JPH04183423A - シャワー装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はシャワー装置に関し、更に詳しくは、吐出温度
を高温と低温とに交互に変化させる機能を持つ、いわゆ
る温冷シャワーに関する。

〈従来の技術〉 近年、シャワー装置として、単に人体の洗浄ないしは温
熱効果を目的としたもののみならず、マツサージ効果等
の他の目的としての使用を可能とすへく、各種の機能を
持たせたものか注目されている。

このような機能の一つとして、シャワーの吐出温度を周
期的に変化させる温冷シャワー機能がある。

従来の温冷シャワーの構成は、ガス給湯器を用いて、そ
のバーナーのガス燃焼を制御することにより、湯温を周
期的に変化させるもの（例えば特開平２−２８９７６号
）や、温水管と冷水管を個別に配管して合流させ、その
温水管と冷水管にそれぞれ開閉弁を取付けてこれらを交
互に開閉するもの（例えは特開平１−１５５８１２号）
か提案されている。

〈発明が解決しようとする課題〉 以上の従来の温冷シャワーの構成において、ガス給湯器
を用いるものでは、電気温水器や石油温水器等の他の給
湯器には利用てきないばかりてなく、燃焼制御では湯温
のコントロールに相当の時間的遅れか生じ、特に周期を
短くすると正確な制御かできないという欠点がある。

また、温水管と冷水管上に開閉弁を設けるものでは、シ
ャワーは温水管を流れる温水の温度と、冷水管を流れる
冷水の温度か繰り返されるに止まり、任意の温度ないし
は温度幅を持つ温冷シャワーを実現することはできない
。

本発明はこのような点に鑑みてなされたもので、通常の
給湯配管と給水配管を利用した比較的簡単な構成のもと
に、任意の周期で任意の温度ないしは温度幅を持つ温冷
シャワーを実現できるシャワー装置の提供を目的として
いる。

〈課題を解決するための手段〉 上記の目的を達成するための構成を、第１図に示す基本
概念図を参照しつつ説明すると、本発明ては、温水およ
び冷水の供給管ａおよびｂがそれぞれ接続された第１と
第２の入口と、少なくとも一つのシャワーノズルＣが接
続された出口を持ち、入力された駆動制御信号の大きさ
に応じて第１と第２の入口からの流体の混合度を変化さ
せて出口に導くよう弁体位置か変化する電動混合弁ｄと
、シャワー温度の変化周期を設定する周期設定手段ｅと
、シャワー温度の高温値および低温値、またはその何れ
か一方とその温度差を設定する温度設定手段ｆと、周期
設定手段ｅおよび温度設定手段ｆによる設定内容に基づ
いて電動混合弁ｄの割部目標信号を算出する演算手段ｇ
と、その演算結果に応じた駆動制御信号を電動混合弁ｄ
に供給する制御手段りを設けたことによって特徴付けら
れる。

〈作用〉 電動混合弁ｄは、２つの入口からの流体を、弁体位置に
応じた混合割合で出口に導く混合弁において、弁体位置
を電動機で駆動するものであって、入口の一方に給湯手
段に連通ずる温水供給管ａを、他方に冷水供給管すを接
続しておけは、弁体の位置によって出口から吐出される
湯温か定まる。

電動混合弁ｄの出口からの吐出水温度を、温度設定手段
ｆによって設定された温度ないしは温度幅で、かつ、周
期設定手段ｅによって設定された周期のもとに往復する
ように、弁体の位置を駆動制御する目標信号を演算手段
ｇて求め、その結果に応じた駆動制御信号を制御手段り
から電動混合弁ｄに供給することにより、任意の設定周
期のもとに任意の設定温度ないしは温度幅での温冷シャ
ワーを実現できる。

〈実施例〉 第２図は本発明実施例の全体構成図で、ハンドシャワー
の他にボディーの各部にそれぞれシャワーを噴射するた
めの複数のシャワーノズルを備えたボディーシャワーユ
ニットに本発明を適用した場合の例を示している。

電気温水器等の給湯装置（図示せず）に接続される給湯
管１と、水道管等に直接接続される給水管２は、それぞ
れ電動混合弁３の入口に接続されている。

電動混合弁３は公知のもので、第３図にその弁構造例を
断面図で示すように、第１の入口３１と第２の入口３２
とが、弁体３３を介して出口３４（紙面に直交する方向
にのびる）に連通した構造をもち、弁体３３の位置に応
じた混合割合で第１と第２の入口３１と３２からの流体
を混合して、出口３４に導くことがてきる。なお、３０
はボディーである。そして、第１の入口３１には給湯管
１か接続され、第２の入口３２には給水管２が接続され
、更に出口３４は電動ポンプ４の吸入口に接続される。

弁体３３は支持金具３５を介してサーモワックス３６に
接続されており、混合後の流体はサーモワックス３６に
接しなから出口３４から出ていく。

混合流体の温度が配管中において冷える等により、外気
温に近い温度まで低下している場合には、サーモワック
ス３６は縮む。これにより、弁体３３は上方に移動し、
給水口（第２の入口３２）を塞ぎ給湯口（第１の入口３
１）を開く。

