JP2578260B2 - 流路切換装置の制御法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として用便後に人体
の局部を温水洗浄する温水洗浄装置などの流路の切換え
に用いる流路切換装置の制御法、詳しくはその切換えタ
イミングに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の温水洗浄装置の流路切換装置にあ
っては、電磁コイル１個に付き、１流路の切換をおこな
っていたが、一台当たり複数個の流路切換装置が用いら
れるため、部品点数を削減する目的で、電磁コイル１個
で２流路の切換が可能な流路切換装置が、本出願人によ
り既に特願平２ー１４１８１５号として出願されてい
る。

【０００３】そして図２は本流路切換装置を用いた従来
例及び本発明の温水洗浄便座の水路構成を示している。
図２において、４９は水を吸引し圧送するポンプであ
り、モータ３０により駆動される。ポンプ４９には通水
路３２、給水ホース３１を介して給水口３３が接続され
ており、給水口３３は、便器の洗浄用水タンク３４の中
の水中に投下されており、ポンプ４９の駆動により、水
を吸い込む。３５は温水タンクであり、内部にヒータ３
６が配置され、温度制御器( 図示せず) により、内部の
水を約４０℃に暖めるようになっている。温水タンク３
５と、ポンプ４９は通水路３７で接続されている。３８
は流路切換装置で、その第１の役目は、お尻洗浄ノズル
４５とビデ洗浄ノズル４６のどちらか一方を選択する流
路切換手段として用いたものであり、通水路３９によ
り、温水タンク３５へ接続され、通水路４０により、お
尻洗浄ノズル４５を収納するノズルシリンダー４１へ接
続され、通水路４２により、ビデ洗浄ノズル４６を収納
するノズルシリンダー４３に接続されている。お尻洗浄
ノズル４５及びビデ洗浄ノズル４６は、非使用時それぞ
れノズルシリンダー４１, ４３に収納する方向に付勢さ
れており、使用時、水圧を受けて、ノズルシリンダー４
１, ４３からスライドして突出し、それぞれのノズルの
先端に設けた噴出孔から温水を噴出させる。

【０００４】この流路切換装置３８に必要な切換特性と
しては、流路の一方、例えばお尻洗浄ノズル４５が通水
状態であれば、他方のビデ洗浄ノズル４６は止水状態で
あり、又、お尻洗浄ノズル４５が止水状態であれば、ビ
デ洗浄ノズル４６は通水状態であると言う、いわゆる論
理回路に用いられるフリップフロップと同じ論理特性を
もっていればよく、両方共通水状態になることは勿論禁
止されるべきであるが、両方共止水状態であることは必
ずしも必要ではない。しかし厳密に言えば、温水洗浄装
置を用いていない時、洗浄用水タンク３４が高い位置に
配置されていた場合( ハイタンク) に生じる水位差圧力
による水の便器内への漏洩を本流路切換電磁弁によって
阻止するために、両方の止水状態はあった方が望まし
い。

【０００５】更に、流路切換装置３８の第２の役目は、
ビデ洗浄及びお尻洗浄を行なう前と行なった後に両方の
ノズル先端を洗浄して、ノズル自体の汚物による汚れを
回避して、ノズルを清潔に保とうとする役割である。こ
の為、流路切換装置３８の他の流出口は通水路４７によ
りノズルシリンダー４１及び４３の側面に接続されてい
る。

【０００６】次に本水路構成による温水洗浄装置の動作
について説明する。お尻洗浄用のボタン（図示せず）が
押されたとすると、まず流路切換装置３８は、通水路４
０及び４２が閉じ通水路４７が開となるモードが選択さ
れる。この状態で給水ポンプ４９の運転により洗浄用水
タンク３４の水が給水口３３より吸引され、給水ホース
３１、通水路３２，３７を通って、温水タンク３５内へ
流入する。

