JPS62501435A - ダイバ−タ - 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】 り目 技術分野 本発明は配管の継手に係り、特に水を蛇口から流したり、あるいは手動スプレー 等から流づことを可能とする管継手用切換弁にα１する。

技術の背景 家庭用あるいは商業用の流し台構造物において、水を蛇口から流したり手元スプ レーから流したりすることを可能Ｉｓする切換弁のような比較的ありふれた管継 手が驚くことに数多くの互いに矛盾した、しかも極めて重要な要求を満足せねば ならない。例えば、かがる用途の切換弁は水流を手元スプレーより得たい場合蛇 口からの水流を完全に遮断するものでなければならない。この比較的ありふれた 目的を達するのに高価で取付けの困難な大形の切換弁が必要どされている。小さ な弁では水流を切換える作用をするバイ０ツト弁のシール部の寸法が小さいため 、シールを弁内に完全に着座させるに必要な力が十分に生ぜず、蛇口からの水流 を遮断することができない。その結果、かかる弁は部分的に開いた状態で「こう 着」することがままあり、これが原因で蛇１」がらの水流を遮断することができ ない。

さらに、切換弁は近代的な配管器具の一つとして別面の外、不純な、ないし汚染 された水が都市の上水道システムへ逆流することを完全に阻止する機能も果たさ ねばならない。例えばスプレー弁が何らかの理由で開いた状態でスプレーノズル が汚水中に浸漬された場合、都市の上水道システムに負圧、あるいは真空圧が加 えられると汚水が上水道シスｊム中に吸引されることになる。これはあながちＤ ｆ能竹の低いことではない。

スプレー弁が聞いたまま動かなくなり、一方スプレーノズルが食器を洗った後の 汚水中に浸漬している状態【・、ざら（二消火活動に＝よる必要から都市の、Ｌ 水道システム中に０几あるいは貞空ｎ、が１じる如σ状況１．１合衆国内の上水 道を共右する。ｉｌ！！域ン１域中１域中１会中７Ｉｊあろう多数のスプレーと 蛇口の組合わ１を考えれば全く非規実的なものでは２い。ががろ骨質の汚染が公 衆衛生に及ぼす影響は自明であり、あらゆる努力によりかかる危険を回避せねば ならない。

何年来、かかる切換弁についての広範囲でやや相矛盾１６問題を解）ｋし、艮に 命で保守が不要、かつ使用部品点数が少なく、また競争力のある価格で入手可能 な装ｒを実現せんとして多数の提案がなされている。

しかし、かかる１２案はこれら全ての要求を同一の装置で満２さυることに成功 していない。かかる提案の例として以］・の米国特許が挙げられる。

１９６０年６Ｉ〕７日、ど−・ジェー・ド　シモーン他に対し「可ｍうり切換弁 」について付与された米国Ｖｉ訂第２．９３９，４７４号は継手構造体内に収納 されない、蛇口の端部に取（Ｊけられる人形で不恰好なｌ該を示す。

１９６６年２月１日、イー・エイチ・バックネル仙に対し「切換弁」について付 与された米国特許第３，２３２．３０７号は別の大形で不恰好な装置を示す。

１９６７年８月２２日、アイ・ニー・ワード他に対し「切換弁］について付与さ れた米国特許第３，３３６．９３５号は別の不恰好で人形の弁構造体を記載して いる。

１９６８年４月９日、イー・エイチ・バックネル他に対し［サイホン現宋を防ぐ 切換弁ユニツ１−１１について付りされた米国特許第３．３７６゜８８４号もま た上記′９３５号特許と同様な理由でＥ梁上の、また消費者の必要を満足してい ない。

１９６９年３月１８日、アール・ジー・パーキンソンに対し［沢合弁用ｇ音軽減 構造体］について（＝ｊ与された米国特豹第３，４３３．２６４号は蛇口継手を 記載しているが、切換弁の機能は開示していない。

１９６９年８月５日、ケー・ジー・バヂエラーに対し「蛇口椙造体」について付 与された米国特許第３．４５９．２０７Ｑは別の人形でかさばる切換弁を記載し ている。

１９７３年８月２８日、ケー・ニー・ラーヂュに対し［排出υ１１１１装置を有 するボースノズル」に対して付与された米国特許第３．７５４．７０９号も同様 に小形切換弁の必要が満足できない装置を記載している。

