JP2001329592A

JP2001329592A - 低圧損型切り換え弁装置

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Publication number: JP2001329592A
Application number: JP2000153927A
Authority: JP
Inventors: Takatomo Suzuki; 高智鈴木; Takanobu Nakamura; 貴信中村; Masahiro Oshida; 正洋押田; Atsushi Suzuki; 淳鈴木; Ryutaro Yura; 隆太郎由良; Yoshiki Oota; 吉喜太田; Tsutomu Kido; 勉城戸
Original assignee: Toto Ltd; Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Current assignee: Toto Ltd; Fuji Bellows Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-05-25
Filing date: 2000-05-25
Publication date: 2001-11-30
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP4126146B2

Abstract

(57)【要約】【課題】水道管からの供給水圧を利用して弁本体に設
けられた二つの出力ポートにそれぞれ一定水量の水道水
を交互に流すための切り換え弁装置について、圧力損失
の改善を図る。【解決手段】水の入口ポート２２および出力ポート２
３，２４は下流方向に向かって截頭円錐形に拡大する
１．５〜１５度のベンチュリ管角度で構成され、バキュ
ームブレーカー８，９の弁室８ｄは底径を基に開放側に
向かってテーパ管状に拡大した壁面で構成され，かつフ
ロートバルブ８ａの支持構造は円錐形態支持型構造であ
り、フロートバルブ８ａの環状の弁部８ｂ上面部が撫で
肩形状であり、かつフロートバルブ８ａに取り付けられ
たパッキン８ｍの外周側が弁部８ｂから離れるように取
り付けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水道管からの供給
水圧を利用して弁本体に設けられた二つの出力ポートに
それぞれ一定水量の水道水を交互に流すための切り換え
弁装置に関するもので、特に圧力損失を改善した水洗式
大便器の低圧損型切り換え弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】洋式水洗式大便器は、水道水の供給方式
によって、タンク方式あるいはフラッシュバルブ方式の
大きく二つに大別される。前者のタンク方式の場合は、
水道水の供給圧が比較的低いところでも十分な洗浄能力
を発揮することができるが、タンク内に洗浄水を貯蔵す
る時間が必要なため、公衆向けの連続使用が要求される
ところでは、後者のフラッシュバルブ方式が適切であ
る。

【０００３】後者のフラッシュバルブ方式の場合は、水
道水の供給水圧を安定させて大便器側のリムとジェット
ノズルの吐出機能（吐き出し流量）を確保するととも
に、吐出のタイミングを電気的に制御することで初め
て、少ない水量で最大の洗浄効果が発揮できる。かかる
性能の実現には、上流側から順に、水の圧力又は流量を
制御する機能、フラッシュバルブ機能、水路切り換えバ
ルブ機能、バキュームブレーカー機能（逆流防止機能）
が少なくとも必要である。

【０００４】前記フラッシュバルブ方式では、一回の使
用量が一般の１６リットルに対して１／２以下である米
国の規制値１．６ガロン（約６リットル）を目標とする
ことが多く、最近では小型化、高級嗜好の傾向から性能
および機能を落とすことができないという状況にある。

【０００５】しかし、前記フラッシュバルブ方式の場合
は、供給水圧が低くなると汚物を引き込むためのサイホ
ン現象が不発となり洗浄不良を起こしやすい。従って、
前記方式による場合には供給水圧を確保する必要があ
る。一般住宅地を含めた水道水の供給圧力は０．０１９
６〜０．９８ＭＰａ（０．２〜１０ｋｇ／ｃｍ²）とば
らついており、従来品における低圧側の対応圧力は約
０．０６８６ＭＰａ（０．７ｋｇ／ｃｍ²）である。特
に前記バラツキ圧との関係で、０．０１９６〜０．０６
８６ＭＰａ（０．２〜０．７ｋｇ／ｃｍ²）の供給水圧
の低い地域での前記方式を使用する場合、圧力損失によ
る水圧の低下が多大な影響をおよぼす。一般的に圧力損
失は、流体が流路を通過することで流路内に発生する乱
流や渦によりエネルギーが消費された結果圧力の変化と
してとらえられる現象である。

【０００６】ここで、特開平１１―９３２３９号（水洗
トイレの定量切換弁装置）と特開平１１―３２５２８７
号（分配止水弁）は、前記の性能および機能が取り入れ
られて提供された従来例である。そして図８は前記従来
例の概要を総合的にまとめた構成縦断面図である。

