JP6722576B2

JP6722576B2 - 切換止水弁

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Publication number: JP6722576B2
Application number: JP2016239201A
Authority: JP
Inventors: 直之笠原
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Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2020-07-15
Anticipated expiration: 2036-12-09
Also published as: JP2018096403A

Description

本発明は、シャワー吐水とカラン吐水とを切り換える切換止水弁に関する。

シャワー吐水とカラン吐水とを切り換える切換止水弁としては、ロータリー弁を有する弁機構が知られている。例えば、特許文献１に開示される弁機構５０は、図１１に示すように、円形筒状体５１にシャワー吐水用開口部５２及びカラン吐水用開口部５３を備える。シャワー吐水用開口部５２とカラン吐水用開口部５３は、円形筒状体５１の軸線と所定の角度で交わる斜め線上に並んで配設されている。

特開２００３−２４０１３７号公報

ところで、シャワー吐水とカラン吐水とを切り換える切換止水弁には、弁機構を通過する流体の流量を確保しつつ、弁機構を小型化することが求められている。しかし、特許文献１の弁機構５０では、円形筒状体５１における異なる円周上（軸線方向における異なる位置）に複数の開口部５２、５３が配設されているため、軸線方向において弁機構の寸法が大きくなるという課題を有している。本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、流量を確保しつつ、小型化を実現した切換止水弁を提供することにある。

上記課題を解決するための切換止水弁は、周面に開口部を有する外側固定筒と、該外側固定筒内に回転可能に設けられて、周方向の一箇所に流路穴を有する内側回転筒とを備え、前記内側回転筒の回転に基づいて前記開口部と前記流路穴との位置関係が変化することによりシャワー吐水とカラン吐水とが切り換わる切換止水弁において、前記外側固定筒は、前記開口部として、前記内側回転筒がシャワー吐水用の吐水位置にあるときに前記流路穴と重なる第１開口部と、前記内側回転筒がカラン吐水用の吐水位置にあるときに前記流路穴と重なる第２開口部とを有し、前記第１開口部と前記第２開口部は同一円周上に設けられるとともに、前記第１開口部と前記第２開口部との間には、前記内側回転筒が止水位置にあるときに前記流路穴を塞ぐ壁部が設けられていることを要旨とする。

この構成によれば、第１開口部及び第２開口部は同一円周上（軸線方向における同じ位置）に設けられているため、異なる円周上に複数の開口部が設けられている態様に比べて、外側固定筒の軸方向の寸法を小さくすることができる。したがって、切換止水弁の流量を確保しつつ、切換止水弁を小型化することができる。

上記切換止水弁について、前記外側固定筒の横断面において、前記内側回転筒が止水位置にあるときに前記流路穴の中心が向く方向線を０°としたとき、前記第１開口部は３０〜１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさで設けられ、前記第２開口部は−３０〜−１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさで設けられていることが好ましい。この構成によれば、外側固定筒に対して、第１開口部及び第２開口部の各開口面積を大きく形成しつつ、それらの開口面積に対応する大きさの内側回転筒の流路穴を塞ぐ壁部を残すことができる。したがって、切換止水弁の流量を確保しつつ、切換止水弁を小型化することができる。

上記切換止水弁について、前記内側回転筒と前記外側固定筒とが収容される筒状のケースを備え、前記内側回転筒の一方側の端部には、前記内側回転筒を回転させるための軸部材が、前記ケースの一方側の端部から外側に突出して設けられていることが好ましい。この構成によれば、軸部材を操作することにより、内側回転筒の流路穴の位置を変更することができる。したがって、簡易な構成でシャワー吐水とカラン吐水を切り換えることが可能になる。

上記切換止水弁について、前記ケースは、径方向において前記第１開口部と重なる位置にシャワー吐水用のシャワー流路穴を有するとともに、前記第２開口部と重なる位置にカラン吐水用のカラン流路穴を有し、前記外側固定筒は、前記第１開口部と前記第２開口部の各内周に沿って配置されるとともに前記ケースの内面に接する環状のシール部材を備え、該シール部材は、前記シャワー流路穴を囲む位置と、前記カラン流路穴を囲む位置とに配置されていることが好ましい。この構成によれば、シール部材によって、第１開口部とシャワー流路穴との間、及び、第２開口部とカラン流路穴との間における水密性を向上させることができる。

