JP2016037994A - バルブ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】バルブ装置において、操作レバーの回動方向にかかわらず、操作レバーの操作領域に関して全閉状態からの操作量が少ない低流量域における流量調整をしやすくし、操作レバーの操作領域に応じた流量調整を可能とし、流調性能を向上させる。
【解決手段】固定弁体に対して可動弁体を移動させる操作レバーは、全閉位置に位置する第1の操作角度と、第1の操作角度よりも大きな第2の操作角度と、全開位置に位置する第3の操作角度とを有し、第1の操作角度から第2の操作角度までの第1の操作範囲R1におけるレバー操作量に対する可動弁体の移動量が、第2の操作角度から第3の操作角度までの第2の操作範囲R2における前記移動量よりも小さくなるように構成されており、第1の操作範囲R1における前記移動量と、第2の操作範囲R2における前記移動量との大小関係は、操作レバーが開弁方向および閉弁方向の各方向に回動する場合で、互いに同じとなる。
【選択図】図8

Description

本発明は、シングルレバー水栓に用いて好適なバルブ装置に関する。
従来、キッチンの流し台や洗面台等に設けられる水栓として、いわゆるシングルレバー水栓が広く用いられている。シングルレバー水栓においては、使用者に操作されるレバーハンドルの上下左右の回動操作により、吐出される湯水の流量調整および温度調整が行われる。シングルレバー水栓は、レバーハンドルに連動して湯水の流量調整および温度調整を行うための開閉弁ユニットとしてのバルブ装置を備える。
バルブ装置は、ケース内に固定された状態で設けられる固定弁体と、固定弁体に対してスライド移動する可動弁体と、レバーハンドルの操作に連動して可動弁体を移動させる操作レバーとを備える。固定弁体は、給水管が連通する水流入弁孔、給湯管が連通する湯流入弁孔、および湯水の混合水等の吐出される湯水が通る流出弁孔を有する。可動弁体は、固定弁体に対してスライド移動することで固定弁体の弁孔の連通面積を変化させる。このような構成において、可動弁体の動作にともなう弁孔の連通面積の変化により、吐出される湯水の流量および温度が変化する。
このようなシングルレバー水栓のバルブ装置においては、操作レバーと可動弁体との間に、操作レバーに係合して操作レバーの可動弁体に対する相対的な動きをガイドするとともに可動弁体と一体的に移動するガイド部材を備える構成が知られている(例えば、特許文献1参照。)。ガイド部材は、操作レバーの端部の接触を受けて操作レバーに対する摺動面となるガイド面を形成する溝部を有する。
操作レバーは、バルブ装置を開弁させる開弁方向に動作するときには、ガイド部材の溝部のガイド面のうち一方側の面部に接触して摺動しながらガイドされる。一方、操作レバーは、バルブ装置を閉弁させる閉弁方向に動作するときには、ガイド部材の溝部のガイド面のうち他方側の面部に接触して摺動しながらガイドされる。
特許文献1には、操作レバーの先端部が接する摺動面(ガイド面)の可動弁体の移動方向に対する角度により、バルブ装置を閉弁する際とバルブ装置の弁開度を調節する際とで、操作レバーの動きに対応する可動弁体の動作を変化させる技術が記載されている。具体的には、特許文献1に記載のバルブ装置は、ガイド部材のガイド面が、操作レバーの動きに対応する可動弁体の移動速度に関し、閉弁する際の移動速度が弁開度を調節する際の移動速度に比して遅くなるように構成されている。
特開平10−339379号公報
特許文献1に記載の技術は、ガイド部材のガイド面のうち、閉弁する際に操作レバーの先端部が接触する部分の傾斜を他の部分に対して立てることで、閉弁する際における操作レバーの動きにともなう流量の変化率を小さくし、閉弁する際に生じる現象であるウォーターハンマー現象を防止しようとするものである。このため、特許文献1に記載の技術では、操作レバーが開弁方向へ動作する過程における流量変化率については考慮されていない。つまり、特許文献1に記載の技術は、ガイド面の傾斜角度等に関し、ガイド部材の溝部が形成するガイド面のうち、操作レバーが閉弁方向に動作するときに接触する側の面部のみについて考慮したものである。
このように、従来の技術としては、操作レバーの閉弁方向への動作に関して低流量域での流量変化率を比較的小さくするという構成がある。かかる構成においては、操作レバーの開弁方向への動作については、操作レバーが全開位置にある状態で吐水流量が最大になっていれば十分で、その過程における流量変化率は任意に設定されていたと考えられる。
このため、従来の技術では、操作レバーを開弁方向に動作させて流量を増やす際の流量の調整は、操作レバーを閉弁方向に動作させて流量を減らす際の流量の調整に比べて、流量が調整しにくいという問題がある。実際の使用上、節水等の観点から、閉弁状態から操作レバーを開弁方向に動作させて吐水を開始した際における低流量域での流量の微調整の必要性は高い。
本発明は、上述のような事情のもとになされたものであり、操作レバーの開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず、操作レバーの操作領域に関して全閉状態からの操作量が少ない低流量域における流量調整がしやすくなり、操作レバーの操作領域に応じた流量調整を行うことができ、流量調整についての性能を向上することができるバルブ装置を提供することを目的とする。
本発明に係るバルブ装置は、ケースと、前記ケースの内部に固定され、通水孔が形成された固定弁体と、前記固定弁体上を摺動するように設けられ、前記固定弁体上を移動することで前記通水孔を開閉する可動弁体と、前記可動弁体と接続された状態で少なくとも所定の回動軸回りに回動可能に設けられ、前記可動弁体を移動させるために回動操作される操作レバーと、を備え、前記操作レバーは、前記回動軸回りの所定の角度位置を基準とする操作角度として、前記可動弁体が前記通水孔を閉じる全閉位置に位置する第1の操作角度と、前記第1の操作角度よりも大きな所定の操作角度である第2の操作角度と、前記第2の操作角度よりも大きく、前記可動弁体が前記通水孔の開度を最大とする全開位置に位置する第3の操作角度と、を有し、前記操作レバーの前記第1の操作角度から前記第2の操作角度までの操作範囲である第1の操作範囲における前記操作レバーの操作量に対する前記可動弁体の移動量が、前記操作レバーの前記第2の操作角度から前記第3の操作角度までの操作範囲である第2の操作範囲における前記操作量に対する前記移動量よりも小さくなるように構成されており、前記第1の操作範囲における前記操作量に対する前記移動量と、前記第2の操作範囲における前記操作量に対する前記移動量との大小関係は、前記操作レバーが開弁方向に回動する場合と、前記操作レバーが閉弁方向に回動する場合とで、互いに同じとなるものである。このような構成のバルブ装置によれば、操作レバーの開弁方向および閉弁方向のいずれの方向の操作の場合においても、操作レバーの操作量に対する可動弁体の移動量を、低流量域では小さく、高流量域では大きくすることができる。このため、操作レバーを開弁方向に操作する場合、および閉弁方向に操作する場合のいずれの場合においても、低流量域における流量調整がしやすくなり、低流量域における使用者の操作性を向上させることができる。
本発明のうち他の態様に係るバルブ装置は、前記操作レバーは、前記回動軸の軸方向に突出する突起部を有し、前記可動弁体と前記操作レバーは、前記突起部が遊嵌される溝部を有するガイド部材を介して互いに接続され、前記溝部は、前記操作レバーが開弁方向に回動する際に前記突起部が当接する開方向摺接面と、前記操作レバーが閉弁方向に回動する際に前記突起部が当接する閉方向摺接面と、を有し、前記開方向摺接面および前記閉方向摺接面のそれぞれは、前記回動軸の軸方向視で、水平方向に対して前記操作レバーの開弁方向への回動方向について所定の傾斜角度をなす第1傾斜部と、前記第1傾斜部よりも前記操作レバーの開弁方向の回動にともなう前記突起部の移動方向の下手側に設けられ、水平方向に対して前記開弁方向への回動方向について前記所定の傾斜角度よりも大きな傾斜角度をなす第2傾斜部と、を含むものである。このような構成のバルブ装置によれば、溝部に設けられた傾斜角度の互いに異なる2つの傾斜部により、操作レバーの操作量に対する可動弁体の移動量を変化させることができる。また、開方向摺接面と閉方向摺接面の両方に第1傾斜部および第2傾斜部を設けることで、操作レバーを開弁方向に操作する場合と閉弁方向に操作する場合とで、操作レバーの操作量に対する可動弁体の移動量の大小関係を互いに同様とすることができる。このため、操作レバーを開弁方向に操作する場合、および閉弁方向に操作する場合のいずれの場合においても、低流量域における流量調整がしやすくなり、低流量域における使用者の操作性を向上させることができる。
本発明のうち他の態様に係るバルブ装置は、前記突起部は、前記操作レバーの前記第1の操作角度と前記第3の操作角度との間の回動動作の過程で、前記開方向摺接面および前記閉方向摺接面の両方に常に接触しているものである。このような構成のバルブ装置によれば、溝部の開方向摺接面と閉方向摺接面の両方に突起部が常に接触しているため、操作レバーの操作量に対する可動弁体の移動量を、操作レバーを開弁方向に操作する場合と閉弁方向に操作する場合とで互いに同じ値とすることができる。このため、操作レバーを開弁方向に操作する場合、および閉弁方向に操作する場合のいずれの場合においても、低流量域における流量調整がしやすくなり、低流量域における使用者の操作性を向上させることができる。
