(57)【要約】      （修正有）【課題】プランジャ弁体を開弁動作させるために必要な消費エネルギーを抑制することが可能な水栓装置を提供する。【解決手段】マイコンは、弁座２２ａよりも上流側の水圧と、磁石９０の雰囲気温度とに基づいて、コイル７１への通電電流値がプランジャ弁体５０を所定開弁位置にまで変位させるために必要な必要開弁電流値に到達する開弁電圧印加時間を予め算出して設定している。吐水指令信号が入力されたときには、予め設定した開弁電圧印加時間だけコイル７１に電圧を印加する。【選択図】図３
2014202318.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口（２ａ）へ繋がる通水路（２９）が内部に形成されたハウジング（２０）と、
前記通水路（２９）に臨むように前記ハウジング（２０）に形成された弁座（２２ａ）と、
前記弁座（２２ａ）に離着座して前記通水路（２９）を開閉し、前記弁座（２２ａ）に着座している所定閉弁位置に位置する時には前記弁座（２２ａ）よりも上流側の前記通水路（２９）内の水圧が前記弁座（２２ａ）への着座方向（ＸＸ）に印加されるプランジャ弁体（５０）と、
前記プランジャ弁体（５０）を前記着座方向（ＸＸ）に付勢する弾性部材（５５）と、
前記プランジャ弁体（５０）とともに磁気回路を構成し、前記プランジャ弁体（５０）を前記弁座（２２ａ）からの離座方向（ＹＹ）へ磁気的に吸引する永久磁石（９０）と、
前記磁気回路に設けられ、一端部と他端部との間への電圧の印加に伴う通電により発生する磁束によって前記プランジャ弁体（５０）を磁気的に吸引するコイル（７１）と、
入力された吐水指令信号に応じて前記コイル（７１）への電圧の印加を制御する制御手段（１０１）と、を備え、
前記プランジャ弁体（５０）が前記所定閉弁位置にある時に前記制御手段（１０１）が前記コイル（７１）に電圧を印加して前記一端部から前記他端部へ向かう第１方向へ通電したときには、前記永久磁石（９０）と前記コイル（７１）とによる吸引力が前記水圧と前記弾性部材（５５）とによる付勢力に抗して前記プランジャ弁体（５０）を所定開弁位置にまで前記離座方向（ＹＹ）に変位させ、前記電圧の印加を停止して前記第１方向への通電を中止したときには、前記永久磁石（９０）の吸引力が前記弾性部材（５５）の付勢力に抗して前記プランジャ弁体（５０）を前記所定開弁位置に保持する水栓装置であって、
前記水圧を検出する水圧検出手段（４）を備え、
前記制御手段（１０１）は、
前記プランジャ弁体（５０）が前記所定閉弁位置にある時には、前記水圧検出手段（４）の検出圧力に基づいて、前記コイル（７１）への電圧印加を行う前に、前記コイル（７１）への通電電流値が前記プランジャ弁体（５０）を前記所定開弁位置にまで変位させるために必要な必要開弁電流値に到達する開弁電圧印加時間（ｔｏ）を予め算出して設定しており、
前記吐水指令信号が入力されたときには、前記第１方向へ通電するように予め設定した前記開弁電圧印加時間（ｔｏ）だけ前記コイル（７１）に電圧を印加することを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
前記永久磁石（９０）の温度もしくはその関連温度を検出する温度検出手段（１１０）を備え、
前記制御手段（１０１）は、
前記温度検出手段（１１０）の検出温度と、予め記憶している前記永久磁石（９０）の吸引力の温度特性とに基づいて、前記開弁電圧印加時間を補正することを特徴とする請求項１に記載の水栓装置。
【請求項３】
前記制御手段（１０１）は、
予め設定するために算出した前記開弁電圧印加時間が所定時間（ｔ１）以上となる場合には、前記開弁電圧印加時間を算出する際に用いる前記コイル（７１）への印加電圧の設定値を、前記開弁電圧印加時間が前記所定時間（ｔ１）未満となるまで昇圧して、前記開弁電圧印加時間（ｔｏ）を再算出して設定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水栓装置。
【請求項４】
前記プランジャ弁体（５０）が前記所定開弁位置にある時に前記制御手段（１０１）が前記コイル（７１）に電圧を印加して前記他端部から前記一端部へ向かう第２方向へ通電したときには、前記コイル（７１）による吸引力および前記弾性部材（５５）による付勢力が前記永久磁石（９０）による吸引力に抗して前記プランジャ弁体（５０）を前記所定閉弁位置にまで前記着座方向（ＸＸ）に変位させ、前記電圧の印加を停止して前記第２方向への通電を中止したときには、前記弾性部材（５５）による付勢力が前記永久磁石（９０）の吸引力に抗して前記プランジャ弁体（５０）を前記所定閉弁位置に保持する水栓装置であって、
前記永久磁石（９０）の温度もしくはその関連温度を検出する温度検出手段（１１０）を備え、
前記制御手段（１０１）は、
入力された止水指令信号に応じても前記コイル（７１）への電圧の印加を制御するものであり、
前記プランジャ弁体（５０）が前記所定開弁位置にある時には、前記温度検出手段（１１０）の検出温度に基づいて、前記コイル（７１）への電圧印加を行う前に、前記コイル（７１）への通電電流値が前記プランジャ弁体（５０）を前記所定閉弁位置にまで変位させるために必要な必要閉弁電流値に到達する閉弁電圧印加時間（ｔｓ）を予め算出して設定しており、
前記止水指令信号が入力されたときには、前記第２方向へ通電するように予め設定した前記閉弁電圧印加時間（ｔｓ）だけ前記コイル（７１）に電圧を印加することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１つに記載の水栓装置。
【請求項５】
前記制御手段（１０１）は、
予め設定するために算出した前記閉弁電圧印加時間が所定時間以上となる場合には、前記閉弁電圧印加時間を算出する際に用いる前記コイル（７１）への印加電圧の設定値を、前記閉弁電圧印加時間が前記所定時間未満となるまで昇圧して、前記閉弁電圧印加時間（ｔｓ）を再算出して設定することを特徴とする請求項４に記載の水栓装置。
【請求項６】
前記通水路（２９）は、パイロット用通水路（２９）であり、
前記ハウジング（２０）内には、前記弁座（２２ａ）よりも上流側で前記パイロット用通水路（２９）と連通する主通水路（２８）が形成され、
前記主通水路（２８）に臨むように前記ハウジング（２０）に形成された主弁座（２１ａ）と、
前記主弁座（２１ａ）に離着座して前記主通水路（２８）を開閉する主弁体（４０）と、を備え、
前記弁座（２２ａ）からの離座により前記プランジャ弁体（５０）が前記パイロット用通水路（２９）を開いた際には、前記パイロット用通水路（２９）の開放に伴い前記主弁体（４０）の反弁座側に形成した背圧室（２９ａ１）の水圧が低下して、前記主弁体（４０）を前記主弁座（２１ａ）から離座させ、
前記弁座（２２ａ）への着座により前記プランジャ弁体（５０）が前記パイロット用通水路（２９）を閉じた際には、前記パイロット用通水路（２９）の閉塞に伴い前記背圧室（２９ａ１）の水圧が増大して、前記主弁体（４０）を前記主弁座（２１ａ）に着座させることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の水栓装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通水路を電磁弁で開閉する水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、吐水口に繋がる通水路を電磁弁で開閉する水栓装置がある。このような水栓装置において、電磁弁の配設部位よりも上流側部位に、上流側に向かって水が逆流することを防止する逆止弁を設けるものが知られている（例えば、下記特許文献１参照。）。
【０００３】
