JP4150894B2 - ディスク式バルブ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルレバー湯水混合水栓、単水栓等に使用可能なディスク式バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブが、シングルレバー湯水混合水栓、単水栓等に従来から使用されている。
従来のディスク式バルブにおいては、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面はグリースで潤滑されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディスク式バルブには、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面に付着したグリースが、第１ディスクの第１貫通穴から第２ディスクの凹部を通って第１ディスクの第２貫通穴へ流れる水に連行されて、微量ながら吐出水に混入し、経時的にグリースが減少してディスクバルブの操作性が悪化するという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、吐出水へのグリースの混入が抑制され、長期に亘って良好な操作性が維持されるディスク式バルブを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有し、第１ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接しており、第１ディスクの前記一方の端面に第１貫通穴から当該端面の周縁部まで延在する溝が形成され、第１貫通穴は前記溝を介して前記閉鎖空間に常時連通することを特徴とするディスク式バルブを提供する。
また、上記課題を解決するために、本発明においては、液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有し、第１ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接しており、第１貫通穴の一部が前記閉鎖空間に常時連通することを特徴とするディスク式バルブを提供する。
本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
前記摺接面の自己潤滑性は、前記摺接面に水膜が形成されることにより発現する。本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１貫通穴に常時連通する第２ディスク径方向外方の閉鎖空間が常時満水状態にあるので、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分は常時接水している。従って、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動するのと同時に、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面に水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。
ディスク式バルブが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。本発明に係るディスク式バルブにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスクは一次圧により第２ディスクに常時押し付けられている。本発明に係るディスク式バルブにおいては、第２ディスクの径方向外方の閉鎖空間が第１貫通穴に常時連通し、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスクを第２ディスクから引き離す方向に作用するので、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面の面圧は低い。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、仮に摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスクは第１ディスクに容易に相対摺動できる。
第２ディスクを第１ディスクに対して容易に始動でき、始動と同時に両者の摺接面に水膜が形成されて自己潤滑性が発現するので、本発明に係るディスク式バルブにおいては長期に亘って良好な操作性が維持される。
【０００５】
前記連通路は、第１ディスクの前記一方の端面に形成された溝、または、第１ディスクに形成された第１貫通穴の一部である。
第１ディスクの前記一方の端面に形成された溝を介して第１貫通穴を前記閉鎖空間に常時連通させても良く、或いは、第１貫通穴の一部を前記閉鎖空間に直接常時連通させても良い。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、ディスク式バルブは、一方の端面が第２ディスクの他方の端面に摺接する円環状の第３ディスクを備え、第２ディスクは第３ディスクの中央開口を常時覆って第３ディスクに相対摺動し、第２ディスクと第３ディスクとの摺接面は自己潤滑性を有し、第３ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接している。
第１ディスクと第３ディスクとの間に形成される空間であって、第２ディスク径方向外方の空間を、第１貫通穴に常時連通する閉鎖空間にすれば、当該閉鎖空間の止水を容易に行うことができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、液体流入口は互いに独立した湯流入口と水流入口とを有し、第１ディスクの第１貫通穴は互いに独立した湯流入口連通穴と水流入口連通穴とを有し、第２ディスクの凹部は第１ディスクの湯流入口連通穴と水流入口連通穴とに連通可能であり、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して、第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの湯流入口連通穴との重畳の度合いと、第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの水流入口連通穴との重畳の度合いとが調整され、前記連通路は湯流入口連通穴及び／又は水流入口連通穴を第２ディスク径方向外方の閉鎖空間に常時連通させる。
上記構成を有するディスク式バルブは、シングルレバー湯水混合水栓に使用可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例に係るディスク式バルブを説明する。
図１、２に示すように、ディスク式バルブＡは、大径部と小径部とを有する合成樹脂製の円筒状のカートリッジケース１と、カートリッジケース１の大径側端部に嵌合固定された合成樹脂製の円板状のパッキンガイド２とを備えている。カートリッジケース１内周面とパッキンガイド２外周面との当接部は、Ｏリング３によりシールされている。パッキンガイド２を板厚方向に貫通する、互いに独立した湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃが、パッキンガイド２に形成されている。湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃと図示しない給湯口、給水口、湯水流出口を有する水栓本体との接続部をシールするパッキン４が、パッキンガイド２に取り付けられている。
【０００９】
セラミック製の円板状の第１ディスク５が、カートリッジケース１内に配設され、パッキンガイド２に嵌合固定されている。第１ディスク５を板厚方向に貫通すると共に、湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃに連通する互いに独立した第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃが、第１ディスク５に形成されている。第１ディスク５の、パッキンガイド２から離隔する側の端面５′に、第１穴５ａから端面５′の周縁部まで延在する溝５ｄが形成されている。端面５′は鏡面仕上げされている。第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃと湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃとの連通部をシールするパッキン６が配設されている。
【００１０】
長円板状のセラミック製の第２ディスク７が、カートリッジケース１内に配設されている。第２ディスク７の鏡面仕上げされた一方の端面７′が第１ディスク５の鏡面仕上げされた端面５′に摺接している。端面７′はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の自己潤滑材で被覆されている。端面７′に、第１ディスク５の第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃに連通可能な凹部７ａが形成されている。
