(57)【要約】【課題】非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定しかつ騒音発生のない定流量弁を提供することを目的とする。【解決手段】配管１１の内径に対して所定の隙間を有して設けた弁体１２と、弁体１２を弾性支持し、かつ中央付近に流路１４を有する支持部材１３との当接面間に、外周より中心に向けて弁体１２の外周と支持部材１３の流路１４とを連通させる絞り流路１６を構成したものであり、絞り流路１６の流れ方向の長さが確保され、この長さの中で圧力降下も生ずるため、流量設定はこの絞り流路１６の長さを調整することにより、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定して制御することが可能であり、また圧力降下がゆっくりと生ずるためキャビテーションなど騒音発生もなく動作特性が優れたものとなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水源と直結して使用する機器に内蔵され給水源と接続された配管と、この配管の内径に対して所定の隙間を有して設けた弁体と、この弁体の後流側の配管内にあり、流れ方向に力を受ける弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材とを備え、前記弁体と支持部材との当接面間に、外周より中心に向けて弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる絞り流路を構成した定流量弁。
【請求項２】
弁体と支持部材とのいずれか一方の当接面に、外周より中心に向けて凹み部を設けて他の当接面との間に絞り流路を構成した請求項１に記載の定流量弁。
【請求項３】
絞り流路の流れ方向の長さを、絞り流路の断面の有効長さより長くした請求項１または２に記載の定流量弁。
【請求項４】
弁体と支持部材とのいずれか一方の当接面に、支持部材の流路を囲み、外周に達する一対の突起を設けて他の当接面間に弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる絞り流路を構成した請求項１に記載の定流量弁。
【請求項５】
絞り流路内に、さらに弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる溝を形成した請求項４に記載の定流量弁。
【請求項６】
突起の形状を先端の幅が小さく、根本の形状の幅を大きく設定した請求項４〜６のいずれか１項に記載の定流量弁。
【請求項７】
溝の断面積より絞り流路の断面積を大きく設定した請求項５または６に記載の定流量弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水源と直結して使用する温水洗浄便座などの機器における定流量弁に関するもので、特に定流量の特性が少ない流量設定に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水洗浄便座など給水源と直結して使用する機器においては、給水源の元圧変動による吐出流量の変化を抑えるため、定流量弁が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この定流量弁は、図２２、図２３に示すように、器状の弁体１と、弁体１と当接する支持部材２、および弁体１と支持部材２の間に挿入されるスプリング３から主として構成されている。そして、弁体１の側壁部にはスリット４よる絞り流路が構成され、流体圧力によりスリット４の面積を徐々に変化させ、定流量特性が出せるようにしている。すなわち、このスリット４による絞り流路は、低圧動作時に面積が多く、高圧動作時に面積が小さな領域で動作するよう設定されているため、流体圧力上昇に対応して流路面積が減少され、流体圧力の変動による流量変化を抑え、定流量特性を発揮するものであった。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２５９６７６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の定流量弁は、簡単な構成で形状も小さく、簡易的な流量制御の目的のために、広く使用されているが、給水源の元圧が０．７５ＭＰａで流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ以下に制御するような場合、すなわち、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合、流体の通過する隙間は０．１ｍｍ程度のオーダて制御する必要があるが、構成上、１ｍｍのオーダで精度保証することは困難であり、流量のバラツキが大きいという課題があった。また、元圧が０．７５ＭＰａで流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ以下に絞る場合、絞り量が非常に大きくなり、絞り部分でキャビテーションなど流体の不安定現象が発生しやすく、通水騒音が発生する課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定しかつ騒音発生のない定流量弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の定流量弁は、配管の内径に対して所定の隙間を有して設けた弁体と、弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材との当接面間に、外周より中心に向けて弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる絞り流路を構成したものである。
【０００８】
