JPH0620976Y2 - 貯水量が正確な定量止水栓 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は設定された量の水が通水されたときに自動的に
閉弁する定量止水栓に係り、特に電気制御式の定量止水
栓に関する。

［従来の技術］ この種の定量止水栓においては、よく知られているよう
に、使用者が設定した量の水が通水されると自動的に閉
弁して止水される。この制御機構としては機械式のもの
と電気式のものとがある。

電気制御式の定量止水栓にあっては、水栓内に翼車を設
け、該翼車の回転により発生されるパルス信号をカウン
トする。そして、比較器においてカウントされたパルス
数と設定パルス数とを比較し、カウントされたパルス数
を設定パルス数に達したときに閉弁信号を出力し、水栓
内の弁体を閉弁させるよう構成している。この従来の電
気制御式の定量止水栓は、“翼車を１回転させるのに要
する水量は通水速度には無関係に一定である”という前
提にたつものである。

［考案が解決しようとする課題］ 前記翼車は、流量が増大すればそれに応じて回転数も増
大する特性を有しているのであるが、流量と回転数との
間の関係は完全な直線的関係ではなく、単に翼車の回転
により発生するパルス信号をカウントするだけでは、予
定する貯水量（設定貯水量）と実際の貯水量（実貯水
量）との誤差が大きくなっていた。即ち、例えば第１５
図は後述する実施例に係る定量止水栓のパルス−流量特
性図であるが、パルスと流量との関係は真直ぐな実線で
示されるリニアなものではなく、とくに中流量域及び
では、実際に発生するパルス数は計算パルス数（定量
を４ｃｃで除した値）を相当に下回るものとなってい
る。

なお、後述の実施例で採用している定量止水栓は、４ｃ
ｃの水が流れると１パルスを出力する定格のものとされ
ており、計算上は、パルス数と流量との間には破線で示
した直線関係が成立する。例えば５秒間で３２１パルス
の場合、１分当りでは３１２×６０／５＝３７４４パル
スとなり、１分当りでは３１２×６０／５＝３７４４パ
ルスとなり、１分当りでは３１２×６０／５＝３７４４
パルスとなり、１分当りの流量は３７４４×４ｃｃ＝１
５となる。しかしながら、実際には２５０パルスしか
出力されない。

したがって、特にこの中、底流量域、の如く、計算
流量と実流量との差が大きい領域で吐水がなされた場
合、実貯水量と設定貯水量との誤差が大きくなってしま
い、例えば浴槽から水（湯）がオーバーフローする事態
などが発生するおそれがあった。

［課題を解決するための手段］ 本考案の定量止水栓は、バルブボディー内に弁体及び翼
車を設けると共に、該翼車の回転に伴ってパルスを発生
する流量センサを設置し、かつパルスをカウントし、目
標貯水量に到達したときに前記弁体を閉弁させる制御装
置を有する定量止水栓において、該制御装置は、目標貯
水量に対応した積算パルス数を記憶する目標値記憶手
段；単位時間内にカウントされるパルス数に応じて定め
られた補正値を記憶する補正用記憶手段；吐水開始後、
該単位時間の経過ごとに前記補正値を該パルス数に加減
算することにより被積算パルス数を設定する被積算パル
ス数の設定手段；吐水開放後、単位時間経過ごとに、該
設定手段で設定されたパルス数を積算する積算手段；及
び、該積算手段の積算値を前記目標値記憶手段の記憶値
と対比し、該積算値が該記憶値に到達したときに閉弁信
号を出力する比較手段；を備えてなることを特徴とする
ものである。

［作用］ かかる本考案の定量止水栓によれば、単位時間内に検出
されたパルス数が、実流量と合致したパルス数に近づく
ように補正される。そして、この補正されたパルス数を
積算して貯水量を求めるようにしたので、パルスのカウ
ントに基づく検出貯水量と実貯水量との誤差が減少され
る。

［実施例］ 以下図面を参照して実施例について説明する。

第１図は本考案の実施例に係る定量止水栓の縦断面図
（第４図のＩ−Ｉ線断面図）、第２図は側面図、第３図
は平面図、第４図はバルブボディーの平面図、第５図は
底面図である。第６図はハンドルを装着した状態を示す
断面図、第７図は上部ケーシング内の構成を示す上下逆
にした斜視図、第８図は開閉スピンドルの組立斜視図、
第９図、第１０図及び第１１図は作動説明図である。

符号１０はバルブボディーであり、水の流入口１２と流
出口１４とを有し、内部には弁体１６を有する弁体設置
室１８と、翼車２０を有する翼車設置室２２を有し、流
入口１２が弁体設置室１８、カム設置室２４及び翼車設
置室２２を介して流出口１４に連通されるように流路が
形成されている。弁体設置室１８と翼車設置室２２はそ
れぞれバルブボディー１０の底面から円筒状にくり抜か
れ、キャップ２６、２８を螺着することにより封隔され
ている。

弁体設置室１８の天井部分からは円筒状の弁座３０が垂
設されており、弁体１６は圧縮コイルバネ３１に付勢さ
れて該弁座３０に押し付けられている。円盤状の弁体１
６はその軸心部分に貫設された中心孔１６ａにシャフト
３２が摺動自在に挿入されており、該シャフト３２の下
端には起動弁３４が固着されている。該起動弁３４は弁
体１６の下面のシート部３６に前記バネ３１により押し
付けられている。符号３８は弁体１６と一体的に設けら
れたガイド部材であり、円筒状弁座３０の内周面に沿っ
て摺動し、弁体１６を図の上下方向に移動する際の案内
を行っている。

