JP2005288183A - シャワー装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減し、または、開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝して、閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減されるシャワー装置を提供する。
【解決手段】 水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路を開閉することによって供給流体を供給および供給停止する開閉弁とを順に配置し、更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段または／および開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段を備えてなるシャワー装置。
【選択図】図１
【解決手段】 水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路を開閉することによって供給流体を供給および供給停止する開閉弁とを順に配置し、更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段または／および開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段を備えてなるシャワー装置。
【選択図】図１
Description
本発明は、シャワーヘッド自身に開閉弁や流量の調整弁等を備えるシャワー装置に係り、特にこれらの弁を閉じるときに発生するウオーターハンマー等による機器の損傷を防ぐようにしたシャワー装置に関する。
浴室等に設けられるシャワー設備の一般的なものは、湯水混合栓にホースで接続したシャワーヘッドを備えるというものであり、湯水混合栓の切換えハンドルによって吐出と止水の操作をしたり、たとえば特許文献１（実公昭58-53118号公報）に記載されているようにシャワーヘッド自身に設けた開閉弁を操作したりするものがある。
後者のようにシャワーヘッド側で吐出と止水の操作をするものでは、止水のために開閉弁を一気に閉じてしまうと、各種の水栓においてと同様に開閉弁の一次側すなわちホースから湯水混合栓までの間の流路でウオーターハンマーを生じる。
ウオーターハンマーが発生すると、内部流路の圧力が上昇すると同時に急激な圧力変動を伴うので、ホースの揺れ動きや内圧上昇によってホースの耐圧強度の劣化を招くことになる。
このようなウオーターハンマー現象に対して、たとえば特許文献２（実公昭58-32753号公報）に記載されているように、水栓側に内圧上昇を緩衝させるための圧力応動弁等を備えることが有効とされている。
この圧力応動弁は、ダイヤフラムによって区画されたチャンバを吐水具への流路に連通させ、この吐水具に備えた弁を閉じたときの内圧上昇をこのチャンバとダイヤフラムの変形によって吸収するというものである。
後者のようにシャワーヘッド側で吐出と止水の操作をするものでは、止水のために開閉弁を一気に閉じてしまうと、各種の水栓においてと同様に開閉弁の一次側すなわちホースから湯水混合栓までの間の流路でウオーターハンマーを生じる。
ウオーターハンマーが発生すると、内部流路の圧力が上昇すると同時に急激な圧力変動を伴うので、ホースの揺れ動きや内圧上昇によってホースの耐圧強度の劣化を招くことになる。
このようなウオーターハンマー現象に対して、たとえば特許文献２（実公昭58-32753号公報）に記載されているように、水栓側に内圧上昇を緩衝させるための圧力応動弁等を備えることが有効とされている。
この圧力応動弁は、ダイヤフラムによって区画されたチャンバを吐水具への流路に連通させ、この吐水具に備えた弁を閉じたときの内圧上昇をこのチャンバとダイヤフラムの変形によって吸収するというものである。
このようなウオーターハンマーを防止するための機構としては各種のものが既に知られており、先の公報に記載のように内圧上昇を吸収したり圧力を外に逃がすという構成がその基本である。
また、このようなウォーターハンマー防止機構のほかに、たとえば特許文献３（実開平6-5588号公報）に記載のように、シャワーヘッドへ向かう混合水の圧力を調節するための圧力調節弁をシャワーホースの上流の流路中に組み込み、シャワーヘッドの開閉バルブを閉じたときにはシャワーホースに一次側圧圧力が作用しないようにしたものもある。
また、このようなウォーターハンマー防止機構のほかに、たとえば特許文献３（実開平6-5588号公報）に記載のように、シャワーヘッドへ向かう混合水の圧力を調節するための圧力調節弁をシャワーホースの上流の流路中に組み込み、シャワーヘッドの開閉バルブを閉じたときにはシャワーホースに一次側圧圧力が作用しないようにしたものもある。
シャワーヘッド自身に吐出と止水のため開閉弁を設けるとき、片手でシャワーヘッドの本体を持ち他方の手で開閉弁の摘まみを操作することになる。
この場合、上水から吐出及びその逆の操作が素早く軽快にできるようにすることが使い勝手の面からは好ましい。
したがって、開閉弁の弁操作はたとえば押しボタン式として瞬時に流路を開閉するような機構のものが採用されることになり、その閉弁速度はかなり速くなる。
この場合、上水から吐出及びその逆の操作が素早く軽快にできるようにすることが使い勝手の面からは好ましい。
したがって、開閉弁の弁操作はたとえば押しボタン式として瞬時に流路を開閉するような機構のものが採用されることになり、その閉弁速度はかなり速くなる。
このように開閉弁の閉弁速度が速いと、止水時のウオーターハンマーの強さの度合いも大きくなり、下流のホース側での内圧上昇も急激に大きく変動すると共に、ウオーターハンマー発生時のホースへの内圧負荷が繰り返されることになる。
このようなウオーターハンマーに対し、先に挙げた公報に記載のような圧力応動弁を適用することが有効である。
このようなウオーターハンマーに対し、先に挙げた公報に記載のような圧力応動弁を適用することが有効である。
しかしながら、ダイヤフラムによって圧力変動を吸収するものでは、圧力応動弁が閉じた後でもこのダイヤフラムの弾性変形によって、ホース内の圧力を安定させることは可能であるが、ウオーターハンマー発生直後の圧力上昇の減衰効果には限界がある。
また、圧力上昇に連動して内部流路の容積を一時的に拡大させる向きに動作すると同時に内部流路を閉じていくような弁体を備える場合でも、ウオーターハンマー発生時の圧力上昇を同様に抑制することができる。
ところが、この弁体が動いた後では、ダイヤフラムの弾性変形に比べると圧力変動に対する応答性が劣る傾向にあるので、ホース内の圧力を安定化させる効果は小さい。
ところが、この弁体が動いた後では、ダイヤフラムの弾性変形に比べると圧力変動に対する応答性が劣る傾向にあるので、ホース内の圧力を安定化させる効果は小さい。
このように、ダイヤフラム式であれば圧力変動後の安定化には適するものの、ウオーターハンマーによる圧力上昇の減衰効果には劣る傾向にあり、一方剛体の弁体では逆に圧力上昇の減衰の面では好ましいがその後のホース内圧力の安定化については有効とはいえない。
したがって、ダイヤフラムまたは弁体を用いるいずれの圧力応動弁であっても、ウオーターハンマー発生に対する機能は充分でない面がある。
したがって、ダイヤフラムまたは弁体を用いるいずれの圧力応動弁であっても、ウオーターハンマー発生に対する機能は充分でない面がある。
以上のことから、圧力応動弁を流路中に備えていても、シャワーヘッド自身に開閉弁を備えるものでは、止水操作のときのホース内圧の上昇が効果的に抑えられず、ホースの耐圧疲労による劣化が早まる等の障害がある。
一方、シャワーホースの上流の流路に圧力調節弁を備えるものでも、シャワーヘッドに手元操作用として開閉弁を閉じたときには、同様にシャワーホース内でウォーターハンマーが生じてしまい、内圧の上昇によってシャワーホースの劣化や破損の原因となる。
また、手元操作で止水したときのシャワーホースの内圧は、給水側の供給圧やシャワーヘッドの開閉弁の閉弁速度によって様々に変化するが、シャワーヘッド側の手元操作で止水したときのシャワーホースの内圧の値は圧力調節弁の仕様によって基本的には決定される。
ところが、手元操作式の開閉弁が瞬時に閉じられるような場合では、同様にウォーターハンマーを生じるためにシャワーホースの内圧が高い状態のままで圧力調節弁が閉じてしまい、この後では内圧が高いままになってしまう。
したがって、シャワーホースに対する負荷が大きくなり、同様に劣化や破損を招くことになる。
ところが、手元操作式の開閉弁が瞬時に閉じられるような場合では、同様にウォーターハンマーを生じるためにシャワーホースの内圧が高い状態のままで圧力調節弁が閉じてしまい、この後では内圧が高いままになってしまう。
したがって、シャワーホースに対する負荷が大きくなり、同様に劣化や破損を招くことになる。
また、圧力調節弁をピストンとシリンダとの組合せによって小型化して改良されたものにおいても、ピストンとシリンダとの間のクリアランスによって開弁方向に水圧が作用することがある。
このため、供給水圧が高くてシャワーヘッド側の手元操作で止水されたときには、圧力調節弁の閉弁保持力が弱くなり、シャワーホースの内圧が高くなければ圧力調節弁による止水ができなくなる。
このため、供給水圧が高くてシャワーヘッド側の手元操作で止水されたときには、圧力調節弁の閉弁保持力が弱くなり、シャワーホースの内圧が高くなければ圧力調節弁による止水ができなくなる。
更に、圧力調節弁はシャワーヘッド側に向かう流量を調節することによって二次側圧力を一定値に保持する機能を持つので、給水側の供給圧が高ければ高いほど圧力調節弁の流路は絞られることになる。
このため、供給圧が高いと絞られた流路を通過するときの流速が大きくなり、この状態で圧力調節弁が止水されてしまうと大きなウォーターハンマーを発生することになる。
このため、供給圧が高いと絞られた流路を通過するときの流速が大きくなり、この状態で圧力調節弁が止水されてしまうと大きなウォーターハンマーを発生することになる。
このように、ウォーターハンマー防止のための圧力応動弁や圧力調節弁等を備えていても、シャワーヘッド側で手元操作して急に止水してしまうと、シャワーホースを含む各部での一時的な圧力上昇を生じてしまうことが避けられないという問題がある。
本発明において解決すべき課題は、シャワーヘッド側で吐出及び止水操作を行うシャワー装置において、特に止水時に発生するウオーターハンマーに起因する圧力上昇を抑えてシャワーホースを含む各部に作用する圧力を低減することによって部材の保全を図ることにある。
本発明の請求項１のシャワー装置は、水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路を開閉することによって供給流体を供給および供給停止する開閉弁とを順に配置し、更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段または／および開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段を備えてなることを特徴とする。
請求項１によって、圧力緩衝手段を備えることで、開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減することができる。または、開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝することができる。さらには、その両方の効果を奏することができる。
そのため、開閉弁の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。
請求項１によって、圧力緩衝手段を備えることで、開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減することができる。または、開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝することができる。さらには、その両方の効果を奏することができる。
そのため、開閉弁の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。
