JP2009504955A

JP2009504955A - 給水弁カートリッジ

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Publication number: JP2009504955A
Application number: JP2008526860A
Authority: JP
Inventors: コオキム，ジョン
Original assignee: コオキム，ジョン
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2009-02-05
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: WO2007021064A1; US20080210318A1; EP1922501A4; US7861742B2; EP1922501A1; JP4838847B2

Abstract

前記弁の流量制御機能と温度制御機能間の干渉を引き起こすことなしには、水の流量と温度を制御する給水弁カートリッジ。前記カートリッジでは、流量制御ノブ（１２）は前後方向に角度移動し、制御レバー（１４）を作動させて給水孔及び給湯孔（１ａ及び１ｂ）を開閉する。温度制御ノブ（１３）は前記流量制御ノブ（１２）に連結され、直線的に左右方向に移動し、前記制御レバー（１４）を作動させて前記給水孔の開口比率を制御する。かくして、このカートリッジでは、流量制御動作中に水の既存温度が変化したり、温度制御動作中に水の既存流量が変化するようなことはない。本発明は不必要に無駄にされる水量を低減すると同時に、望ましくないエネルギーの過剰消費を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、一般的には給水弁カートリッジに関するものであり、特に、前記弁の流量制御機能と温度制御機能間の干渉を引き起こすことなしには、水の流量と温度を制御する給水弁カートリッジに関するものである。

一般に、給水時に水の温度と流量を制御するように構成されている給水弁とは、外部水源から供給される水（ボイラーから供給される湯を含む）の流量を制御し、冷水又は湯水を選択するか、又は冷水及び湯水を混合することによって水温を制御する水制御弁を意味する。

水の温度と流量を制御することができる前記給水弁は、キッチンの流し台上の適切な位置に設置することも、浴室（公衆風呂を含む）の所定の位置に設置することも可能なので、ユーザーは所望のとおり前記弁を操作することによって水を使用することができる。

給水時に水の温度と流量を制御するための従来型給水弁は、ロータリーノブを操作して冷水又は湯水を選択するか又は冷水及び湯水を混合することによって水の流量と温度を制御できるノブ操作式の弁と、レバーを上下に動かすことによって水流量を制御し、前記レバーを左右方向に回動して冷水又は湯水を選択するか又は冷水及び湯水を混合することによって水の温度を制御できるレバー操作式の弁と、に分類されている。

詳細に説明すると、従来のノブ操作式給水弁には、冷水を制御流量で吐出するように操作できる冷水ノブと、湯水を制御流量で吐出するように操作できる湯水ノブと、が弁本体の両側に設けられる。かくして、冷水又は湯水だけを使用したい場合にも、ユーザーは冷水用又は湯水用のノブを操作することによって水流量を容易に制御することができる。しかしながら、湯水と冷水を混合して所望の温度（湯水温度と冷水温度の間）の水を使用したい場合、ユーザーはその所望の温度を得るために２つのノブ（冷水用と湯水用）を注意深く操作しなくてはならないので、ノブ操作中に問題が発生する可能性もあり、前記ノブ操作式の弁はユーザーにとって便利でない。

特に、従来型ノブ操作式の弁はそれぞれ、冷水及び湯水の流量を独立に制御するために使用される複数の弁カートリッジを備えている。従来型ノブ操作式弁の弁カートリッジのそれぞれには多くの構成要素が含まれているので、前記給水弁の構造を複雑なものにしている。

近年には前述の問題点を克服するため、所定の位置において水の流量と温度を制御できるような構造になっている給水弁が提案され使用されている。しかしながら、この給水弁には、流量制御動作中に水の既存温度が変化したり、温度制御動作中に水の既存流量が変化したりする可能性もあるという構造上の問題がある。かくして、この給水弁は不必要に水を無駄にしたり、ボイラーを起動させて水を加熱したりする可能性もあり、不適切にエネルギーを過剰消費する可能性もある。

よって、本発明は、従来技術で発生する上記問題点を念頭に置いてなされたものであり、本発明の目的は、前記弁の流量制御機能と温度制御機能間の干渉を引き起こすことなしに水の流量と温度を制御できる給水弁カートリッジを提供することである。

本発明は以下が含まれることを特徴とする給水弁カートリッジを提供する。冷水及び湯水を前記カートリッジに独立に供給する給水孔及び給湯孔、冷水及び湯水の混合水を前記カートリッジから吐出する吐出孔が設けられた給水及び吐出手段と、前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔を開閉するための制御ユニットと、その第１端部において前記給水及び吐出手段の端部と組み付けられてその中にチャンバーを規定し、前記チャンバー内に前記カートリッジの要素を受け入れて前記要素を保護し、前記カートリッジが以下を含む弁制御手段をさらに含むことを特徴とするハウジングと、前記ハウジングの第２端部にヒンジ連結された流量制御ノブであって、前記給水及び吐出手段に組み付けられているので、前記流量制御ノブが所定の角度範囲内で前後方向に角度移動され、制御レバーを前後方向に作動させ、その端部が前記制御ユニットに連結され、かくして制御ユニットが前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔を開閉できるようになっていることを特徴とする流量制御ノブと、前記流量制御ノブの動作と干渉を引き起こすことなしに所定の直線範囲内で前記流量制御ノブに対して前記温度制御ノブが直線的に左右方向に移動するように前記流量制御ノブに移動可能に連結された温度制御ノブであって、前記制御ユニットに連結される前記制御レバーを左右方向に作動させ、かくして前記制御ユニットが前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔の開口比率を制御できるようになっていることを特徴とする温度制御ノブ。

