KR20140115928A - 수지제(樹脂製) 지수(止水) 밸브 카트리지, 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조 및 수전(水栓)의 지수 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성수지화를 가능하게 함으로써, 합성수지에 의한 경량화와, 기존의 황동 재료 고유의 문제점을 해결할 수 있는 수지제(樹脂製) 지수(止水) 밸브 카트리지를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 하우징(10), 지지캡(20), 수전봉(30) 및 고정캡(50)의 전체를 합성수지화한다. 하우징(10)의 위쪽 끝에 고정캡(50)을 정역방향으로 회전 가능하도록 장착한다. 하우징(10)에서 고정캡(50)의 근방 위치에 한 쌍의 결합돌기(13)를 축 방향으로 연장하도록 형성한다. 하우징(10)의 결합돌기(13)를 수전(水栓) 본체(100)의 결합홈(123)에 결합함으로써, 이러한 결합 걸림에 의해 하우징(10)을 밸브수용부(120)에 대해 상대 회전이동이 불가능하도록 하고, 고정캡(50)을 밸브수용부(120)에 돌려서 장착한다.

Description

수지제(樹脂製) 지수(止水) 밸브 카트리지, 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조 및 수전(水栓)의 지수 구조 {Resin water stop valve cartridge, the mounting structure thereof, and water stop structure of the faucet}

본 발명은 세라믹 디스크 (고정 디스크 및 이동식 디스크) 를 사용하여 지수(止水) 밸브 기구를 수지제(樹脂製) 하우징(housing)에 내장한 수지제 지수 밸브 카트리지, 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조, 및 관련된 수지제 지수 밸브 카트리지와 (수지제 지수 밸브 카트리지의 설치대상부로서의) 수전(水栓) 밸브수용부의 설치구조로 구성되는 수전의 지수 구조에 관한 것이다.

종래 급수전(給水栓)은 개방 및 폐쇄 조작을 위한 밸브수용부에 지수 밸브를 내장하고, 밸브수용부를 위쪽과 아래쪽 중 하나에 선택적으로 경사이동하거나, 원주방향 (정역방향) 의 하나에 선택적으로 회전이동함으로써, 지수 밸브를 개방 또는 폐쇄 작동시켜, 급수원의 물을 토수구(吐水口)에서 토수하거나 또는 차단하도록 되어 있다. 이 지수 밸브에는 밸브 개방 동작 및 폐쇄 동작을 수행하는 밸브부재로서 세라믹 디스크를 내장하여 조작성을 향상시킨 것이 있다. 또한, 지수 밸브는, 2 ~ 10 년 정도로 시간 경과에 따른 노후화에 의한 소모로 인해, 소모 부품의 교환 등의 유지 보수를 할 필요가 있는데, 최근 이러한 유지 관리 작업을 용이하게 할 수 있도록, 지수 밸브의 각 부품을 하우징 내에 수용(收容)하여 일체화시킨 지수 밸브 카트리지의 개발이 진행되고 있다. 여기서 단식 수전용 지수 밸브 카트리지의 경우 하우징으로서는, 단식 수전의 수전 본체에 삽입 장착시의 공구에 의한 체결 동작 (수전 본체 측의 암나사에 지수 밸브 카트리지 측의 수나사를 돌려넣어 체결 고정하는 동작) 시 하우징에 가해지는 부하에 충분히 견딜 수 있는 일정한 강도나, 사용에 의한 내구성을 만족하는 등의 요청에 의해, 황동 하우징 등의 금속제 하우징이 사용되고 있다.

그러나, 황동 재료는 내식성·내구성이 뛰어난 금속 재료이며, 또한 본래는 필요한 기계적 강도를 갖는 재료이지만, 물에 접촉함에 따라 황동에 함유된 아연이 용출(溶出)하여 황동이 열화(劣化)하는 현상 (이른바 탈(脫)아연(亞鉛) 현상 또는 탈아연 부식 현상) 이 발생하고, 그 기계적 강도가 감소하거나 부식에 의해 미소한 구멍이 발생하거나 하는 등의 문제가 발생할 가능성이 지적되고 있다. 또한, 지수 밸브 하우징을 포함한 수도용 제품에 사용되는 황동 재료로서, 절삭성을 높여 가공성을 향상시킨 쾌삭(快削) 황동이 많이 사용되지만, 이 쾌삭 황동은 절삭성을 높이기 위해 납이 함유되어 있다. 또한 황동의 함유물인 아연에는 불순물로서 카드뮴이 (미량이지만) 일반적으로 포함된다. 따라서, 황동 재료를 사용하여 지수 밸브 카트리지 하우징을 제조하면 상기 탈아연 현상에 의한 기계적 강도의 저하 및 부식 발생, 지수 밸브 카트리지 내를 흐르는 물로 납 및 카드뮴의 용출 및 함유 같은 문제가 발생할 수 있다. 특히 최근의 국제 환경 보호 의식이 높아짐에 따라 환경 오염 물질의 확산을 방지하기 위한 각종 규제, 예를 들면 유럽 연합의 RoHS 지령(유해 물질에 대한 제한) 등이 수도용 제품에도 적용되고 있으며, 지수 밸브 카트리지를 제조하는 경우에 있어서도, 상기 납 및 카드뮴의 용출 등의 가능성을 확실하게 방지할 것이 요구되고 있다.

따라서 상기 종래의 황동제 하우징을 갖는 지수 밸브 카트리지에 대해서, 상기 문제점이 발생하지 않는 별개의 재료를 모색하는 과정에서 본 발명자들은 황동을 대체하는 재료로, 지수 밸브 카트리지 주재료를 합성수지화(合成樹脂化)하면, 상기 탈아연 현상에 의한 기계적 강도의 저하 및 부식 발생, 납 및 카드뮴의 용출 가능성을 완전히 불식할 수 있는 것에 착안해, 수지 재료의 선정이나 수지에 의한 기계적 구조를 연구함으로써 기존의 황동제 지수 밸브 카트리지를 대체하는 수지제(樹脂製) 지수 밸브 카트리지에 대해 예의주시하여 실험 연구를 거듭하여 시행 착오를 반복했다. 그 결과, 본 발명자들은 단순히 기존의 황동재료로 만들어진 하우징 등의 부품을 합성수지 재료로 대체 하는 것만으로는, 특히 하우징 부분의 강도 측면에서 새로운 문제가 발생하는 것을 확인했다. 이에 본 발명자들은 더욱 예의주시하여 연구를 거듭한 결과, 하우징을 합성수지 재료로 형성한 경우에도 충분한 강도를 가지는 지수 밸브 카트리지의 발명을 하는데 이르렀으며, 특허 문헌 1로 출원되어 있다.

