JP2009024780A

JP2009024780A - 定流量弁装置

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Publication number: JP2009024780A
Application number: JP2007188867A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Hashimoto; 衛橋本
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2007-07-19
Filing date: 2007-07-19
Publication date: 2009-02-05

Abstract

【課題】圧力損失が少なく、給水圧の低い低圧地域においても支障無く使用することのできる定流量弁装置を提供する。
【解決手段】主弁２４を有する電磁弁２２と、一方の面が主弁２４に対する１次側流路３２の１次側圧力を受ける１次側受圧面８０とされ、反対側の他方の面が主弁２４に対する２次側流路３４の２次側圧力を受ける２次側受圧面８２とされた弁体６８及び弁体６８の２次側受圧面８２に対して、２次側圧力の作用方向に付勢力を作用させるコイルばね８４を有し、弁体６８の移動により流路に対する絞りを変えることで１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との差圧ΔＰを一定に保ち、主弁２４を通過する水の流量を主弁２４の開度に応じて定流量化する定差圧弁６６とを備えて定流量弁装置１６を構成する。
【選択図】図２

Description

この発明は定流量弁装置に関し、詳しくは１次側圧力と２次側圧力との差圧を一定に保って主弁を通過する水の流量を定流量化する定流量弁装置に関する。

従来、流路の水を通過させるオリフィスを備え、オリフィスに対する１次側流路の１次側圧力と、オリフィスに対する２次側流路の２次側圧力との差圧を一定に保って、オリフィスを通過する水の流量を定流量化する定差圧式の定流量弁が公知である。
図１０はその具体例を示している。
同図において２００は流入口，２０２は流出口、２０４は流入口２００から流入口２０２に到る流路上に設けられた定流量弁２０１における弁体で、弁部２０６と２０８とを有している。ここで弁部２０６は弁部２０８に対して大径をなしている。
弁部２０６には貫通のオリフィス２１０が設けられており、流入口２００から流入した水は、１次側流路２１２を経てオリフィス２１０を通過し、そして２次側流路２１４を経て流出口２０２から流出する。

弁部２０６の図中上面は１次側流路２１２の１次側圧力を受ける１次側受圧面２１６を成し、また反対側の下面は２次側流路２１４の２次側圧力を受ける２次側受圧面２１８を成している。
そしてこの２次側受圧面２１８に対して、ばね２２０の付勢力が図中上方、即ち２次側受圧面２１８に対する２次側圧力の作用方向に及ぼされている。

上記弁部２０８の図中上側の背後には圧力室２２４が形成されていて、そこに弁体２０４を貫通する連通路２２６を通じて２次側圧力が導かれている。
この弁部２０８の図中上面は２次側圧力を受ける２次側受圧面２２８をなし、また図中下面は１次側圧力を受ける１次側受圧面２３０をなしている。

但し弁部２０８の１次側受圧面２３０に対する図中上向きの１次側圧力と、弁部２０６の１次側受圧面２１６に対する図中下向きの１次側圧力は１次側受圧面２３０の面積分だけ相殺され、大径をなす弁部２０６の１次側受圧面２１６の面積と、弁部２０８の１次側受圧面２３０の面積との面積差分だけ、１次側圧力が弁体２０４を図中下向きに押す力として作用している。
同様に弁部２０６の２次側受圧面２１８の面積と弁部２０８の２次側受圧面２２８の面積との面積差分だけ、２次側圧力が弁体２０４を図中上向きに押す力として作用している。

この定差圧式の定流量弁２０１では、弁体２０４に対して図中下向きに働く１次側圧力Ｐ_１と、弁体２０４に対して図中上向きに働く２次側圧力Ｐ_２及びばね２２０による図中上向きの付勢力とが釣り合うように弁体２０４が図中上下に動作する。
即ち、１次側圧力Ｐ_１が高くなると弁体２０４が図中下向きに移動して流路に対する絞りを大とし、そこでの圧損を大とすることで１次側圧力Ｐ_１を低くして、Ｐ_１とＰ_２との差圧ΔＰを一定に保ち、弁体２０４に対する図中下向きの力と上向きの力とをバランスさせる。
また１次側圧力Ｐ_１が低くなると弁体２０４が図中上向きに移動して流路に対する絞りを小とし、そこでの圧損を小とすることで１次側圧力Ｐ_１を高くして、Ｐ_１とＰ_２との差圧ΔＰを一定に保ち、弁体２０４に対する図中下向きの力と上向きの力とをバランスさせる。
即ち弁体２０４はＰ_１とＰ_２との差圧を一定に保つ定差圧弁の弁体として働いている。

