JPH08209783A - 水洗便所の水抜栓駆動用モーターの制御回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 切り替えスイッチの操作により、水の凍結す
る恐れのない時季には水を止めるだけの止水状態を水抜
栓の閉栓位置とし、水の凍結する恐れのある時季には水
を止めるだけでなく水抜栓以後の配管内の水を排出する
排水状態を水抜栓の閉栓位置とする水洗便所の水抜栓駆
動用モーターの制御装置を提供することにある。 【構成】 極性を変える直流電源の一方にモーターの一
方をつなぎ、モーターの他方を導体につなぎ、導電性の
摺動子を介して導通・遮断する第１の導体にそのアノー
ドをつないだ第１のダイオードのカソードを直流電源の
他方につなぐとともに、その直流電源の他方に、そのア
ノードをつないだ第２のダイオードのカソードを、外部
からの操作によって切り替えるスイッチを介して第２の
導体あるいは第３の導体とつないでなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、寒冷地の特に不特定多
数の使用する水洗便所の水抜栓駆動用モーターの制御回
路に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、寒冷地の特に不特定多数の使
用する水洗便所では、モーターで駆動する地中に埋設さ
れた水抜栓が採用されている。これは、閉栓で水抜状態
の水抜栓が、外部からの操作スイッチの投入によりモー
ターを回転させ、歯車により減速され、最終歯車と噛み
合う回転体にねじ接続されたスピンドルによって直線運
動に変換し、スピンドルに連結されたピストンを移動
し、地上の便器に水が流れて開栓状態になるとスイッチ
が切れてモーターへの通電を遮断し、タイマーにより一
定時間経過後にモーターが反転し、ピストンを逆方向に
移動して止水し、更に移動して閉栓で水抜状態になると
スイッチが切れてモーターへの通電を遮断し、水抜栓以
後の地上の便器にいたる配管内の水を排出して凍結を防
止するようにしたものである。

【０００３】そのため動作が確実で、水の凍結する時季
にも安心して利用できるという利点はあるが、反面、水
の凍結しない時季にも配管内の水が排出されて不経済
で、また、次に水を出すとき、配管が長ければ特にそう
であるが、水が出るまで時間がかかるという欠点があっ
た。水が流れて来るまでの間ではあるが、使用者によっ
ては不安感を覚えたり、あるいは水洗便所の故障と誤認
したりすることもあった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、外部からの
操作スイッチで水抜栓の閉栓位置を適宜に選択し、水の
凍結する恐れのある時季には水を止めて水抜栓以後の配
管内の水を排出する排水状態まで駆動してモーターを停
止し、水の凍結する恐れのない時季には水を止めるだけ
で排水しない止水状態でモーターを停止することによ
り、水の凍結する恐れのない時季にはすぐに水が出る水
抜栓開閉用モーターの制御回路を提供することを目的と
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、外部からの操
作によって極性を変える直流電源の一方に水抜栓を開閉
するモーターの一方をつなぎ、モーターの他方を配置し
た導体につなぎ、水抜栓の状態の変化にともなって移動
する導電性の摺動子を介して前記導体に沿い導通・遮断
する第１の導体、第２の導体及び第３の導体を配置し、
第１の導体とそのアノードをつないだ第１のダイオード
のカソードを直流電源の他方につなぎ、前記直流電源の
他方にそのアノードをつないだ第２のダイオードのカソ
ードを外部からの操作によって切り替えるスイッチを介
して第２の導体あるいは第３の導体とつなぐことによ
り、水抜栓の閉栓位置を選択できるようにしたものであ
り、切り替えスイッチを介して第２のダイオードのカソ
ードが第３の導体と遮断している場合は摺動子を介して
モーターと直接つながる導体と導通している第２の導体
が遮断したところでモーターを停止し、切り替えスイッ
チを介して第２のダイオードのカソードが第３の導体と
つながっている場合はモーターと直接つながる導体と第
２の導体が遮断しても更に水抜栓が駆動して第３の導体
が遮断したときにモーターを停止するものである。

