JPS5888274A - 弁構造 - 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】 本発明は例えば住宅用衛生工事管に用いられる弁に関し
、さらに詳細には、弁を流れる水流を制御する可動ステ
ムがほぼ零の内圧を弁による如き弁構造に関するもので
ある。

本発明の主な目的は弁から排出される水の量と温度を制
御するステムが圧力平衡する如き種類の弁を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的は弁スリーブに対し相対的な位置に固
定され、かつ内圧が加えられる圧力部材を備えた混合弁
を提供することにある。

本発明の他の目的は圧力部材が温水と冷水の流路を別に
した仕切り壁をもち、かつ不等量の流路となして弁解放
時、温水圧と冷水圧とを等しくする種類の混合弁を提供
することにある。

本発明のその他の目的については図面を参照して以下に
詳述する。

本発明は最初にも述べたように住宅用衛生工事管たとえ
ば台所、水洗カラン、シャワーおよび浴槽弁などに普通
みられる種類の弁に関する。

ここに記載される本発明の原理は単体の把手を操作する
ことによって、流出する水の量と温度の両方を制御する
混合弁として市場で知られているものに実施され、ここ
ではこれについて説明される。本発明の原理はまた温水
と冷水の供給を制御する各別にされた把手と弁とが設け
られた種類の二連把手の蛇口として市場で知られている
ものにも実施される。

単一の把手が水量と水温の両方を加減する種類の混合弁
はこれまでに次のような問題を抱えていた。即ちその問
題とは弁部材が開閉位置でしばしば管路の圧力を受け、
またその圧力の制約を受けなげれば、弁の形状いかんに
より弁部材はその圧力でもって開位置または閉位置いず
れかによって動かされることである。各種の形状のもの
がこれまで用いられて弁部材を圧力平衡させることによ
り開閉側位置で弁部材に働く水によって生じた力が平衡
し、従って弁がひとりでに開いたり、または閉じたりす
るようなことがなくなる。圧力平衡弁は混合弁の分野で
は広く用いられているが、はぼ零の内圧を加えるここに
述べる弁部の原理は二連把手にも実施できる。

第１図および第２図を特に参照すると、そこには混合弁
構造が示される。この混合弁構造には、温水引人口１２
と冷水引入口１４とをもった円筒形のハウジングｌＯが
ある。／・ウジングの排出口すなわち引出口は符号１５
で示され、これは従来通り蛇口構造におけるように流水
管に直接またはシャワーもしくは浴槽排管に連結される
。

混合弁構造は／’ｉウジング１０内に位置決めされ、か
つカートリッジ形をなしている。カートリッジ形の弁構
造にあっては、弁部材のすべてはもし弁が洩れを生じる
ようなことがあれば手早く簡単に取替えられるユニット
に組立てられ偏カートリッジにされている弁構造は温冷
水の引入口１８を設けたスリーブ１６と符号２０で示す
複数の排出口すなわち引出口からなっている。引出口は
スリーブと、ハウジングの引出口１５とム通ずるハウジ
ング１０との間にある空間に向けて開口している。スリ
ーブ１６はその内部にできたみぞ２４内にある０リング
２２と符号２６で示されるシールとによってハウジング
１０に漏止めを施している。

このシールの詳細は米国特許第３，８４０，０４８号に
開示されている。

シール２６はリング型のシール部材で、ハウジング１０
の内部と密閉関係にある複数のリプまたは玉ぶち２６ｂ
を設けた円筒形の本体２６ａからなっている。入口シー
ル部２６ｃを設けて、これをスリーブの冷水引入口に貫
通し、内部にある弁ステムと密閉関係におく。入口シー
ル部２６ｃの周囲には符号２６ｄで示す低圧室が設けら
れ入口シール部に水で発生した力を与えて内部の弁ステ
ムに対し漏止めを施している。

可動ステム２８と静止即ち固定された圧力部材３０とか
らなる弁部材がスリーブ１６内に位置決めされている。

圧力部材の詳細は第５図から第１２図までに示され、他
方弁ステムについては第３図と第４図に示される。

弁ステムはスリーブ１６にはまる外径をもった円筒部３
２からなり、この円筒部は弁ステムの大半の外部をまわ
りを囲むスリーブに対し漏止めを行なうようＯリング３
４に位置決めさせている。

０１Ｊング３４から内方に離れたところで、円筒部３２
にはストッパおよび止め輪として働く外方にのびる肩部
３６が設けられる。肩部３８は薄板の金属スリーブにさ
れている中空ピストン４０のかしめ上端を入れる小さい
凹所３８に接して設けられる。凹所３８の領域に接して
ピストン４０は内方にひだませ、またはかしめられてピ
ストンを弁ステムに固着し、かつこれによって可動の軸
としている。漏止リング４２は凹所３８に接して設けら
れ、かつ円筒部３２の端面４２に直接接する内部のみぞ
４４内に位置決めされる。通気道４１は従来通り弁ステ
ムの内部を大気につないでいる。

