(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔をおいて周壁に取り付けたハウジングと、
前記水流入口と湯流入口との間の前記ハウジングの内壁をシール面として軸線方向に移動可能に組み込んだほぼ中空円筒状の弁体と、
前記水流入口側で前記弁体の軸線方向の一端面に対向する水弁座と、
前記湯流入口側で前記弁体の軸線方向の他端面に対向する湯弁座と、
前記水弁座又は前記湯弁座の下流側のハウジングに開けた混合水流出口と、
前記水弁座又は前記湯弁座から混合水流出口までの混合水流路中に組み込まれ前記弁体を温度設定用の操作部に連接し且つ該弁体を前記湯弁座側に付勢する感温素子と、を備えた湯水混合栓であって、
前記ハウジング内壁に弁体周りをシールするОリングを固定したものにおいて、
前記ハウジング内壁に、前記Оリング及びＯリングを押えるＯリング押えを収納する空間を前記水弁座又は前記湯弁座と対向するように一方向より設け、該Ｏリング押えは平板で環状の部位とこの環状の部位から軸線方向に伸びる複数個の柱状の部位とから構成され、この柱状の部位の端部が前記空間と対向する前記水弁座又は前記湯弁座に当接した状態で前記水流入口又は前記湯流入口からの通水路を確保し、前記環状の部位によって前記Ｏリングを前記空間に組み込むことを特徴とする湯水混合栓。
【請求項２】
前記Ｏリング押えの前記柱状の部位に、前記水流入口又は前記湯流入口に嵌合する、抜け止め、ガタ防止用のつめ部を設けた請求項１記載の湯水混合栓。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動温度調整機能を持つ湯水混合栓に係り、特に感温部による弁体の作動を適正化して混合水温度の安定を図るようにした装置構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動温度調整機能を持つ湯水混合栓は、たとえば浴室用のシャワー設備や洗面化粧台等に備える湯水混合栓として利用されている。
【０００３】
この湯水混合栓の基本構造は、本体の内部流路に感温機能部を組み込み、これによって温度変動を生じたときに水と湯との混合比を一軸上で変える弁体を移動させ、混合水の温度を設定した温度に維持するというものである。
【０００４】
この感温機能部の例としては、熱膨張・収縮性のワックスを封入した感温体を用い、この感温体の一端から出没するピンの動きによって弁体の位置を変更するものや、混合水流路内に金属又は合成樹脂を素材とした形状記憶素子製のスプリングを収納し、混合水温度の変動に基づくスプリングの軸線方向への膨張及び収縮によって弁体の位置を変更し、温度調整するようにしたものもある。
【０００５】
これらの何れにおいても、本体の内部流路を流れる混合水に感温部を曝し、この感温部の熱膨張・収縮を変換手段として弁体を移動させ、湯側と水側の弁開度を変更することによって、自動温度調整を行うものである。
【０００６】
また、特開平６−１４７３３３号では、この弁体の安定作動を確保するための手段として、水室と湯室を仕切るＯリングをハウジング側すなわち固定側に構成し、給水圧と給湯圧の差による発生力を、可動弁体に伝えないような手段が挙げられている。
【０００７】
図９は弁体４に作用する荷重の発生を説明するための図である。
【０００８】
弁体４を保持するハウジング１の内壁ガイド１ｇの内径をＤ，Ｏリング５のシール面外径をｄとし、水流入口１ａからの給水圧をＰＣ、湯流入口１ｂからの給湯圧をＰＨとするとき、次式のＦで与えられる作用力がＯリング５に作用する。
【０００９】
【数１】
0004164977.tif 000002
【００１０】
この作用力Ｆは、Ｏリング５が弁体４に一体的となっていることから弁体４を押す力となり、弁体４を水弁座２及び湯弁座３に対する設定位置での安定性に影響を及ぼす。すなわち、作用力Ｆは給水圧ＰＣと給湯圧ＰＨを変数とするので、これらの値の変動によって弁体４が図において左又は右側へ押され、水側及び湯側の弁開度が変動してしまい、混合水温度が設定した値から外れる結果となる。
【００１１】
このような作用力Ｆの発生による弁体４の不安定さを解消するため、従来例の特開平６−１４７３３３では、次の例が考えられている。
