JP6967420B2

JP6967420B2 - 止水弁及び止水弁を備えた水栓

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Publication number: JP6967420B2
Application number: JP2017198527A
Authority: JP
Inventors: 拓磨長江
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Priority date: 2017-10-12
Filing date: 2017-10-12
Publication date: 2021-11-17
Anticipated expiration: 2037-10-12
Also published as: JP2019073861A

Description

本発明は、止水弁及び止水弁を備えた水栓に関する。

特許文献１には、円筒型開閉弁を備えた水栓について記載されている。図１２に示すように、円筒型開閉弁６０は、第１開口６１Ａを有する円筒形状の弁ガイド６１と、弁ガイド６１内に回転可能に設けられて、第２開口を有する円筒形状の弁体６２とを有している。弁ガイド６１の第１開口６１Ａには、弁ガイド６１と弁体６２の間を水密状態に保持するシール部材６３が埋設されている。また、弁ガイド６１は、軸方向における第１開口６１Ａの両側に溝部６１Ｂを有し、この溝部６１Ｂに、シール部材６３の裏面の凸部６３Ａを係合させることによってシール部材６３を取付けている。

特開２００３−２８３１６号公報

ところで、図１２に示す弁ガイド６１では、軸方向における第１開口６１Ａの両側にしか溝部６１Ｂが設けられていないため、周方向における第１開口６１Ａの両側において、弁ガイド６１とシール部材６３の接合力が相対的に弱くなっている。また、弁ガイド６１の溝部６１Ｂとシール部材６３の凸部６３Ａとが係合した箇所は、隙間が形成されやすいため、水密性が低下しやすい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、シール部材の接合力と水密性が向上した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、周面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吐止水を切り換える止水弁において、前記外側固定筒と前記内側回転筒との間を水密状態にシールするシール部材を備え、前記シール部材は、前記開口部内に配置されて前記内側回転筒の外周面に接する環状の本体部と、前記本体部から延設されて、前記外側固定筒の外周面における前記開口部を囲む領域に配置される矩形状の延設部とを有し、前記外側固定筒の外周面及び前記シール部材の延設部には、凹凸の関係により互いに係合する係合部と、平坦な関係により互いに面接触する面接触部とが並設されており、前記係合部は、少なくとも前記延設部の４隅に設けられ、隣り合う前記係合部の間に前記面接触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、係合部は、少なくとも延設部の４隅に設けられ、隣り合う係合部の間に面接触部が設けられていることにより、外側固定筒の周方向側と軸方向側の両方において、シール部材の接合力を向上させることができる。また、外側固定筒の周方向側と軸方向側の両方において、外側固定筒の外周面とシール部材の延設部との水密性を向上させることができる。

上記止水弁について、前記係合部は、前記延設部の外周縁より内側に設けられていることが好ましい。この構成によれば、係合部が延設部の外周縁より内側に設けられていることにより、係合部の周囲に面接触部を形成することができる。これにより、係合部の凹凸部分に隙間が形成された場合であっても、隙間を通じて水密性が低下することを抑制することができる。

上記止水弁について、前記係合部は、前記外側固定筒の外周面に設けられた凸部と、前記シール部材の延設部に設けられた凹部とにより構成されることが好ましい。この構成によれば、外側固定筒の外周面を効率良く利用して、係合部を形成することができる。また、シール部材の係合部が凹部であることにより、シール部材に係合部を形成することが容易になる。

上記止水弁を備えた水栓であることが好ましい。この構成によれば、上記止水弁の機能を奏する水栓とすることができる。

本発明の止水弁によれば、シール部材の接合力と水密性を向上させることができる。

本実施形態の水栓の斜視図。水栓の分解斜視図。水栓の分解断面図。止水弁の斜視図。止水弁の分解斜視図。止水弁の断面図。外側固定筒の平面図。変更例の外側固定筒の平面図。別の変更例の外側固定筒の平面図。さらに別の変更例の外側固定筒の平面図。さらに別の変更例の外側固定筒の平面図。従来技術の止水弁の断面図。

