JP2003074739A - ダイヤフラム弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボールタップに用いられるパイロット式ダイ
ヤフラム弁では、低水圧、高水圧で実容量に差異はない
が、低水圧時の追いかけ水は少なく高水圧時の追いかけ
水は多いため、低水圧時と高水圧時の実流量に差異が生
じ、便器に必要な洗浄水量を低圧時の実流量に合わせて
設定すると、夜間などに圧力が変動して高水圧時になっ
た場合には追いかけ水量が多くなるため、低水圧時と高
水圧時の追いかけ水量の差分の無駄水が発生することと
なり、節水の面から問題であった。 【解決手段】 弁本体の主弁座を開閉するパイロット方
式のダイヤフラム弁であって、閉弁動作時に前記ダイヤ
フラム弁シート部のシール平面と前記主弁座のシール平
面とが順次接触し閉状態に至り、低水圧時の止水時間を
遅らせることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、便器洗浄用ロータ
ンクのボールタップに用いる弁本体の主弁座を開閉する
パイロット方式のダイヤフラム弁であって、圧力が変動
しても便器洗浄時に無駄水を流さない節水を目的とした
ダイヤフラム弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、便器洗浄用ロータンクは図１のよ
うに構成されるものが広く使われている。

【０００３】即ち、図１に示すように便器本体の洗浄水
を内部に貯えるロータンクと、ロータンク内の洗浄水を
排出する排出口を開閉する排水弁と、ロータンク内部に
突き出したハンドルレバー及びハンドルレバーを回転操
作する操作部を備えた、洗浄水を排出操作するための洗
浄ハンドルと、ロータンク内の洗浄水が過剰に供給され
た場合に便器に流すためのオーバーフロー管と、ロータ
ンク内部において排水弁とハンドルレバーの先端部とを
繋ぐ鎖と、ロータンク内に給水管から給水を行うボール
タップを備えている。

【０００４】従来、ボールタップのバルブとしてはテコ
式のものが広く使われていたが、フロートの浮力をレバ
レーションで拡大して弁を開閉するため、低水圧、高水
圧で実容量が異なり水位が変動するため、圧力によらず
ほぼ一定の実容量が得られるダイヤフラム式のバルブが
主流となってきている。

【０００５】以上の構成において、便器の洗浄の動作を
簡単に述べると以下のように行われる。

【０００６】洗浄ハンドルを操作することによって排水
弁を開くとロータンクからリム通水路へ洗浄水が供給さ
れ、便器本体へ水を排出する。これによりロータンク内
の洗浄水の水位が低下すると排水弁体の自重と浮力の関
係により排水弁が閉じられ、ボールタップのレバーに連
結されているフロートが降下して導水管から水を吐水
し、ロータンク内の水位が回復するとフロートが上昇し
ボールタップが止水することで、所定の水位まで給水さ
れロータンクに貯水される。

【０００７】このときの便器を洗浄するのに必要な水
量，所謂，必要洗浄水量は便器の性能によって決定され
る．また，実際に排出される水量，所謂，実流量はボー
ルタップに連結されたフロートがロータンク内の水位が
回復するまでに溜まっていた実容量と、洗浄ハンドルを
操作してフロート弁が開弁して閉弁するまでの間にボー
ルタップからロータンク内に吐水されて排出される水、
所謂追いかけ水の量との和によって表される。

【０００８】このうち実容量はボールタップのフロート
とレバーを連結するネジなどで水位を調整すること設定
可能で、オーバーフロー管の端面以下で水位設定するこ
とが可能である。

【０００９】一方、追いかけ水量はボールタップに供給
される水圧に依存する。したがって、実流量は可変可能
な実容量を調整することで設定される。

【００１０】また、前記ロータンクに用いられるのボー
ルタップは図２のように構成されるダイヤフラム式のも
のが広く使われている。詳細の構成は以下のようにな
る。

【００１１】即ち、流入路、主弁座、流出路を有する弁
本体に、主弁座を閉塞するようにダイヤフラム弁を設置
し、弁本体にダイヤフラム弁のビード部を押圧するよう
にダイヤフラム押さえを配設し、該ダイヤフラム押さえ
の上部には該ダイヤフラム弁のパイロット穴が閉塞する
手段として、弾性部材の弁体が固定されたレバーが配設
されている。この構成のダイヤフラム弁は、圧力室と流
入路側を貫通するブリード穴を備えている。

【００１２】また、流入路から流体に混在して流れてく
る異物によりブリード穴が閉塞して発生する不具合に対
して、ダイヤフラム押さえに一端を固定されたピンをブ
リード穴に挿入し、ピンとダイヤフラム弁を相対的に動
作させることでブリード穴の自浄作用を持たせようとす
る構成のものもある。

