JPH062774A

JPH062774A - 弁装置

Info

Publication number: JPH062774A
Application number: JP26121792A
Authority: JP
Inventors: Hideya Saiki; 英也斉木
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-01-11

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、弁装置を、僅かな加工精度の誤差
で液漏れすることがなく、特に長時間連続して使用した
場合でも、液圧１７．５kgf/cm²の条件での実用上の止
水信頼性を満足できるものとする。【構成】ハウジング１内部に固定された弁体６と弁体
６に摺動自在に重ね合わされた可動の弁体７に流通路１
５、流入路１３、１４を形成し、弁体６は高硬質セラミ
ックスで形成し、弁体７は自己潤滑性を有する合成樹脂
で形成し、弁体７の弁体６との摺接面を吸水させ膨潤し
た状態でラップ加工により平滑面または滑らかな中高に
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【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その
他、各種流体の止水または流量調節用の弁装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭用水道などに用いられてい
る水栓用弁装置のうち、温水および冷水を混合する弁装
置を、図１乃至図５を参照して説明すると、弁装置を被
うハウジング１の側面に、湯水の流出路２を有し、ベー
ス１２には、水道管または湯沸器と連通して水または湯
を供給する流入路３、４を有するものである。

【０００３】そして上記のハウジング１の弁収納凹部５
内のベース１２上に、弁体６と弁体７および案内リング
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内側上部に回転自在に保持されたレバーホルダ９に弁
を操作するレバー１０が取付けられている。

【０００４】ここで、弁体６は、ハウジング１の内面お
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、一対の流入路１３、１４が弁体
７の所定配置によってハウジング１側面の流出路２およ
び流入路３、４と連通するよう平面ハの字型に形成され
ている。また、弁体７は弁収納凹部５の内径よりも小径
の円柱状であり、案内リング８と弁体６ではさまれ、弁
体６および案内リング８に対して摺動が自在になってい
るとともに、弁体６に対する摺動面を切り欠いて流出路
２と連通する流通路１５が設けられている。

【０００５】さらに、案内リング８上部にはゴム製Ｏリ
ング１９が組み込まれ、弁体６とベース１２との間には
ゴム製Ｏ型のパッキン１６が組込まれており、これらゴ
ム製Ｏリング１９とパッキン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と案内リング
８の間がそれぞれ圧接してシールされている。また、前
記の弁体７とレバー１０とはレバーホルダ９にピン１８
で揺動自在に支持されたリンク棒１７を介して連動可能
であり、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。

【０００６】なお、図１および図２は弁体７が同図右側
に最も変位し、流通路１５が両流入路１３、１４の何れ
にも連通しない閉栓状態を、図３は流通路１５が一方の
流入路１３と連通する弁体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示している。また、図４
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。

【０００７】以上述べたような弁装置は、弁体６および
弁体７による平面状の摺動面間のすり合わせ状態に応じ
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。

【０００８】このような弁装置の弁体６、または弁体７
は、いずれか一方をセラミックスで成形し、他方はフッ
素樹脂、超高分子量ポリエチレンなどの自己潤滑性を有
する樹脂または二硫化モリブデン、カーボンなどの潤滑
性を高めるフィラーを充填した樹脂で構成（たとえば実
開昭６３−３６７６５号公報）することが知られてい
る。

【０００９】さらに、この発明者らは、弁体を構成する
樹脂成分が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、適宜の粉末状充填
剤を添加したもの、ポリエーテルケトン樹脂３５〜９０
重量％と平均繊維径が８μｍ以下の炭素繊維１０〜６５
重量％からなる樹脂組成物（特願平１−１０６８７
号）、ポリフェニレンサルファイド樹脂２５〜８０重量
％と平均繊維径が８μｍ以下の炭素繊維２０〜７５重量
％とからなる樹脂組成物が適当であることを提案した
（特願平１−１０６８６号）。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した一対
の弁体同士の摺接面は、いずれも平面で構成されている
ので、僅かの平面度の狂いがあっても液密に摺接でき
ず、実用上の目安となる液圧１７．５kgf/cm² における
止水試験で液漏れするという問題点がある。

