JPH08507352A - 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

Abstract

(57)【要約】 混合弁（１０）は、混合水の流量と混合温度とを調整するために可動形の玉弁（２０）を調整する制御棒（２２）を持つ。上方固定用部材（２７）上に保持された回転可能なディスク部材（７０）に、ばねクリップ（１００）が取り付けられる。板部材（７０）は、弁部材（２０）の制御棒（２２）を受け入れるスロット（７４）を持つ。ばねクリップ（１００）は内向きに伸びている隆起（１１４）のあるアーム（１０２）を有し、この隆起は棒（２２）と横方向で組み合って、混合弁が設定流量位置にあるときの混合弁の操作力を増大させる。ばねクリップ（１００）は、玉弁（２０）の温度調整には影響を与えずにディスクと共に回転する。

Description

【発明の詳細な説明】 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操作力を増加させる器 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旋回運動を許す。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、大流量を希望する全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操作力は、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 操作力のため一つの欠点が生ずる。小さな操作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 み込んでいるわけではない。 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操作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の予定操作力が加えられ 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の予定操作力より大きな第２の予定操作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横方向で組み合わせられる。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 方の最小操作力を与える。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。 本発明のより広範な態様によれば、壁部分は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 定操作力より大きな第２の予定操作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横方向で組み合わされる。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は図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は図４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操 作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操 作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操 作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される。 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７ ４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。取っ手９ ２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１０４から伸びる２個の弾性アーム１０２を持つ。曲 がり部分１０４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に横方向で当 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９ ２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の操作力が必要であ 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 うな操作力が必要である。 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 を形成する内向きの隆起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の撓みが操作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操作力を使う。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１１５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操作力を図式的にグラフで示す。水栓の最小 操作力は曲線の部分１２４で示される。ばね１００を撓ませるに要する力は１２ ３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がばね１００と同じ方法 で取り付けられる。しかし、アーム２０２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を受ける取付け用の平坦部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。内向きに伸びて 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操作力を図式的に 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の操作力が必要である。図５の位置は、図１８に示された曲線の部分２２ ４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操作 力を提供する。 使用者が混合弁を制御するときは、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又は速度は加えた力と密接に関係するので 、部分２１２内の棒の運動中に水栓を閉じるために要する操作力の増加は、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３０４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まわりに旋回させ全出力流量を制御するためには第１の操作力が必 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 する内向きに伸びている隆起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 きに撓ませて棒をフ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。 内向きに伸びている隆起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の構造及び機能は図５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操作力を与え、弁の閉鎖の際のウオ 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 流量位置に対する操作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と同じ機能を提供する変更されたばね３５ ０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 向きに伸びている隆起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４０ ０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４ ０２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４８０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４ ６６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と横 方向で組み合う。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５２０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 同様な方式で機能する。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 生ずる最小所要操作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５ ５０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操作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６０２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 所要の操作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、大きな操作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 のいずれかと横方向で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。

