JP3702530B2

JP3702530B2 - 浄水器

Info

Publication number: JP3702530B2
Application number: JP09760096A
Authority: JP
Inventors: 卓磯部; 純二板倉; 康男米澤
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1996-03-26
Filing date: 1996-03-26
Publication date: 2005-10-05
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: JPH09264436A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流入する流体を複数の流路に切り換える切換弁を装備した浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の切換弁を装備した浄水器としては、実公平１−３３１９２号公報に記載されているものがある。この切換弁は、その上部に流入口を、その下部に複数個の流出口を有する弁箱と、各々流出口に連通する複数個の流路が形成され、前記流入口と流出口との間に形成された弁体取付口に回動可能に差し込まれた丸棒形状の弁体とから構成され、弁体に連結されたレバーを回動操作することにより流路を切り換えるものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の切換弁においては次のような問題点がある。
すなわち、浄水器を使用の際においても十分な流量を得るためには、ある程度の断面積を有する流路が必要であり、複数個の流路をその外周部等に備える弁体はその外径が大きくなってしまう。したがって、弁体が差し込まれた弁箱も大きくなり、切換弁全体として垂直方向に分厚くなる。このような垂直方向に大きい切換弁が装備された浄水器を水道蛇口に取り付けると、特に水道蛇口より下側の切換弁の厚みが顕著に大きくなり、流し台での食器洗いなどの作業の邪魔になる。また、洗面所のように水道蛇口とシンクとの距離が小さい場合に、高さの高い容器に水が入れにくいといった問題点がある。
【０００４】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、その厚みを薄く構成できる切換弁を装備し、使用の際に邪魔にならず、高さの高い容器にも給水しやすい浄水器を提供することを目的とする。
【０００６】
請求項１に係る発明は、流入する原水を複数個の流路に切り換える切換弁を装備した弁本体と、前記複数個の流路のうち１個の流路に連通し、流入した原水を濾過する濾過部とを備えた浄水器であって、前記本体には、水道蛇口を上下から挟み込んで固定するためのアームおよび締め付け部材が備えつけられているとともに、前記切換弁は、その上部に流入口を、その側部に流出口を有し、かつ下方に吐出口を有する開口部が形成され、その開口部内周面に螺旋溝が刻設された弁ケースと、前記弁ケースの螺旋溝に係合して上下動し、内周部に円筒状のシール部材が付設された円筒状の往復部材と、前記往復部材に連結され、これを回動操作することにより、前記弁ケース内で前記往復部材を上下に変位させて、前記シール部材を上昇させることにより前記流入口の下部周囲を当接包囲してシール部材の内に流路を形成して原水を吐出する状態と、前記シール部材を下降させることにより流入口から離間して流入口の下部に前記流出口に連通する流路を形成して原水を濾過部に流出する状態とをつくる操作部材と、前記シール部材が流入口から離間した際に、前記シール部材の内周面に係合して前記吐出口への流路を閉鎖する係合部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
