JP2004321821A - 開閉弁及びそれを備えた吐水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大流量確保時、開閉弁の操作に要する力を低減して吐水装置の使い勝手を向上させることができる吐水装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、上流側水路（６８）と下流側水路（６９）を仕切る隔壁（６２）に設けられた弁孔（６３）と、該弁孔を開閉する弁体（６６）と、操作子（７７）を有し、弁体を進退する操作手段とを備えた開閉弁（６０ａ）を具備する吐水装置において、弁体の上流側に、操作子の操作によって内圧変化を生じる圧力室（７２）を設け、該圧力室の内圧変化に応じて前記弁体を移動するようにしている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、操作子の操作によって弁を開閉する開閉弁及びそれを備えた吐水装置に関する。

本出願人は、先に、国際特許出願ＪＰ９６／３１８９号において、図７に示す形態のシャワー装置Ｂを提示した。図示するように、シャワー装置Ｂは、可撓性管の一例である長尺のビニール等のホース１００の上流側に第１の吐水装置である止水栓１０１を取付けると共に、ホース１００の下流側にシャワーヘッド１０２を取付けており、シャワーヘッド１０２の先部に散水板１０３が取付けられると共に、その途中には第２の吐水装置である開閉弁１０４が取付けられている。また、止水栓１０１の上流側には湯水混合栓１０５が連通連結されている。

上記した構成において、開閉弁１０４は、押しボタン操作によってシャワーヘッド１０２からの流体を噴出したり停止したりすると共に、開閉弁１０４の上流側で所定圧力以上の圧力上昇が発生した場合は、速やかに開閉弁１０４を開けて圧力を下流側に伝達して逃がす構成としている。即ち、図８に示すように、開閉弁１０４は、シャワーヘッド本体１０６の内部に形成した隔壁１０７に設けた弁座１０８に囲まれた弁孔１０９と、その下流側に形成され散水板１０３側に連通する連絡孔１１０との間の流路を開閉可能としたものであり、シャワーヘッド本体１０６に固定されているブッシュ１１１によって保持されている。

ブッシュ１１１には操作用のボタン１１２を水密状として弁座１０８方向に移動可能に組み込むと共に、隔壁１０７との間に介装したスプリング１１４によってこのボタン１１２をシャワーヘッド本体１０６から離れる向きに付勢している。ボタン１１２の中には、弁座１０８に着座可能な弁体１１５を従来周知のハート形カム１１６によってブッシュ１１１に連接すると共に、スプリング１１７によって弁体１１５を弁座１０８方向に向けて付勢している。ハート形カム１１６とスプリング１１７との組み合わせによって、弁体１１５は、ノック式ボールペン等に採用されている従来周知のスラストロック機構によってブッシュ１１１に連接することができる。

このスラストロック機構によって、図８（ａ）の状態からボタン１１２を押すと、ボタン１１２は図８（ｂ）の位置まで移動し、押圧を解除すると、図８（ｃ）の状態に維持される。そして、図８（ｃ）の状態からボタン１１２を再び押すと、図８（ｂ）の状態を経由して図８（ａ）に示すように弁体１１５が弁座１０８に着座した閉弁状態と、図８（ｃ）に示すように弁体１１５から離れた開弁状態とに切り替えることができる。また、弁体１１５を弁座１０８側に付勢しているスプリング１１７のバネ定数は、開閉弁１０４を閉じた後の上流側での圧力上昇によって収縮するように設定されている。従って、開閉弁１０４を閉じた後に上流側で圧力上昇したときには、図８（ｃ）に示すように、弁体１１５が弁座１０８から離れて散水板１０３側への流路に連通させることができ、給水をリークさせて圧力の上昇分を大気に逃がすことができる。

しかし、上記した従来の開閉弁１０４は、未だ、以下の解決すべき課題を有していた。即ち、図８（ｃ）に示すように、開閉弁１０４が開状態の場合、流体は流線ｂを描きながら上流側から下流側に流れることになるが、弁孔１０９を流れる流体の流線ｂの方向は弁体１１５の進退方向と一致するので、弁体１１５の弁孔側端面は、流体の静圧のみならず動圧を直接受けることになる。一方、弁体１１５は、操作子であるボタン１１２の移動を直接の駆動力として移動する。従って、大流量確保のために弁孔１０９を大径にしようとすると、ボタン１１２の操作力を大きくする必要性がある。また、弁体１１５を閉方向に付勢するスプリングと、ボタン１１２の移動に抗するスプリングとは同一のスプリング１１７によって構成されているため、同様に、大流量確保のために弁孔１０９を大径にしようとすると、スプリング１１７のばね力が大きくなり、この面からもボタン１１２の操作力が大きくなる。このように、ボタン１１２の操作力が大きくなると、開閉弁１０４を具備するシャワー装置Ｂを使用する使用者の使い勝手を悪いものとしていた。

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、大流量確保時、開閉弁の操作に要する力を低減して吐水装置の使い勝手を向上すると共に、上流側の圧力上昇を確実に逃がして可撓性管等の破損を防止することができる吐水装置を提供することを目的とする。

