JPS6323076A - 静電気除去装置を有する混合栓 - 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 本発明は一不のレバーハンドル等にＬつで熱湯と冷水と
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、並びにセラミックディスク等を滑動さ
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
のでるる。

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５７−１１５９８２（特願昭５６−１２２５２４）
公報昭６０−４６３０３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
ートリッジ部分を第１図に示し、又そのカートリッジを
含む混合栓の全体図を第１′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１′図、第２図の従来の混
合栓の構成の各部について低迷する。

第１′図に於て１は混合栓ハウジング（本体）、２はカ
ートリッジ、８は熱湯のパイプ、９は冷水のパイプ、１
０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は鋼パイプ、１４．１５はグロ
メットシール、１２．１３は開口部である。１８は出口
孔である。又５７は抜栓のハンドル（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
ッジケース、３５は固定ディスク、４１は可動ディスク
、２７は温水用通孔である。又５Ｂは抜栓のハンドル（
操作部分）である。

通常第１図、第１′図のシリンダ２はプラスチックで作
られ８２図のディスク３５．４１はセラミックで作られ
ている。第１′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−つを省略したかたちで
製作し、湯水のバルブ部分を別体に配置し、湯水それぞ
れを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はいずれの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った。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、この棟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
Ｋ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、従来使用時間経過
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。

本発明に到っ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１′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、実験を行なった。

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るかに
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
よっ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−方
に於て静電気の存在が確認されたこと、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 は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っ
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
はまったく無潤滑な状態となっていた。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って
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（云うならば水ボケ状のもの）なるも−棟の潤
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。

通常金属表面がその熱影響により何等かの痕跡を残す為
には、数１００度の温度が必要でおす、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、確認テストを行った
結果、その存在が確認され本発明となったものである。

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質が結びつ
いで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。

先に説明した発生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、操作力の漸増現
象を数チから数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、静電気が発生してもそこか
ら湯水中に導電消失してしまった。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った
。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、不休
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ったことが考えら
れる。

ＷＫ第１、第１’図に示す水栓の場合、カートリッジス
テムＡの先端は閉栓毎に不休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。

また本現象は、−塵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、−度、
絶縁された状態に水栓がなっ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
増大となってくるものである。

逆に静電気の発生、滞留が防止されている限り、摩擦面
のグリスがなくなっ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
づらくなったと云うような間噴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ったので、この間哨点を解
決する為に、不発明が講する技術的手段は、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１′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図のカートリッ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、１４．１５のグロメット
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。

グロメットシール１４ミ　１５に発生する静電気を除去
するための手段として、グロメットシール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
本体にカートリッジを挿入した時に該リング８はグロメ
ットシールと本体（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（特にグロメットシール
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２３先端に導電性を
有する金属材料でつくったスプリング２２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）、ｇ４３図に示す通り、スリ
ットを入れた弾性及び導電性を有する金属材料のカップ
状体２２．２２’を製作し、その−Ｆ端２２−１部分を
不体側へ接触せしめ、その上端２２−２部分をステムＡ
の軸端部分５に接触芒せる工うに装着する。カップ状体
の下端２２−１部分は本体構成部分に固定され、カップ
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。同、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、カップ状体を
理解しやすい様に、バルブ本体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Ｃ二よって
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ックで製作された固定ディス
ク３５と可動ディスク４１の接触面である。

静電気の消去の為に固定ディスク３５と可動ディスク４
１との接触面の外周部に溝２９（第７図（Ｌ％ｂ））を
設ける。そしてその中に第７図（ｃ）で示すような、形
状が壌形且っ波状であり、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、固定ディ
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、ディスク
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）は固定ディスク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
動ディスク４１の底面図である。

又第６図の（ａ、ｂＸ　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ィスクと可動ディス
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（ｂ３は開栓の状態で熱湯流入孔３
７、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（ｅ）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ィスク３５、可動
ディスク４１の関係位置及び介在するリング３６の位置
から明かにわかる工うに、この様にして、リング３６を
装着すると、可動ディスク４１の動作のどの位置でも、
リング３６と可動ディスク４１、固定ディスク３５との
接触が可能である。

さらに、固定ディ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
しての開閉機能に同等影響を及ぼすことはない。但し、
ディ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池の方策、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
ック、又はゴム、セラミッ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、いずれの方式の水栓につ
いても、発生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、本発明の効果に
ついて概略述べる。

