(57)【要約】  本発明は、軸体（２１）と、円板状をなし、前記軸体（２１）に貫通される少なくとも１つのフランジ（２２）と、前記フランジ（２２）の外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材（２３）と、を備えたピストン構成体（２０）であって、前記フランジ（２２）は、前記軸体（２１）の軸方向の両側から前記シール部材（２３）を挟む一対のフランジ状部材（２５）を備えることを特徴とする。本発明によれば、組立・交換を容易に行えるピストン構成体が提供される。
2012011150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、
円板状をなし、前記軸体に貫通される少なくとも１つのフランジと、
前記フランジの外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材と、を備えたピストン構成体であって、
前記フランジは、前記軸体の軸方向の両側から前記シール部材を挟む一対のフランジ状部材を備えることを特徴とするピストン構成体。
【請求項２】
請求項１に記載のピストン構成体であって、
前記シール部材は、
環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、
前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、
前記突起部は、前記本体部側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次前記軸方向の幅が狭くなるように形成されているとともに、前記先端部分における径方向の単位長さあたりの前記軸方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されることを特徴とするピストン構成体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のピストン構成体であって、
前記シール部材は、
環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、
前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、
前記突起部は、前記本体部の外周面に前記軸方向に離間して複数形成されていることを特徴とするピストン構成体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストン構成体であって、
前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出するとともに径方向に延びる第１リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とするピストン構成体。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のピストン構成体であって、
前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出する第２リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成され、
前記第２リブ部の外周縁部は、前記フランジ状部材の外周面に連なるように前記軸方向に延びていることを特徴とするピストン構成体。
【請求項６】
対象流体の流通方向制御に対応する流入口及び流出口が形成されたバルブボディーと、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のピストン構成体と、を備えたことを特徴とするコントロールバルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば軟水器に用いられるピストン構成体及びコントロールバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ボイラ、温水器あるいは冷却器等の冷熱機器類への給水ラインには、冷熱機器内でのスケール付着を防止する必要から、給水に含まれる硬度分を除去するための装置が接続されており、なかでも、イオン交換樹脂を用いて硬度分を除去する方式の自動再生式軟水器が広く普及している。この種の軟水器は、塩水タンクとイオン交換樹脂を充填した樹脂筒からなり、この樹脂筒の上部に配設されたコントロールバルブを作動して、（１）逆洗、（２）塩水再生、（３）水洗、（４）急速水洗、（５）軟水通水、等の複数工程のサイクルを自動再生動作により行っている。【０００３】
図１〜図３に示すように、コントロールバルブ６は、バルブボディー１７、エゼクター１８、及び、ピストン構成体１００を備えている。バルブボディー１７の内部には、筒状のシリンダー１７ａが形成されており、バルブボディー１７の外面には、外部配管と連通して原水入口（流入口）９、軟水出口（流出口）１０、塩水入口（流入口）１１、及び、ドレン出口（流出口）１９が形成されている。【０００４】
また、ピストン構成体１００は、軸体１０１と、円板状をなし、軸体１０１の軸方向に互いに離間して配設された複数のフランジ１０２と、フランジ１０２の外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材（不図示）と、を備えている。そして、シリンダー１７ａの内周面にピストン構成体１００の前記シール部材が摺動可能とされているとともに、バルブボディー１７に対してピストン構成体１００が軸方向に移動することにより、水及び塩水（対象流体）の流通方向が制御されている。【０００５】
このような従来のピストン構成体として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のピストン構成体では、軸体及びフランジが金属材料からなるとともに、ロストワックス鋳造等により一体に成形されている。そして、この軸体及びフランジを樹脂成形用の別のモールド内に配置して、フランジ外周の溝内に溶融した樹脂材料を充填し硬化させることにより、シール部材が成形されている。シール部材は、その断面が径方向外方から内方へ向かうに従い漸次幅広となるように形成されているとともに、フランジ外周の前記溝に対してアンダーカット嵌合されている。このような構成によって、シール部材が、シリンダー１７ａ内を流れる対象流体の力によって前記溝内から引き出されることが防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５２８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この種のピストン構成体においては、シール部材のさらなる信頼性の向上や、組立・交換の容易性が要求されていた。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シール部材の信頼性を向上できるとともに、組立・交換を容易に行えるピストン構成体及びこれを用いたコントロールバルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、軸体と、円板状をなし、前記軸体に貫通される少なくとも１つのフランジと、前記フランジの外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材と、を備えたピストン構成体であって、前記フランジは、前記軸体の軸方向の両側から前記シール部材を挟む一対のフランジ状部材を備えることを特徴とする。【００１０】
本発明に係るピストン構成体によれば、フランジが、軸方向の両側からシール部材を挟む一対のフランジ状部材を備えているので、製造時に、シール部材の略全体を視認できる状態で、該シール部材をフランジの外周面に装着できる。従って、フランジに対して良品のシール部材を確実に組み込むことができ、信頼性が十分に高められる。【００１１】
また、シール部材は、一対のフランジ状部材に挟まれることで簡便にフランジに装着されることから、組立が容易である。
