(57)【要約】【課題】構造が簡単で、水路の開閉のみならず流量調節も可能であり、小さな操作力で操作を行うことができる流量制御弁を提供する。【解決手段】流量制御弁１０を、水路１４上に設けられた主弁１６と、密閉容器状の押圧室２４と、押圧室２４から延び出したパイロット操作用の小室２６と、それらに充填された非圧縮性の流体Ｌと、小室２６の末端を閉鎖した状態で進退運動し、前進により小室２６の流体Ｌを押圧室２４に押し込んで主弁１６を閉弁方向に移動させる、小室２６に対する受圧面積が水路１４に対する主弁１６の受圧面積よりも小さいピストン２８とを含んで構成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（a）水路上に設けられた主弁と
（b）該主弁の背後に該水路とは非連通の状態で独立して設けられた密閉容器状の押圧室と
（c）該押圧室から延び出したパイロット操作用の小室と
（d）それら押圧室及び小室に充填された非圧縮性の流体と
（e）該小室の末端を閉鎖した状態で進退運動し、前進により該小室の前記流体を前記押圧室に押し込んで前記主弁を閉弁方向に移動させる、該小室に対する受圧面積が前記水路に対する前記主弁の受圧面積よりも小さいピストンと
（f）該ピストンを進退移動させる操作部と
を有していることを特徴とする流量制御弁。
【請求項２】
請求項１において、前記主弁がダイヤフラム弁であることを特徴とする流量制御弁。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記非圧縮性の流体が不凍液から成っていることを特徴とする流量制御弁。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記主弁を開弁方向に付勢するばねが設けてあることを特徴とする流量制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流量調整弁に関し、詳しくは小さな操作力で水路を開閉し又は水路の開度調整を行って流量を調整することのできる流量制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、水廻り機器では主弁の背後に形成した圧力室に水路の水を小孔を通じて導き入れ、主弁を閉弁させるようにした開閉弁が広く用いられている。
例えば下記特許文献１にこの種の開閉弁が開示されている。
【０００３】
図５はその具体例を示している。
同図において２００は水路で、２０２は水路２００を開閉するダイヤフラム弁からなる主弁である。
主弁２０２は弁座２０４への着座によって水路２００を遮断、即ち水路２００における上流部２００ａと下流部２００ｂとを遮断し、また弁座２０４からの離間によって水路２００を開放、即ち上流部２００ａと下流部２００ｂとを連通状態とする。
【０００４】
主弁２０２の背後には圧力室２０６が形成されており、主弁２０２は、通常時はその圧力室２０６内の水の圧力にて閉弁状態に保持される。
【０００５】
この圧力室２０６からはパイロット操作用の水抜路２０８が延び出しており、その先端が水路２００における下流部２００ｂに連絡されている。
【０００６】
この水抜路２０８上にはプランジャ２１０が設けられており、このプランジャ２１０によって水抜路２０８が開閉されるようになっている。
尚、主弁２０２にはこれを貫通して水路２００における上流部２００ａと圧力室２０６とを連通させる小孔２１２が設けられている。
【０００７】
この図５に示す開閉弁では、プランジャ２１０を開弁させると水抜路２０８が開放状態となって、圧力室２０６内の水が水路２００の下流部２００ｂに抜き出され、これにより圧力室２０６の圧力が低下する。
ここにおいてダイヤフラム弁からなる主弁２０２が水路２００における上流部２００ａの給水圧により図中上向きに押し上げられて開弁し、水路２００を開放状態とする。これにより上流部２００ａから下流部２００ｂへと水が流通する。
【０００８】
一方プランジャ２１０を閉弁させると水抜路２０８は遮断状態となり、圧力室２０６内の水の圧力は、小孔２１２を通じて上流部２００ａの水が圧力室２０６に導入されることによって増大し、そして圧力室２０６の圧力が給水圧に打ち勝つに到ると、主弁２０２が閉弁して再び水路２００を遮断状態とする。
