JPH0650457A - 電磁水抜弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 凍結の恐れのないときには、外部からの信号
で一定の時間だけ給水動作をし、凍結の恐れのあるとき
には、外部からの信号で一定の時間だけ給水動作をした
あとに一定時間排水する電磁水抜バルブの制御装置を提
供することにある。 【構成】 温度を検出する温度スイッチと、外部からの
信号で反転して一定時間後に復帰する第１のタイマー
と、第１のタイマーの復帰によって出力を反転して保持
するフリップフロップと、温度スイッチの出力が所定の
温度以下で、第１のタイマーが復帰している場合には、
一定時間だけ反転したフリップフロップの信号を出力し
てからフリップフロップの出力を復帰して保持する第２
のタイマーとによりなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は寒冷地の、特に水洗トイ
レにおいて使用される電磁水抜弁の制御装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】従来、寒冷地の水洗トイレにおいては、モ
ーター駆動の電動水抜バルブが多く使用されている。こ
れは、使用者が押しボタンスイッチを押すことにより、
駆動部のモーターが回転し、歯車により減速されて最終
歯車と噛み合う回転体にねじ接続されたスピンドルを上
下動させ、上記スピンドルに連結されたピストンを上下
動させて通水し、タイマーにより一定時間経過後にモー
ターが反転し、ピストンを逆移動させて止水し、更に移
動して排水状態になり、管内の水を排水するようにした
ものである。

【０００４】そのため動作が確実であり、水の凍結する
時季においても安心して使用できるという利点はある
が、反面、水の凍結しない時季にも管内の水が排出され
るため、不経済であり、また、次に水を出すとき、配管
が長ければ特にそうであるが、水が出るまで時間がかか
るという欠点があった。更に、モーターの回転を減速
し、ねじによりピストンを排水状態から止水状態、更に
通水状態に移動させるため、一層水が出るまで時間がか
かり、使用者に不安感を与え、あるいは故障と誤認させ
るという結果を招いていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明においては、動
作に時間のかかるモーター駆動の水抜バルブに替え、通
電すると直ちに動作する電磁弁を、給水用と排水用に２
個使用し、凍結の恐れのあるときだけ管内の水を排出
し、使用者が押しボタンスイッチを押すとすぐに水が出
る電磁水抜弁の制御装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、温度を検出す
る温度スイッチと、外部からの信号で反転して一定時間
後に復帰する第１のタイマーと、第１のタイマーの復帰
によって出力を反転して保持するフリップフロップと、
温度スイッチの出力が所定の温度以下で、第１のタイマ
ーが復帰している場合には、反転したフリップフロップ
の信号を出力し、それから一定時間後にフリップフロッ
プの出力を復帰して保持する第２のタイマーとにより、
給水用と排水用の２個の電磁弁を制御して通止水及び排
水の動作を行わせるようにしたものである。

【０００７】

【作用】そのため、モーター駆動の電動弁のように、ピ
ストンが排水状態、止水状態を経て通水状態に移行する
必要がなく、排水状態からすぐに通水状態となるととも
に、温度スイッチによって水が凍結する恐れのあるとき
だけ排水するので経済的であり、水の出る時間を気にす
る必要がなくなるものである。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示し、Ｖは制御電
源、Ｔ１は第１のタイマーで、押しボタンスイッチＳｗ
が押されていない場合、押しボタンスイッチＳｗから直
接入力されるナンドの一方の入力は０、インバータと抵
抗を介したコンデンサのある他の入力は１、ナンドの出
力は１、そこから抵抗を介してコンデンサが充電されて
おり、インバータを介した第１のタイマーＴ１の出力ｔ
は０である。押しボタンスイッチＳｗが押されると、押
しボタンスイッチＳｗから直接入力されるナンドの一方
の入力は１、インバータの出力が０になり、抵抗を介し
てコンデンサが放電して行くが、所定の時間だけ１を保
持するので、その間、ナンドの出力は０になる。このた
めナンドの出力側の充電されたコンデンサはダイオード
によって急速に放電され、インバータを介した第１のタ
イマーＴ１の出力ｔは１に反転する。押しボタンスイッ
チＳｗが押され続けていても、ナンドの入力コンデンサ
が所定の時間経過後、放電されてナンドの出力が１にな
り、出力のコンデンサが抵抗を介して充電されていき、
一定時間後、インバータを介した第１のタイマーＴ１の
出力ｔは０に復帰する。なお、ナンドの入力の抵抗とコ
ンデンサの時定数は、ナンドの出力が０になって充電さ
れていた出力のコンデンサが抵抗とダイオードを介して
放電される時間よりも長ければ十分であり、ダイオード
と直列の抵抗はコンデンサの放電時にナンドの出力を保
護する電流制限抵抗である。

