JP4360108B2 - 定流量弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水源と直結して使用する温水洗浄便座などの機器における定流量弁に関するもので、特に定流量の特性が少ない流量設定に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水洗浄便座など給水源と直結して使用する機器においては、給水源の元圧変動による吐出流量の変化を抑えるため、定流量弁が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この定流量弁は、図１１、図１２に示すように、器状の弁体１と、弁体１と当接する支持部材２、および弁体１と支持部材２の間に挿入されるスプリング３から主として構成されている。そして、弁体１の側壁部にはスリット４よる絞り流路が構成され、流体圧力によりスリット４の面積を徐々に変化させ、定流量特性が出せるようにしている。すなわち、このスリット４による絞り流路は、低圧動作時に面積が多く、高圧動作時に面積が小さな領域で動作するよう設定されているため、流体圧力上昇に対応して流路面積が減少され、流体圧力の変動による流量変化を抑え、定流量特性を発揮するものであった。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２５９６７６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の定流量弁は、簡単な構成で形状も小さく、簡易的な流量制御の目的のために、広く使用されているが、給水源の元圧が０．７５ＭＰａで流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ以下に制御するような場合、すなわち、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合、流体の通過する隙間は０．１ｍｍ程度のオーダで制御する必要があるが、構成上、１ｍｍのオーダで精度保証することは困難であり、流量のバラツキが大きいという課題があった。また、元圧が０．７５ＭＰａで流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ以下に絞る場合、絞り量が非常に大きくなり、絞り部分でキャビテーションなど流体の不安定現象が発生しやすく、通水騒音が発生する課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定しかつ騒音発生のない定流量弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の定流量弁は、弁体とこれを弾性支持する支持部材間に、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数設けたものである。
【０００８】
これによって、開口面積の変化が大きくとれ、定流量弁として重要な立ち上がり特性を改善することができるばかりでなく、水道の元圧が高くなり、絞りを非常に小さく設定する必要がある場合でも、複数の弁部分により、安定しかつ騒音発生のない流量制御をすることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、機器内に設け給水源と接続された配管と、配管の内径に対して所定の隙間を有する有底円筒状の弁体と、前記弁体の後流側で弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材とを備え、前記弁体は、底面をテーパ状の面とするとともにテーパ状の面に中央から外周にかけて絞り溝を形成し、前記支持部材は、弁体のテーパ状の面を支持する複数の段差を設けた定流量弁としたことにより、弁体の絞り溝と複数の段差による弁部分で開口面積の変化が大きくとれ、定流量弁として重要な立ち上がり特性を改善することができるばかりでなく、水道の元圧が高くなり、絞りを非常に小さく設定する必要がある場合でも、複数の弁部分により、安定しかつ騒音発生のない流量制御をすることが可能である。特に、弁体が複数の段差で弾性支持されているため、圧力に対する変位は大きく、絞りの制御幅を大きく設定でき、幅広い圧力範囲で流量を一定に制御することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の参考実施例および実施例について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（参考実施例１）
図１〜図４は本発明の参考実施例１における定流量弁を示すものである。
【００１２】
