JP2003321864A - 洗浄水供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気を使用せずに洗浄水の供給時間を管理す
る洗浄水供給装置に関するもので、使用者が簡便に洗浄
水供給時間の変更できる他、製品出荷時はもとより、設
置後洗浄水供給時間が変化した場合でも、容易に調整可
能な洗浄水供給装置を提供する。 【解決手段】 使用者の操作をエネルギーとして蓄える
バネと、該バネに蓄えられたエネルギーによって回動す
るカムと、該カムによって駆動されて洗浄水の供給流路
を開閉するためのバルブと、前記カムと連結され前記カ
ムの回転速度を設定する速度設定手段を備えた洗浄水供
給装置において、前記速度設定手段は磁石により生起す
る磁界中を相対運動し電磁変換を行う電気伝導体とから
なる電動子を備え、該電動子には起電力を取り出す出力
部を備え、該出力部に可変抵抗手段が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気を使用せずに
洗浄水の供給時間を管理する洗浄水供給装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来の洗浄水供給装置としては図１９に
示すように、流体の通路を開閉する複数のバルブ機構の
作動時間を切り替えるバルブ切替タイマユニットと、蓄
勢されたばねが解放されるときの巻上軸の回転を調速す
る渦電流ガバナと、ばねの解放力で回転する巻上軸の回
転を伝達されてそれぞれ回転し、複数のバルブ機構の作
動時間に応じたカム形状を有する複数のカムからなった
手動操作用の切換えタイマユニットが知られている（例
えば、特許文献１参照。）。

【０００３】上記構成により、電気を使用せずに複数の
バルブ機構の作動時間を制御することができ、省エネで
環境に優しい装置となる。特に、便器の洗浄水供給装置
の様に、停電時の未作動が使用者の生活に混乱を与える
ものに関しては、電動式にもかかわらず、停電時での作
動可能な装置が別途必要となるが、手動式である為、そ
のような装置も必要なくシンプルな構成となる。

【０００４】

【特許文献１】特開平６−２０５７６号公報（第２−８
頁、第１図）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】渦電流ガバナには回転
数等の作動状態を確認し、磁石や磁極の位置を変化させ
て磁界の磁束密度を変えて制動力を変えられるように開
孔が備えられているが、調整可能な範囲が非常に狭くも
っぱら出荷時の微調整に用いられているので、共通のユ
ニットを用いて各々の目的や用途に応じて制動力を変化
させて仕様の異なる洗浄水吐水装置を構成することや、
設置後バネに蓄えるエネルギー量の変化、バルブとカム
などの摺動部のエネルギー損失量の変化、速度設定手段
で消費するエネルギー量の変化等により洗浄水供給時間
が変化した場合、容易に調整ができない。

【０００６】さらには、磁石や磁極の位置を直接変化さ
せると、調整後に輸送した場合や経年変化などで設定さ
れた位置が容易に変動することがあるので、これを防ぐ
ためには調整後に調整部をシール剤や接着剤で固定して
おく必要がある。ところがこれでは一旦調整してしまう
と再調整が困難であり、バルブの開閉動作と連動させて
制動力を変化させたり、あるいは弁の作動時間や速度を
使用者が選択できるように構成することができない。

【０００７】本発明の目的は、電気を使用せずに洗浄水
の供給時間を管理する洗浄水供給装置に関するもので、
使用者が簡便に洗浄水供給時間の変更できる他、製品出
荷時はもとより、設置後バネに蓄えるエネルギー量の変
化、バルブとカムなどの摺動部のエネルギー損失量の変
化、速度設定手段で消費するエネルギー量の変化等によ
り、洗浄水供給時間が変化した場合でも、容易に調整可
能な洗浄水供給装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段及び作用】請求項１におい
ては、使用者の操作をエネルギーとして蓄えるバネと、
該バネに蓄えられたエネルギーによって回動するカム
と、該カムによって駆動されて洗浄水の供給流路を開閉
するためのバルブと、前記カムと連結され前記カムの回
転速度を設定する速度設定手段を備えた洗浄水供給装置
において、前記速度設定手段は磁石により生起する磁界
中を相対運動し電磁変換を行う電気伝導体とからなる電
動子を備え、該電動子には起電力を取り出す出力部を備
え、該出力部に可変抵抗手段が接続されており、使用者
が簡便に洗浄水供給時間の変更できる他、製品出荷時は
もとより、設置後バネに蓄えるエネルギー量の変化、バ
ルブとカムなどの摺動部のエネルギー損失量の変化、速
度設定手段で消費するエネルギー量の変化等により、洗
浄水供給時間が変化した場合でも、容易に洗浄水供給時
間を調整することができる。

【０００９】請求項２においては、前記可変抵抗手段
は、ロータリスイッチと複数の固定抵抗からなり、速度
設定手段の出力部に接続された抵抗値をステップ式に変
更することができ、洗浄水供給時間の変更又は、調整操
作が簡便になる。

【００１０】請求項３においては、前記可変抵抗手段に
おける複数の固定抵抗の抵抗値は、前記ロータリスイッ
チの操作量と前記カム回動速度の変化量が略比例するよ
うに設定されており、変更又は使用者が洗浄水供給時間
を所定時間変化させる際、容易にロータリスイッチの操
作量を判断することができ、洗浄水供給時間の変更又
は、調整作業が短時間で可能となる。

