JP2848537B2 - ウオーターハンマー防止用の流量制御装置付きの片手混合水栓 - Google Patents

ウオーターハンマー防止用の流量制御装置付きの片手混合水栓

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明の分野は給水用混合水栓、特に給水用混合水栓
の作動力を増加させる器具に関する。
開示の背景 湯と冷水の双方の流量を制御する通常は混合水栓と呼
ばれる片手水栓は、広く消費者に受け入れられたと見ら
れている。水栓は、通常は、湯と冷水との混合を調整す
るため及び体積速度、即ち流量を調整するために、取っ
手又はノブが異なった2方向に動き得るように構成され
る。
商業的に広く受け入れられたと考えられる2種の基本
的な形式の混合水栓は板弁と玉弁である。玉弁は、容易
に組み立てられかつ容易に修理でき信頼性を有しかつ頑
丈な一体式の弁構造として有名である。一方、板弁は異
なった2方向における取っ手の運動を許す機構を提供
し、広く商業的に受け入れられることが見いだされた。
この望ましい取っ手の運動は、弁体に固定された軸線ま
わりの取っ手の軌道運動、及び揺動、即ち、取っ手が固
定軸線まわりの軌道を描くときに弁ハウジングに関して
動く軸線まわりの施回運動を許す。動いている軸線は弁
ハウジングの固定軸に対して実施的に直角である。この
形式のハウジング運動の特徴は、ハウジングが閉鎖位置
に傾けられたときの湯と冷水の混合比を固定軸まわりの
取っ手の角度位置により記憶することができることであ
り、従って流量を得るために水栓が元に戻されたとき、
流量とは無関係に水栓を通って流れる湯と冷水との同じ
混合比が得られるという選択を持つことである。固定軸
は、最も普通には垂直方向に向けられる。
近年、上述の板弁式の混合弁と同じ様式で取っ手を操
作できる玉弁が考案された。この玉弁は、ローチの1984
年5月22日付け米国特許第4449551号に明らかにされ
る。別のシステムが本願出願人による1991年10月22日付
けPCT出願PCT/US91/07816において明らかにされ、開示
された構造及び機能は参考文献としてここに組み入れら
れる。
経済性、安全性、又は加熱用燃料の節約のため、混合
水が高温になり過ぎるような給水栓の調節を不可能とさ
せる器具を組み込んだ給水栓も市場で入手できる。更
に、水の経済性又は節約のために余分な流れを防止する
ための器具もまた組み込まれている。
ある限度を越えた動きを妨げ又は遮ることを意図した
公知の器具は、これを4種の形式に分類することができ
る。第1の形式の器具では、通過する水の流量を絞り又
は制限するために流路内に固定して取り付けられた絞り
具がある。この形式の器具は、水栓又は水栓より上流の
管路のいずれかを物理的に分解することなく絞り具の定
めた限界より大きな流量を得る能力を排除する。
第2の形式の器具は、水栓の停止限度を与えるローブ
又はねじの形の停止用ショルダーのような水栓内に組み
込まれた停止具を備える。ねじの事例におけるように最
大容量を調整することができる場合は、調整ねじに接近
するためには水栓の取っ手を分解することが必要であ
る。これら初めの2種の形式の絞り具は、使用者による
決定の限度の超過を確実に妨げる傾向がある。停止限度
のいかなる調整も稀にしか行われず、しかもこれは水栓
の停止位置を永久的に変更することが普通である。
他の2種の絞り具は使用者に予定限度以上の調整の獲
得を思い止どまらせる設定限度の便宜的な乗越えを提供
する。第3の種類の絞りは、押されたときに取っ手が予
定限度以上作動できるようにする押しボタンを有する限
定停止部を持つ。通常の使用の際は、使用者はボタンを
押すことなく予定の限度以下で普通に水栓を操作する
が、必要な場合はボタンを押して水栓を予定限度以上に
調整することができる。この種類の流量絞り具の欠点は
複雑な構成の費用であり、従って大きな費用を要するこ
とである。更に、押しボタンは、予定限度以上に水栓を
調整したい都度、これを手動で押さなければならない。
ボタン押しの操作は、混合水栓の混合水の流量及び温度
の調整を制御する動き又は操作とは異なった動き又は操
作でなされるため不便である可能性がある。
第4の種類の流量絞り具はばね式の器具であり、これ
は制御部材が閉鎖位置以外に開かれたときに制御部材を
弾性によって戻す。この形式の絞り具のある弁の操作中
は、制御部材は手操作で動かされ、ばねの強制力に対抗
して定位置に保持される。取っ手を緩めると、取っ手は
弁の開口作用に対抗して作用しているばねの強制力によ
り閉鎖位置のような位置にばねで戻される。この形式の
器具の不便な点は、大流量を希望する前時間にわたって
使用者が取っ手を設定位置より先に押して保持しなけれ
