JP2002106726A - 水栓バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 可動ディスクと固定ディスクとの相対的な摩
擦係数を長期間に亘って小さくでき、操作レバーの良好
な操作フィーリングを長期間保持できる水栓バルブを提
供する。 【解決手段】 蛇口の上流側に設けられ内部に水・湯が
流れる弁ケーシング２と、弁ケーシング２内に水・湯の
流れを遮るように設けられ水・湯の通過口１１、１２が
貫通形成された固定ディスク１０と、固定ディスク１０
上にスライド自在に載置されそのスライドにより通過口
１１、１２を開閉する可動ディスク１３と、可動ディス
ク１３を固定ディスク１０上にてスライド移動させる操
作レバー２３とを有する水栓バルブであって、固定ディ
スク１０の上面に形成され光触媒作用により親水性を発
揮して可動ディスク１３に対する潤滑用の水膜を形成す
るＴｉＯ₂ ２４が分散されたセラミックス層２５と、セ
ラミックス層２５に弁ケーシング２外部の光を照射させ
るべく当該セラミックス層２５の上方に配置された透明
部材２２、２１、１８、１５とを備えたもの。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、止水・送水を切り
換え、水量を調節する水栓バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】水栓バルブとして、蛇口の上流側に設け
られ内部に水・湯が流れる弁ケーシングと、弁ケーシン
グ内に水・湯の流れを遮るように設けられ水・湯の通過
口が貫通形成された固定ディスクと、固定ディスク上に
スライド自在に載置されそのスライドにより通過口を開
閉する可動ディスクと、可動ディスクを固定ディスク上
にてスライド移動させる操作レバーとを備えたものが知
られている。

【０００３】この水栓バルブによれば、操作レバーによ
って可動ディスクを固定ディスク上にてスライドさせ、
固定ディスクの通過口を覆う位置に移動させることで止
水でき、通過口を開放する位置に移動させることで送水
でき、通過口を覆う面積を加減することで水量を調節で
きる。この種の水栓バルブは、可動ディスクを固定ディ
スク上にてスライドさせることで止水・送水を切り換え
ると共に水量を制御しているので、可動ディスクと固定
ディスクとの相対的な摩擦抵抗を減らすことが、操作レ
バーの操作力の軽減および操作フィーリングの向上に繋
がる。

【０００４】そこで、従来、固定ディスクを、ＳｉＣ
の表面にダイヤモンドライクカーボンを被覆した材料
や、アルミナの表面に炭化珪素とカーボンとの混合物
を被覆した材料や、多孔材の気孔部に固体潤滑剤また
は油を含浸した材料等から成形し、可動ディスクとの相
対的な摩擦抵抗を減らす対策がなされてきた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、およびに
おいては被膜の剥離および寿命が短く、においては潤
滑剤の損耗により、長期に亘って使用すると、可動ディ
スクと固定ディスクとの相対的な摩擦抵抗が大きくな
り、操作レバーの作動が渋くなって操作フィーリングが
悪化するという問題が生じる。

【０００６】また、これを解決すべく、アルミナ材にＺ
ｎＯが添加された材料からなる被膜を用いたものも開発
されたが、親水性を発揮するＺｎＡｌ₂ Ｏ₄ 粒子が摩耗
・脱落し易く、経年使用による摩擦係数の上昇が避けら
れない。

【０００７】以上の事情を考慮して創案された本発明の
目的は、可動ディスクと固定ディスクとの相対的な摩擦
係数を長期間に亘って小さくでき、操作レバーの良好な
操作フィーリングを長期間保持できる水栓バルブを提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、蛇口の上流側に設けられ内部に水・湯が流れる
弁ケーシングと、該弁ケーシング内に水・湯の流れを遮
るように設けられ水・湯の通過口が貫通形成された固定
ディスクと、該固定ディスク上にスライド自在に載置さ
れそのスライドにより上記通過口を開閉する可動ディス
クと、該可動ディスクを固定ディスク上にてスライド移
動させる操作レバーとを有する水栓バルブであって、上
記固定ディスクの上面に形成され光触媒作用により親水
性を発揮して可動ディスクに対する潤滑用の水膜を形成
するＴｉＯ₂ が分散されたセラミックス層と、該セラミ
ックス層に弁ケーシング外部の光を照射させるべく当該
セラミックス層の上方に配置された透明部材とを備えた
ものである。

