特開 2024-73703 ミキシングバルブ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024073703

(43)【公開日】2024-05-30

(54)【発明の名称】ミキシングバルブ

(51)【国際特許分類】

   F16K 31/68 20060101AFI20240523BHJP

   F16K 11/04 20060101ALI20240523BHJP

【ＦＩ】

F16K31/68 D

F16K11/04 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022184548

(22)【出願日】2022-11-18

(71)【出願人】

【識別番号】000133733

【氏名又は名称】株式会社テイエルブイ

(74)【代理人】

【識別番号】100131200

【弁理士】

【氏名又は名称】河部 大輔

(72)【発明者】

【氏名】杉江 悠一

(72)【発明者】

【氏名】岸本 理心

【テーマコード（参考）】

3H057

3H067

【Ｆターム（参考）】

3H057AA05

3H057BB04

3H057CC12

3H057DD03

3H057EE03

3H057FA01

3H057FA11

3H057FA22

3H057FB00

3H057FC05

3H057HH03

3H057HH14

3H067AA01

3H067CC02

3H067DD05

3H067DD12

3H067DD35

3H067EA01

3H067EA21

3H067EC01

3H067FF02

3H067GG13

(57)【要約】

【課題】閉弁時における弁体のシール性を向上させる。
【解決手段】ミキシングバルブ１０は、第１流体が流入する第１流入路２１、第１流体の温度と異なる温度の第２流体が流入する第２流入路２２、第１流体と第２流体とを混合する混合流路２５、及び、混合流路２５の流体を流出させる流出路２６を有するケーシング２と、第２流入路２２と混合流路２５との接続部分に配置された弁座部材６と、弁座部材６に離着座する弁体７とを備える。弁座部材６は、第２流入路２２と混合流路２５とを連通させる弁孔６１と、弁孔６１を囲むシート面６２とを有する。弁体７は、シート面６２と交差する方向に移動してシート面６２に離着座することによって弁孔６１を開閉する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１流体が流入する第１流入路、前記第１流体の温度と異なる温度の第２流体が流入する第２流入路、前記第１流体と前記第２流体とを混合する混合流路、及び、前記混合流路の流体を流出させる流出路を有するケーシングと、
前記第２流入路と前記混合流路との接続部分に配置された弁座部材と、
前記弁座部材に離着座する弁体とを備え、
前記弁座部材は、前記第２流入路と前記混合流路とを連通させる弁孔と、前記弁孔を囲むシート面とを有し、
前記弁体は、前記シート面と交差する方向に移動して前記シート面に離着座することによって前記弁孔を開閉するミキシングバルブ。

【請求項2】

請求項１に記載のミキシングバルブにおいて、
前記第２流入路は、前記弁孔と連通すると共に前記シート面が配置された弁室を含み、
前記弁体は、前記シート面に対向するように前記弁室に配置され、
前記弁体は、前記シート面とは反対の方を向いて前記第２流体の圧力を受ける受圧面を有するミキシングバルブ。

【請求項3】

請求項２に記載のミキシングバルブにおいて、
前記ケーシングは、前記シート面に対向して前記弁室を区画する対向面をさらに有し、
前記弁体は、前記受圧面が前記対向面と対向するように前記弁室に配置され、
前記第２流入路は、前記第２流体を前記弁室へ供給する複数の供給路をさらに含み、
前記複数の供給路の下流端は、前記対向面においてそれぞれ分離して開口したミキシングバルブ。

【請求項4】

請求項１に記載のミキシングバルブにおいて、
前記弁体を前記シート面に着座する方へ付勢する弾性体をさらに備えたミキシングバルブ。

【請求項5】

請求項１に記載のミキシングバルブにおいて、
前記第１流入路及び前記流出路のそれぞれは、前記混合流路に直接連通するミキシングバルブ。

【請求項6】

請求項１乃至５のいずれか１つに記載のミキシングバルブにおいて、
前記混合流路を流通する流体の温度に応じて前記弁体を移動させて、前記弁体を前記シート面に離着座させるアクチュエータをさらに備え、
前記弁体は、前記第２流入路から前記弁孔を介して前記混合流路へ突出し、前記アクチュエータに連結されるシャフトをさらに有するミキシングバルブ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

ここに開示された技術は、ミキシングバルブに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、温水に冷水を混合させて温水の温度を調節するミキシングバルブが開示されている。ミキシングバルブは、ケーシングと、ケーシングに収容された弁体と、弁体を移動させる駆動部とを備えている。ケーシングには、直線状に延びる冷温水の混合流路、混合流路の上流端に連通する温水流入口、及び混合流路の途中に連通する冷水流入口が設けられている。弁体は、混合流路に設けられている。弁体は、混合流路と略同軸の円筒状に形成されている。弁体の内部空間は、温水流入口に連通している。弁体は、弁体の内部空間と冷水流入口とを連通させる貫通孔を有している。

【0003】

温水流入口から混合流路に流入した温水は、弁体の内部空間を通過してケーシングの外部へ流出する。駆動部は、混合流路の水の温度に応じて、弁体を混合流路の流路方向に移動させる。弁体の外周面が混合流路を区画するケーシングの内周面に対して摺動することによって、弁体は混合流路の流路方向に移動する。

【0004】

弁体が混合流路の下流側へ移動すると、弁体の貫通孔がケーシングによって閉塞される。これにより、冷水流入口から混合流路への冷水の流入が遮断され、混合流路には、温水流入口から流入した温水が流入する。

