給水弁装置
【課題】電動モータとして出力の小さな小型のものを用いることができ、且つ操作軸にてパイロット式弁部を良好に動作させることのできる給水弁装置を提供する。
【解決手段】パイロット式の弁部及び２次側の流出水路３４を通って弁部の側に延出し、流出水路３４の側でパイロット弁４５を進退移動させる操作軸５６とを含み、操作軸５６によるパイロット弁４５の進退移動の操作により主水路の流量調節を行う給水弁装置２４において、操作軸５６をステッピングモータにて軸方向に駆動するようになすとともに、背圧室４４と流出水路３４とを連通させる圧抜孔８８及び背圧室４４側で圧抜孔８８を開閉する圧抜弁９２を設けて、細径をなす圧抜ピン５４を介し圧抜弁９２を開弁させ、背圧室４４の籠り圧を圧抜きし、引き続き操作軸５６にてパイロット弁４５を開弁側に後退移動させるようにする。
【解決手段】パイロット式の弁部及び２次側の流出水路３４を通って弁部の側に延出し、流出水路３４の側でパイロット弁４５を進退移動させる操作軸５６とを含み、操作軸５６によるパイロット弁４５の進退移動の操作により主水路の流量調節を行う給水弁装置２４において、操作軸５６をステッピングモータにて軸方向に駆動するようになすとともに、背圧室４４と流出水路３４とを連通させる圧抜孔８８及び背圧室４４側で圧抜孔８８を開閉する圧抜弁９２を設けて、細径をなす圧抜ピン５４を介し圧抜弁９２を開弁させ、背圧室４４の籠り圧を圧抜きし、引き続き操作軸５６にてパイロット弁４５を開弁側に後退移動させるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は給水弁装置に関し、詳しくは２次側の流出水路の側から操作軸にてパイロット式の弁部を操作するようになした給水弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給水弁装置として次のような給水弁装置、即ち(Ａ)(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)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)主水路における１次側の流入水路の水を背圧室に導いて背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)主弁を貫通して設けられ、背圧室と主水路における２次側の流出水路とを連通させて背圧室の水を流出水路に抜いて背圧室の圧力を減少させるパイロット孔と、(ホ)背圧室側において、主弁に設けられたパイロット弁座に向けて進退移動するパイロット弁とを有するパイロット式の弁部、及び(Ｂ)バルブボデーから２次側の流出水路を通って弁部の側に延出し、流出水路の側でパイロット弁を進退移動させる、パイロット弁とは別体をなす操作軸を含み、操作軸によるパイロット弁の進退移動の操作により、主弁をパイロット弁の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、主水路の流量調節を行う給水弁装置が公知である。
【０００３】
例えば下記特許文献１にこの種の給水弁装置が開示されている。
図１１はその具体例を示している。
図において２００はバルブボデーで、１次側の流入水路２０２と、２次側の流出水路２０４とが設けられており、それら流入水路２０２と流出水路２０４とで形成される主水路上にパイロット式の弁部が設けられている。
２０８はそのパイロット式の弁部におけるダイヤフラム弁からなる主弁で、主弁座２０６に向けて進退移動し、主水路の開度を変化させる。
【０００４】
２１０は主弁２０８の背後に形成された背圧室で、２１２は主弁２０８を貫通して背圧室２１０と１次側の流入水路２０２とを連通させる導入小孔である。
導入小孔２１２は、１次側の流入水路２０２の水を背圧室２１０に導いて背圧室２１０の圧力を増大させる。
２１４は主弁２０８を貫通し、背圧室２１０と２次側の流出水路２０４とを連通させるパイロット孔で、２１８は背圧室２１０側において、主弁２０８に設けられたパイロット弁座２１６に向けて進退移動するパイロット弁である。
【０００５】
この給水弁装置はまた、バルブボデー２００から延出し、２次側の流出水路２０４の側でパイロット弁２１８を進退移動させる操作軸２２０を有している。
この給水弁装置では、操作軸２２０によるパイロット弁２１８の進退移動の操作により、主弁２０８をパイロット弁２１８の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、主水路の流量調節を行う。
【０００６】
しかしながらこの給水弁装置では、操作軸２２０をパイロット孔２１４内に挿入してパイロット弁２１８に当接させ、操作軸２２０の軸方向の移動によりパイロット弁２１８を進退移動させるようになしていることから、パイロット孔２１４の孔径が必然的に大きくなってしまい、閉弁状態の下でパイロット弁２１８を開弁させる際に大きな力を必要としてしまう。
【０００７】
パイロット弁２１８及び主弁２０８の閉弁状態の下で、背圧室２１０には籠り圧が生じており、パイロット孔２１４の孔径が大きいと、閉弁状態の下でパイロット弁２１８に対し、背圧室２１０内の籠り圧による図中下向きの大きな押付力が発生しており、そのため操作軸２２０にて閉弁状態にあるパイロット弁２１８を開弁させる際に、大きな操作力を必要としてしまうのである。
【０００８】
この場合、操作軸２２０を手動操作によって軸方向に移動させ、パイロット弁２１８を開弁させる場合には上記の問題はそれほど大きな問題とはならないが、操作軸２２０に電動モータを連結して操作軸２２０を電動式に駆動するようになした場合、小型で出力の小さい電動モータであると、パイロット弁２１８を閉弁状態から良好に開弁させることができなくなってしまう（操作荷重が大であるため）。
一方電動モータとして出力の大きな大型のものを用いると、そのことによって給水弁装置が大型化してしまい、また所要コストも高くなってしまう。
また電動モータによる消費電力も大きくなってしまう。
【０００９】
尚、パイロット式の弁部におけるパイロット弁を操作軸にて２次側の流出水路の側から操作するようになした給水弁装置については、他に下記特許文献２，特許文献３等にも開示されている。
しかしながらこれら特許文献２，特許文献３に開示のものは、操作軸が停電時の非常用で且つ手動用である点で、本発明とは異なったものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２４０５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３３２２号公報
【特許文献３】特開２０００−２６６１９６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、電動モータとして出力の小さな小型のものを用いることができ、且つ操作軸の操作によってパイロット式の弁部を良好に動作させることのできる給水弁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】
【００１２】
而して請求項１のものは、(Ａ)(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)前記主弁を貫通して設けられ、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て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孔と、(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するパイロット弁とを有するパイロット式の弁部、及び(Ｂ)バルブボデーから前記２次側の流出水路を通って該弁部の側に延出し、該流出水路の側で前記パイロット弁を進退移動させる、該パイロット弁とは別体をなす操作軸を含み、該操作軸による前記パイロット弁の進退移動の操作により、前記主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、前記主水路の流量調節を行う給水弁装置において、前記操作軸に電動モータを連結して該操作軸を該電動モータにて軸方向に駆動するようになすとともに、前記背圧室と前記流出水路とを連通させる圧抜孔、前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する圧抜弁、及び該圧抜弁を開弁させる、前記操作軸よりも細径をなす圧抜ピンを設けて、該圧抜ピンを前記圧抜孔を挿通し前記流出水路側に突出させて該圧抜ピンを前記電動モータにて駆動するようになし、該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させて前記背圧室の籠り圧を圧抜きし、引き続き前記操作軸にて前記パイロット弁を開弁側に後退移動させるように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、前記パイロット弁が前記圧抜弁を、前記パイロット孔が前記圧抜孔を兼用していて、該パイロット弁と前記操作軸との間に前記圧抜ピンが介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該パイロット弁を閉弁状態から開弁させて前記圧抜きを行い、続いて該圧抜ピンを介し該操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項１において、前記圧抜弁が前記パイロット弁とは別途に、前記圧抜孔が前記パイロット孔とは別途にそれぞれ設けてあり、前記電動モータによる駆動にて前記圧抜ピンを介し前記圧抜弁を開弁させた後、前記操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のものは、請求項３において、前記圧抜孔が前記パイロット弁を貫通して設けてあって、該圧抜孔が前記背圧室と前記流出水路とを前記パイロット孔を介して連通させるものとなしてあるとともに、前記圧抜弁が前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する状態に設けてあって、前記圧抜ピンが該圧抜弁と前記操作軸との間に介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させた後、閉弁状態にある前記パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする。
