JP3611758B2 - 開閉弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水の供給及び供給停止を行う開閉弁に関する。この開閉弁は、例えば便器洗浄タンクを有さない水洗式便器であるタンクレス便器に用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】
例えば水洗式便器等に採用される一般的な開閉弁は、一次側が水道管等の給水管に接続され、二次側が便器本体に接続されて水を大流量で流動させ得る主水路と、この主水路を開閉する主弁体とを備えたものである。かかる開閉弁を用いたその水洗式便器では、主弁体の開放により主水路が開かれれば、給水管内の水が大流量で便器本体に供給され、便器本体の洗浄等が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の開閉弁では、主弁体による主水路の開放時に大流量の水を流動させることができるだけである。このため、例えば寒冷時における水道管等の給水管や便器本体に至る給水路の凍結又は便器本体のトラップの凍結の防止と、安価な維持料とを実現すべく、小流量の水を流動させることができない。この点、かかる開閉弁を用いるとともに、そのような小流量で水を流動させ得る副水路と、この副水路を開閉する副弁体とを備えた副開閉弁を別に設けるとしても、主となる開閉弁と副開閉弁とを単に接続しただけでは、主弁体近傍に死水が生じやすく、死水の汚染、凍結を生じるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、水を大流量及び小流量で流動させ得るとともに、死水を生じることのない開閉弁を提供することを解決すべき課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の開閉弁は、給水管に接続される入水ポートと、該入水ポートに接続され、水を大流量で流動させ得る主水路及び水を小流量で流動させ得る副水路と、該主水路に該主水路を開閉可能な主弁体を介して接続されているとともに、該副水路に該副水路を開閉可能な副弁体を介して接続される出水ポートとが形成されたハウジングを有し、
前記主弁体は、前記ハウジング内で軸方向に摺動可能に設けられ、該軸方向の一方側に摺動することにより該ハウジングの座面に着座して前記主水路の連通を閉じ、該軸方向の他方側に摺動することにより該座面から離座して該主水路の連通を開けるピストンからなり、
該ピストンには、該ハウジングから突出し、付勢手段と対抗しつつ該ピストンを軸方向に摺動させるシャフトが設けられ、
該ハウジングの内部には、該入水ポート及び該出水ポートに連通する軸方向に延びるピストン室が形成され、
該入水ポートは該ピストンの周面側に開口し、該出水ポートは該ピストンの軸方向の一方側に開口し、
該ピストン室には、該ピストンの一方側と軸方向で貫設される連通路によって連通する圧力相殺室が該ピストンの他方側と該弁ハウジングとの間で形成され、該副水路は該連通路を含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明の開閉弁では、主弁体による主水路の開放時に大流量の水を流動させることができるとともに、主弁体による主水路の閉鎖時及び副弁体による副水路の開放時に小流量の水を流動させることができる。このため、例えば寒冷時における水道管等の給水管や便器本体に至る給水路の凍結の防止又は便器本体のトラップの凍結と、安価な維持料とを実現することができる。
【０００７】
また、本発明の開閉弁では、副水路が主弁体を貫通しているため、小流量の水を流動させている限り主弁体近傍に死水が生じにくく、死水の汚染、凍結を生じるおそれがない。
主水路を給水管に接続するとともに、副水路をも給水管に接続する場合、給水管から主水路と副水路とを分岐させる手段を採用することができる。そして、その副水路が主弁体を貫通するようにする場合、その副水路の入水口が主水路の一次側の終端部でないのであれば、主弁体による主水路の閉鎖時及び副弁体による副水路の開放時において、副水路の入水口近傍と主水路の一次側の終端部との間に死水が生じることとなる。このため、副水路の入水口は主水路の一次側終端部に接続されていることが好ましい。こうであれば、主弁体による主水路の閉鎖時及び副弁体による副水路の開放時においても、副水路の入水口近傍と主水路の一次側の終端部との間に死水が生じず、本発明の効果がより奏されることとなる。
