KR101288074B1 - 에너지 절감형 수도밸브 카트리지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에너지 절감형 수도밸브 카트리지에 관한 것으로서, 수도밸브 카트리지에 있어서, 냉수, 온수 또는 혼합수의 출수를 위해 조작되는 레버; 상기 냉수가 유입되는 냉수 유입구와, 상기 온수가 유입되는 온수 유입구와, 혼합수 토출구를 구비하는 고정 디스크; 상기 고정 디스크에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 레버의 조작 시 함께 동작되면서 상기 냉수 유입구, 상기 온수 유입구 및 상기 혼합수 토출구를 선택적으로 개폐하는 가동 디스크; 하부에서 상기 가동 디스크와 결합되며, 상부에서 상기 레버와 결합하여 상기 레버의 회전력을 상기 가동 디스크로 전달하는 디스크 커버; 및 상기 레버와 연결되어 상기 레버의 동작을 가이드하되 일측에서 상기 디스크 커버와 연결되는 슬라이딩 가이드; 및 상기 디스크 커버 및 상기 슬라이딩 가이드에 설치되어 상기 레버의 이동을 단계적으로 제한함으로써 상기 레버가 다단으로 온(on) 조작되도록 하는 단 조작 수단을 포함한다.

Description

에너지 절감형 수도밸브 카트리지{Cartridge for cold water and hot water}

본 발명은, 에너지 절감형 수도밸브 카트리지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 레버의 단계적인 조작이 가능토록 하여 냉수와 냉온 혼합수의 토출 구간을 구분 형성함으로써, 레버가 최초 조작될 때 냉수만이 단독으로 토출되도록 하여 불필요한 온수의 낭비를 방지하고, 에너지를 절감할 수 있는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지에 관한 것이다.

수도밸브 카트리지는 수전 토수구 등에 널리 사용될 수 있는 것으로서 냉수 및 온수 그리고 냉온 혼합수를 적당한 온도로 조절하여 공급하기 위한 것이다.

즉, 사용자의 필요에 따른 냉수 공급과 온수 공급이 선택적으로 이루어질 수 있도록 하며, 동시에 필요에 따라 적당한 온도 조절이 이루어진 혼합수도 선택적으로 공급되도록 하기 위한 장치이다.

이러한 기능을 하는 수도밸브 카트리지는 대부분 레버 조작을 통해 냉수, 온수 및 혼합수가 토출되도록 되어 있다.

다시 말해, 레버를 들어 올리거나 내려 온(on)시킨 후에 일측으로 회전시키면 냉수가 토출되고 반대 방향으로 회전시키면 온수가 토출되며, 레버의 회전각도를 적당하게 조절하면 냉온수의 혼합수가 토출된다.

그런데, 이러한 종래의 수도밸브 카트리지에 있어서는, 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저 수전 토수구를 조작 후 습관적으로 조작 핸들을 핸들의 정면(중앙) 위치에 위치시키는 사용자가 있는 경우에는, 다음 사용자가 조작 핸들을 온(on)시키면 냉온 혼합수가 토출되는 문제가 있었다. 이는 조작 핸들의 정면(중앙) 위치에 혼합수가 토출되도록 설계되어 있기 때문이다.

이를 방지하기 위해 일본특허출원 제2009-226460호에서는 조작 핸들의 정면(중앙) 위치에서 냉수만 토출되도록 개선한 수전 토수구를 개시하고 있다. 그러나 상기한 선행기술에서는 온수와 냉수의 혼합 구간을 냉수 구간에 비하여 상대적으로 적게 형성함으로써 혼합수의 온도 조절이 용이하지 않은 단점이 있었다.

또한 사용자에 따라서는 온수를 사용하다가 조작 핸들을 오프(off)시킬 때 조작 핸들을 온수와 냉수의 혼합 구간에 그냥 방치하는 경우도 있다. 즉 조작 핸들이 조작된 그 자리인 혼합 구간에 그대로 위치되기 때문에 다음번 사용자가 냉수를 사용하고자 할 때는 레버를 혼합 구간에서 냉수 구간으로 옮겨야 하는 불편함이 따른다.

또한, 온수는 보일러 등에 연결되어 있기 때문에 조작 핸들의 정면(중앙) 위치에서 혼합수가 토출되도록 설계된 수전 토수구의 경우 조작 핸들을 온(on) 시킬 때나, 또는 냉수 사용을 위해 혼합 구간에 놓인 레버를 다시 냉수 구간으로 옮기는 과정에서 잠시나마 보일러가 가동될 우려가 있거나 아니면 불필요하게 온수가 배출될 수 있어 에너지 낭비의 요인이 될 수도 있으므로 이에 대한 구조 개선이 요구된다.

