JP3304980B2 - ボール弁要素と上方シール用ガスケットとを有する混合弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明の分野は、カートリッジ内に収容された可動の
弁要素、特にカートリッジ内に収容されたボール弁要素
を組み込んでいる給水栓に関する。

開示の背景 湯及び冷水の両者の流量を制御し一般に混合弁と呼ば
れる取手が１個の給水栓は、多くの消費者により受け入
れられている。これら給水栓は、通常は、湯と冷水との
混合を調整しかつ体積速度又は流量を調整するために、
取手又はノブが異なった二つの方向で可動であるように
構成される。

商業的に広く受け入れられている混合弁の基本的な二
つの形式は板弁とボール弁とである。ボール弁は、耐久
性がありかつ容易に組み立てられる信頼し得る一体式構
造を提供するが、板弁は消費者により広く認められる異
なった２方向における取手の運動を許す駆動機構を提供
する。この望ましい取手の運動は、弁本体に固定された
長手方向中心線まわりの取手の軌道運動、及び弁本体に
関して可動の水平軸まわりの揺動、即ち旋回を許す。水
平軸は取手に関して固定されかつ弁本体の長手方向中心
線に垂直である。この形式の取手の運動の際立った一つ
の特徴は、取手が閉位置に回されたときに、湯と冷水の
希望の混合比が取手の位置により記憶され得ることであ
り、このため、給水栓が開位置に戻されたとき、同じ混
合比の湯の流量と冷水の流量とが給水栓を通る。

近年、商業的に受けいれられている板弁式の混合弁と
同じ方式で取手を操作できるボール弁が考案された。こ
れらボール型の混合弁では、ボール弁要素の上方に取り
付けられた回転可能な板材の形の別の運動部品の導入が
必要である。更に、これらボール弁は、総流量を制限す
るようにボール弁を制御する取手が通過するカバー開口
のまわりに調整可能に位置決めし得る板材器具と組み合
わせられている。これに代わり、あるいはこれに追加し
て、これら限定用器具は湯と冷水との最大混合比を限定
し、従って出口における混合水の最高温度度を限定す
る。

ボール弁構造に伴う種々の欠点がある。特に、ボール
弁要素は、弁本体の入口ポートのまわりに置かれた弾性
体の入口シールと、弁カバーの下又は隙間に取り付けら
れたシール用ガスケットとの間に取り付けられる。弾性
体の入口シールとガスケットとは総て変形し易くかつボ
ール弁要素に弁本体との間の浮遊特性及び隙間を与え
る。ボール弁を適正位置に確実に位置決めする確実な固
定機構又は位置決め機構はない。ボール弁は弾性要素に
対して併進方向で動き得るので、操作者は、取手を動か
すときに、混合弁の設計では意図されなかった方向を含
む任意の方向に取手を少しだけ動かすことができる。こ
の望ましくない運動が、給水栓の操作者に、望ましくな
いスポンジ状の感覚及び水栓の適正な作動に対する不安
感を与える。更に取手のこのスポンジ状の感覚は、取手
が不安定であり適正に組み立てられていないという印象
を与える。

頂部のシール用ガスケットは３種の機能を提供する。
第１に、これはボールの周囲を水漏れに対して封鎖す
る。第２に、この外周が、漏洩を防ぐためにハウジング
の内面に対して密閉する。第３に、ガスケットは入口シ
ールに対してボールを下向きに押して弾性的に位置決め
する。その結果、ガスケットはその体積及び形状のた
め、費用の多くかかる部材となる。滑らかな運動を得る
ために、弾性シール用ガスケットは、弾性材料がボール
部材と直接接触したときに比して摩耗を減らすためにボ
ール弁と接触するテトラフルオリエチレンの薄層を持
つ。

浮遊感覚を減らすために、多くのボール弁式混合弁に
は調節リングが組み込まれている。調節リングは、弁キ
ャップ上に調整可能にねじ止めされる。調節リングはシ
ール用ガスケットを下向きにボール弁要素に対して押し
付け、一方ではこのボール弁要素は入口シールに対して
押し付けられる。シール用ガスケット及びボール弁要素
の下向きの配置は、望ましくない運動を減らすがこれを
無くすことはない。更に調節リングと公知のガスケット
との組合せは混合弁の価格と複雑さとを増加させる。シ
ール用ガスケットに加わる圧力の増加はガスケットを摩
耗させる。摩耗及び裂けが進行すると、調整用リングを
繰り返し調整しなければならない。これは、給水栓の取
手に作用する重力に対抗して取手を維持する作動抵抗を
取手に与えるため、及びシール作用の両者のために、ガ
スケット上の圧力を復元するためである。

