JPH0824635B2 - シャワー装置 - Google Patents

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、マッサージ効果
等の他の目的としての使用を可能とすべく、各種の機能
を持たせたものが注目されている。

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（例えば特公平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（例えば特開平１−155812号）が提案さ
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
給湯器には利用できないばかりでなく、燃焼制御では湯
温のコントロールに相当の時間的遅れが生じ、特に周期
を短くすると正確な制御が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
る冷水の温度を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、本発明では、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が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の制御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ｈ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
手段に連通する温水供給管ａを、他方に冷水供給管ｂを
接続しておけば、弁体の位置によって出口から吐出され
る湯温が定まる。

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で求め、その結果に応じた駆動制御信号を制御手段
ｈから電動混合弁ｄに供給してその弁位置を制御するこ
とにより、任意の設定周期のもとに任意の最高温度また
は、最低温度および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に導くことができる。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が接続され、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
がら出口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31）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が下がる
と、給水口（第２の入口32）が開き、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
ンスが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
度調節が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
さが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が入力されている。

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、RAM83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が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…7dの制
御による各シャワーノズル6a…6dのON・OFFスイッチ群9
1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Ｌ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ROM8
2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。

ST1でシャワーの出湯が指令されていると判定する
と、ST2により温冷シャワーが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Ｔ、温度幅αおよび温冷周期Ｌ
を取り込む（ST3）。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（ST4,ST5）。

ドライバ80では、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ルド
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が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、最低温度と温度幅を設定するように
構成することもできる。

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なく、
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が、電動混合弁
３の電動機はオープンルーム制御でもよく、ドライバの
80の構成が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、その最高温度および最低温度のいずれ
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、任意の最高温度ま
たは最低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が良好であって、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
が可能である。

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、温冷マッサージ効果のほか、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図は同じく電動混合弁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 51a…51d……シャワー支流管 6a…6d……シャワーノズル 7a…7d……電動二方弁 ８……制御回路 80……ドライバ 81……CPU 82……ROM 83……RAM 84……入出力インターフェース 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

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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な弁体位置が変化
   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
   してその弁位置を制御する制御手段を有してなるシャワ
   ー装置。