(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
Oリングにより封止された着脱部では、水道水に含まれるカルシウム等がOリングの周囲に堆積することでOリングの固着が生じる。また、水道水に晒されてOリング自体が膨潤、劣化する。このため、Oリングの摺動性が低下し、着脱部の分離作業が困難となる場合がある。上記浄水装置は、Oリングの固着により分離作業が妨げられることに着目し、従来ねじ込み式であった着脱部を、1回転未満の回転操作で着脱可能な構造にしたものである。しかしながら、分離作業時に着脱部を回転させる回数が減っても、上記浄水装置の着脱部にはOリングが従来通りに配置されており、Oリングの固着等により分離作業が妨げられるという問題を解決できない。
【0005】
そこで、本発明は、摺動性が低下したシール部材により着脱部の分離作業が妨げられることを十分防止できる封止構造及びこれを備える水道用装置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】
【0006】
本発明に係る水道用封止構造は、水道網に配置される水道用装置の着脱部用の封止構造であって、水の流路をなし、一方側に開口する連結孔と、一方側から連結孔に挿入される挿入筒と、挿入筒の外周面に全周に亘って形成された溝部と、溝部に収容され、連結孔と挿入筒の隙間を封止するシール部材と、を備え、連結孔の内周面には、シール部材の外周に接触する第1接触面が形成され、溝部の底部のうち連結孔の開口側の部分には、シール部材の内周に接触し、第1接触面と協働してシール部材を圧縮する第2接触面が形成され、溝部の底部のうち連結孔の奥側の部分には、シール部材が溝部内で連結孔の奥側にずれたときにシール部材を受け入れるように、第2接触面から更に窪んだ逃部が形成されている。
【0007】
このような封止構造において、着脱部が連結された状態では、圧縮されたシール部材が第1接触面及び第2接触面に密着することにより、着脱部が封止される。着脱部を分離する際には、挿入筒が連結孔の開口側に引かれる。シール部材の位置に対して挿入筒の位置が開口側にずれると、第2接触面に代わって逃部がシール部材の位置に配置され、シール部材が逃部内に受け入れられる。逃部は第2接触面から更に窪んでいるので、逃部の底部は、第2接触面と第1接触面の間隔に比べ大きい間隔で第1接触面から離れている。このため、シール部材の圧縮が緩められ、シール部材の摺動性の影響が軽減される。従って、摺動性が低下したシール部材に妨げられることなく着脱部の分離作業を行うことができる。
【0008】
逃部の底部と第2接触面とは、連結孔の奥側に向かうに従い深くなるように傾斜したテーパ面を介してつながっていてもよい。この場合、分離した着脱部を再連結する際に、シール部材を逃部側から第2接触面側にずらすと、テーパ面に導かれてシール部材が円滑に第2接触面の位置に戻る。このため、分離した着脱部を容易に再連結できる。
【0009】
連結孔の内周面のうち、第1接触面に対し奥側に隣接する部分には、第1接触面から隆起した隆起部が形成されていてもよい。この場合、着脱部が連結された状態において、逃部側へのシール部材の移動が隆起部によって規制される。これにより、シール部材が確実に第1接触面と第2接触面の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を高めることができる。
【0010】
第2接触面に対する逃部の深さは、第1接触面に対する隆起部の高さに比べ小さくてもよい。この場合、シール部材が逃部側に配置された状態で挿入筒が連結孔に挿入されたときにも、シール部材が隆起部に引っかかり、第2接触面側にずらされる。これにより、シール部材がより確実に第1接触面と第2接触面の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を更に高めることができる。
【0011】
