JP7080620B2 - 水道バルブカートリッジ - Google Patents

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Description

本発明は水道バルブカートリッジに関し、より詳しくは、流量／経路調節具、及び水温調節具の回転操作により回転しながら冷・温水の開閉を含んだ流量及び水温調節がなされ、かつ複数の独立した経路を通じて該当用途に選択的排水及び給水がなされるように、冷・温水の流入（冷水、温水、混合）と排出及び経路選択構造を有し、複数が積層されてなされた操作ディスクを有する水道バルブカートリッジに関する。
一般に、水道バルブは外部から供給される水道水（ボイラーを通じての温水含み）を開閉する一方、水道水の量を調節する、冷・温水を選択する、またはこれらを混合して水温を調節するようになったバルブであって、普通の厨房のシンク台の上部に設置される、または浴室（風呂含み）に設置されて、必要に応じて、操作を通じて水道水を使用することができるようにする。
このような水道バルブはノブを回して水の量を調節すると共に、冷・温水を選択する、またはこれらを混合して水温を調節する回転式と、レバーを上げたり下げたりして水の量を調節する一方、左右に回して冷・温水を選択する、またはこれらを混合して水温を調節するようになったレバー式がある。
このような従来技術の水道バルブを一例に挙げると、韓国登録特許第１０３９７０９号公報（名称：水道バルブ；出願日：２００８．１０．２０．；以下、特許文献１という）がある。
前記特許文献１を該当公報を参考にして説明すると、次の通りである（分離流入ディスク１２０の冷水孔１２１と温水孔１２２を前記選択／混合ディスク１３０の選択孔１３１が全て開放した状態に位置した時を平常時の基本状態として説明する）。
前記のような状態では冷水と温水が全て流入する状態であって、このように冷水と温水が混合された水は選択／混合ディスク１３０の中央混合孔１３２に流入して排出ディスク１４０の排出孔１４１に誘導される。前記分離流入ディスク１２０の冷／温水孔１２１、１２２と前記選択／混合ディスク１３０の選択孔１３１の開閉状態によって、冷水、温水、または混合数（水温調節された）は、排出ディスク１４０の排出孔１４１に誘導されるが、遮断／経路選択ディスク１５０の遮断面、即ち、直水経路誘導孔１５１とシャワー経路誘導孔１５２の以外の面が前記排出孔１４１を遮断していて、バルブカートリッジ１００の外部に排出されない。
この際、遮断／経路選択ディスク１５０を左方に回転、即ち、前記直水経路誘導孔１５１を前記排出ディスク１４０の排出孔１４１に一致させれば、直水経路に水が排出され、その一致した面積の比率によって直水経路に排出される流量が調節される。反対に、遮断／経路選択ディスク１５０を右方に回転、即ち、前記シャワー経路誘導孔１５２を前記排出ディスク１４０の排出孔１４１に一致させれば、シャワー経路に水が排出され、その一致した面積の比率によってシャワー経路に排出される流量が調節される。
上記のように、本出願人の先出願特許は、前記遮断／経路選択ディスク１５０の回転操作により直水とシャワー経路が選択されれば、前記流量調節具１６０に形成された直水経路１６１またはシャワー経路１６２を通じて水が排出口１２の該当噴射孔、即ち、直水孔１２ａまたはシャワー孔１２ｂに噴射排出される。
しかしながら、このような特許文献１は、直水とシャワー経路が１つの胴体に設 けられる構造で成されているので、水道蛇口とシャワーホースが分離された通常の浴室用水道バルブとの互換性が欠如されており、改善の余地がある技術である。
前記のような改善点を解決するために、最近に紹介された技術を例として挙げると、韓国特許出願第１０－２０１６－００４５６０８号（水道バルブカートリッジの操作ディスク；出願日：２０１６．０４．１４．；以下、特許文献２という）がある。
前記特許文献２を添付図面の図１及び図２を参考にして説明すると、単一の水道バルブカートリッジ内に冷・温水の流入と流出及び経路選択構造を有する複数の操作ディスクが積層された状態で、ノブの回転操作により冷・温水の流量と水温調節及び開閉動作し、かつ複数の独立した排出経路を通じて排水がなされるようになったものである。
より詳しくは、特許文献２は、水道バルブカートリッジの操作ディスクは同一回転線上に間隔をおいて設けられる冷・温水流入孔２１１、２１２と、冷・温水流入孔２１１、２１２と異なる回転半径上で間隔をおいて設けられる３分割排出孔２１３を有する固定ディスク２１０；前記冷・温水流入孔２１１、２１２の形成経路と一致する統合孔２２１と、前記３分割された排出孔２１３と各々一致する３分割排水孔２２３を有する分配ディスク２２０；前記固定ディスク２１０と分配ディスク２２０との間で回転しながら、冷・温水流入孔２１１、２１２のうち、いずれか一部分または全てと統合孔２２１を連通させる水温調節孔２３１と、回転角度に関わらず前記３分割された排出孔２１３と排水孔２２３を連通させる連通孔２３３を有する水温調節ディスク２３０；前記分配ディスク２２０の一側面のうち、排水孔２２３が形成される部分に積層された状態で回転しながら排水孔２２３のうち、いずれか１つのみ開かさせるか、または全てを遮断させる開放切欠部２４１と遮断面からなる流量／経路調節ディスク２４０；を含んでなるものである。
前記のような特許文献２の操作ディスク２００は、前記固定ディスク２１０の下部面がカートリッジベース１１０に部分収容された状態で第１パッキングＰ１の弾性圧力により気密が維持され、前記固定ディスク２１０の上部面に水温調節ディスク２３０の下部面が面密着して積層され、前記水温調節ディスク２３０の上部面に分配ディスク２２０の下部面が面密着して積層され、かつ遮断ブッシュ１８０の下端外周縁部に設けられた固定突段１８２が分配ディスク２２０の上部面の外周縁部に設けられた固定溝に嵌められて結合され、遮断ブッシュ１８０の下端内周縁部に設けられた第２パッキングＰ２が分配ディスク２２０の上部面の内周縁部を弾性押圧しながら気密を維持させ、前記分配ディスク２２０の中央部分に流量／経路調節ディスク２４０が面密着して積層され、かつ前記流量／経路調節ディスク２４０は流量／経路調節具１６０の下端の嵌合突片１６１と結合されて回転がなされるなかで、第３パッキングＰ３の弾性押圧力により前記分配ディスク２２０の方向に密着する。
