JP4785203B2 - 湯水混合栓 - Google Patents

Description

本発明は、湯水混合栓の技術に関する。

従来から、温度によりばね係数が変化する形状記憶合金製ばねにより、湯と水との混合比を変化させる可動弁体を付勢することで湯水混合物の温度を制御する湯水混合栓が利用されている。このような湯水混合栓は、例えば、特許文献１に開示されている。ここで、特許文献１に記載されている湯水混合栓の構成を図４に示して説明する。

図４に示すように、特許文献１の湯水混合栓は、筒状のケーシング３に制御弁機構を装着する構成を採用している。ケーシング３の筒壁には、湯が流入される湯流入口ａと、水が流入される水流入口ｂとが軸方向に並列して形成され、湯流入口ａの内側の位置に湯弁座３ａが形成され、水流入口の内側の位置に水弁座３ｂが形成されている。また、ケーシング３の一方の端部には、湯流入口ａおよび水流入口ｂに連通する混合室１３が形成され、他方の端部には、ユーザからの温度設定を受け付ける温調手段３３０が設けられている。
ケーシング３に形成された湯弁座３ａと水弁座３ｂとの間には、ケーシングの軸方向に移動可能な制御弁体３００が組み込まれている。この制御弁体３００は、一方の端部が温調手段３３０に当接したバイアスばね３１０からの荷重を受け、他方の端部が混合室１３に配置された形状記憶合金製ばね（感温ばね）３２０からの荷重を受け、バイアスばね３１０および感温ばね３２０から受ける荷重のバランスにより、湯流入口ａおよび水流入口ｂの開閉割合を変化させる。

そして、ユーザは、温調手段３３０を操作し、制御弁体３００の位置を調整することにより、湯流入口および前記水流入口の開閉割合を変化させて湯水混合栓から吐出される混合水の温度を設定する。そして、例えば、温調手段３３０により所望の設定温度に設定した状態において、水圧の低下などで流入してくる水の流量が減少するなどして、混合室１３内における混合水の温度が上昇したとする。この場合、混合室１３に配置された感温ばね３２０が発生荷重を大きくするよう作動して制御弁体の位置を移動させ、湯流入口および水流入口の開閉割合を変化させることで混合水の温度を制御する。
特開平２００６−３０７９７１号公報

ところで、湯水混合栓では、吐出する混合水の流量を増加させようとすれば、湯水混合栓内に流入する湯・水の量を増加させる必要がある。
しかし、湯水混合栓内を流れる湯・水の流量が増加すると、湯水混合栓内部の部品やケーシングが受ける圧力も増加するため、湯水混合栓が故障する可能性を高めてしまうという問題を有している。
そして湯水混合栓、例えば、湯水混合栓のケーシングの一部が破損すれば、そこから湯漏れや、水漏れを起こしてしまう。また、例えば、湯水混合栓の内部の制御弁体を構成する部品が破損すれば、弁体の制御性が悪化して、正確な温度調整ができなくなる。
なお、上述した従来技術の湯水混合栓は、耐久性を向上させることについて特に考慮されていない。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、湯水混合栓の耐久性を高めることにある。

上記課題を解決するための本発明は、温度調節の操作を受け付ける温調ダイヤルと、前記温調ダイヤルの操作により湯水の温度を調整する制御弁機構と、湯流入口および水流入口が形成され、前記制御弁機構が収蔵されるケーシングとを備えた本体部と、を備えた湯水混合栓に適用される。
そして、前記ケーシングは、一方の端部の軸心部に孔が開口され、前記本体部は、ばね定数が一定の材質の素材よりなる付勢体と、温度変化に応じて伸縮作動するアクチュエータと、一方の端部に前記付勢体からの荷重を受け、他方の端部に前記アクチュエータからの荷重を受け、前記付勢体および前記アクチュエータから受ける荷重のバランスにより、前記湯流入口および前記水流入口の開閉割合を変化させる制御弁体と、一方が前記温調ダイヤルに固定され、該温調ダイヤルの回転に応じて前記付勢体を移動させて前記制御弁体に荷重を加えて前記制御弁体の位置を設定する、円筒状に形成された温調手段とを備え、前記温調手段は、円筒状の一端に上面が形成され、前記上面の中心部には、前記温調ダイヤルに固定される略円柱状のつまみが形成され、前記上面の該つまみの周辺部に、該つまみと同心の円形凹状の溝が形成され、前記温調手段は、前記ケーシングの一方の端部の内側に、前記ケーシングと同軸に配置されるとともに、前記ケーシングの一方の端部に開口された孔に、前記つまみが回転自在に挿入され、前記温調手段の上面と、前記ケーシングの一方の端部との間に、前記上面に形成された溝を覆う、スペーサが挟持されていることを特徴とする。

このように、本発明では、円筒状の形成された温調手段の上面のつまみの周辺部に、つまみと同心の円形凹状の溝を形成し、さらに、温調手段の上面と、スペーサの一方の端部との間に、当該上面に形成された溝を覆う、スペーサが挟持されていることに特徴がある。
この構成により、ケーシングの中で強度が弱い、一方の端部に開口された孔の周辺部が受ける荷重（湯水混合栓の内部からの荷重、或いはつまみが引張られたときの引力）が軽減されるため、そのケーシングに形成された孔の周辺部が破損する可能性を軽減できる。すなわち、この構成を採用することにより、ケーシングの破損により生じる湯漏れや水漏れが発生する可能性を軽減できるようになる。

