JP3165737B2 - 自動排水装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、浴槽、洗面台等の槽底
面に設置されている排水栓を必要に応じて自動又は手動
により、任意に開閉可能となした自動排水装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、浴槽に設置されている排
水装置は、浴槽の底面に穿孔した排水口に鎖で繋いだ排
水栓を抜差して止栓，開栓をするものが大半を占めてい
る。そして、前記排水栓は、その使用に際して止栓する
場合は、水平に平均した圧力で排水口に押え込まないと
漏水することがあり、又、入浴中に誤って排水栓と繋が
っている鎖に触れたりして、これを動かし傾斜させると
漏水を引き起す等の問題があった。更に、浴槽の残湯を
排出するときは前記排水栓の鎖を引き上げて排水口を開
栓していたが、浴槽の残湯が満杯の場合、手を残湯の中
に入れて鎖を引き上げることになるので、主婦等が台所
仕事の途中において、残湯の中に手を突込んで排水栓を
開栓することは、残湯により手が汚れるという抵抗感が
ある。特に、ホテル等に設置されている浴槽の残湯排出
にはその感が強い。このため、近年手を残湯で汚すこと
なく、排水栓を外部から開栓操作できるようにすること
が望まれていた。

【０００３】前記の問題に鑑み、例えば、図１０で示す
ように、浴槽の外から排水栓を開閉することができるも
のも考案されている。即ち、図１０において、浴槽１底
部の排水口２と連通して排水管３を設け、この排水管３
内に排水栓４を上端に止着した支持棒５を収容し、一
方、浴槽１のリム部上部端縁１ａに手動操作用の摘み６
を突出させた操作杆７と前記支持棒５とは、枢軸８を中
心として回動する連結杆９により駆動連結されており、
排水栓４の操作に当っては、手動操作にて摘み６を２点
鎖線で示すように押下げると、排水栓４が図１０に２点
鎖線で示すように上昇して開栓し、逆に、摘み６を図１
０の実線で示すように手動で引上げると、排水栓４は実
線で示す如く排水口２を閉栓するように構成されてい
る。

【０００４】又、最近では図１１及び図１２で示すよう
に、排水栓を手動でなく電動操作により自動開閉するも
のが開発されている。例えば、図１１に示す自動排水装
置６０は、浴槽１底部の排水口２に昇降可能に設けて該
排水口２を開閉自在に覆う排水栓４の下側に昇降軸６１
を取付け、この昇降軸６１の下方には、排水口２と連通
させて浴槽１の下側に配管した排水管３の垂直な管壁６
２に軸受６３を介して回動軸６４を、水平に、かつ、回
転自在に挿通・支持し、この回動軸６４には、前記昇降
軸６１の下方端と摺接するカム部材６５を偏心位置で止
着して前記回動軸６４を管壁６２に取付けた電動機６６
に減速装置６７を介して駆動可能に連結する。そして、
前記排水口２の開閉操作を行う場合は、行えば、浴室外
に配置した図示しない操作スイッチによって電動機６６
を、正，逆回転し、回動軸６４に偏心止着したカム部材
６５を半回転ずつ回動させて昇降軸６１を昇降させ、こ
の昇降軸６１に取付けた排水栓４を上下方向に駆動させ
て排水口２を開閉するように構成されている。

【０００５】更に、図１２に示す自動排水装置７０は、
排水口２にこれを開閉する排水栓４を設ける代わりに、
図１２で示すように、通水孔７１を設けた目皿７２を着
脱自在に取付けた排水口２と連通して浴槽１の下側に配
管した排水管３の配管途中（排水口２に近接する位置）
に、電動バルブ７３を配管接続し、浴槽１内の湯水を排
出する場合とか、あるいは、浴槽１に湯水を供給すると
きは、前記配管途中に設けた電動バルブ７３を外部から
駆動操作して排水管３を開閉することにより、湯水を浴
槽１から排水することができるように構成してある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】然るに、図１０で示す
ように、排水栓を手動操作にて開閉する装置において
は、浴槽のリム部上面に排水栓を手動操作する摘みが突
出しているため、入浴に際して幼児等の入浴者が前記摘
みに誤って足を引掛けた場合、浴室内で転倒して怪我を
したり、あるいは、幼児が摘みをいたずらして押下げる
ことにより、浴槽内の湯を誤って排出してしまうという
問題があった。

【０００７】又、図１１及び図１２で示す自動排水装置
６０，７０は、排水栓や排水管内を開閉するための駆動
手段となる電動機や電動バルブ等を備えた電動駆動部
が、浴槽の下側や排水管の配管途中に設置してあるた
め、停電時においては、電動駆動部を手動操作すること
ができないので、排水栓を開閉することができず、最悪
の場合、停電が回復するまで浴槽水の排出ができなくな
るという問題があった。

