JP5551038B2

JP5551038B2 - 弁装置

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Publication number: JP5551038B2
Application number: JP2010217387A
Authority: JP
Inventors: 直樹窪田; 秀樹斎藤
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: JP2012073767A

Description

本発明は弁装置であって、例えば電気温水機などの給水配管に好適に用いられるものに関する。

この種の弁装置として、従来、例えば図１６に示されるようなものが知られている。すなわち図１６に示される弁装置は、ボディ１００と、弁機構部１１０と、第二弁機構部１２０を備え、このうちボディ１００には、上流側である一次側通路１０１と、下流側である二次側通路１０２と、これら一次側通路１０１と二次側通路１０２の間に形成されたシリンダ部１０３と、このシリンダ部１０３と対向する位置で前記一次側通路１０１と二次側通路１０２の間を連通する弁孔１０４が形成されている。

弁機構部１１０は、ボディ１００のシリンダ部１０３及び弁孔１０４を貫通するように配置された弁ロッド１１１と、この弁ロッド１１１に一体に形成され前記シリンダ部１０３の内周面にパッキン１１３を介して摺動可能に密嵌されたピストン１１２と、前記弁ロッド１１１の端部に螺子部１１５を介して結合され二次側通路１０２側から弁孔１０４を開閉する弁体１１４と、弁ロッド１１１における弁体１１４と反対側の端部（ピストン１１２の端部）に螺子部１１６によって結合され、二次側通路１０２の水圧によって弁体１１４を弁孔１０４に対する接近方向へ付勢するダイアフラム１１７と、弁体１１４を弁孔１０４に対する離間方向へ付勢するスプリング１１８からなる。

第二弁機構部１２０は、一次側通路１０１とダイアフラム１１７側との間を連通する連通孔１０５を開閉する第二弁体１２１と、この第二弁体１２１を連通孔１０５に対する接近方向へ付勢する第二スプリング１２２からなり、一次側通路１０１の水圧が、第二弁体１２１を連通孔１０５から離間させる方向へ作用するものである。

そしてこの弁装置は、何らかの要因により二次側通路１０２の水圧が上昇した場合、この水圧を受けるダイアフラム１１７がスプリング１１８を圧縮する方向へ変位して、このダイアフラム１１７に結合された弁ロッド１１１を介して弁体１１４を閉弁方向へ変位させるので、弁孔１０４から二次側通路１０２への流路面積が減少して圧力損失が増加し、二次側通路１０２の水圧を所定値以下に維持するものである。

また、弁機構部１１０における弁体１１４が弁孔１０４を閉塞することによって一次側通路１０１と二次側通路１０２の間を遮断した状態で、一次側通路１０１の水圧が所定値を超えて上昇した場合、この水圧によって、第二弁機構部１２０が開弁動作して一次側通路１０１と二次側通路１０２を連通させるので、一次側通路１０１の水圧を開放して減圧することができるようになっている（例えば下記の特許文献１参照）。

特開２００８−１８６１０６号公報

しかしながら、この種の弁装置は、第二弁機構部１２０を有するために部品数が多く、構造も複雑なものとなっていた。

本発明は、以上のような点に鑑みてなされたものであって、その技術的課題は、弁機構部のほかに第二弁機構部を設けることなく、一次側通路の圧力が所定値を超えて上昇した場合に二次側へ圧力を逃がすことの可能な構造とすることにある。

上述した技術的課題を有効に解決するための手段として、請求項１の発明に係る弁装置は、
ボディと、ボトムと、このボディ及びボトム間に配置された弁機構部からなり、
前記ボディは、上側に開口した皿状支持部と、下側に開口した下部筒部と、前記皿状支持部及び下部筒部の開口方向と直交する方向へ開口した筒状の第一継手部及び第二継手部と、を備え、
前記ボトムは、前記ボディの下部筒部を塞ぐように固定され、
前記ボディの内部には、前記第一継手部の内周から前記ボディの内周へ延びる一次側通路と、前記第二継手部の内周に形成された二次側通路と、前記下部筒部の内周及び前記ボトムにより形成され、前記二次側通路と連続した弁室と、前記一次側通路及び前記二次側通路の境界に位置し、前記一次側通路と前記弁室を互いに連通する弁孔と、前記弁孔における前記二次側通路の端部に位置する環状の弁座と、前記皿状支持部の内周空間に形成される導圧室と、前記弁孔と同軸上に位置して、一端が前記一次側通路における前記弁孔と反対側に開口し他端が前記導圧室側に開口したシリンダ部と、前記二次側通路と前記導圧室を互いに連通する導圧路と、が形成され、
前記弁機構部は、前記シリンダ部及び前記弁孔を貫通して軸方向往復動可能に配置され、前記シリンダ部に挿通された部分にピストン部が形成され、このピストン部の外周面と前記シリンダ部との間の隙間はパッキンによって密封されている弁ロッドと、前記弁室に配置されるとともに前記弁ロッドの一端に取り付けられ前記弁座に接離可能に対向された弁体と、前記ボディの皿状支持部の内周に嵌入され、内周側に前記弁ロッドの前記ピストン部を挿入可能な内径孔と外周側に導圧孔及び導圧溝が形成されているプレートと、内径部は前記弁ロッドにおける前記弁体と反対側の端部に結合され外径部は前記皿状支持部の端面に密接状態で固定されている円盤状のダイアフラムと、前記弁ロッドを前記弁座に対する前記弁体の離間方向へ付勢するメインスプリングと、前記弁ロッドを前記弁座に対する前記弁体の接近方向へ付勢するリリーフスプリングと、を備え、
前記導圧室は、前記ボディにおける前記皿状支持部の内周空間にあって前記プレートと前記ダイアフラムとの間に画成され、前記プレートの前記導圧孔及び前記導圧溝と前記ボディの前記導圧路を介して前記二次側通路に連通されており、
前記ダイアフラムは、前記導圧路を介して前記導圧室に導入される前記二次側通路の圧力によって前記弁ロッドを前記弁座に対する前記弁体の接近方向へ変位させ、
前記弁体と前記弁座との互いのシール径が、前記シリンダ部と前記ピストン部との互いのシール径より大きいことを特徴とするものである。

