JPH0419480A - 定量止水栓装置 - 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〕 本発明は予め設定した量の水が流れると自動的に給水を
停止する定量止水栓装置に関する。

［従来の技術〕 水道の水を風呂桶に供給する際、所望の水位になったら
自動的に給水を止める特開昭６３−４３０８２号公報の
止水装置が周知である。　この止水装置は、水道の蛇口
にその上流部を液密状態に取付けられるバルブケーシン
グと、該ハルブロンドの水路に設けられたバルブシート
と、該バルブシートの上流側に可動に設けられていて該
バルブシートと係合して止水する球形のバルブボディと
、該バルブシートを越えて下流方向に延びているハルブ
ロンドと、該ハルブロンドに一端部を取付けた紐と、該
紐の他端部に取付けたフロートと、該フロートが所定の
浮力を受けていないときだ）す前記フロートの重さによ
り前記ハルプロットを介して前記バルブボディと前記バ
ルブシートとの係合を解除して水が流れ出るように前記
紐の途中を案内するガイドを備えたものである。　そし
て、紐でぶら下げられたフロートの位置まで水位が上昇
してフロートが浮力を受けるとバルブボディがバルブシ
ートに係合し、給水を自動的に停止するようになってい
た。

又、所定水量の放水が行なわれると止水を行なう止水弁
を備えた自動止水器が実開昭５７−１７１４６９号公報
で周知である。　この自動止水器は、その器体内を流れ
る流体で回転駆動される羽根車と、この羽根車の回転を
減速する歯車列と、この歯車列の出力軸で回転されるカ
ムと、このカムで駆動されて進退する制御杆の進退によ
り開閉されるボールバルブ機構とからなり、予め設定さ
れた放水量に達すると制御杆が後退してボールバルブが
バルブシートに係合して自動的に止水するようになって
いた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来の技術のうち、前者は紐でつり下げたフロート
が邪魔になって使いづらく、不便であるという間社点が
あった。

又、後者は羽根車、多くの歯車を多段に組み合わせた歯
車列、設定ダイヤルと連動したカム等の機械的回動部分
が多く、これらの回動部分に水流中のごみ、異物等が付
着して円滑な動作が阻害されたり、最悪の場合には動作
不能となって定置で自動止水すべき機能を果たさなくな
るという問題点があった。

そこで本発明は、上記の問題を解決するために、紐でつ
り下げたフロートとか多くの機械的回動部分を必要とせ
ず、使いやすく、かつ信頼性の高い定量止水栓を提供す
ることを目的とする。

（課題を解決するだめの手段〕 上記目的を達成するために、本発明の定量止水栓装置は
、弁（３）の開閉を行なう両方向作動の自己保持型電磁
石（６）と、流量を検知して電気信号に変換する流量検
知手段（１３，１３’）と、前記信号を積算する積算回
路（１４）と、希望水量を設定する水量設定！ｆｆ１ｌ
（１５）と、この水量設定機構（１５）で設定するとき
に弁（３）を開く方向に前記電磁石（６）を励磁すると
共に設定した設定値と前記積算回路の積算値とが一致し
たときに弁（３）を閉しる方向に前記電磁石（６）を励
磁する駆動回路（４０）とを具備したことを特徴とする
。

；作用〕 水量設定機構（１５）で希望水量を設定すると駆動回路
（４０）が弁（３）を開く方向に電磁石（６）を励磁し
、電磁石が弁を開く。　電磁石（６）は弁（３）を開い
た状態で自己保持される。　弁（３）が開いて給水が開
始されると流速検知手段（１３）が流量すなわち単位時
間当りの流量に対応した電気信号を発生する。

この電気信号は積算回路（１４）で積算され、水量設定
機構（１５）で設定された設定値に達すると駆動回路（
４０）が弁（３）を閉じる方向に電磁石（６）を励磁し
、電磁石（６）が弁（３）を閉しるため給水が止まる。