これにより、絞り流路の流れ方向の長さが確保され、この長さの中で圧力降下も生ずるため、流量設定はこの絞り流路の長さを調整することにより、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定して制御することが可能であり、また圧力降下がゆっくりと生ずるためキャビテーションなど騒音発生もなく動作特性の優れた定流量弁が得られる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、給水源と直結して使用する機器に内蔵され給水源と接続された配管と、この配管の内径に対して所定の隙間を有して設けた弁体と、この弁体の後流側の配管内にあり、流れ方向に力を受ける弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材とを備え、前記弁体と支持部材との当接面間に、外周より中心に向けて弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる絞り流路を構成した定流量弁とすることにより、絞り流路の流れ方向の長さが確保され、この長さの中で圧力降下も生ずるため、流量設定はこの絞り流路の長さを調整することにより、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定して制御することが可能であり、また圧力降下がゆっくりと生ずるためキャビテーションなど騒音発生もなく動作特性の優れた定流量弁が得られる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、弁体と支持部材とのいずれか一方の当接面に、外周より中心に向けて凹み部を設けて他の当接面との間に絞り流路を構成した請求項１に記載の定流量弁とすることにより、絞り流路を簡単に構成でき、動作特性の優れた定流量弁が得られる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、絞り流路の流れ方向の長さを、絞り流路の断面の有効長さより長くした請求項１または２に記載の定流量弁とすることにより、より安定した流量制御と、キャビテーションなどの騒音抑制が可能で、動作特性の優れた定流量弁が得られる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、弁体と支持部材とのいずれか一方の当接面に、支持部材の流路を囲み、外周に達する一対の突起を設けて他の当接面間に弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる絞り流路を構成した請求項１に記載の定流量弁とすることにより、流体圧力により突起部分が変位するため、初期変位量が大きくとれ、定流量弁の立ち上がり特性を改善することができる。また突起により、高圧部と低圧部とが仕切られシールすることになるため、確実にシールされ定流量弁を安定して動作させることができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、絞り流路内に、さらに弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる溝を形成した請求項４に記載の定流量弁とすることにより、突起の変位による絞り流路の絞りと、突起が完全に変位した後は、溝で絞りを形成する２段の絞りができ、立ち上がり特性の改善は変位しやすい突起の変位で対応し、高圧時の安定動作は溝による絞りで安定して動作させるものである。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、突起の形状を先端の幅が小さく、根本の形状の幅を大きく設定した請求項４〜６のいずれか１項に記載の定流量弁とすることにより、低圧時に突起の変位量を大きくでき、定流量弁の立ち上がり特性をさらに改善したものである。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、溝の断面積より絞り流路の断面積を大きく設定した請求項５または６に記載の定流量弁とすることにより、絞り流路の断面積が多く必要な定流量弁の立ち上がり特性が良くなり、さらに、高圧時の安定性もよい定流量弁を構成することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【００１７】
（実施例１）
図１〜図３は本発明の実施例１における定流量弁を示すものである。
【００１８】
図において、１０は温水洗浄便座などの機器に直結した給水源を示す。１１は前記機器に内蔵され、給水源１０と接続された配管である。配管１１には、配管１１の内径に対して側壁が所定の隙間を有する器状の弁体１２と、この弁体１２の後流側の配管１１内に流れ方向に力を受ける弁体１２を弾性支持する円板状の支持部材１３とを備えている。支持部材１３はゴムなどの弾性体で形成され、中央付近に流路１４を有するものであり、配管１１に設けられた固定部１５により配管１１内に固定されている。
【００１９】
そして、前記弁体１１の外底面と支持部材１３の上面との当接面間には、外周より中心に向けて弁体１１の外周と支持部材１３の流路１４とを連通させる絞り流路１７を構成している。この絞り流路１７は、本実施例では、弁体１２の外底面である支持部材１３との当接面に、弁体１２の外周より弁体１２の中心を通って凹み部１６を横断するように設けて構成している。また、絞り流路１７は、その流れ方向の長さＬを、絞り流路１７の断面の有効長さＷより長く設定しているものである。
【００２０】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。
【００２１】
まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体１２の側壁との隙間を通って弁体１２の凹み部１６と支持部材１３とで構成される絞り流路１７を通過し、流路１４より配管１１をさらに流れて行く。給水源１０の圧力が上昇すると、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、支持部材１３が弾性変形する。これにより、支持部材１３の一部が、弁体１２の凹み部１６に変形して入り込み、絞り流路１７の流路面積が減少する。絞り流路１７の流路面積が減少すると、絞り流路１７の圧力損失が大きくなり、給水源１０の圧力が高くなっても、流量は一定になるよう制御される。
【００２２】
定流量弁での減圧は、主としてこの絞り流路１７で生ずるが、絞り流路１７の流れ方向の長さが確保され、この長さの中で圧力降下も生ずるため、流量設定はこの絞り流路１７の長さを調整することにより、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定して制御することが可能であり、また圧力降下がゆっくりと生ずるためキャビテーションなど騒音発生もなく動作特性の優れた定流量弁が得られる。特に、絞り流路１７が断面の有効長さＷより、流れ方向の長さＬを長く設定しているため、より安定した流量制御と、キャビテーションなどの騒音抑制が可能で、動作特性の優れた定流量弁が得られる。
【００２３】
このように、本実施例では、従来例における課題を解決し、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定しかつ騒音発生のない定流量弁を提供するすることができる。
【００２４】
（実施例２）
次に、図４〜図６により本発明の実施例２における定流量弁について説明する。実施例１との相違は、絞り流路１７の構成の仕方にあり、他は同じである。
【００２５】
すなわち、本実施例では、支持部材１３の弁体１２との当接面に、支持部材１３の外周より支持部材１３の中心を通って凹み部１６を横断するように設けて絞り流路１７を構成しているものである。実施例１とは、凹み部１６を設ける部材が逆である。
【００２６】
以上のように構成された定流量弁は、給水源１０の圧力上昇により、支持部材１３が弾性変形して、支持部材１３の凹み部１６の断面積が減少し、絞り流路１７の流路面積が減少する。これにより、実施例１と同様、流量は一定になるよう制御されるものである。
【００２７】
（実施例３）
次に、図７〜図９により本発明の実施例３における定流量弁について説明する。実施例１との相違は、絞り流路１７の構成の仕方にあり、他は同じである。
【００２８】
すなわち、本実施例では、弁体１２の外底面である支持部材１３との当接面に、支持部材１３の流路１４を囲み、外周に達する一対の円弧状の突起１９を設け、これにより、支持部材１３の当接面との間に弁体１２の外周と支持部材１３の流路１４とを連通させる絞り流路１７を構成したものである。さらに説明すると、円弧状の突起１９の両端部は、平行して対向しており、ここに絞り流路１７が構成されているものである。
【００２９】
以上のように構成された定流量弁は、給水源１０の圧力上昇により、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、一対の突起１９の圧接で支持部材１３が弾性変位する。その結果、弁体１２に設けた突起１９と支持部材１３が圧接することで構成される絞り流路１７の断面積が減少する。これにより、実施例１と同様、流量は一定になるよう制御されるものである。
【００３０】
また、本実施例では、流体圧力により突起１９が支持部材１３の中に入り込み突起１９部分が変位するため、初期変位量が大きくとれ、定流量弁の立ち上がり特性を改善することができる。さらに、突起１９により高圧部と低圧部とが仕切られシールすることになるため、確実にシールされ定流量弁を安定して動作させることができるものである。
【００３１】
（実施例４）
次に、図１０〜図１２により本発明の実施例４における定流量弁について説明する。実施例３との相違は、絞り流路１７の構成の仕方にあり、他は同じである。
【００３２】
すなわち、本実施例では、支持部材１３の弁体１２との当接面に、支持部材１３の流路１４を囲み、外周に達する一対の円弧状の突起１９を設け、これにより、弁体１２の当接面との間に弁体１２の外周と支持部材１３の流路１４とを連通させる絞り流路１７を構成したものである。実施例３とは、突起１９を設ける部材が逆である。
【００３３】
以上のように構成された定流量弁は、給水源１０の圧力上昇により、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、一対の突起１９自体が弾性変位する。その結果、絞り流路１７の断面積が減少し、実施例１と同様、流量は一定になるよう制御されるものである。
【００３４】
また、、本実施例では、流体圧力により突起１９自体が弾性変位するため、実施例３と同様、定流量弁の立ち上がり特性の改善とシール効果が得られるものである。
【００３５】
（実施例５）
次に、図１３〜図１５により本発明の実施例５における定流量弁について説明する。実施例３との相違は、弁体１２に設けた一対の突起１９の内側、すなわち、絞り流路１７内に、さらに弁体１２の外周と支持部材１３の流路１４とを連通させる溝２０を形成し、この溝２０の流れ方向の長さＬを、溝２０の断面の有効長さＷより長くしたことにある。他は同じである。
【００３６】
以上のように構成された定流量弁は、給水源１０の圧力上昇により、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、一対の突起１９の圧接で支持部材１３が弾性変位する。その結果、弁体１２に設けた突起１９と支持部材１３が圧接することで構成される絞り流路１７の断面積が減少する。これにより、実施例１と同様、流量は一定になるよう制御されるものである。
【００３７】
