JP6433797B2 - 水栓装置 - Google Patents

Description

本発明は、浴室等に用いられる水栓装置に関する。

浴室等に用いられる水栓には、給水路を流れる湯水の流量や温度を調整するため、ハンドルやレバー等の操作用部材が備え付けられる。特許文献１に記載の水栓装置では、この種の操作用部材として、ハウジングに対して一方向に沿って直線状に移動可能なスライド操作子が取り付けられている。

スライド操作子により水栓装置の弁機構を操作するうえでは、スライド操作子に加えられる力を弁機構に機械的に伝達する必要がある。これを実現するため、特許文献１の水栓装置では、スライド操作子に複数のラック歯を設け、弁機構にラック歯と噛合可能なリングギアを設けている。スライド操作子に加えられる力が各歯の噛み合いによりリングギアに伝わり、リングギアの回転により弁機構の弁体が動作可能となる。

特開２０１３−７２４８号公報

弁機構の弁体を一定量移動させるためには、リングギア等の回転入力部に一定量のトルクを付与する必要がある。このために使用者がスライド操作子に加えるべき荷重を操作荷重とすると、特許文献１の構造では、操作荷重の設定に関する自由度が低いという問題がある。

つまり、特許文献１の構造では、スライド操作子から回転入力部に直接に荷重が伝達されるため、スライド操作子の摩擦を無視すると、使用者がスライド操作子に加えた荷重Ｆがそのまま回転入力部に伝達される。よって、回転入力部に付与されるトルクＴは、回転入力部の荷重伝達位置での径Ｒと荷重Ｆとの積（Ｔ＝Ｒ×Ｆ）で表せることになる。このことから、回転入力部に一定量のトルクＴを付与するために必要な操作荷重Ｆを設定するうえでは、回転入力部の径Ｒしか調整可能なパラメータがなく、その設定自由度が大きく制限されている。

本発明は、このような課題に鑑みてなされ、その目的は、スライド操作子を用いて弁機構を操作するうえで、操作荷重の設定自由度を高められる水栓装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様の水栓装置は、回転入力部の回転により動作する弁機構を有する水栓本体と、弁機構の操作に用いられ、水栓本体に対して一方向に沿って変位可能なスライド操作子と、スライド操作子の移動によりスライド操作子から伝達される荷重を増加又は減少させたうえ、回転入力部に伝達する荷重調整機構と、を備える。
この態様によれば、荷重調整機構により入力荷重に対する出力荷重の増加量又は減少量を調整でき、スライド操作子の操作荷重を調整可能になる。よって、スライド操作子の操作荷重を設定するうえで、調整対象となるパラメータが回転入力部の径以外に増えることになり、操作荷重の設定自由度を高められる。

前述の態様において、弁機構は、回転入力部の回転により、給水路を流れる湯水の流量又は温度を調整可能であり、荷重調整機構は、スライド操作子の使用者がいると予め想定される使用者位置側から見て、スライド操作子が右側又は上側に移動したとき、流量又は温度を増大させるように弁機構を動作させてもよい。
人間の感覚的には、スライド操作子を右側又は上側に移動させたとき、操作対象となる湯水の流量又は温度が増大する方が自然である。よって、この態様によれば、操作対象となる湯水の流量又は温度を直感的に操作でき、良好な使い勝手が得られる。

前述の態様において、回転入力部には、複数の回転歯が周方向に並んで形成され、スライド操作子には、複数のラック歯が一方向に並んで形成され、荷重調整機構は、複数のラック歯と噛合可能な第１歯車と、複数の回転歯と噛合可能な第２歯車とが同軸に設けられる複合歯車であってもよい。
この態様によれば、荷重調整機構にベルトやチェーン等を用いるよりも構成を簡略化できるうえ部品数を抑えられる。

前述の態様において、複合歯車の回転軸は、回転入力部の回転中心線に沿った方向から見たときに、回転中心線よりも前記スライド操作子の移動方向にずれて位置してもよい。
この態様によれば、回転中心線に沿った方向から見て、回転入力部の回転中心線とスライド操作子の間に複合歯車が位置するよりも、両者の間の距離を狭められ、それだけ水栓装置全体の寸法をコンパクトにできる。

前述の態様において、水栓本体に固定されるベース体を更に備え、複合歯車の回転軸は、ベース体に形成される挿通孔内に挿通されることにより、ベース体に対して位置決めされてもよい。
この態様によれば、ベース体に対して複合歯車を位置決めするにあたり、その回転軸を挿通孔内に挿通すれば足りるため、組み立て時の複合歯車の位置合わせ作業が容易になるうえ、高い位置精度を安定して得られる。