〔実施例〕

第１図乃至第５図に代表的実施例を示す。　第１図にお
いて、１は蛇口ケーシング、２は蛇口ケーシング１内に
設けた水路、３は水路２の途中に設けた弁でボール３ａ
とバルブシート３ｂで構成されたボールバルブである。

　　４は水路２の弁３下流に設けたタービンで、流量す
なわち単位時間当りの流量に応じた速さで回転する。　
　５は出水口で流体は水路２内の弁３、タービン４を経
て出水口５から放水（給水）される。　　６は両方向作
動の自己保持型電磁石で、コイル７、プランジャ８及び
プランジャ８に固着されたマグネット９で構成され、コ
イル７への通電方向に応してプランジャ８つ・右方向又
は左方向へ移動し、励磁電流を断ってもその位置を自己
保持する。

第２図（ａ）〜（ｄ）に電磁石６の詳細を示す。　コイ
ル７は直列に接続された２個のコイル７ａと７ｂとから
なり、両コイル７ａと７ｂとは互いに逆方向に巻かれて
いる。　プランジャ８が左方位置に保持されている第２
図（ａ）の状態で、同図（ｂ）に示すように一定方向の
励磁電流を流すと、同図（ａ）の固定磁極６ａと６ｂが
Ｓ極となってマグネット９を右方に駆動し、−°ランジ
ャ８を右方向に移動させる。　右方向に移動したプラン
ジャ８は、コイル７が非励磁となっても、マグネット９
が固定磁極６ｂに吸着して自己保持される。　この状態
で第２図（ｄ）に示すよう二こコイル７に逆方向の励磁
電流を流すと、固定磁画６ａと６ｂが同図（Ｃ）のよう
にＮ極となり、マグネット９を駆動してプランジャ８を
左方向に移動させる。　左方向に移動したあと、コイル
７が非励磁となってもマグネット９が固定磁極６ａに吸
着したま＼自己保持される。

電磁石６が励磁されてプランジャ８が左方向に移動する
と、プランジャ８の左端がボール３ａを押して第１図の
位置に移動させるので弁３が開き、水が放出（給水）さ
れる。

電磁石６は、マグネット９の磁力でプランジャ８が左又
は右の一方の位置に自己保持されているときでも、プラ
ンジャ８の右端８ａを人力で操作することで他方の位置
に移動可能な程度の磁力に定めである。

１０は蛇口ケーシング１とプランジャ８との間の水密性
を保つためのＯリングからなるシール材、１１は電磁石
６に装着した電源スィッチで、プランジャ８と連動して
、プランジャ８が図示の位置で○Ｎ、プランジャ８が右
端に移動するとＯＦＦになるよう構成されている。　１
２はタービン４の回転を電気信号に変換する回転センサ
で、タービン４と回転センサ１２とで流量検知手段１３
を構成している。　１４は流量検知手段１３の回転セン
サ１２からの前記電気信号を積算する積算回路、１５は
希望水量を設定する水量設定機構で複数の電線１６で積
算回路１４と接続されている。　４０は駆動回路で積算
回路１４と一体に構成されている。　１７はバッテリで
、電源スィッチ１１を介して回転センサ１２、積算回路
１４、駆動回路４０等に電圧を供給する。　このバッテ
リ１７は蛇口ケーシング１内に交換可能な状態で防水性
をもたせて装着されている。　なおハツチ′Ｊ１７から
他の回路への接続用電線は第１図では省略され示されて
いない。　１８は風呂桶である。

