(57)【要約】【課題】止水栓装置において、止水間際のパッキンの変形を抑制する止水栓装置を提供すること。【解決手段】水の流入流路と流出流路とを備えた止水栓本体と、前記止水栓本体に対して進退自在な止水栓部材と、を備え、前記止水栓部材を進退させることで前記流入流路の下流端に形成された流入口を開閉可能な止水栓であって、前記止水栓部材の前記流入口の周囲と当接する位置には弾性体からなるパッキンが固定されており、前記流入口における前記パッキンと当接する当接面は平坦であり、前記パッキンには前記当接面の平坦面と当接するシール面を有する止水栓において、前記流入口の開口時における前記当接面と前記シール面との間の隙間には、前記流入流路から前記流出流路へ向かう水の流れ方向における一部に狭窄部が形成されていることを特徴とする止水栓装置。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水の流入流路と流出流路とを備えた止水栓本体と、
前記止水栓本体に対して進退自在な止水栓部材と、を備え、
前記止水栓部材を進退させることで前記流入流路の下流端に形成された流入口を開閉可能な止水栓装置であって、
前記止水栓部材の前記流入口の周囲と当接する位置には弾性体からなるパッキンが固定されており、前記流入口における前記パッキンと当接する当接面は平坦であり、前記パッキンには前記当接面の平坦面と当接するシール面を有する止水栓において、
前記流入口の開口時における前記当接面と前記シール面との間の隙間には、前記流入流路から前記流出流路へ向かう水の流れ方向における一部に狭窄部が形成されていることを特徴とする止水栓装置。
【請求項２】
前記流入口における前記当接面は前記止水栓部材の進退方向と直交する平坦面であり、前記パッキンにおける前記シール面の一部が前記当接面に対して近接した形状であることで前記狭窄部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の止水栓装置。
【請求項３】
前記パッキンにおける前記シール面の少なくとも一部は、前記当接面に向かって漸次近接する傾斜した形状であることを特徴とする請求項２に記載の止水栓装置。
【請求項４】
前記パッキンにおける前記シール面は、前記流入流路から前記流出流路へ向かう水の流れ方向における一端側から他端側にむけて下り傾斜又は上り傾斜した形状であることを特徴とする請求項３記載の止水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流水路の中途に配設した弁座と、弁座の流出側で開閉作動する弁体とよりな
る水栓に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、特許文献１に記載されているように、流水路の中途に配設した弁座と、弁座の流出側で開閉動作する弁体とよりなる水栓が知られている。
【０００３】
このような従来の水栓においては、弁座は、流入口より構成し、弁体は、流入口に圧接自在とした弾性素材のパッキンより構成しており、パッキンの下面を、下方に位置する流入口に圧接させることで流水路を閉止して止水状態とする一方、パッキンの下面を、流入口から離反することで流水路を開放して開放状態とするようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−８１８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に記載されている水栓装置などでは、パッキンと流入口が当接するパッキンの当接面が水平に構成されており、止水操作を行うと止水間際に、弾性部材であるパッキンを弁座側に引き込む力が発生し、パッキンが変形してしまう。パッキンは弁座側に変形して引っ張られるので、通水面積が狭まり吐水量が少なくなってしまう。つまり、パッキンと流入口の間の距離が所定位置より近づくとパッキンが急激に引き込まれる現象が発生し、吐水量が少なくなり、パッキンが通水路の一部を塞ぐので、吐水量の微妙な調整が難しいという問題がある。特に、流入口に圧接する面が水平面であるパッキンにおいて、顕著に現われている。また、流速が非常に早くなるので、キャビテーションが発生しやすくなり通水音が発生するおそれがある。
