JPH045868B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は一本のレバーハンドル等によつて熱湯
と冷水とを任意の比率に混合して適当な温度の温
水を得るようにした湯水混合栓、並びにセラミツ
クデイスク等を滑動させて湯水の開閉栓吐出量調
節等を行う単水栓に関するものである。

従来の技術 この種類の湯水混合栓を示す先行技術としては
例えば特開昭57−116982（特願昭56−122524）特
公昭０−46303等が知られている。

現在用いられている混合栓は特開昭57−116982
の構造をさらに簡略化したものがあり、その混合
栓のカートリツジ部分を第１図に示し、又そのカ
ートリツジを含む混合栓の全体図を第１ａ図に示
している。

第２図は特公昭60−460303の混合栓の全体図で
ある。

便宜のために先ず第１図、第１ａ図、第２図の
従来の混合栓の構成の各部について概述する。

第１ａ図に於て１は混合栓ハウジング（本体）、
２はカートリツジ、８は熱湯のパイプ、９は冷水
のパイプ、１０は熱湯流入口、１１は冷水流入
口、１９は温水流出口である。３はシリンダ、Ａ
はステム、５は上部ピストン、６は下部ピスト
ン、７は銅パイプ、１４，１５はグロメツトシー
ル、１２，１３は開口部である。１８は出口孔で
ある。又５７は該栓のハンドル（操作部分）であ
る。

第２図に於て２０は混合栓ハウジング、３０は
カートリツジケース、３５は固定デイスク、４１
は可動デイスク、２７は温水用通孔である。又５
８は該栓のハンドル（操作部分）である。

通常第１図、第１ａ図のシリンダ２はプラスチ
ツクで作られ第２図のデイスク３５，４１はセラ
ミツクで作られている。第１ａ図、第２図とも、
シングルレバー式湯水混合栓である。しかし、本
図の湯水流入口の内一つを省略したかたちで製作
し、湯水バルブ部分を別体に配置し、湯水それぞ
れ別ハンドルで操作する形式の湯水混合栓も知ら
れている。（通常前記のシングルレバー式に比し
てツーハンドルタイプと云われるもの） 従来これ等の湯水混合栓いずれ型式のものにお
いても、使用時間の経過とともに、操作部分（ハ
ンドル）の操作力が漸増してくるものがある程度
の割合で発生した。操作力増加の程度の大きいも
のは、スムーズな操作が不可能となるものもあつ
た。その直接原因はいずれも、湯水に接触して回
転、摺動、滑動運動を行う部品相互の接触面の摩
擦力の漸増変化である。

従来、この種の欠点の原因については、グリス
潤滑、当初組立時の部品相互の押付力、熱膨張、
摩耗、腐食等の見地から、種々論じられているが
明確な原因を究明するには到らず、対応処置とし
て、運動部分及びその周辺に大量のグリスを塗布
するか、あるいはグリス溜りを設ける等のことが
行なわれているのが現状である。

発明が解決しようとする問題点 本発明が解決しようとする問題点は、従来使用
時間経とともに漸増してきた操作部分の操作力を
ある一定限度まで漸増した後は、これの増大を停
止せしめ、以降は一定の操作力を維持せしめよう
とするものである。

本発明に到つた経緯を説明すると次の様なもの
である。

本発明者は、特に第１、第１ａ図に示す方式の
混合栓について、時間経過とともに操作力が漸増
してくることについて種々調査、実験を行なつ
た。

その中で下記の如き事項が判明し、この操作力
漸増現象が静電気に基くものであることが確認さ
れた。但し、静電気のいかなる作用が潤滑膜をど
のように破壊し、なぜ潤滑状態を悪化せしめ、運
動摩擦力を漸増せしめかについては十分解明はし
ていない。

しかし、以下に述べることから明かとなるよう
に、本発明の静電気除去の構成を混合栓に対して
応用することによつて操作力の漸増が停止し、少
くとも許容し得る一定の操作力の範囲内におさめ
ることが出来たこと、又一方に於て静電気の存が
確認されたこと、からして静電気が原因であるこ
とは事実である。