本発明によれば、スライド操作子を用いて弁機構を操作するうえで、操作荷重の設定自由度を高められる水栓装置を提供できる。

第１実施形態に係る水栓装置が用いられる浴室ユニットを示す斜視図である。 第１実施形態に係る水栓装置を示す斜視図である。 第１実施形態に係る水栓装置が用いられる吐水装置の構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る水栓装置の右側面図である。 第１実施形態に係る水栓装置の正面図である。 図４のＡ方向から見たハウジングの内部構造の一部を示す図である。 図６のシャワー用流量調整弁、シャワー用スライド操作子を示す斜視図である。 第１実施形態に係るシャワー用スライド操作子のラック歯、複合歯車、回転入力部の回転歯の位置関係を模式的に示す図である。 図９（ａ）は図７の方向Ｐ４から見た複合歯車周りの構造を示す図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の範囲Ｓ１の拡大断面図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）の方向Ｐ５から複合歯車の歯車軸を見た図である。 第１実施形態に係る水栓装置の上面図である。 図６のシャワー用スライド操作子、複合歯車、回転入力部の位置関係を同図のＢ−Ｂ断面と同じ視点から見た模式図である。

以下、各実施形態では、同一の構成要素に同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、各図面では、説明の便宜のため、構成要素の一部を適宜省略する。

［第１の実施の形態］
図１は第１実施形態に係る水栓装置１０が用いられる浴室ユニット３１０を示す斜視図である。浴室ユニット３１０は、水栓装置１０の他に、浴槽３１２と、洗い場３１４と、壁３１６と、カウンター３１７と、鏡３１９と、シャワーフック３２０と、スライドバー３２１と、２つの収納棚３２５と、を備える。

浴槽３１２は、防水パン（図示せず）上に設置される。洗い場３１４は、浴槽３１２に隣接して設けられる。壁３１６は、浴槽３１２および洗い場３１４を取り囲む。壁３１６は、洗い場３１４を隔てて浴槽３１２と対向する第１壁３１６ａと、浴槽３１２および洗い場３１４を挟んで第１壁３１６ａと対向する第２壁３１６ｂと、第１壁３１６ａの一端側と第２壁３１６ｂの一端側とに接続される第３壁３１６ｃと、第３壁３１６ｃと対向する、浴室ドアが設けられる第４壁（図示せず）とを含む。

カウンター３１７は、第３壁３１６ｃの洗い場３１４側に固定される。カウンター３１７には、シャンプーボトル、ボディソープボトル、石けん、タオル、その他の浴室用の物品が置かれる。鏡３１９は、縦長に形成され、カウンター３１７の上方で第３壁３１６ｃに固定される。２つの収納棚３２５は、使用者が立ったときに必要な物品を取り出せる高さで第３壁３１６ｃに固定される。

水栓装置１０は、カウンター３１７と鏡３１９との間において第３壁３１６ｃに固定される。シャワーフック３２０は、浴槽３１２と水栓装置１０との間において、スライドバー３２１を介して第３壁３１６ｃに固定される。シャワーフック３２０には後述のシャワーヘッド１８が掛止される。

図２は水栓装置１０を示す斜視図である。水栓装置１０は、後述する水栓本体２４（本図では図示せず）と、水栓本体２４を収容するハウジング６２と、水栓本体２４の操作に用いられるハンドル３８と、複数の押しボタン４２、４４と、複数のスライド操作子４６、４８と、を備える。以下、水栓本体２４の機能を先に説明してから、ハウジング６２等の詳細を説明する。

図３は第１実施形態に係る水栓装置１０が用いられる吐水装置１２の構成を示すブロック図である。なお、本図では、説明の便宜のため、吐水装置１２の各構成要素の位置関係について、現実の位置関係と異なるものを示す。

吐水装置１２は設置室としての浴室内に設置される。浴室の室外には、給湯器（図示せず）から温水を供給する湯供給管２０と、上水道から冷水を供給する水供給管２２とが設置される。以下、温水と冷水を総称して湯水という。

吐水装置１２は、水栓装置１０の他、第１吐水部としてのカラン１６と、第２吐水部としてのシャワーヘッド１８とを備える。カラン１６、シャワーヘッド１８は、水栓装置１０から給水される湯水を吐き出す。カラン１６、シャワーヘッド１８を総称するときはカラン１６等という。

水栓装置１０は、カラン１６等への給水の有無を切り替え可能であるとともに、カラン１６等に給水される湯水の温度及び流量を調整可能な水栓本体２４を備える。水栓本体２４は、カラン１６等に給水するための給水路２６が内部に形成される水路形成体であり、主として、配管部材とバルブボディを組み合わせて構成される。水栓本体２４は、給水路２６の途中位置に設置され、バルブボディに収容される弁機構として、湯水混合弁２８と、第１流量調整弁としてのカラン用流量調整弁３０と、第２流量調整弁としてのシャワー用流量調整弁３２とを有する。