【００１１】また、上記弁体同士の液密性は、特に弁装
置を長時間連続的に使用したとき、弁体が吸水し膨潤し
た状態で初期の平面度に狂いが生じ易く、この場合に弁
装置の操作性も不具合となる問題点もある。

【００１２】この発明は、上記した問題点を解決し、弁
装置を、液圧１７．５kgf/cm² の流体を完全に止水また
は流量調節し得るようにして、特に長時間連続して使用
した場合でも液圧性を保持して実用上の信頼性を満足で
きるものにすることを課題としている。

【００１３】

【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、ハウジング内部に固定された
弁体とこの弁体に摺動自在に重ね合わされた可動弁体に
それぞれ切欠または開口を形成し、これら一対の弁体の
変位により止水または流量調節を行う弁装置において、
前記一対の弁体のうち少なくとも一方を合成樹脂製弁体
とすると共に、この合成樹脂製弁体を吸水もしくは吸油
による膨潤した状態として、その他方の弁体との摺接面
を滑らかな中高または平滑面に形成した構成を採用した
のである。

【００１４】この発明に用いる油としては、弁体を形成
する合成樹脂との親和性が良く、樹脂内部に浸透して水
と同様にこの樹脂を膨潤させるものであって、例えばシ
リコーン油、フッ素化油などであってよい。これら油
は、前記合成樹脂の吸油性に合わせて選択する。

【００１５】

【作用】この発明に係る弁装置は、一対の弁体同士をハ
ウジング内で組み合わせた際、吸水または吸油した状態
の合成樹脂製弁体の滑らかな中高または平滑な摺接面
が、他方の弁体の摺接面に密接する。従って、所要の液
圧の使用条件下で長時間連続して使用しても、それ以上
合成樹脂製弁体が、吸水して変形することがないので、
両弁体間に隙間が生じることなく、液漏れせず、操作性
も悪化しないものとなる。

【００１６】

【実施例】この発明の実施例を以下、図面に基づいて説
明する。図１に示すように、実施例はハウジング１の内
部のベース１２上に流入路１３、１４を有する高硬質セ
ラミックス製の弁体６および自己潤滑製を有する合成樹
脂製の弁体７を順に重ねて収容し、直径約２８mmで底部
切欠きの円柱状弁体７の弁体６との摺接面を、吸水によ
り膨潤させてから研摩加工またはラップ加工により、平
滑面に、またはその中央部が外周縁より２〜１０μｍ高
い滑らかな中高に鏡面加工したものである。

【００１７】また、ハウジング１上部内側で回動自在に
保持されたレバーホルダ９は、ポリアセタール樹脂で形
成し、これにピン１８を水平状に取り付けてリンク棒１
７およびレバー１０を連結している。そして、レバーホ
ルダ９の下端面にはリング状の段付き凹部９ａを形成
し、この内側にＯリング１９および超高分子ポリエチレ
ン製案内リング８を収容し、案内リング８の下端面には
リング状保油溝８ａを形成してこれらを液密に摺接させ
ている。なお、弁体６と弁体７は、その成形材料を相互
に交換してもよく、弁体６の摺接面を平滑面または滑ら
かな中高としたものとすることもできる。

【００１８】この発明に用いる弁体７の成形材料として
は、たとえば、次に示す〜の樹脂組成物であってよ
い。ポリフェニレンサルファイド樹脂６０重量％、炭素繊
維２０重量％、マイカ２０重量％ポリフェニレンサルファイド樹脂５０重量％、ガラス
ビーズ５０重量％ポリエーテルエーテルケトン樹脂６０重量％、炭素繊
維２０重量％、マイカ２０重量％［実験例１〜３］弁体７を上記〜に示した自己潤滑
性のある樹脂組成物でそれぞれ射出成形により成形する
と共に、９０℃の熱湯に１２時間浸漬し、その後自動ラ
ップ機（エヌティエヌ社製）で樹脂弁の摺接面をラップ
盤に密着するようにチャックし、樹脂弁を回転させなが
ら摺接面を研摩して、滑らかな中高に形成した。そして
弁体７表面の凹凸形状を直径方向に測定端子を走らせて
表面粗さ測定器（タリーサーフ６：商品名）で調べ、結
果を図６ａ、ｂ、ｃにそれぞれ示した。この結果、実験
例１のものは中央部分が周縁より約３μｍ高い滑らかな
中高に形成され、実験例２のものは平滑面に形成され、
実験例３のものは中央部が約１０μｍ高い滑らかな中高
に形成されていた。

