(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封が必要な運動部を有する弁装置において、
給湯器等の通水配管に接続されて水密性の確保が必要な運動部を有する水量サーボとして構成されるものであって、
上記通水配管に接続される通水口を設けた本体と、この本体内に配設されて通水口の開度を調節する弁と、この弁を進退させる軸部と、弁の進退動作により軸部又は弁の基端部が摺動接触する上記運動部に装着されるゴム製のシール材とを備え、
上記シール材は、リング状のゴム本体と、このゴム本体の表面にブラスト処理によって形成された多数の微細な凹部と、この凹部内に埋め込まれてゴム本体表面に被覆形成されて平坦な表面となったシリコンからなる低摩擦層とを有する弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密封が必要な運動部に装着されるゴム製のシール材を有する弁装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図４に示すように、例えば、給湯器の通水配管５には水量を調節するための水バルブ６が接続されている（特許文献１の図１等）。この水バルブ６は、モータ等の駆動源によって軸部を進退駆動させることでこの軸部に接続する弁を進退させて本体の通水口の開度を調節し、これによって、通水配管５における水量を適宜に調節できるようにしている。
【０００３】
このような水バルブ６内の水密性を確保するため、例えば、本体と軸部との間の摺動部（運動部）には、シール材としてのＯリングが装着される。このＯリングは、摩擦係数が比較的大きいゴム製であって断面円形のリング状に形成されており、凹溝の中に圧接状態で装着されてその弾力によって密封を行うようにしている。従って、このＯリングによって水バルブ６の水密性を確保できるものの、上記摺動部に圧接状態で装着されるため、軸部の進退駆動に摩擦抵抗を生じさせて弁の操作性を鈍らせ、しかも、軸部を進退駆動させる駆動源のモータにも余分な負荷をかけることとなる。
【０００４】
そこで、Ｏリングにグリスを塗布して軸部の摺動部での摩擦抵抗を軽減することも可能であるが、給湯器の水バルブ６のように水や湯が流れる部位に装着されるＯリングの場合は水や湯によってグリスが直ぐに洗い流されてしまい、長期にわたってＯリングによる摩擦抵抗を軽減することが困難である。
【０００５】
一方、管継手において、配管分岐方向を選択できるように回動自在にした受口管の回動部をシールするＯリングとして、その表面にふっ素樹脂コーティングしたものを用いて、受口管の回動性を悪化させないようにしたものがある（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−３３２９７４号公報
【特許文献２】特開平５−１４９４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、上記ふっ素樹脂コーティングしたＯリングを上記水バルブ６の摺動部に用いることも考えられる。しかしながら、配管接続後は受口管がほとんど回動されない管継手の受口管回動部とは異なり、頻繁に駆動される水バルブ６の軸部における摺動部では、Ｏリング表面のふっ素樹脂コーティングが比較的早期に削り取られてゴム面が露出してしまう。そのため、このような単にふっ素樹脂コーティングしたＯリングでも、水バルブ６の摺動部においては、長期にわたってＯリングによる摩擦抵抗を軽減することが困難である。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、密封が必要な運動部に対する摩擦抵抗を比較的長期にわたって軽減できるシール材を備えた弁装置を実現することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る弁装置は、
密封が必要な運動部を有する弁装置において、
給湯器等の通水配管に接続されて水密性の確保が必要な運動部を有する水量サーボとして構成されるものであって、
上記通水配管に接続される通水口を設けた本体と、この本体内に配設されて通水口の開度を調節する弁と、この弁を進退させる軸部と、弁の進退動作により軸部又は弁の基端部が摺動接触する上記運動部に装着されるゴム製のシール材とを備え、
上記シール材は、リング状のゴム本体と、このゴム本体の表面にブラスト処理によって形成された多数の微細な凹部と、この凹部内に埋め込まれてゴム本体表面に被覆形成されて平坦な表面となったシリコンからなる低摩擦層とを有するものである。
これにより、本シール材を運動部に装着した場合、当初はゴム本体表面に被覆形成された低摩擦層によって運動部に対する摩擦抵抗を軽減することができる。
