(57)【要約】【課題】回転軸心の軸ズレに起因する偏荷重が発生せず、正確且つ安定した温度調整機能を備えた湯水混合装置を提供する。【解決手段】湯水混合装置３０は、湯水混合装置本体３１内に流入する湯及び水の流量を変化させるため湯水混合装置本体３１内に移動可能に配置された主弁体４０と、主弁体４０を所定方向（軸心方向）に摺動させるため湯水混合装置本体３１の内部に回転可能に配置されたスピンドル部４１と、湯水混合装置本体３１の内壁面とスピンドル部４１の外周部との間に配置されたシール部材４２と、使用者による操作部の温調操作を感知してスピンドル部４１を回転させる駆動軸３２ａを有するモータ３２と、を備えている。モータ３２の駆動軸３２ａとスピンドル部４１とは、駆動軸３２ａの回転軸心３２ｃとスピンドル部４１の回転軸心４１ｃとの軸ズレを吸収可能な浮動継手４３を介して連結されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
湯と水とを混合して適温に調整された湯水を吐出させる湯水混合装置であって、
湯水混合装置本体と、
前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ため前記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置された主弁体と、
前記主弁体を所定方向に摺動させるため前記湯水混合装置本体の内部に回転可能に配置されたスピンドル部と、
前記湯水混合装置本体の内壁面と前記スピンドル部の外周部との間に配置されたシール部材と、
使用者の温調操作を感知して前記スピンドル部を回転させる駆動軸を有するモータと、を備え、
前記駆動軸と前記スピンドル部とは、前記駆動軸の回転軸心と前記スピンドル部の回転軸心との軸ズレを吸収可能な浮動継手を介して連結されていることを特徴とする湯水混合装置。
【請求項２】
前記駆動軸若しくは前記浮動継手の一方に第一の凸部が形成され、他方に第二の凹部が形成され、前記駆動軸と前記浮動継手とは前記凸部と前記凹部との嵌合に基づく第一係合により連結され、
前記浮動継手若しくは前記スピンドル部の一方に第二の凸部が形成され、他方に第二の凹部が形成され、前記浮動継手と前記スピンドル部とは、前記凸部と前記凹部との嵌合に基づく第二係合により連結され、
前記第一係合、前記第二係合のうちの少なくとも一方を構成する凸部と凹部とが前記軸ズレ方向に相対的に移動可能であることを特徴とする請求項１記載の湯水混合装置。
【請求項３】
前記第一係合は前記回転軸心と直交する第一方向の軸ズレを吸収し、前記第二係合は前記回転軸心及び前記第一方向と直交する第二方向の軸ズレを吸収することを特徴とする請求項２記載の湯水混合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定経路を経由して供給される湯と水とを混合して温度調整された湯水を形成する機能を備えた湯水混合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータ駆動で回転するねじ部の回転により弁体を進退させて湯水の温度調整を行う水栓の湯水混合装置としては、従来、弁体を制御するねじ部の軸とモータの駆動軸とを、連結部材に完全に固定して、モータの駆動軸の回転出力をねじ部の軸に伝達させることによって温調制御を行なう方式、あるいは、モータの駆動軸と、弁体を制御するねじ部の軸とをスプラインの凹凸嵌合により直結し、モータの駆動軸の回転出力を、弁体を制御するねじ部の軸に伝達させる構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１記載の湯水混合装置においては、モータの出力軸とねじ部の軸を連結部材に完全に固定し、モータの駆動軸の回転出力を、連結部材を介してねじ部に伝達することによってねじ部を回転させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平７−１８５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の湯水混合装置において、モータの駆動軸の回転軸心と、弁体を制御するねじ部の回転軸心とは、同一直線上にあることが理想であるが、実際には、これらの回転軸心の間には軸ズレが存在している。