第２ディスク７の他方の端面を把持し、第２ディスク７と一体化して第２ディスク７の一部を形成する合成樹脂製の把持具８が、カートリッジケース１内に配設されている。把持具８の第２ディスク７から離隔する側の端面にボス８ａが形成されている。
【００１１】
金属製や合成樹脂製のレバー９が、カートリッジケース１の小径側端部を通ってカートリッジケース１内へ挿入されている。レバー９の、カートリッジケース１小径側端部を貫通する部位は、球状膨出部９ａを形成している。球状膨出部９ａに摺接し、球状膨出部９ａを、球心Ｏ回りに三次元的に回転可能に支持するレバーガイド１０が、カートリッジケース１内に配設されている。レバー９の、カートリッジケース１小径側端部貫通部をシールするパッキン１１が配設されている。
レバー９の、カートリッジケース１内へ挿入された一端は、半球状膨出部９ｂを形成している。半球状膨出部９ｂは把持具８のボス８ａ内へ挿入されている。レバー９の端面を形成する半球状膨出部９ｂの切断面に、Ｖ字溝９ｃが形成されている。Ｖ字溝９ｃの底部は、ボス８ａの中心軸線Ｘに直交してボス８ａを貫通するピン１２に係合している。ピン１２は、半球状膨出部９ｂの球心Ｏ′を通って延在している。半球状膨出部９ｂに摺接するパッキン１３が、ボス８ａに嵌合している。
【００１２】
第２ディスク７の径方向外方に閉鎖空間１４が形成されている。閉鎖空間１４はレバー９の球状膨出部９ａ近傍迄延びている。第１ディスク５の端面５′に形成された溝５ｄを介して、第１ディスク５の第１穴５ａは、閉鎖空間１４に常時連通している。
【００１３】
ディスクバルブＡの作動を説明する。
図１の状態では、凹部７ａは第３穴５ｃに連通するが、第１穴５ａ、第２穴５ｂには連通しない。第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃは第２ディスク７により閉鎖されている。給湯口から第１穴５ａへ供給された湯が、溝５ｄを介して第１穴５ａに常時連通する閉鎖空間１４へ流入し、閉鎖空間１４に充満している。端面５′の閉鎖空間１４に接する部位は常時接水している。
鏡面仕上げされた端面５′と鏡面仕上げされた面端面７′とが密着することにより、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面はシールされている。従って、第１穴５ａと閉鎖空間１４とに充満する湯と、第２穴５ｂに充満する水とは、第３穴５ｃへ流入せず、ディスクバルブＡから湯水流出口へ湯水は流出しない。
【００１４】
図１で球心Ｏ通って紙面に垂直に延在する軸線回りにレバー９が反時計方向へ回転し、第２ディスク７が第１ディスク５に相対摺動して、図２（ａ）、（ｂ）の状態になると、凹部７ａは、第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃに連通する。給湯口から第１穴５ａへ供給された湯と、給水口から第２穴５ｂへ供給された水とが、凹部７ａを通って第３穴５ｃへ流入する。この結果、混合湯水がディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する。図１で球心Ｏ通って紙面に垂直に延在する軸線回りのレバー９の回転角度が調整されることにより、ディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する湯水の流量が調整される。
球心Ｏを通って軸線Ｘに平行に延在する軸線Ｘ１回りにレバー９が回転し、第２ディスク７が第１ディスク５に相対回転摺動して、図２（ｃ）の状態になると、凹部７ａは、第１穴５ａと第３穴５ｃとに連通する。給湯口から第１穴５ａへ供給された湯が、凹部７ａを通って第３穴５ｃへ流入する。この結果、湯がディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する。
軸線Ｘ１回りにレバー９が回転し、第２ディスク７が第１ディスク５に相対回転摺動して、図２（ｄ）の状態になると、凹部７ａは、第２穴５ｂと第３穴５ｃとに連通する。給水口から第２穴５ｂへ供給された水が、凹部７ａを通って第３穴５ｃへ流入する。この結果、水がディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する。軸線Ｘ１回りのレバー９の回転角度が調整されることにより、凹部７ａと第１穴５ａ、第２穴５ｂとの重畳の度合いが調整され、湯と水との混合比が調整され、ディスクバルブＡから流出する湯水の温度が調整される。
【００１５】
ディスク式バルブＡにおいては、端面７′が自己潤滑材で被覆され、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面が自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面の自己潤滑性は、当該摺接面に水膜が形成されることにより発現する。ディスク式バルブＡにおいては、溝５ｄを介して第１穴５ａに常時連通する閉鎖空間１４が常時満水状態にあるので、端面５′の閉鎖空間１４に接する部分は常時接水している。従って、第２ディスク７が第１ディスク５に相対摺動するのと同時に、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面に水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。従って、レバー９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク７を第１ディスク５に相対摺動させることができる。
ディスク式バルブＡが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスク７を第１ディスク５に相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。ディスク式バルブＡにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスク５は一次圧により第２ディスク７に常時押し付けられている。ディスク式バルブＡにおいては、第１ディスクの端面５′の閉鎖空間１４に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスク５を第２ディスク７から引き離す方向に作用するので、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面の面圧は低い。従って、第２ディスク７を第１ディスク５に相対摺動させる際の始動時に、仮に両者の摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスク７は第１ディスク５に容易に相対摺動でき、レバー９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク７を第１ディスク５に容易に相対摺動させることができる。
第２ディスク７を第１ディスク５に対して容易に始動でき、始動と同時に両者の摺接面に水膜が形成されて自己潤滑性が発現するので、ディスク式バルブＡにおいては長期に亘って良好な操作性が維持される。
【００１６】
本発明の第２実施例に係るディスク式バルブを説明する。
図３〜５に示すように、ディスク式バルブＢは、大径部と小径部とを有する合成樹脂製の円筒状のカートリッジケース２１と、カートリッジケース２１の大径側端部に嵌合固定された合成樹脂製の円板状のパッキンガイド２２とを備えている。カートリッジケース２１内周面とパッキンガイド２２外周面との当接部は、Ｏリング２３によりシールされている。パッキンガイド２２を板厚方向に貫通する、互いに独立した湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃが、パッキンガイド２２に形成されている。湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃと図示しない給湯口、給水口、湯水流出口を有する水栓本体との接続部をシールするパッキン２４が、パッキンガイド２２に取り付けられている。
【００１７】
セラミック製の円板状の第１ディスク２５が、カートリッジケース２１内に配設され、パッキンガイド２２に嵌合固定されている。第１ディスク２５を板厚方向に貫通すると共に、湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃに連通する互いに独立した第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃが、第１ディスク２５に形成されている。第１ディスク２５の、パッキンガイド２２から離隔する側の端面２５′に、第１穴２５ａから端面２５′の周縁部まで延在する溝２５ｄが形成されている。端面２５′は鏡面仕上げされている。第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃと湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃとの連通部をシールするパッキン２６が配設されている。