図において、１０は給水源、１１は給水源１０と接続された配管であり、温水洗浄便座などの機器内に内蔵されている。配管１１には、配管１１の内径に対して所定の隙間を有する有底円筒状の弁体１２が挿入され、弁体１２の後流側には、弁体１２の端面を弾性支持する、ゴムなどの弾性体で形成された支持部材１３が配置されている。支持部材１３は、中央付近に流路１４を有し、配管１１に設けられた固定部１５により配管１１内に固定されている。そして、弁体１２の端面側、すなわち、支持部材１３と当接する個所に、絞り溝１６Ａ、１６Ｂを設けている。絞り溝１６Ａは開口面積が大きく、絞り溝１６Ｂは開口面積が小さなものとなっている。つまり、前記弁体１２は、その端面側に開口面積の異なる絞り溝１６Ａ、１６Ｂと支持部材１３により、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数形成しているものである。
【００１３】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。
【００１４】
まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体１２の隙間を通り、さらに弁体１２と支持部材１３と当接する端面側に設けた、溝の幅が広く深さが浅い形状で開口面積が大きい絞り溝１６Ａと、溝の幅が狭くて深さが深い形状で開口面積の小さな絞り溝１６Ｂを通過し、流路１４より配管１１に至る。給水源１０の圧力が上昇すると、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、支持部材１３が弾性変形し支持部材１３の一部が、弁体１２の絞り溝１６Ａと絞り溝１６Ｂに入り込み、絞り溝１６Ａと絞り溝１６Ｂの流路面積が減少する。溝の幅が広く深さの浅い形状で開口面積の大きな絞り溝１６Ａは、流体の圧力による支持部材１３の変形の影響が大きく、流路圧力が大きくなると支持部材１３が広い幅で浅い絞り溝１６Ａに入り込み、流路面積は急激に減少する。一方、溝の幅が狭く深さが深い形状で開口面積の小さな絞り溝１６Ｂは、流路圧力が高くなると、支持部材１３が狭い幅で深い絞り溝１６Ｂに入り込み、徐々に流路面積を減じて行く。従って、水道元圧が低い場合は、開口面積の大きな絞り溝１６Ａにて流量を一定になるように制御し、水道元圧が高くなると、開口面積の小さな絞り溝１６Ｂにて流量が一定となるように制御される。
【００１５】
このように、定流量弁の絞り機能を元圧が低い範囲と高い範囲で各々動作する絞り溝１６Ａ、１６Ｂを設けることにより、広い元圧範囲で安定して流量が一定となるような流量制御を可能としたものである。
【００１６】
（参考実施例２）
図５〜図７は本発明の参考実施例２における定流量弁を示すものである。定流量弁としての基本構成は参考実施例１と同一であるので、相違点についてのみ説明する。
【００１７】
本参考実施例においては、有底円筒状の弁体１７は、その端面側に絞り溝１８を形成するとともに、内部に支持部材１３の流路１４と対向してポペット弁の弁部材１９を突出形成したものである。つまり、前記弁体１７は、絞り溝１８および弁部材１９と支持部材１３とにより、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数形成しているものである。他の構成は参考実施例１と同様である。
【００１８】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体１７の隙間を通り、さらに弁体１７の絞り溝１８を通り、弁部材１９と流路１４で構成される絞り弁部分を通過して流路１４より流出するものである。
【００１９】
そして、給水源１０の圧力が低いときには絞り溝１８で絞り、圧力が高くなったときには、弁部材１９と流路１４で構成される絞り弁部分でも絞り作用を行ない、流量が一定となるように制御するものである。
【００２０】
このように、弁部材１９と流路１４とで構成される絞りと、絞り溝１８とで２段階で絞り効果を上げるように設定されているため、広い元圧範囲で安定して一定の流量特性を発揮することができる。
【００２１】
（実施例１）
図８〜図１０は本発明の実施例１における定流量弁を示すものである。定流量弁としての基本構成は参考実施例１、２と同一であるので、相違点についてのみ説明する。
【００２２】
本実施例においては、有底円筒状の弁体２０は、外側の底面をテーパ状の面とするとともにテーパ状の面に中央から外周にかけて絞り溝２１を形成したものである。また、弁体２０の後流側で弁体２０のテーパ状の面を弾性支持する支持部材２２は、流路２３を中心に凹部を設けて複数の段差２２Ａ、２２Ｂを形成している。弁体２０のテーパ状の面と段差２２Ａ、２２Ｂとは、まず、弁体２０と段差２２Ａとが当接し、その後、弁体２０と段差２２Ｂとが当接するよう構成されている。つまり、前記弁体２０は、絞り溝２１と支持部材１３の段差２２Ａ、２２Ｂとにより、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数形成しているものである。他の構成は参考実施例１、２と同様である。
【００２３】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体２０の隙間を通り、弁体２０と段差２２Ａ、２２Ｂとで構成される絞りを通過して、支持部材２２の中央付近に設けた流路２３より、配管１１に流出して行く。
