(57)【要約】【課題】閉弁時において主弁やパイロット弁が主弁座やパイロット弁座に押し付けられて主弁やパイロット弁が損傷するのを良好に防止することができ、また併せて流量調節機能を安定して良好に行うことのできるパイロット式流調弁装置を提供する。【解決手段】主弁１６と、背圧室２４と、導入小孔２６と、パイロット水路２８と、パイロット弁３０と、駆動軸４２とを備え、パイロット弁３０の進退運動に追従して主弁１６を進退運動させて主水路の流量調節を行うパイロット式流調弁装置１０において、駆動軸４２を２次側の流出水路１４の側から主弁１６を貫通してパイロット弁３０を駆動するようになし、且つ駆動軸４２はパイロット弁３０と別体に構成して、閉弁操作の際に駆動軸４２の先端をパイロット弁３０から分離して流出水路１４側の後退方向に引込可能とする。【選択図】        図１
2007024060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(イ)主弁座に接近離間方向に進退運動して主水路の開度を変化させる主弁と
(ロ)該主弁の背後に形成され、内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と
(ハ)前記主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と
(ニ)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に前記主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と
(ホ)前記主弁に設けられたパイロット弁座に対して接近離間方向に進退運動して該パイロット水路の開度を変化させるパイロット弁と
(ヘ)該パイロット弁を駆動する駆動軸と
を備え、該パイロット弁の進退運動に追従して前記主弁を進退運動させて前記主水路の流量調節を行うパイロット式流調弁装置において
前記駆動軸を前記２次側の流出水路の側から前記主弁の貫通孔を通じて前記パイロット弁を駆動させるようになし、且つ該駆動軸は該パイロット弁と別体に構成して先端を該パイロット弁に当接させるようにし、閉弁操作の際に該駆動軸の先端を該パイロット弁から分離して前記流出水路側の後退方向に引込可能となしたことを特徴とするパイロット式流調弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は流調弁装置に関し、詳しくは小さな操作力で簡単に操作することのできるパイロット式流調弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より水栓として各種のものが用いられているが、これら水栓は主水路の開度を変化させる主弁を主弁座に対して接近離間方向に進退運動させる際に大きな力を要し、操作が重いといった問題があった。
そこで水栓における操作を軽くする手段として、かかる水栓をパイロット式流調弁装置、即ちパイロット弁を進退運動させることによって主弁をこれに追従して進退運動させ、主水路の開度を変化させる方式のパイロット式流調弁装置を内蔵した水栓とすることが考えられる。
【０００３】
例えば下記特許文献１にこの種パイロット式流調弁装置の構成が開示されている。図５はその具体例を示している。
同図において２００，２０２は主水路を形成する１次側の流入水路，２次側の流出水路で、２０４はその主水路上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁である。
この主弁２０４は、主弁座２０６に対し接近離間方向に進退運動して主水路の開度を変化させ、その開度に応じて主水路における流量を調節する。
【０００４】
２０８は主弁２０４の背後に形成された背圧室で、この背圧室２０８は、主弁２０４に対して内部の圧力を閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁２０４には、これを貫通して流入水路２００と背圧室２０８とを連通させる導入小孔２１０が設けられている。
この導入小孔２１０は、流入水路２００からの水を背圧室２０８に導いて背圧室２０８の圧力を増大させる。
主弁２０４にはまた、これを貫通して背圧室２０８と流出水路２０２とを連通させる水抜水路としてのパイロット水路２１２が設けられている。
このパイロット水路２１２は、背圧室２０８内の水を流出水路２０２に抜いて背圧室２０８の圧力を減少させる。
【０００５】
２１４は駆動軸２１６に一体運動状態に設けられたパイロット弁で、このパイロット弁２１４が主弁２０４に設けられたパイロット弁座２１８に対し図中上下方向、即ち主弁２０４の進退方向と同方向に進退運動することでパイロット水路２１２の開度（背圧室２０８に対する開度）が変化せしめられる。
図５において２２０はパイロット弁２１４を駆動軸２１６とともに進退駆動させる電気的駆動装置である。
【０００６】