일본특허출원 제2009-226460호 대한민국특허청 출원번호 제10-2008-0065379호

본 발명의 목적은, 레버의 단계적인 조작이 가능토록 하여 냉수와 냉온 혼합수의 토출 구간을 구분 형성함으로써, 레버가 최초 조작될 때 냉수만이 단독으로 토출되도록 하여 불필요한 온수의 낭비를 방지하고, 에너지를 절감할 수 있는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 수도밸브 카트리지에 있어서, 냉수, 온수 또는 혼합수의 출수를 위해 조작되는 레버; 상기 냉수가 유입되는 냉수 유입구와, 상기 온수가 유입되는 온수 유입구와, 혼합수 토출구를 구비하는 고정 디스크; 상기 고정 디스크에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 레버의 조작 시 함께 동작되면서 상기 냉수 유입구, 상기 온수 유입구 및 상기 혼합수 토출구를 선택적으로 개폐하는 가동 디스크;

하부에서 상기 가동 디스크와 결합되며, 상부에서 상기 레버와 결합하여 상기 레버의 회전력을 상기 가동 디스크로 전달하는 디스크 커버; 및 상기 레버와 연결되어 상기 레버의 동작을 가이드하되 일측에서 상기 디스크 커버와 연결되는 슬라이딩 가이드; 및 상기 디스크 커버 및 상기 슬라이딩 가이드에 설치되어 상기 레버의 이동을 단계적으로 제한함으로써 상기 레버가 다단으로 온(on) 조작되도록 하는 단 조작 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지에 의해 달성된다.

상기 단 조작수단에 의해 1단 구간과 2단 구간이 구분 형성되며, 상기 1단 구간에서는 냉수만이 토출되며, 상기 2단 구간에서는 혼합수가 토출될 수 있다.

상기 단 조작수단은, 상기 슬라이딩 가이드의 내측에서 상기 레버에 연결되어 상기 레버와 함께 가동되며, 일측이 상기 디스크 커버에 결합되는 가동축; 상기 슬라이딩 가이드에 결합되어 상기 레버의 조작에 따른 상기 가동축의 이동을 선택적으로 제한하는 클릭핀; 및 상기 디스크 커버의 상부의 상기 레버를 향한 표면에 형성되어 상기 가동축이 결합되는 축결합부를 포함할 수 있다.

상기 슬라이딩 가이드에는 상기 클릭핀이 결합되는 장소를 형성하는 클릭핀 서포트가 더 마련될 수 있다.

상기 클릭핀 서포트는 상기 가동축의 동작에 따른 상기 클릭핀의 탄성을 유도할 수 있도록 양측이 절개되어 형성되며, 상기 클릭핀은 상기 가동축과 맞닿는 부위가 다른 영역에 비해 상대적으로 첨예하게 제작될 수 있다.

상기 고정 디스크의 상기 냉수 유입구는 제1 및 제2 냉수 유입구로 구성되며, 상기 가동 디스크는, 상기 냉수가 유입되는 제3 냉수 유입구와, 상기 혼합수가 유입되는 혼합수 유입구를 구비하고 상기 고정 디스크에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 레버의 조작 시 함께 동작되면서 상기 제1 및 제2 냉수 유입구, 상기 온수 유입구 및 상기 혼합수 토출구를 선택적으로 개폐할 수 있다.

상기 혼합수 토출구는 원형 형상으로서 상기 고정 디스크의 중앙 영역에 배치되고 상기 제2 냉수 유입구와 상기 온수 유입구는 아크형 장공 형상으로서 상기 혼합수 토출구의 반경 방향 외측 반원 구간에 배치되며, 상기 제1 냉수 유입구는 상기 제2 냉수 유입구와 상기 온수 유입구의 반대편에서 상기 제2 냉수 유입구와 상기 온수 유입구를 합한 면적만큼 아크형 장공으로 형성될 수 있다.

상기 혼합수 유입구는 타원 형상으로서 상기 가동 디스크의 중앙 영역에 배치되며, 상기 제3 냉수 유입구는 아크형 장공의 형상을 가지되 상기 제1 냉수 유입구보다는 작은 면적을 형성할 수 있다.