本発明の請求項２のシャワー装置は、水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路を開閉することによって供給流体を供給および供給停止する開閉弁とを順に配置し、前記圧力調整手段は、シャワーヘッドの吐出端までの流路を開閉する制御弁体と、この制御弁体を水密状に移動可能とした圧力室と、開閉弁よりも下流側の流路内圧を受けて制御弁体を圧力室側へ移動させることによって内容積を拡大可能とする空間と、この空間と制御弁体よりも下流側の流路とを連通させる連絡路とを有し、更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段として、その連絡路の内径を0.3mm〜1.5mmとしてなることを特徴とする。
請求項２によって、制御弁体の閉となる移動速度を遅くしてウォーターハンマーの低減することが可能となる。また、制御弁体の開となる移動速度をシャワーヘッドからのシャワー散水の開始が遅くならない程度とすることができる。そのため、開閉弁の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。
請求項２によって、制御弁体の閉となる移動速度を遅くしてウォーターハンマーの低減することが可能となる。また、制御弁体の開となる移動速度をシャワーヘッドからのシャワー散水の開始が遅くならない程度とすることができる。そのため、開閉弁の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。
本発明の請求項３のシャワー装置は、圧力調整手段の制御弁体は、弁座に向かってストロークしながら流路を閉止するとき、制御弁体のストローク量の増加に伴って弁座の弁孔を通過する流体の流量を漸次減少させる流路構成としてなることを特徴とする。
請求項３によって、流路の緩やかな遮断によってウォーターハンマーの発生を抑えることができる。
請求項３によって、流路の緩やかな遮断によってウォーターハンマーの発生を抑えることができる。
本発明の請求項４のシャワー装置は、圧力調整手段の制御弁体が着座して流路を閉止するパッキンの硬度を40度〜70度としてなることを特徴とする。
請求項４によって、閉弁後においても制御弁体の移動が少し可能であることからウォーターハンマーの低減にも役立つほか、シール性も高く維持できる。さらには、パッキン自体の強度も確保できる。
請求項４によって、閉弁後においても制御弁体の移動が少し可能であることからウォーターハンマーの低減にも役立つほか、シール性も高く維持できる。さらには、パッキン自体の強度も確保できる。
本発明の請求項５のシャワー装置は、開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段として、流路内圧の上昇を受けて流路を外気に開放する向きへの自身の変位または変形によって圧力上昇を外気に放出する圧力逃がし手段を含むことを特徴とする。
請求項５によって、開閉弁が流路を閉じたとき流路内圧が上昇したとしても圧力逃がし手段により、圧力上昇を外気に放出して流路内圧を抑制することができる。
請求項５によって、開閉弁が流路を閉じたとき流路内圧が上昇したとしても圧力逃がし手段により、圧力上昇を外気に放出して流路内圧を抑制することができる。
本発明の請求項６のシャワー装置は、前記圧力逃がし手段は、開閉弁の弁体がその閉弁位置にあるとき上流側の圧力上昇に応動して開弁位置に設定するリーク機構としてなることを特徴とする。
請求項６においては、圧力緩衝手段としてリーク機構を用いるものでは、開閉弁の機構のみを特殊なものとすればよく、開閉弁と圧力緩衝手段とを集約した構造とすることができる。
請求項６においては、圧力緩衝手段としてリーク機構を用いるものでは、開閉弁の機構のみを特殊なものとすればよく、開閉弁と圧力緩衝手段とを集約した構造とすることができる。
本発明の請求項７のシャワー装置は、開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段は、開閉弁を閉じた直後の上流側の流路の内圧上昇が開閉弁を着座して閉状態とするコイルスプリングの付勢力に打ち勝って一時的に開弁状態になり圧力をシャワーヘッドの吐出端から大気に逃がす機構としたことを特徴とする。
請求項７によって、開閉弁の上流側で圧力上昇があっても、これを流路内に封じ込めないで、下流側のシャワーノズルから大気に逃がすことができる。閉弁時には、上流側からの圧力を受けて開弁方向に移動できるような構造とすることにより、ウォーターハンマーや急激な圧力上昇によるホースへの耐圧負荷を低減することが可能となる。
請求項７によって、開閉弁の上流側で圧力上昇があっても、これを流路内に封じ込めないで、下流側のシャワーノズルから大気に逃がすことができる。閉弁時には、上流側からの圧力を受けて開弁方向に移動できるような構造とすることにより、ウォーターハンマーや急激な圧力上昇によるホースへの耐圧負荷を低減することが可能となる。
本発明の請求項８のシャワー装置は、水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドまでまたはこのシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路の開度を変更することによって供給流体の流量を調整する流量調整手段とを順に配置し、更にこの流量調整手段が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段または／および流量調整手段が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段を、備えてなることを特徴とする。
請求項８によって、圧力緩衝手段を備えることで、流量調整手段が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減することができる。または、流量調整手段が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝することができる。さらには、その両方の効果を奏することができる。
そのため、流量調整手段の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。また、流量調整手段により開度を変更させてシャワーヘッドからのシャワー散水の流量を調整することができる。
請求項８によって、圧力緩衝手段を備えることで、流量調整手段が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減することができる。または、流量調整手段が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝することができる。さらには、その両方の効果を奏することができる。
そのため、流量調整手段の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。また、流量調整手段により開度を変更させてシャワーヘッドからのシャワー散水の流量を調整することができる。
本発明の請求項９のシャワー装置は、湯水混合栓にホースを介してシャワーヘッドが接続されるシャワー装置において、前記湯水混合栓とホースとの間に圧力調整弁を設け、前記シャワーヘッドの本体にこのシャワーヘッドの吐出端までの流路を開閉操作するための開閉弁を備えてなり、
前記圧力調整弁は、ホース内の水圧がスプリングの付勢力に打ち勝って制御弁体を弁孔側に移動して閉じる機構を有し、さらにこのスプリングは通水時にホース内の水圧が１ｋｇ／ｃｍ２以下とし、かつ止水時にホース内の水圧が２ｋｇ／ｃｍ２以下となるよう付勢力を設定してなることを特徴とする。
請求項９によって、高圧の混合水が供給される場合でも、圧力調整弁によって一定の低圧の混合水がホースへ供給され、また、開閉弁を閉じれば、高圧の混合水と遮断されるため、開弁時の一定圧力よりやや高い水圧がかかるだけとなり、ホースの劣化や破損が防止できる。
前記圧力調整弁は、ホース内の水圧がスプリングの付勢力に打ち勝って制御弁体を弁孔側に移動して閉じる機構を有し、さらにこのスプリングは通水時にホース内の水圧が１ｋｇ／ｃｍ２以下とし、かつ止水時にホース内の水圧が２ｋｇ／ｃｍ２以下となるよう付勢力を設定してなることを特徴とする。
請求項９によって、高圧の混合水が供給される場合でも、圧力調整弁によって一定の低圧の混合水がホースへ供給され、また、開閉弁を閉じれば、高圧の混合水と遮断されるため、開弁時の一定圧力よりやや高い水圧がかかるだけとなり、ホースの劣化や破損が防止できる。
本発明の請求項１０のシャワー装置は、湯水混合栓にホースを介してシャワーヘッドが接続されるシャワー装置において、前記湯水混合栓とホースとの間に圧力調整弁を設け、前記シャワーヘッドの本体にこのシャワーヘッドの吐出端までの流路を開閉操作するための開閉弁を備え、この開閉弁の操作部は、弁体を閉弁位置に押す操作手段をスラストロック機構によって連接して備え、操作手段を押す度に弁体を開及び閉の位置に設定可能としてなることを特徴とする。
請求項１０によって、開閉弁をスラストロック機構によって弁体の開閉動作させる機構としたものでは、操作部を手で一度押すだけでシャワーを浴びることができ、その後再び操作手段を押せばシャワーを止めることができる取扱いが可能であり、また、圧力調整弁によってホースの内圧をも抑えることができる。
請求項１０によって、開閉弁をスラストロック機構によって弁体の開閉動作させる機構としたものでは、操作部を手で一度押すだけでシャワーを浴びることができ、その後再び操作手段を押せばシャワーを止めることができる取扱いが可能であり、また、圧力調整弁によってホースの内圧をも抑えることができる。
本発明の請求項１１のシャワー装置は、水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドまでまたはこのシャワーヘッドの吐出端までの流路に、供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路の開度によって供給流体の流量を調整する開閉弁と、この開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段とを配置し、かつ、開閉弁による流路の閉塞開始からシャワーヘッドの吐出端への供給流体の供給停止完了までの時間を遅延させる緩閉止機構を有することを特徴とする。
請求項１１によって、圧力緩衝手段として緩閉止機構を用いるものでは、開閉弁自身の急閉止がないのでウオーターハンマーの発生自体が解消され、より安定した内圧の維持が可能となる。
請求項１１によって、圧力緩衝手段として緩閉止機構を用いるものでは、開閉弁自身の急閉止がないのでウオーターハンマーの発生自体が解消され、より安定した内圧の維持が可能となる。
本発明では、開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減することができ、また、開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝することができるシャワー装置を提供することができる。そして、開閉弁の閉弁時におけるホース内圧の上昇を抑制するので、ホースへの圧力変動の負荷が軽減される。これにより、ホースへの繰り返し負荷が小さくなり、その弾性劣化やシール部の損傷等が防止され、耐久性を大幅に向上させることができる。
また、ウォーターハンマー発生時の圧力上昇を緩和するような機構を備えることで、水栓側に対する圧力負荷も低減されると、水栓とホースとの組み合わせのシャワー設備の保全が更に向上する。
また、ウォーターハンマー発生時の圧力上昇を緩和するような機構を備えることで、水栓側に対する圧力負荷も低減されると、水栓とホースとの組み合わせのシャワー設備の保全が更に向上する。
図１はシャワー設備の一般的な例の概要を示す図である。
図において、たとえば浴室の璧に固定した湯水混合栓1にホース2を介してシャワーヘッド3が接続されている。
湯水混合栓1は、従来のものと同様に給水及び給湯を受けて混合水を吐出管1a及びホース2側への流路に切換え可能としたものである。
シャワーヘッド3は、その基端にホース2を接続すると共に流路端に散水板3a備え、本発明においてはこの散水板3a側への混合水の供給及び停止のための操作部3bを設けたものである、この操作部3bは、流路を開閉して吐出及び止水のみを行わせるものとするか、この弁の開度を変更できるようにして流量を調整する構成のものとしてもよい。
図において、たとえば浴室の璧に固定した湯水混合栓1にホース2を介してシャワーヘッド3が接続されている。
湯水混合栓1は、従来のものと同様に給水及び給湯を受けて混合水を吐出管1a及びホース2側への流路に切換え可能としたものである。
シャワーヘッド3は、その基端にホース2を接続すると共に流路端に散水板3a備え、本発明においてはこの散水板3a側への混合水の供給及び停止のための操作部3bを設けたものである、この操作部3bは、流路を開閉して吐出及び止水のみを行わせるものとするか、この弁の開度を変更できるようにして流量を調整する構成のものとしてもよい。
