JPH07198059A - パイロット弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さなパイロット弁体の操作によって大量の
水の流通及びその遮断の制御が出来るパイロット弁にお
いて、水に含まれる異物により故障を生じたりする可能
性を大きくすることなく、水の流通を遮断する際のウォ
ーターハンマーの発生を防止出来るようにする。 【構成】 水の流通の遮断の為に連通孔から背圧室に水
が流入する場合、背圧室に付設した増量調節弁から背圧
室内の水の一部が排出される。従って連通孔を異物によ
る詰まりが生じ難いよう大きくして背圧室への水の流入
量を多くしても背圧室内の水量の増加の度合いを緩やか
にでき、主弁体の動きを緩やかにできる。これにより水
の流通は徐々に絞られてから遮断される為、ウォーター
ハンマー現象の発生が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はパイロット弁体の操作に
より主弁体の開閉が行われるようにしてあるパイロット
弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示すように、弁座枠2eには主弁座
7eが設けてあり、その周囲には流水溝8eが設けてある。
主弁座7eに対して主弁体17ｅが進退自在に設けてある。
主弁体17ｅにはパイロット孔27ｅと連通孔30ｅが形成し
てある。パイロット孔27ｅにおける背圧室24ｅ側の孔縁
にはパイロット弁座28ｅが周設してあり、そのパイロッ
ト弁座28ｅに対しては、パイロット弁体29が進退自在に
設けてある。コイル49ｅへの通電によりプランジャ47ｅ
を後退させてパイロット弁体29ｅをパイロット弁座28ｅ
から離すと、背圧室24ｅの圧力がパイロット孔27ｅを通
して逃げ、流入筒3eから流水溝8eに加わる水の圧力によ
って上記主弁体17ｅが後退し、通水孔6eが開口して流入
筒3eから流水溝8e、通水孔6e、流出筒4eを通して通水が
行われる。尚この通水状態においては、流入筒3eから流
水溝8eには水がどんどんと流入する為、主弁体17ｅにお
いて流水溝8eと対向している部分に加わる圧力は高く、
一方通水孔6eからは流出筒4eに向けて水が排出されるの
みである為、主弁体17ｅにおいて通水孔6eと対向してい
る部分に加わる圧力は低い。従って連通孔30ｅから背圧
室24ｅに水が流入し更にその水は背圧室24ｅからパイロ
ット孔27ｅを通して通水孔6eに流出する。一方、上記コ
イル49ｅへの通電を断ってパイロット弁体29ｅをパイロ
ット弁座28ｅに接触させると、上記パイロット孔27ｅを
通しての水の流出が停止する為、連通孔30ｅから流入す
る水によって背圧室24ｅ内の水量が急速に増加し、主弁
体17ｅが素早く主弁座7eに向け移動してそこを塞ぎ、上
記流入筒3eから流出筒4eへの水の流通は停止する（例え
ば実開昭６２−２００８７７号公報参照）。

【０００３】即ち上記パイロット弁では、上記のように
小さなパイロット弁体29ｅの操作により大きな水量の流
通及びその停止の制御が出来る特長がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしこの従来のパイ
ロット弁では上記背圧室24ｅの水量の急速増加により、
上記主弁体17ｅが主弁座7eに向け急速に移動して通水孔
6eを急閉する為、通水孔6eを流れていた多量の水が瞬時
に停止し、大きなウォーターハンマー現象が生じて大き
な異音を発したり水管系を傷めたりする問題点があっ
た。

【０００５】上記のような問題点の解決策として、上記
連通孔30ｅを小径に形成してそこから背圧室24ｅへの単
位時間当たりの水の流入量を少なくして背圧室24ｅの水
量増加を緩速化し、その結果上記主弁座7eへ向けての主
弁対17ｅの移動を緩速化してウォーターハンマー現象を
低減させることが考えられた。

【０００６】しかし、そのようにすると水中に水垢など
の小さな異物が混入していた場合、その異物が連通孔に
詰まって背圧室の水量増加が停止し、上記通水孔6eが閉
まらず通水が停止されないままとなってしまう危険が生
ずるという問題点があった。