ばならないことである。この形式の器具は自動閉鎖式の
水栓を提供するために組み込まれることが多い。
より容易でかつより一貫した操作特性を有する近代的
な片手式混合水栓が開発された。この混合水栓は、閉鎖
位置から開口位置に迅速に操作でき、かつ完全開口位置
から閉鎖位置又は遮断位置に逆に迅速に動かすことがで
きる。更に、近代的な水栓を操作するに要する作動力
は、流量又は温度の調整中のいずれも弁の全開口範囲を
通じて実質的に一定である。
通常は、水栓の制御具の操作を容易にするために要す
る力は小さい。例えば、小児及び身体障害者は滑らかに
作動する水栓を必要とする。このため、滑らかに操作で
きる水栓が商業的に必要である。近代的な水栓の制御を
容易にする小さな作動力のため一つの欠点が生ずる。小
さな作動力は制御棒の速やかな運動を許す。開口位置か
ら全閉位置への迅速な運動は水の流れの急激な停止を導
き、従ってウオーターハンマーと呼ばれる望ましくない
症状を導くことがしばしばある。
水流用の管路内にウオーターハンマー防止器具が組み
込まれてきた。これらは、混合水栓までの通常の管に連
結された付加的な行止まりヘッド部分の形式であること
が多い。行止まり管部分は空気で満たされ、この空気は
管内の流れが急に止まったときに圧縮される。しかし、
総ての管路がこの付加的なヘッド部分を組み込んである
わけではない。
要求されるものは、設定流量の能力を提供するが、希
望時には、混合弁の混合水の流量又は温度の調整に使用
すると共にウオーターハンマーを防ぐために管の中の流
れを止める速度を限定するための異なった作動又は運動
を導入することなしに設定量以上に容易に操作し得る流
量絞り器具である。また、水栓の弁の作用範囲の予め決
められた部分に対してより大きな最小作動力に備えた機
構を有する水栓も要求される。
開示の概要 本発明の一態様により、水栓用の混合弁は弁室、弁室
と連通する第1及び第2の供給管路入り口ポート及び供
給出口ポートを持つ。可動の混合弁部分は、弁室内に機
能的に取り付けられた可動弁部材、及びポートを通る混
合水の流量と温度との両者を制御するためにハウジング
の開口を通って可動弁部材から伸びている制御棒を備え
る。制御棒は、供給出口ポートを通る流体の流量を制御
するために一方の方向に動くことができ、更に温度を調
整するために第1と第2の供給入り口ポートからの水の
混合比率を制御するように第2の方向で動くことができ
る。制御棒はこれに第1の予定作動力が加えられたとき
に機能的に動き得る。可動弁部分に接近して壁部分が取
り付けられる。
可動弁部分又は壁部分は弾性的に強制された隆起を収
容し、この隆起は、通常はもう一方の可動弁部分及び壁
部分とは組み合わせられない。この隆起は、設定位置に
おける第1の予定作動力より大きな第2の予定作動力が
制御棒に加えられたとき制御棒が機能的に動き得るよう
に、弁部分が設定流量位置に動かされるともう一方の可
動弁部分及び壁部分と組み合わせられる。隆起は、可動
弁部材が設定位置より先に作動できるように隆起と組み
合わせられた可動弁部材の運動と実質的に直角な方向に
弾性的に強制される。
水栓の混合弁は、好ましくは壁部分に取り付けられた
隆起を有し、かつ可動弁部材の制御棒と組み合わせるこ
とができる。好ましくは、制御棒は、これが混合温度の
調整のために固定軸まわりで回転しかつ流量調整のため
に前記棒の前記長手方向軸と前記固定軸との双方に直交
する可動軸まわりに揺動するように水栓ハウジングに取
り付けられる。
可動弁部分は、これを玉弁部材とすること又は板弁部
材とすることができる。いずれの実施例においても、可
動弁部分は混合温度と流量の双方の調整を単一の制御棒
で行うことができる。
1実施例では、隆起は、制御棒が予定流量に相当する
位置を獲得したとき、更に使用者がより大きな第2の予
定力を加えたときなお多くの流量を提供するように押し
動かされ制御棒と組み合わせられるように構成されかつ
位置決めされる。
1実施例では、U字形のばね部材が中間に内部スロッ
ト開口を形成している第1及び第2のアームを持つ。ば
ね部材は、制御棒の回転運動には従うが前記制御軸の揺
動に対しては固定されるように制御軸のまわりに取り付
けられかつ固定軸まわりでハウンジングに関して回転可
能である。隆起は、ばねの内側開口が流量制御のための
その中での制御棒の横方向揺動を許すように、前記制御
棒の回りに取り付けられたU字形ばね部材の第1及び第
2のアームの一方の端末と一体に形成される。隆起は、
設定揺動位置において制御棒と当たりU字形ばねの前記
一方のアームを撓ませてばねを弾性的に撓ませ、ばねの
撓み中は制御棒の第2の大きい方の最小作動力を与え
る。第2の大きな方の最小の力は抵抗の増加として使用
者に感得され、かつこれは水栓の通常の使用中における
