パイロット式流量制御バルブ
【課題】従来に増して流量を多く確保でき、或いは流量を一定に維持したまま主弁を小径化でき、以て全体のサイズをよりコンパクト化することのできるパイロット式流量制御バルブを提供する。
【解決手段】主弁16と、背圧室42と、１次側の液を背圧室42に導入して圧力上昇させる導入小孔44と、圧抜流路としてのパイロット流路46と、パイロット流路46の開度の変化により主弁16を追従して進退移動させるパイロット弁48とを有し、主弁16に対して閉弁方向に作用する背圧室42の圧力と、開弁方向に作用する１次側及び２次側圧力との差圧に基づいて主弁16を移動させるパイロット式流量制御バルブにおいて、主弁16に、差圧を受けて駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部34を設けるとともに、差圧駆動部34とは別途に、差圧の影響を排除し、差圧駆動部34の駆動力によって一体に進退移動し、主弁座14との間の間隙を大小変化させる弁機能部としての流調弁部36を設ける。
【解決手段】主弁16と、背圧室42と、１次側の液を背圧室42に導入して圧力上昇させる導入小孔44と、圧抜流路としてのパイロット流路46と、パイロット流路46の開度の変化により主弁16を追従して進退移動させるパイロット弁48とを有し、主弁16に対して閉弁方向に作用する背圧室42の圧力と、開弁方向に作用する１次側及び２次側圧力との差圧に基づいて主弁16を移動させるパイロット式流量制御バルブにおいて、主弁16に、差圧を受けて駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部34を設けるとともに、差圧駆動部34とは別途に、差圧の影響を排除し、差圧駆動部34の駆動力によって一体に進退移動し、主弁座14との間の間隙を大小変化させる弁機能部としての流調弁部36を設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイロット弁の移動により主弁を追従して移動させることで流量制御を行うパイロット式流量制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水栓として各種のものが用いられているが、これら水栓は主流路の開度を変化させる主弁を主弁座に対して接近離間方向に進退移動させる際に大きな力を要し、操作が重いといった問題があった。
【０００３】
そこで水栓における流量制御バルブをパイロット式流量制御バルブ、即ちパイロット弁を進退移動させることによって、主弁をこれに追従して進退移動させ、主流路の開度を変化させるパイロット式流量制御バルブとして構成することが行われている。
【０００４】
このパイロット式流量制御バルブとして、(イ)主流路上に設けられ、主弁座に向けて進退移動して弁開度を変化させる主弁と、(ロ)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と、(ハ)背圧室に連通し、主流路の主弁よりも上流側の１次側の液を背圧室に導入して圧力上昇させる導入小孔と、(ニ)背圧室に連通して設けられ、背圧室の液を主流路の主弁よりも下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としてのパイロット流路と、(ホ)主弁の進退移動方向に進退移動し、パイロット流路の開度を変化させることによって主弁を追従して同方向に進退移動させるパイロット弁と、を有し、背圧室の圧力と、主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧に基づいて主弁を進退移動させるようになしたパイロット式流量制御バルブが知られている。
例えば下記特許文献１に、この種のパイロット式流量制御バルブを単水栓用の制御バルブに適用した例が、また下記特許文献２に混合水栓用の湯水混合バルブに適用した例がそれぞれ開示されている。
【０００５】
このパイロット式流量制御バルブにあっては、パイロット弁を進退移動させると、例えばパイロット流路の開度を大きくする方向にパイロット弁を後退移動させると、背圧室の液が下流側の２次側に抜け出ることによって、主弁を閉弁方向に押圧する背圧室の圧力が低下し、そのことによって主弁がパイロット弁に追従して開弁方向に後退移動する。
【０００６】
また逆にパイロット流路の開度を小さくする方向にパイロット弁を前進移動させると、背圧室の圧力が増大することによって、主弁がパイロット弁に追従して閉弁方向に前進移動する。
【０００７】
ところで、従来この種のパイロット式流量制御バルブにあっては、流量を多く確保することが難しい問題があり、或いは流量を多く確保しようとすると主弁が大径化し、制御バルブが大型化してしまうといった固有の問題を有していた。
【０００８】
以下にその理由を、図８の具体例に基づいて詳しく説明する。
図８において、２００はバルブボデー（バルブケース）２０１に設けられた主流路で、２００-１は流入口に続く上流側の１次側の流路、２００-２は流出口に到る下流側の２次側の流路を表している。
【０００９】
２０２は、主流路２００上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁で、円筒部の先端にて構成された主弁座２０８に向けて図中上下方向に進退移動する。
主弁２０２は、その進退移動につれて主弁座２０８との間の間隙を変化させ、即ち弁開度を変化させ、１次側の流路２００-１から２次側の流路２００-２への液の流入量、即ち制御バルブにおける流量を変化させ調節する。
ここで主弁２０２は、ゴム製のダイヤフラム膜２０４と、これを保持する硬質の保持部材２０６とから成っている。
【００１０】
２１０は、主弁２０２の背後（図中上側）に形成された背圧室で、２１１は主弁２０２を貫通して設けられた導入小孔である。
導入小孔２１１は、主流路２００における１次側の流路２００-１の液を背圧室２１０へと流入させて、背圧室２１０の圧力を増大させる。
【００１１】
２１２は、主弁２０２を貫通して設けられたパイロット流路で、このパイロット流路２１２は、背圧室２１０の液を２次側の流路２００-２に抜いて背圧室２１０の圧力を減少させる。
【００１２】
２１６は、主弁２０２に設けられたパイロット弁座２１４に向けて進退移動し、パイロット流路２１２の開度を変化させるパイロット弁である。
パイロット弁２１６は、その進退移動によってパイロット流路２１２を通じて背圧室２１０から抜ける液の量を変化させ、以て背圧室２１０の圧力を増減変化させる。
【００１３】
このパイロット式制御バルブにあっては、主弁２０２の図中上面に対して、背圧室２１０の圧力が図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用する。
一方その下面に対しては、主弁座２０８より外周側の部分において１次側の流路２００-１の圧力（１次側圧力）が図中上向きの開弁方向の押圧力として作用する。
【００１４】
また主弁座２０８より内側の部分において２次側の流路２００-２の圧力（２次側圧力）が、同じく図中上向きの開弁方向の押圧力として作用する。
主弁２０２は、その背圧室の圧力とこれとは反対方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力の差圧を駆動力として図中上下方向に進退移動する。
【００１５】
而して背圧室２１０の圧力は、パイロット弁２１６の進退移動により増減変化せしめられ、その結果として主弁２０２はパイロット弁２１６の図中上下方向の進退移動に追従して、これと同方向に且つ同じ距離だけ進退移動し、弁開度を変化させる。
【００１６】
このパイロット式制御バルブにあっては、主弁２０２の下面が外周部の１次側圧力の受圧面と、それより内側の部分即ち主弁座２０８よりも径方向内側の２次側圧力の受圧面とに分かれる。
図中Ｓ１はその１次側圧力の受圧面積を表し、またＳ２は２次側圧力の受圧面積を表している（但しパイロット流路２１２，導入小孔２１１の面積分も影響してくるが、これらは微小であるため便宜上ここではそれらについては無視する）。
一方、Ａは主弁座２０８の内側に形成される流路（２次側の流路２００-２）の流路面積を表しており、この流路面積Ａは２次側圧力の受圧面積Ｓ２と等しい。
【００１７】
このパイロット式制御バルブにおいては、主弁２０２の下面の２次側圧力の受圧面積Ｓ２を除いた部分が１次側圧力の受圧面積Ｓ１となるが、このパイロット式制御バルブでは、主弁２０２に対する図中上向きの開弁方向の駆動力を得るために、１次側圧力の受圧面積Ｓ１を一定以上確保することが必要である。
【００１８】
その結果、２次側圧力の受圧面積Ｓ２、即ち流路面積Ａが主弁２０２の径に対して一定以下に小径とならざるを得ず、その結果として流路面積Ａを流れる液の流量を多く確保することが難しいといった問題を生ずるのである。
或いは流量を多く確保しようとすると、これに伴って主弁２０２の径が大径化してしまい、パイロット式制御バルブそのものが大型化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−２１４４８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１３３８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は以上のような事情を背景とし、従来に増して流量を多く確保でき、或いは流量を一定に保持したまま主弁を小径化でき、以て全体のサイズをよりコンパクト化することのできるパイロット式流量制御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。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
而して請求項１のものは、(イ)主流路上に設けられ、主弁座に向けて進退移動して弁開度を変化させる主弁と、(ロ)該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、(ハ)該背圧室に連通し、前記主流路の前記主弁よりも上流側の１次側の液を該背圧室に導入して圧力上昇させる導入小孔と、(ニ)該背圧室に連通して設けられ、該背圧室の液を前記主流路の該主弁よりも下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としてのパイロット流路と、(ホ)前記主弁の進退移動方向に進退移動し、前記パイロット流路の開度を変化させることによって該主弁を追従して同方向に進退移動させるパイロット弁と、を有し、前記背圧室の圧力と、該主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧に基づいて該主弁を進退移動させるようになしたパイロット式流量制御バルブにおいて、前記主弁には、前記差圧を受けて主弁移動のための駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部を設けるとともに、該差圧駆動部とは別途に、前記差圧の影響を排除し、該差圧駆動部の駆動力によって該差圧駆動部と一体に前記主弁座に向けて進退移動し、該主弁座との間の間隙を大小変化させて流量調節を行う弁機能部としての流調弁部を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２のものは、請求項１において、前記差圧駆動部は軸部を有していて該軸部が、２次側空間を画成する仕切壁の嵌合孔に前記主弁の進退移動方向に液密且つ摺動可能に嵌合しているとともに、前記流調弁部は該２次側空間に設けてあって、前記２次側圧力を前進方向と後退方向との両方に同じ圧力で受けていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記流調弁部及び前記主弁座は、前記差圧駆動部における前記２次側圧力の受圧面よりも大径となしてあることを特徴とする。