挿入筒の溝部に代えて、連結孔の内周面に溝部が形成されていてもよい。この場合、挿入筒の外周面には、シール部材の内周に接触する第1接触面が形成され、溝部の底部のうち連結孔の奥側の部分には、シール部材の外周に接触し、第1接触面と協働してシール部材を圧縮する第2接触面が形成され、溝部の底部のうち連結孔の開口側の部分には、シール部材が溝部内で連結孔の開口側にずれたときにシール部材を受け入れるように、第2接触面から更に窪んだ逃部が形成される。
【0012】
このような封止構造においても、着脱部が連結された状態では、圧縮されたシール部材が第1接触面及び第2接触面に密着することにより、着脱部が封止される。着脱部を分離する際には、挿入筒が連結孔の開口側に引かれる。挿入筒の位置が開口側にずれると、シール部材の位置も開口側にずれ、第2接触面に代わって逃部がシール部材の位置に配置され、シール部材が逃部内に受け入れられる。逃部は第2接触面から更に窪んでいるので、逃部の底部は、第2接触面と第1接触面の間隔に比べ大きい間隔で第1接触面から離れている。このため、シール部材の圧縮が緩められ、シール部材の摺動性の影響が軽減される。従って、摺動性が低下したシール部材に妨げられることなく着脱部の分離作業を行うことができる。
【0013】
逃部の底部と第2接触面とは、連結孔の開口側に向かうに従い深くなるように傾斜したテーパ面を介してつながっていてもよい。この場合、分離した着脱部を再連結する際に、シール部材を逃部側から第2接触面側にずらすと、テーパ面に導かれてシール部材が円滑に第2接触面の位置に戻る。このため、分離した着脱部を容易に再連結できる。
【0014】
挿入筒の外周面のうち、第1接触面に対し連結孔の開口側に隣接する部分には、第1接触面から隆起した隆起部が形成されていてもよい。この場合、着脱部が連結された状態において、逃部側へのシール部材の移動が隆起部によって規制される。これにより、シール部材が確実に第1接触面と第2接触面の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を高めることができる。
【0015】
第2接触面に対する逃部の深さは、第1接触面に対する隆起部の高さに比べ小さくてもよい。この場合、シール部材が逃部側に配置された状態で挿入筒が連結孔に挿入されたときにも、シール部材が隆起部に引っかかり、第2接触面側にずらされる。これにより、シール部材がより確実に第1接触面と第2接触面の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を更に高めることができる。
【0016】
本発明に係る水道用装置は、上記封止構造を着脱部に備える装置である。
【発明の効果】
【0017】
本発明に係る封止構造及びこれを備える水道用装置によれば、摺動性が低下したシール部材により着脱部の分離作業が妨げられることを十分防止できる。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【0020】
図1に示されるように、蛇口一体型浄水装置1は、水栓ユニット2と蛇口ユニット3を備える。水栓ユニット2は、台座部4と接続管5A,5Bと混合水栓6とレバー7とを有する。台座部4は水平に配置され、一方向に延びた平面形状を呈する。接続管5A,5Bは台座部4の両端部にそれぞれ設けられ、下方に突出している。接続管5Aは給水配管に接続され、接続管5Bは給湯配管に接続される。
【0021】
台座部4の中央には、上方に突出する円筒状の水栓カバー8が設けられている。水栓カバー8は鉛直軸線を中心に回動自在となっており、水栓カバー8の外周には、斜め上方に突出したスパウト9が設けられている。混合水栓6は水栓カバー8内に収容され、台座部4を介して接続管5A,5Bに接続されている。レバー7は水栓カバー8の上に配置され、混合水栓6に接続されている。
【0022】
レバー7は斜め上方に突出し、上下に傾動自在であると共に、鉛直軸線を中心に回動自在である。接続管5Aには給水配管から水が流入し、接続管5Bには給湯配管から湯が流入する。接続管5A,5Bに流入した湯水は、混合水栓6を通ってスパウト9から流出する。カバー8を回動させることによりスパウト9の向きを変え、湯水の流出方向を変えることが可能である。混合水栓6は、レバー7の傾動に連動して湯水の流出量を調節し、レバー7の回動に連動して湯水の混合比率を調節する。
