JP2000355963A - 自動温度調節式湯水混合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明のは、本体の構造を単純化でき、本体
からの突起を少なくし、清掃がしやすくまた、操作性の
良い自動温度調節式湯水混合装置を提供することにあ
る。 【構成】 本発明の自動温度調節式湯水混合装置におい
ては、本体に湯側脚金具と、水側脚金具と、スパウト
と、シャワーホースとを設け、本体の一方側に温調ハン
ドルを設け、本体の他方側に開閉及びスパウト又はシャ
ワーホースへの湯水混合物の供給を切換える切換ハンド
ルを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動温度調節機能
を備えた湯水混合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の湯水混合装置、特に本体にスパウ
トとシャワーホースとを設け、スパウト又はシャワーホ
ースへの湯水混合物の供給を切換える湯水混合装置で
は、温度調節を行うハンドルと、湯水混合物の供給を開
閉する開閉ハンドルと、スパウト又はシャワーホースへ
の湯水混合物の供給を切換える切換ハンドルを備えてい
るため、本体の構造が複雑になり、本体からの突起が多
くなり、清掃がしにくかった。また、操作ハンドルの一
つが手前に配置されるため、操作もしづらかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的
は、本体の構造を単純化でき、本体からの突起を少なく
し、清掃がしやすくまた、操作性の良い自動温度調節式
湯水混合装置を提供することにある。

【０００４】本発明の他の目的は、流量調節も切換ハン
ドルで行え、更に操作性の良い自動温度調節式湯水混合
装置を提供することにある。

【０００５】本発明の他の目的は、本体の形状を単純化
でき、清掃性がさらに良い自動温度調節式湯水混合装置
を提供することにある。

【０００６】本発明の他の目的は、応答性が良く、コン
パクトな自動温度調節式湯水混合装置を提供することに
ある。

【０００７】本発明の他の目的は、組立容易な自動温度
調節式湯水混合装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、より操作性の良い自
動温度調節式湯水混合装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の自動
温度調節式湯水混合装置においては、本体に湯側脚金具
と、水側脚金具と、スパウトと、シャワーホースとを設
け、本体の一方側に温調ハンドルを設け、本体の他方側
に開閉及びスパウト又はシャワーホースへの湯水混合物
の供給を切換える切換ハンドルを設けた。操作ハンドル
は温調ハンドルと切換ハンドルしかないため、本体の構
造を単純化でき、本体からの突起を少なくし、清掃がし
やすく、また、温調ハンドルと温調ハンドルは本体の両
側別に設けられているため、操作性が良い。

【００１０】本体に湯側脚金具と、水側脚金具と、スパ
ウトと、シャワーホースとを設け、本体の一方側に温調
ハンドルを設け、本体の他方側に開閉、流量調節及びス
パウト又はシャワーホースへの湯水混合物の供給を切換
える切換ハンドルを設けた。流量調節も切換ハンドルで
行えるため、更に操作性が良い。

【００１１】前記本体を横長の柱状体とする。本体の形
状を単純化でき、清掃性がさらに良い。

【００１２】前記感温素子を、温度に応じてばね定数が
変化する形状記憶合金からなる感温コイルばねにより形
成し、前記感温コイルばねの付勢力とバイアスばねの付
勢力との均衡により前記可動弁体を位置決めする。感温
素子として感温コイルばねを使用するため応答性が良
く、感温素子をコンパクトにできるため、本体もコンパ
クト化できる。

【００１３】前記本体に温調ハンドルに連結される温調
モジュールと、切換ハンドルに連結される制御弁モジュ
ールを内臓する。温調モジュールと、開閉機構と流量制
御機構と切換え機構を有する制御弁モジュールにモジュ
ール化しているため、組立容易である。

【００１４】本体の向かって左側に温調ハンドルを設
け、本体の向かって右側に切換ハンドルを設けた。使用
頻度の高い切換ハンドルを向かって右側に設けているた
め操作性がより良くなる。

