JP4226408B2 - 切換弁及び浄水装置 - Google Patents

Description

この発明は、切換弁及び浄水装置に係り、特に、水栓の吐出部に装着されて使用するのに好適な切換弁及び浄水装置に関する。

一般に、家庭用等の水道水の切換弁は、水栓の吐出部に装着して使用され、水道水をそのまま流すこと、シャワー水を吐出させること、浄水器に導くことを選択的に切換得るように構成されている。そして、シャワー水を吐出させる場合には、シャワー水としての流姿を良好にしたり、シャワー水全体がバランスよく吐出できるようにするため、種々の工夫がなされている。

従来、この種の切換弁としては、例えば第１の従来例として、本体内に分散板が設けられ、シャワー切換時に、水道水が分散板に当たって分散されると共に、その分散板（または整流板）の外周からシャワー板に伝い落ち、シャワー板に設けられた複数の小孔から水道水が流れ出すことで、シャワー水が全体的にバランスよく流れるようにすると共に、流姿が良好になるようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
或いは、第２の従来例としての切換弁は、水道水が本体内を高さ方向に流通する過程で分散できるように本体の内部に分散空間が設けられている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第３１７９３７８号公報（第８頁、図５） 特開平１１−２１７８５８公報（第８頁、図３及び図４）

ところで、上記に示す第１の従来例においては、本体内に分散板が設けられているので、その分だけ部品点数が多くなって組立工数が増大するばかりでなく、分散板を設ける関係上、本体が高さ方向に大きくなり、大型化する問題があった。しかも、シャワー板が本体の下部にパッキンを介して螺着されているので、本体の高さ及び外径寸法がいっそう大きくなり、そのため、元々設置されている水栓の吐出部より排水口が著しく下がってしまう上、炊事の際には切換弁が邪魔になったりするという問題があった。
一方、他の従来例においては、分散板を用いていないので、部品点数及び組立工数についての問題を解消できるものの、本体に水道水を分散できるよう分散空間が設けられているので、その分だけ本体の金型構造が複雑となるなどの問題があった。

この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、その目的は、シャワー時、分散板を用いなくとも、また本体内に分散空間を設けなくとも、シャワー水として良好に機能させて流姿をよくでき、しかも部品点数や組立工数を低減できる切換弁及び浄水装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、この発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、水道水を複数の流路に選択的に切り換える切換機構と、該切換機構を介して導かれた水道水をシャワー水として吐出するシャワー水吐出機構とを備えた切換弁であって、前記シャワー水吐出機構は、前記水道水が導入される本体に、環状の領域に複数の小孔が形成されたシャワー板を設けて構成され、前記切換機構は、前記シャワー板の前記領域の一部に前記水道水を吐出する水道水供給孔を有して構成され、前記シャワー板には、前記環状の領域に前記水道水供給孔からの水道水を受ける第１の無孔領域部が設けられると共に、該第１の無孔領域部から流動する水道水が合流する位置に第２の無孔領域部が設けられていることを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の切換弁において、前記第１の無孔領域部と第２の無孔領域部とは、前記環状の領域内の中心部を中心とする点対称位置に配設されていることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２記載の切換弁において、前記第１の無孔領域部に、突起が設けられていることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれか記載の切換弁において、前記シャワー板の外周部に、該シャワー板が前記本体に取り付けられたとき、シャワー水吐出用の小孔として機能する溝が設けられていることを特徴とする。
請求項５に係る発明は、請求項１から４のいずれか記載の切換弁において、前記本体とシャワー板とのいずれか一方に凹部が設けられると共に、その他方に前記凹部と嵌合する凸部が設けられることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、浄水装置において、請求項１から５のいずれか記載の切換弁を備えてなることを特徴とする。

