JPS626146B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はダイヤフラムを用い高度の液密性を長
期間維持できるダイヤフラム給水弁装置に関す
る。

従来ダイヤフラム弁は流量調整弁およびしや断
弁として流体流路に広く適用されてはいるが、水
栓に使用されることは少なかつた。これは従来の
ダイヤフラム弁では耐用性が低く、開閉頻度の高
い水栓に不適当であると考えられていたことによ
る。

尚詳述するに従来例えば米国特許第2966928号
に開示されているように、弁本体内において弁本
体の内周壁部に平担なダイヤフラムが固設され、
弁棒の軸方向の移動時に弁棒の相対的に先鋭な下
端部を介して弁座に対しダイヤフラムを圧接又は
離間せしめ、流水路を開閉する構成を有した水栓
が提供されている。しかしながらこの構成では弁
座に対しダイヤフラムが弁棒の相対的に先鋭な下
端部により押圧されるから、ダイヤフラムは弁座
に対し円形の線接触に近い接触状態をもつて当接
することになり、接触部分に応力が集中するから
接触部分の劣化が早く耐用性に乏しかつた。かつ
弁座とダイヤフラムとの接触領域が小さいから、
ダイヤフラムの接触部分の一部にこの劣化等によ
つて損傷が生じると流水路の閉鎖機能が不充分と
なる欠点があつた。

更に上記米国特許におけるダイヤフラムは開弁
位置においては平担で緊張されない状態に置かれ
るが、弁棒の下端部による弁座への当接時には伸
張されて全体に引張り力が加わり、これによつて
も劣化が増大される危惧があつた。

従つて本発明においては上述の欠点を克服する
ため特に給水弁装置に用いるダイヤフラムを充分
な可撓性をもつゴム弾性材で形成すると共に、ダ
イヤフラムに、外周部に位置する外部ビード部
と、側壁部並びにリム部を有する肉厚の閉鎖部
と、外部ビード部に対する閉鎖部の移動時に変位
自在な内部ループ並びに内部ループ部に対し逆方
向に延びる外部逆ループ部と、閉鎖部から半径方
向に延びる支承部とを具備せしめ、かつ閉鎖部の
リム部と側壁部の肉厚を支承部の肉厚より大に設
ける。また弁棒と連係動作する弁プランジヤの端
部によりダイヤフラムの閉鎖部のリム部を保持し
得るように構成する。

上述の如き独特の構成をとることにより、本発
明によれば、ゴム弾性材で形成したダイヤフラム
の、弁座に対する高い当接度を有効に利用しつゝ
ダイヤフラムの弁座への圧接時にダイヤフラムが
弁座に対し広い接触領域をもつて当接しかつダイ
ヤフラムに過度の引張力が加わることを防ぐが如
き目的を実現する。

本発明の他の目的は添附図面にそつて説明する
につれ明らかとなろう。

以下本発明を好ましい実施例にそつて説明する
が本実施例に本発明を限定するものでなく、添附
の特許請求の範囲に示した本発明の技術的思想に
包含される選択物、設計変更および均等物を含む
ことが理解されよう。

第１図および第２図に本発明により構成される
ダイヤフラム弁装置を包有した交換可能な弁カー
トリツジを示す。概して弁カートリツジには全体
的に円筒形の胴部すなわち弁体１０と作動弁棒１
２とが含有されており、前記作動弁棒１２は平滑
部１６と環形フランジ１５により区分されて付設
されたローレツト部１４を有する。弁体１０の下
部胴部１７には入口部１８と出口室２０と連通す
る側部の出口部１９とが具備される。

