JPH07139016A - 水回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】モータ駆動により流量制御を可能とし、かつモ
ータ駆動弁の止水性が不十分な場合や停電時において、
給水停止時の水頭圧がかかっても洩れを生じない水回路
装置を提供する。 【構成】給水を開始したり、停止したりする給水ポンプ
３７と、給水流量の調節を行うモータ駆動弁２１と、給
水ポンプ３７の停止時に、給水タンク３５の水頭圧で給
水経路２２を開成せず、給水ポンプ３７の給水時の水圧
で開成する給水経路２２を上流側に向かって閉成方向に
付勢した停止圧止水弁３０とを備えている。通常の給水
停止時やモータ駆動便２１に止水機能がない場合、また
停電時に停止圧止水弁３０が給水経路２２を閉成するこ
とにより、給水タンク３５からの落水を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、給水経路に給水流量の
調節を行う流量制御弁を備えた水回路装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種の水回路装置には、衛生洗
浄便座に用いた例として図８に示すようなものがあっ
た。（例えば特公平４−６１１３７号公報）図８におい
て、１は回転数制御機能を備えた給水ポンプであり、洗
浄水の給水経路２に設けられている。３は開閉電磁弁、
４は圧力作動弁であり、この圧力作動弁４は、給水路２
から分岐した分岐路５の下流に設けられている。６は女
性の局部を洗浄するビデノズル、７は肛門部の洗浄を行
う肛門ノズルであり、それぞれ圧力作動弁４および開閉
電磁弁３の下流側に設けられている。

【０００３】開閉電磁弁３は、流入口８および流出口９
の間に弁座１０を有するハウジング１１と、弁座１０に
対向して設けた弁体１２、およびソレノイド１３、閉弁
付勢用のスプリング１４から構成されている。また圧力
作動弁４は、流入口１５および流出口１６の間に設けた
弁座１７と、弁座１７に対向して設けたダイヤフラム弁
１８、閉弁付勢用のスプリング１９を有し、圧力室２０
は開閉電磁弁３の流出口９側に連通している。

【０００４】上記構成において給水ポンプ１が作動し開
閉電磁弁３が閉弁の状態では、分岐路５を経て圧力作動
弁４に流入した洗浄水の圧力がダイヤフラム弁１８に作
用し、閉弁付勢用のスプリング１９の力に抗して開弁さ
れ、ビデノズル６から洗浄水が吐出される。また開閉電
磁弁３に通電がなされ開弁されると、弁座１０を経て洗
浄水が流出口９に流入され、肛門ノズル７から吐出され
る。なおこの時、圧力作動弁４の圧力室２０に、開閉電
磁弁３の流出口９側の圧力が作用し、ダイヤフラム弁１
８が閉弁される。

【０００５】以上のように開閉電磁弁３の開閉により洗
浄ノズル６、７の選択切換えが可能であり、また給水ポ
ンプ１の回転数制御により吐出流量の調節ができるもの
である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
ような従来の水回路装置では、ノズル切換えのために専
用の開閉電磁弁３と圧力作動弁４が必要であり、構成が
複雑であった。また、この種の衛生洗浄便座は複数の使
用者があるため、洗浄水の流量を好みに応じて調整する
ことが要求され、回転数制御ができる給水ポンプ１など
の専用の流量調節手段が必要であった。この結果、コス
ト高となるとともに装置全体の大型化につながるという
課題があった。また、流量調節を給水ポンプ１によって
行っているため、給水経路２が水道に直接接続された場
合においても、流量調節を必要とする限り回転数制御が
できる給水ポンプ１を必要とするという課題があった。

【０００７】本発明は上記課題を解決するものであり、
モータ駆動弁により流量制御を可能とし、かつモータ駆
動弁の止水性が不十分な場合や停電時において、給水停
止時の水頭圧がかかっても洩れを生じない水回路装置を
提供することを第１から第３の目的としている。

