JP2009091875A - 貯液タンク - Google Patents

Abstract

【課題】故障時の修理や部品交換が容易で、メンテナンス性が良い給液栓を備える貯液タンクを提供する。
【解決手段】貯液タンク１へ給液する給液パイプ３の吐液口４と、ガイド１３に案内され、貯液タンク１内の液面レベル９に応じて上下する浮き８の動きに応じて吐液口４を開閉せる栓５とで給液栓を構成し、浮き８および吐液口４近傍にそれぞれ磁性体６，７を設け、少なくともその一方を永久磁石とした。以上により、永久磁石の磁力と浮き８の浮力との合成力を利用し、浮き８自体で貯液タンク１への給液と止液を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は液体を貯めるタンクに給液する給液機構に関する。その応用は特にタンク式水洗トイレの貯水タンクに関する。

特開平０９−３１６９６２ 特開２００２−１１９５９０

図２は貯水タンクの応用例である従来型水洗トイレ用の貯水タンクの一例である。
以下、図２を用いて従来型貯水タンク内の構造および作用について説明をする。

従来のタンク式水洗トイレのタンクへの給水は、止水栓を通して吐水口よりタンク内に吐水して行う。

定常状態では浮きＡの浮力により止水栓を閉じた状態を保つ。浮きＡは浮き棹の一端に取り付けられ、浮き棹の他の一端はタンク内の第１の支点に回動可能に取り付けられており、第１の支点の近傍に止水栓が取り付けられている。

そして、洗浄水が排出されタンク内の水位が低下し所定のレベル（以後、第二のレベルと称する）以下になると降下した浮きＡが止水栓を開き、吐水口から水が供給される。
排水が完了して排水口が閉じられると徐々に水位が上昇し、それに従って浮きＡも上昇する。水位が所定のレベル（以後、第一のレベルと称する）になると浮きＡにより止水栓が閉鎖される。

便器へ洗浄水を排出する排水口はタンク底部にあり、定常状態では排水口に浮きＢと一体に構成された排水栓により閉鎖されている。
浮きＢの浮力は排水栓を開く方向に働くが、タンク内の水圧により排水口は閉鎖された状態に保たれる。
浮きＢはその浮力の中心から偏心した位置に腕部を設け、その腕部はタンク内の第２の支点に回動可能に固定されている。また、浮きＢは、鎖または紐などでできた連動部材で排水操作手段（排水レバー）に接続されている。

洗浄水を排出する時、排水操作手段を操作（排水レバーを回動）すると接続された連動部材により浮きＢが第２の支点を回動軸にして約９０度引き上げられ、排水口が開いて洗浄水を排出する。
排水が開始した直後、タンク内の水位が浮きＢより上にある状態では、浮きＢは浮力により９０度引き上げられた状態を保つ。タンク内の水位が低下して浮きＢが水面上に現れると浮力が減少するために徐々に浮きＢは沈み込み、遂には排水口を閉鎖することになる。

浮きＢにより排水口が閉鎖されると、タンク内の水位が上昇する。水位の上昇により浮力が増加するが、タンク内にたまった水の水圧は排水栓を閉じる方向に作用するため、排水操作手段を操作しないかぎり排水口が開く事はない。

特許文献１には電磁石で作動するトイレ用貯水タンクの排水装置に関する発明が記載されている。この発明は電磁石により排水弁を作動させるものであり、磁力を使用しているとはいえ、吐水に関する発明である本願特許とは動作及び作用内容が異なるものである。

また特許文献２は点滴液の流出に関するもので、やはり磁力を使用しているとはいえ、吐水に関する発明である本願特許とは動作及び作用内容が異なるものである。

以上述べた従来型のタンクでは、タンク内への給水（液）と止水（液）に際し、浮きＡの動き及びこの動きによる力を止水（液）弁に伝達する機構を使用しているが、何れも支点を有する機械的メカニズムが用いられている。そのため、これら機構の働きが故障すると給水（液）と止水（液）に支障をきたす事がある。

つまり、支点を軸として回動する構造では、スムーズに回動させるために回動軸とそれに接する部品の間に必ずアゾビが必要となる。しかし、長時間使用するとそのアソビが徐々に拡大し、浮き棹にガタが生じて回動軸に対し斜めに回動し、回動途中で引っかかったり、止水（液）栓や排水（液）口にずれを生じる等動作が不安定になる事がある。

また支点があるため、止水（液）弁、浮きＡ或いは浮きＢの故障で、修理や部品交換が必要なときには支点から取りはずす必要があり、そのため修理や部品交換が容易ではなく、メンテナンス性が低いと言わざるを得ない。

また、従来の吐水（液）口はタンクの上部にあり、水（液）が便器へ排出され、タンク内の水（液）位が低下しているときに吐水（液）口とタンク内の水（液）位との間に落差があり、給水（液）音が生じていた。

