(57)【要約】【課題】ダイヤフラム式弁装置の背圧通路が、流体に含まれていた残渣等で目詰まりを生じるのを防止する。【解決手段】流体を供給する上流側通路１１と下流側通路１２との間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁２０、ダイヤフラム弁を挟んで通路と反対側に形成された背圧室１４、背圧室１４と上流側通路１１とを連通させるべくダイヤフラム弁に形成された背圧通路２１ｂを備え、背圧室と下流側通路とを連通させるパイロット通路２１ａをパイロット弁４２で開閉することにより、ダイヤフラム弁２０を開閉させる構成において、背圧通路２１ｂは、背圧室１４に面する領域に小孔２１ｂ´を有しかつ上流側通路１１に面する領域に大孔２１ｂ´´を有する二段通路に形成されている。これにより、内部が乾燥するような状況下に放置されても、残渣等が背圧通路に付着するのを防止できる。【選択図】  図３ 
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を供給する上流側通路と下流側通路との間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁と、前記ダイヤフラム弁を挟んで前記通路と反対側に形成された背圧室と、前記背圧室と上流側通路とを連通させるべく前記ダイヤフラム弁に形成された背圧通路と、を備え、前記背圧室と下流側通路とを連通させるパイロット通路をパイロット弁で開閉することにより、前記ダイヤフラム弁を開閉させるダイヤフラム式弁装置であって、
前記背圧通路は、前記背圧室に面する領域に小孔を有し、かつ、前記上流側通路に面する領域に大孔を有する二段通路に形成されている、
ことを特徴とするダイヤフラム式弁装置。
【請求項２】
前記二段通路は、ダイヤフラム弁に一体成形されている、
ことを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム弁装置。
【請求項３】
前記二段通路は、前記小孔を画定する小径円筒通路と、前記大孔を画定する大径円筒通路とを有し、
前記大径円筒通路は、前記小径円筒通路よりも長く形成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のダイヤフラム式弁装置。
【請求項４】
前記パイロット通路は、前記ダイヤフラム弁に形成され、
前記パイロット弁は、前記パイロット通路を開閉するべく，前記背圧室側において往復動自在に配置されている、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のダイヤフラム式弁装置。
【請求項５】
前記パイロット通路は、前記ダイヤフラム弁を迂回した迂回通路として形成され、
前記パイロット弁は、前記迂回通路を開閉するように形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載のダイヤフラム式弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水管等に配置されて通路を開閉するダイヤフラム式弁装置に関し、特に、背圧室に対する水等の流入及び流出を制御するパイロット弁を備えたダイヤフラム式弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイヤフラム式弁装置としては、給水管の途中に配置され、給水通路を開閉するダイヤフラム弁、ダイヤフラム弁の中央に形成されて背圧室と給水通路とを連通する連通路、連通路を開閉する電磁駆動式のパイロット弁、ダイヤフラム弁の周辺領域に形成されて閉弁時に背圧室と上流側給水通路とを連通し得る背圧通路（ブリード孔及び過流室）、背圧通路内に往復動自在に挿入されたクリーニングピン等を備えたものが知られている。
