JP2010086316A

JP2010086316A - 減圧弁

Info

Publication number: JP2010086316A
Application number: JP2008255258A
Authority: JP
Inventors: Masaki Oi; 正樹大井; Takao Katagiri; 隆生片桐; Mitsuru Kawaguchi; 満川口; Hiroshi Ishikawa; 石川　　浩; Kiyofumi Fujii; 清文藤井; Michihiro Uozumi; 亨広魚住
Original assignee: Toto Ltd
Current assignee: Toto Ltd
Priority date: 2008-09-30
Filing date: 2008-09-30
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-30
Also published as: JP5293055B2

Abstract

【課題】ダイヤフラムが破損する前にダイヤフラムの劣化を知らせ、ダイヤフラム破損に起因する漏水の発生を防止できる減圧弁を提供する。
【解決手段】本実施形態の減圧弁２０は、一次通路１１、弁座１４及び二次通路１２を有する弁本体１と、二次側流体圧力と調節バネのバネ荷重とを対抗作用させたダイヤフラム３と、ダイヤフラム３の変位に応じて弁座１４に対する開閉動作を行う弁体２と、弁本体１の上面にダイヤフラム３の周縁部を挟んで固定されたバネケース４と、調節バネ５の上端を上下移動可能に支持するためバネケース４の頂部に移動可能に螺装された調節ネジ６と、調節バネ６とダイヤフラム３上面との間に挟持されたバネ受け９と、を備え、バネ受け９の鍔部９ａで調節バネ６の下端を支持している。バネ受け９の鍔部９ａの経年劣化に対する耐久性はダイヤフラム３の経年劣化に対する耐久性よりも低く設定されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次側流体圧力を検知するダイヤフラムに連動して弁体が開閉動作を行なう減圧弁に関するものであり、例えば、電気温水器等の給湯器や湯沸器の貯湯槽へ向かう水道水の減圧に使用されるものである。

本発明に関連する従来技術として、例えば、特許文献１記載の「減圧弁」がある。特許文献１記載の「減圧弁」について、図７を参照しながら説明する。図７は前記「減圧弁」の構造を示す垂直断面図である。

図７に示すように、減圧弁１０を構成する弁本体１には、給水源に繋がる一次通路１１と、給水先に繋がる二次通路１２とが形成され、一次通路１１と二次通路１２とは隔壁１３によって仕切られている。隔壁１３には、一次通路１１と二次通路１２とを繋ぐ通水孔１６が形成され、通水孔１６の二次通路１２側に弁座１４が形成されている。

弁座１４を開閉する弁体２は弁棒１５によってダイヤフラム３と連結固定されている。ダイヤフラム３の周縁は弁本体１とバネケース４とによって挟持された状態で固定されている。バネケース４の内部には調節バネ５が収納され、この調節バネ５の上端部、下端部はそれぞれ調節ネジ６、ダイヤフラム３に当接している。調節ネジ６は、バネケース４の上部に移動可能に螺装されているため、調節ネジ６を回して上下移動させることにより、調節バネ５がダイヤフラム３を押し下げる付勢力を調整することができる。

一次流路１１から流入した水はストレーナ７を通り、逆止弁８を押し上げ、隔壁１３に設けられた弁座１４に達する。弁座１４の二次側には弁体２が配置され、この弁体２は調節バネ５の付勢力により下方向（弁座１４から離れる方向）に付勢されているため、調整バネ５の付勢力に基いて通水時における弁座１４と弁体２との隙間が変わることにより、二次通路１２から流出する給水圧が設定圧となるように作動する。

具体的には、給水圧が設定圧よりも高い時に二次側を止水した場合、ダイヤフラム３が水圧によって上方に押圧移動され、弁体２が弁座１４に近接するように移動して弁体２と弁座１４との隙間が狭くなり、二次側の圧力が設定圧に保持される。この設定圧は、調節ネジ６を回すことによって調節することができる。