上記構成において、二次側通路の圧力が上昇すると、この圧力は、ダイアフラムを弁座に対する弁体の接近方向へ変位させるので、弁座に対する弁体の開度が小さくなって、一次側から二次側へ通過する流体の圧力損失が大きくなり、逆に、二次側通路の圧力が低下すると、弁座に対する弁体の開度が大きくなって、一次側から二次側へ通過する流体の圧力損失が小さくなるので、二次側通路の圧力を一定範囲に保つように機能する。また、弁体に対する弁座のシール径が、シリンダ部と弁ロッドの互いのシール径より大きいため、弁体が弁孔を閉塞した状態のときに一次側通路の圧力が適正範囲を超えて上昇すると、弁体に作用する一次側通路の圧力による開弁力が閉弁力より大きくなって開弁し、一次側通路の圧力を二次側通路へ逃がすことができる。

請求項２の発明に係る弁装置は、請求項１に記載の構成において、前記リリーフスプリングの荷重を調整する調整手段を有し、これによって、前記一次側通路の圧力を前記二次側通路へ逃すときの開弁圧を設定可能としたものである。

請求項３の発明に係る弁装置は、請求項１又は２に記載の構成において、前記プレートにおいて、前記内径孔の外周側にあって円弧状に延びる円周方向複数の被係合孔と、さらにその外側にあって円弧状に延びる円周方向複数の導圧孔が開設され、前記被係合孔の間及び前記導圧孔の間は径方向に延びる被係合リブとなっており、その下面には前記導圧孔間を連通する導圧溝が形成されているものである。

本発明に係る弁装置によれば、二次側通路の圧力を一定範囲に保つように動作する弁機構部が、一次側通路の圧力が適正範囲を超えて上昇したときにその圧力を二次側通路へ逃がす機能を兼備するため、従来のような第二弁機構部を設ける必要がなく、したがって簡素な構造とすることができる。

また、一次側通路の圧力が適正範囲を超えて上昇したときにその圧力をゴム状弾性材料からなる弁体の変形機能を利用して二次側通路へ逃がすようにすることによって、一層簡素な構造とすることができる。

本発明に係る弁装置の第一の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す開弁状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第一の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第一の形態の一部を示す分解斜視図である。本発明に係る弁装置の第二の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第三の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す開弁による減圧作動状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第三の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第三の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す一次側通路の圧力逃がし時の状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第三の形態の変更例を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す断面図である。本発明に係る弁装置の第四の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第四の形態における弁体を保持するホルダの平面図である。本発明に係る弁装置の第四の形態において、一次側通路の圧力逃がし時の状態を、ロッドの軸心を通る平面で切断して示す開弁状態の部分断面図である。図１１におけるXII−XIIで切断して示す部分断面図である。本発明に係る弁装置の第五の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図である。本発明に係る弁装置の第五の形態における弁体の平面図及び側面図である。本発明に係る弁装置の第五の形態において、一次側通路の圧力逃がし時の状態を、図１３におけるXV−XVで切断して示す部分断面図である。従来の弁装置を弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す断面図である。

以下、本発明に係る弁装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。まず図１は、本発明に係る弁装置の第一の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す開弁状態の断面図、図２は、同じく閉弁状態の断面図、図３は、部分的な分解斜視図である。

図１及び図２において、参照符号１は合成樹脂製のボディで、上側に開口した皿状支持部１１と、下側に開口した下部筒部１２と、皿状支持部１１及び下部筒部１２の開口方向と直交する方向へ開口した筒状の第一継手部１３、及び第二継手部１４を備える。また、参照符号２は合成樹脂製のボトムで、ボディ１の下部筒部１２を塞ぐように固定され、その嵌合面間はＯリング２１によって密封されている。