この定流量弁２０１において、オリフィス２１０を流通する水の流量は次の式（１）で与えられる。

但し式（１）中、Ｑは流量で，ａはオリフィス２１０の流路面積，ｃは定数で、ΔＰはＰ_１とＰ_２との差圧，ρは水の比重である。
而してこの定流量弁２０１にあっては、差圧ΔＰが一定に保たれるため、オリフィス２１０を通過して流れる流量は一定流量に保たれる。

ところで、人体検知センサによる人体検知・非検知に基づいて吐水口からの吐水・吐水停止（止水）を自動的に行う自動水栓が公共のトイレその他において広く用いられている。
通常、この自動水栓では吐水口からの吐水を定流量化するために定流量弁が用いられる。
図１１（Ａ）はこれを具体的に表したもので、２３２は自動水栓の吐水部、２３４は吐水口である。

２３６は吐水部２３２への給水の流路で、この流路２３６上に吐水口２３４からの吐水及び吐水停止を行うための吐止水弁としの電磁弁２３８と、定流量弁２０１とが直列に設けられている（自動水栓では定流量弁としてゴムリングを用いたものも使用されるが、その原理は図１０に示した定差圧式の定流量弁２０１と基本的に同じである）。
尚、２４０は流路２３６の流量を調節し又は止水するための止水栓である。

このような定流量弁２０１を流路２３６上に設けておくことで吐水時の吐水の流量を定流量化でき、自動水栓の設置施工時の流量調節のための作業を簡便化することができる。
ところがこのような定流量弁２０１を流路２３６上に組み込んでおくと、吐水口２３４からの吐水の流量を定流量化できる一方で、流路２３６上において圧損（圧力損失）が大となってしまう。

上記説明から明らかなように、定流量弁２０１ではオリフィス２１０において圧損を生じ、また定差圧を生ぜしめる弁体２０４の弁部２０８による流路に対する絞り作用によって、即ち弁部２０８による絞り部においても圧損を生じる。
また水が電磁弁２３８の主弁２４２（図１１（Ｂ）参照）を通過する際に、そこでも圧損を生じる。

そのため、例えば給水圧力が０．１ＭＰａを下回るような低圧地域に自動水栓を設置した場合、それらの圧損によって必要な流量を確保できない場合が生じる。
そうした場合、通常は定流量弁２０１を外した状態で自動水栓を設置し、そして止水栓２４０において流量調節を行うようにする。

ところが自動水栓は公共のトイレ等に多数並べて設置されることが多く、この場合、１つの自動水栓から定流量弁２０１を外して止水栓２４０で流量調節すると、他の自動水栓での給水圧が変化し、従ってこの場合には全ての自動水栓について、定流量弁を外した上で、それぞれについて止水栓２４０を操作し流量調節を行わなければならず、その作業が著しく煩雑となってしまう。

以上自動水栓を中心として述べたが、こうした問題は自動水栓以外の水栓を設置するに際しても生じ得る問題である。
尚、本発明に対する関連文献として下記特許文献１がある。
この特許文献１には、定差圧式の定流量弁に可変絞りを設けたものが開示されている。
この特許文献１に開示のものは定差圧式の定流量弁に関するものである点で本発明と一部共通しているが、特徴的な技術的思想において本発明とは異なったものである。

特公平３−１６５２４号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、圧力損失が少なく、給水圧の低い低圧地域においても支障無く使用することのできる定流量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、(イ)主弁を有する吐止水弁と、(ロ)(ａ)一方の面が該吐止水弁の主弁に対する１次側流路の１次側圧力を受ける１次側受圧面とされ、反対側の他方の面が該主弁に対する２次側流路の２次側圧力を受ける２次側受圧面とされた弁体、及び(ｂ)該弁体に対して該２次側圧力の作用方向に付勢力を作用させるばね、を有し、該弁体の移動により流路に対する絞りを変えることで前記１次側圧力と２次側圧力との差圧を一定に保ち、前記主弁を通過する水の流量を該主弁の開度に応じて定流量化する定差圧弁と、を備えて成ることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記吐止水弁がパイロット弁を有し、該パイロット弁の弁体の移動に追従して前記主弁の弁体を移動させるパイロット式吐止水弁であることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記定差圧弁の弁体が前記２次側流路中に設けられ、前記２次側圧力が高くなると該２次側流路に対する絞りを大とする方向に移動して該２次側圧力を高め、以て前記１次側圧力と２次側圧力との前記差圧を一定に保つようになしてあ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、前記ばねの付勢力の調節手段を備えていることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記吐止水弁がセンサによる人体感知に基づいて自動的にオン・オフする自動水栓の電磁弁であ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の定流量弁装置は、吐止水弁と、一方の面が吐止水弁の主弁に対する１次側流路の１次側圧力を受ける１次側受圧面とされ、反対側の他方の面が２次側流路の２次側圧力を受ける２次側受圧面とされた弁体及びその弁体に対して２次側圧力の作用方向に付勢力を作用させるばねを有する定差圧弁と、を備えて成るもので、この定流量弁装置では、定差圧弁が主弁に対する１次側圧力と２次側圧力との差圧を一定に保つ働きをなす。
その結果、主弁を通過する水の流量は主弁の開度に応じて一定流量となる。