また、上記課題を解決するための本発明は、湯流入口、水流入口が形成されたケーシングと、前記ケーシング内に装着される本体部とを備えた湯水混合栓において、前記本体部は、ばね定数が一定の材質の素材よりなる付勢体と、温度変化に応じて伸縮作動するアクチュエータと、一方の端部に前記付勢体からの荷重を受け、他方の端部に前記アクチュエータからの荷重を受け、前記付勢体および前記アクチュエータから受ける荷重のバランスにより、前記湯流入口および前記水流入口の開閉割合を変化させる制御弁体と、前記アクチュエータの一端を支持する支持面が形成されたホルダと、前記アクチュエータの他端を支持する支持面が形成されたばね受け座とを備え、前記ケーシング内部には、前記湯流入口からの湯および前記水流入口からの水を混合する混合室が設けられ、前記アクチュエータは、前記混合室内に形成された前記ばね受け座の前記支持面と、前記ホルダの前記支持面との間に支持され、前記ホルダに形成された前記支持面の反対面と、前記制御弁体の前記他方の端部との間に補強部材を挟持させたことを特徴とする。

このように、本発明は、制御弁体と、アクチュエータを支持するホルダとの間に補強部材を設置する構成により、ホルダの強度を向上させ、ホルダの破損を防止した点に特徴がある。
具体的には、アクチュエータを支持するホルダが破損した場合、湯水混合栓の制御弁体は、付勢体からの荷重だけを受けるため、吐出口から高温の混合水が吐出されてしまうという問題があった。そのため、本発明の構成によりホルダの強度を向上させることにより、ホルダが破損した場合に生じる、ユーザが予期しない高温の混合水が吐出する可能性を軽減させるようにした。

また、前記補強部材は、前記ホルダの前記支持面の反対面の略全体を覆う金属製ワッシャーであり、前記ホルダは樹脂製であることが望ましい。
このように、補強部材を上記形状にすれば、体積の少ない部品で、ホルダの強度を向上させることができる。したがって、この構成によれば、ホルダを強化するだけでなく、ホルダが小型化される為、混合室のスペースが十分に確保でき、それにより、湯水混合栓の小型化にも貢献することができる。

また、前記補強部材は、前記ホルダの前記支持面の反対面の略全体を覆うワッシャーであって、前記補強部材と前記ホルダとは、それぞれ異なる材質の材料により成形されていることが望ましい。
例えば、ホルダを樹脂にして補強部材を金属にて形成することが挙げられ、補強部材は、ホルダよりも、強度、硬度が高い反面、アクチュエータとは接触しないため熱伝導が抑えられ、温調性能が悪くなることを防止できる。なお、補強部材は、ホルダよりも熱伝導率の低い材料を選択すればよく、補強部材を樹脂製にする場合には、添加剤等を用いて熱伝導率が低くなるように物性値を可変させてもよい。このように、補強部材にホルダと異なる材質のものを用いるようにしても、補強部材は、ホルダよりも体積が小さいためコスト負担を抑えることができる。

このように、本発明の湯水混合栓によれば、湯水混合栓の耐久性を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の湯水混合栓の要部の縦断面図であり、（ａ）図は湯水混合栓の本体部の縦断面図であり、（ｂ）図は、（ａ）図に示した縦断面図のうち蓋体１ａおよび調整ネジ８の部分を拡大した図である。また、図２は、本発明の実施形態の湯水混合栓の主要な構成部品の概略図である。

図示するように、湯水混合栓は、筒状のケーシング１に、制御弁機構を収蔵せしめるように組み立てられている。なお、ケーシング１は、筒状の本体１ｂと、本体１ｂの一端側に取り付ける蓋体１ａと、本体１ｂの他端側に取り付ける弁座部材１ｃとにより円筒状に形成される。

ケーシング１の筒壁には、湯が流入される湯流入口ａと、水が流入される水流入口ｂとが軸方向に並列して形成されている。また、ケーシング１の湯流入口ａ内側からケーシング１の一方の端部（図１では下端部）に向かっては、湯流入口ａおよび水流入口ｂに連通する混合室１３が形成されている。混合室１３は、後述するホルダ７００の上流側の上流側混合室１３ａと、ホルダ７００より下流側であってアクチュエータ５が配置される下流側混合室１３ｂとから形成されており、この下流側混合室１３ｂの端部には、混合水を吐出するための混合水出口ｃが形成されている。湯流入口ａから流入した湯と、水流入口ｂから流入した水とは、それぞれ、混合室１３に流れ、混合室１３内で水と湯とが混合され、混合水出口ｃから吐出される。

ケーシング１には、湯流入口ａの内側の位置に湯弁座１０ａが形成され、水流入口ｂの内側の位置に水弁座１０ｂが形成されている。そして、ケーシング１に形成された湯弁座１０ａと水弁座１０ｂとの間には、ケーシング１の軸方向に移動可能な、制御弁体２が組み込まれている。制御弁体２は、筒状に形成され、その筒壁の一端縁（図１上端縁）に湯弁２ａが形成され、他端縁（図１下端縁）に水弁２ｂが形成されている。

