JPH02229974A - 水道の凍結防止バルブ - 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】 「産東上の利用分野」 本発明は、形状記憶合金を使用して、栓の先端に設けた
弁体が弁座に接触しているときでも、水道の水が凍りは
じめる温度になると，弁箱の入水側から出水側に少量の
水が流れるようにした水道の凍結防止バルブに関するも
のであり．特に、弁体を極めて簡単な構造として、より
低コストで製造できるように工夫した凍結防止バルブに
関するものである． 「従来の技術」 この種の凍結防止バルブには，例えば、実開昭８１−１
６２６８４号公報に開示されたものがある． この公報に記載されたバルブを，第５図及び第６図を参
照して説明する． 弁ｎ２の出水側２２に突入した栓１の先端に，弁箱２の
出水側２２へ開口３１を形成した中空筒状の弁体３を設
け、栓ｌをねじ下げてバルブを閉じたとき、この弁体３
の底部のパッキン３２が弁座２３の通水孔２４の周りに
接触するように構成しており、弁体３の底板３３に流通
孔３４を形成して，弁体３内を弁箱２の入水側２ｌへ連
通している． 中空の弁体３内には，弁体３の内周壁との間に隙間が形
成されるように、逆カップ状の室３５を固定し、この室
３５の周壁の上方の部位に小孔３６を形成している． さらに前記室３５内には、上方部分へパッキンを介して
内接するように補助弁を兼ねたスライド筒３７を設け、
このスライド筒３７のほぼ中央位置に上下を区分する区
分壁３８を形成し，この区分壁３８に連通孔３９を形成
して上下を連通させるとともに，区分壁３８よりやや上
方位置の側部に、前記小孔３６とスライド方向へ一致す
るように小孔３０を形成している． 前記室３５内において、区分壁３８の下にコイルばね状
の形状記憶合金４を設け、区分壁３８の上にはバイアス
はね５を圧縮状態に挿入しており、水が凍らない温度（
高温）のときは、第５図のように形状記憶合金４が才−
ステナイト相に変態して延びた状態であり、小孔３０．
３６か一致せず，スライド筒３７は、入水側２ｌから出
水側２２への流路（流通孔３４，スライト筒３７内，小
孔３０，３６，弁体３の内周壁と室３５との隙間，及び
開口３ｌが形成する）を閉じているか、水の温度が下が
って凍りはじめる温度になると、形状記憶合金４がマル
テンサイト相に変体して軟らかくなり、第６図のように
，バイアスばね５の力でスライト筒３７か下がり、小孔
３０．３６か一致して連通し、弁箱２の入水側・２１の
水が，前記流路を通じて弁箱２の出水側２２へ少量ずつ
流れ，これによって水の凍結を防止するようになている
。

「発明か解決しようとする課題」 前述の従来のバルブは、弁体３を構成する部品点数が多
く、機構か複雑であるので、故障し易くかつ製造コスト
か非常に高くなる． 本発明の目的は、極めて簡単な構造で故障を生じにくく
、より低コストで製造することができる凍結防止バルプ
を提供することにある．「課題を解決するための手段」 本発明に係る凍結防止バルブは、前述の目的を達成する
ため、栓の先端に設けた弁体に，弁座と平行し又は弁座
に対し傾斜して一端部が弁箱の出水側に開放した状態の
孔を形成し、この孔を弁座の通水孔と連通させて前記流
路を構成するとともに，この流路を開閉す補助弁を、当
該孔内に設けた形状記憶合金又は当該形状記憶合金を含
む駆動手段によウて作動させる構造にしている．補助弁
には、好ましくは前記孔内に沿ってスライドするスライ
ト軸を取り付ける． 補助弁を作動させる駆動手段には，高温（水道水が凍り
はじめる前の温度）時に所定の記憶形状に変態する形状
記憶合金と，この形状記憶合金が記憶形状に変態すると
きに作用する力の方向の逆（バイアス方向）に作用する
，例えばバイアスばねや水道水圧のようなバイアス付勢
手段を組合せたもの、あるいは、高温側及び低温側の両
方の形状を記憶させた形状記憶合金、あるいはまた、高
温で記憶形状に変態する形状記憶合金と，それよりも低
温で記憶形状に変態する形状記憶合金とを組合せたもの
等を使用することができるか、これらの駆動手段の中で
