JP4355825B2 - 切換弁および流体供給設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般家屋の浴室およびその他の水周り、または流体を扱う工場等で好適に利用することができる流体供給設備及び切換弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、一般家屋の浴室に利用される給水設備として図４に示すものがある。これは、温水器又は湯沸器７を介在させた温水経路８と冷水経路９とを湯水混合栓２に接続し、この湯水混合栓２に接続したカラン（蛇口）４やシャワー５から水又は湯を吐出するようにしたものである。
前記シャワー５はシャワーホース１００とシャワーヘッド３からなり、シャワーホース１００はその一端が湯水混合栓２のシャワー用吐出口に接続され、シャワーヘッド３はシャワーホース１００の他端に接続されている。
【０００３】
なお、上記シャワーホース１００に関する従来技術として、該ホースを内側ホースと外側ホースとで２重構造にした技術が下記特許文献１に開示されている。
【０００４】
【特許文献１】
特許第２６２８３６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような給水設備においては、通常、シャワーヘッド３は混合栓２よりも高位置で保持されているため、シャワー５の使用後に湯を止めると、シャワーホース１００及びシャワーヘッド３内に湯が残り、この残った湯は時間の経過とともに冷めて水となる。
そして、この状態で再度シャワー５から湯を出した場合、最初にシャワーホース１００内等で冷えた水が吐出されるため、実際に湯が出るまでにタイムラグが生じ、使用者は少なくとも冷えた水が吐出し終わるまで待たなければならなかった。また、最初に吐出された水をもし誤って浴びてしまうと身体を冷やす原因となり、これは、特に高齢者に対して健康上好ましくない問題となっていた。
【０００６】
なお、上記特許文献１記載の技術では、シャワーホースが内外２重となっているだけであるので当然に上記と同様の問題が生じるものとなる。
本発明は、上記のような実情に鑑みてなされたものであり、管（ホース）内に残った流体（湯水等）を不使用状態で適切に排出しうる流体供給設備を提供することを第１の目的とする。また、流入口を閉止した状態での水抜き等の流体の排出を可能とする切替弁を提供することを第２の目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を講じている。
本発明にかかる切換弁は、流体の流入口および２つの流体の流出口を備えた弁外装体と、前記弁外装体内を往復回動して両回動端においてそれぞれ前記流入口と２つの前記流出口のいずれか異なる一方とを連通させ、かつ前記両回動端の途中に位置するときに前記流入口を閉じる、断面形状が略円形の弁体と、を有し、前記弁体が前記両回動端の途中に位置して前記流入口が閉じられたときに、２つの前記流出口を連通させる補助流路が前記弁外装体と前記弁体との間に設けられている。
【０００８】
前記補助流路は、前記弁外装体の内面に設けられて前記２つの流出口の互いに異なる一方をそれぞれ起点としていずれも他方の流出口から遠ざかるように周方向に伸びた２つの凹溝として形成される。
また、前記補助流路は、直径方向に貫通する第１の流路、および前記第１の流路の中途部から外周面にかけて直交方向に延びる第２の流路が形成された前記弁体における、外面に設けられ前記第１の流路の２つの開口の互いに異なる一方をそれぞれ起点として周方向に伸びた２つの凹溝とすることができる。
【０００９】
本発明にかかる流体供給設備は、前記切換弁と、前記切換弁における前記流出口の１つに接続された流体用管と、により形成され、前記流体用管は、内部の流体の圧力の高低により流路面積が拡大または縮小する弾性変形可能な第１の管体を備えている。
前記流体用管は、前記第１の管体が挿通された第２の管体を備え、前記第１の管体および前記第２の管体の間に気体層を備えている
