冷熱水混合裝置的製作方法
2023-06-10 05:16:26
專利名稱：冷熱水混合裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及冷熱水混合裝置，特別是利用偏置彈簧和以形狀記憶材料製成的感溫彈簧對閥芯從兩側施加作用力的恆溫式冷熱水混合裝置。
此外，本發明涉及這樣一種冷熱水混合裝置的控制機構，該冷熱水混合裝置在形狀記憶合金製作的感溫彈簧其彈簧常數極端減小的低溫區域內，將偏置彈簧作為對由於閥芯著座之後的關閥操作而作用於閥芯上的操作力進行緩衝的部件加以利用的同時，靠調節部件使閥芯趨於向關閉熱水流入口的關閥方向移動，可在僅需放出冷水時將熱水流入口強制性關閉。
背景技術：
作為恆溫式冷熱水混合裝置，採用形狀記憶合金等形狀記憶材料製作的感溫彈簧者已經公知。如特開平6-147333號公報所記載的，這種類型的冷熱水混合裝置在筒狀的閥體內設有冷水閥座和熱水閥座，可在該閥體的中心線方向上進退的閥芯能夠與該冷水閥座和熱水閥座接觸與分離，設置有使該閥芯趨於向接近熱水閥座的方向移動的感溫彈簧、使該閥芯向接近冷水閥座的方向移動的偏置彈簧以及用來使該偏置彈簧進退的調溫手柄等。
通過旋轉調溫手柄，該偏置彈簧沿其中心線方向進退，使偏置彈簧對閥芯的作用力改變，放水溫度的整定值改變。
即，當使該偏置彈簧後退時，由於該偏置彈簧產生的作用力減小，故而閥芯在接近熱水閥座的同時從冷水閥座上離開，整定溫度將降低。當使偏置彈簧前進時，相反地，偏置彈簧產生的作用力增大，閥芯在離開熱水閥座的同時向冷水閥座接近，整定溫度將升高。在將整定溫度的混合水外放的狀態下，當由於熱水供水溫度和熱水供水壓力等發生變化而導致混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧或伸長或縮短，閥芯發生移動而使混合水溫度自動恢復為整定溫度。
現有的冷熱水混合裝置中，其調溫手柄的旋轉角度與閥芯的移動量之間的關係如圖4的虛線所示，大致為一直線。即，例如，在低於30℃的低溫區、30～50℃的中溫區以及高於50℃的高溫區的任意一個溫度帶內，調溫手柄旋轉單位角度時的閥芯的移動量均大致相同。因此，在低溫區～高溫區的範圍內，調溫手柄的旋轉角度與外放混合水的溫度也大致呈一線性關係。
一般來說，在具有冷熱水混合裝置的水龍頭中，人們希望如圖5a所示，30～50℃之間的刻度範圍較寬以便在30～50℃特別是35℃～45℃之間對混合水溫度進行微調。為此，需要使反映30～50℃中溫區內的放水溫度相對於調溫手柄旋轉角度的關係的直線其斜率(圖4的直線的斜率)較平緩。但是，如果簡單地使該斜率變得平緩，則為了在低溫區到高溫區的範圍內進行溫度調節，就必須相當大地加大溫度手柄的旋轉範圍。就旋轉式調溫手柄而言，手柄的旋轉範圍(C～H:C是僅放出來自冷水供水管的冷水，H是僅放出來自熱水供水管的熱水。)必須限制在360度之內(通常為270度以內)，因此，如上所述簡單使斜率平緩的做法實際上不能採用(C～H的範圍將超過360度)。因此，作為現有技術例，如圖5b所示，30～50℃之間的中溫區的刻度範圍較窄。
本發明是針對上述技術性問題創造出來的，其第1目的是，提供一種在中溫區上述斜率小、在低溫區及高溫區上述斜率大、因而中溫區的刻度範圍較寬的冷熱水混合裝置。
對現有冷熱水混合裝置的控制機構結合圖20進行說明。設有貫通於閥芯外殼801的中心部位以形成流體通路的內腔802，在閥芯外殼801的周面上形成有熱水與冷水的流入口803與804。並且，在該熱水與冷水的流入口803與804處，配設有對該各流入口803和804的開口面積比進行控制以決定熱水與冷水的流入量的、可沿軸向自由滑動的滑閥閥芯805。作為滑閥閥芯805，熱水側閥芯805a與冷水側閥芯805b連結成一體，在形狀記憶合金製成的感溫彈簧806及偏置彈簧807的作用下趨於向相向的方向移動，並趨向平衡。偏置彈簧807的一端卡止在栓體808上，通過改變栓體808在軸向上的位置，來改變兩個彈簧806與807的作用力，改變滑閥閥芯805的平衡位置以改變冷熱水的流入比例，從而改變所獲得的溫水的溫度。
現在，例如假設在某一整定位置滑閥閥芯805處於平衡的狀態下，熱水側或冷水側的供水壓力發生了變化，相對於相同的開口面積，熱水與冷水的流入比例改變，則混合後獲得的溫水的溫度將改變。感溫彈簧806在檢測到該變化後將作出反應。即，感溫彈簧806相應於經混合而獲得的溫水的溫度其作用力發生變化，使滑閥閥芯805向糾正溫度變化的方向移動，故具有自動溫度調節功能。
通常，具有自動溫度調節功能的冷熱水混合裝置中，在僅需放出冷水時，需要通過感溫彈簧806與偏置彈簧807二者作用力趨於平衡而調節滑閥閥芯805的軸向位置，並使滑閥閥芯805的熱水側閥芯805a著座於熱水側閥座上。
但是，作為採用形狀記憶合金制感溫彈簧806的冷熱水混合裝置的控制機構中，當要混合的冷熱水的溫度降低時，感溫彈簧806的彈簧常數將減小，感溫彈簧806所產生的作用力減弱。因而，存在著這樣的缺點，即，在進行只放出冷水的操作時，作用於滑閥閥芯805上的作用力不夠大，處於熱水流入口803未完全關閉的狀態而有熱水流入，不能夠真正做到只放出冷水。
為了克服這一缺點，若預先將感溫彈簧806的彈簧常數設計得較大，則在僅需放出冷水的場合，可克服偏置彈簧807的作用力將熱水流入口803關閉。然而，感溫彈簧806的彈簧常數設計得較大的結果，將導致冷熱水混合裝置整體體積大型化，還導致成本增加。另外，也可以考慮在僅放出冷水時，利用對偏置彈簧807的作用力進行調節的部件，使滑閥閥芯805直接著座於熱水側閥座上的做法；但在將二者直接且以機械形式加以連結的場合，存在著這樣的缺點，即，在滑閥閥芯805著座之後所進行的關閥操作中，操作力將直接作用於滑閥閥芯805上，滑閥閥芯805將承受使之遭受破壞的力。
本發明的第2目的是提供這樣一種冷熱水混合裝置的控制機構，即，在低溫區域，利用改變偏置彈簧的作用力的部件能夠強制使熱水側閥芯著座、且能夠利用偏置彈簧對作用於閥芯上的力進行緩衝的同時使之著座、並且使之趨於向關閥方向移動。
發明的公開權利要求1～23的冷熱水混合裝置能夠實現上述第1目的。
權利要求1所涉及的冷熱水混合裝置屬於這樣一種冷熱水混合裝置，即，在筒狀的閥體內設有冷水閥座與熱水閥座，可在該閥體的中心線方向上進退並能夠與該冷水閥座及熱水閥座接觸與分離的閥芯與該閥體同軸配置，具有使該閥芯趨於向接近熱水閥座的方向移動的感溫彈簧、使該閥芯趨於向接近冷水閥座的方向移動的偏置彈簧、以及使該偏置彈簧在閥體中心線方向上進退的放水溫度整定部件；其特徵是，設有在該閥芯位於中溫放水位置與該閥芯位於低溫放水或高溫放水的位置時改變該偏置彈簧所產生的作用力的作用力轉換機構。
本發明的這種冷熱水混合裝置中，可通過轉換偏置彈簧的作用力使得中溫區的溫度斜率較小。
本發明的一個形式(權利要求2)是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，上述轉換機構為，在該閥芯位於低溫放水或高溫放水的位置時，使一部分偏置彈簧的作用力作用於閥芯，在閥芯位於中溫放水位置時，使所有偏置彈簧的作用力串列作用於閥芯。
這種冷熱水混合裝置中，當混合水的放水整定溫度整定在低溫區或高溫區時，僅一部分偏置彈簧的作用力作用於閥芯，當整定在中溫區時，第1及第2偏置彈簧之串列連接體的作用力作用於閥芯。
眾所周知，彈簧在串列連接時，合成的彈簧常數為各彈簧彈簧常數的調和平均數，將小於單個彈簧的彈簧常數。因此，根據權利要求2所涉及的本發明的冷熱水混合裝置，在中溫區，偏置彈簧作用於閥芯的作用力減小，閥芯移動量(因而放水溫度)相對於調溫手柄旋轉角度的斜率減小，易於對混合水溫度進行微調。
與中溫區的場合相比，在低溫區或高溫區，偏置彈簧的作用力增強，所說斜率增大。因此，不必增大調溫手柄的旋轉範圍便能夠在較寬範圍內整定中溫區的混合水放水溫度。
作為權利要求2的發明所涉及的冷熱水混合裝置的一個形式(權利要求3)，上述閥芯被支持在與該閥體同軸配置的主軸上，可在該閥體的中心線方向上進退；放水溫度整定部件具有內周面上設有陰螺紋的、與上述主軸同軸配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該主軸同軸配置的筒狀的進退軸，在該進退軸的距閥芯較遠的端部及較近的端部上分別設置的遠端凸擋部及近端凸擋部，嵌合在該進退軸上並能夠在中心線方向上自由移動的、通過與該近端側端部相卡合而向接近閥芯的方向的移動受到限制的鉤子，以及嵌合在該主軸上並能夠在中心線方向上移動的、使配置在該鉤子與閥芯之間設在該主軸的長度方向上的中間部位的凸擋狀卡止部能夠與上述鉤子接觸的滑環，介於該滑環與閥芯之間裝有處於儲能狀態的第1偏置彈簧，介於該鉤子與遠端側凸擋部之間裝有處於儲能狀態的上述第2偏置彈簧。
也可以如權利要求4所說，該轉換機構這樣構成，即，具有自上述閥芯突出設置的上述主軸，設在該主軸的前端的凸緣狀的卡止部，設在該主軸的中間部位的上述凸擋狀卡止部，在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在進退軸的遠端側凸擋部上的方向移動的止擋環，以及在上述第1偏置彈簧的作用下向被推壓在鉤子上的方向移動的上述滑環；當閥芯位於中溫放水位置時，該凸緣狀的卡止部與止擋環二者相分離，該止擋環在第2偏置彈簧的作用下被推壓在進退軸的遠端側凸擋部上，並且該凸擋狀卡止部與滑環二者相分離，該滑環在第1偏置彈簧的作用下被推壓在鉤子上，當閥芯位於低溫放水位置時，該凸緣狀卡止部卡合在該止擋環上，並且通過上述鉤子與近端側凸擋部二者的卡合，使得鉤子向接近閥芯的方向的移動受到限制，由此，在第2偏置彈簧的作用力通過止擋環及主軸與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上的同時，上述凸擋狀卡止部卡合在滑環上，第1偏置彈簧的作用力不作用於閥芯及進退軸。
權利要求2的發明所涉及的冷熱水混合裝置的其它形式(權利要求5)中，放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、與上述閥體同軸配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸，以及可相對於該閥體在中心線方向上自由移動的、通過與該閥芯相接觸使得向接近閥芯的方向的移動受到限制的離合筒，介於該離合筒與閥芯之間裝有處於儲能狀態的第1偏置彈簧，介於該離合筒與進退軸之間裝有處於儲能狀態的第2偏置彈簧。
在這種場合，離合筒最好這樣構成，即，或者與上述進退軸相卡合而使得在上述中心線方向上的移動受到限制，或者與閥芯相卡合而使得在上述中心線方向上的移動受到限制。
本發明的又一個形式(權利要求12)所涉及的冷熱水混合裝置是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，上述轉換機構為，在該閥芯位於中溫放水位置時，使各偏置彈簧的串列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯，在閥芯位於低溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相同的方向作用於閥芯。
