説明

シリンダ式弁装置

【課題】シリンダ弁体の開弁時における回転方向の後端縁が、シール部材を開弁方向及び閉弁方向に繰り返し通過することによってシール部材を損傷する問題を解決することのできるシリンダ式弁装置を提供する。
【解決手段】通水用の弁体側開口50を有するシリンダ弁体42を、弁ケース44の内部に回転可能に嵌入させ、シリンダ弁体42の回転により弁体側開口50とケース側開口70とを重合状態として通水を行う一方、非重合状態として止水を行うようになしたシリンダ弁装置から成る切替弁装置34において、弁体側開口50の形状を、止水状態からシリンダ弁体42を開弁側に回転させて全開状態としたとき、弁体側開口50の回転方向の後端縁50aがケース側開口70周りのシール部材66の外側の位置にあってシール部材66に掛からない形状とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は円筒形状のシリンダ弁体を弁ケースの内部に回転可能に嵌入させて成るシリンダ式弁装置に関し、詳しくはシール部材に損傷を与える問題を改善するための技術手段に特徴を有するものに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、周方向の所定個所に通水用の弁体側開口を有する円筒形状のシリンダ弁体を、弁ケースの内部に回転可能に嵌入させるとともに、弁体側開口に対応して弁ケースに設けたケース側開口の周りをシールするシール部材を弁ケースに保持させ、シリンダ弁体の回転により弁体側開口とケース側開口とを重合状態として通水を行う一方、非重合状態として止水を行うようになしたシリンダ式弁装置が広く用いられている。
【0003】
従来、このシリンダ式装置として弁体側開口の形状を、止水状態からシリンダ弁体を回転させて全開状態としたとき、弁体側開口の全体がシール部材の内側に入り込んだ状態となる形状となしたものが公知である。
例えば下記特許文献1に、弁体側開口の形状をこのような形状としたものが開示されている。
【0004】
ところで、弁体側開口の形状をこのような形状となした場合、止水状態からシリンダ弁体を全開状態まで開弁させ、またその状態から止水状態に戻す際に、弁体側開口の開弁時における回転方向の後端縁がシール部材の外側からこれを通過してその内側に入り込み、或いはシール部材の内側からシール部材を通過してその外側に移動し、そしてシリンダ弁体の開弁及び閉弁の都度これを繰り返すことによって、シール部材への弁体側開口の後端縁の引っ掛かりによりシール部材が損傷を受けたり劣化したりし、これによりシール部材の耐久性が低下してしまう問題を生じていた。
【0005】
図10はこれを具体的に表している。
同図において、200は円筒形状をなすシリンダ弁体で、周方向所定個所に通水用の弁体側開口202を有している。
ここでは弁体側開口202が、回転方向に長い略楕円形状(オーバル形状)をなしている。
204は、シリンダ弁体200に対して回転操作力を伝達する軸体で、206はシリンダ弁体200を回転可能に嵌入させる弁ケースであり、シリンダ弁体200の弁体側開口202に対応したケース側開口208を有している。
210は、このケース側開口208周りをシールするシール部材で、弁ケース206に取り付けられてそこに保持されている。
【0006】
弁体側開口202はケース側開口208よりも小さく、詳しくは回転方向の長さがケース側開口208よりも短く、止水状態から全開状態までシリンダ弁体200を回転させたとき、回転方向の後端縁202aがシール部材210を通過してその内側まで入り込む。
そしてその全開状態から再び止水状態にすべくシリンダ弁体200を開弁時とは逆方向に回転させると、その後端縁202aが再びシール部材210を通過して、シール部材210の外側の位置まで移動する。
【0007】
而して弁体側開口202の後端縁202aが、このようにしてシール部材210を内外方向に通過する度に、シール部材210に対して後端縁202aが引っ掛かってシール部材210がダメージを受け、そしてそれが繰り返されることでシール部材210が劣化し、耐久性が低下してしまう。
【0008】
尚、本発明に関連する先行技術して下記特許文献2に開示されたものがある。