특허 문헌 1은 완전한 합성수지화를 가능하게 함으로써, 합성수지화에 따른 경량화나, 기존의 황동재료에 있는 고유의 문제점 (사용에 따른 강도 저하 및 규제 물질 용출 등) 을 해결할 수 있는 수지제 지수 밸브 카트리지의 제공을 과제로 다음의 구성을 갖추고 있다 (이하의 특허 문헌 1의 설명에서는 특허 문헌 1의 부재 번호를 사용하여 설명한다). 즉, 특허 문헌 1의 발명은 하우징(10)의 전체 및 수전봉(30)의 전체를 합성수지화하고 있다. 또한 하우징(10)은 소형 원통부(SC)에서, 가동 디스크(41) 및 고정 디스크(45)의 수용 공간 부분의 벽 두께를 가동 디스크(41) 및 고정 디스크(45)에 가해지는 수압에 견딜 수 있는 작은 제 1 벽두께로 하고, 체결용 수나사부(15)의 벽 두께를 소형 원통부의 제 1 벽두께보다 크게, 및 체결부(11)의 체결에 따라 체결용 수나사부(15)에 가해지는 물리적 부하에 견딜 수 있는 보다 큰 제 2 벽두께로 하고 있다. 그리고 소형 원통부(SC)의 내주면(內周面)에서, 체결용 수나사부(15)의 다른 한쪽 끝의 위치와 일치하는 위치에, 제 1 벽두께와 제 2 벽두께와의 차이에 의한 평탄 고리 모양의 단차면(段差面)(18)을 형성하고 있다.

[특허 문헌 1] 일본 특개(特開) 2012-57665호 공보.

상기와 같이 구성한 특허 문헌 1의 지수 밸브 카트리지는, 주요 부품인 하우징 및 수전봉의 재료를 기존의 황동 소재에서 합성수지 재료로 변경한 경우에도 필요한 기계적 강도 및 내구성 등의 제반 특성, 특히 큰 부하가 걸리는 하우징의 수나사 부분의 기계적 강도 및 내구성 등의 요구를 충분히 만족할 수 있고, 완전한 합성수지화가 가능함에 따라, 합성수지화에 따른 경량화와 기존의 황동 소재에 있는 고유의 문제점 (사용에 따른 강도 저하 및 규제 물질 용출 등) 을 해결할 수 있다는 특유의 작용 효과를 발휘한다. 한편, 특허 문헌 1의 지수 밸브 카트리지는, 단식 수전 등의 급수전(給水栓) (구체적으로는 급수전의 밸브수용부) 에 대한 설치 구조 및 체결 구조 자체는 기존의 황동제의 지수 밸브 카트리지와 동일하다.

세부적으로는 기존의 황동제 지수 밸브 카트리지는, 하우징에 내부 구성부품 (세라믹 디스크 등) 을 내장한 상태에서, 그 하우징의 축 방향의 일부에 설치된 수나사를, 급수전 벨브 수용부의 지수 밸브 수용용 개구부에 설치된 암나사에 나사결합으로 체결고정시킴으로써, 급수전의 밸브수용부에 수밀(水密) 상태로 장착되도록 되어 있고, 밸브수용부의 핸들을 개폐 조작하여 지수 밸브 카트리지의 밸브 기구를 선택적으로 밸브 오픈 및 밸브 폐쇄 동작을 시키도록 되어 있다. 여기서 지수 밸브 카트리지의 수나사를 급수전 밸브수용부의 암나사에 체결시, 급수전의 핸들에 고착(固着)되는 부분인 지수 밸브 카트리지의 수전봉 윗부분 (급수전 밸브수용부의 개구에서 노출하는 돌출측 끝) 에 일체로 형성한 육각 너트 형상의 체결부를, 스패너 등의 공구에 의해 체결 방향 (일반 나사의 체결 방향과 동일한 시계 방향) 으로 회전하는데, 이때 지수 밸브 카트리지의 수나사 부분, 특히 수나사를 구성하는 각 나사 산(山) 부분에는 공구로부터의 토크에 의한 큰 기계적 부하 (물리적 부하) 가 걸리게 된다. 또한 급수전 핸들의 회전축과 (밸브수용부에 삽입장착한) 지수 밸브 카트리지의 회전축 (및 밸브수용부의 암나사에 대한 하우징의 수나사의 회전축) 이 일치되도록 하기 위해, 급수전의 핸들을 정방향 또는 역방향으로 회전조작하면, 이때의 (한쪽 방향의 회전 조작시의) 토크가, 급수전의 밸브수용부의 암나사에 체결된 지수 밸브 카트리지의 수나사를 푸는 방향의 토크가 된다. 일반적으로, 밸브 폐쇄 동작을 위한 핸들의 클로즈 방향이 시계 반대 방향인 경우, 핸들을 클로즈 방향 (반대방향) 으로 회전하면, 그 회전 토크는 밸브수용부의 암나사부에 대한 지수 밸브 카트리지의 수나사부의 체결 방향인 시계 방향과 반대방향 (즉 체결을 푸는 방향) 이 된다.

따라서 기존의 지수 밸브 카트리지에서는 급수전의 밸브수용부에 지수 밸브 카트리지를 체결하여 장착시, 상기와 같은 핸들의 개폐 조작에 의한 지수 밸브 카트리지의 수나사부의 풀림을 염려하여, 지수 밸브 카트리지를 핸들에 대해 공구로 강하게 체결할 필요가 있었다. 또한 이를 통해 기존의 지수 밸브 카트리지의 하우징은, 특히 급수전에 설치시에 수나사부에 가해지는 토크에 견딜 수 있도록 충분한 강도를 부여할 필요가 있었다. 특히, 특허 문헌 1의 발명과 같이 지수 밸브 카트리지의 하우징을 합성수지로 형성한 경우는, 급수전에 설치시에 하우징의 수나사부에 가해지는 토크를 견딜 수 있도록, 수나사 부분의 벽 두께를 상기 토크에 의한 부하를 고려하여 충분한 벽 두께로 하여, 충분한 강도를 확보할 필요가 있었다. 또한, 기존의 지수 밸브 카트리지는, 급수전의 밸브수용부에 장착시, 밸브수용부의 암나사부와 지수 밸브 카트리지의 수나사부에 과대한 부하가 걸리지 않도록, 공구의 토크가 (체결 대상인 수나사부 등에 과대한 부하가 가해지지 않도록) 설정 수치 이내가 되도록 (공구에 내장한 토크 제어 장치 등에 의해), 체결시의 토크 관리를 할 필요도 있으나, 업자에 따라서는 충분한 토크 관리가 이루어지지 않고, 설정치보다 과대한 토크로 체결 작업이 이뤄지기도 한다. 이 경우 특히 특허 문헌 1의 발명과 같이 지수 밸브 카트리지의 하우징을 합성수지로 형성한 경우, 설정치를 초과하는 과대한 토크 값에 따라서는, 하우징에 과부하가 결려 손상될 가능성이 있기 때문에, 이러한 최악 사태를 상정하면, 하우징을 기존의 황동 재료 등의 금속 재료 이외로 형성하는 것이 곤란하였다.

