JP2000346213A - バルブにおけるシール部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所定の吐出路への切換操作を容易に行うこと
ができるとともに、ごみ、埃等が侵入した場合において
もシール機能を十分に発揮することができるバルブにお
けるシール部材を提供する。 【解決手段】 円環状に形成されたシール部材３１の内
周面において、その外端側と内端側にはそれぞれ第１環
状シール突起３３ａと第２環状シール突起３３ｂが突設
され、それらの先端部のみがボールバルブの弁体２１に
線接触するとともに、両環状シール突起３３ａ，３３ｂ
間には保持溝３４が設けられ、線接触を維持するように
なっている。また、各環状シール突起３３ａ，３３ｂは
弁体２１の周面に沿うように、シール部材３１内周面か
らその先端までの長さが第１環状シール突起３３ａは長
く、第２環状シール突起３３ｂは短くなるように形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば球状の弁
体を回転させて供給路に対し、シャワー、蛇口等といっ
た所定の吐出路を切換可能に構成したボールバルブにお
いて、弁体と吐出路との間をシールするためのバルブに
おけるシール部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】通常、例えばボールバルブにおいて、本
体後方には給湯配管を接続するための供給路が設けら
れ、本体の両側方にはシャワー及び蛇口を接続するため
の一対の吐出路が設けられている。本体内の中央には連
通室が設けられるとともに、この連通室を介して供給路
及び両吐出路が連通されている。また、連通室内には球
状をなす弁体が本体に対し回動できるように支持される
とともに、弁体内には断面Ｌ字状をなす連通路が貫設さ
れ、この連通路の一端が供給路に接続されている。そし
て、弁体を回転させ、連通路の他端を左右いずれかの吐
出路に接続することにより、ボールバルブはシャワーと
蛇口とを切り換えることができるようになっている。

【０００３】従来、連通室を形成する内壁面において、
両吐出路の周縁には環状凹溝が形成されるとともに、こ
の環状凹溝内には円環状をなし、平坦な内周面を備えた
シール部材が嵌め込まれている。このシール部材の平坦
な内周面は弁体の周面が圧接され、連通室の内壁面と弁
体との間に形成される隙間を塞ぐことによって、弁体と
吐出路との間をシールするようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
シール部材によれば、その内周面全体が弁体の周面に対
し面接触していることから、弁体との摺接により生ずる
摩擦抵抗が大きなものとなり、吐出路の切換操作をしづ
らいという問題があった。また、長期間使用しているう
ちにごみ、埃等がシール部材と弁体との間に入り込み、
隙間が形成されることによってシール機能を十分に発揮
することができなくなる場合があるという問題があっ
た。

【０００５】この発明は、このような従来技術に存在す
る問題点に着目してなされたものである。その目的とす
るところは、所定の吐出路への切換操作を容易に行うこ
とができるとともに、ごみ、埃等が侵入した場合におい
てもシール機能を十分に発揮することができるバルブに
おけるシール部材を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載のバルブにおけるシール部材の発
明は、供給路及び複数の吐出路を本体内に設けられた連
通室を介して連通するとともに、この連通室内に球体又
は円筒体よりなり回転可能に支持された弁体を配設し、
この弁体の回転操作により供給路に対し所定の吐出路を
切換可能に構成したバルブにおいて、連通室を形成する
本体の内壁面と弁体との間に設けられ、少なくとも弁体
及び吐出路の間をシールするとともに、内周面上には弁
体の周面に沿うように形成された複数の環状シール突起
を備え、これら環状シール突起と弁体とが線接触するよ
うに構成したものである。

【０００７】請求項２に記載のバルブにおけるシール部
材の発明は、請求項１に記載の発明において、前記環状
シール突起間に弁体との線接触を保持するための保持溝
を設けたものである。

【０００８】請求項３に記載のバルブにおけるシール部
材の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明におい
て、前記連通室との間をシールするため、外周面上に本
体の内壁面に接触する複数のシールリブを設けたもので
ある。

