JP4008236B2 - 可撓性のチューブを有する洗浄バルブ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は洗浄バルブ（フラッシュバルブ：flush valve）に関するものであり、該洗浄バルブは本件出願の譲受人であるイリノイ州フランクリン・パークのスローン・ヴァルヴ・カムパニーの所有する米国特許第5,244,179号にその概要が示されているタイプのものである。より詳しくは、本発明は上記米国特許第5,244,179号の洗浄バルブの改良に関するものであり、ダイアフラムアセンブリの頂部に位置する運動用シール（ダイナミックシール）を不要とするものである。更に本発明は洗浄バルブの圧力室を排出口に接続するソレノイドで制御される排水路を通過する水のためのフィルタを提供する。このフィルタは弁の動作を妨げるおそれのある汚泥その他の粒子を除去するために必要である。運動用シールを廃止したことにより、圧力室からの水漏れがなくなる。
【０００２】
【発明の概要】
本発明はトイレの洗浄バルブに関わるものであり、特にそのような洗浄バルブを改良し洗浄バルブアセンブリのカバー内に位置するシールを通じての漏れを防止することに関わる。
【０００３】
本発明のもう一つの目的は、洗浄バルブの圧力室を排水路に接続する水フィルタを有し、該フィルタが汚泥その他の不純物が洗浄バルブの排水路を目詰まりさせることを防止するような、ソレノイドで動作する上記のようなタイプの洗浄バルブを提供することである。
【０００４】
本発明のまた別の目的は、上記のようなタイプの洗浄バルブアセンブリであって、フィルタが洗浄バルブダイアフラムのストローク制御と協働するような洗浄バルブアセンブリを提供することである。
【０００５】
その他の目的は以下の説明、図面および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【０００６】
【発明の実施の形態】
ここに米国特許5,244,179号公報を引用し本明細書に組み入れるが、当該公報に開示されている洗浄バルブはダイアフラムアセンブリがカバー内に延在している頂部において運動用シール（dynamic seal）を有している。このシールは時に、洗浄バルブの圧力室から水漏れを起こす原因となっていた。また上記米国特許5,244,179号の洗浄バルブにおいては、ソレノイドで制御される圧力室の排水路が目詰まりを起こし、該通路を介しての圧力室の適切な排水が自由に行えない事態まで至る場合があった。本発明は洗浄バルブに関するこのような問題を解決しようとするものである。本発明の説明はダイアフラムタイプの洗浄バルブおよびピストンタイプの洗浄バルブに関連してなされるが、本発明はこれに限らず広く応用される。また、ここに説明する２つの実施形態におけるパイロットバルブ機構は従来型もしくは双安定型のソレノイドの形態であるが、本発明はそのようなものに限定されるものではなく、液圧式やプッシュボタン、その他の機械手段式など他のパイロットバルブでもよい。
【０００７】
以下において、スローン・ヴァルヴ・カムパニーよりＯＰＴＩＭＡの商標で販売されているバッテリで動作するソレノイド洗浄バルブに関連して本発明を説明する。なお、本発明は広い応用範囲を有しており、圧力室がパイロットバルブ機構によって排水されかつ主水流制御アセンブリがその着座位置を離れて移動することにより洗浄バルブを流れる水流を制御するような型式のいかなる洗浄バルブにも適用することができる。
【０００８】
図１において洗浄バルブ本体が参照数字１０で示されている。洗浄バルブ本体１０は入口開口１２と底部に向いた出口開口１４とを有する。出口開口１４の左側にボス１６があり、ここは通常、洗浄バルブ操作ハンドルが設けられている位置である。しかし本実施形態ではキャップ１８によりこの開口を閉鎖し、かつロックリング２０によりキャップを適位置に保持することができる。図示のバルブはスローン・ヴァルヴ・カムパニーによりＲＯＹＡＬの商標で販売されているタイプのものであり、これは入口と出口の間の水流を、ダイアフラムを用いて制御している。ダイアフラムは参照数字２２で示されている。ダイアフラム２２はその周縁部２４において、内カバー３０のフランジ２８によって洗浄バルブ本体１０の肩部２６上に保持されている。ねじ切りされたロックリング３２が上に説明したアセンブリおよび外カバー３４を保持しており、該外カバー内にソレノイド、赤外線センサとそのバッテリ、およびセンサを動作せせるエレクトロニクスが収容されている。図１の参照数字３６はセンサ窓を示す。
【０００９】
内カバー３０の下側面とダイアフラム２２の上側面との間の領域が圧力室３８を形成する。この圧力室３８内の水の圧力により、ダイアフラム２２はバレル４２の上端に形成された受け座４０上に保持される。該バレル４２は入口１２と出口１４との間の導管を形成する。
