(57)【要約】【課題】  混合水栓の機種選択の幅を広げ、取り付け工事の手間、時間を短縮した炭酸泉製造装置の制御機構を提供する。【解決手段】  内部に、給水口と連通した第１シリンダと出水口に連通した第２シリンダを構成し、前記第１シリンダと第２シリンダを連通してなり、一方、前記第１シリンダと第２シリンダ内には、大径ロッドとフランジ及び小径ロッドを同軸上に連結したピストンを配置し、前記大径ロッドは、その周面に後端から一定の長さの溝を軸方向に設けると共に、第１シリンダとは内周面との間にクリアランスを有して摺動自在に配置し、前記フランジは、その直径を第１シリンダの直径より大径とし前記第１シリンダの前端に固定して第２シリンダ内に配置し、前記小径ロッドは、前記フランジの前端に固定し、前記第２シリンダの前壁に穿設した貫通孔に摺動自在に挿通して、その先端は外部に配置した炭酸ガス供給バルブを作動する炭酸泉製造装置の制御機構。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、給水口と連通した第１シリンダと出水口に連通した第２シリンダを構成し、前記第１シリンダと第２シリンダを連通してなり、
一方、前記第１シリンダと第２シリンダ内には、大径ロッドとフランジ及び小径ロッドを同軸上に連結したピストンを配置し、前記大径ロッドは、その周面の軸方向に後端から一定の長さの溝を設けると共に、第１シリンダにクリアランスを有して摺動自在に配置し、前記フランジは、その直径を第１シリンダの直径より大径とし前記大径ロッドの前端に固定して第２シリンダ内に配置し、前記小径ロッドは、前記フランジの前端に固定し、前記第２シリンダの前壁に穿設した貫通孔に摺動自在に挿通し、その先端は外部に配置した炭酸ガス供給バルブを作動可能な位置に配置していることを特徴とする炭酸泉製造装置の制御機構。
【請求項２】
前記フランジと前壁の間に圧縮バネを配置したことを特徴とする請求項１記載の炭酸泉製造装置の制御機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴室等で使用される混合水栓等に用いられる湯又は水の供給ハンドルによって湯又は水と炭酸ガスを混合させる炭酸泉製造装置における湯又は水及び炭酸ガスの供給等をコントロールする制御機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、炭酸泉製造装置が広く利用されていたが、従来の技術として示す特許文献１に記載された湯水混合水栓によれば、炭酸ガス供給用のスイッチバルブを開閉させるための回転押圧体を混合水栓に組み込んで一体化したものであった。
前記湯水混合水栓は、円筒状の本体の一端にシャワー・カラン切替ハンドルを備え、上部にはミキシングユニットを構成してあり、固定部材によって浴室の壁面等に固定して使用する。そして、シャワー・カラン切替ハンドルが、水平位置（停止時）にあるときは、シャワーとカランの両方に湯水は供給されないが、上方位置（シャワー時）にあるときは、シャワーに湯水が供給され、下方位置（カラン時）にあるときはカランに湯水が供給されるのである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】意匠登録第１４５９３０９号公報
【０００４】
前記特許文献１記載の湯水混合水栓の使用に際しては、シャワー・カラン切替ハンドルを上方位置に移動すると、それに伴って円筒状の本体の表面に設けた押圧体が炭酸ガスＯＮ・ＯＦＦ切替スイッチ側に回動してきて、炭酸ガスＯＮ・ＯＦＦ切替スイッチが押されてオンになる。これによって、炭酸ガスボンベからホース（１）を通してスイッチ機構に送られてきている炭酸ガスは、スイッチ機構からホース（２）を通してミキシングユニットに送られる。ミキシングユニットの中では、本体から湯水用配管を通して送られてきた湯または水と前記炭酸ガスが混合され、炭酸ガスと混合した湯または水は、シャワーホースを通してシャワーヘッドへと送られるのである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記特許文献１記載の湯水混合水栓には次のような問題点があった。