このような状態で給湯を続行している間に冷えた湯が終
わって給湯器の湯が供給される。そうすると、サーモワ
ックス３６は伸び、弁体３３を下げる。弁体３３か下が
ると、給水口（第２の入口３２）か開き、給湯管１およ
び給水管２から流入した流体が混合される。このように
バランスかとれたところでサーモワックス３６は伸縮を
停止し、安定した温度の流体を供給するように構成され
ている。

以上のようなメカニズムの弁構造において、温度制御は
電動機３７を駆動させ、ピストン３８を上下動させるこ
とによって、第１と第２の入口３１と３２からの流体の
混合度を変化させることによって行われる。

この電動機３７による混合制御は、一般的に使用されて
いるサーモカランと同じで、一般的なサーモカランの温
度調節か手動で温度目盛りに併せているのに対し、電動
機３７の駆動によって同様な制御を行うものである。

この電動機３７の回転位置は、第４図に電動混合弁３の
電気的構成を示すように、電動機３７の回転軸に装着さ
れたポテンショメータ３９によって検出される。

さて、第２図に戻って、電動ポンプ４の吐出口はシャワ
ー配管５を介してシャワー支流管５１ａ・・・５１ｄに
連通し、この各シャワー支流管５１ａ・・・５１ｄの先
端にそれぞれシャワーノズル６ａ・・・６ｄが装着され
ている。

なお、各シャワー支流管５１ａ・・・５１ｄの管路上に
は、それぞれ電動二方弁７ａ・・・７ｄが配設されてお
り、各シャワーノズル６ａ・・・６ｄからのシャワーの
ＯＮ・ＯＦＦや吐出シャワー強さか制御されるように構
成されている。

前記した電動混合弁３、電動ポンプ４および各電動二方
弁７ａ・・・７ｄは、制御回路８によって駆動制御され
る。

制御回路８には、例えばシャワールーム内に配設される
リモートコントロール用の操作パネル９が接続されてい
るとともに、シャワー配管５内の水温を測定するサーミ
スタ１０からの温度測定信号か入力されている。

第５図は制御回路８の具体的構成例を示すブロック図で
ある。

この例では、制御回路８はＣＰＵ８１、ＲＯＭ８２、Ｒ
ＡＭ８３および入出力インターフェース８４を備えたマ
イクロコンピュータを主体として構成され、その入出力
インターフェース８４には、前記した電動混合弁３の電
動機３７に対して駆動制御信号を供給するドライバ８０
と、操作パネル９、およびサーミスタ１０等が接続され
る。

ドライバ８０は、電動混合弁３のポテンショメータ３９
からの弁位置検出信号か入力されるとともに、マイクロ
コンピュータから入出力インターフェース８４を介して
供給される後述の制御目標値曲線を記憶し、その記憶内
容に応じた目標値信号を連続的に発して、これに上記し
た弁位置検出信号をフィードバックすることにより、電
動混合弁３の弁位置が目標値に追従するようにその電動
機３７に制御動作信号を供給するサーボ制御回路である
。

ここで、入出力インターフェース８４からは、各電動二
方弁７ａ・・・７ｄおよび電動ポンプ４への駆動信号が
それぞれのドライバ（図示せず）を介して供給される。

操作パネル９には、第６図に本発明に関連する部分を抜
粋した正面図を示すように、各電動二方弁７ａ・・・７
ｄの制御による各シャワーノズル６ａ・・・６ｄのＯＮ
・ＯＦＦスイッチ群９１とそのシャワー強度調節スイッ
チ９２、温冷シャワー等の機能シャワーの選択スイッチ
９３、温冷シャワーにおける最高温度Ｔの設定スイッチ
９４と温冷幅αの設定スイッチ９５、および温冷周期り
の設定スイッチ９６等が配設されている。

なお、サーミスタ１０からの温度検出信号は、シャワー
配管５内の温度が別途設定されている適温範囲に入って
いるか否か等の検知に使用される。

第７図は制御回路８内のマイクロコンピュータのＲＯＭ
８２に書き込まれたプログラムのうち、温冷シャワーに
関連する部分を取り出して示すフローチャートで、以下
、この図を参照しつつ本発明実施例の作用を述べる。

ＳＴＩでシャワーの出湯か指令されていると判定すると
、Ｓｒ２により温冷シャワーか選択されているか否かを
判別し、温冷シャワーが選択されている場合にはＳＴ３
以下へと進む。

まず、設定スイッチ９４．９５および９６により設定さ
れているシャワーの最高温度Ｔ１温度幅αおよび温冷周
期りを取り込む（Ｓｒ３）。次に、その各設定値Ｔ、α
およびＬを用いた演算によって、例えば第８図に示すよ
うに、サインカーブ状に経時的に変化するシャワー温度
の制御目標値曲線を求め、ドライバ８０に送信する（Ｓ
ｒ１，５Ｔ５）。

