JPWO2011051998A1

JPWO2011051998A1 - 節水栓

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Inventors: 誠大貫
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Abstract

【課題】ホースや水道管に装着し水に空気の泡を混入する。【解決手段】受水筒部分１８が水道管１２から水道水を受け入れる。絞り孔部分２０は上流側から下流側に向かって流路の断面積を次第に縮小させる。導管部分３２は大径部５６と小径部５７を有する。大径部５６が絞り孔部分２０に連結される。導管部分３２は軸部にほぼ均一な断面積の流路３８を有する。大径部５６は、軸部の流路３８から外周面まで貫通する空気吸入口３０を有する。空気吸入口３０には逆止弁６４を挿入する。スリーブ５０は、軸孔９０の一部に設けた支持体４４により導管部分３２に固定される。スリーブ５０は、庇状部４６を備える。庇状部４６は、大径部５６の外周面を隙間４８を空けて包囲する。スリーブ５０は、導管部分３２の他端周囲を空間を設けて包囲する。隙間４８から空気吸入口３０を通じて空気が吸入され、逆方向に水圧が加わっても水洩れしない。【選択図】図１

Description

本発明は、ホースや水道管を通じて供給される水に気泡を混入する機能を持つ節水栓に関する。

キッチンユニットやシャワーヘッドに装着して、供給される水道水に多量の気泡を混入する装置が知られている（特許文献１参照）（特許文献２参照）。この装置は、洗い仕事での水跳ねを防止したり、シャワーの水流が肌に当たるときの使用感をより良くするために使用される。

特開２００５−２０５３２６号公報特開２００８−２３７６０１号公報

既知の従来の技術には、次のような解決すべき課題があった。
シャワーヘッドに水を供給するとき、水に多量の気泡を混入させると、使用感が良くなるばかりでなく、水の使用量を節約できるという効果もある。しかしながら、混入する気泡の量が少なすぎると節水効果が小さく、混入する気泡の量が多すぎると水流が肌に当たるときの使用感が悪くなる。だから、安定に正確に最適割合の空気を混入する機構が要求される。さらに、簡単に装着できること、堅牢であること、安価であること等が要求される。
上記の課題を解決するために、本発明は次のような要求を満たす節水栓を提供することを目的とする。
（１）水を供給するためのホースや水道管に簡単に装着できること
（２）堅牢であること
（３）メンテナンスが容易であること

以下の構成はそれぞれ上記の課題を解決するための手段である。
〈構成１〉
水道管に連結をするための上流側連結機構部分と、前記水道管から水道水を受け入れる受水筒部分と、この受水筒部分の下流側に一端を連結し、他端に向かって流路の断面積を次第に縮小させる絞り孔部分と、前記絞り孔部分の他端にその一端を連結し、この一端側に外径の大きい大径部を有し、他端側に外径の小さい小径部を有し、その軸部に前記一端から前記他端に至るまでほぼ均一な断面積の流路を有し、前記大径部に、前記軸部から外周面まで貫通する空気吸入口を有する導管部分と、軸孔の一部を前記導管部分に固定する支持体部分を有し、前記空気吸入口を設けた前記大径部の外周面を外部から空気を入れるための隙間を空けて包囲する庇状部分を有し、前記導管部分の他端の周囲に空間を設けた状態で導管部分を包囲するスリーブと、前記スリーブを下流側の配管に連結するための下流側連結機構部分とを備えたことを特徴とする節水栓。

〈構成２〉
構成１に記載の節水栓において、前記受水筒部分と前記絞り孔部分と前記導管部分とは共通の軸を持つように縦列接続されており、前記受水筒部分と前記導管部分とはいずれも、その一端から他端までほぼ均一な円形断面を有し、前記受水筒部分と前記絞り孔部分の境界では前記受水筒部分の断面積が広く、前記導管部分と前記絞り孔部分の境界では前記導管部分の断面積が広いことを特徴とする節水栓。

〈構成３〉
構成１または２に記載の節水栓において、前記上流側連結機構部分と前記受水筒部分と前記絞り孔部分と前記導管部分とが一体に形成され、前記スリーブと前記下流側連結機構部分とが一体に形成され、前記導管部分の大径部または小径部の外周面に形成された雄ねじと前記スリーブの軸孔の一部に形成された雌ねじとにより、前記導管部分に前記スリーブが固定されていることを特徴とする節水栓。

〈構成４〉
構成１または２に記載の節水栓において、前記上流側連結機構部分と前記受水筒部分と前記導管部分とが一体に形成され、前記スリーブと前記下流側連結機構部分とが一体に形成され、前記絞り孔部分が、前記受水筒部分に着脱可能な状態で嵌め込まれる別体構造とされ、前記受水筒部分と前記導管部分とがこの導管部分より断面積の小さい透孔により連結され、前記導管部分の大径部または小径部の外周面に形成された雄ねじと前記スリーブの軸孔の一部に形成された雌ねじとにより、前記導管部分に前記スリーブが固定されていることを特徴とする節水栓。

