JPH1047507A - レバー操作式の水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レバーに連接したカム軸の動作を弁体の開閉
動作に変換するレバー操作式の水栓において、部材の摩
耗を伴うことなく常に軽快に弁の操作が可能な水栓を提
供すること。 【解決手段】 操作用のレバーに連接したカム軸の動き
を流路中に形成した弁座の下流側での弁体の開閉動作に
変換するレバー操作式の水栓において、弁体がカム軸に
摺接する部分にはボール等による球接手を転動自在に備
え、カム軸が動作するときにはこの球接手の転動を介在
させることによって、カム軸及び弁体自身の摩耗を抑え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、給水用の単水栓や
水と湯との混合水を吐出するための湯水混合水栓等の各
種の水栓に係り、特に単一のレバーの操作に連動して流
路の開閉を速やかに行えるようにしたレバー操作式の水
栓に関する。

【０００２】

【従来の技術】各種の湯水混合水栓の中でシングルレバ
ー式として利用されているものは、レバーに連接する弁
機構として、流路の中に組み込まれた固定弁板とこれに
重なり合って摺動可能に配置されて操作用のレバーに連
結した可動弁板とを備え、固定弁板に対する可動弁板の
位置をレバー操作によって変更することで流量及び混合
水の温度を調節するものが殆どである。

【０００３】このような２枚の弁板を備えるものに代え
て、たとえば特開昭５０−７２２２１号公報に記載され
ているように、球状の弁体を水側及び湯側の流路中の弁
座の中に組み込み、これらの弁体をレバーに連接したカ
ム軸に摺接させることによって水側及び湯側の弁開度を
変更するようにしたものもある。この湯水混合水栓で
は、レバーに設けたカム面がレバーの回転操作のときに
水側と湯側の開度が互いに逆の関係となるように形成さ
れていることから、水と湯との混合比を変更することが
できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】レバーに連接したカム
軸を用いるものでは、このカム軸の回転動作によって水
側と湯側の流路の開度を同時に変更できるので、２枚の
弁板を配置してその可動側をレバーに連接するシングル
レバー式のものに対して、水栓全体を比較的小型にする
ことは可能である。

【０００５】ところが、カム軸と球状の弁体との間では
摺動が繰り返されるので、摩耗によってカム軸と弁体と
の間の摺接面が次第に摩耗していく。このため、弁体が
弁座にきっちりと着座して止水できる程度の摩耗度であ
れば使い勝手には支障はないが、摩耗量が大きくなって
いくとカム軸が弁体をその弁座方向に押して止水する姿
勢に設定しても、摩耗によって押す力が不足するように
なり、その結果止水不良を発生してしまう。

【０００６】このように、カム軸と弁体とが直に接触す
るものではこれらの摩耗によって弁座への着座不良が頻
繁に起きることになり、止水ができないだけでなく水と
湯との混合の設定にも影響する。

【０００７】更に、先の公報に記載のものでは、カム軸
をその軸方向に移動させることで下流側への流路を開閉
する弁をその上流側の混合用の弁とは別に設ける構成と
なっている。このような開閉弁を球状の弁体を持つ混合
用の弁の下流に配置しておけば、カム軸との間に摩耗を
生じても止水不良は解消される。

【０００８】しかしながら、開閉用の弁を別途設けるた
めに水栓の嵩を大きくすることが必要となるほか、カム
軸は混合部だけでなく開閉用の弁部分でも摺動抵抗を受
けることにもなるので、レバー操作が重くなりやすく、
使い勝手への影響は無視できない。

【０００９】このように、レバー操作によるカム軸の動
きを利用して水側及び湯側の弁を駆動するものでは、摩
耗に起因した止水不良等を伴いやすく、湯水混合水栓と
した場合には混合水の温度調節の不良を招くことにな
る。

【００１０】本発明において解決すべき課題は、カム軸
の動作を弁体の開閉動作に変換する水栓において部材の
摩耗を伴うことなく常に軽快に弁の操作が可能な水栓を
提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の水栓は、流体の
入口から出口の間の流路に形成した弁座と、この弁座に
上流側から着座可能に配置した弁体と、操作用のレバー
に連接され弁体を弁座側に向けて拘束するカム軸とを備
え、弁体には、カム軸の周面に摺接して転動する球接手
を備え、カム軸の軸線方向の移動及び／又は旋回によっ
て弁体を弁座に対して接離可能としてなることを特徴と
する。