【０００８】
主水路の一次側を給水管に接続し、その主水路の二次側及び副水路の二次側を便器本体に接続することができる。これにより、便器洗浄タンクを有さない水洗式便器であるタンクレス便器が実現できる。
また、便器本体の上流側での凍結又は便器本体のトラップの凍結を防止可能な流量の水を副水路により吐出させることができる。これにより、タンクレス便器を含む水洗式便器において、便器本体の上流側での水の凍結又は便器本体のトラップの凍結を防止することができる。
【０００９】
本発明の開閉弁は、給水管に接続される入水ポートと、この入水ポートに接続される主水路及び副水路と、主水路に主弁体を介して接続されているとともに、副水路に副弁体を介して接続される出水ポートとが形成されたハウジングを採用することができる。かかるハウジングを有する開閉弁では、主水路及び主弁体からなる主弁機構と、副水路及び副弁体からなる副弁機構とが一体となり、水洗式便器等への搭載性に優れるとともに、配管が不要となって低コスト化を実現できる。
【００１０】
主弁体としては、ハウジング内で軸方向に摺動可能に設けられ、軸方向の一方側に摺動することによりハウジングの座面に着座して主水路の連通を閉じ、軸方向の他方側に摺動することにより座面から離座して主水路の連通を開けるピストンからなるものを採用することができる。このピストンには、ハウジングから突出し、付勢手段と対抗しつつピストンを軸方向に摺動させるシャフトが設けられていることができる。こうであれば、ピストンの動作により閉弁・開弁速度を任意に設定することができることから、水を大流量で流動させても、急な閉弁を防止できることから、ウォータハンマの発生を防止し、騒音等を抑制することができる。また、小型のピストンでもその動作により水の低圧時において十分に開弁を行うことができることから、圧力損失を生じ難く、かつ必ずしも大型化せず、水洗式便器等への優れた搭載性を発揮することができる。
【００１１】
シャフトは、手動で駆動されるものでもよいが、電気信号に基づいて駆動されるものであることが好ましい。電気信号に基づいて駆動されるシャフトを採用すれば、開閉弁の開閉が自動的になされることとなり、便宜だからである。
ハウジングには、ピストンの他方側に形成された圧力相殺室と、ピストンに軸方向で貫設され、ピストンの一方側と圧力相殺室とを連通し、ピストンが主水路内の水から他方側に受ける圧力を相殺する連通路とを有することができる。こうであれば、ピストンの軸方向の摺動性が確保され、作動応答性が安定し、例えば水洗式便器に用いた場合における洗浄性等についての信頼性を向上させることができる。また、入水ポート又は出水ポートからピストンの一方側に存在する水が連通路を介して圧力相殺室に移動し、圧力相殺室内の水の圧力と、ピストンの一方側の水の圧力との均衡が図られ、両者の差圧が解消又は減少される。そして、副水路がこの連通路を含むようにすることができる。
【００１２】
リム用の主水路及び主弁体並びにジェット用の主水路及び主弁体が入水ポートを共通化して組み付けられることができる。こうであれば、リム用の開閉弁と、ジェット用の開閉弁とが一体となり、水洗式便器等への搭載性に優れるとともに、配管が不要となって低コスト化を実現できる。この場合、副水路の単一の入水口がその主水路に接続され、副水路の２本の出水口がリム用の出水ポートとジェット用の出水ポートとに接続されることができる。
【００１３】
副弁体は、電気信号に基づいて駆動されるものでもよいが、手動操作可能なものであることが好ましい。手動操作可能なものであれば、安価である。
