(57)【要約】【課題】  小さな操作力で流量調整を行うことができる開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置を提供する。【解決手段】  本発明は、開閉弁装置（２０）であって、弁座（３０ｂ）と、止水状態と吐水状態を切り替える、圧力開放穴が設けられた主弁体（３４）と、この主弁体と共に移動される圧力開放穴の開度を変化させるために、主弁体の移動方向に移動可能に設けられたパイロット弁（４０）と、このパイロット弁の移動によって圧力開放穴の開度が変化すると、主弁体を弁座に近づき又は離れるように移動させる圧力室と、吐水操作、止水操作、流量調整操作を行うための操作部（２２）と、操作部の止水操作によりパイロット弁を圧力開放穴に押し付け、吐水操作によりパイロット弁を圧力開放穴から引き離し、流量調整操作によりパイロット弁を主弁体の移動方向に連続的に移動させるパイロット弁移動機構（２３、２４、３８）と、を有することを特徴としている。【選択図】      図５
2006022638.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水状態と吐水状態を切り替え且つ吐水流量を調整することができる開閉弁装置であって、
弁座と、
この弁座に着座し又はこの弁座から離れるように移動されることによって、止水状態と吐水状態を切り替える、圧力開放穴が設けられた主弁体と、
この主弁体と共に移動される上記圧力開放穴の開度を変化させるために、上記主弁体の移動方向に移動可能に設けられたパイロット弁と、
このパイロット弁の移動によって上記圧力開放穴の開度が変化すると、内部の圧力が変化して、上記主弁体を上記弁座に近づき又は離れるように移動させる圧力室と、
吐水操作、止水操作、及び／又は流量調整操作を行うための操作部と、
上記操作部の止水操作により上記パイロット弁を上記圧力開放穴に押し付け、上記操作部の吐水操作により上記パイロット弁を上記圧力開放穴から引き離し、上記操作部の流量調整操作により上記パイロット弁を上記主弁体の移動方向に連続的に移動させるパイロット弁移動機構と、
を有することを特徴とする開閉弁装置。
【請求項２】
上記主弁体が、ダイヤフラム式の弁体である請求項１記載の開閉弁装置。
【請求項３】
上記パイロット弁移動機構が、上記操作部を押圧操作することにより、上記パイロット弁を上記圧力開放穴に押し付け又は上記圧力開放穴から引き離し、上記操作部を回転操作することにより、上記パイロット弁を上記主弁体の移動方向に連続的に移動させる請求項１又は２に記載の開閉弁装置。
【請求項４】
上記パイロット弁移動機構が、上記操作部を所定の角度回転操作したときの上記パイロット弁の移動距離が上記パイロット弁の位置により異なるように構成されている請求項３記載の開閉弁装置。
【請求項５】
さらに、上記操作部の偶発的な回転を防止するための回転抵抗手段を有する請求項３又は４に記載の開閉弁装置。
【請求項６】
さらに、上記操作部を回転操作することができる範囲を規制する回転規制手段を有し、吐水状態において、上記操作部を吐水流量が最少になる位置に操作した場合においても、上記圧力開放穴が開放されている請求項３乃至５の何れか１項に記載の開閉弁装置。
【請求項７】
上記回転規制手段が、吐水流量が最少になるように上記操作部を操作した場合における吐水流量を設定するための最少吐水流量設定手段を有する請求項６記載の開閉弁装置。
【請求項８】
さらに、上記パイロット弁と上記パイロット弁移動機構の間に配置された緩衝バネを有し、上記パイロット弁移動機構が、上記パイロット弁を止水状態の位置又は吐水状態の位置に保持するラッチ機構を有し、上記操作部の流量調整操作により、上記ラッチ機構の止水状態の位置と吐水状態の位置との間の距離は変化し、止水状態における上記緩衝バネの撓み量は上記操作部の流量調整操作によらず一定である請求項３乃至７の何れか１項に記載の開閉弁装置。
【請求項９】
さらに、上記パイロット弁と上記パイロット弁移動機構の間に配置された緩衝バネを有し、上記パイロット弁移動機構が、上記パイロット弁を止水状態の位置又は吐水状態の位置に保持するラッチ機構を有し、上記操作部の流量調整操作により、止水状態における上記緩衝バネの撓み量は変化し、上記ラッチ機構の止水状態の位置と吐水状態の位置との間の距離は上記操作部の流量調整操作によらず一定である請求項３乃至７の何れか１項に記載の開閉弁装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の開閉弁装置と、
この開閉弁装置を受け入れる水栓本体と、
この水栓本体と連通する吐水口を備えたスパウト部又はシャワーヘッドと、
を有することを特徴とする水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置に係わり、特に、流量調整機能を備えた開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、押し釦の操作により止水と吐水を切り替えるプッシュ式の水栓装置が普及し始めている。これらの水栓装置に使用されている開閉弁装置の多くは、吐水時の流量は固定されており、吐水流量を調整することはできない。特開２００１−９８５９６号公報には、吐止水操作部を押すことにより吐水と止水を切り替え、流調操作部を回転させることにより流量を調整することができる吐水装置（開閉弁装置）が記載されている。
【０００３】
図２７は、特開２００１−９８５９６号公報に記載の吐水装置の断面図である。図２７に示すように、吐水装置１００は、本体１０２と、本体１０２に取り付けられた主弁体１０４と、主弁体１０４に設けられた圧力開放穴１０４ａを閉鎖するパイロット弁１０６と、パイロット弁１０６を上下に移動させるパイロット弁駆動機構１０７及び吐止水操作部１０８と、主弁体１０４を押えるスリーブ１０９と、を有する。さらに、吐水装置１００は、流量調整部材１１０と、流量調整部材１１０を上下に移動させるための流調操作部１１２と、を有する。
【０００４】
また、主弁体１０４の上方には圧力室形成部材１０５が配置され、主弁体１０４と圧力室形成部材１０５との間に圧力室が形成される。主弁体１０４には、本体１０２の流入側と圧力室とを連通させる連通孔１０４ｂが形成されている。また、吐止水操作部１０８を押圧操作すると、パイロット弁１０６はパイロット弁駆動機構１０７によって上下に移動され、主弁体１０４の圧力開放穴１０４ａが開閉される。流量調整部材１１０は、圧力室の内部から外部へ延びるように配置され、流調操作部１１２を回転操作するとネジ機構により上下に移動されるように構成されている。
【０００５】
止水状態においては、パイロット弁１０６が圧力開放穴１０４ａを閉鎖しているため、本体１０２の上流側から連通孔１０４ｂを通って圧力室内に流入した水が圧力室内に溜まるので、圧力室内の圧力が高くなり、主弁体１０４が下方の弁座に押し付けられて止水される。次に、吐止水操作部１０８を押すと、パイロット弁駆動機構１０７によってパイロット弁１０６は上方に引き上げられ、圧力開放穴１０４ａが開放される。圧力開放穴１０４ａが開放されると、圧力室内の圧力は低下するので、主弁体１０４を弁座に押し付ける力は作用しなくなり、主弁体１０４が開放されて吐水状態となる。吐水状態においては、主弁体１０４は、上方に上がり、流量調整部材１１０の下端に当接した位置に止まる。
【０００６】
流量調整部材１１０は、流調操作部１１２を回転操作することによって上下に移動されるので、流量調整部材１１０が上方に位置する場合には、主弁体１０４は大きく移動して弁座と主弁体１０４との間隔が広くなる。これに対して、流量調整部材１１０が下方に位置する場合には、上方にあまり移動しない位置で流量調整部材１１０に当接するので、弁座と主弁体１０４との間隔は狭くなる。従って、吐水状態における主弁体１０４の位置は、流量調整部材１１０の位置によって規制され、吐水時における流量が流量調整部材１１０によって調整される。
【０００７】
また、特開２００１−９５７１０号公報には、シャワーヘッドに設けられた操作部によって、シャワーヘッドからの吐水又は止水を操作すると共に、流量調整を行うことができる吐水装置が記載されている。図２８は、特開２００１−９５７１０号公報に記載されている吐水装置の断面図である。図２８に示すように、吐水装置１２０は、本体部１２２と、この本体部１２２の中に摺動可能に配置されたピストン式の主弁体１２４と、本体部１２２から延びるホース１２６と、このホース１２６の先端に取り付けられたシャワーヘッド１２８と、ホース１２６の内部に延びる圧力導管１３０と、を有する。さらに、シャワーヘッド１２８の先端には、圧力導管１３０の先端部１３０ａを開閉するためのパイロット弁１３２と、このパイロット弁１３２を移動させるためのパイロット弁移動機構１３４と、このパイロット弁移動機構１３４を作動させる操作部１３６と、を有する。
【０００８】
主弁体１２４は、本体部１２２の中に配置され、本体部１２２内に圧力室１２２ｂを画定する。また、圧力導管１３０の基端部は主弁体１２４に接続されており、圧力導管１３０は、圧力室１２２ｂと連通している。圧力導管１３０の先端部１３０ａはシャワーヘッド１２８の内部に固定されており、この固定された先端部１３０ａにパイロット弁１３２が着座することにより、圧力導管１３０の先端部１３０ａが閉鎖される。
【０００９】
この吐水装置１２０において、パイロット弁１３２が圧力導管１３０の先端部１３０ａを閉鎖している状態では、本体部１２２の流入口１２２ａから流入した水が、主弁体１２４に設けられた小孔１２４ａを通って圧力室１２２ｂに流入すると、圧力室１２２ｂ内部の圧力が上昇する。圧力室１２２ｂ内部の圧力が上昇すると、圧力室１２２ｂ内の圧力によって、主弁体１２４が本体部１２２の内部に設けられた弁座１２２ｃに押し付けられて、止水状態になる。次いで、操作部１３６を押圧操作すると、パイロット弁１３２は、パイロット弁移動機構１３４によって圧力導管１３０の先端部１３０ａから引き離される。圧力導管１３０の先端部１３０ａが開放されると、圧力室１２２ｂ内部の圧力が低下するので、主弁体１２４は、本体部１２２内に配置されたコイルバネ１２４ｂによって開弁方向に押され、吐水状態になる。
【００１０】
また、吐水状態において、操作部１３６を回転操作すると、パイロット弁移動機構１３４は、操作部１３６の回転操作量に応じて、パイロット弁１３２を、圧力導管１３０の先端部１３０ａに近づく方向又は遠ざかる方向に移動させる。圧力導管１３０の先端部１３０ａとパイロット弁１３２の間の距離が変化すると、それらの間を流れる水の抵抗が変化する。これにより、圧力室１２２ｂ内部の圧力が変化するので、主弁体１２４の開度が変化し、シャワーヘッド１２８からの吐水流量も変化する。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−９８５９６号公報
【特許文献２】特開２００１−９５７１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特開２００１−９８５９６号公報記載の吐水装置では、主弁体１０４の開度を、主弁体１０４を流量調整部材１１０に当接させることによって変化させている。従って、吐水状態において吐水流量を低下させるように流量調整を行う場合、吐水されている水の動圧により上方に押されている主弁体１０４を、この力に抗して下方に押す必要がある。このため、吐水状態において、流量調整部材１１０によって主弁体１０４を押し下げて流量を調節するには、非常に大きな操作力が必要になるという問題がある。
【００１３】
また、特開２００１−９５７１０号公報記載の吐水装置では、パイロット弁の開度により、流量調整を行っているので、調整に必要な操作力を比較的小さくすることは可能である。しかしながら、調整される吐水流量の、最大吐水流量と最少吐水流量の間の全範囲の調整をパイロット弁の開度、即ち、パイロット弁１３２と圧力導管１３０の先端部１３０ａとの間の隙間の変化によって行う必要があるので、パイロット弁の開度の非常に精密な調整が要求されるという問題がある。このため、特開２００１−９５７１０号公報記載の吐水装置では、吐水流量の微妙な調整が困難になり、又は、非常に複雑なパイロット弁移動機構１３４が必要になるという問題がある。