【００１０】
図２に示すように、上カバー内には圧力室３８と上カバー内の室４６とをつなぐ排水路４４が配設されている。排水路４４と室４６との間の水流はソレノイド４８により制御される。この動作の詳細は米国特許第5,244,179号および第4,309,781号、第4,793,588号公報にそれぞれ開示されている。
【００１１】
入口１２を通る水流はフィルタおよびバイパスリング５０を介して圧力室３８に到達する。その詳細は米国特許第5,967,182号公報に開示されている。このように洗浄バルブ入口から入った水が圧力室３８に入ることでダイアフラムが閉鎖位置に維持され、また圧力室はソレノイドの動作によって排水され、水が排水路４４を通って上向きに室４６へと流れ、そして後に説明するように可撓チューブ内の通路を通って流れる。
【００１２】
ダイアフラムアセンブリは、その閉鎖位置において受け座４０に着座するダイアフラムと、ディスク５２とを有する。その詳細が図３に示されている。ディスク５２はガイド５４に螺合して取り付けられている。そのガイド５４はバレル４２の内面に隣接する流れ制御リング５６を支持している。流れ制御リング５６の直下にはガイドの４つのアーチ状突起があり、これらがリング５６を支持している。
【００１３】
ガイド５４とディスク５２との間の螺合結合６０に加えて、ガイドは内側に向かう環状のかえし顎６２を有しており、このかえし顎６２がディスク外面の凹部６４内に延びて、ガイドとディスクとを組み付けられた固定位置にロックしている。
【００１４】
ガイド５２の下端には内向きの肩部６６があり、下側の可撓チューブアダプタ６８を支持している。可撓チューブアダプタ６８の詳細を図５〜７に示す。アダプタ６８は本体７０と上方に向いた筒先部７２とを有し、該筒先部７２は可撓チューブ７４内に延び、可撓チューブ７４を固定する。この結合箇所の周りにスナップリング７５を設けて、結合の安定性を高めてもよい。筒先部７２はかえし顎７６を有しており、これにより可撓チューブ７４を変形させて可撓チューブの下部がアダプタ６８に積極的に保持されるようにする。アダプタの本体７０は外向きのフランジ７８を有している。フランジ７８はガイドの内向き肩部６６に着座している。またアダプタ６８の外向きの溝内にシールリング８０が配設されガイドの内側に押しつけられている。
【００１５】
アダプタ６８の一部分８２はガイドの外に延在し、一対のロックタブ８３を有している。ロックタブ上部の肩部８４は図１および３に示す状態でガイドの下端からわずかに離間しており、これにより最小限の可動性をもってアダプタ６８をガイドの下端に効果的に保持している。アダプタ６８は中心水路８６を有しており、この中心水路８６はアダプタの一部分８２内の中心水路８８に連通している。これにより、可撓チューブ７４内を下降する水流はアダプタを通って出て洗浄バルブの出口１４に向かう。
【００１６】
可撓チューブ７４は中空の可撓性スリーブの形態であり、コイルばね９０を内包する。コイルばねはディスクを下降する水流の圧力により可撓チューブ７４がつぶれることを防止する。可撓チューブ７４はその上端で内カバーアダプタ９２に取り付けられる。アダプタ９２に１つ以上の外側に延びる突起９４を設けることができる。この突起９４は可撓チューブの内面に接触してそれを変形させ、アダプタ９２を適切な位置に固定することができる。アダプタ９２の上部の筒先はテーパを付けられており、かつＯリング９５を有している。Ｏリング９５は内カバー３０の延長部９８の内壁９６と共にシールを形成する。これは特に図１および２に示されている。アダプタ９２はこのように室４６内に延びており、室４６からアダプタの内部通路１００を経て可撓チューブに向かって水流が流れる、圧力室３８から洗浄バルブ出口１４への流体経路の一部をなしている。
【００１７】
ガイド５４の上端の頂部には補充ヘッド（refill head）１０２が乗っている。ダイアフラム２２はこの補充ヘッド１０２の上面とディスク５２の径方向外側に拡がる部分１０６の下面１０４との間に挟まれている。圧力室３８内の圧力が緩められダイアフラム２２が上昇するとき、ダイアフラム２２とディスク５２とガイド５４は共に一体的に動き、洗浄バルブ入口１２と洗浄バルブ出口１４との直接的接続をもたらす。このような場合、ディスク５２は上昇し、自身と共に可撓チューブ７４の下端を引き上げる。可撓チューブの上端は内カバー３０の管路内固定されているので、このとき可撓チューブは屈曲することになる。
【００１８】
