JP4855939B2 - 切換弁 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は２００３年１０月１０日付け米国出願第６０／４８１，４９９号、及び２００４年１月１３日付け米国出願第６０／４８１，８９０号の利益を主張する。本発明は、水を普通の台所の蛇口から２以上の出口の１つへ選択的に切り換える切換弁、特にセラミック円盤要素を有する切換弁に関する。

セラミック弁積み重ね体を用いる流体弁はよく知られている。セラミック弁積み重ね体は固定したセラミック円盤と回転するセラミック円盤とを含み、両円盤は通過開口を有して回転セラミック円盤の選択的動きにより弁を貫通する流体の流れを制御する。これらは一般的に、少例を挙げればインライン弁や、普通の蛇口、切換弁、給水センなどの多様な形で見られる。殆ど全てのセラミック弁は「重積体」を構成し、伝統的にシールと、固定セラミック円盤と、回転セラミック円盤と、回転セラミック円盤と接触する軸受とを含んでいる。重積体は通常、流体源の幾つかの入口と出口とを画成する弁本体内に収容されている。

こうした弁を適正に働かせるには、固定及び回転セラミック円盤を一緒に、両円盤の界面間の流体の漏れを防ぐに十分な力（重積圧力）で圧縮して保持しなければならない。同時に、回転セラミック円盤の回転に必要なトルクを所定値の範囲内に収めてユーザーが容易に装置を使用できるようにしなければならない。トルクとは、回転円盤を固定円盤に対して回転させ弁をその幾つかの作動位置に変えるために、ユーザーが弁の取っ手に（もしくは弁それ自体に）供給しなければならない力である。所定のトルクの値に関しては幾分主観があるものの、力は常に最も弱いユーザーが容易に弁を操作できる十分な低さを保つべきである。
米国特許第ＲＥ３５，５４５号明細書 米国特許第６，４０５，７５６号明細書 米国特許第６，５７５，１９６号明細書 同一出願人による特許文献１は、反復する重積圧力を得るために保持器を確動止め子へ取り付けることを開示している。同一出願人による特許文献２及び特許文献３は重積圧力を低下させる手段を開示している。

通常、重積圧力とトルクとの均衡はこれらの解決策の問題とはならないが、複雑な流れが円盤を通る弁例えば切換弁では、円盤への一様でない水圧が漏れを起こし易いことが分かっている。さらに、流れを回転セラミックから下方ハウジングを介して給送しなければならない既存の切換弁には、漏れのリスクと高い費用とが付きまとう。

こうして、セラミック円盤内での水圧を均衡させ、また十分に低い操作トルクを維持し、さらに流れを回転円盤を介して出口へと確実に給送するセラミック切換弁が必要となる。

本発明は、流体の流れを流体源から少なくとも２つの流体出口の１つヘと選択的に制御する切換弁にある。弁は少なくとも１つの流路を画成するハウジングを具備する。第１のセラミック板は回転に抗して固定してハウジングに装着してあり、ハウジングの流路と合致する少なくとも１つの流路を有している。第２のセラミック板はハウジング内に回転可能に装着してあり、ハウジングの流路と流体連通するように選択的に配置可能な少なくとも１つの流路を有している。切換弁はさらに第２のセラミック板に固定的に取り付けられた付属品ケースも具えている。付属品ケースは、第２のセラミック板の流路と合致する少なくとも１つの流路を具えている。付属品ケースの流路は流れアダプタを装着するように構成されている。

好ましくは、付属品ケースは接着剤により第２のセラミック板に接着するとよい。理想的には、接着剤はエポキシ樹脂とする。さらに、付属品ケースは２つの流れアダプタを装着するのが好ましい。一方の流れアダプタは曝気流用、第２の流れアダプタは蒸気流用である。

本発明の他の態様では、切換弁はハウジングと付属品ケースとに流路を有し、流路はセラミック板に作用する水圧を実質的に均衡させるように構成され配置されている。１実施形態では、ハウジングの流路は第１のセラミック板に対して開かれかつこれと平行し、これにより流路の圧力は第１のセラミック板に作用しこれを第２のセラミック板に圧迫する。