まず、円筒状の本体の表面に設けた押圧体の取り付け取り外しをする場合には、工場での機械加工が伴うため湯水混合水栓全体を取り替える必要があり工事が大がかりとなった。また、この押圧体を取り付けることができる混合水栓の機種は限定されるので、ユーザーの予算や嗜好などによる選択の余地が限定された。
本発明は上記のような問題点を解決したもので、混合水栓の機種選択の幅を広げ、既存の混合水栓に取り付けることができ、さらに炭酸泉製造装置の取り付け工事の手間、時間が大幅に簡素化され費用の低減を図れる炭酸泉製造装置の制御機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の発明は、内部に、給水口と連通した第１シリンダと出水口に連通した第２シリンダを構成し、前記第１シリンダと第２シリンダを連通してなり、一方、前記第１シリンダと第２シリンダ内には、大径ロッドとフランジ及び小径ロッドを同軸上に連結したピストンを配置し、前記大径ロッドは、その周面の軸方向に後端から一定の長さの溝を設けると共に、第１シリンダにクリアランスを有して摺動自在に配置し、前記フランジは、その直径を第１シリンダの直径より大径とし前記大径ロッドの前端に固定して第２シリンダ内に配置し、前記小径ロッドは、前記フランジの前端に固定し、前記第２シリンダの前壁に穿設した貫通孔に摺動自在に挿通し、その先端は外部に配置した炭酸ガス供給バルブを作動可能な位置に配置している炭酸泉製造装置の制御機構である。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、前記フランジと前壁の間に圧縮バネを配置したことを特徴とする炭酸泉製造装置の制御機構である。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１記載の炭酸泉製造装置の制御機構によれば、次のような効果を奏する。まず、混合水栓と別体に設けてあるため混合水栓の機種選択の幅が広がり、また既存の混合水栓に取り付けることができ混合水栓の取替えが不要である。
炭酸泉製造装置の取り付け工事の手間、時間が大幅に簡素化され費用の低減になると共に、湯又は水を供給する切り替えハンドルの操作で給湯と炭酸ガスの供給又は停止を同時に行うことができ、炭酸ガスのバルブの締め忘れによる炭酸ガスの漏洩等を防止できるのである。
【０００９】
請求項２記載の炭酸泉製造装置の制御機構によれば、圧縮バネの反発力によってピストンの後退時の作動が補助されることで、ピストンの後退がスムーズに行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】炭酸泉製造装置の全体のシステム図
【図２】炭酸泉製造装置の制御機構の一実施形態の断面図及び部分拡大図
【図３】水流制御バルブの一実施形態の側面図
【図４】炭酸泉製造装置の制御機構の作動説明図
【図５】炭酸泉製造装置の制御機構の作動説明図
【図６】撹拌ヘッドの斜視図
【図７】撹拌ヘッドの一部切り欠き断面図
【図８】コイルの説明図
【図９】コイルのホースへの配置状態の例を示す拡大断面図
【図１０】チェーンの説明図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は本発明の炭酸泉製造装置の制御機構を使用した炭酸泉を供給するシステム図である。
炭酸泉製造装置は、混合水栓Ａと制御機構の本体である水流制御バルブ１と炭酸ガス供給バルブ３及びホース５３、このホース５３と連結したホース５２等からなり、ホース５２に設けた水流切り替え器４によって、炭酸泉はホース５４、５５を介してシャワーヘッド６あるいは撹拌ヘッド７へと供給される。