ボディ１の内部には、第一継手部１３の内周からボディ１の内部へ延びる一次側通路Ａと、第二継手部１４の内周に形成された二次側通路Ｂと、下部筒部１２の内周及びボトム２により形成され二次側通路Ｂと連続した弁室Ｃと、一次側通路Ａと弁室Ｃを互いに連通する弁孔Ｄと、この弁孔Ｄと同軸上に位置して一端が一次側通路Ａにおける弁孔Ｄと反対側に開口し他端が皿状支持部１１の内周空間に形成される導圧室Ｇ側に開口したシリンダ部Ｅと、二次側通路Ｂと前記導圧室Ｇを互いに連通する導圧路Ｆが形成されている。

参照符号３は弁機構部で、ボディ１のシリンダ部Ｅ及び弁孔Ｄを貫通して軸方向往復動可能に配置された弁ロッド３１と、ボディ１の弁室Ｃに配置されると共に前記弁ロッド３１の一端に結合された弁体３２と、前記弁ロッド３１の他端に結合され導圧路Ｆを介して導圧室Ｇに導入される二次側通路Ｂの水圧により弁ロッド３１を弁孔Ｄに対する弁体３２の接近方向へ変位させるダイアフラム３３と、弁ロッド３１を弁孔Ｄに対する弁体３２の離間方向へ付勢するメインスプリング３４と、弁ロッド３１を弁孔Ｄに対する弁体３２の接近方向へ付勢するリリーフスプリング３８と、を備える。

詳しくは、弁機構部３における弁ロッド３１はシリンダ部Ｅに挿通された部分にピストン部３１ａが形成されており、このピストン部３１ａの外周面とシリンダ部Ｅとの間の隙間はパッキン３５によって密封されている。

弁機構部３における弁体３２は、弁孔Ｄの二次側通路Ｂ側（弁室Ｃ側）に配置され、外径が弁孔Ｄよりも大径の環状をなすものであってゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなり、金属製のホルダ３２１に嵌合保持されると共に、弁ロッド３１の一端に形成された雄螺子３１ｂに螺合したナット３６と、前記弁ロッド３１の一端近傍に弁孔Ｄよりも小径に形成されたフランジ３１ｄの間に挟持された状態で結合され、弁孔Ｄにおける二次側通路Ｂ側の端部に突出形成された環状の弁座１５と対向している。

弁機構部３におけるダイアフラム３３は、円盤状のゴム状弾性材料（ゴム材料又はゴム状弾性を有する合成樹脂材料）からなるものであって、弁ロッド３１のピストン部３１ａよりも十分に大径であり、その内径部は、弁ロッド３１の他端（弁体３２と反対側の端部）に形成された雄螺子３１ｃ及びこれに螺合したナット３７によって、ボディ１の皿状支持部１１の内径よりも小径の円盤状の合成樹脂板又は金属板からなるリテーナ３３ａを介して、このリテーナ３３ａと弁ロッド３１のピストン部３１ａとの間に挟持された状態で結合されている。

参照符号４は金属等からなるカバーであって、そのフランジ部４ａが複数の螺子部材４１によってボディ１の皿状支持部１１の端面に取り付けられている。そしてダイアフラム３３の外径部は、前記フランジ部４ａと皿状支持部１１の間に挟持されることによって、この皿状支持部１１の端面に密接状態で固定されている。

そしてダイアフラム３３は、ボディ１の皿状支持部１１の外径フランジ部とカバー４のフランジ部４ａで挟持された外径部と、リテーナ３３ａと弁ロッド３１のピストン部３１ａで挟持された内径部との間に、容易に変形可能な可撓部が形成されているため、導圧路Ｆを通じて導圧室Ｇに導入される二次側通路Ｂの水圧の変化によって軸方向（厚さ方向）へ変位することができる。

弁機構部３におけるメインスプリング３４は金属製のコイルスプリングからなるものであって、カバー４の上部筒部４ｂの内周に螺合された調節螺子４２と、ダイアフラム３３の内径部を押さえているリテーナ３３ａとの間に適当な圧縮状態で配置されており、その圧縮反力によって、弁座１５から弁体３２が離間する方向（開弁方向）へ弁ロッド３１を付勢するものである。なお、調節螺子４２はカバー４の上部筒部４ｂへのねじ込み量によってメインスプリング３４の初期圧縮量、言い換えれば弁ロッド３１への付勢力を調節するものであって、その中央部にはダイアフラム３３の円滑な動作を確保するための通気孔４２ａが開設されている。

参照符号５は合成樹脂等からなる円盤状のプレートで、ボディ１の皿状支持部１１の内周に嵌入されている。このプレート５は、図３に示されるように、弁ロッド３１のピストン部３１ａを挿入可能な内径孔５ａと、その外周側にあって円弧状に延びる円周方向複数の被係合孔５ｂと、さらにその外周側にあって円弧状に延びる円周方向複数の導圧孔５ｃが開設され、各被係合孔５ｂの間及び各導圧孔５ｃの間は径方向に延びる被係合リブ５１となっており、その下面には各導圧孔５ｃ間を互いに連通する導圧溝５ｄが形成されている。また、このプレート５の内径部には、内径孔５ａを介して対向し、互いに平行な一対の平面からなる係合面５ｅが形成されている。