本発明に係る給水弁カートリッジは、水流量が前記流量制御ノブを前後に角度移動するによって制御され、水の温度が前記温度制御ノブを左右方向に直線移動することによって制御されるように操作される。このカートリッジは、前記流量制御機能と前記温度制御機能間の干渉を引き起こすことなしに水の流量と温度を制御する。かくして、このカートリッジでは、流量制御動作中に水の既存温度が変化したり、温度制御動作中に水の既存流量が変化するようなことはない。したがって、本発明は、不必要に無駄にされる水量を低減すると同時に、望ましくないエネルギーの過剰消費を防止する。

本発明は以下を含む給水弁カートリッジを提供する。冷水及び湯水を前記カートリッジに独立に供給する給水孔及び給湯孔、冷水及び湯水の混合水を前記カートリッジから吐出する吐出孔が設けられた給水及び吐出手段と、前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔を開閉するための制御ユニットと、その第１端部において前記給水及び吐出手段の端部と組み付けられてその中にチャンバーを規定し、前記チャンバー内に前記カートリッジの要素を受け入れて前記要素を保護し、前記カートリッジが以下を含む弁制御手段をさらに含むことを特徴とするハウジングと、前記ハウジングの第２端部にヒンジ連結された流量制御ノブであって、前記給水及び吐出手段に組み付けられているので、前記流量制御ノブが所定の角度範囲内で前後方向に移動され、制御レバーを前後方向に作動させ、その端部が前記制御ユニットに連結され、かくして制御ユニットが前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔を開閉できるようになっていることを特徴とする流量制御ノブと、前記流量制御ノブの動作と干渉を引き起こすことなしに所定の直線範囲内で前記流量制御ノブに対して前記温度制御ノブが直線的に左右方向に移動するように前記流量制御ノブに移動可能に連結された温度制御ノブであって、前記制御ユニットに連結される前記制御レバーを左右方向に作動させ、かくして前記制御ユニットが前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔の開口比率を制御できるようになっていることを特徴とする温度制御ノブ。

本発明のカートリッジでは、前記弁制御手段の流量制御ノブが以下を含むことも可能である。互いに所定間隔をおいて前記流量制御ノブに形成され、前記ヒンジによって前記ハウジングに連結された２つのヒンジブラケットと、前記流量制御ノブの端部に対称に形成され、その対向端部には前記ヒンジブラケットがあるので、前記スライドレールが並列延長し、互いに所定間隔をおいて配設されることを特徴とする２つのスライドレール。

さらに、前記弁制御手段の温度制御ノブは、ブロック形状体として形成することもでき、以下を含むこともできる。前記ブロック形状体の２つの対向側面のそれぞれに沿って形成され、前記流量制御ノブの関連スライドレールと係合されるスライド溝と、前記制御レバーの端部が挿入され連結されている前記ブロック形状体の端面に形成されたレバー連結孔。

上記の場合では、前記制御レバー連結孔を、前記制御レバーの一端がいかなる方向でも前記孔中にスムーズに入ることができるように丸内面を有する孔として形成することも可能である。

さらに、前記制御レバーは、ロッド形状体として形成することも可能であり、以下を含むこともできる。前記制御レバーのロッド部直径よりも大きな直径を有し、前記制御レバーの両端に形成され、前記温度制御ノブと前記制御ディスクの両方のそれぞれの制御レバー連結孔に連結された端部ジョイントボールと、前記端部ジョイントボールの直径よりも大きな直径を有し、前記制御レバーの中間部分周囲に形成され、制御レバー支持部に形成された丸座部に位置し、前記レバーの回動中に前記制御レバーの作用点として機能することを特徴とする中間ボール。

さらに、前記制御レバー支持部の丸座部に位置する前記制御レバーは、前記前記ハウジングの上部壁内面の中心から下方に延出する支持スリーブで保持される別のパッキンによって支持されることも可能である。

さらに、前記制御ユニットは以下を含むことも可能である。前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔を開閉するための制御ディスクと、前記制御ディスクの直線的な運動を前後方向に誘導して、前記制御ディスクに前記給水及び吐出手段の給水孔及び給湯孔を開閉させるガイド。

