フラッシュバルブの構造・動作原理

フラッシュバルブの構造・動作原理 URL http://matsui-ss.com/ （2022年4月作成）

目次 •前書き・・・・・・・・・・・・・・p.2 •フラッシュバルブの特徴・・・・・・p.3 •フラッシュバルブの構造・・・・・・p.4 •動作原理・・・・・・・・・・・・・p.5～6 •フラッシュバルブ各部の役割・・・・p.7～9 1

前書き 本資料では、駅、商業施設、学校などの公共施設に必ず と言って良いほど設置されているトイレの中で、水を流す 重要な役割を持つフラッシュバルブについて説明します。 具体的にはフラッシュバルブの特徴、トイレの進化、構造、 動作原理についてイラストを用いながら説明していきたい と思います。 【フラッシュバルブの使用場面】 フラッシュバルブは和式タイプの便器によく附属してい ます。水を流すレバ−の付いた製品がそれです。また、男 性用小便器に取付けられているプッシュ式のボタンがつい た製品にもフラッシュバルブが使用されています。 次ページでは、フラッシュバルブの特徴やその歴史を見 てみます。 2

フラッシュバルブの特徴 昔の小便器ではよくフラッシュバルブが使われていまし た。フラッシュバルブは、給水時は手動で操作を行い、一 定時間だけ洗浄水を流して、自動で止水することを特徴と する装置です。また、水圧によってピストンバルブを上下 させますが、設置条件として使用圧力範囲は一般的に0.05～ 0.75MPaです。 現在販売されている小便器の主流は便器とセンサ−が一 体となった自動洗浄小便器であり、センサ−（マイクロ 波・赤外線センサ−等）で便器前の人を感知して人が便器 前を離れると電磁弁が開き洗浄水を流し、一定時間後に電 磁弁を閉じて止水します。 フラッシュバルブから自動洗浄小便器までの流れを振り 返ってみましょう。 「フラッシュバルブ式」が主流の頃に「タンク式」という タイプがあり、圧力が無いところ等で使われていました。 トイレの便器より高い位置にタンクが設置されており、タ ンク内の水が貯まれば流れる仕組みになっており、現在で も家庭用トイレでよく使用されています。公共施設である 駅などでは、不特定多数の人が連続でトイレに入る可能性 があります。「タンク式」だとタンクに満タンに水が溜ま らないとトイレがよく流れませんが、「フラッシュバルブ 式」はタンクが必要なく水道管から直接水を流してこれる ので、駅や商業施設で多く使用される様になりました。 ただし、流し忘れもあることから使用するたびに洗浄す る方法としてセンサ−タイプが出来ました。そして配管も 一体化した自動洗浄小便器へと製品が進化しています。 今はセンサ−の窓も見えないようになっています。次はど の様な新しいカタチになるのでしょうか？ 3

フラッシュバルブの構造 フラッシュバルブの断面形状は以下の様となります。 圧力室 流量調節部 ピストンバルブ リリ−フバルブ 流量は流量調節部によって調節ができます。また、圧力 室の体積を調節することでも流量等の調整が可能です。 （詳細は各メ−カ−の取扱説明書や仕様書等で確認願い ます） 4

動作原理 このページではフラッシュバルブの一連の動きをイラスト を用いながら連続で説明します。 1 2 シールされ止水 水の流れ リリ−フバルブが開くと、 上のイラストは一次側に一次圧 圧力室の一次圧が便器へと が充満している状態です。 流れて圧力室の圧力が弱く なります。 3 【ピストンバルブ上昇の補足説明】 ピストンバルブ ① 止まっている 上昇 ② 動き出す 上のイラストは両サイドから同じ 圧力室の圧力が下がると、一次 圧力が掛かった状態とします（状 側の水圧に押されてピストンバ 態①）。中の部品は等しい圧力で ルブが上昇を始めます。ピスト 押されているので動きません。 ンバルブが上昇することで弁体 この状態で片方の圧力が弱くなる が開き、便器へ一次側の水が流 と（状態②）、部品は弱い方に押 れて行きます。 されます。 5

動作原理 4 ピストンバルブ 下降 圧力 ピストンバルブが上昇することで圧力室の体積が小さくなります が、リリ−フバルブが閉じていることにより圧力室に圧力が上昇 していき、上昇したピストンバルブが下降する方向に押し返す力 が発生します。 5 シールされ止水 ピストンバルブは下降を続けて弁体に当たり、便器への水の供給を 遮断し自動で止水します。 6

ピストンバルブの役割 本ページからは、フラッシュバルブの主要部分の役割を おさらいしていきます。まずはピストンバルブです。 フラッシュバルブの重要な役割を担っているピストンバ ルブ（イラスト中の緑色部分）ですが、この後に説明する リリ−フバルブ、圧力室と密接な関係にあり、大きく以下 ３つの役割があります。 一つ目の役割として、弁体（シ−ル部）として一次側の 水を止水します（動作原理ページのイラスト１と５）。 二つ目の役割として、一次側の水（水圧）を圧力室を経 由してリリ−フバルブへ繋ぐ通路を有しています（動作原 理ページのイラスト２）。 三つ目の役割として、ピストンバルブが上昇と下降をし、 ピストンバルブの動きで給水・止水を行います（動作原理 ページのイラスト３と４）。 上昇と下降を 繰り返す 7

リリ−フバルブの役割 次に、リリ−フバルブについて説明します。 リリ−フバルブはピストンバルブ内にあり、圧力室と二次 側の弁体（シ−ル部）となります。押しボタンを押すとリ リ−フバルブが押されてリリ−フバルブが開く構造となっ ています。 リリ−フバルブの最も重要な役割として、圧力室の水圧 を一次圧から二次圧にし、フラッシュバルブの動作原理の トリガ−となります（動作原理ページのイラスト２）。 力点（圧力） 支点 作用点 リリ−フバルブ 軽い力で傾く フラッシュバルブの内部は高い圧力となっていますが、 リリ−フバルブは『てこの原理』を用いることで軽い力で 操作が可能となっています。 8

圧力室の役割 最後に、圧力室について説明します。 圧力室は一次側から二次側への通路ともなっており（動作 原理ページのイラスト２）、リリ−フバルブの開閉により 圧力室内における圧力の上昇・減少を行い、ピストンバル ブを上昇・下降させます（動作原理ページのイラスト３と ４）。 ①ボタン押下 ②リリーフバルブ傾斜 ⑤ピストンバルブ下降 ③ピストンバルブ上昇 ④便器に水が流れる 9