JP6580443B2 - 水栓の開閉弁 - Google Patents

Description

本発明は、ボタンが操作されることにより、吐水及び止水を実行できるようにした水栓の開閉弁に関するものである。

特許文献１には、自閉水栓，いわゆるフラッシュバルブ用の自閉式開閉弁が開示されている。この特許文献１の開閉弁は、ボタンを押し込むことにより、副弁が開放され、自閉弁内の圧力バランスが変更されて、吐水が実行される。そして、吐水の進行にともなって前記圧力バランスが徐々に復帰して、吐水が所定量に達したときに、止水される。

特開２０１１−２０８７１８号公報

特許文献１の自閉弁においては、ボタンを１回押し込むだけで、所定の吐水量を得ることができるが、１回あたりの吐水量を少なくしたり、逆に多くしたり、あるいは連続吐水を得たりすることはできない。

本発明の目的は、ボタンに対する押し込み操作により、任意の吐水量を得ることができるようにした水栓の開閉弁を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明においては、ボタンが押し込み操作されることにより、吐水及び止水が行なわれるように切換えられる弁機構を備えた水栓の開閉弁において、前記ボタンと前記弁機構との間に、前記ボタンが１回目に押し込まれることにより、前記弁機構を吐水状態に保持し、前記ボタンが２回目に押し込まれることにより、前記弁機構を止水状態にする保持機構を備えたことを特徴とする。

以上の構成においては、ボタンが押し込まれた吐水状態において、弁機構は吐水状態に保持されて、その吐水状態が継続され、ボタンが再度押し込まれると、止水される。従って、吐水時間の長短を自在に決定できて、任意量の吐水を得ることができる。

本発明の水栓によれば、ボタンに対する単純な押し込み操作により、任意の量の吐水を得ることができる効果がある。

水栓の斜視図。 開閉弁部分の水栓本体を示す平断面図。 開閉弁を示す水栓本体の断面図。 開閉弁の分解斜視図。 止水時における開閉弁の断面図。 吐水時における開閉弁の断面図。 保持機構を示す説明図。

以下に、本発明を具体化した実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態は、水，湯及び水と湯との混合水（以下、単に水と総称する）を吐水できるようにした湯水混合水栓（以下、単に水栓という）において具体化したものである。

図１及び図２に示すように、水栓本体１１は、水栓の外側面を形成するカバー３０により覆われ、図３に示すように、水栓本体１１の後部における給水口１１１及び給湯口１１２には、水側ソケット１２及び湯側ソケット１３がそれぞれ接続されている。それらの水側ソケット１２及び湯側ソケット１３は、給水源から延びる配管（図示しない）及び給湯源から延びる配管（図示しない）にそれぞれ連結されている。水栓本体１１の後部のシャワー吐水口１４には、シャワーホース（図示しない）が接続され、そのシャワーホースの先端にはシャワーヘッド（図示しない）が接続されている。図１に示すように、水栓本体１１の下面のカラン吐出口（図示しない）には、カラン吐水管１７が接続されている。図３に示すように、水栓本体１１の右端内部には、吐水量調節弁１５が設けられ、水栓本体１１の左端内部には、温度調節弁１６が設けられ、それらは、水栓本体１１の外部の吐水量調節ハンドル１８及び温度調節ハンドル１９により調節動作される。

図３に示すように、水栓本体１１の内部には、内壁３１，３２により、前記温度調節弁１６の二次側と前記吐水量調節弁１５の一次側との間に接続された第１通水路３４が形成されるとともに、内壁３２，３３により前記吐水量調節弁１５の二次側に接続された第２通水路３６が形成されている。また、水栓本体１１の内部には、内壁３３と外壁３５とにより、第３通水路３８が形成されており、この第３通水路３８は、区画壁３７により、前記シャワー吐水口１４に接続されたシャワー側室３８１と、前記カラン吐水口に接続されたカラン側室３８２とに区画されている。

