JPH03186718A - 電子式定量止水栓 - 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〕 本発明は電子式定量止水栓に関する。

〔従来技術〕

流路中に設けられた止水弁部と、流路を通過する水で回
転駆動される羽根車と、羽根車の回転を減速してカムに
伝達する歯車と、カムに応動して前記止水弁部を開閉す
る制御杆とを具備して、設定水量だけ流れると自動的に
給水を止める定量止水栓が周知である（例えば実開昭５
８−１９１７６号公報）。

か＼る定量止水栓は、羽根車の回転を減速する歯車の減
速比は約１／　１００，０００であり、そのために多数
の歯車を用いており、生産性を考えて樹脂成型品を用い
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術では、樹脂成型品である減速歯車が吸水
して膨潤したり、水や湯の温度の違いで膨張したり収縮
したりして歯車の噛み合いの隙間がなくなり、回転でき
なくなって定量止水機能を消失し作動不良を発生すると
いう問題点があった。

又、止水弁部を通過した水が歯車に付着し、弁が閉じた
あと歯車に付いた水滴が乾燥すると、水中の汚れがあか
となって歯車に付くばかりでなく、ごみ等が噛んで正常
な回転を阻害するという問題点もあった。

又、羽根車が歯車を介してカム、制御杆及び止水弁部を
駆動しているため、羽根車に負荷がかかって計量精度が
悪く、給水量の再現性も悪く、耐久性も良くないという
問題点があった。

そこで本発明は、このような問題点を解消して耐久性の
良い、かつ計量精度の良い定量止水栓を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を遠戚するために、本発明の電子式定量止水栓
においては、本体内の流路中に設けられる止水弁部（１
１）と、流路を通過する水で回転駆動されるタービン（
２２）と、タービン（２２）に取り付けたマグネッｌ−
（２４）と、マグネット（２４）の回転を検出して電気
信号に変換する磁気センサ（５１）と、前記止水弁部（
１１）を開閉するカム（２０）と、止水弁部（１１）が
閉じる方向にカム（２０）を付勢するスプリング（２６
ａ）と、止水弁部が開く方向にカム（２０）を操作する
ハンドル（５）と、止水弁部（１１）が開いた状態でハ
ンドル（５）の回転をロックするロック機構（４０）と
、該ロック機構（４０）のロックを解除するモータ（４
５）と、前記磁気センサ（５１）の電気信号を計数して
設定流量に達するとモータ（４５）に通電する電子制御
部（５８）とを具備し、タービン（２２）とマグネット
（２４）と、磁気センサ（５１）とカム（２０）と、ス
プリング（２６ａ）と、ロック機構（４０）と、モータ
（４５）とを収納したカートリッジ（３）を本体（１）
に着脱可能に配設すると共に、該カートリッジ（３）に
はタービン（２２）とカム（２０）のみがさらされる流
路（２５，２５’）を設けた。

〔作用〕

ハンドル（５）を操作して止水弁部（１１）が開く方向
にカム（２０）をスプリング（２６ａ）に抗して操作す
ると、止水弁部（１１）が開弁状態となって流路を通っ
て水が流れ給水が始まる。、同時にロック機構がハンド
ルの回転（復帰）をロックする。　給水の開始と共にタ
ービンが水で回転駆動され、磁気センサ（５１）がター
ビンと共に回転するマグネット（２４）の回転磁界を検
出して電気信号に変換する。　この電気信号は電子制御
部で計数され、設定流量に達すると電子制御部からモー
タ（４５）に通電され、モータ（４５）が回転してロッ
ク機構（４０）のロックを解除するため、カム（２０）
とハンドル（５）とがスプリング（２６ａ）の力で回転
し、止水弁部（１１）を閉弁状態とする。　タービン（
２２）　、　マグネット（２４）　、磁気センサ（５１
Ｌ　カム（２０）、スプリング（２６ａ）、　。

ツク機構（４０）、　　モータ（４５）はカートリッジ
（３）に収納され、一体的に本体（１）に着脱でき、し
かも、カートリッジ（３）の流路にはタービン（２２）
とカム（２０）のみがさらされるため、水あか等による
悪影響を最小限にできる。

