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JP3601447B2 - Hot water mixing equipment - Google Patents
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JP3601447B2 - Hot water mixing equipment - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、湯水混合装置に関し、詳しくは、温度によってばね定数が変化する素材からなるばねを用いて、可動弁体を付勢して湯水の混合を行なう湯水混合装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の湯水混合装置としては、湯と水の混合比を左右する可動弁体を、温度によって形状が変化する形状記憶合金を用いて付勢することにより、湯水混合物の温度を一定に制御する自動温度調節式湯水混合栓が提案されている（実公昭６１−４４０６２）。これは、形状記憶合金が、特定の温度下で一定の形状にセットしておくと、その他の温度下で物理的に形状を変化させても当初のセット温度を与えることにより、再びセット時の形状に復元するという特徴を有し、従来の感温素子、例えば、ワックスサーモ等より熱容量が小さく、温度変化に対して敏感に作動することを利用したものである。
【０００３】
この混合栓では、可動弁体の一方を、コイル状形状記憶合金で付勢し、他方を、コイルスプリングで付勢するように構成されており、コイル状形状記憶合金は、湯水混合物に直接接触するよう配置されている。また、コイル状形状記憶合金は、一定温度で一定コイル長になるとされており、このコイル状形状記憶合金は、湯水混合物の温度の変化により、次のように作動するとされている。
【０００４】
湯水混合物の温度が設定温度で定常状態にあるとき、可動弁体は、コイル状形状記憶合金とコイルスプリングとの釣り合いの位置で停止している。定常状態にあった湯水混合物の温度が外乱等により変化して一定の温度になると、コイル状形状記憶合金は、その温度でセットされた一定のコイル長に復元しようとして、形状復元力を発生する。この形状復元力は、定常状態にあったコイルスプリングとの釣り合いを崩して、可動弁体をコイルスプリング側またはコイル状形状記憶合金側へ駆動する。ここで、コイル状形状記憶合金に対して、設定温度近傍で、連続的にコイル長をセットすれば、湯水混合物の温度が設定温度近傍での変化に対して、コイル状形状記憶合金は、温度変化に伴ってコイル長を変化させ、連続的な形状復元力を発生する。従って、可動弁体が湯水混合物の温度変化に対応して変位し、湯水の割合を変化させるので、湯水混合物の温度を設定温度に保持することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、形状記憶合金は、一般に高価であるので少ない材料で形成することが好ましい。しかし、少ない材料で形成された感温ばねは、通常のばねと比較して、ばね定数が小さく、可動弁体を大きな駆動力で駆動しないことになる。したがって、こうしたばね定数の小さい感温ばねでは、可動弁体に対する支持力が弱く、僅かにねじれなどの力を加えても、可動弁体が傾いて、シール性が低下する。このため、精度の高い吐水温度の調節が行なうことができないという問題があった。
【０００６】
また、形状記憶合金のばねは、湯水の温度に敏感に反応するので、高温水と低温水とが十分に混合されていない状態で接触すると、各部での荷重の発生状態が異なって、安定した温度の吐水が行なえないという問題もあった。
【０００７】
本発明は、ばね定数の小さい形状記憶合金からなる感温ばねを用いても、目標設定温度での吐水を安定して行なうことができる湯水混合装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的を達成するためになされた本発明は、
高温水と低温水とを混合して目標設定温度の混合湯水を吐水する湯水混合装置において、
高温水を吐出する湯側ポートと低温水を吐出する水側ポートを有すると共に上記両ポートに連通する摺動孔を有するケーシング本体と、
上記摺動孔に摺動自在に嵌合し、上記湯側ポートから吐出される高温水と水側ポートから吐出される低温水との混合比を調節する可動弁体と、
所定の温度範囲において温度に応じてばね定数が変化する材料からなり、混合湯水の上昇温度に伴い湯の割合を減少させる方向へ上記可動弁体を付勢する一端部を有する感温ばねと、
上記可動弁体を上記方向とは反対方向に付勢するバイアスばねと、
上記感温ばねの上記一端部と反対側の他端部に当接して感温ばねをケーシング本体内に組み付けるための取付部材と、
を備え、
上記取付部材は、感温ばねの上記他端部に当接した状態にて感温ばねの伸縮方向に移動してケーシング本体に固定されることにより、感温ばねをケーシング本体内に組み付ける構成を備えたことを特徴とする。
。
【００３２】
上記取付部材の好適な態様として、感温ばねを可動弁体側に押圧しながら感温ばねの伸縮方向に移動することにより、上記ケーシング本体に固定されるように構成することができる。
上記取付部材の他の態様として、取付部材は、係合爪を備え、ケーシング本体は、上記係合爪に係合する凹所を備え、上記係合爪を凹所に係合させることにより取付部材がケーシング本体に固定されるように構成することができる。
さらに、他の態様として、ケーシング本体は、切り割を備え、取付部材は、切り割に一致するように設けられた切り溝を備え、上記切り割を切り溝に一致させた状態にて、切り溝と切り割とにわたって介在することで取付部材をケーシング本体に固定する止め輪を備える構成をとることができる。
【００３４】
他の発明は、
高温水と低温水とを混合して目標設定温度の混合湯水を吐水する湯水混合装置において、
高温水を吐出する湯側ポートと低温水を吐出する水側ポートを有すると共に上記両ポートに連通する摺動孔を有するケーシング本体と、
上記摺動孔に摺動自在に嵌合し、上記湯側ポートから吐出される高温水と水側ポートから吐出される低温水との混合比を調節する可動弁体と、
所定の温度範囲において温度に応じてばね定数が変化する材料からなり、混合湯水の上昇温度に伴い湯の割合を減少させる方向へ上記可動弁体を付勢する一端部を有する感温ばねと、
上記可動弁体を上記方向とは反対方向に付勢するバイアスばねと、
感温ばねの上記一端部と反対側の他端部に当接してケーシング本体内に組み付けるための部材であり、ケーシング本体にねじ込んで感温ばねの伸縮方向に移動させることによりケーシング本体に固定される取付部材と、
を備え、
上記取付部材は、感温ばねの上記他端部との当接面を感温ばねより摩擦係数の小さい摺動面としたことを特徴とする。
【００３８】
以下、本発明の作用及びその効果について説明する。
本発明に係る湯水混合装置では、ケーシング本体の摺動孔に可動弁体が摺動し、湯側ポートと水側ポートから吐水される高温水と低温水との混合比を変える。可動弁体は、感温ばねに付勢されると共にその反対方向へバイアスばねで付勢されている。感温ばねは、混合湯水の温度に応じてそのばね定数を変化して、バイアスばねのばね力との釣合った位置まで可動弁体を移動するので、目標温度に調節された混合湯水が吐水される。
【００６１】
本発明にかかる湯水混合装置に感温ばねを組み付ける際に、感温ばねに捩り力を加えると、これが残留応力となって可動弁体を傾かせる要因になる。これを防止するために以下の構成が採られている。すなわち、取付部材は、感温ばねをケーシング本体に組み付けるためにケーシング本体に固定される。このとき、取付部材は、感温ばねの伸縮方向に移動してケーシング本体に固定されるだけであり、感温ばねに捩り力が加えられない。上記取付手段の好適な態様としては、ケーシング本体に形成した凹所に、係合爪を係合させる構成や、ケーシング本体に切り割を形成すると共に切り溝を形成し、切り割と切り溝とに止め輪を係合して感温ばね受け部材を摺動孔から抜止する構成を採ることができる。
【００６２】
また、取付部材をケーシング本体に螺着する構成であっても、以下の構成により、感温ばねに捩り力を加えないで組み付けることができる。すなわち、取付部材は、感温ばねより摩擦係数の小さい摺動面とすることにより、ケーシング本体に組み付ける際に、感温ばねに対して滑る。よって、取付部材をケーシング本体へ螺着するときに、感温ばねに捩り力が加わらない。この態様において、摺動面は、取付部材と別体の摺動部材により好適に実現できる。
【００６８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施例に係る湯水混合弁を示す断面図である。
【００６９】
同図において、湯水混合装置１０は、外側ケーシング２０と、この外側ケーシング２０内に収納された内側ケーシング３０と、外側ケーシング２０の端部に取り付けられたキャップ４０と、内側ケーシング３０内に収納されたケーシング本体５０と、を備えている。
【００７０】
ケーシング本体５０は、後述する弁機構などを収納する室を備えており、つまり、図示の左側から順に、湯水混合室８０、湯流入室９０、スライド室９６を備えている。
【００７１】
湯水混合室８０には、Ｏリングでシールされた水側弁座部材７０（本発明にかかる取付部材）が嵌合されている。水側弁座部材７０には、水側ポート１０６を有する水側弁座１０８が形成されている。上記水側ポート１０６は、外側ケーシング２０と内側ケーシング３０との間に形成された水導入通路１０２に接続されている。一方、ケーシング本体５０には、図示しない給湯機に接続された湯流路１１４が形成されると共に、この湯流路１１４に接続される湯側ポート１１６を有する湯側弁座１１８が形成されている。
【００７２】
湯流入室９０には、上記水側弁座１０８および湯側弁座１１８に着脱または離反する可動弁体１６０が摺動自在に嵌合されている。この可動弁体１６０は、湯水混合室８０内に収納された感温ばね１３０のばね力を受けると共に、バイアスばね１５０によるばね力を受け、これらのばね力の釣合いにより、その位置が定まる。
【００７３】
感温ばね１３０は、水側弁座部材７０に支持されたばね受け部材１８０とスペーサ１９０との間に架設されている。この感温ばね１３０は、温度に応じてばね定数が変化する金属によって形成されており、バイアスばね１５０は、温度に関して一定のばね定数を有する通常のばね材料によって形成されている。
【００７４】
予荷重調節機構２００は、バイアスばね１５０の予荷重を調節することにより、混合湯水の目標温度を変更するものであり、キャップ４０を回転することにより、スライド機構２５０を介してばね受け部材２１０が進退し、これによりバイアスばね１５０の予荷重が増減する。予荷重の増減により、バイアスばね１５０のばね力と感温ばね１３０のばね力とが釣り合う位置まで可動弁体１６０が変位して、目標温度が変更される。
【００７５】
次に、上記湯水混合装置１０の湯水の温度調節動作について説明する。
いま、給湯機からの給湯温度、水道水温度または流量などの条件が定常状態にあり、混合湯水が目標温度で吐水しているときには、可動弁体１６０は、湯水混合室８０内の混合湯水により感温ばね１３０に発生する力と、バイアスばね１５０のばね力との釣合により位置が決定されて静止している。この状態から、給湯機からの給湯温度、水道水温または流量などの条件が外乱により変動すると、この変動に応じて湯水混合室８０内の混合湯水温度が目標温度からずれて温度偏差を生じる。感温ばね１３０は、この温度変化に応じてばね定数を変化させ、その結果、感温ばね１３０のばね力が変化する。このとき、混合湯水温度が目標温度より高い場合には、感温ばね１３０のばね力が増大し、バイアスばね１５０の予荷重を増加させながら可動弁体１６０を図１の右方向へ変位させるので、湯の割合が減少し、混合湯水温度が低下する。
【００７６】
一方、混合湯水温度が目標温度より低い場合には、感温ばね１３０のばね力が減少し、バイアスばね１５０の作用により可動弁体１６０が図１の左方向へ変位するのを許容するので、湯の割合が増加すると同時に水の割合が減少し、混合湯水温度が上昇する。こうした感温ばね１３０の作用により混合湯水温度は、目標温度に向かうよう調節される。
【００７７】
こうした構成の湯水混合装置１０において、その目標温度を変更するには、予荷重調節機構２００の一部を構成するキャップ４０を所定方向へ回転することにより行なう。すなわち、キャップ４０を所定方向へ回転すると、スライド機構２５０を介してばね受け部材２１０が図１の左方向へ移動してバイアスばね１５０が圧縮変位し、バイアスばね１５０による可動弁体１６０に対する予荷重が増大する。一方、キャップ４０を反対方向へ回転すると、スライド機構２５０を介して図１の右方向へ移動してバイアスばね１５０が伸張変位し、バイアスばね１５０による可動弁体１６０に対する予荷重が減少する。
【００７８】
このようなバイアスばね１５０の予荷重の増加により、可動弁体１６０は、湯側弁座１１８の流路を広げると同時に水側弁座１０８の流路を狭める位置で釣合うよう調節されて、湯量の増加と水の減少による湯水混合比を変更することにより、混合湯水の吐水温度が高くなり、逆に、予荷重の減少により、可動弁体１６０は、湯側弁座１１８の流路を狭めると同時に水側弁座１０８の流路を広げる位置で釣合うように調節されて、混合湯水の吐水温度が低くなる。
【００７９】
本実施例における湯水混合装置１０は、バイアスばね１５０により与えられる予荷重が可動弁体１６０に直接伝達されて該可動弁体１６０を可動させ、また、感温ばね１３０の温度に伴う変位も可動弁体１６０に直接伝えられて、可動弁体１６０を可動させている。したがって、感温ばね１３０の材料量を減らしてそのばね定数の小さいものを用いても、可動弁体１６０を可動させるための摩擦損失などが少ないから可動弁体１６０をスムーズに可動させることができる。
【００８０】
次に湯水混合装置１０の各部の構成およびその動作についてさらに詳細に説明する。
【００８１】
まず、感温ばね１３０について説明する。感温ばね１３０の金属材料としては、ＮｉＴｉ合金からなる形状記憶合金（ＳＭＡ）の範疇に属する合金を用いることができる。この種のＳＭＡは、温度に応じて弾性係数が変化し、その結果、ＳＭＡからなる感温ばね１３０のばね定数が温度に応じて変化する。すなわち、湯水混合装置１０に用いる際に感温ばね１３０の特性として、使用温度範囲内、例えば、１０〜７０℃の範囲内にて、目標設定温度との温度差に比例してばね荷重と歪とが比例する特性を有し、その特性に対応して高温水の流入量と低温水の流入量を制御する必要がある。
【００８２】
ここで、ＮｉＴｉ合金は、冷却時の変態開始温度（以下、Ｍｓという）と変態終了温度（以下、Ｍｆという）、及び加熱時の逆変態開始温度（以下、Ａｓという）と逆変態終了温度（以下、Ａｆという）で表わされる母相とマルテンサイト相の熱弾性型マルテンサイト変態を有する合金である。
【００８３】
ＮｉＴｉ合金は、Ｍｓ以下の所望の温度（低温）で変形歪を与えた後、その合金をＡｆ以上の温度域で加熱すると逆変態が起こり、変形歪を与える前の形状に回復するという形状記憶効果を発揮する。このとき、ＮｉＴｉ合金は、Ｍｆ以下の低温域では軟質なマルテンサイト相であり、加熱により逆変態を行なうとＡｆ以上では硬質で機械的強度も高い母相に回復する。そして、この現象は可逆的である。
【００８４】
こうした特性を有するＮｉＴｉ合金は、湯水混合装置１０のように１０〜７０℃の温度域内において設定温度で作動させることを考慮した場合に、Ｍｓ−Ｍｆ値が狭い温度範囲で急激な変態を行なうのでなく、上記温度域内の所定温度範囲、少なくとも１５℃以上の温度域においてリニアな荷重−温度特性を有することが求められる。
【００８５】
上記ＮｉＴｉ合金及びそれを用いた感温ばね１３０は、以下の工程により製造することができる。
ＮｉＴｉ合金におけるＮｉ濃度は、５５．０〜５６．０重量％に調製する。すなわち、Ｎｉ濃度が５５．０重量％より少なくなると、Ｍｓ値は、７０℃より高い温度になり、また、Ｎｉ濃度が５６．０重量％より多くなると、Ｍｆ値は、１０℃より低い温度になり、いずれの場合も、吐水温度を１０〜７０℃の範囲内で制御しようとする湯水混合装置１０の感温ばね１３０としては適切でないからである。
【００８６】
また、ＮｉＴｉ合金としては、その主成分であるＮｉまたは／及びＴｉの一部が、Ｃｏ，Ｆｅ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ａｌの１種または２種以上の金属で置換されてもよい。これらの金属は、いずれも、ＭｓやＭｆ、またはＡｆやＡｓを高温側または低温側へシフトさせる働きをする。これらの金属の置換量が少なすぎると、Ｎｉ濃度が５５．０重量％近傍においては、Ｍｓ値が７０℃を越えるようになり、また多すぎると、Ｎｉ濃度が５６．０重量％近傍においては、Ｍｆ値が１０℃を下回るようになるので、置換量は０．０５〜２．０重量％の範囲内に設定される。
【００８７】
上述したＮｉＴｉを主成分とし、Ｃｏ等から選ばれた金属で一部を置換したＮｉＴｉ合金を調製し、インゴットを製造する。その後、インゴットを所望径の線材となるように冷間で伸線した後、その線材に冷間加工を施してコイルばねに成形する。このときの減面率は３０％以上に設定される。減面率が３０％より小さい場合には、最終的に得られる感温ばね１３０がへたるようになり、また、Ｍｓ−Ｍｆ値も１５℃以上にならない。
【００８８】
ついで、コイルばねに形状記憶処理が施される。具体的には、このコイルばねを４００〜４８０℃の温度域で加熱して、コイル形状を記憶させる。この処理温度域としたのは、以下の理由による。処理温度域は、感温ばね１３０を作動させるときの設定温度との関係で決められるが、感温ばね１３０が上記した組成のＮｉＴｉ合金からなる場合、処理温度を４００℃より低くすると、Ｍｓは７０℃より高い温度になり、また、処理温度を４８０℃より高くすると、Ｍｆは１０℃より低い温度になるからである。
【００８９】
また、冷間加工を２０％以上で行なった場合には、４５０〜４８０℃の温度域で形状記憶処理を行ない、さらに、４００℃程度の時効処理を行なってもよい。
【００９０】
次に、感温ばね１３０の具体的な製造工程について説明する。
まず、真空高周波誘導炉による溶解、真空アーク炉による再溶解をこの順序で行なって、Ｎｉ：５５．２重量％、残部：Ｔｉからなる組成の第１合金Ａ、及びＮｉ：５５．８重量％、残部：Ｔｉからなる組成の第２合金Ｂを溶製した。
次に、第１及び第２合金Ａ，Ｂに、熱間鍛造、熱間圧延を順次施して線径５．０ｍｍの線材にした。これらの線材を室温下において伸線して、一旦、線径３．３ｍｍの線材にした後、温度７５０℃で焼鈍し、次いで、室温下において伸線して線径２．５ｍｍとした。この冷間伸線時における減面率は４２．６％である。
【００９１】
次いで、これらの線材をコイル成形して、コイル径１２．５ｍｍ、有効巻数４回、自由長２２．０ｍｍのコイルばねとした後、各種の温度で形状記憶処理を行ない、Ｍｓ、Ｍｆを測定した。その結果を図２に示す。
図中、−○−印、−●−は、第１合金Ａの感温ばね１３０のＭｓ、Ｍｆをそれぞれ表わし、−◇−印、−◆−印は、第２合金Ｂの感温ばね１３０のＭｓ、Ｍｆをそれぞれ表わす。
図２から明らかなように、感温ばね１３０を構成する合金のＭｓ値、Ｍｆ値、及びＭｓ−Ｍｆ値は、その合金の組成と形状記憶処理時の適用温度によって変化する。
【００９２】
すなわち、Ｎｉ濃度の上昇、処理温度の高温化につれて、Ｍｓ値、Ｍｆ値は低くなっていく。したがって、１０〜７０℃の温度域のすべてを１種類の感温ばね１３０で温度制御することはできず、目的とする設定温度との関係で、感温ばね１３０の組成と処理温度が選定されることになる。
例えば、湯水混合装置１０における目標設定温度を４５℃として制御する場合には、感温ばね１３０として、第１合金Ａからなり、形状記憶処理温度が４６０℃であるものを使用すればよいことが図２から読み取れる。また、吐水温度を２０〜４０℃の温度域で制御する場合には、第２合金Ｂを使用すればよいことになる。
【００９３】
次に、可動弁体１６０の構成について説明する。
図３において、可動弁体１６０は、筒状部１６２と、この筒状部１６２の両端部に設けられた水側着座部１６４および湯側着座部１６６と、筒状部１６２の内周部に形成されかつ流路部１７２を有する環状係止部１６８と、を備えている。上記環状係止部１６８は、その端部でバイアスばね１５０を支持し、また他端部で感温ばね１３０を受けるスペーサ１９０を支持している。
【００９４】
可動弁体１６０は、感温ばね１３０とバイアスばね１５０との釣合で可動して、その水側着座部１６４が水側弁座１０８に着座したときには（図示の状態）、給湯機の高温水だけが吐水され、一方、湯側着座部１６６が湯側弁座１１８に着座したときには、水道水（低温水）だけが吐水され、両着座部１６４，１６６のいずれも着座していないときには、その水側ポート１０６と湯側ポート１１６の流路開口に応じた量の低温水または高温水が吐水されて湯水混合室８０にて混合される。
【００９５】
また、可動弁体１６０を可動させる感温ばね１３０は、バイアスばね１５０により予荷重を与えられた歪状態で伸縮され、可動弁体１６０を所定範囲のストロークＳＴで摺動させる。図４は感温ばね１３０の荷重と歪との関係を示し、実線が感温ばね１３０の各温度に対する歪特性、一点鎖線が本実施例に係るバイアスばね１５０による荷重特性、破線が従来のバイアスばねによる荷重特性である。図４から明かなように、従来では、ばね定数の小さいバイアスばねを用いて感温ばね１３０を歪の小さい範囲で可動させて、大きなストロークＳＴＡを確保しているが、本実施例では、ばね定数の大きなバイアスばね１５０を用いて感温ばね１３０を常時歪状態にて短いストロークＳＴにて伸縮させる。すなわち、感温ばね１３０の歪ｒは、次式（１）で与えられるが、その範囲を０．６％から１．４％の範囲で利用して、可動弁体１６０の駆動を安定化させると共に、感温ばね１３０のヒステリシスに伴う劣化を防止する。
ｒ＝（ｄ・ＳＴ／πｎＤ）・１００（％） …（１）
ｄ：感温ばね１３０の線径
ＳＴ：ストローク（たわみ量）
ｎ：コイル巻数
Ｄ：感温ばね１３０の中心径
【００９６】
すなわち、感温ばね１３０の歪ｒが０．６％以下であると、発生荷重が小さいから、水圧などの僅かな変動で可動弁体１６０が移動して、温度調節性能が不安定になる。よって、感温ばね１３０の歪は、０．６％以上であることが好ましく、特に好ましくは、０．７％以上である。
【００９７】
一方、感温ばね１３０の歪ｒが１．４％以上であると、ヒステリシスに影響を与える。すなわち、図５に示すように、感温ばね１３０の温度と荷重との関係で表わされるように、ヒステリシス特性は、歪ｒが大きくなるとその面積を増大して感温ばね１３０の温度調節性能が低下する。つまり、歪ｒが大きいと時間の経過にしたがって実線から破線のヒステリシス特性へと移行していき、初期の特性を示さなくなり、経年変化する。
【００９８】
次に、感温ばね１３０の耐久試験について説明する。
感温ばね１３０は、最大歪の状態で冷却されたときに劣化が進む。これは、湯水混合装置１０に取り付けられた感温ばね１３０が最大歪ｒとなる高温設定状態において急冷された場合である。こうした状態は、冬期の高温設定時に止水されて、感温ばね１３０に晒されている混合湯水が冷却された場合を想定している。
【００９９】
こうした場合を想定した耐久試験として、以下の実験を行なった。感温ばね１３０を最大歪ｒに圧縮した状態にて、１０℃の低温水と８０℃の高温水とを３０秒毎に交互に流して、感温ばね１３０の減少荷重を測定した。感温ばね１３０として、２種類の線径φ２．２ｍｍ、２．５ｍｍで、４種類の巻数３、４．５、６、８について行なった。その結果を図６に示す。
【０１００】
図６は感温ばね１３０の減少荷重と熱冷サイクルとの関係を示すグラフである。ここで、横軸は、１万回の熱冷サイクルを１年の使用回数とした仮想年数を示し、縦軸の感温ばね１３０の減少荷重は、湯水混合装置１０における目標設定温度からのズレを意味する。目標設定温度からのズレが１℃では、人はその変化をほとんど感じることがなく、２℃以上でその変化を僅かに感じる。よって、少なくとも２℃以内の温度変化に抑える必要がある。
