JP2002215242A - 圧力調整弁およびそれを用いた衛生洗浄装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 較的簡単な構造で２次側の負荷が高くなって
も極端な２次側圧力の上昇がなく、安定した流量を確保
する。 【解決手段】 弁本体２の内部流路を流通孔８を有する
隔壁３によって１次側流路４と２次側流路５に仕切る。
１次側流路４を弁本体２の上面開口部２６に連通させ、
この開口部２６をダイアフラム７によって覆い、ダイア
フラムの上面を大気に開放させ、下面に給水圧力（１次
側圧力）Ｐ1 を加える。流通孔８を進退自在に貫通する
弁棒２４をダイアフラム７に一体的に設け、この弁棒２
４の下端側に設けたフランジ３５に弾性材からなる弁体
３７を嵌着する。弁体３７の流通孔８と対向する面の外
周縁部に複数の通路溝３８を放射状に設け、弁体３７が
流通孔８に押しつけれて弾性変形すると、通路溝３８の
開口面積を変化させ、これによって２次側流量を調整す
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、１次側圧力の変動
に応じて２次側圧力を調整し、安定した流量を確保し得
る圧力調整弁およびそれを用いた衛生洗浄装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】洋式の便器に設置され用便後の身体の局
部を洗浄する衛生洗浄装置としては、温水タンク内の洗
浄水を給水経路を通って洗浄ノズルに送り、洗浄ノズル
から身体の局部に向けて洗浄水を吐水して局部を洗浄す
るものが広く知られている。洗浄に際しては、洗浄ノズ
ルから吐出される吐出圧力（２次側圧力）が給水圧力
（１次側圧力）によって変動すると、ノズル吐出量が変
動して使用者に不快感を与えるため、減圧弁、定流量弁
等によってノズル吐出量を安定化させるようにしてい
る。

【０００３】図８は衛生洗浄装置に用いられている従来
の減圧弁を示す断面図である。この減圧弁１は、弁本体
２の内部を隔壁３によって１次側流路４と、２次側流路
５に仕切り、２次側流路５に弁体６が一体的に設けられ
たダイアフラム７を配設し、前記弁体６を前記隔壁３に
設けられ１次側流路４と２次側流路５を連通させる流通
孔８に摺動自在に貫通させ、ダイアフラム７を圧縮コイ
ルばね９によって弁体６側に付勢している。弁体６は、
円錐形の流量調整部１１を一体に有して一次側流路３内
にＯリング１２を介して配設され、下面には奥端が隔壁
３より上方に位置し２次側流路５に連通するパイロット
孔１３が形成されている。

【０００４】このような減圧弁１において、洗浄水１０
は１次側流路４から流通孔８と弁体６の流量調整部１１
との隙間−流通孔８を通って２次側流路５に流入する。
洗浄水１０が２次側流路５に流入すると、２次側流路５
内の圧力（２次側圧力）Ｐ2が上昇するため、ダイアフ
ラム７は圧縮コイルばね９の付勢力に抗して上方に弾性
変形し、流通孔８と弁体６の流量調整部１１との隙間が
狭まると、言い換えれば流通孔８の流路面積が減少する
と、２次側流路５に流入する洗浄水１０の流量が減少す
る。このため、２次側圧力Ｐ2 が低下し、ダイアフラム
７が圧縮コイルばね９の力によって下降し、流通孔８の
流路面積を増大させる。つまり、ダイアフラム７に作用
する圧縮コイルばね９の付勢力と２次側圧力Ｐ2 とがバ
ランスするように流通孔８の流路面積を調整する。した
がって、洗浄水１０が洗浄ノズルに供給されている状態
では、１次側圧力Ｐ1 が変動すると流通孔８の流路面積
が連続的に変化し、２次側圧力Ｐ2 は一定になるように
制御される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の減圧弁１は、ダイアフラム７を２次側流路５に
配置し、２次側圧力Ｐ2 の変動を圧縮コイルばね９のば
ね力とバランスさせて流通孔８を絞る構造を採用してい
るため、圧縮コイルばね９を必要とし、また弁体６に流
量調整部１１やパイロット孔１３を設けたり、弁体６の
下端部にＯリング１２を設けたりする必要があるため、
部品点数が増加して構造が複雑化するばかりか、弁体６
の製造コストが高くなるという問題があった。

