ボールタップ装置
【課題】洗浄タンク内の洗浄水を流出し続けて凍結防止する場合において、給水及び給水停止を断続的に繰り返すことなく適正流量で給水継続することのできるボールタップ装置を提供する。
【解決手段】ボールタップ装置における給水栓のバルブを、パイロット弁７８の進退移動に追従して主弁をパイロット弁７８と同方向に進退移動させ、主水路の開度調節を行うパイロット式バルブ５５として構成し、フロートの下降時にパイロット弁７８を開弁側に後退移動させ、フロートの上昇時にパイロット弁７８を閉弁側に前進移動させる状態にパイロット弁７８と連結部材とを結合する。
【解決手段】ボールタップ装置における給水栓のバルブを、パイロット弁７８の進退移動に追従して主弁をパイロット弁７８と同方向に進退移動させ、主水路の開度調節を行うパイロット式バルブ５５として構成し、フロートの下降時にパイロット弁７８を開弁側に後退移動させ、フロートの上昇時にパイロット弁７８を閉弁側に前進移動させる状態にパイロット弁７８と連結部材とを結合する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、便器洗浄のための洗浄水を内部に貯える洗浄タンクに対して、給水と給水停止とを自動的に行うボールタップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、便器洗浄用の装置として、洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロートと、洗浄タンクへの給水を行う給水栓と、フロートと給水栓のバルブとを連結する連結部材とを有し、フロートの下降によりバルブを開いて洗浄タンク内に給水を行い、洗浄タンク内の洗浄水が設定した満水状態となったとき、フロートの上昇によりバルブを閉じ、給水停止させるボールタップ装置が広く用いられている。
【０００３】
かかるボールタップ装置として、給水栓のバルブをパイロット式バルブ、詳しくはダイヤフラム弁から成る主弁とパイロット弁とを有し、そのパイロット弁を開閉させることによって主弁を開閉させるようになしたものが従来公知である。
【０００４】
このダイヤフラム弁を主弁として給水栓のバルブをパイロット式バルブとなしたボールタップ装置の場合、小さな力でバルブを開閉させることができるため、フロートとして小さなものを用いることができ、ボールタップ装置をコンパクトに構成できる利点がある。
【０００５】
ところで、寒冷地においては夜間等に洗浄タンク内の洗浄水を所定量流しっ放しにすることによって、洗浄タンクへの給水を行う給水管や給水栓、洗浄タンク内等での凍結を防止することが行われており、この場合上記のパイロット式バルブ、即ちダイヤフラム弁を主弁とするパイロット式バルブを用いたボールタップ装置では次のような問題を生ずる。
【０００６】
即ち上記のパイロット式バルブの場合、洗浄タンク内の洗浄水の水量増大時に、パイロット弁が全開から瞬間的に全閉状態となり、またこれとともにダイヤフラム弁から成る主弁が全開状態から瞬間的に全閉状態となり、一方水量減少時には、それらパイロット弁，主弁が全閉状態から瞬間的に全開状態となってしまい、このため洗浄タンク内の洗浄水を所定量流しっ放しにしておくと、パイロット弁及び主弁即ちバルブが、全開と全閉とを交互に断続的に繰り返して洗浄タンク内の水量を一定に維持しようとする。
【０００７】
この場合、洗浄タンク内において最大流量での給水と、急激な給水停止とが断続的に交互に繰り返されることとなり、静かな夜間において、その際の急激な給水音と給水停止との繰返しにより生ずる音が不快な異音となって発生してしまう。
また急激な給水停止によってウォーターハンマを発生させ、機器を損傷してしまう原因ともなる。
【０００８】
こうした問題を解決することを目的として、下記特許文献１には、図９に示すボールタップ装置が提案されている。
図９に示すボールタップ装置２００は、洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロート２０２と、洗浄タンクへの給水を行う給水栓２０４と、フロート２０２と給水栓２０４のバルブ２０６とを連結する連結部材２０８とを備え、またバルブ２０６は、ダイヤフラム弁から成る主弁２１０と、パイロット弁２１２とを有するパイロット式バルブで、パイロット弁２１２を開閉させることによって主弁２１０を開閉させるようになしてある。
【０００９】
パイロット弁２１２の閉弁時にパイロット孔２１６、詳しくはパイロット弁座２１８に弾性的に着座してシールするパッキン２１４には傾斜が設けられており、その傾斜によってパイロット孔２１６を一定量開状態に保持するようになしている。
【００１０】
しかしながらこの特許文献１に開示のボールタップ装置２００の場合、パイロット弁２１２におけるパッキン２１４の微妙な傾斜角及び微妙な弾性変形量に基づいて所定量の少量の給水を持続するものであり、給水の流量を洗浄タンクからの流出流量に合せて所望の流量に調節することが難しいのに加えて、その給水の流量は一定流量となってしまい、洗浄タンクからの洗浄水の流出水量を多く、または少なく変化させたときにこれに対応することができない問題がある。
尚、本発明に関連する先行技術として他に下記特許文献２，特許文献３に開示されたものがある。
但しこれらに開示のものは本発明とは解決手段の異なった別異のものである。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３３１２２９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２９４８５号公報
【特許文献３】特開２００５−２１３９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上のような事情を背景とし、洗浄タンク内の洗浄水を所定量流出し続けて凍結防止する場合において、給水及び給水停止を断続的に繰り返すことなく、洗浄タンクからの洗浄水の流出流量に対応した適正流量で洗浄タンク内に給水継続することができ、且つ洗浄タンクからの洗浄水の流出流量を変えた場合にも対応可能なボールタップ装置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】
【００１３】
而して請求項１のものは、洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロートと、該洗浄タンクへの給水を行う給水栓と、該フロートと該給水栓のバルブとを連結する連結部材とを有し、該フロートの下降により該バルブを開いて該洗浄タンク内に給水を行い、該洗浄タンク内の洗浄水が設定した満水状態となったとき、該フロートの上昇により前記バルブを閉じ給水停止させるボールタップ装置において、前記バルブを、(イ)主弁座に向けて進退移動し、主水路の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)前記主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて、該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)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、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、水抜水路としてのパイロット水路と、(ホ)該背圧室側において、前記主弁に設けられたパイロット弁座に向けて進退移動可能に設けられたパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる制御軸と、を備え、該パイロット弁の進退移動により、前記主弁に対する前記背圧室の圧力による閉弁方向の押圧力と、前記流入水路の圧力による開弁方向の押圧力とをバランスさせるように該パイロット弁と前記パイロット弁座との間に一定の微小な追従間隙を保持しつつ、該主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して該パイロット弁と同方向に進退移動させ、前記主水路の開度調節を行うパイロット式バルブとして構成し、前記フロートの下降時に前記パイロット弁を開弁側に後退移動させ、該フロートの上昇時に前記パイロット弁を閉弁側に前進移動させる状態に該パイロット弁と前記連結部材とを結合してあることを特徴とする。
【００１４】
請求項２のものは、請求項１において、前記制御軸が前記主弁を貫通して延びており、該制御軸に且つ前記流出水路側であって前記主弁から離隔した部位に、該制御軸の開弁方向の後退移動によって該主弁に係止し、該主弁を強制開弁させる係止部が設けてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１５】
