JP2703025B2

JP2703025B2 - 水栓用弁装置

Info

Publication number: JP2703025B2
Application number: JP1068689A
Authority: JP
Inventors: 文規里路; 和夫廣瀬; 英也斉木
Original assignee: エヌティエヌ株式会社
Priority date: 1989-01-19
Filing date: 1989-01-19
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPH02190677A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、水道水用水栓、温水・冷水混合水栓便器
用温水洗浄器の流路切換栓等の水栓用弁装置において、
摺動自在に重ね合わせた弁体により止水または流量調整
を行なうようにした弁装置に関する。

〔従来の技術〕

切欠または開口を有する弁体を摺動自在に重ね合わせ
て配置し、この弁体の回転もしくはスライドによって止
水または流量調整を行なうようにした水栓を既によく知
られている。

第１図ないし第４図は、従来の液体混合弁の具体例と
して家庭用水道に用いられている温水・冷水混合栓の構
造を示したものである。

これらの図において、ハウジング１の側面に流出路２
とパッキンガイドに流入路３と流入路４とが設けられ、
これら両流入路のいずれか一方が水道管、他方が湯沸器
に接続されることになる。

そして上記のハウジング１の内部に設けた弁収納凹部
５内に、弁体６と弁体７および案内板８とが下から順に
重なった状態で収納され、ハウジング１上に固定された
上蓋９に弁を操作するレバー10が取付けられている。

ここで、弁体６は、ハウジング１の内径面およびベー
ス12に設けた突起11との嵌り合いによってベース12に固
定され、中央に流出路２とその周囲に一対の流入路13、
14がハウジング１の流出路２および流入路３、４と連通
するように形成されている。また、弁体７は案内板８と
弁体６ではさまれ、弁収納凹部５の内径よりも小径の円
板であり、弁体６および案内板８に対して摺動が自在に
なっているとともに、弁体６に対する摺動面に流出路２
と連通する流通路15が設けられている。

さらに、上記の弁体６がベース12との間にゴム製のＯ
リング16が組込まれ、このＯリング16の弾性によって、
ベース12と弁体６、弁体６と弁体７、弁体７と案内板８
の間がそれぞれシールされている。また、前記の弁体７
とレバー10とはリンク棒17を介して連動され、このリン
ク棒17が上蓋９にピン18で支持され、レバー10を上下お
よび回動させることによって弁体７を駆動し、流通路15
の変位により、温水・冷水および混合水の取出しと閉栓
とが行なえるようになっている。

なお、第１図および第２図は弁体７が同図右側に最も
変位し、流通路15が両流入路13、14の何れにも連通しな
い閉栓状態を、第３図は流通路15が一方の流入路13と連
通する弁体７の位置を示し、温水または冷水が単独で取
出される状態を、また、第４図は流通路15が両流入路13
および14を連通する弁体７の位置を示し、混合水の取り
出し状態を示している。

以上述べたような弁装置は、弁体６および７による摺
動面間のすり合わせ状態に応じて、流量調整または流路
変更等を行なうものであって、温水・冷水の混合栓に限
らず、便器などに設置される温水洗浄器の流路切替等に
も使用することが出来る。

このような従来の混合栓には通常銅合金またはステン
レス鋼製の弁体７が用いられている。しかし、金属製の
弁体７では弁体６との摺動面間に配管工事等による切削
粉、さび、砂、小石等の異物が侵入すると摺接面に喰い
込み傷が付き、シール性の劣化のよる水漏れまたは吐水
不能などの現象が発生する。一方、弁体７と弁体６との
高硬質セラミックスを用いて摺接面の表面粗度を非常に
小さくすることにより、異物の摺接面への喰い込みを防
止しようとする方法も行なわれてはいるが、このような
構造では弁体７の摺動抵抗が大きくなるから、レバー回
転時の駆動力を低減させるための新たな潤滑手段を必要
とすること、衝撃強度が小さいため運搬、組み込み、使
用などの際の温度差によって割れまたはクラックが発生
すること、しかも、セラミックスは摺接面の平坦度、面
粗度を極度に高めるための長時間の表面研磨を必要と
し、加工コスト費が高くつくばかりでなく、潤滑剤を塗
布して動きを軽くしても、潤滑剤は使用中に流出して、
短期間のうちに駆動力が大きくなるなどの問題がある。