【００２４】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは単水栓用の制御バルブであることを特徴とする。
【００２５】
請求項５のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは混合水栓用の湯水混合バルブであることを特徴とする。
【００２６】
請求項６のものは、請求項５において、前記制御バルブが、(ａ)弁開度を互い逆の関係で大小変化させる水側主弁及び湯側主弁と、(ｂ)混合水温度に感応して軸方向に伸縮し、該混合水温度が設定温度よりも高くなったときに前記水側主弁を開き、前記湯側主弁を閉じる方向にそれら水側主弁及び湯側主弁を移動させる感温動作部材と、(ｃ)該水側主弁及び湯側主弁に対し該感温動作部材による移動方向と逆方向の付勢力を作用させるばねと、を有し、前記水側及び湯側の各主弁の下流側の混合水温度を自動調節する自動温度調節機能付きの湯水混合バルブであって、前記背圧室が、前記水側主弁又は／及び湯側主弁に対して内部の圧力を閉弁方向の押圧力として作用させるものとなしてあるとともに、該背圧室の圧力を受ける該水側主弁，湯側主弁の少なくとも一方の主弁に前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあり、前記パイロット弁が該感温動作部材の伸縮動作により前記混合水温度に感応して進退移動し、前記背圧室の圧力を増減させることで前記水側主弁又は／及び湯側主弁を開閉方向に移動させ、前記混合水温度を自動調節するものとなしてあることを特徴とする。
【００２７】
請求項７のものは、請求項６において、前記水側主弁と湯側主弁との一方の主弁が、対応して設けられた水側背圧室，湯側背圧室の一方の背圧室の圧力を受けて駆動される水圧駆動又は湯圧駆動の弁となしてあるとともに、それら水側主弁及び湯側主弁は一体に移動する弁となしてあり、前記一方の主弁に、前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあるとともに、他方の主弁が該流調弁部に一体に構成してあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２８】
以上のように本発明は、主弁に対して閉弁方向に作用する背圧室の圧力と、主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧を受けて、主弁移動のための駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部を主弁に設けるとともに、その差圧の影響を排除し、差圧駆動部の駆動力によって差圧駆動部と一体に主弁座に向けて進退移動し、主弁座との間の間隙を大小変化させて流量調節を行う弁機能部としての流調弁部を差圧駆動部とは別途に主弁に設けたものである。
【００２９】
即ち、従来のパイロット式制御バルブにあっては主弁の全体が背圧室，１次側圧力及び２次側圧力を受ける差圧駆動部をなしていたのに対し、本発明のパイロット式制御バルブにあっては、その一部にて差圧駆動部を構成し、そしてこの差圧駆動部とは別途に、差圧の影響を排除し、差圧駆動部の駆動力にて進退移動する流調弁部を設けたもので、かかる本発明によれば、主弁における２次側圧力の受圧面の径、詳しくは差圧駆動部における２次側圧力の受圧面の径に拘束されることなく、流調弁部の径を自由に設定することが可能であり、かかる流調弁部の径を２次側圧力の受圧面に対して大径化することができる（請求項３）。
【００３０】
そしてこのことにより、主弁の径を一定に維持しつつ即ちパイロット式制御バルブのサイズを大型化することなく、流量を従来に増して多く確保することが可能となる。
或いは流量を一定に維持しつつ主弁の径を従来より小径化でき、パイロット式制御バルブのサイズを従来よりも小型化、コンパクト化することができる。
【００３１】
この場合において、上記差圧駆動部には軸部を設けてその軸部を、２次側空間を画成する仕切壁の嵌合孔に主弁の進退移動方向に液密且つ摺動可能に嵌合するとともに、流調弁部を２次側空間に設けて、その２次側空間の圧力を前進方向と後退方向との両方に同じ圧力で受けるように構成しておくことができる（請求項２）。
このようにすれば背圧室，１次側圧力及び２次側圧力の影響が排除された上記の流調弁部を容易に且つ簡単な構造で構成することが可能となる。
【００３２】
本発明のパイロット式制御バルブは、単水栓用制御バルブとして好適に適用することができ（請求項４）、或いは混合水栓における湯水混合バルブとして好適に適用することができる（請求項５）。
【００３３】
この場合において、本発明をハンドルの操作量に応じて水側主弁，湯側主弁の位置を定め、その後それら水側主弁，湯側主弁の位置を固定状態として水と湯との混合量を決定する、所謂ミキシングタイプの湯水混合バルブ（ミキシングバルブ）に適用することも可能であるが、本発明は、請求項６に従ってこれを自動温度調節機能付きのパイロット式湯水混合バルブとして構成することができる。
【００３４】
而して本発明のパイロット式流量制御バルブを請求項６従ってパイロット式湯水混合バルブとして構成するに際し、これを様々な形態のパイロット式バルブとなすことができる。
例えばパイロット式湯水混合バルブを、以下の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の構成を有するパイロット式バルブとして構成することができる。
【００３５】
（Ａ）(イ)水側主弁の背後に形成され、内部の圧力を水側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しての水側背圧室と、(ロ)水流入口からの１次側の水を水側背圧室の内部に導入して圧力上昇させる水側導入小孔と、(ハ)水側背圧室の水を水側主弁の下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としての水側パイロット流路と、(ニ)水側主弁の進退移動方向に進退移動し、水側パイロット流路の開度を変化させることによって水側主弁を同方向に追従して進退移動させる水側パイロット弁とを有するものとなすとともに、湯側主弁を水側主弁と一体に構成して、水側主弁を水圧駆動弁として湯側主弁を一体に移動させるようになしたパイロット式湯水混合バルブ。
【００３６】
（Ｂ）(イ)湯側主弁の背後に形成され、内部の圧力を湯側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しての湯側背圧室と、(ロ)湯流入口からの１次側の湯を湯側背圧室の内部に導入して圧力上昇させる湯側導入小孔と、(ハ)湯側背圧室の湯を湯側主弁の下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としての湯側パイロット通路と、(ニ)湯側主弁の進退移動方向に進退移動し、湯側パイロット流路の開度を変化させることによって湯側主弁を同方向に追従して進退移動させる湯側パイロット弁とを有するものとなすとともに、水側主弁を湯側主弁と一体に構成して、湯側主弁を湯圧駆動弁として水側主弁を一体に移動させるようになしたパイロット式湯水混合バルブ。
【００３７】
（Ｃ）水側主弁と湯側主弁とが互いに別体且つ独立して移動可能とされているとともに(イ)水側主弁，湯側主弁の背後に形成され、内部の圧力を水側主弁，湯側主弁に対して閉弁方向の押圧力としてそれぞれ作用させる背圧室としての水側背圧室，湯側背圧室と、(ロ)水流入口，湯流入口からの１次側の水，湯をそれら背圧室の内部に導入して圧力上昇させる水側導入小孔，湯側導入小孔と、(ハ)水側，湯側の各背圧室の水，湯を水側主弁，湯側主弁の各下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としての水側パイロット流路，湯側パイロット流路と、(ニ)水側主弁，湯側主弁の各進退移動方向に進退移動し、各パイロット流路の開度を変化させることで水側主弁，湯側主弁をそれぞれ同方向に追従して進退移動させる水側パイロット弁，湯側パイロット弁と、を有するものとなしてあるパイロット式湯水混合バルブ。
【００３８】
更にこの請求項６において、水側主弁と湯側主弁との一方の主弁を、対応して設けた水側背圧室，湯側背圧室の一方の背圧室の圧力を受けて駆動される水圧駆動又は湯圧駆動の弁となしておくとともに、それら水側主弁及び湯側主弁を一体に移動するものとなしておき、そして一方の主弁に上記の差圧駆動部と流調弁部とを設けておくとともに、他方の主弁をその流調弁部に一体に構成しておくことができる（請求項７）。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態であるパイロット式流量制御バルブの図である。
【図２】同実施形態の作用説明図である。
【図３】図２に続く作用説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態の図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】図４におけるパイロット弁ユニットの図である。
【図７】同実施形態の作用説明図である。
【図８】従来のパイロット式流量制御バルブの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明のパイロット式流量制御バルブを単水栓用に構成した場合の実施形態を示したもので、図中１０はバルブボデー（バルブケース）１２に形成された主流路で、１０-１，１０-２はそれぞれ主流路１０における上流側の１次側の流路，下流側の２次側の流路をそれぞれ表している。
また１４は、主流路１０上に設けられた円筒部の先端部にて構成された主弁座を表している。
【００４１】
１６は、主流路１０上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁で、ゴム製のダイヤフラム膜１８と、これよりも硬質の樹脂製の保持部材２０とを有しており、そのダイヤフラム膜１８の外周部が全周に亘りバルブボデー１２に固定されている。
【００４２】
２２はバルブボデー１２に一体に構成された仕切壁で、この仕切壁２２は、バルブケース１２内部を軸直角方向に横切る状態に設けられた第１部分２４と、その外周端部で図中下向きに軸方向に延びる第２部分２６とを有している。
この仕切壁２２は、図中下側（内側）に２次側空間を形成する。
【００４３】
上記主弁１６は、中心部に断面円形の中心軸部２８を有しており、この中心軸部２８が仕切壁２２、詳しくは第１部分２４の中心部に形成された円形の嵌合孔３０に挿通されている。
中心軸部２８は、シール部材３２による水密（液密）シール状態の下でこの嵌合孔３０に対し図中上下方向、即ち主弁１６の進退移動方向に摺動可能に嵌合している。
【００４４】
この実施形態において、主弁１６は、中心軸部２８及び仕切壁２２の上側の部分が弁機能をもたない差圧駆動部３４をなしている。
また仕切壁２２の図中下側の内側において、中心軸部２８から径方向外方に張り出した部分が弁機能部としての流調弁部３６をなしている。
【００４５】
ここで流調弁部３６の外周面及び仕切壁２２における第２部分２６の内周面は何れも円形をなしており、その第２部分２６の内周面に対して、流調弁部３６の外周面がシール部材３８による水密シール状態の下で図中上下方向、即ち主弁１６の進退移動方向に摺動可能に嵌合している。
尚この流調弁部３６の、上記の主弁座１４に対して上下に対向する部分は弾性のシール部材４０にて構成されている。