前記目的に沿う請求項１記載の吐水装置は、上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁孔と、該弁孔を開閉する弁体と、操作子を有し、前記弁体を進退する操作手段とを備えた開閉弁を具備する吐水装置において、前記弁体の上流側に、前記操作子の操作によって内圧変化を生じる圧力室を設け、該圧力室の内圧変化に応じて前記弁体を移動するようにしている。
請求項２記載の吐水装置は、請求項１記載の吐水装置において、前記開閉弁内に、前記操作子の進出に連動して前記弁体を閉方向に付勢する第１の付勢手段と、前記操作子の進出に抗して該操作子を後退方向に付勢する第２の付勢手段とを、それぞれ別体として組み込んでいる。請求項３記載の吐水装置は、請求項１又は２記載の吐水装置において、前記上流側水路の圧力が所定圧力以上になった場合、該上流側水路の圧力を前記下流側水路に逃がすようにしている。

また、請求項４記載の開閉弁は、上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁座と、パイロット弁孔を備え、弁座を開閉するように移動可能な弁体と、パイロット弁孔を開閉するように進退可能な弁軸と、開閉操作を行うための操作子と、この操作子の操作により進退される弁軸を、パイロット弁孔を閉鎖する位置又は開放する位置に保持するスラストロック機構と、パイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇し、弁体を弁座に着座させる圧力室と、を有することを特徴としている。
このように構成された請求項４記載の開閉弁においては、操作子を操作して、弁軸がパイロット弁孔を閉鎖する位置に移動されると、スラストロック機構は、弁軸をその位置に保持する。パイロット弁孔が閉鎖されると、圧力室内部の圧力が上昇し、弁体が弁座に着座されて開閉弁は閉鎖される。操作子を再び操作すると、スラストロック機構は、弁軸をパイロット弁孔が開放される位置に保持する。パイロット弁孔が開放されると圧力室内部の圧力が低下し、弁体が弁座から離れて開閉弁は開放される。
このように構成された請求項４記載の開閉弁によれば、弁体は圧力室内部の圧力による力で閉鎖されるので、弁体を大型化しても、開閉操作をするために操作子に加えるべき力が増大することはなく、小さな操作力で大流量吐水の開閉弁を開閉させることができる。
さらに、請求項５記載の開閉弁は、上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁座と、パイロット弁孔を備え、弁座を開閉するように移動可能な弁体と、この弁体に進退可能に支持され、パイロット弁孔を開閉する第１弁軸と、この第１弁軸がパイロット弁孔を閉鎖するように第１弁軸を付勢するスプリングと、第１弁軸と同一軸線上に配置された第２弁軸を備えた、開閉操作を行うための操作子と、この操作子の操作により、第２弁軸がスプリングの付勢力に抗して第１弁軸を押してパイロット弁孔を開放させる位置、又は第２弁軸が第１弁軸から離れパイロット弁孔を閉鎖させる位置に、第２弁軸を保持するスラストロック機構と、パイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇し、弁体を弁座に着座させる圧力室と、を有することを特徴としている。
このように構成された請求項５記載の開閉弁においては、操作子を操作して、第２弁軸によって第１弁軸を押すと、スプリングの付勢力によってパイロット弁孔を閉鎖する位置に保持されていた第１弁軸が移動され、パイロット弁孔が開放される。スラストロック機構は、第２弁軸がスプリングの付勢力に抗して第１弁軸を押して、パイロット弁孔が開放されるように第２弁軸を保持する。パイロット弁孔が開放されると圧力室内部の圧力が低下し、弁体が弁座から離れて開閉弁は開放される。操作子を再び操作すると、スラストロック機構は、第２弁軸が第１弁軸から離れる位置に、第２弁軸を保持する。第２弁軸が第１弁軸から離れると、スプリングの付勢力によって第１弁軸が移動され、パイロット弁孔が閉鎖される。パイロット弁孔が閉鎖されると、圧力室内部の圧力が上昇し、弁体が弁座に着座されて開閉弁は閉鎖される。
このように構成された請求項５記載の開閉弁によれば、パイロット弁孔を閉鎖するように第１弁軸を付勢するスプリングの付勢力を独立して設定することができる。

また、請求項６記載の開閉弁は、弁座と、この弁座を開閉させる弁体と、この弁体の上流側と下流側を連通させるパイロット弁孔を備え、このパイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇して弁体を弁座に着座させる、弁体の上流側に形成された圧力室と、開閉操作を行うための操作子と、この操作子に取り付けられ、操作子を押すと、操作子の反対側の先端がパイロット弁孔を閉鎖するように進退可能な弁軸と、操作子の操作により進退される弁軸を、パイロット弁孔を閉鎖する位置又は開放する位置に保持するスラストロック機構と、を有することを特徴としている。
このように構成された請求項６記載の開閉弁においては、操作子を押すと、操作子に取り付けられた弁軸の先端がパイロット弁孔を閉鎖し、スラストロック機構は、弁軸をその位置に保持する。パイロット弁孔が閉鎖されると、圧力室内部の圧力が上昇し、弁体が弁座に着座されて開閉弁は閉鎖される。操作子を再び操作すると、スラストロック機構は、弁軸をパイロット弁孔が開放される位置に保持する。パイロット弁孔が開放されると圧力室内部の圧力が低下し、弁体が弁座から離れて開閉弁は開放される。
このように構成された請求項６記載の開閉弁によれば、弁体は圧力室内部の圧力による力で閉鎖されるので、弁体を大型化しても、開閉操作をするために操作子に加えるべき力が増大することはなく、小さな操作力で大流量吐水の開閉弁を開閉させることができる。
さらに、請求項７記載の開閉弁は、請求項４乃至６の何れか１項に記載の開閉弁において、弁体がダイアフラムからなる。
また、請求項８記載の吐水装置は、請求項４乃至７の何れか１項に記載の開閉弁を備えたことを特徴としている。