【０００８】又、前記電動駆動部が故障したときも、停
電時と同様に、電動駆動部を外部に取出して修理するこ
とが難しく、浴槽の修理が完了するまで使用できないと
いう問題があった。更に、電動駆動部を電動機で構成し
た場合、浴槽の掃除等に際して湯水を排水するために排
水栓を開放した（排水口から排水栓が上昇していると
き）際、誤って排水栓を足で踏みつけたりする等、排水
栓に過負荷が加わると、カム部材を止着している回動軸
が湾曲したりして、排水栓の昇降（開閉）が円滑に行え
なくなったり、電動駆動部を円滑・良好に作動させるこ
とができなくなるという問題があった。

【０００９】本発明は、前述した種々の問題点に鑑み、
浴槽のリム部上部に取付けた電動駆動部を内蔵する駆動
手段を設置し、この駆動手段と排水栓とを駆動伝達軸を
介して駆動結合し、前記排水栓を必要に応じて前記電動
駆動部により、遠隔操作にて自動開閉させるとともに、
停電時等には電動駆動部を手動操作して排水栓を手動で
任意に開閉可能となした浴槽等における自動排水装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の問題点
を解決するために、浴槽のリム部上部に、槽底部の排水
口を開閉する排水栓駆動用の電動駆動部を内蔵した駆動
手段を取付け、この駆動手段と前記排水栓とは、駆動ロ
ッドと操作レバーとを接離可能に分割して構成した駆動
伝達軸にて駆動可能に連結する。

【００１１】そして、前記排水栓を作動させる駆動手段
を形成するための電動駆動部は、磁性材料により形成し
た中空円筒状のヨークと、中央に永久磁石を介在させ、
かつ、両側に磁性部材を配設して前記ヨークの軸芯にそ
の軸方向に沿って移動可能に配置した可動鉄心と、この
可動鉄心の外側に配置され、かつ、電源と接続されて可
動鉄心の吸引時に前記永久磁石と協働して前記可動鉄心
に吸引磁束を発生させる電磁コイルと、前記コイルの下
側に配置されて可動鉄心を吸引・復帰させるための固定
鉄心と、可動鉄心に貫通止着されてその上、下方向に突
出し、しかも、その下方端側においては、前記固定鉄心
を貫通して駆動ロッドと連接する可動ロッドと、この可
動ロッドの前記可動鉄心の上方に突出する上方端側に具
備した可動鉄心の手動操作時における押動力軽減手段
と、更に、ヨークの上方に具備されて前記押動力軽減手
段と可動鉄心の可動ロッドとは個別に当接して前記可動
鉄心を手動投入（吸引）・手動復帰を可能とした投入及
び復帰用の各操作釦とを備えた自己保持型のソレノイド
によって構成する。

【００１２】更に、電動駆動部を構成するソレノイド
は、中空円筒状のヨークの外側に、樹脂製の被覆ケース
を、その内部に該ケース内に浸入する水を外部に排出す
る排水溝を具備した状態で嵌着し、この被覆ケースを水
槽上縁の内側に垂設可能に構成したので、その作用は次
に示すとおりである。

【００１３】

【作用】本発明は、前記のように浴槽のリム部上部に、
自己保持型のソレノイドからなる電動駆動部を内蔵した
駆動手段を設置し、この駆動手段と槽底部の排水栓と
は、分割自在な駆動伝達軸を介在させて駆動可能に連結
してあるので、電動駆動部が故障した場合、その部位の
みをリム部上方に容易に引き出すことができるため、前
記駆動手段の故障時における補修や保守，点検等の作業
が容易に行うことができる。

【００１４】又、駆動手段の電動駆動部は自己保持型の
ソレノイドからなり、この電動駆動部の可動鉄心を固定
鉄心に吸引させるときは、復帰時に比べて大きな電流を
電磁コイルに瞬時通電することにより、可動鉄心を構成
する磁性部材に流れる磁束と永久磁石の磁束との相乗作
用によって、可動鉄心を大きな吸引力により固定鉄心に
吸引させ、排水口を水密に閉塞している排水栓を、湯水
の水圧に抗して迅速に開栓する。開栓後可動鉄心は、永
久磁石の磁束のみによって固定鉄心に吸引・保持されて
開栓状態を維持する。逆に、排水口を閉塞する場合は、
電磁コイルに永久磁石の磁束の向きと逆方向の磁束が発
生するだけの小電力を瞬時通電し、永久磁石の磁束を打
消して永久磁石による可動鉄心に対する吸引力を一旦解
除し、可動鉄心を復帰用のばねにより原位置に復帰させ
る。従って、排水栓を開栓する力（押上力）の解除によ
り、排水栓は自重降下して排水口を閉塞する。従って、
排水栓の開栓時、排水栓に荷重が加えられても、その荷
重は駆動伝達軸を介して可動鉄心を押し上げるのみであ
るため、荷重によって電動駆動部が破損することはな
い。

【００１５】更に、本発明は、駆動手段が故障したり停
電時等に際しては、電動駆動部の上部に設けた投入用の
操作釦を押動するだけで、可動鉄心を押し下げて永久磁
石の作用により固定鉄心との吸引を容易に行わせ、又、
可動鉄心の復帰時は、復帰用操作釦の押し下げにより、
押動力軽減手段の梃子作用にて固定鉄心に吸引している
可動鉄心を小さな力で自己復帰させることができるた
め、排水栓の手動操作が容易となり、浴槽の給・排水を
駆動手段の故障等によって妨げられることは全くない。