以上のように本発明は、ボールタップ装置における給水栓のバルブを以下のようなパイロット式バルブ、即ちパイロット弁座を主弁に設け、パイロット弁の進退移動により、主弁に対する背圧室の圧力による閉弁方向の押圧力と、流入水路の圧力による開弁方向の押圧力とをバランスさせるように、パイロット弁とパイロット弁座との間に一定の微小な追従間隙を保持しつつ主弁をパイロット弁の進退移動に追従してパイロット弁と同方向に進退移動させ、主水路の開度調節を行うパイロット式バルブと成したものである。
【００１６】
即ち特許文献１に示す従来のパイロット式バルブの場合、パイロット弁座が主弁とは異なった個所に固定状態に設けてあって、そのためにパイロット弁が全開状態からほぼ一瞬にして全閉状態に、或いは全閉状態からほぼ一瞬にして全開状態となり、これとともに主弁が同じく全開状態からほぼ一瞬にして全閉状態に或いはその逆に全閉状態からほぼ一瞬にして全開状態となってしまう問題があったのに対し、本発明のボールタップ装置では、上記のようにパイロット弁座が主弁に設けてあって、かかる主弁がパイロット弁の進退移動に追従して且つこれと微小な追従間隙を維持しつつパイロット弁と同方向に進退移動する。
【００１７】
かかる本発明のボールタップ装置では、全開と全閉との間でパイロット弁の移動ストロークを大きく取ることができ、しかもその間パイロット弁の進退移動量に応じて主弁の移動量、即ち主弁の開度を連続的に変化させることができる。
【００１８】
また全開と全閉との間の途中の位置にパイロット弁を停止させることが可能であり、且つその途中位置にパイロット弁を停止させることによって、これに応じた開度で主弁を停止させておくことができる。
それ故本発明によれば、主弁の開度に応じた流量即ち最大流量と流量ゼロとの間の中間の流量で給水栓から給水し続けることができる（フロートの位置に応じて）。
【００１９】
本発明のボールタップ装置では、洗浄タンク内の洗浄水を流出し続けたとき、フロートの昇降によって給水栓からの給水流量を適正流量に自動的に調節することが可能である。
具体的には、流出水量に対して給水流量が過剰なときには、フロートが上昇してパイロット弁を閉弁方向に前進移動させることにより主弁の開度を小さくし、給水栓からの給水流量を減少させる。
逆に流出流量に対して給水流量が少ないときには、フロートが下降してパイロット弁を介し主弁の開度を大とし、給水栓からの給水流量を増大させる。
【００２０】
そうした動作によって本発明のボールタップ装置では、洗浄タンクからの洗浄水の流出流量に応じて給水栓からの給水の流量を調節でき、従来のパイロット式ボールタップ装置のように給水の断続を行うことなく、常時主弁を開状態に維持し、洗浄水の流出流量と同じ流量を給水継続することにより、タンク内の水量減少を補うことができる。
【００２１】
このため本発明のボールタップ装置によれば、従来のボールタップ装置で問題となっていた最大流量からの急激な給水停止と、給水停止から瞬間的な最大流量での給水開始との断続による不快な異音の発生を防止することができる。
【００２２】
また寒冷地であると否とに関わり無く、洗浄タンク内の洗浄水を全量排出して便器洗浄を行った後、洗浄タンク内に給水を行って設定の満水状態近くになったとき、本発明のボールタップ装置では給水量が連続的に減少して最終的に閉弁状態となるため、閉弁のときに静かに主弁を閉じることができ、従って急激な閉弁によるウォーターハンマの発生もまた有効に防止することができ、ウォーターハンマによる機器の損傷の問題も解決することができる。
【００２３】
次に請求項２は、パイロット弁を移動させる制御軸を主弁を貫通して延設し、その制御軸に且つ流出水路側であって主弁から離隔した部位に、制御軸の閉弁方向の後退移動によって主弁に係止し、主弁を強制開弁させる係止部を設けたものである。
【００２４】
このようにしておけば、その係止部の主弁に対する係止によって、主弁を制御軸の後退移動により強制開弁させることができ、これにより背圧室の水抜きを行うことができるとともに、主弁が閉弁状態で主弁座に凍結にて固着してしまい、バルブが正常に動作できなくなってしまう問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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において、１０は洗浄タンクで、陶器製のアウタタンク１０Ａと、樹脂製のインナタンク１０Ｂとを有している。
１０Ｃは、洗浄タンク１０の蓋体を兼ねた陶器製の手洗鉢で、そこに吐水口１２を有する手洗用の吐水管１４が起立状態に設けられている。
ここで洗浄タンク１０は、底部１６において固定具１８にて水洗便器の後部に載置状態に固定されるようになっている。
【００２６】
２０は、洗浄タンク１０内の洗浄水を排出するための排水弁で、この排水弁２０は、弁座２２に着座することによって排出口２４を閉鎖し、また弁座２２から図中上向きに離間することで排出口２４を開放し、洗浄タンク１０内に貯えられている洗浄水を便器へと排出する。
【００２７】
この排水弁２０は内部が空洞となっており、これを図中上向きに引き上げると自身の浮力で開弁状態を保持し、そして洗浄タンク１０内の洗浄水が排出されてしまうと弁座２２に着座し、排出口２４を閉鎖する。
２６はオーバーフロー管で、このオーバーフロー管２６は、その内部を排出口２４に連通させる状態で底部１６から起立している。
【００２８】
洗浄タンク１０の側面には回転式の洗浄ハンドル２８が設けられている。
この洗浄ハンドル２８からはＬ字状をなす作用アーム３０が洗浄タンク１０内に延び出しており、この先端に玉鎖３２の一端が接続されている。
玉鎖３２の他端は上記排水弁２０側に接続されており、従って洗浄ハンドル２８を回転操作すると、玉鎖３２によって排水弁２０が引き上げられ、洗浄タンク１０内の洗浄水が排出せしめられる。
【００２９】
３４は、洗浄タンク１０内の洗浄水を所定小流量で連続的に流出し続けるための流動弁で、この流動弁３４からは流出チューブ３６が延び出しており、その先端が上記の排出口２４に連絡されている。
【００３０】
洗浄タンク１０の側面には、上記洗浄ハンドル２８と併せて押ボタン式の操作部３８が設けられており、この操作部３８と流動弁３４とが操作力の伝達部材４０にて連結されている。
この伝達部材４０は非伸縮性を有するアウタチューブとインナワイヤとを有しており、操作部３８の押ボタンを押込操作すると、インナワイヤがアウタチューブに案内されて押し出され、流動弁３４の弁体を開弁させる。
【００３１】
流動弁３４には洗浄タンク１０内の洗浄水の吸込口が設けられており、開弁によってその洗浄水を吸込口から吸い込んで、流出チューブ３６を通じ排出口２４から便器側へと流出させる。
尚、操作部３８はラッチ機構を有しており、押ボタンを押込操作するごとに、その押ボタンを押込位置と突出し位置とに位置保持するようになっている。
【００３２】
４２は、洗浄タンク１０内の洗浄水が排出されたときに洗浄タンク１０内に給水をし、また洗浄タンク１０内で洗浄水が満水状態となったときに給水を停止し、洗浄タンク１０内を常に満水状態に自動的に維持するボールタップ装置で、給水栓４４と、洗浄水の水位に連動して昇降するフロート４６と、フロート４６及び給水栓４４の後述のバルブを連結する連結部材４８とを有している。
【００３３】
５０は、この給水栓４４に洗浄水（水道水）を供給する給水管で、給水栓４４はこの給水管５０からの洗浄水の供給を受け、後述のバルブの開閉により吐水部（図示省略）から洗浄タンク１０内に洗浄水を給水し又は給水停止する。
【００３４】
詳しくは、洗浄タンク１０内の洗浄水が排出されて水位が低下すると、これに連動してフロート４６が下降することによりバルブを開き、吐水部から洗浄タンク１０内に給水を行う。
またその給水によって洗浄タンク１０内が満水状態になると、水位に連動してフロート４６が上昇することによりバルブを閉じ、給水を停止する。
【００３５】
尚、給水栓４４からの水は、その先端に設けてある分岐管により洗浄タンク１０内への吐水部と、上記の吐水管１４側とに分岐し、その吐水部から洗浄タンク１０内に吐水（給水）されるのと併せて、手洗用の吐水管１４の吐水口１２から手洗水として吐水される。
【００３６】
尚、フロート４６からは上向きにねじ軸５２が突き出しており、このねじ軸５２に対して、上記の連結部材４８におけるレバー５４の一端部が螺合状態で接続されている。
フロート４６は、レバー５４の一端部とねじ軸５２との螺合位置を図中上下に変更することでその高さが可変である。
【００３７】
図２及び図３に、給水栓４４におけるバルブの具体的構成が示してある。
図において、５６はバルブ５５におけるバルブボデーで、その内部に主水路を形成する１次側の流入水路５８と、２次側の流出水路６０とが形成されている。
【００３８】
６２は、主水路上に設けられたダイヤフラム弁からなる主弁で、樹脂製の硬質の主弁本体６４と、これにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜６６とからなっている。
この主弁６２は、主弁座６８に対して図中上下方向に進退移動して主水路を開閉し、また主水路の開度を変化させる。
詳しくは、主弁座６８への着座によって主水路を遮断し、また主弁座６８から図中上向きに離間することによって主水路を開放する。
