JP5015304B2 - 水栓 - Google Patents
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Description
この種水栓にあっては、従来、弁装置として電磁コイル(駆動手段)にてパイロット弁体としての可動鉄芯からなるプランジャ弁体を開閉することによって給水路上の弁体(主弁体)を開閉するようになしたものが一般に用いられているが、この場合、止水を行うべく電磁コイルに通電を行うとプランジャ弁体がほぼ瞬時に閉弁して給水路が閉じられ、その際にウォーターハンマーが発生するといった問題がある。
例えば下記特許文献1には、閉弁時にプランジャ弁体をゆっくりと除々に閉弁するようにして、このウォーターハンマーを防止するようになしたものが開示されている。
この水栓の外観的な美しさは、いわば静的な美しさと言え、これに対して動的な美しさ、例えば吐水時における吐水の美しさや止水時における止水の美しさといったものについては、従来全く考慮がされていないのが実情である。
シャワー吐水の場合、シャワー吐水口で大きな水の抵抗が発生し、この場合ストレート吐水と同じように弁体の開弁速度を遅くすると、当初から良好にシャワー吐水が行われず、吐水がボタ落ちしてしまって却って使用者に対し不快感を与えてしまう恐れがある。
しかるにこの請求項1によればこうした不都合の発生を回避することができ、ストレート吐水,シャワー吐水の何れの吐水を行う場合においても水栓使用者が快適に水栓を使用することができる。
図1は本実施形態の水栓を示したもので、図中1は水栓の吐水部で先端に吐水口2を有している。
吐水部1の基端部にはベースプレート3が設けられており、そこに吐止水用のスイッチ4が設けられている。
ここでスイッチ4は接触式のスイッチであっても良いし、また非接触式のスイッチであっても良い。
この水栓では、スイッチ4を1回操作すると吐水口2から吐水が行われ、また再びスイッチ4を操作するとそこで吐水が停止(止水)する。
5は弁装置12を作動制御するコントローラで、ボックス6を有している。
図2において、10は弁装置12のボデーで、給水路14上にダイヤフラム弁からなる主弁体(弁体)16が開閉可能に設けられている。
図2中14aは給水路14における主弁体16よりも上流側(1次側)の流入水路を、また14bは下流側(2次側)の流出水路をそれぞれ表している。
この主弁体16は、主弁座22に対して図中上下方向に進退移動して給水路14を開閉し、また給水路14の開度を変化させる。
詳しくは、主弁座22への着座によって給水路14を遮断し、また主弁座22から図中上向きに離間することによって、給水路14を開放する。
また主弁座22からの離間量に応じて給水路14の開度を大小変化させ、給水路14を流れる水の流量を調節する。
背圧室26は、内部の圧力を主弁体16に対して図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用させる。
この導入小孔28は、流入水路14aからの水を背圧室26に導いて背圧室26の圧力を増大させる。
このパイロット水路30は、背圧室26内の水を流出水路14bに抜いて背圧室26の圧力を減少させる。
上記パイロット水路30は、この操作軸32の先端側の部分の外周面と貫通孔内周面との間に環状に形成される。
操作軸32は、このくびれ部34よりも上側の部分がパイロット弁体36とされている。即ちこの実施形態ではパイロット弁体36が操作軸32に一体に構成されている。
このパイロット弁座38は、シール部としてのOリング40を保持している。
またこのとき、主弁体16は主弁座22に着座した状態にあって、給水路14は閉鎖された状態にある。
この実施形態では、図2に示す止水状態から図4(I)に示しているようにパイロット弁体36が図中上向きに後退移動すると、パイロット弁体36とパイロット弁座38との間に隙間が生じ、背圧室26内の水がパイロット水路30を通じて流出水路14b側に抜け出して、背圧室26の圧力が減少する。
この主弁体16の後退移動によって、主弁体16と主弁座22との間に隙間が生じ、流入水路14aから流出水路14bへと水が流入する。
このとき主弁体16と主弁座22との間の隙間は小さくなって、即ち給水路14の開度が小さくなって、給水路14を流れる水の流量が減少する(図5(II)参照)。
ここで操作軸32は、図1に示しているように駆動手段としての駆動モータ(ここではステッピングモータ)50に作動的に連結され、かかる駆動モータ50の回転により、操作軸32が図中上下方向に進退駆動されるようになっている。
尚この実施形態では、開弁時にパイロット弁体36は同じ速度で図中上向きに前進移動し、主弁体16はこれに連動して同じ速度で閉弁状態から開弁完了状態まで開弁動作する。
閉弁に際しても主弁体16が1〜1.5秒の長時間かけてゆっくりと閉弁するように、駆動モータ50にてパイロット弁体36を閉弁動作させる。
