| 【発明の名称】 |
流路切換弁および浄水器 |
| 【発明者】 |
【氏名】磯部 卓
【氏名】米澤 康男
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| 【要約】 |
【課題】流路切換の操作のたびにレバー等切換操作手段の回動量を目視確認する必要がなく、かつ、繰り返し操作による破損を防ぐことができる、安価な流路切換弁を提供する。
【解決手段】複数個の流路と、複数個の流路それぞれを選択的に開閉する弁体と、一方向に回動するとともに弁体を駆動する弁体駆動手段と、流路の開閉の切換操作を行う切換操作手段と、切換操作手段による操作力を弁体駆動手段に伝達する、遊動自在な伝達部材とを備え、かつ、弁体駆動手段と切換操作手段のいずれか一方に切換操作時に伝達部材が係合する係合部を設けるとともに、他方に伝達部材の凹陥部を設けた流路切換弁とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】複数個の流路と、各流路に設けた弁体と、一方向に回動自在に設けた、弁体に作用して複数個の流路を選択的に切り換える弁体駆動手段と、弁体駆動手段による流路の切換操作をする切換操作手段と、切換操作手段による操作力を弁体駆動手段に伝達する、遊動自在に設けた伝達部材とを備え、かつ、弁体駆動手段および切換操作手段のいずれか一方に流路切換時に伝達部材が係合する係合部を設けるとともに、他方には伝達部材を逃がす凹陥部を設けたことを特徴とする流路切換弁。
【請求項２】切換操作手段は、回動自在に設けられているとともに回動量を規制する回動規制手段を有している、請求項１に記載の流路切換弁。
【請求項３】切換操作手段は、回動自在に設けたレバ−と、レバ−を回動前の位置に復帰させる復帰手段とを有している、請求項１または２に記載の流路切換弁。
【請求項４】伝達部材が球体である、請求項１〜３のいずれかに記載の流路切換弁。
【請求項５】伝達部材が円柱体である、請求項１〜３のいずれかに記載の流路切換弁。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の流路切換弁と、濾材を収納した濾過部とを備えている浄水器。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、流路を切り換える流路切換弁およびこの流路切換弁を備えた浄水器に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、水など流体流路の切換弁としては、特開平７−１１６６５７号公報に記載されているような、弁体駆動手段とレバ−とを直結し、レバ−の回動をそのまま弁体駆動手段に伝達して流路を切り換える方式が知られている。
【０００３】しかし、この方式では、レバ−を目的とする角度だけ正確に回動させなければならず、操作のたびに回動量（レバーの停止位置）を目視確認しなければならないという不便さがあった。確認を怠りレバーの回動量が所定の回動量からはずれると（レバーの停止位置がずれると）、所望の流路を開閉することができないなどの不具合が生じていた。
【０００４】そこで、特開平１０−９４１３号公報に記載されているように、レバ−による流路切換操作手段にラチェット機構を採用するとともにレバ−を所定の位置に復元する戻しバネを設けた方式も提案されている。
【０００５】しかしながら、低コストで大量生産するためにラチェット機構の爪部を樹脂で成形すると、流路切換の操作のたびに弾性変形するため繰り返し操作によって爪部が折れるという不具合が生じていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上述のような問題点に鑑み、流路切換の操作のたびにレバー等切換操作手段の回動量を目視確認する必要がなく、かつ、繰り返し操作による破損を防ぐことができる、安価な流路切換弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するために本発明は、複数個の流路と、各流路に設けた弁体と、一方向に回動自在に設けた、弁体に作用して複数個の流路を選択的に切り換える弁体駆動手段と、弁体駆動手段による流路の切換操作をする切換操作手段と、切換操作手段による操作力を弁体駆動手段に伝達する、遊動自在に設けた伝達部材とを備え、かつ、弁体駆動手段および切換操作手段のいずれか一方に流路切換時に伝達部材が係合する係合部を設けるとともに、他方には伝達部材を逃がす凹陥部を設けた流路切換弁を特徴とするものである。