【０００６】一方、定流量弁は、弁前後の差圧により絞
りを開閉する構造を採用しているため、構造が簡単で安
価に製作することができる反面、構造的に２次側に過負
荷が掛かると、２次側圧力が高くなるため流量が減少し
定流量弁としての機能が半減するという問題があった。
このような問題を解決するためには、安全弁を設けて洗
浄ノズルに導かれる洗浄水の一部を排水路から廃棄する
などしなければならないため、洗浄水の使用量が増加し
不経済である。

【０００７】本発明は上記した従来の問題を解決するた
めになされたもので、その目的とするところは、比較的
簡単な構造で２次側に過負荷が掛かっても２次側圧力の
上昇を抑えることができ、安定した流量を確保し得るよ
うにした流量調整弁およびそれを用いた衛生洗浄装置を
提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に第１の発明に係る圧力調整弁は、流通孔を有する隔壁
によって内部が１次側流路と２次側流路に仕切られた弁
本体と、前記１次側流路に配設されて表面側が大気に開
放され、裏面側によって前記流通孔を閉塞するダイアフ
ラムと、前記流通孔を進退自在に貫通して一端が前記ダ
イアフラムに連結され、他端が前記２次側流路内に位置
してフランジを有する弁棒と、前記フランジの前記流通
孔と対向する面に設けられた弾性材からなる弁体とを備
え、前記弁体の外周縁に前記流通孔に押し付けられて弾
性変形することにより開口面積が変化する複数の通路溝
を放射状に形成したものである。

【０００９】第２の発明に係る圧力調整弁は、流通孔を
有する隔壁によって内部が１次側流路と２次側流路に仕
切られた弁本体と、前記２次側流路に配設されて表面側
が大気に開放され、裏面側によって前記流通孔を閉塞す
るダイアフラムと、前記流通孔を進退自在に貫通して一
端が前記ダイアフラムに連結され、他端が前記１次側流
路内に位置してフランジを有する弁棒と、前記フランジ
の前記流通孔と対向する面に設けられた弾性材からなる
弁体とを備え、前記弁体の外周縁に前記流通孔に押し付
けられて弾性変形することにより開口面積が変化する複
数の通路溝を放射状に形成したものである。

【００１０】第３の発明に係る衛生洗浄装置は、上記第
１または第２の発明に係る圧力調整弁を介して、洗浄水
供給源と洗浄装置本体とを接続するものである。

【００１１】第１、第２の発明において、一次側流路に
供給された流体（洗浄液）はダイアフラムを弾性変形さ
せ、流通孔を通って２次側流路に流入する。つまり、ダ
イアフラムは１次側圧力と大気圧がバランスするように
弾性変形する。弁体はダイアフラムの弾性変形に伴い流
通孔に押し付けられると弾性変形し、通路溝の開口面積
を変化させる。これにより、１次側圧力に圧力変動があ
っても、２次側圧力は一定になるように制御され、２次
側流量を調整する。２次側に過負荷が掛かると、２次側
圧力が高くなる。しかし、通常は２次側に関係なく１次
側圧力の大きさでダイアフラムが弾性変形し、絞りを開
閉するため、２次側の負荷によって極端に２次側圧力が
上昇することがない。また、２次側圧力が上昇すると、
その圧力が弁棒およびダイアフラムに作用し、弁体を流
通孔に押し付けるため、流路溝の開口面積が減少し、１
次側流路から２次側流路に流入する流体の流量が減少し
て２次側圧力の上昇を抑える。