【００１２】
図１０は、前述の従来例にて挙げられている、内壁ガイド１ｇに環状の凹部１ｈを設け、この凹部１ｈの中にＯリング５を嵌め込んで保持した例である。
【００１３】
この構造では、移動する弁体４の外径ｄに対して、前記の数式におけるＤの値はＯリング５のシール面である。このため、Ｄ＝ｄの関係が成立し、前記の数式によるＦの値は零となり、弁体４に作用する外力はない。
【００１４】
しかし、この構造ではハウジング１の内壁ガイド１ｇ部にＯリング５が埋め込まれた構造となっているため、図９に示す構造に比べると、組立の際にＯリング５を先ず内壁ガイド１ｇに取付けた後、弁体４を通すように組み立てる必要があり、この弁体４の角部がＯリング５に引っかかり、Ｏリング５を傷つける恐れがある。また、万が一Ｏリング５にキズ等を生じた場合も、組立後は外側から容易にＯリング５を確認することはできず、このＯリング５のキズ等によりシール力が不十分となり、水室１ｄと湯室１ｅの間に漏れが生じ、結果混合室１ｆ内で感温素子８が感知する温度が変化し、自動温度制御性能に影響を及ぼしてしまう、といった場合が懸念される。
【００１５】
また、前項のような不具合を生じ、Ｏリング５を交換する必要がある場合にも、再び前記同様の不具合を生じる恐れがある。
【００１６】
さらに、内壁ガイド１ｇに凹溝１ｈを設ける場合、この凹溝１ｈは通常機械加工にて切削を施すのが一般的である。しかし近年、樹脂材料による成形部品を用いて二次的な加工を省き、各部品の製造コストを抑える方法が広く行われているが、前述の凹溝１ｈは金型成形による形状出しができず、ハウジング１を樹脂成形部品で作った場合も、機械加工によって切削する必要があり、加工コストがかかり、また生産性もその分劣ってしまう。
【００１７】
加えて、この凹溝１ｈを機械加工にて設けた場合は、切削時の材料屑、切り粉などが凹溝１ｈに溜まってしまい、これを除去する際にも内径側の溝のため、除去が困難で作業時間もかかり、その作業によるコスト増、生産性・品質の低下といった問題も考えられる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前述の特開平６−１４７３３３号に挙げられている例では、ハウジング内壁の可動弁体周囲に環状に凹状のＯリングの溝を設けるする必要があるため、ハウジングを樹脂成形した場合においても二次加工が必要となり、コスト増につながる。更にハウジング内壁側へＯリングを組み込む際に、組立作業がしづらい、また、万が一Ｏリングへキズ等が発生し、自動温度調整性能に悪影響が見られた場合、バルブ外部から容易に発見がしづらい、また仮に発見した場合においてもＯリングの交換がしづらい、といった不具合が懸念される。
【００１９】
また、前記内壁ガイドに環状の凹溝を設ける場合、この凹溝は通常機械加工にて切削を施すのが一般的である。しかし近年、樹脂材料による成形部品を用いて二次的な加工を省き、各部品の製造コストを抑える方法が広く行われているが、前述の凹溝は金型成形による形状出しができないため、ハウジングを樹脂成形部品で作った場合も、機械加工によって切削する必要があり、加工コストがかかり、また生産性もその分劣ってしまう。
【００２０】
加えて、この凹溝を機械加工にて設けた場合は、切削時の材料屑、切り粉などが凹溝に溜まってしまい、これを除去する際にも内径側の溝のため、除去が困難で作業時間もかかり、その作業によるコスト増、生産性・品質の低下といった問題も考えられる。
【００２１】
本発明において解決すべき課題は、形状記憶素子製のスプリングまたは熱膨張・収縮性のワックスを封入した感温体を感温機能として用いる湯水混合栓において、弁体の安定作動を確保して自動温度調整機能を確実に実行できるようにすることを目的とした弁体周りをシールするＯリングの取付構造を、安価で実現し、また生産性・組立性・メンテナンス性を向上させることにある。
【００２２】
本発明では、水流入口と湯流入口とを軸線方向に間隔をおいて周壁に取り付けたハウジングと、
前記水流入口と湯流入口との間の前記ハウジングの内壁をシール面として軸線方向に移動可能に組み込んだほぼ中空円筒状の弁体と、
前記水流入口側で前記弁体の軸線方向の一端面に対向する水弁座と、
前記湯流入口側で前記弁体の軸線方向の他端面に対向する湯弁座と、
