KR102466122B1 - 수전용 5구 카트리지, 상기 카트리지를 가진 수전, 및 상기 수전을 구비한 2단 싱크대 또는 2단 위생 설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레버를 조작하는 것만으로 출수방향의 전환과 수온/유량의 조절이 이루어질 수 있는 수전과 그러한 수전에 채용되는 5구 카트리지에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 카트리지는 입출구편과 교반편을 포함하는 수전용 5구 카트리지로서, 입출구편은 저면측의 개구 형상이 원형이고 교반편과 접촉되는 상면측의 개구 형상이 홈 형태로 된 5개의 유로를 구비하며, 교반편은 교반편을 관통하지 않는 깊이의 제1 유체연결홈과 제2 유체연결홈과 제3 유체연결홈을 교반편의 저면측에 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

수전용 5구 카트리지, 상기 카트리지를 가진 수전, 및 상기 수전을 구비한 2단 싱크대 또는 2단 위생 설비{5 holes cartridge for water faucet, water faucet including said cartridge, and 2 stage sink unit or 2 stage cleansing unit with said faucet}

본 발명은 레버를 조작하는 것만으로 출수(出水)방향 전환과 수온/유량 조절이 이루어질 수 있는 수전(水栓)용 5구(口) 카트리지 및 상기 카트리지를 구비하는 수전에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 수전이 설치된 싱크대로부터 다른 싱크대로 물이 공급되거나 공급 차단될 수 있는 구성의 2단 싱크대에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 수전이 채용된 한쪽 세면대로부터 다른쪽 세면대나 욕조(예를 들면 유아용 욕조)나 샤워기로 물이 공급되거나 공급 차단될 수 있는 구성의 2단 위생 설비에 관한 것이다.

싱크대나 세면대에는, 일반적으로, 출수구를 가진 수전 몸체와, 수전 몸체에 결합되는 3구(냉수/온수/배수 구멍이 각각 1개) 카트리지와, 카트리지의 조절부(샤프트)에 결합되는 레버로 이루어진 수전이 설치되어 있다.

한편, 세면대나 욕실에 설치된 수전 중 일부는, 수전의 출수구 쪽이 아닌 샤워기 쪽으로, 물이 흐르게 하는 것도 있다. 이러한 유형의 수전에는 출수방향(물의 배출방향)을 전환(스위칭)할 때 사용하는 수동 조작형의 전환 부재가 구비되어 있다. 그러나 이 형태의 수전에서는 전환 부재의 수동 조작에 의해 수전의 출수구 쪽이나 샤워기 쪽으로 물이 배출되므로, 만약 출수방향이 샤워기 쪽으로 설정된 것을 확인하지 않은 상태에서 레버를 조작하게 되면, 샤워기에서 물이 쏟아져 내려 옷이 젖어 버리는 문제가 발생된다.

그래서 전환 부재 없이, 출수방향을 변경 조작할 수 있는 수전에 대해, 그동안 많은 연구가 이루어져 왔다.

예를 들면 등록실용신안공보 등록번호 20-0334106에는 하나의 레버만으로 냉수/온수의 혼합 비율을 결정하고, 샤워기나 수도꼭지 쪽으로 물이 흐르게 할 수 있는 원터치 레버식 냉온수 분배기가 개시되어 있다. 그러나 이 형태의 분배기는, 샤워기 쪽으로 유출되는 물의 수온과 유량은 조절하지 못하는 단점이 있다.

본 출원인은 종래 수전의 구조를 일부 변경하여, 수전의 출수구 쪽으로 배출되는 물의 수온/유량이 조절 가능함은 물론, 샤워기 쪽으로 배출되는 물의 수온/유량도 조절 가능한 분배기 일체형 레버 구조를 제안한 바 있다.

이 분배기 일체형 레버 구조는 특허문헌 1, 2에 개시되어 있으며, 이들 모두는 특허를 획득하였다. 특허문헌 1, 2에 개시된 구성과 기술 사상은, 본 발명의 배경을 이루고 있으므로, 이하에서, 첨부도면을 참조하여 설명한다.

우선, 특허문헌 1에 따른 수전은 도 1∼도 4에 나타나 있는 구성으로 이루어져 있다. 구체적으로, 냉수와 온수를 소정 비율로 혼합한 물이 수전의 출수구(11) 쪽으로 배출되도록 하거나 샤워기(40) 쪽으로 유연한 호스(45)를 통해 냉수와 온수가 독립적으로 공급되도록 하는 수전 몸체(10)와, 수전 몸체(10)에 구비되어 출수방향/유량/수온의 조절시에 수동 조작하는 레버(35)와, 수전 몸체(10)에 결합되며 레버(35)의 조작에 연동하여 출수방향/유량/수온을 변화시키는 받침부(7구 카트리지의 일부분)와, 수전 몸체(10)에 결합되어 상기 받침부를 보호하고 레버(35)를 지지하는 케이스부(7구 카트리지의 일부분)와, 상기 받침부가 레버(35)의 조작에 추종하여 작동되도록 상기 받침부와 레버(35)를 연결하고 있는 샤프트(33) 등을 가진 구성으로 되어 있다.

도 1, 2에서, 수전 몸체(10)는 전측(前側)으로 출수구(11)가 돌출되어 있고, 후측(後側) 중앙에는 샤워기(40) 쪽으로 냉수와 온수를 독립적으로 공급하는 샤워기측 냉수출구(12) 및 샤워기측 온수출구(13)가 구비되어 있으며, 후측 좌우 단부에는 냉수유입구(14) 및 온수유입구(15)가 마련되어 있다. 그리고 수전 몸체(10)의 중앙부 상측에는 출수구(11)와 샤워기측 냉수출구(12) 및 온수출구(13)와 냉수유입구(14) 및 온수유입구(15)에 각각 연통되는 구멍(16')을 가진 함몰부(16)가 형성되어 있다.