したがって、このような問題を解決するためには高硬
質セラミックス自体に潤滑性をもたせばよいことになる
が、潤滑剤が成形温度に耐えられず熱分解してしまうた
め、この方法も現実的には不可能である。また、セラミ
ックスの弱点である、非潤滑性、機械的または熱的な衝
撃によるクラック発生等を一掃するために、弁体をフッ
素樹脂、超高分子量ポリエチレン等の自己潤滑性を有す
る樹脂または二硫化モリブデン、カーボン等の自己潤滑
性を有するフィラーを充填した樹脂で構成するという試
み（たとえば特開昭63−36765号公報）もあるが、自己
潤滑性樹脂を用いたものは確かに潤滑性には優れるが、
耐クリープ性に劣り、たとえば繊維類で補強しても、樹
脂と補強剤とのヌレ性の悪さから充分な補強効果が得ら
れず、結果として低い水圧にしか耐えられないか、また
は、この樹脂弁体の肉厚を実用レベルとはかけ離れた大
きなものとする必要があった。また、補強効果の大きい
樹脂に、自己潤滑性を有するフィラーを充填した系にお
いても、充分な潤滑性を得るためには相当量の潤滑性フ
ィラーを使用する必要があり、その結果、衝撃強度また
は耐クリープ性は著しく低下し、クラック発生または止
水不良等の問題が起こり、逆に潤滑性フィラーの量が少
な過ぎると、弁体摺接面の潤滑性が悪くなり、そのため
に介装置を操作するレバー等のハンドルトルクが大きく
なって問題を生じる。さらに、水栓用弁装置の弁体の摺
接面で確実に止水出来るようにするためには、弁体摺接
面の面粗さ（中心線平均粗さRaで）および平面度をとも
に1.0μｍ以下、好ましくは0.5μｍ以下にすることが必
要であって、樹脂成形品において成形面の面粗さをこの
範囲に入れることは金型の面粗さをおさえれば容易であ
るが、平面度を満足させることは樹脂の溶接固化に伴う
収縮率が大きいことから難しく、量産化に対して非常に
有利な方法である射出成形法においては、射出流れ方向
による収縮率の異方性の大きさまたは肉厚による固化速
度の差から収縮率の大きさに差が生じやすく、特に難し
い成形上の問題もあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、従来の技術においては、弁体間の
摺接面に潤滑剤を塗布する必要もなく、駆動操作を長期
にわたって軽快であり、機械的または熱的な衝撃に強
く、水漏れ、吐水不能などの事故を未然に防止できるよ
うな水栓用弁装置は得られていないという問題があり、
さらにこれを構成する弁体を安価に量産するという方法
も確立されていないという問題もあり、これらを解決す
ることが課題となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するために、この発明は、水栓用弁
装置の弁体の少なくとも一つをポリフェニレンサルファ
イド樹脂25〜80重量％と、平均繊維径が８μｍ以下の炭
素繊維20〜75重量％からなる樹脂組成物からなる成形品
で構成するという手段を採用するものである。以下その
詳細を述べる。

まず、この発明で使用するポリフェニレンサルファイ
ド（PPSと略記）樹脂は、一般式で表わされる繰り返し単位からなる重合体であって、特
に繰り返し単位を90モル％以上含むものが特性上好まし
くは、90モル％未満では期待する性質の組成物は得難し
くなるので好ましくない。そしてこのような重合体を得
るには既によく知られた方法を使用すればよいが、たと
えば硫化ナトリウムとｐ−ジクロルベンゼンとをＮ−メ
チルピロリドン、ジメチルアセトアミドなどのアミド系
溶媒もしくはスルホランなどのスルホン系溶媒中で反応
させるのが好適である。なお、重合体の結晶性に影響を
与えない範囲で、たとえば（ここでＲはアルキル、ニトロ、フェニル、アルコキシ
などの基）などの共重合成分を10モル％未満含んでもよい。このよ
うなPPS樹脂は、たとえば特公昭４−27671号公報および
同45−3368号公報に開示されているようなハロゲン置換
芳香族化合物と硫化アルカリとの反応、特公昭46−2725
5号公報に開示されているようは芳香族化合物を塩化硫
黄とのルイス酸触媒共存下における縮合反応、または米
国特許第3274165号に開示されているようなチオフェノ
ール類のアルカリ触媒もしくは銅塩等の共存下における
縮合反応等によって合成されるが、目的に応じて具体的
な方法を任意に選択することが出来る。なお、PPS樹脂
は上記のような縮合等の反応直後においては白色に近い
未架橋品であって、このままでは低分子量で低粘度であ
ることから、押出成形、射出成形などの用途に用いるた
めに、たとえば空気中において融点以下に加熱し、酸化
架橋させて分子量を高め、押出成形、射出成形等に適す
る溶融粘度のものに変化させる。このような処理をして
溶融成形用途に市販されているライトンＰ−４（フィリ
ップスペトローリアム社製）の溶融粘度（オリフィス：
直径1mm、長さ2mm、荷重10kg）は、1000〜5000ポイズで
ある。

