JPH0213199B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、水道水や温水等の流体の流路を開
閉する給水栓等のバルブ、特にその開閉弁の構造
に関し、ウオータハンマの発生を抑制して小さな
力で開閉弁を作動できるようにする。

〔従来技術〕

従来のバルブとしては、例えば特開昭58−
84278号公報に記載されているようなものがある。
そのバルブは、水道管に接続された水道水用の流
路と、温水器に接続された温水用の流路とを備
え、水道水流路には給水弁を設け、温水流路には
給水弁と同一構成の給湯弁を設けている。給水弁
等は、ハンドルに固定されたホルダと、このホル
ダに進退可能に支持された弁体と、この弁体を弁
座側に付勢するスプリングとを有し、ハンドルの
回転によりホルダを進退させて弁体を弁座に着座
させて流路を閉じ、又は弁体を弁座から離して流
路を開く構造となつていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような従来のバルブにあつ
ては、流路を開閉する弁体をハンドルの回転によ
り直接進退させ、弁体の着座面の全周が一時に弁
座に着座し、若しくは弁座から離座する構造とな
つていて、水道水等の供給側の高い圧力がそのま
ま弁体に作用していたため、ハンドルを回転させ
るために大きな力が必要であつたばかりでなく、
弁体が短時間の内に弁座に着座して流路を遮断す
ることから、ウオータハンマが発生し易いという
不十分な点があつた。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、このような従来の不十分な点に着
目してなされたものであり、第１図等に図示する
ように、バルブボデイを貫通してその両端の開口
を入口及び出口とする流路内に、作動子の作動に
応動する弁棒の進退により該流路を開閉する開閉
弁を備え、該開閉弁が、前記弁棒に支持された弁
体と、この弁体を前記弁棒を介して弁座側に付勢
するスプリングとを備えてなるバルブにおいて、
前記弁体の前記スプリングにより付勢される方向
の面の偏心位置に突出部を形成して、その最頂部
を弁棒に設けたフランジへの当接部とし、この弁
体を、前記弁棒との間に隙間をもたせて該弁棒に
遊嵌させることにより傾動可能に取付けた構造と
することにより、上記不十分な点を解決すること
を目的としている。

〔作用〕

作動子であるハンドル等を回動等させて弁棒を
進退させ、その弁棒の一方への移動により、弁棒
のフランジが弁体の最頂部をスプリングの付勢に
抗して押圧する。すると、弁体は偏心位置が押圧
され、しかも弁体は弁棒との間に隙間を介して遊
嵌されているから前記押圧により傾動して、当該
弁体の着座部分が徐々に離れてバルブが開かれ
る。これにより弁体の前後の差圧が徐々に小さく
なる。弁棒の他方への移動によつては弁体が徐々
に閉じて前後の差圧が徐々に大きくなる。このよ
うに弁体の前後の差圧が徐々に変化するため、バ
ルブを開閉する際の解除力及び締込力を小さくす
るとともに、バルブを閉じる際のウオータハンマ
の発生を防止する。

〔実施例〕

以下、この発明を図示実施例に基づいて説明す
る。

第１図乃至第３図は、この発明の一実施例を示
すもので、給水栓の図である。

まず、構成を説明すると、第１図に示す１がバ
ルブボデイであり、バルブボデイ１の内部には、
上方に開口する中空室２と、この中空室２に一端
が連通し且つ他端が側方に開口する給水路３と、
同じく中空室２に一端が連通し且つ他端が下方に
開口する吐水路４とを設ける。

給水路３内には、逆流防止弁を兼用する流量調
整弁７を設け、これにより中空室２の最大流量を
調節しつつ下流側からの流体の逆流を防止する。
流量調整弁７は、給水路３を上流側と下流側とに
区画する仕切壁８に設けた連通孔９を閉じること
ができる仕切弁１０と、この仕切弁１０を軸方向
に移動自在に支持する調整ボルト１１と、この調
整ボルト１１が螺合された固定ナツト１２とを有
し、固定ナツト１２はバルブボデイ１のねじ穴に
螺合固定している。

仕切弁１０は、軸方向の一側にフランジ及びね
じ部を有する弁軸１０ａと、ねじ部に螺合されて
フランジの外側に取付られたパツキン１０ｂとか
らなり、弁軸１０ａのフランジとは反対側が、調
整ボルト１１の端面に形成した穴に移動可能に挿
入されている。そして、フランジと固定ナツト１
２との間にはスプリング１３を縮設し、このスプ
リング１３の付勢力により仕切弁１０を常時連通
孔９側に付勢する。