１９７５年７月２２日、アイ・ニー・ワードに対してｌ弁組立体」につき付与さ れた米国特許第３．８９５，６４３丹はさらに別の人形Ｃ取付けの困難な切換弁 を記載している。

１９７５年９月２３日、アール・ジー・パーキンソンに対して「切換弁」につき 付与された米国特許第３，９０６．９８３号は必要な切換弁動作を生ずるのに望 ましい水圧力によらず、手動動作を必要どする装置を示している。

発明の開示 本発明は、典型的な実施例に足す如く、小形で、使用部品点数が少なく、手元ス プレーが動作される際は蛇口より出る水流を遮断し、また配水システムに負圧が 加えられた際は手元スプレーから上水道への水流を遮断する動負を確実に行なう 、比較的安価な切換弁を提供する。

これは主として切換弁中に可変な弾２Ｊｆｌｌを右するカップシールを設けるこ とにより可能になる。カップシールの外周部は加えられる水圧が徐々に増大する と共に変形に対する抵抗力を増す。シールに加えられる水圧に対してカップシー ルの「スティフネス」を増大させることにより、シール外周部とスプレーホース の嵌合部の隣１８！Ｖとの間の環状の隙間が実質的に一定に保たれる。そのため 、圧力が」−１昇するとカップシールを隔てた圧力落差が増大し、その結果手動 スプレーが動作されている間蛇口から出る水流を全て阻止する作用をな１Ｊ弁内 のステムシールをしっかりと着座させるに十分な力が発生される。逆に低圧では カップシールの弾力性が大きくなり、確実な弁の動作が続けられるので切換弁は −の動作状態で［こう着、１することがない。

さらに、本発明ぐは手元スプレーノズルからの汚染水の逆流を防ぐために蛇口と 上水道への通路との間に、通常！７０かれている流路が形成される。上水道中に 負Ｂが発生すると環状シールは座から離れて留まり、蛇口と上水道との間に流路 が形成される。すると空気が上水道中へ流入し、一方力ツブシールに対しスプレ ーハンドル側にある水はシール外周部を圧迫して半径方向外方へたわまけ、スプ レーホース嵌合部の壁に１しつける。この結果カップシールは嵌合部をシールし 、スプレーから上水道への逆流が防止される。

さらに、本発明の思想に従って構成された装置は従来公知の装置よりはるかに少 ない点数の部品しか使用せず、また手元スプレーを動作させる際は蛇口からの水 流を確実に停止し、あるいは上水道の水圧が低い場合逆流を確実に阻止する動作 を競争力を有する価格で実現づる”ｔ？ｊ＊を有する。最後の注目すべき特徴に 、本発明が特徴とする弁はアメリカンソサイエテイ　オブ　ザニタリー　エンジ ニアーズ規格第１０２５Ｑ（７）要求を満足りることがあげられる。

発明を実隔〕［るに最良のｒぶ様 本発明をより完全に理解−するため第１図を参照して説明をする。第１ドは中空 で円筒形の取付基部１１を内部に有する略管状の水道管１０を示す。取（４部１ １の、導管１０がその一部を形成する蛇口構造体の蛇［ｌ（図示１！−ｆ）’ｉ ４りの端には内側環状−フランジ１２が形成されている。中空で円筒形をした切 換弁筺（４１３が取＋Ｊけ部１１内に６外され、その際筐体」二の１７状盾１／ Ｉが隣接する゛フランジ１２の面と衝合する。そのｔｌｔＩ宋筐体は取付部内で 支持される。后１４は切換弁筺体が水道管１０内に永久的に固定されるようにフ ランジ１２に溶接される。

切換弁筺体１３は、水道管１０、取イ」部１１、及び切換弁筺体１３の円筒軸と 平行な多数の通路１５．１６を有する。通路１５及び１６から内方へ部間して中 空で円錐台形のスペー′＋ｊ２０が切換弁錠体１３と一体向に形成されてＪ３す 、さらにこれから１ま多数の１′径方向を向いたビンが軸方向に突出している。

