JPH0469468A - 混合栓多穴ディスク - 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〕 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の混合栓加工ディスクに関す
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は既によく知ら
れている。

第３図ないし第７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
パツキンガイド流入路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と連通ずる流通路１５が設けられている。

さらに、上記の弁体６とベース１２との間にゴム製のＯ
リング１６が組み込まれ、二〇〇リング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Ｉ９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３図および第４図は弁体７が同図右側に最も変
位し、流通路１５が両流式１１３．１４の何れにも連通
しない閉栓状態を、第５図は流通路１５が一方の流入路
１３と連通ずる弁体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６図は流通路１５が
両流入路１３および１４と連通する弁体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況に応して、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、シール性の劣化に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とに高
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いる。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ことも知られてい
る（たとえば特開昭６３−３６７６５号公報）。

その他の樹脂成分としては、例えばポリエーテルイミド
樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂と炭素繊維、ガラス
繊維、さらに適宜の粉末状充填剤を添加したもの、さら
には新な素材として本発明者らの一部発明者の提案した
もの、例えば弁体の少なくとも一つをポリエーテルケト
ン樹脂３５〜９０号参照）やポリフェニレンサルファイ
ド樹脂２５〜１０６８６号参照）などからなる樹脂製弁
がある。

なお、これらの樹脂組成物の製法や性能、機能試験結果
等の詳細については当該出願明細書を参考にすればよい
。

〔発明が解決しようとする課題〕

混合水栓用弁装置の弁体の摺接面で確実にかつ長期的に
わたり止水できるようにするためには、弁体間摺接面の
表面平坦度、粗度（好ましくは０．５−以下がよい）、
弁体自体の材質の物理的特性（潤滑性、機械的または熱
的な耐衝撃強度、耐クリープ性など）、潤滑剤の改善等
によって弁耐摺接面の潤滑性をよくし、弁装置を操作す
るレバー等のハンドルトルクを少くすることが望ましい
。

しかし長期間、温度変化に耐え、水圧に対して確実に水
漏れを防止するためにはある一定度の摺動抵抗が必要で
あり、次第にレバー操作荷重の増加がさけられない。

そこで本発明の課題はこのような弁体間の摺接面の駆動
抵抗を軽減し、しかも長期間、安全かつ確実に漏水を防
止することである。

〔課題を解決するための手段〕 上記の課題を解決するため、この発明においては、弁体
ディスクの摺接面の少くとも一方に大の深さ０．３〜１
■、径０．３〜２−５弁全体の接合面に対する穴面積の
比率２０〜４０％の穴部を設けたものである。

〔実施例〕

この穴部（凹み）の加工形状はたとえば丸孔、たえん形
、三角形、四角形等の多角形、１ケまたは数ケの一条の
連続または非連続のらせん状等適宜の形状でもよい。な
るべく加工しやすい形状のものがよい。

穴の深さは０．３〜１閣、径０．３〜２■位でよく、そ
の断面は直角でも丸味をもっていてもよい。

一般にはこのような形状の穴部を全接合面積の２０〜４
０％の比率で多数設けられる。

対象とする弁体は各種の樹脂製品及びセラミック製のも
のが適当であり、金属製のものは余り好ましくない。

また穴部は弁体ディスク摺接面のいずれか一方または両
面に設けてもよい。

この穴部加工は射出成形時、金型にピンをインサート成
形することにより実施できるので、加工工程数も変らず
、量産可能でコストの増加することもない。

〔作用］ この発明の加工弁を使用することにより、弁本来の物理
的特性を失うことなく、長期的にわたり水圧に対しても
耐久性があり、駆動操作が長期間軽快でトルクと止水性
とを保持することが可能である。

〔実験例］ ｌ）　ポリエーテルケトン樹脂〔英国アイ・シー・アイ
社製：ピクトレックスＰＥＥＫ−４５０Ｐ　）２）　四
フッ化エチレン樹脂〔三井フロロ・デュポン・ケミカル
社製：テフロン−７Ｊ） ３）　ポリエーテルイミド樹脂〔米国ゼネラルエレクト
リックス社製；ウルテム１０００）１〜３の各樹脂７０
部に炭素繊維〔東邦レーヨン社製：ベスファイト１（Ｔ
Ａ、長さ６■、繊維径７．２μ、引張り弾性率２４００
０ｋｇ／ｓｗ”　、引張り伸び率１．５２７　）　３０
部を混合し、二軸押出ＩＩ（部員鉄工社製：　ＰＣＭ−
３０）に供給し、押出し造粒した。

このペレットをシリンダー温度３７０′Ｃ１射出圧７０
０−１８００ｋｇ／　ｃｊ、金型温度１９０°Ｃの金型
に第１図（イ）の形状の丸形ビンをインサート成形し、
止材バルブ社製シングルレバー混合栓にＭ３０ＯＮの加
工弁体（第１図（イ）の形状の第３図の弁体７）を得た
。

こ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。

実用的機能試験： 実験例の混合水栓ＫＭ３００）ｌを用い、摺接する弁体
６をアルミナ製として取付け、実験例１のポリエーテル
ケトン樹脂製弁につき耐久試験前の初期トルク試験と止
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ｉ１１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１７．５　ｋｇｆ／ｃｄまでかけ、
１分間全く水漏れしないことを確認した。

これらの初期試験において、トルクが５ｋｇｆ　−ａｍ
以下でしかも止水試験が水圧１７．５　ｋｇｆ／ｃｄ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と
同じシングルレバー式混合栓のレバー１０を連結し、第
７図のように、レバー１０を右端上部Ｒｕから右端下部
Ｒｄ　（冷水）→左端下部Ｌｄ　（熱湯９０’Ｃ）→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Ｃｄ　（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、ｌＯ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。

実験例記載の九穴加エボリエーテルケトン樹脂製弁Ａと
穴無しポリエーテルケトン樹脂製弁Ｂのカートリッジの
耐久試験によるレバー操作荷重の経時変化（２０万サイ
クルまでの湯側上下動）を示せば第２図の如く、Ｂは初
期の２．５倍の増加を示すが、Ａはほとんど変化がみら
れなかった。

〔効果］ 以上述べたように、この発明の加工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荷
重の変化がなく水漏れ、吐水不能などを確実に防止でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はディスクの表面加工形状の例、第２図はレバー
操作荷重の経時変化を示すグラフ、第３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４〜６図はその弁体の作動機構を示すための弁体
横断面図、第７図は第３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ｔ　　　　　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、

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）摺動自在に重ね合わされた弁体の摺接面の少くと
   も一方に穴の深さ０．３〜１ｍｍ、径０．３〜２ｍｍ、
   弁全体の接合面に対する穴面積の比率が２０〜４０％で
   ある穴部を設けたことからなる混合栓多穴ディスク。