【００１２】第１の発明において、ダイアフラムを１次
側流路に配置すると、１次側の高い圧力を受けるため、
大きな強度が要求されるが、第２の発明のように２次側
流路に配置すると、２次側圧力を受けて変形することが
多くなるため、１次側流路に配置した場合に比べてダイ
アフラムの強度を弱く設定することができる。つまり、
流量中心より圧力中心の圧力調整弁とすることができ
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。図１は本発明に係る衛
生洗浄装置の概略図、図２は本発明に係る圧力調整弁の
一実施の形態を示す無通水時の状態の断面図、図３は同
圧力調整弁の低給水時の通水状態を示す断面図、図４は
同圧力調整弁の高給水時の通水状態を示す断面図、図５
は弁体の平面図、図６は図４のＡ部の拡大断面図であ
る。なお、従来技術で示した構成部材と同一または同等
のものについては同一符号をもって示し、その説明を適
宜省略する。

【００１４】図１において、符号１４で示すものは衛生
洗浄装置で、洗浄装置本体１５とコントローラ１６を備
え、洗浄装置本体１５が洗浄水供給源２８に電磁弁２２
と圧力調整弁２３を介して接続されている。また、洗浄
装置本体１５は、洗浄ノズル１８、温水タンク１９、流
量調整弁２１、洗浄ノズルを進退させるモータＭ等で構
成されている。洗浄ノズル１８は、モータＭによって所
定の位置に伸出し、温水タンク１９および流量調整弁２
１を通って供給される洗浄水を噴出口から局部（尻また
はビデ）に向けて吐出する。前記温水タンク１９、電磁
弁２２およびモータＭは、前記コントローラ１６によっ
て制御される。洗浄水供給源２８は、例えば水道管、タ
ンク等である。

【００１５】図２において、前記圧力調整弁２３は、弁
本体２と、この弁本体２の上面を覆う上蓋２５とを備
え、内部にダイアフラム７と弁棒２４が一体的に結合さ
れて配設されている。弁本体２は、上面中央に開口部２
６を有し、内部に隔壁３が設けられ、この隔壁３によっ
て弁本体２の内部流路を１次側流路４と２次側流路５と
に仕切っている。１次側流路４は、一端が弁本体２の一
側面２ａに開口し、他端が前記開口部２６に連通してい
る。２次側流路５は、一端が弁本体２の他側面２ｂに開
口し、他端が前記隔壁３の上面に設けた流通孔８を介し
て前記開口部２６に連通している。前記上蓋２５はカッ
プ状に形成されて上面中央に大気開放孔３１を有し、こ
れによってダイアフラム７の上面が大気に開放されてい
る。

【００１６】前記ダイアフラム７は、ステンレス等の薄
い金属板またはゴム等の弾性材によって円板状に形成さ
れ、外周縁部が前記弁本体２の上面に上蓋２５によって
押し付けられて固定されることにより１次側流路４に配
置され、弁本体２の前記開口部２６を覆っている。ダイ
アフラム７の上面中央には、受圧プレート３３が固定さ
れている。

【００１７】前記弁棒２４は、ステンレス等によって形
成され、上端部が雄螺子部２４ａを形成し、中間部と下
端部外周にフランジ３４，３５がそれぞれ一体に設けら
れている。雄螺子部２４ａは、前記ダイアフラム７およ
び受圧プレート３３の中央に設けた孔を貫通して上方に
突出し、ナット３６が螺合されることにより、前記受圧
プレート３３に固定されている。前記中間のフランジ３
４は、ダイアフラム７の下面に密接されることにより、
前記受圧プレート３３とともにダイアフラム７の中央部
を挟持している。下端側のフランジ３５は、前記流通孔
８より下方に位置している。また、このフランジ３５は
流通孔８の穴径より大きな外径を有し、上面に２次側流
路５に流入する洗浄水１０の流量を前記流通孔８ととも
に制御する弁体３７が配設されている。

【００１８】前記弁体３７は、ゴム等の弾性部材によっ
て前記フランジ３５と略同一の大きさのリング状に形成
され、外周縁部に可変絞りを構成する通路溝３８が形成
されている。この通路溝３８は、弁体３７の上面と外周
面を連通させるＶ字状の溝からなり、周方向に等間隔を
おいて４つ放射状に形成されている。弁体３７の中心か
ら通路溝３８までの距離Ｄは、前記流通孔８の半径ｒよ
り小さく設定されている。

