(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電力の供給によって電磁弁のプランジャ弁体を電気的に駆動し且つ電力供給の無い状態で該プランジャ弁体を開弁及び閉弁状態に状態保持する水路開閉用の電磁弁装置であって、
手動用の操作部材を有し、加えられた操作力により該操作部材を前進運動させて前記プランジャ弁体を強制的に且つ非電気的に開弁位置まで移動させるとともに、該操作部材の復帰運動に連動した伝達機構により発電機を発電作動させ、発電した電力により前記プランジャ弁体を閉弁駆動するようになしてあることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項２】
請求項１において、前記電磁弁が主水路を開閉する主弁体のパイロット操作用のパイロット弁であることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項３】
請求項１，２の何れかにおいて、前記手動用の操作部材にはマグネットが固設してあり、該操作部材の前進運動に伴う該マグネットの前記プランジャ弁体への接近により、該プランジャ弁体を磁力により閉弁位置から開弁位置に移動させるようになしてあることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記プランジャ弁体を磁力により開弁位置に保持するラッチマグネットが設けてあることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記操作部材がスプリングにて復帰方向に付勢してあるとともに、該操作部材にはラックが設けてあって、該ラックと前記発電機とがギヤによる前記伝達機構を介して作動的に連結してあり、該操作部材の復帰運動を該伝達機構を介して該発電機に伝達して該発電機を発電作動させるようになしてあることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかにおいて、前記操作部材と前記発電機との間には、該操作部材の前進運動を該発電機に伝達せず、該操作部材の復帰運動を該発電機に伝達して該発電機を発電作動させるクラッチが介挿してあることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れかにおいて、前記発電機で発生した電力を蓄電手段に充電し、一定電圧に達したところで放電を行って前記プランジャ弁体を閉弁駆動するようになしてあることを特徴とする電磁弁装置。
【請求項８】
請求項１において、前記発電機がバルブ本体に一体に組み付けてあることを特徴とする電磁弁装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は便器の洗浄装置や浴槽等水槽への給水その他に適用して好適な電磁弁装置に関し、詳しくは駆動電力の供給によって電磁弁のプランジャ弁体を電気的に駆動し且つ電力供給の無い状態で開弁又は閉弁状態を状態保持する電磁弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、便器に洗浄水を給水して便器洗浄を行う便器の洗浄装置として、大流量で洗浄水（水道水）を流す主水路に連通してパイロット水路を設け、そのパイロット水路上に100V電源で作動する電磁パイロット弁（以下単に電磁弁）を設けて、その電磁弁を開くことで主水路上の主弁体を開状態となし、これにより洗浄水を多量に便器に給水するようになしたものが広く用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながらこの場合、100V電源と電磁弁とをつなぐ電気配線工事を行わなければならず、設置コストが高くなるといった問題がある外、停電時にシステムが作動せず、便器洗浄を行えなくなってしまうといった問題が生ずる。
以上便器の洗浄装置を例として説明したが、電磁弁装置を用いて浴槽等水槽への給水を行ったりする際にも同様の問題が生ずる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁弁装置はこのような課題を解決するために案出されたものである。
而して請求項１のものは、駆動電力の供給によって電磁弁のプランジャ弁体を電気的に駆動し且つ電力供給の無い状態で該プランジャ弁体を開弁及び閉弁状態に状態保持する水路開閉用の電磁弁装置であって、手動用の操作部材を有し、加えられた操作力により該操作部材を前進運動させて前記プランジャ弁体を強制的に且つ非電気的に開弁位置まで移動させるとともに、該操作部材の復帰運動に連動した伝達機構により発電機を発電作動させ、発電した電力により前記プランジャ弁体を閉弁駆動するようになしてあることを特徴とする。
