JP2006300112A

JP2006300112A - パイロット式バルブ

Info

Publication number: JP2006300112A
Application number: JP2005118992A
Authority: JP
Inventors: Masaki Aoki; 正樹青木
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2005-04-15
Filing date: 2005-04-15
Publication date: 2006-11-02

Abstract

【課題】背圧室内の水を短時間で抜き出すことが可能であるとともに背圧室に連通した導入小孔，パイロット小孔等各小孔への水の残留を防止して、それら小孔内の水の凍結によりバルブ機能が損なわれてしまうことのないパイロット式バルブを提供する。
【解決手段】主水路２６を開閉する主弁３２と、内部の圧力を主弁３２に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室３４と、主水路２６における１次側水路２６Ａの水を背圧室３４に導入する導入小孔３６と、背圧室３４の水を流出させるパイロット小孔３８と、パイロット小孔３８を開閉するパイロット弁４２とを有するパイロット式バルブ２８において、背圧室３４及び導入小孔３６，パイロット小孔３８の各小孔に加圧エアを供給して残留水を吹き飛ばすエア供給装置を設ける。
【選択図】図２

Description

この発明はパイロット式バルブに関し、詳しくは水抜きの機能を備えたパイロット式バルブに関する。

従来、主水路を開閉する主弁と、内部の圧力を主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、主水路における１次側水路と背圧室とを連通させ、１次側水路の水を背圧室に導入する導入小孔と、背圧室の水を流出させるパイロット小孔と、パイロット小孔を開閉するパイロット弁とを有するパイロット式バルブが様々な用途に用いられている。

ところで、寒冷地においてはかかるパイロット式バルブの背圧室内に水が残留したままであると夜間等に凍結を起し、その凍結による体積膨張によってバルブが損傷してしまう問題があり、従って寒冷地用のパイロット式バルブにおいては夜間等に水抜きをしておくことが必要となる。

下記特許文献１にはそのための水抜き機能を備えたパイロット式バルブが開示されている。
この特許文献１に開示のものでは、手動操作部１３によって背圧室内の排出機能部を開弁方向に押し上げて、背圧室と２次側水路とを連通させ、これにより背圧室内の水を２次側水路に流出させて主弁としてのダイヤフラム弁を開弁させ、またこれと併せて２次側水路と排出孔とを連通させて水抜きを行うようになしている。

また下記特許文献２にも同じく水抜き機能を備えたパイロット式バルブが開示されている。
この特許文献２に開示のものでは、操作ロッドの操作により突上げロッドを突き上げて、主弁としてのダイヤフラム弁を強制的に開弁させ、ダイヤフラム弁と弁座との接触部で水が凍り付いてダイヤフラム弁と弁座とが固着してしまうのを防止するようになしている。

しかしながらこれら特許文献１，特許文献２に開示のものは重力の作用で水を抜くものであるため、水抜きに時間がかかるとともに、水抜操作後においても背圧室の内面に表面張力で水が残ってしまう問題があり、特に背圧室に連通した導入小孔やパイロット小孔の内部では水が表面張力により残留したままとなってしまう問題がある。
而して表面張力でこれら小孔内に残った水が凍結を起すと、パイロット式バルブそのものが機能しなくなってしまう問題を生ずる。

特開２０００−２６６１９６号公報特許第３５６７５３２号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、背圧室内の水を短時間で抜き出すことが可能であるとともに背圧室に連通した導入小孔，パイロット小孔の各小孔の内部への水の残留を防止して、これら小孔内への水の残留及び凍結によりバルブ機能が損なわれてしまうことのないパイロット式バルブを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、(a)主水路を開閉する主弁と、(b)内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、(c)前記主水路における１次側水路と該背圧室とを連通させ、該１次側水路の水を該背圧室に導入する導入小孔と、(d)該背圧室の水を流出させるパイロット小孔と、(e)該パイロット小孔を開閉するパイロット弁と、を有するパイロット式バルブにおいて、前記背圧室及び前記導入小孔，パイロット小孔の各小孔に加圧エアを供給して残留水を吹き飛ばすエア供給装置を設けたことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記加圧エアの供給路にバルブ内の水が逆流するのを防止する逆止弁が設けてあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項２において、前記逆止弁がバルブボデーの内部に組み込まれていることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項２において、前記加圧エアの供給路の末端が前記パイロット小孔に接続されており、前記パイロット弁に前記逆止弁が備えられていることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記主弁がダイヤフラム弁であることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記パイロット式バルブが洗浄タンク内に給水を行うボールタップの給水バルブであることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、パイロット式バルブにおいて背圧室及び導入小孔，パイロット小孔の各小孔に加圧エアを供給して残留水を吹き飛ばすエア供給装置を設けたもので、本発明によれば、背圧室内の水抜きを短時間で速やかに行うことができるとともに背圧室に連通した導入小孔，パイロット小孔の各小孔内の水も加圧エアの吹き飛ばし作用によって確実に除去することができる。
従って本発明によれば、水抜操作後も各小孔内に水が表面張力により残留してしまう問題を解消することができ、従って各小孔内に残った水が凍結してバルブ機能を損なってしまう問題を良好に解決することができる。
ここで加圧エアの供給路は背圧室に直接接続しても良いし、或いは背圧室に連通した各小孔に接続するようにしても良い。