この弁装置においては、ダイヤフラム弁が閉弁する際に、背圧通路から背圧室内に水が急速に流入することで発生する水撃等を抑制しつつ、背圧通路内にゴミ、異物等が詰まることで生じる動作不良を防止するようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他のダイヤフラム式弁装置としては、給水管の途中に配置され、給水通路を開閉するダイヤフラム弁、ダイヤフラム弁の周辺領域に形成されて閉弁時に背圧室と上流側給水通路とを連通し得る背圧通路、背圧通路に着脱自在に装着されて小孔を画定するストレーナ、下流側給水通路と背圧室とを連通する起動水通路、起動水通路を開閉する電磁駆動式の起動弁（パイロット弁）等を備えたものが知られている。
この弁装置においては、ダイヤフラム弁が閉弁する際に、背圧通路から背圧室内に水が急速に流入することで発生する水撃等を抑制しつつ、背圧通路内にゴミ、異物等が詰まった場合、ストレーナを外して清掃又はストレーナの交換を容易に行えるようにしたものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３６６６６号公報
【特許文献２】特許第２７４８７９９号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記クリーニングピンを備えた従来の弁装置においては、背圧通路内に拡大空間としての過流室を形成するために、両端部に小孔を画定する部材を嵌め込んでブリード孔を形成し、過流室及びブリード孔内に往復動し得る専用のクリーニングピンを挿入しているため、部品点数が増加し、又、小孔とクリーニングピンとの間の通路が非常に狭く、特に保管時等において内部が乾燥して生じた残渣等で目詰まりを生じる虞があり、さらにはクリーニングピンがダイヤフラム弁の動きを規制するため、動作不良あるいはシール不良等の原因になり易く、組付け精度を十分管理する必要がある。
【０００６】
また、ストレーナを備えた従来の弁装置においては、背圧通路が上流側給水通路に面する領域に小孔をもつ専用のストレーナが取り付けられているため、前述同様に、部品点数が増加し、又、水が溜まり易い上流側給水通路と接する側にストレーナが配置されているため、特に保管時等に内部が乾燥して生じた残渣等がストレーナの小孔に付着して目詰まりを生じる虞がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の弁装置の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡略化、低コスト化等を図りつつ、背圧通路の目詰まり等を防止して所期の性能を確保でき、特に、保管時等に内部の乾燥により析出した残渣等が背圧通路に付着して、目詰まり等を起こすのを防止できるダイヤフラム式弁装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のダイヤフラム式弁装置は、流体を供給する上流側通路と下流側通路との間に介在して通路を開閉するダイヤフラム弁と、ダイヤフラム弁を挟んで通路と反対側に形成された背圧室と、背圧室と上流側通路とを連通させるべくダイヤフラム弁に形成された背圧通路と、を備え、背圧室と下流側通路とを連通させるパイロット通路をパイロット弁で開閉することにより、ダイヤフラム弁を開閉させるダイヤフラム式弁装置であって、上記背圧通路は、背圧室に面する領域に小孔を有しかつ上流側通路に面する領域に大孔を有する二段通路に形成されている、構成となっている。
この構成によれば、パイロット弁がパイロット通路を閉塞すると、背圧通路を通って流体が背圧室内に流れ込んで背圧室の圧力が上昇して、ダイヤフラム弁は閉弁する。一方、パイロット弁がパイロット通路を開放すると、パイロット通路を通って流体が背圧室から流れ出して背圧室の圧力が低下し、ダイヤフラム弁は開弁し、上流側通路から下流側通路に流体が供給される。
ここで、背圧通路は、小孔を有するため、流体の急激な流れを抑制して水撃等を防止でき、又、特に閉弁状態において流体が溜まり易い側が大孔に形成されているため、内部が乾燥するような状況下に放置されても、流体内の残渣等が背圧通路に付着するのを防止でき、所期の性能を確保することができる。
【０００９】
