| 【発明の名称】 |
自閉水栓装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】城戸 勉
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| 【要約】 |
【課題】自閉水栓装置の製造コストを増大させることなく、重量を軽くし、搬送を容易にすると共に組立て性・施工性の向上を図る。
【解決手段】出水要求に基づいて所定量の水を吐出し自動的に閉弁する自閉弁と、この自閉弁の上流側に配設した定流量弁または減圧弁とを備えた自閉水栓装置であって、前記自閉弁の少なくとも一次側部分のケーシングを汎用エンジニアリングプラスチックで形成した。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 出水要求に基づいて所定量の水を吐出し自動的に閉弁する自閉弁と、この自閉弁の上流側に配設した定流量弁または減圧弁とを備えた自閉水栓装置であって、前記自閉弁の少なくとも一次側部分のケーシングを汎用エンジニアリングプラスチックで形成したことを特徴とする自閉水栓装置。
【請求項２】 前記自閉弁のケーシングと定流量弁または減圧弁のケーシングとを一体的に構成し、前記ケーシングを汎用エンジニアリングプラスチックで形成したことを特徴とする請求項１記載の自閉水栓装置。
【請求項３】 前記自閉弁のケーシングの断面形状が略円筒形状である請求項１または２記載の自閉水栓装置。
【請求項４】 前記自閉弁の弁体着座部と洗浄水の流入口部と自閉水栓装置本体との接続部が汎用エンジニアリングプラスチックで形成され、前記弁体着座部と接続部、前記自閉弁のケーシング本体の肉厚をそれ以外の部分の肉厚より大きくした請求項１乃至３記載の自閉水栓装置。
【請求項５】 前記自閉弁が止水機能部の一次側給水部と、この一次側給水部と連絡通路を介して連通する背圧室と、前記連絡通路に異物混入を防止するためクリーニングピンとを備え、このクリーニングピンの先端部の外径寸法と中央部の外径寸法とを異ならせている請求項１乃至４記載の自閉水栓装置。
【請求項６】 前記自閉弁の弁体が弁体着座部に着座する直前で一次側と二次側との圧力差が大きくなるようにするために、前記弁体の通水開口部の口径を前記弁体着座部の開口部の口径より小さくした請求項１乃至４記載の自閉水栓装置。
【請求項７】 出水要求に基づいて所定量の水を吐出し自動的に閉弁する自閉弁と、この自閉弁の上流側に配設した定流量弁または減圧弁と、前記自閉弁の下流側に配設した選択的にリム洗浄水吐水とジェット洗浄水吐水とを行うための分配弁とを備えた自閉水栓装置であって、この自閉水栓装置のケーシング全体を汎用エンジニアリングプラスチックで形成したことを特徴とする。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は水洗便器に洗浄水を供給する自閉水栓装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の水洗便器に洗浄水を供給する自閉水栓装置としては、一定量吐水後、水圧などを利用して自動的に止水するフラッシュバルブ等が知られており、給水圧力を利用して自動的に閉弁するため下流側の水洗便器に不要な水を供給することがなく、節水性に優れている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の自閉水栓装置では、水道が供給する給水圧力が高い場合や、一定量吐水後、止水する際に生じる自己のウォーターハンマーや、他機が発生するウォーターハンマー等の水圧上昇現象を考慮した場合、強度的に不安があり自閉水栓装置本体及び背圧室を構成するケース等は金属で構成するのが普通である。そのため製造コストを増大させるとともに、重量が大きく、組立て、搬送、施工時に支障をきたす場合がある。
