JPH0637243Y2 - 衛生水弁 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は少なくとも、１つの水入口孔及び１つの水出口
孔を有する固定シリンダと、閉鎖位置から完全又は部分
的開放位置へ変位するよう回動及び長手方向変位可能な
ピストンとからなる衛生水弁に関する。

従来の技術及びその問題点 この種の弁は通常いわゆる単一レバー又は単一ノブ混合
弁として公知である。シリンダの入口孔は、これらの単
一の制御弁により弁本体の入口開口及びピストン壁面の
両面に対してシールされねばならない。さらにピストン
の頂部及び底部はシリンダの外面同様、弁の弁部材に液
密に嵌合されねばならない。従ってこの種の弁では動的
応力が加わる少なくとも４つのシール又はパツキンを設
けねばならないことを意味する。これは弁の制御素子の
製造に使用される材料によってはシリンダとピストン間
の接し合う面に直接的なシールがなされないためであ
る。硬質材料製の制御素子によっても接触面がシールを
なすのにかかでない非常に小さい許容誤差を保つのは不
可能か非常に費用のかかるものになる。プラスチツクス
により制御素子を製造する場合にも同じ問題点が生じ
る。さらに上記の種類のプラスチツク製の弁は製造が困
難である。

制御素子が互いに直接シールする弁は、軟質材料製の動
的応力のかかるパツキンを用いないので製造費用を大幅
に減少しえ、動作の信頼性を向上しうる。混合弁は制御
素子自体がシールを行なうので軟質材料製の動的応力の
かかるシールを必要としないものとして公知である。こ
の種の混合弁には金属又はセラミツク製の円盤状制御素
子が設けられる。一方を他方の上に載置するだけでシー
ルがなされるから円盤の場合所望の表面領域及び交差を
得ることは何ら困難でない。

円盤状制御素子を有する混合弁の欠点は快適水温範囲を
ピストン弁のそれに匹敵せしめるには大きな製造費用が
かかることである。ここで快適水温範囲とはレバー又は
ノブを増大又は減少的に動かしても混合湯温度の変化が
比較的小であることを意味する。円盤状制御素子を有す
る水弁のもう１つの欠点は可動円盤及びそれに形成され
ねばならない流れ部のため比較的大きな円盤領域が必要
であり、これにともない弁の径が大きくなることであ
る。さらにこの種の混合弁には可動円盤の操作手段は各
部分へかかる比較的大なる衝撃力に耐えるため交差及び
材料が重要であり製造費用が増加するという欠点があ
る。

本願発明に対する従来技術を示す文献として実公昭14−
9729号，特公昭36−1835号，実公昭36−25262号，特公
昭36−18291号及び特開昭59−23171号がある。

実公昭14−9729号は冷温の１対の給水管（9,10）及び放
水嘴（８）を有するシリンダ（１）と、このシリンダ内
で回動及び長手方向運動するピストン（３）とからなる
冷温調節コツクを示すにすぎない。

特公昭36−1825号も実公昭14−9729号と同様１対の入口
通路（2,3）及び蛇口（54）を連通するシリンダ（14）
と、このシリンダ内で回動及び長手方向運動するピスト
ン（17）とからなる混合弁を示すにすぎない。

実公昭36−25262号及び特公昭36−18291号も上記特公昭
36−1835号及び実公昭14−9729号が示す弁装置又はコツ
クと本質的に一致する二本の入口通路及び蛇口と連通す
るシリンダとピストンとからなる弁装置又はコツクを示
すにすぎない。

これら４文献の示す弁装置又はコツクは、本質的に前述
の従来の技術に属するものである。これら４文献による
弁装置又はコツクに充分な液密製をもたせるには、それ
ぞれの構成に応じた部分に比較的多数のパツキン又はシ
ールを設ける必要があるか、又はピストンの外径とシリ
ンダの内径とが厳密に一致するよう工作する必要があ
る。そのためこれらの弁装置又はコツクは液密性を犠牲
にしない限り、構成が複雑となるか、又は製造上の公差
を極めて小さくする必要があり、製造が困難であり製造
費用も多大なものになるといった欠点がある。

