JPH10512036A - 改良ボール弁を有する単独混合弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 混合弁（１０）が、混合水の流量と温度混合を制御するために、可動ボール弁（２４）を調整するための制御ステム（４２）を有する。ボール弁（２４）は、一対の溝穴（６０）と、ボール弁（２４）の溝穴（６０）を貫通するピン（６４）を有する。ステム（４２）は、ボール弁に入ったブレース（８０）を有し、ピン（６４）に当接する。ピン（６４）は、カートリッジ（５６）においてジャーナルされ、ボールがカートリッジ（５６）に垂直に添着され、カートリッジの底開端部（９２）から落下するのを防止される。

Description

【発明の詳細な説明】 改良ボール弁を有する単独混合弁 この出願は、Ａ Ｍｉｘｅｒ Ｖａｌｖｅ Ｈａｖｉｎｇ Ａ Ｂａｌｌ Ｖ ａｌｖｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｈｏｕｓｅｄ Ｉｎ Ａ Ｃａｒｔｒｉｄｇｅと題 する、１９９２年１２月１１日に提出された同時係属米国出願ＰＣＴ／ＵＳ９２ ／１０７３９の一部継続である。 技術分野 この発明の分野は、水栓混合弁に関し、さらに詳細には、混合弁ボール弁カー トリッジに関する。 開示の背景 熱水及び冷水の両流量を制御する一般に混合弁と呼ばれる単独水栓は、広く消 費者に受け入れられた。水栓は、熱水と冷水の混合を調節し、体積率、即ち、流 量を調節するために、取手又はノヴが、２つの異なる方向において可動な如く一 般に構成される。 広い商業的に好評を博した２つの基本形式の混合弁は、板弁とボール弁である 。ボール弁は、耐久性のある高信頼性小型構造を提供する。板弁は、カートリッ ジ形式へ容易に実装される駆動機構を提供する。 公知の板弁カートリッジは、可動及び固定弁板を収容している。カートリッジ は、水栓の容易な修理を可能にするために、容易に取り除かれ、別のカートリッ ジと交換される。給水がオフにされた後、水栓は、単に開かれ、そしてカートリ ッジは、容易に交換される。この形式の修理は、熟練工を呼ぶ必要なしに、達成 される。 板弁は、長い間、カートリッジ形態へ組み込まれたが、ボール弁は、以前、カ ートリッジ構造に従わなかった。ボール弁に対する商業的に成功したカートリッ ジの開発上の困難は、幾重でもある。まず、伝統的なボール弁の浮揚性は、カー トリッジが、完全にボール弁を取り囲み、把持することを必要とし、そうでなけ れば、ボール弁は、カートリッジの底部から簡単に落ちてしまう。第二に、水栓 本体におけるボール弁構造のコンパクト性は、カートリッジの包含のための余地 をほとんど残さない。水栓筺体にボールを収納し、捕捉する伝統的なカートリッ ジの導入は、筺体が、カートリッジの包含のために必要とされた付加高さを組み 込むために、より高くされることを必要とする。 さらに、伝統的なカートリッジは、エラストマーシールへの修理を禁止する。 カートリッジは、移動弁要素と、しばしばエラストマーポ−トシールを含む固定 弁ポ−トの両方を収納する。水栓の摩損と生ずる漏れは、エラストマーポ−トシ ールにおける移動弁要素の反復運動の帰結である。シールはカートリッジに入れ られるために、全体のカートリッジの交換は、長い有効寿命を有する多数のまだ 良好なカートリッジ構成部分の交換を含む。しかし、ごみを除去する要望は、修 理作業を簡単にする必要性によって相殺される。さらに、多数のカートリッジは 、永久的に組み立てられ、解体を許さない。 解体されるカートリッジでさえ、カートリッジの利点は、カートリッジがすべ ての構成部品へ解体されたならば、失われる。可動弁要素は、落後し、しばしば 、その正しい定位において交換されない。この誤設置は、対称板弁と固有的に対 称であるボール弁に対して容易に発生する。それは、その不正の方位においてカ ートリッジにボール弁を据え付ける のを避けるために、聡明な熟練した人を必要とする。 最近、商業的に受け容れられた板形混合弁と同様にして取手を動作させるボー ル弁が、考案された。これらのボール形混合弁の幾つかは、ボール弁要素の上に 取り付けた回転可能な板の形式において別の可動部品の導入を必要とする。その ような一つのボール弁は、１９８４年５月２２日にＬｏｒｃｈに発行された、米 国特許Ｎｏ．４、４４９、５５１において開示される。 商業的に普及した板弁の望ましい取手運動を擬態する別のボール構造は、筺体 においてボールを位置付けるためにボール弁を貫通する水平ピンを組み込む、１ ９９２年１２月２３日を公開された１９９２ＰＣＴ公開ＷＯ９２／２２７６５に おいて開示される。この構造は、ボール弁水栓の動作中の浮揚又はスポンジ感覚 を事実上除去する。 ２つの上記の開示において記載された水栓によって設けられた取手運動は、実 質的に同一である。ボール弁構造は、弁体の固定縦軸の周りの取手の軌道運動と 、弁体に関する可動水平軸の周りの揺動、即ち、旋回運動を許容する。水平軸は 、弁体の縦軸に垂直であり、取手が固定縦軸の周りを回転する時、それが筺体の 周りを移動する如く、取手に関して固定される。この形式の取手運動の一つの識 別的特性は、取手がオフ位置へ旋回される時、熱水と冷水の所望の混合比が、取 手の位置によって記憶され、その結果、水栓が再びオンにされる時、熱水と冷水 の同一混合水が、水栓を通って流れることである。 １９９４年６月２３日に公開された、最近のＰＣＴ公開ＷＯ９４／１３９８５ は、板弁水栓の動作、即ち、固定垂直軸の周りの軌道運動と可動水平軸の周りの 揺動運動を擬態するボール弁のための改良カートリッ ジを開示する。この改良カートリッジの構造を記載するＰＣＴ公開ＷＯ９４／１ ３９８５が、ここで参照された。 これに反して、代替形式のボール駆動機構が、或る状況において望ましい。こ れらの代替形式のボール駆動機構は、水栓本体の縦軸を横断する、即ち、多数の 洗面器水栓において水平の固定回転軸を有する。一つのボール弁駆動機構は、水 平固定軸に略垂直のボールに関して固定された可動軸を有する。可動回転軸は、 水平位置の周りに中心を据えたボールの運動により、固定軸の周りの垂直平面に おいて旋回可能である。この形式のボール駆動機構の例は、１９６２年１０月２ 日にＡｄａｍｓ他に発行された米国特許３、０５６、４１８において開示される 。Ａｄａｍｓの開示とは逆に位置において固定及び可動軸を有する別のボール駆 動機構が、公知である。この形式のボール駆動機構の例は、１９５２年４月８日 にＰｅｒｒｙに付与された、米国特許２、５９２、０６２において開示される。 さらに別の形式のボール弁駆動機構は、固定横軸に略垂直であり、制御ステム と実質的に整列された可動軸を有する。この形式の駆動機構は、１９６８年１２ 月２４日にＭａｎｏｏｇｉａｎに発行された、米国特許３、４１７、７８３にお いて開示される。 これらの代替形式のボール弁構造は、保守費用を増加させ、又は保守を頻繁に させる特質を有する。特に、ボール弁要素は、弁体の入口ポ−トの周りに位置付 けられたエラストマ−入口ポ−トシールと弁覆い又はギャップの下に取り付けた 密封ガスケットの間に据え付けられる。エラストマーポ−トシールとガスケット は、すべて、降伏し、弁体と弁帽の間のボール弁要素に浮揚特性を与える。垂直 方向においてボール弁を確 実に取り付ける正鎖錠又はロケータ機構はない。ボール弁は、エラストマ−要素 に対して並進式に移動されるために、操作者は、取手を操作する時、混合弁の設 計において意図してない方向を含む任意の方向において少量だけ取手を移動させ ることができる。この故意でない運動は、水栓の動作に望ましくないスポンジ感 覚を与え、水栓の適正な動作に関して操作者に不確かさを与える。さらに、取手 のスポンジ感覚は、取手が不安定であり、適正に組み立てられないという印象を 与える。 商業的に公知のボール弁構造における上部密封ガスケットは、３つの機能を提 供する。まず、それは、ボールの周りの水漏れに対して密封する。第二に、その 外囲いは、漏れを防止するために筺体の内面に対して密封する。第三に、ガスケ ットは、及ぼされた水圧に抗して、入口シールに対して下方にボールを弾力的に 位置付ける。結果として、ガスケットは、大きく高価な構成部分である。なめら かな動作を獲得するために、エラストマ−密封ガスケットは、しばしば、ボール 弁に接触するテトラフルオロエチレンの薄層を有し、ボール部材とエラストマー 材料の直接の接触と比較して、摩損を縮小する。 浮揚感覚を縮小するために、調整リングは、多数のボール弁混合弁において組 み込まれる。調整リングは、弁帽の上に調整可能にねじで締められる。調整リン グは、ボール弁要素に対して下方に密封ガスケットを圧搾する。