【0005】

一方、弁体が混合流路の上流側へ移動すると、冷水流入口と弁体の内部空間とが貫通孔を介して連通する。これにより、冷水流入口の冷水は、貫通孔を介して弁体の内部空間へ流入し、弁体の内部空間を流れる温水と混合される。冷水と温水とが混合されることによって生成された混合水は、ケーシングの外部へ流出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許第６７４８３３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

ところで、前述したミキシングバルブでは、閉弁時において、弁体とケーシングの内周面との間を密閉させることが難しく、冷水側圧力によっては冷水流入口を閉塞する弁体のシール性を高く維持することが困難な場合がある。

【0008】

ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、閉弁時における弁体のシール性を向上させることにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

ここに開示されたミキシングバルブは、第１流体が流入する第１流入路、前記第１流体の温度と異なる温度の第２流体が流入する第２流入路、前記第１流体と前記第２流体とを混合する混合流路、及び、前記混合流路の流体を流出させる流出路を有するケーシングと、前記第２流入路と前記混合流路との接続部分に配置された弁座部材と、前記弁座部材に離着座する弁体とを備え、前記弁座部材は、前記第２流入路と前記混合流路とを連通させる弁孔と、前記弁孔を囲むシート面とを有し、前記弁体は、前記シート面と交差する方向に移動して前記シート面に離着座することによって前記弁孔を開閉する。

【発明の効果】

【0010】

前記ミキシングバルブは、閉弁時における弁体のシール性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】図１は、ミキシングバルブの正面図である。

【図2】図２は、図１のII－II線断面図である。

【図3】図３は、開弁時のミキシングバルブを示した図２に対応する断面図である。

【図4】図４は、図２の部分拡大断面図である。

【図5】図５は、第１蓋の対向面の説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、ミキシングバルブ１０の正面図である。図２は、図１のII－II線断面図である。図３は、開弁時のミキシングバルブ１０を示した図２に対応する断面図である。ミキシングバルブ１０は、第１流体と、第１流体の温度と異なる温度の第２流体とを混合して所望の温度の流体を生成する。この例では、第１流体及び第２流体のそれぞれは、水である。第２流体の温度は、第１流体の温度よりも低い。

【0013】

ミキシングバルブ１０は、例えば、蒸気加熱式の温水生成装置に配置される。蒸気加熱式の温水生成装置は、例えば、低温の水を蒸気によって加熱して高温の水とし、この高温の水に低温の水を混合させて所定温度の温水を生成する。

【0014】

ミキシングバルブ１０は、ケーシング２と、ケーシング２内に配置された弁座部材６と、ケーシング２内に移動可能に配置され、弁座部材６に離着座する弁体７とを備えている。ミキシングバルブ１０は、弁体７を移動させるアクチュエータ８をさらに備えている。ケーシング２は、第１流体が流入する第１流入路２１と、第２流体が流入する第２流入路２２と、第１流入路２１と第２流入路２２とが合流すると共に第１流体と第２流体とを混合する混合流路２５と、混合流路２５の流体を流出させる流出路２６とを有している。弁座部材６は、第２流入路２２と混合流路２５との接続部分に配置されている。すなわち、第２流入路２２の下流端と混合流路２５の上流端とは、弁座部材６を介して接続されている。弁座部材６は、第２流入路２２と混合流路２５とを連通させる弁孔６１を有している。弁体７は、第２流入路２２の下流端において、弁座部材６に離着座することによって、弁孔６１を開閉する。弁体７は、弁孔６１の開度を変化させることができる。これにより、第２流入路２２から混合流路２５へ流入する第２流体の流入量が調整される。流入量の調整には、流入量がゼロになること、即ち弁体７が閉弁することも含まれる。

【0015】

以下、ミキシングバルブ１０の各要素について詳述する。ケーシング２は、本体３、並びに本体３に取り付けられた第１蓋４及び第２蓋５を有している。本体３は、所定の軸心Ｘの方向に延びた筒状、詳しくは円筒状に形成されている。以下、軸心Ｘが延びる方向を「第１方向」と称する。本体３は、第１方向の一端である第１端３ａと、第１端３ａとは反対の端である第２端３ｂとを含んでいる。

【0016】

第１蓋４は、本体３の第１端３ａの開口を閉塞するように第１端３ａに取り付けられている。第２蓋５は、本体３の第２端３ｂの開口を閉塞するように第２端３ｂに取り付けられている。本体３、第１蓋４及び第２蓋５のそれぞれは、例えば、ステンレス等の金属から形成される。

【0017】

ケーシング２は、第１流入路２１の流入口となる第１流入ポート３２と、第２流入路２２の流入口となる第２流入ポート４１と、流出路２６の流出口となる流出ポート３３とを有している。第１流入ポート３２及び流出ポート３３のそれぞれは、本体３に配置されている。第１流入ポート３２及び流出ポート３３のそれぞれは、第１方向における本体３の中間部、即ち本体３のうち第１端３ａ及び第２端３ｂ以外の部分に配置されている。流出ポート３３は、第１方向において、第１流入ポート３２と第２端３ｂとの間に位置している。第２流入ポート４１は、第１蓋４に配置されている。

【0018】

本体３には、本体３の内部空間を第１端３ａの方の空間と第２端３ｂの方の空間とに区画するように弁座部材６が配置されている。混合流路２５は、弁座部材６に対して第２端３ｂ側に配置されている。第２流入路２２は、弁座部材６に対して第１端３ａ側に配置されている。