しかしながら、前記のような特許文献２は、第１パッキングＰ１が固定ディスク２１０に対して押圧力を提供し、前記固定ディスク２１０に加えられる押圧力は全く水温調節ディスク２３０に加えられ、これに加えて、前記水温調節ディスク２３０には遮断ブッシュ１８０と分配ディスク２２０との間に設けられた第２パッキングＰ２の押圧力と流量／経路調節具１６０と流量／経路調節ディスク２４０との間に設けられた第３パッキングＰ３の押圧力が同時に加えられるようになるので、結局、前記水温調節ディスク２３０の上方と下方で激甚な押圧力が伝達されて、摩擦抵抗が加重されて回転動作に堅さが発生するようになる問題点がある。
説明を敷衍すると、前記固定ディスク２１０の下方から固定ディスク２１０を経て水温調節ディスク２３０の方向に加えられる第１パッキングＰ１の弾性押圧力が１００であり、分配ディスク２２０の上方から分配ディスク２２０を経て水温調節ディスク２３０の方向に加えられる第２パッキングＰ２の弾性押圧力が５０であり、流量／経路調節ディスク２４０の上方から流量／経路調節ディスク２４０と分配ディスク２２０を経て水温調節ディスク２３０の方向に加えられる第３パッキングＰ３の弾性押圧力が３０と仮定すれば、前記水温調節ディスク２３０に加えられる弾性押圧力は総１８０となる。
上記のように水温調節ディスク２３０に１８０という弾性押圧力が加えられれば、摩擦抵抗が加重に従う回転動作に堅さが発生するようになる問題点がある。
また、前記固定ディスク２１０と水温調節ディスク２３０及び分配ディスク２２０が広い面積に面密着しているので、相互面接した部分の摩擦抵抗が高くなって、回転操作も堅くなされる、即ち、回転操作が困難になる問題点がある。
また、前記のような特許文献２は、多様な用途（例：直水とシャワー及び洗濯機など）に水を配分するために固定ディスク２１０に３分割排出孔２１３を形成するようになるので、従来の２分割排出孔（例：シャワー器と洗面台方向に水を誘導する排出孔）に比べて排出孔２１３の開放面積が狭く形成され、これによって排出される流量が少ないか、または水圧が低くなる問題点がある。
これを解決するためには、操作ディスクの直径を拡張させて排出孔２１３の開放面積が狭くなることを補償しなければならないが、前記のように操作ディスクの直径を拡張させる場合、水道バルブカートリッジも直径が拡張されなければならないが、この場合、全体的な水栓のサイズ拡大を引き起こす問題点があるだけでなく、水道バルブカートリッジの直径が大きくなることによって、一般的な水栓の本体に適用するに当たって互換性に問題点がある。
また、前記のような特許文献２は、複数の操作ディスク２００、即ち、固定ディスク２１０の上部に水温調節ディスク２３０が積層され、前記水温調節ディスク２３０の上部に分配ディスク２２０が積層され、前記分配ディスク２２０に流量／経路調節ディスク２４０が積層される構造であるので、ディスクの数量が多いだけでなく、積層された全体高さが高く形成されて、水道バルブカートリッジ１００の長さが長くなり、これによって水栓の高さも高くなるなど、全体的にサイズが拡張される問題点がある。
韓国登録特許第１０３９７０９号公報 韓国特許出願第１０－２０１６－００４５６０８号
本発明は前記のような従来技術の問題点及び改善点を考慮して案出したものであって、流量／経路調節具及び水温調節具の回転操作により回転しながら冷・温水の開閉を含んだ流量及び水温調節がなされ、かつ複数の独立した経路を通じて該当用途に選択的排水及び給水がなされるように、冷・温水の流入（冷水、温水、混合）と排出及び経路選択構造を有し、複数が積層されてなされた操作ディスクを有する水道バルブカートリッジを提供するに当たって、操作ディスク同士間、特に、水温調節ディスクに加えられるパッキングの弾性押圧力を最小化すると共に、摩擦面積を縮小させて摩擦抵抗を最小化し、操作ディスクの限定された直径（直径の拡張がない状態）内で最大限の水排出経路の面積を確保することができるようにし、操作ディスクの数量を縮小させた水道バルブカートリッジを提供することを目的とする。
前記のような目的を達成するための本発明は、回転状態によって流入経路と排出経路の開閉程度を断続して流量と水温を調節する操作ディスク２０がカートリッジベース１１とカートリッジハウジング１９の結合体の空間内に設けられる水道バルブカートリッジ１０において、外部から供給される水（冷水、温水）の流入経路である冷・温水流入孔２１－１、２１－２と流入した水の排出経路である複数の排出孔２１－３が相違する回転半径（同心円上で互いに異なる位置に存在）を有し、同一な平面上に位置し、前記相違する回転半径に対応する位置に面密着積層された状態で個別的回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２と複数の排出孔２１－３を各々開閉断続する操作ディスク２０を含むことを特徴とする。
ここで、本発明のうち、前記操作ディスク２０は同一回転線上のうちの一部分に冷・温水流入孔２１－１、２１－２が間隔をおいて設けられ、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２と異なる回転半径に複数の排出孔２１－３と遮断部位が間隔をおいて設けられた円形の固定ディスク２１；前記固定ディスク２１と密着状態で回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２を開閉させる水温調節孔２３－１が設けられた回転型水温調節ディスク２３；前記水温調節ディスク２１と水平面上で固定ディスク２１と密着状態で別個の回転操作により前記複数の排出孔２１－３を選択的に開閉させる開放切欠部２４－１と遮断面が設けられた回転型流量／経路調節ディスク２４；を含むことを特徴とする。
