JP2002071050A - 手動式給水弁装置 - Google Patents

手動式給水弁装置

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JP2002071050A JP2000254992A JP2000254992A JP2002071050A JP 2002071050 A JP2002071050 A JP 2002071050A JP 2000254992 A JP2000254992 A JP 2000254992A JP 2000254992 A JP2000254992 A JP 2000254992A JP 2002071050 A JP2002071050 A JP 2002071050A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来のパイロット弁方式の電磁式給水弁装置
では、停電等による無通電においては、開閉弁作動(給
水及び止水)ができない。 【解決手段】 流入口11、流入管路12、流入室1
3、主弁座15、流出管路14、流出口16を一体成形
した弁本体17に、ダイヤフラム弁30とガイドケース
40とを設置し、該ガイドケース40の内周にはパイロ
ット弁41が固定され磁石(A)49を設けたプランジ
ャ42とコイルスプリング43とを収納し、該ガイドケ
ース40の外周上面部39には磁石(B)51を設けた
可動部材50を設置して構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、水道水等の給水配
管ライン等(以下、ラインという。)に設置して、手動
等でプランジャに連結されたパイロット弁でダイヤフラ
ム弁のパイロット・オリフィスを開閉することにより、
ダイヤフラム弁を連動させて主弁座の開閉を行うパイロ
ット弁方式の給水弁装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば、家庭用電気機器(例え
ば、全自動洗濯機、食器洗い乾燥機、局部洗浄装置等)
に搭載されている常閉型パイロット弁方式の電磁式給水
弁(以下、従来弁という。)は、流入口、流入管路、流
入室、主弁座、流出管路、流出口を合成樹脂成形部材
(例えば、ポリプロピレン樹脂)で一体成形した弁本体
に、主弁座を閉鎖するように軟質ダイヤフラム弁(弁
体)を設置し、該弁本体に該ダイヤフラム弁の液密パッ
キン部を押圧するように合成樹脂成形部材(例えば、ナ
イロン樹脂)のガイドケース(内部を背圧室という。)
を押止め、該ガイドケースの内周には該ダイヤフラム弁
のパイロット・オリフィスが閉鎖されるように、弾性部
材(例えば、シリコンゴム)の軟質パイロット弁(弁
体)が固定された硬質磁性部材(例えば、ステンレス鋼
棒)のプランジャと、該プランジャを常時弾発付勢して
いるコイルスプリング(例えば、ステンレス鋼線)を収
納し、該ガイドケースの外周には銅線(例えば、エナメ
ル線)を円筒状のボビン(例えば、ナイロン樹脂)に巻
いて端子片(例えば、ファストン端子#250)やリー
ド線(電線)に接続したソレノイド(コイル)を設置し
て構成されたものが知られている。
【0003】流入口の外周部には、例えば、ねじ継手の
呼びPT3/4、口径の呼び20というように、業界で
は給水ホース等のねじ接続や口径等を規格化していて、
業界規定の螺刻(例えば、10山)がある。該流入口の
内周部(流入する水の圧力を一次圧又は高圧側とい
う。)には、異物(例えば、虫、砂、鉄屑等)混入防止
の60メッシュ程度の金属フィルタや、一次圧(ライン
の動水圧)に係わらず略流量が一定になるように流量調
整部品等を組み込む場合が多い。
【0004】例外もあるが、所定の通水量が毎分10L
未満の場合の流量調節部品においては、例えば、実公昭
59−28796号公報、実公昭62−18787号公
報等で開示されているように、上流側に合成樹脂成形部
材(例えば、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェ
ニレンエーテル樹脂、ポリアセタール樹脂)の硬質カッ
プと、下流側に弾性部材(例えば、ニトリルゴム)の軟
