| 【発明の名称】 |
ダイヤフラム弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】平石 一男
【氏名】豊榮 泰輔
【氏名】松藤 能長
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| 【要約】 |
【課題】コンパクトで部品点数が削減でき、かつゴミ詰まりも起こりにくいダイヤフラム弁を提供することを目的とする。
【解決手段】一次側流路８及び二次側流路９と、一次側流路８及び二次側流路９の途中に設けられた弁座部７と、一次側流路８に配置されたダイヤフラム６とダイヤフラム６の中心部を貫通して設けられたダイヤフラム受け体５とを有するダイヤフラム弁体３とを備え、ダイヤフラム弁体３は、一次側流路８から二次側流路９への流量を一定流量にする定流量機能部を設けた。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 流路と、流路の途中に設けられた弁座部と、前記流路の一次側に配置されたダイヤフラムと該ダイヤフラムの中心部を貫通して設けられたダイヤフラム受け体とを有するダイヤフラム弁体とを備え、前記ダイヤフラム弁体は、前記流路の一次側から二次側への流量を一定流量にする定流量機能部を設けてなることを特徴とするダイヤフラム弁。
【請求項２】 前記定流量機能部は、弾性を有する円筒体を、前記弁座部と同心状に、且つ、該弁座部の外周と適度の間隙を存して配設してなることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム弁。
【請求項３】 前記円筒体は、少なくとも先端部付近の肉厚が基端部の肉厚に比較して薄く形成してなることを特徴とする請求項２記載のダイヤフラム弁。
【請求項４】 前記円筒体は、先端部の内周側に突出する凸部を形成してなることを特徴とする請求項２又は３記載のダイヤフラム弁。
【請求項５】 前記定流量機能部は、前記ダイヤフラムに一体成形してなることを特徴とする請求項２乃至４記載のダイヤフラム弁。
【請求項６】 前記円筒体は、先端部の内周側に突出する凸部を有するとともに、内部に剛性体をインサート成形してなることを特徴とする請求項２記載のダイヤフラム弁。
【請求項７】 前記剛性体は、前記ダイヤフラムにインサート成形するとともに前記弁座部のシート面まで延出させてなることを特徴とする請求項６記載のダイヤフラム弁。
【請求項８】 前記剛性体は、前記凸部まで延出させてなることを特徴とする請求項６又は７記載のダイヤフラム弁。
【請求項９】 前記定流量機能部は、剛性を有する円筒体を、前記弁座部と同心状に、且つ、該弁座部の外周と適度の間隙を存して配設するとともに、先端部付近の内周側に溝を形成し、該溝に弾性部材を嵌合してなることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム弁。
【請求項１０】 前記弾性部材は、前記溝に割リングを介して嵌合してなることを特徴とする請求項９記載のダイヤフラム弁。
【請求項１１】 前記円筒体は、前記溝から先端までの軸線方向に複数の凹部を形成してなることを特徴とする請求項９又は１０記載のダイヤフラム弁。
【請求項１２】 前記円筒体は、前記ダイヤフラムにインサート成形するとともに前記弁座部のシート面まで延出させてなることを特徴とする請求項９乃至１１記載のダイヤフラム弁。
【請求項１３】 前記定流量機能部は、剛性を有する円柱体を、前記弁座部と同心状に、且つ、該弁座部の内周と適度の間隙を存して配設するとともに、先端部付近の外周側に溝を形成し、該溝に弾性部材を嵌合してなることを特徴とする請求項１記載のダイヤフラム弁。
【請求項１４】 前記弾性部材は、前記溝に割リングを介して嵌合してなることを特徴とする請求項１３記載のダイヤフラム弁。
【請求項１５】 前記円柱体は、前記溝から前記ダイヤフラム又はダイヤフラム付近までの軸線方向に複数の凹部を形成してなることを特徴とする請求項１３又は１４記載のダイヤフラム弁。
