JP4038545B1 - 浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来技術の浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構では、何れかの吐水モードが選択されている時に対応する弁座を開弁する弁体(リンク)が、高水圧時の原水で揺動(振動)するという課題を解決する。
【解決手段】軸円周方向に略楕円形で2つの凸部を有するカムT33、カムS34、カムJ35をそれぞれ位相をずらして形成したカムシャフト30において、該カムT33、該カムS34、該カムJ35のそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に凹溝38を設けることにより、カムシャフト30のカムで押し上げられている弁体(リンク40)の突起部42が該凹溝38に嵌入し、また弁体45(リンク40)を常時弾発するコイルスプリング47の効果も伴って、カムシャフト30のカムで押し上げられている弁体45(リンク40)を安定な状態で保持する。
【選択図】図2
【解決手段】軸円周方向に略楕円形で2つの凸部を有するカムT33、カムS34、カムJ35をそれぞれ位相をずらして形成したカムシャフト30において、該カムT33、該カムS34、該カムJ35のそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に凹溝38を設けることにより、カムシャフト30のカムで押し上げられている弁体(リンク40)の突起部42が該凹溝38に嵌入し、また弁体45(リンク40)を常時弾発するコイルスプリング47の効果も伴って、カムシャフト30のカムで押し上げられている弁体45(リンク40)を安定な状態で保持する。
【選択図】図2
Description
本発明は、水道水(原水)を活性炭(吸着材)や中空糸膜フィルタ等のろ過材からなる浄水槽カートリッジで貫流浄化する水道蛇口直結型の浄水器(通常、切替レバー切替えでストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが切替可能である。)に係るものであり、詳しくはいずれかの吐水モードが選択されている時に対応する弁座を開弁する弁体が、高水圧時の原水で揺動(振動)しないようにした浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構の改善に関する。
従来から、ストレート原水吐水口・シャワー原水吐水口・浄水吐水口を有し、一方向に動作し作動後原位置に復帰するように往復動してストレート原水吐水・シャワー原水吐水・浄水吐水のように複数の吐水モードを一方向への往復動により切替えるワンタッチ式切替レバーと、ラチェット機構またはワンウェイクラッチ機構を介して該切替レバーに接続され、それぞれ位相のずれた複数のカムを有するカムシャフトと、該複数のカムの軸方向位置のそれぞれに対応して形成された各モード用専用流通口(弁座)と、該複数のカムにより上下方向に動作し、該各モード用専用流通口を開閉する複数の傘形の弁体と、該複数の弁体のそれぞれに連結されると共に該複数のカムと係合して該複数の弁体のそれぞれを開閉方向に駆動する複数のリンクとを有し、該複数のカムのそれぞれには、該リンクを押し上げる突出した突起と該リンクを押し下げる半円形の突起とが該カムシャフトの軸方向において並列に設けられ、該複数のリンクには該押し上げる突出した突起と該押し下げる半円形の突起のそれぞれに当接する押し上げ面と押し下げ面とが設けられていることを特徴とする水道蛇口直結型の浄水器(例えば、特許文献1参照。)が知られている。
しかしながら、従来技術の水道蛇口直結型の浄水器(浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構)では、何れかの吐水モードが選択されている時に対応する弁座を開弁する弁体(リンク)が、高水圧時の原水で揺動(振動)する。つまり、弁座を閉弁する弁体(リンク)においては、カムシャフトのカムに設けられたリンクを押し下げる半円形の突起は、対応するリンクの押し下げ面との当接(摺動)部分が多いので、高水圧時の原水でも安定して弁座を閉弁しているが、弁座を開弁する弁体(リンク)においては、カムシャフトのカムに設けられたリンクを押し上げる突出した突起は、対応するリンクの押し上げ面との当接(摺動)部分が僅かなので、不安定な状態で弁座を開弁していて、高水圧時の原水で揺動(振動)が発生するという課題が残されていた。
本発明は、従来の技術の有するこのような問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カムシャフトのカムで押し上げられている弁体(リンク)を安定な状態で保持し、高水圧時の原水においても弁体(リンク)の揺動(振動)が発生しない浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構を提供しようとするものである。
上記目的を達成するために、本発明の水道蛇口直結型の浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構は、
浄水器用切替弁の構成においては、切替弁本体上カバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)と、カムシャフトとリンクとからなるカム駆動式弁開閉機構を有する切替弁本体と、カムシャフトに連動しストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードを一方向への往復動或いは回動により切替える切替レバー(例えば、ワンタッチ式機構を有する切替レバーでも、ダイヤル式機構を有する切替レバーでも良い。)と、切替弁本体下カバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)と、からなり、