도 3에 나타나 있는 바와 같이, 함몰부(16)에 형성된 구멍(16')의 수는 총 7개로서 구멍의 기능이나 용도에 따라, 출수구멍(16a)과, 제1 냉수유입구멍(16b)과, 제1 온수유입구멍(16c)과, 제2 냉수유입구멍(16d)과, 제2 온수유입구멍(16e)과, 냉수토출구멍(16f)과, 온수토출구멍(16g)으로 구분된다. 이들 구멍(16a∼16g)의 용도에 관해서는 후술한다.

도 2로 돌아가서, 상기 받침부는, 함몰부(16)의 구멍(16'; 16a∼16g)의 수와 동수(同數)의 연결구멍(21')이 있는 부재로서 각각의 연결구멍(21')이 함몰부(16)의 구멍(16'; 16a∼16g)과 대응하도록 함몰부(16)에 결합되는 하부받침(21)과, 하부받침(21)의 연결구멍(21')과 각각 대응하는 분화구멍(22')이 있는 부재로서 하부받침(21)에 결합되는 입출구편(22)과, 입출구편(22)에 형성된 분화구멍(22')의 일부와 선택적으로 연통 가능한 3개의 교반홈(23a, 23b, 23c)을 가진 부재로서 입출구편(22)의 상면에 대해 이동 가능하게 배치된 교반편(23)과, 교반편(23)의 상면에 결합되어 교반편(23)과 함께 이동되거나 또는 회전되는 가이드 슬라이더(24)와, 가이드 슬라이더(24)의 상면에 배치된 부재로서 가이드 슬라이더(24)를 수평 이동 가능하게 지지하고 또 가이드 슬라이더(24)와 함께 회전되는 회전드럼(25)과, 회전드럼(25)의 회전을 제한하는 돌기가 내부에 구비된 부재로서 하부받침(21)의 상측에 결합되는 상부받침(26)을 포함하여 이루어진 구조로 되어 있다.

또한, 상기 케이스부는, 수전 몸체(10)의 함몰부(16)의 상단에 결합됨과 아울러 상기 받침부가 안쪽으로 삽입되는 내부 케이스(31)와, 내부 케이스(31)의 바깥쪽으로 삽입되는 외부 케이스(32)를 포함한 구조로 되어 있다.

샤프트(33)는 일단측이 레버(35)에 결합되고, 타단측이 회전드럼(25)에 결합되어, 레버(35)의 조작에 따라, 회전드럼(25)이 회전되거나 직선 이동된다.

상기 받침부와 상기 케이스부와 샤프트(33)는 이른바 「7구(7개의 구멍이 있는) 카트리지」를 구성하며, 통수(通水) 형태는 다음과 같다.

냉수유입구(14)와 온수유입구(15)를 통해 수전 몸체(10)의 내부로 유입한 냉수 및 온수는, 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 구멍(16')과, 상기 구멍(16')에 연통되는 하부받침(21)의 연결구멍(21')과, 상기 연결구멍(21')에 연통되는 입출구편(22)의 분화구멍(22')에 도달하게 된다. 이 상태에서, 레버(35)를 적절히 조작하면, 입출구편(22)의 상측에 배치된 교반편(23)의 교반홈(23'; 23a, 23b, 23c)에 의해, 수전 몸체(10)에 공급된 물이 출수구(11) 쪽이나 샤워기(40) 쪽으로 배출되도록, 입출구편(22)의 분화구멍(22')과 하부받침(21)의 연결구멍(21')과 수전 몸체(10)의 구멍(16')이 적절히 유체연결된다.

구체적으로, 레버(35)가 수평상태인 폐쇄 모드(급수 정지 상태)로 조작되면, 수평면에서의 레버(35)의 회전 정도에 무관하게, 교반편(23)의 교반홈(23')이 입출구편(22)의 입수측 분화구멍(22')과 출수측 분화구멍(22')을 유체연통시키지 않고 막게 되므로, 출수구(11)와 샤워기(40) 어느 쪽으로도 물이 배출되지 않는다.

한편, 레버(35)가 수평상태에서 비스듬하게 들어 올려진 개방 모드(급수 상태)로 조작되면, 수평면에서의 레버(35)의 회전 정도에 따라, 물이 출수구(11) 쪽으로 배출되거나, 샤워기(40) 쪽으로 배출된다. 예를 들면, 개방 모드로 조작된 레버(35)의 위치가 중립 위치(좌측 회전 한계와 우측 회전 한계 사이의 정중앙)에 있는 경우, 교반편(23)의 교반홈(23')에 의해 입출구편(22)의 분화구멍(22')이 유체연결되며, 냉수와 온수는 혼합되어 출수구(11) 쪽으로 배출된다. 이와 다른 방식으로서, 예를 들면, 개방 모드로 조작된 레버(35)의 위치가 중립 위치와 좌측(온수측) 회전 한계 사이의 중간 위치(중립 위치로부터 왼쪽으로 45° 회전된 위치)에 있는 경우 또는 중립 위치와 우측(냉수측) 회전 한계 사이의 중간 위치(중립 위치로부터 오른쪽으로 45° 회전된 위치)에 있는 경우에는, 교반편(23)의 교반홈(23')에 의해 유체연결되는 입출구편(22)의 온수 유입측 분화구멍(22')과 냉수 유입측 분화구멍(22')의 면적이 달라져 출수구(11)로 배출되는 물의 온도가 바뀐다. 또 다른 방식으로서, 개방 모드로 조작된 레버(35)의 위치가 좌측 회전 한계에 있는 경우, 물이 출수구(11) 쪽으로 배출되지 않고 샤워기(40) 쪽으로 배출된다. 그러나 샤워기(40) 쪽으로 물을 내보내기 위해 레버(35)를 조작할 때, 레버(35)가 폐쇄 모드인 상태에서 좌측 회전 한계까지 회전된 후에 개방 모드로 조작되지 않으면(예를 들면, 레버(35)가 개방 모드인 상태에서 좌측 회전 한계까지 회전되는 경우), 출수구(11) 쪽으로 물이 새는 단점이 있다.