【００１１】請求項４においては、前記可変抵抗手段に
おける複数の固定抵抗の抵抗値は、前記ロータリスイッ
チの操作量に対するカム回動速度の変化量の小さな区間
と変化量の大きい区間を備えるように設定されており、
ロータリスイッチの１ステップで変更できる変更時間を
異ならせたい場合は、上記構成にすることにより、洗浄
水供給時間の変更又は、調整作業がより短時間で可能と
なる。製品出荷時は、バネ荷重、摺動抵抗、速度設定手
段等の部品バラツキを調整する際は、正確に洗浄水供給
時間を調整する必要があるが、現場に設置後、バルブに
蓄えるエネルギー量の変化、カムなどの摺動によるエネ
ルギー損失量の変化、速度設定手段で消費するエネルギ
ー量の変化等により洗浄水供給時間の変化を調整する場
合は、正確な調整より簡便さが要求される。このよう
に、洗浄水供給時間を変化させる目的に応じてロータリ
スイッチの１ステップで変更できる変更時間は異ならせ
た方が好ましい場合もある。

【００１２】請求項５においては、請求項２の可変抵抗
手段を複数備え、使用する可変抵抗手段を選択する切替
スイッチを備えたものであり、洗浄水供給時間をより多
く設定することができる。又、洗浄水供給時間の変更目
的に応じて、ロータリスイッチを備えることにより、変
更者は操作するロータリスイッチとその操作量を判断す
ることができ、変更又は、調整作業がより短時間で可能
となる。

【００１３】請求項６においては、前記出力部には、前
記ロータリスイッチと複数の固定抵抗とは別に、アナロ
グ式に抵抗値を変更可能な第二可変抵抗手段が接続され
ているもので、製品出荷時、より正確に洗浄水供給時間
の調整が行えるようになる。

【００１４】請求７においては、前記第二可変抵抗手段
は多回転型可変抵抗器であり、１回転当たりの抵抗値変
更幅を小さくすることができ、製品出荷時、より正確に
洗浄水供給時間の調整が行えるようになる。

【００１５】請求項８においては、前記洗浄水供給装置
は、洗浄水の供給流路に設けられたパイロット弁と、こ
のパイロット弁の背圧室と連通したパイロット流路とを
備え、このパイロット流路を前記バルブによって開閉す
るものであり、水圧のエネルギーを利用してバルブを開
閉するため、使用者が操作時、与えるエネルギー量を少
なくすることができ、比較的、大流量が必要な水洗便器
の洗浄、浴槽及び浴室洗浄用としても本発明の洗浄水供
給装置が提供できるようになる。

【００１６】請求項９は、請求項８記載の洗浄水供給装
置を搭載し、使用者の操作に基づいて水道配管から供給
された水道水を所定時間便器へ供給する水洗便器であ
り、電気を使用せずに便器洗浄水の供給時間を管理する
ことができる。便器洗浄のように、停電時の未作動が使
用者の生活に混乱を与えるものに関しては、電動式にも
かかわらず、停電時での作動可能な装置が別途必要とな
るが、手動式である為、そのような装置も必要なくシン
プルな構成の水洗便器を提供できるようになる。

【００１７】請求項１０においては前記可変抵抗手段の
抵抗値を使用者が変更する調整つまみを水洗便器側面又
は上面に備えたものであり、使用者が調整つまみの位置
を認識しやすくなり、洗浄水供給時間設定値の変更が簡
単且つ迅速に行えるようになる。

【００１８】請求１１においては、前記調整つまみを水
洗便器内に隠蔽可能な扉を備えたものであり、洗浄水供
給時間の設定値を変更する以外は扉を閉じることによ
り、水洗便器の外観部の凹凸部を少なくすることがで
き、デザイン性が向上する。

【発明の実施の形態】

【００１９】図１は、本実施例における洗浄水供給装置
２０の模式図である。図２は、第二カムの構成図を、図
３は、クラッチの構成図を、図４は、第一カムの構成図
を、図５は、第三カムの構成図を示す。洗浄水供給装置
２０には開閉弁７と切替弁４が設けられている。開閉弁
７には入水口９から洗浄水が供給され可動体の弁６と対
向する弁座２３とで開閉弁７を形成し、開閉弁７の開閉
に伴って出水口８から洗浄水を排出する。切替弁４も同
様に入水口２から洗浄水が供給され可動体の弁３と対向
する弁座２２とで切替弁４を形成し、切替弁４の開閉に
伴って出水口５から洗浄水を排出する構成となってい
る。開閉弁７、切替弁４は、いずれも非作動時には給水
圧で閉状態となるように、弁３、６を弁座２２、２３の
上流側に配置されており、給水圧が高い現場を見込ん
で、弁の駆動エネルギーを設定する必要がなく、開弁に
必要なエネルギーを低減することができ、操作力が軽く
なる。なお、開閉弁７は水道圧が加わる為、耐圧性能を
高めた構造となっている。