本発明の別の態様では、切換弁にはスラスト軸受と保持器とが含まれる。スラスト軸受は保持器と第２のセラミック板との間に配置され、少ない摩擦で第２のセラミック板に当り第２のセラミック板を低いトルクで回転させる。１実施形態では、スラスト軸受は波形のばねと座金とを含む。他の実施形態では、スラスト軸受は低摩擦の座金である。低摩擦座金はＰＴＦＥを含むのが好ましい。第３の実施形態では、スラスト軸受はころ軸受である。

他の態様では、第１のセラミック板はハウジングに接着している。その上、切換弁は第１のセラミック板とハウジングとの間に少なくとも１つのリングシールを具えている。好ましくは、切換弁は第１のセラミック板とハウジングとの間に少なくとも３つのリングシールを具えるとよい。リングシールは溝の中に嵌着できる。また溝は鳩尾形の溝とするのが好ましい。

図１は本発明の弁１０を示している。弁１０は基本的にハウジング１２と、固定セラミック板または円盤１４と、選択リング１８によりその回転が制御される回転セラミック板または円盤１６と、付属品マウント２０と、回り止めケース２２と、保持器２４とから成る。さらなる詳細は後述するが、固定セラミック円盤１４は回転運動に抗してハウジング２０に固定され、付属品マウント２０は回転セラミック円盤１６に接着される。便利のため、回転セラミック円盤／付属品マウントの組立体を折々に出口組立体２６と言う。保持器２４は出口組立体２６と、回り止めケース２２と、選択リング１８とをハウジング１２に保持する。波形ばね２８と座金３０とで弁の封止を容易にし、かつスラスト軸受を構成する。スラスト軸受は回転セラミック円盤１６を固定セラミック円盤１４に対して維持する一方、回転円盤１６の回転時にトルクを最小化する。諒解されるように、この実施形態の軸受は弁内に低い流体圧力が、一般的にはおよそ８０psiより下の圧力が存在する場合に用いて最適である。高い圧力だと性能が落ちるおそれがある。

図１、２及び１１を参照すると、ハウジング１２は真鍮などの金属や、ポリオキシメチレンなどの適当なポリマーから形成できて、長手方向軸３２を持つほぼ円筒形をなしている。上方の本体部分３４と下方の本体部分３６とは軸線３２上に整列している。カラー３８は上方本体部分３４から突出するが、同様に軸線３２上に整列するのが好ましい。下方本体部分３６は一対の対向配置された部分円筒形の壁部４０を含み、壁部４０は、ハウジング１２の下方端部４４を介し、さらに部分円筒形壁部４０の軸方向端部４６も介して開放された空所４２を画成する。空所４２内の段付き凹部４８は環状壁部５０と上方本体部分３４の面５２とで仕切られている。段付き凹部４８は固定円盤１４の座席を形成する。下方端部４４に隣接する各部分円筒形壁部４０の外側はねじ切りされている。

入口導管５４は好ましくは軸３２に沿ってカラー３８から面５２を通過し、蛇口などから水源へ流体結合するようにする。入口導管５４は面５２にフレア部分５６を具えている。フィルター入口６０とフィルター出口６２は入口導管５４の両側に、互いに平行でかつ導管５４に結合しない段付き開口を含む。フィルター入口６０とフィルター出口６２は上方本体部分３４の側面を貫通し、水濾過装置への結合を容易にするジョン・ゲスト（John Guest（登録商標））取付物などの標準的取付物を受け入れるように寸法取りされかつ構成されている。フィルター入口６０の内側端部６４は、面５２の水路６８のところで終端する垂下導管６６に接続する。同様に、フィルター出口６２の内側端部７０も面５２の水路７４で終端する垂下導管７２に接続する。両水路６８、７４は平行ではなく、それぞれ導管６６、７２から長手方向軸３２に幾らか近い終点７６、７８に向って延びている。

