２ｂの雄ネジ部２２側の開口端縁の水側弁座２３ａとの間を軸方向に摺動自在に配置される。

制御弁体３は、軸方向へ摺動することにより、湯側弁座２４ａに当接して湯流入口２４を閉塞し水側弁座２３ａから離隔して水流入口２３を開口する出水状態（図１参照）、湯側弁座２４ａ及び水側弁座２３ａから離隔し湯流入口２４及び水流入口２３を開口する混合出湯状態（図２参照）、湯側弁座２４ａから離隔して湯流入口２４を開口し水側弁座２３ａに当接して水流入口２３を閉塞する高温出湯状態（図３参照）の何れかの状態に切換ることができる。そして、内筒部３２のスライダ６側の端部は、制御弁体３が湯流入口２４を閉塞した出水状態（図１参照）で、湯流入口２４よりもスライダ６側に位置するように構成されている。

感温バネ４は、ＳＭＡ（Ｓｈａｐｅ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｌｌｏｙ：形状記憶合金）バネであり、キャップ体２ｂの内筒部２７の外周面から径方向外方に張り出す張出部２７ｂと、制御弁体３の閉塞壁３３との間に挟まれて配置され、制御弁体３を湯流入口２４側へ付勢する。

バイアスバネ５は、制御弁体３の内筒部３２に内挿される。第１実施形態の湯水混合栓１においては、内筒部３２が制御弁体の収納部に相当する。バイアスバネ５の一端は閉塞壁３３の内面にワッシャ（座金）５ａを介して当接し、バイアスバネ５の他端はスライダ６の底部外面に当接している。

スライダ６の外周面には、軸方向へ延びる溝部６ａが周方向に間隔を存して複数形成されており、ケーシング本体２ａの内周面には、溝部６ａに対応して軸方向へ延びる複数の突条２９が形成されている。溝部６ａと突条２９とが係合することにより、スライダ６のケーシング２内における回転が阻止される。また、スライダ６の内周面には、雌ネジ部６ｂが形成され、スライダ６の底壁には軸方向へ貫通する孔部６ｃが形成されている。

また、ケーシング２内には、ケーシング本体２ａの底壁とスライダ６との間に位置させて温調ネジ７が配置されている。温調ネジ７は、ケーシング本体２ａの孔部２５から外方に露出し、図示省略した温調ダイヤル等が接続される接続部７１と、温調ネジ７の軸方向中央に設けられ、径方向に張り出してケーシング本体２ａの底壁内面に係止することで温調ネジ７が孔部２５からケーシング２の外へ脱落することを防止する環状突部７２と、スライダ６の雌ネジ部６ｂに螺合する雄ネジ部７３とを備える。また、温調ネジ７のスライダ６側の端面には、ナットを回転阻止状態で収容自在なナット受穴部７４が形成されている。

温調ネジ７を回転させると、スライダ６が溝部２９に沿って軸方向にスライドする。これにより、バイアスバネ５を軸方向へ圧縮してバイアスバネ５による制御弁体３への付勢力を変化させることができ、制御弁体３を付勢する感温バネ４とバイアスバネ５との付勢力のバランスを調節して平衡位置を変化させ、制御弁体３を任意の位置に摺動させることができる。

温調ネジ７の雄ネジ部７３及びスライダ６の雌ネジ部６ｂは、リードを大きくし温調ネジ７を小さく回転させてもスライダ６のストロークが大きくなるように構成されている。なお、雄ネジ部７３と雌ネジ部６ｂのリードを大きくすると、スライダ６が温調ネジ７から離隔した状態において、バイアスバネ５や感温バネ４の付勢力により、スライダ６が温調ネジ７側へ摺動して温調ネジ７が回転してしまう虞がある。これを防止するため、温調ネジ７の環状突部７２とスライダ６との間に戻り防止バネ８を設け、意図しないスライダ６の摺動を抑制させている。

ケーシング本体２ａの内周面には、周方向へ延びる環状凹部９１が形成され、この環状凹部９１にＣ形止め輪９２が嵌合している。このＣ形止め輪９２は、スライダ６が温調ネジ７から脱落することを防止し、且つ、スライダ６が制御弁体３の内筒部３２に接触することを防止するように配置されている。これにより、温調ネジ７を回し過ぎてスライダ６が温調ネジ７から脱落することを防止し、且つ、温調ネジ７を回し過ぎてスライダ６が制御弁体３の内筒部３２に接触し制御弁体３が破損することを防止することができる。即ち、第１実施形態の湯水混合栓１においては、Ｃ形止め輪９２がスライダ脱落防止部材に相当する。尚、スライダ脱落防止部材としては、スライダ６を係止するものであればよく、例えば、Ｃ形止め輪９２に代えてＣＲ形止め輪を用いてもよい。