そして、運動部が頻繁に動作されることでゴム本体表面の低摩擦層が摩耗して削り取られても、ゴム本体表面の多数の微細な凹部内には低摩擦層が残存することとなる。これにより、表面の低摩擦層が削り取られても、上記凹部内に残存する低摩擦層によって、運動部に対する摩擦抵抗を軽減し続けることができる。
従って、運動部での密封性を確保しつつ、比較的長期にわたって運動部に対する摩擦抵抗を軽減し、この運動部での動作を円滑に行わせることができる。
【０００９】
また、上記シール材において、ブラスト処理によってゴム本体の表面に多数の微細な凹部を容易に形成することができる。また、シリコンはふっ素樹脂に比べて静摩擦係数が小さいので、上記低摩擦層をシリコンによって形成することで、運動部での動き始めの抵抗を一層低減することができる。
【００１０】
従って、運動部にシール材を圧接状態に装着することで、軸部の進退駆動に摩擦抵抗を生じさせて弁の操作性を鈍らせたり、軸部を進退駆動させる駆動源のモータに余分な負荷をかけることもない。
【００１１】
この場合、通水抵抗が加わる水量サーボでは、運動部での水密性を確保しつつ、比較的長期にわたって運動部に対する摩擦抵抗を軽減し、この運動部での動作を円滑にさせることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明に係る弁装置によれば、上記シール材により、これを運動部に装着した場合、運動部での密封性を確保しつつ、比較的長期にわたって運動部に対する摩擦抵抗を軽減し、この運動部での動作を円滑に行わせることができる。
【００１３】
また、本発明に係る弁装置によれば、運動部にシール材を圧接状態に装着しても、弁の操作性を鈍らせたり、駆動源のモータに余分な負荷をかけるといったこともない。また、低摩擦層によってシール材表面の摩擦抵抗が小さくなっているため、このシール材に接触する軸部等の運動部での部品の組付けを容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１には、本実施の形態におけるシール材としてのＯリングを示し、図２には、図１のＩＩ−ＩＩ断面図であり、その一部を拡大した拡大図とともに示す。
図１、図２に示すように、Ｏリング１は、リング状のゴム本体１０と、このゴム本体１０の表面に形成された多数の微細な凹部１１と、この凹部１１を含んでゴム本体１０表面に被覆形成されたシリコン（低摩擦層）２とを有するものである。
【００１５】
このＯリング１は、水バルブ等の摺動部や回動部等の運動部に圧接状態に装着されてその弾力によって運動部の密封を行う。例えば、このＯリング１の内側に配設される軸部等の円柱状部材に圧接されて水密性を確保したり、また、その外側に配設される筒状部材の内面に圧接されて水密性を確保するように用いられる。
上記ゴム本体１０は、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）やＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）等の合成ゴム、天然ゴム、合成樹脂等から形成される。
【００１６】
上記ゴム本体１０の表面全体に形成された多数の微細な凹部１１は、ブラスト処理によって形成される。例えば、エアーショットブラスト装置やホーニング装置によって内面に均一なブラスト処理を施した成形金型を用いて、リング状のゴム本体１０を成形すると同時にゴム本体１０の表面に上記ブラスト処理による多数の微細な凹部１１が容易に形成される。
【００１７】
上記シリコン２は、上記凹部１１内にも埋め込まれるようにゴム本体１０表面にほぼ一定の厚みとなってコーティングされている。このシリコン２はふっ素樹脂に比べて静摩擦係数が小さいので、このＯリング１を水バルブ等の運動部に圧接状態に装着されても、運動部での動き始めの抵抗を一層低減することができる。また、このシリコン２のコーティングによってＯリング１の摩耗が低減されるから、シリコン２をコーティングしないものと比べて、Ｏリング１の寿命を引き延ばすことができる。このシリコン２のコーティング方法としては、ブラスト処理等で凹部１１を形成したゴム本体１０に対し、例えば、シリコンのバージンパウダーをゴム本体１０表面にまぶしてオーブンで焼き付ける焼付け法、シリコン溶液をゴム本体表面１０に吹き付ける溶射法、あるいはシリコン溶液中にゴム本体１０を浸してゴム本体表面にシリコンを付着させるディッピング法等、その他の種々の方法によって形成することができる。
【００１８】
次に、上記Ｏリング１が弁装置としての水量サーボに装着される例を説明する。