さらに、使用に供されて劣化したシール部材を交換する必要が生じた際には、一対のフランジ状部材を互いに離間させることで該シール部材を他の新しいシール部材と交換可能である。これによれば、従来のように、シール部材が劣化した際にピストン構成体の全体を交換する必要がなく、メンテナンス費用が削減できる。【００１２】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記シール部材は、環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、前記突起部は、前記本体部側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次前記軸方向の幅が狭くなるように形成されているとともに、前記先端部分における径方向の単位長さあたりの前記軸方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されることとしてもよい。【００１３】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記シール部材は、環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、前記突起部は、前記本体部の外周面に前記軸方向に離間して複数形成されていることとしてもよい。【００１４】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出するとともに径方向に延びる第１リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成されていることとしてもよい。【００１５】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出する第２リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成され、前記第２リブ部の外周縁部は、前記フランジ状部材の外周面に連なるように前記軸方向に延びていることとしてもよい。【００１６】
また、本発明に係るコントロールバルブは、対象流体の流通方向制御に対応する流入口及び流出口が形成されたバルブボディーと、前述のピストン構成体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るピストン構成体及びこれを用いたコントロールバルブによれば、シール部材の信頼性を向上できるとともに、組立・交換を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】（ａ）ピストン構成体及びコントロールバルブを備えた軟水器の概略構造を説明する側断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ部の正断面図である。
【図２】（ａ）ピストン構成体及びコントロールバルブを備えた軟水器の概略構造を説明する側断面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ部の正断面図である。
【図３】ピストン構成体及びコントロールバルブを備えた軟水器の概略構造を説明する側断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係るピストン構成体を示す部分側断面図である。
【図５】図４のピストン構成体のＣ部を拡大して示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るピストン構成体のフランジ状部材を示す（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るピストン構成体のシール部材を示す（ａ）正面図、（ｂ）半側断面図、（ｃ）（ｂ）における要部を拡大して示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係るピストン構成体を示す側面図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るピストン構成体のフランジ状部材を示す（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す図、（ｃ）背面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係るピストン構成体のシール部材を示す（ａ）半側断面図、（ｂ）（ａ）における要部を拡大して示す図、（ｃ）（ｂ）におけるＦ部を拡大して示す図、（ｄ）シール部材の突起部の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
図１〜図３は、軟水器１の樹脂筒２とコントロールバルブ６の断面説明図であり、軟水器１に並設の塩水タンクは図示を省略している。
この軟水器１は、コントロールバルブ６を作動して、（１）逆洗、（２）塩水再生、（３）水洗、（４）急速水洗、（５）軟水通水、の５工程からなるサイクルを自動再生動作により行っている。尚、これら各工程のうち、図１は逆洗工程、図２は塩水再生工程及び水洗工程、図３は軟水通水工程を示している。
【００２０】
樹脂筒２は、例えば合成樹脂製の容器であって、その上部にはコントロールバルブ６が配設されている。樹脂筒２内の下部には、けい石３が敷設されており、このけい石３の上部にはイオン交換樹脂４が配設されている。また、けい石３内にはディストリビューター５ａが埋設されており、ディストリビューター５ａの上端部には、上方へ向けて集水パイプ５が立設されているとともに、イオン交換樹脂４を貫通している。集水パイプ５の上端部は、コントロールバルブ６のシリンダー１７ａ内に連通している。
【００２１】
コントロールバルブ６は、水及び塩水（対象流体）の流通方向制御に対応する流入口及び流出口が形成されたバルブボディー１７と、エゼクター１８と、後述するピストン構成体２０と、制御部（不図示）と、を備えている。バルブボディー１７の内部には、筒状のシリンダー１７ａと、該シリンダー１７ａに並行して延びる流路１７ｂと、が形成されている。また、バルブボディー１７の外面には、外部配管と連通して原水入口（流入口）９、軟水出口（流出口）１０、塩水入口（流入口）１１及びドレン出口（流出口）１９が形成されている。これら原水入口９、軟水出口１０、塩水入口１１及びドレン出口１９は、シリンダー１７ａ内に連通している。尚、原水入口９及び軟水出口１０は、シリンダー１７ａの内周面に開口している。
【００２２】
また、バルブボディー１７のドレン出口１９には、ドレン排出ライン７が接続されている。また、塩水入口１１には、塩水ライン１３が接続されている。
【００２３】
ピストン構成体２０は、軸体２１と、円板状をなし、軸体２１に貫通される少なくとも１つのフランジ２２と、フランジ２２の外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材２３（図４、図５参照）と、を備えている。ピストン構成体２０は、バルブボディー１７のシリンダー１７ａ内に挿入されている。図示の例では、軸体２１の軸Ｏ方向に互いに離間して、３つのフランジ２２が配設されている。
【００２４】
図１〜図３において、ピストン構成体２０のシール部材２３は、シリンダー１７ａの内周面に摺動可能に当接しており、バルブボディー１７に対して該ピストン構成体２０が軸Ｏ方向に移動することにより、図中に矢印で示す対象流体の流通方向が制御されている。尚、図１においては、ピストン構成体２０の軸体２１がバルブボディー１７の外面から軸Ｏ方向の一方側（図１における左側）に向けて最も突出した状態とされており、図３においては、軸体２１がバルブボディー１７に対して軸Ｏ方向の他方側（図３における右側）に最も挿し入れられた状態とされており、図２においては、バルブボディー１７に対する軸体２１の軸Ｏ方向の位置が図１及び図３の中間の状態とされている。
軟水器１の前記各工程のバルブボディー１７に対するピストン構成体２０の軸Ｏ方向の位置、及び、対象流体の流通方向については、実開平６−２４７９３号公報等において周知であるので、ここでは説明を省略する。
【００２５】
ピストン構成体２０の軸体２１は、金属材料からなり、図４に示すように、軸Ｏ方向の一方側（図４における左側）の端部が、この端部よりも他方側（図４における右側）に位置する他の部分よりも縮径されている。軸体２１の一方側の端部には、径方向に延びる貫通孔２１ａが形成されている。また、軸体２１の他方側の端面には、軸Ｏ方向に延びるネジ穴２１ｂが穿設されている。また、軸体２１の軸Ｏ方向の略中央部には、径方向に貫通してピン装着孔２１ｃが形成されているとともに、このピン装着孔２１ｃには割りピン２４が挿入されている。
【００２６】
３つのフランジ２２は、互いに同一構造からなり、これらフランジ２２のうち、軸体２１の略中央部に配置されたものがフランジ２２ａ、軸体２１の他端側の端部に配置されたものがフランジ２２ｃ、フランジ２２ａとフランジ２２ｃとの間に配置されたものがフランジ２２ｂとされている。
【００２７】
これらフランジ２２は、軸体２１に嵌め合わされている。図５に示すように、フランジ２２の内周面における軸Ｏ方向（図５における左右方向）の中央部には、周方向に沿って延びる環状の溝２７が形成されており、この溝２７にはＯリング２８が配設されている。また、フランジ２２の外周面における軸Ｏ方向の中央部には、周方向に沿って延びる環状のシール部材装着溝３６が形成されており、このシール部材装着溝３６にはシール部材２３が配設されている。