【００１４】
従って、本発明は、小さな操作力で流量調整を行うことができる開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置を提供することを目的としている。
また、本発明は、簡単な機構で、微妙な流量調整を行うことができる開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明は、止水状態と吐水状態を切り替え且つ吐水流量を調整することができる開閉弁装置であって、弁座と、この弁座に着座し又はこの弁座から離れるように移動されることによって、止水状態と吐水状態を切り替える、圧力開放穴が設けられた主弁体と、この主弁体と共に移動される圧力開放穴の開度を変化させるために、主弁体の移動方向に移動可能に設けられたパイロット弁と、このパイロット弁の移動によって圧力開放穴の開度が変化すると、内部の圧力が変化して、主弁体を弁座に近づき又は離れるように移動させる圧力室と、吐水操作、止水操作、及び／又は流量調整操作を行うための操作部と、操作部の止水操作によりパイロット弁を圧力開放穴に押し付け、操作部の吐水操作によりパイロット弁を圧力開放穴から引き離し、操作部の流量調整操作によりパイロット弁を主弁体の移動方向に連続的に移動させるパイロット弁移動機構と、を有することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された本発明においては、操作部を止水操作すると、パイロット弁が主弁体の圧力開放穴に押し付けられ、圧力開放穴が閉鎖される。圧力開放穴が閉鎖されると、圧力室内部の圧力が上昇するので、この圧力による力によって主弁体は弁座に着座される。また、操作部を吐水操作すると、パイロット弁が主弁体の圧力開放穴から引き離され、圧力開放穴が開放される。圧力開放穴が開放されると、圧力室内部の圧力が低下するので、主弁体を弁座に着座させる圧力による力が作用しなくなり、主弁体は弁座から離れる。また、吐水状態において、操作部を流量調整操作すると、パイロット弁が移動され、圧力開放穴の開度が変化する。圧力開放穴の開度が大きくなると、圧力室内部の圧力が低下するので、主弁体は弁座から離れる方向に移動する。主弁体がこのように移動すると、主弁体に設けられ、主弁体と共に移動される圧力開放穴は、パイロット弁に近づき、圧力開放穴の開度が小さくなる。圧力開放穴の開度が小さくなると、圧力室内部の圧力が上昇するので、主弁体は逆に弁座に近づく方向に移動する。これらの作用の結果、主弁体は、圧力室内部の圧力による力の作用によって、パイロット弁移動機構によって移動されるパイロット弁に近接した位置に移動される。このため、パイロット弁移動機構により、パイロット弁が流量調整操作により連続的に移動されると、主弁体はパイロット弁の位置に追従するように移動して、主弁体と弁座との間の距離が変化し、吐水流量が変化する。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、圧力室内部の圧力による力によって主弁体が移動されるので、パイロット弁を移動させる小さな操作力で流量調整操作を行うことができる。また、このように構成された本発明によれば、主弁体はパイロット弁の位置に追従するように移動されるので、簡単な機構で、微妙な流量調整を行うことができる。
【００１８】
また、本発明において、好ましくは、主弁体は、ダイヤフラム式の弁体である。
このように構成された本発明によれば、開閉弁装置全体をコンパクトに構成することができる。
【００１９】
また、本発明において、好ましくは、パイロット弁移動機構は、操作部を押圧操作することにより、パイロット弁を圧力開放穴に押し付け又は圧力開放穴から引き離し、操作部を回転操作することにより、パイロット弁を主弁体の移動方向に連続的に移動させる。
このように構成された本発明によれば、単一の操作部の、２種類の操作によって、吐・止水操作及び流量調整操作を行うことができるので、開閉弁装置の操作性を向上させることができる。
【００２０】
また、本発明において、好ましくは、パイロット弁移動機構は、操作部を所定の角度回転操作したときのパイロット弁の移動距離がパイロット弁の位置により異なるように構成されている。
このように構成された本発明においては、主弁体と弁座の間の距離と吐水流量が比例しない場合においても、操作部の回転角度と吐水流量がほぼ比例する開閉弁装置を構成することができる。
【００２１】
また、本発明において、好ましくは、さらに、操作部の偶発的な回転を防止するための回転抵抗手段を有する。
このように構成された本発明においては、操作部の押圧操作等により、偶発的に操作部が回転してしまい、吐水流量の設定が変化するのを防止することができる。
【００２２】
また、本発明において、好ましくは、さらに、操作部を回転操作することができる範囲を規制する回転規制手段を有し、吐水状態において、操作部を吐水流量が最少になる位置に操作した場合においても、圧力開放穴は開放されている。
このように構成された本発明においては、吐水状態において、操作部を吐水流量が最少になる位置に設定した場合にも、圧力開放穴かパイロット弁によって完全に閉鎖されることはなく、開放されているので、主弁体が弁座に完全に着座されることがない。このため、開閉弁装置の使用者は、開閉弁装置が止水状態にあるのではなく、吐水状態において吐水流量が絞られた状態であることを確実に認識することができる。
【００２３】
また、本発明において、好ましくは、回転規制手段は、吐水流量が最少になるように操作部を操作した場合における吐水流量を設定するための最少吐水流量設定手段を有する。
このように構成された本発明においては、操作部を吐水流量が最少になるように操作したときの吐水流量を正確に設定することができる。
【００２４】
また、本発明において、好ましくは、さらに、パイロット弁とパイロット弁移動機構の間に配置された緩衝バネを有し、パイロット弁移動機構が、パイロット弁を止水状態の位置又は吐水状態の位置に保持するラッチ機構を有し、操作部の流量調整操作により、ラッチ機構の止水状態の位置と吐水状態の位置との間の距離は変化し、止水状態における緩衝バネの撓み量は操作部の流量調整操作によらず一定である。
【００２５】
このように構成された本発明においては、流量調整操作によりラッチ機構によって保持される止水状態の位置と吐水状態の位置の間の距離が変化するので、パイロット弁が主弁体に当接して緩衝バネが圧縮される止水状態における緩衝バネの撓み量は流量調整操作によらず一定となる。
このように構成された本発明によれば、止水状態における緩衝バネの撓み量は流量調整操作によらず一定になるため、流量調整機能を実現するために緩衝バネを大型化する必要がなく、開閉弁装置全体を小型化することができる。
【００２６】
また、本発明において、好ましくは、さらに、パイロット弁とパイロット弁移動機構の間に配置された緩衝バネを有し、パイロット弁移動機構が、パイロット弁を止水状態の位置又は吐水状態の位置に保持するラッチ機構を有し、操作部の流量調整操作により、止水状態における緩衝バネの撓み量は変化し、ラッチ機構の止水状態の位置と吐水状態の位置との間の距離は操作部の流量調整操作によらず一定である。
【００２７】
このように構成された本発明においては、流量調整操作によりラッチ機構によって保持される止水状態の位置と吐水状態の位置の間の距離は変化しないので、パイロット弁が主弁体に当接して緩衝バネが圧縮される止水状態における緩衝バネの撓み量は、流量を絞るように調整されているときは大きく、流量を絞っていないときは小さくなる。
このように構成された本発明によれば、操作部が、吐水流量が最少になるように操作されているときに止水操作又は吐水操作を行っても、吐水流量が最大になるように操作されているときに止水操作又は吐水操作を行ってもラッチ機構が作動する距離に変化がないため、開閉弁装置の操作性を良くすることができる。
【００２８】
また、本発明の水栓装置は、本発明の開閉弁装置と、この開閉弁装置を受け入れる水栓本体と、この水栓本体と連通する吐水口を備えたスパウト部又はシャワーヘッドと、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
本発明の開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置によれば、小さな操作力で流量調整を行うことができる。
また、本発明の開閉弁装置及びそれを備えた水栓装置によれば、簡単な機構で、微妙な流量調整を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による水栓装置を説明する。
まず、図１乃至図１０を参照して、本発明の第１実施形態による水栓装置を説明する。図１は、本発明の第１実施形態による水栓装置全体を示す斜視図であり、図２は、水栓装置の本体部を拡大して示す斜視断面図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態による水栓装置１は、本体部２と、この本体部２に取り付けられたシャワー用ツマミ４、カラン用ツマミ６、及び温度調整用ツマミ８と、を有する。さらに、本体部２には、シャワーヘッド１０と、スパウト部であるカラン吐水口１２が取り付けられている。本実施形態による水栓装置１は、シャワー用ツマミ４を押すとシャワーヘッド１０から吐水され、シャワー用ツマミ４を回転させるとシャワーヘッド１０からの吐水量が変化するように構成されている。同様に、カラン用ツマミ６を押すとカラン吐水口１２から吐水され、カラン用ツマミ６を回転させるとカラン吐水口１２からの吐水量が変化するように構成されている。さらに、吐水状態において、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を再度押すと、止水状態となるように構成されている。また、温度調整用ツマミ８を回転させると、シャワーヘッド１０又はカラン吐水口１２からの吐水温度が変化するように構成されている。
【００３１】
図２に示すように、本発明の第１実施形態による水栓装置１の本体部２は、温度調整部本体１４と、この温度調整部本体１４の両側にそれぞれ配置された、２つの開閉弁部本体１６と、を有する。本実施形態において、温度調整部本体１４及び開閉弁部本体１６は、水栓本体を構成する。また、温度調整部本体１４には、温度調整用バルブ１８が受け入れられ、２つの開閉弁部本体１６には、開閉弁装置２０がそれぞれ受け入れられている。温度調整部本体１４には、水流入口１４ａ及び湯流入口１４ｂが夫々形成されている。水流入口１４ａ及び湯流入口１４ｂから夫々温度調整部本体１４に流入した水及び湯は、温度調整用ツマミ８による温度調整用バルブ１８の設定により所定の割合に混合され、適当な水温に調整されるように構成されている。温度調整用バルブ１８は、温度調整用ツマミ８を回転させることによって水と湯の混合割合を変化させ、温度調整用ツマミ８の位置によって吐水される水の温度を所定の温度に設定できるように構成されている。
【００３２】
温度調整用バルブ１８によって適温に調整された水は、温度調整部本体１４と各開閉弁部本体１６を連通させる水路１４ｃ又は１４ｄを通って、シャワー側又はカラン側の開閉弁部本体１６に流入するように構成されている。各開閉弁部本体１６に流入した水は、各開閉弁部本体１６に受け入れられている開閉弁装置２０によって止水される。この状態において、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を押すと、開閉弁装置２０が吐水状態となり、シャワーヘッド１０又はカラン吐水口１２から適温の水が吐水されるように構成されている。また、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を廻すと開閉弁装置２０の弁開度が変化し、シャワーヘッド１０又はカラン吐水口１２から吐水される流量が変化するように構成されている。吐水状態において、再度シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を押すと、開閉弁装置２０が止水状態となり、シャワーヘッド１０又はカラン吐水口１２からの吐水が停止されるように構成されている。