【０００９】また、上記セラミックス層は、Ａｌ₂ Ｏ₃
を母相としてアナターゼ型のＴｉＯ₂ が分散されたもの
であってもよい。

【００１０】また、上記セラミックス層は、更にＺｎの
酸化物が分散されたものであってもよい。

【００１１】また、上記可動ディスクは、水潤滑下で低
摩擦係数を有する材料または水吸着性に優れた材料から
成形されていてもよい。

【００１２】また、上記可動ディスクは、紫外線を通過
させるべく、透明樹脂、透過性アルミナまたは石英等に
よって形成されていてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を添付図面に
基いて説明する。

【００１４】図１に示すように、蛇口の上流側に接続さ
れた水・湯用の水道管１には、内部に水・湯が流れる弁
ケーシング２が介設されている。弁ケーシング２は、一
端に流入側水道管１ａが接続される流入口３を有すると
共に他端に流出側水道管１ｂが接続される流出口４を有
する下部ケーシング５と、その下部ケーシング５上に形
成された筒体状の上部ケーシング６とからなる。

【００１５】下部ケーシング５の内部には、その内部を
流入側室７と流出側室８とに仕切る仕切壁９が形成され
ている。上部ケーシング６の内部には、仕切壁９の上に
着座され、流入側室７から流出側室８への水・湯の流れ
を遮る固定ディスク１０が収容されている。固定ディス
ク１０には、流入側室７と流出側室８とに対して、水・
湯の通過口１１、１２がそれぞれ貫通形成されている。

【００１６】固定ディスク１０の上には、可動ディスク
１３がスライド自在に載置されている。可動ディスク１
３には、固定ディスク１０に対するスライド位置に応じ
て、流入側室７および流出側室８の通過口１１、１２を
連通させたりさせなかったりする制御穴１４が貫通形成
されている。そして、可動ディスク１３の上には、制御
穴１４を覆うようにして透明ディスク１５（透明樹脂か
らなる透明部材）が固設されている。

【００１７】透明ディスク１５には、略半球状の凹部１
６が形成されており、この凹部１６には、ピン１７によ
って上部ケーシング６の開口部に回動自在に支持された
透明ロッド１８（透明樹脂からなる透明部材）の下端の
球状部１９が係合されている。透明ロッド１８の上端の
棒状部２０には、上部ケーシング６の開口部を覆うよう
に有底筒体状に形成された透明カバー２１（透明樹脂か
らなる透明部材）が装着されている。

【００１８】透明カバー２１の上部には、透明ブロック
２２（透明樹脂からなる透明部材）が取り付けられ、透
明ブロック２２の側部には、操作レバー２３が設けられ
ている。この構成によれば、操作レバー２３を昇降させ
ることにより、透明ロッド１８がピン１７廻りに回動し
て可動ディスク１３が固定ディスク１０上をスライド
し、可動ディスク１３の制御穴１４が固定ディスク１０
の双方の通過口１１、１２を連通すると送水され、可動
ディスク１３がいずれかの通過口１１、１２を覆うと止
水され、その覆う面積を加減することで流量調節され
る。

【００１９】上記固定ディスク１０は、例えばＳＵＳ
３０４からなり、その上面には、図２に示すように、光
触媒作用により親水性を発揮して可動ディスク１３に対
する潤滑用の水膜を形成するＴｉＯ₂ ２４が分散された
セラミックス層２５（例えばＡｌ₂ Ｏ₃ ）が、中間層２
６（例えばＮｉＣｒＡｌ）を介して形成されている。こ
のセラミックス層２５は、次のようにして形成される。

【００２０】先ず、固定ディスク１０の上面に、中間層
２６としてＮｉＣｒＡｌを積層させ、その上にＡｌ₂ Ｏ
₃ （アルミナ）を主成分とする粉末を溶射し、微細な気
孔を有する約１００μｍのセラミックス膜を形成する。
そして、その膜の気孔中に、Ｔｉを含む金属アルコキシ
ド溶液を含浸し、熱処理を行なう。これにより、アルミ
ナ膜中にアナターゼ型のＴｉＯ₂ ２４が分散されたセラ
ミックス層２５が形成される。

