JP6066456B2 - 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。

従来、一次側流路と二次側流路との間の流路開閉を行い便器に洗浄水を供給する流路開閉装置として、流路開閉を行う主弁体を備え、一次側流路と二次側流路とが直交したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。通常、この種の流路開閉装置においては、流路の閉止を高速で行うとウォーターハンマーが生じる可能性があるため、ウォーターハンマーが生じない程度に閉止速度を低下させる必要がある。

特開２０１１−２２６２４９号公報

上述した従来の流路開閉装置においては、ある程度ゆっくりと流路が閉止されていくため、流路閉止間際には、流路断面積が小さくなる。流路断面積が小さくなるにつれ水の流速が増加するため、流路を閉止する主弁体の周囲にて水の流れが不均一なものとなる。また、一次側流路と二次側流路とが直交している場合、この直交による水の流れ方向の変化によっても主弁体の周囲にて水の流れが不均一なものとなる。これら不均一な水の流れにより、主弁体の周囲の水圧分布に偏りが生じる。この水圧分布の偏りにより主弁体が流路の閉止動作をスムーズに行えないという懸念があった。

本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、主弁体の周囲における水圧分布の偏りを抑制することが可能な流路開閉装置を提供することを目的とする。

本発明は、給水を開始する指示を受けることで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、給水源に連通する一次側流路と、この一次側流路と直交し給水先である前記便器へ連通する二次側流路と、前記一次側流路と前記二次側流路との間の流路開閉を行う主弁体及び主弁座を有する主バルブと、を備え、前記便器を洗浄するための洗浄水を前記便器に供給する際には、前記主弁体を前記二次側流路から離れる方向に駆動し、前記主弁体を前記主弁座から離隔させることで前記二次側流路に洗浄水を供給するものであって、前記主弁体の周囲における水圧の偏りを調整するために洗浄水を案内する水案内部を有する水圧調整部材を備える流路開閉装置である。

このように構成された本発明においては、水案内部を有する水圧調整部材を備えるため、主弁体の周囲において水圧に差が生じることを抑制することができる。そのため、主弁体の周囲における水圧分布の偏りが小さくなり、流路の閉止動作をスムーズに行うことが可能となる。

本発明は、さらに、前記主弁体は前記主弁座に離接する主弁体面を有し、前記主弁座は前記一次側流路の前記二次側流路に対する境界面であり、 前記水圧調整部材は円筒状であり、前記主弁体面に一端が当接し、他端の少なくとも一部が開放された状態で固定される構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、水圧調整部材の一端が主弁体面と当接することで、主弁体面が主弁座に接触して流路を閉止する間際により確実に、水圧調整部材により流路の閉止動作をスムーズに行うことが可能となる。

本発明は、さらに、前記水案内部は、前記水圧調整部材の表面の全周に対して設けられる複数の凹部を備える構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、複数の凹部が水圧調整部材の表面の全周に対して設けられるため、凹部において水が渦状になるよう案内される。そのため、水圧調整部材の全周に亘って水圧が作用し、主弁体の周囲における水圧分布の偏りが小さくなり、流路の閉止動作をスムーズに行うことが可能となる。

本発明は、さらに、前記水案内部は、前記水圧調整部材の内部に設けられ、前記複数の凹部を互いに連通させる水圧調整流路を備える構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、全周に対して設けられた複数の凹部が水圧調整流路により連通されるため、水が水圧の高い領域から低い領域へと案内される。そのため、主弁体の周囲における水圧分布の偏りが小さくなり、流路の閉止動作をスムーズに行うことが可能となる。

本発明は、さらに、前記凹部は、前記水圧調整部材の他端に形成され、前記主弁体が前記主弁座に離接する方向の大きさが互いに異なる複数の下側縦孔を含む構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、主弁体が主弁座に離接する方向の大きさが互いに異なる複数の下側縦孔により、水圧調整部材の他端側から流れ出る水の量が、主弁体が主弁座に接近するにつれて小さくなる。それにより、主弁体面が主弁座に接触して流路を閉止間際における水の瞬間流量が抑制される。従って、主弁体が流路を閉止する間際にウォーターハンマーが生じることを抑制することができる。

