(57)【要約】【課題】圧力検知機能、流路の遮断／開放機能、逆止弁の機能等を備えた高機能の弁を提供する。【解決手段】入口３と、出口４と、入口側流路５と、入口側流路５と連通するとともに出口４につながる流路空間室６と、弾性を有し、外力を受けて変形可能に設けられた変形部材（傘部１１，くちばし部１０２）と、バネ１７により付勢され外力を受けて変位するダイヤフラム１６と、を備え、変形部材は、前記弾性による力と当該力に対抗する流路空間室６における圧力による力とに基づいて、流路を開放する形と遮断する形とに変形可能であり、ダイヤフラム１６は、流路空間室６の壁部材であり、バネ１７の付勢力と当該付勢力に対抗する流路空間室６における圧力による力とに基づいて、ポンプ４０を作動させる位置とポンプ４０の動作を停止させる位置とに変位可能な構成としてある。【選択図】図２
2020097974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給手段から供給される流体の流入口である入口と、
流体の流出口である出口と、
前記入口につながる入口側流路と、
前記入口側流路と連通するとともに、前記出口につながる流路空間室と、
弾性を有し、外力を受けて変形可能な変形部材と、
付勢部材により付勢され、外力を受けて変位可能に設けられた変位部材と、を備え、
前記変形部材は、前記弾性による力と当該力に対抗する前記流路空間室における圧力による力とに基づいて、流路を開放する形と遮断する形とに変形可能であり、
前記変位部材は、前記流路空間室の壁部材であり、前記付勢部材の付勢力と当該付勢力に対抗する前記流路空間室における圧力による力とに基づいて、前記流体供給手段を作動させる位置と前記流体供給手段の動作を停止させる位置とに変位可能である
ことを特徴とする圧力検知形逆止弁。
【請求項２】
前記変形部材は、
前記弾性による力と、前記流路空間室の圧力による力と、前記入口側流路の圧力による力とに基づいて、前記流路空間室と前記入口側流路との間の流路を開放する形と遮断する形とに変形可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の圧力検知形逆止弁。
【請求項３】
前記出口の下流流路を開閉可能な開閉手段を備え、
前記入口から流入した流体が前記出口から流出されている第１状態において、前記開閉手段により前記下流流路が閉じられた場合、前記変形部材は、前記流路空間室の圧力の上昇に伴い、前記弾性による力が、前記流路空間室における圧力による力より大きくなることに基づいて流路を遮断する形に変形するとともに、前記変位部材は、前記流路空間室の圧力の上昇に伴い、前記流路空間室における圧力による力が前記付勢部材の付勢力より大きくなることに基づいて前記流体供給手段を停止させる位置に変位する第２状態に移行し、
前記第２状態において前記開閉手段により前記下流流路が開かれた場合、前記変形部材は、前記流路空間室の圧力の低下に伴い、前記流路空間室における圧力による力が前記弾性による力より大きくなることに基づいて前記流路を開放する形に変形するとともに、前記変位部材は、前記流路空間室の圧力の低下に伴い、前記流路空間室における圧力による力が前記付勢部材の付勢力より小さくなることに基づいて前記流体供給手段を作動させる位置に変位する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧力検知形逆止弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧力検知機能と逆止弁の機能とを有する圧力検知形逆止弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、飲料水や清浄用水などの給水システムでは、水道管（配管）などの流路の所定箇所にポンプ、遮断弁、圧力スイッチなどの機器が設けられ、これらの機器によって流路の開閉やポンプのオン・オフ制御を行い、スムーズな給水を行うとともに、給水が不要の時はポンプ使用電力の削減などが行われている。
図９は、従来の給水システムの概略図である。
図９に示すように、この種の給水システムでは、多くの場合、タンクに貯められている水がポンプにより吸い上げられて給水路に提供され、給水路を通過した水が給水路端部の水栓を介して外部に供給されるようになっている。
ここで、水栓が閉じられると、給水路の水圧は上昇する。
このため、圧力スイッチは、給水路の水圧が設定値（例えば、０．２５ＭＰａ）まで上昇したことを検知すると、所定の信号をコントローラに出力し、この信号を受けたコントローラは、ポンプを停止する制御とともに遮断弁を閉じる制御を行うようにしている。
これにより、給水路の水圧が設定値以上の高圧になるのを防ぐことができ、また、給水路の水圧を設定値に近い適度な高圧に保ちつつ水が逆流しないように遮断することができる。
ここで、水栓が開かれると、給水路の水圧は低下する。
このため、圧力スイッチは、給水路の水圧が設定値（例えば、０．１５ＭＰａ）まで低下したことを検知すると、所定の信号をコントローラに出力し、この信号を受けたコントローラは、ポンプを起動させる制御とともに遮断弁を開く制御を行うようにしている。
これにより、再び、ポンプから水が供給され、給水路を通過した水は水栓を介して外部に供給される。
例えば、特許文献１には、流路の水圧を検出する圧力スイッチと、制御部による制御に基づいて開閉動作を行う電磁弁と、を備えた給水システムを有する除湿機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実用新案登録第３２１５２３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述した遮断弁や圧力スイッチはいずれも単体の機器であり、遮断弁は流路の開閉、圧力スイッチは水圧検知、といった機器本来の機能しか有していない。
