JP3560183B2 - 定流量弁を備えた水栓 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、たとえば流し台や洗面化粧台等に備える水栓に係り、特に定流量弁を吐水端に組み込んだ吐水口の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水栓の吐水口には、吐出される水や混合水がシンクや洗面器等に当たったときの撥ね水を小さくして使い勝手の改善を図る機構が従来から採用されている。
【０００３】
このような機構の例としては、たとえば吐水口の放出端にメッシュを何枚か重ね合わせた整流網を配置したり、空気を混入させて泡沫化する泡沫ヘッドを設けるものがある。その他にも、たとえば実開平３−１２１２７８号公報に記載のように、吐出端に向かう内部流路の中途に定流量弁を組み込んだものもある。
【０００４】
この定流量弁は、たとえば実公平２−４２２３１号公報に記載のように、ハウジングの中に水圧の変動によって変形するＯリングを備え、このＯリングの中にコアを弁体として差し込んだ構成としたものである。そして、このような定流量弁であれば、給水圧力の変動が発生しても、設定した弁開度に相当する一定量の水を常に吐水することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、先の公報に記載の定流量弁は、Ｏリングとコアとの間の環状の流路の流路面積を拡大又は縮小させる開閉構造であり、吐水端へ向かう水の流れはこの定流量弁によってかなり絞られる。このため、定流量弁を出た後では流路の急激な拡大によって内部流路に乱流が発生しやすく、このまま吐出してしまうと撥ね水による被害が大きくなる。
【０００６】
このような乱流による撥ね水の発生を抑えるため、先の公報に記載の水栓では、定流量弁から吐水端に向かうまでの流路の一部にストレート部を設け、これによって乱流の伝播を断ち切って流れを安定化させるようにしている。このため、内部流路の形状には制約を受けることになり、これに伴って水栓の外郭形状の設計の自由度も制限され、水栓のデザインの展開にも影響を及ぼす。
【０００７】
また、乱流を安定化させるには、十分に長い流路を吐水端と定流量弁との間に持たせて乱流の伝播を阻止することが有効である。しかしながら、吐水端から定流量弁までの間を或る一定間隔以上とすることになるので、保守点検の際に定流量弁を取り出すには、吐水端に組み込んだ整流網やその他の部材も分解する必要があり、作業に手間がかかる。
【０００８】
このように、定流量弁を吐水流路の中途に組み込むものでは、乱流の発生が阻止できないことから、水栓のデザインの自由度に制約を受けるほか保守点検の作業にも問題がある。
【０００９】
本発明において解決すべき課題は、定流量弁による吐水の安定性を維持できる一方で、デザインや保守点検の面でもより好適な水栓を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、吐水端に向かう通水路に定流量弁を備えた水栓であって、前記定流量弁を前記吐水端の近傍に配置し、前記定流量弁の直ぐ下流に、前記吐水端へ向かう内部流れに流路抵抗を付与する整流体を設けてなる定流量弁を備えた水栓において、前記吐水端を水栓本体または吐水管に着脱自在な筒状の吐水キャップとし、該吐水キャップに前記定流量弁及び整流体を一体に備えてなることを特徴とする。
【００１２】
【作用】
給水圧の変動に関係なく一定流量を吐出させるための定流量弁は、その弁開度を水圧に対応して変更することによって流量を一定に設定し、特に給水圧が高くなる向きに変動するときには弁開度が小さくなって絞られ、これによって下流では乱流が生じる。
【００１３】
このような乱流に対し、定流量弁の直ぐ下流に整流体を設けて流れに抵抗を与えるようにすると、定流量弁を出た乱流に対してこの抵抗が干渉したり流動力を分散させたりして乱流を鎮静化する。このため、定流量弁を吐水端の近くに配置しても安定した吐水を得ることができ、定流量弁と吐水端との間に乱流を減衰させるための長い流路を設ける必要がなくなる。
【００１４】
また、吐水キャップに定流量弁と整流体とを一体に備えておき、吐水キャップを水栓本体または吐水管に対して着脱自在とすれば、この吐水キャップを取り外すだけで定流量弁の保守点検が可能となる。
【００１５】
【実施例】
図１は本発明の水栓の一実施例を示す切欠側面図である。
【００１６】
図において、水栓本体１の下端には給水配管２を接続し、上端部はほぼ水平に近い姿勢として前に突き出しその先端に吐水キャップ３をネジ接合によって固定している。給水配管２から吐水キャップ３までの流路には、操作ハンドル４によって操作される開閉弁を組み込む。この開閉弁は、たとえば操作ハンドル４の回転軸に弁体を同軸上に固定しておき、操作ハンドル４の回転によってこの弁体を水栓本体１の内部に設けた弁座に対して接離させることで流路の開閉及び弁開度の調整を可能とした機構とすればよい。
