JP2008043917A - 流量調整弁機構及びそれを使用したワンハンドノズル - Google Patents

Abstract

【課題】 操作部に触ることなく調整された流量を維持する。
【解決手段】 第２ランド部３ｃが流入路１の開口１ａか又は流出路２の開口２ａを部分的に塞ぐように停止される状態では、第１ランド部３ｂと第２ランド部３ｃとの間に形成される第１環状溝３ｅと、第２ランド部３ｃと第３ランド部３ｄとの間に形成される第２環状溝３ｆの両方に、流入路１の開口１ａからの圧力水が導かれるものの、これら第１環状溝３ｅ及び第２環状溝３ｆ内における第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄの受圧面積が等しいため、それら圧力作用は全てキャンセルされて、スプール３ａは移動せず、シリンダ５との位置関係が保持される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、手動操作により通水・止水の制御を行う散水用ノズルやシャワーヘッドなどのワンハンドノズル、又はそれに類する吐水具やその他の通水装置などに使用される流量調整弁機構、及び、それを使用したワンハンドノズルに関する。
詳しくは、流入路と流出路との間に、これら両流路を連通させたりその連通を遮断したりするスプール弁を設け、操作部の手動操作により、このスプール弁のスプール及びそれに設けられる第１〜第３ランド部を往復動させてスプール弁を切換える流量調整弁機構、及び、それを使用したワンハンドノズルに関する。

従来、この種の流量調整弁機構として、蛇口等に接続する流入路と、この流入路から噴水口に連通させる流出路（中継路）との間に、両流路を連通させたりその連通を遮断したりするスプール弁が設けられ、このスプール弁のスプールには、３つの第１〜第３ランド部を設けて、これら第１〜第３ランド部の受圧面の面積を全て等しくすると共に、スプールの一方端にはスプリングのバネ力を作用させ、他方端には操作レバーの回動力を作用させ、この操作レバーの回動力でスプールをスプリングに抗して移動し、スプール弁を切り換える構成とすることにより、スプールがどのような位置にあっても、流入路の開口をまたいで配置される両ランド部に対する圧力作用が全てキャンセルされ、スプールを移動させる力が発生しないため、操作レバーに作用する力が、スプリングのバネ力だけとなるようにした散水ノズルの止水通水機構がある（例えば、特許文献１参照）。
更に、この散水ノズルの先端には、水流切換え用のノズルヘッド（ヘッド本体）が設けられ、このノズルヘッドをノズル本体（ボディ本体）に対して相対回転させることにより、ノズルヘッドから噴出される水形が、シャワー、ジョーロ、直射あるいは拡散などに夫々切り換えられるようにしている。

特開平９−１４１１４５号公報（第２−３頁、図１、図２）

しかし乍ら、このような従来の流量調整弁機構では、操作レバーに対する反力がスプリングのバネ力だけとなるため、操作レバーの操作力がより小さくて軽くなるものの、開弁状態を維持するには、スプリングのバネ力に抗して操作レバーを移動し続けなければならず、長時間に亘る使用には使用者の負担となって、握力が小さい子供や老人には使い勝手が悪いという問題があった。
特に、操作レバーの移動により中央の第２ランド部が流入路の開口を部分的に塞ぐように位置すれば、その通過流量を微調整することもできるが、その微調整された流量を維持するには、スプリングのバネ力に抗して操作レバーを移動し続けなければならず、しかもこの状態から僅かでも操作レバーが動くと、一度微調整された流量は変動してしまい、再度、微調整された流量に直すには、操作レバーの移動により中央の第２ランド部を元の位置に戻さなければならず、その操作が難しく面倒であるという問題があった。
また、この流量調整弁機構を使用したワンハンドノズルでは、水流切換え用のノズルヘッドをノズル本体に対して相対的に動かさなければ、ノズルヘッドから噴出される水形を切換えられないため、一方の片手でノズル本体を持ちながら他方の片手でノズルヘッドを動かさなければならず、両手を使わなければ水流（水形）の切換えができないという問題もあった。