即ちこの定流量弁装置では、吐止水弁における主弁の主弁体と主弁座との間の隙間が、図１０に示す定流量弁装置におけるオリフィス２１０としての働きをなし、従ってその主弁の開度が一定であれば、その開度によって定まる流路面積（図１０のオリフィス２１０の流路面積に相当）に応じた流量で水が主弁を通過する。
またその主弁の開度を変化させれば、その変化後の主弁の開度に応じた定流量で水が主弁を通過する。

この定流量弁装置は、定差圧弁と水の通過部（図１０の定流量弁２０１ではオリフィス２１０がこれに相当する）を有するものであるが、本発明の定流量弁装置では、その水の通過部が吐止水弁の主弁である点が特徴である。
従ってその吐止水弁を自動水栓のオン・オフ式の電磁弁となした場合（請求項５）、その電磁弁の主弁が図１１（Ｂ）の定流量弁２０１におけるオリフィス２１０を兼ねていることから、圧力損失を生じる個所が、定流量弁２０１の定差圧弁詳しくは弁体２０４の弁部２０８による絞り部と、電磁弁の主弁との２個所となる（図１１（Ａ）の自動水栓では圧損を生じる個所が、定流量弁２０１のオリフィス２１０と、定差圧弁詳しくは弁体２０４の弁部２０８による絞り部と、電磁弁の主弁２４２との３個所であるのに対し）。

従ってこの場合には全体としての圧損が少なくなり、従ってかかる自動水栓を０．１ＭＰａを下回るような給水圧の低い低圧地域に設置するに際しても、吐水口からの吐水の流量を十分に確保することが可能となる。
これにより自動水栓を低圧地域に設置するに際して煩雑な流量の調節作業をしなくても良く、自動水栓の設置作業を容易に行えるようになる。
ここで上記主弁はダイヤフラム弁であっても良いし又はピストン弁その他形態の弁であっても良い。

上記ばねは、好適には弁体の２次側受圧面に対し２次側圧力の作用方向に付勢力を作用させるように設置しておくことができる。
また本発明では上記吐止水弁を、パイロット弁を有し、パイロット弁の弁体の移動に追従して主弁の弁体を移動させるパイロット式吐止水弁としておくことができる（請求項２）。
このようにしておけば、主弁を動作させるのに必要な力が少なくて済み、操作を軽く行うことが可能となる。

本発明ではまた、上記定差圧弁の弁体を、吐止水弁の主弁に対する２次側流路中に設け、２次側圧力が高くなると２次側流路に対する絞りを大とする方向に移動して２次側圧力を高め、以て１次側圧力と２次側圧力との差圧を一定に保つようになしておくことができる（請求項３）。

本発明では、更に、上記ばねの付勢力の調節手段を備えておくことができる（請求項４）。
このようにしておけば、１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との一定の差圧の大きさを調節でき、そのことによって流量を更に微調節できる利点が得られる。

次に本発明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は自動水栓の吐水部で、１２は吐水部１０に備えられた吐水口である。
１４は吐水部１０に向けて給水を行うための流路で、この流路１４上に定流量弁装置１６と、その上流側において給水の流量を調節し又は止水する止水栓１８が設けられている。

図２に、定流量弁装置１６の構成が具体的に示してある。
同図において、２０は定流量弁装置１６における本体ボデーで、その内部且つ流路１４上に、ダイヤフラム弁からなる主弁（電磁弁２２の主弁）２４が設けられている。
主弁２４は、硬質樹脂からなる保持部材２６と、この保持部材２６にて保持されたゴム製のダイヤフラム膜２８とからなる主弁体２７、及びこれを着座させる主弁座２９を有している。
ここで主弁座２９は、図中上向きに起立する円筒部３０の上端部にて構成してある。

３２は、主弁２４に対して上流側流路となる１次側流路で、この１次側流路３２を通じて送られた水は主弁２４を通過して、詳しくは主弁体２７と主弁座２９との間の隙間を通過して、円筒部３０の内側の流路及びこれに続く流路からなる２次側流路３４へと流れ、更に出側流路３６を通じて上記の吐水部１０へと供給される。

３８は、主弁２４の背後に形成された第１の圧力室で、この圧力室３８は、内部の圧力を主弁体２７に対し閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁２４における主弁体２７には、これを貫通して１次側流路３２と圧力室３８とを連通させる導入小孔４０が設けられている。
この導入小孔４０は、１次側流路３２の水を圧力室３８へと導き入れて圧力室３８の圧力を増大させる。

