JP2012102804A - 流量調節弁装置及び基準位置検出機構による操作軸の基準位置の検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の製造誤差や組付誤差の累積を吸収し得て、止水状態から使用感が得られる最小流量までの操作軸の移動域（空走区間）の長さを一定とし得て、吐水性能の一定した、使用感の良好な流量調節弁装置を提供する。
【解決手段】流路３６上に設けた主弁３８と、主弁３８の止水面４５と垂直方向に移動する操作軸７６とを有する流量調節弁装置２２において、主弁３８の設定動作位置に対して一義的に対応した操作軸７６の基準位置を検出する基準位置検出機構９０を設ける。またその基準位置検出機構９０を、操作軸７６と一体移動する状態に設けたリブ状の光遮蔽部１２２にて形成される被検出部と、被検出部を検出するセンサ（光センサ）９２を備えて構成する。
【選択図】 図２

Description

この発明は流量調節弁装置、特に主弁の止水面に対して垂直方向に移動する操作軸を備えた流量調節弁装置及び操作軸の基準位置の検出方法に関する。

従来、流路上に設けた主弁と、駆動部からの駆動力で主弁の止水面と垂直方向に移動し、主弁を開閉方向に動作させる操作軸とを有し、主弁の開度に応じて流量調節する流量調節弁装置が公知である。
例えば下記特許文献１に、この種の流量調節弁装置が開示されている。

図１５はその具体例を示している。
図において、２００は流路２０２上に設けられて、その開度に応じて液の流量を調節する主弁で、２０４はこの主弁２００をパイロット操作するパイロット弁である。
２０６は、主弁２００の止水面と垂直方向に移動する操作軸で、主弁２００は、この操作軸２０６によってパイロット弁２０４が図中上下方向に進退移動せしめられることで、そのパイロット弁２０４との間に一定の追従間隙を保持しつつパイロット弁２０４に追従して同方向に動作し、流路２０２の開度を変化させる。

２０８は、駆動部としてのモータ（ここではステッピングモータ）２１０の駆動力により回転軸２１２と一体に回転するカム部材で、上面にカム面２１４が設けられている。
２１６はカム面２１４に下向きに当接する従動部としての突起、２１８は突起２１６を備えた従動部材で、スプリング２２０にて下向きに付勢されている。
上記操作軸２０６は、図中下端部が従動部材２１８に圧入により固定され、従動部材２１８と一体に図中上下方向に直進運動する。

この流量調節弁装置では、モータ２１０の駆動力によりカム部材２０８が回転すると操作軸２０６が上下方向に移動し、そして操作軸２０６が図中上向きに移動すると、パイロット弁２０４が上向きに押し上げられて主弁２００が開弁動作する。
一方操作軸２０６が下向きに移動すると、パイロット弁２０４の図中下向きの閉弁方向の移動により、主弁２００が閉弁方向に動作して流路２０２の液の流量を減少変化させ、最終的に閉弁状態となって液の流通を遮断する。
通常、その閉弁後の止水状態で操作軸２０６はパイロット弁２０４との間、詳しくはピン２２２との間に隙間を形成する。

しかしながらこの流量調節弁装置の場合、主弁２００と駆動部としてのモータ２１０との間にカム部材２０８，従動部材２１８，操作軸２０６，パイロット弁２０４等の多数の部品が、主弁２００の止水面と垂直方向に組み付けられているため、それら多数の部品の製造誤差及び組付誤差が、主弁２００の止水面と垂直方向に累積し、そしてその累積誤差により流量調節弁装置の各個体間で止水状態での操作軸２０６の位置が大きくばらついてしまう。即ち累積誤差の大小によって、操作軸２０６とピン２２２との間の隙間が大きくばらついてしまう。

この場合、止水状態から使用感が得られる最小流量までの操作軸２０６の移動域（空走区間）が必要以上に長くなって、求める流量に達するまでに時間が長くかかってしまったり、また各流量調節弁装置ごとに空走区間の長さがまちまちとなって、所望の流量に達するまでの操作軸２０６の移動量がばらつき、所望流量に達するまでの時間に長短を生じて、そのことが使用感を悪化させてしまう問題を生じる。

以上はパイロット弁２０４を有する流量調節弁装置の例であるが、主弁２００を操作軸２０６によって直接動作させる形式の流量調節弁装置においても同様の問題が内在する。
更にモータからの駆動力ではなく、ハンドルからの駆動力によって操作軸２０６を移動させ、主弁２００を開閉動作させる場合においても同質の問題が生じ得る。

尚本発明に関連する先行技術として、下記特許文献２には、部品寸法のばらつきや組付けのばらつきによって開弁初期の流量が大きく左右されてしまう問題を解決課題として、主弁の主弁本体に円板状の主弁ガイドを形成し、流量調節ハンドルを最小流量位置に操作した状態で、その主弁ガイドを、上端部に主弁座を有する円筒部に嵌入状態として、主弁ガイドと円筒部との間に環状隙間を形成するようにし、開弁初期の流量を安定させるようにした点が開示されている。
しかしながらこの特許文献２に開示のものは、止水時の状態から使用感が得られる流量までの操作量を一定にするといったものではなく、この点で本発明とは異なる。

特開２０１０−７７９６号公報 特開２００９−１０９０２３号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、部品の製造誤差や組付誤差の累積を吸収し得て、止水状態から使用感が得られる最小流量までの操作軸の移動域（空走区間）の長さを一定とし得て、吐水性能の一定した、使用感の良好な流量調節弁装置を提供すること、またその流量調節弁装置における操作軸の基準位置の検出方法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は流量調節弁装置に関するもので、流路上に設けた主弁と、駆動部からの駆動力で該主弁の止水面と垂直方向に移動し、該主弁を開閉方向に動作させる操作軸とを有し、該主弁の開度に応じて流量調節する流量調節弁装置において、前記主弁の動作位置を設定し、設定した該動作位置に対して一義的に対応した前記操作軸の基準位置を検出する、該操作軸と一体移動する状態に設けた被検出部及び該被検出部を検出する検出部を備えた基準位置検出機構を設けたことを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記主弁をパイロット操作するパイロット弁が設けてあって、該主弁が該パイロット弁との間に一定の追従間隙を保持しつつ該パイロット弁に追従して同方向に移動するものとなしてあり、前記操作軸が該パイロット弁を移動操作するものとなしてあ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、前記駆動部からの駆動力で回転する回転体と、該回転体の回転運動を前記操作軸の直進運動に変換する運動変換機構と、を有し、前記回転体に前記被検出部が一体回転状態に設けてあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記検出部が位置調節可能となしてあるとともに、該検出部の位置を移動させる移動手段が設けてあることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記検出部が投光部と受光部とを有する光センサとなしてあり、前記被検出部が該投光部と受光部との間の光路を遮断するリブ状の光遮蔽部にて形成されるものであることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記駆動部がモータであることを特徴とする。