本発明のうち請求項１記載の発明は、操作部に触ることなく調整された流量を維持することを目的としたものである。
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の発明の目的に加えて、操作部をコンパクトに配備することを目的としたものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の発明の目的に加えて、片手で水流を切換えることを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、スプール弁のスプールに設けられる第１〜第３ランド部の受圧面の面積を全て等しくすると共に、このスプールと連係してその軸方向へ往復動させる操作部を、該スプールのシリンダに対して移動自在に設け、このシリンダと操作部との摩擦抵抗のみで、スプールの第２ランド部を流入路の開口か又は流出路の開口のどちらか一方の適宜位置に停止させるようにしたことを特徴とするものである。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成に、前記操作部を、シリンダに開設された長孔を貫通してスプールにその軸方向へ往復動自在に連係させた構成を加えたことを特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の流量調整弁機構を複数、夫々の操作部が接近するように配置し、これら流量調整弁機構の流出路に夫々異なる水流の噴水口を設けたことを特徴とするものである。

本発明のうち請求項１記載の発明は、スプール弁のスプールに設けられる第１〜第３ランド部の受圧面の面積を全て等しくすると共に、このスプールと連係してその軸方向へ往復動させる操作部を、該スプールが往復動自在に収容されるシリンダに対して移動自在に設け、この操作部４の操作によるスプール３ａ及び第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄの停止位置を、流入路１からの水圧に関係なく保持することにより、第２ランド部が流入路の開口か又は流出路の開口を部分的に塞ぐように停止される状態では、第１ランド部と第２ランド部との間に形成される第１環状溝と、第２ランド部と第３ランド部との間に形成される第２環状溝の両方に、流入路の開口からの圧力水が導かれるものの、これら第１環状溝及び第２環状溝内における第１〜第３ランド部の受圧面積が等しいため、それら圧力作用は全てキャンセルされて、スプールは移動せず、シリンダとの位置関係が維持される。
従って、操作部に触ることなく調整された流量を維持することができる。
その結果、開弁状態を維持するために操作レバーを移動し続ける必要がある従来のものに比べ、操作部で一度、流量を微調整してしまえば操作部に触れて動かさない限りは調整された流量が変動しないため、調整し直す手間が省けて便利であると共に、長時間に亘る使用でも使用者の負担とならず、握力が小さい子供や老人でも使い勝手が良い。

請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、操作部を、シリンダに開設された長孔を貫通してスプールにその軸方向へ往復動自在に連係させることにより、シリンダと操作部とが互いに接近して配置される。
従って、操作部をコンパクトに配備することができる。

請求項３の発明は、請求項１または２の発明の効果に加えて、流量調整弁機構を複数、夫々の操作部が接近するように配置し、これら流量調整弁機構の流出路に夫々異なる水流の噴水口を設けることにより、片手で持ちながら、夫々の操作部を選択して、指などにより操作するだけで、異なる水流の噴水口から所望の水流で噴出される。
従って、片手で水流を切換えることができる。
その結果、両手を使わなければ水流（水形）の切換えができない従来のものに比べ、ホースやその他の道具を持った状態で、それらを離すことなく希望の水流に切換えられて便利であると共に、複数の水流を同時に噴出させることもできて、洗浄能力の向上も図れる。
しかも、各操作部により通水・止水及び流量調整の制御も片手で行えるから使用勝手が非常に良い。

本発明の流量調整弁機構Ａは、図１〜図３に示す如く、給水源や給湯源などの給水側に連絡する流入路１と、噴水口などの吐水側に連絡する流出路２との間に、これら両流路１，２を連通させたりその連通を遮断したりするスプール弁３を設け、このスプール弁３のスプール３ａ及びそれに設けられる第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄを、操作部４の手動操作により往復動させ、該スプール弁３の全閉状態と全開状態との移行過程で、中央の第２ランド部３ｃが流入路１の開口１ａか又は流出路２の開口２ａのどちらか一方を通過するようにしたものである。