【００２０】次に、洗浄水供給装置２０の作動について
説明する。操作部１９を時計方向に回転させるか押圧動
作を行うと、操作部１９に直結された第一ギア１８と第
一カム１７が回転する。非作動時には、弁６は対向する
弁座２２に水道圧によって押圧され、開閉弁７は閉状態
になっている。操作部１９の回転に伴い第一カム１７は
弁６を開方向に駆動する。操作力のピーク値を低減する
ため弁６を徐々に駆動し、所定の回転角に達したところ
で開閉弁７を全開状態とする。これと同期して第一ギア
１８も回転し、第二ギア１５を反時計方向に回転させ
る。第二ギア１５にはクラッチ１４が直結されており、
更に、駆動源であるコイルバネ２４が直結されているの
で、第二ギア１５が反時計方向に回転している間はクラ
ッチ１４が外れ操作力はコイルバネ２４にのみ伝達され
駆動エネルギーが蓄積される。

【００２１】操作部１９には図示しないストッパーが設
けられており、所定の回転角βあるいは所定の操作量に
達したところで操作部１９の操作を制限し、それ以上の
操作ができないように構成されている。ストッパーに達
した段階でコイルバネ２４に蓄積される駆動エネルギー
は最大となり、この時点で操作部１９を開放するとクラ
ッチ１４は結合されコイルバネ２４の駆動力を第二カム
１３に伝達する。なお操作部１９を所定の回転角αある
いは所定量以上操作しない場合には、クラッチ１４は噛
合わない構成となっており、操作部１９を開放しても第
二カム１３は駆動されずに操作部１９、第一ギア１８、
第一カム１７および弁６はそのまま初期位置に復帰す
る。

【００２２】クラッチ１４は操作部１９の回転角θをα
＜θ≦βの位置に設定して開放した場合に噛合うように
構成されており、この場合には（θ−α）だけ第二カム
１３が駆動されない空走区間を有する。第二カム１３に
は第三ギア１２と第三カム１０が直結されている。第一
カム１７と第二カム１３はいずれも弁６を駆動可能に構
成されており、クラッチ１４が噛合って第二カム１３が
駆動されると、第一カム１７は反時計方向に回転し弁６
を閉方向に駆動するが、弁６は、駆動途中で第一カム１
７から第二カム１３に乗り移り、弁６の位置を維持す
る。第二カム１３は、洗浄水供給装置２０が作動を停止
する寸前まで開閉弁７の開度量を略一定に保つ形状を有
している。第三ギア１２は、速度設定手段１１の回転軸
と連結された第四ギヤ２５とかみ合い、速度設定手段を
駆動し速度設定手段１１の生起する制動力によってカム
回転体２１、第一カム１７を略一定速度で駆動する。

【００２３】カム回転体２１は第二カム１３、第三ギア
１２、第三カム１０により構成されている。第三カム１
０は弁３を駆動し切替弁４の開閉を制御する。カム回転
体２１の駆動に伴い、所定時間経過後に第三カム１０は
切替弁４を開状態に駆動し通水を開始し、さらに所定時
間後に切替弁４を閉状態とし通水を停止する。さらに所
定時間後、第二カム１３は開閉弁７を閉状態とすること
で全ての通水を停止する。開閉弁７の閉駆動後も所定時
間、カム回転体２１は空走を続けるが、これは機械的な
組み込み公差や設計公差を考慮し確実に止水を実施する
ためである。コイルバネ２４が初期位置に復帰すること
で、洗浄水供給装置２０は停止し初期状態となる。

【００２４】請求項におけるバルブは、開閉弁７を示
し、カムは、カム回転体２１の第二カム１７と第一カム
１７に相当する。

【００２５】図６は、本実施例における操作部１９の回
転角度と弁６の開度量の関係を示した関係図である。操
作部１９を時計方向に回転すると、図６記載の第一カム
１７の曲線に沿って弁６が開方向に駆動される。操作部
１９の回転角度をα以上まで回転させ開放すると、操作
部１９は反時計方向に回転し、弁６は第一カム１７の曲
線に沿って閉方向に駆動する。操作部１９の回転角度が
αの位置に達した時点でクラッチが勘合し、第一カム１
７と第二カム１３は速度設定手段１１により略一定速度
で反時計方向に回転を始める。更に弁６が閉方向に駆動
し所定の開度量に達すと、弁６は、第一カム１７から第
二カム１３に乗り移り、図６記載の第二カム１３の曲線
に沿って所定の角度まで開状態を保持し、所定の回転角
度で急激に弁６を閉方向に駆動させる。

【００２６】第一カム１７で直接、弁６を開方向に駆動
することで、コイルバネ２４に蓄積するエネルギーは開
弁後に必要な分のみで良く、コイルバネ２４の設定荷重
値を小さくすることができる為、操作力を軽くすること
ができる。又、給水圧が高い場合でも確実に開閉弁７を
開駆動することができる。

【００２７】このようにコイルバネ２４に蓄積された駆
動エネルギーに基づいてカム回転体２１は略一定速度に
調整され駆動されるので、第二カム１３および第三カム
１０の構造によりあらかじめ定められた正確なタイミン
グで開閉弁７の閉および切替弁４の開閉が行われ、開閉
弁７および切替弁４による確実な通水制御が実現する。
なおここでは、開閉弁７が開駆動の所定時間Ｔ_１後に、
切替弁４が開駆動され、次にその所定時間Ｔ_２後に切替
弁４が閉駆動され、さらに所定時間Ｔ_３後に開閉弁７が
閉駆動される。すなわち開閉弁７と切替弁４の総作動時
間Ｔは、Ｔ＝Ｔ _１＋Ｔ_２＋Ｔ_３で表され、Ｔ、Ｔ_１、Ｔ
_２、Ｔ_３のいずれの時間も第二カム１３及び第三カム１
０の形状と速度設定手段１１により、正確に管理され制
御される。