しかし、このようなPPS樹脂は、前述したように、低
分子量のものを酸化架橋させたものであるから、組成物
によっては脆弱となり、衝撃強度が低く、摺動部に異物
が混入した際にも摺動面の一部が欠落して、摺動面の摩
耗を促進する可能性がある。これらの脆弱製を改良する
ためには、直鎖状のPPS樹脂を使用することが好まし
い。なお、このような直鎖状PPS樹脂は、特開昭61−733
2号公報、特開昭61−66720号公報などに開示されている
ような方法で製造され、重合後の高温下の熱処理および
架橋剤の添加などを行なうことなしに、重合段階で直鎖
状に分子鎖を高分子量まで生長させたもので、たとえば
呉羽化学工業社製:KPS−W214を例示することができる。

つぎに、この発明に使用する炭素繊維は、平均繊維径
が８μｍ以下であれば、アクリロニトリル系、ピッチ
系、セルロース系等のその原料を特に限定するものでは
ないが、耐クリープ性等の機械的強度を高める補強効果
の優れている点を勘案するならばアクリロニトリル系炭
素繊維が好ましいといえる。

また、炭素繊維の弾性率は、通常24000kg/mm²程度で
あるが、この発明において35000kg/mm²以上の弾性率を
有する炭素繊維を使用することが好ましい。これは低弾
性率の炭素繊維の場合には、摺動抵抗により、摺動面間
に折れ曲がった炭素繊維が存在し潤滑性に悪影響を及ぼ
したり、樹脂製弁体の摩耗を促進することがあるのに対
して、弾性率が35000kg/mm²以上の高弾性率の炭素繊維
においては、相手材によって炭素繊維のエッジ部から軽
い方で次第に粉状にこすり取りられるため、摩擦摩耗に
ほとんど悪影響を与えないからではないこと思われる。
このような推定の理由からすれば、炭素繊維は引張り伸
び率の小さいもの、具体的には引張り伸び率1.0％以下
のものが好ましいことになる。また、炭素繊維の繊維長
さ特に限定するものではないが、１〜6mm程度のものが
望ましい。これは1mm未満の短繊維では混練時の応力で
さらに短くなって強化材としての効果が低下し、一方6m
mを越える長繊維では混練時の分散性が悪くなって好ま
しくないからである。

なお、炭素繊維の繊維径を８μｍ以下とする理由は、
摺接面においては材料組織から脱落したり、または相手
材によって折り曲げられたりした炭素繊維が存在する
が、すでに前述したようにそれらは出来るだけ小さい単
位、たとえば粉状であることが、潤滑性、耐摩耗性にと
って有利であり、また、後述する成形後の摺動面の後加
工において、小さくて良好な面粗さを得る上で肝要であ
るからである。さらに、炭素繊維の一部を平均粒径20μ
ｍ以下の耐熱性無機粉末状充填剤に置換してもよく、ま
た、むしろ置換することが好ましい。ここでいう耐熱性
無機粉末状数充填剤とは、基幹樹脂であるPPS樹脂の成
形温度、すなわち280〜380℃に耐える無機物質であっ
て、たとえば、マイカ、タルク、カオリン、炭酸カルシ
ウム、カーボン、グラファイト、シリカ、クレー、炭酸
マグネシウム、三酸化アンチモン、ガラスビーズ、ガラ
スバルーン等を例示することが出来る。そして、後述す
る成形後の摺動面の後加工時に1.0μｍ以下の表面粗さ
（Ra）を得るためには、これら耐熱性無機物質の平均粒
径を20μｍ以下にすることが大切である。中でも平均粒
径が20μｍ以下であって、１〜50μｍの範囲の粒子が80
重量％以上を占めていることが好ましいが、平均粒径が
10μｍ以下で、しかも１〜30μｍの範囲の粒子が80重量
％以上を占めることがより一層好ましい。このような無
機粉末状物質を添加すると、炭素繊維だけを用いた際の
成形時に生じる熱膨張率または機械的強度の異方性を、
良好な耐クリープ性および高弾性を維持したまま減少さ
せることが出来る結果、特に温水・冷水の混合水栓用弁
装置として使用した場合、より確度の高い止水性を得る
ことができる。さらに、無機粉体の種類によって、マイ
カ、炭酸カルシウム、タルクなどは潤滑性向上に寄与
し、小さなハンドルトルクを得ることが出来ることから
特に好ましく、また、カオリンまたはグラファイト（粒
状フェノールを黒鉛化したものを含む）などは耐摩耗性
に寄与し、耐久性に優れた弁装置を得ることが出来るこ
とから特に好ましいものといえる。