【０００９】第１のタイマーＴ１の出力ｔは、トランジ
スタを介して給水用のリレーＲ１を制御しており、出力
ｔが１に反転している間だけ給水用のリレーＲ１が付勢
される。第１のタイマーＴ１の出力ｔは直接オアのひと
つの入力になる一方、インバータと抵抗を介してオアの
他のコンデンサのある入力になっており、オアの出力
は、第１のタイマーＴ１の出力ｔが１から０に復帰する
ときだけ、所定の時間０になる。

【００１０】オアの出力はナンド２個で作られたフリッ
プフロップＦの一つの入力へつながり、フリップフロッ
プＦの出力Ｑは３入力のアンドのひとつにつながってい
る。アンドの入力につながっているＴｓは温度スイッチ
で、感温素子Ｓにより、水が凍結しないときは０、水が
凍結する恐れのあるときは１を出力する。もうひとつの
アンドの入力には、第１のタイマーＴ１の出力ｔからイ
ンバータを介して抵抗とコンデンサで一定の時間遅れを
ともなってつながっており、コンデンサは、充電の場合
には抵抗で決まる一定時間でなされ、放電の場合にはそ
の抵抗に並列に入っているダイオードと抵抗で急激にな
される。ダイオードと直列の抵抗はコンデンサの放電時
にインバータの出力を保護する電流制限抵抗である。

【００１１】Ｔ２は第２のタイマーで、３入力アンドの
出力は、トランジスタを介して排水用のリレーＲ２を制
御しており、出力が１になっている間だけ排水用のリレ
ーＲ２が付勢されるが、それと同時に抵抗を介してコン
デンサが充電されていき、一定時間後、インバータを介
してフリップフロップＦの他の入力を０にする。これに
よってフリップフロップＦの出力Ｑが０に復帰し、アン
ドの出力が０になり、トランジスタが遮断して排水用の
リレーＲ２の付勢が断たれ、同時に充電されたコンデン
サがダイオードと抵抗を介して急速に放電する。ダイオ
ードと直列の抵抗はコンデンサの放電時にアンドの出力
を保護する電流制限抵抗である。

【００１２】図２において、ｒ１、ｒ２はそれぞれ図１
の給水用のリレーＲ１、排水用のＲ２の接点で、Ｓ１は
給水用電磁弁のソレノイド、Ｓ２は排水用電磁弁のソレ
ノイド、Ｖ１は給水用電磁弁、Ｖ２は排水用の電磁弁で
ある。給水用のリレーＲ１が付勢すると接点ｒ１が図２
の位置から他端に切り替わり、給水用のソレノイドＳ１
が通電して給水用電磁弁Ｖ１が開いて便器（図示しな
い）に給水され、付勢がなくなると接点ｒ１が図２の位
置に戻って給水用電磁弁Ｖ１が閉じて止水する。排水用
のリレーＲ２が付勢すると接点ｒ２が図２の位置から他
端に切り替わり、排水用のソレノイドＳ２が通電して排
水用電磁弁Ｖ２が開いて便器に至る配管内の水が排出
し、付勢がなくなると接点ｒ２が図２の位置に戻って排
水用電磁弁Ｖ２が閉じて排水が終了する。