湯水混合弁２８は、給水路２６の一部を通して湯供給管２０及び水供給管２２に接続される。湯水混合弁２８は、複数の弁部（図示せず）の開度の調整により、湯供給管２０、水供給管２２から供給される湯水の混合比を調整し、湯水の温度を調整したうえでこれを下流側に流出させる。湯水混合弁２８はハンドル３８により操作される。

給水路２６には、湯水混合弁２８の下流側に接続される導水路４０が含まれる。導水路４０は下流側に向かう途中位置で二股に分岐し、分岐箇所より下流側に延びる二つの水路にはカラン用流量調整弁３０、シャワー用流量調整弁３２が接続される。

各流量調整弁３０、３２は何れもパイロット式の開閉弁である。各流量調整弁３０、３２は、図示しないが、スラストロック機構により、給水路２６を開閉する弁部の弁体位置を開弁位置及び閉弁位置に切り替えたうえで保持可能に構成される。また、各流量調整弁３０、３２は、弁体が開弁位置にあるとき、送りねじ機構等を用いて弁部の開度を調整することにより、下流側に給水される湯水の流量を調整可能に構成される。シャワー用流量調整弁３２は給水路２６の一部及びシャワーホース５６を通してシャワーヘッド１８に接続される。カラン用流量調整弁３０は給水路２６の一部を通してカラン１６に接続される。

各流量調整弁３０、３２の弁体位置の切り替えは、それぞれに対応して設けられる第１押しボタンとしてのカラン用押しボタン４２と、第２押しボタンとしてのシャワー用押しボタン４４とにより操作される。各流量調整弁３０、３２の湯水の流量調整は、それぞれに対応して設けられる第１スライド操作子としてのカラン用スライド操作子４６と、第２スライド操作子としてのシャワー用スライド操作子４８とにより操作される。以下、各操作子４６、４８をそれぞれカラン用操作子４６、シャワー用操作子４８という。

図４、図５は水栓装置１０の右側面図、正面図である。水栓装置１０は、浴室の被固定面としての側壁面６０に一対の取付脚６４を介して固定される。水栓装置１０のハウジング６２は、天面部６６及び底面部６８と、正面から見て手前側に設けられる前側面部７２と、左右に設けられる横側面部７４とを有する。底面部６８の後方寄りの部分にはハウジング６２内から外側に一対の取付脚６４が引き出される。水栓本体２４は一対の取付脚６４を介して浴室の側壁面６０に支持される。

前側面部７２には、図５に示すように、左右方向Ｘ中央より左寄りの位置にカラン用押しボタン４２が配置され、右寄りの位置にシャワー用押しボタン４４が配置される。各押しボタン４２、４４はハウジング６２内に向けての押し込みにより操作される。また、前側面部７２には、カラン用押しボタン４２の下側にカラン用操作子４６が配置され、シャワー用押しボタン４４の下側にシャワー用操作子４８が配置される。左側の横側面部７４には、前述のハンドル３８が回転可能に取り付けられる。

図６は図４のＡ方向から見たハウジング６２の内部構造の一部を示す図である。本図では、図５のカラン用操作子４６、シャワー用操作子４８のハウジング６２内での詳細な構造を示す図でもある。また、図７は図６のシャワー用流量調整弁３２、シャワー用操作子４８を示す斜視図である。本図では、図５、図６のシャワー用操作子４８が右側に移動した後の状態を示す。各操作子４６、４８や、操作対象となるカラン用流量調整弁３０、シャワー用流量調整弁３２、更にはこれら周囲の構成は大半が共通する。以下の説明では、シャワー用操作子４８、シャワー用流量調整弁３２の構成を中心に説明し、カラン用操作子４６、カラン用流量調整弁３０、これら周囲の構成は説明を省略する。

ハウジング６２内には、図７に示すように、ベース体となるベースプレート１５０が収容される。ベースプレート１５０は、図示しないが、水栓本体２４にねじ等により固定される。ベースプレート１５０にはレール部１５２が形成される受け部材１５４がねじ等により固定される。

操作子４８は、レール部１５２に対してスライド自在に設けられるスライド部材１６２と、スライド部材１６２にねじ等により接続される支持部材１６４と、支持部材１６４に取り付けられるカバー部材１６６とを備える。スライド部材１６２の上面には複数のラック歯１７０が操作子４８の移動方向Ｐ１に並んで形成される。支持部材１６４はステンレス等の金属材料を素材とする板状成形品であり、長手方向の一端側がスライド部材１６２に接続され、その他端側に突出部９０が設けられる。

突出部９０は、図４に示すように、ハウジング６２内から外側に下向きに突出し、ハウジング６２外にて先端側につまみ部９２が設けられる。つまみ部９２は、前述のカバー部材１６６であり、操作子４８を操作するときに使用者により把持される。