【０００７】本願発明は上記従来技術の問題点（技術的
課題）を解決する為になされたもので、第１の目的は、
小さなパイロット弁体の操作によって大量の水の流通及
びその遮断の制御が出来るパイロット弁を提供すること
である。第２の目的は、水の流通を遮断する際、ウォー
ターハンマー現象を低減させて、異音の発生や水管系を
傷みを少なくすることが出来るようにしたパイロット弁
を提供することである。第３の目的は、上記提案された
解決策が有する問題点即ち水に異物が混入しているとそ
れによる詰まりが生ずる危険があるという問題点を生ず
ることなく、上記第１及び第２の目的を達成できるよう
にしたパイロット弁を提供することである。他の目的及
び利点は図面及びそれに関連した以下の説明により容易
に明らかになるであろう。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本願発明におけるパイロット弁は、中央部に通水孔
を備える弁座枠の一面においては、孔縁に主弁座を周設
すると共に、それの外周には環状の流水溝を周設し、上
記主弁座に対しては、前面に上記主弁座に対する当面を
有し外周縁が上記流水溝に張り出す大きさの主弁体を、
上記主弁座に向けての進退を自在に配設すると共に、上
記主弁体の外周縁と上記流水溝の外周縁との間には屈曲
自在の区画部材を周設し、上記主弁体の背面側には、中
空帽状の覆い部材を配設すると共にその開口縁は上記弁
座枠における流水溝の外周縁に連結して上記主弁体の背
面側に背圧室を形成し、一方、上記流水溝には上記弁座
枠を貫通させて流入筒を連通させると共に、上記通水孔
には流出筒を連通させ、上記背圧室と上記通水孔とは背
圧室の圧力を逃がす為に上記主弁体に設けたパイロット
孔によって連通させると共に、上記背圧室と上記通水溝
とは、水を上記背圧室に流入させる為に上記パイロット
孔よりも小径の連通孔で連通させ、上記主弁体において
上記パイロット孔の背圧室側の孔縁にはパイロット弁座
を周設すると共に、上記パイロット弁座に対しては、前
面にパイロット弁座に対する当面を有するパイロット弁
体を、パイロット弁座に向けての進退を自在に設けて、
上記パイロット弁体が上記パイロット弁座から離れたと
きには上記背圧室の圧力がパイロット孔を通して逃げ、
上記流水溝側の水の圧力によって上記主弁体が上記主弁
座から離反し、上記パイロット弁体が上記パイロット弁
座に接したときには上記連通孔から背圧室に流入する水
の量の増加に対応して上記主弁体が上記主弁座に向け移
動してそこを塞ぐようにしてあるパイロット弁におい
て、上記背圧室には、上記連通孔から背圧室に流入する
水による背圧室内の水量の増加の度合いを緩やかにする
為に、背圧室内の水を上記連通孔からの流入量よりも少
ない量ずつ排出するようにした増量調節弁を付設して、
上記連通孔から背圧室への水の流入量に対して主弁体の
主弁座に向けての移動速度が緩やかとなるようにしたも
のである。

【０００９】

【作用】パイロット弁体をパイロット弁座から離すと背
圧室の圧力がパイロット孔を通して逃げ、流水溝側の水
の圧力によって主弁体が主弁座から離反する。その結
果、通水孔が開口し流入筒から流水溝、通水孔、流出筒
を通して通水が行われる。このとき背圧室には連通孔か
ら水が流入し更にその水は背圧室からパイロット孔を通
して通水孔に流出する。パイロット弁体を上記パイロッ
ト弁座に接触させて上記パイロット孔を塞ぐと、背圧室
内の水は連通孔からの流入によって増加する。しかし背
圧室内の水は増量調節弁を通して上記連通孔からの流入
量よりも少ない量ずつ排出されるので、背圧室内の水量
の増加の度合いは緩やかとなる。その結果、主弁体は緩
やかな速度で主弁座に向かいそしてそこを塞ぐ。このよ
うな主弁体の動きにより、上記流入筒から流水溝、通水
孔、流出筒を通しての通水は緩やかに停止される。