切替弁本体(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)は、上方に設けられ水道蛇口から原水が流入する流入口と、カムシャフトを切替弁本体外部から挿入するカムシャフト軸承孔と、下方に設けられ一端部が弁座Tで他端部がストレート原水吐水口に通じる開口部である流通管路Tと、下方に設けられ一端部が弁座Sで他端部がシャワー原水吐水口に通じる開口部である流通管路Sと、下方に設けられ一端部が弁座Jで他端部が浄水槽カートリッジに通じる開口部である流通管路Jと、からなり、
切替弁本体下カバーは、該流通管路Tに結合されるストレート原水吐水口と、該流通管路Sに結合されるシャワー原水吐水口と、を有し、
カム駆動式弁開閉機構は、軸円周方向に略楕円形で2つの凸部を有するカムT、カムS、カムJをそれぞれ位相をずらして(例えば、60度、120度)形成したカムシャフト(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)と、該カムT、該カムS、該カムJの各々に設けられカムの外周部を囲繞するように形成された中空部を有し中空部側に形成された1つの突起部を有する略ロ形(四辺形)体であって回動する該カムの凸部と略ロ形体内の突起部との摺動により上下方向に直線往復運動するリンク(開閉弁本体とも言う。例えば、POM樹脂等の合成樹脂)T、リンクS、リンクJと、該リンクT、該リンクS、該リンクJの各々のリンク外周部一端部に設けられた整流羽根(例えば、十字形羽根)とOリング(例えば、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の軟質弾性部材)とを有する弁体(プラグ)T、弁体S、弁体Jと、からなり、切替弁本体内においては、該弁体Tの整流羽根は該弁座Tの、該弁体Sの整流羽根は該弁座Sの、該弁体Jの整流羽根は該弁座Jの中に挿入され、また該弁体TのOリングは該弁座Tを、該弁体SのOリングは該弁座Sを、該弁体JのOリングは該弁座Jを押圧閉塞するように配設され、該リンクT、該リンクS、該リンクJの各々のリンク外周部他端部にはそれぞれ常時弾発するコイルスプリング(例えば、ステンレス鋼線)が設けられ、
浄水器用切替弁の構成においては、切替弁本体上カバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)と、カムシャフトとリンクとからなるカム駆動式弁開閉機構を有する切替弁本体と、カムシャフトに連動しストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードを一方向への往復動或いは回動により切替える切替レバー(例えば、ワンタッチ式機構を有する切替レバーでも、ダイヤル式機構を有する切替レバーでも良い。)と、切替弁本体下カバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)と、からなり、
切替弁本体(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)は、上方に設けられ水道蛇口から原水が流入する流入口と、カムシャフトを切替弁本体外部から挿入するカムシャフト軸承孔と、下方に設けられ一端部が弁座Tで他端部がストレート原水吐水口に通じる開口部である流通管路Tと、下方に設けられ一端部が弁座Sで他端部がシャワー原水吐水口に通じる開口部である流通管路Sと、下方に設けられ一端部が弁座Jで他端部が浄水槽カートリッジに通じる開口部である流通管路Jと、からなり、
切替弁本体下カバーは、該流通管路Tに結合されるストレート原水吐水口と、該流通管路Sに結合されるシャワー原水吐水口と、を有し、
カム駆動式弁開閉機構は、軸円周方向に略楕円形で2つの凸部を有するカムT、カムS、カムJをそれぞれ位相をずらして(例えば、60度、120度)形成したカムシャフト(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)と、該カムT、該カムS、該カムJの各々に設けられカムの外周部を囲繞するように形成された中空部を有し中空部側に形成された1つの突起部を有する略ロ形(四辺形)体であって回動する該カムの凸部と略ロ形体内の突起部との摺動により上下方向に直線往復運動するリンク(開閉弁本体とも言う。例えば、POM樹脂等の合成樹脂)T、リンクS、リンクJと、該リンクT、該リンクS、該リンクJの各々のリンク外周部一端部に設けられた整流羽根(例えば、十字形羽根)とOリング(例えば、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の軟質弾性部材)とを有する弁体(プラグ)T、弁体S、弁体Jと、からなり、切替弁本体内においては、該弁体Tの整流羽根は該弁座Tの、該弁体Sの整流羽根は該弁座Sの、該弁体Jの整流羽根は該弁座Jの中に挿入され、また該弁体TのOリングは該弁座Tを、該弁体SのOリングは該弁座Sを、該弁体JのOリングは該弁座Jを押圧閉塞するように配設され、該リンクT、該リンクS、該リンクJの各々のリンク外周部他端部にはそれぞれ常時弾発するコイルスプリング(例えば、ステンレス鋼線)が設けられ、
浄水器用切替弁の作用においては、切替レバーの一方向への往復動或いは回動によりカムシャフトが連動(例えば、ワンタッチ式機構を有する切替レバーの一方向への往復動においては、ギヤ駆動等による間接駆動によりカムシャフトが連動。ダイヤル式機構を有する切替レバーの回動においては、直接駆動によりカムシャフトが連動。)し、該カムT、該カムS、該カムJの何れかの凸部が、対応する該リンクT、該リンクS、該リンクJの突起部との摺動により該リンクT、該リンクS、該リンクJの何れかが上下方向に往復動変換され、それによって対応する該弁体Tは該弁座Tを、該弁体Sは該弁座Sを、該弁体Jは該弁座Jを、開弁又は閉弁動作して、該切替弁本体内の原水が該流通管路Tを通りストレート原水吐水口へ、又は該流通管路Sを通りシャワー原水吐水口へ、又は該流通管路Jを通り浄水槽カートリッジへ、の何れかに通水されることになり、該切替レバー回動を繰り返すことによりストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが切替わって吐水されものにおいて、
