JP2010084850A - 湯水混合カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の課題は、レバーを操作の操作力がばらつかず、安定した固定ディスクと可動ディスクの摺動面の面圧を確保することができる湯水混合カートリッジを提供することを目的とする。
【解決手段】 給水孔，給湯孔，吐出孔が穿設された固定ディスクと、摺動自在に重合した可動ディスクと、前記２枚のディスクを収納したケースと、前記可動ディスクを移動操作するためのレバーとを備えた湯水混合カートリッジにおいて、前記ケース底部上面には、前記固定ディスクの各孔を区画するためのシール部材が収納される嵌入溝が形成され、前記シール部材の断面は、前記嵌入溝と略同一幅の基部と、その基部から前記嵌入溝への挿入方向へ突出した突部とを備え、しかもこの突部の両側には前記基部から前記突部に向かって窪む凹面を有することを特徴とする。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、湯水の流量と温度とをレバーの操作で調節するシングルレバー式混合水栓に内蔵される湯水混合カートリッジに関する発明である。

従来の湯水混合カートリッジにおいて、固定ディスクとケースの底面との間にはシール部材が設けられており、そのシール部材によって、給水路，給湯路，混合水吐出路の間を水密に区画している。このシール部材によるシールを確実にし漏水を発生させないようにするために、シール部材の形状や配置を工夫することが知られている。（例えば、特許文献１参照。）

この特許文献１においては、ケースの底面においてシール部材を収容する第１収容溝を、固定ディスクに向かい合う内溝部と、内溝部の外周側に形成される外溝部とから形成し、シール部材には外溝部に収納される支持部を形成したことや、固定ディスクの第１シール部材を押さえる押圧部よりも外周側に環状溝を形成しておき、この環状溝に第２シール部材を設けることが記載されている。なお、シール部材の形状として第１収容溝に収容される先端を曲面で形成しておき、第１収容溝の奥側の両隅部とシール部材先端側との間に隙間を形成しておくことも記載されている。

しかし、この従来のシール部材収容構造においては、第１収容溝の奥側の両隅部とシール部材先端側との間に隙間が形成されているものの、その隙間は僅かであり、シール部材が固定ディスクとケースの底面とで挟まれて圧縮された場合に、その隙間はすぐにシール部材によって充填された状態となり、それ以上圧縮させようとすればシール部材から受ける反発力が大きくなってしまい、固定ディスクと可動ディスクの摺動面の面圧が上昇して摺動力が増してレバー操作力が重くなるといった課題がある。
特開２００５−３１５３３３号公報

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、レバーを操作して可動ディスクを可動させる際に固定ディスクがケースの底面に押されてシール部材が押し潰されたとしても、そのシール部材からの反発力が急激に大きくなることがなく、固定ディスクと可動ディスクの摺動面の面圧を安定して保ち、可動ディスクの摺動性に影響を及ぼすことのない湯水混合カートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１記載の発明によれば、給水孔，給湯孔，吐出孔が穿設された固定ディスクと、この固定ディスクの各孔と連通する混合室が形成されており、固定ディスクに対して摺動自在に重合した可動ディスクと、前記固定ディスクと前記可動ディスクとを収納したケースと、前記可動ディスクを移動操作するためのレバーと、を備えた湯水混合カートリッジにおいて、前記ケース底部には、前記固定ディスクの各孔と連通する給水通路，給湯通路，吐出通路が穿設されていると共に、このケース底部上面には前記固定ディスクの下面と当接して前記各通路を区画するためのシール部材が収納される嵌入溝が形成されており、前記シール部材の断面は、前記嵌入溝と略同一幅の基部と、その基部から前記嵌入溝への挿入方向へ突出した突部とを備え、しかもこの突部の両側には前記基部から前記突部に向かって窪む凹面を有し、前記突部と前記凹面とが前記嵌入溝に沿って形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、レバーを操作して可動ディスクを操作しようとした際に固定ディスクがケース底部側に押されてシール部材が押し潰された際に、嵌入溝に挿入された突部が押し潰されるが、その変形は凹面と嵌入溝との間の空間で吸収することができるため、そのシール部材からの反発力が急激に大きくなることがなく、安定した固定ディスクと可動ディスクの摺動面の面圧を確保できる湯水混合カートリッジを提供することができる。