상기 고정 디스크의 상기 제1 및 제2 냉수 유입구는 서로 연통되는 하나의 구멍(hole)으로 형성되며, 상기 가동 디스크의 제3 냉수 유입구와 혼합수 유입구는 서로 연통되는 하나의 구멍(hole)을 형성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 레버의 단계적인 조작이 가능토록 하여 냉수와 냉온 혼합수의 토출 구간을 구분 형성함으로써, 레버가 최초 조작될 때 냉수만이 단독으로 토출되도록 하여 불필요한 온수의 낭비를 방지하고, 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지가 적용되는 수도밸브의 동작을 도시한 측면도,
도 2는 도 1의 부분적인 평면 구조도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 사시도,
도 4는 도 3의 종단면도,
도 5 및 도 6은 각각 도 3의 정면 및 배면 분해 사시도,
도 7은 가동축과 클릭핀 영역을 설명하기 위한 슬라이딩 가이드의 배면 사시도,
도 8의 (a)는 슬라이딩 가이드의 측면도이고, (b)는 (a)의 A-A선에 따른 단면도,
도 9의 (a) 및 (b)는 각각 클릭핀의 정면도 및 측면도,
도 10의 (a) 및 (b)는 각각 고정 디스크와 가동 디스크의 평면도,
도 11 내지 도 20은 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 동작에 대한 일부 부품들 간의 배치도이다.
도 21의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지에서 고정 디스크와 가동 디스크의 평면도,
도 22의 (a) 내지 (c)는 도 21에 도시된 고정 디스크와 가동 디스크 간의 상대 배치도,
도 23의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지에서 고정 디스크와 가동 디스크의 평면도,
도 24의 (a) 내지 (d)는 도 23에 도시된 고정 디스크와 가동 디스크 간의 상대 배치도이다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지가 적용되는 수도밸브의 동작을 도시한 측면도, 도 2는 도 1의 부분적인 평면 구조도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 사시도, 도 4는 도 3의 종단면도, 도 5 및 도 6은 각각 도 3의 정면 및 배면 분해 사시도, 도 7은 가동축과 클릭핀 영역을 설명하기 위한 슬라이딩 가이드의 배면 사시도, 도 8의 (a)는 슬라이딩 가이드의 측면도이고, (b)는 (a)의 A-A선에 따른 단면도, 도 9의 (a) 및 (b)는 각각 클릭핀의 정면도 및 측면도, 도 10의 (a) 및 (b)는 각각 고정 디스크와 가동 디스크의 평면도, 그리고 도 11 내지 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 동작에 대한 일부 부품들 간의 배치도이다.

이들 도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지는 도 1 및 도 2와 같은 수전(1)에 장착되어 냉수와 온수의 출수 기능, 유량 조절 기능 등을 담당하는 모듈식의 부품으로서, 레버(10), 고정 디스크(20), 가동 디스크(30), 디스크 커버(40), 슬라이딩 가이드(50)와, 레버(10)가 단계적으로 조작되도록 하는 단 조작수단을 포함하며, 단 조작수단은 후술될 가동축(60), 클릭핀(70), 축결합부(41)를 포함한다.

즉 에너지 절감형 수도밸브 카트리지는 도 1에 도시된 수전(1)의 수전 몸체(3)를 경유하여 유입되는 냉수와 온수를 핸들(2)의 조작으로 선택하여 냉수, 온수 혹은 냉온수 혼합수를 수전 토수구(4)로 토출시키는 역할을 한다.

본 실시예의 에너지 절감형 수도밸브 카트리지는 도 1에 도시된 것처럼 오프(off) 상태에서 레버(10)가 연결되는 수전(1)의 핸들(2)을 a 위치로 상향 조작하는 1단 구간에서는 수전 토수구(4)를 통해 오로지 냉수만이 토출되는 냉수전용 토출모드가 구현된다.

이와 같은 1단 구간에서는 도 2의 (a)처럼 수전(1)의 핸들(2)을 좌우 어느 방향으로 회전시키더라도 오로지 냉수만 토출된다. 따라서 1단 구간에서는 보일러가 전혀 가동되지 않기 때문에 에너지 절감 효율을 기대하기에 충분하다.