以下、本発明の一実施形態を説明する。
図１〜３に示すように、水栓１０は、壁面１１から突出するように設置される筒状の水栓本体２０と、水栓本体２０の内部に相対回転しない状態で収容されて、吐止水を切り換える弁機構を有する止水弁５０とを備える。また、水栓１０は、止水弁５０を水栓本体２０の内部に固定するナット部材３０と、止水弁５０に取付けられて、止水弁５０を操作するハンドル部材４０とを備える。水栓本体２０は、壁面１１から水平方向に延びるように設置されている。水栓本体２０は、周面に吐水口２４を有し、吐水口２４は、水栓本体２０が壁面１１に設置された状態で鉛直方向に吐水するように設けられている。吐水口２４には、ホース等に接続される接続管２５が取付けられている。

次に、止水弁５０の構成について説明する。
図４、５に示すように、止水弁５０は、周面に開口部５１Ａを有する外側固定筒５１と、外側固定筒５１内に回転可能に設けられて、周面に流路穴５２Ａを有する内側回転筒５２とを備える。また、止水弁５０は、外側固定筒５１と内側回転筒５２との間を水密状態にシールするシール部材５３を備える。止水弁５０は、内側回転筒５２の回転に基づいて開口部５１Ａと流路穴５２Ａとの位置関係が変化することにより吐止水を切り換えるように構成されている。

図５に示すように、外側固定筒５１の外周面には、開口部５１Ａを囲む領域に矩形状の窪んだ領域５１Ｂが形成されている。矩形状の窪んだ領域５１Ｂの深さは、後述するシール部材５３の延設部５３Ｂの厚さよりも若干浅く構成されている。図７に示すように、この矩形状の窪んだ領域５１Ｂの４隅に、円柱状の凸部５１Ｃが設けられている。ここで、「矩形状の窪んだ領域」とは、外側固定筒５１の外周面を平面とみなした場合に、窪んだ領域５１Ｂの外形が矩形状であることを意味するものとする。

内側回転筒５２の流路穴５２Ａは、周方向に延びる分離壁５２Ｂ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５２Ａの内側回転筒５２の軸方向と周方向の両方における寸法は、外側固定筒５１の開口部５１Ａの寸法より小さく構成されている。すなわち、内側回転筒５２が外側固定筒５１内に配置された際、径方向から見て流路穴５２Ａの周囲を囲むように開口部５１Ａ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５２の一端側には、柱状の軸部材５４が一体回転可能に接続されている。外側固定筒５１の内部に内側回転筒５２が取り付けられた状態で、軸部材５４の一端側が外側固定筒５１の一端側から突出した状態となる。そして、軸部材５４における外側固定筒５１から突出した部分は、ハンドル部材４０が取り付けられる取付部５４Ａとして機能する。

図５に示すように、シール部材５３は、外側固定筒５１の開口部５１Ａ内に配置されて内側回転筒５２の外周面に接する環状の本体部５３Ａと、本体部５３Ａから延設されて、外側固定筒５１の外周面における開口部５１Ａを囲む領域に配置される矩形状の延設部５３Ｂとを有する。

図６に示すように、シール部材５３の環状の本体部５３Ａは、延設部５３Ｂよりも厚く構成されている。そして、シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂは、外側固定筒５１の周面に沿うように湾曲した形状となっている。ここで、「矩形状の延設部」とは、シール部材５３を平板状とみなした場合に、延設部５３Ｂの外形が矩形状であることを意味するものとする。そして、矩形状の延設部５３Ｂは、外側固定筒５１の外周面における矩形状の窪んだ領域５１Ｂと略同じ形状を有するように構成されている。

図５に示すように、シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂの４隅には、凹部としての断面円形状の貫通孔５３Ｃが設けられている。この貫通孔５３Ｃは、矩形状の延設部５３Ｂの外周縁よりも内側に設けられており、外側固定筒５１の凸部５１Ｃが嵌合することができる程度の大きさで構成されている。

