ダイヤフラム式流量調節弁
【課題】止水間際や給水開始時の小流量域における主弁の傾きによって、急激な流量変化が生ずる問題を解決することのできるダイヤフラム式流量調節弁を提供する。
【解決手段】ダイヤフラム弁から成る主弁２６と、環状の主弁座２４と、円筒部２２の内部に嵌入して主弁２６の移動時の案内をなす主弁ガイド７４とを備えたダイヤフラム式流量調節弁において、主弁ガイド７４の外周面に弾性Ｃリング８０を装着して、これを円筒部２２の内周面に弾性接触させ、環状隙間にて形成される流路を軸心方向に遮断する。
【解決手段】ダイヤフラム弁から成る主弁２６と、環状の主弁座２４と、円筒部２２の内部に嵌入して主弁２６の移動時の案内をなす主弁ガイド７４とを備えたダイヤフラム式流量調節弁において、主弁ガイド７４の外周面に弾性Ｃリング８０を装着して、これを円筒部２２の内周面に弾性接触させ、環状隙間にて形成される流路を軸心方向に遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイヤフラム弁からなる主弁の開度を変化させることによって、主水路を流通する水の流量を調節するダイヤフラム式流量調節弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主水路上に設けられて開度を変化させるダイヤフラム弁からなる主弁と、筒部の先端部にて構成された環状の主弁座とを有し、主弁の開度に応じて流量調節を行うダイヤフラム式流量調節弁が公知である。
例えば下記特許文献１にこの種のダイヤフラム式流量調節弁が開示されている。
【０００３】
図１１はこの種ダイヤフラム式流量調節弁の具体例を示している。
同図において２００は主水路で、２０２はその主水路２００上に設けられたダイヤフラム弁からなる主弁、２０４は円筒部２０６の先端部にて構成された円環状の主弁座、２００ａは主水路２００における1次側の流入水路，２００ｂは円筒部２０６の内側に形成された、主水路２００における２次側の流出水路である。
【０００４】
主弁２０２は、ゴム製のダイヤフラム膜２０８と、これに組み付けられた樹脂製等の硬質の主弁本体２１０とからなっており、ダイヤフラム膜２０８の外周端部が固定状態に保持され、その状態で軸心方向に移動（変位）して開度を変化させ、主水路２００を流通する水の流量を変化させる。
このダイヤフラム式流量調節弁では、主弁２０２が主弁座２０４に着座した状態では主水路２００が閉じた状態となり、水の流通は生じない。
【０００５】
一方主弁２０２が主弁座２０４から離間すると主水路２００が開いた状態となり、水の流通が生じて流入水路２００ａからの水が主弁座２０４を乗り越えて流出水路２００ｂへと流れ込み、更に下流側へと供給される。
また主弁２０２の軸心方向の移動量（変位量）に応じて、即ち主弁２０２の開度に応じて、主水路２００を流通する水の流量が増減変化させられる。即ち流量調節が行われる。
【０００６】
尚この図１１に示す流量調節弁はパイロット式の弁であって、２１２は主弁２０２の背後に形成され、内部の圧力を主弁２０２に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室、２１４は主水路２００における1次側の流入水路２００ａの水を背圧室２１２に導入して、背圧室２１２の圧力を増大させる導入小孔、２１６は背圧室２１２と２次側の流出水路２００ｂとを連通させる状態に主弁２０２を貫通して設けられ、背圧室２１２の水を流出水路２００ｂに抜いて背圧室２１２の圧力を減少させるパイロット水路、２１８はパイロット水路２１６を開閉するパイロット弁、２２０はパイロット弁座である。
【０００７】
ところでこの種ダイヤフラム式流量調節弁では、主弁２０２に対する水の流れの不均等な作用等に基づいて、図１１に示しているように主弁２０２が傾動してしまって、流量調節が円滑に行われない場合が生ずるといった問題が生じていた。
【０００８】
こうしたことから、パイロット式であると否とを問わずこの種ダイヤフラム式流量調節弁にあっては、主弁２０２の移動時の案内をなす主弁ガイドを主弁２０２に、詳しくは主弁本体２１０に一体移動する状態に設けることが行われている。
このような主弁ガイドを主弁２０２に設けておくことで、主弁２０２が大きく傾動することをある程度防ぐことができる。
【０００９】
しかしながらこのような主弁ガイドを設ける場合において、主弁ガイドの外周面と円筒部の内周面との間に嵌合クリアランス（環状隙間）を確保するのが普通であり、この場合その嵌合クリアランス内で主弁ガイドが僅かに傾くことができるために、主弁の傾きを完全には防止することができない。
そのため、主弁の閉弁動作の最終時や開弁動作開始時、即ち止水間際や給水開始時の小流量域において、主弁の傾きによって急激な流量変化が発生してしまう問題が生ずる。
【００１０】
【特許文献１】特開平４−３０２７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上のような事情を背景とし、止水間際や給水開始時の小流量域において、主弁の傾きによって急激な流量変化が生ずる問題を解決し、連続的且つ滑らかな流量変化を行うことのできるダイヤフラム式流量調節弁を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
而して請求項１のものは、(イ)主水路上に設けられて開度を変化させるダイヤフラム弁から成る主弁と、(ロ)筒部の先端部にて構成された環状の主弁座と、(ハ)該主弁に一体移動する状態に設けられ、前記筒部の内部に嵌入して該主弁の移動時の案内をなす主弁ガイドと、を有し、該主弁の開度に応じて流量調節を行なうダイヤフラム式流量調節弁において、可動側である前記主弁ガイドの外周面、又は固定側である前記筒部の内周面に径方向の弾性を有する弾性リングを装着し、該弾性リングは、前記主弁の閉位置から設定微小距離開いた位置までの移動範囲内で、径方向外向きの弾性力で前記筒部の内周面に、又は径方向内向きの弾性力で前記主弁ガイドの外周面に対して相対摺動可能に弾性接触して、それら主弁ガイドの外周面と筒部の内周面との間の環状隙間を遮断するものとなしてあることを特徴とする。
【００１３】
請求項２のものは、請求項１において、前記流量調節弁が、(a)前記主弁の背後に形成され、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、(b)前記主水路における一次側の流入水路の水を該背圧室に導入して該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(c)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に前記主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて、該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(d)前記主弁と同方向に進退移動して前記パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、を備え、該パイロット弁の進退移動に追従して前記主弁を進退移動させて前記主水路の流量調節を行うパイロット式の弁であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングが周方向の所定個所に切れ目を有するＣリングであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングがゴム弾性体から成る、周方向に連続した環状のＯリングであることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１６】
以上のように本発明は、主弁ガイドの外周面又は筒部の内周面に弾性リングを装着し、かかる弾性リングの径方向の弾性力で、その弾性リングを筒部の内周面に対し、又は主弁ガイドの外周面に対し相対摺動可能に弾性接触させて、かかる弾性リングにより主弁ガイドの外周面と筒部の内周面との間の環状隙間を弾性リングにて軸心方向に遮断するようになしたものである。