〈構成５〉
構成１乃至４のいずれかに記載の節水栓において、前記導管部分の流路断面積を、前記絞り孔部分の他端の流路断面積と前記空気吸入口の断面積の和以上に設定したことを特徴とする節水栓。

〈構成６〉
構成１乃至５のいずれかに記載の節水栓において、前記空気吸入口の内部に、前記空気吸入口から前記導管方向への空気の吸入を許容し、前記導管部分から前記空気吸入口方向への水道水の流出を阻止する逆止弁を収容したことを特徴とする節水栓。

〈構成７〉
構成６に記載の節水栓において、前記逆止弁は、前記空気吸入口内部で自由に移動でき、前記空気吸入口内壁との間に形成される隙間の面積が軸孔の面積に比べて十分に狭い筒状部と、この筒状部の端部外周に設けられ、前記スリーブの庇と前記導管部分の外表面との間に配置されて、前記筒状部の前記空気吸入口から前記導管部分のへの移動を制限する凸部を備え、前記逆止弁は、前記空気吸入口から前記導管方向への空気が吸入されるときは、前記筒状部の軸孔端を前記スリーブの庇と前記導管部分の外表面との間に開放し、前記導管部分から前記空気吸入口方向への水道水の流出圧力により、前記筒状部の軸孔端を前記庇に押しつけて、前記空気吸入口から前記筒状部の軸孔を通じた水道水の流出を阻止することを特徴とする節水栓。

〈構成８〉
構成１乃至７のいずれかに記載の節水栓において、前記受水筒部分に、水道水中に混入した異物をトラップするフィルタを収容したことを特徴とする節水栓。

〈構成９〉
構成１乃至８のいずれかに記載の節水栓において、前記導管の下流側に、水流の方向に並行な多数の透孔を配列した整流筒を設けたことを特徴とする節水栓。

〈構成１０〉
構成１乃至９のいずれかに記載の節水栓において、前記上流側連結機構部分を雄ねじ構造とし前記下流側連結機構部分を雌ねじ構造とするか、あるいは、前記上流側連結機構部分を雌ねじ構造とし前記下流側連結機構部分を雄ねじ構造としたことを特徴とする節水栓。

〈構成１の効果〉
この節水栓は、水道水の配管の中間に装着して水道水に空気を混入できる。受水筒部分から絞り孔を通じて受け入れた水道水と、空気吸入口から吸入された空気を、導管部分で混合して、水道水と空気とを最適な割合で混合することができる。少ない水量で使用感を高めることができる。
〈構成２の効果〉
複雑な内部構造の節水栓を切削加工により自動的に容易に製造するために、孔の大きさを選び、孔構造を最適化した。
〈構成３の効果〉
全体を２ピース構造にすれば、大径部を包囲する庇状部分を簡単に構成できる。
〈構成４の効果〉
受水筒部分に絞り孔部分が着脱可能な状態で嵌め込まれるので、絞り孔部分を用途に応じて交換して、水量等を調整できる。
〈構成５の効果〉
導管部分の流路断面積を十分に広く設定することにより、絞り孔部分で加速した水を導管部分から下流側へ勢いよく噴出できる。
〈構成６の効果〉
下流側で水の出口が塞がれて水道水の流れが停止すると、導管部分の内部の水圧が高まって、前記導管部分から前記空気吸入口方向へ、水道水が流出する。逆止弁を設けると、下流側に止水機能を持つシャワーヘッドや水道の蛇口を取り付けることができる。
〈構成７の効果〉
空気吸入口から前記導管方向への空気が吸入されるときには、筒状部の軸孔から空気が入る。導管部分から空気吸入口方向へ水道水が流れだそうとすると、筒状部の軸孔端が庇に塞がれて水道水の流出を阻止することができる。
〈構成８の効果〉
この節水栓の下流側に水道水中に混入した異物が流れないようにするために、フィルタを設ける。これにより、節水栓自体にフィルタ機能を持たせられる。メンテナンスも容易である。
〈構成９の効果〉
導管から水道水が断面積の大きな下流側に放出される部分で、複雑な乱流ができる。この乱流により騒音や振動が生じる。そこで、水流の方向を整える整流筒を設けた。
〈構成１０の効果〉
上流側と下流側をねじ構造にすることで、この節水栓を標準的な水道管の接続部へ簡単に挿入することができる。