先ず、混合栓の使用開始の当初に於ける操作部分（ハン
ドル５７．５Ｂ）の操作力は大体０．６〜１匂程度であ
る。この値は使用時間の経過と共に増大し、そして１．
５〜２．５ＫＩｉ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＼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、混合栓の操作力ははソ
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３　Ｋｙ−４Ｋｙ　
−５Ｋｇと増大する。この場合３　Ｋｙを越えると問題
であり、４〜５障になれば操作困難にたち到る。

こ＼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２　Ｋ９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一操作力が許
容範囲で安定した状態に達することから一実質的に解決
されたことになる。従って使用者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った
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ッジ部分の
一部断面の倒立面図であり、第１′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図のカートリッ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、ディスクタイプ制御
装置を含むもの＼その全体の一部断面側立面図であり、 第３図は第１図のカートリッジ部分のグロメットシール
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
ロメッ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図のカートリッジ部分と同じもので見る角
度を９０度変えた図であり、且つ該カートリッジ部分の
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１′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ッジ部
分を挿入組立しである図であり、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ップ状体
が付加しである、 第５＆図は第５図に関して述べた静電気除去装置でおる
カップ状体の斜視図であり、第６図は第２図に示すディ
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６（ａ、ｂ、Ｃ，ｄ）図は第２図の混合栓で湯と水の
混合を制御するディ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７（ａ、ｂ、ｃＸ　ｄ）図は倒れも第６図の混合栓に
関連した図で、第７ａ図は固定ディスクの斜視図、 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図は固定ディスクの平面図でリングを含む図、 第７ｅ図は可動ディスクの底面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ハウジング（不休）・・・・・・・・・・・・　１，２
０熱湯流入口　　　・・・・・・・・・・・・・・・１
０．３７冷水流入口　　　・・・・・・・・・・・・・
・・１１．３８温水流出口　　　・・・・・・・・・・
・・・・・１９，３９制御装置 カートリッジ　　・・・・・・・・・・・・・・・　２
．３０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・・・・・・１　Ｂ　、　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金属力ツプ状体　・・・・・・
・・・・・・・・・２２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　　・・・・・・
・・・・・・・・・４１主要図面　　・・・・・・・・
・・・・・・・　第５図第２図 手続羽口ＩＩ三書（方式） 昭和６１年７月２４日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ハウジングと、熱湯流入口、冷水流入口と、そして
   温水流出口とを有し、前記夫々の流入口及び流出口の間
   に熱湯と冷水を混合するための制御装置を含むタイプの
   湯水混合栓に於て、該制御装置の、相互に滑動運動をす
   る部分の相互接触面に発生し、滞留する静電気を除去す
   るために前記部分の前記相互接触面に関連して導電性材
   料から成る装置を使用し且つ該装置は前記混合栓のハウ
   ジングと接触を保持するように構成し、これにより静電
   気を該混合栓の外部に逃散消失せしめるようにしたこと
   を特徴とする混合栓。 ２、制御装置がカートリッジタイプである特許請求の範
   囲第１項の混合栓。 ３、ハウジングと、熱湯流入口、冷水流入口と、そして
   温水流出口とを有し、前記夫々の流入口及び流出口の間
   に熱湯と冷水を混合するための制御装置を含み、且つ、
   該制御装置の要部が絶縁性物質によつて形成されている
   タイプの湯水混合栓に於て、該制御装置の、相互に滑動
   運動をする部分の相互接触面に発生し、滞留する静電気
   を除去するために前記部分の前記相互接触面に隣接して
   導電性材料から成る装置を配置し、且つ該装置は前記混
   合栓のハウジングと接触を保持するように構成し、これ
   により静電気を該混合栓の外部に逃散消失せしめるよう
   にしたことを特徴とする混合栓。 ４、制御装置がカートリッジタイプである特許請求の範
   囲第３項の混合栓。 ５、静電気除去装置がグロメットシール部に設けた弾性
   金属リングである特許請求の範囲第３項の混合栓。 ６、静電気除去装置がステム先端に設けた金属スプリン
   グである特許請求の範囲第３項の混合栓。 ７、静電気除去装置がステム軸端に設けた弾性金属のカ
   ップ状体である特許請求の範囲第３項の混合栓。 ８、静電気除去装置が固定ディスクの溝に挿入した環形
   、波状弾性金属リングである特許請求の範囲第３項の混
   合栓。