JPS6372982A - 水道蛇口の凍結防止弁 - 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 この発明は、水道蛇］」の凍結防止弁に関するものであ
る。

従来技術 冬季に外気温が著しく低下する寒冷地では、水道が往々
にして凍結し、場合によっては水道管の破裂を来すこと
が多い、そこで夜間に水道の蛇口を僅かに開放し、水を
垂れ流し状態とすることにより対処しているが、このと
きは就寝前に蛇口操作を忘れて、水道の凍結や水道管の
破裂を招来する事故を生じていた。また水道管の地面か
らの立ち上がり部に電熱ヒータを巻付け、該ヒータに通
電して凍結を防Ｉヒする試みもなされている。これは確
実に凍結防止を図ることができるが、設ａ費と常時通電
することによる電気代が嵩む難点がある。

そこで水道蛇口のコマ本体に入口側と出口側とを連通す
る排水通路を形成し、ここに排水弁を設けると共に、感
温部、ベローズおよびこれを結ぶ管に温度変化に敏感な
液体を封入した感温装置を備え、水道水の温度変化によ
って生ずるベローズの伸縮により前記排水弁を開閉し得
るよう構成した水道凍結防止用の弁体構造が提案されて
いる。

この弁体構造によれば、冬季に水道管の周囲温度が０℃
付近まで低下すると、蛇口内のコマが閉じていても、自
動的に排水弁が開放して小量の水道水が蛇口から排出さ
れるため、水道水の凍結を未然に防ｌ卜することができ
る。

発明が解決しようとする問題点 しかし前述した従来技術に係る水道凍結防止用の弁体構
造は、周囲の温度変化に起因する液体の、体積変化を利
用して排水弁の開閉制御を行なう感温装置を利用してい
るため、弁体の構造が複雑化して製作コストも高くなり
、また耐久寿命の見地からも必ずしも満足できるもので
はなかった。

発明の目的 この発明は従来の水道凍結防止用手段に内在している前
記問題点に鑑み、これを好適に解決するべく提案された
ものであって、構造が簡単で確実に動作し、ランニング
コストを低順に押さえ得る水道蛇口の凍結防１ヒ用弁構
造を提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 前記の問題点を克服し、所期の目的を好適に達成するた
め本発明は、蛇口内の弁座に着座可能なゴムパツキンを
裏面に支持する円盤状胴部と、この円盤状胴部の中心か
ら両面側に垂直に延出するステムとからなる水道蛇口用
のコマにおいて、一端部が前記円盤状胴部に開口し、他
端部が前記胴部の裏面側に延出するステムの下端部に開
口する排水路を形成し、胴部の開口部に弁体を接離自在
に配設すると共に、伸長形状と収縮形状とを記憶して０
℃付近の温度域で変態動作を行なう一方向性形状記憶合
金製の付勢部材を円盤状胴部に関係的に配設し、この付
勢部材を前記弁体に連繋させて、周囲温度が変態点以下
のときは付勢部材が作動して前記弁体を胴部の開口部か
ら開放させ、周囲温度が変態点以上のときは付勢部材が
弁体を胴部の開口部に強制着座させるよう構成したこと
を特徴とする。

作用 前記の構成に係る水道蛇口の凍結防止用弁構造によれば
、コマを締め切っていても、周囲温度が０℃付近まで低
下すると、一方向性形状記憶合金製からなる付勢部材が
形状変態を起こす。これに伴い胴部の開口部に着座して
いた弁体は、前記付勢部材の付勢力の消滅により水圧作
用下に押し開かれ、排水路を通って小量の水道水が流出
する。

これにより水道水の凍結が未然に防止される。

実施例 次に本発明に係る水道蛇口の凍結防止弁につき。

好適な実施例を挙げて、図面を参照しながら以下説明す
る。第１図は、本発明に係る凍結防止用弁構造を備える
コマ１を装着した蛇口２の縦断面図である。蛇口２の内
部には、吐水路３と外部水道系に連通ずる給水路４とを
画成する隔壁５が設けられ、この隔壁５に穿設した通孔
６に弁座６ａが形成されている。蛇口２に収納されるコ
マ１は、第２図に示すように、肉厚の円盤状胴部７と、
この円盤状胴部７の中心から上下に垂直に延出するステ
ム８　ａ、８　ｂとからなり１円盤状胴部７の裏面に前
記弁座６ａに着座可能なゴムパツキン９が配置され、ス
テム８ｂにねじ込んだナツト１０により固定されるよう
になっている。また胴部７から上方に延出するステム８
ａは、ハンドル１１のスピンドル１２に接続されている
。