本発明の開閉弁及びそれを備えた吐水装置によれば、大流量確保時、開閉弁の操作に要する力を低減して吐水装置の使い勝手を向上すると共に、上流側の圧力上昇を確実に逃がして可撓性管等の破損を防止することができる吐水装置を提供することができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。

（第１の実施の形態）図１〜図４を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る吐水装置Ａの構成について説明する。図１は本実施の形態に係る吐水装置Ａがシャワー装置の場合である。図示するように、先部に散水口１１を具備するシャワーヘッド１２の基部は、シャワー水を供給する可撓性管の一例であるビニール製のホース１４を介して湯水混合栓１３の吐出口に接続されている。また、ホース１４の上流側と湯水混合栓１３の接続部には止水栓１５が取付けられ、シャワーヘッド１２内には開閉弁１６が取付けられている。

ここに、開閉弁１６は、使用者による押しボタン操作で作動されシャワーヘッド１２からの散水を開始・停止するために用いられるものであり、止水栓１５は、開閉弁１６の開閉動作によってホース１４内に生じる圧力変動に開閉動作が制御され、止水、流量調整及び圧力調整するために用いられるものである。さらに、本実施の形態では、開閉弁１６内には、止水栓１５の不良動作によって開閉弁１６の上流側の圧力が異常に上昇した場合に、その異常圧力を散水口１１を通して外部にリークするための逃がし弁４０が設けられている。

本発明は上記した構成を有する吐水装置Ａにおいて、開閉弁１６の操作に要する力を低減して吐水装置Ａの使い勝手を向上すると共に、開閉弁１６の上流側の圧力上昇を確実に逃がしてホース１４の破損も防止することができるようにしたことに特徴を有する。即ち、本実施の形態において、開閉弁１６は以下の構成を有する。

図１〜図３に示すように、シャワーヘッド１２のシャワーヘッド本体１７内には、シャワーヘッド本体１７の軸線上に位置する隔壁１８が配設されている。隔壁１８には弁孔形成板１９が取付けられており、弁孔形成板１９の中央部には弁孔２０が形成されている。また、隔壁１８の両側には第１の環状壁２１と第２の環状壁２２が配設されており、その基部はそれぞれシャワーヘッド本体１７の内壁に連設されている。そして、隔壁１８と第１の環状壁２１とによって操作子取付室２３が形成されると共に、隔壁１８と第２の環状壁２２とによって弁体収納室２３ａが形成されている。

操作子取付室２３内には操作子支持板２４が固定状態に配設されており、操作子支持板２４の内面と隔壁１８の一側面との間には下流側水路２６と連通する下流側空間２５が形成されている。一方、隔壁１８の他側面と第２の環状壁２２の内面との間には上流側空間２７が形成されており、上流側空間２７は上流側水路２８に連通連結されている。従って、下流側水路２６と上流側水路２８とは、下流側空間２５、弁孔２０及び上流側空間２７を介して相互に連通連結されている。

操作子支持板２４の中央部には進退杆ガイド孔２９が設けられており、進退杆ガイド孔２９内には、先部が弁孔２０を貫通して弁体収納室２３ａに向けて伸延する進退杆３０が進退自在に取付けられている。進退杆３０の後部は操作子支持板２４の外面より外部に突出しており、突出端には押しボタンからなる操作子３１が取付けられている。一方、進退杆３０の先部には弁体３２が取付けられており、弁体３２の背部は進退杆３０の進退動作に連動して弁体収納室２３ａ内を進退することができる。なお、弁体３２の外周面には環状溝が設けられており、環状溝内にはＯリング３２ａが嵌着されている。

弁孔２０と対向する弁体３２の一面には環状突起３３が形成されており、環状突起３３と対向する弁孔形成板１９の面には弁座を形成するシールパッキン３４が取付けられている。そして、弁体３２を弁孔２０に向けて進退し、環状突起３３をシールパッキン３４に接離させることによって、弁孔２０を開閉することができる。この場合、弁体３２の中央部には通水孔４８が穿設されているので、弁体収納室２３ａは、閉弁時においても、通水孔４８及び弁孔２０を通して下流側水路２６に連通されることになる。なお、弁体収納室２３ａは第２の環状壁２２に図示しない通水孔を設けて直接下流側水路２６に連通してもよい。弁体３２を進退自在に収納する弁体収納室２３ａ内にはスプリング３５が配設されており、このスプリング３５によって弁体３２は常時閉方向に付勢されており、図２に示す閉状態では、環状突起３３をシールパッキン３４に押圧状態に当接させることができる。

また、本実施の形態においては、開閉弁１６は、操作子支持板２４と操作子３１との係合面にスラストロック機構３６を具備している。このスラストロック機構３６は、弁体収納室２３ａ内に配設されているスプリング３５と協働して、操作子３１の押し動作のみによって、弁体３２を進退することができる。なお、本実施の形態では、進退杆３０と、スプリング３５と、スラストロック機構３６とによって操作手段が形成されることになる。