感温バネ４の内側でキャップ体２ｂの内筒部２７内には、引上げバネ１０が配置されている。本第１実施形態においては、内筒部２７が仕切筒に相当する。出水状態及び混合出湯状態において、引上げバネ１０の一端は制御弁体３に当接し、他端は制御弁体３の貫通孔３３ａ及びスライダ６の孔部６ｃを通ってスライダ６内で係止部としてのナット１１ａに螺合するロッド１１に設けられた張出部１１ｂに当接する。

また、ロッド１１の中央部には段部１１ｃが形成されている。段部１１ｃは、混合出湯状態及び高温出湯状態においては、制御弁体３の閉塞壁３３の内面よりも流出口２８側に位置しており、出水状態においては、閉塞壁３３の内面よりも温調ネジ７側に位置し、バイアスバネ５と制御弁体３とに挟まれるワッシャ５ａに当接してバイアスバネ５を制御弁体３から離隔させ、バイアスバネ５による制御弁体３の付勢を解除する。即ち、第１実施形態においては、段部１１ｃ及びワッシャ５ａによりバイアスバネ解除機構を構成している。

次に、第１実施形態の湯水混合栓の組み立て方法について説明する。まず、ケーシング本体２ａに、温調ネジ７のナット受穴部７４にナット１１ａを配置し、戻り防止バネ８を挟み込むようにしてスライダ６を温調ネジ７に螺合させる。そして、温調ネジ７と戻り防止バネ８とスライダ６とをケーシング本体２ａに内挿し、Ｃ形止め輪９２を環状凹部９１に嵌合させる。

そして、バイアスバネ５、制御弁体３、感温バネ４の順にケーシング本体２ａに内挿し、キャップ体２ｂをケーシング本体２ａに螺合させる。そして、キャップ体２ｂの内筒部２７に引上げバネ１０を内挿した後、ロッド１１を、内筒部２７、及び引上げバネ１０、制御弁体３の貫通孔３３ａ、スライダ６の孔部２５を通して、ナット１１ａに螺合させて湯水混合栓１が組み立てられる。なお、ナット１１ａに代えてプッシュナットを用いてもよい。この場合、プッシュナットによりロッド１１を押し込むだけでスライダ６と係合させることができ、且つ振動等によりナット１１ａが緩み、ロッド１１から脱落する虞を回避することができる。

以下、第１実施形態の湯水混合栓１の使用方法について説明する。まず、水のみを使用する場合には、温調ネジ７を回転させてスライダ６を温調ネジ７側に引き寄せることにより、スライダ６に係止されるロッド１１も温調ネジ７側に引き寄せられる。これにより、ロッド１１の段部１１ｃが制御弁体３の閉塞壁３３の内面よりも温調ネジ７側に移動し、段部１１ｃにワッシャ５ａが係止してバイアスバネ５による制御弁体３の付勢を解除する。

これにより、制御弁体３には感温バネ４と引上げバネ１０との付勢力のみが加えられ、制御弁体３が湯側弁座２４ａに当接して湯流入口２４を閉塞し水流入口２３のみが開口する出水状態となる。

温調ネジ７を反対側に回転させると、段部１１ｃが制御弁体３の閉塞壁３３の内面よりも流出口２８側に移動し、バイアスバネ５の付勢力が制御弁体３に加えられ、制御弁体３はバイアスバネ５の付勢力と感温バネの付勢力４及び引上げバネ１０の付勢力の合力とが釣合う平衡位置に移動し、水流入口２３及び湯流入口２４の何れも開口した混合出湯状態となる。平衡位置は、温調ネジ７を回転させてスライダ６を摺動させバイアスバネ５の圧縮率を変えることにより微調整することができる。これにより、所望の温度の混合水を流出口２８から出湯させることができる。

