JP2003227578A - 電磁式給水弁 - Google Patents

電磁式給水弁

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JP2003227578A
JP2003227578A JP2002026270A JP2002026270A JP2003227578A JP 2003227578 A JP2003227578 A JP 2003227578A JP 2002026270 A JP2002026270 A JP 2002026270A JP 2002026270 A JP2002026270 A JP 2002026270A JP 2003227578 A JP2003227578 A JP 2003227578A
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chamber
valve seat
pilot
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Sadao Okada
貞雄 岡田
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Rinnai Corp
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    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】閉弁時にダイヤフラム式の弁体の振動が生じ
て、閉弁するまでに要する時間が長くなることを抑制し
た電磁式給水弁を提供する。 【解決手段】電磁式給水弁には、流入室５と流出室７の
間に形成された弁口８に設けられた円筒形状の弁座９
と、弁口８を開閉するダイヤフラム式の弁体１３と、流
入室５とパイロット室１４とを連通する連絡穴１６と、
パイロット室１４と流出室７とを連通するパイロット穴
１５と、パイロット穴１５を開閉するプランジャ１８と
が備えられている。パイロット穴１５が閉じられて弁口
８が開状態から閉状態に切換わるときに、弁体１３が弁
座９に着座する前に弁座９の外周面３１と所定距離ｆに
亘って一定間隔の隙間ｄをもって対向し、該隙間ｄによ
り流入室５から流出室７への通水流量が水量制限穴６に
より制限される通水流量よりも小さい一定流量に制限す
る第１のガイド部材３０を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁式のパイロッ
ト弁の開閉によりダイヤフラム式の弁体を移動させて弁
口を開閉する電磁式給水弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、図４に示したように、本体１
００に水の流入口１０１と連通した流入室１０２と水の
流出口１０３と連通した流出室１０４とを形成し、流入
室１０２と流出室１０４の間に形成された弁口１０５に
円筒形状の弁座１０６を装着して、弁口１０５を開閉す
るためにゴムによって形成されたダイヤフラム１０７と
ダイヤフラム板１０８とにより構成された弁体１０９を
弁座１０６に接離可能に設けた給水弁が知られている。
【０００３】かかる給水弁においては、弁体１０９の図
中下側に設けられたパイロット室１１０と流出室１０４
を連通するパイロット穴１１１と、流入室１０２とパイ
ロット室１１０とを連通する連絡穴１１２とが、ダイヤ
フラム板１０８に穿設されている。
【０００４】そして、電磁コイル１１５への通電によっ
て、バネ１１６により図中上方向に付勢されたプランジ
ャ１１７を図中下方向に移動させてパイロット穴１１１
を開状態とし、電磁コイル１１５への通電遮断によりプ
ランジャ１１７を図中上方向に移動させてパイロット穴
１１１を閉状態とするようにしている。
【０００５】ここで、パイロット穴１１１が閉状態であ
るときは、連絡穴１１２により流入室１０２とパイロッ
ト室１１０とが連通しているため、パイロット室１１０