この図５に示すパイロット式流調弁装置にあっては、パイロット弁２１４がパイロット弁座２１８に向かって前進運動すると、パイロット弁２１４とパイロット弁座２１８との隙間が小さくなってパイロット水路２１２の開度が小となり、背圧室２０８からパイロット水路２１２を通じて流出水路２０２に抜ける水の量が少なくなって背圧室２０８の圧力は増大する。
また一方パイロット弁２１４が図中上向きに後退運動すると、パイロット弁２１４とパイロット弁座２１８との隙間が大きくなってパイロット水路２１２の開度が大となり、ここにおいて背圧室２０８からパイロット水路２１２を通じて流出水路２０２に抜ける水の量が多くなって背圧室２０８の圧力が減少する。
そして主弁２０４は、その背圧室２０８の圧力と流入水路２００の圧力とをバランスさせるようにして、パイロット弁２１４の進退運動に追従して図中上下方向に進退運動し、主水路の開度を変化させる。
そしてその主水路の開度の変化に応じて、流入水路２００から流出水路２０２への水の流量が調節される。
【０００７】
この図５に示すパイロット式流調弁装置にあっては、背圧室２０８の圧力の増減に基づいて主弁２０４を進退運動させ、そしてその背圧室２０８の圧力の増減をパイロット弁２１４の進退運動により制御するようになしていることから、小さい力で主弁２０４を開閉動作させることができ、軽い操作で流量調節を行うことができる特長を有する。
【０００８】
しかしながらこの図５に示すパイロット式流調弁装置の場合、閉弁時において駆動軸２１６を図中下向きに押し出したときに、パイロット弁２１４が主弁２０４に強く押し付けられ、更にかかるパイロット弁２１４を介して主弁２０４が主弁座２０６に強く押し付けられ、これにより主弁２０４が傷められ、更にはパイロット弁２１４が傷められてしまう恐れがある問題を有していた。
更にはまた、駆動軸２１６が傾いた姿勢となるとパイロット弁２１４もまたこれと一体に傾いた姿勢となり、このことにより流量調節機能が損われたり、安定しなかったりする恐れがある問題を有していた。
【０００９】
尚、下記特許文献２には駆動軸を２次側の流出水路の側から主弁を貫通してパイロット弁を進退駆動するようになし、これにより流量調節を行うようになしたものが開示されている。
この特許文献２に開示のものは、駆動軸の後退方向への引込運動によってパイロット弁を閉弁方向に前進運動させるものであり、閉弁時において駆動軸の引込みが過大となったときにパイロット弁がパイロット弁座に対して、更に主弁が主弁座に対して強く押し付けられ易く、従ってこの特許文献２に開示のものにおいても主弁及びパイロット弁が傷められ易い問題がある。
【００１０】
またこの特許文献２に開示のものにおいても、駆動軸が傾いた姿勢にあると、これとともにパイロット弁も傾いた姿勢となり、流量調節機能が良好に行われなかったり、安定しなかったりする問題が生ずる。
そしてこの特許文献２にはこれらの問題を解決するための具体的な手段については何ら開示されてはいない。
【００１１】
【特許文献１】特開平４−３０２７９０号公報
【特許文献２】特開２００３−２７８９３９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、閉弁時において主弁やパイロット弁が主弁座やパイロット弁座に強く押し付けられて主弁やパイロット弁が損傷するのを良好に防止することができ、また併せて流量調節機能を安定して良好に行うことのできるパイロット式流調弁装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
而して請求項１のものは、(イ)主弁座に接近離間方向に進退運動して主水路の開度を変化させる主弁と、(ロ)該主弁の背後に形成され、内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、(ハ)前記主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に前記主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(ホ)前記主弁に設けられたパイロット弁座に対して接近離間方向に進退運動して該パイロット水路の開度を変化させるパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を駆動する駆動軸と、を備え、該パイロット弁の進退運動に追従して前記主弁を進退運動させて前記主水路の流量調節を行うパイロット式流調弁装置において、前記駆動軸を前記２次側の流出水路の側から前記主弁の貫通孔を通じて前記パイロット弁を駆動させるようになし、且つ該駆動軸は該パイロット弁と別体に構成して先端を該パイロット弁に当接させるようにし、閉弁操作の際に該駆動軸の先端を該パイロット弁から分離して前記流出水路側の後退方向に引込可能となしたことを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１４】