板弁はカートリッジの形式で組み込まれることが多
い。カートリッジは、可動でかつ固定された板材を収容
する。カートリッジは、給水栓の簡単な修理を行うため
に、容易にこれを外して別のもので置き換えることがで
きる。可動板材は小さな旋回ボール部分を有する制御棒
により駆動される。ボール部分の赤道はその周囲に弾性
シールを有することができる。弾性シールは正方形断
面、より特別には、４個の丸みのある稜、即ち２個の内
径側の稜と２個の外径側の稜とを形成するように凹んだ
側面を有する正方形で表される断面とすることができ
る。内径側の２個の稜は旋回ボールの赤道の付近に当た
り、外径側の２個の稜はハウジング又はカートリッジの
壁に対して当たる。

ボール弁は、カートリッジ構造に対しては受け入れに
くい。第１に、伝統的なボール弁の浮遊性のため、どの
カートリッジもボール弁を完全に囲みかつ支配すること
が要求され、さもなければボール弁は簡単にカートリッ
ジの底部から抜け落ちるであろう。第２に、ボール弁構
造が小型であるためカートリッジ収容のための空間がな
い。ボールを収容しかつ確保する伝統的なカートリッジ
の給水栓ハウジング内への導入は、カートリッジを入れ
るに要する追加の高さを組み入れるためにハウジングを
より高く作ることを要求する。

要求されるものは、ハウジング外部への漏洩に対して
シールしかつボール弁要素の座る上方シール用部材を収
容する混合弁用のボール弁カートリッジである。更に要
求されるものは、弁を操作するためにただ１個の可動片
だけを持つという利点を残したままで弁本体の長手方向
中心線まわりの取手の揺動を提供する公知の板弁の取手
の運動と同効果の、言い換えれば、別の運動部品の導入
なしのボール弁要素を備えたボール弁カートリッジであ
る。なお要求されるものは、調節リングが不要でありか
つ取手がその適正な作動に要求された方法とは異なった
方法で動く可能性を無くした弁を備えたボール弁組立体
である。

本開示の概要 本発明の１態様により、液体用混合弁は、ハウジング
の弁受入れ用空洞部内に旋回可能に取り付けられたボー
ル弁を持つ。この空洞部は複数の入口ポート及び少なく
とも１個の出口ポートと連通する。ボール弁は少なくも
部分的に球状の表面及びその表面上の複数の入口開口を
持つ。この開口はポートと共同作用してポートを通って
流れる流体を制御する。弁ハウジングは制御開口を持
つ。ボール弁は制御開口を通過する制御棒を持つ。制御
棒は一般にボール弁の赤道に直交して取り付けられる。

混合弁はカートリッジハウジングを収容する。カート
リッジハウジング部材は制御棒が通過できる上方開口を
持つ。ボール弁は前記カートリッジハウジングに旋回可
能に取り付けられる。カートリッジは下方開口を有し、
前記ボール弁要素がこの開口を通って突き出して入口ポ
ートと共同作用する。カートリッジハウジングは、上方
開口のまわりにシール座を持つ。シール用ガスケットが
カートリッジハウジングの前記上方開口のまわりのシー
ル座に座り、ボール弁要素に当たり気密を保つ。

好ましくは、シール用ガスケットは、ボール弁要素と
気密に当たる半径方向内向きのリップ、即ち稜を持つ。
リップがボール弁要素に押し付けられるように、シール
用ガスケットに予備荷重を加えられることが望ましい。
この予備荷重は、内周部が外周部より高く斜めにされた
上方開口のまわりのシール座により作られることが好ま
しい。シール用ガスケットは、その内周部と外周部とが
ほぼ同一平面上にある無負荷位置を持つ。シール用ガス
ケットは、その内周部がその外周部より高くなるように
前記ガスケットの内側を捩ることにより予備荷重が加え
られ、斜めのシール座内に座らせられる。

本発明の別の態様によれば、混合弁用のボール弁カー
トリッジは、ボール弁要素及び操作的に固定された部材
を備える。操作的に固定された部材はカートリッジハウ
ジング又はハウジング本体用のキャップ部材とすること
ができる。シール用ガスケットは、ボール弁要素と操作
的に固定された部材との間に配置されこの両者間の気密
を確立する。ガスケットは、少なくとも３個の稜を形成
する断面を有し、その第１及び第３の稜は中心線まわり
で第２の稜から円周方向で約90゜離される。

第４の稜が前記第１及び第３の稜から円周方向で約90
゜、そして第２の稜から約180゜離されることも好まし
い。４個の稜を有するガスケットは正方形断面ガスケッ
トシールと呼ばれることが多い。