図２及び図３に示すように、水栓本体１１の前部右側には、前記カバー３０の外部側のシャワー側操作ボタン４１と対向するように、ボタン２０を有するシャワー側開閉弁２１が前記内壁３３を貫通して内装され、第２通水路３６とシャワー側室３８１内に位置している。水栓本体１１の前部左側には、カバー３０の外部側のカラン側操作ボタン４２と対向するように、ボタン２２を有するカラン側開閉弁２３が内壁３３を貫通して内装され、第２通水路３６とカラン側室３８２内に位置している。後述のように、シャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３は、１回目のボタン２０，２２に対する押し込みにより、同ボタン２０，２２が後退してその位置で保持され、２回目のボタン２０，２２に対する押し込みにより同ボタン２０，２２が前進された突出位置に復帰する。なお、本実施形態においては、図２及び図３の下側、図５及び図６の左側を開閉弁２１の前側とする。

そして、シャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３の各ボタン２０，２２が前方への突出状態にあるときには、シャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３が閉鎖状態にあって、第２通水路３６とシャワー側室３８１及びカラン側室３８２との間が遮断され、シャワーヘッド及びカラン吐水管１７が止水状態にある。シャワー側開閉弁２１のボタン２０が押し込まれたときには、シャワー側開閉弁２１が開放されて、前記第２通水路３６とシャワー側室３８１とが連通状態になり、シャワーヘッドからのシャワー吐水が行なわれる。カラン側開閉弁２３のボタン２２が押し込まれたときには、カラン側開閉弁２３が開放されて、前記第２通水路３６とカラン側室３８２とが連通状態になり、カラン吐水管１７からの吐水が行なわれる。従って、第２通水路３６がシャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３の一次側となり、第３通水路３８のシャワー側室３８１及びカラン側室３８２がシャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３の二次側となる。シャワー側及びカラン側の吐水の場合、前記吐水量調節ハンドル１８の手動操作により、吐水量が調節される。また、温度調節ハンドル１９の手動操作により、吐水の温度が調節される。

次に、前記シャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３の構成及び作用を説明するが、シャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３の構成及び作用は同じであるため、以下の説明においては、シャワー側開閉弁２１の構成及び作用を中心に説明する。

図４〜図６に示すように、シャワー側開閉弁２１のほぼ円筒状のアウタケース５１には、前記内壁３３に対応する内壁対応部５２と、外壁３５と対応する外壁対応部５３とが形成され、それらの外周には内壁３３及び外壁３５との間をシールするための環状のシール部材５４が設けられている。アウタケース５１の後部には前記第２通水路３６内に突出する有底筒状の収容部５５が形成されている。前記内壁対応部５２と外壁対応部５３との間には二次側開口５６が形成され、前記収容部５５の内壁対応部５２側には一次側開口５７が形成されている。

前記アウタケース５１の前部側の内部には環状のシール部材５８を介して挿入部材７６が挿入固定されている。その挿入部材７６には、前記二次側開口５６と連通する流路６４が形成されている。この挿入部材７６とアウタケース５１とにより、弁ケースが構成されている。前記二次側開口５６と一次側開口５７との間において、挿入部材７６には主弁座５９が形成されており、その主弁座５９内には、前記二次側開口５６及び流路６４と一次側開口５７との間に位置する主弁口５０が形成されている。アウタケース５１の外側面にはストレーナ７４が嵌着されており、このストレーナ７４には二次側開口５６と対向するように、ゴミ等の濾過用のメッシュ部７４１が形成されている（図４参照）。

収容部５５内には、可動部材６０がシール部材６１を介してシャワー側開閉弁２１の軸線Ｃ方向に移動可能に収容され、その内部と前記収容部５５の内部とにより圧力室６３が形成されている。可動部材６０の外周には、主弁６２が取付けられ、この主弁６２は、可動部材６０の移動により、前記主弁座５９に対して開閉動作される。そして、主弁６２の閉鎖時には前記二次側開口５６及び流路６４と一次側開口５７との間の主弁口５０が遮断され、主弁６２の開放時には、その主弁口５０が連通される。