【００１８】
長円板状のセラミック製の第２ディスク２７が、カートリッジケース２１内に配設されている。第２ディスク２７の鏡面仕上げされた一方の端面２７′が第１ディスク２５の鏡面仕上げされた端面２５′に摺接している。端面２７′はＤＬＣ等の自己潤滑材で被覆されている。端面２７′に、第１ディスク２５の第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃに連通可能な凹部２７ａが形成されている。第２ディスク２７の、他方の端面２７″も鏡面仕上げされており、且つＤＬＣ等の自己潤滑材で被覆されている。端面２７″に凹部２７ｂが形成されている。
【００１９】
セラミック製の円環板状の第３ディスク２８がカートリッジケース２１内に配設されている。第３ディスク２８はカートリッジケース２１に嵌合固定されている。カートリッジケース２１内周面と第３ディスク２８外周面との当接部は、Ｏリング２３′によりシールされている。第３ディスク２８の第２ディスク２７に対峙する端面２８′は鏡面仕上げされている。
第２ディスク２７の鏡面仕上げされた他方の端面２７″は、第３ディスク２８の中央開口を常時覆って、第３ディスク２８の鏡面仕上げされた端面２８′に摺接している。
【００２０】
金属製や合成樹脂製のレバー２９が、カートリッジケース２１の小径側端部を通ってカートリッジケース２１内へ挿入されている。レバー２９は、カートリッジケース２１小径側端部に摺動回転可能に嵌合する円筒状のレバーガイド３０に挿通され、レバーガイド３０の周壁を貫通するピン３１を用いて、ピン３１回りに回転可能に、レバーガイド３０に取り付けられている。レバー２９のピン３１が挿通されたボス部２９ａは、レバーガイド３０の矩形断面中心穴の周壁に摺接している。
レバー２９の、カートリッジケース２１内へ挿入された端部２９ｂは、第３ディスク２８の中央開口を介して、第２ディスク２７の凹部２７ｂ内へ挿入されている。端部２９ｂに摺接する合成樹脂製のアダプタ３２が、凹部２７ｂに嵌合している。端部２９ｂは、ピン３１回りに揺動可能に、且つ凹部２７ｂの中心軸線Ｙ回りに凹部２７ｂに相対回転不能に、アダプタ３２を介して凹部２７ｂに係合している。
【００２１】
第２ディスク２７の径方向外方に、且つ第１ディスク２５と第３ディスク２８とに挟まれて、閉鎖空間３３が形成されている。第１ディスク２５の端面２５′に形成された溝２５ｄを介して、第１ディスク２５の第１穴２５ａは、閉鎖空間３３に常時連通している。
【００２２】
ディスクバルブＢの作動を説明する。
図３の状態では、凹部２７ａは第３穴２５ｃに連通するが、第１穴２５ａ、第２穴２５ｂには連通しない。第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃは第２ディスク２７により閉鎖されている。給湯口から第１穴２５ａへ供給された湯が、溝２５ｄを介して第１穴２５ａに常時連通する閉鎖空間３３へ流入し、閉鎖空間３３に充満している。端面２５′の閉鎖空間３３に接する部位は常時接水している。
鏡面仕上げされた端面２５′と鏡面仕上げされた端面２７′とが密着することにより、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面はシールされている。従って、第１穴２５ａと閉鎖空間３３とに充満する湯と、第２穴２５ｂに充満する水とは、第３穴２５ｃへ流入せず、ディスクバルブＢから湯水流出口へ湯水は流出しない。
鏡面仕上げされた端面２７″と鏡面仕上げされた端面２８′とが密着することにより、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面はシールされている。第２ディスク２７の端面２７″は、第３ディスク２８の中央開口を常時覆っている。従って、第１穴２５ａと閉鎖空間３３とに充満する水は、カートリッジケース２１の小径側端部へは漏出せず、ディスクバルブＢから漏出しない。
【００２３】
図３でピン３１回りにレバー２９が反時計方向へ回転し、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動して、図５の状態になると、凹部２７ａは、第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃに連通する。給湯口から第１穴２５ａへ供給された湯と、給水口から第２穴２５ｂへ供給された水とが、凹部２７ａを通って第３穴２５ｃへ流入する。この結果、混合湯水がディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する。ピン３１回りのレバー２９の回転角度が調整されることにより、ディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する湯水の流量が調整される。
ピン３１の中心軸線に直交して軸線Ｙに平行に延在する軸線Ｙ１回りにレバー２９が回転し、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対回転摺動して、凹部２７ａが、第１穴２５ａと第３穴２５ｃとに連通すると、給湯口から第１穴２５ａへ供給された湯が、凹部２７ａを通って第３穴２５ｃへ流入する。この結果、湯がディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する。
軸線Ｙ１回りにレバー２９が回転し、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対回転摺動して、凹部２７ａが、第２穴２５ｂと第３穴２５ｃとに連通すると、給水口から第２穴２５ｂへ供給された水が、凹部２７ａを通って第３穴２５ｃへ流入する。この結果、水がディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する。
軸線Ｙ１回りのレバー２９の回転角度が調整されることにより、凹部２７ａと第１穴２５ａ、第２穴２５ｂとの重畳の度合いが調整され、湯と水との混合比が調整され、ディスクバルブＢから流出する湯水の温度が調整される。
【００２４】
ディスク式バルブＢにおいては、端面２７′、２７″が自己潤滑材で被覆され、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面とが自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面の自己潤滑性と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面の自己潤滑性とは、当該摺接面に水膜が形成されることにより発現する。ディスク式バルブＢにおいては、溝２５ｄを介して第１穴２５ａに常時連通する閉鎖空間３３が常時満水状態にあるので、端面２５′の閉鎖空間３３に接する部分と、端面２８′の閉鎖空間３３に接する部分とは、常時接水している。従って、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動するのと同時に、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面とに水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。従って、レバー２９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させることができる。
ディスク式バルブＢが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。ディスク式バルブＢにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスク２５は一次圧により第２ディスク２７に常時押し付けられている。ディスク式バルブＢにおいては、第１ディスクの端面２５′の閉鎖空間３３に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスク２５を第２ディスク２７から引き離す方向に作用するので、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面の面圧と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面の面圧とは低い。従って、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させる際の始動時に、仮に三者の摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスク２７は第１ディスク２５と第３ディスク２８とに容易に相対摺動でき、レバー２９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに容易に相対摺動させることができる。第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに対して容易に始動でき、始動と同時に三者の摺接面に水膜が形成されて自己潤滑性が発現するので、ディスク式バルブＢにおいては長期に亘って良好な操作性が維持される。