【０００６】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、止水間際のパッキンの変形を抑制する止水栓装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための、第一の発明は、水の流入流路と流出流路とを備えた止水栓本体と、前記止水栓本体に対して進退自在な止水栓部材と、を備え、前記止水栓部材を進退させることで前記流入流路の下流端に形成された流入口を開閉可能な止水栓であって、前記止水栓部材の前記流入口の周囲と当接する位置には弾性体からなるパッキンが固定されており、前記流入口における前記パッキンと当接する当接面は平坦であり、前記パッキンには前記当接面の平坦面と当接するシール面を有する止水栓において、前記流入口の開口時における前記当接面と前記シール面との間の隙間には、前記流入流路から前記流出流路へ向かう水の流れ方向における一部に狭窄部が形成されていることを特徴とする止水栓装置である。
【０００８】
第一の発明によれば、当接面とシール面との隙間の一部に狭窄部を設けることによって、止水直前に流路が狭くなる領域を一部分だけにすることが可能となる。これにより、負圧が発生する領域を狭くすることができ、パッキンにかかる力を低減できる。そのため、パッキンの変形を抑制し、吐水量の調整を安定して行うことができる。止水後、さらにパッキンを押し付けることによって、全体が当接面と接触し、面シールとすることが可能となる。
【０００９】
第二の発明は、第一の発明において、前記流入口における前記当接面は前記止水栓部材の進退方向と直交する平坦面であり、前記パッキンにおける前記シール面の一部が前記当接面に対して近接した形状であることで前記狭窄部が形成されていることを特徴とする止水栓装置である。
【００１０】
第二の発明によれば、平坦な当接面が進退方向と直交する構成なので、止水栓部材を進退させパッキンと当接面を当接するとき、当接面に対して力が垂直にかかるので、力が分散せず、シール性が向上する。
【００１１】
第三の発明は、第二の発明において、前記パッキンにおける前記シール面の少なくとも一部は、前記当接面に向かって漸次近接する傾斜した形状であることを特徴とする止水栓装置である。
【００１２】
第三の発明によれば、当接面に向かって漸次近接する傾斜した形状であるので、効率的に負圧の発生を抑えることが可能となる。また水がスムーズに流れるので、パッキンに水圧による無理な力がかからず、パッキンの劣化を低減できる。
【００１３】
第四の発明は、第三の発明において、前記パッキンにおける前記シール面は、前記流入流路から前記流出流路へ向かう水の流れ方向における一端側から他端側にむけて下り傾斜又は上り傾斜した形状であることを特徴とする止水栓装置である。
【００１４】
第四の発明によれば、シール面の一端から他端まで、同一方向に傾斜しているので、より効率的に負圧の発生を抑えることが可能となる。また水がスムーズに流れるので、パッキンに水圧による無理な力がかからず、パッキンの劣化を低減できる。
【発明の効果】
【００１５】
止水間際のパッキンの変形を抑制する止水栓装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態による止水栓装置を備えた水栓装置（湯水混合水栓装置  ）を示す概略斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による止水栓装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態による止水状態の止水栓装置を備えた水栓装置の水側脚部材の平面断面図である。
【図４】図３の通水状態の図である。
【図５】図３の止水間際の図である。
【図６】図５のパッキンと当接面付近の拡大図である。
【図７】本発明の第一実施形態のパッキンの断面図である。
【図８】本発明の第二実施形態のパッキンの断面図である。