湯水混合栓1の混合水出口1bとホース2との間には、シャワーヘッド3の操作部3bによって閉弁した時の内圧上昇を吸収するための圧力調整弁21を設ける。
この圧力調整弁21は、図２の横断面図に示すように、混合水出口1b側とホース2側に連通する部分に区画する隔壁21aを備えたもので、この隔壁21aに開けた弁孔22周りであって混合水出口1b側の室に臨む部分にはパッキン23を設けたものである。
隔壁21aよりも混合水出口1b側の流路には弁孔22と同軸上に圧力室24を形成し、この圧力室24には閉弁時の圧力上昇の吸収と止水のための制御弁体25を隔壁21a方向に向けて出没可能に組み込む。
この圧力調整弁21は、図２の横断面図に示すように、混合水出口1b側とホース2側に連通する部分に区画する隔壁21aを備えたもので、この隔壁21aに開けた弁孔22周りであって混合水出口1b側の室に臨む部分にはパッキン23を設けたものである。
隔壁21aよりも混合水出口1b側の流路には弁孔22と同軸上に圧力室24を形成し、この圧力室24には閉弁時の圧力上昇の吸収と止水のための制御弁体25を隔壁21a方向に向けて出没可能に組み込む。
この制御弁体25は圧力室24から隔壁21a方向に向けて突き出したガイド24aに水密状で摺動可能とすると共に、圧力室24の内壁に対しても同様に水密状で摺動可能に組み込んだものであり、スプリング26によって隔壁21aから離れる向きに付勢されている。
そして、制御弁体25には弁孔22側の流路に臨む先端から後端までの間に連絡路25aを軸線方向に開け、この連絡路25aによって圧力室24と制御弁体25の摺動部との間に形成される空間27が混合水出口1bからホース2までの流路に連通している。
制御弁体25の先端部は図３の(a)に示すように先細り形状を持つコーン25bを形成し、その基端から後方はガイド24a内を摺動可能な等径の摺動部25cとしている。
そして、弁孔22周りに設けるパッキン23はこの摺動部26cが挿入されたときその周面をシールして止水可能な内径を持つ。
そして、制御弁体25には弁孔22側の流路に臨む先端から後端までの間に連絡路25aを軸線方向に開け、この連絡路25aによって圧力室24と制御弁体25の摺動部との間に形成される空間27が混合水出口1bからホース2までの流路に連通している。
制御弁体25の先端部は図３の(a)に示すように先細り形状を持つコーン25bを形成し、その基端から後方はガイド24a内を摺動可能な等径の摺動部25cとしている。
そして、弁孔22周りに設けるパッキン23はこの摺動部26cが挿入されたときその周面をシールして止水可能な内径を持つ。
シャワーヘッド3の操作部3bによってその流路を開いた状態にしておき、湯水混合栓1から混合水を供給すると、混合水は圧力調整弁21内を弁孔22を抜けてホース2側に流れ、弁孔22の絞りによってその前後の流速が速くなり、制御弁体25のコーン25bの先端周りの圧力が低下する。
このため、連絡路25aによって連通している空間27の内圧も下がり、スプリング26の付勢力によって制御弁体25は第2図の位置に保持され、弁孔22からホース2側へ混合水の供給が継続される。
シャワーヘッド3の操作部3bによって流路を閉じると、ホース2側の流路内圧が上昇する。
このとき、圧力調整弁21内の混合水の流動も停止するためその弁孔22付近もホース2の内圧と等しくなり、閉弁後の圧力上昇は制御弁体25の連絡路25aによって空間27へも伝播する。
したがって、この空間の内圧が上昇していってスプリング26を収縮させこれによって制御弁体25は弁孔22側に移動し、図３の(a)に示すように摺動部25cがパッキン23内に嵌まり込んで流路が遮断される。
このため、連絡路25aによって連通している空間27の内圧も下がり、スプリング26の付勢力によって制御弁体25は第2図の位置に保持され、弁孔22からホース2側へ混合水の供給が継続される。
シャワーヘッド3の操作部3bによって流路を閉じると、ホース2側の流路内圧が上昇する。
このとき、圧力調整弁21内の混合水の流動も停止するためその弁孔22付近もホース2の内圧と等しくなり、閉弁後の圧力上昇は制御弁体25の連絡路25aによって空間27へも伝播する。
したがって、この空間の内圧が上昇していってスプリング26を収縮させこれによって制御弁体25は弁孔22側に移動し、図３の(a)に示すように摺動部25cがパッキン23内に嵌まり込んで流路が遮断される。
このような制御弁体25の動きはホース2側への流路の遮断だけでなく、圧力室24との間に形成されている空間27の内容積を増加させる。
そして、この空間27は流路の遮断後においてもホース2側の流路と連通しているので、内圧の上昇を空間27の容積の増加によって吸収することができる。
すなわち、この実施例は、圧力調整弁21の中に制御弁体25の動作による圧力調整と、流路内圧の上昇時の圧力緩衝との機能を持たせたものであって、圧力調整手段と圧力緩衝手段とを一体に構成したものである。
そして、この空間27は流路の遮断後においてもホース2側の流路と連通しているので、内圧の上昇を空間27の容積の増加によって吸収することができる。
すなわち、この実施例は、圧力調整弁21の中に制御弁体25の動作による圧力調整と、流路内圧の上昇時の圧力緩衝との機能を持たせたものであって、圧力調整手段と圧力緩衝手段とを一体に構成したものである。
また、図３の(a)の状態では弁孔22が完全に閉じられているが、制御弁体25は図示の状態から更に右側に移動可能である。
したがって、シャワーヘッド側での閉弁直後の圧力上昇や脈動に対しても、空間27の圧力伝播に応じて制御弁体25は自由に移動してその圧力上昇を吸収できるように空間27の容積を変えることができる。
したがって、シャワーヘッド側での閉弁直後の圧力上昇や脈動に対しても、空間27の圧力伝播に応じて制御弁体25は自由に移動してその圧力上昇を吸収できるように空間27の容積を変えることができる。
更に、混合水出口1bからの混合水が高圧である場合でも、制御弁体25の連絡路25aを通じて空間27に混合水が流入し、スプリング26に打ち勝って制御弁体25を弁孔22側へ同様に移動させる。
この制御弁体25の移動によって弁孔22を抜ける流量が紋られるので、連絡路25a及び空間27内の水圧が下がり、スプリング26と釣り合う位置で制御弁体25が安定するようになる。
したがって、高圧の混合水が供給される場合でも、圧力調整弁21によって一定の低圧の混合水がホース2へ供給されることになる。
この制御弁体25の移動によって弁孔22を抜ける流量が紋られるので、連絡路25a及び空間27内の水圧が下がり、スプリング26と釣り合う位置で制御弁体25が安定するようになる。
したがって、高圧の混合水が供給される場合でも、圧力調整弁21によって一定の低圧の混合水がホース2へ供給されることになる。
また、高圧の混合水の供給時においても、シャワーヘッド3の開閉弁5を閉じれば、先の例と同様に空間27内の圧力が上昇してスプリング26との釣り合い位置から制御弁体25が弁孔22側へ移動してこれを閉じる。
このため、ホース2側は高圧の混合水と遮断されるため、開弁時の一定圧力よりやや高い水圧がかかるだけとなり、その劣化や破損が防止される。
なお、スプリング26は通水時にホース2側の水圧が1kg/cm2 以下となるような制御弁体25に対する付勢力を持つと同時に止水時には2kg/cm2 以下となるように、そのバネ定数や巻線の数等を設定することが好ましい。
このような制御弁体25による止水及び圧力吸収のための動作は、図３の(b)に示す制御弁体25の摺動部25cと弁孔22の関係によっても可能である。
このため、ホース2側は高圧の混合水と遮断されるため、開弁時の一定圧力よりやや高い水圧がかかるだけとなり、その劣化や破損が防止される。
なお、スプリング26は通水時にホース2側の水圧が1kg/cm2 以下となるような制御弁体25に対する付勢力を持つと同時に止水時には2kg/cm2 以下となるように、そのバネ定数や巻線の数等を設定することが好ましい。
このような制御弁体25による止水及び圧力吸収のための動作は、図３の(b)に示す制御弁体25の摺動部25cと弁孔22の関係によっても可能である。
この例は、弁孔22の軸線長さを或る程度大きくしておき、制御弁体25にはその摺動部25cの外周にＯリング等のパッキン25dを備えたものであり、流路内圧の上昇時には図示のようにパッキン25dが弁孔22の中に入り込むようにすることで止水可能である。
そして、パッキン25dが弁孔22内に位置しているストロークで制御弁体25が移動して空間27の容積を変える動作が可能なので、流路内圧の程度に応じた圧力吸収が同様に行える。
このように、制御弁体25はその流路の遮断後においても、連絡路25aによって空間27をホース2側に連通させていて、制御弁体25自身もそのストローク方向に自由に移動できるので、シャワーヘッド側での閉弁後の圧力上昇が継続してもこれを吸収してホース2への耐圧負荷を軽減することができる。
そして、パッキン25dが弁孔22内に位置しているストロークで制御弁体25が移動して空間27の容積を変える動作が可能なので、流路内圧の程度に応じた圧力吸収が同様に行える。
このように、制御弁体25はその流路の遮断後においても、連絡路25aによって空間27をホース2側に連通させていて、制御弁体25自身もそのストローク方向に自由に移動できるので、シャワーヘッド側での閉弁後の圧力上昇が継続してもこれを吸収してホース2への耐圧負荷を軽減することができる。
図４と図５は制御弁体25の先端部の形状差によって湯水混合栓1側へのウォーターハンマーによる圧力負荷を低減の可否を説明するための概略図である。
図４において、弁孔22の周りに設けるパッキン23は、図３に示したものとは異なって制御弁体25の先端部のみを受ける環状体として配置され、制御弁体25が嵌まり込むことによって止水されるものと相違している。
そして、制御弁体25の先端部は円錐状のコーン25eとして形成され、このコーン25eの基端部には環状の着座環25fを突き出した形状を持ち、制御弁体25が止水位置に移動したときにはこの着座環25fがパッキン23の端面に突き当たる配置となる。
このようなコーン25eを持つ制御弁体25でも、通水時には先の例と同様に二次側圧力とスプリング26とがバランスした位置に保持される。
たとえば、一次側の圧力が通常値であってこの保持された位置が図４の(a)であるとするとき、一次側圧力が高いときにはコーン25e周りと弁孔22との間での絞り部分での流速が増してこの部分の圧力が低下すると同時に空間27の内圧が上昇するので、制御弁体25は同図の(b)に示す状態まで移動させられた位置でバランスすることになり、着座環25fとパッキン23との距離が短くなる。
この状態でシャワーヘッド3の操作部3bによって止水すると、空間27内の圧力の増加によって制御弁体25が更に右に移動して着座環25fをパッキン23に密着させて閉弁する。
このとき、着座環25fとパッキン23との距離が短いためにその閉弁速度も速くなってしまい、その結果湯水混合栓1側でのウォーターハンマーによる上昇圧力が大きくなる。
図４において、弁孔22の周りに設けるパッキン23は、図３に示したものとは異なって制御弁体25の先端部のみを受ける環状体として配置され、制御弁体25が嵌まり込むことによって止水されるものと相違している。
そして、制御弁体25の先端部は円錐状のコーン25eとして形成され、このコーン25eの基端部には環状の着座環25fを突き出した形状を持ち、制御弁体25が止水位置に移動したときにはこの着座環25fがパッキン23の端面に突き当たる配置となる。
このようなコーン25eを持つ制御弁体25でも、通水時には先の例と同様に二次側圧力とスプリング26とがバランスした位置に保持される。
たとえば、一次側の圧力が通常値であってこの保持された位置が図４の(a)であるとするとき、一次側圧力が高いときにはコーン25e周りと弁孔22との間での絞り部分での流速が増してこの部分の圧力が低下すると同時に空間27の内圧が上昇するので、制御弁体25は同図の(b)に示す状態まで移動させられた位置でバランスすることになり、着座環25fとパッキン23との距離が短くなる。
この状態でシャワーヘッド3の操作部3bによって止水すると、空間27内の圧力の増加によって制御弁体25が更に右に移動して着座環25fをパッキン23に密着させて閉弁する。
このとき、着座環25fとパッキン23との距離が短いためにその閉弁速度も速くなってしまい、その結果湯水混合栓1側でのウォーターハンマーによる上昇圧力が大きくなる。
