JP2008133932A - 水栓における弁機構 - Google Patents

Abstract

【解決手段】シングルレバー式湯水混合栓において採用したＯリング２７，２８は、可動弁体３３の弁面３５に対し固定弁体２４の弁面２９を圧接する面圧機能がなく、湯路連通部Ｇ１８及び水路連通部Ｇ２１をシールするシール機能を有する。また、シングルレバー式湯水混合栓において採用した圧縮コイルばねは、このＯリング２７，２８に対し別部品であって、そのシール機能がなくその面圧機能を有する。
【効果】Ｏリング２７，２８を圧縮コイルばねと関係なく選定することにより最適なシール機能を得るとともに、圧縮コイルばねをＯリング２７，２８と関係なく選定することにより最適な面圧機能を得てシングルレバーによる可動弁体３３の操作性を向上させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、シングルレバー式湯水混合栓などの水栓において、流量を調節する弁機構に関するものである。

従来のシングルレバー式湯水混合栓（例えば下記の特許文献１及び特許文献２などを参照）においては、ケース内で固定弁体と可動弁体とをそれらの弁面で互いに重合させ、この固定弁体の弁面には湯供給用連通孔と水供給用連通孔とを設けるとともに、この可動弁体の弁面には混合湯水吐出用連通孔を設けている。このケース内で湯供給路に接続した湯供給口を有する湯路接続部と水供給路に接続した水供給口を有する水路接続部とに対し固定弁体を接続して、その湯供給口を固定弁体の湯供給用連通孔にこの湯路接続部で連通するとともに、その水供給口を固定弁体の水供給用連通孔にこの水路接続部で連通している。この可動弁体を固定弁体に対し操作部材により移動させることにより、この湯供給用連通孔及び水供給用連通孔とこの混合湯水吐出用連通孔との間の連通面積を変更して、混合湯水吐出用連通孔から吐出される湯の流量または水の流量または混合湯水の流量及び混合比を調節することができる。
実公平３−２０６１０号公報 実開平６−８５９７４号公報

上記特許文献１では、湯路接続部及び水路接続部の全体をパッキンのみにより構成し、そのパッキンをケースと固定弁体との間の締付力で流路方向へ圧縮することにより、そのパッキンに生じる流路方向の弾性力により可動弁体の弁面に対し固定弁体の弁面を圧接する面圧機能を有するとともに、そのパッキンが流路方向に対し直交する方向へ膨らんで湯供給口と湯供給用連通孔との間の湯路連通部をシールするシール機能と水供給口と水供給用連通孔との間の水路連通部をシールするシール機能とを有している。このパッキンが面圧機能とシール機能とを兼ねているために部品点数を減らして構造を簡単にすることはできるが、シール機能をある程度高めるためにパッキンに対する流路方向への圧縮力を大きくし過ぎると、可動弁体の弁面に対する固定弁体の弁面の圧接力が大きくなり過ぎ、操作部材により可動弁体を操作する際に、鏡面仕上げである両弁面間にリンキング現象が生じ易くなり、操作部材による可動弁体の操作性が悪くなる問題があった。従って、固定弁体や可動弁体などの部品の組立精度や操作性等の検査精度を高く維持しなければならない。

そこで、上記特許文献２では、上記パッキンに加えて、そのパッキンを固定弁体へ圧接するスプリングを付設している。そのため、部品の組立誤差をそのスプリングの変形代により吸収して流路方向への圧縮力をパッキンとスプリングとにより分担するため、パッキンに大きな弾性力が生じることをある程度防ぐことはできる。しかし、パッキンにはケースと固定弁体との間の締付力ばかりではなくスプリングの弾性力も付与されるため、そのスプリングの弾性力が面圧機能ばかりではなくシール機能にも影響を及ぼし、最適な面圧機能及びシール機能を得るためにはスプリングの弾性力の設定を最適に行わなければならず、やはり、固定弁体や可動弁体などの部品の組立精度や操作性等の検査精度を高く維持しなければならない。