以上の操作子４８は、図７に示すように、レール部１５２に沿ってスライド部材１６２が摺動することにより、水栓本体２４の流量調整弁３２に対して左右方向Ｘと平行な一方向Ｐ１に沿って直線状に変位可能である。

流量調整弁３２は、複数の回転歯１５８が周方向に並んで外周面に形成される回転入力部１５６を有する。回転入力部１５６は、外部から入力される荷重を受けて回転し、その正逆方向への回転により弁部を開閉させる。

ハウジング６２内には、第１歯車１７２と第２歯車１７４とが同軸に設けられる複合歯車１７６が収容される。第１歯車１７２の歯数Ｔ１、ピッチ円半径Ｒ１は、第２歯車１７４の歯数Ｔ２、ピッチ円半径Ｒ２より小さくなる。第１歯車１７２は操作子４８の各ラック歯１７０と噛合可能であり、第２歯車１７４は回転入力部１５６の各回転歯１５８と噛合可能である。操作子４８が移動方向Ｐ１に沿って移動すると、操作子４８から第１歯車１７２に荷重が伝達されるとともに、第２歯車１７４から回転入力部１５６に荷重が伝達される。

図８は操作子４８のラック歯１７０、複合歯車１７６、回転入力部１５６の回転歯１５８の位置関係を模式的に示す図である。本図では、ラック歯１７０のピッチ線、複合歯車１７６の各歯車１７２、１７４や回転歯１５８のピッチ円を一点鎖線で示す。

図８（ａ）に示すように、操作子４８が方向Ｐ２に移動し、複合歯車１７６が方向Ｐ３に一定角度回転する場合を考える。このとき、複合歯車１７６に作用するトルクをＴ、ラック歯１７０から第１歯車１７２に伝達される入力荷重をＦ１、第２歯車１７４から回転歯１５８に伝達される出力荷重をＦ２とする。このトルクＴは力点によらず一定となるため、第１歯車１７２、第２歯車１７４には一定のトルクが作用し、以下の式（１１）、（１２）が成立する。また、これらの式（１１）、（１２）からは式（１３）が導出できる。
Ｔ＝Ｆ１×Ｒ１ ・・・（１１）
Ｔ＝Ｆ２×Ｒ２ ・・・（１２）
Ｆ２＝Ｆ１×（Ｒ１／Ｒ２） ・・・（１３）

上述のように、ピッチ円半径Ｒ１はピッチ円半径Ｒ２より小さいため、Ｒ２に対するＲ１の半径比（Ｒ１／Ｒ２）が１未満の範囲となる。よって、回転入力部１５６に伝達される出力荷重Ｆ２は、式（１３）に示すように、操作子４８から伝達される入力荷重Ｆ１より小さくなる。つまり、複合歯車１７６は、操作子４８の移動により操作子４８から伝達される荷重を減少させたうえで、回転入力部１５６に伝達する荷重調整機構１７７を構成する。

荷重調整機構１７７では、上述の半径比Ｒ１／Ｒ２が１未満の範囲で小さくなるほど、入力荷重に対する出力荷重の減少量が増す。出力荷重の減少量が増すほど、回転入力部１５６に一定量のトルクを付与するために、操作子４６、４８に加えるべき荷重（操作荷重）が大きくなる。このように、各歯車１７２、１７４の半径比の調整により、操作子４６、４８の操作荷重を調整可能になる。

この他に、荷重調整機構１７７では、回転入力部１５６に一定量のトルクを付与するために、操作子４６、４８に付与すべき移動量（操作距離）も調整可能である。

図８（ｂ）に示すように、操作子４８が方向Ｐ２に移動し、複合歯車１７６が方向Ｐ３に一定角度θで回転する場合を考える。このとき、操作子４８のラック歯１７０に対する第１歯車１７２の噛合位置の変化量を入力移動量Ｌ１、回転入力部１５６の回転歯１５８に対する第２歯車１７４の噛合位置の変化量を出力移動量Ｌ２とする。このとき、以下の式（１４）、（１５）が成立する。また、これらの式（１４）、（１５）からθを消去すると式（１６）が導出できる。
Ｌ１＝（θ／２π）×（２π×Ｒ１） ・・・（１４）
Ｌ２＝（θ／２π）×（２π×Ｒ２） ・・・（１５）
Ｌ２＝（Ｒ２／Ｒ１）×Ｌ１ ・・・（１６）

上述の半径比Ｒ１／Ｒ２は１未満となるため、その逆数Ｒ２／Ｒ１は１超となる。よって、回転入力部１５６に付与する出力移動量Ｌ２は、式（１６）に示すように、操作子４８から付与される入力移動量Ｌ１より大きくなる。この半径比Ｒ１／Ｒ２が１未満の範囲で小さくなるほど、その逆数Ｒ２／Ｒ１が１超の範囲で大きくなり、入力移動量Ｌ１に対する出力移動量Ｌ２の増加量が増す。出力移動量Ｌ２の増加量が増すほど、回転入力部１５６に一定量のトルクを付与するために、操作子４６、４８に付与すべき移動量（操作距離）が小さくなる。このように、各歯車１７２、１７４の半径比の調整により、操作子４６、４８の操作距離も調整可能になる。