希望の正常最大流量を示す. 別の実施例においては、隆起は、制御棒が予定の小流
量に相当する位置を獲得したとき制御棒と組み合わせら
れ、更に使用者が大きな第2の予定力を加えたとき更に
閉鎖位置に押し動かされるように構成されかつ位置決め
される。
望ましくは、ばねが第1及び第2のアームを有し、そ
れぞれの第1の対向部分が予定距離の間隔を空けて置か
れ、更にそれぞれの第2の対向部分がこの予定距離より
小さな距離の間隔を空けて置かれ、かつ制御棒が第2の
対向部分間に置かれたときばねが撓むようにこの小さい
方の間隔は制御棒の幅より小さい。
ばねの第1及び第2のアームが予定距離より小さくか
つ制御棒の幅より小さな距離の間隔を空けて置かれた第
3の対向部分を持つ。第1の対向部分は軸方向で第2及
び第3の対向部分間に置かれる。この実施例では、水栓
には、ウオーターハンマー防止具及び使用者に対する水
栓の通常の使用中の所望の平常最大流量の表示が設けれ
られる。
1実施例では、壁は取外し可能な板部材であり、隆起
は、少なくも2種の予定流量位置の選択をするように第
1の位置及び異なった第2の位置を選択して板部材を取
り付け得るように、板部材内に非対称的な位置に弾性的
に取り付けられ、これにより制御棒が隆起と組み合う。
板部材はエラストマー部材とすることができる。
本発明のよる広範な態様によれば、壁部分の可動弁部
分に接近して取り付けられる。可動弁部分及び壁部分の
一方が弾性的に強制された隆起を収容し、この隆起は通
常はもう一方の可動弁部分及び壁部分とは組み合わされ
ず、かつ第1の予定作動力より大きな第2の予定作動力
が加えられたとき制御棒が機能的に動き得るように可動
弁部材が第1及び第2の方向のうちの選択された方向で
設定位置に動かされるときに、もう一方の弁部分及び壁
部分と組み合わされる。隆起は、動いている弁部分が設
定位置を越えて作動できるように、隆起と動いている弁
部分とが組み合う場所において、動いている弁部分の運
動と実質的に直角な方向に弾性的に強制される。
図面の簡単な説明 さて、付属図面を参照することとする。図面におい
て、 図1は閉鎖位置における本発明の1実施例による水栓
混合弁の1部分の断面側面図であり; 図2は部分開口位置における可動弁を示している図1
と同様な図面であり; 図3は図2の線3−3に沿って得られた拡大断面図で
あり; 図4は第3の線4−4に沿って得られた断面図であ
り; 図5は図4に示されたばねクリップの変更例を示し; 図6は図4に示されたばねクリップの別の変更例を示
し; 図7は図4に示されたばねクリップのなお別の変更例
を示し; 図8は板器具と一体に形成された弾性ばねを組み込ん
だ本発明の別の変更例であり; 図9は本発明の実施例を組み入れた板弁形水栓の一部
分の側面図であり; 図10は本発明の別の実施例を示す図3と同様な図であ
り; 図11は本発明の別の実施例を示す図10に示された線11
−11に沿って得られた分解断面図であり; 図12は本発明の別の実施例を示す図11と同様な図であ
り; 図13は本発明の別の実施例を示す図12と同様な図であ
り; 図14は異なった位置に回された図13に示された弾性部
材の図であり; 図15は本発明の別の実施例を示す図13と同様な図であ
り; 図16は異なった位置に回された図15に示された挿入体
の図であり; 図17は第4図に示された実施例の作動している流量位
置に関する水栓の所要作動力を示すグラフであり; 図18は図5に示された実施例の作動している流量位置
に関する水栓の所要作動力を示すグラフであり; 図19は図6に示された実施例の作動している流量位置
に関する水栓の所要作動力を示すグラフであり; 図20は本発明の別の態様を示す図3に示された線20−
20に沿って得られた断面図であり; 図21は本発明の別の変更例の部分斜視図であり;そし
て 図22は図21に示されたディスクの別の変更例の部分斜
視図である。
好ましい実施例の詳細な説明 さて、図1及び2を参照すれば、混合弁10は、ハウジ
ングベース部材14とカバー16とから形成された通常の弁
ハウジング12を持つ。制御棒22を有する玉弁部材20がカ
バー16の開口24を通って伸びる。固定用部材27の頂部に
リング組立体26が取り付けられ、より詳細に説明される
力制御具29の取付けを与える。
より特別には、ハウジングベース部材14は湯と冷水用
の2個の入り口ポート28(図を簡単にするために一方が
破線で示される)及び混合水通路用の出口ポート30を持
つ。図示された混合弁10は、ハウジング12内に適合して
取り付けられたカートリッジハウジング32を有するカー
トリッジ式である。カートリッジハウジング32は下方ボ
ディ部材34と上方ボディ部材36とを備え、これらは公知
の方法で一緒に合わせられる。下方ボディ部材34は、関