請求項１に係る切換弁によれば、シャワー板の環状の領域に水道水が吐出されたとき、その水道水が第１の無孔領域部に当たることで分散しながら分岐させるので、水道水が直接下流側に流れるのを防ぐ一方、分散・分岐した水道水が互いに合流することで圧が高くなるものの、高い圧の水道水が第２の無孔領域部によってそのまま放出されるのを防ぐことができるので、シャワー水が全体的にバランスよく流れると共に、そのシャワー水の流姿を良好にすることができる結果、部品点数及び組立工数を低減できて良好なシャワー水として機能させることができ、また、切替弁をより小型化できる効果が得られる。

請求項２に係る切換弁によれば、シャワー板の第１の無孔領域部と第２の無孔領域部とが、環状の領域の中心部を中心とする点対称位置に配設されているので、水道水供給孔からの水道水を分散させることと、高い圧の水道水が放出されるのを防ぐこととの双方を確実に行うことができ、これにより、流姿に優れてかつムラのない良好なシャワー水を的確に実現できる効果が得られる。

請求項３に係る切換弁によれば、第１の無孔領域部に突起が設けられていると、水道水供給孔からの水道水が突起に当たることで水道水の分散をより確実にかつ良好に行わせることができる効果が得られる。

請求項４に係る切換弁によれば、シャワー時、環状の領域から溢れた水道水が、シャワー板の外周部に設けられた溝を経て流出することで、溝がシャワー水を導き出す小孔と同様の機能を果たすので、シャワー板の全体からシャワー水が放出される形態となり、シャワー水としていっそう良好に機能させることができるばかりでなく、シャワー板外周部に本体との螺着部分がなくなるため、外径を小さくすることが可能となることに加え、外観上の見栄えも良くなる効果が得られる。

請求項５に係る切換弁によれば、シャワー板と本体とのいずれか一方に凹部が、かつ他方に凸部がそれぞれ設けられていると、例えば、切換弁の清掃のために本体からシャワー板が取り外された後、該シャワー板を本体に取り付けることとなるが、その際、凹部と凸部が嵌合することで、本体に対してシャワー板を位置決めすることができるので、本体とシャワー板との組立を簡単に行うことができ、両者の組立を良好に行うことができる効果が得られる。

請求項６に係る浄水装置によれば、請求項１から５のいずれか記載の切換弁を備えることで構成されるので、良好なシャワー性能が得られる浄水装置を提供できる効果が得られる。

以下、図面を参照し、この発明の実施例について説明する。図１から図６はこの発明の一実施形態に係る切換弁を示す図であって、図１は切換弁を示す水平断面の平面図、図２は同じく縦断面の正面図、図３は切換弁の底面図、図４は切換機構の切換レバーの動作を示す説明用側面図、図５はシャワー板を示す上から見た説明図、図６は本体とシャワー板との関係を示す下方から見た要部の説明用斜視図である。
図１から図４において、符号１０は切換弁であり、符号１１は主要構成要素の本体である。本体１１は、中心軸が鉛直方向に沿う概略円筒状をなすものであって、図２に示すように、その上部に図示しない水栓と接続するための接続部１２が形成され、接続部１２にシールパッキン１３が装着されると共に、接続部１２の外周に回転リング１４が螺着されている。そして、水栓の吐出部（図示せず）が回転リング１４に挿入されてシールパッキン１３と当接したとき、前記吐出部を接続部１２に密接させた状態で回転リング１４によって締め付けることで、水栓に切換弁１０が装着されるようになっている。なお、接続部１２の内部において、シールパッキン１３と本体１１の流路１２ａとの間にフィルタ３３が設けられている。

この本体１１には、切換機構１５が備えられている。切換機構１５は、図１及び図２に示すように、本体１１内に軸周りに回転自在に設けられたロータ１６と、該ロータ１６を回動させる操作レバー１７とを有している。ロータ１６は、内部を中空とする円柱状をなしており、本体１１内に設けられた収納空間１８に対し、本体１１の中心軸と直交する方向に回転自在、つまり水平軸周りに回転自在に納入されている。