図１１〜１３において、フィルタが包括的に参照符号１０８で指示され、詳細に図示されている。フィルタ１０８は下方に延びるガイド部１１０を有している。ガイド部１１０は、ディスク５２内とフィルタとが互いに相対的に動くときにディスク５２の内側面と軸が整列するようにするものである。洗浄バルブの動作時、ガイド部１１０のスロット１１１とディスク５２の突起１１３とにより、フィルタ１０８のディスク５２に対する回転が防止される。特に図３および図１３に示されているように、フィルタ１０８は内側に延在するボス１１２を有し、その内側にフィルタ溝１１４が形成されている。これらの溝はフィルタを構成し、ソレノイドの動作により制御されて圧力室３８から排水路４４に流れる水流から不純物を除去する。またフィルタ上には上方に延在する環状の突起１１６がある。この環状の突起１１６は内カバーの下側にある小さな凹部１１８へと延在しており、排水路４４はこの小凹部に開口している。フィルタは水が圧力室３８から排水路４４に直に流れることを妨げており、圧力室３８からの水流を強制的に上に説明したフィルタ溝１１４を通過させる。
【００１９】
ダイアフラムアセンブリが図１に示す閉鎖位置から開放位置へと動く際のダイアフラムアセンブリのストロークを調節する手段が設けられている。このストロークはバイパス５０を介して圧力室に注水する時間を決定するものであり、したがってダイアフラムが図１の閉鎖位置に戻るまでに洗浄バルブを流れる水の量を決定する。ストロークはフランジ１３０の下面とガイド５２の突起１４６との間の間隔によって決まる。この間隔はフランジの厚みを変えることによって、あるいは突起の高さを変えることによって、さらには様々な厚さの補助ワッシャを用いることによって変えることができる。
【００２０】
図１４は一端においてパイロットバルブ（たとえばソレノイド）に接続され他端において可動バルブアセンブリ（ここではピストン駆動される洗浄バルブ）に接続された可撓チューブの構想を示す図である。図１〜１３に関連して説明した構想は図１４の実施例にも同様に適用できる。
【００２１】
図１４は米国特許第5,881,983号公報に開示されたピストンタイプの洗浄バルブを示している。この米国特許公報はここに引用によって本明細書に組み入れる。図１４において、バルブ本体２００は水入口２０２と水出口２０４とを有している。上カバー２０６に図１の実施形態における窓３６と同様の窓２０８を設けてもよい。参照番号２１０で示すソレノイドは内カバー２１４内の水路２１２を通る流れを制御する。この水路は圧力室２１６の排水路である。
【００２２】
このバルブアセンブリは包括的に参照数字２１８で示す可動ピストンを有しており、該可動ピストン２１８は入口２０２からバイパス２２０を介して水を受け入れる。バイパス２２０については上記の米国特許第5,881,983に詳しく記載されている。バイパス２２０からの水は圧力室２１６に到達しピストンアセンブリ２１８をその受け座２２２上に保持する。これにより入口２０２と出口２０４との間の連通が断たれる。
【００２３】
ピストンアセンブリ２１８は本体２００の内壁に押しつけられたリップシール２２４を有している。リップシール２２４はピストンアセンブリ２１８のピストン２２８と螺合したインサート２２６によって保持されている。
【００２４】
ピストン内にはアダプタ２１８が取り付けられており、これがコイル状の可撓チューブ２３２の下端を支持している。アダプタに可撓チューブの内部とつながる通路２３４を設け、圧力室２３４から水を排水することができる。可撓チューブの上端は、内カバー２１４の一部をなすボス２３８に取り付けられている。内カバー２１４の上にソレノイド２１０が取り付けられている。ソレノイド２１０の動作により通路２１２と通路２３８とを接続し、それにより図１〜１３に説明した実施形態と同様に圧力室２１６を排水する。
【００２５】
可撓チューブ２３２は図１の実施形態のものと同様に機能するものであり、必須ではないが内部にばねを設けてもよい。圧力室２１６の排水に応じてピストンアセンブリ２１８が上昇すると、可撓チューブは、その上端は固定され下端は可動ピストンアセンブリに取り付けられているので、圧縮されることになる。
【００２６】
本発明で特に重要なことは可撓チューブを用いることにより、ダイアフラム型洗浄バルブでも、ピストン型洗浄バルブでもバルブアセンブリ頂部の運動用シール（ダイナミックシール）が不要となることである。図１４の実施形態には示されていないが、内カバー２１４の内部に図１に示した実施例のフィルタと同様に機能するフィルタを設けてもよい。
【００２７】
以上において本発明の好適な実施形態を説明したが、該実施形態に対して多くの変形、置き換え、変更をなすことができることを理解されたい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のように可撓チューブを用いることにより、ダイアフラム型洗浄バルブでも、ピストン型洗浄バルブでもバルブアセンブリ頂部の運動用シール（ダイナミックシール）が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による洗浄バルブの前面から見た部分断面図である。