【０００６】

【作用】それによって水の凍結する恐れのある時季には
水を止めてからも更に駆動して水抜栓以後の配管内の水
を排出する排水状態を閉栓位置とし、水の凍結する恐れ
のない時季には水を止めるだけで排水しない止水状態を
閉栓位置とすることにより、水の凍結する恐れのない時
季には水を止めるだけで排水しないので経済的になり、
また、次に来た使用者も水の出て来る時間を気にかけず
にすむようになるものである。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
り、水抜栓ＶはモーターＭの回転を歯車（図示しない）
で減速して直線運動するピストン（図示しない）を有
し、電源リレーＲの２個の接点ｒ、外部から操作する切
り替えスイッチＳが図の位置にあり、切り替えスイッチ
Ｓによって第２のダイオードＤ２のカソードと導通して
いるのは第２の導体ＣＤ２で、第３の導体ＣＤ３とは遮
断しており、水抜栓Ｖの状態の変化にともなって移動す
る導電性の摺動子が図の破線ＣＳの位置にあると、それ
を介してモーターと直接つながる導体ＣＤと第１の導体
ＣＤ１及び第３の導体ＣＤ３は導通しているが第２の導
体ＣＤ２とは遮断しており、駆動電源Ｖｄからモーター
Ｍには駆動電流は流れず、水抜栓Ｖは止水の閉栓状態で
停止している。

【０００８】図２は図１の電源リレーＲの接点ｒを制御
するものであり、電源リレーＲを付勢するトランジスタ
ＴはフリップフロップＦの出力にあり、フリップフロッ
プＦは２個のナンドで構成され、入力が０になった側の
ナンドの出力が１で入力が１に戻っても出力は１のまま
で、他の側のナンドの出力は０である。フリップフロッ
プＦの一方の入力は操作スイッチＰを入力とする投入ゲ
ートＰＧの出力につながっており、インバータの入力に
あるコンデンサＣｉは、それにつながる抵抗と共に操作
スイッチＰの導通、遮断時に発生するノイズを防止する
ものである。操作スイッチＰを押すと抵抗を介したオア
の一方の入力が０になり、インバータの出力の抵抗を介
して出力のコンデンサＣｏが充電していくが、その間の
所定の時間だけオアの他の入力を０にしており、そのた
め所定の時間だけオアの出力が０になってそれ以上押し
ていても１に戻る。フリップフロップＦの出力が０から
１に反転すると、トランジスタＴを介して電源リレーＲ
を付勢すると同時にタイマーＴＭを起動する。タイマー
ＴＭでは抵抗を介してコンデンサＣｔが充電していき、
一定時間が経過するとインバータの出力が０に反転す
る。これによってフリップフロップＦの他の入力が０に
なり、フリップフロップＦの出力を０に復帰し、トラン
ジスタＴを介して駆動リレーＲの付勢を断つ一方、タイ
マーＴＭの入力の充電されていたコンデンサＣｔがダイ
オードを介して急速に放電され、タイマーＴＭの出力を
１に復帰する。なお、投入ゲートのコンデンサＣｏと抵
抗の時定数は、フリップフロップＦの出力を１にする時
間よりも長ければ十分である。

【０００９】外部から操作する切り替えスイッチＳが図
の位置にあり、投入ゲートＰＧを介したフリップフロッ
プＦの入力が１で出力が０になっていると、トランジス
タＴを介した電源リレーＲは付勢されておらず、電源リ
レーＲの接点ｒが図の位置にあり、導電性の摺動子が図
の破線ＣＳの位置にあると、駆動電源Ｖｄからモーター
Ｍには駆動電流は流れず、水抜栓Ｖは止水の閉栓状態で
停止している。この状態から操作スイッチＰを押すと、
次のようにして水抜栓Ｖが開栓状態となり、一定時間が
経過すると、もとの止水の閉栓状態に戻って停止する。