【００１７】
本発明の流量調節弁にあっては、止水間際或いは給水開始時の小流量域では、弾性リングによる環状隙間の遮断作用によって、それら主弁ガイドと筒部との間の環状隙間にて形成される流路を実質上閉じた状態又は流量を著しく絞った状態とする。
【００１８】
言わばこの弾性リングは、主弁に対する補助弁としての働きをなして、小流量域で上記の環状隙間にて形成される流路の流れを無くすか又は著しく絞った状態とする。
従ってその小流量域において主弁が傾くことがあっても、その傾きによって小流量域で急激な流量変化が生ずるのが回避され、連続的且つ滑らかな流量変化を確保することが可能となる。
【００１９】
尚本発明において、上記補助弁としての働きをなす弾性リングは、主弁ガイドと筒部との間の流路を必ずしも完全に閉鎖（シール）するものでなくても良く、多少の漏れを生じるものであっても良い。
但しその漏れは、小流量域において主弁の傾きにより生ずる流量の変化量よりも少ないものとなしておく。
【００２０】
本発明は、パイロット式の流量調節弁、詳しくは主弁の背後に形成され、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，背圧室の圧力を増大させる導入小孔，背圧室の水を抜いてその圧力を減少させるパイロット水路、更に主弁と同方向に進退移動してパイロット水路の開度を制御するパイロット弁とを備え、そのパイロット弁の進退移動に追従して主弁を進退移動させ、主水路の流量調節を行うパイロット式の弁となしておくことができる（請求項２）。
【００２１】
また上記弾性リングとして、周方向の所定箇所に切れ目を有し、その切れ目に基づいて径方向に弾性変形するＣリングを用いることができ（請求項３）、或いはまたゴム弾性体からなるＯリングを弾性リングとして用いることができる（請求項４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明をパイロット式のダイヤフラム式流調弁装置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。
【００２３】
図１及び図２において１０，１２はそれぞれバルブボデーを構成する第１部材，第２部材で、第２部材１２は更にそれぞれ円筒形状をなす上部１４と、下部１６と、中間部１８とからなっており、それらが軸方向に組み付けられている。
ここで第２部材１２、即ち上部１４，下部１６及び中間部１８は何れも樹脂製とされてる。
また下部１６には円筒部（筒部）２２が、後述の整流部６４とともに一体に構成されている。
【００２４】
２０は主水路で、この主水路２０上に後述のダイヤフラム弁からなる主弁２６が設けられている。図中２０ａは主水路２０における１次側の流入水路，２０ｂは円筒部２２の内側に形成された２次側の流出水路で、５４はその末端の流出口を表している。
円筒部２２の先端部（図中上端部）は、円環状をなす主弁座２４として構成されており、また円筒部２２の外周側には、１次側の流入水路２０ａの一部をなす流入室５０が形成されている。
【００２５】
上記ダイヤフラム弁からなる主弁２６は、主水路２０の開閉及び開度調節を行うもので（以下主水路２０の開閉と開度調節とを含めて単に開度調節とする）、シール部材を兼ねたゴムとの弾性体からなるダイヤフラム膜２８と、硬質の主弁本体３０とからなっている。
この主弁２６は、ダイヤフラム膜２８の外周端部がバルブボデーにて固定状態に保持され、その中心部が軸心方向（図中上下方向）に進退移動（変位）して主弁座２４との距離を変化させ、主水路２０の開度を変化させる。
【００２６】
詳しくは、主弁２６は主弁座２４への着座によって主水路２０を遮断し、また主弁座２４から図中上向きに離間することによって主水路２０を開放する。
また主弁座２４からの離間量に応じて開度を大小変化させ、主水路２０を流れる水の流量、即ち給水流量を調節する。
【００２７】
この主弁２６の図中上側の背後には、背圧室３２が形成されている。
背圧室３２は、内部の圧力を主弁２６に対して図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁２６には、これを貫通して流入室５０と背圧室３２とを連通させる導入小孔３３が設けられている。
この導入小孔３３は、流入室５０からの水を背圧室３２に導いて背圧室３２の圧力を増大させる。
【００２８】
主弁２６にはまた、これを貫通して背圧室３２と流出水路２０ｂとを連通させる水抜水路としてのパイロット水路３４が設けられている。
このパイロット水路３４は、背圧室３２内の水を流出水路２０ｂに抜いて背圧室３２の圧力を減少させる。
【００２９】
図３及び図４に示しているように主弁２６にはまた、その中心部においてこれを軸心方向に貫通する貫通孔３６が設けられており、そこにパイロット弁３５が挿通され、このパイロット弁３５の外周面と貫通孔３６の内周面との間に、通路幅が狭小な環状をなす上記パイロット水路３４が形成されている。
この主弁２６には、貫通孔３６の内周面に沿って主弁２６の軸心周りに環状をなすパイロット弁座３７が一体に設けられている。
３８はこのパイロット弁座３７におけるシール部で、環状溝内部に環状をなす弾性シールリングとしてのＯリング４０を保持ししている。
【００３０】
上記パイロット弁３５はこのパイロット弁座３７に対し、主弁２６の軸心に沿って図中上下方向に進退移動可能に嵌合するようになっている。
詳しくはこのパイロット弁３５は、断面円形をなし且つ図中上下方向即ち進退方向において外径が同径のシール部４２と、その下側（図中下側）の環状の凹所４４とを有している。
環状の凹所４４の軸方向の各端部は、凹所４４の最小径部に向かって漸次小径となるテーパ面４６とされており、そのテーパ面４６の大径側の各端部に段付部４８，４９が形成されている。
【００３１】
尚、図１及び図３はパイロット弁３５の止水時の状態を表しており、このときパイロット弁３５はシール部４２をＯリング４０を介してパイロット弁座３７に対し全周に亘って径方向に弾性接触させ、パイロット弁３５とパイロット弁座３７との間を水密にシールした状態にある。
またこのとき、主弁２６は主弁座２４に着座した状態にあって、主水路２０は閉鎖された状態にある。
【００３２】
一方図２及び図４は最大吐水時の状態を表しており、このときパイロット弁３５はシール部４２がパイロット弁座３７から離間した状態にあって、それらの間に微小な隙間を形成している。
またこのとき主弁２６は主弁座２４から図中上向きに大きく離間した状態にあって、主水路２０を大きく開いた状態にある。
【００３３】
図５，図６はパイロット弁３５の移動による流調（流量調節）時の作用を表している。
この実施形態では、パイロット弁３５が図１及び図３の止水状態から図中上向きに後退移動すると、パイロット弁３５とパイロット弁座３７との間の隙間が大となり、背圧室３２内の水がパイロット水路３４を通じて流出水路２０ｂ側に多く抜け出して背圧室３２の圧力が減少する。
そこで図５（Ｉ）に示しているように主弁２６が流入室５０との圧力差により図中上向きに後退移動し、流入室５０の圧力と背圧室３２の圧力とがバランスする位置で主弁２６の後退移動が停止する。
この主弁２６の後退移動によって、主弁２６と主弁座２４との間の隙間が大となり、流入室５０から流出水路２０ｂに向けて水が流出する。
【００３４】
この状態からパイロット弁３５が更に図中上向きに後退移動させられると、背圧室３２の圧力と流入室５０との圧力をバランスさせるようにして、主弁２６がパイロット弁３５の後退移動に追従して後退移動し、主水路２０の開度を更に広くして主水路２０を流れる水の流量を増大させる（図５（II），(III)参照）。
【００３５】
一方パイロット弁３５が、図６（Ｉ）に示しているように図中下向きに前進移動すると、パイロット弁３５とパイロット弁座３７との間、詳しくはパイロット弁３５におけるシール部４２とパイロット弁座３７に保持されたＯリング４０との間の隙間が小さくなって、即ちパイロット水路３４の開度が小さくなって、背圧室３２から流出水路２０ｂに抜ける水の量が少なくなり、背圧室３２の圧力が増大する。
【００３６】