【0019】

混合流路２５は、本体３の内部空間のうち弁座部材６と第２蓋５との間の空間である。混合流路２５は、本体３と弁座部材６と第２蓋５とによって区画されている。混合流路２５は、第１方向に延びている。

【0020】

第１流入路２１は、第１流入ポート３２の内部空間である。すなわち、第１流入路２１は、第１流入ポート３２によって区画されている。第１流入路２１は、軸心Ｘと交差する方向、詳しくは、軸心Ｘと略直交する方向に延びている。以下、第１流入路２１が延びる方向を「第２方向」と称する。

【0021】

第１流入路２１の上流端となる流入口は、第１流入ポート３２に開口している。第１流入路２１には、第１流入ポート３２に接続された管から第１流体が流入する。第１流入路２１の下流端は、混合流路２５に開口している。すなわち、第１流入路２１と混合流路２５とは、直接連通している。第１流入路２１の下流端は、第１方向において、本体３の第２端３ｂと弁座部材６との間に配置されている。第１流体が第１流入路２１から混合流路２５へ流入する方向は、軸心Ｘと交差する方向、詳しくは、第２方向である。

【0022】

流出路２６は、流出ポート３３の内部空間である。すなわち、流出路２６は、流出ポート３３によって区画されている。流出路２６の上流端は、混合流路２５に開口している。すなわち、流出路２６と混合流路２５とは、直接連通している。流出路２６の上流端は、第１方向において、第１流入路２１の下流端と本体３の第２端３ｂとの間に配置されている。流出路２６は、軸心Ｘと交差する方向、詳しくは、軸心Ｘ及び第２方向のそれぞれと略直交する方向に延びている。以下、流出路２６が延びる方向を単に「第３方向」と称する。流出路２６の下流端である流出口は、流出ポート３３に開口している。混合流路２５の流体が流出路２６へ流出する方向は、軸心Ｘと交差する方向、詳しくは第３方向である。流出路２６の流体は、流出ポート３３に接続された管へ流出する。

【0023】

図４は、図２の部分拡大断面図である。弁座部材６は、軸心Ｘと略直交する方向に拡がった平板状に形成されている。弁座部材６は、例えば、ステンレス等の金属から形成される。この例では、弁座部材６は、本体３と一体化している。

【0024】

弁孔６１は、弁座部材６を第１方向に貫通している。弁孔６１の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。弁孔６１は、第２流入路２２及び混合流路２５のそれぞれに開口している。

【0025】

第２流入路２２は、第１方向と概ね一致する方向に延びている。第２流入路２２の第２流体が弁孔６１に流入する方向は、第１方向と略一致する方向である。具体的には、第２流入路２２は、弁体７が配置される弁室２３と、第２流体を弁室２３へ供給する供給路２４とを含んでいる。

【0026】

弁室２３は、弁座部材６と第１蓋４との間の空間である。詳しくは、弁座部材６は、弁体７が離着座するシート面６２を有している。シート面６２は、本体３の第１端３ａの方、即ち混合流路２５とは反対の方へ臨んでいる。シート面６２は、弁孔６１を囲む環状に形成されている。詳しくは、シート面６２は、円環状に形成されている。シート面６２は、軸心Ｘと交差する平面、詳しくは、軸心Ｘと略直交する平面である。第１蓋４は、シート面６２に対向する対向面４２を含んでいる。対向面４２は、シート面６２と略平行な平面である。シート面６２と対向面４２とは、第１方向において間隔をあけて配置されている。弁室２３は、シート面６２と対向面４２との間の空間である。換言すれば、シート面６２及び対向面４２のそれぞれは、弁室２３に配置されている。弁室２３は、シート面６２と対向面４２と本体３の内周面とによって区画されている。

【0027】

供給路２４は、第１蓋４によって区画されている。供給路２４は、第１供給路２４ａと、第１供給路２４ａから分岐した複数の第２供給路２４ｂとを含んでいる。複数の第２供給路２４ｂは、複数の供給路の一例である。この例では、供給路２４は、３つの第２供給路２４ｂを含んでいる。

【0028】

第１供給路２４ａは、第１蓋４のうち対向面４２とは反対の面に開口する孔である。すなわち、第１供給路２４ａの上流端である流入口は、第２流入ポート４１に開口している。第１供給路２４ａは、第１方向に延びている。第１供給路２４ａには、第２流入ポート４１に接続された管から第２流体が流入する。

【0029】

第２供給路２４ｂは、第１方向において第１供給路２４ａと弁室２３との間に配置されている。第２供給路２４ｂは、軸心Ｘの周囲に、軸心Ｘの周方向に間隔をあけて配置されている。第２供給路２４ｂの上流端は、第１供給路２４ａに開口している。第２供給路２４ｂは、第２供給路２４ｂの上流端から第２供給路２４ｂの下流側へいくほど軸心Ｘから離れるように、軸心Ｘに対して傾斜する方向に延びている。第２供給路２４ｂの下流端は、弁室２３に連通している。

【0030】

図５は、第１蓋４の対向面４２の説明図である。図５に示すように、複数の第２供給路２４ｂの下流端は、対向面４２において１つにまとまらずにそれぞれ分離して開口している。複数の第２供給路２４ｂの下流端は、軸心Ｘを中心とする周方向に間隔をあけて配置されている。具体的には、複数の第２供給路２４ｂの下流端は、軸心Ｘを中心とする同心円上に略等間隔で配置されている。