前記第１の管体の流路面積は前記気体層からの加圧により縮小される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１及び図２は、流体用管１としてシャワーホースを例示したものであり、該シャワーホース１は、図４を参照して説明したとおり、その一端が水道源側である湯水混合栓２に接続され、他端にはシャワーヘッド３が接続されている。
なお、図４において、７は温水器又は湯沸器、７’は補助加熱器、８は温水経路、９は冷水経路であり、この温水経路８と冷水経路９とが湯水混合栓２で合流し、湯水混合栓２内の切換弁（３方コック弁）６を介してカラン（蛇口）４及びシャワー５から水又は湯が吐出されるようになっている。
【００１１】
上記シャワーヘッド３は、通常、湯水混合栓２やカラン４よりも高位置で使用され、ホルダー等により保持される。カラン４やシャワーヘッド３の吐出口は大気に開放されている。
シャワーホース１は、第１の管体（内側ホース）１１と第２の管体（外側ホース）１２とによって２重構造をなし、第２の管体１２内に第１の管体１１が挿通されている。
前記第１の管体１１は、ゴム、合成樹脂等の可撓性を有する材質により筒形状に形成され、弾性変形によりその断面形状を変化させ得るものとなっている。これに対して第２の管体１２は、ゴム、合成樹脂等の可撓性を有する材質により筒形状に形成されているが第１の管体１１に比べて剛性が高く、外力による曲げ変形は許容されるが断面形状はほとんど変化しないものとなっている。
【００１２】
なお、第２の管体１２の断面変化を防止するために、該管体１２内面又は外面に補強層を設けたり補強用コイル等を添設することができる。
前記第１，第２の管体１１，１２との間には隙間が形成され、該隙間により気体層（空気層）１３が形成されている。
第１，第２の管体１１，１２は、その両端部が溶着、接着等によって結合され、気体層１３の気密性が保たれている。
第２の管体１２には、気体層１３に対して圧縮空気を注入するための注入口１４が設けられており、この注入口１４に対して加圧手段１５が接続可能となっている。
【００１３】
加圧手段１５としては、例えばエアポンプが採用されており、本実施形態では、前記注入口１４に対して着脱自在に接続され、加圧手段１５を取り外して注入口１４に栓をすることで気体層１３の気密性が保たれ、その圧を保持できるようになっている。
時間の経過等により気体層１３の圧が減った場合は、再度加圧手段１５を注入口に接続して圧を付与すればよい。
なお、圧縮空気の注入口１４には逆止弁が備わっていることが推奨される。
【００１４】
また、前記注入口１４は、第２の管体１２に設けるに限らず他の場所に設けることができ、例えば、混合栓２側の管３３に接続するための接続金具３５に対して設けてもよい。
図６はその１実施形態を示すものであって、第１の管体１１の端部と第２の管体１２の端部との間に介装リング３４を設け、これらを接続金具３５の内鍔部３５Ａと接続金具３５のネジ部３５Ｂにネジ込まれる押さえリング３６との間で挟み付けて気体層１３の気密性を保ち、前記介装リング３４と接続金具３５とを貫通するように注入口（注入管）１４を設けたものとなっている。この注入管としては、例えばゴムチューブ（所謂虫ゴム）を採用することができ、空気漏れを阻止できる構造とするのが好ましい。
【００１５】
第１の管体１１は気体層１３からの加圧によってその断面形状が変化し、内部の流路面積Ｓが縮小される。本実施形態では、図２（ｂ）に示す如く扁平状に圧縮された形状となる。一方、第２の管体１２は気体層１３の圧によって断面形状がほとんど変化しない程度の剛性を有したものとなっている。
気体層１３の圧は、第１の管体１１の流路面積Ｓを縮小することができる程度の圧に設定されているが、シャワーホース１を流れる湯水の水圧よりは小さく設定されており（例えば、水圧１５０ｋＰａＧ（ゲージ圧）に対して気圧５０ｋＰａＧ程度）、このため、管１内に湯水を流入すると第１の管体１１が水圧により押し広げられ、図２（ａ）に示す如くその流路面積Ｓが拡大し、湯水の流通が許容されるようになっている。
【００１６】
