JP6180144B2 - 樹脂製止水弁カートリッジ、樹脂製止水弁カートリッジの装着構造、並びに、水栓の止水構造 - Google Patents
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Description
まず、図9を参照して、本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジの装着対象(相手側部材)である弁収容部120について説明する。弁収容部120は、給水栓等の水栓において止水弁カートリッジを取り付け、当該止水弁カートリッジによる止水弁動作によって内部の通水を通水及び止水する部材である水栓本体100の略円筒状の周壁110の所定部位に一体的形成される。弁収容部120は、周壁110の軸方向と直交する方向に所定軸長で突出する略円筒状の装着部121を備えている。装着部121は、所定内径及び所定外径を有して(当該内外径差に対応する)所定厚みを有する略円筒状をなし、挿着部121の内周面には、その軸方向全長にわたって雌螺子122が螺刻形成されている。また、基部121の内周面において周方向に所定角度を置いた位置(図示の例では180度の角度を置いた位置)には、それぞれ、(対をなすよう)嵌合溝123が形成されている。各嵌合溝123は、所定幅(一定幅)及び所定深さを有し、基部121の軸方向に沿って基部121の全長を延びる(即ち、基部121の外端縁から内端縁まで延びる)直線溝状をなしている。よって、基部121の内周面においては、前記一対の嵌合溝123が設けられる部分には、雌螺子122は設けられておらず、嵌合溝123を設ける部分において雌螺子122が周方向に分割(詳細には、2個の嵌合溝123により等間隔となるよう二分割)されている。
次に、本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジの全体構成について説明すると、図1〜図3に示すように、本実施の形態に係る樹脂製止水弁カートリッジは、構成部品として、カートリッジ筐体としてのハウジング10、ハウジング10の下側キャップとしての支持キャップ20、カートリッジ軸としての栓棒30、通水動作(開弁動作)及び止水動作(閉弁動作)を行うための弁部材40としての可動ディスク41及び固定ディスク45、ハウジング10の上側キャップとしての固定キャップ50、並びに、固定キャップ50の抜け止めを行うための止めリング61とを備えている。ハウジング10は、前記栓棒30及び弁部材40からなる弁機構部品を収容するためのものであり、軸方向一端(上端)及び軸方向他端(下端)をそれぞれ開口とした全体として段付きの円筒状類似の外観を有している。ハウジング10は、全ての部分が、各種合成樹脂材料中で相対的に高い強度特性を有する所定の合成樹脂材料、好ましくは、ポリフェニレンサルファイド(PPS)樹脂からなり、当該合成樹脂材料を使用して、所定形状(所定内外形状及び所定断面形状)となるよう、所定の成形技術(好ましくは、所定の金型接合技術を使用した射出成形技術)により全体が一体成形されている。また、支持キャップ20は、ハウジング10の下端に螺子止めにより装着されるようになっている。
図4(a)に示すように、ハウジング10は、前記所定の合成樹脂材料を射出成形等することにより、円筒状の栓棒挿着部11、突起付円筒状の嵌合部12、円筒状のOリング装着部14、穴あき円筒状の通水部15、及び、円筒状の支持キャップ取付部16が、それぞれ、この順で同軸上に延びるよう一体成形され、前記所定形状の段付き円筒状の一体成形物となっている。詳細には、図4に示すように、栓棒挿着部11は、所定内径及び所定外径を有して所定厚みとなる所定長さ(所定軸長)又は所定高さの単純円筒状をなし、その先端の外周面側を面取りしている。嵌合部12は、栓棒挿着部11よりも大径の円筒状をなしている。詳細には、嵌合部12は、栓棒挿着部11の外径とほぼ同一の所定内径を有する所定厚みの短軸突起付円筒状又は突起付円形リング状をなし、その突起部分以外の主要部分では、その主要部分の厚みに対応する所定外径を有している。なお、図12に示すように、栓棒挿着部11の内周面及び嵌合部12の内周面は、それぞれ、(各々の内径に対応する直径の)単純円柱状の面を形成している。また、嵌合部12は、栓棒挿着部11の下端で外方に円形リング状に張り出す外形(意匠的外観)を有している。そして、前記栓棒挿着部11の内周面の下端と嵌合部12の内周面の上端との間には、両者の内径の差異に応じた段差部が形成され、かかる段差部における嵌合部12の内周面の上端位置に、前記両者の内径の差異に相当する(嵌合部12の半径方向における)所定幅の円形リング状の平坦面となる段差面が形成されている。ここで、嵌合部12は、前記弁収容部120の基部121の内周面(正確には、基部121の雌螺子122の頂点位置)にほぼ当接状態で基部121内に収容配置される部分であり、その外径は、基部121の内周面の内径(正確には、基部121の雌螺子122の頂点間の直径)とほぼ同一又は若干小さな径となっている。
支持キャップ20は、ハウジング10の支持キャップ取付部16の下端の円形開口に螺入及び螺退して着脱される。詳細には、図3及び図4に示すように、支持キャップ20は、前記所定の合成樹脂材料を射出成形等することにより、円形リング状又は短円筒状の基部21と、基部21の上端側において基部21より小径の円形リング状又は短円筒状をなす螺着部22とを同軸状に一体形成した段付き円筒状又は段付きリング状に一体形成されている。基部21は、ハウジング10の支持キャップ取付部16の外径より若干小径の所定外径を有する円形リング状である。基部21の外周面には、その周方向に沿って、OリングR2を外嵌して挿着するためのOリング溝(図示略)が形成されている。基部21のOリング溝には、OリングR2が弾性的に外嵌して装着されている。螺着部22は、前記ハウジング10の支持キャップ取付部16の内径に対応する所定外径を有する円形リング状であり、螺着部22の外周面には、その軸方向の全長にわたって、支持キャップ取付部16の雌螺子16aと螺合する(即ち、雌螺子16aに対して螺入及び螺退自在な)雄螺子22bが螺刻形成されている。また、螺着部22の内端面(上端面)は、円形リング状の平坦面であり、当該内端面には、その周方向に沿って、OリングR3を密嵌して挿着するためのOリング溝(図示略)が形成されている。基部21のOリング溝には、OリングR3が密嵌して装着されている。