【００２８】図２（a）、図３、図４、図５に記載され
ている矢印は、操作部１９を開放した後のそれぞれの回
転方向が示されている。なお、図２（ｂ）には、回転方
向に応じてクラッチ１４と係合する第二カム１３の係合
溝が示されている。

【００２９】図７は、速度設定手段１１の分解図を示
す。亜鉛鋼鈑製のケース７１内面に永久磁石７２、７３
が物理的に固定されており、樹脂又は金属製のケースカ
バー７４、７５がケース７１と一体化されている。ケー
スカバー７４、７５には、圧入等で一体化された軸受け
７６、７７が備えられており、軸受け７６、７７により
永久磁石７２、７３と所定の距離を保ち回転可能にロー
タ７８が設置されている。軸受け７６、７７は、銅系の
比較的硬度の低い多孔体金属に潤滑油を含浸させたもの
が使われており、摺動性・耐摩耗性に優れている。ロー
タ７８は、ステンレス製の回転軸７９と銅線８０が巻か
れた鉄心８１と、銅線８０の両端部が接続された整流子
８２とからなり、回転軸７９の端部８３を回転させと電
磁変換が行われ、整流子８２に起電力が生じる。整流子
８２から電力を取り出すため電気抵抗値の低い銀系や銅
系の金属製のブラシ８４、８５が接触されている。ブラ
シ８４、８５は、一端をケースカバー７５と絶縁を保ち
固定され、金属の弾性を利用し整流子と一定の接触面圧
を維持させている。又、ブラシ８４、８５は、ケースカ
バー７５と絶縁を保ち固定された出力端子８６、８７と
接続されれおり、出力端子８６、８７を開放、短絡して
使用しても良いし、所定の電気的負荷を接続しても良
い。電気的負荷を変更することにより、速度設定手段１
１の制動力が変更されるため、容易にカム回転体２１の
駆動速度を設定することができる。請求項における出力
部は、整流子８２、ブラシ８４、８５、出力端子８６、
８７に相当する。

【００３０】洗浄水供給時間≒バルブ開弁時間（Ｔ）
は、カムの有効作動角度：θとカムの平均角速度（ω）
により決定される。カムの角速度（ω）は、速度調整手
段１１の電気伝導体であるコイルの抵抗値（ｒ）と出力
端子８６、８７に接続された抵抗値（Ｒａ）の総抵抗値
和（Ｒ）と比例関係にあり、洗浄水供給時間（Ｔ）は、
次の概算式にて算出することが可能である。 Ｔ＝θ/ω＝α×θ/Ｒ＝α×θ/（ｒ＋Ｒa） α：定
数 従って、出力端子８６、８７に可変抵抗手段である可変
抵抗器９１を接続し、抵抗値（Ｒa）を変更することに
より、使用者が簡便に洗浄水供給時間の変更できる他、
製品出荷時はもとより、設置後バネに蓄えるエネルギー
量の変化、カムなどの摺動によるエネルギー損失量の変
化、速度設定手段で消費するエネルギー量の変化等によ
り、洗浄水供給時間が変化した場合でも、容易に洗浄水
供給時間を調整することができる。

【００３１】可変抵抗器９１は、通常１ｋΩ以上のもの
市販されているが、出力端子８６、８７に接続する抵抗
値（Ｒa）が、数Ω〜数百Ωの場合は、図８に示すよう
に固定抵抗体９０と可変抵抗器９１を並列に接続し、抵
抗値の最大値を低減する方法がある。但し、通常の可変
抵抗器は、調整つまみ角度〜抵抗変化は線形に設計され
ており、調整つまみ角度の内、有効な角度幅が小さくな
る為、可変抵抗器９１は、調整つまみ角度〜抵抗値の変
化が非線形特性を持つものを選定する必要がある。

【００３２】図９は、ロータリスイッチ９２と複数の固
定抵抗体からなる複合固定抵抗器９３からなる可変抵抗
手段の回路を示す。ロータリスイッチ９２は、通常、８
〜１６ポジションの切替が可能であり、８〜１６種類の
固定抵抗値からなる複合固定抵抗器９３を接続すること
ができ、可変抵抗器に比べ、変更する抵抗値の制約がな
い。又、事前に設定した抵抗値をステップ式に選択する
ことができるため、洗浄水供給時間の変更をステップ式
に行うことができ、変更又は、調整操作が簡便になる。

【００３３】図１０は、速度設定手段１１の出力端子８
６、８７に接続する抵抗値〜洗浄水供給時間の関係を示
したものである。プロット点は、洗浄水供給時間が７秒
〜２６秒間の１秒毎の抵抗値を示している。この関係を
もとに、ロータリスイッチ９２の調整つまみの操作量と
洗浄水供給時間（≒バルブの開弁時間）の変更時間を略
一定になるように複数の固定抵抗体からなる複合固定抵
抗器９３を接続すれば、変更又は調整者が洗浄水供給時
間を所定時間変化させる際、容易にロータリスイッチ９
２の操作量を判断することができ、洗浄水供給時間の変
更又は、調整作業が短時間で可能となる。

