KR20120086581A

KR20120086581A - 자폐식 수도밸브

Info

Publication number: KR20120086581A
Application number: KR1020110007902A
Authority: KR
Inventors: 김종구
Original assignee: 김종구
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-03

Abstract

본 발명은 유량 배출공 개폐밸브를 밸브개폐 노브를 회전시킴에 의해 개방하고, 개폐밸브의 개방후 일정시간이 경과 함에 따라 개폐밸브가 유압에 의해 점진적으로 자동 차단되게 함으로써 개폐밸브의 개방 시간을 미리 예측할 수 있어 조작이 용이하여 사용이 편리하며, 필요없는 물의 낭비를 방지할 수 있는 자폐식 수도밸브에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 자폐식 수도밸브는, 수도밸브 카트리지 내에 장착되는 카트리지 베이스(110)와, 상기 카트리지 베이스(110)의 상부로 차례로 설치되며 가운데에 유량 배출공(123,132,142)가 상호 연통되게 각각 설치된 제1 고정디스크(120), 회전디스크(130), 제2 고정디스크(140)와; 상기 회전디스크(130)를 회전시켜 온도를 조절하는 수온 조절구(170)와; 저부면이 상기 제2 고정디스크(140)의 상부면에 안착되고 내측 중심부는 빈 공간부로 형성되는 부시(180)와; 상기 제2 고정디스크(140)의 상부에서 승하강 작동함에 의해 유량 배출공 개폐밸브(211)를 개폐하는 배수 차단구(210)와; 상기 부시(180)의 상측에 결합되며 상기 배수 차단구(210)를 내측에 수용하여 승하강 운동이 이루어지도록 하는 배수 차단구 하우징(220)과; 상기 배수 차단구(210)의 외주면상에 설치되어 배수 차단구(210)의 승하강 운동에 따른 오일(300)의 흐름을 제어하는 오일 제어구(230)와; 상기 배수 차단구 하우징(220)의 상부 선단측에 결합 고정되는 캡(240)과; 상기 배수 차단구(210)의 상부 선단측에 결합되어 회전에 의해 상기 배수 차단구(210)와 함께 승하강 운동하는 차단구 이송부재(250)와; 일단은 상기 차단구 하우징(220)의 외주면에 회전가능하게 결합되고, 내측 중심부에 노브 회전체(271)가 일체로 형성되고 상기 노브 회전체(271)의 회전에 의해 상기 차단구 이송부재(250)를 회전시키는 밸브개폐 노브(270); 및 일단이 고정된 캡(240)의 일측에 삽입, 고정되고, 타단은 상기 밸브개폐 노브(270)의 내부 일측에 삽입, 고정된 토션 스프링(260)을 포함하는 구성으로 이루어짐을 특징으로 한다.

Description

자폐식 수도밸브{SELF CLOSING TYPE FAUCET}

본 발명은 외부로부터 공급되는 냉ㆍ온수를 적절히 혼합하여 수온을 조절하는 한편, 냉ㆍ온수 각각의 유량 또는 혼합된 물의 유량을 조절하되, 밸브개폐 노브를 회전함에 의해 유량 배출공 개폐밸브를 개방하고, 개폐밸브의 개방후 일정시간이 경과 함에 따라 개폐밸브가 유압에 의해 점진적으로 자동 차단되게 함으로써 개폐밸브의 개방 시간을 미리 예측할 수 있어 조작이 용이하여 사용이 편리하며, 필요없는 물의 낭비를 방지할 수 있는 자폐식 수도밸브에 관한 것이다.

일반적으로, 수도 밸브의 온도 및 유량 조절 밸브는 외부로부터 공급되는 수돗물의 배수 유량을 조절하는 한편, 냉ㆍ온수를 선택하거나 이들을 혼합하여 수온을 조절하도록 된 조절 밸브이다.

이러한 수도의 온도 및 유량 조절 밸브는 주방의 싱크대 상부에 설치되거나, 욕실 등에 설치되어 필요한 경우에 조작하여 물을 사용할 수 있도록 한다.

이와 같은 수도의 온도 및 유량 조절 밸브는 콕크를 돌려서 물의 양을 조절함과 동시에 냉ㆍ온수를 선택하거나 이들을 혼합하여 수온을 조절하는 회전식과, 레버를 올리거나 내려서 물의 양을 조절하는 한편, 좌우로 돌려서 냉ㆍ온수를 선택하거나 이들을 혼합하여 수온을 조절하도록 된 레버식이 있다.

또한, 종래의 유량 조절밸브의 일종으로 터치에 의해 밸브의 개폐가 자동으로 이루어지는 자폐식(self closing type) 수도밸브가 있으며, 주로 목욕탕 등에 많이 사용되고 있다.

상기 터치에 의해 밸브 개폐가 자동으로 이루어지는 종래의 자폐식 수도밸브 구조에서는, 밸브를 전면에서 일정한 힘으로 밀어주는 터치힘에 의해 조작이 이루어짐으로써 사용이 편리한 장점이 있으나. 일정 기간 사용한 후에는 터치에 의한 조작에 있어 정확성이 떨어지는 문제점이 있다.

예컨대, 밸브 터치 후 물의 배출되는 시간이 일정하지 않아 배출시간이 길어졌다 짧아졌다 하게 되어 사용시 불편을 초래하게 되는 문제점이 있다.