【００２８】
また、フランジ２２の軸Ｏ方向の両端面に当接して、一対のワッシャー２６が配設されている。図４において、フランジ２２ａの一方側に位置するワッシャー２６は、割りピン２４に他方側から当接している。また、フランジ２２ａとフランジ２２ｂとの間には、筒状のスペーサー２９が軸体２１に外嵌されており、該スペーサー２９の両端面は、フランジ２２ａの他方側に位置するワッシャー２６とフランジ２２ｂの一方側に位置するワッシャー２６とに当接されている。
【００２９】
また、フランジ２２ｂとフランジ２２ｃとの間には、筒状のスペーサー３０が軸体２１に外嵌されており、該スペーサー３０の両端面は、フランジ２２ｂの他方側に位置するワッシャー２６とフランジ２２ｃの一方側に位置するワッシャー２６とに当接されている。
スペーサー２９とスペーサー３０とは、互いに略同一の内径及び外径とされており、スペーサー２９の軸Ｏ方向の長さはスペーサー３０の軸Ｏ方向の長さよりも大きく設定されている。
【００３０】
図５において、フランジ２２ｃの他方側（図５における右側）には、スペーサー２９、３０と略同一の内径とされ、かつ、スペーサー２９、３０よりも大きな外径を有するドレンシール筒３１が軸体２１に外嵌されている。ドレンシール筒３１の一方側（図５における左側）の端面は、フランジ２２ｃの他方側に位置するワッシャー２６に当接されている。ドレンシール筒３１の一方側の端面における径方向内方の部分には、周方向に沿って延びる環状の溝３１ａが形成されており、この溝３１ａにはＯリング３２が配設されている。
【００３１】
ドレンシール筒３１の他方側の端部は、軸体２１の他方側の端部よりも他方側に向けて僅かに突出している。ドレンシール筒３１の他方側の端面には、ロゼットワッシャー３３が他方側から当接しており、該ロゼットワッシャー３３には他方側から丸皿ネジ３４が挿入されている。丸皿ネジ３４は、軸体２１のネジ穴２１ｂに螺合している。また、ドレンシール筒３１の外周面には、周方向に沿って延びる環状の溝３１ｂが形成されており、この溝３１ｂにはＯリング３５が配設されている。
【００３２】
そして、フランジ２２は、円板状をなし軸体２１の軸Ｏ方向の両側からシール部材２３を挟む一対のフランジ状部材２５を備えている。フランジ状部材２５は、例えば摺動性を有する樹脂材料からなり、本実施形態ではＰＯＭ（ポリアセタール）が用いられている。一対のフランジ状部材２５は、軸Ｏ方向を向く平滑な背面２５ａ同士を互いに当接させた状態で、背向配置されている。
【００３３】
図６（ｂ）に示すように、フランジ状部材２５の背面２５ａにおける径方向内方の端部には、周方向に沿って延びる環状をなし、その縦断面が径方向外方から内方に向かうに従い漸次軸Ｏ方向に背面２５ａから離間するように傾斜するテーパ部２５ｂが形成されている。そして、一対のフランジ状部材２５が背向配置されたときに、互いのテーパ部２５ｂ、２５ｂにより画成される領域が、前述の溝２７とされている。
【００３４】
また、フランジ状部材２５の背面２５ａにおける径方向外方の端部には、該背面２５ａより軸Ｏ方向に窪むとともに周方向に沿って延びる環状の凹部２５ｃが形成されている。凹部２５ｃの径方向外方の端部には、その軸Ｏ方向の先端高さが背面２５ａよりも低く設定された環状突起２５ｄが形成されている。そして、一対のフランジ状部材２５が背向配置されたときに、互いの凹部２５ｃ、２５ｃ及び環状突起２５ｄ、２５ｄにより画成される領域が、前述のシール部材装着溝３６とされている。
【００３５】
図５、図６において、フランジ状部材２５には、軸Ｏ方向におけるシール部材２３及び背面２５ａとは反対側を向く面２５ｅから突出するとともに径方向に延びる第１リブ部３７が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。フランジ状部材２５の面２５ｅにおける径方向内方の端部には、該面２５ｅから突出するとともに周方向に沿って延びる環状のボス部３８が形成されており、第１リブ部３７は、ボス部３８の外周面から径方向外方へ向けて延びるように形成されている。
【００３６】
また、フランジ状部材２５には、面２５ｅから突出する第２リブ部３９が周方向に間隔をあけて複数形成されている。図示の例では、第２リブ部３９が、第１リブ部３７の径方向外方に連なるように一体に形成されている。第２リブ部３９の突出高さ（面２５ｅから軸Ｏ方向に突出する高さ）は、第１リブ部３７の突出高さよりも大きく設定されており、第２リブ部３９の外周縁部は、フランジ状部材２５の外周面に連なるように軸Ｏ方向に延びている。
【００３７】
また、図７に示すように、シール部材２３は、環状をなしフランジ状部材２５に支持される本体部４０と、本体部４０の外周面４０ａから径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部４１と、を備えている。シール部材２３は、例えばゴム等の弾性体からなり、本実施形態では、水素化ニトリルゴムが用いられている。本体部４０における軸Ｏ方向の幅寸法は、シール部材装着溝３６の前記幅寸法と略同一又は僅かに大きく設定されている。また、突起部４１における軸Ｏ方向の幅寸法は、フランジ２２において対向する環状突起２５ｄ、２５ｄ同士の間隔よりも若干小さく設定されている。
【００３８】
図７（ｃ）において、突起部４１における径方向外方の端部は、その縦断面が半円状をなす凸曲面とされている。図５に示すように、シール部材２３がフランジ２２のシール部材装着溝３６に装着された状態において、突起部４１の前記端部はフランジ２２の外周面から径方向外方へ向けて突出して配置されている。また、本体部４０の外周面４０ａは、フランジ状部材２５の環状突起２５ｄに径方向内方から当接している。
【００３９】
以上説明したように、本実施形態に係るピストン構成体２０によれば、フランジ２２が、軸Ｏ方向の両側からシール部材２３を挟む一対のフランジ状部材２５を備えているので、製造時に、シール部材２３の略全体を視認できる状態で、該シール部材２３をフランジ２２の外周面のシール部材装着溝３６に装着できる。従って、フランジ２２に対して良品のシール部材２３を確実に組み込むことができ、信頼性が十分に高められる。
【００４０】
また、シール部材２３は、一対のフランジ状部材２５に挟まれることで簡便にフランジ２２に装着されることから、組立が容易である。
さらに、使用に供されて劣化したシール部材２３を交換する必要が生じた際には、一対のフランジ状部材２５を軸Ｏ方向に互いに離間させることで該シール部材２３を他の新しいシール部材２３と交換可能である。これによれば、従来のように、シール部材が劣化した際にピストン構成体の全体を交換する必要がなく、メンテナンス費用が削減できる。
【００４１】
また、フランジ状部材２５には、面２５ｅから突出するとともに径方向に延びる第１リブ部３７が周方向に間隔をあけて複数形成されているので、フランジ２２の剛性が確保される。
【００４２】
また、フランジ状部材２５には、面２５ｅから突出する第２リブ部３９が周方向に間隔をあけて複数形成されているとともに、第２リブ部３９の外周縁部が、該フランジ状部材２５の外周面に連なるように軸Ｏ方向に延びているので、前記外周縁部がシリンダー１７ａの内周面に摺動して、ピストン構成体２０をバルブボディー１７に対して軸Ｏ方向に精度よく案内することとなる。これにより、シリンダー１７ａに対するピストン構成体２０の軸ズレが防止されて、軸Ｏ方向の移動が高精度に安定して行われる。尚、フランジ状部材２５は摺動性を有する樹脂材料からなるので、前記外周縁部がシリンダー１７ａの内周面を傷付けるようなことが防止されている。
【００４３】
また、シール部材２３における本体部４０の外周面４０ａが環状突起２５ｄに径方向内方から当接しているので、該シール部材２３が、シリンダー１７ａ内を流れる対象流体の力によってシール部材装着溝３６内から引き出されるようなことが防止される。
【００４４】
そして、このようなピストン構成体２０を用いたコントロールバルブ６によれば、対象流体の流通方向制御が安定して精度よく確実に行える。
【００４５】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係るピストン構成体について、図８〜図１０を参照して説明する。尚、前述の実施形態と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４６】
本実施形態のピストン構成体５０では、フランジ５２及びシール部材５３の構成が、前述のフランジ２２及びシール部材２３とは異なっている。