この特許文献2に開示のものは、シリンダ式弁装置において、弁体側開口がケース側開口よりも回転方向に長い形状をなしているが、シリンダ弁体を開弁方向に回転させて全開状態としたときに、弁体側開口の後端縁がシール部材を通過してその内側に入り込む位置まで移動するものであり、このことによってシール部材が損傷を受ける恐れのあるもので、この点で特許文献2に開示のものは本発明とは相異なったものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】特開2004−11813号公報
【特許文献2】特開2008−2635号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は以上のような事情を背景とし、シリンダ弁体の開弁時における回転方向の後端縁がシール部材を開弁方向及び閉弁方向に繰り返し通過することによってシール部材が損傷する問題を効果的に改善することのできるシリンダ式弁装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【0011】
而して請求項1のものは、周方向の所定個所に通水用の弁体側開口を有する円筒形状のシリンダ弁体を、弁ケースの内部に回転可能に嵌入させるとともに、該弁体側開口に対応して該弁ケースに設けたケース側開口の周りをシールするシール部材を該弁ケースに保持させ、前記シリンダ弁体の回転により前記弁体側開口と前記ケース側開口とを重合状態として通水を行う一方、非重合状態として止水を行うようになしたシリンダ式弁装置において、前記弁体側開口の形状を、前記止水状態から前記シリンダ弁体を開弁側に回転させて全開状態としたとき、該弁体側開口の回転方向の後端縁が前記シール部材より外側の位置に位置する形状となしてあることを特徴とする。
【0012】
請求項2のものは、請求項1において、前記弁体側開口の、前記シリンダ弁体の回転方向に延びる側辺の形状を、該回転方向と平行をなす部分を有しないか又は有するとしてもその長さが少なくとも1mm以下の、全体として該回転方向に対し非平行をなす形状としてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【0013】
以上のように本発明は、弁体側開口の形状を、シリンダ弁体を開弁側に回転させて全開状態としたとき、弁体側開口の回転方向の後端縁が、弁ケースのケース側開口の周りに保持されたシール部材の外側の位置にあってシール部材に掛からない形状となしたもので、本発明によれば、シリンダ弁体を全開状態まで開弁させ、またその全開状態から閉弁方向に移動させたときに、弁体側開口の後端縁がシール部材を通過して外側から内側に、或いは内側から外側に移動するといったことがなく、弁体側開口の後端縁によってシール部材が損傷を受け、耐久性が低下してしまう問題を解消することができる。
【0014】
本発明では、請求項2に従って弁体側開口におけるシリンダ弁体の回転方向に延びる側辺の形状を、回転方向と平行をなす部分を有しないか又は有するとしても、その長さが少なくとも1mm以下の、全体として回転方向に対し非平行をなす形状となしておくことができる。
【0015】
弁体側開口の側辺の形状が回転方向に平行な形状をなしていると、シリンダ弁体の開弁方向の回転及び閉弁方向の回転時に、弁体側開口の側辺の全体がシール部材の同じ個所を通過して移動することとなり、この場合シール部材が側辺の通過によって損傷を受け、耐久性低下してしまう恐れがある。
【0016】
しかるに請求項2に従って側辺の形状を、全体としてシリンダ弁体の回転方向即ち弁体側開口の回転方向に対し非平行をなす形状となしておいた場合、シール部材の同じ個所を側辺の全体が通過するといったことがなく、側辺により擦られてシール部材が劣化するといった問題を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態のシリンダ式弁装置としての切替弁装置を内蔵した混合水栓の外観図である。
【図2】図1の混合水栓の内部構造を示した図である。
【図3】図2の内部構造を分解して示した図である。
【図4】図2及び図3の切替弁装置の構造を示した図である。
【図5】図4のインナケースの分解斜視図である。
【図6】(ア)図2のア−ア視断面図である。(イ)図2のイ−イ視断面図である。
【図7】同実施形態における吐水管側の弁体側開口と対応するケース側開口との位置関係の変化を示した図である。