본 실시예의 수도밸브 카트리지는 도 1에 도시된 것처럼 오프(off) 상태의 레버(10), 즉 레버(10)에 결합된 핸들(2)을 상향 조작하면 핸들(2)이 1차적으로 a위치로 이동하는 1단 구간에 배치되고, 다시 핸들(2)을 상향 조작하면 레버(10)가 클릭구간을 지나가면서 클릭되어 되어 핸들이 b위치로 이동함으로써 2단 구간으로 진입배치될 수 있다. 또 핸들(2)을 더 상향 조작하면 핸들(2)이 c위치로 최대로 이동하면서 2단 구간의 한계 지점을 형성하게 된다. 따라서 도 2의 (b)에 도시된 것처럼 냉수 토출, 온수 토출 또는 혼합수 토출 모두를 선택하는 것이 가능하다.

도 1 및 도 2에 도시된 예에서는 핸들(2)을 냉수전용 토출모드인 1단 구간과 혼합수 토출모드인 2단 구간의 2단계 온(on) 조작만 가능한 것으로 도시되어 있으나, 필요하다면 3단 구간 이상을 배치하는 것도 가능할 것이다.

이하, 도 3 내지 도 20을 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 각 구성을 살펴본다.

우선 레버(10)는 도 1에 도시된 수전(1)의 핸들(2)과 결합되는 것으로서, 사용자가 핸들(2)을 조작하면, 레버(10)가 핸들(2)과 동일한 방향으로 조작된다.

이러한 레버(10)는 냉수, 온수 또는 혼합수의 출수를 위해 후술하는 가동 디스크의 회전을 견인하는 요소로서, 레버(10)의 상단부는 하우징(80)의 외측으로 노출되고 하단부는 슬라이딩 가이드(50)의 내부에 배치되어 가동축(60)과 연결된다.

고정 디스크(20)는 해당 조립 위치에서 고정되는 부품으로서, 표면에는 냉수가 유입되되 서로 다른 위치에 배치되는 제1 및 제2 냉수 유입구(21,22)와, 온수가 유입되는 온수 유입구(23)와, 혼합수가 토출되는 혼합수 토출구(24)가 형성된다.

제1 냉수 유입구(21)는 수도밸브(1)의 핸들(2)을 a 위치로 올려 1단 구간에 배치한 냉수전용 토출모드에서는 수전 토수구(4)를 통해 오로지 냉수만이 토출되도록 하는 역할을 담당한다. 이에 반해, 제2 냉수 유입구(22)는 혼합수 토출모드에서의 냉수 토출 역할을 담당한다.

참고로, 혼합수 토출구(24)를 통해서는 혼합수 외에도 냉수 혹은 온수가 토출될 수 있기 때문에 물 토출구라 명명하는 것이 바람직하지만, 설명의 원활한 흐름을 위해 혼합수 토출구(24)라 명명한다.

혼합수 토출구(24)는 원형 형상으로서 고정 디스크(20)의 중앙 영역에 배치되고 제2 냉수 유입구(22)와 온수 유입구(23)는 아크형 장공 형상으로서 혼합수 토출구(24)의 반경 방향 외측 반원 구간에 배치된다. 이에 반해, 제1 냉수 유입구(21)는 제2 냉수 유입구(22)와 온수 유입구(23)의 반대편에서 제2 냉수 유입구(22)와 온수 유입구(23)를 합한 면적만큼 아크형 장공으로 형성되는데, 이는 결국 레버(20)가 좌우 회전하면서, 어느 위치에 있더라도 냉수가 유입되는 것을 가능하게 한다.

고정 디스크(20)의 하부에는 시트(90)가 결합된다. 도 3처럼 시트(90)는 하우징(80)과 연결된다. 시트(90)에는 냉수, 온수 및 혼합수가 출입되는 다수의 통공(H)이 형성된다. 통공(H)들의 상부, 하부 측에는 각각 안쪽 패킹과 바닥 오링이 끼워지는데 이에 대해서는 도시가 생략된다.

가동 디스크(30)는 고정 디스크(20)와 달리 고정 디스크(20)에 대해 상대 이동 가능하게 결합되는 부품이다.

가동 디스크(30)는 레버(10)의 조작 시 함께 동작되면서 제1 및 제2 냉수 유입구(21,22), 온수 유입구(23) 또는 혼합수 토출구(24)를 선택적으로 개폐한다. 이러한 가동 디스크(30)에는 냉수가 유입되는 제3 냉수 유입구(31)와, 혼합수가 유입되는 혼합수 유입구(32)가 형성된다.

