JP4168181B2 - 球状セグメント制御式平板ミキシングバルブ - Google Patents

Description

本発明は、冷水と温水を混合に利用されるミキシングバルブに関し、このミキシングバルブは、上下に配設されかつ一体となって平面パッキンを形成する二つの制御ディスク、すなわち下部固定ディスクおよび上部可動ディスクを有している。
本発明の目的は、冷水と温水とを混合すると同様に開栓および閉栓する、平板ディスクおよび球体制御要素を有するミキシングバルブの利点を併せ持つ機構を提供することにある。平面ディスクを有するミキシングバルブの耐用年数は長いが、その構造上の制約から出口配管を入口配管に周りに設ける必要があるため、広い設置場所がいる。
球体制御要素を有するミキシングバルブは、短時間で損傷を受けるゴムまたはゴムに似た素材のスライドパッキンを用いているが、狭い設置場所でよい。なお、この解決策は、例えば米国特許第4834304号明細書に開示されいる。
球体セグメントにより制御される平板ディスクを有するミキシングバルブは弾性体のスライドパッキンを用いておらず、かつ混合水出口は直接出口配管に向けられているので狭い場所に設置でき、しかも耐用年数が平板ディスクを有するミキシングバルブと同様である。そして、これらの特徴は、通常の動作特性および動作範囲のすべてに当てはまる。
設定された目的は、本発明により、上部制御ディスクが、レバーの各点がその中心がレバーの先にある球体表面に沿って変位するようにレバーにより駆動されることにより実現される。このレバーの動作は、レバー保持部材の上面および／または下面が球面に形成され、そしてその球面がさらなる球面に隣接して配設されることにより保証される。この場合、レバー保持部材の球面は、二つの球面の間に配設されるのが好ましい。すなわち、カバー下面およびスペーサ上面の間に配設されるのが好ましい。レバーは、カバーに形成された開口により球面上を移動することができ、セラミック駆動要素に連動されているレバーの下端は、前記セラミック駆動要素をレバーの位置により決定される位置に移動させ、このようにして前記セラミック駆動要素とともにそれに連動されている制御ディスクをそれらのガイドに対応した平面に沿って移動させる。
前記基本実施形態では、レバーはその軸心の回りに回転自在とされている。
この実施形態により、流量および混合比率を制御しているレバーが制御棒として機能するバルブが構成される。
通常のバルブレバーを操作レバーとして装着するには、操作レバーは、その軸心回りに回転しないようにされていなければならない。典型的な解決策が図２に示されており、そしてその基本的実施形態では、単一のピースからなるレバー保持部材は、二つの部分、すなわちそれ自身がカバー内において円弧に沿って開閉方向にのみ変位できるように、二つの球面を有するいわゆる上部レバー保持部材と、上部レバー保持部材の下方に配設されている、同様に二つの球面を有して、一方において上部レバー保持部材とともに開閉方向に移動し、他方において上部レバー保持部材に案内されて開閉方向と直交する移動して冷水および温水の混合比率を調節する下部レバー保持部材とに分割されている。
本発明にしたがったバルブは、添付図面に基づいて詳細に説明されている。
図において、
図１は、バルブの基本タイプの側面断面図であり、
図２は、軸心回りに回転しないようにされたシャフトを有する、本発明にしたがったカートリッジの典型的実施形態の側面断面図であり、
図３は、軸心回りの回転防止がされたセラミック駆動要素、および軸心回りの回転防止がされたレバーを有するバルブの本発明にしたがった典型的な上部側面断面図である。
以下、本発明にしたがったバルブの作用を説明する。
本発明にしたがったバルブの基本実施形態の側面断面図が図１に示されている。ハウジング１内の底部に、冷水と温水との入口および混合水の出口に利用されるインレットディスク２が、流体収納空間がゴムパッキン10により気密とされた状態で配設されている。バルブボディー11内において、バルブのハウジング１はシールリング９により流出水に対して水密とされている。インレットディスク２の上には、コントロールディスク３が、インレットディスク２上の平面に沿って移動可能に配設され、このコントロールディスク３の移動により、冷水と温水との混合比が調節され、かつ流量が調節されまたはシャット−オフされる。この二つのディスクは、その摺動面が研磨された状態で一体となって平面パッキンを形成する。コントロールディスク３は、レバー保持部材６により保持されて、軸変位が生じないようにされている操作レバー８により駆動される。ここで、レバー保持部材上面601およびレバー保持部材下面602は、回転中心12が操作レバー８の軸心の下方延長線上にある球面とされている。操作レバー８は、操作レバー８の下端に形成されたボール端81を介してセラミック駆動要素４と連動され、セラミック駆動要素４は、その下に配設されているコントロールディスク３と連動されている。セラミック駆動要素４は、スペーサ５の平面52により案内されながら操作レバー８により駆動される。レバー保持部材６は、頂部にあるレバー保持部材上面601および底部にあるレバー保持部材下面602が、それぞれカバー７の球状カバー表面72およびスペーサ５の球状スペーサ表面51の間に位置することによりガイドされる。
この実施形態では、操作レバー８は制御棒として操作され、そしてその操作範囲はカバー７に形成されているスロット71のサイズにより調節される。
図２は、操作レバーの回転が防止されてなる本発明にしたがったカートリッジの他の実施形態の上部の側面断面図を示す。この実施形態においては、操作レバー８は回転不自在とされている。このような実施形態のバルブは、従来の操作レバーを備えたシングルレバーバルブに必要である。ここで、レバー保持部材６は単一ピースではなく、２つのピース、すなわち下部レバー保持部材61および上部レバー保持部材62からなっている。操作レバー８は下部レバー保持部材61と連動され、かつそれに対する軸方向変位および回転が防止されている。下部レバー保持部材61の上面611は、上部レバー保持部材62の下面622上をスライドする一方、下部レバー保持部材61の下面612は、スペーサ５の球状スペーサ表面51上をスライドする。上部レバー保持部材62の上面621は、カバー７の球状カバー表面72上をスライドする。各球状面の中心は、回転中心12である。上部レバー保持部材62は、カバー７内の平面間において横方向にガイドされ、それによりそれは開閉方向にのみ円運動するようにされている。
下部レバー保持部材61は、上部レバー保持部材62内の案内溝623により、開閉方向と直角方向に案内され、それによりそれはそれと連動されている操作レバー８とともに、球面に沿って各方向に移動することができる。そして、それが開閉方向と直角方向に移動すると、それは上部レバー保持部材62の案内溝623に案内されながら上部レバー保持部材62に連動して開閉方向に移動する。
この方向へのレバー動作は、上部レバー保持部材62にレバーの幅に対応させて形成された上部レバー保持部材のグルーブ溝624により保証される。この場合、軸回りの回転が規制されいてるこの操作レバー８の操作範囲は、前述したようにカバー７に形成されているスロット71の形状およびサイズにより調節される。
実施形態で説明したように、操作レバー８のセラミック駆動要素４に突入させられている端部はボール端81からなり、そしてこのボール端とされていることにより、セラミック駆動要素４およびそれと連動するコントロールディスク３が変位自在とされる。しかして、制御角部がボール端81の中心と同心の円形であるコントロールディスク３を使用するだけで適切な制御が保証される。
前記において、軸回りの回転が規制されている操作レバー８が、セラミック駆動要素４と連動されてセラミック駆動要素４を平面上のどの点へも移動できるように、しかしながらそれが操作レバー８に関して回転しないようにされている場合、インレットディスク２およびコントロールディスク３の各孔の形状は変形されてもよい。
この解決策が図３に示されている。この実施形態では、ピン13がボール端81にその中心を通して差し込まれ、そしてカルダン継手として機能するように、セラミック駆動要素４のピン溝41により案内されている。すなわち、ピン13は、操作レバー８およびセラミック駆動要素４の相対的な回転を規制する。
本発明にしたがった解決策の利点は、セラミック板パッキンを有するバルブ、および球状表面により制御されているバルブのそれぞれの欠点を解消しながらそれぞれの利点を調和させたことにある。
符号の説明
１ ハウジング
２ インレットディスク
３ コントロールディスク
４ セラミック駆動要素
５ スペーサ
６ レバー保持部材
７ カバー
８ 操作レバー
９ シールリング
10 ゴムパッキン
11 バルブボディ
12 回転中心
13 ピン
41 ピン溝
71 スロット
72 球状カバー表面
51 球状スペーサ表面
52 平板状スペーサ表面
601 レバー保持部材上面
602 レバー保持部材下面
61 下部レバー保持部材
611 下部レバー保持部材上面
612 下部レバー保持部材下面
62 上部レバー保持部材
621 上部レバー保持部材上面
622 上部レバー保持部材下面
623 上部レバー保持部材の案内溝
624 上部レバー保持部材のグルーブ
81 ボール端