一方、図５に示す制御弁体25は着座環25fの形状等は図４のものと同一であるが、コーン25gは先端側のみであって図４に示したコーン25gよりも軸線長さは短く、その基端側であって着座環25fによって囲まれた部分から少し突き出てコーン25gに連なる部分を等径のストレート部25hとしている。
そして、通常の通水時では図４の場合と同様に図５の(a)に示す位置に制御弁体25はバランスする。
このようにコーン25gを着座環25fよりも突き出ている部分の先端側のみに設けることによって、一次側圧力が上昇したときに同図(b)に示す位置に制御弁体25が位置すると、コーン25gによる弁孔22に対する絞り度は図４の例よりも大きいため、制御弁体25の位置は図４の形状のものに比べるとパッキン23から離れた位置でバランスする。
したがって、パッキン23と着座環25fとの間の距離も長くなり、シャワーヘッド3側で止水されたときのウォーターハンマーが発生したときの制御弁体25の閉弁速度は図４の例のものに比べると遅くなり、その結果湯水混合栓1側での内圧上昇が緩和される。
そして、通常の通水時では図４の場合と同様に図５の(a)に示す位置に制御弁体25はバランスする。
このようにコーン25gを着座環25fよりも突き出ている部分の先端側のみに設けることによって、一次側圧力が上昇したときに同図(b)に示す位置に制御弁体25が位置すると、コーン25gによる弁孔22に対する絞り度は図４の例よりも大きいため、制御弁体25の位置は図４の形状のものに比べるとパッキン23から離れた位置でバランスする。
したがって、パッキン23と着座環25fとの間の距離も長くなり、シャワーヘッド3側で止水されたときのウォーターハンマーが発生したときの制御弁体25の閉弁速度は図４の例のものに比べると遅くなり、その結果湯水混合栓1側での内圧上昇が緩和される。
図６と図７は制御弁体25とこれを案内するガイド21bとの間のシール構造の相違によってシャワーヘッド3側を止水したときのホース2の内圧の低減の可否を説明するための図である。
図６の例では、圧力調整弁21の内部に弁孔22と同軸上に形成された筒状のガイド21bの内径にほぼ等しい外径とした制御弁体25が摺動可能に組み込まれ、この制御弁体25の外周面に形成した環状溝25iにＵ字状断面のパッキン25jが取り付けられている。
パッキン25jは図示のように制御弁体25の先端側に臨む面が凹断面となるように組み込まれているので、一次側の圧力は制御弁体25とガイド21bとの間のクリアランスによって同図において拡大して示すようにパッキン25jを左に押すように作用する。
図６の例では、圧力調整弁21の内部に弁孔22と同軸上に形成された筒状のガイド21bの内径にほぼ等しい外径とした制御弁体25が摺動可能に組み込まれ、この制御弁体25の外周面に形成した環状溝25iにＵ字状断面のパッキン25jが取り付けられている。
パッキン25jは図示のように制御弁体25の先端側に臨む面が凹断面となるように組み込まれているので、一次側の圧力は制御弁体25とガイド21bとの間のクリアランスによって同図において拡大して示すようにパッキン25jを左に押すように作用する。
ここで、通水時にシャワーヘッド3側を止水すると、ホース2の内圧が空間27に伝達されて制御弁体25を図において右側に移動させて閉弁しようとするが、一次側圧力がパッキン25jに作用していてその圧力負荷面積は環状溝25iの端面よりも大きいので、一次側圧力によって制御弁体25は左側すなわち開弁方向に押される負荷を受ける。
したがって、一次側圧が高圧のときには制御弁体25を開弁方向に押す力が強くなり、着座環25fがパッキン23を押す力が弱くなってしまう。
このように制御弁体25がパッキン23に当たる力が緩くなってしまうと、ウォーターハンマー発生時に制御弁体25が一時的にパッキン23から離れる可能性があり、これによって一次側圧力がホース2内に伝達されることになり、その結果ホース2の内圧が急激に上昇してしまう。
したがって、一次側圧が高圧のときには制御弁体25を開弁方向に押す力が強くなり、着座環25fがパッキン23を押す力が弱くなってしまう。
このように制御弁体25がパッキン23に当たる力が緩くなってしまうと、ウォーターハンマー発生時に制御弁体25が一時的にパッキン23から離れる可能性があり、これによって一次側圧力がホース2内に伝達されることになり、その結果ホース2の内圧が急激に上昇してしまう。
一方、図７に示す制御弁体25は、その環状溝25iから着座環25f近傍までの外周面を先の例よりも小さくした小径部25kとすると共に、この小径部25kの端部には着座環25fの着座面と反対側の面を向く受圧面25mを形成したものである。
この受圧面25mを形成している部分の外径はガイド21bの内径より僅かに小さくしたものであり、これによってパッキン25jが受ける一次側圧力の作用面積に対して環状溝25iの端面及び受圧面25mの合計の作用面積を等しいか大きくすることができる。
したがって、パッキン25jを左側に押す一次側圧力と、環状溝25iの端面及び受圧面25mを右側に押す一次側圧力とが相殺されることになり、一次側圧力が高圧であっても制御弁体25をパッキン23に強く押し付けた状態を保つことができる。
このように、制御弁体25に対する一次側圧力が開弁方向に優勢に作用しないような制御弁体25の形状とすることによって、一次側圧力が高いときでも止水時における制御弁体25の閉弁を確実に保つことができ、ホース2の内圧上昇を低減することが可能となる。
この受圧面25mを形成している部分の外径はガイド21bの内径より僅かに小さくしたものであり、これによってパッキン25jが受ける一次側圧力の作用面積に対して環状溝25iの端面及び受圧面25mの合計の作用面積を等しいか大きくすることができる。
したがって、パッキン25jを左側に押す一次側圧力と、環状溝25iの端面及び受圧面25mを右側に押す一次側圧力とが相殺されることになり、一次側圧力が高圧であっても制御弁体25をパッキン23に強く押し付けた状態を保つことができる。
このように、制御弁体25に対する一次側圧力が開弁方向に優勢に作用しないような制御弁体25の形状とすることによって、一次側圧力が高いときでも止水時における制御弁体25の閉弁を確実に保つことができ、ホース2の内圧上昇を低減することが可能となる。
図８はガイド21bの内周に環状溝21cを設けてこの環状溝21cにＵ字状断面のパッキン21dを組み込んだ例を示す要部の縦断面図である。
図６及び図７で示した例は、制御弁体25の環状溝25jにパッキン25iを設けているために一次側の圧力が高いとこのパッキン25iが受ける負荷によって制御弁体25がその開弁方向に押されるというものであった。
これに対し、図８の例ではパッキン21dはガイド21b側に組み込まれていて、制御弁体25はその外周面をパッキン21dに対して摺動させるだけである。
このため、一次側の圧力が高くて制御弁体25とガイド21bとの間のクリアランスからパッキン21dに負荷が及んでも、制御弁体25はその先端側の着座環25fを最大計とする受圧面となるだけで、パッキン21dに作用する負荷は制御弁体25の周面に対する摺動抵抗を増やすだけで開弁方向に移動させる作用力はない。
したがって、一次側が高圧であってもシャワーヘッド3側で止水したときのウォーターハンマーによるホース2及び湯水混合栓1側での圧力上昇を低減することができる。
図６及び図７で示した例は、制御弁体25の環状溝25jにパッキン25iを設けているために一次側の圧力が高いとこのパッキン25iが受ける負荷によって制御弁体25がその開弁方向に押されるというものであった。
これに対し、図８の例ではパッキン21dはガイド21b側に組み込まれていて、制御弁体25はその外周面をパッキン21dに対して摺動させるだけである。
このため、一次側の圧力が高くて制御弁体25とガイド21bとの間のクリアランスからパッキン21dに負荷が及んでも、制御弁体25はその先端側の着座環25fを最大計とする受圧面となるだけで、パッキン21dに作用する負荷は制御弁体25の周面に対する摺動抵抗を増やすだけで開弁方向に移動させる作用力はない。
したがって、一次側が高圧であってもシャワーヘッド3側で止水したときのウォーターハンマーによるホース2及び湯水混合栓1側での圧力上昇を低減することができる。
図９は図２に示した圧力調整弁21のより具体的な構成を示す要部の縦断面図であり、先に例示したものと同じ部材については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。
制御弁体25はガイド21bによって弁孔22に対して進退可能に配置され、この制御弁体25を開弁方向に付勢するスプリング26はその初期荷重を調整可能とする。
このスプリング26の初期荷重の調整のため、圧力室24内には移動子28を組み込むとともに、外部から回転操作可能な操作子29を設ける。
制御弁体25はガイド21bによって弁孔22に対して進退可能に配置され、この制御弁体25を開弁方向に付勢するスプリング26はその初期荷重を調整可能とする。
このスプリング26の初期荷重の調整のため、圧力室24内には移動子28を組み込むとともに、外部から回転操作可能な操作子29を設ける。
図１０はガイド21b,移動子28及び操作子29の分解斜視図であり、制御弁体25を外挿するガイド21bの外周面の2個所には軸線方向に刻んだスライド溝21b-1を設けている。
移動子28はその内部にガイド21bを外挿して摺動可能なスリーブ28aを形成するとともに、このスリーブ28aの内周面に設けた突条28bをガイド21b-1に差し込むことによって、ガイド21b周りに回転を伴うことなくその軸線方向のみに移動可能としたものであり、更に外周面には突起28cを設けている。
操作子29は圧力室24と同軸上で回転可能に組み込まれると共に、圧力調整弁21の端面に連結したプラグ21eによって軸線方向の動きを拘束されたものであり、その内周面を制御弁体25の軸線方向の摺動面及び移動子28の回転方向の摺動面としたものである。
そして、プラグ21eから突き出る部分に工具掛り29aを設けると共に、移動子28を外挿する部分には軸線方向の端部から周面に向けてスリット29bを切開している。
スリット29bは移動子28の突起28cを差し込める程度の開口幅を持ち、操作子29の軸線に対して捩じれを持たせて周方向に展開している。
このため、操作子29を図１０において時計方向に回すとスリット29b内での突起28cの相対的な移動によって移動子28を図において左側に向けて動き、反時計方向に回せば右側に向けて移動することになる。
このような移動子28と操作子29とを備えることによって、操作子29を回転させる向きによって図９において移動子28を左右に動かすことができる。
そして、スプリング26はその一端が制御弁体25の基端側に突き当たるとともに、他端側は移動子28に突き当たっているので、移動子28を左側に動かせばスプリング26に対する圧縮が強められ、右側に動かせばスプリング26への負荷が小さくなる。
したがって、スプリング26を圧力調整弁21の中に組み込んだ後でも操作子29を回転操作することによってスプリング26に対する初期荷重を任意に変更することができる。
このようにスプリング26の初期荷重の設定や変更が簡単にできるので、供給水圧が様々に異なったりしても、ホース2の内圧の上昇を低減できるようにスプリング26の復元力を調節することができ、シャワーヘッド3側での止水時に発生するホース2及び湯水混合栓1内での圧力上昇を低減することが可能となる。
また、スプリング26の製造に際してそのバネ荷重の製造誤差が避けられないものであっても、このスプリング26の初期荷重を調節することで、このような製造誤差による影響を受けない圧力調整弁21の機能を維持することができる。
移動子28はその内部にガイド21bを外挿して摺動可能なスリーブ28aを形成するとともに、このスリーブ28aの内周面に設けた突条28bをガイド21b-1に差し込むことによって、ガイド21b周りに回転を伴うことなくその軸線方向のみに移動可能としたものであり、更に外周面には突起28cを設けている。
操作子29は圧力室24と同軸上で回転可能に組み込まれると共に、圧力調整弁21の端面に連結したプラグ21eによって軸線方向の動きを拘束されたものであり、その内周面を制御弁体25の軸線方向の摺動面及び移動子28の回転方向の摺動面としたものである。
そして、プラグ21eから突き出る部分に工具掛り29aを設けると共に、移動子28を外挿する部分には軸線方向の端部から周面に向けてスリット29bを切開している。
スリット29bは移動子28の突起28cを差し込める程度の開口幅を持ち、操作子29の軸線に対して捩じれを持たせて周方向に展開している。
このため、操作子29を図１０において時計方向に回すとスリット29b内での突起28cの相対的な移動によって移動子28を図において左側に向けて動き、反時計方向に回せば右側に向けて移動することになる。