【００１６】
請求項５のものは、請求項３において、前記圧抜弁及び前記圧抜孔が、前記パイロット弁及び前記パイロット孔とはそれぞれ別の位置に設けてあって、前記圧抜ピンが前記操作軸を介さずに前記電動モータに連結してあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１７】
以上のように本発明は、操作軸に電動モータを連結して、操作軸を電動モータにて軸方向に駆動するようになすとともに、背圧室と流出水路とを連通させる圧抜孔、及び背圧室側で圧抜孔を開閉する圧抜弁を設け、更に圧抜弁を開閉させる細径の圧抜ピンを圧抜孔を挿通して流出水路側に突出させる状態に設けてこれを電動モータに連結して駆動するようになし、そして圧抜ピンを介し圧抜弁を開弁させて背圧室の籠り圧を圧抜きし、引き続き操作軸にてパイロット弁を開弁側に後退移動させるようになしたものである。
【００１８】
本発明では、圧抜ピンが操作軸に対して細径をなしていることから、これに対応して圧抜孔を細径に形成することができ、従って圧抜ピンを電動モータにて開弁させる際に、小さな力でこれを開弁させることができる。
【００１９】
而して圧抜弁を開弁させることで、背圧室に生じていた籠り圧を圧抜きでき、背圧室の圧力を一気に降下させることができる。
従ってその後パイロット弁を操作軸にて後退移動させる際に、小さな力でこれを後退移動させることができ、かかるパイロット弁の後退移動により主水路における水量を増大し、流量調節（流調）することができる。
またパイロット弁の前進移動に伴って、流量減少方向に流調することができる。
【００２０】
また圧抜弁及びパイロット弁を小さな力で操作することができるため、電動モータとして出力の小さな小型のものを用いることが可能となり、以って給水弁装置をコンパクトに構成でき、また所要コストを安価となすことができる。更に電動モータによる消費電力を小さく抑えることが可能となる。
【００２１】
かかる本発明は、背圧室内の水をごく僅かに抜くだけで効果的に背圧室内の圧力を急激に降下させ、背圧室の籠り圧を解消できる点に着目してなされたものである。
【００２２】
本発明では、請求項２に従ってパイロット弁にて上記圧抜弁を、パイロット孔にて圧抜孔を兼用させて、そのパイロット弁と操作軸との間に上記の圧抜ピンを介在させ、操作軸にて圧抜ピンを介しパイロット弁を閉弁状態から開弁させて圧抜きを行い、続いて操作軸にてパイロット弁を後退移動させるようになしておくことができる。
この場合において、圧抜ピンはパイロット弁から操作軸側に突出する状態にパイロット弁に一体に設けておくことができる。
【００２３】
本発明ではまた、請求項３に従って圧抜弁をパイロット弁とは別途に、また圧抜孔をパイロット孔とは別途にそれぞれ設け、圧抜ピンを介して圧抜弁を開弁させた後、操作軸にてパイロット弁を後退移動させるようになしておくことができる。
【００２４】
この場合、圧抜孔の孔径を導入小孔即ち１次側の流入水路の水を背圧室に導く導入小孔の孔径よりも小孔径となし、またパイロット孔の孔径を導入小孔の孔径よりも大孔径となしておくことができる。
【００２５】
このようにすることで、圧抜弁を開弁させて圧抜孔を開放したときに、背圧室の圧力低下によってパイロット弁が大きく開弁し、また主弁が開弁してしまうのを防ぐことができる。そしてその後パイロット弁を開弁させることによって、そこで初めて主弁をこれに追従して開弁させることができる。
【００２６】
この場合において上記の圧抜孔を、パイロット弁を貫通して背圧室と流出水路とをパイロット孔を介して連通させる状態に設けるとともに、上記の圧抜弁を背圧室側で圧抜孔を開閉する状態に設け、そして圧抜ピンを圧抜弁と操作軸との間に介在させて、操作軸により圧抜ピンを介し圧抜弁を開弁させた後、圧抜ピンを介し又は介さずに直接操作軸にてパイロット弁を後退移動させるようになしておくことができる（請求項４）。
【００２７】
このようにすれば、圧抜弁をパイロット弁とは別に設けているにも拘らず同一の操作軸にて圧抜弁とパイロット弁とを移動操作することができる。
【００２８】
一方、請求項５に従って圧抜弁及び圧抜孔を、パイロット弁及びパイロット孔とは別の位置に設けて、圧抜ピンを上記の操作軸を介さずに電動モータに連結しておくことができる（請求項５）。
【００２９】
このようにすれば、圧抜弁及び圧抜孔、更に圧抜ピンをパイロット弁やパイロット孔と同じ位置に設けた場合のようにパイロット弁周りの構造を複雑化してしまうことがない利点が得られる。
尚この請求項５において、圧抜弁は一旦これを開弁させて背圧室の圧抜きを行った後にこれを閉弁させ、その圧抜弁の閉弁状態の下で操作軸にてパイロット弁を進退移動させるようになすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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は水栓で、１２は水栓１０における吐水管である。
吐水管１２は、カウンタ上面等の取付面（図示省略）から起立する形態で設けられている。
吐水管１２は、ここでは全体として逆Ｕ字状のグースネック形状をなしており、その先端に吐水口１４が備えられている。
また吐水管１２には、最上位から先端にかけて下向きに下がった下がり形状部且つその先端部の上面に、吐止水と吐水の流量調節とを行う回転式のダイヤル操作部１６，赤外線式のセンサ１８が設けられている。
【００３１】
ここでダイヤル操作部１６は電気的操作部として構成してあって、このダイヤル操作部１６を回転させると、回転位置検出センサがこれを検知して、その回転位置に応じた信号を発生する。そしてその信号が後述の制御部２８に送られる。
センサ１８は、発光部から赤外線を発光し、人体による反射光を受光部で受光して人体検知を行うものである。
【００３２】
２２は給水路で、この給水路２２上に本実施形態の給水弁装置２４が設けられている。
２６はその駆動部となるステッピングモータ（電動モータ）で、給水弁装置２４における制御部２８に電気的に接続されている。
制御部２８にはまた、上記のダイヤル操作部１６（詳しくはその回転位置を検出する回転位置検出センサ）が電気的に接続されている。更にこの制御部２８には、上記のセンサ１８が電気的に接続されている。
【００３３】
図２及び図３に、この給水弁装置２４の具体的構成が示してある。
図において３０はバルブボデーで、分割体３０-１，３０-２，３０-３及び３０-４の上下の分割構造とされている。
このバルブボデー３０には、１次側の流入水路３２と、２次側の流出水路３４とが設けられており、それら流入水路３２と流出水路３４とで形成される主水路上にパイロット式の弁部が設けられている。
【００３４】
３６は、そのパイロット式の弁部におけるダイヤフラム弁から成る主弁で、この主弁３６は、図３にも示しているように硬質の主弁本体３８と、これにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜４０とから成っている。
この主弁３６は、主弁座４２に向けて進退移動して上記の主水路を開閉し、また開度を変化させる。
【００３５】
詳しくは、主弁３６は主弁座４２への着座によって主水路を遮断し、また主弁座４２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４２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を調節する。
【００３６】
この主弁３６の図中上側、即ち主弁３６に対し流出水路３４と反対側に背圧室４４が設けられている。
背圧室４４は、内部の圧力を主弁３６に対し図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁３６には、これを貫通して１次側の流入水路３２と背圧室４４とを連通させる導入小孔４６が設けられている。
導入小孔４６は、流入水路３２からの水を背圧室４４に導いて背圧室４４の圧力を増大させる。
【００３７】
主弁３６にはまた、これを貫通して背圧室４４と２次側の流出水路３４とを連通させる、水抜水路としてのパイロット孔４８が設けられている。