【００１２】
前記水流制御バルブ１は、湯又は水の供給バルブ機能を有していて、浴室などに取り付けられている混合水栓Ａから供給される湯又は水の入り口である給水口１１と出口である出水口１５を構成している。
【００１３】
水流制御バルブ１内の後方（図２右方）には、前記給水口１１と連通した第１シリンダ１２が設けられ、前方（図２左方）には前記第１シリンダ１２の直径Ｄ１より大きい直径Ｄ２を有する第２シリンダ１４が設けられ、第１シリンダ１２と第２シリンダ１４は連通している。図中符号Ｒ２はＯリングである。さらに前記第２シリンダ１４の前方の前壁１ａには、貫通孔１６が穿設されている。
【００１４】
前記水流制御バルブ１内にはピストン２０が摺動自在に配置されていて、このピストン２０は大径ロッド２１とフランジ２３及び小径ロッド２４が同軸上に一体に連結された構造である。
【００１５】
前記ピストン２０の大径ロッド２１は第１シリンダ１２に摺動自在に配置され、フランジ２３及び小径ロッド２４は第２シリンダ１４内に配置されている。
【００１６】
前記大径ロッド２１の周面には軸方向に４個の溝２２が等間隔に設けられている。この溝２２は大径ロッド２１の後端から、フランジ２３の後端２３ａから一定の距離Ｌ１離れた位置まで設けられている。なおこの溝２２の個数は任意である。
また大径ロッド２１の後端２１ａは、給水口１１より一定間隔を有して配置されると共に、大径ロッド２１の全周面と第１シリンダ１２の内周面１２ａとの間にクリアランス２１ｂを有して配置されている。このクリアランス２１ｂは後述のように作動時の水量等により最適値を設定することができるが０．０１〜０．２ｍｍの範囲で決定でき、好ましくは０.０２５ｍｍ程度が最適である。
【００１７】
前記フランジ２３は、大径ロッド２１の前端に固定されていて、その直径Ｄ３は第１シリンダ１２の直径Ｄ１より大きいため、フランジ２３の後端２３ａは湯又は水が供給されない状態では、第２シリンダ１４の後端１４ａに密着していて、ピストン２０のシリンダ内での停止位置を決定している。
【００１８】
前記フランジ２３の全周面と第２シリンダ１４の内周面１４ａとの間にクリアランス２３ｂを構成している。このクリアランス２３ｂは、０．００５〜０．２５ｍｍの範囲で決定できる。
【００１９】
前記フランジ２３の表面には４個の溝２３ｃを設けてあり、この溝２３ｃによって、前記大径ロッド２１の溝２２からの流れてくる湯又は水は第２シリンダ１４内に抵抗なく流入できるのである。
【００２０】
前記小径ロッド２４は前記前壁１ａの貫通孔１６に摺動自在に挿通していて、先端２４ａは水流制御バルブ１の外部に突出している。前記小径ロッド２４の表面は極力平滑表面仕上げをすることが重要である。
図中符号Ｒ１は小径ロッド２４の摺動用Ｏリングであり、第２シリンダ１４内からの漏水を防止するもので、その材質は使用温水に対し十分な耐久性を有するものである。
【００２１】
前記小径ロッド２４の周囲にはコイル状の圧縮バネ１８を組み込み、圧縮バネ１８の反発力によってピストン２０の作動を補助するのである。すなわち、圧縮バネ１８は給水口１１からの給水停止時にピストン２０を元の位置に戻すための力として作用するのである。
【００２２】
炭酸ガス供給バルブ３は、連結ブラケット４０によって水流制御バルブ１に連結され、バルブの開閉を作動させるためのロッド３１の先端３１ａは小径ロッド２４の先端２４ａから距離Ｌ３を有して配置されている。この距離Ｌ３は前記距離Ｌ１と同一あるいはほぼ同一である。
さらに内部にはロッド３１を進退させるための圧縮バネ３２を有している。符号９は、炭酸ガスボンベＢから炭酸ガスが送られてくるホースである。