ボール弁要素に 対する密封ガスケットの圧縮の増大は、望ましくないスポンジ動作を縮小するが 、それを除去しない。さらに、公知のガスケットと調整リングを組み合わせは、 混合弁の費用を複雑さを増大させる。密封ガスケットに及ぼされた圧力の増大は 、ガスケットを摩損させる。損耗が進行するにつれて、調整リングは、ガスケッ トにおけ る圧力を復元するために、繰り返して調整されなければならず、取手を安定位置 に維持し、水栓取手に及ぼされた重力が取手を不意に移動させるのを防止するた めに、水栓取手を密封し、動作抵抗を水栓取手に設ける。 さらに、これらの代替形式のボール弁駆動機構は、幾つかの理由のために、カ ートリッジ組立品において有利に設置されなかった。一つの理由は、必要な２つ の軸の周りでボールを旋回させる能力を維持しながら、従来の大きさのカートリ ッジ内にボールを適切に実装する機構が開発されなければならないことである。 さらに、ボールがガスケットに過度に破壊力を及ぼさないことを保証するために 、ボールとカートリッジの間の保持用の上部密封ガスケットに対する圧縮力を制 限するボール弁のためのカートリッジも開発されていない。 必要なものは、ボール弁に作動可能に着座する混合弁のためのカートリッジに おいて収容されるあらゆる種々の形式のボール弁機構を提供するボール弁構造で ある。また必要なものは、筺体の外部への漏れに対して密封し、ボール弁要素に 着座するが、入口ポ−トの周りのエラストマーポートシールへの接近を許容する 上部密封ガスケット要素を提供するボール弁のためのカートリッジである。 開示の要約 発明の一つの見地により、液体のために水栓混合弁は、筺体の空洞に旋回可能 に取付けたボール弁要素を有する。空洞は、複数の入口ポ−トと少なくとも一つ の出口ポ−トに流体連通している。ボール弁は、少なくとも部分的に球状の表面 とその表面における複数の入口開口を有する。開口は、ポ−トを通る流量と温度 混合の両方において流体流を制御する ためにポ−トと協同する。弁筺体は、制御開口を有する。ボール弁は、制御開口 を通過する制御ステムを有する。取手は、ステムに作動可能に結合される。キャ ップ部材は、制御開口の周りにシール座を有する。密封ガスケットは、キャップ 部材における上方開口の周りのシール座において着座され、可動ボール弁要素に 対して密着する。 ボール弁は、ボールの大円の周りに実質的に整列された第１弓形溝穴を有する 。シャフトは、横すべり動作に対して本体においてジャーナルされ、ボールの溝 穴を貫通する。ボール弁は、シャフトが溝穴を貫通する点において、シャフトの 周りで回転可能である。シャフトは、ボール弁の内部へ達し、ボール弁の上側区 分に対して添着されたブレースに突き当たる。 一実施態様において、ボール弁は、カートリッジ筺体に旋回可能に取り付けら れる。混合弁は、カートリッジ筺体を収納する大きさの空洞を有する。カートリ ッジは、下方開口を有し、該ボール弁要素が突出し、ボール弁要素が入口ポ−ト の下流端部において収容されたエラストマ−入口ポ−トシールに当接する如く、 入口ポ−トと協同する。ブレースは、シャフトに対する支持を提供し、ボールが カートリッジの下方開口を通って非所望に落下する又はがたつくのを防止する。 発明の別の見地により、水栓混合弁は、水栓本体の空洞において収容されたカ ートリッジ筺体に弁要素を可動に取り付ける。本体は、空洞と流体連通している 複数の入口ポ−トと出口ポ−トを有する。上記のボール弁要素は、入口ポ−トと 協同するために、カートリッジの下方開口を通って突出する。ボールの溝穴を貫 通するシャフトは、横すべり動作に対してカートリッジにおいてジャーナルされ る。ブレースは、ボール弁 の上側区分に対して添着され、シャフトに当接し、ボールが該カートリッジの下 方開口から落下し又はがたつくのを防止する支持を提供する。 一実施態様において、密封ガスケットは、該カートリッジ筺体における該上方 開口の周りのシール座において着座され、可動ボール弁要素に密着する。カート リッジ筺体は、該上方開口とシール座の間に介入された従属フランジを有する。 フランジは、ボール弁にきわめて近接して、シールの最大圧縮量を制御するため に、シールに対するボール弁の上向き動作への停止限界を設ける。 好ましくは、ブレース部材は、シャフトに当接する二面角を含む端部と、シャ フトの正反対側に当接する横フランジを有する。シャフトは、該ボール弁の内部 の中心へ伸長し、そしてブレースは、シャフトの中心に近接して、シャフトに当 接する。一実施態様において、シャフトとブレースの接触は、ステムの中間位置 からステムの側部位置へのシャフトに垂直な軸に沿ったボール弁の揺動運動によ り、ブレースが、ボールをシャフトに関して押し上げ、密封ガスケットに対して ボールをさらに押し、ボール弁とカートリッジの間のガスケットを圧縮する如く 、ボールの中心からわずかに離間される。 好ましくは、ボールは、第２弓形溝穴を該第１溝穴と正反対側に有する。シャ フトは、該第１及び第２溝穴の両方を貫通し、カートリッジ筺体又は水栓本体の いずれかの遠位端部において着座する。シャフトは、好ましくは、円形断面を有 し、シャフトの軸の周りのボールの相対回転を提供する。 一実施態様において、溝穴は、制御ステムに添着されたレバー取手の遠位端部 に近接している平面を規定するボール弁における大円に従うよ うに輪郭付けられる。平面は、シャフトに垂直の法線軸を有し、ボール弁は、一 方向が、法線軸の周りであり、第２方向がシャフトの軸の周りである２つの方向 において移動する。 別の実施態様において、溝穴は、制御ステムに垂直の平面を規定する大円にあ り、ボール弁は、一方向がステムの中央縦軸の周りであり、第２方向が、シャフ トの軸の周りである２つの方向において移動する。 一実施態様において、ブレース部材は、ボール弁へ通過する制御ステムの拡張 部である。別の実施態様において、ブレース部材は、制御ステムに関して回転可 能な分離部材であり、二面角と横フランジを提供し、ボール弁におけるシャフト の据え付けにより、横フランジの間にシャフトを貫入させるために適正に方向付 けられるまで、回転する。 アンティサイフォンバルブは、ボール弁の内側に収容され、ブレースの周りに 着座される。アンティサイフォンバルブは、ボール弁の上側区分におけるアパー チュアを通って雰囲気と連通している。 発明の一般的見地により、混合弁は、ボール弁カートリッジを有し、ボール弁 は溝穴を有する。突起は、カートリッジに並進的に添着され、ボールの溝穴を貫 通する。ボールは、ボールの溝穴を貫通する点において突起の軸の周りで回転可 能である。支持物は、ボールの中空内側区分内の突起から、ボール弁の上側区分 に突き当たるように配設され、カートリッジの下方開口を通って落下しないよう に、ボールに対して支持を提供する。 発明の別の見地により、水栓のためのボール弁は、ボール弁の大円の実質的に 周りに第１弓形溝穴を有するボール弁表面を含む。ブレースは、該ボール弁の上 側区分に対して添着され、ボールの溝穴を通って伸長可 能なシャフトに突き当たる。ボールは、シャフトの軸の周りで回転可能である。 図面の簡単な説明 以下で、添付の図面を参照する。 第１図は、オフ位置における水栓を図示する、発明の一実施態様による水栓混 合弁の側面部分図である。 第２図は、第１図に示された混合弁の分解斜視図である。 第３図は、第１図に示された線３−３に沿って取ったカートリッジ部材の部分 断面図である。 第４図は、カートリッジ組立品をさらに図示する、第３図に示された線４−４ に沿って取った部分断面図である。 第５図は、第２図に示されたボール弁とピンの拡大部分斜視図である。 第６図は、温度混合を変化させるために、ボール弁の動作を図示する第３図に 類似する図である。 第７図は、ピン、ステム及びブレース部材への一層の修正として図示された第 ３図に類似する図である。 第８図は、ブレース部材とステムへの修正を図示する第３図に類似する図であ る。 第９図は、第８図に示されたボール弁とカラーを図示する第５図に類似する図 である。 第１０図は、第３図に示されたものとは異なるボール動作運動を提供する発明 の実施態様を図示する第３図に類似する図である。 第１１図は、カートリッジ組立品をさらに図示する、第１０図において示され た線１１−１１に沿って取った部分断面図である。 第１２図は、第１１図に示されたボール弁とピンを図示する、第５図に類似す る図である。 第１３図は、アンティサイフォンバルブを組み込むボール弁への修正を示す図 である。 第１４図は、アンティサイフォンバルブを組み込む代替態様の図である。 好ましい実施態様の詳細な説明 第１〜５図を参照すると、混合弁１０は、筺体基部部材１４とカバー組立品１ ６から形成された従来の弁筺体１２を有する。基部部材１４は、ほぼ半球状の下 面２１を形成した空洞２２を有する。