따라서, 본 발명은 하우징과 수전봉 등 주요 부품의 재료로서 기존의 황동 재료 등의 금속 재료를 사용하지 않고 합성수지 재료를 사용하는 한편, 급수전의 핸들에 의한 밸브 개폐 조작시에 가해지는 (기존의 지수 밸브 카트리지의 체결을 푸는 방향) 토크의 영향을 완전히 배제할 수 있으며, 이로 인해 종래와 같이 (개폐 조작 시의 토크에 의한 풀림을 고려하여) 지수 밸브 카트리지를 급수전의 밸브수용부에 강하게 체결할 필요가 없으므로, 종래와 같이 지수 밸브 카트리지를 급수전의 밸브수용부에 설치시, 공구를 사용할 필요 없이 수작업에 의해 급수전의 밸브수용부에 간단하고 확실하며 원활히 장착할 수 있는 한편, 종래와 같은 설치시의 토크 관리도 불필요할 수 있으며, 그 결과 주요 부품의 완벽한 합성수지화를 가능하게 할 수 있고, 합성수지화에 의한 경량화와 기존의 황동 소재에 있는 고유의 문제점(사용에 따른 강도 저하 및 규제 물질 용출 등) 을 완전하게 해결할 수 있는 수지제 지수 밸브 카트리지, 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조, 및 관련된 수지제 지수 밸브 카트리지와 설치대상부의 결합홈으로 구성된 수전 지수 구조의 제공을 과제로 한다.

본 발명에 따른 지수(止水) 구조는, 수지제 지수 밸브 카트리지와, 상기 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용하여 장착하는 수전(水栓)의 밸브수용부로 된 수전의 지수 구조이다. 상기 수지제 지수 밸브 카트리지는 하우징, 수전봉, 가동(可動) 디스크, 고정(固定) 디스크 및 고정부재(固定部材)를 포함한다. 하우징은 모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형된다. 수전봉은 모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형되고, 상기 하우징에 (예를 들어, 그 축 방향 다른 한쪽 끝의 개구에서 삽입하여) 동축(同軸) 형태로 수용되어 해당 하우징의 축 방향으로 연장되며, 그 축 방향 한쪽 끝 부분을 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에서 돌출시킨다. 가동 디스크는 상기 하우징 내부에 회전이동이 자유자재로 가능하도록 수용 배치되며, 상기 수전봉의 축 방향 다른 한쪽 끝에 구동 연결되어, 상기 수전봉의 정역방향(正逆方向)으로의 회전동작에 따라 소정의 각도 범위 내에서 정역방향으로 회전하는 세라믹 디스크로 구성된다. 고정 디스크는 상기 하우징 내부에 회전이동이 되지 못하도록 수용 배치되고, 상기 가동 디스크 사이에서 밸브 개폐 동작을 수행하는 세라믹 디스크로 구성된다. 고정부재는 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 (더욱 바람직하게는 해당 하우징에 대하여 축 방향으로의 이동이 불가능하도록) 장착된다. (또한, 고정부재는, 예를 들어, 하우징의 축 방향 한쪽 끝 부위에 외부 결합하여 동축 형태로 설치되고, 상기 하우징에 대해 축을 중심으로 회전이동이 자유자재로 가능하다.) 또한, 상기 하우징은, 상기 고정부재를 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에서, 상기 고정부재의 축 방향 아래쪽 끝에 인접한 소정 부위 (예를 들어, 직접적으로 연속된 부위 또는 약간 간격을 두고 연속된 부위) 에 해당 하우징의 소정 부위의 외주면(外周面)을 축방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부(凸부) 형상 또는 오목부(凹부) 형상을 이루는 밸브측 결합부를 가지고 있다. 또한, 상기 고정부재는 상기 축 방향 아래쪽 부위에 형성된 밸브측 나사부를 가지고 있다. (일반적으로 고정부재의 밸브측 나사부는 후술하는 실시예와 같이 고정캡(50)의 아래쪽의 외주면에 형성된 수나사이지만, 암나사일 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 후술하는 실시형태의 고정캡(50)의 베이스(base) 외부에 동축 형태가 되도록 큰 직경의 원통체(円筒體)를 일체 형성하고, 이 원통체의 내주면에 나사홈을 형성한 암나사로 할 수도 있다.) 또한, 상기 밸브수용부는, 장착부, 밸브수용부측 나사부 및 밸브수용부측 결합부를 포함한다. 장착부는 상기 지수 밸브 카트리지를 앞쪽 끝 개구로부터 내부에 수용 가능한 원통 형상으로 구성된다. 밸브수용부측 나사부는 상기 장착부의 원주면(周面)에 형성되고, 상기 지수 밸브 카트리지의 고정부재의 나사부와 나사결합 가능하다. (밸브수용부측 나사부는 일반적으로는 장착부의 내주면(內周面)에 형성된 암나사이나, 위와 같이 고정부재측의 나사부를 암나사로 한 경우에는, 장착부의 외주면(外周面)에 형성된 수나사로 한다.) 또한 밸브수용부측 결합부는 상기 장착부의 원주면의 소정 각도 위치에서, 상기 장착부의 축 방향을 따라 연장하는 직선 형태의 오목부 형상 또는 오목부 형상을 이루고, 상기 지수 밸브 카트리지의 하우징의 밸브측 결합부와 凹凸의 관계로 걸어 맞춤으로써, 상기 지수 밸브 카트리지의 하우징이 상기 장착부에 대해 상대 회전이동되는 것을 저지한다. (일반적으로 밸브수용부측 결합부는 장착부에서 밸브수용부측 나사부와 동일한 원주면에 형성되며, 밸브수용부측 나사부를 장착부의 내주면에 형성한 암나사로 한 경우는, 해당 장착부의 내주면에 해당 암나사를 분단(分斷)하도록 형성된 오목부(凹부) 홈 형상으로 되지만, 밸브수용부측 나사부를 장착부의 외주면에 형성된 수나사로 한 경우, 해당 장착부의 외주면에 해당 수나사를 분단하는 형태로 설치할 수 있으며, 또한, 해당 장착부의 수나사와 반대쪽의 내주면에 형성할 수도 있다. 어느 경우에도, 밸브수용부측 결합부와 대응하는 요소인 밸브측 결합부는, 장착부의 외주면의 수나사와 대응하는 경우는 암나사로 하고, 장착부의 내주면에 암나사와 대응하는 경우는 수나사로 한다.)