第１の稜はガスケットの上方外径位置に置かれる。第
２の稜は上方内径位置にある。第１及び第２の稜は操作
的に固定された部材と気密に当たる。第３の稜は下方内
径位置に置かれ、かつボール弁要素に気密に当たる。

第１の稜と第３の稜との間のガスケットの下表面部分
は操作的に固定された部材の内側の給水栓水圧に暴露さ
れ、かつこれは第４の稜を含むことができる。ある実施
例においては、シール座は操作的に固定された部材の内
壁から半径方向内向きに間隔を明けられらた外周を持
つ。

好ましくは、リング状の部材は、シール用ガスケット
を押すように位置決めされかつその内径部分がシール用
ガスケットにより強制されてボール弁要素と接触させら
れる。第４の稜は、リングの内側コーナーがボール弁要
素と接触するようにリングを強制することが好ましい。
このリングは、長方形又は台形のような実質的に四辺形
の断面形状を持つことができる。これは、全体的に平板
状の弛緩状態とすることができ、前記シール用ガスケッ
トにより強制されたときは円錐台状にされる。リング
は、操作用の取手がそれ自身の重量により自然に動かな
いようにボール弁要素の作動抵抗を大きくさせるために
使用される。

１実施例では、カートリッジハウジングは、カートリ
ッジとこれが取り付けられた弁本体との間の漏洩を防止
するためにそのまわりに外側シール用リングを持つ。

本発明の別の態様によれば、混合弁用のボール弁カー
トリッジは、少なくも１個の入口ポート及び出口ポート
を有するボール弁要素を備える。カートリッジハウジン
グは上方開口を有し、ボール弁に連結可能な制御棒がこ
の開口を通過できる。ボール弁はカートリッジハウジン
グに旋回可能に取り付けられる。カートリッジは下方開
口を有し、ボール弁要素はこれを通過して突き出す。ボ
ール弁要素は弁本体の入口ポートの加硫端部において入
口シール部材と直接接触する。

本発明の別の態様によれば、給水栓混合弁は空洞部を
定めるハウジング本体内に取り付けられた可動の弁要素
を持つ。本体は空洞部と連通する複数の入口ポートと１
個の出口ポートとを持つ。可動の弁要素は入口ポートと
共同作用してポートを通過する混合物の流量及び温度の
両者において液流を制御する。弁本体はこれを通る制御
開口を有し、この開口は可動の弁要素に連結された制御
棒を受け入れる。混合弁は、ハウジング部材、及び制御
棒の通過可能な上方開口を有するカートリッジを有する
カートリッジ形式である。可動の弁要素は、カートリッ
ジハウジング部材に動き得るように取り付けられる。カ
ートリッジは下方開口を有し、前記可動の弁要素がこの
開口を通って突き出して入口ポートと共同作用をする。

この方法で、弁要素は弁本体の全高を増加させる必要
なしに弁カートリッジ内に組み込まれる。更に、シール
は入口シール部材に対する可動の弁要素の押付けと位置
決めとの２重の機能を持たないので、可動の弁要素及び
カートリッジのまわりの漏洩防止のためのシールは最小
の寸法と重量とを持つことができる。

正方形断面のガスケットの稜は耐久性がありかつ安定
したシールを提供する。弁要素空洞部内の水圧の直接的
な作用として、シールの一方の側に作用している水圧が
シールとボール弁とを組み合うように強制する。その結
果、ガスケットとボール弁要素との間の接触圧力は給水
栓空洞部内の水圧と自動的に比例する。ボール弁の棒に
大きくて重い装飾的な給水栓取手が取り付けられたとき
又は身体障害者に適した長くて重い取手がボール弁の棒
に取り付けられたときは、このリングが望ましい。

図面の簡単な説明 付属図面を参照する。図において、 図１は本発明の１実施例を示す混合弁の側面断面図で
あり、 図２は図１に示された混合弁の分解斜視図であり、 図３は図２に示された線３−３に沿って得られた混合
弁の下方本体部材の断面図であり； 図４は図２に示されたカートリッジの底視図であり； 図５は図２に示されたカートリッジハウジングの平面
図であり、 図６は図１に示されたガスケットの無負荷状態におけ
る断面図であり、 図７は図１に示されたカートリッジハウジング及びボ
ール弁要素を有するカートリッジの図式的な断面断面図
であり、 図８はカートリッジハウジングとボール弁要素との間
に挿入されたシール用ガスケットを示している図７の拡
大部分図であり、 図９は第２の実施例を示している図７と同様な図であ
り、 図10は第２の実施例を示している図８と同様な図であ
り、 図11は図９に示されたリングの側方断面図であり、 図12は別なリング構造を示す図11と同様な図であり、 図13は第３の実施例を示している図７と同様な図であ
り、 図14は第３の実施例を示している図８と同様な図であ
り、そして 図15は本発明のカートリッジなしの実施例を示してい
る給水栓混合弁の側面図と断面図である。