また、水圧の変化により湯流入口２４又は水流入口２３から流入する流量が変化して混合水の温度が変化した場合には、混合水の温度変化に伴い感温バネ４の弾性力が変化する。即ち、混合水の温度が高くなると感温バネ４の弾性力が増加して平衡位置が湯流入口２４側へ移動し湯流入口２４の開口面積を減少させると共に水流入口２３の開口面積を増加させるため、所定の温度の混合水を維持することができる。逆に、混合水の温度が低くなると、感温バネ４の弾性力が低下して平衡位置が水流入口２３側へ移動し、水流入口２３の開口面積を減少させ、湯流入口２４の開口面積を増加させることにより、混合水の温度を所定の温度に戻す。このようにして、混合出湯状態では、混合水を所定の温度に維持して出湯できる。

更に温調ネジ７を回転させると、ロッド１１の張出部１１ｂが制御弁体３の閉塞壁３３の外面から引上げバネ１０の自然長の長さ以上離隔して引上げバネ１０が自然長となり、引上げバネ１０による制御弁体３への付勢が解除される。第１実施形態においては、高温出湯状態において、引上げバネ１０が自然長となる構成が引上げバネ解除機構に相当する。そして、バイアスバネ５がスライダ６により更に圧縮され、制御弁体３により水流入口２３が閉塞され、湯流入口２４が開口する高温出湯状態となる。

次いで、図４〜図８を参照して、本発明の第２実施形態の湯水混合栓１を説明する。第２実施形態の湯水混合栓１のロッド１１には、引上げバネ１０側に位置させて第１小径部１１ｄが形成されている。第１小径部１１ｄは、中心に孔部１２ａ（図７参照）を有し外周面に軸方向へ延びる突部１２ｂを周方向に間隔を存して複数（６つ）備える歯車状の突出部材１２に内挿され、突出部材１２は、第１小径部１１ｄを内挿する筒状体１３により、ロッド１１に第１小径部１１ｄを設けたことにより形成される段部１１ｅとの間で挟まれ保持される。筒状体１３は、第１小径部１１ｄの流出口２８側の端部に嵌合するプッシュナット１１ｆにより係止される。

制御弁体３の閉塞壁３３の貫通孔３３ａ’は突出部材１２に対応する形状に形成されており（図８参照）、突出部材１２は貫通孔３３ａ’内を軸方向へ摺動自在となる。そして、図４に示す出水状態においては、突出部材１２の突部１２ｂのスライダ側の面が閉塞壁３３の内面（貫通孔３３ａ’のスライダ６側の開口縁）よりもスライダ６側に位置し、ワッシャ５ａに当接してバイアスバネ５を制御弁体３から離隔させることにより、制御弁体３へのバイアスバネ５の付勢力を解除する。

即ち、第２実施形態においては、突出部材１２とワッシャ５ａとでバイアスバネ解除機構を構成する。これにより、第１実施形態の段部１１ｃと比較して、突出部材１２のワッシャ５ａに当接する面積を大きくすることができ、バイアスバネ解除機構の耐久性を向上させることができる。また、第１実施形態のように、ロッド１１に比較的小さな段部１１ｃを形成する場合には高度の加工精度が要求されるが、第２実施形態のバイアスバネ解除機構によれば、第１実施形態の段部１１ｃのような高精度の加工を要することなく、容易に構成することができることにより、加工公差等によるバイアスバネ解除機構の不具合の発生を抑制することができる。

また、ロッド１１のスライダ６側には第２小径部１１ｈが形成され、この第２小径部１１ｈにより形成される段部１１ｉと、第２小径部１１ｈに嵌合するプッシュナット１１ｇとの間にスライダ６の底部を挟み込むことにより、ロッド１１がスライダ６に係合する。また、温調ネジ７のナット受穴部７４はプッシュナット１１ｇに対応する形状となっている。また、第２実施形態においては、スライダ脱落防止部材として、第１実施形態のＣ形止め輪９２に代えて、ＣＲ形止め輪９２’をケーシング本体２ａの内周面に係合させており、これにより、スライダ６が温調ネジ７から脱落し制御弁体３に接触することを防止している。

また、第２実施形態の水流入口２３及び湯流入口２４は、キャップ体２ｂに形成されている。キャップ体２ｂの開口端部には、ケーシング本体２ａの開口端部側に向かって延びる突片１４（図４〜図６の上側参照）が周方向に等間隔で４つ設けられている。各突片１４の外周面には、周方向に延びる第１溝部１４ａが形成されている。ケーシング本体２ａの開口端部には、突片１４を受け入れる受入部１５が４つ凹設されている。

