JPS6224666B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はたとえば浴室の水道の蛇口に取付ける
ものであつて、所望の水量に設定した時この水量
の放水がなされると自動的に止水する自動止水装
置に関するものである。

この種のものとしてはこれまでに種々提案され
ているが、その中でも放水量の検出を流水で回転
駆動される羽根車で行ない、羽根車の減速回転出
力で弁を閉じるようにしたものとしては、実開昭
52−143033号公報や特公昭44−9418号公報に示さ
れるものがある。ところが、これらはいずれもそ
の止水用の弁として、軸方向に弁体が移動するこ
とで開く弁を用いるとともに、羽根車の回転に連
動回転して弁を開閉するためのカムとしてその周
面に設けたカム面で弁体を、あるいは連動部材を
介して弁体を動かしており、このために次のよう
な問題を有していた。すなわち、自動止水装置に
おいては、止水用の弁よりも後段に羽根車を配置
する方が、弁が閉じた際に羽根車の回転を減速し
たり減速回転出力で弁を開閉したりする部材に水
圧がかからず、また器体を封水構造とするのが容
易であるために好ましいのであるが、羽根車を流
水によつて確実に且つ効率良く回転させるには、
羽根車の接線方向に流水が流れるようにする必要
があり、またこの流水が整流されているのが好ま
しく、このために羽根車の前段において流水路を
ある程度絞つておかなくてはならない。ところが
弁が前述のように軸方向に弁体を動かすことで開
閉するものであると、弁と羽根車との間に弁体の
動作空間と、上記流水路を絞る部分とを設けなく
てはならず、殊に前記カムで直接弁体を駆動する
前者の公報に示されたものの場合には流水路中に
カムを配置しなくてはならず、このために流水路
の全長がかなり長くなつてしまう。後者の公報に
示されたものでは、カムの動きをリンクを介して
制御杆の軸方移動とし、この制御杆で弁体を側方
から上下動させるようにしているために、カムが
流水路中になく、この点で流水路の全長が長くな
ることがある程度おさえられているものの、リン
クが必要なために部品数が多くなつてしまう。い
ずれにしても、浴室用自在水栓に取付けるものと
する場合に求められる５cmの寸法内で弁と羽根車
とを配置するにはこれら従来例では無理若しくは
困難であつた。更には浴槽への給水を考えると設
定できる最大放水量は300といつた大きな値に
しなくてはならず、このためには羽根車の回転を
かなり減速しなくてはならないのであるが、この
ため多数枚の歯車で構成される減速輪列や羽根車
等の支持のために、前記両公報に示されたもので
は多くの軸を使用しており、組立性が悪く、また
これら機構部材の占めるスペースが大きくて全体
形状をコンパクトにまとめることができなかつ
た。

本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、羽根車を流水によつて確実に且つ効率良く回
転させることができて正確な放水量の設定ができ
ると同時に流路部及び制御機構部がいずれも小さ
くまとまつてコンパクトで且つ部品数も少なくて
組立性が良好な自動止水装置を提供することを目
的とするものである。

以下本発明について説明すると、本発明は流入
口と吐出口との間に止水室及び水量検出室を直列
に配設して、止水室には止水室と水量検出室とを
連通させる弁孔とこの弁孔一端に水圧で接して弁
孔を閉じるボールとから構成した球体弁を、水量
検出室には上記弁孔の他端近傍に羽根部を位置さ
せた羽根車を配置して、弁と羽根車との間には羽
根車の羽根部にあたる流水を整流して方向を定め
ることにもなる弁孔しかないようにし、また球体
弁のボールを軸方向移動で押圧して弁孔を開く制
