| 【発明の名称】 |
管路切替バルブ |
| 【発明者】 |
【氏名】小山 徹
【氏名】加藤 伸一
【氏名】山本 和司
【氏名】小玉 長大
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| 【要約】 |
【課題】管路内を流れる液体の温度の高低により管路の分岐点における方向切替え弁を作動させ、管路内を流れる液体の分岐点における流れの方向の切り替えを行うこと。
【解決手段】対向する高温側吐出部３と低温側吐出部４との間に揺動自在な弁部材６を設けること。形状記憶合金から形成され高温時に収縮する動作部材９の収縮状態にて弁部材６を前記低温側吐出部４側に揺動傾斜させて閉鎖すること。前記動作部材９の復元状態と該動作部材９の復元方向に付勢する復帰バネ１０にて前記弁部材６を高温側吐出部３に揺動傾斜させて閉鎖すること。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 対向する高温側吐出部と低温側吐出部との間に揺動自在な弁部材を設け、形状記憶合金から形成され高温時に収縮する動作部材の収縮状態にて弁部材を前記低温側吐出部側に揺動傾斜させて閉鎖し，前記動作部材の復元状態と該動作部材の復元方向に付勢する復帰バネにて前記弁部材を高温側吐出部に揺動傾斜させて閉鎖してなることを特徴とする管路切替バルブ。
【請求項２】 流入部と，高温側吐出部と，該高温側吐出部に対向する低温側吐出部とを設けたバルブ本体と、前記高温側吐出部と低温側吐出部との間にて揺動自在とし，揺動傾斜側に位置する吐出部を閉鎖する弁部材と、形状記憶合金から形成され高温時に収縮し，その収縮状態にて前記弁部材を低温側吐出部に揺動傾斜させる動作部材と、該動作部材の復元に応じて前記弁部材を高温側吐出部側に揺動傾斜させるように付勢させる復帰バネとからなることを特徴とする管路切替バルブ。
【請求項３】 請求項１又は２において、前記弁部材は二つの傾斜する閉鎖面を有し、該閉鎖面が三角屋根形状を構成してなることを特徴とする管路切替バルブ。
【請求項４】 請求項３において、前記両閉鎖面上には輪状突起条が形成されてなることを特徴とする管路切替バルブ。
【請求項５】 請求項１，２，３又は４において、前記動作部材はコイル状をなしていることを特徴とする管路切替バルブ。
【請求項６】 請求項１，２，３，４又は５において、前記弁部材は揺動部材に装着され、且つ弁部材は前記揺動部材に対して僅かに揺動可能としてなることを特徴とする管路切替バルブ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、管路内を流れる液体の温度の高低により管路の分岐点における方向切替え弁を作動させ、管路内を流れる液体の分岐点における流れの方向制御ができる管路切替バルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、１日中いつでも入浴することができる２４時間風呂が普及している。その２４時間風呂の浴水循環装置は、循環管路を備えており、該循環管路にポンプ，フィルター，殺菌装置等が配置され、その循環管路が浴槽の浴水を汲み上げて循環管路内を循環させ、常時，浴水を清潔に維持するものである。
【０００３】上記の循環管路には、管路が複数に分離する分岐点があり、該分岐点には浴水の流れ方向を制御するための方向制御バルブが備わっている。該方向制御バルブにより管路の分岐点における浴水の流れ方向の変換を行う。このように、前記分岐点により循環管路を浴槽の浴水を汲み取る流れとし、浴水の流れ方向を制御することにより、浴槽内の浴水を常時清潔にするコースとしたり、或いは循環管路を分岐点により閉ループとし、循環管路内に付着した汚れを除去する洗浄を行うコースとする等が適宜に選択することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】その分岐点におけるバルブは、従来一般的にはアクチュエータとしてモータを用いたモータバルブと管路を流れる液体の温度を測定するための温度センサを組み合わせたものが使用されることが多い。これは、流れる液体の温度が設定温度より高いことを前記温度センサが検出すると、制御回路からの信号でモーターバルブを駆動して管路を切り替える構造のものである。