図８、図９に示すように、ピストン構成体５０のフランジ５２は、円板状をなし軸体２１の軸Ｏ方向の両側からシール部材５３を挟む一対のフランジ状部材５５を備えている。一対のフランジ状部材５５は、軸Ｏ方向を向く背面５５ａ同士を互いに対向させた状態で、背向配置されている。
【００４７】
図９（ａ）（ｂ）において、フランジ状部材５５の内周面のうち、軸Ｏ方向の背面５５ａ側の端部は、この端部よりも軸Ｏ方向の背面５５ａとは反対側の他の部分よりも拡径されて溝部５５ｂとされている。そして、一対のフランジ状部材５５が背向配置されたときに、互いの溝部５５ｂ、５５ｂにより画成される領域が溝（不図示）とされ、この溝にはＯリング２８が配設される（図８参照）。
【００４８】
フランジ状部材５５には、背面５５ａから突出するとともに径方向に延びる第３リブ部５７が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。第３リブ部５７の径方向内方の端部は、背面５５ａから突出して形成されるとともに軸Ｏ回りに環状をなすボス部５８の外周縁部に連結されている。また、第３リブ部５７の径方向外方の端部は、背面５５ａから突出して形成されるとともに軸Ｏ回りに環状をなす平滑部５９の内周縁部に連結されている。第３リブ部５７、ボス部５８及び平滑部５９の背面５５ａからの軸Ｏ方向の突出高さは、互いに同一とされている。そして、一対のフランジ状部材５５は、互いの第３リブ部５７同士、ボス部５８同士、及び、平滑部５９同士を当接させた状態で、背向配置される。
【００４９】
また、フランジ状部材５５の背面５５ａにおける径方向外方の端部には、平滑部５９より軸Ｏ方向に窪むとともに周方向に沿って延びる環状の凹部５５ｃが形成されている。凹部５５ｃの径方向外方の端部には、その軸Ｏ方向の先端高さが平滑部５９よりも低く設定された環状突起５５ｄが形成されている。そして、一対のフランジ状部材５５が背向配置されたときに、互いの凹部５５ｃ、５５ｃ及び環状突起５５ｄ、５５ｄにより画成される領域が、シール部材装着溝３６とされている。
【００５０】
また、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、フランジ状部材５５において、軸Ｏ方向におけるシール部材５３及び背面５５ａとは反対側を向く面５５ｅは、径方向外方の端部が面取り加工されている以外は、略平滑な面とされている。
【００５１】
また、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、シール部材５３は、環状をなしフランジ状部材５５に支持される本体部６０と、本体部６０の外周面６３ａから径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部６１と、を備えている。本体部６０において径方向内方に位置する部分は、フランジ状部材５５に支持される内側部分６２とされている。また、本体部６０において径方向外方に位置する部分は、内側部分６２よりも軸Ｏ方向の幅寸法が小さく形成された外側部分６３とされている。
【００５２】
本体部６０の内側部分６２における軸Ｏ方向の幅寸法は、シール部材装着溝３６の前記幅寸法と略同一又は僅かに大きく設定されている。また、本体部６０の外側部分６３における軸Ｏ方向の幅寸法は、フランジ５２において対向する環状突起５５ｄ、５５ｄ同士の間隔よりも若干小さく設定されている。
内側部分６２の外周面６２ａは、フランジ状部材５５の環状突起５５ｄに径方向内方から当接している。
【００５３】
図１０（ｃ）に示すように、突起部６１は、外側部分６３の外周面６３ａから突出して形成されている。突起部６１は、本体部６０側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次軸Ｏ方向の幅が狭くなるように形成されている。また、突起部６１は、本体部６０の外周面６３ａに軸Ｏ方向に離間して複数形成されている。図示の例では、突起部６１が外周面６３ａにおける軸Ｏ方向の両端に一対形成されており、該突起部６１の軸Ｏ方向を向く両側面は、テーパ状とされている。
【００５４】
また、図１０（ｄ）は、突起部６１の変形例を示している。この突起部６１は、その前記先端部分における径方向の単位長さあたりの軸Ｏ方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されており、該突起部６１の軸Ｏ方向を向く両側面は、凹曲面状とされている。
突起部６１における径方向外方の端部は、フランジ５２の外周面から径方向外方へ向けて突出して配置されている。
【００５５】
本実施形態に係るピストン構成体５０によれば、前述のピストン構成体２０と同様の効果が得られるとともに、下記の効果を奏する。すなわち、フランジ状部材５５に第３リブ部５７が形成されているので、該フランジ状部材５５の剛性が確保されつつ、シリンダー１７ａ内に露出する面５５ｅが略平滑な面とされているので、フランジ状部材５５が対象流体の抵抗になりにくい。
【００５６】
また、シール部材５３の突起部６１が、その前記基端部分から前記先端部分へ向かうに従い漸次軸Ｏ方向の幅が狭くなるように形成されているので、該突起部６１の剛性を確保しつつ、シリンダー１７ａの内周面との摺動抵抗を低減できる。従って、ピストン構成体５０がシリンダー１７ａ内を滑らかに移動することになり、シール部材５３の劣化や破損が抑制されて、対象流体のシール性が安定して確保される。
尚、図１０（ｄ）で説明したように、突起部６１の前記先端部分における径方向の単位長さあたりの軸Ｏ方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定された場合、前述の摺動抵抗がより低減されることから望ましい。
【００５７】
また、突起部６１が、本体部６０の外周面６３ａに軸Ｏ方向に離間して複数形成されているので、対象流体のシール性がより向上する。
【００５８】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、前述の実施形態では、軟水器１は、コントロールバルブ６を作動して５工程からなるサイクルを自動再生動作により行い、ピストン構成体２０、５０には、軸体２１の軸Ｏ方向に互いに離間して３つのフランジ２２、５２が配設されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、軟水器１の工程数は種々の目的に応じて適宜設定されるものであり、ピストン構成体２０、５０のフランジ２２、５２の数はこの工程数に対応して適宜決定されてよい。
【００５９】
また、第１実施形態では、フランジ状部材２５において、第２リブ部３９が、第１リブ部３７の径方向外方に連なるように一体に形成されていることとしたが、これに限定されるものではなく、これらが互いに別体に形成されていてもよい。
【００６０】
また、第１実施形態のフランジ２２に対して、シール部材２３の代わりに第２実施形態のシール部材５３を組み合わせてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、第１、第２実施形態の各構成要素を適宜組み合わせたり、周知の構成要素に置き換えたりしてもよい。
【００６１】
また、ピストン構成体２０、５０及びこれを用いたコントロールバルブ６は、前述した軟水器１以外の用途にも適用可能である。この場合、対象流体として、前述した水及び塩水以外の、油、溶剤、酸又はアルカリ溶液、その他の溶液等を用いることができる。尚、ピストン構成体２０、５０の各構成要素（軸体２１、フランジ２２、５２、シール部材２３、５３等）の材質は、対象流体に応じて適宜周知の材質に置換可能である。
また、ピストン構成体２０、５０を、コントロールバルブ６以外の用途に用いてもよい。
【００６２】
本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上記の実施形態若しくは実施例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６３】
６  コントロールバルブ
９  原水入口（流入口）
１０  軟水出口（流出口）
１１  塩水入口（流入口）
１７  バルブボディー
１９  ドレン出口（流出口）
２０、５０  ピストン構成体
２１  軸体
２２、５２  フランジ
２３、５３  シール部材
２５、５５  フランジ状部材
２５ｅ  面
３７  第１リブ部
３９  第２リブ部
４０、６０  本体部
４０ａ、６３ａ  本体部の外周面
４１、６１  突起部
Ｏ  軸
【図１】
2012011150.tif 000003
【図２】
2012011150.tif 000004
【図３】
2012011150.tif 000005
【図４】
2012011150.tif 000006
【図５】