【００１３】このようなボールタップに使用されている
パイロット方式のダイヤフラム弁の動作は次のように行
われる。

【００１４】洗浄レバーを操作することによって排水弁
からロータンク内の水が便器へ流れ出る。ロータンク内
の水位は急激に下降し弾性部材の弁体が配設されている
レバーに連結されているフロートが下降するため、パイ
ロット穴を閉塞していた弁体が離れる。すると、流入路
側の流体はダイヤフラム弁のブリード穴からダイヤフラ
ム押さえ内の圧力室に流入し、パイロット穴から外部に
流出する。これにより流入路側の流体の圧力でダイヤフ
ラム弁が主弁座から浮遊し、流体は、流入路、主弁座、
流出路を通り流出する。

【００１５】ロータンクから便器本体へ水が排水される
ことでロータンク内の水位が下がると排水弁の自重と浮
力の関係で排水弁が閉じられ、ボールタップから供給さ
れる水によりロータンク内の水位は上昇し、所定の水位
までフロートが上昇するとフロートの浮力でレバーに配
設されている弾性部材の弁体がパイロット穴を閉塞す
る。すると、ダイヤフラム弁のブリード穴からダイヤフ
ラム押さえ内の圧力室に流入している流体は行き場を無
くして、流体圧の上昇により主弁座から浮遊していたダ
イヤフラム弁を主弁座に押圧し、ボールタップからの吐
水は止まる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記ボール
タップに用いられるパイロット式ダイヤフラム弁では、
差圧式バルブであるため低水圧、高水圧で実容量の差異
は小さいが、低水圧時の追いかけ水は少なく高水圧時の
追いかけ水は多いため、低水圧時と高水圧時の実流量に
差異が生じ、必要洗浄水量を低圧時の洗浄水量に合わせ
て設定すると、夜間などに圧力が変動して高水圧時にな
った場合には追いかけ水量が多くなるため、低水圧時と
高水圧時の追いかけ水量の差分の無駄水が発生すること
となり、節水の面から問題であった。

【００１７】これを改善するには実開平６−５６１８３
に示されるような構成で追いかけ水を低減するものもあ
るが構成が複雑になり，コストアップを招来するもので
あった．さらに簡単な構成で追いかけ水の低減を図るに
は，ボールタップに定流量弁を入れれば低水圧、高水圧
においても一定量の追いかけ水量しかロータンク内に流
入せず、排水時の無駄水も無くなるが、部品を付加する
ことでコストアップになる。

【００１８】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題を鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、安価で圧力が変動しても洗浄水に無駄がない節水
可能なロータンク用ボールタップに用いるダイヤフラム
弁を提供しようとするものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】第一の発明は、弁本体の
主弁座を開閉するパイロット方式のダイヤフラム弁であ
って、閉弁動作時に前記ダイヤフラム弁シート部のシー
ル平面と前記主弁座のシール平面とが順次接触し閉状態
に至り、低水圧時の止水時間を遅らせることを特徴とし
ている。

【００２０】この構成によれば、圧力が変動しても実流
量に無駄がなく、節水が可能な開閉弁を構成することが
できる。

【００２１】第二の発明は、弁本体の主弁座を開閉する
パイロット方式のダイヤフラム弁であって、ダイヤフラ
ム弁を前記弁本体に組み付けた状態において、ダイヤフ
ラム弁シート部のシール平面と前記主弁座のシール平面
が平行ではない構成とすることを特徴としている。

【００２２】この構成によれば、前記と同様に圧力が変
動しても実流量に無駄がなく、節水が可能な開閉弁を構
成することができる。

【００２３】第三の発明は、前記ダイヤフラム弁はシー
ト部の厚みを直径方向に変化させてシート部のシール平
面に傾斜を持たせていることを特徴としている。

【００２４】この構成によれば、前記と同様に圧力が変
動しても実流量に無駄がなく、節水が可能な開閉弁を構
成することができる。

【００２５】第四の発明は、前記ダイヤフラム弁は、主
弁座着座部高さを直径方向に変化させて主弁座着座部の
シール面に傾斜を持たせていることを特徴としている。

【００２６】この構成によれば、前記と同様に圧力が変
動しても実流量に無駄がなく節水が可能な開閉弁を構成
することができる。

【００２７】第五の発明は、ブリード穴に固定されてい
ないピンを挿入されていることを特徴とする。

【００２８】この構成によれば、ダイヤフラム弁の動作
に干渉することなくブリード穴の詰まりを防止し、より
信頼性の高いダイヤフラム弁を供給することができる。

【発明の実施の形態】本発明の内容をより理解しやすく
する為、以下に図示の実施例に基づいて説明する。

【００２９】

【実施例】図１は従来の一般的ロータンクの断面図であ
る。図２は一般的なボールタップ用ダイヤフラム弁の断
面図である。図３は従来のボールタップ用ダイヤフラム
弁の動作を示す断面拡大図である。図４は本発明のボー
ルタップ用ダイヤフラム弁の動作を示す断面拡大図であ
る。図５は本発明において主弁座側に傾斜を持たせた場
合のダイヤフラム弁の実施例である。図６は従来例と本
発明の実施例による便器の実流量の関係を模式的に表し
た図である。図７は本発明においてブリード穴詰まり防
止のピンを挿入した場合の実施例である。

