JP5874921B2 - 流路開閉装置 - Google Patents

Description

本発明は、便器に洗浄水を供給する流路開閉装置に関する。

便器に洗浄水を供給する手段として、給水路にフラッシュバルブといった流路開閉装置を設けることが広く行われている。フラッシュバルブは、給水元である一次側流路から水を受け入れて一次側内部流路に送り出す流入口と、二次側内部流路から給水先である二次側流路へ水を送り出す流出口とが形成された本体部と、一次側内部流路と二次側内部流路との間の流路開閉を行う主バルブと、この主バルブを介さずに一次側内部流路と二次側内部流路とを連通するバイパス流路と、バイパス流路の流路開閉を行う副バルブと、を備えるものである。

このように構成されたフラッシュバルブは、操作レバーを押し下げるといった副バルブを開く動作を行うと、バイパス流路が開かれて主バルブを構成する主弁体の背圧が低下し、一次側内部流路内の一次圧（給水圧）によって主弁体が主弁座から引き離されるように押し上げられて主バルブが開放され、流出口から水が二次側流路へと流出される。その後、操作レバーを戻すといった副バルブを閉じる動作を行うか、若しくは自動的に操作レバーが戻って副バルブが閉じられると、バイパス流路が閉じられて主弁体の背圧が上昇する。この主弁体の背圧の上昇に伴って主弁体が主弁座に近づくように降下し、やがて主弁体が主弁座に当接することで主バルブが閉じられる。従って、フラッシュバルブは、給水を開始する指示を受けることで、一定の開度となるように主弁体が主弁座から引き離され、便器に給水を開始し、所定の条件を満たすことで自律的に給水を停止する流路開閉装置として機能するものである。

フラッシュバルブが設置される場所は、給水圧が高いところもあれば、給水圧が低いところもある。従来のフラッシュバルブはその構造上、給水圧の高低によらずに、副バルブを開いた際の主弁体の位置は一定であるため、給水圧によってその吐水量が大きくばらつき、無駄水が生じてしまうという問題があった。フラッシュバルブを設置するにあたっては、現場で止水栓を調整し、給水量を調整している。

しかしながら、現場で施工者が止水栓を回して給水量を調整すると、個々の現場によって調整量が異なることが多く、便器に対する給水量が必ずしも適切なものとならない可能性もある。そこで、下記特許文献１に記載のフラッシュバルブでは、主弁体の上昇位置を規制する上昇位置規制手段と、給水圧を検知する圧力センサーと、圧力センサーの水圧測定値に応じて上昇位置規制手段を制御し、主弁体の上昇規制量を調整する制御手段と、を備えている。

特開平６−３３６７５３号公報

上記特許文献１に記載のフラッシュバルブでは、制御手段が、圧力センサーの検知圧力に応じてモーターを駆動し、上昇位置規制手段を給水圧に応じた位置に調整する。従って、給水圧が変動しても、便器側へ流す水量を一定に制御することが出来る。このように、給水圧が高い場合も低い場合も、便器側に流す水量を一定にすることで、無駄水を低減することが可能なものとなっている。

ところで、フラッシュバルブは、小便器にも大便器にも取り付けられるものである。小便器は、小便を受け止めるボウル部の下方に封水部が形成されているものである。小便器を洗浄するにあたって、ボウル部に洗浄水を流すと、その洗浄水はボウル部を洗い流した後封水部に流れ込み、封水部の溜水を置換して洗浄が完了する。従って、小便器に給水するためにフラッシュバルブを取り付けた場合には、便器側に流す水量を一定にすることで、無駄水を低減する効果を享受することができる。

特にサイフォン方式（サイフォンゼット方式といった他のサイフォン現象を利用する方式を含む）は、大便や小便を受け止めるボウル部の下方に封水部が形成されており、封水部から下流の管路を屈曲させ、洗浄時にサイフォン現象を起こさせることによって汚物を吸引して排出する方式である。サイフォン方式の大便器を洗浄するにあたって、ボウル部に洗浄水を流すと、その洗浄水によって封水部及びその前後の管路を満水状態とし、その後にサイフォン現象による吸引効果で汚物を確実に流している。この吸引効果が発生すると、封水部及びその前後の管路の水が吸引されて流されるので、封水部の溜水がなくなってしまう。そこで、洗浄後に封水部に溜水を補給することが行われており、この溜水として補給する水をリフィル水とも呼んでいる。本発明者らは、洗い落とし方式の大便器とは異なり、サイフォン現象を利用するサイフォン方式では、このリフィル水の特性に起因して、従来のフラッシュバルブでは無駄水の低減効果を享受することはできないことを発見したものである。

上記特許文献１に記載されているフラッシュバルブは、給水圧が高い場合も低い場合も、便器側に流す瞬間流量を一定にするものであるから、弁座に対する弁体のリフト量を給水圧に応じて変動させる。具体的には、高水圧時にはリフト量を調整しない状態よりもリフト量の抑制度合いを高め、水圧に比してリフト量が少なくなるように調整している。一方、低水圧時にはそのようなリフト量の抑制を低減させることで、水圧に応じたリフト量が生じるように調整している。このように給水圧に応じたリフト量調整をすることで、高水圧時に洗浄水の瞬間流量が上がることを抑制し、低水圧時に洗浄水の瞬間流量を維持確保することで、洗浄水の瞬間流量が一定に保たれるように工夫している。