또한, 상기 종래의 자폐식 수도밸브의 내부 또는 주위 틈새로 이물질이 끼이거나 부착될 경우 터치에 의한 조작만으로 조작이 원활히 수행되지 못하게 되며, 이 경우 밸브 터치 후 경우에 따라서는 배수상태가 일정시간 이상 계속 이루어져 불필요한 물의 낭비를 초래하게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래의 자폐식 수도밸브에서의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명은 유량 배출공 개폐밸브의 개방이 밸브개폐 노브의 회전에 의해 이루어지므로 유량 배출공 개폐밸브가 개방되는 시간을 미리 예측할 수 있어 사용이 편리하며, 개폐밸브의 기능상 고장 발생이 적으며, 불필요한 물의 낭비를 막을 수 있는 자폐식 수도밸브를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자폐식 수도밸브는, 수도밸브 카트리지 내에 장착되는 카트리지 베이스와, 상기 카트리지 베이스의 상부로 차례로 설치되며 가운데에 유량 배출공가 상호 연통되게 각각 설치된 제1고정디스크, 회전디스크, 제2 고정디스크와; 상기 회전디스크를 회전시켜 온도를 조절하는 수온 조절구와; 저부면이 상기 제2 고정디스크의 상부면에 안착되고 내측 중심부는 공간부로 형성되는 부시와; 상기 제2 고정디스크의 상부에서 승하강 작동함에 의해 유량 배출공 개폐밸브를 개폐하는 배수 차단구와; 상기 부시의 상측에 결합되며 상기 배수 차단구를 내측에 수용하여 승하강 운동이 이루어지도록 하는 차단구 하우징과; 상기 배수 차단구의 외주면상에 설치되어 배수 차단구의 승하강 운동에 따른 오일의 흐름을 제어하는 오일 제어구와; 상기 배수 차단구 하우징의 상부 선단측에 결합 고정되는 캡과; 상기 배수 차단구의 상부 선단측에 결합되어 회전에 의해 상기 배수 차단구와 함께 승하강 운동하는 차단구 이송부재; 및 일단은 상기 차단구 하우징의 외주면에 회전가능하게 결합되고, 내측 중심부에 노브 회전체가 일체로 형성되고 상기 노브 회전체의 회전에 의해 상기 차단구 이송부재를 회전시키는 밸브개폐 노브; 및 일단이 고정된 캡의 일측에 삽입, 고정되고, 타단은 상기 밸브개폐 노브의 내부 일측에 삽입, 고정된 토션 스프링을 포함하는 구성으로 이루어짐을 특징으로 한다.

본 발명의 상기한 구성 중, 상기 배수 차단구는 상기 제2 고정디스크의 유량 배출공를 직접 개폐하는 유량 배출공 개폐밸브와, 상기 유량 배출공 개폐밸브의 상하 방향으로의 승하강 운동을 유도하는 차단구 연결피스톤 및 피스톤 연결부재를 포함하는 구성이 되도록 한다.

상기 차단구 연결피스톤은 저부에 상기 연결구가 결합되도록 나사홈 형태의 결합부가 형성되고, 가운데의 외주면상에는 외측 방향으로 돌출되어 나오며 일정간격 이격되어 형성된 상부 돌출턱과 하부 돌출턱이 형성되며, 상기 두개의 돌출턱의 사이의 공간에는 오일 제어구가 설치되는 구조가 되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 차단구 연결피스톤의 상부 돌출턱상에 비교적 작은 크기의 오일홈을 형성하고, 이 오일홈을 통해 오일의 흐름이 제어되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피스톤 연결부재는 저부 내측면으로 상기 차단구 연결피스톤이 결합되는 나선 결합부가 형성되고, 외측 원주면상에 차단구 이송부재와 회전 결합되는 선단부와, 상기 선단부와 단차를 이루며 저부로 일정길이 연장되어 나온 연결부재 본체로 이루어지는 구성이 되도록 한다.

또한, 상기 차단구 하우징은 부시의 상부에 결합 고정되며, 그 외주면으로 수온조절구와 밸브개폐 노브가 결합되며, 그 내주면으로는 배수 차단구가 위치하여 일정 구간 내에서 상기 배수 차단구가 승하강 운동을 하도록 구성되도록 한다.

본 발명의 상기 차단구 하우징은 저부측에 외측 방향으로 일정길이 돌출되어 나온 돌출턱이 형성되고, 상기 돌출턱의 저부 외주면상에는 저부 삽입홈이 형성되며, 차단구 하우징의 상부측 외주면상에는 밸브개폐 노브의 저부 절곡부가 결합되는 상부 삽입홈이 형성되고, 내주면은 상기 배수 차단구의 외주면과의 사이 공간부에 오일이 수용되는 구조로 하는 것이 바람직하다.

본 발명의 상기 캡은 외주면상의 저부 일측에 돌출턱이 형성되며, 상기 돌출턱의 저부측 외주면상에는 저부의 차단구 하우징과의 결합을 위한 나선부가 형성되며, 상부측 둘레의 일측에는 토션 스프링의 타단이 삽입,고정되는 스프링 삽입홈이 형성되고, 상기 돌출턱의 저부측 내주면부는 피스톤 연결부재의 외주면과 접촉하여 캡이 고정된 상태에서 피스톤 연결부재가 승하강 운동하는 구조로 되도록 한다.

또한, 상기 캡은 내주면부상에 나사산이 형성되고, 이 나사산은 차단구 이송부재의 외주면상에 형성된 나사산과 맞물려 나사결합하고, 차단구 이송부재의 회전시 차단구 이송부재의 승하강 운동을 유도하는 구조가 되도록 한다.

또한, 상기 차단구 이송부재는 내부의 내주면 둘레를 따라 상기 노브 회전체와 느슨한 세레이션 결합이 이루어지도록 하여 회전과 함께 상하 승하강 운동이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 밸브개폐 노브는 내부에 일정 크기의 공간부가 형성된 원통형 구조를 이루며, 상부 내측에 상기 토션 스프링의 일단이 삽입, 고정되는 스프링 홈이 형성되며, 저부측 단부는 내측으로 절곡된 절곡부가 형성되며, 상부측의 내측 중앙부에는 노브 회전체가 형성되고, 하부측 단부 부근 외주면 상에 일정 깊이의 삽입홈이 형성되도록 하는 것이 바람직하다.

상기의 본 발명에 의하면, 유입되는 냉ㆍ온수의 수온을 조절하는 밸브의 개폐 동작은 별도의 마련된 수온조절구 노브에 의해 이루어지도록 하고, 유량 배출공 개폐밸브의 개방은 개폐밸브 노브의 회전에 의해 이루어지므로 개폐밸브의 닫힘 시간을 미리 알 수 있어 사용이 편리한 장점이 있다.