【0031】

弁体７は、弁座部材６のシート面６２に対向するように弁室２３に配置されている。弁体７は、シート面６２に離着座することによって弁孔６１を開閉する。弁体７は、シート面６２と交差する方向に移動してシート面６２に離着座する。詳しくは、弁体７は、シート面６２と略直交する方向、すなわち、第１方向と略一致する方向に移動してシート面６２に離着座する。弁体７は、シート面６２とは反対の方を向いて第２流体の圧力を受ける受圧面７５を有している。

【0032】

弁体７は、ベース７１と、ベース７１に取り付けられたガスケット７２と、ベース７１に配置されてベース７１の移動をガイドするガイド７３とを含んでいる。ベース７１は、軸心Ｘと略直交する方向に拡がった平板状に形成されている。ベース７１の厚み方向の一方の面が受圧面７５である。受圧面７５は、軸心Ｘと略直交する平面である。受圧面７５は、複数の第２供給路２４ｂから弁室２３に供給された第２流体の圧力を受ける。

【0033】

ガスケット７２は、ベース７１のうち弁座部材６のシート面６２に対向する面、即ち、受圧面７５とは反対の面に取り付けられている。ガスケット７２は、軸心Ｘを囲む環状、詳しくは円環状に形成されている。ガスケット７２は、ベース７１よりも弾性率が小さい材料から形成されている。例えば、ガスケット７２は、フッ素度樹脂等の合成樹脂から形成される。

【0034】

ガイド７３は、第１方向に延びた棒状に形成されている。ガイド７３は、ベース７１からシート面６２とは反対の方へ延びている。この例では、ガイド７３は、ベース７１と一体化している。ガイド７３の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。一方、第１蓋４には、対向面４２に開口するガイド孔４３が配置されている。ガイド孔４３は、第１方向に延びている。ガイド孔４３の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。

【0035】

ガイド７３は、第１方向に移動可能にガイド孔４３に嵌め込まれている。ガイド７３は、ガイド孔４３に沿って第１方向に摺動する。これにより、弁体７は、第１方向に移動するようにガイドされる。

【0036】

ミキシングバルブ１０は、弁体７をシート面６２に着座する方へ付勢する第１バネ９１をさらに備えている。第１バネ９１は、弾性体の一例である。第１バネ９１は、コイルバネである。第１バネ９１は、ガイド７３の周囲に配置されている。第１バネ９１は、第１方向に圧縮された状態で、弁体７の受圧面７５と第１蓋４の対向面４２との間に配置されている。

【0037】

弁体７は、第１バネ９１の付勢力と受圧面７５が受ける第２流体の圧力とによってシート面６２に押し付けられてシート面６２に着座する。具体的には、ベース７１は、ガスケット７２を介してシート面６２に押し付けられる。これにより、ベース７１とシート面６２との間が密閉され、弁孔６１が弁体７によって閉塞される。すなわち、弁体７が閉弁する。

【0038】

弁体７は、第１バネ９１の付勢力と受圧面７５が受ける第２流体の圧力とに抗して、シート面６２から離れる方へアクチュエータ８によって移動させられることによって、シート面６２から離座する。具体的には、ガスケット７２がシート面６２から離れて、ベース７１とシート面６２との間に第２流体が流通する隙間が形成される。これにより、弁孔６１が開放される。すなわち、弁体７が開弁する。

【0039】

弁体７は、アクチュエータ８に連結されるシャフト７４をさらに有している。この例では、シャフト７４は、ベース７１と一体化している。シャフト７４は、ベース７１から第１方向に沿ってガイド７３とは反対の方へ延びている。シャフト７４の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。シャフト７４は、中実である。本開示において「中実」とは、内部に空隙が無いことを意味する。

【0040】

シャフト７４は、第２流入路２２から弁孔６１を介して混合流路２５へ突出している。シャフト７４は、混合流路２５に配置された鍔７４ａを含んでいる。鍔７４ａは、シャフト７４からシャフト７４の径方向の外側へ突出している。鍔７４ａは、シャフト７４の軸方向においてシャフト７４の中間部に配置されている。

【0041】

アクチュエータ８は、混合流路２５を流通する流体の温度に応じて弁体７を移動させて、弁体７をシート面６２に離着座させる。この例のアクチュエータ８は、混合流路２５の流体の温度に応じて伸縮するサーモエレメントである。アクチュエータ８は、図２に示すように、混合流路２５に配置されている。アクチュエータ８は、ケース８１と、ケース８１内に充填されて温度変化に応じて膨張収縮するワックスと、ケース８１に相対移動可能に配置されて膨張収縮するワックスによってケース８１に対して進退するロッド８３と、ケース８１を保持するホルダ８４と、ホルダ８４に固定されたジョイント８６とを有している。

【0042】

ケース８１は、第１方向において弁座部材６と第２蓋５との間に配置されている。ケース８１内のワックスの温度は、混合流路２５の流体の温度に応じて変化する。

【0043】

ロッド８３は、ケース８１から第２蓋５の方へ突出している。ロッド８３は、ワックスの膨張収縮に応じてケース８１に対して第１方向に進退する。ワックスが膨張すれば、ロッド８３は、第２蓋５の方へ進出する。ワックスが収縮すれば、ロッド８３は、ケース８１の方へ後退する。

【0044】

ホルダ８４は、第１方向に延びる筒状に形成されている。ホルダ８４の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。ホルダ８４の内側には、ケース８１が嵌め込まれている。ホルダ８４は、ホルダ８４の径方向に貫通する開口８４ａを有している。ケース８１は、開口８４ａを介して混合流路２５に露出している。混合流路２５の流体は、開口８４ａを介してケース８１と接触する。そのため、ケース８１内のワックスの温度は、混合流路２５の流体の温度に応じて変化しやすい。