このように、瞬間流量を一定に保つため、高水圧時にはリフト量の抑制度合いを高め、低水圧時にはリフト量の抑制度合いを少なくしているため、閉弁を開始してから閉弁が完了するまでの弁座に弁体が密接するまでの距離は、給水圧が高ければ相対的に短い距離となり、給水圧が低ければ相対的に長い距離となる。従って、従来のフラッシュバルブは、洗浄水を流すべく弁座から弁体を離隔させている間は便器側に流す水量を給水圧によらずに一定に保てるものの、閉弁を開始してから閉弁が完了するまでに流れる水量が給水圧によってばらついてしまう。

大便器におけるリフィル水は、洗浄後に封水部に溜水を補給するものであるから、フラッシュバルブが閉弁を開始してから閉弁が完了するまでに流れる水がリフィル水として用いられる。従って、従来のフラッシュバルブのように、閉弁を開始してから閉弁が完了するまでに流れる水が給水圧によってばらついてしまえば、リフィル水の供給量がばらつくことになり、封水形成上は何らかの対策が求められる。給水圧が高い場合は閉弁を開始してから閉弁が完了するまでの距離が相対的に短くなるものであるから、給水圧が高い場合を基準にすれば、給水圧が低い場合にリフィル水として必要となる水量以下の水が供給されることになり、無駄水が発生する。一方、給水圧が低い場合は閉弁を開始してから閉弁が完了するまでの距離が相対的に長くなるものであるから、給水圧が低い場合を基準にすれば、給水圧が低い場合にリフィル水として必要となる水量以上の水が供給されることになり、封水切れが起きるおそれもある。

そこで本発明者らは、給水圧に依存しない所定量の洗浄水を前記大便器に供給するために、流路開閉を行う主バルブの弁体と、洗浄水の瞬間流量を調整する定流量バルブの弁体とを一つの弁体部材に一体化してバルブとした上で、この弁体部材の可動量を調整するように弁体部材の摺動方向に沿って移動する開度規制部材を設けることに着目した。この開度規制部材は一次側水圧である給水圧に応じて移動し、その位置を調整する。従って、上記構成においては、給水圧に応じて開度規制部材が移動し、弁体部材の可動量、つまりは開度を規制する。これにより、供給される洗浄水の量をフラッシュバルブが設置される環境における給水圧の高低に依存せずばらつきを抑制しうるものである。

ところで、このようなフラッシュバルブを設けた場合に、給水操作を行なってからバルブの開度が一定に収束するまでに想定したよりも時間を要したり、給水初期において瞬間流量が小さくなりすぎてしまったり、といったように定流量性の確保ができない場合があることを本発明者らは見出した。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、大便器に洗浄水を供給する流路開閉装置であって、洗浄水を大便器に供給する場合には給水圧によらずに水量を略一定に保ち、その定流量性をより高めることが可能な流路開閉装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る流路開閉装置は、給水を開始する指示を受けることで大便器に給水を開始し、所定の条件を満たすことで自律的に給水を停止する流路開閉装置であって、給水元に繋がる一次側流路から給水先である大便器へ繋がる二次側流路へ流れる水の瞬間流量を一定に保つように相互間に形成される流路断面積を調整する弁体及び弁座を有するバルブと、一次側水圧が最大想定水圧から最小想定水圧の間で変動するものとしてバルブの最大開度を規制する開度規制部材と、開度規制部材に作用する一次側水圧と対向するように開度規制部材を付勢する定流量ばねと、を備える。更に、一次側水圧と定流量ばねの付勢力とが均衡するように開度規制部材の位置が調整されるものであって、少なくとも定流量ばねの縮みを規制する方向で開度規制部材の位置調整を規制する移動位置規制部が設けられている。

本発明では、一次側水圧と定流量ばねの付勢力が均衡するように開度規制部材の位置が調整されるので、バルブの最大開度を一次側水圧の高低にあわせて調整することができる。本発明者らは、この調整の際の上述したバルブの挙動不安定性が、定流量ばねの縮み方に起因するものと考えた。具体的には、一次側水圧が高まった場合に定流量ばねのストロークが大きいと、そのストロークの範囲内で開度規制部材が振動し、バルブの小刻みな開度変動であるハンチングが起こってしまう。また、静水圧と動水圧との差が大きい場合に定流量ばねのストロークが大きいと、バルブが開く初期のタイミングで開度規制部材が過度に押し込まれ、バルブが十分に開かない恐れや、止水時に開度規制部材が急激に押し込まれることでバルブが急激に閉じられてしまい、リフィル水の供給が十分に行われなくなる恐れがある。そこで本発明では、定流量ばねの縮みを規制する方向で開度規制部材の位置調整を規制する移動位置規制部を設けることで、定流量ばねのストロークを規制し、定流量ばねの過剰な縮みを抑制することができる。このようにばねのストロークを制御することで、開度規制部材の挙動を安定化させることが可能となり、ハンチングの発生やバルブの不十分な開き、更にはリフィル水の不足といった事象の発生を抑制することができる。

また、本発明に係る流路開閉装置では、移動位置規制部は、バルブの最大開度を一次側水圧が最大想定水圧となった場合の開度よりも狭められないように規制することも好ましい。