第２ディスク２７に摺接する第１ディスク２５と、第２ディスク２７に摺接する第３ディスク２８との間に閉鎖空間３３を形成したので、端面２５′、２７′、２７″、２８′を鏡面仕上げして、第２ディスク２７と第１ディスク２５との摺接部、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接部をシールすることにより、閉鎖空間３３の止水を容易に行うことができ、閉鎖空間３３からの漏水、特にカートリッジケース２１の小径部側への漏水を容易に防止することができる。
【００２５】
閉鎖空間１４、３３に一次圧が加わるので、閉鎖空間１４、３３に接するカートリッジケース１、２１をＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＳＵ（ポリサルボン）等の高強度素材で形成するのが望ましい。汎用性の高いＰＰＳは特に好ましい。
ディスクバルブＡ、Ｂは、単一のレバーを揺動回動操作して吐出水の水温と流量とを調整するシングルレバー湯水混合水栓に使用できる。
水流入口２ｂ、２２ｂ、第２穴５ｂ、２５ｂを廃止し、レバー９、２９の軸線Ｘ１、Ｙ１回りの回転を不能にし、凹部７ａ、２７ａと第１穴５ａ、２５ａとの重畳の度合いのみを調整可能とし、湯流入口２ａ、２２ａを給水口に接続すれば、ディスクバルブＡ、Ｂを、レバーを揺動操作して水の吐出流量を調整する単水栓に使用できる。
端面５′、２５′に形成した溝を介して、第２穴５ｂ、２５ｂを、閉鎖空間１４、３３に常時連通させても良い。電気温水器等を経由した湯を第１穴５ａ、２５ａに供給する場合には、第１穴５ａ、２５ａの上流に減圧弁が配設される。この場合に第１穴５ａ、２５ａを、閉鎖空間１４、３３に常時連通させると、第１ディスク５、２５の両端面間で相殺される圧力は低圧の湯圧であり、高圧の水圧は相殺されない。この結果、第１ディスク５、２５と第２ディスク７、２７との摺接面の面圧は余り軽減されない。従って、第１穴５ａ、２５ａの上流に減圧弁が配設される場合には、第２穴５ｂ、２５ｂを閉鎖空間１４、３３に常時連通さるのが好ましい。
溝５ｄ、２５ｄを形成するのに代えて、第１穴５ａ、２５ａの端面５′、２５′側端部の一部が、閉鎖空間１４、３３に常時接するように、第１穴５ａ、２５ａを形成しても良い。
第１穴５ａと第２穴５ｂとを閉鎖空間１４に常時連通させ、第１穴２５ａと第２穴２５ｂとを閉鎖空間３３に常時連通させても良い。この場合には、一方の穴から他方の穴への逆流を防止するための逆止弁をそれぞれの穴の上流側に配設するのが望ましい。
凹部７ａに代えて、第２ディスク７を貫通する穴を形成し、把持具８と第２ディスク７との当接部の前記穴近傍部をＯリング等によりシールしても良い。
第２ディスク２７の端面２７″中央部に少量のシリコングリースを塗布しても良い。長期止水後に第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させる際の始動時に、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面の摺動抵抗を低減させ、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに容易に相対摺動させることができる。第２ディスク２７の端面２７″中央部は、直接には通水に接しないので、通水にシリコングリースが混入するおそれは殆ど無い。
【００２６】
【発明の効果】
上記説明から分かるように、本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
前記摺接面の自己潤滑性は、前記摺接面に水膜が形成されることにより発現する。本発明に係るディスク式バルブにおいては、連通路を介して第１貫通穴に常時連通する第２ディスク径方向外方の閉鎖空間が常時満水状態にあるので、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分は常時接水している。従って、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動するのと同時に、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面に水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。
ディスク式バルブが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。本発明に係るディスク式バルブにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスクは一次圧により第２ディスクに常時押し付けられている。本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスクを第２ディスクから引き離す方向に作用するので、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面の面圧は低い。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、仮に摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスクは第１ディスクに容易に相対摺動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るディスクバルブの構造図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。（ａ）中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、（ｂ）の折れ線ａ−ａに沿った断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るディスクバルブの構造図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。（ａ）中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、（ｂ）の折れ線ａ−ａに沿った断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るディスクバルブの縦断面図である。図中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、図１（ａ）と同様の折れ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るディスクバルブの分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るディスクバルブの縦断面図である。図中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、図２（ａ）と同様の折れ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ ディスクバルブ
１、２1 カートリッジケース
２、２２ パッキンガイド
５、２５ 第１ディスク
５ａ、２５ａ 第１穴
５ｂ、２５ｂ 第２穴
５ｃ、２５ｃ 第３穴
５ｄ、２５ｄ 溝
７、２７ 第２ディスク
７ａ、２７ａ 凹部
８ 把持具
９、２９ レバー
１０、３０ レバーガイド
１４、３３ 閉鎖空間
２８ 第３ディスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、シングルレバー湯水混合水栓、単水栓等に使用可能なディスク式バルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブが、シングルレバー湯水混合水栓、単水栓等に従来から使用されている。