このため、給水システムを構成するには、遮断弁と圧力スイッチをそれぞれ用意して取り付ける必要があり、手間やコストがかさむなどの問題があった。
また、圧力スイッチに関する以下の問題もあった。
圧力スイッチは、大別すると、ダイヤフラムとばね等を用いて位置の変化で圧力を検知してスイッチを作動させる機械式と、ダイヤフラムを介して感圧素子（ピエゾ抵抗など）で圧力を検知してスイッチを作動させる電子式とがあるが、機械式は大型であり、電子式は高価である。
さらに、電子式の圧力スイッチは、信号出力が微弱であるため、電気式のポンプや遮断弁を作動させるためにはその信号出力のみでは使用できない。
このため、図９に示すようにコントローラを設けたり、さらにはリレー（図示省略）を設け、これらを介して、圧力スイッチから出力される微弱な信号に基づいてポンプや遮断弁を制御する必要があった。
【０００５】
本発明は、以上のような従来の技術が有する問題を解決するために提案されたものであり、流路の圧力を検知するとともに、検知した圧力に応じて流路の遮断／開放を制御することを可能とし、さらに逆止弁の機能を有する圧力検知形逆止弁の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の圧力検知形逆止弁は、流体供給手段から供給される流体の流入口である入口と、流体の流出口である出口と、前記入口につながる入口側流路と、前記入口側流路と連通するとともに、前記出口につながる流路空間室と、弾性を有し、外力を受けて変形可能な変形部材と、付勢部材により付勢され、外力を受けて変位可能に設けられた変位部材と、を備え、前記変形部材は、前記弾性による力と当該力に対抗する前記流路空間室における圧力による力とに基づいて、流路を開放する形と遮断する形とに変形可能であり、前記変位部材は、前記流路空間室の壁部材であり、前記付勢部材の付勢力と当該付勢力に対抗する前記流路空間室における圧力による力とに基づいて、前記流体供給手段を作動させる位置と前記流体供給手段の動作を停止させる位置とに変位可能な構成としてある。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、小型で単純な構造の高機能弁とすることができ、その結果、給水システム全体としても簡素化、低コスト化、高信頼性化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る圧力検知形逆止弁の外観図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る圧力検知形逆止弁の要部断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る圧力検知形逆止弁を備えた給水システムの概略図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る圧力検知形逆止弁の状態遷移を示す第１の図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る圧力検知形逆止弁の状態遷移を示す第２の図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る圧力検知形逆止弁の要部断面図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係る圧力検知形逆止弁の状態遷移を示す第1の図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る圧力検知形逆止弁の状態遷移を示す第２の図である。
【図９】従来の給水システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の圧力検知形逆止弁の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
本発明の圧力検知形逆止弁は、給水システムの流路に設けられ、流路の圧力を検知する機能、検知した圧力に応じて流路の遮断／開放を制御する機能、逆止弁の機能等を備える点において特徴を有する。
以下、圧力検知形逆止弁（以下、高機能バルブ１という。）を、水を流体とする給水システムの流路に設けた場合について説明する。
ただし、高機能バルブ１は、他の流体（例えば、温水、燃料などの液体、気体等）を供給する流体供給システムに用いることもできる。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る高機能バルブの外観図である。
図１に示すように、高機能バルブ１は、複数の段部を有する変形円柱状の弁箱２によって構成される。
弁箱２の形状は、これに限らず、四角柱状、多角柱状など、様々な形状にすることができる。
弁箱２は、上部箱部２ａ、中部箱部２ｂ、下部箱部２ｃの３つの箱部によって構成される。
弁箱２の下部箱部２ｃには、入口３と出口４とが設けられている。
入口３は、水の流入口である。
入口３には流路をなす配管が接続され、ポンプ４０（本発明の流体供給手段）から供給され、上流側の流路を流通してきた水がこの入口３を介して弁箱２の内部に流入される。
出口４は、水の流出口である。
出口４には流路をなす配管が接続され、弁箱２の内部を通過した水がこの出口４を介して下流側の流路に流出される。
本実施形態の高機能バルブ１において、入口３と出口４とは反対方向（１８０度の角度）を向き、かつ、ともに水平方向を向く態様で設けられているが、様々な角度や向きにすることができる。
例えば、入口３と出口４との角度が９０度でもよく、また、一方又は双方が鉛直方向を向く態様でもよい。
弁箱２の上部箱部２ａには、弁箱２と一体構造の半円柱状の支持部材２４が設けられている。
そして、この支持部材２４には、本発明の制御手段の一例であるマイクロスイッチ２５が設けられる。
なお、マイクロスイッチ２５の機能・動作等については後述する。