また主弁座６８からの離間量に応じて主水路の開度を大小変化させ、主水路を流れる水の流量即ち吐水部からの給水の流量を調節する。
【００３９】
上記主弁座６８は、円筒部６７の上端に一体に構成されており、また主弁６２における主弁本体６４は、ダイヤフラム膜６６から下向きに突出するガイド部６９を一体に有している。
このガイド部６９は、円筒部６７内部に摺動可能に嵌入して、主弁６２の移動時の案内作用をなす。
【００４０】
この主弁６２の図中上側の背後には、背圧室７０が形成されている。
背圧室７０は、内部の圧力を主弁６２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６２には、これを貫通して１次側の流入水路５８と背圧室７０とを連通させる導入小孔７２が設けられている。
この導入小孔７２は、流入水路５８からの水を背圧室７０に導いて背圧室７０の圧力を増大させる。
【００４１】
主弁６２にはまた、これを貫通して背圧室７０と２次側の流出水路６０とを連通させる、水抜水路としてのパイロット水路７４がその中心部に設けられている。
このパイロット水路７４は、背圧室７０内の水を流出水路６０に抜いて背圧室７０の圧力を減少させる。
【００４２】
主弁６２には、その中心部においてこれを軸心方向に貫通する貫通孔が設けられており、これを貫通するようにして制御軸７６が設けられ、この制御軸７６の外周面と貫通孔の内周面との間に、通路幅が狭小な環状をなす上記のパイロット水路７４が形成されている。
この制御軸７６には、パイロット弁７８が一体に構成されている。
【００４３】
また制御軸７６の先端部（図中下端部）近傍位置には、主弁６２に対して図中下側に離隔して位置する状態に係止部８８が設けられている。
係止部８８は、Ｅリング等の弾性止め輪から成っており、かかる弾性止め輪が制御軸７６に形成された環状溝９０に弾性的に嵌められることで係止部８８が構成されている。
この係止部８８は、制御軸７６の図中上向きの移動によって主弁６２に係止し、図８に示すようにこれを強制開弁する働きを有する。
【００４４】
この主弁６２には、図６及び図７にも示しているように、貫通孔の内周面に沿って主弁６２の軸心周りに環状をなすパイロット弁座８０が一体に設けられている。
パイロット弁座８０はそのシール部として弾性シールリング、詳しくはここではＯリング８２を保持している。
【００４５】
上記パイロット弁７８は、このパイロット弁座８０に対し主弁６２の軸心に沿って図２，図３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。
ここでパイロット弁７８は、断面円形をなし且つ図中上下方向即ち進退方向に外径が同径をなしている。
【００４６】
制御軸７６は、このパイロット弁７８の図中下側位置に環状の凹所８４を有している。
環状の凹所８４の軸方向の各端部は、凹所８４の最小径部に向かって漸次小径となるテーパ面とされており、そのテーパ面の大径側の各端部に段付部８６，８７が形成されている。
【００４７】
尚、図２はパイロット弁７８の止水時（閉弁時）の状態を表しており、このときパイロット弁７８はパイロット弁座８０に対して、詳しくはそのシール部であるＯリング８２に対して全周に亘って径方向に弾性接触し、パイロット水路７４を閉鎖した状態にある。
またこのとき、主弁６２は主弁座６８に着座した状態（閉弁状態）にあって、主水路は閉鎖された状態にある。
【００４８】
図６及び図７は、パイロット弁７８の移動時の作用を表している。
この実施形態では、図６（Ｉ）に示しているようにパイロット弁７８が同図中上向きに後退移動すると、パイロット弁７８とパイロット弁座８０との間の隙間が一時的に大となり、背圧室７０内の水がパイロット水路７４を通じて流出水路６０側に多く抜け出して背圧室７０の圧力が減少する。
そこで主弁６２が流入水路５８との圧力差により図中上向きに後退移動し、そして図６（II）に示しているように、流入水路５８の圧力と背圧室７０の圧力とがバランスする位置で主弁６２の後退移動が停止する。
【００４９】
即ち主弁６２が、パイロット弁７８の後退移動に追従するようにして同方向に共に後退移動し、そしてパイロット弁７８の停止とともに主弁６２もまた停止する。
このとき、パイロット弁７８と主弁６２（詳しくは主弁座８０との間）には微小な間隙（追従間隙）が保持される。
主弁６２は、以後もこの一定の微小間隙を保持しつつパイロット弁７８とともに移動する。
【００５０】
この主弁６２の後退移動によって主弁６２と主弁座６８との間の隙間が大となり、流入水路５８から流出水路６０への水の流入量が増大する。
この状態からパイロット弁体７８が更に図中上向きに後退移動すると、背圧室７０の圧力と流入水路５８との圧力をバランスさせるようにして、主弁６２がパイロット弁７８の後退移動に追従して同方向に後退移動し、主水路の開度を更に広くして主水路を流れる水の流量を増大させる（図６(III)参照）。
【００５１】
一方、パイロット弁７８が図７（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７８とパイロット弁座８０との間、詳しくはＯリング８２との間の隙間が一時的に小さくなって、即ちパイロット水路７４の開度が小さくなって、背圧室７０から流出水路６０に抜ける水の量が少なくなり、背圧室７０の圧力が増大する。
【００５２】
このため、その増大した圧力により主弁６２が今度は図中下向きに前進移動して、背圧室７０の圧力と流入水路５８との圧力をバランスさせる位置で停止する。
このときにもパイロット弁７８と主弁６２との間には一定の微小間隙（追従間隙）が保持される。
このようにして背圧室７０の圧力が一時的に増大すると、その増大した圧力により主弁６２が図中下向きに前進移動して、背圧室７０の圧力と流入水路５８の圧力とをバランスさせる位置で停止する。
このとき主弁６２と主弁座６８との間の隙間は小さくなって、即ち主水路の開度が小さくなって、主水路を流れる水の流量が減少する（図７（II）参照）。
【００５３】
そしてこの状態から更にパイロット弁７８が図中下向きに前進移動すると主水路の開度が更に小さくなり、主水路を流れる水の流量が更に減少する（図７（III）参照）。
そして最終的にパイロット弁７８が閉弁し、またこれとともに主弁６２が閉弁して、吐水部からの吐水即ち給水を停止する。
【００５４】
図２及び図３において、９１は背圧室形成部材で逆カップ状をなしており、その内側に上記の背圧室７０を形成している。
この背圧室形成部材９１はまた、主弁押えとしての働きもなしている。
ここで背圧室形成部材９１には係止爪９２が設けられており、この係止爪９２が、バルブボデー５６側の係止孔９４に弾性的に係止されている。
【００５５】
この背圧室形成部材９１には、一対の弾性を有する環状のシールリングとしてのＯリング９６が保持されており、このＯリング９６によって、制御軸７６と背圧室形成部材９１との間即ち背圧室７０との間が水密にシールされている。
【００５６】
図２及び図３において、９８は上記連結部材４８におけるレバー５４の支持部材で、断面Ｕ字状をなす筒状部１００と、板状の基底部１０２とを有しており、その基底部１０２が、固定ナット１０４により上記の背圧室形成部材９１とともにバルブボデー５６に固定状態とされている。
上記レバー５４は、図４にも示すように、フロート４６側とは反対側の他端近傍位置で、軸１０５により支持部材９８、詳しくは筒状部１００に揺動可能に取り付けられ、支持されている。
【００５７】
図４及び図５において、１０６はレバー５４、具体的には図２において軸１０５よりも図中左側の基端部５４Ａと、上記の制御軸７６とを中継する中継部材で、断面Ｕ字状をなす周壁部１０８を有しており、その周壁部１０８内部にレバー５４の基端部５４Ａが図５中右方向に挿入されている。
【００５８】
この基端部５４Ａには一対の円形の突起１０９が設けられており、この一対の突起１０９が、周壁部１０８に形成された一対の長穴１１０に相対回転可能に係入されている。
中継部材１０６はまた、図中下向きに突出する板状の突出部１１２を有している。
【００５９】
上記制御軸７６には、その上端部に球状部１１３と、その下側位置に軸心周りに環状をなす環状溝１１４とが設けられている。
一方中継部材１０６における下向きの突出部１１２には、これに対応する断面円形の嵌合凹部１１６と、係入部１１８とが設けられており、この嵌合凹部１１６に対して球状部１１３が嵌合され、また係入部１１８が環状溝１１４に係入させられている。
そしてそれらによって中継部材１０６と制御軸７６とが上下に結合されている。
【００６０】
従ってレバー５４の基端部５４Ａが図２，図３及び図５中軸１０５周りに上向きに回動すると、中継部材１０６を介して制御軸７６及びこれと一体のパイロット弁７８が上向きに移動し、また逆に基端部５４Ａが軸１０５周りに下向きに回動すると、中継部材１０６を介して制御軸７６及びこれと一体のパイロット弁７８が図中下向きに移動する。
【００６１】
即ち、図１中フロート４６が水位の低下によって図中下向きに下降移動すると、レバー５４の基端部５４Ａが軸１０５周りに図中上向きに回動移動することによって、制御軸７６が上向きに引き上げられ、これと一体のパイロット弁７８が開弁方向に後退移動する（図３参照）。