本発明では、加圧エアの供給路にバルブ内の水が逆流するのを防止する逆止弁を設けておくことが望ましい（請求項２）。

この場合においてその逆止弁はバルブボデーの内部に組み込んでおくことができる（請求項３）。
このようにすれば、バルブボデーの外部において加圧エアの供給路上に逆止弁を設ける場合に比べて装置構成を単純化し得、また所用部品点数も少なくすることができる。

一方、加圧エアの供給路の末端をパイロット小孔に接続するとともに、パイロット小孔を開閉するパイロット弁に上記の逆止弁を備えておくこともできる（請求項４）。
この場合においても装置構成を単純化し得、所用部品点数も少なくすることができる。
この場合においてパイロット弁には閉弁時に供給路の末端位置までパイロット小孔内に嵌入する嵌入部を備えておき、嵌入部をもって逆止弁と成すことができる。

本発明は、上記主弁がダイヤフラム弁である場合に適用して特に好適である（請求項５）。

また洗浄タンク内に給水を行うボールタップの給水バルブに好適に適用可能なものである（請求項６）。

次に本発明を洗浄タンク内部に便器洗浄用の水を給水するためのボールタップに適用した場合の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において１０は洗浄タンクで、１２は洗浄タンク１０内部に配設されたボールタップ、１４は浮き球である。
浮き球１４は、洗浄タンク１０内部の水位と連動して昇降動作する。
この浮き球１４には筒状の嵌合部１６が設けられていて、この嵌合部１６が、ボールタップ１２の本体ボデー１８から垂下した後述のガイドパイプ２０の外周面に嵌合している。
浮き球１４は、これらガイドパイプ２０と嵌合部１６との案内の下に昇降動作する。

浮き球１４にはまた連結部２２が設けられていて、その連結部２２に昇降ロッド２４が連結されている。そしてその昇降ロッド２４が、浮き球１４と一体に昇降動作するようになっている。

図２に示しているように、ボールタップ１２は主水路２６を開閉するパイロット式バルブ２８を有している。
このパイロット式バルブ２８はダイヤフラム式の弁であって、バルブボデー２９と、主弁座３０への着座又はこれからの離間によって主水路２６における１次側水路２６Ａと２次側水路２６Ｂとを遮断又は連通させる、即ち主水路２６を開閉するダイヤフラム弁から成る主弁３２と、その背後に形成され、内部の圧力を主弁３２に対し閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室３４と、主弁３２の中心部を貫通し、１次側水路２６Ａと背圧室３４とを連通させて、１次側水路２６Ａの水を背圧室３４内部に導入する導入小孔３６と、背圧室３４に連通して設けられ、背圧室３４内の水を洗浄タンク１０内部に流出させるパイロット小孔３８と、パイロット弁座４０への着座及び離間によってパイロット小孔３８を開閉するパイロット弁４２とを有している。

このパイロット式バルブ２８は、図３に示す通常の状態では背圧室３４の内部の圧力が給水圧に打ち勝って主弁３２を閉弁状態に維持している。
この状態で図５に示しているようにパイロット弁４２が開弁すると、背圧室３４内の水がパイロット小孔３８を通じて洗浄タンク１０内部に流出する。
すると背圧室３４内の圧力が低下して主弁３２が給水圧により開弁し、ここにおいて主水路２６が開放状態となって１次側水路２６Ａから２次側水路２６Ｂへと水が流れ、そして２次側水路２６Ｂに流れ込んだ水が吐水口４４から吐水される。

吐水口４４からの吐水はガイドパイプ２０に案内されて洗浄タンク１０内部に給水される。
また２次側水路２６Ｂに流れ込んだ水の一部が、接続管４５を通じて洗浄タンク１０上部の手洗い用の吐水管に導かれ、そこから手洗鉢へと落下させられる。