上記構成において、二段通路は、ダイヤフラム弁に一体成形されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、二段通路がダイヤフラム弁に一体成形されているため、大孔を画定する背圧通路に小孔をもつ部材を嵌合して二段通路を形成するような場合に比べて、部品を削減でき、製造コストを低減することができる。
【００１０】
上記構成において、二段通路は、小孔を画定する小径円筒通路と、大孔を画定する大径円筒通路とを有し、大径円筒通路は、小径円筒通路よりも長く形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、小径円筒通路により水撃等を効果的に防止しつつ、流体が溜まり易い上流側通路に面した大径円筒通路に残渣等が付着して背圧通路の目詰まり等が生じるのを効果的に防止することができる。
【００１１】
上記構成において、パイロット通路は、ダイヤフラム弁に形成され、パイロット弁は、パイロット通路を開閉するべく，背圧室側において往復動自在に配置されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、ダイヤフラム弁に隣接してパイロット弁が配置されるタイプの弁装置において、背圧通路における残渣等の付着を防止でき、又、製造コストを低減することができる。
【００１２】
上記構成において、パイロット通路は、ダイヤフラム弁を迂回した迂回通路として形成され、パイロット弁は、迂回通路を開閉するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、迂回通路上にパイロット弁が配置されたタイプの弁装置において、背圧通路における残渣等の付着を防止でき、又、製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
上記構成をなすダイヤフラム式弁装置によれば、構造の簡略化、低コスト化等が達成されつつ、背圧通路の目詰まり等を防止して所期の性能を確保でき、特に、保管時等に内部の乾燥により析出した残渣等が背圧通路に付着するのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図３は、本発明に係るダイヤフラム式弁装置の一実施形態を示すものであり、図１は閉弁状態を示す装置の断面図、図２は開弁状態を示す装置の断面図、図３はダイヤフラム弁に形成された背圧通路を示す部分断面図である。尚、ここでは、ダイヤフラム式弁装置が給水管に適用される場合を示す。
【００１５】
この弁装置は、図１及び図２に示すように、流体の通路等を画定するハウジング１０、通路を開閉するダイヤフラム弁２０、閉弁方向に向けてダイヤフラム弁２０を付勢するコイルスプリング３０、ダイヤフラム弁２０の開閉を制御するパイロット弁ユニット４０等により形成されている。
【００１６】
ハウジング１０は、金属材料又は樹脂材料を用いて型成形（モールド）されており、図１及び図２に示すように、上流側通路１１、下流側通路１２、弁座部１３、背圧室１４、下流側接続部１５、上流側接続部（不図示）等を有する。
【００１７】
ダイヤフラム弁２０は、図１ないし図３に示すように、樹脂材料により形成された円板状の保持板２１、保持板２１に結合されたゴム製のダイヤフラム２２により形成されている。
保持板２１は、弁座部１３の内側に対向する中央領域において、背圧室１４と下流側通路１２とを連通させるパイロット通路２１ａ、弁座部１３の外側に位置する周辺領域において、背圧室１４と上流側通路１１とを連通させる背圧通路２１ｂ等を有する。ここで、パイロット通路２１ａは、背圧通路２１ｂよりも流体が流れ易いように、背圧通路２１ｂの通路面積よりも大きい通路面積となるように形成されている。
ダイヤフラム２２は、弁座部１３に対して密着及び離脱し得るシール面２２ａ、ハウジング１０に結合された結合部２２ｂ等を有する。
【００１８】
パイロット通路２１ａは、図１及び図２に示すように、背圧室１４に面する領域が小さい内径をなし、下流側通路１２に面する領域が大きい内径をなす二段通路に形成されており、上端部には環状の弁座部２１ａ´を画定している。パイロット通路２１ａは、ダイヤフラム弁２０が開弁する際に、背圧室１４内の流体を下流側通路１２に流出させて、背圧室１４内の圧力を低下させる役割をなすものである。