【０００４】本発明の目的は、前記課題を解決し製造コストを増大させることなく、重量が軽くなり、搬送が容易となり、組立て性・施工性が向上する自閉水栓装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明の自閉水栓装置は、出水要求に基づいて所定量の水を吐出し自動的に閉弁する自閉弁と、この自閉弁の上流側に配設した定流量弁または減圧弁とを備えた自閉水栓装置であって、前記自閉弁の少なくとも一次側部分のケーシングを汎用エンジニアリングプラスチックで形成したことを特徴とする。本発明の自閉水栓装置によれば、第一に水道水などの流体を止水するための自閉弁よりも上流側で、しかも自閉水栓装置の流入口の近傍に、水圧を一定減圧するための定流量弁または減圧弁を配置することで、通常吐水の場合、定流量弁または減圧弁以降の流体圧は減圧され、バルブの強度上有利に働き、自閉水栓装置本体、または背圧室を構成するケースを金属よりも強度的に不利と思われる汎用エンジニアリングプラスチック素材で形成することを可能とし、製造コストを削減でき、また、軽量化も図ることができる。
【０００６】また、前記自閉弁のケーシングと定流量弁または減圧弁のケーシングとを一体的に構成し、前記ケーシングを汎用エンジニアリングプラスチックで形成することもできる。このような構成にすることにより自閉水栓装置全体の軽量化がより図れる。
【０００７】また、前記自閉弁のケーシングの断面形状が略円筒形状であることを特徴とする。このような構成により自閉水栓装置本体の形状、又は背圧室を構成するケーシングの形状を、応力集中等の原因をもたらすエッジが存在する多角形状を避け、強度上有利になり、自閉水栓装置本体、または背圧室を構成するケーシングを金属よりも強度的に不利と思われる汎用エンジニアリングプラスチック素材で形成することを可能とし、製造コストを削減でき、また、軽量化も図ることができる。
【０００８】さらに、前記自閉弁の弁体着座部と洗浄水の流入口部と自閉水栓装置本体との接続部が汎用エンジニアリングプラスチックで形成され、前記弁体着座部と接続部、前記自閉弁のケーシング本体の肉厚をそれ以外の部分の肉厚より大きくしたことを特徴とする。自閉水栓装置本体、または背圧室を構成するケーシングの構成上、強度が不足することが予想されるが、前記のような構成とすることにより、製造コストを削減でき、また、軽量化も図ることができる。
【０００９】さらに、前記自閉弁が止水機能部の一次側給水部と、この一次側給水部と連絡通路を介して連通する背圧室と、前記連絡通路に異物混入を防止するためクリーニングピンとを備え、このクリーニングピンの先端部の外径寸法と中央部の外径寸法とを異ならせていることを特徴とする。本来、自閉弁に流入口と背圧室とを連結する連絡通路の詰まりを防止するためのクリーニングピンに、止水時の弁体の閉弁速度をコントロールする機能を持たせるために、形状を異形にし連絡通路の通路面積を変化させ通路面積が小さいときには閉弁速度が遅くなる原理を利用し、閉弁間際の速度を極端に減少させ、自己が発生するウォーターハンマー値を低減することで、自閉水栓装置本体、または背圧室を構成するケーシングを金属よりも強度的に不利と思われる汎用エンジニアリングプラスチック素材で形成したことを可能とし、製造コストを削減でき、また、軽量化も図ることができる。
【００１０】さらに、前記自閉弁の弁体が弁体着座部に着座する直前で一次側と二次側との圧力差が大きくなるようにするために、前記弁体の通水開口部の口径を前記弁体着座部の開口部の口径より小さくしたことを特徴とする。このような構成にすることにより弁体の閉弁間際の吐水流量を極端に減少させ、自己が発生するウォーターハンマー値を低減することで、自閉水栓装置本体、または背圧室を構成するケーシングをを金属よりも強度的に不利と思われる汎用樹脂素材で形成したことを可能とし、製造コストを削減でき、また、軽量化も図ることができる。
