JP2008064254A

JP2008064254A - パイロット式流量制御弁

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Publication number: JP2008064254A
Application number: JP2006244680A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Mizuno; 智之水野
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2006-09-08
Filing date: 2006-09-08
Publication date: 2008-03-21
Anticipated expiration: 2026-09-08
Also published as: JP4850003B2

Abstract

【課題】ステッピングモータを用いた電気的駆動を可能となし、しかも一旦水流量調節を行った後はその後に止水を行っても次の吐水時に予め調節した所望の流量で吐水を行うことのできるパイロット式流量制御弁装置を提供する。
【解決手段】パイロット式流量制御弁１０のパイロット弁４６の駆動装置６２を、パイロット弁４６の弁軸４８の外周面の雄ねじ４９と、固定コア、電磁コイル７６−１，７６−２、及び雄ねじ４９に螺嵌する雌ねじ孔６８が形成されたマグネットロータ６６を備えたステッピングモータ６４と、を含んで構成する。そしてマグネットロータ６６の回転によるパイロット弁４６のねじ送りで連続的な水流量調節を行い、またマグネットロータ６６を回転方向位置を保持しつつ軸方向に移動させて吐水と止水の切替えを行う。
【選択図】図１

Description

この発明は吐止水と水流量調節とをパイロット水路の開度制御によって行うパイロット式流量制御弁に関する。

従来より水栓として各種のものが用いられているが、これら水栓は主水路の開度を変化させる主弁を主弁座に対して接近離間方向に進退移動させる際に大きな力を要し、操作が重いといった問題があった。
そのため、例えば小型のステッピングモータを用いて電気駆動にて主弁を進退移動させるといったことが困難であった。
そこで水栓における操作を軽くする手段として、かかる水栓をパイロット式流量制御弁、即ちパイロット弁を進退移動させることによって主弁をこれに追従して進退移動させ、主水路の開度を変化させる方式のパイロット式流量制御弁を内蔵した水栓とすることが考えられる。

例えば下記特許文献１にこの種パイロット式流量制御弁の構成が開示されている。図７はその具体例を示している。
同図において２００，２０２は主水路を形成する１次側の流入水路，２次側の流出水路で、２０４はその主水路上に設けられたダイヤフラム弁から成る主弁である。
この主弁２０４は、主弁座２０６に対し接近離間方向に進退移動して主水路の開度を変化させ、その開度に応じて主水路における水流量を調節する。

２０８は主弁２０４の背後に形成された背圧室で、この背圧室２０８は、主弁２０４に対して内部の圧力を閉弁方向の押圧力として作用させる。
主弁２０４には、これを貫通して流入水路２００と背圧室２０８とを連通させる導入小孔２１０が設けられている。
この導入小孔２１０は、流入水路２００からの水を背圧室２０８に導いて背圧室２０８の圧力を増大させる。
主弁２０４にはまた、これを貫通して背圧室２０８と流出水路２０２とを連通させる水抜水路としてのパイロット水路２１２が設けられている。
このパイロット水路２１２は、背圧室２０８内の水を流出水路２０２に抜いて背圧室２０８の圧力を減少させる。

２１４は軸２１６に一体移動状態に設けられたパイロット弁で、このパイロット弁２１４が主弁２０４に設けられたパイロット弁座２１８に対し図中上下方向、即ち主弁２０４の進退方向と同方向に進退移動することでパイロット水路２１２の開度が制御される。
図７において、２２０はパイロット弁２１４を軸２１６とともに進退駆動させる電気的駆動装置である。

この図７に示すパイロット式流量制御弁にあっては、パイロット弁２１４がパイロット弁座２１８に向かって前進移動すると、パイロット弁２１４とパイロット弁座２１８との隙間が小さくなってパイロット水路２１２の開度が小となり、背圧室２０８からパイロット水路２１２を通じて流出水路２０２に抜ける水の量が少なくなって背圧室２０８の圧力は増大する。
また一方パイロット弁２１４が図中上向きに後退移動すると、パイロット弁２１４とパイロット弁座２１８との隙間が大きくなってパイロット水路２１２の開度が大となり、ここにおいて背圧室２０８からパイロット水路２１２を通じて流出水路２０２に抜ける水の量が多くなって背圧室２０８の圧力が減少する。
そして主弁２０４は、その背圧室２０８の圧力と流入水路２００の圧力とをバランスさせるようにして、パイロット弁２１４の進退移動に追従して図中上下方向に進退移動し、主水路の開度を変化させる。
そしてその主水路の開度の変化に応じて、流入水路２００から流出水路２０２への水流量が調節される。