かかるピンのうち２１及び２２のみを図示する。

これらの隣接した一対のピンににり通路２３．２４が形成される。さらに、スペ ーサ２０の通路１５及び１６の１１９０ａに隣Ｊｅ　する外面に（１横ｆ〕向に 環状スロット２５が形成され、またス［１ット側面の蛇口（図示せす）に近い側 には傾斜角が付されて斜面２６が形成される。、斜面２６は軸１７どの間に約６ ０”の鋭角を形成する。

ス【コツト２５内には弾力ｔ１を有する環状シール２７が設置」られ、第２図に 丞ケ如く、斜面２６（二加わる圧力【乙ｊ：、−ｙてたわみ、以上により：Ｊ　 ５Ｊｉする如く、かかる通路を流れる水流を選択的にｍｌ）−づ−る。取付部１ １内にはまた円筒形スプレーホース嵌合部３０が取（＝Ｊけられている。嵌合部 ３０は取付部１１内に固定されており（第１図参照）、３また円ｆｉ４伯１７に 対して軸が一致し１、：略円筒形状を有している。嵌合部３０の外面は取付（） 部１１の内面から内Ｉノへば１間して通路３１を形成する。さらに、小−ス嵌合 部３０は半（￥方向へ延びるつ■ブ３２により、取付部１１の内面に規則的に部 間した円周点において接合されている。がかるつ■ブ３２によっていくつもの通 路が形成されるが第１図ｉ二は通路３１のみが示しである。

切換弁ステム３３がスベー＋ｊ２０の中空の中央部に受容れられる。ステム３３ はまた軸１７と軸が一致しており、矢印３４及び３５で示した如き軸方向への運 初が一定限１．α内で可能である１、切換弁ステム３３の中央部には２つの対向 する円錐台状部分３６．３７が形成される。部分３６はその基部を矢印３４で示 した水道管の蛇口側に向けて配向されている。一方円雄部３７は部分３６から縦 方向に部間して配設されており、基部を矢印３５の方向に向１）でいる。

図示の如く、ゴムあるいは他の適当な弾性材料で形成されるのが好ましい可撓性 ステムシール４０が環内錐状に形成され、ステム３３上に部分３６と同方向に向 けて取イー旧ノられる。シール４０の頂部は衝合する円り１を部３６の直径と合 致し、ぞの結果この部分はステムシール４０が矢印３５で示した方向へ縦運動す るのを制限するストップどして作用する。

図示の如く、スペー１．Ｊ′２０の斜角を付した而４１はステムシール４０の円 錐面に対向するが、シールの外面４０のなす角度とは合致しない。

本発明のＬしい特徴どして、ステムシール４０はジュロメータ硬さ９０のゴム（ ４利よりなるのが好ましく、円錐状傾斜面の横断面ｌ、：対しでなす角度が２５ °である場合最良の結果を得ることができることが見出された。シール４０が着 座号−る斜角面４１は同じ横断面に対して約５°の角度を形成する。より良好な シールとより確実な水流の遮断とが互いに合致しないシール及び斜角の使用によ って１９られる事実１よ疑いもなく驚くべきことである。しかし、よく検討して みると２つの部分が最初に線接触する部分は面積が最小でシール圧が大きい斜角 面４１の内縁であることがわかる。

本発明はまた、デルリン（１つｃｌｒｉｎ　）等により形成されるシール保持器 ４２が切換弁ステム３３のステムシール４０を受容れるのと反対側の端部に固定 されることを特徴とする。保持器４２もまたビン２１．２２から縦方向に離面さ れ、スプレーホース嵌合部３０の端部内に形成された凹部４３内に配設される。

シール保持器４２の斜面ないし錐面４４に特に）Ｊ−目されたい。錐面４４の頂 点は矢印３４と同じく縦方向に向いており・ステム３３の軸に一致している。図 のように錐面４４【ま軸１７の横断面に対して４５°の角度をなす。

基部３７どシール保持器４２の截頭頂部どの間にはゴムあるいは他の適当な弾性 材料よりなるカップシール４５が挿入・固定されている。第１図の如く、カップ シール４５は円筒＠１７に対して１６°３０’　の角度をなす外側雌面４６を右 ４る。カップシール４５の内側にはまた２つの円錐状複合面４７及び５０が形成 されている。部分３７の基部に隣接するより内側の錐面は軸１７に対して３５° の角度をなし、また力ツゾシール４５のリム内側にある、面４７より外側寄りの Ｓｌｔ而５面は＠１７の横１ｔｌｉ面に対して３０°の角！復をなす５、カップ シール４５の而４７及び５０は切換弁ステム３３に取イ旧ノられる際シール保持 器４２の対向面４４との間に環状空間５１を形成噂−る。