【０００７】図８中の弁筐体１００は、弁筐体本体部２
００、下部筐体部３００および上部筐体部４００の３つ
に分割される。弁筐体本体部２００は、主弁座２０１
と、水道管に接続されかつ定流量弁５００を流路に備え
た入口ポート２０２と、リム側出力ポート２０３と、ジ
ェット側出力ポート２０４とを備え、そして弁筐体本体
部２００の内部には切り換え弁７００が配置されてい
る。下部筐体部３００は、前記主弁座２０１に着座しダ
イヤフラム式パイロット弁で構成されたフラッシュバル
ブ６００が配置される。更に上部筐体部４００には、図
９に示すように、バキュームブレーカー８００（８００
ａ、８００ｂ）のフロートバルブ８０１を摺動自在に支
持する支軸８０２が設けられている。前記３つの筐体は
複数のボルトで水密的に連結組み立てられ一体となる。
そして、図８に示すように、入口ポート２０２から各出
力ポート２０３、２０４に至る流れ矢印線で図示した流
路が形成される。

【０００８】バキュームブレーカー８００には、リム側
出力ポート２０３の流路に設けたバキュームブレーカー
８００ａとジェット側出力ポート２０４の流路に設けた
バキュームブレーカー８００ｂがある。バキュームブレ
ーカー８００ａと８００ｂは同構造でありかつ同機能を
有するもので、ここでは８００ａのみ説明する。バキュ
ームブレーカー８００ａのフロートバルブ８０１ａは、
パイプ状ハブ８０３ａと環状弁体８０４ａとで構成さ
れ、常態では切り換え弁７００から前記出力ポート２０
３へ通じる貫通孔７０１ａを塞ぎ、そして弁室上方の大
気開放孔８０５ａを開け、前記リムまでの流路が大気に
開放されている状態にある。流体が流れてくるとその流
勢と圧力でフロートバルブ８０１ａが押し出され支軸８
０２ａに沿って上昇し、大気開放孔８０５ａを閉じ、水
頭が出力ポート２０３へ導かれる。そして水流がなくな
ると自重で落下し元の貫通孔７０１ａを再度閉じる。

【０００９】図９は、図８で説明したバキュームブレー
カー８００の常態における代表説明図である。弁体の支
持構造は図９に示すように支軸８０２にフロートバルブ
８０１のパイプ状ハブ８０３の中心穴を係合させ、支軸
８０２に沿って上にストロークＳを摺動させる、いわゆ
る中心軸支持型式である。中心軸支持型式の場合は、弁
の傾きを防止するため係合摺動部の隙間をできる限り小
さくする必要がある。

【００１０】しかし、前記隙間を小さくすると係合摺動
部への微細なゴミや異物の浸入によっても動作不具合が
発生し、ゴミ等による動作不具合が生じない程度に前記
隙間を大きくとると、図１０に示すように弁がかじり易
くなることから動作不具合が発生し易くなる。この点を
考慮して図１０に示したような初期動作かじり不具合が
発生しない傾きを考慮すると、図９に示される係合長さ
ｂが必然的に決まり、弁ストロークＳを決めれば、弁室
の懐の大きさｄも決まる。そして前記弁室の懐の大きさ
ｄに比例して、バキュームブレーカー８００の弁室の容
量は増加することとなる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかし、入口ポート２
０２から各出力ポート２０３に至る流路内面は、流れ矢
印線で図示したように屈曲屈折の連続で、しかも、その
姿勢は水平、垂直の上昇下降と全方位的であるため、水
頭が流路の壁へ幾度となく突き当たり、流体（水）の圧
力損失が生じることとなる。特に流路内に段部があると
流路内に乱流や渦が発生しやすく、流体の圧力損失は更
に悪化することとなる。

【００１２】またバキュームブレーカー８００の弁室の
容量が狭い場合は流体の圧力損失が悪化する原因とな
る。この点で中心軸支持型構造の従来例の場合は、貫通
孔７０１ａ側にパイプ状ハブ８０３の底部を突出させて
弁室の懐の大きさを確保しているが、突出部Ｒはフロー
トバルブ８０１の押し出し動作の効率と安定性等を考慮
したときに大きな問題となりうる。

【００１３】本発明の目的は、これらの課題を解決する
ためのものであり、流体の出入口ポート部における渦の
発生の抑制、バキュームブレーカーの弁支持構造や弁室
容量の改善等により圧力損失の改善を図った切り換え弁
装置を提供することを目的とするものであり、特に水洗
式大便器の切り換え弁装置に関する。

【００１４】

【発明を解決するための手段】請求項１の発明において
は、水道管からの供給水圧を利用して弁本体に設けられ
た二つの出力ポートにそれぞれ一定水量の水道水を交互
に流すための切り換え弁装置において、水の出入口ポー
トは下流方向に向かって円錐形に拡大するベンチュリ管
角度で構成されていることを特徴とする。また請求項２
のように弁筐体を合成樹脂により各出力ポート部を含め
た成形体であるとよく、あるいは、請求項３のように下
流方向に拡径するように傾斜するテーパー状の傾斜面を
備えたベンチュリ管を挿入するようにしてもよい。

