JPS5833948B2 - 給水弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の利用分野 本発明は、洗濯機、食器洗い機等に使用されるダイヤプ
ラムを用いた給水弁に関するものである。

従来技術 従来の給水弁には、特公昭５０−１９７７４号公報に記
載されているようなパイロットダイヤフラム混合弁があ
る。

このパイロットダイヤフラム混合弁の弁本体１０は、入
口１１と出口１２および環状の出口膣口（弁座）２０と
を備え、出口膣口２０上にダイヤフラム１５が着座して
いる。

出口膣口２０にダイヤフラム１５が着座している閉鎖位
置で作動を開始すると、入口１１からの流体はダイヤフ
ラム１５とポペット弁構造体２３とを貫通して延びてい
る抽出孔３５．３３を通して出口圧力室３２内に流れ込
み、ダイヤフラム１５とポペット弁構造体２３の対向両
側に沿った流体圧力を等化する。

ソレノイド３１が付勢され、パイロット弁２７が上方に
移動させると、出口圧力室３２の流体はパイロットオリ
フィス２９を通って下向きに流れ出口膣口２０に進入し
、出口圧力室３２の圧力は入口１１側の圧力よりも小さ
くなる。

このようにして、ダイヤフラム１５を持ち上げて、出口
膣口２０から離座せしめ、ダイヤフラム１５を開放し、
給水状態となる。

従来の給水弁は、流体による押上刃がダイヤフラムに均
一に加わらないと、ダイヤフラム弁体は傾いた状態で離
座しようとする。

洗濯機用の給水弁の場合、給水弁の流入口から入ってく
る流体の圧力（水道圧）が０．３ ｋｇ／ｃｙｓｔ以下
になるとダイヤフラム弁体は傾いて片開きの状態となり
、吐出口からえられる給水流量が低下する。

すなわち、水道圧が０．３ｋｇ／ｃｒＡ以下になると、
給水弁の流入口から遠い部分に、左右両側から直進して
来た水が衝突することによって衝突部の水面が押上げら
れ、ダイヤフラム弁体に均等に押上刃がかからない状態
になる。

このためこの遠い部分のダイヤフラムは押上げられて離
座して開くが、給水弁に近い部分は着座のままになり、
グイヤフラム弁体は傾いた状態の給水弁の開口面積の少
ないいわゆる片開きになるのである。

このようなダイヤフラム弁体が傾いて片開きの状態では
、水道圧が約０．３ ｋｇ／ｃｗｔの低い一定圧力であ
り、それに給水弁の開口面積も少ないので、圧力と開口
面積の積で表わされる給水流量が低下するのである。

ところで、洗濯機に使用される給水弁の場合には、給水
弁の吐出口からの給水流量を少なくとも５１／ｍｍ以上
を維持したいのであるが、従来の給水弁では特に水道水
が０．３ｋｇ／ｉ以下になると、ダイヤフラム弁体は片
開きの状態になるため、十分な給水流量が得られなかっ
た。

発明の技術的課題 本発明の目的は、ダイヤフラム弁体に加わる押上刃を環
状通路に沿って均等に分布させる給水弁を提供すること
にある。

発明の技術的手段 本発明の特徴とするところは、給水弁において、環状通
路に沿って、はぼ等間隔にかつほぼ放射状に延びる複数
個のリブを環状流路に配置したことにある。

発明の作用 本発明によれば、リブを設けた部分には水流がリブに衝
突することにより、その水流の方向が上向きになり、弁
体押上刃を形成する。

ここでリブは環状流路に沿ってほぼ等間隔でかつほぼ放
射状に延びているため、入口から遠い部分に生じる水面
押上げと合せて環状流路に沿って均等な押上刃の分布が
得られる。