係の普通のシール用組立体(図の簡略化のため図示せ
ず)を収容しかつ入り口ポート28に揃えられた2個の入
り口通路38を持つ。出口通路40は出口ポート30に揃えら
れる。
カートリッジハウジング32は玉弁部材20を受け入れる
ような形にされた空洞部44を定める。玉弁20は実質的に
球形の空洞部44内に座る。玉弁20はポート48及び50を有
し、これらは通路38及び40と機能的に共同作用して出口
ポート30に通過している水の流量と温度とを制御する。
玉弁20の上方部分とカートリッジの上方ボディ部材36と
の間にシール用ガスケット52が封鎖するように差し込ま
れ、混合弁10からハウジング12の外部48への水の漏洩を
防止する。シール用ガスケット52は上方ボディ部材36内
にねじ込まれた調整リング部材27により定位置に位置決
められる。
図3に更に明らかに示されるように、玉弁20はこれを
貫いて伸びているピン58を有し、その両端60は案内機構
65を形成する案内リング64の下に定められたスロット62
内に伸びている。ピン58を有する案内機構65の機能の詳
細は、参考文献としてここに組み入れられた本願出願人
による1991年10月22日付け、PCT出願PCT/US91/07816に
説明される。一般に、案内機構65は固定垂直軸66まわり
の制御棒の軌道運動及びピン58を通る水平軸68まわりの
制御棒の揺動を許す。軸線68はハウジング12に関して動
き得るが玉弁20に関しては固定される。軸線66はハウジ
ング12の開口24と空洞部44とを通って伸びる。これら説
明された2方向以外の方向の運動は、混合弁10の内部部
材の構成により阻止される。ピン58、案内リング64、及
びカートリッジ下方ボディ部材34は、説明された方向以
外の横方向回転力に抵抗するに十分な強さに構成され
る。
回転可能なリング組立体26は板部材又はディスク70を
備え、これは垂直軸66の回りの調整リング27の外側の端
部72の頂部に回転可能に取り付けられる。図1及び3に
示されるように、ディスク70はこれを貫く細長いスロッ
ト74を有し、このスロットは側辺78と2個の対向した端
部エッジ80と81を持つ。ディスク70は位置決め用リング
82により調整リング27上に保持され、リング82は調整リ
ング27の上方外周84と組み合わせられる。リング82とデ
ィスク70と調整リング27のこの構成及び組立は、参考文
献としてここに組み入れられた同時係属出願PCT出願PCT
/US92/05977に詳細に説明される。
図4を参照し略述すれば、調整リング27の外周はリン
グ82の内側スプライン部分90と噛み合う外側スプライン
部分91を持つ。リング82の調整が案内機構65により定め
られる全冷水位置と全熱水位置との間のディスク70及び
玉弁20の回転量を変える。
操作用の取っ手92が制御棒22に固定されて玉弁20を操
作する。取って92はレバー部分93、キャップ部分94及び
棒22が連結された脚部分96を持つ。脚部分96はスロット
74内に適合するような大きさにされた実質的に長方形の
外側断面を持ち、その2個の側辺98はフランジ76のごく
近くあって軸線66まわりの取っ手92の回転によりディス
クを回転させる。
棒22は、止めねじ91を受け入れる脚部分96のねじ穴97
に揃えられてこれに機械加工された平坦部95を持つ。キ
ャップ部分94は止めねじ91の操作を容易にするために接
近用の穴99を持つことができる。
スロット78の端部80と81との間隔が、端部80に隣接し
た閉鎖位置から端部81に隣接した全開位置又は最大流量
位置まで存在し得る棒22の揺動の大きさを制御すること
が分かる。
図3及び4を参照すれば、回転可能なディスク70のス
ロット74と軸方向で揃えられた凹所101内にU字形のば
ね100が取り付けられる。U字形ばね100は曲がり部分10
4から伸びる2個の弾性アーム102を持つ。曲がり部分10
4はねじ108を受け入れる取付け用平坦部106を有し、こ
のねじはディスク70にねじ込まれ、ばねをディスク70に
固定する。通常は平行な端末部分110を有する2個のア
ーム102が制御棒22の両側に当たるように間隔を明けら
れる。端末101はディスク70のショルダー103に当たる。
制御棒22を部分110の間で空間112に沿って横方向に動
かし、取っ手92と棒22とを動かして可動弁部材を操作
し、これを水平軸68まわりに回転させ全流出量を制御す
るには、水栓の摩擦抵抗に打ち勝つ第1の動作力が必要
である。混合温度を制御するために玉弁を垂直軸66まわ
りで回転させるには同じような作動力が必要である。
ばねアーム102の各は、通常は間に棒22の直径より小
さなアーム間の間隔を形成する内側方向に突出した隆起