このパイロット孔４８は、背圧室４４内の水を流出水路３４に抜いて背圧室４４の圧力を減少させる。
【００３８】
４５は、上記パイロット式の弁部におけるプランジャ弁から成るパイロット弁で、その下部にはゴム等の弾性材から成るシール部材４７が設けられている。
このパイロット弁４５は図中上下方向、即ち主弁３６に設けられたパイロット弁座５０に対し図中上下方向（軸方向）に進退移動して、パイロット孔４８の開度を変化させる。
【００３９】
詳しくは、パイロット弁４５がパイロット弁座５０に着座することでパイロット孔４８が閉鎖され、またパイロット弁４５がパイロット弁座５０から図中上向きに離間することで、パイロット孔４８が開放される。
更にパイロット弁４５のパイロット弁座５０からの離間量に応じてパイロット孔４８の開度が変化せしめられる。
【００４０】
但しこの実施形態では、実際にはパイロット弁４５が図中上下方向に進退移動すると、主弁３６がこのパイロット弁４５に追従して図中上下方向に進退移動する。
その際、主弁３６はパイロット弁座５０とパイロット弁４５との間に一定の微小な追従間隙を保持した状態で、パイロット弁４５の進退移動に追従して同方向に進退移動する。
【００４１】
詳しくは、図５（II）に示しているようにパイロット弁４５が図中上方向に後退移動すると、背圧室４４内からパイロット孔４８を通じて流出水路３４に抜ける水の量が増大して、背圧室４４の圧力が低下する。
すると背圧室４４の圧力と流入水路３２の圧力とをバランスさせるようにして、主弁３６がパイロット弁４５の後退移動に追従して上向きに後退移動し、主水路の開度を大として流入水路３２から流出水路３４に流通する水の量を増大させる（図５（II））。
【００４２】
主弁３６は、パイロット弁座５０とパイロット弁４５との間隙を一定に維持しつつ、パイロット弁４５の更なる後退移動に追従して同方向に移動し、主水路の開度を更に拡くして、主水路における水の流量を増大変化させる（図５（III））。
【００４３】
また逆にパイロット弁４５が図中下向きに前進移動すると、図６（I）に示すように背圧室４４の圧力と流入水路３２の圧力とをバランスさせるようにして、主弁３６がパイロット弁４５の前進移動に追従して図中下向きに移動し、主水路の開度を減少変化させて、主水路における水の流量を減少させる（図６（II））。
そして最終的に主弁３６及びパイロット弁４５が主弁座４２，パイロット弁座５０に着座して、それぞれが閉弁状態となる（図６（III））。
【００４４】
尚、図３に示しているように主弁３６における主弁本体３８には、円筒形状をなすガイド部５１が上向きに起立状態に一体に設けられており、このガイド部５１によって、パイロット弁４５の進退移動時の案内がなされるようになっている。
このパイロット弁４５と分割体３０-４との間には金属製のコイルばね５２が介装されており、このコイルばね５２によってパイロット弁４５が図中下向き、即ち閉弁方向に付勢されている。
【００４５】
図３に示しているようにこの実施形態では、後述の操作軸５６に対して細径をなす圧抜ピン５４が、パイロット弁４５から図中下向きに突出しており、この圧抜ピン５４がパイロット孔４８を挿通している。
この実施形態では、パイロット弁４５が圧抜弁を兼ねており、またパイロット孔４８が圧抜孔を兼ねている。
この圧抜孔を兼ねたパイロット孔４８には操作軸５６は挿入されず、かかるパイロット孔４８は圧抜ピン５４に対応した孔径で操作軸５６よりも細径に形成されている。
【００４６】
図３において、５６はパイロット弁４５に対し図中上下方向に対向して同軸状に配置された操作軸で、この操作軸５６は、バルブボデー３０から２次側の流出水路３４を通って上記のパイロット式の弁部の側に延出し、その流出水路３４側でパイロット弁４５を介して主弁３６を操作する。
【００４７】
この操作軸５６には、図２に示しているようにステッピングモータ２６が連結され、かかる操作軸５６がステッピングモータ２６にて駆動されるようになっている。
図２において、６０はステッピングモータ２６の出力軸で、この出力軸６０にカム部材６２が一体回転状態に組み付けられている。
このカム部材６２は円筒形状をなしていて、図４に示しているように中心部に挿入孔６４を有しており、そこに出力軸６０が上向きに挿入されている。
【００４８】
図４に詳しく示しているように、この出力軸６０とカム部材６２の挿入孔６４とには、切落し形状の平坦な係合面６６，６８がそれぞれ形成されており、出力軸６０と挿入孔６４とがそれら係合面６６と６８とにおいて互いに係合させられている。
そしてそれらの係合作用により、カム部材６２が出力軸６０と一体回転するようになっている。
ここでカム部材６２の上面は、周方向に沿って図中反時計方向に移動するにつれ上方に移行する形状の、部分螺旋形状をなすカム面７０とされている。
【００４９】
一方操作軸５６の下端部には、このカム部材６２の回転に従動して移動する従動キャップ７２が取り付けられている。
従動キャップ７２には、その中心部に挿込孔７６が形成され、そこに操作軸５６が圧入によって挿し込まれている。
【００５０】
この従動キャップ７２には、下向きに突出する突起７４が設けられており、この突起７４が、カム部材６２における上面のカム面７０に図中下向きに当接させられている。
従ってステッピングモータ２６の出力軸６０が回転し、そしてこれと一体にカム部材６２が回転すると、操作軸５６がカム面７０のカム作用で上下方向に駆動され、パイロット弁４５を介して主弁３６を動作させる。
【００５１】
図２に示しているようにバルブボデー３０、詳しくは分割体３０-２には、その中心部に凹部７７が形成されており、その凹部７７の下部に、上記の従動キャップ７２が上下に摺動可能に嵌挿されている。
一方凹部７７の上部にはグリースキャップ７８が嵌挿されている。このグリースキャップ７８の内側にはグリース溜りが形成され、そこにグリースが保持されている。
【００５２】
このグリースキャップ７８と従動キャップ７２との間には、金属製のコイルばね８０が介装されており、このコイルばね８０によって、従動キャップ７２が図中下向きに付勢されている。即ち操作軸５６がコイルばね８０にて図中下向きに付勢されている。
【００５３】
上記操作軸５６は、分割体３０-２の凹部７７から、分割体３０-３の貫通孔８２を貫通して２次側の流出水路３４へと突出している。
そして分割体３０-３には、図３に示しているようにその貫通孔８２の一部が環状の収容凹所８４とされ、そこに環状シール部材としての弾性を有するゴム製のＯリング８６が収容されている。
そしてこのＯリング８６によって、操作軸５６とバルブボデー３０との間、詳しくはその分割体３０-３との間が水密にシールされている。
【００５４】
この実施形態では、図２及び図３に示すように主弁３６及びパイロット弁４５が閉弁状態の下で、操作軸５６をステッピングモータ２６により図中上向きに移動させ、操作軸５６を圧抜ピン５４に当接させてパイロット弁４５を僅かに持ち上げることで、背圧室４４に生じていた籠り圧を抜くことができる。
このとき、背圧室４４内の水を僅かに流出水路３４側に抜くだけで、図１０（イ）に示しているように背圧室４４の籠り圧を抜き、背圧室４４の圧力を急激に大きく降下させることができる。
【００５５】
操作軸５６は、ステッピングモータ２６により引き続き図中上向きに押し上げられ、これにより圧抜ピン５４を介してパイロット弁４５が図中上向きに後退移動させられ、これにより主弁３６がパイロット弁４５に追従して同方向に後退移動し、その開度を増大変化させて主水路を流れる水の流量を増大させる。
即ち主水路における水の流量を増大側に調節する。
【００５６】
また操作軸５６を図中下向きに移動させると、パイロット弁４５が図中下向きに前進移動し、そしてこれに追従して主弁３６が図中下向きに前進移動してその開度を減少変化させる。
そしてこれにより主水路を流れる水の流量を減少させる。
【００５７】
以上のように本実施形態では、操作軸５６にて圧抜ピン５４を僅かに押し上げることで背圧室４４内に生じていた籠り圧を圧抜きでき、背圧室４４の圧力を一気に降下させることができる。
またこの実施形態ではパイロット孔４８の孔径が可及的に小さくされているため、その後にパイロット弁４５を操作軸５６にて後退移動させる際にも、小さな力でこれを後退移動させることができ、パイロット弁４５の後退移動により主水路における水量を増大側に調節（流調）することができる。
またパイロット弁４５の前進移動に伴って流量減少方向に流調することができる。
【００５８】
本実施形態では、パイロット弁４５を小さな力で操作することができるため、ステッピングモータ２６として出力の小さな小型のものを用いることが可能となり、以って給水弁装置２４をコンパクトに構成でき、また所要コストを安価となすことができる。更にステッピングモータ２６による消費電力を小さく抑えることができる。
【００５９】
次に図７は、本発明の他の実施形態を示している。
この例は、パイロット弁４５の底部にこれを貫通し、背圧室４４と流出水路３４とを、パイロット孔４８を介して連通させる圧抜孔８８を設けるとともに、パイロット弁４５の円筒部９０の内部に、圧抜孔８８を開閉する圧抜弁９２を設け、これを金属製のコイルばね９４にて図中下向き即ち閉弁方向に付勢し、圧抜弁９２をパイロット弁４５に設けた圧抜弁９２用の弁座１００に着座させるようになした例である。