御杆の軸方向を、止水室から水量検出室に至る直
線状流路に対して略直交方向とし、羽根車からの
減速回転出力と操作ダイアルからの回転入力とに
連動回転する正面カムに制御杆の一端を当接させ
て、正面カムが制御杆を介して流水路の側方から
球体弁を開閉するようにし、更には羽根車の回転
を減速する減速輪列を羽根車の回転軸とこの回転
軸に平行な軸との２軸で支持されて各軸に支持さ
れた輪列が交互に噛合するものとし、正面カムの
軸方向投影面内で且つ正面カムの軸まわりに前記
２軸とこの２軸に平行な制御杆とを配置して、部
品数を少なく且つ小スペース内に配置できる合理
的な部品配置としたものであり、以下図示の実施
例に基いて詳述すると、この自動止水装置は、上
端に給水管を接続できる流入口としての給水管接
続口２を、下端に吐水口３を備えた本体部１と、
本体部１の前面に配設される操作ダイアル１０と
を具備したものであつて、本体部１についてまず
説明すると、給水管接続口２の直下には球体弁５
を備えた止水室４と羽根車６を有する水量検出室
を、そして止水室４の直下にニツプル４１を取着
した吐水口３を配設しており、止水室４と吐水口
３との間の直線流路の脇に羽根車６が軸支されて
その羽根部をこの直線状流路に突出させている。
給水管接続口２から止水室４をへて吐水口３へと
流下する水は水量検出室内において羽根車６の羽
根部にあたつて、羽根車６を回転させる。本体部
１内を流れる水量に応じた回転数で回転する羽根
車６の回転は、減速輪列７，８、摩擦クラツチ
９、カム軸１１をへて正面カムであるカム１２に
伝えられ、このカム１２のカム面１３に一端が弾
接する制御杆１４の他端によつて前記止水室４の
球体弁５が制御されるようになつているものであ
る。更に詳しく述べると、球体弁５は止水室４と
水量検出室とを連通させる弁孔と、この弁孔の止
水室４側一端に配した弁座３７に水圧によつて接
して弁孔を閉じるボールとから構成したものであ
り、制御杆１４によつてボールが側方から押され
て球体弁５が開いた時には、弁孔を流下する流水
がこの弁孔の直下に位置する羽根車６の羽根部に
あたつて羽根車６を回転させ、この回転は羽根車
６と同じ回転軸１５に支持された減速輪列７と、
回転軸１５と平行である軸１６に支持された減速
輪列８とを交互にへて羽根車６の回転が回転軸１
５に支持されている最終輪列１７に伝えられる。
最終輪列１７はカム軸１１の先端に遊転自在に支
持されたクラツチ板１８を回転させる。カム軸１
１にこのクラツチ板１８とばね２０による圧力を
受けて摩擦係合するクラツチ板１９を固着してあ
り、両クラツチ板１８，１９及びばね２０によつ
て摩擦クラツチ９を形成している。カム軸１１に
取付けられるカム１２は、中心の係合孔２１にカ
ム軸１１をさし込むことでカム軸１１と連結され
るのであるが、カム１２との連結部分におけるカ
ム軸１１の断面が半円状のＤ字型であるのに対
し、カム１２の係合孔２１は3/4円状であつて、
カム軸１１に対してカム１２が所定角度α内の回
動を行うことのできる遊動結合としてある。この
理由は後述する。カム１２の一面に設けられたカ
ム面１３は円周方向に順次連続通水用セツト面２
２、止水時用係合面２３、自動止水用セツト面２
４が配置されたものであつて、止水時用係合面２
３は断面がＶ字型であつて連続通水用セツト面２
２及び自動止水用セツト面２４に夫々傾斜面でつ
ながつた凹部として形成してあり、連続通水用セ
ツト面２２がわの傾斜面の中ほどには凹面２５
を、また自動止水用セツト面２４の止水時用係合
面２３に近接した部分に小凹面２６を夫々設けて
ある。このように形成されたカム面１３には、カ
ム軸１１や回転軸１５そして軸１６と平行であつ
て、これらとともに本体部１内の直線通水路と直
