JP2007292088A - ダイヤフラム弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダイヤフラム弁体の位置の如何に関り無く一定の反転防止効果を発揮することができるとともに、ダイヤフラム弁体の移動ストロークを特に制約することの無いダイヤフラム弁装置を提供する。
【解決手段】可撓性のダイヤフラム膜３９と、ダイヤフラム膜３９の中央部と一体に軸線方向に進退移動する弁本体４０とを備えて構成されたダイヤフラム弁体２１を有するダイヤフラム弁装置において、弁本体４０に且つダイヤフラム膜３９の屈曲側とは反対側に、ダイヤフラム膜３９への当接作用によりダイヤフラム膜３９の反対側への反転屈曲を阻止する反転ストッパ５２を設けておく。
【選択図】 図２

Description

この発明は、ダイヤフラム膜の可撓性に基づいて水路を開閉するダイヤフラム弁装置に関する。

従来、外周端部が弁ハウジングに固定されて中央部が軸線方向に進退移動し、且つそれら外周端部と中央部との中間部が進退方向に屈曲形状をなす可撓性のダイヤフラム膜と、ダイヤフラム膜の中央部に固定されて中央部を保持し、その中央部と一体に軸線方向に進退移動する弁本体と、を備えて構成されたダイヤフラム弁体を有し、ダイヤフラム弁体の弁座への着座又は離座によって水路を開閉するダイヤフラム弁装置が便器のフラッシュバルブ装置その他各種用途に広く使用されている。

図５はこの種ダイヤフラム弁装置の具体例を示したものである。
図に示したものは、ダイヤフラム膜の軸線方向の屈曲長さを長くして弁体の移動ストロークを大きく確保したものの例で、尚且つダイヤフラム弁装置をパイロット式弁装置の主弁として構成したものの例である。

図において２００は主水路、２００Ａはその主水路２００における流入側水路（１次側水路）、２００Ｂは流出側水路（２次側水路）である。
２０２は弁座２０４への着座又は離座によって、流入側水路２００Ａと流出側水路２００Ｂとを連通又は遮断し、主水路２００を開閉する主弁体としてのダイヤフラム弁体である。
ダイヤフラム弁体２０２は、可撓性を有するゴム等の弾性材にて構成されたダイヤフラム膜２０６と、硬質で剛性の高い弁本体２０７とで構成されている。

ダイヤフラム膜２０６は、外周端部が弁ハウジング２０８に固定されており、中央部がその軸線方向に進退移動可能とされている。
そしてその中央部に弁本体２０７が固定されて中央部を保持し、かかる弁本体２０７がダイヤフラム膜２０６の中央部と一体に進退移動するようになっている。

ダイヤフラム膜２０６は、外周端部と中央部との間の中間部が図中上向き、即ちダイヤフラム弁体２０２の後退方向に断面Ｕ字状に大きく屈曲した形状をなしている。図中２１０はその屈曲部分を表している。
この例では屈曲部分２１０の屈曲長、具体的には屈曲部分２１０を軸線方向に延ばしたときの軸線方向の長さが大きくされており、これによりダイヤフラム弁体２０２がリフトアップしたときのリフトアップ量、即ちその移動ストロークを大きく確保することができる。
即ちダイヤフラム弁体２０２は、移動ストロークの大きいロングストロークの弁体となっている。

ここでダイヤフラム膜２０６は、中央部が弁本体２０７における屈曲部分２１０側の挟持部２０７-１と反対側の挟持部２０７-２とで挟持されて、弁本体２０７に一体移動状態に固定されている。

２１２はダイヤフラム弁体２０２の背後に形成された圧力室で、この圧力室２１２は、内部の水の圧力をダイヤフラム弁体２０２に対して閉弁方向（図中下方向）に作用させる。
２１４はこの圧力室２１２に連通して設けられた水抜水路としてのパイロット水路で、このパイロット水路２１４上に設けられた図示しないパイロット弁が開かれることによって、圧力室２１２内部の水がパイロット水路２１４を通じて抜き出される。
ここにおいて圧力室２１２の圧力が減少及び消失して、ダイヤフラム弁体２０２が流入側水路２００Ａの給水圧により図中上向きに持ち上げられて開弁する。

弁本体２０７には、これを貫通して流入側水路２００Ａの水を圧力室２１２に導入する導入小孔２１６Ａ，２１６Ｂ，２１６Ｃが設けられている。
ダイヤフラム弁体２０２の開弁後においてパイロット弁が閉弁し、パイロット水路２１４が閉じられると、流入側水路２００Ａの水がこの導入小孔２１６Ａ，２１６Ｂ，２１６Ｃを通じて圧力室２１２に導入されて圧力室２１２の圧力が増大する。
そして圧力室２１２の圧力が所定圧力となることで再びダイヤフラム弁体２０２が、圧力室２１２の圧力で図中下向きに押圧されて閉弁する。