第５図を参照するに、この図はシール保持器４２の錐面４４どカップシール／１ ５内′Ｃ−隣接Ｊる錐面４７及び５０との間の関係を、手元スプレー（図示せず ）の弁が開かれ、四部４３に大気圧が加わる際に生じる比較的低水圧状態の場合 につきＪ、り明瞭に示し、でいる。次に二第４図を参照する。カップシール４５ の外側１１１而４６により高い水圧が加えられると、　カップシール４５はステ ム３３の方へ内側にたわみ、シールの内側４７がシール保持器４２の錐面４４の 外周部に圧迫される。環状空間５１を形成づる内面４７と外面４／１どの間の傾 斜の差により弾性カップシール４５に加えられた水圧に伴なって増大する可変な 抵抗力ないしステイフネスがりえられ、その結果スプレーホース嵌合部３０の隣 接壁５３とシール外周部どの間の環状の隙間５２がせばめられる。従って、水は 隙間５２を通って矢印４８の方向へ流れる。

特に、カップシール４５（第１図）に関し、カップシールの外周縁がスーアム３ ３が矢印３４の方向に変位した場合凹部４３の檗５３と隣接する部分を支持し、 本質的に水密なシールを形成することに注意されたい。

この状態はスプレーヘッドが閉位置にあり、蛇［−］弁が開成され、加圧された 水が通路３１に流入している７５に（トじる。この几力１１１カップシールの両 側で（よ均等化されるが蛇［］が空気中に開いているためシール−１０のμｍ側 でｌよｆＥ力差を−１しる。そのため水が蛇［］より流出する。

給水源の圧力が変動し・でも手元スプレー（図示せ′！ｒ）へのけず一定な水流 の供給を賄持するのが好テロ、く、カップシール４５の可変弾力ｆｉ、Ｍより高 給水１−１−でも低圧ｅ１１じたのど同一の環状隙間５２が効宋的に維持される 。第４図１こ示した如く、ステム３３の鋭部３７側に高い流体圧が生じると内側 １１１而４／ｌは対応づ゛るシール保１う器４２の面に徐々に圧迫され、ついに （ユ環状空間５５１（第１及び第５図）【４１完全Ｍ　ｔｉ！ｊ失する。この作 用によりカップシール４５の外側面４６は略弧状に圧）θされるが（第４図）、 その除血／１６と壁、５３の隣接部どの間の隙間５２１ＪＬ実貿的に一定に保た れる。このように、水圧が徐々に増加するにｒ１゛ないカップシールの抵抗が徐 々に増し、スプレーハンドルからの水流は給水圧が８しく変化してもは望一定に 保たれる。

第２図を参照りるレニ、カップシール４５によって形成される隙間５２はに水道 からの水を環状通路３１、カップシール外面４６と壁５３との間に形成された隙 間５２、壁５３、凹部４３及び導管５７を含む経路を通ってスプレーノズル（図 示せず）へ矢印６２の方向に送ることを可能にづる。

先に説明した如く、本発明の重要な安全上−の特徴はカップシール４５が問いた スプレーノズル（図示せず）に真空あるいは負の清水給水圧が加えられても汚染 水が上水道へ逆流することを防ぐことである。