そのためロッド３１が小径ロッド２４によって圧縮バネ３２の圧縮方向に押圧されたときは、炭酸ガス供給バルブ３が開口して炭酸ガスがホース５３から前記ホース５２へと供給される。押圧が停止すると圧縮バネ３２の反発力によりロッド３１が元の位置に戻り炭酸ガスの供給が停止する。この炭酸ガス供給バルブ３は既存技術による製品を使用できる。
【００２３】
水流制御バルブ１の出水口１５以降に湯又は水と炭酸ガスの撹拌手段を有するホース又は管状体のユニットを組み込むことができる。本実施形態では、炭酸ガスと湯又は水の撹拌機能を有したホース５４、５５の先端にシャワーヘッド６あるいは撹拌ヘッド７を組み込んでいる。
【００２４】
すなわち先端にシャワーヘッド６を有したホース５４と、先端に撹拌ヘッド７を有したホース５５を水流切り替え器４で連結している。
このシャワーヘッド６あるいは撹拌ヘッド７は、いずれか一方を単独に取り付けて使用することもできる。
【００２５】
上記のように構成した実施形態１の作用を説明する。
混合水栓Ａを開くことにより、水流制御バルブ１内に湯又は水が供給される。このときピストン２０の大径ロッド２１の後端２１ａには水圧がかかる。
【００２６】
水圧によりピストン２０が距離Ｌ１前方に移動し、大径ロッド２１の周面に設けた溝２２の前端部が第２シリンダ１４の空間部に到達した位置（図４参照）をこえると、湯又は水は第２シリンダ１４内に入りはじめ、第２シリンダ１４を通り出水口１５からホース５２に送られていく（図５参照）。
【００２７】
ピストン２０の前進により、小径ロッド２４の先端２４ａは距離Ｌ３前進して、ロッド３１の先端３１ａに接触し、ロッド３１を押し込み始める。その後ピストン２０は距離Ｌ２前進することで、ロッド３１は距離Ｌ２と同一の距離Ｌ４押し込められて、この小径ロッド２４の先端２４ａの動きで炭酸ガス供給バルブ３が開口し、炭酸ガスはホース５３からホース５２に送られていく。
【００２８】
前記水流制御バルブ１の出水口１５から排出された湯又は水はホース５２によって水流切り替え器４に送られるが、前記のようにホース５２の途中にホース５３を連結して炭酸ガスを湯又は水に混合させている。炭酸ガスが混合した湯又は水は水流切り替え器４から、ホース５４によってシャワーヘッド６へ、あるいはホース５５によって撹拌ヘッド７に送られて使用に供される。
【００２９】
混合水栓Ａからの湯又は水の供給を止めると、第１シリンダ１２及び第２シリンダ１４内の水圧が低下し、炭酸ガス供給バルブ３内の圧縮バネ３２と第２シリンダ１４内の圧縮バネ１８の反発力によりロッド３１が元の位置に戻り炭酸ガス供給バルブ３も閉鎖され、炭酸ガスの供給も停止する。次いで圧縮バネ１８の反発力によりピストン２０も元の位置に戻り図２の状態となる。
このとき、炭酸ガス供給バルブ３のロッド３１は、小径ロッド２４から距離Ｌ３離れているため、炭酸ガス供給バルブ３は完全に閉鎖され炭酸ガスの供給は確実に停止される。
【００３０】
一方、ピストン２０が元の位置に戻るときに、大径ロッド２１の後端２１ａ側の第１シリンダ１２内に充満している湯又は水はピストン２０が後退するときの抵抗となる。
しかし、第１シリンダ１２内の湯又は水は大径ロッド２１に押されて、第１シリンダ１２の間に設けたクリアランス２１ｂを通り第２シリンダ１４内に流れていくため、ピストン２０は抵抗が小さくなりスムーズに移動できるのである。
【００３１】
ピストン２０の大径ロッド２１の直径Ｄ１は、供給する湯又は水の圧力との関係で炭酸ガス供給バルブ３を開くのに必要な押圧力、すなわち第２シリンダ１４内の圧縮バネ１８を圧縮させる力及び小径ロッド２４とＯリングＲ１の摺動抵抗力を合計した以上の押圧力が得られる程度に設定する。
【００３２】
上記作動機能の説明の通り、混合水栓Ａからの給水圧力でピストン２０を作動させて給水状態にすると共に、ピストン２０の押圧力で炭酸ガス供給バルブ３を開口させて炭酸ガスの供給も連動して行われる。