本実施例に係るコマ１には、第２図および第３図に示す
ように、一端部が円盤状胴部７の外周面に開口し、他端
部が前記胴部７の裏面側に位置するステム８ｂの下端部
に開口する排水路１３が穿設されている。すなわち円盤
状胴部７には、端部を該胴部７の中心に発して半径方向
に延在し、他端部が開口１４ａとして胴部外周面に開放
する第１通路１４が穿設されている。またステム８ｂに
は、一端部が開口１５ａとして該ステムの下端部に開放
する第２通路１５が穿設され、この第２通路１５の他端
部は、円盤状胴部７の中心において前記第１通路１４と
連通して、両通路により排水路１３をもｑ成している。

また円盤状胴部７の外周には、所定幅で断面口状の環状
溝部１６がｐＦｉ設され、この環状溝部１６の適宜個所
に前記第１通路１４の開口１４ａが位置している。前記
環状溝６ＩＳ１６には、第４図に示すように円弧状をな
す弾性板体で構成した付勢部材１７が嵌合巻付けされる
ようになっている。すなわち付勢部材１７は、後述する
形状記憶合金を材質とするものであって、その一端部に
は前記開口１４ａを閉塞可能な弁体１８が「がしめ」等
の手段により固定されて、その先端部を付勢部材１７の
半径方向内方に指向させている。この弁体１８は先端が
円錐状に形成されており、付勢部材１７を環状溝部１６
に嵌スさせ周方向に位Ｒ調節することにより、当該弁体
ｌＢは環状溝部１６に開放する開口１４ａの周縁に弾力
的に着座させられている。なお付勢部材１７は、その弁
体１８を開口１４ａに着座させた状態で、前記環状溝部
１６にリベット１９により鋲着されている。

二こで形状記憶合金について略述すると、該合金は、あ
る特定の形状に成形して所要の熱処理を施すことにより
その特定形状を記憶させるものであって、該合金を一定
の温度以上に熱することにより記憶力を蘇らせることが
できる（マルテンサイト変態）。この形状記憶効果は、
温度変化を与えるだけで反復的に得られ、チタンとニッ
ケルとの合金が一般的に使用される。そして前記付勢部
材１７は、ＯＣ付近にマルテンサイト変態点を有し、高
温時に収縮する形状を記憶すると共に、低温時に伸長す
る形状を記憶している一方向性の形状記憶合金を材質と
している。

従って円盤状胴部７の環状溝部１６に嵌合した状態での
付勢部材１７は、前記マルテンサイト変態点以上の温度
域では収縮形状をとって、弁体１８を前記開口１４ａに
強制的に着座させて排水路１３を閉塞している。なお蛇
口２はハンドル１１の回動操作を行なうことにより、コ
マ１に設けたパツキン９が弁座６ａから離間し、水道水
を給水路４から通孔６を経て吐水路３に向かわせるもの
であって、この点は通常の蛇口と変わるところがない。

次に冬季になって水温が低下した状態での、実施例に係
る凍結防止弁の作用につき説明する。厳寒期を迎え、例
えば夜間に蛇口２のハンドル１１を締めて市水させた状
態において、水温が凍結温度付近にまで低下すると、コ
マ１の周囲温度も低下して前記マルテンサイト変態点以
下に達する。

これにより付勢部材１７はその形状に変態を来し、伸長
状態となって、前記弁体１８を開口１４ａに強制着座さ
せていた付勢力が解除される。このとき排水路１３には
、第１図に示すように、蛇口２の給水路４を介して水道
水が圧力的に到来しているから、その水圧により弁体１
８が押し開かれ。