さらに、前記制御ユニットは以下をさらに含むことも可能である。前記ガイドの直線運動を左右方向に誘導して、前記ガイドに前記制御ディスクの直線的な運動を左右方向に誘導させ、前記制御レバーがてこ作用をするように前記制御レバーをその中で支持する制御レバー支持部。

本発明では、前記制御ディスクは、短径、長径及び所定の厚さを有するディスクとして形成することも可能であり、以下を含むことも可能である。前記制御レバーの端部をその中に受け入れるため、前記制御ディスクの第１表面の中心に形成された制御レバー連結孔と、前記制御レバー連結孔を有する前記第１表面の反対側の前記制御ディスクの第２表面に、前記排出路が互いに分離されるように正反対の位置において半径方向に形成された一対の排出路と、前記制御レバー連結孔を有する前記第１表面に、前記制御レバー連結孔の外側位置において前記排出路方向に対して垂直に半径方向に形成された一対の流量制御ガイドチャンネル。

上記の場合では、前記制御ユニットの制御ディスクに形成された前記制御レバー連結孔を、前記制御レバーの他端が前記孔中にいかなる方向でもスムーズに入ることができるように丸内面を有する孔として形成することも可能である。

さらに、前記ガイドは、環形状のディスクとして形成することも可能であり、以下を含むことも可能である。前記制御ディスクの一対の流量制御ガイドチャンネルに対応するように、前記ガイドの表面に、前記ガイドの中心通孔の外部に正反対の位置において半径方向に形成された一対の流量制御ガイドリブと、前記流量制御ガイドリブを有する前記表面の反対側に、前記ガイドの別表面上に、前記流量制御ガイドリブの前記方向に対して垂直に半径方向に形成された一対の温度制御ガイドリブ。

さらに、前記制御レバー支持部を、内向き方向に突出する前記中心通孔の内面周囲の中間部分及び前記内面の一部が前記制御レバー用座部を形成するように丸みを付けられている状態で、中心通孔を有する環形状ブロック体として形成することも可能であり、以下を含むことも可能である。前記ガイドの一対の温度制御ガイドリブに対応するように前記制御レバー支持部の表面に形成された一対の温度制御ガイドチャンネルと、前記ハウジング内に設けられた前記支持スリーブの内面に形成された係止溝と係合して、前記ハウジングに対する前記制御レバー支持部の動きを防止する係止リブ。

さらに、前記給水及び吐出手段は、環形状ブロック体として形成することも可能であり、以下を含むことも可能である。前記ブロック体の中心部に設けられた一対のパイプであって、前記パイプは互いに所定間隔をおいて配設され、前記パイプが、前記吐出孔がパイプ外側の位置における前記ブロック体で規定されている状態で、それぞれの外部給水配管に連結された第１端部と、前記制御ユニットの制御ディスクに対応する給水孔及び給湯孔を形成する第２端部とを有することを特徴とする一対のパイプ。

上記の場合では、前記パイプのそれぞれは、バネによって弾性付勢されたパッキンが矩形の水路孔を有する状態で、その中に設けることもできる。

さらに、前記ハウジングは、シリンダーとして形成することも可能であり、以下を含むことも可能である。前記ハウジングの第１端部に形成されたボスであって、矩形通孔が前記ボスの中心を介して形成され、前記ハウジングの第２端部に形成された開口部の直径よりも小さな直径を有し、支持スリーブが、前記制御レバー支持部を受け入れるために前記ボス内端から延出してその中に空間を規定し、前記制御ユニットのガイド部をその端部において前記制御ディスクに対して偏らせることを特徴とするボス。

ここで以下に、本発明の好適な実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図３に示すように、本発明は給水弁カートリッジを提供するものである。このカートリッジは、冷水及び湯水を前記カートリッジに独立に供給する給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂ、冷水及び湯水の混合水を前記カートリッジから吐出する吐出孔１ｃが設けられた給水及び吐出手段１を含む。制御ユニット１５は、前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂを開閉するために設けられる。ハウジング２は、その第１端部において前記給水及び吐出手段１の端部と組み付けられてその中にチャンバーを規定し、前記チャンバー内に前記カートリッジの要素を受け入れて前記要素を保護する。前記カートリッジは弁制御手段１１をさらに含む。前記弁制御手段１１は、前記給水及び吐出手段１と組み付けられる前記ハウジング２の第２端部にヒンジ連結される流量制御ノブ１２を含む。かくして、前記流量制御ノブ１２は所定の角度範囲内で前後方向に移動され、その端部が前記制御ユニット１５に連結される制御レバー１４を前後方向に作動させるので、前記制御ユニット１５が前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂを開閉できるようになっている。前記弁制御手段１１には温度制御ノブ１３がさらに含まれ、該ノブ１３は、前記温度制御ノブ１３が流量制御ノブ１２の動作と干渉を引き起こすことなしに所定の直線範囲内で前記流量制御ノブ１２に対して左右方向に直線的に移動するように前記流量制御ノブ１２に移動可能に連結される。前記温度制御ノブ１３は、前記制御ユニット１５に連結される前記制御レバー１４を左右方向に作動させて、前記制御ユニット１５が前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂの開口比率を制御できるようにする。