【００１５】このような本発明の特徴やその他の特徴は
以下の実施例の記載に沿ってより詳しく説明する。

【００１６】

【発明の実施の形態】図１を参照するに、湯水混合装置
１０は本体１２を有し、この本体１２には湯側脚金具１
４および水側脚金具１６から湯水が夫々供給される。湯
水混合装置１０は温調ハンドル１８と切換えハンドル２
０を備え、温調ハンドル１８を操作することにより湯水
混合物の温度が増減され、切換えハンドル２０を操作す
ることによりスパウト２２又はシャワーホース２４への
湯水混合物の供給の切換えと流量制御が行われるように
なっている。図示した実施例では、これらのハンドル１
８および２０は、本体１２に内蔵された後述する自動温
調モジュールと制御弁モジュールに連結されている。

【００１７】図２および図３を参照するに、本体１２は
アウタ・ケース２６とインナ・チューブ２８を液密に嵌
合してなり、インナ・チューブ２８の内側には温調モジ
ュール３０が装着してある。アウタ・ケース２６とイン
ナ・チューブ２８との間にはシール部材により湯入口通
路と水入口通路と湯水混合物出口通路が画成されてい
る。より詳しくは、インナ・チューブ２８の外周には、
半径方向外側に突出する夫々１対の環状突起により、略
円周方向に延長する左右のＯリング溝３２および３４
と、略軸方向に延長する閉鎖ループ状の２つの中間Ｏリ
ング溝３６および３８が形成してある。左右のＯリング
溝３２および３４には、夫々、Ｏリング４０および４２
が配置してあると共に、中間Ｏリング溝３６および３８
には、夫々、Ｏリング（図２に現れない）とＯリング４
４（図２）が配置してある。

【００１８】アウタ・ケース２６内周面とインナ・チュ
ーブ２８外周面と溝３６に装着されたＯリング（図２に
現れない）とにより湯入口通路４６（図３）が形成され
る。この湯入口通路４６は湯側脚金具１４に連通してお
り、インナ・チューブ２８に形成された開口４８を介し
て温調モジュール３０の湯入口ポート５０（図４）に湯
を供給するようになっている。左右のＯリング４０と４
２の間においてアウタ・ケース２６内周面とインナ・チ
ューブ２８外周面との間には水入口通路５２が形成して
ある。この水入口通路５２は水側脚金具１６に連通して
おり、インナ・チューブ２８に形成された開口５４を介
して温調モジュール３０の水入口ポート５６（図４）に
水を供給するようになっている。また、アウタ・ケース
２６内周面とインナ・チューブ２８外周面とＯリング４
４により湯水混合物出口通路５８が形成され、この出口
通路５８は一方において、インナ・チューブ２８に形成
された開口６０を介して制御弁モジュール６２（図５に
基づいて後述する）に連通しており、湯水混合物をスパ
ウト２２に供給するようになっている。

【００１９】温調モジュール３０および制御弁モジュー
ル６２は本体１２内に着脱自在に装着するように構成さ
れている。図４を参照しながら温調モジュール３０につ
いて説明するに、この温調モジュール３０は、ケーシン
グ６４と、このケーシングにスナップ嵌合された弁座イ
ンサート６６とを備え、ケーシング６４には湯入口ポー
ト５０に連通する湯側弁座６８が形成してあり、弁座イ
ンサート６６には水入口ポート５６に連通する水側弁座
７０が形成してある。ケーシング６４には、可動混合弁
体７２が摺動可能に嵌合してあり、弁座６８および７０
と協動して湯水入口ポート５０および５６の開口面積を
制御することにより湯水混合物の温度を制御するように
なっている。混合弁体７２には中央開口７４が形成して
あり、湯入口ポート５０から弁室７６および中央開口７
４を介して湯水混合室７８内に流入した湯と、水入口ポ
ート５６から混合室７８内に流入した水とがこの混合室
内で混合され、湯水混合物を形成するようになってい
る。

