JP6806979B2 - 増減圧制御機構および水洗便器用薬液供給システム - Google Patents

Description

本発明は、チェンジバルブ、前記チェンジバルブを利用した増減圧制御機構、並びに前記増減圧制御機構を利用した水洗便器用薬液供給システムに関する。

一般に、チェンジバルブは、気体や液体などの流体が流れる流路を、一方向から他方向へ切り換えるバルブであり、種々の装置に幅広く使用されている。コンパクトな構造のチェンジバルブとしては、例えば特許文献１や特許文献２に示されている。
特許文献１および特許文献２は、基本的に同様の構造であり、例えば１次側流路と２次側流路と３次側流路の３つの流路を有するバルブ本体と、このバルブ本体の内部で回転可能に設けたボール弁体と、を備えている。しかも、ボール弁体は、前記の３つの流路のうち、選択した２つの流路が連通するように切り換えることを可能とする連通路を形成している。例えば、ボール弁体を回転操作することで、１次側流路と３次側流路の連通と、２次側流路と３次側流路の連通とを切り換えることができる構成である。

また、特許文献３に示すような水洗便器用薬液供給装置は、水洗便器内に洗浄水を吐出する吐出口に至るまでの洗浄水供給経路に接続された洗浄水通過部と、この洗浄水通過部に臨む取り込み口を介して、前記洗浄水通過部を通過する洗浄水を取り込むと共に、該取り込み口を除いて密閉に形成されている洗浄水取り込み室とを備える。さらに、前記洗浄水取り込み室に連通された薬液収容部と、前記薬液収容部内の薬液を洗浄水取り込み室内に滴下するノズルを備えた薬液供給機構を具備する。洗浄水取り込み室は、洗浄水が取り込まれることにより高圧になるため、洗浄水が水洗便器に所定時間供給されて、洗浄水供給経路の圧力が低下すると、薬液が混合された洗浄水が洗浄水通過部を介して洗浄水供給経路に押し出される構成である。薬液が混合された洗浄水によって、水洗便器に対する消毒、消臭、洗浄等の処理が自動的に行われる。

特開２００７−１３２４７０号公報 特開２００７−１３９０１０号公報 特開２０１０−４８０７７号公報

特許文献１および特許文献２のチェンジバルブはそれほど複雑な構造でないものの、チェンジバルブの用途をより広げるためコンパクト化できるものが求められ、しかも、チェンジバルブを利用する各種装置やシステムのコストの低減のために、より簡易で安価なチェンジバルブが望まれる。

また、特許文献３に示す水洗便器用薬液供給装置では、薬液収容部内の薬液が徐々に使用されてなくなると、新たに薬液を薬液収容部に補充する必要がある。そのため、薬液収容部内の薬液がなくなる前のメンテナンス時に薬液の補充を行っている。この水洗便器用薬液供給装置は、通常動作において、薬液が混合された洗浄水を洗浄水通過部に押し出した後でも、次の供給に備えたり、薬液を滴下するノズルの乾燥防止等のため、全ての洗浄水を押し出さず、洗浄水取り込み室内に常に所定量の洗浄水（薬液が混合された洗浄水）が残留する構成となっている。
しかしながら、上記の水洗便器用薬液供給装置は、密閉容器であり、洗浄水取り込み室内と薬液収容部との圧力が均衡するようになっている。そのため、薬液収容部内の薬液量が減少してくると、洗浄水取り込み室内に残留する洗浄水（薬液が混合された洗浄水）量が徐々に増加する。したがって、薬液を補充する際には、それに応じて洗浄水取り込み室内のかかる残留洗浄水の量を減らす作業、通常、初期位置まで余剰の洗浄水を廃棄する作業を行う必要がある。この作業を行うに当たって、例えば、洗浄水取り込み室が、洗浄水供給経路と洗浄水通過部との接続位置より低い位置にある時は、薬液収容部の上部の薬液補給口のキャップを開け、さらに、薬液収容部と共に洗浄水取り込み室をケーシングから取り外して、前記接続位置より高い位置に持ち上げ、洗浄水取り込み室内の残留洗浄水を所定量、重力によって排出している。

上記の作業は、各水洗便器に備えられている全ての水洗便器用薬液供給装置について行わなければならず、時間がかかり、大変な労力と面倒な手間となっている。また、メンテナンス時がトイレ使用中の時間帯と重なる場合には、より短時間で作業を行うことが求められるが、水洗便器用薬液供給装置の設置数によって熟練作業者でもそれ相当の時間を要する。

本発明は上記に鑑みなされたものであり、従来よりコンパクトに適すると共に、簡易で安価なチェンジバルブを提供することを課題とする。また、本発明は、このチェンジバルブを用いることにより、種々の容器に残留している流体、特に、水洗便器用薬液供給装置中の残留液体を速やかに排出し、メンテナンス作業等の迅速化を図るのに適する増減圧制御機構を提供すると共に、これらのチェンジバルブ及び増減圧制御機構を備えた水洗便器用薬液供給システムを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明のチェンジバルブは、
シャフト配設孔を有するバルブ本体と、前記シャフト配設孔に回転可能に挿入される回転バルブシャフトとを備えてなり、
前記バルブ本体は、前記シャフト配設孔に連通する一次流路と二次流路を有し、
前記回転バルブシャフトは、中心軸に沿って形成された中空部からなる三次流路を有すると共に、周壁部を貫通して前記三次流路に連通する一方、周方向に相互に異なる位置に設けられ、前記一次流路に連通する一次導入路と前記二次流路に連通する二次導入路を有し、
前記回転バルブシャフトの前記中心軸を中心とした回転角度により、前記一次導入路と前記一次流路の連通と、前記二次導入路と前記二次流路の連通とが切り換えられる構成であることを特徴とする。