切替レバーの回動によりカムシャフトが連動し、該カムT、該カムS、該カムJの何れかの凸部が、対応する該リンクT、該リンクS、該リンクJの突起部との摺動により該リンクT、該リンクS、該リンクJの何れかが上方向に移動した時に、上方向に移動したリンクが高水圧時の原水で揺動しないように、該カムT、該カムS、該カムJのそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に、上方向に移動したリンクの突起部が嵌入することができる凹溝(位置保持決め溝。細いU字溝でも単なる円形状の凹みであっても良く、特に形状は問わない。)を設けたことを特徴とする。
切替レバーの回動によりカムシャフトが連動し、該カムT、該カムS、該カムJの何れかの凸部が、対応する該リンクT、該リンクS、該リンクJの突起部との摺動により該リンクT、該リンクS、該リンクJの何れかが上方向に移動した時に、上方向に移動したリンクが高水圧時の原水で揺動しないように、該カムT、該カムS、該カムJのそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に、上方向に移動したリンクの突起部が嵌入することができる凹溝(位置保持決め溝。細いU字溝でも単なる円形状の凹みであっても良く、特に形状は問わない。)を設けたことを特徴とする。
カムシャフトに設けられたカム(カムT、カムS、カムJ)のそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に凹溝を設けることにより、カムシャフトのカムで押し上げられているリンク(リンクT又はリンクS又はリンクJ)の突起部が該凹溝に嵌入し、またリンク(リンクT、リンクS、リンクJ)を常時弾発するコイルスプリングの効果も伴って、カムシャフトのカムで押し上げられているリンクを安定な状態で保持し、高水圧時の原水においても弁体(リンク)の揺動(振動)が発生しない又は発生を低減させるという効果を奏する。
高水圧時の原水においても弁体(リンク)の揺動(振動)が発生しない又は発生を低減させるという目的を、カムシャフトに設けられたカム(カムT、カムS、カムJ)のそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に凹溝を追加したにもかかわらず、切替レバーの小さな操作力を損なわずに実現した。
図1は、本発明のカム駆動式弁開閉機構を有する浄水器用切替弁90の斜視図である。図2(a)は、カムシャフト30の斜視図であり、図2(b)は、カムシャフト30の正面図である。図3は、リンク40の右側面図(左側面図も同一)である。図4は、カムシャフト30にリンク40を配置させた斜視図である。図5は、カムシャフト30を中心に切断した時の本発明の浄水器用切替弁90要部正面断面図である。図6は、本発明のカム駆動式弁開閉機構を有する浄水器用切替弁90の主となる構成部品を表したアイソメ図である。
また、本明細書を含む各書類においては、1つの部品(或いは名称)を複数個同時使用している関係上、識別しやすいように、ストレート原水吐水に係わる部品に関してはTの記号を、シャワー原水吐水に係わる部品に関してはSの記号を、浄水吐水に係わる部品に関してはJの記号を、付加している。
また、本明細書を含む各書類においては、1つの部品(或いは名称)を複数個同時使用している関係上、識別しやすいように、ストレート原水吐水に係わる部品に関してはTの記号を、シャワー原水吐水に係わる部品に関してはSの記号を、浄水吐水に係わる部品に関してはJの記号を、付加している。
図1ないし図6を参照して、本発明のカム駆動式弁開閉機構を有する浄水器用切替弁90の構成(ハード)を説明する。
図1に示す水道蛇口直結型の浄水器用切替弁90に結合される浄水槽カートリッジ80は、浄水器用切替弁90外部に着脱可能に結合される部品で、ケーシング(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)81と、該ケーシング81に内蔵されるろ過材(不図示。例えば、活性炭、中空糸膜フィルタ)と、からなる。
不図示ではあるが、該ケーシング81の外部には浄水吐水口(下流側)と原水供給入口(上流側)とを有する。
通常、浄水槽カートリッジ80は、水道水(原水)を貫流浄化するのが目的であるが、浄化された水(浄水)にミネラル等を添加するためにミネラル添加材等もろ過材に付加される場合もある。
そして、ろ過材には浄化する能力に限界(寿命)があり、定期的に浄水槽カートリッジ80を交換する必要がある。
図1に示す水道蛇口直結型の浄水器用切替弁90に結合される浄水槽カートリッジ80は、浄水器用切替弁90外部に着脱可能に結合される部品で、ケーシング(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)81と、該ケーシング81に内蔵されるろ過材(不図示。例えば、活性炭、中空糸膜フィルタ)と、からなる。
不図示ではあるが、該ケーシング81の外部には浄水吐水口(下流側)と原水供給入口(上流側)とを有する。
通常、浄水槽カートリッジ80は、水道水(原水)を貫流浄化するのが目的であるが、浄化された水(浄水)にミネラル等を添加するためにミネラル添加材等もろ過材に付加される場合もある。
そして、ろ過材には浄化する能力に限界(寿命)があり、定期的に浄水槽カートリッジ80を交換する必要がある。
図1又は図6に示すように、切替弁本体上カバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)70は、切替弁本体10の流入口11を貫装して、切替弁本体10の上部を覆うものである。