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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、自動水栓、小便器洗浄装置、大便器洗浄装置等の開閉弁として好適に用いられるダイヤフラム弁に係り、特に定流量機能を有するダイヤフラム弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、定流量機能を有するダイヤフラム弁として、図１４に示すように、ダイヤフラム弁体ａの上流（または下流）に定流量弁ｂを別途設けたものが知られている。
【０００３】このものは、図１５（ａ）に示すように、一次圧が低いと定流量弁ｂのＯリングｃはあまり変形しないので、Ｏリングｃと流路内壁との流路面積は変わらないが、図１５（ｂ）に示すように、一次圧が増加して流量が多くなるほどＯリングが押しつぶされてＯリングｃと流路内壁との流路面積が小さくなって、一定の流量が流れるように機能していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来のダイヤフラム弁１００では上流（または下流）に定流量弁ｂを別途設けていたため、部品点数が増加するとともにダイヤフラム弁１００全体が大型化し、また、定流量弁ｂは固定しているため、Ｏリングｃと流路内壁との間にゴミ等が詰まりやすいという問題があった。
【０００５】本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、本発明の目的は、コンパクトで部品点数が削減でき、かつゴミ詰まりも起こりにくいダイヤフラム弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用・効果】本発明は、流路と、流路の途中に設けられた弁座部と、前記流路の一次側に配置されたダイヤフラムと該ダイヤフラムの中心部を貫通して設けられたダイヤフラム受け体とを有するダイヤフラム弁体とを備え、前記ダイヤフラム弁体は、前記流路の一次側から二次側への流量を一定流量にする定流量機能部を設けてなることを特徴としている。
【０００７】この構成によれば、ダイヤフラム弁体に定流量機能部を設けているので、別途定流量弁を必要とせず、コンパクトで部品点数が削減でき、また、吐水持にダイヤフラム弁体が移動するので、定流量機能部にゴミ詰まりが起こりにくいダイヤフラム弁を提供することができる。
【０００８】また、前記定流量機能部は、弾性を有する円筒体を、前記弁座部と同心状に、且つ、該弁座部の外周と適度の間隙を存して配設しているので、弾性を有する円筒体が、一次圧に対応して撓んで円筒体と弁座部との間の流路面積を調節するので、確実な定流量機能を発揮することができる。
【０００９】また、前記円筒体を、少なくとも先端部付近の肉厚が基端部の肉厚に比較して薄く形成すれば、柔軟性を増すことができるため、より確実な定流量機能を発揮することができる。
【００１０】更に、前記円筒体を、先端部の内周側に突出する凸部を形成するようにすれば、ばたつきが生じにくくなり、耐久性が向上するとともに、より確実な定流量機能を発揮することができる。
【００１１】更に、前記定流量機能部を、前記ダイヤフラムに一体成形するようにすれば、部品点数を削減することができ、且つ、簡単な構造で定流量機能を得ることができる。
【００１２】また、前記円筒体を、先端部の内周側に突出する凸部を有するとともに、内部に剛性体をインサート成形すれば、大きな一次圧であっても、円筒体が撓んで吐水されないといった問題を生じる恐れがない。
【００１３】更に、前記剛性体を、前記ダイヤフラムにインサート成形するとともに前記弁座部のシート面まで延出させるようにすれば、ダイヤフラムの強度を増すことができ、止水性能を向上させることができる。
【００１４】更に、前記剛性体を、前記凸部まで延出させるようにすれば、強度を増すことができ、耐久性を向上させることできる。
【００１５】また、前記定流量機能部は、剛性を有する円筒体を、前記弁座部と同心状に、且つ、該弁座部の外周と適度の間隙を存して配設するとともに、先端部付近の内周側に溝を形成し、該溝に弾性部材を嵌合すれば、大きな一次圧であっても、円筒体が撓むことがないので、吐水されないといった問題を生じる恐れがなく、確実に定流量機能を得ることができる。