交する方向に配置された制御杆１４の一端が弾接
する。この直線状の制御杆１４は第４図に詳細に
示すように、他端が止水室４内に突出し、ばね２
７によつてカム１２側へと付勢されたものであつ
て、カム面１３の起伏に応じて軸方向に摺動し、
止水室４への突出量が増大した時には止水室４内
の球体弁５を押して水路を開く。第４図中の２８
はＯリング、２９はばね座金である。尚、この第
４図に示しているカム面１３は、制御杆１４に対
する実際の対応を示すものではない。このように
構成された本体部１に対して操作ダイアル１０は
本体部１前面より突出するカム軸１１に固着され
る。操作ダイアル１０の前面には第２図に示すよ
うに「止」「連続」、そして水量に対応する目盛が
付されている。

使用にあたつては、水道の水栓の給水管３０先
端を給水管接続口２にさし込み、締付ナツト３１
を締め付けることでこの給水管３０に固定する。
給水管接続口２は二重壁としてあつて、外壁３３
外面には雄ねじ３４、内壁３５には割溝（図示せ
ず）を施してあり、内壁３５内に納めたパツキン
３６内面を接するように給水管３０先端を納めた
後に、外壁３３と螺合する締付ナツト３１を締め
付ければ、締付ナツト３１の内面に設けたテーパ
面である押圧面３２が内壁３５先端面を押圧して
これを内方にたわませ、パツキン３６を介した給
水管３０の締め付けを行うので給水管３０への取
付けが確実に且つ簡単になされる。こうして取付
けた後、蛇口を開けば、球体弁５のボールが下方
の弁座３７と接している止水室４によつて水は止
められる。この時、制御杆１４一端は水圧とばね
２７の圧力により、カム面１３の止水時用係合面
２３に接している。所定の水量のみを放水したい
時には、操作ダイアル１０を第２図中時計まわり
方向にまわして望む水量に対応する目盛を本体部
１の指標に合わせる。この操作ダイアル１０の回
動に伴ない、カム軸１１を介してカム１２も回転
し、制御杆１４が接する部分が止水時用係合面２
３から自動止水用セツト面２４へと移るために制
御杆１４が止水室４方向へ突出して球体弁５のボ
ールを押圧し、これを弁座３７から離すために水
は羽根車６をまわしつつ降下して吐水口３より放
水を開始する。放水の開始時においては、つまり
操作ダイアル１０からの入力によるカム１２の回
転初期においては、制御杆１４は止水時用係合面
２３の傾斜面をへて自動止水用セツト面２４へと
移るのであるから制御杆１４のスライドは徐々に
行なわれ、このために球体弁５のボールの押動も
徐々に行なわれるために止水室４を通過する水量
は一度に最大流量まで達するのではなく、徐々に
水量を増していく。尚、摩擦クラツチ９によつて
操作ダイアル１０からの入力が減速輪列７，８に
伝わることはない。操作ダイアル１０の適宜水量
へのセツトがなされた後は、羽根車６の回転が減
速輪列７，８や摩擦クラツチ９、カム軸１１をへ
てカム１２に伝えられ、このカム１２を微速で回
転させることになるが、この初期においてはカム
軸１１とカム１２の係合孔２１との遊び部分ａの
移動となるだけであつて、操作ダイアル１０のみ
が追従回転し、カム１２は回転していない。そし
て遊び部分ａの移動が完了するとカム１２も羽根
車６からの入力で回転を始める。カム１２の回転
につれて制御杆１４は次第に自動止水用セツト面
２４を摺接して止水時用係合面２３へと近づき、
小凹面２６に入る。この小凹面２６は前述したカ
ム軸１１とカム１２の係合孔２１とにおける遊び
部分ａの移動が自動止水に至る直前において完全
になされるようにしたものである。設定した水量
に達すると、この時には制御杆１４の一端がカム
面１３の止水時用係合面２３にさしかかる。制御
杆１４はばね２７によつてカム面１３へと付勢さ