また、ケーシング１の内部には、制御弁体２を水弁座１０ｂ側に付勢する付勢体４と、制御弁体２を湯弁座１０ａ側に付勢するアクチュエータ５とが組み込まれている。
付勢体４は、ばね定数が一定の材質の素材により形成されている。付勢体４の具体的な構成について特に限定しないが、本実施形態では、付勢体４に、ばね定数がそれぞれ一定の材質により成形されたコイルばねを内側と外側に並列して用いた場合を例にとって説明する。
アクチュエータ５は、温度変化に応じて伸縮作動をする。アクチュエータ５の具体的な構成について特に限定しないが、本実施形態では、アクチュエータ５には、温度に応じてばね定数が変化する材質の素材により形成された形状記憶合金製ばね（ＳＭＡ（Shape memory alloy）ばね）を用いる場合を例にとって説明する。

そして、制御弁体２は、付勢体４およびアクチュエータ５から受ける荷重のバランスにより、湯弁２ａと湯弁座１０ａとの間隔と、水弁２ｂと水弁座１０ｂとの間隔とを調整する。この構成により、湯水混合栓は、湯流入口ａから流入する湯と、水流入口ｂから流入する水との混合比を調節する。

また、ケーシング１の内部には、温調ダイヤルＤからの回転動作を受け、その回転動作に応じ、付勢体４に与える軸方向の荷重を変更し、制御弁体２の軸方向の位置を調整する温調手段（調整ネジ８、調整ネジ軸９）が組み込まれている。これにより、ユーザは、温調ダイヤルＤを操作することにより、所望する温度の混合水が吐出するように、制御弁体２の位置を設定したり、変更したりできる。
また、本実施形態は、温調手段を構成する調整ネジ８のつまみ８２の周りに、凹状の溝部８３を設け、ケーシング１の蓋体１ａと調整ネジ８との間に、溝部８３を覆うようにスペーサ１００を配置していている（具体的な構成は後段で詳細に説明する）。
この構成により、ケーシング１の中で強度が弱い蓋体１ａの孔１２周辺部が受ける荷重（湯水混合栓の内部からの荷重、或いはつまみ８２が引張られたときの引力）を軽減させることができ、それにより、ケーシング１の破損により生じる湯漏れや水漏れの発生を防止することができる。

また、上述のアクチュエータ５は、混合室１３の内部に形成されたばね受座７１と、ホルダ７００との間で支持される。
そして、本実施形態では、混合室１３に配置されるアクチュエータ５を支持するホルダ７００と、アクチュエータ５により軸方向に付勢される制御弁体２との間に補強部材１２０が取り付けられている。この構成により、アクチュエータ５から圧力を受けるホルダ７００の強度を向上させている。

つぎに、本実施形態の湯水混合栓の構成を詳細に説明する。

図示するように、湯水混合栓は、ケーシング１（蓋体１ａ、本体１ｂ、弁座部材１ｃ）を備える。そして、ケーシング１には、スペーサ１００と、調整ネジ８と、調整ネジ８に螺合する調整ネジ軸９と、制御弁体２と、付勢体４と、付勢体４を支持する２つのばね受座７２、７３と、アクチュエータ５と、アクチュエータ５の一端（図２、３において上側）を支持するホルダ７００と、補強部材１２０と、軒筒状の支持部材６とが組み込まれる。

まず、ケーシング１について説明する。ケーシング１は、樹脂材・金属材等を加工して成形され、円筒状の蓋体１ａと、円筒状の本体１ｂと、円筒状の弁座部材１ｃとを備える。

蓋体１ａは、一端が開放され、他端に上面１１が形成された円筒形状に形成されている。蓋体１ａの上面１１の中心には、孔１２が開口している。

本体１ｂの筒壁には、湯流入口ａと水流入口ｂとが軸方向に並列して形成され、その湯流入口ａの内側位置には湯弁座１０ａが形成されている。水流入口ｂの内側に形成する水弁座１０ｂは、本体１ｂに螺合する弁座部材１ｃの内端縁に形成されている。また、本体１ｂの一端側（図１、２において上側）の内周面には、調整ネジ軸９の回転方向の動きを規制するスプライン溝１９が設けられている。

弁座部材１ｃは、一端部に本体１ｂに螺合する雄ネジ２６（図３参照）が形成され、他端に弁座保持部１７０が形成されている。
弁座保持部１７０は、弁座部材１ｃの軸芯部位に配置された、円盤状のばね受座７１と、ばね受座７１の直径方向に延びるリブ１７２とにより構成されている。リブ１７２は、弁座部材１ｃの円筒部に一体的に結合している。
弁座部材１ｃの弁座保持部１７０が形成されている端部の軸方向と直交面には、ばね受座７１を中心に、円周状に複数の混合水出口ｃが形成される。
また、図１に示すように、弁座部材１ｃの筒状の内腔は、湯流入口ａ及び水流入口ｂから流入する湯と水とを混合する混合室１３を形成している。また、弁座部材１ｃの内面側には、ばね受座７１の軸芯部位に軸線方向に沿うガイド穴１８が形成されている。

つぎに、本実施形態の特徴的な構成である、調整ネジ８およびスペーサ１００を説明する。

調整ネジ８は、一端が開放され、他端に上面８１が形成された円筒形状に形成されている。上面８１の一方面（スペーサ１００と当接する面）の軸心部には、略円柱状のつまみ８２が形成されている。このつまみ８２は、温調ダイヤルＤに固定される。
また、上面８１のつまみ８２の周辺には、つまみ８２と同心の円形の凹状の溝部８３が形成されている（図１（ｂ）、図２参照）。この溝部８３の構成により、調整ネジ８の上面８１は、調整ネジ８の軸心との直交面を基準にすると、つまみ周辺部（内周面）が外周面より低くなる。
また、調整ネジ８は、円筒状の内周面に、調整ネジ軸９と螺合する雌ネジ８５が形成されている。