【００３３】
図３は本発明の第１実施形態による水栓装置１の開閉弁装置２０の部分を拡大した上面図である。また、図４は図３のIV−IV線に沿って切断された開閉弁装置２０の部分の断面図であり、図５は図３のV−V線に沿って切断された開閉弁装置２０の部分の断面図である。図６は図５のVI−VI線に沿って切断された開閉弁装置２０の部分の断面図である。
図３乃至図５に示すように、開閉弁装置２０は、操作部２２と、この操作部２２の内側に螺合された操作力伝達部材２３と、この操作力伝達部材２３の内側に配置されたガイド部材２４と、このガイド部材２４の内側に挿入されたパイロット弁支持部材２６と、を有する。さらに、開閉弁装置２０は、パイロット弁支持部材２６の下側に配置され、圧力室を形成する主弁体押え部材２８と、この主弁体押え部材２８の下側に配置されたバルブ台座部材３０と、以上の部材を包囲して、各部材を所定の位置に拘束するカバー３２と、を有する。
【００３４】
また、主弁体押え部材２８とバルブ台座部材３０の間には、主弁体３４が挟み込まれ、主弁体３４を所定の位置に位置決めしている。また、ガイド部材２４の中心軸線上には、下方に向って押し棒３８が取り付けられている。この押し棒３８は、ガイド部材２４の内側に配置されたパイロット弁支持部材２６の中に挿入されている。押し棒３８の下端には、パイロット弁支持部材２６によって摺動可能に支持されたパイロット弁４０が摺動自在に取り付けられ、このパイロット弁４０の先端にはパッキン４２が取り付けられている。本実施形態において、操作力伝達部材２３、ガイド部材２４、押し棒３８は、パイロット弁移動機構を構成する。
【００３５】
操作部２２は、上端部が閉鎖された概ね円筒状の形状であり、頂部にはシャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６をネジ止めするためのネジ部２２ａが形成されている。また、操作部２２の内側面には、操作力伝達部材２３と螺合させるための雌ネジ部２２ｂが形成されている。さらに、操作部２２の下端にはフランジが形成されており、肩部２２ｃを構成している。
操作力伝達部材２３は、概ね円筒状の形状を有し、その上部には、操作部２２の雌ネジ部２２ｂと螺合させるための雄ネジ部２３ａが形成されている。また、操作力伝達部材２３の下部は、直径が拡大しており、その中にガイド部材２４を受け入れている。さらに、操作力伝達部材２３の下部には、更に直径が拡大した段部が設けられ、肩部２３ｂを形成している。また、操作力伝達部材２３の外側側面２箇所にはカバー３２のガイド溝３２ｄに受け入れられる突起部２３ｃが形成されている。
【００３６】
ガイド部材２４は、円周上の４箇所が切り欠かれた概ね円筒状の形態を有する。ガイド部材２４の側面２箇所には爪部２４ａ（図４参照）が形成されている。この爪部２４ａは、ガイド部材２４が操作力伝達部材２３の中に受け入れられたとき、ガイド部材２４から半径方向外方に向って突出して、ガイド部材２４を操作力伝達部材２３の中に固定する。これにより、ガイド部材２４は、操作力伝達部材２３に対して、平行移動も、回転も拘束される。さらに、ガイド部材の上端面には、ハートカム機構を構成するピン部材４４（図５参照）を受け入れるための溝２４ｂが形成されている。ラッチ機構であるハートカム機構については後述する。
【００３７】
パイロット弁支持部材２６は、概ね十字型の断面を有する上側部と、この上側部の下に形成された概ね円板状の鍔部と、を有する。十字型断面の上側部は、ガイド部材２４の中に摺動自在に受け入れられる。従って、パイロット弁支持部材２６は、ガイド部材２４に対して軸線方向に摺動することは許容されるが、ガイド部材２４に対する回転は拘束される。また、上側部の両側側面には、概ね門形に折り曲げられたピン部材４４の先端を受け入れるためのハートカム溝２６ａが形成されている。パイロット弁支持部材２６の中心軸線上には、パイロット弁支持部材２６を貫通するボア２６ｂが形成されている。さらに、パイロット弁支持部材２６の鍔部と操作力伝達部材２３の肩部２３ｂとの間には、付勢用バネ４６が配置されており、操作力伝達部材２３をパイロット弁支持部材２６に対して上方に付勢している。
【００３８】
主弁体押え部材２８は、上端面が閉鎖した概ね円筒状の形状を有し、上端面にはパイロット弁支持部材２６の下部を受け入れるための穴が形成されている。パイロット弁支持部材２６と主弁体押え部材２８の間には、パッキン（図示せず）が配置され、圧力室内の水密性を保持している。また、さらに、主弁体押え部材２８の下端面には、主弁体３４を押さえるための環状の溝２８ａが形成されている。
【００３９】
主弁体３４は概ね円板状であり、その中心部には圧力開放穴３４ａが形成され、外周部にはダイヤフラム部３４ｂが構成されている。ダイヤフラム部３４ｂの最外周部は、主弁体押え部材２８の下端面に形成された環状の溝２８ａの中に受け入れられ、主弁体３４と主弁体押え部材２８の間の水密性が確保されている。また、主弁体３４の円周上の１箇所には、クリーニングピン５０を通す穴３４ｃが形成されている。クリーニングピン５０は、主弁体３４の穴３４ｃを貫通するように配置され、穴３４ｃの詰まりを防止する。
【００４０】
バルブ台座部材３０は、下部で連結された二重の円筒状の形状を有し、主弁体押え部材２８の下側に配置される。外側の円筒の側面には、水が流入する流入口３０ａが４つ形成されており、外側の円筒の上端部と主弁体押え部材２８の下端面との間に主弁体３４が挟まれる。また、内側の円筒の上端は、主弁体３４が着座する弁座３０ｂとして形成されている。流入口３０ａから流入した水は、一旦上方へ上り、弁座３０ｂと主弁体３４との間を通って内側の円筒の中に入り、内側の円筒の下端から流出するように構成されている。
【００４１】
カバー３２は、下側が拡張した段付きの円筒状の形状を有する。カバー３２の上端には縁部３２ａが形成されており、この縁部３２ａには、カバー３２の内部に受け入れられた操作部２２の外側の肩部２２ｃが係合するようになっている。また、カバー３２の側面２箇所には、長孔３２ｂ（図５参照）が形成されており、パイロット弁支持部材２６の側面２箇所から外方に突出した爪部２６ｃ（図５参照）を受け入れるようになっている。さらに、カバー３２の下方２箇所にも長孔３２ｃが形成されている。この長孔３２ｃは、バルブ台座部材３０の上部側面２箇所から外方に突出した爪部３０ｃを受け入れるようになっている。さらに、カバー３２の内側側面２箇所には、操作力伝達部材２３の突起部２３ｃを受け入れるガイド溝３２ｄが形成されている。各長孔３２ｂ、３２ｃが各爪部２６ｃ、３０ｃを夫々受け入れることにより、パイロット弁支持部材２６、主弁体押え部材２８及びバルブ台座部材３０は、カバー３２の中の適所に保持される。また、これにより、ガイド部材２４及び操作力伝達部材２３、操作部２２も、カバー３２とパイロット弁支持部材２６の間に挟まれて適所に保持される。
【００４２】
操作部２２は、カバー３２によって、上下方向の平行移動及び軸線を中心とする回転可能に保持される。操作力伝達部材２３は、その突起部２３ｃがカバー３２のガイド溝３２ｄに受け入れられているので、カバー３２に対する上下方向の平行移動が許容され、カバー３２に対する回転が拘束される。また、操作力伝達部材２３の中に受け入れられたガイド部材２４は、操作力伝達部材２３に対する回転が拘束され、ガイド部材２４の中に受け入れられたパイロット弁支持部材２６は、ガイド部材２４に対する回転が拘束されているので、操作力伝達部材２３、ガイド部材２４、及びパイロット弁支持部材２６は、カバー３２に対する回転が拘束されている。従って、操作部２２を時計回りに回転させると、操作部２２と螺合され、回転が拘束されている操作力伝達部材２３が、これに受け入れられているガイド部材２４と共に下方に下がり、操作力伝達部材２３とパイロット弁支持部材２６の間に配置された付勢用バネ４６が圧縮される。
【００４３】
また、図６に示すように、操作部２２の外周の１箇所には、半径方向外方に突出したストッパー２２ｄが形成されている。さらに、カバー３２の上端部内周には、半径方向内方に張り出した、ストッパー２２ｄと当接するストッパー当接部３２ｄ、３２ｅが形成されている。これにより、操作部２２のカバー３２に対する回転は、ストッパー２２ｄの一端が一方のストッパー当接部３２ｄに当接する位置から、ストッパー２２ｄの他端が他方のストッパー当接部３２ｅに当接する位置までの範囲に規制される。本実施形態において、ストッパー２２ｄ、及びストッパー当接部３２ｄ、３２ｅは、回転規制手段を構成する。
【００４４】
押し棒３８は、その上端がガイド部材２４の中心に取り付けられ、下端は、パイロット弁支持部材２６のボア２６ｂの中へ延びている。押し棒３８とボア２６ｂの間には、Ｏリング５２が配置され、圧力室内部の水密性が確保されている。押し棒３８の下端には拡張部３８ａが形成されている。
【００４５】
パイロット弁４０は概ね円柱状の形状を有し、パイロット弁支持部材２６のボア２６ｂの中に配置されている。パイロット弁４０の内部には中空部４０ａが形成されており、中空部４０ａは、押し棒３８下端の拡張部３８ａを摺動可能に受け入れている。また、中空部４０ａの中には、緩衝バネであるコイルバネ５４が配置されており、押し棒３８を、パイロット弁４０に対して上方に付勢している。また、パイロット弁４０の下端には、パッキン４２が取り付けられている。パイロット弁４０が下方に押し下げられると、パッキン４２が主弁体３４に当接して、圧力開放穴３４ａを閉鎖するように構成されている。
【００４６】
なお、本実施形態においては、主弁体３４の上側の面、主弁体押え部材２８の内壁面、及びパイロット弁支持部材２６のボア２６ｂの内壁によって囲まれた空間が、圧力室として作用する。主弁体３４と主弁体押え部材２８の間は、主弁体３４のダイヤフラム部３４ｂの最外周部が、主弁体押え部材２８の環状の溝２８ａの中に嵌め込まれることによって水密性が確保されている。また、主弁体押え部材２８とパイロット弁支持部材２６の間の水密性はパッキン（図示せず）によって、パイロット弁支持部材のボア２６ｂと押し棒３８の間の水密性はＯリング５２によって水密性が確保されている。
【００４７】
次に、図７を参照して、ハートカム機構について説明する。ハートカム機構はパイロット弁支持部材２６の上側部の両側面に形成されたハートカム溝２６ａと、ガイド部材２４に保持されたピン部材４４によって構成される。図７は、パイロット弁支持部材２６の上側部の両側面に形成されたハートカム溝２６ａの拡大図である。ハートカム機構は、ピン部材４４の下端の内側に折り曲げられた端部４４ａが、ハートカム溝２６ａ内の種々の位置を取ることによって、操作部２２を所定の位置に保持するものである。まず、開閉弁装置２０が止水状態にある場合には、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＡの位置に保持されている。次いで、付勢用バネ４６の付勢力に抗して、操作部２２を最大押し込み位置まで押し込むと、ピン部材４４は操作部２２と共に押し下げられ、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａの下方のＢの位置に移動する。この状態で操作部２２から手を放すと、操作部２２は、付勢用バネ４６の付勢力によって、操作部２２の外側の肩部２２ｃとカバー３２の縁部３２ａが係合する位置まで押し上げられる。このとき、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａの上方のＣの位置に移動し、開閉弁装置２０は、吐水状態となる。この吐水状態から、付勢用バネ４６の付勢力に抗して、操作部２２を最大押し込み位置まで押し込むと、ピン部材４４は操作部２２と共に押し下げられ、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａの下方のＤの位置に移動する。この状態で操作部２２から手を放すと、操作部２２は、付勢用バネ４６の付勢力によって上方に押し上げられるが、この際、ピン部材４４の端部４４ａが、ハートカム溝２６ｄのＡの位置に保持されるため、操作部２２もこの位置に保持され、止水状態となる。