本発明のうち他の態様に係るバルブ装置は、前記操作レバーを回動させるために必要な操作力は、前記第1の操作範囲よりも、前記第2の操作範囲の方が大きいものである。このような構成のバルブ装置によれば、操作レバーの操作感として、低流量域である第1の操作範囲に比べて、高流量域である第2の操作範囲において抵抗感を与えることができるので、使用者に、操作レバーが高流量域にあることを認識させることができる
本発明によれば、操作レバーの開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず、操作レバーの操作領域に関して全閉状態からの操作量が少ない低流量域における流量調整がしやすくなり、操作レバーの操作領域に応じた流量調整を行うことができ、流量調整についての性能を向上することができる。
本発明の一実施形態に係るシングルレバー水栓の構成を示す一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置の構成を示す一部断面図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置の構成を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置の操作レバーおよびガイド部材を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置の操作レバーおよびガイド部材を示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置の弁機構の動作説明図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置の操作レバーの操作角度についての説明図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置における操作レバーの操作量と可動弁体の移動量との関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置における突起部と溝部との関係を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るバルブ装置における溝部の形状を示す図である。
本発明は、所定の回動軸回りに回動することで、通水路を開閉する可動弁体を移動させる操作レバーの操作量に対する可動弁体の移動量の変化量(変化率)を、操作レバーの全閉状態からの操作量が少ない低流量域(小流量域)では相対的に小さく、同操作量が多い高流量域(大流量域)では相対的に大きくするとともに、その変化量の大小関係を、操作レバーの開弁方向の回動および閉弁方向の回動のいずれの場合も同じとするものである。これにより、本発明は、操作レバーの開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず操作レバーの操作領域に応じた良好な操作性を実現し、全開時の最大流量を保ちながら、流調性能の向上を図ろうとするものである。以下、本発明の実施の形態を説明する。
まず、本実施形態に係るバルブ装置が適用されるシングルレバー水栓1の構成について、図1を用いて説明する。図1に示すように、本実施形態に係るシングルレバー水栓1は、キッチンの流し台や洗面台等に設けられるものであり、例えば流し台の周囲等に形成される所定の設置面2上に設置される。シングルレバー水栓1は、所定の経路により供給される水および湯を適宜混合して吐水する湯水混合水栓である。
シングルレバー水栓1は、設置面2上に固定される水栓本体部3と、水栓本体部3に対して左右方向(水平方向)に所定の範囲で回動可能に設けられる吐水管(スパウト)4と、水栓本体部3の上端部に設けられ使用者に操作されるレバーハンドル5と、水栓本体部3に内蔵されたバルブ装置10とを備える。
水栓本体部3は、全体として筒状の外形を有しその中心軸方向が設置面2に対して垂直方向(上下方向)となるように設けられる。水栓本体部3は、ボルト等の固定具が用いられること等によって設置面2に固定される。水栓本体部3の下端部には、給水管6および給湯管7が接続されている。
吐水管4は、水栓本体部3の上下方向の中途部において水栓本体部3に対して回動可能に外嵌される回動支持部4aと、回動支持部4aから延設されるスパウト部4bとを有する。スパウト部4bの先端部に、水を吐出させる吐水口4cが設けられている。
レバーハンドル5は、水栓本体部3の上側に設けられ、水栓本体部3に対して上下左右に回動可能に取り付けられている。レバーハンドル5は、水栓本体部3に取り付けられる基部5aと、基部5aから横方向に延設されるレバー部5bとを有する。
レバーハンドル5の上下方向の回動は、レバーハンドル5がその水栓本体部3側に対する連結部分を基点部分として水栓本体部3上の基部5aからの横方向への延出部分であるレバー部5bを上下方向に移動させる方向の回動である(矢印A1参照)。レバーハンドル5の左右方向の回動は、レバーハンドル5の上下方向の回動にともなって傾動する回動軸(符号B1参照)回りの回動である(矢印A2参照)。
シングルレバー水栓1においては、レバーハンドル5の上下方向の回動操作により、吐水口4cから吐出される湯水(以下「吐出湯水」という。)の流量調整が行われ、レバーハンドル5の左右方向の回動操作により、吐出湯水の温度調整が行われる。このような吐出湯水の流量調整および温度調整を行うため、シングルレバー水栓1は、レバーハンドル5に連動して動作する開閉弁ユニットとしてのバルブ装置10を備える。
バルブ装置10は、全体として略筒状の外形を有し、水栓本体部3の上部に設けられた設置スペース3s内において、筒状の水栓本体部3に対して略同心配置されて設けられる。バルブ装置10は、レバーハンドル5の基部5aの連結を受け、レバーハンドル5の動作にともない、弁を開閉させたり弁開度を変化させたりすることにより、吐出湯水についての吐止水および流量調整ならびに温度調整を行う。
バルブ装置10において、吐出湯水の温度調整は、給水管6から供給される水と給湯管7から供給される湯との混合により行われる。このため、水栓本体部3の設置スペース3sの下方には、給水管6および給湯管7のそれぞれに連通するとともにバルブ装置10の所定の位置に連通する給水流路3aおよび給湯流路3bが形成されている。また、水栓本体部3には、湯水の混合水等の、バルブ装置10から流出する湯水が通る吐水流路3cが形成されている。吐水流路3cは、吐水管4の回動支持部4aの周壁を介してスパウト部4bの基部に開口してスパウト部4b内に連通する。
以上のような構成においては、通水路として、上流側から順に、給水管6および給湯管7、水栓本体部3内の給水流路3aおよび給湯流路3b、バルブ装置10の内部の流路、水栓本体部3内の吐水流路3c、および吐水管4のスパウト部4bを経て、吐水口4cに臨む流路が構成されている。
そして、シングルレバー水栓1において、吐出湯水についての吐止水および流量調整を行うためのレバーハンドル5の上下方向の回動(矢印A1)については、レバーハンドル5がそのレバー部5bを最も下方の位置(以下「最下位置」という。)に位置させる状態が、バルブ装置10の全閉状態(止水状態)となり、レバーハンドル5がそのレバー部5bを最も上方の位置(以下「最上位置」という。)に位置させる状態が、バルブ装置10の全開状態となる。なお、レバーハンドル5の上下方向の回動については、レバーハンドル5の回動可能な角度範囲は、例えば20〜30°程度である。
また、シングルレバー水栓1において、吐出湯水についての温度調整を行うためのレバーハンドル5の左右方向の回動(矢印A2)については、レバーハンドル5が所定の正面位置を基準位置(中心位置)として左右方向にそれぞれ所定の角度範囲で回動するように設けられる。そして、レバーハンドル5がその正面位置から左右方向のいずれか一方側(例えば右側)に最も回動した位置を含む一方側の比較的狭い角度範囲に位置する状態では、バルブ装置10から水が吐出される。また、レバーハンドル5がその正面位置から左右方向のいずれか他方側(例えば左側)に最も回動した位置を含む他方側の比較的狭い角度範囲に位置する状態では、バルブ装置10から湯が吐出される。
また、レバーハンドル5が、バルブ装置10から水が吐出される角度範囲と湯が吐出される角度範囲との間の中間部の角度範囲に位置する状態では、バルブ装置10から水と湯の混合水が吐出される。この中間部の角度範囲においては、レバーハンドル5が水が吐出される側の角度範囲に近付くことで、混合水における水の混合割合が高くなって吐出湯水の温度が低くなり、レバーハンドル5が湯が吐出される側の角度範囲に近付くことで、混合水における湯の混合割合が高くなって吐出湯水の温度が高くなる。
バルブ装置10の構成について、図2から図6を用いて説明する。なお、本実施形態の説明では、シングルレバー水栓1の上面視において、レバーハンドル5の左右方向の回動についての正面位置に沿う方向に関し、正面位置にあるレバーハンドル5のレバー部5bが伸びる側(図1において右側)を前側、その反対側(図1において左側)を後側として、シングルレバー水栓1における前後方向を規定する。また、シングルレバー水栓1の上面視において、正面位置にあるレバーハンドル5に対峙した位置から見て右側および左側を、それぞれ右側および左側として、シングルレバー水栓1における左右方向を規定する。