【0045】

ジョイント８６は、第１方向に延びている。ジョイント８６の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。ジョイント８６は、ホルダ８４から弁座部材６の方へ突出している。

【0046】

ジョイント８６は、弁座部材６の方の端面である先端面８７と、先端面８７に開口する嵌込孔８８とを含んでいる。嵌込孔８８は、第１方向に延びている。嵌込孔８８の軸心は、軸心Ｘと略同軸である。嵌込孔８８には、シャフト７４のうち第２蓋５の方の端部である先端部が、第１方向に移動可能に嵌め込まれている。シャフト７４は、嵌込孔８８に沿って第１方向に摺動する。これにより、弁体７は、ジョイント８６によって第１方向に移動するようにガイドされる。先端面８７は、シャフト７４の鍔７４ａに対向している。

【0047】

アクチュエータ８のホルダ８４は、本体３によって第１方向に移動可能に支持されている。ホルダ８４が第１方向に移動すると、ケース８１及びジョイント８６も、ホルダ８４と一体的に第１方向に移動する。

【0048】

ミキシングバルブ１０は、ホルダ８４を第１方向における第２蓋５の方へ付勢する第２バネ９２と、ロッド８３を受けるロッド受け９５と、ロッド８３をロッド受け９５を介して弁座部材６の方へ付勢する第３バネ９３とをさらに備えている。第２バネ９２、ロッド受け９５及び第３バネ９３のそれぞれは、混合流路２５に配置されている。

【0049】

詳しくは、第２バネ９２は、コイルバネである。第２バネ９２は、ホルダ８４の周囲に配置されている。具体的には、本体３の内周面には、第２バネ９２のうち弁座部材６の方の端が接触する段差が配置されている。ホルダ８４の外周面には、第２バネ９２のうち第２蓋５の方の端が接触する鍔が突出している。第２バネ９２は、第１方向に圧縮された状態で、本体３の段差とホルダ８４の鍔との間に配置されている。第２バネ９２は、ホルダ８４の鍔を第１方向における第２蓋５の方へ付勢している。これにより、アクチュエータ８のケース８１は、第２バネ９２によってホルダ８４を介して第２蓋５の方へ付勢されている。

【0050】

ロッド受け９５は、第１方向に延びる筒状に形成されている。詳しくは、ロッド受け９５は、弁座部材６の方に開口し、且つ、弁座部材６とは反対の方の端部が閉塞された有底の筒状に形成されている。ロッド受け９５は、鍔を含んでいる。鍔は、ロッド受け９５からロッド受け９５の径方向の外側へ突出している。

【0051】

ロッド受け９５は、第２蓋５に配置されている。具体的には、第２蓋５は、弁座部材６の方へ開口した収容孔５１を有している。収容孔５１は、第１方向に延びる有底の孔である。ロッド受け９５は、収容孔５１に第１方向に移動可能に収容されている。ロッド受け９５には、ロッド８３が挿入されている。

【0052】

第３バネ９３は、コイルバネである。第３バネ９３の弾性率は、第２バネ９２の弾性率よりも大きい。第３バネ９３は、第２蓋５の収容孔５１に収容されている。第３バネ９３は、第１方向に圧縮された状態で、ロッド受け９５の鍔と第２蓋５の底との間に配置されている。第３バネ９３は、ロッド受け９５を第１方向において弁座部材６の方へ付勢している。アクチュエータ８のケース８１は、第３バネ９３によってロッド８３及びロッド受け９５を介して弁座部材６の方へ付勢されている。

【0053】

つまり、アクチュエータ８のケース８１は、第２バネ９２による第２蓋５の方への付勢力と、第３バネ９３による弁座部材６の方への付勢力とを受ける。ケース８１は、第２バネ９２の付勢力と第３バネ９３の付勢力とが釣り合う位置に配置される。

【0054】

続いて、アクチュエータ８の動作について説明する。アクチュエータ８のワックスの温度が比較的低いとき、ワックスは収縮している。そのため、図２に示すように、ケース８１からのロッド８３の突出量は小さい。このとき、ケース８１は、弁座部材６から第２蓋５の方へ比較的離れている。また、ジョイント８６の先端面８７は、シャフト７４の鍔７４ａよりも第２蓋５の方へ離間している。

【0055】

アクチュエータ８のワックスの温度が高くなると、ワックスは膨張し、ロッド８３は、ケース８１から進出する。このとき、ロッド８３は、第３バネ９３の付勢力に抗してロッド受け９５を第２蓋５の方へ押圧する。同時に、ホルダ８４は、ロッド８３がロッド受け９５を押圧する際の反力によって、第２バネ９２を弁座部材６の方へ押圧する。そのため、第２バネ９２及び第３バネ９３のそれぞれは、図３に示すように収縮する。第２バネ９２の弾性率は、第３バネ９３の弾性率よりも小さいため、第２バネ９２の収縮量は、第３バネ９３の収縮量よりも大きくなる。そのため、ケース８１は、第１方向において弁座部材６の方へ移動する。ケース８１は、ケース８１からのロッド８３の進出量が大きくなるほど、弁座部材６の方へ移動する。ケース８１が弁座部材６の方へ移動することによって、ジョイント８６も弁座部材６の方へ移動する。ジョイント８６は、先端面８７がシャフト７４の鍔７４ａに接触する位置よりもさらに弁座部材６の方へ移動し得る。