【００４８】
次に、図５乃至図１０を参照して、本発明の第１実施形態による水栓装置１の作用を説明する。図５は吐水流量を最大にした吐水状態にある開閉弁装置２０を示し、図８は、図５の状態の開閉弁装置２０の操作部２２を押圧操作して止水状態にした開閉弁装置２０の断面図を示す。また、図９は、吐水状態において、流量調節を行い、吐水流量を最少とした開閉弁装置２０の断面図を示す。さらに、図１０は、図５の状態の開閉弁装置２０の操作部２２を押圧操作して、操作部２２を最大に押し込んだ開閉弁装置２０の断面図を示す。
【００４９】
まず、図８に示す止水状態においては、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＡの位置に保持されており、この位置では、操作部２２及びそれに取り付けられたシャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６は、引っ込んだ状態にある。また、この位置では、パイロット弁４０のパッキン４２は、主弁体３４に当接して、圧力開放穴３４ａを閉鎖している。圧力開放穴３４ａが閉鎖された状態においては、流入口３０ａから穴３４ｃを通って圧力室内に流入した水は、流出することができないので、圧力室内の圧力が高くなり、主弁体３４は弁座３０ｂに押し付けられて、開閉弁装置２０が閉鎖される。
【００５０】
次に、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を一旦押圧して手を放すと、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＣの位置に移動し、図５に示すように、操作部２２も上方に移動する。このとき、操作部２２に取り付けられたシャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６も突出した状態になる。この状態では、パイロット弁４０も押し棒３８によって操作部２２と共に上方に引き上げられるので、パイロット弁４０のパッキン４２は、主弁体３４から引き離され、圧力開放穴３４ａが開放される。圧力開放穴３４ａが開放された状態では、穴３４ｃを通って圧力室内に流入した水は、圧力開放穴３４ａを通って流出するので、圧力室内の圧力は低下する。圧力室内の圧力が低下すると、主弁体３４を弁座３０ｂに押し付ける力が作用しなくなり、主弁体３４は上方に移動する。主弁体３４が弁座３０ｂから離れて開閉弁装置２０が開くと、流入口３０ａから流入した水は、弁座３０ｂを通って下方に流出し、シャワーヘッド１０又はカラン吐水口１２から吐水される。
【００５１】
図５に示す吐水状態では、パイロット弁４０は、圧力室内で最も上方の位置にあり、主弁体押え部材２８に当接する位置にある主弁体３４は、弁座３０ｂから最も離れた位置にある。この状態では、開閉弁装置２０からの吐水流量が最大になる。また、図５に示す吐水流量が最大になる状態では、図６に示すように、カバー３２のストッパー当接部３２ｄと、操作部２２のストッパー２２ｄの一方の端部が当接するので、操作部２２をカバー３２に対してそれ以上回転させることができず、パイロット弁４０を圧力室内でそれ以上上方に引き上げることができなくなる。
【００５２】
吐水状態において、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を回転させると、それに固定された操作部２２も回転される。操作力伝達部材２３はカバー３２によって回転が拘束されているので、操作部２２が回転されると、操作部２２に螺合されている雄ネジ部２３ａの作用によって上方又は下方に移動される。これにより、操作力伝達部材２３に取り付けられているガイド部材２４も移動し、ガイド部材２４に取り付けられている押し棒３８、押し棒３８に取り付けられているパイロット弁４０も移動する。図５に示す状態から、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を右に回転させると、操作部２２も右に回転し、操作力伝達部材２３、ガイド部材２４、押し棒３８、パイロット弁４０は下方に移動する。
操作部２２を回転させることにより、パイロット弁４０を下方に移動させると、パイロット弁４０のパッキン４２が、主弁体３４の圧力開放穴３４ａに接近するので、圧力室内に流入した水が、圧力開放穴３４ａを通って流出しにくくなる。圧力室内の水が流出しにくくなると、圧力室内の圧力は上昇するので、圧力室内の圧力によって主弁体３４は下方に押され、移動される。さらに、パイロット弁４０を下方に移動させると、再びパイロット弁４０のパッキン４２と圧力開放穴３４ａの間の隙間が小さくなるので、圧力室内の圧力が上昇し、主弁体３４は下方に移動される。なお、本明細書において、パイロット弁４０のパッキン４２と圧力開放穴３４ａの間の隙間の大小の度合いを、圧力開放穴３４ａの開度と呼んでいる。
【００５３】
このように、操作部２２を回転させることにより、パイロット弁４０を連続的に下方に移動させていくと、主弁体３４は、パイロット弁４０のパッキン４２との間に微小な隙間を維持しながら、連続的に下方に移動される。また、操作部２２を急激に回転させ、パイロット弁４０を急激に下方に移動させた場合には、パイロット弁４０のパッキン４２が圧力開放穴３４ａと当接することも考えられる。この場合には、圧力室内の圧力も上昇し、これにより主弁体３４は下方に移動されるので、パッキン４２と圧力開放穴３４ａの間に再び隙間が形成される。従って、操作部２２を回転させパイロット弁４０を下方に移動させたとき、主弁体３４は、パイロット弁４０によって下方に押されるのではなく、主に圧力室内の圧力による力によって下方に移動される。このため、非常に小さな操作力によってパイロット弁４０を下方に移動させることができる。
【００５４】
また、操作部２２を逆方向に回転させることにより、パイロット弁４０を上方に移動させた場合には、パイロット弁４０のパッキン４２と圧力開放穴３４ａの間の隙間が大きくなるので、圧力室内の圧力が低下し、主弁体３４は上方に移動される。従って、パイロット弁４０を上方に連続的に移動させた場合には、主弁体３４は、パイロット弁４０のパッキン４２との間に微小な隙間を維持しながら、連続的に上方に移動される。
【００５５】
図６に示す状態から、操作部２２を右に回転させていくと、操作部２２のストッパー２２ｄは、カバー３２のストッパー当接部３２ｅに当接し、これ以上右に回転させることができなくなる。この状態では、図９に示すように、パイロット弁４０は、最も下方の位置に移動する。図９に示す状態では、主弁体３４は、弁座３０ｂに非常に近い位置に保持されるので、主弁体３４の圧力開放穴３４ａが完全に閉鎖されていない状態であっても、開閉弁装置２０から吐水される流量は非常に少なくなる。本実施形態においては、ストッパー２２ｄによって操作部２２の回転を規制しているので、パイロット弁４０が最も下方の位置に移動したときでも、主弁体３４は弁座３０ｂに完全に着座することはない。従って、本実施形態においては、操作部２２の回転操作により、吐水流量を最も少なくした状態においても、毎分約１リットルの水が吐水される。このため、吐水量を最も絞った状態においても、開閉弁装置２０が吐水状態にあることが、水栓装置１の使用者に認識される。
【００５６】
次に、吐水状態において、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を再び押圧操作すると、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＡの位置に移動し、図８に示すように、操作部２２も下方に移動する。このとき、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６は、引っ込んだ状態になる。この状態では、パイロット弁４０も押し棒３８によって操作部２２と共に大きく下方に押し下げられるので、パイロット弁４０のパッキン４２によって主弁体３４の圧力開放穴３４ａが閉鎖される。止水操作により、操作部２２が大きく下方に下がった状態では、パッキン４２が主弁体３４に押し付けられ、押し棒３８の先端に配置されたコイルバネ５４も押し縮められた状態になるので、主弁体３４が下方に移動したとしてもパッキン４２と主弁体３４の間に隙間ができることはなく、圧力開放穴３４ａが閉鎖された状態が維持される。圧力開放穴３４ａが閉鎖されると、圧力室内の圧力が高くなるので、主弁体３４は下方に押されて弁座３０ｂに完全に着座し、止水状態となる。また、操作部２２の回転位置は、押圧操作によって変化しないので、もう一度シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を押圧操作して、開閉弁装置２０を吐水状態としたときには、パイロット弁４０は前回の流量調整で設定された位置まで引き上げられる。このため、水栓装置１からは、前回設定された吐水流量で吐水される。
【００５７】
次に、図７を参照して、ハートカム機構の作用を説明する。まず、開閉弁装置２０が、図８に示すように、止水状態にあるときは、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＡの位置に保持されている。この状態では、パイロット弁４０の内部に配置されたコイルバネ５４は、押し棒３８によって圧縮された状態にある。次に、操作部２２を押圧操作して、操作部２２を最大に押し込んだ状態では、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＢの位置に移動される。この状態では、図１０に示すように、押し棒３８は最も下方に下がった位置に移動し、コイルバネ５４は、最大限圧縮される。このとき、操作部２２と共に下方に移動する押し棒３８のストロークは、コイルバネ５４によって吸収されるので、パイロット弁４０は、コイルバネ５４の圧縮力によって主弁体３４に押し付けられ、押し棒３８に伝えられた操作力が直接主弁体３４に作用することはない。本実施形態においては、コイルバネ５４として非常にバネ定数の小さいバネが使用されているので、パイロット弁４０が主弁体３４に押し付けられる力は非常に小さい。
【００５８】
次に、操作部２２を押圧する力を除去すると、操作部２２は、付勢用バネ４６の付勢力によって上方に押し上げられ、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＣの位置に移動される。この状態では、図５に示すように、押し棒３８は最も上方に上がった位置に移動し、コイルバネ５４はパイロット弁４０の内部で最大限伸長され、パイロット弁４０は主弁体３４から離れ、吐水状態となる。
【００５９】
図５に示す吐水状態から、操作部２２を時計回りに回転操作して吐水流量を減少させると、操作力伝達部材２３及びガイド部材２４が下方に移動される。これに伴い、押し棒３８及びパイロット弁４０も下方に下がるが、主弁体３４もパイロット弁４０のパッキン４２との間に微小な隙間を維持しながら下方に移動するので、図９に示すように、パイロット弁４０の中のコイルバネ５４が圧縮されることはない。また、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＣの位置よりも下方のＣ１の位置に移動される。
【００６０】