【０００８】ここで、切換操作手段は、回動自在に設けられているとともに回動量を規制する回動規制手段を有していることや、回動自在に設けたレバ−と、レバ−を回動前の位置に復帰させる復帰手段とを有していることが好ましい。また、伝達部材が球体や円柱体であることが好ましい。
【０００９】そして、上記いずれかの流路切換弁と、濾材を収納した濾過部とを備えている浄水器も好ましい態様である。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の望ましい実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】本実施形態では、家庭のキッチンなどの水道蛇口に取り付けられる浄水器に、本発明の流路切換弁を装備したものを例に採って説明する。
【００１２】図１は浄水器が水道蛇口に取り付けられた状態を示す正面図、図２と図３は図１の部分縦断面図、図４は図１の右側面図、図５は図１の上面図である。
【００１３】図１に示すように、浄水器１はその内部に流路切換弁を内蔵した本体部２と、濾材が収納された濾過部３とから構成されており、本体部２が水道蛇口４に取り付けられている。本体部２にはレバ−５が設けられ、レバ−５を操作することにより、水道蛇口４から流入した原水をそのままシャワ−水として吐出するか（原水シャワ−）、そのままストレ−ト水として吐出するか（原水ストレ−ト）、濾過部３に供給するかを選択的に切り換えることができる。濾過部３に供給された原水は、活性炭などの吸着剤と中空糸膜によって濾過され、浄水口から浄水として吐出される。
【００１４】本体部２は、図２に示すように、流路切換弁を構成する３個のボ−ル（弁体）１１ａ、１１ｂ、１１ｃおよび弁体駆動手段１２を備えた上部ボディ１３と、原水シャワ−口１４や原水ストレ−ト口１５を備えた下部ボディ１６と、流路の切換操作を行う切換操作手段１７などから構成されている。なお、本発明において、弁体と弁体駆動手段は、本実施態様のように別体であっても、また、一体化されているものでもよい。
【００１５】上部ボディ１３には、リング状のパッキン１８が装着され、水道蛇口４のおねじ部分にねじ込んだアダプタ１９を介して取付ナット２０を上部ボディ１３にねじ込むことにより、本体部２が水道蛇口４に取り付けられるようになっている。
【００１６】上部ボディ１３の内部は、３個の通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃを開設した区画板２２によって、上部室２３と下部室２４とに区画されている。
【００１７】上部室２３には、３個のボ−ル（弁体）１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、３個の通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するように配置されている。ボ−ル１１ａが通水路２１ａにはまってボ−ル１１ａの下端部が下部室２４に突出し、通水路２１ａが閉じた状態になる。ボ−ル１１ｂ、１１ｃについても同様である。
【００１８】円筒状の下部室２４には、弁体駆動手段１２が回動可能に設けられており、弁体駆動手段１２の所定位置に配設したＯリング２５ａ、２５ｂ、２５ｃが、下部室２４の内壁面と水密的に係合している。これによって下部室２４は３つに区画され、通水路２１ａから濾過部３に原水を供給する原水供給口２６へ通じる流路と、通水路２１ｂから原水ストレ−ト口１５へ通じる流路と、通水路２１ｃから原水シャワ−口１４へ通じる流路とを形成している。
【００１９】図２に示したように、弁体駆動手段１２には、通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対向する位置に、カム部２７ａ、２７ｂ、２７ｃが設けられている。カム部２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、図６の弁体駆動手段１２のカム部断面図に示すように、複数個の凸部を有しており、弁体駆動手段１２を例えば４０゜ずつ回動させることによりカム部２７ａ、２７ｂ、２７ｃのうちの一つの凸部を選択的に上方を向かせ、下部室２４に突出したボ−ルの下端部を押し上げて３つの通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃのうちの一つを開くことができるようになっている。すなわち、後述の切換操作手段１７により弁体駆動手段１２を所定角度回動することで、通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれかを開放し、水道蛇口６から流入した原水をそのままシャワ−水として吐出するか、そのままストレ−ト水として吐出するか、濾過部３に供給するかを選択できる。