【００３０】図４（ａ）はロータンク２内の水位が所定
の水位で本発明のボールタップ用ダイヤフラム弁が閉弁
した状態を示す断面拡大図である。流入路１６と、流出
路１８と、流出路１８端面に設けられた略円筒形を呈し
た主弁座１７とを有する弁本体１９に、主弁座１７を閉
塞するように、流入する圧力で変位可能な略円盤形状を
したダイヤフラム弁２０を設置し、弁本体１９にダイヤ
フラム弁２０のダイヤフラム２８のビード２１部を押圧
するようにダイヤフラム押さえ２２を留め具２９の外周
に設けられたネジで弁本体１９に押止め、該ダイヤフラ
ム押さえ２２の上部には、一端をフロート１３にネジ３
０などによって調整自在に連結されたレバー１３がヒン
ジ３１を中心にして回転自在に止めてある。レバー１３
の他端にはパイロット穴２３を開閉するための弾性部材
の弁体２４が配設されている。

【００３１】ダイヤフラム受け３５にはコーン部３２を
設け、外周辺部にはブリード穴２６を設け、シート部３
６を有するダイヤフラム２８には該ブリード穴２６に対
応する小穴３３と中心部に一個の中穴３４を設け、該ダ
イヤフラム受け３５及び該ダイヤフラム２８が互いに密
着結合するように、該コーン部３２をダイヤフラム中穴
３４に嵌挿することにより結合させている。前記ダイヤ
フラム２８のシート部３６には傾斜高部３７から傾斜低
部３８にかけてシート部３６の厚みを直径方向に変化さ
せることで傾斜を持たせている。

【００３２】上記構成において、設定された実容量での
水位ではフロート１４の浮力でレバー１３を上方へ押し
上げて弾性部材の弁体２４をパイロット穴部２３に押し
て閉塞している。この状態でダイヤフラム弁２０は傾斜
した状態で主弁座１９に着座している。

【００３３】図４（ｂ）は洗浄ハンドル６を操作するこ
とで、排水弁４を開弁したためロータンク２内の水位が
降下することでフロート１４が下がり、本発明のボール
タップ用ダイヤフラム弁が開弁した状態を示す拡大断面
図である。この状態から水位が上昇してボールタップ９
が閉止状態に移行する場合、ロータンク２内の水位が所
定の位置まで上昇すると弾性部材の弁体２４がパイロッ
ト穴２３を閉塞し、図中２点鎖線で示されるシート部３
６の傾斜高部側３７から主弁座１７に当接し、その後傾
斜低部側３８が主弁座１７に当接することで吐水は止ま
る。このとき従来の場合に比べて弁が完全に閉止するま
での止水時間が長くなるため、実容量は多くなる。

【００３４】この傾向は給水圧力が低い場合に顕著に現
れてくるため、ロータンク２に溜められる実容量は高水
圧時のそれよりも多くなる。

【００３５】図５は、本発明の実施例である主弁座１７
に傾斜を持たせた場合の実施例を示す図である。この実
施例においてはダイヤフラム弁２０のシート部３６に傾
斜はなく、主弁座高部３９から主弁座低部４０にかけて
主弁座１７の高さを直径方向に傾斜を持たせている。
この状態から閉止状態に移行する場合、図中２点鎖線で
示されるシート部３６は一旦主弁座高部側３９に当接
し、その後主弁座低部側４０に当接するため、低圧時の
止水時間が長くなり前記同様の効果が得られる。

【００３６】図６に従来例、本発明のロータンク２の実
流量、実容量、及び追いかけ水量と圧力の関係を模式的
に表した図を示す。

【００３７】これによると従来例の場合、便器を洗浄す
るのに必要な実流量を低水圧時に設定すると高水圧時は
低水圧時に比べて追いかけ水量が多くなるため、実流量
は必要洗浄水量より多くなり、追いかけ水の増加分が無
駄に排出されることとなる。

【００３８】本発明の場合、前述したように低水圧時は
止水時間が長くなり、実容量は高水圧時に比べて多くな
るが、追いかけ水量は従来例と同様に低水圧時よりも高
水圧時の方が多いため、低水圧時と高水圧時における実
流量の差は小さくなる。したがって、圧力が変動しても
洗浄水を無駄に排水することがない。