請求項１に係る発明の作用は次のとおりである。弁本体に装備された切換弁の操作部材が弁ケースに対して一方向に回転操作されると、弁ケースの開口部内周面に刻設された螺旋溝に係合する往復部材が上昇する。往復部材の上昇に伴って、往復部材の内周部に付設された円筒状のシール部材が連動上昇し、弁ケースの流入口の下部周囲を包囲するように当接する。これにより、流入した原水はシール部材の円筒内部に形成された吐出口への流路を流通し、例えば、シャワー水またはストレート水としてそのまま吐出する。
【００１０】
逆に、弁ケースに対して操作部材が先程とは反対方向に回転操作されると、弁ケースの開口部内周面に刻設された螺旋溝に係合する往復部材が下降する。往復部材の下降に伴って、往復部材の内周部に付設された円筒状のシール部材が連動下降し、弁ケースの流入口の下部周囲から離間する。これにより、流入口の下部に、弁ケース側部に設けられた流出口に連通する流路が形成される。このとき、係合部材がシール部材の内周面に液密に係合して吐出口への流路を閉鎖する。本発明では、この流出口に濾過部が連結されているので、流入した原水は流入口の下部の流路を経て濾過部へ流通し、浄化されて浄水として吐出する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面によって本発明の実施例を詳細に説明する。
本実施例では、例えば家庭の水道蛇口に取り付けられる浄水器を例に採って説明する。なお、本実施例の添付図面は理解の容易のため、特に切換弁を垂直方向に誇張して描いている。図１は実施例に係る浄水器の正面図、図２は浄水器の縦断面図、図３は図２におけるＡ−Ａ矢視断面図、図４は弁本体の分解斜視図である。
【００１２】
図１に示すように、この浄水器１は、流入した原水を２段階の流路に切り換える切換弁を内蔵した弁本体２と、濾材が収納されたカートリッジ（濾過部）３とから構成されている。
【００１３】
図２に示すように、弁本体２のハウジング５の下部には水道蛇口６（以下、単に蛇口ともいう）から受け入れた原水をそのままストレート水として吐出する原水吐出口７や、受け入れた原水を上記カートリッジ３へ供給するための原水取出口（流出口）８を備えている。すなわち、本実施例の弁本体２に装備された切換弁は水道蛇口６からの原水をそのまま利用する原水吐出口７への流路か、カートリッジ３に連通する原水取出口８への流路かを切り換えるためのものである。
【００１４】
図２，図３に示すように、この弁本体２は、水道蛇口６を上下から挟み込んで固定するための側面視コの字形のアーム１０が前記ハウジング５にねじ固定されている。アーム１０の上部に配備された締め付け部材１１のねじ部１１ａをハウジング５の上部からドライバー等でねじ込むことにより取り付けられる。締め付け部材１１の蛇口６との接触部分は首振り式のゴム製で構成され、蛇口６とのフィット性を高めている。
【００１５】
図２ないし図４に示すように、アーム１０の下部には、原水流入口１２をその上部に有する弁ケース１３が固定されている。水道蛇口６の先端に連結される流入口１２の下部には、三角柱状の流路形成部材１４が取り付けられ、流入口１２の上側には環状パッキン１５が嵌め込まれている。弁ケース１３の下部には流入口１２を含んで円筒状の開口部１３ａが突出形成されている。開口部１３ａの内周面には螺旋溝１７が形成されている。弁ケース１３の側部に配備された原水取出口８への流路となる連通孔１８が弁ケース１３の内部に配設されている。
【００１６】
図２，図４に示すように、開口部１３ａの内には、その上端が絞られた円筒形状のシール部材１９を内嵌するスプール軸２０が、その外周面に形成された螺旋状の窪み溝２１と前記螺旋溝１７とが係合摺動するように螺着されている。スプール軸２０の上部外周にはパッキン１６が嵌め込まれている。後に詳述するが、この上下に貫通するシール部材１９の内は、流入原水を原水吐出口７からそのまま吐出するための流路となる。流入口１２の傍らの開口部１３ａの内上面に隙間を設けた状態で、流路形成部材１４の下部にパッキンを介して係合板２２がネジ固定されている。後に詳述するが、この係合板２２は弁ケース１３の開口部１３ａにスプール軸２０が螺着された状態で、シール部材１９の上部内周面と液密に係合したり、あるいは隙間をつくってシール部材１９の内に流路を形成するものである。スプール軸２０の底部には前記原水吐出口７を有する、操作部材としての切換レバー２３がネジ固定されている。この原水吐出口７には金網、合成樹脂網などの整流板２４が配備されている。なお、上記スプール軸２０は本発明に係る往復部材に相当する。