【００１０】

【実施例】以下本願の実施例を示す図面について説明す
る。図１において、１は弁箱で、例えば合成樹脂製であ
り、弁座枠２、流入筒３、流出筒４及び覆い部材の保持
枠５を備える。弁座枠２は中央部に通水孔６を備える。
７は枠２の一面において通水孔６の孔縁に周設した主弁
座で、主弁体の接圧を高める為に細幅に形成してある。
８は主弁座７の外周に周設した流水溝で、8aは内周壁、
8bは外周壁、8cは底壁を夫々示す。９は流水溝８の外周
縁8fに区画部材を取付ける為に例えば上記外周壁8bの上
端に凹設した環状嵌合部である。上記流入筒３の一端3a
は流入口となっており、その外周には洗濯機における受
水口に連なる管体を接続する為の接続ねじ3bが形成して
あり、他端3fは弁座枠２を貫通して上記流水溝８と連通
している。例えば外周壁8bの一部に形成されている透孔
8dに連通させてある。流出筒４の一端4aは流出口となっ
ていて、その外周は洗濯槽への給水用のホースの取付部
4bとなっており、他端4cは上記通水孔６に連通してい
る。

【００１１】次に14は通常知られた構成の弁部材を示
し、柔軟なゴム製（柔軟な合成樹脂製でも可）のダイヤ
フラム15とそれを保持する為の剛性のあるリテイナー16
とから成る。17は主弁体で、外周縁17ａが前記流水溝８
に張り出す大きさを有しており、上記ダイヤフラム15に
おける中央部の円盤部分18と、それに重合する円盤状の
上記リテイナー16とで構成したものを例示する。主弁体
17の前面（図において下側となっている面）は主弁座７
への当面となっており、主弁座７に対する密着が良いよ
う上記ダイヤフラム15の円盤部分で構成してある。16
ａ，16ｂはリテイナー16と円盤部分18との結合部材であ
る。19は主弁体17の外周縁17ａと流水溝８の外周縁8fと
の間に配設した屈曲自在の環状の区画部材で、上記ダイ
ヤフラム15における薄肉の外周側部分をもって構成した
ものを例示する。その内周縁は上記外周縁17ａと接続、
例えば前記円盤部分18の外周縁に一体に接続しており、
外周縁には上記嵌合部９に存置させるようにした環状の
シール部材20を有する。主弁体17は該区画部材19により
主弁座７への進退を自在に支えられている。

【００１２】次に22は主弁体17の背面側に背圧室24を形
成する為の中空帽状の覆い部材を示し、後述のプランジ
ャへの磁束の印加に支障を及ぼさないよう非磁性材料例
えば合成樹脂（非磁性の金属も可）で形成してある。該
覆い部材22は開口縁を上記流水溝８の外周縁8fに連結し
てある。例えば本例では開口縁に備えた環状の押付片23
が前記シール部材20を押圧することによって上記外周縁
8fとの水密的な連結を行うようにしてある。25は覆い部
材22におけるプランジャケース部で、後述のプランジャ
などを背圧室24の水密を保った状態で収容する為のもの
である。

【００１３】次に26は後述のパイロット弁体29と共にパ
イロット弁機構の構成のために設けられたパイロット弁
座枠で、覆い部材22に固定してある。26ａはパイロット
弁座枠26の上下の空間を連通させるための連通溝で、パ
イロット弁座枠26の外周面に複数が形成してある。27は
パイロット孔で、背圧室24の圧を逃がす為に背圧室24と
通水孔６とを連通させるものであり、例えば１．２ｍｍ
程度の直径に形成してある。28はパイロット孔27におけ
る背圧室24側の孔縁に周設したパイロット弁座である。
29はパイロット弁座28に向けて進退自在に設けたパイロ
ット弁体で、前面（図において下向きとなっている面）
はパイロット弁座28に対する当面となっており、その当
面がパイロット弁座28にぴったりと密着できるよう、該
パイロット弁体29は例えば柔軟なゴム製にしてある。30
は背圧室24へ水を流入させる為に流水溝８と背圧室24と
を連通させる連通孔で、上記パイロット孔27よりも小径
で且つ通常の水道水に含まれる程度の異物では詰まるこ
とのない程度の直径、例えば０．６ｍｍ程度の直径に形
成してある。連通孔30は他の経路例えば上記区画部材19
を貫通させて設けても良い。

