(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒形状のシリンダ弁体及びその外側の円筒形状のケーシングの周方向所定位置に、内外方向に貫通する通水用の開口をそれぞれ形成し、該ケーシングに対する該シリンダ弁体の回転に伴い各開口を重なり状態に一致させることで水路の開放を行い、各開口を不一致若しくは重なり面積を変化させることで水路の遮断若しくは水量調節を行う形式のバルブにおいて、
前記シリンダ弁体の開口及び／又はケーシングの開口に、周方向且つ水路を閉じる方向に進むにつれて開口幅が減少する先細り形状部を形成し、且つ該シリンダ弁体の開口を該ケーシングの開口に一致させて水路を完全開放した状態で前記先細り形状部が該ケーシングの開口又は該シリンダ弁体の開口より周方向にはみ出す形状に、それらシリンダ弁体及びケーシングの開口が形成してあり、更に前記シリンダ弁体及びケーシングの同一周方向位置、且つ同一水路位置に複数の前記開口が設けてあって、該シリンダ弁体及び／又はケーシングの該同一周方向位置、且つ同一水路位置の複数の開口の何れかに前記先細り形状部が形成してあり、残りの開口については該先細り形状部が形成してないことを特徴とするバルブのウォータハンマ防止構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は水栓等におけるバルブのウォータハンマ防止構造に関し、詳しくは円筒形状のシリンダ弁体とその外側の円筒形状のケーシングとを備えた形態のバルブにおけるウォータハンマ防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水栓等の水回り機器において円筒形状のシリンダ弁体及びその外側の円筒形状のケーシングの周方向所定位置に、内外方向に貫通する通水用の開口をそれぞれ形成し、そのケーシングに対するシリンダ弁体の回転に伴い各開口を重なり状態に一致させることで水路の開放を行い、また開口を不一致若しくは重なり面積を変化させることで水路の遮断若しくは水量調節を行う形式のバルブが用いられている。
【０００３】
図４（Ａ）（イ）はこの種形式のバルブにおいて、シリンダ弁体の開口３０Ａとケーシングの開口２８Ａとが完全一致して水路を開放した状態を、また（ロ）はシリンダ弁体の回転（９０°回転）によりシリンダ弁体の開口３０Ａとケーシングの開口２８Ａとが完全不一致となり、水路を遮断した状態をそれぞれ示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、各種の水回り機器において、バルブ等を急閉止させたときに水流が急に停止することによって水撃現象、いわゆるウォータハンマの生じることが問題視されている。
【０００５】
而してこの種形式のバルブの場合においても同様に、水路の開放状態即ち（Ａ）（イ）に示す状態から、シリンダ弁体を回転させて急激に（ロ）に示す状態としたとき、水流が急激に停止することによってウォータハンマが生じるといった問題があった。
而してこのようなウォータハンマが生じると、配管内において突発的な圧力上昇が生じ、配管系が振動したりその振動によって騒音を発生したり、或いはシール部分に過大な圧力が作用してシールが損傷してそこから漏れを生じるといったことの原因となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のバルブのウォータハンマ防止構造はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、円筒形状のシリンダ弁体及びその外側の円筒形状のケーシングの周方向所定位置に、内外方向に貫通する通水用の開口をそれぞれ形成し、該ケーシングに対する該シリンダ弁体の回転に伴い各開口を重なり状態に一致させることで水路の開放を行い、各開口を不一致若しくは重なり面積を変化させることで水路の遮断若しくは水量調節を行う形式のバルブにおいて、前記シリンダ弁体の開口及び／又はケーシングの開口に、周方向且つ水路を閉じる方向に進むにつれて開口幅が減少する先細り形状部を形成し、且つ該シリンダ弁体の開口を該ケーシングの開口に一致させて水路を完全開放した状態で前記先細り形状部が該ケーシングの開口又は該シリンダ弁体の開口より周方向にはみ出す形状に、それらシリンダ弁体及びケーシングの開口が形成してあり、更に前記シリンダ弁体及びケーシングの同一周方向位置、且つ同一水路位置に複数の前記開口が設けてあって、該シリンダ弁体及び／又はケーシングの該同一周方向位置、且つ同一水路位置の複数の開口の何れかに前記先細り形状部が形成してあり、残りの開口については該先細り形状部が形成してないことを特徴とする。