その結果弁体には均等な押上刃が得られる。

発明の特有な効果 環状流路の底面を流れに沿って上昇傾斜させることによ
り、水面押上刃を分散させることは、例えば特公昭４７
−３５０９３号公報に記載されている。

このように底面の形状を工夫することにより、本発明の
課題を満足することもできるが、底面形状の設計・加工
が難かしい。

これに比べ、本発明によれば、環状流路にリブを設ける
だけで押上刃を均等に分布させることができ、難かしい
底面の設計・加工が不要となる優れた効果を有する。

また、ダイヤフラム弁体に対し垂直の方向から流体を流
すことによって押上刃を均等にすることは、例えば特開
昭４８−５８４１５号公報に記載されている。

この場合も、押上刃を均等にするという本発明の効果を
達成することができるが、弁本体の高さが大きくなると
いう問題が生じる。

方、本発明においては、弁本体の高さを大きくすること
なく押上刃を均等にできるという優れた効果を有する。

発明の実施例 本発明の実施例を図面に基づき説明する。

図面において、給水弁の弁本体ケース１は、流入口１ａ
と、吐出口１ｂと、この吐出口１ｂと前記流入口１ａと
を連通ずる流路１ｃと、この流路１ｃの一部に形成した
円筒状の弁座１ｄとを備えている。

弁座１ｄに対応してダイヤケラム弁体２が設けられてい
る。

弁本体ケース１にダイヤフラム弁体２を取り付けるため
の開口１ｅが形成されるとともに、この間口１ｅの内壁
に段部１ｆが形成される。

弁本体ケース１は、合成樹脂製とすることが好ましい。

ダイヤフラム弁体２は、ゴムから形成された円板状の硬
度が７０°であるダイヤフラム３と、このダイヤフラム
３の中央に取り付けた合成樹脂製の主弁体４とからなっ
ている。

主弁体４は、弁座１ｄ内側に突出する突出部４ａと、主
弁体４をダイヤフラム３に取り付ける径小部４ｂと、こ
の径小部４ｂと突出部４ａとの間にあって径小部４ｂ及
び突出部４ａよりも径が大きい径太部４ｃと、この径大
部４ｃよりもさらに径が大きく径小部４ｂの上方にある
平面部４ｄとからなっている。

主弁体４の中心には、平面部４ｄ、径小部４ｂ、径大部
４ｃ及び突出部４ａを貫通する小孔４ｅが設けられてい
る。

ダイヤフラム３の中心に主弁体４の径小部４ｂを嵌め込
むことによりダイヤフラム３に弁本体４を取り付ける。

ダイヤフラム３には、抽出孔３ａが設けられる。

抽出孔３ａに対応して小孔４ｆか弁本体４の平面部４ｄ
に設けられる。

抽出孔３ａと小孔４ｆが、ダイヤフラム弁体２の表裏を
連通ずる連通路となる。

主弁体４の突出部４ａの外周面には、吐出口１ｂに向う
にしたがって突出部４ａの径を小さくすることによって
傾斜面４ｇが形成される。

弁座１ｄの外周には、第２図に示すように流入口１ａに
連通ずる環状通路２２を設け、この環状通路２２に３個
のリブ２３．２３ａ 、２３ｂを設けである。

リブ２３ａ、２３ｂは、環状流路２２の入口部から環状
流路に沿ってほぼ等しい距離に左右対称に設けである。

つまり環状流路２２の入口部から６００の左右の位置に
放射状に設けである。

またリブ２３は、リブ２３ａ、２３ｂから等しい距離に
設けられている。

これらリブ２３ 、２３ａ 、 ２３ｂは、１２０℃の
位置にほぼ等間隔にほぼ放射状に設けられている。

なお、環状流路２２に設けるリブ２３．２３ａ。

２３ｂは、第３図に示すように設けてもよい。

この場合、リブ２３ａ、２３ｂは環状流路２２の入口部
から９００の左右の位置にほぼ放射状に設けである。

またリブ２３は、リブ２３ａ 、２３ｂから等しい距離
に設けられている。

流入口１ａに近いリブ２３ａ 、２３ｂの高さは流入口
１ａより遠い個所にあるリブ２３よりも高さを低くしで
ある。

リブ２３，２３ａ、２３ｂは、弁体１ｄの外周壁に一体
に形成してもよいし、弁座１ｄの外周壁に対抗する環状
流路２２の壁側に一体に形成してもよい。

リブ材２３．２３ａ 、２３ｂに切欠き若しくは穴を設
けてもよい。

リブ２３．２３ａ 、２３ｂは、弁座１ｄの外周壁側に
のみ一体にしたものと、弁座１ｄの外周壁に対抗する環
状流路壁側にのみ一体にしたものとを交互に配置するよ
うにしてもよい。