一方、閉栓により湯水の流れを止めると水流による圧がなくなるため、第１の管体１１は気体層１３の圧により変形してその流路面積Ｓが縮小され（図２（ｂ）参照）、第１管体１１内に残った湯水は管外へ押し出されてシャワーヘッド３から排出されるようになっている。
従って、シャワー５の使用後に湯を止めてもシャワーホース１内には残水がほとんど生じなくなり、再度使用するときには新たな湯がすぐに吐出されるようになっている。
【００１７】
なお、上記第１の管体１１は、内外から圧がかからない状態でその流路面積Ｓが縮小されたもの（成形段階で扁平化したもの）とすることができる。この場合、気体層１３の圧は大気圧としておけばよいため、加圧手段１５は不要となる。
上記シャワーホース１の一端が接続されている湯水混合栓２には、カラン（排出口）４側とシャワー５側とに吐出方向を切り替える切換弁６が内蔵されており、かかる切換弁６として図３に示すものを採用することができる。
この切換弁６は、弁外装体２１と、この弁外装体２１内に設けられた弁体２２とを有し、弁外装体２１は円形状を呈していて内部が中空となっている。
【００１８】
弁外装体２１の外周部には１つの流入口２３と２つの流出口２４Ａ，２４Ｂが形成され、流入口２３と一方の流出口２４Ａとは弁外装体２１の直径方向に対向して配置されており、他方の流出口２４Ｂがこれらと９０°位相ズレした状態で配置されている。
本実施形態では、図３における上側の流出口２４Ａ側にシャワー５が接続され、下側の流出口２４Ｂ側にカラン４が接続されるようになっているが、この逆であってもよい。
【００１９】
弁体２２は、弁外装体２１内で回動自在に設けられており、図示略の操作レバーにより手動で回動操作されるようになっている。ただし、この回動を自動で行うものとしてもよい。
弁体２２には、該弁体２２の直径方向に貫通する第１の流路２６と、第１の流路２６の中途部から外周面にかけて直交方向に延びる第２の流路２７とが形成されている。
そして、図３（ａ）に示すように、流入口２３に第２の流路２７を合わせ且つ一方（カラン４側）の流出口２４Ｂに第１の流路２６の片側を合わせることで、流入口２３から一方の流出口２４Ｂへと湯水を流すことができる。
【００２０】
また、図３（ｃ）に示すように、弁体２２を９０°回動させることにより、流入口２３と他方（シャワー５側）の流出口２４Ａとの間に第１の流路２６を合わせることで流入口２３から他方の流出口２４Ａへと湯水を流すことができるようになっている。
なお、本明細書では、図３（ａ）（ｃ）における弁体２２の回動位置を、流入口２３と流出口２４Ａ，２４Ｂとを連通させる連通位置と称し、それぞれ符号Ａ，Ｃを付している。
【００２１】
前記弁外装体２１の内面であって各流出口２４Ａ，２４Ｂの近傍には、切欠状の凹溝２８が形成されている。
そして、図３（ｂ）に示すように、シャワー５とカラン４との切換の途中で流入口２３が弁体２２により閉止されたとき（弁体２２を閉止位置Ｂとしたとき）、前記凹溝２８によって弁体２２の外周と弁外装体２１の内周との間には補助流路３０が形成され、該補助流路３０と第１の流路２６とを介して２つの流出口２４Ａ，２４Ｂが連通されるようになっている。
【００２２】
従って、シャワー５を使用した後切換弁６を閉止位置とすることで、シャワーホース１及びシャワーヘッド３内の残水は、第１の管体１１の扁平化により切替弁６側に押し出され、カラン４から排水されるようになっている。
なお、上記の凹溝２８は、図５に示すように、弁体２２の外面であって第１の流路２６の両側近傍に形成してもよく、この凹溝２８により形成された補助流路３０により、上記と同様の作用効果を奏するものとなる。
また、上記切換弁６を用いる場合には、シャワーホースとして上記流体用管を用いなくても、カラン４よりシャワー５（シャワーヘッド３）が高位置であることからホース内の残水をカラン４側へ排出できるようになる。
【００２３】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更可能である。
例えば、第２の管体は可撓性を有するものに限らず金属、合成樹脂等により硬質な材質にて構成することができ、第１の管体は流路面積を縮小する際に扁平状に変形するに限らず、径方向に縮小（又は拡大）するものであってもよい。