【００６２】
逆に洗浄タンク１０内の水位の上昇によってフロート４６が上昇移動すると、レバー５４の基端部５４Ａが図中下向きに回動移動することによって、中継部材１０６を介し制御軸７６が図中下向きに移動し、これと一体のパイロット弁７８が閉弁方向に前進移動する（図２参照）。
【００６３】
尚、支持部材９８における基底部１０２からは一対の回転規制用の突起１２０が起立しており、それら一対の突起１２０の間の間隙１２２内に、中継部材１０６における上記の突出部１１２が入り込んでおり、それら突起１２０のストッパ作用により中継部材１０６が軸周りに回転規制されている。
尚図５のおいて、１２４はレバー５４から突出する軸１０５を回転可能に嵌合させる嵌合孔である。
【００６４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態ではパイロット式のバルブ５５において、パイロット弁座８０がダイヤフラム弁から成る主弁６２に設けられており、主弁６２の移動によってこのパイロット弁座８０もまた一体に移動する。
【００６５】
詳しくは、パイロット弁７８が図２及び図３中上下方向に移動すると、これに追従してパイロット弁座８０が一定の微小な追従間隙を維持しつつパイロット弁７８とともに同方向に移動し、主弁６２がパイロット弁７８の移動につれて全開状態から全閉状態に到るまで若しくはその逆に大きなストロークで移動し、そしてその移動につれて弁開度を連続的に増減変化させて行き、これに応じて主水路を流れる水の流量を連続的に変化させて行く。
【００６６】
即ち図９に示す従来のパイロット式バルブのように全開状態からいきなり全閉状態になったり、或いは全閉状態からいきなり全開状態になったりすることはなく、全開状態から全閉状態に到るまで大きなストロークでパイロット弁７８及び主弁６２が移動し、また逆に全閉状態から全開状態に到るまで大きなストロークでパイロット弁７８及び主弁６２が移動し、その間、主弁６２がその位置に応じて主水路を流れる水の流量を調節する。
【００６７】
以上のような本実施形態のボールタップ装置４２では、全開と全閉との間でパイロット弁７８の移動ストロークを大きく取ることができ、しかもその間パイロット弁７８の進退移動量に応じて主弁６２の移動量、即ち主弁６２の開度を連続的に変化させることができる。
【００６８】
また全開と全閉との間の途中の位置にパイロット弁７８を停止させることが可能であり、且つその途中位置にパイロット弁７８を停止させることによって、これに応じた開度で主弁６２を停止させておくことができる。
それ故本実施形態によれば、主弁６２の開度に応じた流量即ち最大流量と流量ゼロとの間の中間の流量で、給水栓４４から給水し続けることができる。
【００６９】
本実施形態のボールタップ装置４２ではまた、洗浄タンク１０内の洗浄水を流出し続けたとき、フロート４６の昇降によって給水栓４４からの給水流量を適正流量に自動的に調節することが可能である。
具体的には、流出水量に対して給水流量が過剰なときには、フロート４６が上昇してパイロット弁７８を閉弁方向に前進移動させることにより主弁６２の開度を小さくし、給水栓４４からの給水流量を減少させる。
逆に流出流量に対して給水流量が少ないときには、フロート４６が下降してパイロット弁７８を介し主弁６２の開度を大とし、給水栓４４からの給水流量を増大させる。
【００７０】
そうした動作によって本実施形態のボールタップ装置４２では、洗浄タンク１０からの洗浄水の流出流量に応じて給水栓４４からの給水の流量を自動的に調節でき、従来のパイロット式ボールタップ装置２００のように給水の断続を行うことなく、常時主弁を開状態に維持し、洗浄水の流出流量と同じ流量を給水継続することにより、洗浄タンク１０内の水量減少を補うことができる。
【００７１】
このため本実施形態のボールタップ装置４２によれば、従来のボールタップ装置２００で問題となっていた最大流量からの急激な給水停止と、給水停止から瞬間的な最大流量での給水開始との断続による不快な異音の発生を防止することができる。
【００７２】
また寒冷地であると否とに関わり無く、洗浄タンク１０内の洗浄水を全量排出して便器洗浄を行った後、洗浄タンク１０内に給水を行って設定の満水状態近くになったとき、本実施形態のボールタップ装置４２では給水量が連続的に減少して最終的に主弁６２が閉弁状態となるため、閉弁のときに静かに主弁６２を閉じることができ、従って急激な閉弁によるウォーターハンマの発生もまた有効に防止することができ、ウォーターハンマによる機器の損傷の問題も併せて解決することができる。
【００７３】
また本実施形態ではパイロット弁７８を移動させる制御軸７６を主弁６２を貫通して延設し、その制御軸７６に且つ流出水路６０側であって主弁６２から離隔した部位に、制御軸７６の閉弁方向の後退移動によって主弁に係止し、主弁６２を強制開弁させる係止部８８を設けてあるため、その係止部８８の主弁６２に対する係止によって、主弁６２を制御軸７６の後退移動により強制開弁させることができ、これにより背圧室７０の水抜きを行うことができるとともに、主弁６２が閉弁状態で主弁座６８に凍結にて固着してしまい、バルブ５５が正常に動作できなくなってしまう問題を解決することができる。
【００７４】
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制御軸７６が主弁６２を貫通して設けられているが、場合によって制御軸７６を主弁６２に対して非貫通状態で設けることも可能であるし、またパイロット弁７８，パイロット弁座８０の構成を上記とは異なった他の様々な形態となすことが可能である等、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】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態であるボールタップ装置を洗浄タンクの内部構造とともに示す正面断面図である。
【図２】同実施形態のボールタップ装置をバルブの閉弁状態で示す図である。
【図３】同実施形態のボールタップ装置をバルブの開弁状態で示す図である。
【図４】図２のボールタップ装置の上面を示す図である。
【図５】図２のボールタップ装置の要部を分解して示す図である。
【図６】同実施形態におけるバルブの作用説明図である。
【図７】図６に続く作用説明図である。
【図８】同実施形態において主弁を強制開弁させる際の作用説明図である。
【図９】従来のボールタップ装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 洗浄タンク
４４ 給水栓
４６ フロート
４８ 連結部材
５５ バルブ
５８ 流入水路（主水路）
６０ 流出水路（主水路）
６２ 主弁
７０ 背圧室
７２ 導入小孔
７４ パイロット水路
７６ 制御軸
７８ パイロット弁
８０ パイロット弁座
８８ 係止部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、便器洗浄のための洗浄水を内部に貯える洗浄タンクに対して、給水と給水停止とを自動的に行うボールタップ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、便器洗浄用の装置として、洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロートと、洗浄タンクへの給水を行う給水栓と、フロートと給水栓のバルブとを連結する連結部材とを有し、フロートの下降によりバルブを開いて洗浄タンク内に給水を行い、洗浄タンク内の洗浄水が設定した満水状態となったとき、フロートの上昇によりバルブを閉じ、給水停止させるボールタップ装置が広く用いられている。
【０００３】
かかるボールタップ装置として、給水栓のバルブをパイロット式バルブ、詳しくはダイヤフラム弁から成る主弁とパイロット弁とを有し、そのパイロット弁を開閉させることによって主弁を開閉させるようになしたものが従来公知である。
【０００４】
このダイヤフラム弁を主弁として給水栓のバルブをパイロット式バルブとなしたボールタップ装置の場合、小さな力でバルブを開閉させることができるため、フロートとして小さなものを用いることができ、ボールタップ装置をコンパクトに構成できる利点がある。
【０００５】
ところで、寒冷地においては夜間等に洗浄タンク内の洗浄水を所定量流しっ放しにすることによって、洗浄タンクへの給水を行う給水管や給水栓、洗浄タンク内等での凍結を防止することが行われており、この場合上記のパイロット式バルブ、即ちダイヤフラム弁を主弁とするパイロット式バルブを用いたボールタップ装置では次のような問題を生ずる。
【０００６】
即ち上記のパイロット式バルブの場合、洗浄タンク内の洗浄水の水量増大時に、パイロット弁が全開から瞬間的に全閉状態となり、またこれとともにダイヤフラム弁から成る主弁が全開状態から瞬間的に全閉状態となり、一方水量減少時には、それらパイロット弁，主弁が全閉状態から瞬間的に全開状態となってしまい、このため洗浄タンク内の洗浄水を所定量流しっ放しにしておくと、パイロット弁及び主弁即ちバルブが、全開と全閉とを交互に断続的に繰り返して洗浄タンク内の水量を一定に維持しようとする。