【００１７】
図５は弁ケース１３の開口部１３ａ内でスプール軸２０が上昇変位した状態の弁本体２の縦断面図である。なお、図２に示した弁本体２は開口部１３ａ内でスプール軸２０が下降変位した状態である。
図２，図５に示すように、切換レバー２３（図１，図４参照）の左右方向への回動操作により、スプール軸２０が開口部１３ａ内で螺旋状に回動しながら上下に変位することにより上記２段階の流路を切り換えるようになっている。
【００１８】
すなわち、切換レバー２３が弁ケース１３に対して右側へ回転操作されると、図５に示すように、スプール軸２０が右回転しながら上昇変位する。スプール軸２０の上昇変位に伴って、シール部材１９の上端が流入口１２を包囲するように弁ケース１３の開口部１３ａの内上面に設けた円筒部１３ｂの外周面に当接して、原水取出口８への流路である連通孔１８を閉鎖する。このとき、シール部材１９の内部では、その内周面と係合板２２とに環状の隙間が生じて、この隙間に流入原水が流通してそのまま原水吐出口７から吐出するようになっている。
【００１９】
逆に、切換レバー２３が左側へ回転操作されると、図２に示したように、スプール軸２０が左回転しながら下降変位する。スプール軸２０の下降変位に伴って、シール部材１９も下降して流入口１２の下部周囲における上記円筒部１３ｂの外周面から離間する。このとき、シール部材１９の先絞り上端内周面と係合板２２とが液密に係合し、シール部材１９の内部流路が閉塞される。このとき、流入原水はスプール軸２０の上面と弁ケース１３の内上面とで形成される空間Ｓを経て連通孔１８に流通し原水取出口８へ供給するようになっている。
【００２０】
なお、図４に示すように、前記スプール軸２０の螺旋状の上下移動をサポートするために、切換レバー２３を傾斜案内する案内部２５が弁ケース１３の外周部に突設されている。案内部２５の両端には切換レバー２３の回動操作を規制する制止部２６が突設されている。この案内部２５の傾斜角は、開口部１３ａの螺旋溝１７またはスプール軸２０の窪み溝２１における螺旋状の上下方向での傾斜角に対応している。
【００２１】
次に、図２を参照して濾過用のカートリッジ３について簡単に説明する。
図２に示すように、カートリッジ３は、その容器３０の側部に弁本体２の原水取出口８に接続される原水受入口３１が設けられ、また、その下部には原水受入口３１から取り入れた原水を濾過して浄水として吐出するための濾過水吐出口３２が設けられている。容器３０の内部底面に形成された円筒状突起３３には円筒体３４の下端がＯリング３５を介して嵌入立設され、この円筒体３４の上下端外周面がリング状のフィルター３６で容器３０の内壁面に固定されている。円筒体３４の内部には、複数本の中空糸３７ａの開口両端部を濾過水吐出口３２に対向して設けた逆Ｕ字状の中空糸束層３７が配備されている。中空糸束層３７は、逆Ｕ字状に折り曲げられた複数の中空糸３７ａの開口部のみが開口するように円筒体３４の下部で合成樹脂３８によりポッティングされている。円筒体３４と容器３０の内壁面との間には、例えば粒状活性炭、イオン交換樹脂、キレート樹脂からなる吸着剤層３９が充填されている。また、容器３０の上部には、中空糸束層３７と吸着剤層３９を容器３０内に容易に充填でき、かつ中空糸３７ａの汚れ具合が外部からよく見えるように透明カバー４０が嵌入されている。透明カバー４０の上部には、容器３０と着脱自在に蓋４１が取り付けられている。
【００２２】