【００２０】ボ−ル（弁体）１１ａ、１１ｂ、１１ｃの材質としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、フッ素ゴム、シリコンゴムなどのゴムや、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属、さらには、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン、ナイロン（ポリアミド）、ポリアセタ−ルなどプラスチックやセラミックスでもよい。そして、金属あるいはセラミックスなど比較的固い材料で構成する場合は、相対する通水路にゴムを付着することが好ましい。芯体としての金属球にゴムを覆ったものであると、ゴム単体に比べ重量が重くなってシ−ル性を良好にする効果がある。また、弁体の形状は、球体に限らず円錐形でも円筒形でもよく、傘形でもよい。通水路を閉塞したときのシ−ル性を向上させるため、通水路方向に付勢してもよい。
【００２１】上部ボディ１３の側部には、継手３１がＯリング３２により液密的に固定され、その継手３１には、濾過部３に原水を供給する原水供給口２６が設けられている。原水供給口２６と、濾過部３の原水受入口６２は、バヨネット機構により着脱が可能なように構成されている。
【００２２】次に、弁体駆動手段１２を回動操作する切換操作手段１７について説明する。
【００２３】切換操作手段１７は、図２および図８〜図１０に示すように、レバ−５と、レバ−５と一体的に回動するボール受け部４１と、レバー５およびボール受け部４１の回動力を弁体駆動手段１２に伝達する鋼球（伝達部材）４２ａ、４２ｂなどから構成されている。
【００２４】レバ−５は、図２および図４に示すように、上部ボディ１３および下部ボディ１６の両端付近で軸支され、弁体駆動手段１２と同じ中心軸まわりに回動するようになっている。なお、レバ−５は、両端支持型であっても、また、片端支持型であってもよい。
【００２５】図５に示すように、レバ−５を矢印Ａ方向に押し下げると、レバ−５が操作ストッパ−（回動規制手段）４３に当接するまで、反時計方向に（右側面から見た場合）回動する。レバ−５が操作ストッパ−４３に当接した状態で操作をやめて指を離すと、ねじりコイルばね（復帰手段）４４により時計方向に回動し、図７（図２のＢ−Ｂ断面図）に示す回動前の位置に戻るようになっている。図７に示すように、レバ−５に設けられた凸部４５が下部ボディに設けられた原点ストッパ−（回動規制手段）４６に当たり、ねじりコイルばね４４の反発力によりレバ−５が時計方向に回動するのを押さえている。また、図８に、レバ−５が回動前の位置にある状態の図２のＣ−Ｃ断面を示し、図９に、レバ−５が反時計方向に８゜回動した状態の図２のＣ−Ｃ断面を示し、図１０に、レバ−５が反時計方向４０゜回動した状態の図２のＣ−Ｃ断面を示している。
【００２６】レバ−５と一体的に回動するボール受け部４１には、鋼球４２ａ、４２ｂを保持する保持部５１ａ、５１ｂと、鋼球よりも大きい、遊動可能な鋼球の凹陥部５２ａ、５２ｂが形成されている。一方、弁体駆動手段１２には、鋼球４２ａ、４２ｂが係合する係合部５３ａ、５３ｂが４０゜毎に設けられている。また、この係合部５３ａ、５３ｂと連続的で、しかも時計回り方向に延びるにしたがって弁体駆動手段１２の中心軸から遠ざかる滑り面５４ａ、５４ｂも形成されている。
【００２７】図８に示すとおり、レバ−５が初期位置にある状態では鋼球４２ａは係合部５３ａ付近に停止している。レバ−５を押し下げて反時計方向に８゜回動させると、図９に示すように、鋼球４２ａはボール受け部４１の保持部５１ａと弁体駆動手段１２の係合部５３ａに挟まれ、レバ−５をさらに反時計方向に回動させると、ボール受け部４１と鋼球４２ａと弁体駆動手段１２とが一体的に回動する。すなわち、レバ−５およびボール受け部４１に加えた操作力が、鋼球４２ａによって弁体駆動手段１２に伝達される。このとき、本発明においては、ラチェット機構を採用した従来の方式のように樹脂成形品で形成された爪部が操作のたびに変形するようなことがないので、切換操作力伝達部における破損が生じにくい。そして、レバ−５およびボール受け部４１が初期位置から４８゜回動したときに、操作ストッパ−４３によってレバ−５の回動が停止される。したがって、弁体駆動手段１２は、レバ−５やボール受け部４１に比べ８゜少ない４０゜だけ正確に回動して停止する。その後、レバ−５から指を離すと、前述のとおり、ねじりコイルばね（復帰手段）４４により時計方向に回動する。このとき鋼球４２ａは、ボール受け部４１の凹陥部５２ａの縁部５５ａに押されて平面５４ａ上を滑り、平面５４ａの縁部５６ａを越えてボール受け部４１の凹陥部５２ａに入る。すなわち、レバ−５が時計方向に回動しているときには弁体駆動手段１２は回動しない。レバ−５が回動前の位置に戻って停止すると、鋼球４２ａは凹陥部５２ａから、その自重によって、隣接する係合部５３ｂに落ち込んで停止する。