【００２４】
そして、給水源１０の圧力が上昇すると、弁体２０に作用する流体圧力が上昇するため、弁体２０が支持部材２２に圧接する力が強くなり、まず、弁体２０と段差２２Ａとが圧接し、段差２２Ａの位置で弁体２０に形成された絞り溝２１により絞られて流体は通過する。さらに圧力が高くなると、弁体２０は段差２２Ｂとも当接し、段差２２Ｂの位置においても弁体２０に形成された絞り溝２１により絞り、流量が一定となるように制御するものである。
【００２５】
このように、弁体２０が段差２２Ａ、２２Ｂで弾性支持されているため、圧力に対する変位は大きく、絞りの制御幅を大きく設定でき、幅広い圧力範囲で流量を一定に制御することができる。
【００２６】
なお、本実施例では段差として２段での構成例で示したが、さらに段数を増やして構成することは容易で、さらに圧力差の大きな場合でも対応することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の定流量弁によれば、弁体とこれを弾性支持する支持部材間に、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数設けたものであり、開口面積の変化が大きくとれ、定流量弁として重要な立ち上がり特性を改善することができるばかりでなく、水道の元圧が高くなり、絞りを非常に小さく設定する必要がある場合でも、複数の弁部分により、安定しかつ騒音発生のない流量制御をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考実施例１における定流量弁を示す概略断面図
【図２】 同定流量弁の弁体の下面図
【図３】 同定流量弁の弁体の一側面図
【図４】 同定流量弁の弁体の他側面図
【図５】 本発明の参考実施例２における定流量弁を示す概略断面図
【図６】 同定流量弁の弁体の下面図
【図７】 同定流量弁の弁体の側面図
【図８】 本発明の実施例１における定流量弁を示す概略断面図
【図９】 同定流量弁の弁体の下面図
【図１０】 同定流量弁の弁体の側面図
【図１１】 従来の定流量弁を示す概略断面図
【図１２】 同定流量弁の弁体を示す斜視図
【符号の説明】
１０ 給水源
１１ 配管
１２、１７、２０ 弁体
１３、２２ 支持部材
１４ 流路
１６Ａ、１６Ｂ、１８、２１ 絞り溝
１９ 弁部材
２２Ａ、２２Ｂ 段差
【発明の属する技術分野】
本発明は、給水源と直結して使用する温水洗浄便座などの機器における定流量弁に関するもので、特に定流量の特性が少ない流量設定に適するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、温水洗浄便座など給水源と直結して使用する機器においては、給水源の元圧変動による吐出流量の変化を抑えるため、定流量弁が組み込まれている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この定流量弁は、図１１、図１２に示すように、器状の弁体１と、弁体１と当接する支持部材２、および弁体１と支持部材２の間に挿入されるスプリング３から主として構成されている。そして、弁体１の側壁部にはスリット４よる絞り流路が構成され、流体圧力によりスリット４の面積を徐々に変化させ、定流量特性が出せるようにしている。すなわち、このスリット４による絞り流路は、低圧動作時に面積が多く、高圧動作時に面積が小さな領域で動作するよう設定されているため、流体圧力上昇に対応して流路面積が減少され、流体圧力の変動による流量変化を抑え、定流量特性を発揮するものであった。
【０００４】
【特許文献１】
実用新案登録第２５９６７６７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の定流量弁は、簡単な構成で形状も小さく、簡易的な流量制御の目的のために、広く使用されているが、給水源の元圧が０．７５ＭＰａで流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ以下に制御するような場合、すなわち、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合、流体の通過する隙間は０．１ｍｍ程度のオーダで制御する必要があるが、構成上、１ｍｍのオーダで精度保証することは困難であり、流量のバラツキが大きいという課題があった。また、元圧が０．７５ＭＰａで流量を１．５Ｌ／ｍｉｎ以下に絞る場合、絞り量が非常に大きくなり、絞り部分でキャビテーションなど流体の不安定現象が発生しやすく、通水騒音が発生する課題があった。
【０００６】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、非常に流量が少ない領域で流量制御する場合でも、安定しかつ騒音発生のない定流量弁を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の定流量弁は、弁体とこれを弾性支持する支持部材間に、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数設けたものである。
