專利名稱：流道切換閥及淋浴系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種流道切換閥及淋浴系統(tǒng)。
背景技術：
以往，作為流道切換閥，例如，公知有在專利文獻1中公開的結構。該流道切換閥包括感溫彈簧，其根據(jù)流入流道切換閥內(nèi)部的流體的溫度，形狀發(fā)生可逆的變化；閥芯，其被該感溫彈簧施力。當伴隨感溫彈簧的形狀變化而對閥芯施加載荷時，閥芯以在這樣兩種狀態(tài)之間進行切換的方式移動，即針對適當溫度的流體的排出口與流道連通的狀態(tài)，所述適當溫度流體是溫度在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的流體；和針對非適當溫度的流體的排出口與流道連通的狀態(tài)，所述非適當溫度的流體是溫度在規(guī)定溫度范圍外的流體。
在將這種流道切換閥應用在例如浴缸中使用的淋浴系統(tǒng)的情況下，可具有這樣的結構使作為適當溫度的水的溫水從淋浴頭排出，作為非適當溫度的水的冷水或熱水，從淋浴頭以外的排出口排出。在這樣的情況下，用戶不會因從淋浴頭突然排出冷水或熱水而感到不舒服。
但是，在上述的流道切換閥中，用戶不能根據(jù)自己的意志，故意地使非適當溫度的水從淋浴頭排出。例如，在夏季需要冷水的情況下，或者在冬季需要熱水的情況下，用戶不能使冷水或熱水從淋浴頭排出。
專利文獻2為了解決上述不便而公開了進行了這樣的改良后的淋浴系統(tǒng)不僅是適當溫度的水，根據(jù)必要，還可以使非適當溫度的水從淋浴頭排出。該淋浴系統(tǒng)包括非適當溫度水的逃逸機構，其用于使非適當溫度的水不會從淋浴頭排出；旁路流道，其設置成繞過該逃逸機構；切換閥，其用于開閉該旁路流道。在該淋浴系統(tǒng)的情況下，在想要從淋浴頭排出非適當溫度的水時，用戶只要操作切換閥使旁路流道打開即可。這樣，非適當溫度的水并不通過逃逸機構，而是通過旁路流道從淋浴頭排出。
但是，在專利文獻2的淋浴系統(tǒng)中，必須分開設置用于使適當溫度的水從淋浴頭排出的流道，以及用于使非適當溫度的水從淋浴頭排出的流道(上述旁路流道)。因此，該淋浴系統(tǒng)比較大型，需要有大的設置空間。從而，在浴缸空間小的情況下，有時就不能安裝該淋浴系統(tǒng)。
專利文獻1日本專利公報特開平10-299926號專利文獻2日本專利公報特開2003-24232號發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，實現(xiàn)這樣的流道切換閥的小型化，其從用于排出適當溫度流體的排出口，不僅能夠排出適當溫度的流體，還可以根據(jù)需要，排出非適當溫度的流體。此外，本發(fā)明的目的還在于提供一種具有上述的流道切換閥的淋浴系統(tǒng)。
為達到上述目的，在本發(fā)明的一個方式中，提供一種流道切換閥。該流道切換閥具有閥殼(valve casing)、閥芯和閥芯驅動單元。閥殼包括流體供給口，其用于將向閥殼內(nèi)供給流體；第1排出口，其排出通過流體供給口供給到閥殼內(nèi)的、溫度在規(guī)定溫度范圍以外的流體；第2排出口，其排出通過流體供給口供給到閥殼內(nèi)的、溫度在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的流體；第1流道，其將流體供給口連接到第1排出口；第2流道，其將流體供給口連接到第2排出口；第1閥孔，其設置在第1流道的中途；第2閥孔，其設置在第2流道的中途；第1閥座，其與第1閥孔對應地設置；第2閥座，其與第2閥孔對應地設置。閥芯在第1位置和第2位置之間移動，所述第1位置是閥芯與第1閥座抵接以使第1閥孔關閉的位置；所述第2位置是閥芯與第2閥座抵接以使第2閥孔關閉的位置。閥芯驅動單元根據(jù)流體的溫度，使閥芯配置在第1位置或第2位置。第1流道的一部分和第2流道的一部分是共用的。流道切換閥還具有鎖定單元，該鎖定單元強制性地使閥芯移動到第1位置，并將閥芯保持在第1位置。
在本發(fā)明的另一個方式中，提供一種淋浴系統(tǒng)。該淋浴系統(tǒng)包括上述流道切換閥；軟管；以及淋浴頭。淋浴頭通過軟管與流道切換閥的第1排出口連接。
本發(fā)明還提供下述的另一種流道切換閥。該流道切換閥包括主體，其形成有流體通過的流道；出水孔，其在閥主體上開口，以便向后續(xù)的部件供給流體；排水孔，其在閥主體上開口，以便在流體的溫度是規(guī)定溫度范圍以外的溫度的情況下進行排水；閥芯，其容納在上述流道中，用于開閉流道的與出水孔連通的部分、或流道的與排水孔連通的部分中的任一方；第1感溫元件，其以對該閥芯向規(guī)定方向施力的方式容納在流道中；偏壓彈簧和第2感溫元件，它們以對閥芯向所述規(guī)定方向的相反方向施力的方式容納在流道中。第1感溫元件和第2感溫元件的作用力分別根據(jù)流體的溫度而變化。當流體的溫度在上述規(guī)定溫度范圍以外的情況下，由于偏壓彈簧的作用力與第2感溫元件的作用力之和，超過第1感溫元件的作用力，閥芯以使流體從排水孔排出的方式移動。在閥芯上連接有手柄，該手柄用于強制性地使閥芯在流道內(nèi)移動。通過操作該手柄，閥芯以封閉流道的與排水孔連接的部分的方式移動。