開口１４ａから小量の水道水が吐水路３に流出する。こ
れにより水道水は蛇口２から垂れ流し状態となって、水
道水の凍結および水道管の破裂が未然に防止される。

なお水温が上昇し、コマ１の周囲温度も上昇して前記マ
ルテンサイト変態点以上に達すると、付勢部材１７は弾
力的に復帰し、これにより弁体１８を再び開口１４ａに
強制的に着座させて、開口１４ａからの水道水の流出を
遮断する。

次に第５図および第６図は１本発明の第２実施例を示す
ものであって、これは基本的に第１実施例と同様の構成
を有している。異なるのは、付勢部材１７と弁体１８と
が別体として構成されている点であって１円盤状態部７
に穿設した第１通路１４の一部は図示の如く直径が拡大
され、この拡大直径部１４ｂに、円筒状で先端が円錐形
をなす弁体１８が挿入されるようになっている。この場
合に弁体１８の円錐先端部は、第１通路１４の段部に開
放する小径開口１４ａにＭ座可能になっている。また弁
体１８の他端部は、拡大直径部１４ｂが環状溝部１６に
開放する開口ｉ４ｃ＃ＪＬに僅かに環状溝部１６上方に
突出し、該環状溝部１６に嵌合させた円弧状付勢部材１
７によりこの端部を押圧することによって、弁体１８を
小径開口１４ａに強制着座させている。また付勢部材１
７は、その他端部において前記環状溝部１６にリベット
１９により鋲着されている。

本実施例の場合も１周囲温度が変態点以下に低下して付
勢部材１７が伸長状態になると、前記弁体１８が水圧に
より押し開かれる。これにより水道水は、第１通路１４
の開口１４ａを経由し、拡大直径部１４ｂと弁体１８と
の間に形成される環状間隙を介して外部に流出する０本
実施例は、弁体１８を第１通路１４の拡大直径部１４ｂ
中に装入するものであるから、第１実施例の如く弁体１
８を付勢部材１７に固着させる必要がなく、「かしめ」
等の作業を省略し得るものである。

次に第７図および第８図は、本発明の第３実施例を示す
ものであって、コマ１は第２実施例に示す構造と基本的
に同じである。すなわち第１通路１４の拡大直径部１４
ｂ中に先端が円錐形をなす弁体１８が挿入され、この弁
体１８は第１通路１４の段部に位置する小径開口１４ａ
に着座可能になっている。また拡大直径部１４ｂには、
前述の形状記憶合金を材質とする弾性線材からなるコイ
ル状付勢部材１７が収納されて、該付勢部材１７の一端
部は弁体１８の他端部に当接している。

更に拡大直径部１４ｂの開口１４ｃには雌ねじ２０が端
切され、外周に雄ねじを設けた蓋体２１がねじ込まれて
、前記コイル状付勢部材１７の他端部を押圧するように
なっている。なお蓋体２１には通孔２１ａが穿設されて
いる。

この場合も周囲温度が変態点以上のとき、コイル状付勢
部材１７は伸長状態となり、弁体１８を開口１４ａに着
座させているが、周囲温度が変態点以下に低下すると、
当該部材１７は収縮状態となる。これにより弁体１８は
水圧作用下に押し開かれ、小量の水道水が蓋体２１の前
記通孔２１ａを介して蛇口２の吐水路３に流出する。

次に第９図〜第１１図は、本発明の第４実施例を示すも
のであって、ステム８のねじ端切面に垂直に凹溝状の第
１通路１４が形成されると共に。

円盤状胴部７の下面に半径方向に延在する凹溝状の第２
通路１５が形成され１両通路１４．１５は相互に連通し
ている。また円盤状胴部７には、前記第２通路１５に連
通ずる垂直な第３通路２２が穿設されて、当該胴部７の
上面に開口２２ａとして開口している。なお前記凹溝状
の第１通路１４および第２通路１５は４図示の如く胴部
７の下面にバッキング９を当てがい、ステム８にナツト
１０を締め付けるだけで密閉され、前記第３通路２２と
共に排水路１３を形成することになる。

円盤状胴部７の上面に開放する前記開口２２ａには、円
錐状の弁体１８が接離自在に着座すると共に、この開口
２２ａの外周部に、第１１図に示す如き多肢状ケーシン
グ２３が配置されている。