【図8】同実施形態におけるシャワー側の弁体側開口と対応するケース側開口との位置関係の変化を示した図である。
【図9】同実施形態における切替ハンドルと軸体側との係合の位置関係の変化を示した図である。
【図10】比較例としてのシリンダ式弁装置を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図1において、10は壁付の混合水栓で、図中左右方向に長手形状をなす水栓本体12を有している。
水栓本体12の下面からは、先端に吐水口14を備えた略L字状をなす吐水管16が延び出しており、また背面からはシャワー側の流出口部18が後方に突出して、そこにシャワーエルボ20が接続されている。
このシャワーエルボ20には、図示を省略するシャワーヘッドが可撓性のシャワーホースを介して接続される。
【0019】
水栓本体12の長手方向の一端側(図中左端側)には、温調ハンドル22が設けられており、また他端側(図中右端側)には、吐水管16の側とシャワー側とで流路の切替えを行い、且つ吐水の流量調節を行う切替ハンドル24が設けられている。
ここで切替ハンドル24は、吐水から止水若しくはその逆への切替えも行う。
【0020】
水栓本体12からはまた、給水管を兼ねた水側のクランク脚26、及び給湯管を兼ねた湯側のクランク脚28がそれぞれ後方に延び出している。
混合水栓10は、これら一対のクランク脚26,28によって後方の壁に取り付けられている。
【0021】
図2に示しているように、水栓本体12は横断面の内面形状が円形をなす略円筒状の金属製の外ハウジング30を本体ボデーとして有しており、またその内側において、同じく横断面の内面形状が円形をなす樹脂製の略円筒状の内ハウジング32を有している。
即ちこの実施形態の混合水栓10は、水栓本体12が2重ハウジング構造をなしている。
【0022】
内ハウジング32の内部且つ図1中の右端側には、内ハウジング32の内部を図中右向きに流れて来た混合水を、吐水管16側又はシャワー側に流路切替えするための、シリンダ式弁装置から成る切替弁装置34が設けられている。
【0023】
尚、内ハウジング32には吐水管16側の流出開口36が設けられていて、この流出開口36から、吐水管16側の流出口部38が外ハウジング30を貫通して突き出しており、この流出口部38に対して、吐水管16が締結ナット40によって回転可能に連結されている。
【0024】
上記切替弁装置34は、図4に示しているように円筒形状をなすシリンダ弁体42と、これを回転可能に嵌入させる弁ケース44とを有している。
ここで弁ケース44は、シリンダ弁体42に対して直接接触するインナケース46と、その外側のアウタケース48とから成っている。
【0025】
シリンダ弁体42は、吐水管16側の通水用の一対の弁体側開口50,50と、シャワー側の通水用の一対の弁体側開口52,52を有しており、図中右端において軸体54を介し上記の切替ハンドル24に一体回転状態に連結されている。
【0026】
シリンダ弁体42に対して直接外嵌状態に接触するインナケース46は、シール保持部材としての働きを有しており、図5に示しているように一対のシール押え56,58と本体部60とを有していて、それらの間に環状溝62,64を形成し、そこにOリングから成るシール部材66,68を挟持状態に保持している。
【0027】
詳しくは、本体部60が一対のシール部材66,68を外周側から挟圧し、またシール押え56,58がシール部材66,68を内周側から挟圧し、それらによってシール部材66,68を弾性圧縮状態に挟持している。
【0028】
ここで一方のシール押え56には、シリンダ弁体42における吐水管16側の弁体側開口50に対応した、一対のケース側開口70が設けられている。
また他方のシール押え58には、シリンダ弁体42におけるシャワー側の弁体側開口52に対応した、一対のシャワー側の弁体側開口72が設けられている。
【0029】
尚、シリンダ弁体42における弁体側開口50と52とは、回転方向において即ち周方向において異なった位置に設けられている。
同様にシール押え56,58における各一対のケース側開口70,72もまた、同様に回転方向つまり周方向において異なった位置に設けられている。
【0030】
上記シール部材66は、ケース側開口70(及び後述のケース側開口74)周りをシールするもので、ケース側開口70を取り囲む位置において、シリンダ弁体42とアウタケース48とで挟まれている。