以下、弁本体２の原水取出口８とカートリッジ３の原水受入口３１との接続部５０におけるバヨネット機構について説明する。図６は弁本体２からカートリッジ３を取り外した状態の接続部５０におけるバヨネット機構を説明する斜視図であり、図７は弁本体２の原水取出口８の正面図、図８はカートリッジ３の原水受入口３１の正面図である。
【００２３】
図６，図７に示すように、弁本体２の側部の原水取出口８は円筒状の凹部５１となっている。この凹部５１がバヨネット機構の一端を構成している。凹部５１における内周面の開口端部側には切り欠き部５２と、周方向に延びる凹部側張出部５３とがそれぞれ一対ずつ形成されている。凹部５１の奥側にはパッキン５６が嵌め込まれている。
【００２４】
図６，図８に示すように、カートリッジ３の原水受入口３１は、前記凹部５１に差し込めるように円筒状の凸部５４となっている。この凸部５４がバヨネット機構の他端を構成している。つまり、前記凹部５１における一対の凹部側張出部５３のそれぞれ先端部分で形成される内径よりも、凸部５４の外形が若干小径になっている。これに加え、凹部５１の内周面に形成された一対の切り欠き部５２に対して、それぞれに進入可能な一対の凸部側張出部５５が、凸部５４の先端側外周面に形成されている。
【００２５】
図９は弁本体２の凹部５１とカートリッジ３の凸部５４とが結合した状態の接続部５０の断面図である。
図９に示すように、凸部５４が凹部５１に差し込まれて両者が軸芯周りに相対変位されることにより凹部側張出部５３と凸部側張出部５５との対向する面が係合して、弁本体２とカートリッジ３とが結合した状態となる。また、その軸芯周りの逆方向に相対変位されることにより凹部側張出部５３と凸部側張出部５５とが離間して弁本体２とカートリッジ３とが取り外し可能な状態となる。
【００２６】
また、図６に示すように、凹部側張出部５３と係合する凸部側張出部５５の面５５ａは軸方向に傾斜しており、両者の軸方向への相対変位がスムーズになるとともに、互いの係合密着度が向上するようになっている。そして、凸部側張出部５５の端部には凸部５４と凹部５１との軸芯周りの相対変位を規制するストッパ５７が突設されている。この凸部側張出部５５のストッパ５７に凹部側張出部５３の端部が突き当たったときに、両張出部５３，５５が係合するとともに、凸部５４の先端面がパッキン５６に圧接して（図９参照）、凸部５４と凹部５１とが液密状態に係合するようになっている。
【００２７】
図１０，図１１は弁本体２とカートリッジ３との接続部５０の断面図である。これらの図を使って弁本体２とカートリッジ３との接続動作を説明する。
直立姿勢の固定状態にある弁本体２にカートリッジ３を結合するには、第１ステップとして、図１０に示すように、カートリッジ３を略水平姿勢にする。この状態で、原水受入口３１における凸部５４の凸部側張出部５５を、原水取出口８における凹部５１の切り欠き部５２内に挿入する。第２ステップとして、図１１に示すように弁本体２側から見てカートリッジ３を反時計方向に略９０°回転させる。これにより、凹部側張出部５３が、カートリッジ３の凸部基端面と凸部側張出部５５との間に進入する（図６，図９参照）。カートリッジ３が回転変位するにつれて、凸部側張出部５５の傾斜面５５ａに凹部側張出部５３が係合していき、凹部側張出部５３の端部がストッパ５７に当接したところで、弁本体２とカートリッジ３とが液密状態に結合される。このとき、カートリッジ３は略直立姿勢になる（図１１の状態）。このように、弁本体２とカートリッジ３とは単に２ステップのみで一体に結合する。
【００２８】
弁本体２とカートリッジ３とは、上記のようにそれぞれ２ステップで結合可能であるが、逆に取り外すときも、凸部５４と凹部５１とを結合時の軸芯回りとは逆方向に相対変位すれば、２ステップで取り外すことができる。従って、例えば、弁本体２の修理やカートリッジ３の寿命による交換などの際、弁本体２とカートリッジ３とを容易，確実に着脱することができ作業がしやすい。また、接続部５０で水漏れすることはない。
【００２９】