본 발명에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지는, 해당 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용하여 장착하는 수전 밸브수용부로 된 수전의 지수 구조에 사용된다. 수지제 지수 밸브 카트리지는 하우징, 수전봉, 가동 디스크, 고정 디스크 및 고정부재를 포함한다. 하우징은 모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형된다. 수전봉은 모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형 되어 상기 하우징에 (예를 들어, 그 축 방향 다른 한쪽 끝의 개구에서 삽입하여) 동축 형태로 수용되어 당해 하우징의 축 방향으로 연장되고, 그 축 방향 한쪽 끝 부분을 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에서 돌출시킨다. 가동 디스크는, 상기 하우징 내부에 회전이동이 자유자재로 가능하도록 수용 배치되고, 상기 수전봉의 축 방향 다른 한쪽 끝에 구동 연결되어, 상기 수전봉의 정역방향(正逆方向)으로의 회전 동작에 따라 소정의 각도 범위 내에서 정역방향으로 회전하는 세라믹 디스크로 구성된다. 고정 디스크는, 상기 하우징 내부에 회전이동이 되지 못하도록 수용 배치되고, 상기 가동 디스크와의 사이에서 밸브 개폐 동작을 수행하는 세라믹 디스크로 구성된다. 고정부재는, 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 (더욱 바람직하게는 해당 하우징에 대하여 축 방향으로 이동되지 못하도록) 장착된다. (또한, 고정부재는, 예를 들어, 하우징의 축 방향 한쪽 끝의 부위에 외부 결합하여 동축 형태로 설치되고, 상기 하우징에 대해 축을 중심으로 회전이동이 자유자재로 가능하다.) 또한, 상기 하우징은 상기 고정부재를 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에서, 상기 고정부재의 축 방향 아래쪽 끝에 인접한 소정 부위 (예를 들어, 직접적으로 연속된 부위 또는 약간 간격을 두고 연속된 부위) 에 해당 하우징의 소정 부위의 외주면을 축방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부(凸부) 형상 또는 오목부(凹부) 형상을 이루는 밸브측 결합부를 가지고 있다. 또한, 상기 고정부재는 상기 축 방향 아래쪽 부위에 형성된 밸브측 나사부를 가지고 있다. (일반적으로 고정부재의 밸브측 나사부는 후술하는 실시형태와 같이 고정캡(50)의 아래쪽의 외주면에 형성된 수나사이지만, 암나사일 수도 있다. 이 경우, 예를 들어, 후술하는 실시형태의 고정캡(50)의 베이스(base) 외부에 동축 형태가 되도록 큰 직경의 원통체를 일체 형성하고, 이 원통체의 내주면에 나사홈을 형성한 암나사로 할 수도 있다.)

본 발명에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조는, 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전의 밸브수용부에 장착하기 위한 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조로서, 모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형된 하우징과, 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝의 부위에 외부 결합하여 장착되고, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 된 원통형의 고정부재를 포함한다. 상기 하우징은 상기 고정부재를 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에서, 상기 고정부재의 축 방향 아래쪽 끝에 연속하는 또는 이격된 부위에, 해당 하우징의 해당 부위의 외주면을 축 방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부 형상 또는 오목부 형상을 이루는 밸브측 결합부를 가지고, 상기 고정부재는 축 방향 아래쪽 부위에 형성된 밸브측 나사부를 가지고 있다. 그리고, 상기 하우징의 밸브측 결합부를, 수전의 밸브수용부에 형성한 밸브수용부측 결합부와 결합 가능하도록 하고, 상기 고정부재의 밸브측 나사부를 상기 수전의 밸브수용부에 형성한 밸브수용부측 나사부와 나사 결합 가능하도록 하고 있다.

본 발명에 따른 수전의 지수 구조에 의하면, 하우징 및 수전봉 등 주요 부품의 재료로서 기존의 황동 재료 등의 금속 재료를 사용하지 않고, 합성수지 소재를 사용하는 한편, 급수전의 핸들에 의한 개폐 조작시에 가해지는 (기존의 지수 밸브 카트리지의 체결을 푸는 방향의) 토크의 영향을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 종래와 같이 (개폐 조작시의 토크에 의한 풀림을 고려하여) 지수 밸브 카트리지를 급수전 밸브수용부에 강하게 체결할 필요가 없으므로, 종래와 같이 지수 밸브 카트리지를 급수전의 밸브수용부에 설치시 공구를 사용할 필요도 없고, 수작업에 의해 급수전의 밸브수용부에 간단하고 확실하며 원활히 장착 가능하며, 한편, 종래와 같은 설치시의 토크 관리도 불필요할 수 있고, 그 결과 주요 부품의 완전한 합성수지화를 가능하게 할 수 있으며, 합성수지화에 의한 경량화와 기존의 황동 재료에 있는 고유의 문제점 (사용에 따른 강도 저하 및 규제 물질 용출 등) 을 완전히 해결할 수 있다.