冷水と熱水のための２つの入口ポート１８ と１９は、下面２１へ端ぐりされた下流端部を有し、カートリッジ２６において 収容されたボール弁要素２４に対して管状弾性密封要素２５を偏向させる２つの 押圧ばね２３のための座を形成する。出口通路２０は、空洞２２からの混合水の 通過のために、下面２１から円筒側壁２７を通って配設される。 従来の管状シェル１７は、下基部材１４の周りに密閉して滑り可能に取り付け られ、出口通路２０と流体連通している環状室１５を形成する。吐水口２９は、 シェルに添着され、シェル１７におけるアパーチュア１３を通って環状室１５と 流体連通している。カバー組立品１６は、基部部材１４にねじで締められるねじ 部材３１を含む。装飾用シェル１１は、部材３１の上に位置付けられる。 ボール弁要素２４は、ほぼ球状の弁表面３１を有し、冷水入口開口３２、熱水 入口開口３４及び出口開口３６を適切に形状及び位置付ける。表面３１の形状は 、空洞２２の下面２１の凹形状を実質的に補足する。 開口３２と３４は、それぞれの入口ポ−ト１８と１９と協同し、そして出口開口 ３６は、出口通路２０と流体連通し、水の混合比と流量、即ち、２つの入口ポ− ト１８と１９から出口通路２０への単位時間当たりの全水体積、を調節する。 カバー組立品１６は、制御開口４０を有する。カバー１６は、弁筺体１２の縦 軸２８が、制御開口４０を通過する如く位置付けられる。カートリッジ２６は、 開口４０の下に整列された上方開口５８を有する筺体部材５６を含む。 制御ステム４２は、ボール弁要素２４に固定して結合される。制御ステム４２ は、制御開口４０を通って配設される。制御ステム４２は、従来の方式で水栓レ バー取手４３に添着されるように構成される。 ボール弁要素２４は、カートリッジ筺体部材５６に旋回可能に取り付けられる 。筺体部材５６は、水栓応用のために適切な公知のプラスチック材料から製造さ れる。ボール弁要素２４はまた、ボール弁２４の表面２９の周りに弧をなす一対 の正反対の溝穴６０を有する。溝穴６０は、ボール弁の大円の一部を形成する中 央縦軸を有する。大円は、レバー取手４３の遠位端部６３の方に配設された平面 ７３にある。平面７３は、弁の温度混合を調整する可動回転軸６８に直交する。 ピン６４と呼ばれる円筒形シャフトは、ボールと両方の溝穴６０を貫通する。 ピン６４は、カートリッジ筺体部材５６における穴６７においてその遠位端部６ ６を旋回可能にジャーナルしている。ピン６４は、ボール弁２４の中心８４に交 差するように位置付けられ、制御ステム４２に垂直である。ピン６４と溝穴６０ は、軸６８の周りの制限付き回転を提供するために滑り可能に嵌合するような大 きさで、回転可能であり、 ピンの固定軸７５の周りの回転を提供するが、一般に溝穴の幅と呼ばれる方向に 沿ってピンに関してボール弁の有効回転を防止する。 溝穴６０の端部７４は、半円形であり、ピン６４のための止め肩を形成する。 溝穴６０は、溝穴６０におけるピン６４のすべり移動を可能にするためにちょう ど十分な隙間を形成する幅である。望ましくは、溝穴６０とピン６４の間に横間 隔は存在しない。 ボール弁要素２４は、弁表面３１の下側区分９０を有し、カートリッジ筺体５ ６の大きい下開端部９２を通って突き出る。突出区分９０は、ボールの重要な部 分である。第１図と第３図に明確に示された如く、球状の弁表面３１のおおよそ 下半分が、任意の所与の時点においてカートリッジ下方開口９２の下に突き出る 。開口３２、３４と３６を有する弁表面２９は、ばね押圧密封要素２５に作動可 能に当接する。 ボール要素２４の上側区分９９は、内部従属円筒壁１０３によって部分的に規 定されたカートリッジ筺体５６の内部室１０１内に収納される。内部室１０１は 、弁筺体１２の空洞２２と流体連通する。 ボール弁要素２４は、制御ステム４２の一体拡張部である内部ブレース８０に よって、カートリッジ筺体に関して正しい垂直位置において保有される。ブレー ス８０とステム４２は、溶接によりボール弁上側区分９９に添着される。ブレー スは、ボールを適正に位置付けるために肩８１を有する。ブレース８０は、ボー ル弁２４の中心８４に向って配設され、ピン６４に当接する。このようにして、 溝穴６０を有するボールは、その固有垂直位置から落下しない。ブレースの底部 は、縁８３がピン６４の軸７５を横断する如く位置付けられた二面角端部８２を 有する。２つの側方フランジ８６はまた、ピンに夾叉し、ブレースとピンの整合 を 維持するようにその下に配設される。 第３図と第４図に示された如く、環状ガスケット座９４は、上方開口５８の周 りに位置付けられ、室１０１内のボール要素２４に直面する。ガスケット座９４ は、傾斜され、内周囲９５は、外囲い９６よりも高く位置付けられる。下方従属 肩又はカラー９７は、内周囲において垂直に従属し、後述される如く、製作公差 とわずかな制御量のライズを許容するために、ボール弁上側区分９９にきわめて 近接している。環状ガスケットシールリング９８は、内周囲１００を外囲い１０ ２よりも高くねじらせて予荷重下で配置される如く、座９４に対してカートリッ ジ筺体５６に取付けられる。ガスケットシールリング９８は、４つの丸形周辺リ ップ区分、即ち、頂点１０４、１０６、１０８及び１０９を有する。各頂点１０ ４、１０６、１０８と１０９は、ガスケットの中央環状軸１０５の周りの隣接頂 点から約９０°だけ円周状に離間される。頂点１０４と１０８は、同様に、おお よそ１８０°において相対して位置付けられ、そして頂点１０６と１０９は、同 様に、１８０°だけ離間される。ガスケットにおける下方内径位置において位置 付けられた頂点１０４の一つは、ボール弁要素２４に当接し、水漏れに対してシ ールを提供する。それぞれの上方の内径及び外径に位置付けられた頂点１０６と １０８は、傾斜した座９４に当接し、第３図において明確に示された如く、内径 頂点１０６は、外径頂点１０８よりも高く位置付けられる。ガスケットシールリ ング９８に当接するボール表面２９の上側区分９９は、ガスケットに固有シール を提供するために適切な平滑度まで適切に研磨される。 このシール構造では、カートリッジ筺体５６によって規定された室１０１内の 水圧は、頂点１０４と１０９の間に位置する下側シール表面１ ０７と、ガスケット９８の断面の頂点１０８と１０９の間に位置する外囲い１０ ２に作用する。頂点１０４と１０９の間に位置する下面１０７に作用する圧力は 、肩９７の周りの座９４に有効に掛合したガスケット９８が、圧力が異常に増大 したとしても、偶然にはずれないようにする傾向がある。ガスケット９４の断面 の頂点１０８と１０９の間に位置する外囲い１０２に作用する圧力は、後者を変 形させる傾向があり、頂点１０４を押し、ボール弁要素２４に対して圧力下で接 触させる。頂点１０４のこの接触圧力は、室１０１における圧力を増大させ、こ のため、圧力が上昇された時、効率的な保持を維持し、室１０１の圧力が減少又 はゼロにされた時、無用に高い値を維持することはない。 市販用エラストマー材料から作られた標準の経済的なガスケットは、作動され た時、ボール弁要素に及ぼされた抵抗を縮小しながら、使用される。ガスケット はまた、損耗を縮小する。ガスケット９８の頂点１０９は、カートリッジ筺体５ ６の側壁１０３から離間され、その結果、カートリッジの室１０１において優勢 な圧力は、頂点１０８と１０９の間にあるガスケット９８の外囲い１０２に作用 する。間隔は、座９４の傾斜により、傾斜位置においてガスケット９８を配置す ることにより獲得される。 簡単なＯリング又はリップシールの如く、他のシール構造も、可能である。カ ラー９７が、ボール２４とカートリッジ筺体５６の間のシールに及ぼされた圧力 量に関して制御上限を設けるために、シールは、ねじ又は締付け部品による厳し い圧縮のために構成される必要はない。 カートリッジ筺体５６の外囲い１１０は、Ｏリング１１２を着座させる環状溝 １１１を有する。Ｏリング１１２は、筺体１２の下側本体部材 １４における空洞２２でカートリッジ外囲い１１０を密封するような大きさであ る。 固定ピン軸７５に沿った上記のいずれかの制御ステム４２の揺動は、可動軸６ ８の周りのボール弁部材の回転位置から独立に、旋回軸７５の周りにボール弁要 素２４を旋回させる。ブレース縁８３は、ピンの周りを単に回転する。代替的に 、ピンが下記の如く回転するように構成されることにおいて、縁は、ピンととも に回転する。さらに、ピン６４の遠位端部６６は、溝穴６０に沿って滑動し、レ バー取手遠位端部６３が軸６８の周りで揺動される時、ボール弁要素２４を軸６ ８の周りで回転させる。第６図に図示された如く、この作用において、ブレース は、ボールの中心８４の周りで回転する二面角端部８２を有する。