このような軸ズレがあると、偏荷重により、温度調整制御部本体と、弁体を制御するねじ部との間の気密を保つために設けられたＯリングシール部分においてＯリングの偏りが生じ、シール不良が発生することがある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、回転軸心の軸ズレに起因する偏荷重が発生せず、正確且つ安定した温度調整機能を備えた湯水混合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の湯水混合装置は、湯と水とを混合して適温に調整された湯水を吐出させる湯水混合装置であって、外部から流入する湯と水とを混合する湯水混合装置本体と、前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ため前記湯水混合装置本体の内部に移動可能に配置された主弁体と、前記主弁体を所定方向に摺動させるため前記湯水混合装置本体の内部に回転可能に配置されたスピンドル部と、前記湯水混合装置本体の内壁面と前記スピンドル部の外周部との間に配置されたシール部材と、使用者の温調操作を感知して前記スピンドル部を回転させる駆動軸を有するモータと、を備え、前記駆動軸と前記スピンドル部とは、前記駆動軸の回転軸心と前記スピンドル部の回転軸心との軸ズレを吸収可能な浮動継手を介して連結されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成とすれば、モータの駆動軸とスピンドル部との間に、前記駆動軸の回転軸心と前記スピンドル部の回転軸心との軸ズレを吸収可能な浮動継手が介在することにより、前記回転軸心の間に発生する軸ズレが、浮動継手の前記軸ズレ方向の移動で吸収されるので、軸ズレに起因する偏荷重が発生しなくなり、スピンドル部の外周部と湯水混合装置本体の内壁面との間に配置されたシール部材におけるシール不良も発生しない。また、軸ズレに起因する偏荷重が発生することなく、モータの駆動軸の回転出力がスピンドル部に伝達されるので、温度調整機能も安定する。
【０００９】
ここで、前記駆動軸若しくは前記浮動継手の一方に第一の凸部が形成され、他方に第二の凹部が形成され、前記駆動軸と前記浮動継手とは前記凸部と前記凹部との嵌合に基づく第一係合により連結され、
前記浮動継手若しくは前記スピンドル部の一方に第二の凸部が形成され、他方に第二の凹部が形成され、前記浮動継手と前記スピンドル部とは、前記凸部と前記凹部との嵌合に基づく第二係合により連結され、
前記第一係合、前記第二係合のうちの少なくとも一方を構成する凸部と凹部とが前記軸ズレ方向に相対的に移動可能な構成とすることが望ましい。
【００１０】
このように、モータの駆動軸と浮動継手との連結手段、浮動継手とスピンドル部との連結手段として、第一係合及び第二係合を用いるとともに、第一係合若しくは第二係合の少なくとも一方を構成する凹部と凸部とが軸ズレ方向に相対的に移動可能とすれば、駆動軸とスピンドル部との軸ズレが発生しても、第一係合若しくは第二係合の少なくとも一方を構成する凹部と凸部とが相対的に軸ズレ方向に移動することにより軸ズレが吸収されるので、軸ズレに起因する偏荷重が発生しなくなり、スピンドル部とシール部材と間にシール不良が発生することがない。
【００１１】
また、前記第一係合は前記回転軸心と直交する第一方向の軸ズレを吸収し、前記第二係合は前記回転軸心及び前記第一方向と直交する第二方向の軸ズレを吸収する構成とすることが望ましい。
【００１２】
このような構成とすれば、モータの回転軸とスピンドル部との間における回転方向の遊びを発生させることなく、軸ズレを吸収することができるので、軸ズレに起因する偏荷重が発生しなくなり、スピンドル部と湯水混合装置本体のシール部材との間のシール不良が発生することがない。また、回転方向の遊びが生じない構造となることにより、モータの駆動軸の回転出力によりスピンドル部の回転が決まるので、正確で安全な温調制御を実現することができる。なお、モータの回転軸とスピンドル部との間に回転方向の遊びが存在すると、当該遊びの部分の範囲でモータの回転軸が空回転するので、モータの駆動軸の回転量が正確にスピンドル部に伝達されなくなり、使用者の操作に応じた正確な温調制御が難しくなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明により、回転軸心の軸ズレに起因する偏荷重が発生せず、正確且つ安定した温度調整機能を備えた湯水混合装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態である湯水混合装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す湯水混合装置の機能構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す湯水混合装置を構成する湯水混合装置本体の一部切欠斜視図である。