【0056】

アクチュエータ８のワックスの温度が低くなると、ワックスは収縮し、ロッド８３は、ケース８１の方へ後退する。このとき、第２バネ９２の伸長量は、第３バネ９３の伸長量よりも大きくなり、ケース８１は、図２に示すように、第２蓋５の方へ移動する。ケース８１は、ロッド８３の後退量が大きくなるほど、第２蓋５の方へ移動する。ケース８１が第２蓋５の方へ移動することによって、ジョイント８６も第２蓋５の方へ移動する。ジョイント８６は、先端面８７がシャフト７４の鍔７４ａから第２蓋５の方へ離間する位置まで移動し得る。

【0057】

続いて、ミキシングバルブ１０の動作について説明する。弁体７の閉弁時には、第１流入路２１に流入した第１流体と、第２流入路２２に流入した第２流体とのうち、第１流体のみが混合流路２５に流入する。混合流路２５に流入した第１流体は、流出路２６を介してケーシング２の外部へそのまま流出する。流出路２６から流出する流体の温度は、第１流入路２１に流入した第１流体の温度と略同じである。

【0058】

弁体７の閉弁時において、第１流体の温度が比較的低温であるとき、図２及び図４に示すように、ジョイント８６の先端面８７は、シャフト７４の鍔７４ａよりも第２蓋５の方へ離間している。また、弁体７は、第１バネ９１の付勢力と、受圧面７５が受ける第２流体の圧力とによってシート面６２に着座し、弁孔６１を閉塞している。

【0059】

弁体７の閉弁時において混合流路２５を流通する第１流体の温度が高くなると、アクチュエータ８のワックスの温度が高くなり、ジョイント８６は弁座部材６の方へ移動する。ジョイント８６が弁座部材６の方へ移動すると、やがてジョイント８６の先端面８７はシャフト７４の鍔７４ａに接触する。ジョイント８６は、先端面８７が鍔７４ａに接触した後も、ロッド８３の進出と共に弁座部材６の方へ移動する。ジョイント８６が弁座部材６の方へさらに移動すると、ジョイント８６は、鍔７４ａを押圧してシャフト７４を第１バネ９１の付勢力及び第２流体の圧力に抗して弁座部材６の方へ移動させる。これにより、弁体７はシート面６２から離座し、弁孔６１が開放される。すなわち、この例では、弁体７の閉弁時において混合流路２５の流体の温度が上昇しても、ジョイント８６の先端面８７が鍔７４ａに接触するまでは、弁体７は開弁しない。弁体７は、混合流路２５の流体の温度が所定の温度を超えることを条件として開弁する。

【0060】

弁体７が開弁すると、第２流体が第２流入路２２から弁孔６１を介して混合流路２５へ流入する。具体的には、第２流入ポート４１に供給された第２流体は、第１供給路２４ａから複数の第２供給路２４ｂを介して弁室２３に供給され、弁室２３から弁孔６１を介して混合流路２５へ流入する。混合流路２５に流入した第２流体は、第１流入路２１から混合流路２５に流入した第１流体と混合流路２５において混合される。これにより、第１流体と第２流体とが混合された混合流体が生成される。第２流体の温度は第１流体の温度よりも低いため、混合流路２５において生成された混合流体の温度は、第１流体の温度よりも低くなる。混合流体は、流出ポート３３から流出する。

【0061】

開弁時における弁体７のリフト量、即ち、ベース７１がシート面６２から離れる量は、アクチュエータ８によって、混合流路２５を流通する混合流体の温度に応じ調整される。具体的には、開弁時の弁体７は、第１バネ９１の弾性力及び弁体７の受圧面７５が受ける第２流体の圧力によって弁体７をシート面６２に着座する方へ押圧する力と、第２バネ９２の弾性力によってホルダ８４を第２蓋５の方へ付勢する力と、第３バネ９３の弾性力によって弁体７をシート面６２から離座する方へ押圧する力とが釣り合う位置に配置される。

【0062】

詳しくは、混合流体の温度が低下すると、ケース８１からのロッド８３の進出量が減少し、第１バネ９１及び第２バネ９２のそれぞれは、第３バネ９３よりも大きく伸長する。弁体７はシート面６２の方へ移動し、弁体７のリフト量は減少する。すなわち、弁孔６１の開度は減少し、第２流入路２２から混合流路２５へ流入する第２流体の流入量が減少する。逆に、混合流体の温度が上昇すると、弁体７のリフト量は増大し、第２流入路２２から混合流路２５へ流入する第２流体の流入量が増大する。このように混合流体の温度に応じて混合流路２５へ流入する第２流体の流入量が自動的に調整されることにより、混合流路２５において所望の温度の混合流体が生成される。

【0063】

弁体７の開弁時において混合流路２５を流通する混合流体の温度が所定の温度よりも低くなると、弁体７はシート面６２に着座して弁孔６１を閉塞する。これにより、第２流入路２２から混合流路２５への第２流体の流入が遮断される。

【0064】

以上説明したミキシングバルブ１０は、弁体７がシート面６２に離着座する際の移動方向が、シート面６２と交差する方向である。そのため、閉弁時における弁体７のシール性を向上できる。例えば、特許文献１に示されたミキシングバルブように、弁体がケーシングの内周面であるシート面に対して摺動することによって弁体の開閉が切り替えられる場合、閉弁時の弁体とシート面との間には、弁体をシート面に対してスムーズに摺動させるためのクリアランスを設ける必要がある。そのため、弁体の閉弁時においては、弁体をシート面に密着させることが難しい。しかし、本開示では、弁体７の移動方向がシート面６２と交差する方向であるため、閉弁時の弁体７をシート面６２に密着させ、弁体７とシート面６２との間を適切に密閉することができる。したがって、閉弁時において第２流入路２２の水が弁体７とシート面６２との間から弁孔６１の方へ漏れ出すことを防止できる。

