水圧差で止水する隔膜機構の基本構造

中部マリン水道サービス

ダイヤフラムは、トイレタンク内部の部品の一部です。

長くトイレを使用し続けていると、タンク内にたっぷりと水が溜まっているのにも関わらず、水が止まらなくなってしまうという事象が発生することがあります。そのまま使用していると、水道が流れっぱなしということになりますので、早急に修理しないと、水道代がかさんでしまいます。レバーハンドルなどに何も問題がないのにも関わらずこのような症状が起こっている場合は、タンク下部にある排水弁の摩耗もしくはボールタップの故障が発生している可能性が高いです。特に発生頻度が高いのがボールタップの故障による止水不良です。ボールタップが故障している場合には、バルブを交換することによって治せる可能性が高いです。ただし、使用しているトイレの型番によっては、メーカー純正部品を取り寄せて交換する必要が生じます。
一般的なボールタップのバルブは汎用品なので、比較的容易に入手することができます。ただし、同じボールタップの故障でも、ダイヤフラムという名前のトイレタンクの内部部品の交換が必要になるケースがあります。このダイヤフラムは、特定のトイレメーカーが自社製品のトイレに使用しているメーカー純正部品の名前なので、一般的な水道用語説明サイトなどを調べてみても、そこには掲載されていない可能性が高いです。どのような部品なのかというと、プラスチックとゴムが組み合わさった形状になっています。このゴムが経年劣化によって破れてしまうことによって、水が止まらなくなってしまう可能性があります。

トイレタンク内のダイヤフラムの仕組み

トイレタンク内で用いられるダイヤフラムは給水弁や定水位弁の作動を安定させるための弾性隔膜部材であり、金属摺動部を減らしつつ水圧を利用して弁体を開閉させる構造により静粛性と耐久性を両立させる点が特徴となる。そして施工者が現場で理解すべき要点はダイヤフラムが単なるゴム膜ではなく圧力差を受けて変形しその変形量で弁座への当たりを制御する機構であるという点であり、給水側圧力とタンク内水位変化が連動して開閉タイミングを決めるため、給水圧が高過ぎる場合や異物混入がある場合には動作が乱れて止水不良や充水遅れとして現れる。タンクへ給水が開始されると給水通路から導入された水がダイヤフラム上下面の圧力バランスを変化させるが、弁が開いている間は弁座側の流路が確保されるのでダイヤフラムは所定形状で保持されながら一定流量を確保しつつ充水が進行する。そして水位が上昇してフロート機構がリンクを介して弁操作部へ力を伝えると弁体が弁座へ近づくが、その際にダイヤフラムは水圧を受けて弁体側へ押し付けられるためわずかな移動で確実にシールが成立しやすく、結果として止水動作が速やかに完了して水位が安定する。ところがダイヤフラム表面にスケールや砂粒が付着すると弁座との密着が阻害されて微小な通水が残りやすくなり、その微小通水が続くとオーバーフロー管へ水が流れ続ける現象やボールタップが断続的に作動する現象として現れるため、分解点検では弁座面とダイヤフラム縁部の当たり痕や変形癖を確認しつつストレーナの目詰まりも併せて確認することが重要となる。しかもダイヤフラムは弾性材料であるため経年で硬化や亀裂が進行すると圧力差に対する追従性が低下し、止水遅れや充水不足や作動音の増大が発生しやすくなるが、この場合に周辺部品だけを交換しても改善しないことがあるので、用語としての適合品番を確認しながらダイヤフラム一式交換を基本として弁座側の摩耗状況も同時に点検する手順が合理的となる。また現場では給水圧の変動が大きい建物や受水槽ポンプ制御が荒い系統で症状が顕在化しやすいが、減圧弁の設置や止水栓開度調整によりダイヤフラムへ過大負荷を与えない状態に整えると再発を抑制できる。そして施工完了後は水位設定を規定範囲へ合わせつつ静置状態での止水確認と連続洗浄による復帰確認を実施し、微小通水が残らないことを確認してから復旧すればクレーム発生を抑えやすい。このようにトイレタンク内のダイヤフラムは水圧差を利用して弁体の密着と復帰を制御する中核部材であり、汚れと摩耗と圧力条件の影響を受けやすいことから点検時には密着面の状態確認と給水条件の是正を同時に行うことが実務上の要点となる。


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