尚、パイロット弁４５にはキャップ９６が螺合されており、そのキャップ９６と圧抜弁９２との間に、上記のコイルばね９４が介装されている。
【００６０】
この圧抜弁９２からは、操作軸５６に対して細径をなす圧抜ピン５４が図中下向きに突出し、かかる圧抜ピン５４が、パイロット弁４５に形成された圧抜孔８８を挿通し、操作軸５６に対して軸方向に対向せしめられている。
尚、上記のキャップ９６からは突出部９８が下向きに立ち下がっており、この突出部９８が、圧抜弁９２に対して対向せしめられている。
この実施形態では、圧抜孔８８の孔径Ｘが導入小孔４６の孔径Ｙに対して小孔径とされており、またパイロット孔４８の孔径Ｚが導入小孔４６の孔径Ｙに対して大孔径とされている。
【００６１】
この実施形態では、図８（Ｉ）に示しているようにステッピングモータ２６により操作軸５６を図中上向きに突き上げると、操作軸５６が先ず圧抜ピン５４に当接して、圧抜弁９２を僅かに上昇させる。この時点で背圧室４４内に生じていた籠り圧が解消する（円筒部９０の内部は連通孔にて背圧室４４と連通している）。
【００６２】
操作軸５６は、引き続いて圧抜ピン５４を上向きに押し上げることで、圧抜弁９２と突出部９８との当接作用により、パイロット弁４５を閉弁状態から図中上向きに押し上げ、パイロット弁４５を開弁させる。
その後更に操作軸５６はパイロット弁４５を図中上向きに後退移動させ、主弁３６をこれに追従して後退移動させて、その開度を漸次増大させる（図８(II)）。
【００６３】
この実施形態では、操作軸５６にて圧抜弁９２を開弁させても、そのことによってパイロット弁４５は直ちに閉弁状態から開弁動作せず（図８（I））、その後操作軸５６からの操作力が圧抜ピン５４，突出部９８を介してパイロット弁４５に加えられることで、そこで初めてパイロット弁４５が閉弁状態から開弁動作する。
【００６４】
本実施形態においても、圧抜弁９２を開弁させて圧抜孔８８を開放することで、背圧室４４の籠り圧を解消することができ、その後小さな力でパイロット弁４５を開弁させ、またこれに追従して主弁３６を開弁させることができる。
【００６５】
またこの実施形態では、圧抜弁９２をパイロット弁４５とは別に設けているにも拘らず、同一の操作軸５６にて圧抜弁９２とパイロット弁４５とを移動操作することができる。
【００６６】
図９は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は、上記パイロット弁４５とは離れた別の位置において、連通路１０４にて背圧室４４に連通した圧抜室１０６をバルブボデー３０に設けて、そこに圧抜弁９２を収容し、この圧抜弁９２にて圧抜孔８８を開閉させるようになしたものである。
ここで圧抜孔８８は連通路１０４，圧抜室１０６を介して背圧室４４と流出水路３４とを連通させるようになしてある。
この実施形態において、連通路１０４，圧抜室１０６もまた圧抜孔８８の一部をなすものと考えることもできる。
【００６７】
この圧抜弁９２からは、圧抜ピン５４が図中下向きに長く突出しており、この圧抜ピン５４が、上記のカム部材６２を介してステッピングモータ２６に連結されている。
ここでカム部材６２には、圧抜弁９２用のカム部１０７が設けられており、このカム部１０７に、圧抜ピン５４を図中上下方向に移動させるためのカム面１０８が形成されている。
【００６８】
ここでカム面１０８は、操作軸５６にてパイロット弁４５を開弁させる直前に、圧抜弁９２を開弁させるものとなしてある。
またこのカム面１０８は、図１０（ロ），（ハ）に示しているように圧抜弁９２を開弁させた後、操作軸５６がパイロット弁４５を開弁させた後において、圧抜弁９２を再び閉弁させるようにその形状が定めてある。
【００６９】
尚、パイロット弁４５からは操作軸５６よりも細径をなすピン１１０が図中下向きに突出し、操作軸５６に対して対向せしめられているが、この実施形態ではピン１１０は圧抜ピンとしての働きを有していない。
【００７０】
但し操作軸５６はこのピン１１０を介してパイロット弁４５を移動させるようになしてあり、従ってパイロット孔４８の孔径は操作軸５６よりも小孔径をなしており、背圧室４４の圧抜きを行った後において、パイロット弁４５を操作軸５６にて開弁させる際の操作抵抗も小となしてある。
【００７１】
本実施形態では、圧抜弁９２及び圧抜孔８８、更に圧抜ピン５４をパイロット弁４５やパイロット孔４８と同じ位置に設けた場合のようにパイロット弁４５周りの構造を複雑化してしまうことがない利点が得られる。
【００７２】
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。
例えば上記の圧抜ピンは圧抜弁と別体をなして、これを圧抜弁と操作軸或いはカム部材との間に介在させておく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】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態である給水弁装置を有する水栓の概略全体図である。
【図２】同実施形態の給水弁装置を示す正面断面図である。
【図３】図２の給水弁装置の要部拡大図である。
【図４】同実施形態における駆動力の伝達機構を各部品に分解して示す斜視図である。
【図５】同実施形態の作用説明図である。
【図６】図５に続く作用説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態の図である。
【図８】第２実施形態の作用説明図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態の図である。
【図１０】図９の実施形態の作用説明図である。
【図１１】従来の給水弁装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
２４ 給水弁装置
２６ ステッピングモータ（電動モータ）
３０ バルブボデー
３２ 流入水路
３４ 流出水路
３６ 主弁
４２ 主弁座
４４ 背圧室
４５ パイロット弁（圧抜弁）
４６ 導入小孔
４８ パイロット孔（圧抜孔）
５０ パイロット弁座
５４ 圧抜孔
５６ 操作軸
８８ 圧抜孔
９２ 圧抜弁
【技術分野】
【０００１】
この発明は給水弁装置に関し、詳しくは２次側の流出水路の側から操作軸にてパイロット式の弁部を操作するようになした給水弁装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、給水弁装置として次のような給水弁装置、即ち(Ａ)(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)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)主水路における１次側の流入水路の水を背圧室に導いて背圧室の圧力を増大させる導入小孔と、(ニ)主弁を貫通して設けられ、背圧室と主水路における２次側の流出水路とを連通させて背圧室の水を流出水路に抜いて背圧室の圧力を減少させるパイロット孔と、(ホ)背圧室側において、主弁に設けられたパイロット弁座に向けて進退移動するパイロット弁とを有するパイロット式の弁部、及び(Ｂ)バルブボデーから２次側の流出水路を通って弁部の側に延出し、流出水路の側でパイロット弁を進退移動させる、パイロット弁とは別体をなす操作軸を含み、操作軸によるパイロット弁の進退移動の操作により、主弁をパイロット弁の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、主水路の流量調節を行う給水弁装置が公知である。
【０００３】
例えば下記特許文献１にこの種の給水弁装置が開示されている。
図１１はその具体例を示している。
図において２００はバルブボデーで、１次側の流入水路２０２と、２次側の流出水路２０４とが設けられており、それら流入水路２０２と流出水路２０４とで形成される主水路上にパイロット式の弁部が設けられている。
２０８はそのパイロット式の弁部におけるダイヤフラム弁からなる主弁で、主弁座２０６に向けて進退移動し、主水路の開度を変化させる。
【０００４】
２１０は主弁２０８の背後に形成された背圧室で、２１２は主弁２０８を貫通して背圧室２１０と１次側の流入水路２０２とを連通させる導入小孔である。
導入小孔２１２は、１次側の流入水路２０２の水を背圧室２１０に導いて背圧室２１０の圧力を増大させる。
２１４は主弁２０８を貫通し、背圧室２１０と２次側の流出水路２０４とを連通させるパイロット孔で、２１８は背圧室２１０側において、主弁２０８に設けられたパイロット弁座２１６に向けて進退移動するパイロット弁である。
【０００５】
この給水弁装置はまた、バルブボデー２００から延出し、２次側の流出水路２０４の側でパイロット弁２１８を進退移動させる操作軸２２０を有している。
この給水弁装置では、操作軸２２０によるパイロット弁２１８の進退移動の操作により、主弁２０８をパイロット弁２１８の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、主水路の流量調節を行う。
【０００６】
しかしながらこの給水弁装置では、操作軸２２０をパイロット孔２１４内に挿入してパイロット弁２１８に当接させ、操作軸２２０の軸方向の移動によりパイロット弁２１８を進退移動させるようになしていることから、パイロット孔２１４の孔径が必然的に大きくなってしまい、閉弁状態の下でパイロット弁２１８を開弁させる際に大きな力を必要としてしまう。