本発明のカートリッジでは、前記弁制御手段１１の流量制御ノブ１２には、前記流量制御ノブ１２に形成され、互いに所定間隔をおいて配設され、前記ヒンジによって前記ハウジング２に連結される複数のヒンジブラケット１２ａが含まれる。前記流量制御ノブ１２には、前記スライドレール１２ｂが並列延長し、互いに所定間隔をおいて配設されるようにその対向端部に前記ヒンジブラケット１２ａを有する前記流量制御ノブ１２の端部が対称に形成された２つのスライドレール１２ｂがさらに含まれる。

さらに、前記弁制御手段１１の温度制御ノブ１３は、ブロック形状体として形成され、前記ブロック形状体の２つの対向側面のそれぞれに沿って形成され、前記流量制御ノブ１２の関連スライドレール１２ｂと係合されるスライド溝１３ａを含む。レバー連結孔１３ｂは、前記制御レバーの端部１４が挿入され連結される前記ブロック形状体の端面に形成される。

上記の場合では、前記制御レバー連結孔１３ｂを、好ましくは前記制御レバー１４の一端がいかなる方向でも前記孔１３ｂ中にスムーズに入ることができるように丸内面を有する孔として形成することも可能である。

さらに、前記制御レバー１４は、２つの端部ジョイントボールとともに、前記制御レバー１４のロッド部直径よりも大きな直径を有し、前記制御レバー１４の両端に形成され、前記温度制御ノブ１３及び制御ディスク１６の両方のそれぞれの制御レバー連結孔１３ａ及び１６ａに連結されるロッド形状体として形成される。前記制御レバー１４には、前記端部ジョイントボールの直径よりも大きな直径を有し、前記制御レバー１４の中間部分周囲に形成され、制御レバー支持部１８に形成された丸座部に位置し、前記レバー１４の回動中に前記制御レバー１４の作用点として機能する中間ボールがさらに含まれる。

さらに、前記制御レバー支持部１８の丸座部に位置する前記制御レバー１４は、好ましくは、環形状を有し、前記前記ハウジング２の上部壁内面の中心から下方に延出する支持スリーブ２ｂで保持される別のパッキンＰによって支持される。

本発明では、前記制御ユニット１５は、前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂを開閉するため、制御ディスク１６を含む。前記制御ユニット１５には、前記制御ディスク１６の直線的な運動を前後方向に誘導して、前記制御ディスク１６に前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂを開閉させるガイド１７がさらに含まれる。

さらに、前記制御ユニット１５には、前記ガイド１７の直線運動を左右方向に誘導して、前記ガイド１７に前記制御ディスク１６の直線的な運動を左右方向に誘導させ、前記制御レバー１４がてこ作用をするようにその中で前記制御レバー１４を支持させる前記制御レバー支持部１８がさらに含まれる。

本発明では、前記制御ディスク１６は、短径、長径及び所定の厚さを有するディスクとして形成される。この制御ディスク１６には、前記制御ディスク１６の第１表面の中心に形成されて前記制御レバー１４の端部をその中に受け入れる前記制御レバー連結孔１６ａが含まれる。一対の排出路１６ｂは、前記制御レバー連結孔１６ａを有する前記第１表面の反対側の前記制御ディスク１６の第２表面に、前記排出路１６ｂが互いに分離されるように正反対の位置において半径方向に形成される。前記制御ディスク１６には、前記制御レバー連結孔１６ａを有する前記第１表面に、前記制御レバー連結孔１６ａの外側位置において前記排出路１６ｂの方向に対して垂直に半径方向に形成される一対の流量制御ガイドチャンネル１６ｃがさらに含まれる。

上記の場合では、前記制御ユニット１５の制御ディスクに形成された前記制御レバー連結孔１６ａを、前記制御レバーの他端が前記孔中にいかなる方向でもスムーズに入ることができるように丸内面を有する孔として形成される。

さらに、前記ガイド１７は、前記制御ディスク１６の一対の流量制御ガイドチャンネル１６ｃに対応するように、前記ガイド１７の表面に、前記ガイド１７の中心通孔の外部に正反対の位置において半径方向に形成された一対の流量制御ガイドリブ１７ａとともに、環形状のディスクとして形成される。前記ガイド１７には、前記流量制御ガイドリブ１７ａを有する前記表面の反対側に、前記ガイド１７の別表面上に、前記流量制御ガイドリブ１７ａの前記方向に対して垂直に半径方向に形成された一対の温度制御ガイドリブ１７ｂがさらに含まれる。