この好ましい態様では、移動位置規制部によってバルブの最大開度を一次側水圧が最大想定水圧となった場合の開度よりも狭められないように規制することで、バルブの最大開度を確保した範囲で定流量ばねの過剰な縮みを抑制することができる。

また、本発明に係る流路開閉装置では、移動位置規制部は、一次側水圧が最小想定水圧となった場合に開度規制部材が定流量ばねを押し込むように、定流量ばねをその自然長よりも予め圧縮していることも好ましい。

この好ましい態様では、定流量ばねを自然長よりも予め圧縮しているので、装置全体をコンパクトなものとすることができる。更に、その圧縮量は、一次側水圧が最小想定水圧となった場合に開度規制部材が定流量ばねを押し込むように設定されているので、定流量性の確保に必要な範囲での定流量ばねの動きを確保しつつ、装置全体のコンパクト化に寄与することができる。

また、本発明に係る流路開閉装置では、移動位置規制部は、定流量ばねを支えるばね台として構成され、ばね台と開度規制部材とが当接することで、開度規制部材の位置調整が規制されることも好ましい。

この好ましい態様では、開度規制部材の位置調整に対する規制を、開度規制部材とばね台との当接という簡便な手法で実現するので、流路開閉装置を簡便な構成とすることができる。また、開度規制部材の動く速度はばね台と当接するまで影響を受けないので、定流量調整機能に影響を与えることなく、開度規制部剤の位置調整を規制することができる。

また、本発明に係る流路開閉装置では、ばね台の初期位置が定流量ばねの伸縮方向に沿って調整可能なように構成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、ばね台の初期位置を調整可能なように構成しているので、流路開閉装置を組み上げた後においても、最大想定水圧及び最小想定水圧に合わせて移動位置規制部としてのばね台の初期位置を調整することができる。

本発明によれば、大便器に洗浄水を供給する流路開閉装置であって、洗浄水を大便器に供給する場合には給水圧によらずに水量を略一定に保ち、その定流量性をより高めることが可能な流路開閉装置を提供することができる。

本発明の実施形態であるフラッシュバルブを大便器への給水管に取り付けた状態を示す外観図である。 本発明の実施形態であるフラッシュバルブの内部構造を模式的に示す概略構成図である。 図２に示すフラッシュバルブの定流量弁体を示す側面図である。 図２に示すフラッシュバルブの定流量弁体を示す斜視図である。 図２に示すフラッシュバルブにおいて、水圧が高まった状態を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態であるフラッシュバルブ（流路開閉装置）について図１に示す。図１は、本発明の実施形態であるフラッシュバルブを大便器への給水管に取り付けた状態を示す外観図である。図１に示されるように、フラッシュバルブＳＶは、大便器ＳＢへの給水管ＴＢの途中に取り付けられている。フラッシュバルブＳＶは、給水を開始する指示を受けることで、給水管ＴＢを経由する流路を開いて大便器ＳＢに給水を開始する。その後、フラッシュバルブＳＶは、所定の条件を満たすことで自律的に流路を閉じて給水を停止する。

大便器ＳＢは、封水部ＳＷが設けられている。封水部ＳＷには常時溜水がなされ、封水が形成されている。大便器ＳＢを使用すると、封水部ＳＷに汚物が投入される。大便器ＳＢの使用後にフラッシュバルブＳＶを操作すると、フラッシュバルブＳＶから略一定の瞬間流量で洗浄水が供給される。この洗浄水によって、封水部ＳＷの溜水及び汚物が流される。本実施形態の場合、大便器ＳＢはサイフォン方式の便器であるので、サイフォン現象によって洗浄水は汚物と共に下流側へ吸引される。本実施形態のフラッシュバルブＳＶは、洗浄後に封水部ＳＷにリフィル水を供給するように構成されている。

フラッシュバルブＳＶは、本体部１０と、電磁弁８２とを備えている。本体部１０内には、給水管ＴＢに繋がる一次側内部流路２０と、大便器ＳＢに繋がる二次側内部流路３０とが形成されている。本体部１０内には弁体部材４０が配置されている。弁体部材４０は、一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間の流路開閉を行うものである。電磁弁８２は、バイパス流路８０に設けられている。電磁弁８２を開くことで、弁体部材４０の背圧が下がり開弁される。本実施形態では、給水管ＴＢにおいて、フラッシュバルブＳＶよりも上流側には止水栓Ｖが、フラッシュバルブＳＶよりも下流側であって大便器ＳＢよりも上流側にはバキュームブレーカーＶＢが、それぞれ配置されている。

続いて、本発明の第一実施形態であるフラッシュバルブＳＶの内部構造について、図２を参照しながら説明する。図２は、フラッシュバルブＳＶの内部構造を模式的に示す概略構成図である。

図２に示されるように、フラッシュバルブＳＶは、本体部１０を備えている。本体部１０は、本体部材１０１と、上蓋部材１０２とを有している。上蓋部材１０２が本体部材１０１にはめ込まれることで、本体部１０は内部に通水経路である内部流路を有するものとして構成される。