図5又は図6に示すように、切替弁本体(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)10は、上方に設けられ水道蛇口から原水(水道水)が流入する流入口11と、カムシャフト30が切替弁本体10外部から挿入されカムシャフト30の一端部31を軸承するカムシャフト軸承孔12と、下方に設けられ一端部(上流側)が弁座T13a(端面は当接するOリングT44aが傷付かないように若干テーパーになっている)で他端部(下流側)が切替弁本体下カバー75のストレート吐水口76に通じる開口部13bである流通管路T13と、下方に設けられ一端部(上流側)が弁座S14a(端面は当接するOリングS44bが傷付かないように若干テーパーになっている)で他端部(下流側)が切替弁本体下カバー75のシャワー原水吐水口77に通じる開口部14bである流通管路S14と、下方に設けられ一端部(上流側)が弁座J15a(端面は当接するOリングJ44cが傷付かないように若干テーパーになっている)で他端部(下流側)が該浄水槽カートリッジ80に通じる開口部15bである流通管路J15と、を有する。
また、本実施例においては、複数の吐水モードを一方向への往復動により切替えるワンタッチ式切替レバー50としているので、切替弁本体10外周部に駆動ギア軸19と、該駆動ギア軸19の軸線上の反対側には切替レバー50の一端(小凹部)51が回動自在に係合される支持軸(凸部)59と、を設けているが、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合は、使用しないので不要である。
また、本実施例においては、複数の吐水モードを一方向への往復動により切替えるワンタッチ式切替レバー50としているので、切替弁本体10外周部に駆動ギア軸19と、該駆動ギア軸19の軸線上の反対側には切替レバー50の一端(小凹部)51が回動自在に係合される支持軸(凸部)59と、を設けているが、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合は、使用しないので不要である。
流入口11の上流側には、通常、水道蛇口固定部品類が配設されるようになっている。(水道蛇口固定部品類においては、業界で統一規格等を設定して汎用性のある水道用部品を販売しているので、なるべくそれらを使用して、メンテナンス性を良くすると良い。)
図1又は図6に示すように、本発明の切替弁本体10においては、異物(例えば、虫、砂、鉄屑等)混入防止用に60メッシュ程度の市販のフィルタ(不図示。例えば、ポリエステル製網、ナイロン製網、抗菌性金属添着合成樹脂網、ステンレススチール製網、銅製網、銅銀合金製網、アルミニュウム製網、抗菌性金属添着金属網、不織布製網、抗菌性金属添着不織布網等。尚、抗菌性金属においては銀、銅等が有り、添着、添加、含有、コーティング、メッキ、蒸着等の処理加工方法を問わない。)と、市販の水密パッキン72(例えば、ドーナツ状の厚手ゴム板)と、市販の蛇口固定部品73(例えば、POM樹脂製16mm径のCリング板)と、螺刻された流入口11に螺着できる回転リング74(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)等を使用した。
図1又は図6に示すように、本発明の切替弁本体10においては、異物(例えば、虫、砂、鉄屑等)混入防止用に60メッシュ程度の市販のフィルタ(不図示。例えば、ポリエステル製網、ナイロン製網、抗菌性金属添着合成樹脂網、ステンレススチール製網、銅製網、銅銀合金製網、アルミニュウム製網、抗菌性金属添着金属網、不織布製網、抗菌性金属添着不織布網等。尚、抗菌性金属においては銀、銅等が有り、添着、添加、含有、コーティング、メッキ、蒸着等の処理加工方法を問わない。)と、市販の水密パッキン72(例えば、ドーナツ状の厚手ゴム板)と、市販の蛇口固定部品73(例えば、POM樹脂製16mm径のCリング板)と、螺刻された流入口11に螺着できる回転リング74(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)等を使用した。
図1又は図6に示すように、本実施例においては、該切替弁本体10外部には、手指により上下の一方向に動作し、作動後原位置に復元するように往復動して、ストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モード(切替順序は設計にて決定する)を切替える切替レバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)50が、配設される。
切替レバー50は、略コ字形の形状で、一端(小凹部)51が該切替弁本体10の支持軸(凸部)59に回動自在に係合され、他端(大凹部。溝穴)52がラック22(凸部)に係合(直接接続)される。
図6に示すように、該切替弁本体10の該駆動ギア軸19には、一方向に回転する駆動ギヤ(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂、切替レバー50の一往復動において40度回転動する。)20が軸着される。
切替レバー50は、略コ字形の形状で、一端(小凹部)51が該切替弁本体10の支持軸(凸部)59に回動自在に係合され、他端(大凹部。溝穴)52がラック22(凸部)に係合(直接接続)される。
図6に示すように、該切替弁本体10の該駆動ギア軸19には、一方向に回転する駆動ギヤ(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂、切替レバー50の一往復動において40度回転動する。)20が軸着される。
ラチェット機構(切替レバー復元機構を含む。)においては、クリックバネ(逆回転防止爪。例えば、ステンレス鋼板)21と、ラック(回転掛爪。該切替切替レバー50が直接接続される。例えば、POM樹脂等の合成樹脂)22と、一端面に該クリックバネ21の爪部が掛止及び滑動できる逆回転防止歯と他端面に該ラック22の複数の爪が掛止及び滑動できる正回転掛止歯とを有する駆動ギヤ20と、切替レバー戻しバネ(例えば、ステンレス鋼線)23と、バネ掛板(切替レバー50の40度回転制限板。例えば、ステンレス鋼板)24と、からなるもので構成した。