このため、その増大した圧力により主弁２６が今度は図中下向きに前進移動して、背圧室３２の圧力と流入室５０との圧力をバランスさせる位置で停止する（図６(II)参照）。
このとき主弁２６と主弁座２４との間の隙間は小さくなって、即ち主水路２０の開度が小さくなって、主水路２０を流れる水の流量が減少する。
【００３７】
そしてこの状態から更にパイロット弁３５が図中下向きに前進移動すると主水路２０の開度が更に小さくなり、流れる水の流量が更に減少する（図６(III)参照）。そして更なるパイロット弁３５の前進移動によって、図１及び図３に示す止水状態となる。
【００３８】
図１及び図２において５６は駆動軸で、この駆動軸５６は一様な円形断面且つ一様な外径で軸方向に延びており、図中下部に上記のパイロット弁３５が一体に構成されている。
これらの図において、５８は回転式の操作部で、この操作部５８と駆動軸５６との間に、操作部５８の回転操作によりその操作量に応じて駆動軸６０をねじ送りで進退させてパイロット弁３５を図中上下方向に一体に進退移動させ、その位置を変化させる流調機構（図示省略）が組み込まれている。
【００３９】
即ちこの実施形態では、操作部５８を回転操作すると回転量に応じてパイロット弁３５が図中上下に進退移動して、主弁２６をこれに追従して変位させる。
これによって主水路２０を流れる水の流量調節が行われる。
尚、駆動軸５６と背圧室３２との間はＯリング６１にて水密にシールされている。
またバルブボデーにおける第２部材１６と第１部材１０との間が、Ｏリング６２にて水密にシールされている。
【００４０】
上記流入室５０には、流入水路２０ａからの水の流れを主弁２６の軸心方向に整えた上で主弁２６に作用させる整流部６４が設けられている。
この整流部６４もまた樹脂製とされており、第２部材１２における下部１６に一体に構成されている。
【００４１】
この整流部６４は、周方向に所定ピッチで設けられて径方向に放射状に延びる案内板６６と、円筒部２２と同心の環状をなす案内板６８とを有しており、そしてそれらによって仕切られた内周側の多数の整流路７０Ａと、外周側の多数の整流路７０Ｂとを有している。
ここで各整流路７０Ａ，７０Ｂは図３，図４に示しているように、主弁２６の軸心方向に延びて上端及び下端がそれぞれ流入室５０内部に開放されている。
【００４２】
この整流部６４は次のように作用する。
即ちこのような整流部６４が設けられていない場合、流入室５０内部に横向きに流入した水の流れは、円筒部２２や流入室５０の外周壁に当って縦向き且つ上向きの流れとなり、主弁２６に作用するが、このとき流入室５０内部では急激な水の流れに対する抵抗や流れの向きの変化によって水の流れが強いところと弱いところが生じたりして、水の流れが全体的に不均等となり、従って主弁２６に作用する水の流れの勢いも各部で不均等となってしまう。
【００４３】
しかるに本実施形態では整流部６４が設けてあるため、流入室５０における水の流れの不均等化が抑制される。
その結果全周に亘って水の流れが軸心方向の流れに整えられた上で、主弁２６に作用せしめられる。
【００４４】
この実施形態において、ダイヤフラム弁から成る主弁２６の主弁本体３０には、円筒部２２の内部に嵌入して主弁２６の移動時の案内をなす主弁ガイド７４が一体に形成されている。
ここで主弁ガイド７４は、図４の部分拡大図に示しているように軸方向即ち上下方向に所定肉厚を有する円板状の上部７４-１と、中心部から放射状に延びている板状の複数の案内羽根７４-２とを有しており、円筒部２２への嵌入状態で、上部７４-１の外周面と円筒部２２の内周面との間に所定の環状隙間を形成する。
【００４５】
本実施形態では、図３及び図４に示しているように主弁ガイド７４の外周面に環状溝７６が形成されていて、そこに図３（ロ）に示すように周方向所定箇所に切れ目７８を有する樹脂又は金属製の弾性Ｃリング（弾性リング）８０が装着され、主弁イド７４の円筒部２２への嵌入時にかかる弾性Ｃリング８０が円筒部２２の内周面に弾性嵌合するようになしてある。
即ち、弾性Ｃリング８０の外周面が円筒部２２の内周面に対して、主弁２６の軸心方向即ち移動方向に摺動可能に円筒部２２の内周面に弾性接触するようになしてある。
【００４６】
ここで弾性Ｃリング８０は、図４に示す自由形状状態ではその外径が円筒部２２の内径よりも僅かに大きい径をなしており、主弁ガイド７４が円筒部２２内に嵌入したとき、弾性Ｃリング８０がその円筒部２２の内周面にて強制的に縮径方向に弾性変形させられる。
即ち主弁ガイド７４が円筒部２２内に嵌入して、弾性Ｃリング８０が円筒部２２の内周面に嵌合したとき、弾性Ｃリング８０は自身の弾性力でその外周面を円筒部２２の内周面に対し径方向外向きに弾性的に接触させ、主弁ガイド７４の外周面と円筒部２２の内周面との間の環状隙間を軸方向に遮断し、シールする。
【００４７】
但しこの弾性Ｃリング８０は、周方向所定箇所に切れ目７８を有しており、その切れ目７８の部分で水の漏れを許容する。
尤もその漏れの量はごく僅かであって、後に述べるように主弁２６の閉弁間際（止水間際）或いは開弁開始時（給水開始時）の小流量域において主弁２６が傾きを生じることによって起る流量の変化量（但し弾性Ｃリング７８が設けられていない場合の流量変化量）よりも小流量である。
【００４８】
尚この弾性Ｃリング７８は、主弁２６の閉位置から設定微小距離開いた位置までの移動範囲内で、円筒部２２の内周面に弾性接触状態を保つように、主弁ガイド７４への組付位置が定めてある。
ここで設定微小距離は、主弁２６の傾きがほぼ無くなるまでの移動範囲内で定めることができる。
尚、図３及び図４に示しているように、主弁座２４はその断面形状が曲面形状とされていて、内周側の部分が、図４の自由形状状態にある弾性Ｃリング７８を縮径させて円筒部２２内に嵌入させる嵌入ガイド８２を成している。
【００４９】
図７は上記弾性Ｃリング８０の作用を具体的に表している。
先ず図７（Ｉ）は止水時の状態を表しており、この状態からパイロット弁３５が上昇移動して、シール部４２がパイロット弁座３８のＯリング４０から上向きに僅かに離れると（図７（II））、そこに隙間が生じて背圧室３２内の水がパイロット水路３４を通じて、流出水路２０ｂ側に漏出する。このときの漏出量はごく僅かである。
【００５０】
図８は、操作部５８の回転角とこれに対応した水の流量との関係を表したもので、図中Ａが本実施形態における流量の変化を、またＢが、上記弾性Ｃリング８０を設けない場合（比較例）の流量の変化をそれぞれ表している。
而して同図中Ａ-１の部分では微小量の水の流出が生じているが、このＡ-１での水の流出は図７（II）の状態での水の流出量、つまりパイロット水路３４からの水の漏出の量を表している。
尚この時点では、主弁２６は未だ閉じた状態にある。
【００５１】
この状態からパイロット弁３５が更に僅かに引き上げられると、主弁２６がこれに追従して主弁座２４から離れようとする。
このときに主弁２６は全周に亘って均等に動作せず、主弁２６に作用する水の流れの不均等などによって傾きを生じ易い。
図８中Ｂ-２で表す部分は、その主弁２６の傾きによって流量が急激に変化した部分である。
【００５２】
しかるに本実施形態では、この状態で弾性Ｃリング８０が円筒部２２の内周面に弾性接触した状態にあって、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の径方向の隙間を埋めてそれらの間の環状隙間を実質的に軸心方向に遮断し、シールした状態にあるため、このように主弁２２が傾きを生じることがあっても急激な流量変化は生じない。
図８中Ａ-２で表した部分は、その主弁２２の傾きによって流量が微小に増量変化した状態を表している。ここで微小な流量増加は弾性Ｃリング８０の切れ目７８によるものである。
この図中Ａ-２で示しているように、本実施形態では主弁２６が傾くことがあっても急激な流量変化は起こらず、その流量の変化は極めて僅かでしかも滑らかなものである。
【００５３】
この図７（III）に示す状態から更にパイロット弁３５が引き上げられると、これに追従して主弁２６が上昇する。
このとき弾性Ｃリング８０は円筒部２２から離脱して本来の自由形状に復帰する。そしてこの後の主弁２６の上昇量、即ち開弁量に応じて主水路２０を流れる水の流量が変化せしめられる。図８中Ａ-３はこのときの流量変化の状態を表している。