図１は実施例１の節水栓を示す縦断面図である。図２は、シャワーヘッドに節水栓を装着した状態を示す側面図である。図３は、水道の蛇口の配管に節水栓を装着した状態を示す側面図である。図４（ａ）は節水栓を２ピース構造にしたときの上流側のピース側面図で、（ｂ）はそのＡ方向からみた側面図である。図５（ａ）は上流側のピースの端面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ縦断面図、（ｃ）はそのＣ−Ｃ縦断面図である。図６（ａ）はスリーブの側面図、（ｂ）は端面図、（ｃ）は縦断面図である。図７（ａ）は実施例１の節水栓の側面図、（ｂ）はそのＥ−Ｅ縦断面図である。図８（ａ）は実施例１の節水栓の下流側端面図、（ｂ）は上流側端面図である。図９（ａ）は実施例１の節水栓の別方向から見た側面図、（ｂ）はそのＦ−Ｆ縦断面図である。図１０は、実施例２の節水栓を示し、（ａ）は絞り孔ユニット８６の斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は絞り孔ユニットの各種変形例を示す縦断面図、（ｅ）は実施例１の節水栓に絞り孔ユニット８６を装着した状態を示す縦断面図、（ｆ）は実施例１の節水栓の一部を変形したものに絞り孔ユニットを装着した状態を示す縦断面図である。図１１は実施例３の節水栓に装着する逆止弁を示し、（ａ）は逆止弁の縦断面図、（ｂ）はその分解斜視図である。図１２は実施例４の節水栓に装着するフィルタを示し、（ａ）はフィルタの縦断面図、（ｂ）はその斜視図である。図１３は、実施例５の節水栓に装着する整流筒の斜視図である。図１４は実施例６の逆止弁を含む節水栓主要部縦断面図とその動作の説明図である。図１５（ａ）は、図１４の実施例に使用した逆止弁の一例を示す斜視図、（ｂ）は凸部の形状を変えた逆止弁の一例を示す縦断面図である。図１６は、逆止弁の具体的な動作説明図で、（ａ）〜（ｄ）は、節水栓のそれぞれ別の状態の主要部縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は実施例１の節水栓を示す縦断面図である。
この節水栓１０はホースや水道管の途中に挿入するように装着される。図の節水栓１０は、上流端１１を水道管１２に連結し、下流端１３を配管１５に連結している。配管１５は、シャワーのホースや水道の蛇口の配管である。例えば、配管１５の下流側には、シャワーヘッド１６が連結される。また、あるいは、キッチンの水道の蛇口１７が接続される。この節水栓１０は、図１に示した断面構造により、水道水に空気の泡を混入する。同時に水の流速を高めて、利用者の手や肌に当たったときの衝撃を高める。これにより、水量を減少させても使用感が変わらない。従って、水道水の使用料を節約できる。

図において、節水栓１０の軸部を水道水が通過する。節水栓１０には上流側から順に、受水筒部分１８と、絞り孔部分２０と、導管部分３２とが設けられている。受水筒部分１８は、水道管１２から水道水を受け入れる。絞り孔部分２０は、上流側から下流側に向かって流路の断面積を次第に縮小させるように構成されている。導管部分３２は大径部５６と小径部５７を有する。大径部５６が絞り孔部分２０に連結される。

導管部分３２は軸部にほぼ均一な断面積の流路３８を有する。大径部５６は、軸部の流路３８から外周面まで貫通する空気吸入口３０を有する。空気吸入口３０には逆止弁６４を挿入している。スリーブ５０は、軸孔の一部に設けた支持体４４により導管部分３２に固定される。スリーブ５０は、庇状部４６を備える。庇状部４６は、大径部５６の外周面を隙間４８を空けて包囲する。スリーブ５０は、導管部分３２の他端周囲を空間を空けて包囲する。

図１の一点鎖線の円Ａ中には、逆止弁の動作を説明する縦断面図を図示した。また、図１の一点鎖線の円Ｂ中にはフィルタの縦断面図を図示した。図２以下の図面を使用して、本発明の節水栓１０の詳細な構成を順に説明する。

図２は、シャワーヘッド８６に節水栓１０を装着した状態を示す側面図である。図３は、水道の蛇口１７の配管１５に節水栓１０を装着した状態を示す側面図である。
図のように、節水栓１０のスリーブ５０をシャワーヘッド８６にねじ込んで連結することができる。連結には標準規格のねじを利用する。即ち、節水栓１０の一端には標準規格の雌ねじ部を形成し、他端には標準規格の雄ねじ部を形成する。これにより、標準規格の雄ねじと雌ねじで連結された配管等に節水栓１０を簡単に挿入することができる。ねじの構成は図４以下で説明する。節水栓１０は直径が２ｃｍ、全長が３〜４ｃｍ程度のサイズで構成することができる。このサイズは配管のサイズに応じて調整する。