また、水栓装置では、電磁弁にコイルを有する電磁石と永久磁石とを備える所謂ラッチ式の電磁弁が使用されることがある。ラッチ式の電磁弁はコイルへの通電によりプランジャ弁体を移動し、移動させたプランジャ弁体を永久磁石により保持する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１７８１２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来技術の水栓装置では、電磁弁が閉弁した際に、水撃作用により電磁弁よりも上流側の水圧が急上昇する場合がある。そして、上昇した水圧が電磁弁と逆止弁との間に所謂こもり圧として保持される。水栓装置のラッチ式の電磁弁を開弁させるときには、上流側のこもり圧の大きさに係わらずプランジャ弁体を確実に開弁動作させるために、電磁弁のコイルに比較的高エネルギーの通電が行われる。
【０００６】
しかしながら、プランジャ弁体を確実に開弁動作させるためにコイルに比較的高エネルギーの通電を行うことは、開弁動作に不要なエネルギーまで消費してしまう場合があるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、プランジャ弁体を開弁動作させるために必要な消費エネルギーを抑制することが可能な水栓装置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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明では、
弁座（２２ａ）よりも上流側の通水路（２９）内の水圧を検出する水圧検出手段（４）を備え、
制御手段（１０１）は、
プランジャ弁体（５０）が所定閉弁位置にある時には、水圧検出手段（４）の検出圧力に基づいて、コイル（７１）への電圧印加を行う前に、コイル（７１）への通電電流値がプランジャ弁体（５０）を所定開弁位置にまで変位させるために必要な必要開弁電流値に到達する開弁電圧印加時間（ｔｏ）を予め算出して設定しており、
吐水指令信号が入力されたときには、プランジャ弁体（５０）を離座方向（ＹＹ）に吸引する第１方向へ通電するように予め設定した開弁電圧印加時間（ｔｏ）だけコイル（７１）に電圧を印加することを特徴としている。
【０００９】
これによると、制御手段は、閉弁状態にあるときに、弁座よりも上流側の通水路の水圧に応じて、電圧印加とともに上昇を始めるコイルへの通電電流値が必要開弁電流値に到達する開弁電圧印加時間を予め算出して設定している。そして、吐水指令信号が入力されたときには、コイルに対し第１方向へ通電するように予め設定した開弁電圧印加時間だけ電圧を印加する。したがって、水圧による付勢力を考慮して、プランジャ弁体を確実に開弁動作させることができる開弁電圧印加時間だけコイルに電圧を印加することができ、コイルへの過剰な通電を抑制することができる。このようにして、プランジャ弁体を開弁動作させるために必要な消費エネルギーを抑制することができる。
【００１０】
なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した第１の実施形態における水栓装置１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】水栓装置１に用いる電磁弁装置１０の構成を示す断面図である。
【図３】電磁弁装置１０の一部拡大断面図であり、閉弁状態を示している。
【図４】電磁弁装置１０の一部拡大断面図であり、開弁状態を示している。
【図５】マイクロコンピュータ１０１の電磁弁装置制御動作を示すフローチャートである。
【図６】電磁弁装置１０への弁動作信号と吐水状態との関係の一例を示すタイムチャートである。
【図７】開弁動作時の開弁電圧印加時間ｔｏの算出例を示すグラフである。
【図８】開弁動作時の開弁電圧印加時間ｔｏの他の算出例を示すグラフである。
【図９】電磁弁装置１０の開閉弁動作に伴う上流側水圧変化の一例を示すグラフである。
【図１０】閉弁動作時の閉弁電圧印加時間ｔｓの算出例を示すグラフである。
【図１１】他の実施形態における水栓装置を備える給水系の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【００１３】
（第１の実施形態）
本発明を適用した第１の実施形態について、図１〜図１０を参照して説明する。
【００１４】
図１に示すように、自動水栓装置である水栓装置１は、発電機３、圧力センサ４、電磁弁装置１０およびコントローラ１００を備えている。電磁弁装置１０は、下流端が吐水口２ａである給水配管２に設けられており、給水配管２内の給水経路の開閉を行う開閉手段である。
【００１５】
発電機３は、電磁弁装置１０の配設位置よりも下流側において給水配管２に設けられている。発電機３は、例えば水車と水車の回転に連動して回転駆動する発電部とを有しており、電磁弁装置１０が給水経路を開いたときには、給水配管２内を流れる流水により発電する。
【００１６】
圧力センサ４は、電磁弁装置１０の配設位置よりも上流側において給水配管２に設けられている。圧力センサ４は、電磁弁装置１０の配設位置よりも上流側の給水配管２内の水圧を検出する水圧検出手段である。圧力センサ４は、検出した水圧情報をコントローラ１００のマイクロコンピュータ１０１（制御手段に相当、以下マイコンと呼ぶ場合がある）に出力する。
【００１７】
コントローラ１００は、マイコン１０１、整流器１０２、蓄電手段１０３、５Ｖ電源回路１０４、３Ｖ電源回路１０５、電圧切替回路１０６、電磁弁駆動回路１０７、発光回路１０８、受光回路１０９、および、温度センサ１１０を備えている。
【００１８】
整流器１０２は、発電機３の交流の発電信号を直流に変換する変換手段である。蓄電手段１０３は、整流器１０２で整流された直流電力を蓄電するものである。Ｖ２電源回路である５Ｖ電源回路１０４は、蓄電手段１０３に蓄電された電力を使用しＶ２電圧（本例では５Ｖ）に変換して電源供給する回路部である。Ｖ１電源回路である３Ｖ電源回路１０５は、蓄電手段１０３に蓄電された電力を使用しＶ１電圧（本例では３Ｖ）に変換して電源供給する回路部である。
【００１９】
３Ｖ電源回路１０５の出力側は電圧切替回路１０６に接続されている。５Ｖ電源回路１０４の出力側は電圧切替回路１０６に接続されている。５Ｖ電源回路１０４の出力は、電圧切替回路１０６ばかりでなく、水栓装置１全体を動作させるための電源として各回路部等に供給されている。
【００２０】
マイコン１０１は、演算手段や記憶手段等を備えており、記憶手段に予め記憶された制御フローや特性値情報等に基づき演算手段において演算を行い、演算結果等に基づく出力により、水栓装置１全体の動作を制御するものである。
【００２１】
発光回路１０８は、例えばユーザの手等の検知対象物があるか否かを検出するために、マイコン１０１からの指令信号に従い光を投光する回路部である。受光回路１０９は、検知対象物によって反射された反射光を受光し、その受光量が閾値以上であった場合に、検知対象物があることを示す検知信号をマイコン１０１に出力する回路部である。発光回路１０８および受光回路１０９は、例えば吐水口２ａを基準とする所定空間領域に検知対象物があることを検知する対象物検知手段であり、マイコン１０１に対して吐水指令信号および止水指令信号を出力する指令手段でもある。
【００２２】
電磁弁駆動回路１０７は、マイコン１０１の指令信号にしたがって、電磁弁装置１０を開弁または閉弁するための駆動信号を電磁弁装置１０に出力する回路部である。電磁弁装置１０への駆動信号出力は、後述する電磁弁装置１０のコイル７１への印加電圧出力として行われる。
【００２３】
電圧切替回路１０６は、マイコン１０１の指令信号に基づき電磁弁駆動回路１０７の電源をＶ１およびＶ２のいずれかに切り替えることによって、電磁弁装置１０に印加する電圧をＶ１とＶ２とで選択的に切り替える回路部である。電圧切替回路１０６は、例えば切替手段として電界効果トランジスタ等を用いて構成することができる。本例では、Ｖ１を３Ｖ、Ｖ２を５Ｖとしていたが、これに限定されるものではない。