【００１１】また、本発明の自閉水栓装置が出水要求に基づいて所定量の水を吐出し自動的に閉弁する自閉弁と、この自閉弁の上流側に配設した定流量弁または減圧弁と、前記自閉弁の下流側に配設した選択的にリム洗浄水吐水とジェット洗浄水吐水とを行うための分配弁とを備え、この自閉水栓装置のケーシング全体を汎用エンジニアリングプラスチックで形成したことを特徴とする。本発明の自閉水栓装置によれば、リム洗浄とジェット洗浄水とを順次実行する水洗便器に対して洗浄水を供給する場合、従来のフラッシュバルブなどと比較して、少ない瞬間流量で効率よく洗浄することが可能となる。その結果、流路の通水面積も小さくすることが可能となり、よって受ける水圧を低減でき、自閉水栓装置全般を金属よりも強度的に不利と思われる汎用エンジニアリングプラスチック素材による形成を可能とし、製造コストを削減でき、また、軽量化も図ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。図１は、自閉水栓装置ＢＶを大便器２７と共に概略的に表した概略図、図２は、この自閉水栓装置の断面図であり、図３は、自閉水栓装置ＢＶの自閉水栓装置本体４の下面図と断面図、図４は自閉水栓装置ＢＶの背圧室を構成するケースの正面図と上面図、図５は、分配弁機構部１と止水弁機構部２の拡大断面図、図６は、図５の止水弁機構部２の拡大概略断面図、図７は、図５のクリーニングピン２３部分の拡大概略断面図である。
【００１３】図１に示すように、大便器２７は、ボール部上縁のリム２８から洗浄水を吐出してボール部２９を洗浄するリム洗浄と、ボール部２９底部の吐出ノズル３０から洗浄水をトラップ配管３１に直接吐出して汚物搬送とトラップ部洗浄を行うジェット洗浄とを実行するように構成されている。そして、この大便器２７は、リム洗浄とジェット洗浄とを順次実行すべく自閉水栓装置ＢＶを備え、この自閉水栓装置ＢＶの外部出力ポート１９からは、リム２８に至るリム吐水配管３２を外部出力ポート２０からは、吐出ノズル３０に至るジェット吐水配管３３をそれぞれ接続して備える。この場合、リム２８と吐出ノズル３０に洗浄水を導くリム吐水配管３２とジェット吐水配管３３への洗浄水の分配供給は、以下にその構成を詳述する自閉水栓装置ＢＶによってなされ、こうした分配吐水により、洗浄吐水量、瞬間流量共に効率の良い便器洗浄を行うようにされている。
【００１４】特に本実施例では、上記洗浄方式を採ることにより、便器洗浄時の瞬間流量に関しては、従来のフラッシュバルブ方式と比較して、1／３〜１／４程の瞬間流量で洗浄可能である。これにより、洗浄水の通水面積も、比較縮小することが可能となり、ケーシングに与える強度的影響を低減することができ、よって、自閉水栓装置ＢＶを樹脂ケーシングにて構成することができた。なお、これらケーシングに採用する樹脂としては、ポリアセタール（ＰＯＭ樹脂）や、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ樹脂）または、ポリサルフォン（ＰＳＦ樹脂）、ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ樹脂）、ポリアミド（ナイロン樹脂）等の汎用性が高いエンジニアリングプラスチックを用いることができ、これらは、ガラス繊維入りの複合材が好ましい。このガラス繊維の含有率としては、重量比で約２０〜４０％が好ましい。
【００１５】図１ないし図２に示すように、自閉水栓装置ＢＶは、給水源（水道）からの一次側給水管６が配管接続され自閉機能を有する止水弁機構部２と、洗浄水の分配供給を行うための分配弁機構部１とを積層集約して備え、分配弁機構部１の上端は、上記の各出力ポートを有する出力ポート部８とされている。自閉水栓装置ＢＶは、図示しないリモコン等から洗浄指令が発せられると、当該指令を洗浄要求（出水要求）として駆動する機構部を有し、通常は、この機構部により、自閉作動ならびにこれと同期した分配作動を行うよう構成されている。
【００１６】止水弁機構部２は、一次側と二次側の差圧を利用して自閉作動を行うよう、以下の構成を備える。この止水弁機構部２は、一次側給水管６が接続される管継ぎ手３から自閉水栓装置本体４に至る一次側給水路７と、自閉水栓装置本体４内の二次側通水路１３とを備え、この給水路と通水路の間に、ダイヤフラム弁９とパイロット弁１６を有する。