本発明は、さらに、前記水圧調整部材は、前記水圧調整部材の内周に沿って全周に亘って設けられ、前記水圧調整流路を一端側と他端側とに区画する規制部を有する構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、規制部により一端側の水圧調整流路に流れ込んだ水は他端側へ向けて流れないため、主弁体が主弁座に着座し流路を閉止する間際における水の瞬間流量が抑制される。従って、主弁体４２が流路を閉止する間際にウォーターハンマーが生じることを抑制することができる。

本発明は、さらに、前記主弁体及び前記水圧調整部材は一体化された弁体部材として形成されるものであって、前記弁体部材は、前記主弁体の軸心と前記水圧調整部材の軸心とのずれを規制する位置規制部を有する構成としてもよい。

このように構成された本発明においては、主弁体の軸心と水圧調整部材の軸心とのずれが規制された状態で水圧調整部材は固定されるため、主弁体面が主弁座に接触して流路を閉止する間際により確実に、水圧調整部材により流路の閉止動作をスムーズに行うことが可能となる。

本発明は、さらに、前記一次側流路から前記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定流量弁体及び定流量弁座を有する定流量バルブを備え、前記主弁体及び前記定流量弁体並びに前記水圧調整部材は一体化された弁体部材として形成されるものであってもよい。

このように構成された本発明においては、定流量バルブが高圧時に流路断面積を小さくし水の流速が増加しても、主弁体の周囲における水圧分布の偏りを小さくすることができるため、主弁体のスムーズでない閉止動作を抑制することが可能となる。

本発明の流路開閉装置によれば、主弁体の周囲における圧力分布の偏りを抑制することが可能となる。

本発明の一実施形態に係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模式図。 本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブの内部構造を示す断面図。 本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブの弁体部材を示す外観斜視図。 図３の部分断面図。 本発明の一実施形態であるフラッシュバルブの均圧部材を示す外観斜視図。 （ａ）図５の側面図。（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ断面図。（ｃ）（ａ）のＢ−Ｂ断面図。 本発明の第一実施形態に係るフラッシュバルブの動作を示す図。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る流路開閉装置について説明する。
まず、図１により本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブ（流路開閉装置）を含む大便器の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係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模式図である。

図１に示すように、本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブＦＶ（流路開閉装置）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ＦＶ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には溜水がなされ、封水が形成されている。大便器ＳＢの使用後にフラッシュバルブＦＶを操作すると、フラッシュバルブＦＶ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はサイホン方式の便器であり、サイホン現象によって洗浄水は汚物とともに下流側へ流される。本実施形態のフラッシュバルブＦＶ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ＦＶは、本体部１０と、電磁弁８２とを備えている。本体部１０内には、給水源である給水管ＴＢに繋がる一次側流路２０と、給水先である大便器ＳＢに繋がる二次側流路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、一次側流路２０と二次側流路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の背圧が下がり弁体部材４０は開弁される。

次に、図２及び図３により本発明の第一実施形態に係るフラッシュバルブＦＶの内部構造について説明する。図２は本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブＦＶの内部構造を示す断面図であり、図３は本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブＦＶの弁体部材４０を示す外観斜視図である。
図２に示すように、フラッシュバルブＦＶは、本体部１０を備えている。本体部１０の内部には、一次側流路２０と、二次側流路３０と、背圧室１４と、副背圧室１２とが形成されている。

一次側流路２０は、給水管ＴＢのフラッシュバルブＦＶよりも上流側の流路から流入水を受け入れて、二次側流路３０に向けて流出させるものである。一次側流路２０の上流端には流入口２１が設けられている。流入口２１は、流入水を受け入れて一次側流路２０に送り出す開口部である。

二次側流路３０は、一次側流路２０と直交し、一次側流路２０から流入する水を給水管ＴＢのフラッシュバルブＦＶよりも下流側の流路に流出水として流出させるものである。二次側流路３０の下流端には流出口３１が設けられている。流出口３１は、二次側流路３０から流出水を送り出す開口部である。

一次側流路２０と二次側流路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主弁体４２と、その下部に設けられた定流量弁体４４とからなり、両者が一体となっている。なお、本実施形態においては、主弁体４２とは別体に成形された定流量弁体４４を主弁体４２に螺合固定することで一体としているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、主弁体４２及び定流量弁体４４を別体に成形せず、両者が一体となった状態で成形される構成としてもよい。