【００１２】たとえばカム軸を縦方向の姿勢として配置
すると共に弁座をこのカム軸の上下方向の移動軌跡と直
交する向きに弁座を設けた場合では、カム軸の周面に縦
方向に凹凸やテーパ面等を形成して外径が小さくなる部
分を設けておけば、これらの小径部分に球接手が突き当
たるようにカム軸を移動させると、弁体は上流側からの
流体の圧力によって弁座から離れる向きに移動して流路
を開く。そして、カム軸に球接手が常に突き当たる配置
にしておいても、カム軸が動くときには球接手が転動す
るので、カム軸に対しても弁体自身に対しても摺動摩擦
を低減することが可能となり、部材間の摩耗を抑えるこ
とができる水栓が提供される。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明においては、球接手は、弁
座との対向面と反対側の弁体に球面状に凹設された受圧
凹部と、この中にその一部を埋没させて転動可能とした
ボールとを備えたものとすることができ、弁座は、その
上流側が小さく且つ下流側を大きくした同軸の径差部分
とし、弁体には弁座よりも上流側に入り込む先細り形状
のシール面を持つパッキンを備えることができる。

【００１４】パッキンを備えるものでは、このパッキン
は、そのシール面を円錐台状として形成すると共に先端
側を向く面を開放した凹部を設け、この凹部に加わる流
体の圧力をシール面側に伝達して弁座への着座面側に弾
性変形可能とした構成とすることができる。

【００１５】更に、流体の入口から出口の間までの流路
として給水路と給湯路とを備え、これらの給水路及び給
湯路の中途に弁座をそれぞれ備えると共に、これらの弁
座にそれぞれ対向して弁体を配置し、これらの弁体に設
けた接手をカム軸の周面に摺接配置した湯水混合機能を
持たせた水栓構造とすることもできる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の水栓の一実施例であってシン
グルレバー操作式の湯水混合水栓を示す左側面縦断面
図、図２は底面図である。

【００１７】図において、水栓はその取付け面に固定さ
れる本体１とその外周面に外挿されて同軸上で回転操作
可能なハウジング２とを備え、本体１の上端側には操作
用のレバー３を配置したものである。そして、本体１の
底部には給水管４ａと給湯管４ｂとを接続し、これらの
給水管４ａ及び給湯管４ｂに連通する給水路１ａ及び給
湯路１ｂを立ち上げ、給湯路１ｂの末端のほうが少し高
い位置となるまで延ばしている。

【００１８】図３は本体１の上端部を示す正面図、図４
はその平面図、図５の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図４
のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線矢視による横断面図である。

【００１９】本体１の周面には、給水路１ａ及び給湯路
１ｂのそれぞれの上端部を含む範囲にほぼ扇形の平面形
状を持つ切欠１ｃを形成し、給水路１ａ及び給湯路１ｂ
の上端部分にかけてこの切欠に連通する円形開口断面の
弁チャンバ１ｄ，１ｅをそれぞれ設ける。これらの弁チ
ャンバ１ｄ，１ｅはそれぞれ給水路１ａ及び給湯路１ｂ
に臨むに径差を持たせてその角部分を環状の弁座１ｆ，
１ｇとする。そして、切欠１ｃの上端及び下端側には同
軸上であって弁座１ｆ，１ｇの開口軸線と直交する姿勢
のガイド孔１ｈを開け、これらのガイド孔１ｈにカム軸
５を上下に移動可能に組み込む。

【００２０】本体１の上端に設けたレバー３は、図１に
おいて上下方向に揺動可能であって且つ図面と直交する
方向に旋回操作可能としたものである。そして、このレ
バー３にはピン３ａを介してカム軸５の上端を連接し、
レバー３の上下操作によってカム軸５も上下動作し更に
回転操作によって軸線周りの回転する。そして、ハウジ
ング２は本体１の外周面に対してシール接合され、本体
１の切欠１ｃが外に向けて開放した部分に対応させてス
パウト２ａの基端を位置させ、切欠１ｃを介して給水路
１ａ及び給湯路１ｂをこのスパウト２ａに連通可能とす
る。

【００２１】水側及び湯側のそれぞれの弁チャンバ１
ｄ，１ｅにはカム軸５の昇降及び回転によって弁座１
ｆ，１ｇに対する位置を給水，給湯圧を利用して変更可
能な弁体６，７を組み込む。これらの弁体６，７は共通
の部品であり、図６に水側の弁体６部分の要部を示す縦
断面図、図７に図６のＣ−Ｃ線矢視による要部の縦断面
図及び図８にカム軸５を含めた要部の分解斜視図をそれ
ぞれ示す。