次に図１、３、及び４を参照すると、固定セラミック円盤１４は通常円形をなし、一方の側面に接着面８０を、他方の側面に当り面８２を具えている。接着面８０から当り面８２へ、４つの通過開口８４、８６、８８、９０が円盤１４を貫通している。円盤１４は段付き凹部４８の中に嵌まり込むような大きさにされ、接着面８０が上方本体部分３４の面５２に接着される。１実施形態では円盤１４は、円盤を上方本体部分３４に恒久的に固定する任意適当な接着剤を使って、また弁１０を用いる用途に認められる最大温度幅の範囲内で面５２に接着される。一例はエポキシ樹脂である。諒解されるように、固定セラミック円盤１４を上方本体部分３４の面５２に接着するこの第１の実施形態は、弁内に一般的にはおよそ８０psiより下の低い流体圧力がある場合での使用が好ましい。高い圧力だと性能が落ちるおそれがある。

開口８４は終点７６と合致させて配置され、開口８６は終点７８と合致させて配置される。開口８８、９０は円盤１４の直径に沿って入口導管５４のフレア部分５６内に配置するのが好ましい。当り面８２の各開口８８、９０からは円盤１４の直径に沿ってスロット９２、９４が延びている。当り面８２は、当り面の周方向縁部に沿ってこの面から材料を取り除けば形成される小さな不規則な接触面９６を含んでいる。小さな接触面９６はトルクを落とす助けをする。セラミック円盤弁では当たり前だが、接触面９６は研磨された平面でなければならない。

図１、５、及び６を参照すると、回転セラミック円盤１６は通常円形を成し、ここからキー９８が突出している。回転セラミック円盤１６は固定セラミック円盤１４より大径を持ち、一方の側面に当り面１００を、他方の側面に出口面１０２を具えている。当り面１００はより小径の接触面１０３を具え、これは研磨された面でありかつ固定セラミック円盤１４の接触面９６より小さくない大きさを持つ。回転セラミック円盤１６は接触表面１０３に４つの通過開口と盲スロットとを具えている。２つの中央の開口１０４、１０６は円盤１６の直径上に配置され、回転円盤１６の固定円盤１４に対する第１の位置では互いに離間して配置され開口８８、９０と合致する。噴霧開口１０８は回転円盤１６の固定円盤１４に対する第２の位置では、固定円盤１４のスロット９２、９４の一方と合致して位置するが、この位置では同時には２つの中央開口１０４、１０６は開口８８、９０と合致しない。細長のフィルター開口１１０は接触表面１０２の周辺近くに配置され、回転円盤１６の固定円盤１４に対する第３の位置で固定円盤１４の開口８６と合致する。細長の盲スロット１１２は接触表面１０３内で寸法取りされて配置され、開口８４をスロット９２との流体連通に置く（両方とも固定円盤にある）と同時に、細長のフィルター開口１１０は開口８６と合致する。

次に、図１、７、及び８を見る。付属品マウント２０は真鍮などの金属や、ポリオキシメチレンなどの適当なポリマーで形成されるのが好ましい円盤をなし、接着表面１１３と反対側の出口表面１１４とを備えている。付属品マウント２０はハウジング１２と同じ材料で作られる必要があるが、経済的もしくは美学的理由からもそうする方が好ましいかもしれない。接着面１１３は回転セラミック円盤１６の出口面１０２に固着されるようにしてある。好ましくは付属品マウント２０は、接着表面１１２を出口面１０２に恒久的に接着する任意適当な接着剤を使って、弁１０を用いる用途に認められる最大温度幅の範囲内で出口面１０２に接着するのがよい。一例はエポキシ樹脂である。

付属品マウント２０は、回転セラミック円盤１６の２つの中心開口１０４、１０６を取り囲む大きさの中心開口１１６を具えている。中心開口１１６から外方に離間した環状の溝１１８は、噴霧開口１０８と流体連通するように配置される。複数の噴霧開口１２０は中心開口１１６を取り巻きながら溝１１８から出口表面１１４へ突出している。環状の盲スロット１２２は第１の端部１２４から第２の端部１２６まで９０°未満の孤形をなして延びている。第２の端部１２６のところでフィルター出口開口１２８は出口表面１１４へと付属品マウント２０を貫通する。出口表面１１４で、中心開口１１６は従来の曝気装置１３２を収容するようにした内側螺装孔１３０を具えている。同様に、フィルター出口開口１２８はラミネータ１３６を収容するようにした内側螺装孔１３４を具えている。