このパイロット式流量制御弁ではまた、パイロット弁２１４がパイロット弁座２１８に着座してパイロット水路２１２を閉鎖し、またこれによって主弁２０４が主弁座２０６に着座して主水路を閉鎖することで止水を行う。
またパイロット弁２１４がパイロット水路２１２を開放し、これによって主弁２０４が主弁座２０６から離間して主水路を開くことで吐水を行い、且つその吐水量を主弁２０４による主水路の開度変化によって調節する。

この図７に示すパイロット式流量制御弁にあっては、背圧室２０８の圧力の増減に基づいて主弁２０４を進退移動させ、そしてその背圧室２０８の圧力の増減をパイロット弁２１４の進退移動により制御するようになしていることから、小さい力で主弁２０４を動作させることができ、軽い操作で吐止水及び流量調節を行うことができる。

しかしながらこのパイロット式流量制御弁の場合、吐止水を行う度にその都度水流量調節も行わなければならず、操作が面倒であって使い勝手の点で問題のあるものである。
即ち、せっかく所望水流量となるようにパイロット弁２１４の位置を調節したとしても、その後止水を行うと必然的にパイロット弁２１４の位置が移動してしまうため、次に吐水部から吐水を行うとき再び所望水流量（吐水量）となるようにパイロット弁２１４の位置を再調節しなければならないといった面倒がある。
本発明はこのような問題点を解決するために案出されたものである。

尚、下記特許文献２にはパイロット弁の進退移動により吐止水を行い、またこれとは別途に流調機構を設けて吐水時における水流量調節を行い得るようになしたものが開示されているが、この特許文献２に開示のものは流調機構によって直接主弁の開度を制御するものであって、流量調節の際の操作が重いといった問題があり本発明とは異なったものである。

特開平４−３０２７９０号公報特開２００１−９８５９６号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、軽い操作で吐止水及び水流量調節の何れをも行い得てステッピングモータを用いた電気的駆動を可能となし、しかも一旦水流量調節を行った後に止水を行っても、次の吐水時に予め調節した所望の水流量で吐水を行うことのできるパイロット式流量制御弁を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、(イ)主弁座に対して接近離間方向に進退移動して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る状態に前記主弁を貫通して設けられ、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水路と、(ホ)該主弁の進退方向に進退移動して前記パイロット水路の開度を制御し、前記背圧室と前記流入水路との圧力バランスによって該主弁を追従して進退移動させるパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を駆動する駆動装置と、を有するパイロット式の流量制御弁であって、前記駆動装置は、(ａ)前記パイロット弁の移動方向に、該パイロット弁に一体移動状態に設けられた弁軸の外周面に形成された雄ねじと、(ｂ)円周方向に沿って複数の極歯を有する磁性材からなる固定コア、該極歯を磁化する電磁コイル、及び該固定コアの内側に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置され、中心部に前記雄ねじに螺嵌する雌ねじ孔が形成されるとともに円周方向に沿ってＮ極とＳ極の各磁極が交互に形成されたマグネットロータを備え、該マグネットロータの回転によりねじ送りで前記パイロット弁を進退移動させるステッピングモータと、を有し、前記マグネットロータの回転による前記パイロット弁のねじ送りで連続的な水流量調節を行うとともに、該マグネットロータを回転方向位置を保持しつつ吐水位置である所定の引上げ位置と止水位置である押下げ位置との間で、前記パイロット弁とともに軸方向に移動させて吐止水を行うものとなしてあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記ステッピングモータは、通電遮断状態で前記マグネットロータの磁極と前記固定コアの極歯との磁気吸引力で該マグネットロータの回転方向位置を保持するものとされていることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記駆動装置が、前記マグネットロータを前記弁軸とともに前記パイロット弁の閉弁方向に付勢する付勢部材を有しており、その付勢力にて前記ステッピングモータのオフ通電により前記マグネットロータを前記引上げ位置から前記押下げ位置まで軸方向に移動させて開弁状態にあるパイロット弁を閉弁させ、オン通電により前記電磁コイルによる磁気吸引力に基いて前記マグネットロータを前記押下げ位置から前記付勢力に抗して前記引上げ位置まで引き上げるものとされていることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項３において、前記駆動装置には、前記オン通電時に前記マグネットロータに対する前記押下げ位置から前記引上げ位置への引き上げを補助する補助引上げ手段が備えてあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、マグネットロータの中心部に雌ねじ孔を形成して、そこにパイロット弁に一体移動する状態に設けた弁軸の外周面の雄ねじを螺嵌させ、ステッピングモータにより、詳しくはマグネットロータの回転によりねじ送りでパイロット弁を移動させて連続的な水流量調節を行い、またマグネットロータを軸方向に移動可能となして、そのマグネットロータを弁軸即ちパイロット弁と一体に吐水位置である引上げ位置と止水位置である押下げ位置との間で軸方向に移動させて吐止水を行うようになしたものである。

