JPH06193758A - 水栓金具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 銅又は銅合金製の水栓金具において、弁座付
近への適切なメッキ処理によって弁座周りの腐食を抑
え、水栓金具の素材を青銅以外の金属材料に拡大するこ
と。 【構成】 銅又は銅合金を素材とする水栓具の本体に対
し、その内部の少なくとも弁座付近の表面にＳｎ系のメ
ッキ層を形成する。Ｓｎ系の合金の中で、たとえばＳｎ
−Ｎｉ合金メッキでは、メッキ皮膜がＳｎ−Ｎｉの微細
な結晶粒から構成されるので、ピンホールが少なくまた
不動態化皮膜を作りやすく、水栓金具の銅又は銅合金の
生地の腐食を抑えることが可能となる。また、Ｃｒメッ
キ等に比べると、クラックが発生し難くく、これによっ
ても良好な耐食性が維持され、メッキ層の厚みが比較的
均一に維持することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、最も腐食しやすい弁座
部分の腐食を効果的に防止できるようにした水栓金具に
関する。

【０００２】

【従来の技術】単水栓や湯水混合栓等の各種の水栓具
は、金具製品としたものが一般的であり、その本体は主
に銅や銅合金又はステンレス材が従来から広く利用され
ている。これらの素材の中で、ステンレス材は銅や銅合
金に比べると、加工性に劣るほか価格的にも高いので、
素材としては銅や銅合金が好ましいとされている。

【０００３】水栓金具の中で最も簡単な単水栓の場合で
は、その内部流路に弁座を形成し、この弁座に着座する
弁体を操作用のハンドルによって操作することにより、
弁開度を変える構成が一般的である。

【０００４】水栓の内部の弁体を操作するとき、開弁時
や閉弁の直前では弁体と弁座との間の流路が縮小されて
いくので、他の流路部分と比べると弁座及びその周りの
流路での流速が最も大きくなるほか、通水の圧力も一時
的に上昇しやすい。このため、流路の開閉による水の流
速や圧力の変動を繰り返し受けることになる。

【０００５】したがって、弁座周りの表面が受ける機械
的及び化学的条件は厳しく、その他の部分の内部流路の
壁面に比べると腐食の発生度も大きい。また、水質によ
る影響も無視できず、使用環境によっては大きな腐食を
免れないことも多い。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、水栓金具
においては、その内部の弁座部分の腐食を防ぐことが重
要となり、従来からその素材としては青銅が主として利
用されている。これは、先にも述べたように、銅合金が
そのコストや加工性の面でステンレス材等よりも評価が
高いことを一つの背景としたものである。

【０００７】したがって、水栓の分野では、その素材が
青銅に制約される傾向が強く、水栓として有効であって
コストも低減できる他の金属材料への転化志向を阻害す
る一因となっている。

【０００８】本発明において解決すべき課題は、弁座へ
の適切なメッキ処理によって青銅を素材としなくても弁
座周りの腐食を抑えることのできる水栓金具を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の水栓金具は、銅
又は銅合金を素材とする水栓具の本体に対し、その内部
の少なくとも弁座付近の表面にＳｎ系のメッキ層を形成
してなることを特徴とする。

【００１０】

【作用】Ｓｎ系のメッキの中で、たとえばＳｎ−Ｎｉ合
金メッキでは、メッキ皮膜がＳｎ−Ｎｉの微細な結晶粒
から構成されるので、ピンホールが少なくまた不動態化
皮膜を作りやすい。このため、水栓金具の銅又は銅合金
の生地の腐食を抑えることができる。

【００１１】更に、Ｓｎ−Ｎｉ合金メッキは、水中での
耐食性皮膜として従来から知られているＣｒメッキ等に
比べると、クラックが発生し難く、これによっても良好
な耐食性が維持される。そして、Ｓｎ−Ｎｉ合金メッキ
では、Ｃｒメッキの場合に比較して、メッキ層の厚みが
比較的均一にできるという特性もあり、流路内壁の平滑
化も図られる。