さらに、給水源１０の圧力が上昇すると、弁体１２の一対の突起１９は支持部材１３への受圧面積が小さいため、低圧領域でも比較的容易に変位し、支持部材１３の中に吸収され、絞り流路１７の面積はほぼ零となり、絞り流路１７は閉塞される。この所定の圧力以後は、一対の突起１９の内側に設けた、溝２０が第２の絞り流路として機能する。この溝２０は、高圧時の流路面積の変化は少ないが、流路断面の有効長さＷに対して、流れ方向の長さＬを長く設定しているため、第２の絞り流路の長さで圧力を低減して流量制御を行い、絞り作用の安定化を実現し、またキャビテーションなどの騒音を防止することができる。
【００３８】
（実施例６）
次に、図１６〜図１８により本発明の実施例６における定流量弁について説明する。実施例４との相違は、支持部材１３に設けた一対の突起１９の内側、すなわち、絞り流路１７内に、さらに弁体１２の外周と支持部材１３の流路１４とを連通させる溝２０を形成し、この溝２０の流れ方向の長さＬを、溝２０の断面の有効長さＷより長くしたことにある。他は同じである。
【００３９】
以上のように構成された定流量弁は、給水源１０の圧力上昇により、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、一対の突起１９自体が弾性変位する。その結果、支持部材１３に設けた突起１９と弁体１２が圧接することで構成される絞り流路１７の断面積が減少する。これにより、実施例１と同様、流量は一定になるよう制御されるものである。
【００４０】
さらに、給水源１０の圧力が上昇することによる、絞り流路１７と、第２の絞り流路として機能する溝２０との動作、作用は実施例５と同様である。
【００４１】
（実施例７）
次に、図１９、図２０により本発明の実施例７における定流量弁について説明する。
【００４２】
本実施例においては、弁体１２あるいは支持部材１３に設ける突起１９の形状を、先端の幅が小さく、根本の形状の幅を大きく設定したものである。図１９は弁体１２の突起１９の断面形状を半円状とした例を示し、図２０は同じく突起１９の断面形状を台形状とした例を示している。しかし、前記趣旨に沿う突起形状であれば、例示以外の形状であっても何ら構わない。
【００４３】
以上のように構成された定流量弁は、その突起１９の形状により、低圧時に弁体１２が変位する時のシール性を確保し、高圧時には突起１９が根本側で幅を大きく設定しているため、変位量が抑えられて、定流量特性を改善することができるものである。特に、低圧時に突起１９の変位量を大きくでき、定流量弁の立ち上がり特性をさらに改善したものである。
【００４４】
（実施例８）
次に、図２１により本発明の実施例８における定流量弁について説明する。
【００４５】
本実施例では、実施例５、６における溝２０の断面積Ｓａより、絞り流路１７の断面積Ｓｂを大きく設定したものである。
【００４６】
以上のように構成された定流量弁における流量面積の変化を、図の構成の場合で説明すると、絞り流路１７の断面積Ｓｂと溝２０の断面積Ｓａの和が初期値となり、立ち上がり特性が良くなる。また、水道元圧が低圧時は、流路面積の変化は主として断面積Ｓｂで生じ、断面積Ｓｂの通路面積の変化は一対の突起１９と支持部材１３で生ずるため、バネ定数は低く、圧力の変化により断面積Ｓｂは大きく変化し、低圧時の定流量特性を確保することができる。また、断面積Ｓａの変化は高圧時にも少なく、安定して流量制御を行うことができる。また、断面積Ｓｂが断面積Ｓａよりも大きな構成となっているため、低圧時の圧力損失の低下と高圧時の定流量特性の安定化が実現できる。
【００４７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の定流量弁によれば、配管の内径に対して所定の隙間を有して設けた弁体と、弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材との当接面間に、外周より中心に向けて弁体の外周と支持部材の流路とを連通させる絞り流路を構成したものであり、絞り流路の流れ方向の長さが確保され、この長さの中で圧力降下も生ずるため、流量設定はこの絞り流路の長さを調整することにより、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定して制御することが可能であり、また圧力降下がゆっくりと生ずるためキャビテーションなど騒音発生もなく動作特性の優れた定流量弁が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における定流量弁の断面図
【図２】同定流量弁の弁体を示す平面図
【図３】同弁体の側面図
【図４】本発明の実施例２における定流量弁の断面図
【図５】同定流量弁の支持部材を示す平面図
【図６】同支持部材の側面図
【図７】本発明の実施例３における定流量弁の断面図
【図８】同定流量弁の弁体を示す平面図
【図９】同弁体の側面図
【図１０】本発明の実施例４における定流量弁の断面図
【図１１】同定流量弁の支持部材を示す平面図
【図１２】同支持部材の側面図
【図１３】本発明の実施例５における定流量弁の断面図
【図１４】同定流量弁の弁体を示す平面図
【図１５】同弁体の側面図
【図１６】本発明の実施例６における定流量弁の断面図
【図１７】同定流量弁の支持部材を示す平面図
【図１８】同支持部材の側面図
【図１９】本発明の実施例７における定流量弁の突起形状を示す断面図
【図２０】同他の突起形状を示す断面図
【図２１】本発明の実施例８における定流量弁の絞り流路の説明図
【図２２】従来の定流量弁示す断面図
【図２３】同定流量弁の弁体を示す斜視図
【符号の説明】
１０  給水源
１１  配管
１２  弁体
１３  支持部材
１４  流路
１６  凹み部
１７  絞り流路
１９  突起
２０  溝
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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