【０００９】
しかしながらこの開閉弁の場合水抜路２０８，プランジャ２１０、更にそのプランジャ２１０を含む電磁弁（プランジャ２１０は電磁弁の一部を成している）を含む弁の全体構造が複雑である問題があり、またこの開閉弁は単に水路２００を開閉するのみで流量の調節ができない問題がある。
【００１０】
また例えば寒冷地においては夜間に圧力室２０６や水抜路２０８内の水が凍結を起して機器の損傷を招く問題があり、またこれを防止するためにはそれら圧力室２０６や水抜路２０８の水抜きを行う作業が必要で、しかもそのために多大な手間を要するといった問題があった。
【００１１】
【特許文献１】特開２００３−２０２０８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上のような事情を背景とし、構造が簡単でしかも水路の開閉のみならず流量調節も可能となし得、また小さな操作力で操作を行うことのできる流量制御弁を提供することを目的としてなされたものである。
また本発明の他の目的は、従来面倒な作業となっていた圧力室等の水抜きを行わなくても寒冷地等において凍結の問題を起すことのない流量制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
而して請求項１のものは、（a）水路上に設けられた主弁と（b）該主弁の背後に該水路とは非連通の状態で独立して設けられた密閉容器状の押圧室と（c）該押圧室から延び出したパイロット操作用の小室と（d）それら押圧室及び小室に充填された非圧縮性の流体と（e）該小室の末端を閉鎖した状態で進退運動し、前進により該小室の前記流体を前記押圧室に押し込んで前記主弁を閉弁方向に移動させる、該小室に対する受圧面積が前記水路に対する前記主弁の受圧面積よりも小さいピストンと（f）該ピストンを進退移動させる操作部とを有していることを特徴とする。
【００１４】
請求項２のものは、請求項１において、前記主弁がダイヤフラム弁であることを特徴とする。
【００１５】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記非圧縮性の流体が不凍液から成っていることを特徴とする。
【００１６】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記主弁を開弁方向に付勢するばねが設けてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１７】
以上のような本発明の流量制御弁においては、操作部の操作によりピストンを前進させると、小室の非圧縮性の流体が押圧室に押し込まれ、これにより主弁がその押圧室の押圧力で閉弁方向に移動せしめられる。
その結果主弁が閉弁状態となれば水路が遮断されて水の流通が停止する。
【００１８】
本発明の流量制御弁では、ピストンによる小室から押圧室への流体の押込量を調節することで主弁の開度を調節することができ、これにより水路を通じて流れる水の流量を調節することができる。
加えて本発明の流量制御弁では、小室に対するピストンの受圧面積が水路に対する主弁の受圧面積よりも小さくされているため、パスカルの原理に基づいて小さな操作力で主弁を移動操作することができ、従って軽やかな操作で水路の開閉或いは流量調整を行うことができる特長を有する。
【００１９】
従って本発明の流量制御弁では、手動で操作部を操作する場合のほか、モータ等を用いて電気的に操作をする場合においても小型のモータ等にて容易にこれを行うことが可能である。
【００２０】
また本発明の流量制御弁は、押圧室を独立した密閉容器状となしてそこに非圧縮性の流体を充填し、その押圧室への流体の出し入れにより主弁を移動させるものであることから、図５に示すような圧力室と水路とを連通させる水抜路や、その水抜路上に電磁弁等を設けた従来の弁に比べて弁全体の構造が簡単であり、また水路と圧力室とを連通させる小孔２１２が不要であるためその小孔２１２において目詰まりを起す問題も無く、弁自体の動作を安定して行わせることができる。
本発明ではまた、歯車やてこ等を用いて主弁を機械的に移動する場合に比べて操作部の配置の自由度が高い利点を有する。
