シリンダ弁
【課題】通水時の騒音が少ないシリンダ弁を提供することを目的とする。
【解決手段】側面に流入口および流出口である二以上の開口を有する弁ガイドに、この弁ガイドの開口に対応して側面に二以上の開口を有する弁体を内装して、前記弁体に連結された操作部を回転させることで前記弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁であって、
弁体内周部に整流手段を設け、前記弁ガイドおよび前記弁体の開口配置を、止水時に、流入口側開口が流出口側開口より早く、または同時に絞られる配置とした。
【解決手段】側面に流入口および流出口である二以上の開口を有する弁ガイドに、この弁ガイドの開口に対応して側面に二以上の開口を有する弁体を内装して、前記弁体に連結された操作部を回転させることで前記弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁であって、
弁体内周部に整流手段を設け、前記弁ガイドおよび前記弁体の開口配置を、止水時に、流入口側開口が流出口側開口より早く、または同時に絞られる配置とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、開口を有する弁ガイドに、開口を有する弁体を内装して、弁体に連結された操作部を回転させることで弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁が提案されている。
従来のシリンダ弁は、図１８に示すように、側面に対向するように、通水路となる開口が形成されており、それらの開口のいずれか一方側の周辺にのみ、シール部材が取付けられているものがある。この場合、水の流れはシリンダ弁の側面の一の開口部より流入し、他方の開口部より流出し、シリンダ弁を貫通するように直線的な流れとなる。
一方、図１９に示すのは、側面と底面に開口が形成されたタイプのシリンダ弁であり、側面の開口の周辺にのみ、シール部材が取付けられている。この場合、水の流れはシリンダ弁のいずれか一方の開口部より流入し、他方の開口部より流出し、シリンダ弁で流れの向きが変わりＬ字の流れとなる。
なお、上記側面開口と対向する側面にも開口が形成されており、この場合はＬ字の流れだけでなく直線的な流れでの使用も可能である。
【０００３】
また、別の従来技術としては、側面と底面に開口が形成されたタイプのシリンダ弁であり、側面の開口の周辺にのみ、シール部材が取付けられているものある。これは、水の流れはシリンダ弁の底面の開口部より流入し、側面の開口部より流出し、シリンダ弁で流れの向きが変わりＬ字の流れとなる。そして、弁体内周部にはストレーナが内装されており、通水中のゴミをストレーナで捕捉する。
（たとえば、特許文献１を参照のこと）
【０００４】
上記いずれの実施例においてもシリンダ弁は、９０度程度の小さい回転ストロークで全閉から全開までの操作が可能であり、水栓などの用途に用いた場合、操作性が良好であるという利点があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平２００２−３２３１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの従来のシリンダ弁においては、通水時の騒音が大きいという問題点があった。
これは、通水路の形状に起因しており、特に、弁を絞ったときに形成される通水路の曲がりや弁ユニットと水栓等本体の境界部の段差などにおいて、キャビテーションの発生・消滅や乱流の発生が起こり、これらが騒音源となると考えられる。
特に上記従来の技術で説明した直線的な流れで使用するときには、Ｌ字の流れに比べ流速が速いためキャビテーションの発生や乱流の発生が顕著であり、それらに起因する騒音の値も大きい。よって、水圧の高い現場や、多量な流量で使用する浴槽の水ための水栓の場合には問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では上記の問題点を解決するため、通水時の騒音が少ないシリンダ弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明の請求項１では、側面に流入口および流出口である二以上の開口を有する弁ガイドに、この弁ガイドの開口に対応して側面に二以上の開口を有する弁体を内装して、前記弁体に連結された操作部を回転させることで前記弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁であって、
弁体内周部に整流手段を設け、前記弁ガイドおよび前記弁体の開口配置を、止水時に、流入口側開口が流出口側開口より早く、または同時に絞られる配置としたことを特徴とするシリンダ弁とした。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、主に弁を絞ったときの騒音の低減ができる。
すなわち、弁止水操作時に、流入口側開口の通水面積が流出口側開口の通水面積より早く絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下は流出口側より流入口側で多く生じ、主にシリンダ内部において乱流の発生、キャビテーションが発生・消滅が起こる。よって、シリンダ内の空間で消音装置である整流手段を設けることで効率よく騒音の低減ができる。
一方、弁止水操作時に、流入口側開口の通水面積と流出口側開口の通水面積が同程度に絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下が、流入口側開口と流出口側開口で同程度に生じる。つまり、いわゆる多段階での絞りの状態であり、周知のとおり、単一段階で圧力降下を起こす場合に比べキャビテーションの発生が少なくなり、騒音の発生が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明のシリンダ弁１の展開図である。
図２は、シリンダ弁１の外観斜視図である。
図３は、図２のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
図４は、シリンダ弁１の断面斜視図である。
図５は、シリンダ弁１の弁ガイドの別の実施形態である
図６は、シリンダ弁１の操作部の別の実施形態である。
図７は、本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の展開図である。
図８は、本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の外観斜視図である。
図９は、図８のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
図１０は、第二の実施形態のシリンダ弁１の断面斜視図である。
図１１は、シリンダ弁１を用いた止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
図１２は、シリンダ弁１を用いた止水栓の外観斜視図である。
図１３は、シリンダ弁１を用いた止水栓の展開図である。
図１４は、シリンダ弁１を用いた別の止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
図１５、図１６は、シリンダ弁１の断面図であり弁を絞った状態を示す。
図１７は、シリンダ弁１を止水栓本体などに組み込んだ場合の部分断面図である。
【００１１】
本発明の第一の実施例を図１及至４に示す。
本発明のシリンダ弁１は、弁ガイド２と操作部３と弁体４とシール部材５と押え部材６とから主構成されている。
そして、このシリンダ弁１は、開口２Ａを有する弁ガイド２に、開口４Ａを有する弁体４を内装して、弁体４に連結された操作部３を回転させることで弁体４を回転させて、弁体４の開口４Ａと弁ガイド２の開口２Ａとを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうものである。
【００１２】
以下に各構成要素と各構成要素の組立てについて説明する。
弁ガイド２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの合成樹脂にて成形されている。そして、その形状は円筒形状をしており、下面部には操作部３と弁体４とを挿入する挿入孔７を設けており、上面部には挿入孔７から挿入した操作部３のつまみ１１を貫通する貫通孔８を設けている。
なお、挿入孔７は、弁ガイド２の内径と同径である。
