(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水栓本体の内腔に弁体ケーシングを配設し、弁体ケーシング内に軸方向移動自在な弁体を嵌合装着し、弁体ケーシングに設けた湯及び水の導入口と弁体との間で湯及び水の流入量を決定する弁部を形成するようにした湯水混合装置において、弁体ケーシングの導入口と前記弁部との間に軸方向に沿った環状流路から成る拡散部を形成し、湯及び水が弁部の全周から流入するようにしたことを特徴とする湯水混合装置の流入口構造。
【請求項２】
弁体ケーシングに設けた導入口がスリットであることを特徴とする請求項１に記載の湯水混合装置の流入口構造。
【請求項３】
スリットの開口幅が１．５ｍｍ以下であり、好ましくは１．２ｍｍ以下である請求項２に記載の湯水混合装置の流入口構造。
【請求項４】
スリットの開口幅を周方向で変化させたことを特徴とする請求項２又は３に記載の湯水混合装置の流入口構造。
【請求項５】
前記拡散部は、弁体ケーシングの導入口内へ流入した湯又は水を、軸方向へ流すと共に周方向へ拡散させて当該拡散部壁面へ衝突させたのち、方向転換をさせて径方向へ流し、弁部から弁体内部へ流入させるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の湯水混合装置の流入口構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、混合室へ流入した湯と水とが偏って流れることなく、均一に混合撹拌され、温度ムラのない湯水混合装置の流入口構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、湯と水とを所望する温度に混合して吐出する湯水混合装置は、図８及び図９に示すように、水栓本体１の内腔に弁体ケーシング２を配設して固定し、該弁体ケーシング２内に軸方向移動が可能な弁体３を嵌合装着している。弁体３は、その両端側を作動スプリング４及びバイアススプリング５によって付勢されている。温度調節ハンドル（図示せず）を回動操作することにより、バイアススプリング５を押し引きし、弁体３の軸方向位置を制御するようにしている。湯と水は、水栓本体１に設けられた流入口６ａ，６ｂの環状ポート７ａ，７ｂから弁体ケーシング２の導入口８ａ，８ｂへ流入する。そして、この導入口８ａ，８ｂと弁体３のランド９ａ，９ｂとにより形成される湯側及び水側の弁部１０ａ，１０ｂを通って弁体内部へ流入する。そして、混合室１１内で湯，水が混合され、所望する温度の温水となって吐出されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記従来の湯水混合装置にあっては、水栓本体１の流入口６ａ及び６ｂから供給される湯と水とが、流入口６ａ及び６ｂを通って来た流れのそのままの勢いにより、ストレートに環状ポート７ａ及び７ｂを突っ切り、更に、真っ直ぐに導入口８ａ，８ｂへ入り、弁部１０ａ及び１０ｂを通ってそのまま混合室１１へ流れる傾向がある。つまり、環状のポート７ａ及び７ｂにおいて、全周へ均一に回り込み難く、流入口６ａ及び６ｂを延長した部分から大量に流入し、混合室１１内で湯と水とがそれぞれ偏流を起こしていた。しかも、湯水の給水給湯圧の変動によって、同じ吐水温度を得るための弁の開度が異なるため、混合室での湯水の偏流具合が給水給湯圧によって変化してしまい、ある吐水温度を得ようとしても感温部の感じる温度が給水給湯圧によって変化してしまう。従って、同じハンドル位置でも異なった吐水温度を得ることになるという欠点があった。
【０００４】
また導入口８ａ，８ｂは、図９に示すように、それぞれ裏面側にも形成されているが、開口されていない部分からの流入がないため、偏流を起こし易く、これも温度ムラが生じる原因になっていた。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は従来の前記課題に鑑みてこれを改良除去したものであって、湯と水とを均一に混合でき、給水給湯圧の変動によって発生する偏流に起因する温度ムラの生じることのない湯水混合装置の流入口構造を提供せんとするものである。
【０００６】
前記課題を解決するために本発明が採用した請求項１の手段は、水栓本体の内腔に弁体ケーシングを配設し、弁体ケーシング内に軸方向移動自在な弁体を嵌合装着し、弁体ケーシングに設けた湯及び水の導入口と弁体との間で湯及び水の流入量を決定する弁部を形成するようにした湯水混合装置において、弁体ケーシングの導入口と前記弁部との間に軸方向に沿った環状流路から成る拡散部を形成し、湯及び水が弁部の全周から流入するようにしたことを特徴とする湯水混合装置の流入口構造である。
弁体ケーシングの導入口と、弁部との間に拡散部を形成することにより、導入口から流入した湯及び水が、前記拡散部において全周方向へ均一に分散される。すなわち本発明に係る拡散部によれば、弁体ケーシングの導入口内へ流入した湯又は水を、軸方向へ流すと共に周方向へ拡散させて当該拡散部壁面へ衝突させたのち、方向転換をさせて径方向へ流し、弁部から弁体内部へ流入させる。そのため、弁部へは全周方向から均一に湯と水とがそれぞれ流入し、偏流となることがないので、同じハンドル位置で吐水温度の変化が小さくなる。