【００１４】次に33は背圧室24内の水を上記連通孔30か
らの流入量よりも少ない量ずつ排出して背圧室24内の水
量の増加を緩やかにする為の増量調節弁を示し、以下図
２をも参照して説明する。34は該調節弁33における基体
で、受孔35を有しており、この例では不動状態を保たせ
るために上記パイロット弁座枠26と一体形成したものを
示す。別体形成したものを例えば覆い部材22に固定して
も良い。36は上記受孔35内に進退自在に挿入した杆体
で、上記受孔35（例えば直径３．２ｍｍ）との間に水の
流通が可能な隙間37が出来る太さ（例えば直径３ｍｍ）
に形成してある。該杆体36は上記主弁体17と一体に進退
動させる為に例えば前記リテイナー16と一体に形成して
ある。38は背圧室24と受孔35内とを連通させるために杆
体36の外周面に形成した連通溝で、その断面積は上記連
通孔30を通る水量に比べて該連通溝38を通る水量が少な
くなる大きさに形成してある。例えば連通孔30の径が
０．６ｍｍの場合、連通溝38の幅及び深さは、最も幅広
の部分で幅が０．８ｍｍ、深さが０．３５ｍｍ程度であ
る。39は受孔35の水を背圧室24の外へ排出するための透
孔で、この例では通水孔６に排出するようにしてある。
尚この透孔39は受孔35と共にパイロット孔27からの排出
水をも背圧室外例えば上記通水孔６に排出する為にも設
けられている。40は受孔35の内周面と杆体36の外周面と
の間をシールするためのシール部材で、Ｏリングを例示
し、基体34の端面34ａと杆体36の外周面とに圧接して上
記シール機能を果たすようにしてある。41は上記シール
部材40を上記端面34ａに圧接状態に保持するための部材
で、円錐コイルばねを例示する。42はばね41によるＯリ
ング40の変形を防止する為に両者間に介在させたワッシ
ャである。上記連通溝38の長さは、上記シール部材40と
の関係において、主弁体17が主弁座７に接触した状態で
は連通溝38がシール部材40の箇所にかからず、主弁体17
が主弁座７から離れた状態においてシール部材40にかか
る長さに設定してある。

【００１５】次に図１の46は上記パイロット弁体29を作
動させる為のソレノイド機構を示す。47はプランジャ
で、磁性材料製であり、ケース25内に進退自在に収めて
ある。前記パイロット弁体29は該プランジャ47に対して
一体に進退動するように付設例えば接着してある。48は
上記パイロット弁体29をパイロット弁座28に圧接させる
ようプランジャ47を付勢するためのばねである。49は上
記プランジャ47に磁束を印加するためのコイルで、パイ
ロット弁体29をパイロット弁座28から離すに必要とする
僅かな力をプランジャ47に発生させるだけの弱い磁束を
発する小型のものが用いてある。50，51は上記コイル49
の発する磁束を効率よく上記プランジャ47に及ぼすため
の夫々ヨーク基板及びヨーク板である。

【００１６】上記構成のものにあっては、コイル49への
非通電状態においては、主弁体17及びパイロット弁体29
は図１の状態にあり、水道の蛇口からの水（例えばその
水圧は２Ｋｇ／ｃｍ²程度） は流入筒３、流水溝８、背
圧室24内に充満しており、主弁体17における背圧室側の
面に背圧が加わる。主弁体17における流水溝８側の面に
も同じ圧力が加わるが、背圧室24側と流水溝８側との面
積差により、主弁体17には主弁座７側に向く力が加わ
り、主弁体17は主弁座７に圧接して水の流通は遮断され
ている。