この発明は、各種水栓の弁機構において、最適なシール機能を得るとともに、最適な面圧機能を得て操作部材による可動弁体の操作性を向上させることを目的としている。

後記実施形態の図面（図１〜５）の符号を援用して本発明を説明する。
請求項１の発明にかかる水栓の弁機構は、下記のように構成されている。
この水栓においては、ケース４内で固定弁体２４と可動弁体３３とをそれらの弁面２９，３５で互いに重合させ、その可動弁体３３を固定弁体２４に対し操作部材１２により移動させることにより、この固定弁体２４の弁面２９に設けた流体供給用連通孔３０，３１とこの可動弁体３３の弁面３５に設けた流体吐出用連通孔３６との間の連通面積を変更することができる。ケース４内で流体供給路１３，１４に接続した流体供給口１９，２２を有する流路接続部１８，２１に対し前記固定弁体２４を接続して、その流体供給口１９，２２を前記固定弁体２４の流体供給用連通孔３０，３１にこの流路接続部１８，２１で連通している。その流体供給口１９，２２と流体供給用連通孔３０，３１との間の流路連通部Ｇ１８，Ｇ２１をシールするシール機能を有するシール部材２７，２８を、この流路接続部１８，２１に設けている。ケース４内で前記可動弁体３３の弁面３５に対し前記固定弁体２４の弁面２９を圧接する面圧機能を有する弾性体３８を設けている。この流路接続部１８，２１のシール部材２７，２８とこの弾性体３８とは互いに別部品であって、このシール部材２７，２８は前記面圧機能を有しないとともに、この弾性体３８は前記シール機能を有しない。

請求項２の発明にかかる水栓の弁機構は、下記のように構成されている。
この水栓においては、ケース４内で固定弁体２４と可動弁体３３とをそれらの弁面２９，３５で互いに重合させ、この固定弁体２４の弁面２９には湯供給用連通孔３０と水供給用連通孔３１とを設けるとともに、この可動弁体３３の弁面３５には混合湯水吐出用連通孔３６を設け、その可動弁体３３を固定弁体２４に対し操作部材１２により移動させることにより、この湯供給用連通孔３０及び水供給用連通孔３１とこの混合湯水吐出用連通孔３６との間の連通面積を変更して、混合湯水吐出用連通孔３６から吐出される湯の流量または水の流量または混合湯水の流量及び混合比を調節することができる。ケース４内で湯供給路１３に接続した湯供給口１９を有する湯路接続部１８と水供給路１４に接続した水供給口２２を有する水路接続部２１とに対し前記固定弁体２４を接続して、その湯供給口１９を前記固定弁体２４の湯供給用連通孔３０にこの湯路接続部１８で連通するとともに、その水供給口２２を前記固定弁体２４の水供給用連通孔３１にこの水路接続部２１で連通している。その湯供給口１９と湯供給用連通孔３０との間の湯路連通部Ｇ１８をシールするシール機能を有するシール部材２７をこの湯路接続部１８に設けるとともに、その水供給口２２と水供給用連通孔３１との間の水路連通部Ｇ２１をシールするシール機能を有するシール部材２８をこの水路接続部２１に設けている。ケース４内で前記可動弁体３３の弁面３５に対し前記固定弁体２４の弁面２９を圧接する面圧機能を有する弾性体３８を設けている。この湯路接続部１８のシール部材２７及び水路接続部２１のシール部材２８とこの弾性体３８とは互いに別部品であって、これらのシール部材２７，２８は前記面圧機能を有しないとともに、この弾性体３８は前記シール機能を有しない。

請求項２の発明を前提とする請求項３の発明において、前記湯路接続部１８及び水路接続部２１は、前記ケース４に対し別部品であって、そのケース４に設けた湯供給路１３及び水供給路１４に重合され、その湯路接続部１８及び水路接続部２１に前記固定弁体２４が重合されている。従って、この湯路接続部１８及び水路接続部２１の採用により、湯路連通部Ｇ１８のシール部材２７及び水路連通部Ｇ２１のシール部材２８の位置を調節することができる。