本発明の増減圧制御機構は、
流体が流れる上流側管路と下流側管路との間で、前記流体の流量を調整する増減圧バルブと、一次流路と二次流路を切り換えるチェンジバルブとを備えた増減圧制御機構であって、
前記増減圧バルブは、
流量制御部と、前記流量制御部を挟んで設けられた増圧側流路及び減圧側流路とを備え、前記上流側管路側に前記増圧側流路を、前記下流側管路側に前記減圧側流路をそれぞれ連通させて配設され、
前記チェンジバルブは、
前記増減圧バルブの増圧側流路と連通する一次流路と、前記増減圧バルブの減圧側流路と連通する二次流路と、前記一次流路及び前記二次流路に選択的に連通可能であると共に、前記流体が取り入れられる容器に連通する三次流路とを備え、
前記チェンジバルブの切り替えにより、前記流体を、前記増圧側流路、前記一次流路及び前記三次流路を介して前記容器に取り入れ可能である一方、前記容器内に残留する流体を、前記三次流路、前記二次流路及び前記減圧側流路を介して排出可能であることを特徴とする。

前記増減圧バルブは、前記上流側管路と前記下流側管路との間に連結される接続部管路を備え、前記流量制御部が、前記接続部管路内で前記流体が通過する貫通路を備えると共に、前記接続部管路内で回転可能に設けられて前記貫通路を通過する前記流体の流量を調整可能であり、前記増圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より上流側に設けられ、前記減圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より下流側に設けられてなることが好ましい。
前記増減圧制御機構には、前記チェンジバルブを用いることが好ましい。

本発明の水洗便器用薬液供給システムは、
水洗便器に供給される洗浄水供給経路を流れる洗浄水の一部を取り込み、取り込んだ洗浄水中に薬液を混合して前記洗浄水供給経路に戻す水洗便器用薬液供給装置を備えてなる水洗便器用薬液供給システムであって、
流量制御部と、前記流量制御部を挟んで設けられた増圧側流路及び減圧側流路とを備えてなる増減圧バルブが、前記洗浄水供給経路の上流側に前記増圧側流路を、前記洗浄水供給経路の下流側に前記減圧側流路をそれぞれ連通させて配設されていると共に、
前記増減圧バルブの増圧側流路と連通する一次流路と、前記増減圧バルブの減圧側流路と連通する二次流路と、前記一次流路及び前記二次流路に選択的に連通可能であると共に、前記水洗便器用薬液供給装置に連通する三次流路とを備えたチェンジバルブが設けられ、
前記チェンジバルブの切り替えにより、前記洗浄水を、前記増圧側流路、前記一次流路及び前記三次流路を介して前記水洗便器用薬液供給装置に取り入れ可能である一方、前記水洗便器用薬液供給装置内に残留する洗浄水を、前記三次流路、前記二次流路及び前記減圧側流路を介して排出可能であることを特徴とする。

前記増減圧バルブは、前記洗浄水供給経路に介在される接続部管路を備え、前記流量制御部が、前記接続部管路内で前記洗浄水が通過する貫通路を備えると共に、前記接続部管路内で回転可能に設けられて前記貫通路を通過する前記洗浄水の流量を調整可能であり、前記増圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より上流側に設けられ、前記減圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より下流側に設けられてなることが好ましい。
前記水洗便器用薬液供給システムには、前記チェンジバルブを用いることが好ましい。

本発明のチェンジバルブは、基本的にはバルブ本体と回転バルブシャフトの２つの部材で構成されており、回転バルブシャフトの中心軸を中心とした回転角度の調整のみにより、流体の流路の切り換えを行うことができ、簡単な構造で安価に提供可能である。また、回転バルブシャフトを回転させて制御するだけであるため、従来のチェンジバルブと比較してもより一層コンパクトに形成することができる。そのため、配置スペースが狭い装置等において、好適に用いることができる。

本発明の増減圧制御機構によれば、流体を任意の容器に取り込む際には、増減圧バルブは、流量制御部によって流路を絞る状態にして流量を調整する。この際チェンジバルブは、回転バルブシャフトを回転して一次流路を増圧側流路に連通させておく。これにより、増減圧バルブを流れる流体を増圧して容器（例えば密閉容器）内へ圧送することができる。

また、メンテナンス作業などで前記容器内の残留流体を排出する必要がある場合、増減圧バルブは、流量制御部によって流路を絞る状態にして流量を調整するが、チェンジバルブは、回転バルブシャフトを回転して二次流路を減圧側流路に連通させる。これにより、流体が増減圧バルブを流れる際に減圧側流路を負圧にして前記容器内の流体を吸引して排出することができる。すなわち、チェンジバルブの回転バルブシャフトを回転させるだけで、極めて簡易に容器内の残留流体を排出することができ、作業時間を短くすることができる。