【０００７】
この場合、洗浄タンク内において最大流量での給水と、急激な給水停止とが断続的に交互に繰り返されることとなり、静かな夜間において、その際の急激な給水音と給水停止との繰返しにより生ずる音が不快な異音となって発生してしまう。
また急激な給水停止によってウォーターハンマを発生させ、機器を損傷してしまう原因ともなる。
【０００８】
こうした問題を解決することを目的として、下記特許文献１には、図９に示すボールタップ装置が提案されている。
図９に示すボールタップ装置２００は、洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロート２０２と、洗浄タンクへの給水を行う給水栓２０４と、フロート２０２と給水栓２０４のバルブ２０６とを連結する連結部材２０８とを備え、またバルブ２０６は、ダイヤフラム弁から成る主弁２１０と、パイロット弁２１２とを有するパイロット式バルブで、パイロット弁２１２を開閉させることによって主弁２１０を開閉させるようになしてある。
【０００９】
パイロット弁２１２の閉弁時にパイロット孔２１６、詳しくはパイロット弁座２１８に弾性的に着座してシールするパッキン２１４には傾斜が設けられており、その傾斜によってパイロット孔２１６を一定量開状態に保持するようになしている。
【００１０】
しかしながらこの特許文献１に開示のボールタップ装置２００の場合、パイロット弁２１２におけるパッキン２１４の微妙な傾斜角及び微妙な弾性変形量に基づいて所定量の少量の給水を持続するものであり、給水の流量を洗浄タンクからの流出流量に合せて所望の流量に調節することが難しいのに加えて、その給水の流量は一定流量となってしまい、洗浄タンクからの洗浄水の流出水量を多く、または少なく変化させたときにこれに対応することができない問題がある。
尚、本発明に関連する先行技術として他に下記特許文献２，特許文献３に開示されたものがある。
但しこれらに開示のものは本発明とは解決手段の異なった別異のものである。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−３３１２２９号公報
【特許文献２】特開昭６０−１２９４８５号公報
【特許文献３】特開２００５−２１３９０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は以上のような事情を背景とし、洗浄タンク内の洗浄水を所定量流出し続けて凍結防止する場合において、給水及び給水停止を断続的に繰り返すことなく、洗浄タンクからの洗浄水の流出流量に対応した適正流量で洗浄タンク内に給水継続することができ、且つ洗浄タンクからの洗浄水の流出流量を変えた場合にも対応可能なボールタップ装置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】
【００１３】
而して請求項１のものは、洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロートと、該洗浄タンクへの給水を行う給水栓と、該フロートと該給水栓のバルブとを連結する連結部材とを有し、該フロートの下降により該バルブを開いて該洗浄タンク内に給水を行い、該洗浄タンク内の洗浄水が設定した満水状態となったとき、該フロートの上昇により前記バルブを閉じ給水停止させるボールタップ装置において、前記バルブを、(イ)主弁座に向けて進退移動し、主水路の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)前記主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて、該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)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、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、水抜水路としてのパイロット水路と、(ホ)該背圧室側において、前記主弁に設けられたパイロット弁座に向けて進退移動可能に設けられたパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる制御軸と、を備え、該パイロット弁の進退移動により、前記主弁に対する前記背圧室の圧力による閉弁方向の押圧力と、前記流入水路の圧力による開弁方向の押圧力とをバランスさせるように該パイロット弁と前記パイロット弁座との間に一定の微小な追従間隙を保持しつつ、該主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して該パイロット弁と同方向に進退移動させ、前記主水路の開度調節を行うパイロット式バルブとして構成し、前記フロートの下降時に前記パイロット弁を開弁側に後退移動させ、該フロートの上昇時に前記パイロット弁を閉弁側に前進移動させる状態に該パイロット弁と前記連結部材とを結合してあることを特徴とする。
【００１４】
請求項２のものは、請求項１において、前記制御軸が前記主弁を貫通して延びており、該制御軸に且つ前記流出水路側であって前記主弁から離隔した部位に、該制御軸の開弁方向の後退移動によって該主弁に係止し、該主弁を強制開弁させる係止部が設けてあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１５】
以上のように本発明は、ボールタップ装置における給水栓のバルブを以下のようなパイロット式バルブ、即ちパイロット弁座を主弁に設け、パイロット弁の進退移動により、主弁に対する背圧室の圧力による閉弁方向の押圧力と、流入水路の圧力による開弁方向の押圧力とをバランスさせるように、パイロット弁とパイロット弁座との間に一定の微小な追従間隙を保持しつつ主弁をパイロット弁の進退移動に追従してパイロット弁と同方向に進退移動させ、主水路の開度調節を行うパイロット式バルブと成したものである。
【００１６】
即ち特許文献１に示す従来のパイロット式バルブの場合、パイロット弁座が主弁とは異なった個所に固定状態に設けてあって、そのためにパイロット弁が全開状態からほぼ一瞬にして全閉状態に、或いは全閉状態からほぼ一瞬にして全開状態となり、これとともに主弁が同じく全開状態からほぼ一瞬にして全閉状態に或いはその逆に全閉状態からほぼ一瞬にして全開状態となってしまう問題があったのに対し、本発明のボールタップ装置では、上記のようにパイロット弁座が主弁に設けてあって、かかる主弁がパイロット弁の進退移動に追従して且つこれと微小な追従間隙を維持しつつパイロット弁と同方向に進退移動する。
【００１７】
かかる本発明のボールタップ装置では、全開と全閉との間でパイロット弁の移動ストロークを大きく取ることができ、しかもその間パイロット弁の進退移動量に応じて主弁の移動量、即ち主弁の開度を連続的に変化させることができる。
【００１８】
また全開と全閉との間の途中の位置にパイロット弁を停止させることが可能であり、且つその途中位置にパイロット弁を停止させることによって、これに応じた開度で主弁を停止させておくことができる。
それ故本発明によれば、主弁の開度に応じた流量即ち最大流量と流量ゼロとの間の中間の流量で給水栓から給水し続けることができる（フロートの位置に応じて）。
【００１９】
本発明のボールタップ装置では、洗浄タンク内の洗浄水を流出し続けたとき、フロートの昇降によって給水栓からの給水流量を適正流量に自動的に調節することが可能である。
具体的には、流出水量に対して給水流量が過剰なときには、フロートが上昇してパイロット弁を閉弁方向に前進移動させることにより主弁の開度を小さくし、給水栓からの給水流量を減少させる。
逆に流出流量に対して給水流量が少ないときには、フロートが下降してパイロット弁を介し主弁の開度を大とし、給水栓からの給水流量を増大させる。
【００２０】
そうした動作によって本発明のボールタップ装置では、洗浄タンクからの洗浄水の流出流量に応じて給水栓からの給水の流量を調節でき、従来のパイロット式ボールタップ装置のように給水の断続を行うことなく、常時主弁を開状態に維持し、洗浄水の流出流量と同じ流量を給水継続することにより、タンク内の水量減少を補うことができる。
【００２１】
このため本発明のボールタップ装置によれば、従来のボールタップ装置で問題となっていた最大流量からの急激な給水停止と、給水停止から瞬間的な最大流量での給水開始との断続による不快な異音の発生を防止することができる。
【００２２】
また寒冷地であると否とに関わり無く、洗浄タンク内の洗浄水を全量排出して便器洗浄を行った後、洗浄タンク内に給水を行って設定の満水状態近くになったとき、本発明のボールタップ装置では給水量が連続的に減少して最終的に閉弁状態となるため、閉弁のときに静かに主弁を閉じることができ、従って急激な閉弁によるウォーターハンマの発生もまた有効に防止することができ、ウォーターハンマによる機器の損傷の問題も解決することができる。
【００２３】