【０００７】
また本発明が採用した請求項２の手段は、弁体ケーシングに設けた導入口がスリットであることを特徴とする請求項１に記載の湯水混合装置の流入口構造である。導入口を細いスリットとすることにより、偏流が起こり難くなる。
【０００８】
更に、本発明が採用した請求項３の手段は、スリットの開口幅が１．５ｍｍ以下であり、好ましくは１．２ｍｍ以下である請求項２に記載の湯水混合装置の流入口構造である。このようにスリットの開口幅を限定することにより、偏流が起こり難くなる。
【０００９】
更にまた、本発明が採用した請求項４の手段は、スリットの開口幅を周方向で変化させたことを特徴とする請求項２又は３に記載の湯水混合装置の流入口構造である。
スリットの開口幅を周方向で変化させることにより、スリット自体に拡散効果が生じ、また意図的に周方向の流れを形成して偏流をなくすようにすることが可能であり、拡散部の軸方向部分をコンパクトにできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の構成を図面に示す発明の実施の形態に基づいて説明すると次の通りである。なお、従来の場合と同一符号は同一部材である。図１及び図２は本発明の一実施の形態に係るものであり、図１は湯水混合装置の主要部を示す縦断面側面図、図２は同縦断面正面図である。同図に示す如く、この湯水混合装置にあっては、弁体ケーシング２に設けた湯と水の導入口８ａ及び８ｂをスリットとしている。そして、その開口幅を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲に限定している。好ましくは、０．７ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲内にあればよい。その理由は、０．５ｍｍを下回る場合は、流路抵抗の増大となり、瞬間吐出流量等に影響を及ぼし、実用的な吐出流量が得られなくなるからであり、また１．５ｍｍを上回る場合は、後述する周方向への拡散効果が得られないからである。
【００１１】
更に、この実施の形態では、スリット状の導入口８ａ及び８ｂと、内部の弁体３により形成される弁部１０ａ及び１０ｂとの間に、流入した湯及び水が周方向へ拡散するための拡散部１２ａ，１２ｂを形成している。拡散部１２ａ，１２ｂは、軸方向に沿って形成された流路である。
【００１２】
上述した如く、導入口８ａ，８ｂを細幅のスリットとすることにより、湯と水とが偏って流入し難くなり、供給された湯と水とを周方向へ均一に分散させようとする働きがある。つまり、湯及び水の流入口６ａ，６ｂから供給される湯と水は、流入口６ａ及び６ｂの通路を延長した部分からストレートに導入口８ａ及び８ｂに至るが、その開口幅が０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの細幅であるために、流入口６ａ及び６ｂの通路を延長した部分で集中して流入することがなくなり、供給された湯と水とは、それぞれの環状ポート７ａ，７ｂを通じて周方向へ分散されるようになる。
【００１３】
また拡散部１２ａ，１２ｂを設けることにより、導入口８ａ及び８ｂ内へ流入した湯と水とは、そのまま弁部１０ａ及び１０ｂへストレートに吐出されることがなくなり、軸方向へ流れてその拡散部壁面へ衝突し、方向転換をして径方向へ流れ、弁部１０ａ及び１０ｂへ吐出される。従って、拡散部１２ａ，１２ｂでは導入口８ａ及び８ｂへ流入した湯と水とがその流入した勢いのまま流れることがなくなり、拡散部１２ａ，１２ｂにおいて周方向へ拡散し、弁部１０ａ，１０ｂでは全周方向から均一に流入することとなる。つまり、拡散部１２ａ及び１２ｂを形成することにより、図２に示すように、スリット状の導入口８ａ及び８ｂが開口する部分と、該開口部が形成されていない弁体ケーシング２の部分とにおいて、その内部へ流入する湯又は水の量は均一となる。そのため、湯と水とが偏流を起こすことがなくなる。
【００１４】
このように、この実施の形態にあっては、導入口８ａ及び８ｂを細幅のスリットとし、その開口幅を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲内に限定することにより、導入口８ａ，８ｂ内へそれぞれ一度に大量の湯，水が流入し難くし、環状ポート７ａ及び７ｂにおいて、周方向へ分散させるようにしてる。また導入口８ａ及び８ｂと、弁部１０ａ及び１０ｂとの間に拡散部１２ａ及び１２ｂを形成することにより、導入口８ａ及び８ｂ内へ流入した湯，水を更に周方向へ拡散するようにしている。このように二度にわたって湯と水とをそれぞれ周方向へ分散させることにより、弁部１０ａ及び１０ｂから内部へ供給される湯と水とは、その全周方向から均一に流入することになる。これにより、混合室１１において、湯と水とを万遍なく混合撹拌でき、吐出される温水の温度ムラがなくなる。
【００１５】
更に、スリット（導入口８ａ及び８ｂ）は、図３の図（Ａ）〜図（Ｃ）に示すように、その開口幅を周方向において変化させてもよい。開口幅を周方向で変化させることにより、スリット自体に流れを拡散する効果が生じる。また流れが不足する領域では開口幅を大きくして湯又は水が流入し易くし、流れやすい領域では開口幅を小さくして湯又は水の流入を抑制し、周方向の全体でほぼ均一な流れが得られるようにしている。図（Ａ）は、スリットの中央部分を山形状にして開口幅を大きくしたものであり、図（Ｂ）はスリットの全体を凹レンズ状にしたものであり、図（Ｃ）は台形状のスリットを二つ組み合わせて一セットとし、中央部分の開口幅が大きくなるようにしたものである。