【０００５】このようにして、液体の温度が低い場合と，高い場合とで液体の流れ方向を変換しようとするものである。しかし、装置の外部の構成部品の配備においては、配線の始末やケース等の種々の付属品も必要となり、大がかりで複雑なものとなっていた。したがって、装置全体が高価なものとなるし、故障したときに修理が困難である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで発明者は、前記課題を解決することを目的とし、鋭意，研究を重ねた結果、その発明を、対向する高温側吐出部と低温側吐出部との間に揺動自在な弁部材を設け、形状記憶合金から形成され高温時に収縮する動作部材の収縮状態にて弁部材を前記低温側吐出部側に揺動傾斜させて閉鎖し，前記動作部材の復元状態と該動作部材の復元方向に付勢する復帰バネにて前記弁部材を高温側吐出部に揺動傾斜させて閉鎖してなる管路切替バルブとしたことにより、循環管路内で浴水を循環させ、その浴水を排出するための切替えバルブを電動駆動及びこれを制御するコンピュータ制御によらずに行うことができ、前記の課題を解決したものである。
【０００７】
【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。まず、バルブ本体Ａは、浴水が流入する流入部１と，後述する弁部材６及びベース８等を装着する弁部材装着室２と、高温側吐出部３と，低温側吐出部４とを備えている〔図１（Ａ），（Ｂ）及び図２参照〕。その流入部１の浴水流れ方向に対して、高温側吐出部３と低温側吐出部４の浴水流れ方向とは直交している。
【０００８】その高温側吐出部３の弁部材装着室２側には高温側吐出孔３ａが形成され、同様に低温側吐出部４の弁部材装着室２側には低温側吐出孔４ａが形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）参照〕。その高温側吐出孔３ａは、高温側吐出部３の内径より小さく形成され、また低温側吐出孔４ａは低温側吐出部４の内径より小さく形成されている。
【０００９】その高温側吐出孔３ａの周囲は平面形成された平坦状に形成され、同様に低温側吐出孔４ａの周囲も平面形成された平坦状に形成されている。これによって、後述する弁部材６の閉鎖面６ａ，６ｂとの密着性を確保することができる。従って、高温側吐出孔３ａ及び低温側吐出孔４ａの周囲における平面の広さは、弁部材６の両閉鎖面６ａ，６ｂに対応する範囲のみで良い。
【００１０】次に、方向切替え装置は、主に弁部材６と、揺動部材７と、ベース８と、動作部材９と、復帰バネ１０とから構成されている。弁部材６は、略三角屋根形状をなし、二つの傾斜する閉鎖面６ａ及び閉鎖面６ｂが形成されている。その弁部材６は、シリコンゴム等のゴム質，合成樹脂等の材質から形成されることが好ましく、他部材との密着性を良好なるものとしている。
【００１１】さらに、両閉鎖面６ａ，６ｂには、輪状に膨出する輪状突起条６ａ1 ，輪状突起条６ｂ1 がそれぞれ形成されている〔図３（Ｂ）参照〕。該輪状突起条６ａ1は、前記高温側吐出孔３ａの周囲に当接し、また輪状突起条６ｂ1 が低温側吐出孔４ａの周囲に当接する。そして、該輪状突起条６ａ1 ，６ｂ1 により弁部材６と高温側吐出孔３ａ，或いは弁部材６と低温側吐出孔４ａとの密着性を良好にして閉鎖状態をより一層確実にすることができる〔図４（Ａ），（Ｂ）参照〕。
