KR100328509B1 - 수도밸브 카트리지의 실링구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수도밸브 카트리지의 실링구조에 관한 것으로, 냉온수 공급통로와 배출통로를 갖춘 세라믹 재질의 디스크 하판과, 상기 디스크 하판이 안착되어 냉온수의 공급로를 결정해 주는 베이스가 수도밸브 카트리지 내부에 설치된 수도밸브 카트리지 구조에서, 상기 베이스에 형성된 냉온수 공급공과 배출공의 주변에 각각 형성된 패킹삽입홈이 고무패킹의 높이보다 더 깊게 형성되어 패킹삽입홈에 삽입된 고무패킹위에 소정 깊이의 접촉홈이 형성되게 되어 있는 한편, 상기 디스크 하판에 상기 베이스의 접촉홈에 각각 끼워져 베이스와 디스크 하판사이를 패킹시키는 패킹돌출부가 형성된 구조로 되어 있다. 이러한 구조로 이루어진 본 발명의 수도밸브 카트리지 구조는 수도밸브를 급격하게 잠글 때 발생하는 워터해머링 (Water - Hammering)시의 순간적인 고압에도 고무패킹이 변형이탈되지 않아 수도밸브 카트리지에 고무패킹의 손상으로 인한 고장이 발생하지 않게 한다.

Description

수도밸브 카트리지의 실링구조{Sealing construction of cartridge for a tap valve}

본 발명은 수도밸브 카트리지의 실링구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수도밸브 카트리지에 내장된 고무패킹의 변형 손상을 방지할 수 있게 한 수도밸브 카트리지의 실링구조에 관한 것이다.

일반적으로, 수도밸브(51)는 도 2에 도시된 바와 같이, 냉 온수의 공급관 및 배출구에 직접 연결되는 수도밸브 몸체(53)와, 상기 수도밸브 몸체(53)의 내부에 설치되어 냉 온수의 개폐를 조절하는 수도밸브 카트리지(55), 상기 수도밸브 카트리지(55)의 외주면에 결합되는 누르개(57) 및 상기 누르개(57)의 상단에 결합되어 냉온수의 개폐를 조절하는 핸들(59)로 이루어져 있다.

그리고, 상기 수도밸브 카트리지(55)는 도 3 에 도시된 바와 같이, 카트리지 하우징(61)의 내부에 상기 핸들(59)에 의해 조절되면서 냉온수 개폐 및 혼합을 조절하는 조절대(63)와, 상기 조절대(63)를 안내하는 부시(65), 상기 부시(65)의 아래에 결합되어 조절대(63)에 의해 전후 슬라이딩 운동하는 시트캡(67), 상기 시트캡(67) 아래에 결합되어 조절대(63)의 조작각도에 따라 전후,좌우로 회동하면서 냉온수 통과량을 조절하는 세라믹 재질의 디스크 상판(69), 냉온수의 공급통로(71a,71b)와 배출통로(71c) 및 결합홈(71d)을 갖추고서 상기 디스크 상판(69)의 아래에 결합되는 세라믹 재질의 디스크 하판(71) 및 냉온수 공급공(73a,73b)과 배출공(73c) 및 결합편(73d)을 갖추고 상기 디스크 하판(71) 아래에 결합되어 상기 카트리지 하우징(61)의 최하단을 이루는 베이스(73)로 구성되어 있다.

이러한 일반적인 수도밸브 카트리지(55)에서 냉수 및 온수는 냉 온수 공급관을 통하여 공급되어 상기 베이스의 공급공(73a,73b)과 상기 디스크 하판(71)의 공급통로(71a,71b)를 지나 상기 디스크 상판의 오픈된 공간을 통하여 디스크 하판(71)의 배출통로(71c)로 유입되고 베이스(73)의 배출공(73c)을 지나 밸브 몸체의 배출구로 배출된다.

그리고 상기 카트리지에는 도 4에 도시된 바와 같이 상기 디스크 하판(71)과 상기 베이스(73) 사이를 실링하는 제 1 고무패킹(77)과 상기 베이스(73)와 상기 수도 밸브 몸체(53)사이를 실링하는 제 2 고무패킹(79)이 설치되는데, 상기 제 1 및 제 2 고무패킹(77,79)의 설치방법에는 대체적으로 3가지가 있는 바, 그 첫째는 도 4a)에 도시된 바와 같이 상기 베이스(73)의 냉온수 공급공의 상단 주변에 형성된 환형의 패킹삽입홈(81)에 상기 제 1 고무패킹(77)을 삽입하여 상기 베이스(73)와 상기 디스크 하판(71)사이를 실링하고, 상기 베이스(73)의 냉 온수 공급공(73a,73b)의 하단 주변에 형성된 환형의 패킹삽입홈(81)에 상기 제 2 고무패킹(79)을 삽입하여 상기 베이스(73)와 상기 수도 밸브 몸체(53) 사이를 실링하는 구조이다.