ところでこの種のダイヤフラム弁装置の場合、ダイヤフラム膜２０６が図５（Ｂ）に示しているように反転を生じ易い問題があり、而してそのような反転が生じるとダイヤフラム弁装置が正常に作動しなくなる問題を生ずる。
特に図５に示すロングストロークのダイヤフラム弁装置の場合、そのロングストロークによって一回の吐水で長い時間吐水させ、また多くの水量を吐水することが可能である一方、ダイヤフラム膜２０６の長さ、詳しくは屈曲部分２１０の屈曲長が長いことから特に上記のような反転或いは様々な変形を生じ易い。

例えばダイヤフラム弁体２０２の閉弁状態の下で、共通の配管を介して接続されている他のフラッシュバルブ装置その他の水栓装置が作動し、給水を行ったときにこうした現象が起こり易い。
流入側水路２００Ａにおける給水圧が、隣接したフラッシュバルブ装置等の給水装置等による給水により一時的に急激に低下し、このとき圧力室２１２内の水に気泡が含まれていると、その気泡が流入側水路２００Ａの急激な圧力低下によって膨張し、これに伴ってダイヤフラム膜２０６の屈曲部分２１０に対してこれを図中下向きに押す力が強く働いて、その結果ダイヤフラム膜２０６の屈曲部分２１０が図５（Ｂ）に示すように屈曲方向とは逆方向に反転変形したり、或いは完全に反転しないまでも不完全反転形状その他様々な形状に変形を生じてしまうのである。

而して一旦このような反転変形が生じると、次に再びダイヤフラム弁体２０２が開弁してその後閉じるときに、反転変形したダイヤフラム膜２０６による図中上向きの抵抗力が働くことによって、ダイヤフラム弁体２０２が完全に閉まり切らず、弁座２０４との間に隙間を生ぜしめてしまう。
そしてそのことによって水が漏れっ放しとなったり、或いはまたダイヤフラム弁体２０２が閉弁に近い位置、即ち弁座２０４に近い位置で複雑な動きや振動を生じて、それによる異音を発生するといった問題も生ずる。

以上はダイヤフラム膜の反転を生ぜしめる代表的な事例であるが、ダイヤフラム膜、特に屈曲長の大きなロングストロークのダイヤフラム膜にあっては、ダイヤフラム弁体の移動途中を含めて様々な状態の下で且つ様々な原因で反転を生じる恐れを有している。

尚、下記特許文献１にはダイヤフラム弁装置においてダイヤフラム膜の反転を防止することを目的としたものが開示されている。
図６はその具体例を示している。
図示のものは、弁ハウジング２１８に反転ストッパ２２０を固定的に設け、ダイヤフラム弁体２２２の移動途中でこの反転ストッパ２２０の当接作用によりダイヤフラム膜２２４の反転を防止するようになしている。

しかしながらこの図６に示すダイヤフラム弁装置では、反転ストッパ２２０がダイヤフラム膜２２４の移動ストローク途中に固定的に設けられているため、ダイヤフラム膜２２４即ちダイヤフラム弁体２２２の移動ストロークが反転ストッパ２２０にて制約されてしまう。
また反転ストッパ２２０が位置固定に設けられているため、ダイヤフラム弁体２２２の移動途中の位置、即ちダイヤフラム膜２２４の移動途中の位置の変化によって反転防止の効果が変化してしまう。

特開昭５５−１４１２７号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、ダイヤフラム弁体の位置の如何に関り無く一定の反転防止効果を発揮することができるとともに、ダイヤフラム弁体の移動ストロークを特に制約することの無いダイヤフラム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。