본 발명에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지 및 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조에 의하면, 하우징 및 수전봉 등 주요 부품의 재료로서 기존의 황동 재료 등의 금속 재료를 사용하지 않고 합성수지 소재를 사용하는 한편, 급수전의 핸들에 의한 개폐 조작시에 가해지는 (기존의 지수 밸브 카트리지의 체결을 푸는 방향의) 토크의 영향을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 종래와 같이 (개폐 조작 시의 토크에 의한 풀림을 고려하여) 지수 밸브 카트리지를 급수전의 밸브수용부에 강하게 체결할 필요가 없으므로, 종래와 같이 지수 밸브 카트리지를 급수전의 밸브수용부에 설치시 공구를 사용할 필요도 없고, 수작업에 의해 급수전의 밸브수용부에 간단하고 확실하며 원활히 장착가능하며, 한편, 종래와 같은 설치시의 토크 관리도 불필요할 수 있고, 그 결과 주요 부품의 완전한 합성수지화를 가능하게 할 수 있으며, 합성수지화에 의한 경량화와 기존의 황동재료에 있는 고유의 문제점 (사용에 따른 강도 저하나 규제 물질 용출 등) 을 완전히 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지를 나타내며, 1a는 정면도, 1b는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지를 나타내며, 2a는 평면도, 2b는 저면도(底面圖)이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지를 나타내며, 구성 부품을 모두 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 하우징을 나타내며, 4a는 사시도, 4b는 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 수전봉을 나타내며, 5a는 (수전봉을 밸브 폐쇄 위치로 할 때의) 사시도, 5b는 (수전봉을 밸브 폐쇄 위치로 할 때의) 평면도, 5c는 (수전봉을 밸브 개방 위치로 할 때의) 평면도, 5d는 (수전봉을 밸브 폐쇄 위치로 할 때의) 저면도, 5e는 (수전봉을 밸브 개방 위치로 할 때의) 저면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브부재의 가동(可動) 디스크를 나타내며, 6a는 평면도, 6b는 측면도, 6c는 저면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브부재의 고정(固定) 디스크를 나타내며, 7a는 평면도, 7b는 측면도, 7c는 7a의 B - B 선 단면도, 7d는 저면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 조립작업을 설명하기 위한 도면으로, 8a는 하우징에 밸브 구성 부품을 조립하면서 고정캡 및 스냅 링(snap ring)을 하우징에서 분리한 상태를 나타내는 일부 분해 사시도, 8b는 (밸브 구성 부품을 조립한) 하우징에 고정캡과 설치 후에 스냅 링으로 고정한 상태 (조립상태) 를 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지 (조립상태) 를 설치대상부로 한 급수전의 밸브수용부에 삽입장착 직전의 상태를 밸브수용부와 함께 나타내는 사시도이고, 도면 중의 일점쇄선 내는 밸브수용부 및 그 주변 부분을 정면에서 보여준다.
도 10은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지 (조립상태) 를 설치대상부로 한 급수전의 밸브수용부의 개구부에 삽입 설치하여 장착상태로 하고, 밸브수용부 및 수지제 지수 밸브 카트리지로 구성된 지수 구조를 완성한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 평면도를, 밸브 기구의 개방방향 (오픈방향) 및 폐쇄방향 (클로즈방향) 과 함께 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브 폐쇄 상태 및 밸브 개방 상태를 각각 보여주고 있으며, 12a는 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브 폐쇄 상태를 나타내는 (도 2b의 A - A 선 단면도인) 단면도, 12b는 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브 폐쇄 상태에서의 고정 디스크에 대한 가동 디스크의 회전이동 위치 관계를 나타내는 사시도, 12c는 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브 개방 상태를 나타내는 (12a에 대응하는) 단면도, 12d는 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브 개방 상태에서 고정 디스크에 대한 가동 디스크의 회전이동 위치 관계를 나타내는 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 측면도를, 수지제 지수 밸브 카트리지로의 입수 방향 및 출수 방향과 함께 나타낸다.
도 14는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 설치대상부에 설치작업 (및 분리작업) 을 설명하기 위한 도면이며, 14a는 수지제 지수 밸브 카트리지를 설치대상부에 삽입한 직후 돌려 고정하기 직전의 상태를 나타내는 단면도, 14b는 수지제 지수 밸브 카트리지를 설치대상부에 삽입한 후 돌려 고정하여 완전하게 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 비교 예로서 본 발명자가 상정한 수지제 지수 밸브 카트리지의 설치대상부에 설치과정을 설명하기 위한 도면이며, 15a는 비교 예의 수지제 지수 밸브 카트리지를 (외장형 마개를 분리한 상태에서) 설치대상부에 삽입 개시한 상태를 나타내는 단면도, 15b는 비교 예의 수지제 지수 밸브 카트리지를 설치대상부에 삽입한 후 마개로 고정하여 완전하게 장착한 상태를 나타내는 단면도이다.

이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태(이하, 실시 형태)를 설명한다. 또한, 각 실시 형태를 통해 동일한 부재, 요소 또는 부분에는 동일한 부호를 부여하여, 그 설명을 생략한다.

[밸브수용부]

먼저 도 9를 참조하여 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 대상 (상대측 부재) 인 밸브수용부(120)에 대해 설명한다. 밸브수용부(120)는 급수전 등의 수전에서 지수 밸브 카트리지를 장착하고, 해당 지수 밸브 카트리지에 의한 지수 밸브 작동에 의해 내부의 통수(通水)를 개방 및 차단하는 부재인 수전 본체(100)의, 대체로 원통형인 주벽(110)의 소정 부위에 일체적으로 형성된다. 밸브수용부(120)는 주벽(110)의 축방향과 직교하는 방향으로 소정의 축 길이로 돌출하는 대체로 원통형인 장착부(121)를 포함한다. 장착부(121)는 소정 내경 및 소정 외경을 가지고 (해당 내외경 차에 대응하는) 소정 두께를 갖는 대체로 원통형을 이루고, 삽입장착부(121)의 내주면에는 그 축 방향 전장에 걸쳐 암나사(122)가 나사홈으로 형성되어 있다. 또한 베이스(121)의 내주면에 원주 방향으로 소정의 각도를 둔 위치 (도시된 예에서는 180도 각도를 둔 위치) 에는, 각각 (반대를 이루도록) 결합홈(123)이 형성되어 있다. 각 결합홈(123)은 소정의 폭 (일정 폭) 및 소정의 깊이를 가지며, 베이스(121)의 축 방향을 따라 베이스(121)의 전장을 연장하는 (즉, 베이스(121)의 바깥쪽 가장자리에서 안쪽 가장자리까지 연장하는) 직선 홈 형태를 이루고 있다. 따라서 베이스(121)의 내주면에서는, 상기 한쌍의 결합홈(123)이 설치되는 부분에는 암나사(122)는 설치되어 있지 않고, 결합홈(123)을 설치하는 부분에 암나사(122)가 원주 방향으로 분할 (세부적으로는 2개의 결합홈(123)에 의해 등간격이 되도록 두개로 분할) 되어 있다.