〔実施例〕

図面の実施例は水と湯を混合する混合栓に本発明の電子
式定量止水栓を組み込んだもので、第８図において、１
は本体、２はじゃ口、３はカートリッジで４本のスクリ
ュ４で本体に取り付けられている。　５はハンドルで、
その表面に閉弁位置を示す「止」と、開弁位置を示す「
定量給水」の文字が印刷されている。　　６は本体ｌの
前面に設けた指標で、図の状態ではハンドルの「止」が
指標６の位置にあって閉弁状態にある。　７と８はそれ
ぞれ湯側と水側のパイプレバー、９と１０はそれぞれ湯
側と水側の配管である。

第１図において、１１は止水弁部で、本体１内の流路１
２に設けられている。　　１２ａは湯と混合された水が
流路１２に入る入口である。　止水弁部１１はシャフト
１３と、このシャフト１３の上部に装着されたバルブ１
４とこのバルブ１４を下方に付勢するスプリング１５と
からなり、スプリング１５は本体１に螺着されたキャッ
プ１６゛とバルブ１４との間に装着されている。　１７
はキャップ１６゛に嵌めたＯリングである。

バルブ１４は第９図に示すように、シャフト１３の上端
に圧入固着されたアッパーバルブ１４ａと、このアッパ
ーバルブ１４ａの溝に嵌合するＯリング１４ｂと、シャ
フト１３に遊嵌されたロアバルブ１４ｃと、このロアバ
ルブ１４ｃの溝に嵌合する○リング１４ｄとからなり、
ロアバルブ１４ｃはシャフト１３のっばＬ３ａとアッパ
ーバルブ１４ａとの間を摺動可能である。　第９図の状
態は、シャツ）１３が下限位置にあって、バルブ１４が
本体ｌの弁座１ａにスプリング１５と水圧とで圧縮され
て閉弁状態にある。　後述するようにシャフト１３がカ
ムにより押し上げられるとつば１３ａがロアバルブ１４
ｃの下端に当接してスプリング１５と水圧に抗してバル
ブ１４を押し上げ止水弁部１１を開弁する。

再び第１図において、１６はボデーで、ケース１７及び
カバー１８と共に前記カートリッジ３を構成する。　カ
ートリッジを構成するこれ等の部品はポリアセタール樹
脂やＡＢＳ樹脂のような耐久性の良い樹脂で底型される
。　ボデー１６は２本のスクリュ１９でケース１７に固
定される（第２図、第３図）２０は前記止水弁部１１を
開閉するカムで、ボデー１６とケース１７とに回転可能
に軸承されたカムシャフト２１に圧入嵌着されている。

　２２はタービンでボデー１６とケース１７とに回転可
能に軸承されたタービンシャフト２３に装着されている
。　２４はタービン２２に固着したマグネットでＮ／Ｓ
２極に着磁されている。　２５は止水弁部１１を通過し
た流体がカトリソジ３内を流れる流路で、ボデー１６と
ケス１７との間に形成され、この流路２５にはカム２０
とタービン２２のみがさらされている。　カムシャフト
２１の右端はボデー１６の軸受孔を貫通して右方に突出
しており、この右端にはドラム２Ｇが圧入嵌着され、該
ドラム２６の外周にトーションスプリング２６ａが巻か
れ、その一端がドラム２６に他端がボデー１６から突出
するピン１６ａにかけられている。

１６ｂはボデー１６に一体的に形成された軸受部で前記
シャフト１３を上下方向に摺動可能に軸承すると共にボ
デー１６とケース１７との間隔を保って流路２５を確保
する。　カムシャフト２１の左端はケース１７の軸受部
を貫通して左方に突出し、この左端にスイッチ作動カム
２７が圧入嵌着されている。このスイッチ作動カム２７
のカム面にはマイクロスイッチ２８のアクチュエータが
係合している（第５図）。

マイクロスイッチ２８は前記ケース１７に３本のスクリ
ュ２９で取り付けられたプレート３０の一面に（第４図
に示す）ポル）３１とナツト３２とにより取り付けられ
ている。　３３はケース１７とカムシャフト２１との間
の水密を保つ２個のＯリングで、グリースが塗布され、
外れないようにプレート３４が蓋をしている。　カムシ
ャフト２１には、カム２０．　　ドラム２６及びスイッ
チ作動カム２７を圧入嵌着するためのローレツトが刻設
されている。　スイッチ作動カム２７にはギヤ２７ａが
一体形成されていて、このギヤ２７ａはハンドルシャフ
ト３５に圧入嵌着されたギヤ３６と噛み合う。　ハンド
ルシャフト３５はケースＩ７とカバー（８とに回転可能
に軸承され、左端はカバー１８の軸受部を貫通して突出
し、この左端にハンドル５がスクリュ３７により固着さ
れている。