【０００５】
請求項２のものは、請求項１において、前記電磁弁が主水路を開閉する主弁体のパイロット操作用のパイロット弁であることを特徴とする。
【０００６】
請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記手動用の操作部材にはマグネットが固設してあり、該操作部材の前進運動に伴う該マグネットの前記プランジャ弁体への接近により、該プランジャ弁体を磁力により閉弁位置から開弁位置に移動させるようになしてあることを特徴とする。
【０００７】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記プランジャ弁体を磁力により開弁位置に保持するラッチマグネットが設けてあることを特徴とする。
【０００８】
請求項５のものは、請求項１〜４の何れかにおいて、前記操作部材がスプリングにて復帰方向に付勢してあるとともに、該操作部材にはラックが設けてあって、該ラックと前記発電機とがギヤによる前記伝達機構を介して作動的に連結してあり、該操作部材の復帰運動を該伝達機構を介して該発電機に伝達して該発電機を発電作動させるようになしてあることを特徴とする。
【０００９】
請求項６のものは、請求項１〜５の何れかにおいて、前記操作部材と前記発電機との間には、該操作部材の前進運動を該発電機に伝達せず、該操作部材の復帰運動を該発電機に伝達して該発電機を発電作動させるクラッチが介挿してあることを特徴とする。
【００１０】
請求項７のものは、請求項１〜６の何れかにおいて、前記発電機で発生した電力を蓄電手段に充電し、一定電圧に達したところで放電を行って前記プランジャ弁体を閉弁駆動するようになしてあることを特徴とする。
【００１１】
請求項８のものは、請求項１において、前記発電機がバルブ本体に一体に組み付けてあることを特徴とする。
【００１２】
【作用及び発明の効果】
上記のように請求項１の電磁弁装置は、手動用の操作部材を設け、その操作部材を前進運動させて電磁弁のプランジャ弁体を強制的に且つ非電気的に開弁位置まで移動させるとともに、その操作部材の復帰運動に連動した伝達機構により発電機を発電させ、その電力によりプランジャ弁体を閉弁駆動するようになしたもので、この電磁弁装置の場合、操作部材の復帰運動で電力発生するようにしているため、100V電源と電磁弁とをつなぐための電気配線工事を必要とせず、従って設置コストを安価となすことができるとともに、停電によって装置が作動不能に陥るといった問題も解消することができる。
ここで操作部材はこれをスプリングにて復帰方向に付勢しておき、前進運動後においてそのスプリングの力で操作部材を戻すようになすことができる。
尚本発明において手動用とは、手による操作は勿論、足による操作その他人体の一部による操作を含む概念である。
【００１３】
また上記電磁弁は主弁体のパイロット操作用のパイロット弁として構成しておくことができる（請求項２）。
このようにしておけば、大流量で水を流通させる主水路を小電力で開閉制御することができる。
【００１４】
更にまた、上記手動用の操作部材にはマグネットを固設しておき、操作部材の前進運動に伴うマグネットのプランジャ弁体への接近により、これを磁力にて閉弁位置から開弁位置に移動させるようになすことができる（請求項３）。
このようにしておけば、電磁弁におけるプランジャ弁体と操作部材との間の良好なシール性を容易に確保することができる。
【００１５】
更にまた本発明においては、プランジャ弁体を磁力により開弁位置に保持するラッチマグネットを設けておくことができる（請求項４）。
このようにしておけば、開弁位置に到ったプランジャ弁体を簡単な構成で開弁状態に状態保持することができる。
【００１６】
請求項５のものは、操作部材をスプリングにて復帰方向に付勢するとともに、その操作部材にラックを設けておき、そのラックと発電機とをギヤによる伝達機構を介して作動的に連結したもので、この請求項５の電磁弁装置にあっては、操作部材が復帰運動するとき、伝達機構を介してその復帰運動を発電機の発電のための運動として伝達することができ、これにより操作部材の復帰時に自動的に且つ簡単な構成で発電機を働かせることができる。
【００１７】
本発明ではまた、操作部材と発電機との間の運動伝達経路の途中箇所に一方向性のクラッチを介挿しておき、これによって操作部材の復帰運動だけを発電機に伝達してこれを発電作動させるようになすことができる（請求項６）。