圖1是配置在混合水龍頭與淋浴頭之間的第1實施方式的流道切換閥的示意圖。
圖2是從出水孔吐出適當溫度的水的狀態(tài)的圖1所示的流道切換閥的截面圖。
圖3是從排水孔排出非適當溫度的水的狀態(tài)的圖1所示的流道切換閥的截面圖。
圖4是從出水孔吐出非適當溫度的水的狀態(tài)的圖1所示的流道切換閥的截面圖。
圖5是從出水孔吐出適當溫度的水的狀態(tài)的第2實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖6是從排水孔排出非適當溫度的水的狀態(tài)的第2實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖7是從出水孔吐出非適當溫度的水的狀態(tài)的第2實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖8是表示交替開閉第2實施方式的流道切換閥的排水孔和出水孔的鎖定(latch)機構的分解立體圖。
圖9是圖8所示的鎖定機構的一部分的展開圖。
圖10是從出水孔吐出適當溫度的水的狀態(tài)的第3實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖11是從排水孔排出低溫的非適當溫度的水的狀態(tài)的第3實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖12是從排水孔排出高溫的非適當溫度的水的狀態(tài)的第3實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖13是從出水孔強制地吐出低溫的非適當溫度的水的狀態(tài)的第3實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖14是從出水孔強制地吐出高溫的非適當溫度的水的狀態(tài)的第3實施方式的流道切換閥的截面圖。
圖15是表示第1和第2蠟熱電偶(wax thermoelement)的溫度特性的曲線圖。
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的第1實施方式進行說明。
如圖1所示，本實施方式的流道切換閥A，例如安裝在浴室的混合水龍頭1與淋浴頭2之間。在調(diào)節(jié)作為流體的水的溫度和流量的混合水龍頭1上，連接有供給管5。混合水龍頭1具有切換閥4，溫度和流量進行調(diào)節(jié)后的水通過切換閥4的操作，有選擇地提供給出水管5和混合水龍頭1的出水管3中的任一方。供給管5通過流道切換閥A與軟管6連通。在軟管6的末端安裝有淋浴頭2。流道切換閥A、淋浴頭2、以及軟管6構成淋浴系統(tǒng)。
如圖2所示，流道切換閥A具有中空的主體10。在主體10的一端(在圖2中為下端)設置有第1開口孔12。在第1開口孔12安裝有第1蓋部件24。第1蓋部件24具有作為流體供給口的溫水供給口24b。在主體10的另一端(在圖2中為上端)設置有第2開口孔13。在第2開口孔13安裝有第2蓋部件25。主體10、第1蓋部件24、以及第2蓋部件25構成閥殼(valve casing)。閥殼在其內(nèi)部具有流道11。從混合水龍頭1提供給供給管5的水通過溫水供給口24b，流入流道11內(nèi)。
在主體10的周壁，設置有作為第1排出口的排水孔15、以及作為第2排出口的出水孔14。在來自混合水龍頭1的水的溫度在規(guī)定溫度范圍內(nèi)的情況下，即，在來自混合水龍頭1的水為適當溫度的情況下，來自混合水龍頭1的水從出水孔14吐出。在來自混合水龍頭1的水的溫度在規(guī)定溫度范圍以外的情況下，即，在來自混合水龍頭1的水不是適當溫度的情況下，來自混合水龍頭1的水從排水孔15排出。即，來自混合水龍頭1的水根據(jù)該水的溫度，有選擇地從出水孔14和排水孔15中的任一方吐出或排出。在本實施方式的情況下，高于35℃且低于45℃的溫度是適當溫度，小于等于35℃或大于等于45℃的溫度是非適當溫度。出水孔14和排水孔15相對于在流道11中流動的水的流通方向，配置在互不相同的位置。具體地講，出水孔14相比于排水孔15位于下游側。出水孔14和排水孔15均通過流道11與溫水供給口24b連通。即，流道11包括從溫水供給口24b至排水孔15的第1流道(在圖3中用雙點劃線表示的箭頭)、以及從溫水供給口24b至出水孔14的第2流道(在圖2中用雙點劃線表示的箭頭)，第1流道的一部分和第2流道的一部分是共用(重復)的。