以上のように構成された本実施例の浄水器１において、切換レバー２３の回動操作に伴う流路の切り換わり状態を以下に説明する。
先ず、切換レバー２３が右方向へ回転操作されると、図５に示したように、スプール軸２０が開口部１３ａ内で螺旋状に右回転しながら上昇変位する。スプール軸２０の上昇変位に伴って、円筒状のシール部材１９の上端が流入口１２を包囲するように弁ケース１３の開口部１３ａの内上面における円筒部１３ｂの外周面に当接し、原水取出口８への連通孔１８を封鎖する。このとき、シール部材１９の内部では、その内周面と係合板２２とに環状の隙間が生じて、この隙間に流入した原水がシール部材１９の内部流路を経てそのまま原水吐出口７から吐出する。
【００３０】
逆に、切換レバー２３が左方向へ回転操作されると、図２に示したように、スプール軸２０が開口部１３ａ内で螺旋状に左回転しながら下降変位する。スプール軸２０の下降変位に伴って、シール部材１９も下降して流入口１２の下部周囲における弁ケース１３の内上面から離間する。このとき、シール部材１９の先絞り上端内周面と係合板２２とが液密に係合し、シール部材１９の内部流路が閉塞される。このとき、流入した原水はスプール軸２０の上面と弁ケース１３の内上面とで形成される空間Ｓを経て連通孔１８へ流通し原水取出口８へ供給される。
【００３１】
その後、原水は原水取出口８に接続された濾過用のカートリッジ３に流入する。カートリッジ３に取り入れられた原水は、吸着剤層３９でカルキ、有機物等が吸着され、中空糸束層３７で雑菌、鉄サビ等の微細な不純物が除去される。浄化された原水は濾過水吐出口３２より浄水として吐出する。
【００３２】
このように、弁ケース１３の開口部１３ａに嵌入配備されたスプール軸２０を螺旋状に回動しながら上下に変位させて、流入口１２を開閉する円筒状のシール部材１９の僅かな上下変位によって流路を切り換えることができる。図面上での弁ケース１３の開口部１３ａやスプール軸２０は垂直方向にある程度の厚みを有するように見えるが、流入口１２の下部周囲における弁ケース１３の内上面と係合板２２との隙間を開閉可能な上下のストロークが確保できる厚みがあればよい。したがって、従来に見られる外径の大きい丸棒形状などの弁体が不要となり、特に水道蛇口６より下側における切換弁の厚みを薄く構成することができる。また、流入口１２の下部周囲における弁ケース１３の内上面と係合板２２との隙間での流路が環状に形成されるので、若干の隙間で十分な流量を確保することができる。この切換弁を装備した浄水器１は弁本体２を薄く構成することができ、例えば、流し台での食器洗い等の作業の邪魔にならない。また、洗面所のように水導蛇口６の先端とシンクとの距離が小さい場合であっても高さの高い容器に給水しやすい。
【００３３】
本発明は、以下のように変形実施することができる。
【００３５】
（１）上記実施例ではスプール軸２０を回動操作する切換レバー２３をスプール軸２０の下部に固定して切換弁を構成しているが、別段、スプール軸２０の下部に原水吐出口を形成し、弁ケース１３の開口部１３ａの側壁に、例えば切り欠きを開設し、この切り欠きを介して切換レバー２３をスプール軸２０の側部に連結配備することにより切換弁の厚みを薄く構成してもよい。
【００３６】
（２）上記実施例では、弁本体２の切換弁として、２個の流路を切り換え操作するように構成しているが、本発明はこれに限らず、３個以上の流路を有するものであってもよい。また、切換レバー２３に設けられた原水吐出口７をシャワー水として吐出するように構成してもよい。
【００３８】
（３）上記実施例では、弁本体２とカートリッジ３との接続部５０はバヨネット機構で構成しているが、通常のネジ込み式のものや、フランジ式などの接続機構であってもよい。
【００３９】
（４）上記実施例では、バヨネット機構において、原水取出口８に凹部５１を形成し、原水受入口３１に凸部５４を形成して弁本体２とカートリッジ３とを差し込み接続しているが、これを逆に、原水取出口８を凸部で形成し、原水受入口３１を凹部で形成してバヨネット機構を構成してもよい。