【００１７】
図２は吐水キャップ３部分を拡大して示す要部の縦断面図である。
【００１８】
水栓本体１の先端には、ブッシュ５を差し込んでネジ１ａ，５ａ接合によって連結し、このブッシュ５に同軸上で吐水キャップ３を同様にネジ３ａ，５ｂ接合によって連結する。そして、吐水キャップ３の内部には、定流量弁６，整流体７及び整流網８を順に配列して組み込み、ブッシュ５との間にはパッキン９を配置する。
【００１９】
定流量弁６は、従来技術の項でも述べたように、たとえば実公平２−４２２３１号公報に記載の構造のものがそのまま適用でき、図３及び図４にその構成を示す。
【００２０】
この定流量弁６は、整流体６の一端に固定される環状のハウジング６ａ，このハウジング６ａに同軸上に配置したコア６ｂ及びその周りに設けたＯリング６ｃによって構成されたものである。コア６ｂは基端にフランジ６ｂ−１を設けると共にこのフランジ６ｂ−１に複数の通水孔６ｂ−２を開け、先端側にかけての外周面には複数の突条６ｂ−３を形成している。
【００２１】
ここで、供給水圧が低い場合または通常水圧のときは、図３に示すようにＯリング６ｃの変形はなく、コア６ｂの周面周りの流路面積は最大値を維持している。そして、給水圧が定常値よりも高くなると、図４に示すようにＯリング６ｃは水圧によって半径方向に収縮変形し、コア６ｂ周りの流路面積が小さくなって下流側への流量が絞られる。したがって、給水圧が変動しても、Ｏリング６ｃの収縮変形及び復元を利用することによって、開閉弁によって設定した弁開度に相当する流量値に一定に保持することができる。
【００２２】
図５は整流体７の詳細を示す図であって、同図の（ａ）は図２においてブッシュ５側から見た正面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線矢視による縦断面図である。
【００２３】
整流体７はその基端に定流量弁６のハウジング６ａを嵌め込む固定座７ａを設け、その下流側には隔壁７ｂを流路軸線と直交する面として形成したものである。そして、この隔壁７ｂには、同図（ａ）に示すように同心上に４個のスリット７ｃを切開し、定流量弁６からの給水をこれらのスリット７ｃを通る４個の流れに一時的に分割して吐水端へと供給可能とする。
【００２４】
また、整流網８は従来の各種の水栓で利用されている金網を３枚程度重ね合わせて配置したものであり、最終的に吐水キャップ３から吐出される水の流れを整える機能を持つ。
【００２５】
以上の構成において、操作ハンドル４によって開閉弁を開くと、給水配管２からの水がブッシュ５から定流量弁６を経由して吐水キャップ３の先端から吐出される。このとき、定流量弁６内の流れはＯリング６ｃとコア６ｂとの間の環状流路を通過するときに流路面積が一時的に絞られる。そして、図４で示したように給水圧が高いほど、その絞りの量は大きくなり、いずれにしても定流量弁６の直ぐ下流の内部流路では乱流が発生する。
【００２６】
これに対し、定流量弁６の下流に配置した整流体７は、内部流路の中心領域を隔壁７ｂによって塞ぎ、定流量弁６からの給水をスリット７ｃを通る４個に分流させる。これにより、定流量弁６を出た後の給水は隔壁７ｂによる抵抗を受けると同時にスリット７ｃを通り抜けるときの絞り抵抗も受け、これらの抵抗によって定流量弁６を出た後乱流が吐水端にまで伝播するのを阻止する。
【００２７】
すなわち、定流量弁６を通過する給水はコア６ｂとＯリング６ｃとの間の環状断面の流路を抜けるので、乱流はこの環状断面流路を抜けた後の環状流の合流に起因する。そして、この合流が一気に行われると、乱流の大きさ及び下流側への伝播距離も増大する。これに対し、整流体７はその抵抗による乱流の伝播の阻止を図るだけでなく、定流量弁６からの環状流をそのままスリット７ｃに通すようにして合流を引き延し、隔壁７ｂの下流で合流させる。したがって、定流量弁６を出た後の流れの勢いを整流体７が弱めて乱流の伝播を抑制すると同時に、環状流の合流の遅延効果によって隔壁７ｂの下流で発生する乱流の度合いを減衰させることができる。
【００２８】
このように整流体７を備えることによって、定流量弁６を通過した後の乱流を抑えて吐水キャップ３の先端から吐出させることができ、吐水の飛散が防止される。そして、整流体７を定流量弁６の近くに設けても乱流阻止が可能なので、図１に示すように整流体７と定流量弁６とをそれぞれ水栓本体１の吐水端の先端部に位置させることができる。このため、従来構造では、定流量弁６から吐水端までの間に距離が必要であったのに対し、このような制約を受けることはなく、水栓本体１のデザイン設計の自由度が向上する。
【００２９】