2012011150.tif 000007
【図６】
2012011150.tif 000008
【図７】
2012011150.tif 000009
【図８】
2012011150.tif 000010
【図９】
2012011150.tif 000011
【図１０】
2012011150.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年3月25日(2011.3.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば軟水器に用いられるピストン構成体及びコントロールバルブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ボイラ、温水器あるいは冷却器等の冷熱機器類への給水ラインには、冷熱機器内でのスケール付着を防止する必要から、給水に含まれる硬度分を除去するための装置が接続されており、なかでも、イオン交換樹脂を用いて硬度分を除去する方式の自動再生式軟水器が広く普及している。この種の軟水器は、塩水タンクとイオン交換樹脂を充填した樹脂筒からなり、この樹脂筒の上部に配設されたコントロールバルブを作動して、（１）逆洗、（２）塩水再生、（３）水洗、（４）急速水洗、（５）軟水通水、等の複数工程のサイクルを自動再生動作により行っている。
【０００３】
図１〜図３に示すように、コントロールバルブ６は、バルブボディー１７、エゼクター１８、及び、ピストン構成体１００を備えている。バルブボディー１７の内部には、筒状のシリンダー１７ａが形成されており、バルブボディー１７の外面には、外部配管と連通して原水入口（流入口）９、軟水出口（流出口）１０、塩水入口（流入口）１１、及び、ドレン出口（流出口）１９が形成されている。
【０００４】
また、ピストン構成体１００は、軸体１０１と、円板状をなし、軸体１０１の軸方向に互いに離間して配設された複数のフランジ１０２と、フランジ１０２の外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材（不図示）と、を備えている。そして、シリンダー１７ａの内周面にピストン構成体１００の前記シール部材が摺動可能とされているとともに、バルブボディー１７に対してピストン構成体１００が軸方向に移動することにより、水及び塩水（対象流体）の流通方向が制御されている。
【０００５】
このような従来のピストン構成体として、例えば特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のピストン構成体では、軸体及びフランジが金属材料からなるとともに、ロストワックス鋳造等により一体に成形されている。そして、この軸体及びフランジを樹脂成形用の別のモールド内に配置して、フランジ外周の溝内に溶融した樹脂材料を充填し硬化させることにより、シール部材が成形されている。シール部材は、その断面が径方向外方から内方へ向かうに従い漸次幅広となるように形成されているとともに、フランジ外周の前記溝に対してアンダーカット嵌合されている。このような構成によって、シール部材が、シリンダー１７ａ内を流れる対象流体の力によって前記溝内から引き出されることが防止されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５２８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この種のピストン構成体においては、シール部材のさらなる信頼性の向上や、組立・交換の容易性が要求されていた。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、シール部材の信頼性を向上できるとともに、組立・交換を容易に行えるピストン構成体及びこれを用いたコントロールバルブを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
すなわち本発明は、軸体と、円板状をなし、前記軸体に貫通される少なくとも１つのフランジと、前記フランジの外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材と、を備えたピストン構成体であって、前記フランジは、前記軸体の軸方向の両側から前記シール部材を挟む一対のフランジ状部材を備え、前記シール部材は、環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、前記突起部は、前記本体部側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次前記軸方向の幅が狭くなるように形成されているとともに、前記先端部分における径方向の単位長さあたりの前記軸方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るピストン構成体によれば、フランジが、軸方向の両側からシール部材を挟む一対のフランジ状部材を備えているので、製造時に、シール部材の略全体を視認できる状態で、該シール部材をフランジの外周面に装着できる。従って、フランジに対して良品のシール部材を確実に組み込むことができ、信頼性が十分に高められる。
【００１１】
また、シール部材は、一対のフランジ状部材に挟まれることで簡便にフランジに装着されることから、組立が容易である。
さらに、使用に供されて劣化したシール部材を交換する必要が生じた際には、一対のフランジ状部材を互いに離間させることで該シール部材を他の新しいシール部材と交換可能である。これによれば、従来のように、シール部材が劣化した際にピストン構成体の全体を交換する必要がなく、メンテナンス費用が削減できる。
【００１２】
また、前記シール部材は、環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、前記突起部は、前記本体部側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次前記軸方向の幅が狭くなるように形成されているとともに、前記先端部分における径方向の単位長さあたりの前記軸方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されるので、下記の効果をも奏する。
【００１３】
すなわち、シール部材の突起部が、その前記基端部分から前記先端部分へ向かうに従い漸次軸方向の幅が狭くなるように形成されているので、該突起部の剛性を確保しつつ、例えばシリンダーの内周面など突起部が接触する対象物との摺動抵抗を低減できる。従って、ピストン構成体が、シリンダーの内周面などの対象物に対して滑らかに移動することになり、シール部材の劣化や破損が抑制されて、対象流体のシール性が安定して確保される。
そして、突起部の前記先端部分における径方向の単位長さあたりの軸方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されているので、前述の摺動抵抗がより低減されることになる。
【００１４】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記突起部は、前記本体部の外周面に前記軸方向に離間して複数形成されていることとしてもよい。
【００１５】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出するとともに径方向に延びる第１リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成されていることとしてもよい。
【００１６】
また、本発明に係るピストン構成体において、前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出する第２リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成され、前記第２リブ部の外周縁部は、前記フランジ状部材の外周面に連なるように前記軸方向に延びていることとしてもよい。
【００１７】
また、本発明に係るコントロールバルブは、対象流体の流通方向制御に対応する流入口及び流出口が形成されたバルブボディーと、前述のピストン構成体と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るピストン構成体及びこれを用いたコントロールバルブによれば、シール部材の信頼性を向上できるとともに、組立・交換を容易に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）ピストン構成体及びコントロールバルブを備えた軟水器の概略構造を説明する側断面図、（ｂ）（ａ）におけるＡ部の正断面図である。