【００１７】一次側給水路７は、自閉水栓装置本体４において、当該自閉水栓装置本体の内壁部分を環状に下方に隆起させて形成した給水弁座１０を取り囲むよう形成されている。よって、一次側給水路７から流れ込んだ一次側洗浄水は、給水弁座１０の周囲において、ダイヤフラム弁９に下方向きに一次側圧力をかける。なお、一次側給水路７には、管継ぎ手３の下流で、自閉水栓装置本体４の流入口近傍に減圧弁２６（定流量弁もしくは、流調弁でも可）が組み込まれているので、通常洗浄時には、給水弁座１０の周囲には、定圧（定流量）の洗浄水が流れ込むことになる。なお、減圧弁２６は、洗浄装置本体４に組み込まず、それよりも上流側の配管、もしくは止水栓等に配置しても良い。
【００１８】上記のように、止水弁よりも上流側の一次側であり、しかも、自閉水栓装置本体の流入口近傍に、減圧弁２６（定流量弁もしくは、流調弁でも可）を内蔵・配置した構成を採ることにより、この弁よりも下流に減圧効果を引き起こし、通常流動時は、自閉水栓装置本体と背圧室を構成するケースに係る大部分の圧力が減圧されるので、自閉水栓装置本体と背圧室を構成するケースに要求される機械的強度が軽減され、自閉水栓装置ＢＶを樹脂ケーシングにて構成することができた。
【００１９】ダイヤフラム弁９は、自閉水栓装置本体４の下端開口部に亘ってこの自閉水栓装置本体４と背圧室を構成するケース５とで挟持され、上記した一次側圧力を受けるダイヤフラム１１を有する。このダイヤフラム１１は、一次側と二次側の圧力バランスにより、付勢力が働き、その上面の平坦部を弁体として給水弁座１０に通常は当接着座させている。これにより、ダイヤフラム弁９は一次側給水路７を給水弁座１０にてダイヤフラム１１により常時閉鎖させている。この状態が、ダイヤフラム弁９の閉弁状態（止水状態）であり、自閉水栓装置ＢＶは通常この状態をとっている。
【００２０】ここで、本実施例では、図３、図４で示すように、ダイヤフラムを挟持する自閉水栓装置本体４と、背圧室を構成するケース５の一次側圧力が作用する部分は、強度上最も重要な部位と考えられるため、略円筒形状３６の組み合わせで構成している。これは、応力集中等の原因をもたらす、エッジが存在する多角形状を避け、構造的に連続性を保ちやすい円筒を採用することにより、強度を向上させるためである。よって、これらの採用により、自閉水栓装置ＢＶを樹脂ケーシングにて構成することができた。
【００２１】自閉水栓装置本体４と背圧室を構成するケース５との締結部分の形状として、かなり厚保肉のフランジ形状３５、３９を採用した。これは、締結部分の漏水防止、ねじの抜け、破損、強度向上のために必要であるが、他方で、樹脂にてこのような厚保肉構造にすると、そり、引けが発生しやすく、成形上の不具合が発生する。そこで、本実施例では、図３、図４で示すように、自閉水栓装置本体４と背圧室を構成するケース５を、締結する締結接合面と逆側の面のフランジ部上面から肉盗み３４、３７を施し、均一な厚みと、強度保持を共に可能とした。これにより、自閉水栓装置ＢＶを樹脂ケーシングにて構成することができた。
【００２２】ダイヤフラム弁９は、上記のように閉弁状態にあるときでも一次側給水路７と背圧室１２との圧力均衡を図るべく、ダイヤフラム１１に一次側給水路７と背圧室１２とを連通するブリード穴２２を有する。このブリード穴２２は、ダイヤフラム１１を貫通して形成されており、一次側給水路７の側から背圧室１２に常時、洗浄水を通過させる。この場合、このブリード穴２２は、その穴径も小さく、内部には、後述のクリーニングピン２３も配設されているので、一次側給水路７の洗浄水は、背圧室１２に僅かずつしかブリード穴２２を通って流入しない。そして、クリーニングピン２３との関係において実質的に洗浄水の通過面積を決定するブリード穴２２は、図７の要部拡大図に示すように、クリーニングピン２３が常時穴内に存在する部分であり、ダイヤフラムサポート１５に開けられたブリード穴２２である。