【０００７】温水タンク３５内の水はヒータ３６によっ
て予熱されていて、温水となっているが、給水ポンプ４
９によって吸引されてタンクへ流入した水量と等しい温
水が通水路３９、流路切換装置３８、通水路４７を経て
ノズルシリンダー４３及びノズルシリンダー４１へ送ら
れ、ノズルシリンダーとノズルのすきまより吐出して収
納状態にあるお尻洗浄ノズル４５及びビデ洗浄ノズル４
６の両方を洗浄する。このモードを前洗浄と呼ぶが、こ
の前洗浄の目的としては、ノズルを洗浄前に清潔にする
為と、前回の洗浄時に通水路３９に滞留して冷たくなっ
た冷水を除去して、冷水が人体にかからぬようにするこ
とである。

【０００８】前洗浄の時間としては、概ね、１秒程度で
ある。次に、流路切換装置３８は通水路４０が開、通水
路４２、４７が閉となるモードに切換わる。このことに
より、流路は通水路４７から通水路４０に切換わり、お
尻洗浄ノズル４５が水圧によって伸長され、ノズル先端
から温水が噴出してお尻を洗浄する。これがお尻洗浄モ
ードである。

【０００９】適当な時間経過後、使用者により洗浄停止
釦（図示せず）が押されると、流路切換装置３８は通水
路４７が開、通水路４０及び４２が閉となるモードにな
る。そうすると、お尻洗浄ノズルへの通水が断たれて、
洗浄水がストップすると共にノズル４５はノズルシリン
ダー４１へ収納されて行く、と同時に通水路４７が開か
れて、両ノズルシリンダーから温水が吐出して、ノズル
全体を強制的にクリーニングする。

【００１０】このモードを後洗浄と呼び、約２〜３秒間
継続する。以上の一連の動作によって１回のお尻洗浄が
完了する。一方、ビデ洗浄の場合は、前洗浄、後洗浄等
は上記と同一であり、お尻洗浄の場合に通水路４０が開
となったのに対してビデ洗浄の場合は通水路４２が開と
なって、ビデノズルより温水が吐出してビデ洗浄を行な
うものである。

【００１１】次に図２の温水洗浄便座に用いられる本願
出願人による１個のコイルで２流路の切換ができる流路
切換装置の構造について説明する。図３はその断面図を
示している。１は本体で、本体１に設けた流入路２は第
１弁外側弁室３に通じている。第１弁外側弁室３と第１
弁内側弁室４は第１弁座５によって互いに隔てられ、第
１弁外側弁室３と第１弁内側弁室４は２つの同心円状の
空間として形成される。第１弁座５には主弁体６のダイ
ヤフラム７が当接されており、両者が当接するか否かに
よって主弁体６の開閉がなされる。主弁体６の周縁部に
はブリード孔８が設けられ、水路的に第１弁上部弁室１
０と通じており、又、該弁体６の中央部にはパイロット
孔９が設けられている。パイロット孔９の孔は第１弁上
部弁室蓋１５内に設けられたスプリング１２の付勢力に
よってこれと接したプランジャー１１が下方に押し付け
られることによって閉じられている。プランジャー１１
が上方に吸引された場合にはパイロット孔９によって第
１弁上部弁室１０と第１弁内側弁室４は連通するが、主
弁体６と第１弁上部弁室蓋１５によって形成された空間
が第１弁上部弁室１０である。第１弁上部弁室蓋１５の
周辺部には電磁コイル１４及び鉄芯１３が設けられ、電
磁コイル１４の吸引方向中央部付近にはエアーギャップ
２９が設けられており、これらによって磁気回路が形成
されている。鉄芯１３は本体１にビスで取り付けられて
いる。

【００１２】更に、第１弁内側弁室４は流出路１６を経
て第２弁上部弁室蓋体２７に設けられた第１流出口１７
に通じている。第２弁上部弁室蓋体２７と本体１の境界
面は第２弁のダイヤフラム弁体２４と流出路１６のシー
ル面が同一面上になるように設けられ、第２弁のダイヤ
フラム弁体２４は、第２弁の弁体と流出路１６のパッキ
ンの役目を同一部品で果たしている。流出路１６は本体
１と第２弁上部弁室蓋体２７の両方にまたがって形成さ
れているが、第２弁上部弁室蓋体２７内の流出路１６と
第１流出口１７の間には第２弁上部弁室２５と連通する
為の連通路１８が設けられている。第２弁上部弁室２５
には、第１弁と同様にプランジャー２８とスプリング２
６が設けられ、スプリング力によってプランジャー２８
は第２弁のダイヤフラム弁体２４を上向きに押して第２
弁のダイヤフラム弁体２４と第２弁座２１は接してい
て、第２弁は閉じられている。このスプリング力は前述
の“ハイタンクにより生ずる水位差圧力”を阻止するの
であり、０．２ｋｇ／ｃｍ²程度の圧力に耐えるもので
ある。第２弁上部弁室蓋体２７は内部にプランジャー２
８とスプリング２６を収容した状態で、第２弁のダイヤ
フラム弁体２４を介して本体１に取り付けられる。