ハンドル５はその一部がピン状に突出した突出部５ａを
有し、これが、カバー１８の溝１８ａに係合して一定の
角度範囲だけ回転可能となっている。　３８はスクリュ
３７をかくすためにハンドルの中央部に嵌めたハンドル
カバーである。　３９はケース１７とカバー１８との間
に挿入されたＯリングである。

ハンドルシャフト３５には、ハンドル５とカム２０の回
転をロックするロック機構４０を構成するハンドルカム
４１が圧入嵌着されている。

ロック機構４０は第４図に示すように、ハンドルシャフ
ト３５に嵌着されたハンドルカム４１と、前記プレー）
３０に立てたビン４２の周りに揺動可能のアーム４３と
、このアーム４３の一端４３ａをハンドルカム４１の外
周に押し付けるように付勢するスプリング４４とから構
成されている。　ハンドルカム４１はその外周カム面に
ノンチ４１ａを有する。　アーム４３の他端４１ｂは（
第６図に示されている）モータ４５の出力軸　４５ａに
取り付けたモータカム４６に係合する。　４７はモータ
４５を取り付けるためのモータプレート（第４図）で、
２本のスクリュ４８で前記ケース１７に固定される。　
モータ４５は減速比１／１６０のギャードモータである
。

第１図において、４９はハンドルシャフト３５とカバー
１８との間に挿入されプレート５０で蓋をされた○リン
グである。　５１はマグネット２４に近接して配置され
た磁気センサで、マグネット２４の回転磁界を検出して
電気信号に変換するホール素子等の磁電変換素子を用い
ている。　この磁気センサ５１はプリント基板５２に実
装され、プリント基板５２は２本のスクリュ５３でケー
ス１７に取り付けられている。

プリント基板５２と、前記マイクロスイッチ２８と、モ
ータ４５からの電線は纏めてワイヤノ）−ネス５４とケ
ース１７の孔１７ａを通り、本体１からケース５５とし
て外へ引き出され図示されていない電子制御部と電線へ
接続される（第１図、第４図、第５図）。

なお第１図で５６は防水用のパツキンである。

ボデー１６．ケース１７及びカバー１８はタービン２２
マグネット２４．磁気センサ５１．カム２０．　　トー
ションスプリング２６ａ、ロック機構４０及びモータ４
５を収納したカートリッジ３を構成し、Ｏリング５６を
挟んで本体ｌに４本のスクリュ４で着脱可能に取付けら
れ、そのあとに、ハンドル５をスクリュ３７でハンドル
シャフト３５に取り付ケ、バンドルカバー３８で蓋をす
る。　止水弁部１１を構成するシャフト１３．バルブ１
４及びスプリング１５はそのあとで組み付けてキャップ
１６を本体１に螺着する。

第１０図は電気回路で、符号５７で示す一点鎖線で囲ん
だ部分、即ちマイクロスイッチ２８．モータ４５及び磁
気センサ５１は前記カートリッジ３に収納されている。

　５８は電子制御部（ＥＣＵ）、５９は水量設定器、６
０は電源で図示のように接続され、電子制御部５８は磁
気センサ５１からの電子信号を計数して、給水量が水量
設定器５９の設定値に達するとモータ４５に通電する機
能を備えている。

上述の実施例の作動を第１１図のフローチャートに基づ
いて説明する。

ハンドル５を第８図の位置から左へ９０度回転させると
、ハンドルカム４１が第４図で左へ９０度回転し、ノツ
チ４１ａにアーム４３の一端４３ａが落ち込んで係合す
る。　又ギヤ３６と２７ａを介してカムシャフト２１が
第２図で左へ９０度、第３図と第５図で右へ９０度回転
するため、スイッチ作動カム２７がマイクロスインチ２
８を作動させてＯＮとする。　同時にカム２０がシャフ
トＩ３を押し上げてバルブ１４を本体１の弁座１ａから
離間させて止水弁部１１を開弁状態とする。　この状態
でロック機構４０はアーム４３の一端４３ａがハンドル
カム４１のノツチ４１ａに係合してロックするため、ハ
ンドル５から手を離しても止水弁部Ｉｆは開いたま−で
給水が行なわれる。