栓棒30は、前記所定の合成樹脂材料を射出成形等することにより、円筒状又は円柱状のスプライン嵌合部31、肉厚円筒状の(又は中心軸部分を中空とした)円柱状の挿着部32、及び、異形円筒状の駆動部33が、それぞれ、この順で同軸上に延びるよう一体成形され、前記所定形状の段付き異形円筒状の一体成形物となっている。詳細には、図5に示すように、スプライン嵌合部31は、所定外径の(外周面に多数のスプライン溝を形成した)スプラインシャフト状をなし、所定軸長を有して、図10に示すような弁収容部120のハンドル130にスプライン嵌合され、ハンドル130による正逆方向への回転駆動力を伝達し、栓棒30を正逆方向に回転するようにている。スプライン嵌合部31には、中心軸に沿って雌螺子31aが螺刻形成され、(弁収容部に装着した)樹脂製止水弁カートリッジにハンドル130を固定する際に、前記スプライン嵌合部31の雌螺子31aに対応する雄螺子(図示略)を螺入することにより、ハンドル130を止水弁カートリッジに軸方向への移動不能に固定するようになっている。また、スプライン嵌合部31の外径(スプライン加工によるスプライン溝間の180度離間した対向角度位置にある突条の頂点間を結ぶ直径)は、ハウジング10の栓棒挿着部11の内径より所定寸法だけ小さい径とされ、スプライン嵌合部31をハウジング10の栓棒挿着部11に遊嵌して挿入自在となっている。更に、挿着部32の外径は、スプライン嵌合部31の外径よりも若干大径の所定外径とされると共に、ハウジング10の栓棒挿着部11の内径と同一又はほぼ同一の径とされて、挿着部32をハウジング10の栓棒挿着部11に軸方向への摺動自在かつ周方向への回動自在となるよう嵌合して挿入自在となっている。挿着部32の先端側(上端側)において基端から軸方向に所定距離を置いた位置(或いは、先端から所定距離を置いた位置)には、その周方向全体にわたって、所定深さを有する円形リング溝状をなす嵌合溝32aが形成されている。
弁部材40は、ハウジング10の軸方向一端部である円筒部16の内部空間に収容して内装されるものである。詳細には、弁部材40は、図3及び図12に示すように、セラミックディスクからなる可動ディスク41と、セラミックディスクからなる固定ディスク45とから構成されている。前記可動ディスク41及び固定ディスク45は、ハウジング10の通水部15及び支持キャップ取付部16(正確には支持キャップ取付部16の上端側部分又は上半部)の内部空間において定位置に収容配置され、可動ディスク41が、ハウジング10に挿着した栓棒30の先端に前記係合突起34を介して駆動連結されて正逆回転自在とされ、下動ディスク41が、固定ディスク45と協働して、通水部15内で開弁動作及び閉弁動作を選択的に行うようになっている。
詳細には、図6に示すように、可動ディスク41は、所定中心角度(約90度)の扇板状をなす2つの同一形状の扇状部41xを、180度の角度を置いて対向させて対称配置した状態で、それらの中心側を、所定寸法の小板状をなす中心部41yによって互いに連結した所定の異形状をなしている。可動ディスク41の幅方向両側には、それぞれ、前記2つの扇状部41xの対向側面(2側面)及び中心部41yの幅方向の側面によって、平面略二等辺三角形状又は扇状の通水凹部41aが形成されている。この一対の通水凹部41aは、それぞれ、前記扇状部41xの中心角度に対応する中心角度(約90度)を有し、可動ディスク41において一対の扇状部41xと直交する方向に対称配置されている。なお、扇状部41xと中心部41の厚みは同一であり、可動ディスク41の厚さ方向両側面は(上面側に係合凹部41bが設けられる点を除いて)平坦面となっている。また、使用状態における可動ディスク41の他側面(図6(b)中の下面)は、固定ディスク45の一側面(上面)と密接する研磨面とされ、高い平滑度及び低い摩擦抵抗を有している。
図7に示すように、固定ディスク45は、全体として、可動ディスク41の直径(2つの扇状部41x間の直径)と同一直径の円盤状をなしている。更に、使用状態における固定ディスク45の他側面側(図7(c)中の下面側)において、円形の外周縁部の内側には、一対の傾斜面46が形成されている。図7(d)に示すように、一対の傾斜面46は、固定ディスク45の外周縁部の内部円形部分を直径方向に延びる線で二分割した構成であり、各傾斜面46は半円板状の傾斜面となっている。即ち、固定ディスク45の厚さ方向一側面は、外周縁部内において、一対の傾斜面46をそれらの円弧の弦部分(直径部分)で接合した構成となっており、また、一対の傾斜面46は、それらの接合線から当該接合線と直交する方向(直径方向)に向かって内方(傾斜面46と反対側の面へ沈む方向)へと所定角度で傾斜している。一方、図7(a)に示すように、使用状態における固定ディスク45の一側面(図7(c)中の上面)は、円形の平坦面とされると共に、可動ディスク41の他側面(下面)と密接する面であり、可動ディスク41の他側面と同様の研磨面とされて、高い平滑度及び低い摩擦抵抗を有している。