スペーサ１００は、円盤状に形成され、その中心部に調整ネジ８のつまみ８２を挿入する孔１０１が開口されている。なお、スペーサ１００の直径は、調整ネジ８の上面８１に形成された円形の溝部８３の直径より大きく、調整ネジ８の上面８１の直径より小さいものとする。また、スペーサ１００は、調整ネジ８の上面８１に配置された際に、上面８１に形成された溝部８３を覆う形状寸法に形成されている。例えば、このスペーサ１００としては、樹脂製のワッシャーなど摺動抵抗の小さいものを用いることができる。

つぎに、調整ネジ８およびスペーサ１００をケーシング１に組み込んだ場合の配置について説明する。
調整ネジ８のつまみ８２をスペーサ１００の孔１０１を挿入し、調整ネジ８の上面８１にスペーサ１００を配置する。その際、スペーサ１００は、調整ねじ８との同軸が出やすく組み立て等が容易となるように、孔１０１の径は調整ねじ８のつまみ８２の軸の下端に嵌り込む大きさであり、これにより、溝部８３はスペーサ１００に覆われる。そして、調整ネジ８の上面８１にスペーサ１００を配置した状態で、蓋体１ａの開放面から上面１１に向け、つまみ８２を上面１１の孔１２に回転自在に嵌挿し、蓋体１ａの上面１１の内側にスペーサ１００を当接させる。さらに、蓋体１ａにホ体１ｂを螺合させると、調整ネジ８の筒状の開放端８４が、本体１ｂのスプライン溝１９の端部１９ａに支持される。これにより、調整ネジ８は、蓋体１ａの上面１１と、本体１ｂのスプライン溝１９の端部１９ａとの間に支持され、ケーシング１の内部に、ケーシング１と同軸に配置される。

上記のように、調整ネジ８に溝部８３を設けるとともに、調整ネジ８と蓋体１ａとの間にスペーサ１００を挟むようにしたのは以下の理由による。
ケーシング１の上端（図１、２では上側）の蓋体１ａの上面１１は、湯水混合栓の内部圧力により、押し上げられる方向（図１に示すＹ方向）の荷重を受ける。また、ユーザが温調ダイヤルＤを引張ることがあり、この場合に蓋体１ａの上面１１は、押し上げられる方向（図１に示すＹ方向）の荷重を受ける。従来の湯水混合栓は、内部圧力が高くなると、強度が弱い蓋体１ａの孔１２の周辺部が中央に押し上げられて破損する可能性があった。また、従来の湯水混合栓は、ユーザが温調ダイヤルＤ（温調ダイヤルＤに固定されている調整ネジ８のつまみ８２）を引っ張ることにより、強度が弱い蓋体１ａの上面１１の孔１２の周辺部が中央に押し上げられて破損する可能性があった。
そこで、本実施形態では、調整ネジ８の上面８１に形成されたつまみ８２の周りに、凹状の溝部８３を設け、スペーサ１００で溝部８３を覆った上で、蓋体ａの孔１２につまみ８２を挿入するようにした。
これによりケーシング１の中で強度が弱い蓋体１ａの孔１２周辺部が受ける荷重（湯水混合栓の内部からの荷重、また、つまみ８２が引張られたときに受ける荷重）が軽減され、蓋体１ａの孔１２の周辺部が破損する可能性を低減できる。すなわち、この構成により、湯水混合栓の内部からの荷重は、ケーシング１の蓋体１ａの上面１１のうちの強度が強い外周面で受けるようになる。
このように、本実施形態では、ケーシング１の強度を向上させることができるため、ケーシングの破損により生じる湯漏れや水漏れの発生を防止することができる。特に、本実施形態では、ケーシング１の蓋体１ａの上面１１には湯弁座１０ａから流入した高温の湯が溜まりやすいが、ケーシング１の強度が向上したことにより、その溜まっている高温の湯がケーシング１の外へ噴出することを防止することができる。

つぎに、調整ネジ軸９の構成を説明する。図２に示すように、調整ネジ軸９は、円筒状に形成されている。調整ネジ軸９は、一端が開放され、他端には、付勢体４を支持するばね受座７３に当接する支持部９０が形成されている。支持部９０の中心部には、孔９３が開口している。
また、調整ネジ軸９は、他端の外周面に調整ネジ８の円筒状の内周に形成された雌ネジ８５（図１（ｂ）参照）と螺合する雄ネジ９２が形成されている。また、調整ネジ軸９は、軸方向の略中心の外周面に、本体１ｂの内周面に形成されたスプライン溝１９と嵌合する溝部９１が形成されている。また、一端には、下端が径方向に広がるテーパ状のスカート部９４が形成されている。