主弁体４２は、一次側流路２０と二次側流路３０との間の流路開閉を行うためのものである。主弁体４２は下流側の面において、主弁体面４２１を有している。弁体部材４０が最も下流側に押し込まれると、主弁体面４２１が一次側流路２０の二次側流路３０に対する境界面に当接し、一次側流路２０と二次側流路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４２１が当接する境界面は、主弁座面２０１（主弁座）として機能しており、主弁体４２及び主弁座面２０１は主バルブとして機能する。

定流量弁体４４は、一次側流路２０から二次側流路３０へ流れる水の瞬間流量を調整するためのものである。図３に示すように、定流量弁体４４は、その外側面４４１において、溝状に形成されたスリット４４２を有している。スリット４４２は、均等な間隔で４つ形成され、各スリット４４２は、断面が矩形の有底な溝であり、外側面４４１の下端から中程まで形成されている。定流量弁体４４の外側面４４１は、二次側流路３０の内側壁と近接して対向している。弁体部材４０が、一次側流路２０と二次側流路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、水は二次側流路３０の内側壁とスリット４４２により形成された空間を通過し、二次側流路３０へと流入する。従って、二次側流路３０の内側壁は、定流量弁座面３２（定流量弁座）として機能しており、定流量弁体４４及び定流量弁座面３２は定流量バルブとして機能する。

定流量弁体４４において、スリット４４２は上下方向に延びているため、弁体部材４０が上昇するほど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。一方、弁体部材４０が、一次側流路２０と二次側流路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、水の流路断面積は狭くなっていき、流量を絞るように作用する。即ち、定流量弁体４４及び定流量弁座面３２は、一次側流路２０から二次側流路３０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。

図３に示すように、主弁体４２と定流量弁体４４とに挟まれるように、その上端面が主弁体面４２１に当接する均圧部材４２３（水圧調整部材）が設けられている。均圧部材４２３は、弁体部材４０として、主弁体４２及び定流量弁体と一体となって構成される。均圧部材４２３は、円筒状に形成され、定流量弁体４４の外周に形成された段部と主弁体４２の主弁体面４２１との間に、主弁体４２の軸心と均圧部材４２３の軸心とが一致するように固定される。均圧部材４２３は、主弁体４２周辺の水圧の偏りを抑制することで、主弁体４２閉止間際における水圧の偏りを原因とする主弁体４２のスムーズでない動作を抑制することができる。均圧部材４２３についての詳細は後述する。なお、本実施形態において、均圧部材４２３は主弁体４２及び定流量弁体４４とは別体に成形され、両者に挟んで固定することで一体としているが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、主弁体４２及び定流量弁体４４と均圧部材４２３とがそれぞれ別体に成形されず一体となった状態で成形される構成としてもよい。

主弁体４２は、その上部側において収容凹部４６が設けられている。収容凹部４６は、背圧室１４側から後退するように凹状に形成されている。収容凹部４６の背圧室１４側には、副弁座４６５が設けられている。収容凹部４６は、孔４６１と、凹部４６２と、副孔４６３とが形成されている。

孔４６１は、一次側流路２０と凹部４６２とを繋ぐ連通孔として形成されている。孔４６１は主弁体４２に設けられた円筒状のメッシュ部材４２４により覆われる。メッシュ部材４２４は一次側流路２０から孔４６１へ流入する水に含まれる異物を取り除く。凹部４６２は、バネ５０と、副弁桿４８とを収容している。凹部４６２内には、副弁桿４８の先端の大径部４８１が配置されている。大径部４８１は、バネ５０と当接しており、バネ５０を介して弁体部材４０を流出口３１に向けて付勢している。

副弁桿４８は、棒状に延びる小径部４８３と、小径部４８３の先端に設けられている副弁体４８１とを有している。小径部４８３は、副弁座４６５に設けられた連通路４６４を貫通している。連通路４６４と小径部４８３との間には、通水可能な隙間が形成される。従って、孔４６１から凹部４６２に流入した水は、連通路４６４を通って背圧室１４へと流れる。また、孔４６１を通った水の一部は、副孔４６３を通って背圧室１４へと流れる。尚、連通路４６４が閉鎖されている場合は、孔４６１を通った全ての水が副孔４６３を通って背圧室１４へと流れる。