在流道11的從溫水供給口24b至排水孔15的部分的中途，設置有第1閥孔33a。在流道11的從溫水供給口24b至出水孔14的部分的中途，設置有第2閥孔33b。第1閥孔33a和第2閥孔33b相對于在流道11中流動的水的流通方向，配置在互不相同的位置。具體地講，第2閥孔33b相比于第1閥孔33a位于下游側。
在流道11中容納有大致為圓筒形狀的閥芯16。在閥芯16的外周中央，設置有沿周向延伸的環(huán)狀槽17。在環(huán)狀槽17中安裝有密封部件18，以使閥芯16的外表面與流道11的內(nèi)表面緊密接觸。
閥芯16在其一端(在圖2中為下端)具有位置接近第1蓋部件24的環(huán)狀的第1端面19a，在其另一端(在圖2中為上端)具有位置接近第2蓋部件25的環(huán)狀的第2端面19b。閥芯16可以在圖2所示的第1位置P1與圖3所述的第2位置P2位置之間移動，所述第1位置P1，是閥芯16的第1端面19a與作為第1閥座24a發(fā)揮功能的第1蓋部件24的上端面抵接的位置；所述第2位置P2，是閥芯16的第2端面19b與作為第2閥座25a發(fā)揮功能的第2蓋部件25的下端面抵接的位置。在閥芯16位于第1位置P1時，如圖2所示，第2閥孔33b被打開。因此，來自混合水龍頭1的水從出水孔14吐出。另一方面，在閥芯16位于第2位置P2時，如圖3所示，第1閥孔33a被打開。因此，來自混合水龍頭1的水從排水孔15排出。
在流道11中容納有對閥芯16朝向第1位置P1(朝向下游側)施力的第1感溫元件23a、以及對閥芯16朝向第2位置P2(朝向上游側)施力的第2感溫元件23b、以及偏壓彈簧(bias spring)22。第1感溫元件23a和第2感溫元件23b是由形狀記憶合金制成的螺旋彈簧，其根據(jù)來自混合水龍頭1的水的溫度，在軸線方向進行伸縮變形。相比于閥芯16處于下游側(在圖2中為上方)的第1感溫元件23a，在來自混合水龍頭1的水的溫度在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)時會伸長。相比于閥芯16處于上游側(在圖2中為下方)的第2感溫元件23b，在來自混合水龍頭1的水的溫度處于與上述規(guī)定的溫度范圍不同的溫度范圍內(nèi)時會伸長。從而，第1感溫元件23a和第2感溫元件23b的作用力，分別根據(jù)來自混合水龍頭1的水的溫度而發(fā)生變化。另一方面，配置在第2感溫元件23b內(nèi)的偏壓彈簧22的作用力，并不會受到來自混合水龍頭1的水的溫度的影響。偏壓彈簧22、第1感溫元件23a、以及第2感溫元件23b構成了這樣的閥芯驅動單元，其根據(jù)來自混合水龍頭1的水的溫度，使閥芯16配置在第1位置P1或第2位置P2。
第1感溫元件23a的一端(在圖2中為下端)與設置在閥芯16內(nèi)周中央的凸緣部20抵接。第1感溫元件23a的另一端(在圖2中為上端)與旋合在第2蓋部件25上的塞子28抵接。偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的一端(在圖2中為上端)與凸緣部20抵接。偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的另一端(在圖2中為下端)與第1蓋部件24抵接。
在通過流道11的水的溫度小于等于35℃時，第1和第2感溫元件23a、23b都不伸長。在該情況下，由第1感溫元件23a施加到閥芯16上的載荷，低于由偏壓彈簧22和第2感溫元件23b施加到閥芯16上的載荷。換言之，對閥芯16朝向上游側(在圖2中為下方)施力的第1感溫元件23a的作用力，低于對閥芯16朝向下游側(在圖2中為上方)施力的偏壓彈簧22的作用力與第2感溫元件23b的作用力之和。從而，閥芯16朝向上方移動，因而如圖3所示，閥芯16配置在第2位置P2。
在通過流道11的水的溫度大于等于45℃時，只有第2感溫元件23b伸長，第1感溫元件23a并不伸長。在此情況下，對閥芯16朝向下方施力的第1感溫元件23a的作用力，低于對閥芯16朝向上方施力的偏壓彈簧22的作用力與第2感溫元件23b的作用力之和。由此，閥芯16朝向上方移動，從而配置在第2位置P2。
在通過流道11的水的溫度高于35℃且低于45℃時，只有第1感溫元件23a伸長，第2感溫元件23a并不伸長。在此情況下，由第1感溫元件23a施加到閥芯上的載荷，超過由偏壓彈簧22和第2感溫元件23b施加到閥芯16上的載荷。換言之，對閥芯16朝向下方施力的第1感溫元件23a的作用力，超過對閥芯16朝向上方施力的偏壓彈簧22的作用力與第2感溫元件23b的作用力之和。由此，閥芯16朝向下方移動，如圖2所示，閥芯16配置在第1位置P1。
