JPH04219157A - シャワー装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】　　本発明はシャワー装置に関し
、更に詳しくは、シャワー強さを自動的に変化させるこ
とのできるシャワー装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】　　近年、シャワー装置として、単に人
体の洗浄ないしは温熱効果を目的としたもののみならず
、マッサージ効果等の他の目的としての使用を可能とす
べく、各種の機能を持たせたものが注目されている。こ
のような機能の一つとして、シャワー強さを周期的に変
化させる、いわゆる強弱シャワーを実現しようとする場
合、従来の技術では、シャワーノズルに連通する給湯管
上に電磁開閉弁を配設するか、あるいは、同じく給湯管
上に流量調節弁を設けることが考えられる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】　　ところで、上述の
方法のうち、電磁開閉弁を使用する場合には、弁の機構
上出湯または停止のいずれかしか選択できず、所望の強
度範囲内でシャワー強度を変化させることは極めて困難
となる。また、流量調節弁を使用する場合には、所望範
囲で強弱シャワーを実現することは可能となるが、これ
を自動的に駆動すること、つまり自動的に流量増減を行
わせ、かつ、その周期を自在に変更し得るよう構成する
ことは、設備技術面、コスト面共に困難である。

【０００４】本発明の目的は、簡単な構成のもとに、か
つ、安価に、シャワー強度の変化周期およびその強度範
囲を任意に選択することのできるシャワー装置を提供す
ることにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】　　上記の目的を達成す
るための構成を、図１に示す基本概念図を参照しつつ説
明すると、本発明は、給湯手段ａとシャワーノズルｂを
接続する給湯管ｃの管路上に、入力された駆動信号の大
きさに応じて弁開度が変化して通過水量が連続的に変化
する電動二方弁ｄを設けるとともに、シャワー強さの変
化周期およびその最大と最小強さを設定する設定手段ｅ
と、その設定内容を読み込んで電動二方弁ｄの開閉速度
を算出する演算手段ｆと、その演算結果に基づいて電動
二方弁ｄに駆動信号を供給する制御手段ｇを備えたこと
によって特徴付けられる。

【０００６】

【作用】　　電動二方弁ｄは電動機の回転によってその
弁開度が変化するが、その電動機は入力信号の大きさに
応じた回転が与えられる。図７に例示するように、シャ
ワー強さの変化周期Ｔと強弱範囲（Ｍ〜ｍ）を設定する
ことにより、演算手段ｆは電動二方弁ｄの開閉速度、つ
まり刻々の開度を演算によって求める。制御手段ｇはこ
の演算結果に基づいて電動二方弁ｄに駆動信号を供給す
る。その結果、シャワーノズルｂからの出湯量は、図７
に示すカーブで刻々と変化を繰り返し、所望の周期およ
び強弱範囲の強弱シャワーが実現できる。

【０００７】

【実施例】　　図２は本発明実施例の全体構成図で、ハ
ンドシャワーの他にボディーの各部にそれぞれシャワー
を噴射するための複数のシャワーノズルを備えたボディ
ーシャワーユニットに本発明を適用した場合の例を示し
ている。電動混合弁１は、水供給管１１と、温水器等の
給湯装置に連通する湯供給管１２からの水と湯とを所定
の割合で混合する。電動混合弁１によって適当な温度に
調節された温水は、電動ポンプ２によって給湯管３を介
して各シャワーノズル４ａ・・４ｄに供給される。

【０００８】すなわち、給湯管３はシャワーノズル４ａ
・・４ｄの上流側で分岐して４つの給湯支流管３１ａ・
・３１ｄとなり、その各支流３１ａ・・３１ｄの先端に
各シャワーノズル４ａ・・４ｄが装着されている。各シ
ャワーノズル４ａ・・４ｄに通じる給湯支流管３１ａ・
・３１ｄには、それぞれ電動二方弁５ａ・・５ｄが配設
されている。

【０００９】電動二方弁５ａ・・５ｄは、公知のボール
弁構造の、弁軸を例えばサーボモータ等の電動機によっ
て回動させる構造を有しているとともに、図３にその電
気的構成を例示するように、弁軸回動用の電動機５１の
回動位置に対応して回転するポテンショメータ５２が設
けられており、弁開度に応じた信号を出力することがで
きる。