【００１５】また請求項４の発明においては、水道管か
らの供給水圧を利用して弁本体に設けられた二つの出力
ポートにそれぞれ一定水量の水道水を交互に流すための
切り換え弁装置において、各バキュームブレーカーにお
けるフロートバルブを備えた弁室は底径を基に開放側に
向かってテーパ管状に拡大した壁面を備えており、前記
フロートバルブの軸と上部筐体に固定された支軸は軸方
向に相対的に移動可能な遊嵌でフロートバルブの上部を
支持し、かつ、切り換え弁流出口の閉弁状態では、フロ
ートバルブにおける環状の弁部の外径と前記弁室底のテ
ーパ管状立ち上げ壁面円周部でフロートバルブの下端部
を支持し、大気開放孔の閉弁状態ではパイプ状ハブ（中
空軸部）の底付き穴と支軸の先端部の接触部または上部
弁座とフロートバルブにおける環状の弁部上面の接触部
でフロートバルブを支持する円錐形態支持型構造を特徴
とするものである。

【００１６】さらに請求項５の発明においては、請求項
１において、バキュームブレーカーのフロートバルブの
環状の弁部上面部が縦断面において周辺部に対して下向
きとなる傾斜面で構成される撫で肩形状であり、かつパ
ッキン下面部の外周縁が環状の弁部上面部の外周縁から
離れているようにパッキンが環状の弁部に取り付けられ
ていることを特徴とするものである。この場合、請求項
６のように、前記パッキンが縦断面において、環状の弁
部上面に対向すると共に上向きに傾斜するようにフロー
トバルブに取り付けられているとよい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明を図面に示す実施例に
基づき説明する。図１は本発明の概要をまとめた構成縦
断面図であり、図８に示した従来例に対応したものであ
る。また図２は図１中の上部弁筐体４の拡大図である。
図１中の弁筐体１は、弁筐体本体２、下部弁筐体３、上
部弁筐体４に３分割されており、弁筐体本体２の上部に
上部弁筐体４の下部が水密に嵌合されると共に、下部に
下部弁筐体３の上部が水密に当接されて、それぞれボル
ト（図示省略した）により着脱自在に弁筐体本体２に装
着されている。

【００１８】弁筐体本体２には、定流量弁５が嵌合され
かつ下流方向にベンチュリ管１０が設けられた入口ポー
ト２２、リム側出力ポート２３、ジェット側出力ポート
２４が設けられており、切り換え弁７を内部に備えてい
る。

【００１９】ベンチュリ管１０は、図４に示されるよう
に、外形形状は弁筐体本体２の抜け勾配のテーパ部と嵌
合するように形成され、内形形状は小径部側が対面する
定流量弁５のオリフィス孔５ａの径と合致させるように
接合し、この接合部から下流方向に向かって漸次截頭円
錐形状に拡大するように傾斜するベンチュリ管角度のテ
ーパ状内周面で形成されている。ベンチュリ管角度は
１．５度から１５度、好適には５度から１５度、特に好
適には５度から６度に確保される。以後ベンチュリ管角
度と表現した場合は、前記の１．５度から１５度を指す
ものとする。そしてベンチュリ管１０の開放端は弁筐体
本体２の抜け勾配の内径と一致しており、流路に渦の発
生するような段部はない。

【００２０】リム側出力ポート２３およびジェット側出
力ポート２４の内部は、下流方向に向かって円錐形に拡
大するベンチュリ管角度のテーパとなっており、流路内
には渦の発生するような段部がない。

【００２１】下部弁筐体３は内部にフラッシュバルブ６
を備えている。フラッシュバルブ６は自閉式の止水弁で
あり、主弁座２ａをダイヤフラム（図示せず）を使用し
た主弁体で閉じて止水する構造となっている。

【００２２】上部弁筐体４は並列した２つのバキューム
ブレーカー８、９を備えている。尚、バキュームブレー
カー９については、バキュームブレーカー８と同構造で
ありかつ同機能を有することから、ここではバキューム
ブレーカー８のみ説明し、図面には、符号９に符号８と
同様なアルファベット記号を付して説明を省略する。バ
キュームブレーカー８は、フロートバルブ８ａと、弁筐
体本体２に設けられる切り替え弁７の流出口７ａ付近に
設けられた下部弁座８ｅおよび上部弁筐体４の下部嵌合
部下面に、支軸８ｆの中心線に直角な下面からなる上部
弁座８ｊを備えた弁室８ｄから構成される。そしてバキ
ュームブレーカー８は、リム側出力ポート２３の付け根
と切り換え弁７の流出口７ａの交差する箇所に設けられ
ており、常態では大気開放の態勢を取り、断水などによ
り給水管が減圧したような場合でも、リム側出力ポート
が負圧になることを防止した構造となっている。