現象についての調査 ほぼ同一条件で使用しているにもかかわらず一
方の水栓は、操作部分の操作力の使用時間にほぼ
比例した漸増現象を発生し、一方にはその傾向が
みられないものがあつた。双方の水栓を分解し、
調査すると操作力漸増現象を示したものは摩擦面
からグリスが流出し、且つその表面はまつたく無
潤滑な状態となつていた。一方他方の操作力の変
化のないものはグリスは同じく流出してしまつて
いるが、その表面にヌルヌルとした形成物質の何
であるかは不明（云うならば水ゴケ状のもの）な
るも一種の潤滑膜状のものが形成されていた。

さらに操作力漸増現象を発生したものは運動シ
ール部分と金属部分の接触面に、かなり熱影響を
受けたと見られる変色した痕跡が認められた。

通常金属表がその熱影響により何等かの痕跡を
残す為には、数100度の温度が必要であり、水栓
の使用温度は最大100℃であるから通常の熱影響
ではこのような現象の発生は考えられないことで
ある。

前述の調査結果から、湯水中で使用すると云え
ども静電気の発生が原因ではないかと考え、確認
テストを行つた結果、その存在が確認され本発明
となつたものである。

判明した事実及びそれについての考察 通常の静電気の概念から考えると、水栓の湯水
に直接接触している部分で静電気の発生滞留は考
えがたいが、その存在を確認したテスト結果から
次の事実が判明した。

即ち、前述の水栓を組立る際、潤滑用として、
各部にシリコングリスを塗布している。しかるに
シリコングリスは非常に絶縁性が高い。

しかも、実験によるとシリコングリスを塗布し
た面を流出湯水中に長期間保持しておくと、グリ
ス中の主成分は流出するとともに水中の有機物質
と残余の物が結びついてある種の被膜を表面に形
成する。さらにこの被膜は電気的に良導体ではな
い。

以上のようなことから、通常であれば万一発生
したとしても流出湯水に即時、伝導消失してしま
うべき静電気が前述の理由から部品内部に蓄積さ
れていたのである。そして、現象が湯水中であ
り、ミクロ的なものである為直接観察することは
困難であるが、この滞留した静電気が、運動摩擦
面のミクロの範囲で潤滑膜を破壊する、あるい
は、シリコングリス以外の水中の物質による潤滑
膜の形成を阻害していたものと考えられる。

先に説明した発率のある程度の割合についてさ
らに述べると、現状の混合栓が市場において、操
作の温水流出口現象を数％から数10％の割合で発
生し、それ以外のものが良好である理由は次の様
に説明出来る。

即ち、混合栓の部品各部にグリスを塗布してい
たが、部分的に不塗布の部分があり、静電気が発
してもそこから湯水中に導電消失してしまつた。
あるいは、たまたま水中に有機物が少なく表面に
被膜の形成が出来なかつた。あるいは、各水栓と
もその構造的に完全に静電気の発生部分と本体と
を絶縁しているものではないから、本体との接触
面にグリスの塗布がないと発生した静電気はそこ
から本体へ導電されて消失してしまつたことが考
えられる。

特に第１、第１ａ図に示す水栓の場合、カート
リツジステムＡの先端は閉栓毎に本と接触してい
るので、グリスの塗布がなく、接触面が良好な状
態であれば静電気はこの部分から導電、消失して
しまうと考えられる。

また本発現象は、一度発生した静電気が導電、
消失出来ない状態に到ると、その静電気が接触面
の潤滑膜を破壊せしめさらに摩擦抵抗を増大する
こととなり、それがさらに大きな静電気の発生に
結びつくと云うように、一度、絶縁された状態に
水栓がなつてしまうと以降はさらにその現象が増
大し、即ち結果的に水栓操作部分の操作力の増大
となつてくるものである。

逆に静電気の発生、滞留が防止されている限
り、摩擦面のグリスがなくなつたとしても湯水そ
のものあるいは水中の有機物を潤滑膜として、滑
動運動が可能となりこの場合は、操作力の増大は
初期値の２倍程度であり、以降この操作力が安定
的に維持される為、ユーザーが使用しづらくなつ
たと云うような問題には到らないものである。

問題を解決する為の手段 水栓の操作部分の操作力増大の原因として、静
電気が大きく作用していることがわかつたので、
この問題点を解決する為に、本発明が講ずる技術
的手段は、回転、摺動、滑動運動を行う構成部品
に発生、滞留する静電気を水栓本体部分に誘導し
て水栓本体と連結された配管あるいは使用者の
体、あるいは空気中への放散等を通じ消去しよう
とするものである。