【００１０】すなわち、操作スイッチＰの投入によって
投入ゲートＰＧの出力が所定の時間だけ０になる。これ
によってフリップフロップＦの出力が１に反転し、トラ
ンジスタＴを介して制御電源Ｖｃから電源リレーＲに電
流が流れて電源リレーＲを付勢する一方、タイマーＴＭ
を起動する。電源リレーＲの付勢によって接点ｒが図の
位置から他端に切り替わり、駆動電源Ｖｄからモーター
Ｍ、それに直接つながる導体ＣＤから摺動子を介して第
１の導体ＣＤ１、第１のダイオードＤ１というように、
矢印の方向にモーターＭを駆動する電流が流れ、水抜栓
Ｖのピストンを開栓方向に駆動する。水抜栓Ｖのピスト
ンが開栓方向に駆動し始めると摺動子が図の上の方へ移
動していき、第２の導体ＣＤ２とも導通するが、モータ
ーＭには駆動電流が流れ続け、水抜栓Ｖは開いていき、
便器に水が流れ始める。水抜栓Ｖが十分に開いて摺動子
が図の破線ＯＰに達すると、それを介してモーターＭに
つながる導体ＣＤと第２の導体ＣＤ２は導通しているが
第１の導体ＣＤ１とは遮断し、駆動電流がなくなってモ
ーターＭが停止し、水抜栓Ｖが開栓状態になって十分な
水が便器に流れる。一定時間がたってタイマーＴＭのコ
ンデンサＣｔが充電されるとインバータを介してタイマ
ーＴＭの出力が０になり、フリップフロップＦの出力が
１から０に復帰すると充電されていたコンデンサＣｔが
ダイオードによって急速に放電する一方、トランジスタ
Ｔを介した電源リレーＲの付勢が断たれて接点ｒが図の
位置に復帰する。電源リレーＲの接点ｒの復帰によって
駆動電源Ｖｄから第２のダイオードＤ２、切り替えスイ
ッチＳ、第２の導体ＣＤ２から摺動子を介してモーター
Ｍにつながる導体ＣＤというようにモーターＭには図の
矢印と逆方向の駆動電流が流れ、水抜栓Ｖのピストンを
閉栓方向に駆動する。水抜栓Ｖが閉じ始めると摺動子が
図の下の方へ移動していき、第１の導体ＣＤ１とも導通
するが、モーターＭには駆動電流が流れ続けて水抜栓Ｖ
は閉じていく。水抜栓Ｖが十分閉じて摺動子が図の破線
ＣＳに達すると、それを介してモーターＭにつながる導
体ＣＤと第１の導体ＣＤ１は導通しているが第２の導体
ＣＤ２とは遮断し、駆動電流がなくなってモーターＭが
停止し、水抜栓Ｖが止水の閉栓状態に復帰して便器に流
れていた水が止まる。

【００１１】このように、切り替えスイッチＳが図の位
置にあるときに操作スイッチＰを押すと、水抜栓Ｖが開
栓状態になって便器に水を流し、一定時間が経過すると
止水の閉栓状態に復帰する。

【００１２】水抜栓Ｖが止水の閉栓状態にあると摺動子
は図の破線ＣＳにあるが、このときに切り替えスイッチ
Ｓが図の他端に切り替わってダイオードＤ２のカソード
と第３の導体ＣＤ３がつながると、モーターＭには駆動
電源Ｖｄから電源リレーＲの接点ｒ、第２のダイオード
Ｄ２、図の他端の切り替えスイッチＳ、第３の導体ＣＤ
３から摺動子を介してモーターＭに直接つながる導体Ｃ
Ｄというように、モーターＭには図の矢印の逆方向に駆
動電流が流れ、水抜栓Ｖのピストンを更に閉栓方向に駆
動する。水抜栓Ｖが更に閉じ始めると摺動子も更に図の
下の方へ移動していき、モーターＭを更に駆動してい
く。摺動子がついに図の破線ＣＷの位置に来ると、それ
を介してモーターＭと直接つながる導体ＣＤと第３の導
体ＣＤ３とが遮断し、駆動電流がなくなってモーターＭ
が停止して水抜栓Ｖが排水の閉栓状態になり、水抜栓Ｖ
から便器までの間の配管内に貯っていた水を排出する。