이러한 구조에서, 상기 베이스(73)와 디스크 하판(71)에 대해 디스크 상판(69)을 움직여 물의 흐름을 급격히 차단하면 워터 해머링(Water -Hammering)이 발생하게 되고, 이때 생긴 순간적인 고압에 의해 디스크 하판(71)이 (가)의 위치에서 점선으로 표시된 (나)와 같이 일시적으로 위로 뜨는 현상이 발생한다. 이와 동시에 고무패킹홈(81) 속에 삽입설치된 제 1 고무패킹(77)이 상기 디스크 하판(71)이 위로 뜰 때 베이스(73)와의 사이에 확장된 틈(85)으로 (다)와 같이 변형이탈하여 누수가 발생하고, 이탈된 채로 디스크 하판(71)에 눌려 소성변형하여 누수가 지속되고 수도밸브 카트리지에 고장을 일으키게 된다.

두번째로 도 4의 b)에 도시된 바와 같이 상기 제 2 고무패킹(79)은 도 4의 a)의 실링구조와 동일하게 설치되고, 상기 제 1 고무패킹(77)은 상기 디스크 하판(71)의 냉온수 공급통로(71a,71b)의 일부와 상기 베이스(73)의 냉온수 공급공(73a,73b)의 일부에 턱(87,89)을 만들어 이 턱(87,89)에 끼워져서 내벽면을 이루도록 한 것이다. 이러한 실링구조 역시 워터 해머링시 상기 디스크 하판(71)이 (가)의 위치에서 (나)의 위치로 뜨면서 확장된 틈으로 상기 제 1 고무패킹(77)이 (다)와 같이 이탈되어 누수가 발생될 수 있다.

한편, 세라믹 디스크의 제작공정중 노에서 소성가공하는 과정이 있는데, 이때 세라믹은 수축하면서 휘어지게 된다. 따라서 소성가공 후에는 표면을 평면화 및 경면화 시키는 작업이 필요한데, 평탄한 외면은 이러한 평면화 및 경면화 작업이 가능하지만, 음각으로 된 턱(87)이 있는 경우는 평면화 작업이 불가능하므로 결국은 휘어진 음각 턱(87)의 내면에 고무패킹이 닿아 실링하게 된다.

따라서, 도 4b)의 실링구조는 위와 같은 현상으로 각각의 수도밸브 카트리지마다 고무패킹의 눌림량이 일정하지 않아, 상기 조절대(63)를 통하여 전달되는 카트리지 작동 토크가 수도밸브마다 달라지는 품질상의 문제가 생긴다.

세 번째로 도 4c)의 경우는 상기 제 1 고무패킹과 상기 제 2 고무패킹이 연결되어 하나의 고무패킹(91)의 일단은 디스크 하판(71)에 일정높이로 만들어진 턱(87)에 끼워지고, 타단은 수도 밸브 몸체(53)까지 이어져 냉온수 공급공(73a,73b)의 전체내벽면을 이루도록 되어 있다.

이러한 구조 역시 워터 해머링시 상기 디스크 하판(71)이 (가)에서 (나)의 위치로 뜨면서 상기 베이스(19)와의 사이에 확장된 틈(85)으로 상기 고무패킹(91)이 쉽게 소성변형 및 이탈 할 수 있으며, 상기 디스크 하판(71)에 음각으로 된 턱(87)을 만들고 상기 홈에 상기 일체형 고무패킹의 일단이 끼워지는 형태이므로 도 4b)의 실링구조에서와 같이 각각의 수도밸브마다 카트리지 작동토크가 달라지는 품질상의 문제가 생긴다.