【０００７】
パイロット弁２１８及び主弁２０８の閉弁状態の下で、背圧室２１０には籠り圧が生じており、パイロット孔２１４の孔径が大きいと、閉弁状態の下でパイロット弁２１８に対し、背圧室２１０内の籠り圧による図中下向きの大きな押付力が発生しており、そのため操作軸２２０にて閉弁状態にあるパイロット弁２１８を開弁させる際に、大きな操作力を必要としてしまうのである。
【０００８】
この場合、操作軸２２０を手動操作によって軸方向に移動させ、パイロット弁２１８を開弁させる場合には上記の問題はそれほど大きな問題とはならないが、操作軸２２０に電動モータを連結して操作軸２２０を電動式に駆動するようになした場合、小型で出力の小さい電動モータであると、パイロット弁２１８を閉弁状態から良好に開弁させることができなくなってしまう（操作荷重が大であるため）。
一方電動モータとして出力の大きな大型のものを用いると、そのことによって給水弁装置が大型化してしまい、また所要コストも高くなってしまう。
また電動モータによる消費電力も大きくなってしまう。
【０００９】
尚、パイロット式の弁部におけるパイロット弁を操作軸にて２次側の流出水路の側から操作するようになした給水弁装置については、他に下記特許文献２，特許文献３等にも開示されている。
しかしながらこれら特許文献２，特許文献３に開示のものは、操作軸が停電時の非常用で且つ手動用である点で、本発明とは異なったものである。
【００１０】
【特許文献１】特開２００７−２４０５９号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３３２２号公報
【特許文献３】特開２０００−２６６１９６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、電動モータとして出力の小さな小型のものを用いることができ、且つ操作軸の操作によってパイロット式の弁部を良好に動作させることのできる給水弁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】
【００１２】
而して請求項１のものは、(Ａ)(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)前記主弁を貫通して設けられ、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て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孔と、(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するパイロット弁とを有するパイロット式の弁部、及び(Ｂ)バルブボデーから前記２次側の流出水路を通って該弁部の側に延出し、該流出水路の側で前記パイロット弁を進退移動させる、該パイロット弁とは別体をなす操作軸を含み、該操作軸による前記パイロット弁の進退移動の操作により、前記主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、前記主水路の流量調節を行う給水弁装置において、前記操作軸に電動モータを連結して該操作軸を該電動モータにて軸方向に駆動するようになすとともに、前記背圧室と前記流出水路とを連通させる圧抜孔、前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する圧抜弁、及び該圧抜弁を開弁させる、前記操作軸よりも細径をなす圧抜ピンを設けて、該圧抜ピンを前記圧抜孔を挿通し前記流出水路側に突出させて該圧抜ピンを前記電動モータにて駆動するようになし、該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させて前記背圧室の籠り圧を圧抜きし、引き続き前記操作軸にて前記パイロット弁を開弁側に後退移動させるように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、前記パイロット弁が前記圧抜弁を、前記パイロット孔が前記圧抜孔を兼用していて、該パイロット弁と前記操作軸との間に前記圧抜ピンが介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該パイロット弁を閉弁状態から開弁させて前記圧抜きを行い、続いて該圧抜ピンを介し該操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする。
【００１４】
請求項３のものは、請求項１において、前記圧抜弁が前記パイロット弁とは別途に、前記圧抜孔が前記パイロット孔とは別途にそれぞれ設けてあり、前記電動モータによる駆動にて前記圧抜ピンを介し前記圧抜弁を開弁させた後、前記操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする。
【００１５】
請求項４のものは、請求項３において、前記圧抜孔が前記パイロット弁を貫通して設けてあって、該圧抜孔が前記背圧室と前記流出水路とを前記パイロット孔を介して連通させるものとなしてあるとともに、前記圧抜弁が前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する状態に設けてあって、前記圧抜ピンが該圧抜弁と前記操作軸との間に介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させた後、閉弁状態にある前記パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする。
【００１６】
請求項５のものは、請求項３において、前記圧抜弁及び前記圧抜孔が、前記パイロット弁及び前記パイロット孔とはそれぞれ別の位置に設けてあって、前記圧抜ピンが前記操作軸を介さずに前記電動モータに連結してあることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１７】
以上のように本発明は、操作軸に電動モータを連結して、操作軸を電動モータにて軸方向に駆動するようになすとともに、背圧室と流出水路とを連通させる圧抜孔、及び背圧室側で圧抜孔を開閉する圧抜弁を設け、更に圧抜弁を開閉させる細径の圧抜ピンを圧抜孔を挿通して流出水路側に突出させる状態に設けてこれを電動モータに連結して駆動するようになし、そして圧抜ピンを介し圧抜弁を開弁させて背圧室の籠り圧を圧抜きし、引き続き操作軸にてパイロット弁を開弁側に後退移動させるようになしたものである。
【００１８】
本発明では、圧抜ピンが操作軸に対して細径をなしていることから、これに対応して圧抜孔を細径に形成することができ、従って圧抜ピンを電動モータにて開弁させる際に、小さな力でこれを開弁させることができる。
【００１９】
而して圧抜弁を開弁させることで、背圧室に生じていた籠り圧を圧抜きでき、背圧室の圧力を一気に降下させることができる。
従ってその後パイロット弁を操作軸にて後退移動させる際に、小さな力でこれを後退移動させることができ、かかるパイロット弁の後退移動により主水路における水量を増大し、流量調節（流調）することができる。
またパイロット弁の前進移動に伴って、流量減少方向に流調することができる。
【００２０】
また圧抜弁及びパイロット弁を小さな力で操作することができるため、電動モータとして出力の小さな小型のものを用いることが可能となり、以って給水弁装置をコンパクトに構成でき、また所要コストを安価となすことができる。更に電動モータによる消費電力を小さく抑えることが可能となる。
【００２１】
かかる本発明は、背圧室内の水をごく僅かに抜くだけで効果的に背圧室内の圧力を急激に降下させ、背圧室の籠り圧を解消できる点に着目してなされたものである。
【００２２】
本発明では、請求項２に従ってパイロット弁にて上記圧抜弁を、パイロット孔にて圧抜孔を兼用させて、そのパイロット弁と操作軸との間に上記の圧抜ピンを介在させ、操作軸にて圧抜ピンを介しパイロット弁を閉弁状態から開弁させて圧抜きを行い、続いて操作軸にてパイロット弁を後退移動させるようになしておくことができる。
この場合において、圧抜ピンはパイロット弁から操作軸側に突出する状態にパイロット弁に一体に設けておくことができる。
【００２３】
本発明ではまた、請求項３に従って圧抜弁をパイロット弁とは別途に、また圧抜孔をパイロット孔とは別途にそれぞれ設け、圧抜ピンを介して圧抜弁を開弁させた後、操作軸にてパイロット弁を後退移動させるようになしておくことができる。
【００２４】
この場合、圧抜孔の孔径を導入小孔即ち１次側の流入水路の水を背圧室に導く導入小孔の孔径よりも小孔径となし、またパイロット孔の孔径を導入小孔の孔径よりも大孔径となしておくことができる。
【００２５】
このようにすることで、圧抜弁を開弁させて圧抜孔を開放したときに、背圧室の圧力低下によってパイロット弁が大きく開弁し、また主弁が開弁してしまうのを防ぐことができる。そしてその後パイロット弁を開弁させることによって、そこで初めて主弁をこれに追従して開弁させることができる。
【００２６】