前記制御レバー支持部１８を、内向き方向に突出する前記中心通孔の内面周囲の中間部分及び前記内面の一部が前記制御レバー１４用座部を形成するように丸みを付けられている状態で、中心通孔を有する環形状ブロック体として形成される。この支持１８には、前記ガイド１７の一対の温度制御ガイドリブ１７ｂに対応するように前記制御レバー支持部１８の表面に形成された一対の温度制御ガイドチャンネル１８ａが含まれる。前記支持１８には、前記ハウジング２内に設けられた前記支持スリーブ２ｂの内面に形成された係止溝２ｃと係合して、前記ハウジング２に対する前記制御レバー支持部１８の動きを防止する係止リブ１８ｂがさらに含まれる。

さらに、前記給水及び吐出手段１は、環形状ブロック体として形成され、前記ブロック体の中心部に設けられた一対のパイプを含み、前記パイプは互いに所定間隔をおいて配設されるようになっている。前記パイプの第１端部は、それぞれの外部給水配管に連結されるが、その第２端部は、前記吐出孔１ｃが前記パイプ外側の位置において前記ブロック体で規定されている状態で、前記制御ユニット１５の制御ディスク１６に対応する給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂを形成する。

上記の場合では、前記パイプのそれぞれは、好ましくはバネＳによって弾性付勢されるパッキンＰが矩形の水路孔を有する状態でその中に設けられる。

さらに、前記ハウジング２は、シリンダーとして形成され、前記ハウジング２の第１端部に形成されるボス２ａを含む。矩形通孔２ｄは、前記ボス２ａの中心を介して形成され、前記ハウジング２の第２端部に形成された開口部よりも小さい直径を有する。前記支持スリーブ２ｂは、前記ボス２ａ内端から延出して、受入制御レバー支持部１８を受け入れるようにその中に空間を規定し、前記制御ユニット１５のガイド１７をその端部において制御ディスク１６に対して偏らせる。

以下、前記給水弁カートリッジの動作を説明する。

まず、図３に示すように、前記ハウジング２にヒンジ連結される前記流量制御ノブ１２が第１側面に傾斜した位置（通常、前記ハウジング２を有する給水弁に基づいて後方に傾斜した位置）に配置されると、前記ハウジング２において前記制御レバー支持部１８と前記パッキンＰの両方によって支持される前記制御レバー１４は、前記制御ユニット１５の制御ディスク１６を前記ハウジング２の前部に向かって第２側面に押す。かくして、前記制御ディスク１６の平面部は前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂの全体を閉じるので、外部水が前記カートリッジ１０に流れ込むことができないようになる。

しかしながら、図４に示すように、前記ハウジング２上の流量制御ノブ１２が前方移動される場合、前記制御ディスク１６の排出路１６ｂは前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂに向かって移動される。かくして、前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂが前記吐出孔１ｃと連通するので、給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂからの水は、前記吐出孔１ｃを介して前記カートリッジ１０の外側に吐出できる。

上記の状態では、前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂが前記制御ディスク１６の排出路１６ｂと重なり合っている範囲は、前記流量制御ノブ１２の操作に応答して変化することができるので、前記吐出孔１ｃを介して前記カートリッジ１０から吐出される水流量が制御可能になる。

図５に示すように、前記流量制御ノブ１２に沿って滑動可能な前記温度制御ノブ１３が第１側面に配置される場合、前記ハウジング２内の制御レバー１４は前記制御ディスク１６を第２側面に押す（たとえば給水孔に向かった方向に）。かくして、前記制御ディスク１６の平面部は前記給水及び吐出手段１の給水孔１ａを閉じるが、前記給水及び吐出手段１の給湯孔１ｂを開く。したがって、外部給湯配管からの湯は前記カートリッジ１０に流れ込むことができる。前記カートリッジ１０が前記流量制御ノブ１２の操作のために開状態である場合、前記湯は前記吐出孔１ｃを介して前記給水弁の外側に吐出される。

図６に示すように、前記温度制御ノブ１３が前記第１側面から前記第２側面に移動される場合、前記ハウジング２内の制御レバー１４は前記制御ディスク１６を、前記温度制御ノブ１３が配置される前記給湯孔１ｂと一線上にある前記第１側面に押す。かくして、前記制御ディスク１６の平面部は、前記給水及び吐出手段１の給湯孔１ｂを閉じるが、給水孔１ｂを開く。したがって、外部給水配管からの水は前記カートリッジ１０に流れ込む。前記カートリッジ１０が前記流量制御ノブ１２の操作のために開状態である場合、前記冷水は前記吐出孔１ｃを介して前記給水弁の外側に吐出される。

上記の状態では、前記吐出孔を介して前記カートリッジから吐出される水の温度は、前記制御ディスク１６の排出路１６ｂと重なり合い、前記温度制御ノブ１３の操作に応答して変化することができる、前記給水及び吐出手段１の給水孔及び給湯孔１ａ及び１ｂの開口部の断面を変えることによって制御可能である。

かくして、本発明のカートリッジでは、水流量は、前記流量制御ノブを前後方向に角度移動することによって制御可能であり、水の温度は、前記温度制御ノブを左右方向に直線移動することによって制御可能である。かくして、本発明のカートリッジは、前記給水弁の流量制御機能と温度制御機能間の干渉を引き起こすことなしに水の流量と温度を制御できる。