ドライバ８０ては、この制御目標値曲線を記憶回路に格
納し、あらかじめ設定されている温度と電動混合弁３の
弁位置の関係に基づくゲイン等のもとに、この制御目標
値曲線に対応した弁位置目標値信号を繰り返し発生する
。そして、その弁位置目標値信号に、電動混合弁３のポ
テンショメータ３９からの弁位置検出信号をフィードバ
ックし、その偏差信号に基づく制御動作信号を電動混合
弁３の電動機３７に供給する。

これにより、電動混合弁３の弁位置は、第８図に示した
カーブに繰り返し追随して経時的に変化し、その結果各
シャワーノズル６ａ・・・６ｄから吐出される湯温は第
８図に示した曲線と同等の温度変化か付与されることに
なる。

なお、以上の実施例では、温冷シャワーの最高温度と温
冷幅（温度変化幅）を設定するように構成した例を示し
たが、このほか、最低温度と温度幅、あるいは最高温度
と最低温度を設定するように構成することもてきる。

また、最高温度と温度変化幅等およびその変化周期等の
設定値に基づいて算出される目標値曲線は、上記した実
施例のようにサインカーブ等に限定されることはなく、
最高温度と最低温度に対応する弁位置に、直線的に変化
するようなものでもよい。この場合、シャワー温度は直
線的に変化することになるか、電動混合弁３の電動機は
オープンループ制御でもよく、ドライバの８０の構成か
簡単となる利点がある。

更に、本発明に適用される給湯手段としては、電気温水
器のほか、石油給湯器等にも適用できることは勿論で、
更には、上記の実施例のようなボディシャワーユニット
以外に、一つのハンドシャワーを備えた通常のシャワー
装置にも適用できることは言うまでもない。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、温水と冷水を電
動混合弁によって混合するとともに、温冷シャワーの温
度変化周期と、その最高温度と最低温度ないしはそのい
ずれか一方と温度幅を設定値に基づいて、電動混合弁の
弁位置の目標値を演算によって求め、その演算結果に基
づいて電動混合弁の弁位置を制御するように構成したの
で、通常の給湯配管と給水配管を用いて、任意温度およ
び任意温度幅、更には任意周期の温冷シャワーを実現で
きる。

しかも、各設定値に基づいて演算によって求められた目
標値信号に対して、電動混合弁の弁位置を制御すること
によって温度制御を行うので、バーナー等の燃焼制御に
よる場合に比して温冷制御の応答か良好であって、短周
期から長周期にわたって所望の周期、温度幅での制御か
可能である。

また、同様な理由により、単に電磁開閉弁を用いて温冷
サイクルを作る場合に比して、緩やかな温度変化が可能
となり、温冷マツサージ効果のほか、長周期で徐々にシ
ャワー温度を低下させる等の設定により、例えば入浴後
のほてった体をクーリングダウンする等の使用も可能と
なった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す基本概念図、第２図は本発
明実施例の全体構成図、 第３図はその電動混合弁３の構造例を示す断面図、 第４図は同じ（電動混合弁３の電気的構成例の説明図、 第５図は本発明実施例の制御回路８の構成例を示すブロ
ック図、 第６図は同じく操作パネル９の要部正面図、第７図は制
御回路８のＲＯＭ８２に書き込まれたプログラムの要部
を示すフローチャート、第８図は制御回路８により求め
られる制御目標値曲線の例を示すグラフである。 １・・・・給湯管 ２・・・・給水管 ３・・・・電動混合弁 ３０・・・・ボディー ３１・・・・第１の入口 ３２・・・・第２の入口 ３３・・・・弁体 ３４・・・・出口 ・３５・・・・支持金具 ３６・・・・サーモワックス ３７・・・・電動機 ３８・・・・ピストン ３９・・・・ポテンショメータ ４・・・・電動ポンプ ５・・・・シャワー配管 ５１　ａ・５１　ｄ ・・・・シャワー支流管 ６ａ・・・６ｄ ・・・・シャワーノズル ７ａ・・・７ｄ ・・・・電動三方弁 ８・・・・制御回路 ８０・・・・ドライバ ８１・・・・ＣＰＵ ８２・・・・ＲＯＭ ８３・・・・ＲＡＭ ８４・・・・人８カインターフェース ９・・・・操作パネル ９３・・・・機能選択スイッチ ９４・・・・最高温度設定スイッチ ９５・・・・温冷幅設定スイッチ ９６・・・・温冷周期設定スイッチ 特許出願人　　　　積水化学工業株式会社第す図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 温水および冷水の供給管がそれぞれ接続された第１と第
   ２の入口と、少なくとも一つのシャワーノズルが接続さ
   れた出口を持ち、入力された駆動制御信号の大きさに応
   じて上記第１と第２の入口からの流体の混合度を変化さ
   せて上記出口に導くよう弁体位置が変化する電動混合弁
   と、シャワー温度の変化周期を設定する周期設定手段と
   、シャワー温度の高温値および低温値、またはその何れ
   か一方とその温度差を設定する温度設定手段と、上記周
   期設定手段および温度設定手段による設定内容に基づい
   て上記電動混合弁の制御目標信号を算出する演算手段と
   、その演算結果に応じた駆動制御信号を上記電動混合弁
   に供給する制御手段を有してなるシャワー装置。