JPH01234667A - 弁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、水と湯を混合して供給する湯水混合栓や供給
先を変える切替弁等における弁構造に関する。

〔従来の技術〕

弁の構造は、流体流路を開閉する弁体の形状やその動き
等によって様々に分類される。たとえば一般用として広
く利用されている水・栓等では、ハンドルに連動する板
状の弁体にパツキンを取り付け、このパツキンによって
水栓内部に形成した弁座をシールしている。また、弁体
を球体状としたボールバルブは、流路を半径方向に貫通
させたもので、弁体の回転によってこの貫通流路を上流
側及び下流側の流路に連絡する構造である。また、球体
状のものの他、たとえば３方向弁等では、中空円筒状の
弁体とし、その周壁に複数の流路口を開けると共に軸線
方向の一端を開放することによって、弁機能を果たせる
よ−うにしたものも広く利用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

中空円筒状の弁体を弁装置の本体に組み込むとき、回転
可能な配置とすることに加えて軸線方向への移動を拘束
する必要がある。つまり、通過流体の圧力等の影響を受
けてスラストが発生することなく定位置に弁体が保持さ
れる構造が必要なので、弁体の軸線方向の両端は弁装置
の内部に固定的に保持されている。このた必、弁体の両
端は弁装置の本体と接触し、大流量を必要とするときの
流体圧力に対するスラストを防くような場合にはこの接
触圧力はかなり高くなる。したがって、弁体を回転させ
るときの摩擦力も大きくなり、回転操作にも大きな力が
必要となる。

特に、近来の給湯設備等においては、湯と水の混合比及
び流量を自動的に設定するシステム等では、弁体をモー
タによって回転駆動する方式が採用されている。この場
合、前記のように弁体と弁装置本体との摩擦が大きい構
造では、モーフ出力軸のトルクを大きくする必要がある
。このため、装置全体の容量も大型化し、据付は場所等
に制限を受けるという難点がある。また、温度設定のだ
約に頻繁に回転動作するような混合弁としたときには、
弁体の円滑な回転にも限界があること等から、応答遅れ
も大きくなり、シャワー設備等に用いるには改良の余地
が残されている。

そこで、本発明は、円筒状の弁体を備えてその軸線周り
に回転させる弁構造において、弁体を軽い力で円滑に回
転可能とすることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の弁構造は、以上の目的を達成するために、弁装
置の本体の内部に中空円筒状の弁体をその軸線周りに回
転可能に収納し、前記弁体の内部を流体の通過流路とし
た弁構造において、前記弁体の軸線方向の端部と該端部
と対向する前記弁装置の本体内壁との間に合成樹脂製の
ライナを介装したことを特徴とする。

また、混合弁としたときには、中空円筒状の一端を開放
し且つ周壁に水及び湯の供給路に連通可能な流入口を備
えた混合弁体をその軸線周りに回転可能に弁装置の本体
内に備えた弁構造において、前記弁体と該弁体をそのス
ラスト方向に拘束する前記本体との間に、合成樹脂製の
ライナを設けたことを特徴とする。

更に、切替弁としたときには、中空円筒状をなし周壁の
上部側に複数の流体の流入口を設け且つ周壁の下部側に
単一の流出口を備えた切替弁体をその軸線周りに回転可
能に弁装置の本体内に備えた弁構造において、前記弁体
と該弁体をそのスラスト方向に拘束する前記本体との間
に、合成樹脂製のライナを設けたことを特徴とする。

〔作用〕

弁装置の内部に回転可能に収納した弁体は、その軸線方
向の端部が合成樹脂製のライナを介して本体の収納部内
壁に拘束される。そして、ライナは、弁体が回転すると
きの摺動案内面となり、その素材の性質を利用すること
によって弁体を円滑に回転可能とする。