更に、定流量弁６は整流体７及び整流網８と一体にまとめて吐水キャップ３の中に組み込むことによって、定流量弁６に付着する水垢や異物の除去等の際の保守点検では、吐水キャップ３のみを水栓本体１に連結したブッシュ５から取り外せばよい。このため、たとえば従来例で挙げた公報に記載の構造に比べると、水栓本体１から分解する部材の数が吐水キャップ３の一つだけで済み、作業の手間が省ける。
【００３０】
図６は別の例であって水栓本体から突き出した吐水管の先端に定流量弁を組み込んだ例を示す分解斜視図である。
【００３１】
吐水管１０の先端には下に向けて突き出した中空の接続座１０ａを設けてその外周に雄ネジ１０ｂを形成し、この雄ネジ１０ｂに螺合して一体化される吐水キャップ１１を備える。吐水キャップの１１の中には、上から順に接続座１０ａに上端側が入り込むパッキン１１ａ，先の例と同じ部材を使用した定流量弁１２，この定流量弁１２を保持するリテーナ１３，整流体１４，パッキン１１ｂ及び３枚の整流網１５を組み込んで予め一体化しておく。
【００３２】
図７は定流量弁１２の下端部から吐出端までの要部であって、同図の（ａ）は吐水キャップ１１内を示す縦断面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線矢視による横断面図である。
【００３３】
定流量弁１２は先の例の図３に示したものと同じ部材であって、給水圧の変動に対して内蔵したＯリングの変形を利用することで一定流量の吐出を可能としたものである。そして、この定流量弁１２のハウジングの上端はパッキン１１ａに突き当たり下端部分をリテーナ１３の内周に形成した段部１３ａに着座させることによって固定保持される。
【００３４】
整流体１４は同図の（ｂ）に示すように十字状の平面形状とした４枚の翼１４ａと、これらの翼１４ａどうしの間であって軸線方向の中間位置に形成した邪魔板１４ｂとを備えている。翼１４ａのそれぞれの先端は吐水キャップ１１の内周にきっちりと当たる長さとし、この吐水キャップ１１内の流路はこれらの翼１４ａによって４分割される。また、邪魔板１４ｂの外郭は円弧状であってその半径を吐水キャップ１１のそれの半分程度としたものである。この邪魔板１４ｂの介在によって、吐水キャップ１１内では図５の（ａ）で示したように、４個の分割されたスリット状の流路が形成されることになる。
【００３５】
吐水管１０からの給水があるときには、定流量弁１２の機能によって給水圧の変動に対しても安定した吐水が確保される一方、先の例と同様に定流量弁１２の直ぐ下流の内部流路では乱流が発生する。
【００３６】
これに対して、整流体１４の内部は先の例と同様に、翼１４ａ及び邪魔板１４ｂによって４個の円弧状の流路に分割されているので、定流量弁１２からの給水を４つの流れに分流させる。これにより、給水邪魔板１４ｂによる抵抗を受けると同時に通り抜けるときの絞り抵抗も受け、これらの抵抗によって定流量弁１２を出た後乱流が吐水端にまで伝播するのを阻止される。したがって、定流量弁１２を出た後の流れの勢いを整流体７が弱めて乱流の伝播を抑制し乱流の度合いを減衰させることができる。
【００３７】
また、整流体１４に設けた翼１４ａは流れ方向に長さを持つので、これらの翼１４ａを抜ける給水は翼１４ａによってガイドされる。すなわち、先の例の図５に示す整流体７ではスリット７ｃ部分で流路が絞られるのみであるが、翼１４ａを備えることによって、４分割されたそれぞれの流れを層流化することができ、より一層安定した整流が可能となる。
【００３８】
図８は整流体１４の更に別の例であって整流網１５を利用してこの整流体１４を簡単に組み込めるようにしたものである。
【００３９】
整流体１４は図７に示したものと同様に４枚の翼１４ａを備える一方、邪魔板１４ｃはこれらの翼１４ａの下端であってその下面より下に突き出るように形成されている。
【００４０】
また、整流網１５は同図において最下段のもで示すように、金属製のフレーム１５ａにネット１５ｂを一体に張ったものである。このフレーム１５ａは、図７の（ａ）で示したように、吐水キャップ１１の中にきっちりと嵌まり込む外径の環状部１５ａ−１とその内部で十字状に走るクロス部１５ａ−２とによって構成されたものである。なお、図７において示した整流網１５もこれと同様の部材である。
【００４１】
３枚の整流網１５の上段及び中段のものについては、その中心部を切除して円形の開口１５ｃを開ける。これによって、ネット１５ｂ及びクロス部１５ａ−２が寸断され、このクロス部１５ａ−２の先端が開口１５ｃの縁に臨む。そして、開口１５ｃの内径は整流網１５の邪魔板１４ｃが嵌合できるように設定する。
【００４２】
