JPH02501235A - 硬質弁板に圧力を加えうる部品を備えたカートリツジ式混合水栓 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 硬質弁板に圧力を加えうる部品を備えたカートリッジ式混合水栓（技術分野） 本発明は混合水栓に関し、特に熱湯及び冷水混合用であって、少なくも１つの固 定弁板及び該固定弁板に対して可動の少なくも１つの可動弁板を収納したカート リッジを備え、水栓がらの水の混合比率及び流量を制御するような形式の混合水 栓に関する。

（発明の背景） 考慮すべき形式の水栓の構成は、正確な接触圧力を水栓の固定弁板と可動弁板と の間にかけることができるような流体ピストンとしてカートリッジが作用しなけ ればならないことを必要とする。水圧が加ゎえられるカートリッジ部分は、大き な接触圧力が発生しないように制限されなければならない。従って、水栓の本体 は、入口の水圧に暴される面積を制限するために、カートリッジを収納する部分 において深い切り込みという費用のかかる作業を必要とする。

第２に、固定弁板をカートリッジの機能的に固定された部分に正確に位置決めす る困難性がある。弁板はセラミック材を焼結して作られることが多く、そのもの の寸法に比例した大きな公差なしに製品の実際寸法を確保することは不可能であ る。通常寸法の弁板直径で事実上達成できる最小の公差は典型的には０．６ｍｍ である。この公差は、この形式の弁板を受け入れるように構成されたバルブシー トの製造の際考慮に入れなければならない。製造上の公差のため、バルブシート は寸法が大きくなり過ぎることがしばしばあり、従ってこのときは弁板は成る量 の隙間ができるのに十分な間隙で置かれる。水栓の作動中に、固定弁板は隙間の ため可能となっＩ；横方向への動きを受け、固定弁板が置かれたシール用ガスケ ットを摩耗させ、また一方、設計されたシステム配置を不完全なものとさせる。

いいかえれば、固定板の位置の不正確さと運動とにより、水栓について設計され た流量及び混合曲線は正確に追従されなくなる。

更に、固定弁板を正確な角度位置に固定するために、固定弁板の外周に幾つかの 深い溝を設けなけらばならない。これらの溝は半径方向に延び、バルブシートか らの対応する突起と係合する。更に、これら深い溝の存在は性質が脆いバルブシ ートを弱体化させる。

更にまた、固定弁板を締付けること、及びこれをシートのシール用ガスケット上 に単に置くだけでないことがしばしば要求される。中央部のねじによる締付は操 作は取付は工程を比較的面倒なものとし、更に固定弁板に穴のあることを必要と する。穴の存在は固定弁板を弱体化させ、かつこの穴は、最も望ましい形状を有 するように、流路開口のための最も具合の良い領域内に割り込む。

要求されるものは、固定弁板のより正確な゛横方向及び角度方向の位置決め、並 びにカートリッジ内に作用している流体圧力による圧迫力を制御しながら固定弁 板を締付ける機構を備えるように考慮された形式の混合水栓の構成である。

（発明の概要） 本発明の一態様によれば、本水栓は本体と本体中にあるカートリッジとを有し、 カートリッジはその内部に固定弁板を支持する独立した部材を有する。前記独立 した部材はカートリッジのカバ一部材にこれと相対的に軸方向に動けるように可 動連結される。固定部品もまた本体に摺動可能に連結され、一方の水の入口を受 け入れる減少した断面部分を有する水栓本体の空洞部内の一部において軸方向に 滑ると共に本体との気密を維持する。

カートリッジの上述の機能的固定部品は、固定弁板と可動弁板間に接触圧力を与 えるための流体ピストンとして作用する。液圧は水栓本体の空洞部の減少した断 面部分内の圧力によってのみ発生される。カートリッジのカバーのその他の部品 へ水によって加えられる圧力は、可動弁板に面した固定弁板上には伝達されない 。しかし、カバーは、水栓本体において行われる組立て及び作業を簡単化させる ように空洞内の大きな断面部分内に気密保持状態で挿入でき、特に空洞内へ連通 する供給口用の下部を切り取る作業を減少させ又は無くすことができる。