また、貫通孔８は、弁ガイド２の内径よりも小さい径であり、操作部３の基部１３が貫通孔８を貫通しないように構成されている。そして、つまみ１１を貫通孔８に貫通させ、かつ、操作部３の基部１３とつまみ１１との間に形成した外周溝９にＯリング１０を装着して操作部３と弁ガイド２との水密性を保持しており、貫通孔８からの漏水を防止している。
【００１３】
また、つまみ１１には溝部１２を形成して、貫通孔８よりも外径が大きい抜け止めピン１４をこの溝部１２に嵌めることで、組立て後、操作部３のつまみ１１が貫通孔８から抜けないようにしている。
なお、図１に示すように、この抜け止めピン１４は、Ｃ形状をしており、溝部１２に装着したときにＣ形状の開部１４Ａが弁ガイド２のストッパー１５に重なり合うように配置している。このようにすることで、シリンダ弁１全体（特にシリンダ弁１の径方向の寸法）をよりコンパクトにすることが可能となる。
なお、このストッパー１５は、操作部３の回転角度を規制するためのものである。具体的には、操作部３に装着するハンドル（図示せず）に設けた突起がこのストッパー１５に当接することで、弁の開閉角度を規制している。
なお、このときに抜け止めピン１４が溝部１２に緩く嵌まっているので、操作部３の回転動作と同時に抜け止めピン１４が回転しない。そのため、操作部３を回転すると抜け止めピン１４が同時に回転して、ストッパー１５に抜け止めピン１４が衝突して操作部３の操作性が低下するようなことがない。
また、ストッパーの形状は、同心円で同角（鋭角）の大小の円弧（計２つ）とそれら両端を通る２つの半径から囲まれてなる略扇形状とすることが好ましい。これにより操作部の回転を規制するのに、ストッパーの半径方向の面で当接させて、当接面積を大きくとることができるので、確実に回転を規制することができる。
【００１４】
また、弁ガイド２の側面には対向するように通水用の開口２Ａが設けられている。
そして、一方の開口２Ａ側のみに、シール部材５を側方から取り付けている。さらにこのシール部材５の開口５Ａに押え部材６を設けている。
この押え部材６を設けることで、通水方向をシール部材５の開口５Ａから弁体４内に流れる方向だけでなく、弁体４内からシール部材５の開口５Ａに流れる方向の通水においても、このシリンダ弁１を用いることができる。
つまり、この押え部材６を用いることで、一方の弁ガイド２の開口２Ａ側のみにシール部材５を設ければ、弁体４内からシール部材５の開口５Ａに流れる通水使用においても、シール部材５が弁ガイド２から外れることがない。
そして、止水時に確実に水密性を保つことができる。
上述するように押え部材６を設けることで、一方の開口２Ａ側のみにシール部材５を側方から取り付けるだけでよいので、部品点数を低減できる。また、コンパクト化が容易になる。
また、シール部材５を側方から取り付けた開口２Ａと対向する他方の開口２Ａは、主流路２Ｂ、およびこの主流路周囲の複数の小開口２Ｃからなる副流路から構成した。
【００１５】
また、シリンダ弁１を組立てた後、このシリンダ弁１を水栓本体や止水栓本体２８Ａなどに組み付けて利用することができる。そのため、シリンダ弁１の輸送時や組付け工程時に、シール部材５や押え部材６が弁ガイド２から容易に外れないようにする必要がある。
そこで、図１から図４に示すように、シール部材５の裏面外周には保持凸部１６が形成されており、弁ガイド２の開口２Ａの外周側面部を一段窪ませて窪み部１８を形成し、さらにその外周に保持凹部１７を形成している。そして、このシール部材５の保持凸部１６が弁ガイド２の保持凹部１７に嵌合するようにシール部材５を弁ガイド２の一段窪ませた窪み部１８に取付けることで、シール部材５が弁ガイド２から容易に外れないようにしている。
また、図４に示すように、シール部材５に押え部材６を嵌め込んで、シール部材５の開口５Ａの内周における一部もしくは全周に設けた押え突起部１９により、押え部材６を容易に外れないように押えることができる。
なお、押え部材６をシール部材５から取外す場合は、図２に示す押え部材６の外周に形成した凹部２０にマイナスドライバーを引っ掛けて容易に取外すことができる。
また、図４に示すように押え部材６の開口６Ａの弁体側内周端２１には、Ｒを付けて湾曲面として通水を滑らかにするようにしている。
【００１６】
弁体４は、ステンレスなどの金属にて形成されている。そして、図１に示すように、その形状は円筒形状をしており、その側面に開口４Ａを有している。
さらに材質をステンレスとすることで、通水中に混入していた異物が弁体４と弁ガイド２との間に入り込んでその異物によって操作性が悪くなることはない。
【００１７】
弁体４の側面の開口４Ａは、湯水を通水するための開口４Ａであり、対向する側面にそれぞれ設けられている。また、開口４Ａの端部は湾曲形状として穴あけ加工を容易にしている。
【００１８】
次に、弁体４と操作部３との連結について図１，図４に基づき説明する。
弁体４の一端部には位置出し凹部２３を対向するように形成している。そして、操作部３の基部１３外周に形成した位置出し凸部２４にこの位置出し凹部２３を嵌め込む。そうすることで操作部３の回転に伴なって弁体４を回転させることができる。
【００１９】
また、操作部３の基部１３外周には更に弁体保持用の突起部２５を形成し、弁体４の一側端部に形成した保持孔２６に嵌合係止するようにしている。
特に、操作部３は合成樹脂にて成形されているので、基部１３の内側を肉厚としておく。そして、スレンレスなどの金属製の弁体４を嵌合係止するときに操作部３の基部１３を撓ませるのではなくて、弁体４側を撓ませるようにすることが好ましい。
その理由は、樹脂を撓ませて、弁体４と嵌合係止させた場合、長期使用により樹脂が劣化して、嵌合力が弱くなり、ウォーターハンマーなどの衝撃により操作部３と弁体４との嵌合係止が外れてしまうおそれがあるからである。
そのため、樹脂である操作部３の基部１３を撓ませるのではなく、長期使用により劣化しにくいステンレスなどの金属製の弁体４側を撓ませるようにすることが好ましい。
このような構成にすることで、操作部３との嵌合係止が外れて弁体４が弁ガイド２から抜け出てしまうおそれがなくなり、長期使用においても高品質を保つことができるのである。
また、操作部底部３９には天面のない円筒状の突起４０を設け、この円筒４０の側面は貫通する多数の小開口４１を配置した。このとき、この円筒４０の外径は弁体の内径よりも十分小さくした。これにより、万一上記小開口部４１がゴミ詰まりなどで塞がっても、弁体４の内径と円筒４０の外径の隙間をとおり通水は可能である。
つまり、整流手段を経由する通水路と整流手段を経由しない通水路を併設している。
整流手段を経由する通水路のみの場合は、整流手段がフィルター（ストレーナ）として機能してしまい、逆にメンテナンス頻度を上げてしまうという弊害が生じる。一方で騒音抑制効果を高めるためには整流部の小開口４１の目が細かいことが必要になる。本発明では、整流手段を経由しない通水路を併設しているため、ゴミ詰まりによる吐水不能の事態を回避でき、小開口４１の目を十分に小さくできるのである。但し、本発明のシリンダ弁は整流手段を経由しない流路を含むためフィルター（ストレーナ）としては機能しない。
なお、本来、本発明の整流手段もゴミ詰まりしないことが望ましい。よって、水栓類で用いられるフィルター（ストレーナ）の粗さは６０メッシュが一般的であるが、整流手段としては、整流部の小開口４１の粗さを、整流効果を有しつつ容易にゴミ詰まりしないよう５０メッシュ相当以下とすることが好ましい。
また、弁体２がステンレスであるため、十分な強度と耐食性を有しており弁体２の薄肉化が可能であり、これにより、上記の弁体４の内径と円筒４０の外径の隙間を広く確保することができ、ゴミ詰まり時の通水も十分に確保できる。あるいは、整流手段である円筒状の突起４０の外径を大きくできるため、より多くの水を整流手段を経由させることができ、大きな騒音抑制効果が実現できる。
【００２０】
次に、このシリンダ弁１の通水状態・止水状態について説明する。
図１６は、弁体４が半開きのときの通水状態を示している。
この場合、押え部材６によりシール部材５が押えられているため、通水の勢いによってシール部材５が捲れあがることもない。そのため、弁体４を回転させて止水したときにシール部材５と弁体４によって確実に水密性を保つことができる。
また、押え部材６の開口６Ａの弁体４側外周端２１には、Ｒを付けて湾曲面としている。そのため、通水抵抗を抑えて滑らかに通水することができる。
図１６に基づき水圧がシール部材５にどのように掛かるかをより詳しく説明する。
図に示すようにシール部材５を設けた側の開口２Ａ、５Ａ、６Ａを上流側に配置した場合、シール部材５の隆起部３１に水圧が掛かる。そして、シール部材５を下側に押しやる力（矢印Ａ）が生じるが押え部材６を設けることで、シール部材５が歪むことを抑制することができる。