【０００８】また、モータ駆動により流量制御を行うモ
ータ駆動弁において、再通電時に弁位置を確認すること
により、確実に流量調節ができる水回路装置を提供する
ことを第４の目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために本発明の水回路装置は、給水経路と、この給水
経路に設けた給水開始と停止を行う給水制御手段と、こ
の下流の給水経路に設けた温水タンクと、給水制御手段
の下流に設けた給水流量の調節を行うモータ駆動弁と、
給水開始と停止を指示する給水設定器と、流量の設定を
行う流量設定器と、給水制御部と流量制御部を有した制
御器と、給水制御手段の停止時に給水停止時の水頭圧で
給水経路を開成せず給水制御手段の給水時の水圧で給水
経路を開成する給水経路を上流側に向かって閉成方向に
付勢した停止圧止水弁を備えて構成するものである。

【００１０】また、第２の目的を達成するために、給水
制御手段を給水ポンプで構成するとともに、この給水ポ
ンプの給水源である給水タンクを設け、停止圧止水弁の
付勢力を給水停止時にこの停止圧止水弁に働く作用力以
上に設定して構成するものである。

【００１１】また、第３の目的を達成するために、給水
制御手段を非通電時に給水経路を閉成する電磁弁で構成
するとともに、この電磁弁の下流側の温水タンクとの間
に真空破壊弁を設け、停止圧止水弁の付勢力を給水停止
時にこの停止圧止水弁に働く作用力以上に設定して構成
するものである。

【００１２】また、第４の目的を達成するために、制御
器は、モータ駆動弁に再通電を行う場合、一旦所定位置
まで駆動してから流量制御部で通常の流量制御を行って
構成するものである。

【００１３】

【作用】上記した構成によって本願発明の第１の目的に
沿った水回路装置は、給水制御手段が停止した時の水頭
圧がかかっても、停止圧止水弁によって給水経路が閉成
されているため、給水流量の調節を行うモータ駆動弁が
劣化により止水性が失われたり、止水機能がないものを
用いたり、停電時に流路が開成された状態でモータ駆動
弁の動作が止まった場合においても、給水対象部に対す
る水洩れが防止できる。

【００１４】また、本願発明の第２の目的に沿った水回
路装置は、給水ポンプの停止時に、水タンクからサイフ
ォン現象により給水対象に温水タンクの湯が洩れようと
しても、停止圧止水弁にによりこれを防止し、再使用時
に温水タンクの温水が空になる課題や、給水対象へ温水
タンクや水タンクから水が連続的に漏洩するという課題
が解決できる。

【００１５】また、本願発明の第３の目的に沿った水回
路装置は、非通電時に給水経路が電磁弁により閉成され
て、サイフォン現象により真空破壊弁から給水対象に温
水タンクの湯が洩れようとしても、停止圧止水弁により
これが防止でき、再使用時に温水タンクが空になる課題
や、給水対象へ温水が漏洩するという課題が解決でき
る。

【００１６】また、本願発明の第４の目的に沿った水回
路装置は、制御器がモータ駆動弁に再通電を行う場合、
一旦所定位置まで駆動してから流量制御部で通常の流量
制御を行うことにより、モータ駆動弁に位置検出手段を
有していない場合や、停電の後の制御動作の復帰時にお
いても、弁位置が新たに確認でき、それ以降の流量制御
が精度よく行える。

【００１７】

【実施例】以下本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。

【００１８】図１は本発明の実施例における水回路装置
に用いたモータ駆動弁の構成図であり、図２はモータ駆
動部の斜視図、図３（ａ）〜（ｃ）はモータ駆動弁の動
作説明図である。