また、本発明のうち、前記操作ディスク２０は同一回転線上のうちの一部分に冷・温水流入孔２１－１、２１－２が間隔をおいて設けられ、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２と異なる回転半径に複数の排出孔２１－３と遮断部位が間隔をおいて設けられた円形の固定ディスク２１；前記固定ディスク２１と密着状態で回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２を開閉させる水温調節孔２３－１が設けられた回転型水温調節ディスク２３；前記固定ディスク２１との間に位置した水温調節ディスク２３に対して圧力を提供して回動を維持させる一方、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２から流入する水が滞留する空間を確保する固定型空間ディスク２２；前記水温調節ディスク２３と水平面上で固定ディスク２１と密着状態で別個の回転操作により前記複数の排出孔２１－３を選択的に開閉させる開放切欠部２４－１と遮断面が設けられた回転型流量／経路調節ディスク２４；を含むことを特徴とする。
この際、本発明のうち、前記操作ディスク２０は固定ディスク２１の下部がカートリッジベース１１に部分収容された状態で第１パッキングＰ１の上向き弾性押圧力により気密が維持され、前記固定ディスク２１の上部に水温調節ディスク２３の下部が密着積層され、前記水温調節ディスク２３の上部に空間ディスク２２の下部が密着積層され、かつ遮断ブッシュ１８の下端内周縁部に設けられた第２パッキングＰ２の下向き弾性押圧力により水温調節ディスク２３の方向に密着力を提供し、前記固定ディスク２１の上部のうち、水温調節ディスク２３と異なる回転半径上に流量／経路調節ディスク２４の下部が密着して積層され、かつ流量／経路調節ディスク２４の上部に結合される流量／経路調節具１６の間に設けられた第３パッキングＰ３の下向き弾性押圧力により前記固定ディスク２１の方向に密着力を提供することを特徴とする。
この際、本発明のうち、前記操作ディスク２０の固定ディスク２１は外周縁または中央部分に間隔をおいて設けられる冷・温水流入孔２１－１、２１－２；中央部分または外周縁部分のうちの１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて複数の排出孔２１－３が設けられたことを特徴とする。
また、本発明のうち、前記操作ディスク２０の水温調節ディスク２３は固定ディスク２１の上部外周縁または中央部分に積層された状態で回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２のうちのいずれかの一部分または全てと連通させる水温調節孔２３－１が設けられた角度制限的回転型ディスクであることを特徴とする。
また、本発明のうち、前記操作ディスク２０の流量／経路調節ディスク２４は固定ディスク２１の上部中央または外周縁部に積層される角度非制限的回転型ディスクであることを特徴とする。
前記のような課題を解決する手段による本発明は、前記固定ディスク２１の上部に異なる回転半径を有して水温調節ディスク２３と流量／経路調節ディスク２４が面密着積層された構造、または前記固定ディスク２１の上部に異なる回転半径を有して水温調節ディスク２３と流量／経路調節ディスク２４が面密着され、前記水温調節ディスク２３の上部に固定型空間ディスク２２が面密着積層された構造からなり、かつ前記固定ディスク２１の下方に位置した第１パッキングＰ１から加えられる上向き弾性押圧力が流量／経路調節ディスク２４の上方に位置した第３パッキングＰ３から加えられる下向き弾性押圧力により減殺された状態で、前記空間ディスク２２の上方に位置した第２パッキングＰ２から加えられる下向き弾性押圧力のみが加えられて、前記水温調節ディスク２３に伝達されるようにすることによって、従来技術のように前記した全てのパッキングの弾性押圧力が水温調節ディスク２３に伝達されることに比べて格段に密着圧力を低減させて、前記水温調節ディスク２３の回転操作が容易になされるようにする操作性向上効果を得る。
また、本発明は前記水温調節ディスク２３をリムタイプで適用することによって、固定ディスク２１との摩擦抵抗を低減させて、回転操作が柔らかくなされるようにする操作性向上効果を得る。
また、本発明は固定ディスク２１の中央部分のうち、１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて複数の排出孔２１－３を形成することによって、即ち、１／４面（９０度の面）に遮断部位、他の１／４面（他の９０度の面）に第１排出孔２１－３ａ、他の１／４面（他の９０度の面）に第２排出孔２１－３ｂ、他の１／４面（他の９０度の面）に第３排出孔２１－３ｃを形成することによって、従来技術（特許文献２）での排出孔２１３（６０度）と比較する時，操作ディスクの直径拡張無しでも排出孔２１－３の開放面積を拡張させることができるので、流入する流量対比排水流量及び水圧の低減無しで排出がなされるようにする効果を得る。
また、本発明は前記のように、排出孔２１－３の開放面積を拡張させるために操作ディスクの直径を拡張しなくてもよいので、水道バルブカートリッジのサイズ変更無しで既存の水栓に適用可能に互換性を確保する効果を得る。