前記中空室２内には、内部に水量検出路１５が
画成されたホルダ１６を収容し、このホルダ１６
の上方で中空室２の上部開口を蓋体１７によつて
閉塞する。これら水量検出路１５、前記給水路３
及び吐水路４によつてバルブボデイ１を貫通する
流路が構成され、給水路３側の開口が入口５を、
また吐水路４側の開口が出口６をそれぞれ形成す
る。

ホルダ１６の水量検出路１５は、透孔１８によ
つて給水路３と連通すると共に、通孔１９によつ
て吐水路４と連通する。透孔１８には開閉弁２０
を関連設置し、この開閉弁２０の開閉作動を介し
て給水路３側と水量検出路１５側とが連通され
る。開閉弁２０は、第３図ａ〜ｃに拡大して断面
図示するように、透孔１８及びホルダ１６の上面
板を各貫通する弁棒２１と、この弁棒２１に傾動
可能に遊嵌された弁体２２と、弁棒２１の下端に
螺合された座体２３と、この座体２３を介して弁
棒２１を上方に付勢するスプリング２４とから構
成している。

弁棒２１の下端部にはフランジ２１ａと、この
フランジ２１ａの下方に所定間隔おいて形成され
たリング溝２１ｂと、リング溝２１ｂより下部に
形成されたねじ部２１ｃとを有し、フランジ２１
ａとリング溝２１ｂとの間に弁体２２を緩く外嵌
する。リング溝２１ｂにはＯ−リング等のパツキ
ン２５を嵌合し、このパツキン２５に弁体２２が
接触するようにして弁体２２の上下方向への移動
を規制する。また、弁棒２１のねじ部２１ｃには
座体２３を螺合すると共に、この座体２３によ
り、リング溝２１ｂからのパツキン２５の脱落を
防止する。

弁体２２は、第２図に拡大して図示するよう
に、リング溝２２ａと、このリング溝２２ａの上
側に形成された中空円錐形状のカム部２２ｂとを
有し、カム部２２ｂの上面は斜めに切欠させて、
その最頂部のみが弁棒２１のフランジ２１ａ下面
に略点接触するようにする。そして、カム部２２
ｂの底面の外径は、透孔１８の直径よりも若干小
径に形成して透孔１８内に挿入できるようにする
と共に、リング溝２２ａに嵌合されたＯ−リング
等のパツキン２７が透孔１８の下面に設定された
弁座２８に着座するようにする。

かかる弁体２２の穴径は、これに挿入される弁
棒２１の軸径よりも大きく形成し、これにより弁
体２２の内周面と弁棒２１の外周面との間に、弁
棒２１の作用により傾いてそれ自体の姿勢を変化
させることのできる程度の隙間２６を設定する。
この弁体２２を弁座２８側に付勢するスプリング
２４は、上端が座体２３の下面に着座していて、
その下端は、バルブボデイ１に螺合された支持栓
２９に着座している。さらに、開閉弁２０の給水
路３側はストレーナ３０によつて囲い、このスト
レーナ３０の下端を支持栓２９で支持する。

なお、１６ａは弁棒ガイドであり、ホルダ１６
と一体に形成されていて弁棒２１のたおれを防止
して該弁棒２１のスムースな上下動を確保する。

また、前記弁棒２１の、ホルダ１６の上面板を
貫通して上方に突出した先部には端面カム３２の
カム面を接触させる。端面カム３２のカム面は、
第３図等に図示するように、この端面カム３２を
等速回転運動させたとき、従節である弁棒２１の
変位が初期および終期において小さく且つ中間部
において大きくなるよう円弧状をなしている。か
かる端面カム３２は、蓋体１７に回転自在に支持
された枢軸３３に固定されていて、枢軸３３に
は、ボルト３４によつて作動子の一具体例を示す
ハンドル３５を固定している。従つて、ハンドル
３５の回転により、枢軸３３を介して端面カム３
２が一体に回転する。

開閉弁２０の下流側には、流体の動圧により回
転する羽根車３６を配置する。羽根車３６の回転
軸には歯車減速装置３７を連結し、羽根車３６の
回転数に対応して回転駆動される歯車減速装置３
７によつて、流路を流れる流体の流量が検出され
る。