【図２】カバーの一部を取り去った状態で洗浄バルブの上部を示す部分断面図である。
【図３】ダイアフラムアセンブリと可撓チューブアセンブリの軸断面図である。
【図４】内カバーアダプタの上面図である。
【図５】下部可撓チューブアダプタの側面図である。
【図６】図５の面６−６に沿った断面図である。
【図７】図５の面７−７に沿った断面図である。
【図８】洗浄バルブガイドの軸断面図である。
【図９】洗浄バルブディスクの上面図である。
【図１０】図９の面１０−１０に沿った断面図である。
【図１１】アダプタガイドおよびフィルタの上面図である。
【図１２】図１１の面１２−１２に沿った側面図である。
【図１３】図１１および図１２のアダプタガイドおよびフィルタの底面図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態である洗浄バルブの部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 洗浄バルブ本体
１２ 入口
１４ 出口
１８ キャップ
２０ ロックリング
２２ ダイアフラム
３０ 内カバー
３８ 圧力室
４０ 受け座
４４ 排水路
４６ 室
４８ ソレノイド
５０ バイパスリング
５２ ディスク
５４ ガイド
６８ 下側可撓チューブアダプタ
７４ 可撓チューブ
８６ 中心水路
８８ 中心水路
９２ 内カバーアダプタ
９５ Ｏリング
１０８ フィルタ
２００ バルブ本体
２０２ 入口
２０４ 出口
２０６ 上カバー
２１０ ソレノイド
２１４ 内カバー
２１６ 圧力室
２１８ ピストンアセンブリ
２２０ バイパス
２２２ 受け座
２３２ 可撓チューブ

Claims (14)

1. トイレの洗浄バルブであって、入口および出口を有する本体と、該入口と出口とのあいだのバルブ受け座と、前記本体内にあり前記受け座上で閉鎖し前記入口から出口への流れを制御するバルブアセンブリと、前記本体の上に取り付けられ前記バルブアセンブリと共に圧力室を画成するカバーと、前記入口と前記圧力室とをつなぎ前記圧力室内の圧力が前記バルブアセンブリを前記受け座上に保持されるようにするバイパス手段と、その一端において前記カバーに対して固定されかつ他の一端において前記バルブアセンブリに取り付けられた可撓性部材と、前記可撓性部材内にありその一端において前記出口に開口している通路と、前記圧力室を可撓性部材の前記通路につなぐ排水路と、前記排水路を通る流れを制御するパイロット機構と、を有し、前記圧力室の排水に応じての前記バルブアセンブリの移動により、前記可撓性部材が屈曲するが前記カバーに対して固定されていることを特徴とする洗浄バルブ。
2. 前記可撓性部材は前記カバー内に延在し、該可撓性部材とカバーとの間にシールが設けられており、前記ダイアフラムアセンブリが動く際に前記シールは固定されていることを特徴とする請求項１記載の洗浄バルブ。
3. 前記可撓性部材は中空チューブである請求項２記載の洗浄バルブ。
4. 前記チューブ内に配設されたばねを有する請求項３記載の洗浄バルブ。
5. 前記ばねはコイルばねである請求項４記載の洗浄バルブ。
6. 前記本体は前記入口と出口とをつなぐ導管を有し、前記バルブアセンブリは前記圧力室から離れかつ前記導管内で可動であって該バルブアセンブリの動きをガイドするガイド手段を有し、前記可撓性部材は前記ガイド手段に取り付けられていることを特徴とする請求項１記載の洗浄バルブ。
7. 前記ガイド手段はその内部に前記圧力室と連通する室を有し、前記可撓性部材はこのガイド手段の室を貫いて延在することを特徴とする請求項６記載の洗浄バルブ。
8. 前記圧力室内において前記圧力室から前記排水路へ流れる水をフィルタするフィルタを有することを特徴とする請求項１記載の洗浄バルブ。
9. 前記フィルタは前記可撓性部材に取り付けられていることを特徴とする請求項８記載の洗浄バルブ。
10. 前記フィルタは前記圧力室および前記排水路に接続された複数の開口を有することを特徴とする請求項９記載の洗浄バルブ。
11. 前記バルブアセンブリは前記フィルタと接触して前記ダイアフラムアセンブリの動きを制限するように配置された上向きの停止部を有することを特徴とする請求項８記載の洗浄バルブ。
12. 前記バルブアセンブリはダイアフラムを含むことを特徴とする請求項１記載の洗浄バルブ。
13. 前記パイロット機構はソレノイドを含むことを特徴とする請求項１記載の洗浄バルブ。
14. 前記バルブアセンブリは可動ピストンを含むことを特徴とする請求項１記載の洗浄バルブ。

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