【図２】（ａ）ピストン構成体及びコントロールバルブを備えた軟水器の概略構造を説明する側断面図、（ｂ）（ａ）におけるＢ部の正断面図である。
【図３】ピストン構成体及びコントロールバルブを備えた軟水器の概略構造を説明する側断面図である。
【図４】本発明の実施形態の前提となる参考例に係るピストン構成体を示す部分側断面図である。
【図５】図４のピストン構成体のＣ部を拡大して示す図である。
【図６】本発明の参考例に係るピストン構成体のフランジ状部材を示す（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）におけるＤ−Ｄ断面を示す図である。
【図７】本発明の参考例に係るピストン構成体のシール部材を示す（ａ）正面図、（ｂ）半側断面図、（ｃ）（ｂ）における要部を拡大して示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るピストン構成体を示す側面図である。
【図９】本発明の実施形態に係るピストン構成体のフランジ状部材を示す（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）におけるＥ−Ｅ断面を示す図、（ｃ）背面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係るピストン構成体のシール部材を示す（ａ）半側断面図、（ｂ）（ａ）における要部を拡大して示す図、（ｃ）（ｂ）におけるＦ部を拡大して示す図、（ｄ）シール部材の突起部を拡大して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（参考例）
以下、本発明の実施形態の前提となる参考例について、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、軟水器１の樹脂筒２とコントロールバルブ６の断面説明図であり、軟水器１に並設の塩水タンクは図示を省略している。
この軟水器１は、コントロールバルブ６を作動して、（１）逆洗、（２）塩水再生、（３）水洗、（４）急速水洗、（５）軟水通水、の５工程からなるサイクルを自動再生動作により行っている。尚、これら各工程のうち、図１は逆洗工程、図２は塩水再生工程及び水洗工程、図３は軟水通水工程を示している。
【００２１】
樹脂筒２は、例えば合成樹脂製の容器であって、その上部にはコントロールバルブ６が配設されている。樹脂筒２内の下部には、けい石３が敷設されており、このけい石３の上部にはイオン交換樹脂４が配設されている。また、けい石３内にはディストリビューター５ａが埋設されており、ディストリビューター５ａの上端部には、上方へ向けて集水パイプ５が立設されているとともに、イオン交換樹脂４を貫通している。集水パイプ５の上端部は、コントロールバルブ６のシリンダー１７ａ内に連通している。
【００２２】
コントロールバルブ６は、水及び塩水（対象流体）の流通方向制御に対応する流入口及び流出口が形成されたバルブボディー１７と、エゼクター１８と、後述するピストン構成体２０と、制御部（不図示）と、を備えている。バルブボディー１７の内部には、筒状のシリンダー１７ａと、該シリンダー１７ａに並行して延びる流路１７ｂと、が形成されている。また、バルブボディー１７の外面には、外部配管と連通して原水入口（流入口）９、軟水出口（流出口）１０、塩水入口（流入口）１１及びドレン出口（流出口）１９が形成されている。これら原水入口９、軟水出口１０、塩水入口１１及びドレン出口１９は、シリンダー１７ａ内に連通している。尚、原水入口９及び軟水出口１０は、シリンダー１７ａの内周面に開口している。
【００２３】
また、バルブボディー１７のドレン出口１９には、ドレン排出ライン７が接続されている。また、塩水入口１１には、塩水ライン１３が接続されている。
【００２４】
ピストン構成体２０は、軸体２１と、円板状をなし、軸体２１に貫通される少なくとも１つのフランジ２２と、フランジ２２の外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材２３（図４、図５参照）と、を備えている。ピストン構成体２０は、バルブボディー１７のシリンダー１７ａ内に挿入されている。図示の例では、軸体２１の軸Ｏ方向に互いに離間して、３つのフランジ２２が配設されている。
【００２５】
図１〜図３において、ピストン構成体２０のシール部材２３は、シリンダー１７ａの内周面に摺動可能に当接しており、バルブボディー１７に対して該ピストン構成体２０が軸Ｏ方向に移動することにより、図中に矢印で示す対象流体の流通方向が制御されている。尚、図１においては、ピストン構成体２０の軸体２１がバルブボディー１７の外面から軸Ｏ方向の一方側（図１における左側）に向けて最も突出した状態とされており、図３においては、軸体２１がバルブボディー１７に対して軸Ｏ方向の他方側（図３における右側）に最も挿し入れられた状態とされており、図２においては、バルブボディー１７に対する軸体２１の軸Ｏ方向の位置が図１及び図３の中間の状態とされている。
軟水器１の前記各工程のバルブボディー１７に対するピストン構成体２０の軸Ｏ方向の位置、及び、対象流体の流通方向については、実開平６−２４７９３号公報等において周知であるので、ここでは説明を省略する。
【００２６】
ピストン構成体２０の軸体２１は、金属材料からなり、図４に示すように、軸Ｏ方向の一方側（図４における左側）の端部が、この端部よりも他方側（図４における右側）に位置する他の部分よりも縮径されている。軸体２１の一方側の端部には、径方向に延びる貫通孔２１ａが形成されている。また、軸体２１の他方側の端面には、軸Ｏ方向に延びるネジ穴２１ｂが穿設されている。また、軸体２１の軸Ｏ方向の略中央部には、径方向に貫通してピン装着孔２１ｃが形成されているとともに、このピン装着孔２１ｃには割りピン２４が挿入されている。
【００２７】
３つのフランジ２２は、互いに同一構造からなり、これらフランジ２２のうち、軸体２１の略中央部に配置されたものがフランジ２２ａ、軸体２１の他端側の端部に配置されたものがフランジ２２ｃ、フランジ２２ａとフランジ２２ｃとの間に配置されたものがフランジ２２ｂとされている。
【００２８】
これらフランジ２２は、軸体２１に嵌め合わされている。図５に示すように、フランジ２２の内周面における軸Ｏ方向（図５における左右方向）の中央部には、周方向に沿って延びる環状の溝２７が形成されており、この溝２７にはＯリング２８が配設されている。また、フランジ２２の外周面における軸Ｏ方向の中央部には、周方向に沿って延びる環状のシール部材装着溝３６が形成されており、このシール部材装着溝３６にはシール部材２３が配設されている。
【００２９】
また、フランジ２２の軸Ｏ方向の両端面に当接して、一対のワッシャー２６が配設されている。図４において、フランジ２２ａの一方側に位置するワッシャー２６は、割りピン２４に他方側から当接している。また、フランジ２２ａとフランジ２２ｂとの間には、筒状のスペーサー２９が軸体２１に外嵌されており、該スペーサー２９の両端面は、フランジ２２ａの他方側に位置するワッシャー２６とフランジ２２ｂの一方側に位置するワッシャー２６とに当接されている。
【００３０】
また、フランジ２２ｂとフランジ２２ｃとの間には、筒状のスペーサー３０が軸体２１に外嵌されており、該スペーサー３０の両端面は、フランジ２２ｂの他方側に位置するワッシャー２６とフランジ２２ｃの一方側に位置するワッシャー２６とに当接されている。
スペーサー２９とスペーサー３０とは、互いに略同一の内径及び外径とされており、スペーサー２９の軸Ｏ方向の長さはスペーサー３０の軸Ｏ方向の長さよりも大きく設定されている。
【００３１】
図５において、フランジ２２ｃの他方側（図５における右側）には、スペーサー２９、３０と略同一の内径とされ、かつ、スペーサー２９、３０よりも大きな外径を有するドレンシール筒３１が軸体２１に外嵌されている。ドレンシール筒３１の一方側（図５における左側）の端面は、フランジ２２ｃの他方側に位置するワッシャー２６に当接されている。ドレンシール筒３１の一方側の端面における径方向内方の部分には、周方向に沿って延びる環状の溝３１ａが形成されており、この溝３１ａにはＯリング３２が配設されている。
【００３２】
ドレンシール筒３１の他方側の端部は、軸体２１の他方側の端部よりも他方側に向けて僅かに突出している。ドレンシール筒３１の他方側の端面には、ロゼットワッシャー３３が他方側から当接しており、該ロゼットワッシャー３３には他方側から丸皿ネジ３４が挿入されている。丸皿ネジ３４は、軸体２１のネジ穴２１ｂに螺合している。また、ドレンシール筒３１の外周面には、周方向に沿って延びる環状の溝３１ｂが形成されており、この溝３１ｂにはＯリング３５が配設されている。
【００３３】