また、給水圧が設定圧よりも高い時に二次側を止水した後、二次側を通水した場合、ダイヤフラム３を押上げる圧力が下がり、弁体２が弁座１４より離れ、二次側の必要流量に応じた弁開口ストローク、すなわち通水断面積を確保した状態で安定する。

特開２００２−２４４７４２号公報

図７に示す減圧弁１０を長期間にわたって使用すると、ダイヤフラム３は上下方向の変形を繰り返すため、材質が劣化して破損する可能性を否定できない。万一、ダイヤフラム３が破損した場合、二次側の水がバネケース４内に流れ込み、その後、バネケース４外に流れ出して漏水が発生する可能性がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、ダイヤフラムが破損する前にダイヤフラムの劣化を知らせ、ダイヤフラム破損に起因する漏水の発生を防止できる減圧弁を提供することにある。

本発明に係る減圧弁は、一次通路、弁座及び二次通路を有する弁本体と、
二次側流体圧力と調節バネのバネ荷重とを対抗作用させたダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの変位に応じて前記弁座に対する開閉動作を行う弁体と、
前記弁本体の上面に前記ダイヤフラムの周縁部を挟んで固定されたバネケースと、
前記バネケースの頂部に移動可能に螺装され、前記調節バネの一端を上下移動可能に支持した調節ネジと、を備えた減圧弁であって、
前記ダイヤフラムと当接した位置から所定の空隙を隔てた位置に鍔部を有するバネ受けを設け、前記バネ受けの前記鍔部で前記調節バネの他端を支持したことを特徴とする。

このように、ダイヤフラムから所定の空隙を隔てた位置に形成された鍔部で調整バネの他端を支持したことにより、長期間にわたる減圧弁の作動に伴い、ダイヤフラム、調節バネ、調節バネの支持部あるいは弁体といった可動部材に経年劣化が生じて鍔部が破損すると、調節バネはダイヤフラムに向かって伸長すると共に、調節バネの付勢力は弱くなるため、設定圧が下がった状態と等しくなり、弁体と弁座との隙間が小さくなる。その結果、二次通路からの流出水量が大幅に減少するため、使用者は減圧弁の異常に気付くこととなり、減圧弁の交換により対処することができる。従って、この鍔部の経年劣化に対する耐久性をダイヤフラムの経年劣化に対する耐久性よりも低く設定しておけば、ダイヤフラムの劣化に伴う漏水の発生を防ぐことができる。

ここで、前記バネ受けは、前記ダイヤフラムと当接する前記調節バネの内径よりもその外径が小さい筒部と、前記筒部から周方向に突出した前記鍔部とから構成されていることが望ましい。

このような構成とすれば、バネ受けを構成する主体である筒部は調節バネの内径よりもその外径が小さいのでコンパクトであり、しかも、鍔部の内周と筒部との連結部分の機械的強度を脆弱に設定としておけば、ダイヤフラムの経年劣化による漏水発生前に、容易に鍔部を破損させることができるため、ダイヤフラム破損に起因する漏水発生の防止に有効である。

一方、前記バネ受けの前記ダイヤフラムとの当接位置には、前記調節バネの外径より大きなフランジ部が形成されていることが望ましい。このような構成とすれば、バネ受けは調節バネの外径より大きなフランジ部によってダイヤフラムと当接した状態となるため、バネ受けを安定的にダイヤフラムに当接させることができる。また、バネ受けの鍔部が破損したときに、フランジ部の存在により、調節バネが直接ダイヤフラムに当たるのを回避することができるため、ダイヤフラムの破損を防止することもできる。

本発明によれば、ダイヤフラムが破損する前にダイヤフラムの劣化を知らせ、ダイヤフラム破損に起因する漏水の発生を防止できる減圧弁を提供することができる。

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施の形態である減圧弁を示す垂直断面図、図２は図１に示す減圧弁を構成するバネ受けを示す斜視図、図３は図２に示す減圧弁の斜視図、図４は経年劣化によるバネ受けの破損過程を示す図、図５は図１に示す減圧弁のバネ受けが破損した状態を示す垂直断面図である。なお、図１〜図５において、図７と同じ符号を付している部分は従来の減圧弁１０の構成部分と同じ構造、機能を有する部分であり、説明を省略する。