本体部１０の内部には、一次側内部流路２０と、二次側内部流路３０と、背圧室１４と、副背圧室１２とが形成されている。一次側内部流路２０は、給水元である一次側流路（図１に示す給水管ＴＢのフラッシュバルブＳＶよりも上流側の流路）から流入水Ｗａを受け入れて、二次側内部流路３０に向けて流出させるものである。一次側内部流路２０の上流端には流入口２１が設けられている。流入口２１は、流入水Ｗａを受け入れて一次側内部流路２０に送り出す開口部である。

二次側内部流路３０は、一次側内部流路２０から流入する水を給水先である二次側流路（図１に示す給水管ＴＢのフラッシュバルブＳＶよりも下流側の流路）に流出水Ｗｂとして流出させるものである。二次側内部流路３０の下流端には流出口３１が設けられている。流出口３１は、二次側内部流路３０から二次側流路へ流出水Ｗｂを送り出す開口部である。

一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間には、弁体部材４０が配置されている。弁体部材４０は、下流側の一端が二次側内部流路３０に挿入されており、その反対側の他端が背圧室１４に臨むように配置されている。弁体部材４０は、二次側内部流路３０の下流方向に沿って進退自在に配置されている。

弁体部材４０は、その上部に設けられたバルブ上部部材４２と、フィルター部材４３と、固定部材４４と、座面パッキン４５と、バルブ下部部材４６と、内蔵バルブ４７と、内蔵バルブパッキン４８と、内蔵バルブ保持部材４９と、を有する。

バルブ上部部材４２は、有底で上部が開放された多段筒状の部材として構成されている。バルブ上部部材４２の上部側、すなわち背圧室１４に対向する側が最も外径が大きく、バルブ上部部材４２の下部側、すなわち流出口３１に対向する側が最も外径が小さくなるように構成されている。

バルブ上部部材４２は、底側に小径の縦内部流路４２１が形成され、上部側に大径の縦内部流路４２２が形成されている。縦内部流路４２１と縦内部流路４２２は繋がっており、バルブ上部部材４２の軸方向に沿って配置されている。バルブ上部部材４２には更に、縦内部流路４２１に対して側方から繋がるように、横内部流路４２３が形成されている。横内部流路４２３と一次側内部流路２０とは繋がっており、一次側内部流路２０から流入する水が、横内部流路４２３、縦内部流路４２１、縦内部流路４２２を通って、背圧室１４に流れるように構成されている。

フィルター部材４３は、一次側内部流路２０と横内部流路４２３との間に介在するように、バルブ上部部材４２の側方に設けられている。フィルター部材４３は、バルブ上部部材４２の上端部と、固定部材４４とに挟まれて保持されている。

バルブ上部部材４２の縦内部流路４２１には、内蔵バルブ４７が配置されている。内蔵バルブ４７は、一端側が縦内部流路４２１の内部に沿って動くように配置され、他端側がバルブ上部部材４２の上端側から背圧室１４内に突出し、ばね台１０３に向かって動くように配置されている。

内蔵バルブ４７の一端側に当接するように内蔵バルブばね５０が配置されている。内蔵バルブばね５０は、縦内部流路４２１内に配置されており、内蔵バルブ４７の一端側と縦内部流路４２１の底部との間において伸縮するように構成されている。

内蔵バルブ４７は、縦内部流路４２１内に配置される一端側が大径となり、残余の部分が小径且つ棒状となるように形成されている。この内蔵バルブ４７の小径棒状部分を囲むように、内蔵バルブ保持部材４９が設けられている。内蔵バルブ保持部材４９の下端且つ中央部分、すなわち縦内部流路４２１に臨む部分には内蔵バルブパッキン４８が設けられている。

内蔵バルブ４７が最も上方まで移動すると、内蔵バルブ４７の一端側である大径部分が内蔵バルブパッキン４８に当接する。内蔵バルブばね５０が伸び、内蔵バルブ４７の一端側である大径部分を内蔵バルブパッキン４８に当接させると、縦内部流路４２１から縦内部流路４２２への水の流入が抑止される。

内蔵バルブ４７の小径部は、内蔵バルブパッキン４８及び内蔵バルブ保持部材４９に設けられた連通路（背圧流路）を貫通している。内蔵バルブパッキン４８及び内蔵バルブ保持部材４９に設けられた連通路と小径部との間には、通水可能な隙間が形成される。従って、縦内部流路４２１に流入した水は、この連通路を通って背圧室１４へと流れる。また、水の一部は、内蔵バルブ保持部材４９に形成された副孔４９１を通って背圧室１４へと流れる。

バルブ上部部材４２の下部側、すなわち小径の縦内部流路４２１が形成されている部分の外周に、バルブ下部部材４６が嵌め込まれて固定されている。バルブ下部部材４６は定流量弁体として機能する部分である。

この定流量弁体としてのバルブ下部部材４６の構造を、図３及び図４を参照しながら詳しく説明する。図３は、バルブ下部部材４６の側面図であって、図４はバルブ下部部材４６の斜視図である。

バルブ下部部材４６の外側面４６１には、均等な間隔で４つのスリット４６２が形成されている。各スリット４６２は、断面が矩形の有底な溝であり、外側面４６１の下端から中程まで形成されている。各スリット４６２は、スリット４６２の上端部に位置する水平な面である天面４６６と、側壁を形成する側壁面４６７とを有している。側壁面４６７は、その上部において略鉛直に形成された上部側壁面４６８と、その下部において傾斜状に形成された下部側壁面４６９、４７０とからなっている。このため、スリット４６２の上部においては、スリット４６２の幅は高さによらず一定である。一方、スリット４６２の下部においては、スリット４６２の幅は下方に行くほど広くなっている。