さらに、図７に示すように、前記パッキンＰの通孔は矩形形状を有するので、前記パッキンにより、前記制御ディスク１６の矩形排出路１６ｂと連携して、矩形断面を有する可変水路を形成することができる。かくして、本発明のカートリッジは冷水及び湯水の混合比率を変化させることがない。

詳細に説明すると、図８、図９及び図１０に示すように、給水孔及び給湯孔と従来型カートリッジにおける排出路によって形成され、前記カートリッジからの水を外部に吐出する前記可変水路は湾曲側面によって規定されるので、従来型カートリッジの給水孔及び給湯孔の断面は流量制御動作中に不適切に変化してしまう。したがって、前記給水弁から吐出される水の温度が流量制御動作中に不適切に変化してしまうこともあり得る。

しかしながら、本発明では、前記制御ディスクの排出路１６ｂのそれぞれが直線的な側面を有し（前記排出路の矩形断面を形成するように）、さらに、前記パッキンＰの水路孔のそれぞれが直線的な側面を有する（前記通路孔の矩形断面を形成するように）。かくして、図１１、図１２及び図１３に示すように、前記パッキンＰの通路孔の断面は流量制御動作中に変化するが、冷水及び湯水の混合水を前記カートリッジの外側に吐出するための前記吐出孔の開口比率は変化しないので、吐出される水の温度は、不変保たれる。

かくして、本発明に係る給水弁カートリッジは流量制御動作中に水の温度を変化させないので、本発明のカートリッジでは、ユーザーがシャワー室でシャワを浴びている最中に、流量を制御することによって水の温度が突如変わるようなことは起こらない。したがって、このカートリッジのユーザーはシャワー中に（水温変化による）不快を感じることがない。

さらに、本発明では、図１４に示すように、２つの制御ノブ（前記流量制御ノブ１２及び前記温度制御ノブ１３）の代わりに単一の制御ノブ１９を使用することもできる。上記の場合では、前記制御ノブ１９は、図１５に示すように矩形範囲内でいずれの側にも容易に操作可能なので、前記制御ノブ１９が任意の位置から前記カートリッジを閉じるように片側に操作される場合、前記カートリッジは水の吐出を確実に停止することができる。

しかしながら、従来型ジョイスティックを有するカートリッジの動作では、図１６に示すように前記ジョイスティックの操作範囲は扇形状を形成する。かくして、水の流量と温度の制御範囲が狭いので、水の流量又は温度を制御することは非常に困難である。さらに、前記カートリッジを閉じるためは、この従来型ジョイスティックを厳密な点に操作しなければならないので、ユーザーが厳密なジョイスティック操作を怠った場合、前記ジョイスティックを有するカートリッジでは、水が前記カートリッジから漏出してしまうこともあるという問題点がある。

本発明は、水流量が前記流量制御ノブを前後に角度移動するによって制御され、水の温度が前記温度制御ノブを左右方向に直線移動することによって制御されるように操作される給水弁カートリッジを提供する。このカートリッジは、前記流量制御機能と前記温度制御機能間の干渉を引き起こすことなしに水の流量と温度を制御する。かくして、このカートリッジでは、流量制御動作中に水の既存温度が変化したり、温度制御動作中に水の既存流量が変化するようなことはない。したがって、本発明は、不必要に無駄にされる水量を低減すると同時に、望ましくないエネルギーの過剰消費を防止する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る給水弁カートリッジの構造を図解説明する斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態に係るカートリッジの構造を詳細に図解説明する分解斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係るカートリッジの構造（閉状態時）を図解説明する前部切断図である。図４は、本発明の第１実施形態に係るカートリッジの構造（開状態時）を図解説明する前部切断図である。図５は、本発明の第１実施形態に係るカートリッジの構造（給水状態時）を図解説明する側面断面図である。図６は、本発明の第１実施形態に係るカートリッジの構造（給湯状態時）を図解説明する側面断面図である。図７は、前記制御ディスクの排出路と、前記パッキンの矩形通孔と、給水孔及び給湯孔との間の相互関係を図解説明する分解斜視図である。図８は、前記カートリッジが湯及び水の流量を制御操作中の従来型給水弁カートリッジの出湯孔及び出水孔の両方の開口比率における変動を図解説明する断面図である。図９は、前記カートリッジが湯及び水の流量を制御操作中の従来型給水弁カートリッジの出湯孔及び出水孔の両方の開口比率における変動を図解説明する断面図である。図１０は、前記カートリッジが湯及び水の流量を制御操作中の従来型給水弁カートリッジの出湯孔及び出水孔の両方の開口比率における変動を図解説明する断面図である。図１１は、本発明に係る前記カートリッジが湯及び水の流量を制御操作中の給水弁カートリッジの出湯孔及び出水孔の両方の開口比率における変動を図解説明する断面図である。図１２は、本発明に係る前記カートリッジが湯及び水の流量を制御操作中の給水弁カートリッジの出湯孔及び出水孔の両方の開口比率における変動を図解説明する断面図である。図１３は、本発明に係る前記カートリッジが湯及び水の流量を制御操作中の給水弁カートリッジの出湯孔及び出水孔の両方の開口比率における変動を図解説明する断面図である。図１４は、本発明の第２実施形態に係る給水弁カートリッジの構造を図解説明する分解斜視図である。図１５は、本発明に係る流量制御機能と温度制御機能間の関連性を図式的に説明するダイアグラムである。図１６は、従来型のジョイスティック動作による流量制御機能と温度制御機能間の関連性を図式的に説明するダイアグラムである。