ケーシング本体２ａの開口端部の外周面には、受入部１５間に位置させて周方向に延びる第２溝部１５ａ（図４〜図６の下側参照）が形成されている。突片１４の第１溝部１４ａとケーシング本体２ａの第２溝部１５ａとは、各突片１４が対応する受入部１５に受け入れられた状態で１つの環状溝を構成し、この環状溝には止め輪１６が嵌合されている。このようにして、ケーシング本体２ａとキャップ体２ｂとを連結させることにより、第１実施形態のように螺合させる場合と比較して振動等によりケーシング本体２ａとキャップ体２ｂとの連結が緩むことを防止することができる。尚、図４〜図６においては、ケーシング２の中心軸線上から下側半分と上側半分との切断面が成す角を１３５度とし、各図に第１溝部１４ａと第２溝部１５ａとが表れるようにしている。

また、第２実施形態においては、ケーシング本体２ａの開口端縁に湯側弁座２４ａを形成し、キャップ体２ｂの内周面で水流入口２３の流出口２８側開口縁に位置させて、径方向内方に突出し湯側弁座と対向する環状の水側弁座２３ａが形成されている。第２実施形態の他の構成及び使用方法は第１実施形態と同様である。

第２実施形態の湯水混合栓１を組み立て方法は、第１に、ロッド１１の第１小径部１１ｄに、突出部材１２、筒状体１３、引上げバネ１０、筒状体１３及び引上げバネ１０の端部と係合する張出部１１ｂに相当する環状体の順に軸支させてから、これらの脱落を防止するプッシュナット１１ｆを係合させ、その後、ロッド１１に、温調ネジ７のナット受穴部７４に配置されたプッシュナット１１ｇを係合させる点、第２に、キャップ体２ｂの各突片１４をケーシング本体２ａの対応する受入部１５に嵌合させ、溝部１４ａ，１５ａで構成される環状溝に止め輪１６を嵌合させてケーシング本体２ａとキャップ体２ｂとを連結させる点の２点を除き、第１実施形態と同様である。

両実施形態の湯水混合栓１によれば、混合出湯状態で、制御弁体３を水流入口２３側へ付勢するバイアスバネ５は、制御弁体３を湯流入口２４側へ付勢する引上げバネ１０と感温バネ４との合力と釣合うこととなる。従って、引上げバネ１０によって制御弁体３が付勢される分だけ感温バネ４の線径や巻数を小さくして付勢力を弱めることができ、低廉な感温バネ４を用いて湯水混合栓１全体のコスト削減を図ることができる。

また、従来のように、引上げバネ１０を温調ネジ７とスライダ６との間に配置すると、温調ネジ７とスライダ６との間に引上げバネ１０を配置するスペースを確保する必要があり、ケーシング２が大きくなってしまい小型化が図れない。これに対し、両実施形態においては、引上げバネ１０を感温バネ４の内側に配置することにより、感温バネ４の内側のスペースを有効活用し、ケーシング２を大きくすることなく引上げバネ１０をケーシング２内に組み込むことができる。

また、引上げバネ１０を感温バネ４の内側に配置すると、感温バネ４にケーシング２内を流れる湯水を接触させるため、引上げバネ１０にも湯水が接触し、乱流の発生に伴う流路抵抗の増加や騒音が発生する虞がある。しかしながら、第１実施形態の湯水混合栓１によれば、仕切筒としての内筒部２７により、引上げバネ１０にケーシング２内を流れる湯水が接触し難くなり乱流の発生を抑えることで、流路抵抗の増加及び騒音の発生を防止することができる。

また、温調ネジ７を回転させてスライダ６を温調ネジ７側に引き寄せ、制御弁体３により湯流入口２４を閉塞する際に、バイアスバネ解除機構によりバイアスバネ５による制御弁体３への付勢力が解除されるため、感温バネ４と引上げバネ１０との付勢力によりスムーズに制御弁体３を湯流入口２４側へ摺動させることができ、確実に湯流入口２４を制御弁体３により閉塞させることができる。