【００１９】［実験例４〜６］弁体７を前記〜に示
した自己潤滑性のある樹脂組成物でそれぞれ射出成形に
より成形すると共に、２３℃の水に４８時間浸漬し、そ
の後は実験例１〜３と全く同様にして弁体を形成した。

【００２０】次に、実験例１〜６の弁体７のそれぞれに
ついて以下に示す実用的機能試験を行なった。（１）実用的機能試験：北村バルブ社製のシングルレバ
ー式混合水栓ＫＭ３００Ｎを用い、弁体７に超高質セラ
ミックス製の弁体６を摺接させて初期のトルク試験と止
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、流量調節）、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１７．５kgf/cm²までかけ、１分間全く
水漏れしない最大水圧を測定した。

【００２１】これらの初期試験において、トルクが５kg
f ・cm以下でしかも止水試験が水圧１７．５kgf/cm²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、図
５に示すように、レバーを右端上部Ｒｕから右端下部Ｒ
ｄ（冷水）→左端下部Ｌｄ（熱湯９０℃）→左端上部Ｌ
ｕ（止水）→左端下部Ｌｄ（熱湯９０℃）→中央下部Ｃ
ｄ（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（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、１０万サイクルおよび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。

【００２２】この結果、上記した実験例１〜６の弁体
６、７を装着した弁装置は、試験前後で最大１７．５kg
f/cm²の水圧で全く漏れがなく、また、ハンドルトルク
も低く安定しており、使用上の問題がなかった。

【００２３】［比較例１］水にて膨潤させること以外は
実験例１〜６と全く同様にして弁体７を形成し、次いで
前記した実用的機能試験のうち、２０万サイクルの耐久
試験を行なった。そして、実験例１〜６と全く同様に表
面粗さを調べ、測定結果を図７に示した。この結果、比
較例１の弁体７は、吸水による膨潤のために表面形状が
歪に変形していることが判明した。

【００２４】また、別途比較例１の弁体７について、前
記した実用的機能試験を全く同じ条件で行ったが、２０
万サイクルの試験後に１７．５kgf/cm²の液圧条件下
で、弁装置の下部に漏れが生じた。

【００２５】

【効果】この発明は、以上説明したように、弁装置の一
対の合成樹脂製弁体の摺接面の少なくとも一方を膨潤し
た状態で平滑面または滑らかな中高形状にして他の弁体
に圧接させ、液密性を高めたものであるから、弁装置の
実用上の止水信頼性が一層確実になり、特に、熱湯等を
連続して長時間通過させても弁体の形状に経時変化がな
く、操作性も良好であり、１７．５kgf/cm² の液圧条件
下での止水試験にも充分耐えるものとなる利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の縦断面図

【図２】図１の弁体の作動状態を説明する横断面図

【図３】図１の弁体の作動状態を説明する横断面図

【図４】図１の弁体の作動状態を説明する横断面図

【図５】混合栓の外観を示す斜視図

【図６】（ａ）実験例１の表面粗さと測定距離の関係を
示すグラフ（ｂ）実験例２の表面粗さと測定距離の関係を示すグラ
フ（ｃ）実験例３の表面粗さと測定距離の関係を示すグラ
フ

【図７】比較例の表面粗さと測定距離の関係を示すグラ
フ

【符号の説明】

１ハウジング２流出路３、４、１３、１４流入路６、７弁体９レバーホルダ１０レバー１５流通路１６パッキン１９Ｏリング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ハウジング内部に固定された弁体とこの
弁体に摺動自在に重ね合わされた可動弁体にそれぞれ切
欠または開口を形成し、これら一対の弁体の変位により
止水または流量調節を行う弁装置において、前記一対の弁体のうち少なくとも一方を合成樹脂製弁体
とすると共に、この合成樹脂製弁体を吸水もしくは吸油
による膨潤した状態として、その他方の弁体との摺接面
を滑らかな中高または平滑面に形成したことを特徴とす
る弁装置。