【００１６】その上、本発明においては、電動駆動部の
ヨークと、このヨークの外側に嵌着した被覆ケースとの
間において、浸入水を電動駆動部の外部に排水するため
の排水溝が特別に形成されているので、例えば、浴槽内
の水の溢流により、これがリム部内に流入して前記電動
駆動部内に浸入しようとした場合、電動駆動部自体に設
けた前記排水溝によって浸入水を容易に外部に排出する
ことができるため、電動駆動部を水回り付近に配置して
も、長期にわたり安定した状態で使用することができ、
信頼性の高い自動排水装置の提供が可能となる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を浴槽用排水栓の開閉手段に実
施した例を図１ないし図９によって説明する。最初に、
図１，２において、１１は浴槽で、その浴槽１１の底部
には排水口１２が開口されている。１３は浴槽１１上部
のリム部ａ内において、浴槽１１の側面から底部にまた
がって配管した伝達軸挿入管で、排水口１２及び連通口
１４と連通する排水管１３ａとは一体的に連接されてい
る。１５は排水口１２を開閉する排水栓で、その外周縁
の下方には排水口１２の内周面と係合するための案内ガ
イド１６が一体的に形成されている。１７は前記排水栓
１５の裏面に垂設した支軸で、この支軸１７には伝達軸
挿入管１３内において、操作レバー１８が枢着されてい
る。前記操作レバー１８は図１で示すように、ほぼ逆へ
字形に形成した偏平な梃子杆１９と連結杆２０とによっ
て構成されている。そして、前記連結杆２０には、梃子
杆１９との枢支部付近において、両者が上向には回動す
るが、逆方向には回動しないように図示しない回り止め
部材が一体的に形成されている。

【００１８】２１は浴槽１１上部のリム部ａ内側の最上
部に取付けた排水栓１５駆動用の駆動手段で、自己保持
型のソレノイドからなる電動駆動部２１ａが内蔵されて
おり、その構造を図３により説明する。２２は電磁コイ
ル２３を巻装した筒状ボビンを示し、このボビン２２の
一方の開口端（図３の下部側）には、中央部に縦孔ｂを
穿孔した固定鉄心２４を嵌着し、他方の開口端（図３の
上部側）にはボビン２２の中空孔を塞がないようにして
補助ヨーク２５がボビン２２の上方に突出させた状態で
嵌着されている。そして、前記電磁コイル２３の外側に
は、該コイル２３を囲繞する中空円筒状のヨーク２６
が、前記補助ヨーク２５と固定鉄心２４とにまたがって
嵌着保持されている。

【００１９】２７はボビン２２の中空孔内に上下動可能
に挿入した可動鉄心で、この可動鉄心２７は図３で示す
ように、固定鉄心２４側に第１の磁性部材ｃを有し、補
助ヨーク２５側には第２の磁性部材ｄを有し、更に、前
記第１及び第２の磁性部材ｃ，ｄ間に永久磁石２８を介
して形成されており、その組立に際しては、固定鉄心２
４の縦孔ｂを貫通する可動ロッド２９のほぼ中央に設け
た係止段部ｅに第１の磁性部材ｃを嵌挿し、つづいて、
可動ロッド２９に螺設したねじ部ｆに永久磁石２８と第
２の磁性部材ｄを前記第１の磁性部材ｃ上に載せて螺着
することにより、可動鉄心２７を可動ロッド２９に取付
ける。

【００２０】３０は補助ヨーク２５上において、下部を
補助ヨーク２５から突出するヨーク２６内に可動ロッド
２９の上方端を突出させた状態で螺装した可動鉄心２７
の上昇範囲を規制する帽子状のストッパー、３１は可動
鉄心２７の上部に載置した緩衝材、３２は前記ストッパ
ー３０の上方に突出する可動ロッド２９の突出端に先端
側を遊合してなるほぼＶ字形のレバー体で、その基端側
は図３のように、ヨーク２６の内周面の延長線上の位置
まで延出して形成されており、このレバー体３２は可動
鉄心２７を手動操作にて上昇させる場合、梃子の原理を
応用して小さな力で可動鉄心２７を原位置に復帰させる
ことができるようになっている。３３はレバー体から突
出する可動ロッド２９の突出端に、レバー体３２と当接
させた状態で螺着したバネ受座（係止部材）であり、３
４はバネ受座３３の抜脱を阻止するナットである。

【００２１】３５は中空円筒状のヨーク２６の外側を囲
繞する筒状の被覆ケースで、内周面には図５で示すよう
に、ヨーク２６外周と摺接する突条３６を被覆ケース３
５の軸方向に複数条設け、この被覆ケース３５に固定、
可動鉄心２４，２７等からなるソレノイド本体Ａを収容
したヨーク２６を、その下端を被覆ケース３５内下部の
係止部３６ａに係止させて収容保持し、前記被覆ケース
３５の上部開口端には、その外周縁にねじ部を備えた鍔
部３７を設け、被覆ケース３５の内周面に摺接する内筒
ｇと、前記鍔部３７のねじ部と螺合するねじ部分を内側
に螺設した外筒ｈからなる２重円筒状のキャップ３８
を、図３のように、内筒ｇをストッパー３０の上端周縁
に当接させて、外筒ｈを前記鍔部３７のねじ部に螺着す
ることにより、前記ソレノイド本体Ａをヨーク２６を介
して被覆ケース３５内に収容・固定する。