本発明によれば、交換可能な弁カートリツジに
はダイヤフラム２２、往復移動可能な弁プランジ
ヤ２４および水の導入可能な管状入口部２６とを
包有したダイヤフラム弁が使用され、前記管状入
口部２６の端部は弁座部２７を有する。前記弁プ
ランジヤ２４は作動弁棒１２により支承されるカ
ムプレート３０を介して弁の開位置から閉位置へ
下方にカム移動され得る。作動弁棒が回転されて
閉位置にされたとき、カムプレート３０に押下力
が働き、ダイヤフラムに作用する水圧により前記
ダイヤフラムを上昇させ弁を開状態にする力に抗
して弁プランジヤ２４を下方に押し下げる。一方
水圧による力を利用し作動弁棒１２が回されて弁
プランジヤ２４を上昇させ弁の開位置にさせる。
弁プランジヤ２４は第６図に示す構成により弁の
開位置と閉位置間の移動時に管状入口部２６の軸
線に沿つて往復移動可能に支承される。即ちこれ
は弁体１０の上部胴部３６の円筒内壁に設けられ
たキー溝３４に、弁プランジヤ２４の外周面の垂
直な直線状のキー部材３２を摺動可能に挿入する
ことにより達成される。弁プランジヤ２４が回転
しないように保持されることにより、弁プランジ
ヤ２４とダイヤフラム２２間で相対移動が生ぜ
ず、前記ダイヤフラム２２を消耗させ寿命を短か
くすることがない。上部胴部３６は円筒状の内壁
部３７を有し、弁プランジヤ２４の外形は円筒形
をなしており、前記弁プランジヤ２４は前記上部
胴部３６の内壁部３７に摺動可能に挿入され得
る。またカムプレート３０も円筒形に設けられ、
且つ螺線状すなわち傾斜した下部カム面２８が形
成され、同様に前記プランジヤの螺線状の傾斜し
た上部カム面３８と当接されており、前記カムプ
レート３０および前記弁プランジヤ２４の各カム
面は作動弁棒１２が回転する際、弁プランジヤ２
４を往復移動し得るよう連係する。前記作動弁棒
１２は弧状溝３９の範囲内において約150度の回
転が可能である（第５図参照）。

交換可能な弁カートリツジの弁体１０は全体と
して円筒形の外面を有し、かつ射出成形されたプ
ラスチツクでなる上部・下部胴部１７，３６で構
成される。弁カートリツジは給水栓体の同一寸法
の穴に嵌合するような寸法に設けられ、これを密
封するため、前記弁体１０外面に設けられた溝内
に配設される外部Ｏ―リング４０と、給水栓体の
対応する溝に係合可能に設けられた弁体１０端部
上の一対の耳部４２とを有する。弁体１０の上部
胴部３６および下部胴部１７は、上部・下部胴部
３６，１７間に配設されるダイヤフラム弁装置の
ダイヤフラム２２の外部ビード（換言すれば「ビ
ード」とは円環状の玉縁を指している）部４４を
介在させて抜差可能に設けられている。前記胴部
３６，１７を組み立てる場合、前記各胴部を滑動
挿入し且つタブ（換言すれば膨出部）４６（第１
図および第６図参照）が、弁体１０の下部胴部１
７の壁部に設けられた係入穴４８に挿入されるよ
うに、上部胴部３６の外面に形成され、上部・下
部胴部３６，１７はプラスチツクで形成されて好
適な弾性を有せしめており、長手方向の分離およ
び相対回転が阻止されるようにタブ４６を係入穴
４８にスナツプフイツトせしめる。

特に第２図に示すように、作動弁棒１２にはカ
ムプレート３０が装着され、前記作動弁棒１２お
よびカムプレート３０は、弁体１０の上部胴部３
６に設けられる肩部５０とカムプレート３０の外
端上部とを当接することにより、弁体１０に対し
てその軸方向の抜止めがなされる。作動弁棒１２
の下方且横方向への傾きを防ぐため、弁体の上部
胴部３６には、第１乃至３図に示すように径方向
へ延びる４個の弾性フインガ（換言すれば内向の
突部で把持機能をもつ部材）部材５２が形成され
（弾性フインガーの径方向の巾は）作動弁棒１２
の平滑部１６の外径より僅かに小さく成形され
る。弁体の上部胴部３６に作動弁棒１２を組み入
れる場合、前記作動弁棒１２を底部から挿入し環
形のフランジ１５によりフインガ部材５２が拡げ
られ、更に挿入することにより作動弁棒１２の平
滑部１６に対しフインガ部材５２を弾圧せしめ
る。このとき、フランジ１５の下側部においてフ
インガ部材５２の上平端部５４が着座されること
になる。従つて作動弁棒１２並びにカムプレート
３０は端部に空隙を介在させることなく肩部５０
およびフインガ部材５２により保持され、前記フ
インガ部材５２により全ての空隙が除去され、側
部における空隙すなわち傾きが生じないよう作動
弁棒１２が保持されている。

弁装置を更に詳しく説明する。弁体１０の上部
胴部３６に円筒形の内部チヤンバ５６が形成さ
れ、前記内部チヤンバ内にカムプレート３０およ
び弁プランジヤ２４が収納されている。一方上述
の如く、弁体１０の下部胴部１７に水導入用の管
状入口部２６が形成され、前記管状入口部２６の
端部は弁座２７として機能する。管状入口部２６
の周部において、管状入口部２６と弁体１０の下
部胴部１７の内壁部５８間に、環形の出口室２０
および前記出口室２０と水栓体とを連通する出口
部１９が具備される（第１図参照）。ゴム弾性材
料から作られたダイヤフラム２２の外部ビード部
４４が抜差可能な上部・下部胴部３６，１７間に
支承され出口室２０と弁プランジヤ２４並びに前
記弁プランジヤを収容する内部チヤンバ５６との
間が液密に保持されており、前記弁プランジヤ２
４、カムプレート３０および弁棒１２に水気がな
い。従つて本発明によれば弁装置の作動部に水気
がなく、水分による腐蝕の虞れのない弁棒を有し
た弁装置を供することができる。