また、本実施の形態では、吐水装置Ａは、図２に示すように、開閉弁１６の上流側の圧力上昇を確実に逃がしてホース１４の破損を防止することができる逃がし弁４０を具備する。なお、図２及び図３に示すように、逃がし弁４０は、開閉弁１６と別体に構成されている。

図示するように、第２の環状壁２２の一部には小径の連絡筒４１が連設されており、連絡筒４１内には逃がし孔４２が形成されている。逃がし孔４２の一端には弁座４３を具備する開口４５が設けられており、この開口４５は上流側水路２８に連通している。一方、逃がし孔４２の他端には開口４４が設けられており、この開口４４は下流側水路２６に連通している。逃がし孔４２には弁球４６が配設されており、この弁球４６はスプリング４７によって弁座４３に付勢されている。ここで、スプリング４７のバネ定数は、開閉弁１６を閉じた直後の上流側でのウオーターハンマーの発生による圧力上昇（異常昇圧）によって収縮する程度に設定する。

次に、上記した構成を有する吐水装置Ａによる吐水作業について説明する。吐水装置Ａを使用していない状態では、開閉弁１６は図２に示す閉状態にある。

湯水混合栓１３を作動してホース１４を通してシャワーヘッド１２に混合湯水を供給すると、図２に示すように開閉弁１６が閉状態にある場合は、シャワーヘッド１２の散水口１１よりシャワー水が噴出されることはない。また、図２に示すように開閉弁１６が閉状態にある場合は、上流側水路２８の圧力は弁体３２の外周面のみに作用し、開閉弁１６を進退させる方向には作用していない。

次に、操作子３１を手で押した後に手を操作子３１から離すと、スラストロック機構３６とスプリング３５の協働によって、弁体３２は弁孔２０から離隔し、開閉弁１６は図３に示す開状態となる。従って、図３で示す流線ａを描きながら流体が開閉弁１６を通って流れ、散水口１１より噴出されることになる。この流体の流れにより開閉弁１６内には静圧及び動圧が発生することになるが、図３から明らかなように、弁体３２は流体の動圧を受けない個所である弁体収納室２３ａ内に配設されているので、動圧を受けないと共に、静圧は弁体３２の両側面にかかるので相殺される。従って、弁孔２０の直径を大きくしても、弁体３２を進退する力、即ち、操作子３１の操作力を大きくする必要がない。従って、単に弁孔２０の直径を大きくするだけで、大流量を吐水することができ、かつわずかな操作力で容易に開閉弁１６の開閉操作を行うことができる。

また、本実施の形態では、開閉弁１６は逃がし弁４０を具備する。従って、開閉弁１６を閉じた直後に上流側でウオーターハンマーが発生し、開閉弁１６の上流側の圧力が上昇した場合、スプリング４７が収縮して、弁球４６が弁座４３から離隔し、弁体収納室２３ａ内の流体が通水孔４８を通して弁孔２０に流出するので、圧力上昇を容易に吸収することができ、耐圧性が低いホース１４等の破損事故を確実に防止することができる。なお、弁球４６が弁座４３から離隔する際に、弁体収納室２３ａ内の流体は通水孔４８を通して弁孔２０内に流出することになる。なお、上流側水路２８を下流側水路２６に設けた図示しない連通孔で連通し、この連通孔に逃がし弁４０に相当する逃がし弁を設けることによっても、上流側水路２８に発生した圧力上昇（異常昇圧）を吸収することができる。

図４に上記した第１の実施の形態に係る吐水装置Ａの変形例を示す。図示するように、変形例は、開閉弁５５に逃がし機構５０を一体的に組み込んだことを特徴とする。なお、前記した吐水装置Ａの開閉弁１６における構成要素と同一の構成要素は同一の符号で示す。図４に示すように、本変形例では、逃がし機構５０には、弁孔２０と対向する弁体５１の一面に弁体５１より直径を一回り小さくした環状突起５２が形成されており、環状突起５２の基部と弁体５１の外周縁との間には受圧部の一例である平坦な環状受圧面５３が形成されている。そして、弁体５１の中央部には、弁体５１の背部をなす弁体収納室２３ａと弁孔２０とを連通する連通孔５４が形成されている。

かかる構成によって、本変形例においても、操作子３１を押した後に手を操作子３１から離すと、スラストロック機構３６とスプリング３５の協働によって、弁体５１は弁孔２０から離隔し、開閉弁５５は図４に示す閉状態から開状態となる。従って、本変形例においても、図３で示した流線ａと同様な流線を描きながら流体が開閉弁５５を通って流れ、散水口１１より噴出されることになる。この流体の流れにより開閉弁５５内には静圧及び動圧が発生することになるが、図４から明らかなように、弁体５１は流体の動圧を受けない個所である弁体収納室２３ａ内に配設されているので動圧を受けず、また、弁体５１の両側面に生じる静圧は相殺されることになる。従って、弁孔２０の直径を大きくしても、弁体５１を進退する力、即ち、操作子３１の操作力を大きくする必要がない。従って、単に弁孔２０の直径を大きくするだけで、大流量を吐水することができ、かつわずかな操作力で容易に開閉弁５５の開閉操作を行うことができる。