弁体１６には小孔１６ｂが貫通され、該弁体１６にはク
リーニングピン１６ｃが遊挿されている。したがって、
この弁体１６においては、該小孔１６ｂにより上流側と
下流側とが連通されているので、水圧は弁体１６の上下
両面にかかっている。

シャフト３２を下方に押し下げると、起動弁３４がシー
ト部３６から離反し、シャフト３２と中心孔１６ａの内
周面との間を介して弁体１６の下側の弁体設置室１８が
カム設置室２４に連通される。そうすると、弁体１６の
下側の水圧が低下し、給水圧によって１６が押し下げら
れ、流入口１２が直接的にカム設置室２４に連通し、通
水状態となる。

シャフト３２に作用する押し下げ力を解除すると、弁体
１６の上側と下側とは、小孔１６ｂを介して連通され等
圧になっているので、バネ３１の押圧力によって弁体１
６が押し上げられて弁座３０に着座し、止水される。

前記水車設置室２２のキャップ２８にはピボット４０が
立設されており、翼車２０の中心開口２０ａが該ピボッ
ト４０に外嵌し、これによって翼車２０がピボット４０
のまわりに回動自在に設置されている。該翼車２０にマ
グネット４２が固着されており、翼車２０が回転すると
該マグネット４２もピボット４０の周囲を周回する運動
をなし、該運動によって発生する磁束の変化がバルブボ
ディー１０の上面に固着された磁気センサ４４で検出可
能とされている。該磁気センサ４４の検出信号はリード
線４６を介して制御回路（第１図では図示略）へ出力さ
れている。

なお、本実施例では、翼車２０の１回転につき磁気セン
サ４４は２パルスを出力し、１パルスは４ｃｃの流量
（通過した水量）に相当する。

前記カム設置室２４内には前記シャフト３２を下方に押
圧移動させるための円盤カム５０が設置されている。該
カム５０は開閉スピンビル５２の下端にナット５３によ
り固着されており、該開閉スピンドル５２は中間ケーシ
ング５４及び上部ケーシング５６を貫通して上方に突出
している。第８図の如く、該カム５０は約半周にわたっ
て傾斜するカム面５０ａを有し、符号５０ｂはカム面５
０ａが最も深くなる止水位置である。また、符号５０
ｃ，５０ｄはカム面５０ａから外れた通水位置を示す。

中間ケーシング５４はカム設置室２４の上面を封塞する
ためのものであり、開閉スピンドル５２の挿通孔５８
と、カム設置室２４への挿入部６０を備えている。該挿
通孔５８の途中には、その内周面に溝６２が周設されて
おり、該溝６２は通路６４を介して水栓外部に連通して
いる。符号６６、６８、７０はそれぞれシール用のＯリ
ングを示す。なお、前記通路６４は、Ｏリング６８が劣
化してカム設置室２４から漏水しても、この水が上側の
電気制御回路部へ侵入しないように排出するためのもの
である。

前記開閉スピンドル５２には、上部ケーシング５６内に
おいてアーマチュア固定子７２が摺動自在に外嵌し、該
アーマチュア固定子７２に鉄片よりなるアーマチュア７
４がスプリングピン７６により固着されている。第８図
にも明示される通り、アーマチュア固定子７２は、開閉
スピンドル５２に沿って第１図の上方に伸びる小径部７
８を備えており、該小径部７８はアーマチュア固定子７
２の軸心に対し切欠面８０ａ、８０ｂの挟む角度が１３
５°となるように切り欠かれた切欠８０を備えている。

開閉スピンドル５２には、アーマチュア固定子７２を回
動させるための作動子８２がビス（図示せず）により固
着されている。この作動子８２は円盤形状のものであ
り、前記アーマチュア固定子７２の切欠８０に係合する
凸部８４が一体的に形成されている。該凸部８４は作動
子８２の軸心に対し４５°の角度の扇型のものである。
また、この作動子８２にはマグネット８６が埋設される
と共に、作動子の半径方向に穿設された開口８８と、該
開口８８内にバネ９０を介して圧入されたスチールボー
ル９２を備えている。

第７図にも明示される通り、上部ケーシング５６には、
該作動子８２を取り囲むようにリング９４が一体的に形
成されており、該リング９４にはスチールボール９２が
係合するスリット９６ａ及び９６ｂが、各スリツト９６
ａ，ｂ同志の開閉スピンドル５２周りの角度が９０°と
なるように穿設されている。

第７、８図の如く、作動子８２とアーマチュア固定子７
２との間にはリターンスプリングとしてねじりコイルバ
ネ９８が設置されており、該ねじりコイルバネ９８の一
端９８ａはアーマチュア固定子７２に固定され、他端９
８ｂはリング９４に設けられたストッパ１００に係止さ
れている。

第７図に示す如く、上部ケーシング５６内には制御回路
部材を搭載した回路基板１０２が設置されており、該基
板１０２には作動子８２のマグネット８６が接近すると
接点が閉じるリードスイッチ１０４が設けられている。

開閉スピンドル５２の上部には筒状の設定スピンドル１
０６が外嵌されている。該設定スピンドル１０６の上端
は定量止水栓の外部に突出し、その下端にはギヤ１０８
がビス１０９により固着されている。符号１０６ｃは設
定スピンドル１０６の上下両端部分において開閉スピン
ドル５２に系着されたＣリングであり、スピンドル１０
６の位置決めを行っている。

上部ケーシング５６内には該ギヤ１０８と噛合するギヤ
１１０によって軸１１２が回転されるコードスイッチ
（本実施例ではアブソリュートタイプ接点式ロータリエ
ンコーダ）１１４が設置されている。また、第７図の如
く上部ケーシング５６内には、前記アーマチュア７４を
吸着保持するためのマグネット１１６が設置されると共
に、該マグネット１１６には、通電時に該マグネット１
１６の磁束方向と反対方向の磁束を発生させるためのソ
レノイド１１８が巻回されている。