従来技術（本願人の先出願）の水道バルブカートリッジの構成を示す分離斜視図である。 従来技術の水道バルブカートリッジの構成をより細部的に示す断面図である。 本発明が適用される水道バルブカートリッジの外観を示す斜視図である。 本発明が水道バルブカートリッジに適用される例を具体的に示す分解斜視図である。 本発明が水道バルブカートリッジに適用された組立状態をより具体的に示す断面図である。 本発明の操作ディスクが積層される状態を明確に示す部分断面斜視図である。 本発明の操作ディスクが積層された状態を示す部分断面斜視図である。 本発明の固定ディスクに流量／経路調節ディスクが積層された状態を示す斜視図である。 本発明の操作ディスクに対応するパッキングの弾性押圧力が加えられる状態を示す部分断面図である。 本発明の固定ディスクに対する水温調節ディスクの面接触幅を示す断面図である。 本発明のうち、固定ディスクに流入する冷水と温水が水温調節ディスクの回転動作により断続する状態（排水孔は流量／経路調節ディスクにより遮断された状態）を示す平面図である。 ｖ 本発明のうち、固定ディスクの排出孔を流量／経路調節ディスクが遮断、選択的開放した状態を示す斜視図である。 本発明のうち、固定ディスクの排出孔を流量／経路調節ディスクが遮断、選択的開放した状態を示す平面図である。
このように提示した添付図面を参考にして本発明を説明すると、次の通りである。
まず、本発明の水道バルブカートリッジの操作ディスク２０は、添付図面の図３から図５に示すように、回転状態によって流入経路と排出経路の開閉程度を断続して流量と水温を調節する操作ディスク２０がカートリッジベース１１とカートリッジハウジング１９の結合体空間内に設けられる水道バルブカートリッジ１０において、外部から供給される水（冷水、温水）の流入経路である冷・温水流入孔２１－１、２１－２と流入した水の排出経路である複数の排出孔２１－３が相違する回転半径（同心円上で互いに異なる位置に存在）を有し、同一な平面上に位置し、前記相違する回転半径に対応する位置に面密着積層された状態で個別的回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２と複数の排出孔２１－３を各々開閉断続する操作ディスク２０を含むものでありうる。
ここで、本発明の前記操作ディスク２０は、添付図面の図６に示すように、同一回転線上のうちの一部分に冷・温水流入孔２１－１、２１－２が間隔をおいて設けられ、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２と異なる回転半径に複数の排出孔２１－３と遮断部位が間隔をおいて設けられた円形の固定ディスク２１；前記固定ディスク２１と密着状態で回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２を開閉させる水温調節孔２３－１が設けられた回転型水温調節ディスク２３；前記水温調節ディスク２１と水平面上で固定ディスク２１と密着状態で別個の回転操作により前記複数の排出孔２１－３を選択的に開閉させる開放切欠部２４－１と遮断面が設けられた回転型流量／経路調節ディスク２４；を含むものでありうる。
また、前記操作ディスク２０は同一回転線上のうちの一部分に冷・温水流入孔２１－１、２１－２が間隔をおいて設けられ、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２と異なる回転半径に複数の排出孔２１－３と遮断部位が間隔をおいて設けられた円形の固定ディスク２１；前記固定ディスク２１と密着状態で回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２を開閉させる水温調節孔２３－１が設けられた回転型水温調節ディスク２３；前記固定ディスク２１との間に位置した水温調節ディスク２３に対して圧力を提供して回動を維持させる一方、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２から流入する水が滞留する空間を確保する固定型空間ディスク２２；前記水温調節ディスク２１と水平面上で固定ディスク２１と密着状態で別個の回転操作により前記複数の排出孔２１－３を選択的に開閉させる開放切欠部２４－１と遮断面が設けられた回転型流量／経路調節ディスク２４；を含むものでありうる。
また、前記操作ディスク２０は、固定ディスク２１の下部がカートリッジベース１１に部分収容された状態で第１パッキングＰ１の上向き弾性押圧力により気密が維持され、前記固定ディスク２１の上部に水温調節ディスク２３の下部が密着積層され、前記水温調節ディスク２３の上部に空間ディスク２２の下部が密着積層され、かつ遮断ブッシュ１８の下端内周縁部に設けられた第２パッキングＰ２の下向き弾性押圧力により水温調節ディスク２３の方向に密着力を提供し、前記固定ディスク２１の上部のうち、水温調節ディスク２３と異なる回転半径上に流量／経路調節ディスク２４の下部が密着して積層され、かつ流量／経路調節ディスク２４の上部に結合される流量／経路調節具１６の間に設けられた第３パッキングＰ３の下向き弾性押圧力により前記固定ディスク２１の方向に密着力を提供するものでありうる。
前記した操作ディスク２０の固定ディスク２１のうち、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２は、固定ディスク２１の面のうち、外郭方向に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する弧形状の長孔であって、全体角度の総和が１８０度以下であるか、または各々１８０度以下の角度を有する弧形状の長孔であって、全体角度の総和が３６０度以下であり、前記複数の排出孔２１－３は固定ディスク２１の面のうち、中央部分の１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する扇形または台形の第１、第２、第３排出孔２１－３ａ、２１－３ｂ、２１－３ｃからなるものでありうる。