尚このときの流量変化は、図８中Ｂの流量変化曲線におけるＢ-３とほぼ同様である。即ち弾性Ｃリングを設けていない場合とほぼ同様である。
【００５４】
尚、パイロット弁３５を下降させて主弁２６をこれに追従して下降移動させ、最大開弁状態から閉弁状態とするまでの動きは上記と逆となる。
このときの主水路２０における流量の変化は図８中Ａ-３からＡ-２、またＡ-２からＡ-１への変化となる。
【００５５】
かかる本実施形態の流量調節弁にあっては、止水間際或いは給水開始の小流量域では弾性Ｃリング８０による環状隙間の遮断作用によって、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の環状隙間にて形成される流路を実質上閉じた状態に保持するため、その小流量域において主弁２６が傾くことがあっても、その傾きによって小流量域で急激な流量変化が生ずるのが回避され、連続的且つ滑らかな流量変化を確保することができる。
【００５６】
また弾性Ｃリング８０は、環状溝７６内で径方向に弾性変形することができるため、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の環状隙間をシールしつつ、円筒部２２の内周面に沿って軸心方向に移動する際に、その外径を円筒部２２の内径に沿って変化させつつ、円滑に円筒部２２の内周面の形状に追従変形して、同内面を摺動運動することができる。
【００５７】
図９は本発明の他の実施形態を示している。
この例は、弾性リングとして上記弾性Ｃリング８０に代えて、ゴム弾性体からなるＯリング８４を用いた例である。
但しこのＯリング８４は、図９（II）に示す自由形状状態で、外径が円筒部２２の内径よりも大径をなしており、また環状溝７６への装着状態で、その内径が環状溝７６の溝底の外径よりもわずかに大径となし、溝底との間に環状の隙間を形成する。
ここでＯリング８４は、周方向に切れ目の無い連続した円環状をなしている。
この例においても上記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
但しこの実施形態では、弾性リングとしてのＯリング８４が周方向に切れ目の無い連続した円環状をなしているため、かかるＯリング８４が円筒部２２の内周面に弾性接触した状態において、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の環状隙間にて形成される流路は軸心方向に漏れなく遮断され、シールされた状態となる。
従って図８の流量変化曲線ＡにおけるＡ-２の部分は、実質的にＡ-１の流量レベルと同じ流量レベルで推移することとなる。
【００５９】
この実施形態では、Ｏリング８４の内周と環状溝７６の溝底との間に隙間が確保されているため、図９（II）の状態からＯリング８４を円筒部２２の内周面に弾性嵌合させたときのＯリング８４の径方向の変形抵抗が小さく、このためＯリング８４が円筒部２２の内周面に対して主弁２６の移動方向、即ち軸方向に摺動する際の摺動抵抗を小さく抑えることができる。
【００６０】
図１０は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は円筒部２２の側に、即ちその内周面に環状溝７６を形成して、そこに弾性Ｃリング８０を装着し、かかる弾性Ｃリング８０の内周面を、主弁ガイド７４の外周面に弾性的に押し付けて、それらの間の隙間を埋めシールするようになした例である。
【００６１】
この例では弾性Ｃリング８０は、自由形状状態で図１０（Ｂ）に示す形状、即ち内径が主弁ガイド７４の外径よりも小径をなし、主弁ガイド７４が図中下向きに移動して弾性Ｃリング８０が主弁ガイド７４の外周面に弾性嵌合したとき、主弁ガイド７４によって径方向外方に弾性的に押し広げられ、その弾性力によって弾性Ｃリング８０の内周面が主弁ガイド７４の外周面に径方向内向きに押し付けられて弾性接触する。
尚、ここでは弾性リングとして弾性Ｃリング８０を用いているが、これに代えてＯリング８４を用いるようにしても良い。但しこの場合においても自由形状状態における内径は、主弁ガイド７４の外径よりも小径となしておく。
【００６２】
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。
例えば本発明は図１１に示しているようにパイロット弁を主弁のパイロット弁座に対してそれらの移動方向に、即ち軸心方向に押し付けるタイプのパイロット式の流量調節弁に適用することも可能である等、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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態の流量調節弁を止水状態で表した図である。
【図２】同実施形態を開弁状態で表した図である。
【図３】図１の要部を拡大して示した図である。
【図４】図２の要部を拡大して示した図である。
【図５】同実施形態の流量調節作用を示した作用説明図である。
【図６】図５に続く作用説明図である。
【図７】同実施形態の弾性Ｃリングの作用説明図である。
【図８】同実施形態の流量変化を比較例の流量変化とともに示した図である。
【図９】本発明の他の実施形態の要部を示した図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態の要部を示した図である。
【図１１】従来の流量調節弁の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
２０ 主水路
２０ａ 1次側流入水路
２０ｂ ２次側流出水路
２２ 円筒部（筒部）
２４ 主弁座
２６ 主弁
３２ 背圧室
３３ 導入小孔
３４ パイロット水路
３５ パイロット弁
７４ 主弁ガイド
７８ 切れ目
８０ 弾性Ｃリング
８４ Ｏリング
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ダイヤフラム弁からなる主弁の開度を変化させることによって、主水路を流通する水の流量を調節するダイヤフラム式流量調節弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主水路上に設けられて開度を変化させるダイヤフラム弁からなる主弁と、筒部の先端部にて構成された環状の主弁座とを有し、主弁の開度に応じて流量調節を行うダイヤフラム式流量調節弁が公知である。
例えば下記特許文献１にこの種のダイヤフラム式流量調節弁が開示されている。
【０００３】
図１１はこの種ダイヤフラム式流量調節弁の具体例を示している。
同図において２００は主水路で、２０２はその主水路２００上に設けられたダイヤフラム弁からなる主弁、２０４は円筒部２０６の先端部にて構成された円環状の主弁座、２００ａは主水路２００における1次側の流入水路，２００ｂは円筒部２０６の内側に形成された、主水路２００における２次側の流出水路である。
【０００４】
主弁２０２は、ゴム製のダイヤフラム膜２０８と、これに組み付けられた樹脂製等の硬質の主弁本体２１０とからなっており、ダイヤフラム膜２０８の外周端部が固定状態に保持され、その状態で軸心方向に移動（変位）して開度を変化させ、主水路２００を流通する水の流量を変化させる。
このダイヤフラム式流量調節弁では、主弁２０２が主弁座２０４に着座した状態では主水路２００が閉じた状態となり、水の流通は生じない。
【０００５】
一方主弁２０２が主弁座２０４から離間すると主水路２００が開いた状態となり、水の流通が生じて流入水路２００ａからの水が主弁座２０４を乗り越えて流出水路２００ｂへと流れ込み、更に下流側へと供給される。
また主弁２０２の軸心方向の移動量（変位量）に応じて、即ち主弁２０２の開度に応じて、主水路２００を流通する水の流量が増減変化させられる。即ち流量調節が行われる。
【０００６】