【００２２】４０は可動鉄心２７の手動操作時、レバー
体３２から突出する可動ロッド２９の頂部を下方に押動
して可動鉄心２７の投入操作を行うための投入操作釦、
４１は前記投入操作釦４０外側に、該操作釦４０を抜脱
不能に係止させて嵌合した可動鉄心２７の手動復帰用の
操作釦で、その下部はキャップ３８の内筒ｇ内に抜脱不
能に係止させた状態で、レバー体３２の延出端と常時当
接するよう前記内筒ｇに嵌合保持されており、これら手
動投入及び手動復帰用の各操作釦４０，４１を具備させ
ることによって電動駆動部２１ａの手動操作手段３９を
構成する。

【００２３】なお、図３において、４２は固定鉄心２４
と可動鉄心２７との間に介挿した可動鉄心２７復帰用の
ばね、４３はストッパー３０と復帰操作釦４１との間に
挿入した操作釦４１上動用の圧縮ばね、４４はバネ受座
３３と投入操作釦４０との間に挿入した該操作釦４０上
動用の圧縮ばねであり、前記手動操作手段３９を構成す
る投入及び復帰の各操作釦４０，４１は個々の係止手段
により抜脱不能に係止され、かつ、圧縮ばね４３，４４
の付勢力によって常時上方に付勢された状態でキャップ
３８に上下動可能に取付けられている。４５は電動駆動
部２１ａのリード線保護カバー、４６は電動駆動部２１
ａ取付用のナットで、前記電動駆動部２１ａを、浴槽１
１のリム部ａ上縁の開口ｉからリム部ａ内に挿入し、そ
の内部に付設した取付板４７に係載し、この状態で、リ
ム部ａの側面に設けた図示しない点検口（伝達軸挿入管
１３にもあり）を利用して前記ナット４６を取付板４７
の下側から被覆ケース３５のねじ部に螺着することによ
り、電動駆動部２１ａを取付板４７に止着する。前記電
動駆動部２１ａの取付け後、図１で示すように、リム部
ａの図示しない点検口を利用して可動鉄心２７の可動ロ
ッド２９下部のねじ部４８に、あらかじめ、前記電動駆
動部２１ａの取付板４７への止着前に開口ｉを通して排
水管１３内に操作レバー１８の最上端と接離可能に挿入
しておいた駆動ロッド４９の上端を螺装して連結するこ
とにより、電動駆動部２１ａと排水栓１５は、前記駆動
ロッド４９、操作レバー１８とからなる駆動伝達軸４９
ａを介して駆動可能に結合される。５０はリム部ａの開
口ｉに取外し自在に被着したゴム等耐水性に優れた材料
からなる蓋体である。

【００２４】次に、本発明装置の動作について説明す
る。最初に、浴槽１１に張っている残湯を、排水栓１５
を開放して排水口１２から排水管１３ａに排水する場合
について説明する。排水栓１５を開く場合は、はじめ
に、電動駆動部２１ａの電磁コイル２３に所定方向の電
流を図示しない手段にて瞬時通電する。この場合の通電
は、電磁コイル２３に可動鉄心２７が固定鉄心２４に吸
引される方向の電流を供給する。この結果、ヨーク２６
→補助ヨーク２５→可動鉄心２７の第２の磁性部材ｄ→
永久磁石２８→第１の磁性部材ｃ→空隙→固定鉄心２４
よりなる閉磁路が形成され、この閉磁路内を流れる磁束
によって可動鉄心２７に吸引力が作用し、該可動鉄心２
７は固定鉄心２４側に復帰ばね４２の力に抗して移動し
固定鉄心２４に吸引する。そして、可動鉄心２７の吸引
後電磁コイル２３への通電を断っても、永久磁石２８の
磁束が前記閉磁路内に透過され続けるため、可動鉄心２
７は図３のように、前記永久磁石２８の磁気的吸引力に
より、その吸引状態が保持される。即ち、自己保持状態
を維持する。

【００２５】前記のように、可動鉄心２７が作動する
と、可動ロッド２９は図１，３で示すように、下方に移
動し、駆動伝達軸４９ａの駆動ロッド４９を押し下げ、
この駆動ロッド４９と接離可能に設けた操作レバー１８
の上端を押圧する。すると、操作レバー１８は伝達軸挿
入管１３の水平部分において横方向（図１の右方向）に
槓動して、その他方端に枢着した排水栓１５を押し上げ
て開栓し、浴槽１１内の残湯を排水口１２から排水管１
３ａ内に排水させる。