上記スプール弁３のスプール３ａには、その軸方向へ適宜間隔毎に第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄが設けられ、これら第１ランド部３ｂと第２ランド部３ｃとの間には第１環状溝３ｅが形成されると共に、第２ランド部３ｃと第３ランド部３ｄとの間には、第２環状溝３ｆが形成され、この第１環状溝３ｅを挟んで互いに対向する第１ランド部３ｂ及び第２ランド部３ｃの受圧面積と、第２環状溝３ｆを挟んで互いに対向する第２ランド部３ｃ及び第３ランド部３ｄの受圧面積を全て等しくしている。

更に、これら第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄの周囲には、パッキンなどの環状シール３ｇを嵌着して、上記スプール３ａが往復動自在に収容されるシリンダ５との間を摺動自在に密接させている。

また、上記スプール３ａには、それと連係してそれをその軸方向へ往復動させる操作部４を、該スプール３ａのシリンダ５に対して移動自在に設け、この操作部４を手動操作することで、スプール３ａ及び第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄが移動停止された位置を、流入路１からの水圧に関係なく保持して、第２ランド部３ｃが流入路１の開口１ａか又は流出路２の開口２ａのどちらか一方を部分的に塞いだまま停止するようにしている。

上記操作部４は、例えばシーソースイッチやスライドスイッチなど、使用者の手動操作に伴って、少なくとも上記スプール３ａとの連係部分４ａを、該スプール３ａの軸方向へ往復動させる構造のものであり、前記スプール３ａやシリンダ５などとの摩擦抵抗によって、使用者が手動操作した位置を、移動不能に維持し得るように構成されている。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例１は、図１〜図５に示す如く、本発明の流量調整弁機構Ａを、例えば特開平９−１４１１４５号公報に開示されるような散水ノズルなどのワンハンドノズルＢに組み込んだ場合を示すものであり、ホース（図示せず）を介して水道の蛇口やその他の給水源又は給湯源に連絡する流入路１と、噴水口７に連絡する流出路２との間に、円筒状のシリンダ５を一体的に形成し、このシリンダ５内のスプール３ａと操作部４と連係して、該操作部４の手動操作でスプール３ａを円筒状のシリンダ５に沿って往復動させることにより、スプール３ａの第２ランド部３ｃが流入路１の開口１ａを通過するように構成している。

更に、このワンハンドノズルＢには、複数の流量調整弁機構Ａを、夫々のシリンダ５、スプール３ａ及び操作部４が互いに接近するように配置し、これら全てのシリンダ５の入口側には流入路１を連続させて、入口側の開口１ａが開設されると共に、各シリンダ５の出口側には流出路２を連続させて、出口側に開口２ａが開設され、これら流出路２には夫々の夫々異なる水流の噴水口７を連続して設けている。

そして、ワンハンドノズルＢのノズル本体Ｂ１を片手で持ちながら、各流量調整弁機構Ａの操作部４のどれかを選択し、指などで個別に操作して、夫々のスプール３ａ及び第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄを別々に往復動させることにより、流入路１からの通水・止水制御及び流量調整と、所望の水流の噴水口７からの噴出制御を同時に行えるようにしている。

詳しく説明すれば、図１（ａ）及び図２、３に示す如く、各シリンダ５の入口側の開口１ａをまたいで、各スプール３ａの第１ランド部３ｂと第２ランド部３ｃが配置される全開状態では、流入路１からの給水が第１環状溝３ｅ及び各流出路２の開口２ａを介して所望の水流の噴水口７へ給水される。
図１（ｂ）に示す如く、各シリンダ５の入口側の開口１ａを部分的に塞ぐように、各スプール３ａの第２ランド部３ｃが配置される中間状態では、流入路１からの給水の通過流量を調整しながら、各第１環状溝３ｅ及び各流出路２の開口２ａを介して所望の水流の噴水口７へ給水される。
図１（ｃ）に示す如く、各シリンダ５の入口側の開口１ａをまたいで、各スプール３ａの第２ランド部３ｃと第３ランド部３ｄが配置される全閉状態では、流入路１からの給水を遮断して止水される。