付属品マウント２０はまた直径に沿って内方に延びる２つの孔１３８、１４０も具えている。孔１３８、１４０は回り止めケース２２と相互作用するためにばねとボール（図示せず）を収容するようにされている。図１で見られるように、回り止めケース２２は、部分円筒形壁部４０間に緊密に嵌合するように寸法取りされ離間配置された一対の外方突出フランジ１４２を有したリングである。回り止めケース２２の内径は名目上付属品マウント２０の直径より大きい；付属品マウント２０が回り止めケース内を自由に回転できるに足るように。回り止めケースの内壁には多くの回り止め１４４が設けられ、各回り止めは回転セラミック円盤１６の、固定セラミック円盤１４に対する第１、第２、もしくは第３の各位置の１つに対応している。一般的に、回り止めケースはデルリン（delrin（登録商標））などの自己潤滑材料で製造される。

次に図１及び９を見ると、選択リング１８は外側のカラー１４６と内向きの環状リップ１４８とを含み、その中に正対するキー孔１５０が形成されている。キー孔１５０は、弁１０の組付け時に回転セラミック円盤１６のキー９８を収容する大きさにされている。選択リング１８の直径は名目的に部分円筒形壁部４０の外径より大きくしてある；選択リング１８が部分円筒形壁部４０の周りを自由に回転できるに十分なように。外側のカラー１４６はぎざぎざのある部分１５２と示標部分１５４とを持つ。ぎざぎざ部分１５２は、ユーザーが選択リング１８を把持して手で回転セラミック円盤１６を所定の第１、第２、第３の位置の１つに回せるようにする。示標部分１５４の可視示標１５６は第１、第２、第３の位置のそれぞれに対応し、そのためユーザーは第１、第２、第３の位置の特定の位置を得るためにどの方向に選択リングを回転させるかを容易に決めることができる。

図１、１０、及び１１を参照しながら弁１０の組立てを詳述する。先ず留意すべきはここに記述した特定の組立て順序が、弁の組立てについての多くの可能な組合せの１つにすぎないことである。多くのいろいろな弁の組立て方が一様に選好されるから、記述した弁の組立てはもっぱら各種弁要素の相互取付けをよりよく記述するためで、記述した順序に弁の組立てを限定するためではない。

出口組立体２６を空所４２内に配置し、回転セラミック円盤の接触表面が固定セラミック円盤の接触表面に当り、キーが部分円筒形壁部４０間に突出するようにする。こうして出口組立体２６はキーの、止め子として有効に機能する軸方向縁部４６間の運動の自由により、制限範囲内を固定セラミック円盤１４に対して回転できる。選択リング１８を部分円筒形壁部４０に被せ、キーの孔１５０がキー９８を収容するようにする。次に波形ばね２８を付属品マウント２０に被せ回転セラミック円盤１６に当るようにする。次にポリオキシメチレンが好ましい座金３０を付属品マウント２０に被せ波形ばね２８に当るようにする。滑らかさは回転円盤１６のトルクを最小化するために重要である。それゆえ諒解されるように、波形ばね２８は摩擦が起る回転円盤と座金とに有限接触点を提供する。

次に回り止めケース２２を付属品マウント２０に被せて座金３０に当て、突出フランジ１４２が部分円筒形壁部４０間に配されるようにする。こうして回り止めケースはハウジング１２に固定される。最後に、部分円筒形壁部４０の外側のねじすじに保持器２４を螺合する。保持器２４は回り止めケース２２に当る内向きのフランジ１５８を具えており、これが固定セラミック円盤１４に対して順に座金３１、波形ばね２８、回転セラミック円盤１６と圧力を掛け、重積圧力を確立する。好ましくは保持器（もしくはハウジング）は、米国特許第ＲＥ３５，５４５号に記述されてクレームされたように止め子を具え、これが確実に保持器をハウジングの所定の位置に位置させるのがよい。上述の曝気装置１３２やラミネータ１３６などの出口アダプタは、所望通りに付属品マウント２０に取り付けることができる。諒解されるように、出口組立体２６の回転軸は長手方向軸３２である。