請求項７は基準位置検出機構による操作軸の検出方法に関するもので、この方法は、流路上に設けた主弁と、駆動部からの駆動力で主弁の止水面と垂直方向に移動し、該主弁を開閉方向に動作させる操作軸とを有し、主弁の開度に応じて流量調節する流量調節弁装置における該操作軸の基準位置の検出方法であって、前記操作軸の移動により前記主弁を設定した動作位置まで移動させて移動後に、該操作軸と一体に移動する状態に設けた被検出部とともに基準位置検出機構を構成する検出部を、該被検出部の位置まで移動させることを特徴とする。

請求項８のものは、請求項７において、前記流量調節弁装置が、前記主弁をパイロット操作するパイロット弁が設けてあって、該主弁が該パイロット弁との間に一定の追従間隙を保持しつつ該パイロット弁に追従して同方向に移動するものとなしてあり、前記主弁の前記設定した動作位置が、前記パイロット弁が開弁して該パイロット弁と主弁との間に前記追従間隙を生じた位置の、該主弁が開弁開始する位置、又は該パイロット弁が開弁開始する位置で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、主弁の止水面と垂直方向に移動して主弁を開閉操作させる操作軸を有する流量調節弁装置において、主弁の動作位置を設定し、設定した動作位置に対して一義的に対応した操作軸の基準位置を検出する、操作軸と一体移動する被検出部及びその被検出部を検出する検出部を備えた基準位置検出機構を設けたものである。

本発明においては、主弁の設定した動作位置に対して一義的に対応した操作軸の位置、具体的には主弁の設定動作位置を実現する、主弁の設定動作位置に対応した操作軸の基準位置を基準位置検出機構にて検出でき、従ってその基準位置に基づいて操作軸の位置を制御することで、操作軸の移動に正確に追従して主弁を開閉方向に動作させることができる。

従って本発明によれば、駆動部と主弁との間に多数の部品が介在していたとしても、それら各部品の製造誤差や組付誤差を吸収し得て、それら誤差に影響されることなく操作軸の位置に正確に対応して主弁の動作位置を規定することができる。

これにより上記の累積誤差の大小に拘らず、各流量調節弁装置ごとに操作軸の止水待機状態の位置、詳しくは止水待機状態における操作軸の主弁に対する相対関係位置を一定の同じ位置に設定でき、従って止水待機位置から使用感の得られる流量までの操作軸の空走区間の長さもまた、各流量調節弁装置ごとに一定に揃えることが可能となる。
このように空走区間の長さを各流量調節弁装置ごとに同じ且つ一定とすることができれば、各流量調節弁装置ごとに吐水性能を一定に揃えることができ、また操作軸における空走区間を速く動かすことが可能となって、これにより所望の流量に達するまでの時間を短くすること、即ち素早く吐水することが可能となって、使用感を高めることができる。

本発明は、操作軸によって直接に主弁を開閉させる形式の流量調節弁装置に適用することも可能であるが、本発明は特に主弁がパイロット操作式のもの、詳しくは主弁がパイロット弁との間に一定の追従間隙を保持しつつ、パイロット弁に追従して同方向に移動する形式のものに適用して効果が大である（請求項２）。

このように主弁がパイロット操作式のものである場合、駆動部と主弁との間により多くの部品が介在することとなり、主弁に到るまでの各部品の製造誤差や組付誤差がより多く累積する。
しかるに本発明によれば、そのような累積誤差の増大にも拘らず、操作軸の移動に正確に追従して主弁を開閉動作させることが可能となる。

本発明では駆動部からの駆動力で回転する回転体と、回転体の回転運動を操作軸の直進運動に変換する運動変換機構とを設けておき、その回転体に上記被検出部を一体回転状態に設けておくことができる（請求項３）。

被検出部を操作軸に直接に且つ操作軸と一体に直進移動する状態に設けておいて、その被検出部を検出部にて検出するようになすことも可能であるが、この場合、被検出部の移動量と操作軸の移動量とが同じとなって、被検出部の移動量が少なくなり、検出部による被検出部の検出の精度、つまり操作軸の基準位置の検出の精度が低下する。

しかるに駆動部からの駆動力で回転体を回転させ、その回転体の回転運動を運動変換機構により操作軸の直進運動に変換するようにして、その回転体に被検出部を設けておいた場合、操作軸の移動量に対する被検出部の移動量を大きく取ることが可能となり、操作軸の基準位置の検出の精度を高精度となすことができる。

また前者の場合には、検出部を操作軸に近接して配置せざるを得なくなって、これにより流路の確保が難しくなったり、或いは操作軸周りの構造が大形状化してしまうが、請求項３によれば、基準位置検出機構を操作軸とは別途に離れた個所に設けることが可能となって、基準位置検出機構により流路の確保が難しくなったり、或いは操作軸周りの構造が大形状化してしまう問題を解決することができる。

ここで運動変換機構は種々形態で構成することが可能であるが、かかる運動変換機構をカム機構となしておくことが望ましく、特にねじ送り機構となしておくことがより望ましい。
ねじ送り機構の場合、操作軸の一定の移動量に対し、被検出部の回転による移動範囲，移動距離をより一層大きく取ることが可能となり、これにより操作軸の基準位置検出精度をより一層高めることができ、従って操作軸の位置の制御をよりきめ細かく高精度で行うことが可能となる。