次に、本実施形態に係る水栓装置１０の他の特徴を説明する。図９（ａ）は図７の方向Ｐ４から見た複合歯車１７６周りの構造を示す図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の範囲Ｓ１の拡大断面図であり、図９（ｃ）は図９（ａ）の方向Ｐ５から複合歯車１７６の回転軸１７８を見た図である。

ベースプレート１５０には、図９（ａ）に示すように、複合歯車１７６の位置を保持するための軸保持部材１８０が固定される。軸保持部材１８０は、ビス等の締結具１８１によりベースプレート１５０に接続される接続部１８０ａと、接続部１８０ａに対して左右方向Ｘの一方（図９（ａ）中左側）に離れた位置に設けられる二つの保持部１８０ｂとを備える。二つの保持部１８０ｂは複合歯車１７６の回転軸１７８の軸方向に離れて平行となるように配置される。

複合歯車１７６は、第１歯車１７２及び第２歯車１７４を含む歯車体１８８と、各歯車１７２、１７４の回転中心と同軸に設けられる回転軸１７８とが別体に構成される。歯車体１８８は、各歯車１７２、１７４の他、各歯車１７２、１７４から軸方向に延びるように設けられる筒状の間隔保持部１９０を有し、これらが一体成形される。歯車体１８８には各部位を軸方向に貫通する貫通孔１９２が形成される。

回転軸１７８の一端部１７８ａには、図９（ｂ）に示すように、軸方向の中間部１７８ｃより径方向外側に張り出すつば部１８４が一体に形成される。回転軸１７８は、図９（ａ）に示すように、軸保持部材１８０の各保持部１８０ｂとともに、歯車体１８８の貫通孔１９２に挿通される。回転軸１７８は、各保持部１８０ｂに対しては回転自在に支持され、歯車体１８８に対してはキー、溝等を用いた嵌め合いにより一体に回転可能となる。これらの組み付け時、回転軸１７８は、その他端部１７８ｂから一方の保持部１８０ｂ（図中上側）、歯車体１８８、他方の保持部１８０ｂ（図中下側）の順で挿通される。このとき、回転軸１７８は、一方の保持部１８０ｂとつば部１８４との係合により軸保持部材１８０に対する相対位置が決まり、その他端部１７８ｂへの止め輪１８２の取り付けによりこれらと一体化される。

つば部１８４は、図９（ｂ）、（ｃ）に示すように、ベースプレート１５０に形成される円形状の挿通孔１８６に挿通される。つば部１８４は挿通孔１８６に対して嵌合可能な円形状に形成される。回転軸１７８は、挿通孔１８６につば部１８４が挿通されたうえで嵌合されることにより、ベースプレート１５０に対して回転軸１７８の軸直交方向に位置決めされる。

前述した図６は、回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１に沿った方向から見た図でもある。複合歯車１７６の回転軸１７８は、本図に示すように、回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１に沿った方向から見たとき、その回転中心線Ｃ１よりも操作子４６、４８の移動方向Ｐ１にずれて位置する。詳細には、カラン用流量調整弁３０に用いられる複合歯車１７６の回転軸１７８は、流量調整弁３０の回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１よりも、カラン用操作子４６の移動方向Ｐ１の一端側（図中左側）にずれて位置する。この回転軸１７８は、複合歯車１７６の荷重出力先となる回転入力部１５６の一端側位置Ｑ１より一端側（図中左側）にずれて位置する。また、シャワー用流量調整弁３２に用いられる複合歯車１７６の回転軸１７８は、流量調整弁３２の回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１よりも、シャワー用操作子４８の移動方向Ｐ１の他端側（図中右側）にずれて位置する。この回転軸１７８は、複合歯車１７６の荷重出力先となる回転入力部１５６の他端側位置Ｑ２よりも他端側（図中右側）にずれて位置する。

以上の水栓装置１０による作用効果を説明する。
本実施形態によれば、荷重調整機構１７７により入力荷重に対する出力荷重の減少量を調整でき、操作子４６、４８の操作荷重を調整可能となる。また、荷重調整機構１７７により入力移動量に対する出力移動量の増加量も調整できる。よって、操作子４６、４８の操作荷重、操作距離を設定するうえで、調整対象となるパラメータが回転入力部１５６の径以外に増えることになり、操作荷重、操作距離の設定自由度を高められる。

