JP2023032443A - 給水弁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】開閉弁から流出した洗浄水が、折れ曲がった通路を介して排出される場合でも、異音の発生を抑制することができる給水弁装置を提供する。【解決手段】本発明は、水洗大便器に洗浄水を供給する給水弁装置(1)であって、給水弁本体(20)と、水供給管(8)に接続され、給水弁本体の内部に洗浄水を流入させる流入部(38)と、給水弁本体内に流入した洗浄水の吐出、停止を切り替える開閉弁と、この開閉弁の下流側に設けられ、開閉弁からの流出方向に対して略直角に折れ曲がるように延びる流出通路(40)と、この流出通路に設けられ、流出通路内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制する圧力損失部材(42)と、を有することを特徴としている。【選択図】図３

Description

本発明は、給水弁装置に関し、特に、水洗大便器に洗浄水を供給する給水弁装置に関する。

国際特許出願公開第ＷＯ２０１９／２２２７４４号公報（特許文献１）には、流体バルブシステムが記載されている。この流体バルブシステムにおいては、流体バルブアセンブリから水平方向に流出した洗浄水が、出口アセンブリを通って下方に向けて排出される。排出された洗浄水は、タンク内に貯留される。

特許第６００２８７８号公報（特許文献２）には、便器の給水弁が記載されている。この給水弁においては、給水管から供給された洗浄水がトレイ（弁体）によって開閉される止水座を通って水平方向に流出し、下方に向けられた水出口管から排出される。給水弁から排出された洗浄水は、水タンクの中に流入する。

国際特許出願公開第ＷＯ２０１９／２２２７４４号 特許第６００２８７８号

特許文献１及び２に記載されているように、給水弁装置は貯水タンクの中に配置して使用される場合が多く、通常、これを収容するスペースに制約がある。このため、開閉弁を通過した洗浄水を、急激に折り曲げられた通路を介して排出する必要が生じる場合も多い。しかしながら、開閉弁を通過した洗浄水を、急激に折り曲げられた通路に流入させると、洗浄水の流れの剥離や、渦の発生により、給水弁装置から異音が発生してしまうという問題がある。

従って、本発明は、開閉弁から流出した洗浄水が、折れ曲がった通路を介して排出される場合でも、異音の発生を抑制することができる給水弁装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、水洗大便器に洗浄水を供給する給水弁装置であって、給水弁本体と、水供給管に接続され、給水弁本体の内部に洗浄水を流入させる流入部と、給水弁本体内に流入した洗浄水の吐出、停止を切り替える開閉弁と、この開閉弁の下流側に設けられ、開閉弁からの流出方向に対して略直角に折れ曲がるように延びる流出通路と、この流出通路に設けられ、流出通路内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制する圧力損失部材と、を有することを特徴としている。

このように構成された本発明においては、水供給管から流入部を介して給水弁本体に流入した洗浄水の吐出、停止が、開閉弁によって切り替えられる。開閉弁から吐出された洗浄水は、開閉弁からの流出方向に対して略直角に折れ曲がるように延びる流出通路に流入する。流出通路に設けられた圧力損失部材は、流出通路内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制する。

このように構成された本発明によれば、圧力損失部材が流出通路内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制するので、流出通路内の流れに剥離が生じることによる異音の発生を抑制することができる。即ち、近年、設置空間の有効活用の観点から、給水弁装置にも小型化が求められている。給水弁装置を狭い空間に収納するためには、開閉弁の下流に接続された通路を急激に折り曲げることが必要になる場合がある。本発明によれば、流出通路が開閉弁からの流出方向に対して略直角に折り曲げられた場合でも、流出通路内に圧力損失部材が設けられているので、流出通路を折り曲げたことに起因する異音の発生を抑制することができる。これにより、給水弁装置を容易に小型化することができる。

本発明において、好ましくは、開閉弁からの流出方向は、略水平方向に向けられており、流出通路は、開閉弁からの流出方向に対して上方に折れ曲がって延びている。

給水弁装置の排出口と、排出された洗浄水が流入するタンク等の水面との間に所定のエアギャップを設けることが要求される場合がある。上記のように構成された本発明によれば、流出通路が開閉弁からの流出方向に対して略直角に上方に折れ曲がって延びているので、給水弁装置の小型化、異音の抑制を両立しながら、給水弁装置の排出口を高い位置に設けることができ、必要なエアギャップを容易に確保することができる。

本発明において、好ましくは、圧力損失部材は、流出通路の内部に設けられ、且つ開閉弁の流出口の平行投影線の範囲外に設けられている。
このように構成された本発明によれば、圧力損失部材が開閉弁の流出口の平行投影線の範囲外に設けられているので、流出口から流出した洗浄水が、一旦、流出通路の全流路断面に広がった後、圧力損失部材が設けられた流路に流入する。このため、圧力損失部材の周囲の洗浄水の流れを、より均一化することができ、効果的に剥離の発生を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、圧力損失部材は、流出通路内の流路を仕切るように、流出通路の長手方向に延びるように設けられている。
このように構成された本発明によれば、圧力損失部材が流出通路内の流路を仕切るように、流出通路の長手方向に延びるように設けられているので、流出通路内の洗浄水の流れ方向を大きく変えることなく圧力損失を与えることができる。この結果、圧力損失部材を設けたことに起因する渦等の発生を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、圧力損失部材は、流出通路内の流路を４つに仕切るように、十字型断面形状を有する。
このように構成された本発明によれば、圧力損失部材が十字型断面形状を有するので、流出通路内の流れが、より細分化され、流出通路内の流速を、より均一化することができる。