本発明によれば、吐止水及び水流量調節の何れをもパイロット水路の開度の制御により小さな操作力で軽やかに行うことができ、またこれによりステッピングモータを用いた電気的駆動によって主弁を進退移動させ、吐止水と水流量調節とを行うことが可能となる。

本発明ではまた、マグネットロータの回転方向位置を保持しつつ、かかるマグネットロータを吐水位置である所定の引上げ位置と止水位置である押下げ位置との間で、パイロット弁とともに軸方向に移動させて吐止水を行うようになしてあることから、マグネットロータを押下げ位置までパイロット弁とともに押し下げて止水を行った後、次に再びマグネットロータを引上げ位置まで引き上げて吐水を行ったとき、その間にマグネットロータと弁軸即ちパイロット弁との軸方向の位置関係は変化することなく一定に保持される。
そのため、吐水時に前回調節した即ち設定済みの吐水流量で吐水させることができ、吐止水動作の度に吐水量を所望水流量に再調節するといった面倒が無く、操作が簡単であって使い勝手が良好である。

ここでマグネットロータの回転方向位置の保持はステッピングモータ自身に行わせることができる（請求項２）。
即ちステッピングモータとして、非通電遮断の状態でマグネットロータの磁極と固定コアの極歯との磁気吸引力でマグネットロータの回転方向位置を保持するものを用いることで、これを容易に実現することができる。

本発明では、マグネットロータを上記引上げ位置と押下げ位置との間で軸方向に駆動する駆動手段をステッピングモータとは別に設けておいて、その別途の駆動手段によりパイロット弁を吐水位置と止水位置とに切り替えるようになすことも可能であるが、マグネットロータを弁軸とともにパイロット弁の閉弁方向に付勢する付勢部材を上記駆動装置の一要素として設けておき、その付勢力にてステッピングモータのオフ通電によりマグネットロータを引上げ位置から押下げ位置まで軸方向に移動させて開弁状態にあるパイロット弁を閉弁させ、またオン通電により電磁コイルによる磁気吸引力に基づいてマグネットロータを引上げ位置まで引き上げるようになしておくことができる（請求項３）。

このようにすれば、簡単な構成でマグネットロータを吐水位置である引上げ位置と止水位置である押下げ位置との間で移動させるようになすことができる。
ここで吐水と止水の操作は、例えばステッピングモータへのオン通電（通電開始）とオフ通電（通電遮断）とを行うためのスイッチ等のオン・オフ操作部を設けておき、そのスイッチ等の操作により吐水と止水とを切り替えるようになすことができる。
またこの請求項３によれば、停電時には通電遮断（オフ通電）により自動的にマグネットロータが押下げ位置まで移動してパイロット弁が閉弁するため、停電状態でパイロット弁が開弁したままとなって水が出っ放しになってしまうといったことを有効に防止することができる。