而して請求項１のものは、(a)外周端部が弁ハウジングに固定されて、中央部が軸線方向に進退移動し、且つそれら外周端部と中央部との中間部が進退方向に屈曲形状をなす可撓性のダイヤフラム膜と、(b)該ダイヤフラム膜の中央部に固定されて該中央部を保持し、該中央部と一体に前記軸線方向に進退移動する弁本体と、を備えて構成されたダイヤフラム弁体を有し、該ダイヤフラム弁体の弁座への着座又は離座によって水路を開閉するダイヤフラム弁装置において、前記弁本体に且つ前記ダイヤフラム膜の前記屈曲側とは反対側に、該ダイヤフラム膜への当接作用により該ダイヤフラム膜の該反対側への反転屈曲を阻止する反転ストッパを設けたことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記反転ストッパは、前記ダイヤフラム膜の屈曲部分の付根曲り部との間に間隔形成する状態で、前記弁本体の中央部の側から外周側に前記軸線と直角方向に延出した形状をなしていることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１において、前記反転ストッパは、前記ダイヤフラム膜の屈曲部分の付根曲り部と同方向に湾曲した曲り形状をなしていることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記弁本体は前記ダイヤフラム膜の前記中央部を前記屈曲側の挟持部と反対側の挟持部とで挟持しており、該反対側の挟持部に前記反転ストッパが設けられていることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、ダイヤフラム弁体をダイヤフラム膜とともに構成する弁本体、即ちダイヤフラム膜の中央部と一体に進退移動する弁本体に、且つダイヤフラム膜の屈曲側とは反対側に、ダイヤフラム膜への当接作用によってダイヤフラム膜の反対側への反転屈曲を阻止する反転ストッパを設けたもので、本発明によれば、弁本体に設けた反転ストッパによってダイヤフラム膜が屈曲側と反対側に反転するのを良好に防止することができる。
従ってダイヤフラム膜の反転によって、ダイヤフラム弁体が完全に閉まり切らず水が漏れっ放しとなったり、或いは閉弁状態で複雑な振動や動きを生じて異音を発生するといった問題を解決することができる。

また本発明では、反転ストッパがダイヤフラム膜と一体に移動する弁本体に設けてあることから、ダイヤフラム弁体の移動ストローク途中のどの位置にあっても、反転ストッパが最大限その効果を発揮し得てダイヤフラム膜の反転を十分に防止でき、ダイヤフラム膜の完全反転に至る前の中間の反転変形やその他様々な変形を十分に防止することができる。
また反転ストッパがダイヤフラム弁体と一体に移動する弁本体に設けてあることから、かかる反転ストッパを設けることによってダイヤフラム弁体の移動ストロークが制約を受けてしまうといった問題を生じない利点を有する。

本発明では、上記反転ストッパを、ダイヤフラム膜の屈曲部分の付根曲り部との間に間隔形成する状態で弁本体の中央部の側から外周側に、軸線と直角方向に延出した形状で設けておくことができる（請求項２）。

或いはこの反転ストッパは、ダイヤフラム膜の屈曲部分の付根曲り部と同方向に湾曲した曲り形状となしておくことができる（請求項３）。
このようになした場合、ダイヤフラム膜の反転変形をより効果的に防止することができる。
またこの請求項３によれば、反転ストッパが単に軸線と直角方向に延びているだけの場合に比べて、ダイヤフラム弁体の開弁時に水流の円滑な流れを妨げず、水流量を増大させ得る利点が得られる。

本発明ではまた、弁本体に一対の挟持部を設けて、それら挟持部にてダイヤフラム膜の中央部を挟持するようになし、そしてダイヤフラム膜の屈曲側とは反対側の挟持部に、上記反転ストッパを設けておくことができる（請求項４）。

次に本発明をフラッシュバルブ装置に適用した場合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はフラッシュバルブ装置で、ボデー１２の内部に主水路１４を構成する流入側水路（１次側水路）１４Ａと、流出側水路（２次側水路）１４Ｂとを有しており、また主水路１４の開度を調節する止水栓１６がボデー１２に設けられている。
ここで止水栓１６は、弁体１８を弁座２０に着座させることによって主水路１４を閉鎖し、また弁体１８を弁座２０から離座させることで且つ離間量を調節することで、主水路１４の開度調節を行い、主水路１４を流通する水量を調節する。

主水路１４上には、主弁としてのダイヤフラム弁体２１が設けられており、このダイヤフラム弁体２１が弁座２２に着座し又はこれから離座することによって、流入側水路１４Ａと流出側水路１４Ｂとが遮断又は連通され、主水路１４が開閉される。
ダイヤフラム弁体２１の背後（図中上側）には圧力室２３が形成されている。
この圧力室２３は、内部の水の圧力をダイヤフラム弁体２１に対し下向き（閉弁方向）の押圧力として作用させる。

２４はこの圧力室２３に連通して設けられた水抜水路としてのパイロット水路で、このパイロット水路２４上にパイロット弁２６が設けられている。
圧力室２３内部の水は、このパイロット弁２６を開弁させることで、パイロット水路２４を経て流出側水路１４Ｂへと抜き出され、ここにおいて圧力室２３の圧力が消失してダイヤフラム弁体２１が、流入側水路１４Ａの給水圧により図中上向きに押し上げられて開弁する（図３参照）。