【００４６】
４２は主弁１６の図中上側の背後に形成された背圧室で、この背圧室４２は、内部の圧力を主弁１６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。
【００４７】
主弁１６には、差圧駆動部３４を図中上下方向に貫通する導入小孔４４が設けられている。
この導入小孔４４は、１次側の流路１０-１の水（液）を背圧室４２に導入して背圧室４２の圧力を上昇せしめる。
主弁１６にはまた、その全体を図中上下に貫通する状態でパイロット流路４６がその中心部に設けられている。
【００４８】
このパイロット流路４６は、背圧室４２内の水（液）を２次側の流路１０-２に流出させる水抜流路（圧抜流路）としてのもので、背圧室４２内の水がこのパイロット流路４６を通じて２次側の流路１０-２に流出することで、背圧室４２の圧力が減少せしめられる。
【００４９】
４８はパイロット弁で、その先端部（図中下端部）に弾性のシール部材５０が設けられている。
このパイロット弁４８は、主弁１６に設けられたパイロット弁座５２に向けて図中上下方向（軸方向）に進退移動し、パイロット流路４６の開度を増減変化させる。
【００５０】
このパイロット弁４８には軸部５４が一体に構成されており、その軸部５４が、バルブボデー１２に対してねじ結合され、回転操作によってパイロット弁４８が図中上下方向に進退移動せしめられるようになっている。
【００５１】
主弁１６における上記の中心軸部２８には横孔５６が設けられており、この横孔５６を介して、２次側の流路１０-２の２次側圧力が仕切壁２２と流調弁部３６との間に形成される２次圧室５８に導入されている。
即ちこの実施形態において、流調弁部３６は仕切壁２２の図中下側に形成される２次側空間に設けてある。
【００５２】
この実施形態において、仕切壁２２における第２部分２６の内周面の径は、主弁座１４の径と同径且つ径方向の同一位置に位置させてあり、従って流調弁部３６は、２次側圧力を図中下向きの閉弁方向即ち前進方向と、図中上向きの開弁方向即ち後退方向との両方向に同じ圧力で受けており、それら逆向きの２次側圧力は互いに相殺されている。
即ち流調弁部３６は背圧室４２の圧力，１次側圧力，２次側圧力の何れの圧力の影響も排除した形で設けられている。
【００５３】
一方差圧駆動部３４は、その上面において背圧室４２の圧力を図中下向きの閉弁方向即ち前進方向の圧力として受けており、またその下面の中心軸部２８の外周側の部分において、１次側圧力を図中上向きの開弁方向即ち後退方向の圧力として受けている。
更に中心軸部２８の下面において２次側圧力を図中上向きの開弁方向即ち後退方向の圧力として受けている。
【００５４】
差圧駆動部３４は、これら背圧室４２の図中下向きの閉弁方向の圧力と、図中上向きの開弁方向の１次側圧力及び２次側圧力との差圧を受けて、主弁１６移動のための駆動力を発生させる。
図１中Ｓ１′は差圧駆動部３４における１次側圧力の受圧面積を表しており、またＳ２′は２次側圧力の受圧面積を表している。
一方Ａは主弁座１４の内側に形成される流路の流路面積を表している。
【００５５】
この図から明らかなように、この実施形態では図８に示した従来のパイロット式制御バルブのように２次側圧力の受圧面積と流路面積とが等しいものではなく、流路が２次側圧力の受圧面よりも大径をなしていて流路面積Ａが２次側圧力の受圧面積Ｓ２′に対して大きくされており、２次側圧力の受圧面積による制限を受けることなく流路面積Ａが大きく確保されている。
【００５６】
本実施形態において、上記のパイロット弁４８は図中上下方向の進退移動によってパイロット流路４６の開度を変化させ、これにより背圧室４２の圧力を変化させることで、主弁１６を同方向に同じ距離で追従して進退移動させる。
その際の作用が図２及び図３に詳しく示してある。
【００５７】
図２（Ｉ）は、主弁１６が閉弁した状態、詳しくは流調弁部３６が主弁座１４に着座して閉弁した状態、及びパイロット弁４８がパイロット弁座５２に着座して閉弁した状態をそれぞれ表している。
この状態からパイロット弁４８が図中上向きに後退移動すると、パイロット流路４６が開かれて背圧室４２内の水がパイロット流路４６を通じて２次側の流路１０-２へと流出する。
【００５８】
すると背圧室４２の圧力が低下するため、差圧駆動部３４に作用する背圧室４２の圧力と、１次側圧力（及び２次側圧力）の圧力をバランスさせるように、主弁１６が図中上向きに後退移動する（図２（II））。
そしてその圧力がバランスしたところで主弁１６の図中上向きの移動即ち後退移動が停止する。このときパイロット弁４８とパイロット弁座５２との間の間隙は微小な一定の追従間隙に保持される（図２（III））。
このようにして主弁１６が図中上向きに後退移動することで、流調弁部３６が主弁座１４から図中上向きに離間して主流路１０を開き、主流路１０に流れを生ぜしめる。
【００５９】
図２（III）に示す状態から更にパイロット弁４８が後退移動すると、このパイロット弁４８との間に上記の一定の微小な追従間隙を維持しつつ、主弁１６即ち流調弁部３６がパイロット弁４８に追従して図中上向きに後退移動し、主流路１０の開度を更に大として、主流路１０を流れる流量を増大せしめる（図２（IV））。
【００６０】
一方これとは逆にパイロット弁４８が図３に示しているように図中下向きに前進移動すると、同じく差圧駆動部３４に作用する背圧室の圧力と１次側及び２次側の圧力をバランスさせるようにして主弁１６、即ち流調弁部３６が図中下向きに前進移動し（図３（Ｉ）〜（IV））、主流路１０の開度を減少させる。これによって主流路１０を流れる水の流量が減少せしめられる。
【００６１】
以上のように本実施形態のパイロット式制御バルブにあっては、主弁１６の一部にて弁機能をもたない差圧駆動部３４を構成し、そしてこの差圧駆動部３４とは別途に、圧力の影響を排除し、差圧駆動部３４の駆動力にて進退移動する流調弁部３６を弁機能部として設けていることから、主弁１６における２次側圧力の受圧面の径に拘束されることなく、流調弁部３６の径を自由に設定することが可能であり、かかる流調弁部３６の径を２次側圧力の受圧面に対して大径化することができる。
【００６２】
そしてこのことにより、主弁１６の径を一定に維持しつつ、即ちパイロット式流量制御バルブのサイズを大型化することなく、流量を従来に増して多く確保することが可能となる。
或いは流量を一定に維持したまま、主弁１６の径を小径化でき、パイロット式流量制御バルブのサイズを小型化、コンパクト化することができる。
【００６３】
また本実施形態によれば、背圧室４２，１次側圧力及び２次側圧力の影響を排除した形で流調弁部３６を容易に且つ簡単な構造で構成することができる。
【００６４】
図４〜図７は、本発明を自動温度調節機能付きのパイロット式湯水混合バルブ（以下単に湯水混合バルブとする）に適用した場合の実施形態を示している。
図４において、６０はこの湯水混合バルブのバルブボデー（バルブケース）を示している。
このバルブボデー６０には、水流入口，湯流入口にそれぞれ続いて形成された１次側流路としての水流入流路６２，湯流入流路６４がそれぞれ設けられている。
【００６５】
これら水流入流路６２，湯流入流路６４から流入した水と湯とは、２次側流路である混合室６６内の混合流路６８を流通してそこで水と湯とが十分に混合され、そしてその混合水が流出口７０から図中右方に流出する。
このバルブボデー６０にはまた、後述の水側流調弁部９２，湯側流調弁部９４に各対応して水側主弁座７２，湯側主弁座７４がそれぞれ形成されている。
【００６６】
７６は水圧駆動されるダイヤフラム弁から成る水側主弁で、図５に拡大して示しているように、この例において水側主弁７６は円形の中心軸部７８を有しており、この中心軸部７８が、バルブボデー６０に一体に形成された仕切壁８０の円形の嵌合孔８２に対し、シール部材８４による水密シール状態の下で図中左右方向に摺動可能に嵌合している。
ここで仕切壁８０は、バルブボデー６０内部且つこの仕切壁８０よりも図中右側に２次側空間を画成している。
【００６７】
水側主弁７６は、上記の中心軸部７８及び仕切壁８０より図中左側の部分が差圧駆動部８６を成しており、また仕切壁８０より図中右側において中心軸部７８から径方向外方に突出した部分が弁機能部としての流調弁部８８を成している。
【００６８】
この流調弁部８８もまた外周面が円形をなしており、その外周面がバルブボデー６０の円形の内周面に対し、シール部材９０による水密シール状態の下で図中左右方向に摺動可能に嵌合している。
この流調弁部８８は、図中右端部が水側流調弁部９２を成しており、また図中左端部が湯側流調弁部９４を成している。
即ちこの実施形態では湯側主弁が湯側流調弁部９４として構成されている。
【００６９】
この実施形態では、水圧駆動の水側主弁７６が図中右方に移動すると、水側流調弁部９２の弁開度が小，湯側流調弁部９４の弁開度が大となり、また水側主弁７６が図中左方に移動すると、水側流調弁部９２の弁開度が大，湯側流調弁部９４の弁開度が小となり、それぞれの弁開度の変化に応じて水と湯との流入量を変化させる。
尚、図から明らかなように水側流調弁部９２と湯側流調弁部９４とは、軸方向において互いに逆向きに形成されている。
【００７０】
ここで湯流入流路６４を通じて流入した湯は、湯側の２次側の流路９６を通じて混合流路６８へと到り、そこで水流入流路６２から流入した水と混合される。
この実施形態では、流路９６を介して２次圧室９８が２次側の混合流路６８と連通し、そこに２次側圧力が導入される。
【００７１】
図５において、上記の差圧駆動部８６の図中左側の背後には、水側背圧室１００が形成されている。
水側背圧室１００は、その内部の圧力を水側主弁７６に対して図中右方向の閉弁方向（ここでは水側流調弁部９２の閉弁方向）の押圧力として作用させる。
【００７２】
この水側背圧室１００とは反対側の図中右側、即ち差圧駆動部８６と仕切壁８０との間には１次圧室１０２が形成されており、そこに水流入流路６２からの水が図中波線で示す連通路１０４，１０６を通じて導入されるようになっている。
即ち１次圧室１０２に１次側圧力が導入されるようになっている。
この１次圧室１０２と水側背圧室１００とは、差圧駆動部８６を貫通して設けられた導入小孔１１１を介して連通しており、この１次圧室１０２に導入された水が、この導入小孔１１１を通じて水側背圧室１００に流入せしめられる。
【００７３】
差圧駆動部８６は、水側背圧室１００による右向きの圧力と、１次圧室１０２内の左向きの圧力及び中心軸部７８に対して図中左向きに働く２次側圧力との差圧を受けて、水側主弁７６移動のための駆動力を発生する。
上記の流調弁部８８は、この差圧駆動部８６で発生した駆動力によって図中左右方向に進退移動せしめられる。
【００７４】
水側主弁７６は、その中心部に軸方向に貫通の孔を有していて、そこに後述のスリーブ１４２-１が挿通されている。
そしてその貫通孔とスリーブ１４２-１との間に、環状のパイロット流路１１２が形成されている。
【００７５】
１０８は水側パイロット弁で、この水側パイロット弁１０８が水側主弁７６に形成された水側パイロット弁座１１０に向けて図中左右方向に進退移動することで、パイロット流路１１２の開度が変化せしめられる。
即ち水側背圧室１００の圧力が、水側パイロット弁１０８の進退移動に伴って増減変化せしめられる。
【００７６】
従ってこの実施形態においても、水側パイロット弁１０８が図中左右方向に進退移動することで、水側主弁７６がこれに追従して水側パイロット弁１０８と同方向に且つ一定の追従間隙を維持しつつ進退移動せしめられる。
このとき水側流調弁部９２，湯側流調弁部９４がそれぞれ逆の関係で弁開度を大小変化させ、水と湯との流入量を変化させる。即ち混合水温度を変化させる。
【００７７】