なお、マグネット１１６は鉄芯１１６ａと一体に設けら
れており、アーマチュア７４は該鉄芯１１６ａの端部へ
吸着可能とされている。前記ソレノイド１１８は該鉄芯
１１６ａに外嵌している。

上部ケーシング５６にはアーマチュア７４のストッパ７
４Ｓが設けられており、アーマチュア７４は該ストッパ
７４Ｓとマグネット１１６との間の９０°の範囲を回動
可能とされている。ハンドル１２２には貯水量を指示す
るための指針（図示略）が設けられ、水栓取付板１２７
等には貯水量を示す目盛（図示略）が設けられている。

第６図に示すように、開閉スピンドル５２及び設定スピ
ンドル１０６にはそれぞれハンドル１２０、１２２が外
嵌され、ビス１２４及びナット１２６により固定され
る。

第１図の符号１２８、１３０はＯリングを示す。また、
符号１３２はコードスイッチ１１４や前記回路基板１０
２を外部のバッテリや表示装置（図示せず）に接続する
ためのリード線を示し、コードパッキン１３３を介して
上部ケーシングの開口１３４から定量止水栓外部に引き
出されている。

次に、上記定量止水栓の作動について第９〜１１図を参
照して説明する。なお、第９〜１１図の（ａ）図はそれ
ぞれ上部ケーシング５６内におけるアーマチュア７４等
の動きを示すための上部ケーシング底面図であり、
（ｂ）図はそれぞれ第８図のＢ−Ｂ線断面の動きを示し
ている。

第９図は止水状態を示しており、この状態にあっては、
アーマチュア７４はマグネット１１６から離反し、ねじ
りコイルバネ９８に付勢されてストッパ７４Ｓに押し付
けられている（第７図もこの状態に係る。）このとき、
カム５０は、そのカム面５０ａの中央に当る止水位置５
０ｂがシャフト３２の上方に位置しており、弁体１６は
弁座３０に着座して止水状態となっている（第１図）。

なお、この止水状態にあっては、第８図に示した作動子
８０の凸部８４の一方の側面８４ａはアーマチュア固定
子７４の小径部７８の一方の切欠面８０ａに当接してい
る。また、スチールボール９２の一部は一方のスリット
９６ａに係入しており、開閉スピンドル５２は軽度にロ
ックされた状態となっている。

この定量止水栓にて定量吐水を行うときには、ハンドル
１２２を把持して設定スピンドル１０６を回し、所望の
貯水量となるように指針を目盛に合せる。設定スピンド
ル１０６が回ると、ギヤ１０８、１１０を介してコード
スイッチ１１４の軸１１２が回転し、貯水量が設定され
る。この設定値は回路基板１０２の設定回路に入力され
る。

そして、次に開閉スピンドルを第９図において反時計方
向（第８図において矢印Ｘ方向）に９０°回す。そうす
ると、カム５０の通水位置５０ｃがスピンドル３２の上
方に来るまで該カム５０が回動され、スピンドル３２が
押し下げられて弁体１６が開弁し、通水が開始される。
また、このとき切欠面８０ａが凸部側面８４ａによって
押され、アーマチュア固定子７２も９０°回転する。そ
うすると、アーマチュア７４も９０°回転し、マグネッ
ト１１６に当接し吸着、保持される（第１０図）。

通水開始に伴って、翼車２０が回転し、この回転が磁気
センサ４４で検出される。制御回路ではこの翼車２０の
回転数をカウントし、設定された貯水量に対応するカウ
ント数に到達したときにソレノイド１１８に通電を行
う。これにより、マグネット１１６の磁束が打ち消さ
れ、アーマチュア７４がマグネット１１６から離反し、
アーマチュア固定子７２がねじりコイルばね９８に付勢
されて第８図の矢印Ｙ方向に回動する。この際、切欠面
８０ａが凸部側面８４ａに当接しているので、作動子８
２も９０°回転される。このため、開閉スピンドル５２
も矢印Ｙ方向に９０°回転し、カム５０も９０°回転
し、止水位置５０ｂがシャフト３２の上方に移動して来
る。これにより、弁体１６が弁座３０に着座して止水さ
れる。

第９図の止水状態から連続吐水を行う場合には、開閉ス
ピンドル５２を第９図において時計方向（第８図の矢印
Ｙ方向）に回す。そうすると、カム５０では止水位置５
０ｄがシャフト３２の上方に移動し、シャフト３２が押
し下げられることにより弁体１６が開き、通水が開始さ
れる。開閉スピンドル５２を９０°回したときに、スチ
ールボール９２がスリット９６ｂに係入し、開閉スピン
ドル５２は軽度にロックされる。なお、この場合、凸部
８４は切欠８０内に回動するだけでアーマチュア７４は
回動されない（第１１図）。そして、水栓使用者が開閉
スピンドル５２を第８図の矢印Ｘ方向に回さない限り、
この通水状態がいつまでも継続することになる。使用者
が開閉スピンドルを第８図の矢印Ｘ方向に回すと、第９
図の止水状態に復帰する。

次に、第１２〜１４図を参照して制御回路の構成とその
作動について説明する。なお、第１２図は回路図、第１
３図はブロック図、第１４図はマイコンの制御フローチ
ャートである。