一方パイロット弁４２がパイロット弁座４０に着座してパイロット小孔３８が閉鎖されると、ここにおいて導入小孔３６を通じて１次側水路２６Ａ内の水が背圧室３４内に流入することにより背圧室３４内部の圧力が上昇し、主弁３２に対する閉弁方向の押圧力を増大させる。
そしてその押圧力が給水圧に打ち勝つことで主弁３２が閉弁し主水路２６を閉鎖させる。

図４に示しているように、ボールタップ１２はパイロット式バルブ２８を開閉するための開閉機構４６を有している。
開閉機構４６は、浮き球１４と一体に昇降動作する上記の昇降ロッド２４と、一端部が昇降ロッド２４の上端部に相対回動可能に連結された作用アーム４８とを有している。
作用アーム４８の他端部には開閉レバー５０が軸５２周りに一体回動状態に連結されており、この開閉レバー５０の下端部に上記のパイロット弁４２が一体に備えられている。

このボールタップ１２では、洗浄タンク１０の底部の排出弁が開かれて洗浄タンク１０内部の水が排出口を通じて便器側に放出されると、図４（Ｂ）に示しているように洗浄タンク１０内部の水の水位の下降に伴なって浮き球１４が下降し、そしてこの浮き球１４の下降により開閉レバー５０が開かれて、図５に示しているようにパイロット弁４２が開弁する。

ここにおいて背圧室３４内の水がパイロット小孔３８を通じて洗浄タンク１０内部に流出し、これとともにダイヤフラム弁から成る主弁３２が開かれて、主水路２６内の水が吐水口４４を通じて洗浄タンク１０内部に給水される。
その後洗浄タンク１０内部の水の水位の上昇に伴なって（このときには洗浄タンク１０底部の排出弁は閉弁されている）、開閉機構４６により開閉レバー５０が少しずつ閉方向に回動し、そして洗浄タンク１０内部の水が満水状態となると、ここにおいてパイロット弁４２が閉弁状態となって、これに続き主弁３２が閉弁し洗浄タンク１０内部への給水が停止する。

本実施形態のパイロット式バルブ２８には、図１に示しているように加圧エアを供給するエア供給装置５４が備えられている。
エア供給装置５４は、手動ポンプや機械式ポンプ，電動ポンプ或いはコンプレッサ等の加圧エアの供給源５６と、これから延び出したエア管５８とを有しており、そのエア管５８がバルブボデー２９に設けられた筒状の接続管６０に接続されている。

図２及び図３において、６２はエア管５８の内部通路，接続管６０の内部通路，バルブボデー２９に形成された内部通路等によって形成される加圧エアの供給路で、その末端が背圧室３４に向けて開口せしめられている。
即ちこの実施形態では、供給源５６からの加圧エアが供給路６２を通じて背圧室３４内に吹き込まれる（供給される）ようになっている。

図３に示しているようにバルブボデー２９には、背圧室３４内の水が供給路６２を逆流するのを防止する逆止弁６４がバルブボデー２９に形成した凹所６６に嵌込状態に組み込まれている。
この逆止弁６４は全体がゴム等の弾性体で構成されている。
逆止弁６４は本体部６８と、開閉可能な弾性片７０とを有しており、供給路６２に加圧エアが供給されるとその圧力で図７に示しているように弾性片７０が開動作して、本体部６８に形成された内部通路７２を通じて加圧エアを背圧室３４内に噴出させる。
ここで本体部６８の内部通路７２もまた供給路６２の一部を成している。

一方加圧エアの供給がないときには弾性片７０が閉じた状態となって、本体部６８の内部通路７２を遮断、即ち供給路６２を遮断した状態となり、背圧室３４内の水が供給路６２を逆流するのを防止する。

図６及び図７は本実施形態における水抜きの際の作用を表している。
図６はパイロット弁４２を開き、また配管内の水を抜いた状態を表している。
このとき背圧室３４内には一部の水が残留した状態となっており、また導入小孔３６，パイロット小孔３８の内部には表面張力によって水が残留した状態となっている。

そこで本実施形態では、図７に示すようにエア供給装置５４を用いて加圧エアを供給路６２を通じ背圧室３４内に勢い良く噴出させる。
これにより背圧室３４内に一部残留した水、更には導入小孔３６，パイロット小孔３８内に残留している水が、そのエアの噴出力によって吹き飛ばされ、それら背圧室３４，導入小孔３６，パイロット小孔３８の各内部の水が完全に除去される。