【００２３】フロートバルブ８ａは、縦断面において、
上面が半径方向の外側が順次下向きに傾斜する傾斜上面
を備えた撫で肩形状の環状（短筒状）の弁部８ｂとこの
上部に一体に連設されたパイプ状ハブ（中空軸部）８ｃ
で構成されている。また環状の弁部８ｂの上面と環状フ
ランジとの間の環状溝８ｎには、環状のパッキン８ｍが
配置され、パイプ状ハブ（中空軸部）８ｃの付け根部に
設けられた前記環状溝８ｎにきつめに前記パッキンは嵌
合している。前記パッキン８ｍの下面は、パッキン８ｍ
の下面部の中心部から外周縁に向かって漸次環状の弁部
上面８ｐの外周縁に行くにしたがって離れた状態で取り
付けられ、外周縁においては最大に離れた状態となり、
前記パッキン８ｍの下面と環状弁体上面８ｐとの間に
は、パッキン８ｍ用の環状の弾性変形許容空間が形成さ
れている。この弾性変形許容空間はパッキン８ｍが環状
弁体上面８ｐに当接した状態から離れる場合の弾性的な
復元力を大きくし、フロートバルブ８ａを上部弁座８ｊ
から強制的に離す作用を有している。

【００２４】フロートバルブ８ａの上部は、環状の弁部
８ｂの中心から上向きに伸び出たパイプ状ハブ（中空軸
部）８ｃの底付きガイド穴８ｇと上部弁筐体４から下向
きに伸び出るとともにこれに一体に固定された支軸８ｆ
の先端部とが軽く係合した状態にある。パイプ状ハブ
（中空軸部）８ｃと支軸８ｆは軸方向に相対的に移動可
能な遊嵌でフロートバルブ８ａの上部を支持する。

【００２５】弁室８ｄは、その立ち上げ底径を環状の弁
部８ｂがゴミ等の介在によって動作不良が発生しない適
切な間隔をもって若干大きくしてあり、立ち上げ底径を
基に開放側に向かってテーパ管状に拡大形態をとる。そ
して環状の弁部８ｂは、切り換え弁流出口７ａの下部弁
座８ｅに着座しており、環状の弁部８ｂの外径部は、弁
室８ｄの底の立ち上げ形状の中にある。

【００２６】本実施形態における弁支持構造はフロート
バルブ８ａの最下端部と最上端部の２箇所であり、すな
わちフロートバルブ８ａは、最下端においては、環状の
弁部８ｂの外径と弁室８ｄの上方に向かって拡径するよ
うに傾斜するテーパ状立ち上げ傾斜壁面の下端円周部Ｔ
により、また最上端においては、パイプ状ハブ（中空軸
部）８ｃの底付きガイド穴８ｇからなる開口部と支軸８
ｆの下端先端部Ｕによる２箇所で支持される構造となっ
ている。前記円周部Ｔと前記支軸８ｆの下端部Ｕによる
支持形態はこれらを結ぶ形状がほぼ円錐形となり、非常
に安定した支持形態であり安定した動作とすることがで
きる。

【００２７】前記支軸８ｆは、図３に示されるように、
前記上部弁筐体４と一体であって、前記筐体４から上向
きに伸び出た支持筒４ａ、複数の橋渡し部材４ｂを介し
て支持されている。支持筒４ａに設けられた窓（切欠開
口部）４ｃは、バキュームブレーカー８が動作不十分の
とき漏れた水を戻すためのものである。この戻り水はフ
ロートバルブ８ａの表面上を流れ、前記出力ポート２３
もしくは２４に至る。このようにフロートバルブ８ａは
漏れた戻り水に対し逆止弁機能を有する。そして、キャ
ップ形状のカバー４ｄは、支軸８ｆの上端部に固定さ
れ、支持筒４ａと窓４ｃとを被せるように設けられ、漏
れ水が飛散したときの遮蔽板として働く。

【００２８】本発明は、以上のように構成されており、
以下その作用について説明する。弁筐体１は、弁筐体本
体２、下部弁筐体３、上部弁筐体４に３分割されている
ことを記載したが、前記の各制御内装品を組み込んだ後
はボルト等で水密的に一体となって提供されるものであ
る。そして図１中に流れ矢印線で示す流路が形成され
る。

【００２９】定流量弁５は水道水の供給圧力が如何に変
動しようとも、一定の流量を下流方向に供給する。前記
定流量弁５の下流側に位置するダイヤフラム（図示せ
ず）を備えたフラッシュバルブ６におけるパイロットバ
ルブ（図示せず）を開動（開弁）すると、図１における
主弁座２ａが前記ダイヤフラムの背圧室の圧力を解除
し、流体（水）を下流方向に向って一気に流出する。前
記パイロットバルブが閉動（閉弁）すると、前記背圧室
の圧力が上昇することで弁主体が閉じ流水が止まる。前
記パイロットバルブの動作源は小型モーターまたはソレ
ノイドを使用することが多い。