第2蓋部件25大致為圓筒狀，并具有沿軸心方向延伸的通孔26。在通孔26的內(nèi)周面，設置有內(nèi)螺紋部27。塞子28具有對應于內(nèi)螺紋部27的外螺紋部29。在第2蓋部件25的內(nèi)螺紋部27上接合有塞子28的外螺紋部29的狀態(tài)下，塞子28的一部分插入在通孔26內(nèi)。在塞子28的末端連接有手柄31。塞子28在內(nèi)周具有環(huán)狀的支承部30，第1感溫元件23a的上端與支承部30抵接。當旋轉操作手柄31以使塞子28擰入第2蓋部件25中，即，使塞子28向下方移動時，閥芯16移動到第1位置P1，并保持在該第1位置P1。塞子28和手柄31構成鎖定單元，該鎖定單元強制性地使閥芯16移動到第1位置P1，并將閥芯16保持在第1位置P1。
接下來，對流道切換閥A的作用進行說明。
當從混合水龍頭1供給到流道切換閥A的水的溫度，高于35℃且低于45℃時，只有第1感溫元件23a伸長，第2感溫元件23b并不伸長。因此，如圖2所示，第1感溫元件23a的作用力的大小超過偏壓彈簧22的作用力與第2感溫元件23b的作用力之和，通過該第1感溫元件23a的作用力，閥芯16朝向下方移動，并配置在第1位置P1。其結果，閥芯16的第1端面19a落座(抵接)于第1蓋部件24的第1閥座24a，第1閥孔33a被關閉。從而，流道11中的水通過第2閥孔33b，從出水孔14吐出并供給到軟管6。這樣，高于35℃且低于45℃的適當溫度的水從淋浴頭2吐出。
當從混合水龍頭1供給到流道切換閥A的水的溫度小于等于35℃時，第1和第2感溫元件23a、23b都不伸長。因此，如圖3所示，偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的作用力的大小，超過第1感溫元件23a的作用力，通過該偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的作用力，閥芯16朝向上方移動，并配置在第2位置P2。其結果，閥芯16的第2端面19b落座(抵接)于第2蓋部件25的第2閥座25a上，第2閥孔33b被關閉。從而，流道11中的水通過第1閥孔33a，從排水孔15排出到外部。從而，溫度小于等于35℃的非適當溫度的水不會從淋浴頭2吐出。
當從混合水龍頭1供給到流道切換閥A的水的溫度大于等于45℃時，只有第2感溫元件23b伸長，第1感溫元件23a并不伸長。因此，如圖3所示，偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的作用力的大小超過第1感溫元件23a的作用力，通過該偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的作用力，閥芯16朝向上方移動，并配置在第2位置P2。其結果，閥芯16的第2端面19b落座(抵接)于第2蓋部件25的第2閥座25a上，第2閥孔33b被關閉。從而，流道11內(nèi)的水通過第1閥孔33a，從排水孔15排出到外部。從而，溫度大于等于45℃的非適當溫度的水也不會從淋浴頭2吐出。
當希望使溫度小于等于35℃或大于等于45℃的非適當溫度的水從淋浴頭2吐出時，旋轉操作手柄31，以使塞子28向下方移動。于是，通過塞子28，第1感溫元件23a被壓縮，如圖4所示，閥芯16通過第1感溫元件23a被朝向下方施力，從而移動到第1位置P1。由此，閥芯16的第1端面19a落座于第1蓋部件24的第1閥座24a上，第1閥孔33a被關閉。通過被壓縮而增強了的第1感溫元件23a的作用力為這樣的大小即使在第2感溫元件23b伸長的情況下，也可以充分地將閥芯16繼續(xù)保持在第1位置P1上。因此，來自混合水龍頭1的水并不從排水孔15排出，而是從出水孔14吐出。于是，并不只是適當溫度的水，根據(jù)需要，也可以從出水孔14吐出非適當溫度的水。
本實施方式具有以下優(yōu)點。
(1)在圖1所示的流道切換閥A中，用于使適當溫度的水從淋浴頭2排出的第1流道的一部分、以及用于使非適當溫度的水從淋浴頭2排出的第2流道的一部分是共用的。因此，與第1流道和第2流道完全分開設置的情況相比，流道切換閥A更為緊湊。
(2)即使在流道11中流過非適當溫度的水的情況下，通過旋轉操作手柄31，閥芯16移動到第1位置P1。從而，根據(jù)需要，可以使非適當溫度的水從淋浴頭2吐出。
(3)由形狀記憶合金制成的第1、第2感溫元件23a、23b根據(jù)來自混合水龍頭1的水的溫度而伸縮，由此不必依賴電力就可使閥芯16移動。所以，即使在不能確保電源的情況下，只要設置空間允許，即可設置流道切換閥A。此外，由于不需要電源，因此，在流道切換閥A中不需要具有漏電對策用的結構。這很有助于流道切換閥A的小型化和低成本化。此外，根據(jù)不必依賴電力就可以使閥芯16移動的第1感溫元件23a以及第2感溫元件23b，當使閥芯16移動時，不會產(chǎn)生動作噪音。