다음으로, 특허문헌 2의 수전은 특허문헌 1에 따른 수전을 개량한 것으로서, 물이 수전 몸체의 출수구 쪽이나 샤워기 쪽으로 흐르도록 하기 위해 레버를 조작할 때, 의도하지 않은 쪽으로 물이 흐르지 않게 한 것이다.

이하, 특허문헌 2의 수전이 특허문헌 1의 수전과 다른 점에 대해서 도 5∼도 9를 참조하여 설명하며, 특허문헌 1의 수전과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호(참조 숫자)를 붙이고 관련 설명은 생략하기로 한다.

도 5는 특허문헌 2에 개시된 수전에서의 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 7개의 구멍(16A∼16G)과 교반편(23)에 형성된 3개의 교반홈(23A∼23C)의 배치를 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 함몰부(16)의 중앙 부분에는 수전 몸체(10)의 출수구(11)에 연통되는 출수(出水)구멍(16A)이 형성되어 있고, 출수구멍(16A)의 양옆으로는 냉수유입구(14)에 연통되는 제1 냉수유입구멍(16B)과 온수유입구(15)에 연통되는 제1 온수유입구멍(16C)이 서로 대칭을 이룸과 함께 출수구멍(16A)보다 약간 더 앞쪽(출수구(11)에 가까워지는 쪽)에 있는 배치로 형성되어 있다. 제1 냉수유입구멍(16B)과 제1 온수유입구멍(16C)과 출수구멍(16A)은 구멍 크기가 거의 동일하다. 또한, 출수구멍(16A)보다 약간 더 뒤쪽(출수구(11)로부터 멀어지는 쪽)에 있는 배치로, 제2 냉수유입구멍(16D)과 제2 온수유입구멍(16E)이 형성되어 있다. 냉수유입구(14)에 연통되는 제2 냉수유입구멍(16D)은 제1 냉수유입구멍(16B)에 비해서 구멍 크기가 작고, 온수유입구(15)에 연통되는 제2 온수유입구멍(16E)은 제1 온수유입구멍(16C)보다 구멍 크기가 작다.

또한, 제2 냉수유입구멍(16D)과 제2 온수유입구멍(16E)의 부근에는 샤워기측 냉수출구(12)에 연통되는 냉수토출구멍(16F)과, 샤워기측 온수출구(13)에 연통되는 온수토출구멍(16G)이 각각 형성되어 있다. 이들 제2 냉수유입구멍(16D)과 제2 온수유입구멍(16E)과 냉수토출구멍(16F)과 온수토출구멍(16G)은 구멍 크기가 거의 동일하다.

이어서, 교반편(23)에는 레버(35)가 개방 모드로 조작되었을 때 제1 냉수유입구멍(16B)과 제1 온수유입구멍(16C)을 출수구멍(16A)에 연통(유체연결)시키는 구멍으로서 교반편(23)의 중앙 부분에 형성된 타원형의 주교반홈(23A)과, 레버(35)가 폐쇄 모드로 조작되었을 때 제2 냉수유입구멍(16D)과 냉수토출구멍(16F)을 유체연통시키는 구멍으로서 주교반홈(23A)보다 약간 뒤쪽(출수구로부터 멀어지는 쪽)에 형성된 타원형의 냉수교반홈(23B)과, 레버(35)가 폐쇄 모드로 조작되었을 때 제2 온수유입구멍(16E)과 온수토출구멍(16G)을 연통시키는 구멍으로서 주교반홈(23A)보다 약간 뒤쪽(출수구로부터 멀어지는 쪽)에 형성된 타원형의 온수교반홈(23C)이 각각 형성되어 있다.

이상과 같은 구성에 의해, 특허문헌 2의 수전은, 냉수유입구(14)와 온수유입구(15)를 통해서 수전 몸체(10)의 내부로 유입되는 냉수와 온수가 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 구멍과 하부받침(21)에 형성된 연결구멍과 입출구편(22)에 형성된 분화구멍에 유체연결되며, 이 상태에서, 입출구편(22)의 상측에 배치된 교반편(23)을 레버(35)에 의해 적절히 조작하게 되면, 교반편(23)의 교반홈에 의해, 수전 몸체(10)의 출수구(11) 쪽이나 샤워기(40) 쪽으로 물이 배출된다.

일례로, 만약 레버(35)가 도 6에 나타내는 바와 같이 수전의 중립 위치에 있으면서 폐쇄 모드일 경우는, 교반편(23)의 냉수교반홈(23B)에 의해서 함몰부(16)의 제2 냉수유입구멍(16D)과 냉수토출구멍(16F)이 유체연결(연통)되고, 교반편(23)의 온수교반홈(23C)에 의해서 제2 온수유입구멍(16E)과 온수토출구멍(16G)이 유체연결된다. 이 상태에서, 교반편(23)의 주교반홈(23A)과 함몰부(16)의 제1 냉수유입구멍(16B) 및 제1 온수유입구멍(16C)은 유체연결되지 않으므로, 함몰부(16)의 출수구멍(16A)과 연통되어 있는 출수구(11) 쪽으로 물이 흐르지 않는다. 이에 반해, 샤워기측 냉수출구(12)에 연통되는 냉수토출구멍(16F)으로는 제2 냉수유입구멍(16D)과 교반편(23)의 냉수교반홈(23B)을 경유하여 냉수가 유입하게 되고, 샤워기측 온수출구(13)에 연통되는 온수토출구멍(16G)으로는 제2 온수유입구멍(16E) 및 온수교반홈(26C)을 거쳐 온수가 유입하게 된다.