質環状ディスク(以下、フロコンといい、略中央の貫通
孔に面取りを施したような円錐状傾斜凹形状が成形され
ていないものをいう。)とを備えている流量調節部品を
設置するのが一般的である。該流量調節部品に、一次圧
が低水圧(例えば、0.05〜0.10MPa[メガパ
スカル]又はそれ以下)で供給される場合は、水圧によ
り該硬質カップは該フロコンを少し押圧する程度なの
で、該硬質カップに設けられた流水通路(例えば、周設
の場合はV溝、階段状凹溝、その他。略中央部設の場合
は貫通孔、その他。)はそのまま確保されていて、所定
の通水量以下の水が通過する。又、一次圧が中水圧(例
えば、0.10〜0.50MPa程度)で供給される場
合は、水圧により該硬質カップは低水圧時よりも該フロ
コンを強く押圧し、該硬質カップに設けられた該流水通
路に該フロコンが食い込んで該流水通路が狭まれて、所
定の通水量又はそれ以下の水が通過することになる。さ
らに、一次圧が高水圧(例えば、0.50〜0.75M
Pa又はそれ以上)で供給される場合は、水圧により該
硬質カップはほとんど該フロコンに食い込んでいて該流
水通路がほとんど閉塞されて、所定の通水量又はそれ以
下の水が通過することになる。
【0005】例外もあるが、所定の通水量が毎分10L
から毎分35L程度の場合の流量調節部品においては、
例えば、実開平2−102744号公報の図6及び図7
等で開示されているように、両側の端面の略中央の貫通
孔(オリフィスともいい、流水管路である。)に、水圧
又は流体の流量の変化により撓み、流水管路断面積が変
化しやすいように円錐状傾斜凹形状が成形されている弾
性部材(例えば、ニトリルゴム)の軟質環状ディスク
(以下、フローシートという。)と、無くても良いが合
成樹脂成形部材(例えば、ポリプロピレン樹脂、ポリア
セタール樹脂)の硬質カラー(逆流時の飛出防止用のフ
ローシート支えである。)とで構成された流量調節部品
を設置するのが一般的である。該流量調節部品について
は、水圧又は流体の流量の変化によりフローシートが撓
み変形して該略中央の貫通孔である流水管路が狭まれ
て、所定の通水量又はそれ以下の水が通過することにな
る。
【0006】従来弁においては、前記のように該流入口
に流量調節部品を配設する場合が一般的だが、例えば、
実開昭56−136685号公報、登録実用新案第30
21488号公報等で開示されているように、流出口側
に流量調節部品を配設する場合もある。
【0007】流入管路は、該流入口の水を流入室に誘導
する通路であるが、流入管路内でキャビテーションを発
生しやすくする(ダイヤフラム弁を主弁座から浮遊させ
る水撃圧を確保する)ために、管路を長くすることが多
い。又、該流量調整部品で水の流れが乱流になってしま
うので、キャビテーションをより発生しやすくするため
には一度整流させることが必要であり、流入管路内に整
流羽根(例えば、*字状)を設ける場合が多い。
【0008】流入室は、弁本体の内壁と流出管路の外周
部とに囲まれた室をいい、ダイヤフラム弁に水の圧力を
伝播させる機能がある。通常、該流入管路内で発生した
キャビテーションは該流入室で消失されている。
【0009】主弁座は、流出管路の端面部である。止水
性能の向上のために、ダイヤフラム弁が食い込みやすく
なる形状になっている。
【0010】流出口は流出管路の出口である。該流出口
の外周部には、給水ホース等の抜け止め用に、環状の凸
部(リブ)等がある。
【0011】ダイヤフラム弁は、例えば、弾性部材(例
えば、シリコンゴム)の軟質ダイヤフラムに設けられた
少なくとも一個の小穴と一個の中穴に、合成樹脂成形部
材(例えば、ポリアセタール樹脂)の硬質ディスクの片
面に設けられた少なくとも一個の小突起と一個の中突起
を嵌挿することにより結合(例えば、登録実用新案第3
010806号公報等で開示されているように、複数の
小穴と小突起を設けて嵌挿結合させても良い。)してい
て、該ダイヤフラム弁の外周部には該小突起が飛び出て
いて、該流入室と背圧室(ガイドケース内部)を貫通す
るサイド・オリフィス(小孔、ブリード孔ともいう。)
を備え、該ダイヤフラム弁の中央部には該中突起が飛び
出ていて、該背圧室と背圧室流出口を貫通するパイロッ