【００１３】一方、本体１内の第１弁外側弁室３には隣
接した第２弁外側弁室２０へ流体を導く為の通孔１９が
設けられ、第２弁外側弁室２０と内側弁室２２は第２弁
座２１によって隔てられている。第２弁内側弁室２２は
第２流出口２３とつながっている。ここで通孔１９の孔
径は流路損失を発生させる為に小さく設定される。と言
うのは、第１弁外側弁室３より通孔１９を経て、第２弁
外側弁室２０に至る流路イ( 図４参照) の流路長の方
が、第１弁外側弁室３より内側弁室４、流出路１６、連
通路１８を介して第２弁上部弁室２５に至る流路ロ( 図
５参照) の流路長よりも短いことによる第２弁のダイヤ
フラム弁体２４両側における圧力の逆転現象によって第
２弁が原理的に閉止できなくなることを通孔１９の孔径
を絞って流路損失を増やして防いでいる。

【００１４】図４に基いて電磁コイル１４の非通電時の
動作について説明する。流入路２より流入した水は、第
１弁外側弁室３に至る。電磁コイル１４がオフである為
に、プランジャー１１はスプリング１２によって下向き
の力を受けて、下方に移動して、第１弁体６のパイロッ
ト孔９は閉じられている。一方、ブリード孔８は第１弁
外側弁室３と連通しているので、水はブリード孔８を通
って第１弁上部弁室１０に流入し、この室を満たしてい
る。この状態において、主弁体６は第１弁上部弁室１０
内の水による水圧と第１弁内側弁室４の低い圧力との差
圧によって、第１弁座５に押し付けられて、第１弁は止
水状態になっている。

【００１５】一方、第１弁外側弁室３より通孔１９を通
った水は、第２弁外側弁室２０へ導かれる。この時、第
２弁上部弁室２５には、主弁体６が止水状態である為
に、水で満たされておらず、第２弁のダイヤフラム弁体
２４を上方に押し付けて、第２弁を止水しようする力は
スプリング２６のばね力のみである。スプリング２６の
ばね力に較べて、流体圧によって第２弁を開こうとする
力は非常に大きい為、第２弁は通水状態になって、水は
第２流出口２３を通って電磁弁外へと流出する。( この
時の第２弁外側弁室２０の圧力をＰ₂ とする。) 以上よ
り、電磁コイル１４の非通電状態には、主弁体６は止水
状態であり、第２弁は通水状態である。

【００１６】次に電磁コイル１４に通電すると、図５に
示すように、プランジャー１１はエアーギャップ２９を
通過する磁束に因る吸引力によって、スプリング１２の
ばね力に打ち勝って上方に引き上げられる。これによ
り、主弁体６の中央部に設けられたパイロット孔９が開
かれる。該パイロット孔９の径はブリード孔８の径より
も大きく設計されている為、ブリード孔８を通って第１
弁上部弁室１０に流入する水量よりも、パイロット孔９
を通じて流出する水量の方が多い故、第１弁上部弁室１
０の水量はだんだん減少する。そうするとやがて主弁体
６を下側に押していた水圧よりも、主弁体６を上側に押
し上げようとする水圧が高くなり、主弁体６を上側に押
し上げようとする。そして第１弁外側弁室３の水圧の方
が大きくなって、第１弁は開いて通水状態となる。