【００２２】弁体６は外周面に４枚の翼８ａを備えると
共に一端面側に球面状に凹ませた受圧凹部８ｂを形成し
たコア８と、このコア８の先端側に固定具１０によって
取り付けたパッキン９と、コア８の受圧凹部８ｂに没入
させてカム軸５の周面に突き当たるボール１１とから構
成されたものである。

【００２３】コア８の翼８ａは図７に示すように弁チャ
ンバ１ｄの内周壁を摺動すると共に、これらの翼８ａど
うしの間であってコア８の外周面及び弁チャンバ１ｄの
内周面との間で区画される部分を下流側への流路として
形成している。

【００２４】パッキン９はほぼ円錐台状として図６に示
すように弁座１ｆに対してほぼ直交する方向に着座可能
なシール面９ａを持ち、先端側には固定具１０を没入さ
せるための円形開口断面の凹部９ｂを形成している。そ
して、先細りのテーパ面状のシール面９ａの先端側と凹
部９ｂとの境界部分にかけては、先端を円弧状のプロフ
ィルとしたリップ部９ｃを設けている。

【００２５】固定具１０は先端側を先細りのテーパ状の
ヘッド１０ａとすると共に、基端側にはパッキン９の凹
部９ｂに差し込まれてコア８から突き出したスクリュー
８ｃとネジ接合される十字状断面の接合部１０ｂを設け
たものである。そして、ヘッド１０ａには、図７に示す
ようにパッキン９のリップ部９ｃを越えてシール面９ａ
の先端部に及ぶ長さの４枚の拘束片１０ｃを形成する。
これらの拘束片１０ｃは、十字状断面の接合部１０ｂと
同じ配列として十字状に形成されたものであり、パッキ
ン９のリップ部９ｃはこれらの拘束片１０ｃが被さる部
分を除いて前面に臨んでいる。

【００２６】このような固定具１０に対するパッキン９
の取付け構造により、拘束片１０ｃ以外の部分では、リ
ップ部９ｃから凹部９ｂの内周面にかけては固定具１０
が接触して嵌合する部分はない。したがって、図６にお
いて給水路１ａ側から右に向けて給水圧が作用するとき
には、拘束片１０ｃが被さった部分以外のリップ部９ｂ
は実質的に自由端となっていることと、先端面が円弧状
のリップ部９ｂを水圧が外に押し広げようとすることか
ら、給水圧が高くなるに連れて凹部９ｂ内が給水路１ａ
側に連通するようになる。このように、給水圧が高いと
きを含めて、パッキン９の凹部９ｂ内にものこの給水圧
を作用させることができ、その結果円錐台状のシール面
９ａ弁座１ｆを押す力も強くなる。したがって、給水圧
が高くても弁座１ｆに対するパッキン９のシール圧も高
くすることができ、これによって常に良好な止水を保つ
ことができる。

【００２７】更に、ボール１１はたとえば金属球を用い
たものであり、このボール１１を収納する受圧凹部８ｂ
は図６に示すようにボール１１の半径よりも少し深く軸
線方向に形成され且つ開放端の内径ものこのボール１１
の半径よりも大きい。このような寸法関係によって、ボ
ール１１は受圧凹部８ｂに対して上下及び左右方向に少
し動ける自由度を持つものとしてカム軸５の周面に突き
当てて保持される。

【００２８】一方、湯側の弁チャンバ１ｅに組み込む弁
体７も同様の構造を持つものであり、図１に示すよう
に、コア７ａにパッキン７ｂを備えると共にコア７ａの
凹部にボール７ｃを組み込み、このボール７ｄをカム軸
５の周面に突き当て配置している。

【００２９】カム軸５はガイド孔１ｈを摺動する円形断
面の棒状材であり、図１に示すように弁体６，７のボー
ル１１，７ｃがカム軸５の周面に当たっているときにこ
れらの弁体６，７はそれぞれの弁座１ｆ，１ｇに着座し
て止水される。そして、弁体６に対応する位置にはテー
パカム面５ａとこれに連なる小径部５ｂとを形成し、弁
体７に対応する位置にも同様の形状のテーパカム面５ｃ
と小径部５ｄとを設けている。