【０００９】請求項４に記載のバルブにおけるシール部
材の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の
発明において、前記内周面には少なくとも耐久性及び摺
動性を有する被覆層を設けたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、この発明をボールバルブに
具体化した実施形態について詳細に説明する。

【００１１】図３に示すように、ボールバルブを構成す
る本体ケース１１は四角箱状に形成され、その後壁中央
には供給孔１２が貫設されるとともに、この供給孔１２
内に供給管１３が挿通されることにより、供給管１３の
内側に供給路１４が形成されている。本体ケース１１の
左右両側壁にはそれぞれ吐出孔１５が貫設されるととも
に、各吐出孔１５にはそれぞれ吐出管１６が挿通される
ことにより、それらの内側に吐出路１７ａ，１７ｂが形
成されている。これら供給路１４及び吐出路１７ａ，１
７ｂはそれぞれ本体ケース１１内に形成された連通室１
１ａに連通されている。また、各吐出管１６にはそれぞ
れほぼ横Ｌ字状をなす連結管１８が連結されるととも
に、これら連結管１８を介して左側の吐出管１６には図
示されないシャワーが、右側の吐出管１６には図示され
ない蛇口がそれぞれ接続されている。

【００１２】本体ケース１１前壁には連通室１１ａに連
通されるように挿通孔１９が貫設され、この挿通孔１９
には丸棒状をなす軸部２０がその前端を本体ケース１１
外部に露出するように挿着されている。軸部２０の後端
部は縮径され、連通室１１ａ内に突出するとともに、こ
の後端部は連通室１１ａ内に配設された球状をなす弁体
２１の嵌合孔２１ａに嵌合されている。また、軸部２０
の前端部には把持部２２が取付けられている。そして、
この把持部２２を手で把持して回動させることによっ
て、弁体２１は軸部２０を中心に連通室１１ａ内を回動
できるようになっている。なお、軸部２０上には一対の
Ｏ−リング２３が装着され、軸部２０と挿通孔１９を形
成する本体ケース１１の内壁面との間の隙間をシールす
るようになっている。

【００１３】弁体２１内には断面逆Ｌ字状をなす連通路
２４が貫設されるとともに、この連通路２４の一端には
供給管１３の先端部が挿入されている。この供給管１３
の基端部には図示されない給湯配管が接続されるととも
に、給湯配管から供給された温水は供給路１４を通って
連通路２４内に供給される。連通路２４の他端は左側の
吐出路１７ａに接続されるとともに、図中に矢印で示す
ように、連通路２４内に供給された温水は吐出路１７ａ
を通ってシャワーに供給される。そして、ボールバルブ
は把持部２２の回動操作により弁体２１を１８０゜回動
させ、連通路２４の他端を右側の吐出路１７ｂに接続さ
せることによって、温水の吐出をシャワーから蛇口へと
切り換えることができるようになっている。

【００１４】弁体２１の連通路２４から左右どちらかの
吐出路１７ａ，１７ｂへと温水が供給される際、本体ケ
ース１１の左右の内側壁と弁体２１との間に隙間２５が
形成されていることから、温水はこれらの隙間２５を通
って外部へ漏出しようとする。このような温水の漏出を
防止するために、各隙間２５内にはシール部材３１がそ
れぞれの隙間２５を塞ぐように嵌め込まれている。図１
及び図２（ａ），（ｂ）に示すように、シール部材３１
は円環状に形成され、その中心に挿入孔３２を有すると
ともに、この挿入孔３２の内側に吐出管１６が挿入され
るようになっている。