また、隆起部３１の開口５Ａ側の隆起面は、開口面５ａをそのまま延設して設けているため、上流側の隆起面に水が入り込むことがなく、シール部材５下側に押しやる力が掛かることをさらに抑制することができる。
このように構成することで、シール部材５の端部が歪んで、弁体４を回転させたときに弁ガイド２と弁体４とでそのシール部材５の端部を挟んでしまうことがなく、長期に亘り、水密性を維持することができる。
また、シール部材５を設けた側の開口２Ａ、５Ａ、６Ａを下流側に配置した場合（図の通水方向とは逆方向とした場合）、弁ガイド２の外周の隙間に水が廻り込み、止水時にシール部材５の隆起部３１に水圧が掛かる（一点鎖線の矢印Ｂ）。しかしながら、押え部材６を設けているため、隆起部３１に水圧が掛かってシール部材６が開口５Ａ側に変形しようとしても押え部材６により変形することを阻止することができる。そのため、長期に亘り、シール部材５の形状が変形することなく、水密性を維持することができるのである。
【００２１】
次に、このシリンダ弁１の騒音抑制効果について説明する。
前述のとおり、このシリンダ弁１においては、弁体４の内周部に操作部底部３９から立ち上がる円筒状の突起４０を設け、この円筒の側面は貫通する多数の小開口４１を配置した。
これら小開口群４１は、流体がこれら小開口群４１を通過する際に、弁および弁周りの各所で生じた乱流を細かく砕き消滅させるため、整流手段として機能する。
弁および弁周りの各所で生じる乱流とは、主には、シリンダ弁ユニットと水栓等の本体との段差部やシリンダ弁を絞ったときに生じる複雑な流路形状などによって生じる乱流である。
これらの乱流は騒音源となり、使用者に不快を与える可能性があるが、本実施例においては、上記の整流手段により乱流が緩和されるため騒音も低減できる。そして、特に図１４に示すようにシリンダ弁１の側面に設けた開口２Ａから他方の側面に設けた開口２Ａを通水経路とする直線的な流れの場合において、より騒音を低減することができる効果が得られる。
【００２２】
次に、図１５にはこのシリンダ弁を絞った状態の断面図を示す。
図において、弁ガイド２および弁体４の開口配置を、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積が流出口側開口４３の通水面積より早く絞られる配置とした。
具体的には、本実施形態では流出側開口４３を流入口側開口４２より大きくしている。また、他に考えられる形態は、流入口側開口４２と流出口側開口４３の中心を結ぶ直線を流れの方向に対してずらすことが考えられる。
これにより、主に弁を絞ったときの騒音の低減ができる。
すなわち、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積が流出口側開口４３の通水面積より早く絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下は流出口側より流入口側で多く生じ、主にシリンダ内部において乱流の発生、キャビテーションが発生・消滅が起こる。よって、シリンダ内の空間で消音装置である整流手段４１を設けることで効率よく騒音の低減ができる。
なお、上記は、図１５の図中矢印で示す方向の流れに対しての好ましい流入口側開口４２と流出口側開口４３の通水面積の関係を記述しているが、図中矢印と逆の流れでこのシリンダ弁を用いる場合は、弁止水操作時に、流入口側開口（この場合、４３）が流出口側開口（この場合、４２）より早く絞られる構成とすることが好ましい。
【００２３】
また、図示しないが、弁ガイド２および弁体４の開口配置を、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積が流出口側開口４３の通水面積と同時に絞られる配置としてもよい。この場合、やはり、主に弁を絞ったときの騒音の低減ができる。
すなわち、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積と流出口側開口４３の通水面積が同程度に絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下が、流入口側開口４２と流出口側開口４３で同程度に生じる。つまり、いわゆる多段階での絞りの状態であり、周知のとおり、単一段階で圧力降下を起こす場合に比べ、通水路中の最低圧力値が高くなり、キャビテーションの発生が少なくなり、騒音の発生が抑えられる。
また、前述のとおり本実施例では、前記弁ガイド２の開口部２Ａの形状を、主流路２Ｂ、およびこの主流路側面の複数の小開口からなる副流路２Ｃから構成したため、以下の効果が生じる。
すなわち、全開時は主流路２Ｂから主に通水し、絞り時は副流路２Ｃから主に流れるため、絞り時は副流路の小開口群により整流され、絞り時の発生音が低減できる。
一方、主流路２Ｂは十分大きな通水面積をもつ単一の開口なので、ごみなどが容易に詰まることがない。万一副流路２Ｃにごみが詰まった場合でも主流路２Ｂからの流路を通して吐水は可能であり、吐水不能となることはない。
なお、この場合、前記弁ガイド２の開口部の主流路２Ｂ、副流路２Ｃの形状を図５の様なものとしても同様の効果が得られる。すなわち、主流路２Ｂと副流路２Ｃは部分的に連結されていてもよい。
また、弁体４の内周部に操作部底部３９から立ち上がる整流手段４１の形状としては上述のものだけでなく例えば図６に示すようなものであってもよい。図６では、棒状の多数の突起４４が操作部底部３９から立ち上がっており、弁体４内を通過する流体の一部はこれら突起の間の空間を通るが、この突起間の入組んだ形状の流路を通る際に、弁および弁周りの各所で生じた乱流を細かく砕き消滅させるため、整流手段として機能する。
【００２４】
次に、本発明のシリンダ弁１を止水栓２８として利用する場合について図１１乃至１４に基づき説明する。シール部材５の開口５Ａの側端部には隆起部３１を形成している。
そして、この隆起部３１により、通水路の水密性を保つことができる。
では、組み付けについて以下に説明する。
図１３に示すように、止水栓本体２８Ａの側方に設けた取付穴２９からシリンダ弁１を挿入する。
このとき、図１７に示すようにシール部材５と止水栓本体２８Ａとが擦れ合って取り付けられる。特に止水栓本体２８Ａに設けられた通水路端部３０に引っかかってシール部材５がずれないようにするために、隆起部３１の傾斜は、開口５Ａの反対側の隆起面３１Ａを開口５Ａ側の隆起面３１Ｂよりもなだらかな隆起面としている。
特に、開口５Ａの反対側の隆起面３１Ａは、隆起角度を鋭角（より好ましくは４５度以下）としてなだらかな隆起面としている。
この隆起部３１と止水栓本体２８Ａの取付穴２９の内側とによって水密性を保つことができる。
また、隆起部３１の開口５Ａ側の隆起面３１Ｂを急にする。特に、より好ましくはこの隆起部３１の開口５Ａ側の隆起面３１Ａを、開口５Ａの端面をそのまま延設させて垂直な隆起面とすることにより、通水時に水圧が掛かったとしてもシール部材５が捲れあがるおそれを低減できる。なお、本発明においては押え部材６をさらに設けることで、シール部材５の捲れ上がりをより抑えることができる。
そして、図１１に示すように押え蓋３６で止水栓本体２８Ａの取付穴２９を覆って固定する。さらに、操作部３のつまみ１１にハンドル３５を取付けてネジ３７によりつまみ１１とハンドル３５とを固定する。
【００２５】
また、図４に示すように、弁ガイド２の操作部３側の外周に溝部３２を形成しておき、その溝部３２にＯリング３３を装着して止水栓本体２８Ａとシリンダ弁１との水密性を保持する。これにより、取付穴２９からの漏水を防止することができる。
なお、弁ガイド２には、貫通孔８（操作部３）側の外周側端部に爪部３４が設けられている。
そして、この爪部３４が止水栓本体２８Ａなどの取付け部分の凹部に嵌り込むように組み込まれる。これにより、操作部３を操作して回転したとしても、弁ガイド２は爪部３４によって回転を規制されるので、同時に回転されることはない。
また、シリンダ弁１を止水栓本体２８Ａから取外す場合には、図２に示すように、爪部３４にマイナスドライバーを引っ掛けて容易に取外すことができる。特にシリンダ弁１をコンパクト化した場合、手でつまみ１１をつまんで止水栓本体２８Ａからシリンダ弁１を引っ張り出すことは非常に困難となるため、この爪部３４を設けておくことで、シリンダ弁１を取り外してメンテナンスをしやすくなるのである。
なお、この爪部３４は、口の字形状に突設してもよいが、図２に示すように下側（挿入孔側）を開放したコの字形状に突設することが好ましい。コの字形状とすることで、取外す方向の部分が肉厚にすることができるので、マイナスドライバーで引っ掛けて取外すときに、欠けるおそれがなくなる。