本発明において、好ましくは、圧力損失部材は、流出通路とは別体の部材で構成され、流出通路内に配置される。
このように構成された本発明によれば、圧力損失部材が流出通路とは別体の部材で構成されているので、流出通路の形状に関わらず、圧力損失部材の構造を比較的自由に設計することができ、より効果的に異音を抑制することができる圧力損失部材を設計することができる。

本発明の給水弁装置によれば、開閉弁から流出した洗浄水が、折れ曲がった通路を介して排出される場合でも、異音の発生を抑制することができる。

本発明の第１実施形態による給水弁装置を備えた洗浄水タンク装置の断面図である。 本発明の第１実施形態による給水弁装置全体を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による給水弁装置の主要部の断面図である。 本発明の第１実施形態による給水弁装置の主要部品を分解して示した分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による給水弁装置を構成する第１本体部材等を切断して示した斜視図である。 本発明の第１実施形態による給水弁装置において、圧力損失部材を配置した場合における流出通路内の流速分布を示すシミュレーション結果を示す図である。 比較例として、圧力損失部材を配置しない場合における流出通路内の流速分布を示すシミュレーション結果を示す図である。 本発明の第１実施形態による給水弁装置において、流出通路内を流れる洗浄水の流動圧と、給水弁装置から発生する給水音の関係を測定した実験結果を示す図である。 本発明の第２実施形態の給水弁装置に用いられている第１本体部材の一部を切断して示した斜視断面図である。 本発明の第２実施形態の給水弁装置に用いられている第１本体部材の断面図である。 本発明の第３実施形態の給水弁装置に用いられている第１本体部材の一部を切断して示した斜視断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態による給水弁装置を説明する。
図１は本発明の第１実施形態による給水弁装置を備えた洗浄水タンク装置の断面図である。図２は本発明の第１実施形態による給水弁装置全体を示す斜視図である。図３は本発明の第１実施形態による給水弁装置の主要部の断面図である。図４は本発明の第１実施形態による給水弁装置の主要部品を分解して示した分解斜視図である。図５は本発明の第１実施形態による給水弁装置を構成する第１本体部材等を切断して示した斜視図である。

図１に示すように、本発明の第１実施形態による給水弁装置１は、洗浄水タンク装置２の内部に設けられる装置である。洗浄水タンク装置２は、本発明の第１実施形態による給水弁装置１と、給水弁装置１を介して供給された洗浄水を貯留する貯水タンク４と、貯水タンク４に貯留された洗浄水を、水洗大便器（図示せず）に供給するための排水弁装置６と、を有する。また、給水弁装置１には、給水弁装置１に洗浄水を供給するための水供給管８が接続されている。

本実施形態において、洗浄水タンク装置２は、トイレ室の壁面に埋め込んで使用され、水洗大便器（図示せず）に洗浄水を供給するための装置である。また、洗浄水タンク装置２は、水洗大便器の使用者の洗浄操作に基づいて排水弁装置６の排水弁（図示せず）を開弁させ、貯水タンク４内に貯留された洗浄水を水洗大便器に供給して、これを洗浄するように構成されている。本実施形態の給水弁装置１は、洗浄水が使用され、貯水タンク４内に貯留された洗浄水の水位が低下すると、水道に接続された水供給管８から洗浄水を流入させ、排出口１０から貯水タンク４内に洗浄水を吐出させるように構成されている。

図２に示すように、給水弁装置１は、給水弁ユニット１２と、フロート１４と、フロート１４により回動されるアーム部材１６と、給水弁ユニット１２の下流側に取り付けられたバキュームブレーカ１８と、を有する。
後述するように、給水弁ユニット１２には、主弁体であるダイアフラム弁体が内蔵されており、このダイアフラム弁体により、水供給管８から供給された洗浄水の吐水、停止を切り替えるように構成されている。

フロート１４は、貯水タンク４に貯留された洗浄水から浮力を受け、貯水タンク４内の水位に応じて上下に移動可能に構成されている。また、フロート１４には、駆動軸１４ａが、鉛直方向に延びるように取り付けられており、この駆動軸１４ａは、アーム部材１６に連結されている。