このような移動子28と操作子29とを備えることによって、操作子29を回転させる向きによって図９において移動子28を左右に動かすことができる。
そして、スプリング26はその一端が制御弁体25の基端側に突き当たるとともに、他端側は移動子28に突き当たっているので、移動子28を左側に動かせばスプリング26に対する圧縮が強められ、右側に動かせばスプリング26への負荷が小さくなる。
したがって、スプリング26を圧力調整弁21の中に組み込んだ後でも操作子29を回転操作することによってスプリング26に対する初期荷重を任意に変更することができる。
このようにスプリング26の初期荷重の設定や変更が簡単にできるので、供給水圧が様々に異なったりしても、ホース2の内圧の上昇を低減できるようにスプリング26の復元力を調節することができ、シャワーヘッド3側での止水時に発生するホース2及び湯水混合栓1内での圧力上昇を低減することが可能となる。
また、スプリング26の製造に際してそのバネ荷重の製造誤差が避けられないものであっても、このスプリング26の初期荷重を調節することで、このような製造誤差による影響を受けない圧力調整弁21の機能を維持することができる。
ここで、先に説明したように、特に一次側の圧力が高い場合には、シャワーヘッド3側の止水時に制御弁体25の閉弁速度が速いためこの制御弁体25による流路の閉塞によるウォーターハンマーが生じるが、これを低減するために連絡路25aの内径を小さくすることが有効であり、たとえば内径0.3mm〜1.5mm程度とすることが好ましい。
すなわち、制御弁体25がそのパッキン23側への閉弁位置に移動するときには、制御弁体25の背部側を占めている空間27内の容積が次第に増加していく。
この制御弁体25の動きでは空間27内の容積増加に伴って、制御弁体25の先端側から水が空間27側に強制的に向かわせられる流れが生じる。
したがって、連絡路25aの内径を小さくして空間27に向かう水の流量を絞るようにすれば、水による抵抗を利用して制御弁体25の移動速度を遅くすることができ、これによって制御弁体25が閉弁するときに発生するウォーターハンマーを低減することが可能となる。
一方、連絡路25aの内径が0.3mmよりも小さくなると、制御弁体25の移動が遅くなりシャワーヘッド3の操作部3bを操作して開にしても、制御弁体25の開となる速度が遅くなり、シャワーヘッド3からのシャワー散水の開始も遅くなってしまう。
すなわち、制御弁体25がそのパッキン23側への閉弁位置に移動するときには、制御弁体25の背部側を占めている空間27内の容積が次第に増加していく。
この制御弁体25の動きでは空間27内の容積増加に伴って、制御弁体25の先端側から水が空間27側に強制的に向かわせられる流れが生じる。
したがって、連絡路25aの内径を小さくして空間27に向かう水の流量を絞るようにすれば、水による抵抗を利用して制御弁体25の移動速度を遅くすることができ、これによって制御弁体25が閉弁するときに発生するウォーターハンマーを低減することが可能となる。
一方、連絡路25aの内径が0.3mmよりも小さくなると、制御弁体25の移動が遅くなりシャワーヘッド3の操作部3bを操作して開にしても、制御弁体25の開となる速度が遅くなり、シャワーヘッド3からのシャワー散水の開始も遅くなってしまう。
更に、図３の例を除く制御弁体25の閉弁状態はその着座環25fをパッキン23に対して同軸上で表面に突き当てるというものである。
このような閉弁方式のものでは、パッキン23の硬度を下げることによって、図３の例の場合と同様に、閉弁後においても制御弁体25を更にパッキン23の中に食い込ませるようにして移動させることができる。
止水栓等に用いられている通常の平パッキンの硬度は90度程度であって、これは常に閉弁状態にあって圧縮されるパッキンであり、また手操作で過度に締付けられることもあるので、圧縮変形し難い仕様のものが利用される。
これに対し、各実施例におけるパッキン23の硬度は40度〜70度とすることが好ましく、このような硬度であれば、先に述べたように閉弁後においても制御弁体25の移動が少し可能であることからウォーターハンマーの低減にも役立つほか、シール性も高く維持できるという利点を生む。
なお、パッキンの硬度が40度より小さくなると、パッキンの強度が弱くなり永久変形を生じやすくなる。
このような閉弁方式のものでは、パッキン23の硬度を下げることによって、図３の例の場合と同様に、閉弁後においても制御弁体25を更にパッキン23の中に食い込ませるようにして移動させることができる。
止水栓等に用いられている通常の平パッキンの硬度は90度程度であって、これは常に閉弁状態にあって圧縮されるパッキンであり、また手操作で過度に締付けられることもあるので、圧縮変形し難い仕様のものが利用される。
これに対し、各実施例におけるパッキン23の硬度は40度〜70度とすることが好ましく、このような硬度であれば、先に述べたように閉弁後においても制御弁体25の移動が少し可能であることからウォーターハンマーの低減にも役立つほか、シール性も高く維持できるという利点を生む。
なお、パッキンの硬度が40度より小さくなると、パッキンの強度が弱くなり永久変形を生じやすくなる。
図１１は本発明におけるシャワーヘッドの縦断面図である。
図１において示したシャワーヘッド3と同様にシャワーヘッドの本体4の基端にホース2接続すると共に、先端には多数の小孔を開けた散水板4aを取り付けている。
そして、本体4の中途部分には内部流路を開閉するための開閉弁5を設ける。
開閉弁5は本体4にネジ接合して固定したスリーブ5aにガイド環5bを同軸上で回転可能に取り付け、更にこのガイド環5bにスピンドル5cを同軸上で回転自在に組み込み、このスピンドル5cの先端に設けパッキン5dを弁体として本体4の内壁に形成した環状の弁座4bに接離可能としたものである。
図１において示したシャワーヘッド3と同様にシャワーヘッドの本体4の基端にホース2接続すると共に、先端には多数の小孔を開けた散水板4aを取り付けている。
そして、本体4の中途部分には内部流路を開閉するための開閉弁5を設ける。
開閉弁5は本体4にネジ接合して固定したスリーブ5aにガイド環5bを同軸上で回転可能に取り付け、更にこのガイド環5bにスピンドル5cを同軸上で回転自在に組み込み、このスピンドル5cの先端に設けパッキン5dを弁体として本体4の内壁に形成した環状の弁座4bに接離可能としたものである。
図１２はスリーブ5a,ガイド環5b及びスピンドル5cの分解斜視図、図１３はガイド環5bの詳細を示すものである。
スリーブ5aは異径の中空体であって、その下半分の内周には半径方向に対向した2か所に軸線方向に刻んだ保持溝5eを形成している。
また、スピンドル5cには、スリーブ5aの保持溝5eの中に摺動可能に組み込まれる2本の突起5fを設ける。
ガイド環5bはその一端に回転操作用の摘まみ5gを取り付けると共にパッキン5hを介してスリーブ5aに組み込まれ、その内部を中空状としてスピンドル5cを差し込んでいる。
そして、ガイド環5bの周壁には、図１２に示すように周方向に2条のスリット5iを切開し、これらのスリット5iにスピンドル5cの突起5fを差し込み可能としている。
スリット5iは図１３の(c)の展開図に示すようにガイド環5bの軸線に対して傾斜した方向に切開されたものである。
本体4に対して固定されるスリーブ5aにガイド環5bはその軸線周りに回転自在であり、このガイド環5bのスリット5iから突き出したスピンドル5cの突起5fをスリーブ5aの保持溝5eに差し込むことによって、スピンドル5cは突起5fと保持溝5eとによる拘束によりその軸線周りには回転できず、軸線方向のみの移動が可能となる。
したがって、ガイド環5bの摘まみ5gを回転させると、傾斜したスリット5iの中を突起5fが相対的に移動することになり、これによりスピンドル5cはその軸線方向に位置を変える。
このような開閉弁5であれば、スピンドル5cはその突起5fとスリット5iとにより、摘まみ5gをほぼ半回転させるだけで図１１の開弁状態からパッキン5dを弁座4bに着座させる止水位置に設定され、摘まみ5gを逆向きに回すことで止水位置から開弁させることができる。
開閉弁5を閉じるときに生じるウオーターハンマーによる内圧の上昇を抑えるため、圧力緩衝手段を開閉弁5の直ぐ上流に設ける。
スリーブ5aは異径の中空体であって、その下半分の内周には半径方向に対向した2か所に軸線方向に刻んだ保持溝5eを形成している。
また、スピンドル5cには、スリーブ5aの保持溝5eの中に摺動可能に組み込まれる2本の突起5fを設ける。
ガイド環5bはその一端に回転操作用の摘まみ5gを取り付けると共にパッキン5hを介してスリーブ5aに組み込まれ、その内部を中空状としてスピンドル5cを差し込んでいる。
そして、ガイド環5bの周壁には、図１２に示すように周方向に2条のスリット5iを切開し、これらのスリット5iにスピンドル5cの突起5fを差し込み可能としている。
スリット5iは図１３の(c)の展開図に示すようにガイド環5bの軸線に対して傾斜した方向に切開されたものである。
本体4に対して固定されるスリーブ5aにガイド環5bはその軸線周りに回転自在であり、このガイド環5bのスリット5iから突き出したスピンドル5cの突起5fをスリーブ5aの保持溝5eに差し込むことによって、スピンドル5cは突起5fと保持溝5eとによる拘束によりその軸線周りには回転できず、軸線方向のみの移動が可能となる。
したがって、ガイド環5bの摘まみ5gを回転させると、傾斜したスリット5iの中を突起5fが相対的に移動することになり、これによりスピンドル5cはその軸線方向に位置を変える。
このような開閉弁5であれば、スピンドル5cはその突起5fとスリット5iとにより、摘まみ5gをほぼ半回転させるだけで図１１の開弁状態からパッキン5dを弁座4bに着座させる止水位置に設定され、摘まみ5gを逆向きに回すことで止水位置から開弁させることができる。
開閉弁5を閉じるときに生じるウオーターハンマーによる内圧の上昇を抑えるため、圧力緩衝手段を開閉弁5の直ぐ上流に設ける。
この圧力緩衝手段は、本体4とは別体として組み込んだブロック6とその内部に組み込んだピストン７とによって構成されたものである。
ブロック6は、本体4の下端側から弁座4b側を連通させるオリフィス6aを形成すると共に、そのスロート部分を小孔6bによって連通させたボア6cを備え、このボア6cの開口端に小孔6e付きのプラグ6dを着脱自在に取り付けたものである。
そして、ピストン7はパッキン7aを介してボア6cに水密状に収納され、スプリング7bによってオリフィス6a側に向けて付勢されている。
以上の構成において、シャワーを浴びた後に摘まみ5gを回して開閉弁5を閉じるように操作すると、先に説明したようにスピンドル5cが素早い動きで弁座4b方向に移動し、パッキン5dが弁座4bに着座して流路が閉じられる。
このとき、流路の遮断によって開閉弁5の下流では流路内圧が上昇するが、内部流路が小孔6bによって連通しているボア6cに圧力が伝播される。
そして、この圧力をピストン7が受けてスプリング7bを収縮させて図１１において左側に移動して小孔6b側に臨むボア6cの内容積を増加させる。
このように、開閉弁5を閉じたときに発生する内部流路の圧力上昇は、開閉弁5よりも下流の内部流路に連通しているボア6cの容積の増加によって吸収され、閉弁直後の内圧上昇を抑えることができる。
したがって、ホース2に対する内圧負荷も低減され、その耐圧性の劣化や継ぎ手部分とのシールの低下も防止される。
また、ボア6cが内部流路に連通する小孔6bは、オリフィス6aのスロート部分に開口していて、内圧上昇のときにはこのスロート部分の圧力上昇は流路面積が大きな部分と比べると小さい。
したがって、ボア6cへの圧力伝播も小さくなり、この圧力上昇に応じてピストン7が移動できるようにスプリング7bはその弾性力を持つものであればよい。
このため、スプリング7bの耐圧荷重を小さくできるので、その嵩を小さくできブロック6の小型化が可能となる。
ブロック6は、本体4の下端側から弁座4b側を連通させるオリフィス6aを形成すると共に、そのスロート部分を小孔6bによって連通させたボア6cを備え、このボア6cの開口端に小孔6e付きのプラグ6dを着脱自在に取り付けたものである。
そして、ピストン7はパッキン7aを介してボア6cに水密状に収納され、スプリング7bによってオリフィス6a側に向けて付勢されている。
以上の構成において、シャワーを浴びた後に摘まみ5gを回して開閉弁5を閉じるように操作すると、先に説明したようにスピンドル5cが素早い動きで弁座4b方向に移動し、パッキン5dが弁座4bに着座して流路が閉じられる。