尚この図１１に示す流量調節弁はパイロット式の弁であって、２１２は主弁２０２の背後に形成され、内部の圧力を主弁２０２に対して閉弁方向の押圧力として作用させる背圧室、２１４は主水路２００における1次側の流入水路２００ａの水を背圧室２１２に導入して、背圧室２１２の圧力を増大させる導入小孔、２１６は背圧室２１２と２次側の流出水路２００ｂとを連通させる状態に主弁２０２を貫通して設けられ、背圧室２１２の水を流出水路２００ｂに抜いて背圧室２１２の圧力を減少させるパイロット水路、２１８はパイロット水路２１６を開閉するパイロット弁、２２０はパイロット弁座である。
【０００７】
ところでこの種ダイヤフラム式流量調節弁では、主弁２０２に対する水の流れの不均等な作用等に基づいて、図１１に示しているように主弁２０２が傾動してしまって、流量調節が円滑に行われない場合が生ずるといった問題が生じていた。
【０００８】
こうしたことから、パイロット式であると否とを問わずこの種ダイヤフラム式流量調節弁にあっては、主弁２０２の移動時の案内をなす主弁ガイドを主弁２０２に、詳しくは主弁本体２１０に一体移動する状態に設けることが行われている。
このような主弁ガイドを主弁２０２に設けておくことで、主弁２０２が大きく傾動することをある程度防ぐことができる。
【０００９】
しかしながらこのような主弁ガイドを設ける場合において、主弁ガイドの外周面と円筒部の内周面との間に嵌合クリアランス（環状隙間）を確保するのが普通であり、この場合その嵌合クリアランス内で主弁ガイドが僅かに傾くことができるために、主弁の傾きを完全には防止することができない。
そのため、主弁の閉弁動作の最終時や開弁動作開始時、即ち止水間際や給水開始時の小流量域において、主弁の傾きによって急激な流量変化が発生してしまう問題が生ずる。
【００１０】
【特許文献１】特開平４−３０２７９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上のような事情を背景とし、止水間際や給水開始時の小流量域において、主弁の傾きによって急激な流量変化が生ずる問題を解決し、連続的且つ滑らかな流量変化を行うことのできるダイヤフラム式流量調節弁を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
而して請求項１のものは、(イ)主水路上に設けられて開度を変化させるダイヤフラム弁から成る主弁と、(ロ)筒部の先端部にて構成された環状の主弁座と、(ハ)該主弁に一体移動する状態に設けられ、前記筒部の内部に嵌入して該主弁の移動時の案内をなす主弁ガイドと、を有し、該主弁の開度に応じて流量調節を行なうダイヤフラム式流量調節弁において、可動側である前記主弁ガイドの外周面、又は固定側である前記筒部の内周面に径方向の弾性を有する弾性リングを装着し、該弾性リングは、前記主弁の閉位置から設定微小距離開いた位置までの移動範囲内で、径方向外向きの弾性力で前記筒部の内周面に、又は径方向内向きの弾性力で前記主弁ガイドの外周面に対して相対摺動可能に弾性接触して、それら主弁ガイドの外周面と筒部の内周面との間の環状隙間を遮断するものとなしてあることを特徴とする。
【００１３】
請求項２のものは、請求項１において、前記流量調節弁が、(a)前記主弁の背後に形成され、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、(b)前記主水路における一次側の流入水路の水を該背圧室に導入して該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(c)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に前記主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて、該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(d)前記主弁と同方向に進退移動して前記パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、を備え、該パイロット弁の進退移動に追従して前記主弁を進退移動させて前記主水路の流量調節を行うパイロット式の弁であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングが周方向の所定個所に切れ目を有するＣリングであることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングがゴム弾性体から成る、周方向に連続した環状のＯリングであることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１６】
以上のように本発明は、主弁ガイドの外周面又は筒部の内周面に弾性リングを装着し、かかる弾性リングの径方向の弾性力で、その弾性リングを筒部の内周面に対し、又は主弁ガイドの外周面に対し相対摺動可能に弾性接触させて、かかる弾性リングにより主弁ガイドの外周面と筒部の内周面との間の環状隙間を弾性リングにて軸心方向に遮断するようになしたものである。
【００１７】
本発明の流量調節弁にあっては、止水間際或いは給水開始時の小流量域では、弾性リングによる環状隙間の遮断作用によって、それら主弁ガイドと筒部との間の環状隙間にて形成される流路を実質上閉じた状態又は流量を著しく絞った状態とする。
【００１８】
言わばこの弾性リングは、主弁に対する補助弁としての働きをなして、小流量域で上記の環状隙間にて形成される流路の流れを無くすか又は著しく絞った状態とする。
従ってその小流量域において主弁が傾くことがあっても、その傾きによって小流量域で急激な流量変化が生ずるのが回避され、連続的且つ滑らかな流量変化を確保することが可能となる。
【００１９】
尚本発明において、上記補助弁としての働きをなす弾性リングは、主弁ガイドと筒部との間の流路を必ずしも完全に閉鎖（シール）するものでなくても良く、多少の漏れを生じるものであっても良い。
但しその漏れは、小流量域において主弁の傾きにより生ずる流量の変化量よりも少ないものとなしておく。
【００２０】
本発明は、パイロット式の流量調節弁、詳しくは主弁の背後に形成され、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，背圧室の圧力を増大させる導入小孔，背圧室の水を抜いてその圧力を減少させるパイロット水路、更に主弁と同方向に進退移動してパイロット水路の開度を制御するパイロット弁とを備え、そのパイロット弁の進退移動に追従して主弁を進退移動させ、主水路の流量調節を行うパイロット式の弁となしておくことができる（請求項２）。
【００２１】
また上記弾性リングとして、周方向の所定箇所に切れ目を有し、その切れ目に基づいて径方向に弾性変形するＣリングを用いることができ（請求項３）、或いはまたゴム弾性体からなるＯリングを弾性リングとして用いることができる（請求項４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明をパイロット式のダイヤフラム式流調弁装置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。
【００２３】
図１及び図２において１０，１２はそれぞれバルブボデーを構成する第１部材，第２部材で、第２部材１２は更にそれぞれ円筒形状をなす上部１４と、下部１６と、中間部１８とからなっており、それらが軸方向に組み付けられている。
ここで第２部材１２、即ち上部１４，下部１６及び中間部１８は何れも樹脂製とされてる。
また下部１６には円筒部（筒部）２２が、後述の整流部６４とともに一体に構成されている。
【００２４】
２０は主水路で、この主水路２０上に後述のダイヤフラム弁からなる主弁２６が設けられている。図中２０ａは主水路２０における１次側の流入水路，２０ｂは円筒部２２の内側に形成された２次側の流出水路で、５４はその末端の流出口を表している。
円筒部２２の先端部（図中上端部）は、円環状をなす主弁座２４として構成されており、また円筒部２２の外周側には、１次側の流入水路２０ａの一部をなす流入室５０が形成されている。
【００２５】