【００１９】図１において２１はモータ駆動弁であり、
給水経路２２に連通する流入路２３と、この流入路２３
から各々分岐して設けた第１および第２の流出路２４、
２５を有している。２６はモータ駆動弁２１内に回動可
能に設けられた弁栓であり、円柱の一部に欠円状切り欠
き部２７と傾斜切り欠き部２７ａが設けられ、モータ駆
動弁２１のボディとの間に、流体通路２８が形成されて
いる。２９は、四フッ化エチレンを含有する高分子材料
から構成されるシール部材であり、弁栓２６に一体成型
されている。四フッ化エチレンを含有する高分子材料は
摩擦係数が小さくかつ高弾性な特性を有し、弁栓２６の
スムーズな回動を実現するとともに、制御流体の洩れを
防止している。３０は停止圧止水弁であり、パッキン３
０ａとばね３０ｂを有しており、給水経路２２を上流側
に向かって閉成方向に付勢している。このモータ駆動弁
２１の駆動手段としては、ステッピングモータ３１が用
いられ、減速手段３２、モータ軸３３を介して弁栓２６
を駆動している。３４はステッピングモータ３１を制御
し流量調節を行う流量制御部である。

【００２０】モータ駆動部の詳細は、図２に示すように
構成され、モータ軸３３にピン３３ａが設けられ、全開
点でこのピン３３ａがストッパー３３ｂ、３３ｃに当接
することにより、ステッピングモータ３１が脱調する作
用を利用し、電気的な位置検出手段を用いずに機械的に
位置確認を行っている。そして、この全開点を基準とし
てその都度、指定された流量に対応したステップ数だけ
ステッピングモータ３１を駆動し、開度を割り出して流
量調節を行っている。

【００２１】以上の構成においてこのモータ駆動弁２１
の動作について簡単に説明する。図３（ａ）は弁閉止状
態を示したものであり、流入路２３に連通する流体通路
２８は、第１および第２の流出路２４、２５のいずれに
も連通せず、シール部材２９によって流体の洩れが防止
されている。次に制御信号（図示せず）が流量制御部３
４に入力されると、ステッピングモータ３１に駆動信号
が出力され減速手段３２、モータ軸３３を介して弁栓２
６が回転駆動される。例えば、第１の流出路２４が選択
されると図２（ｂ）に示す位置までθａ°回転し、流入
路２３と第１の流出路２４が連通して流体が吐出され
る。また、逆に第２の流出路２５が選択されると図２
（ｃ）に示す位置までθｂ°回転し、流入路２３と第２
の流出路２５が連通して流体が吐出される。また、ステ
ッピングモータ３１を用いているので、供給するパルス
数に応じて高精度の回転角制御が可能となるとともに容
易に正逆転が可能となる。これにより弁栓２６の回転角
を高精度に制御することができ、弁開度すなわち流量の
調節が確実に行える。

【００２２】以上述べたようにこのモータ駆動弁２１
は、モータとしてステッピングモータ３１を用い、供給
するパルス信号を制御することにより第１および第２の
流出路２４、２５を選択的に切換えることが可能となる
とともに通過する流体の流量（弁開度）を任意に増減可
能とし、一つの駆動手段により切換え、流量調節、閉止
ができる多機能な流体制御弁となっている。

【００２３】これらのモータ駆動弁２１および停止圧止
水弁３０は、図４に示す水回路に用いられ、水回路装置
を構成している。

【００２４】図４において、給水タンク３５内に水道か
らボールタップを介して供給される水は、給水経路２２
に設けられた給水制御手段である給水ポンプ３７によ
り、水の供給、供給停止が制御される。給水ポンプ３７
の下流側には、温水タンク３８が設けられており、内部
の水がヒータ３９により加熱され貯湯される。また、こ
の温水タンク３８には、タンク湯温を検出するサーミス
タ４０、渇水状態を検出するフロートスイッチ４１、ハ
イリミットスイッチ４２、排水栓４３等が設けられてい
る。この温水タンク３８に接続された給水経路２２の先
に、ノズルユニット４４が接続されており、ここに肛門
ノズル４５、ビデノズル４６を有し、またモータ駆動弁
２１と、停止圧止水弁３０が装着されている。４７は制
御器であり、内部に流量制御部３４、給水制御部４８の
他、全体制御に必要な制御部が構成されている。この制
御器４７に指示を与える手段として設定器４９が設けら
れ、この設定器４９には給水設定器である肛門スイッチ
５０、ビデスイッチ５１、止めスイッチ５２が、また流
量設定器である流量ダウンスイッチ５３、流量アップス
イッチ５４が、さらに温度設定ボリューム５５等が設け
られている。