第１２図において、電池２００の正出力端子２０１はト
ランジスタＴｒ１のエミッタ１ｅに接続され、該トラン
ジスタＴｒ１のコレクタ１ｃはマイクロコンピュータ
（以下、マイコンと略）ＭＣの電源端子ＶＤＤに接続さ
れている。また、バッテリ正端子２０２は抵抗Ｒ１、Ｒ
２及びリードスイッチ１０４を介して電池の負端子２０
２に接続れており、抵抗Ｒ１とＲ２の間はトランジスタ
Ｔｒ１のベース１ｂに接続されている。また、抵抗Ｒ１
とＲ２との間は抵抗Ｒ３を介してマイコンＭＣの出力ポ
ートＯＰ１に接続されている。

バッテリ正端子２０２は、ダイオードＤ１及び抵抗Ｒ４
を介してトランジスタＴｒ２のエミッタ２ｅに接続さ
れ、該トランジスタＴｒ２のコレクタ２ｃはアーマチュ
アリリース用の前記ソレノイド１１８を介してバッテリ
負端子２０２に接続されている。ソレノイド１１８と並
列的にダイオードＤ２が設けられている。トランジスタ
Ｔｒ２のエミッタ２ｅとベース２ｂとの間には抵抗Ｒ５
が設けられ、ベース２ｂは抵抗Ｒ６を介してマイコンＭ
Ｃの出力ポートＯＰ４に接続されている。

符号２０４は電池２００の電圧を印加するための比較回
路であり、両電池端子２０１、２０２の間にトランジス
タＴｒ３を介して設置されている。トランジスタＴｒ３
は比較回路２０４に作動電圧を供給するためのものであ
り、エミッタ３ｅは前記トランジスタＴｒ１のコレクタ
１ｃに接続され、コレクタ３ｃは比較回路２０４に接続
されている。また、ベース３ｂは抵抗Ｒ８を介してエミ
ッタ３ｅに接続されると共に、抵抗Ｒ９を介してマイコ
ンＭＣの出力ポートＯＰ６に接続されている。トランジ
スタＴｒ３のコレクタ３ｃは直列接続された抵抗Ｒ１０
と感温抵抗体ＴＲ２を介して電池負端子２０２に接続さ
れている。また、コレクタ３ｃは、直列接続された抵抗
Ｒ１１及び感温抵抗体ＴＲ１を介して負端子２０２に接
続されている。さらに、コレクタ３ｃは直列接続された
抵抗Ｒ１２とツェナーダイオードＺＤ並びにツェナーダ
イオードＺＤと並列的に配置された抵抗Ｒ１３、Ｒ１４
を介して電池負端子２０２に接続されている。そして、
該抵抗Ｒ１３、Ｒ１４の間がコンパレータＣＰ１、ＣＰ
２の反転入力端子Ｐ１２、Ｐ２２に接続されている。ま
た、前記抵抗Ｒ１０とＴｒ２との間及び抵抗Ｒ１１とＴ
ｒ１との間がそれぞれコンパレータＣＰ１、ＣＰ２の非
反転入力端子Ｐ１１、Ｐ２１に接続されている。コンパ
レータＣＰ１、ＣＰ２の出力端子Ｐ１３、Ｐ２３にそれ
ぞれマイコンＭＣの入力ポートＩＰ８、ＩＰ９に接続さ
れ、これら入力ポートＩＰ８，ＩＰ９はそれぞれ抵抗Ｒ
１６、Ｒ１５を介してトランジスタＴｒ１のコレクタ１
ｃに接続されている。

前記抵抗Ｒ４の出力側と電池負端子２０２との間にはコ
ンデンサＣ１が設置され、トランジスタＴｒ１のコレク
タ１ｃと電池負端子２０２との間にもコンデンサＣ２が
設けられ、更に該コレクタ１ｃと負端子２０２との間に
は直列接続されたコンデンサＣ３と抵抗Ｒ１７が配設さ
れている。抵抗Ｒ１７と並列にダイオードＤ３が設けら
れ、コンデンサＣ３と抵抗Ｒ１７との間はマイコンＭＣ
のリセット端子ＲＥＳＥＴに接続されている。

前記磁気センサ４４はリード線４６ａを介してトランジ
スタＴｒ１のコレクタ１ｃに接続され、リード線４６ｂ
を介してマイコンＭＣの出力ポートＯＰ３に接続されて
いる。更に、磁気センサ４４の出力端子はリード線４６
ｃを介してマイコンＭＣの入力ポートＩＰ１０に接続さ
れている。この磁気センサ４４は、前記の通り、翼車２
０の１回転につき２パルスを出力し、１パルスは４ｃｃ
の通水量に相当する。また、このパルス出力は、マイコ
ンＭＣの出力ポートＯＰ３がＨのときのみ入力ポートＩ
Ｐ１０に読み込まれるよう構成されている。

前記コードスイッチ１１４は、本実施例では５ビットの
ものであり、共通端子ＣＯＭはマイコンＭＣの出力ポー
トＯＰ２に接続され、第１〜第５の接点よりなるビット
１１４ａ〜ｅはそれぞれ入力ポートＩＰ２〜６に接続さ
れている。また、入力ポートＩＰ２はスイッチＳＷ１を
介して入力ポートＩＰ１に接続されている。これら入力
ポートＩＰ２〜６及びＩＰ６、１０はそれぞれ抵抗Ｒ３
１〜Ｒ３７を介して前記トランジスタＴｒ１のコレクタ
１ｃに接続されている。したがって、出力ポートＯＰ２
の出力がＬになると、接点が閉じているビット１１４ａ
〜ｅに対応した入力ポートＩＰ２〜６の入力がＬに立ち
下る。

このコードスイッチ１１４は、５ビットのものであるか
ら３２通り（２の５乗）のコード信号を発生させること
ができる。したがって、１コードにつきそれぞれ１０
を対応させることにより、１０きざみで０〜３１０
の貯水量を設定できる。これは一般家庭の浴槽へ貯水す
る場合に採用される。