主弁体４の中心に設けた小孔４ｅを開閉するパイプント
弁体５は、フレーム６と、このフレーム６に取り付けた
ボビン７と、このボビン７の外周に巻かれたコイル８と
、ボビンＴの内周に設けたヨーク９と、このヨーク９の
内側に設けた円筒体１０と、この円筒体１０に設けた作
動棒１１と、この作動棒１１を常時主弁体４の小孔４ｅ
に押し付ける方向に付勢しているばね１２とからなって
いる。

円筒体１０の下端には、径大のフランジ部１０ａを形成
し、このフランジ部１０ａとダイヤフラム３の外径はほ
ぼ同じ寸法に設定されている。

弁本体ケース１の開口１ｅにダイヤフラム３の外周端を
嵌合し、その上からフランジ部１０ａを開口１ｅに嵌合
する。

フランジ部１０ａと開口１ｅの段部１ｆとの間で、ダイ
ヤフラム３の外周端が挾持されるように、ダイヤフラム
３の外径、フランジ部１０ａの外径、開口１ｅの内径及
び段部１ｆの形状が設定されている。

フレーム６をねじ１３により、弁本体ケース１に取り付
けることによって、パイロット弁体５と弁本体ケース１
は一体化される。

作動棒１１の小孔４ｅに接する面には、ゴムなどの弾性
体１４が接着若しくは焼付により取り付けられている。

ボビン７には、コイル８を電源に接続するための端子１
５が設けられている。

流入口１ａの内側には、水道水に含まれるごみを除去す
るストレーナ１６と、流量を調整する機能を果す合成樹
脂製カップ１７及びゴムワッシャ１８が設けられている
。

流入口１ａの外側には、給水ホースが接続しやすいよう
に加工されている。

吐出口１ｂの外側には、吐出ホースが接続しやすいよう
に加工されている。

ダイヤフラム３は、ダイヤフラム弁体２が圧力差によっ
て移動しやすいように薄肉部を形成すること及び主弁体
４を取り付ける部分に厚内部を形成することは、性能及
び強度の点より一層好ましい。

以上の構成において、第１図のように、弁座１ｄにダイ
ヤフラム弁体２が当接した状態（流路１Ｃが閉鎖状態）
の時、流入口１ａから流体が入ってくると、その流体は
小孔４ｆ、抽出口３ａを通ってダイヤプラム弁体２とフ
ランジ部１０ａとの間に形成された圧力室２０に流れ込
む。

そのために、ダイヤフラム弁体２の対向両側（表裏）の
圧力が等化され均等な圧力が加わる。

次に、コイル８に通電し作動棒１１をはね１２のばね力
に逆らって上方に移動させると、主弁体４の中心に設け
た小孔４ｅが開放する。

そのために、小孔４ｅから吐出口１ｂ側に圧力室２０の
流体が放出して圧力室２０の圧力は、流入口１ａ側の圧
力よりも小さくなる。

その結果、ダイヤフラム弁体２は、弁座１ｄから離座し
て、流路１ｃが開放し、給水状態となる。

この場合、流入口１ａから矢印Ａのように入ってきた流
体は、第２図及び第３図の矢印Ｂ１． Ｂ２のように分
流して、環状流路２２内に流れ込む。

そしてリブ２３ａ 、２３ｂに衝突した後、一部はダイ
ヤフラム弁体２の押上刃に寄与し、残りは第２図及び第
３図の矢印Ｃ１，Ｃ２のように分流する。

矢印Ｃ１，Ｃ２のように分流した流体はリブ２３に衝突
した後、ダイヤフラム弁体２の押上刃に寄与する。

このようにリブ２３，２３ａ、２３ｂのある３個所で、
ダイヤプラム弁体２を強く押し上げることになる。

したがってリブ２３．２３ａ 、２３ｂを等間隔に配置
し、かつリブ２３．２３ａ 、２３ｂを数多く設けるこ
とによって、流体の押上刃がダイヤフラム弁体２に均一
に働く。