【００２１】なお、このセラミックス層２５は、上述の
ようにアルミナ膜中にアナターゼ型のＴｉＯ₂ を分散さ
せた上、更にＺｎの酸化物を分散させたものであっても
よい。また、上記中間層２６は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 粉末を直接
固定ディスク１０（ステンレス）上に溶射すると、その
熱膨張収縮によって剥離し易いため、かかる熱膨張収縮
を吸収するために必要となる。

【００２２】このアナターゼ型のＴｉＯ₂ ２４が分散さ
れたセラミックス層２５は、光触媒作用により親水性を
発揮して可動ディスク１３に対する潤滑用の水膜を形成
するが、かかる水膜を形成するためには弁ケーシング２
の外部の光をセラミックス層２５に照射させる必要があ
る。そこで、当該セラミックス層２５の上方に、既述し
た種々の透明部材（透明ディスク１５、透明ロッド１
８、透明カバー２１、透明ブロック２２）を配置してい
るのである。

【００２３】他方、可動ディスク１３は、水潤滑下で低
摩擦係数を有する材料、例えばＳｉＣ粉末を主原料とし
Ａｌ₂ Ｏ₃ 、Ｂ、Ｃを添加した材料によって成形され
る。なお、可動ディスク１３は、水吸着性に優れた材
料、例えば親水性の分散層を有するセラミックスから成
形してもよい。

【００２４】以上の構成からなる本実施形態の作用を述
べる。

【００２５】図１に示すように、上記水栓バルブに光
（日光、蛍光灯等）が当たると、その光の紫外線成分が
破線で示すように透明部材（透明ブロック２２、透明カ
バー２１、透明ロッド１８、透明ディスク１５）を透過
し、アナターゼ型のＴｉＯ₂ ２４が分散されたセラミッ
クス層２５に照射される。すると、酸化チタン２４の有
する正孔にＨ₂ Ｏが反応し、光触媒作用によりセラミッ
クス層２５の上に親水性の水膜が形成される。

【００２６】この水膜は、水潤滑下で低摩擦係数を有す
るＳｉＣ等から成形された可動ディスク１３との間にお
いて、潤滑膜として機能する。このため、相互にスライ
ド摺接する可動ディスク１３と固定ディスク１０との相
対的な摩擦係数を長期間に亘って小さくできる。よっ
て、操作レバー２３の操作が渋くなることはなく、操作
レバー２３の良好な操作フィーリングを長期間保持でき
る。すなわち、上記水栓バルブは、固定ディスク１０と
可動ディスク１３との間に光触媒作用による親水性水膜
を生成することによって、低摩擦、長寿命化を実現でき
る。

【００２７】また、上記水栓バルブは、通常、止水状態
となっており、可動ディスク１３が固定ディスク１０の
いずれかの通過口１１、１２を覆う位置となっている。
よって、透明部材２２、２１、１８、１５を透過した光
（紫外線）は、この可動ディスク１３に覆われていない
部分のセラミックス層２５に照射され、その照射部分に
光触媒作用による水膜が形成される。従って、可動ディ
スク１３を操作レバー２３によりスライド移動させて送
水位置（制御口１４が通過口１１、１２を連通する位
置）に移動させる際には、その可動ディスク１３は必然
的に水膜が形成された部分に乗り上げることになり、低
摩擦が確保される。

【００２８】また、可動ディスク１３の経年摺接により
固定ディスク１０のセラミックス層２５が多少擦り減っ
たとしても、このセラミックス層２５（アルミナ）はス
ポンジの如き多孔質材料からなり、その気孔にアナター
ゼ型のＴｉＯ₂ ２４が略均一に分散配置されているの
で、新たなアナターゼ型のＴｉＯ₂ ２４が次々と削り出
されることになり、紫外線照射の光触媒作用による水膜
形成機能が低下することはない。すなわち、上記水栓バ
ルブは、硬いセラミックス層２５が擦り削りきるまで
は、紫外線照射による水膜形成機能を安定して発揮でき
る。

【００２９】図２に、上述した本実施形態にかかる水栓
バルブを８０℃の水中にて往復動摺動試験した結果と、
従来例（固定ディスク１０にＳｉＣの表面にダイヤモン
ドライクカーボンを被覆したものを用い、可動ディスク
１３にアルミナを用いたもの）の水栓バルブを同様の条
件で往復動摺動試験した結果とを併記する。図示するよ
うに、従来例では１００時間経過後から摩擦係数が増加
していったのに対し、本実施形態では２００時間経過後
でも変化が見られなかった。