またケーシング２３中には形状記憶合金製のコイルばね
からなる付勢部材１７が収容され、前記弁体１８を、常
には開口２２ａに強制的に着座させるように構成しであ
る。

この実施例では１周囲温度が変態点以上のときコイル状
付勢部材１７は伸長状態となって弁体１８を開口１４ａ
に着座させているが、周囲温度が変態点以下に低下する
と、当該部材１７は収縮状態となる。これにより弁体１
８は水圧作用下に開口２２ａから雛座し、小量の水道水
が第１通路１４、第２通路１５および第３通路２２から
なる排水路１３を介して前記開口２２ａより流出し。

更にケーシング２３の多肢部間の隙間から蛇口２の吐水
路３に流出する。

発明の効果 以上に説明した如く、本発明に係る水道蛇口の凍結防止
弁によれば、０℃付近で変態する形状記憶合金材質の付
勢部材により弁体の開閉を制御するものであるので、冬
季に蛇口の周囲温度が水道水の凍結温度付近に達すると
、自動的に蛇口から水道水が垂れ流し状態になり、また
凍結温度以上に温度が上昇すると、蛇口からの水道水の
流出は自動的に停止される。従って厳寒期の夜間等の就
寝前に、蛇口から水を僅かに垂れ流しさせる操作を失念
しても１本発明により水道水が凍結したり、更には水道
管が破裂したりする事故を確実に防止することができる
。しかも構造が極めて簡単でかつ小形であるから、製造
コストやランニングコストの低減および耐久性の向上を
併せて達成し得るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る水道蛇口の凍結防止弁を装着した
蛇口の縦断面図、第２図は本発明の第１実施例に係る凍
結防止弁を設けたコマの部分断面図、第３図は第２図の
■−ａｔ線断面図、第４図は第２図に示すコマの部分断
面で示す斜視図、第５図は本発明の第２実施例に係る凍
結防止弁を設けたコマの部分断面図、第６図は第５図の
Ｖｌ　−■線断面図、第７図は本発明の第３実施例に係
る凍結防止弁を設けたコマの部分断面図、第８図は第７
図の■−■線断面図、第９図は本発明の第４実施例に係
る凍結防止弁を設けたコマの部分断面図、第１０図は第
９図のＸ−Ｘ線横断面図、第１１図は弁体をコイル状形
状記憶合金の付勢部材と共にに収納する多肢状ケーシン
グの斜視図である。 １・・・コマ　　　　　　２・・・蛇口３・・・吐水路
　　　　４・・・給水路５・・・隔Ｍ　　　　　６・・
・通孔 ６ａ・・・弁座　　　　７・・・円盤状胴部８・・・ス
テム　　　　　９・・・バッキング１０・・・ナツト　
　　　１１・・・ハンドル１２・・・スピンドル　　１
３・・・排水路１４・・・第１通路　　　１４ａ・・・
開口１５・・・第２通路　　　１５ａ・・・開口１６・
・・環状溝部　　１７・・・付勢部材１８・・・弁体　
　　　　１９・・・リベット２２・・・第３通路　　２
２ａ・・・開口２３・・・多肢状ケーシング 特許出願人　　大同特殊鋼株式会社 ＦＩＧ、Ｉ ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３ ＦＩＧ、７ １へ。 ＦＩＧ、８ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、６ ＦＩＧ、９ ＦＩＧ、１０ ＦＩＧ、１１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 蛇口内の弁座に着座可能なゴムパッキンを裏面に支持す
   る円盤状胴部と、この円盤状胴部の中心から両面側に垂
   直に延出するステムとからなる水道蛇口用のコマにおい
   て、 一端部が前記円盤状胴部に開口し、他端部が前記胴部の
   裏面側に延出するステムの下端部に開口する排水路を形
   成し、 胴部の開口部に弁体を接離自在に配設すると共に、伸長
   形状と収縮形状とを記憶して０℃付近の温度域で変態動
   作を行なう一方向性形状記憶合金製の付勢部材を円盤状
   胴部に関係的に配設し、この付勢部材を前記弁体に連繋
   させて、周囲温度が変態点以下のときは付勢部材が作動
   して前記弁体を胴部の開口部から開放させ、周囲温度が
   変態点以上のときは付勢部材が弁体を胴部の開口部に強
   制着座させる よう構成したことを特徴とする水道蛇口の凍結防止弁。