また、バルブ装置10については、水栓本体部3に内蔵された状態でのシングルレバー水栓1の前後方向および左右方向を、それぞれバルブ装置10における前後方向および左右方向とする。また、レバーハンドル5が上下方向の回動について最下位置(全閉状態の位置)に位置し、かつ、左右方向の回動について正面位置に位置する状態を、シングルレバー水栓1における「基準状態」とする。
図2に示すように、バルブ装置10は、全体的な形態として、略円筒状の外形を有する部分を本体部分とし、この本体部分の中心軸方向の一側(図2において上側)から突出する軸状の部分を有する。バルブ装置10は、本体部分の略円筒状の外形をなすハウジングとしてのケース11と、ケース11内に設けられバルブ装置10における弁機構を構成する固定弁体12および可動弁体13と、略円筒状の本体部分から突出する軸状の部分を構成する操作レバー20とを備える。なお、バルブ装置10においては、ケース11の中心軸方向(図2における上下方向)について、ケース11から操作レバー20が突出する側(図2における上側)を上側とし、その反対側を下側とする。
ケース11は、上部に縮径部11aを有するとともに下側が開放された略円筒状の部材である。ケース11は、縮径部11aの中心部に、ケース11の内部空間に連通する貫通孔11bを有し、この貫通孔11bから、下側の部分をケース11内に位置させる操作レバー20の上側の部分を突出させる。ケース11は、例えば、樹脂製または金属製の部材である。
固定弁体12および可動弁体13は、いずれもディスク弁体としてバルブ装置10の弁機構を構成する板状の部材であり、ケース11内において固定弁体12を下側(可動弁体13を上側)として互いに上下に重なった状態で設けられ、互いの合わせ面を相対的な摺動面とする。固定弁体12および可動弁体13は、それぞれ板面を貫通するように設けられた弁孔を有し、弁孔同士の重なる面積、つまり連通面積を変化させることで、弁の開閉(吐止水)および流量調整ならびに温度調整を行う。固定弁体12および可動弁体13は、例えばセラミックス等の、高い摺動性が得られる材料を素材とする部材である。
固定弁体12は、ケース11の内部に固定された状態で設けられる。固定弁体12は、略円板状の部材であり、ケース11の下側の開口を塞ぐ底蓋14を介して、ケース11に固定される。底蓋14は、全体として略円板状の外形を有し、上側の板面に、ケース11に対する嵌挿部分となる短円筒状の縮径部14sを有するキャップ状の部材である。つまり、底蓋14は、ケース11の下側の開口部に縮径部14sを挿嵌させた状態で、ケース11に固定されるとともにケース11の下側の開口を塞ぐ。底蓋14の縮径部14sには、ケース11と底蓋14との間を密閉するためのOリング15が外嵌されている。このような底蓋14に対し、固定弁体12は、縮径部14sの内部に嵌合した状態で固定される。
固定弁体12には、通水孔を含む複数の弁孔が形成されている。固定弁体12は、弁孔として、給水管6から水が供給される給水流路3aに連通する水流入弁孔12aと、給湯管7から湯が供給される給湯流路3bに連通する湯流入弁孔12bと、湯水の混合水等のバルブ装置10から流出する湯水が通る流出弁孔12cとを有する。本実施形態では、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bが、固定弁体12が有する通水孔に相当する。
水流入弁孔12a、湯流入弁孔12b、および流出弁孔12cの3つの弁孔は、上面視でレバーハンドル5の正面位置となる角度位置を通る直線(図6(b)、直線C1参照)を中心として左右対称に形成されている。具体的には、平面視で、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bは、固定弁体12の前側寄りの位置に設けられ、それぞれ、固定弁体12の中心に略一致する位置を中心とする円周形状の略1/4円弧に沿うような孔形状を有する。つまり、平面視で、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bは、左右方向の中央部が分断された前側に凸の略半円弧状に沿うような孔形状をなす。本実施形態では、右側に水流入弁孔12aが設けられ、左側に湯流入弁孔12bが設けられている。また、流出弁孔12cは、左右方向の中央部において、固定弁体12の中心部分から後側にかけて形成された略縦長楕円状の孔形状を有する。
また、固定弁体12が嵌め込まれる底蓋14には、固定弁体12の各弁孔に対応して連通する流路孔として、水流入弁孔12aに対応する水流路孔14a、湯流入弁孔12bに対応する湯流路孔14b、および流出弁孔12cに対応する吐水流路孔14cが設けられている。これらの流路孔は、それぞれ対応する固定弁体12の各弁孔に対して開口形状が互いに略一致するように設けられている。水流路孔14a、湯流路孔14b、および吐水流路孔14cは、それぞれ水栓本体部3の給水流路3a、給湯流路3b、および吐水流路3cに連通する。つまり、固定弁体12の各弁孔(12a,12b,12c)は、底蓋14の対応する流路孔(14a,14b,14c)を介して、対応する水栓本体部3の流路(3a,3b,3c)に連通する。
固定弁体12と底蓋14との間には、固定弁体12の3つの弁孔(底蓋14の3つの流路孔)の孔形状を縁取ったような態様の介装部材16が設けられている。介装部材16は、底蓋14の縮径部15sの内部において、底蓋14の各流路孔を形成する部分を孔形状に沿って筒状に突出させることにより形成された嵌合溝14dに嵌め込まれた状態で設けられる。また、底蓋14の下面側には、パッキン17が設けられている。パッキン17は、底蓋14の下面側に開口する各流路孔の周囲を囲むように各流路孔の開口形状に対応する形状部分を有する一体の弾性部材である。
可動弁体13は、固定弁体12上を摺動するように設けられ、固定弁体12上をスライド移動することで固定弁体12が有する水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bを開閉する。可動弁体13は、略角丸正方形状の板状部材であり、固定弁体12よりも一回り小さい外形寸法を有する。
可動弁体13には、その中央部に、連通用弁孔13aが設けられている。連通用弁孔13aは、異形状の孔形状を有し、可動弁体13の固定弁体12上における位置により、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの少なくともいずれか一方と、流出弁孔12cとを互いに連通させる。すなわち、可動弁体13は、固定弁体12上をスライド移動することにより、連通用弁孔13aを介して水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの少なくともいずれか一方と流出弁孔12cとを互いに連通させたり、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの少なくとも一方を開閉したりする。可動弁体13は、操作レバー20の動作にともなって、固定弁体12上をスライド移動する。
操作レバー20は、可動弁体13と接続された状態で少なくとも所定の回動軸回りに回動可能に設けられ、可動弁体13を移動させるために回動操作される。操作レバー20は、可動弁体13の位置を操作するための構成であり、回動動作することによって固定弁体12上の可動弁体13を移動させる。操作レバー20は、レバーハンドル5を介して回動操作される。ここで、操作レバー20の回動に関する上記の所定の回動軸は、レバーハンドル5の上下方向の回動(図1、矢印A1参照)にともなう操作レバー20の回動動作の回動軸である。操作レバー20は、例えば、樹脂製または金属製の部材である。
操作レバー20は、全体として軸状の部材であり、長手方向の中間部に設けられた球状支持部21と、球状支持部21に対して長手方向の一側(上側)に設けられた上側連結部22と、球状支持部21に対して長手方向の他側(下側)に設けられた下側連結部23とを有する。操作レバー20は、球状支持部21によってケース11内において回動可能に支持されるとともに、上側連結部22をケース11の上端の貫通孔11bから外部に突出させた状態で設けられる。操作レバー20は、基準状態において、長手方向を上下方向に沿わせた状態となる。
球状支持部21は、ケース11内において、縮径部11aの部分において支持される。ケース11内には、球状支持部21を支持する部分を構成する部材として、レバーガイド18およびパッキン19が設けられる。
レバーガイド18は、略ハット状の外形を有する環状の部材であり、短円筒状の円筒部18aと、円筒部18aに対する拡径部分であって略ハット状の外形における鍔部に相当する拡径部18bとを有する。レバーガイド18は、ケース11の内部において円筒部18aをケース11の縮径部11a内に嵌め込んだ態様で、ケース11に固定された状態で設けられる。パッキン19は、環状の弾性部材であり、レバーガイド18の円筒部18aの上端面とケース11の貫通孔11bが開口する上端面部との間において、球状支持部21に外嵌された態様で介装される。
