JP2009131437A - 止水栓 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的とするところは、口径の大きさや止水面のテーパー角度が異なる排水口に対して汎用することが可能な止水栓を提供することにある。
【解決手段】止水栓１は、本体部３と、本体部３の上部に一体形成された傘状部４と、本体部３の下部の外周面３ａに本体部３の軸方向に直交する方向に張り出して形成された環状止水片５とより構成されている。環状止水片５の上面は平面として形成され、下面は中心に向かって下降するテーパー面５ａとなっており、その肉厚は半径方向外方へ向かって漸減している。
【選択図】図１

Description

本発明は、浴槽、洗面台及び流し等の水槽の排水口を閉塞するために用いられる止水栓に関する。

従来、排水口用ゴム栓は、排水口のテーパー状の止水面に沿うよう、側面をテーパー状に形成したものが主に用いられている。ところが、市場には、浴槽、洗面台及び流し等の水槽の排水口の様々な口径のものが流通している。また、浴槽の排水口に限っても、メーカーによって排水口の口径が異なっているのが実情である。そのため、消費者にとって、交換用に新しいゴム栓を購入する際、排水口の口径やテーパー状の止水面の角度を、説明書等で確認する必要があった。ところが、ゴム栓の交換が必要となる時期は、浴槽等を設置してからかなりの年月が経っている場合が殆どで、説明書を紛失する場合が多く、そのような場合には、現物を測定しなければならず、その作業は煩雑なものに他ならなかった。更に、必ずしも最適な口径やテーパー角度のものを入手できるとは限らないという問題もあった。

そこで、例えば、ゴム栓の側面をテーパー面とはせずに、略球状の外周面とした上で、その外周面に薄肉状の環状突起膜をゴム栓の軸方向に複数一体形成し、その環状突起膜が弾性変形可能であるとする技術が特許文献１に開示されている。このゴム栓を用いることにより、排水口のテーパー状の止水面の角度に多少の違いがあっても、また、排水口の軸線に対してゴム栓を傾けて装着しても、略球状の外周面に多数形成された環状突起膜の一部が排水口のテーパー状の止水面に弾性変形して密着するので、シール部が確保できるとされている。

また、ゴム栓の止水部の自然状態における形状を略球状とし、その球状面の頂部に加圧部材を備えたゴム栓が特許文献２に開示されている。このゴム栓は、加圧部材が雄ねじによってゴム栓の軸方向に移動可能になっており、略球状の部分を圧縮することが可能になっている。そして、圧縮された略球状の止水部は側面を外方に膨張させるので、その膨張量を適宜選択することによって、口径の違う排水口のテーパー状の止水面に膨張部を当接させシール部を形成できるようになっている。

上記技術とは異なり、栓の中央部材に上方に向かって外方に拡がった環状のテーパー部を一体形成した栓が特許文献３に開示されている。そして、排水口のテーパー状の止水面に栓の環状のテーパー部が嵌まり込むことでシールが可能とされている。
特開２０００−１０２４８６号公報（［図１］、［図３］を参照） 特開２００３−０３８３７２号公報（［図４］を参照） 特開２００５−２３０２９６号公報（［図１］、［０００８］を参照）

特許文献１に開示されている、略球状の外周面に薄肉状の環状突起膜を複数一体形成したゴム栓は、複数の環状突起膜の外周部が、排水口のテーパー状の止水面に弾性変形しながら当接してシール部を形成するようになっている。そのため、このゴム栓に対する排水口の口径やテーパー状の止水面の角度に関わる適合性又は違いがわずかである場合は問題がないとしても、例えば、排水口のテーパー状の止水面の角度が大きい場合等は、弾性変形した環状突起膜の外周部の復帰力により、ゴム栓が排水口から浮き上がる現象が起こる虞がある。その浮き上がりを起こさせないためには、ゴム栓をきつく排水口に押し込む必要があり、腰を折って浴槽の底にある排水口に対する作業は容易とは言えない。また、環状突起膜の外周部に余分な圧縮変形を与えることは、その部分の寿命を縮めることにもなり好ましくはない。