【０１０１】
したがって、耐用年数が５年で２℃以下の温度の性能を得るためには、歪ｒが１．４％以下であり、耐用年数が１０年で２℃以下の温度性能を得るためには、歪ｒが１．２％以下である。１℃以下の温度性能で１０年以上の耐久性を得るには、歪ｒが０．８％以下であることが分かる。
【０１０２】
また、上式（１）から歪ｒを０．６％〜１．２％の範囲に収めるためには、ストロークＳＴ、感温ばね１３０の線径ｄ、コイル巻数ｎおよび感温ばね１３０の中心径Ｄを考慮する必要がある。
このうち、ストロークＳＴは、混合湯水の吐水容量などを確保するために、可動弁体１６０の直径などを考慮して定められるが、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍに設定する。
【０１０３】
また、上式（１）から明かなように、コイル巻数ｎおよび感温ばね１３０の中心径Ｄを大きくすると、ストロークＳＴが大きくなるが、歪ｒが小さくなり、ばね定数の大きな感温ばね１３０とならない。この性質を有する感温ばね１３０は、不安定な温度制御となる。一方、感温ばね１３０の線径ｄを大きくすると、歪ｒが大きくなるが、形状記憶合金の材料が多くなり、コストアップになる。よって、これらの要素を考慮して、感温ばね１３０の仕様が定められる。
【０１０４】
また、感温ばね１３０の中心径Ｄは、可動弁体１６０の直径とほぼ等しいことが好ましい。これは、感温ばね１３０の荷重が可動弁体１６０に伝えられる際に、可動弁体１６０に偏心した力が加えられないから、可動弁体１６０が傾くことなく、水や湯の漏れがなく、目標温度への制御特性が向上する。
【０１０５】
なお、バイアスばね１５０は、感温ばね１３０に予荷重を与えて、感温ばね１３０の歪を０．６％〜１．２％に設定するのに、ばね定数で０．５ｋｇｆ／ｍｍ〜１．５ｋｇｆ／ｍｍの範囲に設定する。
【０１０６】
また、図７に示すように、可動弁体１６０の流路部１７２の流路面積Ｓ２および感温ばね１３０内の流路面積Ｓ３は、水側ポート１０６と湯側ポート１１６とから流出するポート開口面積Ｓ１との関係では、以下に規定することが好ましい。
Ｓ１≦Ｓ２≦Ｓ３ … （２）
ここで、説明を簡単にするために、水側ポート１０６および湯側ポート１１６が環状に形成されているとすると、ポート開口面積Ｓ１は次式（３）である。
Ｓ１＝Ｖ１ ・π・ＳＴ …（３）
Ｖ１ ：水側弁座１０８および湯側弁座１１８の内径
ＳＴ ：ストローク
また、流路部１７２の流路面積Ｓ２は、次式（４）である。
Ｓ２＝（Ｄ２ ）２π／４ …（４）
Ｄ３ ：流路部１７２の流路径
さらに、感温ばね１３０の流路面積Ｓ３は、次式（５）である。
Ｓ３＝（Ｄ３ ）２π／４ …（５）
Ｄ３ ：感温ばね１３０の内径
このように、規定されるのは以下の理由による。可動弁体１６０の移動により水側ポート１０６および湯側ポート１１６から水と湯とが流出して、湯水混合室８０で混合されて、可動弁体１６０の流路部１７２を経て、湯水混合室８０の感温ばね１３０内を流れる。このとき、ポート開口面積Ｓ１が可動弁体１６０の流路部１７２の流路面積Ｓ２および感温ばね１３０内の流路面積Ｓ３より大きいと、混合湯水の圧力損失が生じて、これが感温ばね１３０に加わる。このような圧力損失は、感温ばね１３０の変位に対する外乱となる。したがって、上式（２）のように、ポート開口面積Ｓ１より、流路部１７２の流路面積Ｓ２および感温ばね１３０の流路面積Ｓ３を大きくとることが望ましい。
【０１０７】
また、上式（１）の関係から、感温ばね１３０の歪を低減する場合には、図８に示す感温ばね１３０の外径Ｄ４ は、２乗で掛かるので好ましいが、以下に説明する可動弁体１６０の内径Ｖ１ との関係で、次式（６）に規制される。
Ｖ１ ＞Ｄ４ …（６）
Ｄ４：感温ばね１３０の外径
【０１０８】
すなわち、可動弁体１６０が水側弁座１０８または湯側弁座１１８に着座して、湯または水だけの吐水の場合に高いシール性を有するには、水側弁座１０８および湯側弁座１１８（図７参照）に高い面精度を必要とし、また、感温ばね１３０と一体になってスペーサ１９０を摺動させる水側弁座部材７０の内壁面７１にも高い面精度を必要とする。こうした面精度を検査するには、図８に示すゲージＧを用いる必要がある。ところが、例えば、図９のように外径Ｄ４Ａを大きくすると、開口部Ｋでゲージの挿入を妨げられて上記ゲージＧで検査することができない。したがって、感温ばね１３０の外径Ｄ４ は、内壁面７１をゲージＧを用いて容易に測定できる内径Ｖ１ 以下に規制することが望ましい。
【０１０９】
次に、図１０に示すように、可動弁体１６０の幅Ｗについて説明する。
図１０に示すように、可動弁体１６０の水側着座部１６４および湯側着座部１６６の幅Ｗは、可動弁体１６０のストロークＳＴ（ＳＴ１ ＋ＳＴ２ ）との関係で、１／３ＳＴ≦Ｗ≦３ＳＴの条件を満たすことが好ましい。ここで、ストロークＳＴは、感温ばね１３０の材料量および上述した歪などの条件で優先的に定まるから、幅Ｗは、ストロークＳＴに対しての設定条件が問題となる。
【０１１０】
このように幅Ｗの値が決まるのは、幅Ｗが１／３ＳＴ未満であると、水側着座部１６４と水側弁座１０８との間、および湯側着座部１６６と湯側弁座１１８との間が短いストロークＳＴで急激に減圧する絞りとして作用するから、可動弁体１６０の内側部位１６１付近の液圧が急激に減圧する。こうした急激な減圧は、キャビテーション、つまり、可動弁体１６０の内側部位１６１付近において減圧に伴う気泡を発生し、気泡の発生に伴う耳障りな高周波音を生じたり、可動弁体１６０の内側の腐食の原因にもなる。したがって、キャビテーションを防止するためには、幅Ｗは、１／３ＳＴ以上であることが望ましい。
一方、幅Ｗが３ＳＴを越えると、受圧面積が増大して感温ばね１３０に加わる力が大きくなる。感温ばね１３０は、ばね定数が通常のばねと比べて大きくないので、受圧面積が大きくなると、所定のストロークＳＴを確保できなくなる。したがって、少ない形状記憶合金の材料で感温ばね１３０を所定のストロークＳＴを確保するには、幅Ｗは、３ＳＴ以下であることが好ましい。
【０１１１】
なお、可動弁体１６０の受圧面積が大きいと、可動弁体１６０は、水圧の変動の影響を受け易く、その動きが不安定になる。特に、給湯機から湯水混合装置１０を介して多数の給湯点に給水する場合には、圧力の変動が大きい。この場合に、湯水混合装置１０の上流側に定圧弁を設けて湯水混合装置１０に供給される圧力を調節してもよいが、上記可動弁体１６０の幅Ｗを上記範囲に設定することにより、定圧弁を設けることなく、可動弁体１６０は、多少の外乱に対しても安定して可動させることができる。
【０１１２】
また、可動弁体１６０は、ゴム、エラストマーまたは樹脂から形成する。これは、可動弁体１６０が水側弁座１０８または湯側弁座１１８に着座したときに水側着座部１６４または湯側着座部１６６が僅かに変形してシールするから、可動弁体１６０は高いシール性を有して開閉動作を行なうことができる。なお、水側弁座部材７０は、ゴム、エラストマーまたは樹脂から形成することにより、さらに高いシール性を有する。
【０１１３】
次に、可動弁体１６０と感温ばね１３０との間に介在しているスペーサ１９０について説明する。
図３および図１１に示すように、スペーサ１９０は、感温ばね１３０の右支持端部１３４を受けるばね受け部１９２と、このばね受け部１９２から複数本平行に突設された脚部１９４とを備え、脚部１９４間が水側ポート１０６からの水を流通させる脚間流路１９６に、ばね受け部１９２の中央部が貫通流路１９８にそれぞれ形成されている。
【０１１４】
このようにスペーサ１９０が可動弁体１６０と感温ばね１３０との間に所定の距離を確保しているのは、以下の理由による。
可動弁体１６０の摺動により湯水の混合比を変更するが、水側ポート１０６からスペーサ１９０の脚間流路１９６を通った水と、湯側ポート１１６からの湯とが混合されて、スペーサ１９０の貫通流路１９８を通って、感温ばね１３０側に流れる。すなわち、スペーサ１９０は、高温水と低温水とが混合されるまでの距離を確保して、十分に混合されてから感温ばね１３０に接触するように作用する。
【０１１５】
また、スペーサ１９０の脚部１９４は、水側ポート１０６からの低温水が当たると、その流速を弱めると共にその流れを周方向へ変えて、それぞれの脚間流路１９６から低温水を均一に湯水混合室８０内へ流入させる。湯水混合室８０には、湯側ポート１１６から流入した高温水が流れているが、その高温水は、低温水で外側から均一に取り囲むような状態を経て混合される。したがって、感温ばね１３０は、スペーサ１９０による混合湯水の混合されるまでの距離を隔てている作用と相まって、ほぼ均一に混合された混合湯水に晒されてその荷重を変える。よって、感温ばね１３０は、均一な伸縮を行なって可動弁体１６０を傾かせるような摺動力を可動弁体１６０に加えない。
【０１１６】
このようなスペーサ１９０の混合の促進による効果は、以下の実験により調べた。すなわち、スペーサ１９０として、長さ９．５ｍｍのものを用いて、混合湯水の吐水量を１０リットル、目標設定温度を４０℃に設定すると共に、低温水の温度を１５℃、高温水の温度を６０℃に設定した。
そして、この条件にて、低温水の供給圧を２ｋｇｆで一定にし、高温水の供給圧を０．５ｋｇｆから７．５ｋｇｆの範囲で変えた場合と、高温水の供給圧を０．５ｋｇｆで一定にし、低温水の供給圧を０．５ｋｇｆから７．５ｋｇｆの範囲で変えた場合とについて、それぞれの供給圧の変動に伴う混合湯水の吐水温度について調べた。そして、吐水温度の目標設定温度からのズレにより評価した。
【０１１７】
その結果を図１２に示す。図１２は縦軸に混合湯水の吐水温度、横軸に低温水又は高温水の供給圧を示す。
実線及び破線ＥＨ，ＥＣは本実施例を示し、そのうち破線ＥＨは低温水の供給圧が一定で高温水の供給圧を変動させた場合、実線ＥＣが高温水の供給圧が一定で低温水の供給圧を変動させた場合を示す。また、１点鎖線及び２点鎖線ＰＨ，ＰＣはスペーサがない比較例を示し、そのうち２点鎖線ＰＨは低温水の供給圧が一定で高温水の供給圧を変動させた場合、１点鎖線ＰＣは高温水の供給圧が一定で低温水の供給圧を変動させた場合をそれぞれ示す。
【０１１８】
実線及び破線ＥＨ，ＥＣに示すように、スペーサ１９０を用いると、１点鎖線及び２点鎖線ＰＣ，ＰＨのスペーサがない場合と比較して、高温水または低温水の供給圧の変動に対して、目標設定温度からのズレが小さく、温度制御特性が安定していることが分かった。
なお、スペーサ１９０により感温ばね１３０と可動弁体１６０との間に確保される距離は、短い方では上述した混合作用が十分に確保される距離と、長い方では応答の遅れに伴うハンチングを生じない距離とを考慮して、湯水混合装置１０の大きさに応じて適宜設定する。例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍである。
【０１１９】
なお、上記実施例では、スペーサ１９０は、可動弁体１６０と別体に形成したが、これに限らず、一体に形成してもよい。この場合には、部品点数を減少させることができる。
次に、図３に示す感温ばね１３０の左支持端部１３２を支持するばね受け部材１８０について説明する。ばね受け部材１８０は、水側弁座部材７０のフランジ部７４に感温ばね１３０を位置決めして取り付けられている。図１３に示すように、このばね受け部材１８０の底面部１８２には、感温ばね１３０の左支持端部１３２に倣った形状の螺旋段部１８６が形成されている。
【０１２０】
この螺旋段部１８６は、端面処理がされていない感温ばね１３０の左支持端部１３２を位置決めして感温ばね１３０を底面部１８２に対して垂直に起立保持する。このように垂直に保持された感温ばね１３０は、可動弁体１６０に対して軸方向と同じ方向へばね力を加え、可動弁体１６０を傾かせることなく摺動させることになる。よって、可動弁体１６０は、高いシール性を確保して高温水または低温水の漏れを生じない。
【０１２１】
また、通常のばねでは端面を平面にする研削処理をしているが、本実施例に係る感温ばね１３０は、左支持端部１３２に研削処理等の端面処理をしていないから、端面処理に伴う熱的な歪や変形を生じることがない。よって、感温ばね１３０は、研削に伴う残留歪等がなく、所望の記憶特性に調整するための熱処理が不要となり、コストダウンを図ることができる。
【０１２２】
上記実施例では、図１３に示すように、ばね受け部材１８０として、螺旋段部１８６により感温ばね１３０の左支持端部１３２を支持する構成を示したが、これに限らず、左支持端部１３２の端面処理を施さずに、感温ばね１３０を起立支持できる構成であれば、図１４ないし図１６の構成であってもよい。
【０１２３】
図１４において、ばね受け部材１８０Ｂは、感温ばね１３０の左支持端部１３２に倣った螺旋溝１８６Ｂを備えている。この螺旋溝１８６Ｂに感温ばね１３０の左支持端部１３２が嵌入されて、感温ばね１３０が起立状態で支持される。
【０１２４】
図１５において、ばね受け部材１８０Ｃは、感温ばね１３０の左支持端部１３２を樹脂射出でインサート成形した樹脂体１８１Ｃを備えている。この構成では、ばね受け部材１８０Ｃで感温ばね１３０が一体的に支持されるので、感温ばね１３０の左支持端部１３２の端面処理がなくても、感温ばね１３０の取付作業による荷重のばらつきをなくすことができる。
【０１２５】
図１６において、ばね受け部材１８０Ｄは、ピン１８８を設けた半割部材１８１ａと、ピン１８８に嵌入させるピン穴１８９を設けた半割部材１８１ｂとにより分割形成されており、両半割部材１８１ａ，１８１ｂを組み合わせたときに、感温ばね１３０を嵌入支持する螺旋溝１８６Ｄが形成されており、この螺旋溝１８６Ｄに挿入されることで感温ばね１３０が起立状態で支持される。
【０１２６】
図１３ないし図１６の実施例では、感温ばね１３０の左支持端部１３２を切削処理しないで、感温ばね１３０の左支持端部１３２に倣った形状の螺旋段部１８６で感温ばね１３０を支持する構成であるが、これに限らず、図１７に示すように、感温ばね１３０の左支持端部１３２を平面切削した場合にも、ばね受け部１８０ａ側に、感温ばね１３０の左支持端部１３２に倣った形状のばね端倣い凹所１８６Ｅを形成してもよい。感温ばね１３０の端面は、平面に研磨しても、始端部１３２ａとの部分に継ぎ目ができるが、このばね端倣い凹所１８６Ｅにより、この継ぎ目部分と他の部分との間に生じる不均一な荷重をなくして、可動弁体１６０を傾かせるのを防止することができる。
【０１２７】
次に、図２および図１０に示すばね受け部材１８０から突設した内筒部１８４について説明する。
この内筒部１８４は、感温ばね１３０の内側に貫挿しており、感温ばね１３０が湯流入室９０から流出した混合湯水に接触するのを遅らせる。
感温ばね１３０は、混合湯水に接触すると直ちに変位する優れた応答性を有するが、この応答性が高すぎると、吐水温度・吐水流量が周期的に変化するサイクリング現象を生じやすい。こうしたサイクリング現象は、可動弁体１６０の形状や流量などの関係で共振現象により生じるが、感温ばね１３０の時定数を変更することによっても調節可能である。ここで、図１８に示すように、時定数τは、感温ばね１３０の変位に対する立ち上がり特性である。つまり、感温ばね１３０の特性を維持したまま、内筒部１８４により混合湯水に接触したときの時定数τを調節することによりサイクリング現象を解消することができる。
【０１２８】
なお、ばね受け部材１８０を樹脂で形成した場合には、金属に比べて断熱性が高いから、内筒部１８４の高さを適宜設計変更することにより、時定数のより広範囲の設定が可能になる。
【０１２９】
次にケーシング本体５０に嵌合される水側弁座部材７０（本発明にかかる取付部材）について説明する。
図１９に示すように、水側弁座部材７０の外周部には、周方向へ９０゜毎に係合爪７２が形成されており、一方、ケーシング本体５０には、上記係合爪７２に係合する爪係合切欠き５６が形成されている。
こうした構成を有する水側弁座部材７０をケーシング本体５０に組み付けるには、まず、図３に示す水側弁座部材７０のフランジ部７４の内側に、ばね受け部材１８０を保持し、そのばね受け部材１８０の底面部１８２に感温ばね１３０を保持し、さらに感温ばね１３０の右支持端部１３４上にスペーサ１９０のばね受け部１９２を位置決め固定する。
こうしてユニット化した水側弁座部材７０などを、ケーシング本体５０の湯水混合室８０に挿入すると、水側弁座部材７０の外周部に形成された係合爪７２は、ケーシング本体５０の爪係合切欠き５６に係合して固定される。
【０１３０】
このように、水側弁座部材７０をケーシング本体５０の湯水混合室９０内に嵌合位置決めするのに、係合爪７２が爪係合切欠き５６に係合されることにより行なっている。したがって、水側弁座部材７０は、ケーシング本体５０に対して回転しながら取り付けられないから、感温ばね１３０に対して捩り力が加わらない。よって、感温ばね１３０は、捩りを加えた状態で伸縮しないから、その歪が小さくなって、図５に示すヒステリシスが小さく、精度の高い混合湯水の吐水温度の調節が行なえると共に、耐久性に優れている。
【０１３１】
なお、上記実施例では、水側弁座部材７０の組付構造として、係合爪７２をケーシング本体５０側の爪係合切欠き５６に係合させる構成を説明したが、水側弁座部材７０をケーシング本体５０に回転させないで貫挿でき、かつ位置決めできる構成であればよく、例えば、図２０に示す構成であってもよい。
【０１３２】
図２０において、ケーシング本体５０側には、切り割５８を形成し、一方、水側弁座部材７０側には、切り溝（図示省略）が形成されている。切り割５８および切り溝との位置関係は、ケーシング本体５０の湯水混合室８０内に水側弁座部材７０を貫挿したときに互いに一致するように形成されている。この構成により、ケーシング本体５０の湯水混合室８０に水側弁座部材７０を挿入し、切り割５８から切り溝にわたるように止め輪７６で挟持すると、水側弁座部材７０がケーシング本体５０に対して位置決め固定される。
【０１３３】
次に、予荷重調節機構２００について説明する。
図２１に示すように、予荷重調節機構２００は、バイアスばね１５０の右支持端部１５４を支持するばね受け部材２１０と、ばね受け部材２１０を軸方向へ移動するためのスライド機構２５０とを備えている。
スライド機構２５０は、キャップ４０の取付凹所４２にラッチ機構やクリック機構を介して固定された支持体２５２と、この支持体２５２にネジ２５６を介して固定されかつ他端外周部に雄ネジ部２６２を設けた回転体２６０と、を備えている。ばね受け部材２１０は、本体部２１２と、本体部２１２と一体形成されかつ上記雄ネジ部２６２に螺合する雌ネジ部２１７を有する外周支持部２１４とを備え、本体部２１２と外周支持部２１４との間にバイアスばね１５０を支持するばね受け部２１６を設け、さらに、外周支持部２１４の外周部とケーシング本体５０との間でスプライン２１８を形成している。
こうした予荷重調節機構２００の構成により、混合湯水の目標温度を変更するには、キャップ４０の外周部に設けた設置温度表示に指標として、キャップ４０を所定方向へ回転する。このキャップ４０の回転により、支持体２５２、ネジ２５６および回転体２６０がキャップ４０と一体になって回転する。これにより、回転体２６０の外周部の雄ネジ部２６２がばね受け部材２１０の雌ネジ部２１７と螺合しているから、ばね受け部材２１０には回転駆動力が伝達されるが、ばね受け部材２１０は、スプライン２１８により回転が規制されているので、軸方向へ移動する。ばね受け部材２１０の軸方向への移動により、そのばね受け部２１６がバイアスばね１５０を変位させる。バイアスばね１５０の変位により、可動弁体１６０を移動させ、感温ばね１３０との釣合位置まで感温ばね１３０が変位して、目標温度が変更される。
【０１３４】
こうした予荷重調節機構２００の動作では、バイアスばね１５０は、その予荷重がばね受け部材２１０の付勢方向と同じ方向への進退力を受けて、捩り力を受けない。したがって、感温ばね１３０は、ばね定数が小さくても可動弁体１６０を傾かせるような力がバイアスばね１５０を介して加えられない。その結果、可動弁体１６０は、感温ばね１３０およびバイアスばね１５０による支持力が弱くても、安定した摺動動作が行うことができる。
【０１３５】
次に、予荷重調節機構２００Ａの他の実施例について図２２を用いて説明する。
上記予荷重調節機構２００Ａは、図２１の予荷重調節機構２００に対して、バイアスばね１５０および第１ばね受け部材２２０および第２ばね受け部材２３０の構成が異なっている。
【０１３６】
すなわち、可動弁体１６０へ予荷重を加えるバイアスばね１５０は、バイアスばね１５０Ａと、バイアスばね１５０Ａよりばね長を短く形成したバイアスばね１５０Ｂとからなっており、これらは同心上でかつ並列に設けられている。
また、第１ばね受け部材２２０は、本体部２２２と、傘状の中央頂部２２６と一体形成しており、本体部２２２の根元部にバイアスばね１５０を受けるばね受け部２２４が形成されている。また、第１ばね受け部材２２０の本体部２２２には、湯流路２２９が形成され、中央頂部２２６には、透孔２２８が形成されている。
【０１３７】
一方、第２ばね受け部材２３０は、笠状支持部２３２と、外周支持部２３４とを一体形成しており、笠状支持部２３２と外周支持部２３４との間にバイアスばね１５０を受けるばね受け部２３６を有している。上記外周支持部２３４の内周部には、上記雌ネジ部２４７が形成され、その外周部には、スプライン２４８が形成されており、軸方向へ摺動可能になっている。また、笠状支持部２３２には、透孔２３８が形成されている。
また、第１ばね受け部材２２０と第２ばね受け部材２３０とは、透孔２２８と透孔２３８を貫通した係合ピン２４２を介して架設されている。この構成により、第１ばね受け部材２２０は、係合ピン２４２の端部の突起部に係合したときに、第２ばね受け部材２３０と一体的に移動してバイアスばね１５０をばね力を釈放し、それまでは第２ばね受け部材２３０に対して移動が規制されない構成になっている。
【０１３８】
こうした構成の予荷重調節機構２００Ａの動作について説明する。
まず、キャップ４０を回転すると、スライド機構２５０を介してして第２ばね受け部材２３０が図２２の右方向に移動して、係合ピン２４２の端部が第１ばね受け部材２２０に係合すると、係合ピン２４２を介して第１ばね受け部材２２０が第２ばね受け部材２３０と一体的に移動する。そして、さらに、第１ばね受け部材２２０が図２２の右方向に移動すると、バイアスばね１５０のばね定数を小さくするよう作用する。これにより、感温ばね１３０は、その伸びる割合が速くなり、可動弁体１６０を図２２の右方向に素早く移動させる。そして、可動弁体１６０が、湯側弁座１１８の湯側ポート１１６を閉じると共に、水側弁座１０８の水側ポート１０６を全開にすると、水が吐水されることになる。
【０１３９】
このように、水を直接吐水するには、予荷重調節機構２００Ａの操作により、可動弁体１６０が湯側弁座１１８に着座することにより行なわれるが、バイアスばね１５０のばね定数を実際上小さくして可動弁体１６０を素早く移動させているから、感温ばね１３０が伸びて、可動弁体１６０が湯側弁座１１８を閉じるまで、キャップ４０を多数回転操作しなくてよく、操作性が向上する。
【０１４０】
一方、キャップ４０を回転して第２ばね受け部材２３０を図２２の左方向に移動して、所定の目標温度範囲を越えると、バイアスばね１５０Ａに加えてバイアスばね１５０Ｂも予荷重を与える。よって、バイアスばね１５０の予加重の増加の割合が増大して、可動弁体１６０が水側弁座１０８の水側ポート１０６を素早く閉じると共に、湯側弁座１１８の湯側ポート１１６を急激に開いて、湯が吐水されることになる。
【０１４１】
こうしたキャップ４０の回転と混合湯水の吐水温度との関係を図２３に示す。図２３に示すように、回転角度θ２の範囲では、回転角度θと吐水温度Ｔとの関係は、なだらかな傾斜であり、微調整で細かい温度設定が可能であるという特長があり、しかも、回転角度θ１の範囲では、回転角度θが少なくても水吐水を速やかに行なえ、一方、回転角度θ３の範囲では、回転角度θが少なくても湯吐水を速やかに行なえる。
【０１４２】
図２４は他の実施例に係る湯水混合装置１０Ｂを示す断面図である。上記実施例と異なる構成は、可動弁体１６０Ｂおよび水または湯の弁座およびポートの位置および構成が異なっている。