なお、水量検出路１５と通孔１９を介して連通
された吐水路４の出口６には、吐出管４０を旋回
自在に連結している。４１は、吐出管４０の旋回
運動を許容するＯ−リング、４２は、Ｏ−リング
４１を支持するキヤツプナツトであり、４３は水
抜き栓である。

次に、作用について説明する。

水道の水圧源側から入口５に圧力水が供給され
ると、その圧力水が給水路３内に入り込み、流量
調整弁７の下側に作用してスプリング１３の付勢
力に抗して仕切弁１０を押し上げ、開閉弁２０側
に流れ込む。この場合、調整ボルト１１を回動さ
せて給水路３側への突出量を変化させ、調整ボル
ト１１の先端と仕切弁１０のフランジとの距離を
適宜に設定して仕切弁１０の進退量を調整するこ
とにより、本バルブの内部を流れる水道水の流量
を調整することができる。

流量調整弁７を通過した圧力水は、ストレーナ
３０の内側に入り込み、これを通過する際に炉過
されて開閉弁２０に至り、弁棒２１及び弁体２２
を、スプリング２４の付勢力に加えて弁座２８側
に押しつけるように作用する。

この際、開閉弁２０が閉じている場合、すなわ
ち第３図ａに示すように、弁体２２のリング溝２
２ａに嵌合されたパツキン２７の上面の全周がホ
ルダ１６の透孔１８下端の弁座２８に着座し且つ
該弁体２２の下面が弁棒２１のリング溝２１ｂに
嵌合されたパツキン２５の上面の全周に着座して
いるときには、弁体２２の外側の通路及び弁体２
２と弁棒２１との間に形成された隙間２６がいず
れも閉じられているため、圧力水が水量検出路１
５側に流れ込むことがなく、流路の出口６から水
道水は流出しない。

ここで、水を出すためにハンドル３５を回転さ
せると、ハンドル３５と一体の枢軸３３に固定さ
れた端面カム３２がハンドル３５と一体に回転し
そのカム面３２ａの作用により、第３図ａ〜ｃに
示すように、これに当接する開閉弁２０の弁棒２
１を押し下げる。

この場合、弁棒２１が下降すると、弁棒２１に
傾動可能に遊嵌支持された弁体２２のカム部２２
ｂの上端面が斜めに切欠されていて、その最頂部
のみが弁棒のフランジ２１ａに略点接触している
ため、弁棒２１に加えられた押下力が前記点接触
部分から弁体２２に入力される。すると、弁体２
２に切欠部を設け且つ弁体２２と弁棒２１との間
に隙間２６を設定したため、第３図ｂに示すよう
に、まず弁体２２が、最頂部の反対側に位置する
パツキン２７と弁座２８との接触部分を中心とし
て下方に旋回する。

そのため、パツキン２５の一部が弁体２２の下
面から離れると共に、弁体２２の外側に少量の通
路が形成され、これら隙間２６及び通路を介して
給水路３側と水量検出路１５側とが連通される。
これにより、給水路３側と水量検出路１５側との
水密性が破られ、その開口量に応じた給水路３側
の水が水量検出路１５側に流れ込む。

更にハンドル３５を回転させると、その回転量
に応じてパツキン２７と弁座２８との接触量が
徐々に減少し、該パツキン２７が弁座２８から完
全に離座した後は、第３図ｃに示すように、弁体
２２の外側に大きな通路が形成され、その通路を
経て水が水量検出路１５側に流れ込む。そして、
水量検出路１５内に流入した水は、羽根車３６を
回転させて吐水路４内に流れ込み、流路の出口６
から吐出管４０を経て外部に吐出される。

かくして、バルブを開ける時には、端面カム３
２の回転で弁棒２１を進退させてその弁棒２１の
移動初期に弁体２２を傾動させるようにしたた
め、給水路３と水量検出路１５との間を、小さな
力で弁体２２を変位させて透孔１８を徐々に開く
ことができた。そのため、弁棒２１の下端に作用
していた水圧が十分小さくなつた後に、更に弁棒
２１を大きく下降させることができるから、弁棒
２１と端面カム３２との摺接面の耐久性を大幅に
向上させることができた。