他方のシール部材68は、シャワー側のケース側開口72(及び後述のケース側開口76(図6及び図8参照))の周りをシールするもので、ケース側開口72を取り囲む位置において、シリンダ弁体42とアウタケース48とで挟まれている。
【0031】
尚、アウタケース48にはシール押え56におけるケース側開口70に対応する位置に且つ対応する形状で、アウタケース側のケース側開口74が設けられている。
また図6及び図8に示しているように、シール押え58におけるケース側開口72に対応する位置に且つ対応する形状で、アウタケース側のケース側開口76が設けられている。
【0032】
ここでアウタケース48の外面には、Oリングから成る3つのシール部材78-1,78-2,78-3が嵌着されている。
このうちシール部材78-1,78-2は、軸端においてアウタケース48と内ハウジング32との間をシールするものであり、また中間のシール部材78-3は、吐水管16側のケース側開口74と、シャワー側のケース側開口76との間をシールし遮断するものである。
【0033】
図5に示しているように上記インナケース46における本体部60には、その外面に軸方向に延びる突条80が設けられており、この突条80が、図6に示しているようにアウタケース48の対応する係合溝82に嵌り込んで係合しており、その係合作用により、インナケース46とアウタケース48とが回転方向(周方向)に位置決めされている。
【0034】
図3において、84はアウタケース48の回転規制部材で、軸方向に突出する係合片86を有しており、この係合片86が、アウタケース48のフランジ部に形成された切欠部88に係入されている。
そしてそれら係合片86と切欠部88との係合によって、アウタケース48が回転規制部材84に対し回転規制されている。
【0035】
この回転規制部材84にもまた、径方向外方に突出する係合片90及び92が設けられおり、これら係合片90及び92が、それぞれ内ハウジング32に設けられた対応する切欠部94及び96に係入されている。
そしてそれら係合片90,92と切欠部94,96との係合によって、回転規制部材84自体が内ハウジング32に対して回転規制されている。
その状態の下で回転規制部材84は、図2に示しているように固定ナット98によって、内ハウジング32に軸方向に固定されている。
【0036】
回転規制部材84には、当り部102が設けられており、この当り部102に対して、切替ハンドル24に設けられた一対のストッパ部100-1,100-2が当接させられるようになっている。
切替ハンドル24は、ストッパ部100-1が当り部102に当接することによって、上向き(切替ハンドル24における摘み104の上向き)の最大回転量が規定され、またストッパ部100-2が当り部102に当接することによって、下向きの最大回転量が規定されるようになっている。
【0037】
尚この実施形態において、切替ハンドル24を中立位置から図6中上向きに回転操作することで、流路がシャワー側に切り替えられ、また中立位置から下向きに回転操作することで、流路が吐水管16側に切り替えられる。
【0038】
上記軸体54には、回転係合部106が設けられている。
この回転係合部106には、雄セレーション部108と平坦な係合面110-1とを有し、更に係合面110-1とは周方向の異なった位置の平坦な係合面110-2とを有している。
他方、切替ハンドル24の円筒部112の内部には、雄セレーション部108に対応する雌セレーション部114と、係合面110-1,110-2に共通に対応した平坦な係合面116とが設けられている。
【0039】
切替ハンドル24は、雌セレーション部114を雄セレーション部108に係合させ、また平坦な係合面116を、同じく平坦な係合面110-1又は110-2に係合させるようにして軸体54に嵌め合され、組み付けられる。
上記のシリンダ弁体42は、この切替ハンドル24と軸体54との回転方向の係合によって、かかる軸体54を介し切替ハンドル24と一体に回転せしめられる。
【0040】
この実施形態において、軸体54側に平坦な2つの係合面110-1と110-2とが、周方向の異なった2位置に設けてあるのは次のような理由による。
この実施形態では、切替ハンドル24を中立位置(止水位置)から上向きに回転操作することで、流路をシャワー側に切り替えてシャワー吐水を行い、また切替ハンドル24を中立位置から下向きに回転操作することで、流路を吐水管16側に切り替えて、吐水口14から吐水させる。