本発明の重要な構成の一はダイヤフラムに好適
な材料を選択するにある。研究によれば次の性質
を有する材料が好ましいことが判明した。

(1) 水の成分および経時変化より冒されず、破損
しないもの、 (2) 長寿命、かつ硬さ、伸びおよび強さが頻繁と
圧縮・屈曲作用を与えても大きく変化せず、作
動中加圧・圧縮されても過度に硬化しないも
の、 (3) 使用中材料にかかる応力が疲れ限度より大巾
に小さくなる程度の適切な疲れ限度を有したも
の、 (4) 材料を水分中の硬い粒子例えば砂が通過して
も長期間の腐蝕作用に耐え、かつ弁座と当接さ
せる際、ゴムにくい込み且つ腐蝕を起させるよ
うな粗い端部を有した弁座による摩耗作用に耐
えうるもの、 ダイヤフラム２２の材料としては他に適切なも
のもあるが約60ジユロメータの硬さを有する
EPDM（エチレン・プロピレン・ジエン・テルポ
リマ）ゴムが好適であることが判明した。かつダ
イヤフラム２２には、前記材料を用いて逆皿状の
閉鎖部５９が形成されており（第７図参照）、弁
座２７に対し第２図に示すように弁プランジヤ２
４の弁閉位置に弾圧され得、且つ第１図に示すよ
うに弁プランジヤ２４の弁開位置に達し弁座２７
に対し離間して入口部１８から出口室２０へ水を
通過させるリム６０を有する。

ダイヤフラム２２の逆皿状の閉鎖部５９は弁プ
ランジヤ２４の凹所６２に挿入されて、前記閉鎖
部５９のリム６０は前記プランジヤ２４の端部を
越えて弁座２７と当接するよう突出する。第２図
に示す弁閉位置にある場合、閉鎖部５９のリム６
０は弁座２７に押し付けられ、前記閉鎖部５９の
内壁部６４が僅かに弾圧されて弁座２７に対する
第１の密封が行なわれる。又この弾圧時に閉鎖部
５９のリム６０の内壁部６４が弁座２７の端部を
越えて突出され、管状入口部２６側に達して第２
の密封が行なわれる。弁プランジヤ２４が弁の閉
位置から上昇される際弁座２７に対し支障なく緩
徐に開離されるには、閉鎖部が図示の如き円形接
触面を保持するような頭初の厚さから約0.020イ
ンチ（約0.051cm）以上、圧縮されるべきでな
く、仮に約0.020インチ以上に圧縮された場合、
弁座２７から離間するように閉鎖部５９のリム６
０を上昇させるとき、ハンドルすなわち作動弁棒
１２を極めて大きな力で回す要がある。また過度
に圧縮せしめられると、リム６０は水が流れ始め
る際笛の一部の如く作用して騒音が発生し且つ、
閉鎖部５９が急速に開放されて入口部１８から出
口部１９への水流の急増すなわちサージングが生
じ易くなる。上記の作用は給水栓体においてはす
べて好ましくなく、給水機構で受ける圧力は農村
の井戸ポンプ機構ないしは都市の高圧給水機構に
おいて、変動が予想される広範囲な圧力変化を受
けても弁が緩徐に支障なく良好に開放されること
が望ましい。更にダイヤフラム２２に通常使用さ
れるゴム弾性材料に対し、圧縮領域において、全
高の15％以上の圧縮力を与えると、応力が上昇し
前記材料の圧縮永久歪が過度に引き起されること
もわかつた。長期間の使用で弁座２７が腐蝕し摩
耗して弁を閉成する際過度の圧縮力を受け硬化す
ると、頭初に得られた良好な密封性および緩徐な
開放性が低下される。

従つて本発明によるダイヤフラム２２の好まし
い実施形態によれば、閉鎖部の内壁部６４および
リム６０は弁座２７より広く形成され、前記リム
６０が約0.020インチ（約0.051cm）圧縮される場
合閉鎖部５９の内壁部６４が閉鎖部５９の高さ
“Ａ”の15％より大巾に小さく広い範囲で圧縮さ
れるよう設けられ、弾性材料の過剰加圧が防止さ
れ、過度の圧縮永久歪が軽減され且つ、第１の密
封が達成され、前記リム６０が弁座２７の端部か
ら突出して第２の密封が行なわれるべく前記閉鎖
部の高さが寸法決めされる。