本発明では、押下げ位置にあるマグネットロータを引上げ位置まで引き上げる際、ステッピングモータの磁気吸引力だけでこれを行うようになしても良いが、その引き上げを補助する補助引上げ手段を設けておくことができる（請求項４）。
このようにすれば、ステッピングモータ即ち電磁コイルによる磁気吸引力が弱い場合であっても、スムーズ且つ確実に押下げ位置にあるマグネットロータを引上げ位置まで引き上げることができる。即ち閉弁状態にあるパイロット弁を開弁状態まで持ち上げることができる。

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及び図２において、１０は本実施形態のパイロット式流量制御弁で、１２はバルブボデー、１４はその内部に形成された主水路、１４Ａ，１４Ｂは主水路１４を形成する１次側の流入水路，２次側の流出水路である。
ここでバルブボデー１２は、本体部１６と、本体部１６にねじ込まれて本体部１６の開口部を閉鎖する閉鎖部材１８を固定する固定ナット２０とを有している。

２２はバルブボデー１２に一体に構成された円筒部で、その先端部（上端部）にて主弁座２４が構成されている。
円筒部２２の外周部には流入室２６が形成されており、その流入室２６に整流部２８が設けられている。
この整流部２８は、図中横向きに流入した水の流れを上向きの、即ち縦向きの流れに整流して後述の主弁３２に作用させる働きをなす。
この整流部２８は、整流板の間に上下方向の整流路３０を円筒部２２の周りに複数備えている。

３２は主水路１４上に設けられた主弁で、ここではダイヤフラム弁からなっている。尚、主弁３２をピストン弁にて構成することも可能である。
この実施形態において、ダイヤフラム弁からなる主弁３２は樹脂性の硬質の主弁本体３４と、これにより保持されたゴム製のダイヤフラム膜３６とからなっている。

この主弁３２は、主弁座２４に対して図中上下方向に進退移動して主水路１４を開閉し、また主水路１４の開度を変化させる。
詳しくは、主弁座２４への着座によって主水路１４を遮断し、また主弁座２４から図中上向きに離間することによって、主水路１４を開放する。
また主弁座２４からの離間量に応じて主水路１４の開度を大小変化させ、主水路１４を流れる水の流量即ち吐水部からの吐水量を調節する。

主弁３２における主弁本体３４には、ダイヤフラム膜３６の下側に主弁ガイド３８が一体に構成されている。
この主弁ガイド３８は、円筒部２２の内側に嵌入して主弁３２の移動を案内するもので、円形且つ図中上下方向に厚肉をなす上部３８-１と、放射状に設けられた板状の下部３８-２とからなっている。

主弁３２の図中上側の背後には、背圧室４０が上記閉鎖部材１８の内側に形成されている。
背圧室４０は、内部の圧力を主弁３２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３２には、これを貫通して１次側の流入水路１４Ａと背圧室４０とを連通させる導入小孔４２が設けられている。
この導入小孔４２は、流入水路１４Ａからの水を背圧室４０に導いて背圧室４０の圧力を増大させる。

主弁３２には、その中心部を上下に貫通して背圧室４０と２次側の流出水路１４Ｂとを連通させる水抜水路としてのパイロット水路４４が設けられている。
このパイロット水路４４は、背圧室４０内の水を流出水路１４Ｂに抜いて背圧室４０の圧力を減少させる。
背圧室４０の内部には、パイロット弁４６が図中上下方向即ち主弁３２の進退方向と同方向に進退移動可能に設けられている。

このパイロット弁４６に対向して主弁３２には、詳しくは主弁本体３４にはパイロット弁座４７が図中上向きに突出する状態で設けられている。
パイロット弁４６は、図中下向きの前進移動によりパイロット弁座４７に着座することでパイロット水路４４を閉鎖し、また図中上向きに後退移動してパイロット弁座４７から離間することによってパイロット水路４４を開放する。