【００２８】図８〜１０中に示されているもうひとつの鋼球４２ｂの動きも、鋼球４２ａと同様である。初期位置において鋼球４２ｂが凹陥部５２ｂから係合部５３に落ち込むように、凹陥部５２ｂも係合部５３より高い位置に停止するようになっている。
【００２９】なお、本実施態様では、鋼球、保持部および凹陥部を２対設けているが、１対でも３対以上でもよい。２対の場合、何らかの原因で一方の鋼球が凹陥部から係合部に落ちなかったとしても、他方が正常な位置にあれば、切換操作手段の操作力を弁体駆動手段に伝えることができることから、１対よりも確実であると言える。
【００３０】また、弁体駆動手段１２には、図２および図４に示すように、流路の切換状態を示す表示部材８１が固定されている。表示部材８１の外周面には、「原水シャワ−」「原水ストレ−ト」「浄水」の表示（文字および略図）が４０゜間隔に印刷されており、上部ボディに設けられた透明窓８２から、そのいずれかが見えるようになっている。レバ−５を操作して弁体駆動手段１２が４０゜回動すると、表示部材８１も４０゜回動して表示が切り換わる。この表示は、水道蛇口４を閉じているときでも切換状態が確認できるようにするためのもので、弁体駆動手段１２の停止角度を合わせるためのものではない。
【００３１】さらに、弁体駆動手段１２には、図２に示すように、コイルスプリング８３と小球８４ａ、８４ｂとで構成されるクリックストップ機構が配設されており、弁体操作手段１２が停止したときに、小球８４ａ、８４ｂが上部ボディ１３に４０゜間隔に設けられた凹部（図示せず）にはまって音を発し、切換操作が完了したことを認識できる。
【００３２】次に、濾過部３について簡単に説明する。
【００３３】濾過部３は、図３の縦断面図に示すように、容器６１の側部に、原水供給口２６から原水を受け入れる原水受入口６２が設けられ、下部に、原水を濾過して浄化水として吐出する複数のシャワー口（濾過水口）６３が設けられている。容器６１内には、中空糸膜束６８を逆Ｕ字状に折り曲げて収納した円筒体６４が、容器６１の内部底面に形成された円筒状突起６１ａおよびＯリング６５によって水密的に立設されている。中空糸膜束の端部は、円筒体６４の下部において硬化性樹脂６９によって各中空糸膜間の隙間および中空糸膜と円筒体６４との間が封止固定（ポッティング）されている。なお、各中空糸膜はシャワー口６３に向かって開口している。また、円筒体６４の外周面と容器６１の内壁面との間には、活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂、キレ−ト樹脂などからなる吸着剤層７０が配備されているとともに、吸着剤層７０の上下にはリング状のフィルタ６６、６７が設けられている。さらに、容器６１の上部は、中空糸膜束６８や吸着剤７０を容易に充填できるよう開口しており、中空糸の汚れ具合が外部からよく見えるように透明キャップ７１が嵌入されている。さらに透明キャップ７１の上部には蓋７２が容器６１と着脱自在に設けられている。
【００３４】続いて、以上のように構成された浄水器１の切換操作について説明する。
【００３５】図２は、原水が濾過部３で濾過され浄水として吐出される状態で、かつ、レバ−５が初期位置にある状態を示している。この状態で水道蛇口４を開くと、原水は、原水流入口２８から流入し、カム部２７ａがボ−ル１１ａを押し上げて開放した通水路２１ａを通過して、原水供給口２６に流れる。そして、濾過部３の原水受入口６２から濾過部に流入し、活性炭などの吸着剤と中空糸膜によって濾過された後、シャワー口６３から吐出される。
【００３６】ここでレバ−５を操作して、操作ストッパ−４３に当たるまで回動させると、レバ−５およびレバ−５と一体的に設けられたボール受け部４１の回動力が、鋼球４２ａ、４２ｂを介して弁体駆動手段１２に伝えられ、弁体駆動手段１２は正確に４０゜回動する。すると、弁体駆動手段１２のカム部２７ａに替わり２７ｃが上方を向き、通水路２１ａが閉じて２１ｃが開く。したがって原水は通水路２１ｃを通過して原水シャワ−口１４から吐出される。
【００３７】そして、レバ−５から指を離すと、ねじりコイルばね４４によりレバ−５は逆方向に回動し、図７に示す原点ストッパ−４６に当たって停止する。このとき鋼球４２ａ、４２ｂは、それぞれ凹陥部５２ａ、５２ｂに入るため、弁体駆動手段１２は回動しない。