このような構成において、レバーガイド18の円筒部18aの上端部と、パッキン19の内周面部と、ケース11の貫通孔11bの内周面部とにより、球状支持部21の支持部分として、球状支持部21の球状の外形に沿う環状の支持内周面部が構成される。そして、操作レバー20は、球状支持部21の球状の外形における中心O1を回動中心として回動可能に支持される。このような操作レバー20の支持構成において、レバーガイド18は、操作レバー20の回動動作をガイドする部材となる。操作レバー20は、球状支持部21によって支持された状態において、球状支持部21の下側の下側連結部23を、レバーガイド18の内部空間を介して下側に突出させる。
上側連結部22は、ケース11から上方に突出する部分であり、レバーハンドル5に連結される部分である。上側連結部22は、操作レバー20の軸方向を長手方向とする略四角柱状の外形をなす部分であり、基準状態で4つの側面が前後左右に向くように設けられる。
上側連結部22の上部には、レバーハンドル5に対する連結に用いられる連結用孔部22aが形成されている。操作レバー20は、上側連結部22をレバーハンドル5の基部5aの内部に設けられた所定の形状部分に挿嵌させるとともに、基部5aの内部に設けられ連結用孔部22aに挿入されるピン等を有する係止部材5cにより係止された状態で、中心軸回りの回動について相対回動不能に、レバーハンドル5に連結される。
このように、球状支持部21によって回動可能に支持されるとともに、上側連結部22によってレバーハンドル5に連結される操作レバー20は、レバーハンドル5の回動操作に連動し、次のような回動動作を行う。
レバーハンドル5が上下方向に回動操作されることで、操作レバー20は、球状支持部21の中心O1を回動中心として、操作レバー20の軸方向が傾動するように回動する(図2、矢印D1参照)。この操作レバー20回動動作は、レバーハンドル5が左右方向の回動について正面位置にあると仮定した場合、操作レバー20の中心軸E1がバルブ装置10の前後方向に沿う鉛直断面(図2に示す断面)上を中心O1を中心として回動する態様の回動動作となる。以下では、このように操作レバー20が中心O1を回動中心として軸方向を傾動させる態様の回動を「傾動回動」という。
また、レバーハンドル5が左右方向に回動操作されることで、操作レバー20は、球状支持部21の中心O1を通る操作レバー20の中心軸E1を回動軸として、その回動軸回りに回動する(図2、矢印D2参照)。この操作レバー20の回動動作は、レバーハンドル5が最下位置にある状態では、操作レバー20が上下方向に沿う中心軸E1を回動軸とする回動動作となる。以下では、このように操作レバー20がその中心軸回りに回動する態様の回動を「軸回動」という。
以上のような操作レバー20の傾動回動および軸回動は、球状支持部21を支持部として所定の回動範囲で行われ、互いに規制し合うことなく重畳的な動作として行われる。したがって、操作レバー20の傾動回動の回動軸の方向は、操作レバー20の軸回動によって変化し、操作レバー20の軸回動の回動軸の方向は、操作レバー20の傾動回動によって変化する。このような操作レバー20の回動動作は、レバーガイド18によってガイドされるとともに所定の範囲に規制される。以上のような操作レバー20の回動動作によって、可動弁体13が固定弁体12上をスライドしながら移動および回動させられる。
下側連結部23は、可動弁体13に接続される部分である。下側連結部23は、操作レバー20と可動弁体13との間に設けられるガイド部材30を介して可動弁体13に連結されることで、可動弁体13に接続される。つまり、可動弁体13と操作レバー20は、ガイド部材30を介して互いに接続される。ガイド部材30は、操作レバー20の下端部に係合した状態で操作レバー20に連結され、操作レバー20の可動弁体13に対する相対的な動きをガイドするとともに可動弁体13と一体的に水平方向に移動する。
操作レバー20の下側連結部23およびガイド部材30の構成、ならびにこれらの連結構造について説明する。なお、以下では、特にことわらない限り、操作レバー20およびガイド部材30において基準状態で前後方向および左右方向となる方向を、操作レバー20およびガイド部材30における前後方向および左右方向として説明する。
下側連結部23は、操作レバー20の軸方向を長手方向とする略直方体状の外形をなす部分であり、上側連結部22と同様に4つの側面が前後左右に向くように設けられる。下側連結部23の4つの側面のうち、基準状態で左右両側を向く側面には、ガイド部材30に係合する部分として、円柱状の突起部分である突起部24が設けられている。
突起部24は、下側連結部23において前方寄りの位置に、下側連結部23の左右側面に対して垂直方向に突出するように設けられている。左右の突起部24は、下側連結部23の左右側面において突起部24の軸方向視である側面視(図4参照)で互いに一致する位置に設けられている。つまり、突起部24は、下側連結部23において、操作レバー20の軸方向視(基準状態での上面視)で上側連結部22の連結用孔部22aの貫通方向(前後方向)に直交する方向(左右方向)の両側に突出するように設けられている。
突起部24の突出方向、つまり突起部24の円筒形状の中心軸の方向は、操作レバー20の傾動回動の回動軸方向となる。このように、操作レバー20は、その傾動回動の回動軸の軸方向に突出する突起部24を有する。また、下側連結部23の下端部の前後の角部は、R形状部23bとなっている。
ガイド部材30は、全体として略角丸正方形状の板状の外形をなす基部31と、基部31の上面側に突設されたガイド壁部32とを有する。ガイド壁部32は、基部31の上面31aから平面視で開放側を前側とする略「U」字状(略「コ」字状)に突出する壁面部を構成する。したがって、ガイド壁部32は、左右方向に互いに対向する一対の側壁部32aと、一対の側壁部32a間の後側を繋ぐ後壁部32bとを有する。
また、ガイド壁部32は、基部31とともに、操作レバー20の下側連結部23が挿嵌される凹陥部33を形成する。凹陥部33は、下側連結部23の形状に対応する嵌合空間を形成する部分であり、ガイド壁部32の略「U」字状の形状に沿って、ガイド壁部32の内周側の面により、上下方向についてガイド壁部32から基部31の上半部までの深さで形成されている。
ガイド部材30は、操作レバー20の突起部24が遊嵌される溝部34を有する。溝部34は、ガイド部材30において、上下方向について基部31とガイド壁部32に跨る位置であって前方寄りの位置に設けられている。
溝部34は、基部31およびガイド壁部32に跨る部分において、左右方向について一体的な貫通形状に沿う部分として形成されている。つまり、溝部34は、ガイド部材30の側面視(図4参照)において、所定の孔形状(開口形状)に沿う形状部分である。溝部34は、ガイド壁部32の内側から左右方向に突出する突起部24を遊嵌させる部分である。
溝部34を形成する部分として、基部31においては、ガイド壁部32から左右両外側の部分に、上側を開放側とする下側溝部34aが設けられている。下側溝部34aは、溝部34の所定の孔形状の下側の部分に沿う形状を横断面形状とする湾曲面により形成されている。また、溝部34を形成する部分として、ガイド壁部32においては、側壁部32aの下端部に、下側を開放側とする切欠部34bが設けられている。切欠部34bは、溝部34の所定の孔形状の上側の部分に沿う形状を有する凹状部であり、下側溝部34aを形成する湾曲面(溝形成面)とともに、溝部34の所定の孔形状をなす。
このように、溝部34は、ガイド部材30において、左右方向の全体にわたって共通する所定の孔形状に沿う内周面を形成する部分の一部として、基部31の下側溝部34aとガイド壁部32の切欠部34bとにより形成されている。以下の説明では、溝部34が沿う所定の孔形状を「ガイド孔形状」という。
操作レバー20とガイド部材30の連結構造は次のとおりである。操作レバー20は、下側連結部23を、ガイド部材30の凹陥部33に挿嵌させる。ガイド壁部32の略「U」字状(略「コ」字状)の突出形状にならって形成される凹陥部33は、横断面形状が略四角形状の下側連結部23の外形に沿うように形成されており、下側連結部23が凹陥部33に挿嵌された状態において、操作レバー20のガイド部材30に対する軸回動の方向の相対回転が規制される。一方、下側連結部23が凹陥部33に挿嵌された状態において、操作レバー20のガイド部材30に対する傾動回動の方向の相対回転は許容される。
また、操作レバー20は、突起部24を、ガイド部材30の溝部34に遊嵌させることで、ガイド部材30に係合する。すなわち、操作レバー20は、下側連結部23をガイド部材30の凹陥部33に嵌め入れた状態で、突起部24を、切欠部34bとその下方の下側溝部34aとにより形成される溝部34の開口に、ガイド壁部32の内側から差し込んだ態様で、ガイド部材30に係合して連結された状態となる。
このように、下側連結部23を凹陥部33に挿嵌させるとともに突起部24を溝部34に遊嵌させる操作レバー20とガイド部材30の連結構造は、例えば次のようにして構成される。突起部24は、例えば図5に示すように、下側連結部23に形成された貫通孔23aに、円柱形状のピン25が差し込まれることにより構成される。ピン25は、下側連結部23の両側の側面から突出するように設けられる。ピン25は、貫通孔23aに対する圧入や焼き嵌め等により、下側連結部23に固定される。