本発明のこの特徴をよりわかりやすく説明するため、第３図を参照して説明する 。第３図は凹部４３内にてカップ部の外側錐面４６に加えられるよりも高い流体 圧が力・ツブシール４５の内面・４７（こ加えられている状態を示づ９、この圧 力差し二上りカップシール４；）のりム↓、１外１ｊへ１１れ、凹部４３の壁と の間で水密シールを形成・ｊる。この水密性ｌこより汚染水ｌま凹部４３から環 状通路３１を流れ、さら）こ−上水道へど逆流づ（）ｊとが明１［シキれる。こ の汚染水の逆流を阻止ｄる力・ツブシール４５０両側におｌ）る圧力ざ躯翰持づ るｋめ、大気圧の空気が蛇ｎ（１’ｍ示１ｊず）から通路３１へ、通営位Ｍｔに δつ？）如く示［−７た環状シール２７を通り“Ｃ吸引される．蛇１−１より入 った空気１１次いで切換弁を通路１５．’］６及び通路３１を含む経路を通って 矢印６Ｇの方向ｉ，′ｌ流れる４、かくて、本発明ｔこより水を蛇１−］又饗ま スプレーノズル／＼流−ｐｌ小形で動作の確実４ト切換弁が得られる。さらに、 本発明が特徴ど４ろシ月グｊ弁はス／レーノズルＵＪ’ｆ＋１モードにおいて蛇 口からの水流を有効に遮断する動作すなづ。

さらに、本弁明により汚染された水が十水道に入るのを蛇口から空気を上水道に 選択的に流入させ、スプレー装置を流れる逆流を阻止（−ることにより防止する 安全上の特徴が得られる。

工業的用途 本発明１ｉｔ１水通を汚染の可能性のある逆流から保護することができ、また蛇 口とスプレーの間で流水を取扱う能力が要求される画業用及び住居用配管設備に おいて有用である。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の典型的な実施例を水が蛇【」から出される状態につき示す正面 断面図： ′；５２図ｔ、ｉ第１図に示１刀こ本発明実施例の、１動スプレー動作状態につ いての正面…ｉ而面： 第３図は第１及び第２図に示した本発明実施例を、土水適圧がＣＩＯになった状 態につき示４１−面断面図： 第４図は比較的高い水圧が加えられた状ｇについての本発明の仙のＩＩｊ微によ るカップシールを示す正面断面図：また第５図は加えられた水几が低い状態にお １ノる第４図に示したカップシールを示−４１−面断面図である。

ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、４ 国際調査報告 ワード アメリカ合衆国　ライスコンシン　５４９０１　オシコーコシュ　ウィンコーン 　ロード　５５１７番地

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. １．水流を選択的に手元スプレー又は蛇口へ導き、また負圧が加わった場合スプ レーノズルからの逆流を阻止する切換弁であって、手元スプレーノズルとの間で 流体が連通される中空のスプレーホース嵌合部と、ホース嵌合部内にあって該嵌 合部と給水源との間の相対的水圧変動に応じてその間の流体の流通を選択的に遮 断して蛇口よりの流れを形成する作用をなし、また給水圧の増大に伴なって効果 的に弾力性を減少させ、もって該スプレーホース嵌合部との間で手元スプレーノ ズルよりの流れのための実質的に一定の隙間を形成する作用をもなす、可変な弾 性を有する弾性カップシールと、給水圧が該スプレーホース嵌合部内の該圧力よ りも低い状態にあり、また該弾性カップシールが該嵌合部と給水源との間の流れ を遮断する作用をもなす場合蛇口か給水源への空気流を選択的に形成する可撓性 シールとよりなる切換弁。
2. ２．さらに、スプレーノズルを使用しない場合、該カップシールが該隣接スプレ ーホース嵌合部と係合する際に水流を選択的に蛇口へ導くステムシールを含む特 許請求の範囲第１項記載の弁。
3. ３．さらに該ステムシールを受容れる斜角面を有し、もって蛇口への水流を選択 的に遮断する作用をなす中空の切換弁筐体を含む特許請求の範囲第２項記載の弁 。
4. ４．該切換弁筐体は内部に形成された複数の空気通路と、表面に形成され、該可 撓性シールを受容れ、もって該シールが該空気流路を選択的に阻止することを可 能とするスロットとを含む特許請求の範囲第３項記載の弁。
5. ５．さらに、該カップシール及び該ステムシールを支持し、また該シールが弁を 流れる水流を弁に加えられる相対的圧力に応じて切換えることを可能とする切換 弁ステムを含む特許請求の範囲第４項記載の弁。
6. ６．該カップシールはさらに複合内側錐面と、該カップシールの内側で該切換弁 ステム上に取付けられたシール保持器とを含み、該シール保持器は該後合錐面よ り離間されて間に環状空間を形成し、もって給水圧の増大に応じた該可変弾性カ ップシールの応答を与える特許請求の範囲第５項記載の弁。