内の圧力は入水圧と等しくなり、該入水圧により弁体１
０９が図中上方向に押し上げられて弁座１０６に当接
し、弁口１０５が閉状態となって流入室１０２から流出
室１０４への通水が遮断される。
【０００６】一方、パイロット穴１１１が閉状態から開
状態に切換わると、パイロット室１１０内の水がパイロ
ット穴１１１を介して流出室１０４に抜け、弁体１０９
の図中上面には入水圧がかかって弁体１０９が下方向に
押し下げられる。その結果、弁体１０９が弁座１０６か
ら離れて流入室１０２と流出室１０４とが連通し、流入
口１０１から流出口１０３への通水が可能となる。
【０００７】このように流入口１０１から流出口１０３
へと水が流通しているときに、電磁コイル１１５に通電
されてプランジャ１１７によりパイロット穴１１１が閉
じられると、流入室１０２から連絡穴１１２を介してパ
イロット室１１０に流入する水によりパイロット室１１
０内の圧力が急速に高まり、弁体１０９が図中上方向に
瞬時に移動してダイヤフラム１０７が弁座１０６に当接
する。
【０００８】そして、この当接時に、ダイヤフラム１０
７付近の水の体積が圧縮されて水圧が急激に上昇し、こ
の水圧の上昇によって発生した圧力波がダイヤフラム１
０７と流入室１０２の端部間で反射を繰り返すいわゆる
ウォータハンマ現象が生じる場合がある。そして、この
ウォータハンマ現象によりゴム製のダイヤフラム１０７
の振動が生じたときに、ダイヤフラム１０７と弁座１０
６間の開閉が繰り返され、このとき生じる通水量の変化
によって水圧変動が継続することになって、ダイヤフラ
ム１０７と弁座１０６間の止水不良が生じるという不都
合があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記不都合
を解消し、弁口を開状態から閉状態に切換える際に、ダ
イヤフラム式の弁体と弁座間の止水不良が生じることを
抑制した電磁式給水弁を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになされたものであり、水の流入口と連通した
流入室と水の流出口と水量制限部を介して連通した流出
室とが形成された本体と、前記流入室と前記流出室の間
に形成された弁口に設けられた円筒形状の弁座と、該弁
座に対向して設けられて該弁口を開閉するダイヤフラム
式の弁体と、該弁体の前記弁座と対向した側の反対側に
設けられたパイロット室と、前記流入室と該パイロット
室とを連通する連絡穴と、前記弁体に設けられて前記パ
イロット室と前記流出室とを連通するパイロット穴と、
該パイロット穴を開閉するパイロット電磁弁とを備えた
電磁式給水弁の改良に関する。
【００１１】そして、前記パイロット電磁弁により前記
パイロット穴が閉じられて前記弁口が開状態から閉状態
に切換わるときに、前記弁体が前記弁座に着座する前に
前記弁座の外周面又は内周面と隙間をもって対向し、該
隙間により前記流入室から前記流出口への通水流量が前
記水量制限部により制限される通水流量よりも小さくな
るように制限する第１のガイド部材を前記弁体に備えた
ことを特徴とする。
【００１２】かかる本発明によれば、前記弁口が開状態
にあるときは、前記流入室から前記流出室への通水流量
は前記水量制限部により制限された流量（以下、第１の
制限流量という）となる。そして、前記パイロット電磁
弁により前記パイロット穴が開いた状態から閉じた状態
に切換えられると、前記連絡穴を介して前記流入室から
前記パイロット室に流入する水により、前記パイロット
室内の水圧が入水圧まで上昇し、それに応じて前記弁体
が前記弁座に向かって移動する。
【００１３】この場合、前記弁座が前記第１のガイド部
材と対向し始めると、前記流入室から前記流出室への通
水流量が、前記弁座と前記第１のガイドとの間の隙間に
より、前記第１の制限流量よりも小さい流量（以下、第
２の制限流量という）に制限されるようになる。
【００１４】そのため、前記弁口が開状態から閉状態に
移行する過程において、前記流入室から前記流出室への
通水流量を前記第１の制限流量から前記第２の制限流量