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Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．弁室、前記弁室と連通する第１と第２の供給入り口ポート及び供給出口ポー トのあるハウジングを有する水栓混合弁であって、可動の混合弁部材が前記弁室 内に機能的に取り付けられ、更に前記ポートを通過している液体の流量と混合温 度との両者を制御するために制御棒がハウジングの開口を通って前記弁部材から 伸び、前記制御棒は前記供給出口ポートを通る液体の流量を制御するために一つ の方向で可動でありかつ前記第１と第２の供給入り口ポートを通る流量の比率を 調整するために第２の方向で可動であり、前記制御棒はこれに第１の予定操作力 が加えられたときに機能的に動き得る水栓混合弁において、 壁部分が前記可動弁部材の部分に接近して取り付けられ； 前記可動弁部材の前記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、これは通常は可動弁部分及び壁部分のもう一方とは組み合わせられず、そし て前記設定位置において前記第１の予定操作力より大きな第２の予定操作力が加 えられたとき制御棒が機能的に動き得るように弁部材が設定流量位置に動かされ たときに前記弁部分及び壁部分のもう一方と横方向で組み合うことができ； 前記隆起は、前記弁部分が前記設定位置を越えて動けるように、隆起と可動弁 部分とが組み合う場所において前記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 ことを特徴とする水栓混合弁。 ２．前記隆起が前記壁部分に取り付けられかつ前記可動弁部材の前記制御棒と組 み合い得る ことを更に特徴とする請求項１に定められた水栓混合弁。 ３．前記制御棒は、前記棒が混合温度を調整するように固定軸まわりに回転しか つ前記棒が流用を調整するように前記棒の前記長手方向軸と前記固定軸との双方 に直行する可動軸まわりに揺動するように構成されることを更に特徴とする請求 項２に定められた水栓混合弁。 ４．前記可動弁部材が前記制御棒及び板弁部材を有する ことを更に特徴とする請求項３に定められた水栓混合弁。 ５．前記可動弁部材が前記制御棒及び玉弁部材を有する ことを更に特徴とする請求項３に定められた水栓混合弁。 ６．前記隆起は前記制御棒が予定流量に相当する位置を獲得したとき前記制御棒 と組み合わせられるように構成されかつ位置決めされ、更に前記制御棒の位置を 制御する方向に前記大きな第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る ことを更に特徴とする請求項５に定められた水栓混合弁。 ７．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 アームを有し、これは前記制御棒の回りに取り付けられかつ前記固定軸まわりで 前記ハウジングに関して回転可能であって前記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着され； 前記隆起は、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前記Ｕ字形ばね部材の前記 第１及び第２のアームの一方と一体に形成され； 前記隆起は設定揺動位置において前記制御棒と当たり前記Ｕ字形ばねの前記一 方のアームを撓ませて前記ばねを弾性的に撓ませ、前記ばねの前記撓み中は前記 制御棒の前記第２の大きい操作力を提供する ことを更に特徴とする請求項６に定められた水栓混合弁。 ８．前記隆起は前記制御棒が予定の小流量に相当する位置を獲得したとき前記制 御棒と組み合わせられ、更に使用者が前記大きな第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 ことを更に特徴とする請求項５に定められた水栓混合弁。 ９．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 アームを有し、これは前記制御棒の回りに取り付けられかつ前記固定軸まわりで 前記ハウジングに関して回転可能であって前記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着され； 前記隆起は、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前記Ｕ字形ばね部材の前記 第１及び第２のアームの一方と一体に形成され； 前記隆起は設定揺動位置において前記制御棒と当たり前記Ｕ字形ばねの前記一 方のアームを撓ませて前記ばねを弾性的に撓ませ、前記ばねの前記撓み中は前記 制御棒の前記第２の大きい操作力を提供する ことを更に特徴とする請求項８に定められた水栓混合弁。 １０．前記ばねが前記第１及び第２のアームを有し、それぞれの第１の対向部分 が第１の予定距離の間隔を空けて置かれ、更にそれぞれの第２の対向部分が前記 第１の予定距離より小さな距離の間隔を空けて置かれ、前記小さい方の間隔が制 御棒の幅より小さい ことを更に特徴とする請求項９に定められた水栓混合弁。 １１．前記ばねの前記第１及び第２のアームが前記第１の予定距離より小さな距 離の間隔を空けて置かれた第３の対向部分を有し、前記小さな間隔は制御棒の幅 より小さく；かつ 前記第１の対向部分が軸方向で前記第２及び第３の対向部分間に置かれる ことを更に特徴とする請求項１０に定められた水栓混合弁。 １２．