作為該冷熱水混合裝置，在混合水的放水整定溫度為中溫時，各偏置彈簧串列地向與感溫彈簧相反的方向作用於閥芯，因此，該串列的偏置彈簧所產生的作用力減弱，閥芯的移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄旋轉角度的斜率減小。
在混合水的放水整定溫度為低溫時，一部分偏置彈簧向與感溫彈簧相同的方向作用於閥芯。在這種場合，閥芯的移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄旋轉角度的斜率也增大。
該權利要求12的冷熱水混合裝置的一個形式(權利要求13)中，上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、可圍繞其軸心旋轉地進行配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸，以及可在該進退軸的中心線方向上自由移動的離合筒，在該離合筒與閥芯之間配置有第1偏置彈簧，在該離合筒與進退軸之間配置有第2偏置彈簧。
最好是，如權利要求14所說，該偏置彈簧的轉換機構具有自上述閥芯朝向上述進退軸突出設置的突軸，設在該突軸前端上的卡止部，以及在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在進退軸上的方向移動的墊片；當閥芯位於高溫放水及中溫放水的位置時，該卡止部與墊片二者是分開的，該墊片在第2偏置彈簧的作用下被推壓在進退軸上，當閥芯位於低溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，並且通過上述卡合部使離合筒的向接近閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第2偏置彈簧的作用力通過墊片及突軸與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上。在這種場合，最好如權利要求15所說，當閥芯位於高溫放水位置時，離合筒與閥芯或進退軸相接觸，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
此外，也可以如權利要求16所說，該轉換機構具有自上述閥芯朝向上述進退軸突出設置的突軸，設在該突軸前端上的第1卡止部，設在該突軸的中間部位的第2卡止部，在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在進退軸上的方向移動的第1墊片，以及在上述第1偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在離合筒上的方向移動的第2墊片；當閥芯位於中溫放水位置時，該第1卡止部與第1墊片二者相分離，該第1墊片在第2偏置彈簧的作用下被推壓在進退軸上，並且，第2卡止部與第2墊片相分離，該第2墊片在第1偏置彈簧的作用下被推壓在離合筒上，當閥芯位於低溫放水位置時，該第1卡止部與該第1墊片相卡合，並且通過上述卡合部使離合筒的向接近閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第2偏置彈簧的作用力通過墊片及突軸與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上，並且第2卡止部與第2墊片相卡合，第1偏置彈簧的作用力不作用於閥芯及進退軸。
進而，該轉換機構也可以如權利要求17所說，具有自進退軸朝向上述閥芯突出設置的突軸，設在該突軸前端上的卡止部，以及在上述第1偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在閥芯上的方向移動的墊片；當閥芯位於高溫放水及中溫放水的位置時，該卡止部與墊片二者是分開的，該墊片在第1偏置彈簧的作用下被推壓在閥芯上，當閥芯位於低溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，並且通過上述卡合部使離合筒的向離開閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第1偏置彈簧的作用力通過墊片、突軸及離合筒與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上。在這種場合，最好如權利要求18所說，當閥芯位於高溫放水位置時，離合筒與閥芯或進退軸相接觸，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
也可以如權利要求19所說，該轉換機構具有自進退軸朝向上述閥芯突出設置的突軸，設在該突軸前端上的第1卡止部，設在該突軸的中間部位的第2卡止部，在上述第1偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在閥芯上的方向移動的第1墊片，以及在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在離合筒上的方向移動的第2墊片；當閥芯位於中溫放水位置時，該第1卡止部與第1墊片二者分開，該第1墊片在第1偏置彈簧的作用下被推壓在閥芯上，並且第2卡止部與第2墊片二者分開，該第2墊片在第2偏置彈簧的作用下被推壓在離合筒上，當閾芯位於低溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，並且通過上述卡合部使離合筒的向離開閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第1偏置彈簧的作用力通過墊片、突軸及離合筒與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上，並且第2卡止部卡合在第2墊片上，第2偏置彈簧的作用力不作用於閥芯及進退軸。
本發明的其它形式(權利要求20)的冷熱水混合裝置的特徵是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，作為用來對作用於該閥芯的偏置彈簧的作用力進行轉換的上述轉換機構為，在該閥芯位於高溫放水位置時，使所有偏置彈簧的並列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯，在閥芯位於中溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯，在閥芯位於低溫放水位置時，通過上述放水溫度整定部件直接使閥芯進退。
權利要求19的這種冷熱水混合裝置中，在混合水的放水整定溫度為高溫的場合，多個偏置彈簧的並列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向推壓閥芯，因此，閥芯移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄旋轉角度的斜率較大。
在混合水的放水整定溫度為中溫的場合，作為偏置彈簧僅一部分偏置彈簧向與感溫彈簧的作用力相反的方向推壓閥芯，因此，閥芯移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄的旋轉角度的斜率較小。
在混合水的放水整定溫度為低溫的場合，由於閥芯例如與進退軸等放水溫度整定部件一體進退，因此，閥芯移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄的旋轉角度的斜率較大。
該權利要求20的冷熱水混合裝置中，最好是，如權利要求21所說，閥芯受到與上述閥體同軸配置的主軸的支持，該主軸可在該閥體的中心線方向上進退；上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、可圍繞其中心線旋轉地加以配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸；上述轉換機構具有自該主軸朝向上述進退軸突出設置的突軸，設在該突軸前端上的卡止部，以及可從閥芯一側與該卡止部相接觸的墊片，在該墊片與閥芯之間配置有第1偏置彈簧，該進退軸與閥芯之間配置有第2偏置彈簧，當閥芯位於高溫放水位置時，在該卡止部與墊片二者分離的同時墊片與進退軸相接觸，由此，獲得反作用力的第1偏置彈簧對閥芯施加作用力使之趨向進退軸，在閥芯位於中溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，由此，使第1偏置彈簧對閥芯的作用力解除，閥芯位於低溫放水位置時，閥芯與進退軸相卡合，二者一體進退。
本發明的又一其它形式(權利要求22)的冷熱水混合裝置的特徵是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，用來對作用於該閥芯的偏置彈簧的作用力進行轉換的上述轉換機構為，在該閥芯位於高溫放水位置時，使所有偏置彈簧的並列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯，在閥芯位於中溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯，在閥芯位於低溫放水位置時，使其它偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相同的方向作用於閥芯。
這種冷熱水混合裝置中，在混合水的放水整定溫度為高溫的場合，各偏置彈簧的並列的作用力向與感溫彈簧相反的方向推壓閥芯，因此，閥芯的移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄旋轉角度的斜率較大。
在混合水的放水整定溫度為中溫的場合，僅一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧相反的方向推壓閥芯，因此，閥芯移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄旋轉角度的斜率減小。
在混合水的放水整定溫度為低溫的場合，其它偏置彈簧向與感溫彈簧相同的方向作用於閥芯。在這種場合，閥芯移動量(故而放水溫度)相對於調溫手柄的旋轉角度的斜率也較大。
該權利要求22的冷熱水混合裝置最好如權利要求23所說，上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、可圍繞其中心線旋轉地進行配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸，在該進退軸與閥芯之間配置有第2偏置彈簧，並具有設置在筒部上並在上述中心線方向上分開的第1及第2凸擋部，分別配置在該第1凸擋部與第2凸擋部二者的相向面一側的第1墊片與第2墊片，介於該第1墊片與第2墊片之間呈儲能狀態安裝的第1偏置彈簧，設在上述進退軸上的、在進退軸向離開閥芯的方向移動時與該第1墊片卡合併將該第1墊片向離開閥芯的方向進行推壓的凸擋部，以及設在該進退軸上的、在該進退軸向接近閥芯的方向移動時與第2墊片卡合併將該第2墊片向接近閥芯的方向進行推壓的臺階。