ロータ１６の外周部には図２に示すように切欠き１９が設けられると共に、水道水供給孔２０が設けられている。切欠き１９は、詳細に図示していないが、ロータ１６の外周部において接続部１２の流路１２ａと対応する位置が周方向に沿い長孔形状に切り除かれることでロータ１６の内外が連絡されている。供給孔２０は、ロータ１６の外周部において切欠き１９から離れた位置、即ち、図２において切欠き１９から右側にずれた位置に穿設された孔からなっており、これによってもロータ１６の内外が連絡されている。

操作レバー１７は、図１及び図３に示すように、Ｕ字状の板体をなしており、その開口する両端部１７ａ、１７ｂ間に本体１１を挟み込める程度の大きさからなっている。そして、図１及び図２に示すように、操作レバー１７の一端部１７ａがロータ１６の軸方向の一端に突設された軸部２１とタッピングネジ２３によって連結されると共に、他端部１７ｂが本体１１に設けられた他側部２２とタッピングネジ２４によって取り付けられている。これにより、操作レバー１７が本体１１に対し、図４に示す位置Ａ〜位置Ｃのように鉛直方向に回動操作されると共に、その回動操作に伴って本体１１内でロータ１６が軸周りに回動するようになっている。
そのため、ロータ１６は、図１及び図２に示すように、本体１１の収納空間１８内に軸受部２５によって回転自在に支承されている。軸受部２５は、図１に示すようにタッピングネジ２５ａによって本体１１に取り付けられている。

そして、操作レバー１７の操作によってロータ１６が回動操作されたとき、水栓からの水道水が、原水吐出機構３０と、浄水供給機構４０と、シャワー水吐出機構５０との三方に導かれるようになっている。

原水吐出機構３０は、図２に示すように、本体１１の下部中央部に下方に向けて開口された流路３１が形成され、操作レバー１７が図４において位置Ａに操作されたとき、ロータ１６の切欠き１９の長さ方向の一端側が流路１２ａと連絡すると共に、切欠き部１９の長さ方向の他端側と流路３１が連絡することで、水栓からの水道水をそのまま本体１１の下方に放出させるようになっている。なお、流路３１にはフィルタ３２が設けられている。

浄水供給機構４０は、図１に示すように、本体１１の側部に流路４１を有する導出部４２が突設され、該導出部４２の先端がこれに螺着された接続ナット４３によって図示しない浄水器と接続されるようになっている。
この浄水供給機構４０は、操作レバー１７が図４において位置Ｃに回動操作されたとき、ロータ１６の切欠き１９の長さ方向の一端側が導出部４２と連絡すると共に、切欠き１９の長さ方向の他端側が本体１１の流路１２ａ（図２参照）と連絡することで、水栓からの水道水がロータ１６内に入り込み、かつロータ１６の内部から導出部４２の流路４１を経て浄水器に導かれるようになっている。

シャワー水吐出機構５０は、図２に示すように、本体１１の下部に取り付けられたシャワー板５１を有しており、操作レバー１７が図４において位置Ｂに操作されたとき、水栓からの水道水がロータ１６の切欠き１９からロータ１６内に至り、かつ水道水供給孔２０からシャワー板５１に吐出されることで、シャワー板５１からシャワー水を放出させるようになっている。そのため、シャワー板５１は、図５に示すように、環状の領域５２が形成されると共に、その領域５２内に小孔５３が複数穿設されている。シャワー板５１において、環状の領域５２の中央部は、原水吐出機構３０の流路３１に対応して挿通壁５１ｂが設けられ、該挿通壁５１ｂと外周壁５１ａとによって環状の領域５２が形成されている。

従って、この切換弁１０は、操作レバー１７が位置Ａにあると、本体１１内に流入した水道水が、ロータ１６内をそのまま下方に真直流通してシャワー板５１の中央部を経ることで原水として供給され、また、操作レバー１７が位置Ｃにあると、本体１１内に流入した水道水が、ロータ１６の内部を通り、かつ該ロータ１６の内部から流路４１に導かれることで浄化可能とされ、更に、操作レバー１７が位置Ｂにあると、本体１１内に流入した水道水が、ロータ１６の内部を通り、かつ水道水供給孔２０を経てシャワー板５１に導かれることでシャワーとして放出され、かくして水道水が選択的に導かれるようになっている。なお、図４において、操作レバー１７の位置Ｂから位置Ａ及び位置Ｃまでの回動角度は、共に同様の角度αからなっているが、違う角度であってもよいのは勿論である。