本発明では上記検出部を位置調節可能となしておくとともに、検出部の位置を移動させる移動手段を設けておくことができる（請求項４）。
この請求項４によれば、操作軸を移動させて主弁を目的とする設定動作位置に位置させた状態で検出部を移動させることにより、検出部が被検出部を検出する位置まで、位置調節することが可能となる。
このようにすることで、操作軸の基準位置を実際の主弁の動作に合せて（対応付けて）定めることができるとともに、基準位置検出機構による操作軸の基準位置を正確に検出することが可能となる。

本発明では上記検出部を、互いに対向配置した投光部と受光部とを有する光センサとなし、上記被検出部を、それら投光部と受光部との間の光路を遮断するリブ状の光遮蔽部にて形成されるものとなしておくことができる（請求項５）。
このようにすることで、基準位置検出部を簡単に構成することができる。

本発明ではまた、上記の駆動部をモータとなしておくことができる（請求項６）。
使用者がハンドル操作によって手動で主弁を移動させ吐水等を行わせる場合には、吐水の状況を使用者が見ながらハンドル操作を微妙に手加減して目的とする流量で吐水を行わせるといったことが可能であるが、モータ駆動にて自動的に操作軸を移動させて主弁を開閉動作させる場合にはそうしたことは難しく、この場合、上記の空走区間の距離が長かったりまちまちであったりすると使用者は苛立ちを感じてしまう。
しかるに本発明では空走区間を一定且つ最短に設定でき、従ってまたその空走区間を速やかに操作軸を移動させることができるため、このようなモータ駆動の流量調節弁装置に本発明を適用して大なる効果を奏する。

次に請求項７は基準位置検出機構による操作軸の基準位置の検出方法に関するもので、ここでは操作軸の移動により主弁を設定動作位置まで移動させた後、検出部を被検出部の位置まで位置移動させる。
この請求項７の検出方法によれば、操作軸の基準位置を主弁の設定動作位置に対して正確且つ厳密に対応させることができるとともに、その操作軸の基準位置の検出部を精度高く行うことが可能となる。

この場合において、流量調節弁装置をパイロット式の主弁を有するものとなし、そして主弁の設定動作位置を、パイロット弁が開弁してパイロット弁と主弁との間に上記の追従間隙を生じた位置の、主弁が閉弁開始する位置、又はパイロット弁が開弁開始する位置となしておくことができる（請求項８）。

本発明の一実施形態の流調弁装置を有する水栓を示した図である。 同実施形態の流調弁装置の断面図である。 図２の弁部を拡大して示した図である。 図２の基準位置検出機構及び周辺部を組付状態で示した図である。 同基準位置検出機構及び周辺部を分解して示した斜視図である。 同実施形態における弁部の動作説明図である。 図６に続く動作説明図である。 同実施形態の流調弁装置の特徴を比較例との比較で示した図である。 同実施形態の変形例を示した図である。 本発明の他の実施形態の図である。 図１０の実施形態の弁部の動作説明図である。 本発明の更に他の実施形態の図である。 本発明の更に他の実施形態の図である。 本発明の更に他の実施形態の図である。 従来公知の流調弁装置を示した図である。

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において、１０は水栓で、カウンタ１２上に設けられた操作部１４と、カウンタ１２から起立する吐水管１５とを有している。
吐水管１５はグースネック形状をなしており、先端に吐水口１６を備えている。
また操作部１４には、吐水口１６からの吐水と止水とを行うための吐止水操作部，吐水の流量を調節する流調操作部及び吐水の温度を調節する温調操作部等が設けられている。

カウンタ１２の下方には、給水路１８と給湯路２０とのそれぞれに本実施形態の流量調節弁装置（以下単に流調弁装置とする）２２Ｃ，２２Ｈが設けられている。
給水路１８上の水側の流調弁装置２２Ｃ及び給湯路２０上の湯側の流調弁装置２２Ｈは、それぞれ水の流量，湯の流量を調節し、そしてそれらによって水と湯との混合比を変化させて、吐水口１６からの混合水の温度を変化させる。
また給水路１８上の水側の流調弁装置２２Ｃからの水の流量、及び給湯路２０上の湯側の流調弁装置２２Ｈからの湯の流量を合せた総流量によって、吐水口１６からの吐水の流量を決定する。

これら水側の流調弁装置２２Ｃ，湯側の流調弁装置２２Ｈは、それぞれ操作部１４における流調操作部，温調操作部の操作に基づいて水，湯の流出流量を調節する。
これら流量調節弁装置２２Ｃ，２２Ｈから流出した水と湯とは合流部２４で合流して混合水となり、混合水路２６を通じて吐水管１５へと送られ、吐水口１６から外部に吐水される。
尚２８は止水栓であり、また３０は水栓１０に備えられた制御部である。

この制御部３０には、流量調節弁装置２２Ｃ，２２Ｈのそれぞれの駆動部としてのモータ（ここではステッピングモータ）３２が電気的に接続されている。流量調節弁装置２２Ｃ，２２Ｈの各モータ３２は制御部３０にて動作制御される。
この制御部３０にはまた、操作部１４及び後述のセンサ９２が電気的に接続され、それらから制御部３０に信号入力される。

上記水側の流調弁装置２２Ｃ，湯側の流調弁装置２２Ｈは同じ構成のもので、その構成が図２に具体的に示してある。ここで水側の流調弁装置２２Ｃ，湯側の流調弁装置２２Ｈは同一の構成のものであるので、図２では単に流調弁装置２２として示してある。

図２において、３４は流調弁装置２２のボデーで、内部に流路３６が形成されており、その流路３６上に主弁３８が設けられている。
３６Ａは流路３６における主弁３８の上流側（１次側）の流入流路を、３６Ｂは下流側（２次側）の流出流路を表している。
主弁３８はダイヤフラム式の弁で、図３にも示しているように硬質の主弁本体４０と、これに保持された、シール部材を兼ねたゴム製のダイヤフラム膜４２とから成っている。
主弁３８は主弁座４４に向けて進退移動して流路３６を開閉し、また開度を変化させる。
詳しくは、主弁３８は主弁座４４への着座によって流路３６を遮断し、また主弁座４４から図中上向きに離間することによって流路３６を開放する。
また主弁座４４からの離間量に応じて流路３６の開度を大小変化させ、流路３６を流れる水の流量を調節する。
図３において、４５は主弁が主弁座４４に着座状態となって止水を行うときの止水面を表している。
尚、主弁座４４はボデー３４に形成された円筒部４６の上端部にて構成されている。