切替レバー戻しバネ23は、一端がラック22の凹部に、他端がバネ掛板24に掛止される。
手指で切替レバー50が下方向に押動操作されると、連動してラック22が一方向に回転するが、バネ掛板24の為に切替レバー50が40度回転する位置で停止する。ラック22の複数の爪が該駆動ギヤ20に設けられた正回転掛止歯に掛かっているので、ラック22の回転に連動してクリックバネ21を押し上げながら該駆動ギヤ20も回転し、切替レバー戻しバネ23に付勢(反発)力を与える。
ここで、切替レバー50から手指を離すと、切替レバー戻しバネ23の付勢(反発)力により、切替レバー50が上方向に復元される。連動してラック22が他方向に回転するが、クリックバネ21の爪部が該駆動ギヤ20の逆回転防止歯25に掛止して他方向回転を抑制するので、ラック22の複数の爪は該駆動ギヤ20に設けられた正回転掛止歯の上を滑動し、該駆動ギヤ20はその場に停止したままである。
切替レバー戻しバネ23は、一端がラック22の凹部に、他端がバネ掛板24に掛止される。
手指で切替レバー50が下方向に押動操作されると、連動してラック22が一方向に回転するが、バネ掛板24の為に切替レバー50が40度回転する位置で停止する。ラック22の複数の爪が該駆動ギヤ20に設けられた正回転掛止歯に掛かっているので、ラック22の回転に連動してクリックバネ21を押し上げながら該駆動ギヤ20も回転し、切替レバー戻しバネ23に付勢(反発)力を与える。
ここで、切替レバー50から手指を離すと、切替レバー戻しバネ23の付勢(反発)力により、切替レバー50が上方向に復元される。連動してラック22が他方向に回転するが、クリックバネ21の爪部が該駆動ギヤ20の逆回転防止歯25に掛止して他方向回転を抑制するので、ラック22の複数の爪は該駆動ギヤ20に設けられた正回転掛止歯の上を滑動し、該駆動ギヤ20はその場に停止したままである。
また、本実施例においては、複数の吐水モードを一方向への往復動により切替えるワンタッチ式切替レバー50としているので、カムシャフト30をワンタッチ式の切替えレバー50でギヤ駆動する方式の浄水器用切替弁90としたが、他の実施例として、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にしても良い。その場合は、ラチェット機構を構成する部品であるクリックバネ21と、ラック22と、駆動ギヤ20と、切替レバー戻しバネ23と、バネ掛板24と、は不要であり、代わりに、ダイヤル式の切替えレバー内にボール式のラチェット機構等を内蔵させると良い。
図2に示すように、カムシャフト(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)30は、一端部31側に該駆動ギヤ20と噛合い他方向に回転する従動ギヤ(例えば、駆動ギヤ20の40度回転動に対し60度回転動する。)39を有し、略中央部(一端部31と他端部32のと間)の軸円周方向に、略楕円形で2つの凸部を有するカムT33、カムS34、カムJ35をそれぞれ位相をずらして(例えば、60度、120度)形成した。
そして、該カムT33、該カムS34、該カムJ35のそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に凹溝38(特に溝形状は問わない。)を設けた。
ここで、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合は、従動ギヤ39は不要であるので、従動ギヤ39を外したり、ダイヤル式の切替えレバーと係合できる形状等に変更すると良い。
図5又は図6に示すように、カムシャフト30は、切替弁本体10のカムシャフト軸承孔12から挿入されて、該カムシャフト軸承孔12で一端部31が軸承される。該一端部31には、パッキン溝36が有り、該パッキン溝36にはOリング(例えば、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の軟質弾性部材)37が環装されて水密される。
そして、該カムT33、該カムS34、該カムJ35のそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に凹溝38(特に溝形状は問わない。)を設けた。
ここで、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合は、従動ギヤ39は不要であるので、従動ギヤ39を外したり、ダイヤル式の切替えレバーと係合できる形状等に変更すると良い。
図5又は図6に示すように、カムシャフト30は、切替弁本体10のカムシャフト軸承孔12から挿入されて、該カムシャフト軸承孔12で一端部31が軸承される。該一端部31には、パッキン溝36が有り、該パッキン溝36にはOリング(例えば、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の軟質弾性部材)37が環装されて水密される。
図3ないし図4、又は図6に示すように、1つのリンク(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)40は、カムシャフト30に設けられカム(カムT33、カムS34、カムJ35)の外周部を囲繞するように形成された中空部41を有し、該中空部41側には1つの突起部42が形成された略ロ形(四辺形)体の開閉弁本体である。
このリンク40は、回転するカム(カムT33、カムS34、カムJ35)の凸部と該突起部42との摺動により、上下方向に直線往復動するものである。
切替弁本体10内においては、該カムシャフト30の該カムT33に対応してリンクT40aが、該カムS34に対応してリンクS40bが、該カムJ35に対応してリンクJ40cが、各々応動するように配設されている。