前記水弁座又は前記湯弁座の下流側のハウジングに開けた混合水流出口と、
前記水弁座又は前記湯弁座から混合水流出口までの混合水流路中に組み込まれ前記弁体を温度設定用の操作部に連接し且つ該弁体を前記湯弁座側に付勢する感温素子と、を備えた湯水混合栓であって、
前記ハウジング内壁に弁体周りをシールするОリングを固定したものにおいて、
前記ハウジング内壁に、前記Оリング及びＯリングを押えるＯリング押えを収納する空間を前記水弁座又は前記湯弁座と対向するように一方向より設け、該Ｏリング押えは平板で環状の部位とこの環状の部位から軸線方向に伸びる複数個の柱状の部位とから構成され、この柱状の部位の端部が前記空間と対向する前記水弁座又は前記湯弁座に当接した状態で前記水流入口又は前記湯流入口からの通水路を確保し、前記環状の部位によって前記Ｏリングを前記空間に組み込むことを特徴とする。
【００２３】
前項に示されるＯリング押えの前記柱状の部位に、前記水流入口又は前記湯流入口に嵌合する、抜け止め、ガタ防止用のつめ部を設けてもよい。
【００２４】
ハウジングのシール面に、水流入口の周囲と嵌合可能に環状のＯリング押え部品を構成してもよい。
【００２５】
更に、ハウジングの外周面且つ水流入口近傍に嵌合用の溝部を構成し、前述のＯリング押え部品を嵌めあわせることもできる。
【００２６】
そして更に、ハウジングのシール面端部に雌ねじ部を設け、前述のＯリング押え部品を螺着させてもよい。
【００２７】
ハウジング内壁に、前記Ｏリング及びＯリングを押える部品を収納する空間を一方向より設け、該部にＯリング及びＯリング押えを組み込むことによって、前記水流入口及び湯流入口からの給水圧及び給湯圧の差による前記弁体への軸線方向の負荷を零とすることができる。
【００２８】
【実施例】
図１は湯水混合栓の要部の構造の概略を示す正面縦断面図である。
【００２９】
図１において、湯水混合栓の本体Ａの中に組み込まれるハウジング１の周壁には軸線方向に間隔をおいて水流入口１ａ及び湯流入口１ｂをそれぞれ開けると共に、これらの水流入口１ａ、湯流入口１ｂに連通する下流側には混合水流出口１ｃを開けている。水流入口１ａは湯水混合栓の本体Ａの中の水室１ｄに連通し、同様に湯流入口１ｂと混合水流出口１ｃはそれぞれ湯室１ｅ及び混合室１ｆに連通し、この混合室１ｆを経由して混合水が吐出管から吐出される。
【００３０】
ハウジング１の内部には、水流入口１ａ側及び湯流入口１ｂ側にそれぞれ水弁座２及び湯弁座３を設ける。そして、これらの水弁座２と湯弁座３との間には、軸線方向に移動可能なほぼＨ状の縦断面を持つ温度調整用の弁体４を組み込む。この弁体４は、その軸線方向の両端を水弁座２及び湯弁座３との着座面とし、水側と湯側とを区画する隔壁４ａに連絡口４ｂを開けたものである。そして、ハウジング１の内壁であって弁体４の周りには環状のＯリング５を組み込み、このＯリング５をハウジング１の内壁に密着させて水側と湯側とを遮断している。
【００３１】
ハウジング１の内部は、弁体４によって水室１ｄ及び湯室１ｅに区画され、これらの下流に混合室１ｆが形成される。そして、混合室１ｆから水室１ｄにかけて、一端が弁体４の隔壁４ａに突き当たるスリーブ７を組み込む。このスリーブ７は水室１ｄに臨む周壁にフィン状の部位７ａによって水用の開口７ｂを開け、隔壁４ａの連絡口４ｂを包囲する内径を持つ。そして、スリーブ７によって水室１ｄ及び湯室１ｅと混合室１ｆとが連通し、弁体４の水弁座２及び湯弁座３に対する弁開度に応じた量比の水と湯が混合室１ｆへ供給される。
【００３２】
混合室１ｆにはハウジング１の内壁に一端が突き当たり他端をスリーブ７の端面に嵌め込んだ感温素子８を組み込む。この感温素子８は従来例でも述べたように、混合室１ｆ内を通過する混合水の温度に感応して膨張、収縮し、吐出される混合水の温度が設定温度に保持されるように弁体４をシフトさせる機能を持つ。なお、感温素子８は形状記憶合金製に限らず、合成樹脂製の形状記憶素子を素材とするものや熱膨張・収縮性を持つワックスを封入した感温体であってもよい。
【００３３】