【００２４】
温度センサ１１０は、水栓装置１が設置されている場所の気温、具体的には電磁弁装置１０の近傍に配設されたコントローラ１００設置場所の気温を検出する温度検出手段である。温度センサ１１０は検出した温度情報をマイコン１０１に出力する。マイコン１０１は、温度センサ１１０が検出する気温を、後述する電磁弁装置１０の磁石９０の温度の関連温度情報として取得する。
【００２５】
図２に示すように、電磁弁装置１０は、ハウジング２０、主弁体４０、プランジャ弁体５０、コイル７１、および、磁石９０等を備えている。電磁弁装置１０は、所謂パイロット式ラッチ弁装置であり、ハウジング２０内には、主通水路２８およびパイロット用通水路２９が形成されている。
【００２６】
ハウジング２０は、例えばいずれも樹脂製のメインボディ２１とサブボディ２２とにより構成されている。メインボディ２１とサブボディ２２とは、例えば螺子止めにより一体化されている。メインボディ２１とサブボディ２２と一体化は、螺子止めに限定されず、例えば接着や溶着による接合によるものであってもよい。
【００２７】
メインボディ２１は、図示左右方向の中央部を除く部分が図示左右方向に延びる円筒状をなしている。メインボディ２１の図示右端には、主通水路２８の上流側部２８ａの上流端が開口している。上流側部２８ａの上流端開口には、図１に示す給水配管２の上流側部分が接続する。メインボディ２１の図示左端には、主通水路２８の下流側部２８ｂの下流端が開口している。下流側部２８ｂの下流端開口には、図１に示す給水配管２の下流側部分が接続する。
【００２８】
メインボディ２１の図示左右方向の中央部には、図示上下方向に延びる円筒状部２１ｂが設けられている。円筒状部２１ｂの内部には、屈曲した下流側部２８ｂの上流側部分が図示上下方向に延びている。円筒状部２１ｂの上端面は、主弁体４０が離着座する円環状の主弁座２１ａとなっている。
【００２９】
円筒状部２１ｂの図示右方において、屈曲した上流側部２８ａの下流側部分が上下方向に延びている。図示を省略しているが、上流側部２８ａ（例えば、上流側部２８ａの屈曲部）には、流水中の固形異物を捕捉するためのストレーナが配設されている。
【００３０】
メインボディ２１の図示上方には、主弁体４０が配設されている。主弁体４０は、ダイヤフラム４１、プレート部材４２およびホルダ部材４３を備えている。ダイヤフラム４１は、例えばゴム製であり、周縁部がメインボディ２１とサブボディ２２とにより挟持されている。ダイヤフラム４１の周縁部は、ハウジング２０による被保持部となっているとともに、ハウジング２０の内部空間と外部空間と間をシールするシール構造を形成している。
【００３１】
プレート部材４２は、例えば樹脂製であり、ダイヤフラム４１の図示上面側の中央部に配設されている。プレート部材４２は、ダイヤフラム４１の屈曲部よりも内側の全域を覆うようにダイヤフラム４１の上面に沿って拡がっている。ホルダ部材４３は、例えばプレート部材４２と同材料からなる樹脂製であり、ダイヤフラム４１の図示下面側の中央部に配設されている。ホルダ部材４３は、図示上面側に凸部を有しており、この凸部がダイヤフラム４１の中央に形成された開口内に配設されている。この凸部の先端面とプレート部材４２の図示下面とが、例えば超音波溶着により接合されて、プレート部材４２とホルダ部材４３とにより、ダイヤフラム４１の中央部分を挟持している。
【００３２】
ホルダ部材４３は、外周面が図示下方へ向かうほど縮径するテーパ状面になっている。ホルダ部材４３は、ダイヤフラム４１に接する最大径部の径寸法が、円筒状部２１ｂの図示上部開口の内径寸法とほぼ同一となっている。このような構成により、主弁体４０が主弁座２１ａに着座するときには、ダイヤフラム４１の下面が主弁座２１ａに接するようになっている。また、主弁体４０が主弁座２１ａに着座する際には、上述したテーパ形状を有するホルダ部材４３が、主弁体４０の径方向の位置決めを行う。
【００３３】
主弁体４０の図示上方には、背圧室２９ａ１が形成されている。サブボディ２２内には、パイロット用通水路２９が形成されている。パイロット用通水路２９は、図示上方部に形成された弁座２２ａよりも通水流れ上流側の上流側部２９ａと、弁座２２ａよりも通水流れ下流側の下流側部２９ｂとからなる。背圧室２９ａ１は、上流側部２９ａの上流側部分として形成されている。上流側部２９ａの下流側部分は、背圧室２９ａ１から図示上方に延びている。
【００３４】
主弁体４０のプレート部材４２には、図示右方部においてダイヤフラム４１を図示上下方向に貫通する貫通円筒部を有しており、この貫通円筒部の内部が連通ポート４２ａとなっている。連通ポート４２ａは、絞り部（オリフィス部）を介して、主通水路２８の上流側部２８ａとパイロット用通水路２９の上流側部２９ａの一部である背圧室２９ａ１とを連通している。
【００３５】
背圧室２９ａ１には、例えばコイル状のスプリング４５が配設されている。スプリング４５は、主弁体４０のプレート部材４２とサブボディ２２との間に縮設されている。スプリング４５の主弁体４０への付勢力は比較的小さい。スプリング４５は、主弁体４０が主弁座２１ａに着座している閉弁時において、主通水路２８の上流側部２８ａと下流側部２８ｂとの圧力差が小さいときであっても、確実に閉弁状態を維持するために設けられている。スプリング４５は、所謂低圧漏れ防止用スプリングである。
【００３６】
パイロット用通水路２９の下流側部２９ｂは、サブボディ２２内の図示左方部において図示上下方向に延びている。下流側部２９ｂの下流端は、メインボディ２１内において、主通水路２８の下流側部２８ｂに連通している。メインボディ２１とサブボディ２２との間には、下流側部２９ｂの周囲にまでダイヤフラム４１が延設されて下流側部２９ｂを取り囲んでおり、下流側部２９ｂと背圧室２９ａ１や外部空間との間をシールするシール構造を形成している。
【００３７】
サブボディ２２は、図示上方部分において、弁座２２ａと同軸上に形成された円筒部２２ｂを有している。図３にも示すように、円筒部２２ｂの内方には、パイロット弁座である弁座２２ａに離着座するプランジャ弁体５０が配設されている。図３に示すように、プランジャ弁体５０は、スプリング５５、ステータコア６１、ヨーク６２、スリーブ６４、コイル７１、第１、第２リングプレート８１、８２、および、磁石９０等とともにパイロット用通水路２９を開閉するパイロット用電磁弁を構成している。パイロット用通水路２９は、本実施形態における通水路に相当する。
【００３８】
プランジャ弁体５０は、可動鉄心であるプランジャ部５１と、プランジャ部５１の図示左方に設けられた弁体部５２とを有している。プランジャ部５１は、磁性材料からなり、図示左方端部に凹部が形成されている。この凹部内に一部が位置するように、例えばゴム製の弁体部５２が配設されている。弁体部５２は、例えばプランジャ部５１への焼き付け加工によりプランジャ部５１に対して一体化されている。プランジャ部５１と弁体部５２との一体化は、焼き付け加工に限定されるものではなく、例えば接着や嵌合等によるものであってもよい。
【００３９】
プランジャ弁体５０の図示右方には、磁性材料からなる固定鉄心であるステータコア６１が、プランジャ弁体５０と同心上に配設されている。プランジャ部５１には、図示右端面から軸線方向に凹んだ収容凹部５１ａが形成されている。弾性部材であるスプリング５５は、収容凹部５１ａ内に配設されている。スプリング５５は、本例ではコイルスプリングであり、プランジャ弁体５０とステータコア６１との間に縮設されて、プランジャ弁体５０を弁座２２ａの着座方向（ＸＸ方向）へ常時付勢している。以下、弁座２２ａの着座方向をＸＸ方向、弁座２２ａからの離座方向をＹＹ方向と呼ぶ場合がある。プランジャ弁体５０のプランジャ部５１には、Ｔ字状の連通路５１ｂが形成されており、収容凹部５１ａ内をパイロット用通水路２９の上流側部２９ａと常に同圧としている。