本発明の別の態様においては、固定弁板を収納するカートリッジの機能的固定部 品におけるシートは突起を有し、この突起は固定弁板の供給開口内に軸方向に入 り込み開口の周辺部と接触し、シート内で弁板を横方向及び角度方向に固定する 。特に、これら突起の外周は、熱湯及び冷水の流路のため、固定弁板内の開口の 周辺部のそれぞれの部分と対応する部分を有する。

シート内における固定弁板の位置は、突起の外周と固定弁板の開口の周辺部との 間の配置により定められる。開口周辺部の部分間の距離は弁板の直径よりも非常 に小さく、そこで同じ製造条件においてはこれらの相互の位置は、比例した小さ な製造公差を示し、より一層正確に設定される。従って、固定板の挿入のために 想定される最終の隙間は小さくなり、かつ製造公差に関連しｔ：不利益は減らさ れる。更に、特別なかつ深い位置決め用溝によって弁板が弱体化されることがな い。

本発明の別の態様によれば、カートリッジは上方係合部分及び下方係合部分を有 する拡大可能な環状リングを有する。上方部分は延びている屑状部分であるのが 好ましく、この屑状部分は固定弁板の作用面の周囲の対応する凹所と係合する。

下方部分は、固定弁板を載置するカートリッジの機能的に固定された部材にある 凹所内に、弾性的に解放されるように配されたスナップ歯であるのが好ましい。

環状リングは、固定弁板の所定位置にしっかり固定され、固定弁板の開口の形状 に限定されるという欠点なしに、周囲に生じた作用により、カートリッジ部材と 固定弁板との間のシール用ガスケットへの圧縮を維持する。更に、スナップ歯の 弾性的解放の応用は固定弁板の容易な取り付けを提供する。弁板の作用面に必要 とされる凹所は深くなくかつ弁板を大きく弱めることがない。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の１実施例による混合水栓の部分的側面図、第２図は第１図に示 されたカートリッジ要素及びカートリッジカバーの拡大断面部分図、第３図は第 ２図に示された部品の平面図、第４図は第３図の線４−４に沿って得られＩ；側 面部分断面図、第５図は固定弁板を載置するカートリッジ部分の平面図、第６図 は第１図及び第２図に示された保持用リングの平面図、第７図は第５図及び第６ 図の線７−７に沿って得られた固定弁板を載置するカートリッジ部分、固定弁板 及び保持用リングの分解断面図、そして第８図は第６図の線８−８に沿って得ら れた保持用リングの断面図である。

（好ましい実施例の説明） 第１図の混合水栓は空洞５のある本体１を有し、前記空洞は熱湯と冷水又は冷水 と熱湯を供給する２本の供給管２及び３を収納する。まｔ；空洞は混合水の吐出 用の出口４を持つ。本体ｌの空洞５はカートリッジ４０を収納するように構成さ れる。空洞５は小さな直径部分６を有し、管２はこの小さな直径部分に収納され 、一方、管３は部分６の上方で空洞５内に直接入り込む。図示のように、空洞５ は出口と配列された少し切り下げられた拡大部分７を有することができる。希望 するならば、ねじの切られた上方開口に延びる空洞の直径をわずか大きくするこ とにより切り下げ７を無くすことができる。この上方開口は、ねじが切られかつ シールガスケット９を備えたキャップ８により閉鎖される。キャップ８内には上 側半分の支持具ｌＯとガスケット１１とが取り付けられる。支持具ｌＯとガスケ ット１１は制御ポール１２と係合する。このポールにはねじ１３により操作用レ バー１４が取り付けられる。更に、制御ポール１２にはキー１５が付けられ、レ バー１４により与えられた動きをカートリッジの機能部品、即ち案内リング２０ 、案内スライド２２及び可動弁板２３に伝達する。

カートリッジ４０は本体１の空洞５内に挿入される。外周に取り付けられたガス ケット１７はカートリッジ４０と本体ｌとの間の気密を保つ。

カートリッジは、本体ｌの吐出口４と連通ずる排出開口１８を備えた、通常ケー ジといわれるカバ一部分１６を有する。下側半分の支持具１９はカバ一部分１６ に取り付けられる。この両者間には後述の理由により軸方向に隙間があるのが好 ましい。下側半分の支持具１９はキャップ８と接し制御ポール１２を支持する。