この実施形態においては、図５に示すように、シャワー板５１の前記領域５２に第１の無孔領域部５４及び第２の無孔領域部５５（いずれも鎖線にて囲んだ部分）がそれぞれ設けられている。
第１の無孔領域部５４は、シャワー板５１の環状の領域５２内において、水道水供給孔２０と対向する位置に設けられてあって、小孔が何等存在せず、しかも水道水供給孔２０の面積と同じであるか或いは広い領域をなしている。従って、シャワー時、水道水が水道水供給孔２０を経て第１の無孔領域部５４に当たった後、そこから環状の領域５２に沿って両側方向に流動するようになっている。

この第１の無孔領域部５４には、水道水供給孔２０と対応する位置に突起５６が設けられている。この突起５６は、図２に示すように、シャワー時、水道水供給孔２０から吐出された水道水が当たることで、水道水をより確実に分散させるようになっている。

第２の無孔領域部５５は、シャワー板５１の環状の領域５２内において、該領域５２の中心部を中心とする点対称位置に設けられており、第１の無孔領域部５４と同様に小孔が何等存在しない領域をなしている。これは、水道水が第１の無孔領域部５４に当たって両側方向に流動し、第２の無孔領域部５５で合流するが、その際、合流することで高くなる圧の水道水がそのまま放出されるのを防ぐためである。

また、シャワー板５１の外周部には溝５７が設けられている。溝５７は、シャワー板５１の外周壁５１ａの外周部において、軸方向に沿って形成されたＶ字状をなしており、しかも周方向に渡り所定の間隔で複数設けられている。この溝５７は、本体１１の下部にシャワー板５１が取り付けられたとき、即ち、図２に示すように、本体１１の下部に設けられたシャワー板取付部１１ａ内にシャワー板５１が挿入されて取り付けられたとき、そのシャワー板取付部１１ａとの間で小孔５３と同様に機能することでシャワー水吐出孔として機能するようになっている。
従って、シャワー板５１に水道水が吐出されたとき、環状の領域５２から溢れ出した水道水が溝５７を伝い落ちることでシャワー水をなすようにしている。

更に、シャワー板５１及び本体１１には位置決め機構としての凹部５８及び凸部５９が設けられている。即ち、図６に示すように、シャワー板５１の外周壁５１ａの上部にその一部を凹ませて形成された凹部５８が設けられる一方、本体１１のシャワー板取付部１１ａには、凹部５８と嵌合する凸部５９が軸方向に突設され、シャワー板取付部１１ａにシャワー板５１を取り付けるとき、凹部５８と凸部５９との嵌合によって本体１１に対するシャワー板５１の取り付け位置を位置決めできるようになっている。
そして、このような切換弁１０の浄水供給機構４０の導出部４２に、図示しない浄水器が接続されることで浄水装置が構成される。

このようなシャワー板５１は、本体１１のシャワー板取付部１１ａ内に軸方向に沿って挿入された後、図３に示すようにタッピングネジ６０によって締結されることで本体１１に取り付けられる。そのため、シャワー板５１には、図５に示すように、ねじ挿通孔６１が設けられると共に、本体１１には、図６に示すように、流路３１を形成する壁１１ｂの両側部にネジ孔６２が刻設されている。

なお、図２に示すように、本体１１の前記壁１１ｂとシャワー板５１の挿通壁５１ｂ間にＯリングが２８が設けられている。また、本体の収納空間１８と軸受部２５との間、及び軸受部２５と軸部２１との間にもＯリング２９がそれぞれ設けられている。
更に、図２に示すように、操作レバー１７の一端部１７ａの内側には、本体１１の軸受部２５に向かうようコイルバネ２６で付勢されたクリック棒２７が設けられている。そして、操作レバー１７が図４に示す位置Ａ〜Ｃに回動操作されたとき、それに伴いクリック棒２７が軸受部２５にそれぞれ設けられた凹部（符示せず）に係合し、操作レバー１７が停止されることで、いわゆる操作レバー１７のクリック機構をなしている。