従来のディスク式バルブにおいては、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面はグリースで潤滑されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のディスク式バルブには、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面に付着したグリースが、第１ディスクの第１貫通穴から第２ディスクの凹部を通って第１ディスクの第２貫通穴へ流れる水に連行されて、微量ながら吐出水に混入し、経時的にグリースが減少してディスクバルブの操作性が悪化するという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、吐出水へのグリースの混入が抑制され、長期に亘って良好な操作性が維持されるディスク式バルブを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明においては、液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有し、第１ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接しており、第１ディスクの前記一方の端面に第１貫通穴から当該端面の周縁部まで延在する溝が形成され、第１貫通穴は前記溝を介して前記閉鎖空間に常時連通することを特徴とするディスク式バルブを提供する。
また、上記課題を解決するために、本発明においては、液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有し、第１ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接しており、第１貫通穴の一部が前記閉鎖空間に常時連通することを特徴とするディスク式バルブを提供する。
本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
前記摺接面の自己潤滑性は、前記摺接面に水膜が形成されることにより発現する。本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１貫通穴に常時連通する第２ディスク径方向外方の閉鎖空間が常時満水状態にあるので、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分は常時接水している。従って、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動するのと同時に、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面に水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。
ディスク式バルブが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。本発明に係るディスク式バルブにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスクは一次圧により第２ディスクに常時押し付けられている。本発明に係るディスク式バルブにおいては、第２ディスクの径方向外方の閉鎖空間が第１貫通穴に常時連通し、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスクを第２ディスクから引き離す方向に作用するので、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面の面圧は低い。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、仮に摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスクは第１ディスクに容易に相対摺動できる。
第２ディスクを第１ディスクに対して容易に始動でき、始動と同時に両者の摺接面に水膜が形成されて自己潤滑性が発現するので、本発明に係るディスク式バルブにおいては長期に亘って良好な操作性が維持される。
【０００５】
前記連通路は、第１ディスクの前記一方の端面に形成された溝、または、第１ディスクに形成された第１貫通穴の一部である。
第１ディスクの前記一方の端面に形成された溝を介して第１貫通穴を前記閉鎖空間に常時連通させても良く、或いは、第１貫通穴の一部を前記閉鎖空間に直接常時連通させても良い。
【０００６】
本発明の好ましい態様においては、ディスク式バルブは、一方の端面が第２ディスクの他方の端面に摺接する円環状の第３ディスクを備え、第２ディスクは第３ディスクの中央開口を常時覆って第３ディスクに相対摺動し、第２ディスクと第３ディスクとの摺接面は自己潤滑性を有し、第３ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接している。
第１ディスクと第３ディスクとの間に形成される空間であって、第２ディスク径方向外方の空間を、第１貫通穴に常時連通する閉鎖空間にすれば、当該閉鎖空間の止水を容易に行うことができる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、液体流入口は互いに独立した湯流入口と水流入口とを有し、第１ディスクの第１貫通穴は互いに独立した湯流入口連通穴と水流入口連通穴とを有し、第２ディスクの凹部は第１ディスクの湯流入口連通穴と水流入口連通穴とに連通可能であり、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して、第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの湯流入口連通穴との重畳の度合いと、第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの水流入口連通穴との重畳の度合いとが調整され、前記連通路は湯流入口連通穴及び／又は水流入口連通穴を第２ディスク径方向外方の閉鎖空間に常時連通させる。
上記構成を有するディスク式バルブは、シングルレバー湯水混合水栓に使用可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の第１実施例に係るディスク式バルブを説明する。
図１、２に示すように、ディスク式バルブＡは、大径部と小径部とを有する合成樹脂製の円筒状のカートリッジケース１と、カートリッジケース１の大径側端部に嵌合固定された合成樹脂製の円板状のパッキンガイド２とを備えている。カートリッジケース１内周面とパッキンガイド２外周面との当接部は、Ｏリング３によりシールされている。パッキンガイド２を板厚方向に貫通する、互いに独立した湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃが、パッキンガイド２に形成されている。湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃと図示しない給湯口、給水口、湯水流出口を有する水栓本体との接続部をシールするパッキン４が、パッキンガイド２に取り付けられている。
【０００９】
セラミック製の円板状の第１ディスク５が、カートリッジケース１内に配設され、パッキンガイド２に嵌合固定されている。第１ディスク５を板厚方向に貫通すると共に、湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃに連通する互いに独立した第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃが、第１ディスク５に形成されている。第１ディスク５の、パッキンガイド２から離隔する側の端面５′に、第１穴５ａから端面５′の周縁部まで延在する溝５ｄが形成されている。端面５′は鏡面仕上げされている。第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃと湯流入口２ａ、水流入口２ｂ、湯水流出口２ｃとの連通部をシールするパッキン６が配設されている。
【００１０】
長円板状のセラミック製の第２ディスク７が、カートリッジケース１内に配設されている。第２ディスク７の鏡面仕上げされた一方の端面７′が第１ディスク５の鏡面仕上げされた端面５′に摺接している。端面７′はＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等の自己潤滑材で被覆されている。端面７′に、第１ディスク５の第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃに連通可能な凹部７ａが形成されている。
第２ディスク７の他方の端面を把持し、第２ディスク７と一体化して第２ディスク７の一部を形成する合成樹脂製の把持具８が、カートリッジケース１内に配設されている。把持具８の第２ディスク７から離隔する側の端面にボス８ａが形成されている。
【００１１】
金属製や合成樹脂製のレバー９が、カートリッジケース１の小径側端部を通ってカートリッジケース１内へ挿入されている。レバー９の、カートリッジケース１小径側端部を貫通する部位は、球状膨出部９ａを形成している。球状膨出部９ａに摺接し、球状膨出部９ａを、球心Ｏ回りに三次元的に回転可能に支持するレバーガイド１０が、カートリッジケース１内に配設されている。レバー９の、カートリッジケース１小径側端部貫通部をシールするパッキン１１が配設されている。