図４において、１２０は軸部１２２においてハンドルに一体回転に連結される円筒形状の回転部で、バルブボデー６０の内面に回転可能に嵌合されている。
この回転部１２０の内側には、軸方向に進退移動する円筒形状の第１の進退部材１２４が配置されており、この進退部材１２４が、かかる進退部材１２４に形成された雄ねじ１２６と、回転部１２０に形成された雌ねじ１２８とにおいてねじ結合されている。
【００７８】
この進退部材１２４はまた、バルブボデー６０における内筒部１３０に対し、軸方向の係合溝と係合突条とを有する回止め機構１３２により回止めされている。
従って回転部１２０が回転させられると、進退部材１２４がねじ送りで図中左右方向に移動せしめられる。
【００７９】
進退部材１２４の更に内側には、有底円筒形状をなす第２の進退部材１３４が配置されている。
この第２の進退部材１３４は、バルブボデー６０における上記の内筒部１３０に対して外嵌状態に摺動可能に嵌合されているとともに、第１の進退部材１２４に対し緩衝ばね機構１３６を介して連結されている。
【００８０】
従って進退部材１２４が図中左右方向に進退移動すると、その進退移動が緩衝ばね機構１３６を介して第２の進退部材１３４に伝えられ、かかる第２の進退部材１３４が、内筒部１３０の外面に沿って図中左右方向に進退移動せしめられる。
【００８１】
ここで緩衝ばね機構１３６は次のように作用する。即ち上記の水側流調弁部９２又は湯側流調弁部９４が、対応する水側主弁座７２又は湯側主弁座７４に当接することで、その後における温調軸１４０の移動ができなくなったとき、緩衝ばね機構１３６におけるばね（コイルばね）が軸方向に撓むことによって、加えられた過大な操作力を吸収する。
【００８２】
この第２の進退部材１３４の底部１３８には、水側主弁７６を図中左右方向に移動させるための温調軸１４０の図中左端部が結合されている。
従って第２の進退部材１３４が図中左右方向に進退移動すると、この温調軸１４０がこれと一体に図中左右方向に進退移動せしめられる。
【００８３】
この温調軸１４０には、図６にも示しているようにスリーブ１４２-１，１４２-２，１４２-３，１４２-４が外嵌状態に且つ左右方向に相対移動可能に嵌合されている。
そして真中のスリーブ１４２-１に、上記の水側パイロット弁１０８が一体に構成されている。
この水側パイロット弁１０８は、シール部材１４４による水密シール状態の下で、上記の内筒部１３０の内面に左右方向に摺動可能に嵌合されている。
図中右端側のスリーブ１４２-３は、温調軸１４０に対し止め輪にて図中右端が規定され、また左端側のスリーブ１４２-４は、同じく止め輪にて温調軸１４０に対し図中左端が規定されている。
【００８４】
そしてスリーブ１４２-２と１４２-３との間に、感温動作部材としての形状記憶合金製のコイルばねから成る感温ばね１４６が介装され、その付勢力をスリーブ１４２-１に対して、即ち水側パイロット弁１０８に対し図中左向きに及ぼしている。
【００８５】
またスリーブ１４２-４とスリーブ１４２-１との間に、詳しくは水側パイロット弁１０８との間に、コイルばねから成るバイアスばね１４８が介装され、その付勢力をスリーブ１４２-１に対して、即ち水側パイロット弁１０８に対して図中右向きに及ぼしている。
【００８６】
以上の説明から明らかなように、この実施形態では水側パイロット弁１０８が温調軸１４０に対して図中左右方向の軸方向に相対移動可能な状態で温調軸１４０により保持されており、そしてこの水側パイロット弁１０８に対し、図中右側と左側とに配置された感温ばね１４６とバイアスばね１４８とがその付勢力を逆向きに及ぼしており、且つ感温ばね１４６とバイアスばね１４８とが合計の長さを一定に保持しつつ水側パイロット弁１０８とともに温調軸１４０と一緒に移動するように、それらが温調軸１４０に組み付けられ、全体としてパイロット弁ユニット１５０を構成している。
【００８７】
この実施形態の湯水混合バルブでは、ハンドルの回転操作によって回転部１２０を回転させると、第１の進退部材１２４がねじ送りで図中左右方向に進退移動させられる。
そしてこの進退部材１２４の進退移動に伴って、第２の進退部材１３４が同方向に進退移動させられ、またこれによって温調軸１４０が左右方向に進退移動させられる。
【００８８】
このとき、図７に示しているように水側パイロット弁１０８が一体に移動してパイロット流路１１２の開度を変化させ、これにより水側流調弁部９２及び湯側流調弁部９４を進退移動させて、それぞれの弁開度を互いに逆の関係で大小変化させる。
即ちハンドルによって回転部１２０が回転させられることによって、混合水温度が所望温度に設定される。
【００８９】
そしてそのような操作によって水側温調弁部９２，湯側温調弁部９４を設定位置に位置させた状態で、混合室６６内の混合水温度が設定温度に対して高くなったときには、感温ばね１４６が伸張して図中左向きの付勢力を高め、これにより水側温調弁部９２の弁開度を大とする方向に、また湯側温調弁部９４の弁開度を小とする方向に、それら水側温調弁部９２，湯側温調弁部９４の位置を水側パイロット弁１０８の移動を介して変化させ、混合水温度を設定温度に自動調節する。
【００９０】
以上に示した本実施形態においても、図５に示しているように水側主弁７６に弁機能をもたない差圧駆動部８６と、差圧の影響を排除した流調弁部８８とが設けられていることから、流路面積Ａを２次側圧力の受圧面積Ｓ２′に関り無く大きく取ることができ、従って水側主弁７６を特に大径化しなくても、混合水流量を多く確保することができる。
或いは同一の混合水流量の下で水側主弁を小径化することができる。
【００９１】
尚この実施形態のものは、見方を変えれば、水側主弁及び湯側主弁を共通の一体の主弁７６として構成し、そしてその主弁７６に水圧駆動の差圧駆動部８６を設けるとともに、その主弁７６に互いに逆向きをなす水側及び湯側の各弁部を水側流調弁部９２，湯側流調弁部７４として一体に構成したものと見ることもできる。
【００９２】
上記の湯水混合バルブでは、水側主弁７６に湯側主弁（湯側流調弁部９４）を一体に構成し、そして水側主弁７６を駆動弁として、これを水側パイロット弁１０８の移動に追従して移動させるようになしているが、水側主弁及び湯側主弁を一体移動する状態に設けるとともに、水側背圧室１００に代えて湯側主弁の背後に湯側背圧室を形成し、そして湯流入口からの１次側の湯（熱水）を湯側背圧室に導入する湯側の導入小孔，湯側背圧室の湯を２次側に抜く湯側のパイロット流路を、それぞれ水側の導入小孔１１１，水側のパイロット流路１１２に代えて設け、湯側主弁を湯圧駆動の弁としてこれを湯側のパイロット弁の移動によりこれに追従して移動させ、そして水側主弁を流調弁部に水側流調弁部として一体に構成することも可能である。
【００９３】
或いは水側主弁，湯側主弁をそれぞれ別体且つ独立して移動するように設けた上で、水側主弁の背後に水側背圧室を、湯側主弁の背後に湯側背圧室を、更にそれら水側背圧室，湯側背圧室の圧力を増減させる水側の導入小孔，湯側の導入小孔，水側のパイロット流路，湯側のパイロット流路をそれぞれ設けた上で、水側主弁及び湯側主弁のそれぞれに差圧駆動部及び流調弁部を設け、水側のパイロット弁と湯側のパイロット弁とを同期して軸方向に移動させることで、水側主弁と湯側主弁とを互いに逆の関係で弁開度を大小変化させるように構成するといったことも可能である。
【００９４】
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。
例えば上記実施形態では主弁が何れもダイヤフラム弁から成っているが、これをピストン弁として構成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。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 主水路
１４ 主弁座
１６ 主弁
２２，８０ 仕切壁
２８，７８ 中心軸部
３０，８２ 嵌合孔
３４，８６ 差圧駆動部
３６，８８ 流調弁部
４２ 背圧室
４４，１１１ 導入小孔
４６，１１２ パイロット流路
４８ パイロット弁
７２ 水側主弁座
７４ 湯側主弁座
７６ 水側主弁
１００ 水側背圧室
１０８ 水側パイロット弁
１４６ 感温ばね
１４８ バイアスばね
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パイロット弁の移動により主弁を追従して移動させることで流量制御を行うパイロット式流量制御バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、水栓として各種のものが用いられているが、これら水栓は主流路の開度を変化させる主弁を主弁座に対して接近離間方向に進退移動させる際に大きな力を要し、操作が重いといった問題があった。
【０００３】
そこで水栓における流量制御バルブをパイロット式流量制御バルブ、即ちパイロット弁を進退移動させることによって、主弁をこれに追従して進退移動させ、主流路の開度を変化させるパイロット式流量制御バルブとして構成することが行われている。
【０００４】
このパイロット式流量制御バルブとして、(イ)主流路上に設けられ、主弁座に向けて進退移動して弁開度を変化させる主弁と、(ロ)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と、(ハ)背圧室に連通し、主流路の主弁よりも上流側の１次側の液を背圧室に導入して圧力上昇させる導入小孔と、(ニ)背圧室に連通して設けられ、背圧室の液を主流路の主弁よりも下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としてのパイロット流路と、(ホ)主弁の進退移動方向に進退移動し、パイロット流路の開度を変化させることによって主弁を追従して同方向に進退移動させるパイロット弁と、を有し、背圧室の圧力と、主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧に基づいて主弁を進退移動させるようになしたパイロット式流量制御バルブが知られている。
例えば下記特許文献１に、この種のパイロット式流量制御バルブを単水栓用の制御バルブに適用した例が、また下記特許文献２に混合水栓用の湯水混合バルブに適用した例がそれぞれ開示されている。
【０００５】
このパイロット式流量制御バルブにあっては、パイロット弁を進退移動させると、例えばパイロット流路の開度を大きくする方向にパイロット弁を後退移動させると、背圧室の液が下流側の２次側に抜け出ることによって、主弁を閉弁方向に押圧する背圧室の圧力が低下し、そのことによって主弁がパイロット弁に追従して開弁方向に後退移動する。
【０００６】
また逆にパイロット流路の開度を小さくする方向にパイロット弁を前進移動させると、背圧室の圧力が増大することによって、主弁がパイロット弁に追従して閉弁方向に前進移動する。
【０００７】
ところで、従来この種のパイロット式流量制御バルブにあっては、流量を多く確保することが難しい問題があり、或いは流量を多く確保しようとすると主弁が大径化し、制御バルブが大型化してしまうといった固有の問題を有していた。
【０００８】
以下にその理由を、図８の具体例に基づいて詳しく説明する。
図８において、２００はバルブボデー（バルブケース）２０１に設けられた主流路で、２００-１は流入口に続く上流側の１次側の流路、２００-２は流出口に到る下流側の２次側の流路を表している。
【０００９】
２０２は、主流路２００上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁で、円筒部の先端にて構成された主弁座２０８に向けて図中上下方向に進退移動する。
主弁２０２は、その進退移動につれて主弁座２０８との間の間隙を変化させ、即ち弁開度を変化させ、１次側の流路２００-１から２次側の流路２００-２への液の流入量、即ち制御バルブにおける流量を変化させ調節する。