【００１５】シール部材３１の内周面において、その外
端側と内端側にはそれぞれ第１環状シール突起３３ａと
第２環状シール突起３３ｂが突設されるとともに、両環
状シール突起３３ａ，３３ｂの先端は断面半円状に形成
されている。これら環状シール突起３３ａ，３３ｂはそ
の先端部のみが弁体２１に線接触しつつ、シール部材３
１と弁体２１との間をシールするようになっている。ま
た、各環状シール突起３３ａ，３３ｂは弁体２１の周面
に沿うように、シール部材３１内周面からその先端まで
の長さが第１環状シール突起３３ａは長く、第２環状シ
ール突起３３ｂは短くなるように形成され、弁体２１に
接触する際、その形状を大きく変えないように構成され
ている。そして、弁体２１はその両側部がシール部材３
１の内側に位置するようにして配置されている。

【００１６】両環状シール突起３３ａ，３３ｂ間には所
定の幅及び深さに設定された保持溝３４が形成され、両
環状シール突起３３ａ，３３ｂの弁体２１への線接触が
維持されるようになっている。加えて、弁体２１及び両
環状シール突起３３ａ，３３ｂ間にごみ、埃等が入り込
んだ場合、弁体２１の回動に伴ってごみ、埃等はこの保
持溝３４内に移動されるとともに、保持溝３４内にご
み、埃等が保持されて、弁体２１と両環状シール突起３
３ａ，３３ｂとの接触が保持されるようになっている。

【００１７】シール部材３１外周面の外端面及び外側面
にはそれぞれ２つのシールリブ３５が円環状をなすよう
に突出形成されている。これらシールリブ３５はその先
端が本体ケース１１の内壁面１１ｂに接触されることに
より、シール部材３１と本体ケース１１との間を各々二
重にシールするようになっている。また、各シールリブ
３５はそれぞれが所定幅だけ離間して設けられ、弁体２
１に圧接されたシール部材３１がその形状を大きく変化
させることを防止するようになっている。さらに、各シ
ールリブ３５は断面円弧状に形成され、本体ケース１１
の内壁面１１ｂとの接触面積を小さくすることにより、
内壁面１１ｂに対する押圧力を強くしてシール機能を良
好に発揮するようになっている。

【００１８】シール部材３１は弾性体３６と、この弾性
体３６上を被覆するように設けられた合成樹脂製の被覆
層３７とから形成され、被覆層３７は弁体２１に接触す
るようにシール部材３１内周面側に一体形成されてい
る。

【００１９】前記弾性体３６は耐久性に優れるととも
に、弁体２１に対し各環状シール突起３３ａ，３３ｂを
十分に密接させるように弾力性を有する材料により形成
されることが好ましい。このような材料としては、エチ
レン−プロピレン−ジエン共重合ゴム（ＥＰＤＭ）、ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム（ＮＢＲ）、水
素化ニトリルゴム（Ｈ−ＮＢＲ）、クロロプレンゴム、
シリコーンゴム等の合成ゴム、あるいは天然ゴムが用い
られる。この実施形態において弾性体３６の材料として
は、水道水に含まれる次亜塩素酸塩、塩素等の塩素系化
合物に対する耐久性が優れていることからＮＢＲ又はＨ
−ＮＢＲが用いられている。

【００２０】前記被覆層３７は少なくとも耐久性及び摺
動性を有する材料により形成されることが好ましい。こ
のような材料としては、超高分子ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリアミド、アラミド樹脂、フッ素樹脂等が
あり、中でもフッ素樹脂は摩擦係数が低く最も好まし
い。フッ素樹脂としては、例えば、ポリテトラフルオロ
エチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、
テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体（ＥＴＦ
Ｅ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等が用いられ
る。

【００２１】次に、前記バルブにおけるシール部材３１
の作用について以下に記載する。さて、図１に示すよう
なシール部材３１はインサート成形法により製造され、
まず、予め成形された被覆層３７を内表面に所定の凹凸
面を有する型枠内に配置し、その内面に接着剤を塗布し
た後、被覆層３７を覆うように型枠内に弾性体３６を形
成する溶融したＮＢＲが流し込まれる。次いで、ＮＢＲ
が硬化した後に型枠を離型すると、型枠の凹凸面に対応
してその表面に両環状シール突起３３ａ，３３ｂ、保持
溝３４、シールリブ３５が形成されたシール部材３１が
製造される。