本体ボデー２０には、この圧力室３８と主弁２４の下流側の流路、ここでは出側流路３６とを連通させる水抜き水路としてのパイロット水路４２が設けられている。
ここでパイロット水路４２は、圧力室３８内の水を下流側に抜いて圧力室３８の圧力を低下させる。

このパイロット水路４２上には、主弁２４とともに電磁弁（吐止水弁）２２を構成するパイロット弁（電磁パイロット弁）４４が設けられている。
このパイロット弁４４は、プランジャ式のパイロット弁体４６と、これを着座させるパイロット弁座４７，通電により電磁力を発生させてパイロット弁体４６を開弁させる電磁コイル４８，パイロット弁体４６を図中下向きに付勢してこれを閉弁状態に保持するばね５０を有している。

このパイロット弁４４は、パイロット弁体４６の先端部のゴムシール部５２を、パイロット弁座４７に着座させることで、パイロット水路４２を連通遮断し、またシール部５２をパイロット弁座４７から図中上向きに離間させることで、パイロット水路４２を連通状態とする。

本実施形態において、電磁弁２２は、パイロット弁４４を閉弁させることでパイロット水路４２を遮断する。
すると主弁体２７を貫通する導入小孔４０を通じて圧力室３８に導かれる水により圧力室３８の圧力が上昇し、主弁体２７に対する閉弁方向の押圧力を高める。ここにおいて主弁体２７が主弁座２９に着座して閉弁状態となる。

一方パイロット弁体４６を開弁させると、パイロット水路４２が連通状態となることによって、圧力室３８内の水がパイロット水路４２を通じて下流側に抜かれ、ここにおいて圧力室３８の圧力が低下して、主弁体２７が１次側流路３２の給水の圧力によって図中上向きに押し上げられ開弁する。
ここにおいて１次側流路３２の水が、主弁２４を通過して下流側へと流れ、吐水部１０へと供給される。

尚、上記吐水部１０には差し出された手を感知する（人体感知する）センサ５４が設けられており、このセンサ５４及び上記のパイロット弁４４の電磁コイル４８が、コントローラ５６に電気的に接続されている。
そしてセンサ５４が人体感知すると、コントローラ５６の制御の下にパイロット弁４４が開弁させられる。即ちこのパイロット弁４４とともに電磁弁２２を構成している主弁２４が開弁させられる。
また一方センサ５４が人体非検知状態となると、パイロット弁４４が閉弁させられ、ここにおいて主弁２４が閉弁させられて、吐水部１０への給水が停止される。即ち吐水口１２からの吐水が停止される。

本体ボデー２０には、主弁２４における主弁体２７の開弁時の開度を調節することによって、通水流量を調節する流量調節軸（流量調節部材）５８が設けられている。
流量調節軸５８は、ねじ部６０において本体ボデー２０に図中上下方向即ち軸方向に進退移動可能に螺合されている。

この流量調節軸５８は、本体ボデー２０から図中上向きに突き出した部分の上面に工具係合用の係合溝６４が設けられている。流量調節軸５８は、この係合溝６４に工具を係合させ回転させることでねじ込み量が調節され、その下端の位置を上下に変化させる。

この実施形態では、主弁体２７の開弁時における開弁位置、即ち上昇位置が、流量調節軸５８の上下位置によって決定される。即ち主弁体２７は、開弁時の上昇位置が流量調節軸５８の上下方向の進退移動に追従して決定される。

この実施形態では、流量調節軸５８を一定の位置に維持した状態でパイロット弁４４をオン・オフさせると、主弁体２７がこれに応じてオン・オフ動作する。このときの主弁体２７の開度は主弁体２７が流量調節軸５８の下端に当ることによって決定される。即ち流量調節軸５８の位置によって決定される。従って流量調節軸５８の位置が上方にあれば主弁体２７の開度が大となって、主弁２４を通過する水の流量が大となる。
一方流量調節軸５８の位置が下方にあると、主弁体２７の開度が小となって、主弁２４を通過する水の流量が小となる。
従ってこの実施形態では、流量調節軸５８の位置を上下に調節することで、主弁２４の開弁時における水の流量を変化させることができる。

ボデー２０内部且つ上記の２次側流路３４には、１次側流路３２の１次側圧力Ｐ_１と２次側流路３４の２次側圧力Ｐ_２との差圧ΔＰ＝Ｐ_１−Ｐ_２を一定とする定差圧弁６６が設けられている。
６８はその主体をなす弁体で、ここでは弁体６８はピストン式の弁体とされている。
弁体６８は、シール部材（ここではＯリング）７０によるシールの下でボデー２０の嵌合孔７２に上下に水密且つ摺動可能に嵌合されている。