第３図の電気回路において、７は電磁石のコイル、１１
は電源スィッチ、１２は回転センサ、１４は積算回路、
１５は水量設定機構、■７はバッテリでそれぞれ第１図
の説明で述べたものである。　回転センサ１２は前記タ
ービン４の回転軸に取付けられたスリ、２ト円板１９（
第４図参照）と、このスリット円板１つを挟んで対向配
置された発光ダイオード２０とフォトトランジスタ２１
と抵抗Ｒ＋、Ｒｚとで構成され、タービン４の回転を光
学的に検出して電気パルス信号に変換する。　スリット
円板１９はタービン４の回転軸の上端に固着されていて
、第４図のように円周を等分して８個の孔１９ａが明け
であるため、タービン４の１回転のうちに、発光ダイオ
ード２０からの光線が８回フォトトランジスタ２１に受
光され８パルスの電気信号に変換される。　このように
スリット円板１９１発光ダイオード２０及びフォトトラ
ンジスタ２１はいわゆるフォトインクラブタを構成して
いる。　積算回路１４は流量検出手段１３の回転センサ
１２からの電気パルス信号を受けてこれを計数積算し、
その積算値が水量設定機構１５で設定された設定値に達
すると電磁石６のコイル７に弁３を止める方向の励磁電
流を流す。　積算回路１４は分周器２２．ＡＮＤ回路２
３，２進化１０進のダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ、
　２４ｃ　、抵抗Ｒ：ｌ＋　Ｒ４コンデンサＣ，、ＯＲ
ゲート２５とが図示のように接続して構成されている。

　　２進化１０進のダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ、
　２４ｃはそれぞれ１０進の１桁目、２桁目及び３桁目
のダウンカウンタを構成し、何れもプリセンタプルダウ
ンカウンタで、水量設定機構１５でプリセットされるよ
うに構成されている。

結局ダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ及び２４ｃは１０
進３桁のダウンカウンタを構成している。　又、分周器
２２の出力パルスは約水量１１につき１パルスの割合；
こ定められている。　　ダウンカウンタ２４ａ　と２４
ｂのキ七すイアウト端子ＣＯはそれぞれダウンカウンタ
２４ｂ　と２４．〕のキャリイイン端子而にカスケード
接続され、タウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ及び２４ｃ
　ノ各キ島：、１イアウド端子ＣＯはＯＲゲ〜ト２５の
入力にそれぞれ接続されている。　前記抵抗Ｒ４とコン
デンサＣ１の直列回路は、電源０＼時にダウンカウンタ
２！ａ、　２４ｂ、　２４ｃ　ヲリセノトするパワーオ
ンリセント回路２８を構成し、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ
１の接続屯がダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ、　２４
ｃの各リセット・端子；こ接続されている。　水量設定
機構１５は希望水１を合わせる各桁のロータリスイッチ
２９ａ、　２９ｂお・〕と、これらの各四−タリスイノ
チで選択した数（直をダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ
、　２４ｃにセットするセットスイッチ３０と、−旦セ
ノドした設定値をリセットするリセットスイッチ３１と
からなる。

各ロータリスインチ２９ａ、　２９ｂ、　２９ｃはそれ
ぞれダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ、　２４ｃのＡ、
Ｂ、Ｃ，Ｄ端子に、セットスイッチ３０はダウンカウン
タのＳＥＴ端子に、又、リセットスイッチ３１はダウン
カウンタのＲＥＳＥＴ端子に図示のように接続されてい
る。　ちなみに、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ端子はＢＣＤ（２進化
１０進）数の入力とからなる１０進化３桁のダウンカウ
ンタ２４ａ、　２４ｂ、　２４ｃのカウント値が「０」
となると、ＯＲゲート２５の出力がローレベルとなって
ＡＮＤゲート２３が閉じて分周器２２からパルス信号は
ダウンカウンタに入力されなくなると共に、駆動回路４
０のインバータ２６の出力がハイレベル、インバータ４
２の出力がローレベルドナって、トランジスタ２７と４
３が導通して、弁３を止める方向に電磁石６のコイル７
に励磁電流が流れるようになっている。

駆動回路４０は、インバータ２６．４１．４２、トラン
ジスタ２７．４３．４４．４５、ダイオード貼、Ｄ２及
び抵抗Ｒｓ、　Ｒｈ、　Ｒ７，Ｒａ、　Ｒｑ、　Ｒ＋。

＋　ＲＩｌ＋　Ｒ１□とが図示のように接続して構成さ
れている。　　７は電磁石６のコイルである。　　トラ
ンジスタ２７と４３はインバータ４２を介して一つの信
号線に接続されており、トランジスタ４４と４５もまた
インバータ４１介して一つの信号線に接続され、トラン
ジスタ２７と４３、又はトランジスタ４４と４５：よ同
時に０Ｎ−ＯＦＦする回路構成乙こなっている。　そし
てトランジスタ２７と４４のコレクタの間にコイル７を
接続する図示の接続はバイポーラ接続の構成をとり、電
磁弁６のコイル７に流す電流の向きを変えることができ
る。