請求項１または請求項２または請求項３の発明を前提とする請求項４の発明において、前記シール部材はガスケット２７，２８である。従って、このガスケット２７，２８の採用により、最適なシール機能を得ることができる。例えば、このガスケットとしては、固定弁体２４に形成した流路連結孔部（湯路連結孔部２５、水路連結孔部２６）に挿嵌した流路接続部（湯路接続部１８、水路接続部２１）の外周とその流路連結孔部（湯路連結孔部２５、水路連結孔部２６）の内周との間の流路連通部（湯路連通部Ｇ１８、水路連通部Ｇ２１）に嵌め込んだＯリング２７，２８等のシールリングを利用する。

請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項の発明を前提とする請求項５の発明において、前記弾性体はばね３８である。従って、このばね３８の採用により、弾性力の設定を行い易くなって最適な面圧機能を得ることができる。

本発明では、各種水栓の弁機構において、前記面圧機能がなく前記シール機能を有するシール部材２７，２８と、前記シール機能がなく前記面圧機能を有する弾性体３８とを採用したので、シール部材２７，２８を弾性体３８と関係なく選定することにより最適なシール機能を得るとともに、弾性体３８をシール部材２７，２８と関係なく選定することにより最適な面圧機能を得て、操作部材１２による可動弁体３３の操作性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態にかかる水栓の弁機構について図面を参照して説明する。
図１に示すシングルレバー式湯水混合栓において外ケース１内には図２（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）に示すカートリッジ２が嵌め込まれている。この外ケース１の側面には吐出管３が取着されている。

このカートリッジ２において合成樹脂からなるケース４には、図３及び図４に示すように、底壁５の外周から周壁６が上方へ延び、その周壁６の上端部に蓋壁７が嵌着されている。この周壁６内でセラミック製の固定受け８がこの蓋壁７の下側に並べて嵌め込まれている。この蓋壁７及び固定受け８の内側には上下方向へ延びる鉛直回動中心線９ａを中心に合成樹脂製の操作板９が回動可能に嵌合されている。この操作板９にはこの鉛直回動中心線９ａに対し直交する水平回動中心線１１ａを中心に操作腕１０がピン１１により回動可能に支持されている。この操作腕１０は、ピン１１から操作板９の内側へ延設されて周壁６内に突出する連動腕部１０ａと、ピン１１から操作板９の外側へ延設されて前記外ケース１の上端部から上方へ突出する連結腕部１０ｂとを有している。

前記外ケース１の上端部には操作部材としてのシングルレバー１２の基端部が被冠され、その基端部にこの操作腕１０の連結腕部１０ｂが取着されている。このシングルレバー１２を操作すると、その動きがこの連結腕部１０ｂに伝わり、操作腕１０の連動腕部１０ａが前記鉛直回動中心線９ａを中心に回動するとともに前記水平回動中心線１１ａを中心に回動する。

図３，４及び図２（ｄ）に示すように、前記カートリッジ２においてケース４の底壁５には湯供給路１３（流体供給路）と水供給路１４（流体供給路）と混合湯水吐出路１５（流体吐出路）とが形成されて、前記鉛直回動中心線９ａを中心とする同一円周角度（１２０度）間隔で配置されている。この混合湯水吐出路１５が前記外ケース１内で吐出管３に連通される。このケース４の周壁６内で底壁５上にはこの湯供給路１３の上方で湯路連結孔部１６が形成されているとともに、この水供給路１４の上方で水路連結孔部１７が形成されている。