【００３０】図９はカム軸５の詳細であって同図の
（ａ）は正面図、同図の（ｂ）及び（ｃ）は同図（ａ）
のＤ−Ｄ線及びＥ−Ｅ線矢視による横断面図である。こ
れらの図から明らかなように、水側及び湯側の弁体６，
７にそれぞれ対応する小径部５ｂ，５ｄの横断面形状
は、カム軸５の中心に対して点対象となる関係とし形成
されている。このような小径部５ｂ，５ｄの形状及びそ
の相互の位置関係によって、カム軸５をその中心周りに
回転させたとき、水側のボール１１と湯側のボール７ｃ
を弁座１ｆ，１ｇ側に押す姿勢を反転させたものとする
ことができる。したがって、正面から見てレバー３を右
側に回すと湯側の小径部５ｄがボール７ｃを弁座５ｇ側
に大きく移動させると同時に水側の小径部５ｂがボール
１１を弁座５ｆ側に押す量が小さくなる関係とすること
で水の量を増やして混合水の温度を下げることができ、
逆に左向きにレバー３を回せば混合水が高温側に設定さ
れる。

【００３１】ここで、カム軸５は図１の状態から下に移
動すると、ボール１１，７ｃはそれぞれテーパカム面５
ａ，５ｃから小径部５ｂ，５ｄ側に突き当たるようにな
り、ボール１１，７ｃは右側への移動が許される。この
ため、弁体６，７が給水路１ａ及び給湯路１ｂからの給
水圧及び給湯圧によって押され、パッキン９，７ｂが弁
座１ｆ，１ｇから離れて流路が開き，チャンバ１ｄ，１
ｅにそれぞれ水と湯とが流入する。そして、カム軸５を
図１に示す姿勢としたままで下げていくと、テーパカム
面５ａ，５ｃの傾斜によって弁体６，７の開度が次第に
大きくなり、小径部５ｂ，５ｄがボール１１，７ｃに対
応する位置になるとこれらの弁体６，７な同じ最大弁開
度に設定される。このように、レバー３の上下操作によ
って水側及び湯側の流量の調整が同時に行われる。

【００３２】また、先に述べたように、レバー３を水栓
の正面側すなわち図１において右側から見たときに左右
方向に旋回させることによって、弁体６，７のそれぞれ
の弁開度を変更できるよにテーパカム５ａ，５ｃ及び小
径部５ｂ，５ｄの横断面形状を設定する。これによって
水と湯との量比を変えることができ、レバー３を回すこ
とで混合水の温度も調節することができる。

【００３３】以上の構成において、レバー３の上下及び
旋回操作によって、弁体６，７はそれぞれの弁座１ｆ，
１ｇに対する開度を変え、混合水の流量及び温度を調節
して混合水をチャンバ１ｃからスパウト２ａ側に供給し
て吐出させる。

【００３４】このようなレバー３による操作では、弁体
６，７はいずれもコア８，７ａに対して転動可能に組み
込んだボール１１，７ｃを介してカム軸５の周面の形状
変化を利用して開閉方向に動作する。ボール１１，７ｃ
は球体であることからコア８，７ａにもカム軸５の周面
にもほぼ点接触で摺動し、しかもカム軸５の動きによる
摩擦によってボール１１，７ｃは転動しながら弁体６，
７自身の位置を変える。したがって、従来例に比べると
カム軸５と弁体６，７との間の摺接面の摩耗を格段に抑
えることができ、その耐久性が大幅に改善される。

【００３５】また、弁体６，７にはそれぞれ弁座１ｆ，
１ｇに着座するパッキン９，７ｂを備えているので、カ
ム軸５とボール１１，７ｃ及びこれらのボール１１，７
ｃとコア８，７ａとの間の摺接面が或る程度摩耗して
も、パッキン９，７ｂの弾性変形によってシール圧は高
く維持され、止水不良を生じることはない。そして、水
側の弁体７について既に述べたように、パッキン９にリ
ップ部９ｃを設けることによって、給水圧が高くなって
もこれに応動するようにシール面９ａによるシール圧が
高くなるように変形するので、より一層効果的に止水不
良が防止される。なお、このようなリップ部９ｃによる
シール性の維持は湯側の弁体７のパッキン７ｂについて
も同様である。

【００３６】更に、本発明では、カム軸５を図１に示す
位置に設定することで、弁体６，７はその閉弁位置に拘
束されるので、従来例のように止水のための弁を混合部
の弁とは別配置として設ける必要はない。このため本体
１の小型化が可能となるほか、カム軸５に対する摺動抵
抗も小さくなるので、レバー３の操作もより一層軽くな
り、使い勝手も向上する。

【００３７】なお、実施例では湯水混合水栓について説
明したが、これに代えて給水だけのための単水栓にも同
様にボールを介して弁体の開閉動作を行わせる構成とす
ることもできる。