【００１７】水を流通させたい場合、コイル49に通電す
ると、それから発せられる磁束によりプランジャ47はば
ね48の付勢力に抗して図３の如く後退され、パイロット
弁体29が後退してパイロット弁座28から離れる。離間す
る距離は背圧室24の圧を逃がすに足るだけの極めて僅か
でよく、例えば０．５〜０．７ｍｍ程度である。すると
背圧室24の水はパイロット孔27を通り、受孔35及び透孔
39を経て通水孔６へ流れ、背圧室24の圧力が低下する。
その結果、主弁体17は流水溝８の水の圧力によって背圧
室24側に図３の如く後退し、主弁座７から離れる。離間
距離は通水孔６の直径例えば９ｍｍの１／４程度以上あ
れば良く例えば２．５ｍｍ程度である。上記のように主
弁体17が主弁座７から離反することにより、流入筒３を
通って流入する水は流水溝８から通水孔６を通り、更に
流出筒４を通って洗濯槽に至る。尚この状態では、一部
の水は流水溝８から連通孔30を通って背圧室24に入り、
更に図４の（Ａ）に示すように、パイロット孔27、受孔
35、透孔39を経て通水孔６に至る経路でも流れ、更に、
図４の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように連通溝38が
シール部材40にかかって水はシール部材40の下の連通溝
38を通ることが出来る為、背圧室24から連通溝38、隙間
37、受孔35、透孔39を経て通水孔６に至る経路でも流れ
る。

【００１８】上記通水を停止させたい場合、コイル49へ
の通電を停止すると、プランジャ47はばね48の付勢力に
より前進し、パイロット弁体29がパイロット弁座28に圧
接し、パイロット孔27を塞ぐ。すると上記連通孔30を通
って背圧室24に入る水により背圧室24の水量が増加し、
主弁体17は主弁座７に向けて移動を開始する。この場
合、背圧室24内の水は連通溝38、隙間37、受孔35、透孔
39を通って、上記連通孔30からの流入量よりも少ない量
ずつ通水孔６に排出される為、背圧室24内の水量の増加
の度合いは緩やかであり、上記連通孔30から背圧室24へ
の水の流入量に対して、主弁座７へ向けての主弁体17の
移動は緩やかに行われる。その結果、上記のように流入
筒３から流水溝８、通水孔６を通って流出筒４に至る通
水量は緩やかに減少する。上記のような主弁体17の移動
に伴い流通溝38は次第に細幅の部分38ａがシール部材40
と重合する状態となる為、上記シール部材40の下の連通
溝38を通って排出される水の量は次第に減少する。する
と背圧室24の水量増加がやや速まる為、主弁体17の移動
速度も速まる。やがて上記連通溝38は図２の（Ａ）〜
（Ｃ）に示すようにシール部材40から外れる為、連通溝
38を通しての水の排出は停止し、その後主弁体17は主弁
座７に圧接して通水孔６を図１の如く塞ぐ。これによっ
て前記通水が停止する。このように通水孔６の通水量が
次第に絞られてから通水の停止が行われるため、ウオー
ターハンマー現象が生ずることはない。尚上記の場合、
上記のように最終段階で主弁体17の移動速度をやや速め
て主弁座７に圧接させるようにしているから、通水孔６
の閉止を確実に行うことが出来る。

【００１９】次に図５は本願の異なる実施例を示すもの
で、増量調節弁33ｇにおいて杆体36ｇを不動状態に設
け、基体34ｇを杆体36ｇに対して進退させるようにした
例を示すものであり、主弁体17ｇが通水孔6gを閉じてい
る状態では増量調節弁33ｇは図６の（Ａ）に示される状
態となって背圧室24ｇからの水の排出は無く、主弁体17
ｇが通水孔6gを開いている状態では増量調節弁33ｇは図
６の（Ｂ）に示される状態となって、背圧室24ｇの水は
流通溝38ｇ、受孔35ｇを通って排出される。なお、機能
上前図のものと同一又は均等構成と考えられる部分に
は、前図と同一の符号にアルファベットのｇを付して重
複する説明を省略した。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本願発明にあっては、小さ
なパイロット弁体の操作によって大量の水の流通及びそ
の遮断の制御が出来る効果がある。しかも水の流通を遮
断する際、背圧室24の水量増加をゆっくりと行わせるか
ら、主弁体17は主弁座７に向けて緩やかな速度で移動し
てそこを塞ぐ。従って、水の流通量はゆっくりと減少
し、その減少状態で流通が遮断される。その結果、流通
が停止するときのウォーターハンマー現象を低減させる
ことが出来、異音の発生や水管系を傷みを少なくするこ
とが出来る効果がある。その上、上記のように背圧室24
の水量増加を緩速化するものであっても、連通孔30を通
して水が背圧室24に流入する一方で増量調節弁33によっ
て背圧室24の水を排出することにより背圧室24の水量増
加を緩速化するものであるから、上記連通孔30を小径化
したりすることなく大きな径のままで上記緩速化を行い
うる特長がある。このことは、流入する水に異物が混入
していてもその異物による詰まりの発生の危険性を低く
できることであり、その結果、水の流通遮断を信頼性高
く行いうる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】閉鎖状態の縦断面図。