このような構成の場合、操作レバー20とガイド部材30の連結構造の組立ての順序の一例としては、まず、貫通孔23aにピン25が差し込まれていない状態の下側連結部23が、凹陥部33に挿嵌される。これにより、貫通孔23aが、ガイド壁部32の内側から溝部34に臨む状態となる。かかる状態において、溝部34の一方側からピン25が貫通孔23aに差し込まれる。ピン25は、溝部34および貫通孔23aによって、左右の側壁部32aおよびこの側壁部32a間に位置する下側連結部23を貫通した状態で、下側連結部23に固定される。
以上のようにして、操作レバー20における突起部24が構成されるとともに、突起部24および溝部34によって操作レバー20とガイド部材30とが互いに連結される。なお、上述した突起部24の構成および操作レバー20とガイド部材30の連結構造は、あくまで一例である。突起部24を構成する部材としては、例えば、ピン25のような左右両側の突起部24に対して一体の部材ではなく、左右の突起部24のそれぞれを構成する互いに別体の筒状の部材が用いられてもよい。また、ガイド部材30が、あらかじめ突起部24が設けられた下側連結部23の挿嵌を受け入れることができる形状部分を有する構成であれば、突起部24は、操作レバー20のガイド部材30に対する連結に際し、操作レバー20において削出し等によって事前に設けられる部分であってもよい。
また、ガイド部材30は、可動弁体13と略同じ大きさ部材であり、可動弁体13に対して上側から重なって係合した状態で設けられる。具体的には、ガイド部材30の下面側の前後左右の位置に、下方に突出する係合突部35が設けられており、これに対応して、可動弁体13の上面側の前後左右の位置に、係合突部35が嵌り込む係合凹部13bが設けられている。このような構成により、ガイド部材30の各係合突部35が、対応する可動弁体13の係合凹部13bに嵌合することで、ガイド部材30は、可動弁体13に係合し、可動弁体13と一体的に水平方向に移動するように設けられる。なお、ガイド部材30と可動弁体13との間には、略ハット状の外形を有する環状部材36が鍔側を上側として介装されている。
このようなガイド部材30を介する操作レバー20と可動弁体13との接続構成においては、操作レバー20の傾動回動に関しては、操作レバー20の球状支持部21の部分を支点部分とする回動により、下側連結部23が傾動回動の方向に沿う方向に移動する。かかる下側連結部23の移動にともない、ガイド部材30および可動弁体13が、溝部34に遊嵌した突起部24を介して押され、一体的に下側連結部23の移動方向に移動する。また、操作レバー20の軸回動に関しては、操作レバー20の中心軸回りの下側連結部23の回動にともない、下側連結部23に対して相対回動不能に連結されたガイド部材30が、可動弁体13と一体的に下側連結部23の回動方向に回動する。なお、操作レバー20の回動動作に関し、レバーガイド18によるガイドおよび回動範囲の規制は、レバーガイド18に内側から接触するガイド部材30を介して行われる。
以上のような構成のバルブ装置10を備えるシングルレバー水栓1の動作について、図6を用いて説明する。なお、図6の各図においては、下側および上側が、それぞれシングルレバー水栓1における前側および後側に対応する。
図6(b)に示すように、レバーハンドル5が最下位置かつ正面位置にある基準状態のシングルレバー水栓1においては、可動弁体13は、固定弁体12に対して略中央に位置し、可動弁体13の連通用弁孔13aは、固定弁体12の流出弁孔12cに連通するが、固定弁体12の通水孔としての水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bは、可動弁体13により閉じられる。かかる状態は、バルブ装置10の全閉状態であり、シングルレバー水栓1を止水状態とする。
そして、レバーハンドル5が最下位置にある限り、止水状態は維持される。すなわち、図6(a)、(c)に示すように、レバーハンドル5が最下位置にある状態で、レバーハンドル5が左右方向に回動操作されて操作レバー20が軸回動することによっても、可動弁体13は左右に回動するものの、固定弁体12の水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bが可動弁体13によって閉じられた状態が維持される。
一方、レバーハンドル5が最下位置から上方に回動操作されることで、操作レバー20の傾動回動によって可動弁体13が固定弁体12上を前側にスライド移動し、レバーハンドル5の回動位置が所定の位置に達すると、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの少なくともいずれか一方が、連通用弁孔13aに連通して連通用弁孔13aを介して流出弁孔12cに連通した状態となる。これにより、バルブ装置10は弁開状態となり、シングルレバー水栓1の吐水口4cから湯水が吐出される。
そして、図6(d)、(e)、(f)に示すように、バルブ装置10の弁開状態において、レバーハンドル5を左右方向に回動させることで、操作レバー20の軸回動によって可動弁体13が左右に回動し、吐出湯水の温度調整が行われる。図6(d)は、レバーハンドル5を最も左側に回動操作した状態に対応する弁機構の状態を示し、かかる状態では、水流入弁孔12aは可動弁体13により閉じられ、湯流入弁孔12bのみが連通用弁孔13aを介して流出弁孔12cに連通し、吐水口4cから湯が吐出される。図6(e)は、レバーハンドル5が正面位置よりも左寄りの位置にある状態に対応する弁機構の状態を示し、かかる状態では、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの両方が連通用弁孔13aを介して流出弁孔12cに連通し、吐水口4cから水と湯の混合水が吐出される。図6(f)は、レバーハンドル5を最も右側に回動操作した状態に対応する弁機構の状態を示し、かかる状態では、湯流入弁孔12bは可動弁体13により閉じられ、水流入弁孔12aのみが連通用弁孔13aを介して流出弁孔12cに連通し、吐水口4cから水が吐出される。
以上のように、固定弁体12および可動弁体13により構成される弁機構を備えるバルブ装置10により、レバーハンドル5の回動操作に応じて、シングルレバー水栓1における吐出湯水の吐止水および流量調整ならびに温度調整が行われる。ここで、レバーハンドル5の上下方向の回動に関し、全閉状態となる最下位置を基準とし、全開状態となる最上位置まで、上方への回動量が大きくなるほど、操作レバー20の操作量である後側への傾動量が大きくなる。これにともない、可動弁体13の前側への移動量が大きくなり、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの少なくともいずれか一方の連通用弁孔13aを介する流出弁孔12cに対する連通面積が大きくなり、吐出湯水の流量が増加する。つまり、全閉状態から全開状態までの過程で、レバーハンドル5の上方への回動にともなう操作レバー20の操作量の増加することで、吐出湯水の流量について低流量域から高流量域に移行することになる。
以上のような構成を備える本実施形態のバルブ装置10においては、レバーハンドル5の上下方向の回動に対応する操作レバー20の傾動回動に関し、操作レバー20の操作量(回動量)と、操作レバー20の回動にともなう可動弁体13の移動量との関係が工夫されている。以下、本実施形態のバルブ装置10について、図7から図10を用いて、より詳細に説明する。
まず、操作レバー20の傾動回動に関し、操作レバー20が有する操作角度について説明する。操作レバー20は、その傾動回動についての回動軸回りの所定の角度位置を基準とする操作角度として、次のような操作角度を有する。すなわち、可動弁体13が通水孔としての水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bを閉じる全閉位置に位置する第1の操作角度と、第1の操作角度よりも大きな所定の操作角度である第2の操作角度と、第2の操作角度よりも大きく、可動弁体13が通水孔の開度(連通面積)を最大とする全開位置に位置する第3の操作角度である。
このような操作レバー20の操作角度は、レバーハンドル5の左右方向の回動にともなう操作レバー20の軸回動の回動位置によらず共通である。したがって、操作レバー20の第3の操作角度について、開度が最大となる通水孔は、操作レバー20の軸回動の回動位置によって、水流入弁孔12aおよび湯流入弁孔12bの少なくともいずれかである。例えば、操作レバー20の軸回動の回動位置が、レバーハンドル5が最も左側に位置する状態に対応する回動位置である場合、第3の操作角度について開度が最大となる通水孔は、湯流入弁孔12bとなる。つまり、第3の操作角度において通水孔の開度を最大とする全開位置は、操作レバー20の軸回動の各回動位置における、水流入弁孔12aと湯流入弁孔12bの合計の連通面積が最大となる、操作レバー20の傾動回動の回動位置に相当する。
図7(a)に示すように、操作レバー20の操作角度が第1の操作角度である場合、レバーハンドル5は最下位置に位置し、操作レバー20は、その中心軸の方向(長手方向)を上下方向(直線F1参照)に沿わせた状態となる。また、図7(c)に示すように、操作レバー20の操作角度が第3の操作角度である場合、レバーハンドル5は最上位置に位置し、操作レバー20は、その中心軸の方向を後側(図7(c)における左側)に所定量だけ傾倒させた状態となる。