シール部材５３の材質は特に限定されないが、例えば、ゴムなどの弾性を有する材料で構成されていることが好ましい。
次に、止水弁の組み付け手順について説明する。

図５に示すように、シール部材５３の本体部５３Ａが、外側固定筒５１の開口部５１Ａ内に配置されるようにして、シール部材５３を外側固定筒５１に取付ける。この際、シール部材５３の延設部５３Ｂを、外側固定筒５１の周面に形成された矩形状の窪んだ領域５１Ｂに収容する。そして、外側固定筒５１の周面に設けられた凸部５１Ｃに、シール部材５３の延設部５３Ｂの貫通孔５３Ｃを係合させる。すなわち、外側固定筒５１の凸部５１Ｃと、シール部材５３の貫通孔５３Ｃは、凹凸の関係により互いに係合する係合部として機能する。また、シール部材５３が取り付けられた状態において、シール部材５３の延設部５３Ｂにおける貫通孔５３Ｃ以外の領域は、外側固定筒５１の矩形状の窪んだ領域５１Ｂにおける凸部５１Ｃ以外の領域と互いの平坦な面で面接触した状態となる。すなわち、シール部材５３の延設部５３Ｂにおける貫通孔５３Ｃ以外の領域、及び、外側固定筒５１の矩形状の窪んだ領域５１Ｂにおける凸部５１Ｃ以外の領域は、平坦な関係により互いに面接触する面接触部として機能する。

次に、シール部材５３の環状の本体部５３Ａの内側に、枠部材５５を配置する。枠部材５５の外形は、シール部材５３の環状の本体部５３Ａの内径よりも若干大きく構成され、環状の本体部５３Ａの内側に取付けられるように構成されている。また、枠部材５５は、内側回転筒５２の流路穴５２Ａと同様の流路穴５５Ａを有している。図６に示すように、枠部材５５は、全周に亘って凹溝５５Ｂが形成され、この凹溝５５Ｂが、シール部材５３の環状の本体部５３Ａの内側の曲面に嵌合した状態で枠部材５５は取り付けられる。凹溝５５Ｂが形成されていることによって、枠部材５５は、シール部材５３の環状の本体部５３Ａの内側に安定した状態で取り付けられる。

図５に示すように、内側回転筒５２に接合した軸部材５４の外周にオーリング５６を嵌め、この軸部材５４と内側回転筒５２とを外側固定筒５１の他端側から挿入する。軸部材５４の外周にオーリング５６が嵌められていることにより、軸部材５４と外側固定筒５１の間が水密状態となる。そして、外側固定筒５１の一端側から突出する軸部材５４にＥ形止め輪５７を取り付けて、軸部材５４を抜け止めする。さらに、外側固定筒５１の一端側の外周にオーリング５８を嵌める。このオーリング５８により、後述する止水弁５０と水栓本体２０との間が水密状態となる。上記の止水弁５０の組み付け手順は、適宜変更して行うことができる。

次に、水栓本体２０の組み付け手順について説明する。
図２に示すように、水栓本体２０の一端側の開口部２０Ａに、止水弁５０を他端側から挿入する。水栓本体２０の一端側には、外周にネジ溝２０Ｂが形成されているとともに、切欠き部２１が形成されている。切欠き部２１は、水栓本体２０の一端側から形成される第１切欠き部２１Ａと、第１切欠き部２１Ａから水栓本体の他端側に延びる第２切欠き部２１Ｂとで構成されている。第２切欠き部２１Ｂは、第１切欠き部２１Ａよりも幅方向の寸法が小さく構成されている。

また、切欠き部２１は、水栓本体２０の径方向における対向する２箇所に設けられており、第１切欠き部２１Ａの切欠き幅が相対的に大きい幅広切欠き部２２と、第１切欠き部２１Ａの切欠き幅が相対的に小さい幅狭切欠き部２３とを有している。

止水弁５０の外側固定筒５１の一端側の端部には、径方向の対向する２箇所に、径方向外側に突出する突出部５０Ａが形成されている。突出部５０Ａは、外側固定筒５１の周方向における幅が相対的に大きい幅広突出部５０Ａ１と、外側固定筒５１の周方向における幅が相対的に小さい幅狭突出部５０Ａ２とを有している。そして、幅広突出部５０Ａ１が、幅広切欠き部２２の第１切欠き部２１Ａに嵌合するとともに、幅狭突出部５０Ａ２が、幅狭切欠き部２３の第１切欠き部２１Ａに嵌合した状態で、止水弁５０は水栓本体２０に取り付けられる。突出部５０Ａを切欠き部２１に嵌合させることにより、止水弁５０の周方向の位置を特定した状態で、止水弁５０を水栓本体２０に取り付けることができる。止水弁５０が水栓本体２０に取り付けられた状態において、水栓本体２０の一端側の端面２０Ｄと、止水弁５０の突出部５０Ａにおける一端側の端面５０Ｂとが略同一面上に位置する状態となる。