特開昭59−23171号は本出願人の先願であって、本願と
同様衛生水弁に関する。しかしながら、特開昭59−2317
1号は衛生水弁において水入口孔及び水出口孔周囲にＯ
リングパツキンを取り付けるための具体的手段を教示し
ない。

本考案の目的は単一制御弁の製造及び使用におけるシー
ルについての問題点及び欠点を除去し、構成が簡単で安
価に製造された動作が信頼しうる衛生水弁を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段 この目的は、長手方向全長に亘り連続して形成された割
り溝を有するシリンダの形状の弁素子を有する弁を提供
することで有利に達成される。シリンダに長手方向の割
り溝が形成されているためシリンダの径より僅かに大な
る径を有するピストンを使用することができる。ピスト
ンがシリンダ内へ挿入される際長手方向割り溝があるた
めシリンダはシリンダの材料の弾性により拡がり得、シ
リンダがピストンにかける半径方向圧縮力により積極的
で液密な機械的シールがなされる。この方法で製造され
るピストン及びシリンダの公差限界は大きい。製造の際
生じる問題は、ピストンをシリンダに嵌合させた後に各
部材の製造に要するシール面間の公差限界が、出来るシ
リンダの隙間より小なるように制御される。シリンダの
入口孔及び出口孔を対応する弁本体の孔に対しシールす
るＯリングの付加的予張力によりシリンダからピストン
方向の半径方向圧縮が増加する。

本考案の衛生水弁においては、シリンダの上端及び下端
のそれぞれに１対の略カツプ形状ベアリングとが設けら
れて、各カツプ形状ベアリングは開放縁に相補的な略半
円形部が形成されており、各半円形部は前記シリンダの
長手方向リブに対応する長手方向孔により分けられ、上
方及び下方の前記カツプ形状ベアリングの前記相補的半
円形部は、前記シリンダと前記衛生水弁の対応する水入
口孔及び水出口孔との間の液密シールをなすよう該少な
くとも１つの水入口孔及び該出口孔を囲むＯリングパツ
キンを該シリンダに取付ける着座手段を提供する。

本考案の衛生水弁においてはＯリングパツキンの着座手
段の位置決め及び機械的仕上がりを良好にしえ、このた
めＯリングパツキンと着座手段と弁本体間の相互の液密
性を高度に達成しうるという利点がある。

本考案の他の目的は壁の厚みが長手方向割り溝からシリ
ンダ断面において割り溝と直径上対向する最大壁厚部へ
と増大するシリンダを提供することにある。これはシリ
ンダの穴をシリンダの中心軸から偏心せしめることで技
術的に達成される。その許容誤差限界は非常に大きい。

本考案のもう１つの目的は単一制御衛生水弁に冷水及び
湯用の両入口孔及び混合湯用の出口孔をシリンダ壁にお
いて端部から長手方向同一距離に設けることである。端
部から長手方向同一距離に設けられた入口及び出口を有
するシリンダは、出口孔が入口孔より高く又は低くシリ
ンダに設けられている従来のピストン型混合弁に比べて
ピストン及びシリンダ双方の長さが小さくなる。

本考案の別の目的は、長手方向割り溝は入口孔間に延在
し、出口孔は長手方向割り溝とは反対側のシリンダ壁部
分に設けられているシリンダを提供することである。こ
の構成によると製造するにの比較的単純な構成であり横
断方向の溝の形状の室又は入口孔を出口孔に連通させる
通路を有するピストンを使用することができる。

本考案の別のも管状体でありシリンダの入口孔を出口孔
に連通させる横方向の孔又は通路を有するピストンを提
供することである。

本考案のさらに別の目的は、出口孔の水平方向寸法より
大なる水平方向長さをそれぞれ有する入口孔を有するシ
リンダを提供することにある。所望の快適温度範囲を提
供する水の流量は、出口孔の高さを増加することで得ら
れる。

本考案のさらに別の目的によればＯリングパツキンは、
シリンダ外面の出口孔と２つの入口孔との間に延在する
長手方向リブ及び長手方向割り溝の両側に延在する長手
方向リブを設けることでシリンダ外面上入口開口及び出
口開口に配設される。