好ましい実施例の詳細な説明 図１及び２を参照すれば、混合弁10は、下方ベース部
材14とカバー組立体16とより形成される弁ハウジング12
を備える。ベース部材14は、湯用及び水用の２個の入口
ポート18及び19が内部に形成された空洞部22を持ち、更
に空洞部22と連通する混合水通路として出口ポート20を
持つ。ポート18及び19の下流端部は皿穴にされ、筒状の
弾性シール用部材25をボール弁要素24に押し付ける２個
の強制用ばね23のための座を形成する。これらを通る穴
は直径が約6.5mmである。ポート18及び19の下流端部
は、空洞部22の底部の点27から約40゜上方に置かれる。
更に、ポート18及び19は、垂直軸28から測定して前後方
向面より周囲方向で約15゜に置かれる。

本体14のまわりに筒状の殻17が気密かつ摺動可能に取
り付けられ、出口ポート20と連通している環状室15を形
成する。殻17の開口13を経て環状室15と連通する注ぎ口
21が殻に固定される。

ねじ部材31を有するカバー16がベース部材14上にねじ
止めされる。部材31上に装飾用の殻11が置かれる。弁空
洞部22は、カートリッジ26内に収容されたボール弁要素
24を受け入れるような寸法にされた実質的に半球状の下
側面を持つ。カバー16がカートリッジ26を空洞部22内に
保持する。ベース部材14は、混合弁10のカートリッジを
正しく方向付けるためにカートリッジ26のキー72を受け
入れるキー溝71のある直立したカラーフランジ70を持
つ。

ボール弁要素24は実質的に球状の表面29を有し、この
球状面は、これを通る冷水入口開口30と32、湯の入口開
口34と36、及び出口開口38を持つ。開口30と32とは冷水
入口ポート28と共同作用し、開口34と36とは湯の入口ポ
ート19と共同作用し、そして出口開口38は出口ポート20
と共同作用し、それぞれ、２個の入口ポート18及び19か
らの混合割合、並びに流量、即ち単位時間当たりの水の
総量を調整することにより、２個の入口ポート18と19と
から出口ポート20への水の通過を調整する。

カバー組立体16は、これを通る制御開口40を持つ。カ
バー16は、ハウジングの長手方向中心線28が制御開口40
を通過するように位置決めされる。カートリッジ26は開
口40の下方に揃えられた上方開口58を有するハウジング
部材56を備える。

制御棒42がボール弁要素24の上方部分99においてこれ
に連結され固定される。制御棒は、一般に、ボール弁の
上方部分99と下方部分90との間の赤道に直交する方向に
取り付けられる。制御棒42は制御開口40を通って伸び
る。制御棒42は通常の方法で給水栓の取手43に取り付け
られるように作られる。

ボール弁要素24はカートリッジハウジング部材56に旋
回可能に取り付けられる。ハウジング部材56は、これを
給水栓用に適した公知の適切なプラスチック材料から作
ることができる。ボール弁要素24は、これを通って伸び
ている円柱状のピン60を有し、このピンの端末62はボー
ル弁の表面29より外部に伸びる。穴61は、ピン60を摺動
可能に受け入れるような寸法にされる。ピン60は、ボー
ル弁24の中心66と交差しかつ制御棒42と直交する方向に
位置決めされる。このピンは、後で詳述されるように、
これを定位置に溶接することができる。

各端末62は、カートリッジハウジング56に形成され円
周方向に配置されたスロット68内に置かれる。図３に示
されるように、各スロット68は軸線28に直角な平面69内
に配置された中心線を持つ。端末62は形が円柱状である
ため円形断面を持ち、このため、中心線28に直角な軸線
75まわりにスロット68内で旋回できる。

スロット68の円周方向端部74が端末62用の停止用ショ
ルダー76を形成する。スロット68は、スロット68内でピ
ンの端末62が滑り運動できるに十分な隙間だけを形成す
るように垂直方向の寸法を決められる。スロット68と端
末62との間に垂直方向隙間の無いことが望ましい。

ボール弁要素24の弁表面29の下方部分90は、カートリ
ッジハウジング56の大きな下方開口端部92を通って突き
出す。突出部分90はボールの重要な部分である。図４及
び７に明らかに示されるように、球状の弁表面29のほぼ
下半分は常にカートリッジ下方開口92の下方に突き出し
ている。開口30、32、34、及び36のある弁表面29は、ば
ねで押されているシール用部材25と機能的に押し合う。