実施例 本発明の構成を示す実施例を第１図及び第１ａ
図に示すタイプの混合栓について第３，４，５図
を使用して説明する。

第３図のカートリツジバルブで静電気が発生、
滞留し、操作力に影響を及ぼす部分は、１４，１
５のグロメツトシールとシリンダー３、及び上部
ピストン５、銅パイプ７、下部ピストン６で構成
され、シリンダー内部で回転、摺動運動を行うス
テムＡである。

グロメツトシール１４，１５に発生する静電気
を除去するための手段として、グロメツトシール
１４，１５に切欠溝９（第３図ｂ）を設け、そこ
に金属のリング８（第３図ａ）を挿入しその弾性
を利用して、水栓本体にカートリツジを挿入した
時に該リング８はグロメツトシールと本体（ハウ
ジング）１内径側に同時接触するように装着す
る。

ステムＡ側に発生する静電気は（特にグロメツ
トシール１４，１５と接触するピストン６部分が
大きい）第４図、第４図ａに示す様に、ステム２
３先端に導電性を有する金属材料でつくつたスプ
リング２１を圧入し、ステムの上下摺動時にその
弾性を利用して常時、本体挿入孔、本体底面と接
触するようにする。

又は第５図、第５図ａ、第３図に示す通り、ス
リツトを入れた弾性及び導電性を有する金属材料
のカツプ状体２２，２２′を製作し、その下端２
２−１部分を本体側へ接触せしめ、その上端２２
−２部分をステムＡの軸端部分５に接触させるよ
うに装着する。カツプ状体の下端２２−１部分は
本体構成部分に固定され、カツプ状体の上端２２
−２部分はステム軸端に、その弾性力を利用して
接触しているから、常時ステムＡと本体（ハウジ
ング）１とは導電性が確保されることとなる。
尚、当然ながら上端部２２−２とステムＡ軸端と
の接触は導電性を確保出来る程度でその接触抵抗
が操作力そのものまでを変化させる程度のもので
はない。

第５図の２１，２２は前述のスプリング、カツ
プ状体を理解しやすい様に、バルブ本中にとりつ
けた状況を示したものである。実施時は２２又は
２１の装置のいずれか一方でも良い。さらに本発
明の実施例を第２図に示すタイプの湯水混合栓に
ついて第６図、第７図によつて説明する。

この場合に、操作することにより運動し、電気
が発生、滞留してくる部分はセラミツクで製作さ
れた固定デイスク３５と可動デイスク４１の接触
である。

静電気の消去の為に固定デイスク３５と可動デ
イスク４１との接触面の外周部に溝２９（第７図
ａ，ｂ）を設ける。そしてその中に第７図ｃで示
すような、形状が環形且つ波状であり、又弾性、
導電性を有する金属のリング３６をその弾性を利
用し、常時可動、固定デイスク双方に接触するよ
うに装着する。

そしてその波状金属リング３６の一端４２を、
デイスクの保持箱を貫通せしめて水栓本体部に導
電性を有する方式で固定（接触）せしめる。

第７図ｄは固定デイスク３５の平面図で、３８
は冷水流入孔、３７は熱湯流入孔、３９は温水流
出孔、３６は溝２９中に収容したリングである。
第７図ｅは可動デイスク４１の底面図である。

又第６図のａ，ｂ，ｃ，ｄ図はこの湯水混合栓
での、該水栓を使用するときの固定デイスクと可
動デイスクの関係位置を示すものである。第６図
ａは閉栓の状態で、熱湯流入孔３７、冷水流入孔
３８はともに閉じられている。第６図ｂは開栓の
状態で熱湯流入孔３７、冷水流入孔３８はともに
温水流出孔３９に通じている。第６図ｃは開栓状
態であるが冷水流入孔３８のみが開き流出孔３９
に通じている。第６図ｄは開栓状態であるが熱湯
流入孔３７のみが開き流出孔３９に通じている。
上記の各図に於ける固定デイスク３５、可動デイ
スク４１の関係位置及び介在するリング３６の位
置から明かにわかるように、この様にして、リン
グ３６を装着すると、可動デイスク４１の動作の
どの位置でも、リング３６と可動デイスク４１、
固定デイスク３５との接触が可能である。