また、本実施形態では、荷重調整機構１７７により入力荷重に対して出力荷重を減少させることで操作子４６、４８の操作荷重を大きくしているため、操作子４６、４８に意図せず指等が軽く引っかかったときの操作子４６、４８の移動量を減らせ、誤動作の発生を抑えられる。また、荷重調整機構１７７により入力移動量に対して出力移動量を増加させることで操作距離を小さくしているため、回転入力部１５６に一定量のトルクを付与させて弁機構の弁体を一定量移動させるうえで、操作子４６、４８の可動範囲を小さくでき、水栓装置１０全体の大きさをコンパクトにできる。

また、荷重調整機構１７７が複合歯車１７６であるため、荷重調整機構１７７にベルトやチェーン等を用いるよりも構成を簡略化できるうえ部品数を抑えられる。よって、水栓装置１０の製品コストを抑えつつ、その全体の寸法をコンパクトにできる。

また、複合歯車１７６は、図６に示すように、回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１よりも操作子４６、４８の移動方向Ｐ１にずれた位置に回転軸１７８が位置する。よって、回転中心線Ｃ１に沿った方向から見て、回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１と操作子４６、４８の間に複合歯車１７６が位置するよりも、両者の間の距離を狭められ、それだけ水栓装置１０全体の寸法をコンパクトにできる。

また、複合歯車１７６の回転軸１７８はベースプレート１５０の挿通孔１８６内に挿通されることにより、ベースプレート１５０に対して位置決めされる。この利点を説明する。かりに、ベースプレート１５０の挿通孔１８６に複合歯車１７６の回転軸１７８を挿通しない場合、ベースプレート１５０に対する複合歯車１７６の位置決めは、軸保持部材１８０の接続部１８０ａとベースプレート１５０とのねじ等による接続により行われる。この場合、ベースプレート１５０に対して軸保持部材１８０の相対位置を精度よく合わせたうえで接続しなければならず、両者の位置精度にばらつきが生じ易いうえ、両者を位置合せするための専用の治具が必要になる等して作業が煩雑となる。

この点、本実施形態によれば、ベースプレート１５０に対して複合歯車１７６を位置決めするにあたり、その回転軸１７８を挿通孔１８６内に挿通すれば足りる。よって、ベースプレート１５０に複合歯車１７６を組み付けるときの複合歯車１７６の位置合わせ作業が容易になるうえ、高い位置精度を安定して得られる。

また、ベースプレート１５０に対する複合歯車１７６の位置精度が高い場合、水栓本体２４に対してベースプレート１５０の相対位置が精度よく合わせられていれば、回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１から複合歯車１７６の回転軸１７８までの軸間距離を一定範囲内に保持し易くなる。この軸間距離が過度に小さいと回転不能となる恐れがあるが、この問題を効果的に抑え易くなる利点もある。

次に、本実施形態に係る水栓装置１０の更に他の特徴を説明するため、前述の特許文献１の構造に関する他の問題点を説明する。一般的な弁機構では、回転入力部が回転中心線を一方から見て時計回りに回転したとき、回転中心線と同軸に設けられるシャフトが手前側に変位することで弁部の開度が増し、下流側への給水量が増す。一方、回転入力部が反時計回りに回転したときは下流側への給水量が減る。これは回転入力部の回転運動をシャフトの直線運動に変換する機構として送りねじ機構を用いており、送りねじ機構の雌ねじ部材、雄ねじ部が右ねじであることに起因している。

特許文献１の構造では、スライド操作子を右側に移動させたとき、回転入力部が回転中心線を一方から見て反時計回りに回転し、シャフトが奥側に変位する構造になっている。よって、スライド操作子を右側に移動させたときに給水量が減ることになる。人間の感覚的には、スライド操作子を右側に移動させたとき、操作対象となる湯水の流量が増大する方が自然である。このため、従来の構造では、操作対象となる湯水の流量を直感的に操作できず、それだけ使い勝手が悪いという問題がある。この対策として、本実施形態に係る水栓装置１０は以下の構成を採用している。

まず、この構成を説明するための前提となる概念を説明してから、前述の対策のための構成を説明する。図１０は水栓装置１０の上面図である。本実施形態では、各操作子４６、４８の使用時に使用者がいる使用者位置Ａを予め一意に想定している。この使用者位置Ａは、水栓装置１０に対して、浴室の側壁面６０から法線方向が延びる側、つまり、正面側に離れた位置を想定している。使用者位置Ａは、水栓装置１０に対して、ハウジング６２の正面側に離れた位置にあるともいえる。本実施形態では、この使用者位置Ａ側から見たときの各操作子４６、４８の位置関係を基準として水栓装置１０を設計している。ここでの「使用者位置Ａ側」から見たときの位置関係とは、使用者位置Ａから水栓装置１０に向けて水平に延びる方向Ｂに直交する鉛直面を投影面としたとき、水栓装置１０を投影面に正射影したときの投影像により観察したときの位置関係をいう。