또한, 도 4 a),b),c)의 경우 전체에 있어서, 상기 베이스(73)와 상기 디스크 하판(71)을 결합시키기 위해 상기 베이스(73)의 주변에는 결합편(73d)이 구비되어 있어야 할 뿐 아니라, 디스크 하판(71)에도 상기 결합편(73d)이 끼워지는 결합홈(71d)이 필요하게 된다. 이러한 구조는 상기 베이스(73)와 디스크 하판(71)의 직경을 커지게 하므로 가격이 비싼 세라믹의 경우 원가가 상승되는 문제가 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 제반 문제들을 해결하기 위한 것으로, 수도밸브의 손잡이를 급격하게 조작하여 물의 흐름이 순간적으로 차단될 때 발생하는 워터 해머링시 디스크 하판이 일시적으로 위로 뜨더라도 누수가 발생하지 않게 하고 고무 패킹의 손상을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 각각의 밸브의 카트리지 작동토크를 일정하게 하여 품질을 향상시킴과 더불어, 상기 베이스와 상기 디스크 하판의 결합돌기와 결합편을 제거하여 직경을 축소시켜서 원가를 절감할 수 있는 수도밸브 카트리지 실링구조를 제공하는데 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 냉온수 공급통로와 배출통로를 갖춘 디스크 하판과, 상기 디스크 하판이 안착되어 냉온수의 공급로를 결정해 주는 베이스가 수도밸브 카트리지 내부에 설치되고, 상기 베이스에 형성된 냉온수 공급공과 배출공의 주변에 각각 형성된 패킹삽입홈이 고무패킹의 높이보다 더 깊게 형성되어 패킹삽입홈에 삽입된 고무패킹위에 소정 깊이의 접촉홈이 형성되게 되어 있는 한편, 상기 디스크 하판에 상기 베이스의 접촉홈에 각각 끼워져 베이스와 디스크 하판사이를 패킹시키는 패킹돌출부가 형성된 구조로 되어 있다. 또한, 상기 베이스의 가장자리에는 환형돌출턱이 구비되고 그 중앙부에 오목한 디스크 하판 안착홈이 형성되게 하여 이 안착홈에 상기 디스크 하판이 안착되게 되어 있다.

이와 같은 실링구조에 의하여, 수도밸브 카트리지에 워터해머링이 발생하여 디스크 하판이 일시적으로 위로 뜨더라도 상기 디스크 하판의 패킹돌출부는 베이스의 패킹삽입홈 내에 있게 되므로 누수가 발생하지 않게되고, 고무패킹이 이탈하지 않으므로 변형 및 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 디스크 하판에서 평면화 및 경면화 연마작업이 가능한 패킹돌출부가 고무패킹에 닿게 되므로 각각의 밸브의 카트리지 작동 토크를 일정하게 하여 품질을 향상시킬 수 있고, 상기 디스크 하판이 상기 베이스의 안착홈에 끼워지는 형태이므로 결합돌기와 결합편을 제거하여 직경을 축소시켜서 원가를 절감할 수 있게 되는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 카트리지 실링구조 단면도

도 2는 일반적인 수도 밸브의 사시도 및 분해사시도

도 3은 일반적인 수도 밸브 카트리지의 사시도 및 분해사시도

도 4는 종래의 카트리지 실링구조의 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

51 : 수도밸브 5,53 : 밸브 몸체

55 : 수도 밸브 카트리지 63 : 조절대

19,69 : 디스크 상판 17,71 : 디스크 하판

11,73 : 베이스 21,23,25,77,79,91 : 고무패킹

27 : 패킹삽입홈 29 : 접촉홈

31 : 패킹돌출부 39 : 안착홈

7, 73a, 73b : 냉온수 공급공 9, 73c : 냉온수 배출공

13, 71a, 71b : 냉온수 공급통로 15, 71c : 냉온수 배출통로

이하, 본 발명에 따른 수도밸브 카트리지의 실링구조의 바람직한 일실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 a) 및 b),c)는 본 발명에 의한 실링구조가 도 2 의 일반적인 수도밸브와 상기 수도 밸브의 내부에 구비된 도 3의 일반적인 수도 밸브 카트리지에 적용되는 경우이다.

본 발명은 상기 수도 밸브 카트리지에서 냉온수 공급관(1)과 배출구(3)를 갖춘 밸브 몸체(5)와 공급공(7)과 배출공(9)을 갖추고 상기 밸브 몸체(5) 위에 설치되는 베이스(11), 공급통로(13)와 배출통로(15)를 갖추고 상기 베이스(11) 위에 설치되는 세라믹 재질의 디스크 하판(17) 및 상기 디스크 하판(17)의 위에 설치되어 공급통로(13)에서 나온 물을 배출통로(15)로 유도하는 세라믹 재질의 디스크 상판(19)으로 구성된 부분의 실링구조에 대한 것으로 도 1a)는 제 1 고무패킹(21)과 제 2 고무패킹(23)이 따로 설치된 예이며, 도 1b)는 제 1 고무패킹과 제 2 고무패킹이 연결된 하나의 고무패킹(25)으로 된 예이다.