本発明の水洗便器用薬液供給システムは、前記増減圧制御機構を備えているため、基本的には、チェンジバルブの回転バルブシャフトを回転させるだけで、水洗便器用薬液供給装置内に残留している液体（薬液が希釈された洗浄水）を所定量排出して初期位置まで戻すことができる。この結果、洗浄水取り込み室をケーシングから外部へ取り出して持ち上げたりすることなく、余剰の残留洗浄水の廃棄を行うことができる。それにより、従来と比較して、メンテナンス作業における労力と手間を軽減し、短時間で作業を行うことができ、トイレ使用者及びメンテナンス作業者の双方に生じさせる心理的な負担も、軽減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るチェンジバルブの概略構成を示す図であり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は右側面図である。 図２は、チェンジバルブの概略構成を示す斜視図である。 図３は、チェンジバルブの全体的な斜視図である。 図４は、本発明の実施形態に係る増減圧制御機構の概略構成を示す説明図である。 図５は、増減圧バルブの全体的な斜視図である。 図６は、増減圧バルブの概略構成を示す縦断面図である。 図７は、増減圧バルブの概略構成を示す横断面図である。 図８は、増減圧バルブの全体的な正面図である。 図９は、本発明の実施形態に係る水洗便器用薬液供給システムの全体的な図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。 図１０は、図９におけるチェンジバルブの配置を示す拡大正面図である。 図１１は、本発明の実施形態に係る水洗便器用薬液供給システムで用いられる水洗便器用薬液供給装置の内部構造の一例を示した図である。 図１２は、図１１に示した水洗便器用薬液供給装置を水洗便器（小便器）の上部の横に配置した状態における洗浄水供給経路を説明するための概略図である。

以下、図面に示した実施形態に基づき本発明を詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の実施形態に係るチェンジバルブ１０の概略構成を示す縦断面図である。図２は、チェンジバルブ１０の主な構成部材の構造を示す斜視図である。図３は、チェンジバルブ１０の斜視図である。チェンジバルブ１０は、バルブ本体１１と、回転バルブシャフト１５とを備える。

バルブ本体１１は、筒状に形成され、その中空部が断面円形のシャフト配設孔１２となっている。なお、バルブ本体１１の外形は特に限定されるものではない。バルブ本体１１の一側面には、シャフト配設孔１２に連通する一次流路１３ａをなす一次流路管１３と、シャフト配設孔１２に連通する二次流路１４ａをなす二次流路管１４とを備える。なお、一次流路１３ａと二次流路１４ａを形成する一次流路管１３と二次流路管１４は、バルブ本体１１の一側面でなくても互いに異なる側面に形成してもよい。

回転バルブシャフト１５は、バルブ本体１１の前記シャフト配設孔１２に回転可能に挿入される。回転バルブシャフト１５は、中心軸に沿って形成された中空部を有する筒状部材からなり、この中空部が流体を通過させる三次流路１５ａとなっている。また、該三次流路（中空部）１５ａの回りの周壁部には、該周壁部を厚み方向に貫通して三次流路１５ａに連通する一次導入路１６と二次導入路１７とが設けられている。一次導入路１６及び二次導入路１７は、該周壁部の周方向において、相互に異なる位置に設けられる。本実施形態では１８０°の角度をなす反対側に形成しているが、周方向に異なった位置であればこの角度に限定されるものではない。従って、一次導入路１６がバルブ本体１１の一次流路１３ａと連通している状態では、該一次導入路１６を介して、一次流路１３ａと三次流路１５ａとが連通され、二次導入路１７がバルブ本体１１の二次流路１４ａと連通している状態では、該二次導入路１７を介して、二次流路１４ａと三次流路１５ａとが連通されることになる。

また、回転バルブシャフト１５は、前記三次流路１５ａの一方の端部に、回転操作部１８を備えている。回転操作部１８は、手指で操作可能なつまみ等であってもよいが、本実施形態では断面略三角形状の操作用穴部１８ａを形成しており、前記操作用穴部１８ａに挿入可能な操作治具（図示なし）にて回転操作する構成になっている。

チェンジバルブ１０は、上記の構成からなるため、回転操作部１８を用いて回転バルブシャフト１５をその中心軸を中心として所定の角度回転操作するだけで、一次導入路１６を介しての三次流路１５ａとバルブ本体１１の一次流路１３ａとの連通と、二次導入路１７を介しての三次流路１５ａとバルブ本体１１の二次流路１４ａとの連通とを選択的に切り換えることができる。

また、チェンジバルブ１０は、回転バルブシャフト１５を所定の回転角度（切り換え位置）で停止させるために、ストッパを設けることが好ましい。本実施形態では、バルブ本体１１の図２において右斜め下方向の端面に本体側ストッパ１１ａを突出形成し、回転操作部１８の外周に前記本体側ストッパ１１ａに当接する操作側ストッパ１８ｂを突出形成している。

チェンジバルブ１０は、図２に示すように、回転バルブシャフト１５をバルブ本体１１のシャフト配設孔１２に挿入し、回転操作部１８との段付き面をバルブ本体１１の図２において右斜め下方向の端面に突き当てる。次に、回転バルブシャフト１５の三次流路１５ａ側がバルブ本体１１の図２において左斜め上方向の端面から突出する。この突出した回転バルブシャフト１５の外周に形成したストッパ用溝部１５ｂにストッパ用リング１５ｃを装着することで、回転バルブシャフト１５がバルブ本体１１のシャフト配設孔１２に回転可能に構成される。
なお、バルブ本体１１の両端面には、回転バルブシャフト１５との間で水密性を確保するために、Ｏリングなどのシール部材１９を嵌め込んでいる。

