(57)【要約】【課題】この発明は、セラミック弁カートリッジの突出量を抑えて省スペース化を実現でき、取付け場所や取付けの向き等、レイアウトの自由度が向上する三方切換え弁を提供することを目的とする。【解決手段】上記弁部材は、ハンドル４の開閉操作に連動して回動するセラミック製の可動弁ディスク４８と、該可動弁ディスク４８に摺動可能に当接し、回動不可の状態で設けられたセラミック製の固定弁ディスク５０とを備えたセラミック弁カートリッジ３とする。セラミック弁カートリッジ３は、バルブハウジング２の収納室２５に収納され、収納室２５の壁面とバルブハウジング２の外周面との間に、収納室２５を迂回する迂回流路２６が形成され、主流路Ｘは、収納室２５の壁面とセラミック弁カートリッジ３の入水側端部とにより区画され、分岐流路Ｙは、迂回流路２６と、バルブハウジング２内に配設された弁吐水口３１ｂとが連通して形成される。【選択図】図３
2007170510.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原水入口を有する主流路と、
該主流路から分岐した分岐流路と、
該分岐流路の開閉を行う弁部材とを備えた三方切換え弁であって、
上記弁部材は、ハンドル部材が取付けられた栓棒と、
該栓棒の開閉操作に連動して軸芯を中心に回動するセラミック製の可動弁ディスクと、
該可動弁ディスクに摺動可能に当接し、回動不可の状態で設けられるセラミック製の固定弁ディスクと、
上記栓棒の開操作によって上記主流路の流水の一部を上記分岐流路へ吐水する弁吐水口とを備えたセラミック弁カートリッジを設け、
該セラミック弁カートリッジは、収納室が形成された筒状のバルブハウジングに収納され、
該バルブハウジングには、分岐吐水口と、上記収納室に連通する上記原水入口と主吐水口とがそれぞれ穿設され、
上記収納室と上記バルブハウジングの外周面との間には、上記収納室を迂回し、上記分岐吐水口に連通する迂回流路が形成され、
上記主流路は、上記収納室の壁面と上記セラミック弁カートリッジの入水側端部とにより区画されて構成されるとともに、
上記分岐流路は、上記迂回流路と、バルブハウジング内に配設された上記弁吐水口とが連通して構成される
三方切換え弁。
【請求項２】
前記栓棒は、その先端が前記バルブハウジングから突出し、該突出した栓棒の先端に前記ハンドル部材を取付けた
請求項１記載の三方切換え弁。
【請求項３】
前記セラミック弁カートリッジは複数の弁吐水口を有するとともに、
前記迂回流路は、前記主流路を挟んでバルブハウジング内の複数箇所に形成される
請求項１または２記載の三方切換え弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、原水入口を有する主流路と、該主流路から分岐した分岐流路と、該分岐流路の開閉を行う弁部材とを備えた三方切換え弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、主流路と、該主流路から分岐した分岐流路とを備え、洗面所等の水栓の吐水口への取付けが可能な三方切換え弁が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
前記特許文献１に開示の三方切換え弁は、水栓の吐水口から供給される水を常時主流路に流し、使用者が必要時に弁部材を開操作すれば、主流路から分岐流路へ水を分流させ、主水路の吐水口とは異なる第２の吐水口からも同時に水を吐水することができるようになっている。
【０００４】
また、前記特許文献１においては、三方切換え弁が歯みがき水栓に使用されており、この三方切換え弁は、先端に歯みがき水栓本体が取付けられたホースの基端を前記第２の吐水口に差し込むことにより、弁部材を開くように構成されている。
【０００５】