【００１２】

【実施例】図１は本発明の水栓金具をＳｎ系メッキ液に
よってメッキする工程の一例を示す概略図である。

【００１３】図において、鋳造法によって製造され必要
な部分を機械加工された水栓の本体１は、従来の素材で
あった青銅に代えて、黄銅をその素材として製造された
ものである。

【００１４】水栓の本体１は、従来からの典型的なもの
と同様に、一端側に建屋の配管に接続する流入口１ａを
設け、他端側に下向きに開放する吐水口１ｂを備えたも
のである。そして、これらの流入口１ａと吐水口１ｂと
の間の流路に弁座１ｃを形成してこれに弁孔１ｄを開
け、更にこの弁孔１ｄと同軸上に操作ハンドル（図示せ
ず）がネジ接合されるスリーブ１ｅを設けている。

【００１５】本体１が浸漬されるメッキ槽２は、通常の
電気メッキの設備であればよく、その内部にはＳｎ系の
メッキ液を溜めておく。また、直流電源の整流器３に接
続した陰極電極４及び陽極電極５をメッキ液の中に浸漬
する。そして、図示の例では、陰極電極４を流入口１ａ
から挿入して内部流路の壁面に接触させ、陽極電極５に
はその下端を球体状としてスリーブ１ｅの中に挿入して
弁座１ｃに臨ませている。

【００１６】ここで、Ｓｎ系のメッキ液としては、従来
から知られているように、Ｓｎメッキ，Ｓｎ−Ｎｉメッ
キ，Ｓｎ−Ｃｏメッキ，Ｓｎ−Ｚｎメッキ，Ｓｎ−Ｎｉ
−Ｃｕメッキ及びＳｎ−Ｃｕ−Ｚｎメッキの６種類のも
のが適用できる。

【００１７】本体１をメッキ槽２に浸漬してメッキする
前段階として、本体１をＮｉメッキ浴によって表面のみ
にＮｉメッキを施す。この工程の後、図１のメッキ槽２
によってＳｎ系のメッキを施し、更にこの後にＣｒメッ
キ浴によって本体１の表面のみにＣｒメッキを施す。こ
のようなメッキの工程によって、本体１の表面及び内面
に最終製品としてのメッキが施される。

【００１８】ここで、図１の設備によるメッキ処理で
は、陽極電極５がメッキ液に浸漬されていることから、
本体１の外側の表面及び内部の表面の全体がＳｎ系の金
属によってメッキされる。そして、陽極電極５はスリー
ブ１ｅの中に入り込み弁座１ｃに臨む位置であるため、
この弁座１ｃの表面及びスリーブ１ｅの下端側のＳｎ系
のメッキ層を厚くすることができる。

【００１９】これに対し、陽極電極５を本体１の中から
引き抜いた配置でメッキ液に浸漬した場合では、本体１
の表面及び内面の全体がほぼ一様な厚さのＳｎ系のメッ
キ層を得ることができる。

【００２０】図２は別のメッキ設備によるメッキ処理を
示す例である。

【００２１】この例は、本体１の内部のみにＳｎ系のメ
ッキ処理を行うものであって、メッキ槽２に配管２ａを
接続すると共にポンプ２ｂによってメッキ液を本体１の
中に供給循環させる設備としたものである。このような
メッキ液の循環のために、本体１のスリーブ１ｅの上端
には蓋６を被せる。

【００２２】配管２ａは本体１の流入口１ａに接続金具
２ｃによって接続され、本体１の吐水口１ｂはメッキ槽
２に向いたものとし、ポンプ２ｂから供給されたメッキ
液をメッキ槽２に直接戻す。

【００２３】この設備でも、陰極電極４は接続金具２ｃ
に接続され、陽極電極５がスリーブ１ｅの中に入り込ん
でいるので、本体１の内部の壁面がＳｎ系金属によりメ
ッキ処理され、特に弁座１ｃ部分のメッキの肉厚を大き
くした処理が行われる。

【００２４】更に、図３は電気メッキに代えて、メッキ
液を通すだけでメッキ処理する例である。

【００２５】これは、図２の設備から整流器３，陰極電
極４及び陽極電極５を省いたものに相当し、ポンプ２ｂ
によってメッキ槽２から本体１にメッキ液を供給して通
過させてメッキする通液化学メッキ法を採用したもので
ある。そして、この例では、メッキ液の内部流路の通過
によってほぼ一様な厚さのメッキ層が得られる。