また、突出部５０Ａが切欠き部２１に嵌合した状態において、突出部５０Ａと切欠き部２１との間には、第２切欠き部２１Ｂが隙間として存在する。この第２切欠き部２１Ｂは、水栓本体２０から止水弁５０を取り外す際に、取り外し用の工具の差し込み口として用いることができる。

止水弁５０が水栓本体２０に取り付けられた状態で、止水弁５０の外側固定筒５１の開口部５１Ａは、水栓本体２０の吐水口２４と重なる位置に配置される。そして、シール部材５３が水栓本体２０の内周に当接することにより、止水弁５０の外側固定筒５１の開口部５１Ａと、水栓本体２０の吐水口２４の間が水密状態となる。また、外側固定筒５１の一端側の外周に嵌められたオーリング５８によって、止水弁５０の一端側の外周と水栓本体２０の一端側の内周との間も水密状態となる。

次に、水栓本体２０の一端側から、ナット部材３０を取付ける。ナット部材３０は内周にネジ溝３０Ｃが形成された本体部３０Ａと、本体部３０Ａの一端側に設けられて、本体部３０Ａよりも径が小さい小径部３０Ｂとを有する。本体部３０Ａのネジ溝３０Ｃが、水栓本体２０の一端側のネジ溝２０Ｂに螺合した状態で、ナット部材３０は水栓本体２０に取付けられる。この際、ナット部材３０の一端側から、止水弁５０の軸部材５４の一端側が突出した状態となる。ナット部材３０の内周には、全周に亘って、本体部３０Ａと小径部３０Ｂとの境界部分に段部３０Ｄが形成されている。水栓本体２０にナット部材３０を取り付けると、ナット部材３０の段部３０Ｄにおける軸方向他端側の面３０Ｅが、水栓本体２０の一端側の端面２０Ｄと、止水弁５０の突出部５０Ａにおける一端側の端面５０Ｂとに当接した状態となる。これにより、止水弁５０は、水栓本体２０の内部に固定された状態となる。

図２に示すように、軸部材５４の一端側には、軸方向に沿って軸部材５４の一部が切り欠かれた状態で平面部５４Ｂが形成されている。また、ハンドル部材４０は、一端側に底壁を有する筒状の本体部４０Ａと、本体部４０Ａの周面から突出するレバー４０Ｂとを有している。そして、本体部４０Ａの内部には、止水弁５０の軸部材５４が嵌合する嵌合穴４０Ｃが形成されている。この嵌合穴４０Ｃには、軸部材５４の平面部５４Ｂと当接する平面状の当接部４０Ｄが形成されている。軸部材５４の平面部５４Ｂが、本体部４０Ａの当接部４０Ｄに当接した状態でハンドル部材４０が取り付けられることにより、ハンドル部材４０と軸部材５４の相対回転が抑制される。これにより、ハンドル部材４０を操作して、止水弁５０を操作することが可能となる。

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）貫通孔５３Ｃが、シール部材５３の延設部５３Ｂの４隅に設けられ、この貫通孔５３Ｃに、外側固定筒５１の外周面に設けられた凸部５１Ｃが係合する。したがって、外側固定筒５１の周方向側と軸方向側の両方において、シール部材５３の接合力を向上させることができる。また、隣り合う凸部５１Ｃの間、及び、隣り合う貫通孔５３Ｃの間に平坦な面が設けられていることにより、外側固定筒５１の矩形状の窪んだ領域５１Ｂとシール部材５３の延設部５３Ｂとが面接触した面接触部が形成される。したがって、外側固定筒５１の周方向側と軸方向側の両方において、外側固定筒５１の矩形状の窪んだ領域５１Ｂとシール部材５３の延設部５３Ｂとの間に隙間が形成されることを抑制して、水密性を向上させることができる。

（２）貫通孔５３Ｃが、シール部材５３の延設部５３Ｂの外周縁より内側に設けられていることにより、貫通孔５３Ｃ及び凸部５１Ｃの周囲に、シール部材５３の延設部５３Ｂと外側固定筒５１の矩形状の窪んだ領域５１Ｂとが面接触した面接触部を形成することができる。したがって、シール部材５３の貫通孔５３Ｃと、外側固定筒５１の凸部５１Ｃとの係合箇所に隙間が形成された場合であっても、水密性が低下することを抑制することができる。