回転式案内リング２０は下側半分の支持具１９の下面に対して取り付けられる。

リング２０は横方向溝２１を有し、その中をスライド２２が案内される。キー１ ５がスライド２２と組み合わせられ乙。一方、スライド２２は硬質材料の可動弁 板２３と組み合わせられる。ここまで説明された諸部品は従来知られている同様 なカートリッジの諸部品と変わりがない。この上述のカートリッジの作用もまた よく知られており、更に説明することはないであろう。一方、本発明はこの特別 な例示に相当する構成のカートリッジにいささかも制限されるものでない。

カートリッジ４０のカバ一部分１６の底部には、カートリッジの部材２５（第５ 図及び第７図）が部分１６に関して軸方向に滑りうるように取り付けられ、ガス ケット２４によりシールされる（第１図及び第２図）。

カートリッジの部材２５上には硬質材の固定弁板が載置される。部材２５は水栓 の本体ｌの空洞部分６内に摺動可能に延びるような寸法にされ、周囲に取り付け られたガスケット２６によりシールされる。カートリッジの部分２５の上端は、 好ましくはセラミックのような硬質材で作られた固定弁板３２を収納するように 構成された拡大直径の支持用頭部２７を有する。

図示された形式の弁板３２は２つの開口３’２　ａを形成するクロスパー３１を 持った環状の形状を有する。支持用頭部２７は、シール用ガスケット２８を入れ るえぐって作られた溝部分２７ａを有し、また固定弁板３２の開口３２ａ内に延 びそしてクロスパー３１の両側の縁３１ａと接するように位置付けられた幾つか の突起３０を有する。更に、これらの突起は、支持用頭部２７に関して固定弁板 ３２の位置を決めるために、開口の外周端部３２ｂと接するように開口３２ａの 末端に位置させられる。

カートリッジ４０の部材２５は２つの流路２５ａ及び２５ｂを有する。

第１の流路２５ａはガスケット２６の内側下方の末端部６に至り、第２の流路２ ５ｂは横向きにガスケット２６の上方の空洞５に至る。従って、カートリッジが 水栓本体内に取り付けられたときは（第１図）、これら流路により供給管２と３ 及び固定弁板３９の開口３２ａの間が連通ずる。

カートリッジ４０の部材２５はプラスチック材料で作られるのが好ましい。

弁板３２を支持用頭部２７にしっかり固定するために、支持用頭部２７上にリン グ３４（第６図及び第８図）が締付けられる。リング３４は周囲に間隔をあけて 内向きに延びている歯３５を有し、これらの歯は弁の上側の周囲が凹まんだ肩部 ３３と係合する。リング３４はまたその最下部に周囲に間隔をあけられた歯３６ を存し、これらの歯はシート２９と係合する。シート２９は支持用頭部２７の外 周部において凹んだ肩部である。更に、リング３４は幾つかの垂直溝３７を存し 、これらの溝によって、取り付けの際歯３６は頭部２７に接して撓み、その結果 、リングは所定の位置に弾性的にぴたりと適合することができる。構成上の理由 から、上部の歯３５と下部の歯３６とは互いに食い違いになっている。最後に、 全ての下部組立体、特に部材２５、板３２及びリング３４の位置をカバー１６に 対して角度方向で固定するため、リング３４はカートリッジのカバー１６の対応 する’１４１６　ａと共同作用するように適合された横向きの突起３８を有する （第２図）。リング３４は弾力性のあるプラスチック材料製であるのが有利であ る。