つぎに、調整ネジ軸９のケーシング１内での配置を説明する。調整ネジ軸９は、ケーシング１ａに組み込まれた調整ネジ８の内周に形成された雌ネジ８５に、雄ネジ９２が螺合され、かつ溝部９１が本体１ｂに形成されたスプライン溝１９と嵌合することにより、ケーシング１に組み込まれる。
このように組み込まれた調整ネジ軸９は、調整ネジ８の回転動作に応じて、ケーシング１の軸方向を往復移動する。なお、調整ネジ軸９がケーシング１内の軸方向を往復動作する際、支持部材６及び係止部材６２は、孔９３内を上下移動する。
調整ネジ軸９は、調整ネジ８の回転動作に応じて、支持部９０に当接するばね受座７３を介して、付勢体４の軸方向の長さを可変し、付勢体４の反発力を可変する。
このように、調整ネジ軸９は、温調ダイヤルＤからの回転動作を受ける調整ネジ８と共に、付勢体４の軸方向にかける荷重（付勢体４の反発力）を変更することにより、制御弁体２の軸方向の位置を調整する。

なお、調整ネジ軸９は、図１に示すように、ケーシング１に組み込んだ際、スカート部９４が、湯流入口ａから混合室１３に至る湯側通路に配置される長さになされている。

このように、湯流入口ａから混合室１３までの間に、一端が径方向に広がるテーパ状に形成されたスカート部９４を設けることにより、湯流入口から混合室に至る湯路通路に障害物を配置することができる。この構成により、湯水が混合する前に乱流を発生させることができるため、その後の湯水の混合が促進され、その結果、アクチュエータ５の感知温度の適正化を図ることができる。
また、湯路通路に、流水抵抗（圧力損失）となるスカート部９４を設けることにより、混合室１３に向かう湯の勢い（圧力）を低下させることができる。そのため、本実施形態によれば、湯流入口ａからの流入する湯の圧力が急激に上昇しても、スカート部９４により、混合室１３に流入する湯量の増加が抑制されるため、制御弁体２が水弁側を広げるために移動する距離（水弁２ｂと水弁座１０ｂとの間隔を広げるために移動する距離）を短くすることができる（温度調節を短時間で行えるようになる）。すなわち、本実施形態によれば、流水抵抗（圧力損失）となるスカート部９４を設けることにより、湯圧変動による影響を軽減でき、その結果、温調性能が向上する。
また、湯路通路に、流水抵抗（圧力損失）となるスカート部９４を設けることにより、混合室１３へ流入する湯量を制限することができる。したがって、湯圧が急激に上昇した場合であっても所定流量以上の湯が混合室１３に流れ込まないため、急激な湯量の増大によるアクチュエータ５の急作動を防止することができる。これにより、本実施形態によれば、オーバーシュート及びアンダーシュートを繰り返すようなハンチングを起こし難くなり、温度制御の精度が向上する。
また、上記構成により、制御弁体２に湯が直接当たる面積を小さくできるため、流入された湯による制御弁体の動作への影響を少なくでき、温度制御の精度を向上させることができる。

つぎに、付勢体４、制御弁体２、アクチュエータ５、ホルダ７００、および補強部材１２０について説明する。

付勢体４は、ばね受座７２を介し、制御弁体２を水弁座１０ｂ側に付勢する。なお、付勢体４は、アクチュエータ５とバランスする付勢体であれば、どんな形状でもよいが、本実施形態では、線状のばね材をコイル状に成形したバイアスばねを用いている。

制御弁体２は、筒状弁体に形成され、それの筒壁の一端縁（図１、２において上端縁）に湯弁２ａを形成され他端縁に水弁２ｂを形成されている。また、制御弁体２の軸芯部位には軸筒部２０が形成されている。

アクチュエータ５は、ＳＭＡばねにより構成されている。具体的には、アクチュエータ５には、線材を大径に巻いたコイル状のＳＭＡばね５ａと、線材を小径に巻いたコイル状のＳＭＡばね５ｂとにより構成されるものを用いる。そして、アクチュエータ５は、２つのコイル状のＳＭＡばね５ａ、５ｂを同軸状に並列する２重のコイル状に組み合わせた状態で利用される。具体的には、ＳＭＡばね５ａおよびＳＭＡばね５ｂは、２重のコイル状に組み合わせた状態で、ホルダ７００と、弁座部材１ｃに形成されたばね受座７１とに挟持される。

ホルダ７００は、アクチュエータ５を支持するばね受座７０を備え、ばね受座７０の一方の面（アクチュエータ５を支持する面）には、下方に延設された円筒状のカバー７が設けられている（図２参照）。この円筒状のカバー７は、樹脂材によりばね受座７０と一緒に成形するなどして、ばね受座７０と一体に連続させて形成されている。

補強部材１２０は、円盤状に形成され、中心部に支持部材６を挿入するための孔が形成されている。補強部材１２０の一方の面は、ホルダ７００の、アクチュエータ５の支持面と反対側の面に当接し、他方の面は、制御弁体２の筒軸部２０の端部に当接する。また、補強部材１２０は、ホルダ７００の、アクチュエータ５の支持面と反対側の面の略全体を覆う形状に形成されている。

このように、制御弁体２の端部と、アクチュエータ５を支持するホルダ７００との間に補強部材１２０を設置する構成により、ホルダ７００の強度が向上され、ホルダ７００が破損する可能性を低減できる。
なお、このように、ホルダ７００の強度を向上させるようにしたのは、ホルダ７００が破損すると、ユーザが予期しない高温の混合水を吐出させる可能性があるためである。
具体的には、混合室１３に配置されたアクチュエータ５を支持するホルダ７００が破損すると、制御弁体２は、アクチュエータ５からの荷重を受けられなくなる。これにより、制御弁体２は、付勢体４からの荷重だけを受けることになるため、水弁座１０ｂ側に一方的に付勢される。その結果、湯流入口ａ側だけが開放されるようになり、ユーザが予期していない、高温の混合水が吐出されてしまう。そのため、本実施形態では、ホルダ７００の強度を強化することにより、ユーザが予期していない、高温の混合水が吐出されてしまう可能性を低減させた。