【００１７】さて、第１弁が通水状態になると、水は流
出路１６を通って第１流出口１７から電磁弁外へ流れ出
すと共に、連通路１８を経て、第２弁上部弁室２５を満
水とする。すると今まで第２弁は通水状態であった為
に、通孔１９を通って、第２弁座２１、第２流出口２３
へと流れ出ていた時の、第２弁外側弁室２０内の圧力Ｐ
₂ （図４参照) よりも、第２弁上部弁室２５が満水とな
って、第１流出口１７より水が流出している状態におけ
る、第２弁上部弁室２５内の圧力Ｐ₁ （図４参照) の方
が高くなるように( Ｐ₁ ＞Ｐ₂)、第１弁外側弁室３から
両方の圧力作用場所、つまり第２弁のダイヤフラム弁体
２４の両側に至るまでの経路の流路損失をＰ₂ 側が大と
なるように、通孔１９の孔径を設定している。この為、
第２弁は確実に開から閉状態に移行し、両方共通水状態
になると言うことがない。

【００１８】次に電磁コイル１４をオンからオフに切換
えると、吸引力がなくなってプランジャー１１はスプリ
ング１２のばね力の反力及び自重でもって下方向に動
き、パイロット孔９を閉じる。そうするとパイロット孔
９から流出が止まり、ブリード孔８から流入する温水に
よって、第１弁上部弁室１０は空の状態から満水の状態
になる。この状態においては、流体によって主弁体６を
下向きに押す力の方が、上向きの力よりも大きい為に、
第１弁は止水状態になる。そうすると連通路１８を通っ
て第２弁上部弁室２５から第２弁のダイヤフラム弁体２
４を閉じる方向に力を及ぼしていた圧力Ｐ₁ が下がり、
Ｐ₂ の圧力が上回って、第２弁は通水状態に移行する。

【００１９】このように電磁コイル１４に通電したり、
しなかったりすることによって、所望する２流路の切換
えが電磁コイル１４の１個によって確実に行なわれるも
のである。ここで電磁コイルへの通電と各流出口の通水
状態を表１に示す。

【００２０】

【表１】

【００２１】図２における温水洗浄便座の水路構成にお
ける流路切換装置にあっては、図３に示す流路切換電磁
弁を２個使って構成されており、その流路構成を図６に
示す。上流側の電磁弁３８₁ の流入路２は通水路３９を
経て温水タンク３５と結ばれており、電磁コイル１４´
と連動して開閉する主弁体６の側の第１流出口１７は連
通路６１を通じて、下流側の電磁弁３８₂ の流入路２と
接続されている。

【００２２】他方、電磁弁３８₁ の第２弁側の出口、第
２流出口２３は通水路４７を介してノズルシリンダー４
１及び４３の側面へ接続されて、前洗浄及び後洗浄のた
めの流路を形成している。その故この流出口を新たにノ
ズル洗浄口６０と称する。更に、下流側の電磁弁３８₂
の第１流出口１７は通水路４２によってビデ洗浄ノズル
４６と接続され、第２流出口２３はお尻洗浄ノズル４５
と接続されている。第１流出口１７及び第２流出口２３
と各ノズルとの接続は必ずしも本例である必要はなく、
この逆でもよい。又、本流路切換装置３８の構成は、別
個の流路切換電磁弁を連通路６１で結合したものであっ
ても、流路切換電磁弁と連通路を一体的に形成したもの
であってもよい。

【００２３】以上の構成において、電磁コイル１４´及
び１４″のオン、オフと温水径路との関係を述べると、
上流側電磁弁３８₁ がオフ（非通電）の場合には、流入
路２から入った温水はノズル洗浄口６０側へのみ流出
し、通水路４７を通って、ノズルシリンダー４１、４３
の側面へ至り、前洗浄、後洗浄の為の流路構成となる。
この時、下流側電磁弁３８₂ の状態（オン又はオフ）
は、上流側電磁弁３８₁ がオフである以上、上記流路構
成に影響を与えない為、どちらであってもよい。