【００２６】次に、浴槽１１内の残湯が排水されたあ
と、排水栓１５を閉栓して排水口１２を閉塞する場合に
ついて説明する。この場合は、電動駆動部２１ａの可動
鉄心２７の吸引状態を解消すればよく、電磁コイル２３
に吸引時の通電電流より小さく、かつ、通電方向が逆向
きの電流を瞬時通電し、永久磁石２８の磁束を打消す磁
束を誘起させる。このため、可動鉄心２７に対する永久
磁石２８の吸引力が減少し、もしくは、零になると、復
帰ばね４２の付勢力により、可動鉄心２７は上方に押し
上げられて固定鉄心２４から離脱し、図４に示すよう
に、緩衝材３１を介してストッパー３０に受け止められ
ることにより、原位置に復帰する。

【００２７】前記可動鉄心２７が原位置に復帰すると、
可動ロッド２９も図４に示すように上昇し、駆動伝達軸
４９ａの駆動ロッド４９を介しての操作レバー１８の押
圧を解く。この結果、操作レバー１８はその上端と駆動
ロッド４９との間に隙間が生じるため、排水栓１５の自
重降下に伴い図２で示すように、原位置に戻り、排水栓
１５を閉栓して排水口１２を閉塞するものである。

【００２８】次に、前記排水栓１５の開栓時と閉栓時に
おける電動駆動部２１ａの吸引力と復帰力との関係を説
明する。最初に、浴槽１１内の残湯を排水する場合、排
水口１２を閉塞する排水栓１５には残湯による水圧が荷
重となって加えられている。前記排水栓１５に加わる荷
重は次の（１）式で求めることができる。

【００２９】

【数１】

【００３０】ここで、 Ｗｏ ：排水栓開栓時の合成荷
重 Ｗｈ ：排水栓の表面に加わる荷重（水圧） Ｗｋ ：排水栓の重量 Ｗｌ ：排水栓の排水口閉塞時における周囲摩擦荷重 Ｈ ：浴槽の水位 ｍ ：水の比重 Ｄ ：排水栓の直径 を表すものである。

【００３１】前記の（１）式で判るように、排水栓１５
を開栓する場合は、図８において、排水栓１５が受ける
荷重（Ｗｏ）と、水位（Ｈ）との関係を示す図で明らか
なように、開栓時の合成荷重（Ｗｏ）を上回る吸引力が
電動駆動部２１ａには必要となる。

【００３２】前記により、電動駆動部２１ａは次の
（２）式で表される吸引力が得られるように設計すれば
よいことになる。

【００３３】

【数２】

【００３４】ここで、 Ｆｓ：電動駆動部の吸引力 Ｋ ：定数 Φｍ：永久磁石の磁束 Φｉ：電磁コイルに電流を流すことによって生ずる磁束 Ｗｏ：排水栓開栓時の合成荷重 Ｗｓ：復帰ばねの付勢力 を表すものである。

【００３５】以上のように、本発明装置においては、排
水栓１５の開栓に当っては、浴槽１１内に湯水を満水に
張った場合、排水栓１５に加わる水圧による荷重を想定
して電動駆動部２１ａが、前記荷重に打勝つ吸引力を得
ることができるように構成されているので、電磁コイル
２３への瞬時通電により、排水栓１５は直ちに開栓して
浴槽１１内の水を排水口１２から排水管１３ａ内に排水
することができる。排水口１２の開口により排水が開始
されると、図８で示すように、排水栓１５の開栓後にお
ける合成荷重（Ｗｏ’）は、図８に１点鎖線で示すよう
に、水位の減少に伴い順次軽減されることとなる。

【００３６】この結果、電動駆動部２１ａは排水栓１５
の開栓時のみ、閉栓時に比べて約２倍の電流を電磁コイ
ル２３に瞬時通電して、可動鉄心２７を大きな吸引力で
固定鉄心２４に吸引させ、吸引後は直ちに図示しない遮
断手段により通電を断っても、前記のように、開栓後排
水栓１５に加えられる荷重が順次軽減されるため、電動
駆動部２１ａの可動鉄心２７は、復帰ばね４２の力に打
勝つ永久磁石２８の磁束により、吸引状態を維持するこ
とができるので、排水口１２は開口状態を続けて排水が
良好に行えるとともに、電動駆動部２１ａへの通電を断
って排水を続行することが可能となるばかりか、排水作
業は電動駆動部２１ａを小電力で駆動させることがで
き、排水栓１５の駆動源における省エネ効果を向上させ
ることができる。

【００３７】次に、浴槽１１の残湯を排水したあと、排
水口１２を排水栓１５により閉栓する場合について説明
する。この場合、排水栓１５には荷重が全く加えられて
いないので、電動駆動部２１ａの可動鉄心２７を原位置
に復帰させることにより、排水栓１５はその自重により
降下して排水口１２を閉塞するようになっている。従っ
て、電動駆動部２１ａの可動鉄心２７の吸引力を解除す
るには、可動鉄心２７を固定鉄心２４に吸引保持させて
いる永久磁石２８の吸引力を、復帰ばね４２の力が打勝
つように軽減させればよい。

【００３８】前記永久磁石２８による可動鉄心２７に対
する吸引力を軽減させるには次の（３）式で求めること
ができる。

【００３９】

【数３】

【００４０】ここで、 Ｆｒ：電動駆動部の保持力 Ｋ ：定数 Φｍ：永久磁石の磁束 Φｉ：電磁コイルに電流を流すことによって生ずる磁束 Ｗｓ：復帰ばねの付勢力 を表すものである。そして、実際に可動鉄心２７の保持
力を軽減するには、前記（３）式において永久磁石２８
の磁束を軽減する必要がある。