以下、本発明の第１実施形態に係る高機能バルブ１について図２〜５を参照しながら説明する。
【００１１】
［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態に係る高機能バルブの要部断面図である。
なお、弁箱２を構成する上部箱部２ａ、中部箱部２ｂ及び下部箱部２ｃは、ボルトなどの結合手段により結合されるが、これら結合手段の図示は省略する。
図２に示すように、弁箱２の内部には、入口側流路５、流路空間室６、及び大気室８が形成されている。
入口側流路５は、入口３につながる流路である。
入口側流路５は、具体的には、入口３から流路空間室６に亘って形成されており、流路空間室６と入口側流路５との連通口である弁口１３を介して連通されている。
【００１２】
流路空間室６は、入口側流路５と連通する空間であるとともに出口につながる空間である。
流路空間室６は、中部箱部２ｂ及び下部箱部２ｃの内部に設けられた空間であり、図２の網点部に示すように、入口側流路５の上方及び側方に配されて底部に段差をもった空間によって構成される。
具体的には、中部箱部２ｂに設けられた部分では円筒状の空間を形成し、下部箱部２ｃに設けられた部分では、出口側が一段下がった形状となっており、上段部分の空間と下段部分の空間とが連通された１つの空間を形成している（図２の網点部参照）。
なお、説明の便宜上、上段部分の空間における圧力（水圧）をＰ３、下段部分の空間における圧力（水圧）をＰ２と称して区別する場合がある。
このような高機能バルブ１の基本的な構造によれば、上流側の流路を流通してきた水を、入口３→入口側流路５→弁口１３→流路空間室６→出口４といった流れを経て下流側の流路に流出させることができる。
【００１３】
流路空間室６と入口側流路５とは、弁座７によって仕切られているが、この弁座７には、流路空間室６と入口側流路５とを連通する弁口１３が設けられている。
また、弁座７には、弁部材の一例であるアンブレラバルブ１０が設けられている。
アンブレラバルブ１０は、ゴム、樹脂などからなる弾性を有する変形部材である。
アンブレラバルブ１０は、具体的には、傘部１１と柄部１２とからなり、柄部１２を、弁座７の中心部に設けることで、傘部１１が弁口１３の上方を覆う位置に配置される。
傘部１１は、外力を受けていない状態では、所定の角度で斜め下方向を向いており、端部が弁座７に隙間無く当接することで弁口１３を遮断する。なお、図２は、弁口１３がやや開放された状態を示している。
傘部１１は、外力を加えることで上方に変形させ、これにより弁口１３を開くことができるが、このとき、この変形を元に戻そうとする弾性力Ｆｘ（傘部１１を下方に変形させることで弁口１３を閉じようとする力。本発明の「弾性による力」。）が働く。
また、本実施形態の傘部１１に対しては、下方から受ける圧力（下方から上方に向かう力）として、「入口側流路５の水圧Ｐ１による力」が働き、上方から受ける圧力（上方から下方に向かう力）として、「流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３による力」が働く。
このため、傘部１１は、「入口側流路５の水圧Ｐ１による力」が、「流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３による力」と弾性力Ｆｘとを合わせた力より大きい場合に、上方に変形し、「入口側流路５の水圧Ｐ１による力」が、「流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３による力」と弾性力Ｆｘとを合わせた力より小さい場合に、下方に変形する。
なお、「水圧（圧力）による力」は、具体的には、「傘部１１において水圧が作用する領域の面積」×「水圧」である。例えば、前記「水圧Ｐ３による力」は、「傘部１１の面積」×「水圧Ｐ３」である。
【００１４】
このように、傘部１１は、流路空間室６の圧力、入口側流路５の圧力、及び弾性力Ｆｘを受ける。
すなわち、傘部１１は、弾性力Ｆｘと、当該弾性力Ｆｘに対抗する力として、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との圧力差である差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力（本発明の「流路空間室における圧力による力」）を受ける。
このため、傘部１１は、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との圧力差である差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力が、弾性力Ｆｘより大きい場合には、その差圧による力に基づいて上方に変形し、この結果、弁口１３が開放され、入口側流路５から出口４へ向かう方向に水が流れる（流路の開放）。
一方、傘部１１は、差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力が弾性力Ｆｘより小さい場合に、その弾性力Ｆｘに基づいて、下方に変形し、この結果、傘部１１の端部が弁座７に隙間無く当接することで弁口１３が遮断される（流路の遮断）。
このような傘部１１の給水システムにおける動作については、後記「第１実施形態の高機能バルブの給水システムにおける動作」において説明する。
【００１５】
流路空間室６の上方には、上部箱部２ａの内部空間として大気室８が設けられている。
大気室８は、室内が大気（空気）で満たされた空間である。
大気室８には、外部に通じる通気孔２０が設けられており、これにより内部の圧力が常に外気（大気圧）と等しくなるようにしている。
流路空間室６と大気室８とは円板状のダイヤフラム１６（本発明の変位部材）によって仕切られている。
これにより、ダイヤフラム１６は、流路空間室６の隔壁（本発明の壁部材）を構成している。