여기서, 본 실시 형태에서는, 한 쌍의 결합홈(123)은 수전 본체(100)의 주벽(110)의 축방향 (도 9의 상하방향) 에 따른 각도 위치에 배치되고, 베이스(121)의 위쪽 끝이 되는 제 1 각도 위치 및 아래쪽 끝이 되는 제 2 각도 위치에 각각 배치되어 있으나, 다른 각도 위치 (예를 들어, 수전 본체(100)의 주벽(110)의 축 방향과 직교하는 수평 방향에 따른 각도 위치이고, 베이스(121)의 오른쪽이 되는 제 3 각도 위치 및 왼쪽이 되는 제 4 각도 위치) 에 설치하거나, 그 외의 위치에 설치하는 것도 가능하다. 즉, 밸브수용부(120)의 결합홈(123)은 본 실시 형태의 (및 본 발명의) 수전 지수 구조의 카트리지 회전이동 저지 수단 중 하나 (밸브수용부측의 카트리지 회전이동 저지 수단) 를 구성하는 것으로, (후술하는) 수지제 지수 밸브 카트리지 하우징(10)에 설치되는 결합돌기(13)가, 해당 수전 지수 구조의 카트리지 회전이동 저지 수단의 다른 하나 (수지제 지수 밸브 카트리지 측의 카트리지 회전이동 저지 수단) 를 구성한다. 따라서 밸브수용부(120)의 결합홈(123)은, 수지제 지수 밸브 카트리지의 결합돌기(13)와 동일한 수량을, 베이스(121)의 원주방향의 동일 각도 위치에, 해당 결합돌기(13)를 각각 베이스(121)의 축 방향을 따라 슬라이딩시켜 삽입하여 결합 가능하도록 (및 이 결합에 의해 밸브수용부(120)에 대해 수지제 지수 밸브 카트리지의 정역방향으로의 회전을 완전히 저지하도록) 구성하는 한도 내에서 여러 가지 구성을 채택할 수 있다. 예를 들어, 밸브수용부(120)의 결합홈(123)의 수를 1개만으로 하고, 수지제 지수 밸브 카트리지 하우징(10)의 결합돌기(13)의 수도 이와 동일한 1개만으로 할 수도 있으며, 혹은 밸브수용부(120)의 결합홈(123)의 수를 3개 이상의 소정 개수로 하고, 수지제 지수 밸브 카트리지 하우징(10)의 결합돌기(13)의 수도 이와 동일한 수의 소정개수로 할 수도 있다. 또한 밸브수용부(120)의 결합홈(123) 및 하우징(10)의 결합돌기(13)의 수를 복수로 하는 경우, 그 각도 간격은 본 실시 형태와 같이 동일한 각도 간격으로 할 수도 있으나, 다른 각도 간격으로 하는 것도 가능하다. 또한, 성형성 및 작업성 등의 점에서, 본 실시 형태와 같이 밸브수용부(120)의 결합홈(123) 및 하우징(10)의 결합돌기(13)의 수를 2개 (각 한쌍) 로 하고, 그 각도 간격을 동일한 각도 간격(180도 간격)으로 하는 것이 바람직하다.

[지수 밸브 카트리지]

다음으로, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지의 전체 구성에 대해 설명하면 도 1 내지 도 3과 같이, 본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지는, 구성 부품으로서, 카트리지 케이스로 하우징(10), 하우징(10)의 아래쪽 캡인 지지(支持)캡(20), 카트리지 축이 되는 수전봉(30), 통수(通水) 동작 (밸브 개방 동작) 및 차단 동작 (밸브 폐쇄 동작) 을 수행하기 위한 밸브부재(40)인 가동(可動) 디스크(41) 및 고정(固定) 디스크(45), 하우징(10)의 위쪽 캡인 고정캡(50), 및 고정캡(50)이 빠지는 것을 방지하기 위한 스냅 링(snap ring)(61)을 포함하고 있다. 하우징(10)은 상기 수전봉(30) 및 밸브부재(40)로 구성된 밸브 기구 부품을 수용하기 위한 것으로, 축 방향 한쪽 끝 (위쪽 끝) 과 축 방향 다른 한쪽 끝 (아래쪽 끝) 을 각각 개구로 한 전체적으로 계단식의 원통 형상과 유사한 외관을 가지고 있다. 하우징(10)은 모든 부분이 각종 합성수지 재료 중에서 상대적으로 높은 강도 특성을 가진 소정의 합성수지 재료, 바람직하게는 폴리 페닐렌 설파이드(PPS, polyphenylene sulfide) 수지로 구성되며, 해당 합성수지 재료를 사용하여 소정의 형상 (소정의 내외 형상 및 소정의 단면 형상) 이 되도록, 소정의 성형(成形) 기술 (바람직하게는 소정의 금형 접합 기술을 이용한 사출성형 기술) 에 의해 전체가 일체로 성형되어 있다. 또한 지지캡(20)은 하우징(10)의 아래쪽 끝에서 돌림 고정에 의해 장착되도록 되어 있다.

지지캡(20)은 모든 부분이 하우징(10)과 같은 합성수지, 바람직하게는 폴리 페닐렌 설파이드(PPS) 수지로 구성되며, 해당 합성수지 재료를 사용하여 소정의 형상 (소정의 내외 형상 및 소정의 단면 형상) 이 되도록, 사출 성형 기술 등 소정의 성형 기술에 의해 전체가 일체로 형성되어 있다. 또한 수전봉(30)은 하우징(10)의 축 방향 한쪽 끝에서 축의 중심을 따라 삽입 장착되고, 하우징(10)의 축 방향으로 연장되도록 하우징(10) 내에 수용하여 설치되어 있다. 수전봉(30)은 모든 부분이 각종 합성수지 재료 중에서 상대적으로 낮은 마찰 계수를 가지는 합성수지 재료 (특히 성형품의 접촉면에서 상대적으로 낮은 마찰 저항을 가지는 합성수지 재료), 바람직하게는 폴리 아세탈 수지(POM)로 구성되며, 해당 합성수지 재료를 사용하여 소정의 형상 (소정의 내외 형상 및 소정의 단면 형상) 이 되도록 사출 성형 기술 등 소정의 성형 기술에 의해 전체가 일체로 성형되어 있다. 또한 밸브부재(40)는 세라믹 디스크로 된 가동 디스크(41)와 동일한 세라믹 디스크로 된 고정 디스크(45)로 구성되고, 고정 디스크(45) 및 가동 디스크(41)의 순서로 하우징(10)의 축 방향 다른 한쪽 끝에 내장되는 동시에, 가동 디스크(41)가 상기 수전봉(30)의 아래쪽 끝 (축 방향 다른 한쪽 끝) 에 구동 연결되도록 되어 있다. 또한 고정캡(50)은, 하우징(10)의 위쪽 끝에 정역방향으로의 상대 회전이동이 자유자재로 가능하도록 일체적으로 장착되도록 되어있다. 고정캡(50)은, 모든 부분이 수전봉(30)과 동일한 합성수지, 바람직하게는 폴리 아세탈 수지(POM)로 구성되며, 해당 합성수지 재료를 사용하여 소정의 형상 (소정의 내외 형상 및 소정의 단면 형상) 이 되도록, 사출 성형 기술 등 소정의 성형 기술에 의해 전체가 일체로 형성되어 있다. 또한 스냅 링(61)은 스테인리스강 (SUS304 등) 의 내식성 금속 재료로 (C형 스냅링 형상이 되도록) 형성되어 있다.