〔実施例〕

以下、図面に示す実施例により本発明の特徴を具体的に
説明する。

第１図は本発明の弁構造を備えたノ１ルブユニ。

トの縦断面図、第２図は横断面図、第３図及び第４図は
第１図のＩ−Ｉ線及び■−■線による断面図である。

バルブユニットの本体１の一端には水供給管２及び湯供
給管３が連結され、水供給管２は通常の給水配管に接続
されると共に湯供給管３は給湯器（図示せず）に配管が
接続されている。また、これらの水供給管２及び湯供給
管３は、第３図に示すように上下方向にずれた高さに位
置し、それぞれの流出口２ａ、　３ａに挟まれた位置に
混合弁体４が回転自在に収納されている。

混合弁体４は、下端を開放した中空円筒状であり、その
上端のスピンドル４ａを本体１の上部に固定した温度調
整用モータユニット５に接続し、その出力軸の回転によ
って軸線周りに回転する。また、混合弁体４の周壁には
、上下にずれた位置に水流入口４ｂ及び湯流入口４ｃを
開け、これらの口を水供給管２及び湯供給管３の流出口
２ａ、　３ａに合わせることによって、湯と水の流路を
開閉する。なお、第２図においては説明を簡単にするた
めに、流出口２ａ、　３ａ及び水、湯流入口４ｂ、　４
ｃを同一面上に配置したものとして図示している。そし
て、これらの口２ａ、　３ａ、　４ｂ、　４ｃの形状及
びそれぞれの位置関係により、水と湯の混合比を自在に
変更することができ、図示の状態では、流出口２ａ、　
３ａに対して同じ流路面積となるように水、湯流入口４
ｂ。

４Ｃが位置し、水と湯とが等しい流量で本体１内に流入
する。

なお、流出口２ａ、　３ａの端部には、混合弁体４の周
壁に密着するパツキン６が一体化される。このパツキン
６は、混合弁体４の水、湯流入口４ｂ、　４ｃを含めて
その周囲をシール可能な曲面を持つ形状とした中空の円
筒体状であり、内部を流体の通過流路としている。また
、流出口２ａ、３ａには、パツキン６を保持するための
円筒状の保持金具６ａが一体化され、その外周と流出口
２ａ、　３ａの内周との間に環状の凹溝を形成している
。そして、パツキン６には補強用の芯金６ｂを円筒状に
形成してこれを一体化すると共に、この芯金６ｂ部分を
保持金具６ａと流出口２ａ、　３ａとの間にできる凹溝
に嵌め込むことによってパツキン６を固定している。こ
のようなパツキン６の固定構造によって、混合弁体４が
頻繁に回転して混合水温度を調整する過酷な使用条件で
あっても、パツキン６が所定の位置からはずれたり姿勢
を変えることが防止される。したがって、常に良好なシ
ール状態が得られ、混合弁体４の周面との間の適切な摺
動条件を維持することによって耐久性も向上する。また
、保持金具６ａを設けるのに代えて、流出口２ａ、　３
ａに凹溝を設けたり、又は本体１の適切な位置に形成す
ることによってパツキン６を保持固定してもよい。

更に、混合弁体４の下端及び上端には、その回転を円滑
にするための合成樹脂製のライチアａ、　７ｂを備えて
いる。これらのライチアａ、　７ｂは、たとえば弗素含
有樹脂、ポリエチレン、ナイロン（登録商標）、ポリフ
ェニルサ！レファイド（、ｐｐｓ　）　、ポリエーテル
エーテルケトン（ＰＥＥＫ）　、　ボリアリレート　（
ＰＡＲ）　、　ポリエーテルザルフォン（ＰＥＳ）等の
合成樹脂を素材として環状に成形される。そして、その
素材の弾性及び潤滑性を利用することによって、混合弁
体４を軽い操作力で回転可能とする作用を果たす。混合
弁体４の下端に設けるライナ７ａは、本体１に形成した
段部を利用して組み込まれ、その上面に混合弁体４の下
端面が載っている。また、上端に配置したライナ７ｂも
同様に本体１の段部を利用して取り付けられ、混合弁体
４の上端面及びスピンドル４ａの周面に摺接している。