【００１０】この電動二方弁５ａ・・５ｄ、電動混合弁
１および電動ポンプ２は、制御回路６によって制御され
る。制御回路６には、例えばシャワールーム内に配設さ
れるリモートコントロール用の操作パネル７が接続され
ているとともに、給湯管３内の温水の温度を測定するサ
ーミスタ８からの温度測定信号が入力されている。

【００１１】図４は制御回路６の具体的構成例を示すブ
ロック図である。この例では、制御回路６はＣＰＵ６１
、ＲＯＭ６２、ＲＡＭ６３および入出力インターフェー
ス６４を備えたマイクロコンピュータを主体として構成
され、その入出力インターフェース６４には、前記した
各電動二方弁５ａ・・５ｄに対して制御動作信号を供給
するドライバ６０と、操作パネル７、およびサーミスタ
８等が接続される。

【００１２】ドライバ６０は、各電動二方弁５ａ・・５
ｄのポテンショメータ５２からの弁開度検出信号が入力
されるとともに、マイクロコンピュータから入出力イン
ターフェース６４を介して供給される後述の制御目標値
曲線を記憶し、その記憶内容に応じた目標値信号を連続
的に発して、これに上記した弁開度検出信号をフィード
バックすることにより、各電動二方弁５ａ・・５ｄの弁
開度が追従するようにこれらの電動機に制御動作信号を
供給するサーボ制御回路である。

【００１３】操作パネル７には、図５に本発明に関連す
る部分を抜粋した正面図を示すように、各シャワーノズ
ル４ａ・・４ｄのＯＮ・ＯＦＦスイッチ群７１と、強弱
シャワー等の機能シャワーの選択スイッチ７２、強弱シ
ャワーにおける最大および最小シャワー強さの設定スイ
ッチ７３と７４、およびその周期設定スイッチ７５等が
配設されている。

【００１４】なお、サーミスタ８からの温度検出信号は
、給湯管３内の温水が別途設定された適温に達している
か等の検知に使用されるとともに、制御回路６からは電
動混合弁１および電動ポンプ２の駆動信号等も供給され
るようになっている。図６は制御回路６内のマイクロコ
ンピュータのＲＯＭ６２に書き込まれたプログラムのう
ち、強弱シャワーに関連する部分を取り出して示すフロ
ーチャートで、以下、この図を参照しつつ本発明実施例
の作用を述べる。

【００１５】ＳＴ１でシャワーの出湯が指令されている
と判定すると、ＳＴ２で機能シャワーの選択スイッチ７
２により強弱シャワーが選択されているか否かを判別し
、強弱シャワーが選択されている場合にはＳＴ３以下に
進む。まず、設定スイッチ７３および７４と、周期設定
スイッチ７５の操作により設定された、強弱シャワーの
最大強さＭ、最小強さｍおよびその周期Ｔの設定値を取
り込む（ＳＴ３）。次に、その各値Ｍ，ｍ，Ｔを用いた
演算によって、例えば図７に示すように、サインカーブ
状に経時的に変化すシャワー強さの制御目標値曲線を求
め、ドライバ６０に送信する（ＳＴ４，ＳＴ５）。

【００１６】ドライバ６０ではこの制御目標値曲線を記
憶回路に格納し、その記憶内容に応じた制御目標値信号
を繰り返し発生して、各電動二方弁５ａ・・５ｄのポテ
ンショメータ５２からの弁開度検出値をその制御目標値
信号にフィードバックし、その偏差信号に基づく制御動
作信号を各電動二方弁５ａ・・５ｄの電動機５１に供給
する。

【００１７】これにより、各電動二方弁５ａ・・５ｄの
弁開度は、図７に示したカーブに繰り返し追随して経時
的に変化し、各シャワーノズル４ａ・・４ｄから吐出さ
れる温水は図７の曲線と同等の強弱変化が繰り返し付与
されることになる。次に、本発明の他の実施例について
説明する。先の実施例では、制御回路６のマイクロコン
ピュータで演算した制御目標値曲線を、サーボ制御機能
を持つドライバ６０で記憶し、ドライバ６０では各電導
二方弁５ａ・・５ｂの弁開度がこの曲線に追随するよう
フィードバック制御する、いわゆるアナログサーボ機構
を採用した例を示したが、本発明はこれに限定されるこ
となく、他の制御方式を採用することができる。