먼저 도 1a)에서는 상기 베이스(11)에 형성된 냉온수 공급공(7)과 배출공(9)의 주변 상단에 패킹삽입홈(27)이 제 1 고무패킹(21)의 높이보다 더 깊게 형성되고, 패킹삽입홈(27)에 삽입된 제 1 고무패킹(21)위에 소정 깊이(h)의접촉홈(29)이 형성되게 되어 있는 한편, 상기 디스크 하판(17)에는 상기 베이스(11)의 접촉홈(29)에 끼워져 베이스(11)와 디스크 하판(17) 사이를 패킹시키는 패킹돌출부(31)가 형성된 구조로 되어 있으며, 베이스(11)의 냉온수 공급공(7)과 배출공(9)의 주변 하단에는 제 2 고무패킹 높이의 패킹삽입홈(33)이 형성되어 상기 제 2 고무패킹(23)이 삽입되는 구조로 되었다. 또한, 상기 베이스(11)의 가장자리에는 환형돌출턱(35)이 구비되고, 그 중앙부에는 오목한 디스크 하판 안착홈(39)이 형성되게 하여 이 안착홈(39)에 상기 디스크 하판(17)이 안착되게 되어 있다.

따라서, 급격한 단수에 의한 순간적인 고압으로 워터해머링이 발생하여 상기 디스크 하판(17)이 일시적으로 위로 뜨더라도 상기 패킹돌출부(31)는 상기 베이스(11)의 접촉홈(29)내에서 상,하 이동하게 되므로 누수를 방지함과 동시에 상기 제 1 고무패킹(21)이 이탈되거나 변형되는 것을 막을 수 있다.

또한, 상기 디스크 하판(17)이 고무패킹(21)과 닿는 부분인 패킹돌출부(31)는 디스크 하판(17)의 외면을 이루므로 제작공정중 평면화 및 경면화 연마작업이 가능하여 각각의 수도밸브마다 전달되는 카트리지 작동토크가 일정하도록 고무패킹의 눌림량을 일정하게 해줄수 있어 품질의 향상을 기대할 수 있다. 아울러 상기 디스크 하판(17)이 상기 베이스(11)에 형성된 안착홈에 끼워지는 형태이므로 디스크 하판의 결합홈(71d)과 베이스의 결합돌기(71d)가 불필요하여 디스크 하판(17)과 베이스(11)의 직경이 작아지게 된다. 이는 특히 제작비의 상당 부분을 차지하는 세라믹을 절약할 수 있어 원가 절감의 효과가 큰 것이다.

도 1b)의 구조는 베이스(11)의 냉온수 공급공(7)의 주변면(37) 하단에 제 1 및 제 2 고무패킹이 연결된 하나의 고무패킹(25)과 상기 고무패킹(25)의 높이보다 소정높이(h)만큼 높으면서 물과 직접 접촉하는 환형 가이드(41)가 차례로 끼워져 상기 고무패킹(25) 상단의 상기 베이스(11)와 상기 가이드(41) 사이에 도 1a)의 경우와 같이 접촉홈(29)이 형성되게 된다. 그리고, 상기 디스크 하판(17)에는 역시 패킹돌출부(31)가 형성되어 상기 접촉홈(29)에 끼워진다.

이러한 도 1b)의 실시예 역시 워터 해머링이 발생하여 디스크 하판이 일시적으로 위로 뜨더라도 베이스(11)의 냉온수 공급공의 주변면(37)과 환형 가이드(41)에 의해 생긴 접촉홈(29) 내에서 상,하 이동하게 되므로 누수를 방지함과 동시에 상기 고무패킹(25)이 이탈되거나 변형되는 것을 막을 수 있다.