すなわち、可動弁体１６０Ｂは、水側着座部１６４Ｂと、湯側着座部１６６Ｂと、水側着座部１６４Ｂと湯側着座部１６６Ｂとを連結する連結部１６５とから構成され、水側着座部１６４Ｂが水側ポート１０６Ｂを有する水側弁座１０８Ｂに着座し、湯側着座部１６６Ｂが湯側ポート１１６Ｂを有する湯側弁座１１８Ｂに着座する。この構成において、感温ばね１３０およびバイアスばね１５０との荷重の釣合により可動弁体１６０Ｂは可動するが、感温ばね１３０側に湯側ポート１１６Ｂが配置されて、バイアスばね１５０側に水側ポート１０６Ｂが配置されており、各種の配管位置に対応することができる。
【０１４３】
図２５は他の実施例に係るスペーサ１９０Ｂを装着した湯水混合装置１０Ｂの要部断面図を示し、図２６はスペーサ１９０Ｂを示す斜視図である。
スペーサ１９０Ｂは、感温ばね１３０の右支持端部１３４を受けるばね受け部１９２Ｂと、このばね受け部１９２Ｂから複数本（６枚〜８枚）平行に突設されたフィン１９４Ｂとを備え、フィン１９４Ｂ間が水側ポート１０６からの水を流通させるフィン間流路１９６Ｂに、ばね受け部１９２Ｂの中央部が貫通流路１９８Ｂにそれぞれ形成されている。上記フィン１９４Ｂは、図２７に示すように、ばね受け部１９２Ｂの外周接線に対して所定角度θ傾斜して取り付けられている。その角度θは、後述する作用を促進するためには、４０゜〜６０゜であり、さらに好ましくは、４５゜〜５５゜である。
【０１４４】
上記フィン１９４Ｂは、図１１のスペーサ１９０の脚部１９４による水側ポート１０６からの低温水の流れを周方向へ変える作用を一層高めるものである。
【０１４５】
すなわち、水側ポート１０６から流入する低温水は、フィン１９４Ｂにより周方向への流速を大きくして、湯水混合室８０を流れる高温水との混合を促進する。したがって、感温ばね１３０が均一な温度の混合湯水に晒され、片寄った荷重を発生しない。
また、スペーサ１９０Ｂにフィン１９４Ｂを設けたように、図２８に示すように、バイアスばね１５０のバイアスばね受け部材２１０Ｂにフィン２１０Ｂａを設けてもよい。このフィン２１０Ｂａにより、湯側ポート１１６から流入される高温水が周方向への流速を高められ、よって水側ポート１０６から流入する低温水との混合の際に、それらの混合が促進される。
【０１４６】
こうしたスペーサ１９０Ｂのフィン１９４Ｂのフィン２１０Ｂａによる湯水の混合作用は、以下の実験により調べた。
図２９及び図３０に示すように、湯水混合室８０内に温度センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４を周方向に９０゜の間隔で４個挿入し、それらの温度センサＳ１〜Ｓ４によって流出方向へ所定距離（５ｍｍ）毎に移動して、図２９の×で示す各位置（Ｐ１〜Ｐ６）での温度を測定した。
【０１４７】
図３１はスペーサがない場合の各位置での温度、図３２はスペーサ１９０Ｂを装着した場合の各位置での温度を示す。図３１，３２から明らかなように、フィン１９４Ｂを設けることにより、水側ポート１０６の低温水は周方向に流速が高められて、高温水との混合が促進されて、４つの位置での各温度が目標設定温度の近傍で収束していることが分かった。
【０１４８】
図３３は他の実施例に係るスペーサ１９０Ｃを装着した湯水混合装置１０Ｃの要部を示す断面図、図３４はスペーサ１９０Ｃの斜視図である。
スペーサ１９０Ｃは、感温ばね１３０を受けるばね受け部１９２Ｃと、ばね受け部１９２Ｃから複数本突設されかつ上記可動弁体１６０の環状係止部１６８に位置決めされているフィン１９４Ｃと、ばね受け部１９２Ｃの内周に形成されたスペーサ円板部１９５Ｃと、スペーサ円板部１９５Ｃから突設されたスペーサ筒状部１９８Ｃとを備えている。
スペーサ筒状部１９８Ｃは、感温ばね１３０の内側に貫挿されており、水側弁座部材７０の内壁面７１との間でばね室湯水通路８０ａを形成している。また、上記スペーサ円板部１９５Ｃには、スペーサ流路孔１９５Ｃａが周方向に所定間隔で複数個（図示では４個）形成され、湯水混合室８０とばね室湯水通路８０ａとを連通している。
【０１４９】
こうした構成により、湯流入室９０からの高温水は、スペーサ１９０Ｃのフィン間流路１９６Ｃを通った低温水と混合されて、スペーサ円板部１９５Ｃのスペーサ流路孔１９５Ｃａ、ばね室湯水通路８０ａを通って、流出孔７０ａから流出する。そして、ばね室湯水通路８０ａを流れる混合湯水がその温度に応じて感温ばね１３０を伸縮させる。
このとき、高温水はフィン間流路１９６Ｃを通った低温水と混合され、スペーサ流路孔１９５Ｃａで絞られて、ばね室湯水通路８０ａを流れるが、スペーサ流路孔１９５Ｃａの絞り作用により、高温水が低温水と十分に混合される。したがって、十分に混合された湯水がばね室湯水通路８０ａを流れるから、感温ばね１３０は、安定した伸縮作動をする。
【０１５０】
図３５は他のスペーサ１９０Ｄを用いた実施例である。
スペーサ１９０Ｄは、図３４のスペーサ１９０Ｃのスペーサ円板部１９５Ｃに、円錐状ガイド部１９７Ｄを突設したものである。この円錐状ガイド部１９７Ｄは、ばね室湯水通路８０ａへの流入をスムーズにするように、下流側に向けて末広がり状の円錐状に形成されている。
スペーサ１９０Ｄのフィン１９４Ｄで混合された混合湯水は、円錐状ガイド部１９７Ｄに沿って流れ、スペーサ流路孔１９５Ｄａで絞られてから、ばね室湯水通路８０ａを流れる。このとき、円錐状ガイド部１９７Ｄは、混合湯水がスペーサ流路孔１９５Ｄａに流入するときに乱流とせず、スムーズな流れを促進するから、スペーサ１９０Ｄ及び可動弁体１６０に振動を与えず、可動弁体１６０による安定した摺動性を高める。
【０１５１】
図３４のスペーサ１９０Ｃのスペーサ筒状部１９８Ｃ及び図３５のスペーサ１９０Ｄのスペーサ筒状部１９８Ｄの外周部に、図３６に示すように、螺旋状のスペーサ突条１９８ａを形成してもよい。これにより、ばね室湯水通路８０ａに流入した混合湯水がさらに撹拌され、感温ばね１３０は、安定した伸縮動作を行なうことができる。なお、螺旋状のスペーサ突条１９８ａは、混合湯水を撹拌するのであるから、その作用効果を奏する構成であれば他の構成でもよく、例えば、流路抵抗となる突起でもよい。また、螺旋状の突起及び流路抵抗は、スペーサ側に形成する代わりに、水側弁座部材７０の内壁面７１に形成してもよい。
上記可動弁体１６０の両端が感温ばね１３０とバイアスばね１５０により支持されているので、両ばね１３０，１５０の不均一な荷重等により可動弁体１６０が傾きやすいが、これを防止してシール性を高める各種手段について説明する。
【０１５２】
図３７に示すように、感温ばね１３０の左支持端部１３２は、水側弁座部材７０Ｆに支持されたばね受け部材１８０Ｆで支持されている。ばね受け部材１８０Ｆは、図３８に示すように、流路孔１８０Ｆａを同心状に４つ有する円板状部材であり、その外周部に感温ばね１３０の左支持端部１３２を支持するばね受け段部１８０Ｆｂが形成され、その中央部に支持突起１８０Ｆｃが形成されている。一方、水側弁座部材７０Ｆは、蓋体部７０Ｆａを備え、上記流路孔１８０Ｆａに一致した位置に、流路孔７０Ｆｄがそれぞれ形成されている。また、蓋体部７０Ｆａの内側中央部には、上記支持突起１８０Ｆｃを支持するための支持凹所７０Ｆｂが形成されている。
この構成により、感温ばね１３０は、ばね受け部材１８０Ｆのばね受け段部１８０Ｆｂにより位置決めされ、ばね受け部材１８０Ｆは、蓋体部７０Ｆａの支持凹所７０Ｆｂに位置決めされた支持突起１８０Ｆｃにより１点で支持されている。いま、感温ばね１３０に各部で偏位するような荷重が生じたときに、ばね受け部材１８０Ｆは、支持突起１８０Ｆｃを介して、感温ばね１３０の荷重を均一にするように傾く。よって、感温ばね１３０は、ばね受け部材１８０Ｆにより均一な荷重を発生するように調節されて、可動弁体１６０に傾かせるような力を加えない。
【０１５３】
また、バイアスばね１５０側にも、可動弁体１６０Ｆを１点で支持する構成が設けられている。すなわち、バイアスばね１５０の右支持端部１５４は、バイアスばね受け部材２１０Ｆを介してライナ２２０Ｆに支持されている。バイアスばね受け部材２１０Ｆは、円板形状であり、その外周部にばね受け段部２１０Ｆａを備え、中央端面部に支持突起２１０Ｆｂを備えている。支持突起２１０Ｆｂは、ライナ２２０Ｆの中央部の支持凹所２２０Ｆａにより位置決め支持されている。よって、バイアスばね受け部材２１０Ｆは、支持突起２１０Ｆｂを中心に揺動可能な状態でバイアスばね１５０を支持していることになる。
この構成により、ライナ２２０Ｆの進退により、バイアスばね１５０への荷重を変化させると、バイアスばね受け部材２１０Ｆは、支持突起２１０Ｆｂを介してバイアスばね１５０に均一荷重を加えるから、可動弁体１６０に傾く方向への摺動力が加わらない。
【０１５４】
図３９は感温ばね１３０の左支持端部１３２を支持するための感温ばね受け樹脂部材１８０Ｌを示す斜視図である。感温ばね受け樹脂部材１８０Ｌは、硬質樹脂から形成された樹脂ばね受け蓋体部１８０Ｌａと、スポンジゴム等の弾性部材で形成したばね受け部１８０Ｌｂとを備えている。この感温ばね受け樹脂部材１８０Ｌは、樹脂ばね受け蓋体部１８０Ｌａで確実に支持されると共に、弾性的な樹脂ばね受け部１８０Ｌａで感温ばね１３０の傾き荷重を吸収することにより、可動弁体１６０に傾いた摺動力を加えない。
【０１５５】
図４０は可動弁体１６０Ｆに傾いた摺動力を加えない構成として、感温ばね１３０及びバイアスばね１５０の付勢力を可動弁体１６０Ｆの中央部に集中的に加える構成を採った実施例である。
図４０に示すように、可動弁体１６０Ｇの係止支持部１６０Ｇａには、中央基部１６０Ｇｂ及びこの中央基部１６０Ｇｂを囲むように係止流路孔１６０Ｇｃが３つ形成されている。また、バイアスばね１５０の左支持端部１５２は、バイアスばね受け部材２１０Ｇにより支持されている。バイアスばね受け部材２１０Ｇは、笠状部２１０Ｇａと、笠状部２１０Ｇａの先端に設けた先端支持突起２１０Ｇｂと、円筒部２１０Ｇｃと、円筒部２１０Ｇｃの内周側に形成されたばね受け環状凹所２１０Ｇｄとを備えている。
ライナ２２０Ｇを移動させると、バイアスばね１５０を介してバイアスばね受け部材２１０Ｇが進退する。これにより、可動弁体１６０Ｇは、中央基部１６０Ｇｂにバイアスばね受け部材２１０Ｇの先端支持突起２１０Ｇｂで押されて摺動することになる。よって、可動弁体１６０Ｇは、その中央基部１６０Ｇｂから摺動力を受け、偏心した力を受けない。
【０１５６】
また、スペーサ１９０Ｇ側にも、可動弁体１６０Ｇを中心部で押圧する構成を備えている。スペーサ１９０Ｇは、感温ばね１３０を受けるばね受け部１９０Ｇｆと、フィン１９４Ｇと、流路孔１９０Ｇｃを有するスペーサ円板部１９０Ｇｄと、ばね受け部１９０Ｇｆの外周に設けられたガイド筒部１９０Ｇｅとを備えている。また、スペーサ円板部１９０Ｇｄの中央部には、弁体押圧部１９０Ｇｇが突設されている。したがって、スペーサ１９０Ｇは、弁体押圧部１９０Ｇｇを介して可動弁体１６０Ｇの中央基部１６０Ｇｂに当接し、フィン１９４Ｇの部分で当接していない。また、ガイド筒部１９０Ｇｅは、水側弁座部材７０Ｇの内壁面７１Ｇａに対して摺動自在な円筒形状となっている。
【０１５７】
このスペーサ１９０Ｇの作用について説明する。感温ばね１３０の伸縮により、スペーサ１９０Ｇが摺動する。スペーサ１９０Ｇは、ガイド筒部１９０Ｇｅで水側弁座部材７０Ｇの内壁面７１Ｇａにガイドされつつ摺動する。スペーサ１９０Ｇが摺動すると、スペーサ１９０Ｇの弁体押圧部１９０Ｇｇが可動弁体１６０Ｇの中央基部１６０Ｇｂを押して可動弁体１６０Ｇが摺動する。
したがって、可動弁体１６０Ｇは、その中心部だけでスペーサ１９０Ｇにより力を受けて摺動することになる。また、スペーサ１９０Ｇは、ガイド筒部１９０Ｇｅが水側弁座部材７０Ｇの内壁面７１Ｇａによりガイドされつつ移動するので、スペーサ１９０Ｇにも傾きがなく、よって、可動弁体１６０Ｇに傾き力を加えない。
また、可動弁体１６０Ｇの外周には、２本のＯリング１６０Ｇｄが装着されており、可動弁体１６０Ｇにガタつきが生じないので、高いシール性を備えている。
【０１５８】
図４１は可動弁体１６０Ｈの内周部にガイドを設けた実施例である。すなわち、可動弁体１６０Ｈの内側には、流路孔１６０Ｈｂが形成されており、この流路孔１６０Ｈｂに、ライナ２２０Ｈから突設された摺動ガイド部２２０Ｈａが摺動自在に挿入されている。したがって、可動弁体１６０Ｈは、摺動ガイド部２２Ｈａにより摺動方向へガイドされるから、ガタつきが防止される。
【０１５９】
図４２は図４０のバイアスばね受け部材２１０Ｇの変形例であるバイアスばね受け部材２１０Ｊを備えた実施例を示す。バイアスばね受け部材２１０Ｊは、笠状部２１０Ｊａのバイアスばね１５０側にガイド円柱部２１０Ｊｅを備えている。このガイド円柱部２１０Ｊｅは、ライナ２２０Ｊの先端部に突設されたガイド筒部２２０Ｊａのガイド孔２２０Ｊｂに摺動自在に嵌入支持されている。この構成により、ライナ２２０Ｊを移動させると、バイアスばね１５０の付勢力がバイアスばね受け部材２１０Ｊに伝達されて、バイアスばね受け部材２１０Ｊは、ガイド円柱部２１０Ｊｅがガイド筒部２２０Ｊａにガイドされつつ可動弁体（図４０参照）の中心部を押圧することになる。
【０１６０】
図４３は本発明の他の実施例に係る水栓３００を示す断面図である。同図に示すように、水栓３００は、外側ケーシング３１０内に、湯水混合弁４００及び切換弁８００を備えており、水流路及び湯流路から供給される水及び湯を湯水混合弁４００にて混合し、これを切換弁８００にて切り換えて複数の給湯点に供給するものである。
【０１６１】
まず、湯水混合弁４００について説明する。図４４は湯水混合弁４００を拡大した断面図、図４５はその要部の分解斜視図である。図４３に示すように、上記湯水混合弁４００は、外側ケーシング３１０内に嵌合された断熱部材４１０と、外側ケーシング３１０内に設けられた水導入通路４２０及び湯導入流路４３０と、外側ケーシング３１０の端部に設けられた温度調節ダイヤル４４０と、ケーシング本体４５０と、ケーシング本体４５０に螺着された水側弁座部材４８０と、を備えている。
【０１６２】
上記ケーシング本体４５０及び水側弁座部材４８０内には、後述する弁機構等を収納する室を備えており、つまり、湯水混合室５１０、湯流入室５２０及びスライド室５３０を備えている。また、ケーシング本体４５０には、上記水導入通路４２０に接続される水側ポート４６２及び湯導入流路４３０に接続される湯側ポート４７２が形成されており、両ポート４６２，４７２は、湯流入室５２０に連通している。さらに、湯流入室５２０には、可動弁体５６０が摺動自在に嵌合されている。この可動弁体５６０は、湯水混合室５１０内に収納された感温ばね５４０によるばね力を受けると共に、バイアスばね５５０によるばね力を受け、これらの力の釣合により、その位置が定まる。
【０１６３】
上記感温ばね５４０は、水側弁座部材４８０側にスリップワッシャ５８０（本願にかかる摺動部材）を介在させてスペーサ５９０との間に架設されている。この感温ばね５４０は、温度に応じてばね定数が変化する金属によって形成されており、バイアスばね５５０は、温度に関してほぼ一定のばね定数を有する通常のばね材料によって形成されている。
【０１６４】
また、図示右側には、バイアスばね５５０の予荷重を調節する予荷重調節装置６００が設けられている。この予荷重調節装置６００は、混合湯水の目標温度を変更するものであり、温度調節ダイヤル４４０を回転することにより、スピンドル６３０を介してライナ６１０が進退し、これによりバイアスばね５５０の予荷重が増減する。予荷重の増減により、バイアスばね５５０のばね力と感温ばね５４０のばね力とが釣り合う位置まで可動弁体５６０が変位して、目標温度が変更される。
【０１６５】
次に、上記湯水混合弁４００の湯水の温度調節動作について説明する。
いま、給湯機からの給湯温度、水道管からの水温度または流量などの条件が定常状態にあり、混合湯水が目標温度で吐水しているときには、可動弁体５６０は、湯水混合室５１０内の混合湯水により感温ばね５４０に発生する力と、バイアスばね５５０のばね力との釣合により位置が決定されて静止している。この状態から、給湯機からの給湯温度、水道水温または流量などの条件が外乱により変動すると、この変動に応じて湯水混合室５１０内の混合湯水温度が目標温度からずれて温度偏差を生じる。感温ばね５４０は、この温度変化に応じてばね定数を変化させ、その結果、感温ばね５４０のばね力が変化する。このとき、混合湯水温度が目標温度より高い場合には、感温ばね５４０のばね力が増大し、バイアスばね５５０の予荷重を増加させながら可動弁体５６０を図４３の右方向へ変位させるので、湯の割合が減少し、混合湯水温度が低下する。
【０１６６】
一方、混合湯水温度が目標温度より低い場合には、感温ばね５４０のばね力が減少し、バイアスばね５５０の作用により可動弁体５６０が図４３の左方向へ変位するのを許容するので、湯の割合が増加すると同時に水の割合が減少し、混合湯水温度が上昇する。こうした感温ばね５４０の作用により混合湯水温度は、目標温度に向かうよう調節される。
上記湯水混合弁４００において、その目標温度を変更するには、予荷重調節装置６００の一部を構成する温度調節ダイヤル４４０を所定方向へ回転することにより行なう。すなわち、温度調節ダイヤル４４０を所定方向へ回転すると、スピンドル６３０を介してライナ６１０が図４３の左方向へ移動してバイアスばね５５０が圧縮変位し、バイアスばね５５０による可動弁体５６０に対する予荷重が増大する。一方、温度調節ダイヤル４４０を反対方向へ回転すると、スピンドル６３０を介して図４３の右方向へ移動してバイアスばね５５０が伸張変位し、バイアスばね５５０による可動弁体５６０に対する予荷重が減少する。
【０１６７】
このようなバイアスばね５５０の予荷重の増加により、可動弁体５６０は、湯側ポート４７２の流路を広げると同時に水側ポート４６２の流路を狭める位置で釣合うように調節されて、湯量の増加と水の減少による湯水混合比を変更することにより、混合湯水の吐水温度を高くし、逆に、予荷重の減少により、可動弁体５６０は、湯側ポート４７２の流路を狭めると同時に水側ポート４６２の流路を広げる位置で釣合うように調節されて、混合湯水の吐水温度を低くする。
【０１６８】
本実施例における湯水混合弁４００は、バイアスばね５５０により与えられる予荷重が可動弁体５６０に直接伝達されて該可動弁体５６０を可動させ、また、感温ばね５４０の温度に伴う変位も可動弁体５６０に直接伝えられて、可動弁体５６０を可動させている。したがって、感温ばね５４０として、その材料量を減らしてそのばね定数の小さいものを用いても、可動弁体５６０を可動させるための摩擦損失などが少ないから可動弁体５６０をスムーズに可動させることができる。
【０１６９】
次に、湯水混合弁４００から流出する混合湯水を切り換えて２箇所に給湯する切換弁８００について説明する。切換弁８００は、外側ケーシング３１０内の室に、支持体８１０と、２つの給湯点に接続された流出ポート８２２，８２４を有するスリーブ８２０と、このスリーブ８２０に内嵌されている切換弁体８３０と、を備えている。上記支持体８１０の端部には、切換ダイヤル８４０が回転自在に装着されている。切換ダイヤル８４０は、上記切換弁体８３０に固定された連結部材８４４を介して切換弁体８３０に固定されている。また、上記切換弁体８３０には、湯水混合室５１０に接続される有底孔８３２及びこの有底孔８３２から上記スリーブ８２０の流出ポート８２２，８２４に切換接続される流路孔８３４，８３６が形成されている。
【０１７０】
上記切換弁８００の動作について説明する。いま、図４３の状態から切換ダイヤル８４０を回転して、流路孔８３４を流出ポート８２２に位置させると、湯水混合弁４００の湯水混合室５１０からの混合湯水は、有底孔８３２から流路孔８３４、流出ポート８２２を介して第１流路８５０へ流れる。一方、切換ダイヤル８４０を回転して流路孔８３６を流出ポート８２４に合わせると、有底孔８３２の混合湯水は、流路孔８３６から流出ポート８２４を通じて第２通路８５２へ流れる。
次に湯水混合弁４００の各部構成およびその動作についてさらに詳細に説明する。図４６において、可動弁体５６０は、筒状部５６２と、この筒状部５６２の両端部に設けられた水側着座部５６４および湯側着座部５６６と、筒状部５６２の内周部に形成されかつ流路部５７２を有する環状係止部５６８と、湯側着座部５６６から内周側に湾曲状に形成されたガイド面５７４と、を備えている。上記環状係止部５６８は、その端部でバイアスばね５５０を支持し、また他端部で感温ばね５４０を受けるスペーサ５９０を支持している。
【０１７１】
上記可動弁体５６０は、感温ばね５４０とバイアスばね５５０との釣合で可動して、その水側着座部５６４が水側弁座４８６に着座したときには、給湯機の湯だけが吐水され、一方、湯側着座部５６６が湯側弁座４７８に着座したときには、水道水だけが吐水され、両着座部５６４，５６６のいずれも着座していないときには、その水側ポート４６２と湯側ポート４７２の流路開口に応じた量の水および湯が吐水されて湯流入室５２０にて混合される。
【０１７２】
また、可動弁体５６０を可動させる感温ばね５４０は、バイアスばね５５０により予荷重を与えられた歪状態で伸縮され、可動弁体５６０を所定範囲のストロークＳＴで摺動させる。
また、図４６に示す上記可動弁体５６０のガイド面５７４は、湯導入流路４３０から湯流入室５２０に向かうにしたがって環状係止部５６８側に傾斜した湾曲状に形成されている。ガイド面５７４を湾曲状にしたのは、以下の理由による。湯導入流路４３０からの湯は、湯側ポート４７２を通って湯流入室５２０に流入するが、このとき、仮にガイド面５７４を平面とすると、急激な流路面積の増大により、乱流が生じ易い。この乱流状態の湯がバイアスばね５５０の巻線間を通ると異音の原因になる。上述した湾曲状のガイド面５７４は、流路面積が増大しても、層流状態を保つから、バイアスばね５５０の巻線間を通る際の異音の原因とならない。
【０１７３】
また、図４７及び図４８に示すように、ケーシング本体４５０の水側ポート４６２及び湯側ポート４７２には、水側連結部４６４及び湯側連結部４７４がそれぞれ２箇所形成されている。このうち、湯側連結部４７４の位置に、湯導入流路４３０の流出孔が配置されている。このような配置関係にすることにより、湯導入流路４３０からの湯は、湯側連結部４７４に当たると、その流れが周方向へ変わってから、湯側ポート４７２の全域からほぼ均一に湯流入室５２０内に流入する。したがって、湯側ポート４７２のほぼ全域から流入する湯は、水導入通路４２０から水側ポート４６２を介して流入する水と均一かつ十分に混合する。また、図４４に示すように、Ｏリング４５３の位置を温度調節ダイヤル４４０側に設けているから、湯導入流路４３０の流路からＯリング４５３側の間隙４３１に湯がまわって湯側ポート４７２から湯流入室５２０に流入することになり、一層均一な混合が行われる。
【０１７４】
次に、図４９に示す湯側弁座４７８及びその周辺の構成・作用について説明する。湯側弁座４７８には、可動弁体５６０の湯側着座部５６６に当たるシート面４７８ａが環状の面に形成されている。このシート面４７８ａの外周には、射出成形型の型割れ面で形成されるパーティングラインＰＬとなっている。また、シート面４７８ａの外周に沿って９０゜の周方向の間隔でガイド突起４７６が４箇所形成されており、このガイド突起４７６の高さは、可動弁体５６０のガイド性能及び湯側ポート４７２への流入抵抗を考慮して、可動弁体５６０のストロークＳＴより僅かに大きくなっている。
【０１７５】
こうしたシート面４７８ａ及びガイド突起４７６の構成としたのは、以下の理由による。シート面４７８ａは、その面に高い面精度を必要とし、多少の凹凸があっても、可動弁体５６０の湯側着座部５６６が当接したとき、シール性を損なって湯漏れして目標設定温度からずれることになる。そこで、シート面４７８ａを鏡面としたいが、湯側連結部４７４を形成する構造から割型とすると、シート面４７８ａにパーティングラインＰＬａが破線で示すように形成されてしまう。そこで、円柱形状のコアを用いて、その先端面でシート面４７８ａを形成している。このため、この中子の外周に沿ってパーティングラインＰＬが形成されるが、このパーティングラインＰＬに可動弁体５６０の湯側着座部５６６が乗り上げないようにガイド突起４７６が形成されているのである。