Claims (3)

1. 冷水と温水とを混合するためのミキシングバルブであって、
   固定されたインレットディスク（２）と、
   前記インレットディスク（２）の上に配設されたコントロールディスク（３）と、
   前記コントロールディスク（３）と連動するセラミック駆動ティスク（４）と、
   前記セラミック駆動要素（４）と連動する操作レバー（８）と、
   前記操作レバー（８）を保持する、上面（６０１）および下面（６０２）が球面とされた球状のレバー保持部材（６）とを備え、
   前記コントロールディスク（３）は、混合割合およびインレットディスク（２）を通過する流量を制御するよう操作可能とされ、
   前記操作レバー（８）は、前記セラミック駆動要素（４）と係合されているボール端（８１）を有し、
   前記レバー保持部材（６）と前記操作レバー（８）とは共に動作し、
   前記レバー保持部材（６）の前記操作レバー（８）による動作は、同レバー保持部材（６）の球状表面にガイドされ、
   前記操作レバー（８）は軸心を有し、
   前記レバー保持部材（６）の上面（６０１）および下面（６０２）の回転中心（１２）は、前記軸心の延長線上に位置させられている
   ことを特徴とするミキシングバルブ。
2. 前記レバー保持部材（６）は、下部レバー保持部材（６１）と上部レバー保持部材（６２）とからなり、
   前記下部レバー保持部材（６１）の上面（６１１）および下面（６１２）は球面とされ、
   前記上部レバー保持部材（６２）の上面（６２１）および下面（６２２）は球面とされ、
   前記操作レバー（８）は、前記下部レバー保持部材（６１）により保持され、
   前記下部レバー保持部材（６１）は、前記上部レバー保持部材（６２）に形成された上部レバー保持部材案内溝（６２３）を介して同上部レバー保持部材（６２）と連動され、
   前記各球面の中心は前記回転中心（１２）に位置させられている
   ことを特徴とする請求項１記載のミキシングバルブ。
3. ピン（１３）が、前記操作レバー（８）のボール端（８１）の中心に挿入され、
   前記ピンは、前記セラミック駆動要素（４）のピン溝（４１）に駆動可能に取付けられていることを特徴とする請求項２記載のミキシングバルブ。

Images