【0041】
これに対して、吐水管16を備えておらず、シャワーヘッドだけを備えている水栓の場合には、通常はハンドルを上側に回すことによってシャワー吐水させるようにする。
この場合、前者も後者も同じ切替ユニット、即ち切替弁装置34と、軸体54と、切替ハンドル24のユニットを用いて対応することが可能である。
【0042】
一方シャワーヘッドを備えておらず、吐水管からだけ吐水を行う水栓(例えばバス水栓)の場合には、通常はハンドルを上向きに回すことによって吐水管から吐水させるようにする。
この場合、本実施形態においては図9(A)に示すように軸体54側の平坦な係合面100-1に対して係合状態にあった切替ハンドル24側の係合面116を、図9(B)に示すように軸体54側の平坦な係合面110-2に係合させることによって、同じ切替ユニットを用いて、そのまま対応することが可能となる。
【0043】
尚ここでは、軸体54側に2つの平坦な係合面110-1を設け、またハンドル側には1つの平坦な係合面116を設けているが、何れか一方の側に係合用の凸形状部を、他方の側に凹形状部を設け、そして一方の側の凸形状部に対して、他方の側に対応する凹形状部を複数設けておくことによって、ハンドルを軸体に対し複数の回転位置に位置決めするようになすこともできる。
【0044】
図4(B)に示しているように、吐水管16側の弁体側開口50と、シャワー側の弁体側開口52とは、その形状が同じで周方向の向きが逆向きとされている。
図7は、切替ハンドル24の回転操作によるシリンダ弁体42の開弁時の吐水管16側の弁体側開口50と、対応するケース側開口70(及び74)との位置関係の変化を示している。
【0045】
図7(A)は、切替ハンドル24が中立位置にあるときの状態を示しており、このときシリンダ弁体42は閉弁状態にあって、吐水管16側の弁体側開口50は、対応するケース側開口70に対して非重合状態にあり、弁体側開口50は閉鎖された状態にある。
【0046】
この状態から切替ハンドル24を下向きに回転操作すると、弁体側開口50は図中下向きに移動して、その一部がケース側開口70と重合するに到る。ここにおいて混合水が小量で吐水管16側に送られ、吐水口14から吐水される。
切替ハンドル24を更に下向きに回転操作すると、ケース側開口70に対する弁体側開口50の重合面積が増大して、吐水口14からの吐水流量が増大する。
【0047】
図7(C)は、このようにして切替ハンドル24を一杯まで下向きに回転操作した状態を表している。
このとき、弁体側開口50はケース側開口70に対し全開状態となり、吐水口14から最大流量で混合水が吐水される。
図7(C)に示しているように、この全開状態の下において弁体側開口50は、開弁側の回転方向の後端縁50aが、シール部材66の外側に位置しており、後端縁50aがシール部材66からはみ出した位置にある。
弁体側開口50の形状が、予めそのように定められている。
【0048】
図7(C)に示す全開状態から、切替ハンドル24を上向きに回転操作すると、弁体側開口50は図7(C)に示す状態からそのまま図中上向きに移動し、最終的に図7(A)に示す状態となって、ここに吐水管16側の弁体側開口50がケース側開口70に対し完全に非重合状態となる。即ちシリンダ弁体42が完全閉弁状態となる。
【0049】
図8は、シャワー側の弁体側開口52と、対応するケース側開口72との位置関係の変化を表している。
図8(A)は、図7(A)と同様に切替ハンドル24が中立位置にあるときの状態を表しており、このとき弁体側開口52はケース側開口72(及び76)に対して完全非重合状態にあって、シリンダ弁体42は完全閉弁状態にある。
【0050】
この状態から、切替ハンドル24を上向きに回転操作すると、図8(B)に示しているように弁体側開口52が、一部ケース側開口72と重合状態となり、ここにおいて僅かな量で混合水がシャワー側に送られて、シャワーヘッドから吐水される。
この状態から更に切替ハンドル24を上向きに一杯まで回転操作すると、シャワー側の弁体側開口52が全開状態となり、ここにおいてシャワー側から最大流量で混合水が吐水される。
【0051】