【0023】
蛇口ユニット3は、スパウト9に着脱自在に連結され、スパウト9に連なって斜め上方に延在する筒状の首部10と、首部10の先端に連結され下方に湯水を吐出する頭部11とを有している。首部10には、浄水カートリッジ(不図示)が内蔵されている。頭部11には、吐出状態切替レバー11aと流路切替ボタン11bが設けられている。吐出状態切替レバー11aは、頭部11に設けられた複数の吐出口(不図示)のうち、開放される吐出口を切り替えるものである。吐出状態切替レバー11aを傾動させることで、吐出される湯水の広がりや勢い等を変えることが可能である。流路切替ボタン11bは、首部10内の浄水カートリッジを透過する流路と、首部10内の浄水カートリッジを透過しない流路とを切り替えるものである。流路切替ボタン11bを押し込むことで、原水の吐出と浄水の吐出を切り替えることが可能である。
【0024】
図2及び
図3に示されるように、スパウト9は、カバー8の外周面から斜め上方に突出した円筒形状を呈し、斜め上方に開口する連結孔H1を有している。連結孔H1は、スパウト9から流出する水の流路を構成する。首部10は、連結孔H1に挿入される挿入筒P1を基端部に有している。スパウト9の先端部において最も下側の部分には、位置決め用の切欠部12が形成されている。スパウト9において切欠部12の基端側に位置する部分には、ビス14の挿通用の挿通孔13が形成されている。
【0025】
挿入筒P1の外周面には、切欠部12に勘合する爪部15が形成されている。挿入筒P1の外周面において爪部15の基端側に位置する部分には、ビス14のねじ込み用の雌ネジ孔16が形成されている。爪部15と雌ネジ孔16の間の距離は、切欠部12と挿通孔13の間の距離と同等である。挿入筒P1の基端部の外周面には、全周に亘る溝部17が形成されており、溝部17には、環状のシール部材としてOリング18が収容されている。Oリング18は、例えばニトリルゴム(NBR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)等からなる。架橋剤としては、硫黄が挙げられる。なお、シール部材はOリングに限られず、例えば角リング、Xリング等であってもよい。
【0026】
挿入筒P1は連結孔H1に挿入され、挿通孔13を通してビス14が雌ネジ孔16にねじ込まれる。これにより、水栓ユニット2と蛇口ユニット3が連結される。爪部15と切欠部12の嵌合により、スパウト9に対する蛇口ユニット3の回転が防止されるため、ビス14をねじ込む前に雌ネジ孔16と挿通孔13の位置が揃う。このため、ビス14のねじ込み作業を容易に行うことができる。また、爪部15と切欠部12の嵌合により、蛇口ユニット3の頭部11の向きも正確に定められる。
【0027】
連結孔H1と挿入筒P1の隙間は、Oリング18により封止される。これにより、スパウト9から流出する湯水は、連結孔H1と挿入筒P1の隙間から漏出することなく全て蛇口ユニット3内に流入する。このように、蛇口一体型浄水装置1は、連結孔H1、挿入筒P1及びOリング18を備える封止構造SE1を蛇口ユニット3と水栓ユニット2の着脱部に備えている。以下、封止構造SE1について詳細に説明する。
【0028】
図4に示されるように、連結孔H1の内周面には、Oリング18の外周に接触する第1接触面20が形成されている。連結孔H1の内周面のうち、第1接触面20に対して奥側(スパウト9の基端側)に隣接する部分には、全周に亘って第1接触面20から隆起した隆起部21が形成されている。隆起部21の頂部は内周面21aを構成している。内周面21aと第1接触面20とは、連結孔H1の奥側に向かうに従い内径が小さくなるように傾斜したテーパ面21bを介してつながっている。すなわち、隆起部21の頂部と第1接触面20とは、連結孔H1の奥側に向かうに従い高くなるように傾斜したテーパ面21bを介してつながっている。
【0029】