また、本変形例では、開閉弁５５は逃がし機構５０を具備する。従って、開閉弁５５を閉じた直後に上流側でウオーターハンマーが発生し、開閉弁５５の上流側の圧力が上昇した場合、上流側の圧力が環状受圧面５３にかかるが、弁体収納室２３ａは連通孔５４、弁孔２０、下流側空間２５、下流側水路２６、散水口１１を通して大気開放なので、スプリング３５が収縮して、弁体収納室２３ａ内の流体が連通孔５４を通して弁孔２０に流出するので、弁体５１が後退し弁孔２０が開き、上流側の圧力が弁孔２０、下流側空間２５、下流側水路２６、散水口１１を通して大気に開放されることになる。従って、耐圧性が低いホース１４等の破損事故を確実に防止することができる。

（第２の実施の形態）図５に示すように、第１の実施の形態に係るシャワーヘッド１２に相当するシャワーヘッド６０のシャワーヘッド本体６１内には、シャワーヘッド本体６１の軸線上に位置する隔壁６２が配設されている。隔壁６２の中央部には弁孔６３を具備する連絡筒６４が取付けられており、連絡筒６４の一端面には弁座６５が形成されている。そして弁座６５には、ダイアフラムからなる弁体６６の中央部が接離自在に当接されている。なお、弁体６６の背部には補強板６７が貼着されている。この弁体６６を弁座６５に向けて進退させることにより弁孔６３を開閉することができ、開状態で、シャワーヘッド本体６１内において弁孔６３の上流側と下流側にそれぞれ形成される上流側水路６８と下流側水路６９とを弁孔６３を通して連通連結することができる。

図５に示すように、ダイアフラムからなる弁体６６の背部には、弁体６６と、弁体支持筒７０と、操作子支持板７１とによって、圧力室７２が区画形成されている。圧力室７２はパイロット弁孔７３によって下流側水路６９に連通連結されると共に、ブリード孔７４によって上流側水路６８に連通連結されている。操作子支持板７１の中央部には弁軸ガイド孔７５が設けられており、弁軸ガイド孔７５内には、先部が圧力室７２を貫通してパイロット弁孔７３の一端開口に向けて進退する弁軸７６が進退自在に取付けられている。弁軸７６の後部は操作子支持板７１の外面より外部に突出しており、突出端には押しボタンからなる操作子７７が取付けられている。また、操作子支持板７１の中央部と操作子７７との間にはスプリング７８が配設されており、このスプリング７８は弁軸７６を後退させる方向（開弁方向）に付勢している。

また、本実施の形態においては、開閉弁６０ａは、操作子支持板７１と操作子７７との係合面にスラストロック機構７９を具備している。このスラストロック機構７９は、スプリング７８と協働して、操作子７７の押し動作のみによって、弁軸７６を進退してパイロット弁孔７３を開閉することができる。

また、本実施の形態では、図５に示すように、開閉弁６０ａの上流側の圧力上昇を確実に逃がしてホース１４の破損も防止することができる逃がし弁８０を具備する。なお、図５に示すように、逃がし弁８０は、開閉弁６０ａと別体に構成されている。

図示するように、シャワーヘッド本体６１の内壁には小径の連絡筒８１が連設されており、連絡筒８１内には逃がし孔８２が形成されている。逃がし孔８２の一端には弁座８３を具備する開口８４が設けられており、この開口８４は上流側水路６８に連通している。一方、逃がし孔８２の他端には開口８５が設けられており、この開口８５は下流側水路６９に連通している。逃がし孔８２には弁球８６が配設されており、この弁球８６はスプリング８７によって弁座８３に付勢されている。ここで、スプリング８７のバネ定数は、開閉弁６０ａを閉じた直後の上流側でのウオーターハンマーの発生による圧力上昇によって収縮する程度に設定する。

次に、上記した構成を有する第２の実施の形態に係る吐水装置による吐水作業について説明する。吐水装置を使用していない状態では、開閉弁６０ａは図５に示す閉状態にある。また、パイロット弁孔７３は閉状態にある。

図１に示す湯水混合栓１３を作動してホース１４を通してシャワーヘッド６０に混合湯水を供給すると、図５に示すように開閉弁６０ａは閉状態にある場合は、シャワーヘッド６０の散水口１１よりシャワー水が噴出されることはない。

次に、操作子７７を手で押した後に手を操作子７１から離すと、スラストロック機構７９とスプリング７８の協働によって、弁軸７６はパイロット弁孔７３の一端開口から離隔した状態に保持される。従って、圧力室７２内の流体がパイロット弁孔７３を通して下流側水路６９に流れ、圧力室７２が減圧される。従って、上流側の圧力を受けているダイアフラムからなる弁体６６が弁座６５から離れ、開閉弁６０ａは開状態となる。従って、上流側水路６８、弁孔６３、下流側水路６９を通って流体が流れ、散水口１１より噴出されることになる。

このように弁軸７６によってパイロット弁孔７３を開閉して弁孔６３を開閉するようにしているので、弁孔６３の直径を大きくしても、弁軸７６を進退する力、即ち、操作子７７の操作力を大きくする必要がない。従って、単に弁孔６３の直径を大きくするだけで、大流量を吐水することができ、かつわずかな操作力で容易に開閉弁６０ａの開閉操作を行うことができる。