다른 일례로서, 만약 레버(35)가 도 7에 나타내는 바와 같이 수전의 중립 위치에 있으면서 개방 모드일 경우는, 함몰부(16)의 제1 냉수유입구멍(16B)과 제1 온수유입구멍(16C)과 출수구멍(16A)이 교반편(23)의 주교반홈(23A)에 의해서 유체연결되므로, 출수구멍(16A)에 연통되는 출수구(11) 쪽으로 냉수와 온수가 혼합된 물이 흘러나가게 된다. 그리고 이 상태에서, 레버(35)를 적당히 회전 조작하게 되면, 제1 냉수유입구멍(16B)과 제1 온수유입구멍(16C)이 주교반홈(23A)에 연통되는 면적(개구 면적)이 변하게 되어, 출수구(11)를 통해 배출되는 물의 온도가 조절 가능해진다. 보다 구체적으로, 도 8에 나타내는 것처럼 레버(35)를 완전히 온수측(좌측 회전 한계)으로 회전시키게 되면, 제1 온수유입구멍(16C)과 출수구멍(16A)만 유체연결된 상태를 유지하게 되므로, 수전 몸체(10)의 출수구(11)로는 온수만 배출되고, 도 9에 나타내는 것처럼 레버(35)를 완전히 냉수측(우측 회전 한계)으로 회전시키게 되면, 제1 냉수유입구멍(16B)과 출수구멍(16A)만 유체연결된 상태를 유지하게 되므로, 출수구(11)로는 냉수만 배출된다.

여기서, 도 6∼도 9는 도 5에 도시된 교반편(23)이 뒤집힌 상태로 수전 몸체(10)에 조립된 경우를 도시한 평면도이기 때문에, 도 5의 교반편(23)과는 좌우가 바뀐 상태로 나타나 있는 것에 유의하기 바란다.

특허문헌 1 : 등록특허공보 등록번호 10-0878378 특허문헌 2 : 등록특허공보 등록번호 10-1266654

본 발명은 상기 특허문헌 1, 2의 기술적 과제와 동일하게, 레버를 조작하는 것만으로, 출수(出水)방향의 전환과 수온/유량의 조절이 이루어질 수 있는 수전(水栓) 및 그러한 수전에 채용되는 5구(口) 카트리지를 제공하는 것에 목적이 있다.

또한, 본 발명은 5구 카트리지를 포함하는 수전이 설치된 싱크대로부터 다른 싱크대로 급수(給水)되거나 단수(斷水) 가능하게 구성된 2단 싱크대를 제공하는 것에 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 5구 카트리지를 포함하는 수전이 채용된 한쪽 세면대로부터 다른쪽 세면대로, 또는, 욕조(예를 들면 유아용 욕조)나 샤워기로 급수되거나 단수될 수 있는 구성의 2단 위생 설비를 제공하는 것에 또 다른 목적이 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 다음과 같이 구성될 수 있다.

[1] 입출구편과 교반편을 포함하는 수전용 5구(口) 카트리지로서, 상기 입출구편은 입출구편의 저면측에 개구(開口)되는 5개의 구멍과 입출구편의 상면측에 형성되는 5개의 홈을 연결한 5개의 유로(流路)를 구비하며, 상기 교반편은 교반편을 관통하지 않는 깊이의 제1 유체연결홈과 제2 유체연결홈과 제3 유체연결홈을 교반편의 저면측에 구비하는 것을 특징으로 하는 수전용 5구 카트리지.

[2] 상기 [1]에서, 상기 입출구편의 저면측에는 출수구멍과 냉수 유입구멍과 냉수 배수구멍과 온수 배수구멍과 온수 유입구멍이 개구되고, 상기 입출구편의 상면측에는 출수홈과 냉수 유입홈과 냉수 배수홈과 온수 배수홈과 온수 유입홈이 각각 형성되며, 출수구멍은 출수홈과 유체연결되고, 냉수 유입구멍은 냉수 유입홈과 유체연결되며, 냉수 배수구멍은 냉수 배수홈과 유체연결되고, 온수 배수구멍은 온수 배수홈과 유체연결되며, 온수 유입구멍은 온수 유입홈과 유체연결되는 수전용 5구 카트리지.

[3] 상기 [2]에서, 상기 수전용 5구 카트리지가 제1 모드에서는 교반편의 제1 유체연결홈이 입출구편의 출수홈과 항상 유체연결됨과 아울러 교반편의 제1 유체연결홈이 입출구편의 냉수 유입홈 또는 온수 유입홈 중 하나 이상과 선택적으로 유체연결되며, 제2 모드에서는 입출구편의 출수홈이 교반편의 제1 유체연결홈과 항상 단절되고 입출구편의 온수 배수홈과 온수 유입홈이 교반편의 제2 유체연결홈에 의해 선택적으로 유체연결되거나 단절되며 입출구편의 냉수 유입홈과 냉수 배수홈이 교반편의 제3 유체연결홈에 의해 선택적으로 유체연결되거나 단절되고, 제3 모드에서는 입출구편의 출수홈과 냉수 유입홈과 온수 유입홈이 교반편의 제1 유체연결홈에 의해 유체연결되고 입출구편의 온수 배수홈과 온수 유입홈이 교반편의 제2 유체연결홈에 의해 유체연결되며 입출구편의 냉수 유입홈과 냉수 배수홈이 교반편의 제3 유체연결홈에 의해 유체연결되는 것을 특징으로 하는 수전용 5구 카트리지.

[4] 상기 [3]에 기재된 수전용 5구 카트리지를 포함하는 수전으로서, 상기 수전용 5구 카트리지가 결합되는 수전 몸체의 함몰부에, 상기 입출구편의 출수구멍과 냉수 유입구멍과 냉수 배수구멍과 온수 배수구멍과 온수 유입구멍에 각각 유체연결되는 5개의 대응구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수전.

[5] 상기 [4]의 수전이 설치된 싱크대로부터 다른 싱크대로 물이 공급되거나 공급 차단될 수 있는 다단(多段) 또는 다열(多列) 싱크대.

[6] 상기 [4]의 수전이 설치된 한쪽 세면대로부터 다른쪽 세면대나 욕조(예를 들면 유아용 욕조)나 샤워기로 물이 공급되거나 공급 차단될 수 있는 다단 또는 다열 위생 설비.