また、このシリンダ弁１の下流側通水路内に隣接して整流手段４５を挿入した。この整流手段４５はポリアセタールなどの樹脂で一体に成型されたブッシュで、シリンダ弁の下流側通水路を多数の小開口に分割することで整流効果をもたらす。
これによっても、シリンダ弁出口部やシリンダ弁内で生じた乱流を整流化し、乱流による騒音の発生を抑えることができる。また、他の整流手段と兼用することでより一層騒音の発生を低減することができる。
【００２６】
なお、この止水栓２８は、シリンダ弁１の底面に設けた開口２７から側面に設けた開口２Ａを通水経路としているが、図１４に示すように、シリンダ弁１の側面に設けた開口２Ａから他方の側面に設けた開口２Ａを通水経路とする直線的な流れの止水栓にこのシリンダ弁を適用することも可能である。
【００２７】
次に本発明の第二の実施例を図７及至１０に示す。
第一の実施例と同様の機能部位には同じ番号を付す。
第一の実施例のシリンダ弁との差違は、第一の実施例において操作部３と一体に形成した整流手段を、別体の整流手段とし、弁ガイド２側に固定して設けたことである。結果、整流手段の位置は第一の実施例と同様に、弁体の内周部となる。
図７、図１０に示すとおり、整流手段４６は両底面のない円筒状のメッシュ状の整流部４７と、この整流部４７の一端に鍔状に設けられる基部４８よりなる。整流部は樹脂の網で構成され、剛性を保持するためにフレーム４９が前記網と一体的に設けられる。
鍔状の基部４８は前記フレーム４９と一体に樹脂材料などで構成され、図７に示すように中心部に一個の穴５０とこの中心穴５０の周辺に複数の穴５１がある。
図１０のように、シリンダ弁底面開口２７から流入し、側面開口２Ａから流出するＬ字流れの場合には、前記中心穴５０は、整流部４７の内周部へ連通し、整流手段を経由する流路の一部を構成し、周辺の複数の穴５１は整流部４６の外周部へ連通し、整流手段を経由しない流路の一部を構成する。
整流手段４６と弁ガイド２の固定は、弁ガイド２の内周と整流手段の基部４８の外周を圧入や溶着などで固定する。整流部の上端面部５２は、操作部３の底面部に設けられた凹部５３に挿入され、整流手段は流れの抵抗などに対しても安定して保持される。
【００２８】
図の状態で、シリンダ弁１の底面の開口２７から流入し、シリンダ弁１のシール材５を設けた側面の開口２Ａから流出するＬ字流れの場合には、前記整流手段４６の中心穴５０、およびその周辺の複数の穴５１から、水が流入する。このうち、複数の穴５１から流入した水は整流部４７を通過せずに側面の開口２Ａから流出する。一方、中心穴５０から流入した水は整流部４７を通過し側面の開口２Ａから流出する。この場合、整流部４７を通過しない水に対しては乱流および騒音抑制効果がないが、整流部４７をした水に対しては乱流および騒音抑制効果がある。よって、全体としては騒音抑制効果がある。また、万一、上記整流部４７がゴミ詰まりなどで塞がっても、整流部４７を通過しない流路をとおり通水は可能である。
シリンダ弁１の一方の側面の開口２Ａから流入し他方の開口２Ａから流出する直線状の流れの場合は、開口２Ａから流入した水は、その大部分は通水路正面に位置する整流部４７を貫通し他方の開口から流出する。一方、一部の水は整流部４７の通水抵抗のため、整流部４７を回避し整流部４７と弁体４内周の間の隙間５４を経由し他方の開口２Ａから流出する。
この場合、整流部４７を通過しない水に対しては乱流および騒音抑制効果がないが、整流部４７をした水に対しては乱流および騒音抑制効果がある。よって、全体としては騒音抑制効果がある。また、万一、上記整流部４７がゴミ詰まりなどで塞がっても、整流部４７を通過しない流路をとおり通水は可能である。
また、第一の実施例でも述べたとおり、本発明の整流手段もゴミ詰まりしないことが望ましい。よって、水栓類で用いられるフィルター（ストレーナ）の粗さは６０メッシュが一般的であることを考慮し、整流部４７の粗さを、５０メッシュ相当以下とすることが好ましい。
また、整流手段４６は弁ガイド２に固定してあるため、弁４を絞った場合でも整流手段部４６が回転しない。よって、操作部３の回転によらず常に理想的な整流手段４６の位置とすることができ、安定した騒音低減効果を実現できる。
例えば、整流部４７の剛性を保持するためのフレーム４９が通水路の正面にあれば、整流手段４６の流体抵抗が大きくなり、整流部４７を通過しない水の割合が高くなり、騒音抑制効果も低くなるが、整流手段４６が弁ガイドに固定してあるため、フレーム４９の位置は通水路の正面からずらした位置に固定することが可能である。
なお、上記の２通りの流れの他、上記各流れの逆方向の流れも考えられるが騒音抑制に関する効果は同様であるため説明を省略する。
【００２９】
シリンダ弁の開口部や弁体内部に設けた整流手段によって効果的に乱流の抑制を行い、騒音の発生が抑制できる。また、特にシリンダ弁の直線的な流れでの使用に際しては、流入側開口と流出側開口の閉止のタイミングを適正にすることで、弁絞り時の乱流の抑制やキャビテーション発生の抑制を行うことができ、騒音の発生が抑制できる。
また、全開時、絞り時ともに通水時の騒音が少ないシリンダ弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のシリンダ弁１の展開図を示す。
【図２】シリンダ弁１の外観斜視図である。
【図３】図２のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
【図４】シリンダ弁１の断面斜視図である。
【図５】シリンダ弁１の弁ガイドの別の実施形態である。
【図６】シリンダ弁１の操作部の別の実施形態である。
【図７】本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の展開図である。
【図８】本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の外観斜視図である。
【図９】図８のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
【図１０】第二の実施形態のシリンダ弁１の断面斜視図である。
【図１１】シリンダ弁１を用いた止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
【図１２】シリンダ弁１を用いた止水栓の外観斜視図である。
【図１３】シリンダ弁１を用いた止水栓の展開図である。
【図１４】シリンダ弁１を用いた別の止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
【図１５】シリンダ弁１の断面図であり弁を絞った状態を示す。
【図１６】シリンダ弁１の断面図であり弁を絞った状態を示す。
【図１７】シリンダ弁１を止水栓本体などに組み込んだ場合の部分断面図である。
【図１８】従来のシリンダ弁の断面図である。
【図１９】別の従来のシリンダ弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ シリンダ弁
２ 弁ガイド
２Ａ 弁ガイドの開口
３ 操作部
４ 弁体
４Ａ 弁体の開口
５ シール部材
５Ａ シール部材の開口
６ 押え部材
６Ａ 押え部材の開口
７ 挿入孔
８ 貫通孔
９ 外周溝
１０ Ｏリング
１１ つまみ
１２ 溝部
１３ 基部
１４ 抜け止めピン
１４Ａ 抜け止めピンの開部
１５ ストッパー
１６ 保持凸部
１７ 保持凹部
１８ 弁ガイドの一段窪ませた部分
１９ 押え突起部
２０ 押え部材の凹部
２１ 押え部材の弁体側外周端
２３ 位置出し凹部
２４ 位置出し凸部
２５ 弁体保持用の突起部
２６ 保持孔
２７ 弁体の下端開口
２８ 止水栓
２８Ａ 止水栓本体
２９ 取付穴
３０ 通水路端部
３１ 隆起部
３２ 弁ガイドの外周の溝
３３ Ｏリング
３４ 爪部
３５ ハンドル
３６ 押え蓋
３７ ビス
３８ 湯水混合栓
３９ 操作部底部
４０ 円筒状の突起
４１ 小開口
４２ 流入口側開口
４３ 流出口側開口
４４ 突起
４５ 整流手段
４６ 整流手段
４７ 整流部
４８ 基部
４９ フレーム
５０ 中心穴
５１ 複数の穴
５２ 上端面部
５３ 凹部
５４ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、開口を有する弁ガイドに、開口を有する弁体を内装して、弁体に連結された操作部を回転させることで弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁が提案されている。
