JPS6343149B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は設定した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
とで開く弁を用いており、このために次のような
問題点を有していた。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、弁を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、流水路の全長がかなり長くなつてし
まう。殊に前者の公報に示されたものでは、羽根
車の減速回転出力で返の弁体を軸方向に動かす動
作方向変換手段が弁と羽根車との間の流水路中に
配置されていることから尚更である。ところで、
この自動止水装置が水道の水栓の給水管先端に取
付けられるものである時には次のような制限があ
る。つまり、水栓が風呂場に設けられた自在水栓
である場合、浴槽の上面と給水管との間には水道
法によつて５cmの間隙を設けなくてはならないの
であるが、この自在水栓の給水管に取付ける自動
止水装置である場合にはその高さが５cm内でなく
てはならないのである。自動止水装置内における
流路はできるだけ直線状である方が流路抵抗を少
なくして流量が小さくならないようにするのが好
ましいことからして、前述のような弁と羽根車と
の間に弁体の動作空間や流水路を絞る部分とを設
けなくてはならないものは、水栓の給水管に取付
けて使用するには不適である。また羽根車の回転
は、風呂の浴槽への給水を考えるとかなり減速し
なくてはならないのであるが、このための多数枚
の歯車で構成される減速輪列やその他の回転部材
の支持のために前記公報に示されたものにおいて
は多くの軸を使用しており、組立性が悪く、また
これらの部材や弁の開閉部材の占有スペースが大
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
ることはもちろん、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組立が容
易であり、また放水量の設定のための操作の操作
感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、両者の間の直線状とした流水路
中に直列に配設された止水室及び水量検出室と、
放出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、操作ダイアルを固着する
とともに正面カムをその軸まわりにおいて所定角
度内の回動を自在とした遊動結合として取付けた
カム軸と、このカム軸に支持されて正面カムと羽
根車の減速回転出力部とを接続する摩擦クラツチ
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
その軸方向が流入口から吐出口に至る直線状流路
に対して略直交方向とされて一端を正面カムにば
ね付勢されて当接し、羽根車の回転を減速する減
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、上記カム軸の周囲に前
記２軸と制御杆とがカム軸に平行に且つ正面カム
の軸方向投影面内に配置されていることを特徴と
し、この構成によつて流水路を流れる水の流路抵
抗による損失を少なく、羽根車の回転数と流量と
の直線性を良好なものとし、また流路方向の全長
を短かくするとともに減速輪列や羽根車や操作ダ
イアル、正面カムといつた回転部材の支持用の軸
数を少なくしたものであり、殊に正面カムを用い
ることで止水室の球体弁の開閉制御機構を少部品
数の簡単な構造とし、全体としてコンパクトにま
とめたものであり、以下図示実施例により本発明
を詳述する。この自動止水装置は、上端に流入口
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との間の直線状流水路の脇に
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をへてカム
１２に伝えられ、この正面カムであるカム１２の
カム面１３に一端が弾接する制御杆の他端によつ
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
５１と、この弁孔５１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５２とから構成したものであり、制御杆１４に
よつてボール５２が側方から押されて球体弁５が
開いた時には、弁孔５１を流下する流水がこの弁
孔５１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１５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１１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
られるカム１２は、中心の係合孔２１にカム軸１
１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１
１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１
１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セツト面２２、止水時
係合面２３、自動止水セツト面２４が配置された
ものであつて、止水時係合面２３は断面がＶ字型
であつて連続通水セツト面２２及び自動止水セツ
ト面２４に夫々傾斜面でつながつた凹所として形
成してあり、連続通水セツト面２２がわの傾斜面
の中ほどには凹面２５を、また自動止水セツト面
２４の止水時係合面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
の直線状流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１
４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２７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のボール５２を押
して弁孔５１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内面と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５２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は一端は水圧
とばね２７の圧力により、カム面１３の止水時係
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係合面
２３から自動止水セツト面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５２を押圧し、これを弁座３７から離すため
に水は弁孔５１を通つて羽根車６をまわしつつ下
降して吐水口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は止水時係合面２３の傾斜面をへて自動止水