權利要求24的冷熱水混合裝置的控制機構可實現上述第2目的，其特徵是，在本體的周面設有熱水與冷水的流入口、對配設在本體的內腔的閥芯以感溫彈簧與偏置彈簧進行驅動、設有可改變偏置彈簧的作用力以控制閥芯的位置的調節部件、閥芯同偏置彈簧的一端而調節部件同另一端直接或間接接觸、通過對調節部件進行調節以改變熱水與冷水的流入量從而獲得期望溫度的溫水這樣一種冷熱水混合裝置中，在閥芯上形成有可與偏置彈簧的調節部件接觸面直接或間接接觸的接觸部，並且，在調節部件上形成有可與偏置彈簧的閥芯接觸面直接或間接接觸的接觸部，從而至少在將熱水流入口關閉時，偏置彈簧使閥芯趨於向將熱水關閥的方向移動。
在低溫區域，感溫彈簧的彈簧常數較小，有時不能完全與熱水的供水壓力相適應，而本發明的冷熱水混合裝置，在這種溫度區域，通過使閥芯與用來改變偏置彈簧的作用力的調節部件直接或間接連動而能夠做到在將偏置彈簧作為對由於閥芯著座後進行的關閥操作而作用於閥芯上的操作力進行緩衝的緩衝部件加以利用的同時，通過上述調節部件對閥芯的軸向位置進行控制。並且，偏置彈簧對閥芯起到使之趨於向關閥方向移動的作用。
附圖的簡單說明
圖1是第1最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖2是圖1的冷熱水混合裝置的高溫放水狀態的剖視圖。
圖3是圖1的冷熱水混合裝置的低溫放水狀態的剖視圖。
圖4是圖1的冷熱水混合裝置的動作特性圖。
圖5a及5b是冷熱水混合裝置的調溫手柄的說明圖。
圖6是第2最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖7是第3最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖8是第4最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖9是第5最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖10是第6最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖11是第7最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖12是第8最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖13是第9最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的剖視圖。
圖14是第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的橫斷面俯視圖。
圖15A是對第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的流體通路分割部件加以展示的立體圖，圖15B是其正面圖。
圖16A是對第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置冷水側閥芯加以展示的側視圖，圖16B是其後視圖。
圖17A是對第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的調節部件加以展示的後視圖，圖17B是其側視圖。
圖18A是對第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的滑動連結部件加以展示的底視圖，圖18B是其後視圖。
圖19是第11最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置的橫斷面俯視圖。
圖20是現有冷熱水混合裝置的縱向剖視圖。
筒狀的閥體10的周面上設有冷水的流入口12和熱水的流入口14，在左端設有混合水的流出口。熱水的流入口14的位置比冷水的流入口12更靠左端。通過使這些流入口12、14之間的閥體內周面向內突出而設有突部20。該突部20的右端面成為冷水閥座22，左端面成為熱水閥座24。
與該冷水閥座22相向的環狀的冷水閥芯32和與熱水閥座24相向的環狀的熱水閥芯34二者嵌合在主軸30的十字形部30a上。該十字形部30a其與主軸30的中心線相垂直的斷面呈十字形。
作為該主軸30，能夠被形狀記憶合金製成的感溫彈簧40向右方推壓，被第1偏置彈簧42及第2偏置彈簧44向左方推壓。為使該偏置彈簧42、44能夠向左右方向進退，旋轉軸50、進退軸52、鉤子54以及滑環56呈圍繞主軸30的狀態配置。
旋轉軸50的右端的手柄安裝部50a自閥體10的穿軸孔60向右方突出，手柄(圖中省略)固定在上邊。在該手柄安裝部50a的頸部上嵌合固定有E形環62，以使旋轉軸50不能夠向左右進退。64是0形環。
該旋轉軸50的左端為筒狀，在其內周設有陰螺紋50b。筒狀的進退軸52的右端外周上設置的陽螺紋52b與該陰螺紋50b嚙合，隨著旋轉軸50的旋轉，進退軸52向左右進退。
自進退軸52的右端向內設有突出的凸擋部(遠端凸擋部)52a，止擋環68卡止在該凸擋部52a上。該止擋環68能夠沿進退軸52的內周面向左右方向滑動。第2偏置彈簧44的前端與該止擋環68接觸。
在進退軸52的左端，設有向外突出的凸擋部(近端凸擋部)50c，鉤子54的右端的爪部54c可卡止在該凸擋部50c上。作為該鉤子54，其左端為與主軸30的中心線相垂直的圓盤部54a，自該圓盤部54a的外周沿與主軸30的中心線相平行的方向上向右方延伸有多個腳片部54b。腳片部54b的前端向內折曲而成為上述爪部54c。第2偏置彈簧44的左端與圓盤部54a接觸。
上述滑環56與該圓盤部54a重疊，第1偏置彈簧42的右端與該滑環56相接觸。第1偏置彈簧42的左端與冷水閥芯32的朝內的凸擋部32a相接觸。
冷水閥芯32的左端可自由滑動地外嵌在主軸30的十字形部30a上。熱水閥芯34的右端可自由滑動地外嵌在該十字形部30a上。
冷水閥芯32及熱水閥芯34上分別外嵌有以具有高滑動性的氟樹脂製成的密封環72、74。這些密封環72、74與閥體10的內周面呈水密性滑動接觸。
在主軸30的右端設有其大小能夠進入上述進退軸52的凸擋部52a內而與止擋環68相接觸的凸緣30b(凸緣狀卡止部)。並且，在該主軸30的中間部位，設有其大小能夠與滑環56相接觸的突出的凸擋部30c(凸擋狀卡止部)。
對如上構成的冷熱水混合裝置的工作原理說明如下。
Ⅰ．將放水整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合(參照圖1)如圖1所示，將該冷熱水混合裝置的放水溫度(混合水溫度)整定在例如30～50℃的中溫區的場合，串列配置的偏置彈簧42、44的合成推壓力通過冷水閥芯32對主軸30向左方向起作用，感溫彈簧40的推壓力對主軸30向右方向起作用，二者的推壓力相平衡，主軸30與閥芯32、34處於靜止狀態。
在該中溫度放水狀態下，當混合水溫度由於熱水供水溫度和熱水供水壓力等發生變化而低於整定溫度時，感溫彈簧40收縮，主軸30向左方移動，冷水閥座22與冷水閥芯32之間的冷水流通間隙變窄的同時熱水閥座24與熱水閥芯34之間的熱水流通間隙變寬，混合水溫度恢復(上升)到整定溫度。反之，當混合水溫度高於整定溫度時，感溫彈簧40伸長，冷水閥芯32和熱水閥芯34與主軸30一起將位於右方，該冷水流通間隙變寬的同時熱水流通間隙變窄，混合水溫度恢復(降低)到整定溫度。
為在中溫區範圍內調高放水整定溫度而操動手柄向正方向旋轉的場合，隨著旋轉軸50向正方向旋轉，進退軸52向左方移動，止擋環68也向左方移動。其結果，偏置彈簧42、44向左方的推壓力變強，閥芯32、34與主軸30一起向左方移動。熱水流通間隙變寬的同時冷水流通間隙變窄，混合水溫度上升。閥芯32、34移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與偏置彈簧42、44向左方的推壓力二者相平衡。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
為在中溫區範圍內調低放水整定溫度而操動手柄向反方向旋轉的場合，隨著旋轉軸50向該反方向旋轉，進退軸52向右方移動，止擋環68也向右方移動。其結果，偏置彈簧42、44向左方的推壓力變弱，閥芯32、34與主軸30一起向右方移動,熱水流通間隙變窄的同時冷水流通間隙變寬，混合水溫度將降低。閥芯32、34移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與偏置彈簧42、44向左方的推壓力二者相平衡。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
將外放混合水的整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合，如上所述，偏置彈簧42、44二者起作用。設各偏置彈簧42、44的彈簧常數為k1、k2時，對主軸30向左方的推壓力為偏置彈簧42、44的串列的合成彈簧力，其彈簧常數將為1/(1/k1+1/k2)而較k1、k2二者均小。
因此，在該整定溫度整定在中溫區的場合，旋轉軸50及進退軸52的行程量(A)與閥芯32、34的移動量(a)二者之比a/A較小。換言之，旋轉軸50旋轉單位角度時的閥芯32、34的移動量(a)較小。其結果，如圖4的實線所示，在放出溫度整定在中溫區的場合，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量小，圖4的曲線圖中，溫度直線在中溫區的斜率小。
Ⅱ．將放水整定溫度整定在高於50℃的高溫區的場合(參照圖2)
放水整定溫度高於50℃的場合，進退軸52將大幅度向左方移動，受到第2偏置彈簧44推壓的滑環56與冷水閥芯32的右端面直接接觸。因此，當將手柄向高於50℃的高溫側轉動時，如圖2所示，進退軸52僅通過第2偏置彈簧44對主軸30向左方施加作用力。該僅第2偏置彈簧44進行推壓時的彈簧常數為k2，大於上述中溫區的合成彈簧常數1/(1/k1+1/k2)。因此，進退軸52的行程量(A)與閥芯32、34的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，圖4曲線圖中的溫度直線在高溫區的斜率要大於中溫區。即，高於50℃時，少許轉動手柄即可使放水溫度有較大幅度的變化。
Ⅲ．將放水整定溫度整定在低於30℃的低溫區的場合(參照圖3)在放水整定溫度低於30℃的場合，進退軸52將大幅度向右方移動，進退軸52的凸擋部52c與鉤子54的爪部54c卡合，該鉤子54與進退軸52一起向右方移動。之後，滑環56與凸擋部30c相接觸，第1偏置彈簧42撐頂於冷水閥芯32與滑環56(凸擋部30c)之間，該第1偏置彈簧42的推壓力將不再作用於主軸30。
此外，在這種場合，當將放水整定溫度大幅度降低(例如將手柄旋轉到「C」附近)時，進退軸52將進一步向右方移動，主軸30的右端的凸緣30b與止擋環68相接觸，第2偏置彈簧44通過止擋環68及凸緣30b將主軸30向右方推壓，熱水閥芯34在感溫彈簧40的右向作用力下被推壓在熱水閥座24上。