さらに、固定デイスクの外周部にこの様にして
リングを設けることは生産上極めて容易である
し、これが水栓としての開閉機能に何等影響を及
ぼすことはない。但し、デイスクの寸法をリング
を装着するだけやや大きくすることは考慮され
る。

説明の為、便宜的に二つの形態の湯水混合栓を
取り上げたが、いずれの湯水混合栓についても同
種の運動部分を有しており、これ等についても本
発明は適用されるものである。

さらに、発生する静電気を除去するための他の
方策、装置として、混合栓の部品として使用され
ているプラスチツク、又はゴム、セラミツクの材
料そのものを導電性を有する材料に置き換えこれ
を以て静電気除去装置を構成することは当然に考
えられる。

作用、効果 前述の処置を取ることにより、いずれの方式の
熱湯についても、発する静電気を即時に該水栓の
外部へ誘導せしめて、接触面での滞留を防止可能
とするものである。

次に、静電気除去の構成を実施した場合と、実
施しない場合とに於ける、混合栓操作力の変化、
本明の効果について概略述べる。

先ず、混合栓使用開始の当初に於ける操作部分
（ハンドル５７，５８）の操作は大体0.6〜１Kg程
度である。この値は使用時間の経過と共に増大
し、そして1.5〜25Kgに達して安定する場合があ
る。

この辺で当初の潤滑剤による潤滑は効力を喪失
しているが、こゝで先に述べたような自然の静電
気除去及び後発的の潤滑機能が発生するならば、
混合栓の操作力はほゞこの辺で増大を停止して一
定を保持し、且つこの程度の操作力であれば使用
上あまり問題はない。

しかし、静電気の滞留による混合栓滑動部品間
の機能不良が発生するとこの操作力はさらに３Kg
−４Kg−５Kgと増大する。この場合３Kgを越える
と問題であり、４〜５Kgになれば操作困難にたち
到る。

こゝに於て、本発明の静電気除去の装置を混合
栓に実施すると、その操作力は約２Kg程度に落ち
つくことになる。このことは本発明者によるテス
トの結果により確認されている。