【図４】図３に示す湯水混合装置本体の一部切欠分解斜視図である。
【図５】図３に示す湯水混合装置本体の一部切欠分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１，図２に示すように、本実施形態の湯水混合装置３０は、洗面台１が設置された洗面カウンタ４の下側に収納された機能部１０に内蔵されている。洗面台１は、洗面ボウル３に向かって吐水口５ａから湯水を吐出する水栓本体５と、水栓本体５の吐水口５ａから吐出される湯水に関する各種操作を行う操作部６と、を備えている。操作部６は洗面ボウル３の外周縁部に配置され、操作部６の押圧操作（矢印Ａ１）により吐水口５ａからの湯水の吐出・停止及び湯水の流量調整が行われ、操作部６の回転操作（矢印Ａ２）により、吐水口５ａから吐出される湯水の温度調整が行われる。
【００１６】
図２に示すように、機能部１０に内蔵された湯水混合装置３０は、給湯管１１を経由して供給される湯Ｈと、給水管１２を経由して供給される水Ｃとを混合して適温に調整された湯水を水栓本体５の吐水口５ａから吐出させる機能を有する。給湯管１１に対しては、給湯器（図示せず）から湯Ｈが送給され、給水管１２に対しては、上水道等から送給される水Ｃが送給される。
【００１７】
機能部１０は、湯と水とを混合して温度の調整を行う湯水混合装置３０を有する温調機能部１３と、湯水の吐出・停止の切換え及び湯水の流量調整を行う流調機能部１４と、を備えている。給湯管１１、給水管１２から供給される湯、水は温調機能部１３で混合され所定の調整温度の湯水となった後、流調機能部１４を経由して水栓本体５に供給される。
【００１８】
図２，図３に示すように、湯水混合装置３０は、湯水混合装置本体３１と、この湯水混合装置３１の駆動源であるモータ３２とを有する。湯水混合装置本体３１は、湯水の温度によって伸縮する部分である感温部を有する機械式のサーモユニットとして構成される。
【００１９】
また、給湯管１１及び給水管１２には、湯水混合装置本体３１に向かう湯、水の流動方向に従って、それぞれ止水栓１５、フィルタ１６及び逆止弁１７が設けられている。止水栓１５は、湯、水の流入を止めるためのものであり、機能部１０に関する部品交換やメンテナンスなどを行う際に使用される。フィルタ１６は、給湯管１１、給水管１２を流れる湯、水に含まれる不純物を取り除く機能を有する。逆止弁１７は、給湯管１１、給水管１２内を流れる湯、水が供給源側に逆流するのを防止する機能を有する。
【００２０】
図２に示すように、湯水混合装置３０から流調機能部１４へ向かう湯水管７には、湯水用サーミスタ２２が設けられ、その下流側で第一分岐管１８ａ、第二分岐管１８ｂ及びバイパス管２４に分岐している。第一分岐管１８ａには電磁弁１９及び定流量弁２０が設けられ、その下流側にて吐水管１８を構成している。第二分岐管１８ｂにも電磁弁１９及び定流量弁２０が設けられ、その下流側が、第一分岐管１８ａの定流量弁２０より下流側の吐水管１８に連結されている。バイパス管２４には開閉弁２３が設けられ、その下流側が、第一分岐管１８ａの電磁弁１９と定流量弁２０との間に連結されている。電磁弁１９は第一分岐管１８ａ、第二分岐管１８ｂを開閉する機能を有する。定流量弁２０は、第一分岐管１８ａ、第二分岐管１８ｂにおける湯水の流量を一定に保つ機能を有する。
【００２１】
水栓本体５の吐水口５ａから吐出される湯水の流量は流調機能部１４において二段階に調整される。具体的には、第一分岐管１８ａと第二分岐管１８ｂとは、それぞれの管径や定流量弁２０の設定値が異なっており、両者を流れる湯水の流量が異なるように構成されている。本実施形態では、第一分岐管１８ａの湯水流量が第二分岐管１８ｂの湯水流量よりも多くなるように設定されている。
【００２２】
従って、流調機能部１４においては、第一分岐管１８ａの電磁弁１９及び第二分岐管１８ｂの電磁弁１９の両方が開いた多流量状態と、第二分岐管１８ｂの電磁弁１９が閉じて第一分岐管１８ａの電磁弁１９が開いた小流量状態との二つの状態を切り換えることにより、二段階の流量調整が行われる。
【００２３】
また、水栓本体５の吐水口５ａからの湯水の吐水・止水の切り換えについても流調機能部１４において行われる。即ち、前記多流量状態では、第一分岐管１８ａの電磁弁１９及び第二分岐管１８ｂの電磁弁１９を同時に開閉することにより、吐水・止水が行われ、前記小流量状態では、第一分岐管１８ａの電磁弁１９のみを開閉することにより、吐水・止水が行われる。