ダイヤフラムは、ゴム、樹脂など、可撓性（弾性）を有する部材からなり、一方向から外力（圧力による力）が加わると反対方向に伸びて変形し、外力がなくなるとその弾性により元の形状に戻る性質を有する。
なお、ダイヤフラムとして、金属の薄膜を同心の波形にプレス加工して弾性を持たせた、いわゆるメタルダイヤフラムを採用することもできる。
メタルダイヤフラムによれば、耐久性を著しく向上させることができる。
【００１６】
ダイヤフラム１６は、流路空間室６と大気室８との間に配置され、大気室８の上壁部にその一端が接しているコイルバネ（本発明の付勢部材。以下、バネ１７という）により下方に付勢力Ｆｙが加わるようにしている。
これにより、ダイヤフラム１６は、上方からはバネ１７の付勢力Ｆｙを受け、この付勢力Ｆｙに対抗する力として、下方から流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３（ゲージ圧）による力（本発明の「流路空間室における圧力による力」）を受ける。
このため、ダイヤフラム１６は、バネ１７の付勢力Ｆｙが流路空間室６の水圧Ｐ３による力より大きい場合は下方に移動（変位）し、水圧Ｐ３による力が付勢力Ｆｙより大きい場合は上方に移動（変位）する。
【００１７】
このダイヤフラム１６には、棒部材（以下、ロッド１８という。）が取り付けられる。
具体的には、ロッド１８の一端（上端部）を大気室８（弁箱２）の上壁に設けたロッド用穴を通して弁箱２の外部上方に配置し、他端（下端部）をダイヤフラム１６の中心部に設けた穴に通してナット１９で固定する。
これにより、ロッド１８を、鉛直方向に起立させた状態でダイヤフラム１６に固定することができる。
このため、ロッド１８は、ダイヤフラム１６の下方への変位に応じて下方に移動させ、ダイヤフラム１６の上方への変位に応じて上方に移動させることができる。
ロッド１８の上端部には、高さ調節が可能なネジ式のアジャスタ２１を取り付けている。
また、ロッド１８には、ロッド用穴に対する抜け防止用のＥリング２２が取り付けられている。
【００１８】
ロッド１８の上方には、ポンプ４０を制御可能なマイクロスイッチ２５が、弁箱２の上部箱部２ａと一体構造の支持部材２４を介して設けられる。
なお、マイクロスイッチ２５は、公知の制御装置であることから、本発明との関連事項を除き、詳細な説明を省略する。
【００１９】
マイクロスイッチ２５は、押圧操作によって変位する凸状のアクチュエータ２３を備えている。
本実施形態のアクチュエータ２３は、図１，２等に示すように、スイッチ本体の下部から下方に突出した態様で用いられ、下方から外力（押圧力）が加えられていない状態では最下位置に配置されるようにバネ等により付勢されている。
アクチュエータ２３の下端部は、ロッド１８からの押し上げに応じて上方向に移動し、ロッド１８の押し上げ位置を下げるとその分だけ下方向に移動するようにしているため、ロッド１８の上下方向の移動に応じてアクチュエータ２３の高さを変位させることができる。
【００２０】
マイクロスイッチ２５は、アクチュエータ２３が所定の高位置（以下、ポンプ停止位置という。）まで上がったときにはポンプ４０の動作を停止する制御を行い、アクチュエータ２３が所定の低位置（以下、ポンプ起動位置という。）まで下がったときにはポンプ４０を起動（作動）させる制御を行う（ポンプ４０のオン・オフ制御）。
具体的には、マイクロスイッチ２５は、図示しない端子を介して回路を開閉する機能（回路の開動作／閉動作）を有しており、この端子やリード線等を介してポンプ４０の電力供給路（電源を含む）と接続している。
これにより、マイクロスイッチ２５は、アクチュエータ２３がポンプ停止位置に到達すると開動作を行って電力供給路を遮断し、アクチュエータ２３がポンプ起動位置に到達すると閉動作を行って電力供給路を接続することができるため、ポンプ４０のオン・オフ制御が可能となる。
【００２１】
アクチュエータ２３は、具体的には、流路空間室６の水圧Ｐ３が上限設定値（例えば、０．２５ＭＰａ）のときにポンプ停止位置に配置し（図４（ｃ）参照）、流路空間室６の水圧Ｐ３が下限設定値（例えば、０．１５ＭＰａ）のときにポンプ起動位置に配置するようにしている（図５（ａ）参照）。なお、ポンプ停止位置とポンプ起動位置との距離差を応差という。
すなわち、流路空間室６の水圧Ｐ３の大小に応じてダイヤフラム１６の上下方向に対する変位位置が異なり、ダイヤフラム１６の上下方向の変位位置に応じてロッド１８の高さ位置が変位し、ロッド１８の高さ位置に応じてアクチュエータ２３の高さ位置が変位するため、例えば、流路空間室６の測定水圧Ｐ３が０．２５ＭＰａのときのアクチュエータ２３の高さ位置がポンプ停止位置となるように調整を行い、流路空間室６の測定水圧Ｐ３が０．１５ＭＰａのときのアクチュエータ２３の高さ位置がポンプ起動位置となるように調整を行う。
この調整は、例えば、ロッド１８に設けたアジャスタ２１によるロッド１８の長さ・高さの調整、対応する応差を有するマイクロスイッチ２５や対応するダイヤフラムの選択、バネの選択などにより行うことができる。
【００２２】
これにより、高機能バルブ１では、流路空間室６の水圧Ｐ３が０．２５ＭＰａまで上昇したことに伴いアクチュエータ２３が高位置であるポンプ停止位置に到達したことに基づいてポンプ４０を停止させ、他方、流路空間室６の水圧Ｐ３が０．１５ＭＰａまで低下したことに伴いアクチュエータ２３が低位置であるポンプ起動位置に到達したことに基づいてポンプ４０を起動させることができる。
【００２３】
＜第１実施形態の高機能バルブの給水システムにおける動作＞
上述した構造及び構成を備えた本実施形態の高機能バルブ１の給水システムにおける具体的動作について図３〜図５を参照しながら説明する。
図３は、高機能バルブを備えた給水システムの概略図である。