【００４１】従って、前記に基づき、Ｆｒ＜Ｗｓとする
ことによってはじめて可動鉄心２７は固定鉄心２４との
吸引状態が解かれ、復帰ばね４２の付勢力によって原位
置に急速復帰するものである。前記の閉栓作業を電磁コ
イル２３への通電により実現するには、電磁コイル２３
には、可動鉄心２７の吸引時とは逆方向で弱小の通電電
流を瞬時通電させると、電動駆動部２１ａの閉磁路内に
永久磁石２８の磁束を打消す磁束が誘起され、これによ
り、永久磁石２８による可動鉄心２７に対する吸引力が
軽減し、復帰ばね４２の付勢力が可動鉄心２７の吸引力
に打勝って可動鉄心２７を急速に原位置に戻すことにな
る。

【００４２】前記可動鉄心２７が原位置（図４参照）に
復帰すると、駆動伝達軸４９ａは可動ロッド２９と連接
しているので、可動鉄心２７とともに上動する。このた
め、前記駆動伝達軸４９ａを構成する駆動ロッド４９と
操作レバー１８との間に隙間が必然的に生じるので、排
水栓１５はその開栓が解かれ、自重により排水口１２側
に降下して排水口１２を閉塞する。前記排水栓１５の降
下、即ち、閉栓作用により、操作レバー１８は伝達軸挿
入管１３内を時計方向に移動し、図２のように、駆動ロ
ッド４９の下方端と接触可能な位置まで移動して排水栓
１５を確実に閉栓させる。このように、排水栓１５の閉
栓に際しても、閉栓時と同様に小電力にて電動駆動部２
１ａを駆動させることが可能となる。

【００４３】なお、排水途中で排水作業を一時停止させ
て浴槽１１の内部を清掃したりしたあと、再び排水作業
を続行するような場合も、前記と同様の操作を行えばよ
いことは勿論である。

【００４４】次に、排水栓１５を手動によって開閉する
場合について説明する。はじめに、図６において、可動
鉄心２７を固定鉄心２４に吸引させて排水栓１５を開栓
する場合について説明する。開栓に先立ち、浴槽１１上
部のリム部ａの開口ｉを閉鎖している蓋体５０を取外し
たあと、図６で示すように、手動操作手段３９を構成す
る手動操作用の投入操作釦４０を圧縮ばね４４の力に抗
して下方に押動し、該操作釦４０の内側中心に設けたボ
スにて可動ロッド２９の頂部を押動し、可動鉄心２７を
復帰ばね４２の力に抗して押し下げ、固定鉄心２４に永
久磁石２８の吸引力を利用して吸引させる。前記可動鉄
心２７の吸引により可動ロッド２９を介して駆動ロッド
４９が降下して排水栓１５を上動させ、排水口１２を前
記同様にして開口するものである。これにより、電動駆
動部２１ａの故障時や停電時等においても、容易に排水
栓１５の開栓を行うことができる。

【００４５】つづいて、固定鉄心２４に吸引されている
可動鉄心２７の吸引を解いて排水栓１５を手動で閉栓す
る場合について説明する。この場合は、図７で示すよう
に、手動操作用の復帰操作釦４１を圧縮ばね４３の力に
抗して押し下げると、該操作釦４１の下端縁の一部がレ
バー体３２の延出端を押し下げる。すると、前記レバー
体３２は図９で示すように、レバー体３２のストッパー
３０の頂部と接触している個所Ｊを支点としてその長片
Ｌ₁ 側が押し下げられ、逆に、短片Ｌ₂ 側は押し上げら
れて、該短片Ｌ₂ 側の突端と当接しているバネ受座３３
を梃子作用にて押し上げ、可動ロッド２９を圧縮ばね４
４の力に抗して上動させる。

【００４６】前記レバー体３２を梃子作用にて小さな力
で操作する原理は、次式によって求めることができる。

【００４７】

【数４】

【００４８】ここで、 Ｗ₁ ：操作釦の操下力 Ｗ₂ ：可動ロッドに働く押上力 Ｌ₁ ：レバー体の長片の長さ寸法 Ｌ₂ ：レバー体の短片の長さ寸法 θ ：長片側の傾斜角度 α ：短片側の傾斜角度 をそれぞれ表す。そして、今、Ｗ₁ ＝１ｋｇ，Ｌ₁ ＝
５，Ｌ₂ ＝１，α＝４５°，θ＝３０とした場合のＷ₂
を求めると、 Ｗ₂ ×１×ｃｏｓ４５°＝１×５×ｃｏｓ３０° Ｗ₂ ＝６．１ｋｇとなる。 この結果、復帰操作釦４１は小さな力で押圧しても、可
動ロッド２９には大きな力が加わり、可動鉄心２７を永
久磁石２８の吸引力に抗して容易に固定鉄心２４から離
脱させて原位置に復帰させることができる。これによ
り、本発明装置は停電時等において手動操作する場合、
大きな力を要することなく簡易に操作が行えるばかり
か、投入及び復帰用の操作釦４０，４１は、いずれも押
し下げるだけで操作が行えるため、電動駆動部２１ａが
故障したり、停電時においても、排水栓１５の開閉操作
が婦女子でも容易に行うことができる。