実施例 以下図面を参照するに、第１図乃至第８図は弁組立体10
を示す。弁組立体10はシリンダ14と、シリンダ孔中に位
置し回動及び長手方向変位可能なピストン12とからな
る。長手方向割り溝16,それぞれ冷水及び湯用の２つの
入口孔17,18及び混合湯を排出する出口孔19がシリンダ1
4に設けられている。長手方向割り溝16はシリンダ14の
長手方向に延在し２つの入口孔17と18との間に挟装され
ている。入口孔17,18及び出口孔19はシリンダ壁15に穿
設され、基部つまり下端20から長手方向同一距離にあ
る。出口孔19の水平方向寸法は入口孔17,18の水平方向
寸法より小であるが、長手方向寸法は大である。出口孔
19の長手方向寸法は、個別の衛生水弁に所望の快適温度
範囲に依存して変化する。弁組立体10の成形部分は、好
ましくは適宜の金属からなるカウンタベアリング又はス
リーブ24であり、Ｏリングパツキン25が入口孔17,18及
び出口孔19と第５図乃至第７図に示された衛生水弁９中
の対応する水路との間に防水シールをなすよう設けられ
るように入口孔17,18及び出口孔19それぞれを囲む寸法
の入口孔17′,18′及び出口孔19′が形成されている。
第７図及び第８図に示す如く凹部として形成された流れ
室13が入口孔17,18と出口孔19とを連通するようピスト
ン12に設けられる。弁組立体10でシリンダ14とピストン
12とは、非常に滑らかな面を作り面対面の接触で嵌合す
る際他のシール組立体を要さずに防水シールをなす酸化
アルミニウムで製造するのが好ましい。勿論金属又は、
金属合金あるいはある種のプラスチツク等の他材料を使
用することもできるが、かかる弁組立体では静的シール
組立体が必要になることがある。第３図乃至第７図では
衛生器具９に動作的に取付けられた弁組立体10が示され
ているが、第３図では閉鎖位置，第４図では開放位置，
及び第５図は全て冷水，第６図は冷水と熱湯の一様な混
合，第７図は全て熱湯のそれぞれ様々な混合態様にあ
る。

第９図乃至第12図はカウンタベアリング及びシリンダ組
立体の別の例を示す。シリンダは、第１図乃至第８図の
シリンダ14と同様高い酸化アルミニウム含有率を有する
材料からなるのが好ましい。シリンダ30には第９図に最
も明確に示されている如く長手方向に延在するリブ32,3
3及び34,35が外面に形成されている。第９図に示す如く
リブ32,33は出口孔49を挟むように離間しており、リブ3
4,35は長手方向割り溝31を挟むよう形成されている。リ
ブ32,33は出口孔49を挟むよう離間しており、リブ34,35
はそれぞれ長手方向割り溝31の両側に形成されている。
カウンタベンリング組立体は第１図乃至第８図に示す如
くスリーブベアリングであるより、１対の略カツプ形状
のベアリング40,41である。各ベアリング40,41は同一の
形状である。それぞれには、上方及び下方ベアリング4
0,41それぞれを取り付ける際案内する細孔32′,33′,36
が設けられている。各ベンリングの内側つまり開放端に
は細孔32′,33′,36の間に一様な形状のアーチ形縁が形
成されてあり、第11図に示す如くシリンダ30に取付ける
と上側ベアリング40のアーチ形縁42,43,44は下側ベアリ
ング41のアーチ形縁42′,43′,44′と相補ぎなつて、入
口孔47,48及び出口孔49を囲む弁組立体が衛生器具９に
動作的に取付けられた際弁本体の熱湯及び冷水の入口及
び出口とシリンダ30の各孔との間に防水シール結合をな
すＯリングパツキン25を収容する円形凹部を形成する。
第９図乃至第12図はシリンダ及びベアリング組立体を図
示するのみであるが第１図乃至第８図に図示されたピス
トンが使用され同一材料で製造され同様な形状とされシ
リンダ30の孔内に置かれる。またシリンダ30の壁５の厚
さは、後述する第13図に最もよく示されている如く長手
方向割り溝31から始まつて直径上割り溝と対向するシリ
ンダ断面最大壁厚部へと増加する。ベアリング24及び4
0,41もシリンダ14,30を特に半径方向に補強する。