このリンク40は、回転するカム(カムT33、カムS34、カムJ35)の凸部と該突起部42との摺動により、上下方向に直線往復動するものである。
切替弁本体10内においては、該カムシャフト30の該カムT33に対応してリンクT40aが、該カムS34に対応してリンクS40bが、該カムJ35に対応してリンクJ40cが、各々応動するように配設されている。
また、リンク40の外周部の一端部(下流側)には、整流羽根(例えば、十字形羽根)43と、Oリング(例えば、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム等の軟質弾性部材)44と、を有する弁体(プラグとも言う。)45が設けられている。
切替弁本体10の弁座T13a(上流側)に対応する弁体は弁体T45a(整流羽根T43a、OリングT44a)で、弁座S14a(上流側)に対応する弁体は弁体S45b(整流羽根S43b、OリングS44b)で、弁座J15a(上流側)に対応する弁体は弁体J45c(整流羽根J43c、OリングJ44c)である。
切替弁本体10の弁座T13a(上流側)に対応する弁体は弁体T45a(整流羽根T43a、OリングT44a)で、弁座S14a(上流側)に対応する弁体は弁体S45b(整流羽根S43b、OリングS44b)で、弁座J15a(上流側)に対応する弁体は弁体J45c(整流羽根J43c、OリングJ44c)である。
また、リンク40の外周部の他端部(上流側)には、軸状のガイド46が設けられていて、該ガイド46の外周部には、コイルスプリング(例えば、ステンレス鋼線)47が設けられている。
リンクT40aにはガイドT46aが、リンクS40bにはガイドS46bが、リンクJ40cにはガイドJ46cが対応する。
図4ないし図6に示すように、該ガイドT46a、該ガイドS46b、該ガイドJ46cの各々の上部には、該ガイドT46a、該ガイドS46b、該ガイドJ46cの各々を同時に滑動できるように支持するガイド受け(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)60が1つ設けられている。
ガイド受け60は、略中央部の任意の箇所に原水通過口61と、該ガイドT46aが挿入されるガイド孔62aと、該ガイドS46bが挿入されるガイド孔62bと、該ガイドJ46cが挿入されるガイド孔62cと、カムシャフト30の他端部32を軸承する凹部63と、を有する。
また、ガイド受け60の上部(上流側)にフィルタ(不図示)、水密パッキン72、蛇口固定部品73等が載置される。
リンクT40aにはガイドT46aが、リンクS40bにはガイドS46bが、リンクJ40cにはガイドJ46cが対応する。
図4ないし図6に示すように、該ガイドT46a、該ガイドS46b、該ガイドJ46cの各々の上部には、該ガイドT46a、該ガイドS46b、該ガイドJ46cの各々を同時に滑動できるように支持するガイド受け(例えば、POM樹脂等の合成樹脂)60が1つ設けられている。
ガイド受け60は、略中央部の任意の箇所に原水通過口61と、該ガイドT46aが挿入されるガイド孔62aと、該ガイドS46bが挿入されるガイド孔62bと、該ガイドJ46cが挿入されるガイド孔62cと、カムシャフト30の他端部32を軸承する凹部63と、を有する。
また、ガイド受け60の上部(上流側)にフィルタ(不図示)、水密パッキン72、蛇口固定部品73等が載置される。
ここで、例えば、カムT33の凸部と、カムT33に対応するリンクT40aの突起部42aと、が当接している場合を想定する。この時は、該カムT33の凸部の略頂点部の凹溝38に、該リンクT40aの突起部42aが嵌入し、該リンクT40aを常時弾発付勢している該コイルスプリング47の効果も伴って安定し、高水圧時の原水においても該リンクT40aが揺動(振動)しにくくなっている。
また、この状態では、カムS34の凸部と、カムS34に対応するリンクS40bの突起部42bと、が当接していなく、また、カムJ35の凸部と、カムJ35に対応するリンクJ40cの突起部42cと、が当接していない場合である。
そして、該切替レバー50を手指で下方向に押動させると、該駆動ギヤ20が一定角度の一方向へ回転運動をし、該駆動ギヤ20に連動する該従動ギヤ39が一定角度の他方向へ回転運動をすることにより、該カムシャフト30が一定角度の回転運動をすると、カムT33の凸部と、カムT33に対応するリンクT40aの突起部42aと、が摺動しながらリンクT40aを下げて、例えば、カムS34の凸部と、カムS34に対応するリンクS40bの突起部42bと、が当接し摺動してリンクS40bを押し上げる。
この時に、該カムS34の凸部の略頂点部の凹溝38に、該リンクS40bの突起部42bが嵌入し、該リンクS40bを常時弾発付勢している該コイルスプリング47の効果も伴って安定し、高水圧時の原水においても該リンクS40bが揺動(振動)しにくくなるものである。
また、この状態では、カムS34の凸部と、カムS34に対応するリンクS40bの突起部42bと、が当接していなく、また、カムJ35の凸部と、カムJ35に対応するリンクJ40cの突起部42cと、が当接していない場合である。
そして、該切替レバー50を手指で下方向に押動させると、該駆動ギヤ20が一定角度の一方向へ回転運動をし、該駆動ギヤ20に連動する該従動ギヤ39が一定角度の他方向へ回転運動をすることにより、該カムシャフト30が一定角度の回転運動をすると、カムT33の凸部と、カムT33に対応するリンクT40aの突起部42aと、が摺動しながらリンクT40aを下げて、例えば、カムS34の凸部と、カムS34に対応するリンクS40bの突起部42bと、が当接し摺動してリンクS40bを押し上げる。
この時に、該カムS34の凸部の略頂点部の凹溝38に、該リンクS40bの突起部42bが嵌入し、該リンクS40bを常時弾発付勢している該コイルスプリング47の効果も伴って安定し、高水圧時の原水においても該リンクS40bが揺動(振動)しにくくなるものである。
