JPH0348466Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、水や湯の供給管等に発生するウオー
ターハンマー（水撃）現象を吸収して、該供給管
や水栓器具を保護するようにした水撃吸収機能を
有する自動吐水装置に関するものである。

〔従来の技術〕 自動的に吐水及び止水制御を行なう自動吐水装
置は、例えば公共施設のトイレの手洗い器などに
広く用いられている。この自動吐水装置は、人体
（手など）を検知するセンサと、このセンサから
の信号に基いて開弁及び閉弁制御される弁装置等
を備えて構成されている。この種の自動吐水装置
に用いられる電気駆動式の弁装置は手動操作の水
栓金具に比べ閉弁動作が比較的高速であり、止水
時にはウオーターハンマ現象が生じ、配管や水栓
機器等を損壊させるおそれがある。そこで、配管
に水撃吸収器を用いることが考えられる。

第４図は、従来の水撃吸収器４０を示す側断面
図である。該水撃吸収器４０は、洗面台や流し台
等（図示省略）に設置された止水栓（図示省略）
へ水又は湯を供給する配管４１に介設されるもの
であつて、球状ケース４２と接続管（チーズ）４
３とから成つている。

該球状ケース４２内には、ケース内を加圧室４
４と圧縮室４５とに区画する如くダイヤフラム４
６が設けられている。一般に、前記圧縮室４５内
には窒素ガスが封入されており、その内圧は４
Kg／cm²前後に保たれている。該窒素ガスは、万が
一漏洩しても人体に安全であるという点で使用さ
れている。また、前記加圧室４４は、接続管４３
を介して前記供給管４１に連通している。従つ
て、例えば供給管４１に接続された水栓器具（図
示省略）等を急激に止栓操作して、供給管４１内
に衝撃波が伝播された場合は、水撃吸収器４０の
加圧室４４内に流入している水（冷水又は温水）
がダイヤフラム４６を圧縮室４５側へ弯曲させる
ようになる。このため、前記衝撃波に対する反射
波は発生せず、ウオーターハンマー現象は解消さ
れる。

〔考案が解決しようとする課題〕

従来の水撃吸収器４０は水が充満された加圧室
４４と、ダイヤフラム４６の変形を許容する大き
な内容積の圧縮室４５とを備えており、容量が大
きいため、壁裏等に配管された給水管４１等へ後
になつて取り付けることは不可能であつた。そこ
で、前記給水管４１が建物壁面から突出した部分
に水撃吸収器４０を取り付けることが考えられた
が、外観が極めて劣悪であり、殆ど行われていな
かつた。しかも、従来の水撃吸収器４０には、次
の如き欠点があつた。すなわち、ダイヤフラム４
６はニトリルゴム等により形成されており、圧縮
室４５からのガス漏れ防止用のパツキンを兼ねて
いた。しかし、完全なるシールを期待することは
できず、またニトリルゴム自体が窒素ガスを微量
ながら透過するものであつたため、約６ケ月から
１年程度の比較的早い周期で、水撃吸収器として
の十分な機能が得られなくなつていた。従つて、
その都度ガス補填したり、又は水撃吸収器４０自
体を交換したりしなければならず、ランニングコ
ストが高騰していた。

そして、このような水撃吸収器を自動吐水装置
に組み込む場合には、該水撃吸収器は吐水栓に水
を供給する配管に組み込まれることになるが、こ
の配管への水撃吸収器の設置箇所は洗面器の下方
箇所となつたり、あるいは壁面内部箇所となつた
りすることが多く、前記の如きガス補填作業、交
換作業等は極めて面倒であつた。

〔課題を解決決するための手段〕

本考案の自動吐水装置は、水撃吸収機能を有す
る弁装置を備えるようにしたものである。この弁
装置は、ケーシングに電気駆動式の通水制御部と
水撃吸収部とを設けたものである。このケーシン
グには水又は湯等の流体（以下、水と略）を流通
させるための流入口、流出口及び流通路が設けら
れており、この流通路の途中に通水制御部と水撃
吸収部とが設けられている。水撃吸収部は、該流
通路の一部を構成するように設けられた、水の流
通により負圧を発生させるように流路断面積が水
の流れ方向に向つて次第に小さくなり、内径の最
も小さい最小径部を経て再び水の流れ方向に向つ
て次第に流路断面積が大きくなる負圧発生部分を
有する。