へと減少させてから前記弁口を閉じることができる。そ
して、これにより、前記弁体が前記弁座に当接したとき
に生じる圧力波が小さくなって前記弁体の振動が小さく
なるため、当接時に前記弁体と前記弁座間で止水不良が
生じることを抑制することができる。また、該当接時に
前記弁体の振動が生じても、前記隙間により前記流入室
から前記流出口への通水流量が前記第２の制限流量以下
に制限されて前記弁体の振動幅が小さくなるため、前記
弁体の振動を速やかに収束させることができる。
【００１５】また、前記第１のガイド部材を、前記隙間
が所定距離に亘って一定の間隔となるように形成したこ
とを特徴とする。
【００１６】かかる本発明によれば、前記弁座が前記第
１のガイド部材と前記所定距離の間で対向するときは、
前記流入室から前記流出室への通水流量が前記一定の間
隔の隙間により前記第１の制限流量よりも小さい一定流
量に制限される。この場合、前記弁体が前記弁座に当接
したときに前記弁体の振動が生じても、前記一定の間隔
の隙間により前記流入室から前記流出室への通水流量は
一定となる。そのため、前記弁体の振動に同期して通水
流量が変動することが抑制されて水圧変動は継続せず、
前記弁体の振動を速やかに収束させることができる。
【００１７】また、前記第１のガイド部材の先端部を、
前記弁体が前記弁座に接近する際に、前記隙間が次第に
狭くなるように形成したことを特徴とする。
【００１８】かかる本発明によれば、前記弁口が開状態
から閉状態に移行する際に、前記弁体が前記弁座に接近
して前記弁座が前記第１のガイド部材の先端と対向し始
めると、前記弁座と前記第１のガイド部材との間隔が次
第に狭くなる。そのため、前記流入室から前記流出室へ
の通水流量が前記第１の制限流量から前記第２の制限流
量へと緩やかに移行し、これにより前記流入室の水圧変
動を抑制することができる。
【００１９】また、前記弁体を前記弁座と対向する方向
のみに移動可能とする第２のガイド部材を備えたことを
特徴とする。
【００２０】かかる本発明によれば、前記第２のガイド
部材により前記弁体の移動方向を規制ことによって、前
記弁口を閉状態とするときに、前記弁座と前記第１のガ
イド部材を確実に対向させることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】本発明の第１及び第２の実施の形
態について、図１〜図３を参照して説明する。図１は本
発明の第１の実施の形態における電磁式給水弁の全体構
成図、図２は図１に示した電磁式給水弁の弁構造の詳細
図、図３は本発明の第２の実施の形態における電磁式給
水弁の弁構造の詳細図である。
【００２２】先ず、図１及び図２を参照して本発明の第
１の実施の形態について説明する。図１に示した電磁式
給水弁１は、本体２に形成された流入口３と流出口４間
の通水を制御するものであり、流入口３と連通した流入
室５と流出口４と水量制限穴６（本発明の水量制限部に
相当する）を介して連通した流出室７とが隣接して形成
されている。
【００２３】流入室５と流出室７の間には弁口８が形成
され、弁口８には弁座９が固着されている。そして、ゴ
ム等の柔軟材料で形成されたダイヤフラム１０の中央に
形成された中心穴１１にダイヤフラム板１２が嵌入さ
れ、ダイヤフラム１０とダイヤフラム板１２とによりダ
イヤフラム式の弁体１３が構成されている。
【００２４】また、弁体１３の図中下側にはパイロット
室１４が設けられ、ダイヤフラム板１２には、流出室７
とパイロット室１４とを連通するパイロット穴１５と、
流入室５とパイロット室１４とを連通する連絡穴１６と
が穿設されている。そして、パイロット穴１５の先端に
形成されたパイロット弁座１７に接離してパイロット穴
１５を開閉するプランジャ１８が、パイロット穴１５の
中心線上にその中心を合わせて配設されている。
【００２５】プランジャ１８はバネ１９により図中上方
向に付勢され、電磁コイル２０に通電されていない状態
では、バネ１９の付勢力によって図中上方に移動してパ
イロット弁座１７に当接し、パイロット穴が閉状態とな