図１１（ａ）は図６のシャワー用操作子４８、複合歯車１７６、回転入力部１５６の位置関係を同図のＢ−Ｂ断面と同じ視点から見た模式図である。本図ではシャワー用流量調整弁３２の一部も示す。また、本図では使用者位置Ａ側をアンダーバーを付して示す。

流量調整弁３２は、回転入力部１５６と一体に回転可能な筒状の雌ねじ部材２２８を備える。雌ねじ部材２２８は、流量調整弁３２のパイロット弁部（図示せず）を開閉するパイロット弁体となるシャフト２２０と同軸に設けられるとともに、その内周面に雌ねじが形成される。シャフト２２０の一端側（図中下側）には雄ねじ部２３２が設けられ、雄ねじ部２３２は雌ねじ部材２２８の雌ねじに螺合される。雌ねじのねじ溝及び雄ねじ部２３２のねじ山は、シャフト２２０の軸線方向を一端側から見たとき、右巻きの螺旋状、つまり、右ねじに形成される。

図１１（ａ）に示すように、シャフト２２０の一端側から見て、回転入力部１５６及び雌ねじ部材２２８が時計回りの方向Ｕａ１に回転する場合を考える。この場合、雌ねじ部材２２８等が右ねじであるため、雄ねじ部２３２及びシャフト２２０が手前側（方向Ｕｂ１）に変位し、パイロット弁部の開度が変化する結果、図１１（ｂ）に示すように、流量調整弁３２の主弁部２３６の開度が増大する。これに対して、図１１（ｂ）に示すように、回転入力部１５６等が反時計回りの方向Ｕａ２に回転すると、シャフト２２０が奥側（方向Ｕｂ２）に変位し、パイロット弁部の開度が変化する結果、図１１（ａ）に示すように、主弁部２３６の開度が減少する。このように、雌ねじ部材２２８及び雄ねじ部２３２は、回転入力部１５６の回転運動をシャフト２２０の軸線方向の直線運動に変換する送りねじ機構２３４を構成する。流量調整弁３２の具体的な構造は特許文献１と同様である。

ここで、荷重調整機構１７７は、図１１（ａ）に示すように、使用者位置Ａ側から見て、操作子４６、４８が右側（方向Ｕｃ１）に移動したとき、回転入力部１５６を時計回り（方向Ｕａ１）に回転させるように構成される。これにより、前述のように、流量調整弁３２の主弁部２３６の開度が増大し、流量調整弁３２から下流側への給水量が増大する。つまり、荷重調整機構１７７は、操作子４６、４８が右側に移動したとき、流量を増大させるように流量調整弁３２を動作させることになる。

これにより、使用者位置Ａ側から見て操作子４６、４８が右側に移動したとき、流量を増大させるように流量調整弁３０、３２が動作するため、操作対象となる湯水の流量を直感的に操作でき、良好な使い勝手を得られる。また、送りねじ機構２３４を構成する雌ねじ部材２２８及び雄ねじ部２３２を左ねじにしなくともよいため、流量調整弁３０、３２の組み立てにあたり、これらが左ねじの専用品を準備せずともよくなる。よって、雌ねじ部材２２８及び雄ねじ部２３２が右ねじの汎用的な部品を用いて流量調整弁３０、３２を組み立てられ、その部品に関して他製品との間で共用化し易くなる。

なお、他の観点からいうと、荷重調整機構１７７は、図１１（ｂ）に示すように、使用者位置Ａ側から見て、操作子４６、４８が左側（方向Ｕｃ２）に移動したとき、回転入力部１５６を反時計回り（方向Ｕａ２）に回転させるように構成されているともいえる。

以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示すにすぎない。また、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が可能である。

水栓装置１０は浴室に設置される例を説明したが、キッチン、洗面室に設置されてもよい。また、水栓装置１０が用いられる吐水装置１２は複数の吐水部を有する例を説明したが、単数の吐水部のみを有してもよい。

使用者位置Ａは、水栓装置１０に対して、浴室の側壁面６０から法線方向が延びる側に離れた位置を想定したが、その法線方向に対して交差した方向の延びる側に離れた位置でもよい。

各操作子４６、４８は、ハウジング６２に対して左右に変位する例を説明したが、その移動方向は上下方向Ｚでもよいし、これらに対して斜めの方向でもよい。また、各操作子４６、４８は、直線状に移動可能な例を説明したが、仮想的な円中心周りに円弧状に移動可能でもよいし、これらを組み合わせた移動経路に移動可能でもよい。

荷重調整機構１７７は、歯車機構としての複合歯車１７６を説明したが、歯車機構の他に、ベルト、チェーン、ローラ等が含まれていてもよいし、歯車機構を含まずにこれらチェーン等を用いて構成されてもよい。