因此，在該將手柄轉動到低於30℃的低溫一側的場合，偏置彈簧42、44的左向作用力將不起作用，熱水閥芯34在感溫彈簧40的右向作用力的作用下向熱水閥座24靠近，並且，在將放水整定溫度大幅度降低時，第2偏置彈簧44的作用力對主軸30向右起作用，熱水閥芯34被感溫彈簧40推壓在熱水閥座24上。因此，旋轉軸50及進退軸52的行程量(A)和閥芯32、34的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。即，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，圖4曲線圖中的溫度直線在低溫區的斜率要大於中溫區。換言之，低於30℃時，少許轉動手柄即可使放水溫度有較大幅度的變化。
也可以做成這樣的結構，即，將手柄轉動到低於30℃的低溫區的場合，在滑環56與凸擋部30c接觸之前，止擋環68先與凸緣30b接觸。[第2最佳實施形式]結合圖6對第2最佳實施形式(特別是權利要求6、7)進行說明。該最佳實施形式具有以一個閥芯33對冷水流通間隙和熱水流通間隙雙方進行調節的結構。在該最佳實施形式中，與圖1～3相反，冷水流入口12的位置比熱水流入口22更靠左端，冷水閥座22的位置也比熱水閥座24更靠左端。
該閥芯33具有位於筒狀閥體10A的中心線上的中央軸部33C、設在該中央軸部33C的左端與右端的凸緣33A、33B、通過中心凸緣33D連結在該中央軸部33C的長度方向的中間部位上的筒部33E、安裝在該筒部33E的外周上並與閥體10A的內周面水密性滑動接觸的密封環73、以及各凸緣33A、33B、33D上所設置的通孔33a、33b、33c。
感溫彈簧40的右端與該凸緣33A相接觸。第1偏置彈簧42的左端與凸緣33B相接觸。在閥芯33與進退軸52之間設有離合筒80。
該離合筒80能夠沿閥體10A的內周面向左右方向進退。自該離合筒80的內周面設有突出的凸擋部80a，第1偏置彈簧42呈儲能狀態中介於該凸擋部80a與閥芯33的凸緣33B之間。
此外，第2偏置彈簧44呈儲能狀態中介於該凸擋部80a與進退軸52的凸擋部52a之間。離合筒80的右端的內周面上設有突出的凸擋部80b，該凸擋部80b能夠與進退軸52的左端外周側的凸擋部52c卡合。
圖6的冷熱水混合裝置的其它結構與圖1～3的冷熱水混合裝置相同，相同的編號代表相同的部分。
對這樣構成的圖6的冷熱水混合裝置的工作原理說明如下。
Ⅰ．將放水整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合圖6示出將該冷熱水混合裝置的放水溫度(混合水溫度)整定在例如30～50℃的中溫區的狀態。這種場合下，串列配置的偏置彈簧42、44的合成的推壓力對閥芯33向左方向起作用，感溫彈簧40的推壓力對閥芯33向右方向起作用，二者的推壓力相平衡。
在該中溫區狀態下，當由於熱水供水溫度和熱水供水壓力等發生變化而導致混合水溫度低於整定溫度時，感溫彈簧40收縮，閥芯33向左方移動，在冷水閥座22與閥芯33之間的冷水流通間隙變窄的同時，熱水閥座24與閥芯33之間的熱水流通間隙變寬，混合水溫度將恢復(上升)到整定溫度。反之，當混合水溫度高於整定溫度時，感溫彈簧40伸長，閥芯33位於右方，在該冷水流通間隙變寬的同時熱水流通間隙變窄，混合水溫度將恢復(降低)到整定溫度。
當為了在中溫區內提高放水整定溫度而操動手柄向正方向旋轉時，隨著旋轉軸50向正方向的旋轉，進退軸52向左方移動，離合筒80也向左方移動。其結果，偏置彈簧42、44的向左方的推壓力變強，閥芯33向左方移動，在熱水流通間隙變寬的同時冷水流通間隙變窄，混合水溫度升高。閥芯33移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與偏置彈簧42、44產生的向左方的推壓力相平衡。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40發生伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
當為了在中溫區內降低放水整定溫度而操動手柄向反方向旋轉時，隨著旋轉軸50向該反方向的旋轉，進退軸52向右方移動，離合筒80也向右方移動。其結果，偏置彈簧42、44的向左方的推壓力變小，閥芯33向右方移動，在熱水流通間隙變窄的同時冷水流通間隙變寬，混合水溫度降低。閥芯33移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與偏置彈簧42、44產生的向左方的推壓力平衡。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40發生伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
在將外放混合水的整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合，如上所述，串列配置的偏置彈簧42、44雙方均起作用，靠串列合成彈簧常數1/(1/k1+1/k2)將閥芯33向左方推壓。因此，與圖1～3的冷熱水混合裝置同樣，圖4曲線圖中的溫度直線在中溫區內其斜率較小。
Ⅱ．將放水整定溫度整定在高於50℃的高溫區的場合在放水整定溫度高於50℃的場合，進退軸52將向左方大幅度移動。繼而①離合筒80的左端與凸緣33b、②進退軸52的左端與離合筒80的凸擋部80a、③進退軸52的陽螺紋52b的左端側的臺階52s與離合筒80的右端中的某一對立即接觸。因此，將手柄向高於50℃的高溫側旋轉的場合，閥芯33僅依賴於感溫彈簧40的右向推壓力和單方的偏置彈簧42或44的左向推壓力趨於平衡而進退。該偏置彈簧42或44的彈簧常數為k1或k2，均大於上述中溫區的合成彈簧常數1/(1/k1+1/k2)。因此，進退軸52的行程量(A)與閥芯33的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，如圖4的曲線圖所示，溫度直線在高溫區的斜率較中溫區大。
Ⅲ．放水整定溫度整定在低於30℃的低溫區的場合放水整定溫度低於30℃的場合，進退軸52向右方大幅度移動，進退軸52的凸擋部52c與離合筒80的凸擋部80b相卡合，第2偏置彈簧44的推壓力將不作用於閥芯33。此時，進退軸52及離合筒80將成為如同一體的剛體。因此，當將手柄向該低於30℃的低溫側旋轉時，離合筒80將與進退軸52成一體進退，旋轉軸50及進退軸52的行程量(A)與閥芯33的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，如圖4的曲線圖所示，溫度直線在低溫區的斜率大於中溫區。[第3最佳實施形式]結合圖7對第3最佳實施形式(特別是權利要求8～11)所涉及的冷熱水混合裝置進行說明。
作為該最佳實施形式，在閥芯133的凸緣33B的外周設有一對凸緣331、332。各凸緣331、332是在閥芯133的中心線方向上隔開預定的間隔配置的。該閥芯133的其它結構與上述圖6的閥芯33相同。
離合筒80A在其左端側具有向內的凸擋部80c，該凸擋部80c配置在凸緣331、332之間。與圖6的離合筒80不同，未設有凸擋部80b。此外，與圖6的進退軸52不同，進退軸52上未設有凸擋部52c。
圖7的這種冷熱水混合裝置的其它結構與圖6的冷熱水混合裝置相同，相同的編號代表相同的部分。
Ⅰ．圖7的這種冷熱水混合裝置中，在整定為30～50℃的中溫時，偏置彈簧42、44的雙方串列地起作用，閥芯133被串列合成的低彈簧常數向左方推壓。由此，如圖4所示，中溫放水時的溫度斜率變小。
Ⅱ．整定在高於50℃的高溫的場合，進退軸52向左方大幅度移動，離合筒80A也向左方移動，其凸擋部80c受到左側的凸緣331的推壓，閥芯133與離合筒80如同成為一體，閥芯133隨著感溫彈簧40與第2偏置彈簧44趨於平衡而進退。
由於該第2偏置彈簧44的彈簧常數大於偏置彈簧42、44的串列的彈簧常數，因此，如圖4所示，整定為高於50℃的高溫時的斜率較大。
Ⅲ．設定為低於30℃的低溫的場合，進退軸52向右方大幅度移動，凸擋部80c與右側的凸緣332相接觸，閥芯133與離合筒80如同成為一體，離合筒80A及閥芯133與進退軸52大致一體地進退，因此，如圖4所示，整定為低於30℃的低溫時的溫度斜率較大。
圖7的這種最佳實施形式中，也可以這樣構成，即，如權利要求10那樣，在整定為高於50℃的高溫時，進退軸52推壓在離合筒80A上，閥芯33隨著第2偏置彈簧44與感溫彈簧40二者趨於平衡而進退。
結合圖8對第4最佳實施形式(權利要求12、13、14、15)所涉及的冷熱水混合裝置進行說明。
該冷熱水混合裝置這樣構成，即，在圖6的冷熱水混合裝置中設置從閥芯233向右方突出的突軸334，該突軸334的前端的凸緣(卡止部)335可通過墊片85與進退軸52相卡合。該墊片85被第2偏置彈簧44推壓在進退軸52的凸擋部52a的左端面上。
圖8的冷熱水混合裝置的其它結構除了進退軸52的左端向左方延長之外，其它與圖6的冷熱水混合裝置相同。
1．圖8的這種冷熱水混合裝置在放水整定溫度整定在中溫區的場合，其工作原理與圖6的冷熱水混合裝置完全一樣，閥芯靠第1偏置彈簧42與第2偏置彈簧44二者的串列的低彈簧常數趨於向左方移動。此時，凸緣335如圖所示，向右方與墊片85相分離。
Ⅱ．當放水整定溫度為低於30℃的低溫時，進退軸52比圖8更向右方移動，凸擋部52c、80b相卡合，離合筒80被拉向右方。而隨著進退軸52向右方移動，墊片85將與凸緣335接觸，第2偏置彈簧44的作用力通過突軸334對閥芯233向右起作用。因此，閥芯233被感溫彈簧40的作用力與第2偏置彈簧44的作用力之並列的作用力強有力地向右方向推壓。另一方面，對閥芯233施加的向左的作用力，僅為第1偏置彈簧42的作用力。因此，閥芯233的行程量(a)對進退軸52的行程量(A)之比a/A大於中溫區的場合，如圖4所示，溫度直線的斜率在低溫區變大。
在手柄轉到低於30℃的低溫側的場合，凸擋部80b、52c可以在墊片85與凸緣335相接觸之前先接觸，也可以與之相反而在後接觸，還可以是同時接觸。
Ⅲ．將放水整定溫度整定為高於50℃的高溫的場合，進退軸52向左方大幅度移動。並且，繼而①離合筒80的左端與凸緣33B、②進退軸52的左端與離合筒80的凸擋部80a、③進退軸52的臺階52s與離合筒80的右端面中的某一對相接觸，僅單方的偏置彈簧42或44的作用力向左方施加在閥芯233上。而施加在閥芯233上的向右的作用力僅為感溫彈簧40的作用力。因此，如圖4所示，溫度直線的斜率在高溫區較大。
結合圖9對第5最佳實施形式(權利要求16)所涉及的冷熱水混合裝置進行說明。
該冷熱水混合裝置與圖8的冷熱水混合裝置同樣，作為突軸334前端的第1卡止部的第1凸緣335可通過第1墊片85與進退軸52相卡合，該墊片85被第2偏置彈簧44推壓在進退軸52的凸擋部52a的左端面上。在該圖9中，設有從突軸334突出的、作為第2卡止部的第2凸緣334F。此外，從左方重疊在離合筒80的凸擋部80a上的第2墊片85A外嵌在突軸334上。第2凸緣334F的大小為，能夠自由穿過凸擋部80a的內孔而不能穿過該第2墊片85A的內孔。第1偏置彈簧42呈儲能狀態中介於該第2墊片85A與閥芯233的凸緣33B之間。
圖9的冷熱水混合裝置的其它結構與圖8的冷熱水混合裝置相同。
Ⅰ．圖9的這種冷熱水混合裝置在放水整定溫度整定在中溫區時的工作原理與圖8的冷熱水混合裝置完全一樣，閥芯在第1偏置彈簧42與第2偏置彈簧44的串列的低彈簧常數的作用下趨於向左方移動。在這種場合，凸緣335如圖所示，自墊片85向右方離開。並且，墊片85A被推壓在凸擋部80a上。