また、本発明に用いられる流体用管は、３重構造又はそれ以上の多重構造とすることができ、また、第１の管体のみの構成とすることも可能である。
【００２４】
前記加圧手段は、常時流体用管１に接続しておくものとしてもよい。
本発明にかかる流体供給設備及び切換弁は、浴室や洗面台、台所などの水周りに限定されず、流体をあつかう工場等でも採用することができる。また、管を流れる流体は、湯水に限らず薬液等の他のものであってもよい。また液体に限らず気体（各種ガス等）であってもよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、流体の流れを止めたときに管内に残る流体を好適に排出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 流体用管の横断面図である。
【図２】 同流体用管の縦断面図であり、（ａ）は流路面積が拡大した状態、（ｂ）は流路面積が縮小した状態を示す。
【図３】 切替弁の断面図である。
【図４】 流体供給設備の概略図である。
【図５】 切替弁の別実施形態を示す断面図である。
【図６】 注入口の別実施形態を示す断面図である。
【符号の説明】
１ シャワーホース（流体用管）
４ カラン（排出口）
５ シャワー
６ 切換弁
１１ 第１の管体
１２ 第２の管体
１３ 気体層
１５ 加圧手段
２１ 弁外装体
２２ 弁体
２３ 流入口
２４Ａ 流出口
２４Ｂ 流出口
２６ 第１の流路
２７ 第２の流路
２８ 凹溝
３０ 補助流路

Claims (6)

1. 流体の流入口（２３）および２つの流体の流出口（２４Ａ，２４Ｂ）を備えた弁外装体（２１）と、
   前記弁外装体（２１）内を往復回動して両回動端においてそれぞれ前記流入口（２３）と２つの前記流出口（２４Ａ，２４Ｂ）のいずれか異なる一方とを連通させ、かつ前記両回動端の途中に位置するときに前記流入口（２３）を閉じる、断面形状が略円形の弁体（２２）と、を有し、
   前記弁体（２２）が前記両回動端の途中に位置して前記流入口（２３）が閉じられたときに、２つの前記流出口（２４Ａ，２４Ｂ）を連通させる補助流路（３０）が前記弁外装体（２１）と前記弁体（２２）との間に設けられている
   ことを特徴とする切換弁。
2. 前記補助流路（３０）は、
   前記弁外装体（２１）の内面に設けられ前記２つの流出口（２４Ａ，２４Ｂ）の互いに異なる一方をそれぞれ起点として周方向に伸びた２つの凹溝（２８，２８）である
   請求項１に記載の切換弁。
3. 前記弁体（２２）には、
   直径方向に貫通する第１の流路（２６）、および前記第１の流路（２６）の中途部から外周面にかけて直交方向に延びる第２の流路（２７）が形成されており、
   前記補助流路（３０）は、
   前記弁体（２２）の外面に設けられ前記第１の流路（２６）の２つの開口の互いに異なる一方をそれぞれ起点として周方向に伸びた２つの凹溝（２８，２８）である
   請求項１に記載の切換弁。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の切換弁（６）と、
   前記切換弁（６）における前記流出口（２４Ａ，２４Ｂ）の１つに接続された流体用管（１）と、により形成され、
   前記流体用管（１）は、
   内部の流体の圧力の高低により流路面積（Ｓ）が拡大または縮小する弾性変形可能な第１の管体（１１）を備えている
   ことを特徴とする流体供給設備。
5. 前記流体用管（１）は、
   前記第１の管体（１１）が挿通された第２の管体（１２）を備え、
   前記第１の管体（１１）および前記第２の管体（１２）の間に気体層（１３）を備えている
   請求項４に記載の流体供給設備。
6. 前記第１の管体（１１）の流路面積（Ｓ）が前記気体層（１３）からの加圧により縮小される
   請求項５に記載の流体供給設備。

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