また、図示例の場合には、図４及び図５に示す如く、流量調整弁機構Ａを三組、夫々スプール３ａ及びシリンダ５の軸方向と交差する方向へ並べて配置し、これらのスプール３ａと夫々連係する操作部４としてシーソースイッチを夫々配設すると共に、夫々異なる水流の噴水口７として、シャワー吐水用の噴水口７ａと拡散吐水用の噴水口７ｂと直射（集中）吐水用の噴水口７ｃを配設している。

上記操作部４のシーソースイッチは、前記シリンダ５に開設された長孔５ａを貫通してスプール３ａに形成された環状凹部３ｈと軸方向へ嵌め合う連係部分４ａと、シリンダ５に連設されるか又はノズル本体Ｂ１に形成された軸受け６に対して回転自在に支持した回転軸４ｂと、指などと接触する操作面４ｃを備え、この操作面４ｃの押圧操作で回転軸４ｂを中心にして連係部分４ａが、シリンダ５の長孔５ａに沿って往復動するようにしている。
図４及び図５では、三つのシーソースイッチ３が共に全閉位置で停止した状態を示している。

次に、斯かる流量調整弁機構Ａが組み込まれたワンハンドノズルＢの作動について説明する。
先ず、ノズル本体Ｂ１を片手で持ちながら、指などによりシャワー吐水用の操作部４、直射（集中）吐水用の操作部４又は拡散吐水用の操作部４のどれか押圧操作して、図１（ａ）及び図２、３に示す全開状態と図１（ｃ）に示す全閉状態との移行過程で、図１（ｂ）に示す如く、その第２ランド部３ｃを流入路１の開口１ａが部分的に塞がれる中間状態で停止させると、第１ランド部３ｂと第２ランド部３ｃとの間の第１環状溝３ｅと、第２ランド部３ｃと第３ランド部３ｄとの間の第２環状溝３ｆの両方に、流入路１の開口１ａからの圧力水が導かれ、この第１環状溝３ｅから各流出路２の開口２ａを通って、シャワー吐水用の噴水口７ａ、拡散吐水用の噴水口７ｂ又は直射吐水用の噴水口７ｃのいずれかから、流入路１の開口１ａから第２ランド部３ｃを介して第１環状溝３ｅへ連通する給水の通過面積に見合った流量が噴出される。

この中間状態では、これら第１環状溝３ｅ及び第２環状溝３ｆ内における第１〜第３ランド部３ｂ，３ｃ，３ｄの受圧面積が等しいため、それら圧力作用は全てキャンセルされて、スプール３ａは停止位置から軸方向へ移動せず、操作部４とシリンダ５やスプール３ａなどとの間に発生する摩擦抵抗も相俟って、該スプール３ａとシリンダ５との位置関係が保持される。
それにより、操作部４を触れなくても一度調整された流量を維持できる。

更に、図示例では、各操作部４の連係部分４ａが、夫々のシリンダ５に開設した長孔５ａを貫通してスプール３ａの環状凹部３ｈに軸方向へ往復動自在に連係されるため、夫々に対応するシリンダ５と操作部４とを互いに接近して配置できる。
それにより、操作部４をコンパクトに配備できるという利点がある。

また、複数の流量調整弁機構Ａを、夫々のシリンダ５、スプール３ａ及び操作部４が互いに接近するように配置し、これら流量調整弁機構Ａの流出路２に夫々異なる水流の噴水口７を設けているため、ノズル本体Ｂ１を片手で持ちながら、夫々の操作部４を選択して、指などにより操作するだけで、異なる水流の噴水口７から所望の水流で噴出される。
それにより、片手のみの操作で水流（水形）を切換えることができると共に、複数の水流を同時に噴出させることもでき、しかも、夫々の操作部４の操作により各水流の通水・止水及び流量調整の制御も片手で行えるから使用勝手が非常に良いという利点がある。