【0065】

加えて、弁体７の受圧面７５には、第２流入路２２の第２流体の圧力がシート面６２へ向かう方向に作用する。そのため、受圧面７５が受ける第２流体の圧力によって、閉弁時における弁体７をシート面６２へ押し付けて密着させることができる。したがって、弁体７のシール性を一層向上できる。

【0066】

さらに、複数の第２供給路２４ｂの下流端は、ケーシング２のうち受圧面７５に対向する対向面４２において分離して開口する。そのため、第２流体の圧力を受圧面７５に分散して作用させることができる。したがって、第２流体によって弁体７をシート面６２の方へ押圧する力を均一化して弁体７とシート面６２との間を適切に密閉することができる。

【0067】

加えて、弁体７は、第１バネ９１によってシート面６２に着座する方へ付勢される。そのため、閉弁時における弁体７をシート面６２へ大きな力で押圧することができ、弁体７のシール性を一層向上できる。

【0068】

また、第１流入路２１及び流出路２６のそれぞれは、混合流路２５に直接連通するため、ミキシングバルブ１０を流通する流体の流量を増加させることができる。すなわち、特許文献１に開示されたミキシングバルブのように、第１流体及び第２流体のそれぞれが混合流路に配置された筒状の弁体の内部空間を通過する場合、弁体には、温水流入口と弁体の内部空間とを連通させる貫通孔と、混合流路の流出口と弁体の内部空間とを連通させる貫通孔との２つの貫通孔を設ける必要がある。この場合、２つの貫通孔のそれぞれは、流路断面積の小さい流路となる。そのため、温水流入口から混合流路へ流入する温水の流入量と、混合流路から流出口へ流出する流体の流出量とが減少する。しかし、本開示の第１流入路２１及び流出路２６のそれぞれは、流路断面積を小さくする流路を介さずに混合流路２５に直接連通するため、第１流入路２１から混合流路２５へ流入する第１流体の流入量と、混合流路２５から流出路２６へ流出する第２流体の流出量とを増加させることができる。したがって、ミキシングバルブ１０を流通する流体の流量を増加させることができる。

【0069】

しかも、弁体７は、弁室２３から弁孔６１を介して混合流路２５に突出し、アクチュエータ８に連結されるシャフト７４を有する。すなわち、弁体７のうちアクチュエータ８と連結される連結部分は、特許文献１の弁体のような筒状の部材と比較して外径が小さい中実のシャフト７４である。そのため、弁孔６１においてシャフト７４の周囲を流通する流体の流路断面積と、混合流路２５においてシャフト７４の周囲を流通する流体の流路断面積とを大きくすることができる。したがって、ミキシングバルブ１０を流通する流体の流量を一層増加させることができる。

【0070】

《その他の実施形態》
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

【0071】

例えば、本開示の技術は、第２流入路２２に供給される第２流体が、第１流入路２１に供給される第１流体よりも高温の流体である場合にも適用可能である。この場合、アクチュエータ８としては、例えば、混合流路２５の流体が低温であるときに弁体７をシート面６２から離座する方向に移動させるものが用いられる。また、第１流体及び第２流体のそれぞれは、水以外の流体であってもよい。

【0072】

ケーシング２、本体３、第１蓋４、第２蓋５及び弁座部材６のそれぞれの形状、大きさ及び材質等は、限定されない。また、第１流入路２１、第２流入路２２、混合流路２５及び弁孔６１のそれぞれの形状及び大きさ等も限定されない。第２流入路２２が有する第２供給路２４ｂの数は、限定されず、２つ若しくは４つ以上、又は１つであってもよい。

【0073】

アクチュエータ８は、例えば、サーモエレメント以外の非電動式アクチュエータであってもよい。サーモエレメント以外の非電動式アクチュエータとしては、例えば、バイメタルや形状記憶合金を用いて、混合流路２５を流通する流体の温度に応じて弁体７を移動させるものが挙げられる。また、アクチュエータ８は、電動式アクチュエータであってもよい。電動式アクチュエータとしては、例えば、サーミスタ又は熱電対等を用いて混合流路２５を流通する流体の温度を電気的に検知し、この検知結果に基づいてモータを駆動することにより弁体７を移動させるものが挙げられる。また、アクチュエータ８は、弁体７を開弁方向及び閉弁方向の両方向に押圧して移動させるものであってもよい。また、弁体７は、ハンドル等を用いて手動で移動させてもよく、この場合、アクチュエータ８は省略可能である。

【0074】

第１バネ９１、第２バネ９２及び第３バネ９３のそれぞれは、コイルバネ以外のバネであってもよい。コイルバネ以外のバネは、例えば、板バネ、皿バネ又は渦巻きバネ等である。また、第１バネ９１、第２バネ９２及び第３バネ９３のそれぞれに代えて、ゴム、プラスチック、金属、その他の弾性を有する材料で形成される弾性体を用いてもよい。また、第１バネ９１、第２バネ９２及び第３バネ９３のそれぞれは、用いられるアクチュエータ８等に応じて省略可能である。