【００３８】レバ−５を再度押し下げる操作をすると、前述のように弁体駆動手段１２が正確に４０゜回動し、通水路２１ｃが閉じて、２１ｂが開く。したがって、原水は通水路２１ｂを通過して、原水ストレ−ト口１５から吐出される。
【００３９】以上のように、流路の切換操作は、レバ−５を一方向に押し下げて回動させるだけで達成できる。レバ−５を操作ストッパ−４３に当たるまで回動させれば弁体駆動手段１２は必要量回動し、閉じる必要がある流路が閉じない、という不具合が生じることはない。その結果、レバ−５の回動量を正確に調整する必要はなく、操作のたびに回動量を目視確認する必要もない。また、ラチェット機構を採用した従来の方式のように、樹脂成形品で形成した爪部が操作のたびに変形するようなことがないので、操作力伝達部での破損という不具合が生じることはない。
【００４０】なお、本発明において、上述の実施態様では、切換操作手段のボール受け部４１に保持部５１と凹陥部５２、弁体駆動手段１２に係合部５３を設けたが、図１１に示すように、切換操作手段に係合部、弁体駆動手段に凹陥部等を設けてもよい。
【００４１】また、レバ−５を１回操作したときの弁体駆動手段１２の回動角度は４０゜としたが、分岐流路数×ω（回動角度）×ｎ＝３６０（ただしｎは正の整数）を満足すれば４０゜でなくてもよい。上述のように分岐流路数が３であれば、ｎ＝１でω＝１２０、ｎ＝２でω＝６０、ｎ＝３でω＝４０、ｎ＝４でω＝３０、ｎ＝５でω＝２４となる。
【００４２】さらに、上述の実施態様ではレバ−５とボール受け部４１を一体型としたが、回動力が伝達できれば必ずしも一体型である必要はない。歯車等を用いて回動力を伝える構造にすれば、レバ−の回動量を任意に設定することができる。
【００４３】
【発明の効果】本発明の流路切換弁は、複数個の流路と、複数個の流路それぞれを選択的に開閉する弁体と、一方向に回動するとともに弁体を駆動する弁体駆動手段と、流路の開閉の切換操作を行う切換操作手段と、切換操作手段による操作力を弁体駆動手段に伝達する、遊動自在な伝達部材とを備え、かつ、弁体駆動手段と切換操作手段のいずれか一方に切換操作時に伝達部材が係合する係合部を設けるとともに、他方に伝達部材の凹陥部を設けたので、係合部に係合した伝達部材を介して切換操作手段の操作力を弁体駆動手段に伝えて弁体駆動手段を回動させることができる。そして、伝達部材は遊動自在であるので、流路切換の際に弾性変形させる必要がなく破損しにくい。さらに、切換操作手段を回動前の位置に戻す操作を行うと、伝達部材が凹陥部に入るため、弁体駆動手段は回動しない。
【００４４】そして、切換操作手段が回動によって流路の切換操作を行うもので、かつ、切換操作手段の回動量を規制する回動規制手段を有する場合には、切換操作手段を所定の角度だけ容易にかつ正確に回動させることができ、弁体駆動手段を所定の角度だけ正確に回動することができる。すなわち、容易かつ確実に流路を切り換えることができ、従来の流路切換弁のように操作のたびに停止角度を目視確認する必要は無い。また、切換操作手段が回動によって流路の切換操作を行うもので、かつ、回動するレバ−とレバ−を回動前の位置に復帰させる復帰手段とを有する場合には、レバ−により切換操作手段を容易に回動操作でき、しかもレバ−を離すと自動的に初期位置に戻るため、レバーをある一定の操作し易い位置において一方向へ回動させるだけで幾度もの流路切換を行うことができ、大変便利である。
【００４５】さらに、伝達部材が球体や円柱体の場合には、係合部から凹陥部、凹陥部から次の係合部へスム−ズに転動し、回動力を確実に伝達することができ。
【００４６】そして、上記のような流路切換弁を、濾材を収納した濾過部を備えている浄水器に適用すると、簡単かつ確実に流路を切り換えることができるので、台所などでの作業中にも原水、浄水の選択を容易かつ確実に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１５９
【氏名又は名称】東レ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年４月１６日（１９９９．４．１６） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−３０４１４１（Ｐ２０００−３０４１４１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１１月２日（２０００．１１．２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−１０９２３１ |
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