補強部材１２０の具体的な構成について、特に限定しないが、例えば、ホルダ７００の、アクチュエータ５の支持面と反対側の面の略全体を覆うステンレス鋼（ＳＵＳ）製のワッシャーを用いるようにしてもよい。
このように、補強部材１２０をＳＵＳ製のワッシャーの形状にすれば、樹脂製のホルダ７００に比べて体積の少ない部品で、ホルダ７００の強度を向上させることができる。
したがって、本実施形態の構成によれば、ホルダ７００の強度を向上させるために混合室１３のスペースを増加させる必要がない。すなわち、本実施形態では、ホルダ７００を強化するだけでなく、併せて湯水混合栓の小型化にも貢献することができる。
なお、ホルダ７００の厚みを増加させることで、ホルダ７００の強度を向上させることもできる。しかし、このようにした場合、ホルダ７００の体積が増加するため、湯水を混合する上流側混合室１３ａの空間が少なくなる。そのため、ホルダ７００の厚みを増加させる場合、上流側混合室１３ａの容積を増加させないと、温度制御の精度を悪化させてしまうという別の問題を生じさせてしまう。

また、補強部材１２０に、金属製のものを用いるようにしてもよい。このように補強部材１２０を金属製にすることにより、長時間あるいは繰り返し高温高圧の湯が当たることにより生じる熱疲労の発生を防止できる。

また、補強部材１２０は、ホルダ７００と異なる材料により成形されるようにしてもよい。例えば、補強部材１２０は、ホルダ７００よりも、強度、硬度が高いものや、熱伝導率や表面摩擦係数の低い材料により成形されるようにしてもよい。また、例えば、補強部材１２０に、添加剤等を加えて、前記の物性値を変化させた樹脂性のものを用いるようにしてもよい。
なお、上述したように、補強部材１２０は、ホルダ７００よりも体積が小さいため、強度が強い材料により成形したとしてもコスト負担を抑えることができる。

つぎに、支持部材６、付勢体４、ばね受座７２、ばね受座７３、制御弁体２、補強部材１２０、ホルダ７００、およびアクチュエータ５のケーシング１内での配置を説明する。

２つのバネ受座７３、７２の間に支持された付勢体４は、支持部材６に摺動自在に嵌挿される。そして、支持部材６の上端部（図１、２における上端部）にＥ型止め輪等の係止部材６２が固着し、バネ受座７３に支持された付勢体４の上方への動きを規制する。また、制御弁体２は、軸筒部２０の一方がバネ受座７２に当接されるように支持部材６に嵌挿される。さらに、補強部材１２０は、制御弁体２の軸筒部２０の他方に当接するように支持部材６に嵌挿される。ホルダ７００は、補強部材１２０に当接するように支持部材６に嵌挿される。
そして、バネ受座７２、制御弁体２、補強部材１２０、およびホルダ７００は、制御弁体２の軸筒部２０の一方がバネ受座７２に当接し、軸筒部２０の他方が補強部材１２０の一方と当接し、補強部材１２０の他方がホルダ７００とが当接した状態で、Ｅ型止め輪等の係止部材６３により、支持部材６に固定される。

そして、支持部材６に、付勢体４、ばね受座７２、ばね受座７３、制御弁体２、補強部材１２０、およびホルダ７００を取り付けた状態で、蓋体１ａおよび本体１ｂに組み込まれている調整ネジ軸９の支持部９０にばね受座７３が当接するように、円筒状の調整ネジ軸９の筒内に支持部材６を嵌挿する。
さらに、ホルダ７００にアクチュエータ５の一端を支持させ、アクチュエータ５の他端が、弁座部材１ｃに形成されたバネ受座７１に支持されるように、支持部材６の下端側（図１、２における下側）をガイド穴１８に摺動自在に嵌装する。
なお、２つのＳＭＡばね５ａ、５ｂにより構成されるアクチュエータ５は、以下にようにホルダ７００およびばね受座７１に支持される。
具体的には、ホルダ７００のカバー７の外周側に大径のコイル状のＳＭＡばね５ａを挿入し、カバー７の内周側に小径のコイル状のＳＭＡばね５ｂを挿入する。そして、ばね受座７０と、弁座部材１ｃのばね受座７１との間に、ＳＭＡばね５ａおよびＳＭＡばね５ｂを挟持させる。

続いて、図３を用いて、本実施形態の湯水混合栓の動作を説明する。
図３は、本実施形態の動作を説明するための湯水混合栓の断面図である。なお、図３では、（ａ）図に、湯水混合栓の制御弁体が水弁座を閉め切った状態における縦断正面図を示し、（ｂ）図に、湯水混合栓の制御弁体が湯弁座および水弁座のいずれも開放した状態における縦断正面図を示し、（ｃ）図に、湯水混合栓の制御弁体が湯弁座を閉め切った状態における縦断正面図を示している。
なお、以下では、調整ネジ８を時計周りの方向に回転させると、それにともない、調整ネジ軸９が支持部材６にガイドされて軸方向を上昇し、調整ネジ８を反時計周りの方向に回転させると、それにともない、調整ネジ軸９が支持部材６にガイドされて軸方向を下昇するように構成されている場合を例にして説明するが、あくまでもこれは例示である。