[하우징(10)]

도 4a와 같이, 하우징(10)은 상기 소정의 합성수지 재료를 사출 성형함으로써, 원통형의 수전봉 삽입장착부(11), 돌기가 달린 원통형 결합부(12), 원통형 O링 장착부(14), 배출구멍이 있는 원통형 통수부(15) 및 원통형 지지캡설치부(16)가, 각각 이 순서대로 동축(同軸) 형태로 연장되도록 일체로 성형되고, 상기 소정 형상의 계단식 원통형 모양의 일체 성형물로 되어 있다. 세부적으로는 도 4와 같이, 수전봉 삽입장착부(11)는 소정의 내경 및 소정의 외경을 가지고 소정의 두께가 되는 소정의 길이 (소정 축 길이) 또는 소정의 높이를 가진 단순 원통형으로 구성되고, 그 위쪽 끝의 외주면 측을 모깍기 마감하고 있다. 결합부(12)는 수전봉 삽입장착부(11)보다도 큰 직경의 원통형을 이루고 있다. 세부적으로는 결합부(12)는, 수전봉 삽입장착부(11)의 외경과 대체로 동일한 소정의 내경을 갖는 소정 두께의 단축돌기가 달린 원통 형상 또는 돌기가 달린 원형 링 형상을 이루고, 그 돌기 부분 이외의 주요 부분은, 그 주요 부분의 두께에 대응하는 소정의 외경을 가지고 있다. 또한, 도 12와 같이, 수전봉 삽입장착부(11)의 내주면 및 결합부(12)의 내주면은 각각 (각각의 내경에 대응하는 직경의) 단순 원주 형태의 면을 형성하고 있다. 또한 결합부(12)는, 수전봉 삽입장착부(11)의 아래쪽 끝에서 바깥쪽으로 원형 링 형상으로 돌출된 외형 (디자인적인 외관) 을 가지고 있다. 그리고, 상기 수전봉 삽입장착부(11)의 내주면의 아래쪽 끝과 결합부(12)의 내주면의 위쪽 끝 사이에는, 양쪽의 내경의 차이에 따른 단차부(段差部)가 형성되어, 위치한 단차부에서 결합부(12)의 내주면 위쪽 끝 위치에, 상기 양쪽의 내경의 차이에 해당하는 (결합부(12) 반경 방향의) 소정 폭의 원형 링 형태의 평탄면인 단차면(段差面)이 형성되어 있다. 여기서 결합부(12)는, 상기 밸브수용부(120)의 베이스(121)의 내주면 (정확하게는 베이스(121)의 암나사(122)의 정점 위치) 에 대체로 맞닿은 상태에서 베이스(121) 내에 수용 배치되는 부분이며, 그 외경은 베이스(121)의 내주면의 내경 (정확하게는 베이스(121)의 암나사(122)의 정점 간의 직경) 과 대체로 동일하거나 또는 약간 작은 직경으로 되어 있다.

결합부(12)의 외주면에는, 소정의 각도를 둔 위치에 상기 카트리지 회전이동 저지 수단의 하나인 카트리지 회전이동 저지부로서 소정 개수의 결합돌기(13)가, 결합부(12)의 방사방향 바깥쪽으로 돌출하도록 일체로 형성되어 있다. 또한, 본 실시 형태에서는 동일 형상의 결합돌기(13)가, 결합부(12)의 외주면에서 180도의 각도를 둔 위치에 각각 서로 쌍을 이루도록 설치되어 있다. 각 결합돌기(13)는 결합부(12)의 축 방향 전장을 연장하는 소정의 길이 (높이) 와, 결합부(12)의 원주 방향의 소정의 각도를 차지하는 소정의 폭과, 결합부(12)의 외주면에서의 돌출 길이인 소정의 두께를 갖는 대략 직육면체 모양의 돌기 형상을 이루고, 한 쌍의 결합돌기(13)가, 상기 소정의 폭으로 결합부(12)의 축 방향 양단 사이 (즉, 위쪽 끝에서 아래쪽 끝까지) 를 결합부(12)의 중심 축을 따라 (서로 평행이 되어 서로 대향하는 위치를) 직선으로 연장하고 있다. 결합돌기(13)는 수지제 지수 밸브 카트리지를 밸브수용부(120)에 장착시에, 밸브수용부(120)에 대해서 수지제 지수 밸브 카트리지의 하우징(10)이 정역방향으로 회전하는 것을 완전히 저지하는 구성부분 또는 구성요소이며, 밸브수용부(120)에 설치한 대응하는 형상의 상기 결합홈(123)에 축 방향으로 슬라이딩시켜 삽입하고, 해당 결합홈(123) 내에 밀접히 결합하도록 되어 있다. 즉, 각 결합돌기(13)의 상기 소정 폭은 상기 결합홈(123)의 소정 폭과 동일 크기로 설정되며, 또한, 각 결합돌기(13)의 상기 소정 두께는, 상기 결합홈(123)의 소정 깊이와 동일 크기 (또는 약간 작은 크기) 로 설정되어 있다. 여기서 결합돌기(13)가 결합홈(123)에 대해서 밸브수용부(120)의 원주 방향으로 완전히 회전이동 되도록, 각 결합돌기(13)의 상기 소정 폭은, 상기 결합홈(123)의 소정 폭과 동일한 크기로 설정하는 것이 바람직하나, 각 결합돌기(13)의 상기 소정 두께는, 결합돌기(13)의 결합홈(123)에 대한 결합에 의해 회전이동 저지력을 충분히 발휘할 수 있는 한은, 상기 결합홈(123)의 소정 깊이보다 작은 크기로도 좋으며, 이 경우 결합홈(123)에 결합돌기(13)의 슬라이딩에 의한 삽입이 원활해질 것으로 기대할 수 있다.

상기 O링 장착부(14)는, 결합부(12)의 외경보다 약간 작은 소정의 외경을 가짐과 동시에, 결합부(12)보다 짧은 단축 원통 형상 또는 원형 링 형상을 이루고, 그 외주면의 원주 방향을 따라 O링R1을 외부 결합하여 삽입장착하기 위한 O링 홈(도시 생략)을 형성하고 있다. O링 장착부(14)의 O링 홈에는, O링R1이 탄성적으로 외부 결합하여 장착되어 있다. 또한 도 12와 같이, O링 장착부(14)는, 상기 결합부(12)의 내경과 동일한 소정의 내경을 가지고 있다. 이에 따라, 결합부(12)의 내주면 및 O링 장착부(14)의 내주면은, 각각 완전히 연속한 (그들의 내경과 동일한 직경) 단순 원주형의 면을 형성하고 있다. 또한, 상기 통수부(15)는, O링 장착부(14)의 외경보다 약간 작은 소정의 외경을 갖는 소정 축 길이(소정 높이)의 구멍이 있는 원통형을 이루고 있다. 또한 O링 장착부(14)의 아래쪽 끝 가장자리부는 모깍기되어, 그 아래쪽 끝 (및 아래쪽 끝과 일치하는 통수부(15)의 위쪽 끝) 에 걸쳐 축 지름이 줄어드는 테이퍼면을 형성하고 있다. 즉, 통수부(15)의 외경은, 이 테이퍼면에 대응하는 크기만큼 O링 장착부(14)의 외경보다 작아져 있다. 한편, 통수부(15)는, O링 장착부(14)의 내경보다 약간 큰 소정의 내경을 가지고 있다. 이에 따라, 통수부(15)의 벽 두께는, 통수부(15)보다 큰 외경을 갖는 O링 장착부(14)의 벽 두께와 비교하여 (및 그것보다 더 큰 외경을 갖는 결합부(12)와 비교하여), 상기 테이퍼면에 대응하는 외경 차이와 상기 내경 차이의 합계만큼 작은 소정의 두께로 되어 있다.