る（図に示した状態）。一方、電磁コイル２０に通電さ
れた状態では、電磁コイル２０の周辺に形成される磁気
回路の漏洩磁束によりプランジャ１８がバネ１９の付勢
力に抗して下方に移動し、プランジャ１８がパイロット
弁座１７から離れてパイロット穴１５が開状態となる。
なお、パイロット弁座１７、プランジャ１８、バネ１
９、及び電磁コイル２０により本発明のパイロット電磁
弁が構成される。
【００２６】次に、電磁式給水弁１の作動について説明
する。電磁コイル２０への通電が遮断された状態では、
上述したようにプランジャ１８がパイロット弁座１７に
当接してパイロット穴１５が閉状態となる。そしてこの
状態では、流入室５から連絡穴１６を介してパイロット
室１４内に水が流れ込んでパイロット室１４内の水圧が
入水圧まで上昇し、パイロット室１４内の圧力が流出室
７内の圧力よりも高くなる。その結果、弁体１３が図中
上方に押し上げられ、弁体１３のダイヤフラム１０が弁
座９に当接して弁座９が閉状態となり、流入室５から流
出室７への通水が遮断される。
【００２７】一方、電磁コイル２０に通電された状態で
は、上述したようにプランジャ１８が下方に移動してパ
イロット弁座１７から離れ、パイロット穴１５が開状態
となる。そしてこの状態では、流入室５から連絡穴１６
を介してパイロット室１４内に流れ込んだ水はパイロッ
ト穴１５を介して流出室７に流出する。そのため、流入
室５からの入水圧力により弁体１３が図中下方に押し下
げられ、弁体１３が弁座９から離れて弁口８が開状態と
なり、流入室５から流出室７への通水が可能となる。
【００２８】そして、電磁式給水弁１においては、電磁
コイル２０への通電が遮断されて弁体１３のダイヤフラ
ム１０が弁座９に当接する際に、流入室５内の急激な圧
力変化により圧力波が生じてダイヤフラム１０が振動
し、該振動によりダイヤフラム１０と弁座９間の止水不
良が生じることを抑制するため、ダイヤフラム１０に第
１のガイド部３０（本発明の第１のガイド部材に相当す
る）が形成されている。以下、図２を参照して第１のガ
イド部３０の作用効果について説明する。
【００２９】図２は、電磁コイル２０への通電が遮断さ
れてパイロット穴１５が閉状態となり、弁体１３が上方
に移動する途中の状態を示している。第１のガイド部３
０は、弁体１３のダイヤフラム１０が弁座９に接近した
ときに、弁座９の外周面３１を外側から囲むように形成
されている。そして、弁座９の外周面３１と第１のガイ
ド部３０が対向するようになると、それまで水量制限穴
６により制限されていた流入室５から流出室７への通水
流量（以下、第１の制限流量という）が、弁座９と第１
のガイド部３０間の所定距離ｆに亘って、一定間隔の隙
間ｄにより該第１の制限流量よりも小さい流量（以下、
第２の制限流量という）に制限されるようになる。
【００３０】そのため、弁体１３が図中上方に移動して
ダイヤフラム１０が弁座９に当接する際に、流入室５か
ら流出室７への通水流量を前記第１の制限流量から前記
第２の制限流量に減少させてから、ダイヤフラム１０を
弁座９に当接させることができる。そして、これによ
り、弁体１３のダイヤフラム１０が弁座９に当接したと
きに生じる流入室５内の水圧変動を小さくしてダイヤフ
ラム１０の振動を抑制し、ダイヤフラム１０と弁座９間
の止水不良が生じることを防止することができる。
【００３１】また、弁座９と第１のガイド部３０が対向
した状態では、ダイヤフラム１０の振動により弁座９が
開閉しても、流入室５から流出室７への通水流量は前記
第２の制限流量以下に制限された一定流量となる。その
ため、ダイヤフラム１０の振動に連動して流入室５から
流出室７への通水流量が変動することが抑制され、これ
により、ダイヤフラム１０の振動が生じた場合であって
も水圧変動は継続せず、該振動を速やかに収束させるこ
とができる。
【００３２】また、第１のガイド部３０の先端部３２は
Ｒ形状をもって形成されている。そしてこのＲ形状は、
弁体１３が図中上方向に移動して弁座９と第１のガイド