【０００７】
【作用及び発明の効果】
以上のように本発明は、シリンダ弁体の開口及びケーシングの開口の少なくとも何れか一方に、周方向且つ水路を閉じる方向に先細りとなる先細り形状部を形成し、且つ水路を完全に開放した状態の下でその先細り形状部がケーシングの開口又はシリンダ弁体の開口から周方向にはみ出すように、その先細り形状部を形成したもので、本発明によれば、水路を完全に開放した状態からシリンダ弁体を回転させて水路を遮断する状態としたとき、先細り形状部の存在によって、シリンダ弁体を急激に回転させたとしても水路が急激に遮断されず、水路を遮断する直前において水流が徐々に絞られながら最終的に遮断状態となる。
従って本発明によれば水流が急激に停止することが効果的に回避され、水流の急激な停止に起因するウォータハンマの発生が良好に防止される。
【０００８】
本発明においては、シリンダ弁体及びケーシングの同一周方向位置、且つ同一水路位置に複数の開口を設けておき、それらの内の何れかに上記先細り形状部を形成し、残りのものについてはそのような先細り形状部を形成しないようになしておくことができる。
このようにすることによって、水路を遮断する直前で良好に水流を絞りながら最終的に水路を遮断状態となすことができる。
【０００９】
例えば複数の開口を設けた場合において、その何れにも上記のような先細り形状部を設けておくと、水路を遮断する直前で良好に水流を絞ることができず、この結果更なるシリンダ弁体の回転によって水路が比較的急激に遮断されることとなって、ウォータハンマを十分良好に防止することが難しい。
しかるに本発明では複数の開口の内の何れかにのみ先細り形状部を設けてあることによって、ウォータハンマを良好に防止することができる。
【００１０】
本発明においては、シリンダ弁体の開口とケーシングの開口とが完全一致となる全開状態、即ち水路を完全に開放する状態から、完全不一致となる全閉状態との間で１００°以上好ましくは１２０°以上上記シリンダ弁体を回転させるようになしておくことができる。
但し上限値は１７０°とすることが望ましい。
【００１１】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は壁１２に取り付けられた水栓（この例では洗濯機水栓）で、１４は水栓１０の本体ボデー，１６はそこから延び出した吐水管，１８は吐止水及び水量調節のためのハンドルである。
【００１２】
図２に示しているように、本体ボデー１４の内部には水路２０の遮断又は開放を制御するバルブ２２が組み込まれている。
このバルブ２２は、ハンドル１８に固定されてこれと一体回転する円筒形状のシリンダ弁体２４と、その外側の円筒形状のケーシング２６とを有している。
【００１３】
図３に示しているように、ケーシング２６には周方向所定位置且つ同一周方向位置において２つの通水用の開口２８，２８が設けられている。
また同じくシリンダ弁体２４においても対応する２つの通水用の開口３０，３０が同一周方向位置に設けられている。
これらケーシング２６及びシリンダ弁体２４を有する本例のバルブ２２の場合、ハンドル１８の操作によってシリンダ弁体２４を回転させ、そしてシリンダ弁体２４の開口３０，３０がケーシング２６の開口２８，２８に一致した状態で水路２０が完全開放され、水路２０を通じて送られて来た水が吐水管１６から外部に吐水される。
【００１４】
また一方、ハンドル１８の操作によってシリンダ弁体２４が上記の位置と異なる位置に回転させられ、そしてシリンダ弁体２４の開口３０，３０とケーシング２６の開口２８，２８とが完全不一致となったところで水路２０が遮断され、吐水管１６からの吐水が停止する。
更にシリンダ弁体２４の開口３０，３０と、ケーシング２６の開口２８，２８とが重なり合った状態で且つその重なり面積が変化することで、吐水管１６からの吐水の水量が調節される。
【００１５】
尚、図４（Ｂ）に示しているようにケーシング２６の開口２８，２８は、シリンダ弁体２４の開口３０，３０に対して、後述する先細り形状部３４を除き、その大きさが大きいものとされている。
【００１６】
図３及び図４に示しているように、本例においてはシリンダ弁体２４の２つの開口３０，３０の内の一方に、周方向且つ水路２０を閉じる方向に先細りとなる平面展開形状が略三角形状をなす先細り形状部３４が形成されている。
この先細り形状部３４は、図４（Ｂ）（イ）に示しているように、開口３０と２８とが一致し水路２０を完全開放した状態の下で開口２８から周方向にはみ出す位置及び形状に形成されている。