【００２３】パイロット弁１６は、上記のダイヤフラム弁９の開弁動作を起こさせるものであり、スプリング２１の付勢力を上向きに直接受けるパイロット弁体１８と、ダイヤフラムサポート１５の中央貫通孔の周囲を隆起させて形成したパイロット弁座１７と当接状態（着座状態）とされているので、パイロット弁１６は、二次側通水路１３と背圧室１２との間を閉鎖させている。この状態が、パイロット弁１６の閉弁状態（止水状態）であり、自閉水栓装置ＢＶは、通常この状態を採っている。
【００２４】もともとクリーニングピン２３は、ブリード穴２２が水中に混在する異物によるゴミ詰まりを防止するために挿入しているものであるが、本使用例では、吐水量を調整する目的にも使用している。すなわち、このクリーニングピン２３の直径と、ブリード穴２２の直径との関係から、洗浄水の通路面積が決定され、それにより、閉弁時の吐水量、及び閉弁速度を調整することを可能とした。
【００２５】上記のような特性から、クリーニングピン２３の形状を、先端部ほど大径となる異径構造とし、ブリード穴２２におけるクリーニングピン２３の位置関係によってブリード穴２２における洗浄水の通路面積が変化し、ブリード穴２２を通る上記の洗浄水流通量が異なる。つまり、小径部２５がブリード穴２２に位置するときには、ブリード穴２２における洗浄水の通路面積が大きくなって、背圧室１２に流れ込む水が多くなり、ダイヤフラム弁９の閉弁速度が速くなる。大径部２４では逆にブリード穴２２の通路面積が小さくなるため、閉弁速度は遅くなる。本実施例では、図７に示すように、閉弁動作開始時には、ブリード穴２２には、クリーニングピン２３根元の小径部２５が位置するようにし、閉弁速度を速くし、また、ダイヤフラム１１が給水弁座１０に近づいた状態、すなわち、ダイヤフラム弁９が閉弁状態への推移を完了させようとする閉弁動作終了時には、ブリード穴２２には、クリーニングピン２３先端の大径部２４が位置する。よって、ダイヤフラム弁９の閉弁動作終了時には、ダイヤフラム弁９の閉弁速度を遅くできる。これにより、一次側給水路７と二次側通水路１３との間で洗浄水止水を図る場合の水撃を緩和でき、洗浄装置本体と背圧室を構成するケースにかかる水圧が軽減され、自閉水栓装置ＢＶを樹脂ケーシングにて構成することができた。
【００２６】また、ダイヤフラムサポート１５の中央貫通孔を給水弁座１０におけるパイロット流路１４として、当該流路にて二次側通水路１３の側への洗浄水の流量絞り構造４０を構成している。よって、この構造により、閉弁時のダイヤフラム１１が着座する間際に絞り効果が生じて、ダイヤフラム弁９の閉弁速度を調整することが可能である。本実施例では、給水弁座１０とダイヤフラムサポート１５の流量絞り構造４０とのクリアランスを極端に小さくし、閉弁動作時の閉弁速度を遅くしている。これにより、一次側給水路７と二次側通水路１３との間で洗浄水の止水を図る場合の水撃を緩和でき、洗浄装置本体と背圧室を構成するケースにかかる水圧が軽減され、自閉水栓装置ＢＶを樹脂ケーシングにて構成することができた。
【００２７】
【発明の効果】本発明は、上記構成により製造コストを増大させることなく、重量が軽くなり、搬送が容易となり、組立て性・施工性が向上する自閉水栓装置を実現できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００１００８７
【氏名又は名称】東陶機器株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年５月１１日（１９９９．５．１１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１９３１１５（Ｐ２０００−１９３１１５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月１４日（２０００．７．１４） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−２０３４７（Ｐ２０００−２０３４７） |
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