혼합수 유입구(32)는 타원 형상으로서 가동 디스크(30)의 대략 중앙 영역에 배치될 수 있다. 그리고 제3 냉수 유입구(31)는 아크형 장공의 형상을 가지되 고정 디스크(20)의 제1 냉수 유입구(21)보다는 작은 면적을 형성할 수 있다.

디스크 커버(40)는 가동 디스크(30)와 결합되는 부품으로서 레버(10)를 향한 디스크 커버(40)의 표면에는 가동축(60)이 결합되는 한 쌍의 축결합부(41)가 형성된다. 축결합부(41)는 봉 형상의 가동축(60)이 끼워지면서 결합될 수 있게 홈 형태의 구조물로 제작된다.

슬라이딩 가이드(50)는 레버(10)와 연결되어 레버(10)의 슬라이딩 동작을 가이드하는 역할을 한다. 슬라이딩 가이드(50)는 일측에서 디스크 커버(40)와 연결된다. 도 5 내지 도 7에서는 레버(10)와 슬라이딩 가이드(50)를 하나의 부품처럼 도시하였지만 이들은 분리 가능한 부품들이다.

한편, 단 조작수단은 가동축(60)과 클릭핀(70) 및 축결합부(41)로 구성되는데, 가동축(60)은 슬라이딩 가이드(50)의 내측에서 레버(10)에 연결되어 레버(10)와 함께 가동되며, 일측이 디스크 커버(40)의 축결합부(41)에 결합된다.

그리고 클릭핀(70)은 냉수만이 단독으로 토출되는 1단 구간의 냉수전용 토출모드(도 1의 a)와, 혼합수가 토출되는 2단 구간의 혼합수 토출모드(도 1의 b)의 단계적인 레버(10)의 온(on) 조작 시 슬라이딩 가이드(50)에 결합되어 레버(10)의 조작에 따른 가동축(60)의 이동을 일차적으로 제한하는 역할을 한다.

부연하면, 오프(off) 상태의 레버(10), 즉 냉수나 온수, 혹은 혼합수가 전혀 토출되지 않도록 오프되어 있는 레버(10)를 미리 결정된 각도만큼 상향 이동시켜 1단계로 온(on) 조작하면, 가동축(60)의 양단이 클릭핀(70)에 걸리게 됨으로써 결과적으로 레버(10)의 이동이 일차적으로 제한되면서, 냉수만이 토출되는 냉수전용 토출모드가 구현되게 된다.

그리고 혼합수 토출모드는 냉수전용 토출모드 상태의 레버(10)를 가압하여 더 상향 이동시켜 2단 구간에 배치함으로써 가동축(60)의 양단이 클릭핀(70)을 가압시키면서 통과함으로써 레버(10)가 2단계로 온 조작됨으로써 구현된다.

클릭핀(70)은 ㄷ자 형상으로 슬라이딩 가이드(50)에 결합되어 가동축(60)의 이동시, 가동축(60)의 양단부가 클릭(click)되면서 통과하게 된다. 클릭핀(70)은 사용자가 클릭(click) 동작을 명확히 인지할 수 있도록, 양단부가 둥글게 가공된 가동축(60)과 맞닿는 부위에 다른 영역에 비해 상대적으로 첨예한 첨예부(71)를 구비하는 것이 바람직할 것이다.

클릭핀(70)이 슬라이딩 가이드(50)에 결합될 수 있도록 슬라이딩 가이드(50)에는 클릭핀(70)이 결합되는 장소를 형성하는 클릭핀 서포트(75)가 마련된다. 클릭핀(70)이 한 쌍으로 적용되기 때문에 클릭핀 서포트(75) 역시 클릭핀 서포트(75)의 양측에서 서로 대칭되게 한 쌍으로 마련된다.

이러한 클릭핀 서포트(75)는 가동축(60)의 동작에 따른 클릭핀(70)의 탄성을 유도할 수 있도록 양측이 절개된 절개부(76)가 형성된다. 그리고 클릭핀 서포트(75)의 중앙 영역에는 클릭핀(70)의 끼움 자리를 형성하는 자리홈(77, 도 8 (b) 참조)이 마련된다. 클릭핀(70)이 자리홈(77)에 끼워지면서 결합되기 때문에 클릭핀(70)의 자리 이탈 현상은 없다.

이러한 구성을 갖는 본 발명의 제1 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지 또는 카트리지가 결합되는 도 1의 수도밸브(1)의 작용에 대해 설명한다.