中心混合位置 （仮線で図示）から図示の如く冷位置又は熱位置（反対側）への回転は、ボール へのわずかなリフトを提供し、ガスケットシール９８をさらに圧縮し、シールへ の圧縮を増大させる。圧縮の増大は、第１図と第６図に示された如く、取手４３ の重量によりステム４２に及ぼされたトルクが洗面所水栓において上昇した時点 において、ボール弁とカートリッジ筺体部材の間の静止摩擦を高める。このため 、摩擦の増大は、取手の重量によるトルクの増大を相殺し、重力による取手の望 ましくない落下を防止するために、これらの位置において望ましい。 軸６８の周りのボール弁要素２４の回転は、ピン６４に当接する溝穴６０の止 め肩７４によって限定される。種々の応用を有する混合弁は、止め肩７４の周囲 位置決めによる溝穴６０の長さによって確立されたいろいろな回転角度を有する 。図示の如くボール弁要素２４の回転は、混合比と、こうして、放出混合水の温 度を調整する。 代替的に、又は止め肩７４のほかに、軸６８と７５の周りのボールの回転はま た、カートリッジ筺体部材５６における上方開口５８の放射状縁８５によって限 定される。 カートリッジは、ガスケット９８と１１２を適正に着座させて組み立てられる 。それから、ボール弁要素２４は、ガスケット９８に対して位置付けられ、ガス ケット９８を圧縮するようにわずかに圧搾される。ピン６２は、溝穴６０を通過 され、フランジ８６の間に位置付けられる。ボール２４へのガスケット９８のバ イアスは、二面角端部８２へのピン６４の摩擦ばめを提供し、ピン６２が、水栓 本体１２への組立前に、容易に落下するのを防止する。組立てられたカートリッ ジ２６は、自蔵組立品であり、水栓混合弁１０への後程の据え付けのための修理 交換として、個別に販売される。 組立てられたカートリッジ２６は、水栓本体１４の空洞２２において配置され る。溝穴７１は、空洞におけるラグ７２によりカートリッジ２６を適正に位置付 け、そしてたな１３０は、基部部材１４における対応するたな１３２においてカ ートリッジ２６を垂直に位置付ける。それから、カバー１６は、直立フランジ７ ０の上にねじ込められ、カートリッジ２６をたな１３２に対して下方に押圧する 。 垂直方向におけるピン６４とブレース８０の間の最小すきまは、弁筺体１２と カートリッジ筺体５６に関するボール弁要素２４の望ましくない垂直の変位を防 止する。ボールは、ブレース８０、ピン６４、及びカラー９７を介して、トラッ プされる。結果として、制御ステムは、ボールが２つの規定旋回方向に沿って旋 回された時、不安定性を示さず、操作者にスポンジ感覚を与えない。 第７図を参照すると、ボールが、第６図で記載された熱又は冷位置へ移動され た時、中間位置からリフトされる必要又は要求のない状況がある。この状況にお いて、ピンとブレースは、このリフトを除去するために、容易に修正される。こ の実施態様において、ピン６４は、ピンの直径と、こうしてボールの中心８４と 整列された表面１６２を提供する中央ノッチ１６１を有する。ブレース８０は、 その二面角端部８２が縁８３をボールの中心８４に交差させるような長さである 。この構造において、二面角縁８３は、ボール２４の中心８４において旋回され 、こうして、ボールのリフトは発生しない。第１〜８図に示された実施態様と同 様に、この実施態様は、体積流量又は温度混合を調整するために、上記と同様の ボール動作を提供する。容易な据付けのために、ノッチ１６１は、十分に長く、 ピンが一アパーチュア６７に貫入した後、ピンの端部が対向したカートリッジア パーチュア６７に据えられる前に、二面角端部８２をノッチに侵入させる。この 実施態様において、体積調整中、ステム４２は、固定軸７５の周りのカートリッ ジアパーチュア６７においてピン６４を回転させる。 ブレースの他の構造も、水栓の機能に影響することなしに可能である。第８図 と第９図に示された如く、ブレースは、ステム４２を回転可能に収容する凹部１ ８１を有する分離カラー部材１８０である。ステム４２は、上側区分９９におい てボールに従来式に溶接され、回転可能に凹部１８１に嵌まる拡張部１８９を有 する。それから、ブレース１８０は、ピン６４が挿入された時、正しい回転位置 に自動調心する。自動調心を促進するために、フランジ１８６は、ボール弁２４ への据え付け中、ピンの簡単な捕捉を促進するために広げられる。部材１８０は 、プラスチッ ク又はエラストマー材料から作成され、第８図に示された如く、ボールが回転さ れた時、ブレースへ限定量のたわみを提供する。 発明はまた、温度混合又は体積流量を調整するために、代替動作を提供する種 々の形式のボール弁に対して適合可能である。第１０〜１２図に示された如く、 ボール弁１２４は、溝穴２６０がステム２４２とブレース２８０を横断するよう に整列されることを除いて、上記のボール弁と同様の構造を有する。この構造で は、温度混合は、それ自身の軸２６８の周りでステム４２を回転させることによ り調整される。体積は、純粋に水栓の前後方向にあるピンの軸２７５の周りでス テムを揺動させることにより調整される。この形式のボール動作は、結晶ノヴの 如くノヴ形取手２４３が使用される時、望ましい。この実施態様において、制御 ステム２４２は、先行技術において必要かつ公知な如く、アパーチュア２１５の 縁２８５に当接する特殊な形状の菱形ステムである必要はもはやない。代わりに 、混合止めは、溝穴１６０の端部２７４によって設けても良い。このようにして 、混合止めを設けるために、ボール弁への非丸形ステムの精密な回転位置付けの 必要は、除去される。 ブレース２８０は、この実施態様において、平端部１８２を有する。それは、 ピンの軸２７５に沿って揺動せず、単にその周りで揺動するために、ブレース２ ８０は、二面角を必要としない。さらに、ブレース２８０は、ピン６４に関して それ自身の軸の周りで回転するために、フランジ８６は、除去される。 カートリッジ筺体２５６は、前述のものと同様であるが、唯一の差は、アパー チュア２１５の形状である。ステム４２は、前後平面においてのみ揺動するため に、アパーチュア２５８は、ステム４２を揺動させ、そ れ自身の軸の周りて回転させる溝穴の形式である。入口２３２、２３４と出口２ ３６はまた、弁筺体の相補的ポ−トと協同するように適切に形状付けられ、位置 付けられる。これらのポ−トは、前述のボール弁２４に対するポート３２、３４ と３６とは実質的に異なる。これらのポ−トの形状と位置は、変化するが、同様 の駆動動作を有する前ボール形弁において見られた種々の公知の開口に対応する 。 本発明はまた、組み込みアンティサイフォン装置３００にボール弁３２４を設 けるために特に適する。２つの実施態様は、第１３図と第１４図において示され る。両実施態様において、ボールの上側区分９９は、アパーチュア３１０を有す る。多孔座３１１は、複数のアパーチュア３１２を有する。座３１１は、ステム ４２の周りに据え付けられ、ボール弁２４の内部に密着する密封ガスケット３１ ６に着座するカラー３１３を、その周囲に有する。カラ−座は、ボール弁２４内 の流体圧力に対してアパーチュア３１２を通常閉じるエラストマ−フラップ弁板 ３１８を有する。しかし、偶然の負圧力が給水において発生し、負の流れを生じ させる傾向があるならば、ボール弁２４内の圧力は、大気圧よりも小さくなり、 フラップ弁３１８は、開き、パーチュア３１０を通って空気をボール弁２４に侵 入させ、吐水口２９を通ったサイホン効果を遮断させる。第１３図に示された如 く、座３１０は、フランジ３８６と一体的に形成され、そしてステム４２は、テ ーパ先端、即ち、ブレース３８０の二面角端部３８２を有する。第１４図に示さ れた如く、座３１１は、全ブレース３８０を形成し、フランジ３８６と二面角８ ２を含む。この実施態様はまた、第８図と第９図に示された実施態様に対して記 載された如く、自動調心と限定弾力性を提供する。 水栓への修理のために、交換される必要がある、通常、エラストマーシール２ ５のみが、実際に、交換され、カートリッジ水栓組立品の容易な組立て及び再組 立ての利点を維持する。 ばね押圧密封要素２５に対してボール２４を押圧するようにされた大きな弾力 的バイアス調整リングの必要性は、除去される。ガスケットシールリング９８は 、ボール弁要素２４とカートリッジ筺体５６の間の漏れを防止するためにのみ機 能する。Ｏリング１１２は、カートリッジ筺体５６と下基部材１４の間の漏れを 防止するためにのみ機能する。ボール弁要素２４の垂直位置は、ピン６４と内側 ブレース８０によってカートリッジ筺体５６内で添着される。さらに、シール要 素４９に対してボール弁２４の固有バイアスを提供するために、キャップ部材３ １へ以前組み込まれた調整リング部材は、随意的になる。リング部材は、カート リッジ２６が、このリング（不図示）を前に含む現水栓へ改装されるならば、組 み込まれる。 