(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する弁機構とを備え、弁機構は一次側通路と二次側通路との境界部に配設された弁座と、一次圧を受けるピストンヘッドの一端に連結されて弁座に対峙する弁体と、前記ピストンヘッドの他端に連結されると共に二次圧を受けるダイヤフラムとを有し、弁体と弁座との当接部は２重の環状突起を有し、内側の環状突起が弁体に形成されており、内側の環状突起は外側の環状突起に比べて弾性変形し易いことを特徴とする減圧弁。
【請求項２】
外側の環状突起も弁体に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の減圧弁。
【請求項３】
外側の環状突起の高さは、内側の環状突起の高さ未満であることを特徴とする請求項１又は２に記載の減圧弁。
【請求項４】
ボディと、ボディの一部が形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端が形成する弁座と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に固定されて弁座と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドの他方の端面から延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、ボディの一部により形成され、ダイヤフラムに対峙しダイヤフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して感圧室を形成するダイヤフラムケースと、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧するバネと、バネを収容すると共にダイヤフラムケースと協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースと、ピストンヘッドの周溝に収容されてピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材とを備え、ボディは、シリンダ周壁の前記開口に連通する弁流入口と、弁座と弁体との間に形成される環状隙間に連通する弁流出口とを有し、弁流入口と前記環状隙間との間の流路が一次側通路を形成し、前記環状隙間と弁流出口との間の流路が二次側通路を形成し、感圧室は二次側通路に連通することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の減圧弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水回り機器に使用される減圧弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する弁機構とを備え、弁機構は一次側通路と二次側通路との境界部に配設された弁座と、一次圧を受けるピストンヘッドの一端に連結されて弁座に対峙する弁体と、前記ピストンヘッドの他端に連結されると共に二次圧を受けるダイヤフラムとを有する減圧弁が特許文献１等に開示されている。
上記減圧弁は、二次側通路に接続される吐水装置が開かれると開弁して一次圧よりも減圧された二次圧を吐水装置に供給し、吐水装置が閉じられると閉弁して吐水装置への給水を停止するように構成されている。
減圧弁の弁体と弁座との当接部は、従来、弁座に形成された１重の環状突起を有していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１４６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
減圧弁の上流にはストレーナが配設され、鉄粉等の塵埃が減圧弁へ流入するのを防止しているが、微細塵埃がストレーナの網目を通過し、弁体の開度が小さい低流量時に１重の環状突起と当該環状突起に対峙する弁体との間に捕捉されて弁体に付着し、或いは減圧弁が閉弁する際に１重の環状突起と当該環状突起に対峙する弁体との間に捕捉される可能性があった。閉弁時に１重の環状突起と当該環状突起に対峙する弁体との間に塵埃が介在すると、閉弁不良を引き起こす可能性がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する弁機構とを備え、弁機構は一次側通路と二次側通路との境界部に配設された弁座と、一次圧を受けるピストンヘッドの一端に連結されて弁座に対峙する弁体と、前記ピストンヘッドの他端に連結されると共に二次圧を受けるダイヤフラムとを有する減圧弁であって、塵埃による閉弁不良の発生が従来に比べて抑制された減圧弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明においては、一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する弁機構とを備え、弁機構は一次側通路と二次側通路との境界部に配設された弁座と、一次圧を受けるピストンヘッドの一端に連結されて弁座に対峙する弁体と、前記ピストンヘッドの他端に連結されると共に二次圧を受けるダイヤフラムとを有し、弁体と弁座との当接部は２重の環状突起を有し、内側の環状突起が弁体に形成されており、内側の環状突起は外側の環状突起に比べて弾性変形し易いことを特徴とする減圧弁を提供する。