上記の構成により、回転バルブシャフト１５を図１（ｂ）及び図２において反時計回りに回転させると、操作側ストッパ１８ｂが本体側ストッパ１１ａの図１（ｂ）において下端に当接する。この時、例えば、図１（ａ）に示すように回転バルブシャフト１５の三次流路１５ａが一次導入路１６を介してバルブ本体１１の一次流路１３ａと連通する。

一方、回転バルブシャフト１５を図１（ｂ）及び図２において時計回りに回転させると、操作側ストッパ１８ｂが本体側ストッパ１１ａの図１（ｂ）において左端に当接する。この時、例えば、回転バルブシャフト１５の三次流路１５ａが二次導入路１７を介してバルブ本体１１の二次流路１４ａと連通する。

以上のことから、チェンジバルブ１０は、基本的には主にバルブ本体１１と回転バルブシャフト１５の２つの部材で構成され、回転バルブシャフト１５をその中心軸を中心として回転させるだけで流路の切り換えを行うことができるため、簡易で安価な構造であり、従来のチェンジバルブと比較して、コンパクト化に適する。

次に、本発明の実施形態に係る増減圧制御機構について詳細に説明する。図４は、増減圧制御機構２０の概略構成を示す説明図である。増減圧制御機構２０は、増減圧バルブ２１を有し、気体および液体などの流体が流れる管路に介在される。増減圧バルブ２１によって前記流体を増圧し、例えば薬液を混合するなど、種々の処理をするために容器（例えば密閉容器）３０へ取り入れる。また、増減圧バルブ２１によって減圧することで、前記処理した流体を容器３０から前記増減圧バルブ２１へ吸引して排出するシステムである。

本実施形態の増減圧制御機構２０は、主な構成部材として増減圧バルブ２１と、チェンジバルブを備えたシステムである。このチェンジバルブは、一般的なバルブを使用することもできるが、本実施形態では、上記実施形態のチェンジバルブ１０を使用している。上記実施形態のチェンジバルブ１０は、コンパクト化に適するため、配置スペースが限定されている用途に特に好ましい。

増減圧バルブ２１は、本実施形態では、図４〜図８に示すように、流体が流れる管路に介在される接続部管路２２を有すると共に、接続部管路２２内に上流側管路２９ａと下流側管路２９ｂとの間の流体流量を調整する流量制御部２３が設けられている。

接続部管路２２は、略筒状に形成され、その断面円形の中空部が流路２２ａとなっており、一端が上流側管路２９ａに接続され、他端が下流側管路２９ｂに接続される。接続部管路２２は、図６に示したように、後述する流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより上流側に連通する増圧側流路２４ａをなす増圧側管路２４と、接続部管路２２において前記貫通路２３ｂより下流側に連通する減圧側流路２５ａをなす減圧側管路２５とが設けられている。なお、増圧側管路２４と減圧側管路２５は接続部管路２２の一側面でなくても互いに異なる側面に形成してもよい。

図６及び図７に示すように、接続部管路２２内で増圧側流路２４ａと減圧側流路２５ａとの間には、接続部管路２２の流路２２ａに直交する方向に貫通する制御部材配置孔２２ｂが設けられており、流量制御部２３は、この制御部材配置孔２２ｂ内に回転可能に挿入される棒状の流量制御部材２３ａを備えて構成されている。また、流量制御部材２３ａのうち、接続部管路２２の流路２２ａに対応する部位には、該流量制御部材２３ａの直径方向に貫通して前記流体が通過する貫通路２３ｂが設けられている。したがって、流量制御部材２３ａを回転することで、貫通路２３ｂと接続部管路２２の流路２２ａとの対向面積（貫通路２３ｂの流路２２ａに対する開口面積）が変化し、それにより流量が調整可能となっている。

流量制御部材２３ａは、該流量制御部材２３ａの軸方向の一端（図７において下側、図８において手前側）に、流量制御部材２３ａを回転操作するための回転操作部２６を備えている。回転操作部２６は、手指で操作できるつまみであってもよいが、本実施形態では図８に示すように断面略長穴形状の操作用穴部２６ａを形成しており、前記操作用穴部２６ａに挿入可能な操作用治具（図示なし）にて回転操作する構成である。なお、図７において符号２８は、接続部管路２２と流量制御部材２３ａとの間で水密性を確保するために、Ｏリングなどのシール部材である。

また、流量制御部２３は、流量制御部材２３ａの回転を所定の角度範囲内で停止させるために、ストッパを形成することができる。本実施形態では、接続部管路２２において、図５及び図８の上方向の端面に第一ストッパ２７ａを突出形成し、下方向の端面に第二ストッパ２７ｂを突出形成している。一方、回転操作部２６の外周に前記第一ストッパ２７ａおよび第二ストッパ２７ｂに当接する操作側ストッパ２６ｂを突出形成している。

上記の構成により、増減圧バルブ２１は、流量制御部材２３ａの回転角度を所定角度に調整すると、接続部管路２２の流路２２ａに臨む流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂの開口面積が例えば１００％、すなわち、全開位置となる（貫通路２３ｂの向きが図６の二点鎖線に沿った向きとなる）。一方、流量制御部材２３ａの回転角度を所定角度に調整すると、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂは、例えば図６の実線で示した姿勢となり、接続部管路２２の流路２２ａが絞られることになる。この絞り量は、流量制御部材２３ａの回転角度で調整することができる。