図４（ａ）は節水栓１０を２ピース構造にしたときの上流側のピース側面図で、（ｂ）はそのＡ方向からみた側面図である。図５（ａ）は上流側のピースの端面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ縦断面図、（ｃ）はそのＣ−Ｃ縦断面図である。
図４のように、このピースには、上流側の外側面に雄ねじ部７６が形成されている。この部分が、上流側の配管等に連結される。雄ねじ部７６を含む部分が上流側連結機構部分１４となる。雄ねじ部７６は、標準規格の雄ねじであることが好ましい。なお、図６に示すスリーブ５０が、もう一方のピースである。

図４に示した上流側のピースの下流側には、導管部分３２が設けられている。導管部分３２は大径部５６と小径部５７を有する。大径部５６には空気吸入口３０が設けられている。小径部５７の外周面には雄ねじ部７８が設けられている。この雄ねじ部７８がスリーブ５０（図１）の支持体４４にねじ込まれる。これにより、上流側のピースと下流側のピースとが一体化される。上流側と下流側のピースは鉄等の金属や硬質プラスチックを切削加工して、それぞれ一体構造で製造することができる。

図５（ｂ）に示すように、雄ねじ部７６の軸部に受水筒部分１８が設けられている。受水筒部分１８は上流から水道水を受け入れる。絞り孔部分２０は、受水筒部分１８の下流側に一端を連結し、他端に向かって流路の断面積を次第に縮小させるように構成されている。絞り孔部分２０の他端に導管部分３２の一端３４が連結されている。導管部分３２の一端３４側に外径の大きい大径部５６が設けられている。導管部分３２の他端３６側に外径の小さい小径部５７が設けられている。

導管部分３２の軸部には、一端から他端に至るまでほぼ均一な断面積の流路３８が設けられている。大径部５６には、軸部の流路３８から外周面まで貫通する空気吸入口３０が設けられている。上記の受水筒部分１８と絞り孔部分２０と導管部分３２とは、共通の軸を持つように縦列接続されている。受水筒部分１８から水道水が流入すると、絞り孔部分２０の部分で流路が絞られるので、流速が高められる。高い流速の水道水が、狭い絞り孔部分２０から広い導管部分３２の流路３８に噴出したとき、導管部分３２の流路３８の内部が負圧になる。従って、空気吸入口３０から空気が吸い込まれて、導管部分３２の流路３８を流れる水と混ざり合う。

この上流側ピースの受水筒部分１８と導管部分３２とはいずれも、その一端から他端までほぼ均一な円形断面を有する。受水筒部分１８と絞り孔部分２０の境界では受水筒部分１８の断面積が広い。導管部分３２と絞り孔部分２０の境界では導管部分３２の断面積が広い。こうすれば、一番細いドリルで絞り孔部分２０の最細孔部分を空け、その両側に太いドリルで受水筒部分１８と導管部分の流路３８を空け、受水筒部分１８と絞り孔部分２０の境界をテーパ加工すると、図に示すような断面構造の上流側ピースの加工ができる。複雑な切削処理が不要なので、製造コストを低減できる。

導管部分３２の流路断面積と絞り孔部分２０の最細孔部分（絞り孔部分２０の他端）の断面積と空気吸入口３０の断面積との関係を適切に選択すると、絞り孔部分２０で加速した水を導管部分３２から下流側へ勢いよく噴出できる。この場合にも、上記のドリルの太さを選ぶだけで良く、精度良く最適化ができる。導管部分３２の流路断面積を、絞り孔部分２０の他端の流路断面積と空気吸入口３０の断面積の和以上に設定すれば、導管部分３２の流路３８の内部を効果的に減圧できる。

また、大径部５６に空気吸入口３０を設けたので、小径部５７に設けるよりも空気吸入口３０を導管部分の流路３８に対して正確に垂直に形成できる。また、空気吸入口３０の内部に逆止弁６４（図１）を収容することができる。なお、小径部５７と大径部５６の境界外周には、オーリング８０を嵌め込んだ。オーリング８０は、スリーブ５０（図１）と大径部５６の境目からの水漏れを防止する。

図６（ａ）はスリーブの側面図、（ｂ）は端面図、（ｃ）は縦断面図である。
図のように、スリーブ５０の軸孔には、軸孔の一部を導管部分３２（図５）に固定する支持体４４が設けられている。即ち、導管部分３２には、雄ねじ部７８が設けられ、支持体４４の内面には、雌ねじ部８２が設けられている。そして、雄ねじ部７８が雌ねじ部８２にねじ込まれて、スリーブ５０が導管部分３２と一体化される。庇状部４６は、空気吸入口３０を設けた導管部分３２の大径部５６（図５）の外周面を包囲する筒状の部分である。庇状部４６は、大径部５６の外周面と密着しない。外部から空気を入れるための隙間を空けて包囲する。上流側連結機構部分１４（図４）を雄ねじ構造とし下流側連結機構部分５４を雌ねじ構造とするか、あるいは、上流側連結機構部分１４を雌ねじ構造とし下流側連結機構部分５４を雄ねじ構造とするかは自由である。上流側と下流側をねじ構造にすることで、この節水栓１０を標準的な水道管１２の接続部へ簡単に挿入することができる。