【０００８】
これによって、開口面積の変化が大きくとれ、定流量弁として重要な立ち上がり特性を改善することができるばかりでなく、水道の元圧が高くなり、絞りを非常に小さく設定する必要がある場合でも、複数の弁部分により、安定しかつ騒音発生のない流量制御をすることが可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、機器内に設け給水源と接続された配管と、配管の内径に対して所定の隙間を有する有底円筒状の弁体と、前記弁体の後流側で弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材とを備え、前記弁体は、底面をテーパ状の面とするとともにテーパ状の面に中央から外周にかけて絞り溝を形成し、前記支持部材は、弁体のテーパ状の面を支持する複数の段差を設けた定流量弁としたことにより、弁体の絞り溝と複数の段差による弁部分で開口面積の変化が大きくとれ、定流量弁として重要な立ち上がり特性を改善することができるばかりでなく、水道の元圧が高くなり、絞りを非常に小さく設定する必要がある場合でも、複数の弁部分により、安定しかつ騒音発生のない流量制御をすることが可能である。特に、弁体が複数の段差で弾性支持されているため、圧力に対する変位は大きく、絞りの制御幅を大きく設定でき、幅広い圧力範囲で流量を一定に制御することができる。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明の参考実施例および実施例について、図面を参照して説明する。
【００１１】
（参考実施例１）
図１〜図４は本発明の参考実施例１における定流量弁を示すものである。
【００１２】
図において、１０は給水源、１１は給水源１０と接続された配管であり、温水洗浄便座などの機器内に内蔵されている。配管１１には、配管１１の内径に対して所定の隙間を有する有底円筒状の弁体１２が挿入され、弁体１２の後流側には、弁体１２の端面を弾性支持する、ゴムなどの弾性体で形成された支持部材１３が配置されている。支持部材１３は、中央付近に流路１４を有し、配管１１に設けられた固定部１５により配管１１内に固定されている。そして、弁体１２の端面側、すなわち、支持部材１３と当接する個所に、絞り溝１６Ａ、１６Ｂを設けている。絞り溝１６Ａは開口面積が大きく、絞り溝１６Ｂは開口面積が小さなものとなっている。つまり、前記弁体１２は、その端面側に開口面積の異なる絞り溝１６Ａ、１６Ｂと支持部材１３により、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数形成しているものである。
【００１３】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。
【００１４】
まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体１２の隙間を通り、さらに弁体１２と支持部材１３と当接する端面側に設けた、溝の幅が広く深さが浅い形状で開口面積が大きい絞り溝１６Ａと、溝の幅が狭くて深さが深い形状で開口面積の小さな絞り溝１６Ｂを通過し、流路１４より配管１１に至る。給水源１０の圧力が上昇すると、弁体１２に作用する流体圧力が上昇するため、弁体１２が支持部材１３に圧接する力が強くなり、支持部材１３が弾性変形し支持部材１３の一部が、弁体１２の絞り溝１６Ａと絞り溝１６Ｂに入り込み、絞り溝１６Ａと絞り溝１６Ｂの流路面積が減少する。溝の幅が広く深さの浅い形状で開口面積の大きな絞り溝１６Ａは、流体の圧力による支持部材１３の変形の影響が大きく、流路圧力が大きくなると支持部材１３が広い幅で浅い絞り溝１６Ａに入り込み、流路面積は急激に減少する。一方、溝の幅が狭く深さが深い形状で開口面積の小さな絞り溝１６Ｂは、流路圧力が高くなると、支持部材１３が狭い幅で深い絞り溝１６Ｂに入り込み、徐々に流路面積を減じて行く。従って、水道元圧が低い場合は、開口面積の大きな絞り溝１６Ａにて流量を一定になるように制御し、水道元圧が高くなると、開口面積の小さな絞り溝１６Ｂにて流量が一定となるように制御される。
【００１５】
このように、定流量弁の絞り機能を元圧が低い範囲と高い範囲で各々動作する絞り溝１６Ａ、１６Ｂを設けることにより、広い元圧範囲で安定して流量が一定となるような流量制御を可能としたものである。
【００１６】
（参考実施例２）
図５〜図７は本発明の参考実施例２における定流量弁を示すものである。定流量弁としての基本構成は参考実施例１と同一であるので、相違点についてのみ説明する。
【００１７】
本参考実施例においては、有底円筒状の弁体１７は、その端面側に絞り溝１８を形成するとともに、内部に支持部材１３の流路１４と対向してポペット弁の弁部材１９を突出形成したものである。つまり、前記弁体１７は、絞り溝１８および弁部材１９と支持部材１３とにより、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数形成しているものである。他の構成は参考実施例１と同様である。