れているから、制御杆１４が止水時用係合面２３
に至ると制御杆１４はこのカム１２を遊び部分ａ
の範囲内において急速に回転させつつ止水時用係
合面２３に落ち込み、球体弁５を復帰させて急速
に水を止める。カム軸１１とカム１２の係合孔２
１との動作を第６図に示す。

以上のように設定水量の水が放水されると自動
的に止水するこの装置は、操作ダイアル１０を第
２図中反時計まわり方向に回転させることで、連
続通水のセツトを行うことができる。操作ダイア
ル１０をまわすと、制御杆１４は止水時用係合面
２３の一方の傾斜面をのぼつてまず凹面２５に係
合する。この時点で操作ダイアル１０の回転セツ
トを止めたならば、制御杆１４によつて球体弁５
のボールが少し押されて弁孔をやや開く。中水量
の通水が行なわれるのである。この時の羽根車６
の回転は摩擦クラツチ９におけるスリツプによつ
てカム１２に伝わることはない。すなわち制御杆
１４を付勢しているばね２７に抗してこの制御杆
１４をカム１２の回転による入力で傾斜面をのぼ
らせるために必要なトルクよりも、摩擦クラツチ
９におけるスリツプトルクの方を小さくしてあ
る。第２図中において操作ダイアル１０を更に反
時計まわり方向にまわせば、制御杆１４はカム面
１３における連続通水用セツト面２２に接し、球
体弁５のボールを押して弁孔を全開とする。大水
量の連続通水が得られるわけである。連続通水用
セツト面２２は平坦面であるから羽根車６からの
入力でカム１２及び操作ダイアル１０を更に回転
させようとするが、本体部１の前面に設けた突部
３９に操作ダイアル１０の内面に設けたストツパ
４０が当接するため、摩擦クラツチ９がスリツプ
し、カム１２及び操作ダイアル１０が更に回転し
てしまうことはない。

自動止水はもちろん連続通水も以上のように行
えるこの装置にあつては、給水管接続口２、止水
室４、水量検出室内の羽根車６の羽根部、吐水口
３が一直線に配置されているので管路抵抗が小さ
くて損失が少なく、吐出効率が良いものであり、
球体弁５の弁孔の直下に羽根車６の羽根部がある
ため流量と羽根車６の回転数との直線性が良く、
放水量の設定値に対して実際の放水量が略等しい
ものとなる。また止水室４は第１図から明らかな
ように、給水管接続口２がわにも球体弁５のボー
ルが接する弁座３８を備え、しかもこの弁座３８
への球体弁５のボールの着座は制御杆１４の動作
に関係なく、つまり制御杆１４が止水室４内に大
きく突出している時にも行えるように弁座３８と
制御杆１４との距離を定めてあるので逆流の防止
もこの止水室４によつてなされているものであ
る。更には本体部１内の直線状流路に対して操作
ダイアル１０を直交配置して直角方向から操作で
きる構造となつているので水道の蛇口と同様の操
作感で操作を行える上に、カム軸１１、回転軸１
５、軸１６、制御杆１４のいずれもが本体部１内
の流路と直角に配置され且つこれらは平行である
ので製造組立が容易なものとなつている。加える
に減速輪列７，８の支持を羽根車６の回転軸１５
を含む２軸のみとし、操作ダイアル１０とカム１
２とを共にカム軸１１で支持し、更に回転を制御
杆１４の軸方向移動とする動作方向変換手段であ
るカム１２を正面カムとして回転を直接その軸方
向の動きに変換し、第１図及び第２図に示すよう
にカム１２の軸方向投影面内で且つカム軸１２の
まわりに前記２軸と制御杆１４とを配置している
ことから、これらの機構がコンパクトに納まつて
いるものである。また羽根車６とカム軸１１とは
摩擦クラツチ９で接続したために操作ダイアル１
０からの入力でカム１２を回転させるのに何ら特
別な操作を必要としないので、この点においても
操作性が良好である。尚、第１図中１ａは本体部
１の前面に固着されている蓋で前記突部３９はこ