その際水栓使用者は、その変化がゆっくりと長い時間かけて行われるため、吐水の流量の変化や吐水流の太さの変化を自然に目で追跡することができ、吐水流の変化を感得することができる。
そしてこのことによって、水栓使用者は快適に水栓を使用することができる。
このため、止水時においても吐水の美しさないし品位を高めることができ、水栓使用者に快い感じを与えることができる。
この例では、主弁体16が閉弁状態から開弁完了状態(完全開状態)までT1(T1=1〜1.5秒)かけて同じ速度で開弁動作する一方、閉弁に際しては1秒よりも短い短時間T2で閉弁動作する。
尚この実施形態においても閉弁時において主弁体16は同じ速度で閉弁動作する。
尚閉弁に際して1秒よりも短い時間T2で主弁体16を閉弁動作させるべく、閉弁時には駆動モータ50に対して供給されるパルスの間隔が短くされる。
この例では、主弁体16が閉弁状態から開弁完了までをT3の長時間かけてゆっくりと開弁する。
ここでT3は、上記T1と同じ時間としておいても良いし或いはまたこれよりも長く(又は短く)しておくこともできる。
具体的にはこの例では、T4の時間帯において主弁体16の開弁速度は最も遅く、開弁後期即ちT6の時間帯において主弁体16の開弁速度が最も速くなり、それらの間の時間帯T5が、主弁体16の開弁速度が時間帯T4における開弁速度から時間帯T6における開弁速度への移行期間となる。
即ち図9(B)に示しているように時間帯T4においては駆動モータ50に供給するパルスの間隔を大とし、また時間帯T5においては駆動モータ50に供給するパルスの間隔を中とし、更に時間帯T6においては駆動モータ50に供給するパルスの間隔を最も小とする。
そしてこのことによって、パイロット弁体36の前進の速度を異ならせ、主弁体16の開弁速度を閉弁状態から開弁完了までの間で変化させる。
図10は本発明の実施形態として、ストレート吐水とシャワー吐水とで、吐水時における主弁体16の開弁速度を異ならせた例である。
一方シャワー吐水の際には、閉弁状態から開弁完了までの時間がT8となるように短時間で主弁体16を開弁させる。
尚この実施形態において、時間T7は1秒以上の長時間となしておくのが良く、また時間T8はこれよりも短い時間とする。
この場合において、T7は上記T1と同じとしておくことができ、或いはこれよりも長い時間又は短い時間となしておくこともできる。
しかるにこの実施形態によれば、こうした不都合の発生を回避することができ、ストレート吐水,シャワー吐水の何れの吐水を行う場合においても水栓使用者が快適に水栓を使用することができる。
図中Aパターンは、吐水時における開弁速度をゆっくりとし、止水時における閉弁速度をゆっくりとした例で、またBパターンは吐水時における開弁速度をゆっくりとし、止水時における閉弁速度を早くした例である。
一方Cパターンは吐水時における開弁速度を早く、止水時における閉弁速度をゆっくりとした例で、Dパターンは吐水時における開弁速度を早く、また止水時における閉弁速度を早くした例である。
従って吐水の流量が微流量であるときにも糸を引くような吐水の状態を発現することができ、また向きを同じに維持しながら吐水流の太さを連続的に太く或いは細く変化させることができて、吐水の美しさ或いは品位をより高くすることができる。
この場合、ステッピングモータからなる駆動モータ50によってパイロット弁36がステップ的に前進及び後退運動すると、吐水の方向も段階的に変化してしまい、吐水の美しさないし品位が損われる。
或いはまたステッピングモータからなる駆動モータ50を用いる場合においても減速ギアを使うなどして、吐水の向きを連続的ないし連続に近いものとなすことができる。
例えば図13に示しているように、パイロット弁体36を径方向に環状に突出する状態に設けて、かかるパイロット弁体36を主弁体16に設けた環状のパイロット弁座38に当接させ或いはこれから離間させる形式の弁装置12に対して本発明を適用することも可能である。
また上記例示した水栓は一例示を示したに過ぎないものであって、他の様々な形態ないし種類の水栓に対して本発明を適用することが可能であるし、更に上記実施形態ではパイロット式の弁装置を例示しているが、本発明はモータ等の駆動手段によって直接主弁体を開閉作動させる形式の弁装置を備えた水栓に適用することも可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
2 吐水口
12 弁装置
14 給水路
16 主弁体(弁体)
50 駆動モータ(駆動手段)
52-1,52-2,52-3,52-4 ディップスイッチ(選択手段)
Claims (1)
- 給水路上に設けた弁体を駆動手段により間接に若しくは直接に駆動して給水流量を制御する弁装置を備えた水栓であって、
吐水口からストレート吐水を行うときの弁体の開弁速度を、シャワー吐水を行うときの弁体の開弁速度よりも遅くしてあることを特徴とする水栓。
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