トランジスタ２７と４３かＯＮになると第３図で図示の
コイル７に左向きの電流が流れ（第２図す参照）電磁石
６か弁３を閉しるように作動する。　　トランジスタ４
４と４５がＯＮすると、コイル７に右向きの電流が流れ
（第２図ｄ参照）、電磁弁６か弁３を開くように作動す
るように構成されている。

り１′オートＤ＋、　Ｄｚ又はコイル７に発生するサー
ジ電圧を吸収するためのものである。

なお、電磁石６のプランジャ８は、弁３が閉弁状態のと
きに手動操作で第１図の左方に押し込むと、弁３を開き
、マグネット９の磁力で弁３を開いた状態の位置に自己
保持される。　逆に、この開閉状態からプランジャ８を
右方に手動操作で引っ張ると、もとの状態に戻って弁３
を閉し、マグネット９の磁力でその位置を自己保持する
。　　このように手動でも二つの位置の間を移動させる
ことができる。

第５図は水量設定機構１５の正面図で、ロータリスイッ
チ２９ａ、　２９ｂ、　２９ｃ　と、セットスイッチ３
０及びリセットスイッチ３１が操作しやすいように配列
されている。

また、第３図において、電源スィッチ１１と並列に接続
されているスイッチ３０ａ　はセントスインチ３０と連
動して作動するスイッチで、水量設定機構１５のなかの
セットスイッチ３０を押すことにより、スイ・２チ３０
ａ　もＯＮＬ、電源スィッチ１１がＯＮ　ｊる以前に回
転センサ１２、積算回路１４、駆動回路４０等にハンテ
リ１７の電圧を供給するようになっている。　またセン
トスイッチ３０の信号線はインバータ４１とトランジス
タ４４のヘース回路にも接続されており、セットスイッ
チ３０を押すと、トランジスタ４４と４５がＯＮして弁
３を開く方向に電磁石６が励磁される。

、！セフ、トスイ、チ３１の信号線はインバータ４２と
トランジスタ２７のヘース回路にも接続されており、こ
のリセットスイッチ３１を押すと、トランジスタ２７と
４３がＯＮして弁３を閉しる方向に電磁石６が励磁され
る。

次に上記実施例の作動を説明する。　なお第６図２よ動
作のタイミングチャートである。

プランジャ８が右端位置Ｑこあるときはボール３ａかバ
ルブシー１−３ｂの円錐のシート面と接触して弁３か閉
じ、放水（給水）は止められている。

水Ｖ没定毅構１５で希望水量を決めてセノトスイ７・チ
３０を押して設定すると、電磁石６が弁３を開く方向２
こ通電され、プランジ島８が左端位置に移動５、ホール
３ａが第１図に示す位置に移動して弁３か開き放水（給
水）が開始される。　この状態てセフ・トスインチ３０
から手を離してＯＦＦしても、プランジ−１−８はマグ
ネット９の磁力でその位置を自己保持し放水が継続する
。

放水中は流量検知手段１３のタービン４が流量に比例し
た速さで回転し回転センサからの電気パルス信号が積算
回路１４で積算される。　プランジャ８が左端位置に移
動した時は、プランジャ８に連動して電源スィッチ１１
が入るので、各電気回路に電圧が供給される。