【００２４】次に、上流側電磁弁３８₁ がオン（通電）
で、かつ下流側電磁弁３８₂ がオンである場合には、流
入路２から流入した温水は、連通路６１側へのみ流出し
て、電磁弁３８₂ へ流入後、第１流出口１７へ流出して
連通路４２を経て、ビデ洗浄ノズル４６から噴出する。
これがビデ洗浄の流路構成となる。更に、上流側電磁弁
３８₁ がオンで、かつ下流側電磁弁３８₂ がオフである
場合には、流入路２ー連通路６１ー第２流出口２３ーお
尻洗浄ノズル４５の径路となり、お尻洗浄用の流路構成
を成す。

【００２５】以上の結果をまとめて流路切換装置３８に
おける各電磁弁の通電状態と流路状態の関係を表２に示
す。

【００２６】

【表２】

【００２７】

【発明が解決しようとする課題】従来例にあっては、例
えばビデ洗浄の場合、洗浄停止釦が使用者によって押さ
れると、図８に示す如く電磁弁３８₁ 及び電磁弁３８₂
が同時にオフしてしまう。そうすると図７に示す如く電
磁弁３８₁ 及び電磁弁３８₂ の主弁体６Ａ及び６Ｂが同
時に閉じてしまい、洗浄中に流路切換装置内の流路にか
かっていた流体圧は連通路６１に閉じこめられている
が、連通路６１内の圧力的に最も弱い部分、つまり第２
弁体２４Ｂを押し開いて外部へ逃れるため、圧力は低下
するが、スプリング２６Ｂによって規定される圧力０．
２ｋｇ／ｃｍ² 程度は残圧として図中に点線で示す如く
連通路６１内に残存する。

【００２８】この残圧は上流側電磁弁３８₁ の第２弁上
部弁室２５Ａの連通路１８Ａを介して作用して、第２弁
体２４Ａを閉じようとする圧力として働くものである。
このような残圧がある状態において、後洗浄を行なおう
とすると、給水ポンプ４９により加圧された温水は流入
口２より流入して、通孔１９Ａを通って第２弁外側弁室
２０Ａに至り、第２弁体２４Ａを押し広げて第２弁を通
水状態にしようとするものであるが、第２弁上部弁室２
５Ａに残存する残圧により、第２弁体２４Ａと第２弁座
２１Ａとの間の開口度が小さくなる。

【００２９】通水状態にある弁体は通常、給水ポンプ４
９の脈動に起因した水圧変化によって振動しているもの
であるが、上記原因で開口度が小さい為、振動する弁体
が第２弁座２１Ａに接触して、通水中騒音や異常音を発
生すると言う欠点を有するものであった。これを解消す
る為に、、水ポンプの回転数を上げて、後洗浄時の水圧
を増加して、残圧に打ち勝つようにしてもよいが、この
場合には新たに水ポンプの騒音が問題となるものであっ
た。

【００３０】

【課題を解決するための手段】本発明の流路切換装置の
制御法は、電気的駆動手段によって開閉制御される主弁
体と、該主弁体の下流側圧力によって開閉制御される第
２弁体とを備えていて１つの流入口と２つの流出口を有
する流路切換弁の２個を、その１個を上流側流路切換弁
とし、他を下流側流路切換弁として流路的に直列に結合
して、１つの流入口と３つの流出口を有せしめた流路切
換装置において、上流側流路切換弁の主弁体が開状態か
ら閉状態に切換わる時には、下流側流路切換弁の主弁体
は、上流側電磁弁の主弁体の切換えの後一定時間維持し
てから閉状態となるように、前記電気的駆動手段をコン
トロールすることを特徴とするものである。つまり、上
流側電磁弁３８₁ と下流側電磁弁３８₂ との通電及び非
通電のタイミングを相互にずらして上流側電磁弁３８₁
が通電状態から非通電状態になる時に、下流側電磁弁３
８₂ が同時に通電状態から非通電状態にならないように
して、上流側電磁弁３８₁ の主弁体６Ａが閉じた時には
必ず下流側電磁弁３８₂ の主弁体６Ｂは開いているよう
にコントロールすることによって連通路６１の残圧を無
くすようにしたものである。