114を有し、従って、設定全流量に相当する図4に示さ
れた位置に制御棒を運動させるには、アーム102のばね
力に打ち勝って制御棒を進めてスロット78の端部81に向
かって動かすために、より大きな力が要求される。アー
ム102の撓み方向は隆起114に関する棒22の運動に対して
実質的に直角方向である。アーム102の撓みが作動力を
比較的速かに増加させ、これが、この取っ手位置におけ
る正常な最大流量の表示として使用者に感じ取られる。
使用者は流量調整のために取っ手92を動かすために通
常の作動力を使う。使用者が制御棒を図4に示された位
置に動かし更に流量を増加させたいときは、使用者は同
じ調整運動であるが更に力のかなり大きな運動を使用す
る。通常の最大流量位置を乗り越えるための通常の流量
調整用の運動と異なった運動を必要とすることなしに容
易に流量を増加させることができる。
アーム102が外向きに撓むと、アームの根元側の部分1
15は実質的に平行になる。棒22が隆起114を越えて動か
されると、平行部分115は、棒22に開閉用の弾性力は与
えずに棒22上の摩擦力を大きくするだけである。棒22は
アーム110の間で部分116内に留まるであろう。図17は、
ばね100についての混合弁の流量位置に対する作動力を
図式的にグラフで示す。水栓の最小作動力は曲線の部分
124で示される。ばね100を撓ませるに要する力は123に
ピーク値を有する部分122により示される。隆起114の撓
みにより生ずる変化の速度は、部分122のほぼ垂直に近
い傾斜で示されるように比較的大きい。アーム部分115
により大きくされた摩擦により生ずる設定流量以上にお
ける力は、曲線の部分120により示されるように実質的
に一定でありかつ大きい。
制御棒が垂直軸66まわりでのみ調整されるときは、ば
ね100は棒22に動的な影響を与えないことが容易に観察
される。ばねは、これが軸線66まわりで回転したとき、
棒22を静止状態のまま残してディスク70と共に回る。
図5に示された第2の実施例では、U字形ばね200が
ばぬ100と同じ方法で取り付けられる。しかし、アーム2
02の輪郭は異なり、説明されるような別の利点を提供す
る。U字形ばね200は曲がり部分204から伸びる2個のア
ーム202を持つ。曲がり部分204は、ばねをディスク70の
定位置に固定するためにディスク70にねじ込まれるねじ
208を受ける取付け要の平坦部206を持つ。アームの根元
側の部分215はアーム端末部分210より更に間隔を明けら
れる。内側方向に伸びている隆起214は、第1の実施例
において説明された隆起114の閉鎖位置に実質的に近い
設定流量位置において制御棒22と当たる。アーム端末部
分210は、通常は棒22の幅よりも小さな間隔にされる。
アーム202が棒22により外向きに曲げられたときは、部
分210は平行になる。
図18は、ばね200についての混合弁の流量位置に対す
る作動力を図式的にグラフで示す。操作の際は、水栓を
全開位置から図5に示された位置に閉じるには第1の作
動力が必要である。図5の位置は、図18に示された曲線
の部分224で示された設定流量に相当する。アーム202を
外向きに撓ませて棒がスロット78の端部80の方に動くよ
うに棒を進め得るにはアームのばね力に打ち勝つために
なお大きな力が必要である。この増加は223においてピ
ーク値となる曲線の部分222として図18に示される。
アーム210が外向きに撓むと、アームの端末部分210は
実質的に平行になる。棒22が隆起214より先に動かされ
ると、平行部分210は棒22に開閉用の強制力を与えない
で、棒22に加わる摩擦を増加させるだけである。摩擦の
増加は、曲線の部分220として示された連続的に大きく
かつ比較的一定の作動力を提供する。
使用者が混合弁を制御するときには、使用者は取っ手
にほぼ一定の力を加えるのが普通である。取っ手及び玉
弁の早さ速度は加えた力と密接に関係するので、部分21
2内の棒の運動中に水栓を閉じるために要する作動力の
増加は、制御弁22と混合弁とが使用者のほぼ一定の力に
より図5に示された位置から全閉位置に動かされるとき
のこれらの運動をより遅い方に移行させる。玉弁のより
遅い運動により与えられた弁の全閉までの時間増加がウ
オーターハンマーの危険を大きく減少させる。
ばねクリップ100及び200の機能及び利点は、これを図
6に示されたような単一のユニット内に組み合わせるこ
とができる。ばね300はばね100又は200のいずれかと同
じ方法で取り付けられる。U字形ばね300は、曲がり部
分304から伸びる2個のアーム302を持つ。曲がり部分30
4は、ばねをディスク70上の定位置に固定するためにデ
ィスク70にねじ込まれるねじ308を受ける取付け用の平
坦部306を持つ。2個のアーム302は通常は平行な中央部