次に請求項２は、パイロット弁を移動させる制御軸を主弁を貫通して延設し、その制御軸に且つ流出水路側であって主弁から離隔した部位に、制御軸の閉弁方向の後退移動によって主弁に係止し、主弁を強制開弁させる係止部を設けたものである。
【００２４】
このようにしておけば、その係止部の主弁に対する係止によって、主弁を制御軸の後退移動により強制開弁させることができ、これにより背圧室の水抜きを行うことができるとともに、主弁が閉弁状態で主弁座に凍結にて固着してしまい、バルブが正常に動作できなくなってしまう問題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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において、１０は洗浄タンクで、陶器製のアウタタンク１０Ａと、樹脂製のインナタンク１０Ｂとを有している。
１０Ｃは、洗浄タンク１０の蓋体を兼ねた陶器製の手洗鉢で、そこに吐水口１２を有する手洗用の吐水管１４が起立状態に設けられている。
ここで洗浄タンク１０は、底部１６において固定具１８にて水洗便器の後部に載置状態に固定されるようになっている。
【００２６】
２０は、洗浄タンク１０内の洗浄水を排出するための排水弁で、この排水弁２０は、弁座２２に着座することによって排出口２４を閉鎖し、また弁座２２から図中上向きに離間することで排出口２４を開放し、洗浄タンク１０内に貯えられている洗浄水を便器へと排出する。
【００２７】
この排水弁２０は内部が空洞となっており、これを図中上向きに引き上げると自身の浮力で開弁状態を保持し、そして洗浄タンク１０内の洗浄水が排出されてしまうと弁座２２に着座し、排出口２４を閉鎖する。
２６はオーバーフロー管で、このオーバーフロー管２６は、その内部を排出口２４に連通させる状態で底部１６から起立している。
【００２８】
洗浄タンク１０の側面には回転式の洗浄ハンドル２８が設けられている。
この洗浄ハンドル２８からはＬ字状をなす作用アーム３０が洗浄タンク１０内に延び出しており、この先端に玉鎖３２の一端が接続されている。
玉鎖３２の他端は上記排水弁２０側に接続されており、従って洗浄ハンドル２８を回転操作すると、玉鎖３２によって排水弁２０が引き上げられ、洗浄タンク１０内の洗浄水が排出せしめられる。
【００２９】
３４は、洗浄タンク１０内の洗浄水を所定小流量で連続的に流出し続けるための流動弁で、この流動弁３４からは流出チューブ３６が延び出しており、その先端が上記の排出口２４に連絡されている。
【００３０】
洗浄タンク１０の側面には、上記洗浄ハンドル２８と併せて押ボタン式の操作部３８が設けられており、この操作部３８と流動弁３４とが操作力の伝達部材４０にて連結されている。
この伝達部材４０は非伸縮性を有するアウタチューブとインナワイヤとを有しており、操作部３８の押ボタンを押込操作すると、インナワイヤがアウタチューブに案内されて押し出され、流動弁３４の弁体を開弁させる。
【００３１】
流動弁３４には洗浄タンク１０内の洗浄水の吸込口が設けられており、開弁によってその洗浄水を吸込口から吸い込んで、流出チューブ３６を通じ排出口２４から便器側へと流出させる。
尚、操作部３８はラッチ機構を有しており、押ボタンを押込操作するごとに、その押ボタンを押込位置と突出し位置とに位置保持するようになっている。
【００３２】
４２は、洗浄タンク１０内の洗浄水が排出されたときに洗浄タンク１０内に給水をし、また洗浄タンク１０内で洗浄水が満水状態となったときに給水を停止し、洗浄タンク１０内を常に満水状態に自動的に維持するボールタップ装置で、給水栓４４と、洗浄水の水位に連動して昇降するフロート４６と、フロート４６及び給水栓４４の後述のバルブを連結する連結部材４８とを有している。
【００３３】
５０は、この給水栓４４に洗浄水（水道水）を供給する給水管で、給水栓４４はこの給水管５０からの洗浄水の供給を受け、後述のバルブの開閉により吐水部（図示省略）から洗浄タンク１０内に洗浄水を給水し又は給水停止する。
【００３４】
詳しくは、洗浄タンク１０内の洗浄水が排出されて水位が低下すると、これに連動してフロート４６が下降することによりバルブを開き、吐水部から洗浄タンク１０内に給水を行う。
またその給水によって洗浄タンク１０内が満水状態になると、水位に連動してフロート４６が上昇することによりバルブを閉じ、給水を停止する。
【００３５】
尚、給水栓４４からの水は、その先端に設けてある分岐管により洗浄タンク１０内への吐水部と、上記の吐水管１４側とに分岐し、その吐水部から洗浄タンク１０内に吐水（給水）されるのと併せて、手洗用の吐水管１４の吐水口１２から手洗水として吐水される。
【００３６】
尚、フロート４６からは上向きにねじ軸５２が突き出しており、このねじ軸５２に対して、上記の連結部材４８におけるレバー５４の一端部が螺合状態で接続されている。
フロート４６は、レバー５４の一端部とねじ軸５２との螺合位置を図中上下に変更することでその高さが可変である。
【００３７】
図２及び図３に、給水栓４４におけるバルブの具体的構成が示してある。
図において、５６はバルブ５５におけるバルブボデーで、その内部に主水路を形成する１次側の流入水路５８と、２次側の流出水路６０とが形成されている。
【００３８】
６２は、主水路上に設けられたダイヤフラム弁からなる主弁で、樹脂製の硬質の主弁本体６４と、これにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜６６とからなっている。
この主弁６２は、主弁座６８に対して図中上下方向に進退移動して主水路を開閉し、また主水路の開度を変化させる。
詳しくは、主弁座６８への着座によって主水路を遮断し、また主弁座６８から図中上向きに離間することによって主水路を開放する。
また主弁座６８からの離間量に応じて主水路の開度を大小変化させ、主水路を流れる水の流量即ち吐水部からの給水の流量を調節する。
【００３９】
上記主弁座６８は、円筒部６７の上端に一体に構成されており、また主弁６２における主弁本体６４は、ダイヤフラム膜６６から下向きに突出するガイド部６９を一体に有している。
このガイド部６９は、円筒部６７内部に摺動可能に嵌入して、主弁６２の移動時の案内作用をなす。
【００４０】
この主弁６２の図中上側の背後には、背圧室７０が形成されている。
背圧室７０は、内部の圧力を主弁６２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６２には、これを貫通して１次側の流入水路５８と背圧室７０とを連通させる導入小孔７２が設けられている。
この導入小孔７２は、流入水路５８からの水を背圧室７０に導いて背圧室７０の圧力を増大させる。
【００４１】
主弁６２にはまた、これを貫通して背圧室７０と２次側の流出水路６０とを連通させる、水抜水路としてのパイロット水路７４がその中心部に設けられている。
このパイロット水路７４は、背圧室７０内の水を流出水路６０に抜いて背圧室７０の圧力を減少させる。
【００４２】
主弁６２には、その中心部においてこれを軸心方向に貫通する貫通孔が設けられており、これを貫通するようにして制御軸７６が設けられ、この制御軸７６の外周面と貫通孔の内周面との間に、通路幅が狭小な環状をなす上記のパイロット水路７４が形成されている。
この制御軸７６には、パイロット弁７８が一体に構成されている。
【００４３】
また制御軸７６の先端部（図中下端部）近傍位置には、主弁６２に対して図中下側に離隔して位置する状態に係止部８８が設けられている。
係止部８８は、Ｅリング等の弾性止め輪から成っており、かかる弾性止め輪が制御軸７６に形成された環状溝９０に弾性的に嵌められることで係止部８８が構成されている。
この係止部８８は、制御軸７６の図中上向きの移動によって主弁６２に係止し、図８に示すようにこれを強制開弁する働きを有する。
【００４４】
この主弁６２には、図６及び図７にも示しているように、貫通孔の内周面に沿って主弁６２の軸心周りに環状をなすパイロット弁座８０が一体に設けられている。
パイロット弁座８０はそのシール部として弾性シールリング、詳しくはここではＯリング８２を保持している。
【００４５】
上記パイロット弁７８は、このパイロット弁座８０に対し主弁６２の軸心に沿って図２，図３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。
ここでパイロット弁７８は、断面円形をなし且つ図中上下方向即ち進退方向に外径が同径をなしている。
【００４６】
制御軸７６は、このパイロット弁７８の図中下側位置に環状の凹所８４を有している。
環状の凹所８４の軸方向の各端部は、凹所８４の最小径部に向かって漸次小径となるテーパ面とされており、そのテーパ面の大径側の各端部に段付部８６，８７が形成されている。
【００４７】
尚、図２はパイロット弁７８の止水時（閉弁時）の状態を表しており、このときパイロット弁７８はパイロット弁座８０に対して、詳しくはそのシール部であるＯリング８２に対して全周に亘って径方向に弾性接触し、パイロット水路７４を閉鎖した状態にある。
またこのとき、主弁６２は主弁座６８に着座した状態（閉弁状態）にあって、主水路は閉鎖された状態にある。