【００２５】以上の構成において、次に本実施例の動作
について説明する。使用者が衛生洗浄便座に着座し、着
座スイッチ（図示せず）がオンした後、例えば女性の局
部洗浄を行ために、ビデスイッチ５１を投入すると、そ
の信号が制御器４７に入力される。この初期動作時にお
いては、流量制御部３４によってステッピングモータ３
１が回転駆動され、図３（ｂ）に示した位置、すなわち
全開位置に弁栓２６が一旦駆動される。この全開位置
を、ピン３３ｂをストッパー３３ｃに当接させステッピ
ングモータ３１を脱調させて確認後、予め定めた設定流
量に対応した弁開度まで戻され保持される。この予め定
めた弁開度にまで戻す時に、バックラッシュ分に相当す
るパルス分を多く駆動して補正を行い、設定された初期
流量に対応した弁開度を正確に出している。続いて、ポ
ンプ３７に通電が行われ、給水タンク３５の水が吸引さ
れる。そして温水タンク３８に貯えられている温水が、
給水経路２２から停止止水弁３０と、モータ駆動弁２１
を経てビデノズル４６から供給される。このとき、ポン
プ３７の圧力は停止止水弁３０を押しあけて所定の流量
を流すのに十分な圧力に設計されている。流量ダウンス
イッチ５３を押すと、押した回数に応じて段階的に流量
を下げることができる。この時モータ駆動弁２１は所定
の回数に応じたステップ数だけ、ステッピングモータ３
１によりモータ駆動弁２１を閉成方向に駆動する。この
状態から流量を上げたい時は、流量アップスイッチ５４
を押すと、押した数に応じたステップ数だけ、ステッピ
ングモータ３１によりモータ駆動弁２１が開成方向に駆
動される。流量制御部３４では、閉成方向の駆動と開成
方向の駆動の反転時に、ステッピングモータ３１と駆動
軸３３、また弁栓２６に存在するバックラッシュ分に相
当するパルス分多く駆動し、弁栓２６の位置を正確に出
すように制御している。洗浄が済んで、使用者が設定器
４９の停止スイッチ５２を押すと、まず制御器５２によ
りポンプ３７が停止され、続いて流量制御部３４により
駆動ステッピングモータ３１が弁栓２６を閉成方向に駆
動する。このとき停止圧止水弁３０は、給水経路２２を
閉成する。これらの制御動作は、図５に示す制御フロー
図に従って行われる。

【００２６】停止時において、止水圧閉止弁３０には、
給水タンク３５とこの止水圧閉止弁３０の高低差分の正
圧（停止圧止水弁３０は開成される方向に力が働く）
が、また、この止水圧閉止弁３０とビデノズル４６の高
低差分の負圧（停止圧止水弁３０は開成される方向に力
が働く）がかかるが、ばね３０ｂのセット過重はこれら
の正圧、負圧による総合された作用力以上に設定されて
いる。このため、弁栓２６に設けたシール部材２９が劣
化して洩れるようになっても、給水タンク３５から、ビ
デノズル４６への連続した水洩れが防止できる。また、
場合によってはモータ駆動弁２１は流量調節の機能のみ
で止水機能をなくし、止水機能をこの停止圧止水弁３０
に持たせてもよい。

【００２７】肛門スイッチ５０を使用者が押した場合
も、ビデ洗浄ノズルの場合と同様に、温水の供給が行わ
れるが、使用開始時の初期流量はビデ洗浄の場合と異な
らすことも可能であり、制御器５２にメモリーをしてお
くことにより、使用開始時はいつも決まった流量で温水
の供給を開始することができる。