以上のように本発明は、駆動軸を２次側の流出水路の側から主弁を貫通してパイロット弁を駆動させるようになし、且つ駆動軸はパイロット弁と別体に構成して先端をパイロット弁に当接させるようにし、そして閉弁操作の際に駆動軸の先端をパイロット弁から分離して流出水路側の後退方向に引込可能となしたもので、この発明によれば、閉弁時において駆動軸の後退移動によりパイロット弁を主弁のパイロット弁座に、また主弁を主弁座に対して強く押し付けてしまうといったことがなく、従ってそれら押付けに起因して主弁やパイロット弁が傷んでしまうのを良好に防止することができる。
【００１５】
また駆動軸がパイロット弁と別体且つ分離可能となしてあり、そして駆動軸の先端をパイロット弁に当接させ、その状態で駆動軸の前進，後退移動に伴ってパイロット弁を後退及び前進運動させるようになしていることから、駆動軸が傾いた姿勢となることがあった場合においても、そのことによってパイロット弁が強制的に傾き姿勢とされてしまうことを防止でき、このことによって流量調節機能を安定して良好に行うことができる。
【００１６】
本発明では、主弁の貫通孔に挿通した駆動軸の外周面と貫通孔の内周面との間に上記パイロット水路を形成するようになしておくことができる。
また本発明では、パイロット弁を前進方向に即ち閉弁方向に付勢する復帰スプリングを設けておくことができ、このようにしておけば駆動軸の後退移動時に、その復帰スプリングの付勢力に基づいて駆動軸とは別体をなすパイロット弁を良好に前進運動させることができる。
またパイロット弁はプランジャにて構成しておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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において、１０は本実施形態のパイロット式流調弁装置で、１２，１４は主水路を形成する１次側の流入水路，２次側の流出水路で、１６はその主水路上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁である。
【００１８】
主弁１６は、主弁本体１８とこれにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜２０とから成っている。
この主弁１６は、主弁座２２に対して接近離間方向に進退運動して主水路の開度を変化させる。
詳しくは、主弁座２２への着座によって主水路を遮断し、また主弁座２２から図中上向きに離間することによって主水路を開放する。
【００１９】
また主弁座２２からの離間量に応じて主水路の開度を大小変化させ、主水路を流れる水の流量を調節する。
この主弁１６の図中上側、即ち主弁１６に対し流出水路１４と反対側に背圧室ケース２３が設けられており、この背圧室ケース２３の内側に、主弁１６の背後の背圧室２４が形成されている。
背圧室２４は、内部の圧力を主弁１６に対し閉弁方向の押圧力として作用させる。
【００２０】
主弁１６には、これを貫通して１次側の流入水路１２と背圧室２４とを連通させる導入小孔２６が設けられている。
この導入小孔２６は、流入水路１２からの水を背圧室２４に導いて背圧室２４の圧力を増大させる。
主弁１６にはまた、これを貫通して背圧室２４と２次側の流出水路１４とを連通させる水抜水路としてのパイロット水路２８が設けられている。
このパイロット水路２８は、背圧室２４内の水を流出水路１４に抜いて背圧室２４の圧力を減少させる。
【００２１】
３０は円柱形状を成すプランジャから成るパイロット弁で、その下部にはゴム等の弾性材から成るパッキン３２が設けられている。
このパイロット弁３０は図中上下方向、即ち主弁１６に設けられたパイロット弁座３４に対し図中上下方向（軸方向）に進退運動してパイロット水路２８の開度を変化させる。
詳しくは、パイロット弁３０がパイロット弁座３４に着座することでパイロット水路２８が遮断され、またパイロット弁３０がパイロット弁座３４から図中上向きに軸方向に離間することでパイロット水路２８が開放される。
更にパイロット弁３０のパイロット弁座３４からの離間量に応じてパイロット水路２８の開度が変化せしめられる。
【００２２】
３５は有底の円筒形状を成すパイロット弁ケースで、図２に示しているように開放側の下端部の外周面に雄ねじが形成されており、この雄ねじが、主弁１６における主弁本体１８の雌ねじにねじ結合されることで、かかるパイロット弁ケース３５が主弁１６に固定状態に組み付けられている。
【００２３】
このパイロット弁ケース３５は、パイロット弁３０を摺動可能に嵌合させる状態に挿入させ、かかるパイロット弁３０をその内部に保持している。
即ちパイロット弁３０は、このパイロット弁ケース３５を介して主弁１６に組み付けられており、それらパイロット弁３０，パイロット弁ケース３５及び主弁１６が一体の主弁ユニット１７を構成している。
【００２４】