（３）係合部は、外側固定筒５１の外周面に設けられた凸部５１Ｃと、シール部材５３の延設部５３Ｂに設けられた貫通孔５３Ｃとにより構成されることにより、外側固定筒５１の外周面を効率良く利用して、凸部５１Ｃを形成することができる。また、シール部材５３に貫通孔５３Ｃを形成することによって、係合部を効率良く形成することができる。さらに、凸部５１Ｃに貫通孔５３Ｃを係合させることにより、シール部材５３を外側固定筒５１に簡単に組み付けることができるとともに、シール部材５３を確実に保持することができる。

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。
・外側固定筒５１の外周に設けられる係合部としての凸部５１Ｃは、矩形状の窪んだ領域５１Ｂの４隅以外にも設けられていてもよい。例えば、図８に示すように、軸方向における開口部５１Ａの両側にも凸部５１Ｄが形成されていてもよいし、図９に示すように、周方向における開口部５１Ａの両側にも凸部５１Ｅが形成されていてもよい。軸方向と周方向の両方において、開口部５１Ａの両側に凸部が形成されていてもよい。

・シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂの四隅に設けられる貫通孔５３Ｃは、断面円形状に限定されず、外側固定筒５１の凸部５１Ｃに係合することができる形状を適宜採用することができる。同様に、外側固定筒５１の外周に設けられる凸部５１Ｃも、円柱状に限定されず、シール部材５３の貫通孔５３Ｃに係合することができる形状を適宜採用することができる。例えば、図１０に示すように、凸部５１Ｆが、外側固定筒５１の周方向に延びつつ軸方向に曲がる鉤型の形状を有していてもよい。また、シール部材５３と外側固定筒５１とにおいて、係合部の凹凸関係が逆に構成されていてもよい。すなわち、図１１に示すように、外側固定筒５１の外周に凹部５１Ｇが形成され、シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂの四隅に設けられた凸部に係合するように構成されていてもよい。

・シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂの四隅に設けられる係合部は、貫通孔５３Ｃに限定されず、窪みであってもよい。
・シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂは、四隅が面取りされていてもよい。同様に、外側固定筒５１の外周に設けられる矩形状の窪んだ領域５１Ｂは、四隅が面取りされていてもよい。すなわち、シール部材５３の矩形状の延設部５３Ｂ、及び、外側固定筒５１の外周に設けられる矩形状の窪んだ領域５１Ｂは、四隅に曲線を有する形状で構成されていてもよい。

・外側固定筒５１が、矩形状の窪んだ領域５１Ｂを有していなくてもよい。すなわち、外側固定筒５１の同一周面上にシール部材５３が配置された構成であってもよい。
・内側回転筒５２の流路穴５２Ａは分離壁５２Ｂを有していなくてもよい。すなわち、内側回転筒５２の流路穴５２Ａは、１つの流路穴で構成されていてもよい。また、シール部材５３の環状の本体部５３Ａの内側に配置される枠部材５５は、省略されていてもよい。

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）係合部は、外側固定筒の外周面に設けられた凹部と、シール部材の延設部に設けられた凸部とにより構成される止水弁。

５０…止水弁、５１…外側固定筒、５１Ａ…開口部、５２…内側回転筒、５２Ａ…流路穴、５３…シール部材、５３Ａ…本体部、５３Ｂ…延設部。

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、周面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吐止水を切り換える止水弁において、
前記外側固定筒と前記内側回転筒との間を水密状態にシールするシール部材を備え、
前記シール部材は、
前記開口部内に配置されて前記内側回転筒の外周面に接する環状の本体部と、
前記本体部から延設されて、前記外側固定筒の外周面における前記開口部を囲む領域に配置される矩形状の延設部とを有し、
前記外側固定筒の外周面及び前記シール部材の延設部には、凹凸の関係により互いに係合する係合部と、平坦な関係により互いに面接触する面接触部とが並設されており、
前記係合部は、少なくとも前記延設部の４隅に設けられ、隣り合う前記係合部の間に前記面接触部が設けられていることを特徴とする止水弁。
前記係合部は、前記延設部の外周縁より内側に設けられている請求項１に記載の止水弁。
前記係合部は、前記外側固定筒の外周面に設けられた凸部と、前記シール部材の延設部に設けられた凹部とにより構成される請求項１又は２に記載の止水弁。
請求項１〜３のいずれか一項に記載された止水弁を備えた水栓。