また、請求項２記載の発明によれば、前記シール部材の断面は、前記固定ディスクと当接する側にもその基部から突出した突部を備え、しかもこの突部の両側には前記基部から前記突部に向かって窪む凹面を有し、前記突部と前記凹面とが前記固定ディスクの各孔の周面に沿って形成されていることを特徴とする。

従って、請求項１の効果に加え、シール部材の嵌入溝側と、固定ディスクに当接する側の両側を同じ形状にすることにより、組み立ての際に裏と表の方向性に関係なく組立て性が良好になる。さらに上下が均一に潰されることにより、安定したシール性が発揮できる。

本発明によれば、レバーを操作して可動ディスクを可動させる際に、固定ディスクがケース底部上面の嵌入溝に設置されたシール部材を潰す際に発生する反発力により、固定ディスクが可動ディスク側に押し上げられ固定ディスクと可動ディスクの摺動面の面圧が上昇することがなく、安定した固定ディスクと可動ディスクの摺動面の面圧を保ち、可動ディスクの摺動性に影響を及ぼすことのない湯水混合カートリッジを提供することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。図１は、本発明に係る湯水混合カートリッジを内蔵したシングルレバー式混合水栓を示した斜視図、図２はシングルレバー式混合水栓の構成部品を示した分解斜視図である。図３はシングルレバー式混合水栓の本体部を上から見た状態を示した図である。図４は本体部を構成する構成部品を示した分解図である。図５はシングルレバー式混合水栓の断面を示す断面図、図６は湯水混合カートリッジの構成部品を示した分解斜視図、図７はシール部材を収納した部分の断面の拡大図である。図８はシール部材の斜視図である。図９は嵌入溝に挿入し圧縮する前のシール部材の状態を示した模式図であり、図１０は嵌入溝に挿入し圧縮した時のシール部材の状態を示す模式図である。

図１から図３に示すように、本発明の湯水混合カートリッジが使用されるシングルレバー式混合水栓１は主として、使用者が操作する操作部１０と、操作部１０の動きにより吐水、止水及び吐水温度の調整を行う湯水混合カートリッジ２０と、給水通路３０ａ、給湯通路３０ｂ、吐出通路３０ｃを有する本体部３０と、湯水混合カートリッジ２０を覆い隠すように配置されるカートリッジ押さえ４０、湯水が吐水される吐水口５０で構成されている。
そして、このシングルレバー混合水栓１は一般的にキッチンや洗面所などのカウンター面（図示しない）の上部に載置され、カウンター裏面から馬蹄形状の金具（図示しない）、締付固定具（図示しない）を用いてカウンター面（図示しない）に固定する。

操作部１０は周知の構造であり、湯水混合カートリッジ２０のレバー２１を操作部１０の凹部１０aに嵌合することによって連結されている。操作部１０を上下動及び左右回動することによって可動ディスク２２が固定ディスク２３に対して摺動運動をして吐止水及び温度調整を行うようになっている。（図５）

本体部３０も周知の構造であり、図２から図４に示すように、給水通路３０ａ、給湯通路３０ｂ、吐出通路３０ｃを有する上側本体部３１と、上側本体部３１を支持するための下側本体部３２で構成されており、上部本体部３１は下部本体部３２に嵌めこまれて図示しないビスによって固定される。