背圧室１４と副背圧室１２とは、第一位置調整部材６０によって仕切られて分離されている。第一位置調整部材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、線形特性を有するバネ７０が配置されている。バネ７０は、一端が凹部６０１内に収容され、他端は第二位置調整部材６５に当接するように配置されている。

第二位置調整部材６５は、その一端側の下面が、副弁桿４８の小径部４８３の一端と離接するように配置されている。第二位置調整部材６５は、バネ７０の巻き線の中心を貫通するように配置され、本体部１０に固定されている。

第二位置調整部材６５の固定方法について説明する。本体部１０の最上部の中心には、その中心軸が鉛直方向である貫通穴１０２が形成され、この貫通穴１０２に対し、円筒形状の保持部材１０３が挿入された状態で螺合固定されている。保持部材１０３の中心にはさらに、その中心軸が貫通孔１０２と共通である貫通孔１０４が形成されている。貫通孔１０４の内周には、雌螺子が形成されるとともに、複数の段差面が形成されている。

第二位置調整部材６５は、副弁桿４８の小径部４８３の一端と離接する下面の上方に形成された棒状の部分であるシャフト部６５２を有している。シャフト部６５２はその外周に雄螺子が形成され有しており、この雄螺子が、保持部材１０３内周に形成された雌螺子に螺合している。このため、シャフト部６５２の軸を中心として第二位置調整部材６５を回転させると、第二位置調整部材６５の位置は上下に移動することとなる。

シャフト部６５２の上部は、その断面が六角形に形成されている。このため、使用者はレンチ等の工具を用いてシャフト部６５２を回転させることで、第二位置調整部材６５の位置を上下方向に調整することが可能となっている。シャフト部６５２には、複数の段差面が形成されている。このため、第二位置調整部材６５の位置を調整できる範囲は、シャフト部６５２の段差面が貫通孔１０２内の段差面に当接する位置がその上限である。

本体部１０の最上部には、その外側面から貫通孔１０４に通じる開口であって、その内周面に雌螺子が形成された固定孔１０７が形成されている。このため、使用者は第二位置調整部材６５の位置を上下方向に調整した後、固定孔１０７にイモ螺子１０９を挿入することにより、それ以降において第二位置調整部材６５が本体部１０に対して回転してしまうことを防止することができる。

以上のように、第二位置調整部材６５はフラッシュバルブＦＶの本体部１０に対して外部から連通した状態で固定されている。また、第二位置調整部材６５の固定位置は、外部からレンチ等の工具を用いて調整することができる。

第一位置調整部材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バネ７０がそれに対抗しようとする力、及び、第一位置調整部材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）、あるいは、副背圧室１２を狭める（背圧室１４を広げる）ように摺動するように構成されている。背圧室１４に入った水は、バイパス流路８０側へと流れる。

副背圧室１２は、副一次流路２２によって一次側流路２０とつながれている。副一次流路２２は一次側流路２０から上方に向けて延び、副背圧室１２へ向けて略直角に屈曲している。副一次流路２２の途中には、副一次流路２２内部と本体部１０外部とを連通させる開口部２２２が形成されている。開口部２２２の軸心は副一次流路２２と副背圧室１２との境界端面の軸心と略同心となるよう形成される。また、この開口部２２２に対し、断面積調整部材２２６が挿入された状態で螺合固定されている。

第一断面積調整部材２２６は、略円筒状に形成され、その外形は副一次流路２２を塞ぐものである。断面積調整部材２２６の内部には第一断面積調整部材２２６内を貫通する内部流路２２６ａが設けられており、この内部流路２２６ａにより流路断面積が確保され、副一次流路２２６は副背圧室１２と一次側流路２０とを連通させることができる。内部流路２２６ａにより一次側流路２０と副背圧室１２とが連通し、副背圧室１２には一次側流路２０にかかる一次圧と同じ圧力がかかることで、副背圧室１２は第一位置調整部材６０を弁体部材４０に近づけるように背圧を作用させる。また、第一断面積調整部材２２６は、その内部流路２２６ａが設けられていない、即ち、副一次流路２２を閉止し一次側流路２０から副背圧室１２へ水を流れ込ませないようにする第二断面積調整部材（図示せず）に互いに付け替え可能である。第二断面積調整部材（図示せず）に付け替えることで、副背圧室１２に一次側流路２２にかかる一次圧がかかることがなくなるため、第一位置調整部材６０が移動せず、給水圧が低い場合でも弁体部材４０を大きく開弁方向（上方向）へ移動させることができる。

