JPH01176866A - 切換弁 - 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〕 本発明は、水栓、湯水混合栓及び給湯器等に設けられる
切換弁に関する。

〔従来の技術〕

各種配管系において、水又は湯の供給先を変更するため
切換弁を設けることが一般に行われている。この切換弁
は、一つの流入部に対して複数の流出部を設け、内蔵す
る弁体の作動によって任意の流出部に対する流路を開く
構造としている。

第５図は、従来から一般的に使用されている切換弁を示
す。切換弁のケーシング５０の内部に筒状の弁体５１を
回転可能に設け、この弁体５１の上端又は下端に位置す
る開口部分を水又は湯の流入部とし、周壁に設けた孔５
２を流出部としている。そして、ケーシング５０には、
それぞれ供給先が異なる流路５３．５４を形成し、流出
孔５２をこれら流路５３゜５４のいずれかに合わせるよ
うに弁体５１を回転操作する。この操作により、流路５
３又は５４を流出孔５２に整合させて、必要とする供給
先に水又は湯を送り込む。

流路５３．５４の人口部分には、弁体５１の周面をシー
ルするシールリング５５．５６が取り付けられている。

これらのシールリング５５．５６は、ゴム等の弾性体を
素材として、流路５３．５４と同軸の環状体として形成
される。そして、弁体５１との対向面は、この弁体５１
の外周面の曲率に合わせて曲面状に形成され、弁体５１
の内部からの水又は湯に対するシール機能を果たす。

この切換弁においては、弁体５１が円筒状であるため、
流出孔５２の周りの弁体５１周面にシールリング５５．
５６を密着させるには、平パツキンやＯ’Ｊング等とは
異なる特殊な形状のシール部材を使用する必要がある。

また、弁体５１の流出孔５２は、ボール盤等によって穿
孔される。このとき、穿孔方向を弁体５１の軸線と直交
させる加工法が普通に行われているものであり、この加
工によって流出孔５２の開口縁は図示するように外面側
が鋭角の断面形状になる。この鋭角状の開口縁により、
弁体５１が回転するときシールリング５５．５６の表面
に疵がつくことが多くなる。その結果、シールリング５
５゜５６に剥離又は欠けが生じ、シール特性を劣化させ
る。

そこで、本発明者等は、流出孔５２の外側開口縁を緩や
かな曲面状に面取りすることによって、シールリング５
５．５６を保護することを開発し、これを実願昭６２−
１３１００８号として出願した。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、弁体５１に設けた流出孔５２は、前述したよ
うに、弁体５１の円周方向に関しては一定の曲率をもっ
て湾曲し、軸線方向に関しては直線状になっている。こ
のような曲面形状をもつ弁体５１をシールするため、弁
体５１に対するパツキンのシール圧をかなり大きくする
必要がある。そして、弁体５１は、このシール圧に抗し
て回転するので、通常のゴム等の弾性体をシールリング
５５．５６として使用した場合、電動モータによる弁体
５１の回転駆動力にもある程度の余裕をもたせるために
容量の大きなものを選定しなければならない。

また、シールリング５５．５６の特殊な形状に起因する
シール圧の増加によって、弁体５１の円滑な回転が阻害
されることもある。特に、きめ細かな流量調整を行おう
とするとき、弁体５１を短時間で微小角度回転させるこ
とが必要になるが、前述のシール圧の増加でこの回転操
作が円滑に行われなくなる。

そこで、本発明は、弁１体に当接するパツキンの表面を
弗素樹脂でコーティングすることにより、弁体とシール
リングとの間の摩擦抵抗を低減し、弁体の回転を円滑に
行うことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の切換弁は、その目的を達成するため、複数の流
出部を備えた弁室に中空円筒状の弁体を回転可能に収納
し、前記流出部のいずれかに接続される流出孔を前記弁
体の周壁に穿設し、前記流出孔周りをシールするパツキ
ンのシール面に弗素樹脂をコーティングしたことを特徴
とする。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら、実施例により本発明の特徴
を具体的に説明する。

第１図は本発明の切換弁を組み込んだ湯水混合栓の縦断
面図、第２図は第１図のＩ−Ｉ線矢視による断面図であ
る。

湯水混合栓の本体１は、ボックスＡの内部に収納され、
浴室、厨房等の給湯に都合がよい個所に設置する。本体
１の上端左右には、短管を立ち上げてその内部をそれぞ
れ水流人孔２及び湯流入部３とし、水流人孔２には給水
配管２ａ及び湯流入部３には給湯器等に連絡する給湯配
管３ａがそれぞれ接続されている。なお、給水配管２ａ
及び給湯配管３ａには、それぞれ−時止水用の摘み２ｂ
、　３ｂが設けられる。また、本体ｌの上端及び下端に
は、それぞれ混合弁４及び切換弁５が同軸上に配置され
、下端の第１流出部６及び第２流出部７への流路切り換
えを切換弁５によって行う。