固定キャップ50は、ハウジング10の栓棒挿着部11に着脱自在に外嵌されるよう構成されている。詳細には、図3及び図8に示すように、固定キャップ50は、前記所定の合成樹脂材料を射出成形等することにより、円形リング状又は短軸円筒状の基部51と、基部51の軸方向一端側(下端側)の外周面に螺刻形成された雄螺子52と、基部の上端を覆う円形リング板状の上壁53とからなり、全体が有底円筒状又は円形外螺子付キャップ状となるよう一体形成されている。基部51は、ハウジング10の栓棒挿着部11の外径と同一の所定内径を有し、基部51の内周面は栓棒挿着部11の外周面と摺動自在に密接する円筒状の内周面となっている。また、基部51の内周面の全軸長(高さ寸法)は、ハウジング10の栓棒挿着部11の外周面の全軸長(高さ寸法)と同一に設定され、固定キャップ50をハウジング10の上端から外嵌すると、基部51の内周面が栓棒挿着部11に摺動自在に密接して外嵌され、かつ、基部51の下端面が栓棒挿着部11と嵌合部12との間の外周側の段差面に当接し、かつ、上壁53の下面が栓棒挿着部11の上端面と当接するようになっている。更に、基部51の外径は、弁収容部120の装着部121の外径と同一の外径を有し、基部51を装着部121に装着したときに、基部51の外周面が装着部121の外周面と面一の円筒面を形成しるようになっている。雄螺子52は、基部51の下端側の所定軸長部分(例えば、約1/2の軸長部分であって、基部51の下半部)に形成され、弁収容部120の雌螺子122と螺合自在な雄螺子形状となるよう形成されている。よって、基部51は、基端側の所定軸長部分(例えば、約1/2の軸長部分であって、基部51の基端側の半部又は上半部)である円筒状部分(即ち、固定キャップ50の回動時の把持部分)と、下端側の所定軸長部分(例えば、約1/2の軸長部分であって、基部51の先端側半部又は下半部)である雄螺子52部分とからなる構成とされている。なお、基部51の基端側の所定長部分の外周面には、固定キャップ50回動時の滑り止め用等の目的で凹凸加工が施されている。
上記のように構成された本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジを組み立てるには、図3に示す完全分解状態から、栓棒30をハウジング10の下端開口から挿入して装着した後、可動ディスク41をハウジング10の下端開口から挿入して通水部15に配置し、かつ、栓棒30の係合突起34を可動ディスク41の係合凹部41bに嵌合して、栓棒30を可動ディスク41と駆動連結する。更に、固定ディスク45をハウジング10の下端開口から挿入して可動ディスク41に当接させ、ハウジング10の支持キャップ取付部16内に収容配置した後、支持キャップ20をハウジング10の下端に螺着して固定する。これにより、図8(a)に示すように、固定キャップ50を除いて、樹脂製止水弁カートリッジの全部品が組立てられた状態となる。この後、固定キャップ50をハウジング10の上端から外嵌し、この状態で固定リング50の上壁53の上面の直上位置にある栓棒30の嵌合溝32aに止めリング61を密嵌することで、固定キャップ50をハウジング10の上端側に取り付ける。これにより、図8(b)に示すように、すべての構成品が組立てられた本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジを得ることができる。
上記のように組立てた樹脂製止水弁カートリッジを水栓本体100の弁収容部120に組み付けるには、作業者が樹脂製止水弁カートリッジを手指により把持し、図9に示すように、樹脂製止水弁カートリッジの支持キャップ20側を弁収容部120の装着部121の先端開口から挿入し、ハウジング10の嵌合部12を挿着部121内(雌螺子122により包囲される空間内)に挿入すると共に、一対の嵌合突起13を挿着部121の一対の嵌合溝123にそれぞれ嵌合する。このとき、嵌合突起13を、装着部121の嵌合溝123に対向する位置に位置決めし、嵌合溝123に沿って嵌合突起13を案内しながら嵌合溝123内に摺動して挿入及び嵌合していくことで、嵌合部12を装着部121の内部へと軸方向に進入させていく。すると、固定キャップ50の基部51の先端(正確には、雄螺子52の最外側位置部分)が、装着部121の先端(正確には、雌螺子122の最外側位置部分)に当接したとき、嵌合部12が装着部121内に完全に収容された状態になるが、このとき、固定キャップ50の全体は、装着部121の外側に露出した状態(正確には、基部51の先端位置が装着部121の先端位置と一致する状態)にある。この状態では、固定キャップ50の雄螺子52を装着部121の雌螺子122に螺入する準備状態となっており、この状態から、作業者が、手指により固定キャップ50を時計回り方向に回転して、雄螺子52を装着部121の雌螺子122に螺合及び螺入していくと、固定キャップ50の基部51の先端側半部(雄螺子52を形成した部分)が、装着部121の内部へと軸方向に進入すると共に、これに伴い、固定キャップ50に対して軸方向への移動不能に固定されているハウジング10及び栓棒30も、装着部121の内部へと軸方向に進入する。そして、作業者が、手指によって固定キャップ50の雄螺子52を装着部121の雌螺子122に完全に螺入し終えた時点で、基部51の基端側半部の把持部分の先端が、装着部121の先端と当接し、固定キャップ50の装着部121への螺入締結が完了する。これにより、図10に示すように、(工具を使用することなく作業者の手指の力のみによる)弁収容部120に対する樹脂製止水弁カートリッジの組付けが完了する。