このとき、流路の遮断によって開閉弁5の下流では流路内圧が上昇するが、内部流路が小孔6bによって連通しているボア6cに圧力が伝播される。
そして、この圧力をピストン7が受けてスプリング7bを収縮させて図１１において左側に移動して小孔6b側に臨むボア6cの内容積を増加させる。
このように、開閉弁5を閉じたときに発生する内部流路の圧力上昇は、開閉弁5よりも下流の内部流路に連通しているボア6cの容積の増加によって吸収され、閉弁直後の内圧上昇を抑えることができる。
したがって、ホース2に対する内圧負荷も低減され、その耐圧性の劣化や継ぎ手部分とのシールの低下も防止される。
また、ボア6cが内部流路に連通する小孔6bは、オリフィス6aのスロート部分に開口していて、内圧上昇のときにはこのスロート部分の圧力上昇は流路面積が大きな部分と比べると小さい。
したがって、ボア6cへの圧力伝播も小さくなり、この圧力上昇に応じてピストン7が移動できるようにスプリング7bはその弾性力を持つものであればよい。
このため、スプリング7bの耐圧荷重を小さくできるので、その嵩を小さくできブロック6の小型化が可能となる。
図１４は図１１の例におけるピストン7に代えて、その内容積を可変とした可変容積体をボア6cの中に組み込んだ例である。
図示の例では、可変容積体は空気を封入したチューブ8であり、ボア6cを外部と遮断するプラグ8aによってボア6c内に拘束されている。
このようなチューブ8を備える場合でも、開閉弁5を閉じた後の流路内圧の上昇によるボア6c内への圧力伝播によって、チューブ8は収縮変形して内部流路側に連通する容積を拡大させる。
したがって、図１１に示したものと同様に、閉弁直後のウオーターハンマーの発生や内圧の急激な上昇等による障害をなくすことができる。
なお、チューブ8に代えて、外圧によって収縮変形可能な発泡体を可変容積体として組み込んでも同様の作用効果が得られる。
図示の例では、可変容積体は空気を封入したチューブ8であり、ボア6cを外部と遮断するプラグ8aによってボア6c内に拘束されている。
このようなチューブ8を備える場合でも、開閉弁5を閉じた後の流路内圧の上昇によるボア6c内への圧力伝播によって、チューブ8は収縮変形して内部流路側に連通する容積を拡大させる。
したがって、図１１に示したものと同様に、閉弁直後のウオーターハンマーの発生や内圧の急激な上昇等による障害をなくすことができる。
なお、チューブ8に代えて、外圧によって収縮変形可能な発泡体を可変容積体として組み込んでも同様の作用効果が得られる。
図１５は開閉弁を閉じた直後の上流側の流路の内圧上昇によって一時的に開弁状態に設定して圧力を散水板4aから大気に逃がす機構とした例である。
図１１及び図１４に示したものと同様に、本体4の内部に形成した弁座4bに対応する位置に開閉弁9を設けている。
図１１及び図１４に示したものと同様に、本体4の内部に形成した弁座4bに対応する位置に開閉弁9を設けている。
図１６は開閉弁9の詳細を示す縦断面図、図１７はその部材を分解して示す斜視図であり、本体4にネジ接合して固定したスリーブ9aにガイド環9bを同軸上で回転自在に組み込み、このガイド環9bには移動子9cを内挿すると共に、移動子9cの中にはパッキン9eを一端に取り付けたスピンドル9dを同軸上で移動可能に組み込んでいる。
スリーブ9a,ガイド環9b及び移動子9cの構成は、図１２に示したものとほぼ同様であり、スリーブ9aの内周には二条の保持溝9fを刻むと共にガイド環9bの周壁には傾斜した2本のスリット9gを切開し、これらのスリット9gを貫通して保持溝9fに入り込む2本の突起9hを移動子9cの外周から半径方向に突き出している。
このような構成であれば、ガイド環9bの上端に取り付けた摘まみ9b-1を回すと、スリット9gを貫通する突起9hがスリーブ9aの保持溝9fの中に差し込まれているので、移動子9cはその軸線回りに回転を伴わずに図９において上下方向に移動する。
そして、このときの移動も、先の例と同様にガイド環9bのスリット9gの傾斜によって、摘まみ9b-1を少し回すだけで素早く移動する。
移動子9cの中に差し込まれたスピンドル9dは、移動子9cの外側面に係合するリング9d-1によって下側すなわち閉弁方向への動きを規制され、パッキン9eを取り付けているフランジ9d-2とガイド環9bの上端部分との間には圧縮のコイルスプリング9iを組み込む。
これにより、図１６の状態において、パッキン9eを上に押す力が作用すれば、スピンドル9dはスプリング9iを収縮させてガイド環9bに対して上側すなわち開弁方向へ移動する。
図１５に示す開弁状態にある開閉弁9を摘まみ9b-1によって閉弁させると、移動子9cとスピンドル9dとが一体になって弁座4b側に移動し、パッキン9eがこの弁座4bに着座して閉弁する。
このとき、開閉弁5の上流側でウオーターハンマーを生じたり急激な内上昇が起きると、この圧力をパッキン9eが受ける。
このため、コイルスプリング9iのバネ定数を適切にしておけば、圧力上昇によってスピンドル9dだけをコイルスプリング9iの収縮によって弁座4bから引き離す方向に移動させることができる。
したがって、開閉弁5の上流側で圧力上昇があっても、これを流路内に封じ込めないで、下流側の散水板4aの小孔から大気に逃がすことができる。
このように、開弁及び閉弁位置に設定できるスピンドル9dについて、その閉弁時には上流側からの圧力を受けて開弁方向に移動できるような構造とすることにより、ウオーターハンマーや急激な圧力上昇によるホース2への耐圧負荷を低減することが可能となる。
スリーブ9a,ガイド環9b及び移動子9cの構成は、図１２に示したものとほぼ同様であり、スリーブ9aの内周には二条の保持溝9fを刻むと共にガイド環9bの周壁には傾斜した2本のスリット9gを切開し、これらのスリット9gを貫通して保持溝9fに入り込む2本の突起9hを移動子9cの外周から半径方向に突き出している。
このような構成であれば、ガイド環9bの上端に取り付けた摘まみ9b-1を回すと、スリット9gを貫通する突起9hがスリーブ9aの保持溝9fの中に差し込まれているので、移動子9cはその軸線回りに回転を伴わずに図９において上下方向に移動する。
そして、このときの移動も、先の例と同様にガイド環9bのスリット9gの傾斜によって、摘まみ9b-1を少し回すだけで素早く移動する。
移動子9cの中に差し込まれたスピンドル9dは、移動子9cの外側面に係合するリング9d-1によって下側すなわち閉弁方向への動きを規制され、パッキン9eを取り付けているフランジ9d-2とガイド環9bの上端部分との間には圧縮のコイルスプリング9iを組み込む。
これにより、図１６の状態において、パッキン9eを上に押す力が作用すれば、スピンドル9dはスプリング9iを収縮させてガイド環9bに対して上側すなわち開弁方向へ移動する。
図１５に示す開弁状態にある開閉弁9を摘まみ9b-1によって閉弁させると、移動子9cとスピンドル9dとが一体になって弁座4b側に移動し、パッキン9eがこの弁座4bに着座して閉弁する。
このとき、開閉弁5の上流側でウオーターハンマーを生じたり急激な内上昇が起きると、この圧力をパッキン9eが受ける。
このため、コイルスプリング9iのバネ定数を適切にしておけば、圧力上昇によってスピンドル9dだけをコイルスプリング9iの収縮によって弁座4bから引き離す方向に移動させることができる。
したがって、開閉弁5の上流側で圧力上昇があっても、これを流路内に封じ込めないで、下流側の散水板4aの小孔から大気に逃がすことができる。
このように、開弁及び閉弁位置に設定できるスピンドル9dについて、その閉弁時には上流側からの圧力を受けて開弁方向に移動できるような構造とすることにより、ウオーターハンマーや急激な圧力上昇によるホース2への耐圧負荷を低減することが可能となる。
図１８は図１５の例と同様に開閉弁を閉じた後に上流側で圧力上昇を生じたときに給水を散水板側にリークさせる構成の別例を示す要部の縦断面図である。
シャワーヘッドの本体4は図１５の例と同様の位置に開閉弁31を組み込む。
この開閉弁31は、本体4の内部に形成した隔壁4eに設けた弁座4fに囲まれた弁孔4gとその下流に形成され散水板側に連通する連絡孔４ｈとの間の流路を開閉可能としたものであり、本体4に固定したプッシュ31aによって保持されている。
プッシュ31aには操作用のボタン32を水密状として弁座4方向に移動可能に組み込むと共に、隔壁4eとの間に介装したコイルスプリング33によってこのボタン32を本体4から離れる向きに付勢している。
ボタン32の中には弁座4fに着座可能な弁体34を従来周知のハート形カム35によってプッシュ31aに連接すると共に、コイルスプリング36によってこの弁体34を弁座4f方向に付勢している。
ハート形カム35とコイルスプリング36との組合せによって、弁体34は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プッシュ31a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、同図(a)の状態からボタン32を押すと同図(b)の位置まで移動し、押圧を解除すると同図(c)の状態に維持される。
そして、同図(c)の状態からボタン32を再び押すと、同図(b)の状態を経由して同図(a)に復帰する。
このように、ボタン32を押すことによって、同図(a)に示すように弁体34が弁座4fに着座した閉弁状態と、同図(c)に示ように弁体34が弁座4fから離れた開弁状態とに切り替えることができる。
ここで、弁体34を弁座4f側に付勢しているコイルスプリング36のバネ定数は、開閉弁31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よって収縮する程度のものとする。
これにより、開閉弁31を閉じた後に上流側で圧力上昇したときには、同図(c)に示すように弁体34が弁座4fから離れて散水板側への流路に連通させることができ、図１５の例と同様に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。
すなわち、この実施例は流量調整手段としてそなえる開閉弁31に圧力緩衝機能を持たせたものであって、流量調整手段と圧力緩衝手段とを一体として構成したものである。
なお、図１においては圧力調整手段と圧力緩衝手段とを一体として設けた例を示し、図１８では流量調整手段と圧力緩衝手段とを一体として股けた例を示したが、圧力調整,流量調整及び圧力緩衝のためのそれぞれの手段を集約して一体として構成することも無論可能である。
シャワーヘッドの本体4は図１５の例と同様の位置に開閉弁31を組み込む。
この開閉弁31は、本体4の内部に形成した隔壁4eに設けた弁座4fに囲まれた弁孔4gとその下流に形成され散水板側に連通する連絡孔４ｈとの間の流路を開閉可能としたものであり、本体4に固定したプッシュ31aによって保持されている。
プッシュ31aには操作用のボタン32を水密状として弁座4方向に移動可能に組み込むと共に、隔壁4eとの間に介装したコイルスプリング33によってこのボタン32を本体4から離れる向きに付勢している。
ボタン32の中には弁座4fに着座可能な弁体34を従来周知のハート形カム35によってプッシュ31aに連接すると共に、コイルスプリング36によってこの弁体34を弁座4f方向に付勢している。
ハート形カム35とコイルスプリング36との組合せによって、弁体34は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プッシュ31a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、同図(a)の状態からボタン32を押すと同図(b)の位置まで移動し、押圧を解除すると同図(c)の状態に維持される。
そして、同図(c)の状態からボタン32を再び押すと、同図(b)の状態を経由して同図(a)に復帰する。
このように、ボタン32を押すことによって、同図(a)に示すように弁体34が弁座4fに着座した閉弁状態と、同図(c)に示ように弁体34が弁座4fから離れた開弁状態とに切り替えることができる。
ここで、弁体34を弁座4f側に付勢しているコイルスプリング36のバネ定数は、開閉弁31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よって収縮する程度のものとする。
これにより、開閉弁31を閉じた後に上流側で圧力上昇したときには、同図(c)に示すように弁体34が弁座4fから離れて散水板側への流路に連通させることができ、図１５の例と同様に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。