또한, 유량 배출공 개폐밸브의 닫힘은 노브의 회전 이후 시간이 지남에 따라 토션 스프링과 유압에 의해 자동으로 이루어지므로 조작 및 사용이 편리한 효과를 발휘한다.

아울러, 밸브개페 노브의 회전 정도에 따라 유량 배출공 개폐밸브의 개방시간이 조절되므로 물의 사용량을 편리하게 조절할 수 있어 밸브의 조작에 따른 물의 불필요한 낭비를 줄일 수 있다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 자폐식 수도밸브의 전체 결합구조를 도시한 단면도이고,
도 3a는 본 발명에 따른 자폐식 수도밸브의 분해 사시도이며,
도 3b는 상기 도 3a의 오일 제어구의 구조를 도시한 도면이며,
도 4a와 도 4b는 본 발명의 차단구 연결 피스톤의 상하 이동에 따른 오일의 흐름과 오일 제어구의 작동 상태를 도시한 단면도이며,
도 5a와 도 5b는 본 발명의 배수 차단구의 구성을 도시한 도면이며,
도 6은 본 발명의 차단구 하우징의 구조를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 캡과 차단구 이송부재의 구성을 도시한 도면이며,
도 8a와 도 8b는 본 발명에 따른 밸브개폐 노브의 구조를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 자폐식 수도밸브의 적합한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.

도 1과 도 2는 본 발명에 따른 자폐식 수도밸브의 전체 결합구조를 도시한 단면도로서, 도 1은 유량 배출공 개폐밸브의 닫힌 상태를, 도 2는 유량 배출공 개폐밸브의 개방된 상태를 각각 도시한 도면이다.

또한, 도 3a는 본 발명에 따른 자폐식 수도밸브의 분해 사시도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 자폐식 수도밸브(500)는 유입되는 냉ㆍ온수의 수온 및 유량을 조절하도록 된 밸브의 개폐 동작에 있어서, 냉ㆍ온수의 수온을 조절하는 수온 조절밸브는 회전에 의해 조작이 이루어지고, 냉ㆍ온수의 온도가 조절된 상태에서 혼합된 물을 개폐하기 유량 배출공 개폐밸브(211)는 밸브개폐 노브(270)의 회전에 의해 개방이 이루어지며, 개폐밸브(211)의 개방 후 시간이 경과함에 따라 토션 스프링(260)과 내부 오일(300)의 이동에 따른 유압에 의해 점진적으로 개폐밸브(211)가 자동으로 닫히도록 구성된 자폐식 수도밸브이다.

참고로, 본 발명에 따른 수도밸브(500)에 있어서, 외부에서 유입되는 냉ㆍ온수의 유입과 냉ㆍ온수의 온도를 조절하는 일련의 밸브 수단 즉, 카트리지 베이스(110)에 차례로 결합되는 제1 고정디스크(120), 회전디스크(130), 제2 고정디스크(140) 및 수온조절구(170)의 구조는 본 출원인이 출원하여 기 등록받은 등록특허 제10-0670931호에 기재된 구성과 대체로 동일하다.

본 발명에서는, 상기 본 출원인이 보유한 등록특허의 수도밸브 구성에서, 상기 수온조절구(170)의 조작의 편의를 위해 상기 수온조절구(170)의 연장부(171)와 연결되는 수온조절구 노브(400)를 본 발명의 수도밸브의 외측 중간부에 별도로 구비되도록 하였다.

또한, 본 발명은 냉ㆍ온수의 혼합된 상태의 물을 배수하기 위한 유량 배출공 개폐밸브(211)의 구조를 토션 스프링(260)의 힘(복원력)과 유압을 이용하여 자동 닫힘 방식으로 개선되도록 한 것이다.

본 발명에 따른 자폐식 수도밸브(500)는 수도밸브 내의 카트리지 하우징에 장착되는 카트리지 베이스(110)와, 상기 카트리지 베이스(110)의 상부로 차례로 설치되며 가운데에 배출공(123,132,142)이 상호 연통되게 설치된 제1 고정디스크(120), 회전디스크(130), 제2 고정디스크(140)를 포함하며, 상기한 구성에 상기 회전디스크(130)를 회전시켜 온도를 조절하는 수온 조절구(170)와, 저부면이 상기 제2 고정디스크(140)의 상부면에 안착되고 내측 중심부는 공간부로 형성되는 부시(180)와, 상기 제2 고정디스크(140)의 상부에서 승하강 작동함에 의해 유량 배출공 개폐밸브(211)를 개폐하는 배수 차단구(210)와, 상기 부시(180)의 상측에 결합되며 상기 배수 차단구(210)를 내측에 수용하여 승하강 운동이 이루어지도록 하는 배수 차단구 하우징(220)과, 상기 배수 차단구(210)의 외주면상에 설치되어 배수 차단구(210)의 승하강 운동에 따른 오일 흐름을 제어하는 오일 제어구(230)와, 상기 배수 차단구 하우징(220)의 상부 선단측에 결합 고정되는 캡(240)과, 상기 배수 차단구(210)의 상부 선단측에 결합되어 회전에 의해 상기 배수 차단구(210)와 함께 승하강 운동하는 차단구 이송부재(250), 및 일단은 상기 차단구 하우징(220)의 외주면에 회전가능하게 결합되고, 내측 중심부에 노브 회전체(271)가 일체로 형성되고 상기 노브 회전체(271)의 회전에 의해 상기 차단구 이송부재(250)를 회전시키는 밸브개폐 노브(270) 및 일단이 고정된 캡(240)의 일측에 삽입, 고정되고, 타단은 상기 밸브개폐 노브(270)의 내부 일측에 삽입, 고정된 토션 스프링(260)을 포함하는 구성으로 이루어진다.