【００３０】一般に弁筐体などを合成樹脂射出成形体で
形成する場合には、型抜きのための深い凹部には抜け勾
配が設けられ、この抜け勾配のテーパ角度は１度以内が
一般的であるが、本発明の入口ポート２２、リム側出力
ポート２３、ジェット側出力ポート２４のベンチュリ管
角度は、１．５度から１５度の範囲内である。前記の角
度の範囲であれば、この部分において乱流や渦の発生す
ることがなく、圧力損失を著しく減少させる効果を享受
でき、この効果を最大限享受するには、ベンチュリ管角
度を５度から１５度、特に５度から６度の範囲にするの
が好適である。

【００３１】リム側出力ポート２３およびジェット側出
力ポート２４のベンチュリ管角度については、入口ポー
ト２２と同様にベンチュリ管を挿入することでベンチュ
リ管角度としてもよいが、弁筐体１を熱可塑性または熱
硬化性の合成樹脂の射出成形体で形成し、各出力ポート
２３、２４の抜け勾配をベンチュリ管角度にすると、前
記出力ポートのベンチュリ管角度が弁筐体本体２と一体
的に形成され、別にベンチュリ管を前記出力ポートに挿
入する必要がなくなる点で好適である。

【００３２】入口ポート２２から供給された水は、一旦
フラッシュバルブ６の主弁座２ａで止められ待機状態に
おかれる。この待機状態では定流量弁５並びにベンチュ
リ管１０の働きは全くない。フラッシュバルブ６の起動
弁であるパイロットバルブのモーターに起動の信号が入
るとフラッシュバルブ６は主弁座２ａを開けて下流方向
へ水を流す。定流量弁５とベンチュリ管１０の機能は、
開弁で発生した流れを受けて初めて発揮されるものであ
る。尚、ベンチュリ管１０の材質は、水との相性が良け
れば限定するものではないが、ゴム等の弾性材を使用す
る場合には取付周囲部品とのシール性が向上する効果が
ある。

【００３３】切り換え弁７は、フラッシュバルブ６側か
ら流れてきた水をリム側出力ポート２３又はジェット側
出力ポート２４へ配水する。この切り換え動作源は、前
記パイロットバルブと同様に小型モーターまたはソレノ
イドを使用することが多い。一般的にこれらの動力源は
バルブ毎に準備されることはなく、１つに集約して計画
される。

【００３４】切り換え弁７における切り換えパターンは
種々考えられる。切り替えパターンの組み合わせによっ
て節水効果並びに洗浄効果が大きく違う。ここでは代表
例を１つあげておきたい。通常ではリム出力側ポート２
３に切り換えてあって、前記フラッシュバルブ６の開弁
による水頭は、バキュームブレーカー８のフロートバル
ブ８ａを押し上げ、リム出力側ポート２３に流れる。こ
の開始から若干時間をずらして、今度はジェット側出力
ポート２４にも配水し、並行した状態で配水が続いた
後、リムへの配水を止め、ジェット側出力ポート２４の
みに配水し、そしてしばらくしてジェット側出力ポート
２４への配水を止め、再度リム側へ配水して動作が完了
に至るというパターンである。このように切り換え弁７
を切り換えるたびに、フロートバルブ８ａは上下動作を
して下流側の真空を解除する。切り換え弁７の動作源は
従来と同様小型モーターや電磁弁でよく、電気回路で制
御される。

【００３５】切り換え弁７側からの吐出水流並びに水圧
を受けてフロートバルブ８ａが上昇すると、フロートバ
ルブ８ａが上部弁座８ｊに達し、大気開放孔８ｋが閉じ
る。そして該閉状態を水流がある間は持続し、水流がな
くなると同時に上部弁座８ｊからパッキン８ｍの作用に
より強制的に離脱し、落下することで直ちに大気開放孔
８ｋを開ける。そのためフロートバルブ８ａの材質は、
水に浮いてもらうため水より小さな比重の材料であれば
限定する必要はないが、ポリプロピレン材が好適であ
る。

【００３６】前記フロートバルブ８ａの昇降動作におい
て、フロートバルブ８ａの支持構造は、前記したよう
に、フロートバルブ８ａの下端部と円周部Ｔの係合部と
上端部と支軸８ｆの係合部Ｕの支持形態を結ぶ形状がほ
ぼ円錐形となり、この形態はフロートバルブ８ａの上昇
および下降においてもほぼ同様な支持形態であるため非
常に安定した動作ができる。すなわち、フロートバルブ
８ａが切り換え弁流出口の閉弁時において落下の途中で
傾くような事態が発生しても、フロートバルブ８ａにお
ける環状の弁部８ｂの外径部が弁室８ｄのテーパ状の立
ち上げ壁に当たり中心部に案内されて所定の位置に着座
することから、かじって動作不具合になるようなことが
ない。この支持構造は、従来品の中心軸支持型に対し円
錐形態支持型構造といえる。円錐形態支持型構造をとる
ものであれば図中の組み合わせに限定するものではな
く、例えば、フロートバルブ８ａ側の上部を中実の円柱
状の軸状にし、上部弁筐体４側の支軸８ｆを上面を備え
た中空の支軸（必要に応じ上部が縮径するように傾斜す
るテーパー内面とする）とする組み合わせでもよい（図
示を省略した）。