また、この給水（液）システムに於いては、浮力のみにより止水（液）栓を閉鎖しているので、振動やわずかの水（液）位低下、或は波立ちがあるたびに浮きが上下し、止水（液）栓を開閉し、不要な給水（液）や止水（液）栓の消耗による故障や騒音の原因になる。

本発明は、給水（液）止水（液）に関する前記の問題を解決しようとするものであり、故障頻度の低減、故障時の修理と部品交換の簡便化及び給水（液）時の静音化を実現することで利用者の利便を向上させ、タンク内機構の長寿命化と省資源化とで地球環境への負荷低減を目指すものである。

液体を貯めるタンク内に給液パイプを挿入し、給液パイプ先端に吐液口を設ける。タンク内には液面のレベルに応じて上下に動く浮きを挿入する。この浮きは栓が一体にまたは別体で連動するように取り付けられており、液面第一のレベル以上に上昇したときに栓が吐液口を塞ぎ流入を止めまたは流量を減少する。
前記浮きはタンクまたはタンク内の機構に軸支されておらず、自由に取り外しができる。

しかし、吐液の制御を確実にするため、タンクの内部に鉛直にガイドを設け、ガイドに沿って浮きが上下するようにする。ガイドは例えば円筒形の筒状のものであって、その筒の内部に浮きを挿入してもよく、また浮きにリングを取り付けそのリングを、タンク内に略鉛直に立てた針金または棒に挿入することも可能である。

前記浮きには第一の磁性体が一体に、または別体でも連動して動作するように結合されている。また吐液口近傍には第二の磁性体が取り付けられている。第一の磁性体または第二の磁性体の少なくとも一方は永久磁石とする。第一の磁性体と第二の磁性体は近づくと磁力で互いに引き合うことにより、栓が吐液口を閉鎖する方向に作用し、液の流入を停止する。この時、完全にとめないで、少量の液体を供給し続けるようにすることもできる。

前記ガイドはパイプ状としてもよい。その場合、パイプ上部に吐液口を取り付ける。液は前記吐液口よりパイプ内に吐液される。浮きは前記パイプ内に挿入され、前記タンク内の液面のレベルに応じて前記パイプに沿ってスムーズに上下する。

排液によりタンク内の液面の高さが第二のレベル以下になると、浮きの浮力が低下し、吐液口からの液圧が磁力に勝り、磁性体Ａと磁性体Ｂとが離れ、栓も吐液口から離れ、吐液口が開放されてタンク内への給液が開始される。

浮きには支点がないため、支点のずれやひっかかりが生じる事がない。
また浮きはガイド内に挿入されているだけでどこにも固定されておらず、故障も起きにくい。さらに、支点で固定されていないため、取り出しや交換を容易に行うことができ、メンテナンス性が高い。
また浮きとガイド内吐液口とは磁力により密着し、確実な止液が可能となる。

磁力を使用しているが、永久磁石と磁性体のみを使用しているため、電源やスイッチが必要ない。そのためコストが安く、湿気や水（液）分の影響を軽減でき、信頼性の高いシステムを構成することができる。特にトイレのタンクに応用した場合は漏電の心配がなく、また別の応用で、液が可燃性の場合でも電気火花などによる爆発の心配がない。

また、ガイドがパイプである場合、給液がパイプ内で行われるため、タンク内の液位が下がった状態でも音はパイプにより遮音され、また、パイプからタンク内への吐液レベルもタンクの低い位置にすることができるので、消音効果も期待できる。

液のレベルの上昇で浮きが上昇し、吐液口に接近すると、浮力および第一の磁性体と第二の磁性体との間に働く磁力の作用で止液される。一度止液されると振動などによりわずかに液のレベルが低下しても磁力と浮きの浮力により吐液口は閉鎖状態を保つ。給液の開始は磁力と浮力の合成力が吐液口の閉鎖を維持できないほど浮力が低下した時に起きる。従って給液を開始する第二のレベルよりも止液する第一のレベルが高いため、給液停止中、わずかの液位変化では再給液せず、いわゆるヒステリシス効果により止液が安定化され、連続的な液の流出が防止される。従って栓の消耗による故障や騒音を防ぐ事ができる。

機構が単純化されるため、錆びを生じる材料を最小限にすることが可能になり、タンク内の部品の長寿命化及び省資源化の効果も期待できる。

以上本発明をタンク式水（液）洗トイレのタンクの例で説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、種々の液体を貯蔵することが必要なタンクに応用できることは明らかであり、例えば受水槽、燃料タンク或は牛乳タンクなどに容易に適用可能である。
また、浮きと一体になった栓が貯液タンクの他の部分に軸支されていないことで、故障時の修理が容易になるだけではなく、浮力を変えることにより栓と喫水線間の距離を変えて前記第一のレベルを変えることも可能であり、更には前期第一の磁性体の磁力を変えることによっても前期第一のレベルを変えることが可能である。それは、前記第一のレベルは浮力と吐水口の水圧と磁力のバランスにより決められるためである。
また、このように磁力、浮力または形状の異なる栓に変更する事で、例えば受水槽の水位の変更、或は冬季には吐水を完全には止めない事による凍結防止等の効果が期待できる。