部３０が対向し始めてから弁体１３が弁座９に接近して
隙間の間隔がｄとなるまで、弁座９と第１のガイド部３
０との隙間が次第に狭くなるように作用する。そのた
め、弁座９と第１のガイド部３０が対向し始めるとき
に、流入室５から流出室７への通水流量を該Ｒ形状に従
って、前記第１の制限流量から前記第２の制限流量へと
緩やかに変化させることができる。
【００３３】そして、これにより、流入室５内の水圧の
急激な変化を防止して、ダイヤフラム１０が弁座９に当
接したときに生じる圧力波を小さくし、ダイヤフラム１
０の振動を抑制することができる。さらに、このＲ形状
により、弁座９を第１のガイド部３０の内側に誘い込む
効果を得ることができる。
【００３４】また、ダイヤフラム板１２の弁座９の内側
に挿入される箇所には、弁体の移動を図中上下方向に規
制するフィン形状の第２のガイド部３３が形成され、こ
れにより弁体１３のダイヤフラム１０が弁座９に当接す
る際に、弁座９と第１のガイド部３０が確実に対向する
ようにしている。
【００３５】次に、本発明の第２の実施の形態につい
て、図３を参照して説明する。なお、図１及び図２に示
した構成と同様の構成については同一の符号を付して説
明を省略する。本第２の実施の形態における電磁式給水
弁は、前記第１の実施の形態における電磁式給水弁１に
対して弁体の構成のみが相違する。
【００３６】図３を参照して、本第２の実施の形態にお
ける弁体４０は、前記第１の実施の形態における弁体１
３と同様に、ゴム等の柔軟材料で形成されたダイヤフラ
ム４１の中央に形成された中心穴４２にダイヤフラム板
４３を嵌入して構成されている。そして、ダイヤフラム
４１には、弁体４０のダイヤフラム４１が弁座９に接近
したときに、弁座９の内周面５１と対向するように形成
された円筒形状の第１のガイド部５０（本発明の第１の
ガイド部材に相当する）が形成されている。
【００３７】図３は図２と同様に、電磁コイル２０への
通電が遮断されて弁体４０が上方に移動する途中の状態
を示している。弁体４０が上方に移動して弁座９の内周
面５１と第１のガイド部５０が対向するようになると、
それまで水量制限穴６により制限されていた流入室５か
ら流出室７への通水流量（第１の制限流量）が、弁座９
と第１のガイド部５０間の所定距離ｇに亘って一定間隔
の隙間ｅにより該第１の制限流量よりも小さい流量（以
下、第３の制限流量という）に制限されるようになる。
【００３８】そのため、弁体４０が図中上方に移動して
ダイヤフラム４１が弁座９に当接する際に、流入室５か
ら流出室７への通水流量を前記第１の制限流量から前記
第３の制限流量に減少させてから、ダイヤフラム４１を
弁座９に当接させることができる。そして、これによ
り、前記第１の実施の形態の場合と同様に、弁体４０が
弁座９に当接したときに生じる流入室５内の水圧変動を
小さくしてダイヤフラム４１の振動を抑制することがで
きる。
【００３９】また、弁座９と第１のガイド部５０が対向
した状態では、ダイヤフラム４１の振動により弁口８が
開閉しても、流入室５から流出室７への通水流量は前記
第３の制限流量以下に制限された一定流量になる。その
ため、ダイヤフラム４１の振動に連動して流入室５から
流出室７への通水流量が変動することが抑制され、これ
により、ダイヤフラム４１の振動が生じた場合であって
も水圧変動は継続せず、該振動を速やかに収束させるこ
とができる。
【００４０】また、第１のガイド部５０の先端部５２
は、前記第１の実施の形態における第１のガイド部材３
０と同様にＲ形状をもって形成され、これにより、弁座
９と第１のガイド部５０が対向し始めるときに流入室５
内の水圧が急激に変化することを抑制している。
【００４１】なお、前記第１及び第２の実施の形態で
は、第１のガイド部３０，５０の先端部をＲ形状とした
が、弁座９に弁体１３，４０が接近して隙間の間隔が
ｄ，ｅとなるまで、弁座９と第１のガイド部３０，５０
間の隙間が次第に狭くなる形状（例えば勾配形状等）で
あってもよい。また、該形状を有しない場合であって