【００１６】更に、前記弾性部材を、前記溝に割リングを介して嵌合するようにすれば、割リングを数種類用意するだけの簡単な構成で、容易に定流量特性を変更することが可能になる。
【００１７】更に、前記円筒体を、前記溝から先端までの軸線方向に複数の凹部を形成するようにすれば、凹部が流路として機能することになるので、弾性部材が一次圧に十分対応することができ、確実な定流量機能を発揮することができる。
【００１８】更に、前記円筒体を、前記ダイヤフラムにインサート成形するとともに前記弁座部のシート面まで延出させるようにすれば、ダイヤフラムの強度を増すことができ、止水性能を向上させることができる。
【００１９】また、前記定流量機能部は、剛性を有する円柱体を、前記弁座部と同心状に、且つ、該弁座部の内周と適度の間隙を存して配設するとともに、先端部付近の外周側に溝を形成し、該溝に弾性部材を嵌合すれば、大きな一次圧であっても、確実に定流量機能を得ることができる。
【００２０】更に、前記弾性部材を、前記溝に割リングを介して嵌合するようにすれば、前述したと同様に、割リングを数種類用意するだけの簡単な構成で、容易に定流量特性を変更することが可能になる。
【００２１】更に、前記円柱体を、前記溝から前記ダイヤフラム又はダイヤフラム付近までの軸線方向に複数の凹部を形成するようにすれば、前述したと同様に、凹部が流路として機能することになるので、弾性部材が一次圧に十分対応することができ、確実な定流量機能を発揮することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明の内容をより理解しやすくする為、以下に図示の実施例に基づいて説明する。
【００２３】
【実施例】図１は、本発明の第１実施例のダイヤフラム弁を用いた電磁弁の断面図であり、図２は、定流量作用を説明する部分断面図である。
【００２４】図１に示すように、一次側流路８には、弾性を有するダイヤフラム６と、ダイヤフラム６の中心部を貫通して設けられたダイヤフラム受け体５とを有するダイヤフラム弁体３が配設されている。
【００２５】ダイヤフラム受け体５は、合成樹脂製等の剛性を有する材質で形成されており、また、ダイヤフラム受け体５の中心部には、圧力室４と二次側流路９とを連通するパイロット孔１０が形成されている。パイロット孔１０は、プランジャ１１に一体形成されている弁座パッキン１２により塞がれているため、小孔５ａにより一次側流路８と連通している圧力室４の圧力は一次圧に保たれている。この圧力室４と二次側流路９との差圧により、ダイヤフラム弁体３が弁座部７のシート面７ａに押しつけられ、一次側流路８と二次側流路９が遮断されて止水状態にある。
【００２６】この状態で、電磁弁Ａに通電してプランジャ１１及び弁座パッキン１２を引き上げると、パイロット孔１０が開放されて圧力室４と二次側流路９が連通し、圧力室４の圧力が急激に低下する。そのため、ダイヤフラム弁体３が一次圧によりシート面７ａから離間する方向に押し上げられ、一次側流路８と二次側流路９が連通して吐水が行われる。
【００２７】ここで、ダイヤフラム６には、弾性を有する円筒体１３を、弁座部７と同心状に、かつ弁座部７の外周と適度の間隙をあけて一体成形している。また、円筒体１３は、基端部から先端部にかけて徐々に先細り状に形成している。図２（ａ）に示すように、この円筒体１３が一次圧により弁座部７側に絞られ、流路面積を狭めるように作用する。また、図２（ｂ）に示すように、一次圧が大きくなり流量が大きくなる程この作用も大きくなるため、圧力が増加しても流量を一定に保つことが可能となる。
【００２８】また、電磁弁Ａへの通電を遮断すると、プランジャ１１及び弁座パッキン１２がバネ２５により元の位置に押し戻されてパイロット孔１０を塞ぎ、圧力室４と二次側流路９とが遮断される。そのため、圧力室４の圧力が急激に一次圧に近づき、ダイヤフラム弁体３は圧力室４の圧力と二次圧との差圧によりシート面７ａに押しつけられ、一次側流路８と二次側流路９とが遮断されることで再び止水する。