この主弁３８の図中上側、即ち主弁３８に対し流出流路３６Ｂと反対側に背圧室４８が設けられている。
背圧室４８は、内部の圧力を主弁３８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。
図３に示しているように主弁３８には、これを貫通して１次側の流入流路３６Ａと背圧室４８とを連通させる導入小孔５０が設けられている。
導入小孔５０は、流入流路３６Ａからの水を背圧室４８に導いて背圧室４８の圧力を増大させる。

主弁３８にはまた、これを貫通して背圧室４８と２次側の流出流路３６Ｂとを連通させる、水抜路としてのパイロット流路５２が設けられている。
このパイロット流路５２は、背圧室４８内の水を流出流路３６Ｂに抜いて背圧室４８の圧力を減少させる。

５４はパイロット弁ケースで、ボデー３４に形成されたガイド孔５６に摺動可能に嵌合され、ガイド孔５６によって図中上下方向、即ち止水面４５と垂直方向に姿勢維持され且つ移動ガイドされる。
パイロット弁ケース５４は中心部にガイド孔５８を有しており、そこにプランジャ式のパイロット弁６０が摺動可能に嵌合されている。
パイロット弁６０は、このガイド孔５８によって図中上下方向の移動時に移動ガイドされる。
尚、パイロット弁ケース５４には図３（Ｂ）に示しているように切欠部６２が設けられており、この切欠部６２によって、背圧室４８と上記のガイド孔５６及び５８とが互いに連通状態とされている。
ここでパイロット弁６０は、パイロット弁ケース５４内部に組み込まれたスプリング７２によって図中下方、即ち閉弁方向に付勢されている。

パイロット弁ケース５４は、図３（Ｂ）中下端部にＬ字状に折れ曲がった形態の係合突部６４を有しており、この係合突部６４を、主弁３８の係合孔６６に係合させることによって、主弁３８と一体移動する状態に主弁３８に固定されている。
主弁３８は、パイロット弁ケース５４とガイド孔５６とによるガイド作用によって、止水面４５と垂直方向に動作案内される。

パイロット弁６０は、図３中下部に下向きに突出した細径のピン７０を有しており、このピン７０が、主弁３８の中心部の貫通孔を下向きに挿通している。
上記のパイロット流路５２は、このピン７０と主弁３８の貫通孔の内周面との間に狭小幅で環状に形成されている。
パイロット弁６０の図中下部には、ゴム等の弾性材から成るシール部材６８が設けられている。
パイロット弁６０は図中上下方向、即ち主弁３８に設けられたパイロット弁座７４に対し図中上下方向の軸方向、即ち上記の止水面４５と垂直方向に進退移動して、パイロット流路５２の開度を変化させる。

詳しくは、パイロット弁６０がパイロット弁座７４に着座することでパイロット流路５２が閉鎖され、またパイロット弁６０がパイロット弁座７４から図中上向きに離間することで、パイロット流路５２が開放される。
更にパイロット弁６０のパイロット弁座７４からの離間量に応じて、パイロット流路５２の開度が変化せしめられる。

但しこの実施形態では、実際にはパイロット弁６０が図中上下方向に進退移動すると、主弁３８がこのパイロット弁６０に追従して図中上下方向に進退移動する。
その際主弁３８、具体的にはこれに設けられたパイロット弁座７４とパイロット弁６０との間に一定の微小な追従間隙を保持した状態で、主弁３８がパイロット弁６０の進退移動に追従して同方向に進退移動する。

詳しくはパイロット弁６０が図中上方向に後退移動すると、パイロット流路５２が開いて背圧室４８内の水がパイロット流路５２を通じて流出流路３６Ｂに抜け、背圧室４８の圧力が低下する。
すると背圧室４８の圧力と流入流路３６Ａの圧力とをバランスさせるようにして、主弁３８がパイロット弁６０の後退移動に追従して上向きに後退移動し、流路３６を開いて流入流路３６Ａから流出流路３６Ｂへと水を流通させる。

主弁３８は、パイロット弁座７４とパイロット弁６０との間に上記の微小な一定の追従間隙を維持しつつ、パイロット弁６０の更なる後退移動に追従して同方向に移動し、流路３６の開度を更に拡くして、流路３６における水の流量を増大変化させる。

また逆にパイロット弁６０が図中下向きに前進移動すると、背圧室４８の圧力と流入流路３６Ａの圧力とをバランスさせるようにして、主弁３８がパイロット弁６０の前進移動に追従して図中下向きに移動し、流路３６の開度を減少変化させて、流路３６における水の流量を減少させる。
そして最終的に主弁３８及びパイロット弁６０が主弁座４４，パイロット弁座７４に着座して、それぞれが閉弁状態となる。

但し主弁３８が閉弁し、またパイロット弁６０が閉弁した状態からパイロット弁６０が開弁したとき、パイロット弁６０と主弁３８との間、詳しくはシール部材６８とパイロット弁座７４との間の間隙が上記の一定の追従間隙に達するまでの間は、パイロット弁６０が開弁しても主弁３８は開弁せず、このとき背圧室４８の水がパイロット流路５２を通じて流出流路３６Ｂ側にブリード流として流れる。
そしてパイロット弁６０と主弁３８との間の間隙が上記の追従間隙に達し、更にパイロット弁６０が図中上向きに後退移動するに到って、そこで初めて主弁３８がパイロット弁６０に追従して図中上向きに開弁動作する。

図２において、７６はパイロット弁６０、詳しくは上記のピン７０に対して主弁３８の止水面４５と垂直方向である上下方向に対向して、ピン７０と同軸状に設けられた操作軸で、図中上部が流出流路３６Ｂ内に突き出している。
ここで操作軸７６は、軸方向の一端から他端に到るまで同一外径で一様な断面円形で延びる丸棒状をなしている。
この操作軸７６は、図中上向きの移動によってパイロット弁６０を図中上方に後退移動させ、そしてパイロット弁６０を介して主弁３８を同方向に後退移動せしめる。