具体的には、上側本体部３１は外観が略円筒状に形成され、底面部には給水通路３０ａ、給湯通路３０ｂ、吐出通路３０ｃが設けられている。そして、下方には給水源から伸びる給水管（図示しない）、給湯源から伸びる給湯管（図示しない）、湯水混合カートリッジから吐出された混合水を吐水口５０へ送るための吐水管（図示しない）が接続される。下側本体部３２も外観が略円筒状に形成され、上側本体部３１の給水通路３０ａ、給湯通路３０ｂ、吐出通路３０ｃに連通する給水管、給湯管、吐出管を所定の位置に配置するためのガイドの役割を備えている。

カートリッジ押さえ４０も周知の構造であり、湯水混合カートリッジ２０を覆い隠すために外観が略逆椀状に形成され、上面中央に開口部４０ａを有しており、その下部内周面に形成された雌ねじ（図示せず）が下部本体部３２の上部外周面に設けられた雄ねじ（図示せず）と螺合することによって、本体部３０に取り付けられている。

次に本発明の湯水混合カートリッジ２０について説明する。
図６に示すように、湯水混合カートリッジ２０は、後述するケース２７に対して固定される固定ディスク２３と、吐止水及び、温度調整するために固定ディスク２３の上面を摺動する可動ディスク２２と、可動ディスク２２を可動させるためのレバー２１と、レバー２１の操作の動作を可動ディスク２２に伝達するためのレバーガイド２４と、前記各部品を収納するための、ケース本体２７とケース底部２６と蓋２８とからなるケースと、固定ディスク２３の下面とケース底部２６の上面との間に配置されたシール部材２５とによって構成されている。

固定ディスク２３はセラミック製の円盤形状であり、その内側には、後述するケース底部２６に形成された給水通路２６ｂ、給湯通路２６ｃ、吐出通路２６ｄと夫々連通する給水孔２３ａ、給湯孔２３ｂ、吐出孔２３ｃが設けられている。また、外周部には湯水混合カートリッジ２０のケース本体２７の内周面部[と係合するための凹部２３ｄを備えている。（図６）

可動ディスク２２はセラミック製の円盤形状であり、その中心部には開口部２２ａが設けられており、外周部にはレバーガイド２４と嵌合するための凹部２２ｂを備えている。（図６）

レバー２１は、外観が中央部に球状体２１ａを有する略四角柱に形成されていて、球状体２１ａより上部が操作部１０の凹部１０ａと嵌合され、球状体２１ａはケースの蓋２８の挿通孔２８ａからレバー２１が通り抜けないようにするために設けられている。（図５）

レバーガイド２４は、樹脂材を円柱状にしたもので、上部にレバー挿入用のレバー孔２４ａを有し、レバー２１の操作により可動ディスク２２と一体的に駆動されるものであり、レバー２１の動きを可動ディスクに伝達する役割を備えている。（図６）

また、可動ディスク２２の開口部２２ａとレバーガイド２４の間の空間によって混合室２９が形成され、固定ディスク２３の給水孔２３ａ及び、給湯孔２３ｂから流入した湯水を混ぜ合わせ、吐出孔２３ｃに向けて流出させる役割を備えている。（図５）

ケース底部２６はＰＰＳ等の樹脂材料を略円柱形状で、内側には夫々上部本体部３１に設けられた給水通路３０ａ、給湯通路３０ｂ、吐出通路３０ｃと連通する給水通路２６ｂ、給湯通路２６ｃ、吐出通路２６ｄが設けられている。ケース底部２６の上面側にはシール部材２５の基部２５ｄと略同一の幅に形成された、シール部材２５を挿入するための嵌入溝２６ａを有している。また、側周面には、後述するケース本体２７と係合するための係合突起２６ｅが設けられている。

ケース本体２７は、略円筒形状に形成され、上方の周側面には蓋２８と係合するための係合開口部２７ａと、下方の周側面にはケース底部２６と係合する係合孔２７ｂを備えている。

蓋２８は、樹脂材を円盤状にしたもので、中心部にはレバー２１が挿通するための挿通孔２８ａが設けられている。また、蓋２８の下面部から挿通孔２８ａの中心軸と同じ方向に延び、ケース本体と係合するための係合爪２８ｂが２箇所備えられている。