ピン部材４４の端部４４ａがハートカム溝２６ａのＣ１の位置にある状態において、止水状態にするために操作部２２を押圧操作すると、操作部２２と共に操作力伝達部材２３及びガイド部材２４がさらに下方に移動される。これに伴い、押し棒３８及びパイロット弁４０も下方に下がり、パイロット弁４０のパッキン４２が主弁体３４に押し付けられてコイルバネ５４が圧縮される。さらに操作部２２を押圧して、操作部２２を最大に押し込んだ状態では、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＤの位置に移動される。この状態においては、図１０に示す場合と同様に、押し棒３８は最も下方に下がった位置に移動し、コイルバネ５４は最大限圧縮されて押し棒３８のストロークを吸収する（ただし、この状態では、操作力伝達部材２３に対する操作部２２の位置が、図１０とは異なる）。次に、操作部２２を押圧する力を除去すると、操作部２２は、付勢用バネ４６の付勢力によって上方に押し上げられ、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＡの位置に移動され、止水状態となる。
【００６１】
本実施形態では、流量調整を最大吐水量に設定した場合には、吐止水操作時の操作部２２のストロークは図７の点Ｃ−Ａ間の距離となり、流量調整を最少吐水量に設定した場合には、吐止水操作時のストロークは点Ｃ１−Ａ間の距離となる。従って、本実施形態では、流量調整の設定位置によって操作部２２のストローク及びハートカム機構の作動する距離が変化する。一方、コイルバネ５４は、図５に示す最大伸長の状態から、図１０に示す最大圧縮の状態まで圧縮されるので、コイルバネ５４の最大撓み量は、吐水流量の設定によらず一定である。
【００６２】
本発明の第１実施形態の水栓装置によれば、流量調整時において、主弁体は、主に水圧による力で移動されるので、小さな操作力で流量調整を行うことができる。
また、本実施形態の水栓装置によれば、流量調整時において、主弁体はパイロット弁の位置を追従するように移動されるため、パイロット弁の開度に比例して主弁体が移動される流量調整機構に比べ、簡単な機構で、微妙な流量調整を行うことができる。
さらに、本実施形態の水栓装置によれば、パイロット弁の中に配置されたコイルバネの圧縮量が、吐水流量の設定によらず一定であるため、流量調整を可能にするためにコイルバネのストロークを大きくする必要がなく、開閉弁装置を小型化することができる。
【００６３】
また、上述した実施形態では、主弁体としてダイヤフラム式のものを使用していたが、変形例として、ピストン式の弁体を主弁体として使用することもできる。
【００６４】
次に、図１１乃至図１４を参照して、本発明の第２実施形態による水栓装置を説明する。本発明の第２実施形態による水栓装置は、使用されている開閉弁装置が、第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、第２実施形態の第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
図１１は、本発明の第２実施形態による水栓装置に使用されている開閉弁装置の吐水状態における断面図である。同様に、図１２は止水状態、図１３は流量を絞った吐水状態、図１４は操作部を最大に押し込んだ状態における開閉弁装置の断面図である。
【００６５】
図１１乃至図１４に示すように、本発明の第２実施形態による水栓装置に使用されている開閉弁装置６０は、操作部６２と、この操作部６２と第２付勢用バネ７２で係合された操作力伝達部材６４と、この操作力伝達部材６４の内側に配置されたガイド部材２４と、このガイド部材２４の内側に挿入されたパイロット弁支持部材６６と、を有する。また、開閉弁装置６０は、パイロット弁支持部材６６の下側に配置された主弁体押え部材２８と、バルブ台座部材３０とを、有する。さらに、開閉弁装置６０は、操作部６２、操作力伝達部材６４、ガイド部材２４、及びパイロット弁支持部材６６を包囲して、各部材を所定の位置に拘束する内側カバー６８と、この内側カバー６８の外側に配置され、内側カバー６８と螺合された外側カバー７０と、を有する。また、開閉弁装置６０は、主弁体３４、押し棒３８、パイロット弁４０、及びパッキン４２、を有する。本実施形態において、操作力伝達部材６４、ガイド部材２４、押し棒３８は、パイロット弁移動機構を構成する。
【００６６】
操作部６２と操作力伝達部材６４の間には第２付勢用バネ７２が配置され、これらの部材は互いに遠ざかるように付勢されている。また、操作部６２の下部には、多角形フランジ６２ａが形成されている。この多角形フランジ６２ａは、内側カバー６８の上端に形成された多角形穴６８ａに嵌め込まれて、操作部６２から内側カバー６８に回転力が伝達されるように構成されている。
パイロット弁支持部材６６の上部には、第１実施形態と同様のハートカム溝６６ａが形成されている。また、パイロット弁支持部材６６の下部には、円筒部６６ｃが形成されており、この円筒部６６ｃは、主弁体押え部材２８の上部の穴に摺動可能に挿入されている。円筒部６６ｃと主弁体押え部材２８の間には、Ｏリング７４が配置され、圧力室の水密性を保持している。
【００６７】
内側カバー６８は、概ね円筒形の形状を有し、操作力伝達部材６４、ガイド部材２４、及びパイロット弁支持部材６６を包囲して、これらを位置決めしている。また、内側カバー６８の外周面には、外側カバー７０の内周面に形成された雌ネジと螺合する雄ネジ部６８ｂが形成されている。
【００６８】
外側カバー７０は、内側カバー６８及び主弁体押え部材２８を包囲し、主弁体押え部材２８及びバルブ台座部材３０を位置決めするように構成されている。また、外側カバー７０の内周面には雌ネジ部７０ａが形成され、内側カバー６８の外周面の雄ネジ部６８ｂと螺合されている。この構成により、操作部６２が回転されると、内側カバー６８も共に回転される。内側カバー６８が回転されると、その雄ネジ部６８ｂと外側カバー７０の雌ネジ部７０ａの作用により、内側カバー６８が上下方向に移動される。これにより、内側カバー６８の中に位置決めされた操作力伝達部材６４、ガイド部材２４、及びパイロット弁支持部材６６も内側カバー６８と共に回転され、上下方向に移動される。この上下方向の移動により、パイロット弁支持部材６６は主弁体押え部材２８に対して摺動する。一方、操作部６２は第２付勢用バネ７２によって上方に付勢されているので、内側カバー６８の回転により操作力伝達部材６４が下方に移動しても、操作部６２は下方には移動されない。
【００６９】
次に、図１１乃至図１４を参照して、本発明の第２実施形態による水栓装置の作用を説明する。
まず、図１２に示す止水状態においては、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝６６ａのＡの位置（図７参照）に保持され、パイロット弁支持部材６６は下方に下がった位置にある。これに対して、操作部６２は、第２付勢用バネ７２によって上方に付勢されているので、操作部６２及びそれに取り付けられたシャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６は、突出した位置にある。また、この位置では、パイロット弁４０のパッキン４２は、主弁体３４に当接して、圧力開放穴３４ａを閉鎖し、主弁体３４は弁座３０ｂに着座している。
次に、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を一旦押圧して手を放すと、操作部６２は、第２付勢用バネ７２によって突出した位置に戻る。一方、この操作により、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝６６ａのＣの位置に移動するので、図１１に示すように、操作力伝達部材６４も上方に移動する。この状態では、パイロット弁４０のパッキン４２は、主弁体３４から引き離され、圧力室内の圧力が低下して吐水状態になる。
【００７０】
図１１に示す吐水状態では、内側カバー６８が外側カバー７０に対して最も上方に上昇した位置にあるので、パイロット弁４０は、圧力室内で最も上方の位置にある。従って、このとき主弁体３４は、弁座３０ｂから最も離れた位置にあり、開閉弁装置６０からの吐水流量が最大になる。
【００７１】
吐水状態において、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を回転させ、操作部６２を回転させると、内側カバー６８及びその中に位置決めされた部材は、上方又は下方に移動される。これにより、内側カバー６８に対して位置決めされているパイロット弁支持部材６６及びパイロット弁４０も移動される。図１１に示す状態から、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を時計回りに回転させると、操作部６２は時計回りに回転され、図１３に示すように、内側カバー６８、操作力伝達部材６４、パイロット弁支持部材６６、ガイド部材２４、押し棒３８、及びパイロット弁４０は時計回りに回転されて、下方に移動する。パイロット弁４０が下方に移動されると、これに追従するように主弁体３４も下方に移動し、開閉弁装置６０からの吐水流量が減少する。
【００７２】
このとき、パイロット弁４０の中に配置されたコイルバネ５４は、最大限伸長した状態のままである。また、流量調整時において、ハートカム溝６６ａが形成されたパイロット弁支持部材６６はガイド部材２４と共に移動するので、流量調整を行っても、ガイド部材２４に取り付けられたピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝６６ａのＣの位置にとどまる。
【００７３】
次に、吐水状態において、シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を押圧して、最大限押し込むと、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝６６ａのＤの位置に移動する。次いで、ツマミを押圧する力を除去すると、操作部６２は、付勢用バネ４６及び第２付勢用バネ７２の付勢力によって上方に押し上げられ、ピン部材４４の端部４４ａは、ハートカム溝２６ａのＡの位置に移動され、止水状態となる。また、内側カバー６８の外側カバーに対する位置は、押圧操作によって変化しないので、もう一度シャワー用ツマミ４又はカラン用ツマミ６を押圧操作して、開閉弁装置６０を吐水状態としたときには、パイロット弁４０は前回の流量調整で設定された位置まで引き上げられる。このため、水栓装置からは、前回設定された吐水流量で吐水される。
【００７４】
また、図１４に示すように、操作部６２を最大限押し込んだ位置では、パイロット弁４０の中に配置されたコイルバネ５４は、圧縮される。図１４は、流量調整を最大吐水流量に設定し、操作部６２を最大限押し込んだ状態を示す図である。これに対して、吐水流量を減少させるように流量調整を行った場合には、内側カバー６８が更に下方に位置するため、操作部６２を最大限押し込むと、押し棒３８が図１４の場合よりも下方に下がり、コイルバネ５４の圧縮量が大きくなる。このように、本実施形態の水栓装置では、流量調整の設定により、コイルバネ５４の圧縮量が変化する。一方、ラッチ機構であるハートカム機構が作動する距離は、本実施形態においては、流量調整を最大吐水流量に設定した場合、最少吐水流量に設定した場合とも、図７の点Ｃ−Ａ間の垂直方向の距離となり、一定である。
【００７５】
本発明の第２実施形態の水栓装置によれば、ハートカム機構が作動する距離が、吐水流量の設定によらず一定であるため、水栓装置の操作性を向上させることができる。
【００７６】