一定の小流量の水を流動させることを副水路の径のみにより実現することは、給水管内の水の圧力が変動しやすいことから、困難である。このため、副水路には、内部の水の圧力にかかわらずに一定の小流量の水を流動させ得る定流量弁機構が設けられていることが好ましい。かかる定流量弁機構としては、圧力によって開度の変化する弾性ゴム等を用いた公知のものを採用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施形態を図面を参照しつつ説明する。
実施形態では、水洗式便器として、便器洗浄タンクを有さないタンクレス便器に本発明を具体化している。このタンクレス便器では、図１に示すように、水道管等の給水管１に止水栓２を介してフレキシブルホース３が接続され、フレキシブルホース３は便器本体４に備えられた便器洗浄装置５に接続されている。
【００１５】
図２に示すように、便器洗浄装置５は、フレキシブルホース３と接続されたジェット用の開閉弁６と、開閉弁６と一体に固定されたリム用の開閉弁７と、開閉弁７と一体に固定された流動用の開閉弁２１と、開閉弁６、７の上端に固定されたカム装置８と、カム装置８に隣接してカム装置８を駆動するモータ装置９とを有している。モータ装置９はコントローラ１０に電気的に接続されている。
【００１６】
ジェット用の開閉弁６は、図３に示すように、縦長のハウジング６ａの側面に入水ポート６ｂが開口され、入水ポート６ｂにはフレキシブルホース３が接続されている。ハウジング６ａ内には入水ポート６ｂと接続し、幅方向に横切って中央で上方に延在する主水路６ｃが形成されている。主水路６ｃの上端は、図２に示すように、ハウジング６ａの側面に開口する出水ポート６ｄとなっている。出水ポート６ｄはジェット用導管１５に接続され、ジェット用導管１５は、図１に示すように、便器本体４に設けられた図示しないジェットノズルに接続されている。
【００１７】
図３に示すように、ジェット用の開閉弁６のハウジング６ａ内には主弁体としてのピストン１１が上下に摺動可能に設けられており、ピストン１１の下方には圧力相殺室１２が形成されている。主水路６ｃにはピストン１１の上端が着座可能な座面６ｅが形成され、ピストン１１は圧力相殺室１２内に設けた付勢手段としてのバネ１３により座面６ｅ側に付勢されている。また、ピストン１１には上下に延在し、主水路６ｃと圧力相殺室１２とを連通する複数本の連通路１１ａが貫設されている。このピストン１１の上端には上方に延在するシャフト１４が固定されており、このシャフト１４は図２に示すカム装置８により上下に駆動されるようになっている。さらに、ハウジング６ａの下端には圧力相殺室１２に連通し、主水路６ｃより小径の小孔６ｆが形成されている。
【００１８】
リム用の開閉弁７も、図３に示すように、縦長のハウジング７ａの側面に入水ポート７ｂが開口され、入水ポート７ｂはジェット用の開閉弁６の主水路６ｃに接続されている。ハウジング７ａ内には入水ポート７ｂと接続し、幅方向に延在した後に中央で上方に延在する主水路７ｃが形成されている。主水路７ｃの上端は、図２に示すように、ハウジング７ａの側面に開口する出水ポート７ｄとなっている。出水ポート７ｄはリム用導管１６に接続され、リム用導管１６は、図１に示すように、便器本体４の図示しないリム通水路に接続されている。
【００１９】
図３に示すように、リム用の開閉弁７のハウジング７ａ内にも主弁体としてのピストン１７が上下に摺動可能に設けられており、ピストン１７の下方にも圧力相殺室１８が形成されている。主水路７ｃにはピストン１７の上端が着座可能な座面７ｅが形成され、ピストン１７は圧力相殺室１８内に設けた付勢手段としてのバネ１９により座面７ｅ側に付勢されている。主水路７ｃはハウジング７ａを横切るべく幅方向に延在して後述の副水路の一部を構成する入水口２２となっている。つまり、副水路の入水口２２は主水路６ｃ、７ｃの一次側の終端部に接続されている。また、ピストン１７にも上下に延在し、主水路７ｃと圧力相殺室１８とを連通する複数本の連通路１７ａが貫設されている。このピストン１７の上端にも上方に延在するシャフト２０が固定されており、このシャフト２０も図２に示すカム装置８により上下に駆動されるようになっている。カム装置８はモータ装置９により駆動されるようになっており、モータ装置９はコントローラ１０により電気信号に基づいて駆動されるようになっている。さらに、ハウジング７ａの下端には圧力相殺室１８に連通し、主水路７ｃより小径の小孔７ｆが形成されている。