この弁体６８の図中下側には、第２の圧力室７４が形成されており、そこに連通路７６を通じて１次側流路３２の１次側圧力が導入されている。
弁体６８は、図中上向きに立ち上がる円筒部７８を有しており、その円筒部７８の上端部が、流路を絞る絞り部として働くようになっている。
この弁体６８の図中下面は、１次側流路３２の１次側圧力Ｐ_１を図中上向きに受ける１次側受圧面８０をなしており、また図中上面は、２次側流路３４の２次側圧力Ｐ_２を図中下向きに受ける２次側受圧面８２をなしている。

上記円筒部７８の内側には、金属製のコイルばね８４が装着されており、このコイルばね８４が、２次側受圧面８２に対し２次側圧力Ｐ_２と同方向に付勢力を作用させている。
尚、コイルばね８４は下端を弁体６８の２次側受圧面８２に当接させ、また上端を前記の円筒部３０から内向きに突出したばね受８６に当接させている。
上記のように弁体６８は、１次側流路３２の１次側圧力Ｐ_１を図中上向きに受けており、また２次側流路３４の２次側圧力Ｐ_２を図中下向きに受けている。これに加えてコイルばね８４の付勢力を図中下向きに受けている。

この実施形態において、定差圧弁６６は次のように作用する。
即ち、給水圧の変動等によって１次側流路３２の１次側圧力Ｐ_１が増大すると、定差圧弁６６の弁体６８がその増大した１次側圧力Ｐ_１によって図中上向きに押される。
すると円筒部７８上端部の絞り部による２次側流路３４に対する絞りが大となって、２次側流路３４の２次側圧力Ｐ_２が増大する。そして弁体６８はその移動により上昇した２次側圧力Ｐ_２と１次側圧力Ｐ_１とが釣り合う位置で移動停止する。

また逆に１次側圧力Ｐ_１が低下すると、相対的に増大した２次側圧力Ｐ_２にて弁体６８が図中下向きに移動し、そして１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２とが釣り合う位置で弁体６８が停止する。
そのようにして弁体６８は１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との差圧ΔＰを常に一定に保つように動作する。
従って上記式（１）から導かれるように、主弁２４を通過する水の流量は主弁２４の開度に応じて一定流量となる。
従ってこの実施形態では、吐水部１０のセンサ５４前方に手を差し出して吐水口１２から吐水させたとき、主弁２４の開度に応じた一定流量で吐水口１２から吐水させることができる。

以上のように本実施形態の定流量弁装置１６では、定差圧弁６６が主弁２４に対する１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との差圧ΔＰを一定に保つ働きをなすため、主弁２４を通過する水の流量は主弁２４の開度に応じて一定流量となる。

この定流量弁装置１６は、定差圧弁６６と水の通過部（図１０の定流量弁２０１のオリフィス２１０に相当する部分）と有するものであるが、本実施形態の定流量弁装置１６では主弁２４がその水の通過部をなしている。
即ち自動水栓のオン・オフ式の電磁弁２２の主弁２４が、図１１（Ｂ）の定流量弁２０１におけるオリフィス２１０を兼ねている。

従ってこの実施形態では圧力損失を生じる個所が定差圧弁６６詳しくは弁体６８による絞り部と、電磁弁２２の主弁２４との２個所となって圧損が少なく、それ故本実施形態の自動水栓を０．１ＭＰａを下回るような給水圧の低い低圧地域に設置するに際しても、吐水口１２からの吐水の流量を十分に確保することが可能となる。
これにより自動水栓を低圧地域に設置するに際して煩雑な流量の調節作業をしなくても良く、自動水栓の設置作業を容易に行えるようになる。

また本実施形態では、電磁弁２２を、パイロット弁４４を有し、パイロット弁４４のパイロット弁体４６の移動に追従して主弁２４の主弁体２７を移動させるパイロット式電磁弁としてあるため、主弁２４を動作させるのに必要な力が少なくて済み、操作を軽く行うことが可能となる。

図３は本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態では、図２に示す流量調節軸５８が設けられておらず、パイロット水路４２の一端が直接第１の圧力室３８で且つ主弁体２７の中心部の上向きの突出部３１上方で開口せしめられている。
この実施形態において、主弁２４における主弁体２７は、開弁時において圧力室３８の圧力と、１次側流路３２の圧力及び２次側流路３４の圧力とによる力がバランスする位置で停止する。
而して圧力室３８の圧力は、パイロット水路４２の開口と主弁体２７の上端（詳しくは突出部３１の上端）との間の隙間の大小によって決定される。
その隙間が大きければ、パイロット水路４２を通じて圧力室３８から抜け出る水の量が多くなり、圧力室３８の圧力はそれだけ低下する。
逆に隙間が小さければ、パイロット水路４２を通じて圧力室３８から抜け出る水の量が少なくなり、相対的に圧力室３８の圧力が高くなる。
そこで主弁体２７は、パイロット水路４２の開口との間の隙間が、圧力室３８の圧力と、１次側圧力Ｐ_１及び２次側圧力Ｐ_２とによる力がバランスするような一定の隙間となるまで、開弁時において上向きに上昇し、そこで停止する。