また、本実施の形態では、開閉弁６０ａは逃がし弁８０を具備する。従って、開閉弁６０ａを閉じた直後に上流側でウオーターハンマーが発生し、開閉弁６０ａの上流側の圧力が上昇した場合、スプリング８７が収縮するので圧力上昇を容易に吸収することができ、耐圧性が低いホース１４等の破損事故を確実に防止することができる。

図６に第２の実施の形態に係る吐水装置の変形例に係る開閉弁８８を示す。なお、図５に示す吐水装置の開閉弁６０ａと同一の構成は同一の符号で示す。図示するように、弁座６５には、ダイアフラムからなる弁体８９の中央部が接離自在に当接されている。なお、弁体８９の背部には補強板９０が貼着されている。図６に示すように、ダイアフラムからなる弁体８９の背部には、弁体８９と、弁体支持筒９１と、操作子支持板９２とによって、第１の付勢手段である圧力室９３が区画形成されている。圧力室９３は弁体８９の中央部に設けられたパイロット弁孔９４によって下流側水路６９に連通連結されると共に、ブリード孔８９ｃによって上流側水路６８に連通連結されている。

弁体８９の中央部の背部にはパイロット弁孔９４と連通する第１弁軸取付孔８９ａが設けられており、第１弁軸取付孔８９ａ内には第１弁軸９５が進退自在に取付けられており、第１弁軸９５の先部にはパイロット弁孔９４を開閉する弁体９６が取付けられている。また、第１弁軸９５の周りには第１弁軸９５を後方に付勢するスプリング８９ｂが取付けられている。また、操作子支持板９２の中央部には弁軸ガイド孔９７が設けられており、弁軸ガイド孔９７内には、先部が圧力室９３を貫通して第１弁軸９５に向けて進退すると共に、進出した際、第１弁軸９５に当接して第１弁軸９５を進出する第２弁軸９５ａが進退自在に取付けられている。

第２弁軸９５ａの後部は操作子支持板９２の外面より外部に突出しており、突出端には押しボタンからなる操作子９８が取付けられている。また、操作子支持板９２の中央部と操作子９８との間には第２の付勢手段であるスプリング９９が配設されており、このスプリング９９は第２弁軸９５ａを後退させる方向に付勢している。

また、本実施の形態においては、開閉弁８８は、操作子支持板９２と操作子９８との係合面にスラストロック機構９９ａを具備している。このスラストロック機構９９ａは、スプリング９９と協働して、操作子９８の押し動作のみによって、第２弁軸９５ａ及び第１弁軸９５を進退してパイロット弁孔９４を開閉することができる。ここで、スプリング８９ｂのバネ定数は、開閉弁８８を閉じた直後の上流側でのウオーターハンマーの発生による圧力上昇によって収縮する程度に設定する。

次に、上記した構成を有する第２の実施の形態の変形例に係る吐水装置による吐水作業について説明する。吐水装置を使用していない状態では、開閉弁８８は図６に示す閉状態にある。

図１に示す湯水混合栓１３を作動してホース１４を通してシャワーヘッド６０に混合湯水を供給すると、図６に示すように開閉弁８８が閉状態にある場合は、シャワーヘッド６０の散水口１１よりシャワー水が噴出されることはない。

次に、操作子９８を手で押した後に手を操作子９８から離すと、スラストロック機構９９ａとスプリング９９の協働によって、第２弁軸９５ａが進出して第１弁軸９５を進出させ、弁体９６はパイロット弁孔９４の一端開口から離隔した状態に保持される。従って、圧力室９３内の流体がパイロット弁孔９４を通して下流側水路６９に流れ、圧力室９３が減圧される。従って、上流側の圧力を受けているダイアフラムからなる弁体８９が弁座６５から離れ、開閉弁８８は開状態となる。従って、上流側水路６８、弁孔６３、下流側水路６９を通って流体が流れ、散水口１１より噴出されることになる。

このように第１弁軸９５、第２弁軸９５ａによってパイロット弁孔９４を開閉して弁体８９を開閉するようにしているので、弁孔６３の直径を大きくしても、第１弁軸９５、第２弁軸９５ａを進退する力、即ち、操作子９８の操作力を大きくする必要がない。従って、単に弁孔６３の直径を大きくするだけで、大流量を吐水することができ、かつわずかな操作力で容易に開閉弁８８の開閉操作を行うことができる。

また、弁体８９を閉方向に付勢する第１の付勢手段である圧力室９３と操作子９８を開方向に付勢する第２の付勢手段であるスプリング９９とが別体として構成されているため、操作子９８への操作力と弁体８９の閉方向への付勢力が同一でない。従って、この面からも、弁孔６３の直径を大きくしても、スプリング９９のばね力を小さくできるので、操作子９８の操作力を大きくする必要がない。従って、単に弁孔６３の直径を大きくするだけで、大流量を吐水することができ、かつわずかな操作力で容易に開閉弁８８の開閉操作を行うことができる。

