(57)【要約】【課題】  スプールを安定して動作させることができるバルブを提供する。【解決手段】  摺動路４の内壁とスプール下部１８との間に、摺動路４の内壁と近接ガイド部２０とが近接した近接部３４を形成し、摺動路４の内壁と空隙形成部２１とが隙間を空けて対面した空隙部３５を形成してバルブ１０を構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流入路と流出路とを連通する摺動路にスプールが配置され、このスプールが前記摺動路内を移動することで、前記摺動路に形成された弁部を開閉させて前記流入路から前記流出路までの流路を形成するバルブにおいて、
前記摺動路の内壁と前記スプールとの間に、前記摺動路の内壁と前記スプールとが近接した近接部と、前記摺動路の内壁と前記スプールとが隙間を空けて対面した空隙部とが形成された、
ことを特徴とするバルブ。
【請求項２】
前記スプールに、
前記近接部を形成する近接ガイド部と、
前記空隙部を形成する空隙形成部と、が備えられた、
ことを特徴とする請求項１に記載されたバルブ。
【請求項３】
前記スプールの断面が多角形状である、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載されたバルブ。
【請求項４】
前記摺動路の内壁が略円筒状に形成され、
前記近接部が、前記摺動路における流通方向に沿って、前記摺動路の内壁と線接触した、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載されたバルブ。
【請求項５】
複数の前記空隙部が、前記スプールの周囲に沿って等間隔に形成され、
前記摺動路の断面のうち、一つの前記空隙部の断面積が、前記摺動路における断面積の約２．８８％から約１９．５３％である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載されたバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば歯科治療で用いられるハンドピースの水量を制御するバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、歯科治療ではハンドピースが用いられ、例えば電気制御を要しないハンドピースは、水量を調節するためにバルブが用いられている。この様なバルブとして、例えば、下記特許文献１に記載された流量調整弁がある。この流量調整弁は、流入路と流出路とを連通する摺動管にスプールが配置され、このスプールを摺動管内で移動させることで、弁部を開閉させるものである。この流量調整弁では、摺動管内でスプールを軸方向に真っ直ぐ移動させて動作を安定させるために、スプールを摺動管に可能な限り接近させ、スプールと摺動管とのクリアランスが狭く形成してある。このことにより、スプール先端のノズルがロッドで押されてスプールが移動する際、摺動管にガイドされて押圧力が移動方向に集中し、スプールに余計な負荷がかからない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭６１−８５７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載された流量調整弁は、上記したとおり、スプールを摺動管に可能な限り近接させ、スプールと摺動管とのクリアランスが狭く形成されているため、流通する液体に含まれた不純物がクリアランスに詰まる場合がある。すなわち、液体が油などであれば不純物が発生することは少ないが、例えば、液体が家庭用水や、硬水などである場合、カルシウムなどの不純物が摺動管で析出するなどの事情により、不純物が溜ってクリアランスが詰まる場合がある。この場合、スプールに余計な負荷がかかって動作が不安定となり、バルブの動作に不良が生じる。また、液体が軟水であっても、酸性成分による錆びを防止するためにシェールビーズ（カルシウム系アルカリ剤）が用いられた場合、カルシウムが析出してバルブの動作に不良が生じるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記の実情に鑑みて提案されたものである。すなわち、スプールを安定して動作させることができるバルブの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るバルブは、流入路と流出路とを連通する摺動路にスプールが配置され、このスプールが前記摺動路内を移動することで、前記摺動路に形成された弁部を開閉させて前記流入路から前記流出路までの流路を形成するバルブにおいて、前記摺動路の内壁と前記スプールとの間に、前記摺動路の内壁と前記スプールとが近接した近接部と、前記摺動路の内壁と前記スプールとが隙間を空けて対面した空隙部とが形成された、ことを特徴としている。
【０００７】
本発明に係るバルブは、前記スプールに、前記近接部を形成する近接ガイド部と、前記空隙部を形成する空隙形成部と、が備えられた、ことを特徴としている。
【０００８】
本発明に係るバルブは、前記スプールの断面が多角形状である、ことを特徴としている。
【０００９】
本発明に係るバルブは、前記摺動路の内壁が略円筒状に形成され、前記近接部が、前記摺動路における流通方向に沿って、前記摺動路の内壁と線接触した、ことを特徴としている。