ト・オリフィス(中孔)を備えている。該主弁座を閉鎖
するように該ダイヤフラム弁を弁本体に設置する時は、
該サイド・オリフィスが該流入管路の出口に来るように
する。何故ならば、該流入管路内で発生したキャビテー
ションは、該流入室で極めて急激に圧縮されて消失し、
急激な圧力上昇(水撃圧)を起こし、該ダイヤフラム弁
を該主弁座から浮遊させたり、流入室の水を圧力差(=
水撃圧−背圧室圧)により該サイド・オリフィスから該
背圧室に流入させる原動力になっていると推定されるた
めである。
【0012】さて、該ソレノイドに電流を流す(通常は
交流100Vの電圧を印加し励磁する。)と、該ソレノ
イドの内側に設置された該ガイドケース内の略中央部に
該プランジャが吸引されて、該パイロット・オリフィス
を閉鎖していた該パイロット弁が離れる。すると、流入
室の水は該サイド・オリフィスから該背圧室に流入し、
該パイロット・オリフィス、該背圧室流出口を通り、該
流出管路、該流出口に流出する。この通路が開通される
と、該背圧室の水の圧力の下降と流入室の水の圧力とで
該ダイヤフラム弁が該主弁座から若干浮遊する。該サイ
ド・オリフィスから該背圧室に流入する水は、該サイド
・オリフィスで一端収縮することから圧力が低下しキャ
ビテーションが起こしている。該背圧室の水は、キャビ
テーションの消失により急激な圧力上昇(水撃圧)が起
こっていて、該主弁座から浮遊される該ダイヤフラム弁
を常に押圧しながら、該流出管路、該流出口に流出して
いるものと推定される。そして、流入室の大部分の水は
該主弁座、該流出管路、該流出口に流出しているので、
ラインの静水圧の水は、動水圧まで下がり流水状態とな
る。該流入口に組み込まれた流量制御用の流量調整部品
により、水は一端収縮することから圧力が低下し該流入
管路内でキャビテーションが起こり、該流入室で消失
し、急激な圧力上昇(水撃圧)を起こし、該ダイヤフラ
ム弁を該主弁座から浮遊させているものと推定される。
又、急激な圧力上昇に伴い発生する圧力波等は、水の流
れが、該流入口から該流出口の流路を通り流出されてい
るので、ライン側には伝搬されない(又は伝搬量が少な
い)ものと推定される。よって、従来弁の開弁動作中
は、ラインの動水圧(流量が多いと下がる)は安定して
いる。参考ではあるが、該流量調整部品が設置されてい
ない場合、ラインの動水圧での従来弁の圧力損失(=一
次圧−二次圧)は0.01MPa〜0.02MPaであ
るので、キャビテーション消失後は、殆ど一次圧まで回
復することが判る。
【0013】次に、該ソレノイドに電流を流すのを止め
る(通常は交流100Vの電圧を停電し消磁する。)
と、該コイルスプリングにより該プランジャが定位に復
旧し、該パイロット弁が該パイロット・オリフィスを閉
鎖する。すると、該サイド・オリフィスから該背圧室に
流入している水は行き場を無くすが、前記のように該背
圧室では、キャビテーションの消失により急激な圧力上
昇(水撃圧)が起こっているので、該主弁座から浮遊し
ていた該ダイヤフラム弁を該主弁座に押圧するようにな
る。そして、該主弁座が該ダイヤフラム弁で急閉鎖され
て止水され、流入室の水は該サイド・オリフィスから該
背圧室に流入することができなくなって、従来弁の閉弁
動作が完了する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、家庭用
電気機器に搭載されている従来弁は、当然ながら電気
(電磁)駆動なので、例えば、停電等による無通電にお
いては、手動等による開閉弁作動(給水及び止水)がで
きないという問題点がある。
【0015】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点を鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、手動等による開閉弁作動(給水及び止水)を可
能とするパイロット弁方式の手動式給水弁装置を提供し
ようとするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のパイロット弁方式の給水弁装置は、水が流