ここで主弁２０２は、ゴム製のダイヤフラム膜２０４と、これを保持する硬質の保持部材２０６とから成っている。
【００１０】
２１０は、主弁２０２の背後（図中上側）に形成された背圧室で、２１１は主弁２０２を貫通して設けられた導入小孔である。
導入小孔２１１は、主流路２００における１次側の流路２００-１の液を背圧室２１０へと流入させて、背圧室２１０の圧力を増大させる。
【００１１】
２１２は、主弁２０２を貫通して設けられたパイロット流路で、このパイロット流路２１２は、背圧室２１０の液を２次側の流路２００-２に抜いて背圧室２１０の圧力を減少させる。
【００１２】
２１６は、主弁２０２に設けられたパイロット弁座２１４に向けて進退移動し、パイロット流路２１２の開度を変化させるパイロット弁である。
パイロット弁２１６は、その進退移動によってパイロット流路２１２を通じて背圧室２１０から抜ける液の量を変化させ、以て背圧室２１０の圧力を増減変化させる。
【００１３】
このパイロット式制御バルブにあっては、主弁２０２の図中上面に対して、背圧室２１０の圧力が図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用する。
一方その下面に対しては、主弁座２０８より外周側の部分において１次側の流路２００-１の圧力（１次側圧力）が図中上向きの開弁方向の押圧力として作用する。
【００１４】
また主弁座２０８より内側の部分において２次側の流路２００-２の圧力（２次側圧力）が、同じく図中上向きの開弁方向の押圧力として作用する。
主弁２０２は、その背圧室の圧力とこれとは反対方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力の差圧を駆動力として図中上下方向に進退移動する。
【００１５】
而して背圧室２１０の圧力は、パイロット弁２１６の進退移動により増減変化せしめられ、その結果として主弁２０２はパイロット弁２１６の図中上下方向の進退移動に追従して、これと同方向に且つ同じ距離だけ進退移動し、弁開度を変化させる。
【００１６】
このパイロット式制御バルブにあっては、主弁２０２の下面が外周部の１次側圧力の受圧面と、それより内側の部分即ち主弁座２０８よりも径方向内側の２次側圧力の受圧面とに分かれる。
図中Ｓ１はその１次側圧力の受圧面積を表し、またＳ２は２次側圧力の受圧面積を表している（但しパイロット流路２１２，導入小孔２１１の面積分も影響してくるが、これらは微小であるため便宜上ここではそれらについては無視する）。
一方、Ａは主弁座２０８の内側に形成される流路（２次側の流路２００-２）の流路面積を表しており、この流路面積Ａは２次側圧力の受圧面積Ｓ２と等しい。
【００１７】
このパイロット式制御バルブにおいては、主弁２０２の下面の２次側圧力の受圧面積Ｓ２を除いた部分が１次側圧力の受圧面積Ｓ１となるが、このパイロット式制御バルブでは、主弁２０２に対する図中上向きの開弁方向の駆動力を得るために、１次側圧力の受圧面積Ｓ１を一定以上確保することが必要である。
【００１８】
その結果、２次側圧力の受圧面積Ｓ２、即ち流路面積Ａが主弁２０２の径に対して一定以下に小径とならざるを得ず、その結果として流路面積Ａを流れる液の流量を多く確保することが難しいといった問題を生ずるのである。
或いは流量を多く確保しようとすると、これに伴って主弁２０２の径が大径化してしまい、パイロット式制御バルブそのものが大型化してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００６−２１４４８０号公報
【特許文献２】特開２００８−１３３８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は以上のような事情を背景とし、従来に増して流量を多く確保でき、或いは流量を一定に保持したまま主弁を小径化でき、以て全体のサイズをよりコンパクト化することのできるパイロット式流量制御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。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
而して請求項１のものは、(イ)主流路上に設けられ、主弁座に向けて進退移動して弁開度を変化させる主弁と、(ロ)該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、(ハ)該背圧室に連通し、前記主流路の前記主弁よりも上流側の１次側の液を該背圧室に導入して圧力上昇させる導入小孔と、(ニ)該背圧室に連通して設けられ、該背圧室の液を前記主流路の該主弁よりも下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としてのパイロット流路と、(ホ)前記主弁の進退移動方向に進退移動し、前記パイロット流路の開度を変化させることによって該主弁を追従して同方向に進退移動させるパイロット弁と、を有し、前記背圧室の圧力と、該主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧に基づいて該主弁を進退移動させるようになしたパイロット式流量制御バルブにおいて、前記主弁には、前記差圧を受けて主弁移動のための駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部を設けるとともに、該差圧駆動部とは別途に、前記差圧の影響を排除し、該差圧駆動部の駆動力によって該差圧駆動部と一体に前記主弁座に向けて進退移動し、該主弁座との間の間隙を大小変化させて流量調節を行う弁機能部としての流調弁部を設けたことを特徴とする。
【００２２】
請求項２のものは、請求項１において、前記差圧駆動部は軸部を有していて該軸部が、２次側空間を画成する仕切壁の嵌合孔に前記主弁の進退移動方向に液密且つ摺動可能に嵌合しているとともに、前記流調弁部は該２次側空間に設けてあって、前記２次側圧力を前進方向と後退方向との両方に同じ圧力で受けていることを特徴とする。
【００２３】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記流調弁部及び前記主弁座は、前記差圧駆動部における前記２次側圧力の受圧面よりも大径となしてあることを特徴とする。
【００２４】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは単水栓用の制御バルブであることを特徴とする。
【００２５】
請求項５のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは混合水栓用の湯水混合バルブであることを特徴とする。
【００２６】
請求項６のものは、請求項５において、前記制御バルブが、(ａ)弁開度を互い逆の関係で大小変化させる水側主弁及び湯側主弁と、(ｂ)混合水温度に感応して軸方向に伸縮し、該混合水温度が設定温度よりも高くなったときに前記水側主弁を開き、前記湯側主弁を閉じる方向にそれら水側主弁及び湯側主弁を移動させる感温動作部材と、(ｃ)該水側主弁及び湯側主弁に対し該感温動作部材による移動方向と逆方向の付勢力を作用させるばねと、を有し、前記水側及び湯側の各主弁の下流側の混合水温度を自動調節する自動温度調節機能付きの湯水混合バルブであって、前記背圧室が、前記水側主弁又は／及び湯側主弁に対して内部の圧力を閉弁方向の押圧力として作用させるものとなしてあるとともに、該背圧室の圧力を受ける該水側主弁，湯側主弁の少なくとも一方の主弁に前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあり、前記パイロット弁が該感温動作部材の伸縮動作により前記混合水温度に感応して進退移動し、前記背圧室の圧力を増減させることで前記水側主弁又は／及び湯側主弁を開閉方向に移動させ、前記混合水温度を自動調節するものとなしてあることを特徴とする。
【００２７】
請求項７のものは、請求項６において、前記水側主弁と湯側主弁との一方の主弁が、対応して設けられた水側背圧室，湯側背圧室の一方の背圧室の圧力を受けて駆動される水圧駆動又は湯圧駆動の弁となしてあるとともに、それら水側主弁及び湯側主弁は一体に移動する弁となしてあり、前記一方の主弁に、前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあるとともに、他方の主弁が該流調弁部に一体に構成してあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２８】
以上のように本発明は、主弁に対して閉弁方向に作用する背圧室の圧力と、主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧を受けて、主弁移動のための駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部を主弁に設けるとともに、その差圧の影響を排除し、差圧駆動部の駆動力によって差圧駆動部と一体に主弁座に向けて進退移動し、主弁座との間の間隙を大小変化させて流量調節を行う弁機能部としての流調弁部を差圧駆動部とは別途に主弁に設けたものである。
【００２９】
即ち、従来のパイロット式制御バルブにあっては主弁の全体が背圧室，１次側圧力及び２次側圧力を受ける差圧駆動部をなしていたのに対し、本発明のパイロット式制御バルブにあっては、その一部にて差圧駆動部を構成し、そしてこの差圧駆動部とは別途に、差圧の影響を排除し、差圧駆動部の駆動力にて進退移動する流調弁部を設けたもので、かかる本発明によれば、主弁における２次側圧力の受圧面の径、詳しくは差圧駆動部における２次側圧力の受圧面の径に拘束されることなく、流調弁部の径を自由に設定することが可能であり、かかる流調弁部の径を２次側圧力の受圧面に対して大径化することができる（請求項３）。
【００３０】
そしてこのことにより、主弁の径を一定に維持しつつ即ちパイロット式制御バルブのサイズを大型化することなく、流量を従来に増して多く確保することが可能となる。
或いは流量を一定に維持しつつ主弁の径を従来より小径化でき、パイロット式制御バルブのサイズを従来よりも小型化、コンパクト化することができる。
【００３１】
この場合において、上記差圧駆動部には軸部を設けてその軸部を、２次側空間を画成する仕切壁の嵌合孔に主弁の進退移動方向に液密且つ摺動可能に嵌合するとともに、流調弁部を２次側空間に設けて、その２次側空間の圧力を前進方向と後退方向との両方に同じ圧力で受けるように構成しておくことができる（請求項２）。
このようにすれば背圧室，１次側圧力及び２次側圧力の影響が排除された上記の流調弁部を容易に且つ簡単な構造で構成することが可能となる。
【００３２】
本発明のパイロット式制御バルブは、単水栓用制御バルブとして好適に適用することができ（請求項４）、或いは混合水栓における湯水混合バルブとして好適に適用することができる（請求項５）。
【００３３】
この場合において、本発明をハンドルの操作量に応じて水側主弁，湯側主弁の位置を定め、その後それら水側主弁，湯側主弁の位置を固定状態として水と湯との混合量を決定する、所謂ミキシングタイプの湯水混合バルブ（ミキシングバルブ）に適用することも可能であるが、本発明は、請求項６に従ってこれを自動温度調節機能付きのパイロット式湯水混合バルブとして構成することができる。
【００３４】
而して本発明のパイロット式流量制御バルブを請求項６従ってパイロット式湯水混合バルブとして構成するに際し、これを様々な形態のパイロット式バルブとなすことができる。