弁座と弁体との間の環状隙間を通過する水は、前記環状隙間を径方向外方へ向けて放射状に流れるので、弁体の開度が小さい低流量時や減圧弁が閉弁する際に塵埃が環状突起と当該環状突起に対峙する弁体又は弁座との間に捕捉されるとすれば、塵埃は内側の環状突起と当該環状突起に対峙する弁体又は弁座との間に捕捉される可能性が高く、外側の環状突起と当該環状突起に対峙する弁体又は弁座との間に捕捉される可能性は低い。従って、内側の環状突起では閉弁不良となっても、外側の環状突起では正常に閉弁する可能性が高い。この結果、塵埃による閉弁不良の発生が従来に比べて抑制される。
【０００６】
弁座は一般に硬い金属製又は樹脂製であり、弁体は一般に柔軟なゴム製なので、内側の環状突起を弁体に形成して内側の環状突起を弾性変形し易くしておけば、閉弁する際に、内側の環状突起と当該環状突起に対峙する弁座との間に塵埃が挟まった状態となった時点から、外側の環状突起が当該環状突起に対峙する弁体又は弁座に当接してシール部を形成するまでの時間が短縮され、閉弁時の二次圧の上昇を抑制できる。ゴムよりも強度の高い金属製又は樹脂製の弁座に外側の環状突起を形成した場合には、環状突起の耐久性が高まる。
【０００７】
本発明の好ましい態様においては、内側の環状突起に加えて外側の環状突起も弁体に形成されている。
内側の環状突起に加えて外側の環状突起も弁体に形成しても良い。
本発明の好ましい態様においては、外側の環状突起の高さは、内側の環状突起の高さ未満である。
外側の環状突起の高さを、内側の環状突起の高さ未満としておけば、弁体の開度が小さい低流量時や閉弁時に外側の環状突起と当該環状突起に対峙する弁体又は弁座との間に塵埃が捕捉される可能性を低減させることができる。
【０００８】
本発明の好ましい態様においては、減圧弁は、ボディと、ボディの一部が形成するシリンダと、シリンダ内で往復摺動するピストンヘッドと、ピスンヘッドの一方の端面から延びてシリンダの一端からシリンダ外へ突出する第１ピストンロッドと、シリンダの前記一端が形成する弁座と、第１ピストンロッドのシリンダ外へ突出した一端に固定されて弁座と対峙する弁体と、シリンダ周壁の第１ピストンロッドに対峙する部位に形成された開口と、ピストンヘッドの他方の端面から延びてシリンダの他端からシリンダ外へ突出する第２ピストンロッドと、第２ピストンロッドのシリンダ他端から突出した一端に中心部が固定されたダイヤフラムと、ボディの一部により形成され、ダイヤフラムに対峙しダイヤフラムとシリンダとピストンヘッドと協働して感圧室を形成するダイヤフラムケースと、ダイヤフラムを感圧室側へ押圧するバネと、バネを収容すると共にダイヤフラムケースと協働してダイヤフラムの周縁部を挟持するバネケースと、ピストンヘッドの周溝に収容されてピストンヘッドとシリンダ内周面との摺接部をシールするシール部材とを備え、ボディは、シリンダ周壁の前記開口に連通する弁流入口と、弁座と弁体との間に形成される環状隙間に連通する弁流出口とを有し、弁流入口と前記環状隙間との間の流路が一次側通路を形成し、前記環状隙間と弁流出口との間の流路が二次側通路を形成し、感圧室は二次側通路に連通する。
上記構成の減圧弁は、塵埃による閉弁不良の発生の可能性が、従来に比べて低い。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、一次側通路と、二次側通路と、一次側通路と二次側通路との境界部の流路面積を可変調整する止水機能を有する弁機構とを備え、弁機構は一次側通路と二次側通路との境界部に配設された弁座と、一次圧を受けるピストンヘッドの一端に連結されて弁座に対峙する弁体と、前記ピストンヘッドの他端に連結されると共に二次圧を受けるダイヤフラムとを有する減圧弁であって、塵埃による閉弁不良の発生が従来に比べて抑制された減圧弁が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例に係る減圧弁の断面図である。
【図２】本発明の実施例に係る減圧弁が備える弁座と弁体の拡大部分断面図である。