【００４０】
ステータコア６１の外周側には、スリーブ６４が同心上に配設されている。スリーブ６４は、非磁性材料からなり、円筒部６４ａと円筒部６４ａの図示左端から径外方向に拡がるフランジ部６４ｂとを有している。フランジ部６４ｂは、円筒部６４ａと一体となっており、円筒部６４ａから全周に亘って延出している。
【００４１】
円筒部６４ａの図示右方部分には、ステータコア６１への係止部が設けられているとともに、内周面がステータコア６１の外周面に接着されている。ステータコア６１へのスリーブ６４の円筒部６４ａの固定は、接着による接合に限定されるものではなく、液密性を確保しつつ相互に固定できるものであれば嵌合等であってもかまわない。
【００４２】
円筒部６４ａの図示左方部分は、内部にプランジャ弁体５０を収容し、プランジャ弁体５０の軸線方向（図示左右方向）への変位をガイドする。フランジ部６４ｂの図示左方には、フランジ部６４ｂとサブボディ２２とにより圧縮されたシール部材である環状のＯリング６５が配設されている。
【００４３】
スリーブ６４の円筒部６４ａとサブボディ２２の円筒部２２ｂとの間には、図示右方から順に、第１リングプレート８１、磁石９０、および、第２リングプレート８２が、スリーブ６４やステータコア６１と同心上に配設されている。第１リングプレート８１および第２リングプレート８２は、いずれも磁性材料からなる円環板状部材である。磁石９０は、例えばフェライト系の永久磁石からなる円環板状部材である。
【００４４】
第２リングプレート８２は、図示左面がスリーブ６４のフランジ部６４ｂに接するとともに、内周面が円筒部６４ａに接するか近接するように位置している。図示を省略しているが、第１リングプレート８１は、例えば螺子止めによりサブボディ２２に固定されている。第１リングプレート８１とサブボディ２２との固定により、磁石９０は、第１、第２リングプレート８１、８２に挟持された状態で、サブボディ２２やステータコア６１に対して位置決め固定されている。
【００４５】
第１リングプレート８１の図示右方には、磁性材料からなる有底円筒状のヨーク６２が配設されている。ヨーク６２の底部（図示右方の壁部）には貫通孔が形成されており、貫通孔内にステータコア６１の凸部６１ａが挿設されて、ヨーク６２はステータコア６１と同心上に配設されている。
【００４６】
凸部６１ａは、ヨーク６２よりも図示右方に突出しており、この凸部６１ａの突出部分にクリップ６３が係止している。クリップ６３は、ヨーク６２の底部を押圧するリング部と、リング部から径内方向に延出された爪部とを有しており、爪部が弾性変形して凸部６１ａに係止している。ヨーク６２は、クリップ６３により図示左方に押圧され、図示左端が第１リングプレート８１に押し付けられている。
【００４７】
ステータコア６１の外周側には励磁用のコイル７１が配設されている。コイル７１は、例えば樹脂製のボビン７２に巻回された絶縁被覆を有する導線により構成されている。コイル７１およびボビン７２は、ステータコア６１、ヨーク６２および第１リングプレート８１により囲まれた空間に配設されている。コイル７１を構成する導線の両端部からは一対のリード線７３が延出している。リード線７３は、図１に示した電磁弁駆動回路１０７が出力する電圧をコイル７１の両端に印加する。コイル７１の外周には、コイル７１を保護する例えば粘着材層を有する樹脂フィルムからなるテープ７４が巻回されている。
【００４８】
ボビン７２のコイル７１よりも図示右方側の部分には、リード線７３の一部（コイル７１への接続端部近傍部分）を収容する溝部が形成されている。ボビン７２およびテープ７４の外周側には、例えば粘着材層を有する樹脂フィルムからなるテープ７５が巻回されている。テープ７５は、溝部に収容されたリード線７３やコイル７１とリード線７３との接続部分を保護するために設けられている。
【００４９】
上述した構成では、磁石９０、第２リングプレート８２、プランジャ部５１、ステータコア６１、ヨーク６２および第１リングプレート８１により、磁石９０が発生する磁束を通過させる磁気回路が構成される。そして、この磁気回路中にコイル７１が配設され、電圧印加によるコイル７１への通電に伴ってコイル７１が発生する磁束も当該磁気回路を通過する。
【００５０】
ここで、電磁弁装置１０の基本的な開閉弁動作について説明する。上述した構成の電磁弁装置１０は、図３に示すように、プランジャ弁体５０が弁座２２ａに着座して所定閉弁位置にある時にコイル７１に電圧を印加してコイル７１の一端部から他端部へ向かう第１方向へ通電したときには、プランジャ弁体５０が開弁動作を行う。
【００５１】
コイル７１に対して第１方向への通電が行われると、コイル７１が発生する磁束は、磁石９０が発生する磁束を補強するように磁気回路を通過する。磁石９０とコイル７１とによるＹＹ方向への吸引力が、水圧とスプリング５５とによるＸＸ方向への付勢力に打ち勝って、プランジャ弁体５０を図４に示す所定開弁位置にまでＹＹ方向に変位させて開弁する。
【００５２】
ここで言う水圧による付勢力とは、プランジャ弁体５０が所定閉弁位置にあるときにパイロット用通水路２９の上流側部２９ａの水圧によりＸＸ方向に付勢される力である。すなわち、上流側部２９ａと下流側部２９ｂ（本例では、大気圧）との圧力差と弁座２２ａよりも内方の通路断面積との積である。
【００５３】
プランジャ弁体５０が弁座２２ａに着座して所定閉弁位置にある時には、プランジャ弁体５０とステータコア６１との間には、例えば０．４ｍｍの隙間がある。したがって、プランジャ弁体５０が所定閉弁位置から所定開弁位置へ変位した際には、プランジャ弁体５０は軸線方向に０．４ｍｍ移動する。
【００５４】
プランジャ弁体５０が開弁動作が完了した後にコイル７１への電圧の印加を停止して第１方向への通電を中止したときには、磁石９０のＹＹ方向への吸引力がスプリング５５のＸＸ方向への付勢力に打ち勝ってプランジャ弁体５０を所定開弁位置に保持する。
【００５５】
このように、プランジャ弁体５０がパイロット用通水路２９を開くと、パイロット用通水路２９の開放に伴い、図２に示す主弁体４０の反弁座側に形成した背圧室２９ａ１の水圧が低下する。
【００５６】
背圧室２９ａ１の圧力が主通水路２８の上流側部２８ａの圧力と等しいときには、背圧室２９ａ１と主通水路２８の下流側部２８ｂとの圧力差と主弁座２１ａよりも内方の通路断面積との積からなる付勢力により、主弁体４０は主弁座２１ａに着座している。これにより、主通水路２８を閉じている。
【００５７】
プランジャ弁体５０のパイロット用通水路２９の開放に伴い、背圧室２９ａ１の圧力が大きく低下すると、上流側部２８ａ側からの圧力による付勢力が背圧室２９ａ１側からの付勢力に打ち勝って、主弁体４０を主弁座２１ａから離座させる。これにより、主通水路２８が開放される。
【００５８】
一方、図４に示すように、プランジャ弁体５０が所定開弁位置にある時にコイル７１に電圧を印加して他端部から一端部へ向かう第２方向へ通電したときには、プランジャ弁体５０が閉弁動作を行う。
【００５９】
コイル７１に対して第２方向への通電が行われると、コイル７１が発生する磁束は、磁石９０が発生する磁束を打ち消すように（弱めるように）磁気回路を通過する。コイル７１によるＸＸ方向への吸引力およびスプリング５５によるＸＸ方向への付勢力が磁石９０によるＹＹ方向への吸引力に打ち勝って、プランジャ弁体５０を図３に示す所定閉弁位置にまでＸＸ方向に変位させて閉弁する。
【００６０】
プランジャ弁体５０が閉弁動作を完了した後にコイル７１への電圧の印加を停止して第２方向への通電を中止したときには、スプリング５５によるＸＸ方向への付勢力が磁石９０のＹＹ方向への吸引力に打ち勝ってプランジャ弁体５０を所定閉弁位置に保持する。