本発明の静電気除去装置によれば、混合栓の操
作部分の操作力が使用時間とともに漸増する現象
は−操作力が許容範囲で安定した状態に達するこ
とから−実質的に解決されたことになる。従つて
使用が混合栓をスムーズに操作出来なくなると云
う問題の発生は完全に防止出来ることになる。又
混合栓の生産の面から見ると、静電気除去のため
の装置の付加による多少のコスト上昇があつたと
しても、高価なシリコングリースの使用量を減少
出来るので、コスト的にも有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は現行の混合栓の一例でそのカートリツ
ジ部分の一部断面の側立面図であり、第１ａ図は
現行の混合栓の一例で、その全体の一部断面側立
面図であり、これには第１図のカートリツジ部分
が含まれている。第２図は現行の混合栓の別の例
で、デイスクタイプ制御装置を含むものゝその全
体の一部断面側立面図であり、第３図は第１図の
カートリツジ部分のグロメツトシール部分に本発
明の静電気除去の装置の金属リングを付加したも
のであり、第３ａ図は本発明の静電気除去の装置
である金属リングの詳細を示す斜視図であり、第
３ｂはグロメツトシール部分に設けた溝とそれに
第３ａ図の金属リングを挿入した状態を示す断片
的断面図であり、第４図は第１図のカートリツジ
部分と同じもので見る角度を90度変えた図であ
り、且つ該カートリツジ部分のステムの先端に静
電気除去の装置である金属スプリングを付加した
ものであり、第４ａ図は第４図のステムの先端に
付加した金属のスプリングを示す斜視図であり、
第５図は第１ａ図の混合栓に対し、第４図の静電
気除去装置を含むカートリツジ部分を挿入組立し
てある図であり、この場合には混合栓ステムの軸
端部分に別の静電気除去装置であるカツプ状体が
付加してある、第５ａ図は第５図に関して述べた
静電気除去装置であるカツプ状体の斜視図であ
り、第６図は第２図に示すデイスクタイプ混合栓
の別の例に対して本発明の静電気除去装置のリン
グを付加した図であり、第６ａ，ｂ，ｃ，ｄ図は
第２図の混合栓で湯と水の混合を制御するデイス
ク部分の動作と静電気除去装置の金属リングとの
接触の関係位置を示したものであり、第７ａ，
ｂ，ｃ，ｄ図は何れも第６図の混合栓に関連した
図で、第７ａ図は固定デイスクの斜視図、第７ｂ
図は第７ａ図のＡ−Ａ断面で静電気除去装置のリ
ングを挿入する溝を示すもの、第７ｃ図は前記の
金属リングの詳細を示す斜視図、第７ｄ図は固定
デイスクの平面図でリングを含む図、第７ｅ図は
可動デイスクの底面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ハウジング（本
体）……１，２０、熱湯流入口……１０，３７、
冷水流入口……１１，３８、温水流出口……１
９，３９、制御装置、カートリツジ……２，３
０、シリンダ……３、ステム……Ａ、上部ピスト
ン……５、下部ピストン……６、銅パイプ……
７、開口部……１２，１３、グロメツトシール…
…１４，１５、出口孔……１８，２７、ステム先
端……２３、切欠溝……９、金属リング……８、
金属スプリング……２１、金属カツプ状体……２
２、固定デイスク……３５、溝……２９、環形、
波状金属リング……３６、可動デイスク……４
１、主要図面……第５図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 導電性のハウジングと熱湯流入口と冷水流入
   口と温水流出口とを有し、これらの熱湯および冷
   水流入口と前記温水流出口との間に熱湯と冷水と
   を混合するための制御装置を含み、この制御装置
   はシリンダ部とピストン部とを備え、このピスト
   ン部が前記シリンダ部に接触しかつ滑動すること
   によつて前記温水流出口から温水が流出するよう
   に構成された混合栓において、 前記シリンダ部と前記ピストン部との間の相互
   接触滑動面に形成された潤滑層と、 前記シリンダ部の前記相互接触滑動面を構成す
   る少なくとも一部分が導電性材料からなりこの一
   部分が前記ハウジングに接触するように構成さ
   れ、および／または、前記ピストンが導電性材料
   からなりその少なくとも一部が前記ハウジングに
   接触するように構成された静電気除去装置とを具
   備し、 これによつて前記相互接触滑動面に発生し滞留
   する静電気を除去して前記潤滑層の破壊を防止す
   るようにしたことを特徴とする静電気除去装置を
   有する混合栓。 ２ 前記制御装置はカートリツジタイプに構成さ
   れた特許請求の範囲第１項の混合栓。 ３ 前記シリンダ部の一部分はグロメツトシール
   部からなり、前記静電気除去装置は前記グロメツ
   トシール部に設けられた弾性金属リングからなる
   特許請求の範囲第１項の混合栓。 ４ 前記静電気除去装置は前記ピストン部の先端
   に設けられた金属スプリングからなる特許請求の
   範囲第１項の混合栓。 ５ 前記静電気除去装置は前記ピストン部の他端
   側の軸に設けられた弾性金属のカツプ状体からな
   る特許請求の範囲第１項の混合栓。 ６ 導電性のハウジング、熱湯流入口と冷水流入
   口と温水流出口とを有し絶縁材料からなる第１の
   デイスク、熱湯と冷水とを混合する混合室を有し
   絶縁材料からなる第２のデイスクをそれぞれ備
   え、前記第１と第２のデイスクとが相互に接触し
   かつ滑動することによつて、熱湯と冷水とが前記
   混合室で温水となつて前記温水流出口から流出す
   るように構成された混合栓において、 前記第１または第２のデイスクのいずれかの相
   互接触滑動面にそのほぼ全周にわたつて形成され
   た溝とこの溝内に装着される導電性及び弾性を有
   するリングとを備えるとともにこのリングから延
   びた一端が前記ハウジングに電気的に接続される
   ように構成された静電気除去装置を具備し、これ
   により前記相互接触滑動面に発生し滞留する静電
   気を除去することを特徴とする静電気除去装置を
   有する混合栓。 ７ 前記第１のデイスクが固定され、前記第２の
   デイスクが可動し、前記溝が前記第１のデイスク
   に形成されている特許請求の範囲第６項に記載の
   混合弁。 ８ 前記リングが環形、波状弾性金属リングであ
   る特許請求の範囲第６項に記載の混合弁。