図６の実線で示すように流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂが、接続部管路２２の流路２２ａに対して開口面積が絞られた状態では、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより上流側では増圧されるので、接続部管路２２の上流側の流体は、その一部が増圧側流路２４ａへ圧送されることになる。一方、増圧側流路２４ａに流入しなかった流体は、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂを通過するが、貫通路２３ｂの下流側の開口面積も絞られているため、流体は貫通路２３ｂからその下流側に勢いよく流れる。そのため、貫通路２３ｂの下流側に接続された減圧側流路２５ａは負圧になり、該減圧側流路２５ａ内に流体が存在する場合、該流体は接続部管路２２の下流側へ吸引されることになる。

次に、上記実施形態のチェンジバルブ１０と増減圧バルブ２１とを組み合わせた増減圧制御機構２０について図４を中心に説明する。なお、図４は、流体（水等）が上流側管路２９ａから下流側管路２９ｂへと流れ、その間において、水等の流体に混入したい他の流体（薬液等）を混合するための増減圧制御機構２０の各部材の配設イメージの一例を示している。

増減圧制御機構２０は、図４に示すように、増減圧バルブ２１の増圧側流路２４ａがチェンジバルブ１０の一次流路１３ａに連通されている。一方、増減圧バルブ２１の減圧側流路２５ａがチェンジバルブ１０の二次流路１４ａに連通されている。また、チェンジバルブ１０の三次流路１５ａが、容器３０に連通されている。

増減圧制御機構２０の通常の運転状態では、増減圧バルブ２１は、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂが接続部管路２２の流路２２ａを絞る状態に調整されている。また、チェンジバルブ１０は、回転バルブシャフト１５を回転させて一次流路１３ａと三次流路１５ａとが連通するように設定されている。

この場合、例えば、水（流体）が上流側管路２９ａから増減圧バルブ２１の接続部管路２２を流れると、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより上流側が増圧されるため、接続部管路２２の上流側の水の一部は増圧側流路２４ａ及び一次流路１３ａから三次流路１５ａを経て容器３０へ圧送される。一方、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂを残りの水が流れるため、貫通路２３ｂの下流側では負圧になるが、チェンジバルブ１０では二次流路１４ａと三次流路１５ａが遮断されているため、水はそのまま下流側管路２９ｂへ流れていく。

容器３０では水が取り入れられて水位が上昇し、容器３０内の例えば薬液（他の流体）が水に混合される。その後、上流側管路２９ａから下流側管路２９ｂに流れていく水の圧力が低下すると、容器３０内で薬液が混合された水が接続部管路２２に戻される。なお、容器３０は、密閉容器とすることにより、水が混入されると内圧が高まるため、接続部管路２２を通過する水の圧力の低下に伴って、希釈された薬液を接続部管路２２に戻すことができる。すなわち、容器３０内の希釈された薬液が三次流路１５ａと一次流路１３ａと増圧側流路２４ａを経て接続部管路２２へ押し出される。但し、容器３０を接続部管路２２とほぼ同じ高さかそれよりも低所に配置した場合、希釈された薬液は、一部が容器３０内に残留する。

メンテナンス作業等において、残留する薬液の少なくとも一部を廃棄したい場合がある。この場合、本実施形態では、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂが接続部管路２２の流路２２ａを絞る状態にしておく一方で、チェンジバルブ１０において、回転バルブシャフト１５を回転して二次流路１４ａと三次流路１５ａを連通させる。

この状態で、水を上流側管路２９ａから流すと、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより上流側は増圧されるが、チェンジバルブ１０では一次流路１３ａと三次流路１５ａが遮断されているため、増圧側流路２４ａを介しての水の流れはなくなる。従って、水は接続部管路２２を経て下流側管路２９ｂへ流れていくため、貫通路２３ｂの出口付近では負圧となる。その結果、容器３０内に残っている薬液は三次流路１５ａと二次流路１４ａと減圧側流路２５ａを経て接続部管路２２へ吸引される。その吸引された薬液は、接続部管路２２から下流側管路２９ｂへ流れていく。よって、残留する薬液等の廃棄作業を簡易かつ迅速に行うことができる。

次に、上記実施形態のチェンジバルブ１０及び増減圧制御機構２０を適用した水洗便器用薬液供給システム４０の実施形態について説明する。図９は、水洗便器用薬液供給装置４１を水洗便器１（小便器）の上部の横に並べて配置した状態を示す。水洗便器用薬液供給装置４１と水洗便器１との狭い間隔に本実施形態のチェンジバルブ１０を介設している。図１０は、その拡大図である。

水洗便器用薬液供給装置４１は、チェンジバルブ１０及び洗浄水通過部４２ａ〜ｃを介して洗浄水供給経路に接続されている。なお、洗浄水供給経路は、水洗便器１内に洗浄水を吐出するために設けた吐出口に至るまでに洗浄水（洗浄用の水）が通過する管路のことであり、図１２に示したように、洗浄水の供給源に接続された洗浄水供給管２と、一端が洗浄水供給管２に接続され、かつ、他端が水洗便器１内に洗浄水を吐出するために設けた吐出口に連通され、例えば水洗便器１の上部空間４に配置される便器内配管３とを含むものである。便器内配管３には、その中途に、増減圧バルブ２１やソレノイドが介在される。