【００６１】
このように、プランジャ弁体５０がパイロット用通水路２９を閉じると、パイロット用通水路２９の閉塞に伴い、図２に示す背圧室２９ａ１の水圧が、主通水路２８の上流側部２８ａとほぼ同圧となるまで増大する。これにより、主弁体４０が主弁座２１ａに着座して、主通水路２８を閉塞する。
【００６２】
次に、水栓装置１において、コントローラ１００のマイコン１０１が行う電磁弁装置１０の制御動作について説明する。マイコン１０１は５Ｖ電源回路１０４から電力の供給を受けているときには、図５に示すフローに従って制御を行っている。
【００６３】
図５に示すように、マイコン１０１は、まず、温度センサ１１０が検出した温度情報を取得する（ステップ２１０）とともに、圧力センサ４が検出した水圧情報を取得する（ステップ２２０）。次に、コイル７１へ印加する電圧をＶ１電圧（本例では３Ｖ）に設定する（ステップ２３０）。
【００６４】
そして、次に、プランジャ弁体５０が所定閉弁位置にあるときに、磁石９０とコイル７１とによるＹＹ方向への吸引力と、水圧とスプリング５５とによるＸＸ方向への付勢力とが釣り合うときのコイル電流Ｉｏを算出する（ステップ２４０）。ステップ２４０では、ステップ２３０で設定したＶ１電圧をコイル７１に印加することを想定して（Ｖ１電圧を印加電圧の設定値（予定印加電圧値）として）コイル電流Ｉｏを算出する。
【００６５】
上記した閉弁状態にあるときにＹＹ方向への吸引力とＸＸ方向への付勢力とが釣り合う状態では、下記の数式１が成立する。
（数式１）
Ｆｐ＋Ｆｓｓ＝Ｆｃｓ＋Ｆｍｓ
ここで、Ｆｐは水圧による付勢力、Ｆｓｓはスプリング５５による付勢力、Ｆｃｓはコイル７１による吸引力、Ｆｍｓは磁石９０による吸引力である。
【００６６】
このとき、マイコン１０１は、温度センサ１１０からの温度情報と予め記憶している磁石９０の吸引力の温度特性とに基づいて決定した磁石９０の吸引力Ｆｍｓを用いる。本例の磁石９０は、水栓装置１の使用環境温度範囲では、温度が低くなるほど磁力が低下する特性を有している。
【００６７】
また、コイル７１の吸引力は、コイル７１に流れる電流Ｉｏに比例し、下記の数式２の関係が成立する。
（数式２）
Ｆｃｓ＝ＫＩｏ
ここで、Ｋは比例定数である。
【００６８】
したがって、コイル電流Ｉｏは、下記の数式３により求められる。
（数式３）
Ｉｏ＝（Ｆｐ＋Ｆｓｓ−Ｆｍｓ）／Ｋ
ステップ２４０でコイル電流Ｉｏを算出したら、ステップ２３０で設定した電圧をコイル７１に印加した場合に、コイル７１の通電電流Ｉが、コイル電流Ｉｏに一定の係数（本例では１．０５）を乗じた電流値に到達する時間ｔｏを算出する（ステップ２５０）。
【００６９】
コイル７１に流れる実際のコイル電流Ｉは、コイル７１のインダクタンス、直流抵抗成分、および、印加電圧の関係から、下記の数式４により表される。
（数式４）
Ｉ＝（Ｖ／Ｒ）・（１−ｅ−Ｒｔ／Ｌ）
ここで、Ｌはインダクタンス、Ｒは直流抵抗、Ｖは印加電圧、ｔは電圧印加時間である。したがって、コイル電流Ｉは、コイル７１への印加電圧を開始すると、数式４の関係にしたがって０値から増大を開始する。なお、ここでは、上記数式４のインダクタンスＬには、プランジャ弁体５０が所定閉弁位置にあるときのインダクタンスＬｓを用いる。
【００７０】
ステップ２５０では、電圧印加の開始とともに増大を開始するコイル電流Ｉが、コイル電流Ｉｏ×１．０５に到達する電圧印加時間ｔｏ（開弁電圧印加時間）を算出する。コイル電流Ｉｏ×１．０５は、プランジャ弁体５０を所定開弁位置にまで変位させるために必要な必要開弁電流値に相当する。
【００７１】
ステップ２５０を実行したら、算出した電圧印加時間ｔｏが所定時間ｔ１（本例では２０ｍｓ）未満であるか否か判断する（ステップ２６０）。電圧印加時間ｔｏが所定時間ｔ１以上であると判断した場合には、コイル７１へ印加する電圧をＶ２電圧（本例では５Ｖ）に設定し直し（ステップ２７０）、再度ステップ２４０、２５０を実行する。すなわち、Ｖ１電圧よりも昇圧したＶ２電圧をコイル７１に印加することを想定して（Ｖ２電圧を印加電圧の設定値として）コイル電流Ｉｏを算出し、これに基づいて電圧印加時間ｔｏを算出し直す。
【００７２】
ステップ２６０において電圧印加時間ｔｏが所定時間ｔ１未満であると判断した場合には、受光回路１０９からの検知対象物の検知信号の有無に基づいて、検知対象物があるか否かを監視する（ステップ２８０）。ステップ２８０において検知対象物がないと判断した場合には、ステップ２１０へリターンする。ステップ２８０を繰り返す中で、受光回路１０９からの検知対象物の検知信号の初めての入力は、吐水指令信号の入力に相当する。吐水指令信号の入力は、検知対象物の検知を１回もしくは複数回連続して行った情報の入力とすることができる。
【００７３】
ステップ２８０において検知対象物があると判断した場合には、ステップ２３０もしくはステップ２７０で設定されている電圧を、ステップ２５０で算出した電圧印加時間ｔｏだけ、コイル７１へ電圧印加する（ステップ２９０）。ステップ２９０では、コイル７１に対して前述した第１方向に電流が流れるように電圧印加が行われ、電磁弁装置１０のプランジャ弁体５０が開弁動作を行う。
【００７４】
なお、ステップ２７０で印加電圧をＶ２に設定してステップ２５０で電圧印加時間ｔｏを再算出した場合には、電圧印加時間ｔｏが所定時間ｔ１以上であってもステップ２８０へ進むことができる。すなわち、コイル７１への印加電圧を設定可能な最高電圧（本例では５Ｖ）まで昇圧した場合には、ステップ２６０をパスすることができる。
【００７５】
ステップ２９０を実行したら、コイル７１へ印加する電圧をＶ１電圧（本例では３Ｖ）に設定する（ステップ３１０）。設定電圧がＶ１である場合には、それを維持する。
【００７６】
そして、次に、プランジャ弁体５０が所定開弁位置にあるときに、磁石９０によるＹＹ方向への吸引力と、スプリング５５によるＸＸ方向への付勢力およびコイル７１によるＸＸ方向への吸引力の和とが釣り合うときのコイル電流Ｉｓを算出する（ステップ３２０）。ステップ３２０では、ステップ３１０で設定したＶ１電圧をコイル７１に印加することを想定して（Ｖ１電圧を印加電圧の設定値として）コイル電流Ｉｓを算出する。
【００７７】
上記した開弁状態にあるときにＹＹ方向への吸引力とＸＸ方向への付勢力および吸引力の和とが釣り合う状態では、下記の数式５が成立する。
（数式５）
Ｆｓｏ＋Ｆｃｏ＝Ｆｍｏ
ここで、Ｆｓｏはスプリング５５による付勢力、Ｆｃｏはコイル７１による吸引力、Ｆｍｏは磁石９０による吸引力である。
【００７８】
このとき、マイコン１０１は、温度センサ１１０からの温度情報と予め記憶している磁石９０の吸引力の温度特性とに基づいて決定した磁石９０の吸引力Ｆｍｏを用いる。
【００７９】
また、コイル７１の吸引力は、コイル７１に流れる電流Ｉｓに比例し、下記の数式６の関係が成立する。
（数式６）
Ｆｃｏ＝ＫＩｓ
ここで、Ｋは比例定数である。
【００８０】
したがって、コイル電流Ｉｓは、下記の数式６により求められる。
（数式６）
Ｉｓ＝（Ｆｍｏ−Ｆｓｏ）／Ｋ
ステップ３２０でコイル電流Ｉｓを算出したら、ステップ３１０で設定した電圧をコイル７１に印加した場合に、コイル７１の通電電流Ｉが、コイル電流Ｉｓに一定の係数（本例では１．０５）を乗じた電流値に到達する時間ｔｓを算出する（ステップ３３０）。
【００８１】
コイル７１に流れる実際のコイル電流Ｉは、コイル７１のインダクタンス、直流抵抗成分、および、印加電圧の関係から、前述の数式４により表される。したがって、コイル電流Ｉは、コイル７１への印加電圧を開始すると、数式４の関係にしたがって増大を開始する。なお、ここでは、数式４のインダクタンスＬには、プランジャ弁体５０が所定開弁位置にあるときのインダクタンスＬｏを用いる。