ところで、このような三方切換え弁の用途は多岐に亘るものであり、例えば、主水路の流水を庭の草花への水やり用として使用し、分岐流路の流水を他者の手洗い用、容器類の洗浄用に使用することもできる。しかしながら、前記特許文献１に開示の三方切換え弁は、上述したようにホースの基端を第２の吐水口に差し込まなければ弁体を開くことができないため、例えば、手洗い等、ホースが必ずしも必要とされない場合にまで、ホースを差し込んで使用しなければならないという問題がある。
【０００６】
さらに、前記特許文献１に開示の三方切換え弁の弁部材は、スプリングの弾性力によってブッシュが分岐流路を遮断し、前記ホースを差し込むと、スプリングが収縮してブッシュが軸方向にスライドし、分岐流路を開放するように構成されている。
【０００７】
このような構成をなした弁部材では、分岐流路を遮断している時、主流路の流水が分岐流路に漏れるのを確実に防止するために、弾性力の大きなスプリングが必要となる。従って、ホースの差し込み作業には大きな力が必要となり、作業が面倒なものになるという問題がある。
【０００８】
そこで、後記特許文献２に開示のセラミック弁カートリッジを弁部材として用い、前記三方切換え弁に適用することが考えられる。即ち、弁部材として、栓棒の開閉操作に連動して軸芯を中心に回動するセラミック製の可動弁ディスクと、該可動弁ディスクに摺動可能に当接し、回動不可の状態で設けられたセラミック製の固定弁ディスクと、栓棒の開操作によって上記主流路からの流水を分岐流路へ吐水する弁吐水口とを備えたものを用いることが考えられる。
【０００９】
例えば、後記特許文献３に開示の分岐バルブのように、主流路に対して分岐した分岐流路を取付け、その基端部に前記セラミック弁カートリッジを設けることにより三方切換え弁を構成することが考えられる。
【００１０】
前記特許文献３に開示の分岐バルブにおいては、セラミック弁カートリッジに取付けられたハンドル部材の操作により、可動弁ディスクと固定弁ディスクとの間で円周方向のずれを生じさせ、分岐流路を開放するものであり、分岐流路の開閉の切換えのみならず、分岐流路に流れる流水の吐水量の調整をも可能となる。
【００１１】
従って、ホースの差し込み作業等を必要とすることなく、ハンドル部材の操作のみによって分岐流路からの吐水が可能になるという利点がある。さらには、可動弁ディスク、固定弁ディスクがセラミック製であるため、可動弁ディスクの摺動には大きな力が必要とされず、開閉操作および、分岐流路における吐水量の調整操作を滑らかに行うことができるという利点もある。
【特許文献１】実公平７−２７５１号公報
【特許文献２】実用新案登録第３０８９０８０号公報
【特許文献３】特開２００３−３２８４０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前記特許文献３に開示の分岐バルブの構成においては、軸芯方向に長尺な形状をなすセラミック弁カートリッジが主流路からＴ字型に大きく突出しているため、その突出した分、バルブ（三方切換え弁）の設置スペースを大きく確保しなければならず、取付け場所や取付けの向き等、レイアウトの制限を受けてしまうという問題がある。
【００１３】
この発明は、セラミック弁カートリッジの突出量を抑えて省スペース化を実現でき、取付け場所や取付けの向き等、レイアウトの自由度が向上する三方切換え弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明の三方切換え弁は、原水入口を有する主流路と、該主流路から分岐した分岐流路と、該分岐流路の開閉を行う弁部材とを備えた三方切換え弁であって、上記弁部材は、ハンドル部材が取付けられた栓棒と、該栓棒の開閉操作に連動して軸芯を中心に回動するセラミック製の可動弁ディスクと、該可動弁ディスクに摺動可能に当接し、回動不可の状態で設けられるセラミック製の固定弁ディスクと、上記栓棒の開操作によって上記主流路の流水の一部を上記分岐流路へ吐水する弁吐水口とを備えたセラミック弁カートリッジを設け、該セラミック弁カートリッジは、収納室が形成された筒状のバルブハウジングに収納され、該バルブハウジングには、分岐吐水口と、上記収納室に連通する上記原水入口と主吐水口とがそれぞれ穿設され、上記収納室と上記バルブハウジングの外周面との間には、上記収納室を迂回し、上記分岐吐水口に連通する迂回流路が形成され、上記主流路は、上記収納室の壁面と上記セラミック弁カートリッジの入水側端部とにより区画されて構成されるとともに、上記分岐流路は、上記迂回流路と、バルブハウジング内に配設された上記弁吐水口とが連通して構成されることを特徴とする。