【００２０】図示した実施例では、可動混合弁体７２
は、湯水混合室７８内に配置された感温コイルばね８０
と、弁室７６内に配置されたバイアス・コイルばね８２
との釣り合いにより位置決めされるようになっている。
感温コイルばね８０は、温度に応じてばね定数が変化す
る形状記憶合金で形成してあり、その付勢力は湯水混合
室７８内の温度に応じて増減する。何等かの原因によ
り、湯水混合室７８内の混合物の温度が温調ハンドル１
８により設定された目標温度より上昇した場合には、感
温コイルばね８０が発生する付勢力が増加し、可動混合
弁体７２を図４において左側に変位させるので、湯の流
入量が減少し、混合物温度を低下させる。反対に、湯水
混合室７８内の混合物の温度が目標温度より低下した場
合には、感温コイルばね８０が発生する付勢力が減少
し、バイアスばね８２の作用により可動混合弁体７２が
図４において右側に変位するのを許容するので、湯の流
入量が増加し、混合物温度が上昇する。この感温コイル
ばね８０の特性の詳細については、図９および図１０に
基づいて後述する。

【００２１】湯水混合物の目標温度の設定は、温調ハン
ドル１８を回転させて感温コイルばね８０およびバイア
ス・コイルばね８２の予荷重を増減させることにより行
われる。このため、バイアス・コイルばね８２は可動ば
ね受け８４により支承してあり、この可動ばね受け８４
は、その外周とモジュール・ケーシング６４の内周に形
成された軸方向スプライン８６により、軸方向摺動可能
に但し回転不能にケーシング６４に嵌合されている。可
動ばね受け８４の軸方向位置は、温調ハンドル１８を介
してスピンドル８８を回転させることにより調節され
る。このため、ばね受け８４の内周には内ねじ９０が形
成してあると共に、スピンドル８８の外周には外ねじ９
２が形成してあり、スピンドル８８は可動ばね受け８４
にねじ嵌合されている。スピンドル８８はサークリップ
９４によりケーシング６４に回転可能に、かつ、軸方向
変位不能に装着してある。温調ハンドル１８はセレーシ
ョン９６とビス９８によって取り外し自在にスピンドル
８８に固定してあり、両者が一体的に回転するようにな
っている。

【００２２】図示した実施例では内ねじ９０と外ねじ９
２は左ねじになっており、温調ハンドル１８を介してス
ピンドル８８を図１において矢印１００の方向に回転さ
せると可動ばね受け８４が図４において右方に移動する
ようになっている。これにより、感温コイルばね８０と
バイアス・コイルばね８２は予荷重を増大させながら圧
縮され、これらのばねの釣り合いにより定まる可動混合
弁体７２の位置は図４中右方に変位するので、湯水混合
物の目標温度が上昇する。スピンドル８８を逆方向に回
転させれば、目標温度を低下させることができる。

【００２３】このようにして温調モジュール３０により
形成された湯水混合物は、制御弁モジュール６２に送ら
れる。図示した実施例では、この制御弁モジュール６２
は、開閉機能と流量制御機能と切換え機能を有し、湯水
混合物を流量制御しながらスパウト２２又はシャワーホ
ース２４に供給するようになっている。図５から図８を
参照するに、制御弁モジュール６２は切換えハンドル２
０と連動するスピンドル１０２と、このスピンドル１０
２を回転可能に軸支するケーシング１０４を有し、ケー
シング１０４は本体１２のインナ・チューブ２８に装着
されている。図示した実施例では、この制御弁モジュー
ル６２は、湯水混合物の流れの締め切りと流量制御は精
密加工されたセラミック製の固定ディスク１０６と回転
ディスク１０８により行い、混合物供給先の切換えはプ
ラスチック製のスピンドル１０２に形成された半円筒形
の回転閉鎖部材１１０により行うようになっている。