さらに、ボール弁要素２４は、ボール弁要素を組み込む先行技術の混合弁と比 較して、弁筺体１２の全高を増す必要なしに、容易に交換可能な弁カートリッジ ２６へ組み込まれる。 さらに、カートリッジ２６は、ボール弁が適正に設計された入口と出口を有す るならば、先行技術において見られるボール弁を以前据え付けられた標準基部１ ４において改装又は使用可能である。 さらに、この発明は、ボール駆動機構のために必要とされた方形又は菱形ステ ムを製作する必要性を除去し、ボール弁自体において必要な制御止め具を提供す る。 このようにして、水栓のための容易に据え付けられたボール弁駆動混 合弁は、異なるボール駆動動作のために適合され、カートリッジ形態において提 示される。 他の変形及び修正も、添付のクレイムによって記載された如く、本発明の範囲 及び精神に反することなくこと、可能である。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年９月５日 【補正内容】 第１３図は、アンティサイフォンバルブを組み込むボール弁への修正を示す図 である。 第１４図は、アンティサイフォンバルブを組み込む代替態様の図である。 好ましい実施態様の詳細な説明 第１〜５図を参照すると、混合弁１０は、筺体基部部材１４とカバー組立品１ ６から形成された従来の弁筺体１２を有する。基部部材１４は、ほぼ半球状の下 面２１を形成した空洞２２を有する。冷水と熱水のため２つの入口ポート１８と １９は、下面２１へ端ぐりされた下流端部を有し、カートリッジ２６において収 容されたボール弁要素２４に対して管状弾性密封要素２５を偏向させる２つの押 圧ばね２３のための座を形成する。出口通路２０は、空洞２２からの混合水の通 過のために、下面２１から円筒側壁２７を通って配設される。 従来の管状シェル１７は、下基部材１４の周りに密閉して滑り可能に取り付け られ、出口通路２０と流体連通している環状室１５を形成する。吐水口２９は、 シェルに添着され、シェル１７におけるアパーチュア１３を通って環状室１５と 流体連通している。カバー組立品１６は、基部部材１４にねじで締められるねじ 部材３１を含む。装飾用シェル１１は、部材３１の上に位置付けられる。 ボール弁要素２４は、ほぼ球状の弁表面３１を有し、冷水入口開口３２、熱水 入口開口３４及び出口開口３６を適切に形状及び位置付ける。表面３１の形状は 、空洞２２の下面２１の凹形状を実質的に補足する。開口３２と３４は、それぞ れの入口ポ−ト１８と１９と協同し、そして出口開口３６は、出口通路２０と流 体連通し、水の混合比と流量、即ち、 ２つの入口ポ−ト１８と１９から出口通路２０への単位時間当たりの全水体積、 を調節する。 カバー組立品１６は、制御開口４０を有する。カバー１６は、弁筺体１２の縦 軸２８が、制御開口４０を通過する如く位置付けられる。カートリッジ２６は、 開口４０の下に整列された上方開口５８を有する筺体部材５６を含む。 制御ステム４２は、ボール弁要素２４に固定して結合される。制御ステム４２ は、制御開口４０を通って配設される。制御ステム４２は、従来の方式で水栓レ バー取手４３に添着されるように構成される。 ボール弁要素２４は、カートリッジ筺体部材５６に旋回可能に取り付けられる 。筺体部材５６は、水栓応用のために適切な公知のプラスチック材料から製造さ れる。ボール弁要素２４はまた、ボール弁２４の表面３１の周りに弧をなす一対 の正反対の溝穴６０を有する。溝穴６０は、ボール弁の大円の一部を形成する中 央縦軸を有する。大円は、レバー取手４３の遠位端部６３の方に配設された平面 ７３にある。平面７３は、弁の温度混合を調整する可動回転軸６８に直交する。 ピン６４と呼ばれる円筒形シャフトは、ボールと両方の溝穴６０を貫通する。 ピン６４は、カートリッジ筺体部材５６における穴６７においてその遠位端部６ ６を旋回可能にジャーナルしている。ピン６４は、ボール弁２４の中心８４に交 差するように位置付けられ、制御ステム４２に垂直である。ピン６４と溝穴６０ は、軸６８の周りの制限付き回転を提供するために滑り可能に嵌合するような大 きさで、回転可能であり、ピンの固定軸７５の周りの回転を提供するが、一般に 溝穴の幅と呼ばれる方向に沿ってピンに関してボール弁の有効回転を防止する。 溝穴６０の端部７４は、半円形であり、ピン６４のための止め肩を形成する。 溝穴６０は、溝穴６０におけるピン６４のすべり移動を可能にするためにちょう ど十分な隙間を形成する幅である。望ましくは、溝穴６０とピン６４の間に横間 隔は存在しない。 ボール弁要素２４は、弁表面３１の下側区分９０を有し、カートリッジ筺体５ ６の大きい下開端部９２を通って突き出る。突出区分９０は、ボールの重要な部 分である。第１図と第３図に明確に示された如く、球状の弁表面３１のおおよそ 下半分が、任意の所与の時点においてカートリッジ下方開口９２の下に突き出る 。開口３２、３４と３６を有する弁表面２９は、ばね押圧密封要素２５に作動可 能に当接する。 ボール要素２４の上側区分９９は、内部従属円筒壁１０３によって部分的に規 定されたカートリッジ筺体５６の内部室１０１内に収納される。内部室１０１は 、弁筺体１２の空洞２２と流体連通する。 ボール弁要素２４は、制御ステム４２の一体拡張部である内部ブレース８０に よって、カートリッジ筺体に関して正しい垂直位置において保有される。ブレー ス８０とステム４２は、溶接によりボール弁上側区分９９に添着される。ブレー スは、ボールを適正に位置付けるために肩８１を有する。ブレース８０は、ボー ル弁２４の中心８４に向って配設され、ピン６４に当接する。このようにして、 溝穴６０を有するボールは、その固有垂直位置から落下しない。ブレースの底部 は、縁８３がピン６４の軸７５を横断する如く位置付けられた二面角端部８２を 有する。２つの側方フランジ８６はまた、ピンに夾叉し、ブレースとピンの整合 を維持するようにその下に配設される。 第３図と第４図に示された如く、環状ガスケット座９４は、上方開口 ５８の周りに位置付けられ、室１０１内のボール要素２４に直面する。ガスケッ ト座９４は、傾斜され、内周囲９５は、外囲い９６よりも高く位置付けられる。 下方従属肩又はカラー９７は、内周囲において垂直に従属し、後述される如く、 製作公差とわずかな制御量のライズを許容するために、ボール弁上側区分９９に きわめて近接している。環状ガスケットシールリング９８は、内周囲１００を外 囲い１０２よりも高くねじらせて予荷重下で配置される如く、座９４に対してカ ートリッジ筺体５６に取付けられる。ガスケットシールリング９８は、４つの丸 形周辺リップ区分、即ち、頂点１０４、１０６、１０８及び１０９を有する。各 頂点１０４、１０６、１０８と１０９は、ガスケットの中央環状軸１０５の周り の隣接頂点から約９０°だけ円周状に離間される。頂点１０４と１０８は、同様 に、おおよそ１８０°において相対して位置付けられ、そして頂点１０６と１０ ９は、同様に、１８０°だけ離間される。ガスケットにおける下方内径位置にお いて位置付けられた頂点１０４の一つは、ボール弁要素２４に当接し、水漏れに 対してシールを提供する。それぞれの上方の内径及び外径に位置付けられた頂点 １０６と１０８は、傾斜した座９４に当接し、第３図において明確に示された如 く、内径頂点１０６は、外径頂点１０８よりも高く位置付けられる。ガスケット シールリング９８に当接するボール表面３１の上側区分９９は、ガスケットに固 有シールを提供するために適切な平滑度まで適切に研磨される。 このシール構造では、カートリッジ筺体５６によって規定された室１０１内の 水圧は、頂点１０４と１０９の間に位置する下側シール表面１０７と、ガスケッ ト９８の断面の頂点１０８と１０９の間に位置する外囲い１０２に作用する。頂 点１０４と１０９の間に位置する下面１０７ に作用する圧力は、肩９７の周りの座９４に有効に掛合したガスケット９８が、 圧力が異常に増大したとしても、偶然にはずれないようにする傾向がある。ガス ケット９４の断面の頂点１０８と１０９の間に位置する外囲い１０２に作用する 圧力は、後者を変形させる傾向があり、頂点１０４を押し、ボール弁要素２４に 対して圧力下で接触させる。頂点１０４のこの接触圧力は、室１０１における圧 力を増大させ、このため、圧力が上昇された時、効率的な保持を維持し、室１０ １の圧力が減少又はゼロにされた時、無用に高い値を維持することはない。 市販用エラストマー材料から作られた標準の経済的なガスケットは、作動され た時、ボール弁要素に及ぼされた抵抗を縮小しながら、使用される。ガスケット はまた、損耗を縮小する。ガスケット９８の頂点１０９は、カートリッジ筺体５ ６の側壁１０３から離間され、その結果、カートリッジの室１０１において優勢 な圧力は、頂点１０８と１０９の間にあるガスケット９８の外囲い１０２に作用 する。