従来のシリンダ弁は、図１８に示すように、側面に対向するように、通水路となる開口が形成されており、それらの開口のいずれか一方側の周辺にのみ、シール部材が取付けられているものがある。この場合、水の流れはシリンダ弁の側面の一の開口部より流入し、他方の開口部より流出し、シリンダ弁を貫通するように直線的な流れとなる。
一方、図１９に示すのは、側面と底面に開口が形成されたタイプのシリンダ弁であり、側面の開口の周辺にのみ、シール部材が取付けられている。この場合、水の流れはシリンダ弁のいずれか一方の開口部より流入し、他方の開口部より流出し、シリンダ弁で流れの向きが変わりＬ字の流れとなる。
なお、上記側面開口と対向する側面にも開口が形成されており、この場合はＬ字の流れだけでなく直線的な流れでの使用も可能である。
【０００３】
また、別の従来技術としては、側面と底面に開口が形成されたタイプのシリンダ弁であり、側面の開口の周辺にのみ、シール部材が取付けられているものある。これは、水の流れはシリンダ弁の底面の開口部より流入し、側面の開口部より流出し、シリンダ弁で流れの向きが変わりＬ字の流れとなる。そして、弁体内周部にはストレーナが内装されており、通水中のゴミをストレーナで捕捉する。
（たとえば、特許文献１を参照のこと）
【０００４】
上記いずれの実施例においてもシリンダ弁は、９０度程度の小さい回転ストロークで全閉から全開までの操作が可能であり、水栓などの用途に用いた場合、操作性が良好であるという利点があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平２００２−３２３１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、これらの従来のシリンダ弁においては、通水時の騒音が大きいという問題点があった。
これは、通水路の形状に起因しており、特に、弁を絞ったときに形成される通水路の曲がりや弁ユニットと水栓等本体の境界部の段差などにおいて、キャビテーションの発生・消滅や乱流の発生が起こり、これらが騒音源となると考えられる。
特に上記従来の技術で説明した直線的な流れで使用するときには、Ｌ字の流れに比べ流速が速いためキャビテーションの発生や乱流の発生が顕著であり、それらに起因する騒音の値も大きい。よって、水圧の高い現場や、多量な流量で使用する浴槽の水ための水栓の場合には問題があった。
【０００７】
そこで、本発明では上記の問題点を解決するため、通水時の騒音が少ないシリンダ弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、本発明の請求項１では、側面に流入口および流出口である二以上の開口を有する弁ガイドに、この弁ガイドの開口に対応して側面に二以上の開口を有する弁体を内装して、前記弁体に連結された操作部を回転させることで前記弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁であって、
弁体内周部に整流手段を設け、前記弁ガイドおよび前記弁体の開口配置を、止水時に、流入口側開口が流出口側開口より早く、または同時に絞られる配置としたことを特徴とするシリンダ弁とした。
【発明の効果】
【０００９】
これにより、主に弁を絞ったときの騒音の低減ができる。
すなわち、弁止水操作時に、流入口側開口の通水面積が流出口側開口の通水面積より早く絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下は流出口側より流入口側で多く生じ、主にシリンダ内部において乱流の発生、キャビテーションが発生・消滅が起こる。よって、シリンダ内の空間で消音装置である整流手段を設けることで効率よく騒音の低減ができる。
一方、弁止水操作時に、流入口側開口の通水面積と流出口側開口の通水面積が同程度に絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下が、流入口側開口と流出口側開口で同程度に生じる。つまり、いわゆる多段階での絞りの状態であり、周知のとおり、単一段階で圧力降下を起こす場合に比べキャビテーションの発生が少なくなり、騒音の発生が抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１は、本発明のシリンダ弁１の展開図である。
図２は、シリンダ弁１の外観斜視図である。
図３は、図２のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
図４は、シリンダ弁１の断面斜視図である。
図５は、シリンダ弁１の弁ガイドの別の実施形態である
図６は、シリンダ弁１の操作部の別の実施形態である。
図７は、本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の展開図である。
図８は、本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の外観斜視図である。
図９は、図８のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
図１０は、第二の実施形態のシリンダ弁１の断面斜視図である。
図１１は、シリンダ弁１を用いた止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
図１２は、シリンダ弁１を用いた止水栓の外観斜視図である。
図１３は、シリンダ弁１を用いた止水栓の展開図である。
図１４は、シリンダ弁１を用いた別の止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
図１５、図１６は、シリンダ弁１の断面図であり弁を絞った状態を示す。
図１７は、シリンダ弁１を止水栓本体などに組み込んだ場合の部分断面図である。
【００１１】
本発明の第一の実施例を図１及至４に示す。
本発明のシリンダ弁１は、弁ガイド２と操作部３と弁体４とシール部材５と押え部材６とから主構成されている。
そして、このシリンダ弁１は、開口２Ａを有する弁ガイド２に、開口４Ａを有する弁体４を内装して、弁体４に連結された操作部３を回転させることで弁体４を回転させて、弁体４の開口４Ａと弁ガイド２の開口２Ａとを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうものである。
【００１２】
以下に各構成要素と各構成要素の組立てについて説明する。
弁ガイド２は、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などの合成樹脂にて成形されている。そして、その形状は円筒形状をしており、下面部には操作部３と弁体４とを挿入する挿入孔７を設けており、上面部には挿入孔７から挿入した操作部３のつまみ１１を貫通する貫通孔８を設けている。
なお、挿入孔７は、弁ガイド２の内径と同径である。
また、貫通孔８は、弁ガイド２の内径よりも小さい径であり、操作部３の基部１３が貫通孔８を貫通しないように構成されている。そして、つまみ１１を貫通孔８に貫通させ、かつ、操作部３の基部１３とつまみ１１との間に形成した外周溝９にＯリング１０を装着して操作部３と弁ガイド２との水密性を保持しており、貫通孔８からの漏水を防止している。
【００１３】
また、つまみ１１には溝部１２を形成して、貫通孔８よりも外径が大きい抜け止めピン１４をこの溝部１２に嵌めることで、組立て後、操作部３のつまみ１１が貫通孔８から抜けないようにしている。
なお、図１に示すように、この抜け止めピン１４は、Ｃ形状をしており、溝部１２に装着したときにＣ形状の開部１４Ａが弁ガイド２のストッパー１５に重なり合うように配置している。このようにすることで、シリンダ弁１全体（特にシリンダ弁１の径方向の寸法）をよりコンパクトにすることが可能となる。
なお、このストッパー１５は、操作部３の回転角度を規制するためのものである。具体的には、操作部３に装着するハンドル（図示せず）に設けた突起がこのストッパー１５に当接することで、弁の開閉角度を規制している。
なお、このときに抜け止めピン１４が溝部１２に緩く嵌まっているので、操作部３の回転動作と同時に抜け止めピン１４が回転しない。そのため、操作部３を回転すると抜け止めピン１４が同時に回転して、ストッパー１５に抜け止めピン１４が衝突して操作部３の操作性が低下するようなことがない。
また、ストッパーの形状は、同心円で同角（鋭角）の大小の円弧（計２つ）とそれら両端を通る２つの半径から囲まれてなる略扇形状とすることが好ましい。これにより操作部の回転を規制するのに、ストッパーの半径方向の面で当接させて、当接面積を大きくとることができるので、確実に回転を規制することができる。
【００１４】