【００２２】図３に示すように、上記のようにして形成
されたシール部材３１はその挿入孔３２内に吐出管１６
が挿通されるようにして連通室１１ａ内に装着される。
そして、両環状シール突起３３ａ，３３ｂに接触するよ
うに弁体２１が配設され、軸部２０、把持部２２等が組
み付けられてボールバルブが構成される。

【００２３】このボールバルブを用いた各吐出路１７
ａ，１７ｂへの切換操作について以下に説明する。図３
中に矢印で示すように、この状態で給湯配管から供給さ
れる温水は、まず、供給路１４及び連通路２４を通って
左側の吐出路１７ａへと送られ、図示されないシャワー
へと供給される。シャワーから蛇口へと切り換える場合
には、まず把持部２２を所定方向に回動させ、軸部２０
を回動させる。すると、連通室１１ａ内において軸部２
０に一体化された弁体２１は回動しつつ、左側の吐出路
１７ａへ供給される温水の流量を減少させる。そして、
把持部２２を９０゜回動させたとき、両吐出路１７ａ，
１７ｂへの温水の供給が停止される。このまま弁体２１
を１８０゜回動したとき、連通路２４が右側の吐出路１
７ｂに接続され、温水は蛇口へと供給される。

【００２４】上記バルブの切換操作において、シール部
材３１は内周面の両環状シール突起３３ａ，３３ｂを弁
体２１に対し線接触させることにより接触面積が小さ
く、弁体２１が回動するときに生ずる摩擦力が低減され
るため、大きな力をかけることなく把持部２２の回動が
行われる。また、両環状シール突起３３ａ，３３ｂ間に
設けられた保持溝３４によって弁体２１に対する線接触
が維持されるとともに、弁体２１との間に入り込んだご
み、埃等はこの保持溝３４内に保持される。

【００２５】加えて、シール部材３１の外面に所定幅だ
け離間した複数のシールリブ３５を設けたことにより、
弁体２１に圧接されたシール部材３１の大きな形状の変
化が防止されるとともに、本体ケース１１の内壁面１１
ｂとの接触面積を小さくすることで内壁面１１ｂに対す
る押圧力が強くなり、シール部材３１と内壁面１１ｂと
の間が確実にシールされる。さらに、シール部材３１の
内周面に被覆層３７を設けることにより、シール部材３
１に弁体２１が常に摺接される状況であっても、良好な
シール機能を長期間得られる。

【００２６】前記の実施形態によって発揮される効果に
ついて、以下に記載する。 ・ シール部材３１に第１及び第２環状シール突起３３
ａ，３３ｂを設け、各環状シール突起３３ａ，３３ｂが
弁体２１に対し線接触するように構成したことから、弁
体２１との接触面積を小さくすることで摺接抵抗を低減
し、吐出路１７ａ，１７ｂの切換操作を容易に行うこと
ができる。加えて、ごみ、埃等が侵入した場合において
も、これらごみ、埃等がシール部材３１と弁体２１との
間にとどまらず、両環状シール突起３３ａ，３３ｂ間に
移動されるため、シール機能を十分に発揮することがで
きる。さらに、各環状シール突起３３ａ，３３ｂを弁体
２１の周面に沿うように、第１環状シール突起３３ａを
長く、第２環状シール突起３３ｂを短く形成したことに
より、弁体２１が摺接される際のシール部材３１の変形
が小さく、摺接抵抗を低減しつつ、良好なシール機能を
得ることができる。

【００２７】・ 両環状シール突起３３ａ，３３ｂ間に
保持溝３４を設けることにより、弁体２１に対し常に線
接触を維持することができるとともに、弁体２１とシー
ル部材３１との間に侵入したごみ、埃等がこの保持溝３
４内に保持されるため、シール機能をより効果的に発揮
することができる。