【０１７６】
次に、図４４に示す外側ケーシング３１０内に装着された断熱部材４１０及びその断熱部材４１０等により構成される冷却構造について説明する。上記断熱部材４１０は、樹脂から形成された筒形状である。断熱部材４１０と外側ケーシング３１０との間には、水導入通路４２０に連通した冷却用流路４２４が形成されている。この冷却用流路４２４は、断熱部材４１０を隔てて湯導入流路４３０をほぼ取り囲むように配置されている。このような断熱部材４１０及び冷却用流路４２４を設けたのは、以下の理由による。本実施例の湯水混合弁４００の構成では、温度調節ダイヤル４４０側に湯導入流路４３０を設けている。そのため、湯導入流路４３０を流れる湯の熱が温度調節ダイヤル４４０に伝わってその温度を高くすることがある。そこで、湯導入流路４３０の熱を遮断するために断熱部材４１０を設け、さらに、水導入通路４２０の水を冷却用流路４２４で導いて断熱部材４１０を冷却することにより、温度調節ダイヤル４４０の温度上昇を防止している。
【０１７７】
次に、可動弁体５６０と感温ばね５４０との間に介在しているスペーサ５９０について説明する。図４４及び図４５に示すように、スペーサ５９０は、感温ばね５４０の支持端部５４４を受けるばね受け部５９２と、このばね受け部５９２から複数本平行に突設された脚部５９４とを備え、脚部５９４間が水側ポート４６２からの水を流通させる脚間流路５９６に、ばね受け部５９２の中央部が貫通流路５９８にそれぞれ形成されている。
【０１７８】
このようにスペーサ５９０が可動弁体５６０と感温ばね５４０との間に所定の距離を確保しているのは、以下の理由による。可動弁体５６０の摺動により湯水の混合比を変更するが、水側ポート４６２からスペーサ５９０の脚間流路５９６を通った水と、湯側ポート４７２からの湯とが混合されて、スペーサ５９０の貫通流路５９８を通って、感温ばね５４０側に流れる。このスペーサ５９０は、湯流入室５２０で混合された混合湯水が感温ばね５４０に達するまで所定の距離を確保しており、混合湯水が湯流入室５２０で十分に混合されてから感温ばね５４０に接触するように作用する。したがって、感温ばね５４０は、湯水が十分に混合されてから該湯水に接触するから動作が安定して正確な吐水温度調節ができる。
また、水側ポート４６２からの水は、感温ばね５４０に直接当たらず、スペーサ５９０の脚間流路５９６の間を流れるから、流体圧に伴う感温ばね５４０の振動を生じることがなく、安定した作動を得ることができる。
【０１７９】
ここで、スペーサ５９０により感温ばね５４０と可動弁体５６０とにより確保される距離は、短い方では上述した混合作用が十分に確保される距離と、長い方では応答の遅れに伴うハンチングを生じない距離とを考慮して、湯水混合弁４００の大きさに応じて適宜設定する。例えば、５ｍｍ〜１０ｍｍである。
【０１８０】
なお、上記実施例では、スペーサ５９０は、可動弁体５６０と別体に形成したが、これに限らず、一体に形成してもよい。この場合には、部品点数を減少させることができる。
【０１８１】
次にケーシング本体４５０に螺着される水側弁座部材４８０及びスリップワッシャ５８０（摺動部材）について説明する。
図４４及び図４５に示すように、水側弁座部材４８０は、ケーシング本体４５０と共に湯水混合室５１０を形成する凹所４８１を有する弁座本体４８２と、この弁座本体４８２の端面に形成された水側弁座４８６と、上記弁座本体４８２に形成されかつ上記ケーシング本体４５０の雌ネジ部４５５に螺着する雄ネジ部４８４と、上記凹所４８１の底面に形成されかつスリップワッシャ５８０を介して感温ばね５４０を支持するばね受け部４８８と、を備えている。なお、感温ばね５４０は、線径２ｍｍφで高い剛性の線材を用い、コイル状に加工した後に、支持端部５４６を研削等の端面処理し、その後、形状記憶特性を付加するための熱処理がされたものである。また、スリップワッシャ５８０は、耐熱性を有する樹脂材料、例えばポリアセタールやフッ素樹脂等から形成され、その両面（当接面）が鏡面に形成されたものである。なお、スリップワッシャ５８０は、耐熱性を有しかつ鏡面とすることができる部材であれば、金属やセラミック等の各種の材料を用いることができる。
こうした構成を有する水側弁座部材４８０を、スリップワッシャ５８０及び感温ばね５４０と共に、ケーシング本体４５０に組み付ける作業について説明する。まず、ケーシング本体４５０内に、可動弁体５６０が組み付けられている状態から水側弁座部材４８０などを組付るには、水側弁座部材４８０のばね受け部４８８にスリップワッシャ５８０を保持する。そして、感温ばね５４０の支持端部５４４にスペーサ５９０を支持し、凹所４８１内に感温ばね５４０等を収納して、スペーサ５９０の脚部５９４の先端を可動弁体５６０の環状係止部５６８に当接させながら、水側弁座部材４８０側の雄ネジ部４８４をケーシング本体４５０側の雌ネジ部４５５に螺着する。これにより、水側弁座部材４８０がケーシング本体４５０に装着される。
【０１８２】
このとき、水側弁座部材４８０が螺着されるときの回転力及び押圧力は、スリップワッシャ５８０を介して感温ばね５４０に加わるが、スリップワッシャ５８０は鏡面であり、感温ばね５４０が高い剛性を有するので、スリップワッシャ５８０で滑り、感温ばね５４０に捩り力として加わらず、押え付ける力としてだけ作用する。したがって、感温ばね５４０は、捩り荷重が加わった状態で湯水混合室５１０内に組み付けられず、捩りを加えた状態で伸縮しないから、可動弁体５６０を傾かせてシール性を損なうこともない。また、感温ばね５４０は、その歪が小さくなって、ヒステリシスが小さく、精度の高い混合湯水の吐水温度の調節が行なえると共に、耐久性に優れている。
【０１８３】
次に、予荷重調節装置６００について説明する。
図４４及び図４５に示すように、予荷重調節装置６００は、バイアスばね５５０の支持端部５５４を支持するライナ６１０と、ライナ６１０を軸方向へ移動するためのスピンドル６３０と、を備えている。
上記ライナ６１０は、有底孔６１１を有する筒状本体部６１２と、筒状本体部６１２の端部に形成されかつバイアスばね５５０の一端を受けるばね受け部６１５と、筒状本体部６１２の外周部に形成された第１ガイド部６１４及び第２ガイド部６１６（図４５）と、筒状本体部６１２の内周部に形成された第１雌ネジ部６２２及び第２雌ネジ部６２４と、を備えている。
【０１８４】
上記第１及び第２ガイド部６１４，６１６は、周方向で１８０゜の位置であって上記第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４の係り端に一致する位置に形成されており、筒状本体部６１２の軸方向に沿ったガイド溝６１４ａ，６１６ａをそれぞれ備えている。このガイド溝６１４ａ，６１６ａは、ケーシング本体４５０の内周に形成されたガイドレール４５８，４５９に沿って摺動自在に嵌合されている。
【０１８５】
上記スピンドル６３０は、回転本体６３２及び突出部６３４を一体的に樹脂成形してなり、その突出部６３４が上記ケーシング本体４５０の貫通孔４５７を貫通し、突出部６３４の外周のスプライン及び取付部４４２を介して温度調節ダイヤル４４０に固定されている。回転本体６３２の外周部には、上記第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４に螺合する第１及び第２雄ネジ部６３６，６３８が形成されている。また、第１及び第２雄ネジ部６３６，６３８の山部には、図４５に示すように、突起６３９が形成されている。この突起６３９は、第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４の谷部と僅かに接触して摺動抵抗となるように形成されている。
【０１８６】
こうした予荷重調節装置６００の構成により、混合湯水の目標温度を変更するには、温度調節ダイヤル４４０の外周部に設けた設置温度表示を指標として、温度調節ダイヤル４４０を所定方向へ回転する。この温度調節ダイヤル４４０の回転により、スピンドル６３０が温度調節ダイヤル４４０と一体になって回転する。これにより、スピンドル６３０の外周部の第１及び第２雄ネジ部６３６，６３８がライナ６１０の第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４と螺合しているから、ライナ６１０には回転駆動力が伝達されるが、ライナ６１０は、第１及び第２ガイド部６１４，６１６及びガイドレール４５８，４５９により回転が規制されているので、軸方向へ移動する。ライナ６１０の軸方向への移動により、バイアスばね５５０を変位させる。バイアスばね５５０の変位により、可動弁体５６０を移動させ、感温ばね５４０との釣合位置まで感温ばね５４０が変位して、目標温度が変更される。
【０１８７】
こうした予荷重調節装置６００の動作では、バイアスばね５５０は、その予荷重がライナ６１０の付勢方向と同じ方向への進退力を受けて、捩り力を受けない。したがって、感温ばね５４０は、ばね定数が小さくても可動弁体５６０を傾かせるような力がバイアスばね５５０を介して加えられない。その結果、可動弁体５６０は、感温ばね５４０およびバイアスばね５５０による支持力が弱くても、安定した摺動動作が行うことができる。
また、予荷重調節装置６００を組み付けるには、ライナ６１０にスピンドル６３０を螺合させて、ケーシング本体４５０のガイドレール４５８，４５９に、ライナ６１０の第１及び第２ガイド部６１４，６１６を合わせると共に、貫通孔４５７に突出部６３４を合わせて、ライナ６１０及びスピンドル６３０をケーシング本体４５０内に貫挿し、さらに温度調節ダイヤル４４０を取り付けることにより行なう。このとき、ライナ６１０とスピンドル６３０は、第１及び第２雄ネジ部６３６，６３８と第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４がいわゆる２条ネジとなっているから、ネジの螺着の係りが容易となり、しかも、第１及び第２ガイド部６１４，６１６の位置に第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４の係り端があるから、これを目印として容易に自動組付を行なうことも簡単である。また、ライナ６１０は、ケーシング本体４５０に対して、第１及び第２ガイド部６１４，６１６をガイドレール４５８，４５９に合わせて挿入すればよいから、他の手段、例えば、スプラインを介して取り付けるより、その位置を確実に合わせることができる。
また、ライナ６１０とスピンドル６３０は、２条ネジを介して螺着しているから、そのピッチが大きく、上述のように容易に螺着取付けできる反面、バイアスばね５５０のばね力により戻り易い。しかし、本実施例では、第１及び第２雄ネジ部６３６，６３８の山部に形成された突起６３９が第１及び第２雌ネジ部６２２，６２４の谷部との摺動抵抗となるので、スピンドル６３０は、バイアスばね５５０のばね力による戻ることがない。また、スピンドル６３０は、樹脂で成形されているから突起６３９を形成することも容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る湯水混合装置を示す断面図である。
【図２】湯水混合装置に用いる感温ばねの処理温度と変態温度との関係を示すグラフである。
【図３】図１の湯水混合装置の要部を示す断面図である。
【図４】感温ばねの荷重特性の関係を示すグラフである。
【図５】感温ばねのばね定数と温度との関係を示すグラフである。
【図６】感温ばねの耐久性に係る実験から求められた感温ばねの減少荷重と仮想年数を示すグラフである。
【図７】湯水混合装置に用いた可動弁体の形状の特性を説明する説明図である。
【図８】湯水混合装置に用いた水側弁座部材の形状の特性を説明する説明図である。
【図９】湯水混合装置における可動弁体の形状の特性を説明する説明図である。
【図１０】湯水混合装置における可動弁体の形状の特性を示す説明図である。
【図１１】スペーサの破断した状態を示す斜視図である。
【図１２】湯水混合装置の吐水温度と低温水又は高温水の供給圧との関係を示すグラフである。
【図１３】ばね受け部材を示す説明図である。
【図１４】他のばね受け部材を示す説明図である。
【図１５】さらに他のばね受け部材を示す説明図である。
【図１６】別のばね受け部材を示す説明図である。
【図１７】さらに別のばね受け部材を示す説明図である。
【図１８】感温ばねの時定数を示す説明図である。
【図１９】ケーシング本体と水側弁座部材とを分解して示す斜視図である。
【図２０】他のケーシング本体と水側弁座部材とを分解して示す斜視図である。
【図２１】予荷重調節機構を備えた湯水混合装置を示す断面図である。
【図２２】他の予荷重調節機構を備えた湯水混合装置を示す断面図である。
【図２３】湯水混合装置の吐水温度と目標温度を変更するキャップの回転角度との関係を示すグラフである。
【図２４】可動弁体の形状の異なった湯水混合装置を示す断面図である。
【図２５】他のスペーサを用いた湯水混合装置の要部を示す断面図である。
【図２６】図２５のスペーサを示す斜視図である。
【図２７】図２５のスペーサのフィンを説明する説明図である。
【図２８】図２５のバイアスばね受けを示す斜視図である。
【図２９】湯水混合装置内に温度センサを配置した位置を説明する説明図である。
【図３０】温度センサを配置した周方向の位置を説明する説明図である。
【図３１】スペーサがない湯水混合装置における湯水混合室内の温度分布を説明するグラフである。
【図３２】スペーサを装着した場合の湯水混合装置における湯水混合室内の温度分布を説明するグラフである。
【図３３】他のスペーサを用いた湯水混合装置の要部を示す断面図である。
【図３４】図３３のスペーサを示す斜視図である。
【図３５】さらに他のスペーサを用いた湯水混合装置の要部を示す断面図である。
【図３６】別のスペーサを示す斜視図である。
【図３７】さらに別の実施例に係るばね受け部材を用いた湯水混合装置の要部を示す断面図である。
【図３８】図３７の感温ばね受け部材を示す斜視図である。
【図３９】別の感温ばね受け部材を示す斜視図である。
【図４０】さらに別の実施例に係る湯水混合装置を示す断面図である。
【図４１】他の実施例に係る可動弁体の周辺を示す断面図である。
【図４２】図４０のバイアスばね受け部材の変形例を示す断面図である。
【図４３】さらに他の実施例に係る湯水混合弁を備えた水栓を示す断面図である。
【図４４】図４２の湯水混合弁の要部を示す断面図である。
【図４５】湯水混合弁の要部の構成を示す分解斜視図である。
【図４６】湯水混合弁の可動弁体の周辺を示す断面図である。
【図４７】ケーシング本体を示す平面図である。
【図４８】湯水混合弁における湯の流れる状態を説明する説明図である。
【図４９】可動弁体及び湯側弁座の周辺を判断して示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…湯水混合装置
１０Ｂ…湯水混合装置
１０Ｃ…湯水混合装置
２０…外側ケーシング
２２Ｈａ…摺動ガイド部
３０…内側ケーシング
４０…キャップ
４２…取付凹所
５０…ケーシング本体
２５０…スライド機構
５８…切り割
７０…水側弁座部材
７０Ｆ…水側弁座部材
７０Ｇ…水側弁座部材
７０ａ…流出孔
７０Ｆａ…蓋体部
７０Ｆｂ…支持凹所
７０Ｆｄ…流路孔
７１…内壁面
７１Ｇａ…内壁面
７２…係合爪
７４…フランジ部
７６…止め輪
８０…湯水混合室
８０ａ…室湯水通路
９０…湯水混合室
９０…湯流入室
９６…スライド室
１０２…水導入通路
１０６…水側ポート
１０６Ｂ…水側ポート
１０８…水側弁座
１０８Ｂ…水側弁座
１１４…湯流路
１１６…湯側ポート
１１６Ｂ…湯側ポート
１１８…湯側弁座
１１８Ｂ…湯側弁座
１３２…左支持端部
１３２ａ…始端部
１３４…右支持端部
１５２…左支持端部
１５４…右支持端部
１６０…可動弁体
１６０Ｂ…可動弁体
１６０Ｆ…可動弁体
１６０Ｇ…可動弁体
１６０Ｈ…可動弁体
１６０Ｇａ…係止支持部
１６０Ｇｂ…中央基部
１６０Ｇｃ…係止流路孔
１６０Ｈｂ…流路孔
１６２…筒状部
１６４…水側着座部
１６４Ｂ…水側着座部
２５２…支持体
２５６…ネジ
２６２…雄ネジ部
２６０…回転体
１６５…連結部
２１７…雌ネジ部
１６６…湯側着座部
２１６…ばね受け部
２１８…スプライン
１６６Ｂ…湯側着座部
２２０…第１ばね受け部材
２３０…第２ばね受け部材
２２２…本体部
２２６…中央頂部
２２４…ばね受け部
２２９…湯流路
２２８…透孔
２３２…笠状支持部
２３４…外周支持部
２３６…ばね受け部
２４７…雌ネジ部
２４８…スプライン
２３８…透孔
２４２…係合ピン
１６８…環状係止部
１７２…流路部
１８０…ばね受け部材
１８０Ｂ…ばね受け部材
１８０Ｃ…ばね受け部材
１８０Ｄ…ばね受け部材
１８０Ｆ…ばね受け部材
１８０Ｌ…樹脂部材
１８０ａ…ばね受け部
１８０Ｆａ…流路孔
１８０Ｆｂ…段部
１８０Ｆｃ…支持突起
１８０Ｌａ…蓋体部
１８０Ｌａ…樹脂ばね受け蓋体部部
１８０Ｌｂ…感温ばね受け樹脂部材
１８１ａ，１８１ｂ…半割部材
１８１Ｃ…樹脂体
１８２…底面部
１８４…内筒部
１８６…螺旋段部
１８６Ｂ…螺旋溝
１８６Ｄ…螺旋溝
１８６Ｅ…凹所
１８８…ピン
１８９…ピン穴
１９０…スペーサ
１９０Ｂ…スペーサ
１９０Ｃ…スペーサ
１９０Ｄ…スペーサ
１９０Ｇ…スペーサ
１９０Ｇｃ…流路孔
１９０Ｇｄ…スペーサ円板部
１９０Ｇｅ…ガイド筒部
１９０Ｇｆ…ばね受け部
１９０Ｇｇ…弁体押圧部
１９２…ばね受け部部
１９２Ｂ…ばね受け部部
１９２Ｃ…ばね受け部部
１９４…脚部
１９４Ｂ…フィン
１９４Ｃ…フィン
１９４Ｄ…フィン
２２０Ｆ…ライナ
１９４Ｇ…フィン
１９５Ｃ…スペーサ円板部
２２０Ｆａ…支持凹所
１９５Ｃａ…スペーサ流路孔
１９５Ｄａ…スペーサ流路孔
１９６…脚間流路
１９６Ｂ…フィン間流路
１９６Ｃ…フィン間流路
１９７Ｄ…円錐状ガイド部
１９８…貫通流路
１９８Ｂ…貫通流路
１９８Ｃ…スペーサ筒状部
１９８Ｄ…スペーサ筒状部
１９８ａ…スペーサ突条
２００…予荷重調節機構
２００Ａ…予荷重調節機構
２１０…ばね受け部材
２１０Ｂ…バイアスばね受け部材
２１０Ｂａ…フィン
２１０Ｆ…バイアスばね受け部材部材
２１０Ｆａ…段部
２１０Ｆｂ…支持突起
２１０Ｇ…バイアスばね受け部材部材
２１０Ｇａ…笠状部
２１０Ｇｂ…先端支持突起
２１０Ｇｃ…円筒部
２１０Ｇｄ…環状凹所
２１０Ｊ…バイアスばね受け部材部材
２１０Ｊａ…笠状部
２１０Ｊｅ…ガイド円柱部
２１２…本体部
２１４…外周支持部
２２０Ｇ…ライナ
２２０Ｈ…ライナ
２２０Ｈａ…摺動ガイド部
２２０Ｊ…ライナ
２２０Ｊａ…ガイド筒部
２２０Ｊｂ…ガイド孔
３００…水栓
３１０…外側ケーシング
４００…湯水混合弁
４１０…断熱部材
４２０…水導入通路
４２４…冷却用流路
４３０…湯導入流路
４３１…間隙
４４０…温度調節ダイヤル
４４２…取付部
４５０…ケーシング本体
４５５…雌ネジ部
４５７…貫通孔
４６２…水側ポート
４６４…水側連結部
４７２…湯側ポート
４７４…湯側連結部
４７６…ガイド突起
４７８…湯側弁座
４７８ａ…シート面
４８０…水側弁座部材
４８１…凹所
４８２…弁座本体
４８４…雄ネジ部
４８６…水側弁座
４８８…ばね受け部
５１０…湯水混合室
５２０…湯流入室
５３０…スライド室
５４４…支持端部
５４６…支持端部
５５４…支持端部
５６０…可動弁体
５６２…筒状部
５６４，５６６…着座部
５６４…水側着座部
５６６…湯側着座部
５６８…環状係止部
５７２…流路部
５７４…ガイド面
５８０…スリップワッシャ
５９０…スペーサ
５９２…ばね受け部
５９４…脚部
５９６…脚間流路
５９８…貫通流路
６００…予荷重調節装置
６１０…ライナ
６１１…有底孔
６１２…筒状本体部
６１４…第１ガイド部
６１４ａ，６１６ａ…ガイド溝
６１５…ばね受け部
６１６…第２ガイド部
６２２…第１雌ネジ部
６２４…第２雌ネジ部
６３０…スピンドル
６３２…回転本体
６３４…突出部
６３９…突起
８００…切換弁
８１０…支持体
８２０…スリーブ
８２２…流出ポート
８２４…流出ポート
８３０…切換弁体
８３２…有底孔
８３４…流路孔
８３６…流路孔
８４０…切換ダイヤル
８４４…連結部材
８５０…第１流路
８５２…第２通路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a hot and cold water mixing device, and more particularly, to a hot and cold water mixing device that mixes hot and cold water by urging a movable valve body using a spring made of a material whose spring constant changes with temperature.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a hot water mixing apparatus of this kind, a movable valve body that controls the mixing ratio of hot water and water is biased using a shape memory alloy whose shape changes depending on the temperature, thereby keeping the temperature of the hot water mixture constant. There has been proposed an automatic temperature-adjustable hot-water mixer tap to be controlled (Japanese Utility Model Publication No. 61-44062). This is because, when the shape memory alloy is set to a certain shape at a specific temperature, the initial setting temperature is given even if the shape is physically changed at other temperatures, so that the shape memory alloy is set again at the time of setting. It has the characteristic of restoring its shape, and utilizes the fact that it has a smaller heat capacity than conventional thermosensitive elements, for example, a wax thermostat, and operates more sensitively to temperature changes.
[0003]
In this mixer tap, one of the movable valve elements is urged by a coil-shaped shape memory alloy, and the other is urged by a coil spring. It is arranged to be. Further, the coil-shaped shape memory alloy is said to have a fixed coil length at a fixed temperature, and the coil-shaped shape memory alloy operates as follows due to a change in the temperature of the hot and cold water mixture.