【００１３】水が凍結しない時季に押しボタンスイッチ
Ｓｗを押すと、次のように、一定時間だけ給水用の電磁
弁Ｖ１が開き、排水用の電磁弁Ｖ２は開かない。まず、
水が凍結しない時季には温度スイッチＴｓの出力が０な
ので、３入力のアンドの他の入力が変化しても出力は０
のままで、トランジスタを介した排水用のリレーＲ２が
付勢されることはなく、排水用の電磁弁が開くことはな
い。この状態で押しボタンスイッチＳｗが押されると、
押しボタンスイッチＳｗから直接入力されるナンドの一
方の入力は１、インバータの出力が０になり、充電され
ていたコンデンサが抵抗を介して放電して行くが、所定
の時間だけ１を保持するので、その間、ナンドの出力は
０になる。このためナンドの出力側の充電されたコンデ
ンサはダイオードによって急速に放電され、インバータ
を介した第１のタイマーＴ１の出力ｔは０から１に反転
する。これによってトランジスタが導通して給水用のリ
レーＲ１が付勢され、給水用のソレノイドＳ１に電流が
流れて給水用の電磁弁Ｖ１が開き、便器に水が流れる。
第１のタイマーＴ１の出力ｔからインバータと抵抗を介
してとコンデンサのあるアンドの入力につながるところ
では、インバータの出力が０となり、充電されていたコ
ンデンサはダイオードと抵抗で急激に放電する。第１の
タイマーＴ１の出力ｔが０から１に反転してもオアの出
力は１のままで変わらない。この状態で押された押しボ
タンスイッチＳｗが離れるか、あるいは押され続けてい
ても所定の時間が経過するとインバータを介したコンデ
ンサが放電するとナンドの出力が１になり、抵抗を介し
て出力のコンデンサが充電され始める。一定時間後、イ
ンバータを介した第１のタイマーＴ１の出力ｔは１から
０に復帰する。これによって導通していたトランジスタ
が遮断し、給水用リレーＲ１の付勢がなくなり、給水用
ソレノイドＳ１の電流がなくなって給水用電磁弁Ｖ１が
閉じ、便器に流れていた水が止まる。一方、第１のタイ
マーＴ１の出力ｔが１から０に復帰するのにともない、
オアの出力が０になり、フリップフロップＦの出力Ｑは
それまで０であったならば１に反転する。第１のタイマ
ーＴ１の出力ｔが１から０に復帰して所定の時間経過
後、インバータを介したオアの入力のコンデンサが充電
されて１になり、フリップフロップＦの出力Ｑは１に反
転した状態を保持する。また、第１のタイマーＴ１の出
力ｔが１から０に復帰するのにともない、インバータと
抵抗を介した３入力のアンドの入力のコンデンサが充電
されて行くが、温度スイッチＴｓの出力が０なのでトラ
ンジスタを介した排水用のリレーＲ２は付勢されない。
アンドから抵抗と入力にコンデンサのついたインバータ
を介したフリップフロップＦの入力も１のままである。

【００１４】水が凍結しない時季には以上の動作が繰り
返される。すなわち、押しボタンスイッチＳｗを押すと
第１のタイマーＴ１の出力ｔ1 が０から１に反転して給
水用のリレーＲ１が付勢し、ソレノイドに電流が流れて
バルブＶ１が開いて水が流れる。一定時間後、第１のタ
イマーＴ１の出力ｔ1 は１から０に復帰し、給水用リレ
ーＲ１の付勢がなくなり、ソレノイドの電流がなくな
り、バルブＶ１が閉じて水が止まる。この時、オアの出
力が所定の時間０になるが、フリップフロップＦの出力
Ｑは１のまま反転した状態を保持し、３入力のアンドの
入力のコンデンサも充電されて１になるが、温度スイッ
チＴｓの出力が０なのでアンドの出力は０のままで、ト
ランジスタを介した排水用のリレーＲ２は付勢されな
い。