導圧室Ｇは、ボディ１における皿状支持部１１の内周空間にあってプレート５とダイアフラム３３の間に画成されている。この導圧室Ｇは、プレート５に形成された複数の導圧孔５ｃ及び導圧溝５ｄとボディ１の導圧路Ｆを介して、ボディ１の二次側通路Ｂに連通されている。

プレート５の外径部の上面は突縁５２となっていて、図１及び図２に示される組み立て状態では、この突縁５２はダイアフラム３３の外径部を介してカバー４のフランジ部４ａと対向しており、これによってボディ１の皿状支持部１１の内周に抜け止め状態で保持されている。

弁ロッド３１のピストン部３１ａの外周面とボディ１のシリンダ部Ｅとの間の隙間を密封するパッキン３５は、前記シリンダ部Ｅにおける皿状支持部１１側の端部に形成された環状溝と、前記皿状支持部１１の内周に嵌入されたプレート５の内径部との間に保持されている。

図２に示されるように弁体３２と弁座１５が互いに密接したときのシール径φ２は、弁ロッド３１のピストン部３１ａの外径、すなわちパッキン３５によるシール径φ１よりも僅かに大きく、言い換えれば、弁孔Ｄの閉塞時にこの弁孔Ｄを介して一次側通路Ａの水圧を受ける弁体３２の受圧面積は、一次側通路Ａの水圧に対するピストン部３１ａの受圧面積よりも僅かに大きい。なお、前記弁体３２の受圧面積は、導圧室Ｇの水圧に対するダイアフラム３３の受圧面積よりも小さい。

弁機構部３におけるリリーフスプリング３８は金属製のコイルスプリングからなるものであって、弁室Ｃに配置され、ボディ１の下部筒部１２を塞ぐボトム２と弁体３２のホルダ３２１の間に適宜圧縮状態で介在されることによって、弁ロッド３１を弁体３２の閉弁方向へ付勢するものである。リリーフスプリング３８の一端は、弁体３２を弁ロッド３１に結合しているナット３６の外周に遊嵌状態に保持され、リリーフスプリング３８の他端は、ボトム２の内面に形成された支持突起２ａの外周に遊嵌状態に保持されている。

また、リリーフスプリング３８の荷重は、シール径φ１，φ２の差によるピストン部３１ａの受圧面積と弁体３２の受圧面積の差と、一次側通路Ａにおける適正範囲の水圧の上限値との積に相当する。

一方、ボディ１における皿状支持部１１の底面１１ａには、その内径近傍に位置して円周方向複数の係合突起１１ｂが形成されており、これらの係合突起１１ｂは、それぞれプレート５における被係合孔５ｂと円周方向に係合可能となっている。係合突起１１ｂの突出高さはプレート５の突縁５２とほぼ同一高さであって、ダイアフラム３３の内径部を押さえているリテーナ３３ａと軸方向に対向する位置にある。このため、メインスプリング３４の伸長方向（弁座１５から弁体３２が離間する方向；開弁方向）への弁ロッド３１の動作は、ダイアフラム３３の内径部が係合突起１１ｂと当接することによって制限されるようになっている。

以上のように構成された第一の形態の弁装置は、ボディ１の第一継手部１３が上流側の配管に接続され、ボディ１の第二継手部１４が下流側の配管に接続されることによって、上流側の配管から一次側通路Ａ、弁孔Ｄ、弁室Ｃを経由して二次側通路Ｂからさらに下流側の配管へ到る流路を形成する。

そして、例えば二次側通路Ｂの下流側の流路を開放することによって、二次側通路Ｂの水圧が一次側通路Ａの水圧よりも低下した場合は、これに伴って、ダイアフラム３３をメインスプリング３４の圧縮方向へ変位させる導圧室Ｇの水圧が低下するため、弁ロッド３１はメインスプリング３４の伸長力によって、弁体３２がリリーフスプリング３８を圧縮しながら弁座１５から離れる方向へ変位し、すなわち弁機構部３が図１に示されるように開弁動作する。このため、不図示の給水源から供給される水が、一次側通路Ａから弁孔Ｄ、弁座１５と弁体３２との隙間、弁室Ｃ及び二次側通路Ｂを経由してその下流側へ吐出される。

また、図１に示される開弁状態において、二次側通路Ｂの水圧が上昇した場合は、二次側通路Ｂと連通した導圧室Ｇの水圧も上昇するので、ダイアフラム３３はメインスプリング３４を圧縮させる方向、すなわち弁ロッド３１を介して弁体３２を弁座１５に接近させる方向へ変位する。このため、弁孔Ｄに対する弁体３２の開度が小さくなって、弁座１５と弁体３２との隙間を水が通過する際の圧力損失が大きくなるので、二次側通路Ｂの水圧が低下する。したがって、二次側通路Ｂの水圧の変動を抑制して一定範囲に保持することができる。