【００２９】尚、円筒体１３は、ダイヤフラム６に一体成形せずに別体に形成してもよく、また、基端部から先端部にかけて徐々に先細り状に形成せずに、基端部から中途部まで同じ肉厚で形成し、中途部から先端部にかけて徐々に先細り状に形成したり、あるいは基端部から先端部にかけて肉厚が薄くなるように階段状に形成するようにしてもよく、更には、基端部から先端部までを同じ肉厚で延出させて形成してもよい。また、ダイヤフラム弁１の動作を説明するために、パイロット式主弁連動型ダイヤフラム弁１及びソレノイド２を用いた電磁弁Ａで説明したが、ダイヤフラム弁１は必ずしも主弁連動型でなくてもよく、また、圧力室４の圧力を抜くのにソレノイド２を用いる必要もない。
【００３０】図３は、本発明の第２実施例のダイヤフラム弁の部分断面図であり、上述した第１実施例と同様の構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３１】図３に示すように、第１実施例と同様に、弾性を有する円筒体１４を、弁座部７と同心状に、かつ弁座部７の外周と適度の間隙を開けてダイヤフラム６に一体成形している。そして、円筒体１４は、中途部から先端部にかけて先細り状に延出形成し、その先端部の内周側に半球状の凸部１４ａを形成している。
【００３２】このように構成すれば、ばたつきが生じにくくなり、耐久性が向上するとともに、より確実な定流量機能を発揮することができる。
【００３３】尚、凸部１４ａは、半球状にせずに全球状や楔状等に突出形成してもよく、また、円筒体１４は、ダイヤフラム６の基端部から先端部にかけて徐々に先細り状に延出形成してもよい。
【００３４】図４は、本発明の第３実施例のダイヤフラム弁の部分断面図であり、上述した各実施例と同様の構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３５】図４に示すように、この実施例は、円筒体１４をダイヤフラム６に別体に設けている点で上述した第２実施例と異なる。このように、ダイヤフラム６と円筒体１４を別体に構成すれば、円筒体１４の硬度を変更することができるため、用途に応じた定流量特性に対応することが可能になる。
【００３６】図５は、本発明の第４実施例のダイヤフラム弁の部分断面図であり、上述した各実施例と同様の構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００３７】図５に示すように、弾性を有する円筒体１６を、弁座部７と同心状に、かつ弁座部７の外周と適度の間隙を開けてダイヤフラム６に一体成形するとともに、その先端部の内周側に半球状の凸部１６ａを突出形成している。また、円筒部１６の内部には、剛性体１５をインサート成形しており、その剛性体１５の一端部は、凸部１６ａまで屈曲形成するとともに、他端部は弁座部７のシート面７ａまで屈曲させて延出させている。
【００３８】このように構成すれば、一次圧に対応して凸部１６ａが弁座部７との流路面積を絞るように変形することで、凸部１６ａと弁座部７との間で定流量作用が行われる。また、一次圧が大きくても、円筒体１６は内部に剛性を有しているため、円筒体１６が撓んで吐水されないといった問題を生じる恐れがない。
【００３９】尚、凸部１６ａは、半球状にせずに矩形状に形成するようにしてもよく、また、剛性体１５は、必ずしも凸部１６ａ及びシート面７ａまで屈曲形成する必要はない。
【００４０】図６は、本発明の第５実施例のダイヤフラム弁の部分断面図、図７は、本発明の第６実施例のダイヤフラム弁の部分断面図、図８は、第６実施例の割リングを示す斜視図、図９は、図６のＸ−Ｘ線断面図であり、上述した各実施例と同様の構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４１】図６に示すように、剛性を有する円筒体１７の一端部を屈曲させてダイヤフラム６にインサート成形するとともに、弁座部７と同心状に、かつ弁座部７の外周と適度の間隙を開けて配設している。また、円筒体１７の先端部付近の内周側に溝１７ａを形成し、その溝１７ａに弾性部材であるＯリング１８を嵌合している。また、図９に示すように、溝１７ａから先端までの軸線方向に複数の凹部１７ｂを形成しており、Ｏリング１８は凸部１７ｃにより確実に保持されるようになっている。