즉, 본 발명은 도 1 내지 도 3a에서 보는 바와 같이, 외부로부터 공급되는 냉ㆍ온수를 유도하는 제1 고정디스크(120)와 제2 고정디스크(140)의 사이에 회전디스크(130)가 위치하고, 상기 제1 고정디스크(120)와 제2 고정디스크(140) 및 회전디스크(130) 각각의 가운데에 냉ㆍ온수의 공급 및 혼합을 위한 냉ㆍ온수 급수공(121,122), 수온조절공(131), 유입구(141) 이외에 혼합된 냉ㆍ온수를 배출하는 배출공(123,132,142)이 형성되어 연통되며, 수온 조절구(170)를 통해 전술한 회전디스크(130)를 소정의 각도 내에서 회전시켜 냉ㆍ온수의 혼합량이 조절되도록 한다.

또한, 부시(180)와 차단구 하우징(220)의 내부에서 배수 차단구(210)가 승하강 운동함에 의해 유량 배출공 개폐밸브(211)가 개폐된다.

상기한 본 발명의 각 밸브구성에 대해 보다 세부적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 1과 도 3a에서 보는 바와 같이, 본 발명은 회전디스크(130)의 외주면상에 고정홈(133)이 형성되어 있으며, 이 고정홈(133)에 수온조절구(170)의 측면 연장편(172)의 단부에 형성된 고정돌기(173)가 끼워져 결합됨으로써, 수온조절구(170)의 회전 동작이 회전디스크(130)에 전달되어 회전이 이루어지게 된다.

즉, 전술한 회전디스크(130)의 수온조절공(131)이 제1 고정디스크(120)의 냉ㆍ온수 급수공(121,122)을 개폐시키는 상태(개폐면적)에 따라 유입되는 양이 조절되어 수온이 조절되게 된다.

본 발명의 수도밸브의 개폐를 위해 승하강 운동을 하는 배수 차단구(210)는 도 1과 도 3a 및 도 5a와 도 5b에 도시된 바와 같이, 유량 배출공 개폐밸브(211)와 차단구 연결피스톤(213) 및 피스톤 연결부재(215)의 세 구성부재로 이루어진다. 유량 배출공 개폐밸브(211)는 승하강 이동시 제2 고정디스크(140)의 유량 배출공(142)을 직접 개폐시키며 중앙부에 상기 차단구 연결피스톤(213)과 연결되게 하는 연결구(도 1의 211a)가 형성되어 있다. 상기 연결구(211a)는 외주면이 나사로 형성되어 상측의 차단구 연결피스톤(213)과는 나사 결합으로 결합이 이루어지게 된다.

본 발명의 상기 차단구 연결피스톤(213)은 저부에 상기 연결구(211a)가 결합되도록 나사홈 형태의 결합부(213f)가 본체부(213e)의 내부에 형성되고, 본체부(213e)의 가운데의 외주면상에는 외측으로 돌출되어 나오며 일정간격 이격되어 형성된 두개의 돌출턱, 예컨대 상부 돌출턱(213a)과 하부 돌출턱(213c)이 형성되어 있으며, 상기 두개의 돌출턱(213a,213c)의 사이의 공간(213d)에는 본 발명의 오일 제어구(230)가 설치된다.

또한, 상기 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)상에는 작은 크기의 오일홈(213b)이 형성되며, 이 오일홈(213b)은 오일(300)의 흐름을 제어하기 위해 작은 크기의 직선형 홈의 형상으로 형성할 수 있다.

따라서, 차단구 연결피스톤(213)이 상승할 시에는 오일(300)이 상기 오일홈(213b)과 함께 다른 공간(도 4a의 S3, S4)을 통해 이동하게 되나, 차단구 연결피스톤(213)이 하강할 시에는 오일 제어구(300)의 상부 돌출턱(230a)에 의해 이동 공간, 즉 도 4a의 공간 S3가 차단되어 상기 오일홈(213b)을 통해서만 오일(300)이 상부로 이동하게 된다. 오일홈(213b)에서의 이러한 오일 흐름 제어기능에 의해 본 발명의 상기 차단구 연결피스톤(213)의 상하 운동이 조절된다.

또한, 상기 차단구 연결피스톤(213)의 선단부(도 5a의 213g)는 그 상측의 피스톤 연결부재(215)와 연결되도록 나선 결합부로 형성된다.

본 발명의 피스톤 연결부재(215)는 도 5b에 도시된 바와 같이, 저부 내측면으로 상기 차단구 연결피스톤(213)이 결합되는 나선 결합부(215c)가 형성되고, 외주면상에 차단구 이송부재(250)와 끼움 결합되는 선단부(215a)와, 상기 선단부(215a)와 단차를 이루며 저부로 일정길이 연장되어 나온 연결부재 본체(215b)로 이루어진다. 이때 상기 선단부(215a)의 외주면상의 일정 위치에는 오링 결착홈(215e)이 형성되도록 한다. 상기 선단부(215a)의 외주면상에 형성된 오링 결착홈(215e)에 링이 결착됨으로서 피스톤 연결부재(215)와 이에 결합되는 차단구 이송부재(250)는 상호 회전이 이루어지면서 함께 승하강 운동을 하게 된다. 도 5b에서 부호 215d는 단차부를 나타낸다.

도 6은 본 발명의 차단구 하우징(220)의 구조를 도시한 도면이다. 상기 차단구 하우징(220)은 도 1과 도 6에 도시된 바와 같이, 부시(180)의 상부에 결합 고정되는 것으로, 그 외주면으로는 수온조절구(170)와 밸브개폐 노브(270)가 결합되며, 그 내주면으로는 배수 차단구(210)가 위치하여 일정 구간 내에서 상기 배수 차단구(210)의 승하강 운동이 이루어진다.

본 발명의 차단구 하우징(220)은 저부측에 외측 방향으로 일정길이 돌출되어 나온 돌출턱(220a)이 형성되고, 상기 돌출턱(220a)의 저부 외주면상에는 저부 오링 삽입홈(220b)이 형성된다. 또한 차단구 하우징(220)의 상부측 외주면상에는 상부 삽입홈(220c)이 형성되고, 이 상부 삽입홈(220c)에는 밸브개폐 노브(270)의 저부 절곡부(도 8a의 273)가 결합되며, 이때의 결합은 상기 밸브개폐 노브(270)가 회전가능한 결합이 된다.