ここでパイロット弁ケース３５は、パイロット弁３０を主弁１６に対して組み付ける組付部材としての働きを有するとともに、パイロット弁３０の進退運動に際してこれを摺動案内し、パイロット弁３０を主弁１６に対し垂直姿勢に保持しつつ円滑に進退運動させるためのパイロット弁ガイドとしての働きも有している。
【００２５】
このパイロット弁ケース３５は、主弁１６に対して流出水路１４とは反対側の背後に且つ背圧室２４内に設けられている。
そしてこのパイロット弁ケース３５には、図２に示しているようにその内部と外部の背圧室２４とを連通させるための連通孔３６が底部と周壁部とに設けられている。
またこのパイロット弁ケース３５の底部とパイロット弁３０との間には、コイルスプリングから成る復帰スプリング３８が設けられており、かかる復帰スプリング３８によってパイロット弁３０が図中下向き、即ち閉弁方向に付勢されている。
【００２６】
上記背圧室ケース２３には、有底円筒形状を成すケースガイド４０が設けられており、その内部にパイロット弁ケース３５が図中上下方向、即ち主弁１６の進退方向に摺動可能に嵌合されている。
このケースガイド４０は、パイロット弁ケース３５を介して主弁１６を図中水平姿勢に維持しつつ、即ち傾き防止しつつこれを進退方向に運動案内する働きをなす。
【００２７】
図１において、４２は駆動軸で図示のようにこの実施形態ではパイロット弁３０と別体且つパイロット弁３０から分離可能に構成されている。
この駆動軸４２は、図中上部に小径部（スピンドル部）４４を有しており、この小径部４４が２次側の流出水路１４の側から図１の部分拡大図に示しているように背圧室２４に向かって主弁１６の中心部に設けられた貫通孔４６内に挿入され、上記のパイロット弁３０に対し当接させられるようになっている。
この小径部４４は、自身の外周面と貫通孔４６の内周面との間に上記のパイロット水路２８を形成する。
【００２８】
駆動軸４２には、小径部４４の図中下側に中径部４７が設けられている。中径部４７の外周面には環状溝が形成されていて、そこにＯリング４８が装着され、かかるＯリング４８によって駆動軸４２とボデー５０との間が水密にシールされている。
【００２９】
この中径部４７の更に図中下側には、円形且つ径方向の突出部５２が設けられている。この突出部５２の外周面には雄ねじ５４が設けられ、この雄ねじ５４がボデー５０に形成された雌ねじ５６に螺合されている。
駆動軸４２は、回転操作によってこれら雄ねじ５４と雌ねじ５６との螺合によるねじ送り作用で軸方向、即ち図１中上下方向に進退移動させられる。
この突出部５２の更に図中下側には大径部５８が設けられていて、この大径部５８に対し図示を省略するハンドルが一体回転状態に組み付けられるようになっている。
【００３０】
この実施形態では、駆動軸４２の小径部４４の先端（上端）が閉弁状態にあるパイロット弁３０に対し図中下側に離間した状態（図１）で駆動軸４２を正方向に回転操作すると、駆動軸４２が雄ねじ５４と雌ねじ５６とによるねじ送り作用で図中上向きに前進移動させられる。
そして駆動軸４２即ち小径部４４が一定量図中上向きに前進移動したところで、小径部４４の先端がパイロット弁３０に当接するに到り、この状態で更に駆動軸４２を図中上向きに前進移動させると、ここにおいてパイロット弁３０が図中上向きに後退運動させられ、図３（Ｉ）に示しているようにパイロット弁３０とパイロット弁座３４との間に隙間を生ぜしめる。
【００３１】
するとその隙間を通じて背圧室２４内の水がパイロット水路２８を通じて流出水路１４側に抜き出され、背圧室２４の圧力が減少する。
ここにおいて流入水路１２の圧力が背圧室２４の圧力に打ち勝つに到って主弁１６が図３（II）に示しているように図中上向きに上昇、即ち後退運動させられ、そして背圧室２４の圧力と流入水路１２の圧力とが丁度バランスした位置で主弁１６が停止する。
このとき主弁１６と主弁座２２との間には隙間が生じて、その隙間を通じて流入水路１２から流出水路１４へと水が流れ込む。
【００３２】
この状態から更にパイロット弁３０が図３（III）に示しているように図中上向きに後退運動すると、背圧室２４の圧力と流入水路１２との圧力をバランスさせるようにして主弁１６がパイロット弁３０の後退運動に追従して図中上向きに後退運動し、主水路における開度を更に大として水の流量を増大させる。
【００３３】
一方駆動軸４２を逆方向に回転操作すると、小径部４４が一定量下向きに後退移動し、これに伴ってパイロット弁３０が図４（Ｉ）に示しているように図中下向きに前進運動し、パイロット弁３０とパイロット弁座３４との間の隙間を小さくする。
すると背圧室２４の圧力が増大して流入水路１２の圧力に打ち勝つに到り、これにより主弁１６がそれらの圧力をバランスさせるように図４（II）に示しているように図中下向きに前進運動し、主弁座２２との間の隙間を小さくする。即ち流入水路１２から流出水路１４への水の流量を減少させる。
【００３４】