また、弁ガイド２の側面には対向するように通水用の開口２Ａが設けられている。
そして、一方の開口２Ａ側のみに、シール部材５を側方から取り付けている。さらにこのシール部材５の開口５Ａに押え部材６を設けている。
この押え部材６を設けることで、通水方向をシール部材５の開口５Ａから弁体４内に流れる方向だけでなく、弁体４内からシール部材５の開口５Ａに流れる方向の通水においても、このシリンダ弁１を用いることができる。
つまり、この押え部材６を用いることで、一方の弁ガイド２の開口２Ａ側のみにシール部材５を設ければ、弁体４内からシール部材５の開口５Ａに流れる通水使用においても、シール部材５が弁ガイド２から外れることがない。
そして、止水時に確実に水密性を保つことができる。
上述するように押え部材６を設けることで、一方の開口２Ａ側のみにシール部材５を側方から取り付けるだけでよいので、部品点数を低減できる。また、コンパクト化が容易になる。
また、シール部材５を側方から取り付けた開口２Ａと対向する他方の開口２Ａは、主流路２Ｂ、およびこの主流路周囲の複数の小開口２Ｃからなる副流路から構成した。
【００１５】
また、シリンダ弁１を組立てた後、このシリンダ弁１を水栓本体や止水栓本体２８Ａなどに組み付けて利用することができる。そのため、シリンダ弁１の輸送時や組付け工程時に、シール部材５や押え部材６が弁ガイド２から容易に外れないようにする必要がある。
そこで、図１から図４に示すように、シール部材５の裏面外周には保持凸部１６が形成されており、弁ガイド２の開口２Ａの外周側面部を一段窪ませて窪み部１８を形成し、さらにその外周に保持凹部１７を形成している。そして、このシール部材５の保持凸部１６が弁ガイド２の保持凹部１７に嵌合するようにシール部材５を弁ガイド２の一段窪ませた窪み部１８に取付けることで、シール部材５が弁ガイド２から容易に外れないようにしている。
また、図４に示すように、シール部材５に押え部材６を嵌め込んで、シール部材５の開口５Ａの内周における一部もしくは全周に設けた押え突起部１９により、押え部材６を容易に外れないように押えることができる。
なお、押え部材６をシール部材５から取外す場合は、図２に示す押え部材６の外周に形成した凹部２０にマイナスドライバーを引っ掛けて容易に取外すことができる。
また、図４に示すように押え部材６の開口６Ａの弁体側内周端２１には、Ｒを付けて湾曲面として通水を滑らかにするようにしている。
【００１６】
弁体４は、ステンレスなどの金属にて形成されている。そして、図１に示すように、その形状は円筒形状をしており、その側面に開口４Ａを有している。
さらに材質をステンレスとすることで、通水中に混入していた異物が弁体４と弁ガイド２との間に入り込んでその異物によって操作性が悪くなることはない。
【００１７】
弁体４の側面の開口４Ａは、湯水を通水するための開口４Ａであり、対向する側面にそれぞれ設けられている。また、開口４Ａの端部は湾曲形状として穴あけ加工を容易にしている。
【００１８】
次に、弁体４と操作部３との連結について図１，図４に基づき説明する。
弁体４の一端部には位置出し凹部２３を対向するように形成している。そして、操作部３の基部１３外周に形成した位置出し凸部２４にこの位置出し凹部２３を嵌め込む。そうすることで操作部３の回転に伴なって弁体４を回転させることができる。
【００１９】
また、操作部３の基部１３外周には更に弁体保持用の突起部２５を形成し、弁体４の一側端部に形成した保持孔２６に嵌合係止するようにしている。
特に、操作部３は合成樹脂にて成形されているので、基部１３の内側を肉厚としておく。そして、スレンレスなどの金属製の弁体４を嵌合係止するときに操作部３の基部１３を撓ませるのではなくて、弁体４側を撓ませるようにすることが好ましい。
その理由は、樹脂を撓ませて、弁体４と嵌合係止させた場合、長期使用により樹脂が劣化して、嵌合力が弱くなり、ウォーターハンマーなどの衝撃により操作部３と弁体４との嵌合係止が外れてしまうおそれがあるからである。
そのため、樹脂である操作部３の基部１３を撓ませるのではなく、長期使用により劣化しにくいステンレスなどの金属製の弁体４側を撓ませるようにすることが好ましい。
このような構成にすることで、操作部３との嵌合係止が外れて弁体４が弁ガイド２から抜け出てしまうおそれがなくなり、長期使用においても高品質を保つことができるのである。
また、操作部底部３９には天面のない円筒状の突起４０を設け、この円筒４０の側面は貫通する多数の小開口４１を配置した。このとき、この円筒４０の外径は弁体の内径よりも十分小さくした。これにより、万一上記小開口部４１がゴミ詰まりなどで塞がっても、弁体４の内径と円筒４０の外径の隙間をとおり通水は可能である。
つまり、整流手段を経由する通水路と整流手段を経由しない通水路を併設している。
整流手段を経由する通水路のみの場合は、整流手段がフィルター（ストレーナ）として機能してしまい、逆にメンテナンス頻度を上げてしまうという弊害が生じる。一方で騒音抑制効果を高めるためには整流部の小開口４１の目が細かいことが必要になる。本発明では、整流手段を経由しない通水路を併設しているため、ゴミ詰まりによる吐水不能の事態を回避でき、小開口４１の目を十分に小さくできるのである。但し、本発明のシリンダ弁は整流手段を経由しない流路を含むためフィルター（ストレーナ）としては機能しない。
なお、本来、本発明の整流手段もゴミ詰まりしないことが望ましい。よって、水栓類で用いられるフィルター（ストレーナ）の粗さは６０メッシュが一般的であるが、整流手段としては、整流部の小開口４１の粗さを、整流効果を有しつつ容易にゴミ詰まりしないよう５０メッシュ相当以下とすることが好ましい。
また、弁体２がステンレスであるため、十分な強度と耐食性を有しており弁体２の薄肉化が可能であり、これにより、上記の弁体４の内径と円筒４０の外径の隙間を広く確保することができ、ゴミ詰まり時の通水も十分に確保できる。あるいは、整流手段である円筒状の突起４０の外径を大きくできるため、より多くの水を整流手段を経由させることができ、大きな騒音抑制効果が実現できる。
【００２０】
次に、このシリンダ弁１の通水状態・止水状態について説明する。
図１６は、弁体４が半開きのときの通水状態を示している。
この場合、押え部材６によりシール部材５が押えられているため、通水の勢いによってシール部材５が捲れあがることもない。そのため、弁体４を回転させて止水したときにシール部材５と弁体４によって確実に水密性を保つことができる。
また、押え部材６の開口６Ａの弁体４側外周端２１には、Ｒを付けて湾曲面としている。そのため、通水抵抗を抑えて滑らかに通水することができる。
図１６に基づき水圧がシール部材５にどのように掛かるかをより詳しく説明する。
図に示すようにシール部材５を設けた側の開口２Ａ、５Ａ、６Ａを上流側に配置した場合、シール部材５の隆起部３１に水圧が掛かる。そして、シール部材５を下側に押しやる力（矢印Ａ）が生じるが押え部材６を設けることで、シール部材５が歪むことを抑制することができる。
また、隆起部３１の開口５Ａ側の隆起面は、開口面５ａをそのまま延設して設けているため、上流側の隆起面に水が入り込むことがなく、シール部材５下側に押しやる力が掛かることをさらに抑制することができる。
このように構成することで、シール部材５の端部が歪んで、弁体４を回転させたときに弁ガイド２と弁体４とでそのシール部材５の端部を挟んでしまうことがなく、長期に亘り、水密性を維持することができる。
また、シール部材５を設けた側の開口２Ａ、５Ａ、６Ａを下流側に配置した場合（図の通水方向とは逆方向とした場合）、弁ガイド２の外周の隙間に水が廻り込み、止水時にシール部材５の隆起部３１に水圧が掛かる（一点鎖線の矢印Ｂ）。しかしながら、押え部材６を設けているため、隆起部３１に水圧が掛かってシール部材６が開口５Ａ側に変形しようとしても押え部材６により変形することを阻止することができる。そのため、長期に亘り、シール部材５の形状が変形することなく、水密性を維持することができるのである。
【００２１】
次に、このシリンダ弁１の騒音抑制効果について説明する。
前述のとおり、このシリンダ弁１においては、弁体４の内周部に操作部底部３９から立ち上がる円筒状の突起４０を設け、この円筒の側面は貫通する多数の小開口４１を配置した。
これら小開口群４１は、流体がこれら小開口群４１を通過する際に、弁および弁周りの各所で生じた乱流を細かく砕き消滅させるため、整流手段として機能する。
弁および弁周りの各所で生じる乱流とは、主には、シリンダ弁ユニットと水栓等の本体との段差部やシリンダ弁を絞ったときに生じる複雑な流路形状などによって生じる乱流である。