また、本実施の形態では、パイロット弁孔９４と、ブリード孔８９ｃと、第１弁軸９５と、スプリング８９ｂと、弁体９６とによって、開閉弁８８と一体をなす逃がし弁が形成される。即ち、開閉弁８８を閉じた直後に上流側でウオーターハンマーが発生し、開閉弁８８の上流側の圧力が上昇した場合、ブリード孔８９ｃを通して上流側圧が圧力室９３に至り、第１弁軸９５の頂部を押圧する。従って、弁体９６がパイロット弁孔９４から離隔し、上流側圧がパイロット弁孔９４を通して下流側水路６９に開放されることになる。従って、耐圧性が低いホース１４等の破損事故を確実に防止することができる。

以上、本発明を、幾つかの実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。

請求項１〜３記載の吐水装置においては、上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁孔と、弁孔を開閉する弁体と、操作子を有し弁体を進退する操作手段とを備えた開閉弁において、弁体の上流側に、操作子の操作によって内圧変化を生じる圧力室を設け、圧力室の内圧変化に応じて弁体を移動するようにしている。このように、弁体は圧力室の内圧変化を利用して移動するようにしているので、操作子の操作力を軽減することができる。また、弁孔の直径を大きくして大流量吐水を行う場合においても、わずかな操作力によって開閉弁の開閉動作を行うことができる。

請求項２記載の吐水装置においては、開閉弁内に、操作子の進出に連動して弁体を閉方向に付勢する第１の付勢手段と、操作子の進出に抗して該操作子を後退方向に付勢する第２の付勢手段とを、それぞれ別体として組み込むようにしている。従って、大流量吐水のために弁孔を大きくすることに伴い第１の付勢手段の付勢力が大きくなっても、第２の付勢手段の付勢力を小さくできるので、操作子の操作力を小さくできる。

請求項３記載の吐水装置においては、上流側水路の圧力が所定圧力以上になった場合、上流側水路の圧力を下流側水路に逃がすようにしている。従って、上流側水路の圧力上昇を速やかに解消して耐圧性の小さい上流側配管の損壊を確実に防止することができる。

請求項４記載の開閉弁においては、上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁座と、パイロット弁孔を備え、弁座を開閉するように移動可能な弁体と、パイロット弁孔を開閉するように進退可能な弁軸と、開閉操作を行うための操作子と、この操作子の操作により進退される弁軸を、パイロット弁孔を閉鎖する位置又は開放する位置に保持するスラストロック機構と、パイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇し、弁体を弁座に着座させる圧力室と、を有する。このように、弁体は圧力室内部の圧力による力で閉鎖されるので、弁体を大型化しても、開閉操作をするために操作子に加えるべき力が増大することはなく、小さな操作力で大流量吐水の開閉弁を開閉させることができる。

請求項５記載の開閉弁においては、上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁座と、パイロット弁孔を備え、弁座を開閉するように移動可能な弁体と、この弁体に進退可能に支持され、パイロット弁孔を開閉する第１弁軸と、この第１弁軸がパイロット弁孔を閉鎖するように第１弁軸を付勢するスプリングと、第１弁軸と同一軸線上に配置された第２弁軸を備えた、開閉操作を行うための操作子と、この操作子の操作により、第２弁軸がスプリングの付勢力に抗して第１弁軸を押してパイロット弁孔を開放させる位置、又は第２弁軸が第１弁軸から離れパイロット弁孔を閉鎖させる位置に、第２弁軸を保持するスラストロック機構と、パイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇し、弁体を弁座に着座させる圧力室と、を有する。このため、パイロット弁孔を閉鎖するように第１弁軸を付勢するスプリングの付勢力を独立して設定することができる。

また、請求項６記載の開閉弁においては、弁座と、この弁座を開閉させる弁体と、この弁体の上流側と下流側を連通させるパイロット弁孔を備え、このパイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇して弁体を弁座に着座させる、弁体の上流側に形成された圧力室と、開閉操作を行うための操作子と、この操作子に取り付けられ、操作子を押すと、操作子の反対側の先端がパイロット弁孔を閉鎖するように進退可能な弁軸と、操作子の操作により進退される弁軸を、パイロット弁孔を閉鎖する位置又は開放する位置に保持するスラストロック機構と、を有する。このように、弁体は圧力室内部の圧力による力で閉鎖されるので、弁体を大型化しても、開閉操作をするために操作子に加えるべき力が増大することはなく、小さな操作力で大流量吐水の開閉弁を開閉させることができる。

さらに、請求項７記載の開閉弁は、請求項４乃至６の何れか１項に記載の開閉弁において、弁体がダイアフラムからなる。
また、請求項８記載の吐水装置は、請求項４乃至７の何れか１項に記載の開閉弁を備えたことを特徴としている。

本発明の第１の実施の形態に係る吐水装置の全体構成説明図である。 同開閉弁の閉状態の断面図である。 同開閉弁の開状態の断面図である。 同変形例に係る吐水装置の開閉弁の閉状態の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る吐水装置の開閉弁の閉状態の断面図である。 同変形例に係る吐水装置の開閉弁の閉状態の断面図である。 従来のシャワー装置の全体構成説明図である。 同開閉弁の作動状態説明図である。