【００１９】
背圧通路２１ｂは、図１ないし図３に示すように、保持板２１に一体成形されており、背圧室１４に面する領域に小孔を画定する小径円筒通路２１ｂ´と、上流側通路１１に面する領域に大孔を画定する大径円筒通路２１ｂ´´と、により形成されている。大径円筒通路２１ｂ´´は、小径円筒通路２１ｂ´よりも長くなるように形成されている。
背圧通路２１ｂは、ダイヤフラム弁２０が閉弁する際に、上流側通路１１内の流体を背圧室１４に流入させて、背圧室１４内の圧力を上昇させる役割をなすものである。
【００２０】
このように、背圧通路２１ｂが、背圧室１４寄りに小孔及び上流側通路１１寄りに大孔を有する二段通路に形成されているため、小孔により、通路抵抗を発生させることで流体の急激な流入を抑制して水撃等を防止でき、又、大孔により、上流側通路１１内に溜まった流体に含まれるゴミ、乾燥等で析出する残渣等が付着するのを有効に防止して、背圧通路２１ｂの目詰まりを防止できるようになっている。
また、大孔を画定する大径円筒通路２１ｂ´´が小孔を画定する小径円筒通路２１ｂ´よりも長くなるように形成されているため、ゴミ、残渣等の付着をさらに有効に防止することができる。
さらに、背圧通路２１ｂ（小径円筒通路２１b´及び大径円筒通路２１ｂ´´）は、保持板２１に一体的に成形されているため、通路を画定する専用の部品を後付けする場合に比べて、組付け工程を簡素化でき、製造コストを低減することができる。
【００２１】
コイルスプリング３０は、圧縮した状態で背圧室１４内に配置されて、ダイヤフラム弁２０を弁座部１３に着座させる方向（すなわち閉弁方向）に付勢するものであり、その付勢力（バネ力）は、パイロット通路２１ａが開放されて背圧室１４内の圧力が低下すると、上流側通路１１から流れ込む流体がダイヤフラム弁２０を開弁方向に押圧する圧力よりも小さくなるように設定されている。
【００２２】
パイロット弁ユニット４０は、図１及び図に示すように、ハウジング１０に嵌合されて背圧室１４を画定する嵌合壁部４１、嵌合壁部４１から出没自在に設けられたプランジャ型のパイロット弁４２、パイロット弁４２をパイロット通路２１ａの弁座部２１ａ´に着座させる方向（閉弁方向）に付勢するコイルスプリング４３、パイロット弁４２の周りに配置されたボビン４４、ボビン４４に巻回された励磁用のコイル４５、コイル４５の周りに配置された磁路形成のためのヨーク４６等により形成されている。
【００２３】
すなわち、コイル４４が通電されないとき、パイロット弁４２は、コイルスプリング４３に付勢されて、図１に示すように、下方に移動して弁座部２１ａ´に着座してパイロット通路２１ａを閉塞し、一方、コイル４４が通電されると、パイロット弁４２は、発生する電磁力により、図２に示すように、コイルスプリング４３の付勢力に抗しつつ上方に移動して弁座部２１ａ´を開放するようになっている。
【００２４】
次に、上記ダイヤフラム式弁装置の動作について、図１及び図２を参照しつつ説明する。先ず、コイル４４が通電されないとき、パイロット弁４２はパイロット通路２１ａを閉塞し、上流側通路１１から流れ込んだ流体は、背圧通路２１ｂ（大径円筒通路２１ｂ´´→小径円筒通路２１ｂ´）を通って背圧室１４内に徐々に流れ込む。これにより、背圧室１４内の圧力が上昇し、又、パイロット弁４２の押圧力及びコイルスプリング３０の付勢力が加わって、ダイヤフラム弁２０は、図１に示すように、弁座部１３に着座（閉弁）して流体の通路を閉塞する。この閉弁動作に際して、背圧通路２１ｂは、背圧室１４に面する領域が小孔（小径円筒通路２１ｂ´）に形成されているため、流体が背圧室１４に向けて急激に流入するのを規制し、水撃等の発生が防止される。
【００２５】
これにより、上流側通路１１から下流側通路１２に向かう流体の流れが止まり、上流側通路１１内のダイヤフラム弁２０近傍には流体が溜まる。この閉弁状態において、溜まった流体にゴミ等が含まれていても、背圧通路２１ｂは、上流側通路１１に面する領域が大孔に形成されているため、ゴミ等による目詰まりを抑制ないし防止することができる。