図４は、高機能バルブの状態遷移を示す第１の図であり、図５は、高機能バルブの状態遷移を示す第２の図である。なお、図４（ａ）〜（ｃ）及び図５（ａ）〜（ｂ）の各図上部にはアクチュエータ２３部分の拡大図を示す。
【００２４】
図３に示すように、給水システムは、ポンプ４０、水栓５０、水が貯水されたタンクや給水路等を備えて構成され、給水路の所定箇所に高機能バルブ１を設けている。
この給水システムでは、タンクに貯水されている水がポンプ４０により吸い上げられて給水路に提供され、給水路を流通した水が下流流路に取り付けられた水栓５０（開閉手段）を介して外部に供給するようになっている。
このように、ポンプ４０から供給される水が水栓５０から流出されている場合、高機能バルブ１では、入口側の水圧（入口側流路５の水圧Ｐ１）の方が出口側の水圧Ｐ２よりも高い状態となっている。
流路空間室６において上段部分の空間と下段部分の空間とは一連につながっており、水圧Ｐ２と水圧Ｐ３とは同じ圧力であるため、入口側流路５の水圧Ｐ１の方が流路空間室６の水圧Ｐ３よりも高い状態である。
加えて、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力は、傘部１１の弾性力Ｆｘより高いため、傘部１１は、弁口１３を開く形になっている（図４（ａ）参照）。
このため、高機能バルブ１の内部では、図４（ａ）の矢印に示すように、入口３から流入した水が、入口側流路５→弁口１３→流路空間室６を経て出口４から流出している状態（第１状態）にある。
なお、このとき、マイクロスイッチ２５のアクチュエータ２３は、ポンプ起動位置（図５（ａ）参照）とポンプ停止位置（図４（ｃ）参照）の間に配置されている。
【００２５】
この状態（第１状態）において、水栓５０が閉じられると、出口側の水圧Ｐ２が徐々に上昇し、水圧Ｐ２の上昇とともに水圧Ｐ３も上昇する。
これに伴って、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との差圧（Ｐ１−Ｐ３）が小さくなり、傘部１１の弾性力Ｆｘに抗する力が弱まる。
このため、傘部１１は、弾性力Ｆｘによって下方に傾き、端部が、弁口１３を閉じる方向に移動する（図４（ａ）→図４（ｂ））。
なお、図４（ｂ）は、傘部１１によって弁口１３が閉じられる直前の状態を示している。
他方、流路空間室６の水圧Ｐ３の上昇とともに、バネ１７の付勢力Ｆｙに抗する力が強まる。
このため、ダイヤフラム１６が上方向に変位し、これに伴うロッド１８の上方向への移動によって、アクチュエータ２３は上方に移動する。
【００２６】
流路空間室６の水圧Ｐ３が上限設定値（例えば、０．２５ＭＰａ）まで上昇すると、アクチュエータ２３はポンプ停止位置に到達する（図４（ｂ）→図４（ｃ））。
マイクロスイッチ２５は、アクチュエータ２３がポンプ停止位置に到達したことに基づいてポンプ４０の電力供給路（電源を含む）を遮断する。
これにより、ポンプ４０の動作が停止され、水の供給が停止する。
【００２７】
ポンプ４０が停止されると、入口側流路５の水圧Ｐ１が低下する。
これにより、流路空間室６の水圧Ｐ３が入口側流路５の水圧Ｐ１よりも高くなる。
このため、アンブレラバルブ１０の傘部１１には、下方向に対する力として、流路空間室６の水圧Ｐ３と入口側流路５の水圧Ｐ１との差圧（Ｐ３−Ｐ１）による力と弾性力Ｆｘとが働く。
これにより、傘部１１は、さらに下方に傾き、弁口１３を閉じる形に変形する（図４（ｂ）→図４（ｃ））。
この結果、高機能バルブ１の内部において流路空間室６から入口側流路５に向かう流路が遮断され、流路空間室６に残存する水は適度な高圧（例えば、ほぼ０．２５ＭＰａ）のまま、かつ、上流側に逆流しないように保持される（逆止弁の機能）。
仮に、逆止弁の機能がない場合、水栓５０を閉じた状態で流路空間室６の水圧Ｐ３は低下するため、水圧Ｐ３が下限設定値になるとポンプ４０が起動され、ポンプ４０の動作により水圧Ｐ３が上限設定値になるとポンプ４０の動作が停止される、といったポンプ４０のオン・オフ動作が繰り返される、いわゆるハンチングと呼ばれる問題を生ずる。
これに対し、高機能バルブ１は、逆止弁の機能を有するため、水栓５０が閉じられた状態において、ハンチングが発生しないようにすることができる。
【００２８】
この状態（第２状態）において水栓５０が開かれると、流路空間室６に残存する水が出口４から下流流路に流出され、出口側の水圧Ｐ２が低下し、これに伴って流路空間室６の水圧Ｐ３も低下する。
流路空間室６の水圧Ｐ３の低下とともに、バネ１７の付勢力Ｆｙに抗する力が弱まる。
このため、ダイヤフラム１６が下方向に変位し、これに伴うロッド１８の下方向への移動によって、アクチュエータ２３は下方に移動する。
流路空間室６の水圧Ｐ３が下限設置値（例えば、０．１５ＭＰａ）まで低下すると、アクチュエータ２３はポンプ起動位置に到達する（図４（ｃ）→図５（ａ））。
マイクロスイッチ２５は、アクチュエータ２３がポンプ起動位置に到達したことに基づいてポンプ４０の電力供給路を接続する。
これにより、ポンプ４０が起動し、水の供給が開始される。
【００２９】
他方、流路空間室６の水圧Ｐ３が低下することにより入口側流路５の水圧Ｐ１との差圧（Ｐ１−Ｐ３）が所定値（例えば７ｋＰａ以上）になると、傘部１１は、弁口１３を通して入口側から出口側へ水が流通するのに十分な位置（開放位置）に移動する（図５（ａ）→図５（ｂ））。
これにより、ポンプ４０からは再び水が供給され始め、入口３から流入した水が、入口側流路５→弁口１３→流路空間室６を経て出口４から流出する。
給水システムでは、タンクに貯水されている水がポンプ４０により吸い上げられて給水路に提供され、給水路を流通した水が下流流路に取り付けられた水栓５０を介して外部に供給される。
なお、水栓５０は、手動による蛇口の他に、電磁弁や水洗トイレ等に使用されているタップ式などの開閉手段でもよい。
【００３０】
このように、本実施形態の高機能バルブ１によれば、水栓５０の開閉に伴う水圧の高低に応じてポンプの起動／停止、流路の開放／遮断を行うことができる。