レバー９の、カートリッジケース１内へ挿入された一端は、半球状膨出部９ｂを形成している。半球状膨出部９ｂは把持具８のボス８ａ内へ挿入されている。レバー９の端面を形成する半球状膨出部９ｂの切断面に、Ｖ字溝９ｃが形成されている。Ｖ字溝９ｃの底部は、ボス８ａの中心軸線Ｘに直交してボス８ａを貫通するピン１２に係合している。ピン１２は、半球状膨出部９ｂの球心Ｏ′を通って延在している。半球状膨出部９ｂに摺接するパッキン１３が、ボス８ａに嵌合している。
【００１２】
第２ディスク７の径方向外方に閉鎖空間１４が形成されている。閉鎖空間１４はレバー９の球状膨出部９ａ近傍迄延びている。第１ディスク５の端面５′に形成された溝５ｄを介して、第１ディスク５の第１穴５ａは、閉鎖空間１４に常時連通している。
【００１３】
ディスクバルブＡの作動を説明する。
図１の状態では、凹部７ａは第３穴５ｃに連通するが、第１穴５ａ、第２穴５ｂには連通しない。第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃは第２ディスク７により閉鎖されている。給湯口から第１穴５ａへ供給された湯が、溝５ｄを介して第１穴５ａに常時連通する閉鎖空間１４へ流入し、閉鎖空間１４に充満している。端面５′の閉鎖空間１４に接する部位は常時接水している。
鏡面仕上げされた端面５′と鏡面仕上げされた面端面７′とが密着することにより、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面はシールされている。従って、第１穴５ａと閉鎖空間１４とに充満する湯と、第２穴５ｂに充満する水とは、第３穴５ｃへ流入せず、ディスクバルブＡから湯水流出口へ湯水は流出しない。
【００１４】
図１で球心Ｏ通って紙面に垂直に延在する軸線回りにレバー９が反時計方向へ回転し、第２ディスク７が第１ディスク５に相対摺動して、図２（ａ）、（ｂ）の状態になると、凹部７ａは、第１穴５ａ、第２穴５ｂ、第３穴５ｃに連通する。給湯口から第１穴５ａへ供給された湯と、給水口から第２穴５ｂへ供給された水とが、凹部７ａを通って第３穴５ｃへ流入する。この結果、混合湯水がディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する。図１で球心Ｏ通って紙面に垂直に延在する軸線回りのレバー９の回転角度が調整されることにより、ディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する湯水の流量が調整される。
球心Ｏを通って軸線Ｘに平行に延在する軸線Ｘ１回りにレバー９が回転し、第２ディスク７が第１ディスク５に相対回転摺動して、図２（ｃ）の状態になると、凹部７ａは、第１穴５ａと第３穴５ｃとに連通する。給湯口から第１穴５ａへ供給された湯が、凹部７ａを通って第３穴５ｃへ流入する。この結果、湯がディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する。
軸線Ｘ１回りにレバー９が回転し、第２ディスク７が第１ディスク５に相対回転摺動して、図２（ｄ）の状態になると、凹部７ａは、第２穴５ｂと第３穴５ｃとに連通する。給水口から第２穴５ｂへ供給された水が、凹部７ａを通って第３穴５ｃへ流入する。この結果、水がディスクバルブＡから湯水流出口へ流出する。軸線Ｘ１回りのレバー９の回転角度が調整されることにより、凹部７ａと第１穴５ａ、第２穴５ｂとの重畳の度合いが調整され、湯と水との混合比が調整され、ディスクバルブＡから流出する湯水の温度が調整される。
【００１５】
ディスク式バルブＡにおいては、端面７′が自己潤滑材で被覆され、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面が自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面の自己潤滑性は、当該摺接面に水膜が形成されることにより発現する。ディスク式バルブＡにおいては、溝５ｄを介して第１穴５ａに常時連通する閉鎖空間１４が常時満水状態にあるので、端面５′の閉鎖空間１４に接する部分は常時接水している。従って、第２ディスク７が第１ディスク５に相対摺動するのと同時に、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面に水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。従って、レバー９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク７を第１ディスク５に相対摺動させることができる。
ディスク式バルブＡが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスク７を第１ディスク５に相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。ディスク式バルブＡにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスク５は一次圧により第２ディスク７に常時押し付けられている。ディスク式バルブＡにおいては、第１ディスクの端面５′の閉鎖空間１４に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスク５を第２ディスク７から引き離す方向に作用するので、第１ディスク５と第２ディスク７との摺接面の面圧は低い。従って、第２ディスク７を第１ディスク５に相対摺動させる際の始動時に、仮に両者の摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスク７は第１ディスク５に容易に相対摺動でき、レバー９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク７を第１ディスク５に容易に相対摺動させることができる。
第２ディスク７を第１ディスク５に対して容易に始動でき、始動と同時に両者の摺接面に水膜が形成されて自己潤滑性が発現するので、ディスク式バルブＡにおいては長期に亘って良好な操作性が維持される。
【００１６】
本発明の第２実施例に係るディスク式バルブを説明する。
図３〜５に示すように、ディスク式バルブＢは、大径部と小径部とを有する合成樹脂製の円筒状のカートリッジケース２１と、カートリッジケース２１の大径側端部に嵌合固定された合成樹脂製の円板状のパッキンガイド２２とを備えている。カートリッジケース２１内周面とパッキンガイド２２外周面との当接部は、Ｏリング２３によりシールされている。パッキンガイド２２を板厚方向に貫通する、互いに独立した湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃが、パッキンガイド２２に形成されている。湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃと図示しない給湯口、給水口、湯水流出口を有する水栓本体との接続部をシールするパッキン２４が、パッキンガイド２２に取り付けられている。
【００１７】
セラミック製の円板状の第１ディスク２５が、カートリッジケース２１内に配設され、パッキンガイド２２に嵌合固定されている。第１ディスク２５を板厚方向に貫通すると共に、湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃに連通する互いに独立した第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃが、第１ディスク２５に形成されている。第１ディスク２５の、パッキンガイド２２から離隔する側の端面２５′に、第１穴２５ａから端面２５′の周縁部まで延在する溝２５ｄが形成されている。端面２５′は鏡面仕上げされている。第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃと湯流入口２２ａ、水流入口２２ｂ、湯水流出口２２ｃとの連通部をシールするパッキン２６が配設されている。
【００１８】
長円板状のセラミック製の第２ディスク２７が、カートリッジケース２１内に配設されている。第２ディスク２７の鏡面仕上げされた一方の端面２７′が第１ディスク２５の鏡面仕上げされた端面２５′に摺接している。端面２７′はＤＬＣ等の自己潤滑材で被覆されている。端面２７′に、第１ディスク２５の第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃに連通可能な凹部２７ａが形成されている。第２ディスク２７の、他方の端面２７″も鏡面仕上げされており、且つＤＬＣ等の自己潤滑材で被覆されている。端面２７″に凹部２７ｂが形成されている。
【００１９】
セラミック製の円環板状の第３ディスク２８がカートリッジケース２１内に配設されている。第３ディスク２８はカートリッジケース２１に嵌合固定されている。カートリッジケース２１内周面と第３ディスク２８外周面との当接部は、Ｏリング２３′によりシールされている。第３ディスク２８の第２ディスク２７に対峙する端面２８′は鏡面仕上げされている。