또한, 상기 차단구 하우징(220)의 내주면에는 상기 배수 차단구(210)의 외주면과의 사이 공간부에 오일(300)이 수용된다.

도 7은 본 발명의 캡(240)과 이에 결합되는 차단구 이송부재(250)의 구조를 도시한 단면도이다.

본 발명의 캡(240)은 도 1과 도 7에 도시된 바와 같이, 외주면상의 저부 일측에 돌출턱(240a)이 형성되며, 이 돌출턱(240a)의 저부측 외주면상에는 저부에 위치하는 차단구 하우징(220)과의 결합을 위한 나선부(240b)가 형성된다. 상기 돌출턱(240a)의 저부측 내주면부(240e)는 피스톤 연결부재(215)의 외주면과 접촉하게 되며, 캡(240)이 고정된 상태에서 피스톤 연결부재(215)가 승하강 운동하게 된다. 이때 상기 피스톤 연결부재(215)의 원활한 이송을 위해 상기 캡(240)의 내주면부(240e)상에 오링 삽입을 위한 요홈(240f)이 형성되게 한다.

상기 캡(240)의 돌출턱(240a)의 상부측의 내주면부상에는 나사산(240d)이 형성되어 있으며, 이 나사산(240d)은 차단구 이송부재(250)의 외주면상에 형성된 나사산(250b)과 맞물려 결합한다.

또한, 상기 캡(240)의 상부측 둘레의 일측에는 토션 스프링(260)의 타단이 삽입,고정되는 스프링 삽입홈(240c)이 형성되어 있다.

본 발명의 차단구 이송부재(250)는 외주면부가 상기 캡(240)의 내주면과 맞물려 나사결합하고, 차단구 이송부재(250)가 회전할 경우 상기 캡(240)이 고정된 상태를 유지하므로 차단구 이송부재(250)는 승하강 운동을 하게 된다.

상기 차단구 이송부재(250)는 그 내부의 내주면 둘레를 따라 노브 회전체(271)와 세레이션(serration) 결합이 이루어지는 세레이션 결합부(250c)가 형성되어 있다. 이때 상기 세레이션 결합부(250c)에서는 느슨한 세레이션 결합이 이루어져 내측에 위치한 노브 회전체(271)가 회전할 경우 차단구 이송부재(250)도 함께 회전하는 것과 함께 차단구 이송부재(250)의 상하부로의 승하강 운동도 함께 이루어지게 된다.

한편, 상기 토션 스프링(260)은 일단이 고정된 캡(240)의 일측에 삽입, 고정되고, 타단은 밸브개폐 노브(270)의 내부 일측에 삽입, 고정된다. 따라서 밸브개폐 노브(270)가 회전하게 되면, 일단이 결착된 상기 토션 스프링(260)은 회전에 의해 토크를 받아 스프링(260) 자체에 복원력이 작용하게 되며, 이 복원력은 밸브개페 노브(270)를 반대 방향으로 회전시키게 된다. 이때 상기 밸브개폐 노브(270)의 회전에 의해 차단구 이송부재(250)의 상하 방향 승강 운동이 이루어질 때 상기 토션 스프링(260)의 상하 방향 이동은 이루어지지 않는다.

상기 밸브개폐 노브(270)의 회전이 인위적으로 이루어지면 차단구 이송부재(250)는 회전을 하면서 그 외주면에 나사결합된 캡(240)과 절곡부(273)가 차단구 하우징(220)의 상부삽입홈(220C)에 끼워져 자기자리에서 회전만 하는 밸브개폐노브(270)의 상호 작용에 의해 승하강 운동을 하게 된다. 이때 상기 토션 스프링(260)은 회전에 따른 복원력이 작용하게 되고, 이 복원력에 의해 밸브개폐 노브(270)는 반대방향으로 회전이 이루어지게 된다.

도 8a와 도 8b는 본 발명의 밸브개폐 노브(270)의 구조를 도시한 도면으로, 도 8a는 단면도이고, 도 8b는 상기 도 8a의 저면도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 밸브개폐 노브(270)는 내부에 일정 크기의 공간부(274)가 형성된 원통형 구조를 이루며, 하부측 단부는 내측으로 절곡된 절곡부(273)가 형성되고, 상부측의 내측 중앙부에는 노브 회전체(271)가 형성되어 있고 상부의 내측 안쪽부에는 스프링 장착홈(276)이 형성되어 있다.

상기 노브 회전체(271)는 외주면이 차단구 이송부재(250)의 내주면과 느슨한 세레이션 결합하는 세레이션 결합부(271a)로 형성된다. 상기 세레이션 결합부(271a)로 형성하기 위해 상기 노브 회전체(271)의 외주면상에는 기어치와 같은 돌출부재가 형성되게 하고, 차단구 이송부재(250)의 내주면은 이에 대응되는 형상의 돌출부재로 형성된다.

또한, 본 발명의 밸브 개폐노브(270)는 하부측 단부 부근의 외주면상에 일정 깊이의 삽입홈(275)이 형성되어 있으며, 이 삽입홈(275)은 밸브개폐노브(270)의 하측단 절곡부(273)가 차단구 하우징(220)의 삽입홈(220c)에 삽입될 시 결합을 용이하게 하는 역할을 한다.

상기 느슨한 세레이션 결합으로 이루어진 상기 차단구 이송부재(250)와 노브 회전체(271)는 노브 회전체(271)의 회전에 의해 상기 차단구 이송부재(250)가 회전하게 되고, 이와 동시에 고정된 캡(240)과 나사결합을 하고 있으므로 차단구 이송부재(250)는 회전과 함께 상하 방향으로 승하강 운동을 하게 된다.

이상 상기와 같이 구성된 본 발명의 수도밸브에 있어서, 밸브의 작동에 대해 이하에서 설명하기로 한다.