【００１８】図８は本発明の他の実施例の電導二方弁の
制御機構の具体的構成図である。この例においては、ド
ライバ１０１内にサーボ制御回路を持たせず、制御回路
１００側で電導二方弁１０９の操作信号を直接決定する
、いわゆるデジタルサーボ方式を採用したもので、ドラ
イバ１０１は制御回路１００内のマイクロコンピュータ
から出力される操作信号を、電導二方弁１０９の開閉用
モータ１０２を駆動する電圧信号に変換する回路構成を
採っている。

【００１９】以下、図８を参照しつつ本発明の他の実施
例について詳述する。ポテンショメータ１０５の片側に
は制御回路１００から供給される基準電圧Ｖｒｅｆ　が
印加されており、その反対側は制御回路１００と同じア
ースレベルに接続されている。このポテンショメータ１
０５には、軸１０８に直結された電導ブラシ１０７が係
合しており、軸１０８が回動すると電導ブラシ１０７の
位置が変化し、電動体１０６を介してその回転角度が制
御回路１００内のマイクロコンピュータのＡ−Ｄ変換器
端子に電圧信号として入力されるようになっている。

【００２０】軸１０８には歯車１０４が固着されており
、この歯車１０８は、モータ１０２の出力軸に固着され
た歯車１０３に噛み合っている。従って、モータ１０２
を回転駆動することにより軸１０８が回転することにな
るが、この軸１０８は電動二方弁１０９を操作し、その
開度を変化させるように構成されている。モータ１０２
の駆動信号はドライバ１０１から供給されるが、ドライ
バ１０１は制御回路１００から出力される操作信号を駆
動電圧信号に変換してモータ１０２に供給するように構
成されている。

【００２１】制御回路１００では、電動二方弁１０９の
操作信号として、＋または−の連続方形信号か、あるい
は＋または−のパルス状の信号を出力するようになって
おり、図９に例示するように、＋の連続方形信号を出力
すると電動二方弁１０９は全閉〜全開が短時間に行われ
、−の連続方形信号を出力すると同様に短時間で全開〜
全閉が行われる（Ａ）。また、＋もしくは−のパルス状
信号を出力した場合には、そのパルスデューティに応じ
て、例えば１／２のデューティ比であれば上記の開閉速
度の１／２で（Ｂ）、また１／３のデューティ比のパル
スを出力した場合には同じく１／３の速度で電動二方弁
１０９が開閉され（Ｃ）、任意のデューティのパルスを
出力することにより、電動二方弁１０９を任意の速度で
開閉し得るように構成されている。

【００２２】以上の構成により、シャワーの最大強さＭ
と最小強さｍ、および周期Ａの設定値に応じて、制御回
路１００から周期的にデューティが変化するパルス信号
を出力することにより、図１０に例示するように、サイ
ンカーブの強弱シャワーやゆらぎシャワー等が滑らかな
曲線状の強弱変化で実現できる。ちなみに、本発明を採
用しない従来の強弱シャワーでは、図１１に例示するよ
うに強弱変化が直線状となる。

【００２３】以上の本発明の他の実施例によると、制御
回路１００のデジタル演算により電動二方弁１０９の操
作信号を決定するから、ドライバ１０１の回路構成が簡
単になるという利点がある。なお、本発明は以上の各実
施例に限定されることなく、Ｍ，ｍ，およびＡから各電
動二方弁の弁開閉速度を演算によって求め、各電動二方
弁をその一定の弁開閉速度で開閉するように構成しても
よい。ただし、この場合、強弱変化は直線的におこなわ
れるが、電動二方弁の電動機はオープンループ制御で済
み、ドライバの構成のみならず制御回路における演算も
簡単となる利点がある。また、電動二方弁は各シャワー
ノズルに対して一個ずつ設けず、給湯管の分岐点の上流
側に一個の電動二方弁を設けてもよい。

【００２４】更に、強弱シャワーの最小強さについては
、特にリモートコントロール用の操作パネル上に設ける
必要はなく、マイクロコンピュータの予備設定部で設定
するように構成してもよい。更にまた、本発明は以上の
ような給湯器および混合弁を用いたシャワーシステム以
外に、循環式と称されるシャワーシステムにも同様に適
用できることは勿論で、更には、上記の実施例のような
ボディーシャワーユニット以外に、一つのハンドシャワ
ーを備えた通常のシャワー装置にも全く同様に適用でき
ることは言うまでもない。