この実施形態では、図２に示す実施形態と異なって、主弁体２７の開弁時に、主弁体２７が流量調節軸５８或いは本体ボデー２０等の他の部材に当って停止するものでないため、主弁体２７の開弁時に当接音がしない特長を有している。

図４は本発明の更に他の実施形態を示している。
同図において、２０は定流量弁装置１６における本体ボデーで、その内部且つ流路１４上に、ダイヤフラム弁からなる主弁（電磁弁２２の主弁）２４が設けられている。
主弁２４は、硬質樹脂からなる保持部材２６と、この保持部材２６にて保持されたゴム製のダイヤフラム膜２８とからなる主弁体２７、及びこれを着座させる主弁座２９を有している。
ここで主弁座２９は、図中上向きに起立する円筒部３０の上端部にて構成してある。

このパイロット水路４２上には、主弁２４とともに電磁弁２２を構成するパイロット弁（電磁パイロット弁）４４が設けられている。
このパイロット弁４４は、プランジャ式のパイロット弁体４６と、これを着座させるパイロット弁座４７，通電により電磁力を発生させてパイロット弁体４６を開弁させる電磁コイル４８，パイロット弁体４６を図中下向きに付勢してこれを閉弁状態に保持するばね５０を有している。

吐水部１０には差し出された手を感知する（人体感知する）センサ５４が設けられており、このセンサ５４及び上記のパイロット弁４４の電磁コイル４８が、コントローラ５６に電気的に接続されている。
そしてセンサ５４が人体感知すると、コントローラ５６の制御の下にパイロット弁４４が開弁させられる。即ちこのパイロット弁４４とともに電磁弁２２を構成している主弁２４が開弁させられる。
また一方センサ５４が人体非検知状態となると、パイロット弁４４が閉弁させられ、ここにおいて主弁２４が閉弁させられて、吐水部１０への給水が停止される。即ち吐水口１２からの吐水が停止される。

この実施形態では、パイロット水路４２上且つパイロット弁４４の上流側において、主弁２４における主弁体２７の開弁時の開度を調節することによって、通水流量を調節する流量調節軸（流量調節部材）５８が設けられている。
流量調節軸５８は、ねじ部６０において本体ボデー２０に図中上下方向即ち軸方向に進退移動可能に螺合されている。

この流量調節軸５８の内部には、パイロット水路４２の一部を形成する、圧力室３８に開口した（主弁体２７における突出部３１の上方で開口した）内部流路６２が設けられている。
また本体ボデー２０から図中上向きに突き出した部分の上面には工具係合用の係合溝６４が設けられている。流量調節軸５８は、この係合溝６４に工具を係合させ回転させることでねじ込み量が調節され、その下端の位置を上下に変化させる。

この流量調節軸５８は次のようにして主弁２４の開弁時における主弁体２７の開弁量を調節し、流路を流れる水の水量を調節する。
主弁２４における主弁体２７は、開弁時において圧力室３８の圧力と、１次側流路３２の圧力及び２次側流路３４の圧力とによる力がバランスする位置で停止する。
而して圧力室３８の圧力は、流量調節軸５８の図中下端（即ちパイロット水路４２つまり内部流路６２の開口）と主弁体２７の上端との間の隙間の大小によって決定される。
その隙間が大きければ、パイロット水路４２を通じて圧力室３８から抜け出る水の量が多くなり、圧力室３８の圧力はそれだけ低下する。
逆に隙間が小さければ、パイロット水路４２を通じて圧力室３８から抜け出る水の量が少なくなり、相対的に圧力室３８の圧力が高くなる。

そこで主弁体２７は、流量調節軸５８との間の隙間が、圧力室３８の圧力と、１次側圧力Ｐ_１及び２次側圧力Ｐ_２とによる力がバランスするような一定の隙間となるまで、開弁時において上向きに上昇し、そこで停止する。
従って主弁体２７の開弁時における開弁位置、即ち上昇位置は、流量調節軸５８の上下位置によって決定される。即ち主弁体２７は、開弁時の上昇位置が流量調節軸５８の上下方向の進退移動に追従して決定される。