【００１８】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体１７の隙間を通り、さらに弁体１７の絞り溝１８を通り、弁部材１９と流路１４で構成される絞り弁部分を通過して流路１４より流出するものである。
【００１９】
そして、給水源１０の圧力が低いときには絞り溝１８で絞り、圧力が高くなったときには、弁部材１９と流路１４で構成される絞り弁部分でも絞り作用を行ない、流量が一定となるように制御するものである。
【００２０】
このように、弁部材１９と流路１４とで構成される絞りと、絞り溝１８とで２段階で絞り効果を上げるように設定されているため、広い元圧範囲で安定して一定の流量特性を発揮することができる。
【００２１】
（実施例１）
図８〜図１０は本発明の実施例１における定流量弁を示すものである。定流量弁としての基本構成は参考実施例１、２と同一であるので、相違点についてのみ説明する。
【００２２】
本実施例においては、有底円筒状の弁体２０は、外側の底面をテーパ状の面とするとともにテーパ状の面に中央から外周にかけて絞り溝２１を形成したものである。また、弁体２０の後流側で弁体２０のテーパ状の面を弾性支持する支持部材２２は、流路２３を中心に凹部を設けて複数の段差２２Ａ、２２Ｂを形成している。弁体２０のテーパ状の面と段差２２Ａ、２２Ｂとは、まず、弁体２０と段差２２Ａとが当接し、その後、弁体２０と段差２２Ｂとが当接するよう構成されている。つまり、前記弁体２０は、絞り溝２１と支持部材１３の段差２２Ａ、２２Ｂとにより、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数形成しているものである。他の構成は参考実施例１、２と同様である。
【００２３】
以上のように構成された定流量弁について、以下その動作、作用について説明する。まず、給水源１０より供給された水は、配管１１と弁体２０の隙間を通り、弁体２０と段差２２Ａ、２２Ｂとで構成される絞りを通過して、支持部材２２の中央付近に設けた流路２３より、配管１１に流出して行く。
【００２４】
そして、給水源１０の圧力が上昇すると、弁体２０に作用する流体圧力が上昇するため、弁体２０が支持部材２２に圧接する力が強くなり、まず、弁体２０と段差２２Ａとが圧接し、段差２２Ａの位置で弁体２０に形成された絞り溝２１により絞られて流体は通過する。さらに圧力が高くなると、弁体２０は段差２２Ｂとも当接し、段差２２Ｂの位置においても弁体２０に形成された絞り溝２１により絞り、流量が一定となるように制御するものである。
【００２５】
このように、弁体２０が段差２２Ａ、２２Ｂで弾性支持されているため、圧力に対する変位は大きく、絞りの制御幅を大きく設定でき、幅広い圧力範囲で流量を一定に制御することができる。
【００２６】
なお、本実施例では段差として２段での構成例で示したが、さらに段数を増やして構成することは容易で、さらに圧力差の大きな場合でも対応することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の定流量弁によれば、弁体とこれを弾性支持する支持部材間に、水圧に応じて順次動作する弁部分を複数設けたものであり、開口面積の変化が大きくとれ、定流量弁として重要な立ち上がり特性を改善することができるばかりでなく、水道の元圧が高くなり、絞りを非常に小さく設定する必要がある場合でも、複数の弁部分により、安定しかつ騒音発生のない流量制御をすることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の参考実施例１における定流量弁を示す概略断面図
【図２】 同定流量弁の弁体の下面図
【図３】 同定流量弁の弁体の一側面図
【図４】 同定流量弁の弁体の他側面図
【図５】 本発明の参考実施例２における定流量弁を示す概略断面図
【図６】 同定流量弁の弁体の下面図
【図７】 同定流量弁の弁体の側面図
【図８】 本発明の実施例１における定流量弁を示す概略断面図
【図９】 同定流量弁の弁体の下面図
【図１０】 同定流量弁の弁体の側面図
【図１１】 従来の定流量弁を示す概略断面図
【図１２】 同定流量弁の弁体を示す斜視図
【符号の説明】
１０ 給水源
１１ 配管
１２、１７、２０ 弁体
１３、２２ 支持部材
１４ 流路
１６Ａ、１６Ｂ、１８、２１ 絞り溝
１９ 弁部材
２２Ａ、２２Ｂ 段差
Claims (1)
- 機器内に設け給水源と接続された配管と、配管の内径に対して所定の隙間を有する有底円筒状の弁体と、前記弁体の後流側で弁体を弾性支持し、かつ中央付近に流路を有する支持部材とを備え、前記弁体は、底面をテーパ状の面とするとともにテーパ状の面に中央から外周にかけて絞り溝を形成し、前記支持部材は、弁体のテーパ状の面を支持する複数の段差を設けた定流量弁。
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