본 발명의 자폐식 수도밸브(500)에 있어서, 밸브의 개폐는 배수 차단구(210)의 승하강 운동에 의해 이루어지게 된다. 즉, 상기 배수 차단구(210)의 승하강 운동은 밸브개폐 노브(270)의 회전운동에 이루어지며, 배수 차단구(210)의 하단에 구비된 개폐밸브(211)가 제2 고정디스크(140)의 유량 배출공(142)를 개폐함으로 배출 여부를 조절하게 된다.

이러한 본 발명은 냉ㆍ온수가 카트리지 베이스(110)의 냉ㆍ온수 급수공(111,112)을 통해 유입되어 제1 고정디스크(120)의 냉ㆍ온수 급수공(121,122)에 도달하면, 회전디스크(130)의 수온 조절공(131)의 위치에 따라 냉ㆍ온수가 혼합 또는 각각 유입이 되고, 유입된 물은 제2 고정디스크(140)의 유입구(141)를 거쳐 유량 배출공 개폐밸브(211)가 제2 고정디스크(140)의 유량 배출공(142)을 개폐하는 시간에 따라 배출 유량이 조절되어 각각의 디스크에 관통 형성된 배출공(142,132,123)을 통해 배수되게 된다. 이때 유량 배출공 개폐밸브(211)의 개방되는 시간은 밸브개폐 노브(270)의 회전량(각)에 따라 정해지게 된다.

다음, 배수시간을 조절하기 위해 배수 차단구(210)의 승하강 운동의 작동에 대해 도 1과 도 2 및 도 4a와 도 4b를 참조하여 설명하기로 한다.

본 발명의 배수 차단구(210)는 내부에 충진되어 있는 오일(300)의 유압에 의해 제어되며, 외부에 노출된 밸브개폐 노브(270)의 회전에 의해 작동이 개시된다.

도 1은 본 발명의 배수 차단구(210)가 하부로 이동하여 제2 고정디스크(140)상의 유량 배출공(142)을 막아 배수가 이루어지지 않는 상태이다.

즉, 상기 도 1의 상태는 배수 차단구(210)가 하부로 이동한 상태이므로 오일(300)이 내부 공간에 충진된 상태에서, 상기 배수 차단구(210)가 하부로 이동하면 내부 오일(300)은 상부 방향으로 이동하게 된다. 즉, 오일(300)의 이동 방향은 도 4b에 도시된 바와 같게 된다.

이 상태에서 배수 차단구(210)가 상부로 이동하게 되면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 상부 공간부(S1)에 위치해 있던 오일(300)에 압력이 작용하게 된다. 즉, 배수 차단구(210)의 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)이 상부로 이동하면서 오일(300)에 압력을 가하게 되며, 압력을 받은 오일(300)은 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)의 하부 방향으로 이동하게 된다. 이때, 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)과 하부 돌출턱(213c)의 사이의 공간(213d)에 위치한 오일 제어구(230)는 오일(300)이 상부에서 하부로 이동하는 힘에 의해 하부로 밀려 하부 돌출턱(213c)에 밀착된다. 이때 상기 오일 제어구(230)의 저부면상에 형성된 하부 돌출턱(230b)이 차단구 연결피스톤(213)의 하부 돌출턱(213c)의 저부면상에 접촉하게 되고, 이 사이 공간으로 오일(300)이 이동하게 된다. 즉, 상기 오일 제어구(230)의 저부면상에 형성된 하부 돌출턱(230b)은 도 3b와 도 4b에 도시된 바와 같이, 오일 제어구(230)의 저부면 둘레를 따라 일정 간격으로 설치된 부재로서, 각각의 하부 돌출턱(230b)의 사이에공간부가 형성되어 오일(300)이 이동하게 된다. 따라서 오일(300)은 상부공간(S1)에서 공간(S3, S4)을 거쳐 하부공간(S2)으로 이동하게 된다.

다음, 상기 배수 차단구(210)의 승하강 이동을 위한 밸브개폐 노브(270)의 작동에 대해 살펴보기로 한다.

먼저, 밸브개폐 노브(270)를 일측 방향으로 회전시키면 밸브개폐 노브(270)의 내부에 형성된 노브 회전체(271)도 함께 회전하게 된다. 상기 노브 회전체(271)는 그 외주면에 결합된 차단구 이송부재(250)와 느슨한 세레이션(serration) 결합이 이루어진 구조이므로, 노브 회전체(271)가 회전하게 되면 상기 외측의 차단구 이송부재(250)를 회전시킴과 동시에 차단구 이송부재(250)가 상하 방향으로 승하강 운동을 하게 된다. 즉, 노브 회전체(270)가 회전하게 되면 느슨한 상태로 세레이션 결합된 외측의 차단구 이송부재(250)는 밸브개폐 노브(270)와 함께 회전하게 되고, 이와 함께 상기 차단구 이송부재(250)의 회전 운동은 차단구 이송부재(250)의 외측에 나사결합되고 위치가 고정된 캡(240)과 절곡부(273)가 차단구 하우징(220)의 상부 삽입홈(220C)에 끼워져 자기자리에서 회전만하는 밸브개폐 노브(270)의 상호 작용에 의해 차단구 이송부재(250)는 상부 방향으로 상승하게 된다. 즉 상기 캡(240)은 차단구 하우징(220)과 나사결합된 상태이므로 그 위치가 고정된 상태이며 밸브개폐노브(270)는 자기자리에서 회전만 함으로 노브회전체(271)에 의해 차단구 이송부재(250)가 회전하게 되면 고정된 상태의 캡(240)은 상기 차단구 이송부재(250)가 상부 방향으로 상승하도록 유도하는 역할을 한다.

상기에서와 같이, 밸브개폐 노브(270)의 회전에 의해 차단구 연결피스톤(213)의 승하강 운동에 따른 차단구 연결피스톤(213)의 외주면에 장착된 오일 제어구(230)의 동작 및 오일(300)의 흐름에 대해 도 4a와 도 4b를 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 4a는 본 발명의 유량 배출공 개폐밸브가 개방되는 상태를 나타낸 것으로서, 밸브개폐 노브(270)의 회전에 의해 배수 차단구(210)가 상승하게 되면, 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)의 상부측 공간(S1)에 위치해 있던 오일(300)은 하부로 밀려나게 된다. 오일(300)이 하부로 이동하게 되면 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)과 하부 돌출턱(213b)의 사이 공간부(213d)에 설치된 오일 제어구(230)는 오일(300)의 흐름에 따라 저부로 이동하게 된다. 이 경우 오일 제어구(230)의 상부 돌출턱(230a)은 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)의 저부면으로부터 이탈되어 그 사이 공간(S3)을 형성하게 되고, 이 공간(S3)으로 오일(300)이 이동하게 된다.