次に、上記のように構成された本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジの弁動作について説明する。まず、本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジは、図10に示すように、弁収容部120に装着した状態で、その外側からハンドル130を嵌合して固定することで、当該ハンドル130を介して弁動作を行うようになっている。詳細には、弁収容部120のハンドル130の(内周面にスプライン溝を形成した円筒状をなす)嵌合部を栓棒30のスプライン嵌合部31にスプライン嵌合し、ハンドル130の嵌合部の先端に設けた螺子挿通孔をスプライン嵌合部31の雌螺子31aに対向させて、その挿通孔を介して所定の雄螺子をスプライン嵌合部31の雌螺子31a螺入することにより、ハンドル130を栓棒30に対して固定する。これにより、ハンドル130が、止水弁カートリッジに対して軸方向への移動不能及び正逆回転方向への相対回動不能に固定され、その後、(ハンドル130にキャップを嵌合して最終的な外観意匠とすることで)樹脂製止水弁カートリッジに対するハンドル130の組付け作業が完了する。そして、これにより、使用者がハンドル130を正方向(図10中の矢印方向及び図11中の時計回り方向)又は逆方向(図11中の反時計回り方向)のいずれかに回転することで、その回転トルクを栓棒30に駆動伝達し、栓棒30を介して可動ディスク41を固定ディスク45に対して所定の角度範囲内で相対的に回動し、可動ディスク41と固定ディスク45との間で所定の開弁動作及び閉弁動作を行う。
図12(a1)に示すように、樹脂製止水弁カートリッジは、その非通水時では、可動ディスク41が完全閉弁位置にあり、図12(a2)に示すように、可動ディスク41が固定ディスク45の通水孔46aを完全に閉塞しており、この状態では、樹脂製止水弁カートリッジの支持キャップ20の下端開口からハウジング10内に入水した水は、ハウジング10の通水部15内で固定ディスク45と可動ディスク41とによって完全に流水阻止され、通水部15の出水口15aから出水することはない。また、完全閉弁位置では、可動ディスク41の一対の扇状部41xの外周面が、ハウジング10の通水部15の一対の出水口15aに完全に対向するよう配置されて、当該通水部15の出水口15aを完全に閉塞し、通水部15の出水口15aと固定ディスク45の通水孔46aとの連通をやはり遮断している。また、このとき、上記のように、可動ディスク41の一対の扇状部41xが、固定ディスク45の一対の通水孔46aに完全に対向するよう配置されて、当該通水孔46aを完全に遮蔽している。これにより、ハウジング10の下端開口から内部に進入した水は、固定ディスク45の通水孔46a部分で可動ディスク41によって完全に遮水されることになる。
一方、図12(b1)に示すように、樹脂製止水弁カートリッジは、その通水時には、可動ディスク41が完全開弁位置にあり、図12(b2)に示すように、可動ディスク41が固定ディスク45の通水孔46aを完全に開放しており、この状態では、樹脂製止水弁カートリッジの下端の支持キャップ20の開口からハウジング10内に入水した水は、ハウジング10の通水部15内の流路を通過して出水口15aから出水する。即ち、完全閉弁位置から、栓棒30を開弁方向に所定角度(約90度)回転し、駆動部33及び係合突起34を介して可動ディスク41を開弁方向へ回転して、可動ディスク41の一対の通水凹部41aをハウジング10の通水部15の一対の出水口15aにそれぞれ完全に対向させる。このとき、栓棒30の規制部33bの一方の規制面33dが、ハウジング10の内部空間で規制突起17の一側面に当接して、可動ディスク41が完全開弁位置で停止され、それ以上の回動を阻止される。また、この完全開弁位置では、可動ディスク41の一対の通水凹部41aが、ハウジング10の通水部15の一対の出水口15aに完全に対向するよう配置されて、当該通水部15の出水口15aと固定ディスク45の通水孔46aとを完全に連通する。また、このとき、上記のように、可動ディスク41の一対の通水凹部41aが、固定ディスク45の一対の通水孔46aに完全に対向するよう配置されて、当該通水孔46aを完全に開放している。これにより、支持キャップ20の通水孔20aからの水は、固定ディスク45の通水孔46a及び可動ディスク41の通水凹部41aを最大流量で通水部15の軸方向に通過し、可動ディスク41の通水凹部41aの側面で(扇状部41xの平面「く」字状の側面)によって)通水部15の軸方向から放射方向外方へと変向され、図13に示すように、通水部15の出水口15aから最大流量で外部に向かって円滑に出水する。
本実施の形態に係る樹脂製止水弁カートリッジ、並びに、当該樹脂製止水弁カートリッジと弁収容部120の嵌合溝123とにより構成される止水構造によれば、上記のように、樹脂製止水弁カートリッジを弁収容部120に組み付けるときに、作業者が従来のように工具を使用して止水弁カートリッジを大きなトルクで締め込むのではなく、作業者が固定キャップ50を手指により把持して装着部121に螺合及び螺入していくだけで、弁収容部120に対する樹脂製止水弁カートリッジの組付けが完了するように構成している。したがって、本実施の形態によれば、樹脂製止水弁カートリッジの取付対象部への組付時に、樹脂製止水弁カートリッジの特にハウジング10に、従来の工具による締め込みによる組付時のような大きな負荷が加わることがなく、このような工具による締め込みによって加わる負荷を考慮する必要がない。その結果、本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジは、手指による締め込み作業時のトルクや負荷のみを考慮して(即ち、従来の工具による締め込み時のトルクや負荷を全く考慮することなく)全体の強度設計をすることができ、全体を樹脂化しているにもかかわらず、十分な強度を備える構成とすることができる。また、本実施の形態によれば、樹脂製止水弁カートリッジの取付対象部への組付時には、工具による締め込みが不要となるため、従来のような工具による締め込み時のトルク管理も不要となり、組付作業性が向上する。