そして、操作レバー20の操作角度が第2の操作角度である場合、レバーハンドル5は、最上位置と最下位置との間における所定の位置に位置する。この場合、図7(b)に示すように、操作レバー20は、その中心軸の方向を、第1の操作角度の場合よりも後側かつ第3の操作角度の場合よりも前側の所定の位置に傾倒させた状態となる。
本実施形態では、第2の操作角度の場合における操作レバー20の傾動位置は、第1の操作角度の位置よりも第3の操作角度の位置に近い位置である。具体的には、本実施形態では、第1の操作角度での操作レバー20の角度位置、つまり操作レバー20の中心軸方向が上下方向に沿う全閉位置が、基準となる所定の角度位置とされ、第1の操作角度は0°である。そして、全開位置となる第3の操作角度α3は25°であり、全閉位置と全開位置の間における所定の中間角度位置である第2の操作角度α2は20°である。ただし、操作レバー20の第1の操作角度、第2の操作角度、および第3の操作角度の大きさは、特に限定されるものではない。
このように操作レバー20が3つの操作角度を有する構成において、バルブ装置10は、操作レバー20の第1の操作角度から第2の操作角度までの操作範囲である第1の操作範囲における操作レバー20の操作量(以下「レバー操作量」という。)に対する可動弁体13の移動量(以下「弁移動量」という。)が、操作レバー20の第2の操作角度から第3の操作角度までの操作範囲である第2の操作範囲におけるレバー操作量に対する弁移動量よりも小さくなるように構成されている。
ここで、レバー操作量に対する弁移動量は、操作レバー20の傾動回動についての回動量に対する弁移動量(可動弁体13の位置の変化量)であり、言い換えると、操作レバー20の単位操作量(単位回動量)当たりの弁移動量であって、レバー操作量に対する弁移動量の変化率である。以下の説明では、このようなレバー操作量に対する弁移動量を「弁移動量変化率」とする。
図8に、本実施形態にバルブ装置10における、レバー操作量であるレバー操作角度[deg]と、可動弁体13の移動量(移動距離)である弁移動量との関係を示す。図8に示すグラフにおいて、横軸がレバー操作角度[deg]であり、縦軸が弁移動量である。
図8に示すように、操作レバー20の第1の操作角度(0°)から第2の操作角度(20°)までの第1の操作範囲R1における弁移動量変化率が、操作レバー20の第2の操作角度(20°)から第3の操作角度(25°)までの第2の操作範囲R2における弁移動量変化率よりも小さい。図8に示すグラフにおいては、直線の傾きが、弁移動量変化率に相当する。
そして、本実施形態のバルブ装置10は、第1の操作範囲R1における弁移動量変化率と、第2の操作範囲R2における弁移動量変化率との大小関係は、操作レバー20が開弁方向に回動する場合と、操作レバー20が閉弁方向に回動する場合とで、互いに同じとなるように構成されている。
ここで、操作レバー20の開弁方向への回動は、第1の操作角度側から第3の操作角度側へ向かう方向の回動(図7(a)、矢印G1参照)であり、レバーハンドル5の上方への回動にともなう操作レバー20の後側への傾動回動である。反対に、操作レバー20の閉弁方向への回動は、第3の操作角度側から第1の操作角度側へ向かう方向の回動(図7(c)、矢印G2参照)であり、レバーハンドル5の下方への回動にともなう操作レバー20の前側への傾動回動である。
また、弁移動量変化率についての大小関係は、第1の操作範囲R1における弁移動量変化率の方が、第2の操作範囲R2における弁移動量変化率よりも小さいという関係である。言い換えると、第2の操作範囲R2における弁移動量変化率の方が、第1の操作範囲R1における弁移動量変化率よりも大きいという関係である。
このような弁移動量変化率についての大小関係を満たすグラフの一例を、図8に示す。図8において実線で示すグラフg1において、O→P間は、操作レバー20の開弁方向の回動における第1の操作範囲R1の弁移動量の変化を示し、P→Q間は、操作レバー20の開弁方向の回動における第2の操作範囲R2の弁移動量の変化を示す。また、グラフg1において、Q→R間は、操作レバー20の閉弁方向の回動における第2の操作範囲R2の弁移動量の変化を示し、R→O間は、操作レバー20の閉弁方向の回動における第1の操作範囲R1の弁移動量の変化を示す。
弁移動量変化率についての大小関係としては、操作レバー20の開弁方向の回動(O→P→Q)、および閉弁方向の回動(Q→R→O)のいずれの回動の場合も、第1の操作範囲R1(O→P間、R→O間)における弁移動量変化率の方が、第2の操作範囲R2(P→Q間、Q→R間)における弁移動量変化率よりも小さくなっている。また、第1の操作範囲R1および第2の操作範囲R2の各操作範囲における弁移動量変化率は、操作レバー20の開弁方向の回動の場合と閉弁方向の回動の場合とで互いに略同じ値となっている。つまり、O→P間における弁移動量変化率と、R→O間における弁移動量変化率は、互いに略同じであり、P→Q間における弁移動量変化率と、Q→R間における弁移動量変化率は、互いに略同じである。以上より、グラフg1のO→P間、P→Q間、Q→R間、およびR→O間のそれぞれの区間における弁移動量変化率をS1、S2、S3、およびS4とした場合、S1≒S4<S2≒S3という関係が成り立つ。
以上のような操作レバー20の操作範囲および回動方向による弁移動量変化率についての大小関係を実現するため、本実施形態のバルブ装置10は、以下に説明するような構成を備える。
上述したような弁移動量変化率についての大小関係は、操作レバー20の傾動回動について可動弁体13に対する操作レバー20の相対的な位置をガイドするガイド部材30において突起部24が遊嵌する溝部34のガイド孔形状により実現される。ガイド部材30は、溝部34のガイド孔形状により、ガイド部材30に対する突起部24の相対的な移動経路をガイドし、傾動回動する操作レバー20から突起部24を介して受ける水平移動方向への作用を変化させることで、レバー操作量と弁移動量との関係、即ち弁移動量変化率を制御する。
具体的には、図7(b)に示すように、突起部24は、球状支持部21の中心O1を回動中心とする所定の角度範囲(25°)の操作レバー20の傾動回動において、中心O1を中心とする円周S1に沿う円弧を移動軌跡とする。ガイド部材30は、このような操作レバー20の傾動回動にともなう突起部24の円弧に沿う移動を受けて、溝部34のガイド孔形状により、ガイド部材30(可動弁体13)に対する突起部24の相対的な位置をガイドすることにより、操作レバー20の傾動回動にともなってガイド部材30(可動弁体13)の開閉弁方向(基準状態では前後方向)の位置を変化させる。
そして、ガイド部材30に対して相対的に移動する突起部24を溝部34によってガイドする方向、つまり溝部34による突起部24のガイド軌跡(ガイド経路)の形状が、突起部24の移動軌跡である円弧に近いほど、弁移動量変化率は小さくなる。すなわち、仮に、溝部34による突起部24のガイド軌跡の形状が、操作レバー20の傾動回動による突起部24の移動軌跡に沿う円弧形状である場合、原理的には、操作レバー20の傾動回動にともなう突起部24のガイド部材30に対する相対的な移動が溝部34により吸収され、ガイド部材30および可動弁体13は突起部24からの作用を受けないことになる。
本実施形態では、操作レバー20は、全閉状態から全開状態へと傾動回動する際、鉛直状態から後方側へと25°傾動する。このため、操作レバー20の傾動動作にともなう突起部24の移動軌跡となる円弧S2は、図7(c)において太破線で示すように、操作レバー20の側面視(突起部24の中心軸方向視)において円周S1(図7(b))の下端部の中心O1よりも前側(図7(c)において右側)寄りの部分である。
そこで、バルブ装置10は、溝部34のガイド軌跡の形状について、水平方向を基準とする操作レバー20の傾動回動の開弁方向の角度を傾斜角度として指標にし、操作レバー20の操作角度に応じた傾斜角度を有する。すなわち、溝部34においては、ガイド部材30に対する突起部24の相対的な移動の方向であるガイド方向の傾斜角度によって、弁移動量変化率が変化する。そして、溝部34のガイド軌跡の形状としては、傾斜角度が小さいほど、弁移動量変化率が小さくなり、また、傾斜角度が大きいほど、弁移動量変化率が大きくなることとしている。
具体的には、図9に示すように、溝部34は、水平方向(直線M1参照)を基準とし、第1の傾斜角度β1の方向(矢印H1参照)に突起部24をガイドする第1のガイド部41と、第2の傾斜角度β2の方向(矢印H2参照)に突起部24をガイドする第2のガイド部42とを有し、全体として前側(図9において右側)を角部側とする略「く」字状の形状を有する。すなわち、突起部24は、ガイド部材30に対する相対的な移動経路として、第1のガイド部41により第1の傾斜角度β1の方向に移動し、第2のガイド部42により第2の傾斜角度β2の方向に移動するような経路をたどる。
溝部34のガイド軌跡の形状に関し、第1の傾斜角度β1は、鋭角であり、第2の傾斜角度β2は、鈍角である。
上述したようなガイド孔形状を有する溝部34を形成する面部のうち、操作レバー20の傾動回動において突起部24を介して操作レバー20に実質的に作用する面部は、操作レバー20が開弁方向へ回動する場合と閉弁方向へ回動する場合とで互いに異なることになる。具体的には次のとおりである。