本実施形態の流量制御弁１０は、パイロット弁４６を図中上下方向に進退移動させることによって主弁３２をこれに追従して移動させ、主水路１４を流れる水の流量を調節する。
詳しくは、図２はパイロット弁４６がパイロット弁座４７に、また主弁３２が主弁座２４にそれぞれ着座して主水路１４を閉鎖した状態、即ち止水状態を表しており、この状態から図４（Ｉ）に示しているようにパイロット弁４６が図中上向きに後退移動すると、パイロット弁４６とパイロット弁座４７との間に隙間が生じ、背圧室４０内の水がパイロット水路４４を通じて流出水路１４Ｂ側に抜け出して背圧室４０の圧力が減少する。

そこで主弁３２が流入水路１４Ａとの圧力差により図中上向きに後退移動し、そして図４（II）に示しているように流入水路１４Ａの圧力と背圧室４０の圧力とがバランスする位置で、主弁３２の図中上向きの後退移動が停止する。
この主弁３２の後退移動によって主弁３２と主弁座２４との間に隙間が生じ、流入水路１４Ａから流出水路１４Ｂに水が流通する。即ち吐水部から吐水が行われる。

この状態からパイロット弁４６が更に図中上向きに後退移動させられると、背圧室４０の圧力と流入水路１４Ａの圧力とをバランスさせるようにして主弁３２がパイロット弁４６の後退移動に追従して後退移動し、主水路１４の開度を更に広くして主水路１４を流れる水の流量を増大させる（図４（II），（III）参照）。
図１はこのようにして主弁３２が大きく開いた状態を表している。

一方、パイロット弁４６が図５（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４６とパイロット弁座４７との間の隙間が小さくなって、即ちパイロット水路４４の開度が小さくなって、背圧室４０から流出水路１４Ｂに抜ける水の量が少なくなり、背圧室４０の圧力が増大する。
このためその増大した圧力により主弁３２が今度は図中下向きに前進移動して、背圧室４０の圧力と流入水路１４Ａの圧力をバランスさせる位置で停止する。

このとき主弁３２と主弁座２４との間の隙間が小さくなって、即ち主水路１４の開度が小さくなって、主水路１４を流れる水の流量が減少する（図５（II）参照）。
そしてこの状態から更にパイロット弁４６が図中下向きに前進移動すると主水路１４の開度が更に小さくなり、主水路１４を流れる水の流量が更に減少する（図５（III）参照）。

図１に示すようにパイロット弁４６には弁軸４８が図中上向きに延び出す形態で、且つ一体移動する状態で設けられている。この弁軸４８には外周面に雄ねじ４９が設けられ、また上端部は嵌入部５２とされている。
これに対応して閉鎖部材１８の頭部５４には嵌入孔５６が形成されており、そこに嵌入部５２が図中上下方向即ちパイロット弁４６及び主弁３２の進退方向に摺動可能に嵌入されている。

これら嵌入部５２と嵌入孔５６とには、図１の部分拡大図に示しているように、それぞれ切落し形状の平坦な係合面５８，６０が回転規制手段として形成されていて、それらが係合させられている。そしてそれらの係合作用によって、弁軸４８が閉鎖部材１８の頭部５４に対し回転規制されている。
尚、弁軸４８の外周面に設けられた雄ねじ４９は、パイロット弁４６を駆動する駆動装置６２の一要素をなしている。

６４は駆動装置６２の主体をなすステッピングモータで、このステッピングモータ６４は、閉鎖部材１８の内側に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置されたマグネットロータ６６を有している。
ここでマグネットロータ６６は断面円形の柱状をなしており、その円周面に沿ってＮ極とＳ極との各磁極が交互に且つ多極に形成されている。

このマグネットロータ６６には、その中心部に雌ねじ孔６８が上下に貫通する状態で形成されており、この雌ねじ孔６８が弁軸４８の雄ねじ４９に螺嵌されている。弁軸４８即ちパイロット弁４６は、これら雄ねじ４９と雌ねじ孔６８との螺嵌により、マグネットロータ６６の回転運動に基づいて図中上下方向にねじ送りで連続的に進退移動させられる。

ここでマグネットロータ６６は、吐水位置となる図１の引上げ位置と、止水位置となる図２の押下げ位置との間で軸方向に移動可能であるが、ステッピングモータ６４への通電状態、詳しくは後述の電磁コイル７６-１，７６-２への通電状態では電磁コイル７６-１，７６-２による磁気吸引力（電磁吸引力）にて図１に示す引上げ位置に保持される。