第２ディスク２７の鏡面仕上げされた他方の端面２７″は、第３ディスク２８の中央開口を常時覆って、第３ディスク２８の鏡面仕上げされた端面２８′に摺接している。
【００２０】
金属製や合成樹脂製のレバー２９が、カートリッジケース２１の小径側端部を通ってカートリッジケース２１内へ挿入されている。レバー２９は、カートリッジケース２１小径側端部に摺動回転可能に嵌合する円筒状のレバーガイド３０に挿通され、レバーガイド３０の周壁を貫通するピン３１を用いて、ピン３１回りに回転可能に、レバーガイド３０に取り付けられている。レバー２９のピン３１が挿通されたボス部２９ａは、レバーガイド３０の矩形断面中心穴の周壁に摺接している。
レバー２９の、カートリッジケース２１内へ挿入された端部２９ｂは、第３ディスク２８の中央開口を介して、第２ディスク２７の凹部２７ｂ内へ挿入されている。端部２９ｂに摺接する合成樹脂製のアダプタ３２が、凹部２７ｂに嵌合している。端部２９ｂは、ピン３１回りに揺動可能に、且つ凹部２７ｂの中心軸線Ｙ回りに凹部２７ｂに相対回転不能に、アダプタ３２を介して凹部２７ｂに係合している。
【００２１】
第２ディスク２７の径方向外方に、且つ第１ディスク２５と第３ディスク２８とに挟まれて、閉鎖空間３３が形成されている。第１ディスク２５の端面２５′に形成された溝２５ｄを介して、第１ディスク２５の第１穴２５ａは、閉鎖空間３３に常時連通している。
【００２２】
ディスクバルブＢの作動を説明する。
図３の状態では、凹部２７ａは第３穴２５ｃに連通するが、第１穴２５ａ、第２穴２５ｂには連通しない。第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃは第２ディスク２７により閉鎖されている。給湯口から第１穴２５ａへ供給された湯が、溝２５ｄを介して第１穴２５ａに常時連通する閉鎖空間３３へ流入し、閉鎖空間３３に充満している。端面２５′の閉鎖空間３３に接する部位は常時接水している。
鏡面仕上げされた端面２５′と鏡面仕上げされた端面２７′とが密着することにより、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面はシールされている。従って、第１穴２５ａと閉鎖空間３３とに充満する湯と、第２穴２５ｂに充満する水とは、第３穴２５ｃへ流入せず、ディスクバルブＢから湯水流出口へ湯水は流出しない。
鏡面仕上げされた端面２７″と鏡面仕上げされた端面２８′とが密着することにより、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面はシールされている。第２ディスク２７の端面２７″は、第３ディスク２８の中央開口を常時覆っている。従って、第１穴２５ａと閉鎖空間３３とに充満する水は、カートリッジケース２１の小径側端部へは漏出せず、ディスクバルブＢから漏出しない。
【００２３】
図３でピン３１回りにレバー２９が反時計方向へ回転し、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動して、図５の状態になると、凹部２７ａは、第１穴２５ａ、第２穴２５ｂ、第３穴２５ｃに連通する。給湯口から第１穴２５ａへ供給された湯と、給水口から第２穴２５ｂへ供給された水とが、凹部２７ａを通って第３穴２５ｃへ流入する。この結果、混合湯水がディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する。ピン３１回りのレバー２９の回転角度が調整されることにより、ディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する湯水の流量が調整される。
ピン３１の中心軸線に直交して軸線Ｙに平行に延在する軸線Ｙ１回りにレバー２９が回転し、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対回転摺動して、凹部２７ａが、第１穴２５ａと第３穴２５ｃとに連通すると、給湯口から第１穴２５ａへ供給された湯が、凹部２７ａを通って第３穴２５ｃへ流入する。この結果、湯がディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する。
軸線Ｙ１回りにレバー２９が回転し、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対回転摺動して、凹部２７ａが、第２穴２５ｂと第３穴２５ｃとに連通すると、給水口から第２穴２５ｂへ供給された水が、凹部２７ａを通って第３穴２５ｃへ流入する。この結果、水がディスクバルブＢから湯水流出口へ流出する。
軸線Ｙ１回りのレバー２９の回転角度が調整されることにより、凹部２７ａと第１穴２５ａ、第２穴２５ｂとの重畳の度合いが調整され、湯と水との混合比が調整され、ディスクバルブＢから流出する湯水の温度が調整される。
【００２４】
ディスク式バルブＢにおいては、端面２７′、２７″が自己潤滑材で被覆され、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面とが自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面の自己潤滑性と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面の自己潤滑性とは、当該摺接面に水膜が形成されることにより発現する。ディスク式バルブＢにおいては、溝２５ｄを介して第１穴２５ａに常時連通する閉鎖空間３３が常時満水状態にあるので、端面２５′の閉鎖空間３３に接する部分と、端面２８′の閉鎖空間３３に接する部分とは、常時接水している。従って、第２ディスク２７が第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動するのと同時に、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面とに水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。従って、レバー２９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させることができる。
ディスク式バルブＢが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。ディスク式バルブＢにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスク２５は一次圧により第２ディスク２７に常時押し付けられている。ディスク式バルブＢにおいては、第１ディスクの端面２５′の閉鎖空間３３に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスク２５を第２ディスク２７から引き離す方向に作用するので、第１ディスク２５と第２ディスク２７との摺接面の面圧と、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面の面圧とは低い。従って、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させる際の始動時に、仮に三者の摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスク２７は第１ディスク２５と第３ディスク２８とに容易に相対摺動でき、レバー２９に僅かの外力を印加すれば、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに容易に相対摺動させることができる。第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに対して容易に始動でき、始動と同時に三者の摺接面に水膜が形成されて自己潤滑性が発現するので、ディスク式バルブＢにおいては長期に亘って良好な操作性が維持される。
第２ディスク２７に摺接する第１ディスク２５と、第２ディスク２７に摺接する第３ディスク２８との間に閉鎖空間３３を形成したので、端面２５′、２７′、２７″、２８′を鏡面仕上げして、第２ディスク２７と第１ディスク２５との摺接部、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接部をシールすることにより、閉鎖空間３３の止水を容易に行うことができ、閉鎖空間３３からの漏水、特にカートリッジケース２１の小径部側への漏水を容易に防止することができる。
【００２５】
閉鎖空間１４、３３に一次圧が加わるので、閉鎖空間１４、３３に接するカートリッジケース１、２１をＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＳＵ（ポリサルボン）等の高強度素材で形成するのが望ましい。汎用性の高いＰＰＳは特に好ましい。