この発明における弁装置の樹脂弁体を構成する原材料
の配合比は、PPS樹脂25〜80重量％に対して、炭素繊維
が20〜75重量％であるか、さらに炭素繊維の一部を無機
粉末状充填剤に置き換えて、炭素繊維と無機粉末状充填
剤との総量が20〜75重量％になるようにしてもよい。な
ぜならば、PPS樹脂が80重量％を越える多量では、弾性
率が小さ過ぎて弁体の表面付近が変形し、充分な止水が
出来ず、また25重量％未満の少量では、成形性が悪く、
しかも衝撃強度が著しく低下するからである。

なお、この発明の水栓用弁装置の樹脂弁体を構成する
組成物においても、通常の樹脂組成物と同様に、たとえ
ば、二硫化モリブデン、フッ素樹脂、シリコーン油、フ
ッ素化油などの潤滑性向上剤、ガラス繊維、ボロン繊
維、ウォラストナイト、チタン酸カリウムホイスカーな
どの強化剤、その他金属酸化物等の増量剤、さらには顔
料などでいずれもPPS樹脂の成形温度に耐える物資を、
この発明の目的を阻止しない範囲で添加してもよい。

また、この発明の弁装置の弁体は、上述したPPS樹脂
と炭素繊維、さらには無機粉末状充填剤類を混合し、こ
れを成形することによって製造されるが、混合する方法
は特に限定されるものではなく、たとえば、これら諸原
材料および必要に応じて各種添加剤をそれぞれ別個に、
または二種以上を同時にヘンシェルミキサー、ボールミ
ル、タンブラーミキサー等の混合機を用いて乾式混合し
た後に、熱ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、溶
融押出機等で溶融混合して所定の形状に溶融成形すれば
よい。この際の溶融混合温度はPPS樹脂が溶融する温度
以上、具体的には280〜380℃、好ましくは280〜350℃で
ある。また、溶融成形法も特に限定するものではない
が、量産性、低コスト化を考えれば、射出成形法が好ま
しい。射出成形だけで摺接面の平面度を含めて最終形状
を得ることは非常に難しいので、射出成形直後に同じ金
型内で圧縮成形の行なえる、いわゆる射出圧縮成形が有
利である。通常は、成形後に摺動表面の優れた平面度を
出すために後加工を行なう。すなわち、平面研削盤また
は両頭研削盤等で成形品素材の平行度および平面度を整
えた後、ラップ機で10〜50μｍ程度表面を磨き取る。こ
の際のラップ砥粒には、アルミナ、炭化ケイ素などを主
成分としたものを用いればよく、その粒度は非常に細か
いもの、たとえば＃2000以下、好ましくは＃4000以下の
ものが適当である。なお、金属よりも軟質の樹脂を硬質
の砥粒でラップする際に樹脂に砥料がめり込んでしまう
のではないかと予想されたが、＃2000以下、さらに＃40
00以下というような細かい粒度のものであれば、砥粒が
樹脂にめり込むことはほどんどなく、小さくて良好な平
面度および表面粗さを得ることができる。その理由は定
かではないが砥粒は硬質である方がかえって被ラップ材
料の発熱を少なくし、その結果、表面硬度または降状点
応力などの低下が少なくなるのではないかと推測され
る。いずれにしても、このような平面研磨と同時に平面
度も仕上げる。このような研削およびラップに用いる装
置は、多数個取りが容易であり、また素材が樹脂である
ことから、セラミックス、金属などの混合と比べて非常
に短時間で加工することが出来るため低コストで製造す
ることが出来る。