図10に示すように、操作レバー20が開弁方向に回動する場合(図7(a)、矢印G1参照)、つまり操作レバー20が後側に傾動する方向に回動する場合、溝部34のガイド孔形状をなす面部のうち、溝部34内を移動する突起部24の前側に位置する面部である開方向摺接面43が、突起部24に作用する。つまり、操作レバー20の開弁方向の回動時には、突起部24は、開方向摺接面43に摺接しながら、溝部34によるガイド作用を受ける。
一方、操作レバー20が閉弁方向に回動する場合(図7(c)、矢印G2参照)、つまり操作レバー20が前側に傾動する方向に回動する場合、溝部34のガイド孔形状をなし面部のうち、溝部34内を移動する突起部24の後側に位置する面部である閉方向摺接面44が、突起部24に作用する。つまり、操作レバー20の閉弁方向の回動時には、突起部24は、閉方向摺接面44に摺接しながら、溝部34によるガイド作用を受ける。なお、図10においては、溝部34のガイド孔形状をなす面部のうち、開方向摺接面43および閉方向摺接面44のそれぞれに該当する部分を太線で示している。
このように、溝部34は、操作レバー20が開弁方向に回動する際に突起部24が当接する開方向摺接面43と、操作レバー20が閉弁方向に回動する際に突起部24が当接する閉方向摺接面44とを有する。
そして、図10に示すように、開方向摺接面43および閉方向摺接面44のそれぞれは、操作レバー20の傾動回動の回動軸の軸方向視で、第1傾斜部43a,44aと、第1傾斜部43a,44aよりも操作レバー20の開弁方向の回動にともなう突起部24の移動方向の下手側に設けられる第2傾斜部43b,44bとを含む。第1傾斜部43a,44aは、水平方向に対して操作レバー20の開弁方向への回動方向について所定の傾斜角度(第1の傾斜角度β1)をなす部分である。また、第2傾斜部43b,44bは、水平方向に対して操作レバー20の開弁方向への回動方向について第1の傾斜角度β1よりも大きな傾斜角度(第2の傾斜角度β2)をなす部分である。
詳細には、図10に示すように、第1傾斜部43a,44aは、開方向摺接面43および閉方向摺接面44のそれぞれにおいて第1の傾斜角度β1の方向(直線J1参照)に沿う部分であり、第2傾斜部43b,44bは、開方向摺接面43および閉方向摺接面44のそれぞれにおいて第2の傾斜角度β2の方向(直線J2参照)に沿う部分である。溝部34において、開方向摺接面43および閉方向摺接面44の第1傾斜部43a,44aは、第1のガイド部41を形成し、開方向摺接面43および閉方向摺接面44の第2傾斜部43b,44bは、第2のガイド部42を形成する。なお、開方向摺接面43および閉方向摺接面44、特に第1のガイド部41と第2のガイド部42の折返しの外側となる開方向摺接面43においては、第1傾斜部43a,44aと第2傾斜部43b,44bとの間に、突起部24の外形の軌跡に沿う弧状の部分が存在する。
以上のようなガイド孔形状を有する溝部34によれば、操作レバー20の傾動回動の動作範囲において、突起部24のガイド部材30に対する相対的な位置が第1のガイド部41によりガイドされる区間である第1の操作範囲R1は、弁移動量変化率が比較的小さい領域となる。また、突起部24のガイド部材30に対する相対的な位置が第2のガイド部42によりガイドされる区間である第2の操作範囲R2は、弁移動量変化率が比較的大きい領域となる。
詳細には、操作レバー20の開弁方向の傾動回動に関しては、第1の操作範囲R1では、突起部24が開方向摺接面43の第1傾斜部43aに摺接してガイドされることで、弁移動量変化率が比較的小さくなり、第2の操作範囲R2では、突起部24が開方向摺接面43の第2傾斜部43bに摺接してガイドされることで、弁移動量変化率が比較的大きくなる。
一方、操作レバー20の閉弁方向の傾動回動に関しては、第2の操作範囲R2では、突起部24が閉方向摺接面44の第2傾斜部44bに摺接してガイドされることで、弁移動量変化率が比較的大きくなり、第1の操作範囲R1では、突起部24が閉方向摺接面44の第1傾斜部44aに摺接してガイドされることで、弁移動量変化率が比較的小さくなる。
以上のような構成により、上述したような操作レバー20の操作範囲および回動方向による弁移動量変化率についての大小関係が実現される。
また、本実施形態のバルブ装置10においては、突起部24と溝部34との関係について、次のような構成が適宜採用される。すなわち、突起部24は、操作レバー20の第1の操作角度と第3の操作角度との間の回動動作の過程で、開方向摺接面43および閉方向摺接面44の両方に常に接触しているという構成である。言い換えると、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず、第1の操作範囲R1および第2の操作範囲R2の両操作範囲、つまり全開状態から全閉状態までの操作範囲において、突起部24が開方向摺接面43および閉方向摺接面44の両方に常時接触するという構成である。
詳細には、このような構成によれば、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向のいずれの方向の傾動回動においても、突起部24が溝部34の第1のガイド部41を移動する過程、つまり第1の操作範囲R1では、突起部24は、開方向摺接面43の第1傾斜部43aおよび閉方向摺接面44の第1傾斜部44aの両方に摺接することになる。また、突起部24が溝部34の第2のガイド部42を移動する過程、つまり第2の操作範囲R2では、突起部24は、開方向摺接面43の第2傾斜部43bおよび閉方向摺接面44の第2傾斜部44bの両方に摺接することになる。
このような構成においては、突起部24の中心軸の位置の軌跡に着目した場合、図10に示すように、突起部24の中心軸の位置T1は、溝部34の第1のガイド部41においては、第1の傾斜角度β1の方向に沿う直線L1の軌跡を描き、溝部34の第2のガイド部42においては、第2の傾斜角度β2の方向に沿う直線L2の軌跡を描く。つまり、操作レバー20の回動方向にかかわらず、突起部24の中心軸の位置T1は、第1の傾斜角度β1の直線L1および第2の傾斜角度β2の直線L2からなる屈曲線状の軌跡をたどることになる。
このように、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず突起部24が開方向摺接面43および閉方向摺接面44の両方に常時接触する構成によれば、レバー操作角度と弁移動量との関係は、例えば図8において破線で示すグラフg2として、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向の両方向の傾動回動について共通となる。すなわち、第1の操作範囲R1においては、操作レバー20の回動方向にかかわらず、弁移動量変化率は所定の値となり、第2の操作範囲R2においては、操作レバー20の回動方向にかかわらず、弁移動量変化率は、第1の操作範囲R1における所定の値よりも大きな値となる。
また、本実施形態に係る溝部34のガイド孔形状により実現される構成は、操作レバー20を回動させるために必要な操作力(以下「レバー操作力」という。)は、第1の操作範囲R1よりも、第2の操作範囲R2の方が大きい構成ということができる。すなわち、第1の操作範囲R1におけるレバー操作力よりも、第2の操作範囲R2におけるレバー操作力の方が大きくなる。
上述のとおり弁移動量変化率は、溝部34のガイド孔形状が突起部24の軌跡である円弧に近い形状であるほど小さくなると言える。つまり、弁移動量変化率が小さいほど、溝部34のガイド孔形状が突起部24の軌跡である円弧に近い形状であるといえる。したがって、弁移動量変化率が第2の操作範囲R2に比べて小さい第1の操作範囲R1においては、突起部24がその移動軌跡である円弧に対して比較的近い形状に沿ってガイドされるため、操作レバー20の傾動回動についての回動操作にともなう抵抗力、即ちレバー操作力が小さくなる。言い換えると、弁移動量変化率が第1の操作範囲R1に比べて大きい第2の操作範囲R2においては、突起部24がその移動軌跡である円弧に対して比較的乖離した形状に沿ってガイドされるため、レバー操作力が大きくなる。
レバー操作力が大きくなる目安としては、ガイド方向が、水平方向を基準とする操作レバー20の傾動回動の閉弁方向の角度(第2のガイド部42について図9に示す角度ω1参照)が90°以下であることがある。かかる角度が90°以下になると、操作レバー20の傾動回動にともなって突起部24を介してガイド部材30に働く抵抗が大きくなり、レバー操作力が上昇する。
このように、本実施形態に係る溝部34のガイド孔形状によれば、操作レバー20の傾動回動の回動操作において、第1の操作範囲R1から第2の操作範囲R2に移行する際に、レバー操作力が大きくなり抵抗感が生じることになる。つまり、第1の操作範囲R1と第2の操作範囲R2との間で、レバー操作力が2段階に段階的に切り替わることになる。
以上説明した本実施形態に係るバルブ装置10によれば、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず、操作レバー20の操作領域に関して全閉状態からの操作量が少ない低流量域における流量調整がしやすくなり、操作レバー20の操作領域に応じた流量調整を行うことができ、流量調整についての性能を向上することができる。