【００１９】前記流通孔８の上側開口端面８ａは、無通
水時においてダイアフラム７を支承し、これによって振
動等によるダイアフラム７の上下動を防止している。な
お、前記上側開口端面８ａは、絞りとして機能しないよ
うに平面視形状が小判形、十字形等に形成されることに
より、弁棒２４との間に十分な隙間を確保している。流
通孔８の下側開口端面８ｂは、前記弁体３７が着座する
着座面を形成している。

【００２０】前記弁本体２の下面中央には弁棒２４を組
込むための開口３９が形成されており、この開口３９に
は栓４０がシール部材４１を介して嵌合され、開口３９
を液密に閉塞している。

【００２１】ここで、本実施の形態においては、流通孔
８をＶ字状の溝として示したが、本発明はこれに何等限
定されるものではなく、平面視形状が矩形やＵ字状の溝
であってもよく、またその数も４個に限らず弁体３７の
硬度、通路溝３８の形状、深さ、幅等によって適宜増減
することができる。

【００２２】次に、上記構造からなる圧力調整弁２３の
動作について説明する。図２は無通水時（不使用時）に
おける状態を示す。このとき、図１に示した電磁弁２２
はＯＦＦの状態に保持されており、洗浄水供給源２８か
らの洗浄水１０が圧力調整弁２３には供給されていな
い。このため、ダイアフラム７は流通孔８の上側開口端
面８ａによって支持され、流通孔８を閉塞している。こ
の状態において、弁体３７は流通孔８の着座面８ｂから
最も離間している。

【００２３】図３は低給水圧時の通水状態を示す図で、
洗浄開始によって電磁弁２２が開くと、低い給水圧力Ｐ
1 （１次側圧力）の洗浄水１０が洗浄水供給源２８より
電磁弁２２を通って圧力調整弁２３の１次側流路４に供
給される。すると、１次側流路４内の圧力が上昇するた
め、ダイアフラム７は１次側圧力Ｐ1 によって上方に押
し上げられ、流通孔８から離間し、１次側流路４と２次
側流路５を連通させる。したがって、１次側流路４に供
給された洗浄水１０は、流通孔８−流通孔８と弁体３７
の隙間および通路溝３８を通って２次側流路５に導かれ
る。一方、弁棒２４はダイアフラム７の上方への弾性変
形に伴いこれと一体に上方に移動するため、弁体３７の
上面が図３に示すように流通孔８の着座面８ｂに接触ま
たは近接し、通路溝３８の開口面積が減少する。言い換
えれば、流通孔８の流路面積が減少する。

【００２４】洗浄水１０の流入によって２次側流路５内
の圧力（２次側圧力）Ｐ2 が徐々に上昇して通路溝３８
の開口面積が減少すると、２次側流路５に流入する洗浄
水１０の流量は減少する。このため、２次側圧力Ｐ2 が
低下し、ダイアフラム７が下降して弁棒２４を下降さ
せ、通路溝３８の開口面積を再び増大させる。つまり、
ダイアフラム７は１次側圧力Ｐ1 と大気圧Ｐｏがバラン
スするように上下に弾性変形して流路溝３８の開口面積
を調整する。したがって、洗浄水１０が洗浄装置本体１
５に供給されている状態では、流路溝３８の開口面積が
連続的に変化し、１次側圧力Ｐ1 に圧力変動があって
も、２次側圧力Ｐ2 は一定になるように制御され、一定
の流量が洗浄装置本体１５の洗浄ノズル１８に供給され
る。

【００２５】図４は高給水圧時の通水状態を示す図で、
洗浄開始によって高い給水圧力（１次側圧力）Ｐ3 の洗
浄水１０が洗浄水供給源２８から減圧弁２２を通って圧
力調整弁２３の１次側流路４に供給されると、１次側流
路４内の圧力が上昇する。このため、ダイアフラム７は
１次側圧力Ｐ3 によって上方に押し上げられ、流通孔８
から離間し、１次側流路４と２次側流路５を連通させ
る。したがって、１次側流路４に供給された洗浄水１０
は、流通孔８−流通孔８と弁体３７の隙間および通路溝
３８を通って２次側流路５に流入する。一方、弁棒２４
は、ダイアフラム７の上方への弾性変形に伴いこれと一
体に上方に移動するため、弁体３７の上面が図４に示す
ように流通孔８の着座面８ｂに押し付けられて弾性変形
し、流路溝３８の開口面積が図３に示した低給水圧時よ
りもさらに減少する。