符号の説明

Ａ 吐水装置
ａ 流線
１１ 散水口
１２ シャワーヘッド
１３ 湯水混合栓
１４ ホース（可撓性管）
１５ 止水栓
１６ 開閉弁
１７ シャワーヘッド本体
１８ 隔壁
１９ 弁孔形成板
２０ 弁孔
２１ 第１の環状壁
２２ 第２の環状壁
２３ 操作子取付室
２３ａ 弁体収納室
２４ 操作子支持板
２５ 下流側空間
２６ 下流側水路
２７ 上流側空間
２８ 上流側水路
２９ 進退杆ガイド孔
３０ 進退杆
３１ 操作子
３２ 弁体
３２ａ Ｏリング
３３ 環状突起
３４ シールパッキン
３５ スプリング
３６ スラストロック機構
４０ 逃がし弁
４１ 連絡筒
４２ 逃がし孔
４３ 弁座
４４ 開口
４５ 開口
４６ 弁球
４７ スプリング
４８ 通水孔
５０ 逃がし機構
５１ 弁体
５２ 環状突起
５３ 環状受圧面（受圧部）
５４ 連通孔
５５ 開閉弁
６０ シャワーヘッド
６０ａ 開閉弁
６１ シャワーヘッド本体
６２ 隔壁
６３ 弁孔
６４ 連絡筒
６５ 弁座
６６ 弁体
６７ 補強板
６８ 上流側水路
６９ 下流側水路
７０ 弁体支持筒
７１ 操作子支持板
７２ 圧力室
７３ パイロット弁孔
７４ ブリード孔
７５ 弁軸ガイド孔
７６ 弁軸
７７ 操作子
７８ スプリング
７９ スラストロック機構
８０ 逃がし弁
８１ 連絡筒
８２ 逃がし孔
８３ 弁座
８４ 開口
８５ 開口
８６ 弁球
８７ スプリング
８８ 開閉弁
８９ 弁体
８９ａ 第１弁軸取付孔
８９ｂ スプリング
８９ｃ ブリード孔
９０ 補強板
９１ 弁体支持筒
９２ 操作子支持板
９３ 圧力室（第１の付勢手段）
９４ パイロット弁孔
９５ 第１弁軸
９５ａ 第２弁軸
９６ 弁体
９７ 弁軸ガイド孔
９８ 操作子
９９ スプリング（第２の付勢手段）
９９ａ スラストロック機構

Claims (8)

1. 上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁孔と、該弁孔を開閉する弁体と、操作子を有し前記弁体を進退する操作手段とを備えた開閉弁を具備する吐水装置において、前記弁体の上流側に、前記操作子の操作によって内圧変化を生じる圧力室を設け、該圧力室の内圧変化に応じて前記弁体を移動するようにしたことを特徴とする吐水装置。
2. 前記開閉弁内に、前記操作子の進出に連動して前記弁体を閉方向に付勢する第１の付勢手段と、前記操作子の進出に抗して該操作子を後退方向に付勢する第２の付勢手段とを、それぞれ別体として組み込むことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
3. 前記上流側水路の圧力が所定圧力以上になった場合、該上流側水路の圧力を前記下流側水路に逃がすようにしたことを特徴とする請求項１又は２記載の吐水装置。
4. 上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁座と、
   パイロット弁孔を備え、上記弁座を開閉するように移動可能な弁体と、
   上記パイロット弁孔を開閉するように進退可能な弁軸と、
   開閉操作を行うための操作子と、
   この操作子の操作により進退される上記弁軸を、上記パイロット弁孔を閉鎖する位置又は開放する位置に保持するスラストロック機構と、
   上記パイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇し、上記弁体を上記弁座に着座させる圧力室と、
   を有することを特徴とする開閉弁。
5. 上流側水路と下流側水路を仕切る隔壁に設けられた弁座と、
   パイロット弁孔を備え、上記弁座を開閉するように移動可能な弁体と、
   この弁体に進退可能に支持され、上記パイロット弁孔を開閉する第１弁軸と、
   この第１弁軸が上記パイロット弁孔を閉鎖するように上記第１弁軸を付勢するスプリングと、
   上記第１弁軸と同一軸線上に配置された第２弁軸を備えた、開閉操作を行うための操作子と、
   この操作子の操作により、上記第２弁軸が上記スプリングの付勢力に抗して上記第１弁軸を押して上記パイロット弁孔を開放させる位置、又は上記第２弁軸が上記第１弁軸から離れ上記パイロット弁孔を閉鎖させる位置に、上記第２弁軸を保持するスラストロック機構と、
   上記パイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇し、上記弁体を上記弁座に着座させる圧力室と、
   を有することを特徴とする開閉弁。
6. 弁座と、
   この弁座を開閉させる弁体と、
   この弁体の上流側と下流側を連通させるパイロット弁孔を備え、このパイロット弁孔が閉鎖されると内部の圧力が上昇して上記弁体を上記弁座に着座させる、上記弁体の上流側に形成された圧力室と、
   開閉操作を行うための操作子と、
   この操作子に取り付けられ、該操作子を押すと、前記操作子の反対側の先端が上記パイロット弁孔を閉鎖するように進退可能な弁軸と、
   上記操作子の操作により進退される上記弁軸を、上記パイロット弁孔を閉鎖する位置又は開放する位置に保持するスラストロック機構と、
   を有することを特徴とする開閉弁。
7. 上記弁体がダイアフラムからなる請求項４乃至６の何れか１項に記載の開閉弁。
8. 請求項４乃至７の何れか１項に記載の開閉弁を備えたことを特徴とする吐水装置。

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