次に、図１５乃至図２６を参照して、本発明の第３実施形態による水栓装置を説明する。本発明の第３実施形態による水栓装置は、主に開閉弁装置のパイロット弁移動機構が、第１実施形態とは異なる。従って、ここでは、第３実施形態の第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図１５は、本発明の第３実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。また、図１６は本実施形態による水栓装置のヘッド部の斜視図であり、図１７はその断面図である。図１８は水栓装置のヘッド部に組み込まれた開閉弁装置の上面図であり、図１９は図１８におけるXIX−XIX線に沿って切断した断面図であり、図２０は図１８におけるXX−XX線に沿って切断した断面図である。また、図２１及び図２２は、開閉弁装置の分解斜視図である。
【００７８】
図１５に示すように、本発明の第３実施形態による水栓装置２００は、シンクや洗面台（図示せず）上に据え付けられる本体部２０１ａと、この本体部２０１ａから上方に延びるネック部２０１ｂと、このネック部２０１ｂの先端に配置されたヘッド部２０２と、を有する。また、本体部２０１ａには吐出される湯の温度を調節するための温度調整部２０６が設けられ、ヘッド部２０２には止水、吐水を切替え、吐出流量を調整するための操作ツマミ２０４が設けられている。ネック部２０１ｂは、本体部２０１ａから鉛直上方に延びた後、湾曲して下方に延びる、所謂グースネック状に形成されている。
【００７９】
さらに、本体部２０１ａの下部には、本体部２０１ａに水道水を供給するための水用供給管２０８ａ及び湯を供給するための湯用供給管２０８ｂが接続されている。また、水用供給管２０８ａ及び湯用供給管２０８ｂの途中には、調圧弁２１０ａ、２１０ｂ、及び逆止弁２１２ａ、２１２ｂが夫々配置されている。
【００８０】
水用供給管２０８ａ及び湯用供給管２０８ｂから供給された水及び湯は、温度調整部２０６の設定によって、本体部２０１ａ内で適宜混合され、ヘッド部２０２の先端から吐出されるようになっている。また、ヘッド部２０２の操作ツマミ２０４を押圧操作することによって、ヘッド部２０２からの止水及び吐水の切替えを行うことができるようになっている。さらに、操作ツマミ２０４を回転操作することにより、吐水流量を調整することができるようになっている。
【００８１】
また、ヘッド部２０２の基端には、フレキシブルホース（図示せず）が接続されており、使用者がヘッド部２０２を掴んでネック部２０１ｂからフレキシブルホースを引き出すことにより、ヘッド部２０２を自由に動かすことが可能になる。また、ヘッド部２０２の下端のシャワー切替え操作部２０５ａを回転させることにより、ヘッド部２０２からの吐水をシャワー又は直流に切替えることができる。
【００８２】
次に、図１６乃至図２２を参照して、本実施形態による水栓装置２００のヘッド部２０２及びそれに内蔵されている開閉弁装置を説明する。
図１６及び図１７に示すように、ヘッド部２０２は、水栓本体であるヘッド本体部２０３と、このヘッド本体部２０３の中に受け入れられた開閉弁装置２２０と、この開閉弁装置２２０の操作部を操作するための操作ツマミ２０４と、開閉弁装置２２０を通過した湯をシャワー又は直流で流出させるシャワー切替え部２０５と、を有する。なお、本実施形態において、シャワー切替え部２０５は、スパウト部及びシャワーヘッドとして機能する。
【００８３】
ヘッド本体部２０３は、湾曲した管状部分から円柱状の操作部分を突出させた形態を有する。湾曲した管状部分の基端２０３ａにはフレキシブルホース（図示せず）が接続され、この基端２０３ａから湯水混合水を流入させるようになっている。また、湾曲した管状部分の先端２０３ｂにはシャワー切替え部２０５が取り付けられている。さらに、湾曲した管状部分から突出する円柱状の操作部分には、開閉弁装置２２０を受け入れるための開閉弁装置受入部２０３ｃが形成されている。また、開閉弁装置受入部２０３ｃの底には、開閉弁装置２２０の主弁体２３４を着座させるための弁座である主弁座２０３ｄが形成されている。ヘッド本体部２０３の基端２０３ａから流入した湯は、開閉弁装置受入部２０３ｃに受け入れられている開閉弁装置２２０の主弁体２３４と主弁座２０３ｄの間を通って先端２０３ｂに到達し、シャワー切替え部２０５によってシャワー又は直流にされて吐出される。
【００８４】
操作ツマミ２０４は、概ね円筒キャップ状の形状を有し、開閉弁装置２２０の操作部２２２に取り付けられ、使用者が操作部２２２を押圧操作及び回転操作できるように構成されている。
シャワー切替え部２０５は、ヘッド本体部２０３の先端に取り付けられており、リング状のシャワー切替え操作部２０５ａを回転操作することにより、吐出される湯をシャワー又は直流に切替えることができるように構成されている。また、シャワー切替え部２０５は、開閉弁装置２２０の上流側の圧力が異常上昇した場合に、開閉弁装置２２０をバイパスして湯を流出させるためのバイパス弁２０５ｂを備えている。
【００８５】
次に、図１７乃至図２２を参照して、開閉弁装置２２０を説明する。開閉弁装置２２０は、操作部２２２と、この操作部２２２の外側を包囲する操作部押え部材２２３と、操作部２２２の内側に配置され、操作部２２２の操作に伴って移動する操作力伝達部材２２４と、この操作力伝達部材２２４の内側に配置された中間部材２２８と、この中間部材２２８の内壁面に沿うように配置される圧力室形成部材２２６と、操作部押え部材２２３の外側に配置されたカバー２３２と、を有する。
【００８６】
また、開閉弁装置２２０は、操作力伝達部材２２４に取り付けられた２本の棒部材２３８と、これらの棒部材２３８と摺動可能に係合するパイロット弁２４０と、このパイロット弁２４０の先端に取り付けられたパッキン２４２と、パイロット弁２４０によって開閉される圧力開放穴２３４ａが設けられた主弁体２３４と、を有する。さらに、開閉弁装置２２０は、主弁体２３４を中間部材２２８との間に挟んで固定するための台座部材２３０を有する。なお、本実施形態において、操作力伝達部材２２４、及び棒部材２３８は、パイロット弁移動機構を構成する。
【００８７】
操作部２２２は、上端が閉鎖した概ね円筒状の形状に形成され、その上端面には十字形の隆起部２２２ａと、隆起部２２２ａの間に配置された４つの爪部２２２ｂが形成されている。この爪部２２２ｂによって操作部２２２は操作ツマミ２０４にスナップ止めされ、また、隆起部２２２ａが操作ツマミ２０４の裏側に形成された溝（図示せず）に受け入れられることによって、操作ツマミ２０４と操作部２２２の相対的な回転が阻止されるようになっている。また、操作部２２２の下端には外方に突出したフランジ部２２２ｃが形成され、このフランジ部の円周上の２箇所にストッパー突起２２２ｄが夫々形成されている。
【００８８】
また、操作部押え部材２２３は、概ね円筒状の形状を有し、操作部２２２を包囲するように配置されている。操作部押え部材２２３の下端にはフランジ部２２３ａが、上端には２つの突起２２３ｂが夫々形成されている。また、操作部押え部材２２３の上端には内方に張り出した張り出し部２２３ｃ（図２０）が形成されており、この張り出し部２２３ｃが操作部２２２のフランジ部２２２ｃと係合することによって、操作部２２２が上方に飛び出すのを防止している。また、操作部押え部材２２３の内壁面には、上下方向に延びる細長い突起であるストッパー当接部２２３ｄ（図２０）が、２箇所に形成されている。このストッパー当接部２２３ｄは、操作部２２２のフランジ部２２２ｃに形成されたストッパー突起２２２ｄと係合することにより、操作部２２２の回転を所定範囲に規制している。なお、本実施形態において、ストッパー突起２２２ｄ及びストッパー当接部２２３ｄは、回転規制手段を構成する。
【００８９】
操作力伝達部材２２４は、切欠を設けた円板状の上部分２２４ａと、この上部分２２４ａから下方に延びる４本の脚部２２４ｂと、を有し、操作部２２２の内側に配置されている。上部分２２４ａの上面は、操作部２２２の内壁面上部に形成されたカム２２２ｆと係合されており、操作部２２２が回転されると、このカム２２２ｆに摺動する操作力伝達部材２２４が上下に移動されるように構成されている。また、上部分２２４ａには、門型に曲げられたピン部材２４４が取り付けられている。さらに、２本の棒部材２３８が、上部分２２４ａから下方に延びるように、取り付けられている。さらに、付勢用バネ２４６が、上部分２２４ａの下面に当接するように配置されており、操作力伝達部材２２４及び操作部２２２を中間部材２２８に対して上方に押し上げるように付勢している。
【００９０】
中間部材２２８は、操作力伝達部材２２４の下側に、操作力伝達部材２２４の脚部２２４ｂの間に受け入れられるように配置されている。中間部材２２８は、長円形断面の筒状の上部分２２８ａと、外周にスプラインが形成された円筒状の第２段部２２８ｂと、第２段部２２８ｂよりも直径が大きい第３段部２２８ｃと、を有する。上部分２２８ａは、操作力伝達部材２２４の脚部２２４ｂの間に摺動可能に受け入れられており、これにより、中間部材２２８と操作力伝達部材２２４は上下方向に相対移動可能であるが、それらの間の相対的な回転は拘束される。また、上部分２２８ａの平面状の両側面には、ラッチ機構であるハートカム機構の一部を構成するハートカム溝２２８ｄが形成されている。このハートカム溝２２８ｄの中にピン部材２４４の先端が受け入れられ、ハートカム溝２２８ｄに沿って操作力伝達部材２２４が移動することによって、操作力伝達部材２２４は所定の高さに保持される。また、第２段部２２８ｂに形成されたスプラインは、操作部押え部材２２３の下端内周部に形成されたスプラインと係合し、操作部押え部材２２３と中間部材２２８の相対的な回転位置が調整できるように構成されている。
【００９１】
圧力室形成部材２２６は、長円形断面の筒状の上部分２２６ａと、この下側に形成された円筒状の下部分２２６ｂと、を有し、中間部材２２８の内壁面に沿うように配置されている。圧力室形成部材２２６の上面と中間部材２２８の天井面の間には、２つのＯリング２５２が配置されている。これらのＯリング２５２は、操作力伝達部材２２４から中間部材２２８及び圧力室形成部材２２６を貫通して延びる２本の棒部材２３８と中間部材２２８の間の水密性を確保するために配置されている。
【００９２】
主弁体２３４は、中間部材２２８及び圧力室形成部材２２６の下端と、台座部材２３０の上端との間に挟まれて位置決めされ、圧力室形成部材２２６の内壁面との間に圧力室を形成するように構成されている。主弁体２３４は、概ね円板状のダイヤフラム式の弁体であり、その中央には圧力開放穴２３４ａが設けられ、外周部にはダイヤフラム部２３４ｂが設けられている。また、主弁体２３４には、上流側の水を流入させるための穴２３４ｃが形成されており、この穴２３４ｃには、クリーニングピン２５０が貫通されている。
【００９３】
パイロット弁２４０は、概ねＴ字形の部材であり、その中心部にはパイロット弁付勢バネ２５４を受け入れるための凹部２４０ａが形成されている。また、Ｔ字形の両側のアーム部２４０ｂには穴が形成され、その中に棒部材２３８が貫通されている。パイロット弁付勢バネ２５４は、その上端が圧力室形成部材２２６の天井面に当接し、その下端が凹部２４０ａの底面に当接しているため、パイロット弁２４０は、パイロット弁付勢バネ２５４によって常に下方に付勢されている。この付勢力により、パイロット弁２４０の先端のパッキン２４２が、主弁体２３４の圧力開放穴２３４ａに当接され、圧力開放穴２３４ａは閉鎖される。
【００９４】
また、パイロット弁２４０は、それを貫通している２本の棒部材２３８に沿って上下方向に摺動することができるように配置されている。さらに、棒部材２３８の先端には、直径が拡張された拡張部２３８ａが形成されており、棒部材２３８が上方に引き上げられると拡張部２３８ａとパイロット弁２４０が係合される。このため、棒部材２３８が操作力伝達部材２２４と共に上方に上昇されると、棒部材２３８の拡張部２３８ａとパイロット弁２４０が係合し、パイロット弁２４０がパイロット弁付勢バネ２５４の付勢力に抗して上方に引き上げられる。これにより主弁体２３４の圧力開放穴２３４ａが開放される。
【００９５】