又本発明によれば第１並びに第２の密封が弁プ
ランジヤ２４に弾圧されるダイヤフラム２２の逆
皿状の閉鎖部が弁座２７を越えて領域Ｂへ延びて
おり、領域Ｂに水圧がかかることにより、増進さ
れる。

即ち、弁の閉位置の場合（第２図参照）、弁プ
ランジヤ２４の端部は弁座２７に近接され、この
とき領域Ｂの水圧により、弁座２７上部で垂直に
延びる閉鎖部５９の厚い内壁部６４が押圧され
る。従つて前記水圧の作用により、前記内壁部６
４が薄くされて弁座２７および入口部１８へ向つ
てリム６０が押出され、圧力密封が達成せしめら
れて第１および第２の密封が更に強化される。

弁が閉位置にある場合弁プランジヤと弁座との
間で閉鎖部５９の圧縮される量は、閉鎖部５９の
高さ“Ａ”、弁プランジヤ２４と弁座２７間の空
隙等々、多くの要素により左右される。仮にダイ
ヤフラムの疲れ限度を越え、圧縮永久歪が生じる
と、高さ“Ａ”が低くなるので弁が閉成される際
圧縮量が減少される。又部品製造の際許容される
製造公差は空隙量に影響を与え、組み立てられる
部材の製造公差により前記空隙は小さくなる場合
がある。ダイヤフラムの圧縮量がこれらの要素に
より零に近づく場合、本発明によればダイヤフラ
ムの閉鎖部の内壁部を薄くするよう作用する領域
“Ｂ”の水圧により、圧縮力が与えられ、弁座２
７に対する密封が得られる。前記の圧力による密
封は本発明の主要な特徴であり、長寿命かつ長期
間使用しても弁装置の機能を維持する。

圧力密封を得るには、弁プランジヤ２４に、弁
座２７の外側に位置する環状縁部７０を設け、弁
の閉位置にあるとき、前記環状縁部７０の内端部
が弁座２７の外端部に近接し、整合するよう形成
することが望ましい（第２図参照）。弁座２７と
環状縁部７０を極めて近接させたとき、外周部６
８は径方向に延びる内壁部６４を狭い範囲で接触
するよう形成され、領域“Ｂ”の水圧により前記
外周部６８に対し内壁部６４が押圧されるとき、
内壁部６４の突出量が極めて小さくなる程度に設
けられる。

閉鎖部は逆皿形であることに加え、弁プランジ
ヤ２４中央部の環状縁部７０内に挿入されている
ので、前記閉鎖部が固定され弁座２７に対しダイ
ヤフラムのリム６０が確実に整合される。即ち弁
プランジヤ２４の環状縁部７０はダイヤフラムの
閉鎖部５９を支持するよう機能し、前記ダイヤフ
ラム２２は柔軟な弾性材料で作られているので、
弁座２７で良好な密封が得られ且つ粒子により腐
蝕が生じ弁座２７の表面が不均一になつた場合で
も弁座２７に合致されうる。

上述の閉鎖部の他に、本発明によるダイヤフラ
ム２２には弁体１０の上部・下部胴部３６，１７
間において固定される外部ビード部４４に向つて
径方向に延びる迂曲した支承部６６が設けられ
る。ダイヤフラムが第２図に示す弁の閉位置の場
合、支承部６６には出口室２０内に位置する内部
ループ部７４と、環状縁部７０の外側の弁プラン
ジヤ２４の端壁に当接する外部逆ループ部７６と
が形成される。弁の閉位置の場合、無論出口室２
０の中には水がなく又ダイヤフラムの支承部６６
に作用する水圧もない。弁の閉位置から第１図の
開位置へ弁プランジヤ２４を移動する際、迂曲し
た支承部は押されて略完全に延ばされ、弁プラン
ジヤ２４の端壁および出口室２０の内壁部に対し
出口室２０内の水圧により押し付けられる。環状
縁部７０の外側に形成される弁プランジヤ２４の
端壁７７は、ダイヤフラム２２の支承部６６の外
部逆ループ部７６と合致されるように凹状に形成
されている。弁プランジヤ２４の環状縁部７０は
丸味を付けて設けられている。前記環状縁部７０
と凹状の端壁７７との全体の断面は中央の凹所６
２の外側の弁プランジヤ２４端部において略正弦
波形をなしている。これはダイヤフラム２２に所
望たわみ機能を果させ、第１図に示す弁の開位置
でダイヤフラム２２に連続した平滑な接触面を与
えて前記ダイヤフラム２２を弁プランジヤ２４の
端部並びに出口室２０の内壁に対し伸縮なく押し
付けることができる。