また、出水状態及び混合出湯状態において、引上げバネ１０が制御弁体３を湯流入口２４側へ付勢することにより感温バネ４の付勢力を弱めることができることと相俟って、高温出湯状態では、バイアスバネ５の付勢力が感温バネ４の付勢力に打ち勝って制御弁体３が水流入口２３を閉塞し易くなり、また、制御弁体３にかかるバネの付勢力による負荷を低減して耐久性を向上させることができる。

また、収納部としての内筒部３２により、湯流入口２４から流入する湯がバイアスバネ５に接触することを抑制し、乱流の発生を抑制して流路抵抗の増加を抑えると共に、騒音の発生を抑制することができる。

尚、第２実施形態では、バイアスバネ解除機構の構成部材である突出部材１２をロッド１１の段部１１ｅと筒状体１３とで挟み込んでロッド１１に固定しているが、突出部材１２の固定方法はこれに限られない。例えば、ロッド１１を内挿する２つの筒状体の間に挟み込んだり、ロッド１１を２つの短い棒部材を螺合させて構成し該棒部材間で挟み込んで固定してもよい。

また、突出部材１２は第２実施形態に示す歯車状のものに限られず、ロッド１１の外周面よりも径方向外方へ突出する突部を有し、バイアスバネ５による制御弁体３の付勢を解除できるものであれば、他の形状であってもよい。

第１実施形態の湯水混合栓の出水状態を示す説明的断面図。 第１実施形態の湯水混合栓の混合出湯状態を示す説明的断面図。 第１実施形態の湯水混合栓の高温出湯状態を示す説明的断面図。 第２実施形態の湯水混合栓の出水状態を示す説明的断面図。 第２実施形態の湯水混合栓の混合出湯状態を示す説明的断面図。 第２実施形態の湯水混合栓の高温出湯状態を示す説明的断面図。 第２実施形態の湯水混合栓のバイアスバネ解除機構の構成部材を示す斜視図。 第２実施形態の湯水混合栓の制御弁体を示す斜視図。

符号の説明

１…湯水混合栓、 ２…ケーシング、 ２ａ…ケーシング本体、 ２ｂ…キャップ体、 ２１…雌ネジ部、 ２２…雄ネジ部、 ２３…水流入口、 ２３ａ…水側弁座、 ２４…湯流入口、 ２４ａ…湯側弁座、 ２５…孔部、 ２６…外筒部、 ２７…内筒部（仕切筒）、 ２７ａ…接続部、 ２７ｂ…張出部、 ２８…流出口、 ２９…突条、 ３…制御弁体、 ３１…外筒部、 ３２…内筒部（収納部）、 ３２ａ…接続部、 ３３…閉塞壁、 ３３ａ,３３ａ’…貫通孔、 ４…感温バネ、 ５…バイアスバネ、 ５ａ…ワッシャ、 ６…スライダ、 ６ａ…溝部、 ６ｂ…雌ネジ部、 ６ｃ…孔部、 ７…温調ネジ、 ７１…接続部、 ７２…環状突部、 ７３…雄ネジ部、 ７４…ナット受穴部、 ８…戻り防止バネ、 ９１…環状凹部、 ９２…Ｃ形止め輪、 ９２’…ＣＲ形止め輪、 １０…引上げバネ、 １１…ロッド、 １１ａ…ナット、 １１ｂ…張出部、 １１ｃ…段部、 １１ｄ…第１小径部、 １１ｅ…段部、 １１ｆ，１１ｇ…プッシュナット、 １１ｈ…第２小径部、 １１ｉ…段部、 １２…突出部材、 １２ａ…孔部、 １２ｂ…突部、 １３…筒状体、 １４…突片、 １４ａ…第１溝部、 １５…受入部、 １５ａ…第２溝部、 １６…止め輪、 Ｗ…制御弁機構。

Claims (9)

