JP2003156161A - 流路切換器 - Google Patents

流路切換器

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JP2003156161A
JP2003156161A JP2002213562A JP2002213562A JP2003156161A JP 2003156161 A JP2003156161 A JP 2003156161A JP 2002213562 A JP2002213562 A JP 2002213562A JP 2002213562 A JP2002213562 A JP 2002213562A JP 2003156161 A JP2003156161 A JP 2003156161A
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純二 板倉
Yasuo Yonezawa
康男 米澤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】切換操作力を小さくしつつ高いシール性および
耐久性を発揮できる流路切換器を提供する。 【解決手段】ボディを有し、そのボディ内には、流体流
入口を有する上部室および複数個の流体流出口を有する
下部室を形成する区画板と、上部室と複数個の流体流出
口のそれぞれとを連通する、区画板に設けられた複数個
の流体通路と、区画板に当接して流体通路を閉塞する複
数個の弁体とを備え、かつ、区画板の、弁体が当接する
部位が弾性体で形成されている流路切換器とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、浄水器等に好適に
用いることができる流路切換器に関する。
【0002】
【従来の技術】浄水器などに用いられる流路切換器は、
複数個の流体流路のいずれか1つに選択的に流体を分配
する必要があり、他の流体流路に流体を漏らさない性
能、いわゆるシール性と長期間使用する場合の切換耐久
性(シール不良になるまでの切換回数)が要求される。
【0003】従来から浄水器に用いられている流路切換
器としては、たとえば、シール部を回動させることによ
り流体の流路を切換える構成のものや(ロータリー式の
もの)、シール部を直線状に移動させることにより流体
の流路を切換える構成のもの(スライド式のもの)が知
られている。
【0004】ロータリー式においては、ロータリー軸に
弾性を有するシール部材を設置し、流路を構成するロー
タリー軸と同心である円筒体とシール部材とを水密的に
嵌合させ、ロータリー軸を回転させることにより、流路
を解放または閉塞して切り換を行う。
【0005】しかしながら、この構成において、シール
性を向上させるためにシール部材と円筒体とのシール圧
(面圧)を上げれば、流路切換時に両者の摩擦力が増大
するため、切換操作のために大きな力が必要となる。ま
た、流路切換のためには円筒体の内表面に設置された流
路をシール部材が横断するため、流路のエッジ部により
シール部材が削られたり、亀裂を生じたり、変形等によ
りシール性が低下するといった耐久性での問題が浮上す
る。つまり、シール性を向上させるため、シール圧を上
げると切換耐久性が落ち、切換耐久性を向上させるため
シール圧を下げると水漏れが発生するという二律背反現
象が生じる。
【0006】そして、スライド式もロータリー式と同様
の問題が生じる。スライド式とロータリー式の相違点
は、ロータリー式が前述した通りシール部材を設置した
ロータリー軸を円筒体内で回転させて流路を切換る方法
であるのに対し、スライド式はシール部材を設置したス
ライド軸を円筒体内で軸方向に移動させて流路を切換る
方法であるため、シール性と切換耐久性について同様の
問題が生じる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑み、切換操作力を小さくしつつより高いシール性お
よび耐久性を満足できる流路切換器を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
の本発明は、ボディを有し、そのボディ内には、流体流
入口を有する上部室および複数個の流体流出口を有する
下部室を形成する区画板と、上部室と複数個の流体流出
口のそれぞれとを連通する、区画板に設けられた複数個
の流体通路と、区画板に当接して流体通路を閉塞する複
数個の弁体とを備え、かつ、区画板の、弁体が当接する
部位が弾性体で形成されている流路切換器を特徴とする
ものである。
【0009】ここで、弁体が当接する部位はゴム硬度が
50〜95度の範囲内にある弾性体で形成されているこ
とが好ましい。また、弁体が非腐食性部材で構成されて
いることも好ましい。さらに、区画板は、弁体が当接す
る部位と弁体が当接しない部位とを有し、ボディと、区
画板の弁体が当接する部位および弁体が当接しない部位
とが熱可塑性プラスチックで一体的に成形されているこ
とも好ましい。
【0010】そして、上記いずれかの流路切換器と濾材