これらの乱流は騒音源となり、使用者に不快を与える可能性があるが、本実施例においては、上記の整流手段により乱流が緩和されるため騒音も低減できる。そして、特に図１４に示すようにシリンダ弁１の側面に設けた開口２Ａから他方の側面に設けた開口２Ａを通水経路とする直線的な流れの場合において、より騒音を低減することができる効果が得られる。
【００２２】
次に、図１５にはこのシリンダ弁を絞った状態の断面図を示す。
図において、弁ガイド２および弁体４の開口配置を、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積が流出口側開口４３の通水面積より早く絞られる配置とした。
具体的には、本実施形態では流出側開口４３を流入口側開口４２より大きくしている。また、他に考えられる形態は、流入口側開口４２と流出口側開口４３の中心を結ぶ直線を流れの方向に対してずらすことが考えられる。
これにより、主に弁を絞ったときの騒音の低減ができる。
すなわち、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積が流出口側開口４３の通水面積より早く絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下は流出口側より流入口側で多く生じ、主にシリンダ内部において乱流の発生、キャビテーションが発生・消滅が起こる。よって、シリンダ内の空間で消音装置である整流手段４１を設けることで効率よく騒音の低減ができる。
なお、上記は、図１５の図中矢印で示す方向の流れに対しての好ましい流入口側開口４２と流出口側開口４３の通水面積の関係を記述しているが、図中矢印と逆の流れでこのシリンダ弁を用いる場合は、弁止水操作時に、流入口側開口（この場合、４３）が流出口側開口（この場合、４２）より早く絞られる構成とすることが好ましい。
【００２３】
また、図示しないが、弁ガイド２および弁体４の開口配置を、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積が流出口側開口４３の通水面積と同時に絞られる配置としてもよい。この場合、やはり、主に弁を絞ったときの騒音の低減ができる。
すなわち、弁止水操作時に、流入口側開口４２の通水面積と流出口側開口４３の通水面積が同程度に絞られる構成とした場合、絞り時の圧力降下が、流入口側開口４２と流出口側開口４３で同程度に生じる。つまり、いわゆる多段階での絞りの状態であり、周知のとおり、単一段階で圧力降下を起こす場合に比べ、通水路中の最低圧力値が高くなり、キャビテーションの発生が少なくなり、騒音の発生が抑えられる。
また、前述のとおり本実施例では、前記弁ガイド２の開口部２Ａの形状を、主流路２Ｂ、およびこの主流路側面の複数の小開口からなる副流路２Ｃから構成したため、以下の効果が生じる。
すなわち、全開時は主流路２Ｂから主に通水し、絞り時は副流路２Ｃから主に流れるため、絞り時は副流路の小開口群により整流され、絞り時の発生音が低減できる。
一方、主流路２Ｂは十分大きな通水面積をもつ単一の開口なので、ごみなどが容易に詰まることがない。万一副流路２Ｃにごみが詰まった場合でも主流路２Ｂからの流路を通して吐水は可能であり、吐水不能となることはない。
なお、この場合、前記弁ガイド２の開口部の主流路２Ｂ、副流路２Ｃの形状を図５の様なものとしても同様の効果が得られる。すなわち、主流路２Ｂと副流路２Ｃは部分的に連結されていてもよい。
また、弁体４の内周部に操作部底部３９から立ち上がる整流手段４１の形状としては上述のものだけでなく例えば図６に示すようなものであってもよい。図６では、棒状の多数の突起４４が操作部底部３９から立ち上がっており、弁体４内を通過する流体の一部はこれら突起の間の空間を通るが、この突起間の入組んだ形状の流路を通る際に、弁および弁周りの各所で生じた乱流を細かく砕き消滅させるため、整流手段として機能する。
【００２４】
次に、本発明のシリンダ弁１を止水栓２８として利用する場合について図１１乃至１４に基づき説明する。シール部材５の開口５Ａの側端部には隆起部３１を形成している。
そして、この隆起部３１により、通水路の水密性を保つことができる。
では、組み付けについて以下に説明する。
図１３に示すように、止水栓本体２８Ａの側方に設けた取付穴２９からシリンダ弁１を挿入する。
このとき、図１７に示すようにシール部材５と止水栓本体２８Ａとが擦れ合って取り付けられる。特に止水栓本体２８Ａに設けられた通水路端部３０に引っかかってシール部材５がずれないようにするために、隆起部３１の傾斜は、開口５Ａの反対側の隆起面３１Ａを開口５Ａ側の隆起面３１Ｂよりもなだらかな隆起面としている。
特に、開口５Ａの反対側の隆起面３１Ａは、隆起角度を鋭角（より好ましくは４５度以下）としてなだらかな隆起面としている。
この隆起部３１と止水栓本体２８Ａの取付穴２９の内側とによって水密性を保つことができる。
また、隆起部３１の開口５Ａ側の隆起面３１Ｂを急にする。特に、より好ましくはこの隆起部３１の開口５Ａ側の隆起面３１Ａを、開口５Ａの端面をそのまま延設させて垂直な隆起面とすることにより、通水時に水圧が掛かったとしてもシール部材５が捲れあがるおそれを低減できる。なお、本発明においては押え部材６をさらに設けることで、シール部材５の捲れ上がりをより抑えることができる。
そして、図１１に示すように押え蓋３６で止水栓本体２８Ａの取付穴２９を覆って固定する。さらに、操作部３のつまみ１１にハンドル３５を取付けてネジ３７によりつまみ１１とハンドル３５とを固定する。
【００２５】
また、図４に示すように、弁ガイド２の操作部３側の外周に溝部３２を形成しておき、その溝部３２にＯリング３３を装着して止水栓本体２８Ａとシリンダ弁１との水密性を保持する。これにより、取付穴２９からの漏水を防止することができる。
なお、弁ガイド２には、貫通孔８（操作部３）側の外周側端部に爪部３４が設けられている。
そして、この爪部３４が止水栓本体２８Ａなどの取付け部分の凹部に嵌り込むように組み込まれる。これにより、操作部３を操作して回転したとしても、弁ガイド２は爪部３４によって回転を規制されるので、同時に回転されることはない。
また、シリンダ弁１を止水栓本体２８Ａから取外す場合には、図２に示すように、爪部３４にマイナスドライバーを引っ掛けて容易に取外すことができる。特にシリンダ弁１をコンパクト化した場合、手でつまみ１１をつまんで止水栓本体２８Ａからシリンダ弁１を引っ張り出すことは非常に困難となるため、この爪部３４を設けておくことで、シリンダ弁１を取り外してメンテナンスをしやすくなるのである。
なお、この爪部３４は、口の字形状に突設してもよいが、図２に示すように下側（挿入孔側）を開放したコの字形状に突設することが好ましい。コの字形状とすることで、取外す方向の部分が肉厚にすることができるので、マイナスドライバーで引っ掛けて取外すときに、欠けるおそれがなくなる。
また、このシリンダ弁１の下流側通水路内に隣接して整流手段４５を挿入した。この整流手段４５はポリアセタールなどの樹脂で一体に成型されたブッシュで、シリンダ弁の下流側通水路を多数の小開口に分割することで整流効果をもたらす。
これによっても、シリンダ弁出口部やシリンダ弁内で生じた乱流を整流化し、乱流による騒音の発生を抑えることができる。また、他の整流手段と兼用することでより一層騒音の発生を低減することができる。
【００２６】
なお、この止水栓２８は、シリンダ弁１の底面に設けた開口２７から側面に設けた開口２Ａを通水経路としているが、図１４に示すように、シリンダ弁１の側面に設けた開口２Ａから他方の側面に設けた開口２Ａを通水経路とする直線的な流れの止水栓にこのシリンダ弁を適用することも可能である。
【００２７】
次に本発明の第二の実施例を図７及至１０に示す。
第一の実施例と同様の機能部位には同じ番号を付す。
第一の実施例のシリンダ弁との差違は、第一の実施例において操作部３と一体に形成した整流手段を、別体の整流手段とし、弁ガイド２側に固定して設けたことである。結果、整流手段の位置は第一の実施例と同様に、弁体の内周部となる。
図７、図１０に示すとおり、整流手段４６は両底面のない円筒状のメッシュ状の整流部４７と、この整流部４７の一端に鍔状に設けられる基部４８よりなる。整流部は樹脂の網で構成され、剛性を保持するためにフレーム４９が前記網と一体的に設けられる。
鍔状の基部４８は前記フレーム４９と一体に樹脂材料などで構成され、図７に示すように中心部に一個の穴５０とこの中心穴５０の周辺に複数の穴５１がある。
図１０のように、シリンダ弁底面開口２７から流入し、側面開口２Ａから流出するＬ字流れの場合には、前記中心穴５０は、整流部４７の内周部へ連通し、整流手段を経由する流路の一部を構成し、周辺の複数の穴５１は整流部４６の外周部へ連通し、整流手段を経由しない流路の一部を構成する。