【００８２】
ステップ３３０では、電圧印加の開始とともに増大を開始するコイル電流Ｉが、コイル電流Ｉｓ×１．０５に到達する電圧印加時間ｔｓ（閉弁電圧印加時間）を算出する。コイル電流Ｉｓ×１．０５は、プランジャ弁体５０を所定閉弁位置にまで変位させるために必要な必要閉弁電流値に相当する。
【００８３】
ステップ３３０を実行したら、受光回路１０９からの検知対象物の検知信号の有無に基づいて、検知対象物があるか否かを監視する（ステップ３４０）。ステップ３４０において検知対象物があると判断した場合には、ステップ３１０へリターンする。ステップ３４０を繰り返す中で、受光回路１０９からの検知対象物の検知信号がなくなったことの初めての検出は、止水指令信号の入力に相当する。止水指令信号の入力は、検知対象物の無検知を１回もしくは複数回連続して行った情報の入力とすることができる。
【００８４】
ステップ３４０において検知対象物がないと判断した場合には、ステップ３１０で設定されている電圧を、ステップ３３０で算出した電圧印加時間ｔｓだけ、コイル７１へ電圧印加する（ステップ３５０）。ステップ３５０では、コイル７１に対して前述した第２方向（開弁動作時とは逆方向）に電流が流れるように電圧印加が行われ、電磁弁装置１０のプランジャ弁体５０が閉弁動作を行う。ステップ３５０を実行したらステップ２１０へリターンする。
【００８５】
上述の構成および作動によれば、図６の左方部分に例示する様に、マイコン１０１は、プランジャ弁体５０が所定閉弁位置にある時には入力された吐水指令信号に応じてコイル７１への電圧の印加を制御して電磁弁装置１０を開弁動作させ、吐水を開始する。このとき、マイコン１０１は、圧力センサ４の検出圧力に基づいて、コイル７１への通電電流値Ｉがプランジャ弁体５０を所定開弁位置にまで変位させるために必要な必要開弁電流値に到達する開弁電圧印加時間ｔｏを予め算出して設定している。そして、吐水指令信号が入力されたときには、第１方向へ通電するように予め設定した開弁電圧印加時間ｔｏだけコイル７１に電圧を印加する。
【００８６】
換言すれば、マイコン１０１は、電磁弁装置１０が閉弁状態にあるときに、弁座２２ａよりも上流側の通水路の水圧に応じて、コイル７１に通電する必要開弁電流値に到達する開弁電圧印加時間ｔｏを予め算出して設定いる。そして、吐水指令信号が入力されたときには、コイル７１に対し第１方向へ通電するように予め設定した開弁電圧印加時間ｔｏだけ電圧を印加する。
【００８７】
したがって、水圧による付勢力を考慮して、プランジャ弁体５０を確実に開弁動作させることができる開弁電圧印加時間ｔｏだけコイル７１に電圧を印加することができ、コイル７１への過剰な通電を抑制することができる。このようにして、プランジャ弁体５０を開弁動作させるために必要な消費エネルギーを抑制することができる。
【００８８】
また、水栓装置１は、磁石９０の温度の関連温度を検出する温度センサ１１０を備えている。そして、マイコン１０１は、温度センサ１１０の検出温度と、予め記憶している磁石９０の吸引力の温度特性とに基づいて、開弁電圧印加時間ｔｏを補正する。
【００８９】
これによると、マイコン１０１は、電磁弁装置１０が閉弁状態にあるときに、温度により変化する磁石９０の吸引力にも応じて、開弁電圧印加時間ｔｏを予め算出して設定いる。したがって、温度により変化する磁石９０の吸引力も考慮して、プランジャ弁体５０を確実に開弁動作させることができる開弁電圧印加時間ｔｏだけコイル７１に電圧を印加することができ、コイル７１への過剰な通電を抑制することができる。このようにして、プランジャ弁体５０を開弁動作させるために必要な消費エネルギーを確実に抑制することができる。
【００９０】
ここで、図７を用いて、電磁弁装置１０開弁動作時の作動制御例（開弁電圧印加時間の設定例）を説明する。
【００９１】
マイコン１０１は、プランジャ弁体５０が所定閉弁位置にあるときに、電圧印加の開始とともに増大を開始するコイル電流Ｉが、コイル電流Ｉｏ×１．０５に到達する電圧印加時間ｔｏを算出する。まず、図７下段に示すように、プランジャ弁体５０に印加される水圧、および、その時点の温度に応じた磁石９０の吸引力を考慮して、プランジャ弁体５０に加わる力が釣り合うコイル電流Ｉｏを算出する。したがって、コイル７１に流れる電流がコイル電流Ｉｏを超えれば、プランジャ弁体５０は開弁動作を行うことになる。
【００９２】
そこで、マイコン１０１は、次に、プランジャ弁体５０を確実に開弁動作させるために、コイル電流Ｉｏを確実に超えるコイル電流Ｉｏ×１．０５を必要開弁電流値として算出する。そして、次に、通電開始からコイル電流がＩｏ×１．０５に到達する時間ｔｏを算出して、この時間ｔｏを開弁電圧印加時間として設定する。
【００９３】
釣り合い時のコイル電流Ｉｏが図７下段に実線で示す値である場合には、実線で示すコイル電流値の変化からコイル電流値がＩｏ×１．０５に到達する時間を算出して、時間ｔｏとする。そして、吐水指令が入力されたときには、図７上段に実線で示すように、時間ｔｏだけコイル７１に電圧印加する。
【００９４】
また、例えば、プランジャ弁体５０に加わる水圧が比較的高かったり、磁石９０の温度が比較的低かったりすると、釣り合い時のコイル電流Ｉｏは、例えば図７下段に破線で示す値まで上昇する。このような場合にも、破線で示すコイル電流値の変化からコイル電流値がＩｏ×１．０５に到達する時間を算出して、時間ｔｏとする。そして、吐水指令が入力されたときには、図７上段に破線で示すように、時間ｔｏだけコイル７１に電圧印加する。
【００９５】
したがって、プランジャ弁体５０が開弁動作を行った後に、不必要な電圧印加を続けることを確実に防止することができる。
【００９６】
また、マイコン１０１は、予め設定するために算出した開弁電圧印加時間ｔｏが所定時間ｔ１以上となる場合には、開弁電圧印加時間を算出する際に用いるコイル７１への印加電圧の設定値を、開弁電圧印加時間が所定時間ｔ１未満となるまで昇圧して、開弁電圧印加時間ｔｏを再算出して設定する。
【００９７】
これによると、コイル７１への電圧印加を開始してからプランジャ弁体５０が所定開弁位置に移動するまでの時間が長くなり過ぎることを防止することができる。また、電圧印加時間を短くすることで、コイル７１への通電時間を精度よく制御することができる。
【００９８】
ここで、図８を用いて、電磁弁装置１０開弁動作時の他の作動制御例（開弁電圧印加時間の設定例）を説明する。
【００９９】
マイコン１０１は、まず、図８下段に示すように、印加電圧を３Ｖと設定し、プランジャ弁体５０に印加される水圧、および、その時点の温度に応じた磁石９０の吸引力を考慮して、プランジャ弁体５０に加わる力が釣り合うコイル電流Ｉｏ（３Ｖ）を算出する。したがって、コイル７１に流れる電流がコイル電流Ｉｏ（３Ｖ）を超えれば、プランジャ弁体５０は開弁動作を行うことになる。
【０１００】
そこで、マイコン１０１は、次に、プランジャ弁体５０を確実に開弁動作させるために、コイル電流Ｉｏ（３Ｖ）を確実に超えるコイル電流Ｉｏ（３Ｖ）×１．０５を必要開弁電流値として算出する。そして、次に、通電開始からコイル電流がＩｏ（３Ｖ）×１．０５に到達する時間ｔｏを算出する。
【０１０１】
ここで、マイコン１０１は、印加電圧を３Ｖと設定したときの電圧印加時間ｔｏが所定時間ｔ１未満であるか確認し、所定時間ｔ１以上である場合には、設定印加電圧を５Ｖに昇圧する。そして、設定印加電圧を５Ｖとして電圧印加時間ｔｏを再算出して、開弁電圧印加時間として設定する。
【０１０２】
釣り合い時のコイル電流Ｉｏ（３Ｖ）が図８下段に破線で示す値である場合には、破線で示すコイル電流値の変化からコイル電流値がＩｏ（３Ｖ）×１．０５に到達する時間を算出して、時間ｔｏとする。この時間ｔｏが所定時間ｔ１以上である場合には、設定印加電圧を５Ｖとする。
