JPH03188325A - 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する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、本出願人はこのような問題点を解消できる定量
止水栓として電子式定量止水栓を提案した。　この電子
式定量止水栓は、タービン（羽根車）の回転を磁電変換
素子で電子信号に変換し、電子制御部（ＥＣＵ）でこの
電気信号を計数して、予め水量設定器に設定されている
設定値に達すると、電子制御部からモータに通電して止
水弁部を閉じて給水を自動的に停止するものである。

ところが、この電子式定量止水栓は、止水弁部を開くと
マイクロスイッチが作動して電子制御部に給電するもの
であるため、いわゆる定量給水を必要としないとき、例
えば風呂の洗い場で体を洗うために連続的に水を流す場
合でもマイクロスイッチが作動して電子制御部に給電す
る。　そのためマイクロスイッチや電子制御部などの電
気部品の使用回数や時間がいたずらに増加して、その信
頼性が低下するという問題点があった。

本発明は電子式定量止水栓のこのような問題点に鑑み、
電気部品を作動させないで連続給水する連続給水機能を
備えた電子式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〕

上記目的を達成するために、本発明は、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）の回転を
検出して電気信号に変換するセンサ（５１）と、前記止
水弁部（１１）を開閉するカム（２０）と、止水弁部を
開閉するようにカム（２０）に連動するノ１７ドル（５
）と、前記止水弁部（１１）を閉じる方向にカム（２０
）を操作するモータ（４５）と、前記センサ（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）とを具備する電子式定量
止水栓であって、前記Ａンドル（５）とカム（２０）に
連動するスイッチ作動カム（２７）と、該スイ・ンチ作
動カム（２７）に係合してＯＮ・ＯＦＦ制御され前記セ
ンサ（５１）と電子制御部（５８）に作動電力を供給す
るスイッチ（２８）とを設け、ノ＼ンドル（５）は、給
水を止める「止」と、定量給水を行なう「定量給水Ｊと
、連続給水を行なう「連続給水」の三つの停止位置を備
えていると共に、カム（２０）とスイ・ンチ作動カム（
２７）とは、前記ハンドルが「止」位置にあるときに止
水弁部（１１）を閉じてスイッチ（２８）をＯＦＦに、
前記ハンドルが「定量給水」位置にあるときには止水弁
部（１１）を閉じてスイッチ（２８）をＯＮに、前記ハ
ンドルが「連続給水」位置にあるときには止水弁部（１
１）を開いてスイッチ（２８）をＯＦＦにするように形
成されていることを特徴とする。

〔作用〕

ハンドル（５）を「止」位置から「定量給水」位置に操
作すると、カム（２０）が止水弁部（１１）を開いて給
水が開始され、同時にスイッチ作動カム（２７）がスイ
ッチ（２８）をＯＮにしセンサ（５１）と電子制御部（
５８）が給電されて作動する。　タービン（２２）が給
水量に応じて回転し、その回転がセンサ（５１）で電気
信号に変換されて電子制御部（５８）で計数される。

給水量が設定流量に達すると電子制御部（５８）からモ
ータ（４５）に通電され、カム（２０）が止水弁部（１
１）を閉じる。　同時にスイッチ作動カム（２７）も復
旧してスイッチ（２８）がＯＦＦとなり、センサ（５１
）と電子制御部（５８）への給電が断たれる。　このよ
うにして定量給水動作が行なわれる。

ハンドル（５）を「連続給水」の位置に操作すると、カ
ム（２０）が止水弁部（１１）を開いて給水が開始され
る。　　このときスイッチ（２８）はＯＦＦのま＼であ
り、センサ（５１）と電子制御部（５８）は給電されな
い。

ハンドル（５）を「止」位置に戻せばカム（２０）が止
水弁部（１１）を閉じるため給水が止まる。

（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」及び「連続給水」の文字が印刷されている。

　　６は本体１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ルプレバー、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ｌ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１５ａはバルブ１４との間に装着されている。　　１
５ｂはキャップ１５ａに嵌めた０リングである。　図の
状態はシャフト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と水圧とで圧接され
て閉弁状態にある。　バルブ１４はその外周にＯリング
を備えていて弁座１ａと水密に圧接するような構造とな
っている。　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。　弁座１ａは
図示のようにテーパを有する円錐面となっており、バル
ブ１４との間に環状断面の開口部を形成する。　そのた
め、流量はバルブ１４のストローク即ち、シャフト１３
の上方への移動量に対応して連続的に増大するように構
成されている。