整流手段４６と弁ガイド２の固定は、弁ガイド２の内周と整流手段の基部４８の外周を圧入や溶着などで固定する。整流部の上端面部５２は、操作部３の底面部に設けられた凹部５３に挿入され、整流手段は流れの抵抗などに対しても安定して保持される。
【００２８】
図の状態で、シリンダ弁１の底面の開口２７から流入し、シリンダ弁１のシール材５を設けた側面の開口２Ａから流出するＬ字流れの場合には、前記整流手段４６の中心穴５０、およびその周辺の複数の穴５１から、水が流入する。このうち、複数の穴５１から流入した水は整流部４７を通過せずに側面の開口２Ａから流出する。一方、中心穴５０から流入した水は整流部４７を通過し側面の開口２Ａから流出する。この場合、整流部４７を通過しない水に対しては乱流および騒音抑制効果がないが、整流部４７をした水に対しては乱流および騒音抑制効果がある。よって、全体としては騒音抑制効果がある。また、万一、上記整流部４７がゴミ詰まりなどで塞がっても、整流部４７を通過しない流路をとおり通水は可能である。
シリンダ弁１の一方の側面の開口２Ａから流入し他方の開口２Ａから流出する直線状の流れの場合は、開口２Ａから流入した水は、その大部分は通水路正面に位置する整流部４７を貫通し他方の開口から流出する。一方、一部の水は整流部４７の通水抵抗のため、整流部４７を回避し整流部４７と弁体４内周の間の隙間５４を経由し他方の開口２Ａから流出する。
この場合、整流部４７を通過しない水に対しては乱流および騒音抑制効果がないが、整流部４７をした水に対しては乱流および騒音抑制効果がある。よって、全体としては騒音抑制効果がある。また、万一、上記整流部４７がゴミ詰まりなどで塞がっても、整流部４７を通過しない流路をとおり通水は可能である。
また、第一の実施例でも述べたとおり、本発明の整流手段もゴミ詰まりしないことが望ましい。よって、水栓類で用いられるフィルター（ストレーナ）の粗さは６０メッシュが一般的であることを考慮し、整流部４７の粗さを、５０メッシュ相当以下とすることが好ましい。
また、整流手段４６は弁ガイド２に固定してあるため、弁４を絞った場合でも整流手段部４６が回転しない。よって、操作部３の回転によらず常に理想的な整流手段４６の位置とすることができ、安定した騒音低減効果を実現できる。
例えば、整流部４７の剛性を保持するためのフレーム４９が通水路の正面にあれば、整流手段４６の流体抵抗が大きくなり、整流部４７を通過しない水の割合が高くなり、騒音抑制効果も低くなるが、整流手段４６が弁ガイドに固定してあるため、フレーム４９の位置は通水路の正面からずらした位置に固定することが可能である。
なお、上記の２通りの流れの他、上記各流れの逆方向の流れも考えられるが騒音抑制に関する効果は同様であるため説明を省略する。
【００２９】
シリンダ弁の開口部や弁体内部に設けた整流手段によって効果的に乱流の抑制を行い、騒音の発生が抑制できる。また、特にシリンダ弁の直線的な流れでの使用に際しては、流入側開口と流出側開口の閉止のタイミングを適正にすることで、弁絞り時の乱流の抑制やキャビテーション発生の抑制を行うことができ、騒音の発生が抑制できる。
また、全開時、絞り時ともに通水時の騒音が少ないシリンダ弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のシリンダ弁１の展開図を示す。
【図２】シリンダ弁１の外観斜視図である。
【図３】図２のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
【図４】シリンダ弁１の断面斜視図である。
【図５】シリンダ弁１の弁ガイドの別の実施形態である。
【図６】シリンダ弁１の操作部の別の実施形態である。
【図７】本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の展開図である。
【図８】本発明のシリンダ弁１の第二の実施形態の外観斜視図である。
【図９】図８のシリンダ弁１の別方向からの外観斜視図である。
【図１０】第二の実施形態のシリンダ弁１の断面斜視図である。
【図１１】シリンダ弁１を用いた止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
【図１２】シリンダ弁１を用いた止水栓の外観斜視図である。
【図１３】シリンダ弁１を用いた止水栓の展開図である。
【図１４】シリンダ弁１を用いた別の止水栓（直流れ）の断面斜視図である。
【図１５】シリンダ弁１の断面図であり弁を絞った状態を示す。
【図１６】シリンダ弁１の断面図であり弁を絞った状態を示す。
【図１７】シリンダ弁１を止水栓本体などに組み込んだ場合の部分断面図である。
【図１８】従来のシリンダ弁の断面図である。
【図１９】別の従来のシリンダ弁の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１ シリンダ弁
２ 弁ガイド
２Ａ 弁ガイドの開口
３ 操作部
４ 弁体
４Ａ 弁体の開口
５ シール部材
５Ａ シール部材の開口
６ 押え部材
６Ａ 押え部材の開口
７ 挿入孔
８ 貫通孔
９ 外周溝
１０ Ｏリング
１１ つまみ
１２ 溝部
１３ 基部
１４ 抜け止めピン
１４Ａ 抜け止めピンの開部
１５ ストッパー
１６ 保持凸部
１７ 保持凹部
１８ 弁ガイドの一段窪ませた部分
１９ 押え突起部
２０ 押え部材の凹部
２１ 押え部材の弁体側外周端
２３ 位置出し凹部
２４ 位置出し凸部
２５ 弁体保持用の突起部
２６ 保持孔
２７ 弁体の下端開口
２８ 止水栓
２８Ａ 止水栓本体
２９ 取付穴
３０ 通水路端部
３１ 隆起部
３２ 弁ガイドの外周の溝
３３ Ｏリング
３４ 爪部
３５ ハンドル
３６ 押え蓋
３７ ビス
３８ 湯水混合栓
３９ 操作部底部
４０ 円筒状の突起
４１ 小開口
４２ 流入口側開口
４３ 流出口側開口
４４ 突起
４５ 整流手段
４６ 整流手段
４７ 整流部
４８ 基部
４９ フレーム
５０ 中心穴
５１ 複数の穴
５２ 上端面部
５３ 凹部
５４ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側面に流入口および流出口である二以上の開口を有する弁ガイドに、この弁ガイドの開口に対応して側面に二以上の開口を有する弁体を内装して、前記弁体に連結された操作部を回転させることで前記弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁であって、
弁体内周部に整流手段を設け、前記弁ガイドおよび前記弁体の開口配置を、止水時に、流入口側開口が流出口側開口より早く、または同時に絞られる配置としたことを特徴とするシリンダ弁。
【請求項１】
側面に流入口および流出口である二以上の開口を有する弁ガイドに、この弁ガイドの開口に対応して側面に二以上の開口を有する弁体を内装して、前記弁体に連結された操作部を回転させることで前記弁体を回転させて、弁体の開口と弁ガイドの開口とを重ね合わせたり、ずらしたりすることで通水・止水を行なうシリンダ弁であって、
弁体内周部に整流手段を設け、前記弁ガイドおよび前記弁体の開口配置を、止水時に、流入口側開口が流出口側開口より早く、または同時に絞られる配置としたことを特徴とするシリンダ弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００８−２１５６２６（Ｐ２００８−２１５６２６Ａ）
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５４８９９（Ｐ２００８−１５４８９９）
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【分割の表示】特願２００２−３５８４８１（Ｐ２００２−３５８４８１）の分割
【原出願日】平成１４年１２月１０日（２００２．１２．１０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月１８日（２００８．９．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月１３日（２００８．６．１３）
【分割の表示】特願２００２−３５８４８１（Ｐ２００２−３５８４８１）の分割
【原出願日】平成１４年１２月１０日（２００２．１２．１０）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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