とを備えた浄水器も好ましい態様である。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施態様を詳細に説明する。図1は本発明の浄水器の
一実施様態を示す概略縦断図面、図2は図1のIII−III
線断面図である。なお、以下の説明は、流路切換器を組
み込んでなる浄水器に基づいて行うが、本発明は浄水器
用の流路切換器に限定されるものではない。
【0012】本発明の流路切換器を備えた浄水器10
は、浄水器本体11と浄水器用カートリッジ(以下、濾
材収納筒部と称する)12とで構成されており、水道蛇
口(図示せず)に対して浄水器本体11の固定具14で
直結される。
【0013】浄水器本体11は、上部に水道蛇口(図示
せず)からの原水の流入口である原水入口15(流体流
入口)、側部に設けられ、かつ受入れた原水を濾材収納
筒部12に供給するための原水取出口16(流体流出
口)、および下部に設けられ、かつ原水をそのまま取り
出す原水供給口17およびシャワー供給口17a(流体
流出口)を有するボディ18の内部に、原水の流路を原
水取出口16、シャワー供給口17aまたは原水供給口
17の方向に切り換える切換弁19が設けられており、
ボディ18の上部には、水道蛇口と連結するための固定
具14が設けられている。なお、固定具14は、図1に
示すように、リング状ゴムパッキン20、押さえリング
21、キャップ22からなり、キャップ22とボディ1
8にそれぞれ形成されたメネジとネオジとにより水漏れ
がない状態で水道蛇口(図示せず)とボディ18とが連
結される。
【0014】ボディ18の内部には、3個の通水路18
a、18b、18cが切換弁19のスプール軸23と平
行に設けられてなる区画板18dによって区画された上
部室18eと下部室18fとが形成されている。上部室
18eには、原水の流入口である1つの原水入口15が
設けられ、また、下部室18fには、3つの原水流出口
である原水取出口16、原水供給口17、シャワー供給
口17aが設けられている。そして、上部室18eに
は、通水路18a,18b,18cのそれぞれに上方か
ら水密的に係合し、係合状態において下端部が下部室1
8eに突出するように、球状の弁体18a1,18b
1,18c1が設けられている。従って、検査時などに
おける弁体18a1,18b1,18c1の取り出し、
交換に当たっては、固定具14をボディ18から取り外
して上部室18eの上部を開放すればよいので、流路切
換器全体を分解する必要がなく、作用が簡単になる。
【0015】切換弁19は、スプール軸23の所定位置
にシールリング23dを設けて下部室18fの内壁面と
水密的に係合させることにより、通水路18a,18
b,18cをそれぞれ原水取出口16、原水供給口1
7、シャワー供給口17aと連通している。また、スプ
ール軸23の所定位置(各通水路と対向する所定位置)
には、弁体を押し上げるためのカム部23a,23b,
23cが設けられており、しかもこれらカム部23a,
23b,23cは、スプール軸23を例えば90°ずつ
回転させることにより選択的に上方を向き、対応する弁
体を押し上げるようにしている。なお、ここで、弁体の
押し上げ量としては、1〜2mmに設定すれば十分な通
水量を確保することができる。従って、上部室18eと
下部室18fとを有するボディ18を小型化することが
でき、ひいては滞留水の量を少なくして衛生的にするこ
とができる。そして、レバー19aによりスプール軸2
3を所定角度回動することにより、弁体18a1,18
b1,18c1のうち、該当する弁体の下部を押し上げ
て該当する通水路を開放し、原水入口15を、原水取出
口16、原水供給口17またはシャワー供給口17aと
選択的に連通させることができる。なお、19bはクリ
ックストップ機構であり、スプール軸23の回転位置を
簡単に設定することができる。
【0016】ここで、本発明においては、流体通路に対
応する数の弁体で選択的に流路の開閉を行うので、弾性
体を強制的に移動させる必要がなく、切換操作力を小さ
く維持しつつ十分なシール性、耐久性を発揮することが
できる。そして、本実施態様のように弁体を上下動させ
るだけで流路を切り換えるように構成することで、弁体
の移動距離を小さくでき、流路切換器を小型化が可能
で、また、構造簡素化することができ、組立・分解時に
も作業が簡単になる。さらに、流路切換器を小型化でき
るので、流路切換器内部の滞留水が少なくなり、より衛
生的になる。
【0017】ボディ18や区画板18d、切換弁19の
材質としては、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレ
ン共重合体(ABS)やポリプロピレン(PP)、ポリ
アセタール(POM)など、射出成形可能な熱可塑性プ
ラスチックにより構成することが好ましい。
【0018】また、本発明においては、図2に示すよう
に、区画板18dのうち、少なくとも弁体18a1,1
8b1,18c1が当接する部位、すなわちシール部1
8d1を弾性体で形成する。シール部18d1を弾性体
で形成することで、弁体がどのような素材のものであっ
ても、また、繰り返し流路切換を行って弁体が多少変形