【００２４】即ち、図５からよく分かるように、ケーシ
ング１０４には、シム１１２、回転ディスク１０８、固
定ディスク１０６、弾性リング１１４、固定ディスク押
え１１６がこの順に装着してあり、固定ディスク押え１
１６はケーシング１０４にスナップ嵌めしてある。図５
および図８からよく分かるように、これらの部材１１
６、１０６、１０８には、直径方向に対向する２つのポ
ート１１８が貫通形成してある。回転ディスク１０８
は、スピンドル１０２に形成された軸方向延長部１２０
によって回転されるもので、回転ディスク１０８が図５
および図８に示した位置にある時には、温調モジュール
３０によって形成された湯水混合物がポート１１８を通
って制御弁モジュール６２の内部空間１２２に流入する
のを許容する。切換えハンドル２０を廻すことにより回
転ディスク１０８をこの位置から９０°回転させると、
混合物の流れは遮断される。固定ディスク１０６と回転
ディスク１０８は精密加工されたセラミックで形成され
ているので、締め切り性能に優れている。

【００２５】更に、ケーシング１０４の外周に装着され
たＯリング１２４、１２６、１２８により、ケーシング
１０４とインナ・チューブ２８との間には軸方向に分離
された環状通路１３０と１３２（図１）が形成されてい
る。環状通路１３０は、一方において、ケーシング１０
４に形成されたポート１３４を介して内部空間１２２に
臨んでいると共に、他方において、開口６０を介して湯
水混合物出口通路５８に連通している。また、環状通路
１３２は、一方において、ケーシング１０４に形成され
たポート１３６を介して内部空間１２２に臨んでいると
共に、他方において、インナ・チューブ２８の湯水混合
物出口１３８を介してシャワーホース２４に連通してい
る。従って、回転閉鎖部材１１０が図５から図７に示し
た角位置にある時には、回転ディスク１０８を通過した
湯水混合物はシャワーホース２４に供給される。切換え
ハンドル２０の操作によりこの位置からスピンドル１０
２を１８０°回転させると、ポート１３６が閉鎖される
と共に、ポート１３４が開放され、湯水混合物はスパウ
ト２２に供給される。

【００２６】次に、温調モジュール３０の感温コイルば
ね８０の特性について説明するに、感温コイルばね８０
はチタン・ニッケル合金などの形状記憶合金により形成
されている。斯る合金は温度に応じて弾性係数が変化
し、その結果として感温コイルばね８０のばね定数が温
度に応じて変化する。感温コイルばね８０は図９に示し
たように勾配の異なる複数の線形区間からなる特性を呈
するように形成することができる。図９を参照するに、
感温コイルばね８０の発生付勢力は、２０〜３２℃の低
温領域では急峻に増加し、肌に適温の３２〜３８℃の適
温領域では比較的緩慢に変化し、それより高温領域では
再び急峻に変化するようになっている。

【００２７】感温コイルばね８０による自動温調は次の
ように行われる。感温コイルばね８０は湯水混合室７８
内の湯水混合物の温度に感応し、その弾性係数は混合物
温度に応じて変化するので、感温コイルばね８０は図９
のグラフに示したように混合物温度に応じたばね力を発
生する。他方、バイアスばね８２はその予荷重に応じた
ばね力を発生し、該予荷重は可動弁体７２の位置に応じ
て変化するので、バイアスばね８２は可動弁体７２の湯
全開位置と水全開位置との間で図９に示したようなばね
力を発生する。従って、可動弁体７２は、バイアスばね
８２が発生する付勢力が感温コイルばね８０の発生付勢
力に釣り合う位置（図９において感温コイルばね８０の
発生付勢力のカーブとバイアスばね８２の発生付勢力の
線との交点に相当する）に位置決めされる。この位置で
は可動弁体７２は温度Ｔ℃の湯水混合物が形成されるよ
うに湯水の供給量を制御する。

【００２８】何等かの原因により、湯水混合物の温度が
過渡的に上がった場合には、感温コイルばね８０が発生
する付勢力が増加し、可動弁体７２を図４中左方へ変位
させる。これにより、湯の供給量が減少し水の供給量が
増加すると同時に、バイアスばね８２は圧縮されその付
勢力が上がる。湯水混合物の新たな温度により定まる感
温コイルばね８０の新たな付勢力と、バイアスばね８２
の新たな付勢力とが釣り合った時点で、可動弁体７２は
静止する。反対に、湯水混合物温度が過渡的に下がった
場合には、上記とは逆に湯の供給量が増加すると共に水
の供給量が減少する。このようにして、混合物温度は感
温コイルばね８０による機械的フィードバックによりＴ
℃に向かって制御される。