上記作用効果に加え、本実施の形態に係る樹脂製止水弁カートリッジ、並びに、当該樹脂製止水弁カートリッジと弁収容部120の嵌合溝123とにより構成される止水構造によれば、以下のような作用効果をも発揮することができる。詳細には、本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジを水栓の所定の取付対象部120A(図9及び図10の場合の弁収容部120に相当)への組付方法について一般的に説明すると、図14は、本実施の形態の樹脂製止水弁カートリッジを水栓の所定の取付対象部120Aへ組み付ける場合の組付方法の概要を経時的に示しているが、まず、図14(a)に示すように、樹脂製止水弁カートリッジの支持キャップ20側を、取付対象部120Aに形成した樹脂製止水弁カートリッジ装着用の(前記装着部121の内周面により形成される円筒状の収容空間に対応する)円筒状の収容空間の先端(図14中の上端)の開口から当該収容空間内に挿入し、次いで、ハウジング10の嵌合部12を取付対象部120Aの当該収容空間内に挿入すると共に、一対の嵌合突起13を、それぞれ、取付対象部120Aの収容空間の周面に形成した(前記一対の嵌合溝123に相当する)一対の嵌合溝123Aに位置決めして、当該嵌合溝123Aに沿って案内しながら挿入及び嵌合すると、固定キャップ50の基部51の先端(図14中の下端)が、取付対象部120Aの収容空間の開口端(上端)に当接したとき、嵌合部12のみが取付対象部120Aの収容空間内に完全に収容された状態になる。この状態で、固定キャップ50の雄螺子52の軸方向下端位置(最外側位置)が、取付対象部120Aの収容空間の内周面に螺刻形成した(前記雌螺子122に対応する)雌螺子の軸方向上端位置(最外側位置)に当接しており、雄螺子52を取付対象部120Aの雌螺子に螺入する準備状態となっている。この状態から、固定キャップ50の雄螺子52を取付対象部120Aの雌螺子に螺入していくと、固定キャップ50の基部51の雄螺子52を形成した部分が、取付対象部120Aの収容空間の内部へと軸方向に進入すると共に、これに伴い、ハウジング10及び栓棒30も、取付対象部120Aの収容空間の内部へと軸方向に進入する。そして、図14(b)に示すように、固定キャップ50の雄螺子52を取付対象部120Aの雌螺子に完全に螺入すると、基部51の把持部分の先端が、取付対象部120Aの収容空間の開口周縁と当接し、固定キャップ50の取付対象部120Aへの螺入締結が完了して、取付対象部120Aに対する樹脂製止水弁カートリッジの組付けが完了する。即ち、本実施の形態によれば、図14(a)の状態から図14(b)の状態への位置の変化(又は遷移)に示すように、固定キャップ50の取付対象部120Aへの螺入動作に連動(又は同期)して、ハウジング10(及びハウジング10内の構成部品)を取付対象部120Aの収容空間内の所定位置に自動的に挿入して収容保持することができ、作業者の手指による固定キャップ50の締め付け方向(時計回り方向)への回転操作のみによって、止水弁カートリッジの取付対象部120Aへの装着作業を完了することができ、作業性を大幅に向上することができる。
ところで、本発明の樹脂製止水弁カートリッジでは、ハウジング10は、上記PSS樹脂により一体成形する以外にも、合成樹脂材料中で相対的に高い強度を有する任意の合成樹脂により、即ち、PSS樹脂と同等の機械的強度(引っ張り強度150MPa、曲げ強度215MPa程度の強度)を確保できる他の合成樹脂により一体成形してもよい。しかし、機械的強度に加え、精密成形性による寸法精度の確保、並びに、寸法精度の確保による更なる機械的強度の向上を図ることができるという点からは、PSS樹脂を使用することが最も好ましい。また、栓棒30は、上記POM樹脂により一体成形する以外にも、合成樹脂材料中で相対的に低い摩擦係数任意の合成樹脂により、即ち、POM樹脂と同等の低摺動抵抗(0.15程度の摩擦係数)を確保できる他の合成樹脂により一体成形してもよい。
14:Oリング装着部、15:通水部、15a:通水孔、16:支持キャップ取付部
20:支持キャップ、21:基部、22:螺着部
30:栓棒、31:スプライン嵌合部、32:挿着部、32a:嵌合溝
33:駆動部、33a:回動部33a:規制部33b:規制部、33c:当接部
33d:規制面、34:係合突起
40:弁部材、41:可動ディスク、41a:通水凹部、41b:係合凹部
41x:扇状部、41y:中心部
45:固定ディスク、46:傾斜面、46a:通水孔、47:係止突起
50:固定キャップ、51:基部、52:雄螺子、53:上壁
100:水栓本体、110:周壁、120:弁収容部
121:装着部、122:雌螺子、123:嵌合溝、130:ハンドル
Claims (6)
- 樹脂製止水弁カートリッジと、前記樹脂製止水弁カートリッジを収容して装着する水栓の弁収容部とからなる水栓の止水構造であって、
前記樹脂製止水弁カートリッジは、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形されたハウジングと、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形され、前記ハウジングに同軸状に収容されて当該ハウジングの軸方向に延び、その軸方向一端部を前記ハウジングの軸方向一端から突出させる栓棒と、
前記ハウジングの内部に回動自在となるよう収容配置され、前記栓棒の軸方向他端に駆動連結されて、前記栓棒の正逆方向への回転動作に伴って所定の角度範囲内で正逆方向に回転するセラミックディスクからなる可動ディスクと、
前記ハウジングの内部に回動不能に収容配置され、前記可動ディスクとの間で開弁動作及び閉弁動作を行うセラミックディスクからなる固定ディスクと、