水洗便器用薬液供給装置４１は、例えば図１１に示した内部構造を有している。なお、この内部構造はあくまで一例であり、本発明が適用される水洗便器用薬液供給装置４１はこれに限定されるものではない。具体的には、ケーシング５０内に設けた洗浄水取り込み室５１と薬液収容部６１とを有している。ケーシング５０の下部に洗浄水取り込み室５１を設け、第一の隔壁部７０を隔てて、その上部に薬液収容部６１を設けている。なお、前記第一の隔壁部７０は、洗浄水取り込み室５１の上壁部及び薬液収容部６１の底壁部を兼用する。

洗浄水取り込み室５１の下部には、該洗浄水取り込み室５１の底壁部として機能する第二の隔壁部８０を隔てて、第一の薬液室５２及び第二の薬液室５３を設けている。第二の薬液室５３は、第二の隔壁部８０の中心付近に対応させた筒状に形成しており、その周囲を取り囲んで第一の薬液室５２を形成している。

第二の隔壁部８０には、厚み方向に貫通する第一の連通路５２ａを設けており、洗浄水取り込み室５１に流入した洗浄水は、該第一の連通路５２ａから第一の薬液室５２に流入する。筒状の第二の薬液室５３を形成している周壁部には、第二の薬液室５３の底面から所定の高さの位置に、第二の連通路５３ａを貫通形成している。従って、第二の薬液室５３と第一の薬液室５２との間は、この第二の連通路５３ａを通じて液体が移動可能になっている。

第一の隔壁部７０の中心付近には、薬液収容部６１側から下方に伸びる筒部６２を設けている。筒部６２の下端には、ノズル支持部材６２ａを装着している。そして、ノズル支持部材６２ａの中心にノズル６３を支持している。筒部６２及び第二の薬液室５３はいずれも各隔壁部７０，８０の中心付近に対応して設けているため、筒部６２の下端と第二の薬液室５３とは対向する位置関係にある。この結果、筒部６２の下端に設けたノズル支持部材６２ａに支持されたノズル６３は、第二の薬液室５３内に臨む位置に配設されることになる。

また、第一の隔壁部７０における筒部６２の周囲に位置する部分に、該第一の隔壁部７０を厚み方向に貫通する連通孔７１を設け、この連通孔７１に所定長さの連通管９０を取り付けている。具体的には、連通管９０は、連通孔７１に上向きに略垂直に、かつ、該連通管９０の上端開口部９０ａが、薬液収容部６１の上方空間部に位置するように取り付けられる。これにより、洗浄水取り込み室５１の内圧と薬液収容部６１の内圧とが、該連通管９０を介して等しくなる。

ここで、後述するチェンジバルブ１０の三次流路１５ａに接続される第３洗浄水通過部４２ｃは、図１０及び図１１に示したように、ケーシング５０の下部に接続されている。具体的には、第一の薬液室５２は、平面から見て第二の薬液室５３の周囲の全周に亘って形成しているのではなく、円周方向の一部において壁部５２ｂを設けている。この壁部５２ｂを厚み方向に貫通して、その上端側で洗浄水取り込み室５１に臨む孔が、洗浄水の取り込み口５１ａとなっている。そして、この取り込み口５１ａの下端に、第３洗浄水通過部４２ｃを接続している。従って、洗浄水取り込み室５１及び薬液収容部６１は、前記の取り込み口５１ａを除いて、実質的に密閉された構成になっている。

本実施形態によれば、洗浄水が流れていない状態では、薬液収容部６１内の薬液は、筒部６２及びノズル６３を介して第二の薬液室５３内に滴下する。このため、第二の薬液室５３には、高濃度の薬液が貯留される。第二の薬液室５３と第一の薬液室５２とは第二の連通路５３ａを介して連通しているため、第一の薬液室５２内には、第二の薬液室５３から薬液が移動する。従って、第一の薬液室５２には希釈されて低濃度になった薬液が溜まっている。洗浄水取り込み室５１にも、前回の洗浄による所定量の液体が残留するが、その液体の薬液濃度は、第一の薬液室５２内の薬液濃度よりもさらに低い濃度である。なお、ノズル６３の乾燥防止等のため、この水洗便器用薬液供給装置４１では、洗浄室取り込み室５１の下部付近（洗浄水の取り込み口５１ａの上端開口付近）までは、常に洗浄水（薬液が混合された洗浄水）が残留するよう、残留洗浄水の初期位置が設定されている。

本実施形態の水洗便器用薬液供給システム４０においては、上記の水洗便器用薬液供給装置４１は、図９〜図１２に示すように、例えば、水洗便器１（小便器）の上部の横に並べてトイレ内の壁面に取り付けて使用される。水洗便器用薬液供給装置４１と水洗便器１との狭い間隔に本実施形態のチェンジバルブ１０を介設している。チェンジバルブ１０は、上記のように回転バルブシャフト１５の回転角度で流路を切り換えられる構成でコンパクト化に適しているため、狭い空間への配置に適している。また、チェンジバルブ１０の三次流路１５ａは、上記のように、水洗便器用薬液供給装置４１の取り込み口５１ａに第３洗浄水通過部４２ｃを介して接続されている。さらに、図１０及び図１２に示すように、チェンジバルブ１０の一次流路１３ａが増減圧バルブ２１の増圧側流路２４ａに第１洗浄水通過部４２ａを介して接続され、チェンジバルブ１０の二次流路１４ａが増減圧バルブ２１の減圧側流路２５ａに第２洗浄水通過部４２ｂを介して接続されている。

水洗便器用薬液供給システム４０の通常の運転状態では、増減圧バルブ２１は、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂが接続部管路２２の流路２２ａを絞る状態にして流量を調整する。また、チェンジバルブ１０は、回転バルブシャフト１５を回転して一次流路１３ａと三次流路１５ａを連通させておく。