【００２６】
一方、コイル４４が通電されると、パイロット弁４２はコイルスプリング４３の付勢力に抗してパイロット通路２１ａを開放する。すると、背圧室１４内の流体は、パイロット通路２１ａを通って下流側通路１２に流れ出す。これにより、背圧室１４内の圧力が低下し、ダイヤフラム弁２０は、図２に示すように、コイルスプリング３０の付勢力に抗して、弁座部１３から離れて（開弁して）流体の通路を開放する。その結果、上流側通路１１から下流側通路１２に向けて流体が流れる。
【００２７】
また、このダイヤフラム式弁装置が、給水管から外されてハウジング１０内に流体が溜まった状態で一時的に保管されるような場合、背圧通路２１ｂは、上流側通路１１に面する領域が大孔に形成されているため、内部が乾燥して流体の蒸発後に残渣等が生じても、その残渣は背圧通路２１ｂ（大径円筒通路２１ｂ´´）に付着し難くなり、背圧通路２１ｂの目詰まりを抑制ないし防止することができ、所期の性能を維持することができる。
【００２８】
図４は、本発明に係るダイヤフラム式弁装置の他の実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付してその説明を省略する。
このダイヤフラム式弁装置は、図４に示すように、流体の通路等を画定するハウジング１０´、通路を開閉するダイヤフラム弁２０、閉弁方向に向けてダイヤフラム弁２０を付勢するコイルスプリング３０等により形成されている。
そして、この弁装置は、上流側通路１１及び下流側通路１２に連通する給水管の途中に配置され、下流側通路１２を画定する下流側給水管５０と背圧室１４との間には、迂回通路を画定する連通管６０が連結され、連結管６０の途中に迂回通路を開閉するパイロット弁ユニット４０´が配置されている。
【００２９】
ハウジング１０´は、図４に示すように、ハウジング本体１０ａ´及び蓋体１０ｂ´により形成され、ハウジング本体１０ａ´は、上流側通路１１、下流側通路１２、弁座部１３、背圧室１４、下流側接続部１５、上流側接続部（不図示）等を有し、蓋体１０b´は、背圧室１４の壁面の一部を形成すると共に、連通管６０を接続する接続部１６´を有する。
【００３０】
ダイヤフラム弁２０´は、図４に示すように、樹脂材料により形成された円板状の保持板２１´、保持板２１´に結合されたゴム製のダイヤフラム２２により形成されている。
保持板２１´は、弁座部１３の外側に位置する周辺領域において、背圧室１４と上流側通路１１とを連通させる背圧通路２１ｂを有する。
【００３１】
連通管６０により画定される迂回通路は、ダイヤフラム弁２０を迂回して背圧室１４と下流側通路１２とを連通させるパイロット通路として機能するものであり、背圧通路２１ｂよりも流体が流れ易いように、背圧通路２１ｂの通路面積よりも大きい通路面積となるように形成されている。
パイロット弁ユニット４０´は、前述のパイロット弁ユニット４０と同等の構成をなすものであり、迂回通路すなわちパイロット通路を開閉するようになっている。
【００３２】
上記ダイヤフラム式弁装置の動作については、前述の実施形態と基本的に同一であり、パイロット弁ユニット４０´がパイロット通路（迂回通路）を閉塞した状態では、上流側通路１１から流れ込んだ流体は、背圧通路２１ｂ（大径円筒通路２１ｂ´´→小径円筒通路２１ｂ´）を通って背圧室１４内に徐々に流れ込む。そして、背圧室１４内の圧力が上昇し、又、コイルスプリング３０の付勢力が加わって、ダイヤフラム弁２０は、図４に示すように、弁座部１３に着座（閉弁）して流体の通路を閉塞する。この閉弁動作に際して、背圧通路２１ｂは、背圧室１４に面する領域が小孔（小径円筒通路２１ｂ´）に形成されているため、前述同様に、流体が背圧室１４に向けて急激に流入するのを規制し、水撃等の発生が防止される。
【００３３】
これにより、上流側通路１１から下流側通路１２に向かう流体の流れが止まり、上流側通路１１内のダイヤフラム弁２０近傍には流体が溜まる。この閉弁状態において、溜まった流体にゴミ等が含まれていても、背圧通路２１ｂは、上流側通路１１に面する領域が大孔に形成されているため、ゴミ等による目詰まりを抑制ないし防止することができる。