例えばパイロット式湯水混合バルブを、以下の（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）の構成を有するパイロット式バルブとして構成することができる。
【００３５】
（Ａ）(イ)水側主弁の背後に形成され、内部の圧力を水側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しての水側背圧室と、(ロ)水流入口からの１次側の水を水側背圧室の内部に導入して圧力上昇させる水側導入小孔と、(ハ)水側背圧室の水を水側主弁の下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としての水側パイロット流路と、(ニ)水側主弁の進退移動方向に進退移動し、水側パイロット流路の開度を変化させることによって水側主弁を同方向に追従して進退移動させる水側パイロット弁とを有するものとなすとともに、湯側主弁を水側主弁と一体に構成して、水側主弁を水圧駆動弁として湯側主弁を一体に移動させるようになしたパイロット式湯水混合バルブ。
【００３６】
（Ｂ）(イ)湯側主弁の背後に形成され、内部の圧力を湯側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しての湯側背圧室と、(ロ)湯流入口からの１次側の湯を湯側背圧室の内部に導入して圧力上昇させる湯側導入小孔と、(ハ)湯側背圧室の湯を湯側主弁の下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としての湯側パイロット通路と、(ニ)湯側主弁の進退移動方向に進退移動し、湯側パイロット流路の開度を変化させることによって湯側主弁を同方向に追従して進退移動させる湯側パイロット弁とを有するものとなすとともに、水側主弁を湯側主弁と一体に構成して、湯側主弁を湯圧駆動弁として水側主弁を一体に移動させるようになしたパイロット式湯水混合バルブ。
【００３７】
（Ｃ）水側主弁と湯側主弁とが互いに別体且つ独立して移動可能とされているとともに(イ)水側主弁，湯側主弁の背後に形成され、内部の圧力を水側主弁，湯側主弁に対して閉弁方向の押圧力としてそれぞれ作用させる背圧室としての水側背圧室，湯側背圧室と、(ロ)水流入口，湯流入口からの１次側の水，湯をそれら背圧室の内部に導入して圧力上昇させる水側導入小孔，湯側導入小孔と、(ハ)水側，湯側の各背圧室の水，湯を水側主弁，湯側主弁の各下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としての水側パイロット流路，湯側パイロット流路と、(ニ)水側主弁，湯側主弁の各進退移動方向に進退移動し、各パイロット流路の開度を変化させることで水側主弁，湯側主弁をそれぞれ同方向に追従して進退移動させる水側パイロット弁，湯側パイロット弁と、を有するものとなしてあるパイロット式湯水混合バルブ。
【００３８】
更にこの請求項６において、水側主弁と湯側主弁との一方の主弁を、対応して設けた水側背圧室，湯側背圧室の一方の背圧室の圧力を受けて駆動される水圧駆動又は湯圧駆動の弁となしておくとともに、それら水側主弁及び湯側主弁を一体に移動するものとなしておき、そして一方の主弁に上記の差圧駆動部と流調弁部とを設けておくとともに、他方の主弁をその流調弁部に一体に構成しておくことができる（請求項７）。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態であるパイロット式流量制御バルブの図である。
【図２】同実施形態の作用説明図である。
【図３】図２に続く作用説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態の図である。
【図５】図４の要部拡大図である。
【図６】図４におけるパイロット弁ユニットの図である。
【図７】同実施形態の作用説明図である。
【図８】従来のパイロット式流量制御バルブの一例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１は、本発明のパイロット式流量制御バルブを単水栓用に構成した場合の実施形態を示したもので、図中１０はバルブボデー（バルブケース）１２に形成された主流路で、１０-１，１０-２はそれぞれ主流路１０における上流側の１次側の流路，下流側の２次側の流路をそれぞれ表している。
また１４は、主流路１０上に設けられた円筒部の先端部にて構成された主弁座を表している。
【００４１】
１６は、主流路１０上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁で、ゴム製のダイヤフラム膜１８と、これよりも硬質の樹脂製の保持部材２０とを有しており、そのダイヤフラム膜１８の外周部が全周に亘りバルブボデー１２に固定されている。
【００４２】
２２はバルブボデー１２に一体に構成された仕切壁で、この仕切壁２２は、バルブケース１２内部を軸直角方向に横切る状態に設けられた第１部分２４と、その外周端部で図中下向きに軸方向に延びる第２部分２６とを有している。
この仕切壁２２は、図中下側（内側）に２次側空間を形成する。
【００４３】
上記主弁１６は、中心部に断面円形の中心軸部２８を有しており、この中心軸部２８が仕切壁２２、詳しくは第１部分２４の中心部に形成された円形の嵌合孔３０に挿通されている。
中心軸部２８は、シール部材３２による水密（液密）シール状態の下でこの嵌合孔３０に対し図中上下方向、即ち主弁１６の進退移動方向に摺動可能に嵌合している。
【００４４】
この実施形態において、主弁１６は、中心軸部２８及び仕切壁２２の上側の部分が弁機能をもたない差圧駆動部３４をなしている。
また仕切壁２２の図中下側の内側において、中心軸部２８から径方向外方に張り出した部分が弁機能部としての流調弁部３６をなしている。
【００４５】
ここで流調弁部３６の外周面及び仕切壁２２における第２部分２６の内周面は何れも円形をなしており、その第２部分２６の内周面に対して、流調弁部３６の外周面がシール部材３８による水密シール状態の下で図中上下方向、即ち主弁１６の進退移動方向に摺動可能に嵌合している。
尚この流調弁部３６の、上記の主弁座１４に対して上下に対向する部分は弾性のシール部材４０にて構成されている。
【００４６】
４２は主弁１６の図中上側の背後に形成された背圧室で、この背圧室４２は、内部の圧力を主弁１６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。
【００４７】
主弁１６には、差圧駆動部３４を図中上下方向に貫通する導入小孔４４が設けられている。
この導入小孔４４は、１次側の流路１０-１の水（液）を背圧室４２に導入して背圧室４２の圧力を上昇せしめる。
主弁１６にはまた、その全体を図中上下に貫通する状態でパイロット流路４６がその中心部に設けられている。
【００４８】
このパイロット流路４６は、背圧室４２内の水（液）を２次側の流路１０-２に流出させる水抜流路（圧抜流路）としてのもので、背圧室４２内の水がこのパイロット流路４６を通じて２次側の流路１０-２に流出することで、背圧室４２の圧力が減少せしめられる。
【００４９】
４８はパイロット弁で、その先端部（図中下端部）に弾性のシール部材５０が設けられている。
このパイロット弁４８は、主弁１６に設けられたパイロット弁座５２に向けて図中上下方向（軸方向）に進退移動し、パイロット流路４６の開度を増減変化させる。
【００５０】
このパイロット弁４８には軸部５４が一体に構成されており、その軸部５４が、バルブボデー１２に対してねじ結合され、回転操作によってパイロット弁４８が図中上下方向に進退移動せしめられるようになっている。
【００５１】
主弁１６における上記の中心軸部２８には横孔５６が設けられており、この横孔５６を介して、２次側の流路１０-２の２次側圧力が仕切壁２２と流調弁部３６との間に形成される２次圧室５８に導入されている。
即ちこの実施形態において、流調弁部３６は仕切壁２２の図中下側に形成される２次側空間に設けてある。
【００５２】
この実施形態において、仕切壁２２における第２部分２６の内周面の径は、主弁座１４の径と同径且つ径方向の同一位置に位置させてあり、従って流調弁部３６は、２次側圧力を図中下向きの閉弁方向即ち前進方向と、図中上向きの開弁方向即ち後退方向との両方向に同じ圧力で受けており、それら逆向きの２次側圧力は互いに相殺されている。
即ち流調弁部３６は背圧室４２の圧力，１次側圧力，２次側圧力の何れの圧力の影響も排除した形で設けられている。
【００５３】
一方差圧駆動部３４は、その上面において背圧室４２の圧力を図中下向きの閉弁方向即ち前進方向の圧力として受けており、またその下面の中心軸部２８の外周側の部分において、１次側圧力を図中上向きの開弁方向即ち後退方向の圧力として受けている。
更に中心軸部２８の下面において２次側圧力を図中上向きの開弁方向即ち後退方向の圧力として受けている。
【００５４】
差圧駆動部３４は、これら背圧室４２の図中下向きの閉弁方向の圧力と、図中上向きの開弁方向の１次側圧力及び２次側圧力との差圧を受けて、主弁１６移動のための駆動力を発生させる。
図１中Ｓ１′は差圧駆動部３４における１次側圧力の受圧面積を表しており、またＳ２′は２次側圧力の受圧面積を表している。
一方Ａは主弁座１４の内側に形成される流路の流路面積を表している。
【００５５】
この図から明らかなように、この実施形態では図８に示した従来のパイロット式制御バルブのように２次側圧力の受圧面積と流路面積とが等しいものではなく、流路が２次側圧力の受圧面よりも大径をなしていて流路面積Ａが２次側圧力の受圧面積Ｓ２′に対して大きくされており、２次側圧力の受圧面積による制限を受けることなく流路面積Ａが大きく確保されている。
【００５６】
本実施形態において、上記のパイロット弁４８は図中上下方向の進退移動によってパイロット流路４６の開度を変化させ、これにより背圧室４２の圧力を変化させることで、主弁１６を同方向に同じ距離で追従して進退移動させる。
その際の作用が図２及び図３に詳しく示してある。
【００５７】
図２（Ｉ）は、主弁１６が閉弁した状態、詳しくは流調弁部３６が主弁座１４に着座して閉弁した状態、及びパイロット弁４８がパイロット弁座５２に着座して閉弁した状態をそれぞれ表している。
この状態からパイロット弁４８が図中上向きに後退移動すると、パイロット流路４６が開かれて背圧室４２内の水がパイロット流路４６を通じて２次側の流路１０-２へと流出する。
【００５８】
すると背圧室４２の圧力が低下するため、差圧駆動部３４に作用する背圧室４２の圧力と、１次側圧力（及び２次側圧力）の圧力をバランスさせるように、主弁１６が図中上向きに後退移動する（図２（II））。
そしてその圧力がバランスしたところで主弁１６の図中上向きの移動即ち後退移動が停止する。このときパイロット弁４８とパイロット弁座５２との間の間隙は微小な一定の追従間隙に保持される（図２（III））。
このようにして主弁１６が図中上向きに後退移動することで、流調弁部３６が主弁座１４から図中上向きに離間して主流路１０を開き、主流路１０に流れを生ぜしめる。
【００５９】
図２（III）に示す状態から更にパイロット弁４８が後退移動すると、このパイロット弁４８との間に上記の一定の微小な追従間隙を維持しつつ、主弁１６即ち流調弁部３６がパイロット弁４８に追従して図中上向きに後退移動し、主流路１０の開度を更に大として、主流路１０を流れる流量を増大せしめる（図２（IV））。
【００６０】
一方これとは逆にパイロット弁４８が図３に示しているように図中下向きに前進移動すると、同じく差圧駆動部３４に作用する背圧室の圧力と１次側及び２次側の圧力をバランスさせるようにして主弁１６、即ち流調弁部３６が図中下向きに前進移動し（図３（Ｉ）〜（IV））、主流路１０の開度を減少させる。これによって主流路１０を流れる水の流量が減少せしめられる。
【００６１】