【００１７】
即ち、図４（Ａ）に示しているように従来のバルブにあってはシリンダ弁体の開口３０Ａがケーシングの開口２８Ａ内部に完全に納まる形状で構成されているが、本例においては開口３０における先細り形状部３４を除いた全体が開口２８内に納まり、その先細り形状部３４だけが開口２８から周方向にはみ出す形状で各開口３０，２８が構成されている。
尚先細り形状部３４を形成していない他の開口３０については、水路２０を完全開放した状態の下でケーシング２６の開口２８内にその全体が納まるようにそれらの開口３０，２８が構成してある。
【００１８】
本例の水栓１０におけるバルブ２２の場合、シリンダ弁体２４の開口３０，３０をケーシング２６の開口２８，２８に一致させて水路２０を完全開放した状態では、水路２０内の水が最大流量で開口３０，２８を通過し、吐水管１６を通じて外部へと流出する。
尚このとき、図４（Ｂ）（イ）に示しているように開口３０，３０の内の一方の先細り形状部３４が、対応する開口２８より周方向にはみ出した状態となっている。
【００１９】
この状態からハンドル１８によってシリンダ弁体２４を回転操作すると、開口３０，３０と２８，２８とが部分的に重なり合う状態となり、そしてその重なり面積の減少とともに水量が減少して行く。
そして当初の水路２０の完全開放状態からシリンダ弁体２４を丁度９０°回転操作したところで、シリンダ弁体２４における一方の開口３０がケーシング２６の対応する開口２８と完全不一致となり、また今一方の開口３０もまた対応する開口２８に対してその大部分が不一致となり、そして周方向に延び出した先細り形状部３４のみが対応する開口２８と重なり合った状態となる。
【００２０】
従ってこの段階では水路２０は完全遮断状態とはならず、先細り形状部３４を通じて所定量の水がバルブ２２を通過して吐水管１６から流出する。
即ちこのような先細り形状部３４を形成しておくことによって、水路２０の完全遮断状態直前で水流が絞られることとなる。
【００２１】
そしてこの段階から更にハンドル１８によってシリンダ弁体２４を回転操作すると、ここにおいて先細り形状部３４もまた対応する開口２８に対し不一致となり、各開口３０，２８が全て閉じられた状態となる。
即ち水路２０がここにおいて完全遮断状態となる。この結果吐水管１６からの吐水が停止する。
【００２２】
本例の場合、図４（Ｂ）（イ）に示す水路２０の完全開放状態からシリンダ弁体２４を丁度９０°回転させたところで（ロ）に示す状態、即ち先細り形状部３４のみがケーシング２６の開口２８と部分的に重なり合った状態となり、そして当初位置から丁度１３５°回転操作したところで（ハ）に示す状態、即ち先細り形状部３４もまた開口２８から外れた状態となる。
【００２３】
以上のように本例のバルブ２２の場合、水路２０を完全に開放する状態からシリンダ弁体２４を回転させて水路２０を遮断する際、シリンダ弁体２４を急激に回転させたとしても先細り形状部３４の存在によって水路２０が急激に遮断されず、水路２０を遮断する直前において水流が徐々に絞られながら最終的に遮断状態となる。
従って本例のバルブ２２にあっては、水流が急激に停止することが効果的に回避され、水流の急激な停止に起因するウォータハンマの発生が良好に防止される。
【００２４】
また本例ではシリンダ弁体２４における同一周方向位置の２つの開口３０，３０の内の一方のみに先細り形状部３４を形成し、他のものについてはそのような先細り形状部３４を形成していないため、水路２０を遮断する直前で良好に水流を絞りながら最終的に水路２０を遮断状態となすことができる。
【００２５】
即ち２つの開口３０，３０の何れにも上記のような先細り形状部３４を設けておくと、水路２０を遮断する直前で良好に水流を絞ることができず、この結果、水流停止時に比較的急激に水路２０が遮断されることとなって、ウォータハンマが必ずしも十分良好に防止されない恐れがある。
しかるにこの例では２つの開口３０，３０の何れか一方のみに先細り形状部３４を設けているため、水路２０の遮断時に良好に水流を絞りながら最終的に遮断状態とすることができ、ウォータハンマの発生を良好に防止することができる。
【００２６】
尚、開口３０，３０の両方に先細り形状部３４を設けておき、且つその先細り形状部３４をそれぞれ細く形成しておいて、それら２つの先細り形状部３４を合せた開口幅が、開口３０，３０の何れか一方のみに先細り形状部３４を設けた場合の開口幅と同じようになしておくといったことも考えられるが、このようにすると水流を絞るときに煩わしい音が発生するといった問題がある。