このため、従来の給水システムのように、遮断弁や圧力スイッチをそれぞれ設けなくても、高機能バルブ１だけでこれら複数の機能を担うことができる。
【００３１】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る高機能バルブ１について図６〜８を参照しながら説明する。
図６に示すように、本実施形態の高機能バルブ１は、入口３と、出口４と、入口３につながる入口側流路５と、入口側流路５と連通するとともに、出口４につながる流路空間室６と、付勢部材（バネ１７）により付勢され、外力を受けて変位可能に設けられた変位部材（ダイヤフラム１６）と、を備えている点において第１実施形態の構成と共通する。
ただし、本実施形態の高機能バルブ１は、ダックビルバルブ１００と称される弁部材を備えている点において、アンブレラバルブ１０を備える第１実施形態の構成とは異なる。
このような構成の高機能バルブ１について、主に、第１実施形態と異なる構成について説明し、第１実施形態と共通する構成については同じ符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３２】
ダックビルバルブ１００は、ゴム、樹脂などからなる弾性を有する変形部材であり、流路空間室６と入口側流路５とを連通する連通口１１０に設けられたくちばし状の弁部材である。
ダックビルバルブ１００は、具体的には、フランジ部１０１とくちばし部１０２とからなり、フランジ部１０１を、連通口１１０を塞ぐ態様で設けることで、くちばし部１０２が流路空間室６側に突出した態様で設けられる。
くちばし部１０２は、先端部に弁口１０３であるスリットが設けられており、外力を受けていない状態では、弁口１０３が閉じた形状をしている。
なお、図６は、弁口１０３が開いた状態を示している。
くちばし部１０２は、例えばフランジ部１０１側から水を流すなど外力（圧力）を加えることで弁口１０３が開いた形に変形することができるが、このとき、この変形を元に戻そうとする弾性力Ｆｘ（弁口１０３を閉じようとする力。本発明の「弾性による力」。）が働く。
また、本実施形態のくちばし部１０２に対しては、弁口１０３を閉じようとする力として、流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３が働き、弁口１０３を開こうとする力として、入口側流路５の水圧（外圧）Ｐ１による力が働く。
このため、弁口１０３は、「入口側流路５の水圧Ｐ１による力」が、「流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３による力」と弾性力Ｆｘとを合わせた力より大きい場合に開き、「入口側流路５の水圧Ｐ１による力」が、「流路空間室６の水圧（内圧）Ｐ３による力」と弾性力Ｆｘとを合わせた力より小さい場合に閉じる。
【００３３】
このように、くちばし部１０２は、流路空間室６の圧力、入口側流路５の圧力、及び弾性力Ｆｘを受ける。
すなわち、くちばし部１０２は、弾性力Ｆｘと、当該弾性力Ｆｘに対抗する力として、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との圧力差である差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力（本発明の「流路空間室における圧力による力」）を受ける。
このため、くちばし部１０２は、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との圧力差である差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力が、弾性力Ｆｘより大きい場合には、その差圧による力に基づいて弁口１０３を開く形に変形し、この結果、入口側流路５から出口４へ向かう方向に水が流れるように流路が開放される（流路の開放）。
一方、くちばし部１０２は、差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力が弾性力Ｆｘより小さい場合に、その弾性力Ｆｘに基づいて弁口１０３を閉じる形に変形し、この結果、流路が遮断される（流路の遮断）。
【００３４】
＜第２実施形態の高機能バルブの給水システムにおける動作＞
上述した構造及び構成を備えた本実施形態の高機能バルブ１の給水システムにおける具体的動作について図７〜図８を参照しながら説明する。
図７は、本実施形態の高機能バルブの状態遷移を示す第１の図であり、図８は、本実施形態の高機能バルブの状態遷移を示す第２の図である。なお、図７（ａ）〜（ｃ）及び図８（ａ）〜（ｂ）の各図上部にはアクチュエータ２３部分の拡大図を示す。
なお、本実施形態の高機能バルブを備えた給水システムの構成は、第１実施形態と同様であるため、図３を参照して概略を説明する。
【００３５】
図３に示すように、給水システムは、ポンプ４０、水栓５０、水が貯水されたタンクや給水路等を備えて構成され、給水路の所定箇所に高機能バルブ１を設けている。
この給水システムでは、タンクに貯水されている水がポンプ４０により吸い上げられて給水路に提供され、給水路を流通した水が下流流路に取り付けられた水栓５０（開閉手段）を介して外部に供給するようになっている。
このように、ポンプ４０から供給される水が水栓５０から流出されている場合、高機能バルブ１では、入口側の水圧（入口側流路５の水圧Ｐ１）の方が出口側の水圧Ｐ２よりも高い状態となっている。
流路空間室６において上段部分の空間と下段部分の空間とは一連につながっており、水圧Ｐ２と水圧Ｐ３とは同じ圧力であるため、入口側流路５の水圧Ｐ１の方が流路空間室６の水圧Ｐ３よりも高い状態である。
加えて、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との差圧（Ｐ１−Ｐ３）による力は、くちばし部１０２の弾性力Ｆｘより高いため、くちばし部１０２は、弁口１０３が開いた形になっている（図７（ａ）参照）。