図１に示すように、本実施形態の減圧弁２０は、一次通路１１、弁座１４及び二次通路１２を有する弁本体１と、二次側流体圧力と調節バネのバネ荷重とを対抗作用させたダイヤフラム３と、ダイヤフラム３の変位に応じて弁座１４に対する開閉動作を行う弁体２と、弁本体１の上面にダイヤフラム３の周縁部を挟んで固定されたバネケース４と、調節バネ５の上端を上下移動可能に支持するためバネケース４の頂部に移動可能に螺装された調節ネジ６と、調節バネ６とダイヤフラム３上面との間に挟持されたバネ受け９と、を備えている。

図２，図３に示すように、バネ受け９は、円筒状の筒部９ｂと、筒部９ｂの上端よりやや下方位置から周方向に突出した円板状の鍔部９ａと、から構成され、筒部９ｂの下端は開放され、鍔部９ａから突出する筒部９ｂの上端は蓋部９ｃによって閉塞されている。バネ受け９の筒部９ｂの外径９ｄは、調節バネ５の内径よりも小さく、鍔部９ａの外径９Ｄは調節バネの外径より大きく形成されている。

図１に示すように、バネ受け９は、調節バネ６とダイヤフラム３上面との間において調節バネ５及び弁棒１５と同軸上に配置されている。ダイヤフラム３と当接した位置から所定の空隙を隔てた位置に存在する鍔部９ａによって調節バネ５の下端が支持されている。また、バネ受け９の鍔部９ａの経年劣化に対する耐久性はダイヤフラム３の経年劣化に対する耐久性よりも低く設定されている。即ち、図２，図３に示すように、バネ受け９の鍔部９ａの内周と筒部９ｂとの連結部分９ｅの機械的強度がダイヤフラム３の機械的強度より脆弱に設定されている。

具体的には、バネ受け９の鍔部９ａと筒部９ｂとの連結部分９ｅ厚みの大小によって機械的強度を調整する場合、バネ受け９の鍔部９ａと筒部９ｂとを別々に成型して接着・溶着により筒部９ｂに固定しておく場合、その接着力や溶着力を変更して機械的強度を調整する場合、バネ受け９の鍔部９ａと筒部９ｂとを別々に成型して、鍔部９ａを筒部９ｂの外周に突出させた突起（図示せず）に係合支持する場合、その突起の機械的強度を変更して機械的強度を調整する場合などが考えられる。

なお、連結部分９ｅの機械的強度を調整する上においては、ダイヤフラム３の繰り返し変形に伴う機械的強度の劣化を考慮するだけでなく、ダイヤフラム３が水に接していることも考慮して、接水により、バネ受け９よりもダイヤフラム３の機械的強度の経年劣化の方が促進されることも予測した設定にすることが好ましい。

ここで、図１及び図４に基づいて、経年劣化によるバネ受けの破損過程について説明する。減圧弁２０の使用期間が比較的短く、ダイヤフラム３などの可動部材に経年劣化が生じていないうちは、図１及び図４（ａ）に示すように、バネ受け９は元の形状を保持するので、調節バネ５は収縮した状態（長さＬ１の状態）に維持される。従って、調節バネ５は比較的大きな付勢力によりダイヤフラム３を下方へ押圧している。

前述したように、バネ受け９の鍔部９ａの経年劣化に対する耐久性はダイヤフラム３の経年劣化に対する耐久性よりも低く設定されているため、長期間にわたる減圧弁２０の作動に伴い、ダイヤフラム３などの可動部材に経年劣化が生じ始めると、図４（ｂ）に示すように、ダイヤフラム３が破損する前に、バネ受け９の鍔部９ａが破損する。具体的には、鍔部９ａと筒部９ｂとの連結部分９ｅが破断して、鍔部９ａが筒部９ｂから外れて保持力を失うため、図４（ｃ）及び図５に示すように、調節バネ５はダイヤフラム３に向かって伸長し、長さＬ２の状態となる。