は、形状記憶合金とバイアス付勢手段とを組合せたもの
を使用するのか望ましい． このように、形状記憶合金とバイアス付勢手段とを組合
せる場合には、Ａｆ点（形状記憶合金の金属狙織がオー
ステナイト相への変態を完了して硬直する温度）か０〜
４℃程度であって、０℃以下でマルテンサイト相に変態
して軟．らか〈なるような形状記憶合金を使用し、この
形状記憶合金かオーステナイト相に変態した（記憶形状
へ変態した）とき、弁体に形成された弁箱の入水側から
出水側への流路が閉じるように配置する． 前記の各形状記憶合金には、コイルばね状のものを使用
するのか望ましい。

「作用」 形状記憶合金とバイアス付勢手段を組合せた駆動手段を
用いた場合には．弁箱内において、水道の水が凍りはじ
める温度になると、形状記憶合金かマルテンサイト相に
変態し始めて軟らかくなり、バイアス付勢手段の力によ
り補助弁がバイアス方向に作動し、弁体に形成した流路
が開いて、水が弁箱の入水側から出水側に流れ，これに
よって凍結が防止される． 他方、弁箱内の温度が高温になると、形状記憶合金が記
憶形状に変態し，その力がバイアス付勢手段の力に勝っ
て前記流路が閉じられる．高温側及び低温側の両方の形
状を記憶させた形状記憶合金を駆動手段とした場合は、
弁箱内が水が凍り始める程度の低温になると、前記形状
記憶合金か低温側の記憶形状に変態し，このときの力に
より前記流路が開かれ、高温になると，当該形状記憶合
金か高温側の記憶形状に変態し、この変態の力により前
記流路が閉じられる． 高温で記憶形状に変態する第一の形状記憶合金と、それ
よりも低温で記憶形状に変態する第二の形状記憶合金と
を組合せたものを駆動手段とした場合は５弁箱内の水が
凍り始める程度の温度になると、第二の形状記憶合金が
記憶形状に変態し、この変態のときの力が、マルテンサ
イト相に変態していて軟らかくなっている第一の形状記
憶合金の力に勝って前記流路が開き、それよりも高温に
なると，第一の形状記憶合金が記憶形状に変態し、この
変態による力が、第二の形状記憶合金の力に勝って前記
流路を閉じる． 「実施例」 第１図及び第２図は、本発明に係る凍結防止バルブを水
道の蛇口に応用した実施例を示したもので、水道管の途
中に設けた弁亀２は，弁座２３を兼ねたｗＡ壁により，
入水側２１と出水側２２とに区分されており、出水側２
２上部に形成したスリーブ１ｌからは、先端部に弁体６
を連結した栓１かねじ込まれ，図示の状態では、弁体６
の先端部のパッキン６０が弁座２３に接触し，この弁体
６が弁座２３の通水孔２４を塞いでいる．弁体３には、
入水側２ｌに連通ずる中空の小室６１か形成され、この
小室６１の上に位置し，かつ弁座２３と平行するように
孔６２が形成されている． 孔６２と前記小室６１の間は、小孔６３を形成して連通
し、小室６１，小孔６３及び孔６２とによって、弁箱２
の入水側２１から出水側２２へ通ずる流路を形成してお
り，この流路は，図における孔６２の左端部に設けた補
助弁６４により開閉されるようになっている． この実施例では，前記孔６２のほぼ中央に止めねじ６５
により軸受６６を固定し、この軸受６６に、孔６２の中
心に沿うスライド軸６７をスライド自在に軸承させ、後
述の駆動手段７によって、このスライド軸６７か左右に
スライドすると、前記補助弁６４が孔６２の左端部を開
閉するように構成している． この実施例における駆動手段７は，前記孔６２内に設け
たコイルばね状の形状記憶合金７１と，コイルばねかう
なるバイアス付勢手段７２とによって構成されている． 形状記憶合金７１は、スライト軸６７の右端部に固定し
たパッキンを兼ねる鍔６８と前記軸受６６との間に挿入
され、コイルばねであるバイアス付勢手段７２は、軸受
６６と補助弁６４との間に圧縮挿入されている． 水が凍らない程度の温度では、前記形状記憶合金７１は
、鍔６８が孔６２の右端部から突出さない程度の状悪に
延びており，その力がバイアス付勢手段７２の力に勝っ
て、補助弁６４を孔６２の内側方向に引き付け、孔６２
の左端部を閉じるように作動させる． 他方、弁′ｓ２内の温度か木が凍りはじめる程度まで下
がると、形状記憶合金７１がマルテンサイト相に変悪し