【００１５】水の流れていない状態で寒くなり、水が凍
結する恐れが出てくると、次のようにして一定時間だけ
排水用の電磁弁Ｖ２が開き、管内の水を外部に排出して
凍結を防止する。すなわち、温度が下がって水が凍結す
る恐れが出てくると、感温素子Ｓにより、温度スイッチ
Ｔｓは１を出力する。温度スイッチＴｓ以外からアンド
に入ってきている入力が１なので、アンドの出力は１に
なる。これによってトランジスタが導通して排水用のリ
レーＲ２が付勢され、排水用ソレノイドＳ２が通電して
排水用の電磁弁Ｖ２が開き、管内の水を排出する。一
方、アンドの出力が１になるのにともない、第２のタイ
マーＴ２において抵抗を介してインバータの入力コンデ
ンサが充電されていく。一定時間が経過してコンデンサ
が十分に充電されると、インバータを介してフリップフ
ロップＦの他の入力が０になり、反転していたフリップ
フロップＦの出力Ｑが０に復帰する。これによって３入
力のアンドの出力が０に戻り、導通していたトランジス
タが遮断して排水用のリレーＲ２の付勢が解除され、排
水用ソレノイドＳ２の通電がなくなって排水用の電磁弁
Ｖ２が閉じ、排水が終了する。一方、充電されていたイ
ンバータの入力コンデンサは、ダイオードと抵抗を介し
て急速に放電し、フリップフロップＦの他の入力が１に
戻るが、復帰したフリップフロップＦの出力Ｑは０のま
まを保持する。アンドの３入力のそれぞれは、フリップ
フロップＦからは０、温度スイッチＴｓからは１、第１
のタイマーＴ１の出力ｔからはインバータと抵抗を介し
て１でコンデンサは充電されている。

【００１６】水が凍結するおそれのある時季に押しボタ
ンスイッチＳｗを押すと、次のように、一定時間だけ給
水用のリレーＲ１が付勢されて給水用の電磁弁Ｖ１が開
き、給水用の電磁弁Ｖ１が閉じてから一定時間後に一定
時間だけ排水用のリレーＲ２が付勢されて排水用の電磁
弁Ｖ２が開く。押しボタンスイッチＳｗが押されると、
第１のタイマーＴ１では、ナンドの出力が所定の時間だ
け０になり、その間にナンドの出力側の充電されたコン
デンサはダイオードによって急速に放電され、インバー
タを介した第１のタイマーＴ１の出力ｔは０から１に反
転する。これによってトランジスタが導通して給水用の
リレーＲ１が付勢され、給水用のソレノイドＳ１に電流
が流れて給水用電磁弁Ｖ１が開き、便器に水が流れる。
同時に第１のタイマーＴ１の出力ｔからインバータと抵
抗を介した３入力のアンドの入力コンデンサでは、イン
バータが０となって充電されていたコンデンサはダイオ
ードと抵抗で急激に放電して０になる。この状態から所
定の時間が過ぎて第１のタイマーＴ１のナンドの出力が
１になると抵抗を介してナンドの出力のコンデンサが充
電され始め、一定時間後、インバータを介した第１のタ
イマーＴ１の出力ｔは１から０に復帰する。これによっ
て導通していたトランジスタが遮断し、給水用リレーＲ
１の付勢がなくなり、給水用ソレノイドの電流がなくな
って給水用電磁弁Ｖ１が閉じ、便器に流れていた水が止
まる。また、第１のタイマーＴ１の出力ｔが１から０に
復帰するのにともない、オアの出力が所定の時間０にな
り、フリップフロップＦの出力Ｑが１に反転した状態を
保持する。更に、第１のタイマーＴ１の出力ｔが１から
０に復帰するのにともない、インバータと抵抗を介した
３入力のアンドの入力のコンデンサが充電されて行き、
一定時間がたって十分充電されると、温度スイッチＴｓ
の出力が１なので３入力のアンドの出力が１になる。こ
れによってトランジスタを介した排水用のリレーＲ２が
付勢されて排水用のソレノイドＳ２に電流が流れ、排水
用の電磁弁Ｖ２が開いて配管内の水を排出する。また、
アンドの出力が１になるのにともない、第２のタイマー
Ｔ２のインバータの入力コンデンサが抵抗を介して充電
されていき、一定時間経過して十分に充電されると、フ
リップフロップＦの他の入力を０にする。これによって
１に反転していたフリップフロップＦの出力Ｑが０に復
帰し、アンドの出力が０になり、トランジスタを介した
排水用のリレーＲ２が遮断して排水用のソレノイドＳ２
の電流を断ち、排水用の電磁弁Ｖ２が閉じて排水が終了
する。一方、アンドの出力が０になるのにともない、第
２のタイマーＴ２のインバータの入力コンデンサがダイ
オードと抵抗を介して急速に放電され、インバータを介
したフリップフロップＦの入力が１に戻り、フリップフ
ロップＦの出力Ｑは０に復帰したままの状態を保持す
る。