(4)由于在閥殼內(nèi)的流道11中配置閥芯16，因此，可以實現(xiàn)主體10的節(jié)省空間化，可以使流道切換閥A更加緊湊。
(5)為了將從溫水供給口24b流入的水導入到出水孔14，閥芯16形成為筒狀，因此，可以實現(xiàn)閥芯16的輕量化。從而，由于閥芯16移動時的應答性提高，因此，可以使出水孔14和排水孔15的開閉切換高速化。此外，閥芯16的輕量化還有助于流道切換閥A的輕量化。
接下來，參照附圖對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。以下，以與第1實施方式不同的部分為中心進行說明，對于相同或類似的結構，賦予與第1實施方式相同的標號，并省略其說明。
如圖5和圖8所示，在流道切換閥A的第2蓋部件25上，旋合有筒體38。在筒體38的內(nèi)周面上，以隔開相等間隔并且沿軸向方向延伸的方式形成有3個突條39。在這些突條39之間，形成縱槽40。在各突條39的端部分別形成有鋸齒面41。通過這些鋸齒面41，形成有位于相鄰的縱槽40的中間部的止擋部42。
在筒體38內(nèi)，以從筒體38的上端面突出的方式插入有操作軸43。在操作軸43的上端部安裝有手柄31。在操作軸43的下端中央形成有支承孔44。在操作軸43的下端外周形成有凸緣部45。在操作軸43的凸緣部45與筒體38之間，介入安裝有螺旋彈簧46。通過螺旋彈簧46的作用力，操作軸43被向外方施力。
在操作軸43的凸緣部45的外周面上，等間隔地突出設置有3個卡合突起47。在凸緣部45的端面上，等間隔地形成6個山形凸輪面48。通過使操作軸43的各卡合突起47可滑動地與筒體38的各縱槽40卡合，操作軸43可以向筒體38的軸線方向移動。
在操作軸43的支承孔44中，以能夠相對旋轉并且能夠向軸線方向相對移動的方式貫穿插入地支承有旋轉體49。在旋轉體49的中央外周，形成有凸緣部50。在凸緣部50的外周面上，等間隔地突出設置有3個接合突起51，所述卡合突起51可以與筒體38的縱槽40和止擋部42卡合。在凸緣部50中，在與位于上述操作軸43的凸緣部45對置的端面上，等間隔地形成有可與操作軸43的山形凸輪面48接合的6個傾斜面52。
在筒體38內(nèi)的下端部，通過支承筒54，以能夠沿軸線方向移動的方式貫穿插入地支承有旋轉體49。旋轉體49的末端部通過形成于第2蓋部件25的通孔53(參照圖7)，配置在流道11內(nèi)，并且可以與載置在第1感溫元件23a的端部的按壓板56抵接。在旋轉體49上，從外部插入有按壓彈簧55。按壓彈簧55的一端部與旋轉體49的凸緣部50卡定，另一端與支承筒54卡定。通過按壓彈簧55，旋轉體49被施力，以便向外方移動，從而使得旋轉體49的傾斜面52與操作軸43的山形凸輪面48接合。
對本實施方式的流道切換閥A的作用進行說明。
如圖5所示，在旋轉體49的末端部離開按壓板56、第1感溫元件23a沒有被從外部強制壓縮的狀態(tài)下，當從混合水龍頭1向流道切換閥A的主體10供給適當溫度的水時，閥芯16移動到第1位置P1，閥芯16的第1端面19a落座(抵接)于位于第1蓋部件24的第1閥座24a上。從而，流道11與排水孔15之間的連通被阻止，并且，由于流道11與出水孔14之間的連通被允許，因此，適當溫度的水從出水孔14吐出。
如圖6所示，在旋轉體49的末端部離開按壓板56、第1感溫元件23a沒有被從外部強制壓縮的狀態(tài)下，當從混合水龍頭1向流道切換閥A的主體10供給非適當溫度的水時，閥芯16移動到第2位置P2，閥芯16的第2端面19b落座于位于第2蓋部件25的第2閥座25a上。從而，出水孔14被關閉，同時，排水孔15被打開，因此，適當溫度的水從排水孔15排出。
接下來，對強制性地使流過主體10的流道11的非適當溫度的水，從出水孔14吐出的情況進行說明。當推動操作手柄31時，操作軸43克服螺旋彈簧46的作用力而向下側移動，旋轉體49與操作軸43同方向地移動。在此情況下，伴隨操作軸43的移動，通過山形凸輪面48與傾斜面52的接合，旋轉體49轉過規(guī)定的角度，如圖9所示，位于該旋轉體49的卡合突起51從筒體38的縱槽40脫出，與止擋部42卡合。
從而，在該狀態(tài)下，即使釋放手柄31的推動操作，通過螺旋彈簧46的作用力，盡管手柄31和操作軸43恢復移動到上側位置，但旋轉體49仍保持在下側位置。從而，如圖7所示，通過按壓板56，第1感溫元件23a保持在壓縮狀態(tài)，閥芯16被強制性地移動到第1位置P1。在該狀態(tài)下，即使在任一方的感溫元件23a、23b上產(chǎn)生載荷的情況下，由于第1感溫元件23a因被壓縮而產(chǎn)生的強作用力施加在閥芯16上，因此，閥芯16不會返回到第2位置P2。從而，第2閥孔33b保持在打開狀態(tài)，繼續(xù)從出水孔14吐出非適當溫度的水。