前記スイッチＳＷ１の接点を閉じると、入力ポートＩＰ
１が出力ポートＯＰ２に接続される。従って、コードス
イッチ１１４の設定値を読み込むべく出力ポートＯＰ２
の出力をＬにした場合、同時に入力ポートＩＰ１の入力
もＬに立ち下った状態となる。

マイコンＭＣでは、該入力ポートＩＰ１の入力信号レベ
ルがＬであるときには、前記コードスイッチ１１４の１
コードに対する水量をそれぞれ２０としてあり、従っ
てこの場合には０〜６２０の範囲で２０きざみで貯
水量を設定できる。これは、例えば業務用浴槽など大型
浴槽に対応した貯水量である。

マイコンＭＣは、抵抗Ｒ１８を介して電池警報用のライ
トエミッティングダイオード（ＬＥＤ）の一端子に接続
された出力ポートＯＰ５を有しており、ＬＥＤの他端子
は電池正端子２０１に接続されている。

なお、マイコンＭＣの各出力ポートＯＰ１〜６は初期状
態としてＨが設定されている。また、マイコンＭＣそれ
自体は周知の構成のものであり、入出力装置、ＲＯＭ、
ＲＡＭ、ＣＰＵ、データバス等にて構成されている。

このように構成された回路の作動について次に説明す
る。

前記設定ハンドル１２２を把持して設定スピンドル１０
６を回し、目標貯水量を指すように指針を目盛に一致さ
せる。そうすると、該目標貯水量に対応してコードスイ
ッチ１１４の第１ないし第５のビットの所定のものが閉
じる。例えば、第１ビット１１４ａが閉じると、入力ポ
ートＩＰ２がＬ出力とされた出力ポートＯＰ２と導通さ
れ、ＩＰ２の入力がＬになる。接点が開いているビット
については、出力ポートＯＰ２と導通しておらず、抵抗
Ｒ３１〜Ｒ３７のいずれか及びトランジスタＴｒ１を介
して電池電圧が入力され、入力がＨとなっている。これ
により、前記した３２通りのうちのいずれかのコード信
号がマイコンＭＣに読み込まれる。

しかして、開閉ハンドル１２０を把持して開閉スピンド
ル５２を９０°回し、該スピンドル５２を定量貯水位置
まで移動させると、前記作動子８２に埋設されているマ
グネット８６がリードスイッチ１０４に近接し、該リー
ドスイッチ１０４が閉じる。そうすると、抵抗Ｒ１、Ｒ
２に電流が流れ、トランジスタＴｒ１がＯＮとなる。こ
れにより、電池電圧がマイコンＭＣに伝えられ、マイコ
ンＭＣの作動が開始する。マイコンＭＣには磁気センサ
４４から入力ポートＩＰ１０に前記翼車２０の回転に伴
なう信号が入力され、該信号をカウントすることにより
翼車の回転数を積算し、積算通水量（貯水量）が求めら
れる。この貯水量を、コードスイッチ１１４から入力ポ
ートＩＰ２〜ＩＰ６を介して入力される設定貯水量と比
較し、貯水量が設定貯水量に到達したときには出力ポー
トＯＰ４の出力がＬに立ち下げられる。そうすると、抵
抗Ｒ５、Ｒ６に電流が流れ、トランジスタＴｒ２がＯＮ
となる。これにより、コンデンサＣ１の放電電流がソレ
ノイド１１８に供給され、アーマチュア７４がマグネッ
ト１１６から離反し、リターンスプリング（ねじりコイ
ルバネ）９８の作用によって開閉スピンドル５２が止水
位置まで回動され、弁体１６が閉弁して止水される。

なお、開閉スピンドル５２が閉弁位置まで回動を開始す
ると、リードスイッチ１０４の接点が開くが、該リード
スイッチ１０４がＯＮとなってマイコンＭＣに通電され
た直後に出力ポートＯＰ１の出力がＬに立ち下げられ、
抵抗Ｒ１、Ｒ３を介して電流が流れることによりトラン
ジスタＴｒ１はＯＮ状態を継続する。このＯＮ状態の継
続は、リードスイッチ１０４の接点が開いた後所定時間
マイコンＭＣを作動させるためのものである。

しかして、開閉ハンドル１２０が操作されてリードスイ
ッチ１０４がＯＮとなったときに、出力ポートＯＰ６が
Ｌに立ち下げられ、抵抗Ｒ８、Ｒ９に電流が流れ、トラ
ンジスタＴｒ３がＯＮとなる。これにより、比較回路２
０４がＯＮとなり、電池２００の電池電圧の判定を行な
う。即ち、コンパレータＣＰ１、２の反転入力端子Ｐ２
１、Ｐ２２には、ツェナーダイオードＺＤの降伏電圧Ｖ
zdを抵抗Ｒ１３、Ｒ１４で案分した一定の設定電圧Vsが
入力されている。

一方、コンパレータＣＰ１、２の非反転入力端子Ｐ１
１、Ｐ２１には、それぞれ、実際の電池電圧を抵抗Ｒ１
１とＴＲ１で案分した電圧V1及び抵抗Ｒ１０とＴＲ２で
案分した電圧V2が入力されており、これらの電圧V1，V2
がコンパレータＣＰ１、２において設定電圧Vsと比較さ
れる。