【００２０】
流動用の開閉弁２１は、図３に示すように、短い横長のハウジング２１ａを有しており、ハウジング２１ａには副水路２２の入水口に連通し、主水路７ｃり小径の小孔２１ｂが形成されているとともに、小孔６ｆ、７ｆと配管２３、２４を介して連通する同じく小孔２１ｃ、２１ｄが形成されている。これら小孔２１ｂ、２１ｃ、２１ｄは横方向に延在する弁室２１ｅにより連通されている。弁室２１ｅ内には副弁体２５が手動操作可能に螺合され、副弁体２５のねじ込み位置により小孔２１ｃ、２１ｄの開度が調整可能になっている。配管２３、２４には定流量弁機構２６、２７が接続されている。
【００２１】
こうして、これら開閉弁６、７、２１では、リム用の主水路６ｃ及びピストン１１並びにジェット用の主水路７ｃ及びピストン１７が入水ポート６ｂを共通化して組み付けられている。これにより、リム用の開閉弁７と、ジェット用の開閉弁６とが一体となり、タンクレス便器への搭載性に優れるとともに、配管が不要となって低コスト化を実現できる。そして、副水路の単一の入水口２２が主水路７ｃに接続され、副水路の２本の出水口をなす連通路１１ａ、１７ａがリム用の出水ポート６ｄとジェット用の出水ポート７ｄとに接続されている。
【００２２】
また、これら開閉弁６、７、２１では、入水口２２、小孔２１ｂ、弁室２１ｅ、小孔２１ｃ、配管２３、小孔６ｆ、圧力相殺室１２及び連通路１１ａが１本の副水路を構成し、入水口２２、小孔２１ｂ、弁室２１ｅ、小孔２１ｄ、配管２４、小孔７ｆ、圧力相殺室１８及び連通路１７ａが他の１本の副水路を構成している。これら副水路は、副弁体２５のねじ込み位置を調整することと、定流量弁機構２６、２７の機能とにより、便器本体４の上流側での凍結又は便器本体４の図示しないトラップの凍結を防止可能な流量の水を吐出可能となっている。
【００２３】
さらに、これら開閉弁６、７、２１では、ハウジング６ａ、７ａ、２１ａが互いに接合されて単一のハウジングを構成している。このため、これら開閉弁６、７、２１では、主水路６ｃ、７ｃ及びピストン１１、１７からなる主弁機構と、副水路２２等及び副弁体２５からなる副弁機構とが一体となり、タンクレス便器への搭載性に優れるとともに、配管が不要となって低コスト化を実現できる。
【００２４】
以上のように構成された開閉弁６、７、２１を備えたタンクレス便器では、スイッチの入力により、まずピストン１７により主水路７ｃが開放され、大流量の水が便器本体４のリム通水路に流動し、便鉢の洗浄が行われる。次いで、ピストン１１により主水路６ｃが開放され、大流量の水が便器本体４に備えたジェットノズルに流動し、強制的にサイホン効果を生じる。この後、再度ピストン１７により主水路７ｃが開放され、大流量の水が便器本体４のリム通水路に流動し、便鉢の封水が行われえる。
【００２５】
また、寒冷時においては、ピストン１１、１７が主水路６ｃ、７ｃを長期間閉鎖している際、副弁体２５により副水路を開放することにより、小流量の水をリム通水路又は／及びジェットノズルに流動させることができる。このため、寒冷時における給水管１や便器本体４に至る給水路の凍結又は便器本体４のトラップ及びその下流側での凍結の防止と、安価な維持料とを実現することができる。
【００２６】
さらに、これら開閉弁６、７、２１では、副水路がピストン１１、１７を貫通する連通路１１ａ、１７ａを含むため、小流量の水を流動させている限り圧力総裁室１１、１８及びピストン１１、１７近傍に死水が生じにくい。特に、副水路の入水口２２が主水路６ｃ、７ｃの一次側終端部に接続されているため、副水路の入水口２２近傍と主水路６ｃ、７ｃの一次側の終端部との間に死水が生じない。このため、死水の汚染、凍結を生じるおそれがない。
【００２７】
さらに、これら開閉弁６、７、２１では、ピストン１１、１７の軸方向の摺動性が確保され、作動応答性が安定し、タンクレス便器における洗浄性等についての信頼性を向上させることができる。また、入水ポート６ｂ又は出水ポート６ｄ、７ｄからピストン１１、１７の一方側に存在する水が連通路１１ａ、１７ａを介して圧力相殺室１２、１８に移動し、圧力相殺室１２、１８内の水の圧力と、ピストン１１、１７の一方側の水の圧力との均衡が図られ、両者の差圧が解消又は減少される。