前述したように、ピストン４０は中空で薄くされ、望ま
しくは金属スリーブにされている。ピストンは閉じた位
置で金属スリーブのほぼ全長にわたってのび圧力部材の
一部にその底部をおいている。ピストン４０には、ハウ
ジングの温冷水引入口１２．１４と整合するように配置
された温冷水引入開口４８．５０がある。スリーブの整
合する引入口は従って水をピストンの内部に向けている
。

ピストンには、さらに、第３図、第４図によく示すよう
に複数の引出口５２があり、弁が第２図の開位置にある
ときスリーブの引出口２０と整合する。従って公知の方
法で弁部材を回転、往復動させるとピストン４０が動い
てスリーブの引入口と引出口に完全または部分的に整合
し弁を流れる水の量と温度とを制御する。

一つの形状が第５図と第６図に、また他の形状が第７図
から第１２図までに示される圧力部材２０は、弁が第１
図の閉位置にあるとき弁ステムの面４６と圧接関係にあ
る端面５６をもったおおむね円筒形の上方部５４を備え
る。この上方部のみぞには漏止子５６が形成され、上方
部に圧力部材の外部をピストン４０の内部に対する漏止
めを行なわせ、これにより内圧で水が可動する弁ステム
に当たらないようにしている。圧力部材は上方部に直接
接するところでかなりの大きさをもつ彎曲した２つの凹
所６０．６２を設けている。これらの凹所はそれぞれピ
ストン４０の温冷水引入開口４８．５０と連通している
。凹所は温冷水を独立してピストンの引出口５２に移送
する手段となっている。圧力部材３０の最内奥部すなわ
ち底部に接して、スリーブの対応みぞ６６と係合する外
向きの脚部６４を設けて圧力部材をスリーブに固一定す
るかまたは圧力部材とスリーブ間で相対運動がおきない
ようにしている。

ピストン４０は最小量の内水圧を受けるが、互いに平衡
する圧力を受ける２つのおおむね等しい領域上で行なわ
れる。ピストン４０の内側はＯすングと同じ外径をもつ
リング５８によって漏止めを施されるので弁ステムは平
衡する。

作動時における弁の閉位置は第１図に示され、また弁ス
テムは圧力部材に圧接される。シール２６はどんな圧力
も弁ステムに達することがないようにし、従って弁ステ
ムの内水圧は零である。

弁が開くと、弁ステムは第２図の位置に対し往復動し、
弁は回転し引出口１５で所望の混合の温冷水を得ること
ができる。水圧のみがピストン４０に加えられものであ
り、かかる圧力は等しい大きさのリング５８と０リング
３４によって平衡する。

すべて実用の目的に供するため弁ステムは零の内水圧を
受けることになる。

これまで水道蛇口の弁の大半は金属で作られていたが、
現在ではこれらの部分の多くを適当なプラスチックで作
ることが広く行なわれている。従って、スリーブ、弁ス
テムおよび圧力部材はすべてプラスチックで作られるこ
とになる。ピストンは用途によってはプラスチックにな
ることもあるが、薄いゲージメタルで作るのがよい。

第６図に示すように、みぞ６０．６２は同じ大きさであ
るので等量の温冷水を運び出す。しかし領域によっては
、冷水圧が使われている温水の圧力よりずっと高く、従
ってもし温冷水通路がそれぞれ同じ大きさであれば、弁
の引出口で所望の水温を得ることが困難になる。また洗
面所が水で溢れ出て、冷水圧が突然減少するような場合
には、この分野で公知の種類の圧力平衡スプールを用い
ても、シャワーを用いる者はしばらくの間は不愉快な思
いをすることになる。従ってこれらの領域にとっては温
冷水に対し等量または同じ流路をもたない圧力部材があ
るのが望ましい。第１０図および第１１図はそのような
具合に構成された圧力部材の変形例が示される。第１０
図では温水流路は符号７２で示され、冷水流路は符号７
４で示される。温水流路は実際に大きくされている状態
で、冷水圧が温水圧より高いと仮定すれば、同じではな
い流路または不等の流量に対する手段があれば弁内で比
較的一定した等量の温冷水が得られる。

第１１図は温水流路が符号７６で示され冷水流路が符号
７８で示される同じ構造のものが示される。

第１１図の構造は第１０図のものより多少乱流が少なく
なっている。

第７図、第８図および第９図はおおむね同じ流路を備え
た圧力部材の変形例を示す。この構造では、圧力部材は
前述したようにスリーブの最内奥部にできたみぞ６６と
整合する外方にのびる２つの脚をもったおおむね中央に
ある羽根８２を備える。羽根８０は第８図に特に示すよ
うな中心から外に向けて大きさを減じていくテーパ側部
８４がある断面形状をもつ。