본 발명에 따른 5구 카트리지 또는 이것을 구비한 수전은, 레버의 조작에 의해, 5구 카트리지가 제1 모드와 제2 모드와 제3 모드 중 어느 하나의 모드로 전환됨에 따라 출수방향의 전환과 수온/유량의 조절이 이루어질 수 있다.

또한, 본 발명의 5구 카트리지를 포함하는 수전이 설치된 싱크대로부터 다른 싱크대로 급수되는 다단 또는 다열의 싱크대를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 5구 카트리지를 포함하는 수전이 설치된 한쪽 세면대로부터 다른쪽 세면대로 또는 욕조(예를 들면 유아용 욕조)나 샤워기로 급수되는 다단 또는 다열의 위생 설비를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 배경이 되는 종래 기술로서, 특허문헌 1의 분배기 일체형 레버 구조가 적용된 욕실용 수전의 외형도이다.
도 2는 도 1에 도시된 욕실용 수전의 분해도이다.
도 3은 도 2의 수전 몸체의 함몰부에 형성된 7구(7개의 구멍)의 용도와 배치 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 2의 7구 카트리지를 구성하는 입출구편 및 교반편을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 배경이 되는 다른 종래 기술로서, 특허문헌 2의 분배기 일체형 레버 구조가 적용된 수전에서, 수전 몸체의 함몰부에 형성된 구멍과 교반편에 형성된 교반홈의 배치 형태를 나타낸 도면이다.
도 6은 특허문헌 2의 수전에서 냉수와 온수가 샤워기 쪽으로 공급될 때의 함몰부에 형성된 구멍과 교반편에 형성된 교반홈이 유체연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 특허문헌 2의 수전에서 냉수와 온수가 수전 몸체의 출수구 쪽으로 공급될 때의 함몰부에 형성된 구멍과 교반편에 형성된 교반홈이 유체연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 레버가 도 7의 중립 위치로부터 좌측(온수측) 회전 한계까지 회전 조작되어 수전 몸체의 출수구 쪽으로 온수만 배출될 때의 함몰부에 형성된 구멍과 교반편에 형성된 교반홈이 유체연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 레버가 도 7의 중립 위치로부터 우측(냉수측) 회전 한계까지 회전 조작되어 수전 몸체의 출수구 쪽으로 냉수만 배출될 때의 함몰부에 형성된 구멍과 교반편에 형성된 교반홈이 유체연결된 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시형태에 따른 5구 카트리지의 주요부를 촬영한 사진들로서, (A)는 5구 카트리지의 전체 외형을 촬영한 사진이고, (B)는 (A)에서 상부받침을 제거한 상태의 사진이며, (C)는 교반편 부분과 입출구편 부분을 분리한 상태의 사진이고, (D)는 5구 카트리지에서의 입출구편의 저면 사진이며, (E)는 5구 카트리지에서의 입출구편의 상면 사진이고, (F)는 5구 카트리지에서의 교반편의 저면 사진이다.
도 11a는 샤워기 등과 같은 다른 사용처 쪽으로의 급수는 정지되는 제1 모드에서, 냉수와 온수가 동일한 유량으로 혼합되어 수전 몸체의 출수구 쪽으로 배출되는 경우의 입출구편과 교반편의 구멍 연통 관계를 나타내는 평면도이다.
도 11b는 도 11a의 상태로부터 수전 몸체의 출수구 쪽으로 냉수만 배출되도록 레버가 회전 조작되는 경우에, 입출구편과 교반편의 구멍 연통 관계를 나타내는 평면도이다.
도 11c는 도 11a의 상태로부터 수전 몸체의 출수구 쪽으로 온수만 배출되도록 레버가 회전 조작되는 경우에, 입출구편과 교반편의 구멍 연통 관계를 나타내는 평면도이다.
도 12는 수전 몸체의 출수구와 샤워기 등의 다른 사용처로 물이 동시에 배출될 수 있는 제3 모드에서, 냉수와 온수가 동일한 유량으로 혼합되는 경우의 입출구편과 교반편의 구멍 연통 관계를 나타내는 평면도이다.
도 13a는 수전 몸체의 출수구 쪽으로의 급수가 정지되는 제2 모드에서, 냉수와 온수가 혼합되지 않고 샤워기 등의 다른 사용처로 각각 배출되는 경우의 입출구편과 교반편의 구멍 연통 관계를 나타내는 평면도이다.
도 13b는 도 13a의 상태로부터 레버가 회전 조작되어 어느 쪽에도 물이 공급되지 않는 상태(단수 상태)가 된 때의 입출구편과 교반편의 구멍 연통 관계를 나타내는 평면도이다.
도 14는 본 출원인의 선출원 특허번호 제10-2103125호(명칭 : 2단 세면대 또는 2단 싱크대)에 개시된 7구 카트리지를 구비한 수전과 종래 구성의 3구 카트리지를 구비한 수전과의 유체연결 상태를 나타낸 모식도이다.

이하, 첨부 도면에 근거하여, 본 발명의 실시형태가 구체적으로 설명된다.

여기서, 도면에 나타나 있는 각각의 구성요소에 대해 부호를 부여함에 있어, 동일한 구성요소에 관해서는 비록 다른 도면에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호가 부여된다. 또한, 실시형태의 설명에 개시되는 기술적 사항이 당해 기술분야에서 공지된 사항(구성요소나 기능)이거나 그에 관한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 관련 설명이 생략될 수 있다.

또한, 실시형태의 설명에서, 제1, 제2 등의 용어가 사용될 수 있다. 이러한 용어는 해당 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 해당 구성요소의 본질, 차례, 순서 또는 개수 등이 이에 의해 한정되지 않는다. 또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결"되거나 "결합"되거나 "접속"된다고 기재될 경우, 해당 구성요소가 다른 구성요소에 대해 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 이들 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재되는 경우를 배제하는 것은 아니다. 또한, 공간상에서의 상대적 위치에 관련된 "상하", "좌우", "전후"와 같이 용어는 그 의미가 정반대로 해석될 수 있다.