そして、フランジ２２は、円板状をなし軸体２１の軸Ｏ方向の両側からシール部材２３を挟む一対のフランジ状部材２５を備えている。フランジ状部材２５は、例えば摺動性を有する樹脂材料からなり、本参考例ではＰＯＭ（ポリアセタール）が用いられている。一対のフランジ状部材２５は、軸Ｏ方向を向く平滑な背面２５ａ同士を互いに当接させた状態で、背向配置されている。
【００３４】
図６（ｂ）に示すように、フランジ状部材２５の背面２５ａにおける径方向内方の端部には、周方向に沿って延びる環状をなし、その縦断面が径方向外方から内方に向かうに従い漸次軸Ｏ方向に背面２５ａから離間するように傾斜するテーパ部２５ｂが形成されている。そして、一対のフランジ状部材２５が背向配置されたときに、互いのテーパ部２５ｂ、２５ｂにより画成される領域が、前述の溝２７とされている。
【００３５】
また、フランジ状部材２５の背面２５ａにおける径方向外方の端部には、該背面２５ａより軸Ｏ方向に窪むとともに周方向に沿って延びる環状の凹部２５ｃが形成されている。凹部２５ｃの径方向外方の端部には、その軸Ｏ方向の先端高さが背面２５ａよりも低く設定された環状突起２５ｄが形成されている。そして、一対のフランジ状部材２５が背向配置されたときに、互いの凹部２５ｃ、２５ｃ及び環状突起２５ｄ、２５ｄにより画成される領域が、前述のシール部材装着溝３６とされている。
【００３６】
図５、図６において、フランジ状部材２５には、軸Ｏ方向におけるシール部材２３及び背面２５ａとは反対側を向く面２５ｅから突出するとともに径方向に延びる第１リブ部３７が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。フランジ状部材２５の面２５ｅにおける径方向内方の端部には、該面２５ｅから突出するとともに周方向に沿って延びる環状のボス部３８が形成されており、第１リブ部３７は、ボス部３８の外周面から径方向外方へ向けて延びるように形成されている。
【００３７】
また、フランジ状部材２５には、面２５ｅから突出する第２リブ部３９が周方向に間隔をあけて複数形成されている。図示の例では、第２リブ部３９が、第１リブ部３７の径方向外方に連なるように一体に形成されている。第２リブ部３９の突出高さ（面２５ｅから軸Ｏ方向に突出する高さ）は、第１リブ部３７の突出高さよりも大きく設定されており、第２リブ部３９の外周縁部は、フランジ状部材２５の外周面に連なるように軸Ｏ方向に延びている。
【００３８】
また、図７に示すように、シール部材２３は、環状をなしフランジ状部材２５に支持される本体部４０と、本体部４０の外周面４０ａから径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部４１と、を備えている。シール部材２３は、例えばゴム等の弾性体からなり、本参考例では、水素化ニトリルゴムが用いられている。本体部４０における軸Ｏ方向の幅寸法は、シール部材装着溝３６の前記幅寸法と略同一又は僅かに大きく設定されている。また、突起部４１における軸Ｏ方向の幅寸法は、フランジ２２において対向する環状突起２５ｄ、２５ｄ同士の間隔よりも若干小さく設定されている。
【００３９】
図７（ｃ）において、突起部４１における径方向外方の端部は、その縦断面が半円状をなす凸曲面とされている。図５に示すように、シール部材２３がフランジ２２のシール部材装着溝３６に装着された状態において、突起部４１の前記端部はフランジ２２の外周面から径方向外方へ向けて突出して配置されている。また、本体部４０の外周面４０ａは、フランジ状部材２５の環状突起２５ｄに径方向内方から当接している。
【００４０】
以上説明したように、本参考例に係るピストン構成体２０によれば、フランジ２２が、軸Ｏ方向の両側からシール部材２３を挟む一対のフランジ状部材２５を備えているので、製造時に、シール部材２３の略全体を視認できる状態で、該シール部材２３をフランジ２２の外周面のシール部材装着溝３６に装着できる。従って、フランジ２２に対して良品のシール部材２３を確実に組み込むことができ、信頼性が十分に高められる。
【００４１】
また、シール部材２３は、一対のフランジ状部材２５に挟まれることで簡便にフランジ２２に装着されることから、組立が容易である。
さらに、使用に供されて劣化したシール部材２３を交換する必要が生じた際には、一対のフランジ状部材２５を軸Ｏ方向に互いに離間させることで該シール部材２３を他の新しいシール部材２３と交換可能である。これによれば、従来のように、シール部材が劣化した際にピストン構成体の全体を交換する必要がなく、メンテナンス費用が削減できる。
【００４２】
また、フランジ状部材２５には、面２５ｅから突出するとともに径方向に延びる第１リブ部３７が周方向に間隔をあけて複数形成されているので、フランジ２２の剛性が確保される。
【００４３】
また、フランジ状部材２５には、面２５ｅから突出する第２リブ部３９が周方向に間隔をあけて複数形成されているとともに、第２リブ部３９の外周縁部が、該フランジ状部材２５の外周面に連なるように軸Ｏ方向に延びているので、前記外周縁部がシリンダー１７ａの内周面に摺動して、ピストン構成体２０をバルブボディー１７に対して軸Ｏ方向に精度よく案内することとなる。これにより、シリンダー１７ａに対するピストン構成体２０の軸ズレが防止されて、軸Ｏ方向の移動が高精度に安定して行われる。尚、フランジ状部材２５は摺動性を有する樹脂材料からなるので、前記外周縁部がシリンダー１７ａの内周面を傷付けるようなことが防止されている。
【００４４】
また、シール部材２３における本体部４０の外周面４０ａが環状突起２５ｄに径方向内方から当接しているので、該シール部材２３が、シリンダー１７ａ内を流れる対象流体の力によってシール部材装着溝３６内から引き出されるようなことが防止される。
【００４５】
そして、このようなピストン構成体２０を用いたコントロールバルブ６によれば、対象流体の流通方向制御が安定して精度よく確実に行える。
【００４６】
（実施形態）
次に、本発明の実施形態に係るピストン構成体について、図８〜図１０を参照して説明する。尚、前述の参考例と同一部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００４７】
本実施形態のピストン構成体５０では、フランジ５２及びシール部材５３の構成が、前述のフランジ２２及びシール部材２３とは異なっている。
図８、図９に示すように、ピストン構成体５０のフランジ５２は、円板状をなし軸体２１の軸Ｏ方向の両側からシール部材５３を挟む一対のフランジ状部材５５を備えている。一対のフランジ状部材５５は、軸Ｏ方向を向く背面５５ａ同士を互いに対向させた状態で、背向配置されている。
【００４８】
図９（ａ）（ｂ）において、フランジ状部材５５の内周面のうち、軸Ｏ方向の背面５５ａ側の端部は、この端部よりも軸Ｏ方向の背面５５ａとは反対側の他の部分よりも拡径されて溝部５５ｂとされている。そして、一対のフランジ状部材５５が背向配置されたときに、互いの溝部５５ｂ、５５ｂにより画成される領域が溝（不図示）とされ、この溝にはＯリング２８が配設される（図８参照）。
【００４９】
フランジ状部材５５には、背面５５ａから突出するとともに径方向に延びる第３リブ部５７が、周方向に間隔をあけて複数形成されている。第３リブ部５７の径方向内方の端部は、背面５５ａから突出して形成されるとともに軸Ｏ回りに環状をなすボス部５８の外周縁部に連結されている。また、第３リブ部５７の径方向外方の端部は、背面５５ａから突出して形成されるとともに軸Ｏ回りに環状をなす平滑部５９の内周縁部に連結されている。第３リブ部５７、ボス部５８及び平滑部５９の背面５５ａからの軸Ｏ方向の突出高さは、互いに同一とされている。そして、一対のフランジ状部材５５は、互いの第３リブ部５７同士、ボス部５８同士、及び、平滑部５９同士を当接させた状態で、背向配置される。
【００５０】
また、フランジ状部材５５の背面５５ａにおける径方向外方の端部には、平滑部５９より軸Ｏ方向に窪むとともに周方向に沿って延びる環状の凹部５５ｃが形成されている。凹部５５ｃの径方向外方の端部には、その軸Ｏ方向の先端高さが平滑部５９よりも低く設定された環状突起５５ｄが形成されている。そして、一対のフランジ状部材５５が背向配置されたときに、互いの凹部５５ｃ、５５ｃ及び環状突起５５ｄ、５５ｄにより画成される領域が、シール部材装着溝３６とされている。
【００５１】
また、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、フランジ状部材５５において、軸Ｏ方向におけるシール部材５３及び背面５５ａとは反対側を向く面５５ｅは、径方向外方の端部が面取り加工されている以外は、略平滑な面とされている。
【００５２】