第14図乃至第17図に図示した実施例は第１図乃至第７図
に示したピストン12の変形例を使用する。弁組立体50
は、入口孔53,54と出口孔55とを有するシリンダを含
み、シリンダ壁の厚さは割り溝51から始まつて長手方向
割り溝51に対向するシリンダ壁断面の最大壁厚部へ増大
する。シリンダ52は高い酸化アルミニウム含有率を有す
る材料からなりシリンダ14,30と同一の物理的性質を有
するのが好ましい。ピストン組立体56は、下端59が螺刻
され上端は第３図及び第４図に示したハンドル又はレバ
ーへの連続部へ動作的に接続するよう構成された拡大ヘ
ツド60であるシヤフト58を含む。シヤフト58には周回溝
61が形成されＯリング62が設けられる。シヤフト58には
通路又は溝63が形成され、シリンダ52に設けられた入口
孔53,54と出口孔55とを連通する。高い酸化アルミニウ
ム含有率を有する材料よりなるスリーブ66には、シヤフ
ト58の径より僅かに大きい径を有する内孔67が形成され
る。シヤフト58は取付けられた際には拡大ヘツド60の下
面に沿つて形成されたリブ64により回転しないようロツ
クされる。リブ64はスリーブ66の上方縁67に形成された
対応する凹部64′に嵌入する。Ｏリング62がスリーブ66
の上端67を防水シールする。シヤフト58より僅かに大き
くシリンダ52の孔の径より小さい外径を有する螺刻ナツ
ト70は、シヤフト58に螺合し、第16図に示す如く締めら
れるとスリーブ66をシヤフト58へロツクする。これによ
りピストン組立体56はシリンダ52のシリンダ孔内で長手
方向変位及び回動が可能となる。ナツト70の上面76には
環状溝72が形成されてＯリング73が着座される。Ｏリン
グ73はスリーブ66の下縁68を防水シールする。スリーブ
66にはシヤフト58の溝63と重なる細孔69が形成されるの
で、シリンダ52の水入口孔53,54と水出口孔55とを連通
する水路ができる。

ここで、第13図を参照して図１に示すシリンダについて
更に詳しく説明する。尚、第13図に示すシリンダの構成
は図９に示すシリンダにも適用可能である。第13図に示
す如くシリンダの壁厚は割り溝から始まつて割り溝と対
向する壁断面の最大壁厚部分へと増加する。増加する壁
厚により僅かに過大であるピストンがシリンダ内に置か
れる際最も有効なバネ又はヒンジとして働く。シリンダ
は拡大しシリンダとピストンの接触面積にシール性接触
機能が生ずるようピストンに半径方向の圧縮力を加え続
ける。シリンダの壁厚は割り溝部で通常約1.5mmであ
り、シリンダ壁断面で割り溝に対向する極大部の約2.5m
mまで増加する。従つてシリンダの中心軸線とシリンダ
孔の中心軸線との間のずれは少なくとも1.0mmで約2.5mm
以下のシリンダの偏心距離を定める。約1.0mm以下のず
れであるとウオータハンマ等の際に発生する高圧の影響
で損傷を受けうるからこの偏心距離は通常必要である。
一方壁厚が過大であるとシリンダの弾性が減少してピス
トンの径がより問題になつてくる。

本考案の衛生弁の設計においては、様々の形のシリン
ダ，カウンタベアリング及びピストンが衛生器具９で同
一の機能を行なう。ピストンは第３図乃至第７図に示す
様々な位置に水流量を制御するようシリンダ孔内で長手
方向に変位し熱湯及び冷水路4,5を流れる水流の混合を
制御するようシリンダ孔内で回動するよう、連結手段84
とハンドル又はレバー80との間を接続する。