【００１２】その揺動部材７は、前記弁部材６を揺動自在となるようにベース８に装着するものであり、前記揺動部材７の基板７ａの頂部には弁部材６を連結する弁部材連結片７ｂが形成され、前記基板７ａの幅方向両側には適宜の間隔をおいて形成された揺動側部７ｃ，７ｃが形成され、また基板７ａの幅方向中央箇所には前記動作部材９及び復帰バネ１０を装着する動作部材連結部７ｄ，バネ連結部７ｅが形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）及び図３（Ａ）等参照〕。
【００１３】そのベース８は、固定板８ａの幅方向両側端に対向する軸受け側板８ｂ，８ｂが形成され、前記固定板８ａ上には動作部材９と復帰バネ１０とをそれぞれ連結する下部連結部８ｃ及び８ｄが形成されている〔図３（Ａ）参照〕。その固定板８ａは、バルブ本体Ａの底部箇所にビス等の固着具を介して固定される。
【００１４】まず、弁部材６が揺動部材７の弁部材連結片７ｂに連結される。具体的には、弁部材６の底面側に弁部材連結片７ｂが挿入する挿入孔６ｃが形成され、該挿入孔６ｃに弁部材連結片７ｂが挿入される。また、弁部材６及び弁部材連結片７ｂにも貫通孔６ｄ及び貫通孔７ｂ1 がそれぞれ形成され、ピン１１が両貫通孔６ｄ，７ｂ1 を貫通して、弁部材６と揺動部材７とが連結される。
【００１５】その揺動部材７の揺動側部７ｃ，７ｃがベース８の軸受け側板８ｂ，８ｂの内方に装着され、揺動側部７ｃ，７ｃの枢支軸用貫通孔７ｃ1 ，７ｃ1 と，軸受け側板８ｂ，８ｂの枢支軸用貫通孔８ｂ1 ，８ｂ1 とに枢支軸１３が貫通し、ベース８に対して揺動部材７が揺動自在となるように連結される。
【００１６】ここで、揺動部材７とともに前記弁部材６は、ベース８に対して揺動し、その揺動傾斜する両側方向に高温側吐出孔３ａと低温側吐出孔４ａとが存在する。さらに具体的には、その弁部材６が高温側吐出孔３ａに揺動傾斜し、当接した状態で閉鎖面６ａが高温側吐出孔３ａの周囲の平坦面と略平行となって当接するようになっている〔図１（Ａ）参照〕。
【００１７】同様に、その弁部材６が低温側吐出孔４ａ側に揺動傾斜し、当接した状態で閉鎖面６ｂが低温側吐出部４ａの周囲の平坦面と略平行となって当接するようになっている。弁部材６の両閉鎖面６ａ，６ｂの傾斜角度は、いずれかの吐出部側に揺動傾斜したときに上述したように、垂直状となるように設定される。また、同様に、ベース８は、弁部材６が揺動傾斜したときに高温側吐出孔３ａ又は低温側吐出孔４ａを適正に閉鎖することができるような位置に固定する〔図１（Ｂ）参照〕。
【００１８】また、前記弁部材６には、金属金具１２が埋め込まれ補強されている〔図２（Ｂ）及び図３（Ａ）等参照〕。その弁部材６の挿入孔６ｃは、前記揺動部材７の弁部材連結片７ｂよりも少し大きめに余裕をもって形成されている。これによって、挿入孔６ｃ内で弁部材連結片７ｂは揺動傾斜方向に振れが可能となり、弁部材６は揺動部材７に対し僅かに揺動可能でフレキシブルとなる（図５参照）。
【００１９】これによって、揺動部材７とともにベース８に対して揺動傾斜した弁部材６は高温側吐出孔３ａの周囲の平坦面に当接し、さらに弁部材６のみが揺動部材７に対して僅かに揺動しフレキシブルとなることにより、その閉鎖面６ａと高温側吐出孔３ａの周囲の平坦面との密着性がさらに一層良好なるものとすることができる。これは、弁部材６の低温側吐出孔４ａの周囲の平坦面と、閉鎖面６ｂとの密着性についても同様に一層良好なるものとすることができる。
【００２０】次に、動作部材９は、形状記憶合金により形成されたもので、コイルバネ形状をなしている。その動作部材９は、高温で収縮する。さらに詳しくは、浴水温度が約４０°Ｃの適温（低温）のときに初期長さ（自然長さ）であり、浴水がヒータにより熱せられ約７０°Ｃの熱水となると収縮して短くなる。