當再次推動操作手柄31時，操作軸43向下側移動，通過山形凸輪面48與傾斜面52的接合，旋轉體49又轉過規(guī)定的角度。由此，位于旋轉體49的卡合突起51脫離筒體38的止擋部42，而插入卡合到縱槽40內(nèi)。此后，當釋放手柄31的推動操作時，通過螺旋彈簧46的作用力，手柄31和操作軸43恢復移動到上側位置，同時，通過按壓彈簧55的作用力，旋轉體49也恢復移動到下側位置。
由此，如圖6所示，按壓板56從按壓狀態(tài)被釋放，通過偏壓彈簧22和第2感溫元件23b的作用力，閥芯16移動到第2位置P2。但是，由于在流道11中流入有非適當溫度的水，因此，閥芯16仍舊配置在第2位置P2，第1閥孔33a保持在打開狀態(tài)。從而，非適當溫度的水從排水孔15排出。
從而，每當對手柄31進行推動壓操作時，可以交替切換以下兩中狀態(tài)鎖定狀態(tài)，將閥芯16保持在第1位置P1，使兩個感溫元件23a、23b以及偏壓彈簧22的動作無效；以及解鎖狀態(tài)，解除閥芯16的保持，使兩個感溫元件23a、23b以及偏壓彈簧22的動作有效。因此，這與第1實施方式中所示的通過轉動手柄31以切換鎖定狀態(tài)與解鎖狀態(tài)的情況相比，可以通過一次觸摸(one touch)進行切換。
在本實施方式中，塞子28、手柄31、操作軸43、旋轉體49、按壓彈簧55、以及按壓板56構成鎖定單元。
接下來，參照附圖對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。以下，以與第1實施方式不同的部分為中心進行說明，對于相同或類似的結構，賦予與第1實施方式相同的標號，并省略其說明。
如圖10所示，在主體10與第1蓋部件24之間，設置有筒狀的容納殼體60。在容納殼體60內(nèi)，在其上游側與下游側之間容納有隔開間隔配置的作為第1感溫元件的第1蠟熱電偶61、以及作為第2感溫元件的第2蠟熱電偶62。各蠟熱電偶61、62具有活塞桿61a、62a，所述活塞桿61a、62a的突出量根據(jù)蠟的體積而變化，所述蠟的體積根據(jù)淋浴水的溫度而變化。另外，在本實施方式中，由主體10、第1蓋部件24、以及第2蓋部件25構成閥殼。
蠟熱電偶61、62的活塞桿61a、62a朝向相互相反的方向。朝向下側的第2蠟熱電偶62的活塞桿62a的末端部，由可通過淋浴水的第1蓋部件24的中央部支承。引導該活塞桿62a的導向筒62b形成在容納殼體60的中間附近。導向筒62b可滑動地貫穿插入在可通過淋浴水的導向部63的中央。從而，第2蠟熱電偶62以可向上下方向移動的方式支承。
在第2蠟熱電偶62的上部，通過偏壓彈簧22，支承由第1蠟熱電偶61。蠟熱電偶61、62可以相互接近或分離。引導第1蠟熱電偶61的活塞桿61a的導向筒61b，旋合在上述閥芯16的中央部。從而，第1蠟熱電偶61與閥芯16一體地移動。由偏壓彈簧22、第1蠟熱電偶61、以及第2蠟熱電偶62構成閥芯驅動單元。
在本實施方式中，當閥芯16配置在第1位置P1時，與該第1端面19a接觸的第1閥座64a成為容納殼體60的端部。此外，當閥芯16配置在第2位置P2時，與該第2端面19b接觸的第2閥座64b成為閥座底座66的周緣部，該閥座底座66通過旋合在第2蓋部件25上的夾持部件65，而安裝在第2蓋部件25上。在夾持部件65的中央部，可滑動地貫穿插入有從閥芯16的中央部突出設置的桿支承部16a。這樣構成的原因在于，為了使安裝有第1蠟熱電偶61的閥芯16，可在第1位置P1與第2位置P2之間穩(wěn)定地移動。
在上述第2蓋部件25上，可進退地旋合有一體地安裝在手柄31上的塞子67。在該塞子67的內(nèi)部空間67a內(nèi)，容納有補償螺旋彈簧68。補償螺旋彈簧68的一端與內(nèi)部空間67a的底部抵接，另一端與移動體70接合，該移動體70設置于旋合在塞子67的下端面的調(diào)節(jié)器69上。補償螺旋彈簧68的彈簧常數(shù)被設定成大于偏壓彈簧22，并且，可通過改變調(diào)節(jié)器69的旋合位置來調(diào)節(jié)作用力。在形成于調(diào)節(jié)器69的中央部的通孔69a中，可以與移動體70抵接地插入有第1蠟熱電偶61的活塞桿61a的末端部。
對上述各蠟熱電偶61、62的溫度特性進行說明。各蠟熱電偶61、62的活塞桿61a、62a設定成根據(jù)淋浴水的溫度而使得突出量不同。即，如圖15所示，當淋浴水的溫度低于45℃時，第1蠟熱電偶61的活塞桿61a的突出量，大于第2蠟熱電偶62的活塞桿62a的突出量。當淋浴水的溫度超過45℃時，第2活塞桿62a的突出量大于第1活塞桿61a的突出量。此外，第1蠟熱電偶61的活塞桿61a設定成在淋浴水的溫度為45℃時，突出量達到最大，并到達行程終點。與此相對，第2蠟熱電偶62的活塞桿62a設定成在淋浴水的溫度為高于45℃的溫度時，到達行程終點。