[0004]
When the temperature of the hot and cold water mixture is in a steady state at the set temperature, the movable valve body is stopped at a position where the coil shape memory alloy and the coil spring are balanced. When the temperature of the hot water mixture in the steady state changes due to disturbance or the like and reaches a certain temperature, the coil-shaped shape memory alloy generates a shape restoring force in an attempt to restore the coil length set at that temperature. . This shape restoring force breaks the balance with the coil spring in the steady state, and drives the movable valve body to the coil spring side or the coil-shaped shape memory alloy side. Here, if the coil length is continuously set near the set temperature with respect to the coil-shaped shape memory alloy, the coil-shaped shape memory alloy has a lower temperature when the temperature of the hot water mixture changes near the set temperature. The coil length is changed according to the change, and a continuous shape restoring force is generated. Accordingly, the movable valve body is displaced in accordance with the temperature change of the hot and cold water mixture, and changes the ratio of hot and cold water, so that the temperature of the hot and cold water mixture can be maintained at the set temperature.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Incidentally, since the shape memory alloy is generally expensive, it is preferable to form the shape memory alloy with a small number of materials. However, a temperature-sensitive spring made of a small number of materials has a smaller spring constant than a normal spring, and does not drive the movable valve element with a large driving force. Therefore, with such a temperature-sensitive spring having a small spring constant, the supporting force for the movable valve body is weak, and even if a slight twist or the like is applied, the movable valve body tilts, and the sealing performance is reduced. For this reason, there was a problem that the water discharge temperature could not be adjusted with high accuracy.
[0006]
In addition, since the shape memory alloy spring reacts sensitively to the temperature of hot and cold water, if it contacts in a state where hot water and cold water are not sufficiently mixed, the state of load generation in each part is different and stable. There was also a problem that water spouting at a temperature could not be performed.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a hot and cold water mixing apparatus that can stably perform water discharge at a target set temperature even when a temperature-sensitive spring made of a shape memory alloy having a small spring constant is used.
[0008]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
The present invention made to achieve the above object,
In a hot water mixing device that mixes high temperature water and low temperature water and discharges mixed water at a target set temperature,
A casing body having a hot-water port for discharging high-temperature water and a water-side port for discharging low-temperature water, and having a sliding hole communicating with both ports;
A movable valve body that is slidably fitted in the sliding hole and adjusts a mixing ratio of high-temperature water discharged from the hot water-side port and low-temperature water discharged from the water-side port;
It is made of a material whose spring constant changes in accordance with the temperature in a predetermined temperature range, and urges the movable valve body in a direction to decrease the proportion of hot water as the mixed hot water rises.One endA temperature-sensitive spring,
The movable valve bodyToA bias spring biasing in a direction opposite to the above direction,
Abutting against the other end of the temperature-sensitive spring opposite to the one end.A mounting member for mounting the temperature-sensitive spring in the casing body,
With
The mounting member,With the other end of the temperature sensing spring in contact with itThe temperature-sensitive spring is moved in the direction of expansion and contraction and fixed to the casing body, so that the temperature-sensitive spring is assembled in the casing body.
.
[0032]
As a preferable aspect of the mounting member, the mounting member can be configured to be fixed to the casing main body by moving the temperature-sensitive spring in the expansion and contraction direction of the temperature-sensitive spring while pressing the spring toward the movable valve body.
the aboveAs another aspect of the mounting member, the mounting member includes an engaging claw, the casing body includes a recess that engages with the engaging claw, and the engaging member is engaged by engaging the engaging claw with the recess. Can be configured to be fixed to the casing body.
Further, as another aspect, the casing body has a cut, and the mounting member has a cut groove provided so as to match the cut, and the cut is made in a state where the cut is made to match the cut. A configuration including a retaining ring that fixes the mounting member to the casing main body by interposing the groove and the cut is provided.
[0034]
Other inventions
In a hot water mixing device that mixes high temperature water and low temperature water and discharges mixed water at a target set temperature,
A casing body having a hot-water port for discharging high-temperature water and a water-side port for discharging low-temperature water, and having a sliding hole communicating with both ports;
A movable valve body that is slidably fitted in the sliding hole and adjusts a mixing ratio of high-temperature water discharged from the hot water-side port and low-temperature water discharged from the water-side port;
It is made of a material whose spring constant changes according to the temperature in a predetermined temperature range.HaveA temperature-sensitive spring,
The movable valve bodyToA bias spring biasing in a direction opposite to the above direction,
Temperature sensing springIn contact with the other end opposite to the one endA mounting member that is a member for assembling in the casing main body, and is fixed to the casing main body by being screwed into the casing main body and moved in the direction of expansion and contraction of the temperature-sensitive spring,
With
The mounting member is a temperature-sensitive springThe other end of theA contact surface with a sliding surface having a smaller coefficient of friction than a temperature-sensitive spring.
[0038]
Less than,The operation and effect of the present invention will be described.
In the hot and cold water mixing apparatus according to the present invention, the movable valve element slides in the sliding hole of the casing body, and changes the mixing ratio of high-temperature water and low-temperature water discharged from the hot-water port and the water-side port. The movable valve element is urged by a temperature-sensitive spring and urged by a bias spring in the opposite direction. The temperature-sensitive spring changes its spring constant according to the temperature of the mixed hot and cold water, and moves the movable valve body to a position where the spring force of the bias spring is balanced, so that the mixed hot and cold water adjusted to the target temperature is discharged. Is done.
[0061]
According to the present inventionIf a torsional force is applied to the temperature-sensitive spring when assembling the temperature-sensitive spring to the hot and cold water mixing device, this will become residual stress and cause the movable valve body to tilt. The following configuration is employed to prevent this. That is,The mounting member is fixed to the casing body for assembling the temperature-sensitive spring to the casing body. At this time, the mounting member only moves in the direction of expansion and contraction of the temperature-sensitive spring and is fixed to the casing main body, and no torsional force is applied to the temperature-sensitive spring. As a preferable mode of the attaching means, a configuration in which an engaging claw is engaged with a recess formed in the casing main body, or a cut and a cut groove are formed in the casing main body, and a cut and a cut groove are formed. To engage the retaining ring to prevent the temperature-sensitive spring receiving member from coming out of the sliding hole.
[0062]
Further, even when the attachment member is screwed to the casing main body, the following structure allows the temperature-sensitive spring to be assembled without applying a torsional force. That is, the mounting member has a sliding surface having a smaller coefficient of friction than the temperature-sensitive spring, so that the mounting member slides on the temperature-sensitive spring when assembled to the casing body. Therefore, when the mounting member is screwed onto the casing body, no torsional force is applied to the temperature-sensitive spring. In this aspect, the sliding surface can be suitably realized by a sliding member separate from the mounting member.
[0068]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 is a sectional view showing a hot water mixing valve according to one embodiment of the present invention.
[0069]
In FIG. 1, the hot and cold water mixing apparatus 10 includes an outer casing 20, an inner casing 30 housed in the outer casing 20, a cap 40 attached to an end of the outer casing 20, and a housed inside the inner casing 30. And a casing main body 50.
[0070]
The casing body 50 has a chamber for accommodating a valve mechanism and the like described later, that is,leftA hot water mixing chamber 80, a hot water inflow chamber 90, and a slide chamber 96 are provided in this order.
[0071]
The hot / water mixing chamber 80 has a water-side valve seat member 70 sealed with an O-ring.(Mounting member according to the present invention)Are fitted. A water-side valve seat 108 having a water-side port 106 is formed in the water-side valve seat member 70. The water-side port 106 is connected to a water introduction passage 102 formed between the outer casing 20 and the inner casing 30. On the other hand, in the casing body 50, a hot water channel 114 connected to a hot water supply device (not shown) is formed, and a hot water valve seat 118 having a hot water port 116 connected to the hot water channel 114 is formed. I have.
[0072]
In the hot water inflow chamber 90, a movable valve body 160 detachably mounted on or separated from the water side valve seat 108 and the hot water side valve seat 118 is slidably fitted. The movable valve element 160 receives the spring force of the temperature-sensitive spring 130 housed in the hot and cold water mixing chamber 80, receives the spring force of the bias spring 150, and the position of the movable valve element 160 is determined by the balance of these spring forces.
[0073]
The temperature sensing spring 130 is provided between the spring receiving member 180 supported by the water-side valve seat member 70 and the spacer 190. The temperature-sensitive spring 130 is formed of a metal whose spring constant changes according to temperature, and the bias spring 150 is formed of a normal spring material having a constant spring constant with respect to temperature.
[0074]
The preload adjusting mechanism 200 changes the target temperature of the mixed hot and cold water by adjusting the preload of the bias spring 150. By rotating the cap 40, the spring receiving member 210 is moved through the slide mechanism 250. The preload of the bias spring 150 is increased or decreased. By increasing or decreasing the preload, the movable valve body 160 is displaced to a position where the spring force of the bias spring 150 and the spring force of the temperature-sensitive spring 130 are balanced, and the target temperature is changed.
[0075]
Next, the operation of adjusting the temperature of hot water by the hot water mixing apparatus 10 will be described.
Now, when conditions such as a hot water supply temperature, tap water temperature or flow rate from the water heater are in a steady state, and the mixed hot water is discharging at the target temperature, the movable valve body 160 is driven by the mixed hot water in the hot water mixing chamber 80. The position is determined by the balance between the force generated in the temperature-sensitive spring 130 and the spring force of the bias spring 150, and the position is stationary. In this state, if conditions such as the temperature of hot water supplied from the hot water heater, the temperature of tap water, or the flow rate fluctuate due to disturbance, the temperature of the mixed hot water in the hot / water mixing chamber 80 deviates from the target temperature in accordance with the fluctuation, and a temperature deviation occurs. The temperature-sensitive spring 130 changes the spring constant according to the temperature change, and as a result, the spring force of the temperature-sensitive spring 130 changes. At this time, when the temperature of the mixed hot and cold water is higher than the target temperature, the spring force of the temperature sensing spring 130 increases, and the movable valve body 160 is displaced rightward in FIG. 1 while increasing the preload of the bias spring 150. , The ratio of hot water decreases, and the temperature of the mixed hot water decreases.
[0076]
On the other hand, when the temperature of the mixed hot and cold water is lower than the target temperature, the spring force of the temperature sensing spring 130 decreases, and the movable valve body 160 is allowed to be displaced leftward in FIG. At the same time as the proportion of hot water increases, the proportion of water decreases and the temperature of the mixed hot water rises. The temperature of the mixed hot and cold water is adjusted toward the target temperature by the action of the temperature sensing spring 130.
[0077]
In the hot and cold water mixing apparatus 10 having such a configuration, the target temperature is changed by rotating a cap 40 constituting a part of the preload adjusting mechanism 200 in a predetermined direction. That is, when the cap 40 is rotated in a predetermined direction, the spring receiving member 210 moves to the left in FIG. 1 via the slide mechanism 250, and the bias spring 150 is compressed and displaced. Increase. On the other hand, when the cap 40 is rotated in the opposite direction, the bias spring 150 is moved rightward in FIG. 1 via the slide mechanism 250 so that the bias spring 150 is extended and displaced, and the preload of the movable valve body 160 by the bias spring 150 decreases.
[0078]
Due to the increase in the preload of the bias spring 150, the movable valve body 160 is adjusted so that the flow path of the hot water side valve seat 118 is widened and at the same time the flow path of the water side valve seat 108 is narrowed. By changing the mixing ratio of the hot and cold water due to the increase in the amount of hot water and the decrease in the water, the water discharge temperature of the mixed hot and cold water increases, and conversely, due to the decrease in the preload, the movable valve body 160 At the same time as narrowing, it is adjusted so as to be balanced at a position where the flow path of the water-side valve seat 108 is widened, so that the temperature of discharged water of the mixed hot water becomes low.
[0079]
In the hot and cold water mixing apparatus 10 according to the present embodiment, the preload given by the bias spring 150 is directly transmitted to the movable valve body 160 to move the movable valve body 160, and the displacement of the temperature-sensitive spring 130 with the temperature is also movable. Directly transmitted to the valve element 160, the movable valve element 160 is moved. Therefore, even if the material amount of the temperature-sensitive spring 130 is reduced and a material having a small spring constant is used, the movable valve body 160 can be smoothly moved since the friction loss for moving the movable valve body 160 is small. .
[0080]
Next, the configuration and operation of each part of the hot and cold water mixing apparatus 10 will be described in more detail.
[0081]
First, the temperature-sensitive spring 130 will be described. As a metal material of the temperature-sensitive spring 130, an alloy belonging to the category of a shape memory alloy (SMA) made of a NiTi alloy can be used. In this type of SMA, the elastic coefficient changes according to temperature, and as a result, the spring constant of the temperature-sensitive spring 130 made of SMA changes according to temperature. That is, when the temperature-sensitive spring 130 is used in the hot and cold water mixing device 10, the spring load and the strain are proportional to the temperature difference from the target set temperature within the operating temperature range, for example, within the range of 10 to 70 ° C. Has a characteristic proportional to the characteristic, and it is necessary to control the inflow of high-temperature water and the inflow of low-temperature water in accordance with the characteristic.
[0082]
Here, the NiTi alloy has a transformation start temperature during cooling (hereinafter referred to as Ms) and a transformation end temperature (hereinafter referred to as Mf), and a reverse transformation start temperature during heating (hereinafter referred to as As) and a reverse transformation end temperature (hereinafter referred to as As). This is an alloy having a thermoelastic martensitic transformation of a parent phase represented by Af) and a martensite phase.
[0083]
The NiTi alloy gives deformation strain at a desired temperature (low temperature) equal to or lower than Ms, and then, when the alloy is heated in a temperature range equal to or higher than Af, reverse transformation occurs and recovers to a shape before the deformation strain is applied. It is effective. At this time, the NiTi alloy is a soft martensite phase in a low temperature range of Mf or lower, and recovers to a hard and high mechanical strength matrix of Af or higher when reverse transformation is performed by heating. And this phenomenon is reversible.
[0084]
When considering that the NiTi alloy having such characteristics is operated at a set temperature in a temperature range of 10 to 70 ° C. as in the hot water mixing apparatus 10, the Ms-Mf value undergoes a rapid transformation in a narrow temperature range. In addition, it is required to have a linear load-temperature characteristic in a predetermined temperature range within the above temperature range, that is, at least in a temperature range of 15 ° C. or more.
[0085]
The NiTi alloy and the temperature-sensitive spring 130 using the same can be manufactured by the following steps.
The Ni concentration in the NiTi alloy is adjusted to 55.0 to 56.0% by weight. That is, when the Ni concentration is less than 55.0% by weight, the Ms value is higher than 70 ° C., and when the Ni concentration is more than 56.0% by weight, the Mf value is lower than 10 ° C. This is because, in any case, the spouting temperature is not suitable as the temperature-sensitive spring 130 of the hot and cold water mixing apparatus 10 that attempts to control the spouting temperature within the range of 10 to 70 ° C.
[0086]
Further, in the NiTi alloy, a part of Ni or / and Ti as a main component thereof may be replaced with one or more metals of Co, Fe, V, Cr, Mn, and Al. Each of these metals functions to shift Ms or Mf, or Af or As to a high temperature side or a low temperature side. If the substitution amount of these metals is too small, the Ms value exceeds 70 ° C. when the Ni concentration is around 55.0% by weight, and if it is too large, the Ms value becomes too large when the Ni concentration is around 56.0% by weight. , Mf value falls below 10 ° C., the substitution amount is set in the range of 0.05 to 2.0% by weight.
[0087]
An ingot is prepared by preparing a NiTi alloy containing the above-described NiTi as a main component and partially substituting a metal selected from Co or the like. Thereafter, the ingot is cold drawn so as to be a wire having a desired diameter, and then the wire is subjected to cold working to be formed into a coil spring. At this time, the area reduction rate is set to 30% or more. When the area reduction rate is smaller than 30%, the finally obtained temperature-sensitive spring 130 becomes sluggish, and the Ms-Mf value does not become 15 ° C. or more.
[0088]
Next, a shape memory process is performed on the coil spring. Specifically, the coil spring is heated in a temperature range of 400 to 480 ° C. to store the coil shape. The processing temperature range is set for the following reason. The processing temperature range is determined in relation to the set temperature at the time of operating the temperature-sensitive spring 130. When the temperature-sensitive spring 130 is made of a NiTi alloy having the above composition, if the processing temperature is lower than 400 ° C., Ms becomes If the temperature is higher than 70 ° C. and the processing temperature is higher than 480 ° C., the Mf becomes lower than 10 ° C.
[0089]
When the cold working is performed at 20% or more, the shape memory processing may be performed in a temperature range of 450 to 480 ° C., and further, the aging processing may be performed at about 400 ° C.
[0090]
Next, a specific manufacturing process of the temperature-sensitive spring 130 will be described.
First, melting in a vacuum high-frequency induction furnace and remelting in a vacuum arc furnace are performed in this order, and Ni: 55.2% by weight, the balance: the first alloy A having a composition of Ti, and Ni: 55.8% by weight. The balance: A second alloy B having a composition of Ti was produced.
Next, hot forging and hot rolling were sequentially performed on the first and second alloys A and B to obtain a wire having a wire diameter of 5.0 mm. These wire rods were drawn at room temperature to temporarily make a wire rod having a diameter of 3.3 mm, then annealed at a temperature of 750 ° C., and then drawn at room temperature to a wire diameter of 2.5 mm. The area reduction rate during this cold drawing is 42.6%.
[0091]
Next, these wire rods were coil-formed to form a coil spring having a coil diameter of 12.5 mm, an effective number of turns of 4 and a free length of 22.0 mm, and a shape memory treatment was performed at various temperatures to measure Ms and Mf. . The result is shown in FIG.
In the drawing,-○-and-●-represent Ms and Mf of the temperature-sensitive spring 130 of the first alloy A, respectively, and-◇-and-◆-represent the temperature-sensitive spring 130 of the second alloy B, respectively. Ms and Mf, respectively.
As is clear from FIG. 2, the Ms value, Mf value, and Ms-Mf value of the alloy constituting the temperature-sensitive spring 130 change depending on the composition of the alloy and the application temperature during the shape memory processing.
[0092]
That is, as the Ni concentration increases and the processing temperature increases, the Ms value and the Mf value decrease. Therefore, the temperature of the entire temperature range of 10 to 70 ° C. cannot be controlled by one kind of the temperature-sensitive spring 130, and the composition of the temperature-sensitive spring 130 and the processing temperature are selected in relation to the target set temperature. Will be.
For example, when controlling the target set temperature in the hot and cold water mixing apparatus 10 to 45 ° C., the temperature-sensitive spring 130 may be made of the first alloy A and have a shape memory processing temperature of 460 ° C. It can be read from FIG. When controlling the water discharge temperature in the temperature range of 20 to 40 ° C., the second alloy B may be used.
[0093]
Next, the configuration of the movable valve body 160 will be described.
In FIG. 3, the movable valve body 160 includes a tubular portion 162, a water-side seating portion 164 and a hot-water-side seating portion 166 provided at both ends of the tubular portion 162, and an inner peripheral portion of the tubular portion 162. And an annular locking portion 168 formed and having a channel portion 172. The annular locking portion 168 supports the bias spring 150 at one end thereof, and supports the spacer 190 receiving the temperature-sensitive spring 130 at the other end.
[0094]
The movable valve element 160 is movable by the balance between the temperature-sensitive spring 130 and the bias spring 150, and when the water-side seat portion 164 is seated on the water-side valve seat 108 (the state shown), the high-temperature water Only when the hot water side seating portion 166 is seated on the hot water side valve seat 118, only tap water (low temperature water) is spouted. When neither of the two seating portions 164, 166 is seated, Low-temperature water or high-temperature water in an amount corresponding to the flow path openings of the water-side port 106 and the hot-water port 116 is discharged and mixed in the hot-water mixing chamber 80.
[0095]
The temperature-sensitive spring 130 that moves the movable valve body 160 is expanded and contracted in a distorted state in which a preload is applied by the bias spring 150, and slides the movable valve body 160 with a stroke ST within a predetermined range. FIG. 4 shows the relationship between the load and the strain of the temperature-sensitive spring 130. The solid line shows the strain characteristic of the temperature-sensitive spring 130 at each temperature, the dashed line shows the load characteristic of the bias spring 150 according to the present embodiment, and the broken line shows the conventional bias. It is a load characteristic by a spring. As is clear from FIG. 4, conventionally, the temperature-sensitive spring 130 is moved within a small distortion range by using a bias spring having a small spring constant to secure a large stroke STA. The temperature-sensitive spring 130 is expanded and contracted in a short stroke ST in a constantly distorted state by using a bias spring 150 having a large constant. That is, the distortion r of the temperature-sensitive spring 130 is given by the following equation (1), and the range is used in the range of 0.6% to 1.4% to stabilize the drive of the movable valve body 160. At the same time, deterioration of the temperature-sensitive spring 130 due to hysteresis is prevented.
r = (d · ST / πnD) · 100 (%) (1)
d: wire diameter of temperature-sensitive spring 130
ST: Stroke (deflection amount)
n: number of coil turns
D: center diameter of temperature-sensitive spring 130
[0096]
That is, when the strain r of the temperature-sensitive spring 130 is 0.6% or less, the generated load is small, so that the movable valve body 160 moves due to a slight fluctuation such as water pressure, and the temperature control performance becomes unstable. Therefore, the strain of the temperature-sensitive spring 130 is preferably 0.6% or more, particularly preferably 0.7% or more.
[0097]
On the other hand, if the strain r of the temperature-sensitive spring 130 is 1.4% or more, it affects the hysteresis. That is, as shown in FIG. 5, as represented by the relationship between the temperature and the load of the temperature-sensitive spring 130, the hysteresis characteristic is such that the area increases as the strain r increases, and the temperature-adjusting performance of the temperature-sensitive spring 130 increases. descend. In other words, when the distortion r is large, the characteristic shifts from the solid line to the hysteresis characteristic indicated by the broken line with the passage of time, the initial characteristic is not displayed, and the characteristic changes over time.
[0098]
Next, a durability test of the temperature-sensitive spring 130 will be described.
The temperature-sensitive spring 130 deteriorates when cooled in the state of the maximum strain. This is a case where the temperature-sensitive spring 130 attached to the hot and cold water mixing apparatus 10 is rapidly cooled in a high temperature setting state where the maximum distortion r is obtained. This state assumes that the water is stopped when the high temperature is set in winter and the mixed hot water exposed to the temperature-sensitive spring 130 is cooled.
[0099]
The following experiment was performed as a durability test assuming such a case. With the temperature-sensitive spring 130 compressed to the maximum strain r, low-temperature water at 10 ° C. and high-temperature water at 80 ° C. were alternately flowed every 30 seconds, and the reduced load of the temperature-sensitive spring 130 was measured. As the temperature-sensitive spring 130, two kinds of wire diameters of 2.2 mm and 2.5 mm and four kinds of windings 3, 4.5, 6, and 8 were used. FIG. 6 shows the result.
[0100]
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the reduced load of the temperature-sensitive spring 130 and the thermal cooling cycle. Here, the abscissa indicates the virtual years in which 10,000 thermal cooling cycles are used one year, and the reduced load of the temperature-sensitive spring 130 on the ordinate indicates the deviation from the target set temperature in the hot and cold water mixing apparatus 10. Means When the deviation from the target set temperature is 1 ° C., the person hardly feels the change, and when the temperature is 2 ° C. or more, the person feels the change slightly. Therefore, it is necessary to suppress the temperature change to at least 2 ° C.
[0101]
Therefore, in order to obtain performance at a temperature of 2 ° C. or less in a service life of 5 years, the strain r is 1.4% or less, and in order to obtain temperature performance of 2 ° C. or less in a service life of 10 years, The distortion r is 1.2% or less. It can be seen that in order to obtain a durability of 10 years or more at a temperature performance of 1 ° C. or less, the strain r is 0.8% or less.
[0102]
From the above equation (1), in order to keep the distortion r in the range of 0.6% to 1.2%, the stroke ST, the wire diameter d of the temperature-sensitive spring 130, the number of coil turns n, and the center of the temperature-sensitive spring 130 It is necessary to consider the diameter D.
Among them, the stroke ST is determined in consideration of the diameter of the movable valve body 160 and the like in order to secure the water discharge capacity of the mixed hot and cold water, and is set to 0.2 mm to 1.5 mm.
[0103]
As is clear from the above equation (1), when the number of coil turns n and the center diameter D of the temperature-sensitive spring 130 are increased, the stroke ST increases, but the distortion r decreases, and the temperature-sensitive spring 130 having a large spring constant increases. Does not. The temperature-sensitive spring 130 having this property performs unstable temperature control. On the other hand, when the wire diameter d of the temperature-sensitive spring 130 is increased, the strain r is increased, but the material of the shape memory alloy is increased, and the cost is increased. Therefore, the specifications of the temperature-sensitive spring 130 are determined in consideration of these factors.
[0104]
Further, it is preferable that the center diameter D of the temperature sensing spring 130 is substantially equal to the diameter of the movable valve body 160. This is because, when the load of the temperature-sensitive spring 130 is transmitted to the movable valve body 160, no eccentric force is applied to the movable valve body 160, so that the movable valve body 160 does not tilt and there is no leakage of water or hot water. As a result, the control characteristics to the target temperature are improved.