また、前記した操作ディスク２０の固定ディスク２１のうち、冷・温水流入孔２１－１、２１－２は固定ディスク２１の面のうち、中央部分に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する扇形または半円形の通孔であって、全体角度の総和が１８０度以下であるか、または各々１８０度以下の角度を有する扇形または半円形の通孔であって、全体角度の総和が３６０度以下であり、前記複数の排出孔２１－３は固定ディスク２１の面のうち、外周縁部に１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する弧形状の第１、第２、第３排出孔２１－３ａ、２１－３ｂ、２１－３ｃからなるものでありうる。
この際、前記固定ディスク２１は後述する水道バルブカートリッジ１０の本体を構成するカートリッジハウジング１９とカートリッジベース１１のうち、カートリッジベース１１に部分収容されて第１パッキングＰ１を通じて弾性押圧力を受けながら気密が維持された状態に固定されるものでありうる。
前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２は同一回転線上のうちの一部分に等分して設けられる通孔でありうる。
また、前記複数の排出孔２１－３は冷・温水流入孔２１－１、２１－２と異なる回転半径のうち、遮断部位を含んで間隔をおいて相違する角度及び面積に設けられる通孔でありうる。
一方、前記した操作ディスク２０の水温調節ディスク２３は、固定ディスク２１の上部外周縁または中央部分に積層された状態で回転操作により前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２のうち、いずれか一部分または全てを選択的・比率的に開閉させて冷水または温水または混合水の流入を誘導する水温調節孔２３－１が設けられた角度制限的回転型ディスクでありうる。
前記水温調節ディスク２３は、リム（rim）タイプのディスクでありうる。
この際、前記水温調節孔２３－１はリムの面に設けられる弧形状の長孔からなるものでありうる。前記水温調節孔２３－１がなす弧の角度は例示的に９０度以下を一実施形態にするが、前記固定ディスク２１の冷・温水流入孔２１－１、２１－２がなす角度によって９０度以上とすることもできる。
また、前記水温調節ディスク２３は固定ディスク２１と接する部位は平面であり、上部面は内側に下向き段差付けて、外周縁部には水温調節具１７と対応して結合される溝または突起が設けられることができる。
また一方、前記した操作ディスク２０の流量／経路調節ディスク２４は固定ディスク２１の上部中央または外周縁部に積層されて、前記排出孔２１－３のうち、いずれか１つのみ開かさせるか、または全てを遮断させる開放切欠部２４－１と遮断面からなる角度非制限的回転型ディスクのものでありうる。
前記開放切欠部２４－１は扇形または台形の切欠部位であって、その角度は固定ディスク２１の排水孔２３－１がなす角度と同一または狭いことがある。
また、前記流量／経路調節ディスク２４の上部面は流量／経路調節具１６と対応して結合される溝または突起が設けられることができる。
また一方、前記した操作ディスク２０の空間ディスク２２はリムタイプの固定型ディスクであって、前記水温調節ディスク２３の上部面に積層されて、前記固定ディスク２１との間に位置した水温調節ディスク２３の回動を維持させる一方、前記冷・温水流入孔２１－１、２１－２から流入する水が滞留する空間を確保するものでありうる。
参考に、本発明が収容される水道バルブカートリッジ１０は一端が前記流量／経路調節ディスク２４の一側面に結合され、他端は水道バルブカートリッジ１０の本体を構成するカートリッジハウジング１９の上端外部に露出して、他端に結合されるノブ操作により流量／経路調節ディスク２４の角度を非制限的に回転させる流量／経路調節具１６；前記カートリッジハウジング１９と流量／経路調節具１６との間に嵌められて位置し、かつ一端が前記水温調節ディスク２３の一側面に締結され、他端は前記カートリッジハウジング１９の上端外部に露出して、他端に結合されるノブ操作により水温調節ディスク２３を回転させる水温調節具１７；前記空間ディスク２２の一側面に一端が締結されて空間ディスク２２と密閉空間を形成し、他端は前記流量／経路調節具１６の一端部の外周面に密着した状態で、流量／経路調節具１６の回転を支持する遮断ブッシュ１８；前記固定ディスク２１を収容して回転流動を防止するカートリッジベース１１；前記カートリッジベース１１と締結されて操作ディスク２０の収容空間を提供し、かつ前記水温調節具１７の回転角度を制限するカートリッジハウジング１９；を含んでなることができる。
前記において、流量／経路調節具１６は前記流量／経路調節ディスク２４の嵌合溝に嵌められて締結させる嵌合突片１６－１が一端に設けられ、前記嵌合突片１６－１が設けられる一端方向の外周面には遮断ブッシュ１８の下方内径の突段に掛かった状態で離脱を防止する丸段１６－２が突出形成できる。
一方、前記水温調節具１７は遮断ブッシュ１８により流量／経路調節具１６と離隔しながら、流量／経路調節具１６と同心軸結合状態で嵌められて回転操作されるパイプであって、一端の一部分が左右対称に拡張されながら前記水温調節ディスク２３の方向に折曲延長されて側面延長片１７－１が形成され、前記側面延長片１７－１の端部の突起が前記水温調節ディスク２３の外周面に形成される溝に嵌合できる。
このようになれば、前記流量／経路調節具１６と相互干渉せず、回転操作がなされて、カートリッジハウジング１９の内周面に突出形成された突片１９－１により前記側面延長片１７－１が回転角度の制限を受けて一定角度内で左右に回転しながら、端部に締結された水温調節ディスク２３を回転させることができる。
また一方、前記遮断ブッシュ１８は前記カートリッジハウジング１９の内周面の両側に各々垂直形成される一対の突片１９－１に嵌められて流動を防止する固定突起１８－１が一端の外周面に形成され、前記空間ディスク２２の一側面の周縁部の溝に嵌合されるように、一側端部面に固定突段１８－２が形成できる。