このように、金属部材の混合弁体４と本体１とが直接摺
接せず、潤滑性のあるライナ７ａ、　７ｂを介在させる
ことにより、混合弁体４の速やかな回転が可能となる。

そして、水及び湯が混合弁体４の内部に流入したときに
作用する軸線方向への圧力に対しても、上端のライナ７
ｂが混合弁体４を受は止めるので、高い給水、給湯圧の
場合でも混合弁体４は円滑に回転する。したがって、温
度調整用モータユニット５の出力トルクも小さくでき、
装置容量を小型化できる。

混合弁体４の下端に連通する本体１内の流路には、水又
は混合水の温度及び流量を検知するためのチャンバ８が
形成される。このチャンバ８には軸流型の流量センサ８
ａ及び温度センサ８ｂが配置される。

更に、チャンバ８の下流には、水又は混合水の止水及び
流路切り替えのための切替弁体９が回転可能に配置され
ている。この切替弁体９は、混合弁体４と同様に内部を
中空とした円筒状であり、その上部のスピンドル９ａを
本体１の外部に固定したモータユニット１０の出力軸に
連結している。そして、周壁の上部側には４個の流入口
９ｂを開設すると共に、下部側には単一の流出口９ｃを
設けている。一方、切替弁体９を収納した部分の本体１
からは、洗い場に設けるスパウト用排出管１１及びシャ
ワー用排出管１２が分岐して接続されている。また、本
体１の他端側には、バス用排出管１３が取り付けられて
いる。

第５図は第１図の■−■線による横断面図であリ、円筒
状の切替弁体９の周面には、混合弁体４の場合と同様な
パツキン１４が密着している。このパツキン１４は芯金
１４２を備えると共に、スパウト用及びシャワー用排出
管１１．１２の基端部に設けた保持金具１１ａ、１２ａ
を利用して固定されている。

また、切替弁体９の下端及び上端には、混合弁体４の場
合と同様に本体１の内壁との間に合成樹脂製のライナ１
５ａ、１５ｂを設けている。このため、混合弁体４と同
様に、切替弁体９も円滑に回転動作でき、速やかに流路
の切り替えが行われる。なお、流出口９ｃはスパウト用
及びシャワー用排出管１１、１２への流路を同時に閉じ
且ついずれか一方を開くことができる開口面積及び形状
を持つものとする。

更に、本体１には、バス用排出管１３への流路を開閉す
る電磁弁１６が開閉弁として設けられる。すなわち、本
体１の内部にはバス用排出管１３への流入部分に弁座１
６ａを設け、電磁弁１６の弁体１６ｂを弁座１６ａに対
して開閉可能としている。この電磁弁１６を設けたこと
により、バス側への給水、給湯を洗い場のスパウト及び
シャワーとは独立して行うことができる。

ここで、混合弁体４及び切替弁体９を回転駆動するそれ
ぞれの温度調整用モーフユニット５．モークユニツト１
０及び電磁弁１６は、本体１の外部配置の系として備え
た制御部（図示せず）によって通電が制御される。そし
て、この制御は、流量センサ８ａ及び温度センサ８ｂに
よる出力信号に基づき行われると同時に、スパウト、シ
ャワー又はハスへの供給を選択することも含まれる。つ
まり、操作盤を浴室の壁面等に組み込んでこれに供給先
を設定するスイッチ、温度及び流量の調整スイッチ等を
設けておき、適切な温度及び流量の水又は湯を必要とす
る個所へ供給する系を持たせる。そして、これらの設定
及び実行は、混合弁体４及び切替弁体９の回転方向及び
角度、更に電磁弁１６の作動によって行われるもので、
このことを以下に説明する。

混合弁体４は、第２図において、時計方向又は反時計方
向に回転し、水、湯流入口４ｂ、　４ｃの水。

湯側の流出口２ａ、　３ａに対する整合度を変えること
によって、混合水の温度を調整する。つまり、図示の場
合では、前記のように同じ流量の水と湯が流入するが、
時計方向に回転させると水流人口４ｈが流出口２ａと整
合するようになると同時に湯側流路が小さくなる。この
ため、本体１内へは湯よりも水が多く流入し、混合水の
温度が低く設定される。逆に、混合弁体４を反時計方向
に回転させれば、湯量が多くなって温度が高くなる。こ
のような混合弁体４の回転動作は、操作盤による設定に
より温度調整用モータユニット５の出力軸の回転方向及
び回転角度の制御により行われる。そして温度センサ８
ｂによって供給される混合水の温度を測定し、これから
の信号に基づき混合水が設定値に保持されるように混合
弁体４を回転させることも可能である。