Ⅱ．當將放水整定溫度整定為低於30℃的低溫時，進退軸52比圖8更向右方移動，凸擋部52c、80b之間相卡合，離合筒80被拉向右方。而隨著進退軸52向右方移動，第1墊片85與第1凸緣335接觸，第2偏置彈簧44的作用力通過突軸334對閥芯233向右起作用。因此，閥芯233被感溫彈簧40的作用力與第2偏置彈簧44的作用力二者的並列作用力強有力地向右方向推壓。另外，在這種場合，隨著離合筒80向右方移動，第2墊片85A與第2凸緣334F接觸，第1偏置彈簧42處於被夾持在凸緣33B、334F之間的狀態，完全不會對閥芯233施加左右方向的作用力。因此，閥芯233的行程量(a)對進退軸52的行程量(A)之比a/A大於中溫區的場合，如圖4所示，溫度直線的斜率在低溫區變大。
在這種場合，第1偏置彈簧42處於被夾在凸緣33B、334F之間的狀態，即使對進退軸52也完全不施加作用力。(進退軸52上僅作用有第2偏置彈簧44的作用力)因此，能夠以低轉矩平滑地轉動旋轉軸50。
Ⅲ．將放水整定溫度整定為高於50℃的高溫的場合，進退軸52向左方大幅度移動。並且，突軸334的第2凸緣部334F與第2墊片85A接觸，第1偏置彈簧42處於被凸緣334F、33B夾持的狀態，第1偏置彈簧42完全不對閥芯233施加左右方向的作用力，僅第2偏置彈簧44的作用力向左施加在閥芯233上。對閥芯233向右施加的作用力僅為感溫彈簧40的作用力。因此，如圖4所示，溫度直線的斜率在高溫區較大。
結合圖10對第6最佳實施形式(權利要求12、13、17、18)所涉及的冷熱水混合裝置進行說明。
該冷熱水混合裝置是在圖7的冷熱水混合裝置中從進退軸52上向左突出地設置突軸522而成，該突軸522前端的凸緣(卡止部)552可通過墊片87與閥芯333相接合。該墊片87被第1偏置彈簧42推壓在閥芯333的凸緣332的右端面上。該閥芯333的結構，除了凸緣33B的位置比閥芯333向左偏移若干之外，其它與圖7的閥芯133相同。
圖10的冷熱水混合裝置的其它結構與圖7的冷熱水混合裝置相同。
Ⅰ．圖10的這種冷熱水混合裝置在放水整定溫度整定在中溫區的場合，其工作原理與圖7的冷熱水混合裝置完全一樣，第1偏置彈簧42與第2偏置彈簧44串列地對閥芯333向左起作用，由於該作用力的合成彈簧常數較小，故如圖4所示，中溫區的溫度直線的斜率較小。
Ⅱ．當將放水整定溫度整定為低於30℃的低溫時，進退軸52向比圖10更右方移動，凸緣552與墊片87接觸。而當離合筒80A向右方移動、其凸擋部80c與閥芯333的右側的凸緣332接觸時，第1偏置彈簧42的作用力通過離合筒80A向右施加在閥芯333上，閥芯333上將作用有感溫彈簧40及第1偏置彈簧42的合力(並列)的右向作用力與第2偏置彈簧44的左向作用力。
如上所述，在放水整定溫度整定為低溫的場合，由於相對於感溫彈簧40的右向作用力，第1偏置彈簧42的右向作用力與之重疊，其結果，施加在閥芯333上的向右的作用力很強，進退軸52的行程量(A)與閥芯333的行程量(a)二者之比a/A變大，如圖4所示，整定為低於30℃的低溫時的溫度斜率較大。
Ⅲ．整定為高於50℃的高溫的場合，進退軸52向左方大幅度移動。並且，繼而①離合筒80A的凸擋部80c與閥芯333左端的凸緣331、②進退軸52的左端與離合筒80的凸擋部80a中的某一對相接觸，閥芯333與離合筒80A或是進退軸52與離合筒80A如同成為一體，閥芯333在感溫彈簧40的作用下趨於向右方移動，而在單方的偏置彈簧42或44的作用下趨於向左方移動。
由於該單方的偏置彈簧42或44的彈簧常數要大於偏置彈簧42、44串列時的彈簧常數，因此，如圖4所示，整定為高於50℃的高溫時的溫度斜率較大。
結合圖11對第7最佳實施形式(權利要求19)所涉及的冷熱水混合裝置進行說明。
該冷熱水混合裝置與圖10的冷熱水混合裝置同樣，設有從進退軸52向左方突出的突軸522，該突軸522前端的第1凸緣(第1卡止部)552可通過第1墊片87與閥芯333相接合，該第1墊片87被第1偏置彈簧42推壓在閥芯333的凸緣332的右端面上。
圖11的這種最佳實施形式中，在突軸522上設有作為第2卡止部的第2凸緣522F。此外，突軸522上外嵌有第2墊片87A，該第2墊片87A被第2偏置彈簧44從右側推壓在離合筒80A的凸擋部80a上。
第2凸緣522F配置在第2墊片87A的更左側。
該第2凸緣522F的大小為，能夠自由穿過凸擋部80a的內孔而不能穿過第2墊片87A。
圖11的冷熱水混合裝置的其它結構與圖10的冷熱水混合裝置相同。
Ⅰ．圖11的這種冷熱水混合裝置在放水整定溫度整定在中溫區時的工作原理與圖10的冷熱水混合裝置完全相同，閥芯第1偏置彈簧42與第2偏置彈簧44串列地對閥芯333向左方起作用，由於該作用力的合成彈簧常數小，故如圖4所示，中溫區的溫度直線的斜率小。
Ⅱ．當將放水整定溫度整定為低於30℃的低溫時，進退軸52比圖11向更右方移動，第2凸緣552與第1墊片87接觸，而且當離合筒80A向右方移動、其凸擋部80c與閥芯333的右側的凸緣332接觸時，第1偏置彈簧42的作用力通過離合筒80A向右施加在閥芯233上，閥芯333上將作用有感溫彈簧40與第1偏置彈簧42的合力(並列)的右向作用力。
並且，在這種場合，突軸522與進退軸52一起向右方移動，第2凸緣522F與第2墊片87A接觸，使該第2墊片87A向右方離開凸擋部80a。其結果，第2偏置彈簧44處於被夾持在凸緣部522F與凸擋部52a之間的狀態，對閥芯333不施加作用力。
如上所述，在放水整定溫度整定為低溫的場合，由於相對於感溫彈簧40的右向作用力，第1偏置彈簧42的右向作用力與之重疊，其結果，施加在閥芯333上的向右方的作用力很強，並且，因第2偏置彈簧44的左向作用力消除，故進退軸52的行程量(A)與閥芯333的行程量(a)二者之比a/A變大，如圖4所示，整定為低於30℃的低溫時的溫度斜率較大。
在此場合，由於第2偏置彈簧44的作用力不作用在進退軸52上，因此，能夠以低轉矩平滑地轉動旋轉軸52。
Ⅲ．整定為高於50℃的高溫的場合，進退軸52向左方大幅度移動。並且，繼而①離合筒80A的凸擋部80c與閥芯333左端的凸緣331、②進退軸52的左端與離合筒80的凸擋部80a中的某一對相接觸，閥芯333與離合筒80A或是進退軸52與離合筒80A如同成為一體，閥芯333隨著感溫彈簧40與單方的偏置彈簧42或44趨於平衡而進退。
由於該單方的偏置彈簧42或44的彈簧常數要大於偏置彈簧42、44的串列的彈簧常數，因此，如圖4所示，整定為高於50℃的高溫時的溫度斜率較大。
結合圖12對第8最佳實施形式(權利要求20、21)進行說明。該最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置是將偏置彈簧並列設置而成的。在該最佳實施形式中，冷水閥芯32與進退軸52』的凸擋部52a之間中介有第1偏置彈簧401。穿過該冷水閥芯32的主軸30』的右側的凸緣30b其大小能夠穿過凸擋部52a的孔521。該凸緣30b上卡止有墊片89，在該墊片89與冷水閥芯32之間中介有第2偏置彈簧402。該墊片89的大小為不能穿過孔521，如圖所示，在中溫放水時，配置在凸擋部52a的左側。冷水閥芯32的右端面上設有向右方突出的筒狀的鉤子301，該鉤子301的前端的作為卡止部的爪部302可與進退軸52』的向內的鉤子522相卡合。
在該最佳實施形式中，鉤子301呈圓筒狀、爪部302呈朝外的凸擋狀形成。該爪部302如圖所示，配置在凸擋部522的更右側。
該冷熱水混合裝置的其它結構與圖1～3的冷熱水混合裝置相同，同一編號代表同一部分。
對這樣構成的圖12的冷熱水混合裝置的動作加以說明。
Ⅰ．將放水整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合(參照圖12)
在如圖12所示將該冷熱水混合裝置的放水溫度(混合水溫度)整定在例如30～50℃中溫區的場合，僅第1偏置彈簧401的推壓力通過冷水閥芯32對主軸30』向左方向起作用，感溫彈簧40的推壓力通過熱水閥芯34對主軸30』向右方向起作用，二者的推壓力相平衡。第2偏置彈簧402的推壓力對冷水閥芯32和主軸30』向左右顯著起作用，作為對閥芯32、34向左右方向起作用的作用力為零。
在該中溫度放水狀態下，當混合水溫度由於熱水供水溫度和熱水供水壓力等發生變化而低於整定溫度時，感溫彈簧40收縮，閥芯32、34及主軸30』向左方移動，在冷水閥座22與冷水閥芯32之間的冷水流通間隙變窄的同時，熱水閥座24與熱水閥芯34之間的熱水流通間隙變寬，混合水溫度恢復(上升)到整定溫度。反之，當混合水溫度高於整定溫度時，感溫彈簧40伸長，冷水閥芯32和熱水閥芯34與主軸30』一起向右方移動，在該冷水流通間隙變寬的同時熱水流通間隙變窄，混合水溫度恢復(降低)到整定溫度。
為在中溫區內調高放水整定溫度而操動手柄向正方向旋轉的場合，進退軸52』在凸擋部52a與墊片89不相接觸的範圍內向左方移動，第2偏置彈簧402向左方的推壓力變強，閥芯32、34與主軸30』一起向左方移動，在熱水流通間隙變窄的同時冷水流通間隙變寬，混合水溫度降低。閥芯32、34移動後，感溫彈簧40的向右方的推壓力與彈簧44產生的向左方的推壓力二者是平衡的。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
為了在中溫區範圍內調低放水整定溫度而操動手柄向反方向旋轉的場合，進退軸52』在凸擋部522與爪部302不相接觸的範圍內向右方移動，閥芯32、34與主軸30』一起向左方移動，在熱水流通間隙變寬的同時冷水流通間隙變窄，混合水溫度上升。閥芯32、34移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與彈簧44產生的向左方的推壓力二者是平衡的。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
將外放混合水的整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合，如上所述，僅第1偏置彈簧401起作用。即，設各彈簧401、402的彈簧常數為k1、k2時，對主軸30』的向左方的推壓力為k1，小於彈簧401、402的並列合成彈簧力的彈簧常數(k1+k2)。
因此，將該整定溫度整定在中溫區的場合，進退軸52』的行程量(A)與閥芯32、34的移動量(a)二者之比a/A較小。換言之，旋轉軸50旋轉單位角度時的閥芯32、34的移動量(a)較小。其結果，如圖4的實線所示，在放水溫度整定在中溫區的場合，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量小，圖4的曲線圖中，溫度直線在中溫區的斜率小。
Ⅱ．將放水整定溫度整定在高於50℃的高溫區的場合放水整定溫度高於50℃的場合，進退軸52』將大幅度向左方移動，進退軸52』的凸擋部52a將墊片89向左方推壓，墊片89自主軸30』的凸緣30b上向左方分離。因此，在將手柄向高於50℃的高溫側轉動的場合，進退軸52』通過兩個偏置彈簧401、402的並列的推壓力對主軸30』向左方施加作用力。該並列的偏置彈簧401、402進行推壓時的彈簧常數為(k1+k2)，較上述中溫區的彈簧常數k1大。因此，進退軸52』的行程量(A)與閥芯32、34的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，圖4曲線圖中的溫度直線在高溫區的斜率要大於中溫區。