前記ハウジングの軸方向一端側において、当該ハウジングに対して正逆方向に回転自在となるよう直接的に取り付けられた固定部材とを備え、
前記ハウジングは、前記固定部材を取付けた前記軸方向一端側において、前記固定部材の軸方向先端に隣接する所定部位に、当該ハウジングの所定部位の周面を軸方向に延びる直線状の凸部状又は凹部状をなす弁側嵌合部を有し、
前記固定部材は、前記軸方向先端側の部位に弁側螺子部を有し、
前記栓棒を前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記栓棒が前記ハウジングに対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への回転自在となるようにすると共に、前記固定部材を前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記固定部材が前記ハウジング及び前記栓棒に対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への自由回転自在となるようにし、
前記弁収容部は、
前記樹脂製止水弁カートリッジを先端開口から内部に収容自在な円筒状の装着部と、
前記装着部の周面に形成され、前記樹脂製止水弁カートリッジの固定部材の弁側螺子部と螺合自在な弁収容部側螺子部と、
前記装着部の周面における所定角度位置において、前記装着部の軸方向に沿って延びる直線状の凹部状又は凸部状をなし、前記樹脂製止水弁カートリッジのハウジングの弁側嵌合部と凹凸の関係で係合することで、前記樹脂製止水弁カートリッジのハウジングが前記装着部に対して相対回動することを阻止する弁収容部側嵌合部とを備え、
前記樹脂製止水弁カートリッジのハウジングを前記水栓の弁収容部内に挿入すると共に、前記ハウジングの弁側嵌合部を前記装着部の弁収容部側嵌合部に嵌合し、前記固定部材を正方向に回転して、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部に螺合及び螺入していくことで、前記固定部材が、前記装着部の内部へと軸方向に進入すると共に、これに伴い、前記固定部材に対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジング及び前記栓棒も、前記装着部の内部へと軸方向に進入し、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部に完全に螺入し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部への組付作業が完了するようにする一方で、その組付作業完了時の螺入締結状態から、前記固定部材を逆方向に回転して、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部から螺退していくことで、前記固定部材が、前記装着部の内部から軸方向に引き出されると共に、これに伴い、前記固定部材に対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジング及び前記栓棒も、前記装着部の内部から軸方向に引き出され、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部から完全に螺退し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部からの取り外し作業が完了するようにしたことを特徴とする水栓の止水構造。 - 前記樹脂製止水弁カートリッジにおいて、
前記固定部材は、前記ハウジングの軸方向一端側の部位に外嵌して装着される略円筒状の固定キャップからなり、
前記ハウジングの弁側嵌合部は、前記固定キャップを取付けた前記軸方向一端側において、前記固定キャップの軸方向先端に連続する又は離間する部位において、当該ハウジングの当該部位の外周面を軸方向に延びる直線状の凸部からなる嵌合突起からなり、
前記固定キャップの弁側螺子部は、当該固定キャップの軸方向先端側の部位の外周面に形成した雄螺子からなり、
前記弁収容部において、
前記弁収容部側螺子部は、前記装着部の内周面に形成され、前記樹脂製止水弁カートリッジの固定キャップの雄螺子と螺合自在な雌螺子からなり、
前記弁収容部側嵌合部は、前記装着部の内周面に形成され、前記樹脂製止水弁カートリッジのハウジングの嵌合突起を摺動により嵌合自在な嵌合溝からなることを特徴とする請求項1記載の水栓の止水構造。 - 前記固定キャップは、前記ハウジングの軸方向一端側の部位に外嵌して装着される共に、その先端側の部位の外周面に前記雄螺子を形成した基部と、前記基部の基端側の円形開口を閉塞すると共に、前記栓棒の軸方向一端部を挿通する挿着孔を形成した上壁とを有し、
前記栓棒は、前記軸方向一端部の外周面に円形の嵌合溝を形成し、
前記栓棒の嵌合溝は、その下縁が前記ハウジングに装着した前記固定キャップの上壁の上面における前記挿着孔の周縁位置と一致する位置に配置され、
更に、前記栓棒の嵌合溝に弾性的に嵌合自在な止めリングを備え、
前記固定キャップを前記ハウジングに装着して、前記ハウジングから突出する前記栓棒の軸方向一端部の嵌合溝に前記止めリングを嵌合することで、前記ハウジングと前記栓棒と前記固定キャップとを相互に軸方向への移動不能に固定するようにしたことを特徴とする請求項2記載の水栓の止水構造。 - 樹脂製止水弁カートリッジと、前記樹脂製止水弁カートリッジを収容して装着する水栓の弁収容部とからなる水栓の止水構造に使用される樹脂製止水弁カートリッジであって、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形されたハウジングと、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形され、前記ハウジングに同軸状に収容されて当該ハウジングの軸方向に延び、その軸方向一端部を前記ハウジングの軸方向一端から突出させる栓棒と、