アーム部材１６は、給水弁ユニット１２を跨ぐように配置された概ね門型の部材であり、その中間部が支軸１６ａにより回動可能に支持されている。アーム部材１６の一方の端部には、フロート１４の駆動軸１４ａに連結されている。また、アーム部材１６の他方の端部には、パイロット弁体（図示せず）が取り付けられており、このパイロット弁体により、給水弁ユニット１２に設けられたパイロット弁口（図示せず）が開閉されるように構成されている。この構成により、フロート１４に浮力が働き、駆動軸１４ａが上方に移動されると、アーム部材１６が支軸１６ａを中心に回動され、アーム部材１６に取り付けられたパイロット弁体がパイロット弁口を閉弁させる。後述するように、パイロット弁口が閉弁されると、給水弁ユニット１２に内蔵されたダイアフラム弁体が閉弁され、給水弁装置１からの洗浄水の吐出が停止される。

バキュームブレーカ１８は、給水弁ユニット１２の下流側に、給水弁ユニット１２と一体的に設けられており、給水弁ユニット１２から流出した洗浄水が流入するように構成されている。給水弁ユニット１２から流出した洗浄水は、バキュームブレーカ１８を通って、排出口１０（図１）から下方に向けて貯水タンク４内に吐出される。また、給水弁ユニット１２側が負圧になった場合には、バキュームブレーカ１８から給水弁ユニット１２内に大気が吸入され、給水弁ユニット１２内に洗浄水が逆流するのを防止するように構成されている。

次に、図３及び図４に示すように、給水弁ユニット１２は、給水弁本体２０を有し、この給水弁本体２０は第１本体部材２０ａ及び第２本体部材２０ｂから構成されている。第１本体部材２０ａと第２本体部材２０ｂは、水密的に結合され、筒状の給水弁本体２０を構成する。また、給水弁本体２０の、バキュームブレーカ１８とは反対側の端部には、水供給管８（図１）を接続するための流入部３８が設けられている。さらに、給水弁本体２０内には、ダイアフラム弁アセンブリ２２と、ダイアフラム弁アセンブリ２２の上流側に配置された整流部材２４と、整流部材２４の上流側に配置されたストレーナ２６が収容されている。

ストレーナ２６は、多数の小孔が設けられた円筒状の部材であり、流入部３８から流入した洗浄水が、内部に流入するように配置されている。このストレーナ２６により、水道水に混入していた異物等が、下流側に流れるのを防止している。

整流部材２４は、図４に示すように、ストレーナ２６の下流側に配置された部材であり、上流側に位置するリング状部２４ａと、下流側に位置するドーナツ板状部２４ｂと、これらの部材を連結するように放射状に設けられた４枚の羽根状部２４ｃから構成されている。ストレーナ２６を通過した洗浄水は、羽根状部２４ｃにより整流され、ドーナツ板状部２４ｂの中央の穴から下流側に流出する。

ダイアフラム弁アセンブリ２２は、整流部材２４の下流側に配置され、ダイアフラム弁により、第１本体部材２０ａに設けられた主弁口２８（図３）を開閉するように構成されている。ここで、図３に示すように、整流部材２４を通過した洗浄水は、ダイアフラム弁アセンブリ２２の外周と、第１本体部材２０ａの内壁面との間を通って主弁口２８に到達する。また、整流部材２４を通過した洗浄水の一部は、ダイアフラム弁アセンブリ２２の内部に流入するように構成されている。

さらに、図３に示すように、ダイアフラム弁アセンブリ２２は、主弁体であるダイアフラム弁体３０と、ダイアフラム弁体３０を押さえる弁押さえ部材３２と、弁押さえ部材３２の上流側に取り付けられるアセンブリ本体３４と、アセンブリ本体３４内に配置されたコイルばね３６と、を有する。

ダイアフラム弁体３０は、第１本体部材２０ａ内に設けられた主弁口２８（図５）に対向するように配置され、主弁口２８を閉弁又は開弁させるように移動される。この主弁口２８は、第１本体部材２０ａの内部に設けられた円筒状部分の先端に設けられている。主弁口２８から流入した洗浄水は、円筒状部分の基端の流出口２８ａから流出する。即ち、ダイアフラム弁体３０が主弁口２８に着座することにより、給水弁装置１からの吐水が停止され、主弁口２８から離座すると、給水弁装置１から洗浄水が吐出される。このように、本実施形態においては、ダイアフラム弁体３０、及びこれが着座する主弁口２８は開閉弁として機能し、流出口２８ａは、開閉弁の流出口として機能する。

なお、本実施形態においては、洗浄水は、流入部３８から略水平方向に給水弁装置１内に流入し、主弁口２８を通過した洗浄水も、流入方向と同じ略水平方向に流出口２８ａから流出する。従って、本実施形態において、ダイアフラム弁体３０は、流入方向及び流出口２８ａからの流出方向と同じ略水平方向に移動される。

弁押さえ部材３２は、環状の部材であり、ダイアフラム弁体３０の周縁部を、アセンブリ本体３４との間に挟んで、ダイアフラム弁体３０を固定するように構成されている。また、弁押さえ部材３２の下流側の端部は、第１本体部材２０ａの内壁面に当接し、ダイアフラム弁アセンブリ２２を給水弁本体２０内の所定の位置に位置決めするように構成されている。