一方ダイヤフラム弁体２１には、図２に示しているようにこれを貫通して流入側水路１４Ａの水を圧力室２３に導入する導入小孔２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃが設けられている。
上記パイロット弁２６を閉弁した状態の下では、この流入側水路１４Ａの水が導入小孔２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃを通じて圧力室２３に導かれることで圧力室２３の圧力が増大し、そしてその圧力が所定圧力となることで、一旦開弁したダイヤフラム弁体２１が圧力室２３の圧力により図中下向きに移動して弁座２２に着座し、閉弁する。

尚図１に示しているように、ボデー１２にはダイヤフラム弁体２１の開弁時にこれに当接して開弁量、即ちそのリフトアップ量を規制するストッパ３０が設けられている。

上記パイロット弁２６は、弁体（パイロット弁体）３２と弁座（パイロット弁座）３４とを有している。
弁体３２は、通常時はスプリング３６によって閉弁状態とされている。
この状態で押ボタン式の操作部３８を、スプリング３６の付勢力に抗して図中右向きに押し込むと、弁体３２が弁座３４から離れてパイロット弁２６が開弁し、圧力室２３をパイロット水路２４を介して流出側水路１４Ｂと連通させ、圧力室２３の圧力を抜いて主弁としてのダイヤフラム弁体２１を開弁させる。
また操作部３８に対する押込みを止めると、スプリング３６にてパイロット弁２６が閉弁し、その後圧力室２３の圧力が増大してダイヤフラム弁体２１が閉弁する。

上記ダイヤフラム弁体２１は平面形状が円形状をなしており、図２に詳しく示しているようにダイヤフラム膜３９と、弁本体４０とを有している。
ダイヤフラム膜３９は、可撓性を有するゴム等の弾性材にて構成されており、その外周端部が弁ハウジング４２に固定状態に取り付けられており、中央部が軸線方向即ち図２中上下方向に移動可能とされている。

ダイヤフラム膜３９は、外周端部と中央部との間の中間部が図中上向きに断面Ｕ字状に大きく屈曲した形状をなしている。図中４４はその屈曲部分を表している。
屈曲部分４４は、それぞれ筒状をなす内周部４４Ａと、外周部４４Ｂとが図中上端の湾曲部で繋がった形状をなしており、そしてその内周部４４Ａの略全体が、閉弁状態の下で弁本体４０の外面に接触した状態に保持されている。
ここで屈曲部分４４の付根、詳しくは内周部４４Ａの付根は略円弧形状の曲り形状をなしている。

上記弁本体４０は、この実施形態では硬質の樹脂性部材にて構成されている。
この弁本体４０は、ダイヤフラム膜３９における屈曲部分４４側の挟持部４０-１と、反対側の挟持部４０-２とを有しており、それらでダイヤフラム膜３９の中央部を挟持する状態にダイヤフラム膜３９に固定され、かかる弁本体４０が、ダイヤフラム膜３９の中央部と一体に図中上下方向、即ち軸線方向に進退移動させられるようになっている。
尚、４６はダイヤフラム弁体２１に設けられた弾性材からなるシール部で、ダイヤフラム弁体２１はこのシール部４６において弁座２２に着座して流入側水路１４Ａと流出側水路１４Ｂとを水密に遮断する。

図２において、４８はボデー１２に一体に構成された円筒部で、その内側に上記の流出側水路１４Ｂが形成され、また上端部に上記の弁座２２が形成されている。
そして弁本体４０には、この円筒部４８内部に挿入されてダイヤフラム弁体２１の開閉時の移動案内をなすガイド５０が、図中下向きに突出する形態で設けられている。

本実施形態では、弁本体４０における上記挟持部４０-２に、中央部側から外周側に軸線と直角方向に延び出した反転ストッパ５２が一体に形成されている。
この反転ストッパ５２はダイヤフラム膜３９、詳しくは屈曲部分４４が図中上向きから下向きに反転変形するのを、ダイヤフラム膜３９に対する当接作用で阻止する働きをなすもので、ここでは反転ストッパ５２はダイヤフラム膜３９の屈曲部分４４、詳しくは内周部４４Ａの付根曲り部との間に間隔Ｓを形成する状態で、屈曲部分４４の図中左右方向の略中央部の位置まで外向きに延び出している。
ここで反転ストッパ５２は、平面形状が全体として円環状をなしている。