尚、操作軸７６とボデー３４との間はシール部材としてのＯリング７８によって水密にシールされている。
またＯリング７８は、Ｏリング押え８０によって図中下側から上向きに押えられ、支持されている。
このＯリング押え８０は中心部に挿通孔を有しており、操作軸７６はこの挿通孔を挿通して下端側がボデー３４の凹所８２内に突き出している。

図２に示す流調弁装置２２において、ボデー３４の外面（図中下面）には、駆動部としての上記のモータ３２が取り付けられている。
またボデー３４の内部の収容室８４には、雌ねじ部材（回転体）８６，雄ねじ部材８８，基準位置検出機構９０における検出部としてのセンサ９２を保持する保持部材９４，及びこれを回転移動させるための小径のギヤ９６等が収容されている。

雌ねじ部材８６は有底円筒状をなしていて、その底部にモータ３２からの出力軸である回転軸９８が結合され、雌ねじ部材８６がモータ３２によって回転軸９８と一体に回転するようになっている。
雌ねじ部材８６の円筒状の筒壁１００には、内周面に雌ねじ部１０２が設けられている。
一方雄ねじ部材８８には円形の外周面に雄ねじ部１０４が設けられ、この雄ねじ部１０４が雌ねじ部１０２に螺合されている。
この雄ねじ部材８８は中心部に挿込孔１０６を有しており、そこに操作軸７６の図中下端部が圧入状態に差し込まれ、雄ねじ部材８８に結合されている。

この実施形態では、モータ３２の駆動力によって回転軸９８が回転すると、これと一体に雌ねじ部材８６が回転運動し、そしてその回転運動が、雌ねじ部１０２と雄ねじ部１０４との螺合に基づいて雄ねじ部材８８及び操作軸７６の直進運動に変換されて、それらが図中上下方向、つまり上記の止水面４５と垂直方向にねじ送りで進退移動せしめられる。
即ちこの実施形態では、雌ねじ部１０２と雄ねじ部１０４とが、回転体としての雌ねじ部材８６の回転運動を操作軸７６の直進運動に変換する運動変換機構としてのねじ機構を構成している。

尚、図５にも示しているように雄ねじ部材８８は図中上部にフランジ部を有していて、そのフランジ部に一対の切欠部１１２（図５参照）が、周方向に１８０°隔たった２個所に設けられており、それら切欠部１１２が、図２に示すようにボデー３４の係合突部１１４に係合していて、それらの係合作用によって雄ねじ部材８８が回転阻止されている。

上記雄ねじ部材８８には、挿込孔１０６周りに円環状の溝１０８が設けられていて、そこにスプリング１１０の図中下部が挿入されている。
スプリング１１０は、この雄ねじ部材８８と上記のＯリング押え８０との間に介在して、軸方向の各端を雄ねじ部材８８の溝１０８の底面と、Ｏリング押え８０の下面とに当接させ、それらを互いに逆方向に弾発している。

上記保持部材９４は、図５に示しているように全体として円環状をなしていて、その内周面の周方向所定個所に上記の検出部としてのセンサ９２を保持している。
このセンサ９２は、回転体としての雌ねじ部材８６に設けた後述の被検出部の到来を検出するもので、図中上下方向に対向する投光部１１６と受光部１１８とを有していて、それらの間に挿入空間を形成している。
このセンサ９２からは検出信号を出力するためのリード線１２０が延び出している。

一方雌ねじ部材８６の筒壁１００の外周面にはリブ状の光遮蔽部１２２が、周方向に沿って所定周長（ここでは図４に示しているように約半周）で雌ねじ部材８６と一体回転状態に設けられている。
この実施形態においては、光遮蔽部１２２の周方向の端部１２４が上記のセンサ９２にて検出される被検出部を成している。

具体的には、リブ状の光遮蔽部１２２が雌ねじ部材８６と一体に回転し、そしてその周方向の端部１２４がセンサ９２の投光部１１６と受光部１１８との間の挿入空間に挿入すると、投光部１１６と受光部１１８との間で光路が遮られることで、端部１２４の到達が検出される。

尚、リブ１２２を全周に亘って設けておいて、周方向所定個所に被検出部としてのスリットを設けておき、通常は投光部１１６から受光部１１８への光をリブ状の光遮蔽部１２２で遮断しておいて、そのスリットがセンサ９２の位置に到ったところで、投光部１１６からの光を受光部１１８で受光するようにし、そのことをもって被検出部を検知するようになすこと、或いはその他形態で被検出部を設けておくことも可能である。

このセンサ９２を保持した保持部材９４は、図２中上部においてボデー３４の嵌合孔に回転移動可能に嵌合され、センサ９２が保持部材９４の回転とともに周方向に位置移動可能とされている。
尚保持部材９４の嵌合部は、ボデー３４との間に介装されたＯリング１２６による摩擦力によって、回転移動のための操作力を加えていない状態で回転方向位置が自在に変化してしまわないようになしてある。

図５に示しているように、保持部材９４には図中下部に全周に亘ってギヤ１２８が設けられており、図４に示しているようにこのギヤ１２８の係合歯１３０が、保持部材９４に隣接して配置された小径のギヤ９６の係合歯１３２に噛み合わされている。
この小径のギヤ９６は、図２に示しているように円形の軸部１３４を有しており、この軸部１３４がボデー３４の嵌合孔１３６に回転可能に嵌合されている。
軸部１３４は図中下面がボデー３４の外部に露出せしめられており、そしてその露出した下面にマイナスドライバー等の工具を係合させるための係合溝１３８が設けられている。

この実施形態では、ボデー３４の外部からマイナスドライバー等の工具をギヤ９６の係合溝１３８に係合させてギヤ９６を回転させることで、保持部材９４をその軸線周りに回転させ、これに保持されたセンサ９２を所望の位置まで持ち来すことができる。

本実施形態の流調弁装置２２は、通常組付時において操作軸７６とパイロット弁６０のピン７０との間に隙間Ｓ（図６（Ｉ）参照）が存在する。
この状態からモータ３２によって雌ねじ部材８６を回転させ、操作軸７６を図中上向きに移動させて行くと、図６（II）に示すようにあるところで隙間Ｓが無くなって、操作軸７６の先端とピン７０とが当接した状態となる。