弁１０の使用には、アダプタ１６０をカラー３８に取り付けることができる。アダプタ１６０は弁１０を台所の蛇口のような普通の蛇口に取付け可能にさせ、その結果台所の蛇口から出る水は入口導管５４に進入する。さらに、フィルター入口６０とフィルター出口６２とは、なるべくなら一般的なジョン・ゲスト（John Guest（登録商標））取付物を使用すれば水濾過装置につながる。この組立けにより、弁１０は蛇口に固着されて回転せず、さらに選択リング１８の回転に必要なトルクは十分低くなりユーザーは容易に選択リング１８を回わせ、また弁を蛇口に対して回転させるどころではなくなる。好ましくは、トルクは５インチ−lbs.以下がよい。

弁１０の動作を図１２−１７に関連して述べる。図１２及び１３は弁１０を貫通する流体の流路も含んだ、出口組立体２６が第１の位置にあるときのハウジングの面５２と、固定セラミック円盤１４と、回転セラミック円盤１６と、付属品マウント２０との位置関係を示している。この位置では、水は蛇口から濾過装置（図示せず）へ流れ、濾過装置から折り返してフィルター出口開口１２８へ給送される。説明のため、図１１は幾つかの構成要素を仮想線で示し、図は弁１０の中を見ている。

第１の位置で、水は蛇口から入口導管５４へ進入し、そこでフレア部分５６を通過して固定円盤１４の通過開口８８、９０へ至る。開口９０は回転セラミック円盤１４の接触表面により封鎖されるが、開口８８はスロット９２を介して細長の盲スロッ１１２と流体連通する。したがって、水は盲スロット１１２を通り、終点７６と合致する開口８４へ流れる。水は水路６８を通り導管６６へ、それからフィルター入口６０と濾過装置（図示せず）へ流れ続ける。濾過装置にある水はフィルター出口６２を通って弁１０へ進入し、それから垂下導管７２へ至り、水路７４を通って終点７８へ行く。ここで水は開口８６と合致する終点７８を通って流れ、今度は開口８６が出口組立体２６の位置により回転セラミック円盤１６の細長のフィルター開口１１０と合致する。同時に、細長のフィルター開口１１０を通過する水は付属品マウントの環状の盲スロット１２２に進入し、そこでフィルター出口開口１２８を通り弁１０を退出する。好ましくは、濾過された水の流れはラミネータ１３６を介して層状にするとよい。

図１４及び１５は第２の位置での構成要素の位置関係を示している。第２の位置で水は蛇口から入口導管５４へ進入し、そこでフレア部分５６を通過して固定円盤１４の通過開口８８、９０に至る。開口８８は回転セラミック円盤１６の接触表面により封鎖されるが、開口９０はスロット９４を介して噴霧開口１０８と流体連通する。同時に、水はハウジング１２のフィルター入口６０への進入と、回転円盤１６の中心開口１０４、１０６への進入を封鎖される。水は噴霧開口１０８を通って付属品マウント２０の溝１１８へ流れ、そこで噴霧開口１２０を介する噴霧として出て行く。

図１６及び１７は第３の位置での構成要素の位置関係を示している。第３の位置では、水は蛇口から入口導管５４に進入し、そこでフレア部分５６を通過して固定円盤１４の通過開口８８、９０に至る。通過開口８８、９０は２つの中心開口１０４、１０６と合致するから、水は回転セラミック円盤１６を通過し、同様に中心開口１０４、１０６と合致する付属品マウント２０の中心開口１１６を通り抜ける。好ましくは、濾過された水のこの流れは曝気装置を介して曝気するのがよい。