尚、この実施形態においてマグネットロータ６６の引上げ位置は、閉鎖部材１８の頭部５４に形成された段違形状のストッパ部（引上げ位置規定手段）５０に対しマグネットロータ６６がスリップワッシャー７０を介して当接することにより規定される。

閉鎖部材１８には、スリップワッシャー７０の上側にばね室７２が形成されていて、そこにコイルばね（付勢部材）７４が配設され、このコイルばね７４の図中下向きの付勢力が、マグネットロータ６６に対し常時作用せしめられている。

マグネットロータ６６は、ステッピングモータ６４への通電状態でコイルばね７４の図中下向きの付勢力に抗して図１に示す引上げ位置に保持され、その引上げ位置において回転動作させられる。
詳しくは、ステッピングモータ６４に対しマグネットロータ６６を回転させるための電流パルスが供給されることによって、かかるマグネットロータ６６が回転動作させられる。

ステッピングモータ６４は、図３に示すように閉鎖部材１８の外側においてＡ相の電磁コイル７６-１と、Ｂ相の電磁コイル７６-２及び各電磁コイル７６-１，７６-２に対応してそれぞれ設けられた、周方向に多数の極歯７８，８０を有する各一対の磁性材からなる固定コア８２-１Ａ，８２-１Ｂ、及び８２-２Ａ，８２-２Ｂを有している。

ステッピングモータ６４は、電磁コイル７６-１，７６-２への通電によって固定コア８２-１Ａ，８２-１Ｂ，８２-２Ａ，８２-２Ｂの各極歯７８，８０を電磁誘導にて磁化するとともに、電流パルスの供給によってその磁極を変化させ、これによりマグネットロータ６６の磁極Ｎ，Ｓとの磁気吸引力にてマグネットロータ６６を回転駆動する。

尚このステッピングモータ６４は、電磁コイル７６-１，７６-２への通電遮断状態で固定コア８２-１Ａ，８２-１Ｂ，８２-２Ａ，８２-２Ｂの各極歯７８，８０がマグネットロータ６６のＮ極，Ｓ極の多数の磁極により反対磁極に磁化され、それら磁化された極歯７８，８０とマグネットロータ６６の各磁極との磁気吸引力に基づいて、マグネットロータ６６の回転方向位置を保持する。
即ちマグネットロータ６６は、図１に示す引上げ位置と図２に示す押下げ位置との間で軸方向に移動する際、マグネットロータ６６と極歯７８，８０との磁気吸引力によって回転方向位置を維持する。

この実施形態の流量制御弁１０にあっては、ステッピングモータ６４に対してマグネットロータ６６を回転させるための電流パルスが連続して供給されることによってマグネットロータ６６が回転運動し、そしてマグネットロータ６６の回転により弁軸４８に対するねじ送りで、パイロット弁４６が図１及び図２中上下方向に連続的に進退移動させられる。

即ちパイロット弁４６の連続的な下降運動によって主弁３２がこれに追従して図中下向きに連続移動し、水流量を連続的に減少させる。またパイロット弁４６の連続的な上昇によって主弁３２がこれに追従して図中上向きに連続的に後退移動し、水流量を連続的に増大させる。

尚この実施形態では、マグネットロータ６６の回転運動によって、最終的にパイロット弁４６がパイロット弁座４７に着座し、また主弁３２が主弁座２４に着座する位置までパイロット弁４６が下向きに前進移動させられる。即ち止水状態となるまでパイロット弁４６がマグネットロータ６６の回転によるねじ送りで前進移動させられる。
但し場合によってマグネットロータ６６の回転動作ではパイロット弁４６が止水状態とならないように、その前進端を位置規制するようにしても良い。

本実施形態ではまた、スイッチ操作等によってステッピングモータ６４に対しオフ通電（通電遮断）が行われると、マグネットロータ６６と固定コア８２-１Ａ，８２-１Ｂ，８２-２Ａ，８２-２Ｂの各極歯７８，８０との間の磁気吸引力に抗して、コイルばね７４の付勢力でマグネットロータ６６が図中下向きに押し出され、パイロット弁４６及び主弁３２が閉弁せしめられる（図２に示す状態）。