挿入筒P1の溝部17は、第1接触面20と隆起部21の境界部に跨るように位置する。挿入筒P1のうち、溝部17に対し連結孔H1の開口側(スパウト9の先端側)に位置する部分(筒部23)の外径は、第1接触面20の内径と同等である。挿入筒P1のうち、溝部17に対し連結孔H1の奥側に位置する部分(筒部24)の外径は、隆起部21の内径に比べ小さい。
【0030】
溝部17は、筒部23側の壁部23aと筒部24側の壁部24aと底部22とで構成されている。底部22における挿入筒P1の外径は、Oリング18の内径に比べ大きい。このため、溝部17内に収容されたOリング18は、常に底部22に接触する。壁部23aと壁部24aにより、挿入筒P1に対するOリング18の移動範囲が溝部17内に制限される。溝部17の幅(壁部23a,24aの間隔)は、Oリング18の素線の直径に比べ大きい。溝部17の幅B1は、Oリング18の素線の直径に対し1.5倍以上であることがより好ましく、2〜3倍であることが特に好ましい。
【0031】
底部22のうち、壁部23a側の部分には、第1接触面20に対向し、Oリング18の内周に接触する第2接触面25が形成されている。第2接触面25と第1接触面20の間隔は、Oリング18の素線の直径に比べ小さい。このため、第2接触面25は、第1接触面20と協働してOリング18を圧縮する。底部22のうち、壁部24a側の部分には、全周に亘って第2接触面25から更に窪んだ逃部26が形成されている。逃部26の底部26aと第2接触面25とは、壁部24a側へ向かうに従い深くなるように傾斜したテーパ面26bを介してつながっている。
【0032】
第2接触面25と逃部26の境界部27と、壁部23aとの距離B2は、Oリング18の素線の直径の0.5倍を超えている。このため、Oリング18を壁部23a側に寄せることで、第2接触面25をOリング18の内周に接触させることができる。距離B2は、Oリング18の素線の直径に対し1〜1.5倍であることがより好ましい。境界部27と壁部24aの距離B3は、Oリング18の素線の直径の0.5倍を超えている。このため、Oリング18を壁部24a側に寄せることで、逃部26内にOリング18が受け入れられる。距離B3は、Oリング18の素線の直径に対し1〜1.5倍であることがより好ましい。第2接触面25に対する逃部26の深さA1は、Oリング18の素線の直径の0.08倍以上であることが好ましく、0.08〜0.5倍であることがより好ましい。
【0033】
このような封止構造SE1において、蛇口ユニット3と水栓ユニット2の着脱部が連結された状態では、圧縮されたOリング18が第1接触面20及び第2接触面25に密着することにより、着脱部が封止される。この状態で長期間が経過すると、水道水中のカルシウム等がOリング18の周囲に堆積し、Oリング18の固着が生じる。更に、水道水に晒されてOリング18自体が膨潤、劣化する。これらのことから、Oリング18の摺動性は経時的に低下する。
【0034】
これに対し、封止構造SE1によれば、摺動性が低下したOリング18に妨げられることなく着脱部の分離作業を行うことができる。すなわち、着脱部を分離する際には、
図5に示されるように挿入筒P1が連結孔H1の開口側に引かれる。Oリング18の位置に対して挿入筒P1の位置が開口側にずれると、第2接触面25に代わって逃部26がOリング18の位置に配置され、Oリング18が逃部26内に受け入れられる。逃部26は第2接触面25から更に窪んでいるので、逃部26の底部26aは、第2接触面25と第1接触面20の間隔に比べ大きい間隔で第1接触面20から離れている。このため、Oリング18の圧縮が緩められ、Oリング18の摺動性の影響が軽減される。
【0035】
また、上述したように、爪部15と切欠部12の嵌合により、スパウト9に対する蛇口ユニット3の回転が防止されている。このため、着脱部を分離する際に蛇口ユニット3を回転させることができない。連結孔H1と挿入筒P1の回転を伴わずに着脱部を分離する場合、摺動性が低下したOリング18に力を伝え難く、分離作業がより困難となる。このため、Oリング18の摺動性の影響を軽減することの効果がより顕著となる。
【0036】