また、水撃吸収部は、該最小径部又はその近傍
であつてかつそれよりも下流側の負圧発生部分に
おいて流通路内に連通するように設けられた圧力
吸収室を有する。この圧力吸収室は通路により大
気に通じると共に、の通路には圧力吸収室内に向
つてのみ空気が流入することを許容する逆止弁が
設けられている。

本考案において、前記通水制御部は例えば該流
通路を遮断するための弁体及び弁座を備えてい
る。この弁体は電気駆動機構（ソレノイドなど）
により駆動されて吐水と止水とが行なわれる。

〔作用〕

いま、通水制御部が急激に閉弁して、突発的昇
圧による衝撃波が生じたとする。この閉弁の直前
までは、負圧発生部分の内部が流水状態であつた
ので、該負圧発生部分で負圧が発生し、圧力吸収
室内の水の一部又は全部は該部分に吸い出され、
圧力吸収室内には空気が充満した状態又は空気の
団塊が生じた状態となつている。従つて、上記の
急激な閉弁操作により生じた衝撃波が負圧発生部
分に到達すると、の衝撃波は、水の実質的な流れ
となつて圧力吸収室内へ流入する。このため、前
記衝撃波は空気を圧縮する作用となつて吸収さ
れ、反射波は生じない。従つて、水撃現象は解消
される。

〔実施例〕

以下図面に基いて実施例を説明する。

第５，６図は本考案の実施例に係る自動吐水装
置の全体構成を示す正面図と側面図である。本実
施例は洗面器の吐水装置に本考案を適用した実施
例に関するものである。

第５，６図において、壁面５０に洗面器５１が
取り付けられ、該洗面器５１に吐水栓５２が取り
付けられると共に、給水管５３及び排水管５４が
接続されている。この給水管５３は電気駆動式の
弁装置１を介して水道管５５に接続されており、
該弁装置１はコントローラ５６により開閉制御さ
れる。

吐水栓５２には人体の手を感知するためのセン
サ（図示略）が設けられており、人が吐水栓５２
の下方に手を差し出すとこれがセンサで感知さ
れ、コントローラ５６から開弁信号が弁装置１に
出力され、吐水が開始する。手を引込めると、コ
ントローラ５６からの閉弁信号により止水がなさ
れる。第５，６図において符号５７は電気配線、
５８はコンセントを示す。

次に、上記弁装置１の構成について第１〜３図
を参照して詳細に説明する。

第１図（側断面図）、第２図（第１図の−
線断面図）、第３図（第２図の−線断面図）
に示す如く、この弁装置１は一体のケーシング２
を有し、このケーシング２には水の流入口３、水
の流出口４及び空気の吸込口（空気通路）５等を
備えている。

ケーシング２内には流入口３と流出口４を連通
する流通路を形成するように水室６，７，８，９
がこの順序に連通して設置されている。流入口３
は止水栓１０用の弁座１１を介して水室６に連通
し、水室は逆止弁１２を介して水室７に連通して
いる。水室７と水室８との間は通水管１３により
連通され、該通水管１３の周囲には圧力吸収室１
４が形成されている。

止水栓１０はケーシング２に設けられた雌螺子
孔１５に螺着されており、前記弁座１１に着座す
る弁体１０ａ、該弁体１０ａを保持する螺子軸１
０ｂ、該螺子軸１０ｂを螺進可能に保持した筒部
１０ｃを備えている。逆止弁１２はケーシング２
に設けられた雌螺子孔１６に螺着されており、該
逆止弁１２の先端は水室６，７の間の開口１７に
嵌合されている。該逆止弁１２は弁体１２ａ、本
体１２ｂ、弁体支持部１２ｃ、ばね１２ｄ等を備
えており、ばね１２ｄにより弁体１２ａは本体１
２ｂに着座する方向に付勢されている。そして、
順流方向（水室６から水室７へ向う流れ方向）の
水圧がかかると開弁し、逆流方向の水圧がかかる
と閉弁する。

前記通水管１３はケーシング２に形成された支
持口７ａ，８ａにその端部側がそれぞれ嵌合して
支持されている。なお、この通水管１３をケーシ
ング２内に挿通するために、ケーシング２には開
口１８ａが穿設され、該開口１８ａには蓋１８が
螺着されている。