【図３】本発明の他の実施例に係る減圧弁が備える弁座と弁体の変形例の拡大部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の実施例に係る減圧弁を説明する。
図１に示すように、減圧弁１は、樹脂で形成されたボディ１０を備えている。ボディ１０の一部がシリンダ１１を形成している。減圧弁１は、シリンダ１１内で往復摺動するピストンヘッド１２と、ピスンヘッド１２の一方の端面から延びてシリンダ１１の一端からシリンダ１１外へ突出する第１ピストンロッド１３と、シリンダ１１の前記一端が形成する環状の弁座１４と、第１ピストンロッド１３のシリンダ１１外へ突出した一端に固定されて弁座１４と対峙する弁体１５と、シリンダ１１周壁の第１ピストンロッド１３に対峙する部位に形成された開口１６と、ピストンヘッド１２の他方の端面から延びてシリンダ１１の他端からシリンダ１１外へ突出する第２ピストンロッド１７と、第２ピストンロッド１７のシリンダ１１他端から突出した一端部に中心部が固定されたダイヤフラム１８と、ボディ１０の一部により形成され、ダイヤフラム１８に対峙しダイヤフラム１８とシリンダ１１とピストンヘッド１２と協働して感圧室１９を形成するダイヤフラムケース２０と、ダイヤフラム１８を感圧室１９側へ押圧するバネ２１と、バネ２１を収容すると共にダイヤフラムケース２０と協働してダイヤフラム１８の周縁部を挟持するバネケース２２と、ピストンヘッド１２の周溝に収容されてピストンヘッド１２とシリンダ１１内周面との摺接部をシールするＯリング２３とを備えている。
【００１２】
ボディ１０は、シリンダ１１の周壁の開口１６とシリンダ１１の内部空間とを介して弁座１４と弁体１５との間に形成される環状隙間Ｓに連通する弁流入口２４と、弁座１４と弁体１５との間に形成される環状隙間Ｓに連通する弁流出口２５とを有している。
弁流入口２４と前記環状隙間Ｓとの間の流路が一次側通路２６を形成し、前記環状隙間Ｓと弁流出口２５との間の流路が二次側通路２７を形成し、感圧室１９は二次側通路２７に連通している。
弁体１５はゴムで形成されている。
図２に示すように、弁体１５に内側の環状突起１５ａが形成され、弁座１４に外側の環状突起１４ｃが形成されている。環状突起１５ａと環状突起１４ｃとは同心に配設されて２重の環状突起を形成している。外側の環状突起１４ｃの高さｈは、内側の環状突起１５ａの高さＨ未満に設定されている。環状突起１４ｃが対峙する弁体１５に当接し、環状突起１５ａが対峙する弁座１４に当接することにより、２重の環状シール部が形成される。
【００１３】
シリンダ１１、ピストンヘッド１２、第１ピストンロッド１３、弁座１４、弁体１５、第２ピストンロッド１７、ダイヤフラム１８、バネ２１は、協働して、一次側通路２６と二次側通路２７との境界部Ｓの流路面積を可変調整する止水機能を有する弁機構２８を形成している。
減圧弁１の弁流入口２４は、図示しないストレーナと逆止弁とを介して図示しない水道配管に接続し、減圧弁１の弁流出口２５は、図示しない給湯器の貯湯タンクに接続している。給湯器の貯湯タンクはシャワーヘッドや浴槽吐水口等の図示しない吐水装置に接続している。
【００１４】
減圧弁１の作動を説明する。
吐水装置が閉鎖され、減圧弁１より下流側の流路内の水と湯とが停止している時は、減圧弁１は閉弁している。
吐水装置が開放されると、減圧弁１の二次圧（二次側通路２７内の水圧）が低下する。この結果、ダイヤフラム１８に印加される二次圧による閉弁方向の付勢力が減少し、バネ２１による開弁方向の付勢力を受けて弁体１５が弁座１４から離れ、減圧弁１は開弁する。弁体１５と弁座１４との間に形成された環状隙間Ｓを水道水が流れる際に圧力損失が発生し、水道水は減圧される。
二次側通路２７と感圧室１９とは連通しているので、二次側通路２７内の水道水圧である減圧弁１の二次圧がダイヤフラム１８に印加される。一次側通路２６内の水道水圧である減圧弁１の一次圧は、ピストンヘッド１２の周溝に収容されたＯリング２３がピストンヘッド１２とシリンダ１１の摺接部をシールすることにより、感圧室１９には伝達されず、ダイヤフラム１８には印加されない。
【００１５】
何らかの原因で二次圧が上昇するとバネ２１の付勢力に抗してダイヤフラム１８が弁座１４から遠ざかる方向へ弾性変形し、ダイヤフラム１８に固定された第２ピストンロッド１７が、ひいてはピストンヘッド１２、第１ピストンロッド１３がダイヤフラム１８に追随してダイヤフラム１８側へ移動し、弁体１５が弁座１４に接近する。この結果、弁座１４と弁体１５との間の環状隙間Ｓが狭まり、前記環状隙間Ｓを水道水が通過する際の圧力損失が増加する。この結果、二次圧が下降する。従って、減圧弁１においては、二次圧は所定値以下に維持される。
【００１６】