また一方、前記カートリッジハウジング１９は下広上狭の２段管体でありうる。
このように構成される本発明の作用を説明すると、次の通りである。
まず、本発明である水道バルブカートリッジ１０に適用される操作ディスク２０は、添付図面の図７に示すように、前記円形の固定ディスク２１の上部面の外周縁部にリムタイプの水温調節ディスク２３が積層され、前記水温調節ディスク２３の上部面にリムタイプの空間ディスク２２が積層される、または前記空間ディスク２２が積層されず、遮断ブッシュ１８（パッキングにより水温調節ディスクと気密維持）が水温調節ディスク２３の上部面に結合された状態で、前記固定ディスク２１の中央部分に流量／経路調節ディスク２４が積層されるが、特に、本発明は添付図面の図８に示すように、前記流量／経路調節ディスク２４が固定ディスク２１の上部面の中央部分に面接した状態で積層される。即ち、前記固定ディスク２１の上部面で水温調節ディスク２３により冷・温水流入孔２１－１、２１－２の開閉がなされて、流量／経路調節ディスク２４により排出孔２１－３の開閉が共になされる構造である。
このような操作ディスク２０の前記固定ディスク２１は、下部がカートリッジベース１１に部分収容された状態で第１パッキングＰ１の上向き弾性押圧力により気密が維持され、前記固定ディスク２１の上部に水温調節ディスク２３の下部が密着積層され、前記水温調節ディスク２３の上部に空間ディスク２２の下部が密着積層され、かつ遮断ブッシュ１８の下端内周縁部に設けられた第２パッキングＰ２の下向き弾性押圧力により水温調節ディスク２３の方向に密着力を提供し、前記固定ディスク２１の上部のうち、水温調節ディスク２３と異なる回転半径上に流量／経路調節ディスク２４の下部が密着して積層され、かつ流量／経路調節ディスク２４の上部に結合される流量／経路調節具１６の間に設けられた第３パッキングＰ３の下向き弾性押圧力により前記固定ディスク２１の方向に密着力を提供する。
このようになる本発明は、添付図面の図９に示すように、前記固定ディスク２１の下方に位置した第１パッキングＰ１から加えられる上向き弾性押圧力が流量／経路調節ディスク２４の上方に位置した第３パッキングＰ３から加えられる下向き弾性押圧力により減殺された状態で、前記空間ディスク２２の上方に位置した第２パッキングＰ２から加えられる下向き弾性押圧力のみ加えられて、前記水温調節ディスク２３に伝達されるようにすることによって、従来技術のように前記した全てのパッキングの弾性押圧力が水温調節ディスク２３に伝達されることに比べて格段に密着圧力を低減させて、前記水温調節ディスク２３の回転操作が容易になされるようにすることができる。
説明を敷衍すると、前記固定ディスク２１の下方から固定ディスク２１を経て水温調節ディスク２３の方向に加えられる第１パッキングＰ１の弾性押圧力が１００であり、空間ディスク２２の上方から空間ディスク２２を経て水温調節ディスク２３の方向に加えられる第２パッキングＰ２の弾性押圧力が５０であり、流量／経路調節ディスク２４の上方から固定ディスク２１０の方向に加えられる第３パッキングＰ３の弾性押圧力が３０であると仮定すれば、前記水温調節ディスク２３０に加えられる弾性押圧力は第１パッキングＰ１の弾性押圧力１００に第２パッキングＰ２の弾性押圧力５０が加えられて総１５０とならなければならないが、前記第３パッキングＰ３が固定ディスク２１に対して第１パッキングＰ１と反対方向に弾性押圧力３０を提供するようになるので、実際には（１００－３０）＋５０となって総１２０の押圧力が水温調節ディスク２３に加えられるようになるので、摩擦抵抗が低減して回転動作が柔らかくなされるようにする。
ここで、従来技術の問題点を見ると、固定ディスク２１０の下方から固定ディスク２１０を経て水温調節ディスク２３０の方向に加えられる第１パッキングＰ１の弾性押圧力が１００であり、分配ディスク２２０の上方から分配ディスク２２０を経て水温調節ディスク２３０の方向に加えられる第２パッキングＰ２の弾性押圧力が５０であり、流量／経路調節ディスク２４０の上方から流量／経路調節ディスク２４０と分配ディスク２２０を経て水温調節ディスク２３０の方向に加えられる第３パッキングＰ３の弾性押圧力が３０であると仮定すれば、前記水温調節ディスク２３０に加えられる弾性押圧力は総１８０となる。前記のように水温調節ディスク２３０に１８０という弾性押圧力が加えられるようになるので、摩擦抵抗が加重されて回転動作に堅さが発生する問題点がある。
これに加えて、本発明は前記水温調節ディスク２３をリムタイプで適用することによって、添付図面の図１０に示すように、固定ディスク２１と接する面の幅（Ｗ）を最小化することができ、これによって固定ディスク２１との摩擦抵抗をより低減させて回転操作が柔らかくなされるようにする。
前記のようになる本発明は、前記固定ディスク２１の上部面に水温調節ディスク２３が接した状態で、添付図面の図１１のａ）のように、前記固定ディスク２１の冷・温水流入孔２１－１、２１－２と水温調節ディスク２３の水温調節孔２３－１が一致すれば、前記固定ディスク２１の冷水流入孔２１－１と温水流入孔２１－２を通じて外部から供給される冷水と温水が水温調節ディスク２３の水温調節孔２３－１を通じて空間ディスク２２と遮断ブッシュが形成する滞留空間に誘導される。この際、流量／経路調節ディスク２４の開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の排出孔２１－３のうち、どれとも一致しない遮断状態では水が排出されなくなる。