混合弁４は、合成樹脂を素材として下端が開放した筒体
状であって、第１図に示すように上側に水流入孔４ａ及
び下側に湯流入孔４ｂを開設すると共に、上端にはスピ
ンドル４Ｃを突き出している。また、混合弁４の下端に
は、内部を通過する水と湯の混合水の整流化を図るため
の整流体４ｄが設けられる。更に、水流人孔４ａ及び湯
流入孔４ｂに対応するように、水流人孔２及び湯流入部
３からの流路に連通する水流入チャンバ８及び湯流入チ
ャンバ９が本体１の左右に形成される。なお、水流人孔
４ａ及び湯流入孔４ｂの開口中心は、混合弁４の軸芯に
対して所定の角度能れた位置に設定する。このため、混
合弁４を回転させると、水流人孔４ａ及び湯流入孔４ｂ
がそれぞれ異なった弁開度で水流人孔２及び湯流入部３
に連通し、湯と水を混合する操作が可能となる。

水流入チャンバ８には、孔１０ａを開けたスリーブ１０
が混合弁４の軸線と直交する姿勢に配置されており、そ
の先端には混合弁４の水流人孔４ａの周囲をシールする
パツキン１０ｂを取り付けている。

また、パツキン１０ｂは、円筒状の混合弁４０周面をシ
ールするために、そのシール面が曲面状であってしかも
方向性を必要とするので、スリーブ１０を取り付けると
きはこれを回転させない構造とする。すなわち、スリー
ブ１０は本体ｌの外部から挿入され、本体ｌにねじ込む
プツシｘｌＱｃによって一体固定される。このため、パ
ツキン１０ｂの姿勢を混合弁４の周面にフィツトするよ
うに正しく設定しておけば、プツシ：Ｌｌｏｃをねじ込
むときの回転がパツキン１０ｂに伝達されないので、パ
ツキン１０ｂに捩じりを伴うことなく組み込むことがで
きる。一方、湯流入チャンバ９にも、混合弁４の湯流入
孔４ｂ周りをシールするための機構として、水流入孔４
ａ側と同様なスリーブやパツキンが配置される。

切換弁５は、合成樹脂を素材として形成され上端が開放
した円筒体状であり、その周壁に混合水流出孔５ａを開
設し、更に下端にはスピンドル５ｂを設けている。そし
て、左右の第１流出部６及び第２流出部７にそれぞれ連
通する第１流出チヤンバ６ａ及び第２流出チヤンバ７ａ
が、切換弁５を挟むように設けられる。これら第１．第
２流出チャンバ６ａ、　７ａには、前記のスリーブ１０
及びパツキン１０ｂ等を備えたシール機構がそれぞれ配
置される。

第３図は、第２流出チヤンバ７ａ側を拡大して示す縦断
面である。切換弁５に対するシール構造におけるスリー
ブ１０は、周面に周り止め用の突条１０ｄを形成してい
る。すなわち、スリーブ１０は、半径方向の２個所に突
条ＩＱｄを形成し、本体１にはこの突条１０ｄが嵌まり
込む溝１ａを設けている。そして、これらの突条１０ｄ
及び溝１ａによって、スリーブ１０を本体１に挿入した
後には、スリーブ１０が回転しないように保持できる。

したがって、スリーブ１０を挿入セットした後では、プ
ツシ：Ｌｌｏｃをねじ込んでもスリーブ１０は回転せず
、パツキン１０ｂの捩じれは全く生じない。

第４図は、スリーブ１０とパツキン１０ｂとを分解して
示した図である。パツキンｆｏｂは、前述した円筒状の
切換弁５の周面をシールするため、一方向が曲面状に湾
曲している。また、この湾曲面を補強するため、リング
１０ｅがスリーブ１０とパツキン１０ｂとの間に挿入さ
れている。切換弁５の周面に対する滑りを良くするため
、パツキン１０ｂの摺動面に弗素樹脂１０ｆがコーティ
ングされている。

この弗素樹脂１０　ｆは、パツキン１０ｂを加硫製作す
るときに、その摺動面に層状に一体成形することができ
る。弗素樹脂１０ｆにより、切換弁５とパツキンｔａｂ
との間の摩擦抵抗が小さくなり、切換弁５の回転動作が
円滑に行われる。このため、電動モータ１２を駆動源と
する切換弁５の応答性が向上し、流量の微調整等も迅速
且つ適正に行われる。

以上の混合弁４及び切換弁５は、同軸上に配置されてい
る。混合弁４及び切換弁５の回転によって、湯と水の混
合及び流量、更には第１．第２流。

山部６，７への流路の切換を行う。そして、混合弁４及
び切換弁５を回転駆動させるための電動モータ１１．１
２をそれぞれ配置し、その出力軸の回転を減速機１１ａ
、１２ａを介してスピンドル４ｃ、　５ｂに伝達可能で
ある。