弁体４の位置設定は、ハウジング１に対してネジ接合したスピンドル９のハンドル９ａによって行う。このスピンドル９の一端はスリップワッシャ等を介して感温素子８に連接され、ハンドル９ａ操作によって弁体４を軸線方向へ移動させることにより、感温素子８を介して弁体４を設定温度値に対応した位置に設定することができる。
【００３４】
更に、湯室１ｅには感温素子８と反対方向に弁体４を付勢するバイアススプリング１０を組み込む。このバイアススプリング１０は弁体４を水弁座２側に移動させる機能を持ち、温度設定用の感温素子８に対して弁体４の位置をバランスさせる。
【００３５】
図２に、前記の数式におけるＤ＝ｄの関係を保ってＦの値を零とし、前述の生産面での問題も解消する本発明の一実施例を示す。
【００３６】
内壁ガイド１ｇに凹溝の代わりに、一方向から環状の切欠部１ｉ部を設け、そこにＯリング５及びＯリング押え６を組み込む構造とした物である。Ｏリング押えの形状を図５に示す。
【００３７】
Ｏリング押え６は、Ｏリング５の脱落を防止する固定壁の役割を果たす平板で環状の部位６ａと、前記６ａを保持して水弁座２と内壁ガイド１ｇの間に挟み込み、且つ水流入口１ａへの通水路を確保するための複数個の柱状の部位６ｂとから構成されており、６ａの内径ｄ１０は可動弁４の外径ｄ１より僅かに大きく、外径ｄ１１はハウジング内壁ガイド１ｇのＯリング固定部の内径Ｄ１より僅かに小さい。またＯリング押え６の高さ寸法ｈ１は、水弁座２からＯリング５までの距離Ｈ１にほぼ等しく、Ｏリング押え６の平板部６ａの厚さｈ２は水流入口１ａの幅Ｈ２を塞がない程度とする。
【００３８】
この構造にすることにより、Ｏリング５を内壁ガイド１ｇに固定することができ、前記の数式におけるＤ＝ｄの関係を保つことができるため、Ｏリングに発生する力Ｆを零とすることができる。
【００３９】
同時に、ハウジング１のＯリング固定部１ｉ部は、環状の凹溝とならないため、樹脂成形も容易となり、機械加工も不要となり、生産コストを抑え、生産性を向上させることができる。またそれにより、機械加工による加工屑・切り粉残りの心配も無く、品質も安定する。
【００４０】
図４に本実施例における、サーモスタットバルブユニットの組立手順を示す分解図を記す。
【００４１】
ハウジング１の一端に設けられた開放部１００よりスピンドル９を通し、スピンドル９をハウジング１にねじ接合してスピンドル９の回転力を軸力に変換するためガイド２０、バイアススプリング１０を組み込む。さらにあらかじめＯリング５、及びＯリング押え６を周囲に取付けた可動弁４をハウジング１に通し入れる。その後、感温素子８、スリーブ７を組み込んだ別体の水弁座２を、ハウジング１の開放部１００より通し入れ、ねじ接合する。水弁座２を接合していくことにより、この水弁座２によりＯリング５、Ｏリング押え６がハウジング１の内壁ガイド１ｇに設けられた環状の切欠部１ｉに押し込められ、切欠部１ｉ、及びＯリング押え６の平板部６ａによって、環状の凹溝形状が構成され、Ｏリング５がハウジング１の内壁ガイド１ｇに固定される。
【００４２】
図５は、Ｏリング押え１６の柱部１６ｂに嵌合用の爪部１６ｃを設けた例である。
【００４３】
この例においては、Ｏリング押え１６は弾性体にて形成されている物とする。本例における実施例において、組立手順を図６に示すと、水弁座２によって押し入れられたＯリング押え１６が、ハウジング１の開放部１００を通過する際、弾性体であるＯリング押え１６の柱部１６ｂがたわみ、その爪部１６ｃが開放部１００を通過し、水流入口１ａの一端を通過すると、柱部１６のたわみが弾性体の反発力によって復帰し、水流入口１ａに係止する。これにより、Ｏリング押え１６の軸方向のガタも抑えることができる。
【００４４】
また、Ｏリング押え１６の爪部１６ｃを図水流入口１ａの軸方向の辺に係止させることにより、Ｏリング押え１６とハウジング１を回転方向にも位置決めさせることができ、水弁座２のねじ接合時の供回りも防ぐことができる。これにより、水流入口１ａにかかるＯリング押え１６の柱部１６ｂの方向性をつねに一定の位置に保つことができ、結果として、水流入口１ａからの流入量に、柱１６ｂの方向性によるバラツキを抑えることができ、混合水吐水量を安定させることができる。
【００４５】
図７は、水流入口１ａの周りに一部嵌合用の係止部を設け、そこに嵌合用の爪部２６ｃを持った、弾性体で平板状のＯリング押え２６を係止させる方法を示す分解斜視図である。