このような構成の切換弁１０は、主要構成部品が、つまり、本体１１と切換機構１５のロータ１６及び操作レバー１７とシャワー水吐出機構５０のシャワー板５１とが合成樹脂によって構成されている。

この実施形態の切換弁１０は、上記のように構成されているので、次に、その動作について以下に説明する。
切換弁１０は、予め、図示しない水栓が本体１１の接続部１２に挿入され、回転リング１４によって締結されることで水栓の吐出部に装着されている。この場合、図示しない水栓が開栓されているものとする。

この状態にあるとき、利用者により切換機構１５の操作レバー１６が図４に示す位置Ａの方向に回動操作されると、水栓からの水道水が本体１１から切換機構１５のロータ１６を経てそのまま真直流通することで、シャワー板５１の挿通壁５１ｂを通って下方に導かれ、また操作レバー１６が位置Ｃの方向に回動操作されると、水栓からの水道水が浄水供給機構４０の流路４１を経ることで浄水器に導かれ、更に、操作レバー１６が位置Ｂの方向に回動操作されると、図２に示すようになり、水栓からの水道水がシャワー水吐出機構５０に導かれ、シャワーが得られることとなる。

上記シャワー時、水栓からの水道水がロータ１６の水道水供給孔２０からシャワー水吐出機構５０に送り出されると、その水道水が、まずシャワー板５１の環状の領域５２に吐出される。
このとき、水道水がシャワー板５１の前記領域５２に設けられた第１の無孔領域部５４によって受け止められるので、水道水が分散すると共に、該無孔領域部５４から前記領域５２の通路に沿い二方向に分岐して流動する。その後、分散・分岐して流動する水道水が互いに合流することで水道水の圧が高くなるおそれが生じるものの、その際、シャワー板５１の前記領域５２内において、水道水が合流する部分に第２の無孔領域部５５が設けられているので、高くなった圧の水道水がそのまま放出されることがない。

従って、この実施形態の切換弁１０は、シャワー板５１の環状の領域５２に水道水が吐出されたとき、その水道水が第１の無孔領域部５４に当たることで分散させながら分岐させるので、水道水が直接下流側に流れるのを防ぐ一方、分散・分岐した水道水が互いに合流することで圧が高くなるものの、高い圧の水道水が第２の無孔領域部５５によってそのまま放出されるのを防ぐことができるので、シャワー水が全体的にバランスよく流れると共に、そのシャワー水の流姿を良好にすることができ、水道水を良好なシャワー水として機能させることができる。

その結果、第１の従来例のように分散板を用いることや、第２の従来例のように本体の内部に分散空間を設ける必要がないので、部品点数及び組立工数を減らすことが可能となるとともに、切換弁を小型化でき、また、本体の金型構造が複雑になるおそれもない。

しかも、シャワー板５１の第１の無孔領域部５４と第２の無孔領域部５５とが、環状の領域５２の中心部を中心とする点対称位置に配設されているので、水道水供給孔２０からの水道水を分散させることと、高い圧の水道水が放出されるのを防ぐこととの双方を確実に行えるので、流姿に優れてかつムラのない良好なシャワー水を的確に実現することができる。
また、第１の無孔領域部５４に突起５６が設けられていると、水道水供給孔２０からの水道水が突起５６に当たることで水道水の分散を確実にかつ良好に行わせることができる。

一方、シャワー板５１の外周壁５１ａの外周部に溝５７が設けられていると、環状の領域５２から溢れた水道水が溝５７を経て流出し、溝５７がシャワー水を導き出す小孔５３と同様の機能を果たすので、下方から見たとき、概略的にシャワー板５１の全体からシャワー水が放出される形態となり、シャワー水としていっそう良好に機能させることができるばかりでなく、シャワー板外周部に本体との螺着部分がなくなるため、外径を小さくすることが可能となることに加え、外観上の見栄えも良くなる。