〔作用〕

この発明の水栓用弁装置は、使用する弁体の少なくと
も一つを、特定の炭素繊維または炭素繊維と耐熱性無機
粉体との混合物を含む合成樹脂で構成しているため、高
弾性および耐クリープ性を維持しながら良好な潤滑性を
長期にわたって発現させることが可能となる。

〔実施例〕

実施例および比較例に使用した原材料を一括して示す
つぎのとおりである。なお〔〕内に略号を記入し、ま
た配合割合はすべて重量部である。

樹脂：酸素架橋型PPS樹脂〔PPS−１〕（米国フィリップス・ペトローリアム・インターナシ
ョナル製：ライトンＰ−４）、直鎖型PPS樹脂〔PPS−２〕（呉羽化学社製:KPS−W214）、四フッ化エチレン樹脂〔PTFE〕（三井フロロ・デュポン・ケミカル社製：テフロン−
7J）、超高分子量ポリエチレン〔HMWPE〕（三井石油化学社製：リュブマー、射出成形グレー
ド）、ポリエーテルイミド樹脂〔PE1〕（米国ゼネラルエレクトリックス社製：ウルテム100
0）、ポリエーテルサルホン樹脂〔PES〕（英国アイ・シー・アイ社製：ビクトレックス4800
P）、充填材：炭素繊維−１〔HTA〕（東邦レーヨン社製：ベスファイトHTA、繊維径7.2μ
ｍ、引張り弾性率24000kg/mm²、引張り伸び率1.52
％）、炭素繊維−２〔HM−35〕（東洋レーヨン社製：ベスファイトHM−35、繊維径6.
7μｍ、引張り弾性率35000kg/mm²、引張り伸び率0.77
％）、炭素繊維−３〔KCF〕（呉羽化学工業社製：クレカチョップドＣ−106S、繊
維径14.5μｍ、引張り弾性率3200kg/mm²、引張り伸び率
2.2％）炭素繊維−４〔HM50〕（鹿島石油社製：カーボニックHM50、繊維径10μｍ、
引張弾性率5000kg/mm²、引張伸び率0.56％）、ガラス繊維〔GF〕（旭ファイバーグラス社製：チョップドストランド、
繊維径13μｍ、アミノシランカップリング剤処理品）、チタン酸カイルムホイスカー〔PTW〕（大塚化学社製：ティスモD101、繊維径0.3μｍ、ア
ミノシランカップリング剤処理品）、カオリン〔カオリン〕（白石カルシウム社製;STフィラーST−100、平均粒径
２μｍ、50μｍ以下約98％）、マイカ−１〔マイカ−１〕（カナダマイカ社製：マイカＳ−324、平均粒径13μ
ｍ、50μｍ以下約99％）、マイカ−２〔マイカ−２〕（カナダマイカ社製：マイカＳ−200、平均粒径60μ
ｍ、50μｍ以下約40％）、炭酸カルシウム〔炭カル〕（日窒工業社製:NA−600、平均粒径3.5μｍ、50μｍ
以下約98％）、タルク〔タルク〕（松村産業社製：ハイフィラー＃12、平均粒径４μ
ｍ、50μｍ以下約98％）、実施例１〜11: 炭素繊維をエポキシ系サイジング剤で集束させ、繊維
長6mmに切断した後、諸原材料を第１表に示す配合割合
で予め乾式混合した後、二軸押出機（池具鉄工社製:PCM
−30）に供給し、シリンダー温度300℃、スクリュー回
転数50rpmの条件で押出し造粒した。得られたペレット
をシリンダー温度320℃、射出圧500〜1500kg/cm²、金型
温度140℃の条件にもとに射出成形し、第１図から第４
図に示すような構造の北村バルブ社製シングルレバー混
合栓KM300Nの弁体（第１図の弁体７）を得た。なお、こ
の樹脂製の弁体は成形後その摺接面を平面研削盤にて平
面度を出し、さらにラップ機で表面粗さを出した。この
弁体の表面粗さと、この弁体を使って実用的機能試験を
行ない、その結果を第１表に併記した。なお、同試験お
よび表面粗さの測定方法ならびに評価方法はそれぞれづ
きのとおりである。