一方、水を止めるためにハンドル３５を前述の
場合とは逆側に回転させると、弁棒２１に螺合固
定された座体２３の下面に着座するスプリング２
４の付勢力により、端面カム３２のカム面に案内
されて弁棒２１が上昇し、この弁棒２１と一体に
弁体２２も上昇する。これにより、第３図ｃに示
すような姿勢のまま弁体２２が透孔１８内に入り
込み、この弁体２２がそれまで開いていた通路を
徐々に狭める。

弁棒２１が十分に上昇すると、第３図ｂに示す
ように、まず、パツキン２５の一部が弁座２８に
着座する。これにより、それ以上の弁体２２の上
昇が妨げられるが、弁棒２１は更に上昇するた
め、この弁棒２１の上昇によつて弁体２２が上方
に旋回し、弁座２８に対するパツキン２５の着座
範囲が次第に増加する。その結果、弁体２２の外
側に形成された通路が更にゆつくりと狭められ、
これと同時に弁体２２の下面に着座するパツキン
２５の接触範囲が大きくなり、隙間２６も徐々に
狭められる。

そして、パツキン２７の全周が弁座２８に接触
し且つパツキン２５の全周が弁体２２の下面に接
触すると、透孔１８が完全に閉じられて、水量検
出路１５と給水路３との連通が遮断される。これ
により、開閉弁２０が閉じられて、吐出管４０か
ら水が吐出されなくなる。

この場合、パツキン２７の一部が弁座２８に着
座してから所定時間の後、すなわち弁体２２が所
定角度旋回した後にパツキン２７の全周が弁座２
８に着座し、これにより開閉弁２０が完全に閉じ
られるため、閉弁までの時間を長く且つ絞り率を
小さくすることができる。従つて、給水路３側の
圧力と水量検出路１５側の圧力との圧力差を徐々
に小さくできるため、ウオータハンマの発生を効
果的に抑制することができる。

なお、この実施例では、作動子としてハンドル
３５を用いたが、レバーのような旋回運動する作
動子であつてもよく、その場合端面カムの形状は
それに見合う形状とする。

第４図には、この考案に係わる弁体の他の実施
例を示す。

この弁体１２２は、カム部１２２ｂの先端に突
起１２２ｃを軸方向に突出させて設けたものであ
り、この突起１２２ｃの先端が弁棒２１のフラン
ジ２１ａの下面に当接する。このように構成する
ことによつても前記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

なお、第４図に示したような突起は弁棒２１側
に設けるようにしてもよい。

〔発明の効果〕 以上説明してきたように、この発明では、弁棒
の進退に応じて弁体を傾動させて、流路の開閉を
徐々に行うことができるようにした。そのため、
小さな力で開閉弁を開閉することができると共
に、開閉時間を長くすることができる。従つて、
摺動部分に作用する力を小さくすることができ、
部品の耐久性が高く、ウオータハンマが発生し難
いバルブを提供することができるという効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図、第
２図はこの発明に係わる弁体の拡大斜視図、第３
図ａ〜ｃは開閉弁の作動状態を示す説明図、第４
図はこの発明に係わる弁体の他の実施例を示す斜
視図である。 １……バルブボデイ、３……給水路、４……吐
水路、５……入口、６……出口、７……流量調整
弁、１５……水量検出路、１６……ホルダ、１８
……透孔、２０……開閉弁、２１……弁棒、２１
ａ……フランジ、２２，１２２……弁体、２２ｂ
……カム部、２３……座体、２４……スプリン
グ、２５……パツキン、２６……隙間、２７……
パツキン、２８……弁座、３２……端面カム、３
２ａ……カム面、３５……ハンドル（作動子）、
１２２ｃ……突起。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブボデイを貫通してその両端の開口を入
   口及び出口とする流路内に、作動子の作動に応動
   する弁棒の進退により該流路を開閉する開閉弁を
   備え、該開閉弁が、前記弁棒に支持された弁体
   と、この弁体を前記弁棒を介して弁座側に付勢す
   るスプリングとを備えてなるバルブにおいて、前
   記弁体の前記スプリングにより付勢される方向の
   面の偏心位置に突出部を形成して、その最頂部を
   弁棒に設けたフランジへの当接部とし、この弁体
   を、前記弁棒との間に隙間をもたせて該弁棒に遊
   嵌させることにより傾動可能に取付けたことを特
   徴とするバルブ。 ２ 前記弁体の突出部は、前記弁座側の端部を斜
   めに切欠して形成し、その最頂部のみが前記弁棒
   のフランジに略点接触するように構成した特許請
   求の範囲第１項記載のバルブ。