【００１０】
本発明に係るバルブは、複数の前記空隙部が、前記スプールの周囲に沿って等間隔に形成され、前記摺動路の断面のうち、一つの前記空隙部の断面積が、前記摺動路における断面積の約２．８８％から約１９．５３％である、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るバルブは上記した構成である。この構成により、仮に、摺動路で不純物が析出等した場合であっても、不純物は空隙部を通過し、摺動路の内壁とスプールとのクリアランスに溜まらず、そのため、不純物が詰まることもない。また、さらに、スプールが近接部でガイドされるため、スプールが押されて摺動路内を移動する際、近接部にガイドされて押圧力が移動方向に集中し、スプールに余計な負荷がかからない。したがって、スプールを安定して動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態に係るバルブが示され、（ａ）が正面から視した外観正面図、（ｂ）が上方から視した外観平面斜視図、（ｃ）が下方から視した外観底面斜視図である。
【図２】本発明の実施形態に係るバルブが示され、（ａ）が側面から視した側面Ａ−Ａ断面拡大図、（ｂ）が要部Ｂ−Ｂ断面拡大図である。
【図３】本発明の実施形態に係るバルブの分解側面図である。
【図４】本発明の実施形態に係るバルブの分解底面斜視図である。
【図５】本発明の実施形態に係るバルブの動作の過程が示され、（ａ）が弁部が閉塞された状態の動作断面図、（ｂ）が弁部が開放された状態の動作断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施形態に係るバルブを図面に基づいて説明する。図１および図２は、本発明の実施形態に係るバルブ１０が示され、図３および図４は、分解されたバルブ１０が示されている。なお、以下の説明では、図１（ａ）を正面とし、同図の左右を側面（側方）とする。また、バルブ１０における流路の上流側を下方とし、下流側を上方とする（図５参照）。
【００１４】
図１に示されているとおり、本実施形態に係るバルブ１０は六角柱状であり、図２に示されているとおり、内部にバルブ機構が形成されている。バルブ１０の正面は、流入路１、流出路２、およびエアー供給路３が、それぞれ開口され、流入路１と流出路２とを連通する摺動路４が内部に形成されている。摺動路４はスプール１７が配置され、摺動路４の一部とスプール１７とで弁部１６が形成されている。スプール１７を摺動路４内で移動させることで、弁部１６を開閉させて流入路１から流出路２までの流通路５が形成される。なお、流出路２は、背面にも開口されて摺動路４に連通され（図２参照）、エアー供給路３は、側面にも形成されている（図４参照）。
【００１５】
図２、図３および図４に示されているとおり、バルブ１０は、本体部材１１を境に、上方および下方から各部材が取り付けられる。下方側は、摺動路４の周囲に配置される第１コイルスプリング１２と、この第１コイルスプリング１２の下方側が収容されるスプリング受け部材１３と、本体部材１１の下方面に取り付けられて流通路５を閉塞する下部本体部材１４と、本体部材１１と下部本体部材１４との間に挟まれる可変部材１５とがある。一方、上方側は、スプール１７と、このスプール１７に取り付けられる各部材（パッキン２３、パッキン受け部材２４、スプリング金座２５およびガイドナット２６）と、第２コイルスプリング２７と、本体部材１１の上方面に取り付けられる蓋部材２８と、この蓋部材２８と本体部材１１との間に配置されるＯリング２９とがある。
【００１６】
＜本体部材＞
本体部材１１は流通路５が上下方向に貫通して形成されている。流通路５は、中央に摺動路４が形成され、この摺動路４を境に上下に区分されて下方流通路６と上方流通路７とが形成されている。下方流通路６は、円柱状の空間であり、一方、上方流通路７は、下方流通路６よりも直径が小さい円柱状の空間である。下方流通路６は、本体部材１１の正面側（図２の右方）に開口された流入路１が連通されている。一方、上方流通路７は、本体部材１１の正面（図２の右方）および背面（図２の左方）に開口された流出路２が連通されている。下方流通路６と上方流通路７との境界は、円環状の環状部３０が形成されている。環状部３０は、内周の縁が上方に突出して、円環状の円環上突部３１が形成されると共に、内周の縁が下方に突出して、円筒状の円筒下突部３２が形成されている。この円筒下突部３２の内側に摺動路４が形成されている。円筒下突部３２は、下方流通路６を介して流通路１が連通されている。
【００１７】
＜第１コイルスプリング、スプリング受け部材、下部本体部材、可変部材＞
第１コイルスプリング１２は、円筒下突部３２の周囲に取り付けられる。スプリング受け部材１３は、円形の底部の縁から側面部が立ち上がって形成された器状であり、第１コイルスプリング１２の下方端が収容される。可変部材１５は平坦なシート状であり、例えばシリコンゴムなどである。下部本体部材１４は、上方面が陥没して陥没部３３が形成されている。下部本体部材１４は、本体部材１１との間に可変部材１５を挟んで、本体部材１１の下方面にネジで固定される。
【００１８】
＜スプール＞