【００３９】かかるごとく構成された開閉弁において
は、ブリード穴２６の詰まり防止のためブリード穴２６
の径よりも小さい径のピン２７をブリード穴２６に挿入
し、ダイヤフラム弁２０とピン２７を相対的に動作させ
ることによってブリード穴２６に異物を咬み込んで生じ
る不具合を防止する場合、閉止状態ではシート部３６に
設けた傾斜によってダイヤフラム弁２０が傾いているた
めピン２７との摩擦を生じ、動作に不良をきたすという
場合があった。

【００４０】そこで本実施例では図７に示すように、ブ
リード穴２６に挿入するピン４１をダイヤフラム押さえ
２２などに固定せず、両端をカシメることによって抜け
を防止した形状にしてブリード穴に挿入し、自浄作用を
もたせつつ閉止時にダイヤフラム弁２０が傾いても動作
に影響しない構造とした。

【００４１】これにより洗浄水を無駄にする排出するこ
となく、ブリード穴に異物が詰まり動作不良が発生する
ことがない。

【００４２】なお、上述した内容は、あくまで本発明の
実施形態及び、それらの変形例に関するものであって、
本発明が上記内容にのみ限定されることを意味するもの
ではない。

【発明の効果】

【００４３】以上説明したように、本発明によれば安価
で圧力が変動しても洗浄水に無駄がない節水可能なロー
タンク用ボールタップに用いるダイヤフラム弁を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の一般的なロータンクの断面図である。

【図２】 従来の一般的なボールタップ用ダイヤフラム
弁の断面図である。

【図３】 従来の一般的なボールタップ用ダイヤフラム
弁の断面拡大図である。

【図４】 本発明のボールタップ用ダイヤフラム弁の動
作を示す断面拡大図である。

【図５】 本発明において主弁座側に傾斜を持たせた場
合のダイヤフラム弁の実施例である。

【図６】 従来例と本発明の実施例による便器の実流量
の関係を模式的に示した図である。

【図７】 図７は本発明においてブリード穴詰まり防止
のピンを挿入した場合の実施例である。

【符号の説明】

１ …便器本体 ２ …ロータンク ３ …排水口 ４ …排水弁 ５ …ハンドルレバー ６ …洗浄ハンドル ７ …オーバーフロー管 ８ …鎖 ９ …ボールタップ １０…給水管 １１…リム通水路 １２…排水弁体 １３…レバー １４…フロート １５…導水管 １６…流入路 １７…主弁座 １８…流出路 １９…弁本体 ２０…ダイヤフラム弁 ２１…ビード部 ２２…ダイヤフラム押さえ ２３…パイロット穴 ２４…弾性部材の弁体 ２５…圧力室 ２６…ブリード穴 ２７…ピン ２８…ダイヤフラム ２９…留め具 ３０…ネジ ３１…ヒンジ ３２…コーン部 ３３…小穴 ３４…中穴 ３５…ダイヤフラム受け ３６…シート部 ３７…シート傾斜高部 ３８…シート傾斜低部 ３９…主弁傾斜高部 ４０…主弁傾斜低部 ４１…ピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保園 茂 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 (72)発明者 松藤 能長 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2D039 BA08 DA00 3H068 AA01 BB02 BB23 BB74 BB90 EE16 EE20 EE38 FF07 GG02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 便器洗浄用ロータンクのボールタップに
   用いる弁本体の主弁座を開閉するパイロット方式のダイ
   ヤフラム弁であって、閉弁動作時に前記ダイヤフラム弁
   シート部のシール平面と前記主弁座のシール平面とが順
   次接触し閉状態に至ることを特徴とするダイヤフラム
   弁。
2. 【請求項２】 請求項１のダイヤフラム弁において、ダ
   イヤフラム弁を前記弁本体に組み付けた状態において、
   ダイヤフラム弁シート部のシール平面と前記主弁座のシ
   ール平面とが平行ではない構成とすることを特徴とする
   ダイヤフラム弁。
3. 【請求項３】 前記ダイヤフラム弁は、シート部の厚み
   を直径方向に変化させてシート部のシール平面に傾斜を
   持たせていることを特徴とする請求項２のダイヤフラム
   弁。
4. 【請求項４】 前記ダイヤフラム弁は、主弁座着座部高
   さを直径方向に変化させて主弁座着座部のシール面に傾
   斜を持たせていることを特徴とする請求項２のダイヤフ
   ラム弁。
5. 【請求項５】 前記ダイヤフラム弁は、ダイヤフラム弁
   のブリード穴に固定されていないピンを挿入しているこ
   とを特徴とする請求項１乃至４のダイヤフラム弁。