図３には、水量サーボの内部構成を示す。
この水量サーボ３は、例えば、給湯器の通水配管に接続されるものであり（図４参照）、その構成は、図３に示すように、給湯器等の通水配管に接続される通水口３１（流入口３１ａ、流出口３１ｂ）を設けた本体３０と、この本体３０内に配設されて流出口３１ｂの開度を調節する弁３２と、この弁３２を進退させる軸部３３とを備える。軸部３３は、その先端部に弁３２が連結され、基端部に駆動源のモータ（図示せず）に接続されるハンドル３４が連結されている。弁３２は、軸部３３の先端部に連結されて軸部３３の進退動によって流出口３１ｂ付近の弁座３５に接離され、且つ弁座３５との間の開度が調節される。これにより、通水配管内を流れる水や湯の流量が調節される。また、本体３０内には、弁３０の移動方向を案内する弁ガイド３６が設けられており、この弁ガイド３６内に弁３２の基端部及び軸部３３が摺動可能に収容されている。
【００１９】
そして、弁ガイド３６と摺動接触する弁基端部３２ａの外周と、軸部３３と摺動接触する弁ガイド３６の内周とにそれぞれシール材としての上記Ｏリング１Ａ，１Ｂが装着されている。これらＯリング１Ａ，１Ｂは、それぞれ凹溝３２０，３６０内に圧接状態で装着されてその弾力によって水密性を確保させている。  
なお、この水量サーボ３における流入口３１ａ付近の本体３０内には羽根車３７が配設され、また、流入口３１ａ付近の本体３０の構成壁外面には流入口３１ａからの水流によって羽根車３７が回転すると、これを検知する水流検知部３８が設けられている。すなわち、これら羽根車３７と水流検知部３８が水量センサとなっている。
【００２０】
上記Ｏリング１Ａ，１Ｂによれば、ゴム本体１０表面に低摩擦層となるシリコン２がコーティングされているので、軸部３３及び弁３２が弁ガイド３６との間（運動部）での摺動による摩擦抵抗を軽減することができる。そして、この水量サーボ３において軸部３３及び弁３２が頻繁に動作されることでゴム本体１０表面のシリコン２が摩耗して削り取られても、ゴム本体１０表面の多数の微細な凹部１１内にはシリコン２が残存することとなる。これにより、Ｏリング１Ａ，１Ｂ表面のシリコン２が削り取られても、上記ゴム本体１０表面の凹部１１内に残存するシリコン２によって、軸部３３及び弁３２と弁ガイド３６との間の摺動部（運動部）に対する摩擦抵抗を軽減し続けることができる。従って、軸部３３及び弁３２と弁ガイド３６との間の摺動部での密封性を確保しつつ、比較的長期にわたって上記摺動部に対する摩擦抵抗を軽減することができる。
【００２１】
このように、上記水量サーボ３によれば、水密性確保のためのＯリング１Ａ，１Ｂによって加わる軸部３３や弁３２への負荷が長期にわたって大幅に軽減され、軸部３３の動作や弁３２の動作を長期にわたって円滑に行わせることができる。また、Ｏリング１Ａ，１Ｂ表面のシリコン２はふっ素樹脂に比べて静摩擦係数が小さいので、このＯリング１を上記摺動部に圧接状態に装着されても、弁３２の動き始めの抵抗を一層低減することができる。さらに、このことから、軸部３３を駆動する駆動源のモータへの余分な負荷も軽減されるから、ひいてはモータの延命を図ることができる。
【００２２】
また、上記Ｏリング１Ａ，１Ｂの装着によって軸部３３や弁３２の摺動が円滑になることから、この水量サーボ３の組付けにおいて軸部３３や弁３２を円滑に移動させることができるので、水量サーボ３の組付け作業も容易となる。
【００２３】
なお、上記実施の形態では、シール部材として、円形断面を有したＯリング１を示したが、これに限らずＸ状の断面形状を有したものや、偏平状の断面形状を有したもの等、種々の断面形状に形成したものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態におけるシール材としてのＯリングを示す平面図である。
【図２】Ｏリングの断面構造を一部拡大図とともに示す断面図である。
【図３】水量サーボにＯリングが装着された構成を示す断面図である。
【図４】水量サーボが接続されている給湯器の通水配管の構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，１Ａ，１Ｂ  Ｏリング（シール材）
２  シリコン（低摩擦層）
３  水量サーボ（弁装置）
１０  ゴム本体
１１  凹部
３０  本体
３１ａ  流入口（通水口）
３１ｂ  流出口（通水口）
３２  弁
３３  軸部
３６  弁ガイド
【図１】
0004781738.tif 000002
【図２】
0004781738.tif 000003
【図３】
0004781738.tif 000004
【図４】
0004781738.tif 000005