ボール要素24の上方部分99は、内部の付随円筒壁103
により部分的に定められるカートリッジハウジング56の
内部室101内に収容される。内部室101は弁ハウジング12
の空洞部22と連通する。

環状のガスケット座94が上方開口58のまわりに置か
れ、かつ室101内でボール要素24に面する。ガスケット
座94は、その内周部95がその外周部96より高く位置決め
され斜めにされる。内周部には下向きの付随ショルダー
又はカラー97が垂直方向に設けられる。環状のガスケッ
トシールリング98が座94に押し付けられてカートリッジ
ハウジング56に取り付けられ、その内周100がその外周1
02より高くされ捩られて予備荷重が加えられた状態で置
かれる。ガスケットシールリング98は丸みの付けられた
４個の周囲リップ部分、即ち稜104、106、108、及び109
を持つ。稜104、106、108、及び109の各は、ガスケット
の環状の中心線105のまわりで隣接の稜から周囲方向で
ほぼ90゜の間隔で置かれる。稜104と108とは約180゜で
反対側に置かれ、稜106と109とは同様に180゜離され
る。ガスケットの下方内径位置に置かれた一つの稜104
がボール弁要素24に当たって、両者間における水漏れに
対するシールを提供する。内径位置の稜106及び外径位
置の稜108は、図７及び８に明らかに示されるように、
内径の稜106が外径の稜108より高く置かれた状態で斜め
の座94に当たる。図６には、稜106と108とが水平に配置
されている無負荷位置におけるガスケットシールリング
98が示される。ガスケットシールリング98に当たるボー
ル面29の上方部分99は、ガスケットとの適正な気密を提
供するように適切な平滑度に適正に研磨される。

この気密構造により、カートリッジハウジング56によ
り形成された室101内のいかなる水圧も、ガスケット98
の断面の稜104と109との間に置かれた下方シール面10
7、及び稜108と109との間に置かれた外周面102の両者上
に作用する。稜104と109との間に置かれた下方の面107
に作用している圧力は、ガスケット98が圧力の異常上昇
時にも偶発的に押し出されることのないように、これと
ショルダー97のまわりの座94との効果的な組合を保つよ
うにするだけである。ガスケット94の断面の稜108と109
との間にある外周102上に作用している圧力は、ガスケ
ットを変形させ稜104を押してボール弁要素24と圧力接
触させようとする。室101内の圧力増加による稜104のこ
の接触圧力は、室101内の圧力が低下し、又はゼロにな
ったときは無用な高圧は維持しないが、圧力が上昇した
ときは効果的な保持を保つ。本発明は、ボール弁要素が
操作されるときにこれにかかる抵抗を減らし、かつガス
ケット自体の摩耗と裂けとを減らすと同時に、市販の弾
性材料で作られる標準的かつ経済的なガスケットの使用
を可能にする利点を提供する。ガスケット98の稜109は
カートリッジハウジング56の横方向の壁103から間隔を
明けられ、従ってカートリッジの室101内を支配してい
る圧力は稜108と109との間のガスケット98の外周102上
に作用できる。この間隔は、座94の傾斜によりガスケッ
ト98を傾いた状態に配置することにより得られる。一方
では、図13及び14に従って実施方法を変更することがで
きる。カートリッジハウジング56の座は傾けられない
が、カートリッジハウジング56の内壁103から僅かな距
離Ｄの間隔をおいて外周を持つ。同様に、ガスケット98
の稜109はカートリッジハウジング56の内壁103から間隔
を明けた状態のままとされ、そしてこの組立体全体は第
１の実施例について前述された方法と正確に同じ方法で
作動する。

示された２例においては、ガスケット98とカートリッ
ジハウジング56の内壁103とが互いに僅かに離されてい
るため、水圧はガスケットの断面の第４の稜109を回っ
て内壁103に関して広がる。しかし、ガスケット94の稜1
09の連続性の中断によっても同じ効果を得ることができ
る。これは、標準製品のガスケットに幾つかの切れ目を
作ることにより、或いは大部分の断面は正方形断面のガ
スケットの断面と同様であるが断面のの第４の稜109の
相当する稜が中断され又は失われた適切なガスケットを
作ることにより達成することができる。