このとき、マグネットロータ６６は上記のように回転方向位置を保持した状態で、パイロット弁４６とともに図中下向きに押し下げられる。
従ってこのとき、マグネットロータ６６と弁軸４８即ちパイロット弁４６とは、図中上下方向の即ち軸方向の同じ関係位置を保った状態で、ともに下向きに押し下げられる。

一方スイッチ操作等によってステッピングモータ６４に対しオン通電（通電開始）が行われると、図２の押下げ位置にあったマグネットロータ６６が、弁軸４８及びパイロット弁４６を保持した状態のまま、ステッピングモータ６４の磁気吸引力により図１に示す引上げ位置まで引き上げられ、ここにおいてパイロット弁４６が開弁状態となって通水開始、即ち吐水開始される。

このときパイロット弁４６は、オフ通電する前の元の位置に戻り、従って主弁３２もまたオフ通電する前の元の位置まで戻って閉弁位置から図中上向きにリフトアップし、前と同じ開弁状態に復帰する。
従ってこのときの水流量即ち吐水量は、オフ通電する前の吐水量と同じとなる。

即ち本実施形態では、流調操作部の操作等によりマグネットロータ６６を回転させることで、パイロット弁４６をねじ送りで連続的に図中上下方向に進退移動させ、水流量調節を連続的に行い得る一方で、吐止水操作部の操作によるオフ通電，オン通電により吐止水を行い得且つ一旦止水を行った後、再び吐止を行ったときに止水前に調節してある水流量と同じ水流量で吐水を行わせることができる。

この実施形態では、マグネットロータ６６を図１に示す引上げ位置に位置させた状態で吐水を行っているときに停電が生じたとき、マグネットロータ６６が通電遮断によって押下げ位置に直ちに押し下げられ、止水が行われる。従ってパイロット弁４６が停電後においても開弁状態を保持したままとなって、水が出っ放しになってしまう問題も併せて解決することができる。

以上のような本実施形態によれば、パイロット弁４６に対するねじ送りで連続的な水量調節を行い得、またマグネットロータ６６を弁軸４８、パイロット弁４６とともに引上げ位置と押下げ位置との間で軸方向に移動させることで吐水と止水を切り替えることができる。

かかる本実施形態によれば、吐止水及び水流量調節の何れをもパイロット水路４４の開度の制御により小さな操作力で軽やかに行うことができ、またこれによりステッピングモータ６４を用いた電気的駆動によって主弁３２を進退移動させ吐止水と水流量調節とを行うことが可能となる。

また本実施形態では、吐止水動作を行う度に、吐水量を所望水流量に再調節するといった面倒が無く、操作が簡単であって使い勝手が良好である。

次に図６は本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態は、押下げ位置にあるマグネットロータ６６を引上げ位置まで引き上げる際、その引き上げを補助する補助引上げ手段として電磁コイル及び固定鉄芯（磁性材）を設けた例である。

この実施形態では、ステッピングモータ６４とは別に電磁コイル８４がその上側に且つ閉鎖部材１８の外側に設けられ、そしてその内側において閉鎖部材１８の頭部５４に固定鉄芯８６が埋め込まれている。

この実施形態では、図６（Ａ）に示す止水状態でステッピングモータ６４へのオン通電が行われるのに加えて、引上げ補助手段としての電磁コイル８４にもオン通電が行なわれる。
これにより、固定鉄芯８６とマグネットロータ６６の間に生じた磁気吸引力が、マグネットロータ６６を引上げ位置まで引き上げる際の補助力として作用する。
この実施形態では、図６（Ｂ）に示すようにマグネットロータ６６の引上げ位置は、閉鎖部材１８の頭部５４に設けられた固定鉄芯８６とマグネットロータ６６とがスリップワッシャー７０を介して当接することで位置規定される。

このようにすれば、ステッピングモータ６６による磁気吸引力が弱い場合であっても、スムーズ且つ確実に押下げ位置にあるマグネットロータ６６を引上げ位置まで引き上げることができる。即ち閉弁状態にあるパイロット弁４６を開弁状態まで持ち上げることができる。

