JP3123354B2 - 流体制御弁およびそれを用いた水流制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、流路切換および流量制
御が可能な流体制御弁および用便後の人体局部の洗浄を
おこなう衛生洗浄便座に好適な水流制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】衛生洗浄便座は用便後の肛門部の洗浄
や、小用時および生理時の女性局部の洗浄を目的とする
装置であるが、肛門洗浄には強い洗浄力が要求され、ま
たビデ洗浄にはソフト感が要求される。これらに対応す
るため専用の２本のノズルを有する衛生洗浄便座がある
が、この２系統のノズルの選択切換をおこなうために次
のような流体制御弁が提案されている。

【０００３】例えば、この種の流体制御弁を使用した衛
生洗浄便座（例えば特開昭６０−５１２３７号公報）を
図５に示す。同図において、１は給水路２中に設けた給
水ポンプ、３は女性の局部を洗浄するビデ洗浄ノズル、
また４は肛門部の洗浄をおこなう肛門洗浄ノズルであ
り、５はビデ洗浄ノズル３と肛門洗浄ノズル４を選択す
る流体制御弁で、６はその切換つまみである。７は温水
タンク、８は洗浄つまみ９と連動する電磁弁である。

【０００４】洗浄つまみ９を回すと電磁弁８が開くとと
もにポンプ１が作動し、ポンプ１の水圧により流体制御
弁５へ洗浄水が送られ、流体制御弁５を切換えることに
よりビデ洗浄ノズル３および肛門洗浄ノズル４から選択
的に洗浄水を噴出させてビデ洗浄および肛門洗浄をおこ
なう。

【０００５】流体制御弁５は、流入口１０とビデ洗浄ノ
ズル３へ通ずる流出口１１と肛門洗浄ノズル４へ通ずる
流出口１２を有するハウジング１３と、そのハウジング
１３の中で回転自在の弁体１４とを有し、その弁体１４
にはハウジング１３と弁体１４のシールのためＯリング
１５、１６がＯリング溝１７、１８にはめ込まれてい
る。１９は弁ふたで、２０は弁体１４内部の通水路で、
２１はその通水路２０の出口部である。

【０００６】上記構成において、温水タンク７より流入
口１０に洗浄水が供給されると、図５のように弁体１４
内部の通水路２０を通り、出口部２１を経てビデ洗浄ノ
ズル３へと洗浄水が流れてビデ洗浄ノズル３から洗浄水
が噴出し、ビデ洗浄がおこなわれる。また、流体制御弁
５の切換つまみ６を回すと弁体１４が回転し、水路が肛
門洗浄ノズル４への流出路１２に切り換わり、上記と同
様に肛門洗浄ノズル４から洗浄水が噴出し、肛門洗浄が
おこなわれる。

【０００７】以上のように流体制御弁５の切換により洗
浄ノズル３、４の選択切換が可能であり、また給水ポン
プ１の回転数を制御することにより吐出流量の調節がで
きるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の水流制御装置では、流量調節は給水ポンプ１の回転数
を制御することによっておこなわれるため、装置が大が
かりになるとともに、コスト的にも高価なものとならざ
るをえなかった。また、この流体制御弁を流路切換だけ
でなく、弁体の回転角を制御することによって流量調節
に利用しようとした場合、出口部２１の形状が丸穴もし
くは横長の長方形状をしているため、つまみの単位回転
角度あたりの流量変化（以下流量勾配という）がつまみ
の回転角度範囲内において一定にならないといった問題
がある。そのため、つまみを同じ角度だけ回転しても洗
浄水の流量変化は常に一定とは限らず、また、つまみを
微少角度だけ回転したにもかかわらず流量が大きく変化
してしまうなどきめの細かい流量調節が困難になるなど
の課題があった。

【０００９】本発明は上記課題を解決するものであり、
簡単な構成で複数流路の選択切換が可能で、しかも常に
きめの細かい流量調節が可能な流体制御弁を提供するこ
とを第一の目的としている。

【００１０】第二の目的は、低トルクの駆動手段でしか
も簡単な構成で複数流路の選択切換および高精度の流量
調節が可能な流体制御弁を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第一の目的を達成す
るために本発明の流体制御弁は、流体供給路に連通する
流入路と、前記流入路から各々分岐し、対向して配設さ
れた２系統の流出路を有するハウジングと、前記ハウジ
ング内に回動可能に設けられた弁体と、前記弁体内部に
設けられた通水路と、前記通水路に連通し前記弁体の回
転軸に対して垂直および平行方向に切れ込みを有する略
十字形状の流出孔とを設けたものである。