水栓ユニット2から取り外した蛇口ユニット3を再度取り付ける際には、Oリング18を逃部26側から第2接触面25の位置に戻す必要がある。上述したように、逃部26の底部26aと第2接触面25とはテーパ面26bを介してつながっているので、Oリング18を逃部26側から第2接触面25側にずらすと、テーパ面26bに導かれてOリング18が円滑に第2接触面25の位置に戻る。このため、分離した着脱部を容易に再連結できる。このような効果をより顕著なものとする観点で、第2接触面25に対するテーパ面26bの傾斜角θ1は、0〜45°であることが好ましく、2〜30°であることがより好ましく、5〜20°であることが特に好ましい。
【0037】
着脱部が連結されると、逃部26側へのOリング18の移動が隆起部21によって規制される。これにより、Oリング18が確実に第1接触面20と第2接触面25の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を高めることができる。このような効果をより顕著なものとする観点で、第1接触面20に対するテーパ面21bの傾斜角θ2は、45〜90°であることが好ましく、60〜90°であることがより好ましく、75〜90°であることが特に好ましい。傾斜角θ2を45°未満に設定すると、Oリング18がテーパ面21bに導かれて内周面21a側に移動してしまう可能性がある。
【0038】
更に、第2接触面25に対する逃部26の深さA1は、第1接触面20に対する隆起部21の高さA2に比べ小さことが好ましい。この場合、Oリング18が逃部26側に配置された状態で挿入筒P1が連結孔H1に挿入されたときにも、Oリング18が隆起部21に引っかかり、第2接触面25側にずらされる。これにより、Oリング18がより確実に第1接触面20と第2接触面25の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を更に高めることができる。
【0039】
続いて、封止構造の変形例について説明する。
図6に示される封止構造SE2は、挿入筒P1の溝部17に代えて、連結孔H1の内周面に溝部17Aが形成されたものである。挿入筒P1の外周面には、Oリング18の内周に接触する第1接触面30が形成されている。挿入筒P1の外周面のうち、第1接触面30に対して連結孔H1の開口側に隣接する部分には、全周に亘って第1接触面30から隆起した隆起部31が形成されている。隆起部31の頂部は外周面31aを構成する。外周面31aと第1接触面30とは、連結孔H1の開口側に向かうに従い外径が大きくなるように傾斜したテーパ面31bを介してつながっている。すなわち、隆起部31の頂部と第1接触面30とは、連結孔H1の開口側に向かうに従い高くなるように傾斜したテーパ面31bを介してつながっている。
【0040】
連結孔H1の溝部17Aは、第1接触面30と隆起部31の境界部に跨るように位置する。連結孔H1のうち、溝部17Aに対し奥側に位置する部分(孔部33)の内径は、第1接触面30の外径と同等である。連結孔H1のうち、溝部17Aに対し開口側に位置する部分(孔部34)の内径は、隆起部31の外径に比べ大きい。溝部17Aは、孔部33側の壁部33aと孔部34側の壁部34aと底部22とで構成されている。底部32における連結孔H1の内径は、Oリング18の外径に比べ小さい。このため、溝部17A内に収容されたOリング18は、常に底部32に接触する。溝部17Aの幅(壁部33a,34aの間隔)は、溝部17の幅と同等である。
【0041】
底部32のうち、壁部33a側の部分には、第1接触面30に対向し、Oリング18の外周に接触する第2接触面35が形成されている。第2接触面35と第1接触面30の間隔は、Oリング18の素線の直径に比べ小さい。このため、第2接触面35は、第1接触面30と協働してOリング18を圧縮する。底部32のうち、壁部34a側の部分には、全周に亘って第2接触面35から更に窪んだ逃部36が形成されている。逃部36の底部36aと第2接触面35とは、壁部34a側へ向かうに従い深くなるように傾斜したテーパ面36bを介してつながっている。第2接触面35と逃部36の境界部37と、壁部33aとの距離は、上述した境界部27と壁部23aの距離と同等である。境界部37と壁部34aの距離は、境界部27と壁部24aの距離と同等である。第2接触面35に対する逃部36の深さは、上述した第2接触面25に対する逃部26の深さと同等である。