この状態から更に小径部４４が後退移動すると、パイロット弁３０が図４（III）に示しているように図中下向きに前進運動し、これに追従して主弁１６が図中下向きに前進運動し、水の流量を更に減少させる。
そしてパイロット弁３０が主弁１６に形成されたパイロット弁座３４に着座し、また主弁１６が主弁座２２に着座することで、流入水路１２と流出水路１４とが遮断された状態となって、ここに流入水路１２から流出水路１４への水の流れが停止する（図１に示す状態）。
【００３５】
これら図３及び図４に示しているように、この実施形態においてはパイロット弁３０と主弁１６との間、詳しくはパイロット弁座３４との間に完全閉弁状態（図１に示す状態）を除いて常時それらの間に隙間を生ぜしめる。そしてその隙間を大きく又は小さく変化させることで主弁１６が進退運動し、主水路の水の流量を調節する。
【００３６】
尚、パイロット弁３０が進退運動する際、パイロット弁ケース３５がこれを主弁１６に対し垂直姿勢を維持しつつ運動案内し、更にまたパイロット弁ケース３５が主弁１６と一体に進退運動する際、背圧室ケース２３に設けられたケースガイド４０がパイロット弁ケース３５を運動案内する。
即ちかかるパイロット弁ケース３５を介して主弁１６を図１に示す水平姿勢を維持しつつ（傾き防止しつつ）、進退運動の際の運動案内をなす。
【００３７】
尚パイロット弁ケース３５とケースガイド４０との嵌合クリアランスをあまり小さくするとそれらの間の摺動抵抗が増大するため、その嵌合クリアランスは摺動抵抗が大きくならないようにある程度大きく設定される。
この場合その嵌合クリアランスがある程度大きくなることによって主弁１６が若干傾く恐れが生ずる。
【００３８】
しかるに本実施形態では、主弁１６がその嵌合クリアランスの範囲内で多少傾くことがあっても、パイロット弁３０はパイロット弁ケース３５の姿勢保持作用及び案内作用で、常に主弁１６に対し垂直姿勢を維持しつつ円滑に進退運動し、パイロット弁座３４との間に全周に亘り隙間を均等に保ちつつパイロット弁座３４に対し接近離間運動することができる。
【００３９】
以上のような本実施形態のパイロット式流調弁装置１０によれば、閉弁時において駆動軸４２の後退移動によりパイロット弁３０が主弁１６のパイロット弁座３４に、また主弁１６が主弁座２２に対して強く押し付けられてしまうといったことがなく、従ってそれら押付けに起因して主弁１６やパイロット弁３０が傷んでしまうのを良好に防止することができる。
【００４０】
また駆動軸４２がパイロット弁３０と別体且つ分離可能となしてあり、そして駆動軸４２の先端をパイロット弁３０に当接させ、その状態で駆動軸４２の前進，後退移動に伴ってパイロット弁３０を後退及び前進運動させるようになしていることから、駆動軸４２が傾いた姿勢となることがあった場合においても、そのことによってパイロット弁３０が強制的に傾き姿勢とされてしまうことを防止でき、このことによって流量調節機能を安定して良好に行うことができる。
【００４１】
また本実施形態では、パイロット弁３０を前進方向に即ち閉弁方向に復帰させる復帰スプリング３８を設けてあるため、駆動軸４２の後退移動時に、その復帰スプリング３８の付勢力に基づいて駆動軸４２とは別体をなすパイロット弁３０を良好に前進運動させることができる。
【００４２】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明においてはピストンにて主弁を構成することも可能であるし、また上記実施形態ではパイロット弁をプランジャにて構成しているが、このようなプランジャ以外の他の様々な形態でパイロット弁を構成し、また上例以外の形態でパイロット弁座を構成するといったことも可能であるなど、本発明はその趣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】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態であるパイロット式流調弁装置を示す断面図である。
【図２】図１の要部を分解して示す断面図である。
【図３】同実施形態のパイロット式流調弁装置を開操作した際の作用説明図である。
【図４】同実施形態のパイロット式流調弁装置を閉操作した際の作用説明図である。
【図５】従来のパイロット式流調弁装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  パイロット式流調弁装置
１２  流入水路
１４  流出水路
１６  主弁
２２  主弁座
２４  背圧室
２６  導入小孔
２８  パイロット水路
３０  パイロット弁
３４  パイロット弁座
４２  駆動軸
【図１】
2007024060.tif 000003
【図２】
2007024060.tif 000004
【図３】
2007024060.tif 000005
【図４】
2007024060.tif 000006
【図５】
2007024060.tif 000007