カートリッジハウジング56の外周110は、Ｏリング112
の座る環状の溝111を持つ。Ｏリング112はハウジング12
の下方本体部材14の凹所22と共に外周110をシールする
ような寸法にされる。長手方向軸線28を含んだ平面に沿
った制御棒の揺動は、軸線28まわりのボール弁要素の角
度位置とは無関係にボール弁要素24を旋回軸75まわりで
旋回させる。更に、端末62がスロット68に沿って滑り、
制御棒42が長手方向軸線28まわりで揺動したときのボー
ル弁要素24の軸線28まわりの回転を許す。

軸線28まわりのボール弁要素24の回転は、端末68に当
たる停止用ショルダー76の位置により限定される。異な
った用途の混合弁は、停止用ショルダー76の周囲方向の
位置決めにより確立される異なった回転角度を持つこと
ができる。説明されたボール弁要素24の回転が排出され
る混合水の混合比を、従って温度を調整する。

これに代わって、或いは停止用ショルダー76に加え
て、図５に示されたように案内テンプレート120の上方
開口115の半径方向に伸びているエッジ80、82、84、及
び86により軸線28まわりのボールの回転を限定すること
もできる。このテンプレートは、カートリッジハウジン
グ56の開口58のまわりの上方凹所122内に適合する。凹
所122は環状の保持用カラー126により囲まれる。棒43が
エッジ80−86と当たると、それぞれのエッジより先への
更なる運動が妨げられる。エッジ80と82とは最低温度を
定め、エッジ84と86とは最高温度を定める。エッジ80−
86は、ボールが垂直軸28まわりでほぼ90゜回転すること
を許す。

上方開口58も周囲のエッジ88と89とを有し、これらは
それぞれ閉位置から全開位置に至るピン60の軸線75まわ
りの揺動運動の大きさを制御する。

カートリッジにはガスケット98と112とが適正に置か
れて組み付けられる。次いで、ボール弁要素24がガスケ
ット98に対して位置決めされ、僅かに押されてガスケッ
ト98を押し付ける。次に、ピン60が穴61及びボール表面
29のスロット68に通される。ボール24に対するガスケッ
ト98の押付けが各スロット68の下面67上へのピン端部62
の摩擦適合を与え、ピン60の脱落を防止する。次いで、
凹所122にテンプレート120が置かれる。テンプレート12
0は、凹所122内に押し込み又は嵌め込み得る薄い外側フ
ランジ123を持つ。組み立てられたカートリッジ26は独
立した組立体であり、これを給水栓混合弁10内に設置す
るための補修用交換部品として単独で販売することがで
きる。

組み立てられたカートリッジ26は給水栓本体14の空洞
部22内に置かれる。スロット72が空洞部内のカートリッ
ジ26を適正に位置決めし、隆起130はベース部材14の対
応隆起132上でカートリッジ26を垂直方向で適正に位置
決めする。次いで、カートリッジ26を隆起132に対して
下向きに押すようにばね負荷式の波形リング135をカー
トリッジ25とカバー16との間に挟んだ状態で、カバー16
が直立フランジ70上にねじ止めされる。

ピン60の各端部62とスロット68との間の垂直方向の最
小の隙間が、弁ハウジング12とカートリッジハウジング
56とに関するボール弁要素24の垂直方向変位を防ぐ。従
って、ボールが前述の旋回可能な２方向に沿って旋回す
るとき、制御棒は少しも不安定性を示さず、又は浮遊感
を与えない。

これまで説明されたシール用ガスケット及びカートリ
ッジでは、特に室101内の圧力が低いか又はゼロである
ときに、ガスケット98とボール弁要素24との間の摩耗及
び裂けが、給水栓操作用取手の安定性を十分に確保でき
ないほどひどく減らすことの生ずる可能性があり、操作
用取手は自身の重量により、又は最小の外部作用により
動かされる可能性がある。このことは、大きくて重い装
飾的な取手43の場合、又は身体障害者用に特製された長
くて大きな取手の場合により顕著である。取手のこの浮
遊感のある動きの発生が懸念される理由のあるときは、
図９及び10に示された配置を採用することができる。こ
の実施例においては、リング状の部材140が、カートリ
ッジハウジングの横壁103、ボール弁要素24、及びガス
ケット98の間に挿入される。リング状部材140は、稜104
と109との間に設けられた側面107に相当する下面を押し
て置かれる。リング状部材140は、下側面107、恐らくは
ガスケット98の稜109で、ボール弁要素24に当たりこれ
を弾性で押す。ボール弁要素24上にあるリング部材140
の内径側の下方コーナー142がボール弁要素の移動に制
動をかけ、この摩擦抵抗作用がガスケット98による生ず
る摩擦抵抗に追加され、室101内の圧力が低下し又はゼ
ロになったときに給水栓操作用取手43を安定させる。し
かし、下面107に対する水圧による上向きの力（これは
リング140にかかるガスケットの力を減らす）のため、
リング140のこの摩擦抵抗は内圧の増加と共に低下する
傾向がある。従って、この配置は、室101における水圧
の変動により引き起こされるガスケット98の保持作用の
変化量を変えることはないが、ボール弁要素の動きに対
する操作抵抗の変動を補償しかつ減らそうとする。リン
グ部材140はカートリッジハウジング56の内壁103には少
しも接触しない。