また、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、シール部材５３は、環状をなしフランジ状部材５５に支持される本体部６０と、本体部６０の外周面６３ａから径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部６１と、を備えている。本体部６０において径方向内方に位置する部分は、フランジ状部材５５に支持される内側部分６２とされている。また、本体部６０において径方向外方に位置する部分は、内側部分６２よりも軸Ｏ方向の幅寸法が小さく形成された外側部分６３とされている。
【００５３】
本体部６０の内側部分６２における軸Ｏ方向の幅寸法は、シール部材装着溝３６の前記幅寸法と略同一又は僅かに大きく設定されている。また、本体部６０の外側部分６３における軸Ｏ方向の幅寸法は、フランジ５２において対向する環状突起５５ｄ、５５ｄ同士の間隔よりも若干小さく設定されている。
内側部分６２の外周面６２ａは、フランジ状部材５５の環状突起５５ｄに径方向内方から当接している。
【００５４】
図１０（ｃ）に示すように、突起部６１は、外側部分６３の外周面６３ａから突出して形成されている。突起部６１は、本体部６０側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次軸Ｏ方向の幅が狭くなるように形成されている。また、突起部６１は、本体部６０の外周面６３ａに軸Ｏ方向に離間して複数形成されている。図示の例では、突起部６１が外周面６３ａにおける軸Ｏ方向の両端に一対形成されており、該突起部６１の軸Ｏ方向を向く両側面は、テーパ状とされている。
【００５５】
そして、図１０（ｄ）は、本実施形態の要部である突起部６１を示している。この突起部６１は、その前記先端部分における径方向の単位長さあたりの軸Ｏ方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されており、該突起部６１の軸Ｏ方向を向く両側面は、凹曲面状とされている。
突起部６１における径方向外方の端部は、フランジ５２の外周面から径方向外方へ向けて突出して配置されている。
【００５６】
本実施形態に係るピストン構成体５０によれば、前述のピストン構成体２０と同様の効果が得られるとともに、下記の効果を奏する。すなわち、フランジ状部材５５に第３リブ部５７が形成されているので、該フランジ状部材５５の剛性が確保されつつ、シリンダー１７ａ内に露出する面５５ｅが略平滑な面とされているので、フランジ状部材５５が対象流体の抵抗になりにくい。
【００５７】
また、シール部材５３の突起部６１が、その前記基端部分から前記先端部分へ向かうに従い漸次軸Ｏ方向の幅が狭くなるように形成されているので、該突起部６１の剛性を確保しつつ、シリンダー１７ａの内周面との摺動抵抗を低減できる。従って、ピストン構成体５０がシリンダー１７ａ内を滑らかに移動することになり、シール部材５３の劣化や破損が抑制されて、対象流体のシール性が安定して確保される。
さらに、図１０（ｄ）で説明したように、突起部６１の前記先端部分における径方向の単位長さあたりの軸Ｏ方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されているので、前述の摺動抵抗がより低減されることになる。
【００５８】
また、突起部６１が、本体部６０の外周面６３ａに軸Ｏ方向に離間して複数形成されているので、対象流体のシール性がより向上する。
【００５９】
尚、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。
例えば、前述の実施形態及びその前提となる参考例では、軟水器１は、コントロールバルブ６を作動して５工程からなるサイクルを自動再生動作により行い、ピストン構成体２０、５０には、軸体２１の軸Ｏ方向に互いに離間して３つのフランジ２２、５２が配設されているとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、軟水器１の工程数は種々の目的に応じて適宜設定されるものであり、ピストン構成体２０、５０のフランジ２２、５２の数はこの工程数に対応して適宜決定されてよい。
【００６０】
また、前述の参考例では、フランジ状部材２５において、第２リブ部３９が、第１リブ部３７の径方向外方に連なるように一体に形成されていることとしたが、これに限定されるものではなく、これらが互いに別体に形成されていてもよい。
【００６１】
また、前述の参考例のフランジ２２に対して、シール部材２３の代わりに本発明の実施形態のシール部材５３を組み合わせてもよい。
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、前述した実施形態及びその前提となる参考例の各構成要素を適宜組み合わせたり、周知の構成要素に置き換えたりしてもよい。
【００６２】
また、ピストン構成体２０、５０及びこれを用いたコントロールバルブ６は、前述した軟水器１以外の用途にも適用可能である。この場合、対象流体として、前述した水及び塩水以外の、油、溶剤、酸又はアルカリ溶液、その他の溶液等を用いることができる。尚、ピストン構成体２０、５０の各構成要素（軸体２１、フランジ２２、５２、シール部材２３、５３等）の材質は、対象流体に応じて適宜周知の材質に置換可能である。
また、ピストン構成体２０、５０を、コントロールバルブ６以外の用途に用いてもよい。
【００６３】
本発明は、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上記の実施形態及びその前提となる参考例若しくは実施例は、あらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【符号の説明】
【００６４】
６  コントロールバルブ
９  原水入口（流入口）
１０  軟水出口（流出口）
１１  塩水入口（流入口）
１７  バルブボディー
１９  ドレン出口（流出口）
２０、５０  ピストン構成体
２１  軸体
２２、５２  フランジ
２３、５３  シール部材
２５、５５  フランジ状部材
２５ｅ  面
３７  第１リブ部
３９  第２リブ部
４０、６０  本体部
４０ａ、６３ａ  本体部の外周面
４１、６１  突起部
Ｏ  軸
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸体と、
円板状をなし、前記軸体に貫通される少なくとも１つのフランジと、
前記フランジの外周面から径方向外方へ向けて突設されるとともに周方向に沿って延びる環状のシール部材と、を備えたピストン構成体であって、
前記フランジは、前記軸体の軸方向の両側から前記シール部材を挟む一対のフランジ状部材を備え、
前記シール部材は、
環状をなし、前記フランジ状部材に支持される本体部と、
前記本体部の外周面から径方向外方へ向けて突出するとともに周方向に沿って延びる環状の突起部と、を備え、
前記突起部は、前記本体部側に位置する基端部分から径方向外方に位置する先端部分へ向かうに従い漸次前記軸方向の幅が狭くなるように形成されているとともに、前記先端部分における径方向の単位長さあたりの前記軸方向の変位量が、前記基端部分における前記変位量よりも小さく設定されることを特徴とするピストン構成体。
【請求項２】
請求項１に記載のピストン構成体であって、
前記突起部は、前記本体部の外周面に前記軸方向に離間して複数形成されていることを特徴とするピストン構成体。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のピストン構成体であって、
前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出するとともに径方向に延びる第１リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とするピストン構成体。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のピストン構成体であって、
前記フランジ状部材には、前記軸方向における前記シール部材とは反対側を向く面から突出する第２リブ部が周方向に間隔をあけて複数形成され、
前記第２リブ部の外周縁部は、前記フランジ状部材の外周面に連なるように前記軸方向に延びていることを特徴とするピストン構成体。
【請求項５】
対象流体の流通方向制御に対応する流入口及び流出口が形成されたバルブボディーと、
請求項１〜４のいずれか一項に記載のピストン構成体と、を備えたことを特徴とするコントロールバルブ。
【国際調査報告】
2012011150.tif 000013
2012011150.tif 000014
2012011150.tif 000015
2012011150.tif 000016