また、混合弁４と切換弁５との間には、これらの弁体の
軸線と一致する流路軸線を持つように連絡流路１３が形
成される。そして、この連絡流路１３の内部の上側には
水の流動によって回転する羽根車式の流量検出装置１４
を設け、下側には混合水の温度を検出するための温度セ
ンサ１５が配置されている。なお、連絡流路１３には導
水口１６を設けてこれに電磁弁１７ａ付きの導管１７を
接続し、第３の供給先への配管を持たせている。

ここで、湯と水の混合度は混合弁４の回転により決定さ
れ、混合水のスパウト又はシャワーヘッド側への流路切
換及び流量は切換弁５の回転に基づいて変化する。そし
て、これらの弁体４，５の回転は、それぞれに付属した
電動モータ１１．１２の作動によって行われる。したが
って、流量を流量検出装置１４によって測定し且つ温度
センサ１５によって混合水の温度を検知しながら電動モ
ータ１１゜１２の作動を制御すれば、必要とする流量及
び温度の混合水が得られる。

この操作及び制御のた゛め、操作パネルＰを浴室等の壁
面に備えたり又は本体１に一体化して設ける。操作パネ
ルＰは、タクトスイッチ等を利用して混合弁４及び切換
弁５の回転角度を設定する機能を持つものであればよい
。つまり、混合弁４０回転角度は水と湯の混合比を決定
するので、混合水の温度設定因子となり、温度センサ１
５の検出信号を基にして必要とする混合水温度が得られ
るように電動モータ１１への通電を制御する。また、切
換弁５は第１流出部６又は第２流出部７へのいずれかに
混合水を供給するので、これらを選択するスイッチを設
けると共に切換弁５０回転角度によって変化する流出側
への混合水の流量を設定できるように電動モータ１２へ
の通電の制御を行う。

以上の構成において、操作パネルＰのスイッチを操作す
れば、電動モータ１１．１２への通電が行われる。そし
て、これらの電動モータ１１．１２の作動による混合弁
４及び切換弁５の回転方向及び回転角度は、必要とする
流量及び温度となるように流量検出装置１４及び温度セ
ンサ１５からの検出信号によって制御設定される。また
、切換弁５の回転方向も、第１流出部６又は第２流出部
７のいずれか一方となるように設定される。このため、
従来のようにハンドル操作によることなく、操作パネル
Ｐのスイッチによって簡単に操作できる。

また、混合弁４及び切換弁５の周面をシールするパツキ
ン１０ｂは、スリーブ１０を挿入した後にプツシ５１Ｑ
ｃを本体工にねじ込むので、パツキン１０ｂは捩じれを
伴うことなく組み込まれる。このため、パツキン１０ｂ
の弾性の減衰や破断等がなく、良好なシールを保つこと
ができる。そして、特に切換弁５側のように、突条１０
ｄと溝１ａとの係合関係によってスリーブ１０の周り止
めを行うことによって、更に一層パッキン１０ｂの捩じ
れや破断を防止できる。

このように、パツキン１０ｂの姿勢を適正に保つ保持構
造によって、このパツキン１０ｂによるシール性の向上
に加え、混合弁４及び切換弁５との摺動面に形成した弗
素樹脂のシール面への片当たりがなく、最適な弁構造が
得られる。

〔発明の効果〕

以上に説明したように、本発明の切換弁においては、切
換弁の周面に当接するパツキンの摺動面に弗素樹脂をコ
ーティングすることによって、切換弁とパツキンとの間
の摺動Ｍ擦を小さくしている。このため、回転する切換
弁に対してパツキンを大きなシール圧で密着させても、
回転力が小さくて済み、切換弁の回転動作が円滑に行え
る。したがって、パツキンを傷めることなく、弁本体の
回転に正確に対応して切換弁を動作させることができ、
流路の切換え、流量の微調整等を正確に行うことができ
る。特に、電動モータの出力軸によって弁本体を回転さ
せるものにおいて、顕著な効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の切換弁を組み込んだ湯水混合栓の縦断
面図、第２図は第１図のＩ−ｒ線矢視による断面図、第
３図は切換弁部分の縦断面図、竿４図は切換弁に当接す
るパツキンとスリーブを示す。他方、第５図は、従来の
切換弁を示す。 ５：切換弁（弁本体）５ａ：流出孔 ５ｂ＝スピンドル　　　　　６．７：流出部１０ｂ：パ
ツキン　　　　　　１０ｆ＝弗素樹脂特許出顎人　　　
東　陶　機　器　　株式会社代　　理　　人　　　　　
小　　堀　　　　　益　　（ほか２名）第１図 第２図　　　　　　第３図 １（Ｊｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数の流出部を備えた弁室に中空円筒状の弁本体を
   回転可能に収納し、前記流出部のいずれかに接続される
   流出孔を前記弁本体の周壁に穿設し、前記流出孔周りを
   シールするパッキンのシール面に弗素樹脂をコーティン
   グしたことを特徴とする切換弁。