入する流入口と、流入管路と、ダイヤフラム弁に水の圧
力を伝播させる流入室と、該流入室の略中央に設けられ
流出管路の端部である主弁座と、流出管路、水が流出す
る流出口を一体成形した弁本体に、該主弁座を閉鎖する
ようにダイヤフラム弁を設置し、該弁本体に該ダイヤフ
ラム弁の液密パッキン部を押圧するようにガイドケース
を押止め、該ガイドケースの内周には該ダイヤフラム弁
のパイロット・オリフィスが閉鎖されるように、パイロ
ット弁が固定され磁石(A)を設けたプランジャと、該
プランジャを常時弾発付勢しているコイルスプリングを
収納し、該ガイドケースの外周上面部には磁石(B)を
設けた可動部材を設置して構成されたパイロット弁方式
の給水弁装置において、該可動部材を手動変位させると
該磁石(B)の接離動[磁石(B)はプランジャの軸方
向(摺動方向)からガイドケースに接離動]により該ガ
イドケース内の該磁石(A)が摺動(吸引/反発動作及
び復旧動作)し、プランジャに連結されたパイロット弁
でダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスを開閉する
ことにより、ダイヤフラム弁を連動させて主弁座の開閉
を行うことを特徴とする。
【0017】或いは、水が流入する流入口と、流入管路
と、ダイヤフラム弁に水の圧力を伝播させる流入室と、
該流入室の略中央に設けられ流出管路の端部である主弁
座と、流出管路、水が流出する流出口を一体成形した弁
本体に、該主弁座を閉鎖するようにダイヤフラム弁を設
置し、該弁本体に該ダイヤフラム弁の液密パッキン部を
押圧するようにガイドケースを押止め、該ガイドケース
の内周には該ダイヤフラム弁のパイロット・オリフィス
が閉鎖されるように、パイロット弁が固定され磁石
(A)を設けたプランジャと、該プランジャを常時弾発
付勢しているコイルスプリングを収納し、該ガイドケー
スの外周にはソレノイド(コイル)と、磁石(B)を設
けた可動部材と、を設置して構成されたパイロット弁方
式の給水弁装置において、該可動部材を手動変位させる
と該磁石(B)の接離動[磁石(B)はプランジャの軸
方向(摺動方向)からガイドケースに接離動]により該
ガイドケース内の該磁石(A)が摺動(吸引/反発動作
及び復旧動作)し、プランジャに連結されたパイロット
弁でダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスを開閉す
ることにより、ダイヤフラム弁を連動させて主弁座の開
閉を行うことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態について図面を
参照して説明する。図1は可動部材50が原点(復旧)
位置で停止している時の本発明の一実施例の単体式の常
閉型パイロット弁方式の手動式給水弁装置10(以下、
本装置10)の正面縦断面図である。図2は可動部材5
0が最大変位位置で停止している時の本装置10の正面
縦断面図である。本装置10においては、水が流入する
流入口11、流入管路12、ダイヤフラム弁30に水の
圧力を伝播させる流入室13、流出管路14、該流入室
13の略中央に設けられ流出管路14の端部である主弁
座15、水が流出する流出口16を一体成形した弁本体
17(合成樹脂製でも真鍮製でも良い。)に、該主弁座
15を閉鎖するようにダイヤフラム弁30を設置し、該
弁本体17に該ダイヤフラム弁30の液密パッキン部3
3を押圧するようにガイドケース40を押止め、該ガイ
ドケース40の内周には該ダイヤフラム弁30のパイロ
ット・オリフィス31が閉鎖されるように、パイロット
弁41が固定され磁石(A)49(希土類系磁石が良
い。防錆のためにはプランジャ蓋体48を設け防水仕様
とすると良い。)を設けたプランジャ42と、該プラン
ジャ42を常時弾発付勢しているコイルスプリング43
を収納し、該ガイドケース40の外周上面部39には磁
石(B)51(希土類系磁石が良い。)を設けた可動部
材50(形状は、例えば、キートップ、電源スイッチの
押釦)と、該可動部材50を常時弾発付勢しているコイ
ルスプリング52と、を設置したものである。
【0019】図1のように、可動部材50が原点(復
旧)位置で停止している時は、該コイルスプリング43
