JPH08338544A - 流路切換器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 コスト高の要因を解消し、取付スペースの縮
小を可能とするのみならず、洗浄器付便座への使用につ
いて容易にセルフクリーニング機能を設けることができ
る流路切換器の提供を目的とする。 【構成】 １本の幹路１と第１枝路２及び第２枝路３を
有する切換器本体４に、第１枝路２を開閉する第１スプ
ール５と第２枝路３を開閉する第２スプール６とを連設
して成る円柱状のスピンドル７を正逆回転自在に装填
し、第１スプール５及び第２スプール６の周面には、第
１枝路２と第２枝路３をともに閉鎖した状態から正逆相
反する方向へ所定角度以上回転させて幹路１と第１枝路
２又は第２枝路３とを１対１で相互に独立して連通させ
且つ回転角度により流量を変化させる第１溝８と第２溝
９のうちの一方をそれぞれ設けると共に、両スプール
５，６の周面に円柱面をそのまま残した流路遮断部１０
を適宜設けた流路切換器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流量を適宜調節し得る
流路切換器に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、一本の流路から２本の流路のいず
れかへ切換え得る流路切換器を要する例が数多く存在す
る。例えば、ビデノズルやお尻ノズルから洗浄水を噴出
する洗浄器付便座がそれである。従来は、水の流路を切
換えるものとして流路切換弁が用いられており、ソレノ
イド駆動の二方弁を２台用いる場合や、モーター駆動の
三方弁を１台使用する場合があった。洗浄器付便座にあ
ってはノズルから噴出する洗浄水の勢いを調節する必要
もあり、流路切換弁に加えて流量調節弁をも付設しなけ
ればならなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の手
段は使用する弁の数が多く、各弁の自動制御を行うため
にはそれと同じ数だけのアクチュエータ及び各アクチュ
エータと制御手段とを介するインターフェースを設ける
必要があった。しかも、各弁を連結するには接続ハーネ
スや配管類を要し、コスト高を引き起こすのみならず取
付スペースが大きくなるという問題もあった。又、特に
洗浄器付便座への使用にあっては、清潔さを維持するた
めに使用前と使用後にノズルの先端部を洗浄するセルフ
クリーニング機能が設けてあるが、ノズル先端部の汚物
を洗い落すにはある程度強い水勢が必要となり、臀部洗
浄用の水勢で洗浄水を噴出し、その前後にセルフクリー
ニング用の水勢で洗浄水を噴出しなければならないた
め、前記制御手段では１度の使用について水勢を調節す
べくアクチュエータを制御するだけでも極めて煩雑な処
理を行わなければならなかった。

【０００４】本発明は上記実情に鑑みて成され、コスト
高の要因を解消し、取付スペースの縮小を可能とするの
みならず、洗浄器付便座への使用について容易にセルフ
クリーニング機能を設けることができる流路切換器の提
供を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明による流路切換器は、１本の幹路と第
１枝路及び第２枝路を有する切換器本体の中空部に、第
１枝路を開閉する第１スプールと第２枝路を開閉する第
２スプールとを同軸一体的に連設して成る円柱状のスピ
ンドルを正逆回転自在に装填し、第１スプールの周面に
は、第１枝路と第２枝路を共に閉鎖した状態から一方へ
所定角度以上回転させることにより幹路を第１枝路に連
通させ且つ回転角度に応じてその流量を変化させる第１
溝をもうけ、第２スプールの周面には、前記第１枝路と
第２枝路を共に閉鎖した状態から他方へ所定角度以上回
転させることにより幹路を第２枝路に連通させ且つ回転
角度に応じてその流量を変化させる第２溝を設け、第１
枝路又は第２枝路を選択的に前記幹路へ連通可能に、両
スプールの周面に円柱面をそのまま残した流路遮断部を
適宜設けたことを特徴とする。

【０００６】前記第１溝を、第１枝路と第２枝路を共に
閉鎖した状態から一方へ回転角度が増すにつれて流路が
大きくなる末広がりに形成し、第２溝も、前記第１枝路
と第２枝路を共に閉鎖した状態から他方へ回転角度が増
すにつれて流路が大きくなる末広がりに形成しても良
く。更に、第１枝路と第２枝路を共に閉鎖した状態から
一方へ所定角度回転させることにより幹路と第１枝路と
を大流路を介して連通させる第１副溝を前記第１溝の前
段に介在し、第１枝路と第２枝路を共に閉鎖した状態か
ら他方へ所定角度回転させることにより幹路と第２枝路
とを大流路を介して連通させる第２副溝を前記第２溝の
前段に介在しても良い。