通水管１３は負圧発生部分を形成するものであ
つてベンチユリー管の構成を有し、水の流れ方向
Ｇに対して次第に内径が小さくなる部分１９と、
最も内径の小さい最小径部２０と、次第に内径が
大きくなる部分２１を備えている。通水管１３の
外周囲の圧力吸収室１４は、最小径部２０よりも
ごくわずか下流側の部分に穿設された開口２３に
よつて通水管１３の内部と連通されている。

前記吸込口５の部分には、逆止弁２４が設けら
れており、通気性の防塵キヤツプ２５で被われて
いる。この逆止弁２４は大気が圧力吸収室１４内
に流入することのみを許容し、圧力吸収室１４か
らケーシング２外部への流体の流出を阻止する。

水室８，９の間には通水制御部２６が設けられ
ている。この通水制御部はケーシング２に設けら
れた筒状の弁座２７、該弁座２７に着座する弁体
２８、該弁体２８を駆動するための鉄心２９を有
するソレノイド３０、該鉄心２９を付勢するスプ
リング３１、弁体２８により水室８，９のいずれ
からも隔別される作動室３２、該作動室３２を外
部から封画するシユラウド３３等を備えている。

前記弁体２８は支持板部３４と該支持板部に一
体に設けられたパツキン３５とを備えた略円盤形
状のものであり、該パツキン３５が弁座２７に当
接する。支持板部３４の中央部には筒状のハブ部
３４ａが設けられており、該ハブ部３４ａには小
孔３６が貫通されている。また、弁体２８には作
動室３２と水室８とを連通する小孔３７（第２図
参照）が穿設されている。鉄心２９はその一端が
弁体２８の支持板部３４のハブ部３４ａに当接し
ており、かつこの当接部にはパツキン２９ａが埋
設されている。鉄心２９は他端側から前記スプリ
ング３１により付勢されており、パツキン２９は
小孔３６を封ずるようにハブ部３４ａに押し付け
られている。

符号３６はケーシング２と一体のブラケツトで
あり、弁装置１を所定の取付部位に固定するため
のものである。

次に、この弁装置１の吐水時及び止水時の作動
について説明する。

ソレノイド３０に通電されると、鉄心２９が第
１図の上方に引き上げられ、パツキン２９ａが小
孔３６から離反し、作動室３２が水室９と連通す
る。そうすると、作動室３２内の水圧が低下し、
水室８からの水圧により弁体２８が押されて弁座
２７から離反する方向に移動し、閉弁する。この
ようにして通水が開始される。

止水時には、ソレノイド３０への通電を停止す
る。そうすると、スプリング３１の付勢力により
鉄心２９が移動し、パツキン２９ａが小孔３６を
封じる。そうすると、小孔３７から作動室３２内
に水が徐々に流入し、弁体２８が弁座２７に接近
し、遂には弁体２８が着座して止水が行なわれ
る。

このように弁体２８は止水時には徐々に弁座２
７に着座するのであるから、この比較的ゆつくり
した着座速度であつても着座の瞬間には相当程度
の水撃が発生する。この水撃は次の如くしてこの
弁装置１内において吸収される。

この弁装置１は、白抜き矢符Ｇ方向に沿つて水
が流れるように取り付けられる。弁体２８が閉弁
して通水管１３内が非流水状態にあるときは、圧
力吸収室１４内が略々満水状態になつている。ソ
レノイド３０に通電して弁体２８を開弁させ、通
水管１３内が流水状態になつたとする。そうする
と、ベンチユリー作用により最小径部２０又はそ
れの近傍の下流側において通水管１３内は負圧状
態となる。従つて、圧力吸収室１４内に満たされ
ていた水は、開口２３を経て、通水管１３内へ吸
い出される作用を受ける。また同時に、圧力吸収
室１４内へは逆止弁２４を介して外気が吸入され
る。このようにして、圧力吸収室１４内には空気
が充満するようになる。