【００４９】次に、入浴時の溢流水とか、あるいは、浴
槽１１の清掃中のはね水等がリム部ａの開口ｉから排水
栓１５の駆動手段２１である電動駆動部２１ａの取付部
からその内部に浸入した場合、電動駆動部２１ａは各部
材の組付接合部には、Ｏリングやパッキン等のシール部
材を配置して、前記電磁コイル２３や可動鉄心２７を内
蔵する中空筒状のヨーク２６内に水が入らないよう構成
されているが、前記溢流水等がキャップ３８、各操作釦
４０，４１等の微少な隙間からストッパー３０が位置す
る部位に浸入した場合、図５で示すように、ヨーク２６
の外側を囲繞する被覆ケース３５の内側には、ヨーク２
６を嵌挿保持する複数の突条３６間に、凹条の排水溝５
１が被覆ケース３５と一体に凹設形成されているので、
前記浸入水は、ヨーク２６外側において、排水溝５１を
伝って排水管１３内に流下するように構成されているた
め、前記侵入水によってソレノイド２１が駆動しなくな
るのを確実に防ぐことができる。

【００５０】更に、駆動手段２１の電動駆動部２１ａの
故障により、電動駆動部２１を交換したりする場合は、
電動駆動部２１ａを手動操作するときと同様に、リム部
ａの開口ｉを閉鎖している蓋体５０を取外し、次に電動
駆動部２１ａの手動操作手段３９を構成するキャップ３
８を、被覆ケース３５の上部開口端に設けた鍔部３７の
ねじ部との螺合を解いて開口ｉから取出す。この結果、
投入，復帰の各操作釦４０，４１は、前記キャップ３８
による抜止効果が解消されるため、そのまま開口ｉから
引き出すことができる。前記操作釦４０，４１を取り出
したあと、残りのソレノイド本体Ａは、可動ロッド２９
を以て可動鉄心２７を取り出すと同時に、電磁コイル２
３，補助ヨーク２５，ヨーク２６，固定鉄心２４の各部
材を被覆ケース３５から一体的に引き出す。このため、
可動ロッド２９の下方端に連接されている駆動ロッド４
９も、同時に伝達軸挿入管１３から取り出すことができ
る。このように、電動駆動部材２１ａが故障した場合、
キャップ３８の螺合を解くことにより簡易に電動駆動部
材２１ａをリム部ａ上方に引き出すことができるので、
自動排水装置の修理や保守・点検を容易に行うことが可
能となる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、次に示すような効果を有する。 （１）、本発明は、排水栓を自動開閉する電動駆動部を
内蔵した駆動手段が浴槽のリム部材上部に設置されてお
り、しかも、電動駆動部と排水栓とは分割可能な駆動伝
達軸にて駆動可能に結合されているので、電動駆動部の
故障に際しても、前記電動駆動部は容易に浴槽のリム部
から取り出して交換することができることはもとより、
その保守・点検も簡易に行い得、電動駆動部の故障によ
って湯水の給・排水が行えないという従来の問題を確実
に解消することができる。

【００５２】（２）、又、駆動手段に用いる自己保持型
ソレノイドからなる電動駆動部の可動鉄心には、その中
央部分に永久磁石が介在させてあるので、特に、可動鉄
心の吸引後はこの永久磁石の吸引力の利用により、電流
を通電しなくても吸引が行い得、電力の省エネ化がはか
れるとともに、復帰時には永久磁石の吸引力が強く作用
することも少なく、これにより小電力による吸引力の解
除が行える等、駆動源としての利用に際し省エネ効果を
十分に発揮させることができる。

【００５３】（３）、更に、停電等に際して電動駆動部
が手動操作できるとともに、その手動操作に際しては、
特に、可動鉄心の復帰操作に当っては、押動力軽減手段
による梃子作用によって大きな力を要することなく、可
動鉄心の復帰操作が可能なため、婦女子等においても手
軽に操作することができる。その上、前記の手動操作
は、可動鉄心の吸引、復帰に際して各操作釦を単に押動
するのみで操作できるように構成されているので、手動
操作は前記のように大きな力を要しないことと相まって
迅速・容易に行い得、至便である。

【００５４】（４）、その上、本発明は水回りの場所で
の使用に際しても、電動駆動部の外側を排水溝を備えた
被覆ケースにて囲繞してあるため、万一、浸入水が電動
駆動部の内部に侵入しても、これを良好に外部に排水す
る手段が特別に具備されているので、電動駆動部は長期
間にわたり安定した状態での使用が可能となり、駆動源
としての使用に際し、その信頼性を著しく向上させるこ
とができる。