アセンブリ本体３４は、円筒部３４ａと、円筒部３４ａよりも直径の大きい大径部３４ｂから構成されている。整流部材２４を通過した洗浄水の一部は、円筒部３４ａの側面に設けられた流入口３４ｃを通って、ダイアフラム弁アセンブリ２２内に流入する（図３の二点鎖線の矢印参照）。また、アセンブリ本体３４の大径部３４ｂの内壁面と、ダイアフラム弁体３０の背面により、ダイアフラム弁アセンブリ２２の内部には圧力室２２ａが形成される。また、コイルばね３６は、圧力室２２ａ内に配置され、ダイアフラム弁体３０を主弁口２８に向けて付勢するように構成されている。さらに、流入口３４ｃからダイアフラム弁アセンブリ２２内に流入した洗浄水は圧力室２２ａ内の圧力を高め、この圧力に基づく力により、ダイアフラム弁体３０は主弁口２８に押し付けられ、主弁口２８を閉弁させる。

また、アセンブリ本体３４には、圧力室２２ａ内をダイアフラム弁アセンブリ２２の外部と連通させるパイロット通路（図示せず）が設けられている。このアセンブリ本体３４に設けられたパイロット通路は、さらに、第１本体部材２０ａに設けられたパイロット通路２０ｃ（図５）と連通するように構成されている。パイロット通路２０ｃは、第１本体部材２０ａの外壁面に設けられたパイロット弁口（図示せず）と連通しており、このパイロット弁口は、アーム部材１６（図１）に備えられたパイロット弁（図示せず）により開閉される。

この構成により、パイロット弁口（図示せず）がパイロット弁（図示せず）によって閉弁されている状態では、ダイアフラム弁アセンブリ２２の中の圧力室２２ａ内部の圧力が高くなる。一方、パイロット弁口が開弁されると、圧力室２２ａ内の洗浄水がパイロット弁口を通って外部に流出し、圧力室２２ａ内の圧力が低下する。圧力室２２ａ内の圧力が高くなると、圧力室２２ａの一部を構成するダイアフラム弁体３０が主弁口２８に押し付けられ、主弁口２８が閉弁される。一方、圧力室２２ａ内の圧力が低下した状態では、ダイアフラム弁アセンブリ２２の周囲を通過した洗浄水が、ダイアフラム弁体３０を、コイルばね３６の付勢力に抗して主弁口２８から離座させ、主弁口２８が開弁される（図３の実線の矢印参照）。このように、給水弁ユニット１２に内蔵されたダイアフラム弁体３０は、第１本体部材２０ａに設けられたパイロット弁口（図示せず）を開閉することにより開閉される。

次に、図５を新たに参照して、給水弁ユニット１２の、主弁口２８よりも下流側の構成を説明する。
図５は、給水弁装置１の一部を構成する第１本体部材２０ａ及びバキュームブレーカ１８の一部を切断して示す斜視図である。

図５に示すように、主弁口２８は、給水弁本体２０を構成する第１本体部材２０ａの内部に設けられた円筒状部分の先端によって構成されている。本実施形態において、円筒状部分の中心軸線は概ね水平方向に向けられ、ダイアフラム弁体３０によって主弁口２８が開弁されると、円筒状部分の下流端の流出口２８ａから洗浄水が概ね水平方向に流出される。

さらに、主弁口２８の下流側には、流出口２８ａからの流出方向に対して略直角に折れ曲がるように流出通路４０が設けられている。このよに、本実施形態においては、流出口２８ａが流出通路４０に直結されていると共に、流出口２８ａから洗浄水が流出する流出方向は、流入部３８から洗浄水が流入する流入方向と略同一の水平方向に向けられている。さらに、主弁口２８の下流側近傍に設けられた流出通路４０は、流出口２８ａからの流出方向に対して略直角に折れ曲がるように、上方に向けて延びている。即ち、本実施形態において、流出通路４０は、主弁口２８の下流側近傍に、鉛直上方に向けて折れ曲がるように延びている。ここで、流路が「折れ曲がる」とは、流れの方向を転換するためのＲ形状に湾曲された流路を実質的に備えることなく、流路の方向が変化していることを意味している。

また、流出通路４０は、略長方形断面の比較的細い通路であり、流路断面積はほぼ一定に構成されている。本実施形態においては、主弁口２８及び流出口２８ａの流路断面積は約５０ｍｍ²であり、流出通路４０の流路断面積は約４４ｍｍ²である。

さらに、流出通路４０の上方には、流路断面積が大きい通路が接続されており、この通路はバキュームブレーカ１８の上向通路１８ａを構成している。この上向通路１８ａは第１本体部材２０ａの上端まで延び、上端が開放されている。また、第１本体部材２０ａには、上向通路１８ａに隣接するように、バキュームブレーカ１８の下向通路１８ｂが設けられている。この下向通路１８ｂの上端も開放されていると共に、その下端は給水弁装置１の排出口１０を構成している。さらに、上向通路１８ａ及び下向通路１８ｂの上方には、円筒形のキャップ１８ｃが被せられており、上向通路１８ａ及び下向通路１８ｂの開放された上端を覆っている。