カートリッジ組立体４０の装着は正確かつ容易に行える。弁板３２は、弁板３２ の開口３２ａ内に収納された突起３０を有する支持用頭部２７上に取り付けられ る。固定弁板３２の位置を非常に正確に決めることができる。この正確さは、突 起３０間の距離が弁板３２の直径よりもがなり小さいこと、従って弁板の直径の 製造公差は決定的なものでないことによる。板３２の横移動を減少させることが でき、若しくは実質的に無くすることができ、かつこの方法においては突起３０ が開口３２ａ内に押し込まれるときの突起の弾性的変形が限定されることによる 利益がある。次いで、リング３４は固定弁板３２上に取り付けられ、歯３５を溝 ３３と係合させ、頭部２７に対して押し付けられる。この作業中に、頭部２７の ガスケット２８は圧縮され、その後、弁板３２とリング３４とをシート２９に固 定するｔ；めに、歯３６が頭部２７のシート２９内に弾性的に押し込まれる。部 品２５．２６．２７．２８．３２及び３４は、組み立てられた３２及び３４の単 一要素部品としてカートリッジカバー１６上に組み立てることができる。これに より、カートリッジの取り付は作業は非常に改良され、より経済的となる。

カートリッジカバー１６及び部材２５を所定位置に取り付けたとき、カートリッ ジのカバー１６上に作用する液体圧力が固定弁板３２に伝達されないように、カ ートリッジのカバー１６の底部の肩部４２と支持用頭部２７との間に、本体ｌの 空洞５内における軸方向隙間４１ができるように部品の寸法を決めなければなら ない。板３２は供給管２からカートリッジの部材２５に与えられる圧力より小さ い圧力しか受けない。部材２５の表面２ＳＣ上に作用する供給管３からの圧力は 、部材２５に作用する正味の上向き液圧を幾分か減少させる。

熱湯と冷水の供給を反対にすることが時々ある。しかし、管２又は管３が冷水を 供給するか逆に熱湯を供給するかにかかわらず、水栓の操作は同じであることを 要する。供給が反対になってもよいように、カートリッジのカバー１６には第２ の凹んだ溝１６ｂが設けられる。この凹んだ溝１６ｂは溝１６ａと直径方向反対 側にあり、部材２５の組立体は２種の異なった位置、即ち一方が他方に対して１ ８０°回転した位置で取り付けうる。２つの位置の間での部材２５の取り付は位 置の選択により、熱湯及び冷水の導管に対する供給管２及び３の連結を反対にす ることができる。

下側半分の支持具１９は、カートリッジのカバー１６に軸方向隙間１９ａがある ように取り付けられる。隙間１９ａは、カートリッジ４０が本体の外部にあると き部材２５をカバー１６の内部に向かって押すことができるのに十分な長さ、即 ち溝１６ａ又は１６ｂ内にある突起３８をこの溝から外すのに必要な大きさに寸 法を定められる。次いで部材２５は１８０°回されカートリッジ４０から外すこ となく他方の溝１６ｂ又は１６ａと再び係合させられる。カートリッジが本体ｌ 内にあり作動しているとき、水圧は、半分の支持具１９が押し付けられているカ バー８と接触しているカバー１６を押し、従って突起３８を納めた溝１６ａ又は １６ｂのいずれかから突起が自由になるのに十分な軸方向の隙間はない。従って 、カートリッジのカバー１６内での部材２５の予期しない回転は生じない。

上述の構成によりどの部品も外すことなくカートリッジ組立体４０の部材２５の 再配置が可能である。部材２５はまたカートリッジのカバー１６に関してピスト ンとして作用し、かつ固定弁板を載置する。そこで熱湯と冷水の入れ換えは容易 に達成でき、同時に水栓本体と供給管との接続方法のいかんにかかわりなく水栓 の正確な作動の維持ができる。

一般に部材２５の取りうる位置は、２箇所、すなわち１８０６離れた２箇所であ るのが最良であるが、特別の場合には２箇所以上及び／又は１８０°とは異なっ た角度を有する位置間の間隔とじうろことを理解すべきである。

シートの突起３０は異なった目的に応じて種々の構成形状とすることができる。

例えば、もし希望するならば、水の流れを妨げないようにこの突起を丸くし又は 層状に作ることができ、あるいは水栓の特定の作動条件時の騒音を低下させるた めに予め閉鎖を達成する目的で特別な形状とすることができる。更に、突起が１ つまたはそれ以上の流路開口の周囲の限定された部分にだけ接触し、あるいは開 口の各周囲の相当な部分と共同作用するようにできるように、若しくは最大の場 合、１つ又は複数の開口の全周と共同作用できるように、突起を大きくすること もできる。