本発明によれば、流量を確保しつつ、切換止水弁を小型化することができる。

（ａ）本実施形態の切換止水弁の斜視図、（ｂ）本実施形態の切換止水弁の断面図。本実施形態の切換止水弁の分解図。外側固定筒の斜視図。内側回転筒の斜視図。（ａ）、（ｃ）、（ｅ）は弁体の斜視図、（ｂ）、（ｄ）、（ｆ）は切換止水弁の横断面図。（ａ）はケースの拡大図、（ｂ）はノッチリングの拡大図、（ｃ）はストッパーの拡大図、（ｄ）は切換止水弁の部分断面図。（ａ）、（ｂ）はケースの当接部とノッチリングの部分断面図。変更例の内側回転筒の斜視図。別の変更例の内側回転筒の斜視図。変更例の切換止水弁の横断面図。従来技術のロータリー弁の正面図。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、切換止水弁１０は、筒状のケース１１を備えている。ケース１１の周壁部分には、シャワー吐水用のシャワー流路穴１２Ａ（図１中の紙面上側）と、カラン吐水用のカラン流路穴１２Ｂ（図１中の紙面下側）とが設けられている。シャワー流路穴１２Ａ及びカラン流路穴１２Ｂは、同一円周上（軸線方向における同じ位置）において互いに略１８０°離れた領域に設けられている。ここで、同一円周上とは、軸方向の位置が完全に一致した状態で設けられた態様のみを意味するのではなく、軸方向の位置が一部重なった状態で設けられた態様をも含むものとする。

ケース１１のカラン流路穴１２Ｂには、水漏れ防止用のブッシュ１５が取り付けられている。また、ケース１１におけるシャワー流路穴１２Ａ及びカラン流路穴１２Ｂの内側に位置する部分には、外側固定筒２０と内側回転筒３０とからなる二重筒構造の弁体４０が収容されている。

図２に示すように、外側固定筒２０は、ケース１１に対して相対回転しない状態でケース１１に収容される。外側固定筒２０の周面におけるシャワー流路穴１２Ａに重なる位置には、径方向から見てシャワー流路穴１２Ａの周囲を囲むように第１開口部２１Ａが設けられるとともに、カラン流路穴１２Ｂに重なる位置には、径方向から見てカラン流路穴１２Ｂを囲むように第２開口部２１Ｂが設けられている。すなわち、第１開口部２１Ａはシャワー流路穴１２Ａよりも大きく構成され、第２開口部２１Ｂはカラン流路穴１２Ｂよりも大きく構成されている。そして、シャワー流路穴１２Ａ及びカラン流路穴１２Ｂと同様に、第１開口部２１Ａ及び第２開口部２１Ｂも同一円周状において互いに略１８０°離れた位置に設けられている。また、外側固定筒２０の周面には、第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂ以外の開口部は設けられていない。すなわち、外側固定筒２０における第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂとの間の部分は、開口部が形成されておらず流体が通過不能な壁部２１Ｃとなっている。

図３に示すように、外側固定筒２０は、第１開口部２１Ａ及び第２開口部２１Ｂの内周に沿ってそれぞれ配置される環状のシール部材２２を備えている。シール部材２２としては、例えば、Ｏリングを用いることができる。また、外側固定筒２０は、第１開口部２１Ａの縁との間及び第２開口部２１Ｂの縁との間にそれぞれシール部材２２を挟み込んでシール部材２２を位置決め状態で固定する枠部材２３を備えている。

図４に示すように、内側回転筒３０は、外側固定筒２０に対して相対回転可能な状態で、外側固定筒２０内に配置されている。内側回転筒３０の周方向の一箇所には、流路穴３１が形成されている。流路穴３１は、周方向に延びる分離壁３１Ｃによって軸方向に２つに分割されており、分割されたそれぞれは、対角に位置する２つの角部が周方向に沿った６角形の形状を有している。流路穴３１の内側回転筒３０の軸方向と周方向の両方における寸法は、第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂの寸法より小さく構成されている。すなわち、内側回転筒３０が外側固定筒２０内に配置された際、径方向から見て流路穴３１の周囲を囲むように第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂとを配置することができるように構成されている。