【００３０】これは、従来例では固定ディスク１０の表
面に被覆されたダイヤモンドライクカーボンが１００時
間経過後に摩耗または脱落してしまい摩擦係数が増加し
たのに対し、本実施形態では既述のように固定ディスク
１０上のアナターゼ型のＴｉＯ₂ ２４が分散されたセラ
ミックス層２５に紫外線が照射されることで水膜が形成
され、この水膜が水潤滑下で低摩擦係数を有するＳｉＣ
等から成形された可動ディスク１３との間において潤滑
膜として機能するためである。

【００３１】本発明の別の実施形態を図４に示す。

【００３２】図示するように、この実施形態は、図１に
示す前実施形態と略同様の構成となっており、弁ケーシ
ング２の上部ケーシング６が透明筒体（透明樹脂からな
る透明部材）から構成され、可動ディスク１３が透明デ
ィスク（透明樹脂、透過性アルミナまたは石英等からな
る透明部材）から構成されている点のみが、前実施形態
と異なっている。

【００３３】この構成の水栓バルブによれば、図１に破
線で示すように上方からの光（紫外線）に加えて、図４
に破線で示すように斜め側方からの光（紫外線）も透明
筒体６（上部ケーシング）および透明ディスク１３（可
動ディスク）を通過し、固定ディスク１０上のアナター
ゼ型のＴｉＯ₂ ２４が分散されたセラミックス層２５に
照射されるので、光触媒作用による水膜の形成が図１の
タイプよりも促進される。

【００３４】本発明の更に別の実施形態を図５および図
６に示す。

【００３５】図示するように、この実施形態は、図１に
示す実施形態の水栓バルブとは構造が多少異なってい
る。この水栓バルブは、蛇口本体２７内に蛇口２８の上
流側に収容され、内部に水・湯が流れる弁ケーシング２
９を有する。弁ケーシング２９は、透明樹脂等から上下
が蓋された円筒状に形成され、その底面に図６にも示す
ように湯入口３０と水入口３１とが並設され、側面に湯
・水の共用の出口３２が形成されている。

【００３６】弁ケーシング２９の内部には、入口３０、
３１から出口３２への水・湯の流れを遮るように、固定
ディスク３３が設けられている。固定ディスク３３に
は、上記湯入口３０と水入口３１とに夫々繋げるよう
に、湯通過口３４と水通過口３５とが貫通形成されてい
る。固定ディスク３３上には、スライドおよび回転によ
り各通過口３４、３５を開閉する可動ディスク３６が、
スライドおよび回転自在に載置されている。

【００３７】可動ディスク３６の底面には、三日月状の
凹部３７が形成され、可動ディスク３６の上面には、透
明ディスク３８が取り付けられている。透明ディスク３
８には、係合部３９が形成されており、この係合部３９
には、ピン４０によって透明な回転体４１に回動自在に
支持された透明ロッド４２の下端部が係合されている。
透明回転体４１は、ドーナッツ状に形成されており、弁
ケーシング２９内の上部に回転自在に収容されている。

【００３８】透明ロッド４２は、透明回転体４１の中央
穴に挿通され、ピン４０を介して揺動自在に取り付けら
れている。透明ロッド４２の上端部には、蛇口本体２７
の上部を覆うように形成された透明カバー４３が装着さ
れている。透明カバー４３には、操作レバー４４が設け
られている。また、蛇口本体２７には、固定ディスク３
３の上面に外部に光を照射させるべく、透明壁部４５が
設けられている。

【００３９】この構成によれば、操作レバー４４を昇降
させることにより、透明ロッド４２がピン４０廻りに回
動して可動ディスク３６が固定ディスク３３上をスライ
ドし、図６(a) に示すように可動ディスク３６が固定デ
ィスク３３の両通過口３４、３５を覆うと止水され、図
６(b) に示すように可動ディスク３６が通過口３４、３
５を開くと送水され、その開く面積を加減することで流
量調節される。そして、操作レバー４４を回動させるこ
とにより、透明ロッド４２を介して可動ディスク３６が
図６(c) に示すように固定ディスク３３上を回動し、湯
入口３４と水入口３５との開口面積を加減することで温
度調節される。