混合水栓Ａからの給水が停止すると、炭酸ガス供給バルブ３内の圧縮バネ３２の復元力により、炭酸ガス供給バルブ３が閉口して炭酸ガスの供給も停止すると共にピストン２０も元の位置に戻り給水も止まるのである。
【００３３】
このように本発明は水流制御バルブ１と炭酸ガス供給バルブ３を一体化して混合水栓Ａの給水口に連結することで前記の作用効果が得られる。またこれらの作動は電気を使用せず、すべてメカニカルな手段であるから、特に浴室内での使用では安全である。
【００３４】
図６、図７に基づいて撹拌ヘッドの実施例を説明する。
撹拌ヘッド７は、ホース５５の端部に固定される固定部７７を後端に構成し、この固定部７７に連結して前方に向かって径が広くなっている連結部７６を構成し、この連結部７６の前端に螺合した本体部７１からなる。
【００３５】
前記本体部７１は、連結部７６より大径の円筒形状であり、周面部７３の前端を前板７４で閉鎖してなるため、周面部７３と前板７４によって円筒形状の空間部７５を構成している。また周面部７３の前端で前板７４の近傍には、複数の排出孔７２，７２・・が設けられている。
【００３６】
使用に際しては、ホース５５より炭酸ガスと撹拌された湯又は水が流れてくると、連結部７６を通過して空間部７５に流れ込んでくる。流れてきた湯又は水は、前板７４に勢いよく衝突して空間部７５内で撹拌されて、その後、排出孔７２，７２・・より勢いよく排出される。そのため、湯又は水と炭酸ガスは更に撹拌されて炭酸ガス濃度が更に濃くなり、白濁した状態で排出されるのである。
また、前記排出孔７２の個数、大きさ、形状、構成位置等は任意であり、前板７４に構成してもよい。
【００３７】
一方、前記ホース５４、５５の内部には、チェーンやコイルを設けて撹拌手段としても良い。このチェーンやコイルは、様々な太さと形状、ピッチあるいは長さのもの、すなわち異種チェーンや異種コイルを採用でき、ホース内に収容する数も１本に限らず複数本収容しても良い。
【００３８】
コイルの実施例を図８に基づいて説明する。コイル８０（８１、８２、８３、８４）はホース５４、５５の流路５９の全長にわたって配置されていて、必要に応じ一端又は両端をホース５４、５５の端部等に係止している。図ではコイル８０（８１、８２、８３、８４）の一部を示す。
【００３９】
図８（ａ）に示す実施例１のコイル８１は、全長に亘りコイルの径が同一であり、ピッチの大きいコイル８１ａと、密着して巻装したコイル８１ｂとが交互に配されている。コイル８１ａの長さは約５ｃｍである。
前記コイル８１は、コイル８１ａとコイル８１ｂとが交互に配されているため、全体が長尺となってもコイル８１ｂの働きでコイル８１ａのピッチが変化することが防止されコイル８１の形状が安定する。したがって全長にわたり後述の撹拌効果が効率よく発揮され、かつ長き使用に耐えるのである。このコイル８１は、他の実施例に比べて最も構成が単純で製作も容易であるというメリットもある。
【００４０】
図８（ｂ）に示す実施例２のコイル８２は、コイルの径が同一の部分と、コイルの径が変化する部分の組み合わせからなる。
図中左方より右方に向かい、密着して巻装した３個のコイル８２ａと、２個のピッチの大きなコイル８２ｂを交互に連続して構成し、右端のコイル８２ａに、ピッチを有し径が徐々に小さくなるコイル８２ｃを連設する。
このコイル８２ｃの右端に、密着して巻装した小径のコイル８２ｅを介して、径が徐々に大きくなるコイル８２ｆを設けて、１パターンとする。
前記コイル８２ｆの他端に前記コイル８２ａを連設することで、前記パターンを繰り返して長尺のコイルを得る。なお、コイル８２ｂは約５ｃｍ、コイル８２ｃ、８２ｆは約１０ｃｍである。
このコイル８２は、径の同一部分と、径が徐々に変化する部分を交互に設けたことで湯や炭酸ガスの流れに変化を与え、撹拌効果を高めるものである。
【００４１】
図８（ｃ）に示す実施例３のコイル８３は、径が変化するコイルの組み合わせからなる。