【００２８】・ シール部材３１の外周面にシールリブ
３５を設けることにより、弁体２１が圧接された状態で
あってもシール部材３１は所定形状を維持することがで
き、本体ケース１１の内壁面１１ｂとの間に隙間が形成
されることを防止することで、より良好なシール性を得
ることができる。加えて、各シールリブ３５の先端を断
面円弧状としたことにより、シールリブ３５を本体ケー
ス１１の内壁面１１ｂに密着させることができ、さらに
良好なシール性を得ることができる。

【００２９】・ シール部材３１の内周面に耐久性及び
摺動性を有する被覆層３７を設けたことから、この被覆
層３７が弁体２１と接触することにより、良好な操作性
を維持しつつ、シール性を長期間保持することができ
る。

【００３０】・ 弁体２１が球状をなしていることか
ら、その両側部がシール部材３１の内側に入り込むよう
にしてシールされるため、より高度なシール性を得るこ
とができる。

【００３１】なお、本実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。 ・ 図４に示すように、被覆層３７を省略して弾性体３
６のみでシール部材３１を形成してもよい。この場合、
弾性体３６を形成する材料としては、弁体２１との摩擦
力を低減するため自己潤滑性を有するものが好ましい。
このような材料としては、前に挙げたゴム材料にオイル
が配合されたものが用いられる。

【００３２】あるいは、弾性体３６を形成する材料とし
てＥＰＤＭ、ＮＢＲ、Ｈ−ＮＢＲ等の合成ゴムに前に挙
げたフッ素樹脂が配合されたものを用いてもよい。この
ように構成した場合、シール部材３１を製造する際、被
覆層３７を形成する工程を省略することができ、シール
部材３１をより容易に製造することができる。

【００３３】・ バルブは実施形態で示したボールバル
ブに限定されるものではなく、例えば図５（ａ）〜
（ｄ）に示すように、円筒状をなす弁体２１を備えたバ
ルブでもよい。

【００３４】この場合、図５（ａ），（ｂ）に示すよう
に、外端側の第１環状シール突起３３ａと内端側の第２
環状シール突起３３ｂとが同じ長さとなるように設けら
れたシール部材３１を断面円弧状をなすように形成し、
一対のシール部材３１を弁体２１の両側方から挟み込む
ようにして装着してもよい。

【００３５】あるいは、図５（ｃ），（ｄ）に示すよう
に、シール部材３１は平板状をなし、弁体２１の軸線方
向に並ぶ第１及び第２環状シール突起３３ａ，３３ｂは
互いに同じ長さとなるように設けられている。また、弁
体２１の周方向に並ぶ第１及び第２環状シール突起３３
ａ，３３ｂは第１環状シール突起３３ａが長く、第２環
状シール突起３３ｂが短くなるように設けられている。
そして、このように形成された一対のシール部材３１を
弁体２１の両側方から挟み込むようにして装着してもよ
い。

【００３６】このように構成した場合においても、良好
なシール機能を得ることができる。 ・ 図６（ａ）に示すように、供給管１３と弁体２１と
の間をシールすることができるように、実施形態のシー
ル部材３１を凹状に合計３つ装着してもよい。この場
合、隣接するシール部材３１の角部同士が重なり合わな
いように、各シール部材３１の形状を調整することが好
ましい。

【００３７】あるいは、図６（ｂ）に示すように、吐出
路１７を左側方に１つのみ有するバルブの場合には、シ
ール部材３１をＬ字状に合計２つ装着したり、供給管１
３と弁体２１との間に装着されたシール部材３１を省略
して左側に１つのみシール部材３１を装着してもよい。

【００３８】このように供給管１３と弁体２１との間に
シール部材３１を装着した場合には、これらの間からの
漏水をも防止することができる。 ・ 環状シール突起３３の数は２つに限定されるもので
はなく、各環状シール突起３３を弁体２１の周面に沿う
ように３つ以上設ける等してもよい。

【００３９】このように構成した場合、より高度なシー
ル機能を得ることができる。 ・ 保持溝３４は２つの環状シール突起３３間に１つ設
けられることに限定されるものではなく、２つ以上設け
る等してもよい。