本発明による切換弁の第２の実施形態の重要要素は図１８―２０に示してある。先ず図１８を見ると、第２の実施形態が、（１）固定円盤１４'がハウジング１２'に接着されていないことと、（２）上方本体部分３４'の面５２'に溝と封止リングとが配置されていることと、（３）波形ばね２８と座金の代わりに、スラスト軸受がスラスト座金１６１を構成していることとを除けば、全ての点で第１の実施形態と同じであることが分かる（同じ部品は同じ番号を帯びている）。第２の実施形態は、例えばおよそ８０psiより上の高い流体投入圧力が存在する場合に特に適している。このような場合、波形ばねでは回転円盤を固定円盤に対して流体密に保持するには通常十分ではないだろう。

この実施形態では、スラスト座金１６１は好ましくはテフロン（登録商標）（Teflon）を充填した デルリン（Delrin（登録商標））で形成され、保持器２４が回転円盤１６を固定円盤１４'に対して確実に保持できるように座金１６１を寸法取りするのがよい。スラスト座金１６１は摩擦を少なくすべきであり、したがってその組成を加減しなければならない。例えば、ＰＴＦＥのデルリン（Delrin（登録商標））スラスト座金はＰＴＦＥを含まないものより低い摩擦係数を持つ。固定円盤１４'は封止リング１６２、１６４、１６６により面５２'に封止される。封止リング１６２、１６４、１６６のサイズ、形状、及び配置は、回転円盤１６が固定円盤１４'に対して回転するときのトルクを最小にするように選択する。例えば、各封止リングは断面を円形にし直径を．０７０インチにすることができる。別案として、１以上の封止リングを長方形（oblong）や長円形（obround）にし異なる直径にすることもできる。この場合例えば、端部は断面を円形とし側部は幅広ではなく高さのあるものにする。

今度は図１９及び２０を見ると、封止リング１６２、１６４、１６６はそれぞれ上方本体部分３４'の面５２'の溝１６８、１７０、１７２に配置されている。溝１６８はフレア部分５６の周囲に形成され；溝１７０は水路６８の周囲に形成され；そして溝１７２は水路７４の周囲に形成されている。好ましくは、各溝１６２、１６４、１６６の少なくとも一部分は鳩尾形にされて、封止リングが固定円盤１４'と隣接水路の水圧とにより圧縮される時にこれらが変形するための付加的スペースを供するようにする。例えば、水路の側面に沿う溝には鳩尾をつけずに水路の端部のところの溝を鳩尾形にしてもよい。好ましい実施形態では、みぞ１６２、１６４、１６６はおよそ．０５０インチ座刳られている。さらに、上方本体部分３４'には切込み１７４が形成されて固定円盤１４'のタブ（図示せず）を収容し、固定円盤がハウジング１２'に対して正しく整列しかつ回転に抗して固定できるようにされている。

他の点では第２の実施形態の動作は第１の実施形態の動作と同じである。一方この実施形態では、固定円盤１４'は軸方向ハウジング１２'に対して動く自由が幾分か制限される。したがって、ハウジングの通路６６、６８、７２、７４、及び／または５６の水圧が例えば１９０psi程度上がれば、水圧は固定円盤を回転円盤１６に圧迫しやすくなり、回転円盤１６は順にスラスト座金１６１への力を作り出す。封止リングは固定円盤１４'とハウジングの面５２'との間の封止を維持するが、十分に低いトルクを維持するためにスラスト座金１６１と回り止めケース２２との間にＰＴＦＥ座金（図示せず）を配することも勧められる。

今度は図２１―２３を見ると、切換弁１０の第３の実施形態はスラスト軸受２３'がころ軸受１７６であることを除けば、全ての点で第２の実施形態と同じであることが分かる（同じ部品は同じ番号を帯びている）。諒解されるように、第３の実施形態のスラスト軸受もまた同様に第１の実施形態に有効に利用できる。