우선, 일 실시형태의 도면에 관하여 설명하면, 도 10은 5구 카트리지의 주요부의 사진으로서, 도 2에 도시된 7구 카트리지와 비교하여, 하부받침과 입출구편과 교반편 등에 형성된 구멍에 차이가 있다.

물의 유동에 관련된 구멍이나 홈을 가지지 않는 그 밖의 구성요소는 이 기술분야에서 공지된 것과 동일한 구성이어도 되고, 특허문헌 1, 2에 개시된 것과 동일한 구성이어도 된다.

도 10의 (A), (B) 및 (C)에 나타나 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 일 실시형태의 5구 카트리지는, 본 발명의 배경기술로 소개된 7구 카트리지와 마찬가지로, 하부받침(21A)과, 입출구편(22A)과, 교반편(23A)과, 가이드 슬라이더(24A)와, 회전드럼(25A)과, 상부받침(26A)과, 샤프트(33A)를 가지고 있는 구성으로 되어 있다.

7구 카트리지와 다르게, 5구 카트리지의 하부받침(21A)과 입출구편(22A)에는 물의 유동에 관련된 5개의 구멍 또는 유로가 형성된다. 구체적으로, 하부받침(21A)에는 5개의 관통구멍이 소정 위치(설계단계에서 정해진 위치)에 형성된다.

도 10의 (D) 및 (E)에 나타나 있는 5구 카트리지의 입출구편(22A)에는, 하부받침(21A)과 접촉되는 저면측의 개구(開口) 형상은 원형이고 교반편(23A)과 접촉되는 상면측의 개구 형상은 기다란 홈 형태로 된 5개의 유로(流路)가 형성된다. 하부받침(21A)에 형성된 5개의 관통구멍과 입출구편(22A)에 형성된 5개의 유로는 항상 연통되어 있다. 여기서, 입출구편의 저면에 개구되는 구멍은, 원형 이외의 다른 형상(예를 들면 타원형이나 다각형)이어도 되며, 이들 구멍 또는 유로에 관해서는 후술한다.

또한, 5구 카트리지의 교반편(23A)에는, 도 10의 (F)에 나타나 있는 바와 같이, 타원이나 원호 모양으로 된 3개의 홈이 입출구편(22A)과 대면(對面)하는 저면측에, 교반편(23A)을 관통하지 않는 깊이로 형성되어 있다. 이들 홈에 관해서도 후술한다.

이어서, 도 11a∼도 13b에 근거하여, 입출구편(22A)에 형성된 5개의 유로와 교반편(23A)에 형성된 3개의 홈이 레버(35)의 조작에 따라 선택적으로 유체연결(연통)됨으로써, 출수방향의 전환과 수온/유량의 조절이 행해지는 양태에 관해 설명한다.

도 11a는, 레버(35)가 중립 위치(예를 들면, 레버(35)가 최대로 회전 가능한 좌측 회전 한계와 우측 회전 한계 사이의 정중앙 위치)에서 제1 모드(예를 들면, 레버(35)가 수직방향으로 최대한 들어 올려진 상태)로 조작된 경우로서, 샤워기와 같은 다른 사용처로의 급수는 정지되고, 냉수와 온수가 동일한 유량으로 혼합되어 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 배출되는 경우를 나타낸 것이다. 이 양태(樣態)에서는, 입출구편(22A)의 상면측에 형성된 출수홈(2201R)과 냉수 유입홈(2202R)과 온수 유입홈(2205R)이 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)에 의해 유체연결된다. 이에 따라, 수전 몸체(10)의 냉수 유입구(14)와 온수 유입구(15)로부터 공급되는 냉수와 온수는, 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 대응구멍과 하부받침(21A)에 형성된 구멍을 통해, 입출구편(22A)의 냉수 유입구멍(2202)과 온수 유입구멍(2205)에 각각 유입하게 된다. 그 결과, 입출구편(22A)의 저면측에 개구된 냉수 유입구멍(2202)과 입출구편(22A)의 상면측에 형성된 냉수 유입홈(2202R)을 연결하는 유로로 흘러든 냉수 및 입출구편(22A)의 저면측에 개구된 온수 유입구멍(2205)과 그 상면측에 형성된 온수 유입홈(2205R)을 연결하는 유로로 흘러든 온수는, 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)을 거쳐 입출구편(22A)의 출수홈(2201R) 쪽으로 유동하는 동안에 혼합되어 미온수가 되며, 이 미온수는 출수홈(2201R)과 이어져 있는 출수구멍(2201)을 통해서 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 배출된다.

다음으로, 도 11b는, 도 11a의 상태로부터 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 냉수만 배출되도록 레버(35)가 조작된 경우를 나타낸 것이다. 이 양태에서는, 입출구편(22A)의 상면측에 형성된 출수홈(2201R)과 냉수 유입홈(2202R)만이 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)에 의해 유체연결되어 있을 뿐, 온수 유입홈(2205R)과 제1 유체연결홈(2301)의 유체연결은 단절되어 있다. 이에 따라, 수전 몸체(10)의 냉수 유입구(14)로부터 공급되는 냉수만 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 대응구멍과 하부받침(21A)에 형성된 구멍을 통해, 입출구편(22A)의 냉수 유입구멍(2202)에 유입된다. 그 결과, 입출구편(22A)의 저면측에 개구된 냉수 유입구멍(2202)과 그 상면측에 형성된 냉수 유입홈(2202R)을 연결하는 유로로 유입한 냉수만이 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)을 거쳐 입출구편(22A)의 출수홈(2201R) 쪽으로 유동하고, 출수홈(2201R)과 연결된 출수구멍(2201)을 통해 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 배출된다.