【００３４】図１１（ａ）（ｂ）は、ロータリスイッチ
９２の調整つまみ角度（位置）と抵抗値を示したもので
ある。図１１（ａ）は、調整つまみ角度（位置）の操作
量と洗浄水供給時間の変更時間を略一定となるように複
合固定抵抗器９３を接続した場合のもので、複合固定抵
抗器９３は洗浄水供給時間が１２秒〜２６秒間の２秒毎
の抵抗値を持つ抵抗体から構成されている。図１１
（ｂ）は、調整つまみの操作量に対して変更時間の小さ
な区間と変更時間の大きな区間を備えるよう複合固定抵
抗器９３を接続したものであり、複合抵抗器９３は、洗
浄水供給時間が６秒〜１０秒間の２秒毎の抵抗値を持つ
３ヶの抵抗体と、１１秒〜１９秒間の１秒毎の抵抗値を
持つ９ヶの抵抗体と、洗浄水供給時間が２０秒〜２６秒
間の２秒毎の抵抗値を持つ４つの抵抗体から構成されて
いる。製品出荷時は、バネ荷重、摺動抵抗、速度設定手
段１１等の部品バラツキを調整する際は、正確に洗浄水
供給時間を調整する必要があるが、現場に設置後、バル
ブに蓄えるエネルギー量の変化、バルブとカムなどの摺
動部のエネルギー損失量の変化、速度設定手段で消費す
るエネルギー量の変化等により洗浄水供給時間の変化を
調整する場合は、正確な調整より簡便さ要求される。こ
のように、洗浄水供給時間を変化させる目的に応じてロ
ータリスイッチ９２の１ステップで変更できる変更時間
が異なる図１１（ｂ）の構成が好ましい場合もある。

【００３５】図１２は、ロータリスイッチ９２、９５と
複合固定抵抗器９３、９４からなる可変抵抗手段を２つ
備え、この２つの可変抵抗手段を選択する切替スイッチ
９６を備えた回路を示す。なお、複合固定抵抗器９３，
９４は夫々異なる抵抗値の抵抗体が接続されているもの
であり、具体的には、複合固定抵抗器９３が図１１
（ｂ）に示す変更時間が小さい領域に対応した抵抗体に
より構成されており、複合固定抵抗器９４は図１１
（ｂ）に示す変更時間が大きい領域に対応した抵抗体に
より構成されている。この構成にすることにより、一つ
のロータリスイッチはそこに接続できる抵抗体数が限ら
れていても、２つのロータリスイッチ９２，９５夫々に
複合固定抵抗器９３、９４を接続することにより、より
多くの洗浄水供給時間を細かく設定することができる。
又、洗浄水供給時間の変更目的に応じて、ロータリスイ
ッチ９２、９５を備えることにより、変更者は操作する
ロータリスイッチ９２、９５とその操作量を判断するこ
とができ、変更又は、調整作業がより短時間で可能とな
る。

【００３６】図１３は、ロータリスイッチ９２と複数の
固定抵抗９３からなる可変抵抗手段の他に、複数周回の
回転に亘って抵抗値を変更可能な多回転型スルーホール
ピンタイプの可変抵抗器９１を備えた回路を示す。ロー
タリスイッチ９２と複数の固定抵抗９３からなる回路で
は、抵抗値変更幅の分解能に限界があるが、多回転型ス
ルーホールタイプの可変抵抗器９１を備えることにより
アナログ的にも回路抵抗値を変更することができるよう
になる。出荷時における調整は、バネ荷重、摺動抵抗、
部品寸法によるばらつきを厳密に調整する必要があり、
多回転型のスルーホールピンタイプの可変抵抗器９１で
調整し、使用者や施工者の調整は、厳密に調整すること
より簡便に調整できることが優先されるため、ロータリ
ースイッチ９２と複数の固定抵抗９３で調整すれば、よ
り目的に合った調整ができるようになる。

【００３７】図１４は、パイロット作動式の洗浄水供給
装置２０の主弁部１５２と切替え弁部１５６からなる弁
本体１５１の断面図を、図１５は、その作動原理図を示
す。この場合の洗浄水供給装置２０は、図１の開閉弁７
と切替弁４を弁本体１５１のパイロット弁として使用し
ている。この構成は、開閉弁７と切替弁４の開閉に水道
水のエネルギーを利用する為、操作力を格段に軽くする
ことができる。比較的、大流量が必要な水洗便器の洗
浄、浴槽及び又は浴室の洗浄用としても本発明の洗浄水
供給装置が提供できるようになる。弁本体１５１は、開
閉弁７の開閉により作動する主弁部１５２と切替弁４の
開閉により作動する切替え弁部１５６とで構成されてお
り、締結部１５５でスナップフィットにより固定されて
いる。主弁部１５２は主弁１５４、給水口１５３で構成
されている。切替え弁部１５６は、第一切替え弁１５
９、第二切替え弁１６５、バキュームブレーカー１６３
とで構成されている。締結部１５５には給水圧力に関わ
らず流量を略一定に制御する定流量弁１７２が挿入され
ている。主弁１５４、第一切替え弁１５９にはそれぞれ
パイロットポート１７１、パイロットポート１６０が備
えられている。なお定流量弁１７２は給水口１５３内部
流路に挿入しても良い。定流量弁１７２は略台形上のコ
イルバネで構成されており、コイルバネの空隙面積が前
後の圧力差により変化する。圧力差が大きい場合にはコ
イルバネの変位量が大きくなり空隙面積が低下し、圧力
差が小さい場合にはコイルバネの変位量が小さくなり空
隙面積が増大する。圧力差の平方根に比例する流速で空
隙を通過するので、空隙面積は圧力差の平方根に反比例
するようにコイルバネのバネ定数や構造を決定する。