図７（ａ）は実施例１の節水栓の側面図、（ｂ）はそのＥ−Ｅ縦断面図である。図８（ａ）は実施例１の節水栓の下流側端面図、（ｂ）は上流側端面図である。図９（ａ）は実施例１の節水栓の別方向から見た側面図、（ｂ）はそのＦ−Ｆ縦断面図である。
なお、図７（ｂ）は、導管部分の流路３８に対して丁度軸対称に配置された一対の空気吸入口３０を通る面で切断をした状態を示す。一方、図９（ｂ）は、空気吸入口３０を通らない面で切断をしたところを示す。

図４〜図９に示したとおり、実施例１では、上流側連結機構部分１４と受水筒部分１８と絞り孔部分２０と導管部分３２とが一体に形成され、スリーブ５０と下流側連結機構部分５４とが一体に形成されている。そして、導管部分３２の小径部５７の外周面に形成された雄ねじ部７８（図５）とスリーブ５０の軸孔の一部に形成された雌ねじ部８４（図６）とにより、導管部分３２にスリーブ５０が固定されている。

また、この実施例のように２ピース構造にすれば、空気吸入口３０を保護するための庇状部４６を、大径部５６と別体に構成できる。従って、大径部５６を加工して空気吸入口３０をドリル等で形成するときに、庇状部４６が邪魔にならない。また、空気吸入口３０を設けた大径部５６の外周面を、外部から空気を入れるための必要最小限の隙間４８を空けて包囲することができる。従って、異物の侵入を防ぎ、空気を良く通す構造にできる。

図１０は、実施例２の節水栓を示し、（ａ）は絞り孔ユニット８６の斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は絞り孔ユニット８６の各種変形例を示す縦断面図、（ｅ）は実施例１の節水栓に絞り孔ユニット８６を装着した状態を示す縦断面図、（ｆ）は実施例１の節水栓の一部を変形したものに絞り孔ユニット８６を装着した状態を示す縦断面図である。なお、この例では、空気吸入口３０を１個だけ設けた。空気吸入口３０は必要な数だけ設ければよい。

この実施例では、実施例１の節水栓の絞り孔部分２０（図１）が、他の部分と別体のユニット構造とされている。絞り孔ユニット８６は、節水栓の受水筒部分１８に着脱可能な状態で嵌め込まれる。図１０（ａ）と（ｂ）に示すように、絞り孔ユニット８６は、軸部に絞り孔８７を備えた筒状の本体端部にフランジ８８を設けたものである。絞り孔８７は、上流側から下流側に向かって流路の断面積を次第に縮小させるように構成されている。絞り孔ユニット８６の外周には、ゴムリング８９が嵌められている。

図１０（ｂ）〜（ｄ）に示すように、絞り孔ユニット８６は、上流側の開口面積が小さいものから大きいものまで、数種類製造しておく。一定の水圧で水道水が供給されるとき、開口面積の小さい絞り孔ユニット８６をその流路に配置すると、下流側に送る水道水の流量を少なくできる。また、開口面積の大きい絞り孔ユニット８６をその流路に配置すると、下流側に送る水道水の流量を多くできる。洗髪用のシャワーには水量を少なめに供給するとよい。、体を洗うシャワーには水量を多めに供給するとよい。用途に応じた絞り孔ユニット８６を選択することができる。絞り孔ユニット８６以外の部分の節水栓の構造を、用途に関わりなく共通にすると、大量生産をするのに都合が良い。

図１０（ｅ）の例は、実施例１のとおりの節水栓に、絞り孔ユニット８６を装着した状態を示す。図１０（ｂ）〜（ｄ）のいずれかの絞り孔ユニット８６を装着すると、水量を選択できる。また、図１０（ｆ）の例では、受水筒部分１８と導管部分の流路３８との間に設けた絞り孔部分２０を、上流から下流まで流路断面積が一定の透孔２１にした。絞り孔ユニット８６を装着すると、流速をあげた水道水を導管部分の流路３８に送り込み、導管部分の流路３８の内部を減圧することができる。従って、導管部分の流路３８の内部に空気吸入口３０を通じて空気が吸入されて、空気と水とが混じり合って下流側に送られる。