【０００７】

【作用】スピンドルを第１枝路と第２枝路を共に閉鎖し
た状態から正逆いずれかの方向へ所定角度以上回転させ
ることにより、１本の幹路と連通する第１溝及び第２溝
が第１枝路又は第２枝路のいずれかと１対１で相互に独
立して対向するように各溝の位置を定めることによって
流路の切換えを行い、各溝の形状を工夫することによっ
てスピンドルの回転角度と流量との関係を定める。例え
ば、第１溝と第２溝を末広がりの形状とすればスピンド
ルの回転角度が増すにしたがって流量を拡大することが
できる。又、第１溝及び第２溝の先に第１副溝や第２副
溝を設け、正転、停止、逆転復帰より成る簡単な一連の
動作の前段及び後段に、大流量を流通させる第１副溝、
第２副溝を介した枝路と幹路との流通工程を介在する。

【０００８】

【実施例】以下本発明による流路切換器の一例を図面に
基づき詳細に説明する。本実施例は切換器本体４へスピ
ンドル７を回転自在に装填したものである。

【０００９】切換器本体４は合成樹脂製のボディー１３
と側蓋１４より成る。ボディー１３は、円柱状の中空部
を有する有底中空体で、スピンドル７を装填するための
上開口部と、側蓋１４が装着される側方開口部を設けた
ものである。ボディー１３の底板外面の縁部には、中空
部に連通する幹路１が突設されており、同底板内面の中
央にはスピンドル７の軸端１５を支持する軸受穴が形成
されている。一方、側蓋１４は、その外面にボディー１
３の中空部に連通する第１枝路２及び第２枝路３をスピ
ンドル７の回転軸と平行に並べて突設したもので、ボデ
ィー１３の側方開口部を封止すると共に、幹路１から分
岐する流通路を形成するものである。

【００１０】スピンドル７は、合成樹脂より成り、構成
要素の全てが軸を同じくする回転体を呈し、上から上蓋
部１６、首部１７、第１スプール５、胴部１８、第２ス
プール６、軸端１５を一体成形したものである。

【００１１】上蓋部１６は、ボディー１３の上開口部を
封止する円盤状の封止部と、局部的に封止部より大径と
されスピンドル７全体の回転範囲を制限する回転ストッ
パー１９とを一体成形したものである。スピンドル７を
切換器本体４へ装填すると、上蓋部１６の下位がボディ
ー１３の上開口部と嵌合し、更に首部１７のくびれによ
る空隙に装填したパッキン２０が切換器本体４の内壁と
首部１７の双方に密着することによりボディー１３の上
開口部は密閉される。本実施例では前記パッキン２０と
してエチレン−プロピレン三量体（以下、ＥＰＴと記
す）等の弾性素材より成るＶパッキンを使用した。

【００１２】側蓋１４をボディー１３の側方開口部に装
着すると、第１枝路２は第１スプール５の周面に対向
し、第２枝路３は第２スプール６の周面に対向する。同
時に、ボディー１３の側方開口部周縁の形状と側蓋１４
裏面の周縁形状との関係で、側蓋１４の周縁とボディー
１３の側方開口部の周縁との間及び側蓋１４内面の枝路
２，３周縁と各スプール５，６の周面との間に空隙２
１，２２が生じる。両空隙のうち側蓋１４の周縁とボデ
ィー１３の側方開口部の周縁との間の空隙２１にはＥＰ
Ｔより成るＯリング２３を装填し、側蓋１４内面の枝路
２，３周縁と各スプール５，６の周面との間の空隙２２
には、中央に枝路へ通じる孔２４が形成され且つ側蓋１
４の周縁とボディー１３の側方開口部の周縁の双方に密
着し得る厚みをもったＥＰＴ製リング状の弁２５を装填
する。尚、前記Ｏリング２３や弁２５の素材は適度な強
度と弾性を持ち耐蝕性及び水密性又は気密性を備えた素
材であれば良い。

【００１３】本発明による流路切換器は、第１スプール
５には、スピンドル７を正転させることによって第１枝
路２と対向する第１正転領域と、逆転させることによっ
て第１枝路２と対向する第１逆転領域が形成され、第２
スプール６には、スピンドル７を正転させることによっ
て第２枝路３と対向する第２正転領域と、逆転させるこ
とによって第２枝路３と対向する第２逆転領域が形成さ
れている。第１正転領域の大きさと第２逆転領域の大き
さは等しく設定され且つ第１逆転領域と第２正転領域の
大きさも等しく設定してある。そして、両スプールにつ
いて正転領域又は逆転領域のいずれか一方にのみ幹路と
枝路とを連通させる溝を設け、１本の幹路１と第１枝路
２又は第２枝路３のいずれかを１対１で相互に独立して
連通させるべく、例えば、第１スプール５の正転領域に
幹路１と第１枝路２とを連通させる溝を設けた場合は、
第２スプール６の正転領域を、溝が設けられていない流
路遮断部と定め、逆に、第１スプール５の逆転領域に幹
路１と第１枝路２とを連通させる溝を設けた場合は、第
２スプール６の逆転領域を、流路遮断部として定める。