【００３８】給水口１５３より主弁部１５２に供給され
た洗浄水は、主弁１５４で通水および止水を制御され、
定流量弁１７２を通過した後、切替え弁部１５６に流入
する。通常時はパイロットポート１６０が閉止されてお
り、第一切替え弁１５９は閉止状態なので、流入した洗
浄水は第二流入路１５７を通過し第二切替え弁１６５を
押し上げて第二流出路１６２へと流れる。次にパイロッ
トポート１６０が開状態にすると、洗浄水の一部が第一
流入路１５８を通過して第一切替え弁１５９に開孔され
ている小孔部１７３を通過してパイロットポート１６０
から外部へ排出される。小孔部１７３を通過する際に圧
力が低下するので、第一切替え弁１５９の背圧は低下し
開状態に駆動され洗浄水は第一流出路１６１へと流動す
る。第一流出路１６１への通水があると第一流出路１６
１の下流側に連通し図示しない負荷により第一流出路１
６１の圧力は増大し、この圧力は連通口１６４を経由し
て第二切替え弁１６５の背圧を上昇させる。所定の背圧
に達したところで第二切替え弁１６５は閉状態に駆動さ
れ第二流出路１６２への流動は停止する。このようにパ
イロットポート１６０の開閉を制御することにより、切
替え弁部１５６は第一流出路１６１と第二流出路１６２
を選択的に切替えて外部への通水を行う。主弁部１５２
についても同様であり、パイロットポート１７１の開閉
状態を制御し小孔部１６６を通過することによって背圧
が変化し、主弁１５４の開閉を制御可能である。バキュ
ームブレーカー１６３は、弁本体１５１が非作動状態で
あり通水が停止されている時、あるいは第一通水路１６
１及び又は第二通水路１６２が負圧状態となった際に大
気に開放され、第一流出路１６１と第二流出路１６２と
これらの流路に連通する図示しない通水路に所定のエア
ギャップを設ける。

【００３９】次に、パイロット作動式の洗浄水供給装置
２０の作動について説明する。入水口９とパイロットポ
ート１７１、入水口２とパイロットポート１６０とがそ
れぞれ連通される。出水口５と出水口８はいずれも大気
開放される。これにより、開閉弁７の開閉で主弁１５４
が開閉駆動され、切替弁４の開閉により第一切替え弁１
５９が開閉駆動される。すなわち、操作部１９に所定の
操作を加えることにより、第一カム１７が開閉弁７を開
駆動し、これに連動して主弁１５４が開状態となり、第
二流出路から洗浄水を流出する。使用者が操作部１９か
ら手を離すと、コイルバネ２４により第一ギア１８は反
転し、クラッチ１４を勘合させる。カム回転体２１は、
速度設定手段１１による制動力とコイルバネ２４との荷
重の釣合により所定の速度で回転駆動される。カム回転
体２１の第二カム１３により開閉弁７の開状態を維持す
る。カム回転体２１の第三カム１０は、所定時間Ｔ_１後
に弁体４を開駆動し、これに連動して第一切替え弁１５
９が開状態となり第二切替え弁１６５が閉状態となるの
で、第二流出路１６２からの流出は停止し、代わって第
一流出路１６１から水が流出される。次に所定時間Ｔ_２
後に第三カム１０は弁体４を閉駆動し、同様に第二流出
路１６２へと流出路は切り替えられる。さらに所定時間
Ｔ_３後に第二カム１３は開閉弁７を閉駆動し、主弁１５
４を閉状態とすることにより全ての通水を停止する。最
後にカム回転体２１は所定時間の空走を行って作動を停
止する。