第１２図は内部通ｉ′路８６．８８が大きさでおおむね
等しいが容量は第６図示の凹所６０　、６２より大体は
大きい圧力部材の変形例が示される。

圧力部′材は全体の弁部材の一部ではあるが各別にされ
た要素でかつプラスチックで作られているので、製造が
容易で流路設計に関し、各種の異なった寸法と形状で貯
蔵される。特定の領域に用いられる特定の圧力部材は水
圧によって決められる。

圧力部材に設けた内部通水路には、ふるい、流量制御羽
根または凹凸状もしくはのこ歯状の面があって弁内の騒
音を減少または除去している。

ピストンは一定の直径をもったものとして図示されてい
るが、ピストンは前述した漏止リング間の関係が重要な
ものとして扱われることもある。

以上本発明の望ましい実施例のみを示したが、様々な変
更または修正を、なんら本発明の趣旨を逸脱することな
く加えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は閉位置にある本発明の弁構造の軸方向断面図、
第２図は開位置にある第１図と同様の軸方向断面図、第
３図は弁部材を一部断面で示す平面図、第４図は弁部材
の一部を第３図から９０度隔てて示す平面図、第５図は
圧力部材の平面図、第６図は第５図の６−６線に沿った
断面図、第７図は圧力部材の変形例の平面図、第１図は
圧力部材の端面図、第９図は第７図から９０°隔てて見
た第７図および第８図の圧力部材の平面図、第１０図は
圧力部材の変形例の半径方向断面図、第１１図は圧力部
材の別の変形例を示す第１０図と同様の半径方向断面図
、第１２図は圧力部材の更に別の変形例を示す第１０図
および第１１図と同様の半径方向断面図である。 １０・・・ハウジング、　　１２．１４・・・引入口、
１５・・・引出口、　　１６・・・スリーブ、　　１８
・・・引入口、　　２０・・・引出口、　　２６・・・
シール、　　３０・・・圧力部材、　　３２・・・可動
ステム、７２．７４，７６．７８・・・流路。 特許出願人　　スタナダイン・インコーホレーテッド（
外４名）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、水の引入口と引出口とを有するスリーブと。 該スリーブ内を動いて前記スリーブの水引入口から引出
   口への水流を制御するステムと、前記スリーブ内に位置
   決めされて前記ステムと同軸になっている圧力部材と、
   前記ステムと圧力部材との間に位置決められて内圧が軸
   ステムにかｉ／ｌ）、らないようにしているシールとを
   備えてなる弁構造であって、前記圧力部材はスリーブに
   対して固定されるとともに、スリーブの水引入口と引出
   口との間の流路内に配置されている弁構造。 ２、ステムは圧力部材と同軸にのび、かつ出入口手段を
   有する円筒形のピストンを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の弁構造。 ３、　シールは圧力部材の内部とピストンの内部との間
   に位置決めされていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の弁構造。 ４　ピストンの内部とシール接触を行なうシール手段な
   スリーブの引入口に設けたことを特徴とする特許請求の
   範囲第２項記載の弁構造。 ５、　ピストンはステムに取付けられ、圧力部材とステ
   ムとは弁が閉位置にあるとき当接する面を有しているこ
   とを特徴とする特許請求第２項記載の弁構造。 ６、ステムに支持されスリーブの内部とシール接触を行
   なう第２シールが設けられ、２つのシールは等外径をも
   っていてステムにかかる圧力を平衡させていることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の弁構造。 ７、　温冷水の引入口と引出口とがあるスリーブと、該
   スリーブ内を動いてスリーブの冷水引出口からの水の量
   と温度を制御するステムと、スリーブ内に位置決めされ
   てステムと同軸になっている圧力部材と、ステムと圧力
   部材との間に位置決められて内圧がステムにかからない
   ようにしているシールと、ステムに支持されスリーブの
   内部とシール接触を行なう第２シールとを備えてなる混
   合弁であって前記圧力部材はスリーブに対して固定され
   るとともにスリーブの温水引入口と冷水引出口との間の
   流路内におかれ前記２つのシールは等外径をもっていて
   ステムにかかる圧力を平衡させている混合弁。 ８　ステムは圧力部材と同軸にのび、かつ出入口手段を
   有する円筒形のピストンを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の混合弁。 ９、　シールは圧力部材の内部とピストンの内部との間
   に位置決めされていることを特徴とする特許請求の範囲
   第８項記載の混合弁。 ＩＯ、スリーブの温水引入口にあって、可動ピストンと
   シール係合を行なうようにのびている部分をもったシー
   ル手段を有していることを特徴とする特許請求の範囲第
   ８項記載の混合弁。 １ｒ′　圧力部材は温水引入口からの第１流路と冷水引
   入口からの第２流路とを画定する内部隔壁をもっている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第７項記載の混合弁。 １２、内部隔壁はピストン内の空間を不等に分割して不
   等量の温冷水流路を形成していることを特徴とする特許
   請求の範囲第１１項記載の混合弁。 １３　　温水流路は冷水流路より大きい容積をもってい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１２項記載の混合
   弁。