この場合において上記の圧抜孔を、パイロット弁を貫通して背圧室と流出水路とをパイロット孔を介して連通させる状態に設けるとともに、上記の圧抜弁を背圧室側で圧抜孔を開閉する状態に設け、そして圧抜ピンを圧抜弁と操作軸との間に介在させて、操作軸により圧抜ピンを介し圧抜弁を開弁させた後、圧抜ピンを介し又は介さずに直接操作軸にてパイロット弁を後退移動させるようになしておくことができる（請求項４）。
【００２７】
このようにすれば、圧抜弁をパイロット弁とは別に設けているにも拘らず同一の操作軸にて圧抜弁とパイロット弁とを移動操作することができる。
【００２８】
一方、請求項５に従って圧抜弁及び圧抜孔を、パイロット弁及びパイロット孔とは別の位置に設けて、圧抜ピンを上記の操作軸を介さずに電動モータに連結しておくことができる（請求項５）。
【００２９】
このようにすれば、圧抜弁及び圧抜孔、更に圧抜ピンをパイロット弁やパイロット孔と同じ位置に設けた場合のようにパイロット弁周りの構造を複雑化してしまうことがない利点が得られる。
尚この請求項５において、圧抜弁は一旦これを開弁させて背圧室の圧抜きを行った後にこれを閉弁させ、その圧抜弁の閉弁状態の下で操作軸にてパイロット弁を進退移動させるようになすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
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は水栓で、１２は水栓１０における吐水管である。
吐水管１２は、カウンタ上面等の取付面（図示省略）から起立する形態で設けられている。
吐水管１２は、ここでは全体として逆Ｕ字状のグースネック形状をなしており、その先端に吐水口１４が備えられている。
また吐水管１２には、最上位から先端にかけて下向きに下がった下がり形状部且つその先端部の上面に、吐止水と吐水の流量調節とを行う回転式のダイヤル操作部１６，赤外線式のセンサ１８が設けられている。
【００３１】
ここでダイヤル操作部１６は電気的操作部として構成してあって、このダイヤル操作部１６を回転させると、回転位置検出センサがこれを検知して、その回転位置に応じた信号を発生する。そしてその信号が後述の制御部２８に送られる。
センサ１８は、発光部から赤外線を発光し、人体による反射光を受光部で受光して人体検知を行うものである。
【００３２】
２２は給水路で、この給水路２２上に本実施形態の給水弁装置２４が設けられている。
２６はその駆動部となるステッピングモータ（電動モータ）で、給水弁装置２４における制御部２８に電気的に接続されている。
制御部２８にはまた、上記のダイヤル操作部１６（詳しくはその回転位置を検出する回転位置検出センサ）が電気的に接続されている。更にこの制御部２８には、上記のセンサ１８が電気的に接続されている。
【００３３】
図２及び図３に、この給水弁装置２４の具体的構成が示してある。
図において３０はバルブボデーで、分割体３０-１，３０-２，３０-３及び３０-４の上下の分割構造とされている。
このバルブボデー３０には、１次側の流入水路３２と、２次側の流出水路３４とが設けられており、それら流入水路３２と流出水路３４とで形成される主水路上にパイロット式の弁部が設けられている。
【００３４】
３６は、そのパイロット式の弁部におけるダイヤフラム弁から成る主弁で、この主弁３６は、図３にも示しているように硬質の主弁本体３８と、これにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜４０とから成っている。
この主弁３６は、主弁座４２に向けて進退移動して上記の主水路を開閉し、また開度を変化させる。
【００３５】
詳しくは、主弁３６は主弁座４２への着座によって主水路を遮断し、また主弁座４２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４２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を調節する。
【００３６】
この主弁３６の図中上側、即ち主弁３６に対し流出水路３４と反対側に背圧室４４が設けられている。
背圧室４４は、内部の圧力を主弁３６に対し図中下向きの閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁３６には、これを貫通して１次側の流入水路３２と背圧室４４とを連通させる導入小孔４６が設けられている。
導入小孔４６は、流入水路３２からの水を背圧室４４に導いて背圧室４４の圧力を増大させる。
【００３７】
主弁３６にはまた、これを貫通して背圧室４４と２次側の流出水路３４とを連通させる、水抜水路としてのパイロット孔４８が設けられている。
このパイロット孔４８は、背圧室４４内の水を流出水路３４に抜いて背圧室４４の圧力を減少させる。
【００３８】
４５は、上記パイロット式の弁部におけるプランジャ弁から成るパイロット弁で、その下部にはゴム等の弾性材から成るシール部材４７が設けられている。
このパイロット弁４５は図中上下方向、即ち主弁３６に設けられたパイロット弁座５０に対し図中上下方向（軸方向）に進退移動して、パイロット孔４８の開度を変化させる。
【００３９】
詳しくは、パイロット弁４５がパイロット弁座５０に着座することでパイロット孔４８が閉鎖され、またパイロット弁４５がパイロット弁座５０から図中上向きに離間することで、パイロット孔４８が開放される。
更にパイロット弁４５のパイロット弁座５０からの離間量に応じてパイロット孔４８の開度が変化せしめられる。
【００４０】
但しこの実施形態では、実際にはパイロット弁４５が図中上下方向に進退移動すると、主弁３６がこのパイロット弁４５に追従して図中上下方向に進退移動する。
その際、主弁３６はパイロット弁座５０とパイロット弁４５との間に一定の微小な追従間隙を保持した状態で、パイロット弁４５の進退移動に追従して同方向に進退移動する。
【００４１】
詳しくは、図５（II）に示しているようにパイロット弁４５が図中上方向に後退移動すると、背圧室４４内からパイロット孔４８を通じて流出水路３４に抜ける水の量が増大して、背圧室４４の圧力が低下する。
すると背圧室４４の圧力と流入水路３２の圧力とをバランスさせるようにして、主弁３６がパイロット弁４５の後退移動に追従して上向きに後退移動し、主水路の開度を大として流入水路３２から流出水路３４に流通する水の量を増大させる（図５（II））。
【００４２】
主弁３６は、パイロット弁座５０とパイロット弁４５との間隙を一定に維持しつつ、パイロット弁４５の更なる後退移動に追従して同方向に移動し、主水路の開度を更に拡くして、主水路における水の流量を増大変化させる（図５（III））。
【００４３】
また逆にパイロット弁４５が図中下向きに前進移動すると、図６（I）に示すように背圧室４４の圧力と流入水路３２の圧力とをバランスさせるようにして、主弁３６がパイロット弁４５の前進移動に追従して図中下向きに移動し、主水路の開度を減少変化させて、主水路における水の流量を減少させる（図６（II））。
そして最終的に主弁３６及びパイロット弁４５が主弁座４２，パイロット弁座５０に着座して、それぞれが閉弁状態となる（図６（III））。
【００４４】
尚、図３に示しているように主弁３６における主弁本体３８には、円筒形状をなすガイド部５１が上向きに起立状態に一体に設けられており、このガイド部５１によって、パイロット弁４５の進退移動時の案内がなされるようになっている。
このパイロット弁４５と分割体３０-４との間には金属製のコイルばね５２が介装されており、このコイルばね５２によってパイロット弁４５が図中下向き、即ち閉弁方向に付勢されている。
【００４５】
図３に示しているようにこの実施形態では、後述の操作軸５６に対して細径をなす圧抜ピン５４が、パイロット弁４５から図中下向きに突出しており、この圧抜ピン５４がパイロット孔４８を挿通している。
この実施形態では、パイロット弁４５が圧抜弁を兼ねており、またパイロット孔４８が圧抜孔を兼ねている。
この圧抜孔を兼ねたパイロット孔４８には操作軸５６は挿入されず、かかるパイロット孔４８は圧抜ピン５４に対応した孔径で操作軸５６よりも細径に形成されている。
【００４６】
図３において、５６はパイロット弁４５に対し図中上下方向に対向して同軸状に配置された操作軸で、この操作軸５６は、バルブボデー３０から２次側の流出水路３４を通って上記のパイロット式の弁部の側に延出し、その流出水路３４側でパイロット弁４５を介して主弁３６を操作する。
【００４７】
この操作軸５６には、図２に示しているようにステッピングモータ２６が連結され、かかる操作軸５６がステッピングモータ２６にて駆動されるようになっている。
図２において、６０はステッピングモータ２６の出力軸で、この出力軸６０にカム部材６２が一体回転状態に組み付けられている。
このカム部材６２は円筒形状をなしていて、図４に示しているように中心部に挿入孔６４を有しており、そこに出力軸６０が上向きに挿入されている。
【００４８】
図４に詳しく示しているように、この出力軸６０とカム部材６２の挿入孔６４とには、切落し形状の平坦な係合面６６，６８がそれぞれ形成されており、出力軸６０と挿入孔６４とがそれら係合面６６と６８とにおいて互いに係合させられている。
そしてそれらの係合作用により、カム部材６２が出力軸６０と一体回転するようになっている。
ここでカム部材６２の上面は、周方向に沿って図中反時計方向に移動するにつれ上方に移行する形状の、部分螺旋形状をなすカム面７０とされている。
【００４９】