すなわち、本実施形態に係るバルブ装置10は、操作レバー20の傾動回動について、操作レバー20の開弁方向への操作および閉弁方向への操作のいずれの操作の場合にも、突起部24が遊嵌する溝部34のガイド孔形状として、低流量域ではガイド方向の傾斜角度が小さく、高流量域ではガイド方向の傾斜角度が大きいという構成を備える。つまり、本実施形態のバルブ装置10は、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向の操作方向によらず、低流量域に相当する第1の操作範囲R1では弁移動量変化率を相対的に小さくし、高流量域に相当する第2の操作範囲R2で弁移動量変化率を相対的に大きくする。
このような構成によれば、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向のいずれの方向の操作の場合においても、弁移動量変化率を、低流量域では小さく、高流量域では大きくすることができる。このため、操作レバー20を開弁方向に操作する場合、および閉弁方向に操作する場合のいずれの場合においても、低流量域における流量調整がしやすくなり、低流量域における使用者の操作性(レバーハンドル5の操作性)を向上させることができる。これにより、閉弁状態から操作レバー20を開弁方向に動作させて吐水を開始した際における低流量域での流量の微調整が容易となるため、節水性を向上させることができる。
また、本実施形態に係るバルブ装置10は、突起部24が遊嵌する溝部34のガイド孔形状において、開方向摺接面43および閉方向摺接面44のそれぞれが、第1の傾斜角度β1の第1傾斜部43a,44a、および第1の傾斜角度β1よりも大きい第2の傾斜角度β2の第2傾斜部43b,44bを有する構成を備える。すなわち、溝部34が、第1傾斜部43a,44aにより形成される、傾斜が比較的緩やかな第1のガイド部41と、第2傾斜部43b,44bにより形成される、傾斜が比較的急な第2のガイド部42とを有する構成を備える。
このような構成によれば、溝部34に設けられた傾斜角度の互いに異なる2つの傾斜部により、弁移動量変化率を変化させることができる。また、開方向摺接面43と閉方向摺接面44の両方に第1傾斜部43a,44aおよび第2傾斜部43b,44bを設けることで、操作レバー20を開弁方向に操作する場合と閉弁方向に操作する場合とで、弁移動量変化率の大小関係を互いに同様とすることができる。このため、操作レバー20を開弁方向に操作する場合、および閉弁方向に操作する場合のいずれの場合においても、低流量域における流量調整がしやすくなり、低流量域における使用者の操作性を向上させることができる。
また、本実施形態に係るバルブ装置10は、操作レバー20の開弁方向および閉弁方向の回動方向にかかわらず突起部24が開方向摺接面43および閉方向摺接面44の両方に常時接触する構成を備える。
このような構成によれば、溝部34の開方向摺接面43と閉方向摺接面44の両方に突起部24が常に接触しているため、弁移動量変化率を、操作レバー20を開弁方向に操作する場合と閉弁方向に操作する場合とで互いに同じ値とすることができる。このため、操作レバー20を開弁方向に操作する場合、および閉弁方向に操作する場合のいずれの場合においても、低流量域における流量調整がしやすくなり、低流量域における使用者の操作性を向上させることができる。
また、本実施形態に係るバルブ装置10は、第1の操作範囲R1のレバー操作力よりも、第2の操作範囲R2のレバー操作力の方が大きく、第1の操作範囲R1から第2の操作範囲R2に切り替わる際に抵抗感を持たせた構成を備える。
このような構成によれば、操作レバー20の操作感として、低流量域である第1の操作範囲R1に比べて、高流量域である第2の操作範囲R2において抵抗感を与えることができるので、使用者に、レバーハンドル5を介して、操作レバー20が高流量域にあること、つまりシングルレバー水栓1の吐出湯水の吐水量が高流量域にあること認識させることができる。
以上のように実施形態を用いて説明した本発明に係るバルブ装置は、上述した実施形態に限定されず、本発明の趣旨に沿う範囲で、種々の態様を採用することができる。
上述した実施形態においては、溝部34のガイド軌跡の形状に関し、第1の操作範囲R1に関する第1の傾斜角度β1は鋭角であり、第2の操作範囲R2に関する第2の傾斜角度β2は鈍角であるが、これに限定されるものではない。すなわち、上述したような操作レバー20の操作範囲および回動方向による弁移動量変化率についての大小関係が満たされればよい。
また、上述した実施形態においては、操作レバー20とガイド部材30との連結構造に関し、操作レバー20が有する突起部24は、円筒形状であるが、突起部24の突出形状は、溝部34に対して係合可能な形状であれば、特に限定されるものではない。
また、同じく操作レバー20とガイド部材30との連結構造に関し、本実施形態では、操作レバー20側に設けられた突起部24が、ガイド部材30側に設けられた溝部34に遊嵌する構成であるが、例えば、ガイド部材30側に突起部が設けられ、操作レバー20側にその突起部が遊嵌する溝部が設けられる構成であってもよい。かかる構成の場合、操作レバー20側に設けられる溝部については、開方向摺接面と閉方向摺接面の前後が上述した実施形態の場合と逆になる。つまり、この構成例では、操作レバー20が開弁方向に回動する場合、操作レバー20の溝部を形成する面部のうち、ガイド部材30側の突起部の後側に位置する面部が開方向摺接面となり、操作レバー20が閉弁方向に回動する場合、操作レバー20の溝部を形成する面部のうち、ガイド部材30側の突起部の前側に位置する面部が閉方向摺接面となる。このように、操作レバー20とガイド部材30の連結構造に関しては、操作レバー20およびガイド部材30のいずれか一方が突起部を有し、いずれか他方が、突起部が遊嵌する溝部を有する構成が適宜採用される。
1 シングルレバー水栓
5 レバーハンドル
10 バルブ装置
11 ケース
12 固定弁体
12a 水流入弁孔
12b 湯流入弁孔
12c 流出弁孔
13 可動弁体
13a 連通用弁孔
20 操作レバー
21 球状支持部
24 突起部
30 ガイド部材
34 溝部
41 第1のガイド部
42 第2のガイド部
43 開方向摺接面
43a 第1傾斜部
43b 第2傾斜部
44 閉方向摺接面
44a 第1傾斜部
44b 第2傾斜部
R1 第1の操作範囲
R2 第2の操作範囲

Claims (4)

  1. ケースと、
    前記ケースの内部に固定され、通水孔が形成された固定弁体と、
    前記固定弁体上を摺動するように設けられ、前記固定弁体上を移動することで前記通水孔を開閉する可動弁体と、
    前記可動弁体と接続された状態で少なくとも所定の回動軸回りに回動可能に設けられ、前記可動弁体を移動させるために回動操作される操作レバーと、を備え、
    前記操作レバーは、前記回動軸回りの所定の角度位置を基準とする操作角度として、
    前記可動弁体が前記通水孔を閉じる全閉位置に位置する第1の操作角度と、
    前記第1の操作角度よりも大きな所定の操作角度である第2の操作角度と、
    前記第2の操作角度よりも大きく、前記可動弁体が前記通水孔の開度を最大とする全開位置に位置する第3の操作角度と、を有し、
    前記操作レバーの前記第1の操作角度から前記第2の操作角度までの操作範囲である第1の操作範囲における前記操作レバーの操作量に対する前記可動弁体の移動量が、前記操作レバーの前記第2の操作角度から前記第3の操作角度までの操作範囲である第2の操作範囲における前記操作量に対する前記移動量よりも小さくなるように構成されており、
    前記第1の操作範囲における前記操作量に対する前記移動量と、前記第2の操作範囲における前記操作量に対する前記移動量との大小関係は、前記操作レバーが開弁方向に回動する場合と、前記操作レバーが閉弁方向に回動する場合とで、互いに同じとなる、
    バルブ装置。
  2. 前記操作レバーは、前記回動軸の軸方向に突出する突起部を有し、
    前記可動弁体と前記操作レバーは、前記突起部が遊嵌される溝部を有するガイド部材を介して互いに接続され、
    前記溝部は、前記操作レバーが開弁方向に回動する際に前記突起部が当接する開方向摺接面と、前記操作レバーが閉弁方向に回動する際に前記突起部が当接する閉方向摺接面と、を有し、
    前記開方向摺接面および前記閉方向摺接面のそれぞれは、前記回動軸の軸方向視で、水平方向に対して前記操作レバーの開弁方向への回動方向について所定の傾斜角度をなす第1傾斜部と、前記第1傾斜部よりも前記操作レバーの開弁方向の回動にともなう前記突起部の移動方向の下手側に設けられ、水平方向に対して前記開弁方向への回動方向について前記所定の傾斜角度よりも大きな傾斜角度をなす第2傾斜部と、を含む、
    請求項1に記載のバルブ装置。
  3. 前記突起部は、前記操作レバーの前記第1の操作角度と前記第3の操作角度との間の回動動作の過程で、前記開方向摺接面および前記閉方向摺接面の両方に常に接触している、
    請求項2に記載のバルブ装置。
  4. 前記操作レバーを回動させるために必要な操作力は、前記第1の操作範囲よりも、前記第2の操作範囲の方が大きい、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載のバルブ装置。
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