【００４０】図１６には、本実施例における開閉弁７と
切替弁４の作動と弁本体１５１からの通水の関係を示
す。図１６（ａ）は、通水のタイミングチャートを示し
ており、縦軸が通水量、横軸が時間をあらわしている。
また通水量には、第一流出路１６１の通水量と第二流出
路１６２の通水量、および両者の和である総通水量がそ
れぞれ示されている。図１６（ｂ）は、開閉弁７、切替
弁４の開度のタイミングチャートを示しており、縦軸が
開度、横軸が時間をあらわしている。また開度には、開
閉弁７と切替弁４の開度がそれぞれ示されている。ｔ＝
Ｔ_ｓは操作部１９を所定量以上操作したあとに開放した
際の時間をあらわし、ｔ＝Ｔ_ｅは洗浄水供給装置２０が
全ての作動を停止する時間をあらわしている。Ｔ_ａおよ
びＴ_ｃは第一切替え弁１６５が開状態であり第一流出路
１６１が通水状態にある時間であり、Ｔ_ｂは第二切替え
弁１６６が開状態であり第二流出路１６２が通水状態に
ある時間をあらわす。Ｔ_ｘは切替弁４が開状態に駆動さ
れてから第一切替え弁１６５が閉状態となり第二切替え
弁１６６が開状態となるまでの時間をあらわし、Ｔ_ｙは
切替弁４が閉状態に駆動されてから第一切替え弁１６５
が開状態となり第二切替え弁１６６が閉状態となるまで
の時間をあらわし、Ｔ_ｇは開閉弁７が閉状態に駆動され
てから主弁１５４が閉状態となり全ての通水を停止する
までの時間をあらわす。これらＴ_ｘ、Ｔ_ｙ、Ｔ_ｇはいず
れも開閉弁７と切替弁４の開閉作動によって制御される
弁本体１５１の作動遅れ時間をあらわす。これら作動遅
れ時間は弁の構造等によって定まる固有の時間なのであ
らかじめ把握しておくことができ、所望の通水時間に対
してこれら作動遅れ時間を加味したうえで開閉弁７と切
替弁４の駆動時間を定めておけばよい。なおここでは、
Ｔ_ｂ＝Ｔ_２−Ｔ_ｘ、Ｔ_ｃ＝Ｔ_３＋Ｔ_ｇ−Ｔ_ｙである。Ｔ
_ｚは洗浄水供給装置２０に設けられた空走時間であり、
洗浄水供給装置２０は操作部１９を開放したｔ＝Ｔ_Ｓか
らＴ＋Ｔ_ｚ後（ｔ＝Ｔ_ｅ＝Ｔ_ｓ＋Ｔ＋Ｔ_ｚ）に全ての作
動を停止し初期位置に復帰する。このように開閉弁７と
切替弁４の制御終了後にも所定の空走距離を設けること
により経年変化等による機械的精度が低下した場合であ
っても確実な止水を可能にする。

【００４１】図１７は、本実施例における洗浄水供給装
置２０を備えた水洗便器３０の構成図を示す。水道配管
に接続された配管４８の途中に、パイロット作動式の主
弁部１５２と切替え弁部１５６からなる弁本体１５１が
配設されている。切替え弁部１５６は、主弁部１５２の
下流に配設されている。主弁部１５２は、配管４８の流
路を開閉し、切替え弁部１５６は、配管４８から分岐す
る配管５１の入口を開閉する。配管４８の下流端は、大
便器本体５２のリム部下方へ差し向けて形成されたリム
吐水口穴５３に連通し、配管５１はの下流端は、大便器
本体５２のボウル部底部にトラップ排水路へ差し向けて
配設されたジェット吐水ノズル５４に連通している。主
弁部１５２と切替え弁部１５６の開閉は、パイロット弁
である開閉弁７、切替弁４の開閉により制御される。

【００４２】電気を使用せずに便器洗浄水の供給時間を
管理することができる。便器洗浄のように、停電時の未
作動が使用者の生活に混乱を与えるものに関しては、電
動式にもかかわらず、停電時での作動可能な装置が別途
必要となるが、手動式である為、そのような装置も必要
なくシンプルな構成の水洗便器を提供できるようにな
る。

【００４３】図１８は、本実施例における洗浄水供給装
置２０を備えた水洗便器３０の外観図を示す。洗浄水供
給装置を作動させる操作レバー１００の他に、洗浄水供
給装置２０を水洗便器３０内に収納するフタ１０１の一
部に開口可能な扉１０２が取り付けられており、この扉
１０２内に可変抵抗手段の抵抗値を変更する調整つまみ
１０３が配置されている。水洗便器の上面に調整つまみ
１０３を配置することにより、使用者が調整つまみ１０
３の位置を認識しやすくなり、洗浄水供給時間設定値の
変更が簡単且つ迅速に行えるようになる。調整つまみ１
０３は使用者が認識しやすい側面に配置しても良い。

【００４４】調整つまみ１０３を水洗便器３０内に隠蔽
可能な扉１０２を備えることにより、洗浄水供給時間の
設定値を変更する場合以外は、扉１０２を閉じることに
より、水洗便器３０の外観部の凹凸部を少なくすること
ができ、すっきとしたデザインの水洗便器３０が実現す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 洗浄水供給装置の模式図