本実施形態では、上向きに断面Ｕ字状に屈曲した形状をなすダイヤフラム膜３９が図中下向きに反転しようとしたとき、弁本体４０に設けられた反転ストッパ５２がダイヤフラム膜３９に当接して、その変形を阻止するように働く。
従って本実施形態のダイヤフラム弁装置にあっては、屈曲部分４４の屈曲長が長く、移動ストロークの大きなダイヤフラム弁装置であっても、ダイヤフラム膜３９の反転変形が良好に防止される。
従ってダイヤフラム膜３９の反転によってダイヤフラム弁体２１が完全に閉まり切らず水が漏れっ放しとなったり、或いは閉弁状態で複雑な振動や動きを生じて異音を発生するといった問題を解決することができる。

また本実施形態では、反転ストッパ５２がダイヤフラム膜３９と一体に移動する弁本体４０に設けてあることから、ダイヤフラム弁体２１の移動ストローク途中のどの位置にあっても、反転ストッパ５２が最大限その効果を発揮し得てダイヤフラム膜３９の反転を十分に防止でき、ダイヤフラム膜３９の完全反転に至る前の中間の反転変形やその他様々な変形を十分に防止することができる。
また反転ストッパ５２がダイヤフラム弁体２１と一体に移動する弁本体４０に設けてあることから、かかる反転ストッパ５２を設けることによって、ダイヤフラム弁体２１の移動ストロークが制約を受けてしまうといった問題も生じない。

図４は本発明の他の実施形態の要部を示している。
この例では反転ストッパ５２を、軸線と直角方向に延びる水平部５２-１と、軸線方向に立ち上がる立上り部５２-２と、それらを連絡する湾曲部５２-３とで構成し、反転ストッパ５２全体をダイヤフラム膜３９の屈曲部分４４の付根曲り部、詳しくは内周部４４Ａの付根曲り部と同方向に湾曲した曲り形状となし、そして立上り部５２-２の内面を内周部４４Ａの外面にあてがうようになしている。
このようになした場合、ダイヤフラム膜３９の反転変形をより効果的に防止することができる。

またこの実施形態では、反転ストッパ５２をダイヤフラム膜３９の屈曲部分４４の付根曲り部との間に間隔Ｓを形成する状態で、軸線と直角方向に延出させただけの場合に比べて、反転ストッパ５２がダイヤフラム弁体２１の開弁時における水流の円滑な流れを妨げず、水の流れが良好となって水流量が増大する利点が得られる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、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。

本発明のダイヤフラム弁装置をフラッシュバルブ装置に適用した場合の一実施形態を示す図である。 図１のダイヤフラム弁装置を閉弁状態で示す要部拡大図である。 図１のダイヤフラム弁装置を開弁状態で示す要部拡大図である。 本発明の他の実施形態を示す要部拡大図である。 従来のダイヤフラム弁装置の一例を問題点とともに示す図である。 従来のダイヤフラム弁装置の図５とは異なる一例を示す図である。

符号の説明

１０ フラッシュバルブ装置
１４ 主水路（水路）
２１ ダイヤフラム弁体
２２ 弁座
３９ ダイヤフラム膜
４０ 弁本体
４０-１，４０-２ 挟持部
４２ 弁ハウジング
４４ 屈曲部分
５２ 反転ストッパ
５２-１ 水平部
５２-２ 立上り部
５２-３ 湾曲部
Ｓ 間隔

Claims (4)

1. (a)外周端部が弁ハウジングに固定されて、中央部が軸線方向に進退移動し、且つそれら外周端部と中央部との中間部が進退方向に屈曲形状をなす可撓性のダイヤフラム膜と、(b)該ダイヤフラム膜の中央部に固定されて該中央部を保持し、該中央部と一体に前記軸線方向に進退移動する弁本体と、を備えて構成されたダイヤフラム弁体を有し、該ダイヤフラム弁体の弁座への着座又は離座によって水路を開閉するダイヤフラム弁装置において、
   前記弁本体に且つ前記ダイヤフラム膜の前記屈曲側とは反対側に、該ダイヤフラム膜への当接作用により該ダイヤフラム膜の該反対側への反転屈曲を阻止する反転ストッパを設けたことを特徴とするダイヤフラム弁装置。
2. 請求項１において、前記反転ストッパは、前記ダイヤフラム膜の屈曲部分の付根曲り部との間に間隔形成する状態で、前記弁本体の中央部の側から外周側に前記軸線と直角方向に延出した形状をなしていることを特徴とするダイヤフラム弁装置。
3. 請求項１において、前記反転ストッパは、前記ダイヤフラム膜の屈曲部分の付根曲り部と同方向に湾曲した曲り形状をなしていることを特徴とするダイヤフラム弁装置。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記弁本体は前記ダイヤフラム膜の前記中央部を前記屈曲側の挟持部と反対側の挟持部とで挟持しており、該反対側の挟持部に前記反転ストッパが設けられていることを特徴とするダイヤフラム弁装置。

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