しても、十分なシール性を発揮することができる。
【0019】そして、それら弾性体も、アクリロニトリ
ル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS)やポリプ
ロピレン(PP)、ポリアセタール(POM)など、射
出成形可能な熱可塑性プラスチックにより構成すること
が好ましい。中でも、区画板18dの主材料となるAB
SやPPとの熱融着性が良好な熱可塑性エラストマーを
採用することが好ましい。エラストマーにはポリエステ
ル系、エステル系、アミド系、エチレン系、フッ素系な
どがある。
【0020】このように、ボディ18と、区画板18d
の弁体が当接する部位(シール部18d1)および弁体
が当接しない部位(母材部)とを熱可塑性プラスチック
で構成すれば、これらを一体的に成形することができ大
幅なコスト低減が可能となる。具体的には、たとえば、
区画板18dの弁体が当接しない部位を含めボディ18
の材質にはABS、シール部18d1の材質にはポリエ
ステル系エラストマーを使用し、両者を熱融着により一
体的に成形する。
【0021】一体的に成形する方法としては、たとえば
母材部となるABSとシール部18d1となるエラスト
マーとを同一金型内で成形する方法(いわゆる2色成形
法)や、予め成形した母材部を金型内に挿入した後シー
ル部18d1を形成するエラストマーを入れ成形する方
法(いわゆるインサート成形法)などがある。
【0022】なお、もちろん、これらを一体成形せずに
ボディ18と区画板とを成形した後に区画板18の弁体
が当接する部位にリング状のパッキン等を配置してシー
ル部18を構成してもよい。
【0023】シール部18d1の弾性体の硬度は、十分
なシール性と耐久性を満足するためにゴム硬度で50〜
95度の範囲のものが好ましく、厚みはシール性能、成
形性を考慮すると0.5〜3mm程度が好ましい。
【0024】弁体18a1、18a2、18a3は、水
道水中などの水に含有される塩素によって錆ないように
非腐食性部材で構成されたものが好ましく、たとえばプ
ラスチックやステンレス鋼、炭素鋼にクロムメッキを施
したものなどを用いることが好ましい。そして、シール
性、耐久性をより高くするために、弁体18a1、18
a2、18a3は、繰り返し切換を行っても変形あるい
は破損等が生じないように、剛体とすることが好まし
い。
【0025】また、本実施態様では、弁体18a1,1
8b1,18c1を上部室18eに設け、弁体18a
1,18b1,18c1の自重および流体圧力によって
区画板18dに当接して通水路18a,18b,18c
をシールするとともに、カム部23a,23b,23c
などの離反手段によって通水路18a,18b,18c
を開放するようにしているが、弁体18a1,18b
1,18c1を下部室18fに設け、バネ等を用いて弁
体18a1,18b1,18c1を区画板18dに当接
して通水路18a,18b,18cをシールするととも
に、流体圧力によって通水路18a,18b,18cを
開放するようにしてもよい。
【0026】濾材収納筒部12は、側部に原水受入口2
4を有し、下部に複数のシャワー孔25(濾過水供給
口)を有する容器26の内部に、複数の中空糸膜27の
開口端部が濾過水供給口25に対向して設けられてなる
U字状中空糸膜束層28と、U字状中空糸膜束層28を
収納する筒体との内周面との間に充填された活性炭層2
9とを備えている。
【0027】U字状中空糸膜束層28は、両端部が開口
した筒体30の下部において、U字状に折り曲げられた
複数の中空糸膜27の開口端部のみが開口するように合
成樹脂31でポッティングされており、筒体30の上部
がフィルタ32により容器26の内壁面に固定されてい
るとともに、中空糸膜27の開口端部が濾過水供給口2
5に対向するように複数の孔が同心状に設けられたフィ
ルタ33とOリング34とを介して容器26の内部に容
易に装着されている。また、容器26の上部には、U字
状中空糸膜束層28と活性炭層29とを容器26内に充
填でき、かつ中空糸膜27の汚れ具合が外部からよく見
えるように透明蓋35が設けられており、さらに透明蓋
35の上部には、二重蓋構造を実現すべく不透明の蓋3
6が容器26に対して着脱自在に設けられている。以上
から明らかなように、濾材としてのU字状中空糸膜束層
28と活性炭層29とを収容する濾材カートリッジの外
郭壁が濾材収納筒部12の外郭壁を兼ねている。そし
て、濾材収納筒部12の外郭壁により包囲された内部空
間が被浄化水の通過経路を構成している。即ち、濾材収
納筒部12は、以上に述べた部材で 一体に構成されて
なるものであり、使用に際しては、リング状ゴムパッキ
ング39を介して浄水器本体11と一体的に連結され
て、水道蛇口に直結される浄水器10を構成する。
【0028】以上のように構成されたこの実施態様の浄
水器10において、先ず、レバー19aを時計方向に回
転して3時の状態にすると、水道蛇口からの原水は原水
入口15から流入し、スプール軸23のカム部23bに
よって球体18b1を押し上げることにより解放された