【００１２】上記第二の目的を達成するために本発明の
流体制御弁は、流体供給路に連通する流入路と、前記流
入路から各々分岐し、対向して配設された２系統の流出
路を有するハウジングと、前記ハウジング内に回動可能
に設けられた弁体と、前記弁体に設けられたリング状の
内部漏れ防止手段と、前記弁体内部に設けられた通水路
と、前記通水路に連通し前記弁体の回転軸に対して垂直
および平行方向に切れ込みを有する略十字形状の流出孔
と、前記弁体を回動するモータを有する駆動手段と、前
記モータの回転角を制御することにより前記複数の流出
路の選択切換と流量調節を行う回転角制御手段を設けた
ものである。

【００１３】

【作用】本発明の流体制御弁は、流入路および２系統の
流出路を有するハウジング内に、略十字形状の流出孔を
有する弁体を回動可能に設け、弁体を回転しハウジング
に設けられた流出路と弁体流出孔の連通面積を可変する
ことで流出路の選択とその洗浄水量の調節が行える。さ
らに弁体に設けられた流出孔を略十字形状としたことに
より、弁体の回転角度と連通面積の関係が２次曲線に近
づくため、弁体の回転角度と流量は比例関係に近くな
る。これは圧力条件一定の際、流量は通水路面積の１／
２乗に比例することに起因する。そのため流量勾配をほ
ぼ一定とすることができ、弁体を微小角度回転させたに
もかかわらず流量が大きく変化する回転角度位置や、ま
た逆に弁体を大きく回転させたにもかかわらず流量が少
ししか変化しない回転角度位置が生じる等の不都合を防
止でき、常にきめの細かい流量調節が行える。

【００１４】また本発明の流体制御弁は、流入路および
複数の流出路を有するハウジング内に、略十字形状の流
出孔を有する弁体を回動可能に設け、さらに駆動手段が
弁体を回転しハウジングに設けられた流出路と弁体流出
孔の連通面積を可変することにより、流出路の選択とそ
の洗浄水量の調節が行える。つまり単一の駆動手段で、
流出路の選択とその洗浄水量の調節が行える。さらに弁
体に設けられた流出孔を略十字形状としたことにより、
流量勾配をほぼ一定にできるため、駆動手段の制御が容
易になるとともに駆動手段の回転角分解能あたりの流量
変化を適度に小さくでき、駆動手段の回転誤差による流
量誤差を小さく抑えることができる。また弁体にリング
状の内部漏れ防止手段を備えてあるので、流体が流入路
から流出 路へ直接流出することを防止でき、しかもリン
グ状のシール部材であるので駆動手段にかかる負荷は最
低限に抑えつつも、流量調節の精度を向上させることが
できる。つまりさらに正確な流量調節が可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１６】図１は本発明の第一の実施例を示す構成図
である。同図において２２はハウジングであり、流入路
２３と第一の流出路２４および第二の流出路２５を有し
ている。２６はハウジング２２内に回動可能に設けられ
た略円筒形の弁体で、内部に通水路２７を有するととも
に、側面部には通水路２７に連通して流出孔２８が設け
られている。流出孔２８は図２に示すように弁体２６の
回転軸に対して垂直及び平行方向に切れ込みを有する略
十字の穴形状となっている。２９は洗浄水が流入路２３
から第一の流出路２４もしくは第二の流出路２５へ直接
流出することを防止する内部漏れ防止手段であるＯリン
グ、３０は外部への洗浄水の漏れを防止する同じくＯリ
ングである。また３１はステッピングモータであり、弁
体２６に対してその出力軸が連結して設けられ、回転角
制御手段３２の指示によって弁体２６の回転制御を行
う。

【００１７】以上の構成において、本実施例の動作につ
いて説明する。流入路２３から流入した流体は、弁体２
６に設けられた通水路２７に至るとその向きを変えら
れ、流出孔２８へと至る。ここで図１に示すように、流
出孔２８がハウジング２２に設けられた第一の流出路２
４の方向を向いている際には、流体は第一の流出路２４
へと導かれ、また逆に第二の流出路２５の方向を向いて
いる際には第二の流路２５へと導かれる。つまり、弁体
２６の回転角度位置によって流出路の選択切換が行われ
るわけである。また、本構成においては弁体２６の回転
角度を制御することによって、流出孔２８と第一および
第二の流出路２４、２５の連通面積が可変でき、結果と
して流入路２３から流出路２４、２５へ導かれる流体の
量が調節できる。