【００２６】洗浄水１０の流入によって２次側流路５内
の圧力（２次側圧力）Ｐ2 が上昇して流通路３８の開口
面積が減少すると、２次側流路５に流入する洗浄水１０
の流量は減少する。このため、２次側圧力Ｐ2 が低下
し、ダイアフラム７が下降して弁棒２４を下降させる。
したがって、流路溝３８の開口面積が増大する。つま
り、ダイアフラム７は１次側圧力Ｐ3 と大気圧Ｐｏがバ
ランスするように上下に弾性変形して流路溝３８の開口
面積を調整する。したがって、洗浄水１０が洗浄装置本
体１５に供給されている状態では、流路溝３８の開口面
積が連続的に変化し、１次側圧力Ｐ3 に圧力変動があっ
ても、２次側圧力Ｐ2 は一定になるように制御され、一
定の流量が洗浄装置本体１５の洗浄ノズル１８に供給さ
れる。

【００２７】このように本発明に係る圧力調整弁２３
は、ダイアフラム７の弾性変形によって給水圧力（１次
側圧力）と大気圧Ｐｏをバランスさせ、弁体３７の流路
溝３８の開口面積を変化させるように構成したので、１
次側圧力に圧力変動があっても、２次側圧力Ｐ2 を一定
にすることができ、一定の流量を洗浄ノズル１８に供給
することができる。また、給水圧力（１次側圧力）と大
気圧Ｐｏをバランスさせているので、ダイアフラム７を
付勢する圧縮コイルばねを必要とせず、またフランジ３
５の下面に２次側圧力Ｐ2 が作用するため、弁体２４に
流量調整部やパイロット孔を設ける必要がなく、構造が
簡単で、弁棒２４を安価に製作することができる。

【００２８】また、本発明に係る圧力調整弁２３におい
ては、２次側に過負荷が掛かっても２次側圧力Ｐ2 の急
激な圧力上昇を抑えることができる。すなわち、通常は
２次側に関係なく１次側圧力の大きさでダイアフラム７
が弾性変形し、流路溝３８の開口面積を変化させるた
め、従来の定流量弁のように２次側負荷によって極端に
２次側圧力が左右されることがない。また、過負荷によ
って２次側圧力が上昇すると、フランジ３５の下面に２
次側圧力が作用して弁棒２４を押上げ、絞りを閉じる方
向、すなわち流路溝３８の開口面積を減少させるので、
１次側流路４から２次側流路５に流入する洗浄水１０の
流量が減少して２次側圧力の上昇を抑える。それ故、安
全弁を設けて捨て水等を行う必要がなく、２次側流量を
一定にすることができる。

【００２９】図７は本発明の他の実施の形態を示す概略
断面図である。この実施の形態では、１次側流路４と２
次側流路５を上記した実施の形態とは左右逆にしてい
る。また、ダイアフラム７を前記２次側流路５に配設し
て表面側を大気に開放し、裏面によって流通孔８を閉塞
するようにしている。さらに、前記流通孔８を進退自在
に貫通する弁棒２４を１次側流路４内に配置して一端を
前記ダイアフラム７に連結し、他端側にフランジ３５を
設け、このフランジ３５に前弁体３７を前記流通孔８と
対向するように配設している。すなわち、本実施の形態
は、ダイアフラム７を２次側流路５に設け、弁棒２４を
１次側流路４に設けた点が図１に示した実施の形態と異
なるもので、その他の構造は同様である。

【００３０】図１に示した実施の形態においては、ダイ
アフラム７を１次側流路４に配置しているため、１次側
の高い圧力を受け、大きな強度が要求されるが、本実施
の形態においては、ダイアフラム７を２次側流路５に配
置しているため、ダイアフラム７が２次側圧力を受けて
変形することが多くなる。このため、１次側流路４に配
置した場合に比べてダイアフラム７の強度を弱く設定す
ることが可能である。