希望水量の設定は水量設定機構１５のロータリスインチ
２９ａ、　２９ｂ、　２９ｃを希望する水量値に数値を
合わせて回転し、セットスイッチ３０を押すと、ロタリ
スイソチ２９ａ、　２９ｂ、　２９ｃで選択したＢＣＤ
（２進化１０進）コードで各ダウンカウンタ２４ａ、　
２４ｂ２４ｃ内にメモリされ、その設定値から水１１流
れる毎に、１カウントずつ減ってい（。　そして設定さ
れた流量だけ流れるとダウンカウンタ２４ａ、　２４ｂ
２４ｃの３桁ともその値が「０」になり、ＯＲゲート２
５の出力がローレベルとなってトランジスタ２７と４３
とが導通してコイル７が励磁され、電磁石６が作動し、
プランジャ８が右端位置に移動して、ボール３ａがバル
ブシート３ｂのシート面に接触して放水が止まる。　同
時に電源スィッチ１１がＯＦＦとなり各電気回路への電
圧供給も断たれる。

以上の実施例では、流量検出手段としてタービン４と回
転センサ１２を用い、しかも回転センサは第２図に示す
光学的なフォトインタラプタを用いたが、他の方式の流
量検出手段を用いることもできる。　例えば、水路２内
で回転するタービン４゛の羽根２こ永久磁石を内蔵させ
、水路２の壁２ａの上面Ｓこ磁電変換素子１２゛　を設
けて流量検知１３゛　を構成してもよい。　　このとき
、水路２の璧２ａは非磁性材料で形成する。

又、第１図の実施例では、ボール３ａを横方向から押す
構成となっているため、バルブシート３ｂの角変シこよ
ってはボール３ａが動きにくくなる場合があり得る。　
そこで第７図に示すようにボール３ａを下方から押し上
げる構成にすると、ボールが動きやすくなり、弁３の開
閉動作が確実になる。

本発明では両方向に作動する電磁石６を用いているので
、第７回のように電磁石６を配置して、蛇口ケーシング
１の下部に開閉操作部を設置しても操作上悪影響はない
。

また弁３の構造も、第１図のボールバルブに限ることな
く、第８図、第９図に示すような構成でもよい。

なお、本発明は水に限らず、他の流体例えば湯などの計
量に用いることもできる。

（発明の効果〕 本発明の定量止水線装置は上述のように構成したので、
流量検出手段、積算回路、駆動回路、水量設定機構及び
電磁石蛇口ケーシング内に容易に内蔵され、蛇口外部に
邪魔になる付加物かっかないので外見がすっきりする。

　又、多段減速の歯車列を用いていないのでごみ等の付
着による故障がなく信顧性が向上する。　更に又、流量
検出手段に歯車列やカム等の機械的な負荷になる回転ト
ルクがか＼らないため、流体の使用量を高精度で正確に
計量することができる。　更に又、流量を設定する動作
で開弁動作が自動的に行なわれ、操作が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例の縦断面図、第２図は第１図の
実施例の電磁石の詳細で、同図（ａ）と（Ｃ）はプラン
ジャの位置が違う状態での拡大縦断面図、回部ｆｂ）と
（ｄ）はそれぞれ同図（ａ）と（Ｃ）の状態におけるヨ
ー１′ルに流す電流と磁極の向きを示す電気回路図、第
３図は第１図の実施例の電気回路図、第４図はス’Ｊ　
７　上円板の平面図、第５図は水量設定機構の上面図、
第６図はタイミングチャート、第７図は本発明の池の実
施例の縦断面図、第８図及び第９図ユよ弁の構造の異な
る例を示す部分縦断面図である。 ３　・・弁、６・・・電磁石、１３・・・流量検知手段
、１４・・・積算回路、１５・・・流量設定機構、４０
・・・駆動回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、弁（３）の開閉を行なう両方向作動の自己保持型電
   磁石（６）と、流量を検知して電気信号に変換する流量
   検知手段（１３、１３’）と、前記信号を積算する積算
   回路（１４）と、希望水量を設定する水量設定機構（１
   ５）と、この水量設定機構（１５）で設定するときに弁
   （３）を開く方向に前記電磁石（６）を励磁すると共に
   設定した設定値と前記積算回路の積算値とが一致したと
   きに弁（３）を閉じる方向に前記電磁石（６）を励磁す
   る駆動回路（４０）とを具備した定量止水栓装置。