【図９】本発明の第三実施形態のパッキンの断面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態のパッキンと従来のパッキンとの吐水量と弁開度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して本発明の止水栓装置、及び、止水栓装置を備えた水栓装置の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による止水栓装置１を備えた水栓装置（湯水混合水栓装置２）を示す概略斜視図である。
図１に示すように、本発明の一実施形態による止水栓装置１を備えた水栓装置である湯水混合水栓装置２は、湯水混合水栓装置本体４を有し、湯水混合水栓装置本体４は、その背面側に突出する湯側流入部６及び水側流入部８、先端部に吐水口１０ａが形成されたスパウト１０、シャワーホース１２、温度調節装置１４、スパウト１０の吐水口１０ａによるカラン吐水又はシャワーホース１２によるシャワー吐水に切り替え可能な流量調整機能を備えたカラン／シャワー切替装置１６を備えている。このような温度調節装置１４を備えた湯水混合水栓装置２は、いわゆる「サーモスタット混合栓」と呼ばれている。
【００１８】
止水栓装置１は、後述する、湯側通水路２２及び水側通水路２４と止水栓部材３４とで構成されている。
【００１９】
また、止水栓３は、湯水混合水栓装置本体４の湯側流入部６及び水側流入部８のそれぞれの背面側（上流側）に接続され且つ止水栓３がそれぞれ取り付けられる止水栓本体としての湯側脚部材１８及び水側脚部材２０をそれぞれ備え、湯側脚部材１８及び水側脚部材２０のそれぞれの内部には、湯側通水路２２及び水側通水路２４がそれぞれ形成されている。
なお、本実施形態では、例として、調圧機能を備えた止水栓３としているが、特にこれに限定されるものではない。
また、湯側脚部材１８及び水側脚部材２０の構成については同一であるため、以下、湯
側脚部材１８については説明を省略し、水側脚部材２０のみについて具体的に説明する。
【００２０】
次に、図２、３を用いて、本実施形態の止水栓３の詳細と、この止水栓３が組み込まれた湯水混合水栓装置２の水側脚部材２０の詳細について具体的に説明する。
図２は本発明の第一実施形態による止水栓３の分解斜視図である、図３は本発明の第１実施形態による止水状態の止水栓３を備えた水栓装置の水側脚部材の平面断面図である。図４は図３の通水状態の図である。図５は図３の止水間際の図である。図６は図５のパッキンと当接面付近の拡大図である。図７は本発明の第一実施形態のパッキンの断面図である。図８は本発明の第二実施形態のパッキンの断面図である。図９は本発明の第三実施形態のパッキンの断面図である。図１０は本発明の第一実施形態のパッキンと従来のパッキンとの吐水量と弁開度の関係を示すグラフである。
【００２１】
図２、３に示すように、水側脚部材２０の水側通水路２４は、水道等の給水源（図示
せず）に接続される配管（図示せず）に接続される水側脚部材２０の上流側接続部２６に
形成された入口２４ａから、湯水混合水栓装置本体４の水側流入部８に接続される水側脚
部材２０の下流側接続部２８に形成された出口２４ｂまで、水側脚部材２０の内部にクラ
ンク状に形成されている。
また、この水側通水路２４は、その入口２４ａから止水栓３が取り付けられる取付室２４ｃまで延びる１次側通水路３０と、水側通水路２４の取付室２４ｃから下流側に向かって水側脚部材２０の正面２０ａ及び背面２０ｂとほぼ平行に所定距離に延びた後、前方の出口２４ｂに向かって延びる２次側通水路３２とを備えている。
【００２２】
つぎに、図２に示すように、止水栓３は、水側通水路２４の取付室２４ｃを形成する水側脚部材２０の所定の取付部２０ｃに取り付けられ、上流側から下流側にかけて止水栓部材３４、調圧弁３６及び止水栓ガイド部材３８を備えている。
【００２３】
図２、図３に示すように、止水栓部材３４は、水側通水路２４の取付室２４ｃの流入口２４ｄから上流側の１次側通水路３０の所定区間Ｓ１の内周に沿って形成された雌ねじ部２４ｅに螺合される雄ねじ部４０を備えている。