本実施例では、抵抗Ｒ１０による電圧降下が抵抗Ｒ１１
による電圧降下よりも小さくなるようにそれらの抵抗値
が設定されており、前記電圧V1はV2よりも低くなってい
る。従って、電池２００の起電力が電池の消耗に伴って
次第に低くなってくると、まず電圧V1が設定電圧Vsより
も低くなり、その後電圧V2も設定電圧Vsよりも低くな
る。そして、V1，V2が設定電圧よりも低い場合には、コ
ンパレータＣＰ１，ＣＰ２の出力がＬとなることによ
り、入力ポートＩＰ８、９の入力信号がＬとなり、電池
寿命時期になったことが検出される。マイコンＭＣで
は、これに対応してＯＰ５の出力をＬとし、ＬＥＤを点
灯させる。前記入力ポートＩＰ９の入力のみがＬの場合
は、電池寿命２ヶ月前を示すようにＬＥＤが点減され
る。また、入力ポートＩＰ８、ＩＰ９の双方の入力がＬ
の場合には、電池寿命１ヶ月前の警報を知らせるべくＬ
ＥＤが全灯する。これら全灯又は点滅は短い時間（例え
ば５秒間）だけ行われる。

なお、一般に周囲温度により電池起電力は変化する。本
実施例では、例えば気温等の変動があっても電池の消耗
度を正確に検知するために前記感温抵抗体ＴＲ１、ＴＲ
２を用いている。即ち、周囲温度が上昇して電池起電力
が増大した場合には、それに応じて感温抵抗体ＴＲ１、
ＴＲ２の抵抗が小さくなり、コンパレータＣＰ１、ＣＰ
２に入力される被判定電圧Ｖ１，Ｖ２の温度補償がなさ
れる。

しかして、本実施例の定量止水栓にあっては、翼車２０
の回転に伴って出力されるパルスの発生数（上記磁気セ
ンサ４４から出力され、マイコンＭＣでカウントされる
カウント数であって、５秒間にカウントされる数）と、
当該５秒間に通水された実流量（５秒間流量）との間に
は、第１５図の実線で示した関係が存在する。

第１５図の通り、５．５／分未満の低流量域及び５．
５〜１８／分の中流量域にあっては、実際に出力され
るパルス数は、計算上カウントされるべきパルス数より
も相当に下回っている。そのため、実際にカウントされ
たパルス数に４ｃｃを乗じただけでは、実流量よりも相
当に少ない貯水量を積算してしまうことになり、結果的
に設定値よりも大量の吐水がなされることになる。

そこで、本実施例では、 中流量域では、５秒間でカウントされたパルス数Ａに
５０を加算する； 低流量域では、５秒間でカウントされたパルス数Ａに
６５を加算する； ことにより、流量及びその積算値たる貯水量を補正する
ようにしている。

なお、５．５／分及び１８／分の実流量にあっては
５秒間に５０パルス及び３４５パルスが出力される。従
って、具体的な制御方法としては、 ５秒間のカウント数が５０パルス以上３４５パルス未
満では、カウントされたパルス数Ａに５０を加算し、 ５秒間のカウント数が５０パルス未満ではカウントさ
れたパルス数に６５を加算する。

第１４図は、上記一連の制御に加え、更に次の制御操作
をも含む詳細なフローチャートである。

流量の実際の測定を５秒間継続した後、次の５秒間に
は測定を中断する。これを繰り返し行ない、測定した貯
水量の２倍の量を実際の貯水量として測定（推測）す
る。この間欠制御は、流量検出に伴なう回路の電力消費
を半減させるためのものである。

定量吐水中に手動にて止水操作した時には、直ちに止
水する。

定量吐水中に設定貯水量を変更すると、変更後の設定
量が総貯水量となるように通水される。

設定貯水量を０に合わせておくと、少量（本実施例で
は２）だけ定量吐水できる。

これは、０をいわゆるテストモードとして利用するよ
うにしたものである。

断水やゴミ詰りなどで微小流量であるときには、強制
的に閉弁し、かつ回路への通電を停止する。これは、長
時間通電することにより電池が早期に消耗することを防
止するためである。なお、強制的に閉弁させるので、断
水が終了した時に不意に吐水開始することもない。

前記スイッチＳＷ１を開又は閉とすることにより、設
定貯水量の範囲を０〜３１０と０〜６２０の２段階
に切り替える。なお、前者の場合、設定水量の刻み幅は
１０となり、後者の場合は２０とされる。

第１４図において、前記開閉ハンドル１２０を回し、リ
ードスイッチ１０４がＯＮとなることにより、制御が開
始される。まず、ステップ１にて出力ポートＯＰ１がＬ
となる。

次に、入力ポートＩＰ１がＨであるかＬであるかが判断
される。Ｈであるとき、即ち前記スイッチＳＷ１の接点
が開いているときには、３１０フラグがセットされ、
前記０〜３１のコードスイッチ出力信号がそれぞれ０〜
３１０の１０きざみに対応される。また、ＩＰ１が
Ｌであるときには、６２０フラグがセットされ、０〜
３１のコードスイッチ信号が０〜６２０の２０きざ
みの貯水量に対応される（ステップ３〜５）。

次いで、出力ポートＯＰ２をＨ、ＯＰ６をＬとする（ス
テップ５ａ，５ｂ）。

続いて、ステップ６〜９により、電池２００の電圧チェ
ックが行なわれる。前記した通り、電池電圧がＩＰ８、
９の双方をＬとするような電圧であるときには、警報用
ＬＥＤが５秒間だけ全灯する。また、電池電圧が、ＩＰ
９のみをＬとするような電圧である場合には、前記ＬＥ
Ｄが５秒間点滅される。