図６から図８に示すように、シール部材２５は、ケース底部２６の給水通路２６ｂ、給湯通路２６ｃ、吐出通路２６ｄを取り囲む形状の給水通路２５ａ、給湯通路２５ｂ、吐出通路２５ｃが形成され、この給水通路２５ａ、給湯通路２５ｂ、吐出通路２５ｃの周囲に沿って上下に突部２５ｅが形成されたゴム製のパッキンで、一般的にはＥＰＤＭ等のゴム材料が用いられる。

そして、図９に示すようにシール部材２５の断面切り口形状は、ケース底部２６の上面に設けた嵌入溝２６ａの幅と略同一に形成された基部２５ｄと、基部２５ｄから突出した突部２５ｅが基部２５ｄの上下部に設けられている。そして、突部２５ｅの両側には基部２５ｄから突部２５ｅに向かって窪む凹面２５ｆを有している。その結果、嵌入溝２６ａに沿ったシール部材２５の全周に亘って、突部２５ｅの両側に凹面２５ｆが設けられている。

シール部材２５の厚さＨは２．５〜４ｍｍ、基部の幅Ｄは１．５〜３ｍｍに設定しており、突部２５ｅの幅ｄは、基部２５ｄの幅Ｄに対して６５％〜７５％の幅にすることで固定ディスク２３と可動ディスク２２の摺動面の面圧を安定した状態にすることができる凹面２５ｆを形成することができる。また、突出寸法ｈは突部２５ｅの幅ｄと同等の半円で形成すると安定した面圧のみならず、良好なシール性能も得ることができる。

前述のような部材で構成された湯水混合カートリッジ２０は次のようにして組み立てられる。
まず、シール部材２５をケース底部２６の嵌入溝２６ａに挿入しておく。次に、固定ディスク２３をその外周の凹部２３ｄとケース本体２７内周の凸部２７ｃとをあわせてケース本体２７下部から挿入しておき、その後、ケース本体２７に嵌め込んだ固定ディスク２３の下面にシール部材２５を挿入したケース底部２６の上面を重ね合わせるようにして、ケース底部２６外周部の爪２６ｅとケース本体２７の穴２７ｄを嵌め合わせ固定する。そして、レバーガイド２４の凸部２４ｂと可動ディスク凹部２２ｂを重ね合わせ、ケース本体２７上部から挿入し、レバーガイド２４のレバー孔２４ａにレバー２１を挿入し、レバー２１の上部から蓋２８を被せケース本体２７と固定する。

このとき、ケース本体２７にケース底部２６を嵌め合わせる前の嵌入溝２６ａに挿入されたシール部材２５の断面の状態を模式的に示したのが図９、嵌め合わせた時のシール部材２５断面の状態を示したのが図１０である。図１０の空間Ａに示すように、シール部材２５の突部２５ｅの両側にある凹面２５ｆにより嵌入溝２６ａとの間に隙間を形成することで、シール部材２５が上下方向に変形して潰れた際に発生する嵌入溝２６ａに対する充填状態を抑えることができる。

そして、前述のようにして組み立てられた湯水混合カートリッジ２０は、シングルレバー式混合水栓１の本体部３０に上部から挿入された後、カートリッジ押さえ４０を湯水混合カートリッジ２０の上部から覆うように本体部３０とねじ固定し、湯水混合カートリッジ２０のレバー２１に操作部１０の凹部１０ａを嵌め込んで組み立てられてシングルレバー式混合水栓１が形成される。

本発明の湯水混合カートリッジ２０を使用したシングルレバー式混合水栓１は、使用者が操作部１０を上部へ移動することによって、レバー２１が可動ディスク２２を可動させることで固定ディスク２３の給水孔２３ａ及び、給湯孔２３ｂから混合室２９へ湯水が流入して混合され、その混合水が吐出孔２３ｃに向けて流れて吐水部５０から湯水が吐水される。