この状態から操作軸７６を更に上向きに移動させると、これによりパイロット弁６０が押し上げられ、図６（III）に示しているようにパイロット弁６０と主弁３８との間、詳しくはパイロット弁座７４との間に間隙が生じる。
この間隙が上記の追従間隙ｄよりも小さいときには、主弁３８はパイロット６０に追従して開弁せず、そのまま閉弁状態を維持する。
従ってこのときには、背圧室４８内の水がパイロット流路５２を通じて流出流路３６Ｂ側に流れる、微小なブリード流Ｘ（図８参照）のみを生じる。

この状態から更に操作軸７６を上向きに移動させてパイロット弁６０の開度を更に大きくすると、あるところで図６（IV）に示しているようにパイロット弁６０と主弁３８との間の間隙が一定の追従間隙ｄの大きさとなる。
このとき上記のブリード流Ｘは最大流量となる。但しこの時点においてもなお主弁３８は閉弁状態をそのまま維持している。

この状態から更に操作軸７６を上向きに移動させてパイロット弁６０を更に大きく開弁させると、ここにおいて主弁３８が追従間隙ｄを維持しつつ開弁動作し、図７（Ｖ）に示しているように流路３６を開いて流入流路３６Ａから流出流路３６Ｂに向って水を流通させる。
その後主弁３８は、パイロット弁６０の弁開度の増大につれて弁開度を大きくし、流路３６を流れる水の流量を増大変化させる。

他方、操作軸７６を図中下方に後退移動させて行くと、パイロット弁６０が閉弁方向に移動し、また主弁３８が追従間隙ｄを保ちつつパイロット弁６０に追従して閉弁方向に移動し、そしてあるところで図６（IV）に示す状態、つまり主弁３８が主弁座４４に着座し閉弁する。そしてその後はパイロット弁６０のみが閉弁方向に移動し、図７（VI）に示しているように最終的にパイロット弁座７４に着座し、閉弁状態となる。

図６（Ｉ）に示す操作軸７６とピン７０との間の隙間Ｓは、部品組付時の累積誤差によって様々に異なっている。
例えば図８（ロ）の比較例図において、個体Ａの隙間ＳがＳ_Ａであったり、また個体Ｂの隙間Ｓがこれよりも大きいＳ_Ｂであったりする。

尚同図中Ｘは、パイロット弁６０が閉弁状態から上記の追従間隙ｄを形成するまでの間にパイロット流路５２を通じて流れるブリード流を表しており、またＹは主弁３８が開弁開始した後の流路３６の水の流れである本流をそれぞれ表している。
またＰ_１は、主弁３８が閉弁状態にあり且つパイロット弁６０が開弁開始する位置を表し、Ｐ_２はパイロット弁６０と主弁３８との間に追従間隙ｄが生じ、以後主弁３８が開弁開始する位置、即ちブリード流Ｘから本流Ｙに切り替る位置を表している。
尚図８（ロ）において横軸は操作軸７６の移動量を、縦軸は流量をそれぞれ表している。

図８（ロ）に示しているように、個体間の累積誤差の大小によって、例えば個体Ａでは止水状態から使用感の得られる流量となるまでの（ブリード流Ｘから本流Ｙに切り替るまでの）操作軸７６の移動域（空走区間）の長さ、つまり操作軸７６の移動量はＫ_Ａとなり、固体Ｂではこれよりも大きなＫ_Ｂとなるなど、その長さはまちまちとなる。
そこで本実施形態では、主弁３８の設定動作位置に対応した操作軸７６の位置を基準位置として、制御部３０に記憶させておき、その基準位置に基づいて操作軸７６を移動制御する。

具体的にはここではブリード流Ｘから本流Ｙに切り替る位置Ｐ_２、つまり上記の追従間隙ｄを生じた後、主弁３８が開弁開始する位置Ｐ_２に対応した操作軸７６の位置を基準位置となし、そしてこの基準位置から追従間隙ｄだけ操作軸７６を後退させた位置（つまり位置Ｐ_１）を止水待機位置として設定する。
尚Ｐ_１はパイロット弁６０が開弁開始する位置であり、図９（ハ）に示しているように止水待機位置はこれよりも一定微小距離操作軸７６を後退させた位置に設定しておくこともできる。

本実施形態では、図２に示す基準位置検出機構９０による操作軸７６の基準位置に対する検出を、次のようにして行うようになすことができる。
詳しくは、ここでは操作軸７６を図中上向きに移動させて図６（IV）に示す状態、即ちパイロット弁６０を主弁３８に対し追従間隙ｄを生ずる状態、つまり本流Ｙの流れが開始する状態とする。

このときの操作軸７６の位置を基準位置とする。そしてその基準位置を検出するために、図４の小径のギヤ９６を回転させることで保持部材９４を回転させ、以てセンサ９２を一体に回転移動させてその位置を周方向に変化させ、リブ状の光遮蔽部１２２の周方向の端部１２４が、投光部１１６と受光部１１８との間に挿入する位置にセンサ９２を持ち来す。
ここにおいて操作軸７６の基準位置を検出する位置が設定される。

その後操作軸７６を後退移動させて、パイロット弁６０を閉弁方向に移動させ、そしてパイロット弁６０がパイロット弁座７４に着座した位置を止水待機位置として設定する。
このとき操作軸７６はパイロット弁６０のピン７０に当接した状態にある。
但し操作軸７６を更に僅かに後退移動させた位置を止水待機位置とすることもできることは上記した通りである。
尚上記の追従間隙ｄはその距離が予め分かっているので、基準位置に位置させた操作軸７６を、その追従間隙ｄに応じた距離だけ後退移動させるための必要パルス数をモータ３２に送ることで、操作軸７６を止水待機位置に位置させることができる。

図８（イ）に示しているように、このようになした場合個体Ａの空走区間Ｋ_Ａ，個体Ｂの空走区間Ｋ_Ｂはそれぞれ一定の長さとなり、またこの空走区間は予め分かっているため、止水待機位置から空走区間だけ速やかにモータ３２の回転により操作軸７６を移動させることで、目的とする所望の流量を速やかに吐水させることができるようになり、使用感を高めることができる。