[0105]
The bias spring 150 applies a preload to the temperature-sensitive spring 130 to set the strain of the temperature-sensitive spring 130 to 0.6% to 1.2%, by a spring constant of 0.5 kgf / mm to 1%. Set to the range of 0.5 kgf / mm.
[0106]
As shown in FIG. 7, the flow path area S2 of the flow path portion 172 of the movable valve body 160 and the flow path area S3 of the temperature-sensitive spring 130 are determined by the ports flowing out of the water side port 106 and the hot water side port 116. The relationship with the opening area S1 is preferably defined as follows.
S1 ≦ S2 ≦ S3 (2)
Here, for the sake of simplicity, assuming that the water-side port 106 and the hot-water side port 116 are formed in an annular shape, the port opening area S1 is given by the following equation (3).
S1 = V1 · π · ST (3)
V1: Inner diameter of water side valve seat 108 and hot water side valve seat 118
ST: Stroke
Further, the flow channel area S2 of the flow channel portion 172 is represented by the following equation (4).
S2 = (D2)2π / 4… (4)
D3: flow path diameter of flow path section 172
Further, the flow path area S3 of the temperature-sensitive spring 130 is represented by the following equation (5).
S3 = (D3)2π / 4… (5)
D3: inner diameter of temperature-sensitive spring 130
The reason is defined as follows. The water and hot water flow out of the water side port 106 and the hot water side port 116 by the movement of the movable valve body 160, are mixed in the hot and cold water mixing chamber 80, pass through the flow path portion 172 of the movable valve body 160, It flows inside the 80 temperature-sensitive spring 130. At this time, if the port opening area S1 is larger than the flow path area S2 of the flow path portion 172 of the movable valve element 160 and the flow path area S3 of the temperature-sensitive spring 130, a pressure loss of the mixed hot water occurs, which is caused by the temperature-sensitive spring. Join 130. Such a pressure loss becomes a disturbance to the displacement of the temperature-sensitive spring 130. Therefore, it is desirable that the flow path area S2 of the flow path part 172 and the flow path area S3 of the temperature sensing spring 130 be larger than the port opening area S1 as in the above equation (2).
[0107]
Also, from the relationship of the above equation (1), when reducing the distortion of the temperature-sensitive spring 130, the outer diameter D4 of the temperature-sensitive spring 130 shown in FIG. Due to the relationship with the inner diameter V1 of the movable valve body 160, the following equation (6) is imposed.
V1> D4 ... (6)
D4: outer diameter of temperature-sensitive spring 130
[0108]
That is, in order for the movable valve body 160 to be seated on the water-side valve seat 108 or the hot-water-side valve seat 118 and to have a high sealing property in the case of spouting hot water or only water, the water-side valve seat 108 and the hot-water-side valve seat 118 (see FIG. 7) requires high surface accuracy, and the inner wall surface 71 of the water-side valve seat member 70 that slides the spacer 190 integrally with the temperature-sensitive spring 130 also requires high surface accuracy. . In order to inspect such surface accuracy, it is necessary to use a gauge G shown in FIG. However, for example, when the outer diameter D4A is increased as shown in FIG. 9, the insertion of the gauge is hindered by the opening K, and the inspection cannot be performed by the gauge G. Therefore, it is desirable that the outer diameter D4 of the temperature-sensitive spring 130 be restricted to the inner diameter V1 or less, at which the inner wall surface 71 can be easily measured using the gauge G.
[0109]
Next, the width W of the movable valve body 160 will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 10, the width W of the water side seating portion 164 and the hot side seating portion 166 of the movable valve body 160 is １ ／ ST ≦ W ≦, in relation to the stroke ST of the movable valve body 160 (ST1 + ST2). It is preferable to satisfy the condition of 3ST. Here, the stroke ST is preferentially determined by the material amount of the temperature-sensitive spring 130 and the conditions such as the above-described distortion, so that the setting condition of the width W poses a problem.
[0110]
The value of the width W is determined in this manner when the width W is less than 1 / 3ST, between the water-side seating portion 164 and the water-side valve seat 108, and between the hot-side seating portion 166 and the hot-side valve seat 118. And acts as a throttle that rapidly reduces the pressure in a short stroke ST, so that the fluid pressure near the inner portion 161 of the movable valve body 160 rapidly decreases. Such rapid decompression causes cavitation, that is, bubbles generated by the decompression near the inner portion 161 of the movable valve body 160, causing harsh high-frequency sounds due to the generation of bubbles, and corrosion of the inside of the movable valve body 160. It also causes. Therefore, in order to prevent cavitation, the width W is preferably equal to or more than 1 / 3ST.
On the other hand, when the width W exceeds 3ST, the pressure receiving area increases and the force applied to the temperature-sensitive spring 130 increases. Since the temperature-sensitive spring 130 has a spring constant that is not as large as that of a normal spring, a predetermined stroke ST cannot be secured when the pressure receiving area increases. Therefore, in order to secure the predetermined stroke ST of the temperature-sensitive spring 130 with a small amount of the shape memory alloy material, the width W is preferably 3ST or less.
[0111]
If the pressure receiving area of the movable valve body 160 is large, the movable valve body 160 is easily affected by fluctuations in water pressure, and its movement becomes unstable. In particular, when water is supplied from the water heater to a number of hot water supply points via the hot water mixing device 10, the pressure fluctuates greatly. In this case, a constant pressure valve may be provided on the upstream side of the hot water mixing apparatus 10 to adjust the pressure supplied to the hot water mixing apparatus 10, but by setting the width W of the movable valve body 160 to the above range. Without providing a constant pressure valve, the movable valve body 160 can be stably moved even with some disturbance.
[0112]
Further, the movable valve body 160 is formed of rubber, elastomer or resin. This is because when the movable valve body 160 is seated on the water-side valve seat 108 or the hot-water-side valve seat 118, the water-side seating portion 164 or the hot-side seating portion 166 is slightly deformed to seal. Opening and closing operations can be performed with high sealing properties. The water-side valve seat member 70 has a higher sealing property by being formed of rubber, elastomer or resin.
[0113]
Next, the spacer 190 interposed between the movable valve body 160 and the temperature-sensitive spring 130 will be described.
As shown in FIGS. 3 and 11, the spacer 190 includes a spring receiving portion 192 for receiving the right support end 134 of the temperature-sensitive spring 130, and a plurality of legs 194 projecting in parallel from the spring receiving portion 192. And a center portion of the spring receiving portion 192 is formed in the through flow passage 198 between the leg portions 194 for flowing water from the water side port 106.
[0114]
The reason that the spacer 190 secures a predetermined distance between the movable valve body 160 and the temperature-sensitive spring 130 is as follows.
The mixing ratio of hot and cold water is changed by sliding of the movable valve body 160, but the water passing from the water side port 106 through the inter-leg flow path 196 of the spacer 190 and the hot water from the hot water side port 116 are mixed to form a spacer. It flows to the temperature-sensitive spring 130 side through the 190 through-flow channel 198. That is, the spacer 190 acts to ensure a distance until the high-temperature water and the low-temperature water are mixed, and to contact the temperature-sensitive spring 130 after being sufficiently mixed.
[0115]
Further, when low-temperature water from the water-side port 106 is applied, the legs 194 of the spacer 190 reduce the flow velocity and change the flow in the circumferential direction, so that the low-temperature water is uniformly supplied from each leg flow path 196 to the hot water. The mixture flows into the mixing chamber 80. The high-temperature water flowing from the hot-water-side port 116 flows into the hot-water mixing chamber 80, and the high-temperature water is mixed with the low-temperature water through a state of being uniformly surrounded from the outside. Therefore, the temperature-sensitive spring 130 is exposed to the almost uniformly mixed hot and cold water and changes its load in combination with the action of the spacer 190 to keep the mixed hot and cold water mixed. Therefore, the temperature-sensitive spring 130 does not apply a sliding force to the movable valve body 160 such that the movable valve body 160 is inclined by performing uniform expansion and contraction.
[0116]
The effect of promoting the mixing of the spacers 190 was examined by the following experiment. That is, using a spacer having a length of 9.5 mm as the spacer 190, the water discharge amount of the mixed hot water is set at 10 liters, the target set temperature is set at 40 ° C., the temperature of the low-temperature water is set at 15 ° C., and the temperature of the high-temperature water is set at The temperature was set at 60 ° C.
Under this condition, the supply pressure of the low-temperature water is fixed at 2 kgf and the supply pressure of the high-temperature water is changed in the range of 0.5 kgf to 7.5 kgf. The water discharge temperature of the mixed hot water accompanying the fluctuation of the supply pressure was examined for the case where the supply pressure of the low-temperature water was changed in the range of 0.5 kgf to 7.5 kgf. Then, the water discharge temperature was evaluated by deviation from the target set temperature.
[0117]
FIG. 12 shows the result. In FIG. 12, the vertical axis shows the water discharge temperature of the mixed hot water, and the horizontal axis shows the supply pressure of low-temperature water or high-temperature water.
A solid line and a broken line EH, EC show the present embodiment. Among them, a broken line EH indicates a case where the supply pressure of the high-temperature water is constant and the supply pressure of the high-temperature water is constant while the supply pressure of the low-temperature water is constant. The case where the supply pressure is changed is shown. The dashed-dotted line and the two-dot dashed lines PH and PC show comparative examples without spacers. Among them, the two-dotted dashed line PH indicates the case where the supply pressure of the low-temperature water is constant and the supply pressure of the high-temperature water is varied. Shows the case where the supply pressure of the high-temperature water is constant and the supply pressure of the low-temperature water is varied.
[0118]
As shown by the solid line and the broken line EH, EC, when the spacer 190 is used, compared with the case where there is no spacer of the one-dot chain line and the two-dot chain line PC, PH, the supply pressure of the high-temperature water or the low-temperature water is changed. It was found that the deviation from the target set temperature was small and the temperature control characteristics were stable.
The distance secured between the temperature-sensitive spring 130 and the movable valve body 160 by the spacer 190 is shorter when the mixing action described above is sufficiently ensured, and when longer, hunting due to response delay is caused. In consideration of the distance that does not occur, the distance is appropriately set according to the size of the hot and cold water mixing apparatus 10. For example, it is 5 mm to 10 mm.
[0119]
In the above embodiment, the spacer 190 is formed separately from the movable valve body 160, but is not limited thereto, and may be formed integrally. In this case, the number of parts can be reduced.
Next, the spring receiving member 180 that supports the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 shown in FIG. 3 will be described. The spring receiving member 180 positions and attaches the temperature-sensitive spring 130 to the flange portion 74 of the water-side valve seat member 70. As shown in FIG. 13, a spiral step 186 having a shape following the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is formed on the bottom surface 182 of the spring receiving member 180.
[0120]
The spiral step 186 positions the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 that has not been subjected to the end surface treatment, and vertically stands and holds the temperature-sensitive spring 130 with respect to the bottom surface 182. The temperature-sensitive spring 130 held vertically in this manner applies a spring force to the movable valve body 160 in the same direction as the axial direction, and slides the movable valve body 160 without tilting. Therefore, the movable valve body 160 secures high sealing performance and does not leak high-temperature water or low-temperature water.
[0121]
In addition, although the normal spring performs a grinding process to make the end surface flat, the temperature-sensitive spring 130 according to the present embodiment does not perform the end surface treatment such as the grinding process on the left support end 132, so that the end surface treatment is performed. There is no thermal distortion or deformation associated with. Therefore, the temperature-sensitive spring 130 has no residual distortion or the like due to grinding, does not require a heat treatment for adjusting to a desired memory characteristic, and can achieve cost reduction.
[0122]
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 13, as the spring receiving member 180, the configuration in which the left supporting end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is supported by the spiral step portion 186 is shown. 14 to 16 may be used as long as the temperature-sensitive spring 130 can be supported upright without performing the end surface treatment of the portion 132.
[0123]
In FIG. 14, the spring receiving member 180B has a spiral groove 186B following the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130. The left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is fitted into the spiral groove 186B, and the temperature-sensitive spring 130 is supported in an upright state.
[0124]
In FIG. 15, the spring receiving member 180C includes a resin body 181C obtained by insert-molding the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 by resin injection. In this configuration, since the temperature-sensitive spring 130 is integrally supported by the spring receiving member 180C, even if the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is not end-face-treated, the load due to the work of attaching the temperature-sensitive spring 130 can be reduced. Variation can be eliminated.
[0125]
In FIG. 16, the spring receiving member 180D is formed by dividing a half member 181a provided with a pin 188 and a half member 181b provided with a pin hole 189 to be fitted into the pin 188. When the 181b is combined, a spiral groove 186D that fits and supports the temperature-sensitive spring 130 is formed, and the temperature-sensitive spring 130 is supported in an upright state by being inserted into the spiral groove 186D.
[0126]
In the embodiment of FIGS. 13 to 16, the left supporting end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is not cut, and the temperature-sensitive spring 130 is formed by a spiral step 186 following the shape of the left supporting end 132 of the temperature-sensitive spring 130. However, as shown in FIG. 17, even when the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is cut in a plane, as shown in FIG. A spring-end copying recess 186E having a shape following the left support end 132 may be formed. Even if the end face of the temperature-sensitive spring 130 is polished to a flat surface, a seam is formed at the portion with the start end portion 132a. However, due to the spring end follow-up recess 186E, unevenness generated between the seam portion and another portion is generated. The movable valve body 160 can be prevented from being inclined by eliminating a heavy load.
[0127]
Next, the inner cylindrical portion 184 protruding from the spring receiving member 180 shown in FIGS. 2 and 10 will be described.
The inner cylindrical portion 184 is inserted through the inside of the temperature-sensitive spring 130 to delay the contact of the temperature-sensitive spring 130 with the mixed hot and cold water flowing out of the hot water inflow chamber 90.
The temperature-sensitive spring 130 has an excellent responsiveness that is immediately displaced when it comes into contact with the mixed hot and cold water. However, if the responsiveness is too high, a cycling phenomenon in which the water discharge temperature and the water discharge flow periodically change easily occurs. Such a cycling phenomenon is caused by a resonance phenomenon depending on the shape and the flow rate of the movable valve body 160, but can also be adjusted by changing the time constant of the temperature-sensitive spring 130. Here, as shown in FIG. 18, the time constant τ is a rising characteristic with respect to the displacement of the temperature-sensitive spring 130. That is, while maintaining the characteristics of the temperature-sensitive spring 130, the cycling phenomenon can be eliminated by adjusting the time constant τ when the inner cylindrical portion 184 comes into contact with the mixed hot and cold water.
[0128]
When the spring receiving member 180 is formed of resin, since the heat insulating property is higher than that of metal, the time constant can be set in a wider range by appropriately changing the design of the height of the inner cylindrical portion 184. Become.
[0129]
Next, the water-side valve seat member 70 fitted to the casing body 50(Mounting member according to the present invention)Will be described.
As shown in FIG. 19, engaging claws 72 are formed on the outer peripheral portion of the water-side valve seat member 70 at every 90 ° in the circumferential direction, while the casing main body 50 is provided with the engaging claws 72. A claw engagement notch 56 to be engaged is formed.
In order to assemble the water-side valve seat member 70 having such a configuration to the casing body 50, first, the spring receiving member 180 is held inside the flange portion 74 of the water-side valve seat member 70 shown in FIG. The temperature-sensitive spring 130 is held on the bottom portion 182 of the member 180, and the spring receiving portion 192 of the spacer 190 is positioned and fixed on the right support end 134 of the temperature-sensitive spring 130.
When the unitized water-side valve seat member 70 and the like are inserted into the hot and cold water mixing chamber 80 of the casing main body 50, the engaging claws 72 formed on the outer peripheral portion of the water-side valve seat member 70 It is engaged with the notch 56 and fixed.
[0130]
In this manner, the water-side valve seat member 70 is fitted and positioned in the hot and cold water mixing chamber 90 of the casing body 50 by engaging the engagement claws 72 with the claw engagement notches 56. Therefore, the water-side valve seat member 70 is not attached while rotating with respect to the casing body 50, so that no torsional force is applied to the temperature-sensitive spring 130. Therefore, since the temperature-sensitive spring 130 does not expand and contract under the torsion, the distortion is small, the hysteresis shown in FIG. 5 is small, and the water discharge temperature of the mixed hot and cold water can be adjusted with high accuracy. Is excellent.
[0131]
In the above-described embodiment, the structure in which the engagement claw 72 is engaged with the claw engagement notch 56 on the casing body 50 side has been described as an assembly structure of the water-side valve seat member 70. Any configuration may be used as long as it can be inserted into the casing main body 50 without being rotated and can be positioned.
[0132]
In FIG. 20, a cut 58 is formed on the casing body 50 side, while a cut groove (not shown) is formed on the water-side valve seat member 70 side. The positional relationship between the cut 58 and the cut groove is formed so as to coincide with each other when the water-side valve seat member 70 is inserted into the hot and cold water mixing chamber 80 of the casing body 50. With this configuration, when the water-side valve seat member 70 is inserted into the hot and cold water mixing chamber 80 of the casing body 50 and is sandwiched by the retaining ring 76 so as to extend from the cut 58 to the cut groove, the water-side valve seat member 70 is attached to the casing body 50. The positioning is fixed.
[0133]
Next, the preload adjusting mechanism 200 will be described.
As shown in FIG. 21, the preload adjusting mechanism 200 includes a spring receiving member 210 that supports the right support end 154 of the bias spring 150, and a slide mechanism 250 that moves the spring receiving member 210 in the axial direction. ing.
The slide mechanism 250 includes a support 252 fixed to the mounting recess 42 of the cap 40 via a latch mechanism or a click mechanism, and a support 256 fixed to the support 252 via a screw 256 and a male screw portion at the outer peripheral end at the other end. 262 provided with a rotating body 260. The spring receiving member 210 includes a main body portion 212 and an outer peripheral support portion 214 integrally formed with the main body portion 212 and having a female screw portion 217 screwed to the male screw portion 262. A spring receiving portion 216 for supporting the bias spring 150 is provided between the casing and the casing body 50. Further, a spline 218 is formed between the outer peripheral portion of the outer peripheral supporting portion 214 and the casing body 50.
In order to change the target temperature of the mixed hot and cold water with the configuration of the preload adjusting mechanism 200, the cap 40 is rotated in a predetermined direction as an index on the installation temperature display provided on the outer peripheral portion of the cap 40. Due to the rotation of the cap 40, the support 252, the screw 256, and the rotating body 260 rotate integrally with the cap 40. As a result, since the male screw portion 262 on the outer peripheral portion of the rotating body 260 is screwed with the female screw portion 217 of the spring receiving member 210, the rotational driving force is transmitted to the spring receiving member 210. Since the rotation of the 210 is restricted by the spline 218, the 210 moves in the axial direction. When the spring receiving member 210 moves in the axial direction, the spring receiving portion 216 displaces the bias spring 150. Due to the displacement of the bias spring 150, the movable valve body 160 is moved, and the temperature-sensitive spring 130 is displaced to a position where it is balanced with the temperature-sensitive spring 130, so that the target temperature is changed.
[0134]
In such an operation of the preload adjusting mechanism 200, the bias spring 150 receives the advance / retreat force in the same direction as the urging direction of the spring receiving member 210, and does not receive the torsional force. Therefore, even if the spring constant is small, a force that inclines the movable valve body 160 is not applied to the temperature-sensitive spring 130 via the bias spring 150. As a result, the movable valve body 160 can perform a stable sliding operation even if the supporting force of the temperature sensing spring 130 and the bias spring 150 is weak.
[0135]
Next, another embodiment of the preload adjusting mechanism 200A will be described with reference to FIG.
The preload adjusting mechanism 200A differs from the preload adjusting mechanism 200 in FIG. 21 in the configuration of the bias spring 150, the first spring receiving member 220, and the second spring receiving member 230.
[0136]
That is, the bias spring 150 for applying a preload to the movable valve body 160 includes a bias spring 150A and a bias spring 150B having a shorter spring length than the bias spring 150A, and these are provided concentrically and in parallel. ing.
Further, the first spring receiving member 220 is integrally formed with the main body 222 and the umbrella-shaped central top 226, and a spring receiving portion 224 for receiving the bias spring 150 is formed at the root of the main body 222. A hot water flow path 229 is formed in the main body 222 of the first spring receiving member 220, and a through hole 228 is formed in the central top 226.
[0137]
On the other hand, the second spring receiving member 230 integrally forms the cap-shaped support portion 232 and the outer peripheral support portion 234, and receives the bias spring 150 between the cap-shaped support portion 232 and the outer peripheral support portion 234. A portion 236 is provided. The female screw part 247 is formed on the inner peripheral part of the outer peripheral support part 234, and a spline 248 is formed on the outer peripheral part thereof, so that it can slide in the axial direction. Further, a through hole 238 is formed in the cap-shaped support portion 232.
Further, the first spring receiving member 220 and the second spring receiving member 230 are bridged via an engaging pin 242 that penetrates the through hole 228 and the through hole 238. With this configuration, when the first spring receiving member 220 engages with the protrusion at the end of the engagement pin 242, the first spring receiving member 220 moves integrally with the second spring receiving member 230 to release the spring force of the bias spring 150. However, until then, the movement of the second spring receiving member 230 is not restricted.
[0138]
The operation of the preload adjusting mechanism 200A having such a configuration will be described.
First, when the cap 40 is rotated, the second spring receiving member 230 moves rightward in FIG. 22 via the slide mechanism 250, and the end of the engaging pin 242 engages with the first spring receiving member 220. Then, the first spring receiving member 220 moves integrally with the second spring receiving member 230 via the engaging pin 242. Further, when the first spring receiving member 220 further moves to the right in FIG. 22, it acts to reduce the spring constant of the bias spring 150. Accordingly, the rate of expansion of the temperature-sensitive spring 130 is increased, and the movable valve body 160 is quickly moved rightward in FIG. Then, when the movable valve body 160 closes the hot water side port 116 of the hot water side valve seat 118 and fully opens the water side port 106 of the water side valve seat 108, water is discharged.
[0139]
As described above, the water is directly discharged by operating the preload adjusting mechanism 200A so that the movable valve body 160 is seated on the hot water side valve seat 118. However, the spring constant of the bias spring 150 is actually reduced. Since the movable valve body 160 is quickly moved, the cap 40 does not need to be rotated many times until the temperature-sensitive spring 130 is extended and the movable valve body 160 closes the hot water side valve seat 118, so that operability is improved. improves.
[0140]
On the other hand, when the cap 40 is rotated to move the second spring receiving member 230 to the left in FIG. 22 and exceeds a predetermined target temperature range, the bias spring 150B in addition to the bias spring 150A also applies a preload. Accordingly, the rate of increase in the preload of the bias spring 150 increases, and the movable valve body 160 quickly closes the water-side port 106 of the water-side valve seat 108 and sharply closes the hot-side port 116 of the hot-side valve seat 118. Open and hot water will be spouted.
[0141]
FIG. 23 shows the relationship between the rotation of the cap 40 and the water discharge temperature of the mixed hot and cold water. As shown in FIG. 23, in the range of the rotation angle θ2, the relationship between the rotation angle θ and the water discharge temperature T is a gentle slope, and there is a feature that a fine temperature setting can be performed by fine adjustment. In the range of the angle θ1, the water spouting can be quickly performed even if the rotation angle θ is small. On the other hand, in the range of the rotation angle θ3, the spouting water can be quickly performed even if the rotation angle θ is small.
[0142]
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a hot water mixing apparatus 10B according to another embodiment. The configuration different from the above embodiment is different in the position and configuration of the movable valve body 160B and the valve seat and port of water or hot water.
That is, the movable valve body 160B includes a water-side seating portion 164B, a hot-side seating portion 166B, and a connecting portion 165 that connects the water-side seating portion 164B and the hot-side seating portion 166B. Are seated on the water-side valve seat 108B having the water-side port 106B, and the hot-side seating portion 166B is seated on the hot-side valve seat 118B having the hot-side port 116B. In this configuration, the movable valve element 160B is movable by the load balance between the temperature-sensitive spring 130 and the bias spring 150, but the hot-water-side port 116B is disposed on the temperature-sensitive spring 130 side, and the water-side port 116B is disposed on the bias spring 150 side. The port 106B is arranged, and can correspond to various piping positions.
[0143]
FIG. 25 is a cross-sectional view of a main part of a hot water mixing apparatus 10B equipped with a spacer 190B according to another embodiment, and FIG. 26 is a perspective view showing the spacer 190B.
The spacer 190B includes a spring receiving portion 192B that receives the right support end 134 of the temperature-sensitive spring 130, and a plurality of (six to eight) fins 194B protruding in parallel from the spring receiving portion 192B. 194B is formed in the inter-fin flow path 196B for flowing water from the water side port 106, and the center of the spring receiving portion 192B is formed in the through flow path 198B. As shown in FIG. 27, the fin 194B is attached at a predetermined angle θ with respect to a tangent to the outer periphery of the spring receiving portion 192B. Is in the range of 40 ° to 60 °, more preferably 45 ° to 55 °, in order to promote the operation described below.
[0144]
The fins 194B further enhance the effect of changing the flow of the low-temperature water from the water-side port 106 in the circumferential direction by the legs 194 of the spacer 190 in FIG.