背圧室１４と二次側流路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から二次側流路３０に流出し、背圧室１４の内部圧力が低下する。

次に、図４〜図６により本発明の一実施形態であるフラッシュバルブＦＶの均圧部材４２３について説明する。図４は図３の部分断面図であり、図５は本発明の一実施形態であるフラッシュバルブＦＶの均圧部材４２３を示す外観斜視図であり、図６（ａ）は図５の側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図であり、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

図４〜図６に示すように、均圧部材４２３の周壁の上側には、均圧部材４２３外周から内周に向けて窪むとともに、周壁を貫通し均圧部材４２３の上端を開放する上側縦孔４２５（凹部）が複数設けられている。均圧部材４２３の周壁の下側には、均圧部材４２３外周から内周に向けて窪むとともに、周壁を貫通し均圧部材４２３の下端を開放する下側縦孔４２６（凹部）が複数設けられている。また、均圧部材４２３の内周の中央部から内側へ延びるとともに上側縦孔４２５を覆うように上方へ延びる断面視Ｌ字状の壁面４２７（規制部）が立設されている。さらに、均圧部材４２３の下端から上側へ向けて切欠き４２３ａが設けられ、この切欠き４２３ａは定流量弁体４４の段部の外周端から上側へ向けて突出する突出部４４３と係合する。

均圧部材４２３の上端、即ち、均圧部材４２３の周壁上端及び壁面４２７上端は、主弁体４２（主弁体面４２１）と当接しており、均圧部材４２３の周壁と壁面４２７と主弁体４２（主弁体面４２１）との間には、上側流路４２８（水圧調整流路）が均圧部材４２３の全周に亘って形成される。また、下側縦孔４２６が設けられる均圧部材４２３の下側の内周と壁面４２７と定流量弁体４４外周との間には、下側流路４２９（水圧調整流路）が均圧部材４２３の全周に亘って形成される。なお、均圧部材４２３の上端においては主弁体４２（主弁体面４２１）により水密が保たれるが、均圧部材４２３の下端においてはその一部が開放されており水密が保たれない。

上側縦孔４２５は均圧部材４２３の周壁の全周に亘って等間隔に全て同じ大きさで設けられおり、主弁体４２へ向けて流れ込んできた水を上側流路４２８へ流し込むとともに、上側流路４２８内から主弁体４２の周囲へと水を流し込む。なお、壁面４２７により上側流路４２８に流れ込んだ水は、下側流路４２９側へは流れない。また、壁面４２７は定流量弁体４４と当接している。従って、壁面４２７が、主弁体４２の軸心と均圧部材４２３の軸心とのずれを規制する位置規制部として機能する。

下側縦孔４２６は均圧部材４２３の周壁に、その上下方向の大きさの異なる４２６ａ、４２６ｂ、４２６ｃが順に全周に亘って所定間隔にて配置される。下側縦穴４２６ｂは下側縦孔４２６ａより大きく、下側縦孔４２６ｃは下側縦孔４２６ｂよりも大きいものである。下側縦孔４２６も、上側縦孔４２５と同様に、主弁体４２へ向けて流れ込んできた水を下側流路４２９へ流し込むとともに、下側流路４２９内から主弁体４２の周囲へと水を流し込む。ただし、下側流路４２９への水の出入りは、下側縦孔４２６を介さず、均圧部材４２３下端と定流量弁体４４の段部との間の隙間でも行われる。

上側流路４２８及び下側流路４２９には主弁体４２へ向かって流れてきた水が流れ込むことができ、その際、水は水圧の高い領域から低い領域へと流れるため、上側流路４２８及び下側流路４２９に水が流れ込むことで、主弁体４２の周囲の水圧分布の偏りが抑制される。従って、上側縦孔４２５及び上側流路４２８、並びに、下側縦孔４２６及び下側流路４２９は主弁体４２の周囲の水圧の偏りを調整するために洗浄水を案内する水案内部として機能する。

次に、図４〜図７により本発明の一実施形態であるフラッシュバルブＦＶの動作について説明する。図７は本発明の一実施形態に係るフラッシュバルブＦＶの動作を示す図である。