なお、絞り孔ユニット８６を受水筒部分１８に装着したとき、ゴムリング８９は受水筒部分１８の内壁と絞り孔ユニット８６の外壁との間に挟まって、両者に弾力を及ぼす。これにより、絞り孔ユニット８６が受水筒部分１８にはまり込んで、簡単に脱落しない。一方、受水筒部分１８に装着した絞り孔ユニット８６を取り出すときには、フランジ８８を掴んで引き抜く。ゴムリング８９やフランジ８８はこうした着脱操作のために設けられている。

図の（ｆ）に示した実施例２の節水栓は、上流側連結機構部分１４と受水筒部分１８と導管部分３２とが一体に形成され、スリーブ５０と下流側連結機構部分５４とが一体に形成されている。また、受水筒部分１８と導管部分３２とがこの導管部分３２より断面積の小さい透孔２１により連結されている。残りの部分は、実施例１と同様で、導管部分３２の大径部または小径部の外周面に形成された雄ねじとスリーブ５０の軸孔の一部に形成された雌ねじとにより、導管部分３２にスリーブ５０が固定されている。絞り孔ユニット８６を受水筒部分１８に固定するには、ゴムリング８９を使用した。しかし、絞り孔ユニット８６を受水筒部分１８にねじ込み固定しても構わない。

図１１は実施例３の節水栓に装着する逆止弁を示し、（ａ）は逆止弁の縦断面図、（ｂ）はその分解斜視図である。
この逆止弁６４は、節水栓（図１）の空気吸入口３０の内部に挿入される。これは、一端にテーパ孔６８を有する筒状体であって、ボール６６を収容し、ストッパ７０を嵌め込んでいる。テーパ孔６８は一方がボール６６の直径よりも大きい内径を有し、他方はテーパ孔６８の直径よりも小さい内径を有する。従って、ボール６６がテーパ孔６８の内面に押し付けられると、逆止弁６４のテーパ孔６８側を塞ぐ。ストッパ７０は空気や水が通過する多数の透孔を有し、ボール６６の脱落を防止する板である。

このように構成した逆止弁６４は、節水栓（図１）の空気吸入口３０から導管部分３２方向への空気の吸入を許容し、導管部分３２から空気吸入口３０方向への水道水の流出を阻止する。即ち、矢印Ｒ方向から空気が流入したときは、これを妨げない。一方、節水栓の下流側で水の出口が塞がれて水道水の流れが停止すると、導管部分３２の内部の水圧が高まって、導管部分３２から空気吸入口３０方向へ、水が流れ出そうとする。矢印Ｗ方向に水圧がかかると、ボール６６がテーパ孔６８に押し付けられて水の流れを塞ぐ。従って、空気吸入口３０から水が吹き出すことがない。このように、空気吸入口３０中に逆止弁６４を設けると、下流側に止水機能を持つシャワーヘッド８６や水道の蛇口を取り付けることができる。

図１２は実施例４の節水栓に装着するフィルタを示し、（ａ）はフィルタの縦断面図、（ｂ）はその斜視図である。
この実施例では、節水栓（図１）の受水筒部分１８に、フィルタ７２を収容する例を説明する。このフィルタ７２は、水道水中に混入した異物をトラップする機能を持つ。

一般には、配管の接続部分に網状のフィルタを挟み込むが、この発明の節水栓１０では、受水筒部分１８に収容する。これにより、節水栓１０自体にフィルタ機能を持たせられる。フィルタ７２は脚７４により支持されており、受水筒部分１８から簡単に着脱できるから、メンテナンスも容易である。また、これにより、空気吸入口３０等への異物の流入も防止できる。

図１３は、実施例５の節水栓に装着する整流筒の斜視図である。
この整流筒９６は、導管の下流側に配置する。図１に一点鎖線で示したような位置が適する。スリーブ５０だけを下流方向に延長して、スリーブ５０の内面にこの整流筒９６を支持固定するとよい。整流筒９６は、水流の方向に並行な多数の透孔９８を配列したものである。導管から水道水が断面積の大きな下流側に放出される部分で、複雑な乱流ができる。この乱流により騒音や振動が生じる。整流筒９６は、水流の方向を整える機能をもち、下流側に騒音や振動を伝えない。

図１４は実施例６の逆止弁を含む節水栓主要部縦断面図とその動作の説明図である。
図において、この実施例の逆止弁は、逆止弁６４は、空気吸入口３０内部で自由に移動できる筒状のものである。金属やプラスチックにより製造できる。この逆止弁は筒状部９２と凸部９４とを備える。筒状部９２と空気吸入口３０内壁との間に形成される隙間８８の面積は、軸孔９０の面積に比べて十分に狭い。凸部９４は、筒状部９２の端部外周に設けられており、スリーブ５０の庇状部４６と導管部分３２の大径部５６の表面との間に配置される。筒状部９２の空気吸入口３０から導管部分３２への移動を制限する機能を持つ。