この実施形態では、流量調節軸５８を一定の位置に維持した状態でパイロット弁４４をオン・オフさせると、主弁体２７がこれに応じてオン・オフ動作する。このときの主弁体２７の開度は流量調節軸５８の位置によって決定され、流量調節軸５８の位置が上方にあれば主弁体２７の開度が大となって、主弁２４を通過する水の流量が大となる。
一方流量調節軸５８の位置が下方にあると、主弁体２７の開度が小となって、主弁２４を通過する水の流量が小となる。

即ち流量調節軸５８を上下に移動操作することで、主弁体２７を開閉させたときの開時の開弁量を調節することができる。
この流量調節軸５８は、主弁体２７を開弁させた状態の下で上下方向に移動操作し、位置調節することが出来る。
而して主弁体２７を開弁させた状態で流量調節軸５８を操作し、これを図中上下方向に進退移動させると、これに追従するようにして主弁体２７が図中上下方向に移動し、流量を変化させる。このときには主弁２４は流量調節弁としても働く。

この実施形態では、図３の実施形態と同様に電磁弁２２をオン動作、即ちパイロット弁４４を開弁させて主弁２４をこれに追従して開弁させたとき、主弁体２７が流量調節軸５８に当ることなく停止するため、図２に示した実施形態と異なって、主弁体２７の開弁時の当接音を生ぜしめない利点を有するのに加えて、流量調節軸５８を操作して流量調節を行う際、１次側流路３２の１次側圧力Ｐ_１に対抗する強い操作力を必要とせず、流量調節の操作を軽い力で行い得て、操作がし易い特長を有する。

次に図５は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は、定差圧弁６６の弁体６８に対して図中下向きに付勢力を作用させるコイルばね８４に加えて、弁体６８をこれとは逆方向である図中上向きに付勢するコイルばね８８を設けている。
但しコイルばね８８の付勢力は、コイルばね８４の付勢力よりも弱いものとされており、その差の付勢力が弁体６８に対し全体として図中下向きに及ぼされている。

９０はコイルばね８８の圧縮量を変化させることで、コイルばね８８の付勢力を変化させ、全体として弁体６８に対するコイルばね８４及び８８による付勢力を調節する付勢力の調節軸で、ねじ部９２においてボデー２０に螺合され、組み付けられている。
この調節軸９０もまた、図中下面に工具係合用の係合溝６４が設けられている。

この実施形態では、調節軸９０を回転操作することで、弁体６８に対するコイルばね８４，８８全体の付勢力を変化させ調節することができる。
これに応じて１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との差圧、詳しくは定差圧弁６６にて一定とされる差圧ΔＰの大きさを変化させることができる。
そしてこれにより、式（１）から明らかなように、主弁２４の同じ弁開度の下で、これを通過する水の流量を微調節することが可能となる。

上記実施形態では、定差圧弁６６の弁体６８がピストン式の弁体とされているが、これを図６に示しているようにダイヤフラム式の弁体６８となすことも可能である。
この例において、ゴム製のダイヤフラム膜９３を保持する硬質樹脂製の保持部材９５には立上り形状の円筒部７８が設けられ、この円筒部７８が、ボデー２０の嵌合孔９４に水密に且つ上下に摺動可能に嵌合され、上下移動時の案内が行われるようになっている。
尚この円筒部７８には、嵌合孔９４の下側において円筒部７８の内側の空間と外側の空間とを連通させ、その外側の空間に２次側圧力Ｐ_２を導く通孔９６が形成されている。

尚この実施形態では、主弁２４の主弁体２７をその中心部で貫通する形態でパイロット水路４２が設けられており、そして電磁弁２２におけるパイロット弁（電磁パイロット弁）４４のパイロット弁体４６が、主弁体２７の図中上面に形成されたパイロット弁座４７に対し直接着座し、閉弁するようになっている。
従ってこの実施形態では、図４における流量調節軸５８の如き
流量調節部材は設けられていない。

図７は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は、円筒部１０２とダイヤフラム膜１０４とで定差圧弁６６の弁体６８を構成し、そしてダイヤフラム膜１０４の図中上側且つ円筒部１０２の外側に２次側流路３４を形成し、ダイヤフラム膜１０４に対し、２次側流路３４の２次側圧力Ｐ_２と、ダイヤフラム膜１０４の図中下側の圧力室７４の１次側圧力Ｐ_１を互いに逆向きに作用させ、また２次側流路３４内に配置したコイルばね８４による付勢力を弁体６８に対し図中下向きに及ぼすようになした例である。
この例においても、弁体６８の図中上下移動により１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との差圧が一定に保たれ、電磁弁２２における主弁２４を通過する水の流量が定流量化される。
尚、２次側流路３４の水は円筒部１０２の図中上端を乗り越えて、円筒部１０２の内側の出側流路３６を通じ図中下向きに流出する。