【００４２】このような構成によれば、一次圧に対応してＯリング１８が弁座部７との流路面積を絞るように押しつぶされて変形することにより、Ｏリング１８と弁座部７との間で定流量作用が行われる。また、凹部１７ｂが流路として機能するので、一次圧がＯリング１８に確実に作用することになり、確実な定流量機能を発揮することができる。更に、円筒体１７は剛性を持っているので、一次圧が大きくても、円筒体１７が撓んで吐水されないといった問題を生じる恐れがない。
【００４３】尚、円筒体１７の一端部をシート面７ａまで延出させてることにより、ダイヤフラム６の強度を増して耐久性を向上させるようにしているが、必ずしもシート面７ａまで延出させる必要はなく、また、円筒体１７は、ダイヤフラム受け体５に一体形成するようにしてもよい。
【００４４】また、図７及び図８に示すように、溝１７ａに割リング１９を介してＯリング１８を嵌合するようにしてもよい。このようにすれば、用途に応じて割リング１９単独又は割リング１９とＯリング１８を合わせて取り替えることで、異なる定流量特性を簡単に実現することが可能である。
【００４５】図１０は、本発明の第７実施例のダイヤフラム弁の部分断面図、図１１は、本発明の第８実施例のダイヤフラム弁の部分断面図、図１２は、第８実施例の割リングを示す斜視図、図１３は、円柱体の要部を拡大して示す斜視図であり、上述した各実施例と同様の構成は同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４６】図１０に示すように、ダイヤフラム６の中心部を貫通して設けたダイヤフラム受け体５には、シート面７ａと適度の間隙を開けて整流環５ｂを形成しており、その整流環５ｂから先部を、弁座部７と同心状に、かつ弁座部７の内周と適度の間隙を開けて延出させて円柱体２０を形成している。また、円柱体２０先端部付近の外周側に溝２０ａを形成し、その溝２０ａに弾性部材であるＯリング２１を嵌合している。また、図１３に示すように、溝２０ａから整流環５ｂまでの軸線方向に複数の凹部２０ｂを形成しており、Ｏリング２１は凸部２０ｃにより確実に保持されるようになっている。
【００４７】このような構成においても、一次圧に対応してＯリング２１が弁座部７との流路面積を絞るように押しつぶされて変形することにより、Ｏリング２１と弁座部７との間で定流量作用が行われる。また、凹部２０ｂが流路として機能するので、一次圧がＯリング２１に確実に作用することになり、確実な定流量機能を発揮することができる。更に、円柱体２０は剛性を持っているので、一次圧が大きくても、円柱体２０が撓んで吐水されないといった問題を生じる恐れがない。
【００４８】尚、凹部２０ｂを、溝２０ａから整流環５ｂまで形成するようにしたが、これに限らず、整流環５ｂを貫通してダイヤフラム６面まで形成するようにしてもよい。
【００４９】また、図１１及び図１２に示すように、溝２０ａに割リング２２を介してＯリング２１を嵌合するようにしてもよい。このようにすれば、用途に応じて割リング２２単独又は割リング２２とＯリング２１を合わせて取り替えることで、異なる定流量特性を簡単に実現することが可能である。
【００５０】上述した内容はあくまで本発明の一実施形態に関するものであって、本発明が上記内容のみに限定されることを意味されるものでない。例えば、第５実施例乃至第８実施例において、弾性部材としてＯリングを用いているが、これに限らず、断面が楕円形状等の水圧・水勢に対応して変形する形状であればよい。
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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２月１９日（１９９９．２．１９） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２４０８２５（Ｐ２０００−２４０８２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年９月８日（２０００．９．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４２０２７ |
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