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われ、このために球体弁５の
ボール５２の押動も徐々に行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α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α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
止水セツト面２４を摺接して止水時係合面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α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が止水時係合
面２３に至ると制御杆１４はこのカム１２を遊び
部分αの範囲内において急速に回転させつつ止水
時係合面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２１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は止水時係合面２
３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５２が少し押されて弁孔５１をやや開く、
中水量の通水が行われるのである。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における連続通水セツト面２２に接し、球
体弁５のボール５２を押して弁孔５１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
続通水セツト面２２は平担面であるから羽根車６
からの入力がカム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、流入口である給水管接
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５１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
の直線性がよい。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５２が接する弁座３８を備え、しかもこの
弁座３８へのボール５２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内の直線状流水路に対して操
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側面に操作コツクを
有する水道の水栓と同様の操作感で操作を行える
上に、カム軸１１、回転軸１５、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１２と摩擦クラツチ
９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で接続するとともに、この摩擦ク
ラツチ９をカム１２及び操作ダイアル１０が取付
けられたカム軸１１で支持したものであるから、
操作ダイアル１０の操作感がこの点においても良
好で、放水量の設定を容易になし得るものであ
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１６及びカム軸１１
の一端を支持する支持板、４３はカム１２と蓋１
ａとの摩擦抵抗を抑えるための突起である。

本発明にあつては上述のように止水室に配設す
る弁が止水室と水量検出室とを連通させる弁孔と
この弁孔一端を水圧で閉じるボールとから構成し
た球体弁であり、弁自体における流水方向の長さ
が短い上に、弁孔の他端近傍に水量検出室に配置
した羽根車の羽根部を位置させたものであるとと
もに、球体弁のボールをその軸方向移動で弁孔か
ら離す制御杆の軸方向を、流路と略直交する方向
としたものであるから、球体弁と羽根車との間に
は球体弁の弁孔しか存在せず、この間に流水路全
長をきわめて短くできるものであり、しかもこの
弁孔が羽根車の羽根部にあたる流水の整流を行う
と同時に流れの方向を定めるので、羽根車の回転
で検出するところの水量が正確となるものであ
る。その上、羽根車及び減速輪列が２つの軸のみ
で支持され、操作ダイアルとカムと摩擦クラツチ
とがカム軸で支持されているものである上に、カ
ム軸の軸まわりに上記２軸とこの２軸に平行な制
御杆とをカム軸に取付けた正面カムの軸方向投影
面内で配置したものであり、正面カムで制御杆を
制御することもあつてこれら制御用の機構部が小
スペース内に納まつて全体がきわめてコンパクト
で組立性も優れたものとなつている。そして摩擦
クラツチとカムとを操作ダイアルを固着したカム
軸に設けているために、操作ダイアルの回転操作
がスムースで操作感が良く、放水量の設定を容易
に行えるものであつて、実用性に優れているもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明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はカム軸、１２は正面
カムであるカム、１４は制御杆、１５は回転軸、
１６は軸、２２は連続通水セツト面、２３は止水
時係合面、２４は自動止水セツト面を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 流入口と、吐出口と、両者の間の直線状とし
   た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、操作ダイアルを
   固着するとともに正面カムをその軸まわりにおい
   て所定角度内の回動を自在とした遊動結合として
   取付けたカム軸と、このカム軸に支持されて正面
   カムと羽根車の減速回転出力部とを接続する摩擦
   クラツチとを備え、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流入口から吐出口に至る直
   線状流路に対して略直交方向とされて一端を正面
   カムにばね付勢されて当接し、羽根車の回転を減
   速する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、上記カム軸の
   周囲に前記２軸と制御杆とがカム軸に平行に且つ
   正面カムの軸方向投影面内に配置されていること
   を特徴とする自動止水装置。 ２ 正面カムは止水時用係合面として制御杆の軸
   方向一端が落ち込む凹所を備えるとともにこの凹
   所の両側に傾斜面を介して自動止水セツト面と連
   続通水セツト面とを有するものであり、操作ダイ
   アルはその回転範囲が360゜以内に規制されている
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の自
   動止水装置。 ３ 正面カムの凹所と連続通水セツト面との間の
   傾斜面はその中ほどに制御杆の一端が落ち込む小
   凹所を有していることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の自動止水装置。