内側回転筒３０の一方側の端部には、内側回転筒３０を回転させるための軸部材３２が一体回転可能に接続されている。軸部材３２は、ケース１１に対して相対回転可能な状態でケース１１内に収容されるとともに、その一方側の端部がケース１１の一方側の端部から外側に突出している。軸部材３２におけるケース１１の一方側の端部から外側に突出した部分には、図示しない切換ハンドルが取り付けられる。

ここで、本実施形態の切換止水弁１０では、図１（ｂ）の矢印で示すように、ケース１１の他方側から内側回転筒３０の内部に混合水が流入する。そして、切換ハンドルを操作することにより、内側回転筒３０の流路穴３１の位置が変更される。これにより、外側固定筒２０の第１開口部２１Ａからケース１１のシャワー流路穴１２Ａへ湯水が流れる状態と、外側固定筒２０の第２開口部２１Ｂからケース１１のカラン流路穴１２Ｂへ湯水が流れる状態と、外側固定筒２０の壁部２１Ｃにより止水される状態とが切り換えられる。

次に、切換止水弁１０の弁構造について説明する。
図５（ａ）に示すように、切換ハンドルを止水位置に位置させたとき、内側回転筒３０の流路穴３１は、外側固定筒２０の第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂとの間の壁部２１Ｃに重なる。これにより、外側固定筒２０とケース１１との間の流路は閉塞される。シール部材２２は、ケース１１の内面に接した状態でシャワー流路穴１２Ａとカラン流路穴１２Ｂの周囲を囲むように配置される。また、シール部材２２は、流路穴３１の周囲を囲まない位置において内側回転筒３０の外面に接している。

このとき、図５（ｂ）に示すように、切換止水弁１０の横断面において、内側回転筒３０が止水位置にあるときに流路穴３１の中心が向く方向線を０°とするとともに、右回り方向（時計回り方向）をプラス方向とし、左回り方向（反時計回り方向）をマイナス方向とする。

図５（ｃ）、（ｄ）に示すように、切換ハンドルを止水位置から略９０°回転させ、シャワー吐水用の吐水位置に位置させたとき、内側回転筒３０の流路穴３１は、外側固定筒２０の第１開口部２１Ａと重なる。これにより、第１開口部２１Ａからケース１１のシャワー流路穴１２Ａへの流路が開通する。このとき、シール部材２２は、ケース１１の内面と内側回転筒３０の外面に接した状態でシャワー流路穴１２Ａと内側回転筒３０の流路穴３１の周囲を囲むように配置される。

図５（ｅ）、（ｆ）に示すように、切換ハンドルを止水位置から略−９０°回転させ、カラン吐水用の吐水位置に位置させたとき、内側回転筒３０の流路穴３１は、外側固定筒２０の第２開口部２１Ｂと重なる。これにより、第２開口部２１Ｂからケース１１のカラン流路穴１２Ｂへの流路が開通する。このとき、シール部材２２は、ケース１１の内面と内側回転筒３０の外面に接した状態でカラン流路穴１２Ｂと内側回転筒３０の流路穴３１の周囲を囲むように配置される。

次に、外側固定筒２０における第１開口部２１Ａ及び第２開口部２１Ｂの形成範囲について具体的に説明する。
図５（ｂ）に示すように、第１開口部２１Ａは３０〜１７０°の範囲において９０°以上の角度の大きさで設けられていることが好ましい。より好ましくは、３０〜１５０°の範囲において９０°以上の角度の大きさである。角度の上限は、１１０°以下であることが好ましく、１００°以下であることがより好ましい。

第２開口部２１Ｂは−３０〜−１７０°の範囲において９０°以上の角度の大きさで設けられていることが好ましい。より好ましくは、−３０〜−１５０°の範囲において９０°以上の角度の大きさである。角度の上限は、１１０°以下であることが好ましく、１００°以下であることがより好ましい。

壁部２１Ｃは、少なくとも−３０〜３０°の範囲に設けられている。より好ましくは、−４０〜４０°の範囲において設けられている。
本実施形態の作用を説明する。

第１開口部２１Ａ及び第２開口部２１Ｂは同一円周上に設けられているため、異なる円周上に複数の開口部が設けられている態様に比べて、外側固定筒２０の軸方向の寸法を小さくすることができる。また、第１開口部２１Ａを３０〜１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさに設定し、第２開口部２１Ｂを−３０〜−１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさに設定する。これにより、外側固定筒２０に対して、第１開口部２１Ａ及び第２開口部２１Ｂの各開口面積を大きく形成しつつ、それらの開口面積に対応する大きさの内側回転筒３０の流路穴３１を塞ぐ壁部２１Ｃを残すことができる。