バスに湯を供給するときは、操作盤によって電磁弁１６
へ通電して内蔵したコイルを励磁し、弁体１６ｂを弁座
１６ａから離して流路を開放する。この操作によって、
チャンバ８内の混合水は切替弁体９の周囲及びその流入
口９ｂを通過して、バス用排出管１３に流下する。

また、洗い場のスパウトに混合水を供給するときは、モ
ーフユニット１０への通電を制御して切替弁体９を第５
図において時計方向へ回転させる。

この切替弁体９の回転により、流出口９Ｃが次第にスパ
ウト用排出管１１への流路を開くようになり、混合水が
スパウトに供給される。そして、回転角度を大きくすれ
ば、流路開放面積も次第に増加するので、流量の調整も
同時に行うことができる。

逆に、切替弁体９を反時計方向に回転させると、流出口
９Ｃがシャワー用排出管１２側の流路を開くようになり
、スパウト側と同様に混合水のシャワー側への供給及び
流量設定が行える。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の弁構造においては、内
部を流体が通過する中空円筒状の弁体を弁装置の本体内
に組み込むに際して、弁体の軸方向の端部面と本体内壁
との間に合成樹脂製のライナを介在させている。このラ
イナは、その素材が持つ弾性及び潤滑性によって弁体の
回転の円滑さを向上させ、軽い操作力で弁体を回転駆動
することができる。したがって、金属部材同志が接触す
る場合に比べて、楽に取り扱うことができ、モータによ
って回転駆動する場合ではモータ出力を小さくできる。

また、回転するときの摺動音も殆ど無いため静寂な操作
が可能であるほか、弁体と本体のそれぞれの摺接面の仕
上げ加工にも高い精度を必要とせず、生産性の面でも好
適となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の弁構造を備えたバルブユニットの一実
施例を示す縦断面図、第２図は横断面図、第３図、第４
図及び第５図は第１図のＩ−１，ＩＩ−ｍ、ｍ−ｍ線に
よる断面を示すものである。 １−本体　　　　　　２：水供給管 ３：湯供給管　　　　４：混合弁体 ５：温度調整用モータユニット ６：パツキン　　　　７ａ、　７ｂ　：ライナ８：チャ
ンバ　　　　８ａ：流量センサ８ｂ＝温度センサ　　　
９：切替弁体 １０：モータユニット１１：スパウト用排出管１２：シ
ャワー用排出管 １３：バス用排出管　　１４：パッキン１５ａ、１５ｂ
：ライナ　１６：電磁弁特許出願人　　　　　東陶機器
株式会社代　理　人　　　　　小　堀　　益（ばか２名
）第３図 第４図　　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁装置の本体の内部に中空円筒状の弁体をその軸線
   周りに回転可能に収納し、前記弁体の内部を流体の通過
   流路とした弁構造において、前記弁体の軸線方向の端部
   と該端部と対向する前記弁装置の本体内壁との間に合成
   樹脂製のライナを介装したことを特徴とする弁構造。 ２、中空円筒状の一端を開放し且つ周壁に水及び湯の供
   給路に連通可能な流入口を備えた混合弁体をその軸線周
   りに回転可能に弁装置の本体内に備えた弁構造において
   、前記弁体と該弁体をそのスラスト方向に拘束する前記
   本体との間に、合成樹脂製のライナを設けたことを特徴
   とする弁構造。 ３、中空円筒状をなし周壁の上部側に複数の流体の流入
   口を設け且つ下部側に単一の流出口を備えた切替弁体を
   その軸線周りに回転可能に弁装置の本体内に備えた弁構
   造において、前記弁体と該弁体をそのスラスト方向に拘
   束する前記本体との間に、合成樹脂製のライナを設けた
   ことを特徴とする弁構造。