핸들(2)을 살짝 쳐 올려 도 1의 a 위치로 상향 조작시키면 1단 구간, 즉 냉수전용 토출모드 상태가 되어 핸들(2)을 우측으로나 좌측으로 어느 쪽으로 돌리더라도 오로지 냉수만 토출된다.

따라서 이 모드에서는 보일러가 전혀 가동되지 않기 때문에 에너지 절감 효율을 기대하기에 충분하다. 이러한 1단 구간의 경우, 단 조작수단의 가동축(60)이 클릭핀(70)을 지나지 못하고 클릭핀(70)에 멈춘 상태를 취한다.

그러다가 수전(1)의 핸들(2)을 도 1의 b 위치로 더 상향 조작시켜 2단 구간에 들어서면 혼합수 토출모드로 진입된다. 이때, 핸들이 c 위치까지 이동하면 혼합수가 최대로 토출된다.

이와 같은 2단 구간에서는 냉수 토출, 온수 토출 또는 혼합수 토출 모두가 가능하다. 이때는, 단 조작수단의 가동축(60)이 클릭핀(70)을 가압시키면서 진행하게 되어 다음 2단으로 넘어가게 되는 것이다.

이하, 도 11 내지 도 20을 참조하여 냉수전용 토출모드인 1단 구간 또는 혼합수 토출모드인 2단 구간에서의 고정 디스크(20)와 가동 디스크(30)의 배치 관계, 또는 가동축(60)과 클릭핀(70)의 배치 관계에 대해 간략하게 알아본다.

도 11은 레버(10), 그러니까 핸들(2)이 오프(off) 상태일 때, 중앙 위치를 도시한 것이다. 가동 디스크(30)가 앞으로 전진되어 있어 고정 디스크(20)와 통수되는 곳이 없게 되어 오프 상태(off)를 이룬다.

도 12는 핸들(2)을 클릭 전 1단 구간에 놓은 상태로 냉수전용 토출모드로서 냉수만 유입되는 상태이다.

도 13은 도 12의 상태에서 좌측으로 돌린 것으로 여전히 냉수만 유입되므로 수전 토수구(4)에서는 냉수만 토출된다.

도 14는 가동축(60)이 클릭핀(70)을 지나 더 진행하여 가동 디스크(30)를 후방으로 밀어붙인 상태로 2단 구간의 혼합수 토출모드이며, 이때는 중앙위치에서 혼합수가 토출될 수 있다.

도 15는 2단 구간에서 핸들(2)을 우측으로 돌려 냉수만 유입되도록 한 것이며, 도 16은 클릭핀(70)을 지나가면서 위치되는 가동 디스크(30)와 고정 디스크(20)의 배치 관계이다.

도 17은 가동축(60)이 클릭핀(70)을 바로 지나 2단 구간으로 들어가는 상태이며, 도 18은 가동축(60)이 클릭핀(70)에 의해 멈춰져 냉수가 최대로 나오는 상태이다.

도 19는 도 18의 냉수 최대 이전에 오프(off) 상태일 때의 가동축(60)의 위치를 나타낸 것이며, 도 20은 가동축(60)이 클릭핀(70)을 지나 2단 구간의 혼합수 토출 영역으로 진행한 상태를 나타낸 것이다.

이와 같은 구조와 동작을 갖는 본 실시예에 따르면, 레버(10)의 단계적인 조작을 통해 냉수만이 단독으로 토출될 수 있도록 함으로써 에너지 절감 효율을 향상시킬 수 있게 된다.

도 21의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명에 제2 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 고정 디스크와 가동 디스크의 평면도이며, 도 22의 (a) 내지 (c)는 도 21에 도시된 고정 디스크와 가동 디스크 간의 상대 배치도이다.

본 실시예의 경우, 전술한 실시예들과 달리, 고정 디스크(120)의 냉수 유입구(121,122)는 원형이나 타원형의 형상은 아니지만 서로 연통되어 하나의 구멍(hole)을 형성한다. 고정 디스크(120)에서 온수 유입구(123)와 혼합수 토출구(124)는 제1 및 제2 냉수 유입구(121,122)에 이웃하게 배치된다.

마찬가지로, 가동 디스크(130)의 제3 냉수 유입구(131)와 혼합수 유입구(132) 역시, 서로 연통되어 하나의 구멍(hole)을 형성한다.