【００１３】このように、切り替えスイッチＳが図の他
端に切り替わると、水抜栓Ｖが排水の閉栓状態になって
停止する。この状態から操作スイッチＰを押すと、次の
ようにして水抜栓Ｖが開栓状態となり、一定時間が経過
すると、もとの排水の閉栓状態に戻って停止する。

【００１４】すなわち、操作スイッチＰの投入によって
投入ゲートＰＧの出力が所定の時間だけ０になってフリ
ップフロップＦの出力が１に反転し、トランジスタＴを
介して電源リレーＲを付勢するとともにタイマーＴＭを
起動する。電源リレーＲの付勢によって接点ｒが図の位
置から他端に切り替わり、駆動電源Ｖｄからモーター
Ｍ、それに直接つながる導体ＣＤから摺動子を介して第
１の導体ＣＤ１、第１のダイオードＤ１というように、
矢印の方向にモーターＭを駆動する電流が流れ、水抜栓
Ｖのピストンを開栓方向に駆動する。排水の閉栓状態に
ある水抜栓Ｖのピストンが開栓方向に駆動し始めて摺動
子が図の破線ＣＷの位置から上に移動し始め、第３の導
体ＣＤ３とも導通するが、モーターＭには駆動電流が流
れ続け、水抜栓Ｖは開いていく。摺動子が上に移動し、
図の破線ＣＳの位置はさきに述べた止水の閉栓状態で、
そこをこえると水抜栓Ｖから水が流れ始めるが、駆動電
源ＶｄからモーターＭ、それに直接つながる導体ＣＤか
ら摺動子を介して第１の導体ＣＤ１、第１のダイオード
Ｄ１というようにモーターＭには駆動電流が流れ続け
る。水抜栓Ｖが十分に開き、摺動子が図の破線ＯＰに達
すると、それを介してモーターＭにつながる導体ＣＤと
第２の導体ＣＤ２、第３の導体ＣＤ３は導通しているが
第１の導体ＣＤ１とは遮断し、駆動電流がなくなってモ
ーターＭが停止し、水抜栓Ｖが開栓状態になって十分な
水を便器に流す。一定時間がたってタイマーＴＭの出力
が０になり、フリップフロップＦの出力が１から０に復
帰すると、トランジスタＴを介した電源リレーＲの付勢
が断たれて接点ｒが図の位置に復帰する。電源リレーＲ
の接点ｒの復帰によって駆動電源Ｖｄから第２のダイオ
ードＤ２、図の他端の切り替えスイッチＳ、第３の導体
ＣＤ３から摺動子を介してモーターＭに直接つながる導
体ＣＤというようにモーターＭには図の矢印と逆方向の
駆動電流が流れ、水抜栓Ｖのピストンを閉栓方向に駆動
する。水抜栓Ｖが閉じ始めると摺動子が図の下の方へ移
動していき、第１の導体ＣＤ１とも導通するが、モータ
ーＭにはそれ以前と同様に駆動電流が流れ続けて水抜栓
Ｖは閉じていく。水抜栓Ｖが十分閉じていって摺動子が
図の破線ＣＳに下がると、便器に流れる水量が減少して
いってついに水が止まるが、駆動電流はやはりそれ以前
と同様に、駆動電源Ｖｄから図の位置にある電源リレー
Ｒの接点ｒ、第２のダイオードＤ２、図の他端にある切
り替えスイッチＳ、第３の導体ＣＤ３から摺動子を介し
てモーターＭにつながる導体ＣＤというように流れ、モ
ーターＭを更に閉栓方向に駆動する。モーターＭが更に
閉栓方向に駆動されて水抜栓Ｖが更に閉じると摺動子も
更に図の下の方へ移動していくが、摺動子がついに図の
破線ＣＷの位置に来ると、それを介してモーターＭと直
接つながる導体ＣＤと第３の導体ＣＤ３とが遮断し、駆
動電流がなくなってモーターＭが停止して水抜栓Ｖは排
水の閉栓状態に復帰して停止する。