Ⅲ．將放水整定溫度整定在低於30℃的低溫區的場合在放水整定溫度低於30℃的場合，進退軸52』大幅度向右方移動，進退軸52』的凸擋部522與鉤子301的爪部302卡合，偏置彈簧401的推壓力將不能作用於冷水閥芯32。在這種場合，進退軸52』及冷水閥芯32將一體地進退，旋轉軸50及進退軸52的行程量(A)與閥芯32、34的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，圖4曲線圖中的溫度直線在低溫區的斜率要大於中溫區。
在熱水閥芯34與熱水閥座24接觸之後仍繼續將手柄向低溫側旋轉而使得進退軸52，進一步向右方移動的場合，十字形部30a與冷水閥芯32將分離。
結合圖13對第9最佳實施形式(權利要求22、23)進行說明。該最佳實施形式與圖6同樣，其結構為能夠以一個閥芯433對冷水流通間隙和熱水流通間隙雙方進行調節。
作為該閥芯433，設有自凸緣33B向右方突出的筒部335，設有自該筒部335的外周突出的第1及第2凸擋部336、337。第2凸擋部337位於筒部335的右端。在該凸擋部336、337之間配置有第1及第2墊片91、92，在這些墊片91、92之間中介有處於儲能狀態的第1偏置彈簧42。第1墊片91的大小為能夠與後述的凸擋部526相卡合。
進退軸520具有向左方延伸的筒部525，在該筒部525的左端設有向內突出的凸擋部526。該凸擋部526位於上述第1凸擋部336的左方。該凸擋部526的內徑大於凸擋部336的外徑。
在進退軸520的內周面上，在上述凸擋部337的更右方設有臺階527。進退軸520的內徑從該臺階527起向右為小直徑部分，但第2凸擋部337具有小於該小直徑部分的直徑而不會與該臺階527接觸，重疊在該凸擋部337上的墊片92其大小為能夠與該臺階527接觸。
閥芯433的凸緣33B與進退軸520的凸擋部52a之間中介有第2偏置彈簧44。
圖13的冷熱水混合裝置的其它結構與圖6的冷熱水混合裝置相同，同一編號代表同一部分。
對這樣構成的圖13的冷熱水混合裝置的工作原理說明如下。
Ⅰ．將放水整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合圖13示出將該冷熱水混合裝置的放水溫度(混合水溫度)整定在例如30～50℃的中溫區時的狀態。這種場合下，僅第2偏置彈簧44的推壓對閥芯433向左方向起作用，感溫彈簧40的推壓力對閥芯433向右方向起作用，二者的推壓力相平衡。第1偏置彈簧42配置在凸擋部336、337之間，不對閥芯433施加作用力。
在該中溫度放水狀態下，當由於熱水供水溫度和熱水供水壓力等發生變化而導致混合水溫度低於整定溫度時，感溫彈簧40收縮，閥芯433向左方移動，在冷水閥座22與閥芯33之間的冷水流通間隙變窄的同時，熱水閥座24與閥芯433之間的熱水流通間隙變寬，混合水溫度恢復(上升)到整定溫度。反之，當混合水溫度高於整定溫度時，感溫彈簧40伸長，閥芯433位於右方，在該冷水流通間隙變寬的同時熱水流通間隙變窄，混合水溫度將恢復(降低)到整定溫度。
當為了在中溫區範圍內提高放水整定溫度而操動手柄向正方向旋轉時，進退軸520在臺階527不與墊片92接觸的範圍內向左方移動，第2偏置彈簧44的向左方的推壓力變強，閥芯433向左方移動，在熱水流通間隙變寬的同時冷水流通間隙變窄，混合水溫度升高。閥芯33移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與第2偏置彈簧44產生的向左方的推壓力相平衡。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40發生伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
當為了在中溫區範圍內降低放水整定溫度而操作手柄向反方向旋轉時，進退軸520在凸擋部526不與墊片91接觸的範圍內向右方移動，閥芯433與第2偏置彈簧44一起向右方移動，在熱水流通間隙變窄的同時冷水流通間隙變寬，混合水溫度降低。閥芯433移動後，感溫彈簧40向右方的推壓力與第2偏置彈簧44產生的向左方的推壓力相平衡。當混合水溫度偏離整定溫度時，感溫彈簧40發生伸縮，使混合水溫度恢復到整定溫度。
在將外放混合水的整定溫度整定在30～50℃的中溫區的場合，如上所述，僅一個第2偏置彈簧44起作用，以低於偏置彈簧42、44並列時的彈簧常數將閥芯433向左方推壓。因此，與圖1～3的冷熱水混合裝置同樣，圖4的曲線圖中的溫度直線的斜率在中溫區內較小。
Ⅱ．將放水整定溫度整定在高於50℃的高溫區的場合在將放水整定溫度整定為高於50℃的場合，進退軸520向左方大幅度移動，臺階527與墊片92接觸，使墊片92向左方移動。其結果，偏置彈簧42、44並列地將閥芯433向左方推壓。因此，進退軸520的行程量(A)與閥芯433的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，如圖4的曲線圖所示，溫度直線在高溫區的斜率較中溫區大。
Ⅲ．將放水整定溫度整定在低於30℃的低溫區的場合放水整定溫度低於30℃的場合，進退軸52向右方大幅度移動，進退軸520的凸擋部526向右方推壓墊片91。其結果，對於閥芯433，感溫彈簧40及第1偏置彈簧42的並列(合力)的作用力向右施加，第2偏置彈簧44的作用力向左施加。將手柄在該低於30℃的低溫範圍內進行旋轉時的旋轉軸50及進退軸520的行程量(A)與閥芯433的移動量(a)之比a/A大於中溫區的場合。因此，手柄旋轉單位角度時的整定溫度的變化量大於中溫區的場合，如圖4的曲線圖所示，溫度直線在低溫區內的斜率大於中溫區。
如以上所說明的，根據本發明，將外放混合水溫度整定在中溫區的場合，可將溫度刻度的間隔做得較大，可對整定溫度進行微小調整。並且，根據本發明，不必增大調溫手柄的旋轉範圍即可在低溫區～高溫區的範圍內進行外放混合水溫度的整定。
結合圖14～圖18對第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置809的控制機理進行說明。如圖14所示，冷熱水混合裝置809具有將兩個筒狀部件經螺紋連結的本體外殼814，在其內部嵌裝有閥芯外殼801。在臨近閥芯外殼801的熱水流入口803處，嵌裝有可沿軸向自由移動的熱水側閥芯811a，而臨近冷水流入口804處，嵌裝有可沿軸向自由移動的冷水側閥芯811b。這些熱水側閥芯811a和冷水側閥芯811b各自以單獨的部件構成，可單獨沿軸向移動。
冷水側閥芯811b如圖16A、16B所示，整體的形狀為筒狀，在上下形成有半圓弧狀的槽815。在該槽815中嵌裝有圖18所示的滑動連結部件813。在滑動連結部件813的後端側嵌裝有圖17A、圖17B所示的筒狀的調節部件812的前端側大直徑部816。該調節部件812在其前端側的相向的外周面上形成有防止轉動用的凸部817，嵌裝在在閥芯外殼801的內周面上與軸向相平行地開設的防止旋轉用的導槽818內。此外，在調節部件812的後端側形成有陽螺紋部819，經旋合安裝在溫度調節手柄的手柄軸820的前端側所設置的筒狀部內周面的陰螺紋部821上。並且，偏置彈簧807的一端經彈簧安裝部件822安裝在調節部件812的筒內。偏置彈簧807的另一端安裝在冷水側閥芯811b的筒內。
因此，當操動調溫手柄旋轉時，其旋轉操作力通過手柄軸820的陰螺紋部821向調節部件812傳遞。但是，作為調節部件812，由於防止旋轉用的凸部817嵌合在導槽818內，旋轉受到阻止，故將向軸向移動。因此，偏置彈簧807的作用力發生變化，使冷水側閥芯807的開口面積改變。
另一方面，熱水側閥芯811a為筒狀，在其內部安裝有圖15A、圖15B所示的十字形的流體通路分割部件810。該流體通路分割部件810設置在熱水流入口803和冷水流入口804之間，將其間的流體通路在周向上分割為四。並且，在流體通路分割部件810的靠近中心的內角處，配設有拐角形成部件823，其一個面823a的長度為短邊La，另一個面823b的長度為長邊Lb，且La＜Lb。似這樣，將閥芯外殼801內的流入口803與804之間的流體通路(內腔802)在周向上分割為四，從而，使得熱水與冷水如圖15B的箭頭所示，分別在各分割區間內邊旋轉邊流動，促進了熱水與冷水的混合。即，可防止溫度發生波動。
而且，在熱水與冷水的供水壓力較低的場合，從熱水與冷水的流入口803及804流入的熱水與冷水的勢頭較弱，不能進入中心部位，但是，通過配設拐角形成部件823，使得從上遊側流入口804流入的冷水的水流被拐角形成部件823的稜線劈開，冷水具有流勢的區域如圖15B的斜線所示，流經a面的冷水的方向與流經b面的冷水的方向二者在其終端端面側錯開，流經a面的冷水向內部扎入，使得整個水流向箭頭方向旋轉。這種旋轉，將從下遊側的流入口803流入的熱水也卷進去，即使供水壓力較弱，也可充分進入中心部位混合攪伴。即，以此防止溫度發生波動。
另一方面，作為熱水側閥芯811a，在其內周面上成一體地安裝有流體通路分割部件810，在流體通路分割部件810的後端側安裝有低溫時操作軸824的前端側。在低溫時操作軸824的後端側外嵌安裝有連動環825。該連動環825在冷水與熱水的混合水的溫度在低溫區域的場合，可與彈簧安裝部件822的後端面接觸，在低溫區域之外的溫度區域，在感溫彈簧806的作用力的作用下，能夠從彈簧安裝部件812的後端面離開而沿軸向自由移動。
下面，對如上構成的冷熱水混合裝置809的工作狀態，分為放出的溫水的溫度在低溫區域和在低溫區域之外兩種情況進行說明。首先，對作為通常使用狀態的低溫區域之外的場合進行說明，在這種場合下，熱水側閥芯811a和冷水側閥芯811b分別打開預定的開口面積，從熱水流入口803和冷水流入口804以預定的流量比向內腔802內流入熱水和冷水，經混合成為所希望的溫度的溫水放出。這種場合下溫度整定這樣進行，即，操動調溫手柄軸820進行旋轉以改變調節部件812的軸向位置，改變偏置彈簧807的作用力使之與感溫彈簧806的作用力平衡，改變熱水側閥芯811a及冷水側閥芯811b的軸向位置，從而使熱水冷水流入口803及804的開口面積的比例改變。當由於供水壓力變化等原因導致外放溫水的溫度發生變化而偏離整定的溫度時，感溫彈簧806對此進行檢測後改變彈簧常數，改變熱水側閥芯811a及冷水側閥芯811b的軸向位置，以改變熱水流入口803相對於冷水流入口804的開口面積的比例，從而實現自動溫度調節。
而對於放出的溫水的溫度在低溫區域的情況，作為形狀記憶合金的感溫彈簧806的彈簧常數較小，不能夠完全與熱水的供水壓力相適應。因此，在僅需放出冷水的場合，熱水側閥芯811a的軸向位置不能移動到將熱水流入口803完全關閉的位置上。為此，在該冷熱水混合裝置809中，對於放出的溫水的溫度在低溫區域的場合，通過將偏置彈簧807作為對閥芯著座之後的操動力進行緩衝的緩衝部件加以利用的同時對調節部件812進行操作，從而直接對熱水側閥芯811a的軸向位置進行控制。即，當在該低溫區域對調溫手柄軸820進行操動時，調節部件812向圖14的右側方向移動而處於增大冷水流入口804的開口面積的狀態。並且，調節部件812的後端面812a將與低溫時操作軸824的連動環825相接觸，之後，該低溫時操作軸824和與之連結的熱水側閥芯811a二者連動地向圖14的右側方向移動。