通常の運転状態で洗浄水が流れると、洗浄水は、図１２に示したように、水洗便器１の上部に設けた便器内配管３から前述の増減圧バルブ２１を経てそのまま水洗便器１内に流れてゆくと共に、洗浄水の一部が増減圧バルブ２１の接続部管路２２に接続した増圧側流路２４ａから第１洗浄水通過部４２ａを経てチェンジバルブ１０の一次流路１３ａを通過し、さらに、三次流路１５ａを経て第３洗浄水通過部４２ｃへ圧送される。そして、第３洗浄水通過部４２ｃから取り込み口５１ａを経て洗浄水取り込み室５１内に流入する。

洗浄水取り込み室５１に取り込まれた洗浄水は、洗浄水取り込み室５１内の残留液体と混ざり合うと共に、第一の連通路５２ａを経て第二の隔壁部８０の下側に位置する第一の薬液室５２に流入する。第一の薬液室５２には、第二の薬液室５３内の薬液よりも低濃度の薬液が溜まっており、その薬液が洗浄水と混合される。また、第二の薬液室５３内にも洗浄水が多少流入して混合される。
従って、洗浄水取り込み室５１は、主として洗浄水取り込み室５１の残留液体と、第一の薬液室５２内の残留液体（低濃度の薬液）と、混ざり合った洗浄水の水位が上昇する。

洗浄水の水位が上昇すると、取り込み口５１ａを除いて実質的に密閉されている洗浄水取り込み室５１内の圧力が高まる。洗浄水の供給の終わり近くになると、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより上流側の圧力が低下するため、洗浄水取り込み室５１内の低濃度の薬液が、上記と逆のルートで、すなわち、第３洗浄水通過部４２ｃ、チェンジバルブ１０の三次流路１５ａ、一次流路１３ａ、第１洗浄水通過部４２ａ、及び増圧側流路２４ａを経て接続部管路２２へ押し出される。この押し出された低濃度の薬液は、接続部管路２２から水洗便器１に流れて行く。なお、洗浄水取り込み室５１内の低濃度の薬液はその全てが押し出されるのではなく一定量残留している。
通常の運転状態では、上記の水洗便器用薬液供給装置４１における低濃度の薬液による洗浄を繰り返す。

水洗便器用薬液供給システム４０では、薬液収容部６１内の薬液の残量が少なくなってくると、薬液の補充が行われるが、薬液収容部６１と洗浄水取り込み室５１とは内圧が均衡するようになっているため、薬液収容部６１内の薬液が減少した分、洗浄水取り込み室５１内の残留洗浄水の水位が上昇している。よって、薬液収容部６１に薬液を補充するには、残留洗浄水の水位を初期位置まで戻す必要があり、初期位置を超えた分の余剰の残留洗浄水は廃棄する必要ある。そこで、本実施形態では、この際、増減圧バルブ２１は、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂが接続部管路２２の流路２２ａを絞る状態にしておく一方で、チェンジバルブ１０は、回転バルブシャフト１５を回転して二次流路１４ａと三次流路１５ａを連通させる。

そして、一定量の洗浄水を増減圧バルブ２１の接続部管路２２に流す。この結果、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより上流側が増圧されるが、チェンジバルブ１０では一次流路１３ａと三次流路１５ａが遮断されているために、増減圧バルブ２１の増圧側流路２４ａも遮断されるので、接続部管路２２の上流側の洗浄水は増圧側流路２４ａに接続された第１洗浄水通過部４２ａには流れない。一方、流量制御部材２３ａの貫通路２３ｂより下流側では負圧になる。なお、この際、薬液収容部６１の上部に設けられた薬液補給口６１ｂのキャップ６１ａを開け、薬液収容部６１及び洗浄水取り込み室５１は大気開放状態にしておく。それにより、洗浄水取り込み室５１内の残留洗浄水は、第３洗浄水通過部４２ｃからチェンジバルブの三次流路１５ａと二次流路１４ａを介し、さらに第２洗浄水通過部４２ｂ、増減圧バルブ２１の減圧側流路２５ａを経て接続部管路２２へ吸引される。その吸引された残留洗浄水は、接続部管路２２から水洗便器１に流れて排出される。残留洗浄水の水位が初期位置に戻ったならば、チェンジバルブ１０を切り換え、あるいは、接続部管路２２に流す洗浄水と止める。

このように、本実施形態によれば、チェンジバルブ１０の回転バルブシャフト１５を回転させるだけで、洗浄水取り込み室５１内の余剰の残留洗浄水を簡単に排出することができる。この結果、残留液体の排出に当たって、ケーシング５０から洗浄水取り込み室５１を取り外し、それを高い位置に持ち上げたりす必要がなく、そのままの状態で排出できる。それによって、従来のメンテナンス作業における労力と面倒な手間を軽減でき、速やかな作業を実現できる。

１０ チェンジバルブ
１１ バルブ本体
１２ シャフト配設孔
１３ 一次流路管
１３ａ 一次流路
１４ 二次流路管
１４ａ 二次流路
１５ 回転バルブシャフト
１５ａ 三次流路
１６ 一次導入路
１７ 二次導入路
２０ 増減圧制御機構
２１ 増減圧バルブ
２２ 接続部管路
２２ａ 流路
２３ 流量制御部
２３ａ 流量制御部材
２３ｂ 貫通路
２４ 増圧側管路
２４ａ 増圧側流路
２５ 減圧側管路
２５ａ 減圧側流路
３０ 容器
４０ 水洗便器用薬液供給システム
４１ 水洗便器用薬液供給装置
５０ ケーシング
５１ 洗浄水取り込み室
６１ 薬液収容部
６３ ノズル