も、閉弁時にダイヤフラム１０，４１の振動を速やかに
収束させる本発明の効果を得ることができる。
【００４２】また、前記第１及び第２の実施の形態で
は、第２のガイド部材３３を設けて弁体１３，４０の移
動を弁座９と対向する方向のみに規制したが、第２のガ
イド部材３３を設けない場合であっても、本発明の効果
を得ることができる。
【００４３】また、前記第１及び第２の実施の形態で
は、第１のガイド部３０，５０をダイヤフラム１０，４
１に一体に形成したが、ダイヤフラム板１２，４３のフ
ィン形状の第２のガイド部３３の下端部分７０（図２参
照）を円筒形状として該下端部分７０の外周面と弁座９
の内周面が隙間を持って対抗するようにし、該隙間によ
り流入室５から流出室７への通水流量を制限するように
してもよい。この場合は、下端部分７０が本発明の第１
のガイド部材として機能し、ダイヤフラム１０，４１に
第１のガイド部３０，５０を形成することが不要とな
る。
【００４４】また、前記第１及び第２の実施の形態で
は、本発明の水量制限部として水量制限穴６を用いた例
を示したが、ガバナ等により開弁時の流入室５から流出
室７への通水流量を制限してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電磁式給水
弁の全体構成図。
【図２】図１に示した電磁式給水弁の弁構造の詳細図。
【図３】本発明の第２の実施の形態における電磁式給水
弁の弁構造の詳細図。
【図４】従来の電磁式給水弁の全体構成図。
【符号の説明】
１…電磁式給水弁、２…本体、３…流入口、４…流出
口、５…流入室、６…水量制限穴、７…流出室、８…弁
口、９…弁座、１０，４１…ダイヤフラム、１２，４３
…ダイヤフラム板、１３，４０…弁体、１４…パイロッ
ト室、１５…パイロット穴、１６…連絡穴、１７…パイ
ロット穴、１８…プランジャ、３０…第１のガイド部、
３３…第２のガイド部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】水の流入口と連通した流入室と水の流出口
    と水量制限部を介して連通した流出室とが形成された本
    体と、前記流入室と前記流出室の間に形成された弁口に
    設けられた円筒形状の弁座と、該弁座に対向して設けら
    れて該弁口を開閉するダイヤフラム式の弁体と、該弁体
    の前記弁座と対向した側の反対側に設けられたパイロッ
    ト室と、前記流入室と該パイロット室とを連通する連絡
    穴と、前記弁体に設けられて前記パイロット室と前記流
    出室とを連通するパイロット穴と、該パイロット穴を開
    閉するパイロット電磁弁とを備えた電磁式給水弁におい
    て、 前記パイロット電磁弁により前記パイロット穴が閉じら
    れて前記弁口が開状態から閉状態に切換わるときに、前
    記弁体が前記弁座に着座する前に前記弁座の外周面又は
    内周面と隙間をもって対向し、該隙間により前記流入室
    から前記流出口への通水流量が前記水量制限部により制
    限される通水流量よりも小さくなるように制限する第１
    のガイド部材を前記弁体に備えたことを特徴とする電磁
    式給水弁。
  2. 【請求項２】前記第１のガイド部材を、前記隙間が所定
    距離に亘って一定の間隔となるように形成したことを特
    徴とする請求項１記載の電磁式給水弁。
  3. 【請求項３】前記第１のガイド部材の先端部を、前記弁
    体が前記弁座に接近する際に、前記隙間が次第に狭くな
    るように形成したことを特徴とする請求項１又は請求項
    ２記載の電磁式給水弁。
  4. 【請求項４】前記弁体を前記弁座と対向する方向のみに
    移動可能とする第２のガイド部材を備えたことを特徴と
    する請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の電
    磁式給水弁。
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