このような開口１５ｃを備えた２枚の整流網１５を持つものでは、図９に示すように、開口１５ｃを開けていない整流網１５を下段に配置し上段と中段に開口１５ｃを持つ整流網１５を重ね合わせる。これにより、整流体１４を被せれば、その下面から突き出ている邪魔板１４ｃが開口１５ｃの中に嵌まり込む。このとき、クロス部１５ａ−２の先端部分が邪魔板１４ｃの外周面に突き当たるので、整流板１４は整流網１５に一体に固定される。
【００４３】
なお、開口１５ｃは上段の整流網１５についてのみ開けたものとしても邪魔板１４ｃへの拘束は可能であるが、製作誤差や組立て誤差等を考慮して中段のものについても開口１５ｃを開けておいたほうが好ましい。
【００４４】
このように、整流体１４を整流網１５に連結できるようにすることで、整流体１４を吐水キャップ１１の中でより一層安定して保持することができる。すなわち、整流体１４はその４枚の翼１４ａの先端が吐水キャップ１１の内周に突き当たって拘束されるが、４点での接触であることや翼１４ａと吐水キャップ１１の内周との間でのクリアランスの設定により、僅かながらがた付きを発生する可能性がある。これに対し、整流体１４を整流網１５に一体にすれば、フレーム１５ａの環状部１５ａ−１の全周が吐水キャップ１１の内周に嵌合して固定されるので、この整流網１５が吐水キャップ１１に保持される力を整流体１４にも利用することができ、整流体１４の安定保持が可能となる。
【００４５】
したがって、定流量弁１２を出た後の給水の乱流に対して、整流体１４自身が振動したりすることが抑えられるので、乱流の減衰効果を確実に果たすことができる。また、整流体１４と整流網１５を一体にして一つの部材として用意しておけば、吐水キャップ１１への組み込みも簡単になり、吐水キャップ１１に整流体１４を保持するための構成を持たせる必要もないので、部材の製作も容易になる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明では、定流量弁の直ぐ下流に乱流を減衰させるように流路抵抗を与える整流体を配置するので、定流量弁から吐水端までの流路の形状や長さに関係なく、水撥ねが少ない安定した吐水が得られる。このため、水栓の形状を自由に変更した設計が可能となり、水栓のデザインの展開に制約を受けることなく定流量弁を組み込んだ水栓を提供できる。
【００４７】
また、吐水キャップに定流量弁と整流体とを一体に備えることで、定流量弁の保守点検もこの吐水キャップを取り外すだけで簡単に行うことができ、定流量の維持も確実になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水栓の一実施例を示す切欠側面図である。
【図２】吐水キャップに保持された定流量弁部分を示す要部の縦断面図である。
【図３】通常水圧時の定流量弁の詳細であって、同図の（ａ）は縦断面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＡ−Ａ線矢視による縦断面図である。
【図４】給水圧が高いときの定流量弁の詳細であって、同図の（ａ）は縦断面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＢ−Ｂ線矢視による縦断面図である。
【図５】整流体の詳細であって、同図の（ａ）はその正面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＣ−Ｃ線矢視による断面図である。
【図６】吐水管の先端に設ける吐水キャップに定流量弁を備える例を示す分解斜視図である。
【図７】図６の例における吐水キャップ内の要部であって、同図の（ａ）はその縦断面図、同図の（ｂ）は同図（ａ）のＤ−Ｄ線矢視による横断面図である。
【図８】整流体の別の実施例であって整流網に一体化する例を示す要部の分解斜視図である。
【図９】図８の例の整流体及び整流網を組み立てたときの概略縦断面図である。
【符号の説明】
１ 水栓本体
２ 給水配管
３ 吐水キャップ
４ 操作ハンドル
５ ブッシュ
６ 定流量弁
６ａ ハウジング
６ｂ コア
６ｃ Ｏリング
７ 整流体
７ａ 固定座
７ｂ 隔壁
７ｃ スリット
８ 整流網
９ パッキン
１０ 吐水管
１１ 吐水キャップ
１２ 定流量弁
１３ リテーナ
１４ 整流体
１４ａ 翼
１４ｂ 邪魔板
１４ｃ 邪魔板
１５ 整流網
１５ａ フレーム
１５ｂ ネット
１５ｃ 開口

Claims (1)

1. 吐水端に向かう通水路に定流量弁を備えた水栓であって、前記定流量弁を前記吐水端の近傍に配置し、前記定流量弁の直ぐ下流に、前記吐水端へ向かう内部流れに流路抵抗を付与する整流体を設けてなる定流量弁を備えた水栓において、前記吐水端を水栓本体または吐水管に着脱自在な筒状の吐水キャップとし、該吐水キャップに前記定流量弁及び整流体を一体に備えてなる定流量弁を備えた水栓。

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