【００３４】
一方、パイロット弁ユニット４０´がパイロット通路（迂回通路）を開放すると、背圧室１４内の流体は、連通管６０により画定されるパイロット通路（迂回通路）を通って下流側給水管５０内（下流側通路）に流れ出す。これにより、背圧室１４内の圧力が低下し、ダイヤフラム弁２０は、前述の図２に示すように、コイルスプリング３０の付勢力に抗して、弁座部１３から離れて（開弁して）流体の通路を開放する。その結果、上流側通路１１から下流側通路１２に向けて流体が流れる。
【００３５】
また、このダイヤフラム式弁装置が、給水管５０及び連通管６０等から外されてハウジング１０´内に流体が溜まった状態で一時的に保管されるような場合、背圧通路２１ｂは、上流側通路１１に面する領域が大孔に形成されているため、前述同様に、内部が乾燥して流体の蒸発後に残渣等が生じても、その残渣は背圧通路２１ｂ（大径円筒通路２１ｂ´´）に付着し難くなり、背圧通路２１ｂの目詰まりを抑制ないし防止することができ、所期の性能を維持することができる。
【００３６】
このように、ダイヤフラム式弁装置が、パイロット通路及びパイロット弁を一体的に備えない場合であっても、前述実施形態と同様に、背圧通路２１ｂの目詰まり等を防止して、所期の性能を維持することができる。
【００３７】
上記実施形態においては、背圧通路２１ｂをダイヤフラム弁２０，２０´に一体成形した場合を示したが、これに限定されるものではなく、小孔（小径円筒通路２１ｂ´）を画定する専用の部品を後付けすることで、二段通路を形成してもよい。
上記実施形態においては、ダイヤフラム式弁装置を給水管に配置する場合を示したが、これに限定されるものではなく、水以外の流体の流れを制御する流体供給システムにおいて、本発明に係る構成を採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明のダイヤフラム式弁装置は、構造の簡素化、低コスト化等を達成しつつ、特に乾燥時の残渣等による背圧通路の目詰まり等を防止できるため、給水システムに採用できるのは勿論のこと、内部にゴミ、その他の不純物を含む流体の供給を制御するシステムであれば、その他のシステムにおいても有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係るダイヤフラム式弁装置の一実施形態を示すものであり、ダイヤフラム弁が閉弁した状態を示す断面図である。
【図２】本発明に係るダイヤフラム式弁装置の一実施形態を示すものであり、ダイヤフラム弁が開弁した状態を示す断面図である。
【図３】ダイヤフラム弁に形成された背圧通路を含む領域を部分的に拡大した拡大断面図である。
【図４】本発明に係るダイヤフラム式弁装置の他の実施形態を示すものであり、ダイヤフラム弁が閉弁した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０´  ハウジング
１０ａ´  ハウジング本体
１０ｂ´  蓋体
１１  上流側通路
１２  下流側通路
１３  弁座部
１４  背圧室
１５  下流側接続部
１６´  接続部
２０，２０´  ダイヤフラム弁
２１，２１´  保持板
２１ａ  パイロット通路
２１ｂ  背圧通路
２１ｂ´  小径円筒通路（小孔）
２１ｂ´´  大径円筒通路（大孔）
２１ａ´  弁座部
２２  ダイヤフラム
２２ａ  シール面
２２ｂ  結合部
３０  コイルスプリング
４０，４０´  パイロット弁ユニット
４１  嵌合壁部
４２  パイロット弁
４３  コイルスプリング
４４  ボビン
４５  コイル
４６  ヨーク
５０  下流側供給管（下流側通路）
６０  連通管（迂回通路、パイロット通路）
【図１】
2005256967.tif 000003
【図２】
2005256967.tif 000004
【図３】
2005256967.tif 000005
【図４】
2005256967.tif 000006