ダイヤフラム２２が第１図に示すように弁の開
位置にいつぱいに延ばされたとき、支承部６６は
弁プランジヤ２４の環状縁部７０と端壁７７およ
び出口室２０の内壁部５８に対し出口室２０の水
圧によりダイヤフラムが伸縮することなく従つて
ダイヤフラム２２に過剰の応力を与えることなく
押し付けられるよう寸法決められており、弁プラ
ンジヤ２４の寸法および形状更には外部ビード部
４４の位置はダイヤフラム２２の支承部６６の長
さが弁プランジヤ端壁７７および出口室の内壁部
５８に沿い外部ビード部へ向う径方向の長さとほ
ぼ等しくなるよう構成される。本発明によれば、
繰返し使用してもダイヤフラム（特に弁プランジ
ヤ２４の往復移動時に弁の閉鎖部５９が弁座２７
に対し移動し得るようにたわむ支承部）はダイヤ
フラム２２にかかる応力が疲れ限度を超す程度よ
り充分低く保持される構成により寿命が延長され
る。使用時にダイヤフラムの支承部６６は押しや
られ、前記支承部６６の内部ループ部および外部
逆ループ部７４，７６の応力が生ずる頂点は、片
持状態の如く応力が１点に集中されることなく径
方向に移動することになる。更に上述の本発明に
よるダイヤフラム２２の頂部に押圧力が加わつた
とき、ダイヤフラム２２はその中央平面部に対し
外側方向に張力が、内側方向に圧縮力が加わる
が、各ループ部に引張力は加わらない。即ちこの
とき働く応力は各ループ部を形成するような逆曲
げ力だけであるから、最大応力が制限される。本
ダイヤフラム２２は最大水圧が出口室２０にかか
る時第２図に示すように延び切り、堅固に支承さ
れているので、水圧により引張られることはな
く、従つて前記ダイヤフラム２２は引張力により
疲れ限度を越えることがない。

第８乃至１２図には単管型と略同様の本発明に
よる双管型の給水弁装置が示されており、熱水お
よび冷水を弁装置に供給する独立した管から共通
の出口管への流量を調整し得る混合弁としての給
水弁を形成できる。前記混合弁はシヤワーヘツド
の給水弁として広く使用できる。混合弁の場合、
シヤワーヘツドへ送られる流量を調整する装置が
具備され、流速を調整する別の弁が通常使用され
てシヤワーヘツドに送られる水量を一定にすべく
設けられている。本発明による混合弁を用いれば
水温が調整可能で、安全性の上からも好適であ
り、頭初作動弁棒をオフ装置から駆動すると、出
口部に冷水が送られ、更に作動弁棒を駆動する
と、冷水と混合される熱水の割合が次第に増加さ
れ、最終的に作動弁棒を最大開位置に駆動する
と、最高温度の熱水が出口部から供給されて、冷
水の供給はほとんどしや断される。また本発明に
よる混合弁には熱水の最高温度を設定する好適な
装置が装着される。

第１図および第２図に示す本実施例の弁装置に
は単一ダイヤフラムが包有されているが、本発明
による混合弁には一組のダイヤフラム弁装置が包
有され、前記各弁装置は夫々同一のダイヤフラム
２２（第７図参照）を有している。各ダイヤフラ
ム２２にはそれぞれ弁プランジヤ１２４，２２４
が具備され、弁体の下部胴部１１７および上部胴
部１３６との間に装着される。下部胴部１１７に
は熱水用の管状の入口部１２６と冷水用の入口部
材２２６とが包有され、前記各入口部１２６，２
２６の端部は熱水用弁座１２７および冷水用弁座
２２７として機能する。弁プランジヤ１２４，２
２４は回転カムプレート１３０により弁の開位置
から閉位置へ下方に移動される。この際前記カム
プレートは作動ノブすなわちハンドル１１４（点
線で図示）が装着された弁棒１１２により回転さ
れる。弁棒１１２が回されて閉位置にされたと
き、カムプレート１３０に押圧力が生じダイヤフ
ラム２２を上昇させようとする力に抗して弁プラ
ンジヤ１２４，２２４を下方に押し下げる。一
方、２ダイヤフラムに働く入口部の水圧により弁
装置を開成させ得る。即ち水圧による力で弁プラ
ンジヤ１２４，２２４が上昇せしめられ、弁棒１
２が回されて開位置にされる。弁プランジヤ１２
４，２２４は往復動可能に支承され、熱水用の弁
プランジヤ１２４（第１１図参照）の外部に設け
られた例えばキー部材１３１の如き装置により、
弁の開位置と閉位置間の移動時に各弁座の軸線に
沿つて回転を阻止すべく保持するよう設けられ、
この際前記弁プランジヤ１２４は弁装置弁体の上
部胴部１３６内に形成された円筒内壁のキー溝
（図示せず）に摺動可能に挿入される。上述の如
く、弁体の上部胴部１３６に円筒内壁が形成され
ることに応じてカムプレート１３０も同様に円筒
形に形成される。