従来のシングルレバー式混合水栓では、可動ディスク２２が移動するとき、固定ディスク２３がケース底部２６に押付けられることで、固定ディスク２３にシール部材２５の反発力が生じ、固定ディスク２３が可動ディスク２２側に押し上げられ、固定ディスク２３と可動ディスク２２の摺動面において面圧の上昇が発生する。そのため、操作部１０を動かす際の操作感が重くなり、操作しにくくなるという問題点があったが、本発明では、凹部２５ｆによって、シール部材２５と嵌入溝２６ａとの間に隙間が形成され、さらには、シール部材と固定ディスク２３下面との間にも隙間が形成されることにより、シール部材２５の反発力が安定した状態で面圧を一定に保持しているため、摺動がスムーズになって操作性が良い状態を保持させることができる。

さらに、固定ディスク２３とケース底部２６との間に湯、水、混合水が流れ込もうとして、図７における水平方向に水圧が発生しても、シール部材２５の基部２５ｄは嵌入溝２６ａと略同じ幅であり、基部２５ｄと嵌入溝２６ａとの間のシール性は確保されており、しかも、水平方向の水圧によってもずれることがなく、また、基部２５ｄの上下に突出している凸部２５ｄは基部２５ｄの幅Ｄに対して６５％〜７５％の幅ｄがあることで、横からかかる水圧Ｂによって凸部２５ｆが倒れることなく良好なシール性能を確保することができる。

本発明に係る湯水混合カートリッジを収納したシングルレバー混合水栓の斜視図。 シングルレバー式混合水栓の構成部品を示した分解斜視図。 シングルレバー式混合水栓の本体部を上から見た状態を示した図で。 本体部の構成する構成部品を示した分解図。 シングルレバー式混合水栓の断面を示す断面図。 湯水混合カートリッジの分解斜視図。 シール部材を収納した部分の断面の拡大図。 シール部材の斜視図。 嵌入溝に挿入し、圧縮する前のシール部材の状態を示した模式図。 嵌入溝に挿入し、圧縮した時のシール部材の状態を示した模式図。

符号の説明

１…シングルレバー式混合水栓
１０…操作部
２０…湯水混合カートリッジ
２１…レバー
２２…可動ディスク
２３…固定ディスク
２４…レバーガイド
２５…シール部材
２６…ケース底部
２７…ケース本体
２８…蓋
２９…混合室
３０…本体部
３１…上側本体部
３２…下側本体部
４０…カートリッジ押さえ
５０…吐水部

Claims (2)

1. 給水孔，給湯孔，吐出孔が穿設された固定ディスクと、
   この固定ディスクの各孔と連通する混合室が形成されており、固定ディスクに対して摺動自在に重合した可動ディスクと、
   前記固定ディスクと前記可動ディスクとを収納したケースと、
   前記可動ディスクを移動操作するためのレバーと、
   を備えた湯水混合カートリッジにおいて、
   前記ケース底部には、前記固定ディスクの各孔と連通する給水通路，給湯通路，吐出通路が穿設されていると共に、このケース底部上面には前記固定ディスクの下面と当接して前記各通路を区画するためのシール部材が収納される嵌入溝が形成されており、
   前記シール部材の断面は、前記嵌入溝と略同一幅の基部と、その基部から前記嵌入溝への挿入方向へ突出した突部とを備え、しかもこの突部の両側には前記基部から前記突部に向かって窪む凹面を有し、前記突部と前記凹面とが前記嵌入溝に沿って形成されていることを特徴とする湯水混合カートリッジ。
2. 前記シール部材の断面は、前記固定ディスクと当接する側にもその基部から突出した突部を備え、しかもこの突部の両側には前記基部から前記突部に向かって窪む凹面を有し、前記突部と前記凹面とが前記固定ディスクの各孔の周面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載の湯水混合カートリッジ。

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