以上のように本実施形態のパイロット式制御バルブにあっては、主弁１６の一部にて弁機能をもたない差圧駆動部３４を構成し、そしてこの差圧駆動部３４とは別途に、圧力の影響を排除し、差圧駆動部３４の駆動力にて進退移動する流調弁部３６を弁機能部として設けていることから、主弁１６における２次側圧力の受圧面の径に拘束されることなく、流調弁部３６の径を自由に設定することが可能であり、かかる流調弁部３６の径を２次側圧力の受圧面に対して大径化することができる。
【００６２】
そしてこのことにより、主弁１６の径を一定に維持しつつ、即ちパイロット式流量制御バルブのサイズを大型化することなく、流量を従来に増して多く確保することが可能となる。
或いは流量を一定に維持したまま、主弁１６の径を小径化でき、パイロット式流量制御バルブのサイズを小型化、コンパクト化することができる。
【００６３】
また本実施形態によれば、背圧室４２，１次側圧力及び２次側圧力の影響を排除した形で流調弁部３６を容易に且つ簡単な構造で構成することができる。
【００６４】
図４〜図７は、本発明を自動温度調節機能付きのパイロット式湯水混合バルブ（以下単に湯水混合バルブとする）に適用した場合の実施形態を示している。
図４において、６０はこの湯水混合バルブのバルブボデー（バルブケース）を示している。
このバルブボデー６０には、水流入口，湯流入口にそれぞれ続いて形成された１次側流路としての水流入流路６２，湯流入流路６４がそれぞれ設けられている。
【００６５】
これら水流入流路６２，湯流入流路６４から流入した水と湯とは、２次側流路である混合室６６内の混合流路６８を流通してそこで水と湯とが十分に混合され、そしてその混合水が流出口７０から図中右方に流出する。
このバルブボデー６０にはまた、後述の水側流調弁部９２，湯側流調弁部９４に各対応して水側主弁座７２，湯側主弁座７４がそれぞれ形成されている。
【００６６】
７６は水圧駆動されるダイヤフラム弁から成る水側主弁で、図５に拡大して示しているように、この例において水側主弁７６は円形の中心軸部７８を有しており、この中心軸部７８が、バルブボデー６０に一体に形成された仕切壁８０の円形の嵌合孔８２に対し、シール部材８４による水密シール状態の下で図中左右方向に摺動可能に嵌合している。
ここで仕切壁８０は、バルブボデー６０内部且つこの仕切壁８０よりも図中右側に２次側空間を画成している。
【００６７】
水側主弁７６は、上記の中心軸部７８及び仕切壁８０より図中左側の部分が差圧駆動部８６を成しており、また仕切壁８０より図中右側において中心軸部７８から径方向外方に突出した部分が弁機能部としての流調弁部８８を成している。
【００６８】
この流調弁部８８もまた外周面が円形をなしており、その外周面がバルブボデー６０の円形の内周面に対し、シール部材９０による水密シール状態の下で図中左右方向に摺動可能に嵌合している。
この流調弁部８８は、図中右端部が水側流調弁部９２を成しており、また図中左端部が湯側流調弁部９４を成している。
即ちこの実施形態では湯側主弁が湯側流調弁部９４として構成されている。
【００６９】
この実施形態では、水圧駆動の水側主弁７６が図中右方に移動すると、水側流調弁部９２の弁開度が小，湯側流調弁部９４の弁開度が大となり、また水側主弁７６が図中左方に移動すると、水側流調弁部９２の弁開度が大，湯側流調弁部９４の弁開度が小となり、それぞれの弁開度の変化に応じて水と湯との流入量を変化させる。
尚、図から明らかなように水側流調弁部９２と湯側流調弁部９４とは、軸方向において互いに逆向きに形成されている。
【００７０】
ここで湯流入流路６４を通じて流入した湯は、湯側の２次側の流路９６を通じて混合流路６８へと到り、そこで水流入流路６２から流入した水と混合される。
この実施形態では、流路９６を介して２次圧室９８が２次側の混合流路６８と連通し、そこに２次側圧力が導入される。
【００７１】
図５において、上記の差圧駆動部８６の図中左側の背後には、水側背圧室１００が形成されている。
水側背圧室１００は、その内部の圧力を水側主弁７６に対して図中右方向の閉弁方向（ここでは水側流調弁部９２の閉弁方向）の押圧力として作用させる。
【００７２】
この水側背圧室１００とは反対側の図中右側、即ち差圧駆動部８６と仕切壁８０との間には１次圧室１０２が形成されており、そこに水流入流路６２からの水が図中波線で示す連通路１０４，１０６を通じて導入されるようになっている。
即ち１次圧室１０２に１次側圧力が導入されるようになっている。
この１次圧室１０２と水側背圧室１００とは、差圧駆動部８６を貫通して設けられた導入小孔１１１を介して連通しており、この１次圧室１０２に導入された水が、この導入小孔１１１を通じて水側背圧室１００に流入せしめられる。
【００７３】
差圧駆動部８６は、水側背圧室１００による右向きの圧力と、１次圧室１０２内の左向きの圧力及び中心軸部７８に対して図中左向きに働く２次側圧力との差圧を受けて、水側主弁７６移動のための駆動力を発生する。
上記の流調弁部８８は、この差圧駆動部８６で発生した駆動力によって図中左右方向に進退移動せしめられる。
【００７４】
水側主弁７６は、その中心部に軸方向に貫通の孔を有していて、そこに後述のスリーブ１４２-１が挿通されている。
そしてその貫通孔とスリーブ１４２-１との間に、環状のパイロット流路１１２が形成されている。
【００７５】
１０８は水側パイロット弁で、この水側パイロット弁１０８が水側主弁７６に形成された水側パイロット弁座１１０に向けて図中左右方向に進退移動することで、パイロット流路１１２の開度が変化せしめられる。
即ち水側背圧室１００の圧力が、水側パイロット弁１０８の進退移動に伴って増減変化せしめられる。
【００７６】
従ってこの実施形態においても、水側パイロット弁１０８が図中左右方向に進退移動することで、水側主弁７６がこれに追従して水側パイロット弁１０８と同方向に且つ一定の追従間隙を維持しつつ進退移動せしめられる。
このとき水側流調弁部９２，湯側流調弁部９４がそれぞれ逆の関係で弁開度を大小変化させ、水と湯との流入量を変化させる。即ち混合水温度を変化させる。
【００７７】
図４において、１２０は軸部１２２においてハンドルに一体回転に連結される円筒形状の回転部で、バルブボデー６０の内面に回転可能に嵌合されている。
この回転部１２０の内側には、軸方向に進退移動する円筒形状の第１の進退部材１２４が配置されており、この進退部材１２４が、かかる進退部材１２４に形成された雄ねじ１２６と、回転部１２０に形成された雌ねじ１２８とにおいてねじ結合されている。
【００７８】
この進退部材１２４はまた、バルブボデー６０における内筒部１３０に対し、軸方向の係合溝と係合突条とを有する回止め機構１３２により回止めされている。
従って回転部１２０が回転させられると、進退部材１２４がねじ送りで図中左右方向に移動せしめられる。
【００７９】
進退部材１２４の更に内側には、有底円筒形状をなす第２の進退部材１３４が配置されている。
この第２の進退部材１３４は、バルブボデー６０における上記の内筒部１３０に対して外嵌状態に摺動可能に嵌合されているとともに、第１の進退部材１２４に対し緩衝ばね機構１３６を介して連結されている。
【００８０】
従って進退部材１２４が図中左右方向に進退移動すると、その進退移動が緩衝ばね機構１３６を介して第２の進退部材１３４に伝えられ、かかる第２の進退部材１３４が、内筒部１３０の外面に沿って図中左右方向に進退移動せしめられる。
【００８１】
ここで緩衝ばね機構１３６は次のように作用する。即ち上記の水側流調弁部９２又は湯側流調弁部９４が、対応する水側主弁座７２又は湯側主弁座７４に当接することで、その後における温調軸１４０の移動ができなくなったとき、緩衝ばね機構１３６におけるばね（コイルばね）が軸方向に撓むことによって、加えられた過大な操作力を吸収する。
【００８２】
この第２の進退部材１３４の底部１３８には、水側主弁７６を図中左右方向に移動させるための温調軸１４０の図中左端部が結合されている。
従って第２の進退部材１３４が図中左右方向に進退移動すると、この温調軸１４０がこれと一体に図中左右方向に進退移動せしめられる。
【００８３】
この温調軸１４０には、図６にも示しているようにスリーブ１４２-１，１４２-２，１４２-３，１４２-４が外嵌状態に且つ左右方向に相対移動可能に嵌合されている。
そして真中のスリーブ１４２-１に、上記の水側パイロット弁１０８が一体に構成されている。
この水側パイロット弁１０８は、シール部材１４４による水密シール状態の下で、上記の内筒部１３０の内面に左右方向に摺動可能に嵌合されている。
図中右端側のスリーブ１４２-３は、温調軸１４０に対し止め輪にて図中右端が規定され、また左端側のスリーブ１４２-４は、同じく止め輪にて温調軸１４０に対し図中左端が規定されている。
【００８４】
そしてスリーブ１４２-２と１４２-３との間に、感温動作部材としての形状記憶合金製のコイルばねから成る感温ばね１４６が介装され、その付勢力をスリーブ１４２-１に対して、即ち水側パイロット弁１０８に対し図中左向きに及ぼしている。
【００８５】
またスリーブ１４２-４とスリーブ１４２-１との間に、詳しくは水側パイロット弁１０８との間に、コイルばねから成るバイアスばね１４８が介装され、その付勢力をスリーブ１４２-１に対して、即ち水側パイロット弁１０８に対して図中右向きに及ぼしている。
【００８６】
以上の説明から明らかなように、この実施形態では水側パイロット弁１０８が温調軸１４０に対して図中左右方向の軸方向に相対移動可能な状態で温調軸１４０により保持されており、そしてこの水側パイロット弁１０８に対し、図中右側と左側とに配置された感温ばね１４６とバイアスばね１４８とがその付勢力を逆向きに及ぼしており、且つ感温ばね１４６とバイアスばね１４８とが合計の長さを一定に保持しつつ水側パイロット弁１０８とともに温調軸１４０と一緒に移動するように、それらが温調軸１４０に組み付けられ、全体としてパイロット弁ユニット１５０を構成している。
【００８７】
この実施形態の湯水混合バルブでは、ハンドルの回転操作によって回転部１２０を回転させると、第１の進退部材１２４がねじ送りで図中左右方向に進退移動させられる。
そしてこの進退部材１２４の進退移動に伴って、第２の進退部材１３４が同方向に進退移動させられ、またこれによって温調軸１４０が左右方向に進退移動させられる。
【００８８】
このとき、図７に示しているように水側パイロット弁１０８が一体に移動してパイロット流路１１２の開度を変化させ、これにより水側流調弁部９２及び湯側流調弁部９４を進退移動させて、それぞれの弁開度を互いに逆の関係で大小変化させる。
即ちハンドルによって回転部１２０が回転させられることによって、混合水温度が所望温度に設定される。
【００８９】
そしてそのような操作によって水側温調弁部９２，湯側温調弁部９４を設定位置に位置させた状態で、混合室６６内の混合水温度が設定温度に対して高くなったときには、感温ばね１４６が伸張して図中左向きの付勢力を高め、これにより水側温調弁部９２の弁開度を大とする方向に、また湯側温調弁部９４の弁開度を小とする方向に、それら水側温調弁部９２，湯側温調弁部９４の位置を水側パイロット弁１０８の移動を介して変化させ、混合水温度を設定温度に自動調節する。
【００９０】
以上に示した本実施形態においても、図５に示しているように水側主弁７６に弁機能をもたない差圧駆動部８６と、差圧の影響を排除した流調弁部８８とが設けられていることから、流路面積Ａを２次側圧力の受圧面積Ｓ２′に関り無く大きく取ることができ、従って水側主弁７６を特に大径化しなくても、混合水流量を多く確保することができる。
或いは同一の混合水流量の下で水側主弁を小径化することができる。
【００９１】