図8(C)に示しているように、本実施形態ではシャワー側の弁体側開口52もまた、シリンダ弁体42の全開時において後端縁52aがシール部材68の外側の位置にあって、シール部材68には掛からないように、弁体側開口52の形状が予め定められている。
【0052】
図4(C)に示しているように、弁体側開口50の形状は、回転方向に延びる一対の側辺が、回転方向に平行に直線状に延びる第2部分50b-2を除いて、そのほぼ全体が回転方向に対して角度θ1で斜めに延びる傾斜形状とされている。即ち大部分を占める第1部分50b-1の形状が角度θ1の傾斜形状とされている。
【0053】
尚この実施形態において、側辺の第1部分50b-1の長さL1=2.3mmである。一方第2部分50b-2の長さL2=0.8mmである。
尚この実施形態では、回転方向と平行な第2部分50b-2を有しているが、側辺全体を傾斜形状となしておくことも勿論可能である。
【0054】
一方後端縁50aは、小さな曲率で緩く湾曲した湾曲形状をなしており、また側辺から後端縁50aにかけての部分が大きな曲率で湾曲する湾曲部50dとされている。
一方前端縁については角度θで傾斜する2つの傾斜部50cにて形成されている。
この実施形態において、角度θはθ=12.2°であり、またθ=90°である。
【0055】
以上のように本実施形態では、シリンダ弁体42を開弁側に回転させて全開状態としたとき、弁体側開口50,52の回転方向の後端縁50a,52aが、弁ケース44のケース側開口70,72の周りに保持されたシール部材66,68の外側の位置にあって、シール部材66,68に掛からないため、シリンダ弁体42を全開状態まで開弁させ、またその全開状態から閉弁方向に移動させたときに、弁体側開口50,52の後端縁50a,52aがシール部材66,68を通過して外側から内側に、或いは内側から外側に移動するといったことがなく、後端縁50a,52aによってシール部材66,68が損傷を受け、耐久性低下してしまうといったことがない。
【0056】
また本実施形態では、弁体側開口50,52における側辺の形状が、回転方向と平行をなす部分を殆んど有しない、ほぼ全体が回転方向に対し非平行をなす形状であるため、シール部材66,68の同じ個所を側辺の全体が通過することがなく、側辺により擦られてシール部材66,68が劣化する問題を解消することができる。
【0057】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【符号の説明】
【0058】
34 切替弁装置
42 シリンダ弁体
44 弁ケース
50,52 弁体側開口
50a 後端縁
66,68 シール部材
70,72,74,76 ケース側開口

【特許請求の範囲】
【請求項1】
周方向の所定個所に通水用の弁体側開口を有する円筒形状のシリンダ弁体を、弁ケースの内部に回転可能に嵌入させるとともに、該弁体側開口に対応して該弁ケースに設けたケース側開口の周りをシールするシール部材を該弁ケースに保持させ、前記シリンダ弁体の回転により前記弁体側開口と前記ケース側開口とを重合状態として通水を行う一方、非重合状態として止水を行うようになしたシリンダ式弁装置において
前記弁体側開口の形状を、前記止水状態から前記シリンダ弁体を開弁側に回転させて全開状態としたとき、該弁体側開口の回転方向の後端縁が前記シール部材より外側の位置に位置する形状となしてあることを特徴とするシリンダ式弁装置。
【請求項2】
請求項1において、前記弁体側開口の、前記シリンダ弁体の回転方向に延びる側辺の形状を、該回転方向と平行をなす部分を有しないか又は有するとしてもその長さが少なくとも1mm以下の、全体として該回転方向に対し非平行をなす形状としてあることを特徴とするシリンダ式弁装置。

【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6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2012−154456(P2012−154456A)
【公開日】平成24年8月16日(2012.8.16)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−15791(P2011−15791)
【出願日】平成23年1月27日(2011.1.27)
【出願人】(302045705)株式会社LIXIL (949)
【Fターム(参考)】