【００３８】

【発明の効果】本発明では、弁体に対して転動可能とし
た球接手をカム軸に摺接させるので、カム軸の移動や旋
回に際しても摩耗を抑えることができると共に、摺動抵
抗も小さくなるので軽い操作でレバーを動かすことがで
き、使い勝手も向上する。そして、パッキンを備える場
合では、球接手やカム軸の摺動部分が摩耗してもこのパ
ッキンによる弾性変形を利用して摩耗分を吸収したシー
ルが可能となり、止水不良を確実に防止できる。

【００３９】また、パッキンを円錐台状としてそのシー
ル面が上流側と下流の径差部分の弁座に突き当てる構成
とした場合では、パッキンが上流側に楔状に入り込むの
で、カム軸及び球接手の摩耗が進んでも、パッキンによ
る止水が十分に維持された水栓を提供できる。そして、
凹部をパッキンの先端側が開放するようにして上流側か
らの流体の圧力がこの凹部からシール面側に伝達される
ようにしておけば、供給流体の圧力が高くなってもこれ
に伴ってパッキンによるシール圧も高くなるので、流体
供給源の圧力が様々に変化しても止水機能に支障を来す
ことはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の水栓構造を含む湯水混合水栓の概略
左側面縦断面図である。

【図２】 図１の湯水混合水栓の要部を示す底面図であ
る。

【図３】 本体の上端部を示す要部の正面図である。

【図４】 本体の上端部を示す平面図である。

【図５】 同図の（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図３のＡ
−Ａ線及びＢ−Ｂ線矢視による横断面図である。

【図６】 水側の弁体とカム軸との位置関係を示す縦断
面図である。

【図７】 図６のＣ−Ｃ線矢視方向に見た要部の縦断面
図である。

【図８】 カム軸の一部を含めて示す弁体の分解斜視図
である。

【図９】 カム軸の詳細であって、同図の（ａ）はその
正面図、同図の（ｂ）及び（ｃ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ
線及びＥ−Ｅ線矢視による横断面図である。

【符号の説明】

１ ：本体 １ａ：給水路 １ｂ：給湯路 １ｃ：切欠 １ｄ，１ｅ：弁チャンバ １ｆ，１ｇ：弁座 １ｈ：ガイド孔 ３ ：レバー ４ａ：給水管 ４ｂ：給湯管 ５ ：カム軸 ５ａ，５ｃ：テーパカム面 ５ｂ，５ｄ：小径部 ６ ：弁体 ７ ：弁体 ７ａ：コア ７ｂ：パッキン ７ｃ：ボール ８ ：コア ８ａ：翼 ８ｂ：受圧凹部 ８ｃ：湯流入口 ９ ：パッキン ９ａ：シール面 ９ｃ：リップ部 １０ ：固定具 １０ｃ：拘束片 １１ ：ボール

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 稔 北九州市小倉北区中島２丁目１番１号 東 陶機器株式会社内 (72)発明者 氷室 正一郎 北九州市小倉北区中島２丁目１番１号 東 陶機器株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流体の入口から出口の間の流路に形成し
   た弁座と、この弁座に上流側から着座可能に配置した弁
   体と、操作用のレバーに連接され弁体を弁座側に向けて
   拘束するカム軸とを備え、弁体には、カム軸の周面に摺
   接して転動する球接手を備え、カム軸の軸線方向の移動
   及び／又は旋回によって弁体を弁座に対して接離可能と
   してなるレバー操作式の水栓。
2. 【請求項２】 球接手は、弁座との対向面と反対側の弁
   体に球面状に凹設された受圧凹部と、この中にその一部
   を埋没させて転動可能としたボールとを備えてなる請求
   項１記載のレバー操作式の水栓。
3. 【請求項３】 弁座は、その上流側が小さく且つ下流側
   を大きくした同軸の径差部分とし、弁体には弁座よりも
   上流側に入り込む先細り形状のシール面を持つパッキン
   を備えてなる請求項１または２記載のレバー操作式の水
   栓。
4. 【請求項４】 パッキンは、そのシール面を円錐台状と
   して形成すると共に先端側を向く面を開放した凹部を設
   け、この凹部に加わる流体の圧力をシール面側に伝達し
   て弁座への着座面側に弾性変形可能としてなる請求項３
   記載のレバー操作式の水栓。
5. 【請求項５】 流体の入口から出口の間までの流路とし
   て給水路と給湯路とを備え、これらの給水路及び給湯路
   の中途に弁座をそれぞれ備えると共に、これらの弁座に
   それぞれ対向して弁体を配置し、これらの弁体に設けた
   接手をカム軸の周面に摺接配置した湯水混合機能を持つ
   レバー操作式の水栓。