【００１５】
この発明の一実施態様においては、前記栓棒は、その先端が前記バルブハウジングから突出し、該突出した栓棒の先端に前記ハンドル部材を取付けたことを特徴とする。
【００１６】
この発明の一実施態様においては、前記セラミック弁カートリッジは複数の弁吐水口を有するとともに、前記迂回流路は、前記主流路を挟んでバルブハウジング内の複数箇所に形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
この発明によれば、セラミック弁カートリッジをバルブハウジングの収納室内に収納し、バルブハウジング内に、収納室を迂回する迂回流路を形成したことにより、分岐流路を主流路から大きく突出させなくても、主流路と分岐流路とをバルブハウジング内で区画することができるとともに、軸芯方向に長尺な形状をなす弁カートリッジの、バルブハウジングからの突出量を抑えることができる。以上より、三方切換え弁全体をコンパクトに構成することができ、省スペース化を実現できるとともに、取付け場所や取付けの向き等レイアウトの自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。  
図１は、この発明の実施形態に係る三方切換え弁１を示す斜視図、図２は、図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図、図３は図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。本実施形態に係る三方切換え弁１は、図１に示すように、主に、バルブハウジング２、セラミック弁カートリッジ３（以下、単に弁カートリッジ３と略記する）、および二点鎖線にて示すハンドル４を含む。
【００１９】
バルブハウジング２は、円筒状をなし、図２に示すように、その側面には、原水入口２１、主吐水口２２が穿設され、底面には分岐吐水口２３が穿設されている。さらに、原水入口２１、主吐水口２２、分岐吐水口２３にはそれぞれ、ネジ孔２１ａ、２２ａ、２３ａが形成されており、ブッシュ５、６、７は、その外周面に形成されたネジ部５ａ、６ａ、７ａと、ネジ孔２１ａ、２２ａ、２３ａとを螺合させることで、それぞれバルブハウジング２に固定されている。
【００２０】
ブッシュ５、７には、バルブハウジング２から突出する部位の外周面に第２のネジ部５ｂ、７ｂが形成されており、このネジ部５ｂ、７ｂにより、必要に応じて適宜中空パイプやホースの先端を接続することができるようになっている。また、ブッシュ６の先端には、該ブッシュ６と同軸となるようにナット８が取付けられており、ナット８の内周面にはネジ孔８ａが形成されている。このネジ孔８ａにより、必要に応じて適宜中空パイプやホースの先端を接続することができるようになっている。
【００２１】
バルブハウジング２はさらに、その中心部において開口部２４が形成されており、弁カートリッジ３を収納する収納室２５が形成されている。収納部２５は底面部２５ａを有するとともに、側壁には孔が２箇所穿設されており、原水入口２１、主吐水口２２に連通している。
【００２２】
これにより、原水入口２１、主吐水口２２が収納室２５に通じる構成となっているため、図２に示すように、ブッシュ５の流路５ｃ、原水入口２１、収納室２５、主吐水口２２、ブッシュ６の流路６ｂとにより連続した主流路Ｘを形成している。なお、本実施形態においては、ブッシュ５側を水流の上流側としている。