本考案による混合弁９の動作は公知のピストン式弁に対
応し以下第１図乃至第７図を参照して説明する。ただし
動作は図示の全実施例につき同一である。混合弁を通る
水の温度及び体積はレバー80を操作することでピストン
12を回動及び上昇下降することで調節される。レバー11
の出張り82を水平に貫通するピボツトピン81はレバー11
を台部83に回動可能に取付ける。ピン81は弁連結体84に
対し偏心して位置する。頂部85はレバー80の自由端86へ
つながる。弁連結体84の下部86はピストン12へつなが
る。従つてレバー80の外側端87の上下動に応じピストン
12は弁10を開放及び閉鎖するよう下降及び上昇し、レバ
ー80が弁ピストン12の軸線を中心に水平に回動するのに
応じピストンは水の混合を変化させるよう回動する。

前記の如くシリンダ及びピストン又はピストンスリーブ
は高い酸化アルミニウム含有率を有するセラミツク材料
からなるのが好ましい。シリンダはセラミツク材料から
形成され焼成後第１の接触面が得られるよう内面を研磨
される。ピストンもセラミツク材料製でありシリンダの
径より僅かに大なる径を有するよう形成され、また第２
図の接触面が得られるよう研磨される。ピストンがシリ
ンダ内に挿入される際には、シリンダは径がピストンの
径と一致するようシリンダに形成された長手方向割り溝
を用いて僅かに拡大される。これによりピストンとシリ
ンダ内面との間に防水シールが得られる。ピストンが回
動及び／又は長手方向変位されると、水はシリンダ壁の
入口開口の１つからピストンに形成された流路を通つて
シリンダ壁の出口開口へ流れる。

好ましい実施例についての上記の説明及び図面は、本考
案の様々な実施例を代表するものである。本考案を様々
な変形例、例えば複式制御混合弁又は冷水及び熱湯を制
御するのみの単一給水栓弁に使用することは当業者にと
り容易である。また本考案においては２つの入口孔の位
置が出口孔の上縁が入口孔の下縁より低くはなく、出口
孔の下縁が入口孔の上縁より高くはならないようにされ
ねばならない。

【図面の簡単な説明】 第１図は本考案による弁組立体の一実施例を示す部分断
面正面図、第２図は第１図の２−２線に沿つた横断面
図、第３図は閉鎖位置の衛生器具に作動的に取付けられ
第１の弁組立体を示す部分断面正面図、第４図は開放位
置にある第１図の弁組立体を示す第３図と同様の図、第
５図乃至第７図はそれぞれ冷水，混合湯及び熱湯流に位
置する第１図の弁組立体を示す第３図及び第４図の衛生
水弁の横断面図、第８図は第１図乃至第７図に示した弁
組立体の分解斜視図、第９図はシリンダ組立体の別の実
施例を示す分解斜視図、第10図は完全に組立られた第９
図のシリンダの正面図、第11図は第10図の11−11線に沿
つた断面図、第12図は第12図の12−12線に沿つた断面
図、第13図は偏心した孔により形成されるシリンダ壁厚
の増加を非常に誇張して示すピストン及びシリンダの断
面図、第14図は弁組立体のさらに別の実施例を示す分解
斜視図、第15図は完全に組立てられた第14図の弁の正面
図、第16図は第15図の16−16線に沿つた縦断面図、第17
図は第15図の17−17線に沿つた横断面図である。 4,5…熱湯及び冷水路、９…衛生弁、10,50…弁組立体、
12…ピストン、13…流れ室、14,30,52…シリンダ、15…
シリンダ壁、16,31,51…長手方向割り溝、17,18,17′,1
8′,47,48,53,54…入口孔、19,19′,49,55…出口孔、20
…下端、24…スリーブ、25…Ｏリングパツキン、32,33,
34,35…リブ、32′,33′,36…細孔、40…上側ベアリン
グ、41…下側ベアリング、42,43,44,42′,43′,44′…
アーチ形縁、56…ピストン組立体、58…シヤフト、59…
ピストン下端、60…拡大ヘツド、61…周回溝、62…Ｏリ
ング、63…溝、64…リブ、64′…凹部、66…スリーブ、
67…上方縁、68…スリーブ下端、69…細孔、70…ナツ
ト、72…環状溝、73…Ｏリング、76…ナツト上面、80…
レバー、81…ピボツトピン、82…出張り、83…台部、84
…連結手段、85…頂部、86…自由端、89…外側端。