【００４８】
図６及び図７は、パイロット弁７８の移動時の作用を表している。
この実施形態では、図６（Ｉ）に示しているようにパイロット弁７８が同図中上向きに後退移動すると、パイロット弁７８とパイロット弁座８０との間の隙間が一時的に大となり、背圧室７０内の水がパイロット水路７４を通じて流出水路６０側に多く抜け出して背圧室７０の圧力が減少する。
そこで主弁６２が流入水路５８との圧力差により図中上向きに後退移動し、そして図６（II）に示しているように、流入水路５８の圧力と背圧室７０の圧力とがバランスする位置で主弁６２の後退移動が停止する。
【００４９】
即ち主弁６２が、パイロット弁７８の後退移動に追従するようにして同方向に共に後退移動し、そしてパイロット弁７８の停止とともに主弁６２もまた停止する。
このとき、パイロット弁７８と主弁６２（詳しくは主弁座８０との間）には微小な間隙（追従間隙）が保持される。
主弁６２は、以後もこの一定の微小間隙を保持しつつパイロット弁７８とともに移動する。
【００５０】
この主弁６２の後退移動によって主弁６２と主弁座６８との間の隙間が大となり、流入水路５８から流出水路６０への水の流入量が増大する。
この状態からパイロット弁体７８が更に図中上向きに後退移動すると、背圧室７０の圧力と流入水路５８との圧力をバランスさせるようにして、主弁６２がパイロット弁７８の後退移動に追従して同方向に後退移動し、主水路の開度を更に広くして主水路を流れる水の流量を増大させる（図６(III)参照）。
【００５１】
一方、パイロット弁７８が図７（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７８とパイロット弁座８０との間、詳しくはＯリング８２との間の隙間が一時的に小さくなって、即ちパイロット水路７４の開度が小さくなって、背圧室７０から流出水路６０に抜ける水の量が少なくなり、背圧室７０の圧力が増大する。
【００５２】
このため、その増大した圧力により主弁６２が今度は図中下向きに前進移動して、背圧室７０の圧力と流入水路５８との圧力をバランスさせる位置で停止する。
このときにもパイロット弁７８と主弁６２との間には一定の微小間隙（追従間隙）が保持される。
このようにして背圧室７０の圧力が一時的に増大すると、その増大した圧力により主弁６２が図中下向きに前進移動して、背圧室７０の圧力と流入水路５８の圧力とをバランスさせる位置で停止する。
このとき主弁６２と主弁座６８との間の隙間は小さくなって、即ち主水路の開度が小さくなって、主水路を流れる水の流量が減少する（図７（II）参照）。
【００５３】
そしてこの状態から更にパイロット弁７８が図中下向きに前進移動すると主水路の開度が更に小さくなり、主水路を流れる水の流量が更に減少する（図７（III）参照）。
そして最終的にパイロット弁７８が閉弁し、またこれとともに主弁６２が閉弁して、吐水部からの吐水即ち給水を停止する。
【００５４】
図２及び図３において、９１は背圧室形成部材で逆カップ状をなしており、その内側に上記の背圧室７０を形成している。
この背圧室形成部材９１はまた、主弁押えとしての働きもなしている。
ここで背圧室形成部材９１には係止爪９２が設けられており、この係止爪９２が、バルブボデー５６側の係止孔９４に弾性的に係止されている。
【００５５】
この背圧室形成部材９１には、一対の弾性を有する環状のシールリングとしてのＯリング９６が保持されており、このＯリング９６によって、制御軸７６と背圧室形成部材９１との間即ち背圧室７０との間が水密にシールされている。
【００５６】
図２及び図３において、９８は上記連結部材４８におけるレバー５４の支持部材で、断面Ｕ字状をなす筒状部１００と、板状の基底部１０２とを有しており、その基底部１０２が、固定ナット１０４により上記の背圧室形成部材９１とともにバルブボデー５６に固定状態とされている。
上記レバー５４は、図４にも示すように、フロート４６側とは反対側の他端近傍位置で、軸１０５により支持部材９８、詳しくは筒状部１００に揺動可能に取り付けられ、支持されている。
【００５７】
図４及び図５において、１０６はレバー５４、具体的には図２において軸１０５よりも図中左側の基端部５４Ａと、上記の制御軸７６とを中継する中継部材で、断面Ｕ字状をなす周壁部１０８を有しており、その周壁部１０８内部にレバー５４の基端部５４Ａが図５中右方向に挿入されている。
【００５８】
この基端部５４Ａには一対の円形の突起１０９が設けられており、この一対の突起１０９が、周壁部１０８に形成された一対の長穴１１０に相対回転可能に係入されている。
中継部材１０６はまた、図中下向きに突出する板状の突出部１１２を有している。
【００５９】
上記制御軸７６には、その上端部に球状部１１３と、その下側位置に軸心周りに環状をなす環状溝１１４とが設けられている。
一方中継部材１０６における下向きの突出部１１２には、これに対応する断面円形の嵌合凹部１１６と、係入部１１８とが設けられており、この嵌合凹部１１６に対して球状部１１３が嵌合され、また係入部１１８が環状溝１１４に係入させられている。
そしてそれらによって中継部材１０６と制御軸７６とが上下に結合されている。
【００６０】
従ってレバー５４の基端部５４Ａが図２，図３及び図５中軸１０５周りに上向きに回動すると、中継部材１０６を介して制御軸７６及びこれと一体のパイロット弁７８が上向きに移動し、また逆に基端部５４Ａが軸１０５周りに下向きに回動すると、中継部材１０６を介して制御軸７６及びこれと一体のパイロット弁７８が図中下向きに移動する。
【００６１】
即ち、図１中フロート４６が水位の低下によって図中下向きに下降移動すると、レバー５４の基端部５４Ａが軸１０５周りに図中上向きに回動移動することによって、制御軸７６が上向きに引き上げられ、これと一体のパイロット弁７８が開弁方向に後退移動する（図３参照）。
【００６２】
逆に洗浄タンク１０内の水位の上昇によってフロート４６が上昇移動すると、レバー５４の基端部５４Ａが図中下向きに回動移動することによって、中継部材１０６を介し制御軸７６が図中下向きに移動し、これと一体のパイロット弁７８が閉弁方向に前進移動する（図２参照）。
【００６３】
尚、支持部材９８における基底部１０２からは一対の回転規制用の突起１２０が起立しており、それら一対の突起１２０の間の間隙１２２内に、中継部材１０６における上記の突出部１１２が入り込んでおり、それら突起１２０のストッパ作用により中継部材１０６が軸周りに回転規制されている。
尚図５のおいて、１２４はレバー５４から突出する軸１０５を回転可能に嵌合させる嵌合孔である。
【００６４】
以上の説明から明らかなように、本実施形態ではパイロット式のバルブ５５において、パイロット弁座８０がダイヤフラム弁から成る主弁６２に設けられており、主弁６２の移動によってこのパイロット弁座８０もまた一体に移動する。
【００６５】
詳しくは、パイロット弁７８が図２及び図３中上下方向に移動すると、これに追従してパイロット弁座８０が一定の微小な追従間隙を維持しつつパイロット弁７８とともに同方向に移動し、主弁６２がパイロット弁７８の移動につれて全開状態から全閉状態に到るまで若しくはその逆に大きなストロークで移動し、そしてその移動につれて弁開度を連続的に増減変化させて行き、これに応じて主水路を流れる水の流量を連続的に変化させて行く。
【００６６】
即ち図９に示す従来のパイロット式バルブのように全開状態からいきなり全閉状態になったり、或いは全閉状態からいきなり全開状態になったりすることはなく、全開状態から全閉状態に到るまで大きなストロークでパイロット弁７８及び主弁６２が移動し、また逆に全閉状態から全開状態に到るまで大きなストロークでパイロット弁７８及び主弁６２が移動し、その間、主弁６２がその位置に応じて主水路を流れる水の流量を調節する。
【００６７】
以上のような本実施形態のボールタップ装置４２では、全開と全閉との間でパイロット弁７８の移動ストロークを大きく取ることができ、しかもその間パイロット弁７８の進退移動量に応じて主弁６２の移動量、即ち主弁６２の開度を連続的に変化させることができる。
【００６８】
また全開と全閉との間の途中の位置にパイロット弁７８を停止させることが可能であり、且つその途中位置にパイロット弁７８を停止させることによって、これに応じた開度で主弁６２を停止させておくことができる。
それ故本実施形態によれば、主弁６２の開度に応じた流量即ち最大流量と流量ゼロとの間の中間の流量で、給水栓４４から給水し続けることができる。
【００６９】
本実施形態のボールタップ装置４２ではまた、洗浄タンク１０内の洗浄水を流出し続けたとき、フロート４６の昇降によって給水栓４４からの給水流量を適正流量に自動的に調節することが可能である。
具体的には、流出水量に対して給水流量が過剰なときには、フロート４６が上昇してパイロット弁７８を閉弁方向に前進移動させることにより主弁６２の開度を小さくし、給水栓４４からの給水流量を減少させる。
逆に流出流量に対して給水流量が少ないときには、フロート４６が下降してパイロット弁７８を介し主弁６２の開度を大とし、給水栓４４からの給水流量を増大させる。