の蓋１ａに設けてある。４２は回転軸１５や軸１
６及びカム軸１１の一端を支持する支持板、４３
はカム１２と蓋１ａとの摩擦抵抗を抑えるための
突起である。

以上のように本発明にあつては弁としてボール
と弁孔からなる球体弁を用いているので弁自体の
流路方向全長が短くてすみ、また羽根車の羽根部
には弁孔で整流され且つ流れ方向が定められた流
水があたるために別途整流手段を流水路中に配置
せずとも水量と羽根車の回転数との直線性が良好
なものであつて、放水量の設定を正確にできると
ともに球体弁と羽根車との間の流路を短くできる
ものであり、更には回転を流路方向と直交する制
御杆の軸方向移動に変換するための部材が正面カ
ムだけで良く、構造が簡単で円滑な動作を得ら
れ、また制御杆が弁孔から羽根車までの間を流れ
る水を乱してしまうこともないものであり、しか
も300といつた放水量の設定を可能とする大減
速比を得るための多数枚の歯車で構成される減速
輪列も、羽根車とともに２軸だけで支持されるも
のであつて、組立が容易になる上に、正面カムの
軸まわりに上記２軸とこの２軸に平行な制御杆を
正面カムの軸方向投影面内で配置したものである
からこれらの機構部が球体弁と羽根車との間の短
い流路寸法に見あつた寸法内に納まつてしまうも
のであり、動作方向変換手段として正面カムだけ
で良いということも合わせて部品数が少なく、全
体がコンパクトにまとまるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の縦断面図、第２図
は同上の正面図、第３図は同上の要部水平断面
図、第４図は同上の要部拡大縦断面図、第５図
ａ，ｂ，ｃ，ｄはカムの背面図、側面図、カム面
の展開断面図及び係合孔の拡大背面図、第６図は
カム軸とカムの係合孔との動作説明図であつて、
ａは止水時、ｂはセツト時、ｃはセツト完了時、
ｄは動作時、ｅは止水直前時（制御杆と小凹面の
係合時）、ｆは止水完了時を示す。 １は本体部、２は流入口としての給水管接続
口、３は吐水口、４は止水室、５は球体弁、６は
羽根車、７，８は減速輪列、９は摩擦クラツチ、
１０は操作ダイアル、１１は操作ダイアルとカム
とを支持するカム軸、１２は正面カムとして形成
した動作方向変換手段としてのカム、１３はカム
面、１４は制御杆、１５は回転軸、１６は軸を示
す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流入口と、吐出口と、両者の間の流水路中に
   直列に配設された止水室及び水量検出室と、放水
   量設定用の操作ダイアルと、上記止水室に設けた
   球体弁を軸方向移動で開閉する制御杆と、上記水
   量検出室に配置されて流水で回転駆動される羽根
   車の減速輪列による減速回転出力と上記操作ダイ
   アルからの回転入力とに連動回転して上記制御杆
   を軸方向に移動させる正面カムとを備え、上記止
   水室に設けた球体弁は止水室と水量検出室との間
   を連通させる弁孔と、この弁孔一端に水圧で接し
   て弁孔を閉じるとともに制御杆による押圧で弁孔
   を開くボールとから構成され、上記水量検出室に
   配設した羽根車はその羽根部を弁孔の他端近傍に
   位置させており、上記制御杆はその軸方向が止水
   室から水量検出室に至る直線状流路に対して略直
   交方向とされて一端を正面カムに当接し、羽根車
   の回転を減速する上記減速輪列は羽根車の回転軸
   とこの回転軸に平行な軸との２軸に支持されて各
   軸に支持された輪列が交互に噛合するものであ
   り、上記正面カムの軸方向投影面内で且つ正面カ
   ムの軸まわりに前記２軸とこの２軸に平行な制御
   杆とが配置されていることを特徴とする自動止水
   装置。