【００２３】
また、バルブハウジング２においては、図３に示すように、該バルブハウジング２の外周面と収納室２５の側壁との間に、収納室２５を迂回するようにして、バルブハウジング２の軸線方向に沿って延びる迂回流路２６が形成されている。迂回流路２６は、バルブハウジング２の底面側において分岐吐水口２３に連通しており、原水入口２１、収納室２５、主吐水口２２（図２参照）からなる主流路Ｘを挟んで２箇所形成されている。
【００２４】
弁カートリッジ３は、外枠となる栓棒ガイド体３１の外周に形成されたネジ部３１ａと、収納室２５の開口部２４側に形成されたネジ孔２７とが螺合することにより、収納室２５の所定位置に収納されている。栓棒ガイド体３１には２つのＯリング３２、３３が取付けられており、弁カートリッジ３を収納室２５内に収納した時、Ｏリング３２、３３は、バルブハウジング２の開口部２４、収納室２５の側壁に対応する位置に配されている。
【００２５】
弁カートリッジ３が収納室２５内に収納された状態において、弁カートリッジ３の入水側端部に形成された流入口３４は、収納室２５の底面部２５ａから所定距離離間した位置にある。これにより、連続的な主流路Ｘを確保しつつ、主流路Ｘを流れる水を弁カートリッジ３側にも分流させることができる。
【００２６】
図４は、この発明の実施形態に係る弁カートリッジ３を示す分解斜視図であり、弁カートリッジ３は、主に、栓棒ガイド体３１の他、Ｅリング３５、回転片３６、栓棒ガイド体３１の軸芯まわりに回動可能に設けられ、ハンドル４（図１〜図３参照）が固着される栓棒３７、この栓棒３７の下部に設けた弁３８、この弁３８が載置されている筒状の固定弁ディスク押さえ３９、バネ板４０およびＣリング４１とにより構成されている。
【００２７】
栓棒３７は、栓棒ガイド体３１内の上部に、軸芯を中心に回動可能に取付けられており、また、ハンドル４の中央孔（不図示）に嵌め込まれる円柱状の接続端部４２を有する。接続端部４２は、弁カートリッジ３をバルブハウジング２（図１〜図３参照）に収納した時、栓棒ガイド体３１、バルブハウジング２から突出した状態となる。栓棒３７の接続端部４２の胴面には、軸芯Ｒに沿った方向にアウターセレーション４２ａが形成されている。
【００２８】
固定弁ディスク押さえ３９は、連通孔４３の内周面上部に対向配置された一対の係合突起４４、４４を有するとともに、外周面上端に設けた環状溝に嵌め込まれたＯリング４５を有する。
【００２９】
弁３８は、栓棒３７の底面に形成された突片４６に係合する係合凹溝４７を片面に有するセラミック製の可動弁ディスク４８と、連通孔４３を介して栓棒ガイド体３１の流入口３４に連通する一対の弁孔４９、４９が穿設されているセラミック製の固定弁ディスク５０とよりなる。
【００３０】
固定弁ディスク５０は、固定弁ディスク押さえ３９の上面に載置され、回転不可の状態で設けられている。可動弁ディスク４８は、固定弁ディスク５０の摺動面Ｔに密接した状態で両矢印Ｇで示す方向に回転自在に配置されている。また、固定弁ディスク５０は、固定弁ディスク押さえ３９と対向する側に係合突起４４、４４に係合する係合凹部５１を有する。また、弁孔４９、４９は、固定弁ディスク５０の摺動面Ｔ側から見れば平面視扇型を有して対向配置されている。一方、可動弁ディスク４８の、固定弁ディスク５０と対向する側は、固定弁ディスク５０の平面視扇型の弁孔４９、４９を閉鎖できる形状であるとともに、一対の切欠５２が設けられている。
【００３１】
固定弁ディスク押さえ３９は、可動弁ディスク４８の片面と固定弁ディスク５０の片面とを当接させるために、バネ板４０によって常時弁３８側の向きに付勢されている。また、栓棒ガイド体３１は、入水側端部に開口を有し、これが流入口３４とされ、この流入口３４から固定弁ディスク押さえ３９が栓棒ガイド体３１に内嵌される。このとき、固定弁ディスク押さえ３９の外周面下部に設けた一対の係止突起３９ａと、栓棒ガイド体３１の周面の底部に設けた一対の係合溝３１ｃ、３１ｃとの係合により固定弁ディスク押さえ３９は栓棒ガイド体３１に係止される。