カムプレート１３０の下面には２カム面１２
８，２２８が形成され、それぞれ熱水用弁プラン
ジヤ１２４および冷水用弁プランジヤ２２４を駆
動する。熱水用弁プランジヤを駆動するカム面１
２８にはカムプレート１３０の下面において深さ
が変化する凹壁面１２８′が設けられ（第１０図
参照）、一方冷水用弁プランジヤを駆動するカム
面２２８は前記熱水用弁プランジヤの凹壁面１２
８′がその間に区画される同心で環状に設けられ
る（第８図参照）。冷水用弁プランジヤのカム面
２２８には冷水用弁プランジヤ２２４の頂部と当
接する底端部が形成されている。

熱水・冷水用の弁プランジヤの下端部はそれぞ
れ円筒形をなしており、弁体に円筒壁１２５，２
２５を設けて前記各弁プランジヤが弁座１２７，
２２７に対し近接・離間可能に設けられる。上述
したように、熱水用弁プランジヤ１２４には第１
１図に示すようなキー部材１３１が設けられ、弁
体の円筒壁１２５には前記キー部材１３１に対応
するキー溝が形成され、一方冷水用弁プランジヤ
は後記の如く不均に形成されていて、円筒壁と協
働せしめられ、前記各弁プランジヤは往復動可能
かつ回転移動を阻止すべく装着される。各弁プラ
ンジヤ１２４，２２４が第８図に示すような位置
にカムプレート１３０により移動されると、各ダ
イヤフラム２２が弁座１２７，２２７に押し付け
られ、熱水・冷水用弁が共に閉にされる。熱水お
よび冷水用弁プランジヤ１２４，２２４には夫々
上方に延びる突出部材１２９，２２９（第１１図
および第１２図参照）が具備され、回転可能なカ
ムプレート１３０の下面に設けられた各カム面に
当接されている。熱水用弁プランジヤの上方へ延
びる突出部材１２９は第１１図に示すように弧状
に設けられ、その頂部がカムプレート１３０の下
面に設けられたカム１２８に嵌合される。従つて
カムプレート１３０が回転する際、カム面１２８
により熱水用弁プランジヤ１２４が好適に上下動
される。冷水用弁プランジヤ２２４の上方に延び
る突出部材２２９は第１２図に示すように略三角
形で、弁体の上部胴部１３６も同一断面形状の垂
直壁２２９′が設けられており、冷水用弁プラン
ジヤが往復動可能かつ回転移動を阻止すべく保持
されるよう構成される。第１０図に弁プランジヤ
を移動する熱水用カム面並びに冷水用カム面の零
基準位置、低基準位置、高基準位置を示してあ
る。

混合弁に使用される各ダイヤフラム弁は同一動
作をし、第１図および第２図に示す単管給水ダイ
ヤフラム弁と同一特徴を有し、動作並びに作用・
効果も同様である。

第８図の混合弁装置において下部胴部１１７お
よび上部胴部１３６はプラスチツクで形成され、
ダイヤフラム２２は前記各胴部間に配設される。
また入口部１２６，２２６の一方又は両方から中
央に配設された出口路１４０へ通ずる流水路が形
成されている。混合弁装置は熱水・冷水用入口部
１２６，２２６と整合される熱水・冷水用供給管
および弁体の出口路１４０と整合され熱水と冷水
の混合水を例えばシヤワーヘツド等に送る単一管
を具備する取付装置（図示せず）に装着可能に構
成される。従つて混合弁装置は水を遮断しかつ水
温の調整作用を有する水栓として機能する。混合
弁装置の弁体にはカバー部材１４２が包有され、
取付装置の穴に通しネジ止めする長手の取付ネジ
１４４により取付装置に前記混合弁装置が保持さ
れる。

回転可能カムプレートに設けられた熱水・冷水
用のカム面１２８，２２８はそれぞれ熱水・冷水
用弁プランジヤ１２４，２２４と協働して、入口
部１２６，２２６から出口路１４０への熱水と冷
水の流量を調整する。カムプレートは第８図の点
線で示すハンドル１１４を具備した弁棒１１２を
介して駆動される。第９図弁棒の長手のリブ１１
３が全閉位置決用の止め部１１５に当接した状態
で示されており270度回転されると全開位置決め
用の止め部１１５′と当接されるようになる。本
発明の一特徴は全開位置決め用の止め部１１５′
を調整し、混合水の最高温度を設定可能な装置を
提供することにある。