また、シャワー板５１に凹部５８が、本体１１に凸部５９がそれぞれ設けられているので、例えば、切換弁１０の清掃のために本体１１からシャワー板５１が取り外された後、該シャワー板５１を本体１１に取り付けることとなるが、その際、凹部５８と凸部５９が嵌合することで、本体１１に対してシャワー板５１を位置決めできるので、本体１１とシャワー板５１との組立を簡単に行うことができ、両者の組立を良好に行うことができる。

なお更に、切換機構１５の操作レバー１７が、本体１１の高さ方向と略同程度の範囲で回動操作されるので、本体１１から広い範囲で動作することがなくなり、そのため、操作レバー１７が炊事の際などに邪魔になることがなくなると共に、その回動操作の範囲内で減水吐出機構３０と浄水供給機構４０とシャワー水吐出機構５０との三方向に確実に水道水を導くことができる。

そして、このような切換弁１０の浄水供給機構４０に図示しない浄水器が接続されることで、浄水装置が構成されるので、シャワー時に良好なシャワー性能が得られる浄水装置を提供することができる。

なお、上記の実施形態において、本体１１にシャワー水吐出機構４０の他、前述したように原水吐出機構３０と浄水供給機構４０と切換機構１５とがそれぞれ設けられているが、これら原水吐出機構３０と浄水供給機構４０と切換機構１５との具体的構造は図示例に限定されるものではなく、例えば、蛇口直結型浄水器に組み込んでもよい。要は、所期の機能が得られればよい。

この発明の一実施形態に係る切換弁を示す水平断面の平面図である。 同じく切換弁を示す縦断面の正面図である。 同じく切換弁を示す底面図である。 切換機構の切換レバーの動作を示す説明用側面図である。 シャワー板を示す上から見た説明図である。 切換弁の本体とシャワー板との関係を示す下方から見た要部の説明用斜視図である。

符号の説明

１０ 切換弁
１１ 本体
１５ 切換機構
３０ 原水吐出機構
４０ 浄水供給機構
５０ シャワー水吐出機構
５１ シャワー板
５２ 環状の流路
５３ 小孔
５４ 第一の無孔領域部
５５ 第２の無孔領域部
５６ 突起
５７ 溝
５８ 凹部
５９ 凸部

Claims (6)

1. 水道水を複数の流路に選択的に切り換える切換機構と、該切換機構を介して導かれた水道水をシャワー水として吐出するシャワー水吐出機構とを備えた切換弁であって、
   前記シャワー水吐出機構は、前記水道水が導入される本体に、環状の領域に複数の小孔が形成されたシャワー板を設けて構成され、
   前記切換機構は、前記シャワー板の前記領域の一部に前記水道水を吐出する水道水供給孔を有して構成され、
   前記シャワー板には、前記環状の領域に前記水道水供給孔からの水道水を受ける第１の無孔領域部が設けられると共に、該第１の無孔領域部から流動する水道水が合流する位置に第２の無孔領域部が設けられていることを特徴とする切換弁。
2. 請求項１記載の切換弁において、
   前記第１の無孔領域部と第２の無孔領域部とは、前記環状の領域内の中心部を中心とする点対称位置に配設されていることを特徴とする切換弁。
3. 請求項１又は２記載の切換弁において、
   前記第１の無孔領域部に突起が設けられていることを特徴とする切換弁。
4. 請求項１から３のいずれか記載の切換弁において、
   前記シャワー板の外周部に、該シャワー板が前記本体に取り付けられたとき、シャワー水吐出用の小孔として機能する溝が設けられていることを特徴とする切換弁。
5. 請求項１から４のいずれか記載の切換弁において、
   前記本体とシャワー板とのいずれか一方に凹部が設けられると共に、その他方に前記凹部と嵌合する凸部が設けられることを特徴とする切換弁。
6. 請求項１から５のいずれか記載の切換弁を備えてなることを特徴とする浄水装置。

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