の弾発力でプランジャ42に連結されたパイロット弁4
1でダイヤフラム弁30のパイロット・オリフィス31
を閉弁していて、ダイヤフラム弁30も主弁座15を閉
弁している。
【0020】図2のように、磁石(B)51がプランジ
ャ42の軸方向(摺動方向)からガイドケース40に近
接して、可動部材50が最大変位位置で停止している時
は、該磁石(B)51の近接により、該ガイドケース4
0内の該磁石(A)49が吸引力で摺動してきてプラン
ジャ42に連結されたパイロット弁41がダイヤフラム
弁30のパイロット・オリフィス31を開弁していて、
連動してダイヤフラム弁30も主弁座15を開弁するよ
うになる。このように、停電等による無通電において
も、手動等で開閉弁作動(給水及び止水)ができる。
【0021】図3は可動部材53が原点(復旧)位置で
停止している時の本発明の他実施例の単体式の常閉型パ
イロット弁方式の手動並びに電磁式給水弁装置60(以
下、本装置60)の正面縦断面図である。本装置60に
おいては、水が流入する流入口11、流入管路12、ダ
イヤフラム弁30に水の圧力を伝播させる流入室13、
流出管路14、該流入室13の略中央に設けられ流出管
路14の端部である主弁座15、水が流出する流出口1
6を一体成形した弁本体17(合成樹脂製でも真鍮製で
も良い。)に、該主弁座15を閉鎖するようにダイヤフ
ラム弁30を設置し、該弁本体17に該ダイヤフラム弁
30の液密パッキン部33を押圧するようにガイドケー
ス40を押止め、該ガイドケース40の内周には該ダイ
ヤフラム弁30のパイロット・オリフィス31が閉鎖さ
れるように、パイロット弁41が固定され磁石(A)4
9を設けたプランジャ42と、該プランジャ42を常時
弾発付勢しているコイルスプリング43を収納し、該ガ
イドケース40の外周にはマグネット・ワイヤーと呼ば
れる銅線44を円筒状のボビン45に巻いて端子片46
に接続したソレノイド(コイル)47を設置し、該ガイ
ドケース40の外周上面部39には磁石(B)51を設
けた可動部材53(形状は、例えば、キートップ、電源
スイッチの押釦)と、該可動部材53を常時弾発付勢し
ているコイルスプリング54と、を設置したものであ
る。
【0022】本装置60においては、ソレノイド47に
電流を流す(通常は交流100Vの電圧を印加し励磁す
る。)ことで通常の電磁式給水弁装置と同じ作動が可能
である。又、例えば、停電等による無通電においても、
前記のような手動等による開閉弁作動(給水及び止水)
等ができるものである。
【0023】以上、本発明の好適な実施の形態について
種々の組合せ等を述べてきたが、本発明は上述する実施
の形態に限定されるものでなく、発明の精神を逸脱しな
い範囲で多くの組合せ、改変等を施し得るのはもちろん
である。本発明のパイロット弁方式の手動式給水弁装置
(又は手動並びに電磁式給水弁装置)においては、常閉
型としたが常開型としても良い。又、磁石(C)とソレ
ノイド(コイル)とを組合せた自己保持(ラッチ)型と
し、復旧のために可動部材を用いても良い。この場合
は、磁石(C)と磁石(B)との反発力を利用すると良
い。又、直動弁方式の手動式給水弁等としても良い。こ
の場合は、直動弁がパイロット弁より吸引力が要求され
る(主弁座孔径がパイロット・オリフィス孔径より大き
いので、断面積あたりの開閉力が増加することと、それ
に伴うプランジャの自重が増加するためである。)の
で、磁石(A)と磁石(B)の磁束密度の高いものを使
用すると良い。
【0024】
【発明の効果】本発明のパイロット弁方式の手動式給水
弁装置等においては、手動等や停電等による無通電にお
いても開閉弁作動(給水及び止水)ができるという効果
を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】可動部材が原点(復旧)位置で停止している時
の本発明の一実施例の単体式の常閉型パイロット弁方式
の手動式給水弁装置の正面縦断面図である。
【図2】可動部材が最大変位位置で停止している時の本
発明の一実施例の単体式の常閉型パイロット弁方式の手
動式給水弁装置の正面縦断面図である。