【００２５】なお、以上の各実施例において、電動二方
弁は公知のものであるからその構造を特に詳細には説明
しないが、その構造の一例を図１２に示す。この例では
、本体２０１内で回動する弁２０２の軸２０３が、本体
２０１に固着されたモータユニット２０４内に収容され
ているモータに接続金具２０５等を介して固着され、ド
ライバからの駆動信号によってモータを制御することに
より、弁２０２が回動するように構成されている。

【００２６】

【発明の効果】　　以上説明したように、本発明によれ
ば、シャワーノズルに連通する給湯管上に電動二方弁を
設けるとともに、強弱シャワーの最大および最小強さと
変化周期の設定値から、電動二方弁の弁の開閉速度を演
算によって求め、その演算結果に基づいて電動二方弁の
弁を開閉制御するように構成したので、比較的簡単で安
価な構成のもとに、任意の周期および強弱で滑らかに変
化する強弱シャワーを得ることができ、例えば比較的長
周期で強弱が変化する、いわゆる１／ｆ揺らぎのような
人体に対して好適な強弱変化を容易に設定可能な強弱シ
ャワーを実現できる。

【００２７】また、電動二方弁の開閉速度を、直線的で
なくサインカーブ等の曲線的に制御することが容易とな
り、この場合、滑らかに強弱変化するシャワーを実現で
き、使用者にとって極めて心地好いシャワーとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の構成を示す基本概念図

【図２】　
　本発明実施例の全体構成図

【図３】　　その電動二方
弁５ａ・・５ｄに電気的構成例の説明図

【図４】　　本発明実施例の制御回路６の構成例を示す
ブロック図

【図５】　　同じく本発明実施例の操作パネル７の要部
正面図

【図６】　　本発明実施例の制御回路６のＲＯＭ６２に
書き込まれたプログラムの内容を示すフローチャート

【
図７】　　本発明実施例の制御回路６により求められる
制御目標値曲線の例を示すグラフ

【図８】　　本発明の他の実施例の要部構成図

【図９】
　　その制御回路１００から出力される操作信号と電動
二方弁１０９の弁開度の関係を示すタイムチャート

【図１０】本発明の他の実施例により得られるサインカ
ーブ状のシャワー強弱変化と操作信号との関係を示すタ
イムチャート

【図１１】本発明を適用しない従来の方式によるシャワ
ー強弱変化の説明図

【図１２】本発明に使用される電動二方弁の構造例を示
す断面図

【符号の説明】

１・・・・電動混合弁 ２・・・・電動ポンプ ３・・・・給湯管 ３１ａ・・３１ｄ・・・・給湯支流管 ４ａ・・４ｄ・・・・シャワーノズル ５ａ・・５ｄ・・・・電動二方弁 ６・・・・制御回路 ６０・・・・ドライバ ６１・・・・ＣＰＵ ６２・・・・ＲＯＭ ６３・・・・ＲＡＭ ６４・・・・入出力インターフェース ７・・・・操作パネル ７２・・・・機能シャワー選択スイッチ７３・・・・最
大強さ設定スイッチ ７４・・・・最小強さ設定スイッチ ７５・・・・周期設定スイッチ １１・・・・水供給管 １２・・・・湯供給管 １００・・・・制御回路 １０１・・・・ドライバ １０２・・・・モータ １０３，１０４・・・・歯車 １０５・・・・ポテンショメータ １０７・・・・電導ブラシ １０８・・・・軸 １０９・・・・電動二方弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　　　給湯手段から供給された温水を、
   少なくとも一つのシャワーノズルに導く給湯管を備えた
   装置において、上記給湯管の管路上に、入力された駆動
   信号の大きさに応じて弁開度が変化して通過水量が連続
   的に変化する電動二方弁が設けられているとともに、シ
   ャワー強さの変化周期およびその最大と最小強さを設定
   する設定手段と、その設定内容を読み込んで上記電動二
   方弁の開閉速度を算出する演算手段と、その演算結果に
   基づいて上記電動二方弁に駆動信号を供給する制御手段
   を備えたことを特徴とするシャワー装置。