【００１５】このように、切り替えスイッチＳが図の他
端にある状態で操作スイッチＰを押すと、水抜栓Ｖが開
栓状態となり、一定時間が経過すると、もとの排水の閉
栓状態に戻って停止する。水抜栓Ｖが排水の閉栓状態状
態で切り替えスイッチＳを図の位置に戻しても、モータ
ーＭに駆動電流は流れない。この状態から操作スイッチ
Ｐを押すと、タイマーＴＭが起動するとともに電源リレ
ーＲの接点ｒが図の他端に切り替わり、駆動電源Ｖｄか
らモーターＭ、それに直接つながる導体ＣＤから摺動子
を介して第１の導体ＣＤ１、第１のダイオードＤ１とい
うように、矢印の方向にモーターＭを駆動する電流が流
れ、水抜栓Ｖのピストンを開栓方向に駆動し、摺動子が
上の方に移動し、摺動子が図の位置ＯＰに到達してモー
ターＭに直接つながる導体ＣＤから摺動子を介した第１
の導体ＣＤ１との導通がなくなり、モーターＭの駆動電
流がなくなって水抜栓Ｖが開栓状態になり、一定時間
後、電源リレーＲの付勢が断たれて接点ｒが図の位置に
復帰すると、モーターＭには駆動電源Ｖｄから第２のダ
イオードＤ２、図の位置の切り替えスイッチＳ、第２の
導体ＣＤ２から摺動子を介してモーターＭにつながる導
体ＣＤというようにモーターＭには図の矢印と逆方向の
駆動電流が流れ、水抜栓Ｖのピストンを閉栓方向に駆動
し、水抜栓Ｖが閉じ始めると摺動子が図の下の方へ移動
していき、第１の導体ＣＤ１とも導通するが、モーター
Ｍには駆動電流が流れ続けて水抜栓Ｖは閉じていき、水
抜栓Ｖが十分閉じて摺動子が図の破線ＣＳに達すると、
それを介してモーターＭにつながる導体ＣＤと第１の導
体ＣＤ１は導通しているが第２の導体ＣＤ２とは遮断
し、駆動電流がなくなって水抜栓Ｖが止水の閉栓状態に
なって停止する。その後は先に述べた切り替えスイッチ
Ｓが図の位置にある場合の動作になる。

【００１６】図３は第２の導体ＣＤ２の延長上に、一部
に摺動子を介して第２の導体ＣＤ２と導通する部分を有
した第３の導体ＣＤ３を配置し、切り替えスイッチＳが
どちらにあっても第２のダイオードＤ２のカソードと第
２の導体ＣＤ２とは常時つながっている実施例である。
切り替えスイッチＳが図の位置にあって第２のダイオー
ドＤ２のカソードと第３の導体ＣＤ３が遮断していると
きのモーターＭの駆動電流の通路は図１の場合と全く同
じで、たとえば導電性の摺動子が図の破線ＣＳの位置に
あると、それを介してモーターＭと直接つながる導体Ｃ
Ｄと第１の導体ＣＤ１及び第３の導体ＣＤ３は導通して
いるが第２の導体ＣＤ２とは遮断しており、駆動電源Ｖ
ｄからモーターＭには駆動電流は流れず、水抜栓Ｖは止
水の閉栓状態で停止している。駆動電流の通路が図１の
場合と違うのは切り替えスイッチＳが図の他端にあり摺
動子がＯＰからＣＳの範囲にあるときで、このとき、水
抜栓Ｖのピストンは開栓から止水の閉栓方向に駆動され
るが、駆動電流は第３の導体ＣＤ３ではなくて第２の導
体ＣＤ２を通り、ＣＳ近くで摺動子を介して第２の導体
ＣＤ２と導通する部分ではその両方に分かれて通り、そ
こを過ぎてからは第３の導体ＣＤ３だけを通ってＣＷに
達して摺動子とモーターＭにつながる導体ＣＤとの導通
が遮断して駆動電流がなくなり、水抜栓Ｖは排水の閉栓
状態になる。このようにすることにより、第２の導体Ｃ
Ｄ２と第３の導体ＣＤ３が平行な図１に示した実施例に
比べて幅を狭くでき、装置の小型化が出来る。