この際、仮に、添付図面の図１１のｂ）に示すように、前記水温調節ディスク２３を左側に回転させて固定ディスク２１の温水流入孔２１－２と水温調節ディスク２３の水温調節孔２３－１とが一致すれば、前記固定ディスク２１の温水流入孔２１－２を通じて外部から供給される温水が水温調節ディスク２３の水温調節孔２３－１を通じて前記滞留空間に誘導される。この際、流量／経路調節ディスク２４の開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の排出孔２１－３のうち、どれとも一致しない遮断状態では水が排出されなくなる。
この際、仮に、添付図面の図１１のｃ）に示すように、前記水温調節ディスク２３を右側に回転させて固定ディスク２１の冷水流入孔２１－１と水温調節ディスク２３の水温調節孔２３－１とが一致すれば、前記固定ディスク２１の冷水流入孔２１－１を通じて外部から供給される冷水が水温調節ディスク２３の水温調節孔２３－１を通じて前記滞留空間に誘導される。この際、流量／経路調節ディスク２４の開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の排出孔２１－３のうち、どれとも一致しない遮断状態では水が排出されなくなる。
前述したように、滞留空間に水が誘導された状態で、添付図面の図１２のａ）及び図１３のａ）に示すように、前記流量／経路調節ディスク２４の開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の排出孔２１－３のうち、どれとも一致しない遮断状態では水が排出されなくなる。
この際、仮に、添付図面の図１２のｂ）及び図１３のｂ）に示すように、流量／経路調節ディスク２４が左側に回転（遮断状態で９０度回転）して開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の第１排出孔２１－３ａを開かさせた状態では、その開いた程度によって流量が調節されながら第１排出孔２１－３ａを通じて排出がなされるようになる。
この際、仮に、添付図面の図１２のｃ）及び図１３のｃ）に示すように、流量／経路調節ディスク２４が左側にさらに回転（遮断状態で１８０度回転）して開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の第２排出孔２１－３ｂを開かさせた状態では、その開いた程度によって流量が調節されながら第２排出孔２１－３ｂを通じて排出がなされるようになる。
この際、仮に、添付図面の図１２のｄ）及び図１３のｄ）に示すように、流量／経路調節ディスク２４が左側にさらに回転（遮断状態で２７０度回転）して開放切欠部２４－１が固定ディスク２１の第３排出孔２１－３ｃを開かさせた状態では、その開いた程度によって流量が調節されながら第３排出孔２１－３ｃを通じて排出がなされるようになる。
前記の各排出孔２１－３の末端、即ち、固定ディスク２１の底面に位置したカートリッジベース１１に設けられる排出端は洗面台の水道蛇口、シャワー器のホース、及びその他の給水を必要とする部位に連結されて、給水がなされるようになる。
前記のようになる本発明は、固定ディスク２１の中央部分のうち、１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて複数の排出孔２１－３が形成されることによって、即ち、１／４面（９０度の面）は遮断部位、他の１／４面（他の９０度の面）は第１排出孔２１－３ａ、他の１／４面（他の９０度の面）は第２排出孔２１－３ｂ、他の１／４面（他の９０度の面）は第３排出孔２１－３ｃが形成されることによって、従来技術の排出孔２１－３（６０度）と比較する時、操作ディスクの直径拡張無しでも排出孔２１－３の開放面積を拡張させることができるので、流入する流量対比排水流量及び水圧の低減無しで排出がなされるようにする。
また、本発明は前記のように、排出孔２１－３の開放面積を拡張させるために操作ディスクの直径を拡張しなくてもよいので、水道バルブカートリッジのサイズ変更無しで既存の水栓に適用可能に互換性を確保することができる。
最後に、本発明のうち、前記固定ディスク２１の排出孔２１－３の各々は前述したように、等分または相違する角度及び面積に設けられることができる。即ち、３分割された排出孔２１－３が等分（同一な角度と同一な面積）状態でなされるか、または３個の排出孔のうち、主に使われる直水及びシャワーと関連した排出孔は同一な角度及び面積からなり、残りの補助用途と関連した排出孔は角度及び面積が相対的に狭いか、または小さく設けられることができる。
このようになれば、直水及びシャワー関連排出孔の最大流量（強い水圧）と対比する時、相対的に補助使用途の流量を少なく（弱い水圧）することによって、長時間低い水圧で果物を洗ったりする時、水を節約することができるようにする。
以上、本発明を本発明の原理を例示するための好ましい実施形態と関連して説明して図示したが、本発明はそのように図示及び説明されたそのままの構成及び作用に限定されるものでない。例えば、本発明では排水経路が３部分に適用されることを例示したが、水圧が低下しない範囲で４個以上の部分に拡張（排水経路を４個以上にし、調節角度をそれによって転換設計可能）させることもできる。
その他、添付した請求範囲の思想及び範疇を逸脱することなく、本発明に対する多数の変更及び修正が可能であることを当業者はよりよく理解することができる。
したがって、そのような全ての適切な変更及び修正と均等物も本発明の範囲に属するものとして見なさなければならない。
１０ 水道バルブカートリッジ
２０ 操作ディスク
２１ 固定ディスク
２１－１、２１－２ 冷・温水流入孔
２１－３：排出孔
２１－３ａ、ｂ、ｃ 第１、第２、第３排出孔
２２ 空間ディスク
２３ 水温調節ディスク
２３－１ 水温調節孔
２４ 流量／経路調節ディスク
２４－１ 開放切欠部
Ｐ１ 第１パッキング
Ｐ２ 第２パッキング
Ｐ３ 第３パッキング

Claims (9)

  1. 回転状態によって流入経路と排出経路の開閉程度を断続して流量と水温を調節する操作ディスクがカートリッジベースとカートリッジハウジングの結合体空間内に設けられる水道バルブカートリッジであって、