図７（ａ）に示すように、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の主弁体４２も一次圧によって流出口３１側に押し込まれており、主弁体４２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、副弁体４８１と副弁座４６５は当接しているので、副孔４６３及び連通路４６４の合算面積は、副孔４６３のみの流路断面積となる。

続いて、図７（ｂ）に示すように、電磁弁８２が開かれると、まず背圧室１４内の水が流出する。背圧室１４内の水が流出すると、背圧室１４内の圧力が低下する。第二位置調整部材６５は本体部１０に固定されているため移動しない。バネ７０は、移動しない第二位置調整部材６５と第一位置調整部材６０との間に配置されているため、第一位置調整部材６０が押し下げられるとバネ７０は縮んで反力を発生させる。第一位置調整部材６０が弁体部材４０に近づく量は、第一位置調整部材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バネ７０がそれに対抗しようとする力、及び、第一調整部材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。即ち、第一位置調整部材６０は、第二位置調整部材６５からの距離を一次圧によって変化させるものである。

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４２（主弁体面４２１）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、スリット４４２を通過する流路を流れる流量であって、一次側内部流路２０からスリット４４２に水が流入する個所における、スリット４４２の縦方向長さ（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の位置に応じて流量が調整される。

第一位置調整部材６０は、弁体部材４０のリフト量（最大変位量）を調整し、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、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、副弁体４８１と副弁座４６５は離隔しているので、副孔４６３及び連通路４６４の合算面積は、副孔４６３及び連通路４６４の流路断面積となる。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、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の差は抑制され、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。

次に、電磁弁８２が閉じられると、副孔４６３及び連通路４６４を通って、背圧室１４内に水が溜まる。副弁体４８１と副弁座４６５は離隔しているので、副孔４６３及び連通路４６４の合算面積は、副孔４６３及び連通路４６４の流路断面積となる。従って、背圧室１４には一気に多くの水が流入する。図７（ａ）に示すように、背圧室１４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（閉弁方向）に押し下げられる（図７（ｂ）の状態から（ａ）の状態に遷移していく）。

弁体部材４０が押し下げられることに伴って、主弁体４２と主弁座面２０１との間の流路断面積が減少していく。さらに、定流量弁体４４のスリット４４１によって流路断面積が減少していく。この際、主弁体４２の周囲では、均圧部材４２３の上側縦孔４２５を介して一次側流路２０から水が上側流路４２８へ流れ込み、流れ込んだ水は上側縦孔４２５から一次側流路２０の主弁体４２周囲へと流れ出す。同様に、均圧部材４２３下端と定流量弁体４４との間の隙間、及び、下側縦孔４２６ａ、４２６ｂ、４２６ｃを介して水が下側流路４２９へと流れ込み、均圧部材４２３下端と定流量弁体４４との間の隙間、及び、下側縦孔４２６ａ、４２６ｂ、４２６ｃから流れ出す。即ち、主弁体４２周囲の水圧の高い領域から水圧の高い領域へと、上側流路４２８及び下側流路４２９を介して水が流れる。また、下側縦孔４２６ａ、４２６ｂ、４２６ｃは上下方向の大きさが異なるため、主弁体４２が主弁座面２０１に近づいていくにつれ、徐々に下側流路４２９内へ流れ込む水の量を減らしていく。

図７（ａ）に示すように、主弁体４２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、スリット４４２が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。なお、電磁弁８２が閉じられてから、大便器ＳＢに対する水の供給が停止されるまでに大便器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。

また、第二位置調整部材６５は、その位置によって第一位置調整部材６０の位置を調整する調整量修正手段として機能している。この調整量修正手段によって、洗浄水の供給量が設計値から外れたような場合であっても、調整量修正手段によって調整することが可能である。従って、無駄水が生じることや、逆に給水量が不足して封水切れや洗浄不良が生じることが確実に防止される。