ディスクバルブＡ、Ｂは、単一のレバーを揺動回動操作して吐出水の水温と流量とを調整するシングルレバー湯水混合水栓に使用できる。
水流入口２ｂ、２２ｂ、第２穴５ｂ、２５ｂを廃止し、レバー９、２９の軸線Ｘ１、Ｙ１回りの回転を不能にし、凹部７ａ、２７ａと第１穴５ａ、２５ａとの重畳の度合いのみを調整可能とし、湯流入口２ａ、２２ａを給水口に接続すれば、ディスクバルブＡ、Ｂを、レバーを揺動操作して水の吐出流量を調整する単水栓に使用できる。
端面５′、２５′に形成した溝を介して、第２穴５ｂ、２５ｂを、閉鎖空間１４、３３に常時連通させても良い。電気温水器等を経由した湯を第１穴５ａ、２５ａに供給する場合には、第１穴５ａ、２５ａの上流に減圧弁が配設される。この場合に第１穴５ａ、２５ａを、閉鎖空間１４、３３に常時連通させると、第１ディスク５、２５の両端面間で相殺される圧力は低圧の湯圧であり、高圧の水圧は相殺されない。この結果、第１ディスク５、２５と第２ディスク７、２７との摺接面の面圧は余り軽減されない。従って、第１穴５ａ、２５ａの上流に減圧弁が配設される場合には、第２穴５ｂ、２５ｂを閉鎖空間１４、３３に常時連通さるのが好ましい。
溝５ｄ、２５ｄを形成するのに代えて、第１穴５ａ、２５ａの端面５′、２５′側端部の一部が、閉鎖空間１４、３３に常時接するように、第１穴５ａ、２５ａを形成しても良い。
第１穴５ａと第２穴５ｂとを閉鎖空間１４に常時連通させ、第１穴２５ａと第２穴２５ｂとを閉鎖空間３３に常時連通させても良い。この場合には、一方の穴から他方の穴への逆流を防止するための逆止弁をそれぞれの穴の上流側に配設するのが望ましい。
凹部７ａに代えて、第２ディスク７を貫通する穴を形成し、把持具８と第２ディスク７との当接部の前記穴近傍部をＯリング等によりシールしても良い。
第２ディスク２７の端面２７″中央部に少量のシリコングリースを塗布しても良い。長期止水後に第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに相対摺動させる際の始動時に、第２ディスク２７と第３ディスク２８との摺接面の摺動抵抗を低減させ、第２ディスク２７を第１ディスク２５と第３ディスク２８とに容易に相対摺動させることができる。第２ディスク２７の端面２７″中央部は、直接には通水に接しないので、通水にシリコングリースが混入するおそれは殆ど無い。
【００２６】
【発明の効果】
上記説明から分かるように、本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有しているので、当該摺接面を潤滑するためのグリースを必要としない。従って、吐出水へのグリースの混入が抑制される。
前記摺接面の自己潤滑性は、前記摺接面に水膜が形成されることにより発現する。本発明に係るディスク式バルブにおいては、連通路を介して第１貫通穴に常時連通する第２ディスク径方向外方の閉鎖空間が常時満水状態にあるので、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分は常時接水している。従って、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動するのと同時に、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面に水膜が形成され、前記摺接面の自己潤滑性が発現する。
ディスク式バルブが長期に亘って止水状態にあると、前記摺接面に形成された水膜が乾燥して減少する。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、摺接面の水膜不足で前記相対摺動が困難になる可能性がある。本発明に係るディスク式バルブにおいては、以下の理由で係る困難を生じない。第１ディスクは一次圧により第２ディスクに常時押し付けられている。本発明に係るディスク式バルブにおいては、第１ディスクの一方の端面の前記閉鎖空間に接する部分に一次圧が常時加わり、当該一次圧は第１ディスクを第２ディスクから引き離す方向に作用するので、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面の面圧は低い。従って、第２ディスクを第１ディスクに相対摺動させる際の始動時に、仮に摺接面が水膜不足となっていても、第２ディスクは第１ディスクに容易に相対摺動できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係るディスクバルブの構造図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。（ａ）中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、（ｂ）の折れ線ａ−ａに沿った断面図である。
【図２】本発明の第１実施例に係るディスクバルブの構造図である。（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。（ａ）中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、（ｂ）の折れ線ａ−ａに沿った断面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係るディスクバルブの縦断面図である。図中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、図１（ａ）と同様の折れ線に沿った断面図である。
【図４】本発明の第２実施例に係るディスクバルブの分解斜視図である。
【図５】本発明の第２実施例に係るディスクバルブの縦断面図である。図中の矢印ｂ−ｂよりも下方部分は、図２（ａ）と同様の折れ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
Ａ、Ｂ ディスクバルブ
１、２1 カートリッジケース
２、２２ パッキンガイド
５、２５ 第１ディスク
５ａ、２５ａ 第１穴
５ｂ、２５ｂ 第２穴
５ｃ、２５ｃ 第３穴
５ｄ、２５ｄ 溝
７、２７ 第２ディスク
７ａ、２７ａ 凹部
８ 把持具
９、２９ レバー
１０、３０ レバーガイド
１４、３３ 閉鎖空間
２８ 第３ディスク
Claims (4)
- 液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有し、第１ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接しており、第１ディスクの前記一方の端面に第１貫通穴から当該端面の周縁部まで延在する溝が形成され、第１貫通穴は前記溝を介して前記閉鎖空間に常時連通することを特徴とするディスク式バルブ。
- 液体流入口と、液体流出口と、液体流入口に連通すると共に板厚方向に延在する第１貫通穴と液体流出口に連通すると共に板厚方向に延在する第２貫通穴とが形成された第１ディスクと、一方の端面に第１ディスクの第１貫通穴と第２貫通穴とに連通可能な凹部が形成されると共に前記一方の端面を第１ディスクの一方の端面に摺接させた第２ディスクとを備え、第２ディスク径方向外方に閉鎖空間が形成され、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの第１貫通穴との重畳の度合いが調整されるように構成されたディスク式バルブであって、第１ディスクと第２ディスクとの摺接面が自己潤滑性を有し、第１ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接しており、第１貫通穴の一部が前記閉鎖空間に常時連通することを特徴とするディスク式バルブ。
- 一方の端面が第２ディスクの他方の端面に摺接する円環状の第３ディスクを備え、第２ディスクは第３ディスクの中央開口を常時覆って第３ディスクに相対摺動し、第２ディスクと第３ディスクとの摺接面は自己潤滑性を有し、第３ディスクの前記一方の端面の第２ディスクとの摺接部に隣接する部位が前記閉鎖空間に接していることを特徴とする請求項１乃至２の何れか１項に記載のディスク式バルブ。
- 液体流入口は互いに独立した湯流入口と水流入口とを有し、第１ディスクの第１貫通穴は互いに独立した湯流入口連通穴と水流入口連通穴とを有し、第２ディスクの凹部は第１ディスクの湯流入口連通穴と水流入口連通穴とに連通可能であり、第２ディスクが第１ディスクに相対摺動して、第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの湯流入口連通穴との重畳の度合いと、第２ディスクの前記凹部と第１ディスクの水流入口連通穴との重畳の度合いとが調整され、前記連通路は湯流入口連通穴及び／ 又は水流入口連通穴を第２ディスク径方向外方の閉鎖空間に常時連通させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のディスク式バルブ。
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