【００２４】
前述した流調機能部１４における吐水・止水の切り換え及び湯水流量の調整は、洗面台１の使用者による操作部６の押圧操作（矢印Ａ１）によって行われる。なお、流調機能部１４の構成は、本実施形態に限定されるものではないので、洗面台１の仕様に応じて分岐管路の本数や管径などを変えることにより、湯水流量調整の段階数、段階ごとの流量差を適宜設定することができる。
【００２５】
また、機能部１０には、給湯管１１によって供給される湯の温度を検出するための給湯用サーミスタ２１と、湯水混合装置３０から水栓本体５に向かって供給される湯水の温度を検出するための湯水用サーミスタ２２とが設けられている。本実施形態では、図２に示すように、給湯用サーミスタ２１は、給湯管１１の逆止弁１７と湯水混合装置３０との間の位置に設けられ、湯水用サーミスタ２２は、温調機能部１３の湯水混合装置３０と流調機能部１４との間の湯水管７の途中に設けられている。
【００２６】
図２に示すように、機能部１０には、洗面台１の各機能を制御するためのコントローラ５０が設けられている。コントローラ５０は、操作部６の操作、給湯用サーミスタ２１及び湯水用サーミスタ２２が検出する湯水温度に基づいて、第一分岐管１８ａ及び第二分岐管１８ｂにそれぞれに設けられている電磁弁１９の開閉動作、並びに、湯水混合装置３０の動作を制御する。即ち、コントローラ５０に対し、操作部６からの操作信号、給湯用サーミスタ２１からの検出信号あるいは湯水用サーミスタ２２からの検出信号が入力されると、コントローラ５０から各電磁弁１９に対する制御信号や、湯水混合装置３０のモータ３２に対する制御信号が出力される。
【００２７】
コントローラ５０は、操作部６、給湯用サーミスタ２１及び湯水用サーミスタ２２からの信号を受信する入力インターフェイスと、各電磁弁１９及び湯水混合装置３０に対する制御信号を出力する出力インターフェイスとを有する。また、コントローラ５０は、制御プログラムや操作部６によって設定された湯水の流量・温度などを記憶する部分、制御プログラムなどに従って所定の演算を行う部分などを含んでいる。なお、コントローラ５０は、商用電源に接続されたＡＣアダプタ（図示せず）を介して電力の供給を受ける。
【００２８】
また、機能部１０に設けられたバイパス管２４の手動式の開閉弁２３は、通常、閉じられているが、手動操作で開くと、給水管１２を経由して供給される水を、電磁弁１９を迂回して水栓本体５に供給することができる。従って、停電やコントローラ５０の故障などの非常事態が発生したときに水栓本体５に対する給水を行うことができる。
【００２９】
次に、図３〜図５に基づいて湯水混合装置３０について説明する。湯水混合装置３０は給湯管１１、給水管１２（図２参照）を経由して流入する湯と水とを混合して適温に調整された湯水を吐出させる機能を有している。湯水混合装置３０は、流入する湯と水とを混合する湯水混合装置本体３１と、湯水混合装置本体３１内に流入する湯及び水の流量を変化させるため湯水混合装置本体３１の内部に移動可能に配置された主弁体４０と、主弁体４０を所定方向（軸心方向）に摺動させるため湯水混合装置本体３１の内部に回転可能に配置されたスピンドル部４１と、湯水混合装置本体３１の内壁面とスピンドル部４１の外周部との間に配置されたシール部材４２と、使用者による操作部６（図２参照）の温調操作を感知してスピンドル部４１を回転させる駆動軸３２ａを有するモータ３２と、を備えている。
【００３０】
モータ３２の駆動軸３２ａとスピンドル部４１とは、駆動軸３２ａの回転軸心３２ｃとスピンドル部４１の回転軸心４１ｃとの軸ズレを吸収可能な浮動継手４３を介して連結されている。
【００３１】
図４，図５に示すように、浮動継手４３は円板状をした本体部４３ａの片方の面（スピンドル部４１に対向する面）に、本体部４３ａの軸心４３ｃと直交するＸ方向を長手方向とする溝状凹部４３ｘが設けられ、他方の面（モータ３２に対向する面）に軸心４３ｃ及び溝状凹部４３ｘの長手方向と直交するＹ方向を長手方向とするリブ状凸部４３ｙが設けられている。
【００３２】
モータ３２の駆動軸３２ａの先端面には、浮動継手４３のリブ状凸部４３ｙが嵌入可能な溝状凹部３２ｙが、駆動軸３２ａの軸心３２ｃと直交するＹ方向を長手方向として形成されている。スピンドル部４１のモータ３２側端部には、浮動継手４３の溝状凹部４３ｘに嵌入可能なリブ状凸部４１ｘが、スピンドル部４１の軸心４１ｃと直交するＸ方向を長手方向として形成されている。
【００３３】