前記可動部材６０の内部には、副弁座６６が取付けられている。この副弁座６６と前記主弁座５９とは、ゴム材により構成され、可動部材６０の図示しない透孔内を通る架設部６５を介して一体に形成されている（図４参照）。可動部材６０の内部には、前記主弁６２より受圧面積の小さな副弁６７が副弁座６６に対して開閉移動可能に収容されている。そして、副弁６７の開放時には、可動部材６０及び副弁座６６の副弁口６８を介して前記二次側開口５６及び流路６４が前記圧力室６３と連通され、副弁６７の閉鎖時にはその連通が遮断される。副弁６７には、前記副弁口６８内を遊挿されて、副弁口６８から流路６４内に突出する第１突出部７０と、前記収容部５５の底壁の突起６９の孔７１内に遊挿された第２突出部７２とが一体形成されている。そして、前記圧力室６３は、孔７１の内周面と第２突出部７２の外周面との間の隙間を介して、常時第２通水路３６と連通されている。副弁６７はコイルバネ７３により閉弁方向に付勢されている。

本実施形態においては、主弁６２及び主弁座５９と、副弁６７及び副弁座６６とにより、ボタン２０が押し込み操作されることに基づいて切換えられて、吐水及び止水が行なわれるようにした弁機構が構成されている。

前記挿入部材７６の前端側の軸心位置には受け部材８１が固定されており、その受け部材８１及び挿入部材７６の軸心位置には、支持孔８２が貫設されている。支持孔８２には、前記副弁６７と対向するスピンドル８３が軸方向移動可能に挿入支持され、スピンドル８３の副弁６７側の端部には大径部８３１が形成されている。

アウタケース５１の前端部には、収容筒７９が固定され、その前端にはフランジ状のストッパ８０が形成されている。収容筒７９には、前記ボタン２０が出没移動可能に収容され、その外周のストッパ８５が前記ストッパ８０に対向している。ボタン２０の内側には、取付部材８６が取付けられており、その取付部材８６の取付部８６１に前記スピンドル８３の前端部が取付けられている。その取付部８６１と前記受け部材８１との間には、コイルバネ８７が介在されており、このコイルバネ８７により、取付部材８６，ボタン２０及びスピンドル８３が前方へ向かって付勢されている。

図５〜図７に示すように、前記挿入部材７６のボタン２０側の前端部には一対の平板部７８が一体形成されている。両平板部７８の外側面には、いわゆるハートカム形式の第１，第２カム部８８，８９がそれぞれ形成されている。前記取付部材８６の前端には支持部８６２が形成されており、その支持部８６２には、ばね性を有する金属線材よりなるカムフォロワ９０がその中間部９０１において回転可能に支持されている。カムフォロワ９０の一端である第１端部９０２が前記第１カム部８８に係合され、他端である第２端部９０３が第２カム部８９に係合されている。

そして、図６及び図７に示すように、コイルバネ８７の付勢力に抗したボタン２０の押し込み移動により、第１カム部８８及び第２カム部８９の各カム面８８１，８９１の作用によりカムフォロワ９０の第１端部９０２及び第２端部９０３が中間部９０１を中心に回転される。次いで、第２カム部８９のカム面８９２の作用により、第２端部９０３が中間部９０１を中心に前記とは反対方向に回転されて、第２カム部８９の凹部８９３に係合される。この反対方向への回転により、第１端部９０２が第１カム部８８のカム面８８２に導かれて、凹部８８３に係合される。従って、この状態で、ボタン２０が押し込み位置において保持される。

この押し込み状態において、ボタン２０がさらに押し込まれると、カムフォロワ９０の第１端部９０２及び第２端部９０３が両凹部８８３，８９３から後方へそれぞれ離脱し、第２カム部８９のカム面８９４の作用によって凹部８８３，８９３との対向位置から退避される。従って、コイルバネ８７の付勢力により、カムフォロワ９０はボタン２０とともに前方へ復帰される。

本実施形態においては、カム部８８，８９とカムフォロワ９０とにより、ボタン２０と前記弁機構との間において、前記ボタン２０が１回目に押し込まれることにより、弁機構を後述の吐水状態に保持し、ボタン２０が２回目に押し込まれることにより、前記弁機構を止水状態にする保持機構が構成されている。