1. 筒状のケーシングと、
   該ケーシングの周壁に軸方向へ互いに間隔を存して設けられた湯流入口及び水流入口と、
   該ケーシングの水流入口側の端部に設けられた流出口と、
   該ケーシング内に軸方向に摺動自在に設けられ、該ケーシング内を摺動することにより、前記湯流入口を閉塞し且つ前記水流入口を開口して水のみを前記流出口から流出させる出水状態と、前記湯流入口と前記水流入口とを開口して湯水を混合して前記流出口から流出させる混合出湯状態と、前記湯流入口を開口し且つ前記水流入口を閉塞して湯のみを前記流出口から流出させる高温出湯状態との何れかの状態に切換自在な制御弁体と、
   前記ケーシング内で前記湯流入口側の端部に回転自在に配置され、一部が前記ケーシングの軸方向外方へ露出する温調ネジと、
   前記ケーシング内に回転を阻止された状態で前記温調ネジと螺合して配置され、前記温調ネジを回転させることにより前記ケーシング内を軸方向へ摺動するスライダと、
   前記ケーシング内で前記制御弁体と前記スライダとの間に配置され、前記制御弁体を前記水流入口側へ付勢するバイアスバネと、
   前記ケーシング内に配置され、前記制御弁体を前記湯流入口側へ付勢し、前記ケーシング内を流れる湯水の温度変化に応じて弾性力が変化する感温バネと、
   前記出水状態及び前記混合出湯状態で前記制御弁体を前記湯流入口側へ付勢する引上げバネとを備えたことを特徴とする湯水混合栓。
2. 請求項１記載の湯水混合栓において、
   前記制御弁体に前記ケーシングの軸方向に貫通する貫通孔を形成し、
   一端部に前記スライダに係止される係止部を有し、前記制御弁体の貫通孔を通って前記感温バネの内側まで延び、他端部に径方向外方へ張り出す張出部を有するロッドを設け、
   前記引上げバネを前記感温バネの内側でロッドの張出部と制御弁体との間に配置することを特徴とする湯水混合栓。
3. 請求項２記載の湯水混合栓において、
   前記引上げバネと前記感温バネとの間に、前記引上げバネに湯水が接触することを抑制する仕切筒を設けたことを特徴とする湯水混合栓。
4. 請求項１から請求項３の何れか１項に記載の湯水混合栓において、前記出水状態で前記バイアスバネによる前記制御弁体への付勢を解除するバイアスバネ解除機構を備えることを特徴とする湯水混合栓。
5. 請求項４記載の湯水混合栓において、前記制御弁体に、前記ケーシングの軸方向に貫通する貫通孔を形成し、
   一端部に前記スライダに係止される係止部を有し、前記制御弁体の貫通孔を通って前記感温バネの内側まで延びるロッドを設け、
   前記バイアスバネ解除機構は、ロッドに設けられ前記制御弁体の貫通孔内を摺動自在でロッドの外周面よりも径方向外方へ突出する突部を有する突出部材を備え、
   前記出水状態で、突出部材の突部の前記スライダ側の端面が前記制御弁体の貫通孔の前記スライダ側の開口端よりも前記スライダ側に位置し、突出部材と前記バイアスバネとが当接して前記バイアスバネが前記制御弁体から離隔することにより、前記バイアスバネによる前記制御弁体への付勢が解除されることを特徴とする湯水混合栓。
6. 請求項１から請求項５の何れか１項に記載の湯水混合栓において、前記高温出湯状態で前記引上げバネによる前記制御弁体の付勢が解除される引上げバネ解除機構を備えることを特徴とする湯水混合栓。
7. 請求項１から請求項６の何れか１項に記載の湯水混合栓において、前記ケーシングは、ケーシング本体と該ケーシング本体に連結されるキャップ体とで構成され、ケーシング本体又はキャップ体の一方の端部に他方の端部に向かって延びる複数の突片が形成され、他方の端部外周面に、突片を受け入れる複数の受入部が形成され、突片の外周面に周方向に延びる第１溝部が形成され、他方の端部外周面に受入部間に位置させて周方向に延びる第２溝部が形成され、各突片が対応する受入部に受け入れられた状態で、第１溝部と第２溝部とが周方向に連続する環状溝を構成し、該環状溝に止め輪が嵌合されることを特徴とする湯水混合栓。
8. 請求項１から請求項７の何れか１項に記載の湯水混合栓において、
   前記バイアスバネは前記制御弁体に設けられた収納部に収納され、
   収納部の前記スライダ側の端部は、前記高温出湯状態のときに前記湯流入口よりも前記スライダ側に位置することを特徴とする湯水混合栓。
9. 請求項１から請求項８の何れか１項に記載の湯水混合栓において、前記ケーシングの内周面で前記スライダと前記制御弁体との間に、前記温調ネジと前記スライダとの螺合が解除され前記スライダが前記温調ネジから脱落することを防止するスライダ脱落防止部材を備えることを特徴とする湯水混合栓。

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