上述した本発明の一実施形態によるフラッシュバルブＦＶによれば、主弁体４２の周囲における水圧の偏りを調整するために洗浄水を導く上側流路４２８及び下側流路４２９を有する均圧部材４２３を備えるため、主弁体４２の周囲において水圧に差が生じることを抑制することができる。具体的には、均圧部材４２３は主弁体４２の主弁体面４２１に当接するよう設けられ、その周壁には全周に亘って、水が流れ込む入水口であるとともに水が流れ出す出水口である上側縦孔４２５及び下側縦孔４２６がそれぞれ複数設けられている。そのため、一次側流路２０内の主弁体４２周囲の水圧が高い領域において、その領域の上側縦孔４２５を介して上側流路４２８へ水が流れ込み、流れ込んだ水は上側流路４２８内を巡り、主弁体４２周囲の水圧が低い領域の上側縦孔４２５を介して上側流路４２８から流れ出す。また、一次側流路２０内の主弁体４２周囲の水圧が高い領域において、その領域の下側縦孔４２６及び均圧部材４２３下端と定流量弁体４４段部との間の隙間を介して下側流路４２９へ水が流れ込み、流れ込んだ水は下側流路４２９内を巡り、主弁体４２周囲の水圧が低い領域の下側縦孔４２６及び均圧部材４２３下端と定流量弁体４４段部との間の隙間を介して下側流路４２９から流れ出す。即ち、上側流路４２８及び下側流路４２９により、主弁体４２周囲の水圧が高い領域から低い領域への水の流れが促進されるため、主弁体４２周囲の水圧分布の偏りが小さくなる。従って、主弁体４２が主弁座面２０１に着座する間際の主弁体４２のスムーズでない動作を抑制することが可能となる。

また、上側縦孔４２５及び下側縦孔４２６は均圧部材４２３の外周から内周に向けて窪んでいるため、上側縦孔４２５及び下側縦孔４２６周囲において水が渦を巻く。この渦が均圧部材４２３の全周において生じるため、主弁体４２周囲の水圧分布の偏りが小さくなる。従って、主弁体４２が主弁座面２０１に着座する間際の主弁体４２のスムーズでない動作を抑制することが可能となる。

また、上述した本発明の一実施形態によるフラッシュバルブＦＶによれば、均圧部材４２３の断面視Ｌ字状の壁面４２７により、上側流路４２８に流れ込んだ洗浄水は下方、即ち、二次側流路３０側に向けて流れることがない。そのため、側流路４２８に流れ込んだ洗浄水が二次側流路３０側に向けて流れる場合に比べ、主弁体４２が主弁座面２０１に着座し流路を閉止する間際における水の瞬間流量が抑制される。従って、主弁体４２が流路を閉止する間際にウォーターハンマーが生じることを抑制することができる。さらに、均圧部材４２３周壁に、大きさの異なる下側縦孔４２６ａ、下側縦孔４２６ｂ、下側縦孔４２６ｃが順に設けられているため、主弁体４２が主弁座面２０１に近づいていくにつれ、徐々に下側流路４２９内へ流れ込む水の量を減らしていくことができる。そのため、下側流路４２９に流れ込んだ洗浄水は、均圧部材４２３と定流量弁体４４との間の隙間から下方、即ち、二次側流路３０側へ向けて流れるが、下側流路４２９から二次側流路３０側へ向けて流れる水の量が徐々に減っていくため、主弁体４２が主弁座面２０１に着座し流路を閉止する間際における水の瞬間流量を抑制することができる。従って、主弁体４２が流路を閉止する間際にウォーターハンマーが生じることを抑制することができる。

さらに、上述した本発明の一実施形態によるフラッシュバルブＦＶによれば、主弁体４２が主弁座面２０１に近づくにつれ、定流量弁体４４のスリット４４２により流路断面積が徐々に減少していく。それにより、水の流速が高まり水の流れが不均一になりやすいが、均圧部材４２３の上側流路４２８及び下側流路４２９により、主弁体４２周囲の水圧の偏りを調整することができる。従って、主弁体４２周囲の水圧の偏りを原因とする主弁体４２が主弁座面２０１に着座する間際の主弁体４２の主弁体４２のスムーズでない動作を抑制することが可能となる。

なお、本実施形態においては一次側流路２０と二次側流路３０とは直交するが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、一次側流路と二次側流路とが略直交する構成としてもよい。ここでいう略直交とは、９０度を含み、製造工程上の微差を許容するとともに、一次側流路から二次側流路へと流れ込む洗浄水の流れ方向が変化することで、流れに不均一さが生じ、上述した均圧部材４２３を設けなければ主弁体４２の周囲に圧力の偏りが生じる程度の角度を含むものである。また、本実施形態においては上側縦孔４２５及び下側縦孔４２６は均圧部材４２３の周壁を貫通するが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、周壁を貫通しない凹部を均圧部材４２３の外周の全周に対して所定間隔で形成する構成としてもよいし、均圧部材４２３の全周に亘って凹部を円環状の溝として複数形成する構成としてもよい。それらのような構成としても凹部により水が案内されることで、凹部周囲にて水に渦を巻かせることができる。