次に、例えば二次側通路Ｂの下流側の流路が閉鎖されることによって、一次側通路Ａから弁孔Ｄ、弁座１５と弁体３２との隙間、弁室Ｃ及び二次側通路Ｂを経由してその下流側へ吐出される水の流れが止まると、二次側通路Ｂの水圧が一次側通路Ａの水圧と同等になるので、二次側通路Ｂから導入されている導圧室Ｇの水圧によって、ダイアフラム３３はメインスプリング３４を圧縮させる方向へ変位する。このため図２に示されるように、弁ロッド３１は弁体３２が弁座１５と密接する位置まで変位し、すなわち弁機構部３は弁孔Ｄを閉塞（閉弁）する。

また、図２に示される閉弁状態において、配管の凍結など、何らかの原因により一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇した場合、弁孔Ｄを介して一次側通路Ａの水圧を受ける弁体３２の受圧面積は、一次側通路Ａの水圧に対する弁ロッド３１のピストン部３１ａの受圧面積よりも僅かに大きいため、その受圧面積の差による弁ロッド３１への付勢力は開弁方向へ作用する。したがって、このような受圧面積の差と一次側通路Ａの水圧との積と、メインスプリング３４の荷重の和が、ダイアフラム３３に作用する導圧室Ｇの水圧による閉弁力とリリーフスプリング３８の荷重との和より大きくなると、弁機構部３が開弁動作して弁体３２が弁孔Ｄを開放するため、一次側通路Ａの水圧は二次側通路Ｂへ逃がされ、一次側通路Ａの異常な水圧上昇が防止される。

そして、この実施の形態によれば、二次側通路Ｂの水圧を一定範囲に保つように動作する弁機構部３が、上述のように、一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇したときにその水圧を二次側通路Ｂへ逃がす機能を兼備するため、図１６に示される従来技術のような第二弁機構部１２０を設ける必要がなく、したがって簡素な構造とすることができる。

また、上記構成において、受圧面積の差による開弁力がどの程度増大したときに弁体３２が弁孔Ｄを開放して一次側通路Ａの水圧を二次側通路Ｂへ逃がすかを、リリーフスプリング３８の付勢力によって適切に設定することができる。

次に図４は、本発明に係る弁装置の第二の形態として、リリーフスプリング３８の付勢力を調整可能としたものを、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図である。

すなわち、この第二の形態において、上述した第一の形態と異なるところは、ボトム２に筒状部２２が弁ロッド３１と同心的に形成され、この筒状部２２の内周に、支持突起２３ａを有する調整螺子２３が螺合され、リリーフスプリング３８の一端が、弁体３２を弁ロッド３１に結合しているナット３６の外周に遊嵌状態に保持され、リリーフスプリング３８の他端が、前記調整螺子２３の支持突起２３ａの外周に遊嵌状態に保持された点にある。筒状部２２とこれにねじ込まれた調整螺子２３との間の隙間は、パッキン２４によって密封されている。その他の部分は、第一の形態と同様に構成することができる。なお、調整螺子２３は請求項２に記載された調整手段に相当するものである。

第二の形態によれば、ボトム２の筒状部２２に対する調整螺子２３のねじ込み量によって、リリーフスプリング３８の初期圧縮量が変化するので、弁体３２が弁孔Ｄを開放するときの開弁圧や、一次側通路Ａと二次側通路Ｂの圧力差による弁体３２の開度を任意に微調整することができる。

次に図５〜図７は、本発明に係る弁装置の第三の形態を、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す断面図で、このうち図５は開弁による減圧作動状態、図６は閉弁状態、図７は一次圧力逃がし時の状態を示すものである。

この第三の形態において、上述した第一の形態と異なるところは、弁体３２が、弁ロッド３１のダイアフラム３３と反対側の端部に形成された挿入軸部３１ｅに軸方向相対変位可能な状態で外挿され、コイルスプリングからなるリリーフスプリング３８が、前記挿入軸部３１ｅの端部にボルト３１ｆによって固定されたスプリング受け３１ｇと、弁体３２を密嵌してなる金属製のホルダ３２１との間に適宜圧縮状態で介在されたことにある。その他の部分は、第一の形態と同様に構成することができる。

このため、弁体３２は、リリーフスプリング３８によって弁座１５に対する接近方向へ付勢され、通常、弁ロッド３１のフランジ部３１ｄに押し付けられている。また、弁体３２の内周面は、弁ロッド３１の挿入軸部３１ｅの外周面と摺動可能に密接されている。

なお、この第三の形態では、必ずしも弁体３２と弁座１５の互いのシール径φ２を、弁ロッド３１のピストン部３１ａの外径、すなわちパッキン３５によるシール径φ１より大きくしなくても良い。