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 のアームを有し、これは前記制御棒の回りに取り付けられかつ前記固定軸まわり で前記ハウジングに関して回転可能であって前記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着され； 前記隆起は、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前記Ｕ字形ばね部材の前記第 １及び第２のアームの一方の端部と一体に形成され； 前記隆起は設定揺動位置において前記制御棒と当たり前記Ｕ字形ばねの前記一 方のアームを撓ませて前記ばねを弾性的に撓ませ、前記ばねの前記撓み中は前記 制御棒の前記第２の大きい操作力を提供し；更に 前記隆起は前記制御棒が予定の小流量に相当する位置を獲得したとき前記制御 棒と組み合わせられ、更に前記制御棒の位置を制御する方向で前記大きな第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 ことを更に特徴とする請求項３に定められた水栓混合弁。 １３．前記ばねが前記第１及び第２のアームを有し、それぞれの第１の対向部分 が第１の予定距離の間隔を空けて置かれ、更にそれぞれの第２の対向部分が前記 第１の予定距離より小さな距離の間隔を空けて置かれ、前記小さい方の間隔が制 御棒の幅より小さい ことを更に特徴とする請求項１２に定められた水栓混合弁。 １４．前記ばねの前記第１及び第２のアームが前記第１の予定距離より 小さな距離の間隔を空けて置かれた第３の対向部分を有し、前記小さな間隔は制 御棒の幅より小さく；かつ 前記第１の対向部分が軸方向で前記第２及び第３の対向部分間に置かれる ことを更に特徴とする請求項１３に定められた水栓混合弁。 １５．前記壁が取外し可能な板部材であり； 少なくも２種の予定流量位置の選択を提供するように第１の位置及び異なった 第２の位置を選択して前記板部材を取り付け得るように、前記隆起が前記板部材 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前記制御棒が前記隆起と 組み合う ことを更に特徴とする請求項２に定められた水栓混合弁。 １６．前記壁が取外し可能なエラストマー板部材であり； 前記隆起は、少なくも２種の予定流量位置を選択して前記制御棒が前記隆起と 組み合うように前記板部材が第１の位置及び第２の異なった位置の一方を選択し て取り付け得るように前記板部材と対称的な位置に一体に形成される ことを更に特徴とする請求項２に定められた水栓混合弁。 １７．弁室、第前記弁室と連通する１と第２の供給入り口ポート及び供給出口ポ ートを有する水栓混合弁であって、可動の混合弁部分が前記弁室に機能的に取り 付けられた弁部材及び前記ポートを通過している液体の流量と混合温度との両者 を制御するためにハウジングの開口を通って前記弁部材から伸びている制御棒を 有し、前記制御棒は前記供給出口ポートを通る液体の流量を制御するために第１ の方向に可動でありかつ前記第１と第２の供給入り口ポートを通る流量の比率を 調整するために第 ２の方向で可動であり、前記制御棒はこれに第１の予定操作力が加えられたとき に機能的に動き得る水栓混合弁において、 壁部分が前記可動弁要素部分に接近して取り付けられ； 前記可動弁部分材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 隆起は通常は可動弁部分及び壁部分のもう一方とは組み合わされず、第１の設定 位置において前記制御棒の位置を調整するための通常の方向で前記第１の予定操 作力より大きな第２の予定操作力が加えられたとき制御棒が機能的に動き得るよ うに、可動弁部材が設定位置に向かって前記第１及び第２の方向のうちの選定さ れた方向に動かされたときに前記弁部分及び壁部分のもう一方と横方向で組み合 うことができ； 前記動いている弁部分が前記設定位置を越えて作動できるように隆起が前記動 いている弁部分と組み合う場所において前記隆起が前記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 ことを特徴とする水栓混合弁。 １８．前記壁が取外し可能な板部材であり； 少なくも２種の予定流量位置の選択を提供するように第１の位置及び異なった 第２の位置を選択して前記板部材を取り付け得るように、前記隆起が前記板部材 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前記可動弁部分が前記隆 起と組み合う ことを更に特徴とする請求項１７に定められた水栓混合弁。 １９．前記壁が取外し可能なエラストマー板部材であり； 少なくも２種の予定流量位置の選択を提供するように第１の位置及び異なった 第２の位置を選択して前記板部材を取り付け得るように、前記隆起が前記板部材 内に非対称的な位置に一体に形成されこれにより前記 可動弁部分が前記隆起と組み合う ことを更に特徴とする請求項１７に定められた水栓混合弁。 ２０．弁室、前記弁室と連通する第１と第２の供給入り口ポート及び供給出口ポ ートのあるハウジングを有する水栓混合弁であって、可動の混合弁部材が前記弁 室内に機能的に取り付けられ、更に前記ポートを通過している液体の流量と混合 温度との両者を制御するために制御棒がハウジングの開口を通って前記弁部材か ら伸び、前記制御棒は前記供給出口ポートを通る液体の流量を制御するために一 つの方向で可動でありかつ前記第１と第２の供給入り口ポートを通る流量の比率 を調整するために第２の方向で可動であり、前記制御棒はこれに第１の予定操作 力が加えられたときに機能的に動き得る水栓混合弁において、 ディスク部材が前記ハウジングに取り付けられ、かつスロットを定めている１ 対の対向する長いエッジと１対の端部エッジとを持った細長い貫通スロットを有 し； 前記細長いスロットは前記制御棒を受け入れるような寸法にされ； 関連の弾性フランジが前記スロットの関連の長いエッジに接近して前記ディス クから伸び； 前記フランジの少なくも一方が内向きに伸びている隆起を有し、これが前記制 御棒と選択的にかつ機能的に組み合いかつ前記制御棒が前記スロットに沿って軸 方向に動き得るように外向きに撓み得る ことを特徴とする水栓混合弁。 ２１．取っ手部材が前記制御棒に固定取付けされた脚部分を有し、脚部分の周囲 が前記隆起と押すように組み合って前記フランジを横方向外向きに撓ませて前記 棒の前記スロットに沿った運動を提供する ことを更に特徴とする請求項２０に定められた水栓混合弁。