[0145]
That is, the low-temperature water flowing from the water-side port 106 increases the flow velocity in the circumferential direction by the fins 194B, and promotes the mixing with the high-temperature water flowing through the hot-water mixing chamber 80. Therefore, the temperature-sensitive spring 130 is exposed to the mixed hot and cold water at a uniform temperature, and does not generate a biased load.
Further, as shown in FIG. 28, the fin 210Ba may be provided on the bias spring receiving member 210B of the bias spring 150, like the fin 194B provided on the spacer 190B. The fins 210Ba increase the flow velocity of the high-temperature water flowing from the hot-water-side port 116 in the circumferential direction, and thus promote the mixing of the high-temperature water with the low-temperature water flowing from the water-side port 106.
[0146]
The mixing action of hot and cold water by the fin 210Ba of the fin 194B of the spacer 190B was examined by the following experiment.
As shown in FIGS. 29 and 30, four temperature sensors S1, S2, S3, and S4 are inserted into the hot and cold water mixing chamber 80 at intervals of 90 ° in the circumferential direction, and the temperature sensors S1 to S4 move in the outflow direction. It moved every predetermined distance (5 mm), and measured the temperature in each position (P1-P6) shown by x of FIG.
[0147]
FIG. 31 shows the temperature at each position when there is no spacer, and FIG. 32 shows the temperature at each position when the spacer 190B is mounted. As is clear from FIGS. 31 and 32, by providing the fins 194B, the flow rate of the low-temperature water in the water-side port 106 is increased in the circumferential direction, and the mixing with the high-temperature water is promoted. It was found that the temperature converged near the target set temperature.
[0148]
FIG. 33 is a cross-sectional view showing a main part of a hot and cold water mixing apparatus 10C equipped with a spacer 190C according to another embodiment, and FIG. 34 is a perspective view of the spacer 190C.
The spacer 190C includes a spring receiving portion 192C that receives the temperature-sensitive spring 130, a plurality of fins 194C protruding from the spring receiving portion 192C and positioned at the annular locking portion 168 of the movable valve body 160, and a spring receiving portion. A spacer disk portion 195C formed on the inner periphery of 192C and a spacer tubular portion 198C protruding from the spacer disk portion 195C are provided.
The spacer cylindrical portion 198C is inserted through the inside of the temperature-sensitive spring 130, and forms a spring chamber hot water passage 80a with the inner wall surface 71 of the water-side valve seat member 70. A plurality (four in the figure) of spacer flow holes 195Ca are formed at predetermined intervals in the circumferential direction in the spacer disk portion 195C, and communicate the hot / cold mixing chamber 80 and the spring / hot water passage 80a. .
[0149]
With such a configuration, the high-temperature water from the hot water inflow chamber 90 is mixed with the low-temperature water that has passed through the inter-fin flow path 196C of the spacer 190C, and flows through the spacer flow path hole 195Ca of the spacer disk portion 195C and the spring chamber hot water passage 80a. Through the outlet hole 70a. The mixed hot and cold water flowing through the hot spring water passage 80a expands and contracts the temperature-sensitive spring 130 according to the temperature.
At this time, the high-temperature water is mixed with the low-temperature water that has passed through the inter-fin flow path 196C, narrowed by the spacer flow path hole 195Ca, and flows through the spring chamber hot water path 80a. The water is mixed well with the cold water. Therefore, since the sufficiently mixed hot and cold water flows through the hot spring water passage 80a, the temperature-sensitive spring 130 performs a stable expansion and contraction operation.
[0150]
FIG. 35 shows an embodiment using another spacer 190D.
The spacer 190D is obtained by projecting a conical guide portion 197D on the spacer disk portion 195C of the spacer 190C in FIG. The conical guide portion 197D is formed in a conical shape diverging toward the downstream side so as to smoothly flow into the spring chamber hot water passage 80a.
The mixed hot water mixed by the fins 194D of the spacer 190D flows along the conical guide portion 197D, is narrowed by the spacer flow passage hole 195Da, and then flows through the spring chamber hot water passage 80a. At this time, the conical guide portion 197D does not generate a turbulent flow when the mixed hot and cold water flows into the spacer flow passage hole 195Da, and promotes a smooth flow. The stable slidability by the valve body 160 is enhanced.
[0151]
As shown in FIG. 36, spiral spacer protrusions 198a may be formed on the outer periphery of the spacer tubular portion 198C of the spacer 190C in FIG. 34 and the spacer tubular portion 198D of the spacer 190D in FIG. Thereby, the mixed hot and cold water flowing into the spring room hot and cold water passage 80a is further stirred, and the temperature-sensitive spring 130 can perform a stable expansion and contraction operation. In addition, since the spiral spacer ridge 198a stirs the mixed hot and cold water, any other configuration may be used as long as it has the function and effect, and for example, a projection serving as a flow path resistance may be used. Further, the spiral projection and the flow path resistance may be formed on the inner wall surface 71 of the water-side valve seat member 70 instead of being formed on the spacer side.
Since both ends of the movable valve body 160 are supported by the temperature-sensitive spring 130 and the bias spring 150, the movable valve body 160 is easily inclined due to uneven load or the like of the two springs 130, 150. Various means for improving the performance will be described.
[0152]
As shown in FIG. 37, the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 is supported by a spring receiving member 180F supported by the water-side valve seat member 70F. As shown in FIG. 38, the spring receiving member 180F is a disc-shaped member having four flow passage holes 180Fa concentrically, and a spring receiving member that supports the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130 on the outer periphery thereof. A step portion 180Fb is formed, and a support protrusion 180Fc is formed at the center thereof. On the other hand, the water-side valve seat member 70F includes a lid portion 70Fa, and the flow passage holes 70Fd are respectively formed at positions corresponding to the flow passage holes 180Fa. Further, a support recess 70Fb for supporting the support protrusion 180Fc is formed in a central portion inside the lid 70Fa.
With this configuration, the temperature-sensitive spring 130 is positioned by the spring receiving step portion 180Fb of the spring receiving member 180F, and the spring receiving member 180F is positioned at one point by the support protrusion 180Fc positioned in the support recess 70Fb of the lid 70Fa. Supported. Now, when a load that deviates in each part occurs in the temperature-sensitive spring 130, the spring receiving member 180F is inclined via the support protrusion 180Fc so as to make the load of the temperature-sensitive spring 130 uniform. Therefore, the temperature-sensitive spring 130 is adjusted so as to generate a uniform load by the spring receiving member 180F, and does not apply a force to tilt the movable valve body 160.
[0153]
Further, a configuration for supporting the movable valve body 160F at one point is also provided on the bias spring 150 side. That is, the right support end 154 of the bias spring 150 is supported by the liner 220F via the bias spring receiving member 210F. The bias spring receiving member 210F has a disk shape, and has a spring receiving stepped portion 210Fa on its outer peripheral portion and a support protrusion 210Fb on its central end surface. The support protrusion 210Fb is positioned and supported by a support recess 220Fa at the center of the liner 220F. Therefore, the bias spring receiving member 210F supports the bias spring 150 so as to be able to swing around the support protrusion 210Fb.
With this configuration, when the load on the bias spring 150 is changed by the reciprocation of the liner 220F, the bias spring receiving member 210F applies a uniform load to the bias spring 150 via the support protrusion 210Fb, so that the movable valve body 160 is inclined. No sliding force is applied in the direction.
[0154]
FIG. 39 is a perspective view showing a temperature-sensitive spring receiving resin member 180L for supporting the left support end 132 of the temperature-sensitive spring 130. The temperature-sensitive spring receiving resin member 180L includes a resin spring receiving lid portion 180La made of hard resin, and a spring receiving portion 180Lb made of an elastic member such as sponge rubber. The temperature-sensitive spring receiving resin member 180L is securely supported by the resin spring-receiving lid portion 180La, and absorbs the inclination load of the temperature-sensitive spring 130 by the elastic resin spring receiving portion 180La, thereby forming the movable valve body. A sliding force inclined to 160 is not applied.
[0155]
FIG. 40 shows an embodiment in which the biasing force of the temperature-sensitive spring 130 and the bias spring 150 is intensively applied to the central portion of the movable valve body 160F as a structure that does not apply the inclined sliding force to the movable valve body 160F. .
As shown in FIG. 40, the locking support portion 160Ga of the movable valve body 160G has a central base 160Gb and three locking flow passage holes 160Gc surrounding the central base 160Gb. The left support end 152 of the bias spring 150 is supported by a bias spring receiving member 210G. The bias spring receiving member 210G includes a cap portion 210Ga, a tip support protrusion 210Gb provided at the tip of the cap portion 210Ga, a cylindrical portion 210Gc, and a spring receiving annular recess 210Gd formed on the inner peripheral side of the cylindrical portion 210Gc. It has.
When the liner 220G is moved, the bias spring receiving member 210G moves forward and backward via the bias spring 150. Thus, the movable valve body 160G is slid by being pushed by the center base 160Gb by the distal end support projection 210Gb of the bias spring receiving member 210G. Therefore, the movable valve body 160G receives the sliding force from the central base 160Gb and does not receive the eccentric force.
[0156]
In addition, a configuration is also provided on the spacer 190G side that presses the movable valve body 160G at the center. The spacer 190G includes a spring receiving portion 190Gf that receives the temperature-sensitive spring 130, a fin 194G, a spacer disk portion 190Gd having a flow path hole 190Gc, and a guide cylinder portion 190Ge provided on the outer periphery of the spring receiving portion 190Gf. ing. Further, a valve body pressing portion 190Gg protrudes from the center of the spacer disk portion 190Gd. Therefore, the spacer 190G is in contact with the central base 160Gb of the movable valve body 160G via the valve body pressing portion 190Gg, and is not in contact with the fin 194G. The guide cylinder 190Ge has a cylindrical shape slidable with respect to the inner wall surface 71Ga of the water-side valve seat member 70G.
[0157]
The operation of the spacer 190G will be described. The expansion and contraction of the temperature-sensitive spring 130 causes the spacer 190G to slide. The spacer 190G slides while being guided by the inner wall surface 71Ga of the water-side valve seat member 70G by the guide cylinder 190Ge. When the spacer 190G slides, the valve body pressing portion 190Gg of the spacer 190G pushes the central base 160Gb of the movable valve body 160G, and the movable valve body 160G slides.
Therefore, the movable valve element 160G slides under the force of the spacer 190G only at the center thereof. In addition, since the guide cylinder 190Ge moves while being guided by the inner wall surface 71Ga of the water-side valve seat member 70G, the spacer 190G does not tilt the spacer 190G, and therefore does not apply a tilting force to the movable valve body 160G.
Further, two O-rings 160Gd are mounted on the outer periphery of the movable valve body 160G, and the movable valve body 160G does not rattle, so that it has a high sealing property.
[0158]
FIG. 41 shows an embodiment in which a guide is provided on the inner peripheral portion of the movable valve body 160H. That is, a flow passage hole 160Hb is formed inside the movable valve body 160H, and a slide guide portion 220Ha protruding from the liner 220H is slidably inserted into the flow passage hole 160Hb. Therefore, since the movable valve body 160H is guided in the sliding direction by the sliding guide portion 22Ha, rattling is prevented.
[0159]
FIG. 42 shows an embodiment including a bias spring receiving member 210J which is a modification of the bias spring receiving member 210G of FIG. The bias spring receiving member 210J has a guide column 210Je on the bias spring 150 side of the shade portion 210Ja. The guide cylinder 210Je is slidably fitted and supported in a guide hole 220Jb of a guide cylinder 220Ja protruding from the end of the liner 220J. With this configuration, when the liner 220J is moved, the biasing force of the bias spring 150 is transmitted to the bias spring receiving member 210J, and the bias spring receiving member 210J moves the movable valve while the guide cylinder 210Je is guided by the guide cylinder 220Ja. The central part of the body (see FIG. 40) will be pressed.
[0160]
FIG. 43 is a sectional view showing a faucet 300 according to another embodiment of the present invention. As shown in the figure, the faucet 300 is provided with a hot water mixing valve 400 and a switching valve 800 in the outer casing 310, and supplies the water and hot water supplied from the water flow path and the hot water flow path to the hot water mixing valve 400. This is switched by a switching valve 800 and supplied to a plurality of hot water supply points.
[0161]
First, the hot and cold water mixing valve 400 will be described. FIG. 44 is an enlarged sectional view of the hot and cold water mixing valve 400, and FIG. 45 is an exploded perspective view of a main part thereof. As shown in FIG. 43, the hot / water mixing valve 400 includes a heat insulating member 410 fitted in the outer casing 310, a water introduction passage 420 and a hot water introduction flow path 430 provided in the outer casing 310, The casing 310 includes a temperature control dial 440 provided at an end of the casing 310, a casing body 450, and a water-side valve seat member 480 screwed to the casing body 450.
[0162]
The casing body 450 and the water-side valve seat member 480 include a chamber for accommodating a valve mechanism and the like to be described later, that is, a hot-water mixing chamber 510, a hot-water inflow chamber 520, and a slide chamber 530. The casing body 450 has a water-side port 462 connected to the water-introducing passage 420 and a hot-water-side port 472 connected to the hot-water introductory passage 430. It communicates with the chamber 520. Further, a movable valve body 560 is slidably fitted in the hot water inflow chamber 520. The movable valve body 560 receives the spring force of the temperature-sensitive spring 540 housed in the hot and cold water mixing chamber 510, and also receives the spring force of the bias spring 550, and the position thereof is determined by the balance of these forces.
[0163]
The temperature-sensitive spring 540 has a slip washer 580 on the water-side valve seat member 480 side.(Sliding member according to the present application)Are interposed between them and the spacer 590. The temperature-sensitive spring 540 is formed of a metal whose spring constant changes according to temperature, and the bias spring 550 is formed of a normal spring material having a substantially constant spring constant with respect to temperature.
[0164]
On the right side of the figure, a preload adjusting device 600 for adjusting the preload of the bias spring 550 is provided. The preload adjusting device 600 changes the target temperature of the mixed hot and cold water. By rotating the temperature adjusting dial 440, the liner 610 advances and retreats via the spindle 630, whereby the preload of the bias spring 550 is reduced. Increase or decrease. By increasing or decreasing the preload, the movable valve element 560 is displaced to a position where the spring force of the bias spring 550 and the spring force of the temperature-sensitive spring 540 are balanced, and the target temperature is changed.
[0165]
Next, the operation of adjusting the temperature of hot water by the hot water mixing valve 400 will be described.
Now, when conditions such as a hot water supply temperature from a water heater, a water temperature or a flow rate from a water pipe are in a steady state, and the mixed hot and cold water is being spouted at a target temperature, the movable valve body 560 moves the water in the hot and cold water mixing chamber 510 into The position is determined by the balance between the force generated in the temperature sensing spring 540 due to the mixed hot water and the spring force of the bias spring 550, and the position is determined to be stationary. In this state, if conditions such as the temperature of hot water from the water heater, the tap water temperature, or the flow rate fluctuate due to disturbance, the temperature of the mixed hot water in the hot / water mixing chamber 510 deviates from the target temperature in accordance with the fluctuation, causing a temperature deviation. The temperature-sensitive spring 540 changes the spring constant according to the temperature change, and as a result, the spring force of the temperature-sensitive spring 540 changes. At this time, if the temperature of the mixed hot and cold water is higher than the target temperature, the spring force of the temperature sensing spring 540 increases, and the movable valve body 560 is displaced rightward in FIG. 43 while increasing the preload of the bias spring 550. , The ratio of hot water decreases, and the temperature of the mixed hot water decreases.
[0166]
On the other hand, when the temperature of the mixed hot and cold water is lower than the target temperature, the spring force of the temperature sensing spring 540 is reduced, and the movable valve body 560 is allowed to be displaced leftward in FIG. At the same time as the proportion of hot water increases, the proportion of water decreases and the temperature of the mixed hot water rises. The temperature of the mixed hot and cold water is adjusted toward the target temperature by the action of the temperature sensing spring 540.
In the hot water mixing valve 400, the target temperature can be changed by rotating a temperature adjusting dial 440, which forms a part of the preload adjusting device 600, in a predetermined direction. That is, when the temperature adjustment dial 440 is rotated in a predetermined direction, the liner 610 moves to the left in FIG. 43 via the spindle 630 and the bias spring 550 is compressed and displaced, and the preload on the movable valve body 560 by the bias spring 550 is reduced. Increase. On the other hand, when the temperature adjustment dial 440 is rotated in the opposite direction, the bias spring 550 is moved rightward in FIG. 43 via the spindle 630 to extend and displace, and the preload of the movable valve body 560 by the bias spring 550 decreases.
[0167]
Due to the increase in the preload of the bias spring 550, the movable valve body 560 is adjusted so that the flow path of the hot water side port 472 is widened and the flow path of the water side port 462 is narrowed at the same time. By changing the mixture ratio of hot and cold water due to the increase in water and the decrease in water, the water discharge temperature of the mixed hot and cold water is increased, and conversely, the movable valve element 560 narrows the flow path of the hot water side port 472 by reducing the preload. At the same time, it is adjusted so as to be balanced at a position where the flow path of the water-side port 462 is widened, and the water discharge temperature of the mixed hot water is lowered.
[0168]
In the hot water mixing valve 400 in this embodiment, the preload given by the bias spring 550 is directly transmitted to the movable valve body 560 to move the movable valve body 560, and the displacement of the temperature-sensitive spring 540 according to the temperature is also movable. Directly transmitted to the valve body 560, the movable valve body 560 is moved. Therefore, even if the temperature-sensitive spring 540 is made of a material having a reduced amount of material and a small spring constant, the movable valve body 560 can be smoothly moved because the friction loss for moving the movable valve body 560 is small. Can be.
[0169]
Next, the switching valve 800 for switching the mixed hot and cold water flowing out of the hot and cold water mixing valve 400 and supplying hot water to two locations will be described. The switching valve 800 includes a sleeve 820 having a support 810, outlet ports 822 and 824 connected to two hot water supply points in a chamber in the outer casing 310, and a switching valve body 830 fitted in the sleeve 820. And A switching dial 840 is rotatably mounted on an end of the support 810. The switching dial 840 is fixed to the switching valve 830 via a connecting member 844 fixed to the switching valve 830. Further, the switching valve body 830 has a bottomed hole 832 connected to the hot and cold water mixing chamber 510 and flow passage holes 834 and 836 that are switched from the bottomed hole 832 to the outlet ports 822 and 824 of the sleeve 820. Is formed.
[0170]
The operation of the switching valve 800 will be described. Now, when the switching dial 840 is rotated from the state of FIG. 43 and the flow path hole 834 is positioned at the outflow port 822, the mixed hot water from the hot water mixing chamber 510 of the hot water mixing valve 400 flows through the bottomed hole 832. It flows to the first flow path 850 through the hole 834 and the outflow port 822. On the other hand, when the switching dial 840 is rotated to match the flow path hole 836 with the outflow port 824, the mixed hot and cold water in the bottomed hole 832 flows from the flow path hole 836 to the second passage 852 through the outflow port 824.
Next, the configuration and operation of each part of the hot and cold water mixing valve 400 will be described in more detail. In FIG. 46, a movable valve body 560 includes a tubular portion 562, a water-side seating portion 564 and a hot-water-side seating portion 566 provided at both ends of the tubular portion 562, and an inner peripheral portion of the tubular portion 562. An annular locking portion 568 formed and having a flow path portion 572, and a guide surface 574 formed in a curved shape on the inner peripheral side from the hot water side seating portion 566 are provided. The annular locking portion 568 supports a bias spring 550 at one end, and supports a spacer 590 that receives the temperature-sensitive spring 540 at the other end.
[0171]
The movable valve body 560 is movable by the balance between the temperature sensing spring 540 and the bias spring 550, and when the water-side seat portion 564 is seated on the water-side valve seat 486, only the hot water of the water heater is discharged. On the other hand, when the hot water side seating portion 566 is seated on the hot water side valve seat 478, only tap water is spouted, and when neither of the two seating portions 564, 566 is seated, the water side port 462 and the hot side port 472. The amount of water and hot water corresponding to the flow path opening is discharged and mixed in the hot water inflow chamber 520.
[0172]
Further, the temperature-sensitive spring 540 for moving the movable valve body 560 is expanded and contracted in a distorted state in which a preload is applied by the bias spring 550, and slides the movable valve body 560 with a stroke ST within a predetermined range.
The guide surface 574 of the movable valve body 560 shown in FIG. 46 is formed in a curved shape that is inclined toward the annular locking portion 568 from the hot water introduction flow path 430 toward the hot water inflow chamber 520. The reason why the guide surface 574 is curved is as follows. Hot water from the hot water introduction flow path 430 flows into the hot water inflow chamber 520 through the hot water side port 472. At this time, if the guide surface 574 is flat, a turbulent flow is generated due to a sudden increase in flow path area. Easy to occur. If the turbulent hot water passes between the windings of the bias spring 550, it causes abnormal noise. The above-described curved guide surface 574 maintains a laminar flow state even when the flow path area increases, and therefore does not cause abnormal noise when passing between the windings of the bias spring 550.
[0173]
As shown in FIGS. 47 and 48, the water side port 462 and the hot side port 472 of the casing body 450 are formed with two water side connecting portions 464 and two hot side connecting portions 474, respectively. Outflow holes of the hot water introduction flow path 430 are arranged at the position of the hot water side connection portion 474 among them. With such an arrangement relationship, when the hot water from the hot water introduction flow path 430 hits the hot water side connection portion 474, its flow changes in the circumferential direction, and then the hot water flows almost uniformly from the entire area of the hot water side port 472. It flows into the chamber 520. Therefore, the hot water flowing from almost the entire area of the hot water side port 472 is uniformly and sufficiently mixed with the water flowing from the water introduction passage 420 through the water side port 462. Further, as shown in FIG. 44, since the position of the O-ring 453 is provided on the temperature control dial 440 side, the hot water flows from the flow path of the hot water introduction flow path 430 to the gap 431 on the O-ring 453 side and the hot water side port. 472 flows into the hot water inflow chamber 520, and more uniform mixing is performed.
[0174]
Next, the configuration and operation of the hot water side valve seat 478 and its periphery shown in FIG. 49 will be described. The hot water side valve seat 478 has an annular surface 478a that is in contact with the hot water side seating portion 566 of the movable valve body 560. A parting line PL is formed on the outer periphery of the sheet surface 478a. Further, four guide projections 476 are formed at 90 ° circumferential intervals along the outer periphery of the seat surface 478a, and the height of the guide projections 476 is determined by the guide performance of the movable valve body 560 and the hot water side port 472. The stroke is slightly larger than the stroke ST of the movable valve body 560 in consideration of the inflow resistance to the valve.
[0175]
The configuration of the seat surface 478a and the guide protrusions 476 is as follows. The seat surface 478a requires a high surface accuracy, and even if there is some unevenness, when the hot side seating portion 566 of the movable valve body 560 comes into contact, the sealing performance is impaired and the hot water leaks out to set the target. It will deviate from the temperature. Therefore, although it is desired to make the sheet surface 478a a mirror surface, if a split mold is used instead of the structure forming the hot water side connection portion 474, the parting line PLa will be formed on the sheet surface 478a as shown by a broken line. In view of this, a seat surface 478a is formed at the tip end surface using a cylindrical core. Therefore, a parting line PL is formed along the outer periphery of the core, but a guide projection 476 is formed so that the hot water side seating portion 566 of the movable valve body 560 does not ride on the parting line PL. It is.
[0176]
Next, a heat insulating member 410 mounted in the outer casing 310 shown in FIG. 44 and a cooling structure formed by the heat insulating member 410 and the like will be described. The heat insulating member 410 has a cylindrical shape formed of a resin. Between the heat insulating member 410 and the outer casing 310, a cooling passage 424 communicating with the water introduction passage 420 is formed. The cooling channel 424 is disposed so as to substantially surround the hot water introduction channel 430 with the heat insulating member 410 therebetween. The reason for providing the heat insulating member 410 and the cooling channel 424 is as follows. In the configuration of the hot and cold water mixing valve 400 of the present embodiment, the hot water introduction flow path 430 is provided on the temperature adjustment dial 440 side. Therefore, the heat of the hot water flowing through the hot water introduction flow path 430 may be transmitted to the temperature adjustment dial 440 to increase the temperature. Therefore, a heat insulating member 410 is provided to cut off the heat of the hot water introduction passage 430, and the water in the water introduction passage 420 is guided by the cooling passage 424 to cool the heat insulation member 410, whereby the temperature adjustment dial 440 is provided. Temperature rise is prevented.
[0177]
Next, the spacer 590 interposed between the movable valve body 560 and the temperature-sensitive spring 540 will be described. As shown in FIGS. 44 and 45, the spacer 590 includes a spring receiving portion 592 that receives the support end portion 544 of the temperature-sensitive spring 540, and a plurality of legs 594 projecting in parallel from the spring receiving portion 592. The center of the spring receiving part 592 is formed in the through flow path 598, and the center of the spring receiving part 592 is formed in the through flow path 598.