一方操作軸５６の下端部には、このカム部材６２の回転に従動して移動する従動キャップ７２が取り付けられている。
従動キャップ７２には、その中心部に挿込孔７６が形成され、そこに操作軸５６が圧入によって挿し込まれている。
【００５０】
この従動キャップ７２には、下向きに突出する突起７４が設けられており、この突起７４が、カム部材６２における上面のカム面７０に図中下向きに当接させられている。
従ってステッピングモータ２６の出力軸６０が回転し、そしてこれと一体にカム部材６２が回転すると、操作軸５６がカム面７０のカム作用で上下方向に駆動され、パイロット弁４５を介して主弁３６を動作させる。
【００５１】
図２に示しているようにバルブボデー３０、詳しくは分割体３０-２には、その中心部に凹部７７が形成されており、その凹部７７の下部に、上記の従動キャップ７２が上下に摺動可能に嵌挿されている。
一方凹部７７の上部にはグリースキャップ７８が嵌挿されている。このグリースキャップ７８の内側にはグリース溜りが形成され、そこにグリースが保持されている。
【００５２】
このグリースキャップ７８と従動キャップ７２との間には、金属製のコイルばね８０が介装されており、このコイルばね８０によって、従動キャップ７２が図中下向きに付勢されている。即ち操作軸５６がコイルばね８０にて図中下向きに付勢されている。
【００５３】
上記操作軸５６は、分割体３０-２の凹部７７から、分割体３０-３の貫通孔８２を貫通して２次側の流出水路３４へと突出している。
そして分割体３０-３には、図３に示しているようにその貫通孔８２の一部が環状の収容凹所８４とされ、そこに環状シール部材としての弾性を有するゴム製のＯリング８６が収容されている。
そしてこのＯリング８６によって、操作軸５６とバルブボデー３０との間、詳しくはその分割体３０-３との間が水密にシールされている。
【００５４】
この実施形態では、図２及び図３に示すように主弁３６及びパイロット弁４５が閉弁状態の下で、操作軸５６をステッピングモータ２６により図中上向きに移動させ、操作軸５６を圧抜ピン５４に当接させてパイロット弁４５を僅かに持ち上げることで、背圧室４４に生じていた籠り圧を抜くことができる。
このとき、背圧室４４内の水を僅かに流出水路３４側に抜くだけで、図１０（イ）に示しているように背圧室４４の籠り圧を抜き、背圧室４４の圧力を急激に大きく降下させることができる。
【００５５】
操作軸５６は、ステッピングモータ２６により引き続き図中上向きに押し上げられ、これにより圧抜ピン５４を介してパイロット弁４５が図中上向きに後退移動させられ、これにより主弁３６がパイロット弁４５に追従して同方向に後退移動し、その開度を増大変化させて主水路を流れる水の流量を増大させる。
即ち主水路における水の流量を増大側に調節する。
【００５６】
また操作軸５６を図中下向きに移動させると、パイロット弁４５が図中下向きに前進移動し、そしてこれに追従して主弁３６が図中下向きに前進移動してその開度を減少変化させる。
そしてこれにより主水路を流れる水の流量を減少させる。
【００５７】
以上のように本実施形態では、操作軸５６にて圧抜ピン５４を僅かに押し上げることで背圧室４４内に生じていた籠り圧を圧抜きでき、背圧室４４の圧力を一気に降下させることができる。
またこの実施形態ではパイロット孔４８の孔径が可及的に小さくされているため、その後にパイロット弁４５を操作軸５６にて後退移動させる際にも、小さな力でこれを後退移動させることができ、パイロット弁４５の後退移動により主水路における水量を増大側に調節（流調）することができる。
またパイロット弁４５の前進移動に伴って流量減少方向に流調することができる。
【００５８】
本実施形態では、パイロット弁４５を小さな力で操作することができるため、ステッピングモータ２６として出力の小さな小型のものを用いることが可能となり、以って給水弁装置２４をコンパクトに構成でき、また所要コストを安価となすことができる。更にステッピングモータ２６による消費電力を小さく抑えることができる。
【００５９】
次に図７は、本発明の他の実施形態を示している。
この例は、パイロット弁４５の底部にこれを貫通し、背圧室４４と流出水路３４とを、パイロット孔４８を介して連通させる圧抜孔８８を設けるとともに、パイロット弁４５の円筒部９０の内部に、圧抜孔８８を開閉する圧抜弁９２を設け、これを金属製のコイルばね９４にて図中下向き即ち閉弁方向に付勢し、圧抜弁９２をパイロット弁４５に設けた圧抜弁９２用の弁座１００に着座させるようになした例である。
尚、パイロット弁４５にはキャップ９６が螺合されており、そのキャップ９６と圧抜弁９２との間に、上記のコイルばね９４が介装されている。
【００６０】
この圧抜弁９２からは、操作軸５６に対して細径をなす圧抜ピン５４が図中下向きに突出し、かかる圧抜ピン５４が、パイロット弁４５に形成された圧抜孔８８を挿通し、操作軸５６に対して軸方向に対向せしめられている。
尚、上記のキャップ９６からは突出部９８が下向きに立ち下がっており、この突出部９８が、圧抜弁９２に対して対向せしめられている。
この実施形態では、圧抜孔８８の孔径Ｘが導入小孔４６の孔径Ｙに対して小孔径とされており、またパイロット孔４８の孔径Ｚが導入小孔４６の孔径Ｙに対して大孔径とされている。
【００６１】
この実施形態では、図８（Ｉ）に示しているようにステッピングモータ２６により操作軸５６を図中上向きに突き上げると、操作軸５６が先ず圧抜ピン５４に当接して、圧抜弁９２を僅かに上昇させる。この時点で背圧室４４内に生じていた籠り圧が解消する（円筒部９０の内部は連通孔にて背圧室４４と連通している）。
【００６２】
操作軸５６は、引き続いて圧抜ピン５４を上向きに押し上げることで、圧抜弁９２と突出部９８との当接作用により、パイロット弁４５を閉弁状態から図中上向きに押し上げ、パイロット弁４５を開弁させる。
その後更に操作軸５６はパイロット弁４５を図中上向きに後退移動させ、主弁３６をこれに追従して後退移動させて、その開度を漸次増大させる（図８(II)）。
【００６３】
この実施形態では、操作軸５６にて圧抜弁９２を開弁させても、そのことによってパイロット弁４５は直ちに閉弁状態から開弁動作せず（図８（I））、その後操作軸５６からの操作力が圧抜ピン５４，突出部９８を介してパイロット弁４５に加えられることで、そこで初めてパイロット弁４５が閉弁状態から開弁動作する。
【００６４】
本実施形態においても、圧抜弁９２を開弁させて圧抜孔８８を開放することで、背圧室４４の籠り圧を解消することができ、その後小さな力でパイロット弁４５を開弁させ、またこれに追従して主弁３６を開弁させることができる。
【００６５】
またこの実施形態では、圧抜弁９２をパイロット弁４５とは別に設けているにも拘らず、同一の操作軸５６にて圧抜弁９２とパイロット弁４５とを移動操作することができる。
【００６６】
図９は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は、上記パイロット弁４５とは離れた別の位置において、連通路１０４にて背圧室４４に連通した圧抜室１０６をバルブボデー３０に設けて、そこに圧抜弁９２を収容し、この圧抜弁９２にて圧抜孔８８を開閉させるようになしたものである。
ここで圧抜孔８８は連通路１０４，圧抜室１０６を介して背圧室４４と流出水路３４とを連通させるようになしてある。
この実施形態において、連通路１０４，圧抜室１０６もまた圧抜孔８８の一部をなすものと考えることもできる。
【００６７】
この圧抜弁９２からは、圧抜ピン５４が図中下向きに長く突出しており、この圧抜ピン５４が、上記のカム部材６２を介してステッピングモータ２６に連結されている。
ここでカム部材６２には、圧抜弁９２用のカム部１０７が設けられており、このカム部１０７に、圧抜ピン５４を図中上下方向に移動させるためのカム面１０８が形成されている。
【００６８】
ここでカム面１０８は、操作軸５６にてパイロット弁４５を開弁させる直前に、圧抜弁９２を開弁させるものとなしてある。
またこのカム面１０８は、図１０（ロ），（ハ）に示しているように圧抜弁９２を開弁させた後、操作軸５６がパイロット弁４５を開弁させた後において、圧抜弁９２を再び閉弁させるようにその形状が定めてある。
【００６９】
尚、パイロット弁４５からは操作軸５６よりも細径をなすピン１１０が図中下向きに突出し、操作軸５６に対して対向せしめられているが、この実施形態ではピン１１０は圧抜ピンとしての働きを有していない。
【００７０】
但し操作軸５６はこのピン１１０を介してパイロット弁４５を移動させるようになしてあり、従ってパイロット孔４８の孔径は操作軸５６よりも小孔径をなしており、背圧室４４の圧抜きを行った後において、パイロット弁４５を操作軸５６にて開弁させる際の操作抵抗も小となしてある。
【００７１】
本実施形態では、圧抜弁９２及び圧抜孔８８、更に圧抜ピン５４をパイロット弁４５やパイロット孔４８と同じ位置に設けた場合のようにパイロット弁４５周りの構造を複雑化してしまうことがない利点が得られる。
【００７２】
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。
例えば上記の圧抜ピンは圧抜弁と別体をなして、これを圧抜弁と操作軸或いはカム部材との間に介在させておく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】