特許文献２に開示されているように、ゴム栓の止水部を外方に膨張させることにより、口径が異なる排水口に対応可能となっているゴム栓は、シール性については大きな問題がないと思われる。しかし、ゴム栓に組み込まれている雄ねじを回転させ、略球状のゴムを圧縮変形させること、及びその圧縮変形により側面を外方へ適量膨張させること等には、実際に排水口の形状・サイズに合わせるための多少のコツを要すると思われる。また、構造が複雑な分だけコストが嵩むことになる。

特許文献３に開示されている栓は、一体形成したことに特徴があるとされる栓であって、その形状が比較的簡単なものである。ところが、中央部材に形成した上方に向かって外方に拡がった環状のテーパー部は、実施例によれば変形が容易とは言えない剛性を有するように見られ、様々な口径やテーパー状の止水面に対応し得る融通性が考慮されているようには見えない。

本発明は、このような問題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、口径の大きさや止水面のテーパー角度が異なる排水口に対して汎用することが可能な止水栓を提供することにある。

上記問題を解決するために請求項１に記載の止水栓の発明は、水槽の排水口を閉塞する止水栓であって、本体部とその本体部の上部に設けられた傘状部とよりなる止水栓において、前記傘状部の下部における本体部の外周面には環状止水片が設けられ、その環状止水片の肉厚が半径方向の外方に向かって漸減していることを特徴とするものである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の止水栓において、前記環状止水片の下面が、中心に向かって下降するテーパー面であることを特徴とするものである。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の止水栓において、前記環状止水片の直径と、その環状止水片の根元における本体部の直径との比が３〜４．３の範囲にあることを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の止水栓において、前記環状止水片は、前記本体部の外周面において本体部の軸方向に離間して二ヶ所に形成されていることを特徴とするものである。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の止水栓において、前記環状止水片のうち、上部に位置する環状止水片の直径が、下部に位置する環状止水片の直径より大であることを特徴とするものである。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の止水栓において、前記環状止水片の硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠したショアＡ３０〜５０度であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載の止水栓において、前記本体部の形状は、円柱状又は下方に向かって先細となる円錐台状であることを特徴とするものである。

請求項８に記載の発明は、請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載の止水栓において、前記本体部の形状が、直径が下方に向かって段階的に小さくなる複数の円柱体であることを特徴とするものである。

（作用）
本発明の止水栓によれば、止水栓を排水口に装着すると、環状止水片は排水口のテーパー状の止水面に沿って下方に凸の曲面状に変形し、環状止水片の外周部は止水面に当接してシール部を形成する。その際、環状止水片はその肉厚が半径方向の外方に向かって漸減しているので、環状止水片は容易に変形する。そのため、本発明の止水栓は、口径が異なる複数の排水口に対応して汎用的に用いることができる。

また、環状止水片の下面を中心に向かって下降するテーパー面とすれば、止水栓の排水口への挿入時の環状止水片の変形が更に容易となり、挿入に要する力は軽微なもので済む。そのため、止水栓が排水口の所定位置まで挿入されていない場合でも、環状止水片の外周部が排水口のテーパー状の止水面に当接して、仮シール状態となりうる本発明の止水栓は、傘状部に水圧を受けて、排水口の所定位置まで挿入されることになる。

更に、環状止水片を、止水栓の本体部の外周面において本体部の軸方向に離間して二ヶ所に形成し、上部に位置する環状止水片の直径が、下部に位置する環状止水片の直径より大であるようにすれば、排水口のテーパー状の止水面に対しより確実に当接することができる。