【0075】

弁体７の形状、大きさ及び材質等は、限定されない。弁体７は、第２流入路２２の方から弁孔６１を開閉するものに限定されず、混合流路２５の方から弁孔６１を開閉するものであってもよい。すなわち、シート面６２が混合流路２５に臨み、弁体７は、このシート面６２に対向するように混合流路２５に配置されてもよい。

【0076】

本開示の技術をまとめると、以下のようになる。

【0077】

［１］ ミキシングバルブ１０は、第１流体が流入する第１流入路２１、前記第１流体の温度と異なる温度の第２流体が流入する第２流入路２２、前記第１流体と前記第２流体とを混合する混合流路２５、及び、前記混合流路２５の流体を流出させる流出路２６を有するケーシング２と、前記第２流入路２２と前記混合流路２５との接続部分に配置された弁座部材６と、前記弁座部材６に離着座する弁体７とを備え、前記弁座部材６は、前記第２流入路２２と前記混合流路２５とを連通させる弁孔６１と、前記弁孔６１を囲むシート面６２とを有し、前記弁体７は、前記シート面６２と交差する方向に移動して前記シート面６２に離着座することによって前記弁孔６１を開閉する。

【0078】

この構成によれば、弁体７の移動方向が、シート面６２と交差する方向であるため、閉弁時の弁体７とシート面６２との間に、弁体７をシート面６２に対してスムーズに摺動させるためのクリアランスを設ける必要がない。そのため、閉弁時の弁体７をシート面６２に密接させ、弁体７とシート面６２との間を適切に密閉することができる。したがって、閉弁時において第２流入路２２の水が弁体７とシート面６２との間から弁孔６１の方へ漏れ出すことを防止でき、弁体７のシール性を向上できる。

【0079】

［２］ ［１］に記載のミキシングバルブ１０において、前記第２流入路２２は、前記弁孔６１と連通すると共に前記シート面６２が配置された弁室２３を含み、前記弁体７は、前記シート面６２に対向するように前記弁室２３に配置され、前記弁体７は、前記シート面６２とは反対の方を向いて前記第２流体の圧力を受ける受圧面７５を有する。

【0080】

この構成によれば、受圧面７５には第２流体の圧力がシート面６２へ向かう方向に作用する。そのため、受圧面７５が受ける第２流体の圧力によって、閉弁時における弁体７をシート面６２へ押し付けて密着させることができる。したがって、弁体７のシール性を一層向上できる。

【0081】

［３］ ［１］又は［２］に記載のミキシングバルブ１０において、前記ケーシング２は、前記シート面６２に対向して前記弁室２３を区画する対向面４２をさらに有し、前記弁体７は、前記受圧面７５が前記対向面４２と対向するように前記弁室２３に配置され、前記第２流入路２２は、前記第２流体を前記弁室２３へ供給する複数の第２供給路２４ｂ（供給路）をさらに含み、前記複数の第２供給路２４ｂの下流端は、前記対向面４２においてそれぞれ分離して開口する。

【0082】

この構成によれば、第２流体の圧力を受圧面７５に分散して作用させることができる。したがって、第２流体によって弁体７をシート面６２の方へ押圧する力を均一化して弁体７とシート面６２との間を適切に密閉することができる。

【0083】

［４］ ［１］乃至［３］のいずれか１つに記載のミキシングバルブ１０において、前記弁体７を前記シート面６２に着座する方へ付勢する第１バネ９１（弾性体）をさらに備える。

【0084】

この構成によれば、閉弁時における弁体７をシート面６２へ一層押し付けることができ、弁体７のシール性を一層向上できる。

【0085】

［５］ ［１］乃至［４］のいずれか１つに記載のミキシングバルブ１０において、前記第１流入路２１及び前記流出路２６のそれぞれは、前記混合流路２５に直接連通する。

【0086】

この構成によれば、第１流入路２１及び流出路２６のそれぞれと混合流路２５との間には、特許文献１の弁体が有する貫通孔のような流路断面積の小さい流路が存在しない。そのため、第１流入路２１から混合流路２５へ流入する第１流体の流入量と、混合流路２５から流出路２６へ流出する第２流体の流出量とを増加させることができる。したがって、ミキシングバルブ１０を流通する流体の流量を増加させることができる。

【0087】

［６］ ［１］乃至［５］のいずれか１つに記載のミキシングバルブ１０において、前記混合流路２５を流通する流体の温度に応じて前記弁体７を移動させて、前記弁体７を前記シート面６２に離着座させるアクチュエータ８をさらに備え、前記弁体７は、前記第２流入路２２から前記弁孔６１を介して前記混合流路２５へ突出し、前記アクチュエータ８に連結されるシャフト７４をさらに有する。

【0088】

この構成によれば、弁体７のうちアクチュエータ８と連結される連結部分を、筒のような中空形状を有するものと比較して、外径が小さいシャフト７４とすることができる。そのため、弁孔６１においてシャフト７４の周囲を流通する流体の流路断面積と、混合流路２５においてシャフト７４の周囲を流通する流体の流路断面積とを大きくすることができる。したがって、ミキシングバルブ１０を流通する流体の流量を増加させることができる。

【産業上の利用可能性】

【0089】

本開示の技術は、異なる温度の液体を混合させるミキシングバルブについて有用である。

【符号の説明】

【0090】

１０ ミキシングバルブ
２ ケーシング
２１ 第１流入路
２２ 第２流入路
２３ 弁室
２４ｂ 供給路（第２供給路）
２５ 混合流路
２６ 流出路
４２ 対向面
６ 弁座部材
６１ 弁孔
６２ シート面
７ 弁体
７４ シャフト
７５ 受圧面
８ アクチュエータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】