次に、以上のように構成されたシャワー側開閉弁２１の作用を説明する。
図５の状態は、ボタン２０が前方の突出位置に配置されてストッパ８０，８５の係合によってその位置に保持されるとともに、スピンドル８３が支持孔８２内の前部側の没入位置に配置されて、大径部８３１と挿入部材７６との係合によってその没入位置に保持された状態を示している。この状態では、副弁６７が、コイルバネ７３の付勢力と、圧力室６３内の水圧，すなわち第２通水路３６内の水圧とにより副弁座６６に当接して、副弁口６８が閉鎖された状態にある。また、主弁６２が、同じくコイルバネ７３の付勢力と、圧力室６３内の水圧及び第２通水路３６内の水圧とにより、主弁座５９に当接して、主弁口５０が遮断された状態にある。このため、第２通水路３６と第３通水路３８との間が遮断されて、止水状態にある。

この状態において、操作者によりシャワー側操作ボタン４１が押されて、ボタン２０が押し込められると、図６に示すように、第１カム部８８及び第２カム部８９の作用により、カムフォロワ９０が同第１カム部８８及び第２カム部８９の凹部８８３，８９３に係合され、コイルバネ８７の作用によってその位置で保持される。

また、前記ボタン２０の押し込み移動により、取付部材８６を介してスピンドル８３が副弁６７側に突出移動され、そのスピンドル８３の大径部８３１が副弁６７の第１突出部７０に当接して、副弁６７がコイルバネ７３の付勢力に抗して副弁座６６から離間する開放側に移動される。このため、副弁口６８が開放されて、圧力室６３内の水が流路６４及びシャワー側室３８１内に流れ、圧力室６３及び第２通水路３６内の水圧がシャワー側室３８１内の水圧とほぼ等しくなる。

引き続き、スピンドル８３によって可動部材６０が押されて、主弁６２が主弁座５９から離間され、主弁口５０が開放される。従って、第２通水路３６内の水が主弁口５０を介して第３通水路３８のシャワー側室３８１内に流れ、シャワーから吐水される。

この吐水状態においては、副弁６７及び可動部材６０がスピンドル８３に当接された位置に配置されている。
ボタン２０が押し込み位置に保持された吐水状態において、ボタン２０をさらに押し込むと、カムフォロワ９０の第１，第２端部９０２，９０３が第１，第２カム部８８，８９の凹部８８３，８９３から外れる。このことにより、ボタン２０及びスピンドル８３に対する保持が解除され、それらは、コイルバネ７３，８７の付勢力により前方位置に復帰する。このため、スピンドル８３の前方への復帰にともない、コイルバネ７３の付勢力により、副弁６７が副弁座６６上の閉鎖位置に復帰して、副弁口６８が閉鎖される。次いで、コイルバネ７３の付勢力により可動部材６０も前方位置に復帰し、主弁６２が主弁座５９に当接して閉鎖状態になり、第２通水路３６とシャワー側室３８１との間が遮断される。このため、シャワー止水状態になる。そして、この止水状態においては、第２通水路３６内の水圧が高い状態に復帰して、その水圧とコイルバネ７３の付勢力とにより副弁６７及び主弁６２は閉鎖状態に保持される。

カラン側開閉弁２３においても、ボタン２２の操作により、第２通水路３６と第３通水路３８のカラン側室３８２との間において遮断と連通とが行われる。従って、シャワー側開閉弁２１と同様な作用が実行される。

以上のように、本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）操作ボタン４１，４２の押し込み操作によって、ボタン２０，２２が押し込まれ、第1，第2カム部８８，８９及びカムフォロワ９０を有する保持機構により、そのボタン２０，２２が押し込み状態に保持されて、開閉弁２１，２３が開放状態に維持される。また、操作ボタン４１，４２の再度の押し込み操作によって、ボタン２０，２２が押されて、止水状態になる。このため、操作者は、シャワーヘッドやカランからの吐水時間を任意に決定できて、所要の吐水量を得ることができる。しかも、このときに吐水量調節ハンドル１８によって吐水量を調節したり、温度調節ハンドルによって吐水温度を調節したりすることができる。