（１）実用的機能試験：北村バルブ社製のシングルレバー式混合水栓KM300Nを
用い、第１図の弁体７にあたるディスクをこの実施例の
樹脂製とし、摺接する弁体６をアルミナ製として取付
け、耐久試験前の初期のトルク試験と止水試験とを行なった。トルク試験においては、
レバーの上下（止水、流れ、流量調節）、左右（温水、
冷水の温度調節）のトルクを、シンポ工業社製のデジタ
ルフォースゲージDFG−2Kを用いて測定し、止水試験に
おいては、レバーを中央下部（止水状態）とし、ポンプ
によって水圧を最大17.5kgf/cm²までかけ、１分間全く
水漏れしない最大水圧を測定した。

これらの初期試験において、トルクが5kgf・cm以下で
しかも止水試験が水圧17.5kgf/cm²において完全に止水
したものについて、シングルレバー式混合水栓耐久試験
機（図示省略）に初期試験したもの同じシングルレバー
式混合栓のレバー10を連結し、第５図に示すように、レ
バー10を右端上部Ruから右端上部Ruから右端下部Rd（冷
水）→左端下部Ld（熱湯90℃）→左端上部Lu（止水）→
左端下部Ld（熱湯90℃）→中央下部Cd（温水）→中央上
部Cu（止水）→中央下部（温水）→右端下部Rd（冷水）
→右端上部Ru（止水）を１サイクル（所用時間約25秒）
として、20万サイクルの耐久試験を行ない、10万サイク
ルおよび20万サイクルの試験後のトルクと止水性とを初
期と同様の方法で確認した。（なお、止水性の低下した
ものについては、それ以上の耐久試験は行なわかっ
た。）（２）表面粗さ：表面粗さ計（日本真空社製:Dektak II型）を使用し、
弁体摺接部（第１図の弁体７）の表面粗さを測定した。

実施例12および13: 第１図の弁体７として、実施例10と同じ配合割合、造
粒条件、成形条件および加工条件によって得た試験片
を、また、第１図の弁体６として、実施例12は実施例10
と、実施例13は実施例７とそれぞれ同じ配合割合、造粒
条件、成形条件および加工条件によって得た試験片を用
いて、実施例１〜11と同様に諸特性を調べた。得られた
結果を第１表に原材料配合割合とともにまとめて併記し
た。

比較例１〜10: 比較例１〜６は第２表に示すような割合で諸原材料を
配合した以外は実施例１と全く同じ操作を行なって、第１図の弁体７を作製し、比較例７は炭素繊
維のサイジング剤を熱処理により飛ばした後、繊維長1m
mに切断し、第２表に示す割合でヘンシェルミキサーを
用いて乾式混合し、さらに、プレスを用いて500kg/cm²
の圧をかけて取り出した後、370℃の温度で焼成し、冷
却後機械加工にて弁体７を作製した。比較例８〜10は第
２表に示す配合割合で予め乾式混合した後、二軸押出機
（池具鉄工社製:PCM−30）に供給し、比較例８において
はシリンダー温度260℃、スクリュー回転数50rpmの条件
で、比較例９および10においてはシリンダー温度350
℃、スクリュー回転数50rpmの条件でそれぞれ押出し造
粒した。さらに得られたペレットを比較例８においては
シリンダー温度270℃、射出圧600kg/cm²、金型温度50℃
の条件のもとで、比較例９および10においてはシリンダ
ー温度370℃のもとで、射出圧800kg/cm²、金型温度170
℃の条件のもとでそれぞれ射出成形し、弁体７を作製し
た。これら弁体は実施例１と同様にして摺接面の研磨お
よびラッピングを行なった。得られた弁体の表面粗さ
と、その実用的機能試験を行ない、その結果を第３表に
まとめた。

比較例11: 第１図の弁体６および７の両方を、比較例２と同じ配
合割合、造粒条件、成形条件および加工条件によって作
製し、実施例１〜11と同じように諸特性を調べ、得られ
た結果を第３表に併記した。