すなわち、この実施例は流量調整手段としてそなえる開閉弁31に圧力緩衝機能を持たせたものであって、流量調整手段と圧力緩衝手段とを一体として構成したものである。
なお、図１においては圧力調整手段と圧力緩衝手段とを一体として設けた例を示し、図１８では流量調整手段と圧力緩衝手段とを一体として股けた例を示したが、圧力調整,流量調整及び圧力緩衝のためのそれぞれの手段を集約して一体として構成することも無論可能である。
更に、図１９はシャワーヘッドの散水板部分から給水をリークさせて圧力上昇を抑える例である。
シャワーヘッドは先の例とは異なって、本体41の先端部に開閉操作用のボタン42を取り付け、本体41内の弁座41aに開けた複数（たとえば90度の角度ピッチの4個)弁孔41bを開閉すると同時に、流路を切り替える回転式の弁体43をカム軸43aとロッド43bによってボタン42に連接すると共に、弁体43には弁座41aの2個の組合せの弁孔41b同時に整合する2個の孔を180度の角度ピッチで開けたものである。
このような弁体43による流路の開閉及び切り替えは、たとえば本願出願人等が提案して特願平5-170398号として出願したシャワーヘッドに採用されている機構がそのまま適用できるもので、ハンドル42を図中において左側に押すと弁体43が左へ一旦移動した後に更に元の位置に戻る間に90度回転して、弁体43の孔と弁孔41bとの組合せを切り替えることができる。
一方、本体41に連結した散水板44は、外周側に形成した環状チャンバ44aを本体41と共に形成すると共にこの環状チャンバ44aに散水44bを開け、中央部に排出チャンバ44cを形成したものである。
環状チャンバ44aは弁座41aの中の半径方向に対向して位置している2個の弁孔41bからの流路に連通させ、排出チャンバ44cには残りの2個の弁孔41bからの流路に連絡路41cを経由して連通させる。
これにより、ボタン42を一度押すとたとえば環状チャンバ44a側に流路が連通し、この後もう一度ボタン42を押せば排出チャンバ44c側に流路が切り替えることができる。
そして、環状チャンバ44c側に切り替わったときのみ散水孔44bからのシャワー散水が得られるものとし、排出チャンバ44c側からは散水がないものとすることによって、本体41に弁座41aと弁体43とによる開閉弁を持たせることができる。
排出チャンバ44cには排出孔44dを開けると共に中央部には円筒状のガイド44eを設け、このガイド44dに逃がし弁体45を図において上下方向に移動可能に取り付ける。
この逃がし弁体45は連絡路41cの下に配置した弁座46に向けてコイルスプリング47によって付勢され、通常時ではこのコイルスプリング47によって逃がし弁体45は弁座46に着座してその弁孔46aを閉じている。
環状チャンバ44a側に流路が連通している状態のときにボタン42を押すと、先に述べたように弁体43の回転によって環状チャンバ44a側への流路は閉じて連絡路41c側に流路が切り替わる。
そして、連絡路41cは通常時では、図示のように逃がし弁体45が弁座46に着座しているので流路は閉じられているから、先の操作によって本体41からの散水は停止する。
すなわち、連絡路41c側に流路が切り替わったときが閉弁状態に相当するものであり、ボタン42を押す度に散水孔44bからの散水と止水とが繰り返して操作される。
ここで、コイルスプリング47のバネ定数を、図１８の例の場合と同様に、閉弁直後のウオーターハンマーによる圧力上昇によって逃がし弁体45が受ける圧力により収縮変形する程度のバネ定数とする。
これにより、閉弁操作した後に上流側の圧力が高くなったときには、逃がし弁体45が弁座46から離れて開弁し、上流側の給水を排出孔44dからリークさせることによって圧力上昇を抑えることができる。
シャワーヘッドは先の例とは異なって、本体41の先端部に開閉操作用のボタン42を取り付け、本体41内の弁座41aに開けた複数（たとえば90度の角度ピッチの4個)弁孔41bを開閉すると同時に、流路を切り替える回転式の弁体43をカム軸43aとロッド43bによってボタン42に連接すると共に、弁体43には弁座41aの2個の組合せの弁孔41b同時に整合する2個の孔を180度の角度ピッチで開けたものである。
このような弁体43による流路の開閉及び切り替えは、たとえば本願出願人等が提案して特願平5-170398号として出願したシャワーヘッドに採用されている機構がそのまま適用できるもので、ハンドル42を図中において左側に押すと弁体43が左へ一旦移動した後に更に元の位置に戻る間に90度回転して、弁体43の孔と弁孔41bとの組合せを切り替えることができる。
一方、本体41に連結した散水板44は、外周側に形成した環状チャンバ44aを本体41と共に形成すると共にこの環状チャンバ44aに散水44bを開け、中央部に排出チャンバ44cを形成したものである。
環状チャンバ44aは弁座41aの中の半径方向に対向して位置している2個の弁孔41bからの流路に連通させ、排出チャンバ44cには残りの2個の弁孔41bからの流路に連絡路41cを経由して連通させる。
これにより、ボタン42を一度押すとたとえば環状チャンバ44a側に流路が連通し、この後もう一度ボタン42を押せば排出チャンバ44c側に流路が切り替えることができる。
そして、環状チャンバ44c側に切り替わったときのみ散水孔44bからのシャワー散水が得られるものとし、排出チャンバ44c側からは散水がないものとすることによって、本体41に弁座41aと弁体43とによる開閉弁を持たせることができる。
排出チャンバ44cには排出孔44dを開けると共に中央部には円筒状のガイド44eを設け、このガイド44dに逃がし弁体45を図において上下方向に移動可能に取り付ける。
この逃がし弁体45は連絡路41cの下に配置した弁座46に向けてコイルスプリング47によって付勢され、通常時ではこのコイルスプリング47によって逃がし弁体45は弁座46に着座してその弁孔46aを閉じている。
環状チャンバ44a側に流路が連通している状態のときにボタン42を押すと、先に述べたように弁体43の回転によって環状チャンバ44a側への流路は閉じて連絡路41c側に流路が切り替わる。
そして、連絡路41cは通常時では、図示のように逃がし弁体45が弁座46に着座しているので流路は閉じられているから、先の操作によって本体41からの散水は停止する。
すなわち、連絡路41c側に流路が切り替わったときが閉弁状態に相当するものであり、ボタン42を押す度に散水孔44bからの散水と止水とが繰り返して操作される。
ここで、コイルスプリング47のバネ定数を、図１８の例の場合と同様に、閉弁直後のウオーターハンマーによる圧力上昇によって逃がし弁体45が受ける圧力により収縮変形する程度のバネ定数とする。
これにより、閉弁操作した後に上流側の圧力が高くなったときには、逃がし弁体45が弁座46から離れて開弁し、上流側の給水を排出孔44dからリークさせることによって圧力上昇を抑えることができる。
図２０は開閉弁を閉じるときの閉弁速度を緩めることにより、流路の急激な遮断をなくしてウオーターハンマーの発生を抑えるようにした構成例である。
図において、開閉弁9の開閉動作のための構造は図１５に示したものとほぼ同様であって、同じ部材については共通の符号で指示する。
スピンドル9dにはパッキン9eを取り付けるフランジ9d-2よりも先に突き出したロッド10aを同軸上に一体に設け、このロッド10aの先端にはパッキン10cを外周に取り付けたピストン10bを形成している。
一方、本体4の弁座4bの下流側の内周壁には、スピンドル9dの軸線と一致する開口軸線を持つダンパボア4cを設ける。
このダンパアｋは、パッキン10cが密着して摺動可能な内径を持ち、最も奥側の底部には下流側に連通する小孔4dを開けたものである。
摘まみ9b-1を回して開閉弁9を閉弁させるとき、先の例と同様にスピンドル9dがガイド環9bと一体になって素早く閉弁方向に動く。
このとき、パッキン9eが弁座4bに着座する前にスピンドル9dの先端のピストン10bがダンパボア4cの中に入り込む長さ関係としておけば、パッキン9eの弁座4b方向への移動と同時にピストン10bがダンパボア4cの中に挿入されていく。
ダンパボア4cの中には混合水が溜まっているので、ピストン10bが入り込んでいくとこの混合水は小孔4dから外に排出されていくが、小孔4dによる流路の絞りによってピストン10bは抵抗を受ける。
したがって、スピンドル9dは移動子9cの閉弁方向の動きに対してコイルスプリング9iを収縮させるようになり、移動子9cの閉弁方向の移動よりも遅い速度で閉弁する。
このため、摘まみ9b-1を回しても一気に開閉弁9が閉弁されることがなく、流路の急激な遮断によるウオーターハンマーの発生が抑えられる。
また、閉弁が完了した後においても依然として開閉弁5より上流側の内圧が高いときには、先の例で示したように、コイルスプリング9iの収縮を利用してパッキン9eを弁座4bから引き離す動作は同様に可能であり、閉弁後の高い残圧を逃がすことができる。
なお、コイルスプリング9iは、閉弁時のスピンドル9dの減速動作や圧力の逃がしだけではなく、スピンドル9dからの抵抗を緩やかにして操作性を向上させる役割も果たすこともできる。
また、コイルスプリング9iは必ずしも必要ではなく、図１１及び図１４に示した開閉弁5のスピンドル5cにロッドとピストンとを設けておき、ピストンを本体4のダンパボアに挿入するような構成であっても、同様に閉弁速度を遅くしてウオーターハンマーの発生を抑えることが可能である。
図において、開閉弁9の開閉動作のための構造は図１５に示したものとほぼ同様であって、同じ部材については共通の符号で指示する。
スピンドル9dにはパッキン9eを取り付けるフランジ9d-2よりも先に突き出したロッド10aを同軸上に一体に設け、このロッド10aの先端にはパッキン10cを外周に取り付けたピストン10bを形成している。
一方、本体4の弁座4bの下流側の内周壁には、スピンドル9dの軸線と一致する開口軸線を持つダンパボア4cを設ける。
このダンパアｋは、パッキン10cが密着して摺動可能な内径を持ち、最も奥側の底部には下流側に連通する小孔4dを開けたものである。
摘まみ9b-1を回して開閉弁9を閉弁させるとき、先の例と同様にスピンドル9dがガイド環9bと一体になって素早く閉弁方向に動く。
このとき、パッキン9eが弁座4bに着座する前にスピンドル9dの先端のピストン10bがダンパボア4cの中に入り込む長さ関係としておけば、パッキン9eの弁座4b方向への移動と同時にピストン10bがダンパボア4cの中に挿入されていく。
ダンパボア4cの中には混合水が溜まっているので、ピストン10bが入り込んでいくとこの混合水は小孔4dから外に排出されていくが、小孔4dによる流路の絞りによってピストン10bは抵抗を受ける。
したがって、スピンドル9dは移動子9cの閉弁方向の動きに対してコイルスプリング9iを収縮させるようになり、移動子9cの閉弁方向の移動よりも遅い速度で閉弁する。
このため、摘まみ9b-1を回しても一気に開閉弁9が閉弁されることがなく、流路の急激な遮断によるウオーターハンマーの発生が抑えられる。
また、閉弁が完了した後においても依然として開閉弁5より上流側の内圧が高いときには、先の例で示したように、コイルスプリング9iの収縮を利用してパッキン9eを弁座4bから引き離す動作は同様に可能であり、閉弁後の高い残圧を逃がすことができる。
なお、コイルスプリング9iは、閉弁時のスピンドル9dの減速動作や圧力の逃がしだけではなく、スピンドル9dからの抵抗を緩やかにして操作性を向上させる役割も果たすこともできる。
また、コイルスプリング9iは必ずしも必要ではなく、図１１及び図１４に示した開閉弁5のスピンドル5cにロッドとピストンとを設けておき、ピストンを本体4のダンパボアに挿入するような構成であっても、同様に閉弁速度を遅くしてウオーターハンマーの発生を抑えることが可能である。
図２２は開閉弁の閉弁開始から完了までの流路の遮断を緩やかにしてウオーターハンマーの発生を抑えるようにした例である。
この例では、先に説明した図１１及び図１４の開閉弁5とパッキン5hを除いて全く同様の構成であり、同じ部材については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。
スピンドル5cの先端に備えるパッキン11は、図２２に示すようにフランジ5c-1にほぼ等しい外径を持ち端面を軸線と直交させた環状座11aと、これに同軸上で突き出されその先端面を軸線に対して傾斜させた挿入部11bとを備えたものである。
環状座11aは弁座4bの着座面に被さる大きさを持ち、挿入部11bは図２２の(b)に示すように弁座4bによって囲まれた弁孔4b-1に差し込める程度の外径を持つ。