これら、第１本体部材２０ａに設けられた上向通路１８ａ及び下向通路１８ｂ、及びこれに被せられたキャップ１８ｃは、バキュームブレーカ１８を構成している。即ち、主弁口２８から流出した洗浄水は、流出通路４０を上方に向けて流れ、バキュームブレーカ１８の上向通路１８ａに流入する。上向通路１８ａに流入した洗浄水は、その上端から流出し、キャップ１８ｃの内側を通って下向通路１８ｂの上端に流入する。下向通路１８ｂに流入した洗浄水は、その下端の排出口１０から流出し、貯水タンク４の中に流入する。また、主弁口２８の側が負圧になった場合には、第１本体部材２０ａとキャップ１８ｃの間の隙間から大気が吸入され、排出口１０からの洗浄水の逆流が防止される。

さらに、キャップ１８ｃの内側には、下方に向けて延びるように圧力損失部材４２が取り付けられている。この圧力損失部材４２は、キャップ１８ｃ内の天井面から上向通路１８ａの中を下方に向けて延び、その下端は、流出通路４０の中まで延びている。即ち、圧力損失部材４２は、流出通路４０内の流路を仕切るように、流出通路４０の長手方向に延び、流出通路４０内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制する。また、図３に示すように、本実施形態においては、上方から流出通路４０の内部に挿入された圧力損失部材４２の下端は、流出口２８ａの上端とほぼ同じ高さに位置している。即ち、本実施形態において、圧力損失部材４２は、流出口２８ａの流出方向への平行投影線の外側に、平行投影線とは実質的に交差しない位置に設けられている。

また、圧力損失部材４２は、図３の紙面と平行に延びる第１板状部４２ａと、これに対して直角に向けられた第２板状部４２ｂから構成されており、全体として十字型断面形状に構成されている。第１板状部４２ａの両端は、流出通路４０の対向する一組の内壁面と夫々当接し、第２板状部４２ｂの両端は、流出通路４０の対向するもう一組の内壁面と夫々当接している。このように、圧力損失部材４２を配置することにより、流出通路４０内の流路は狭められると共に、流出通路内の流路は４つに仕切られる。

なお、本実施形態においては、圧力損失部材４２は、流出通路４０の各内壁面と当接するように配置されているが、圧力損失部材４２と流出通路４０の内壁面との間に隙間を設け、少なくとも部分的に流出通路４０内の流路が仕切られるように圧力損失部材４２を構成することもできる。また、本実施形態においては、圧力損失部材４２の流路に直交する方向の断面積は、約２５ｍｍ²であり、流出通路４０の流路断面積の約５７％を占めている。好ましくは、圧力損失部材４２を設けることにより、流出通路４０の流路断面積が、約４０％乃至約７０％縮小されるように圧力損失部材４２を構成する。

次に、図６乃至図８を参照して、圧力損失部材４２の作用、効果を説明する。
図６は、圧力損失部材４２を配置した場合における流出通路４０内の流速分布を示すシミュレーション結果を示し、図７は、比較例として、圧力損失部材４２を配置しない場合における流出通路４０内の流速分布を示すシミュレーション結果を示す。また、図８は、流出通路４０内を流れる洗浄水の流動圧と、給水弁装置１から発生する給水音の関係を測定した実験結果である。

図６に示すように、本実施形態の給水弁装置１においては、流出口２８ａから水平方向に流出した洗浄水の流れは、流出通路４０内に流入することにより、略直角に折れ曲がり、上方に向けられる。上方に向けて折り曲げられた流れは、流出通路４０内の、圧力損失部材４２が配置されている部分に流入し、上方に向かう。この際、流出通路４０内を流れる洗浄水の流速は、比較的均一に維持されている。

一方、比較例として、図７に示すように、流出通路４０内に圧力損失部材４２が配置されていない場合には、流出口２８ａから流出した後、直角に折り曲げられた流れは、流出通路４０内で流速が著しく低下している。さらに、流出通路４０内の、折り曲げ部分近傍（図７において楕円で囲った部分）では、極端に流速が低下しており、流れに剥離が生じていることが分かる。これに対し、本実施形態の給水弁装置１では、図６において楕円で囲った折り曲げ部分近傍においても、極端な流速の低下は生じておらず、剥離は見られない。このように、流出通路内に圧力損失部材が配置されていない従来の給水弁装置では、流出口の下流側に、略直角に折り曲げられた流出流路を形成すると、流れに剥離が生じ、異音が発生することが、本件発明者により突き止められた。本件発明者は、流出通路に圧力損失部材を設けることにより、異音の発生を抑制することに成功したのである。

まず、図８の実線に示すように、本発明の第１実施形態の給水弁装置１においては、流出通路４０内を流れる洗浄水の流動圧の上昇と共に、給水弁装置１から発生する給水音が少しずつ上昇している。即ち、流動圧０．１ＭＰａにおいて給水音は約３６ｄＢであり、流動圧の上昇と共に給水音が少しずつ上昇し、流動圧１ＭＰａでは給水音は約６２ｄＢに上昇している。