【００１４】本実施例では、第１枝路２と第２枝路３を
スピンドル７の回転軸と平行に並べて設けた関係で、第
１正転領域と第２正転領域及び第１逆転領域と第２逆転
領域をそれぞれ同位相に設け、占有角度は双方等しく１
８０度とした。従って、第１正転領域と第２正転領域は
各スプール５，６の周面のうち図１で見ることができる
部分に存在し、第１逆転領域と第２逆転領域は、各スプ
ール５，６の周面のうち図２で見ることができる部分に
存在する。尚、図２はスピンドル７を図１の状態から１
８０度回転した状態を図１と同方向から見た際の図面で
ある。

【００１５】そして、前記各領域のうち、第１正転領域
には幹路１と第１枝路２とを連通させる第１溝８を設
け、第２逆転領域には幹路１と第２枝路３とを連通させ
る第２溝９を設けた。更に、第１正転領域と第１逆転領
域との境及び第２正転領域と第２逆転領域との境から約
３０度以内の領域及び第１逆転領域と第２正転領域にそ
れぞれ流路遮断部１０を設け、両枝路２，３を同時に遮
断でき且つ１本の幹路１と第１枝路２又は第２枝路３の
いずれかを１対１で相互に独立して連通させ得るようし
た。その他、前記回転ストッパー１９で回転角度を制限
し、スピンドル７が正転して枝路２，３と逆転領域とが
対向する動作や、スピンドル７が逆転して枝路２，３と
正転領域とが対向する動作が起こらないようにしてあ
る。

【００１６】本発明による流路切換器の使用態様によっ
ては第１枝路２と第２枝路３とを相互に周方向へずらし
て設けたい場合もあるが、その際は、第１枝路２と第２
枝路３とのずれに等しく位相をずらして第１正転領域と
第２正転領域との位置関係及び第１逆転領域と第２逆転
領域との位置関係を定めれば良い。

【００１７】図７と図８は各スプール５，６に設けた溝
の具体例を示す展開図である。第１溝８は、第１正転領
域と第１逆転領域との境から正転側に３０度隔てた箇所
を始点とする。そこから３０度に亘る前部は、その幅が
比較的幅狭く一定であるが、続く１５度の間に溝幅を広
げ更に続く４０度の間は一定の幅を維持する。それ以降
は第１スプールの上下を貫く溝となり、スピンドル７の
装填により切換器本体４の内部に形成された主な中空部
を連通させる連通路となる。該連通路を含む第１溝８の
深さは、溝８の始点から正転側へ徐々に深さを増し、第
１正転領域と第１逆転領域との境から１１５度の箇所よ
り一定の深さとなる。第２溝９については説明を省略す
るが、図から明らかなように前記第１溝８と対称的に設
けられた溝である。図１から図６に示す実施例には、第
１溝８と第２溝９の前に、更にほぼ最大流路を有する第
１副溝１１及び第２副溝１２を限局的に設けた。

【００１８】次に上記実施例の機能について図１から図
６に示す実施例を基に説明する。本実施例では、両スプ
ール５，６より小径である胴部１８の周囲と、軸受穴の
上方へ露出した軸端１５上部の周囲に空隙が形成され
る。（以下、胴部１８の周囲に形成された空隙を中空隙
２６、軸端１５の周囲に形成された空隙を下空隙２７と
記す。）第１正転領域と第１逆転領域との境が第１枝路
２に対向し且つ第２正転領域と第２逆転領域との境が第
２枝路３に対向する状態（即ち、図３、図４のごとく第
１枝路２と第２枝路３がともに遮断された状態。以下、
定常状態と記す。）では、幹路１、下空隙２７、中空隙
２６は第２スプール６の連通路及び第２副溝１２を介し
て連通した状態にある。即ち、幹路１に水が流入すると
第１溝８と第２溝９には全て水が入り込むこととなる。

【００１９】ここで、例えばパルスモーター等によりス
ピンドル７が正転方向に約３０度回わされると、この実
施例におけるほぼ最大流量の水が第１副溝１１を介して
第１枝路２から流出する。更に正転すると第１枝路２の
弁２５の孔２４が第１溝８における流路の最も狭い部分
に対向するため流量は最低となり、更なる回転に伴う流
路の増大によって流量が増加してついには最大流量に達
し、所定の回転角度をもって回転ストッパー１９の作用
により回転不能となる。その際、第２スプール６に対面
する弁２５は常に流路遮断部１０に対向しているので第
２枝路３の流通は遮断されたままとなる。スピンドル７
を逆転させる場合は、第１枝路２の流通が遮断し、第２
枝路３が、正転時の第１枝路２と同様に流通する。以上
の状態を示したものが図９である。