１６はボデーで、ケース１７及びカバー１８と共にカー
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
水性の良い樹脂で成型される。

ボデー１６と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
た流体がカートリッジ３内を流れる流路で、ボデー１６
とケースエフとの間に形成され、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２６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
は第１のマイクロスイッチ２８のアクチュエータが係合
しいてる（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）ボルト３１とナツト３
２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ットが刻
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１７とカバー１８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はその一部がビン状に突出し
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（１８０度）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０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、前記プレート
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
周カム面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
ム面にノツチ４１ａ、　４１ｂ、　４１ｃ及び４１ｄを
有する。　アーム４３の他端４３ｂは（第６図に示され
ている）モータ４５の出力軸４５ａに取り付けたカム４
６に係合する。　　このモータカム４６には第２のマイ
クロスイッチ４６ａのアクチュエータも係合している。

　４７はモータ４５を取り付けるためのモータプレート
で、２木のスクリュ４８で前記ケース１７に固定される
。　モータ４５は減速比１／１６０のギヤモータである
。

第１図に戻って、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０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からの電線はまとめてワイヤハーネス５４とし
てケース１７の孔１７ａを迫り、本体１からケーブル５
５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４５
を収納したカートリッジ３を構成し、Ｏリング５６を挾
んで本体１へ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がスクリュ３７でハンドルシ
ャフト３５に取り付けられ、ハンドルカバー３８で蓋を
する。　止水弁部１１を構成するシャフト１３．バルブ
１４及びスプリング１５はそのあとで組み付けてキャッ
プ１５ａを本体１に螺着する。

第９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２８，４６ａ、モタ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、６０は電源、６１は警告ランプで図示のように接続
され、電子制御部５８は磁気センサ５１からの電気信号
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。　電源６０
は単三電池４木を直列に使用している。　　５８ａは電
圧検知回路で、電源電池の電圧を検知して、モータ４５
を駆動するのに最低必要な設定電圧１ｖをチエツクし、
１ｖ以下のときは警告ランプ６１を点灯してモータ４５
に通電しバルブを閉める。

上述の実施例の作動を第１０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−＠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がマイクロスイッチ２
８を作動させてＯＮとする。　同時にカム２０がシャフ
ト１３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１工を開弁状態とする。　　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１１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
したときに第１のマイクロスイッチ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
、でいし制御部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４
６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
ると共にモータカム４６が第２のマイクロスイッチ４６
ａをＯＮにする。　そこでロック機構４０のロックが解
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。　同時に第１のマイクロスイッチ２
８がＯＦＦとなるが、第２のマイクロスイッチ４６ａが
ＯＮのま＼であるためモータ４５はモータカム４６が１
回転するまで継続回転し、電気回路への給電も継続する
。　モータカム４６が１回転して第４図の位置まで回転
すると第２のマイクロスイッチ４６ａがＯＦＦとなり、
モータ４５が止まり、電気回路への給電も止まる。

定量給水時、電源６０の電池電圧が充分に高く、モータ
４５を駆動するのに最低必要な設定電圧１■を満たして
いるときは、上述のように定量給水動作が正常に行なわ
れる。　しかし、ハンドル５を定量給水の位置に操作し
、第１のマイクロスイッチ２８がＯＮとなったときに、
電圧検知回路５８ａが作動して、モータ４５を駆動する
に最低必要な設定電圧１■に満たない電圧に降下してい
ることを検知して出力を出すと、電子制御部５８は警告
ランプ６１を点灯し警報すると共に、モータ４５に通電
して止水弁部１１を閉じ、給水しっばなしになるという
トラブルを未然に防止する。　なお警告ランプ６１は発
光ダイオードを用いている。