また、止水栓部材３４は、前後方向に延びる回転軸部４２を備え、この回転軸部４２の上流側を後端部４２ａは、雄ねじ部４０の前面４０ａの一部から前方へ突出する柱部４０ｂに一体的に形成されている。さらに、雄ねじ部４０の内周面４０ｃは、水側通水路２４の取付室２４ｃの流入口２４ｄが開放された通水状態のときに、一次側通水路３０と取付室２４ｃとを連通させる通水路を形成している。
【００２４】
一方、回転軸部４２の下流側の前端部は、回転軸部４２について止水栓３の長手方向の中心軸線Ｃの軸線回りに回転操作可能な操作部４２ｂとなっている。この操作部４２ｂには、キー溝４２cが形成され、このキー溝４２ｃにマイナスドライバー等の工具（図示せず）を嵌め込んで回すことにより、止水栓部材３４の雄ねじ部４０及び回転軸部４２について中心軸線Cの軸線回りの回転操作を行うことができるようになっている。
【００２５】
さらに、止水栓部材３４は、回転軸部４２の後端部４２ａから半径方向外側に突出するように形成された止水弁体部４４を備え、この止水弁体部４４は、止水栓部材３４の操作部４２ｂによる回転操作が行われると、回転軸部４２の軸回りの回転に応じて水側通水路２４の取付室２４ｃの流入口２４ｄに対して軸方向に相対移動することにより、流入口２４ｄを開閉することができるようになっている。
【００２６】
また、図３に示すように、止水栓部材３４の止水弁体部４４は、前後方向に所定間隔をおいて半径方向外側に突出するように形成された前側支持突起４４ａ及び後側支持突起４４ｂと、これらの前側支持突起４４ａと後側支持突起４４ｂとの間に取り付けられて保持される円環状のシール部材であるパッキン４６とを備えている。パッキン４６は、ゴム材料又は樹脂材料、或いはこれらの複合材料によって形成され、図３に示すように、パッキン４６のシール面４６ａが水側通水路２４の取付室２４ｃの流入口２４ｄに当接して密着しているときには、流入口２４ｄが弁座となって水側通水路２４の１次側通水路３０と２次側通水路３２とが止水された状態となるようになっている。そのときの流入口２４ｄにおけるシール面が当接する面を当接面８１とする。
【００２７】
一方、図４に示すように、止水栓部材３４の止水弁体部４４の後側支持突起４４ｂ及びパッキン４６が当接面８１に当接していないときには、水側通水路２４の１次側通水路３０と２次側通水路３２とが通水された状態となり、調圧弁３６の調圧弁体４８がパッキン４６の外周面４６ｂに対して軸方向に摺動可能となり且つ水側通水路２４の取付室２４ｃ内に流入した水が調圧弁体４８の内部の調圧ばね５０のばね室５２内に浸入しないように、パッキン４６の外周面４６ｂが調圧弁体４８の内周面４８ａとの隙間を密封するようになっている。矢印Ｗは水の流れを示している。
【００２８】
また図５に示すように、止水直前では、パッキン４６と水側通水路２４の取付室２４ｃへ向かう流路となる流入口２４ｄの隙間が非常に狭いので、水の流速が速くなる。その結果、流入口２４ｄでの領域内の圧力が低下する。
【００２９】
円環状のシール部材であるパッキン４６は、図６、図７に示すように、流入口２４ｄにおける当接面８１と当接して密着する側に凸部８０が形成されている。凸部８０におけるシール面４６ａは、パッキン４６の内周側の一端から他端にかけて、漸次下り傾斜している。そのため、図６に示すように、シール面４６ａと当接面８１の隙間は、水の流れ方向において徐々に隙間が狭くなっている。よって、シール面４６ａと当接面８１の隙間には、水の流れ方向における一部にシール面４６ａが当接面８１に対して最も近い部分が発生し、この部分が水の流量を規制するための狭窄部８２となる。
【００３０】
また他の第二実施形態として、図８に示すように、パッキン４６の内周側の一端から他端にかけて、漸次上り傾斜しているものがある。また、別の第三実施形態として図９に示すようにシール面４６ａの真ん中付近に流入口２４ｄに向かって、突設した形状のものもある。図９のパッキン４６の突設した形状は、シール面４６ａの両端から中央に向かって、緩やかに傾斜している。
【００３１】