いま、ソレノイド３０への通電を停止して弁体
２８を閉弁させることにより逆流方向へ突発的昇
圧による衝撃波が伝播されたとする。該衝撃波
は、水の実質的な流れとなつて、開口２３から圧
力吸収室１４内へ流入する。従つて、前記衝撃波
はその圧力が吸収され、該衝撃波に対する反射波
は生じない。このため水撃現象は解消される。な
お、次に弁体２６が開弁されれば、通水管１３は
再び流水状態となるから、圧力吸収室１４内も再
び空気が充満された状態になり、次の衝撃波の吸
収に備えるようになる。

なお、上記実施例では開口２３が最小径部２０
よりもわずかに下流側に設けられているが、該開
口２３は最小径部２０に設けても良い。また、上
記実施例では開口２３を４個穿設するようにして
いるが、この開口２３の設置個数は任意である。

上記実施例に示される弁装置１は本考案に用い
られる弁装置の一例であり、ケーシングの形状や
通水制御部の構造などは図示以外としても良い。
また、通水制御部の開閉駆動にはソレノイド以外
の電気駆動機構を採用しても良い。さらに、この
弁装置は図示以外の箇所に設置しても良い。

上記実施例では吐水栓に人体の手を検知するセ
ンサ設けられているが、それ以外の箇所にセンサ
を設けても良い。また、人体の手以外の部位を検
知するようにしても良い。

本考案の自動吐水装置は、洗面器以外の吐水施
設にも適用できる。

〔考案の効果〕

以上の説明で明らかなように、本考案の自動吐
水装置は水撃吸収部付の弁装置を備えるものであ
る。この水撃吸収部は、窒素ガスス等の特殊気体
を常時蓄えておく構造ではないから、ガス漏れ等
の心配は不要である。従つて、ガス漏れに伴うガ
ス補填や水撃吸収器自体の交換も不要となる。即
ち、水撃吸収部は、極めて耐久性が良く、しか
も、ランニングコストも不要である。

なお、従来の水撃吸収器は、圧縮室内に充満さ
れていた窒素ガスを圧縮させることにより、水又
は湯の流入スペースを確保し、衝撃波を吸収する
ものであつた。そのため、衝撃波を吸収するため
の受圧面積（ダイヤフラムの面積）を広く要し、
また圧縮室において窒素ガスの圧縮容積を充分に
確保しておかなければならなかつた。従つてかな
り大型のものとなつていた。これに対して本考案
で止水栓に組み込まれている水撃吸収部は、圧力
吸収室内の空気により衝撃波を吸収するものであ
るから、圧力吸収室内のスペースが小さくて足り
る。更に、圧力吸収室への水又は湯の実質的な流
れとして衝撃波を吸収するものであるから、吸収
可能な圧力が大きい。

本考案の自動吐水装置の弁装置は、ケーシング
内に水撃吸収部と通水制御部とを設けたものであ
り、外観上もこじんまりとしてものとして看取さ
れ、これを見る者に違和感を起こさせず、見栄え
が極めて良いので、所望の必要箇所に設置するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図は実施例に係る自動
吐水装置の弁装置を示す断面図、第４図は従来例
を示す断面図、第５図は自動吐水装置を備えた洗
面器の正面図、第６図は同側面図である。 １……弁装置、２……ケーシング、３……流入
口、４……流通路、５……吸込口（空気通路）、
６，７，８，９……水室、１３……通水管、１４
……圧力吸収室、２０……最小径部、２３……開
口、２４……逆止弁、２６……通水制御部、３０
……ソレノイド、５２……吐水栓、５６……コン
トローラ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 電気駆動式の弁装置を有する自動吐水装置にお
   いて、該弁装置は流入口、流出口及びこれらを連
   通するように設けられた流通路を有するケーシン
   グと、 該流通路に設けられた電気駆動式の通水制御部
   と、 該流通路の一部を構成するように設けられた、
   水の流通により負圧を発生させるように流路断面
   積が水の流れ方向に向つて次第に小さくなり、内
   径の最も小さい最小径部を経て再び水の流れ方向
   に向つて次第に流路断面積が大きくなる負圧発生
   部分と、 該最小径部又はその近傍であつてかつそれより
   も下流側の部分において負圧発生部分に連通する
   ように設けられた圧力吸収室と、 この圧力吸収室を大気に連通させる通路と、 この通路に設けられ圧力吸収室内に向つてのみ
   空気が流入することを許容する逆止弁とを備えて
   なる水撃吸収機能を有する自動吐水装置。