説明された突起は、２つの流路開口を形成するクロスパーを有する環状で円形の 固定弁板の位置決めに特に効果的である。しかし、この位置決め手段は環状では あるが非円形であるような固定弁板、又は水の流路用の開口又は凹所を有する他 の適宜の形状である弁板についても有利に応用できる。

更に、説明された固定弁板及び環状リングは円形である。しかし、このリングも また非円形の弁板を固定できることを理解すべきである。この場合、リングは、 固定弁板の内周に対応した内周を持たねばならない。

リングは溝を有し、カートリッジカバーは、溝と係合してカートリッジの別の部 材を角度方向で固定する横方向の突起を有することができる。

又は、リングの外周を非円形としこれと対応した形状のケージ内に収納すること もできる。ケージに関するリングの回転防止のためリングとケージ間にその他の キーを用いた配置を置くこともできる。

請求の範囲に定められた限界及び精神より離れることなく本発明の変化及び変更 が可能である。

国際調査報告

Claims (26)

【特許請求の範囲】
1. １．混合水栓からの混合比率及び水流を制御するために、少なくも１つの固定弁 板及び少なくも１つの可動弁板を支持するカートリッジを備えた混合水栓であっ て、 前記カートリッジのカバーに摺動可能かつ気密可能に連結された独立の部品を構 成し、そして固定弁板を載置する前記カートリッジの機能的固定部品を備え、前 記独立の部品は、その最下端が減少した断面積を有し且つ一方の供給管が連続さ れた、前記水栓本体の空洞の一部分内に延びるように構成されることを特徴とす る混合水栓。
2. ２．前記固定弁板を支持する独立の部品は前記固定弁板用の支持用頭部を形成す る大きな直径の上端部を有し、前記カバーに取り付けられたとき、前記支持用頭 部とその下の前記カバーの下方肩状部分との間に軸方向に延びている隙間を形成 することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の混合水栓。
3. ３．前記独立の部品は前記固定弁板のそれぞれの開口と連通している２つの流路 を有し、一方の流路は中央部を前記独立の部品の下端に走り、他方の流路は横方 向に延びることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の混合水栓。
4. ４．前記固定弁板収納するカートリッジの固定された機能部分のパルプシートは 、熱湯及び冷水の流路として前記固定弁板を通る流路開口の周辺に接する突起を 有し、前記固定弁板の位置を横方向に固定することを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の混合水栓。
5. ５．前記固定弁板は２つの流路開口に分離するクロスバーを有する環状の形態で あり、前記カートリッジの機能的に固定された部分の前記突起は、前記開口の末 端の近くに置かれ且つ前記クロスバーの両側の縁と向かい合って位置することを 特徴とする請求の範囲第４項に記載の混合水栓。
6. ６．上方及び下方係合部分を有する環状の拡張可能なリングを備え、前記上方の 部分は前記固定弁板の作用面の周囲にある対応する凹所と係合し、そして前記下 方の部分は前記固定弁板を支持する前記カートリッジの前記機能的に固定された 部分にある凹所内にスナップ式に係合しうることを特徴とする請求の範囲第１項 に記載の混合水栓。
7. ７．前記支持用頭部は前記固定弁板の保持用リングの前記下方係合部分と係合す る下部外周凹所を有することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の混合水栓。
8. ８．前記環状のリングの前記上方及び下方係合部分は円周方向に間隔をあけ且つ 互い違いに配されることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の混合水栓。
9. ９．前記環状リングは円周方向に間隔をあけられた垂直溝を有し、この溝はその 下方に向いて開口し下方係合部分に弾性を与えることを特徴とする請求の範囲第 ６項に記載の混合水栓。
10. １０．前記リングはこれと前記カバーとの相対的な回転を防止するためのキー手 段を備えることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の混合水栓。
11. １１．横向きの突起が前記環状リング及び前記カートリッジカバーの一方から延 び、前記リング及び前記カートリッジの前記カバーの他方の対応する溝と係合し 前記固定弁板の角度位置を固定することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の 混合水栓。