本発明によれば、口径の大きさや止水面のテーパー角度が異なる排水口に対して汎用的に用いることが可能な止水栓を提供することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した止水栓の実施形態を、図１〜３を用いて説明する。
図１に示すように、止水栓１は、円柱状の本体部３と、本体部３の上部に一体形成された傘状部４と、本体部３の下部の外周面３ａに張り出して形成された環状止水片５とより構成されている。環状止水片５の上面は平面として形成され、下面は中心に向かって下降するテーパー面５ａとなっており、その肉厚は半径方向外方へ向かって漸減している。環状止水片５の直径と環状止水片５の根元における本体部３の直径との比は３〜４．３の範囲に設定されている。その比が３よりも小さい場合は、後に説明する止水栓１の排水口１０に対する挿入の際、環状止水片５が変形して排水口１０の内径に対応することが難しくなる。また、その比が４．３よりも大きい場合は、環状止水片５の外周部が排水口１０の止水面１１に密着するには、環状止水片としての剛性がないことになる。なお、環状止水片５の根元とは、環状止水片５が本体部３に結合している部分であって、上記のように直径の比を設定する際の基準は、上側の根元に置いている。本体部３の中心部には金属製の芯材９が埋設され、芯材９の上部には鎖等を連結するためのリング８が一体形成されている。この芯材９は、止水栓１を成形する成形型にインサートされて埋設一体化されるが、リング８が止水栓１の上部において露出するように配置されている。なお、芯材９の上部と下部との間には段差９ａを設けて、芯材９が本体部３から抜け出ないようにしてある。

傘状部４の上面は外方へ向かって下降するテーパー面であり下面は平面となっているが、下面を上方へ膨らむ凸曲面としてもよい。また、傘状部４の下面の外周縁に図示しない環状突状部を形成してもよい。環状突状部を設ければ、その環状突状部が補強リブの機能を有することで、傘状部４の外周縁が上方へ反り返ることを防止できると共に環状突状部が水槽の底面１２に接することで止水能力が向上する。更に、止水栓１を抜く場合に止水栓１に斜めの力が加わるとき、その突条部分が基点となり変形し易くなるため、止水栓１を容易に外すことができる。

図３に示す止水栓２は、図１を用いて説明した止水栓１の別例であり、本体部３の軸方向に離間した二ヶ所に、上部環状止水片６及び下部環状止水片７が、本体部３の軸方向に直交する方向にそれぞれが張り出して形成されている。上部環状止水片６及び下部環状止水片７のそれぞれの上面は平面として形成され、下面は中心に向かって下降するテーパー面６ａ及びテーパー面７ａとなっており、それぞれの肉厚は半径方向外方へ向かって漸減している。上部環状止水片６及び下部環状止水片７のそれぞれの直径とそれぞれの止水片の根元における本体部３の直径との比は、止水栓１と同様に３〜４．３の範囲に設定されることが好ましい。また、上部環状止水片６及び下部環状止水片７の外径は同じであってもよいし、上部環状止水片６の外径が下部環状止水片７の外径よりも大きくてもよい。上部環状止水片６の外径が下部環状止水片７の外径よりも大きい場合は、排水口１０の止水面１１がテーパー状である場合、そのサイズや角度の変化に対応し易いことになる。また、テーパー角度が通常採用され得る角度の上限や下限に近いものであっても、上部環状止水片６又は下部環状止水片７のうち少なくともいずれか一方の外周部は止水面１１に当接することができる。

上記止水栓１及び止水栓２は公知の射出成形等により形成され、芯材９はインサート成形されることが好ましいが、止水栓１及び止水栓２を、芯材９を埋設しない状態で成形して、後加工により芯材９を埋め込んで接着一体化してもよい。

止水栓１及び止水栓２の材質は、高分子弾性体の中から適宜選択できる。その高分子弾性体のうちゴム系については、例えば、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＣＳＭ（クロロスルホン化ポリエチレン）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンラバー）、ＮＢＲ（アクリロニトリルブタジエンゴム）、シリコーンゴム等があげられる。また、熱可塑性樹脂としては、オレフィン系、塩素系、スチレン系等の熱可塑性エラストマーがあげられる。なお、本体部３、環状止水片５、６、７、傘状部４の材質を全て同じにしてもよいし、各部位によって違う材質にしてもよい。