このため、高機能バルブ１の内部では、図７（ａ）の矢印に示すように、入口３から流入した水が、入口側流路５→弁口１０３→流路空間室６を経て出口４から流出している状態（第１状態）にある。
なお、このとき、マイクロスイッチ２５のアクチュエータ２３は、ポンプ起動位置（図８（ａ）参照）とポンプ停止位置（図７（ｃ）参照）の間に配置されている。
【００３６】
この状態（第１状態）において、水栓５０が閉じられると、出口側の水圧Ｐ２が徐々に上昇し、水圧Ｐ２の上昇とともに水圧Ｐ３も上昇する。
これに伴って、入口側流路５の水圧Ｐ１と流路空間室６の水圧Ｐ３との差圧（Ｐ１−Ｐ３）が小さくなり、くちばし部１０２の弾性力Ｆｘに抗する力が弱まる。
このため、くちばし部１０２は、弾性力Ｆｘによって弁口１０３を閉じようとする形に変形する（図７（ａ）→図７（ｂ））。
なお、図７（ｂ）は、弁口１０３が閉じられる直前の状態を示している。
他方、流路空間室６の水圧Ｐ３の上昇とともに、バネ１７の付勢力Ｆｙに抗する力が強まる。
このため、ダイヤフラム１６が上方向に変位し、これに伴うロッド１８の上方向への移動によって、アクチュエータ２３は上方に移動する。
【００３７】
流路空間室６の水圧Ｐ３が上限設定値（例えば、０．２５ＭＰａ）まで上昇すると、アクチュエータ２３はポンプ停止位置に到達する（図７（ｂ）→図７（ｃ））。
マイクロスイッチ２５は、アクチュエータ２３がポンプ停止位置に到達したことに基づいてポンプ４０の電力供給路（電源を含む）を遮断する。
これにより、ポンプ４０の動作が停止され、水の供給が停止する。
【００３８】
ポンプ４０が停止されると、入口側流路５の水圧Ｐ１が低下する。
これにより、流路空間室６の水圧Ｐ３が入口側流路５の水圧Ｐ１よりも高くなる。
このため、ダックビルバルブ１００のくちばし部１０２には、弁口１０３を閉じようとする力として、流路空間室６の水圧Ｐ３と入口側流路５の水圧Ｐ１との差圧（Ｐ３−Ｐ１）による力と弾性力Ｆｘとが働く。
これにより、くちばし部１０２は、弁口１０３を閉じる形に変形する（図７（ｂ）→図７（ｃ））。
この結果、高機能バルブ１の内部において流路空間室６から入口側流路５に向かう流路が遮断され、流路空間室６に残存する水は適度な高圧（例えば、ほぼ０．２５ＭＰａ）のまま、かつ、上流側に逆流しないように保持される（逆止弁の機能）。
仮に、逆止弁の機能がない場合、水栓５０を閉じた状態で流路空間室６の水圧Ｐ３は低下するため、水圧Ｐ３が下限設定値になるとポンプ４０が起動され、ポンプ４０の動作により水圧Ｐ３が上限設定値になるとポンプ４０の動作が停止される、といったポンプ４０のオン・オフ動作が繰り返される、いわゆるハンチングと呼ばれる問題を生ずる。
これに対し、高機能バルブ１は、逆止弁の機能を有するため、水栓５０が閉じられた状態において、ハンチングが発生しないようにすることができる。
【００３９】
この状態（第２状態）において水栓５０が開かれると、流路空間室６に残存する水が出口４から下流流路に流出され、出口側の水圧Ｐ２が低下し、これに伴って流路空間室６の水圧Ｐ３も低下する。
流路空間室６の水圧Ｐ３の低下とともに、バネ１７の付勢力Ｆｙに抗する力が弱まる。
このため、ダイヤフラム１６が下方向に変位し、これに伴うロッド１８の下方向への移動によって、アクチュエータ２３は下方に移動する。
流路空間室６の水圧Ｐ３が下限設置値（例えば、０．１５ＭＰａ）まで低下すると、アクチュエータ２３はポンプ起動位置に到達する（図７（ｃ）→図８（ａ））。
マイクロスイッチ２５は、アクチュエータ２３がポンプ起動位置に到達したことに基づいてポンプ４０の電力供給路を接続する。
これにより、ポンプ４０が起動し、水の供給が開始される。
【００４０】
他方、流路空間室６の水圧Ｐ３が低下することにより入口側流路５の水圧Ｐ１との差圧（Ｐ１−Ｐ３）が所定値（例えば７ｋＰａ以上）になると、くちばし部１０２は、弁口１０３を通して入口側から出口側へ水が流通するのに十分な形（開放形状）に変形する（図８（ａ）→図８（ｂ））。
これにより、ポンプ４０からは再び水が供給され始め、入口３から流入した水が、入口側流路５→弁口１０３→流路空間室６を経て出口４から流出する。
給水システムでは、タンクに貯水されている水がポンプ４０により吸い上げられて給水路に提供され、給水路を流通した水が下流流路に取り付けられた水栓５０を介して外部に供給される。
なお、水栓５０は、手動による蛇口の他に、電磁弁や水洗トイレ等に使用されているタップ式などの開閉手段でもよい。
【００４１】
このように、本実施形態の高機能バルブ１によれば、水栓５０の開閉に伴う水圧の高低に応じてポンプの起動／停止、流路の開放／遮断を行うことができる。
このため、従来の給水システムのように、遮断弁や圧力スイッチをそれぞれ設けなくても、高機能バルブ１だけでこれら複数の機能を担うことができる。
【００４２】
上述した各高機能バルブ１が備える他の機能について説明する。
まず、チャタリング防止機能について説明する。
高機能バルブ１においては、図４（ｂ）の状態から図４（ｃ）の状態に移った際、又は、図７（ｂ）の状態から図７（ｃ）の状態に移った際に流路空間室６の圧力が瞬間的に若干低下する。
このため、仮に、ポンプ４０の起動点と停止点（つまりは設定圧力）に差を設けないと、ポンプ４０の起動による圧力上昇や、ポンプ４０の停止による圧力降下が短い周期で繰り返されて傘部１１やくちばし部１０２が頻繁に変形すること（チャタリング）による疲労を招く。
そこで、高機能バルブ１は、応差を有するマイクロスイッチ２５を制御手段として採用している。
このようなマイクロスイッチ２５によれば、アクチュエータ２３がポンプ停止位置（流路空間室６の水圧Ｐ３が例えば０．２５ＭＰａの状態）のときにポンプ４０を停止させ、アクチュエータ２３がポンプ起動位置（流路空間室６の水圧Ｐ３が例えば０．１５ＭＰａの状態）のときにポンプ４０を起動させることができる。