【００１７】以上に述べたように、水が凍結するおそれ
のある時季に押しボタンスイッチＳｗを押すと、一定時
間だけ給水用のリレーＲ１が付勢され、給水用のリレー
Ｒ１の付勢がなくなってから一定時間後に排水用のリレ
ーＲ２が一定時間だけ付勢される。それ故、通水の急速
な遮断時に発生するウォーターハンマーを防止するため
に、給水用の電磁弁Ｖ１として給水用のソレノイドＳ１
の電流がなくなってから機械的にゆっくりと閉じていく
ものを採用しても、給水用の電磁弁Ｖ１を通った水がそ
のまま排水用の電磁弁Ｖ２から出ていくことはない。第
１のタイマーＴ１の出力ｔからインバータを介した抵抗
とコンデンサを省略してインバータの出力を直接アンド
に入力すると、給水用のリレーＲ１の付勢がなくなると
すぐに排水用のリレーＲ２が付勢されるので、給水が終
わるとすぐに排水が始まるが、ウォターハンマーの心配
がなくて給水用のソレノイドＳ１の電流がなくなると同
時に閉じる給水用の電磁弁Ｖ１を採用する場合、給水用
の電磁弁Ｖ１を通った水がそのまま排水用の電磁弁Ｖ２
から出ていくことはない。

【００１８】排水用の電磁弁Ｖ２が開いて排水している
最中に押しボタンスイッチＳｗが押されると、第１のタ
イマーＴ１の出力ｔが１になり、これによって給水用の
リレーＲ１が付勢されて給水用の電磁弁Ｖ１が開く。一
方、第１のタイマーＴ１の出力ｔが１になるとともに、
そこからインバータを介して充電されていたアンドの入
力コンデンサが抵抗とダイオードを介して急速に放電し
てアンドの出力が０になり、排水用のリレーＲ２の付勢
がなくなって開いていた排水用の電磁弁Ｖ２が閉じる。
この場合も、給水用の電磁弁Ｖ１を通った水がそのまま
排水用の電磁弁Ｖ２から出ていくことはない。

【００１９】水の凍結する時季には以上の動作が繰り返
されるが、水が凍結しなくなると、感温素子Ｓによって
温度スイッチＴｓの出力が０となり、アンドの出力が０
となって排水用のリレーＲ２が付勢されなくなり、排水
用の電磁弁は閉じたままになる。以後、さきに述べたよ
うな水の凍結しない時季の動作が繰り返される。