発明の実施するための最良の形態

図３〜図１０を用いて本発明を水洗トイレの貯水タンクに適用した実施の形態を示す。１は水洗トイレ用貯水タンク（貯液タンク）、２はそのタンク、３はタンク内へ供給する給液パイプ、４は給液パイプからタンク内へ水を流入させる吐液口、５は吐液口を閉鎖するための栓、６は第一の磁性体であり浮き８と一体に形成されている。
７は吐水口付近に配置される第二の磁性体でドーナツ状の軟鉄でできている。
９は外観上は現れないが、浮き８の喫水線を示す。１０は吐液が停止する第１のレベル、１１は吐水が開始される第二のレベルである。

浮き８は、中空の浮きの機能を持たせた部分と栓５及び第一の磁性体６を一体化されて樹脂で形成する。そして第一の磁性体はフェライト永久磁石である。

１３は樹脂製のガイドで、パイプで構成し、内部に図４で示すようなリブが少なくとも３本取り付けられており、浮きＡが上昇、下降する時、浮きが傾かない様にガイドの役を果たす。そして内部に浮きが挿入され、タンク内の液のレベルに応じて上下にスムーズに移動可能に構成されている。

ガイドをパイプで構成しパイプ内に吐水する用に吐液口を配すると、パイプは音が外部に漏れないようにする遮音壁の機能も果たす。

定常状態では浮きの浮力及び第一の磁性体及び第二の磁性体間に作用する磁力により栓が閉じられ、吐水が停止した状態である。タンク内の水（液）が洗浄水（液）として便器に排出されるとその間水位が低下し、水（液）位が第二のレベルに達すると、タンク内への給水（液）を止水（液）していた栓は吐液口より離れ、タンク内への給水が開始される。

排水が停止され、タンク内の水（液）位上昇とともに栓はガイド（パイプ）内を上昇、浮力に加え磁力により吐液口に吸着することで止水する。こうしてタンク内からの便器への洗浄水（液）の排出とタンク内への給水（液）の一連のサイクルが完結する。

以上この発明をタンク式水（液）洗トイレのタンクとして説明してきたが、この技術は本実施例に限定されるものではなく、液体を貯めるタンクであれば、あらゆる目的のタンクに実施可能である。

本発明の原理を示す。 水洗トイレにおける従来の貯水タンクの一例を示す。 本発明に基づく貯液タンク内構造の一例を示す。 ガイド１３、浮き８、リブ１４を図３ａ−ａ断面を用いて示す。 貯水タンク内の定常状態を示す。 排水開始直後の状態を示す。 給水を開始した時の状態を示す。 排水を終了した時の状態を示す。 給水継続中の状態を示す。 給水停止後の定常状態への復帰を示す。

符号の説明

１ 貯液タンク
２ タンク
３ 給液パイプ
４ 吐液口
５ 栓
６ 第一の磁性体
７ 第二の磁性体
８ 浮き
９ 喫水線
１０ 第一のレベル（止液レベル）
１１ 第二のレベル（給液レベル）
１３ ガイド
１４ リブ
１５ ガイド棒
１６ 排水栓
１７ 排水口
１８ オーバーフロー管

Claims (4)

1. 液体を貯めるタンクと、前記タンク内に液体を導入する給液パイプと、前記給液パイプから前記タンク内に液体を吐出する吐液口と、前期タンク内に貯められた液体の液面レベルに応じて上下する浮きと、前記浮きに一体または別体に結合され、前記浮きの動きに応じて前記吐液口を開閉する栓とを有する貯液タンクにおいて、前期タンク内に略鉛直に取り付けられ前記浮きの上下する動きを案内するガイドと、前記浮きに一体または別体に結合された第一の磁性体と、前記吐液口近傍に第二の磁性体とを有し、前記第一の磁性体または前期第二の磁性体の少なくても一方は永久磁石であり、前記浮きは前記貯液タンクに直接または間接的に軸支されておらず、液面が第一のレベル以上に上昇したとき前記栓が前記吐液口を閉鎖して液の流入を停止または減量し、液面が第二のレベル以下に低下したときに前記栓が開き吐液を開始し、前記第一のレベルは前記第二のレベルよりも高いことを特徴とする貯液タンク。
2. 前記ガイドがパイプであり、前記浮きは前記ガイド内に挿入され、前記タンク内の液レベルに応じて、前記浮きが前記ガイドに沿って上下に可動である請求項１の貯液タンク。
3. 液体が水であり、前記タンクは水洗トイレの貯水タンクとして使用可能な請求項１または請求項２の貯液タンク。
4. 前記第一の磁性体が永久磁石である場合に、前記永久磁石の磁力、または栓と喫水線の間の距離、または栓の形状のうち、一つでも種類が異なる複数の浮きが交換可能に用意された請求項１または請求項２または請求項３の貯液タンク。

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