【００３２】
図５は、本実施形態に係る弁カートリッジ３の、図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図であり、図６は、弁カートリッジ３の、図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図である。図５、図６に示すように、弁カートリッジ３はさらに、シール用のＯリング５３を固定弁ディスク５０とディスク押さえ３９との間で挟み込むように構成されている。固定弁ディスク押さえ３９は、外周上端部にＯリング５３を嵌め込むための環状溝３９ｂを有し、この環状溝３９ｂに嵌め込まれたＯリング５３は、栓棒ガイド体３１の内周面および固定弁ディスク５０片面側の外周縁に当接した状態にある。
【００３３】
ところで、栓棒ガイド体３１は、弁３８が開いたときに水が流出する一対の弁吐水口３１ｂを周面Ｍ（図４参照）の略中央の高さ位置に有する。
【００３４】
そして、図３に示すように、弁カートリッジ３が収納室２５に収納された状態では、固定弁ディスク５０の弁孔４９と、栓棒ガイド体３１の弁吐水口３１ｂと、迂回流路２６の流入口２６ａとが、円周方向において略同じ角度位置にあり、弁吐水口３１ｂから吐出された流水は、直接流入口２６ａに向かって流れ込み、迂回流路２６内を流れるように構成されている。
【００３５】
ここで、図３、図６においては、可動弁ディスク４８の切欠５２と固定弁ディスク５０の弁孔４９とが連通している所謂弁カートリッジ３の吐水状態を示している。この状態では、栓棒ガイド体３１の流入口３４から固定弁ディスク押さえ３９の連通孔４３、弁孔４９、切欠５２および栓棒ガイド体３１周りの、バルブハウジング２に形成された２つの迂回流路２６、２６を介して分岐吐水口２３に連通しており、分岐流路Ｙを形成している。弁カートリッジ３を吐水状態とすることにより、主流路Ｘを流れる水流が分岐流路Ｙに分流して、迂回流路２６を介して分岐吐水口２３からも吐水することができる。
【００３６】
そして、この分岐流路Ｙを形成した状態から、ハンドル４を例えば栓棒３７の軸芯を中心にして９０°回動操作すると、栓棒３７を介して可動弁ディスク４８が摺動面Ｔ（図４参照）を９０°回動して切欠５２と弁孔４９との連通を絶ち、分岐流路Ｙを遮断することができる。
【００３７】
さらに、分岐流路Ｙを遮断した状態から、ハンドル４を栓棒３７の軸芯を中心にして、分岐流路Ｙを遮断した時と逆方向に９０°回動操作すると、可動弁ディスク４８が摺動面Ｔを９０°回動して切欠５２と弁孔４９とが再び連通し、分岐流路Ｙを再び形成することができる。
【００３８】
このように、ハンドル４の円周方向の回動操作により、可動弁ディスク４８を回動させて、分岐流路Ｙの連通、遮断を自在に行えるようにしているため、従来のようにホースの差し込み作業を行わなくても、分岐吐水口２３から容易に吐水することができる。従って、分岐吐水口２３から吐水される流水で直接手洗い、容器類の洗浄等が行える。
【００３９】
特に、セラミック製の可動弁ディスク４８、固定弁ディスク５０により弁３８を構成しているため、セラミック材の極めてつやがある滑らかな特性により、弁ディスク４９、５１間が密着しつつも、且つそれらの密着触接の回動にさほど大きな力は必要とされない。従って、使用者は容易に弁部材の開閉操作を行うことができる。
【００４０】
さらに、弁カートリッジ３が収納室２５内に収納され、主流路Ｘは、底面部２５ａを含む収納室２５の壁面と弁カートリッジ３の流入口３４とにより区画されて構成されており、分岐流路Ｙは、収納室２５を迂回するようにバルブハウジング２内に形成された迂回流路２６により構成されている。
【００４１】