リング状部材140は、その作動時の形状においては、
図９及び10に示されるように切頭円錐、即ち円錐台の形
状にされる。リング140は、その弛緩時においては図11
に示されるようなデザイン形状を有することができ、或
いはその弛緩時においては図12に示されるように単に平
坦であり、そして給水栓内に設置されている間はこれに
加わる力により変形させることができる。図13及び14に
示されるような平らな座を有するカートリッジハウジン
グに設置する方法で取り付けられるときは、リング状部
材140は、設置及び使用中、形状を維持し得ることが明
らかである。図示された形式においては、前記リング状
部材140は実質的に長方形断面を有するが、実際のモデ
ルでは、これは、内径側の下方コーナー142がボール弁
要素24と接触する台形又はその他の四辺形にされる。

ガスケット94は、給水栓に使用される多くのガスケッ
トに普通であるように潤滑用グリスが塗られる。リング
状部材140の一つの有用な機能は摩耗傾向を減らすこと
であり、この部材は、ボール弁要素24がリング140の下
方で滑って満水の室101の中に入るより前にボール弁要
素24の部分を拭うことにより、室101においてガスケッ
ト94から潤滑用グリスのこの層を取り去る。

リング140は、上に明らかにされた水圧の変動に関す
る作動抵抗の変動を減らす補償に加えて、作動抵抗に対
する長期の補償効果も持つ。作動コーナー142が作動中
に摩耗すると、給水栓への作動抵抗についてのその追加
の効果もまた減少する。これは、給水栓のその他の部品
（特に筒状の弾性シール用リング25）がこれらに塗布さ
れた潤滑用グリス又は減摩材の層を徐々に取り去り、連
続使用と共にそれら自体の作動抵抗が増加する傾向があ
るので有利である。このため、リング状部材140により
作られる作動抵抗の時間経過に伴う減少が、時間経過と
共に作動抵抗を増加させる給水栓自体の本質的な傾向を
補償する傾向がある。潤滑用グリスの除去防止における
リング状部材140により行われる有用な効果は、ボール
弁要素24によるリング状部材12の接触カバー144の摩耗
により損なわれないことに注意すべきである。

図15に示されるように、ボール弁要素24及びシール用
ガスケット98は、これらをカートリッジなしの給水栓15
0に組み込むことができる。給水栓は本体152及びキャッ
プ部材154を持つ。キャップ部材154は上述と同じ方法で
ガスケット98の座る座156を持つ。

ばね強制式のシール用部材25に対してボール弁要素24
を下方に押し付けるように意図された大きな弾性強制式
の調整リングの必要は無くされる。ガスケットシールリ
ング98は、ボール弁要素24とカートリッジハウジング54
との間の漏洩を防ぎかつボール弁要素24の作動抵抗の一
部分を提供するように機能する。Ｏリング112は、カー
トリッジハウジング56と下方本体部材14との間の漏洩を
防ぐように単独で機能する。ボール弁要素24の垂直方向
位置は、ピン60とスロット68とによりカートリッジハウ
ジング56内で決められる。更に、ボール弁24を座の部材
25に適正な強制力で押すためにこれまで必要であった調
整リング部材160もオプションとなる。

更に、ボール弁要素24は、ボール弁要素を組み入れて
いる従来技術の混合弁と比較して、弁ハウジング12の全
高を増加する必要なしに、交換の容易な弁カートリッジ
26内に組み込まれる。更に、カートリッジは変更可能で
あり、或いはボール弁が適正に設計された入口と出口と
を有するならば、従来技術に見いだされるボール弁が従
来から適合していた標準のベース14において使用可能で
ある。

本発明の使用により、弾性材料よりなり正方形断面を
有しかつ市場で入手可能であり更に変形に対して大きな
抵抗を有するシール用ガスケットをボール弁式混合水栓
に使用することが可能となる。本発明はシール用ガスケ
ット98により作られる抵抗を調整された方法で減らすこ
とを可能とし、更にガスケット上に加わる力を限定する
ことにより、ガスケットの摩耗と裂けとの有利な低減を
確実なものとする。