これに対し、図８の点線に示すように、図７に示した比較例の給水弁装置では、流動圧０．１ＭＰａにおいて給水音は約４３ｄＢであり、流動圧の上昇と共に給水音が少しずつ上昇する。さらに、流動圧が約０．５５ＭＰａまで上昇すると、給水音が急激に上昇し、流動圧１ＭＰａにおいて給水音は約６７ｄＢまで上昇する。即ち、図８の点線に示す比較例による給水弁装置では、流動圧が約０．５５ＭＰａ程度まで上昇し、流速が高まると、流出通路内で剥離が発生しているものと考えられる。このように、流出通路内の流れに剥離が起こることにより、キャビテーションが発生し、急激に給水音が大きくなったものと推測される。

この図８に示す比較例のように、流動圧が上昇する際に、急激に給水音が大きくなると、使用者には、これが異音の発生として認識されることが多い。これに対し、本発明の第１実施形態の給水弁装置１では、流動圧の上昇と共に給水音も大きくものの、給水音の増大はなだらかで、急激に大きくなることはない。このような、なだらかな給水音の増大は、通常、使用者には、異音の発生としては認識されない。

次に、本発明の第１実施形態による給水弁装置１を備えた洗浄水タンク装置２の作用を説明する。
まず、使用者が水洗大便器（図示せず）の洗浄操作を行うと、貯水タンク４（図１）内に設けられた排水弁装置６の排水弁（図示せず）が開弁され、貯水タンク４内に貯留されていた洗浄水が水洗大便器に供給され、これが洗浄される。

貯水タンク４内に貯留されていた洗浄水が排出されると、貯水タンク４内の水位が低下するため、給水弁装置１に備えられたフロート１４（図２）が低下する。フロート１４が低下すると、フロート１４を支持しているアーム部材１６が支軸１６ａを中心に回動される。これにより、アーム部材１６に設けられたパイロット弁体（図示せず）が、給水弁ユニット１２に設けられたパイロット弁口（図示せず）から離座し、パイロット弁口に連通したダイアフラム弁アセンブリ２２の中の圧力室２２ａ（図３）内の圧力が低下する。圧力室２２ａ内の圧力が低下すると、ダイアフラム弁体３０の背面側に作用する圧力が低下し、ダイアフラム弁体３０が主弁口２８から離座する。即ち、ダイアフラム弁体３０及び主弁口２８によって構成される開閉弁が開弁される。

開閉弁が開弁されると、水供給管８（図１）から流入部３８を通って給水弁ユニット１２に流入した洗浄水は、開閉弁の流出口２８ａから流出する。流出口２８ａから流出した洗浄水は、流出通路４０を通ってバキュームブレーカ１８の上向通路１８ａに流入し、下向通路１８ｂを通って排出口１０から排出される。排出口１０から排出された洗浄水は貯水タンク４内に流入し、貯水タンク４内の水位を上昇させる。貯水タンク４内の水位が所定の止水水位まで上昇すると、フロート１４が上昇し、アーム部材１６を所期位置まで回動させる。

これにより、アーム部材１６に設けられたパイロット弁体（図示せず）が、パイロット弁口（図示せず）を閉弁させる。これにより、圧力室２２ａ（図３）内の圧力が上昇して、ダイアフラム弁体３０が主弁口２８に着座し、開閉弁が閉弁される。以上により、洗浄水タンク装置２は、初期状態に復帰する。なお、本実施形態において、排出口１０は、貯水タンク４の止水水位よりも上方に位置し、排出口１０と貯水タンク４内の洗浄水の水面との間には常にエアギャップが存在する。

本発明の第１実施形態の給水弁装置１によれば、圧力損失部材４２が流出通路４０内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制するので、流出通路４０内の流れに剥離が生じることによる異音の発生を抑制することができる。即ち、流出通路４０が開閉弁からの流出方向に対して略直角に折り曲げられた場合でも、流出通路４０内に圧力損失部材４２が設けられているので、流出通路４０を折り曲げたことに起因する異音の発生を抑制することができる。これにより、給水弁装置１を容易に小型化することができる。

また、本実施形態の給水弁装置１によれば、流出通路４０が開閉弁からの流出方向に対して略直角に上方に折れ曲がって延びているので、給水弁装置１の小型化、異音の抑制を両立しながら、給水弁装置１の排出口１０を高い位置に設けることができ、必要なエアギャップを容易に確保することができる。

さらに、本実施形態の給水弁装置１によれば、圧力損失部材４２が開閉弁の流出口２８ａの平行投影線の範囲外に設けられているので、流出口２８ａから流出した洗浄水が、一旦、流出通路４０の全流路断面に広がった後、圧力損失部材４２が設けられた流路に流入する。このため、圧力損失部材４２の周囲の洗浄水の流れを、より均一化することができ、効果的に剥離の発生を抑制することができる。