【００７３】
【図１】本発明の一実施形態である給水弁装置を有する水栓の概略全体図である。
【図２】同実施形態の給水弁装置を示す正面断面図である。
【図３】図２の給水弁装置の要部拡大図である。
【図４】同実施形態における駆動力の伝達機構を各部品に分解して示す斜視図である。
【図５】同実施形態の作用説明図である。
【図６】図５に続く作用説明図である。
【図７】本発明の他の実施形態の図である。
【図８】第２実施形態の作用説明図である。
【図９】本発明の更に他の実施形態の図である。
【図１０】図９の実施形態の作用説明図である。
【図１１】従来の給水弁装置の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
２４ 給水弁装置
２６ ステッピングモータ（電動モータ）
３０ バルブボデー
３２ 流入水路
３４ 流出水路
３６ 主弁
４２ 主弁座
４４ 背圧室
４５ パイロット弁（圧抜弁）
４６ 導入小孔
４８ パイロット孔（圧抜孔）
５０ パイロット弁座
５４ 圧抜孔
５６ 操作軸
８８ 圧抜孔
９２ 圧抜弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
(Ａ)(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)前記主弁を貫通して設けられ、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て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孔と、(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するパイロット弁とを有するパイロット式の弁部、及び(Ｂ)バルブボデーから前記２次側の流出水路を通って該弁部の側に延出し、該流出水路の側で前記パイロット弁を進退移動させる、該パイロット弁とは別体をなす操作軸を含み、該操作軸による前記パイロット弁の進退移動の操作により、前記主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、前記主水路の流量調節を行う給水弁装置において、
前記操作軸に電動モータを連結して該操作軸を該電動モータにて軸方向に駆動するようになすとともに、
前記背圧室と前記流出水路とを連通させる圧抜孔、前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する圧抜弁、及び該圧抜弁を開弁させる、前記操作軸よりも細径をなす圧抜ピンを設けて、該圧抜ピンを前記圧抜孔を挿通し前記流出水路側に突出させて該圧抜ピンを前記電動モータにて駆動するようになし、該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させて前記背圧室の籠り圧を圧抜きし、引き続き前記操作軸にて前記パイロット弁を開弁側に後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項２】
請求項１において、前記パイロット弁が前記圧抜弁を、前記パイロット孔が前記圧抜孔を兼用していて、該パイロット弁と前記操作軸との間に前記圧抜ピンが介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該パイロット弁を閉弁状態から開弁させて前記圧抜きを行い、続いて該圧抜ピンを介し該操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項３】
請求項１において、前記圧抜弁が前記パイロット弁とは別途に、前記圧抜孔が前記パイロット孔とは別途にそれぞれ設けてあり、前記電動モータによる駆動にて前記圧抜ピンを介し前記圧抜弁を開弁させた後、前記操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項４】
請求項３において、前記圧抜孔が前記パイロット弁を貫通して設けてあって、該圧抜孔が前記背圧室と前記流出水路とを前記パイロット孔を介して連通させるものとなしてあるとともに、前記圧抜弁が前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する状態に設けてあって、前記圧抜ピンが該圧抜弁と前記操作軸との間に介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させた後、閉弁状態にある前記パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項５】
請求項３において、前記圧抜弁及び前記圧抜孔が、前記パイロット弁及び前記パイロット孔とはそれぞれ別の位置に設けてあって、前記圧抜ピンが前記操作軸を介さずに前記電動モータに連結してあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項１】
(Ａ)(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)前記主弁を貫通して設けられ、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て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孔と、(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するパイロット弁とを有するパイロット式の弁部、及び(Ｂ)バルブボデーから前記２次側の流出水路を通って該弁部の側に延出し、該流出水路の側で前記パイロット弁を進退移動させる、該パイロット弁とは別体をなす操作軸を含み、該操作軸による前記パイロット弁の進退移動の操作により、前記主弁を該パイロット弁の進退移動に追従して同方向に進退移動させ、前記主水路の流量調節を行う給水弁装置において、
前記操作軸に電動モータを連結して該操作軸を該電動モータにて軸方向に駆動するようになすとともに、
前記背圧室と前記流出水路とを連通させる圧抜孔、前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する圧抜弁、及び該圧抜弁を開弁させる、前記操作軸よりも細径をなす圧抜ピンを設けて、該圧抜ピンを前記圧抜孔を挿通し前記流出水路側に突出させて該圧抜ピンを前記電動モータにて駆動するようになし、該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させて前記背圧室の籠り圧を圧抜きし、引き続き前記操作軸にて前記パイロット弁を開弁側に後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項２】
請求項１において、前記パイロット弁が前記圧抜弁を、前記パイロット孔が前記圧抜孔を兼用していて、該パイロット弁と前記操作軸との間に前記圧抜ピンが介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該パイロット弁を閉弁状態から開弁させて前記圧抜きを行い、続いて該圧抜ピンを介し該操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項３】
請求項１において、前記圧抜弁が前記パイロット弁とは別途に、前記圧抜孔が前記パイロット孔とは別途にそれぞれ設けてあり、前記電動モータによる駆動にて前記圧抜ピンを介し前記圧抜弁を開弁させた後、前記操作軸にて該パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項４】
請求項３において、前記圧抜孔が前記パイロット弁を貫通して設けてあって、該圧抜孔が前記背圧室と前記流出水路とを前記パイロット孔を介して連通させるものとなしてあるとともに、前記圧抜弁が前記背圧室側で該圧抜孔を開閉する状態に設けてあって、前記圧抜ピンが該圧抜弁と前記操作軸との間に介在させてあり、該操作軸にて該圧抜ピンを介し該圧抜弁を開弁させた後、閉弁状態にある前記パイロット弁を後退移動させるようになしてあることを特徴とする給水弁装置。
【請求項５】
請求項３において、前記圧抜弁及び前記圧抜孔が、前記パイロット弁及び前記パイロット孔とはそれぞれ別の位置に設けてあって、前記圧抜ピンが前記操作軸を介さずに前記電動モータに連結してあることを特徴とする給水弁装置。
【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２００９−２６４４８５（Ｐ２００９−２６４４８５Ａ）
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１１４６７９（Ｐ２００８−１１４６７９）
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１１月１２日（２００９．１１．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年４月２４日（２００８．４．２４）
【出願人】（００００００４７９）株式会社ＩＮＡＸ (1,429)
【Ｆターム（参考）】
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