以上ではブリード流Ｘから本流Ｙに切り替るときの操作軸７６の位置を基準位置として設定しているが、図９（ニ）に示しているようにブリード流が流れ始める位置Ｐ_１、即ちパイロット弁６０が開弁開始する位置（何れの場合も操作軸７６とパイロット弁６０のピン７０との隙間はゼロ）を基準位置として設定しておくことも可能である。

以上のように本実施形態では、モータ３２からの駆動力で回転する雌ねじ部材８６を設けて、雌ねじ部材８６の回転運動を運動変換機構としてのねじ送り機構にて操作軸７６の直進運動に変換し、そしてその雌ねじ部材８６に、リブ状の光遮蔽部１２２の周方向の端部１２４にて構成される被検出部を一体回転状態に設けてある。

後述の図１３に示す例のように被検出部を操作軸７６に直接に且つ操作軸７６と一体に直進移動する状態に設けておいて、その被検出部をセンサ９２にて検出するようになすことも可能であるが、この場合、被検出部の移動量と操作軸７６の移動量とが同じとなって、被検出部の移動量が少なくなり、センサ９２による被検出部の検出の精度、つまり操作軸７６の基準位置の検出の精度が低下する。

しかるにモータ３２からの駆動力で雌ねじ部材８６を回転させ、その雌ねじ部材８６の回転運動を運動変換機構により操作軸７６の直進運動に変換するようにして、その雌ねじ部材８６に被検出部（光遮蔽部１２２の周方向の端部１２４）を設けておいた場合、操作軸７６の移動量に対する被検出部の移動量を大きく取ることが可能となり、操作軸７６の基準位置の検出の精度を高精度となすことができる。

また前者の場合には、センサ９２を操作軸７６に近接して配置せざるを得なくなって、これにより操作軸７６周りの構造が大形状化してしまうが、本実施形態によれば、基準位置検出機構９０を操作軸７６とは別途に離れた個所に設けることができるため、基準位置検出機構９０により操作軸７６周りの部位が構造的に大形状化してしまうのを回避することができる。

本実施形態では上記センサ９２を位置調節可能となしてあるとともに、センサ９２の位置を移動させる移動手段としてギヤ９６が設けてあるため、操作軸７６を移動させて主弁３８を目的とする設定動作位置に位置させた状態で、センサ９２を移動させることにより、センサ９２が周方向の端部１２４を検出する位置にこれを持ち来すことができる。
このようにすることで、操作軸７６の基準位置を実際の主弁３８の動作に合せて（対応付けて）定めることができるとともに、基準位置検出機構９０による操作軸７６の基準位置を正確に検出可能となる。

図１０及び図１１は、本発明の他の実施形態を示している。
この例では、操作軸７６の図中上端側にくびれ部１４０を設け、そしてこのくびれ部１４０の上側に、棒状のパイロット弁６０を一体に構成している。
この例において、主弁３８には中心の貫通孔の内周面に沿って軸心周りに環状をなすパイロット弁座１４２が一体に設けられている。
このパイロット弁座１４２は、シール部としてのＯリング１４４を保持している。

操作軸７６は、上記実施形態と同様にくびれ部１４０を除いてその全体が断面円形且つ外径が一様な棒状をなしており、その先端側の一部にて構成された上記のパイロット弁６０が、パイロット弁座１４２に対し、主弁３８の軸心に沿って図中上下方向に、即ちその止水面４５と垂直方向に進退移動可能に嵌合して止水するようになっている。
ここでパイロット弁６０には、くびれ部１４０側の端部に全周に亘って傾斜面１４６が形成されている。
操作軸７６の、くびれ部１４０側の端部においても同様に傾斜面１４６が全周に亘り形成されている。
尚、他の構成については基本的に上記実施形態と同様である。

図１１は、本実施形態における弁部の作用を表している。
図１１（Ｉ）は止水状態を表しており、このときパイロット弁６０は、パイロット弁座１４２のＯリング１４４に全周に亘り弾性嵌合しており、パイロット流路５２は閉鎖された状態にある。
この状態から操作軸７６が図中上向きに前進移動させられると、（II）に示しているようにあるところでパイロット弁６０の傾斜面１４６がＯリング１４４と接触するに到る。

これ以後、操作軸７６が更に上向きに前進移動するとパイロット弁６０における傾斜面１４６とＯリング１４４との間に間隙が生じ、その間隙を通じてブリード流が流れるようになる。
但しその隙間ｄが一定の追従間隙ｄに達するまではブリード流のみが流れて、主弁３８は未だ開弁しない。

そして操作軸７６によってパイロット弁６０が更に図中上向きに後退移動し、そして傾斜面１４６とＯリング１４４との間の隙間が上記の一定の追従間隙ｄに達したところでブリード流は最大量となる。図１１（III）はこのときの状態を表している。

図１１（III）に示す状態から、更に操作軸７６によってパイロット弁６０が図中上向きに後退移動せしめられると、ここにおいて主弁３８が主弁座４４から離間して開弁し、流路３６に流れを生ぜしめる。
一方操作軸７６が図中下向きに後退移動することでパイロット弁６０が下向きに前進移動し、これとともに主弁３８が閉弁方向に動作し、最終的に主弁座４４に着座して閉弁状態となる。
その後更にパイロット弁６０が前進移動することで、傾斜面１４６が再びＯリング１４４に接触し、図１１（II）に示すのと同様の状態となって、ここにパイロット弁６０が閉弁状態となる。
このときの図１１（II）に示す状態となる位置が、図８（イ）の位置Ｐ_１となる。

図１２は本発明の他の実施形態を示している。
この例では、上記の実施形態における雌ねじ部材８６に代えて、カム部材１４８を回転軸９８と一体に回転する回転体として設けている。
カム部材１４８は図中上面に、周方向に沿って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１５０を有している。
またその外周面には、上記と同様の形態のリブ状の光遮蔽部１２２が所定周長に亘って（ここでは半周に亘って）一体回転状態に設けられている。

１５２は従動部材で、図中下面から下向きに突出する従動部としての突起１５４を有しており、この突起１５４が、カム面１５０に対し下向きに当接せしめられている。
またカム部材１５０は、スプリング１１０によって下向きに弾発されている。
尚、操作軸７６はこの従動部材１５２に一体移動する状態に結合されている。