前記カートリッジ２において、ケース４に対し別部品である湯路接続部（流体接続部）としての湯路接続筒１８は、合成樹脂からなり、ケース４の周壁６内でこの湯路連結孔部１６に挿嵌され、前記湯供給路１３に重合されて連通する湯供給口１９（流体供給口）を有している。この湯路接続筒１８の上半部はこの湯路連結孔部１６から上方へ突出している。この湯路接続筒１８の下半部外周とこの湯路連結孔部１６の内周との間にはＯリング２０が嵌め込まれている。また、前記カートリッジ２において、ケース４に対し別部品である水路接続部（流体接続部）としての水路接続筒２１は、合成樹脂からなり、ケース４の周壁６内でこの水路連結孔部１７に挿嵌され、前記水供給路１４に重合されて連通する水供給口２２（流体供給口）を有している。この水路接続筒２１の上半部はこの水路連結孔部１７から上方へ突出している。この水路接続筒２１の下半部外周とこの水路連結孔部１７の内周との間にはＯリング２３が嵌め込まれている。

前記カートリッジ２において、ケース４の周壁６内に嵌め込まれた固定弁体２４は、セラミックからなり、ケース４の底壁５上に重合されている。この固定弁体２４の下側には、前記湯路接続筒１８の上半部が挿嵌された湯路連結孔部２５が形成されているとともに、前記水路接続筒２１の上半部が挿嵌された水路連結孔部２６が形成されている。この湯路接続筒１８の上半部外周とこの湯路連結孔部２５の内周との間の湯路連通部Ｇ１８（流路連通部）にはガスケット（シール部材）としてのＯリング２７が嵌め込まれている。この水路接続筒２１の上半部外周とこの水路連結孔部２６の内周との間の水路連通部Ｇ２１（流路連通部）にはガスケット（シール部材）としてのＯリング２８が嵌め込まれている。この固定弁体２４の上側全体には平坦な弁面２９が形成されている。図５（ｂ）に示すように、この弁面２９には、前記湯路接続筒１８の湯供給口１９に連通する長孔状の湯供給用連通孔３０（流体供給用連通孔）と、前記水路接続筒２１の水供給口２２に連通する長孔状の水供給用連通孔３１（流体供給用連通孔）とが形成されているとともに、前記底壁５の混合湯水吐出路１５に連通する混合湯水吐出用連通孔３２（流体吐出用連通孔）が形成されている。

前記カートリッジ２において、ケース４の周壁６内でケース４の蓋壁７と並べて嵌め込まれたセラミック製の固定受け８と前記固定弁体２４との間でセラミックからなる可動弁体３３が挟持されている。この可動弁体３３の上側には連動凹部３４が形成され、その連動凹部３４に前記操作腕１０の連動腕部１０ａが係入されている。この可動弁体３３の下側全体には平坦な弁面３５が形成されている。図５（ｃ）に示すように、この弁面３５には前記固定弁体２４の混合湯水吐出用連通孔３２に連通する混合湯水吐出用連通孔３６（流体吐出用連通孔）が形成されている。

図３及び図５（ａ）に示すように、前記カートリッジ２において、ケース４の底壁５には複数（例えば３個）の支持凹部３７が前記湯供給路１３と水供給路１４と混合湯水吐出路１５との間で前記鉛直回動中心線９ａを中心とする同一円周角度（１２０度）間隔で配置され、金属からなる圧縮コイルばね３８がこの各支持凹部３７に収容されて前記固定弁体２４の下側を圧接する。この各圧縮コイルばね３８の弾性力により、この固定弁体２４の弁面２９が前記可動弁体３３の弁面３５に圧接される。