スプール１７は棒状であり、スプール下部１８とスプール上部１９とから構成される。スプール下部１８は、断面が六角形に形成され、近接ガイド部２０と空隙形成部２１とが形成されている。近接ガイド部２０は、スプール下部１８の断面のうち、六角形の頂点部分（角部分）であり、一方、空隙形成部２１は、六角形の辺部分（面部分）である。なお、スプール１８は液体が流れると水流の勢いで回転する場合があるため、水流を妨げないために、スプール下部１８の断面は、回転しやすい形状であれば、例えば三角形などの多角形でもよい。
【００１９】
スプール上部１９は棒状であり、フランジ２２が形成され、パッキン受け部材２４と共にパッキン２３が貫通してフランジ２２の上に取り付けられる。スプリング金座２５はパッキン受け部材２４の上に取り付けられ、このスプリング金座２５を介してガイドナット２６で締め付けられて、パッキン２３およびパッキン受け部材２４がフランジ２２に固定される。
【００２０】
この状態で、スプール１７の下方側を、本体部材１１の上方から摺動路４に挿入する。図２（ｂ）に示されているとおり、摺動路４は、内壁とスプール下部１８の近接ガイド部２０とが近接して近接部３４が形成され、また、内壁とスプール下部１８の空隙形成部２１とが隙間を空けて対面した空隙部３５が形成される。すなわち、近接部３４では、近接ガイド部２０は、摺動路４における流通方向に沿って、摺動路４の内壁と線接触または限りなく近接している。一方、空隙部３５は、スプール下部１８の周囲に沿って等間隔に６個形成されている。摺動路４の断面が円形であるに対し、スプール下部１８の断面が正六角形であれば、摺動路４の断面のうち、６個の空隙部３５の合計の断面積は、摺動路４における断面積の約１６．５％から約１８．５％であり、特に約１７．３％であることが好ましい。（摺動路４の断面のうち、一つの空隙部３５の断面積は、摺動路４における断面積の約２．７５％から約３．０８％であり、特に約２．８８％であることが好ましい。）。また、摺動路４の断面が円形であるに対し、スプール下部１８の断面が正三角形であれば、摺動路４の断面のうち、３個の空隙部３５の合計の断面積は、摺動路４における断面積の約５７．５％から約５９．５％であり、特に約５８．６％であることが好ましい（摺動路４の断面のうち、一つの空隙部３５の断面積は、摺動路４における断面積の約１９．１６％から約１９．８３％であり、特に約１９．５３％であることが好ましい。）。なお、水流によるスプール１７の回転において、偏向した回転を防止するため、近接ガイド部２０と空隙形成部２１から形成される各空隙部３５の断面積は均等に設けたほうがよく、例えば、正三角形、正六角形等の形状が特に優れる。
【００２１】
＜第２コイルスプリング、蓋部材、Ｏリング＞
スプール１７が摺動路４に取り付けられた状態で、第２コイルスプリング２７がガイドナット２６の周囲に取り付けられる。蓋部材２８は、本体部材１１との間にＯリング２９を挟んで、本体部材１１の上方面にネジで固定される。
【００２２】
＜弁部＞
弁部１６は、環状部３０の円環上突部３１と、スプール上部１９に取り付けられたパッキン２３とで構成されている。すなわち、スプール１７が摺動路４を上下に移動することで、スプール１７に取り付けられたパッキン２３が、円環上突部３１と接触し、または離れることで、流通路５が開閉する。
【００２３】
上記のとおり、本実施形態に係るバルブ１０が形成されている。なお、摺動路の内壁およびスプール下部のいずれかの周面に凹凸が形成されたことで、摺動路の内壁とスプール下部との間に、摺動路の内壁とスプールとが近接した近接部が形成されてもよく、同様に、摺動路の内壁とスプール下部とが隙間を空けて対面した空隙部が形成されてもよい。具体的には、スプール下部の断面が、三角形などの多角形状や、外周に沿って凹凸が形成された形状などであってもよい。また、スプール下部の断面が円形であり、摺動路の内壁に、円周に沿って凹凸が形成されたことで、流通方向に沿ってスプール下部と摺動路の内壁とのクリアランスに近接部および空隙部が形成されていてもよい。
【００２４】
次に、バルブ１０の作用を図面に基づいて説明する。図５は、本発明の実施形態に係るバルブ１０の動作の過程が示されている。
【００２５】
水などの液体が供給される前のバルブ１０は、図２に示されているとおり、スプリング受け部材１３が第１コイルスプリング１２の弾性力で下方に押されている。また、スプール１７が第２コイルスプリング２７の弾性力で下方に押されてスプール１７が降下した状態であり、スプール上部１９に取り付けられたパッキン２３が、第２コイルスプリング２７の弾性力によって環状部３０の円環状突部３１に押し付けられている。すなわち、弁部１６が閉塞した状態である。この状態で、液体を供給する。
【００２６】
図５（ａ）に示されているとおり、流入路１から液体が流入し、液体が下方流通路６および摺動路４に充満する。弁部１６が閉塞しているため、液体は、上方流通路７へは流通していない。
【００２７】
図５（ｂ）に示されているとおり、下部本体部材１４のエアー供給路３からエアーが供給され、陥没部３３にエアーが充満すると、空圧で可変部材１５が上方に向けて膨らむように変化する。可変部材１５の上方面に配置されたスプリング受け部材１３が、可変部材１５に押され、第１コイルスプリング１３の弾性力に反発して上方に持ち上げられる。同時に、スプール１７も、スプリング受け部材１３によって、第２コイルスプリング２７の弾性力に反発して上方に持ち上げられ、スプール上部１９に取り付けられたパッキン２３が円環上突部３１から離れ、弁部１６が開放する。弁部１６が開放されると、液体が、パッキン２３と円環上突部３１との間から上方流通路７へ流入し、流出路２からバルブ１０の外部に流出する。