図２は止水栓１が排水口１０に挿入され所定位置に装着されている状態を示している。同図から容易に理解できるように、環状止水片５は排水口１０のテーパー状の止水面１１に沿って下方に凸の曲面状に変形し、その外周部が止水面１１に当接している。その際、環状止水片５は、肉厚が半径方向外方へ向かって漸減しているので変形が容易であり、環状止水片５の外周部は、止水面１１に密着することができる。また、環状止水片５の上面が凹曲面に変形して貯水部１３を形成している。そのため、水圧が傘状部４の上面に作用して止水栓１が排水口１０の所定位置に納まる前に、傘状部４の下面と水槽の底面１２との間のわずかな隙間から水が浸入しても、その水は貯水部１３に貯水される。そして、貯水部１３が浸入水で満たされれば、環状止水片５の上面に水圧が作用するので、止水栓１は下方に押し下げられ排水口１０の所定位置に納まり、傘状部４の下面と水槽の底面１２との間の隙間がなくなり密着する。

一方、図４は止水栓２が排水口１０に挿入され所定位置に装着されている状態を示している。同図から容易に理解できるように、この場合は、上部環状止水片６及び下部環状止水片７は排水口１０のテーパー状の止水面１１に沿って下方に凸の曲面状に変形し、それぞれの外周部が止水面１１に当接している。そして、上部環状止水片６及び下部環状止水片７は、それぞれの肉厚が半径方向外方へ向かって漸減しているので変形が容易であり、上部環状止水片６及び下部環状止水片７の外周部は、止水面１１に密着することができる。従って、止水栓１の場合と同様に、上部環状止水片６及び下部環状止水片７のそれぞれの上面が凹曲面に変形して貯水部１３を形成している。そのため、図２を用いて説明した止水栓１における作用と同様に、傘状部４の下面と水槽の底面１２との間のわずかな隙間から水が浸入しても、上部環状止水片６及び下部環状止水片７のそれぞれの上面に水圧が作用して、止水栓２は下方に押し下げられ、傘状部４の下面と水槽の底面１２との間の隙間がなくなり密着する。

また、本体部３と環状止水片５、６及び７とを同じ材料とすることも別の材料とすることもできるが、少なくとも環状止水片５、６及び７の硬度はＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠したショアＡ３０〜５０度であることが好ましい。硬度がショアＡ３０度より小さい（柔らかい）場合は、環状止水片５、６及び７の外周部の排水口１０の止水面１１に対する当接力が十分とはなりにくく、止水性能に問題が起こり得る。また、硬度がショアＡ５０度よりも大きい（硬い）場合は、止水栓１又は止水栓２を排水口１０に挿入する際の抵抗力が大きくなり操作性が悪いばかりでなく、無理に押し込んだりすることにより環状止水片５、６及び７の外周部が傷つき止水性能を低下させることになる。

なお、傘状部４の硬度についてもＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠したショアＡ３０〜５０度の範囲に設定することが好ましい。硬度がショアＡ３０度よりも小さければ、止水栓１又は止水栓２が排水口１０の所定位置に留まらず中へ押し込まれる虞がある。また、硬度がショアＡ５０度よりも大きければ、止水栓１又は止水栓２が排水口１０に対して傾いたまま装着されても、傘状部４の一部が水槽の底面１２に当接することにより、操作者に止水栓１又は止水栓２が所定位置に達したと誤解させる虞がある。そのようにして傘状部４が傾いたままでは、傘状部４が有する止水性能が活かされない。

従って、上記実施形態の止水栓１又は２によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、環状止水片５、６及び７の肉厚が半径方向の外方に向かって漸減しているので、止水栓１又は止水栓２を口径が異なる複数の種類の排水口１０に装着しても、それぞれの環状止水片は排水口１０の止水面１１に沿うように変形し得る。そのため、止水栓１の環状止水片５又は止水栓２の上部環状止水片６及び下部環状止水片７の外周部は、止水面１１に容易に密着することができる。従って、口径が異なる複数の種類の排水口１０に対応する汎用性の止水栓１又は止水栓２を提供できる。