バルブ下部部材４６の外側面４６１は、二次側内部流路３０の内側壁と近接して対向している。従って、弁体部材４０が、一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間に水を通すように上昇（背圧室１４へ入り込む方向、後退方向、開弁方向）すると、水が二次側内部流路３０へと流入するが、その流路は二つ存在することとなる。

一つ目の流路（主流路）は、二次側内部流路３０の内側壁とスリット４６２により形成された空間を通過し、二次側内部流路３０へと流入する流路である。弁体部材４０が、一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間に水を通すように上昇（背圧室１４へ入り込む方向、後退方向、開弁方向）すると、一次側内部流路２０からスリット４６２に水が流入する。このとき、弁体部材４０が上昇するほど、水はスリット４６２の下部に対して流入することとなる。スリット４６２は、下方に行くほど幅が広くなっているため、水の流路断面積は広くなり、流量を増やすように作用する。弁体部材４０が、一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間に水を通すように上昇（背圧室１４へ入り込む方向）し、その後下降（流出口３１へ向かう方向、前進方向、閉弁方向）すると、水はスリット４６２の上部に対して流入することとなる。その結果、水の流路断面積は狭くなり、流量を絞るように作用する。

二つ目の流路（副流路）は、孔４６３から弁内空間に流入した後、孔４６４を通過して二次側内部流路３０に流入する流路である。この流路は、弁体部材４０の上昇及び下降によってその流路断面積がほとんど変化しない。従って、弁体部材４０が、一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間に水を通すように上昇（背圧室１４へ入り込む方向、後退方向、開弁方向）した状態においては、常に一定の瞬間流量で水が流れることとなる。

再び図２に戻って説明する。固定部材４４とバルブ下部部材４６とに挟まれて、座面パッキン４５が保持されている。この座面パッキン４５は、主弁体面を構成する部材である。弁体部材４０が最も下流側に押し込まれると、座面パッキン４５は、一次側内部流路２０の二次側内部流路３０に対する境界面に当接し、一次側内部流路２０と二次側内部流路３０との間の水の流通を遮断するように構成されている。従って、主弁体面を構成する座面パッキン４５が当接する境界面は、主弁座面２０１（主弁座）として機能している。一方、弁体部材４０のバルブ下部部材４６を除いた残余の部分は、主弁体として機能している。

背圧室１４と副背圧室１２とは、位置調整部材６０（開度規制部材）によって仕切られて分離されている。位置調整部材６０には凹部６０１が設けられている。凹部６０１は、背圧室１４に向けてその外壁が突出する凹部として形成されている。凹部６０１の背圧室１４側には、線形特性を有する定流量ばね７０が配置されている。定流量ばね７０は、一端が凹部６０１内に収容され、他端はばね台１０３に当接するように配置されている。

ばね台１０３は、調整棒１０３ａと、ばね受部１０３ｂと、移動位置規制部１０３ｃとを有している。調整棒１０３ａは、定流量ばね７９の巻線の中心を貫通するように配置され、上蓋部材１０２の中心に設けられた孔を貫通して外部に一端が露出している。調整棒１０３ａの他端には、ばね受部１０３ｂが設けられている。

ばね受部１０３ｂは、円板状をなしており、定流量ばね７０を支持するように配置されている。このばね受部１０３ｂに、内蔵バルブ４７の上端部が当接したり離隔したりするように構成されている。

調整棒１０３ａを回転させると、本体部１０に対してばね台１０３の全体が上下に移動する。位置調整部材６０は、副背圧室１２と背圧室１４との圧力差によって押される力と定流量ばね７０がそれに対抗しようとする力、及び位置調整部材６０と弁体部材４０に掛かる摺動抵抗とのバランスによって、副背圧室１２を広げる（背圧室１４を狭める）ように摺動したり、副背圧室１２を狭める（背圧室１４を広げる）ように摺動したりするように構成されている。

従って、調整棒１０３ａを回転させることで、定流量ばね７０の対抗力を調整することができ、副背圧室１２と背圧室１４との圧力差に対して位置調整部材６０がどの位置において均衡を保ち、その位置決めがなされるかを調整することができる。

移動位置規制部１０３ｃは、調整棒１０３ａよりは大径で、ばね受部１０３ｂよりは小径となるように形成されている。副背圧室１２を広げる方向に位置調整部材６０が移動した場合であっても、過度に定流量ばね７０が押し縮められないように、位置調整部材６０が移動位置規制部１０３ｃに当たって止まるように構成されている。移動位置規制部１０３ｃは、主弁（バルブ）の最大開度を一次側水圧が最大想定水圧となった場合の開度よりも狭められないように規制するように調整される。

従って、図５に示すように、副背圧室１２側の圧力が高まると、位置調整部材６０が副背圧室１２を広げるように押し下げられ、位置調整部材６０が移動位置規制部１０３ｃに当たって止まる。