【００１６】
図４〜図７は、従来の湯水混合装置と本発明に係る湯水混合装置との吐出される温水の温度ムラを測定した実験結果を示すものである。実験は、水圧と湯圧とをそれぞれ変化させて行った。横軸は、温度調節ハンドルの位置であり、縦軸はこれに対する吐出される温水の温度の変化である。なお、図面における単位のｋは、Ｋｇｆ・ｃｍを意味する。また図４は従来装置の場合、図５〜図７は本発明の場合であって、図５はスリット（導入口８ａ及び８ｂ）の開口幅を０．５ｍｍにした場合、図６はスリットの開口幅を１．０ｍｍにした場合、図７はスリットの形状を図３の図（Ａ）に示す特殊形状にした場合のものである。これらの実験結果から明らかなように、従来の場合はその温度差が最小の場合で６℃、最大の場合で１６℃もあるのに対し、本発明の場合の温度差は最小の場合が２℃であり、最大の場合が９℃〜１４℃である。つまり、本発明の場合は、従来の場合に比較して吐出される温水の温度ムラが減少していることが明らかである。
【００１７】
ところで、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、適宜の変更が可能である。例えば、導入口８ａ，８ｂは環状に配列した小孔とし、流れが不足する領域では小孔の径を大きくするか又は設置間隔を小さくすることで湯又は水が流入し易くし、流れやすい領域では小孔の径を小さくするか又は設置間隔を大きくして湯又は水の流入を抑制し、周方向の全体でほぼ均一な流れが得られるようにしてもよい。また作動スプリング４は、混合室１１内で混合された温水の温度を検知してこれに応じてスプリングの付勢力が変化する形状記憶合金からなるものであってもよい。この場合には、吐出温水の温度を自動調節するために、通常は混合室１１内に配設されて弁体３を付勢する感温エレメントを省略することが可能である。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明にあっては、弁体ケーシングの導入口と、弁体ケーシング内の弁部との間に拡散部を形成しており、導入口から流入した湯及び水が、前記拡散部において全周方向へ均一に分散されるようにしている。そのため、弁部へは全周方向から均一に湯と水とがそれぞれ流入し、偏流となることがないので、湯水の混合が万遍なく行われ、吐出される温水に温度ムラがない。
【００１９】
また本発明では、弁体ケーシングに設けた導入口をスリットとし、しかも、その開口幅を１．５ｍｍ以下で、好ましくは１．２ｍｍ以下としている。そのため、湯及び水の流入口から供給される湯と水は、流入口の通路を延長した部分からストレートに導入口に至るが、その開口幅が１．５ｍｍ以下の細幅であるために、流入口の通路を延長した導入口部分で集中して流入することがなくなり、供給された湯と水とは、それぞれの環状ポートを通じて周方向へ分散されるようになる。つまり、湯及び水の導入口を細幅のスリットとすることにより、混合室へ導入される湯と水の偏流が起こり難くなり、均一に流入するので、同じハンドル位置であれば常に同じ吐水温度を得ることが可能である。
【００２０】
更にスリットの開口幅を周方向で変化させることによって、スリット自体に流れの拡散効果を発生させることができ、また意図的に周方向の流れを抑制して偏流をなくすようにすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る湯水混合装置の縦断面側面図である。
【図２】本発明に係る湯水混合装置の縦断面正面図である。
【図３】本発明に係る導入口の形状の変形例を示す図面である。
【図４】従来の湯水混合装置の温度ムラを測定した結果を示す図面である。
【図５】本発明に係る装置の導入口幅が０．５ｍｍの場合の温度ムラを測定した結果を示す図面である。
【図６】本発明に係る装置の導入口幅が１．０ｍｍの場合の温度ムラを測定した結果を示す図面である。
【図７】本発明に係る装置の導入口形状が図３の図（Ａ）の場合の温度ムラを測定した結果を示す図面である。
【図８】従来の湯水混合装置の縦断面側面図である。
【図９】従来の湯水混合装置の縦断面正面図である。
【符号の説明】
１…水栓本体                      ２…弁体ケーシング
３…弁体                          ４…作動スプリング
５…バイアススプリング            ６ａ，６ｂ…湯水の流入口
７ａ，７ｂ…湯水の環状ポート      ８ａ，８ｂ…導入口（スリット）
１０ａ，１０ｂ…弁部              １１…混合室
１２ａ，１２ｂ…拡散部
【図１】
0003837683.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003837683.tif 000008
【図８】
0003837683.tif 000009
【図９】
0003837683.tif 000010