（２）ボタン２０，２２が押し込まれると、まず、受圧面積が小さい副弁６７が開放されて、第２通水路３６と第３通水路３８との間の圧力差が小さくなり、その状態で主弁６２が開放動作されて、大量の水が吐水される。従って、給水圧が高い場合でも、ボタン２０，２２の押し込みにおいて強い力を要することはなく、ボタン２０，２２を容易に押し込めることができる。

（３）また、副弁６７の開放によって第２通水路３６内の水圧が低下した後に、主弁６２を介して吐水される。従って、ボタン２０，２２の押し込みにともなって、大量の水が瞬間的に吐水されるようなことはなく、使いやすいものとなる。

（４）ボタン２０，２２の２度目の押し込みによる止水時には、副弁６７が閉鎖された後に、主弁６２が閉鎖される。従って、第２通水路３６と第３通水路３８との間の圧力差の上昇が２段階に分けられるため、瞬間的に圧力差が上昇する場合とは異なり、ウォータハンマーを低減できる。

（５）カム部８８，８９は一対の平板部７８にそれぞれ設けられ、カムフォロワ９０は、その両端部９０２，９０３においてそれぞれカム部８８，８９に係合されるとともに、その中間部９０１において取付部材８６に回転可能に支持されている。従って、カムフォロワ９０がその中間部９０１を中心に安定して回転され、保持機構としてスムーズな動作を得ることができる。

本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、以下のような態様で具体化することも可能である。
・前記実施形態では、シャワー用，カラン用のためにそれぞれ開閉弁が設けられた水栓において本発明を具体化したが、開閉弁が１つの水栓において本発明を具体化すること。

・開閉弁２１，２３のボタン２０，２２を押し込み状態に保持する保持機構として、ボタン２０，２２及び挿入部材７６の一方に設けられた回転子と、他方の設けられた固定子との間に、凹凸が連続された鋸刃状のカムを設けたカム機構を採用すること。

・副弁座６６及び副弁６７が設けられていない開閉弁において本発明を具体化すること。この構成においては、ボタン２０，２２の押し込みにより、主弁６２が直接開閉される。

・シャワー側開閉弁２１及びカラン側開閉弁２３のボタン２０，２２を水栓本体１１を覆うカバー３０の前面に露出するようにして、カバー３０の操作ボタン４１，４２を省略すること。

１１…水栓本体、２０…ボタン、２１…シャワー側開閉弁、２２…ボタン、２３…カラン側開閉弁、６２…主弁、６７…副弁、８８…第１カム部、８９…第２カム部、９０…カムフォロワ。

Claims (4)

1. ボタンが押し込み操作されることにより、吐水及び止水が行なわれるように切換えられる弁機構を備えた水栓の開閉弁において、
   前記ボタンと前記弁機構との間に、前記ボタンが１回目に押し込まれることにより、前記弁機構を吐水状態に保持し、前記ボタンが２回目に押し込まれることにより、前記弁機構を止水状態にする保持機構を備え、
   前記保持機構は、弁ケースと前記ボタンとの間に介在されており、
   前記弁ケースの内部には、可動部材が前記開閉弁の軸線方向に移動可能に収容されており、
   前記弁機構は、主弁と、前記主弁の受圧面積よりも受圧面積の小さな副弁とを有し、
   前記主弁は、前記可動部材の外周に取り付けられるとともに、前記副弁は、前記可動部材の内部に収容されている水栓の開閉弁。
2. 前記開閉弁は、前記ボタンの１回目の操作により、前記副弁が開放された後に、前記主弁が開放されるように、主弁と副弁との位置関係を設定した請求項１に記載の水栓の開閉弁。
3. 前記保持機構は、弁ケース側に設けられたカム部と、ボタン側に設けられたカムフォロワとを有する請求項１又は２に記載の水栓の開閉弁。
4. 前記カム部は一対配置され、前記カムフォロワは両端において前記両カム部に係合する請求項３に記載の水栓の開閉弁。
   

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