分310を有し、これらは制御棒22の両側に当たるような
間隔を明けられる。
制御棒22が中央部分310の間の空間312に沿って横方向
に動かされるときは、水栓の固有の摩擦に打ち勝ち取っ
手92と棒22とを作動させ可動弁部材を水平軸68まわりに
施回させ全出力流量を制御するためには第1の作動力が
必要である。
各ばねアーム302は、間に通常は棒22の直径より小さ
な空間316を形成する内側方向に伸びている隆起314を有
し、制御棒が設定全流量に相当する図6に示された位置
に動くときは、アーム302のばね力に打ち勝ってこれら
を外向きに撓ませて棒をスルスロー位置の方に動かすよ
うに進めるには更に大きな力が必要である。ばね300の
隆起314及び根元側部分315は、図4に示された隆起114
及び根元側部分115と同じ方法で機能する。
内側方向に伸びている隆起324は、棒22が全閉位置に
ごく近い設定流量位置、すなわち隆起314にあるときの
棒に当たる。アームの端末部分320は、通常は、棒22の
幅よりも小さな間隔に明けられる。隆起324及び端末部
分320の構造及び機能は25に示された隆起214及び端末部
分210と実質的に同じである。
ばね300は予定流量以上に対して大きな作動力を与
え、弁の閉鎖の際にウオーターハンマーの危険を小さく
する。図19は、ばね300についての混合弁の流量位置に
対する作動力を図式的にグラフで示す。図19は、図17及
び18について前述されたような所要の力を示す。
図7は、図4に示されたばね100と同じ作用を提供す
る変更されたばね350を示す。ばね350は、上述の実施例
のようなねじで取り付ける代わりに、内側方向に伸びて
いる隆起364を持つ。ばね350は、凹所354又は第2組の
凹所356内に適合する2個の外向きに伸びている対応フ
ランジ352を持つ。この方式で、制御棒22がばね352を撓
ませる設定流量位置に移動するようにばね350を軸方向
で調整できる。この方法で、同じばねの使用により2種
の設定流量の選択が得られる。
図8は金属ばねクリップと置換し得る弾性部材400を
示し、これは棒22の回りに取り付けられかつ上述のU字
形ばねクリップと同じ機能を提供できる。弾性部材400
は、これをディスク70と一体に形成することができる。
部材400は、各が互いの方に伸びている対向した内向き
の隆起402を有する壁部分である。各壁部分400はその背
後に置かれた空間404を有し、棒22が隆起402と組み合う
位置に動かされるときの部材400の外向きの撓みを許
す。壁部分400はディスク70内のスロット74の側壁78も
定める。
図9はハウジング452及びキャップ454を有する板弁式
の混合水栓450を示す。弁カートリッジ455はハウジング
452内に入れられる。カートリッジは固定の弁板456と可
動の弁板458とを備え、これらは互いに共同して入り口
から出口への湯と冷水との流量及び混合比の両者を調整
する。図面を簡単にするために、一方の入り口460だけ
が示され他方の入り口と出口とは図示されない。
固定弁板456及び可動弁板458は普通の硬質材料、例え
ば研磨されたセラミックより作られる。可動弁板458は
制御棒464により駆動される摺動制御具462に固定され、
この制御棒は外側アーム466、ボールジョイント468及び
内側アーム470を持つ。ボールジョイント468は機能的に
固定された部材472と474とによりカートリッジ455内に
保持される。操作運動の方向は、摺動制御具462と回転
リング463との間に組み入れられた内側案内機構476又は
固定用部材480とスロット482のある回転ディスク481と
を組み込んだ外側制御具478のいずれかにより定めるこ
とができる。このスロットはアーム466の非円形断面部
分と組み合う。取っ手92は通常は外側アーム466に取り
付けられる。以上説明された構造はセラミック板弁を組
み込んでいる水栓については普通であり、従って更なる
詳細は不必要である。
更に、取っ手92の運動は普通の運動であり、図1に図
示された水栓と同じである。水平軸66まわりの運動が流
量を制御し、垂直軸66まわりの回転が混合温度を制御す
る。取っ手92は閉位置で示される。
本発明は、図4に示されかつこの図を参照して上に説
明されたようなU字形ばね100のような力制御具29を組
み入れることができ、あるいは図5−8に関連して説明
されたその他の適宜の実施例を組み入れることができ
る。
上述のように、総ての実施例は、水栓組立体の内側部
分に弁の制御棒22と共同作用するようにディスク70の下
に取り付けられた力制御具を説明する。その他の実施例
は水栓ハウジングの外部に隆起を組み込むことができ
る。図10に示されるように、流量制御具は、ディスク部