図７〜図９のパッキン４６の形状とすることで、止水直前において、狭窄部８２の圧力が大きく低下するが、従来の水平なシール面４６ａを有するパッキン４６よりも、圧力が大きく低下する領域を短くすることができ、パッキン４６にかかる力を低減できる。またシール性においても、シール面４６ａの先端が当接面８１に当接して止水後、さらにパッキン４６をシール面４６ａに押し付けることによって、凸部８０全体が流入口２４ｄにおける当接面８１と接触し、面シールとすることが可能となり、十分なシール性を得ることができる。
【００３２】
次に、本発明の効果を確認するため、従来のようにシール面４６ａが水平のパッキン４６と、本発明の第一実施形態である図７のパッキン４６とで比較実験を行った。実験方法は、シール面４６ａと流入口２４ｄとの距離を０．４ｍｍに調整し、そこから徐々に狭め、距離が０ｍｍになるまでの、従来と本発明の夫々の吐水量を計測した。
【００３３】
上記の実験を行った結果、図１０に示す結果が得られた。図１０のグラフは縦軸に吐水量[L／ｍｉｎ]、横軸に弁開度[ｍｍ]とし、外側に傾斜しているパッキン４６を実線で、従来のパッキン４６を点線で描いている。このグラフから、従来のパッキン４６では吐水量が急激に変化している範囲Ｗがみてとれる。これは、上述したように、シール面４６ａと当接面８１との隙間が狭くなり負圧によってパッキン４６が引き込まれ変形したためである。一方、本発明の第一実施形態では、吐水量と弁開度の関係がほぼ比例関係となり安定している。よって、本発明の実施形態を用いることによって、吐水量の微妙な調整が可能となる。
【００３４】
上述した本発明の実施形態による止水栓を備えた水栓装置においては、例として、湯水混合水栓装置であるサーモスタット混合栓に適用した形態ついて説明したが、このような形態に限定されず、例えば、湯水混合水栓装置については、サーモスタット混合栓以外にも、吐水及び止水を切り替える開閉弁について湯側用と水側用を共用するシングルレバータイプの混合栓や、開閉弁を湯側用と水側用で別々に設けた２ハンドルタイプの混合栓等に適用してもよい。あるいは、単水栓等にも適用してもよい。
【符号の説明】
【００３５】
１    止水栓装置
２    湯水混合水栓装置
３    止水栓
４    湯水混合水栓装置本体
６    湯側流入部
８    水側流入部
１０    スパウト
１０ａ  吐水口（吐水部）
１２    シャワーホース（吐水部）
１４    温度調節装置
１６    カラン／シャワー切替装置（吐止水切替手段）
１８    湯側脚部材（止水栓本体）
２０    水側脚部材（止水栓本体）
２０ａ  水側脚部材の正面
２０ｂ  水側脚部材の背面
２０ｃ  水側脚部材の止水栓の取付部
２０ｄ  水側脚部材の止水栓の取付部の雌ねじ
２２    湯側通水路
２４    水側通水路
２４ａ  水側通水路の入口
２４ｂ  水側通水路の出口
２４ｃ  水側通水路の取付室
２４ｄ  水側通水路の取付室の流入口
２４ｅ  水側通水路の雌ねじ部
２６    水側脚部材の上流側接続部
２８    水側脚部材の下流側接続部
３０    １次側通水路
３２    ２次側通水路
３４    止水栓部材
３６    調圧弁
３８    止水栓ガイド部材
４０    止水栓部材の雄ねじ部
４０ａ  止水栓部材の雄ねじ部の前面
４０ｂ  止水栓部材の雄ねじ部の柱部
４０ｃ  止水栓部材の雄ねじ部の内周面
４２    止水栓部材の回転軸部
４２ａ  止水栓部材の回転軸部の後端部
４２ｂ  止水栓部材の回転軸部の操作部
４２ｃ  止水栓部材の回転軸部の操作部のキー溝
４４    止水栓部材の止水弁体部
４４ａ  止水栓部材の止水弁体部の前側支持突起
４４ｂ  止水栓部材の止水弁体部の後側支持突起
４６    パッキン（シール部材）
４６ａ  パッキンのシール面
４６ｂ  パッキンの外周面
４８    調圧弁体
４８ａ  調圧弁体の内周面
５０    調圧ばね
５２    ばね室
８０    凸部
８１    当接面
８２    狭窄部
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図１０】
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