前記ハウジングの内部に回動自在となるよう収容配置され、前記栓棒の軸方向他端に駆動連結されて、前記栓棒の正逆方向への回転動作に伴って所定の角度範囲内で正逆方向に回転するセラミックディスクからなる可動ディスクと、
前記ハウジングの内部に回動不能に収容配置され、前記可動ディスクとの間で開弁動作及び閉弁動作を行うセラミックディスクからなる固定ディスクと、
前記ハウジングの軸方向一端側において、当該ハウジングに対して正逆方向に回転自在となるよう直接的に取り付けられた固定部材とを備え、
前記ハウジングは、前記固定部材を取付けた前記軸方向一端側において、前記固定部材の軸方向先端に隣接する所定部位に、当該ハウジングの所定部位の外周面を軸方向に延びる直線状の凸部状又は凹部状をなす弁側嵌合部を有し、
前記固定部材は、前記軸方向先端側の部位に弁側螺子部を有し、
前記栓棒を前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記栓棒が前記ハウジングに対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への回転自在となるようにすると共に、前記固定部材を前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記固定部材が前記ハウジング及び前記栓棒に対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への自由回転自在となるようにし、
前記ハウジングを前記水栓の弁収容部に設けた円筒状の装着部の先端開口から内部に収容自在とし、
前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の周面に形成された弁収容部側螺子部と螺合自在とし、
前記ハウジングの弁側嵌合部を、前記装着部の周面における所定角度位置に設けられて前記装着部の軸方向に沿って延びる直線状の凹部状又は凸部状をなす弁収容部側嵌合部と凹凸の関係で係合させることで、前記ハウジングが前記装着部に対して相対回動することを阻止するようにし、
前記樹脂製止水弁カートリッジのハウジングを前記水栓の弁収容部内に挿入すると共に、前記ハウジングの弁側嵌合部を前記装着部の弁収容部側嵌合部に嵌合し、前記固定部材を正方向に回転して、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部に螺合及び螺入していくことで、前記固定部材が、前記装着部の内部へと軸方向に進入すると共に、これに伴い、前記固定部材に対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジング及び前記栓棒も、前記装着部の内部へと軸方向に進入し、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部に完全に螺入し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部への組付作業が完了するようにする一方で、その組付作業完了時の螺入締結状態から、前記固定部材を逆方向に回転して、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部から螺退していくことで、前記固定部材が、前記装着部の内部から軸方向に引き出されると共に、これに伴い、前記固定部材に対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジング及び前記栓棒も、前記装着部の内部から軸方向に引き出され、前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部から完全に螺退し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部からの取り外し作業が完了するようにしたことを特徴とする樹脂製止水弁カートリッジ。 - 樹脂製止水弁カートリッジと、前記樹脂製止水弁カートリッジを収容して装着する水栓の弁収容部とからなる水栓の止水構造に使用される樹脂製止水弁カートリッジであって、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形されたハウジングと、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形され、前記ハウジングに同軸状に収容されて当該ハウジングの軸方向に延び、その軸方向一端部を前記ハウジングの軸方向一端から突出させる栓棒と、
前記ハウジングの内部に回動自在となるよう収容配置され、前記栓棒の軸方向他端に駆動連結されて、前記栓棒の正逆方向への回転動作に伴って所定の角度範囲内で正逆方向に回転するセラミックディスクからなる可動ディスクと、
前記ハウジングの内部に回動不能に収容配置され、前記可動ディスクとの間で開弁動作及び閉弁動作を行うセラミックディスクからなる固定ディスクと、
前記ハウジングの軸方向一端側において、当該ハウジングに対して正逆方向に回転自在となるよう直接的に取り付けられた固定キャップとを備え、
前記ハウジングは、前記固定キャップを取付けた前記軸方向一端側において、前記固定キャップの軸方向先端に隣接する隣接部位に、当該ハウジングの当該隣接部位の外周面を軸方向に延びる直線状の凸部状をなす嵌合突起を、周方向に所定角度を置いた位置に一対設け、
前記固定キャップは、前記軸方向先端側の部位に雄螺子を有し、