図３（ａ）では、制御弁体２は、水流入口ｂを閉め切り、湯流入口ａだけを開放することで、高温の湯を吐出するように設定されている。
このように設定する場合、ユーザは、調整ネジ８（調整ネジ８のつまみ８２）を反時計周りの方向に回転させる（この場合、水流入口ｂが閉め切られる状態まで回転させる）。調整ネジ８が反時計周りに回転すると、それに応じて、調整ネジ軸９は、支持部材６にガイドされて軸方向を下降する（図３に示す下側に移動する）。調整ネジ軸９が下降すると、その支持部９０を介して付勢体４が軸方向に受ける荷重が増加する。これにより、アクチュエータ５は、増加した荷重分だけ押し縮められ、制御弁体２が水弁座１０ｂ側に付勢されて、水弁２ｂが水弁座１０ｂに当接した状態になる。この設定では、湯水混合栓には、湯流入口ａからの湯だけが流入されるため、混合室１３に形成された混合水出口ｃからは、高温の湯が吐出される。

また、図３（ａ）の状態において、ユーザが、混合水を吐出させるために温調ダイヤルＤを操作し、調整ネジ８を時計周りに回転させたとする。調整ネジ８が時計周りに回転すると、それに応じて、調整ネジ軸９は、支持部材６にガイドされて軸方向を上昇（図３に示す上側に移動）し、図３（ｂ）の位置に設定される。この場合、調整ネジ軸９の上昇により、その支持部９０を介して付勢体４が軸方向に受ける荷重が減少する。これにより、アクチュエータ５は、減少した荷重分だけ伸び出し、制御弁体２が湯弁座１０ａ側に付勢される。この結果、水弁２ｂと水弁座１０ｂとの間が開放されるとともに、湯弁２ａと湯弁座１０ａとの間の間隔が狭まる（図３（ａ）の状態に比べて狭まる）。この設定では、湯水混合栓には、湯流入口ａからの湯と、水流入口ｂからの水とが流入される。そのため、混合室１３では、流入してきた湯と水とが混合されて混合水となり、その混合水は、混合水出口ｃから吐出される。

また、図３（ｂ）に示すように、湯水混合栓が混合水を吐出させる設定において、水圧の低下などで流入してくる水の流量が減少し、或いは湯の圧力が増加するなどで流入してくる湯の流量が増加し、それにより混合室１３内における混合水の温度が上昇したとする。この場合、湯水混合栓は、以下のように動作する。
具体的には、水圧の低下などで流入してくる水の流量が減少し、或いは湯の圧力が増加するなどで流入してくる湯の流量が増加し、混合室１３内における混合水の温度が上昇してくると、それを感知するアクチュエータ５が発生荷重を大きくするよう作動する。アクチュエータ５が発生荷重を大きくするよう作動すると、付勢体４が押し縮められ制御弁体２が湯弁座１０ａ側に付勢される。これにより、湯弁２ａと湯弁座１０ａとの間隔が狭くなり湯の流入量を減少させる。また、これにより、湯弁２ｂと水弁座１０ｂとの間隔が広くなり水の流入量を増加させる。この結果、湯水混合栓は、上昇した混合水の温度を低下させることができる。

一方、図３（ｂ）に示すように、湯水混合栓が混合水を吐出させる設定において、水圧の上昇などで流入してくる水の流量が増大し、或いは湯の圧力の減少などで流入してくる湯の流量が減少し、混合室１３内の混合水の温度が低下したとする。この場合、湯水混合栓は、以下のように動作する。
具体的には、水圧の上昇などで流入してくる水の流量が増大し、或いは湯の圧力の減少などで流入してくる湯の流量が減少し、混合室１３内の混合水の温度が低下してきた場合、それを感知するアクチュエータ５が発生荷重を小さくするように作動する。そして、アクチュエータ５が発生荷重を小さくするよう作動すると、減少した荷重分だけ付勢体４が伸び出して制御弁体２を水弁座１０ｂ側に付勢する。これにより、湯弁２ａと湯弁座１０ａとの間隔が広くなり湯の流入量を増加させる。また、これにより、水弁２ｂと水弁座１０ｂとの間隔が狭まくなり水の流入量を減少させる。この結果、湯水混合栓は、低下した混合水の温度を上昇させることができる。

また、図３（ｂ）の状態において、ユーザが、水だけ吐出されるために温調ダイヤルＤを操作し、調整ネジ８を時計周りに回転させる（この場合、湯流入口ａが閉め切られる状態まで回転させる）。
このように調整ネジ８が時計周りに回転すると、それに応じて、調整ネジ軸９は、支持部材６にガイドされて軸方向を上昇（図３に示す上側に移動）し、図３（ｃ）の位置に設定される。この場合、調整ネジ軸９の上昇により、その支持部９０を介して付勢体４が軸方向に受ける荷重が減少する。これにより、アクチュエータ５は、減少した荷重分だけ伸び出し、制御弁体２が湯弁座１０ａ側に付勢される。この結果、湯弁２ａが湯弁座１０ａに当接した状態になり、水弁２ｂと水弁座１０ｂとの間の間隔が広がる（図３（ｂ）の状態に比べて広がる）。この設定では、湯水混合栓には、湯流入口ａが閉め切られているため、水流入口ｂからの水だけが流入され、混合水出口ｃからは、水が吐出される。