カバー２３２は、概ね円筒状であり、操作部押え部材２２３の周囲を取り囲むように配置されている。カバー２３２の外周上部には、多数の縦方向の溝であるクリック溝２３２ａが形成されている。また、カバー２３２の外周下部には、雄ネジ山が形成されており、この雄ネジ山がヘッド本体部２０３の開閉弁装置受入部２０３ｃに形成された雌ネジ山に螺合されることにより、開閉弁装置２２０をヘッド本体部２０３に固定している。一方、操作ツマミ２０４の内側の側面には、筒状の板バネ２５６が取り付けられており、この板バネ２５６は、クリック溝２３２ａに対向する位置でカバー２３２を包囲している。板バネ２５６の円周上の２箇所には、内方に突出するように曲げられた隆起部２５６ａが形成されており、これら隆起部２５６ａは、カバー２３２のクリック溝２３２ａに夫々受け入れられている。この構成により、操作ツマミ２０４をカバー２３２に対して上下方向に移動させるときは、弱い力で操作ツマミ２０４を移動させることができるが、操作ツマミ２０４を回転させるには、板バネ２５６を弾性変形させてクリック溝２３２ａを乗り越える必要があるため、ある程度の操作力が必要になる。このため、使用者が操作ツマミ２０４を回転させる際にはクリック感があり、操作ツマミ２０４の偶発的な回転は阻止される。なお、本実施形態において、クリック溝２３２ａ及び板バネ２５６は、回転抵抗手段を構成する。
【００９６】
また、カバー２３２の内周上部には、スプライン２３２ｂが形成されている。さらに、カバー２３２の上部には、環状の押え部材２４８が嵌め込まれており、この押え部材２４８の外周に形成されたスプライン２４８ａが、カバー２３２のスプライン２３２ｂと係合するように構成されている。また、押え部材２４８の円周上の２箇所には、切欠部２４８ｂが形成されており、これらの切欠部２４８ｂの中に操作部押え部材２２３の上端の突起２２３ｂが受け入れられるようになっている。この構成により、押え部材２４８、カバー２３２及び操作部押え部材２２３の間の相対的な回転は阻止される。
【００９７】
次に、図２３及び図２４を参照して、開閉弁装置２２０のパイロット弁移動機構を説明する。図２３は、主弁体２３４と主弁座２０３ｄの間の距離と、開閉弁装置２２０を流れる湯の流量の関係を示すグラフである。また、図２４は、開閉弁装置２２０における操作ツマミ２０４の回転角度とパイロット弁２４０の位置の関係を実線に、回転角度と流量の関係を破線に示すグラフである。
【００９８】
本実施形態において使用されている開閉弁装置２２０は、第１、第２実施形態と同様に、パイロット弁移動機構によってパイロット弁２４０を上下に連続的に移動させ、主弁体２３４をその移動に追従させることによって流量を調整している。図２３に示すように、開閉弁装置２２０から流出する湯の流量は、主弁体２３４と主弁座２０３ｄの間の距離には比例していない。即ち、主弁体２３４と主弁座２０３ｄが近接している領域では、それらが離れると流量は急激に増加し、主弁体２３４と主弁座２０３ｄが離れている領域では、それらの間の距離が変化してもあまり流量は変化しない。従って、パイロット弁移動機構が操作ツマミ２０４の回転角度に比例してパイロット弁２４０を移動させたとすると、最少流量付近では操作ツマミ２０４の所定の回転角度に対して大きく流量が変化し、最大流量付近では所定の回転角度に対して殆ど流量が変化しなくなる。このような構成では、吐出流量の微調整が困難となる。
【００９９】
そこで、本実施形態においては、図２４の実線に示すように、操作ツマミ２０４の回転角度に対するパイロット弁２４０の移動を、図２３の曲線とは逆の傾向の特性を持つように、即ち、操作部２２２を所定の回転角度操作したときのパイロット弁２４０の移動距離が、パイロット弁２４０の位置により異なるように構成されている。従って、本実施形態においては、最少流量付近では操作ツマミ２０４の所定の回転角度に対するパイロット弁２４０の移動距離が小さく、最大流量付近では所定の回転角度に対する移動距離が大きくなる。この構成により、図２４の破線に示すように、操作ツマミ２０４の回転角度と吐出流量はほぼ比例するようになる。従って、操作ツマミ２０４の所定の回転角度に対する吐出流量の増加量はほぼ一定となり、吐出流量の微調整が可能になる。具体的には、操作部２２２の内壁面に形成されたカム２２２ｆの曲線を、図２４の実線のように形成する。即ち、本実施形態においては、カム２２２ｆを平面に展開すると、その曲線は図２４の実線のようになっている。
【０１００】
次に、図１５、図１７、図２５、及び図２６を参照して、本発明の第３実施形態による水栓装置２００の作用を説明する。図１７は、本実施形態による水栓装置２００に使用されている開閉弁装置２２０が止水状態にある場合を示している。また、図２５は開閉弁装置２２０を吐水状態とし、吐出流量を最大にした場合、図２６は吐出流量をある程度絞った場合を夫々示している。
【０１０１】
まず、図１７において、開閉弁装置２２０の止水状態においては、操作部２２２はハートカム機構により下降した位置に保持されており、操作部２２２と連動する棒部材２３８も下降した位置にある。なお、ハートカム機構の作用は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。棒部材２３８が下降した状態では、その拡張部２３８ａとパイロット弁２４０のアーム部２４０ｂは係合せず、パイロット弁２４０のパッキン２４２は、パイロット弁付勢バネ２５４の付勢力によって主弁体２３４に押し付けられる。パッキン２４２が主弁体２３４に押し付けられ、主弁体２３４の圧力開放穴２３４ａが閉鎖された状態では、穴２３４ｃを通って流入する湯の圧力により圧力室内の圧力が高くなる。この圧力により主弁体２３４は下方に移動され、主弁座２０３ｄに着座する。これにより止水状態が維持される。
【０１０２】
次に、操作ツマミ２０４を１回押圧操作すると、ハートカム機構による保持が解除され、操作力伝達部材２２４及びこれと連動する操作部２２２、棒部材２３８は、付勢用バネ２４６の付勢力により上方に移動される（図２５）。棒部材２３８が引き上げられると、その先端の拡張部２３８ａとパイロット弁２４０のアーム部２４０ｂが係合し、パイロット弁付勢バネ２５４の付勢力に抗してパイロット弁２４０も上方に引き上げられる。パイロット弁２４０が引き上げられると、パッキン２４２が主弁体２３４から離れ、圧力開放穴２３４ａが開放される。これにより、圧力室内の圧力が低下し、主弁体２３４は主弁座２０３ｄから離座する。
【０１０３】
主弁体２３４が離座すると、水用供給管２０８ａに供給された水道水は、調圧弁２１０ａ及び逆止弁２１２ａを通って温度調整部２０６に流入する。一方、湯用供給管２０８ｂに供給された水道水は、調圧弁２１０ｂ及び逆止弁２１２ｂを通って温度調整部２０６に流入する。温度調整部２０６では、そのダイヤルの設定により、水及び湯を流入させる流路断面積を変化させ、これにより水と湯の混合割合が変化される。温度調整部２０６に流入した水及び湯は、温度調整部２０６のダイヤルの設定に応じた割合で混合され、適温に調整される。なお、本実施形態の水栓装置２００においては、水及び湯が夫々調圧弁２１０ａ、２１０ｂを通って温度調整部２０６に流入するため、水及び湯の供給圧力がほぼ等しく、水及び湯が流入する流量の割合は、それらの流路断面積の割合に比例する。このため、温度調整部２０６により設定することができる温度調整範囲は非常に広くなる。
【０１０４】
温度調整部２０６により適温に調整された湯は、ネック部２０１ｂを通ってヘッド部２０２に至り、ヘッド本体部２０３内の主弁座２０３ｄと主弁体２３４の間を通過する。主弁座２０３ｄと主弁体２３４の間を通った湯は、シャワー切替え部２０５に流入し、シャワー又は直流としてヘッド部２０２から吐出される。
【０１０５】
吐出流量を調整する場合には、操作ツマミ２０４を回転操作する。図２５は、開閉弁装置２２０の吐出流量を最大にした状態を示しているが、この状態から吐出流量を減少させる場合には、操作ツマミ２０４を時計回りに回転操作する。操作ツマミ２０４を回転させると、それに固定されている操作部２２２も同様に回転される。操作部２２２の内壁面のカム２２２ｆに係合されている操作力伝達部材２２４は、上下方向に摺動可能であるが、その回転は拘束されている。このため、操作力伝達部材２２４は、操作部２２２が時計回りに回転されるとカム２２２ｆに沿って下方に移動される。操作力伝達部材２２４が下方に移動されると、これに取り付けられている棒部材２３８も下降する。棒部材２３８が下降すると、パイロット弁２４０は、そのアーム部２４０ｂと棒部材２３８の拡張部２３８ａが係合した状態を維持しながら、パイロット弁付勢バネ２５４の付勢力により下降される（図２６）。このパイロット弁２４０の下降に追従して、主弁体２３４も下降し、吐出流量が減少する。主弁体２３４がパイロット弁２４０に追従するように移動される作用は、第１実施形態と同様であるため説明を省略する。なお、カム２２２ｆは図２４の実線に示す曲線に形成されているため、操作ツマミ２０４の回転角度と吐出流量はほぼ比例する。
【０１０６】
操作ツマミ２０４を時計回りにさらに回転操作すると、操作部２２２の外周に形成されたストッパー突起２２２ｄと、操作部押え部材２２３の内壁面に形成されたストッパー当接部２２３ｄが係合し、操作ツマミ２０４の回転が阻止される。本実施形態においては、操作ツマミ２０４を回転操作し、吐出流量を最少に絞った場合でも、毎分１リットル程度吐水されるように構成されている。なお、このような少量の吐水を実現するためのパイロット弁２４０の位置決めは、図２３に示した主弁体−主弁座間距離と流量の関係からも明らかなように、高い精度が要求される。
【０１０７】
本実施形態における開閉弁装置２２０では、最少流量時のパイロット弁２４０の位置決めを調整可能としている。即ち、中間部材２２８と操作部押え部材２２３は、それらに形成されているスプラインによって係合され、操作部押え部材２２３の回転位置が拘束されている。このため、スプラインによる係合位置を変化させ、中間部材２２８に対する操作部押え部材２２３の回転位置を調整することによって、その内壁面に形成されたストッパー当接部２２３ｄの位置を調整することができる。従って、パイロット弁２４０が適切な位置まで下降したとき、ストッパー当接部２２３ｄと操作部２２２のストッパー突起２２２ｄが当接するように、ストッパー当接部２２３ｄの位置を、開閉弁装置２２０の組み立て時等において調整して最少流量を設定しておく。本実施形態において、中間部材２２８及び操作部押え部材２２３に形成されているスプラインは、最少吐水流量設定手段として機能する。
【０１０８】
逆に、吐出流量を増加させる場合には、操作ツマミ２０４を反時計回りに回転操作し、パイロット弁２４０を上昇させることによって主弁体２３４を上昇させる。また、止水状態に切替える場合には、再度操作ツマミ２０４を押圧操作し、操作部２２２を下降した位置に保持させる。これにより、主弁体２３４の圧力開放穴２３４ａは閉鎖され、主弁体２３４は主弁座２０３ｄに着座し、止水状態となる。なお、この際、操作部２２２の回転位置は変化しないため、開閉弁装置２２０を次回吐水状態に切替えたときは、前回設定された流量で吐水される。さらに、操作ツマミ２０４には、操作ツマミ２０４に取り付けられた板バネ２５６とカバー２３２に形成されたクリック溝２３２ａによるクリックストップ機構が設けられているため、操作ツマミ２０４の偶発的な回転が阻止される。また、操作部２２２を押圧操作した際に、操作力伝達部材２２４に係合しているカム２２２ｆの作用により、操作部２２２が回転されるのを防止することができる。
【０１０９】
本発明の第３実施形態による水栓装置によれば、操作ツマミを所定の角度回転操作したときのパイロット弁の移動距離がパイロット弁の位置により異なるように構成されているので、主弁体と弁座の間の距離と吐水流量が比例しない場合においても、操作部の回転角度と吐水流量をほぼ比例させることができる。
また、本実施形態による水栓装置によれば、操作部の偶発的な回転を防止するための回転抵抗手段が設けられているので、操作部の押圧操作等により、偶発的に操作部が回転してしまい、吐水流量の設定が変化するのを防止することができる。