これに対して本例では何れか一方の開口３０にのみ先細り形状部３４を設けているので、そうした問題も生じない。
【００２７】
図５〜図７は本発明の他の実施例を示している。
この例は、バス吐水とシャワー吐水とを行うシャワーバス水栓への適用例を示したもので、図５中３６はそのシャワーバス水栓（水栓３５）における温調ユニット，３８は切替ユニット，４０は温調ハンドル，４２は切替ハンドル，５２はカバープレートである。
【００２８】
温調ユニット３６には一対のサプライ管４４が接続されており、それらサプライ管４４を通じて温調ユニット３６に水，湯がそれぞれ供給される。
供給された水と湯とは温調ユニット３６内部で混合され、その混合水が連結管４６を通じて切替ユニット３８内部に流入する。
而して切替ハンドル４２の操作によって切替ユニット３８内部に流入した混合水が、吐水管４８からバス吐水され、或いはまたシャワー出口５０を通じてシャワーヘッドへと送り出される。
【００２９】
図６に切替ユニット３８の内部構造が示してある。
同図に示しているように、切替ユニット３８の内部には水路２０の切替えを行うバルブ５６が本体ボデー５４内部に組み込まれている。
このバルブ５６は、切替ハンドル４２と一体回転する円筒形状のシリンダ弁体５８と、その外側の円筒形状のケーシング６０とを有している。
【００３０】
図７に示しているように、ケーシング６０には同一周方向位置に通水用の開口６２−１，６２−１と６２−２，６２−２とが設けられている。
一方シリンダ弁体５８には、対応する位置に通水用の開口６４−１，６４−１と６４−２，６４−２とが設けられている。
尚シリンダ弁体５８の開口６４−１，６４−１と６４−２，６４−２とは周方向に９０°位置をずらせて設けてある。
【００３１】
本例においては、シリンダ弁体５８の開口６４−１，６４−１の一方に上記と同様の先細り形状部３４が設けられている。
更にまた他方の開口６４−２，６４−２の一方に同じく先細り形状部３４が形成されている。
【００３２】
この例においては、切替ハンドル４２を操作してシリンダ弁体５８を回転させることで、吐水管４８からの吐水とシャワー出口５０からの吐水とが切り替えられる。
詳しくはシリンダ弁体５８の開口６４−１，６４−１がケーシング６０の開口６２−１，６２−１と一致した状態で混合水の水路２０が吐水管４８側に切り替えられ、更にこの状態からシリンダ弁体５８が回転して、その開口６４−２，６４−２がケーシング６０の開口６２−２，６２−２と一致した状態で混合水の水路２０がシャワー出口５０側に切り替えられる。
尚各開口６２−１，６２−２と６４−１，６４−２との形状及び位置関係更に先細り形状部３４の形状及び位置関係については上記実施例と同様である。
【００３３】
本例においても、シリンダ弁体５８の回転操作によって水路２０の切替え或いは水路２０の遮断を行うとき、先細り形状部３４によって急激な水路２０の遮断即ち急激な水流の停止が効果的に回避され、その水流の急激な停止に起因するウォータハンマの発生が良好に防止される。
【００３４】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明のバルブは上記洗濯機水栓，シャワーバス水栓以外の他の様々な水栓におけるバルブに適用することが可能であるし、或いはまたそのような水栓以外の水回り機器のバルブに適用することが可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例であるバルブを含む水栓を示す図である。
【図２】  図１の水栓の内部に組み込まれたバルブとその周辺部を断面図で示す図である。
【図３】  図２におけるバルブを分解して示す図である。
【図４】  図２及び図３のバルブの作用を従来のバルブの作用と比較して示す作用説明図である。
【図５】  本発明の他の実施例のバルブを含むシャワーバス水栓を示す図である。
【図６】  図５における切替ユニットの内部構造を一部切り欠いて示す図である。
【図７】  図６におけるバルブを分解して示す図である。
【符号の説明】
２０  水路
２２，５６  バルブ
２４，５８  シリンダ弁体
２６，６０  ケーシング
２８，３０，６２−１，６２−２，６４−１，６４−２  開口
３４  先細り形状部
【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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