【００２１】
また図５に示す開閉弁のように水路の水を圧力室に導いて主弁を開閉するものではなく、押圧室は水路とは独立して設けられていて、そこに非圧縮性の流体を充填する構造であるため、かかる流体として水以外のものを用いることが可能であり、而してその流体として例えば−４０〜−２０℃の低温でも凍ることの無い不凍液を用いるようにすれば（請求項３）、寒冷地において本発明の流量制御弁を用いる場合においても、押圧室における流体の凍結の問題を起こさず、従ってその凍結が機器の損傷をもたらすといった問題も生じない。
また凍結による機器損傷の防止のために圧力室の水を抜き出すといった面倒且つ困難な作業も不要となすことができる。
ここで上記不凍液としてオイルを好適に用いることができる。
【００２２】
本発明における上記主弁は好適にはダイヤフラム弁となしておくことができる（請求項２）。
【００２３】
請求項４は、上記主弁を閉弁方向に付勢するばねを設けたもので、このようにしておけば、ピストンの後退時にばねの付勢力を利用して主弁を開くことができ、水路の水を抜き出す際に楽にこれを行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１および図２において、１０は本実施形態の流量制御弁で１２はその流量制御弁１０におけるボデー、１４は水路である。
１６はこの水路１４を開閉するダイヤフラム弁（主弁）で、このダイヤフラム弁１６は、筒状部１８の上端部にて構成された弁座２０に着座することで水路１４を遮断、即ちその上流部１４ａと下流部１４ｂとを遮断し、また弁座２０から離間することで水路１４を開放、即ち上流部１４ａと下流部１４ｂとを連通状態とする。
【００２５】
尚、ダイヤフラム弁１６にはガイド部２２が設けられていて、このガイド部２２が、筒状部１８の内部に移動可能に挿入されている。
【００２６】
２４はダイヤフラム弁１６の背後に形成された押圧室で、水路１４とは非連通の独立した密閉容器状に構成されている。
この押圧室２４からはパイロット操作用の小室２６が図中上向きに延び出しており、それら押圧室２４および小室２６に非圧縮性流体且つ不凍液であるオイルＬが充填されている。
【００２７】
ここで小室２６の末端は、図中上下方向に進退移動可能な軸状のピストン２８にて閉鎖されている。
このピストン２８は、小室２６に対する受圧面積Ｓ１（図３参照）が、水路１４に対するダイヤフラム弁１６の受圧面積Ｓ２に比べて十分小さなものとされている。
【００２８】
３０は回転操作用の操作ノブで、この操作ノブ３０から図中下向きに軸体３２が一体に延び出している。
この軸体３２の下部は上記の軸状のピストン２８として構成され、またその上部は雄ねじ部３４として構成されていて、この雄ねじ部３４が、ボデー１２に形成された雌ねじ部３６に螺合されている。
即ちこの実施形態では、操作ノブ３０を回転操作することでピストン２８が図中上下方向に進退するようになっている。
【００２９】
次に本実施形態の流量制御弁１０の作用を説明する。
図１はダイヤフラム弁１６が閉弁した状態を表しており、この状態から操作ノブ３０を回転操作して、雄ねじ部３４と雌ねじ部３６とのねじ送り作用でピストン２８を図中上向きに後退移動させると、水路１４における上流部１４ａの給水圧に基づいて押圧室２４から小室２６へのオイルＬの流入を伴ってダイヤフラム弁１６が図中上向きに押し上げられ、弁座２０から離間する。即ちダイヤフラム弁１６が開弁する。
【００３０】
一方ダイヤフラム弁１６が開弁した状態で操作ノブ３０を上記とは逆方向に回転操作してピストン２８を図中下向きに押し下げ、これを前進移動させると、小室２６内のオイルＬが押圧室２４へと押し込まれ、その押圧室２４内のオイルＬの量が増大するのに伴ってダイヤフラム弁１６が図中下向きに押し下げられる。
【００３１】
そしてピストン２８を一杯まで図中下向きに前進移動させると、押圧室２４に発生した押圧力にてダイヤフラム弁１６が弁座２０に押し付られて、ここに水路１４が遮断された状態となり、水路１４における水の流通が停止する。
【００３２】
上記のようにピストン２８の小室２６に対する受圧面積Ｓ１は、ダイヤフラム弁１６の水路１４に対する受圧面積Ｓ２に比べて小さいものであり、従って操作ノブ３０を軽く操作しただけで、ダイヤフラム弁１６をパスカルの原理に基づいて強い押圧力で弁座２０に押圧した状態、即ち閉弁した状態となすことができる。
