JP5007769B2 - 節水栓 - Google Patents
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Description
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
〈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。
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。
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。
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。
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。
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。
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 (10)
- 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。
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