さらに、本実施形態による水栓装置によれば、吐水流量を最少にした場合における吐水流量を設定する最少吐水流量設定手段が設けられているので、最少の吐水流量を正確に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態による水栓装置の本体部を拡大して示す斜視断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による水栓装置の開閉弁装置の部分を拡大した上面図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿って切断された開閉弁装置の部分の断面図である。
【図５】図３のV−V線に沿って切断された開閉弁装置の部分の断面図である。
【図６】図５のVI−VI線に沿って切断された開閉弁装置の部分の断面図である。
【図７】開閉弁装置に使用されているパイロット弁支持部材に形成されたハートカム溝の拡大図である。
【図８】図５の状態の開閉弁装置を押圧操作して止水状態にした開閉弁装置の断面図である。
【図９】吐水状態において流量調節を行い、吐水流量を最少とした開閉弁装置の断面図である。
【図１０】図５の状態の開閉弁装置を押圧操作して、操作部を最大に押し込んだ開閉弁装置の断面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態による水栓装置に使用されている開閉弁装置の吐水状態における断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態による水栓装置に使用されている開閉弁装置の止水状態における断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態による水栓装置に使用されている開閉弁装置の流量を絞った状態における断面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態による水栓装置に使用されている開閉弁装置の操作部を最大に押し込んだ状態における断面図である。
【図１５】本発明の第３実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
【図１６】本発明の第３実施形態による水栓装置のヘッド部の斜視図である。
【図１７】本発明の第３実施形態による水栓装置のヘッド部の断面図である。
【図１８】ヘッド部に組み込まれた開閉弁装置の上面図である。
【図１９】図１８におけるXIX−XIX線に沿って切断した断面図である。
【図２０】図１８におけるXX−XX線に沿って切断した断面図である。
【図２１】開閉弁装置の分解斜視図である。
【図２２】開閉弁装置の分解斜視図である。
【図２３】主弁体−主弁座間距離と湯の流量の関係を示すグラフである。
【図２４】操作ツマミの回転角度とパイロット弁の位置の関係を実線に、回転角度と流量の関係を破線に示すグラフである。
【図２５】開閉弁装置を吐水状態とし、吐出流量を最大にした状態を示す断面図である。
【図２６】開閉弁装置を吐水状態とし、吐出流量をある程度絞った状態を示す断面図である。
【図２７】従来の流量調整機能を有する吐水装置の断面図である。
【図２８】従来の流量調整機能を有する他の吐水装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１        本発明の第１実施形態による水栓装置
２        本体部
４        シャワー用ツマミ
６        カラン用ツマミ
８        温度調整用ツマミ
１０      シャワーヘッド
１２      カラン吐水口
１４      温度調整部本体
１６      開閉弁部本体
１８      温度調整用バルブ
２０      開閉弁装置
２２      操作部
２３      操作力伝達部材
２４      ガイド部材
２６      パイロット弁支持部材
２８      主弁体押え部材
３０      バルブ台座部材
３２      カバー
３４      主弁体
３８      押し棒
４０      パイロット弁
４２      パッキン
４４      ピン部材
４６      付勢用バネ
５０      クリーニングピン
６０      本発明の第２実施形態の水栓装置に使用されている開閉弁装置
６２      操作部
６４      操作力伝達部材
６６      パイロット弁支持部材
６８      内側カバー
７０      外側カバー
２００    本発明の第３実施形態による水栓装置
２０１ａ  本体部
２０１ｂ  ネック部
２０２    ヘッド部
２０３    ヘッド本体部
２０３ａ  基端
２０３ｂ  先端
２０３ｃ  開閉弁装置受入部
２０３ｄ  主弁座
２０４    操作ツマミ
２０５    シャワー切替え部
２０５ａ  シャワー切替え操作部
２０５ｂ  バイパス弁
２０６    温度調整部
２０８ａ  水用供給管
２０８ｂ  湯用供給管
２１０ａ、２１０ｂ  調圧弁
２１２ａ、２１２ｂ  逆止弁
２２０    開閉弁装置
２２２    操作部
２２２ａ  隆起部
２２２ｂ  爪部
２２２ｃ  フランジ部
２２２ｄ  ストッパー突起
２２２ｆ  カム
２２３    操作部押え部材
２２３ａ  フランジ部
２２３ｂ  突起
２２３ｃ  張り出し部
２２３ｄ  ストッパー当接部
２２４    操作力伝達部材
２２４ａ  上部分
２２４ｂ  脚部
２２６    圧力室形成部材
２２８    中間部材
２２８ａ  上部分
２２８ｂ  第２段部
２２８ｃ  第３段部
２２８ｄ  ハートカム溝
２３０    台座部材
２３２    カバー
２３２ａ  クリック溝
２３２ｂ  スプライン
２３４    主弁体
２３４ａ  圧力開放穴
２３４ｂ  ダイヤフラム部
２３４ｃ  穴
２３８    棒部材
２３８ａ  拡張部
２４０    パイロット弁
２４０ａ  凹部
２４０ｂ  アーム部
２４２    パッキン
２４６    付勢用バネ
２４８    押え部材
２４８ａ  スプライン
２５０    クリーニングピン
２５２    Ｏリング
２５４    パイロット弁付勢バネ
２５６    板バネ
２５６ａ  隆起部
【図１】
2006022638.tif 000003
【図２】
2006022638.tif 000004
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
2006022638.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
2006022638.tif 000026
【図２５】
2006022638.tif 000027
【図２６】
2006022638.tif 000028
【図２７】
2006022638.tif 000029
【図２８】
2006022638.tif 000030
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月27日(2005.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水状態と吐水状態を切り替え且つ吐水流量を調整することができる開閉弁装置であって、
弁座と、
この弁座に着座し又はこの弁座から離れるように移動されることによって、止水状態と吐水状態を切り替える、圧力開放穴が設けられた主弁体と、
この主弁体と共に移動される上記圧力開放穴の開度を変化させるために、上記主弁体の移動方向に移動可能に設けられたパイロット弁と、
このパイロット弁を取り囲むように形成され、上記パイロット弁の移動によって上記圧力開放穴の開度が変化すると、内部の圧力が変化して、上記主弁体を上記弁座に近づき又は離れるように移動させる圧力室と、
吐水操作、止水操作、及び／又は流量調整操作を行うための操作部と、
上記操作部の止水操作により上記パイロット弁を上記圧力開放穴に押し付け、上記操作部の吐水操作により上記パイロット弁を上記圧力開放穴から引き離し、上記操作部の流量調整操作により上記パイロット弁を上記主弁体の移動方向に連続的に移動させるパイロット弁移動機構と、を有し、
上記主弁体は、上記パイロット弁が流量調整操作により連続的に移動されると、上記圧力室内の圧力により上記パイロット弁と同一の方向に連続的に移動されることを特徴とする開閉弁装置。
【請求項２】
上記主弁体が、ダイヤフラム式の弁体である請求項１記載の開閉弁装置。
【請求項３】
上記パイロット弁移動機構が、上記操作部を押圧操作することにより、上記パイロット弁を上記圧力開放穴に押し付け又は上記圧力開放穴から引き離し、上記操作部を回転操作することにより、上記パイロット弁を上記主弁体の移動方向に連続的に移動させる請求項１又は２に記載の開閉弁装置。
【請求項４】
上記パイロット弁移動機構が、上記操作部を所定の角度回転操作したときの上記パイロット弁の移動距離が上記パイロット弁の位置により異なるように構成されている請求項３記載の開閉弁装置。
【請求項５】
さらに、上記操作部の偶発的な回転を防止するための回転抵抗手段を有する請求項３又は４に記載の開閉弁装置。
【請求項６】
さらに、上記操作部を回転操作することができる範囲を規制する回転規制手段を有し、吐水状態において、上記操作部を吐水流量が最少になる位置に操作した場合においても、上記圧力開放穴が開放されている請求項３乃至５の何れか１項に記載の開閉弁装置。
【請求項７】
上記回転規制手段が、吐水流量が最少になるように上記操作部を操作した場合における吐水流量を設定するための最少吐水流量設定手段を有する請求項６記載の開閉弁装置。
【請求項８】
さらに、上記パイロット弁と上記パイロット弁移動機構の間に配置された緩衝バネを有し、上記パイロット弁移動機構が、上記パイロット弁を止水状態の位置又は吐水状態の位置に保持するラッチ機構を有し、上記操作部の流量調整操作により、上記ラッチ機構の止水状態の位置と吐水状態の位置との間の距離は変化し、止水状態における上記緩衝バネの撓み量は上記操作部の流量調整操作によらず一定である請求項３乃至７の何れか１項に記載の開閉弁装置。
【請求項９】
さらに、上記パイロット弁と上記パイロット弁移動機構の間に配置された緩衝バネを有し、上記パイロット弁移動機構が、上記パイロット弁を止水状態の位置又は吐水状態の位置に保持するラッチ機構を有し、上記操作部の流量調整操作により、止水状態における上記緩衝バネの撓み量は変化し、上記ラッチ機構の止水状態の位置と吐水状態の位置との間の距離は上記操作部の流量調整操作によらず一定である請求項３乃至７の何れか１項に記載の開閉弁装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の開閉弁装置と、
この開閉弁装置を受け入れる水栓本体と、
この水栓本体と連通する吐水口を備えたスパウト部又はシャワーヘッドと、
を有することを特徴とする水栓装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明は、止水状態と吐水状態を切り替え且つ吐水流量を調整することができる開閉弁装置であって、弁座と、この弁座に着座し又はこの弁座から離れるように移動されることによって、止水状態と吐水状態を切り替える、圧力開放穴が設けられた主弁体と、この主弁体と共に移動される圧力開放穴の開度を変化させるために、主弁体の移動方向に移動可能に設けられたパイロット弁と、このパイロット弁を取り囲むように形成され、パイロット弁の移動によって圧力開放穴の開度が変化すると、内部の圧力が変化して、主弁体を弁座に近づき又は離れるように移動させる圧力室と、吐水操作、止水操作、及び／又は流量調整操作を行うための操作部と、操作部の止水操作によりパイロット弁を圧力開放穴に押し付け、操作部の吐水操作によりパイロット弁を圧力開放穴から引き離し、操作部の流量調整操作によりパイロット弁を主弁体の移動方向に連続的に移動させるパイロット弁移動機構と、を有し、主弁体は、パイロット弁が流量調整操作により連続的に移動されると、圧力室内の圧力によりパイロット弁と同一の方向に連続的に移動されることを特徴としている。