上記実施形態では、定差圧弁６６を、主弁２４の下流側である２次側流路に設けているが、図８に示しているように定差圧弁６６を主弁２４に対する１次側流路に設けることも場合により可能である。
図８の例では、図４における１次側流路３２と２次側流路３４との主弁２４に対する位置関係が逆位置となっている。
尚、９７は入側流路でその内部の圧力はＰ_０であり、１次側流
路３２の１次側圧力はＰ_１，２次側流路３４の２次側圧力はＰ_２である。

この実施形態では、定差圧弁６６における弁体６８の図中下側の圧力室７４の圧力が、連通路７６を通じて導かれる２次側流路の２次側圧力Ｐ_２となる。
従ってこの例では、弁体６８の図中下面が２次側圧力Ｐ_２を図中上向きに受ける２次側受圧面８２となり、また図中上面が１次側圧力Ｐ_１を図中下向きに受ける１次側受圧面８０をなしている。

而してコイルばね８４は、その付勢力を２次側受圧面８２に対し図中上向き、即ち２次側受圧面８２に対する２次側圧力Ｐ_２の作用方向に及ぼしている。
この例においても、弁体６８の図中上下移動により１次側圧力Ｐ_１と２次側圧力Ｐ_２との差圧を一定に保持し、そのことによって
電磁弁２２の主弁２４を通過する水の流量を主弁２４の開度に応じて定流量化する。

図９は湯水混合弁に本発明を適用した場合の例で、図中１４Ｃ，１４Ｈはそれぞれ水を供給する給水路及び湯を給水する給水路であり、それぞれの給水路１４Ｃ，１４Ｈ上に定流量弁装置１６が設けられている。
ここでは給水路１４Ｃ上の定流量弁装置１６と、給水路１４Ｈ上の定流量弁装置１６とによって、水と湯との流量が定流量化された上で、それらが混合部９８で混合され、その混合水が吐水部１００に送られて、吐水口１２から吐水される。

この例では給水圧，給湯圧の変動に拘らず、混合部９８への水の供給量と湯の供給量とを、それぞれ設定した流量で定流量化することができ、混合部から目的の温度の混合水を吐水部１００に供給し、吐水させることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明は吐止水弁が手動式の手動弁である場合にも適用可能であるなど、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。

本発明の一実施形態である定流量弁装置を自動水栓に適用した場合の概略図である。同実施形態の定流量弁装置の図である。本発明の他の実施形態の図である。本発明の更に他の実施形態の図である。本発明の更に他の実施形態の図である。本発明の更に他の実施形態の図である。本発明の更に他の実施形態の図である。本発明の更に他の実施形態の図である。定流量弁装置を湯水混合弁に適用した場合の例を示す図である。従来の定流量弁の一例を示す図である。従来の定流量弁を自動水栓に適用した場合の概略図である。

符号の説明

１６定流量弁装置
２２電磁弁
２４主弁
３２１次側流路
３４２次側流路
４４パイロット弁
４６パイロット弁体
５４センサ
５８流量調節軸
６６定差圧弁
６８弁体
８０１次側受圧面
８２２次側受圧面
８４コイルばね

Claims

(イ)主弁を有する吐止水弁と
(ロ)(ａ)一方の面が該吐止水弁の主弁に対する１次側流路の１次側圧力を受ける１次側受圧面とされ、反対側の他方の面が該主弁に対する２次側流路の２次側圧力を受ける２次側受圧面とされた弁体、及び(ｂ)該弁体に対して該２次側圧力の作用方向に付勢力を作用させるばね、を有し、該弁体の移動により流路に対する絞りを変えることで前記１次側圧力と２次側圧力との差圧を一定に保ち、前記主弁を通過する水の流量を該主弁の開度に応じて定流量化する定差圧弁と
を備えて成る定流量弁装置。
請求項１において、前記吐止水弁がパイロット弁を有し、該パイロット弁の弁体の移動に追従して前記主弁の弁体を移動させるパイロット式吐止水弁であることを特徴とする定流量弁装置。
請求項１，２の何れかにおいて、前記定差圧弁の弁体が前記２次側流路中に設けられ、前記２次側圧力が高くなると該２次側流路に対する絞りを大とする方向に移動して該２次側圧力を高め、以て前記１次側圧力と２次側圧力との前記差圧を一定に保つようになしてあることを特徴とする定流量弁装置。
請求項１〜３の何れかにおいて、前記ばねの付勢力の調節手段を備えていることを特徴とする定流量弁装置。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記吐止水弁がセンサによる人体感知に基づいて自動的にオン・オフする自動水栓の電磁弁であることを特徴とする定流量弁装置。