通水路18bおよびスプール軸23を経て原水供給口1
7からストレート水として流出する。
【0029】次に、レバー19aを反時計方向に90度
回動して12時の状態にすると、スプール軸23のカム
部23aによって弁体18a1が押し上げられて通水路
18aが開放されるので、原水入口15から流入した原
水は、流路が切り換えられて原水取出口16に到達する
(図1の状態)。原水取出口16に到達した原水は、濾
材収納筒部12と浄水器本体11とがリング状ゴムパッ
キン39を介して互いに密着しているので、この部分か
ら外部に漏れることなく、濾材収納筒部12の原水受入
口24に供給される。原水受入口24に供給された原水
は、フィルタ33の孔から活性炭層29およびU字状中
空糸膜束層28をこの順で通過し、浄化されて濾過水供
給口25から浄化水として流出する。
【0030】また、レバー19aを12時の状態から1
80度回動して6時の状態にすると、スプール軸23の
カム部23cによって弁体18c1が押し上げられて通
水路18aが開放されるので、原水入口15から流入し
た原水はシャワー水に切り換わり、シャワー水供給口1
7aから流出する。
【0031】
【発明の効果】本発明の流路切換器は、流体通路に対応
する数の弁体で選択的に流路の開閉を行うので、弾性体
を強制的に移動させる必要がなく、切換操作力を小さく
維持しつつ十分なシール性、耐久性を発揮することがで
きる。そして、弁体が当接する部位を弾性体で形成する
ので、弁体がどのような素材のものであっても、また、
繰り返し流路切換を行って弁体が多少変形しても、十分
なシール性を発揮することができる。また、区画板の弁
体が当接する部位と弁体が当接しない部位との素材に、
さらにはボディ本体の素材に熱可塑性プラスチックを選
択することにより、一体成形が可能となり、大幅なコス
ト低減が可能となる。
【0032】そして、このような流路切換器を濾材を備
えた浄水器に適用することで、浄水器全体として小形化
できるとともに滞留水が少なく衛生的なものとなり、さ
らに、安価でかつ良好なシール性を長期間維持できる浄
水器とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施態様を示す浄水器の概略縦断図
面である。
【図2】図1のIII−III線断面図である。
【符号の説明】
15 原水入口 16 原水取出口 17 原水供給口 17a シャワー供給口 18 ボディ 18a,18b,18c 通水路 18a1,18b1,18c1 弁体 18a2 鋼球 18a3 弾性体層 18d 区画板 18e 上部室 18f 下部室 23 スプール軸 23a,23b,23c カム部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3H067 AA04 AA32 BB08 BB14 CC02 CC22 CC45 DD03 DD12 DD24 DD44 EB05 EB25 EC07 FF17 GG13 GG29 4D024 AA02 BA02 BB01 BC01 CA04 CA05 CA13 DB05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ボディを有し、そのボディ内には、流体流
    入口を有する上部室および複数個の流体流出口を有する
    下部室を形成する区画板と、上部室と複数個の流体流出
    口のそれぞれとを連通する、区画板に設けられた複数個
    の流体通路と、区画板に当接して流体通路を閉塞する複
    数個の弁体とを備え、かつ、区画板の、弁体が当接する
    部位が弾性体で形成されていることを特徴とする流路切
    換器。
  2. 【請求項2】弁体が当接する部位はゴム硬度が50〜9
    5度の範囲内にある弾性体で形成されている、請求項1
    または2に記載の流路切換器。
  3. 【請求項3】弁体が非腐食性部材で構成されている、請
    求項1〜3のいずれかに記載の流路切換器。
  4. 【請求項4】区画板は、弁体が当接する部位と弁体が当
    接しない部位とを有し、ボディと、区画板の弁体が当接
    する部位および弁体が当接しない部位とが熱可塑性プラ
    スチックで一体的に成形されている、請求項1〜3のい
    ずれかに記載の流路切換器。
  5. 【請求項5】請求項1〜4のいずれかの流路切換器と濾
    材とを備えた浄水器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167327A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Toray Ind Inc 水処理カートリッジ

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JP2010167327A (ja) * 2009-01-20 2010-08-05 Toray Ind Inc 水処理カートリッジ

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