従つてカム面およびこれと協働する弁プランジ
ヤの面との位置関係は所望に応じて変化され得る
が、安全面から云えば弁棒が最初約10度回された
とき冷水用弁プランジヤのみが上昇されて水が出
され、その後約200度に亘つて弁棒を回転するに
応じ冷水から熱水への正常な使用可能温度に漸次
水温が上昇されることが好ましい。弁棒が最後の
約60度回転されるとき、水温調整範囲の最終段階
となり、弁棒のリブ１１３が全開位置決め用の止
め部１１５′に当接され、熱水用弁装置が全開さ
れ、冷水用弁装置は全閉される。当業者には前記
両カム面上の270度の範囲において適切に位置決
めされた一時停止領域および漸次進行領域を設
け、各プランジヤを移動させて、熱水量と冷水量
を調整し、所望温度の混合温水が得られるよう構
成されることが充分理解されよう。

熱水の温度を調整する装置を設けるため、調整
可能な円形の止めプレート１４３がカバー部材１
４２の頂部に装着され、１組の止めネジ１４４を
介して適所に保持されるよう設けられている。三
角形部１４５がカバー部材１４２に形成されかつ
前記カバー部材の中央凹所１４６に突出せしめら
れて、弁棒１１２のリブ１１３が当接する全閉位
置決め用の止め部１１５が形成される。止めネジ
１４４をゆるめて止めプレート１４３を回転調整
し、弁棒が最大270度回転可能な第９図の実線で
示す位置から弁棒の回転が270度以下に制限され
る位置、例えば弁棒の回転が約170度に制限され
る点線の位置へ止めプレート１４３に設けられた
三角形の止め部１４７で形成される全開位置決め
用止め部材１１５′を移動し得る。止めネジ１４
４は止めプレート１４３の円弧のスロツト１４８
を貫通して締付けられており、前記止めネジ１４
４がゆるめられると止めプレート１４３の回転が
調整可能であり、止め部１４７即ち全開位置決め
用止め部１１５′の位置を調整した後前記止めネ
ジを締め付ける。従つて止めプレート１４３によ
り熱水の最高温度の設定が可能であり、これは本
発明の重要な特徴をなす。止めプレートの下面に
は、環状の突出リブ１４９が形成されカバー部材
１４２の環状溝１５０に整合・嵌入されており、
更に回転調整し易いようにリブ付の外周部１５１
が具備されている。

上述の構成を更に詳述するに第９図の如く、カ
バー部材１４２に設けられ、全閉位置決め用の止
め部材１１５を形成する三角形の止め部１４７が
下位に配設されており、弁棒１１２が270度いつ
ぱい回転されると止めプレート１４３に設けられ
る三角形の止め部１４７と整合する。三角形の止
め部１４７はカバー部材１４２に設けられている
から常に固定状態にある。従つて全開位置決め用
の止め部１１５′が調整可能であり、しかも全閉
位置決め用の止め部材１１５の位置に影響を与え
ることがない。