이러한 구성에 의해, 핸들(2, 도 1 참조)을 살짝 쳐 올려 도 1의 a 위치로 상향 조작시켜 1단 구간에 배치하면, 냉수전용 토출모드 상태가 되어 핸들(2, 도 2 참조)을 우측으로나 좌측으로 어느 쪽으로 돌리더라도 오로지 냉수만 토출된다. 즉 도 22의 (b)를 기준으로 하여 (a)와 (c)처럼 핸들(2, 도 2 참조)을 우측으로나 좌측으로 어느 쪽으로 돌리더라도 오로지 냉수만 토출된다. 따라서 본 실시예에서는 제1 실시예와 마찬가지로 1단 구간에서는 보일러가 전혀 가동되지 않기 때문에 에너지 절감 효율을 기대하기에 충분하다.

참고로, 도 2의 (a) 내지 (c)의 우측에 도시된 해칭 형상은 고정 디스크(120)의 제1 및 제2 냉수 유입구(121,122)와 가동 디스크(130)의 제3 냉수 유입구(131)가 연통되어 냉수가 토출되는 면적을 개략적으로 도시한 것이다.

도 23의 (a) 및 (b)는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 에너지 절감형 수도밸브 카트리지의 고정 디스크와 가동 디스크의 평면도이고, 도 24의 (a) 내지 (d)는 도 23에 도시된 고정 디스크와 가동 디스크 간의 상대 배치도이며, 도 25는 1단 구간 및 2단 구간의 평면도를 도시한 도면이다.

본 실시예의 경우에도 고정 디스크(220)의 제1 및 제2 냉수 유입구(221,222)는 원형이나 타원형의 형상은 아니지만 서로 연통되어 하나의 구멍(hole)을 형성한다. 고정 디스크(220)에서 온수 유입구(223)와 혼합수 토출구(224)는 제1 및 제2 냉수 유입구(221,222)에 이웃하게 배치된다.

그리고 가동 디스크(230)의 제3 냉수 유입구(231)와 혼합수 유입구(232) 역시, 서로 연통되어 하나의 구멍(hole)을 형성한다.

본 실시예에서 가동 디스크(230)에 형성되는 제3 냉수 유입구(231)의 구멍 사이즈는 그 중앙 영역에서 과도하게 넓게 형성될 수 있는데, 이와 같을 경우에는 핸들(2, 도 1 참조)의 1단 구간 조작 시에도 냉수와 온수가 토출될 수 있다.

즉 1단 구간의 중앙까지만 냉수가 전용으로 토출되나 핸들(2, 도 1 참조)을 좌측으로 돌리면 비록 1단 구간이기는 하지만 온수가 토출될 수 있다. 이는 가동 디스크(230)에 형성되는 제3 냉수 유입구(231)의 구멍 사이즈와 그 위치의 특징에 기인할 수 있다. 예컨대, 도 24의 (b)처럼 닫힌 오프 상태에서 핸들(2)을 살짝 쳐 올려 도 1의 a 위치로 상향 조작시켜 1단 구간에 배치하면 도 24의 (c)처럼 냉수만 토출되고 이 상태에서 핸들(2)을 우측으로 완전히 돌리면 도 24의 (a)처럼 냉수의 완전 오픈(open) 상태가 된다. 하지만, 핸들(2)을 좌측으로 완전히 돌리면 도 24의 (d)처럼 온수의 오픈(open) 상태가 형성되어 온수가 토출될 수 있다. 따라서 핸들의 중앙 위치까지는 냉수가 토출됨으로써 에너지 절감 효율을 높일 수 있으며, 또한 온수가 오픈되더라도 온수유입구(223)가 완전 오픈되지는 않음으로써, 토출되는 온수량을 절감시킬 수 있어 결과적으로 에너지 절감 효율을 높일 수 있게 된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

1 : 수도밸브 2 : 핸들
3 : 수도밸브 몸체 4 : 수전 토수구
10 : 레버 20 : 고정 디스크
21 : 제1 냉수 유입구 22 : 제2 냉수 유입구
23 : 온수 유입구 24 : 혼합수 토출구
30 : 가동 디스크 31 : 제3 냉수 유입구
32 : 혼합수 유입구 40 : 디스크 커버
41 : 축결합부 50 : 슬라이딩 가이드
60 : 가동축 70 : 클릭핀
75 : 클릭핀 서포트 76 : 절개부
77 : 자리홈 80 : 하우징
90 : 시트

Claims (10)