從而，如圖10所示，當適當溫度的水流入流道切換閥A的流道11時，第1蠟熱電偶61的活塞桿61a在到達行程終點的中途碰到移動體70，在該狀態(tài)下，到達行程終點。這樣，由于補償螺旋彈簧68的彈簧常數(shù)設定大于偏壓彈簧22，因此，第1蠟熱電偶61通過活塞桿61a的推力(載荷)，以壓縮偏壓彈簧22的方式向與活塞桿61a的突出方向相反的方向移動，從而，閥芯16被配置于第1位置P1。由此，第1閥孔33a被關閉，另一方面，第2閥孔33b被打開，所以流入流道11的適當溫度的水通過第2閥孔33b，從出水孔14吐出。
如圖11所示，當小于等于35℃的非適當溫度的水流入流道切換閥A的流道11時，由于第1蠟熱電偶61的活塞桿61a不會碰到移動體70，因此通過偏壓彈簧22的彈力，閥芯16被配置于第2位置P2。由此，第2閥孔33b被關閉，另一方面，第1閥孔33a被打開，所以流入流道11的非適當溫度的水通過第1閥孔33a，從排水孔15排出。
如圖12所示，當大于等于45℃的非適當溫度的水流入流道切換閥的流道11時，在第1蠟熱電偶61的活塞桿61a到達行程終點后，只通過第2蠟熱電偶62的活塞桿62a，使向上方的推力(負荷)起作用，因此，偏壓彈簧22被進一步壓縮，偏壓彈簧22的作用力就變得大于補償螺旋彈簧68的作用力。因此，第1蠟熱電偶61被推向上方，閥芯16被配置于第2位置P2。由此，第2閥孔33b被關閉，另一方面，第1閥孔33a被打開，所以，流入流道11的非適當溫度的水通過第1閥孔33a，從排水孔15排出。
接下來，對強制性地使流過流道11的非適當溫度的水從出水孔14吐出的情況進行說明。在小于等于35℃的非適當溫度的水流入圖11所示的流道切換閥A的流道11中時，當旋轉壓入手柄31時，如圖13所示，塞子67一邊轉動一邊接近第1蠟熱電偶61，移動體70碰到該第1蠟熱電偶61的活塞桿61a的末端部。在該狀態(tài)下，當移動體70進一步移動時，第1蠟熱電偶61整體克服偏壓彈簧22的作用力被壓向下方，閥芯16被強制性地移動到第1位置P1。由此，第1閥孔33a被強制性地關閉，并且第2閥孔33b被打開，因此盡管流道11中流動的是非適當溫度的水，非適當溫度的水也從出水孔14吐出到淋浴頭2側。
當在圖12所示的流道切換閥A的流道11中流入有大于等于45℃的非適當溫度的水時，當旋轉壓入手柄31時，如圖14所示，保持第1蠟熱電偶61的活塞桿61a的末端部碰到移動體70的狀態(tài)，同時，閥芯16被強制性地配置到第1位置P1。由此，第1閥孔33a被強制性地關閉，并且第2閥孔33b被打開，因此盡管流道11中流動的是非適當溫度的水，非適當溫度的水也會從出水孔14向淋浴頭2側吐出。
因此，在因第1蠟熱電偶61的裝配誤差等，即使閥芯16被配置到第1位置P1，而第1蠟熱電偶61的活塞桿61a未到達行程終點、還存在進一步突出的余地時，通過壓縮補償螺旋彈簧68，可以補償活塞桿61a的突出。因此，可以防止在第1蠟熱電偶61與閥芯16的連接部分上施加很大的拉力，可以實現(xiàn)可靠性的提高。并且，可以在不受第1蠟熱電偶61的裝配精度影響的情況下，良好地開閉第1閥孔33a和第2閥孔33b。
上述實施方式也可以作以下變更。
·在第1和第2實施方式中，第1感溫元件23a配置在偏壓彈簧22的外側，代替該配置方法，也可以將該第1感溫元件23a配置在偏壓彈簧22的內(nèi)側。第1和第2感溫元件23a、23b是螺旋彈簧，代替這種結構，第1和第2感溫元件23a、23b也可以是板簧或彈簧鋼絲(wire)等。
·在第1和第2實施方式中，第1感溫元件23a在淋浴水溫度高于35℃且低于45℃時伸長，第2感溫元件23b在淋浴水溫度大于等于45℃時伸長，但也可以使用在與這些溫度不同的溫度區(qū)域內(nèi)伸長的其它感溫元件，變更看作適當溫度的水的溫度范圍。對于第3實施方式，也可以改變各蠟熱電偶61、62的活塞桿61a、62a突出時的溫度特性，變更看作適當溫度的水的溫度范圍。
·在上述第1至第3實施方式中，使用由形狀記憶合金構成的各感溫元件23a、23b，或使用各蠟熱電偶61、62，機械性地使閥芯16在第1位置P1和第2位置P2之間移動，但例如也可以通過電磁閥等，電氣地使閥芯16移動。在此情況下，在主體10中設置有溫度傳感器，根據(jù)由該溫度傳感器檢測到的溫度檢測信號，來驅動電磁閥。
·在上述實施方式中，在流道的上游側設置有排出非適當溫度的水的第2排出口，在下游側設置有排出適當溫度的水的第1排出口，但也可以改變第1和第2排出口之間的位置關系。
·流體并不僅限于水(淋浴水)，例如也可以是潤滑油等其它液體或空氣等氣體。
·代替在浴缸的淋浴系統(tǒng)中的應用，流道切換閥A也可以應用在例如廁所的溫水清洗馬桶座圈系統(tǒng)等。
權利要求