【００２１】その動作部材９は、上記コイルバネ形状としたもの以外に特に図示しないが、ジグザグの折畳み形状としたものや、つる巻き形状としたもの等が存在し、バルブ本体Ａの弁部材装着室２内に適正に装着可能なものであれば、その形状は限定されない。復帰バネ１０は、通常のコイルバネが使用されるが、その他に捩りバネや板バネ等の弁部材装着室２内で適正に装着可能なるものであればいずれのタイプのものを使用しても構わない。
【００２２】その動作部材９と復帰バネ１０は、揺動部材７とベース８に装着されている。具体的には、揺動部材７の動作部材連結部７ｄと，ベース８の固定板８ａに形成された下部連結部８ｃとの間に動作部材９が上下方向に装着され、また、バネ連結部７ｅと下部連結部８ｄとの間には復帰バネ１０が上下方向に装着される〔図１（Ａ），（Ｂ）及び図３等参照〕。
【００２３】そして、動作部材９は、常時は初期長さ（収縮しない状態の長さ）であり、揺動部材７は、高温側吐出部３側に傾斜し、その揺動部材７とともに弁部材６も高温側吐出部３側に傾斜する。そして、弁部材６の閉鎖面６ａが高温側吐出孔３ａを閉鎖した状態となり、バルブ本体Ａの流入部１に流入する浴水が適温（低温）から熱水に変化すると、動作部材９が長手方向に収縮して、揺動部材７の揺動傾斜方向が変換する。
【００２４】このとき動作部材９の反対側に装着した復帰バネ１０の働きにより、揺動部材７の揺動傾斜方向の変換が迅速且つ確実に行われる。その弁部材６は、揺動部材７とともに揺動傾斜方向が変換し、高温側吐出孔３ａから弁部材６の閉鎖面６ａが離れて高温側吐出孔３ａが開き、弁部材６の閉鎖面６ｂが低温側吐出孔４ａを閉鎖する。
【００２５】これによって、適温（低温）の浴水と，熱水との管路の流れ方向を変化させることができる。図１（Ａ）は、流入部１より適温（低温）の浴水が流入し、弁部材６は高温側吐出部３側を閉鎖し、浴水が低温側吐出部４側へ流れる様子を矢印で示したものである。図１（Ｂ）は、流入部１より熱水が流入し、弁部材６は低温側吐出部４側を閉鎖し、熱水が高温側吐出部３側へ流れる様子を矢印で示したものである。
【００２６】図６及び図７は、本発明の管路切替バルブを２４時間風呂装置Ｂの循環管路に組み込んだ実施例であって、その循環管路には、ポンプ１４，ヒータ１５，フィルタ１６及び殺菌装置１７が組み込まれている。そして、２４時間風呂装置Ｂの循環管路によって、適温の浴水のみを浴槽に送り出し、なんらかの原因で装置に異常が発生し、循環管路内の浴水の温度が急に上昇して熱水に変化したときには、その熱水を浴槽の外部に排除することにより、浴槽内の浴水の温度を常時、適温に保つ構成を想定したものである。
【００２７】図６（Ａ），（Ｂ）は、循環管路を循環する適温の浴水が流入部１より流入したもので、弁部材６は高温側吐出部３の高温側吐出孔３ａを閉鎖し、浴水は低温側吐出部４の低温側吐出孔４ａより循環管路内に吐出され、さらに浴槽に送りだされる状態を示したものである。図７（Ａ），（Ｂ）は、循環管路になんらかの異常が発生して生じた熱水が流入部１より流入したもので、弁部材６は低温側吐出孔４ａを閉鎖し、熱水は循環管路及び浴槽に戻らずに高温側吐出孔３ａより浴槽の外部に排出される状態を示したものである。
【００２８】
【発明の効果】まず、請求項１の発明においては、対向する高温側吐出部３と低温側吐出部４との間に揺動自在な弁部材６を設け、高温時に収縮する動作部材９の収縮状態にて弁部材６を前記低温側吐出部４側に揺動傾斜させて閉鎖し，前記動作部材９の復元状態と該動作部材９の復元方向に付勢する復帰バネ１０にて前記弁部材６を高温側吐出部３に揺動傾斜させて閉鎖してなる管路切替バルブとしたことにより、バルブ本体Ａ内の二つの吐出部への浴水の流れの切替え制御を浴水の温度の変化により行うことができる。
【００２９】即ち、動作部材９は、浴水の温度により伸縮し、該動作部材９により弁部材６の揺動傾斜方向が変換するので、浴水の温度により二つの吐出部の閉鎖が切り替わり、浴水の流れを切り替えることができる。これによって、浴水の循環管路における浴水の流れ制御は、外部の制御機構に頼ることなく、バルブのみで行うことができ、構造を簡単にすることができ、ひいては、低価格にて提供することができる。