【００３１】なお、上記した実施の形態においては、圧
力調整弁２３を衛生洗浄装置１４に用いた例について説
明したが、本発明はこれに何等限定されるものではな
く、１次側圧力の変動に応じて２次側圧力を調整し、安
定した流量を確保する必要がある製品、機器、例えば洗
濯機、給湯器等にもそのまま使用することができる。ま
た、水圧式の洗浄ノズル１８を備えた衛生洗浄装置１４
について説明したが、モータ等の駆動装置によって洗浄
ノズルを進退させるように構成した洗浄装置であっても
よい。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る圧力調
整弁およびそれを用いた衛生洗浄装置によれば、圧力調
整弁の構造が簡単で部品点数が少なく、安定した２次側
流量を確保することができ、また、２次側に過負荷が掛
かってもダイアフラムは１次側圧力または２次側圧力よ
って弾性変形して流路溝の開口面積を変化させるので、
２次側圧力の極端な上昇を抑えることができる。したが
って、捨て水等によって流量を一定に保つようにしたり
する必要がなく経済的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る衛生洗浄装置の一実施の形態を
示す概略図である。

【図２】 圧力調整弁の無通水時の状態の断面図であ
る。

【図３】 同圧力調整弁の低給水時の通水状態を示す断
面図である。

【図４】 同圧力調整弁の高給水時の通水状態を示す断
面図である。

【図５】 弁体の平面図である。

【図６】 図３のＡ部の拡大断面図である。

【図７】 本発明の他の実施の形態を示す概略断面図で
ある。

【図８】 従来の減圧弁の断面図である。

【符号の説明】

２…弁本体、３…隔壁、４…１次側流路、５…２次側流
路、７…ダイアフラム、８…流通孔、８ｂ…着座面、１
４…衛生洗浄装置、１５…洗浄装置本体、１８…洗浄ノ
ズル、２３…圧力調整弁、２４…弁棒、２６…開口部、
２８…洗浄水供給源、３７…弁体、３８…通路溝。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2D038 JA00 JB05 JF00 JH12 3H052 AA01 BA03 BA25 CA03 DA01 EA02 3H056 AA02 BB24 BB32 CA07 CB03 CD06 EE06 GG05 GG11 5H316 AA07 BB08 EE02 EE10 EE12 EE18 EE20 EE30 JJ11 KK01 KK02 KK04 KK10

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流通孔を有する隔壁によって内部が１次
   側流路と２次側流路に仕切られた弁本体と、 前記１次側流路に配設されて表面側が大気に開放され、
   裏面側によって前記流通孔を閉塞するダイアフラムと、 前記流通孔を進退自在に貫通して一端が前記ダイアフラ
   ムに連結され、他端が前記２次側流路内に位置してフラ
   ンジを有する弁棒と、 前記フランジの前記流通孔と対向する面に設けられた弾
   性材からなる弁体とを備え、 前記弁体の外周縁に前記流通孔に押し付けられて弾性変
   形することにより開口面積が変化する複数の通路溝を放
   射状に形成したことを特徴とする圧力調整弁。
2. 【請求項２】 流通孔を有する隔壁によって内部が１次
   側流路と２次側流路に仕切られた弁本体と、 前記２次側流路に配設されて表面側が大気に開放され、
   裏面側によって前記流通孔を閉塞するダイアフラムと、 前記流通孔を進退自在に貫通して一端が前記ダイアフラ
   ムに連結され、他端が前記１次側流路内に位置してフラ
   ンジを有する弁棒と、 前記フランジの前記流通孔と対向する面に設けられた弾
   性材からなる弁体とを備え、 前記弁体の外周縁に前記流通孔に押し付けられて弾性変
   形することにより開口面積が変化する複数の通路溝を放
   射状に形成したことを特徴とする圧力調整弁。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の圧力調整弁を介
   して、洗浄水供給源と洗浄装置本体とを接続することを
   特徴とする衛生洗浄装置。