さて、シングルレバー１２を操作すると、その動きが操作腕１０及び操作板９を介して可動弁体３３に伝わり、可動弁体３３の弁面３５が固定弁体２４の弁面２９に沿って移動し、その弁面２９に対する弁面３５の位置が変化する。可動弁体３３の弁面３５が固定弁体２４の湯供給用連通孔３０及び水供給用連通孔３１を共に閉塞すると、湯供給用連通孔３０から混合湯水吐出用連通孔３６への湯の供給が遮断されるとともに、水供給用連通孔３１から混合湯水吐出用連通孔３６への水の供給が遮断される。可動弁体３３の弁面３５が固定弁体２４の湯供給用連通孔３０及び水供給用連通孔３１を共に開放すると、湯供給用連通孔３０から混合湯水吐出用連通孔３６へ湯が供給されるとともに、水供給用連通孔３１から混合湯水吐出用連通孔３６へ水が供給される。その際、湯供給用連通孔３０及び水供給用連通孔３１と混合湯水吐出用連通孔３６との間の連通面積が変更されて、混合湯水吐出用連通孔３６から吐出される混合湯水の流量及び混合比を調節することができる。可動弁体３３の弁面３５が固定弁体２４の水供給用連通孔３１のみを閉塞すると、上記水の供給が遮断されるとともに上記湯の供給が行われる。その際、湯の流量を調節することができる。可動弁体３３の弁面３５が固定弁体２４の湯供給用連通孔３０のみを閉塞すると、上記湯の供給が遮断されるとともに上記水の供給が行われる。その際、水の流量を調節することができる。

本実施形態は下記の効果を有する。
＊ シングルレバー式湯水混合栓において、可動弁体３３の弁面３５に対し固定弁体２４の弁面２９を圧接する面圧機能を有する圧縮コイルばね３８は、湯路連通部Ｇ１８及び水路連通部Ｇ２１をシールするシール機能を有するシール部材に対し別部品であって、そのシール機能を有しない。そのため、シール部材としてＯリング２７，２８などのガスケットを圧縮コイルばね３８と関係なく選定することにより最適なシール機能を得ることができる。

＊ シングルレバー式湯水混合栓において、湯路連通部Ｇ１８及び水路連通部Ｇ２１をシールするシール機能を有するＯリング２７，２８は、可動弁体３３の弁面３５に対し固定弁体２４の弁面２９を圧接する面圧機能を有する弾性体に対し別部品であって、その面圧機能を有しない。そのため、弾性体として圧縮コイルばね３８などのばねをＯリング２７，２８と関係なく選定することにより最適な面圧機能を得る。従って、シングルレバー１２による可動弁体３３の操作性を向上させることができる。

前記実施形態以外にも下記のように構成してもよい。
・ 本実施形態としてはシングルレバー式湯水混合栓を例示したが、固定弁体の弁面に設けた一つの流体供給用連通孔と可動弁体の弁面に設けた一つの流体吐出用連通孔との間の連通面積を変更して流体吐出用連通孔から吐出され流体の流量を調節することができる単水栓に具体化することも可能である。

・ 前記湯路接続筒１８及び水路接続筒２１をそれぞれ湯路接続部及び水路接続部としてケース４の底壁５の湯路連結孔部１６及び水路連結孔部１７と一体的に設ける。その際、Ｏリング２０，２３を省略する。

・ 前記面圧機能がなく前記シール機能のみを有するシール部材としては、ガスケットにおいてＯリング２７，２８等のシールゴムリングを利用する。
・ 前記シール機能がなく前記面圧機能のみを有する弾性体としては、コイルばね（圧縮コイルばね３８等）や板ばねなどのばねのほかに、弾性ゴムを利用する。

本実施形態にかかる水栓を示す一部切欠き側面図である。 （ａ）はその水栓に嵌め込まれるカートリッジを示す斜視図であり、（ｂ）は同じく背面図であり、（ｃ）は同じく側面図であり、（ｄ）は同じく底面図である。 図２（ｂ）のＡ−Ａ線において側面側から見た拡大断面図である。 図２（ｃ）のＢ−Ｂ線において背面側から見た拡大断面図である。 （ａ）は図３のＣ−Ｃ線において底面側から見た断面図であり、（ｂ）は図３のＤ−Ｄ線において平面側から見た断面図であり、（ｃ）は図３のＥ−Ｅ線において底面側から見た断面図である。