【０１０３】
設定印加電圧を上昇させることにより、釣り合い時のコイル電流Ｉｏ（５Ｖ）が例えば図８下段に実線で示す値となる。そこで、実線で示すコイル電流値の変化からコイル電流値がＩｏ（５Ｖ）×１．０５に到達する時間を算出して、電圧印加時間ｔｏとする。この時間ｔｏを開弁電圧印加時間として設定する。そして、吐水指令が入力されたときには、図８上段に実線で示すように、時間ｔｏだけコイル７１に５Ｖの電圧を印加する。
【０１０４】
したがって、プランジャ弁体５０が開弁動作を行った後に、不必要な電圧印加を続けることを確実に防止することができるばかりでなく、吐水指令が入力されてからプランジャ弁体５０が開弁動作を完了するまでの時間が長くなり過ぎることを防止することができる。
【０１０５】
例えば、図９に示すように、電磁弁装置１０を開弁して吐水口２ａから吐水を行うと、給水配管２内の水圧は低下する。電磁弁装置１０を閉弁して吐水口２ａから吐水を停止すると、給水配管２内の電磁弁装置１０よりも上流側の圧力は、水撃作用により急上昇する。そして、電磁弁装置１０よりも上流側に逆止弁が設けられていると、逆止弁と電磁弁装置１０との間には、水撃作用により上昇した水圧がこもり圧として保持され、一次側に開放されない。こもり圧は、一次側の給水圧の変動等により、電磁弁装置１０の閉弁ごとに変動し、一定とはならない。一次水圧は、例えば、定常圧は０．１〜０．２ＭＰａであり０．７５ＭＰａを最大値として変動し、こもり圧は、逆止弁のリリーフ圧（例えば２．５ＭＰａ）を最大値として閉弁ごとに変動する可能性がある。
【０１０６】
本実施形態の水栓装置１によれば、一定ではないこもり圧にその都度対応して好ましい電圧印加時間ｔｏを設定することができる。また、環境温度により変動する磁石９０の磁気吸引力の温度特性にもその都度対応して、好ましい電圧印加時間ｔｏを設定することができる。
【０１０７】
また、図６の右方部分に例示する様に、マイコン１０１は、プランジャ弁体５０が所定開弁位置にある時には入力された止水指令信号に応じてコイル７１への電圧の印加を制御して電磁弁装置１０を閉弁動作させ、吐水を停止する。このとき、マイコン１０１は、温度センサ１１０の検出温度に基づいて、コイル７１への電圧印加を行う前にコイル（７１）への通電電流値がプランジャ弁体５０を所定閉弁位置にまで変位させるために必要な必要閉弁電流値に到達する閉弁電圧印加時間ｔｓを予め算出して設定している。そして、止水指令信号が入力されたときには、第２方向へ通電するように予め設定した閉弁電圧印加時間ｔｓだけコイル７１に電圧を印加する。
【０１０８】
換言すれば、マイコン１０１は、電磁弁装置１０が開弁状態にあるときに、温度により変化する磁石９０の吸引力に応じて、コイル７１に通電する必要閉弁電流値に到達する閉弁電圧印加時間ｔｓを予め算出して設定している。そして、止水指令信号が入力されたときには、コイル７１に対し第２方向へ通電するように予め設定した閉弁電圧印加時間ｔｓだけ電圧を印加する。したがって、温度により変化する磁石９０の吸引力を考慮して、プランジャ弁体５０を確実に閉弁動作させることができる閉弁電圧印加時間ｔｓだけコイル７１に電圧を印加することができ、コイル７１への過剰な通電を抑制することができる。このようにして、プランジャ弁体５０を閉弁動作させるために必要な消費エネルギーを抑制することができる。
【０１０９】
ここで、図１０を用いて、電磁弁装置１０閉弁動作時の作動制御例（閉弁電圧印加時間の設定例）を説明する。なお、閉弁動作時は開弁動作時とはコイル７１への通電方向が逆になる。図６〜図８および図１０では、コイル７１への第１方向への通電およびその通電のための電圧印加を正の値とし、第２方向への通電およびその通電のための電圧印加を負の値としている。
【０１１０】
マイコン１０１は、プランジャ弁体５０が所定開弁位置にあるときに、電圧印加の開始とともに増大（マイナス側に絶対値が増大）を開始するコイル電流Ｉが、コイル電流Ｉｓ×１．０５に到達する電圧印加時間ｔｓを算出する。まず、図１０下段に示すように、その時点の温度に応じた磁石９０の吸引力を考慮して、プランジャ弁体５０に加わる力が釣り合うコイル電流Ｉｓを算出する。したがって、コイル７１に流れる電流がコイル電流Ｉｓを超えれば、プランジャ弁体５０は閉弁動作を行うことになる。
【０１１１】
そこで、マイコン１０１は、次に、プランジャ弁体５０を確実に閉弁動作されるために、コイル電流Ｉｓを確実に超えるコイル電流Ｉｓ×１．０５を必要閉弁電流値として算出する。そして、次に、通電開始からコイル電流がＩｓ×１．０５に到達する時間ｔｓを算出して、この時間ｔｓを閉弁電圧印加時間として設定する。
【０１１２】
釣り合い時のコイル電流Ｉｓが図１０下段に実線で示す値である場合には、実線で示すコイル電流値の変化からコイル電流値がＩｓ×１．０５に到達する時間を算出して、時間ｔｓとする。そして、止水指令が入力されたときには、図１０上段に実線で示すように、時間ｔｓだけコイル７１に電圧印加する。
【０１１３】
また、例えば、磁石９０の温度が比較的高かったりすると、釣り合い時のコイル電流Ｉｓは、例えば図１０下段に破線で示す値まで増大する。このような場合にも、破線で示すコイル電流値の変化からコイル電流値がＩｓ×１．０５に到達する時間を算出して、時間ｔｓとする。そして、止水指令が入力されたときには、図１０上段に破線で示すように、時間ｔｓだけコイル７１に電圧印加する。
【０１１４】
したがって、プランジャ弁体５０が閉弁動作を行った後に、不必要な電圧印加を続けることを確実に防止することができる。
【０１１５】
また、電磁弁装置１０のハウジング２０内には、弁座２２ａよりも上流側でパイロット用通水路２９と連通する主通水路２８が形成されている。電磁弁装置１０は、主通水路２８に臨むようにハウジング２０に形成された主弁座２１ａと、主弁座２１ａに離着座して主通水路２８を開閉する主弁体４０とを備えている。
【０１１６】
そして、弁座２２ａからの離座によりプランジャ弁体５０がパイロット用通水路２９を開いた際には、パイロット用通水路２９の開放に伴い主弁体４０の反弁座側に形成した背圧室２９ａ１の水圧が低下して、主弁体４０を主弁座２１ａから離座させる。また、弁座２２ａへの着座によりプランジャ弁体５０がパイロット用通水路２９を閉じた際には、パイロット用通水路２９の閉塞に伴い背圧室２９ａ１の水圧が増大して、主弁体４０を主弁座２１ａに着座させる。
【０１１７】
これによると、プランジャ弁体５０を、パイロット式ラッチ弁装置のパイロット用通水路２９を開閉する弁体とすることができる。したがって、水栓装置１の主通水路２８を開閉する際の消費エネルギーを確実に抑制することができる。すなわち、電磁弁装置１０の消費エネルギーを確実に抑制することができる。
【０１１８】
また、従来から、例えば特開平１０−１６００３１号公報に開示された自動水栓装置が知られている。上記公報に開示された水栓装置は、電磁弁の作動信号（電流信号）を見てプランジャが移動を完了したポイントを抽出して通電を停止するフィードバック制御を行うものである。この水栓装置では、高周波ノイズにより誤動作を生じる場合があるという問題がある。これに対して、本実施形態の水栓装置１は、予め電圧印加時間を設定するフィードフォワード制御であり、上記した従来の水栓装置のように誤動作することを確実に防止することができる。また、上記した従来の水栓装置では、電流信号をモニタするために回路に抵抗を挿入する必要があり、この抵抗によりエネルギ損失を生じるという問題もある。本実施形態の水栓装置１によれば、このようなエネルギ損失も抑制することができる。
【０１１９】
（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。
【０１２０】
