蛇口のしくみレバーの下で変わるのは、
水の通り道。

蛇口は、水の通り道を開いたり閉じたりする

ハンドルを動かすと水が出るので、蛇口が水を押し出しているようにも見えます。けれど、普段使う蛇口の中心的な仕事は水路を開閉することです。水を運ぶための圧力は供給側にあり、蛇口の弁がその流れを調整します。

東京都水道局が紹介する直結直圧方式は、配水管の圧力を利用して建物へ水を届けます。直結増圧方式では、建物のポンプで圧力を補います。貯水槽を使う建物もあるため、すべての家が一つの方式ではありません。出典1

ここでは家の外の配水全体ではなく、蛇口に届いた水を「通す・止める・混ぜる」部分を追います。蛇口を開いても水が出ないとき、弁の位置だけで原因を決めることはできません。供給側や建物の条件も関係します。

回す蛇口は、弁を弁座から離す

従来のこまを使う単水栓では、ハンドルの回転がスピンドルと呼ばれる軸の上下運動につながります。閉じる方向に回すと、こまが弁座へ押し付けられて水路を閉じます。開くと軸が上がり、水が通れる状態になります。回転を、ふさぐ部分の移動に変えるのが着目点です。出典2

「単水栓」は水または湯の一系統を扱う種類です。単水栓にもセラミックを使う製品があり、外から見たハンドルだけで内部の弁を断定できません。一方、2ハンドル混合栓は水と湯をそれぞれのハンドルで加減し、混ぜて使います。出典3

↔ 表が収まらない場合は、横にスクロールして比較できます。

シングルレバーの中では、穴の重なりが変わる

シングルレバー混合栓には、レバーと連動して動くバルブがあります。セラミックディスクを使う構成では、穴の位置をずらすことで、通水・止水や水と湯の混合を行います。レバーの動きが内部へ伝わり、通れる穴の共通部分を変える、と見ると理解しやすくなります。出典4

図2は、一つの水路について穴の重なりだけを取り出した概念図です。重なる部分がなければ、その水路は通じません。部分的に重なると小さい通路ができ、重なりが広がると通路も広がります。実際のカートリッジは水側・湯側・出口を扱うため、図の二つの丸だけで内部の全機構を表してはいません。

セラミックスは硬く、摩耗しにくく、平滑な面に加工できるため、この用途で使われます。ただし、使われる板の枚数・穴の形・動き方は製品の設計によります。メーカーが紹介する滑りをよくするコーティングも、すべての蛇口に共通する仕様ではありません。出典5

通路が広ければ必ず同じ割合で水量が増える、という説明にも注意が必要です。実際の流量は供給圧力や水路全体の条件にも左右されます。図は通れる面積の変化であり、流量を目盛りとして示す測定図ではありません。

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1. 重なりなし：共通の通り道がない
2. 一部の重なり：小さい通り道ができる
3. 大きい重なり：通れる面積が広がる

水量を変えることと、温度を変えることを分ける

代表的なシングルレバーでは、上下操作で吐水・止水と流量を、左右操作で水と湯の混合を調整します。一つのレバーでも、読みたい仕事は二つです。出典6

図3の上段は、混ぜる割合を同じにしたまま、全体として通る量を変える比較です。下段は全体の量に着目しながら、水と湯の配分を変える比較です。実際の一つの製品を完全に再現したものではなく、総量と配分という別の変数を分けて見せています。

水と湯が混ざると、出口の温度はそれぞれの入口の温度と混ぜる量に影響されます。レバーが同じ角度でも、供給条件が変われば、いつでも同じ温度になるとは限りません。 普通のシングルレバーを、設定温度へ自動的に合わせ続ける装置だと考えないことが大切です。

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1. 総量の比較：同じ割合でも、出る量は変えられる
2. 配分の比較：水側と湯側の寄与を分けて見る

お湯を作ることと、お湯を混ぜることは別

一般的な混合栓は、届いた水と湯を混ぜます。湯を作るのは給湯器など供給側の仕事です。供給側に混合バルブがある方式もあり、湯側へ届く温度自体が設備によって違います。TOTOの小型電気温水器の説明でも、その違いが示されています。出典7

また、レバーの正面が必ず湯と水の半々とは限りません。TOTOのエコシングルやLIXILのエコハンドルには、よく使う正面の位置で水を出す設計があります。外観の似たレバーでも、湯が混ざり始める位置が異なるのです。出典8・出典9

ここで、電気ケトルと比べてみてください。ケトルは水へ熱を渡す道具ですが、普通の混合栓は水と湯を配分する道具です。どちらも温度に関係していても、エネルギーを加える仕事と、流れを混ぜる仕事は違います。

サーモスタットと止水栓は、それぞれ別の役割

サーモスタット混合栓は、水や湯の供給条件の変化に応じて混合を調整し、吐水温度をほぼ一定に保つ機能を持ちます。通常のシングルレバーとは、温度を見て自動調整する働きが異なります。それでも使える温度や作動条件は製品・設備によります。出典2

洗面台の下などにある「止水栓」も、普段手を洗う蛇口と区別しましょう。TOTOは、故障時に水を止めることと、水勢を調整することを止水栓の役割として説明しています。家の給水全体を扱う元栓とも、役割の範囲が違います。出典10

本記事の図は操作・流れを理解するためのものです。施工・分解・修理の手順ではありません。水漏れや温度異常があるときは、製品の取扱説明書とメーカー窓口で確認してください。複雑な混合栓の内部へ、この模式図を頼りに手を加えないでください。

水の入口から、その後の行き先へ

蛇口で見たのは、圧力のある水を通す・止める・混ぜる仕組みです。洗濯機では、入ってきた水が洗剤・衣類とともに働き、その後に排水されます。水洗トイレでは、給水だけでなく、まとまった洗浄水を流す工程と封水を残す工程があります。

三つを並べると、「水が出る」という見た目の先に、違う弁・動き・行き先があることが分かります。まず供給、次に水路を調整する部分、最後に水の行き先。この順番で追うと、道具ごとの仕事を自分の言葉で説明できます。

蛇口へ来る前の道を追うなら、水道へ。浄水で水質を整える仕事、配水池で量を調整する仕事、高低差やポンプで届ける仕事を、弁の調整とつなげて読めます。