以上の構成において、例えば二次側通路Ｂの下流側の流路を開放することによって、二次側通路Ｂの水圧が一次側通路Ａの水圧よりも低下した場合は、二次側通路Ｂの水圧低下に伴って、ダイアフラム３３をメインスプリング３４の圧縮方向へ変位させる導圧室Ｇの水圧が低下するため、弁ロッド３１はメインスプリング３４の伸長力によって、弁体３２がリリーフスプリング３８を圧縮しながら弁座１５から離れる方向へ変位し、すなわち弁機構部３が図５に示されるように開弁動作する。このため、不図示の給水源から供給される水が、一次側通路Ａから弁孔Ｄ、弁座１５と弁体３２との隙間、弁室Ｃ及び二次側通路Ｂを経由してその下流側へ吐出される。

また、図５に示される開弁状態において、二次側通路Ｂの水圧が上昇した場合は、導圧路Ｆを介して二次側通路Ｂと連通した導圧室Ｇの水圧も上昇するので、ダイアフラム３３はメインスプリング３４を圧縮させる方向、すなわち弁ロッド３１を介して弁体３２を弁座１５に接近させる方向へ変位する。このため、弁孔Ｄに対する弁体３２の開度が小さくなって、弁座１５と弁体３２との隙間を水が通過する際の圧力損失が大きくなるので、二次側通路Ｂの水圧が低下する。したがって、二次側通路Ｂの水圧の変動を抑制して一定範囲に保持することができる。

また、例えば二次側通路Ｂの下流側の流路が閉鎖されることによって、一次側通路Ａから弁孔Ｄ、弁座１５と弁体３２との隙間、弁室Ｃ及び二次側通路Ｂを経由してその下流側へ吐出される水の流れが止まった場合は、二次側通路Ｂの水圧が一次側通路Ａの水圧と同等になるので、二次側通路Ｂから導入される導圧室Ｇの水圧によって、ダイアフラム３３はメインスプリング３４を圧縮させる方向へ変位する。このため図６に示されるように、弁ロッド３１は弁体３２が弁座１５と密接する位置まで変位し、すなわち弁機構部３は弁孔Ｄを閉塞（閉弁）する。

また、図６に示される閉弁状態において、配管の凍結など、何らかの原因により一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇した場合、弁孔Ｄを介して一次側通路Ａの水圧を受ける弁体３２は、図７に示されるように、リリーフスプリング３８の付勢力に抗して弁ロッド３１の挿入軸部３１ｅの外周面と摺動しながら開弁方向へ変位し、弁孔Ｄを開放するため、一次側通路Ａの水圧は二次側通路Ｂへ逃がされ、一次側通路Ａの異常な水圧上昇が防止される。

すなわち、この第三の形態でも、二次側通路Ｂの水圧を一定範囲に保つように動作する弁機構部３が、一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇したときにその水圧を二次側通路Ｂへ逃がす機能を兼備するため、図１６に示される従来技術のような第二弁機構部１２０を設ける必要がなく、簡素な構造とすることができる。

なお、図５〜図７に示される第三の形態では、弁体３２を弁ロッド３１のフランジ部３１ｄに押し付けているリリーフスプリング３８がコイルスプリングからなるものとしたが、コイルスプリングでは、一次側通路Ａの水圧を二次側通路Ｂへ開放するときの水圧値（開弁圧）高く設定することは困難であるため、このような場合は、図８に第三の形態の変更例を示すように、リリーフスプリング３８として皿ばねを採用することが好ましい。

次に図９〜図１２は本発明に係る弁装置の第四の形態を示すもので、このうち図９は、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図、図１０は、弁体を保持するホルダの平面図、図１１は、一次圧力逃がし時の状態を、ロッドの軸心を通る平面で切断して示す開弁状態の部分断面図、図１２は、図１１におけるXII−XIIで切断して示す部分断面図である。

この第四の形態は、上述した各形態のようなリリーフスプリング３８を設けず、ゴム状弾性材料からなる弁体３２の変形機能を利用して一次圧力を逃がすことができるようにしたものである。

詳しくは、弁機構部３における弁体３２はゴム状弾性材料で平ワッシャ状に成形されたものであって、図９に示されるように、中央に弁ロッド３１の挿入軸部３１ｅが挿入される軸孔３２１ｂを有するシャーレ状の金属製のホルダ３２１に嵌合保持されると共に、弁ロッド３１の一端に形成された雄螺子３１ｂに螺合したナット３６と、前記弁ロッド３１の一端近傍に弁孔Ｄよりも小径に形成されたフランジ部３１ｄに当接され、弁座１５と対向している。図１０に示されるように、ホルダ３２１の底面３２１ａの円周方向少なくとも１個所には、軸孔３２１ｂから延びる切欠３２１ｃが形成されている。

その他の部分は、リリーフスプリング３８が存在しないほかは、第一の形態と同様に構成することができるが、第一の形態のように必ずしも弁体３２と弁座１５の互いのシール径を、弁ロッド３１のピストン部３１ａの外径、すなわちパッキン３５によるシール径より大きくしなくても良い。