吐水装置が閉鎖されると、減圧弁１内の流速が零へ向けて急減する。前記流速の急減に伴って、一次圧（一次側通路２６内の水圧）と二次圧（二次側通路２７内の水圧）との差圧が急減する。この結果、ダイヤフラム１８に印加される二次圧による閉弁方向の付勢力が急増し、バネ２１の付勢力に逆らって弁体１５が弁座１４へ向けて移動し、内側の環状突起１５ａが弁座１４に当接して環状シールを形成し、環状隙間Ｓを閉鎖する。この結果、減圧弁１は閉弁する。
減圧弁１内の流速が零へ向けて急減している途中で減圧弁１が閉弁することにより、閉弁後二次圧は一次圧よりも低い値に維持される。この結果、閉弁後に給湯器に取り付けられた逃がし弁が開弁する等の不都合な事態の発生が防止される。
内側の環状突起１５ａによって環状シール部が形成されるまでの二次圧の上昇量が大きい場合には、外側の環状突起１４ｃも弁体１５に当接して環状シール部を形成する。内側の環状突起１５ａによって’が形成されるまでの二次圧の上昇量が小さい場合には、外側の環状突起１４ｃは弁体１５に当接せず、環状シール部を形成しない。
【００１７】
減圧弁１の上流にはストレーナが配設され、鉄粉等の塵埃が減圧弁１へ流入するのを防止しているが、微細塵埃がストレーナの網目を通過し、弁体１５の開度が小さい低流量時に環状突起１５ａ、１４ｃと弁座１４、弁体１５との間に捕捉されて弁体１５に付着し、或いは減圧弁１が閉じる際に、環状突起１５ａ、１４ｃと弁座１４、弁体１５との間に捕捉される可能性がある。弁座１４と弁体１５との間の環状隙間Ｓを通過する水は、環状隙間Ｓを径方向外方へ向けて放射状に流れるので、塵埃は、内側の環状突起１５ａと弁座１４との間に捕捉される可能性が高く、外側の環状突起１４ｃと弁体１５との間に捕捉される可能性は低い。
減圧弁１が閉弁する際に環状突起１５ａと弁座１４との間に塵埃が介在すると、環状突起１５ａによる環状シール部の形成が阻害される。この場合、零へ向けて急減している途中の流速を持った水が、閉鎖不良の環状隙間Ｓを通って二次側通路２７へ流入し、二次圧が上昇し、ダイヤフラム１８に印加される水圧による閉弁方向の付勢力が増加し、弁体１５が更に弁座１４へ向けて移動し、外側の環状突起１４ｃに当接し、外側の環状突起１４ｃが環状シール部を形成し、環状隙間Ｓを閉鎖する。この結果、減圧弁１は閉弁する。この場合でも、減圧弁１内の流速が零へ向けて急減している途中で減圧弁１が閉弁するので、閉弁後二次圧は一次圧よりも低い値に維持され、閉弁後に給湯器に取り付けられた逃がし弁が開弁する等の不都合な事態の発生が防止される。
上記説明から分かるように、本実施例に係る減圧弁１においては、塵埃により内側の環状突起１５ａでは閉弁不良となっても、外側の環状突起１４ｃでは正常に閉弁する可能性が高い。この結果、塵埃による閉弁不良の発生が従来に比べて抑制される。
外側の環状突起１４ｃの高さを、内側の環状突起１５ａの高さ未満に設定しているので、弁体１５の開度が小さい低流量時や閉弁時に外側の環状突起１４ｃと当該環状突起に対峙する弁体１５との間に塵埃が捕捉される可能性は低い。この結果、閉弁時に外側の環状突起１４ｃと弁体１５との間に塵埃が介在する可能性が更に低減し、塵埃による閉弁不良の発生が従来に比べて更に抑制される。
【００１８】
内側の環状突起１５ａをゴム製の柔軟な弁体１５に形成して内側の環状突起１５ａを弾性変形し易くしておけば、閉弁する際に、内側の環状突起１５ａと弁座１４との間に塵埃が挟まった状態となった時点から、外側の環状突起１４ｃが弁体１５に当接して外側の環状シール部が形成されるまでの時間が短縮され、閉弁時の二次圧の上昇を抑制できる。強度の高い金属製又は樹脂製の弁座に外側の環状突起１４ｃを形成することにより、環状突起１４ｃの耐久性を高めることができる。
図３に示すように、弁体１５に内側の環状突起１５ａと外側の環状突起１５ｂとを形成し、弁座１４を平坦面としても良い。
弁座１４及び／又は弁体１５に、総計で３重以上の環状突起を形成しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、減圧弁に広く利用可能である。
【符号の説明】
【００２０】
１  減圧弁
１０  ボディ
１１  シリンダ
１２  ピストンヘッド
１３  第１ピストンロッド
１４  弁座
１４ｃ、１５ａ、１５ｂ  環状突起
１５  弁体
１７  第２ピストンロッド
１８  ダイヤフラム
１９  感圧室
２０  ダイヤフラムケース
２１  バネ
２２  バネケース
２３  Ｏリング
２４  弁流入口
２５  弁流出口
２６  一次側通路
２７  二次側通路
２８  弁機構
【図１】
0005536241.tif 000002
【図２】
0005536241.tif 000003
【図３】
0005536241.tif 000004