以上のような本実施形態によれば、背圧室３４内の水抜きを短時間で速やかに行うことができるとともに、背圧室３４に連通した導入小孔３６，パイロット小孔３８の各小孔内の水も加圧エアの吹き飛ばし作用によって確実に除去することができる。
従って本実施形態によれば、水抜操作後もそれら小孔内に水が表面張力で残留してしまう問題を解消することができ、従って各小孔内に残った水が凍結してバルブ機能を損ってしまう問題を解決することができる。

上記のように本実施形態では、背圧室３４内の水が供給路６２を逆流するのを防止する逆止弁６４をバルブボデー２９内部に組み込んでいる。
例えば逆止弁をバルブボデー２９の外部において供給路６２上に設ける場合、図８に示しているように逆止弁や弁ケーシング等を含む逆止弁装置７４としてエア管５８に接続しておかなければならず、装置構成が複雑化し、また所用部品点数も多くなってしまう。
また逆止弁装置７４の組付けのための工数も必要とする。

しかるに予めバルブボデー２９内部に逆止弁６４を組み込んでおけば、装置構成を単純化し得、また所用部品点数も少なくし得、更には組付けの工数も少なくし得て装置コストを低減することができる。

図９は本発明の他の実施形態を示している。
この例は、加圧エアの供給路６２の末端をパイロット小孔３８に接続し、またパイロット弁４２に、閉弁時においてパイロット小孔３８内に嵌入する嵌入部を一体に備え、この嵌入部にて供給路６２の末端を閉鎖し、背圧室３４内の水が供給路６２内を逆流するのを防止する逆止弁７６となした例である。
尚この実施形態では、パイロット弁４２は軸５２周りに回動する開閉レバー７８の中間部に設けられている。
また昇降ロッド２４の上端部が開閉レバー７８の上端部に相対回転可能に連結されている。

この実施形態においても、逆止弁をバルブボデー２９の外部において供給路６２の途中、詳しくはエア管５８の途中箇所に接続する場合に比べて装置構成を単純化することができ、また所用部品点数を少なくすることができる。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば本発明はピストン式の主弁を備えたパイロット式バルブにも適用可能であるし、またボールタップのパイロット式バルブへの適用以外に、水栓におけるパイロット式バルブ、或いは便器の洗浄水をリム給水側とジェット給水側とに切り替える切替弁にも適用可能であり、更にはまたダイヤフラム弁を主弁として用いた電磁弁への適用も可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の一実施形態のパイロット式バルブを含むボールタップとその周辺部を示す図である。図１の要部を拡大して示す断面図である。図２の更に要部を拡大して示す断面図である。図１のボールタップのパイロット弁の開閉機構をその作用とともに示す説明図である。同実施形態のパイロット式バルブの一作用状態を示す説明図である。同実施形態のパイロット式バルブの別の作用状態を示す説明図である。同実施形態の更に別の作用状態を示す説明図である。本発明の他の実施形態を示す図である。本発明の更に他の実施形態を示す図である。

符号の説明

１０洗浄タンク
１２ボールタップ
２６主水路
２６Ａ１次側水路
２６Ｂ２次側水路
２８パイロット式バルブ
２９バルブボデー
３２主弁
３４背圧室
３６導入小孔
３８パイロット小孔
４２パイロット弁
５４エア供給装置
６２供給路
６４逆止弁
７６逆止弁

Claims

(a)主水路を開閉する主弁と、(b)内部の圧力を該主弁に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室と、(c)前記主水路における１次側水路と該背圧室とを連通させ、該１次側水路の水を該背圧室に導入する導入小孔と、(d)該背圧室の水を流出させるパイロット小孔と、(e)該パイロット小孔を開閉するパイロット弁と、を有するパイロット式バルブにおいて
前記背圧室及び前記導入小孔，パイロット小孔の各小孔に加圧エアを供給して残留水を吹き飛ばすエア供給装置を設けたことを特徴とするパイロット式バルブ。
請求項１において、前記加圧エアの供給路にバルブ内の水が逆流するのを防止する逆止弁が設けてあることを特徴とするパイロット式バルブ。
請求項２において、前記逆止弁がバルブボデーの内部に組み込まれていることを特徴とするパイロット式バルブ。
請求項２において、前記加圧エアの供給路の末端が前記パイロット小孔に接続されており、前記パイロット弁に前記逆止弁が備えられていることを特徴とするパイロット式バルブ。
請求項１〜４の何れかにおいて、前記主弁がダイヤフラム弁であることを特徴とするパイロット式バルブ。
請求項１〜５の何れかにおいて、前記パイロット式バルブが洗浄タンク内に給水を行うボールタップの給水バルブであることを特徴とするパイロット式バルブ。