次に、出力ポートＯＰ６をＨとし、比較回路２０４をＯ
ＦＦとする（ステップ１０）。そして、出力ポートＯＰ
３をＨとし、磁気センサ４４の電源をＯＮとすることに
より、該磁気センサ４４からパルス信号の読み込みを開
始し、この読み込みを５秒間だけ行なわせるべく５秒タ
イマをスタートさせる（ステップ１０〜１２）。続い
て、開閉ハンドル１２０が止水位置にある吐水位置にあ
るかが判断される。これは、前記リードスイッチ１０４
がＯＮであるかＯＦＦであるかを判断することにより行
なわれる。前記スタート時に開閉ハンドル１２０を開弁
位置まで回した後、止水操作を行なっていなければ、ス
テップ１３からステップ１４に進み、磁気センサ４４か
らの入力パルスがあったか否かを判断し、もし磁気セン
サ４４から１パルスが入力されている場合には、カウン
タＡに１を加えた後（ステップ１６）、ステップ１５に
移る。磁気センサ４４からパルスが入力されていなけれ
ばステップ１５に直接に移り、前記５秒タイマがスター
トしてから（ステップ１２）５秒が経過したか否かが判
断される。５秒が経過していなければ、ステップ１３に
戻り、上記と同様の制御を行なう。なお、ステップ１３
において、開閉ハンドル１２０が止水位置まで戻されて
いるときには、ステップ４１に跳び、出力ポートＯＰ４
をＬとすることによりアーマチュアリリース用ソレノイ
ド１１８に通電を行ない、アーマチュア７４をリリース
すると共に、出力ポートＯＰ１をＨとすることによりト
ランジスタＴｒ１をＯＦＦとし、通水制御を終了する。

ステップ１５において、流量測定を行なう５秒が経過し
た後は、ステップ１７、１８に移り、新たに５秒タイマ
をスタートさせ、更に出力ポートＯＰ３をＬとすること
により、磁気センサ４４をＯＦＦとする。そして、ステ
ップ１９において、カウンタＡでカウントした前記５秒
間での瞬間的な流量が所定量以上あるか否かが判断され
る。これは、前記した通り、微少流量時には、電池の無
駄な消耗を防ぐために強制的に閉弁作動させるためであ
る。即ち、ステップ１９において、カウンタＡのカウン
ト数が一定量に達しないときには、ステップ３７に移
り、出力ポートＯＰ４をＬとすることによりソレノイド
１１８に通電し、閉弁させる。そして、ステップ３８に
て、実際に開閉ハンドル１２０が閉弁位置まで回ったか
どうか判断し（これはリードスイッチ１０４がＯＦＦと
なったかどうかを判断することにより行なう）、実際に
開閉ハンドル１２０が閉弁位置まで回っていれば前記ス
テップ４２に戻り制御を終了する。仮に、ステップ３８
において開閉ハンドル１２０が閉弁位置まで回っていな
いときには、５秒経過してから（ステップ３９、４
０）、再びステップ３７に戻ってソレノイド１１８への
通電を行なう。

ステップ１９において、バルブボディを流れる流量が一
定量以上であり、カウンタＡのカウント数が一定量以上
である場合にはステップ１９ａに移る。そして、カウン
タＡのカウント数が５０未満であれば、Ａのカウント数
に６５を加算する（ステップ１９ｃ）。また、ステップ
１９ａにおいてカウンタＡのカウント数ガ５０以上であ
るときにはステップ１９ｂに進み、カウンタＡのカウン
ト数が３４５未満であれば該カウント数に５０を加算
（ステップ１９ｄ）した後ステップ２０に移り、３４５
以上であればそのままステップ２０に移る。

ステップ２０においては、カウンタＢにカウンタＡのカ
ウント数を積算する。そして、３１０フラグか６２０
フラグであるかが判断され（ステップ２１）、３１０
フラグである場合にはステップ２２に移る。そして、
カウンタＢのカウント量が１０に相当する量であるか
否かが判断され、もしカウンタＢでのカウント数が１０
以上のものである場合には、カウンタＢから１０相
当のカウント数を減算した後ステップ２４に移る。ステ
ップ２２におけるカウンタＢのカウント数が１０に達
しない場合には、ステップ２２から直接に後述のステッ
プ２５に移る。

また、前記ステップ２１で６２０フラグである場合に
は、ステップ２６に移り、カウンタＢのカウント内容が
２０に相当するカウント数以上であるか否かが判断さ
れ、２０相当カウント数以上である場合にはステップ
２７に移り、カウンタＢのカウント数から２０相当カ
ウント数を減算し、ステップ２４に移る。また、ステッ
プ２６における判断結果が、カウンタＢにおけるカウン
ト数が２０相当カウント数に達しないものである場合
にはステップ２５に移る。

ステップ２３、２７からの移行先であるステップ２４に
おいては、カウンタＣに１が加算される。この１は、前
記コードスイッチ１１４の０〜３１の信号と検出流量と
の対比を行なうためのものであり、カウンタＣは通水量
が１０（３１０フラグの場合）、または２０きざ
み（６２０フラグの場合）に対応して１０または２
０ごとに１ずつカウント数が増えてゆく。

ステップ２５ではカウンタＡに０を入力し、続いてステ
ップ２８、２９、３０の処理を行ない、まずコードスイ
ッチ１１４から設定貯水量を入力した後、このコードス
イッチ信号をメモリＤに入力する。そして、このメモリ
Ｄの内容が０であるか否かが判断される。これは、前記
したテストモードであるか否かを判断するものであり、
仮にメモリＤが０である場合にはステップ３５に移り、
カウンタＢのカウント数が２以上のものであるか否か
が判断され、仮に２以上の流量が既に流れている場合
にはステップ３７に移り、ソレノイド１１８への通電を
行なって閉弁、止水を行なう。また、ステップ３５にお
けるカウンタＢのカウント数が２に相当するカウント
数に達しないときにはステップ３６に移り、コードスイ
ッチ１１４からのコードスイッチ信号（設定貯水量）の
読み込みを終了させた後、ステップ３３に移り、後述の
制御を行なう。