【００４０】また、固定ディスク３３上には、図１に示
す実施形態で説明したものと同様に、アナターゼ型のＴ
ｉＯ₂ ２４が分散されたセラミックス層２５が、中間層
２６を介して形成されている。また、可動ディスク３３
は、水潤滑下で低摩擦係数を有する材料、例えばＳｉＣ
粉末を主原料としＡｌ₂ Ｏ₃ 、Ｂ、Ｃを添加した材料、
または親水性の分散層を有するセラミックスによって成
形される。

【００４１】以上の構成からなる水栓バルブによれば、
図５に示すように、当該水栓バルブに光（日光、蛍光灯
等）が当たると、その光の紫外線成分が透明部材（透明
カバー４３、透明壁部４５、透明弁ケーシング２９、透
明回転体４１、透明ロッド４２、透明ディスク３８）を
透過し、アナターゼ型のＴｉＯ₂ ２４が分散されたセラ
ミックス層２５に照射される。すると、前実施形態と同
様に、光触媒作用によりセラミックス層２５の上に親水
性の水膜が形成される。

【００４２】この水膜は、水潤滑下で低摩擦係数を有す
るＳｉＣ等から成形された可動ディスク３６との間にお
いて、潤滑膜として機能する。このため、前実施形態と
同様に、相互にスライド摺接する可動ディスク３６と固
定ディスク３３との相対的な摩擦係数を長期間に亘って
小さくでき、操作レバー４４の操作が渋くなることはな
く、操作レバー４４の良好な操作フィーリングを長期間
保持できる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように本発明にかかる水栓
バルブによれば、可動ディスクと固定ディスクとの相対
的な摩擦係数を長期間に亘って小さくでき、操作レバー
の良好な操作フィーリングを長期間保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す水栓バルブの側断面
図である。

【図２】図１の部分拡大図である。

【図３】本実施形態と従来例との実験結果を示す図であ
る。

【図４】本発明の別の一実施形態を示す水栓バルブの側
断面図である。

【図５】本発明の更に別の一実施形態を示す水栓バルブ
の側断面図である。

【図６】上記水栓バルブの(a) 止水・(b) 送水・(c) 温
度調整の各状態を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 弁ケーシング １０ 固定ディスク １１ 通過口 １２ 通過口 １３ 可動ディスク １５ 透明部材としての透明ディスク １８ 透明部材としての透明ロッド ２１ 透明部材としての透明カバー ２２ 透明部材としての透明ブロック ２３ 操作レバー ２４ ＴｉＯ₂ （酸化チタン） ２５ セラミックス層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蛇口の上流側に設けられ内部に水・湯が
   流れる弁ケーシングと、該弁ケーシング内に水・湯の流
   れを遮るように設けられ水・湯の通過口が貫通形成され
   た固定ディスクと、該固定ディスク上にスライド自在に
   載置されそのスライドにより上記通過口を開閉する可動
   ディスクと、該可動ディスクを固定ディスク上にてスラ
   イド移動させる操作レバーとを有する水栓バルブであっ
   て、上記固定ディスクの上面に形成され光触媒作用によ
   り親水性を発揮して可動ディスクに対する潤滑用の水膜
   を形成するＴｉＯ₂ が分散されたセラミックス層と、該
   セラミックス層に弁ケーシング外部の光を照射させるべ
   く当該セラミックス層の上方に配置された透明部材とを
   備えたことを特徴とする水栓バルブ。
2. 【請求項２】 上記セラミックス層は、Ａｌ₂ Ｏ₃ を母
   相としてアナターゼ型のＴｉＯ₂ が分散されたものであ
   る請求項１記載の水栓バルブ。
3. 【請求項３】 上記セラミックス層は、更にＺｎの酸化
   物が分散されたものである請求項２記載の水栓バルブ。
4. 【請求項４】 上記可動ディスクは、水潤滑下で低摩擦
   係数を有する材料または水吸着性に優れた材料から成形
   された請求項１記載の水栓バルブ。
5. 【請求項５】 上記可動ディスクは、紫外線を通過させ
   るべく、透明樹脂、透過性アルミナまたは石英等によっ
   て形成された請求項１記載の水栓バルブ。