1.一種流道切換閥，包括閥殼(10、24、25)；閥芯(16)；閥芯驅動單元(22、23a、23b)，其特征在于，所述閥殼包括流體供給口(24b)，其用于向閥殼內(nèi)供給流體；第1排出口(15)，其排出通過流體供給口供給到閥殼內(nèi)的、溫度在規(guī)定溫度范圍以外的流體；第2排出口(14)，其排出通過流體供給口供給到閥殼內(nèi)的、溫度在規(guī)定溫度范圍以內(nèi)的流體；第1流道(11)，其將流體供給口連接到第1排出口；第2流道(11)，其將流體供給口連接到第2排出口；第1閥孔(33a)，其設置在第1流道的中途；第2閥孔(33b)，其設置在第2流道的中途；第1閥座(24a)，其與第1閥孔對應地設置；第2閥座(25a)，其與第2閥孔對應地設置，所述閥芯在第1位置和第2位置之間移動，所述第1位置是閥芯與第1閥座抵接以使第1閥孔關閉的位置；所述第2位置是閥芯與第2閥座抵接以使第2閥孔關閉的位置，所述閥芯驅動單元根據(jù)流體的溫度，使閥芯配置在第1位置或第2位置，第1流道的一部分和第2流道的一部分是共用的，流道切換閥還具有鎖定單元(28、31)，該鎖定單元強制性地使閥芯移動到第1位置，并將閥芯保持在第1位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的流道切換閥，其特征在于，所述閥芯具有第1端面(19a)和第2端面(19b)，當閥芯位于第1位置時，第1端面落座于第1閥座，當閥芯位于第2位置時，第2端面落座于第2閥座，閥芯配置在所述第1流道和第2流道內(nèi)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的流道切換閥，其特征在于，所述閥芯驅動單元包括第1感溫元件(23a)，其對閥芯朝向第1位置施力；第2感溫元件(23b)和偏壓彈簧(22)，它們對閥芯朝向第2位置施力，第1感溫元件和第2感溫元件的作用力，分別根據(jù)流體的溫度而發(fā)生變化，偏壓彈簧的作用力與流體的溫度無關，當流體的溫度在所述規(guī)定溫度范圍內(nèi)的情況下，第1感溫元件的作用力超過偏壓彈簧的作用力與第2感溫元件的作用力之和，當流體的溫度在所述規(guī)定溫度范圍之外的情況下，第1感溫元件的作用力小于偏壓彈簧的作用力與第2感溫元件的作用力之和。
4.根據(jù)權利要求1至3中的任一項所述的流道切換閥，其特征在于，所述鎖定單元具有手柄，每當用戶操作該手柄時，閥芯可在鎖定狀態(tài)和解鎖狀態(tài)之間切換，所述鎖定狀態(tài)是閥芯保持在第1位置的狀態(tài)；所述解鎖狀態(tài)是解除對第1位置的保持的狀態(tài)。
5.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的流道切換閥，其特征在于，所述第1感溫元件和所述第2感溫元件由形狀記憶合金制成，其根據(jù)流體的溫度，可逆地產(chǎn)生變形。
6.根據(jù)權利要求1至4中的任一項所述的流道切換閥，其特征在于，所述第1感溫元件和第2感溫元件是蠟熱電偶。
7.一種淋浴系統(tǒng)，其特征在于，包括權利要求1至6中的任一項所述的流道切換閥；軟管(6)；以及淋浴頭(2)，淋浴頭通過軟管與流道切換閥的第1排出口連接。
8.一種流道切換閥，其特征在于，包括主體(10)，其形成有流體通過的流道；出水孔(14)，其在主體上開口，以便向后續(xù)的部件(2)供給流體；排水孔(15)，其在主體上開口，以便當流體的溫度在規(guī)定溫度范圍以外的情況下進行排水；閥芯(16)，其容納在所述流道中，用于開閉流道的與出水孔連通的部分(33a)、或流道的與排水孔連通的部分(33b)中的任一方；第1感溫元件(23a)，其以對該閥芯向規(guī)定方向施力的方式容納在流道中；偏壓彈簧(22)和第2感溫元件(23b)，其以對閥芯向所述規(guī)定方向的相反方向施力的方式容納在流道中，第1感溫元件和第2感溫元件的作用力分別根據(jù)流體的溫度而發(fā)生變化，當流體的溫度在所述規(guī)定溫度范圍以外的情況下，由于偏壓彈簧的作用力與第2感溫元件的作用力之和，超過第1感溫元件的作用力，閥芯以使流體從排水孔排出的方式移動，在所述閥芯上連接有手柄(31)，該手柄強用于制性地使閥芯在流道內(nèi)移動，通過操作該手柄，閥芯以封閉流道的與排水孔連通的部分的方式移動。
全文摘要
本發(fā)明的流道切換閥(A)具有吐出適當溫度的水的出水孔(14)；排出非適當溫度的水的排水孔(15)。從溫水供給口(24b)至出水孔的第1流道(11)的一部分、與從溫水供給口至排水孔的第2流道(11)的一部分是共用的。由此，可以使流道切換閥緊湊。
文檔編號E03C1/04GK1860319SQ200480028268
公開日2006年11月8日 申請日期2004年9月29日 優(yōu)先權日2003年9月30日
發(fā)明者長野聰之, 進藤孝彥, 加納忍 申請人:株式會社喜多村合金制作所