【００２８】肛門洗浄中、ビデ洗浄中いずれの場合にお
いても、モータ駆動弁２１が開成されている状態で、停
電があったり、電源の元に付けられたブレーカが他の人
によって落とされたりすると、モータ駆動弁２１の欠点
として給水経路２２を開成した状態を維持するため、通
電が復帰するまで、水落が続くことが予測されるが、こ
の停止圧止水弁３０によって、こういった電気が供給さ
れない状態においても、確実に温水や水の落水が防止で
きる。

【００２９】電気の供給が開始された場合、モータ駆動
弁２１はどの位置にいるかメモリーがされていないので
一旦正方向に、電気の供給した時のモードが肛門洗浄モ
ードであっても、ビデ洗浄モードであってもカバーがで
きるように設定された初期設定ステップ数だけステッピ
グモータ３１が回転される。そして、図３におけるピン
３３ａがストッパー３３ｂに当接し全開位置を確認後、
バックラッシュを勘案し止水位置まで駆動して止めら
れ、待機される。この電気の供給停止後の復帰時の制御
動作は、図６に示すフロー図に従って行われる。

【００３０】メモリーを備えている場合は、電源の供給
が再開された状態ではこういった全開点確認動作を省
き、止水位置まですぐに駆動して待機してもよい。

【００３１】これらの制御により電気の供給再開時に使
用者がいなくなっていても、いつまでも水が流れ続ける
ことが防止できている。

【００３２】図７に本発明の第２の実施例を示す。第１
の実施例との構成上の相違点は、給水制御手段として給
水ポンプ３７の代わりに非通電時に給水経路を閉成する
電磁弁５６、この電磁弁５６の下流側の温水タンク３８
との間に真空破壊弁５７、給水タンクの代わりに水道５
８や逆止フィルターユニット５９が接続されている点が
大きく異なる点である。給水ポンプ３７はこの場合、水
道圧が不十分である場合を想定して加圧用として設けら
れ、安価な回転数が制御できないタイプで構成されてい
る。

【００３３】動作として異なる点は、停止圧止水弁３０
にかかる圧力が、この停止圧止水弁３０と真空破壊弁６
１との高低差による負圧（停止圧止水弁３０は閉成され
る方向に力が働く）と、停止圧止水弁３０と使用ノズル
４５または４６との高低差により働く負圧（停止圧止水
弁３０は開成される方向に力が働く）の作用力が働く
が、ばね３０ｂはこれに耐えてサイフォン現象を防止
し、また電磁弁６０が開成された状態では十分に流路を
開成できるようなセット荷重で構成されている位であ
り、詳しい説明は割愛する。

【００３４】これら第１、第２の実施例のいずれの場合
においても、停止圧止水弁３０はモータ駆動弁２１の止
水不良時、また止水機能を有していない場合、停電や給
電の停止時において、サイフォン現象による落水を防止
し、かつ肛門ノズル４５やビデノズル４６からの汚水の
逆流を防止できるものとなっている。

【００３５】

【発明の効果】以上で詳述したように本発明の水回路装
置は、給水開始、停止を電気的に行う給水制御手段と、
給水流量の調節を行うモータ駆動弁と、給水制御手段の
停止時に給水停止時の水頭圧で給水経路を開成せず給水
制御手段の給水時の水圧で給水経路を開成する停止圧止
水弁を備えているため、次のような効果が得られる。

【００３６】（１）給水経路に設けた給水流量の調節を
行うモータ駆動弁と、流量設定器の設定に従ってモータ
駆動弁を制御する流量制御部を備え、流量調節がモータ
駆動弁で可能となるとともに、停止圧止水弁によって、
給水制御手段の停止時においてモータ駆動弁の止水性が
長期間の使用により劣化したり、止水性を有しないもの
を用いたり、更に停電時や電源停止時に、給水停止時の
水頭圧がかかっても洩れを生じない水回路装置を提供す
ることができる。