再び図２に戻って説明する。副背圧室１２側の圧力が、定流量ばね７０が位置調整部材６０を上蓋部材１０２に向けて付勢する付勢力よりも大きくならない場合、位置調整部材６０は、上蓋部材１０２の予圧縮突起１０２ａに当接する。予圧縮突起１０２ａは、上蓋部材１０２の内側に設けられている突起であって、副背圧室１２内に突出するように設けられている。

ばね台１０３が設置場所の水圧に応じた所定の位置に調整され、定流量ばね７０、位置調整部材６０、上蓋部材１０２が組み付けられると、定流量ばね７０は自然長よりも圧縮された状態で取り付けられる。

すなわち、予圧縮突起１０２ａは、定流量ばね７０が必要以上に伸びることを抑制するための移動位置規制部として機能している。この移動位置規制部としての予圧縮突起１０２ａは、一次側水圧が最小想定水圧となった場合に開度規制部材である位置調整部材６０が定流量ばね７０を押し込むように、定流量ばね７０をその自然長よりも予め圧縮している。

副背圧室１２には一次側内部流路２０にかかる一次圧と同じ圧力がかかるように構成されている。具体的には、一次側内部流路２０と副背圧室１２とが副一次流路２２によってつながれており、一次圧が副背圧室１２に伝達されている。副一次流路２２には、オリフィス２２１が設けられている。

背圧室１４と二次側内部流路３０とは、バイパス流路８０によって繋がっている。バイパス流路８０には電磁弁８２が設けられている。電磁弁８２が閉じられていれば、背圧室１４の内部には一次圧がかかっている。一方、電磁弁８２が開けられると、背圧室１４の水がバイパス流路８０から二次側内部流路３０に流出し、背圧室１４の内部圧力が低下する。

続いて、フラッシュバルブＳＶの動作について、図２及び図５を参照しながら説明する。上述したように、図２は低水圧の状態の場合の初期状態を示し、図５は高水圧の状態の場合の初期状態を示す。電磁弁８２が閉じられていると、背圧室１４及び副背圧室１２には、一次側内部流路２０と同じ一次圧がかかっている。弁体部材４０も一次圧によって流出口３１側に押し込まれており、座面パッキン４５が一次側内部流路２０と二次側内部流路３０の境界面に密着して止水されている。また、内蔵バルブ４７と内蔵バルブパッキン４８とは当接しているので、副孔４９１及び連通路（内蔵バルブ４７と内蔵バルブ保持部材４９との間の隙間）の合算面積（小穴面積）は、副孔４９１のみの流路断面積となる。

続いて、電磁弁８２が開かれると、まず圧力の低いバイパス流路８０と、それに比較して相対的に圧力の高い背圧室１４内とが連通される。すると、背圧室１４内の水がバイパス流路８０側へ流出する。背圧室１４と副背圧室１２との圧力差が生じるため、位置調整部材６０が押し下げられる。

ばね台１０３は本体部１０に固定されているため移動しない。定流量ばね７０は、移動しないばね台１０３と移動する位置調整部材６０との間に配置されているため、位置調整部材６０が押し下げられると、定流量ばね７０は縮んで反力を発生させる。位置調整部材６０が弁体部材４０に近づく量は、位置調整部材６０が副背圧室１２と背圧室１４との差圧によって押される力と定流量ばね７０がそれに対抗しようとする力、及び位置調整部材６０と弁体部材４０に掛かる摺動抵抗とのバランスによって定められる。

従って、給水圧が低い場合は、位置調整部材６０はあまり押し下げられず、旧水圧が高い場合は、図５に示されるように、位置調整部材６０は大きく押し下げられる。この位置調整部材６０の過剰な移動を抑止するため、位置調整部材６０は移動位置規制部１０３ｃに当接して定流量ばね７０が完全に押し縮められることなく止まるように構成されている。

背圧室１４内の水が流出すると、弁体部材４０が背圧室１４側に押し上げられる。弁体部材４０の主弁体である座面パッキン４５が主弁座面２０１から離脱するので、一次側内部流路２０から二次側内部流路３０に水が流れる。

この一次側内部流路２０から二次側内部流路３０に流れる水の流量は、主流路（スリット４６２を通過する流路）を流れる流量と副流路（孔４６３を通過する流路）を流れる流量とを合わせた流量であって、一次側内部流路２０からスリット４６２に水が流入する場所における、スリット４６２の幅（流路断面積の大きさ）によって調整される。すなわち、弁体部材４０の位置に応じて主流路を流れる流量のみが調整され、副流路を流れる流量は弁体部材４０の位置によらず略一定である。

位置調整部材６０は、弁体部材４０のリフト量を調整し、開度規制部材として機能するものであるから、図２のように比較的少なく押し下げられると弁体部材４０のリフト量は大きくなり、図５のように比較的多く押し下げられると弁体部材４０のリフト量は小さくなる。また、内蔵バルブ４７と内蔵バルブパッキン４８とは離隔しているので、副孔４９１及び連通路（内蔵バルブ４７と内蔵バルブ保持部材４９との間の隙間）の合算面積（小穴面積）は、背圧室１４に流れ込む水の流路断面積となる。

図２のように給水圧が低い場合に弁体部材４０のリフト量が大きくなり、図５のように給水圧が高い場合に弁体部材４０のリフト量が小さくなるので、大便器ＳＢ側に供給される洗浄水の瞬間流量は略同一なものとなる。尚、大便器ＳＢに供給される洗浄水の瞬間流量を厳密に同一に保つ必要はなく、ある程度の範囲内での同等の瞬間流量を確保できれば足りるものである。