【００４０】
（５）また、上記実施例では、凸部側張出部５５は凸部５４の先端側外周面に一対設けて構成しているが、２対以上設けるとともに、これに係合する凹部側張出部５３や切り欠き部５２も同対設けて構成してもよい。この場合、一対の場合と比べて凸部５４と凹部５１とのそれぞれ軸方向の相対変位の回動角度を小さくすることができる。
【００４１】
（６）また、凸部側張出部５５における凹部側張出部５３との係合面５５ａに傾斜およびストッパ５７を形成しているが、別段、この傾斜面５５ａおよびストッパ５７を凹部側張出部５３に形成してもよい。
【００４２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、弁ケースの開口部内周面に刻設された螺旋溝に係合する往復部材を上下に変位させて、流入口を開閉する円筒状のシール部材の僅かな上下移動によって流路を切り換えるので、従来に見られる外径の大きい丸棒形状などの弁体が不要となり切換弁の厚みを薄く構成することができる。また、流入口の下部周囲における弁ケースの内上面と係合部材との隙間に形成される流路が環状に形成されるので、十分な流量を確保することができる。この切換弁が装備された浄水器は弁本体を薄く構成することができ、例えば、流し台での食器洗い等の作業の邪魔にならない。また、洗面所のように水導蛇口の先端とシンクとの距離が小さい場合であっても高さの高い容器に給水しやすい。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係る浄水器の正面図である。
【図２】浄水器の縦断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ矢視断面図である。
【図４】弁本体の分解斜視図である。
【図５】スプール軸が弁ケースの開口部内で上昇変位した状態の弁本体の縦断面図である。
【図６】弁本体からカートリッジを取り外した状態の接続部におけるバヨネット機構の斜視図である。
【図７】弁本体の原水取出口の正面図である。
【図８】カートリッジの原水受入口の正面図である。
【図９】弁本体の凹部とカートリッジの凸部とが結合した状態の接続部の断面図である。
【図１０】弁本体とカートリッジとの接続部の断面図である。
【図１１】弁本体とカートリッジとの接続部の断面図である。
【図１２】変形例に係る浄水器の縦断面図である。
【符号の説明】
１ … 浄水器
２ … 弁本体
３ … カートリッジ（濾過部）
８ … 原水取出口（流出口）
１２ … 原水流入口
１３ … 弁ケース
１３ａ … 開口部
１７ … 螺旋溝
１９ … シール部材
２０ … スプール軸（往復部材）
２１ … 窪み溝
２２ … 係合板（係合部材）
２３ … 切換レバー（操作部材）

Claims

流入する原水を複数個の流路に切り換える切換弁を装備した弁本体と、前記複数個の流路のうち１個の流路に連通し、流入した原水を濾過する濾過部とを備えた浄水器であって、
前記本体には、水道蛇口を上下から挟み込んで固定するためのアームおよび締め付け部材が備えつけられているとともに、前記切換弁は、その上部に流入口を、その側部に流出口を有し、かつ下方に吐出口を有する開口部が形成され、その開口部内周面に螺旋溝が刻設された弁ケースと、前記弁ケースの螺旋溝に係合して上下動し、内周部に円筒状のシール部材が付設された円筒状の往復部材と、
前記往復部材に連結され、これを回動操作することにより、前記弁ケース内で前記往復部材を上下に変位させて、前記シール部材を上昇させることにより前記流入口の下部周囲を当接包囲してシール部材の内に流路を形成して原水を吐出する状態と、前記シール部材を下降させることにより流入口から離間して流入口の下部に前記流出口に連通する流路を形成して原水を濾過部に流出する状態とをつくる操作部材と、
前記シール部材が流入口から離間した際に、前記シール部材の内周面に係合して前記吐出口への流路を閉鎖する係合部材と、
を備えたことを特徴とする浄水器。