【００２８】
なお、上記実施形態では副水路の一部を配管２３、２４により構成したが、これらをハウジング６ａ、７ａ内に形成した流路により構成することもできる。この場合、定流量弁機構もハウジング６ａ、７ａ内に内蔵させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るタンクレス便器の模式側面図である。
【図２】実施形態に係るタンクレス便器の便器洗浄装置の模式背面図である。
【図３】実施形態に係るタンクレス便器の開閉弁等の断面図である。
【符号の説明】
６、７、２１…開閉弁
１…給水管
６ｃ、７ｃ…主水路
２２、２１ｂ、２１ｅ、２１ｃ、２１ｄ、２３、２４、６ｆ、７ｆ、１２、１８、１１ａ、１７ａ…副水路（２２…入水口、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、６ｆ、７ｆ…小孔、２１ｅ…弁室、２３、２４…配管、１２、１８…圧力相殺室、１１ａ、１７ａ…連通路、出水口）
１１、１７…主弁体（ピストン）
２５…副弁体
４…便器本体
６ｂ…入水ポート
６ｄ、７ｄ…出水ポート
６ａ、７ａ、２１ａ…ハウジング
６ｅ、７ｅ…座面
１３、１９…付勢手段（バネ）
１４、２０…シャフト
２６、２７…定流量弁機構

Claims (8)

1. 給水管に接続される入水ポートと、該入水ポートに接続され、水を大流量で流動させ得る主水路及び水を小流量で流動させ得る副水路と、該主水路に該主水路を開閉可能な主弁体を介して接続されているとともに、該副水路に該副水路を開閉可能な副弁体を介して接続される出水ポートとが形成されたハウジングを有し、
   前記主弁体は、前記ハウジング内で軸方向に摺動可能に設けられ、該軸方向の一方側に摺動することにより該ハウジングの座面に着座して前記主水路の連通を閉じ、該軸方向の他方側に摺動することにより該座面から離座して該主水路の連通を開けるピストンからなり、
   該ピストンには、該ハウジングから突出し、付勢手段と対抗しつつ該ピストンを軸方向に摺動させるシャフトが設けられ、
   該ハウジングの内部には、該入水ポート及び該出水ポートに連通する軸方向に延びるピストン室が形成され、
   該入水ポートは該ピストンの周面側に開口し、該出水ポートは該ピストンの軸方向の一方側に開口し、
   該ピストン室には、該ピストンの一方側と軸方向で貫設される連通路によって連通する圧力相殺室が該ピストンの他方側と該弁ハウジングとの間で形成され、該副水路は該連通路を含むことを特徴とする開閉弁。
2. シャフトは電気信号に基づいて駆動されることを特徴とする請求項１記載の開閉弁。
3. 副水路の入水口は主水路の一次側の終端部に接続されていることを特徴とする請求項１又は２記載の開閉弁。
4. 主水路の一次側は給水管に接続され、
   該主水路の二次側及び副水路の二次側は便器本体に接続されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載の開閉弁。
5. 副水路は便器本体の上流側での凍結又は該便器本体のトラップの凍結を防止可能な流量の水を吐出させることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の開閉弁。
6. リム用の主水路及び主弁体並びにジェット用の主水路及び主弁体が入水ポートを共通化して組み付けられ、副水路の単一の入水口が該主水路に接続され、該副水路の２本の出水口がリム用の出水ポートとジェット用の出水ポートとに接続されていることを特徴とする請求項４又は５記載の開閉弁。
7. 副弁体は手動操作可能なものであることを特徴とする請求項１、２、３、４、５又は６記載の開閉弁。
8. 副水路には定流量弁機構が設けられていることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の開閉弁。

Images