図中左方より右方に向かい、密着して巻装した小径のコイル８３ａと、ピッチを有し径が徐々に大きくなるコイル８３ｂと、密着して巻装した大径のコイル８３ｃと、径が徐々に小さくなるコイル８３ｅとを連設し１パターンとする。この１パターンを繰り返して長尺のものを得る。
なお、前記１パターンが約３０ｃｍであり、コイル８３ａの径Ｄ８は約４ｍｍ、コイル８３ｃの径Ｄ９は約６ｍｍである、
このコイル８３は、径の同一部分がなく、径が小から大へ、大から小へと変化することで、湯や炭酸ガスの流れに常に変化を与えることができ撹拌効果を高めるものである。各実施例の中でもっとも撹拌効果が良いと考えられる。
【００４２】
ここでコイル８３を例に、湯と炭酸ガスの撹拌作用を説明する。
図８（ｃ）の拡大図（ｃ−２）に示すように、炭酸ガスと湯ｗが左方向から流れてきて、湯ｗが矢印で示すようにコイル８３ｂ，８３ｂ・・の表面に当る。このときコイル８３ｂは径の大きさが徐々に大きくなっているから、コイル８３ｂの外側を流れる湯ｗは次々とコイル８３に当たることになり、同様にコイル８３ｅの内側を流れる湯ｗは次々とコイル８３に当たることになり、この水流によってコイル８３も揺れるため、その結果湯ｗは不規則な流れとなり十分に炭酸ガスと撹拌され、炭酸ガスが効率よく溶解していくのである。
その結果、１０００ｐｍ程度の濃度の炭酸泉が得られるのである。
【００４３】
図８（ｄ）に示す実施例４のコイル８４は、図中左方より、径が徐々に大きくなるピッチを有するコイル８４ａからなる。使用に際しては、このコイル８４ａをホース５５内に連続して配置し長尺のものとして使用する。ホース５５の長さによって、自由にコイル８４の長さを変えることができるというメリットがある。
【００４４】
通常は、前記の各コイル８０（８１、８２、８３、８４）はホース５４、５５の中に１本配置するが、これに限らずホース５４、５５内に同時に複数本のコイル８０，８０・・を配置することができる。例えば図９（ａ）に示すように径の異なるコイル８０を２重に収納しても良く、また図９（ｂ）に示すように同径のコイル８０を３本配置しても良い。
【００４５】
図１０に基づいて撹拌手段の他例であるチェーンについて説明する。チェーン８７、８８、８９は流路５９に配置され湯又は水と炭酸ガスを撹拌するものであり、ホース５５あるいはホース５４の流路５９の全長にわたって配置され、必要に応じ一端又は両端をホース５５あるいはホース５４の端部等に係止している。図ではチェーンの一例の一部分を示す。
【００４６】
図１０（ａ）に示すチェーン８７は、最も多く使用されている形状であるため、入手しやすく廉価である。
図１０（ｂ）に示すチェーン８８は、形状が複雑となるがため、湯又は水と炭酸ガスの撹拌効率が高くなる。
図１０（ｃ）に示すチェーン８９は、球状体を互いに揺動自在に連設したもので、軽量であるというメリットがある。
上記チェーンは、前記コイル８０と同様の作用、効果を奏するが、前記コイル８０より水流によって揺動するため、撹拌が効率よく行われると考えられる。
【符号の説明】
【００４７】
１  水流制御バルブ          ３  炭酸ガス供給バルブ
６  シャワーヘッド          ７  撹拌ヘッド
１１  給水口              １２  第１シリンダ
１４  第２シリンダ        １５  出水口
１６  貫通孔              ２０  ピストン
２１  大径ロッド          ２１ｂ  クリアランス
２２  溝                  ２３  フランジ  
２４  小径ロッド          ４０  連結ブラケット
５２、５３、５４、５５  ホース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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