【００４０】このように構成した場合、保持溝３４間に
壁が形成されるため、ごみ、埃等をより良好に保持する
ことができる。さらに、前記実施形態より把握できる技
術的思想について以下に記載する。

【００４１】・ 前記弁体を球体により形成した請求項
１から請求項４のいずれかに記載のバルブにおけるシー
ル部材。このように構成した場合、より高度なシール性
を得ることができる。

【００４２】・ 前記シール部材は自己潤滑性を有する
ものである請求項１から請求項４のいずれかに記載のバ
ルブにおけるシール部材。このように構成した場合、弁
体とシール部材との間に生ずる摩擦力を低減することが
できる。

【００４３】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発明の
バルブにおけるシール部材によれば、所定の吐出路への
切換操作を容易に行うことができるとともに、ごみ、埃
等が侵入した場合においてもシール機能を十分に発揮す
ることができる。

【００４４】請求項２に記載の発明のバルブにおけるシ
ール部材によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え
て、シール機能をより効果的に発揮することができる。
請求項３に記載の発明のバルブにおけるシール部材によ
れば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え
て、さらに良好なシール性を得ることができる。

【００４５】請求項４に記載の発明のバルブにおけるシ
ール部材によれば、請求項１から請求項３のいずれかに
記載の発明の効果に加えて、良好な操作性を維持しつ
つ、シール性を長期間保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施形態のシール部材をバルブに装着した状
態を示す平断面図。

【図２】 （ａ）はシール部材を正面から見た状態を示
す斜視図、（ｂ）はシール部材を裏面から見た状態を示
す斜視図。

【図３】 バルブの使用状態を示す平断面図。

【図４】 別形態のシール部材をバルブに装着した状態
を示す平断面図。

【図５】 （ａ）は別形態の弁体にシール部材を装着し
た状態を示す平断面図、（ｂ）は別形態の弁体にシール
部材を装着した状態を示す正断面図、（ｃ）は別形態の
弁体にシール部材を装着した状態を示す平断面図、
（ｄ）は別形態の弁体にシール部材を装着した状態を示
す正断面図。

【図６】 （ａ）は供給管と弁体との間にシール部材を
装着した状態を示す平断面図、（ｂ）は別形態のバルブ
にシール部材を装着した状態を示す平断面図。

【符号の説明】

１１…本体としての本体ケース、１４…供給路、１７…
吐出路、２１…弁体、３１…シール部材、３３ａ…第１
環状シール突起、３３ｂ…第２環状シール突起、３４…
保持溝、３５…シールリブ、３７…被覆層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H054 AA02 AA03 BB02 CA02 CB05 DD10 GG02 3J040 AA11 BA01 EA01 EA15 EA46 FA05 HA15

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 供給路及び複数の吐出路を本体内に設け
   られた連通室を介して連通するとともに、この連通室内
   に球体又は円筒体よりなり回転可能に支持された弁体を
   配設し、この弁体の回転操作により供給路に対し所定の
   吐出路を切換可能に構成したバルブにおいて、 連通室を形成する本体の内壁面と弁体との間に設けら
   れ、少なくとも弁体及び吐出路の間をシールするととも
   に、内周面上には弁体の周面に沿うように形成された複
   数の環状シール突起を備え、これら環状シール突起と弁
   体とが線接触するように構成したバルブにおけるシール
   部材。
2. 【請求項２】 前記環状シール突起間に弁体との線接触
   を保持するための保持溝を設けた請求項１に記載のバル
   ブにおけるシール部材。
3. 【請求項３】 前記連通室との間をシールするため、外
   周面上には本体の内壁面に接触する複数のシールリブを
   設けた請求項１又は請求項２に記載のバルブにおけるシ
   ール部材。
4. 【請求項４】 前記内周面には少なくとも耐久性及び摺
   動性を有する被覆層を設けた請求項１から請求項３のい
   ずれかに記載のバルブにおけるシール部材。