この例において、センサ９２を保持する保持部材９４が設けられていること、またその保持部材９４が小径のギヤ９６の回転により回転移動せしめられる点において、上記実施形態と同様である。
その他の構成においても図１２に示す流調弁装置２２は、図２に示す流調弁装置２２と基本的に同様である。

この実施形態においては、回転体としてのカム部材１４８の回転運動が操作軸７６の直進運動に変換される。
そしてこの実施形態では、回転体としてのカム部材１４８の上面に設けられたカム面１５０と従動部材１５２とで、運動変換機構としてのカム機構が構成されている。

以上は操作軸によりパイロット弁を移動させることで、主弁を追従して動作させる形式のものであるが、本発明は操作軸から直接に主弁に操作力を加えてこれを動作させる形式の流調弁装置に適用することも可能である。
図１３はその具体例を示している。
図１３（Ａ）に示す例において、操作軸７６は主弁１５６に直接に固定されており、操作軸７６の図中上下方向の移動によって、主弁１５６が主弁座４４に対し着座若しくは離間させられるようになっている。
尚４５は止水面を表している。

図１３（Ａ）の例は、２次側の流出流路３６Ｂの側から操作軸７６によって主弁１５６を移動させるようになした例である。
この例では、操作軸７６の側方に上記と同様の投光部１１６と受光部１１８とを有するセンサ９２が設けられている。
またここでは操作軸７６に直接に、被検出部としてのリブ状の光遮蔽部１２２が設けられ、光遮蔽部１２２が操作軸７６と一体に直進運動する状態に設けられている。
ここで光遮蔽部１２２はセンサ９２における投光部１１６と受光部１１８との間の挿入空間に挿入することで光路を遮断し、そのことによってセンサ９２による光遮蔽部１２２の検出が行われる。

尚、１５８はセンサ９２を保持する保持部材であり、ボデー３４に固定状態に設けられている。
但し保持部材１５８を図中上下方向に移動可能に設けておくこと、或いは保持部材１５８を固定状態とし、センサ９２を図中上下方向に移動可能に設けておくといったことも可能である。

図１３（Ａ）の例は、主弁１５６を２次側流路である流出流路３６Ｂ側から操作する場合の例であるが、（Ｂ）に示すものは、主弁１５６を１次側である流入流路３６Ａ側から操作するようになした例である。
他の点については（Ａ）に示すのと同様である。

図１４は本発明の更に他の実施形態を示している。
この例は、給水路１８と給湯路２０との合流部に湯水混合弁１６０を設けて、そこで湯と水を混合するとともに混合比率を調節し、そしてそこで混合された後の混合水を混合水路２６へと流出させて、その混合水路２６上に流調弁装置２２を設けた例である。
他の点ついては上記実施形態と同様である。

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る。
例えば本発明においては操作軸における基準位置を上記とは異なった位置に設定することも可能であるし、また止水待機位置を主弁の閉弁状態における適宜の位置に設定しておくといったことも可能である。
更に本発明は上例以外の様々な形態の流調弁装置に適用することが可能であるし、また手動操作によりハンドルを操作して操作軸を移動させる形式のものにも適用可能である等、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。

２２（２２Ｃ，２２Ｈ） 流量調節弁装置
３２ モータ
３６ 流路
４５ 止水面
６０ パイロット弁
７６ 操作軸
８６ 雌ねじ部材（回転体）
９０ 基準位置検出機構
９２ センサ（検出部）
１１６ 投光部
１１８ 受光部
１２２ 光遮蔽部
１２４ 端部（被検出部）

Claims (8)

1. 流路上に設けた主弁と、駆動部からの駆動力で該主弁の止水面と垂直方向に移動し、該主弁を開閉方向に動作させる操作軸とを有し、該主弁の開度に応じて流量調節する流量調節弁装置において、
   前記主弁の動作位置を設定し、設定した該動作位置に対して一義的に対応した前記操作軸の基準位置を検出する、該操作軸と一体移動する状態に設けた被検出部及び該被検出部を検出する検出部を備えた基準位置検出機構を設けたことを特徴とする流量調節弁装置。
2. 請求項１において、前記主弁をパイロット操作するパイロット弁が設けてあって、該主弁が該パイロット弁との間に一定の追従間隙を保持しつつ該パイロット弁に追従して同方向に移動するものとなしてあり、前記操作軸が該パイロット弁を移動操作するものとなしてあることを特徴とする流量調節弁装置。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記駆動部からの駆動力で回転する回転体と、該回転体の回転運動を前記操作軸の直進運動に変換する運動変換機構と、を有し、前記回転体に前記被検出部が一体回転状態に設けてあることを特徴とする流量調節弁装置。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記検出部が位置調節可能となしてあるとともに、該検出部の位置を移動させる移動手段が設けてあることを特徴とする流量調節弁装置。
5. 請求項１〜４の何れかにおいて、前記検出部が投光部と受光部とを有する光センサとなしてあり、前記被検出部が該投光部と受光部との間の光路を遮断するリブ状の光遮蔽部にて形成されるものであることを特徴とする流量調節弁装置。
6. 請求項１〜５の何れかにおいて、前記駆動部がモータであることを特徴とする流量調節弁装置。
7. 流路上に設けた主弁と、駆動部からの駆動力で主弁の止水面と垂直方向に移動し、該主弁を開閉方向に動作させる操作軸とを有し、主弁の開度に応じて流量調節する流量調節弁装置における該操作軸の基準位置の検出方法であって、
   前記操作軸の移動により前記主弁を設定した動作位置まで移動させて移動後に、該操作軸と一体に移動する状態に設けた被検出部とともに基準位置検出機構を構成する検出部を、該被検出部の位置まで移動させることを特徴とする基準位置検出機構による操作軸の基準位置の検出方法。
8. 請求項７において、前記流量調節弁装置が、前記主弁をパイロット操作するパイロット弁が設けてあって、該主弁が該パイロット弁との間に一定の追従間隙を保持しつつ該パイロット弁に追従して同方向に移動するものとなしてあり、
   前記主弁の前記設定した動作位置が、前記パイロット弁が開弁して該パイロット弁と主弁との間に前記追従間隙を生じた位置の、該主弁が開弁開始する位置、又は該パイロット弁が開弁開始する位置であることを特徴とする基準位置検出機構による操作軸の基準位置の検出方法。

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