因此，在低溫區域操動調溫手柄軸820旋轉時，可通過調節部件812直接控制熱水側閥芯811a的軸向位置。這種控制可使得熱水側閥芯811a與熱水流入口803的閥座接觸而阻斷熱水的流入，實現僅放出冷水。並且，在這種場合，偏置彈簧807的作用力可起到對熱水側閥芯811a著座於熱水流入口803的閥座上之後的操作力進行緩衝的作用，因此，不會發生熱水側閥芯811a損壞等現象。而且，在熱水側閥芯811a著座之後，進行使調節部件812向圖14的右方向移動的關閥操作的場合，調節部件812與滑動連結部件813相卡合而使冷水側閥芯811a向圖14的右方向移動，將偏置彈簧807壓縮。因此，不會由於上述閥芯著座之後的關閥操作導致熱水側閥芯811a損壞。除此之外，熱水側閥芯811a著座之後，偏置彈簧807的作用力向關閉熱水側閥芯811a的方向起作用。重要的是，該冷熱水混合裝置809能夠做到，在低溫區域時將偏置彈簧807作為對由於閥芯著座之後進行的關閥操作而作用於閥芯的操作力進行緩衝的緩衝部件加以利用的同時，通過調節部件812強制性地控制熱水側閥芯811a的軸向位置，關閉熱水流入口803而只放出冷水。並且，在熱水側閥芯811a著座之後，偏置彈簧807使之趨於向關閥方向移動。
在僅需放出熱水的場合，只要操動調溫手柄軸820向反方向旋轉，使得調節部件812向圖14的左方向大幅度移動，改變偏置彈簧807的作用力從而使冷水側閥芯811b與冷水流入口804的閥座接觸即可。
圖19是第10最佳實施形式所涉及的冷熱水混合裝置826的概略縱向剖視圖。作為該冷熱水混合裝置826，在閥芯外殼801的內腔802內，配設有滑閥閥芯827、調節部件812以及手柄軸820。滑閥閥芯827具有大直徑部827a和小直徑部827b，大直徑部827a的前後端面成為熱水側閥部828及冷水側閥部829。形成於該冷熱水混合裝置826的閥芯外殼801的周面上的熱水流入口803與冷水流入口804的位置關係，與圖14所示的冷熱水混合裝置809相反，熱水流入口803靠近手柄軸820(靠向圖19的右方向)形成。此外，在滑閥閥芯827的小直徑部827b的內周面上，形成有用來安裝偏置彈簧807的凹部830。
調節部件812其前端側沿軸向可自由滑動地貫穿於滑閥閾芯827的小直徑部827b內，在該貫穿部分的外周面上，形成有用來安裝偏置彈簧807的凹部831。偏置彈簧807嵌裝於該凹部831與小直徑部827b的凹部830之間，在其前後側配設有作為彈簧座的環832與833。此外，在調節部件812的中間部位形成有與形成於閥芯外殼801的內周面上的防止旋轉用的導槽818嵌合的凸部834。而且，調節部件812後端側的外周面上所形成的陽螺紋部819與手柄軸820的陰螺紋部821旋合。
對於這樣構成的冷熱水混合裝置826，在放出的溫水的溫度在通常使用狀態的低溫區域之外的場合，如圖19所示，偏置彈簧807的彈簧座環832卡止在滑閥閥芯827的凹部830的前端面上，從調節部件812的凹部831的前端面離開而形成自由空間。而後端側的彈簧座環833卡止在調節部件812的凹部831的後端面上，從滑閥閥芯827的凹部830的後端面離開而形成自由空間。
並且，這種場合下的滑閥閥芯827的熱水側閥部828與冷水側閥部829二者，各自打開預定的開口面積，從熱水流入口803與冷水流入口804以預定的流量比向內腔802內流入熱水和冷水，經混合成為所希望的溫度的溫水放出。這種場合下溫度的整定這樣進行，即，操動調溫手柄軸820旋轉以改變調節部件812的軸向位置，在上述彈簧座環832及833的自由空間的範圍內改變偏置彈簧807的作用力使之與感溫彈簧806的作用力平衡，改變熱水側閥部828及冷水側閥部829的軸向位置，從而使熱水冷水流入口803及804的開口面積的比例改變。當由於供水壓力發生變化等原因導致放出的溫水的溫度發生變化而偏離所整定的溫度時，感溫彈簧806對此進行檢測後改變彈簧常數，改變熱水側閥部828及冷水側閥部829的軸向位置，以改變熱水流入口803相對於冷水流入口804的開口面積的比例，從而實現自動溫度調節。
而在放出的溫水的溫度在低溫區域的場合，作為形狀記憶合金的感溫彈簧806的彈簧常數較小，不能夠完全與熱水的供水壓力相適應。因此，在僅需放出冷水的場合，熱水側閥部828的軸向位置不能夠移動到將熱水流入口803完全關閉的位置上(向圖19的右側方向的移動)。為此，作為該冷熱水混合裝置826，在放出的溫水的溫度在低溫區域的場合，將偏置彈簧807作為對由於閥芯著座之後的關閥操作而作用於閥芯的操作力進行緩衝的緩衝部件加以利用的同時通過調節部件812移動滑閥閥芯827的軸向位置，使得熱水側閥部828將熱水流入口803完全關閉。即，當在該低溫區域對調溫手柄軸820進行操動時，調節部件812向圖19的右側方向移動，不久，後端側的彈簧座環833與滑閥閥芯827的凹部830的後端面相接合而卡止。即，相對於調節部件812向圖19的右方向的移動，調節部件812與滑閥閥芯827二者將以偏置彈簧807夾在中間的狀態形成機械連動。
因此，此後的調節部件812向右方向的移動，將偏置彈簧807的作用力作為對閥芯著座時所受到的操作力進行緩衝的緩衝力起作用的同時通過彈簧座環833使滑閥閥芯827移動，並以大直徑部827a的熱水側閥部828緩緩地著座於熱水流入口803的閥座上而結束。即，將熱水流入口803強制關閉。由此，冷水流入口804處於全開狀態，可實現僅放出冷水。並且，在熱水側閥部828著座之後將調節部件812向關閥方向操作時，彈簧座環832被調節部件812的凹部831的前端面拉向圖6的右方，將偏置彈簧807壓縮，不會由於調節部件812而損壞閥芯827。此外，熱水側閥部828著座之後，偏置彈簧807的作用力向將熱水側閥部828關閉的方向起作用。如上所述，即使對於該第2最佳實施形式，在低溫區域內，也能夠將偏置彈簧807作為對由於閥芯著座之後的關閥操作而作用於閥芯的操作力進行緩衝的緩衝部件發揮作用。並且，通過該偏置彈簧807強制性地以調節部件812使滑閥閥芯827移動並以所說熱水側閥部828將熱水流入口803完全關閉，關閉之後，偏置彈簧807使熱水側閥部828趨向關閉方向。因此，感溫彈簧806的彈簧常數可以較小，可實現整體的小型化及防止成本增加。
但是，本發明並不限於上述最佳實施形式，可以有適當的改變。例如，設置在閥芯外殼的內腔802內的冷水側閥芯811b與調節部件812也可以是一體形成，此外，調節部件812與滑動連結部件813也可以一體形成。
如以上所說明的，閥芯受到感溫彈簧與偏置彈簧的作用。在閥芯上，形成有與偏置彈簧的調節部件接觸面可直接或間接接觸的接觸部，調節部件具有與偏置彈簧的閥芯接觸面可直接或間接接觸的接觸部。這樣，閥芯可相對於改變偏置彈簧的作用力的調節部件直接或間接地連動。因此，在放出的水的溫度處於低溫區域時，可將偏置彈簧作為對由於閥芯著座之後的關閥操作而作用於閥芯的操作力進行緩衝的緩衝部件加以利用的同時，通過調節部件使閥芯沿軸向移動，強制關閉熱水流入口而實現只放出冷水。而且，在閥芯著座之後，偏置彈簧使其趨向關閥方向，可使關閥動作穩定。
因此，感溫彈簧的彈簧常數可做得較小，避免因感溫彈簧體積較大而導致水龍頭本體自身的大型化。而且，可因此而抑制成本的增加。
權利要求
1．一種冷熱水混合裝置，在筒狀的閥體內設有冷水閥座與熱水閥座，可在該閥體的中心線方向上進退並能夠與該冷水閥座及熱水閥座接觸與分離的閥芯與該閥體同軸配置，並設置有使該閥芯趨於向接近熱水閥座的方向移動的感溫彈簧、使該閥芯趨於向接近冷水閥座的方向移動的偏置彈簧、以及使該偏置彈簧在閥體的中心線方向上進退的放水溫度整定部件；其特徵是，設有在該閥芯位於中溫放水位置與該閥芯位於低溫放水或高溫放水的位置時改變該偏置彈簧所產生的作用力的作用力轉換機構。
2．如權利要求1的冷熱水混合裝置，其特徵是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，上述轉換機構為，在該閥芯位於低溫放水或高溫放水的位置時，使一部分偏置彈簧的作用力作用於閥芯，在閥芯位於中溫放水位置時，使所有偏置彈簧的作用力相串列地作用於閥芯。
3．如權利要求2的冷熱水混合裝置，其特徵是，上述閥芯被支持在與該閥體同軸配置的主軸上，該主軸可在該閥體的中心線方向上進退；上述放水溫度整定部件具有內周面上設有陰螺紋的、與上述主軸同軸配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該主軸同軸配置的筒狀的進退軸，在該進退軸的距閥芯較遠的端部及較近的端部上分別設置的遠端側凸擋部及近端側凸擋部，嵌合在該進退軸上並能夠在中心線方向上自由移動的、通過與該近端側端部相卡合而向接近閥芯的方向的移動受到限制的鉤子，以及嵌合在該主軸上並能夠在中心線方向上移動、配置在該鉤子與閥芯之間、與設在該主軸的長度方向上的中間部位的凸擋狀卡止部和上述鉤子分別接觸的滑環；在該滑環與閥芯之間加裝有處於儲能狀態的第1偏置彈簧，在該鉤子與遠端側凸擋部之間加裝有處於儲能狀態的上述第2偏置彈簧。
4．如權利要求3的冷熱水混合裝置，其特徵是，上述轉換機構具有自上述閥芯突出設置的上述主軸，設在該主軸的前端上的凸緣狀卡止部，設在該主軸的中間部位上的上述凸擋狀卡止部，在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在進退軸的遠端側凸擋部上的方向移動的止擋環，以及在上述第1偏置彈簧的作用下向被推壓在鉤子上的方向移動的上述滑環；當閥芯位於中溫放水位置時，該凸緣狀的卡止部與止擋環二者相分離，該止擋環在第2偏置彈簧的作用下被推壓在進退軸的遠端側凸擋部上，並且該凸擋狀卡止部與滑環二者相分離，該滑環在第1偏置彈簧的作用下被推壓在鉤子上，當閥芯位於低溫放水位置時，該凸緣狀卡止部卡合在該止擋環上，並且通過上述鉤子與近端側凸擋部二者的卡合，使得鉤子向接近閥芯的方向的移動受到限制，由此，在第2偏置彈簧的作用力通過止擋環及主軸與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上的同時，上述凸擋狀卡止部卡合在滑環上，第1偏置彈簧的作用力不作用於閥芯及進退軸上。
5．如權利要求2的冷熱水混合裝置，其特徵是，上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、與上述閥體同軸配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸，以及可在該閥體的中心線方向上自由移動的離合筒；在該離合筒與閥芯之間加裝有處於儲能狀態的第1偏置彈簧，在該離合筒與進退軸之間加裝有處於儲能狀態的第2偏置彈簧。
6．如權利要求5的冷熱水混合裝置，其特徵是，當閥芯位於低溫放水位置時，離合筒與進退軸相卡合，離合筒的向接近閥芯的方向的移動受到限制。
7．如權利要求5的冷熱水混合裝置，其特徵是，當閥芯位於高溫放水位置時，離合筒被推壓在閥芯或進退軸上，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
8．如權利要求5的冷熱水混合裝置，其特徵是，在上述閥芯上沿上述中心線方向分開地設有一對凸緣，上述離合筒上設有配置在該凸緣之間的凸擋部。