材70上に別の物として座り得るか又はディスク部材と一
体に形成されるベース部材500を持つ。ベース部材500は
図10に示されるようにばね100が座り、又は図11に示さ
れるようにベース部材500上に取り付けられた小ばね502
を組み込むことができる。この器具は弾性的に強制され
た隆起504を有するばね502を備える。この隆起は、この
事例では、棒22のまわりに取り付けられた取っ手92の付
属脚506と組み合う。ばね502により大きくされた力は上
述のばね100と実質的に同様である。
図12は弾性材料で作られたベース部材620を示し、こ
れはばね522及びこれと一体に形成された隆起524を組み
入れる。ばね522は、ばね502と同様な方式で作用する。
第2の隆起528を有する第2のばね526もベース部材520
と一体に形成することができ、かつ上述のばね200と実
質的に同様に機能し、ウオーターハンマーを軽減する。
図13は非対称位置に取り付けられた隆起534を有する
弾性ばね部材532を収容するベース部材530を図示する。
弾性ばね532が図13或いは図14に示された反転位置又は
転倒位置のどちらかに取り付けられたかに応じて、2種
の異なった設定流量における力の増加が得られる。図13
に示された実施例については、取っ手92の脚部材506は
図示の方向にテーパーにされ、制御棒の閉鎖運動中に隆
起534により生ずる最小所要作動力の増加率を減らすこ
とができる。
図15は押付け用押ボタン544を有する挿入体542を収容
しているベース部材540を備えた別形式のばね組立体を
示す。このボタンは、ボタンを取っ手92の棒又は脚506
と横方向に組み合うように押すように円孔548内に取り
付けられたコイルばね546により弾性的に押される。円
孔548は、これを挿入体542内に非対称的に取り付けて、
図13及び14に示された実施例と同様な方法で図16に示さ
れた位置に逆転させ、ボタンが棒22と組み合うときの流
量の調節を行うことができる。挿入体542は円形又は多
角形の周囲形状を持つことができ、かつより広範な応用
ができるように数種の回転位置の一つの凹所550と組み
合わせることができる。挿入体542には、凹所550内でこ
れを位置決めするために案内ピン552を設けることがで
きる。
図21及び22はディスク部材70のフランジ76の内向き面
に一体に形成された隆起724を組み入れた変更例を明ら
かにする。取っ手92の脚部分96は、部分796において隆
起724と適切に当たり、フランジ76を外向きに撓ませる
ような輪郭にされる。フランジ76は、説明のように、繰
り返して撓みかつ図示された直立位置に戻るに十分な弾
力がある。図21は各フランジ76の厚い端部部分としての
隆起724を明らかにする。図22はフランジ76の端部間に
置かれた垂直リブとしての隆起724を明らかにする。
混合弁は、水栓を操作するための最小所要作動力が水
栓の混合温度を調整する際に変化するように構成するこ
ともできる。図20に示されるように、弾力で押される隆
起600は、カートリッジ部材34の円孔606内に取り付けら
れたボタン602とコイルばね604とを備え、このボタン60
2が案内スロット62内に突き出す。ボタンはスロット66
に沿って位置決めされ、予定の混合比率の際に、案内ピ
ン60がボタン602に当たり、これをばね604の強制力に逆
らって円孔606内に下方に押す。この作用は所要の作動
力を迅速に増加させ、使用者にこれを感じさせて正常の
最高温度を示す。隆起600はスロットに沿って適温帯域
の高い方の端部に位置決めされ、この隆起は、大きな作
動力を加えることによる隆起600を越える更なる調整が
通常の適温範囲以上の高温を提供するであろうことを使
用者に示す。
最高温度位置からより低温の混合位置への案内ピン60
の容易かつ平滑な運動ができるように、ボタンに非対称
なテーパーを付けることができる。
ボタン602を乗り越えるための運動は、正常な温度調
整のための運動と同じであるが要求される力の水準がよ
り大きな運動である。これは、効果的であるが使用者が
希望したときは容易に乗り越えられるホットスポットを
提供する。
本発明の教示を使用してその他の同等技術を構成し得
ることも予見される。例えば、玉弁20は、これをカート
リッジハウジング32なしでハウジング12内に直接入れる
ことができる。その他の変更は、混合弁の回転部材又は
固定用部材のいずれかと組み合う弾性で押された隆起を
可動弁部分に入れることができる。
特許請求項に定められた本発明の範囲及び精神から離
れることなくその他の変化及び変更が可能である。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16K 11/00 F16K 35/00 F16K 11/056