【００３１】

【作用】ビデ洗浄、お尻洗浄の終了に際し、使用者によ
って洗浄停止釦が押されて、後洗浄に移行する時、上流
側電磁弁３８₁ は非通電状態となって主弁体６Ａは流路
を閉じる。一方、この時下流側電磁弁３８₂ は通電状態
となっていて、連通路６１は閉鎖系とならず、流体圧は
第１流出口１７を通って外部へ逃げられる為、連通路６
１には残圧が残らず、この部分の圧力は大気圧と略等し
い０ｋｇ／ｃｍ²となる。

【００３２】

【実施例】以下本発明の制御法を詳述する。図１は本発
明の電磁弁３８₁ ，３８₂ のコントロールタイミングで
ある。そしてかかる電磁弁３８₁ ，３８₂ の構成及びそ
の動作は既に詳述したので省略する。

【００３３】まずビデ洗浄の場合、使用者によって開始
釦が押されると、前洗浄が行なわれるが、この時、従来
例と同様に電磁弁３８₁ ，３８₂ は共に非通電（オフ）
状態であり、この状態は約１秒間続く。この後、ビデ洗
浄を行なう為に両方の電磁弁３８₁ ，３８₂ 共に通電状
態（オン）となり、この状態が使用者によって停止釦が
押される迄続く。停止釦が押されると電磁弁３８₁ はオ
ン状態からオフ状態へと移行するが、電磁弁３８₂ はそ
のままオン状態を維持し、電磁弁３８₁ のオフよりも概
ね２〜３秒程度遅れてオフとなるようにコントロールさ
れる。この遅れの時間中に連通路６１内の圧力は第１流
出口１７を経てビデ洗浄ノズル先端より流出して略大気
圧レベルに迄低下する為、残圧は連通路６１内に残らな
い。

【００３４】次に、お尻洗浄の場合、前洗浄にあっては
電磁弁３８₁ ，３８₂ 共にオフ状態であり、これが約１
秒続く。これに引き続くお尻洗浄では電磁弁３８₁ はオ
フ状態からオン状態に移行し。電磁弁３８₂ はオフ状態
を維持する。そして停止釦が押されると電磁弁３８₁ は
オン状態からオフ状態になり、これと同時に電磁弁３８
₂ はオフ状態からオン状態に変化して、その後電磁弁３
８₁ はオフ状態のままであり、電磁弁３８₂ はオン状態
を２〜３秒続けた後、再びオフ状態となるように制御さ
れる。

【００３５】このことにより、ビデ洗浄の場合と同様に
お尻洗浄においても残圧が除去される。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上述のように、上流側電磁弁が
通電状態から非通電状態に移行した時に、下流側電磁弁
は必ず通電状態となり、この状態を数秒程度維持するよ
うに電磁弁をコントロールするものであるから、上流側
電磁弁の主弁体が閉止後の連通路内の圧力は大気圧レベ
ルに留まって残圧が発生しないようにできる故、引き続
く後洗浄において、残圧に起因した第２弁体を閉じるよ
うとする力は無いので、第２弁体は大きく開口すること
ができて、従来の如き弁体と弁座が接触して騒音や異常
音を発することが無いという効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のコントロールタイミングを
示すフローチャートである。

【図２】同上の概略全体構成図である。

【図３】同上の流路切換電磁弁の断面図である。

【図４】同上のオフ状態の断面図である。

【図５】同上のオン状態の断面図である。

【図６】同上の水路構成を示す説明図である。

【図７】連通路内の残圧を示す断面図である。

【図８】従来例のコントロールタイミングを示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

３８₁ 電磁弁 ３８₂ 電磁弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的駆動手段によって開閉制御される
   主弁体と、該主弁体の下流側圧力によって開閉制御され
   る第２弁体とを備えていて１つの流入口と２つの流出口
   を有する流路切換弁の２個を、その１個を上流側流路切
   換弁とし、他を下流側流路切換弁として流路的に直列に
   結合して、１つの流入口と３つの流出口を有せしめた流
   路切換装置において、上流側流路切換弁の主弁体が開状
   態から閉状態に切換わる時には、下流側流路切換弁の主
   弁体は、上流側電磁弁の主弁体の切換えの後一定時間維
   持してから閉状態となるように、前記電気的駆動手段を
   コントロールすることを特徴とする流路切換装置の制御
   法。