    前記操作ディスクは、相違する回転半径を有して固定ディスクと同一な平面上に設けられた水の流入経路である冷・温水流入孔と流入した水の排出経路である複数の排出孔を各々開閉断続する水温調節ディスクと流量／経路調節ディスクを含み、
    前記水温調節ディスクがリムタイプのディスクであり、流量／経路調節ディスクが円形のディスクであることを特徴とする、水道バルブカートリッジ。
  2. 前記操作ディスクは、
    同一回転線上のうちの一部分に冷・温水流入孔が間隔をおいて設けられ、前記冷・温水流入孔と異なる回転半径に複数の排出孔と遮断部位が間隔をおいて設けられた円形の固定ディスクと、
    前記固定ディスクと密着状態で回転操作により前記冷・温水流入孔を開閉させる水温調節孔が設けられた回転型水温調節ディスクと、
    前記水温調節ディスクと水平面上で固定ディスクと密着状態で別個の回転操作により前記複数の排出孔を選択的に開閉させる開放切欠部と遮断面が設けられた回転型流量／経路調節ディスクと、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の水道バルブカートリッジ。
  3. 前記操作ディスクは、
    同一回転線上のうちの一部分に冷・温水流入孔が間隔をおいて設けられ、前記冷・温水流入孔と異なる回転半径に複数の排出孔と遮断部位が間隔をおいて設けられた円形の固定ディスクと、
    前記固定ディスクと密着状態で回転操作により前記冷・温水流入孔を開閉させる水温調節孔が設けられた回転型水温調節ディスクと、
    前記固定ディスクとの間に位置した水温調節ディスクに対して圧力を提供して回動を維持させる一方、前記冷・温水流入孔から流入する水が滞留する空間を確保する固定型空間ディスクと、
    前記水温調節ディスクと水平面上で固定ディスクと密着状態で別個の回転操作により前記複数の排出孔を選択的に開閉させる開放切欠部と遮断面が設けられた回転型流量／経路調節ディスクと、
    を含むことを特徴とする、請求項１に記載の水道バルブカートリッジ。
  4. 前記操作ディスクは、固定ディスクの下部がカートリッジベースに部分収容された状態で第１パッキングの上向き弾性押圧力により気密が維持され、前記固定ディスクの上部に水温調節ディスクの下部が密着積層され、前記水温調節ディスクの上部に空間ディスクの下部が密着積層され、かつ遮断ブッシュの下端内周縁部に設けられた第２パッキングの下向き弾性押圧力により水温調節ディスクの方向に密着力を提供し、前記固定ディスクの上部のうち、水温調節ディスクと異なる回転半径上に流量／経路調節ディスクの下部が密着して積層され、かつ流量／経路調節ディスクの上部に結合される流量／経路調節具の間に設けられた第３パッキングの下向き弾性押圧力により前記固定ディスク方向に密着力を提供することを特徴とする、請求項３に記載の水道バルブカートリッジ。
  5. 前記固定ディスクは、
    外周縁または中央部分に間隔をおいて設けられる冷・温水流入孔と、
    中央部分または外周縁部のうち、１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて等分または相違する角度及び面積に設けられる複数の排出孔と、
    を含むことを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の水道バルブカートリッジ。
  6. 前記固定ディスクの冷・温水流入孔は、固定ディスクの面のうちの外郭方向に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する弧形状の長孔であって、全体角度の総和が１８０度以下であるか、各々１８０度以下の角度を有する弧形状の長孔であって、全体角度の総和が３６０度以下であり、前記複数の排出孔は固定ディスクの面のうち、中央部分の１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する扇形または台形の第１、第２、第３排出孔からなることを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の水道バルブカートリッジ。
  7. 前記固定ディスクの冷・温水流入孔は、固定ディスクの面のうちの中央部分に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する扇形または半円形の通孔であって、全体角度の総和が１８０度以下であるか、または各々１８０度以下の角度を有する扇形または半円形の通孔であって、全体角度の総和が３６０度以下であり、前記複数の排出孔は固定ディスクの面のうち、外周縁部に１／４分割面を除外した３／４面に間隔をおいて設けられる各々９０度以下の角度を有する弧形状の第１、第２、第３排出孔からなることを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の水道バルブカートリッジ。
  8. 前記水温調節ディスクは、固定ディスクの上部外周縁または中央部分に積層された状態で回転操作により前記冷・温水流入孔のうちのいずれか一部分または全てを選択的・比率的に開閉させて冷水、温水、または混合水の流入を誘導する水温調節孔が設けられた角度制限的回転型ディスクであることを特徴とする、請求項１乃至３のうち、いずれか一項に記載の水道バルブカートリッジ。
  9. 前記流量／経路調節ディスクは、固定ディスクの上部中央または外周縁部に積層されて、前記排出孔のうちのいずれか１つのみ開かせるか、または全てを遮断させる開放切欠部と遮断面からなる角度非制限的回転型ディスクであることを特徴とする、請求項１に記載の水道バルブカートリッジ。
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