次に、連続給水を行なうには、ハンドル５を第８図の位
置から右へ回動させると、ハンドル５の回転角と同じ角
度だけカム２０が回転しその回転角に応じてシャフト１
３が第１図で上方に移動して止水弁部１１が開く。　バ
ルブ１４の開度はカム２０の９０度きの回転で全開とな
り、９０度までの間は角度に応じて連続的に増大するよ
うカム２０が滑らかなカム面で形成されている。　ハン
ドル５を「止」の位置から３０度（第８図で右方向へ回
動）させると、第４図で、ハンドルカム４１のノツチ４
１ｂにアーム４３の一端４３ａが係合するこの位置でハ
ンドル５を止めると、「小量」の流量で給水が継続され
る。

なお、このとき、スイッチ作動カム２７は第１のマイク
ロスインチ２８をＯＮさせないように形状が定めである
。　ハンドル５を更に３０度右方向に回動すると、ハン
ドルカム４１のノツチ４１ｃにアーム４３の一端４３ａ
が係合し、「中量」の流量で給水が継続される。　更に
３０度ハンドル５を右方向に回動させると最大流量の「
全開量」で給水が継続される。　これらの「中量」、「
全開量」の位置のとき、スイッチ作動カム２７は第１の
マイクロスイッチをＯＮにさせないようにその形状が定
めである。

このように、ハンドル５を「止」の位置から「連続給水
」の位置までの９０度の範囲で、流量を３段階に「小量
」、「中量」、「全開量」と順に増大させることができ
、しかもノツチ４１ｂ、　４１Ｃとアム４３の一端４３
ａとの保合によりクリック的にその位置が明確に定めら
れ、使い易くしである。　連続給水を止めるにはハンド
ル５を「止」の位置に戻せばよい。

上記実施例では、連続を３段階の階段的な変化としたが
、ノツチを３つから２つにして２段階にするとか、更に
１つにして「全開量」のみとすることもできる。

〔発明の効果〕

この発明の電子式定量止水栓は上記のように構成されて
いるので、定量給水のときには計量精度のよい、信頼性
きの高い定量止水線としての作動が期待でき、そのうえ
、連続給水のときは、いたずらにセンサや電気回路を作
動させることなく、使い勝手の良い止水栓としての作動
が期待できる。

【図面の簡単な説明】

図面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図はカートリッジ部分の右側面図、第４図、第５図及
び第６図はそれぞれ第１図の４−４断面図、５−５断面
図及び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図は電気回路図、第１θ図はフロ
ーチャートである。 ５・・・ハンドル、１１・・・止水弁部、２０・・・カ
ム、２２・・・タービン、２７・・・スイッチ作動カム
、２８・・・第１のマイクロスイッチ（スイッチ）、４
５・・・モータ、５１・・・センサ、５８・・・電子制
御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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）の回転を検出して電気信号に変換するセンサ（５
   １）と、前記止水弁部（１１）を開閉するカム（２０）
   と、止水弁部を開閉するようにカム（２０）に連動する
   ハンドル（５）と、前記止水弁部（１１）を閉じる方向
   にカム（２０）を操作するモータ（４５）と、前記セン
   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）とを具備す
   る電子式定量止水栓であって、前記ハンドル（５）とカ
   ム（２０）に連動するスイッチ作動カム（２７）と、該
   スイッチ作動カム（２７）に係合してＯＮ−ＯＦＦ制御
   され前記センサ（５１）と電子制御部（５８）に作動電
   力を供給するスイッチ（２８）とを設け、ハンドル（５
   ）は、給水を止める「止」と、定量給水を行なう「定量
   給水」と、連続給水を行なう「連続給水」の三つの停止
   位置を備えていると共に、カム（２０）とスイッチ作動
   カム（２７）とは、前記ハンドルが「止」位置にあると
   きに止水弁部（１１）を閉じてスイッチ（２８）をＯＦ
   Ｆに、前記ハンドルが「定量給水」位置にあるときには
   止水弁部（１１）を閉じてスイッチ（２８）をＯＮに、
   前記ハンドルが「連続給水」位置にあるときには止水弁
   部（１１）を開いてスイッチ（２８）をＯＦＦにするよ
   うに形成されていることを特徴とする電子式定量止水栓
   。