【００２９】使用者が湯水混合物温度を変更したい場合
には、温調ハンドル１８を回してバイアスばね８２の予
荷重を増減すると、バイアスばね８２が発生する付勢力
は図９において上下に平行移動し、これに対応して感温
コイルばね８０の発生付勢力のカーブとバイアスばね８
２の発生付勢力のカーブとの交点は図９のグラフの横軸
に沿って左右に移動するので、混合物温度が修正され
る。

【００３０】このような自動温調において、感温コイル
ばね８０は３８〜６０℃の高温領域において温度変化に
対してばね定数が急峻に増加するような特性を有するの
で、湯水混合物が高温になるほど感温コイルばね８０の
発生付勢力が大きくなる。従って、湯水混合物の温度が
高くなればなるだけ、可動弁体７２はより大きな付勢力
で湯側弁座７８に圧しつけられるので、湯側弁座７８を
完全に閉め切り、ポート５０からの湯の流入を遮断する
ことができる。従って、給湯機から湯水混合装置１０に
供給される湯の温度が何等かの原因により異常に高くな
った場合でも、湯の流れを十分に絞り、湯水混合物の温
度が過剰に高くなるのを防止することができる。

【００３１】図１０のグラフは感温コイルばね８０の特
性の他の例を示す。図１０から分かるように、この例に
おいては、感温コイルばね８０の発生付勢力は、適温領
域（３２〜３８℃）では急峻に変化し、低温領域および
高温領域では緩慢に変化するようになっている。この実
施例においては、適温領域において僅かな温度変化に対
して感温コイルばね８０の発生付勢力が大きく変化する
ので、オーバーシュートやアンダーシュートを伴うこと
なく、デリケートできめ細かな温度制御をすることがで
き、快適なシャワー浴を実現することができる。

【００３２】以上には、本発明の特定の実施例について
記載したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、感温コイルばね８０およびバイアスばね８２は
圧縮ばねとして記載したが、引っ張りばねとして作用す
るように配置してもよい。また、手動の温調ハンドル１
８に代えて、モータにより感温コイルばね８０およびバ
イアスばね８２の予荷重を増減させ、湯水混合物温度を
電気制御することもできる。また、可動弁体７２はリフ
ト弁として記載したが、他の形式の流体制御弁を使用し
てもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明の自動温度調節式湯水混合装置に
おいては、本体に湯側脚金具と、水側脚金具と、スパウ
トと、シャワーホースとを設け、本体の一方側に温調ハ
ンドルを設け、本体の他方側に開閉及びスパウト又はシ
ャワーホースへの湯水混合物の供給を切換える切換ハン
ドルを設けたため、操作ハンドルは温調ハンドルと切換
ハンドルしかなく、本体の構造を単純化でき、本体から
の突起を少なくし、清掃がしやすく、また、温調ハンド
ルと温調ハンドルは本体の両側別に設けられているた
め、操作性が良い。

【００３４】本体に湯側脚金具と、水側脚金具と、スパ
ウトと、シャワーホースとを設け、本体の一方側に温調
ハンドルを設け、本体の他方側に開閉、流量調節及びス
パウト又はシャワーホースへの湯水混合物の供給を切換
える切換ハンドルを設けたため、流量調節も切換ハンド
ルで行え、更に操作性が良い。

【００３５】前記本体を横長の柱状体とするため、本体
の形状を単純化でき、清掃性がさらに良くなる。

【００３６】前記感温素子を、温度に応じてばね定数が
変化する形状記憶合金からなる感温コイルばねにより形
成し、前記感温コイルばねの付勢力とバイアスばねの付
勢力との均衡により前記可動弁体を位置決めするため、
感温素子として感温コイルばねを使用するため応答性が
良く、感温素子をコンパクトにできるため、本体もコン
パクト化できる。