【００５５】（５）、 又、排水栓を開栓して浴槽内を
清掃しているとき、誤って排水栓を足で踏付けた場合、
排水栓の駆動手段は自己保持型ソレノイドからなる電動
駆動部で構成されている関係上、排水栓はそのまま降下
して排水口を閉塞するとともに、操作レバー及び駆動ロ
ッドからなる駆動伝達軸を介して可動鉄心を永久磁石の
吸引力に抗して原位置に戻すことができるので、開栓状
態の排水栓を誤って踏むことにより、駆動手段を破損し
たり、足を怪我したりするといった事故を確実に防ぐこ
とができる。その上、駆動伝達軸は伝達軸挿入管から抜
き取ることができるため、前記挿入管が湯水により汚損
されても容易に清掃ができ、駆動伝達軸を長期にわたり
円滑に駆動させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の自動排水装置の概略構成を示す説明図
である。

【図２】本発明の自動排水装置において排水栓の閉栓状
態を示す要部拡大断面図である。

【図３】本発明の自動排水装置に使用する電動駆動部の
縦断面図である。

【図４】本発明装置に使用する電動駆動部の復帰状態を
示す縦断面図である。

【図５】電動駆動部の要部横断平面図である。

【図６】電動駆動部を手動操作により吸引させる場合を
示す要部縦断面図である。

【図７】同じく、電動駆動部を手動操作により原位置復
帰させる場合を示す要部縦断面図である。

【図８】排水栓が受ける荷重と水位との関係を示す図で
ある。

【図９】電動駆動部を手動操作により復帰させる場合の
操作力の関係を示す説明図である。

【図１０】従来の手動で排水栓を開閉する装置を示す概
略図である。

【図１１】電動駆動部として電動機を用いた従来の自動
排水装置を示す要部縦断面図である。

【図１２】更に、電動駆動部に電動バルブを使用した従
来の自動排水装置を示す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１２ 排水口 １３ 伝達軸挿入管 １５ 排水栓 １８ 操作レバー ２１ 駆動手段 ２１ａ 電動駆動部 ２３ 電磁コイル ２４ 固定鉄心 ２６ ヨーク ２７ 可動鉄心 ２８ 永久磁石 ２９ 可動ロッド ３０ ストッパー ３２ レバー体 ３３ バネ受座 ３５ 被覆ケース ３６ 突条 ３９ 手動操作手段 ４０ 投入用操作釦 ４１ 復帰用操作釦 ４２ 復帰ばね ４９ 駆動ロッド ５１ 排水溝 Ｌ₁ レバー体の長片 Ｌ₂ レバー体の短片

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮島 武秀 愛知県春日井市愛知町１番地 愛知電機 株式会社内 審査官 赤木 啓二 (56)参考文献 実開 平２−129473（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−174475（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E03C 1/22 E03C 1/23 A47K 1/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 浴槽のリム部上部に、電動駆動部を内蔵
   した駆動手段を有する筒状ケースを装着し、前記筒状ケ
   ースに内蔵した電動駆動部は、電磁コイル内に可動鉄心
   を軸芯に沿って移動可能に配置し、この可動鉄心が吸引
   される固定鉄心と前記電磁コイルとを閉磁路形成用のヨ
   ークに嵌装し、前記可動鉄心は、一対の磁性部材とこれ
   ら磁性部材の間に介挿した永久磁石とを一体的に固定し
   て形成し、この可動鉄心の軸芯には、一方を固定鉄心の
   中心部を移動可能に貫通突出させ、他方を前記可動鉄心
   の上方に突出させた可動ロッドを一体的に挿着して構成
   し、前記駆動手段の上部には、前記電動駆動部を手動操
   作する手動操作手段を設け、更に、前記駆動手段を、そ
   の下部において、浴槽の排水口を開閉する排水栓を枢着
   した操作レバーと、前記電動駆動部の可動ロッドを駆動
   可能に結合した駆動ロッドとを接離可能に当接させて前
   記排水栓と駆動可能に連結し、前記駆動手段を電動又は
   手動操作させて排水口を排水栓にて自動開閉するように
   したことを特徴とする自動排水装置。
2. 【請求項２】 前記可動ロッドの駆動ロッドと結合しな
   い可動鉄心の上方に突出する突出端には、ほぼＶ字形に
   曲成したレバー体の短片側の先端を遊合して、このレバ
   ー体を、可動ロッドに設けた係止部材と可動鉄心の上昇
   範囲を規制するストッパーとの間に揺動可能に介挿し、
   前記レバー体の可動ロッドから遠ざかる長片側の延出端
   には、前記手動操作手段の復帰操作釦を当接し、この復
   帰操作釦にてレバー体を梃子作用により押圧して可動鉄
   心を手動復帰可能に構成したことを特徴とする請求項１
   記載の自動排水装置。
3. 【請求項３】 前記レバー体及び可動ロッドの上方端に
   は、可動ロッドと当接して可動鉄心を手動操作にて固定
   鉄心に吸引させる投入操作釦と、前記レバー体の長片側
   の延出端と当接しこのレバー体の梃子作用にて可動鉄心
   を原位置に手動復帰させる復帰操作釦とを、それぞれ個
   別に手動操作可能に具備させて構成したことを特徴とす
   る請求項１記載の自動排水装置。