다음으로, 도 11c는, 도 11a의 상태로부터 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 온수만 배출되도록 레버(35)가 조작된 경우를 나타낸 것이다. 이 양태에서는, 입출구편(22A)의 상면측에 형성된 출수홈(2201R)과 온수 유입홈(2205R)만이 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)에 의해 유체연결되어 있을 뿐, 냉수 유입홈(2202R)과 제1 유체연결홈(2301) 사이의 유체연결은 단절되어 있다. 이에 따라, 온수 유입구(15)로부터 공급된 온수만이 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 대응구멍과 하부받침(21A)에 형성된 구멍을 통해서 입출구편(22A)의 온수 유입구멍(2205)으로 유입된다. 그 결과, 입출구편(22A)의 저면측에 개구된 온수 유입구멍(2205)과 그 상면측에 형성된 온수 유입홈(2205R)을 연결하는 유로로 유입된 온수만 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)을 거쳐 입출구편(22A)의 출수홈(2201R) 쪽으로 유동하여, 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 배출된다.

다음으로, 도 12는, 레버(35)가 중립 위치(예를 들면, 레버(35)가 최대로 회전 가능한 좌측 회전 한계와 우측 회전 한계 사이의 정중앙 위치)에서 제3 모드(예를 들면, 레버(35)가 수평 상태로부터 어느 정도까지만 수직방향으로 들어 올려진 상태)로 조작된 경우로서, 수전 몸체(10)의 출수구(11)와 샤워기 등의 다른 사용처로 물이 동시에 배출 가능한 경우를 나타낸 것이다. 이 양태에서는, 입출구편(22A)의 출수홈(2201R)과 냉수 유입홈(2202R)과 온수 유입홈(2205R)이 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)에 의해 유체연결되고, 입출구편(22A)의 냉수 유입홈(2202R)과 냉수 배수홈(2203R)이 교반편(23A)의 제3 유체연결홈(2303)에 의해 연통되며, 입출구편(22A)의 온수 유입홈(2205R)과 온수 배수홈(2204R)이 교반편(23A)의 제2 유체연결홈(2302)에 의해 연통된다. 이에 따라, 수전 몸체(10)의 냉수 유입구(14)와 온수 유입구(15)로부터 공급된 냉수와 온수가, 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에 형성된 대응구멍 및 하부받침(21A)에 형성된 구멍을 통해서, 입출구편(22A)의 냉수 유입구멍(2202)과 온수 유입구멍(2205)으로 유입된다. 그러면, 입출구편(22A)의 저면측에 개구된 냉수 유입구멍(2202)과 그 상면측에 형성된 냉수 유입홈(2202R)을 연결하는 유로에는 냉수가 흘러들고, 입출구편(22A)의 저면측에 개구된 온수 유입구멍(2205)과 그 상면측에 형성된 온수 유입홈(2205R)을 연결하는 유로에는 온수가 흘러들게 된다. 이에 따라, 입출구편(22A)의 냉수 유입홈(2202R)과 온수 유입홈(2205R)으로 흘러들어 간 냉수와 온수는 그 일부가 교반편(23A)의 제1 유체연결홈(2301)을 경유하여 입출구편(22A)의 출수홈(2201R)으로 유동하고, 출수홈(2201R)과 연통되어 있는 출수구멍(2201)을 통해 수전 몸체(10)의 출수구(11) 쪽으로 배출된다. 한편, 출수구(11)로 배출된 양을 제외한 나머지 수량(水量)의 냉수와 온수는 교반편(23A)의 제2 유체연결홈(2302) 및 제3 유체연결홈(2303)을 거쳐 입출구편(22A)의 냉수 배수홈(2203R)과 온수 배수홈(2204R)으로 흘러나간다. 냉수 배수홈(2203R)과 온수 배수홈(2204R)의 각각은, 예를 들면, 샤워기측 냉수출구(12)와 샤워기측 온수출구(13)에 각각 연결되어 있으므로, 샤워기 등과 같은 다른 사용처로의 급수가 동시에 이루어지게 된다.

본 실시형태의 제3 모드는, 예를 들면, 5구 카트리지에 공급된 수량(전체 수량)의 30%∼70%가 수전 몸체(10)의 출수구(11)로 배출되고, 샤워기와 같은 다른 사용처로는 나머지 수량이 배출되는 형태인 것으로 상정(想定)한다.

여기서 다른 사용처란, 본 발명에 따른 5구 카트리지가 내장된 수전으로부터 물을 직접 공급받는 샤워기뿐 아니라, 예를 들면, 3구 카트리지가 내장된 종래 구성의 수전을 통해 용수를 공급받는 싱크대 또는 세면대/욕조(특히 유아용 욕조)/샤워기와 같은 위생 설비를 포함한다.

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 5구 카트리지의 제2 모드가 도 13a 및 도 13b에 근거하여 설명된다. 제2 모드에서, 레버(35)는 최대한 내려진 상태(예를 들면, 수평 상태)를 유지한다.

우선, 도 13a는, 레버(35)가 중립 위치에 있을 때를 나타낸 것으로, 수전 몸체(10)의 출수구(11) 쪽으로는 물이 배출되지 않지만, 샤워기나 욕조 등과 같은 다른 사용처로는 냉수와 온수가 배출되는 경우를 나타낸 것이다. 이 양태에서, 입출구편(22A)의 냉수 유입홈(2202R)과 냉수 배수홈(2203R)은 교반편(23A)의 제3 유체연결홈(2303)에 의해 연통되고, 입출구편(22A)의 온수 유입홈(2205R)과 온수 배수홈(2204R)은 교반편(23A)의 제2 유체연결홈(2302)에 의해 연통된다. 그러나 입출구편(22A)의 출수홈(2201R)과 제1 유체연결홈(2301)은 유체연결이 안 된 상태로 떨어져 있기 때문에, 수전 몸체(10)의 출수구(11) 쪽으로는 물이 흐르지 않는다.

끝으로, 도 13b에 나타나 있는 바와 같이, 레버(35)가 도 13a의 상태로부터 수전의 좌측 회전 한계나 우측 회전 한계로 회전되면, 그 어느 쪽으로도 물이 배출되지 않는 단수 상태가 된다.