以上説明したように、本実施形態によれば、調整ネジ８の上面１１に設けた溝部８３とスペーサ１００との構成により、ケーシング１の強度を向上させることができる。また、以上説明したように、本実施形態によれば、制御弁体２の端部と、アクチュエータ５を支持するホルダ７００との間に補強部材１２０を設置する構成により、ホルダ７００の強度が向上され、ホルダ７００が破損する可能性を低減できる。
このように、本発明の実施形態によれば、湯水混合栓の耐久性を向上させることができる。

なお、本発明は以上で説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

本発明の実施形態の湯水混合栓の要部の縦断図である。 本発明の実施形態の湯水混合栓の主要な構成部品の概略図である。 本発明の実施形態の湯水混合栓の動作を説明するための図である。 従来の湯水混合栓の要部の縦断面図である。

符号の説明

Ｄ…温調ダイヤル
ａ…湯流入口
ｂ…水流入口
ｃ…混合水出口
１…ケーシング
１ａ…蓋体
１１…上面
１２…孔
１ｂ…本体
１０ａ…湯弁座
１９…スプライン溝
１ｃ…弁座部材
１０ｂ…水弁座
２６…雄ネジ
１７０…弁座保持部
１７２…リブ
２…制御弁体
２ａ…湯弁
２ｂ…水弁
２０…筒軸部
４…付勢体
５…アクチュエータ
５ａ…ＳＭＡばね
５ｂ…ＳＭＡばね
６…支持部材
６２・６３…係止部材
７００…ホルダ
７…カバー
７０…ばね受座
７１…ばね受座
７２・７３…ばね受座
８…調整ネジ
８１…上面
８２…つまみ
８３…溝部
８４…開放端
８５…雌ネジ
９…調整ネジ軸
９０…支持部
９１…溝部
９２…雄ネジ
９３…孔
９４…スカート部
１３…混合室

Claims (4)

1. 温度調節の操作を受け付ける温調ダイヤルと、
   前記温調ダイヤルの操作により湯水の温度を調整する制御弁機構と、湯流入口および水流入口が形成され、前記制御弁機構が収蔵されるケーシングとを備えた本体部と、
   を備えた湯水混合栓において、
   前記ケーシングは、一方の端部の軸心部に孔が開口され、
   前記本体部は、
   ばね定数が一定の材質の素材よりなる付勢体と、
   温度変化に応じて伸縮作動するアクチュエータと、
   一方の端部に前記付勢体からの荷重を受け、他方の端部に前記アクチュエータからの荷重を受け、前記付勢体および前記アクチュエータから受ける荷重のバランスにより、前記湯流入口および前記水流入口の開閉割合を変化させる制御弁体と、
   一方が前記温調ダイヤルに固定され、該温調ダイヤルの回転に応じて前記付勢体を移動させて前記制御弁体に荷重を加えて前記制御弁体の位置を設定する、円筒状に形成された温調手段とを備え、
   前記温調手段は、円筒状の一端に上面が形成され、前記上面の中心部には、前記温調ダイヤルに固定される略円柱状のつまみが形成され、前記上面の該つまみの周辺部に、該つまみと同心の円形凹状の溝が形成され、
   前記温調手段は、前記ケーシングの一方の端部の内側に、前記ケーシングと同軸に配置されるとともに、前記ケーシングの一方の端部に開口された孔に、前記つまみが回転自在に挿入され、
   前記温調手段の上面と、前記ケーシングの一方の端部との間に、前記上面に形成された溝を覆う、スペーサが挟持されていることを特徴とする湯水混合栓。
2. 湯流入口、水流入口が形成されたケーシングと、前記ケーシング内に装着される本体部とを備えた湯水混合栓において、
   前記本体部は、
   ばね定数が一定の材質の素材よりなる付勢体と、
   温度変化に応じて伸縮作動するアクチュエータと、
   一方の端部に前記付勢体からの荷重を受け、他方の端部に前記アクチュエータからの荷重を受け、前記付勢体および前記アクチュエータから受ける荷重のバランスにより、前記湯流入口および前記水流入口の開閉割合を変化させる制御弁体と、
   前記アクチュエータの一端を支持する支持面が形成されたホルダと、
   前記アクチュエータの他端を支持する支持面が形成されたばね受け座とを備え、
   前記ケーシング内部には、前記湯流入口からの湯および前記水流入口からの水を混合する混合室が設けられ、
   前記アクチュエータは、前記混合室内に形成された前記ばね受け座の前記支持面と、前記ホルダの前記支持面との間に支持され、
   前記ホルダに形成された前記支持面の反対面と、前記制御弁体の前記他方の端部との間に補強部材を挟持させたことを特徴とする湯水混合栓。
3. 前記補強部材は、前記ホルダの前記支持面の反対面の略全体を覆う金属製ワッシャーであり、前記ホルダは樹脂製であることを特徴とする請求項２に記載の湯水混合栓。
4. 前記補強部材は、前記ホルダの前記支持面の反対面の略全体を覆うワッシャーであって、前記補強部材と前記ホルダとは、それぞれ異なる材質の材料により成形されていることを特徴とする請求項２に記載の湯水混合栓。

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