Claims

以下を含む給水弁カートリッジ。冷水及び湯水を前記カートリッジに独立に供給する給水孔及び給湯孔（１ａ）及び（１ｂ）、冷水及び湯水の混合水を前記カートリッジから吐出する吐出孔（１ｃ）が設けられた給水及び吐出手段（１）と、前記給水及び吐出手段（１）の給水孔及び給湯孔（１ａ）及び（１ｂ）を開閉するための制御ユニット１５と、その第１端部において前記給水及び吐出手段（１）の端部と組み付けられてその中にチャンバーを規定し、前記チャンバー内に前記カートリッジの要素を受け入れて前記要素を保護し、前記カートリッジが以下を含む弁制御手段（１１）をさらに含むことを特徴とするハウジング（２）と、前記ハウジングの第２端部（２）にヒンジ連結された流量制御ノブ（１２）であって、前記給水及び吐出手段（１）に組み付けられているので、前記流量制御ノブ（１２）が所定の角度範囲内で前後方向に移動され、制御レバー（１４）を前後方向に作動させ、その端部が前記制御ユニット（１５）に連結され、かくして制御ユニット（１５）が前記給水及び吐出手段（１）の給水孔及び給湯孔（１ａ及び１ｂ）を開閉できるようになっていることを特徴とする流量制御ノブ（１２）と、前記流量制御ノブ（１２）の動作と干渉を引き起こすことなしに所定の直線範囲内で前記流量制御ノブ（１２）に対して前記温度制御ノブ（１３）が直線的に左右方向に移動するように前記流量制御ノブ（１２）に移動可能に連結された温度制御ノブ（１３）であって、前記制御ユニット（１５）に連結される前記制御レバー（１４）を左右方向に作動させ、かくして前記制御ユニット（１５）が前記給水及び吐出手段（１）の給水孔及び給湯孔（１ａ及び１ｂ）の開口比率を制御できるようになっていることを特徴とする温度制御ノブ（１３）。
前記弁制御手段（１１）の流量制御ノブ（１２）が以下を含むことを特徴とする請求項１に係る給水弁カートリッジ。互いに所定間隔をおいて前記流量制御ノブ（１２）に形成され、前記ヒンジによって前記ハウジング（２）に連結された複数のヒンジブラケット（１２ａ）と、前記流量制御ノブ（１２）の端部に対称に形成され、その対向端部には前記ヒンジブラケット（１２ａ）があるので、前記スライドレール（１２ｂ）が並列延長し、互いに所定間隔をおいて配設されることを特徴とする一対のスライドレール（１２ｂ）。
前記弁制御手段（１１）の温度制御ノブ（１３）がブロック形状体として形成され、以下を含むことを特徴とする請求項１に係る給水弁カートリッジ。前記ブロック形状体の２つの対向側面のそれぞれに沿って形成され、前記流量制御ノブ（１２）の関連スライドレール（１２ｂ）と係合されるスライド溝（１３ａ）と、前記制御レバーの端部（１４）が挿入され連結される前記ブロック形状体の端面に形成されたレバー連結孔（１３ｂ）。
前記制御レバー（１４）がロッド形状体として形成され、以下を含むことを特徴とする請求項１に係る給水弁カートリッジ。前記制御レバー（１４）のロッド部直径よりも大きな直径を有し、前記制御レバー（１４）の両端に形成され、前記温度制御ノブ（１３）と前記制御ディスク（１６）の両方のそれぞれの制御レバー連結孔（１３ａ及び１６ａ）に連結された端部ジョイントボールと、前記端部ジョイントボールの直径よりも大きな直径を有し、前記制御レバー（１４）の中間部分周囲に形成され、制御レバー支持部（１８）に形成された丸座部に位置し、前記レバー（１４）の回動中に前記制御レバー（１４）の作用点として機能することを特徴とする中間ボール。
前記制御ユニット（１５）が以下を含むことを特徴とする請求項１に係る給水弁カートリッジ。前記給水及び吐出手段（１）の給水孔及び給湯孔（１ａ）及び（１ｂ）を開閉するための制御ディスク（１６）と、前記制御ディスク（１６）の直線的な運動を前後方向に誘導して、前記制御ディスク（１６）に前記給水及び吐出手段（１）の給水孔及び給湯孔（１ａ及び１ｂ）を開閉させるガイド（１７）。