【００３７】またフロートバルブ８ａの大気開放孔の閉
弁時の支持位置は、パイプ状ハブ（中空軸部）の底付き
穴８ｇと支軸８ｆの先端部の接点（係合部）に限定する
ことはなく、上部弁座８ｊとフロートバルブ８ａの環状
の弁部８ｂの上面８ｐの接点（係合部）であってもよ
い。図示の場合、支軸８ｆの先端部（下端部）は、上部
弁座８ｊの下面から弁室８ｄ側へ突出していないので、
組立作業における取り扱い中に、他の部分にぶつけて支
軸８ｆを折損することがなくなる点でも好適である。

【００３８】前記のように、円錐形態支持型構造とした
ことから従って支軸８ｆと底付き穴８ｇとの隙間は、ゴ
ミ詰まりの発生しない充分なものが設定できる。前記隙
間は径で２ｍｍ以上あっても支障はない。尚、支軸８ｆ
と底付き穴８ｇの形態を図１中でテーパ状としたのは、
製造上の抜け勾配を付けたものであって、この組み合わ
せ部に関しては、機能上必ずしもテーパ形状である必要
はない。

【００３９】ここで、図５に示す本発明の円錐形態型支
持構造を採用した場合における弁室８ｄの懐の大きさ
を、図９の従来例と比較して説明する。図９に示す支軸
８０２の径が４ｍｍ、係合摺動部の隙間を動作傾き及び
かじりによる動作不良を考慮して径で０．８ｍｍ、かじ
り不具合が起きない傾きを５度とすると、図９中、ｂは
約９．５ｍｍ程度となる。ストロークＳを１２ｍｍと
し、図９中ａとｃの寸法を多少ゆとりを見て１３ｍｍと
したとき、ｄは９．５＋１３＋１３＝３５．５ｍｍとな
る。

【００４０】一方、図５において本発明の円錐形態型支
持構造における弁室８ｄの懐の大きさｄを検討する。従
来例と同じくｄ＝３５．５ｍｍとした場合、弁ストロー
クｓ１はどのくらい大きくとれるのかを検討すると、ｄ
＝ｄ１、ａ１＝ｃ１＝ｓ１＋１、そして前記軽く係合す
る量ｂ１を２ｍｍとしたとき、ｄ１＝ａ１＋ｂ１＋ｃ１
＝ｂ１＋２（ｓ１＋１）となり、この式を展開すると、
ｓ１＝（ｄ１−ｂ１−２）、よって、ｓ１＝１５．７５
ｍｍとなる。従って図９の従来例のｓ＝１２と比較して
３１％の向上となり、この分圧力損失が少なくできる点
で特に有利である。

【００４１】更にｓ＝ｓ１としたときにどのくらい小型
化できるか検討すると、弁室８ｄの懐の大きさｄ１は、
上記式からｄ１＝ｂ１＋２（ｓ１＋１）であり、ｄ１＝
２８ｍｍとなる。したがって圧力損失を維持しつつ、従
来例のｄ＝３５．５より２１％も小型化することも可能
であり、設計段階における選択の幅が広がることにな
る。

【００４２】また円錐形態型支持構造においては、従来
例のように弁下面部に突起部Ｒを設けなくとも、弁室の
懐の大きさｄを確保できるので、設計上の選択の余地が
ひろがることとなる。例えば、図１のようにフロートバ
ルブ８ａの弁部８ｂの下面部に、中心軸線に対して対称
的な断面円弧状の吐出水受け凹部８ｈを設け、周囲をス
カート状（筒状）の環状縁の弁部８ｂとすることも可能
である。この場合には吐出水受け凹部８ｈの凹部体積の
分、上部弁座８ｊに着座したときに下側の弁室８ｄの容
積を大きくすることができ、更に圧力損失が低下する点
で有利である。

【００４３】尚、圧力損失を考慮して、弁室８ｄの容積
を出来るだけ大きくしたいことから、弁室８ｄの立ち上
げ底径を基としたテーパ角度については、通常の抜け勾
配テーパ角度よりも大きいほうが好適である。

【００４４】またフロートバルブ８ａが上昇するとき
は、吐出水の水頭が環状の弁部８ｂの背後に回りこん
で、大気開放孔８ｋから大量に流出することがあっては
ならず、水流がなくなる状態では、フロートバルブ８ａ
と上部弁座８ｊが関与水による水の表面張力や水の粘性
等の影響で吸着し、離脱、落下しないようであってはな
らない。