流体が流路２５を通るときにタービン２２を回転させ、
その回転を磁気センサ５１が電気信号に変換する。

先にハンドル５を左に９０度操作して定量給水の位置に
したときにマイクロスイッチ２８がＯＮとなって磁気セ
ンサ５１と電子制御部５８が給電されているため、電気
制御部５８は磁気センサ５１からの電気信号を計数し、
その積算値が水量設定器５９の設定値に達するとモータ
４５に通電する。　モータ４５に通電されるとモータカ
ム４６が第４図の状態から回転しモータカム４６の高い
ところがアーム４３の他端４３ｂを押して一端４３ａを
ハンドルカム４１のノツチ４１ａから離間させる。　そ
こでロック機構４０のロックがＭ除され、ハンドルカム
４１とスイッチ作動カム２７とカム２０とはトーション
スプリング２６ａの力で９０度回動して元の位置に復旧
し、バルブ１４は第１図の状態に戻り閉弁状態となる。

　同時にマイクロスイッチ２８もＯＦＦとなって電気回
路への給電も止まる。　又、ハンドルカム４１．スイッ
チ作動カム２７及びカム２０の復旧位置は、ハンドル５
の突出部５ａとカバー１８の溝部１８ａとで規制される
。

第１２図はボデー１６とケース１７の間に形成された流
路が上記実施例と異なる形状の実施例で、前記第２図と
比較して、カム２０が左へ９０度回転した開弁状態のと
きに、カム２０が流路２５゛を流れる流体を妨げる度合
いが少ない（第１３図参照）。

〔発明の効果〕

この発明は上記のように構成されているので、タービン
に機械的な負荷がか！らなく、軽く回転するため計量精
度がよい。　又、主要部がカートリッジ弐に本体に着脱
可能なため組み付が容易で、又、流路内にはカムとター
ビンがさらされるだけなので、故障も少なく、また、開
弁動作がモータとスプリングで行なわれるので、この点
からも計量精度が良く、又動作が確実で信頼性の高い耐
久性のある定量止水栓を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１０図は本発明の実施例で、第１図は電気
回路の一部を除く全体の縦断面図、第２図は第１図の２
−２断面図、第３図は第２図の右方からみたカートリッ
ジ部分の図、第４図と第５図はそれぞれ第１図の４−４
断面図と５−５断面図、第６図は第１図の６−６断面図
、第７図は第６図の７−７断面図、第８図は正面図、第
９図は止水弁部の拡大縦断面図、第１０図は電気回路図
、第１１図はフローチャート、第１２図と第１３図は他
の実施例の一部を示す縦断面図である。 １・・・本体、３・・・カートリッジ、５・・・ハンド
ル、１１・・・止水弁部、２０・・・カム、２２・・・
タービン、２４・・・マグネット、２６ａ・・・スプリ
ング、４０・・・ロック機構、４５・・・モータ、５１
・・・磁気センサ、５８・・・電子制御部 第６図 １Ｇ 第７図 第９図 １１ 第１Ｏ図 第１１図 第１粗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 本体内の流路中に設けられる止水弁部（１１）と、流路
   を通過する水で回転駆動されるタービン（２２）と、タ
   ービン（２２）に取り付けたマグネット（２４）と、マ
   グネット（２４）の回転を検出して電気信号に変換する
   磁気センサ（５１）と、前記止水弁部（１１）を開閉す
   るカム（２０）と、止水弁部（１１）が閉じる方向にカ
   ム（２０）を付勢するスプリング（２６ａ）と、止水弁
   部が開く方向にカム（２０）を操作するハンドル（５）
   と、止水弁部（１１）が開いた状態でハンドル（５）の
   回転をロックするロック機構（４０）と、該ロック機構
   （４０）のロックを解除するモータ（４５）と、前記磁
   気センサ（５１）の電気信号を計数して設定流量に達す
   るとモータ（４５）に通電する電子制御部（５８）とを
   具備し、タービン（２２）とマグネット（２４）と、磁
   気センサ（５１）とカム（２０）と、スプリング（２６
   ａ）と、ロック機構（４０）と、モータ（４５）とを収
   納したカートリッジ（３）を本体（１）に着脱可能に配
   設すると共に、該カートリッジ（３）にはタービン（２
   ２）とカム（２０）のみがさらされる流路（２５、２５
   ’）を設けた電子式定量止水栓。