【００１８】また、図２に示すように流出孔２８は弁体
２６の回転軸に対して垂直及び平行方向に切れ込みを有
する略十字の形状となっているため、弁体２６が流出孔
２８と第一の流出路２４を最大開度にて連通する回転角
度位置から徐々に回動され、流出孔２８と第二の流出路
２５が最大開度にて連通する回転角度位置へ至るまでの
弁体回転角度と流出孔２８から第一もしくは第二の流出
路に至る流路面積（連通面積）および流量の関係は図３
に示すとおりとなる。図３からも明らかなように、弁体
２６の回転角度と流量の関係はほぼ直線を描いており、
異なった回転角度位置においても流量勾配をほぼ一定と
することができる。

【００１９】また、駆動手段の出力軸を弁体２６に連結
して設け、弁体２６の回転角度を制御する構成となって
いるため、単一の駆動手段によって、第一の流出路２４
および第二の流出路２５の選択切換および流量調節が可
能となる。

【００２０】さらに駆動手段としてステッピングモータ
３１を採用したので、回転角制御手段３２から印加され
るパルスに応じて、小刻みかつ高精度な弁体２６の回転
制御ができるため、流量調節もきめの細かい精度の高い
ものとすることができる。

【００２１】以上述べたように本実施例によれば、簡単
な構成で流量切換および流量調節が可能で、しかも単位
回転角度あたりの流量変化が一定であるため、きめの細
かい流量調節を容易に行うことのできる流体制御弁を提
供することが可能となる。

【００２２】また、単一の駆動手段で流路の選択切換が
でき、しかも流量検出手段および回転角度位置検出手段
等を有しない簡単な構成にもかかわらず小刻みで高精度
の流量調節が可能な流体制御弁を提供できる。

【００２３】図４は上記流体制御弁を用いた水流制御装
置の構成図であり、同図において３３は洗浄水を供給す
る給水路３４に設けられ、加熱ヒータ３５を有する温水
タンクであり、温水タンク３３の下流側には図１で示し
た流体制御弁３６が設けられている。３７ａおよび３７
ｂは流体制御弁３６の第一、第二の流出路２４、２５に
それぞれ連通して設けられた第一、第二の洗浄ノズルで
あり、第一の洗浄ノズル３７ａはビデ洗浄用であり、ま
た第二の洗浄ノズル３７ｂは肛門洗浄用である。

【００２４】３８は衛生洗浄便座の操作手段であり、第
一および第二の洗浄ノズル３７ａ、３７ｂを選択するた
めの洗浄スイッチ３９ａ、３９ｂ、各々の洗浄において
水量を調節する水勢調節スイッチ４０、選択している水
勢を表示するための表示手段４１および停止スイッチ４
２から構成されている。３２は操作手段の信号により流
体制御弁３６の駆動手段であるステッピングモータ３１
の回転角を制御する回転角制御手段である。

【００２５】以上の構成において、本実施例の動作につ
いて説明する。使用者が衛生便座（図示せず）に着座し
て用便後、洗浄スイッチを選択、つまり例えば肛門洗浄
を行う第二の洗浄ノズル３７ｂを駆動させるために洗浄
スイッチ３９ａが投入されると、その信号が回転角制御
手段３２を介してステッピングモータ３１が回転駆動さ
れ、標準水勢になる位置に弁体２６が回転される。これ
により洗浄水が給水路３４および温水タンク３３を経て
流体制御弁３６の流入路２３から第二の流出路２５へ吐
出され、第二の洗浄ノズル３７ｂへと流出される。回転
角制御手段３２は洗浄スイッチ３９ｂが押されるとまず
標準水勢となるようにステッピングモータ３１を制御し
弁体２６を回転する。また水勢調節スイッチによって好
みの水勢を指示することにより、弁体２６の回転角が制
御され吐出流量を任意に増減することが可能となる。

【００２６】洗浄動作後、停止スイッチ４２を投入すれ
ばステッピングモータ３１が駆動されて弁体２６は流体
制御弁３６の流入路２３と第一の流出路２４および第二
の流出路２５の連通を閉ざすため水回路は閉止される。
またビデ洗浄を行う際には、洗浄スイッチ３９ａを選択
すれば同様に制御が行われる。