モータ３２の駆動軸３２ａの溝状凹部３２ｙの長さ（長手方向のサイズ）は、浮動継手４３のリブ状凸部４３ｙの長さ（長手方向のサイズ）より大きく形成され、溝状凹部３２ｙ及びリブ状凸部４３ｙの幅（長手方向と直交する方向のサイズ）は、リブ状凸部４３ｙが溝状凹部３２ｙ内に嵌入されたとき、互いに長手方向にガタつき無くスライド可能となる寸法に調整されている。モータ３２の駆動軸３２ａと浮動継手４３とは、駆動軸３２ａの溝状凹部３２ｙ（第一の凹部）と、浮動継手４３のリブ状凸部４３ｙ（第一の凸部）との嵌合に基づく第一係合８によって連結されている。
【００３４】
また、浮動継手４３の溝状凹部４３ｘの長さ（長手方向のサイズ）は、スピンドル部４１のリブ状凸部４１ｘの長さ（長手方向のサイズ）より大きく形成され、溝状凹部４３ｘ及びリブ状凸部４１ｘの幅（長手方向と直交する方向のサイズ）は、リブ状凸部４１ｘが溝状凹部４３ｘ内に嵌入されたとき、互いに長手方向にガタつき無くスライド可能となる寸法に調整されている。浮動継手４３とスピンドル部４１とは、浮動継手４３の溝状凹部４３ｘ（第二の凹部）と、スピンドル部４１のリブ状凸部４１ｘ（第二の凸部）との嵌合に基づく第二係合９により連結されている。
【００３５】
第一係合８を構成する駆動軸３２ａの溝状凹部３２ｙ（第一の凹部）と、浮動継手４３のリブ状凸部４３ｙ（第一の凸部）とは軸ズレ方向に相対的に移動可能であり、同様に、第二係合９を構成する浮動継手４３の溝状凹部４３ｘ（第二の凹部）と、スピンドル部４１のリブ状凸部４１ｘ（第二の凸部）とは軸ズレ方向に相対的に移動可能である。
【００３６】
湯水混合装置３０においては、モータ３２の駆動軸３２ａとスピンドル部４１との間に浮動継手４３が介在させ、第一係合８及び第二係合９により連結しているので、駆動軸３２ａとスピンドル部４１との軸ズレが発生しても、第一係合８若しくは第二係合９における凹凸部分が相対的に軸ズレ方向に移動することにより軸ズレが吸収される。従って、軸ズレに起因する偏荷重が発生せず、スピンドル部４１の外周部と湯水混合装置本体３１の内壁面との間に配置されたシール部材４２におけるシール不良も発生しない。また、軸ズレに起因する偏荷重が発生することなく、モータ３２の駆動軸３２ａの回転出力がスピンドル部４１に伝達されるので、温度調整機能も安定する。
【００３７】
一方、モータ３２の回転軸３２ａとスピンドル部４１との間に回転方向の遊びが存在すると、当該遊びの部分の範囲でモータ３２の回転軸３２ａが空回転するので、駆動軸３２ａの回転量が正確にスピンドル部４１に伝達されなくなり、使用者の操作に応じた正確な温調制御が難しくなることがある。
【００３８】
しかしながら、湯水混合装置３０においては、第一係合８は回転軸心３２ｃと直交する第一方向の軸ズレを吸収し、第二係合９は回転軸心４１ｃ及び前記第一方向と直交する第二方向の軸ズレを吸収する構成としているため、モータ３２の回転軸３２ａとスピンドル部４１との間における回転方向の遊びを発生させることなく、軸ズレを吸収することができる。従って、モータ３２の駆動軸３２ａの回転出力によりスピンドル部４１の回転が決まり、正確で安全な温調制御を実現することができる。
【００３９】
なお、第一係合８及び第二係合９における凹凸嵌合機構は、図３〜図５に示すものに限定しないので、モータ３２の駆動軸３２ａにリブ状凸部（第一の凸部）を設けるとともに浮動継手４３に溝状凹部（第一の凹部）を設けたり、浮動継手４３にリブ状凸部（第二の凸部）を設けるとともに浮動継手４３に溝状凹部（第二の凹部）を設けたりすることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の湯水混合装置は、一般住宅やホテルなどに設けられる洗面設備において広く利用することができる。
【符号の説明】
【００４１】
１  洗面台
２  洗面台
３  洗面ボウル
４  洗面カウンタ
５  水栓本体
５ａ  吐水口
６  操作部
７  湯水管
８  第一係合
９  第二係合
１０  機能部
１１  給湯管
１２  給水管
１３  温調機能部
１４  流調機能部
１５  止水栓
１６  フィルタ
１７  逆止弁
１８  吐水管
３０  湯水混合装置
３１  湯水混合装置本体
３２  モータ
３２ａ  駆動軸
３２ｃ，４１ｃ，４３ｃ  軸心
３２ｙ，４３ｘ  溝状凹部
４０  主弁体
４１  スピンドル部
４１ｘ，４３ｙ  リブ状凸部
４２  シール部材
４３  浮動継手
４３ａ  本体部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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