このようにすることによって、当初の手動操作によって電磁弁を開き、その後操作力を解除したとき、発電機を自動的に働かせてプランジャ弁体を自動で閉弁運動させることができる。
【００１８】
上記発電機で発生した電力はこれを蓄電手段に充電し、一定電圧に達したところで放電を行ってプランジャ弁体を閉弁駆動するようになすことができる（請求項７）。
このようにしておけば、電磁弁の開弁後操作力を除いたときに直ちに電磁弁が閉弁運動せず、一定電圧に達するのに必要な時間を経過した後に、そこで初めてプランジャ弁体を閉弁運動させることができる。
これにより、予め設定した所定時間給水状態を維持することができる。またその一定電圧を適当に設定し或いは設定を変更することによって給水時間を調整することができる。
即ち請求項７の電磁弁装置を用いれば、簡単に定量止水装置を構築することができる。
【００１９】
本発明においては、上記発電機をバルブ本体に一体に組み付けておくことができる（請求項８）。
このようにしておけば、バルブ本体と発電機とを離隔して設けた場合のように、それらの間を電気配線でつなぐ必要がなく、装置をコンパクトに構成することができる。
【００２０】
本発明においてはまた、電磁弁をパイロット弁として構成した場合において、そのパイロット弁を主弁体に対し一体に組み付けておくことができる。
このようにすれば、その主弁体を含む電磁弁装置の構造を簡単且つコンパクトなものとなすことができる。
【００２１】
更に本発明では、手動用の操作部材にラックを設けて、そのラックと発電機とをギヤによる伝達機構を介して作動的に連結し、且つその伝達機構を発電機とともにバルブ本体に一体に組み付けるようになすことができる。このようにすれば伝達機構を介して操作部材と発電機とを作動的に連結する場合において、電磁弁装置をコンパクトに構成することができる。
【００２２】
【実施例】
次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は便器の洗浄装置等として好適なラッチ式電磁フラッシュバルブ（電磁弁装置）（以下単に電磁フラッシュバルブとする）で、この例の電磁フラッシュバルブ１０は、全体が１つのユニットとして構成されている。
【００２３】
同図において１２は内部に主水路１４を有する管体で、その主水路１４の途中箇所に弁座１６が設けられている。
１８はダイヤフラムから成る主弁体で、この主弁体１８が弁座１６に着座し又はこれから離間することによって主水路１４が開閉される。
即ちその主水路１４における上流側水路１４Ａと下流側水路１４Ｂとが連通又は非連通状態となる。
【００２４】
主弁体１８の背面側（図中上側）には背圧室２０が形成されており、主弁体１８は通常は背圧室２０内部の水圧により弁座１６に着座した状態、即ち閉弁状態に維持される。
この背圧室２０は、通常時は主水路１４における下流側水路１４Ｂと遮断された状態にあるが、後述のプランジャ弁体３０が上向きに後退運動、即ち開弁運動した時点で主弁体１８の中心孔２２を通じて下流側水路１４Ｂと連通した状態となる。
【００２５】
このとき背圧室２０内部の水が中心孔２２を通じて下流側水路１４Ｂへと流れ、ここにおいて背圧室２０の圧力が低下して主弁体１８が、上流側水路１４Ａの給水圧により図中上向きに持ち上げられる。即ち主弁体１８が開弁運動する。
【００２６】
これとともに上流側水路１４Ａの水が主弁体１８に形成された貫通の小孔を通じて背圧室２０内に流れ込み、これにより背圧室２０内部の圧力が漸次高まって、その圧力が一定圧力に達すると、そこにおいて主弁体１８が再び背圧室２０内部の水圧によって弁座１６に着座し、再び閉弁状態となる。
【００２７】
２４は電磁フラッシュバルブ１０におけるバルブ本体で、筒状のケーシング２６を有しており、その内部に主弁体１８をパイロット操作するパイロット弁としての電磁弁２８が収容されている。
電磁弁２８は、主弁体１８における上記中心孔２２を開閉する磁性材から成るプランジャ弁体３０と、コイルケーシング３２内部に収納されたソレノイドコイル３４と、固定コア３６と、その固定コア３６及びプランジャ弁体３０間に介設されてプランジャ弁体３０を常時図中下向きに、即ち閉弁方向に付勢するスプリング３８と、プランジャ弁体３０が開弁した後においてその開弁状態を磁力により状態保持するラッチマグネット４０とを有している。
【００２８】
上記筒状のケーシング２６の図中上端の開放部は蓋体４２にて閉鎖されている。そしてその蓋体４２に手動用の操作部材４４が装着されている。
この操作部材４４は、外部に露出した、操作力の入力部４６と、ケーシング２６内部に位置する棒状部４８と、その下端の大径部５０とを有している。
【００２９】