図１４（ａ）に示すように、矢印Ｒの向きに、空気吸入口３０から導管方向へ空気が吸入されるときは、空気の流れに押されて筒状部９２全体が空気吸入口３０に入り込む。これにより、筒状部９２の軸孔９０端を隙間４８側に開放する。従って、空気の吸入を妨げない。一方、導管部分３２から空気吸入口３０方向への水道水が流出しようとすると、その圧力により、筒状部９２の軸孔９０端が庇状部４６に押しつけられる。これにより、筒状部９２の軸孔９０が塞がれて、空気吸入口３０から筒状部９２の軸孔９０を通じた水道水の流出が阻止される。

図１５（ａ）は、図１４の実施例に使用した逆止弁の一例を示す斜視図、（ｂ）は凸部の形状を変えた逆止弁の一例を示す縦断面図である。
図のように、筒状部９２は、筒の端に外径が少し太くなるように加工を施し、さらに、内径が少し細くなるように加工を施すとよい。例えば、熱可塑性のプラスチックを使用して、筒の端を加熱し軟化させて外力を加えると簡単に図１５（ｂ）に示すように加工できる。なお、良好な逆止弁として機能するために、逆止弁を弾力性のあるシリコン樹脂等で製造することが好ましい。その動作を次の図で説明する。

図１６は、逆止弁の具体的な動作説明図で、いずれも、節水栓の主要部縦断面図である。既に図１４（ａ）を用いて説明したように、空気吸入口３０から空気を吸入するときには、図１６（ａ）に示すように、筒状部９２全体が空気吸入口３０の内部にはまり込み、軸孔９０の両端が開放されている。ここで、空気吸入口３０に図１６（ａ）に示す一点鎖線の矢印に示すような水の流れが生じると、筒状部９２は水の流れに押されて移動する。そして、図１６の（ｂ）に示すように，凸部９４を庇状部４６に押しつけた状態になる。庇状部４６側の軸孔９０の内径が少し細くなるように加工されていると、筒状部９２を庇状部４６に強く押しつける力が働く。

ここで、凸部９４の部分が軟質の弾性のあるプラスチック素材で構成されていると、凸部９４の部分が変形して、庇状部４６に隙間なく密着する。一方、筒状部９２の部分が軟質の弾性のあるプラスチック素材で構成されていると、水圧で筒状部９２の部分が膨らんで、空気吸入口３０の内壁に押しつけられる。従って、図１６（ｂ）に示すように、筒状部９２と凸部９４とがほぼ完全に空気吸入口３０を塞ぎ、水の流出を阻止する。

一方、空気吸入口３０の内部が減圧されると、図１６（ｃ）に示すように、大気圧によって筒状部９２が縮み、空気吸入口３０と筒状部９２との間に大きな隙間ができる。これにより、筒状部９２は空気吸入口３０の内部に引き込まれて、図１６（ｄ）に示す状態に戻る。以上の構成により、空気吸入口３０からの空気の吸入を許容し、空気吸入口３０を通じて水道水が流出するのを阻止できる。しかも、図１４や図１６の実施例の逆止弁は構造が簡単で、数ミリメートルしかない空気吸入口３０に装着する部品として最適である。コストも易く、メンテナンスも容易という効果がある。

水道水用としして開発したのは、人工的に築かれた設備から配管を通じて供給される水の節水を目的とするからである。水道水に適量の空気を混入させると同時に水流の流速を増す。これにより、水道水が、蛇口やシャワーヘッドやその他の水放出用のノズル等から出て、人の手やその他の肌に当たるときの感触を大きく変えないで、使用される水量を減少させることができる。これによる節水効果は、ホテル、浴場、プール、スポーツクラブ等の広い分野において水道使用料の削減につながり、温室効果ガス排出量の削減にも結びつく。従って、必要最小限度の水を使用して対象物を洗浄したりする分野に広く利用できる。

１０節水栓
１１上流端
１２水道管
１３下流端
１４上流側連結機構部分
１５配管
１６シャワーヘッド
１７蛇口
１８受水筒部分
２０絞り孔部分
２１透孔
３０空気吸入口
３２導管部分
３４導管部分の一端
３６導管部分の他端
３８導管部分の流路
４４支持体
４６庇状部
４８隙間
５０スリーブ
５４下流側連結機構部分
５６大径部
５７小径部
６４逆止弁
６６ボール
６８テーパ孔
７０ストッパ
７２フィルタ
７４脚
７６雄ねじ部
７８雄ねじ部
８０オーリング
８２雌ねじ部
８４雌ねじ部
８６絞り孔ユニット
８７絞り孔
８８フランジ
８９ゴムリング
９０軸孔
９２筒状部
９３隙間
９４凸部
９６整流筒
９８透孔