12. １２．前記リング及び前記カバーの他方に第２の溝が設けられ、前記カートリッ ジが前記水栓本体内に取り付けられていないとき、前記独立の部品は、カバーか ら部材を分解することなく前記突起を前記溝から外し前記固定弁板とリングとに 関してもう一方の位置に回転させ突起を前記第２の溝と再び係合させるように軸 方向に動きうるように、前記独立の部材は前記カバーと共に軸方向に滑動しうる ことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の混合水栓。
13. １３．前記カートリッジの前記固定された機能部品は、前記独立の部品の前記他 方の位置への回転により供給管の接続の反転を行えることを特徴とする請求の範 囲第１２項に記載の混合水栓。
14. １４．カートリッジの前記カバー、前記独立の部品、及び保持用リングはプラス チック材料製であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の混合水栓。
15. １５．少なくも１つの固定弁板及び少なくも１つの可動弁板を支持し混合水栓か らの水の混合割合及び流量を制御するように構成されたカートリッジを備えた混 合水栓であって、 前記固定弁板を載置し、そして前記固定弁板を通る流路開口の周囲に接し前記固 定弁板の位置を横方向に固定する突起を有する、前記カートリッジの独立した部 品を備えることを特徴とする混合水栓。
16. １６．前記固定弁板は２つの流路開口を分離するクロスバーを有する環状の形態 であり、前記カートリッジの機能的に固定された部品の前記突起は前記クロスバ ーの両側の縁に向かって位置し、且つ前記開口の末端近くに置かれることを特徴 とする請求の範囲第１５項に記載の混合水栓。
17. １７．上方及び下方係台部分を有する環状の拡大可能なリングを備え、該上方部 分は前記固定弁板の作用面周囲にある対応する凹所と係合するように配され、該 下方部分は前記固定弁板を支持する前記カートリッジの機能的固定部品上の凹所 内にスナップ式に係合しうることを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の混合 水栓。
18. １８．前記環状リングの前記上方及び下方係合部分は円周方向に間隔をあけて互 い違いに配されることを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の混合水栓。
19. １９．前記環状リングが円周方向に間隔をあけて配された垂直溝を有し、この溝 はその下向きに開き弾性的に下方係合部分を形成することを特徴とする請求の範 囲第１７項に記載の混合水栓。
20. ２０．前記リングは前記カバーに関するその角度回転を防止するためキー手段を 有することを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の混合水栓。
21. ２１．前記環状リング及び前記カートリッジカバーの一方から延び、前記リング 及び前記カートリッジの前記カバーの他方の対応する溝と係合し、前記固定弁板 の角度位置を固定する横向きの突起を有することを特徴とする請求の範囲第１７ 項に記載の混合水栓。
22. ２２．少なくも１つの固定弁板及び少なくも１つの可動弁板を支持し、混合水栓 からの水の混合割合及び流量を制御するように構成されたカートリッジを備えた 混合水栓であって、 上方及び下方係合部分を有する環状の拡大可能なリングを備え、前記上方部分は 前記固定弁板の作用面周囲にある対応する凹所と係合するように配され、下方部 分は前記固定弁板を支持するように構成された前記カートリッジのシート部分上 にある凹所と弾性的解放により係合することを特徴とする混合水栓。
23. ２３．前記環状リングの前記上方及び下方係合部分は円周方向に間隔をあけて互 い違いに配されることを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の混合水栓。
24. ２４．前記環状リングは円周方向に間隔をあけて配された垂直溝を有し、この溝 はその下向きに開き弾性的に下方係合部分を形成することを特徴とする請求の範 囲第２２項に記載の混合水栓。
25. ２５．前記リングは前記カバーに関するその角度回転を防止するためキー手段を 有することを特徴とする請求の範囲第２２項に記載の混合水栓。
26. ２６．前記環状リング及び前記カートリッジカバーの一方から延び、前記リング 及び前記カートリッジの前記カバーの他方の対応する溝と係合し、前記固定弁絞 め角度位置を固定する横方向の突起を有することを特徴とする請求の範囲第２２ 項に記載の合水栓。