図5又は図6に示すように、切替弁本体下カバー(例えば、ABS樹脂等の合成樹脂)75は、切替弁本体10の該流通管路T13の開口部13bに結合されるストレート原水吐水口76と、切替弁本体10の該流通管路S14の開口部14bに結合されるシャワー原水吐水口77と、切替レバーストッパー78と、を有する。
切替弁本体下カバー75は、切替弁本体10の該流通管路T13の開口部13b(下流側)には該ストレート原水吐水口76を、切替弁本体10の該流通管路S14の開口部14b(下流側)にはシャワー原水吐水口77を結合しながら、切替弁本体10の下部を覆うものである。
切替弁本体上カバー70と切替弁本体下カバー75とで、切替弁本体10を挟着して組み立てられる。同時に切替レバー50の一端(小凹部)51が回動自在に維持されたまま着脱不可能になる。
切替弁本体下カバー75は、切替弁本体10の該流通管路T13の開口部13b(下流側)には該ストレート原水吐水口76を、切替弁本体10の該流通管路S14の開口部14b(下流側)にはシャワー原水吐水口77を結合しながら、切替弁本体10の下部を覆うものである。
切替弁本体上カバー70と切替弁本体下カバー75とで、切替弁本体10を挟着して組み立てられる。同時に切替レバー50の一端(小凹部)51が回動自在に維持されたまま着脱不可能になる。
次に、本発明のカム駆動式弁開閉機構を有する浄水器用切替弁90の作用(ソフト)を説明する。
図5には符号の一部が省略されているが、該弁体T45aの整流羽根T43aは該弁座T13aの中に挿入される。該弁体S45bの整流羽根S43bは該弁座S14aの中に挿入される。該弁体J45cの整流羽根J43cは該弁座J15aの中に挿入される。
また、該弁体T45aのOリングT44aは該弁座T13aを押圧閉塞するように配設される。該弁体S45bのOリングS44bは該弁座S14aを押圧閉塞するように配設される。該弁体J45cのOリングJ44cは該弁座J15aを押圧閉塞するように配設される。
該切替レバー50の手指による上下の一往復動により、該駆動ギヤ20が一定角度の一方向へ回転運動をし、該駆動ギヤ20に連動する該従動ギヤ39が一定角度の他方向へ回転運動をすることにより、該カムシャフト30が一定角度の回転運動をし、該カムT33、該カムS34、該カムJ35の何れかの凸部が、対応する該リンクT40aの突起部42a、該リンクS40bの突起部42b、該リンクJ40cの突起部42cとの摺動により、該リンクT40a、該リンクS40b、該リンクJ40cの何れかが上下方向に往復動変換される。それによって、対応する該弁体T45aは該弁座T13aを開弁又は閉弁動作し、該弁体S45bは該弁座S14aを開弁又は閉弁動作し、該弁体J45cは該弁座J15aを開弁又は閉弁動作する。
該切替弁本体10内の原水が該流通管路T13を通り切替弁本体下カバー75のストレート原水吐水口76へ、又は該流通管路S14を通り切替弁本体下カバー75のシャワー原水吐水口77へ、又は該流通管路J15を通り浄水槽カートリッジ80に通水されることになる。
そして、該切替レバー50の手指による上下の一往復動を繰り返すことにより、ストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが次々と切替わって吐水されることになる。
また、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合においては、ダイヤル式の切替えレバーの回動を繰り返すことにより、ストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが次々と切替わって吐水されることになる。
図5には符号の一部が省略されているが、該弁体T45aの整流羽根T43aは該弁座T13aの中に挿入される。該弁体S45bの整流羽根S43bは該弁座S14aの中に挿入される。該弁体J45cの整流羽根J43cは該弁座J15aの中に挿入される。
また、該弁体T45aのOリングT44aは該弁座T13aを押圧閉塞するように配設される。該弁体S45bのOリングS44bは該弁座S14aを押圧閉塞するように配設される。該弁体J45cのOリングJ44cは該弁座J15aを押圧閉塞するように配設される。
該切替レバー50の手指による上下の一往復動により、該駆動ギヤ20が一定角度の一方向へ回転運動をし、該駆動ギヤ20に連動する該従動ギヤ39が一定角度の他方向へ回転運動をすることにより、該カムシャフト30が一定角度の回転運動をし、該カムT33、該カムS34、該カムJ35の何れかの凸部が、対応する該リンクT40aの突起部42a、該リンクS40bの突起部42b、該リンクJ40cの突起部42cとの摺動により、該リンクT40a、該リンクS40b、該リンクJ40cの何れかが上下方向に往復動変換される。それによって、対応する該弁体T45aは該弁座T13aを開弁又は閉弁動作し、該弁体S45bは該弁座S14aを開弁又は閉弁動作し、該弁体J45cは該弁座J15aを開弁又は閉弁動作する。
該切替弁本体10内の原水が該流通管路T13を通り切替弁本体下カバー75のストレート原水吐水口76へ、又は該流通管路S14を通り切替弁本体下カバー75のシャワー原水吐水口77へ、又は該流通管路J15を通り浄水槽カートリッジ80に通水されることになる。
そして、該切替レバー50の手指による上下の一往復動を繰り返すことにより、ストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが次々と切替わって吐水されることになる。
また、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合においては、ダイヤル式の切替えレバーの回動を繰り返すことにより、ストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが次々と切替わって吐水されることになる。