第１表および第３表からつぎのことが明らかである。
すなち、実施例１〜13はいづれも表面粗さは小さく、実
用的機能試験における20万サイクル後の耐久試験結果も
耐久試験開始前と同様に、最大17.5kgf/cm²の水圧で全
く漏れがなく、ハンドルトルクも非常に小さくなって優
れている。中でも、粉末状充填材を併用した実施例４、
７、８、９、10、12および13、さらに、35000kg/mm²以
上の高弾性率をもった炭素繊維を使った実施例６は特に
ハンドルトルクが小さくなって優れている。

これに対して、繊維径が８μｍ以下の炭素繊維を使用
しても添加量の少な過ぎる比較例１、繊維径が８μｍ以
下であっても、炭素繊維以外のチタン酸カリウムホイスカーを利用した比較例５、この発明の特
定の炭素繊維を使用しても併用する粉末充填材の平均粒
径が20μｍを越える太いものを用いた比較例６は、いず
れも耐久試験前からすでに17.5kg/cm²の水圧を止水する
ことが出来ず、またハンドルトルクも比較的大きい。さ
らに、この発明に特定した樹脂であるPPS樹脂以外の樹
脂を使用したものについては、自己潤滑性に優れた樹脂
であるポリテトラフルオロエチレン樹脂および超高分子
量ポリエチレン樹脂を使用した比較例７および８はいず
れもハンドルトルクは小さいが、止水性能に非常に劣
る。また、PPS樹脂同様に耐熱性には優れるが潤滑性に
劣るポリエーテルイミド樹脂またはポリエーテルサルフ
ォン樹脂を用いた比較例９および10は、止水性は優れて
も、ハンドルトルクは異常に大きく実使用に耐えない。
また、PPS樹脂と炭素繊維とを用いても、この発明に特
定した以外の、すなわち、繊維径が太過ぎる比較例２お
よび３は、ハンドルトルクが大きく、比較例２は10万サ
イクル後に、比較例３は20万サイクル後に止水性も低下
した。ガラス繊維を用いた比較例４はハンドルトルクは
大きく、止水性も劣っていた。

プラスチックからなる弁体同志の組合わせにおいても
この発明以外の組成からなる組み合わせにおいては、比
較例11からわるように、耐久試験によって止水性が実施
例12および13などに比べて著しく低下している。

このように比較例１〜11はいずれも実用的機能試験に
おいて、止水性および低ハンドルトルクの持続性がとも
に劣っており、表面粗さにおいても比較例４、７および
８は大きな値となった。

〔効果〕

以上述べたように、この発明のPPS樹脂を主要樹脂成
分とする組成物からなる弁体は、潤滑性および耐摩耗性
に優れ、機械的および熱的な衝撃に強く、摺接面の表面
粗さ、平面度においてもきわめて精度の高いものに仕上
げることが出来ることから、この弁体を使用した水栓用
弁装置は、冷水から熱水までの幅広い温度領域におい
て、レバー等による駆動操作が長期にわたって軽快であ
り、落したり乱暴な取り扱いをしても亀裂が入ることは
なく、冷水と熱水のくり返し（サーマルショック）にも
きわめて強いことから、水漏れ、吐出不能などの確実に
防止できるものである。したがって、この発明の意義は
きわめて大きいということが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は家庭用水道に用いられる温水・冷水混合栓の構
造を例示する縦断面図、第２〜４図はその弁体の作動機
構を示すための弁体横断面図、第５図は第１図の外観を
示すための斜視図である。１……ハウジング、２……流出路、３、４……流入路、５……弁収納凹部、６、７……弁体、８……案内板、９……上蓋、10……レバー、 11……突起、12……ベース、 13、14……流入路、 15……流通路、16……Ｏリング、 17……リンク棒、18……ピン。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】摺動自在に重ね合わされた切欠または開口
を有する少なくとも二つ以上の弁体の組み合わせによっ
て止水または流量調整を行なう水栓用弁装置において、
この弁体の少なくとも一つが、ポリフェニレンサルファ
イド樹脂25〜80重量％と、平均繊維径が８μｍ以下の炭
素繊維20〜75重量％とからなる樹脂組成物の成形品であ
ることを特徴とする水栓用弁装置。
【請求項２】炭素繊維の一部を平均粒径が20μｍ以下の
耐熱性無機粉末状充填剤に置換し、炭素繊維と無機粉末
状充填剤の総量が20〜75重量％である特許請求の範囲第
１項記載の水栓用弁装置。