ステップ３０において０以外のコード信号が入力されて
いる場合（例えば１６０など実際に貯水量が設定され
ている場合）には、ステップ３１に移りコードスイッチ
１１４からの読み込みを終了させた後、ステップ３２に
移りカウンタＣのカウント数がメモリＤに入力されてい
るコードスイッチ信号（設定貯水量）に達したか否かが
判断され、もし貯水量を示すカウンタＣが設定貯水量に
達しているときにはステップ３７に移り閉弁を行なう。
また、ステップ３２における判断の結果、カウンタＣの
カウント内容が目標とする貯水量に達していないときに
はステップ３３に移り、開閉ハンドル１２０がその後止
水操作されたか否かが判断され、吐水状態が継続されて
いる場合にはステップ３４に移り５秒が経過しているか
否かが判断される。５秒が経過している場合にはステッ
プ２８に戻り、５秒が経過している場合にはステップ１
１に戻る。また、ステップ３３において判断した結果、
開閉ハンドル１２０が前回の判断の後止水位置に戻され
ていた場合（即ち、リードスイッチ１０４がＯＦＦとな
っている場合）には、ステップ４１に移り、ソレノイド
１１８に通電してアーマチュア７４をリリースする。

なお、上記カウンタＢにおける止水数が１０相当カウ
ント、２０相当カウントまたは２相当カウントであ
るかどうかについて次に説明する。

前述した通り、前記磁気センサ４４の１パルスは４ccに
対応しており、仮に磁気センサ４４が開弁吐水操作中連
続して検出を行なう場合には例えば１０相当カウント
数は２５００カウントとなる。しかしながら、前記した
通り磁気センサ４４は５秒間だけ実際の計測を行なった
後次の５秒間は計測を中断している。従って、カウンタ
Ｂは、１０相当カウント数として１２５０カウントを
設定してある。また、同様に２０相当カウントとして
２５００カウント（２５００×４＝１００００cc，１０
）が設定され、２相当カウントとして２５０カウン
ト（２５０×４＝１０００cc，１）が設定されてい
る。

しかして、上述の通り、本実施例にあっては、流量に応
じてカウントしたパルス数を補正しているので、貯水量
の誤差が極めて少なくなる。

なお、上記実施例は本考案の一例であって、具体的な補
正値は定量止水栓の容量、流路形状等によって変わるこ
とは明らかである。例えば、上記実施例では補正値を加
算しているが、場合によっては補正値を減算することも
あり得る。各補正値は、当該定量止水栓について試験を
行ってそれぞれ決定すれば良い。

なお、とくに本実施例にあっては、微少流量時の電池消
耗の防止、電池電圧のチェック、設定貯水量レンジの切
替が図られている。また、流量を間欠的に（１０秒のう
ち５秒間）測定し、実際の流量については検出流量を２
倍して推測することによる回路の消費電力の節減、定量
止水制御中に手動にて開閉ハンドルが戻された場合の止
水、貯水量を０に設定しておくと少量（２）だけ定量
吐水されるテストモードの利用等が図れており、さら
に、定量吐水中に貯水量を変更したときには変更後の貯
水量となるように総通水量が制御されるので極めて使い
易くかつ便利である。

［効果］ 以上の通り、本考案の定量止水栓によれば設定貯水量と
実際の貯水量との誤差が極めて小さく、所望通りの水量
だけ吐水させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る定量止水栓の縦断面図、
第２図は側面図、第３図は平面図、第４図はバルブボデ
ィーの平面図、第５図は底面図である。第６図はハンド
ルを装着した状態を示す断面図、第７図は上部ケーシン
グ内の構成を示す上下逆にした斜視図、第８図は開閉ス
ピンドルの組立斜視図、第９図、第１０図及び第１１図
は作動説明図である。第１２図は制御回路図、第１３図
は制御ブロック図、第１４図は制御フローチャートであ
る。第１５図は流量とパルスとの関係を示すグラフであ
る。 １０……バルブボディー、１６……弁体、 ２０……翼車、３０……弁座、 ５２……開閉スピンドル、 ７４……アーマチュア、８２……作動子、 １０６……設定スピンドル、 １１４……コードスイッチ、 ２００……電池、２０４……比較回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 塚本 良平 愛知県常滑市港町３丁目77番地 株式会社 イナックス榎戸工場内 (72)考案者 中野 祐 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)考案者 山田 一彦 愛知県丹羽郡大口町大字豊田字野田１番地 株式会社東海理化電機製作所内 (72)考案者 関 行雄 愛知県名古屋市中村区名駅４丁目11番27号 東海理化販売株式会社内 (56)参考文献 特開 昭47−27052（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−142198（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−24115（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】バルブボディー内に弁体及び翼車を設ける
   と共に、該翼車の回転に伴ってパルスを発生する流量セ
   ンサを設置し、かつパルスをカウントし、目標貯水量に
   到達したときに前記弁体を閉弁させる制御装置を有する
   定量止水栓において、 該制御装置は、 目標貯水量に対応した積算パルス数を記憶する目標値記
   憶手段； 単位時間内にカウントされるパルス数に応じて定められ
   た補正値を記憶する補正用記憶手段； 吐水開始後、該単位時間の経過ごとに前記補正値を該パ
   ルス数に加減算することにより被積算パルス数を設定す
   る被積算パルス数の設定手段； 吐水開放後、単位時間経過ごとに、該設定手段で設定さ
   れたパルス数を積算する積算手段；及び、 該積算手段の積算値を前記目標値記憶手段の記憶値と対
   比し、該積算値が該記憶値に到達したときに閉弁信号を
   出力する比較手段； を備えてなることを特徴とする貯水量が正確な定量止水
   栓。