【００３７】（２）給水制御手段を給水ポンプで構成す
るとともに、この給水ポンプの給水源である水タンクを
設け、停止圧止水弁の付勢力を給水停止時にこの停止圧
止水弁に作用するによる作用力以上に設定しているた
め、水道による加圧作用がなくても水が供給できるとと
もに、給水タンクが高所に設置されていても、停止圧止
水弁により、落水が防止できる。

【００３８】（３）給水制御手段を非通電時に給水経路
を閉成する電磁弁で構成し、この電磁弁の下流側の温水
タンクとの間に真空破壊弁を設け、停止圧止水弁の付勢
力を給水停止時にこの停止圧止水弁に作用するによる作
用力以上に設定しているため、電磁弁の故障時において
断水が生じても、真空破壊弁部から空気を吸い込み、温
水タンク内の温水の逆流防止が防止できるとともに、通
常時においても真空破壊弁の作用による落水が防止でき
る。

【００３９】（４）制御器は、モータ駆動弁に再通電を
行う場合、一旦所定位置まで駆動してから流量制御部で
通常の流量制御を行うので、モータ駆動により流量制御
を行うモータ駆動弁において、再通電時に弁位置を確認
することにより、確実に止水や流量調節ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における水回路装置のモータ駆
動弁の断面図

【図２】同駆動弁の要部斜視図

【図３】同駆動弁の動作説明図

【図４】本発明の第１の実施例における水回路装置の構
成図

【図５】同装置の通常制御動作時のフローチャート

【図６】同装置の再通電時の制御動作を示すフローチャ
ート

【図７】本発明の第２の実施例における水回路装置の構
成図

【図８】従来の水回路装置の構成図

【符号の説明】

２１ モータ駆動弁 ２２ 給水経路 ３０ 停止圧止水弁 ３４ 流量制御部 ３５ 給水タンク ３７ 給水ポンプ（給水制御手段） ３８ 温水タンク ４７ 制御器 ４８ 給水制御部 ４９ 設定器 ５６ 電磁弁（給水制御手段） ５７ 真空破壊弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大野 英樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】給水経路と、この給水経路に設けた給水開
   始と給水停止を電気的に行う給水制御手段と、この給水
   制御手段の下流の前記給水経路に設けた温水タンクと、
   前記給水制御手段の下流の前記給水経路に設けた給水流
   量の調節を行うモータ駆動弁と、給水開始と給水停止を
   指示する給水設定器と、給水流量の設定を行う流量設定
   器と、前記給水設定器の設定により前記給水制御手段を
   制御する給水制御部と前記流量設定器の設定により前記
   モータ駆動弁で流量調節を行う流量制御部を有した制御
   器と、前記給水制御手段の停止時に給水停止時の水頭圧
   で前記給水経路を開成せず前記給水制御手段の給水時の
   水圧で前記給水経路を開成する前記給水経路を上流側に
   向かって閉成方向に付勢した停止圧止水弁を備えた水回
   路装置。
2. 【請求項２】給水制御手段を給水ポンプで構成するとと
   もに、この給水ポンプの給水源である給水タンクを設
   け、停止圧止水弁の付勢力を給水停止時にこの停止圧止
   水弁に働く作用力以上に設定した請求項１記載の水回路
   装置。
3. 【請求項３】給水制御手段を非通電時に給水経路を閉成
   する電磁弁で構成するとともに、この電磁弁と下流側の
   温水タンクとの間に真空破壊弁を設け、停止圧止水弁の
   付勢力を給水停止時にこの停止圧止水弁に働く作用力以
   上に設定した請求項１記載の水回路装置。
4. 【請求項４】制御器は、モータ駆動弁に再通電を行う場
   合、一旦所定位置まで駆動してから流量制御部で通常の
   流量制御を行う請求項１記載の水回路装置。