図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、ケース１１と軸部材３２との間には、切換ハンドルを操作した際にノッチ感を生じさせるためのノッチ機構が設けられている。
図６（ａ）に示すように、ケース１１の内周面には、径方向内方に突出する当接部１３が設けられている。当接部１３には、複数の半円状の凹部１４が周方向に所定の間隔をあけて設けられている。

図６（ｂ）に示すように、軸部材３２には、当接部１３の軸方向一方側の面に当接するノッチリング３３が挿通されている。ノッチリング３３の当接部１３側の面には、凹部１４に係合可能な半円状の凸部３３Ａが設けられている。ノッチリング３３は、その内周に形成された軸方向に延びる凹部３３Ｂが軸部材３２に設けられた突条３２Ａに係合することにより、軸部材３２に対して軸方向に摺動可能かつ相対回転不能に取り付けられている。

図６（ｃ）、（ｄ）に示すように、軸部材３２におけるノッチリング３３よりも一方側には、環状のストッパー３５が取り付けられるとともに、ノッチリング３３とストッパー３５との間には、ノッチリング３３を当接部１３側に向かって付勢するスプリング３４が配置されている。また、軸部材３２には、軸部材３２に対するストッパー３５の軸方向の移動を規制する係止部材３６が取り付けられている。

図７（ａ）に示すように、切換ハンドルを操作して軸部材３２を回転させた際、ノッチリング３３は、スプリング３４に付勢されて当接部１３に当接した状態で、軸部材３２と一体に回転する。そして、図７（ｂ）に示すように、ノッチリング３３の凸部３３Ａと当接部１３の凹部１４とが軸方向に重なる位置にあるときは両者が係合し、重ならない位置にあるときは、両者の係合が解除される。軸部材３２の回転に伴って、ノッチリング３３の凸部３３Ａと当接部１３の凹部１４とが係合する状態と係合しない状態とが切り替わることにより、切換ハンドルにノッチ感が伝わる。本実施形態においては、止水位置にあるときに係合するように、当接部１３における凹部１４の位置が設定されている。

本実施形態の効果を説明する。
（１）第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂは同一円周上に設けられるとともに、第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂとの間には、内側回転筒３０が止水位置にあるときに流路穴３１を塞ぐ壁部２１Ｃが設けられている。これにより、異なる円周上に複数の開口部が設けられている態様に比べて、外側固定筒２０の軸方向の寸法を小さくすることができる。したがって、切換止水弁１０の流量を確保しつつ、切換止水弁１０を小型化することができる。

（２）第１開口部２１Ａは３０〜１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさで設けられている。また、第２開口部２１Ｂは−３０〜−１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさで設けられている。これにより、外側固定筒２０に対して、第１開口部２１Ａ及び第２開口部２１Ｂの各開口面積を大きく形成しつつ、それらの開口面積に対応する大きさの内側回転筒３０の流路穴３１を塞ぐ壁部２１Ｃを残すことができる。したがって、切換止水弁１０の流量を確保しつつ、切換止水弁１０を小型化することができる。

（３）軸部材３２を操作することにより、内側回転筒３０の流路穴３１の位置を変更することができる。したがって、簡易な構成でシャワー吐水とカラン吐水を切り換えることが可能になる。

（４）ケース１１は、径方向において第１開口部２１Ａと重なる位置にシャワー吐水用のシャワー流路穴１２Ａを有するとともに、第２開口部２１Ｂと重なる位置にカラン吐水用のカラン流路穴１２Ｂを有する。外側固定筒２０は、第１開口部２１Ａと第２開口部２１Ｂの各内周に沿って配置されるとともにケース１１の内面に接する環状のシール部材２２を備える。シール部材２２は、シャワー流路穴１２Ａを囲む位置と、カラン流路穴１２Ｂを囲む位置とに配置されている。これにより、シール部材２２によって、第１開口部２１Ａとシャワー流路穴１２Ａとの間、及び、第２開口部２１Ｂとカラン流路穴１２Ｂとの間における水密性を向上させることができる。

（５）ケース１１と軸部材３２との間にノッチ機構が設けられていることにより、使用者が切換ハンドルを操作した際に、内側回転筒３０の流路穴３１が所定の位置（角度）に達したことを手で感知することができる。