【００３７】本体に温調ハンドルに連結される温調モジ
ュールと、切換ハンドルに連結される制御弁モジュール
を内臓するため、温調モジュールと、開閉機構と流量制
御機構と切換え機構を有する制御弁モジュールにモジュ
ール化しているため、組立容易である。

【００３８】本体の向かって左側に温調ハンドルを設
け、本体の向かって右側に切換ハンドルを設けた。使用
頻度の高い切換ハンドルを向かって右側に設けているた
め操作性がより良くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の湯水混合装置の斜視図であ
る。

【図２】図２は、図１のII−II線に沿った断面図であ
る。

【図３】図３は、インナ・チューブの外観を示すもの
で、図３(ａ)は正面図、図３(ｂ)は図３(ａ)のＢ矢視
図、図３(ｃ)は図３(ｂ)のＣ矢視図である。

【図４】図４は、図２のIV−IV線に沿った断面図であ
る。

【図５】図５は、図２に示した制御弁モジュールの断面
図である。

【図６】図６は、図５のVI−VI線に沿った断面図であ
る。

【図７】図７は、図５のVII−VII線に沿った断面図であ
る。

【図８】図８は、図５のVIII−VIII線に沿った断面図で
ある。

【図９】図９は、感温コイルばねの特性を示すグラフで
ある。

【図１０】図１０は、感温コイルばねの他の特性を示す
グラフである。

【符号の説明】

１０：湯水混合装置 １２：本体 １４：湯側脚金具 １６：水側脚金具 １８：温調ハンドル ２０：切換えハンドル ２２：スパウト ２４：シャワーホース ３０：温調モジュール ６２：制御弁モジュール ７２：可動弁体 ８０：感温コイルばね ８２：バイアスばね

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 湯水混合物の温度に応答する感温素子に
   よって可動弁体を位置決めすることにより湯水混合物の
   温度を調節する自動温度調節式湯水混合装置において、
   本体に湯側脚金具と、水側脚金具と、スパウトと、シャ
   ワーホースとを設け、本体の一方側に温調ハンドルを設
   け、本体の他方側に開閉及びスパウト又はシャワーホー
   スへの湯水混合物の供給を切換える切換ハンドルを設け
   たことを特徴とする自動温度調節式湯水混合装置。
2. 【請求項２】 湯水混合物の温度に応答する感温素子に
   よって可動弁体を位置決めすることにより湯水混合物の
   温度を調節する自動温度調節式の湯水混合装置におい
   て、本体に湯側脚金具と、水側脚金具と、スパウトと、
   シャワーホースとを設け、本体の一方側に温調ハンドル
   を設け、本体の他方側に開閉、流量調節及びスパウト又
   はシャワーホースへの湯水混合物の供給を切換える切換
   ハンドルを設けたことを特徴とする自動温度調節式湯水
   混合装置。
3. 【請求項３】前記本体を横長の柱状体とすることを特徴
   とする請求項１又は２に基づく自動温度調節式湯水混合
   装置。
4. 【請求項４】 前記感温素子を、温度に応じてばね定数
   が変化する形状記憶合金からなる感温コイルばねにより
   形成し、前記感温コイルばねの付勢力とバイアスばねの
   付勢力との均衡により前記可動弁体を位置決めすること
   を特徴とする請求項１から３のいずれかに基づく自動温
   度調節式湯水混合装置。
5. 【請求項５】 前記本体に温調ハンドルに連結される温
   調モジュールと、切換ハンドルに連結される制御弁モジ
   ュールを内臓することを特徴とする請求項１から４のい
   ずれかに基づく自動温度調節式湯水混合装置。
6. 【請求項６】 本体の向かって左側に温調ハンドルを設
   け、本体の向かって右側に切換ハンドルを設けたことを
   特徴とする請求項１から５のいずれかに基づく自動温度
   調節式湯水混合装置。