（２）上記実施形態では、環状止水片５、６及び７の下面が、中心に向かって下降するテーパー面５ａ、６ａ、７ａを形成しているので、それぞれの環状止水片は容易に上方へ撓むことができる。そのため、排水口１０に挿入する力が軽微なものですむ止水栓１又は止水栓２を提供できる。

（３）上記実施形態では、環状止水片５、６及び７の直径とそれぞれの止水片の根元における本体部３の直径との比が３〜４．３の範囲にある。従って、環状止水片５、６及び７は、単なる環状突状部と異なり、それぞれの環状止水片は排水口１０の止水面１１に沿うように容易に変形し得るので、口径が異なる複数の種類の排水口１０に対応する汎用性の止水栓１又は止水栓２を提供できる。

（４）上記実施形態では、止水栓２の上部環状止水片６及び下部環状止水片７は、本体部３の外周面３ａにおいて本体部３の軸方向に離間して形成され、上部環状止水片６の直径が、下部環状止水片７の直径より大となっている。そのため、排水口１０の止水面１１がテーパー状であり、その口径や角度が異なっても、上部環状止水片６及び下部環状止水片７の外周部のいずれか又は両方が止水面１１に密着することができる。従って、口径が異なる複数の種類の排水口１０に対応する汎用性の止水栓２を提供できる。

（５）上記実施形態では、環状止水片５、６及び７の硬度が、ショアＡ３０〜５０度である。そのため、止水栓１又は止水栓２を口径が異なる複数の種類の排水口１０に装着しても、環状止水片５、上部環状止水片６、下部環状止水片７は、排水口１０の止水面１１に沿うように変形し止水性能を発現し得る。また、止水栓１又は止水栓２を排水口１０から引き抜く時、環状止水片５、上部環状止水片６、下部環状止水片７は、容易に変形できる。従って、口径が異なる複数の種類の排水口１０に対応する汎用性の止水栓２を提供できる。

（第２の実施形態）
次に、本発明を具体化した止水栓の第２の実施形態を図５、６を用いて説明する。なお、第２の実施形態は、第１の実施形態における本体部３の外周面３ａの形状が円柱状であるのに対し、下方に向かって先細となる円錐台状に変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその説明を省略する。

図５に示すように、本実施形態の止水栓５１は、本体部３の外周面３ｂが下に向かって先細となる円錐台状となっている。そのため、外周面３ｂから張り出して形成された環状止水片５ｃの根元部分は、止水栓１において外周面３ａから張り出して形成された環状止水片５の場合よりも、直径が小さい。従って、環状止水片５ｃの直径を止水栓１の環状止水片５の直径と同様に設定すれば、環状止水片５ｃの直径方向の長さはより長いことになる。すると、止水栓５１を複数種類の排水口１０に汎用的に用いられるようにするために、環状止水片５ｃの直径を環状止水片５の直径と同様に設定すれば、環状止水片５ｃはより撓みやすくなる。

図６に示す止水栓５２は、止水栓５１の別例である。止水栓５２は、止水栓５１と同様に本体部３の外周面３ｂが下に向かって先細となる円錐台状となっており、止水栓５２の外周面３ｂには本体部３の軸方向に離間した二ヶ所に、上部環状止水片６ｃ及び下部環状止水片７ｃが形成されている。この上部環状止水片６ｃ及び下部環状止水片７ｃも、環状止水片５ｃと同様の作用効果を有する。

従って、上記実施形態の止水栓５１又は５２によれば、第１の実施形態の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
（６）上記実施形態では、本体部３の外周面３ｂの形状を下に向かって先細となる円錐台状としたので、環状止水片５ｃ、上部環状止水片６ｃ及び下部環状止水片７ｃの直径方向の長さはより長くなり、それぞれの環状止水片は撓みやすくなる。そのため、止水栓５１又は止水栓５２の複数種類の排水口１０に対する対応が容易となり、汎用性を高めた止水栓を提供することができる。
（７）上記実施形態では、本体部３の外周面３ｂの形状を下に向かって先細となる円錐台状としたので、円柱状の形状である外周面３ａの直径を小さくする場合と異なり、本体部３の重量を軽くしないで済む。そのため、環状止水片の撓みやすさはそのままに、止水栓５１又は止水栓５２の排水口１０に対する装着において、それぞれの止水栓の重量を利用することができる。