【００４５】本発明では、フロートバルブ８ａが水流に
よって上昇し、大気開放孔８ｋを閉じたとき、パッキン
８ｍは弁座８ｊとの距離を目一杯動作して弾力を貯え
（図６参照）、水流がなくなると、弾力を放ち弁座８ｊ
からバルブを離す。したがってパッキン８ｍの材質は弾
力性のあるゴム又は合成樹脂が好適である。

【００４６】またフロートバルブ８ａは、環状の弁部８
ｂの上面８ｐが前記撫で肩形状であるため、上部弁座８
ｊへ着座したとき僅かではあるが、大気開放孔８ｋへ移
動した状態で止まる。この分水平弁面の従来品と比較し
たとき、弁室８ｄの容量が向上することから圧力損失も
低下する。環状の弁部８ｂの上面部の傾斜角度は、特に
限定するものではないが、軸方向に直角な直角面から下
向きに約１０度が好適である。更に上部弁座８ｊとの着
座形態が面接触ではなく、環状の線に近似する線接触に
なるため、関与水による上部弁座８ｊとの吸着性は全く
考えられず、前記の弁離れ機能を確実にすることができ
る。

【００４７】図７は前記バキュームブレーカー８、９を
構成するフロートバルブ８ａの他の実施形体を示したも
のである。図７ａは、環状パッキン８ｍの内穴端面に角
度Ｑをつけて、上方に向かって拡径するように傾斜内周
面を設けた場合であり、図７ｂは環状溝８ｎ自体を軸方
向に傾斜した溝、すなわち半径方向外側に行くに従って
外側環状パッキン８ｍが環状の弁部８ｂの上面から離れ
るように溝部への取付自体をＱ２傾けて構成したもので
ある。図８の実施形態では、環状パッキン８ｍの取付状
態は水平なものであったが、水平位置から外側を若干立
ち上げておちょこ状形態（椀状）とし、図６に示される
フロートバルブ８ａの大気開放孔の閉弁状態からの弁座
離れ効果を更に馬力（弾発力による離脱力の増大）をか
けて向上させようとするものである。パッキン８ｍの立
ち上げ角度は特に限定するものではないが、軸方向に対
して直角面から上向きに約１０度が好適である。

【００４８】そして、前記おちょこ状（椀状）形態とし
たことで、水平状態と比較して上部弁座８ｊに達する時
間が短くなり、環状の弁部８ｂの背面に回りこんだ水
が、大気開放孔８ｋから漏れ出す確率が大幅に下がる。
円錐形態型支持構造においては従来例と比較して弁室の
懐が深く、環状の弁部８ｂの背面に回りこむ水も多くな
りうるため特に有利である。

【００４９】以上、本発明を図面に示す実施例に基づい
て説明してきたが、本発明は実施例における水洗式大便
器の給水弁のみに限定されるものではなく、水道管から
の供給水圧を利用して弁本体に設けられた二つの出力ポ
ートにそれぞれ一定水量の水道水を交互に流すための切
り換え弁装置に関するものであれば本発明が適用されう
る。

【００５０】

【発明の効果】本発明により、切り換え弁装置における
圧力損失が向上するため、水洗式大便器の水道水の供給
圧力が、比較的低下した領域でも可能であり、低圧地域
でのフラッシュバルブ方式の利用が可能となる。特に、
従来では前記方式を利用できなかった水道圧が０．０４
９ＭＰａ（０．５ｋｇ／ｃｍ²）圧の地域まで、前記方
式による多人数対応の連続使用対応等の利便性を享受で
きる点で著しく顕著な効果がある。

【００５１】また、フロートバルブの円錐形態型支持構
造により、圧力損失を抑えつつバキュームブレーカーを
小型化することもできるので、装置の設計段階の自由度
が向上し、省スペース、高インテリア化などの小型化、
高級嗜好化に対応できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概要をまとめた構成縦断面図
である。