이때, 상기 오일 제어구(230)의 상부면상에 형성된 상부 돌출턱(230a)은 오일 제어구(230)의 상부면상에 연속적인 이음으로 형성되어 이 상부 돌출턱(230a)이 형성된 부위를 오일(300)은 통과하지 못하게 된다.

상기 공간(S3)을 지난 오일(300)은 다시 오일 제어구(300)와 차단구 연결피스톤(213)의 하부 돌출턱(213c)의 상부면 사이의 공간(S4)을 통해 이동하게 되고, 이후 차단구 연결피스톤(213)의 하부 돌출턱(213c)의 하부공간(S2)으로 흘러나가게 된다.

상기 도 4a에서의 오일(300)의 흐름은, 오일 제어구(230)가 하부로 이동함에 의해 오일(300)의 흐름이 자연스럽게 이루어지게 된다. 이에 의해 배수 차단구(210)도 상부로 쉽게 이동하게 되어 개폐밸브(211)의 개방이 자연스럽게 이루어진다.

도 4b는 유량 배출공 개폐밸브가 닫히는 경우의 오일 흐름을 나타낸 도면이다.

도 4b에서, 토션 스프링(260)의 복원력에 의해 개페밸브 노브(270)가 반대 방향으로 회전하여 차단구 연결피스톤(213)이 저부로 이동하게 되면(개폐밸브가 닫히는 상태로 전환하는 과정), 하부공간(S2)에 위치한 오일(300)은 상부공간(S1)으로 이동하게 되는데, 오일(300)의 이동에 의해 오일 제어구(230)의 상부 돌출턱(230a)이 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)의 저부면에 밀착된다. 이에 의해 공간(S3)이 막히게 되나, 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)에 형성된 오일홈(213b)은 개방된 상태이므로 이 오일홈(213b)을 통해 오일(300)이 상부로 이동하게 된다. 이때 상기 오일홈(213b)은 다른 공간에 비해 좁은 공간이므로 오일(300)의 이동이 상부에서 하부로 이동할 때에 비해 상대적으로 천천히 이루어지게 된다.

이러한 오일(300)의 흐름에 의해 본 발명의 자폐식 수도밸브(500)에 있어서는, 유량 배출공 개폐밸브(211)의 개방은 밸브개폐 노브(270)의 회전 조작에 의해 신속히 이루어지나, 개폐밸브(211)의 닫힘은 오일(300)의 흐름에 의해 천천히 이루어지게 된다.

따라서, 본 발명의 자폐식 수도밸브(500)에 있어서, 개폐밸브(211)의 개방 후 닫히는 시간은 상기 오일(300)의 흐름 속도에 영향을 받게 되며, 이러한 개폐밸브(211)의 개방 시간조절은 여러 구성요소들에 의해 조절될 수 있다.

예컨대, 차단구 이송부재(250)에 결착된 토션 스프링(260)의 특성과, 오일(300)의 점도, 오일홈(213b)의 크기, 밸브개폐 노브(270)의 회전각 등에 의해 조절될 수 있다.

이상 상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 자폐식 수도밸브는 유량 배출공 개폐밸브의 개방을 밸브개폐 노브를 회전시켜 개방함으로써 노브의 회전각도에 따라 사용자가 원하는 만큼의 시간 동안 개폐밸브를 개방할 수 있고, 개폐밸브의 개방 후에는 시간이 경과함에 따라 유압에 의해 자동으로 닫히게 되어 조작및 사용이 편리하게 된다.

또한, 밸브개폐 노브를 손으로 직접 돌려서 회전시키는 방식으로 조작이 이루어짐으로써 사용자의 밸브 개폐시간 조절을 보다 용이하게 할 수 있는 장점이 있다. 이와 함께 개폐밸브의 제어의 정확성을 높임으로써 불필요한 물의 낭비를 막을 수 있게 된다.

110 : 카트리지 베이스 120 : 제1 고정디스크
130 : 회전디스크 140 : 제2 고정디스크
142 : 유량 배출공 170 : 수온 조절구
171 : 연장부 172 : 측면 연장편
173 : 고정돌기 180 : 부시
210 : 배수 차단구 211 : 유량 배출공 개폐밸브
211a : 개폐밸브 나선부 213 : 차단구 연결 피스톤
213a : 상부 돌출턱 213b : 오일홈
213c : 하부 돌출턱 213d : 사이 공간부
213e : 본체부 213f : 결합부
213g : 선단부
215 : 피스톤 연결부재 215a : 선단부
215b : 본체 215c : 저부
215d : 단차부 215e : 오링 결착홈
220 : 차단구 하우징 230 : 오일 제어구
240 : 캡 250 : 차단구 이송부재
260 : 토션 스프링 270 : 밸브개폐 노브
271 : 노브 회전체 271a : 세레이션 결합부
273 : 절곡부 274 : 공간부
275 : 삽입홈 276 : 스프링 장착홈
300 : 오일 400 : 수온조절구 노브
500 : 수도밸브