第２図のようなダイヤフラム３の硬度を７００の実施例
で実験すると、水道圧が０．２ ｋｇ／−の時の給水流
量は、従来３ ｌ／ｍｍであったのが５１／ｍｒＩＬに
増大し、また水道圧が０．３ ｋｇ／ｃｒｌｉの時の給
水流量は従来５１／ｘｉであったのが７ ｌ／ｍｍに増
大する。

なお、ダイヤフラム３の硬度を１００はど低い６００に
すると、水道圧が０．２ ｋｇ／ｃｒｉｔでは６．５１
／ｍｗの給水流量かえられ、また水道圧が０．３ ｋｇ
／ｉでは８１／ｍｍの給水流量かえられる。

上記実験に供した実験装置について説明する。

水道管に蛇口（バルブ）を有する連通管を取りつけ、こ
の連通管のバルブを過ぎた先端に給水弁を取りつけた。

給水弁の下方に給水弁からの給水の流出を受けるタンク
を配置した。

さらに連通管のバルブ設置個所より手前に（給水弁取付
個所とはバルブより見て反対側になる）流量計および圧
力計を取りつけた。

この場合、給水弁の連通流路１ｃの直径は８ｍｍ。

吐出口の直径は１０朋とし、流入圧力は０．２〜０．３
ゆ／ｄとした。

次に、コイル８への通電をやめると、作動棒１１がはね
１２によって下方させられ、作動棒１１によって小孔４
ｅを閉鎖すると、圧力室２０の圧力が再び高められるの
で、ダイヤフラム弁体２が徐徐に弁座１ｄに接する方向
に移動する。

この場合、最初に突出部４ａの傾斜面４ｇが弁座１ｄに
進入し、流体の流れが高流量から徐々に低流量へと絞ら
れることになり、有害なウォーターハンマ現象が軽減す
る。

ダイヤフラム弁体２は、遅い速度で弁座１ｄを閉鎖し、
高い水圧衝撃によつる騒音が発生することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す給水弁の断面図、第
２図は、本発明の一実施例を示す弁本体ケースの上面図
、第３図は、本発明の他の実施例を示す弁本体ケースの
断面図である。 １・・・・・・弁本体ケース、１ａ・・・・・・流入口
、１ｂ・・・・・・吐出口、１ｃ・・・・・・流路、１
ｄ・・・・・・弁座、２・・・・・・ダイヤフラム弁体
、３・・・・・・ダイヤフラム、４・・・・・・主弁体
、４ａ・・・・・・突出部、４ｅ・・・・・・／Ｊ仔Ｌ
２２・・・・・・環状流路、２３．２３ａ、２３ｂ・
・・・・・リブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 流入口から吐出口に至る流路を有し、この流路の途
   中に形成した弁座を設けた弁本体ケースと、ダイヤフラ
   ム及びダイヤフラムに取り付けた主弁体を有し、かつ弁
   本体ケースの弁座に着座若しくは離座することによって
   弁本体ケースの流路の開閉を行なうダイヤフラム弁体と
   を備え、主弁体には弁座内に突出する小孔を有する突出
   部を形成するとともに弁座の外周に流入口側に連通し、
   かつ流路の一部を形成する環状流路を形成したものにお
   いて、環状流路に環状流路の入口部から環状流路に沿っ
   てほぼ等しい間隔でほぼ放射状に延びるリブを複数個設
   けたことを特徴とする給水弁。