Claims (11)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】長手方向貫通する長手方向孔を有し、壁に
   少なくとも１つの水入口孔及び水出口孔が形成された固
   定シリンダと；該長手方向孔内に設けられ、回動及び長
   手方向変位可能であり、該少なくとも１つの水入口孔か
   ら該水出口孔への水流を制御する水路手段を有するピス
   トンとからなり、少なくとも該ピストンの外面及び該シ
   リンダの内面は高い酸化アルミニウム含有率を有する材
   料より形成され、該ピストンは該シリンダ孔の径より僅
   かに大なる径を有し、該シリンダ壁には長手方向に延在
   する割り溝を設けてなり、該過大なピストンが該シリン
   ダ孔に挿入される際該過大なピストンが該シリンダを拡
   張して静的なシール手段を用いずとも液密で機械的なシ
   ールを形成するよう該ピストンと該シリンダとの接触面
   に半径方向圧縮力が働くようにされ、該シリンダには、
   該長手方向割り溝の両側に１本ずつの長手方向リブと、
   １対の離間した長手方向延在リブと、該少なくとも１つ
   の入口孔は該１対のリブの間に位置し、該シリンダの上
   端及び下端のそれぞれに１対の略カツプ形状ベアリング
   とが設けられる衛生水弁であって、各カツプ形状ベアリ
   ングは開放縁に相補的な略半円形部が形成されてあり、
   各半円形部は該シリンダの該長手方向リブに対応する長
   手方向細孔により分けられ、上方及び下方の該カツプ形
   状ベアリングの該相補的半円形部は、該シリンダと該衛
   生水弁の対応する水入口孔及び水出口孔との間の液密シ
   ールをなすよう該少なくとも１つの水入口孔及び該出口
   孔を囲むＯリングパツキンを該シリンダに取付ける着座
   手段を提供することを特徴とする衛生水弁。
2. 【請求項２】該シリンダ孔の軸と該シリンダの軸とは重
   ならず平行であることを特徴とする実用新案登録請求の
   範囲第１項記載の衛生水弁。
3. 【請求項３】該シリンダと該シリンダ孔の中心軸線間の
   ずれは少なくとも1.0mmあることを特徴とする実用新案
   登録請求の範囲第２項記載の衛生水弁。
4. 【請求項４】シリンダの壁厚は該長手方向割り溝から始
   まって該長手方向割り溝に直径上対向するシリンダの最
   大壁厚部まで増大することを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項記載の衛生水弁。
5. 【請求項５】該シリンダに冷水入口孔及び熱湯入口孔と
   出口孔とが設けられ、該入口孔及び該出口孔は該シリン
   ダにおいてその端部から長手方向同一距離に位置するこ
   とを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の衛
   生水弁。
6. 【請求項６】各該入口孔の水平方向寸法は出口孔の水平
   方向長さ寸法より大であることを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第５項記載の衛生水弁。
7. 【請求項７】該長手方向割り溝は入口孔の間に形成され
   該出口孔に対向する位置にあることを特徴とする実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の衛生水弁。
8. 【請求項８】該ピストンには該少なくとも１つの入口孔
   と該出口孔を連通する横方向通路が設けられていること
   を特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の衛生
   水弁。
9. 【請求項９】該ピストンは管状体であることを特徴とす
   る実用新案登録請求の範囲第８項記載の衛生水弁。
10. 【請求項１０】該出口孔の水平な上縁はシリンダ壁にお
    いて該少なくとも１つの入口孔の水平な上縁より高い位
    置にあることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１
    項記載の衛生水弁。
11. 【請求項１１】該出口孔の水平な下縁は該少なくとも１
    つの入口孔の水平な下縁と上縁との間に位置することを
    特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の衛生水
    弁。