ころ軸受１７６は、軸方向に互いに離間して配置された２つの平らなリングすなわち上方のリング１７８と下方のリング１８０を含み、これらの間にレース１８２を画成する。リング１７８、１８０は鋼で形成されるのが好ましいが、硬くて摩耗しない表面を持つ材料で十分である。レース１８２内には、デルリン（Delrin（登録商標））でつくられるのが好ましい自動注油リング１８４がある。自動注油リング１８４はリング円周に等間隔に置かれた複数の開口１８６を持ち、またレースの厚さより薄い厚さを持つ。各開口１８６の壁は、開口の中央に半径の中心がある球形の弧をなしている。なるべくなら鋼やその他硬い材料で作られ、開口の半径より幾分小さな半径を持つころボール１８８は、各開口１８６に配置されてその中を自由に回転する。ボールは少なくとも８、好ましくは１６個ある。上方リング１７８は回転セラミック円盤１６に当る。下方リング１８０は回り止めケース２２に当る。ボール１８８はレース１８２内に上方リング１７８と下方リング１８０間でしっかりと保持され、デルリン（Delrin）リング１８４により互いに個別に維持される。レース１８２より薄い厚さのデルリンリング１８４は上方リング１７８にも下方リング１８０にも接触しない。積み重ね体の一部であるスラスト軸受は、保持器２４により所定の力で回り止めケース２２と回転円盤１６との間で保持される。回転円盤１６が選択リング１８の加動により回転すると、円盤１６は上方リング１７８を自身と共に回転させる。円盤１６が回転すると、レース１８２中のボール１８８は付勢され上方リング１７８と下方リング１８０の間を最小の抵抗で回転する。したがって、回転円盤１６を動かすに必要なトルクは極めて低い。

本発明を幾つかの特定の実施形態に関して特定的に記述したが、諒解されるようにこれは説明のためであって限定するものではなく、また添付クレームの範囲は従来の技術が可能となるように広義に解釈すべきである。

本発明の切換弁の分解図である。 図１の切換弁のハウジングの底面図である。 図１の切換弁の固定円盤の平面図である。 固定円盤の底面図である。 図１の切換弁の回転円盤の平面図である。 回転円盤の底面図である。 図１の切換弁の付属品マウントの平面図である。 付属品マウントの底面図である。 選択リングの拡大図である。 図１の切換弁の側面図である。 図１０の切換弁の、線１１−１１での断面図である。 弁に進入した水がフィルターへ切り換えられ、弁に戻されて付属品マウントを退出する第１の位置での図１の切換弁の幾つかの構成要素の平面図である。 第１の位置での弁を貫通する水の流路を示した図である。 弁に進入した水が付属品マウントを退出するとき噴霧出口へ切り換えられる第２の位置での、図１の切換弁の幾つかの構成要素の平面図である。 第２の位置での弁を貫通する水の流路を示した図である。 弁に進入した水が付属品マウントを退出するとき曝気装置へ切り換えられる第３の位置での、図１の切換弁の幾つかの構成要素の平面図である。 第３の位置での弁を貫通する水の流路を示した図である。 本発明の切換弁の第２の実施形態の、図１１と類似した断面図である。 切換弁の第２の実施形態のハウジングの、図２に類似した底面図である。 オーリングを取り付けた、図１８の線１９−１９での断面図である。 本発明の切換弁の第３の実施形態の、図１１及び１８と類似した断面図である。 図２１のスラスト軸受の分解等角図である。 図２２のスラスト軸受の、線２３−２３での断面図である。

符号の説明

１０ 切換弁
１２ ハウジング
１４ 固定セラミック円盤
１６ 回転セラミック円盤
１８ 選択リング
２０ 付属品マウント
２２ 回り止めケース
２４ 保持器
２６ 出口組立体
２８ 波形ばね
３０ 座金
３２ 長手方向軸線
３４ 上方本体部分
３６ 下方本体部分
３８ カラー
４０ 部分円筒形壁部
４２ 空所
４６ 軸方向縁部
６０ フィルター入口
６２ フィルター出口
９８ キー
１３２ 曝気装置
１３６ ラミネータ
１４２ フランジ
１４４ 回り止め
１５０ キー孔

Claims (17)