尚、前示実施例では、本発明の流量調整弁機構Ａを散水ノズルなどのワンハンドノズルＢに組み込だが、これに限定されず、本発明の流量調整弁機構Ａをシャワーヘッドやそれに類する吐水具やその他の通水装置などに組み込んでも良い。
更に、操作部４の手動操作により、スプール３ａの第２ランド部３ｃが流入路１の開口１ａを通過するように構成したが、これに限定されず、図示せぬが操作部４の手動操作によってスプール３ａの第２ランド部３ｃが流出路２の開口２ａを通過するように構成しても良い。
これらの場合も、前示実施例と同様な作用効果が得られる。

また、図示例では、流量調整弁機構Ａを三組、夫々スプール３ａの軸方向と交差する方向へ並べて配置したが、これに限定されず、流量調整弁機構Ａを一組のみ配置するか、又は流量調整弁機構Ａを二組或いは四組以上、夫々スプール３ａの軸方向と交差する方向へ並べて配置したり、それ以外の方向など夫々接近して配置すれば、図示例以外の配置であっても良い。
また更に、操作部４としてシーソースイッチを用いたが、これも限定されず、このシーソースイッチに代えて例えばスライドスイッチなど、少なくともスプール３ａとの連係部分４ａを、スプール３ａの軸方向へ往復動させると共に、使用者が手動操作した位置を維持し得る構造のものであれば、図示例以外の構造のものを用いても良い。

本発明の一実施例を示した流量調整弁機構及びそれを使用したワンハンドノズルの縦断正面図で、（ａ）がシャワー吐水用噴水口の全開状態を示したものであり、（ｂ）がその中間状態を部分拡大して示したものであり、（ｃ）がその全閉状態を部分拡大して示したものである。 拡散吐水用噴水口の全開状態を縦断した正面図である。 直射吐水用の噴水口の全開状態を縦断した正面図である。 操作部側から見た斜視図である。 噴水口側から見た斜視図である。

符号の説明

Ａ 流量調整弁機構 Ｂ ワンハンドノズル
Ｂ１ ノズル本体 １ 流入路
１ａ （入口側の）開口 ２ 流出路
２ａ （出口側の）開口 ３ スプール弁
３ａ スプール ３ｂ 第１ランド部
３ｂ 第２ランド部 ３ｄ 第３ランド部
３ｅ 第１環状溝 ３ｆ 第２環状溝
３ｇ 環状シール ３ｈ 環状凹部
４ 操作部 ４ａ 連係部分
４ｃ 操作面 ５ シリンダ
５ａ 長孔 ６ 軸受け
７ 噴水口 ７ａ シャワー吐水用の噴水口
７ｂ 拡散吐水用の噴水口 ７ｃ 直射吐水用の噴水口

Claims (3)

1. 流入路（１）と流出路（２）との間に、これら両流路（１，２）を連通させたりその連通を遮断したりするスプール弁（３）を設け、このスプール弁（３）のスプール（３ａ）及びそれに設けられる第１〜第３ランド部（３ｂ，３ｃ，３ｄ）の往復動によりスプール弁（３）を切換える流量調整弁機構において、
   前記スプール弁（３）のスプール（３ａ）に設けられる第１〜第３ランド部（３ｂ，３ｃ，３ｄ）の受圧面の面積を全て等しくすると共に、このスプール（３ａ）が往復動自在に収容されるシリンダ（５）に対して、該スプール（３ａ）と連係してその軸方向へ往復動させる操作部（４）を移動自在に設け、この操作部（４）によるスプール（３ａ）及び第１〜第３ランド部（３ｂ，３ｃ，３ｄ）の停止位置を、流入路（１）からの水圧に関係なく保持することを特徴とする流量調整弁機構。
2. 前記操作部（４）を、シリンダ（５）に開設された長孔（５ａ）を貫通してスプール（３ａ）にその軸方向へ往復動自在に連係させた請求項１記載の流量調整弁機構。
3. 請求項１または２記載の流量調整弁機構（Ａ）を複数、夫々の操作部（４）が接近するように配置し、これら流量調整弁機構（Ａ）の流出路（２）に夫々異なる水流の噴水口（７）を設けたことを特徴とするワンハンドノズル。

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