バネ受け９の破損により調節バネ５が長さＬ１から長さＬ１２に伸長すると、ダイヤフラム３に対する調節バネ５の付勢力は弱くなるため、設定圧が下がった状態と等しくなり、図５に示すように、弁体２と弁座１４との隙間が小さくなる。これにより、二次通路１２からの流出水量が著しく減少するため、使用者は減圧弁２０の異常に気付くこととなり、ダイヤフラム３が破損する前に、減圧弁２０の交換により対処することができる。このため、ダイヤフラム３の劣化に伴う漏水の発生を防ぐことができる。

次に、図６に基づいて、バネ受けに関するその他の実施の形態について説明する。図６はその他の実施の形態であるバネ受けを示す斜視図である。なお、図６において図２，図３と同じ符号を付している部分はバネ受け９の構成部分と同じ形状、機能を有する部分であり、説明を省略する。

図６に示すバネ受け１９においては、当該バネ受け１９がダイヤフラム３（図１参照）と当接する位置に、調節バネ５の外径より大きなフランジ部１９ｆが形成されている。このような構成とすれば、ダイヤフラム３などの可動部材の経年劣化が生じていない状況の下では、バネ受け１９は調節バネ５の外径より大きなフランジ部１９ｆによってダイヤフラム３と当接した状態となるため、バネ受け１９を安定的にダイヤフラム３に当接させることができる。

一方、経年劣化によりバネ受け１９の鍔部９ａが破損したときは、フランジ部１９ｆが存在することにより、調節バネ５が直接ダイヤフラム３に当たるのを回避することができるため、調節バネ５の弾性力によるダイヤフラム３の破損を防止することもできる。

本発明の減圧弁は、電気温水器などの各種給湯器具や湯沸器の貯湯槽へ向かう水道水の減圧器具として広く利用することができる。

本発明の実施の形態である減圧弁を示す垂直断面図である。図１に示す減圧弁を構成するバネ受けの外形を示す斜視図である。図２に示すバネ受けの外形及び内部構造を示す斜視図である。経年劣化によるバネ受けの破損過程を示す図である。図１に示す減圧弁のバネ受けが破損した状態を示す垂直断面図である。バネ受けに関するその他の実施の形態を示す斜視図である。従来の減圧弁を示す垂直断面図である。

符号の説明

１弁本体
２弁体
３ダイヤフラム
４ケース
５調節バネ
６調節ネジ
７ストレーナ
８逆止弁
９，１９バネ受け
９ａ鍔部
９ｂ筒部
９ｃ蓋部
９ｄ，９Ｄ外径
９ｅ連結部分
１０，２０減圧弁
１１一次通路
１２二次通路
１３隔壁
１４弁座
１５弁棒
Ｌ１，Ｌ２長さ

Claims

一次通路、弁座及び二次通路を有する弁本体と、
二次側流体圧力と調節バネのバネ荷重とを対抗作用させたダイヤフラムと、
前記ダイヤフラムの変位に応じて前記弁座に対する開閉動作を行う弁体と、
前記弁本体の上面に前記ダイヤフラムの周縁部を挟んで固定されたバネケースと、
前記調節バネの一端を上下移動可能に支持するため前記バネケースの頂部に移動可能に螺装された調節ネジと、を備えた減圧弁であって、
前記ダイヤフラムと当接した位置から所定の空隙を隔てた位置に鍔部が形成されたバネ受けを設け、このバネ受けの前記鍔部で前記調節バネの他端を支持したことを特徴とする減圧弁。
前記バネ受けは、前記ダイヤフラムと当接する前記調節バネの内径よりもその外径が小さい筒部と、前記筒部から周方向に突出した前記鍔部とから構成されていることを特徴とする請求項１記載の減圧弁。
前記バネ受けの前記ダイヤフラムとの当接位置には、前記調節バネの外径より大きなフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の減圧弁。