【００３３】
具体的には図３に示すように、ピストン１８の受圧面に作用する圧力をＰ、ピストン２８に働く力をｆとしたとき、ｆ＝Ｐ×Ｓ１となる。
一方ダイヤフラム弁１６に働く力をＦとするとＦ＝Ｐ×Ｓ２＝Ｓ２／Ｓ１ｆとなり、ダイヤフラム弁１６にはピストン２８の受圧面積Ｓ１とダイヤフラム弁１６の受圧面積Ｓ２との比に比例した強い押圧力が働いて、ダイヤフラム弁１６が閉弁させられる。
【００３４】
本発明の流量制御弁１０ではまた、押圧室２４へのオイルＬの押込量をピストン２８の前進量によって調節することができ、これによりダイヤフラム弁１６と弁座２０との間の隙間を調整して水路１４における水の流量を調節することができる。
【００３５】
本実施形態の流量制御弁１０では、手動で操作ノブ３０を操作する場合のほか、モータ等を用いて電気的に操作をする場合においても小電力の小型のモータ等にて容易にこれを行うことができる。
【００３６】
また本実施形態の流量制御弁１０は、押圧室２４を独立した密閉容器状となして、そこにオイルＬを充填し、その押圧室２４へのオイルＬの出し入れにより主弁１６を移動させるものであることから、図５に示すような圧力室２０６と水路２００とを連通させる水抜路２０８や、その水抜路２０８上に電磁弁等を設けた従来の弁に比べて弁全体の構造が簡単であり、また水路２００と圧力室２０６とを連通させる小孔２１２のようなものも不要であって、その小孔２１２への目詰まり等の問題も生じず弁自体の動作を安定して行わせることができる。
また歯車やてこ等を用いてダイヤフラム弁１６を機械的に移動する場合に比べ操作部の配置の自由度が高い利点を有する。
【００３７】
更に押圧室２４を水路１４とは独立して設けて、そこにオイルＬを充填した構造であるため、寒冷地において流量制御弁１０を用いる場合においても、押圧室２４内においてオイルＬの凍結の問題を起こさず、従ってその凍結が機器の損傷をもたらすといった問題も生じない。
【００３８】
図４は本発明の他の実施形態を示したもので、この実施形態はばね３８にてダイヤフラム弁１６を開弁方向に付勢するようになしたものである。
このようにしておけば、ピストン２８の後退時にばね３８の付勢力を利用してダイヤフラム弁１６を開くことができ、水路１４の水を抜く際にも楽にこれを行うことができる。
【００３９】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明は例えば主弁を上記ダイヤフラム弁以外にピストン式の弁その他の弁にて構成するといったことも可能であるし、また非圧縮性の流体としてオイル以外の不凍液その他の液を用いることも可能である。
また上記実施形態では操作部としての操作ノブ３０を手動操作するものとして説明したが、この操作部を小型モータその他のアクチュエータと連動させて、非手動でピストン２８を移動操作するようになすことも可能であるし、また本発明の流量制御弁を場合によって単に全開状態と全閉状態との間で切り替えを行い、流量を０％と１００％との何れかに制御する弁として構成することも可能であるなど、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】
【００４０】
【図１】本発明の一実施形態の流量制御弁を閉弁状態で示す図である。
【図２】同実施形態の流量制御弁を分解して示す図である。
【図３】同実施形態の流量制御弁の作用説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態の流量制御弁を示す図である。
【図５】従来の開閉弁を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  流量制御弁
１４  水路
１６  ダイヤフラム弁
２４  押圧室
２６  小室
２８  ピストン
３０  操作ノブ
３８  ばね
Ｌ  オイル
【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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