この実施形態においては、磁性材である固定鉄芯８６を固定側、即ち閉鎖部材１８の頭部５４に設けているが、可動側であるマグネットロータ６６の側に固定鉄芯８６を付加し、或いはまたマグネットロータ６６の側と頭部５４の側との両方とに固定鉄芯８６を設けて、電磁コイル８４による磁気吸引力をマグネットロータ６６の引き上げの補助として利用するといったことも可能である。

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り、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。

本発明の一実施形態のパイロット式流量制御弁を吐水状態で示す図である。同実施形態のパイロット式流量制御弁を止水状態で示す図である。同実施形態におけるステッピングモータの要部を一部切り欠いて示す斜視図である。同実施形態の流量調節の際の作用説明図である。図４に続く作用説明図である。本発明の他の実施形態の図である。従来のパイロット式流調弁を示す図である。

符号の説明

１０パイロット式流量制御弁
１４主水路
１４Ａ流入水路
１４Ｂ流出水路
２４主弁座
３２主弁
４０背圧室
４２導入小孔
４４パイロット水路
４６パイロット弁
４８弁軸
４９雄ねじ
６２駆動装置
６４ステッピングモータ
６６マグネットロータ
６８雌ねじ孔
７４コイルばね（付勢部材）
７６−１，７６−２，８４電磁コイル
７８，８０極歯
８２-１Ａ，８２-１Ｂ，８２-２Ａ，８２-２Ｂ固定コア
８６固定鉄芯

Claims

(イ)主弁座に対して接近離間方向に進退移動して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る状態に前記主弁を貫通して設けられ、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水路と、(ホ)該主弁の進退方向に進退移動して前記パイロット水路の開度を制御し、前記背圧室と前記流入水路との圧力バランスによって該主弁を追従して進退移動させるパイロット弁と、(ヘ)該パイロット弁を駆動する駆動装置と、を有するパイロット式の流量制御弁であって、
前記駆動装置は、(ａ)前記パイロット弁の移動方向に、該パイロット弁に一体移動状態に設けられた弁軸の外周面に形成された雄ねじと、(ｂ)円周方向に沿って複数の極歯を有する磁性材からなる固定コア、該極歯を磁化する電磁コイル、及び該固定コアの内側に回転可能且つ軸方向に移動可能に配置され、中心部に前記雄ねじに螺嵌する雌ねじ孔が形成されるとともに円周方向に沿ってＮ極とＳ極の各磁極が交互に形成されたマグネットロータを備え、該マグネットロータの回転によりねじ送りで前記パイロット弁を進退移動させるステッピングモータと、
を有し、前記マグネットロータの回転による前記パイロット弁のねじ送りで連続的な水流量調節を行うとともに、該マグネットロータを回転方向位置を保持しつつ吐水位置である所定の引上げ位置と止水位置である押下げ位置との間で、前記パイロット弁とともに軸方向に移動させて吐止水を行うものとなしてあることを特徴とするパイロット式流量制御弁。
請求項１において、前記ステッピングモータは、通電遮断状態で前記マグネットロータの磁極と前記固定コアの極歯との磁気吸引力で該マグネットロータの回転方向位置を保持するものとされていることを特徴とするパイロット式流量制御弁。
請求項１，２の何れかにおいて、前記駆動装置が、前記マグネットロータを前記弁軸とともに前記パイロット弁の閉弁方向に付勢する付勢部材を有しており、その付勢力にて前記ステッピングモータのオフ通電により前記マグネットロータを前記引上げ位置から前記押下げ位置まで軸方向に移動させて開弁状態にあるパイロット弁を閉弁させ、オン通電により前記電磁コイルによる磁気吸引力に基いて前記マグネットロータを前記押下げ位置から前記付勢力に抗して前記引上げ位置まで引き上げるものとされていることを特徴とするパイロット式流量制御弁。
請求項３において、前記駆動装置には、前記オン通電時に前記マグネットロータに対する前記押下げ位置から前記引上げ位置への引き上げを補助する補助引上げ手段が備えてあることを特徴とするパイロット式流量制御弁。