Claims

水道管に連結をするための上流側連結機構部分と、
前記水道管から水道水を受け入れる受水筒部分と、
この受水筒部分の下流側に一端を連結し、他端に向かって流路の断面積を次第に縮小させる絞り孔部分と、
前記絞り孔部分の他端にその一端を連結し、この一端側に外径の大きい大径部を有し、他端側に外径の小さい小径部を有し、その軸部に前記一端から前記他端に至るまでほぼ均一な断面積の流路を有し、前記大径部に、前記軸部から外周面まで貫通する空気吸入口を有する導管部分と、
軸孔の一部を前記導管部分に固定する支持体部分を有し、前記空気吸入口を設けた前記大径部の外周面を外部から空気を入れるための隙間を空けて包囲する庇状部分を有し、前記導管部分の他端の周囲に空間を設けた状態で導管部分を包囲するスリーブと、
前記スリーブを下流側の配管に連結するための下流側連結機構部分とを備えたことを特徴とする節水栓。
請求項１に記載の節水栓において、
前記受水筒部分と前記絞り孔部分と前記導管部分とは共通の軸を持つように縦列接続されており、前記受水筒部分と前記導管部分とはいずれも、その一端から他端までほぼ均一な円形断面を有し、前記受水筒部分と前記絞り孔部分の境界では前記受水筒部分の断面積が広く、前記導管部分と前記絞り孔部分の境界では前記導管部分の断面積が広いことを特徴とする節水栓。
請求項１または２に記載の節水栓において、
前記上流側連結機構部分と前記受水筒部分と前記絞り孔部分と前記導管部分とが一体に形成され、前記スリーブと前記下流側連結機構部分とが一体に形成され、
前記導管部分の大径部または小径部の外周面に形成された雄ねじと前記スリーブの軸孔の一部に形成された雌ねじとにより、前記導管部分に前記スリーブが固定されていることを特徴とする節水栓。
請求項１または２に記載の節水栓において、
前記上流側連結機構部分と前記受水筒部分と前記導管部分とが一体に形成され、前記スリーブと前記下流側連結機構部分とが一体に形成され、
前記絞り孔部分が、前記受水筒部分に着脱可能な状態で嵌め込まれる別体構造とされ、
前記受水筒部分と前記導管部分とがこの導管部分より断面積の小さい透孔により連結され、
前記導管部分の大径部または小径部の外周面に形成された雄ねじと前記スリーブの軸孔の一部に形成された雌ねじとにより、前記導管部分に前記スリーブが固定されていることを特徴とする節水栓。
請求項１乃至４のいずれかに記載の節水栓において、
前記導管部分の流路断面積を、前記絞り孔部分の他端の流路断面積と前記空気吸入口の断面積の和以上に設定したことを特徴とする節水栓。
請求項１乃至５のいずれかに記載の節水栓において、
前記空気吸入口の内部に、前記空気吸入口から前記導管方向への空気の吸入を許容し、前記導管部分から前記空気吸入口方向への水道水の流出を阻止する逆止弁を収容したことを特徴とする節水栓。
請求項６に記載の節水栓において、
前記逆止弁は、前記空気吸入口内部で自由に移動でき、前記空気吸入口内壁との間に形成される隙間の面積が軸孔の面積に比べて十分に狭い筒状部と、この筒状部の端部外周に設けられ、前記スリーブの庇と前記導管部分の外表面との間に配置されて、前記筒状部の前記空気吸入口から前記導管部分のへの移動を制限する凸部を備え、
前記逆止弁は、前記空気吸入口から前記導管方向への空気が吸入されるときは、前記筒状部の軸孔端を前記スリーブの庇と前記導管部分の外表面との間に開放し、前記導管部分から前記空気吸入口方向への水道水の流出圧力により、前記筒状部の軸孔端を前記庇に押しつけて、前記空気吸入口から前記筒状部の軸孔を通じた水道水の流出を阻止することを特徴とする節水栓。
請求項１乃至７のいずれかに記載の節水栓において、
前記受水筒部分に、水道水中に混入した異物をトラップするフィルタを収容したことを特徴とする節水栓。
請求項１乃至８のいずれかに記載の節水栓において、
前記導管の下流側に、水流の方向に並行な多数の透孔を配列した整流筒を設けたことを特徴とする節水栓。
請求項１乃至９のいずれかに記載の節水栓において、
前記上流側連結機構部分を雄ねじ構造とし前記下流側連結機構部分を雌ねじ構造とするか、あるいは、前記上流側連結機構部分を雌ねじ構造とし前記下流側連結機構部分を雄ねじ構造としたことを特徴とする節水栓。