間隔は、座９４の傾斜により、傾斜位置においてガスケット９８を配置す ることにより獲得される。 簡単なＯリング又はリップシールの如く、他のシール構造も、可能である。カ ラー９７が、ボール２４とカートリッジ筺体５６の間のシールに及ぼされた圧力 量に関して制御上限を提供するために、シールは、ねじ又は締付け部品による厳 しい圧縮のために構成される必要はない。 カートリッジ筺体５６の外囲い１１０は、Ｏリング１１２を着座させる環状溝 １１１を有する。Ｏリング１１２は、筺体１２の下側本体部材１４における空洞 ２２でカートリッジ外囲い１１０を密封するような大きさである。 固定ピン軸７５の周りの制御ステム４２の揺動は、可動軸６８の周りのボール 弁部材の回転位置から独立に、旋回軸７５の周りにボール弁要素２４を旋回させ る。ブレース縁８３は、ピンの周りを単に回転する。代替的に、 代替的に、又は止め肩７４のほかに、軸６８と７５の周りのボールの回転はま た、カートリッジ筺体部材５６における上方開口５８の放射状縁８５によって限 定される。 カートリッジは、ガスケット９８と１１２を適正に着座させて組み立てられる 。それから、ボール弁要素２４は、ガスケット９８に対して位置付けられ、ガス ケット９８を圧縮するようにわずかに圧搾される。ピン６２は、溝穴６０を通過 され、フランジ８６の間に位置付けられる。ボール２４へのガスケット９８のバ イアスは、二面角端部８２へのピン６４の摩擦ばめを提供し、ピン６２が、水栓 本体１２への組立前に、容易に落下するのを防止する。組立てられたカートリッ ジ２６は、自蔵組立品であり、水栓混合弁１０への後程の据え付けのための修理 交換として、個別に販売される。 組立てられたカートリッジ２６は、水栓本体１４の空洞２２において配置され る。溝穴７１は、空洞におけるラグ７２によりカートリッジ２６を適正に位置付 け、そしてたな１３０は、基部部材１４における対応するたな１３２においてカ ートリッジ２６を垂直に位置付ける。それから、カバー１６は、直立フランジ７ ０の上にねじ込められ、カートリッジ２６をたな１３２に対して下方に押圧する 。 垂直方向におけるピン６４とブレース８０の間の最小すきまは、弁筺体１２と カートリッジ筺体５６に関するボール弁要素２４の望ましくない垂直の変位を防 止する。ボールは、ブレース８０、ピン６４、及びカラー９７を介して、トラッ プされる。結果として、制御ステムは、ボールが２つの規定旋回方向に沿って旋 回された時、不安定性を示さず、操作者にスポンジ感覚を与えない。 第７図を参照すると、ボールが、第６図で記載された熱又は冷位置へ移動され た時、中間位置からリフトされる必要又は要求のない状況がある。この状況にお いて、ピンとブレースは、このリフトを除去するために、容易に修正される。こ の実施態様において、ピン６４は、ピンの直径と、こうしてボールの中心８４と 整列された表面１６２を提供する中央ノッチ１６１を有する。ブレース８０は、 その二面角端部８２が縁８３をボールの中心８４に交差させるような長さである 。この構造において、二面角縁８３は、ボール２４の中心８４において旋回され 、こうして、ボールのリフトは発生しない。第１〜８図に示された実施態様と同 様に、この実施態様は、体積流量又は温度混合を調整するために、上記と同様の ボール動作を提供する。容易な据付けのために、ノッチ１６１は、十分に長く、 ピンが一アパーチュア６７に貫入した後、ピンの端部が対向したカートリッジア パーチュア６７に据えられる前に、二面角端部８２をノッチに侵入させる。この 実施態様において、体積調整中、ステム４２は、固定軸７５の周りのカートリッ ジアパーチュア６７においてピン６４を回転させる。 ブレースの他の構造も、水栓の機能に影響することなしに可能である。第８図 と第９図に示された如く、ブレースは、ステム４２を回転可能に収容する凹部１ ８１を有する分離カラー部材１８０である。ステム４２は、上側区分９９におい てボールに従来式に溶接され、回転可能に凹部１８１に嵌まる拡張部１８９を有 する。それから、ブレース１８０は、ピン６４が挿入された時、正しい回転位置 に自動調心する。自動調心を促進するために、フランジ１８６は、ピンがボール 弁２４へ貫入する据え付け中、ピンの簡単な捕捉を促進するために広げられる。 部材１８０ は、プラスチック又はエラストマー材料から作成され、第８図に示された如く、 ボールが回転された時、ブレースへ限定量のたわみを提供する。 発明はまた、温度混合又は体積流量を調整するために、代替動作を提供する種 々の形式のボール弁に対して適合可能である。第１０〜１２図に示された如く、 ボール弁１２４は、溝穴２６０がステム２４２とブレース２８０を横断するよう に整列されることを除いて、上記のボール弁と同様の構造を有する。この構造で は、温度混合は、それ自身の軸２６８の周りでステム４２を回転させることによ り調整される。体積は、純粋に水栓の前後方向にあるピンの軸２７５の周りでス テムを揺動させることにより調整される。この形式のボール動作は、結晶ノヴの 如くノヴ形取手２４３が使用される時、望ましい。この実施態様において、制御 ステム２４２は、先行技術において必要かつ公知な如く、アパーチュア２１５の 縁２８５に当接する特殊な形状の菱形ステムである必要はもはやない。代わりに 、混合止めは、溝穴１６０の端部２７４によって設けても良い。このようにして 、混合止めを設けるために、ボール弁への非丸形ステムの精密な回転位置付けの 必要は、除去される。 ブレース２８０は、この実施態様において、平端部１８２を有する。それは、 ピンの軸２７５に沿って揺動せず、単にその周りで揺動するために、ブレース２ ８０は、二面角を必要としない。さらに、ブレース２８０は、ピン６４に関して それ自身の軸の周りで回転するために、フランジ８６は、除去される。 吐水口２９を通ったサイホン効果を遮断させる。第１３図に示された如く、座３ １０は、フランジ３８６と一体的に形成され、そしてステム４２は、テーパ先端 、即ち、ブレース３８０の二面角端部３８２を有する。第１４図に示された如く 、座３１１は、全ブレース３８０を形成し、フランジ３８６と二面角８２を含む 。この実施態様はまた、第８図と第９図に示された実施態様に対して記載された 如く、自動調心と限定弾力性を提供する。 水栓への修理のために、交換される必要がある、通常、エラストマーシール２ ５のみが、実際に、交換され、カートリッジ水栓組立品の容易な組立て及び再組 立ての利点を維持する。 ばね押圧密封要素２５に対してボール２４を押圧するようにされた大きな弾力 的バイアス調整リングの必要性は、除去される。ガスケットシールリング９８は 、ボール弁要素２４とカートリッジ筺体５６の間の漏れを防止するためにのみ機 能する。Ｏリング１１２は、カートリッジ筺体５６と下基部材１４の間の漏れを 防止するためにのみ機能する。ボール弁要素２４の垂直位置は、ピン６４と内側 ブレース８０によってカートリッジ筺体５６内で添着される。さらに、シール（ 要素４９）リング９８に対してボール弁２４の固有バイアスを提供するために、 キャップ部材３１へ以前組み込まれた調整リング部材は、随意的になる。リング 部材は、カートリッジ２６が、このリング（不図示）を前に含む現水栓へ改装さ れるならば、組み込まれる。 さらに、ボール弁要素２４は、ボール弁要素を組み込む先行技術の混合弁と比 較して、弁筺体１２の全高を増す必要なしに、容易に交換可能な弁カートリッジ ２６へ組み込まれる。 【図１】 【図２】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＬ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．空洞を規定する筺体に取付けた可動ボール弁要素を有する水栓混合弁であ り、該筺体は、該空洞と流体連通した複数の入口ポートと一つの出口ポートを有 し、該ボール弁要素は、該ポートを通った液体流を流量と温度混合の双方におい て制御するために、該入口ポートと協同し、該ボール弁本体は、制御開口を有し 、該弁要素は、該制御開口を貫通する制御ステムに連結された水栓混合弁におい て、 該混合弁が、筺体部材を有するカートリッジ形態であり、 該カートリッジ筺体部材が、該制御ステムを通過させるための上方開口を有し、 該カートリッジが、該可動ボール弁要素が、該入口ポートと協同するために該筺 体における該凹部へ突き出る下方開口を有し、 該カートリッジ筺体が、該上方開口の周りにシール座を有し、 密封ガスケットが、該カートリッジ筺体における該上方開口の周りの該シール座 において着座され、該可動ボール弁要素に対して密着可能であり、 該ボール弁が、該ボールの大円と実質的に整列された第１弓状溝穴を有し、 シャフトが、横すべり動作に抗して該カートリッジにおいてジャーナルされ、該 ボールの該溝穴を貫通し、該ボールは、該シャフトが該ボールの該溝穴を貫通す る点において該シャフトの軸の周りで回転可能であり、該シャフトが、該ボール 弁の内部に達し、 ブレースが、該ボール弁の上側区分に対して添着され、ボールが該カートリッジ の下方開口から落下するのを防止するための支持を提供するた めに、シャフトに当接することを特徴とする水栓混合弁。 ２．該ブレース部材が、シャフトに対して当接する二面角を含む端部と、シャ フトの正反対側に当接する横フランジを有することをさらに特徴とする請求の範 囲１に記載の水栓混合弁。 ３．該シャフトが、該ボール弁の該内部の中心に達し、 該ブレースが、該シャフトの中心に近接するが、そこからわずかに離間して該シ ャフトに当接し、該ステムの中間位置から該ステムの側部位置への該シャフトに 垂直な軸に沿った該ボール弁の揺動運動により、該ブレースが、該ボールを該シ ャフトに関して押し上げ、該ボール弁と該カートリッジの間の該密封ガスケット の圧縮を増大させることをさらに特徴とする請求の範囲２に記載の水栓混合弁。 ４．該ボールが、該第１溝穴の正反対側に第２弓状溝穴を有し、 該シャフトが、該第１及び第２溝穴の両方を貫通し、該カートリッジ筺体の遠位 端部において着座されることをさらに特徴とする請求の範囲１に記載の水栓混合 弁。 ５．該シャフトが、シャフトの軸の周りのカートリッジ筺体に関するボールの 相対回転を提供するための円形断面を有することをさらに特徴とする請求の範囲 ４に記載の水栓混合弁。 ６．該溝穴が、該制御ステムに添着された取手の遠位端部に近接した平面を規 定する大円にあり、該シャフトに垂直の法線軸を有し、該ボール弁は、一方向が 、該法線軸の周りであり、第２方向が該シャフトの軸の周りである２つの方向に おいて移動することをさらに特徴とする請求の範囲５に記載の水栓混合弁。 ７．該溝穴が、該制御ステムに垂直の平面を規定する大円にあり、該 ボール弁は、一方向が該ステムの中央軸の周りであり、第２方向が、該シャフト の軸の周りである２つの方向において移動することをさらに特徴とする請求の範 囲５に記載の水栓混合弁。 ８．該ブレース部材が、シャフトに当接する二面角を含む端部と、シャフトの 正反対側に当接する横フランジを有することをさらに特徴とする請求の範囲５に 記載の水栓混合弁。 ９．該ブレース部材が、該ボール弁へ通過する該制御ステムの拡張部であるこ とをさらに特徴とする請求の範囲８に記載の水栓混合弁。 １０．該ブレース部材が、該制御ステムに関して回転可能な分離部材であり、 二面角と横フランジを提供し、該ボール弁における該シャフトの据え付けにより 、該横フランジの間に該シャフトを貫入させるために適正に方向付けられるまで 、回転することをさらに特徴とする請求の範囲８に記載の水栓混合弁。 １１．座が、該ブレースの周りに据え付けられ、該ボール弁の上側区分のアパ ーチュアと連通する該ボール弁の内側のアンティサイフォンバルブを規定するこ とをさらに特徴とする請求の範囲８に記載の水栓混合弁。 １２．該カートリッジ筺体が、該上方開口と該シール座の間に介入された従属 フランジを有し、該フランジは、該ボール弁にきわめて近接して、シールの最大 圧縮量を制御するために、該シールに対する該ボール弁の上向き動作への停止限 界を提供することをさらに特徴とする請求の範囲１に記載の水栓混合弁。 １３．該ブレース部材が、シャフトに対して当接する二面角を含む端部と、シ ャフトの正反対側に当接する横フランジを有することをさらに 特徴とする請求の範囲１２に記載の水栓混合弁。 １４．該シャフトが、該ボール弁の該内部の中心に達し、 該ブレースが、該シャフトの中心に近接するが、そこからわずかに離間して該シ ャフトに当接し、該ステムの中間位置から該ステムの側部位置への該シャフトに 垂直な軸に沿った該ボール弁の揺動運動により、該ブレースが、該ボールを該シ ャフトに関して押し上げ、該ボール弁と該カートリッジの間の該密封ガスケット の圧縮を増大させることをさらに特徴とする請求の範囲１３に記載の水栓混合弁 。 １５．該ボールが、該第１溝穴の正反対側に第２弓状溝穴を有し、 該シャフトが、該第１及び第２溝穴の両方を貫通し、該カートリッジ筺体の遠位 端部において着座されることをさらに特徴とする請求の範囲１２に記載の水栓混 合弁。 １６．該シャフトが、シャフトの軸の周りのカートリッジ筺体に関するボール の相対回転を提供するための円形断面を有することをさらに特徴とする請求の範 囲１１に記載の水栓混合弁。 １７．該溝穴が、該制御ステムに添着された取手の遠位端部に近接した平面を 規定する大円にあり、該シャフトに垂直の法線軸を有し、該ボール弁は、一方向 が、該法線軸の周りであり、第２方向が該シャフトの軸の周りである２つの方向 において移動することをさらに特徴とする請求の範囲１６に記載の水栓混合弁。 １８．該溝穴が、該制御ステムに垂直の平面を規定する大円にあり、該ボール 弁は、一方向が該ステムの中央軸の周りであり、第２方向が、該シャフトの軸の 周りである２つの方向において移動することをさらに特徴とする請求の範囲１６ に記載の水栓混合弁。 １９．該ブレース部材が、シャフトに当接する二面角を含む端部と、シャフト の正反対側に当接する横フランジを有することをさらに特徴とする請求の範囲１ ６に記載の水栓混合弁。 ２０．該ブレース部材が、該ボール弁へ通過する該制御ステムの拡張部である ことをさらに特徴とする請求の範囲１９に記載の水栓混合弁。 ２１．該ブレース部材が、該制御ステムに関して回転可能な分離部材であり、 二面角と横フランジを提供し、該ボール弁における該シャフトの据え付けにより 、該横フランジの間に該シャフトを貫入させるために適正に方向付けられるまで 、回転することをさらに特徴とする請求の範囲１９に記載の水栓混合弁。 ２２．座が、該ブレースの周りに据え付けられ、該ボール弁の上側区分のアパ ーチュアと連通する該ボール弁の内側のアンティサイフォンバルブを規定するこ とをさらに特徴とする請求の範囲１９に記載の水栓混合弁。 ２３．空洞を規定する筺体に取付けた可動ボール弁要素を有する水栓混合弁で あり、該筺体は、該空洞と流体連通した複数の入口ポートと一つの出口ポートを 有し、該ボール弁要素は、該ポートを通った液体流を流量と温度混合の双方にお いて制御するために、該入口ポートと協同し、該ボール弁本体は、制御開口を有 し、該弁要素は、該制御開口を貫通する制御ステムに連結された水栓混合弁にお いて、 該混合弁が、筺体部材を有するカートリッジ形態であり、 該カートリッジ筺体部材が、該制御ステムを通過させるための上方開口を有し、 該カートリッジが、該可動ボール弁要素が、該入口ポートと協同するた めに該筺体における該凹部へ突き出る下方開口を有し、 密封ガスケットが、該カートリッジ筺体における該上方開口を通った流体流を防 止するために、該ボール弁と該カートリッジ筺体の間に着座され、 該ボール弁が、第１弓状溝穴を有し、 突出部が、該カートリッジに並進式に添着され、該ボールの該溝穴を貫通し、該 ボールは、該ボールの該溝穴を貫通する点において該突出部の軸の周りで回転可 能であり、 支持物が、ボール弁の上側区分に当接するように、該ボールの中空内部区分の該 突出部から延びており、ボールが該カートリッジの下方開口から落下するのを防 止するための支持を提供することを特徴とする水栓混合弁。 ２４．該カートリッジ筺体が、該上方開口と該密封ガスケットの間に介入され た従属フランジを有し、該フランジは、該ボール弁にきわめて近接して、密封ガ スケットの最大圧縮量を制御するために、該密封ガスケットに対する該ボール弁 の上向き動作への停止限界を提供することをさらに特徴とする請求の範囲２３に 記載の水栓混合弁。 ２５．ボール弁要素が、少なくとも一つの入口と出口を有し、 該カートリッジ筺体部材が、制御ステムを通過させるための上方開口を有し、 カートリッジ筺体が、該可動ボール弁要素が突き出る下方開口を有し、 該ボール弁要素は、その少なくとも一つの入口が、該入口ポートと選択的に整列 又は不整列にされる如く、該カートリッジの下の該混合弁に入口ポートに近接し て着座可能であり、 密封ガスケットが、該カートリッジ筺体における該上方開口を通った流体流を防 止するために、該ボール弁と該カートリッジ筺体の間に着座され、 該ボール弁が、第１弓状溝穴を有し、 突出部が、該カートリッジに並進式に添着され、該ボールの該溝穴を貫通し、該 ボールは、該ボールの該溝穴を貫通する点において該突出部の軸の周りで回転可 能であり、 支持物が、ボール弁の上側区分に当接するように、該ボールの中空内部区分の該 突出部から延びており、ボールが該カートリッジの下方開口から落下するのを防 止するための支持を提供することを特徴とする混合弁のためのボール弁カートリ ッジ。 ２６．該カートリッジ筺体が、該上方開口と該密封ガスケットの間に介入され た従属フランジを有し、該フランジは、該ボール弁にきわめて近接して、密封ガ スケットの最大圧縮量を制御するために、該密封ガスケットに対する該ボール弁 の上向き動作への停止限界を提供することをさらに特徴とする請求の範囲２５に 記載のボール弁カートリッジ。 ２７．該突出部が、該カートリッジにおいてジャーナルされ、該ボールの該溝 穴を貫通するシャフトであり、該ボールが、該シャフトが該ボールの該溝穴を貫 通する点において該シャフトの軸の周りで回転可能であり、 該シャフトが、該ボール弁の該内部の中心に達し、 該ブレースが、該シャフトの中心に近接するが、そこからわずかに離間して該シ ャフトに当接し、該ステムの中間位置から該ステムの側部位置への該シャフトに 垂直な軸に沿った該ボール弁の揺動運動により、該ブ レースが、該ボールを該シャフトに関して押し上げ、該ボール弁と該カートリッ ジの間の該密封ガスケットの圧縮を増大させることをさらに特徴とする請求の範 囲２６に記載のボール弁カートリッジ。 ２８．該ブレース部材が、シャフトに対して当接する二面角を含む端部と、シ ャフトの正反対側に当接する横フランジを有することをさらに特徴とする請求の 範囲２７に記載のボール弁カートリッジ。 ２９．該ブレース部材が、該ボール弁へ通過する該制御ステムの拡張部である ことをさらに特徴とする請求の範囲２８に記載のボール弁カートリッジ。 ３０．該ブレース部材が、該制御ステムに関して回転可能な分離部材であり、 二面角と横フランジを提供し、該ボール弁における該シャフトの据え付けにより 、該横フランジの間に該シャフトを貫入させるために適正に方向付けられるまで 、回転することをさらに特徴とする請求の範囲２８に記載のボール弁カートリッ ジ。 ３１．座が、該ブレースの周りに据え付けられ、該ボール弁の上側区分のアパ ーチュアと連通する該ボール弁の内側のアンティサイフォンバルブを規定するこ とをさらに特徴とする請求の範囲２８に記載のボール弁カートリッジ。 ３２．該ボールが、該第１溝穴の正反対側に第２弓状溝穴を有し、 該シャフトが、該第１及び第２溝穴の両方を貫通し、該カートリッジ筺体の遠位 端部において着座されることをさらに特徴とする請求の範囲２７に記載のボール 弁カートリッジ。 ３３．該シャフトが、シャフトの軸の周りのカートリッジ筺体に関するボール の相対回転を提供するための円形断面を有することをさらに特 徴とする請求の範囲３２に記載のボール弁カートリッジ。 ３４．該溝穴が、制御ステムに関して傾斜された平面を規定する大円にあり、 該シャフトに垂直の法線軸を有し、該ボール弁は、一方向が、該法線軸の周りで あり、第２方向が該シャフトの軸の周りである２つの方向において移動すること をさらに特徴とする請求の範囲３３に記載のボール弁カートリッジ。 ３５．該溝穴が、該制御ステムに垂直の平面を規定する大円にあり、該ボール 弁は、一方向が該ステムの中央軸の周りであり、第２方向が、該シャフトの軸の 周りである２つの方向において移動することをさらに特徴とする請求の範囲３３ に記載のボール弁カートリッジ。 ３６．該ブレース部材が、シャフトに当接する二面角を含む端部と、シャフト の正反対側に当接する横フランジを有することをさらに特徴とする請求の範囲３ ３に記載のボール弁カートリッジ。 ３７．該ブレース部材が、該ボール弁へ通過する該制御ステムの拡張部である ことをさらに特徴とする請求の範囲３６に記載のボール弁カートリッジ。 ３８．該突出部が、該カートリッジにおいてジャーナルされ、該ボールの該溝 穴を貫通するシャフトであり、該ボールが、該シャフトが該ボールの該溝穴を貫 通する点において該シャフトの軸の周りで回転可能であり、 該シャフトが、該ボール弁の該内部の中心に達し、 該ブレースが、該シャフトの中心に近接するが、そこからわずかに離間して該シ ャフトに当接し、該ステムの中間位置から該ステムの側部位置への該シャフトに 垂直な軸に沿った該ボール弁の揺動運動により、該ブ レースが、該ボールを該シャフトに関して押し上げ、該ボール弁と該カートリッ ジの間の該密封ガスケットの圧縮を増大させることをさらに特徴とする請求の範 囲２５に記載のボール弁カートリッジ。 ３９．該ボールが、該第１溝穴の正反対側に第２弓状溝穴を有し、該シャフト が、該第１及び第２溝穴の両方を貫通し、該カートリッジ筺体の遠位端部におい て着座されることをさらに特徴とする請求の範囲３８に記載のボール弁カートリ ッジ。 ４０．該シャフトが、シャフトの軸の周りのカートリッジ筺体に関するボール の相対回転を提供するための円形断面を有することをさらに特徴とする請求の範 囲３９に記載のボール弁カートリッジ。 ４１．該溝穴が、制御ステムに関して傾斜された平面を規定する大円にあり、 該シャフトに垂直の法線軸を有し、該ボール弁は、一方向が、該法線軸の周りで あり、第２方向が該シャフトの軸の周りである２つの方向において移動すること をさらに特徴とする請求の範囲４０に記載のボール弁カートリッジ。 ４２．該溝穴が、該制御ステムに垂直の平面を規定する大円にあり、該ボール 弁は、一方向が該ステムの中央軸の周りであり、第２方向が、該シャフトの軸の 周りである２つの方向において移動することをさらに特徴とする請求の範囲４０ に記載のボール弁カートリッジ。 ４３．該ブレース部材が、シャフトに当接する二面角を含む端部と、シャフト の正反対側に当接する横フランジを有することをさらに特徴とする請求の範囲４ ０に記載のボール弁カートリッジ。 ４４．該ブレース部材が、該ボール弁へ通過する該制御ステムの拡張部である ことをさらに特徴とする請求の範囲４３に記載のボール弁カー トリッジ。 ４５．ボール弁が、ボールの大円の実質的に周りに第１弓状溝穴を有し、 ブレースが、該ボール弁の上側区分に対して添着され、該ボールの該溝穴を貫通 可能なシャフトに当接可能であり、該ボールが、該シャフトが該ボールの該溝穴 を貫通する点において、該シャフトの軸の周りで回転可能であることを特徴とす る水栓のためのボール弁。 ４６．空洞を規定する筺体に取付けた可動ボール弁要素を有する水栓混合弁で あり、該筺体は、該空洞と流体連通した複数の入口ポ−トと一つの出口ポ−トを 有し、該ボール弁要素は、該ポートを通った液体流を流量と温度混合の双方にお いて制御するために、該入口ポートと協同し、該弁本体は、制御開口を有し、該 弁要素は、キャップ部材における該制御開口を貫通する制御ステムに連結された 水栓混合弁において、改良が、該キャップ部材が、該制御開口の周りにシール座 を有し、 密封ガスケットが、該キャップ部材における該上方開口の周りの該シール座にお いて、該可動ボール弁要素に対して密着して、着座され、 該ボール弁が、該ボールの大円と実質的に整列した第１弓状溝穴を有し、シャフ トが、横すべり動作に抗して該本体においてジャーナルされ、該ボールの該溝穴 を貫通し、該ボールが、該シャフトが該ボールの該溝穴を貫通する点において該 シャフトの軸の周りで回転可能であり、 該シャフトが、該ボール弁の内部に達し、 ブレースが、該ボール弁の上側区分に対して添着され、シャフトに当接すること を特徴とする水栓混合弁。 ４７．該シャフトが、該ボール弁の該内部の中心に達し、 該ブレースが、該シャフトの中心に近接するが、そこからわずかに離間して該シ ャフトに当接し、該ステムの中間位置から該ステムの側部位置への該シャフトに 垂直な軸に沿った該ボール弁の揺動運動により、該ブレースが、該ボールを該シ ャフトに関して押し上げ、該ボール弁と該カートリッジの間の該密封ガスケット の圧縮を増大させることをさらに特徴とする請求の範囲４６に記載の水栓混合弁 。 ４８．該ボールが、該第１溝穴の正反対側に第２弓状溝穴を有し、 該シャフトが、該第１及び第２溝穴の両方を貫通し、該カートリッジ筺体の遠位 端部において着座されることをさらに特徴とする請求の範囲４６に記載の水栓混 合弁。 ４９．該シャフトが、シャフトの軸の周りのカートリッジ筺体に関するボール の相対回転を提供するための円形断面を有することをさらに特徴とする請求の範 囲４８に記載の水栓混合弁。 ５０．該溝穴が、側制御ステムに添着された取手の遠位端部に近接した平面を 規定する大円にあり、該シャフトに垂直の法線軸を有し、該ボール弁は、一方向 が、該法線軸の周りであり、第２方向が該シャフトの軸の周りである２つの方向 において移動することをさらに特徴とする請求の範囲４９に記載の水栓混合弁。 ５１．該溝穴が、該制御ステムに垂直の平面を規定する大円にあり、該ボール 弁は、一方向が該ステムの中央軸の周りであり、第２方向が、該シャフトの軸の 周りである２つの方向において移動することをさらに特徴とする請求の範囲４９ に記載の水栓混合弁。