【００１７】なお、以上の説明では、投入ゲートＰＧの
入力は操作スイッチＰを採用していたが、入力はそれに
限定されるものではない。たとえば、操作スイッチＰの
代わりに人の有無を検出する光電スイッチを採用し、人
のいるときは１、人のいないときに０が投入されるな
ら、人のいなくなったときに投入ゲートＰＧの出力のオ
アが所定の時間だけ０になり、フリップフロップＦが反
転して電源リレーＲが付勢し、水抜栓Ｖが開栓方向に駆
動される。この場合、人がいないと充電しているコンデ
ンサＣｏは人がきて放電し、人がいなくなって充電し始
めるが、十分に放電した後で充電し始めていくときに所
定の時間だけオアの出力が０になるので、コンデンサＣ
ｏが十分放電していないとオアの出力は０にはならず、
フリップフロップＦは反転しない。つまり、所定の時間
以上いた人がいなくなってはじめてフリップフロップＦ
が反転して電源リレーＲが付勢し、水抜栓Ｖが開栓方向
に駆動されるようになり、光電スイッチの検出範囲を通
過するだけの人に対しては投入ゲートＰＧが動作せず、
水抜栓Ｖが開栓方向に駆動されることはない。

【００１８】また、切り替えスイッチＳの操作は人間が
行うものとしていたが、温度スイッチを採用して水の凍
結しない時季には図の位置、水の凍結する時季には図の
他端に切り替えてももちろん構わない。

【００１９】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明は外部から
の操作によって水抜栓の閉栓位置を選択できるようにし
たものであり、それによって水の凍結する恐れのある時
季には水を止めてからも更に駆動して水抜栓以後の配管
内の水を排出する排水状態を閉栓位置とし、水の凍結す
る恐れのない時季には水を止めるだけで排水しない止水
状態を閉栓位置とすることにより、水の凍結する恐れの
ない時季には水を止めるだけで排水しないので経済的に
なり、また、次に来た使用者も水の出て来る時間を気に
かけずにすむ、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１実施例を示す回路図である。

【図２】図１のリレーの接点を制御する回路図である。

【図３】本発明の他の実施例を示す回路図である。

【符号の説明】

Ｖｃ 制御電源 Ｖｄ 駆動電源 Ｍ モーター Ｖ 水抜栓 Ｄ１ 第１のダイオード Ｄ２ 第２のダイオード Ｓ 切り替えスイッチ ＣＤ 導体 ＣＤ１ 第１の導体 ＣＤ２ 第２の導体 ＣＤ３ 第３の導体 ＯＰ 開栓状態の摺動子の位置 ＣＳ 止水の閉栓状態の摺動子の位置 ＣＷ 排水の閉栓状態の摺動子の位置 Ｒ 電源リレー ｒ 電源リレーの接点 ＰＧ 投入ゲート Ｐ 操作スイッチ ＴＭ タイマー Ｆ フリップフロップ Ｔ トランジスタ Ｃｉ，Ｃｏ，Ｃｔ コンデンサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 モーターの回転運動で直線運動するピス
   トンにより開閉する水抜栓において、外部からの操作に
   よって極性を変える直流電源の一方に水抜栓を開閉する
   モーターの一方をつなぎ、モーターの他方を配置した導
   体につなぎ、前記の運動とともに移動する導電性の摺動
   子を介して前記導体に沿い導通・遮断する互いに独立し
   た第１の導体、第２の導体、及び第３の導体を配置し、
   前記第１の導体とそのアノードをつないだ第１のダイオ
   ードのカソードを前記直流電源の他方につなぐととも
   に、前記直流電源の他方にそのアノードをつないだ第２
   のダイオードのカソードを、外部からの操作によって切
   り替えるスイッチを介して前記第２の導体と前記第３の
   導体とに切り替えてつないだことを特徴とする水洗便所
   の水抜栓駆動用モーターの制御回路。
2. 【請求項２】 前記第２のダイオードのカソードを直接
   第２の導体とつないだ請求項１記載の水洗便所の水抜栓
   駆動用モーターの制御回路。