荷重調整機構１７７は、操作子４６、４８から伝達される荷重を減少させる代わりに、これを増加させたうえで、回転入力部１５６に伝達してもよい。これを実現するうえでは、第１実施形態の例でいうと、ピッチ円半径Ｒ１をピッチ円半径Ｒ２より大きくすればよい。この場合、これらの半径比Ｒ１／Ｒ２が１超の範囲となり、式（１３）に示すように、回転入力部１５６に伝達される出力荷重Ｆ２は、操作子４８から伝達される入力荷重Ｆ１より大きくなる。また、半径比Ｒ１／Ｒ２の逆数Ｒ２／Ｒ１が１未満の範囲となり、式（１６）に示すように、回転入力部１５６に付与する出力移動量Ｌ２は、操作子４８から付与される入力移動量Ｌ１より小さくなる。この利点として、操作子４６、４８の操作荷重が小さくなるため、弁機構を動作させるために入力すべき荷重が大きいときでも、操作子４６、４８に加えるべき力を小さくでき、弁機構を簡単に動作可能となる点がある。

また、操作子４６、４８により操作される弁機構として流量調整弁３０、３２を説明したが、操作子４６、４８により湯水混合弁２８が操作されてもよい。この場合、湯水混合弁２８は、回転入力部１５６の回転により、給水路２６を流れる湯水の温度を調整する。また、弁機構は、上述した具体的構造に限られず、回転入力部１５６の正逆方向の回転により弁部を開閉させるものであればよい。

また、荷重調整機構１７７は、使用者位置Ａ側から見て、操作子４６、４８を右側に移動させる代わりに、上側に移動させたとき、流量又は温度を増大させるように弁機構を動作させてもよい。この場合でも、操作対象となる湯水の流量や温度を直感的に操作でき、良好な使い勝手を得られる。

また、複合歯車１７６は、回転入力部１５６の回転中心線Ｃ１とラック歯１７０の間に位置してもよいし、その回転軸１７８がベースプレート１５０の挿通孔１８６内に挿通されていなくともよい。

Ｃ１…回転中心線、１０…水栓装置、２４…水栓本体、２６…給水路、４６…カラン用スライド操作子、４８…シャワー用スライド操作子、１５６…回転入力部、１５８…回転歯、１７０…ラック歯、１７２…第１歯車、１７４…第２歯車、１７６…複合歯車、１７７…荷重調整機構、１７８…回転軸、１８６…挿通孔。

Claims (4)

1. 回転入力部の回転により動作する弁機構を有する水栓本体と、
   前記弁機構の操作に用いられ、前記水栓本体に対して一方向に沿って変位可能なスライド操作子と、
   前記スライド操作子の移動により該スライド操作子から伝達される荷重を増加又は減少させたうえ、前記回転入力部に伝達可能な荷重調整機構と、を備え、
   前記スライド操作子には、複数のラック歯が前記一方向に並んで形成され、
   前記回転入力部には、複数の回転歯が周方向に並んで形成され、
   前記荷重調整機構は、前記複数のラック歯と噛合可能な第１歯車と、前記複数の回転歯と噛合可能な第２歯車とが同軸に設けられる複合歯車であり、
   前記複合歯車の回転軸は、前記回転入力部の回転中心線に沿った方向から見たときに、該回転中心線よりも前記スライド操作子の移動方向にずれて位置することを特徴とする水栓装置。
2. 前記水栓本体に固定されるベース体を更に備え、
   前記複合歯車の回転軸は、前記ベース体に形成される挿通孔内に挿通されることにより、該ベース体に対して位置決めされることを特徴とする請求項１記載の水栓装置。
3. 回転入力部の回転により動作する弁機構を有する水栓本体と、
   前記弁機構の操作に用いられ、前記水栓本体に対して一方向に沿って変位可能なスライド操作子と、
   前記スライド操作子の移動により該スライド操作子から伝達される荷重を増加又は減少させたうえ、前記回転入力部に伝達可能な荷重調整機構と、を備え、
   前記スライド操作子には、複数のラック歯が前記一方向に並んで形成され、
   前記回転入力部には、複数の回転歯が周方向に並んで形成され、
   前記荷重調整機構は、前記複数のラック歯と噛合可能な第１歯車と、前記複数の回転歯と噛合可能な第２歯車とが同軸に設けられる複合歯車であり、
   前記水栓本体に固定されるベース体を更に備え、
   前記複合歯車の回転軸は、前記ベース体に形成される挿通孔内に挿通されることにより、該ベース体に対して位置決めされることを特徴とする水栓装置。
4. 前記弁機構は、前記回転入力部の回転により、給水路を流れる湯水の流量又は温度を調整可能であり、
   前記荷重調整機構は、前記スライド操作子の使用者がいると予め想定される使用者位置側から見て、該スライド操作子が右側又は上側に移動したとき、前記流量又は温度を増大させるように前記弁機構を動作させることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の水栓装置。

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