Claims

수도밸브 카트리지 내에 장착되는 카트리지 베이스(110)와,
상기 카트리지 베이스(110)의 상부로 차례로 설치되며 가운데에 유량 배출공(123,132,142)이 상호 연통되게 각각 설치된 제1 고정디스크(120), 회전디스크(130), 제2 고정디스크(140)와;
상기 회전디스크(130)를 회전시켜 온도를 조절하는 수온 조절구(170)와;
저부면이 상기 제2 고정디스크(140)의 상부면에 안착되고 내측 중심부는 공간부로 형성되는 부시(180)와;
상기 제2 고정디스크(140)의 상부에서 승하강 작동함에 의해 유량 배출공 개폐밸브(211)를 개폐하는 배수 차단구(210)와;
상기 부시(180)의 상측에 결합되며 상기 배수 차단구(210)를 내측에 수용하여 승하강 운동이 이루어지도록 하는 배수 차단구 하우징(220)과;
상기 배수 차단구(210)의 외주면상에 설치되어 배수 차단구(210)의 승하강 운동에 따른 오일(300)의 흐름을 제어하는 오일 제어구(230)와;
상기 배수 차단구 하우징(220)의 상부 선단측에 결합 고정되는 캡(240)과;
상기 배수 차단구(210)의 상부 선단측에 결합되어 회전에 의해 상기 배수 차단구(210)와 함께 승하강 운동하는 차단구 이송부재(250)와;
일단은 상기 차단구 하우징(220)의 외주면에 회전가능하게 결합되고, 내측 중심부에 노브 회전체(271)가 일체로 형성되고 상기 노브 회전체(271)의 회전에 의해 상기 차단구 이송부재(250)를 회전시키는 밸브개폐 노브(270); 및
일단이 고정된 캡(240)의 일측에 삽입, 고정되고, 타단은 상기 밸브개폐 노브(270)의 내부 일측에 삽입, 고정된 토션 스프링(260)을 포함하는 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 배수 차단구(210)는 상기 제2 고정디스크(140)의 유량 배출공(142)를 개폐하는 유량 배출공 개폐밸브(211)와, 상기 유량 배출공 개폐밸브(211)의 승하강 운동을 유도하는 차단구 연결피스톤(213) 및 피스톤 연결부재(215)를 포함하는 자폐식 수도밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 차단구 연결피스톤(213)은 저부에 연결구(211a)가 결합되도록 나사홈 형태의 결합부(213f)가 형성되고, 가운데의 외주면상에는 외측으로 돌출되어 나오며 일정간격 이격되어 형성된 상부 돌출턱(213a)과 하부 돌출턱(213c)이 형성되며, 상기 두개의 돌출턱(213a,213c)의 사이의 공간부(213d)에 오일 제어구(230)가 설치된 자폐식 수도밸브.
청구항 3에 있어서,
상기 차단구 연결피스톤(213)의 상부 돌출턱(213a)상에 오일홈(213b)이 형성된 자폐식 수도밸브.
청구항 2에 있어서,
상기 피스톤 연결부재(215)는 저부 내측면으로 상기 차단구 연결피스톤(213)이 결합되는 나선 결합부(213c)가 형성되고, 외측 원주면상에 차단구 이송부재(250)와 회전 결합되는 선단부(215a)와, 상기 선단부(215a)와 단차를 이루며 저부로 일정길이 연장되어 나온 연결부재 본체(215b)로 이루어지는 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 오일 제어구(230)는 상부면상에 상부 돌출턱(230a)이, 저부면상에 하부 돌출턱(230b)이 각각 형성되되, 상기 상부 돌출턱(230a)은 상부면상에 연속적인 이음으로 형성되어 상부 돌출턱(230a)이 형성된 부위를 오일(300)이 통과하지 못하며, 상기 하부 돌출턱(230b)은 저부면상에서 일정 간격으로 설치되어 상기 간격 사이로 오일(300)의 흐름이 이루어는 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 차단구 하우징(220)은 부시(180)의 상부에 결합 고정되며, 그 외주면으로 수온조절구(170)와 밸브개폐 노브(270)가 결합되며, 그 내주면으로는 배수 차단구(210)가 위치하여 일정 구간 내에서 상기 배수 차단구(210)가 승하강 운동을 하도록 구성된 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 차단구 하우징(220)은 저부측에 외측으로 일정길이 돌출되어 나온 돌출턱(220a)이 형성되고, 상기 돌출턱(220a)의 저부 외주면상에는 저부 삽입홈(220b)이 형성되며, 차단구 하우징(220)의 상부측 외주면상에는 밸브개폐 노브(270)의 저부 절곡부(273)가 결합되는 상부 삽입홈(220c)이 형성되고, 내주면은 상기 배수 차단구(210)의 외주면과의 사이 공간부에 오일(300)이 수용되는 구조로 형성된 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 캡(240)은 외주면상의 저부 일측에 돌출턱(240a)이 형성되며, 상기 돌출턱(240a)의 하부측 외주면상에는 하부의 차단구 하우징(220)과의 결합을 위한 나선부(240b)가 형성되며, 상부측 둘레의 일측에는 토션 스프링(260)의 타단이 삽입,고정되는 스프링 삽입홈(240c)이 형성되고, 상기 돌출턱(240a)의 하부측 내주면부(240e)는 피스톤 연결부재(215)의 외주면과 접촉하여 캡(240)이 고정된 상태에서 피스톤 연결부재(215)가 승하강 운동하게 하는 구조로 된 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 캡(240)은 내주면부상에 나사산(240d)이 형성되고, 상기 나사산(240d)은 차단구 이송부재(250)의 외주면상에 형성된 나사산(250b)과 맞물려 나사결합하고, 차단구 이송부재(250)의 회전시 차단구 이송부재(250)의 승하강 운동을 유도하는 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 차단구 이송부재(250)는 내부의 내주면 둘레를 따라 상기 노브 회전체(271)와 느슨한 세레이션 결합이 이루어지는 세레이션 결합부(250c)가 형성된 자폐식 수도밸브.
청구항 1에 있어서,
상기 밸브개폐 노브(270)는 내부에 일정 크기의 공간부(274)가 형성된 원통형 구조를 이루며, 상부 내측에 상기 토션 스프링(260)의 일단이 삽입, 고정되는 스프링 홈(276)이 형성되며, 저부측 단부는 내측으로 절곡된 절곡부(273)가 형성되며, 상부측의 내측 중앙부에는 노브 회전체(271)가 형성되고, 하부측 단부 부근 외주면 상에 일정 깊이의 삽입홈이 형성된 자폐식 수도밸브.