大径部５０の下面には復帰用のスプリング５２の上端が当接させられており、このスプリング５２の付勢力によって、操作部材４４が常時図中上向きに付勢されている。即ち操作部材４４が復帰方向に付勢されている。
【００３０】
大径部５０の下面にはマグネット５４が装着されている。
このマグネット５４はプランジャ弁体３０を開弁させるためのもので、操作部材４４がスプリング５２の付勢力に抗して図中下向きに押し下げられると、このマグネット５４がプランジャ弁体３０に接近し、磁力でプランジャ弁体３０を上向きに引き上げてこれを開弁運動させる。
【００３１】
操作部材４４における棒状部４８にはラックギヤ５５が設けてあり、このラックギヤ５５が後述の複数のギヤ５９，６２，６６による伝達機構５６を介して、発電機５８に作動的に連結されており、操作部材４４の運動、詳しくはその復帰運動が伝達機構５６を介して発電機５８に伝えられ、これにより発電機５８が回転運動してそこで発電するようになっている。
【００３２】
伝達機構５６は、ラックギヤ５５に噛み合うピニオンギヤ５９と、そのピニオンギヤ５９に対し軸６０の他端側に設けられたギヤ６２、更に発電機５８の軸６４の一端側に設けられた、ギヤ６２に噛み合うギヤ６６とを有しており、操作部材４４の回転運動、具体的にはその復帰運動がそれらギヤ５９，６２，６６を介して発電機５８に伝えられる。
【００３３】
図２に示しているようにギヤ６２と軸６０との間には一方向性のクラッチ機構６８が介挿されている。
このクラッチ機構６８は、軸６０とともに回転する回転子７０と、その回転子７０の両端部に設けられた係合爪７２と、ギヤ６２の内周面に形成された係合歯７４とを有している。
【００３４】
ここで係合爪７２と係合歯７４とは一方向にのみ係合するようになっている。
詳しくは、回転子７０が図２（Ａ）に示しているように矢印Ｐ１方向に回転するときにのみ係合爪７２と係合歯７４とが係合した状態となって、軸６０の図中Ｐ１方向の回転運動をギヤ６２に伝達する。
一方図２（Ｂ）に示しているように軸６０が矢印Ｐ２方向に回転するときには、係合爪７２と係合歯７４とが非係合状態となって、軸６０及び回転子７０がギヤ６２に対して、具体的には係合歯７４に対して空回りし、従ってこのときには軸６０の回転運動はギヤ６２には伝えられない。
【００３５】
本例において、発電機５８で発生した電力は制御部７６の蓄電手段、例えばコンデンサに充電され、そしてその充電電圧が設定した一定電圧に達したところで、電磁弁２８のソレノイドコイル３４に電力供給が行われ、ここにおいてプランジャ弁体３０がソレノイドコイル３４による電磁的な反発力によって閉弁運動する。
閉弁後においては、プランジャ弁体３０はスプリング３８の付勢力でその閉弁状態を維持する。
【００３６】
次に本例の電磁フラッシュバルブ１０の作用を以下に説明する。
前述したように、電磁弁２８におけるプランジャ弁体３０は通常時は閉弁状態に維持されており、この状態では主水路１４は遮断された状態にある。
【００３７】
この状態で、手動操作すべく操作部材４４の入力部４６に操作力が加えられて操作部材４４が図１中下向きに移動すると、これとともにマグネット５４が図中下向きに前進運動してプランジャ弁体３０に接近し、これによりプランジャ弁体３０が磁力により上向きに引き上げられて開弁運動する。
図３はこのときの状態を示しており、同図に示しているように上向きに開弁運動したプランジャ弁体３０は、開弁後においてラッチマグネット４０によりその開弁状態に状態保持される。
【００３８】
このようにしてプランジャ弁体３０が開弁運動すると、主弁体１８の中心孔２２を通じて背圧室２０が下流側水路１４Ｂに連通した状態となり、ここにおいて背圧室２０内の水が中心孔２２を通じて下流側水路１４Ｂへと流れ、背圧室２０内の水圧が低下する。
【００３９】
すると上流側水路１４Ａの給水圧により主弁体１８が開弁運動し、主水路１４が開放状態、即ち上流側水路１４Ａと下流側水路１４Ｂとが連通した状態となって、入口７８から出口８０への水の流れが生ずる。
尚、操作部材４４を下向きに押し込んだとき、即ち操作部材４４の前進運動時にはクラッチ機構６８における回転子７０が空回りして、操作部材４４の運動は発電機５８には伝達されない。
【００４０】
次に押し込んだ操作部材４４から手を放すと、即ち加えていた操作力を除くと、図４，図５に示しているようにスプリング５２の付勢力によって操作部材４４が図中上向きに復帰運動する。
このとき、その操作部材４４の復帰運動が伝達機構５６を介して発電機５８に伝えられ、これにより発電機５８が回転して電力を発生させる。発生した電力は制御部７６における蓄電手段に充電される。
【００４１】