【００２０】図９の特性を有する流路切換器を、洗浄器
付便座において洗浄水の流路をお尻ノズル又はビデノズ
ルに切換えるために使用すれば、スピンドル７を正転又
は逆転の一方へ所定の角度回転させて復帰するだけの制
御で、臀部洗浄の前後において必然的にセルフクリーニ
ングを介在できることとなるし、回転させる角度を調節
するだけで洗浄水の水勢も容易に変更することができ
る。又、セルフクリーニングを必要としない別の用途に
ついては、第１、第２副溝１１，１２を省くだけで広範
囲に適用できる。

【００２１】

【発明の効果】以上のごとく本発明による流路切換器を
使用すれば、２つの流通路のうち１つの流通路を選択し
て切換え、更に水勢を調節する際にも駆動装置、インタ
ーフェース、制御手段をそれぞれ１つづつ備えておけば
良いので、小型且つ低コストとなるのみならず、洗浄器
付便座への使用について臀部洗浄の前後にセルフクリー
ニング機能を設ける際にも極めて簡単な流れをもって実
現できるのでパルスモーター等の駆動時間が短縮され、
極めて高い実用効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による流路切換器の一例を示す断面図で
ある。

【図２】図１の状態から１８０度回転したスピンドルの
状態を示した側面図である。

【図３】図１のスピンドルと弁をＡ−Ａ矢視した断面図
である。

【図４】図１のスピンドルと弁をＢ−Ｂ矢視した断面図
である。

【図５】図１の第１スプールの周面の展開図である。

【図６】図１の第２スプールの周面の展開図である。

【図７】別の実施例における第１スプールの周面の展開
図である。

【図８】別の実施例における第２スプールの周面の展開
図である。

【図９】図１に示す流路切換器のスピンドルの回転角度
−水勢特性である。

【符号の説明】

１ 幹路 ２ 第１枝路 ３ 第２枝路 ４ 切換器本体 ５ 第１スプール ６ 第２スプール ７ スピンドル ８ 第１溝 ９ 第２溝 １０ 流路遮断部 １１ 第１副溝 １２ 第２副溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １本の幹路（１）と第１枝路（２）およ
   び第２枝路（３）を有する切換器本体（４）の中空部
   に、第１枝路（２）を開閉する第１スプール（５）と第
   ２枝路（３）を開閉する第２スプール（６）とを同軸一
   体的に連設して成る円柱状のスピンドル（７）を正逆回
   転自在に装填し、 第１スプール（５）の周面には、第１枝路（２）と第２
   枝路（３）をともに閉鎖した状態から一方へ所定角度以
   上回転させることにより幹路（１）を第１枝路（２）に
   連通させ且つ回転角度に応じてその流量を変化させる第
   １溝（８）を設け、第２スプール（６）の周面には、前
   記第１枝路（２）と第２枝路（３）を共に閉鎖した状態
   から他方へ所定角度以上回転させることにより幹路
   （１）を第２枝路（３）に連通させ且つ回転角度に応じ
   てその流量を変化させる第２溝（９）を設け、第１枝路
   （２）又は第２枝路（３）を選択的に前記幹路（１）へ
   連通可能に両スプール（５，６）の周面に円柱面をその
   まま残した流路遮断部（１０）を適宜設けたことを特徴
   とする流路切換器。
2. 【請求項２】 前記第１溝（８）は、第１枝路（２）と
   第２枝路（３）を共に閉鎖した状態から一方へ回転角度
   が増すにつれて流路が大きくなる末広溝であり、第２溝
   （９）は前記第１枝路（２）と第２枝路（３）を共に閉
   鎖した状態から他方へ回転角度が増すにつれて流路が大
   きくなる末広溝であることを特徴とする請求項１記載の
   流路切換器。
3. 【請求項３】 第１枝路（２）と第２枝路（３）を共に
   閉鎖した状態から一方へ所定角度回転させることにより
   幹路（１）と第１枝路（２）とを大流路を介して連通さ
   せる第１副溝（１１）を前記第１溝（８）の前段に介在
   し、第１枝路（２）と第２枝路（３）をともに閉鎖した
   状態から他方へ所定角度回転させることにより幹路
   （１）と第２枝路（３）とを大流路を介して連通させる
   第２副溝（１２）を前記第２溝（９）の前段に介在した
   ことを特徴とする請求項２記載の流路切換器。