符号の説明

４…カートリッジのケース、１２…操作部材としてのシングルレバー、１３…流体供給路としての湯供給路、１４…流体供給路としての水供給路、１８…流路接続部である湯路接続部としての湯路接続筒、１９…流体供給口としての湯供給口、２１…流路接続部である水路接続部としての水路接続筒、２２…流体供給口としての水供給口、２４…固定弁体、２７，２８…シール部材であるガスケットとしてのＯリング、２９…固定弁体の弁面、３０…流体供給用連通孔としての湯供給用連通孔、３１…流体供給用連通孔としての水供給用連通孔、３３…可動弁体、３５…可動弁体の弁面、３６…流体吐出用連通孔としての混合湯水吐出用連通孔、３８…弾性体としての圧縮コイルばね、Ｇ１８…流路連通部としての湯路連通部、Ｇ２１…流路連通部としての水路連通部。

Claims (5)

1. ケース内で固定弁体と可動弁体とをそれらの弁面で互いに重合させ、その可動弁体を固定弁体に対し操作部材により移動させることにより、この固定弁体の弁面に設けた流体供給用連通孔とこの可動弁体の弁面に設けた流体吐出用連通孔との間の連通面積を変更することができる水栓において、
   ケース内で流体供給路に接続した流体供給口を有する流路接続部に対し前記固定弁体を接続してその流体供給口を前記固定弁体の流体供給用連通孔にこの流路接続部で連通し、
   その流体供給口と流体供給用連通孔との間の流路連通部をシールするシール機能を有するシール部材をこの流路接続部に設けるとともに、ケース内で前記可動弁体の弁面に対し前記固定弁体の弁面を圧接する面圧機能を有する弾性体を設け、
   この流路接続部のシール部材とこの弾性体とは互いに別部品であって、このシール部材は前記面圧機能を有しないとともに、この弾性体は前記シール機能を有しない
   ことを特徴とする水栓における弁機構。
2. ケース内で固定弁体と可動弁体とをそれらの弁面で互いに重合させ、この固定弁体の弁面には湯供給用連通孔と水供給用連通孔とを設けるとともに、この可動弁体の弁面には混合湯水吐出用連通孔を設け、その可動弁体を固定弁体に対し操作部材により移動させることにより、この湯供給用連通孔及び水供給用連通孔とこの混合湯水吐出用連通孔との間の連通面積を変更して、混合湯水吐出用連通孔から吐出される湯の流量または水の流量または混合湯水の流量及び混合比を調節することができる水栓において、
   ケース内で湯供給路に接続した湯供給口を有する湯路接続部と水供給路に接続した水供給口を有する水路接続部とに対し前記固定弁体を接続してその湯供給口を前記固定弁体の湯供給用連通孔にこの湯路接続部で連通するとともにその水供給口を前記固定弁体の水供給用連通孔にこの水路接続部で連通し、
   その湯供給口と湯供給用連通孔との間の湯路連通部をシールするシール機能を有するシール部材をこの湯路接続部に設けるとともに、その水供給口と水供給用連通孔との間の水路連通部をシールするシール機能を有するシール部材をこの水路接続部に設け、
   ケース内で前記可動弁体の弁面に対し前記固定弁体の弁面を圧接する面圧機能を有する弾性体を設け、
   この湯路接続部のシール部材及び水路接続部のシール部材とこの弾性体とは互いに別部品であって、これらのシール部材は前記面圧機能を有しないとともに、この弾性体は前記シール機能を有しない
   ことを特徴とする水栓における弁機構。
3. 前記湯路接続部及び水路接続部は前記ケースに対し別部品であってそのケースに設けた湯供給路及び水供給路に重合され、その湯路接続部及び水路接続部に前記固定弁体が重合されていることを特徴とする請求項２に記載の水栓における弁機構。
4. 前記シール部材はガスケットであることを特徴とする請求項１または請求項２または請求項３に記載の水栓における弁機構。
5. 前記弾性体はばねであることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれかの請求項に記載の水栓における弁機構。

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