特許請求の範囲に定められた本発明の範囲と精神とか
ら離れることなく変化及び変更が可能である。

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作的に固定された部材と少なくも１個の
   入口、出口を有するボール弁要素；及び取手に取り付け
   るための制御棒であって略前記ボール弁要素の赤道と直
   角の方向に伸びている前記制御棒を備えた単一制御式の
   混合水栓であって；前記ボール弁要素は貫通開口を有す
   る前記操作的に固定された部材により保持され；前記制
   御棒は前記開口を通過し；更にシール用具を備えた前記
   混合水栓において； 前記シール用具が、前記ボール弁要素と前記操作的に固
   定された部材との間に気密を確立するように配置された
   ガスケットを備え、 このガスケットは、第１の稜が前記ガスケットの上方外
   径位置に置かれそして第２の稜が前記ガスケットの上方
   内径位置に置かれた状態で前記第１の稜と前記第３の稜
   とが第２の稜より約90゜にあるように中心線から周囲方
   向で間隔を明けられた少なくも３個の稜を形成する断面
   を有し； 前記第１の稜と第２の稜とは前記操作的に固定された部
   材に対して気密に当たり； 前記第３の稜は一般に前記ガスケットの下方内径に置か
   れかつ前記制御棒と前記赤道との間の前記ボール弁要素
   の上方部分に対して気密に当たり； ガスケットは第１の稜と第３の稜との間にあってかつ操
   作的に固定された部材内の内部水圧に暴露されている下
   方の面を有する ことを特徴とする混合水栓。
2. 【請求項２】前記ガスケットが第４の稜を有し、この稜
   は操作的に固定された部材と前記ボール弁要素との双方
   から間隔を明けられかつ操作的に固定された部材内の内
   部水圧に暴露され、前記第４の稜は前記第１及び第３の
   稜から周囲方向で約90゜の間隔を明けられる請求項１に
   定められた単一制御式混合水栓。
3. 【請求項３】前記操作的に固定された部材が記給水栓の
   ハウジング本体に直接取り付けられたキャップ部材であ
   る ことを更に特徴とする請求項１に定められた単一制御式
   混合水栓。
4. 【請求項４】前記操作的に固定された部材が前記給水栓
   のハウジング本体に取付け可能なカートリッジハウジン
   グである ことを更に特徴とする請求項１に定められた単一制御式
   混合水栓。
5. 【請求項５】前記操作的に固定された部材が前記開口の
   まわりのシール座を有し； 前記シール用ガスケットが前記シール座に据えられかつ
   前記座に対して気密に組み合わせられた第１及び第２の
   稜を有する ことを更に特徴とする請求項４に定められた単一制御式
   混合水栓。
6. 【請求項６】前記開口まわりの前記シール用の座がその
   内周位置をその外周位置より高くして斜めにされている ことを更に特徴とする請求項５に定められた単一制御式
   混合水栓。
7. 【請求項７】前記シール座が前記操作的に固定された部
   材の下向きの付随内壁から半径方向内向きに間隔を明け
   られたその外周を有する ことを更に特徴とする請求項５に定められた単一制御式
   混合水栓。
8. 【請求項８】リング状部材が前記シール用ガスケットを
   押すように位置決めされかつ前記シール用ガスケットに
   より前記ボール弁要素に対して接触するように押される
   内径部分を有する ことを更に特徴とする請求項１に定められた単一制御式
   混合水栓。
9. 【請求項９】前記ガスケットは、操作的に固定された部
   材と前記ボール弁要素との双方より間隔を明けられかつ
   操作的に固定された部材内の内部水圧に暴露されている
   第４の稜を有し、前記第４の稜は前記第１及び第３の稜
   から周囲方向で約90゜間隔を明けられ； 前記第４の稜は前記リングと当たりかつ前記リングを前
   記ボール弁要素に対して当たるように強制する 請求項８に定められた単一制御式混合水栓。
10. 【請求項１０】前記リングが実質的に四辺形の断面形状
    を有しかつ平坦な弛緩状態を有する ことを更に特徴とする請求項８に定められた単一制御式
    混合水栓。
11. 【請求項１１】前記リングは、その上に前記ガスケット
    がその強制力を加えたときに円錐台の形状を有し、かつ
    前記ボール弁に対して当たる内径側コーナーを有する ことを更に特徴とする請求項10に定められた単一制御式
    混合水栓。
12. 【請求項１２】前記リングが実質的に四辺形の断面形状
    を有しかつ弛緩状態において円錐台の形状を有し； 前記ボール弁が前記リングの内径側コーナーに対して当
    たる ことを更に特徴とする請求項８に定められた単一制御式
    混合水栓。