その後、電磁弁８２が閉じられると、副孔４９１及び連通路（内蔵バルブ４７と内蔵バルブ保持部材４９との間の隙間）を通って、背圧室１４内に水が溜まる。内蔵バルブ４７と内蔵バルブパッキン４８とは離隔しているので、水が副孔４９１及び連通路から流れ、背圧室１４には一気に多くの水が流入する。

背圧室１４内に一気に多くの水が流入すると、弁体部材４０は流出口３１方向に押し下げられる。弁体部材４０が閉弁方向に押し下げられると、内蔵バルブ４７と内蔵バルブパッキン４８とが当接し、連通路が閉塞される。内蔵バルブ４７と内蔵バルブパッキン４８とが当接した後は、背圧室１４内への流入は副孔４９１からのみになる。弁体部材４０は、所定の下降基準まで強制的に移動するときよりも遅い速度で更に押し下げられる。

弁体部材４０が所定の下降基準（基準位置）まで強制的に移動させられた状態においては、スリット４６２の天面４６６の高さは、一次側内部流路２０の二次側内部流路３０に対する境界面よりも下に位置している。このため、一次側内部流路２０からスリット４６２に水が流入する流路（主流路）は略遮断された状態となっている。

一方、スリット４６２の天面４６６よりも上部に形成された孔４６３は、一次側内部流路２０の二次側内部流路３０に対する境界面よりも上に位置している。このため、一次側内部流路２０から二次側内部流路３０に供給される水は、主流路を通過せず、副流路のみを通過することとなる。

座面パッキン４５が主弁座面２０１に当接するまで弁体部材４０が押し下げられると、主流路及び副流路はいずれも閉じられた状態となるため、大便器ＳＢに対する水の供給が停止される。従って、基準位置まで弁体部材４０が下降した後に大便器ＳＢに供給される水が、大便器ＳＢの封水部ＳＷに供給されるリフィル水として用いられる。

このように、リフィル水供給段階開始前に、瞬間流量を減少させることによって、水を供給しても大便器ＳＢの封水部ＳＷに溜まらずに便器洗浄が行われることを抑制できる。とくにサイフォン式大便器の場合、リフィル水供給段階における瞬間流量が大きすぎると、サイフォン減少が発生してしまい、便器洗浄が行われてしまう可能性が高くなる。

本実施形態では、リフィル水は副流路からのみ供給されるため、弁体部材４０の位置が変化しているにも関わらず、瞬間流量は経時的に変動しない。一次側内部流路２０を流れる水の瞬間流量が変動しないため、一次側内部流路２０（給水圧）も変動しない。

上述したように本実施形態に係るフラッシュバルブＳＶは、給水を開始する指示を受けることで大便器ＳＢに給水を開始し、所定の条件を満たすことで自律的に給水を停止する流路開閉装置である。フラッシュバルブＳＶは、給水元に繋がる一次側流路から給水先である大便器ＳＢへ繋がる二次側流路へ流れる水の瞬間流量を一定に保つように相互間に形成される流路断面積を調整する弁体である座面パッキン４５及び弁座である主弁座面２０１を有するバルブ（弁体部材４０の一部と本体部１０の一部とによって構成される）と、一次側水圧が最大想定水圧から最小想定水圧の間で変動するものとしてバルブの最大開度を規制する開度規制部材である位置調整部材６０と、位置調整部材６０に作用する一次側水圧と対向するように位置調整部材６０を付勢する定流量ばね７０と、を備える。更に、一次側水圧と定流量ばね７０の付勢力とが均衡するように位置調整部材６０の位置が調整されるものであって、少なくとも定流量ばね７０の縮みを規制する方向で位置調整部材６０の位置調整を規制する移動位置規制部１０３ｃが設けられている。

本実施形態では、一次側水圧と定流量ばね７０の付勢力が均衡するように位置調整部材６０の位置が調整されるので、バルブの最大開度を一次側水圧の高低にあわせて調整することができる。本発明者らは、この調整の際のバルブの挙動不安定性が、定流量ばね７０の縮み方に起因するものと考えた。具体的には、一次側水圧が高まった場合に定流量ばね７０のストロークが大きいと、そのストロークの範囲内で位置調整部材６０が振動し、バルブの小刻みな開度変動であるハンチングが起こってしまう。

また、静水圧と動水圧との差が大きい場合に定流量ばね７０のストロークが大きいと、バルブが開く初期のタイミングで位置調整部材６０が過度に押し込まれ、バルブが十分に開かない恐れや、止水時に位置調整部材６０が急激に押し込まれることでバルブが急激に閉じられてしまい、リフィル水の供給が十分に行われなくなる恐れがある。

そこで本実施形態では、定流量ばね７０の縮みを規制する方向で位置調整部材６０の位置調整を規制する移動位置規制部１０３ｃを設けることで、定流量ばね７０のストロークを規制し、定流量ばね７０の過剰な縮みを抑制することができる。このように定流量ばね７０のストロークを制御することで、位置調整部材６０の挙動を安定化させることが可能となり、ハンチングの発生やバルブの不十分な開き、更にはリフィル水の不足といった事象の発生を抑制することができる。