【００７０】
そうした動作によって本実施形態のボールタップ装置４２では、洗浄タンク１０からの洗浄水の流出流量に応じて給水栓４４からの給水の流量を自動的に調節でき、従来のパイロット式ボールタップ装置２００のように給水の断続を行うことなく、常時主弁を開状態に維持し、洗浄水の流出流量と同じ流量を給水継続することにより、洗浄タンク１０内の水量減少を補うことができる。
【００７１】
このため本実施形態のボールタップ装置４２によれば、従来のボールタップ装置２００で問題となっていた最大流量からの急激な給水停止と、給水停止から瞬間的な最大流量での給水開始との断続による不快な異音の発生を防止することができる。
【００７２】
また寒冷地であると否とに関わり無く、洗浄タンク１０内の洗浄水を全量排出して便器洗浄を行った後、洗浄タンク１０内に給水を行って設定の満水状態近くになったとき、本実施形態のボールタップ装置４２では給水量が連続的に減少して最終的に主弁６２が閉弁状態となるため、閉弁のときに静かに主弁６２を閉じることができ、従って急激な閉弁によるウォーターハンマの発生もまた有効に防止することができ、ウォーターハンマによる機器の損傷の問題も併せて解決することができる。
【００７３】
また本実施形態ではパイロット弁７８を移動させる制御軸７６を主弁６２を貫通して延設し、その制御軸７６に且つ流出水路６０側であって主弁６２から離隔した部位に、制御軸７６の閉弁方向の後退移動によって主弁に係止し、主弁６２を強制開弁させる係止部８８を設けてあるため、その係止部８８の主弁６２に対する係止によって、主弁６２を制御軸７６の後退移動により強制開弁させることができ、これにより背圧室７０の水抜きを行うことができるとともに、主弁６２が閉弁状態で主弁座６８に凍結にて固着してしまい、バルブ５５が正常に動作できなくなってしまう問題を解決することができる。
【００７４】
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制御軸７６が主弁６２を貫通して設けられているが、場合によって制御軸７６を主弁６２に対して非貫通状態で設けることも可能であるし、またパイロット弁７８，パイロット弁座８０の構成を上記とは異なった他の様々な形態となすことが可能である等、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】
【００７５】
【図１】本発明の一実施形態であるボールタップ装置を洗浄タンクの内部構造とともに示す正面断面図である。
【図２】同実施形態のボールタップ装置をバルブの閉弁状態で示す図である。
【図３】同実施形態のボールタップ装置をバルブの開弁状態で示す図である。
【図４】図２のボールタップ装置の上面を示す図である。
【図５】図２のボールタップ装置の要部を分解して示す図である。
【図６】同実施形態におけるバルブの作用説明図である。
【図７】図６に続く作用説明図である。
【図８】同実施形態において主弁を強制開弁させる際の作用説明図である。
【図９】従来のボールタップ装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ 洗浄タンク
４４ 給水栓
４６ フロート
４８ 連結部材
５５ バルブ
５８ 流入水路（主水路）
６０ 流出水路（主水路）
６２ 主弁
７０ 背圧室
７２ 導入小孔
７４ パイロット水路
７６ 制御軸
７８ パイロット弁
８０ パイロット弁座
８８ 係止部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロートと、該洗浄タンクへの給水を行う給水栓と、該フロートと該給水栓のバルブとを連結する連結部材とを有し、該フロートの下降により該バルブを開いて該洗浄タンク内に給水を行い、該洗浄タンク内の洗浄水が設定した満水状態となったとき、該フロートの上昇により前記バルブを閉じ給水停止させるボールタップ装置において、
前記バルブを、(イ)主弁座に向けて進退移動し、主水路の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)前記主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて、該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)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、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、水抜水路としてのパイロット水路と、(ホ)該背圧室側において、前記主弁に設けられたパイロット弁座に向けて進退移動可能に設けられたパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる制御軸と、を備え、該パイロット弁の進退移動により、前記主弁に対する前記背圧室の圧力による閉弁方向の押圧力と、前記流入水路の圧力による開弁方向の押圧力とをバランスさせるように該パイロット弁と前記パイロット弁座との間に一定の微小な追従間隙を保持しつつ、該主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して該パイロット弁と同方向に進退移動させ、前記主水路の開度調節を行うパイロット式バルブとして構成し、
前記フロートの下降時に前記パイロット弁を開弁側に後退移動させ、該フロートの上昇時に前記パイロット弁を閉弁側に前進移動させる状態に該パイロット弁と前記連結部材とを結合してあることを特徴とするボールタップ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御軸が前記主弁を貫通して延びており、該制御軸に且つ前記流出水路側であって前記主弁から離隔した部位に、該制御軸の開弁方向の後退移動によって該主弁に係止し、該主弁を強制開弁させる係止部が設けてあることを特徴とするボールタップ装置。
【請求項１】
洗浄タンク内の洗浄水の水位に連動して昇降するフロートと、該洗浄タンクへの給水を行う給水栓と、該フロートと該給水栓のバルブとを連結する連結部材とを有し、該フロートの下降により該バルブを開いて該洗浄タンク内に給水を行い、該洗浄タンク内の洗浄水が設定した満水状態となったとき、該フロートの上昇により前記バルブを閉じ給水停止させるボールタップ装置において、
前記バルブを、(イ)主弁座に向けて進退移動し、主水路の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)前記主水路における１次側の流入水路の水を該背圧室に導いて、該背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)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、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、水抜水路としてのパイロット水路と、(ホ)該背圧室側において、前記主弁に設けられたパイロット弁座に向けて進退移動可能に設けられたパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を進退移動させる制御軸と、を備え、該パイロット弁の進退移動により、前記主弁に対する前記背圧室の圧力による閉弁方向の押圧力と、前記流入水路の圧力による開弁方向の押圧力とをバランスさせるように該パイロット弁と前記パイロット弁座との間に一定の微小な追従間隙を保持しつつ、該主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して該パイロット弁と同方向に進退移動させ、前記主水路の開度調節を行うパイロット式バルブとして構成し、
前記フロートの下降時に前記パイロット弁を開弁側に後退移動させ、該フロートの上昇時に前記パイロット弁を閉弁側に前進移動させる状態に該パイロット弁と前記連結部材とを結合してあることを特徴とするボールタップ装置。
【請求項２】
請求項１において、前記制御軸が前記主弁を貫通して延びており、該制御軸に且つ前記流出水路側であって前記主弁から離隔した部位に、該制御軸の開弁方向の後退移動によって該主弁に係止し、該主弁を強制開弁させる係止部が設けてあることを特徴とするボールタップ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−２９３２５９（Ｐ２００９−２９３２５９Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１４６９６９（Ｐ２００８−１４６９６９）
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月４日（２００８．６．４）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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