【図２】（Ａ）は図１におけるＡ部分の拡大図、（Ｂ）
は連通溝とシール部材との関係を示すための（Ａ）にお
けるＢ矢視図、（Ｃ）は（Ａ）におけるＣ−Ｃ線断面
図。

【図３】通水状態の縦断面図。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は図３の状態におい
て、図２の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）と同様の部分の状態
を示す図。

【図５】異なる実施例を示す図１と同様の図。

【図６】（Ａ）、（Ｂ）は図５の例における夫々図２の
（Ａ）及び図４の（Ａ）と同様の状態を示す断面図。

【図７】従来のパイロット弁を示す縦断面図。

【符号の説明】

２ 弁座枠 ６ 通水孔 ７ 主弁座 17 主弁体 28 パイロット弁座 29 パイロット弁体 33 増量調節弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中央部に通水孔を備える弁座枠の一面に
   おいては、孔縁に主弁座を周設すると共に、それの外周
   には環状の流水溝を周設し、上記主弁座に対しては、前
   面に上記主弁座に対する当面を有し外周縁が上記流水溝
   に張り出す大きさの主弁体を、上記主弁座に向けての進
   退を自在に配設すると共に、上記主弁体の外周縁と上記
   流水溝の外周縁との間には屈曲自在の区画部材を周設
   し、上記主弁体の背面側には、中空帽状の覆い部材を配
   設すると共にその開口縁は上記弁座枠における流水溝の
   外周縁に連結して上記主弁体の背面側に背圧室を形成
   し、一方、上記流水溝には上記弁座枠を貫通させて流入
   筒を連通させると共に、上記通水孔には流出筒を連通さ
   せ、上記背圧室と上記通水孔とは背圧室の圧力を逃がす
   為に上記主弁体に設けたパイロット孔によって連通させ
   ると共に、上記背圧室と上記通水溝とは、水を上記背圧
   室に流入させる為に上記パイロット孔よりも小径の連通
   孔で連通させ、上記主弁体において上記パイロット孔の
   背圧室側の孔縁にはパイロット弁座を周設すると共に、
   上記パイロット弁座に対しては、前面にパイロット弁座
   に対する当面を有するパイロット弁体を、パイロット弁
   座に向けての進退を自在に設けて、上記パイロット弁体
   が上記パイロット弁座から離れたときには上記背圧室の
   圧力がパイロット孔を通して逃げ、上記流水溝側の水の
   圧力によって上記主弁体が上記主弁座から離反し、上記
   パイロット弁体が上記パイロット弁座に接したときには
   上記連通孔から背圧室に流入する水の量の増加に対応し
   て上記主弁体が上記主弁座に向け移動してそこを塞ぐよ
   うにしてあるパイロット弁において、上記背圧室には、
   上記連通孔から背圧室に流入する水による背圧室内の水
   量の増加の度合いを緩やかにする為に、背圧室内の水を
   上記連通孔からの流入量よりも少ない量ずつ排出するよ
   うにした増量調節弁を付設して、上記連通孔から背圧室
   への水の流入量に対して主弁体の主弁座に向けての移動
   速度が緩やかとなるようにしたことを特徴とするパイロ
   ット弁。