（８）上記実施形態では、本体部３の外周面３ｂの形状を下に向かって先細となる円錐台状としたので、円柱状の形状である外周面３ａの直径を小さくする場合と異なり、本体部３の剛性を低減しないで済む。そのため、止水栓５１又は止水栓５２の排水口１０に対する装着において、例えば止水栓５１又は止水栓５２を斜めに挿入したとしても本体部３は容易には撓まないので、挿入姿勢が矯正される。従って、環状止水片５ｃ、６ｃ、７ｃはあるべき状態に装着されて、それぞれの外周部は排水口１０の止水面１１に対する当接状態を保つことができる。
（変更例）
なお、前記実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、止水栓１において、環状止水片５を、本体部３の下部の外周面３ａに本体部３の軸方向に直交する方向に張り出して形成したが、本体部３の下部に限らず本体部３の外周面３ａの上下方向中間部等のいずれの位置に形成してもよい。
・前記実施形態では、環状止水片５、５ｃ、６、６ｃ、７、７ｃの上面を平面としたが、平面に限らず、断面において本体部３の中心に対称の形状の中心部に向かって凹む凹曲面としてもよい。
・前記実施形態では、環状止水片５、５ｃ、６、６ｃ、７、７ｃの上面を一様な面としたが、それぞれの上面に環状の溝を設けてもよい。そうすることで、止水栓１、２、５１、５２が複数種類の排水口１０に挿入されたとき、それぞれの環状止水片はより撓みやすくなっているので、止水栓としての汎用性が高まることになる。
・前記実施形態では、本体部３の外周面３ｂの形状を下に向かって先細となる円錐台状としたが、直径が徐々に変化する円錐台状とする代わりに、円柱体の直径が下方に向かって段階的に小さくなるようにしてもよい。そうすることで、環状止水片の根元の直径を小さくできる。

（ａ）は本発明を具体化した第１の実施形態の止水栓の正面図、（ｂ）はその平面図。 第１の実施形態の止水栓を排水口に装着したときの状態を示す、一部断面図。 第１の実施形態の別例の止水栓の正面図。 別例の止水栓を排水口に装着したときの状態を示す、一部断面図。 本発明を具体化した第２の実施形態の止水栓の正面図。 第２の実施形態の止水栓の別例を示す正面図。

符号の説明

１、２…止水栓、３…本体部、３ａ…外周面、４…傘状部、５…環状止水片、５ａ、６ａ、７ａ…テーパー面、６…上部環状止水片、７…下部環状止水片、１０…排水口。

Claims (8)

1. 水槽の排水口を閉塞する止水栓であって、本体部とその本体部の上部に設けられた傘状部とよりなる止水栓において、前記傘状部の下部における本体部の外周面には環状止水片が設けられ、その環状止水片の肉厚が半径方向の外方に向かって漸減していることを特徴とする止水栓。
2. 前記環状止水片の下面が、中心に向かって下降するテーパー面であることを特徴とする請求項１に記載の止水栓。
3. 前記環状止水片の直径と、その環状止水片の根元における本体部の直径との比が３〜４．３の範囲にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の止水栓。
4. 前記環状止水片は、前記本体部の外周面において本体部の軸方向に離間して二ヶ所に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のうちいずれか一項に記載の止水栓。
5. 前記環状止水片のうち、上部に位置する環状止水片の直径が、下部に位置する環状止水片の直径より大であることを特徴とする請求項４に記載の止水栓。
6. 前記環状止水片の硬度が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に準拠したショアＡ３０〜５０度であることを特徴とする請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載の止水栓。
7. 前記本体部の形状は、円柱状又は下方に向かって先細となる円錐台状であることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載の止水栓。
8. 前記本体部の形状が、直径が下方に向かって段階的に小さくなる複数の円柱体であることを特徴とする請求項１ないし６のうちいずれか一項に記載の止水栓。

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