【００２７】以上述べたように本実施例によれば、ステ
ッピングモータ３１を駆動手段とし、第一および第二の
洗浄ノズル３７ａ、３７ｂの選択切換と各々の洗浄ノズ
ルから吐出される洗浄水の流量調節を行う流体制御弁３
６と操作手段３８と、操作手段３８の信号によりステッ
ピングモータ３１の回転角を制御する回転角制御手段３
２を設けたものであるので、操作手段３８を介して信号
を投入することにより、ステッピングモータ３１へ供給
されるパルス信号が制御され、ビデ洗浄用の第一の洗浄
ノズル３７ａと、肛門洗浄用の第二の洗浄ノズル３７ｂ
を選択的に切換えることが可能となるとともに各々の洗
浄ノズルから吐出される洗浄水量を任意に調節可能とな
る。

【００２８】また、弁体２６に設けられた流出孔２８を
図２に示すような略十字の形状とし、さらに駆動手段と
してステッピングモータを採用したので、小刻みな弁体
２６の回転制御が可能となるとともにきめの細かい流量
調節が可能となる。その結果、流量検知手段および弁体
の回転角度位置検出手段等を有しない簡単な構成におい
て、高精度の水勢調節が行える。

【００２９】以上述べたように本実施例によれば、簡単
な構成にもかかわらず複数の洗浄ノズルの選択切換とき
めの細かい水勢調節が可能な衛生洗浄便座に好適な水流
制御装置を提供することができる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明の流体制御弁によれ
ば、以下の効果が得られる。

【００３１】（１）複数の流出路を有するハウジング内
に回動可能な弁体を設けるとともに、弁体内部に通水路
を設け、さらには通水路に連通してなる弁体の回転軸に
対して垂直および平行方向に切れ込みを有する略十字形
状の流出孔を設けたので、簡単な構成にもかかわらず複
数流路の選択切換が可能で、しかも各々の流路において
流量勾配がほぼ一定なため、常にきめの細かい流量調節
が可能な流体制御弁が得られる。

【００３２】（２）複数の流出路を有するハウジング内
に回動可能な弁体を設けるとともに、弁体内部に通水路
を設け、さらには通水路に連通してなる弁体の回転軸に
対して垂直および平行方向に切れ込みを有する略十字形
状の流出孔を設け、また弁体にリング状の内部漏れ防止
手段を備え、弁体を回動する駆動手段と、前記駆動手段
の回転角を制御することにより前記複数の流出路の選択
切換と流量調節を行う回転角制御手段を設けたので、低
トルクで単一の駆動手段でしかも簡単な構成で複数流路
の選択切換および高精度の流量制御が可能な流体制御弁
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す流体制御弁の構成
図

【図２】同流体制御弁のステッピングモータおよび弁体
の斜視図

【図３】同流体制御弁の弁体回転角度と連通面積および
流量の関係を示す特性図

【図４】同流体制御弁を用いた衛生洗浄便座における水
流制御装置の構成図

【図５】従来の水流制御装置の構成図

【符号の説明】

２２ ハウジング ２３ 流入路 ２４ 第一の流出路 ２５ 第二の流出路 ２６ 弁体 ２７ 通水路 ２８ 流出孔２９ Ｏリング（内部漏れ防止手段） ３１ ステッピングモータ ３２ 回転角制御手段 ３３ 温水タンク ３４ 給水路 ３６ 流体制御弁 ３７ａ 第一の洗浄ノズル ３７ｂ 第二の洗浄ノズル ３８ 操作手段 ３９ａ、３９ｂ 洗浄スイッチ ４０ 水勢調節スイッチ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 真一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−333938（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−316570（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−93572（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−111683（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−111684（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−68962（ＪＰ，Ｕ) 実公 平１−39824（ＪＰ，Ｙ２) 実公 平１−39823（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03D 9/08 F16K 5/00 - 5/22

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】流体供給路に連通する流入路と、前記流入
   路から各々分岐し、対向して配設された２系統の流出路
   を有するハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に
   設けられた弁体と、前記弁体内部に設けられた通水路
   と、前記通水路に連通し前記弁体の回転軸に対して垂直
   および平行方向に切れ込みを有する略十字形状の流出孔
   を有する流体制御弁。
2. 【請求項２】流体供給路に連通する流入路と、前記流入
   路から各々分岐し、対向して配設された２系統の流出路
   を有するハウジングと、前記ハウジング内に回動可能に
   設けられた弁体と、前記弁体に設けられたリング状の内
   部漏れ防止手段と、前記弁体内部に設けられた通水路
   と、前記通水路に連通し前記弁体の回転軸に対して垂直
   および平行方向に切れ込みを有する略十字形状の流出孔
   と、前記弁体を回動する駆動手段と、前記駆動手段の回
   転角を制御することにより前記複数の流出路の選択切換
   と流量調節を行う回転角制御手段を設けた流体制御弁。