また、本実施形態の給水弁装置１によれば、圧力損失部材４２が流出通路４０内の流路を仕切るように、流出通路４０の長手方向に延びるように設けられているので、流出通路４０内の洗浄水の流れ方向を大きく変えることなく圧力損失を与えることができる。この結果、圧力損失部材４２を設けたことに起因する渦等の発生を抑制することができる。

さらに、本実施形態の給水弁装置１によれば、圧力損失部材４２が十字型断面形状を有するので、流出通路４０内の流れが、より細分化され、流出通路４０内の流速を、より均一化することができる。

また、本実施形態の給水弁装置１によれば、圧力損失部材４２が流出通路４０とは別体の部材で構成されているので、流出通路４０の形状に関わらず、圧力損失部材４２の構造を比較的自由に設計することができ、より効果的に異音を抑制することができる圧力損失部材４２を設計することができる。

次に、図９及び図１０を参照して、本発明の第２実施形態による給水弁装置を説明する。
本発明の第２実施形態の給水弁装置は、流出通路内に設けられた圧力損失部材の構造が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、以下では、本発明の第２実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

図９は、本発明の第２実施形態の給水弁装置に用いられている第１本体部材１２０の一部を切断して示した斜視断面図である。図１０は、本発明の第２実施形態の給水弁装置に用いられている第１本体部材１２０の断面図である。

図９に示すように、本実施形態の給水弁装置においては、給水弁装置の給水弁本体の一部を構成する第１本体部材１２０の内部に主弁口２８が設けられている。さらに、主弁口２８の下流側には、上方に向けて延びる流出通路１４０が設けられている。この流出通路１４０の上端には、バキュームブレーカ１８の上向通路１８ａが接続されており、上向通路１８ａに隣接して下向通路１８ｂが設けられている。また、下向通路１８ｂの下端には、排出口１０が形成されている。

さらに、流出通路１４０の内部には、圧力損失部材１４２が、第１本体部材１２０と一体に設けられている。図１０に示すように、この圧力損失部材１４２は、図１０の紙面に垂直な方向に延びる第１板状部１４２ａと、この第１板状部１４２ａに対して直角に向けられた第２板状部１４２ｂから構成されている。即ち、第１板状部１４２ａは、主弁口２８（流出口２８ａ）からの洗浄水の流出方向に延びており、流出通路１４０を、図１０における左右に仕切っている。また、第２板状部１４２ｂは、図１０の紙面に平行な方向に延びており、流出通路１４０を図１０の奥行き方向に仕切っている。

また、本実施形態においては、圧力損失部材１４２は、流出通路１４０の下端から上端まで延びており、主弁口２８（流出口２８ａ）の平行投影線と交差する位置にも設けられている。さらに、第２板状部１４２ｂには、第１板状部１４２ａの両側に細長い長方形の開口部が設けられており、第２板状部１４２ｂの手前側と奥側の流路（図１０における手前側と奥側の流路）が連通されている。このように、本実施形態においては、流出通路１４０内の流路は、圧力損失部材１４２によって部分的に仕切られている。

次に、本実施形態の給水弁装置による給水音の測定結果を、図８の一点鎖線に示す。図８の一点鎖線に示すように、本実施形態の給水弁装置では、流動圧の上昇と共に少しずつ給水音が上昇し、流動圧約０．７ＭＰａ以上で給水音の増加率が大きくなっている。換言すれば、本実施形態の給水弁装置によれば、流動圧約０．７ＭＰａ程度までの使用であれば、給水音を十分に抑制することができる。また、本実施形態の給水弁装置においては、圧力損失部材１４２が流出通路１４０の下端から設けられていてるため、第１本体部材１２０と一体で、容易に圧力損失部材１４２を形成することができ、部品点数を削減することができる。

次に、図１１を参照して、本発明の第３実施形態による給水弁装置を説明する。
本発明の第３実施形態の給水弁装置は、流出通路内に設けられた圧力損失部材の構造が、上述した第１実施形態とは異なる。従って、以下では、本発明の第３実施形態の、第１実施形態とは異なる部分のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。また、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は、本発明の第３実施形態の給水弁装置に用いられている第１本体部材２２０の一部を切断して示した斜視断面図である。
図１１に示すように、本実施形態の給水弁装置においては、給水弁装置の給水弁本体の一部を構成する第１本体部材２２０の内部に主弁口２８が設けられている。さらに、主弁口２８の下流側には、上方に向けて延びる流出通路２４０が設けられている。この流出通路２４０の上端には、バキュームブレーカ１８の上向通路１８ａが接続されており、上向通路１８ａに隣接して下向通路１８ｂが設けられている。また、下向通路１８ｂの下端には、排出口１０が形成されている。

さらに、流出通路２４０の内部には、圧力損失部材２４２が、第１本体部材２２０と一体に設けられている。図１１に示すように、この圧力損失部材２４２は、流出通路２４０の下端から上方に向けて延びる長方形の板状の部材から構成されている。即ち、圧力損失部材２４２は、その板面が、主弁口２８（流出口２８ａ）から流出する洗浄水に対向するように設けられている。