上述のように構成された本発明によれば、ゴム
弾性材で形成したダイヤフラムを用いることによ
る弁座に対する高い当接度を有効に利用し流水路
に対する高度の閉鎖性を得るに併せて、ダイヤフ
ラムの弁座への圧接時にダイヤフラムの肉厚部が
弁プランジヤに保持されつゝ弁座に接触されるか
ら弁座に対し広い接触領域をもつて当接され得か
つ内部、外部ループ部を具備することによりダイ
ヤフラムに過度の引張力が加わることを阻止し得
るから、ダイヤフラムにおける疲労を大巾に低減
でき、延いては頻繁な開閉動作に充分対応し得、
耐用性を顕著に向上できる効果を達成する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により構成されるダイヤフラム
弁装置を有した交換可能な給水弁カートリツジの
一部を断面図で示す正面図、第２図は同断面図、
第３図は同平面図、第４図は第１図の線４―４か
ら見た同部分正面図、第５図は第２図の線５―５
に沿つて切断した水平断面図、第６図は第２図の
線６―６に沿つて切断した水平断面図、第７図は
同部分拡大斜視図、第８図は本発明による混合弁
装置の一部を正面図で示した断面図、第９図は第
８図の混合弁装置の平面図、第１０図は第８図の
線１０―１０から見た底面図、第１１図および第
１２図は同部分平面図を示す。 １０…弁体、１２…作動弁棒、１４…ローレツ
ト部、１５…フランジ、１６…平滑部、１７…下
部胴部、１８…入口部、１９…出口部、２０…出
口室、２２…ダイヤフラム、２４…弁プランジ
ヤ、２６…管状入口部、２７…弁座、２８…下部
カム面、３０…カムプレート、３２…キー部材、
３４…キー溝、３６…上部胴部、３７…内壁部、
３８…上部カム面、３９…弧状溝、４０…外部Ｏ
―リング、４２…耳部、４４…外部ビード部、４
６…タブ、４８…係入穴、５０…肩部、５２…フ
インガ部材、５４…上平端部、５６…内部チヤン
バ、５８…内壁部、５９…閉鎖部、６０…リム、
６２…凹所、６４…内壁部、６６…支承部、６８
…外周部、７０…環状縁部、７４…内部ループ
部、７６…外部逆ループ部、７７…弁プランジヤ
端壁、１１２…弁棒、１１３…リブ、１１４…ハ
ンドル、１１５′，１１５…止め部材、１１７…
下部胴部、１２１…溝、１２４…弁プランジヤ、
１２５…円筒壁、１２６…入口部、１２７…弁
座、１２８…カム面、１２８′…凹壁面、１２９
…突出部材、１３０…カムプレート、１３１…キ
ー部材、１３６…上部胴部、１３７…内壁部、１
４０…出口路、１４２…カバー部材、１４３…止
めプレート、１４４…止めネジ、１４５…三角形
部、１４６…中央凹所、１４７…止め部、１４８
…スロツト、１４９…突出リブ、１５０…環状
溝、１５１…外周部、２２４…弁プランジヤ、２
２５…円筒壁、２２６…入口部、２２７…弁座、
２２８…カム面、２２９…突出部材、２２９′…
垂直壁。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外側に長手方向に離間して付設された密封リ
   ングを有していて対応する穴に液密に装着可能に
   設けられ、且抜差可能な上部胴部と下部胴部とを
   有し、下部胴部が出口部と、出口部に向つて延び
   液密に設けられた入口部と、環状の弁座とを包有
   し、上部胴部が円筒形室を包有した全体として円
   筒形の弁本体と、円筒形室内において回転不能に
   かつ往復動可能に支承される円筒形の弁プランジ
   ヤと、弁本体の一端から突出しかつ上部胴部の円
   筒室内に保持され回転可能に結合されたカムプレ
   ートに延びる弁棒と、上部胴部と下部胴部間に外
   周部が保持されかつ弁プランジヤとカムプレート
   と弁棒とを液密にするように出口部と上部胴部の
   円筒形室との間に配設されたゴム弾性材で形成さ
   れるダイヤフラムとを備えてなり、カムプレート
   が螺旋状の下面を有しかつ弁プランジヤが螺旋状
   の上面を有し、カムプレートの下面と弁プランジ
   ヤの上面とは弁棒並びにカムプレートの回転時に
   当接しかつ協働して弁の開位置と閉位置との間で
   弁プランジヤを環状の入口部の軸線に沿つて移動
   させて前記弁座に対し接離せしめるように設けら
   れ、ダイヤフラムは外周部の外部ビード部と、内
   壁部並びにリム部を有する肉厚の閉鎖部と、外部
   ビード部に対する閉鎖部の移動時に変位自在な内
   部ループ部並びに内部ループ部に対し逆方向に延
   びる外部逆ループ部と、閉鎖部から半径方向に延
   びる支承部とを有し、閉鎖部のリム部と内壁部が
   支承部より厚さが大にされ、ダイヤフラムの閉鎖
   部のリム部が弁座と整合する弁プランジヤの端部
   により支承され、弁プランジヤが弁の閉位置にあ
   るとき弁座に押付けられ、弁プランジヤが弁の開
   位置にあるとき弁座と離間して水液を入口部から
   出口室へ通過可能に設けられ、ダイヤフラムの支
   承部は弁プランジヤの開閉動作時に緊張されない
   ように設けられてなることを特徴とするダイヤフ
   ラム給水弁装置。 ２ 閉鎖部が逆皿状に設けられ、且リム部の面が
   取付平面と平行かつ取付平面と離間した平面内に
   位置し、ダイヤフラムが変位するとき逆皿状の閉
   鎖部の内壁部は取付平面と交差するように設けら
   れてなる特許請求の範囲第１項記載のダイヤフラ
   ム給水弁装置。 ３ 逆皿状の閉鎖部のリム部と外部ビード部とが
   円形である特許請求の範囲第２項記載のダイヤフ
   ラム給水弁装置。