1. 流体の流れを流体源から少なくとも２つの出口アダプタ（１３２、１３６）のうちの１つへ選択的に制御する切換弁（１０）であって、
   少なくとも１つの流路（５４、６４、６６、６８）を画成し、流体を流体源から装置へと切り換えるための出口と、装置からの流体を受ける入口とを有するハウジング（１２）と；
   ハウジングに取り付けられかつ回転に抗して固定される第１のセラミック板（１４）であって、ハウジングの流路と合致する少なくとも１つの流路（８８、９０）を有した第１のセラミック板と；
   ハウジング内に回転可能に取り付けられる第２のセラミック板（１６）であって、ハウジングの流路と流体連通するように選択的に配置可能な少なくとも１つの流路（１０４、１０６、１０８、１１０、１１２）を有した第２のセラミック板と；及び
   第２のセラミック板（１６）に固定的に取り付けられている付属品ケース（２０）であって、少なくとも１つの第２のセラミック板の流路と合致する少なくとも１つの流路（１１６、１１８、１２２）を有する付属品ケースと；
   を備え、付属品ケースの少なくとも１つの流路は出口アダプタ（１３２、１３６）を装着するように構成され、切換弁は第２のセラミック板の回転に応じて第１、第２、第３の切換位置をとり、流体は、第１の切換位置では装置を通過した後、出口アダプタ（１３６）から流出し、第２の切換位置では装置を迂回し、付属品ケース内の流路（１１８）を介して出口アダプタ（１３２）から流出し、第３の切換位置では装置を迂回し、付属品ケース内の流路（１１６）を通り、出口アダプタ（１３２）から流出することを特徴とする切換弁。
2. 請求項１に記載の切換弁において、付属品ケース（２０）は第２のセラミック板（１６）に接着されることを特徴とする切換弁。
3. 請求項２に記載の切換弁において、付属品ケース（２０）は第２のセラミック板（１６）に接着剤により接着されることを特徴とする切換弁。
4. 請求項３に記載の切換弁において、接着剤はエポキシ樹脂であることを特徴とする切換弁。
5. 請求項１に記載の切換弁において、付属品ケース（２０）は２つの出口アダプタ（１３２、１３６）を装着することを特徴とする切換弁。
6. 請求項１に記載の切換弁において、ハウジングと付属品ケース内の流路の一部は、セラミック板を半径方向で横切る水圧を実質的に均衡させるよう半径方向に配置され、それにより第１のセラミック板と第２のセラミック板とが互いに離間するのを最小にすることを特徴とする切換弁。
7. 請求項６に記載の切換弁において、ハウジング（１２）の流路（６８）は第１のセラミック板（１４）に対して開かれかつこれと平行し、これにより流路の圧力が第１のセラミック板に作用してこれを第２のセラミック板に圧迫できることを特徴とする切換弁。
8. さらにスラスト軸受（２８、３０、１６１、１７８）と保持器（２４）とを具備する請求項１に記載の切換弁において、保持器は第２のセラミック板（１６）を第１のセラミック板（１４'）に対して確実に保持し、スラスト軸受は保持器と第２のセラミック板との間に配置されて第２のセラミック板に小さな摩擦で当り、第２のセラミック板を低いトルクで回転させることを特徴とする切換弁。
9. 請求項８に記載の切換弁において、スラスト軸受は波形ばね（２８）と座金（３０）とを含むことを特徴とする切換弁。
10. 請求項８に記載の切換弁において、スラスト軸受は低摩擦の座金（１６１）を含むことを特徴とする切換弁。
11. 請求項１０に記載の切換弁において、低摩擦座金はＰＴＦＥを含むことを特徴とする切換弁。
12. 請求項８に記載の切換弁において、スラスト軸受はころ軸受（１７８）であることを特徴とする切換弁。
13. 請求項１に記載の切換弁において、第１のセラミック板（１４）はハウジング（１２）に接着されることを特徴とする切換弁。
14. 請求項１に記載の切換弁において、さらに、第１のセラミック板とハウジングとの間に少なくとも１つのリングシール（１６２、１６４、１６８）を含むことを特徴とする切換弁。
15. 請求項１４に記載の切換弁において、第１のセラミック板とハウジングとの間に３つのリングシールを含むことを特徴とする切換弁。
16. 請求項１４に記載の切換弁において、リングシールは溝（１６８、１７０、１７２）の中に嵌められることを特徴とする切換弁。
17. 請求項１６に記載の切換弁において、溝は鳩尾形溝であることを特徴とする切換弁。

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