【００２８】
図５（ａ）に示されているとおり、エアーの供給が絶たれ（または吸引され）、陥没部３３からエアーが抜けると、減圧されて可変部材１５が下方に向けて陥没するように変化する。可変部材１５の上方面に配置されたスプリング受け部材１３が、第１コイルスプリング１２の弾性力によって下方に押される。同時に、スプール１７も、第２コイルスプリング２７の弾性力によって降下し、パッキン２３が円環上突部３１に押し付けられ、弁部１６が閉塞する。弁部１６が閉塞されると、液体が、パッキン２３と円環上突部３１との間で留まって上方流通路７への流入が止まり、流出路２からバルブ１０の外部への流出が止まる。
【００２９】
仮に、摺動路４の空隙部３５（摺動路４の内壁とスプール下部１８の空隙形成部２１とのクリアランス）で、液体に含まれた不純物が析出等した場合、不純物は、空隙部３５を通って摺動路４を通過する。
【００３０】
次に、バルブ１０の効果を説明する。
【００３１】
上記したとおり、本実施形態によれば、スプール１７は断面が六角形に形成され、スプール下部１８は、六角形の頂点部分（角部分）である近接ガイド部２０と、六角形の辺部分（面部分）である空隙形成部２１とが形成されている。摺動路４は、内壁とスプール下部１８の近接ガイド部２０とが近接して近接部３４が形成され、また、内壁とスプール下部１８の空隙形成部２１とが隙間を空けて対面した空隙部３５が形成される。この構成により、仮に、摺動路４の空隙部３５（摺動路４の内壁とスプール下部１８の空隙形成部２１とのクリアランス）で、液体に含まれた不純物が析出等した場合、不純物は空隙部３５を通って摺動路４を通過し、摺動路４の内壁と空隙形成部２１とのクリアランスに不純物が詰まらない。したがって、スプール１７を安定して動作させることができる。
【００３２】
さらに、近接ガイド部２０は、摺動路４における流通方向に沿って、摺動路４の内壁と線接触または限りなく近接している。この構成により、スプール１７が近接ガイド部２０でガイドされるため、スプール１７が押されて摺動路４内を移動する際、近接ガイド部２０にガイドされて押圧力が移動方向に集中し、スプール１７に余計な負荷がかからない。したがって、スプール１７を安定して動作させることができる。
【００３３】
本実施形態によれば、スプール下部１８の断面が正六角形であれば、スプール下部１８の周囲に沿って等間隔に６個の空隙部３５が形成され、摺動路４の断面のうち、一つの空隙部３５の断面積は、摺動路４における断面積の約２．７５％から約３．０８％であり、特に約２．８８％（スプール下部１８の断面が正三角形であれば、スプール下部１８の周囲に沿って等間隔に３個の空隙部３５が形成され、摺動路４の断面のうち、一つの空隙部３５の断面積は、摺動路４における断面積の約１９．１６％から約１９．８３％であり、特に約１９．５３％）である。したがって、仮に液体に含まれた不純物が析出等した場合であっても、不純物が空隙部３５を円滑に通過する。したがって、スプール１７を、さらに安定して動作させることができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１                流入路
２                流出路
３                エアー供給路
４                摺動路
５                流通路
６                下方流通路
７                上方流通路
１０              バルブ
１１              本体部材
１２              第１コイルスプリング
１３              スプリング受け部材
１４              下部本体部材
１５              可変部材
１６              弁部
１７              スプール
１８              スプール下部
１９              スプール上部
２０              近接ガイド部
２１              空隙形成部
２２              フランジ
２３              パッキン
２４              パッキン受け部材
２５              スプリング金座
２６              ガイドナット
２７              第２コイルスプリング
２８              蓋部材
２９              Ｏリング
３０              環状部
３１              円環上突部
３２              円筒下突部
３３              陥没部
３４              近接部
３５              空隙部
【図１】
2016205556.tif 000003
【図２】
2016205556.tif 000004
【図３】
2016205556.tif 000005
【図４】
2016205556.tif 000006
【図５】
2016205556.tif 000007