또한, 도 1b) 경우의 디스크 하판(17)도 도 1a) 경우의 디스크 하판과 동일한 형태로서 패킹돌출부(31)의 평면화 및 경면화가 가능하여 각각의 수도밸브마다 전달되는 카트리지 작동토크가 일정하도록 품질을 향상시킬 수 있으며, 상기 디스크 하판(17)이 상기 베이스(11)의 냉온수 공급공 주변면(37)에 접하여 끼워지는 형태이므로 디스크 하판(17)의 결합홈과 베이스(11)의 결합편이 제거되어 세라믹 재질의 디스크 하판(17)의 직경을 줄여 원가를 절감할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 발명에 의한 수도밸브 카트리지의 실링구조에 의하면 베이스에 형성된 냉온수 공급공과 배출공의 주변에 각각 형성된 패킹삽입홈이 고무패킹의 높이보다 더 깊게 형성되어 패킹삽입홈에 삽입된 고무패킹 위에 소정 깊이의 접촉홈이 형성되게 되어 있는 한편, 상기 디스크 하판에는 상기 베이스의 접촉홈에 각각 끼워져 베이스와 디스크 하판 사이를 패킹시키는 패킹돌출부가 형성된 구조, 또는 베이스의 공급공과 배출공의 하단 주변에 하나의 고무패킹과 상기 고무패킹의 높이 보다 높은 가이드가 차례로 끼워지고, 고무패킹 상단에 생긴 베이스와 가이드 사이의 패킹 삽입홈에는 디스크 하판에 형성된 패킹돌출부가 끼워지는 구조로 이루어진다.

이러한 구조에 의하여, 수도밸브의 손잡이를 급격하게 조작하여 물의 흐름이 순간적으로 차단될 때 워터해머링이 발생하여 상기 디스크 하판이 위로 뜨더라도 상기 패킹돌출부는 상기 베이스의 접촉홈 내에서 상,하 이동하게 되므로 누수를 방지함과 동시에 상기 제 1 고무패킹이 이탈되거나 변형되는 것을 막을 수 있다.

또한, 본 발명에 의한 실링구조에서는 상기 디스크 하판이 고무패킹과 닿는 부분인 패킹돌출부가 디스크 하판의 외면을 이루므로 제작공정중 평면화 및 경면화의 연마작업이 가능하여 각각의 수도밸브마다 동일한 카트리지 작동토크가 전달되도록 고무패킹의 눌림량을 조정하여 품질을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

그리고 상기 디스크 하판이 상기 베이스에 형성된 안착홈에 끼워지는 형태이므로 디스크 하판의 결합홈과 베이스의 결합편이 불필요하여 베이스의 직경이 작아지게 된다. 이는 특히 제작비의 상당 부분을 차지하는 세라믹의 사용량을 줄일 수 있고, 소성가공 및 평면화 연마 과정에서도 크기가 작아지면 상대적으로 많은 수의 디스크를 한번에 가공 및 연마할 수 있어 원가 절감의 효과가 큰 것이다.

Claims (2)

1. 카트리지 하우징 내부에 조절대와, 상기 조절대를 안내하는 부시와 상기 부시의 아래에서 상기 조절대에 의해 전후 슬라이딩 운동하는 시트캡과 상기 시트캡 아래에서 전후,좌우로 회동하여 냉온수의 개폐를 조절하는 디스크 상판과 상기 디스크 상판의 아래에 놓인 냉온수의 공급통로와 배출통로가 있는 디스크 하판과 상기 디스크 하판 아래에 놓여 상기 카트리지 하우징의 하단으로서 냉온수공급공과 배출공이 만들어진 베이스를 구비한 수도밸브 카트리지에서 상기 디스크 하판과 상기 베이스사이와 상기 베이스와 밸브 몸체 사이를 실링하는 하나 이상의 고무패킹으로 이루어진 실링구조에 있어서,

   상기 베이스(11)에 형성된 냉온수 공급공(7)과 배출공(9)의 주변에 각각 형성된 패킹삽입홈(27)이 고무패킹(21,25)의 높이보다 더 깊게 형성되어 패킹삽입홈(27)에 삽입된 고무패킹(21,25)위에 소정 깊이의 접촉홈(29)이 형성되게 되어 있는 한편, 상기 디스크 하판(17)에 상기 베이스(11)의 접촉홈(29)에 각각 끼워져 베이스(11)와 디스크 하판(17)사이를 패킹시키는 패킹돌출부(31)가 형성된 구조를 포함함을 특징으로 하는 수도 밸브의 카트리지의 실링구조
2. 상기 제 1 항에 있어서, 상기 베이스(11)의 가장자리에는 환형 돌출턱(35)이 구비되고 그 중앙부에는 오목한 안착홈(39)이 형성되어 상기 디스크 하판(17)이 상기 베이스(11)의 안착홈(39)에 안착되는 구조를 포함함을 특징으로 하는 수도 밸브의 카트리지의 실링구조