て軟らかくなり、バイアス付勢手段７２の力が勝って補
助弁６４を孔６２から外部に押出し、孔６２を含む流路
を開いて弁箱２の入水側２１から出水側２２へ少量の水
を流し、水道水の凍結を防止する． この実施例においては、補助弁６４か孔６２を閉鎖して
いる第１図の状態のとき、補助弁６４と鍔６８に対する
水圧がほぼ等しくなるように、孔６２内における補助弁
６４と鍔６８の内側の面積かほぼ等しくしてあり、軸受
６６より右側の空間も小室６ｌと連通ずるように、小孔
６３とほぼ同径の小孔６９を形成している． この実施例の凍結防止バルブは，従来のものよりはるか
に簡単な構造であり、より低コストて製造することがで
き、かつ故障しにくい．本発明の凍結防止バルブにおい
ては、前記小室６１は不可欠の構成部分でなく，例えば
第３図のように、弁体３の底部から孔６２へ通ずる小孔
６３を形成して，補助弁６４が孔６２を開いたとき、弁
箱の入水側２１から出水側２２へ水が流れるように構成
することができるし、さらに、補助弁６４は同図のよう
に外側から孔６４を開閉する状態に設けてもよい． また、前記各実施例のように、水圧が補助弁６４に加わ
り易い構造の場合には，バイアス付勢手段７２をばねに
代えて水道水圧を利用することができる． さらに、第４図のように、小室６ｌの上部左端に小孔６
３を形成して孔６２と小室６１とを連通させ、小孔６３
を補助弁６４で開閉するように構成して，補助弁６４に
及ぶ水圧の影響を小さくすることかできる． 第４図の実施例においては，軸受６６の左側に挿入した
形状記憶合金７１が記憶形状に変態して硬くなり、延び
きった状態で小孔６３が塞がれるように補助弁６４を作
動させているが、温度か下がると形状記憶合金７１は軟
らかくなり、軸受６６の右側に圧縮挿入したコイルばね
かうなるバイアス付勢手段７２によって、補助弁６４を
孔６２内に引き込むように作動させ，小孔６３を開くよ
うに構成しているゆこの実施例では、孔６２の補助弁６
４かある反対側の端部を図示のように塞いだ状態にして
もよい． 前記各実施例では、弁座２３と平行するように孔６２を
形成したか、この孔６２は弁座２３に対して適宜角度で
傾斜するように設けても実施することができる． 「発明の効果」 本発明に係る水道の凍結防止バルブは、構造が極めて簡
単なので、より低コストで製造することができるととも
に、故障しにくい効果を奏する．

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明に係る凍結防止バルブの一例を示す断面
図，第２図は第１図の状態から補助弁が作動した状態の
断面図，第３図は他の実施例を示す部分断面図、第４図
はさらに他の実施例を示す部分断面図、第５図は従来の
凍結防止バルブの断面図、第６図は第５図の状態から補
助弁か作動した状態の断面図である。 主要図中符号の説ＩＪＪ ｌは栓、２は弁箱、２ｌは入水側，２２は出水側２２３
は弁座，２４は通水孔，６は弁体、６２は孔、６３は小
孔、６４は補助弁、６６は軸受，６７はスライド軸，７
は駆動手段、７ｌは形状記憶合金、７２はバーｆアス付
勢手段である．特１作出願人代理人　弁理士　河　野　
茂　夫同　　　　　　　　弁理士　鎌　［ｎ　久　男第
１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 弁箱の出水側に突入する栓の先端に設けた弁体に、弁箱
   の入水側より出水側に通ずる流路を形成し、この流路を
   開閉する補助弁を、形状記憶合金又は形状記憶合金を含
   む駆動手段により作動させて、弁箱内の水が凍結しはじ
   める温度になったとき、弁箱の入水側から出水側に水を
   流す構造のバルブにおいて、前記弁体に、弁座と平行し
   又は弁座に対し傾斜して一端部が弁箱の出水側に開放し
   た状態の孔を形成し、この孔を弁座の通水孔と連通させ
   て前記流路を構成するとともに、この流路を開閉する補
   助弁を、当該孔内に設けた形状記憶合金又は当該形状記
   憶合金を含む駆動手段により作動させることを特徴とす
   る、水道の凍結防止バルブ。