このため、チャタリングの発生を防止することができる。
【００４３】
なお、図示しないタイマーによってもチャタリングを防止することもできる。
例えば、水栓５０が閉じられた後から水圧Ｐ３が基準値を下回るまでの時間をタイマーにより計測し、その時間が所定時間（短時間）を超過する場合にはポンプ４０を起動させ、その時間が所定時間以下である場合にはポンプ４０を作動しないように制御することができる。
【００４４】
また、高機能バルブは、ダイヤフラム１６を壁部材とする流路空間室６を備えることによって蓄圧機能を有している。
ダイヤフラム１６は、外力を受けて変形する可撓性部材である。
このため、流路空間室６の圧力Ｐ３の上昇／下降に伴い、ダイヤフラム１６は室外側／室内側に変形し、このダイヤフラム１６の変形に応じ、流路空間室６は膨張／収縮する。
例えば、流路空間室６の水圧Ｐ３が０．２５ＭＰａ程度の高圧もしくはこれ以上の高圧になる場合でも、流路空間室６の容積を拡大することによって一定の高圧状態を維持することができ、他方、その高圧状態から、流路空間室６の水圧Ｐ３が下がる場合でも、流路空間室６の容積を縮小することによってその高圧状態を維持することができる。
すなわち、流路空間室６が、一種の蓄圧器（アキュムレータ）の役割を果たすことになる。
このため、応差が同じでも、流路空間室６に蓄圧機能がある方が、水栓５０が閉じられた状態が続いたときに、弁口１３や水栓５０などの弁部から水漏れがあるなどしても、水圧Ｐ３の降下が遅くなり、直ちにポンプ４０の起動には至らず、ポンプ４０の停止期間を長くすることができる。
したがって、このような流路空間室６の蓄圧機能によって、例えば、夜間や休日などで、給水が長時間不必要になる場合などでは、水栓５０が閉じられた状態が続くが、そのような状態のときにポンプ４０の起動が度々起こるというような問題がなく、電力の削減ができる効果がある。
なお、上記ポンプ４０の停止期間を更に長くするために、流路空間室６に蓄圧器を繋げることも有効である。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の高機能バルブ１は、入口側流路５と、入口側流路５と連通する空間であって、出口４につながる流路空間室６と、弾性を有する変形部材（アンブレラバルブ１０、ダックビルバルブ１００）、付勢された変位部材（ダイヤフラム１６）を設けている。
これにより、流路空間室６における圧力による力と変形部材（アンブレラバルブ１０の傘部１１、ダックビルバルブ１００のくちばし部１０２）の弾性力との大小に基づいて、変形部材を、流路を遮断する位置と開放する形に変形させ、変位部材を、ポンプ４０を起動する位置と停止する位置とに移動させることができる。
このため、圧力検知機能、流路の遮断／開放機能、逆止弁の機能等を有する小型で高機能な弁を低コストで提供することができる。
また、高機能バルブ１によれば、従来の給水システムのようにコントローラやリレーなどの外部機器を必要とせず、直接、ポンプ４０等の制御を行うことができる。
すなわち、従来の給水システムでは、これらの外部機器を介してポンプ等の制御を行っていたため（図９参照）、高コストで信頼性の低下を招く問題があったが、高機能バルブ１によれば、外部機器を必要としないため、低コストで信頼性の高い流体供給システムを構成することができる。
【００４６】
以上、本発明の圧力検知形逆止弁について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明の圧力検知形逆止弁は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。
例えば、上述の実施形態では、入口と出口とが１つずつある２方弁を例示して説明したが、３方弁など、入口や出口が複数ある弁に本発明を適用することができる。
また、アンブレラバルブ１０は、傘部１１が斜面状のものを例示したが、傘部１１がドーム状のものであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は、流体を供給するシステム、特に、給水システムにおいて好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１  高機能バルブ（圧力検知形逆止弁）
２  弁箱
２ａ  上部箱部
２ｂ  中部箱部
２ｃ  下部箱部
３  入口
４  出口
５  入口側流路
６  流路空間室
７  弁座
８  大気室
１０  アンブレラバルブ（変形部材）
１１  傘部
１２  柄部
１３  弁口
１６  ダイヤフラム（変位部材）
１７  バネ（付勢部材）
１８  ロッド
１９  ナット
２０  通気孔
２１  アジャスタ
２２  Ｅリング
２３  アクチュエータ
２４  支持部材
２５  マイクロスイッチ（制御手段）
４０  ポンプ（流体供給手段）
５０  水栓（開閉手段）
１００  ダックビルバルブ（変形部材）
１０１  フランジ部
１０２  くちばし部
１０３  弁口
１１０  連通口
Ｐ１  入口側流路の水圧
Ｐ２  流路空間室の下段部分の空間における水圧
Ｐ３  流路空間室の上段部分の空間における水圧
Ｆｘ  傘部１１の弾性力，くちばし部１０１の弾性力）
Ｆｙ  バネ１７の付勢力
【図１】
2020097974.tif 000003
【図２】
2020097974.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020097974.tif 000008
【図７】
2020097974.tif 000009
【図８】
2020097974.tif 000010
【図９】
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