このような形状のパッキン11であれば、摘まみ5gを回して図２２の開弁状態から閉弁させていくと、まず挿入部11bが先行して弁孔4b-1の中に差し込まれるようになる。
このとき、挿入部11bの全体が直ぐに弁孔4b-1に入り込まずに、先端までの長さが大きい部分から短い部分にかけて順に弁孔4b-1に差し込まれる。
このため、閉弁開始の時点では、弁孔4b-1から弁座4bの着座面までの流路面積は、緩やか小さくなるように変化していく。
そして、挿入部11bが弁孔4b-1に完全に没していくに連れて環状座11aの先端面が弁座4bの着座面に接近していくので、この過程でさらに流路面積が縮小されていき、その後環状座11aの弁座4bへの着座によって完全に流路が遮断される。
このように、パッキン11の形状を利用することによって、閉弁開始から完了までを通じて、弁孔4b-1が完全に開いている状態から段階的に流路面積を絞っていくような閉弁動作が可能である。
したがって、図２０に示したものと同様に、流路の緩やかな遮断によってウオーターハンマーの発生を抑えることができる。
なお、挿入部11bの形状は図示のような先端面を軸線と傾斜させた面でカットしたものとするほか、コーン状のものであってもよく、いずれにしろ弁孔4b-1の中に入り込むときその周りの環状断面の流路面積が緩やかに減少しながら閉弁するようなものであればよい。
以上の各例において、シャワーヘッドの本体4側で開閉弁を操作して閉じたときに、その下流側の内圧の上昇を本体4自身に組み込んだ圧力吸収機構によって吸収すると同時に、図２及び図３で説明したようにホース2の基端に接続されている圧力調整弁21でも同様に圧力吸収が行われる。
このため、シャワーヘッドの本体4側で全ての圧力吸収を担わせることが不要となるので、圧力吸収のための空間等が小さくでき、本体4の嵩が大きくなることもない。
この例では、先に説明した図１１及び図１４の開閉弁5とパッキン5hを除いて全く同様の構成であり、同じ部材については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。
スピンドル5cの先端に備えるパッキン11は、図２２に示すようにフランジ5c-1にほぼ等しい外径を持ち端面を軸線と直交させた環状座11aと、これに同軸上で突き出されその先端面を軸線に対して傾斜させた挿入部11bとを備えたものである。
環状座11aは弁座4bの着座面に被さる大きさを持ち、挿入部11bは図２２の(b)に示すように弁座4bによって囲まれた弁孔4b-1に差し込める程度の外径を持つ。
このような形状のパッキン11であれば、摘まみ5gを回して図２２の開弁状態から閉弁させていくと、まず挿入部11bが先行して弁孔4b-1の中に差し込まれるようになる。
このとき、挿入部11bの全体が直ぐに弁孔4b-1に入り込まずに、先端までの長さが大きい部分から短い部分にかけて順に弁孔4b-1に差し込まれる。
このため、閉弁開始の時点では、弁孔4b-1から弁座4bの着座面までの流路面積は、緩やか小さくなるように変化していく。
そして、挿入部11bが弁孔4b-1に完全に没していくに連れて環状座11aの先端面が弁座4bの着座面に接近していくので、この過程でさらに流路面積が縮小されていき、その後環状座11aの弁座4bへの着座によって完全に流路が遮断される。
このように、パッキン11の形状を利用することによって、閉弁開始から完了までを通じて、弁孔4b-1が完全に開いている状態から段階的に流路面積を絞っていくような閉弁動作が可能である。
したがって、図２０に示したものと同様に、流路の緩やかな遮断によってウオーターハンマーの発生を抑えることができる。
なお、挿入部11bの形状は図示のような先端面を軸線と傾斜させた面でカットしたものとするほか、コーン状のものであってもよく、いずれにしろ弁孔4b-1の中に入り込むときその周りの環状断面の流路面積が緩やかに減少しながら閉弁するようなものであればよい。
以上の各例において、シャワーヘッドの本体4側で開閉弁を操作して閉じたときに、その下流側の内圧の上昇を本体4自身に組み込んだ圧力吸収機構によって吸収すると同時に、図２及び図３で説明したようにホース2の基端に接続されている圧力調整弁21でも同様に圧力吸収が行われる。
このため、シャワーヘッドの本体4側で全ての圧力吸収を担わせることが不要となるので、圧力吸収のための空間等が小さくでき、本体4の嵩が大きくなることもない。
図２３は図９で示した圧力調整弁21の上流側の混合水出口1bに制御弁体25の閉弁動作時のウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段を備えた例である。
第23図に示す圧力調整弁21は、図９の例におけるスプリング26の初期荷重を調整する機構を含まない点が相違するだけであり、その他の構成は同じである。
そして、湯水混合栓1に連通する混合水出口1bを構成する部材としてこの湯水混合栓1の背部に連結したＬ字状の継手1cに、図１４の例で示した圧力緩衝手段を組み込んでいる。
圧力緩衝手段は、図１４の例と同様に、継手1cの曲がり部分に組み込んだブロック1dの中に空気を封入したチューブ1eを配置すると共に、このブロック1dに開けた小孔1fによって継手1c内の流路からの圧力をチューブ1eに伝達可能としたものである。
このようなチューブ1eを収めたブロック1dを継手1c内に設けることによって、シャワーヘッド3側で止水操作に伴うホース2内の圧力上昇を受けて制御弁体25が閉じるときには、湯水混合栓1側の流路での圧力上昇がチューブ1eの収縮変形によって低減される。
したがって、湯水混合栓1内の弁機構及び建屋側の給水及び給湯の配管に対する衝撃も抑えられ、配管が発する音も小さくすることができる。
第23図に示す圧力調整弁21は、図９の例におけるスプリング26の初期荷重を調整する機構を含まない点が相違するだけであり、その他の構成は同じである。
そして、湯水混合栓1に連通する混合水出口1bを構成する部材としてこの湯水混合栓1の背部に連結したＬ字状の継手1cに、図１４の例で示した圧力緩衝手段を組み込んでいる。
圧力緩衝手段は、図１４の例と同様に、継手1cの曲がり部分に組み込んだブロック1dの中に空気を封入したチューブ1eを配置すると共に、このブロック1dに開けた小孔1fによって継手1c内の流路からの圧力をチューブ1eに伝達可能としたものである。
このようなチューブ1eを収めたブロック1dを継手1c内に設けることによって、シャワーヘッド3側で止水操作に伴うホース2内の圧力上昇を受けて制御弁体25が閉じるときには、湯水混合栓1側の流路での圧力上昇がチューブ1eの収縮変形によって低減される。
したがって、湯水混合栓1内の弁機構及び建屋側の給水及び給湯の配管に対する衝撃も抑えられ、配管が発する音も小さくすることができる。
１ 湯水混合栓
２ ホース
３ シャワーヘッド
３ａ 散水板
３ｂ 操作部
４ 本体
５ 開閉弁
６ ブロック
７ ピストン
８ チューブ
９ 開閉弁
２１ 圧力調整弁
２２ 弁孔
２３ パッキン
２４ 圧力室
２５ 制御弁体
２５ａ 連絡路
２６ スプリング
２７ 空間
３１ 開閉弁
３２ ボタン
３３ コイルスプリング
３４ 弁体
３５ ハート形カム
３６ コイルスプリング
４１ 本体
４２ ボタン
４３ 弁体
４４ 散水板
４５ 弁体
４６ 弁座
４７ コイルスプリング
２ ホース
３ シャワーヘッド
３ａ 散水板
３ｂ 操作部
４ 本体
５ 開閉弁
６ ブロック
７ ピストン
８ チューブ
９ 開閉弁
２１ 圧力調整弁
２２ 弁孔
２３ パッキン
２４ 圧力室
２５ 制御弁体
２５ａ 連絡路
２６ スプリング
２７ 空間
３１ 開閉弁
３２ ボタン
３３ コイルスプリング
３４ 弁体
３５ ハート形カム
３６ コイルスプリング
４１ 本体
４２ ボタン
４３ 弁体
４４ 散水板
４５ 弁体
４６ 弁座
４７ コイルスプリング
Claims (11)
- 水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路を開閉することによって供給流体を供給および供給停止する開閉弁とを順に配置し、
更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段または／および開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段を備えてなるシャワー装置。 - 水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路を開閉することによって供給流体を供給および供給停止する開閉弁とを順に配置し、
前記圧力調整手段は、シャワーヘッドの吐出端までの流路を開閉する制御弁体と、この制御弁体を水密状に移動可能とした圧力室と、開閉弁よりも下流側の流路内圧を受けて制御弁体を圧力室側へ移動させることによって内容積を拡大可能とする空間と、この空間と制御弁体よりも下流側の流路とを連通させる連絡路とを有し、
更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段として、その連絡路の内径を0.3mm〜1.5mmとしてなるシャワー装置。 - 圧力調整手段の制御弁体は、弁座に向かってストロークしながら流路を閉止するとき、制御弁体のストローク量の増加に伴って弁座の弁孔を通過する流体の流量を漸次減少させる流路構成としてなる請求項１または２記載のシャワー装置。
- 圧力調整手段の制御弁体が着座して流路を閉止するパッキンの硬度を40度〜70度とし請求項１乃至３のいずれか１つに記載のシャワー装置。
- 開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段として、流路内圧の上昇を受けて流路を外気に開放する向きへの自身の変位または変形によって圧力上昇を外気に放出する圧力逃がし手段を含む請求項1または２に記載のシャワー装置。
- 前記圧力逃がし手段は、開閉弁の弁体がその閉弁位置にあるとき上流側の圧力上昇に応動して開弁位置に設定するリーク機構としてなる請求項５記載のシャワー装置。
- 開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段は、開閉弁を閉じた直後の上流側の流路の内圧上昇が開閉弁を着座して閉状態とするコイルスプリングの付勢力に打ち勝って一時的に開弁状態になり圧力をシャワーヘッドの吐出端から大気に逃がす機構としてなる請求項１または２に記載のシャワー装置。
- 水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドまでまたはこのシャワーヘッドの吐出端までの流路に、上流側から供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路の開度を変更することによって供給流体の流量を調整する流量調整手段とを順に配置し、
更に開閉弁が流路を閉じるときのウォーターハンマーを低減するための圧力緩衝手段または／および開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段を、備えてなるシャワー装置。 - 湯水混合栓にホースを介してシャワーヘッドが接続されるシャワー装置において、
前記湯水混合栓とホースとの間に圧力調整弁を設け、前記シャワーヘッドの本体にこのシャワーヘッドの吐出端までの流路を開閉操作するための開閉弁を備えてなり、
前記圧力調整弁は、ホース内の水圧がスプリングの付勢力に打ち勝って制御弁体を弁孔側に移動して閉じる機構を有し、さらにこのスプリングは通水時にホース内の水圧が１ｋｇ／ｃｍ２以下とし、かつ止水時にホース内の水圧が２ｋｇ／ｃｍ２以下となるよう付勢力を設定してなるシャワー装置。 - 湯水混合栓にホースを介してシャワーヘッドが接続されるシャワー装置において、前記湯水混合栓とホースとの間に圧力調整弁を設け、前記シャワーヘッドの本体にこのシャワーヘッドの吐出端までの流路を開閉操作するための開閉弁を備え、
この開閉弁の操作部は、弁体を閉弁位置に押す操作手段をスラストロック機構によって連接して備え、操作手段を押す度に弁体を開及び閉の位置に設定可能としてなるシャワー装置。 - 水栓に設けたシャワー側流路からシャワーヘッドまでまたはこのシャワーヘッドの吐出端までの流路に、供給流体の圧力を調整する圧力調整手段と、シャワーヘッドの吐出端への流路の開度によって供給流体の流量を調整する開閉弁と、この開閉弁が流路を閉じたときの流路内圧の上昇を緩衝するための圧力緩衝手段とを配置し、
かつ、開閉弁による流路の閉塞開始からシャワーヘッドの吐出端への供給流体の供給停止完了までの時間を遅延させる緩閉止機構を有するシャワー装置。
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