これにより、従来のように、弁カートリッジを含む分岐流路を主流路からＴ字状に大きく突出させなくても、図２、図３に示すように、主流路Ｘと分岐流路Ｙとをバルブハウジング２内で区画することができるとともに、軸芯方向に長尺な形状をなす弁カートリッジ３の、バルブハウジング２からの突出量を抑えることができる。以上より、三方切換え弁１全体がコンパクトになり、省スペース化を実現できるとともに、三方切換え弁１の取付け場所や取付けの向き等レイアウトの自由度を向上させることができる。
【００４２】
また、前記特許文献３に開示されている分岐バルブにおいては、弁カートリッジが主流路から突出した構成であり、分岐流路の基端部からハンドル部材が離れた位置にあるために、ハンドル部材を回動操作する際、モーメントによって分岐流路の基端部における負荷が大きくなるという問題を有する。これに対し、本実施形態における三方切換え弁１においては、弁カートリッジ３のバルブハウジング２からの突出量が抑えられた構成であるため、バルブハウジング２とハンドル４との間の距離を短くすることができ、ハンドル４を回動操作する際の、バルブハウジング２等に付与される負荷を小さくできるという利点がある。
【００４３】
さらにまた、前記特許文献３に開示されている分岐バルブにおいては、分岐流路と同軸上に延び、且つ分岐流路内に収納されている栓棒、弁を外部から回動操作するために、弁カートリッジの外周に筒状のハンドル部材を取付け、バルブハウジング内に、ハンドルの回転力を伝達するための特別な伝達部材（回転ガイド体等）を設けている。これに対し、本実施形態における三方切換え弁１では、分岐流路Ｙに対して反対の方向に延びる栓棒３７の先端即ち、接続端部４２をバルブハウジング２からわずかに突出させ、この接続端部４２にハンドル４が取付けられている。これにより、ハンドル４の回転力を弁３８に伝達するための伝達部材をバルブハウジング内２に別途設ける必要がないため、ハンドル４を取付けるための構成を簡素化することができる。
【００４４】
さらにまた、上述したように、弁カートリッジ３が弁吐水口３１ｂを一対（複数（ここでは２箇所））有するとともに、迂回流路２６は、主流路Ｘを挟んでバルブハウジング２の複数箇所（ここでは２箇所）に形成されている。これにより、分岐流路Ｙの断面積を増やすことができるため、分岐吐水口２３から吐水される水の単位時間当たりの吐水量を増やすことができる。このように、迂回流路２６を複数箇所設けたものは、例えば、手洗い用、容器類の洗浄用に分岐吐水口２３を使用する場合等、ある程度の水勢が必要な場合に好適である。逆に、主水路Ｘに水勢が必要である場合は、分岐流路２６が１箇所設けられたもののほうが好適である。
【００４５】
なお、本実施形態においては、弁吐水口３１ｂ、弁孔４９、切欠５２がそれぞれ一対（２箇所づつ）形成されているが、勿論それ以上形成されていてもよい。
【００４６】
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施形態に係る三方切換え弁を示す斜視図。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図４】この発明の実施形態に係る弁カートリッジを示す分解斜視図。
【図５】この発明の実施形態に係る弁カートリッジの図１におけるＡ−Ａ線矢視断面図。
【図６】この発明の実施形態に係る弁カートリッジの図１におけるＢ−Ｂ線矢視断面図。
【符号の説明】
【００４８】
１…三方切換え弁
２…バルブハウジング
３…セラミック弁カートリッジ
４…ハンドル
２１…原水入口
２２…主吐水口
２３…分岐吐水口
２５…収納室
２６…迂回流路
３７…栓棒
４２…接続端部
４８…可動弁ディスク
５０…固定弁ディスク
Ｘ…主流路
Ｙ…分岐流路
【図１】
2007170510.tif 000003
【図２】
2007170510.tif 000004
【図３】
2007170510.tif 000005
【図４】
2007170510.tif 000006
【図５】
2007170510.tif 000007
【図６】
2007170510.tif 000008