【0042】
このような封止構造SE2によっても、封止構造SE1によるのと同様に着脱部が封止される。着脱部を分離する際には、
図7に示されるように挿入筒P1が連結孔H1の開口側に引かれる。挿入筒P1の位置が開口側にずれると、Oリング18の位置も開口側にずれ、第2接触面35に代わって逃部36がOリング18の位置に配置され、Oリング18が逃部36内に受け入れられる。逃部36は第2接触面35から更に窪んでいるので、逃部36の底部36aは、第2接触面35と第1接触面30の間隔に比べ大きい間隔で第1接触面30から離れている。このため、Oリング18の圧縮が緩められ、Oリング18の摺動性の影響が軽減される。従って、封止構造SE2によっても、摺動性が低下したOリング18に妨げられることなく着脱部の分離作業を行うことができる。
【0043】
逃部36の底部と第2接触面35とはテーパ面36bを介してつながっているので、Oリング18を逃部36側から第2接触面35側にずらすと、テーパ面36bに導かれてOリング18が円滑に第2接触面35の位置に戻る。このため、分離した着脱部を容易に再連結できる。第2接触面35に対するテーパ面36bの好ましい傾斜角については、第2接触面25に対するテーパ面26bの好ましい傾斜角と同じである。
【0044】
隆起部31により、逃部36側へのOリング18の移動が規制される。これにより、Oリング18が確実に第1接触面30と第2接触面35の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を高めることができる。第1接触面30に対するテーパ面31bの好ましい傾斜角については、第1接触面20に対するテーパ面21bの好ましい傾斜角と同じである。
【0045】
第2接触面35に対する逃部36の深さA3は、第1接触面30に対する隆起部31の高さA4に比べ小さことが好ましい。この場合、Oリング18が逃部36側に配置された状態で挿入筒P1が連結孔H1に挿入されたときにも、Oリング18が隆起部31に引っかかり、第2接触面35側にずらされる。これにより、Oリング18がより確実に第1接触面30と第2接触面35の間に配置されるため、着脱部の封止の信頼性を更に高めることができる。
【0046】
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。例えば、必ずしも隆起部21,31を設けなくてもよい。また、第2接触面25,35と,逃部26,36の底部26a,36aとの間には、必ずしもテーパ面26b,36bが介在していなくてもよい。例えば、
図8に示されるように、第2接触面25と逃部26の底部26aとの間に垂直な段差が形成されていてもよい。
【0047】
また、封止構造SE1,SE2の適用対象は、蛇口ユニット3と水栓ユニット2の着脱部に限られない。例えば、浄水カートリッジと頭部11との着脱部にも封止構造SE1,SE2を適用可能である。また、封止構造SE1,SE2が適用される水道用装置は蛇口一体型浄水装置1に限られない。水道用装置は、蛇口一体型浄水装置1のように水道網の端末に配置されるもの(以下、「水道端末用装置」という。)であってもよいし、水道網の途中に配置されるものであってもよい。水道端末用装置の着脱部は、一般家庭においても着脱される場合がある。このため、封止構造SE1,SE2を水道端末用装置に適用すると、上述した効果が特に顕著となる。水道端末用装置としては、蛇口一体型浄水装置1の他に、既設の蛇口に取り付けられる後付け型の浄水装置、浴室用や台所用のシャワー付き水栓装置、ガーデニング用の散水装置等が挙げられる。後付け型の浄水装置では、例えば蛇口に取り付けられる本体部と、浄水カートリッジとの着脱部に封止構造SE1,SE2を適用可能である。シャワー付き水栓装置では、例えばシャワーヘッドとホースの着脱部に封止構造SE1,SE2を適用可能である。散水装置では、例えば散水ノズルとホースの着脱部に封止構造SE1,SE2を適用可能である。