上記ダイヤフラム弁からなる主弁２６は、主水路２０の開閉及び開度調節を行うもので（以下主水路２０の開閉と開度調節とを含めて単に開度調節とする）、シール部材を兼ねたゴムとの弾性体からなるダイヤフラム膜２８と、硬質の主弁本体３０とからなっている。
この主弁２６は、ダイヤフラム膜２８の外周端部がバルブボデーにて固定状態に保持され、その中心部が軸心方向（図中上下方向）に進退移動（変位）して主弁座２４との距離を変化させ、主水路２０の開度を変化させる。
【００２６】
詳しくは、主弁２６は主弁座２４への着座によって主水路２０を遮断し、また主弁座２４から図中上向きに離間することによって主水路２０を開放する。
また主弁座２４からの離間量に応じて開度を大小変化させ、主水路２０を流れる水の流量、即ち給水流量を調節する。
【００２７】
この主弁２６の図中上側の背後には、背圧室３２が形成されている。
背圧室３２は、内部の圧力を主弁２６に対して図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁２６には、これを貫通して流入室５０と背圧室３２とを連通させる導入小孔３３が設けられている。
この導入小孔３３は、流入室５０からの水を背圧室３２に導いて背圧室３２の圧力を増大させる。
【００２８】
主弁２６にはまた、これを貫通して背圧室３２と流出水路２０ｂとを連通させる水抜水路としてのパイロット水路３４が設けられている。
このパイロット水路３４は、背圧室３２内の水を流出水路２０ｂに抜いて背圧室３２の圧力を減少させる。
【００２９】
図３及び図４に示しているように主弁２６にはまた、その中心部においてこれを軸心方向に貫通する貫通孔３６が設けられており、そこにパイロット弁３５が挿通され、このパイロット弁３５の外周面と貫通孔３６の内周面との間に、通路幅が狭小な環状をなす上記パイロット水路３４が形成されている。
この主弁２６には、貫通孔３６の内周面に沿って主弁２６の軸心周りに環状をなすパイロット弁座３７が一体に設けられている。
３８はこのパイロット弁座３７におけるシール部で、環状溝内部に環状をなす弾性シールリングとしてのＯリング４０を保持ししている。
【００３０】
上記パイロット弁３５はこのパイロット弁座３７に対し、主弁２６の軸心に沿って図中上下方向に進退移動可能に嵌合するようになっている。
詳しくはこのパイロット弁３５は、断面円形をなし且つ図中上下方向即ち進退方向において外径が同径のシール部４２と、その下側（図中下側）の環状の凹所４４とを有している。
環状の凹所４４の軸方向の各端部は、凹所４４の最小径部に向かって漸次小径となるテーパ面４６とされており、そのテーパ面４６の大径側の各端部に段付部４８，４９が形成されている。
【００３１】
尚、図１及び図３はパイロット弁３５の止水時の状態を表しており、このときパイロット弁３５はシール部４２をＯリング４０を介してパイロット弁座３７に対し全周に亘って径方向に弾性接触させ、パイロット弁３５とパイロット弁座３７との間を水密にシールした状態にある。
またこのとき、主弁２６は主弁座２４に着座した状態にあって、主水路２０は閉鎖された状態にある。
【００３２】
一方図２及び図４は最大吐水時の状態を表しており、このときパイロット弁３５はシール部４２がパイロット弁座３７から離間した状態にあって、それらの間に微小な隙間を形成している。
またこのとき主弁２６は主弁座２４から図中上向きに大きく離間した状態にあって、主水路２０を大きく開いた状態にある。
【００３３】
図５，図６はパイロット弁３５の移動による流調（流量調節）時の作用を表している。
この実施形態では、パイロット弁３５が図１及び図３の止水状態から図中上向きに後退移動すると、パイロット弁３５とパイロット弁座３７との間の隙間が大となり、背圧室３２内の水がパイロット水路３４を通じて流出水路２０ｂ側に多く抜け出して背圧室３２の圧力が減少する。
そこで図５（Ｉ）に示しているように主弁２６が流入室５０との圧力差により図中上向きに後退移動し、流入室５０の圧力と背圧室３２の圧力とがバランスする位置で主弁２６の後退移動が停止する。
この主弁２６の後退移動によって、主弁２６と主弁座２４との間の隙間が大となり、流入室５０から流出水路２０ｂに向けて水が流出する。
【００３４】
この状態からパイロット弁３５が更に図中上向きに後退移動させられると、背圧室３２の圧力と流入室５０との圧力をバランスさせるようにして、主弁２６がパイロット弁３５の後退移動に追従して後退移動し、主水路２０の開度を更に広くして主水路２０を流れる水の流量を増大させる（図５（II），(III)参照）。
【００３５】
一方パイロット弁３５が、図６（Ｉ）に示しているように図中下向きに前進移動すると、パイロット弁３５とパイロット弁座３７との間、詳しくはパイロット弁３５におけるシール部４２とパイロット弁座３７に保持されたＯリング４０との間の隙間が小さくなって、即ちパイロット水路３４の開度が小さくなって、背圧室３２から流出水路２０ｂに抜ける水の量が少なくなり、背圧室３２の圧力が増大する。
【００３６】
このため、その増大した圧力により主弁２６が今度は図中下向きに前進移動して、背圧室３２の圧力と流入室５０との圧力をバランスさせる位置で停止する（図６(II)参照）。
このとき主弁２６と主弁座２４との間の隙間は小さくなって、即ち主水路２０の開度が小さくなって、主水路２０を流れる水の流量が減少する。
【００３７】
そしてこの状態から更にパイロット弁３５が図中下向きに前進移動すると主水路２０の開度が更に小さくなり、流れる水の流量が更に減少する（図６(III)参照）。そして更なるパイロット弁３５の前進移動によって、図１及び図３に示す止水状態となる。
【００３８】
図１及び図２において５６は駆動軸で、この駆動軸５６は一様な円形断面且つ一様な外径で軸方向に延びており、図中下部に上記のパイロット弁３５が一体に構成されている。
これらの図において、５８は回転式の操作部で、この操作部５８と駆動軸５６との間に、操作部５８の回転操作によりその操作量に応じて駆動軸６０をねじ送りで進退させてパイロット弁３５を図中上下方向に一体に進退移動させ、その位置を変化させる流調機構（図示省略）が組み込まれている。
【００３９】
即ちこの実施形態では、操作部５８を回転操作すると回転量に応じてパイロット弁３５が図中上下に進退移動して、主弁２６をこれに追従して変位させる。
これによって主水路２０を流れる水の流量調節が行われる。
尚、駆動軸５６と背圧室３２との間はＯリング６１にて水密にシールされている。
またバルブボデーにおける第２部材１６と第１部材１０との間が、Ｏリング６２にて水密にシールされている。
【００４０】
上記流入室５０には、流入水路２０ａからの水の流れを主弁２６の軸心方向に整えた上で主弁２６に作用させる整流部６４が設けられている。
この整流部６４もまた樹脂製とされており、第２部材１２における下部１６に一体に構成されている。
【００４１】
この整流部６４は、周方向に所定ピッチで設けられて径方向に放射状に延びる案内板６６と、円筒部２２と同心の環状をなす案内板６８とを有しており、そしてそれらによって仕切られた内周側の多数の整流路７０Ａと、外周側の多数の整流路７０Ｂとを有している。
ここで各整流路７０Ａ，７０Ｂは図３，図４に示しているように、主弁２６の軸心方向に延びて上端及び下端がそれぞれ流入室５０内部に開放されている。
【００４２】
この整流部６４は次のように作用する。
即ちこのような整流部６４が設けられていない場合、流入室５０内部に横向きに流入した水の流れは、円筒部２２や流入室５０の外周壁に当って縦向き且つ上向きの流れとなり、主弁２６に作用するが、このとき流入室５０内部では急激な水の流れに対する抵抗や流れの向きの変化によって水の流れが強いところと弱いところが生じたりして、水の流れが全体的に不均等となり、従って主弁２６に作用する水の流れの勢いも各部で不均等となってしまう。
【００４３】
しかるに本実施形態では整流部６４が設けてあるため、流入室５０における水の流れの不均等化が抑制される。
その結果全周に亘って水の流れが軸心方向の流れに整えられた上で、主弁２６に作用せしめられる。
【００４４】
この実施形態において、ダイヤフラム弁から成る主弁２６の主弁本体３０には、円筒部２２の内部に嵌入して主弁２６の移動時の案内をなす主弁ガイド７４が一体に形成されている。