本実施形態は、次のように変更して実施することも可能である。また、上記実施形態の構成や以下の変更例に示す構成を適宜組み合わせて実施することも可能である。
・図８に示すように、内側回転筒３０の流路穴３１は分離壁３１Ｃを有していなくてもよいし、図９に示すように、分離壁３１Ｃが２つ設けられていてもよい。分離壁３１Ｃは２つ以上設けられていてもよい。

・内側回転筒３０の流路穴３１の形状は６角形に限定されない。６角形以外の多角形、円形、楕円形であってもよい。流路穴３１の形状は、周方向に対して先細の形状であると内側回転筒３０を回転させた際に、外側固定筒２０の開口部と重なる領域を徐々に大きくすることができるため、流量の微調整が容易になる。

・本実施形態では、シール部材２２が、ケース１１の内面と、内側回転筒３０の外面との両方に接するように構成されていたが、ケース１１の内面と内側回転筒３０の外面のどちらか一方のみに接するように構成されていてもよい。例えば、図１０に示すように、シール部材２２とは別のシール部材２４を用いることにより、シール部材２２が、内側回転筒３０の外面に接しない構成にしてもよい。

・環状のシール部材２２の内側に配置される枠部材２３は省略されていてもよい。例えば、環状のシール部材２２として、枠部材２３を配置しなくても開口部と同様の形状を維持することができる部材を用いれば、枠部材２３を省略することができる。

・ノッチ機構に関して、ノッチリング３３に設けられる凸部３３Ａと、ケース１１の当接部１３に設けられる凹部１４との係合位置は特に限定されない。例えば、シャワー吐水位置やカラン吐水位置にあるときに係合するようにしてもよい。また、ケース１１の内周面に複数の係合位置を連続して設けることにより、切換ハンドルの操作に伴って連続したノッチ感を生じさせてもよい。

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に記載する。
（イ）分離壁によって軸方向に２つに分割された流路穴を有する内側回転筒を備えた切換止水弁。

（ロ）環状のシール部材の内側に枠部材が配置された切換止水弁。

１０…切換止水弁、２０…外側固定筒、２１Ａ…第１開口部、２１Ｂ…第２開口部、２１Ｃ…壁部、３０…内側回転筒、３１…内側回転筒の流路穴。

Claims

周面に開口部を有する外側固定筒と、該外側固定筒内に回転可能に設けられて、周方向の一箇所に流路穴を有する内側回転筒とを備え、前記内側回転筒の回転に基づいて前記開口部と前記流路穴との位置関係が変化することによりシャワー吐水とカラン吐水とが切り換わる切換止水弁において、
前記外側固定筒は、前記開口部として、前記内側回転筒がシャワー吐水用の吐水位置にあるときに前記流路穴と重なる第１開口部と、前記内側回転筒がカラン吐水用の吐水位置にあるときに前記流路穴と重なる第２開口部とを有し、
前記第１開口部と前記第２開口部は同一円周上に設けられるとともに、前記第１開口部と前記第２開口部との間には、前記内側回転筒が止水位置にあるときに前記流路穴を塞ぐ壁部が設けられており、
前記内側回転筒と前記外側固定筒とが収容される筒状のケースを備え、
前記内側回転筒の一方側の端部には、前記内側回転筒を回転させるための軸部材が、前記ケースの一方側の端部から外側に突出して設けられており、
前記ケースは、径方向において前記第１開口部と重なる位置にシャワー吐水用のシャワー流路穴を有するとともに、前記第２開口部と重なる位置にカラン吐水用のカラン流路穴を有し、前記外側固定筒は、前記第１開口部と前記第２開口部の各内周に沿って個別に配置されるとともに前記ケースの内面に接する環状のシール部材を備え、該シール部材は、前記シャワー流路穴を囲む位置と、前記カラン流路穴を囲む位置とに配置されていることを特徴とする切換止水弁。
前記外側固定筒の横断面において、前記内側回転筒が止水位置にあるときに前記流路穴の中心が向く方向線を０°としたとき、前記第１開口部は３０〜１７０°の範囲において９０°以上の角度となる大きさで設けられ、前記第２開口部は−３０〜−１７０°の範囲において９０°以上となる大きさの角度で設けられている請求項１に記載の切換止水弁。