1. 수도밸브 카트리지에 있어서,
   냉수, 온수 또는 혼합수의 출수를 위해 조작되는 레버;
   상기 냉수가 유입되는 냉수 유입구와, 상기 온수가 유입되는 온수 유입구와, 혼합수 토출구를 구비하는 고정 디스크;
   상기 고정 디스크에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 레버의 조작 시 함께 동작되면서 상기 냉수 유입구, 상기 온수 유입구 및 상기 혼합수 토출구를 선택적으로 개폐하는 가동 디스크;
   하부에서 상기 가동 디스크와 결합되며, 상부에서 상기 레버와 결합하여 상기 레버의 회전력을 상기 가동 디스크로 전달하는 디스크 커버; 및
   상기 레버와 연결되어 상기 레버의 동작을 가이드하되 일측에서 상기 디스크 커버와 연결되는 슬라이딩 가이드; 및
   상기 디스크 커버 및 상기 슬라이딩 가이드에 설치되어 상기 레버의 이동을 단계적으로 제한함으로써 상기 레버가 다단으로 온(on) 조작되도록 하는 단 조작 수단을 포함하며,
   상기 단 조작수단은,
   상기 슬라이딩 가이드의 내측에서 상기 레버에 연결되어 상기 레버와 함께 가동되며, 일측이 상기 디스크 커버에 결합되는 가동축;
   상기 슬라이딩 가이드에 결합되어 상기 레버의 조작에 따른 상기 가동축의 이동을 선택적으로 제한하는 클릭핀; 및
   상기 디스크 커버의 상부의 상기 레버를 향한 표면에 형성되어 상기 가동축이 결합되는 축결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 단 조작수단에 의해 1단 구간과 2단 구간이 구분 형성되며, 상기 1단 구간에서는 냉수만이 토출되며, 상기 2단 구간에서는 혼합수가 토출되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 슬라이딩 가이드에는 상기 클릭핀이 결합되는 장소를 형성하는 클릭핀 서포트가 더 마련되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 클릭핀 서포트는 상기 가동축의 동작에 따른 상기 클릭핀의 탄성을 유도할 수 있도록 양측이 절개되어 형성되며,
   상기 클릭핀은 상기 가동축과 맞닿는 부위가 다른 영역에 비해 상대적으로 첨예하게 제작되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 고정 디스크의 상기 냉수 유입구는 제1 및 제2 냉수 유입구로 구성되며,
   상기 가동 디스크는, 상기 냉수가 유입되는 제3 냉수 유입구와, 상기 혼합수가 유입되는 혼합수 유입구를 구비하고 상기 고정 디스크에 상대 이동 가능하게 결합되며, 상기 레버의 조작 시 함께 동작되면서 상기 제1 및 제2 냉수 유입구, 상기 온수 유입구 및 상기 혼합수 토출구를 선택적으로 개폐하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 혼합수 토출구는 원형 형상으로서 상기 고정 디스크의 중앙 영역에 배치되고 상기 제2 냉수 유입구와 상기 온수 유입구는 아크형 장공 형상으로서 상기 혼합수 토출구의 반경 방향 외측 반원 구간에 배치되며,
   상기 제1 냉수 유입구는 상기 제2 냉수 유입구와 상기 온수 유입구의 반대편에서 상기 제2 냉수 유입구와 상기 온수 유입구를 합한 면적만큼 아크형 장공으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
8. 제6항에 있어서,
   상기 혼합수 유입구는 타원 형상으로서 상기 가동 디스크의 중앙 영역에 배치되며,
   상기 제3 냉수 유입구는 아크형 장공의 형상을 가지되 상기 제1 냉수 유입구보다는 작은 면적을 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
   
9. 제6항에 있어서,
   상기 고정 디스크의 상기 제1 및 제2 냉수 유입구는 서로 연통되는 하나의 구멍(hole)으로 형성되며,
   상기 가동 디스크의 제3 냉수 유입구와 혼합수 유입구는 서로 연통되는 하나의 구멍(hole)을 형성하는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.
10. 제1항에 있어서,
    상기 단 조작수단에 의해 1단 구간과 2단 구간이 구분 형성되며, 상기 1단 구간에서는 수전의 핸들이 일측으로부터 중앙 위치 범위에 있을 때만 냉수가 토출되며, 상기 2단 구간에서는 혼합수가 토출되는 것을 특징으로 하는 에너지 절감형 수도밸브 카트리지.

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