上記実施形態では、水栓装置１は、自らの電磁弁装置１０の閉弁に伴う水撃作用により上昇して保持されるこもり圧に対応可能なものであったが、これに限定されるものではない。例えば、図１１に示す給水系に水栓装置１を適用しても有効である。図１１に示す給水系では、水栓装置１に対し水栓装置１Ａが並列に設けられている。水栓装置１Ａは、水栓装置１と同様の水栓装置とすることができる。水栓装置１Ａは水栓装置１とは異なるものであってもかまわない。
【０１２１】
給水配管２の両水栓装置１、１Ａへの分岐点より上流側には、一次配管との間に、第１逆止弁９７、電気温水器９８および第２逆止弁９９が配設されている。第１逆止弁９７は、温水が一次配管側に逆流することを防止するために設けられている。第２逆止弁９９は、水栓装置１、１Ａの閉弁時の水撃作用により電気温水器９８がダメージを受けることを防止するために設けられている。
【０１２２】
このような給水系では、水栓装置１は閉弁時の水撃作用により電磁弁装置１０よりも上流側の水圧を上昇させてしまう。また、水栓装置１Ａの閉弁時の水撃作用によっても、電磁弁装置１０よりも上流側の水圧が上昇する。いずれの場合も、上昇した水圧は第２逆止弁９９により一次配管側に開放されることなく保持される。このように、複数の水栓装置が並列接続された給水系においても、水栓装置１を設けて有効である。並列接続する複数の水栓装置の全てに本発明を適用することが好ましい。
【０１２３】
また、上記実施形態では、予め設定するために算出した閉弁電圧印加時間ｔｓを所定時間（例えばｔ１）と比較していなかった。これは、プランジャ弁体５０が開弁状態にあるときには、プランジャ弁体５０は水圧の影響を受け難く、閉弁電圧印加時間ｔｓが長くなり難い（例えば２０ｍｓを超え難い）ため、所定時間との比較を省略していた。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、閉弁時も開弁時と同様に所定時間との比較を行ってもよい。
【０１２４】
すなわち、マイコン１０１は、予め設定するために算出した閉弁電圧印加時間ｔｓが所定時間以上となる場合には、閉弁電圧印加時間ｔｓを算出する際に用いるコイル７１への印加電圧の設定値を、閉弁電圧印加時間ｔｓが所定時間未満となるまで昇圧してもよい。そして、昇圧した印加電圧の設定値に基づいて、閉弁電圧印加時間ｔｓを再算出して設定するものであってもよい。
【０１２５】
これによると、コイル７１への電圧印加を開始してからプランジャ弁体５０が所定閉弁位置に移動するまでの時間が長くなり過ぎることを防止することができる。また、電圧印加時間を短くすることで、コイル７１への通電時間を精度よく制御することができる。
【０１２６】
また、上記実施形態では、電圧レベルを２つ（本例では３Ｖと５Ｖ）設定し、昇圧は１段階のみであったが、これに限定されるものではない。例えば、電圧レベルを３つ以上設定し、２段階以上の昇圧を可能にしてもかまわない。また、印加電圧の昇圧は、段階的に行うものに限定されず、連続的に昇圧するものであってもかまわない。
【０１２７】
また、上記実施形態では、電圧印加時間ｔｏ、ｔｓを算出する際に、プランジャ弁体５０に加わる力が釣り合うコイル電流値Ｉｏ、Ｉｓに所定の係数１．０５（１よりも若干大きい所定の係数）を乗算していたが、これに限定されるものではない。例えば、係数は１．０５以外であってもかまわない。また、所定の係数を乗算するものでなく、例えば、所定値を加算するものであってもよい。また、例えば、所定の係数を乗算するともに所定値を加算するものであってもかまわない。
【０１２８】
また、コイル電流値Ｉｏとコイル電流値Ｉｓとに同一値を乗算していたが、これに限定されるものではない。コイル電流値Ｉｏに乗算や加算をする値と、コイル電流値Ｉｓに乗算や加算をする値とを異なるものとしてもかまわない。
【０１２９】
例えば、閉弁時には、水圧の作用により、閉弁動作の完了直前からプランジャ弁体５０に着座方向への付勢力が働く。この水圧による付勢力を考慮して、例えばコイル電流値Ｉｓに乗算や加算をする値を設定し、閉弁電圧印加時間を短くするものであってもよい。
【０１３０】
また、上記実施形態では、磁石９０の温度の関連温度として温度センサ１１０により雰囲気温度を検出したが、これに限定されるものではない。磁石９０の温度もしくはその関連温度を検出して用いることができる。例えば、磁石９０の温度を直接検出するものであってもよい。また、磁石９０の温度の関連温度として、例えば、ヨーク６２の温度を検出するものであってもよい。また、磁石９０の温度の関連温度として、例えば、水温を検出するものであってもよい。
【０１３１】
また、本実施形態の磁石９０は、水栓装置１の使用環境温度範囲では、温度が低くなるほど磁力が低下する特性を有していたが、これに限定されるものではない。例えば、温度が低くなるほど磁力が増加する特性を有するものであってもかまわない。
【０１３２】
また、上記実施形態では、開弁制御時には、予め開弁電圧印加時間ｔｏを算出して設定し、閉弁制御時には、予め閉弁電圧印加時間ｔｓを算出して設定したが、これに限定されるものではない。例えば、開弁制御時には、予め開弁電圧印加時間ｔｏを算出して設定し、閉弁制御時は、開弁電圧印加時間を一定値に固定してもかまわない。
【０１３３】
また、上記実施形態では、開弁制御時には、プランジャ弁体５０に加わる水圧と温度特性を有する磁石９０の吸引力とを考慮して、開弁電圧印加時間ｔｏを算出して設定していたが、これに限定されるものではない。例えば、磁石９０の吸引力の温度特性を考慮せず、磁石９０の吸引力を一定値に固定してもかまわない。すなわち、開弁制御時には、プランジャ弁体５０に加わる水圧に応じて開弁電圧印加時間ｔｏを算出して設定するものであってもよい。
【０１３４】
また、開弁制御時には、プランジャ弁体５０に加わる水圧に応じて開弁電圧印加時間ｔｏを算出して設定するとともに、閉弁制御時には、温度により変化する磁石９０の吸引力に応じて閉弁電圧印加時間ｔｓを算出して設定するものであってもよい。
【０１３５】
また、上記実施形態では、釣り合い時のコイル電流Ｉｏ、Ｉｓや数式４で変化するコイル電流Ｉを求める際に、コイル７１の直流抵抗Ｒを固定していた。これは、水栓装置１の使用環境温度範囲では永久磁石の温度特性に比べコイルの直流抵抗の温度特性の影響がそれほど大きくないため、演算を簡素化するために直流抵抗Ｒを固定していた。しかしながら、これに限定されるものではない。例えば、温度センサ１１０により検出した温度と予め記憶しているコイル７１の直流抵抗温度特性とに基づいて決定した直流抵抗Ｒを用いてもかまわない。これによると、温度により変化するコイル７１の直流抵抗Ｒを考慮して、コイル７１への電圧印加時間Ｔｏ、Ｔｓをより精度よく算出して設定することができる。
【０１３６】
また、上記実施形態では、電磁弁装置１０は、パイロット式ラッチ弁装置であったが、これに限定されるものではない。例えば、直動式ラッチ弁装置であってもかまわない。
【０１３７】
また、上記実施形態では、水栓装置１は、発光回路１０８および受光回路１０９で光学的に検知対象物を検知して吐水と止水の制御を行う所謂自動水栓装置であったが、これに限定されるものではない。例えば、吐水および止水の指令が、ユーザのスイッチ操作により入力される水栓装置であってもかまわない。
【符号の説明】
【０１３８】
１  水栓装置
４  圧力センサ（水圧検出手段）
２０  ハウジング
２２ａ  弁座
２９  パイロット用通水路（通水路）
５０  プランジャ弁体
５５  スプリング（弾性部材）
７１  コイル
９０  磁石（永久磁石）
１０１  マイクロコンピュータ（制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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