【図3】可動部材が原点(復旧)位置で停止している時
の本発明の他実施例の単体式の常閉型パイロット弁方式
の手動並びに電磁式給水弁装置の正面縦断面図である。
【符号の説明】
10…一実施例の本装置、11…流入口、12…流入管
路、13…流入室、14…流出管路、15…主弁座、1
6…流出口、17…弁本体、20…内壁、30…ダイヤ
フラム弁、31…パイロット・オリフィス、33…液密
パッキン部、39…ガイドケース外周上面部、40…ガ
イドケース、41…パイロット弁、42…プランジャ、
43…コイルスプリング、44…銅線、45…円筒状の
ボビン、46…端子片、47…ソレノイド、48…プラ
ンジャ蓋体、49…磁石(A)、50…一実施例の可動
部材、51…磁石(B)、52…コイルスプリング、5
3…他実施例の可動部材、54…他実施例のコイルスプ
リング、60…他実施例の本装置

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水が流入する流入口と、流入管路と、ダ
    イヤフラム弁に水の圧力を伝播させる流入室と、該流入
    室の略中央に設けられ流出管路の端部である主弁座と、
    流出管路、水が流出する流出口を一体成形した弁本体
    に、該主弁座を閉鎖するようにダイヤフラム弁を設置
    し、該弁本体に該ダイヤフラム弁の液密パッキン部を押
    圧するようにガイドケースを押止め、該ガイドケースの
    内周には該ダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスが
    閉鎖されるように、パイロット弁が固定され磁石(A)
    を設けたプランジャと、該プランジャを常時弾発付勢し
    ているコイルスプリングを収納し、該ガイドケースの外
    周上面部には磁石(B)を設けた可動部材を設置して構
    成されたパイロット弁方式の給水弁装置において、該可
    動部材を手動変位させると該磁石(B)の接離動により
    該ガイドケース内の該磁石(A)が摺動し、プランジャ
    に連結されたパイロット弁でダイヤフラム弁のパイロッ
    ト・オリフィスを開閉することにより、ダイヤフラム弁
    を連動させて主弁座の開閉を行うことを特徴とするパイ
    ロット弁方式の手動式給水弁装置。
  2. 【請求項2】 磁石(B)はプランジャの軸方向(摺動
    方向)からガイドケースに接離動することを特徴とする
    請求項1記載のパイロット弁方式の手動式給水弁装置。
  3. 【請求項3】 水が流入する流入口と、流入管路と、ダ
    イヤフラム弁に水の圧力を伝播させる流入室と、該流入
    室の略中央に設けられ流出管路の端部である主弁座と、
    流出管路、水が流出する流出口を一体成形した弁本体
    に、該主弁座を閉鎖するようにダイヤフラム弁を設置
    し、該弁本体に該ダイヤフラム弁の液密パッキン部を押
    圧するようにガイドケースを押止め、該ガイドケースの
    内周には該ダイヤフラム弁のパイロット・オリフィスが
    閉鎖されるように、パイロット弁が固定され磁石(A)
    を設けたプランジャと、該プランジャを常時弾発付勢し
    ているコイルスプリングを収納し、該ガイドケースの外
    周にはソレノイドと、磁石((B))を設けた可動部材
    と、を設置して構成されたパイロット弁方式の給水弁装
    置において、該可動部材を手動変位させると該磁石
    (B)の接離動により該ガイドケース内の該磁石(A)
    が摺動し、プランジャに連結されたパイロット弁でダイ
    ヤフラム弁のパイロット・オリフィスを開閉することに
    より、ダイヤフラム弁を連動させて主弁座の開閉を行う
    ことを特徴とするパイロット弁方式の手動並びに電磁式
    給水弁装置。
  4. 【請求項4】 磁石(B)はプランジャの軸方向(摺動
    方向)からガイドケースに接離動することを特徴とする
    請求項3記載のパイロット弁方式の手動並びに電磁式給
    水弁装置。
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