본 실시형태에서, 출수홈(2201R)의 도심(圖心)과 입출구편(22A)의 중심(원의 중심)을 통과하는 축선(軸線)에 대하여, 냉수 유입홈(2202R)과 냉수 배수홈(2203R)은 온수 배수홈(2204R) 및 온수 유입홈(2205R)과 각각 대칭을 이루고 있다.

또한, 교반편(23A)의 경우도, 제2 유체연결홈(2302)과 제3 유체연결홈(2303)이 교반편(23A)의 중심(원의 중심)과 제1 유체연결홈(2301)의 도심을 통과하는 축선에 대하여 대칭을 이루고 있다.

또한, 본 실시형태에서, 5구 카트리지를 구성하고 있는 각각의 부품은, 재질이 금속이어도 되고, 세라믹이나 플라스틱이어도 된다. 즉, 부품의 재질에 대해, 특별한 제한은 없다.

또한, 본 실시형태의 5구 카트리지가 구비된 수전은, 예를 들면, 도 14에 나타나 있는 상단 수전(250) 대신에 사용될 수 있다. 다만, 이 경우, 상단 수전(250)의 함몰부에 형성된 7개의 구멍은 도 10의 (D)에 나타나 있는 5개의 구멍으로 대체되어야 한다. 한편, 도 14에서, 3구 카트리지를 구비한 일반 수전(400)은 세면대나 싱크대 또는 욕조 등에 설치될 수 있으며, 일반 수전(400) 대신에 통상의 샤워기가 연결되어도 된다. 아울러, 도 14에 나타나 있는 도면부호의 대부분은, 해당 특허공보를 통해, 통상의 기술자가 그 구성과 작용효과를 충분히 이해할 수 있다고 여겨지므로, 여기서는, 그에 관하여 구체적으로 설명하지 않고 생략하기로 한다.

21A…하부받침
22A…입출구편
2201…출수구멍
2202…냉수 유입구멍
2203…냉수 배수구멍
2204…온수 배수구멍
2205…온수 유입구멍
2201R…출수홈
2202R…냉수 유입홈
2203R…냉수 배수홈
2204R…온수 배수홈
2205R…온수 유입홈
23A…교반편
2301…제1 유체연결홈
2302…제2 유체연결홈
2303…제3 유체연결홈
24A…가이드 슬라이더
25A…회전드럼
26A…상부받침
33A…샤프트

Claims (4)

1. 입출구편(22A)과 교반편(23A)을 포함하는 수전용 5구(口) 카트리지로서,
   상기 입출구편(22A)은 입출구편의 저면측에 개구(開口)되는 5개의 구멍과 입출구편의 상면측에 형성되는 5개의 홈을 연결한 5개의 유로(流路)를 구비하며,
   상기 교반편(23A)은 교반편을 관통하지 않는 깊이의 제1 유체연결홈(2301)과 제2 유체연결홈(2302)과 제3 유체연결홈(2303)을 교반편의 저면측에 구비하고,
   상기 입출구편(22A)의 저면측에 개구되는 5개의 구멍은 출수구멍(2201)과 냉수 유입구멍(2202)과 냉수 배수구멍(2203)과 온수 배수구멍(2204)과 온수 유입구멍(2205)이며,
   상기 입출구편(22A)의 상면측에 형성되는 5개의 홈은 출수홈(2201R)과 냉수 유입홈(2202R)과 냉수 배수홈(2203R)과 온수 배수홈(2204R)과 온수 유입홈(2205R)이며,
   출수구멍(2201)은 출수홈(2201R)과 유체연결되고,
   냉수 유입구멍(2202)은 냉수 유입홈(2202R)과 유체연결되며,
   냉수 배수구멍(2203)은 냉수 배수홈(2203R)과 유체연결되고,
   온수 배수구멍(2204)은 온수 배수홈(2204R)과 유체연결되며,
   온수 유입구멍(2205)은 온수 유입홈(2205R)과 유체연결되고,
   상기 수전용 5구 카트리지가 제1 모드에서는 교반편의 제1 유체연결홈(2301)이 입출구편의 출수홈(2201R)과 항상 유체연결됨과 아울러, 교반편의 제1 유체연결홈(2301)이 입출구편의 냉수 유입홈(2202R) 또는 온수 유입홈(2205R) 중 하나 이상과 선택적으로 유체연결되며,
   상기 수전용 5구 카트리지가 제2 모드에서는 입출구편의 출수홈(2201R)이 교반편의 제1 유체연결홈(2301)과 항상 단절되고, 입출구편의 온수 배수홈(2204R)과 온수 유입홈(2205R)이 교반편의 제2 유체연결홈(2302)에 의해 선택적으로 유체연결되거나 단절되며, 입출구편의 냉수 유입홈(2202R)과 냉수 배수홈(2203R)이 교반편의 제3 유체연결홈(2303)에 의해 선택적으로 유체연결되거나 단절되며,
   상기 수전용 5구 카트리지가 제3 모드에서는 입출구편의 출수홈(2201R)과 냉수 유입홈(2202R)과 온수 유입홈(2205R)이 교반편의 제1 유체연결홈(2301)에 의해 유체연결되고, 입출구편의 온수 배수홈(2204R)과 온수 유입홈(2205R)이 교반편의 제2 유체연결홈(2302)에 의해 유체연결되며, 입출구편의 냉수 유입홈(2202R)과 냉수 배수홈(2203R)이 교반편의 제3 유체연결홈(2303)에 의해 유체연결되는 것을 특징으로 하는 수전용 5구 카트리지.
2. 청구항 1에 기재된 수전용 5구 카트리지를 포함하는 수전으로서,
   상기 수전용 5구 카트리지가 결합되는 수전 몸체(10)의 함몰부(16)에, 상기 입출구편(22A)의 출수구멍(2201)과 냉수 유입구멍(2202)과 냉수 배수구멍(2203)과 온수 배수구멍(2204)과 온수 유입구멍(2205)에 각각 유체연결되는 5개의 대응구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 수전.
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