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】弁室と、該弁室と連通する第1及び第2の
    供給入り口ポート及び供給出口ポートとを備えたハウジ
    ング、及び 該弁室に作動的に設置されている可動混合弁部材を具備
    し、 制御棒が、該ポートを通過する液体を流量及び混合温度
    の双方において制御するように、該弁部材から該ハウジ
    ングの開口を通って延びており、 該制御棒が、該供給出口ポートを介する流体の流量を制
    御するように第1の方向で可動であり、且つ該第1及び
    第2の供給入り口ポートを通る流量の比率を制御するよ
    うに第2の方向で可動であり、 該制御棒が、第1の所定作動力が加わったときに、機能
    的に動くことができ、 更に、該可動弁部材の部分に接近して取り付けられた壁
    部分を具備し、 該可動弁部材の部分及び該壁部分の一方が弾性的に強制
    される隆起を含有し、 該隆起が、通常は該弁部分及び該壁部分の他方とは組み
    合わされず、該弁部材が設定流量位置に移動するとき、
    該弁部分と該壁部分の他方と係合し、上記設定位置にお
    いて、上記第1の所定作動力より大きな第2の所定作動
    力が加えられたとき該制御棒が機能的に動き、 該弁部分が上記設定位置を越えて動けるように、該隆起
    が該弁部分とが組み合う位置において該弁部分の移動と
    実質的に直角な方向に、該隆起が弾性的に強制され、 該隆起が、該壁部分に設置されており、該可動弁部材の
    該制御棒に係合可能であり、 該制御棒が、混合物の温度を調整するように固定軸の回
    りに回転し、該制御棒が流量を調整するように、該制御
    棒の縦軸及び上記固定軸の双方に直交する可動軸の回り
    に揺動運動をするように構成されている水栓混合弁にお
    いて、 該制御棒の回りに設置され、該制御棒の回転運動には従
    うように該固定軸の回りに該ハウジングに対して回転可
    能であるが、該制御棒の揺動運動には抗するように設け
    られ、間にスロット内部開口を形成する第1及び第2の
    アームを有するU字状ばね部材を具備し、 流量を制御する該制御棒の揺動運動を、該ばねの内部開
    口が可能にするように、該制御棒の回りに設置された該
    U字状ばね部材の該第1及び第2のアームの一方と一体
    に、該隆起が形成されており、 該隆起が、所定の揺動位置において該制御棒に対接し
    て、該U字状ばねの上記一方のアームを曲げ、該ばねを
    弾性的に曲げて、該ばねの曲げの間において該制御棒の
    上記より大きな第2の所定作動力を提供することを特徴
    とする水栓混合弁。
  2. 【請求項2】該可動弁部材が、該制御棒(466)及びプ
    レート弁部材(458)を含む請求項1の水栓混合弁。
  3. 【請求項3】該可動弁部材が、該制御棒(22)及びボー
    ル弁部材(20)を含む請求項1の水栓混合弁。
  4. 【請求項4】該制御棒が所定の流量に対応する位置を得
    たときに、該隆起が該制御棒に係合するように構成され
    位置付けられており、該制御棒の位置を制御する方向に
    おいて上記より大きな第2の所定作動力を加えるとき
    に、より大きな流量を提供するようになっている請求項
    3の水栓混合弁。
  5. 【請求項5】該制御棒が少ない所定の流量に対応する位
    置を得たときに、該隆起が該制御棒に係合するように構
    成され位置付けられており、操作者によって上記より大
    きな第2の所定作動力を加えるときに閉じる位置に移動
    するようになっている請求項3の水栓混合弁。
  6. 【請求項6】該第1及び第2のアーム(102)を有する
    該ばねが、第1の対向する部分において第1の所定の間
    隔だけ離間しており、第2の対向する部分(115)にお
    いて上記第1の間隔よりも小さい間隔だけ離間してお
    り、上記小さい間隔が、該制御棒の幅よりも小さい請求
    項1の水栓混合弁。
  7. 【請求項7】該ばね(302)の該第1及び第2のアーム
    が、該第1の対向する部分に対して、第3の対向する部
    分(115)に対して上記第1の間隔よりも小さい間隔だ
    け離間しており、この小さい間隔が、該制御棒の幅より
    も小さく、 該第1の対向する部分(312)が、該第2及び第3の対
    向する部分の間に軸線方向において挟まれている請求項
    6の水栓混合弁。
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