Claims (6)

1. 流体が流れる上流側管路と下流側管路との間で、前記流体の流量を調整する増減圧バルブと、一次流路と二次流路を切り換えるチェンジバルブとを備えた増減圧制御機構であって、
   前記増減圧バルブは、
   流量制御部と、前記流量制御部を挟んで設けられた増圧側流路及び減圧側流路とを備え、前記上流側管路側に前記増圧側流路を、前記下流側管路側に前記減圧側流路をそれぞれ連通させて配設され、
   前記チェンジバルブは、
   前記増減圧バルブの増圧側流路と連通する一次流路と、前記増減圧バルブの減圧側流路と連通する二次流路と、前記一次流路及び前記二次流路に選択的に連通可能であると共に、前記流体が取り入れられる容器に連通する三次流路とを備え、
   前記チェンジバルブの切り替えにより、前記流体を、前記増圧側流路、前記一次流路及び前記三次流路を介して前記容器に取り入れ可能である一方、前記容器内に残留する流体を、前記三次流路、前記二次流路及び前記減圧側流路を介して排出可能であることを特徴とする増減圧制御機構。
2. 前記増減圧バルブは、
   前記上流側管路と前記下流側管路との間に連結される接続部管路を備え、
   前記流量制御部が、前記接続部管路内で前記流体が通過する貫通路を備えると共に、前記接続部管路内で回転可能に設けられて前記貫通路を通過する前記流体の流量を調整可能であり、
   前記増圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より上流側に設けられ、
   前記減圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より下流側に設けられてなる請求項１記載の増減圧制御機構。
3. 前記チェンジバルブは、
   シャフト配設孔を有するバルブ本体と、前記シャフト配設孔に回転可能に挿入される回転バルブシャフトとを備えてなり、
   前記バルブ本体は、前記シャフト配設孔に連通する前記一次流路と前記二次流路を有し、
   前記回転バルブシャフトは、中心軸に沿って形成された中空部からなる前記三次流路を有すると共に、周壁部を貫通して前記三次流路に連通する一方、周方向に相互に異なる位置に設けられ、前記一次流路に連通する一次導入路と前記二次流路に連通する二次導入路を有し、
   前記回転バルブシャフトの前記中心軸を中心とした回転角度により、前記一次導入路と前記一次流路の連通と、前記二次導入路と前記二次流路の連通とが切り換えられる構成である請求項１又は２記載の増減圧制御機構。
4. 水洗便器に供給される洗浄水供給経路を流れる洗浄水の一部を取り込み、取り込んだ洗浄水中に薬液を混合して前記洗浄水供給経路に戻す水洗便器用薬液供給装置を備えてなる水洗便器用薬液供給システムであって、
   流量制御部と、前記流量制御部を挟んで設けられた増圧側流路及び減圧側流路とを備えてなる増減圧バルブが、前記洗浄水供給経路の上流側に前記増圧側流路を、前記洗浄水供給経路の下流側に前記減圧側流路をそれぞれ連通させて配設されていると共に、
   前記増減圧バルブの増圧側流路と連通する一次流路と、前記増減圧バルブの減圧側流路と連通する二次流路と、前記一次流路及び前記二次流路に選択的に連通可能であると共に、前記水洗便器用薬液供給装置に連通する三次流路とを備えたチェンジバルブが設けられ、
   前記チェンジバルブの切り替えにより、前記洗浄水を、前記増圧側流路、前記一次流路及び前記三次流路を介して前記水洗便器用薬液供給装置に取り入れ可能である一方、前記水洗便器用薬液供給装置内に残留する洗浄水を、前記三次流路、前記二次流路及び前記減圧側流路を介して排出可能であることを特徴とする水洗便器用薬液供給システム。
5. 前記増減圧バルブは、
   前記洗浄水供給経路に介在される接続部管路を備え、
   前記流量制御部が、前記接続部管路内で前記洗浄水が通過する貫通路を備えると共に、前記接続部管路内で回転可能に設けられて前記貫通路を通過する前記洗浄水の流量を調整可能であり、
   前記増圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より上流側に設けられ、
   前記減圧側流路が、前記接続部管路において前記貫通路より下流側に設けられてなる請求項４記載の水洗便器用薬液供給システム。
6. 前記チェンジバルブは、
   シャフト配設孔を有するバルブ本体と、前記シャフト配設孔に回転可能に挿入される回転バルブシャフトとを備えてなり、
   前記バルブ本体は、前記シャフト配設孔に連通する前記一次流路と前記二次流路を有し、
   前記回転バルブシャフトは、中心軸に沿って形成された中空部からなる前記三次流路を有すると共に、周壁部を貫通して前記三次流路に連通する一方、周方向に相互に異なる位置に設けられ、前記一次流路に連通する一次導入路と前記二次流路に連通する二次導入路を有し、
   前記回転バルブシャフトの前記中心軸を中心とした回転角度により、前記一次導入路と前記一次流路の連通と、前記二次導入路と前記二次流路の連通とが切り換えられる構成である請求項４又は５記載の水洗便器用薬液供給システム。

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