以上の構成を備える第四の形態も、弁機構部３による調圧（減圧）動作は、基本的には先に説明した各形態と同様であり、すなわち二次側通路Ｂの水圧が一次側通路Ａの水圧よりも低下した場合は、導圧路Ｆを介して二次側通路Ｂと連通した導圧室Ｇの水圧も低下するため、弁ロッド３１はメインスプリング３４の伸長力によって、弁体３２が弁座１５から離れる方向へ変位し、すなわち弁機構部３が開弁動作する。そしてこの開弁状態において、二次側通路Ｂの水圧が上昇した場合は、導圧室Ｇの水圧も上昇するので、ダイアフラム３３はメインスプリング３４を圧縮させる方向へ変位し、弁孔Ｄに対する弁体３２の開度が小さくなって、弁座１５と弁体３２との隙間を水が通過する際の圧力損失が大きくなるので、二次側通路Ｂの水圧が低下する。したがって、二次側通路Ｂの水圧の変動を抑制して一定範囲に保持することができる。

また、例えば二次側通路Ｂの下流側の流路が閉鎖されることによって、一次側通路Ａから弁孔Ｄ、弁座１５と弁体３２との隙間、弁室Ｃ及び二次側通路Ｂを経由してその下流側へ吐出される水の流れが止まった場合は、二次側通路Ｂの水圧が一次側通路Ａの水圧と同等になるので、二次側通路Ｂから導入される導圧室Ｇの水圧によって、ダイアフラム３３はメインスプリング３４を圧縮させる方向へ変位する。このため図９に示されるように、弁ロッド３１は弁体３２が弁座１５と密接する位置まで変位（閉弁）する。このとき、弁体３２はその全周が弁座１５と密接状態となっている。

ここで、弁体３２はホルダ３２１の切欠３２１ｃの上に位置する部分３２ａが、ホルダ３２１の底面３２１ａによる支持を受けていない分、剛性が小さくなっているので、図９に示される閉弁状態において、配管の凍結など、何らかの原因により一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇した場合、弁孔Ｄを介して一次側通路Ａの高い水圧を受ける弁体３２は、この水圧によって、図１１及び図１２に示されるように前記切欠３２１ｃの上に位置する部分３２ａが撓んで弁座１５との間に隙間δを生じるので、この隙間δを通じて一次側通路Ａの水圧が二次側通路Ｂへ逃がされ、一次側通路Ａの異常な水圧上昇が防止される。

すなわち、この第四の形態でも、二次側通路Ｂの水圧を一定範囲に保つように動作する弁機構部３が、一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇したときにその水圧を二次側通路Ｂへ逃がす機能を兼備し、しかもその動作を、弁体３２の変形を利用して行うため第一〜第三の形態のようなリリーフスプリングも不要となって、一層簡素な構造とすることができる。

なお、上記構成において、一次側通路Ａの水圧がどの程度まで増大したときに弁体３２が水圧開放動作を行うかは、ホルダ３２１の切欠３２１ｃの幅や、弁体３２の肉厚などの変更によって、切欠３２１ｃの上に位置する部分３２ａの剛性を調整することで、適切に設定することができる。

次に図１３〜図１５は本発明に係る弁装置の第五の形態を示すもので、このうち図１３は、弁ロッドの軸心を通る平面で切断して示す閉弁状態の断面図、図１４は、弁体を保持するホルダの平面図及び側面図、図１５は、一次圧力逃がし時の状態を、図１３におけるXV−XVで切断して示す部分断面図である。

この第五の形態も、基本的には上述した第四の形態と同様、ゴム状弾性材料からなる弁体３２の変形機能を利用して一次圧力を逃がすことができるようにしたものである。

詳しくは、弁機構部３における弁体３２はゴム状弾性材料で平ワッシャ状に成形されたものであって、図１３に示されるように、中央に弁ロッド３１の挿入軸部が挿入される軸孔３２１ｂを有するシャーレ状の金属製のホルダ３２１に嵌合保持されると共に、弁ロッド３１の一端に形成された雄螺子３１ｂに螺合したナット３６と、前記弁ロッド３１の一端近傍に弁孔Ｄよりも小径に形成されたフランジ部３１ｄに当接され、弁座１５と対向している。ホルダ３２１の底面３２１ａ側を向いた弁体３２の下面３２ｂの円周方向少なくとも１個所には、半径方向へ延びる帯状溝３２ｃが形成されている。その他の部分は、第四の形態と同様に構成することができる。

以上の構成を備える第五の形態も、基本的には上述した第四の形態と同様の流路開閉動作及び二次側通路Ｂの水圧の変動を抑制して一定範囲に保持する調圧動作を行うものである。