【００２６】なお、以上の各例のメッキにおいて、Ｓｎ
系のメッキ層の厚さはできるだけ厚い方が耐食性の面で
好ましく、最低厚さは１ミクロン程度である。また、２
ミクロン以上とすることは、メッキ液が無駄になるほか
寸法公差に適合しなくなるため、好ましくない。

【００２７】このようにしてメッキ処理を施した製品に
対して、図４の概略図で示す試験設備によって、通水腐
食試験を行った。

【００２８】この設備では、水栓の本体１の流入口１ａ
に水槽１０からの配管１０ａを接続し、ポンプ１０ｂに
よって一定水圧の水を循環させ、本体１内の弁座１ｃ部
分の腐食量を測定する。そして、通水の条件は次のとお
りで行った。

【００２９】 水質：上水（ｐＨ＝６に常時管理したもの） 水温：６０℃ 水圧：６．０ｋｇｆ／ｃｍ² 流量：１．０リットル／分 図５は以上の通水条件に対して４種類の被試験用の水栓
を用いて計測した通水時間と腐食量の関係を示すデータ
線図であり、プロットは通水開始から５００時間及び１
０００時間を経過した２点で採取したものである。

【００３０】被試験用の水栓は、たとえば図１で示した
本体１と同様の形状を持つもので、その素材を黄銅と青
銅の２種類とし、それぞれにＳｎ系のメッキを施したも
のとそうでないものの合計４種であり、データ線図中に
記号Ａ〜Ｄについて対応する条件は次のとおりである。

【００３１】Ａ：黄銅製，Ｓｎ系メッキなし Ｂ：青銅製，Ｓｎ系メッキなし Ｃ：黄銅製，Ｓｎ−Ｎｉメッキ（１ミクロン厚） Ｄ：黄銅製，Ｓｎ−Ｃｏメッキ（１ミクロン厚） このデータ線図から明らかなように、素材が黄銅であっ
てＳｎ系のメッキを施さないもの（Ａの条件）では、弁
座１ｃ部分の腐食量はその他のものに比べて格段に大き
い。これに対し、黄銅製であってＳｎ系のメッキを施し
たもの（Ｃの条件）では、青銅製であってＳｎ系のメッ
キがないもの（Ｂの条件）よりも腐食量は小さく、黄銅
製であっても腐食量の減少が明らかに見られる。

【００３２】また、同じ黄銅製であっても、Ｓｎ−Ｎｉ
メッキよりもＳｎ−Ｃｏメッキを用いたほうが腐食量は
小さく、より一層の改善が図られていることが判る。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、水栓の内部で最も腐食
しやすい部分である弁座及びその周りをＳｎ系メッキに
よって保護することによって、腐食の進行を抑えること
ができる。このため、従来では水栓金具の素材として青
銅が主として用いられていたのに対し、その他の金属素
材であってもＳｎ系メッキを施せば腐食のない製品が得
られる。したがって、水栓金具の素材を青銅に限定する
ことなく、他の金属素材を用いることができ、適性な素
材の選択によって加工性の向上やコストの削減が可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｓｎ系のメッキを水栓の本体に施す例であっ
て、本体の内部及び外部にメッキ層を形成する電気メッ
キの例を示す図である。

【図２】Ｓｎ系のメッキを水栓の本体の内部のみに施す
電気メッキの一例を示す図である。

【図３】通液化学メッキ法によって本体の内部のみにＳ
ｎ系のメッキを施す例を示す図である。

【図４】通水試験の設備の概要を示す図である。

【図５】４種の水栓について弁座付近の腐食量を測定し
たデータ線図である。

【符号の説明】

１ 本体 １ａ 流入口 １ｂ 吐水口 １ｃ 弁座 １ｄ 弁孔 １ｅ スリーブ ２ メッキ槽 ３ 整流器 ４ 陰極電極 ５ 陽極電極

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 銅又は銅合金を素材とする水栓具の本体
   に対し、その内部の少なくとも弁座付近の表面にＳｎ系
   のメッキ層を形成してなる水栓金具。