ここで主弁ガイド７４は、図４の部分拡大図に示しているように軸方向即ち上下方向に所定肉厚を有する円板状の上部７４-１と、中心部から放射状に延びている板状の複数の案内羽根７４-２とを有しており、円筒部２２への嵌入状態で、上部７４-１の外周面と円筒部２２の内周面との間に所定の環状隙間を形成する。
【００４５】
本実施形態では、図３及び図４に示しているように主弁ガイド７４の外周面に環状溝７６が形成されていて、そこに図３（ロ）に示すように周方向所定箇所に切れ目７８を有する樹脂又は金属製の弾性Ｃリング（弾性リング）８０が装着され、主弁イド７４の円筒部２２への嵌入時にかかる弾性Ｃリング８０が円筒部２２の内周面に弾性嵌合するようになしてある。
即ち、弾性Ｃリング８０の外周面が円筒部２２の内周面に対して、主弁２６の軸心方向即ち移動方向に摺動可能に円筒部２２の内周面に弾性接触するようになしてある。
【００４６】
ここで弾性Ｃリング８０は、図４に示す自由形状状態ではその外径が円筒部２２の内径よりも僅かに大きい径をなしており、主弁ガイド７４が円筒部２２内に嵌入したとき、弾性Ｃリング８０がその円筒部２２の内周面にて強制的に縮径方向に弾性変形させられる。
即ち主弁ガイド７４が円筒部２２内に嵌入して、弾性Ｃリング８０が円筒部２２の内周面に嵌合したとき、弾性Ｃリング８０は自身の弾性力でその外周面を円筒部２２の内周面に対し径方向外向きに弾性的に接触させ、主弁ガイド７４の外周面と円筒部２２の内周面との間の環状隙間を軸方向に遮断し、シールする。
【００４７】
但しこの弾性Ｃリング８０は、周方向所定箇所に切れ目７８を有しており、その切れ目７８の部分で水の漏れを許容する。
尤もその漏れの量はごく僅かであって、後に述べるように主弁２６の閉弁間際（止水間際）或いは開弁開始時（給水開始時）の小流量域において主弁２６が傾きを生じることによって起る流量の変化量（但し弾性Ｃリング７８が設けられていない場合の流量変化量）よりも小流量である。
【００４８】
尚この弾性Ｃリング７８は、主弁２６の閉位置から設定微小距離開いた位置までの移動範囲内で、円筒部２２の内周面に弾性接触状態を保つように、主弁ガイド７４への組付位置が定めてある。
ここで設定微小距離は、主弁２６の傾きがほぼ無くなるまでの移動範囲内で定めることができる。
尚、図３及び図４に示しているように、主弁座２４はその断面形状が曲面形状とされていて、内周側の部分が、図４の自由形状状態にある弾性Ｃリング７８を縮径させて円筒部２２内に嵌入させる嵌入ガイド８２を成している。
【００４９】
図７は上記弾性Ｃリング８０の作用を具体的に表している。
先ず図７（Ｉ）は止水時の状態を表しており、この状態からパイロット弁３５が上昇移動して、シール部４２がパイロット弁座３８のＯリング４０から上向きに僅かに離れると（図７（II））、そこに隙間が生じて背圧室３２内の水がパイロット水路３４を通じて、流出水路２０ｂ側に漏出する。このときの漏出量はごく僅かである。
【００５０】
図８は、操作部５８の回転角とこれに対応した水の流量との関係を表したもので、図中Ａが本実施形態における流量の変化を、またＢが、上記弾性Ｃリング８０を設けない場合（比較例）の流量の変化をそれぞれ表している。
而して同図中Ａ-１の部分では微小量の水の流出が生じているが、このＡ-１での水の流出は図７（II）の状態での水の流出量、つまりパイロット水路３４からの水の漏出の量を表している。
尚この時点では、主弁２６は未だ閉じた状態にある。
【００５１】
この状態からパイロット弁３５が更に僅かに引き上げられると、主弁２６がこれに追従して主弁座２４から離れようとする。
このときに主弁２６は全周に亘って均等に動作せず、主弁２６に作用する水の流れの不均等などによって傾きを生じ易い。
図８中Ｂ-２で表す部分は、その主弁２６の傾きによって流量が急激に変化した部分である。
【００５２】
しかるに本実施形態では、この状態で弾性Ｃリング８０が円筒部２２の内周面に弾性接触した状態にあって、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の径方向の隙間を埋めてそれらの間の環状隙間を実質的に軸心方向に遮断し、シールした状態にあるため、このように主弁２２が傾きを生じることがあっても急激な流量変化は生じない。
図８中Ａ-２で表した部分は、その主弁２２の傾きによって流量が微小に増量変化した状態を表している。ここで微小な流量増加は弾性Ｃリング８０の切れ目７８によるものである。
この図中Ａ-２で示しているように、本実施形態では主弁２６が傾くことがあっても急激な流量変化は起こらず、その流量の変化は極めて僅かでしかも滑らかなものである。
【００５３】
この図７（III）に示す状態から更にパイロット弁３５が引き上げられると、これに追従して主弁２６が上昇する。
このとき弾性Ｃリング８０は円筒部２２から離脱して本来の自由形状に復帰する。そしてこの後の主弁２６の上昇量、即ち開弁量に応じて主水路２０を流れる水の流量が変化せしめられる。図８中Ａ-３はこのときの流量変化の状態を表している。
尚このときの流量変化は、図８中Ｂの流量変化曲線におけるＢ-３とほぼ同様である。即ち弾性Ｃリングを設けていない場合とほぼ同様である。
【００５４】
尚、パイロット弁３５を下降させて主弁２６をこれに追従して下降移動させ、最大開弁状態から閉弁状態とするまでの動きは上記と逆となる。
このときの主水路２０における流量の変化は図８中Ａ-３からＡ-２、またＡ-２からＡ-１への変化となる。
【００５５】
かかる本実施形態の流量調節弁にあっては、止水間際或いは給水開始の小流量域では弾性Ｃリング８０による環状隙間の遮断作用によって、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の環状隙間にて形成される流路を実質上閉じた状態に保持するため、その小流量域において主弁２６が傾くことがあっても、その傾きによって小流量域で急激な流量変化が生ずるのが回避され、連続的且つ滑らかな流量変化を確保することができる。
【００５６】
また弾性Ｃリング８０は、環状溝７６内で径方向に弾性変形することができるため、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の環状隙間をシールしつつ、円筒部２２の内周面に沿って軸心方向に移動する際に、その外径を円筒部２２の内径に沿って変化させつつ、円滑に円筒部２２の内周面の形状に追従変形して、同内面を摺動運動することができる。
【００５７】
図９は本発明の他の実施形態を示している。
この例は、弾性リングとして上記弾性Ｃリング８０に代えて、ゴム弾性体からなるＯリング８４を用いた例である。
但しこのＯリング８４は、図９（II）に示す自由形状状態で、外径が円筒部２２の内径よりも大径をなしており、また環状溝７６への装着状態で、その内径が環状溝７６の溝底の外径よりもわずかに大径となし、溝底との間に環状の隙間を形成する。
ここでＯリング８４は、周方向に切れ目の無い連続した円環状をなしている。
この例においても上記第１の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００５８】
但しこの実施形態では、弾性リングとしてのＯリング８４が周方向に切れ目の無い連続した円環状をなしているため、かかるＯリング８４が円筒部２２の内周面に弾性接触した状態において、主弁ガイド７４と円筒部２２との間の環状隙間にて形成される流路は軸心方向に漏れなく遮断され、シールされた状態となる。
従って図８の流量変化曲線ＡにおけるＡ-２の部分は、実質的にＡ-１の流量レベルと同じ流量レベルで推移することとなる。
【００５９】
この実施形態では、Ｏリング８４の内周と環状溝７６の溝底との間に隙間が確保されているため、図９（II）の状態からＯリング８４を円筒部２２の内周面に弾性嵌合させたときのＯリング８４の径方向の変形抵抗が小さく、このためＯリング８４が円筒部２２の内周面に対して主弁２６の移動方向、即ち軸方向に摺動する際の摺動抵抗を小さく抑えることができる。
【００６０】