【００３０】次に、請求項２の発明は、流入部１と，高温側吐出部３と，該高温側吐出部３に対向する低温側吐出部４とを設けたバルブ本体Ａと、前記高温側吐出部３と低温側吐出部４との間にて揺動自在とし，揺動傾斜側に位置する吐出部を閉鎖する弁部材６と、高温時に収縮し，その収縮状態にて前記弁部材６を低温側吐出部４に揺動傾斜させる動作部材９と、該動作部材９の復元に応じて前記弁部材６を高温側吐出部３側に揺動傾斜させるように付勢させる復帰バネ１０とからなる管路切替バルブとしたことにより、バルブ本体Ａの高温側吐出部３と低温側吐出部４への浴水の流れの切替え制御を浴水の温度の高低変化により行うことができ、且つその弁部材６の揺動傾斜方向に切り替えも迅速に行うことができる。
【００３１】上記効果を詳述すると、弁部材６は動作部材９により、揺動傾斜方向を変換し、二つの閉鎖面６ａ，６ｂにより高温側吐出部３と低温側吐出部４とのいずれかを閉鎖し、浴水の流れ方向を制御し、また、復帰バネ１０が動作部材９の装着側の反対側に揺動傾斜するように弁部材６を付勢するので、動作部材９の動作が滑らかとなるように促進し、且つ動作部材９が縮んで弁部材６の揺動傾斜方向が変換するのを迅速に行わせることができる。
【００３２】次に、請求項３の発明は、請求項１又は２において、前記弁部材６は二つの傾斜する閉鎖面６ａ，６ｂを有し、該閉鎖面６ａ，６ｂが三角屋根形状を構成してなる管路切替バルブとしたことにより、弁部材６の形状を簡単にすることができ、且つ揺動傾斜したときの高温側吐出部３又は低温側吐出部４との当接状態を良好にすることができる。
【００３３】次に、請求項４の発明は、請求項３において、前記両閉鎖面６ａ，６ｂ上には輪状突起条６ａ1 ，６ｂ1 が形成されてなる管路切替バルブとしたことにより、該輪状突起条６ａ1 ，６ｂ1 が高温側吐出部３又は低温側吐出部４に当接した状態を良好なる密閉性とすることができる。
【００３４】次に、請求項５の発明は、請求項１，２，３又は４において、前記動作部材９はコイル状をなしていることを特徴とする管路切替バルブとしたことにより、動作部材９の伸縮がスムーズに行われ、浴水の流れ方向の動作を良好にすることができる。
【００３５】次に、請求項６の発明は、請求項１，２，３，４又は５において、前記弁部材６は揺動部材７に装着され、且つ弁部材６は前記揺動部材７に対して僅かに揺動可能としてなる管路切替バルブとしたことにより、弁部材６が揺動部材７に対してフレキシブルとなり、弁部材６の閉鎖面６ａ，６ｂと高温側吐出部３或いは低温側吐出部４との当接状態を常時，略平行に維持し、閉鎖具合を良好にすることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００２２４４
【氏名又は名称】蛇の目ミシン工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月２１日（１９９９．４．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８００９０
【弁理士】
【氏名又は名称】岩堀 邦男
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３０４１３９（Ｐ２０００−３０４１３９Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２日（２０００．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１１３５３７ |
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