前記制御ユニット（１５）が以下をさらに含むことを特徴とする請求項５に係る給水弁カートリッジ。前記ガイド（１７）の直線運動を左右方向に誘導して、前記ガイド（１７）に前記制御ディスク（１６）の直線的な運動を左右方向に誘導させ、前記制御レバー（１４）がてこ作用をするようにその中で前記制御レバー（１４）を支持させる前記制御レバー支持部（１８）。
前記制御ディスク（１６）が、短径、長径及び所定の厚さを有するディスクとして形成され、以下を含むことを特徴とする請求項５に係る給水弁カートリッジ。前記制御レバー（１４）の端部をその中に受け入れるため、前記制御ディスク（１６）の第１表面の中心に形成された制御レバー連結孔（１６ａ）と、前記制御レバー連結孔（１６ａ）を有する前記第１表面の反対側の前記制御ディスク（１６）の第２表面に、前記排出路（１６ｂ）が互いに分離されるように正反対の位置において半径方向に形成される一対の排出路（１６ｂ）と、前記制御レバー連結孔（１６ａ）を有する前記第１表面に、前記制御レバー連結孔（１６ａ）の外側位置において前記排出路（１６ｂ）方向に対して垂直に半径方向に形成された一対の流量制御ガイドチャンネル（１６ｃ）。
前記ガイド（１７）が環形状のディスクとして形成され、以下を含むことを特徴とする請求項５に係る給水弁カートリッジ。前記制御ディスク（１６）の一対の流量制御ガイドチャンネル（１６ｃ）に対応するように、前記ガイド（１７）の表面に、前記ガイド（１７）の中心通孔の外部に正反対の位置において半径方向に形成された一対の流量制御ガイドリブ（１７ａ）と、前記流量制御ガイドリブ（１７ａ）を有する前記表面の反対側に、前記ガイド（１７）の別表面上に、前記流量制御ガイドリブ（１７ａ）の前記方向に対して垂直に半径方向に形成された一対の温度制御ガイドリブ（１７ｂ）。
前記制御レバー支持部（１８）が、内向き方向に突出する前記中心通孔の内面周囲の中間部分及び前記内面の一部が前記制御レバー（１４）用座部を形成するように丸みを付けられている状態で、中心通孔を有する環形状ブロック体として形成され、以下を含むことを特徴とする請求項６に係る給水弁カートリッジ。前記ガイド（１７）の一対の温度制御ガイドリブ（１７ｂ）に対応するように前記制御レバー支持部（１８）の表面に形成された一対の温度制御ガイドチャンネル（１８ａ）と、前記ハウジング（２）内に設けられた前記支持スリーブ（２ｂ）の内面に形成された係止溝（２ｃ）と係合して、前記ハウジング（２）に対する前記制御レバー支持部（１８）の動きを防止する係止リブ（１８ｂ）。
前記給水及び吐出手段（１）が環形状ブロック体として形成され、以下を含むことを特徴とする請求項６に係る給水弁カートリッジ。前記ブロック体の中心部に設けられた一対のパイプであって、前記パイプは互いに所定間隔をおいて配設され、前記パイプが、前記吐出孔（１ｃ）がパイプ外側の位置における前記ブロック体で規定されている状態で、それぞれの外部給水配管に連結された第１端部と、前記制御ユニット（１５）の制御ディスク（１６）に対応する給水孔及び給湯孔を形成する第２端部とを有することを特徴とする一対のパイプ。
前記ハウジング（２）がシリンダーとして形成され、以下を含むことを特徴とする請求項１に係る給水弁カートリッジ。前記ハウジング（２）の第１端部に形成されたボス（２ａ）であって、矩形通孔（２ｄ）が前記ボス（２ａ）の中心を介して形成され、前記ハウジング（２）の第２端部に形成された開口部の直径よりも小さな直径を有し、支持スリーブ（２ｂ）が、前記制御レバー支持部（１８）を受け入れるために前記ボス（２ａ）内端から延出してその中に空間を規定し、前記制御ユニット（１５）のガイド（１７）をその端部において前記制御ディスク（１６）に対して偏らせることを特徴とするボス（２ａ）。
前記ハウジング（２）のボス（２ａ）に形成された通孔（２ｄ）が矩形断面を有することを特徴とする請求項１１に記載の給水弁カートリッジ。
前記給水及び吐出手段（１）が以下をさらに含むことを特徴とする請求項１に係る給水弁カートリッジ。矩形通孔を有し、給水孔及び給湯孔（１ａ及び１ｂ）のそれぞれに挿入されているので、制御ディスク（１６）の矩形排出路（１６ｂ）と連携して前記パッキンが矩形断面を有する可変水路を形成できるようになっているパッキン（Ｐ）。