前記栓棒を前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記栓棒が前記ハウジングに対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への回転自在となるようにすると共に、前記固定キャップを前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記固定キャップが前記ハウジング及び前記栓棒に対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への自由回転自在となるようにし、
前記ハウジングを前記水栓の弁収容部に設けた円筒状の装着部の先端開口から内部に収容自在とし、
前記固定キャップの雄螺子を前記装着部の内周面に形成された雌螺子と螺合自在とし、
前記ハウジングの一対の嵌合突起を、前記装着部の内周面における所定角度位置に設けられて前記装着部の軸方向に沿って延びる直線状の一対の嵌合溝にそれぞれ軸方向への摺動自在に嵌合することで、前記ハウジングが前記装着部に対して相対回動することを阻止するようにし、
前記樹脂製止水弁カートリッジのハウジングを前記水栓の弁収容部内に挿入すると共に、前記ハウジングの嵌合突起を前記装着部の嵌合溝に摺動させて嵌合し、前記固定キャップを正方向に回転して、前記固定キャップの雄螺子を前記装着部の雌螺子に螺合及び螺入していくことで、前記固定キャップが、前記装着部の内部へと軸方向に進入すると共に、これに伴い、前記固定キャップに対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジング及び前記栓棒も、前記装着部の内部へと軸方向に進入し、前記固定キャップの弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部に完全に螺入し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部への組付作業が完了するようにする一方で、その組付作業完了時の螺入締結状態から、前記固定キャップを逆方向に回転して、前記固定キャップの弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部から螺退していくことで、前記固定キャップが、前記装着部の内部から軸方向に引き出されると共に、これに伴い、前記固定キャップに対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジング及び前記栓棒も、前記装着部の内部から軸方向に引き出され、前記固定キャップの弁側螺子部を前記装着部の弁収容部側螺子部から完全に螺退し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部からの取り外し作業が完了するようにしたことを特徴とする樹脂製止水弁カートリッジ。 - 樹脂製止水弁カートリッジを水栓の弁収容部に装着するための樹脂製止水弁カートリッジの装着構造であって、
全ての部分が合成樹脂材料から一体成形されたハウジングと、
前記ハウジングの軸方向一端側の部位に外嵌して直接的に装着され、当該ハウジングに対して正逆方向に回転自在となる円筒状の固定部材とを備え、
前記固定部材は、前記ハウジングに対して軸方向への移動不能に直接的に固定される一方、正逆方向への自由回転自在となっており、
前記ハウジングは、前記固定部材を取付けた前記軸方向一端側において、前記固定部材の軸方向先端に連続する又は離間する部位において、当該ハウジングの当該部位の外周面を軸方向に延びる直線状の凸部状又は凹部状をなす弁側嵌合部を有し、
前記固定部材は、軸方向先端側の部位に形成した弁側螺子部を有し、
前記固定部材を前記ハウジングに対して抜止した状態で固定することで、前記固定部材が前記ハウジングに対して軸方向への移動不能かつ正逆方向への自由回転自在となるようにし、
前記ハウジングを前記水栓の弁収容部に設けた円筒状の装着部の先端開口から内部に収容自在とし、
前記固定部材の弁側螺子部を前記装着部の周面に形成された弁収容部側螺子部と螺合自在とし、
前記ハウジングの弁側嵌合部を、前記装着部の周面における所定角度位置に設けられて前記装着部の軸方向に沿って延びる直線状の凹部状又は凸部状をなす弁収容部側嵌合部と凹凸の関係で係合させることで、前記ハウジングが前記装着部に対して相対回動することを阻止するようにし、
前記ハウジングを前記水栓の弁収容部内に挿入すると共に、前記ハウジングの弁側嵌合部を前記弁収容部の弁収容部側嵌合部に嵌合し、前記固定部材を正方向に回転して、前記固定部材の弁側螺子部を前記弁収容部の弁収容部側螺子部に螺合及び螺入していくことで、前記固定部材が、前記弁収容部の内部へと軸方向に進入すると共に、これに伴い、前記固定部材に対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジングも、前記弁収容部の内部へと軸方向に進入し、前記固定部材の弁側螺子部を前記弁収容部の弁収容部側螺子部に完全に螺入し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部への組付作業が完了するようにする一方で、その組付作業完了時の螺入締結状態から、前記固定部材を逆方向に回転して、前記固定部材の弁側螺子部を前記弁収容部の弁収容部側螺子部から螺退していくことで、前記固定部材が、前記弁収容部の内部から軸方向に引き出されると共に、これに伴い、前記固定部材に対して軸方向への移動不能に固定されている前記ハウジングも、前記弁収容部の内部から軸方向に引き出され、前記固定部材の弁側螺子部を前記弁収容部の弁収容部側螺子部から完全に螺退し終えた時点で、前記樹脂製止水弁カートリッジの前記装着部からの取り外し作業が完了するようにしたことを特徴とする樹脂製止水弁カートリッジの装着構造。
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