9．如權利要求8的冷熱水混合裝置，其特徵是，當上述閥芯位於高溫放水位置時，離合筒的上述凸擋部被推壓在靠近閥芯一側的上述凸緣上，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
10．如權利要求8的冷熱水混合裝置，其特徵是，當上述閥芯位於低溫放水位置時，離合筒的上述凸擋部被推壓在遠離閥芯一側的上述凸緣上，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
11．如權利要求8的冷熱水混合裝置，其特徵是，當上述閥芯位於高溫放水位置時，離合筒被推壓在進退軸上，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
12．如權利要求1的冷熱水混合裝置，其特徵是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，上述轉換機構為，在該閥芯位於中溫放水位置時，使各偏置彈簧的串列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯，在閥芯位於低溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相同的方向作用於閥芯。
13．如權利要求12的冷熱水混合裝置，其特徵是，上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、可圍繞其軸心旋轉地配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸，以及可在該進退軸的中心線方向上自由移動的離合筒；在該離合筒與閥芯之間配置有第1偏置彈簧，在該離合筒與進退軸之間配置有第2偏置彈簧。
14．如權利要求13的冷熱水混合裝置，其特徵是，設有當通過上述放水溫度整定部件整定為低溫時可使進退軸與離合筒相卡合的卡合部，上述轉換機構具有自上述閥芯朝向上述進退軸突出設置的突軸，設在該突軸前端上的卡止部，以及在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在進退軸上的方向移動的墊片；當閥芯位於高溫放水及中溫放水的位置時，該卡止部與墊片二者是分開的，該墊片在第2偏置彈簧的作用下被推壓在進退軸上，當閥芯位於低溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，並且通過上述卡合部使離合筒的向接近閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第2偏置彈簧的作用力通過墊片及突軸與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上。
15．如權利要求14的冷熱水混合裝置，其特徵是，當閥芯位於高溫放水位置時，離合筒與閥芯或進退軸相接觸，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
16．如權利要求13的冷熱水混合裝置，其特徵是，設有當通過上述放水溫度整定部件整定為低溫時可使進退軸與離合筒相卡合的卡合部，上述轉換機構具有自上述閥芯朝向上述進退軸突出設置的突軸，設在該突軸前端上的第1卡止部，設在該突軸的中間部位的第2卡止部，在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在進退軸上的方向移動的第1墊片，以及在上述第1偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在離合筒上的方向移動的第2墊片；當閥芯位於中溫放水位置時，該第1卡止部與第1墊片二者分開，該第1墊片在第2偏置彈簧的作用下被推壓在進退軸上，並且，第2卡止部與第2墊片分開，該第2墊片在第1偏置彈簧的作用下被推壓在離合筒上，當閥芯位於低溫放水位置時，該第1卡止部與該第1墊片相卡合，並且通過上述卡合部使離合筒向接近閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第2偏置彈簧的作用力通過墊片及突軸與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上，並且第2卡止部與第2墊片相卡合，第1偏置彈簧的作用力不作用於閥芯及進退軸上。
17．如權利要求13的冷熱水混合裝置，其特徵是，設有當通過上述放水溫度整定部件整定為低溫時可使離合筒與閥芯相卡合的卡合部，上述轉換機構具有自進退軸朝向上述閥芯突出設置的突軸，設在該突軸前端上的卡止部，以及在上述第1偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在閥芯上的方向移動的墊片；當閥芯位於高溫放水及中溫放水的位置時，該卡止部與墊片二者是分開的，該墊片在第1偏置彈簧的作用下被推壓在閥芯上，當閥芯位於低溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，並且通過上述卡合部使離合筒向離開閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第1偏置彈簧的作用力通過墊片、突軸及離合筒與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上。
18．如權利要求17的冷熱水混合裝置，其特徵是，當閥芯位於高溫放水位置時，離合筒與閥芯或進退軸相接觸，離合筒在中心線方向上的移動受到限制。
19．如權利要求13的冷熱水混合裝置，其特徵是，設有當通過上述放水溫度整定部件整定為低溫時可使離合筒與閥芯相卡合的卡合部，上述轉換機構具有自進退軸朝向上述閥芯突出設置的突軸，設在該突軸前端上的第1卡止部，設在該突軸的中間部位的第2卡止部，在上述第1偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在閥芯上的方向移動的第1墊片，以及在上述第2偏置彈簧的作用下趨於向被推壓在離合筒上的方向移動的第2墊片；當閥芯位於中溫放水位置時，該第1卡止部與第1墊片二者分開，該第1墊片在第1偏置彈簧的作用下被推壓在閥芯上，並且，第2卡止部與第2墊片二者分開，該第2墊片在第2偏置彈簧的作用下被推壓在離合筒上，當閥芯位於低溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，並且通過上述卡合部使離合筒向離開閥芯的方向的移動受到限制，由此，使得第1偏置彈簧的作用力通過墊片、突軸及離合筒與上述感溫彈簧的作用力同方向地施加在閥芯上，並且第2卡止部卡合在第2墊片上，第2偏置彈簧的作用力不作用於閥芯及進退軸上。
20．如權利要求1的冷熱水混合裝置，其特徵是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，用來對作用於該閥芯的偏置彈簧的作用力進行轉換的上述轉換機構為，在該閥芯位於高溫放水位置時，使所有偏置彈簧的並列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯上，在閥芯位於中溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯上，在閥芯位於低溫放水位置時，通過上述放水溫度整定部件直接使閥芯進退。
21．如權利要求20的冷熱水混合裝置，其特徵是，上述閥芯受到與上述閥體同軸配置的主軸的支持，該主軸可在該閥體的中心線方向上進退；上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、可圍繞其中心線旋轉地配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸；上述轉換機構具有自該主軸朝向上述進退軸突出設置的突軸，設在該突軸前端上的卡止部，以及可從閥芯一側與該卡止部相接觸的墊片，在該墊片與閥芯之間配置有第1偏置彈簧，該進退軸與閥芯之間配置有第2偏置彈簧，當閥芯位於高溫放水位置時，在該卡止部與墊片二者分離的同時墊片與進退軸相接觸，由此，得到反作用力的第1偏置彈簧對閥芯施加作用力使之趨向進退軸。在閥芯位於中溫放水位置時，該卡止部卡合在該墊片上，由此，使第1偏置彈簧對閥芯的作用力解除，在閥芯位於低溫放水位置時，閥芯與進退軸相卡合，二者一體進退。
22．如權利要求1的冷熱水混合裝置，其特徵是，作為偏置彈簧設有多個偏置彈簧，用來對作用於該閥芯的偏置彈簧的作用力進行轉換的上述轉換機構為，在該閥芯位於高溫放水位置時，使所有偏置彈簧的並列的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯上，在閥芯位於中溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相反的方向作用於閥芯上，在閥芯位於低溫放水位置時，使一部分偏置彈簧的作用力向與感溫彈簧的作用力相同的方向作用於閥芯上。
23．如權利要求22的冷熱水混合裝置，其特徵是，上述放水溫度整定部件具有內周面具有陰螺紋的、可圍繞其中心線旋轉地配置的旋轉軸，具有與該陰螺紋相嚙合的陽螺紋的、與該旋轉軸同軸配置的筒狀的進退軸；在該進退軸與閥芯之間配置有第2偏置彈簧，並具有設置在該筒部上並在上述中心線方向上分開的第1及第2凸擋部，分別配置在該第1凸擋部與第2凸擋部二者的相向面一側的第1墊片與第2墊片，在該第1墊片與第2墊片之間呈儲能狀態安裝的第1偏置彈簧，設在上述進退軸上的、在進退軸向離開閥芯的方向移動時與該第1墊片卡合併將該第1墊片向離開閥芯的方向進行推壓的凸擋部，以及設在該進退軸上的、在該進退軸向接近閥芯的方向移動時與第2墊片卡合併將該第2墊片向接近閥芯的方向進行推壓的臺階。
24．一種冷熱水混合裝置的控制機構，其特徵是，在本體的周面設有熱水與冷水的流入口、對配設在本體內腔的閥芯以感溫彈簧與偏置彈簧進行驅動、設有可改變偏置彈簧的作用力以控制閥芯位置的調節部件、閥芯與偏置彈簧的一端而調節部件與另一端直接或間接接觸、通過對調節部件進行調節以改變熱水與冷水的流入量從而獲得所期望溫度的溫水這樣一種冷熱水混合裝置中，在閥芯上形成有可與偏置彈簧的調節部件接觸面直接或間接接觸的接觸部，並且，在調節部件上形成有可與偏置彈簧的閥芯接觸面直接或間接接觸的接觸部，從而，至少在將熱水流入口關閉時，偏置彈簧使閥芯趨於向將熱水關閥的方向移動。
全文摘要
提供一種在中溫區所說斜率較小、在低溫度及高溫區所說斜率較大的冷熱水混合裝置。放水溫度整定在中溫區時,串列配置的偏置彈簧42、44的合成的推壓力使主軸30趨於向左方移動,感溫彈簧40的推壓力使主軸30趨於向右方移動,二者的推壓力相平衡,主軸30及閥芯32、34處於靜止狀態。將手柄向高於50℃的高溫側轉動時,進退軸52僅通過第2偏置彈簧44使主軸30趨於向左方移動。將手柄向低於30℃的低溫側整定時,進退軸52僅通過第1偏置彈簧42使主軸30趨於向左方移動。
文檔編號G05D23/13GK1313938SQ99809943
公開日2001年9月19日 申請日期1999年9月10日 優先權日1999年9月10日
發明者坂野道夫, 橋本衛, 河內敏男 申請人:株式會社伊奈斯