この圧力損失部材２４２により、流出通路２４０は、主弁口２８に近い側の通路と、遠い側の通路に仕切られている。また、圧力損失部材２４２の両側の側縁と、流出通路２４０の内壁面の間には隙間が設けられており、流出通路２４０内の主弁口２８に近い側の通路と、遠い側の通路を連通させている。また、本実施形態においては、圧力損失部材２４２は、流出通路２４０の下端から、主弁口２８のよりも上方まで延びており、主弁口２８（流出口２８ａ）の平行投影線と交差する位置にも設けられている。なお、本実施形態においては、圧力損失部材２４２は、流出通路２４０の途中まで設けられており、圧力損失部材２４２の下流端（上端）までは設けられていない。

次に、本実施形態の給水弁装置による給水音の測定結果を、図８の二点鎖線に示す。図８の二点鎖線に示すように、本実施形態の給水弁装置では、流動圧の上昇と共に少しずつ給水音が上昇し、流動圧約０．８ＭＰａ以上で給水音の増加率が大きくなっている。換言すれば、本実施形態の給水弁装置によれば、流動圧約０．８ＭＰａ程度までの使用であれば、給水音を十分に抑制することができる。また、本実施形態の給水弁装置においては、圧力損失部材２４２が流出通路２４０の下端から設けられていてるため、第１本体部材２２０と一体で、容易に圧力損失部材２４２を形成することができ、部品点数を削減することができる。また、本発明の第２実施形態における圧力損失部材１４２よりも構造が単純であり、圧力損失部材２４２を第１本体部材２２０と一体に、容易に成形することができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態において、洗浄水は、流入部から水平方向に流入し、ダイアフラム弁体と主弁口によって構成される開閉弁の流出口から水平方向に流出していた。また、ダイアフラム弁体も、流入方向、流出方向と同じ水平方向に移動されていた。しかしながら、本発明において、これらの流入方向、流出方向、及び主弁体の移動方向は互いに異なっていても良く、水平方向以外の方向に向けられていても良い。また、上述した実施形態において、流出通路は、開閉弁からの流出方向に対して、略直角に、鉛直上方に向けて折れ曲がるように延びていたが、流出通路は、任意の方向に向けることができる。

１ 給水弁装置
２ 洗浄水タンク装置
４ 貯水タンク
６ 排水弁装置
８ 水供給管
１０ 排出口
１２ 給水弁ユニット
１４ フロート
１４ａ 駆動軸
１６ アーム部材
１６ａ 支軸
１８ バキュームブレーカ
１８ａ 上向通路
１８ｂ 下向通路
１８ｃ キャップ
２０ 給水弁本体
２０ａ 第１本体部材
２０ｂ 第２本体部材
２２ ダイアフラム弁アセンブリ
２２ａ 圧力室
２４ 整流部材
２４ａ リング状部
２４ｂ ドーナツ板状部
２４ｃ 羽根状部
２６ ストレーナ
２８ 主弁口
２８ａ 流出口
３０ ダイアフラム弁体（主弁体）
３２ 弁押さえ部材
３４ アセンブリ本体
３４ａ 円筒部
３４ｂ 大径部
３４ｃ 流入口
３６ コイルばね
３８ 流入部
４０ 流出通路
４２ 圧力損失部材
４２ａ 第１板状部
４２ｂ 第２板状部
１２０ 第１本体部材
１４０ 流出通路
１４２ 圧力損失部材
１４２ａ 第１板状部
１４２ｂ 第２板状部
２２０ 第１本体部材
２４０ 流出通路
２４２ 圧力損失部材

Claims (6)

1. 水洗大便器に洗浄水を供給する給水弁装置であって、
   給水弁本体と、
   水供給管に接続され、上記給水弁本体の内部に洗浄水を流入させる流入部と、
   上記給水弁本体内に流入した洗浄水の吐出、停止を切り替える開閉弁と、
   この開閉弁の下流側に設けられ、上記開閉弁からの流出方向に対して略直角に折れ曲がるように延びる流出通路と、
   この流出通路に設けられ、上記流出通路内の流れに圧力損失を与えて流れの剥離を抑制する圧力損失部材と、
   を有することを特徴とする給水弁装置。
2. 上記開閉弁からの流出方向は、略水平方向に向けられており、上記流出通路は、上記開閉弁からの流出方向に対して上方に折れ曲がって延びている請求項１記載の給水弁装置。
3. 上記圧力損失部材は、上記流出通路の内部に設けられ、且つ上記開閉弁の流出口の平行投影線の範囲外に設けられている請求項１又は２に記載の給水弁装置。
4. 上記圧力損失部材は、上記流出通路内の流路を仕切るように、上記流出通路の長手方向に延びるように設けられている請求項１乃至３の何れか１項に記載の給水弁装置。
5. 上記圧力損失部材は、上記流出通路内の流路を４つに仕切るように、十字型断面形状を有する請求項４記載の給水弁装置。
6. 上記圧力損失部材は、上記流出通路とは別体の部材で構成され、上記流出通路内に配置される請求項１乃至５の何れか１項に記載の給水弁装置。

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