そしてその充電電圧が設定した一定電圧に達すると、この時点で電磁弁２８におけるソレノイドコイル３４に通電が行われ、これによりラッチマグネット４０にて開弁状態に状態保持されていたプランジャ弁体３０が、電磁的な反発力により閉弁運動する。図６はこのときの状態を示している。
【００４２】
このようにしてプランジャ弁体３０が閉弁運動すると、ここにおいて背圧室２０から下流側水路１４Ｂへと水が抜けるのが阻止され、その後上流側水路１４Ａから背圧室２０内部に流入する水によって背圧室２０内の圧力は漸次高まり、そして最終的にその背圧室２０内の水圧によって主弁体１８が閉弁運動し、ここにおいて主水路１４の水の流れが停止する。即ち主水路１４を通じての水の供給が停止する。
【００４３】
本例の電磁フラッシュバルブ１０の場合、100V電源と電磁弁２８とをつなぐための電気配線工事を必要とせず、従って設置コストを安価となすことができるとともに、停電によって電磁フラッシュバルブ１０が作動不能に陥るといった問題も解消することができる。
【００４４】
また本例では電磁弁２８をパイロット弁として構成していることから、大流量で水を流通させる主水路１４を小電力で開閉制御することができる。
【００４５】
更にまた、本例では操作部材４４の前進運動に伴うマグネット５４のプランジャ弁体３０への接近により、これを磁力にて閉弁位置から開弁位置に移動させるようにしていることから、電磁弁２８におけるプランジャ弁体３０と操作部材４４との間の良好なシール性を容易に確保することができる。
【００４６】
更にまた本例においては、ラッチマグネット４０にてプランジャ弁体３０を磁力により開弁状態に状態保持するようにしているため、プランジャ弁体３０を簡単な構成で開弁状態に状態保持することができる。
【００４７】
また本例では、ラックギヤ５５と発電機５８とをギヤ５９，６２，６６による伝達機構５６を介して作動的に連結していることから、操作部材４４の移動ストロークを特に大きくしなくても発電機５８において十分電力発生させることができる。
【００４８】
本発明ではまた、操作部材４４と発電機５８との間に一方向性のクラッチ機構６８を介挿し、操作部材４４の復帰運動のみを発電機５８に伝達してこれを回転させるようになしていることから、当初の手動操作によって電磁弁２８を開いた後、操作部材４４の自動的な復帰運動で発電機５８を働かせ、プランジャ弁体３０を自動で閉弁運動させることができる。
【００４９】
本例においては、蓄電手段にて充電した電力が設定した一定電圧に達したところで電力供給を行ってプランジャ弁体３０を閉弁駆動するようにしているため、電磁弁２８の開弁後操作力を除いたときに直ちに電磁弁２８が閉弁運動せず、一定電圧に達するのに必要な時間を経過した後に、そこで初めてプランジャ弁体３０を閉弁運動させることができる。
これにより予め設定した所定時間給水状態を維持することができる。即ち本例の電磁フラッシュバルブ１０を用いれば、簡単に定量止水装置を構築することができる。
【００５０】
また本例では発電機５８及び伝達機構５６をバルブ本体２４に一体に組み付けて、主弁体１８等とともに全体として１つのユニットなしてあることから、電磁フラッシュバルブ１０をコンパクトな構成とすることができる。
【００５１】
以上本発明の実施例を詳述したがこれはあくまで一例示であり、本発明は上記便器の洗浄装置のみならず各種の用途に適用することが可能であるなど、本発明はその主旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例であるラッチ式電磁フラッシュバルブを示す図である。
【図２】  図１におけるクラッチ機構とその周辺部を示す図である。
【図３】  同じ実施例の電磁フラッシュバルブの作用説明図である。
【図４】  図３に続く作用の説明図である。
【図５】  図４に続く作用の説明図である。
【図６】  図５に続く作用の説明図である。
【符号の説明】
１０  ラッチ式電磁フラッシュバルブ（電磁弁装置）
１４  主水路
１８  主弁体
２４  バルブ本体
２８  電磁弁（パイロット弁）
３０  プランジャ弁体
４０  ラッチマグネット
４４  操作部材
５２  スプリング
５４  マグネット
５５  ラックギヤ
５６  伝達機構
５８  発電機
５９  ピニオンギヤ
６２，６６  ギヤ
６８  クラッチ機構
【図１】
0004226212.tif 000002
【図２】
0004226212.tif 000003
【図３】
0004226212.tif 000004
【図４】
0004226212.tif 000005
【図５】
0004226212.tif 000006
【図６】
0004226212.tif 000007