【図２】図１に示した上部弁筐体の拡大図である。

【図３】図１に示されるバキュームブレーカーの大気開
放孔上部を斜め上から見たときの斜視図で、カバーが取
り外された状態を示す。

【図４】図１に示される入口ポートの流路内に設けられ
たベンチュリ管を上流側の斜め上から見たときの斜視図
である。

【図５】図１に示されるバキュームブレーカーのフロー
トバルブの支持構造を説明するための断面図である。

【図６】図１に示されるバキュームブレーカーのフロー
トバルブが流水によって上部弁座まで押し上げられ大気
開放孔が閉じられた状態を示す断面図である。

【図７】本発明の第２実施例であって、パッキンの取付
状態（ａ、ｂ）が異なるバキュームブレーカーのフロー
トバルブを示した断面図である。

【図８】従来例の概要を総合的にまとめた構成縦断面図
である。

【図９】図８に示されるバキュームブレーカーのフロー
トバルブの支持構造を説明するための断面図である。

【図１０】図８に示されるバキュームブレーカーについ
て、係合摺動部隙間を大きくした場合のかじりによる弁
の動作不具合例を示した断面図である。

【符号の説明】

１弁筐体２弁筐体本体３下部弁筐体４上部弁筐体４ａ支持筒４ｂ橋渡し部材４ｃ窓（一部切欠開口部）４ｄキャップ形状のカバー５定流量弁６フラッシュバルブ７切り換え弁７ａ切り換え弁流出口７ｂ切り換え弁流出口８バキュームブレーカー８ａフロートバルブ８ｂ環状の弁部８ｃパイプ状ハブ（中空軸部）８ｄ弁室８ｅ下部弁座８ｆ支軸８ｇ底付き穴８ｈ吐出水受け凹部８ｊ上部弁座８ｋ大気開放孔８ｍ環状パッキン８ｎ環状溝８ｐ環状の弁部上面９バキュームブレーカー１０ベンチュリ管２２入口ポート２３リム側出力ポート２４ジェット側出力ポート１００弁筐体２００弁筐体本体部２０１主弁座２０２入口ポート２０３リム側出力ポート２０４ジェット側出力ポート３００下部筐体部４００上部筐体部５００定量弁６００フラッシュバルブ７００切り換え弁７０１ａ貫通孔８００バキュームブレーカー８０１ａフロートバルブ８０２ａ支軸８０３ａパイプ状ハブ８０４ａ環状の弁部８０５ａ大気開放孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者中村貴信神奈川県大和市深見東１丁目６番８号富士精工株式会社内 (72)発明者押田正洋神奈川県大和市深見東１丁目６番８号富士精工株式会社内 (72)発明者鈴木淳神奈川県大和市深見東１丁目６番８号富士精工株式会社内 (72)発明者由良隆太郎神奈川県大和市深見東１丁目６番８号富士精工株式会社内 (72)発明者太田吉喜福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内 (72)発明者城戸勉福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１号東陶機器株式会社内Ｆターム(参考） 2D039 AA02 BA06 BA10 BB01 DB00 3H055 AA02 AA23 BA12 BC01 CC03 CC12 DD15 DD22 GG12 GG22 JJ03 JJ08 JJ13 JJ15 JJ20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】水道管からの供給水圧を利用して弁本体
に設けられた二つの出力ポートにそれぞれ一定水量の水
道水を交互に流すための切り換え弁装置において、弁筐
体における水の入口ポートおよび出力ポートの流路内周
面は、下流方向に向かって拡径するように傾斜するテー
パー状内面で構成されていることを特徴とする低圧損型
切り換え弁装置。
【請求項２】前記切り換え弁装置の弁筐体が合成樹脂
成形体であり、入口ポートおよび出力ポートが１．５〜
１５度のベンチュリ管角度のテーパー状内面であり、か
つ一体成形により弁筐体に出力ポートが形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の低圧損型切り換え弁
装置。
【請求項３】内径側が下流方向に向かって前記ベンチ
ュリ管角度を有するベンチュリ管を入口ポートに挿入す
ることで、入口ポートのベンチュリ管角度が構成されて
いることを特徴とする請求項１に記載の低圧損型切り換
え弁装置。
【請求項４】水道管からの供給水圧を利用して弁本体
に設けられた二つの出力ポートにそれぞれ一定水量の水
道水を交互に流すための切り換え弁装置において、各バ
キュームブレーカーにおけるフロートバルブを備えた弁
室は底径を基に開放側に向かってテーパ管状に拡大した
壁面を備えており、前記フロートバルブの軸と上部筐体
に固定された支軸は軸方向に相対的に移動可能な遊嵌で
フロートバルブの上部を支持し、かつ、切り換え弁流出
口の閉弁状態では、フロートバルブにおける環状の弁部
の外径と前記弁室底のテーパ管状立ち上げ壁面円周部で
フロートバルブの下端部を支持し、大気開放孔の閉弁状
態では前記軸相互の接触部または上部弁座とフロートバ
ルブにおける環状の弁部上面の接触部でフロートバルブ
を支持する円錐形態支持型構造を特徴とする低圧損型切
り換え弁装置。
【請求項５】水道管からの供給水圧を利用して弁本体
に設けられた二つの出力ポートにそれぞれ一定水量の水
道水を交互に流すための切り換え弁装置において、バキ
ュームブレーカーのフロートバルブにおける環状の弁部
上面部が縦断面において半径方向外側が下向きとなる傾
斜面で構成されるほぼ撫で肩形状であり、かつ前記傾斜
面に対向するように配設されるパッキン下面部の外周縁
が、前記環状の弁部上面部の外周縁から離れるように前
記パッキンが前記フロートバルブに取り付けられている
ことを特徴とする請求項１の低圧損型切り換え弁装置。
【請求項６】前記パッキンが縦断面において環状の弁
部上面に対向すると共に外周側が上向きに傾斜するよう
にフロートバルブに取り付けられていることを特徴とす
る請求項５に記載の低圧損型切り換え弁装置。