図１０は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は円筒部２２の側に、即ちその内周面に環状溝７６を形成して、そこに弾性Ｃリング８０を装着し、かかる弾性Ｃリング８０の内周面を、主弁ガイド７４の外周面に弾性的に押し付けて、それらの間の隙間を埋めシールするようになした例である。
【００６１】
この例では弾性Ｃリング８０は、自由形状状態で図１０（Ｂ）に示す形状、即ち内径が主弁ガイド７４の外径よりも小径をなし、主弁ガイド７４が図中下向きに移動して弾性Ｃリング８０が主弁ガイド７４の外周面に弾性嵌合したとき、主弁ガイド７４によって径方向外方に弾性的に押し広げられ、その弾性力によって弾性Ｃリング８０の内周面が主弁ガイド７４の外周面に径方向内向きに押し付けられて弾性接触する。
尚、ここでは弾性リングとして弾性Ｃリング８０を用いているが、これに代えてＯリング８４を用いるようにしても良い。但しこの場合においても自由形状状態における内径は、主弁ガイド７４の外径よりも小径となしておく。
【００６２】
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。
例えば本発明は図１１に示しているようにパイロット弁を主弁のパイロット弁座に対してそれらの移動方向に、即ち軸心方向に押し付けるタイプのパイロット式の流量調節弁に適用することも可能である等、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。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態の流量調節弁を止水状態で表した図である。
【図２】同実施形態を開弁状態で表した図である。
【図３】図１の要部を拡大して示した図である。
【図４】図２の要部を拡大して示した図である。
【図５】同実施形態の流量調節作用を示した作用説明図である。
【図６】図５に続く作用説明図である。
【図７】同実施形態の弾性Ｃリングの作用説明図である。
【図８】同実施形態の流量変化を比較例の流量変化とともに示した図である。
【図９】本発明の他の実施形態の要部を示した図である。
【図１０】本発明の更に他の実施形態の要部を示した図である。
【図１１】従来の流量調節弁の一例を示した図である。
【符号の説明】
【００６４】
２０ 主水路
２０ａ 1次側流入水路
２０ｂ ２次側流出水路
２２ 円筒部（筒部）
２４ 主弁座
２６ 主弁
３２ 背圧室
３３ 導入小孔
３４ パイロット水路
３５ パイロット弁
７４ 主弁ガイド
７８ 切れ目
８０ 弾性Ｃリング
８４ Ｏリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(イ)主水路上に設けられて開度を変化させるダイヤフラム弁から成る主弁と、(ロ)筒部の先端部にて構成された環状の主弁座と、(ハ)該主弁に一体移動する状態に設けられ、前記筒部の内部に嵌入して該主弁の移動時の案内をなす主弁ガイドと、を有し、該主弁の開度に応じて流量調節を行なうダイヤフラム式流量調節弁において
可動側である前記主弁ガイドの外周面、又は固定側である前記筒部の内周面に径方向の弾性を有する弾性リングを装着し、
該弾性リングは、前記主弁の閉位置から設定微小距離開いた位置までの移動範囲内で、径方向外向きの弾性力で前記筒部の内周面に、又は径方向内向きの弾性力で前記主弁ガイドの外周面に対して相対摺動可能に弾性接触して、それら主弁ガイドの外周面と筒部の内周面との間の環状隙間を遮断するものとなしてあることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項２】
請求項１において、前記流量調節弁が、(a)前記主弁の背後に形成され、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、(b)前記主水路における一次側の流入水路の水を該背圧室に導入して該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(c)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に前記主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて、該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(d)前記主弁と同方向に進退移動して前記パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、を備え、該パイロット弁の進退移動に追従して前記主弁を進退移動させて前記主水路の流量調節を行うパイロット式の弁であることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングが周方向の所定個所に切れ目を有するＣリングであることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項４】
請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングがゴム弾性体から成る、周方向に連続した環状のＯリングであることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項１】
(イ)主水路上に設けられて開度を変化させるダイヤフラム弁から成る主弁と、(ロ)筒部の先端部にて構成された環状の主弁座と、(ハ)該主弁に一体移動する状態に設けられ、前記筒部の内部に嵌入して該主弁の移動時の案内をなす主弁ガイドと、を有し、該主弁の開度に応じて流量調節を行なうダイヤフラム式流量調節弁において
可動側である前記主弁ガイドの外周面、又は固定側である前記筒部の内周面に径方向の弾性を有する弾性リングを装着し、
該弾性リングは、前記主弁の閉位置から設定微小距離開いた位置までの移動範囲内で、径方向外向きの弾性力で前記筒部の内周面に、又は径方向内向きの弾性力で前記主弁ガイドの外周面に対して相対摺動可能に弾性接触して、それら主弁ガイドの外周面と筒部の内周面との間の環状隙間を遮断するものとなしてあることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項２】
請求項１において、前記流量調節弁が、(a)前記主弁の背後に形成され、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、(b)前記主水路における一次側の流入水路の水を該背圧室に導入して該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(c)該背圧室と前記主水路における２次側の流出水路とを連通させる状態に前記主弁を貫通して設けられ、該背圧室の水を該流出水路に抜いて、該背圧室の圧力を減少させるパイロット水路と、(d)前記主弁と同方向に進退移動して前記パイロット水路の開度を制御するパイロット弁と、を備え、該パイロット弁の進退移動に追従して前記主弁を進退移動させて前記主水路の流量調節を行うパイロット式の弁であることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングが周方向の所定個所に切れ目を有するＣリングであることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【請求項４】
請求項１，２の何れかにおいて、前記弾性リングがゴム弾性体から成る、周方向に連続した環状のＯリングであることを特徴とするダイヤフラム式流量調節弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−３８９８１（Ｐ２００８−３８９８１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１１７４９（Ｐ２００６−２１１７４９）
【出願日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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