【００４６】
この例においては、予めハウジング１の水流入口１ａに設けられた係止部１１０に、開放部１００から通しいれたＯリング押え２６の爪部２６ｃを係止させ、それによって凹状に形成されたＯリング溝にＯリング５を内径側より取付け、可動弁４を通し入れる手順を用いる。
【００４７】
この実施例では、Ｏリング押え２６は、その平板部分２６ａが爪部２６ｃによってハウジング１の水流入口１ａに固定されるため、前述したような柱状の部位を持たない。水の流入を妨げる部位を持たないことで、前述した実施例と同様、安定した吐水量を得るものである。
【００４８】
さらにまた、図８に示すように、工具を掛けて回転させるための溝部３６ｄを持った、平板状のＯリング押え３６の周囲に雄ねじ部３６ｃを設け、ハウジング１の内壁ガイド１ｇの端部に雌ねじ部１３０を設けて、ねじ接合による固定を用いてもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明では、給水圧と給湯圧との差による可動弁への軸線方向への負荷を、弁体自身やシール面との位置関係によって零とし、安定した可動弁の動きを維持するため、ハウジング内壁に弁体周りをシールするＯリングを固定したサーモスタットバルブユニットにおいて、ハウジング内壁にＯリング及びＯリングを固定する部品を収納する空間を設け、該部に前記Ｏリング、Ｏリング押えを組み込むことによって、生産性・組立性・メンテナンス性を向上させることができる。
【００５０】
前記Ｏリング押えに抜け止め、ガタ防止用のつめ部を設けたため、Ｏリング押え１６の軸方向のガタも抑えることができ、Ｏリングを確実に保持できる。
【００５１】
前記ハウジングの前記シール面に、前記水流入口の周囲と嵌合可能に環状のＯリング押え部品を構成したため、水の流入を妨げる部位がなく安定した吐水量を得ることができる。
【００５２】
前記ハウジングの前記シール面端部に雌ねじ部を設け、前述のＯリング押え部品を螺着させたため、Ｏリング押え部品をさらに確実に固定でき、且つ、水の流入を妨げる部位を持たないことで、吐水量の安定化もはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の湯水混合栓に使用するバルブハウジングの内部構造を示す概略縦断面図である。
【図２】本発明の一実施例の要部を模式的に示した縦断面図である。
【図３】図２に示される実施例に用いられる、Ｏリング押えの形状を示す外観斜視図である。
【図４】図２に示される実施例における、サーモスタットバルブユニットの組立手順を示す分解斜視図である。
【図５】本発明の第二実施例を示す要部縦断面図である。
【図６】図５に示される実施例における、サーモスタットバルブユニットの組立手順を示す分解斜視図である。
【図７】本発明の第三実施例を要部示す分解斜視図である。
【図８】本発明の第四実施例を要部示すを示す分解斜視図である。
【図９】従来例の要部を模式的に示した縦断面図である。
【図１０】別の従来例の要部を模式的に示した縦断面図である。
【符号の説明】
１：ハウジング
１ａ：水流入口
１ｂ：湯流入口
１ｃ：混合水流出口
１ｄ：水室
１ｅ：湯室
１ｆ：混合室
１ｇ：内壁ガイド
１ｈ：凹溝
２：水弁座
３： 湯弁座
４：弁体
４ａ：隔壁
４ｂ：連絡口
５：Ｏリング
６：Ｏリング押え
６ａ：平板部
６ｂ：柱部
７：スリーブ
８：感温素子
９：スピンドル
９ａ：ハンドル
１０：バイアススプリング
１６：Ｏリング押え
１６ｂ：柱部
１６ｃ：爪部
２６：Ｏリング押え
２６ａ：平板部
２６ｂ：柱部
２６ｃ：爪部
３６：Ｏリング押え
３６ｃ：雄ねじ部
３６ｄ：溝部
１００：開放部
１１０：係止部
１３０：雌ねじ部
【図１】
0004164977.tif 000003
【図２】
0004164977.tif 000004
【図３】
0004164977.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004164977.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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