ＦＶ：フラッシュバルブ（流路開閉装置）
ＳＢ：大便器
ＳＷ：封水部
ＴＢ：給水管
１０：本体部
１０２：貫通穴
１０３：保持部材
１０４：貫通孔
１０７：固定孔
１０９：イモ螺子
１２：副背圧室
１４：背圧室
２０：一次側流路
２０１：主弁座面（主弁座）
２１：流入口
２２：副一次流路
２２２：開口部
２２４：断面積調整部材
２２４ａ：ヘッド部
２２４ｂ：ボディ部
２２６：第一断面積調整部材
３０：二次側流路
３１：流出口
３２：定流量弁座面（定流量弁座）
４０：弁体部材
４２：主弁体
４２１：主弁体面
４２３：均圧部材（水圧調整部材）
４２３ａ：切欠き
４２４：メッシュ部材
４２５：上側縦孔
４２６：下側縦孔
４２７：壁面（規制部）
４２８：上側流路（水圧調整流路）
４２９：下側流路（水圧調整流路）
４４：定流量弁体
４４１：外側面
４４２：スリット
４４３：突出部
４６：収容凹部
４６１：孔
４６２：凹部
４６３：副孔
４６４：連通路
４６５：副弁座
４８：副弁桿
４８１：副弁体
４８３：小径部
５０：バネ
６０：第一位置調整部材
６０１：凹部
６５：第二位置調整部材
６５２：シャフト部
７０：バネ
８０：バイパス流路
８２：電磁弁

Claims (8)

1. 給水を開始する指示を受けることで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、
   給水源に連通する一次側流路と、
   この一次側流路と直交し給水先である前記便器へ連通する二次側流路と、
   前記一次側流路と前記二次側流路との間の流路開閉を行う主弁体及び主弁座を有する主バルブと、を備え、
   前記便器を洗浄するための洗浄水を前記便器に供給する際には、前記主弁体を前記二次側流路から離れる方向に駆動し、前記主弁体を前記主弁座から離隔させることで前記二次側流路に洗浄水を供給するものであって、
   前記主弁体の周囲における水圧の偏りを調整するために洗浄水を案内する水案内部を有する水圧調整部材を備える流路開閉装置。
2. 前記主弁体は前記主弁座に離接する主弁体面を有し、前記主弁座は前記一次側流路の前記二次側流路に対する境界面であり、
   前記水圧調整部材は円筒状であり、前記主弁体面に一端が当接し、他端の少なくとも一部が開放された状態で固定される請求項１に記載の流路開閉装置。
3. 前記水案内部は、前記水圧調整部材の表面の全周に対して設けられる複数の凹部を備える請求項１又は２に記載の流路開閉装置。
4. 前記水案内部は、前記水圧調整部材の内部に設けられ、前記複数の凹部を互いに連通させる水圧調整流路を備える請求項３に記載の流路開閉装置。
5. 前記凹部は、前記水圧調整部材の他端に形成され、前記主弁体が前記主弁座に離接する方向の大きさが互いに異なる複数の下側縦孔を含む請求項４に記載の流路開閉装置。
6. 前記水圧調整部材は、前記水圧調整部材の内周に沿って全周に亘って設けられ、前記水圧調整流路を一端側と他端側とに区画する規制部を有する請求項４又は５に記載の流路開閉装置。
7. 前記主弁体及び前記水圧調整部材は一体化された弁体部材として形成されるものであって、前記弁体部材は、前記主弁体の軸心と前記水圧調整部材の軸心とのずれを規制する位置規制部を有する請求項１乃至６に記載の流路開閉装置。
8. 前記一次側流路から前記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定流量弁体及び定流量弁座を有する定流量バルブを備え、
   前記主弁体及び前記定流量弁体並びに前記水圧調整部材は一体化された弁体部材として形成されるものである請求項１乃至７に記載の流路開閉装置。