[0178]
The reason that the spacer 590 secures a predetermined distance between the movable valve body 560 and the temperature-sensitive spring 540 is as follows. The mixing ratio of the hot water is changed by sliding the movable valve body 560. The water flowing from the water-side port 462 through the inter-leg flow path 596 of the spacer 590 and the hot water from the hot-water port 472 are mixed to form a spacer. 590 flows through the through flow path 598 to the temperature-sensitive spring 540 side. The spacer 590 secures a predetermined distance until the mixed hot and cold water mixed in the hot water inflow chamber 520 reaches the temperature-sensitive spring 540, and after the mixed hot and cold water is sufficiently mixed in the hot water inflow chamber 520, the temperature-sensitive spring 540 Acts to contact. Therefore, the temperature-sensitive spring 540 comes into contact with the hot water after the hot water is sufficiently mixed, so that the operation is stable and accurate water discharge temperature adjustment can be performed.
Further, since the water from the water-side port 462 does not directly hit the temperature-sensitive spring 540 and flows between the legs 596 of the spacer 590, the temperature-sensitive spring 540 does not vibrate due to the fluid pressure. Stable operation can be obtained.
[0179]
Here, the distance secured by the spacer 590 between the temperature sensing spring 540 and the movable valve element 560 is such that the shorter one is sufficient to ensure the above-described mixing action, and the longer one is hunting due to delay in response. The distance is set appropriately in accordance with the size of the hot and cold water mixing valve 400 in consideration of the distance. For example, it is 5 mm to 10 mm.
[0180]
In the above embodiment, the spacer 590 is formed separately from the movable valve body 560. However, the present invention is not limited to this, and the spacer 590 may be formed integrally. In this case, the number of parts can be reduced.
[0181]
Next, a water-side valve seat member 480 and a slip washer 580 screwed to the casing body 450(Sliding member)Will be described.
As shown in FIGS. 44 and 45, the water-side valve seat member 480 is formed on a valve seat body 482 having a recess 481 that forms a hot and cold water mixing chamber 510 together with the casing body 450, and on an end face of the valve seat body 482. A water-side valve seat 486, a male screw portion 484 formed on the valve seat body 482 and screwed to the female screw portion 455 of the casing body 450, and a slip washer 580 formed on the bottom surface of the recess 481. And a spring receiving portion 488 that supports the temperature-sensitive spring 540 through the spring receiving portion 488. The temperature-sensitive spring 540 is formed by using a wire having a diameter of 2 mm and having high rigidity, processing the coil into a coil shape, subjecting the support end 546 to an end face treatment such as grinding, and then performing a heat treatment for adding a shape memory characteristic. It was done. The slip washer 580 is formed of a resin material having heat resistance, for example, polyacetal or fluororesin.(Abutment surface)Is formed on a mirror surface. Note that various materials such as metal and ceramic can be used for the slip washer 580 as long as it is a member having heat resistance and a mirror surface.
An operation of assembling the water-side valve seat member 480 having such a configuration to the casing body 450 together with the slip washer 580 and the temperature-sensitive spring 540 will be described. First, in order to assemble the water-side valve seat member 480 or the like from the state in which the movable valve body 560 is installed in the casing body 450, the slip washer 580 is held in the spring receiving portion 488 of the water-side valve seat member 480. I do. The spacer 590 is supported by the support end 544 of the temperature-sensitive spring 540, and the temperature-sensitive spring 540 is accommodated in the recess 481, and the distal end of the leg 594 of the spacer 590 is annularly locked by the movable valve body 560. The male screw portion 484 on the water-side valve seat member 480 side is screwed to the female screw portion 455 on the casing body 450 side while making contact with the portion 568. Thus, the water-side valve seat member 480 is mounted on the casing body 450.
[0182]
At this time, the rotational force and the pressing force when the water-side valve seat member 480 is screwed are applied to the temperature-sensitive spring 540 via the slip washer 580, but the slip washer 580 is a mirror surface and the temperature-sensitive spring 540 Since it has high rigidity, it slides with the slip washer 580 and acts only as a pressing force without being applied to the temperature-sensitive spring 540 as a torsional force. Therefore, the temperature sensing spring 540 is not assembled in the hot and cold water mixing chamber 510 under a torsional load, and does not expand or contract under the torsional state. Therefore, the movable valve body 560 is not inclined to impair the sealing performance. . Further, the temperature-sensitive spring 540 has a small distortion, a small hysteresis, and can adjust the temperature of the mixed hot and cold water with high precision, and has excellent durability.
[0183]
Next, the preload adjusting device 600 will be described.
As shown in FIGS. 44 and 45, the preload adjusting device 600 includes a liner 610 supporting the support end 554 of the bias spring 550, and a spindle 630 for moving the liner 610 in the axial direction. .
The liner 610 includes a cylindrical main body 612 having a bottomed hole 611, a spring receiving portion 615 formed at an end of the cylindrical main body 612 and receiving one end of a bias spring 550, and an outer periphery of the cylindrical main body 612. A first guide portion 614 and a second guide portion 616 (FIG. 45) formed in the portion, a first female screw portion 622 and a second female screw portion 624 formed in the inner peripheral portion of the cylindrical main body portion 612, It has.
[0184]
The first and second guide portions 614 and 616 are formed at positions that are 180 ° in the circumferential direction and coincide with the engagement ends of the first and second female screw portions 622 and 624, and are formed in a cylindrical shape. Guide grooves 614a and 616a are provided along the axial direction of the main body 612, respectively. The guide grooves 614a and 616a are slidably fitted along guide rails 458 and 459 formed on the inner periphery of the casing body 450.
[0185]
In the spindle 630, the rotating body 632 and the protruding portion 634 are integrally formed by resin molding. The protruding portion 634 passes through the through hole 457 of the casing body 450, and the spline and the mounting portion 442 on the outer periphery of the protruding portion 634. And is fixed to the temperature control dial 440 via the. On the outer peripheral portion of the rotating main body 632, first and second male screw portions 636 and 638 screwed to the first and second female screw portions 622 and 624 are formed. Further, protrusions 639 are formed on the crests of the first and second male screw portions 636 and 638, as shown in FIG. The protrusion 639 is formed so as to be slightly in contact with the valleys of the first and second female screw portions 622 and 624 to provide sliding resistance.
[0186]
In order to change the target temperature of the mixed hot and cold water by using the configuration of the preload adjusting device 600, the temperature adjusting dial 440 is rotated in a predetermined direction using the installed temperature display provided on the outer peripheral portion of the temperature adjusting dial 440 as an index. The rotation of the temperature adjustment dial 440 causes the spindle 630 to rotate integrally with the temperature adjustment dial 440. As a result, the first and second external thread portions 636 and 638 on the outer peripheral portion of the spindle 630 are screwed with the first and second internal thread portions 622 and 624 of the liner 610. However, the rotation of the liner 610 is restricted by the first and second guide portions 614 and 616 and the guide rails 458 and 459, so that the liner 610 moves in the axial direction. The bias spring 550 is displaced by the axial movement of the liner 610. Due to the displacement of the bias spring 550, the movable valve body 560 is moved, and the temperature-sensitive spring 540 is displaced to a position where it is balanced with the temperature-sensitive spring 540, so that the target temperature is changed.
[0187]
In the operation of the preload adjusting device 600, the bias spring 550 receives the advance / retreat force in the same direction as the urging direction of the liner 610, and does not receive the torsional force. Therefore, even if the temperature-sensitive spring 540 has a small spring constant, a force for inclining the movable valve body 560 is not applied via the bias spring 550. As a result, the movable valve body 560 can perform a stable sliding operation even if the supporting force of the temperature-sensitive spring 540 and the bias spring 550 is weak.
In order to assemble the preload adjusting device 600, the spindle 630 is screwed into the liner 610, and the first and second guide portions 614, 616 of the liner 610 are aligned with the guide rails 458, 459 of the casing body 450. The protrusion 634 is aligned with the through hole 457, the liner 610 and the spindle 630 are inserted into the casing body 450, and the temperature adjustment dial 440 is attached. At this time, since the liner 610 and the spindle 630 are so-called double-threaded, the first and second male screw portions 636 and 638 and the first and second female screw portions 622 and 624 are involved in screwing of the screws. In addition, since the first and second female screw portions 622 and 624 have engaging ends at the positions of the first and second guide portions 614 and 616, automatic assembly can be easily performed using the engaging ends as marks. Easy. In addition, since the liner 610 may be inserted into the casing body 450 with the first and second guide portions 614 and 616 aligned with the guide rails 458 and 459, the liner 610 may be attached by other means, for example, through a spline. , The position can be surely adjusted.
Further, since the liner 610 and the spindle 630 are screwed through the double thread, the pitch thereof is large, and the screw can be easily screwed as described above, but the liner 610 is easily returned by the spring force of the bias spring 550. However, in the present embodiment, the protrusion 639 formed on the crests of the first and second male screw portions 636 and 638 becomes a sliding resistance with the troughs of the first and second female screw portions 622 and 624. The spindle 630 does not return due to the spring force of the bias spring 550. In addition, since the spindle 630 is formed of resin, it is easy to form the protrusion 639.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a hot water mixing apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between a processing temperature of a temperature-sensitive spring used in a hot and cold water mixing apparatus and a transformation temperature.
FIG. 3 is a sectional view showing a main part of the hot and cold water mixing apparatus of FIG.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between load characteristics of a temperature-sensitive spring.
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a spring constant of a temperature-sensitive spring and temperature.
FIG. 6 is a graph showing a reduced load and a virtual age of a temperature-sensitive spring obtained from an experiment on durability of the temperature-sensitive spring.
FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating characteristics of a shape of a movable valve body used in the hot and cold water mixing device.
FIG. 8 is an explanatory diagram illustrating characteristics of a shape of a water-side valve seat member used in the hot and cold water mixing device.
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating characteristics of a shape of a movable valve body in the hot and cold water mixing device.
FIG. 10 is an explanatory diagram showing characteristics of a shape of a movable valve body in the hot and cold water mixing apparatus.
FIG. 11 is a perspective view showing a broken state of the spacer.
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the water discharge temperature of the hot and cold water mixing apparatus and the supply pressure of low-temperature water or high-temperature water.
FIG. 13 is an explanatory view showing a spring receiving member.
FIG. 14 is an explanatory view showing another spring receiving member.
FIG. 15 is an explanatory view showing still another spring receiving member.
FIG. 16 is an explanatory view showing another spring receiving member.
FIG. 17 is an explanatory view showing still another spring receiving member.
FIG. 18 is an explanatory diagram showing a time constant of a temperature-sensitive spring.
FIG. 19 is an exploded perspective view showing a casing main body and a water-side valve seat member.
FIG. 20 is an exploded perspective view showing another casing body and a water-side valve seat member.
FIG. 21 is a sectional view showing a hot and cold water mixing apparatus provided with a preload adjusting mechanism.
FIG. 22 is a sectional view showing a hot and cold water mixing apparatus provided with another preload adjusting mechanism.
FIG. 23 is a graph showing the relationship between the water discharge temperature of the hot and cold water mixing device and the rotation angle of the cap for changing the target temperature.
FIG. 24 is a sectional view showing a hot and cold water mixing device having a movable valve body having a different shape.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a main part of a hot and cold water mixing apparatus using another spacer.
FIG. 26 is a perspective view showing the spacer of FIG. 25;
FIG. 27 is an explanatory diagram illustrating fins of the spacer of FIG. 25.
FIG. 28 is a perspective view showing the bias spring receiver of FIG. 25.
FIG. 29 is an explanatory diagram illustrating a position where a temperature sensor is disposed in the hot and cold water mixing apparatus.
FIG. 30 is an explanatory diagram illustrating a circumferential position where a temperature sensor is arranged.
FIG. 31 is a graph illustrating a temperature distribution in a hot and cold water mixing chamber in a hot and cold water mixing apparatus without a spacer.
FIG. 32 is a graph illustrating a temperature distribution in a hot and cold water mixing chamber in a hot and cold water mixing apparatus when a spacer is mounted.
FIG. 33 is a cross-sectional view showing a main part of a hot water mixing apparatus using another spacer.
FIG. 34 is a perspective view showing the spacer of FIG. 33.
FIG. 35 is a cross-sectional view showing a main part of a hot and cold water mixing apparatus using still another spacer.
FIG. 36 is a perspective view showing another spacer.
FIG. 37 is a sectional view showing a main part of a hot and cold water mixing apparatus using a spring receiving member according to still another embodiment.
FIG. 38 is a perspective view showing the temperature-sensitive spring receiving member of FIG. 37.
FIG. 39 is a perspective view showing another temperature-sensitive spring receiving member.
FIG. 40 is a sectional view showing a hot and cold water mixing apparatus according to still another embodiment.
FIG. 41 is a cross-sectional view showing the periphery of a movable valve body according to another embodiment.
FIG. 42 is a sectional view showing a modification of the bias spring receiving member of FIG. 40;
FIG. 43 is a sectional view showing a water faucet provided with a hot and cold water mixing valve according to still another embodiment.
FIG. 44 is a sectional view showing a main part of the hot and cold water mixing valve of FIG. 42;
FIG. 45 is an exploded perspective view showing a configuration of a main part of the hot and cold water mixing valve.
FIG. 46 is a cross-sectional view showing the periphery of a movable valve body of the hot and cold water mixing valve.
FIG. 47 is a plan view showing a casing body.
FIG. 48 is an explanatory diagram illustrating a state in which hot water flows in the hot water mixing valve.
FIG. 49 is a perspective view illustrating the vicinity of a movable valve body and a hot water side valve seat.
[Explanation of symbols]
10. Hot water mixing equipment
10B ... hot water mixing equipment
10C hot water mixing equipment
20 ... Outer casing
22Ha ... Sliding guide part
30 ... Inner casing
40 ... Cap
42 ... mounting recess
50: Casing body
250 ... Slide mechanism
58 ... Cutting
70: Water side valve seat member
70F: Water side valve seat member
70G: Water side valve seat member
70a ... Outflow hole
70Fa lid part
70Fb: Support recess
70Fd: Channel hole
71 ... inner wall
71Ga ... inner wall surface
72 ... engaging claw
74 ... Flange part
76… Retaining ring
80… Hot water mixing room
80a: room hot water passage
90… hot water mixing room
90 ... hot water inflow chamber
96 ... Slide room
102… Water introduction passage
106… water side port
106B: Water side port
108: Water side valve seat
108B: Water side valve seat
114 ... hot water channel
116 ... Hot water side port
116B: Hot water side port
118 ... hot water side valve seat
118B: Hot water side valve seat
132: Left support end
132a: Start end
134 right support end
152: Left support end
154: right support end
160… Movable valve
160B… Movable valve element
160F… Movable valve element
160G… Movable valve
160H… Movable valve element
160Ga: locking support
160Gb: Central base
160Gc: locking channel hole
160Hb: Channel hole
162: tubular part
164: Water side seating part
164B: Water side seating part
252 ... Support
256 ... screw
262: Male thread
260 ... rotating body
165 ... Connection part
217: Female thread
166: Hot water side seating part
216 ... Spring receiving part
218 ... Spline
166B ... hot water side seating part
220 ... first spring receiving member
230: second spring receiving member
222: body
226: Central top
224 ... Spring receiving part
229 ... hot water channel
228: Through-hole
232 ... shade support
234: Peripheral support
236 ... Spring receiving part
247 ... female screw part
248 ... Spline
238: Through-hole
242 ... engaging pin
168: annular locking portion
172 ... flow path
180 ... Spring receiving member
180B ... Spring receiving member
180C: Spring receiving member
180D: Spring receiving member
180F: Spring receiving member
180L ... resin member
180a: Spring receiving part
180Fa: channel hole
180Fb ... step
180Fc: Support projection
180La ... lid part
180La: Resin spring receiving lid part
180Lb: Temperature-sensitive spring receiving resin member
181a, 181b: Half-split member
181C: Resin body
182 ... Bottom part
184: inner cylinder
186: spiral step
186B: spiral groove
186D: spiral groove
186E ... recess
188 ... pin
189: Pin hole
190 ... Spacer
190B ... Spacer
190C ... spacer
190D spacer
190G ... spacer
190Gc: Channel hole
190Gd: spacer disk
190Ge: guide tube
190Gf: Spring receiving part
190Gg: Valve body pressing part
192 ... Spring receiving part
192B: Spring receiving part
192C: Spring receiving part
194 ... Legs
194B ... fin
194C ... fin
194D ... fin
220F… Liner
194G ... fin
195C: Spacer disk
220Fa: Support recess
195Ca: Spacer channel hole
195Da: Spacer channel hole
196 ... Inter-leg flow path
196B: Channel between fins
196C: Flow path between fins
197D: Conical guide part
198 ... through channel
198B: Through channel
198C: Spacer cylindrical part
198D: Spacer tubular part
198a: Spacer ridge
200: Preload adjustment mechanism
200A… Preload adjustment mechanism
210 ... Spring receiving member
210B: bias spring receiving member
210Ba ... fin
210F: bias spring receiving member
210Fa ... step
210Fb: Support projection
210G: bias spring receiving member
210Ga ... Shadow part
210Gb: Tip support projection
210Gc: cylindrical part
210Gd: annular recess
210J: bias spring receiving member
210Ja… Shadow part
210Je: Guide column
212 ... body part
214 ... outer peripheral support
220G… Liner
220H… Liner
220Ha ... Sliding guide
220J… Liner
220Ja guide tube
220Jb: Guide hole
300 ... Faucet
310 ... outer casing
400 hot and cold water mixing valve
410 ... heat insulation member
420 ... water introduction passage
424: cooling channel
430 hot water introduction flow path
431 ... gap
440: Temperature control dial
442 ... Mounting part
450 ... casing body
455 ... female screw part
457: Through-hole
462: Water side port
464: Water side connection part
472: Hot water side port
474 ... hot water side connection part
476: Guide protrusion
478: Hot water side valve seat
478a: Sheet surface
480: Water side valve seat member
481 ... recess
482: Valve seat body
484: Male thread
486… Water side valve seat
488: Spring receiving part
510… Hot water mixing room
520: Hot water inflow chamber
530 ... Slide room
544: Supporting end
546: Supporting end
554: Supporting end
560: movable valve
562: tubular part
564,566 ... Seat part
564: water side seating part
566: Hot water side seating part
568: annular locking portion
572 ... flow path section
574 ... Guide surface
580 ... Slip washer
590 ... Spacer
592: Spring receiving part
594 ... leg
596 ... Interleg flow path
598 ... through channel
600 Preload adjustment device
610… Liner
611 ... bottomed hole
612: tubular main body
614: 1st guide part
614a, 616a ... guide groove
615: Spring receiving part
616: 2nd guide part
622: first female screw portion
624: 2nd female screw part
630 ... Spindle
632: rotating body
634 ... projection
639 ... projection
800 ... switching valve
810 ... Support
820 ... Sleeve
822: Outflow port
824: Outflow port
830 ... Switching valve
832: Hole with bottom
834: Channel hole
836: Channel hole
840 ... Switching dial
844 connecting member
850: first flow path
852: Second passage

Claims (6)

高温水と低温水とを混合して目標設定温度の混合湯水を吐水する湯水混合装置において、
高温水を吐出する湯側ポートと低温水を吐出する水側ポートを有すると共に上記両ポートに連通する摺動孔を有するケーシング本体と、
上記摺動孔に摺動自在に嵌合し、上記湯側ポートから吐出される高温水と水側ポートから吐出される低温水との混合比を調節する可動弁体と、
所定の温度範囲において温度に応じてばね定数が変化する材料からなり、混合湯水の上昇温度に伴い湯の割合を減少させる方向へ上記可動弁体を付勢する一端部を有する感温ばねと、
上記可動弁体を上記方向とは反対方向に付勢するバイアスばねと、
上記感温ばねの上記一端部と反対側の他端部に当接して感温ばねをケーシング本体内に組み付けるための取付部材と、
を備え、
上記取付部材は、感温ばねの上記他端部に当接した状態にて感温ばねの伸縮方向に移動してケーシング本体に固定されることにより、感温ばねをケーシング本体内に組み付ける構成を備えたことを特徴とする湯水混合装置。In a hot water mixing device that mixes high temperature water and low temperature water and discharges mixed water at a target set temperature,
A casing body having a hot-water port for discharging high-temperature water and a water-side port for discharging low-temperature water, and having a sliding hole communicating with both ports;
A movable valve body that is slidably fitted in the sliding hole and adjusts a mixing ratio of high-temperature water discharged from the hot water-side port and low-temperature water discharged from the water-side port;
A temperature-sensitive spring made of a material whose spring constant changes in accordance with the temperature in a predetermined temperature range, and having one end for urging the movable valve body in a direction to decrease the proportion of hot water with the rising temperature of the mixed hot water,
A bias spring for urging the movable valve body in a direction opposite to the direction,
An attachment member for assembling the temperature-sensitive spring in the casing body by contacting the other end of the temperature-sensitive spring opposite to the one end ;
With
The mounting member is configured to move in the direction of expansion and contraction of the temperature-sensitive spring and affix the temperature-sensitive spring to the casing body in a state in which the temperature-sensitive spring is in contact with the other end of the temperature-sensitive spring. A hot and cold water mixing device comprising: 上記取付部材は、上記感温ばねの上記他端部を可動弁体側に押圧しながら感温ばねの伸縮方向に移動することにより、上記ケーシング本体に固定されるように構成した請求項１に記載の湯水混合装置。The said attachment member was comprised so that it may be fixed to the said casing main body by moving the said other end part of the said temperature sensitive spring in the expansion-contraction direction of a temperature sensitive spring, pressing the movable valve body side. Hot water mixing equipment. 取付部材は、係合爪を備え、ケーシング本体は、上記係合爪に係合する凹所を備え、
上記係合爪を凹所に係合させることにより取付部材がケーシング本体に固定されるように構成した請求項１または請求項２に記載の湯水混合装置。The mounting member includes an engaging claw, and the casing body includes a recess that engages with the engaging claw.
3. The hot and cold water mixing apparatus according to claim 1, wherein the mounting member is fixed to the casing body by engaging the engaging claw with the recess. ケーシング本体は、切り割を備え、取付部材は、切り割に一致するように設けられた切り溝を備え、
上記切り割を切り溝に一致させた状態にて、切り溝と切り割とにわたって介在することで取付部材をケーシング本体に固定する止め輪を備えた請求項１または請求項２に記載の湯水混合装置。The casing body has a cut, and the mounting member has a cut groove provided to match the cut,
The hot and cold water mixing according to claim 1 or 2, further comprising: a retaining ring that fixes the mounting member to the casing body by interposing the cut groove and the cut groove in a state where the cut line matches the cut groove. apparatus. 高温水と低温水とを混合して目標設定温度の混合湯水を吐水する湯水混合装置において、
高温水を吐出する湯側ポートと低温水を吐出する水側ポートを有すると共に上記両ポートに連通する摺動孔を有するケーシング本体と、
上記摺動孔に摺動自在に嵌合し、上記湯側ポートから吐出される高温水と水側ポートから吐出される低温水との混合比を調節する可動弁体と、
所定の温度範囲において温度に応じてばね定数が変化する材料からなり、混合湯水の上昇温度に伴い湯の割合を減少させる方向へ上記可動弁体を付勢する一端部を有する感温ばねと、
上記可動弁体を上記方向とは反対方向に付勢するバイアスばねと、
感温ばねの上記一端部と反対側の他端部に当接してケーシング本体内に組み付けるための部材であり、ケーシング本体にねじ込んで感温ばねの伸縮方向に移動させることによりケーシング本体に固定される取付部材と、
を備え、
上記取付部材は、感温ばねの上記他端部との当接面を感温ばねより摩擦係数の小さい摺動面としたことを特徴とする湯水混合装置。In a hot water mixing device that mixes high temperature water and low temperature water and discharges mixed water at a target set temperature,
A casing body having a hot-water port for discharging high-temperature water and a water-side port for discharging low-temperature water, and having a sliding hole communicating with both ports;
A movable valve body that is slidably fitted in the sliding hole and adjusts a mixing ratio of high-temperature water discharged from the hot water-side port and low-temperature water discharged from the water-side port;
A temperature-sensitive spring made of a material whose spring constant changes in accordance with the temperature in a predetermined temperature range, and having one end for urging the movable valve body in a direction to decrease the proportion of hot water with the rising temperature of the mixed hot water,
A bias spring for urging the movable valve body in a direction opposite to the direction,
A member for abutting the other end of the temperature-sensitive spring opposite to the one end , and for assembling the inside of the casing main body. Mounting member,
With
The hot-water mixing device, wherein the mounting member has a contact surface with the other end of the temperature-sensitive spring as a sliding surface having a smaller coefficient of friction than the temperature-sensitive spring. 上記摺動面は、取付部材と別体の摺動部材により形成されている請求項５に記載の湯水混合装置。The hot and cold water mixing apparatus according to claim 5, wherein the sliding surface is formed by a sliding member separate from the mounting member.
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