尚この実施形態のものは、見方を変えれば、水側主弁及び湯側主弁を共通の一体の主弁７６として構成し、そしてその主弁７６に水圧駆動の差圧駆動部８６を設けるとともに、その主弁７６に互いに逆向きをなす水側及び湯側の各弁部を水側流調弁部９２，湯側流調弁部７４として一体に構成したものと見ることもできる。
【００９２】
上記の湯水混合バルブでは、水側主弁７６に湯側主弁（湯側流調弁部９４）を一体に構成し、そして水側主弁７６を駆動弁として、これを水側パイロット弁１０８の移動に追従して移動させるようになしているが、水側主弁及び湯側主弁を一体移動する状態に設けるとともに、水側背圧室１００に代えて湯側主弁の背後に湯側背圧室を形成し、そして湯流入口からの１次側の湯（熱水）を湯側背圧室に導入する湯側の導入小孔，湯側背圧室の湯を２次側に抜く湯側のパイロット流路を、それぞれ水側の導入小孔１１１，水側のパイロット流路１１２に代えて設け、湯側主弁を湯圧駆動の弁としてこれを湯側のパイロット弁の移動によりこれに追従して移動させ、そして水側主弁を流調弁部に水側流調弁部として一体に構成することも可能である。
【００９３】
或いは水側主弁，湯側主弁をそれぞれ別体且つ独立して移動するように設けた上で、水側主弁の背後に水側背圧室を、湯側主弁の背後に湯側背圧室を、更にそれら水側背圧室，湯側背圧室の圧力を増減させる水側の導入小孔，湯側の導入小孔，水側のパイロット流路，湯側のパイロット流路をそれぞれ設けた上で、水側主弁及び湯側主弁のそれぞれに差圧駆動部及び流調弁部を設け、水側のパイロット弁と湯側のパイロット弁とを同期して軸方向に移動させることで、水側主弁と湯側主弁とを互いに逆の関係で弁開度を大小変化させるように構成するといったことも可能である。
【００９４】
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。
例えば上記実施形態では主弁が何れもダイヤフラム弁から成っているが、これをピストン弁として構成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。
【符号の説明】
【００９５】
１０ 主水路
１４ 主弁座
１６ 主弁
２２，８０ 仕切壁
２８，７８ 中心軸部
３０，８２ 嵌合孔
３４，８６ 差圧駆動部
３６，８８ 流調弁部
４２ 背圧室
４４，１１１ 導入小孔
４６，１１２ パイロット流路
４８ パイロット弁
７２ 水側主弁座
７４ 湯側主弁座
７６ 水側主弁
１００ 水側背圧室
１０８ 水側パイロット弁
１４６ 感温ばね
１４８ バイアスばね
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(イ)主流路上に設けられ、主弁座に向けて進退移動して弁開度を変化させる主弁と、(ロ)該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、(ハ)該背圧室に連通し、前記主流路の前記主弁よりも上流側の１次側の液を該背圧室に導入して圧力上昇させる導入小孔と、(ニ)該背圧室に連通して設けられ、該背圧室の液を前記主流路の該主弁よりも下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としてのパイロット流路と、(ホ)前記主弁の進退移動方向に進退移動し、前記パイロット流路の開度を変化させることによって該主弁を追従して同方向に進退移動させるパイロット弁と、を有し、前記背圧室の圧力と、該主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧に基づいて該主弁を進退移動させるようになしたパイロット式流量制御バルブにおいて、
前記主弁には、前記差圧を受けて主弁移動のための駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部を設けるとともに、該差圧駆動部とは別途に、前記差圧の影響を排除し、該差圧駆動部の駆動力によって該差圧駆動部と一体に前記主弁座に向けて進退移動し、該主弁座との間の間隙を大小変化させて流量調節を行う弁機能部としての流調弁部を設けたことを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項２】
請求項１において、前記差圧駆動部は軸部を有していて該軸部が、２次側空間を画成する仕切壁の嵌合孔に前記主弁の進退移動方向に液密且つ摺動可能に嵌合しているとともに、前記流調弁部は該２次側空間に設けてあって、前記２次側圧力を前進方向と後退方向との両方に同じ圧力で受けていることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記流調弁部及び前記主弁座は、前記差圧駆動部における前記２次側圧力の受圧面よりも大径となしてあることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは単水栓用の制御バルブであることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは混合水栓用の湯水混合バルブであることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項６】
請求項５において、前記制御バルブが、(ａ)弁開度を互い逆の関係で大小変化させる水側主弁及び湯側主弁と、(ｂ)混合水温度に感応して軸方向に伸縮し、該混合水温度が設定温度よりも高くなったときに前記水側主弁を開き、前記湯側主弁を閉じる方向にそれら水側主弁及び湯側主弁を移動させる感温動作部材と、(ｃ)該水側主弁及び湯側主弁に対し該感温動作部材による移動方向と逆方向の付勢力を作用させるばねと、を有し、前記水側及び湯側の各主弁の下流側の混合水温度を自動調節する自動温度調節機能付きの湯水混合バルブであって、
前記背圧室が、前記水側主弁又は／及び湯側主弁に対して内部の圧力を閉弁方向の押圧力として作用させるものとなしてあるとともに、該背圧室の圧力を受ける該水側主弁，湯側主弁の少なくとも一方の主弁に前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあり、
前記パイロット弁が該感温動作部材の伸縮動作により前記混合水温度に感応して進退移動し、前記背圧室の圧力を増減させることで前記水側主弁又は／及び湯側主弁を開閉方向に移動させ、前記混合水温度を自動調節するものとなしてあることを特徴とする混合水温度の制御バルブ。
【請求項７】
請求項６において、前記水側主弁と湯側主弁との一方の主弁が、対応して設けられた水側背圧室，湯側背圧室の一方の背圧室の圧力を受けて駆動される水圧駆動又は湯圧駆動の弁となしてあるとともに、それら水側主弁及び湯側主弁は一体に移動する弁となしてあり、
前記一方の主弁に、前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあるとともに、他方の主弁が該流調弁部に一体に構成してあることを特徴とする混合水温度の制御バルブ。
【請求項１】
(イ)主流路上に設けられ、主弁座に向けて進退移動して弁開度を変化させる主弁と、(ロ)該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、(ハ)該背圧室に連通し、前記主流路の前記主弁よりも上流側の１次側の液を該背圧室に導入して圧力上昇させる導入小孔と、(ニ)該背圧室に連通して設けられ、該背圧室の液を前記主流路の該主弁よりも下流側の２次側に抜いて圧力低下させる圧抜流路としてのパイロット流路と、(ホ)前記主弁の進退移動方向に進退移動し、前記パイロット流路の開度を変化させることによって該主弁を追従して同方向に進退移動させるパイロット弁と、を有し、前記背圧室の圧力と、該主弁に対して開弁方向に作用する１次側圧力及び２次側圧力との差圧に基づいて該主弁を進退移動させるようになしたパイロット式流量制御バルブにおいて、
前記主弁には、前記差圧を受けて主弁移動のための駆動力を発生させる弁機能をもたない差圧駆動部を設けるとともに、該差圧駆動部とは別途に、前記差圧の影響を排除し、該差圧駆動部の駆動力によって該差圧駆動部と一体に前記主弁座に向けて進退移動し、該主弁座との間の間隙を大小変化させて流量調節を行う弁機能部としての流調弁部を設けたことを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項２】
請求項１において、前記差圧駆動部は軸部を有していて該軸部が、２次側空間を画成する仕切壁の嵌合孔に前記主弁の進退移動方向に液密且つ摺動可能に嵌合しているとともに、前記流調弁部は該２次側空間に設けてあって、前記２次側圧力を前進方向と後退方向との両方に同じ圧力で受けていることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記流調弁部及び前記主弁座は、前記差圧駆動部における前記２次側圧力の受圧面よりも大径となしてあることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは単水栓用の制御バルブであることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項５】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記制御バルブは混合水栓用の湯水混合バルブであることを特徴とするパイロット式流量制御バルブ。
【請求項６】
請求項５において、前記制御バルブが、(ａ)弁開度を互い逆の関係で大小変化させる水側主弁及び湯側主弁と、(ｂ)混合水温度に感応して軸方向に伸縮し、該混合水温度が設定温度よりも高くなったときに前記水側主弁を開き、前記湯側主弁を閉じる方向にそれら水側主弁及び湯側主弁を移動させる感温動作部材と、(ｃ)該水側主弁及び湯側主弁に対し該感温動作部材による移動方向と逆方向の付勢力を作用させるばねと、を有し、前記水側及び湯側の各主弁の下流側の混合水温度を自動調節する自動温度調節機能付きの湯水混合バルブであって、
前記背圧室が、前記水側主弁又は／及び湯側主弁に対して内部の圧力を閉弁方向の押圧力として作用させるものとなしてあるとともに、該背圧室の圧力を受ける該水側主弁，湯側主弁の少なくとも一方の主弁に前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあり、
前記パイロット弁が該感温動作部材の伸縮動作により前記混合水温度に感応して進退移動し、前記背圧室の圧力を増減させることで前記水側主弁又は／及び湯側主弁を開閉方向に移動させ、前記混合水温度を自動調節するものとなしてあることを特徴とする混合水温度の制御バルブ。
【請求項７】
請求項６において、前記水側主弁と湯側主弁との一方の主弁が、対応して設けられた水側背圧室，湯側背圧室の一方の背圧室の圧力を受けて駆動される水圧駆動又は湯圧駆動の弁となしてあるとともに、それら水側主弁及び湯側主弁は一体に移動する弁となしてあり、
前記一方の主弁に、前記差圧駆動部と流調弁部とが設けてあるとともに、他方の主弁が該流調弁部に一体に構成してあることを特徴とする混合水温度の制御バルブ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６９１３１（Ｐ２０１０−１６９１３１Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０４２１（Ｐ２００９−１０４２１）
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２０日（２００９．１．２０）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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