【図２】 第二カムの構成図

【図３】 クラッチの構成図

【図４】 第一カムの構成図

【図５】 第三カムの構成図

【図６】 操作部の回転角度と弁位置の関係を示した
関係図

【図７】 速度設定手段の分解図

【図８】 可変抵抗器と固定抵抗からなる可変抵抗手
段の回路図

【図９】 ロータリスイッチと複数の固定抵抗からな
る可変抵抗手段の回路図

【図１０】 抵抗値と洗浄水供給時間の関係を示した関
係図

【図１１】 ロータリスイッチの調整つまみ角度（位
置）と抵抗値の関係を示した関係図

【図１２】 ２つの可変抵抗手段と切替スイッチを備え
た回路図

【図１３】 可変抵抗手段の他に、第二可変抵抗手段を
備えた回路図

【図１４】 パイロット作動式の洗浄水供給装置の弁本
体断面図

【図１５】 同上の作動原理図

【図１６】 開閉弁と切替弁の作動と通水とのタイミン
グチャート

【図１７】 洗浄水供給装置を備えた水洗便器の構成図

【図１８】 洗浄水供給装置を備えた水洗便器の外観図

【図１９】 従来例の手動式洗浄水供給装置の模式図

【符号の説明】

２・９ 入水口、 ３・６ 弁、 ４ 切替弁、 ５・
８ 出水口、７ 開閉弁、２２・２３ 弁座、１０ 第
三カム、 １１ 速度設定手段、１２ 第三ギア、 １
３ 第二カム、 １４ クラッチ、 １５ 第二ギア、
１７ 第一カム、 １８ 第一ギア、 ２４
コイルバネ、１９ 操作部、 ２０ 洗浄水供給装
置、 ２１ カム回転体、２５ 第四ギヤ、 ３０
水洗便器、 ３１、３２ 配管、３３ 便器本
体、 ３４ リム吐水口穴、 ３５ ジェット吐水
ノズル、７１ ケース、 ７２、７３ 永久磁石、
７４、７５ ケースカバー、７６、７７ 軸受け、
７８ ロータ、７９ 回転軸、
８０ 銅線、 ８１ 鉄心、８２ 整
流子、 ８３ 端部、 ８４、８５ ブ
ラシ、８６、８７ 出力端子、９０ 固定抵抗体、
９１ 可変抵抗器、９３、９４ 複合固定抵抗器、９
２、９５ ロータリスイッチ、 ９６ 切替スイッ
チ、１００ 操作レバー、 １０１ フタ
１０２ 扉、 １０３ 調整つま
み１５１ 弁本体、 １５２ 主弁部、 １５３ 給水
口、１５４ 主弁、 １５５ 締結部、 １５６ 切
替え弁部、１５７ 第二流入路、 １５
８ 第一流入路、１５９ 第一切替え弁、
１６０・１７１ パイロットポート、１６１ 第一流
出路、 １６２ 第二流出路、１６３
バキュームブレーカー、 １６４ 連通口、１６５
第二切替え弁、 １６６・１７３ 小孔
部、１７２ 定流量弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡邉 昭 福岡県北九州市小倉北区中島２丁目１番１ 号 東陶機器株式会社内 Ｆターム(参考） 2D039 AA02 AC04 BB00 BB01 BB02 DA04 EA00 FD00

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用者の操作をエネルギーとして蓄える
   バネと、該バネに蓄えられたエネルギーによって回動す
   るカムと、該カムによって駆動されて洗浄水の供給流路
   を開閉するためのバルブと、前記カムと連結され前記カ
   ムの回転速度を設定する速度設定手段を備えた洗浄水供
   給装置において、 前記速度設定手段は磁石により生起する磁界中を相対運
   動し電磁変換を行う電気伝導体とからなる電動子を備
   え、該電動子には起電力を取り出す出力部を備え、該出
   力部に可変抵抗手段が接続されていることを特徴とする
   洗浄水供給装置。
2. 【請求項２】 前記可変抵抗手段は、ロータリスイッチ
   と複数の固定抵抗からなることを特徴とする請求項１記
   載の洗浄水供給装置。
3. 【請求項３】 前記可変抵抗手段における複数の固定抵
   抗の抵抗値は、前記ロータリスイッチの操作量と前記カ
   ム回動速度の変化量が略比例するように設定されている
   ことを特徴とする請求項２記載の洗浄水供給装置。
4. 【請求項４】 前記可変抵抗手段における複数の固定抵
   抗の抵抗値は、前記ロータリスイッチの操作量に対する
   カム回動速度の変化量の小さな区間と変化量の大きい区
   間を備えるように設定されていることを特徴とする請求
   項２記載の洗浄水供給装置。
5. 【請求項５】 請求項２の可変抵抗手段を複数備え、使
   用する可変抵抗手段を選択する切替スイッチを備えたこ
   とを特徴とする洗浄水供給装置。
6. 【請求項６】 前記出力部には、前記ロータリスイッチ
   と複数の固定抵抗とは別に、アナログ式に抵抗値を変更
   可能な第二可変抵抗手段が接続されていることを特徴と
   する請求項２記載の洗浄水供給装置。
7. 【請求項７】 前記第二可変抵抗手段は、多回転型可変
   抵抗器であることを特徴とする請求項６記載の洗浄水供
   給装置。
8. 【請求項８】 前記洗浄水供給装置は、洗浄水の供給流
   路に設けられたパイロット弁と、このパイロット弁の背
   圧室と連通したパイロット流路とを備え、このパイロッ
   ト流路を前記バルブによって開閉することを特徴とする
   請求項１乃至７何れか一項記載の洗浄水供給装置。
9. 【請求項９】 請求項８記載の洗浄水供給装置を搭載
   し、使用者の操作に基づいて水道配管から供給された水
   道水を所定時間便器へ供給することを特徴とする水洗便
   器。
10. 【請求項１０】 前記可変抵抗手段の抵抗値を使用者が
    変更する調整つまみを、前記水洗便器の側面又は上面に
    備えたことを特徴とする請求項９記載の水洗便器。
11. 【請求項１１】 前記調整つまみを隠蔽可能な扉を備え
    たことを特徴とする請求項１０記載の水洗便器。