そして弁体３２は、帯状溝３２ｃが形成された部分３２ａがホルダ３２１の底面３２１ａに支持されていないので、図１３に示されるように、弁体３２の全周が弁座１５と密接されている閉弁状態において、配管の凍結など、何らかの原因により一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇した場合、弁孔Ｄを介して一次側通路Ａの高い水圧を受ける弁体３２は、この水圧によって、図１５に示されるように帯状溝３２ｃが形成された部分３２ａが撓んで弁座１５との間に隙間δを生じるので、この隙間δを通じて一次側通路Ａの水圧が二次側通路Ｂへ逃がされ、一次側通路Ａの異常な水圧上昇が防止される。

すなわち、この第五の形態でも、二次側通路Ｂの水圧を一定範囲に保つように動作する弁機構部３が、一次側通路Ａの水圧が適正範囲を超えて上昇したときにその水圧を二次側通路Ｂへ逃がす機能を兼備し、しかもその動作を、弁体３２の変形を利用して行うため第一〜第三の形態のようなリリーフスプリングも不要となって、一層簡素な構造とすることができる。

なお、上記構成において、一次側通路Ａの水圧がどの程度まで増大したときに弁体３２が水圧開放動作を行うかは、弁体３２の帯状溝３２ｃの幅や深さなどの変更によって、帯状溝３２ｃが形成された部分３２ａの剛性を調整することで、適切に設定することができる。

１ボディ
１５弁座
２ボトム
２２筒状部
２３調整螺子（調整手段）
３弁機構部
３１弁ロッド
３１ａピストン部
３２弁体
３２ｃ帯状溝
３２１ホルダ
３２１ｃ切欠
３３ダイアフラム
３４メインスプリング
３８リリーフスプリング
Ａ一次側通路
Ｂ二次側通路
Ｃ弁室
Ｄ弁孔
Ｅシリンダ部
Ｆ導圧路
Ｇ導圧室

Claims

ボディと、ボトムと、このボディ及びボトム間に配置された弁機構部からなり、
前記ボディは、上側に開口した皿状支持部と、下側に開口した下部筒部と、前記皿状支持部及び下部筒部の開口方向と直交する方向へ開口した筒状の第一継手部及び第二継手部と、を備え、
前記ボトムは、前記ボディの下部筒部を塞ぐように固定され、
前記ボディの内部には、前記第一継手部の内周から前記ボディの内周へ延びる一次側通路と、前記第二継手部の内周に形成された二次側通路と、前記下部筒部の内周及び前記ボトムにより形成され、前記二次側通路と連続した弁室と、前記一次側通路及び前記二次側通路の境界に位置し、前記一次側通路と前記弁室を互いに連通する弁孔と、前記弁孔における前記二次側通路の端部に位置する環状の弁座と、前記皿状支持部の内周空間に形成される導圧室と、前記弁孔と同軸上に位置して、一端が前記一次側通路における前記弁孔と反対側に開口し他端が前記導圧室側に開口したシリンダ部と、前記二次側通路と前記導圧室を互いに連通する導圧路と、が形成され、
前記弁機構部は、前記シリンダ部及び前記弁孔を貫通して軸方向往復動可能に配置され、前記シリンダ部に挿通された部分にピストン部が形成され、このピストン部の外周面と前記シリンダ部との間の隙間はパッキンによって密封されている弁ロッドと、前記弁室に配置されるとともに前記弁ロッドの一端に取り付けられ前記弁座に接離可能に対向された弁体と、前記ボディの皿状支持部の内周に嵌入され、内周側に前記弁ロッドの前記ピストン部を挿入可能な内径孔と外周側に導圧孔及び導圧溝が形成されているプレートと、内径部は前記弁ロッドにおける前記弁体と反対側の端部に結合され外径部は前記皿状支持部の端面に密接状態で固定されている円盤状のダイアフラムと、前記弁ロッドを前記弁座に対する前記弁体の離間方向へ付勢するメインスプリングと、前記弁ロッドを前記弁座に対する前記弁体の接近方向へ付勢するリリーフスプリングと、を備え、
前記導圧室は、前記ボディにおける前記皿状支持部の内周空間にあって前記プレートと前記ダイアフラムとの間に画成され、前記プレートの前記導圧孔及び前記導圧溝と前記ボディの前記導圧路を介して前記二次側通路に連通されており、
前記ダイアフラムは、前記導圧路を介して前記導圧室に導入される前記二次側通路の圧力によって前記弁ロッドを前記弁座に対する前記弁体の接近方向へ変位させ、
前記弁体と前記弁座との互いのシール径が、前記シリンダ部と前記ピストン部との互いのシール径より大きいことを特徴とする弁装置。
前記リリーフスプリングの荷重を調整する調整手段を有し、これによって、前記一次側通路の圧力を前記二次側通路へ逃すときの開弁圧を設定可能としたことを特徴とする請求項１に記載の弁装置。
前記プレートにおいて、前記内径孔の外周側にあって円弧状に延びる円周方向複数の被係合孔と、さらにその外側にあって円弧状に延びる円周方向複数の導圧孔が開設され、前記被係合孔の間及び前記導圧孔の間は径方向に延びる被係合リブとなっており、その下面には前記導圧孔間を連通する導圧溝が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の弁装置。