以上、本発明の好適な実施の形態について種々の組合せ等を述べてきたが、本発明は上述する実施の形態に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しない範囲で多くの組合せ、改変等を施し得るのはもちろんである。
例えば、本実施例のカムシャフト30においては、軸円周方向に略楕円形で2つの凸部を有するカムT33、カムS34、カムJ35をそれぞれ位相をずらして(例えば、60度、120度)形成したが、カムシャフト30をダイヤル式の切替えレバーで直接回動する方式の浄水器用切替弁にする場合は、軸円周方向に略楕円形で3つの凸部を有するカムT、カムS、カムJをそれぞれ位相をずらして(例えば、40度、80度、120度)形成しても良いし、或いは軸円周方向に略楕円形で4つの凸部を有するカムT、カムS、カムJをそれぞれ位相をずらして(例えば、30度、60度、90度、120度)形成しても良い。
本発明の浄水器用切替弁90のカム駆動式弁開閉機構は、浄水器のみならず、ミネラル水生成器、アルカリイオン整水器等にも適用できる。
10…切替弁本体、11…流入口、12…カムシャフト軸承孔、13…流通管路T、13a…弁座T、13b…開口部、14…流通管路S、14a…弁座S、14b…開口部、15…流通管路J、15a…弁座J、15b…開口部、19…駆動ギア軸、20…駆動ギヤ、21…クリックバネ(逆回転防止爪)、22…ラック(回転掛爪)、23…切替レバー戻しバネ、24…バネ掛板(回転制限板)、30…カムシャフト、31…一端部、32…他端部、33…カムT、34…カムS、35…カムJ、36…パッキン溝、37…Oリング、38…凹溝、39…従動ギヤ、40(40a、40b、40c)…リンク、41(41a、41b、41c)…中空部、42(42a、42b、42c)…突起部、43(43a、43b、43c)…整流羽根、44(44a、44b、44c)…Oリング、45(45a、45b、45c)…弁体(プラグ)、46(46a、46b、46c)…軸状のガイド、47…コイルスプリング、50…(ワンタッチ式)切替レバー、51…一端(小凹部)、52…他端(大凹部)、59…支持軸(凸部)、60…ガイド受け、61…原水通過口、62(62a、62b、62c)…ガイド孔、63…凹部、70…切替弁本体上カバー、72…水密パッキン、73…蛇口固定部品、74…回転リング、75…切替弁本体下カバー、76…ストレート原水吐水口、77…シャワー原水吐水口、78…切替レバーストッパー、80…浄水槽カートリッジ、81…ケーシング、90…水道蛇口直結型の浄水器用切替弁
Claims (1)
- 浄水器用切替弁の構成においては、切替弁本体上カバーと、カムシャフトとリンクとからなるカム駆動式弁開閉機構を有する切替弁本体と、カムシャフトに連動しストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードを一方向への往復動或いは回動により切替える切替レバーと、切替弁本体下カバーと、からなり、
切替弁本体は、上方に設けられ水道蛇口から原水が流入する流入口と、カムシャフトを切替弁本体外部から挿入するカムシャフト軸承孔と、下方に設けられ一端部が弁座Tで他端部がストレート原水吐水口に通じる開口部である流通管路Tと、下方に設けられ一端部が弁座Sで他端部がシャワー原水吐水口に通じる開口部である流通管路Sと、下方に設けられ一端部が弁座Jで他端部が浄水槽カートリッジに通じる開口部である流通管路Jと、からなり、
切替弁本体下カバーは、該流通管路Tに結合されるストレート原水吐水口と、該流通管路Sに結合されるシャワー原水吐水口と、を有し、
カム駆動式弁開閉機構は、軸円周方向に略楕円形で2つの凸部を有するカムT、カムS、カムJをそれぞれ位相をずらして形成したカムシャフトと、該カムT、該カムS、該カムJの各々に設けられカムの外周部を囲繞するように形成された中空部を有し中空部側に形成された1つの突起部を有する略ロ形体であって回動する該カムの凸部と略ロ形体内の突起部との摺動により上下方向に直線往復運動するリンクT、リンクS、リンクJと、該リンクT、該リンクS、該リンクJの各々のリンク外周部一端部に設けられた整流羽根とOリングとを有する弁体T、弁体S、弁体Jと、からなり、切替弁本体内においては、該弁体Tの整流羽根は該弁座Tの、該弁体Sの整流羽根は該弁座Sの、該弁体Jの整流羽根は該弁座Jの中に挿入され、また該弁体TのOリングは該弁座Tを、該弁体SのOリングは該弁座Sを、該弁体JのOリングは該弁座Jを押圧閉塞するように配設され、該リンクT、該リンクS、該リンクJの各々のリンク外周部他端部にはそれぞれ常時弾発するコイルスプリングが設けられ、
浄水器用切替弁の作用においては、切替レバーの一方向への往復動或いは回動によりカムシャフトが連動し、該カムT、該カムS、該カムJの何れかの凸部が、対応する該リンクT、該リンクS、該リンクJの突起部との摺動により該リンクT、該リンクS、該リンクJの何れかが上下方向に往復動変換され、それによって対応する該弁体Tは該弁座Tを、該弁体Sは該弁座Sを、該弁体Jは該弁座Jを、開弁又は閉弁動作して、該切替弁本体内の原水が該流通管路Tを通りストレート原水吐水口へ、又は該流通管路Sを通りシャワー原水吐水口へ、又は該流通管路Jを通り浄水槽カートリッジへ、の何れかに通水されることになり、該切替レバー回動を繰り返すことによりストレート原水吐水/シャワー原水吐水/浄水吐水の3つの吐水モードが切替わって吐水されものにおいて、
切替レバーの回動によりカムシャフトが連動し、該カムT、該カムS、該カムJの何れかの凸部が、対応する該リンクT、該リンクS、該リンクJの突起部との摺動により該リンクT、該リンクS、該リンクJの何れかが上方向に移動した時に、上方向に移動したリンクが高水圧時の原水で揺動しないように、該カムT、該カムS、該カムJのそれぞれの凸部の略頂点部に軸方向に、上方向に移動したリンクの突起部が嵌入することができる凹溝を設けたことを特徴とする浄水器用切替弁のカム駆動式弁開閉機構。
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