【００２０】なお、以上の動作の説明では、外部からの
信号の投入には押しボタンスイッチＳｗを採用していた
が、信号はそれに限定されるものではない。たとえば、
押しボタンスイッチＳｗの代わりに人の有無を検出する
光電スイッチを採用し、人のいるときは０、人のいない
ときに１が投入されるなら、人がいなくなったときに第
１のタイマーＴ１のナンドが所定の時間だけ０になり、
これによって一定の時間、第１のタイマーＴ１の出力ｔ
が１になって給水用のリレーＲ１が付勢して給水用の電
磁弁Ｖ１が開いて便器に水が流れる。この場合、人がい
ないと放電しているナンドの入力のコンデンサは人が来
て充電され、人がいなくなって放電され、放電して行く
ときに所定の時間だけナンドの出力が０になるので、入
力のコンデンサが十分に充電されないとナンドの出力が
０にならず、第１のタイマーＴ１の出力ｔが１になるこ
とはない。つまり、所定の時間以上いた人がいなくなっ
てはじめて第１のタイマーＴ１が働いて便器に水が流れ
るようになり、光電スイッチの検出範囲を通り過ぎるだ
けの人に対しては第１のタイマーＴ１が働かず、水は流
れない。

【００２１】また、図２に示す実施例では、給水用の電
磁弁Ｖ１と排水用の電磁弁Ｖ２とを分離しているが、そ
れぞれのケーシングを一体化して作り、その中で個々の
ソレノイドを制御してももちろん構わない。

【００２２】

【本発明の効果】以上に述べたように、本発明は、温度
を検出する温度スイッチと、外部からの信号で反転して
一定時間後に復帰する第１のタイマーと、第１のタイマ
ーの復帰によって出力を反転して保持するフリップフロ
ップと、温度スイッチの出力が所定の温度以下で、第１
のタイマーが復帰している場合には、一定時間だけ反転
したフリップフロップの信号を出力してからフリップフ
ロップの出力を復帰して保持する第２のタイマーとによ
り、給水用と排水用の２個の電磁弁を制御して通水と止
水、更に水が凍結する恐れのあるときだけ排水の動作を
行わせるようにしたもので、そのため、温度スイッチに
よって水が凍結する恐れのあるときだけ排水するので経
済的で、さらに動作に時間のかかるモーター駆動の水抜
バルブと違って水の出る時間を気にする必要がなくな
り、配管が長い場合でも使用者に不安、苛立ちを与えず
にすむ、という効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例を示す回路図である。

【図２】本発明により制御される電磁弁のソレノイドと
電磁弁の位置を示す配置図である。

【符号の説明】

Ｖ 制御電源 Ｓｗ 押しボタンスイッチ Ｔ１ 第１のタイマー ｔ 第１のタイマーの出力 Ｒ１ 給水用のリレー Ｓ 感温素子 Ｔｓ 温度スイッチ Ｆ フリップフロップ Ｑ フリップフロップの出力 Ｔ２ 第２のタイマー Ｒ２ 排水用のリレー Ｖｄ 駆動電源 ｒ１ 給水用のリレー接点 ｒ２ 排水用のリレー接点 Ｓ１ 給水用電磁弁のソレノイド Ｓ２ 排水用電磁弁のソレノイド Ｖ１ 給水用電磁弁 Ｖ２ 排水用電磁弁

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 温度を検出し、所定の温度を境界にして
   離散値を出力する温度スイッチと、温度スイッチの出力
   と無関係に外部からの信号で反転し、一定時間後に復帰
   する第１のタイマーと、第１のタイマーの復帰によって
   出力を反転して保持するフリップフロップと、前記温度
   スイッチの出力が所定の温度以下で、前記第１のタイマ
   ーが復帰している場合には、反転した前記フリップフロ
   ップの信号を出力し、それから一定時間後に前記フリッ
   プフロップの出力を復帰して保持する第２のタイマーと
   からなる電磁水抜弁の制御装置。
2. 【請求項２】 第２のタイマーを、前項記載温度スイッ
   チの出力が所定の温度以下で、前項記載第１のタイマー
   が復帰している場合に、反転した前項記載フリップフロ
   ップの信号を一定時間後に出力し、それから一定時間後
   に前項記載フリップフロップの出力を復帰して保持する
   ようにしてなる請求項１記載の電磁水抜弁の制御装置。