また、本実施形態では、移動位置規制部１０３ｃは、バルブの最大開度を一次側水圧が最大想定水圧となった場合の開度よりも狭められないように規制するように設けられている。

このように、移動位置規制部１０３ｃによってバルブの最大開度を一次側水圧が最大想定水圧となった場合の開度よりも狭められないように規制することで、バルブの最大開度を確保した範囲で定流量ばね７０の過剰な縮みを抑制することができる。

また、本実施形態では、予圧縮突起１０２ａが定流量ばね７０の伸び側を規制する移動位置規制部として機能し、一次側水圧が最小想定水圧となった場合に位置調整部材６０が定流量ばね７０を押し込むように、定流量ばね７０をその自然長よりも予め圧縮している。

このように、定流量ばね７０を自然長よりも予め圧縮しているので、装置全体をコンパクトなものとすることができる。更に、その圧縮量は、一次側水圧が最小想定水圧となった場合（例えば、図２に示す状態）に位置調整部材６０が定流量ばね７０を押し込むように設定されているので、定流量性の確保に必要な範囲での定流量ばね７０の動きを確保しつつ、装置全体のコンパクト化に寄与することができる。

また、本実施形態では、移動位置規制部１０３ｃは、定流量ばね７０を支えるばね台１０３として構成され、ばね台１０３と位置調整部材６０とが当接することで、位置調整部材６０の位置調整が規制される。

このように、位置調整部材６０の位置調整に対する規制を、位置調整部材６０とばね台１０３との当接という簡便な手法で実現するので、フラッシュバルブＳＶを簡便な構成とすることができる。また、位置調整部材６０の動く速度はばね台１０３と当接するまで影響を受けないので、定流量調整機能に影響を与えることなく、位置調整部材６０の位置調整を規制することができる。

また、本実施形態では、ばね台１０３の初期位置が定流量ばね７０の伸縮方向に沿って調整可能なように構成されている。

このように、ばね台１０３の初期位置を調整可能なように構成しているので、フラッシュバルブＳＶを組み上げた後においても、最大想定水圧及び最小想定水圧に合わせて移動位置規制部としてのばね台１０３の初期位置を調整することができる。

１０：本体部
１２：副背圧室
１４：背圧室
２０：一次側内部流路
２１：流入口
２２：副一次流路
３０：二次側内部流路
３１：流出口
４０：弁体部材
４２：バルブ上部部材
４３：フィルター部材
４４：固定部材
４５：座面パッキン
４６：バルブ下部部材
４７：内蔵バルブ
４８：内蔵バルブパッキン
４９：内蔵バルブ保持部材
６０：位置調整部材
８０：バイパス流路
８２：電磁弁
１０１：本体部材
１０２：上蓋部材
１０２ａ：予圧縮突起
１０３：ばね台
１０３ａ：調整棒
１０３ｂ：ばね受部
１０３ｃ：移動位置規制部
２０１：主弁座面
２２１：オリフィス
４２１：縦内部流路
４２２：縦内部流路
４２３：横内部流路
４６１：外側面
４６２：スリット
４６３：孔
４６４：孔
４６６：天面
４６７：側壁面
４６８：上部側壁面
４６９：下部側壁面
４９１：副孔
６０１：凹部
ＳＢ：大便器
ＳＶ：フラッシュバルブ
ＳＷ：封水部
ＴＢ：給水管
Ｖ：止水栓
ＶＢ：バキュームブレーカー
Ｗａ：流入水
Ｗｂ：流出水

Claims (5)

1. 給水を開始する指示を受けることで大便器に給水を開始し、所定の条件を満たすことで自律的に給水を停止する流路開閉装置であって、
   給水元に繋がる一次側流路から給水先である大便器へ繋がる二次側流路へ流れる水の瞬間流量を一定に保つように相互間に形成される流路断面積を調整する弁体及び弁座を有するバルブと、
   一次側水圧が最大想定水圧から最小想定水圧の間で変動するものとして前記バルブの最大開度を規制する開度規制部材と、
   前記開度規制部材に作用する一次側水圧と対向するように前記開度規制部材を付勢する定流量ばねと、を備え、
   一次側水圧と前記定流量ばねの付勢力とが均衡するように前記開度規制部材の位置が調整されるものであって、
   少なくとも前記定流量ばねの縮みを規制する方向で前記開度規制部材の位置調整を規制する移動位置規制部が設けられていることを特徴とする流路開閉装置。
2. 前記移動位置規制部は、前記バルブの最大開度を一次側水圧が最大想定水圧となった場合の開度よりも狭められないように規制することを特徴とする請求項１に記載の流路開閉装置。
3. 前記移動位置規制部は、一次側水圧が最小想定水圧となった場合に前記開度規制部材が前記定流量ばねを押し込むように、前記定流量ばねをその自然長よりも予め圧縮していることを特徴とする請求項１又は２に記載の流路開閉装置。
4. 前記移動位置規制部は、前記定流量ばねを支えるばね台として構成され、
   前記ばね台と前記開度規制部材とが当接することで、前記開度規制部材の位置調整が規制されることを特徴とする請求項１に記載の流路開閉装置。
5. 前記ばね台の初期位置が前記定流量ばねの伸縮方向に沿って調整可能なように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の流路開閉装置。