통수부(15)의 주벽(周壁)에는, 원주 방향으로 180도 간격으로 대향하는 각도 위치에 각각 직사각형 개구 형태의 배출구(15a)가 대칭 배치되도록 (및 서로 쌍을 이루도록) 천설(穿設)되어 있다. 또한 통수부(15)의 배출구(15a)는 (O링 장착부(14)와의 경계 위치 또는 테이퍼면의 아래쪽 끝 위치이다) 통수부(15)의 위쪽 끝 위치에서, 통수부의 아래쪽 끝 위치보다 소정의 거리만큼 위쪽 위치까지 연장되는 소정의 높이를 가지고 있다. 또한 통수부(15)의 각 배출구(15a)는 통수부(15)의 원주 방향으로 소정 각도 범위 (예를 들어, 약 90도 범위) 로 만곡(彎曲)하여 연장되는 원호 형상이 되도록 연장 설치되고, 이 소정 각도의 연장 설치 범위에 대응하는 원주 방향 크기 (호 길이) 를 가지고 있다. 이에 따라, 통수부(15)에서 한 쌍의 배출구(15a) 간의 벽 부분도 각각 약 90도의 각도 범위를 가지고 대칭 배치되며, 이 소정 각도의 연장 설치 범위에 대응하는 원주 방향 크기 (호 길이) 를 가지고 있다. 또한 도 12와 같이, 통수부(15)의 배출구(15a)는, 통수부(15)의 상반부(上半部)를 차지하고 있으며, 배출구(15a)의 폭 크기 (도 1의 높이이며, 통수부(15)의 상반부의 축 길이와 동일한 크기) 는 상기 밸브부재(40) 중의 가동 디스크(41)의 두께와 동일하거나 또는 대체로 동일한 크기로 되어 있다.

상기 지지캡설치부(16)는, O링 장착부(14)의 외경과 동일한 소정의 외경을 갖는, 나사홈이 안에 파인 원통형을 이루고 있다. 또한, 지지캡설치부(16)의 위쪽 끝 가장자리는 모깍기되어, 그 위쪽 끝 (및 해당 위쪽 끝과 일치하는 통수부(15)의 아래쪽 끝) 에 걸쳐 축 지름이 줄어드는 테이퍼면을 형성하고 있다. 즉, 지지캡설치부(16)의 외경은, 해당 테이퍼면에 대응하는 크기만큼, 통수부(15)의 외경보다 커져 있다. 마찬가지로, 지지캡설치부(16)의 아래쪽 끝 가장자리는 모깍기되어, 그 아래쪽 끝에 걸쳐 축 지름이 줄어드는 테이퍼면을 형성하고 있다. 한편, 도 12와 같이, 지지캡설치부(16)의 내주면에는, 그 축 방향의 아래쪽 끝 위치에서 위쪽 끝 위치보다 약간 앞의 위치까지에 걸쳐, 암나사(16a)가 나선으로 형성되어 있다. 지지캡설치부(16)의 축 방향의 암나사(16a)의 아래쪽 끝 위치 (시작 위치) 는, 지지캡설치부(16)의 아래쪽 끝과 일치하고, 그 위쪽 끝 위치 (종단 위치) 는, 상기 테이퍼면의 아래쪽 끝 위치와 대체로 일치하고 있다. 또한, 지지캡설치부(16)의 암나사(16a)의 정점 위치에서의 내경은, 통수부(15)의 내경과 동일 (또는 대체로 동일) 한 소정의 내경으로 되어 있다. 그리고, 상기 통수부(15)의 배출구(15a)의 아래쪽 끝 위치에서 상기 지지캡설치부(16)의 테이퍼면의 아래쪽 끝까지의 크기 (또는 통수부(15)의 배출구(15a)의 아래쪽 끝 위치에서 상기 지지캡설치부(16)의 암나사(16a)의 종단 위치까지의 크기) 는 상기 밸브부재(40) 중의 고정 디스크(45)의 두께와 동일하거나 또는 대체로 동일한 크기로 되어 있다.

[지지캡(20)]

지지캡(20)은 하우징(10)의 지지캡설치부(16)의 아래쪽 끝의 원형 개구에 돌려넣거나 빼내어 착탈된다. 세부적으로는, 도 3 및 도 4와 같이, 지지캡(20)은 상기 소정의 합성수지 재료를 사출 성형 등에 의하여, 원형 링 형상 또는 짧은 원통 형상의 베이스(21)와, 베이스(21)의 위쪽 끝에서 베이스(21)보다 작은 직경의 원형 링 형상 또는 짧은 원통 형상을 이루는 나사부착부(22)와 동축(同軸) 형태로 일체로 형성한 계단식 원통 형상 또는 계단식 링 형상으로 일체로 형성되어 있다. 베이스(21)는, 하우징(10)의 지지캡설치부(16)의 외경보다 약간 작은 직경의 소정의 외경을 갖는 원형 링 형상이다. 베이스(21)의 외주면에는, 그 원주 방향을 따라 O링R2를 외부 결합하여 삽입장착하기 위한 O링 홈(도시 생략)이 형성되어 있다. 베이스(21)의 O링 홈에는, O링R2가 탄성적으로 외부 결합하여 장착되어 있다. 나사부착부(22)는 상기 하우징(10)의 지지캡설치부(16)의 내경에 대응하는 소정의 외경을 갖는 원형 링 형상이고, 나사부착부(22)의 외주면에는, 그 축 방향 전장에 걸쳐, 지지캡설치부(16)의 암나사(16a)와 나사결합하는 (즉, 암나사(16a)에 대해 장착 가능한) 수나사(22b)가 나사홈으로 형성되어 있다. 또한 나사부착부(22) 내의 단면 (위쪽 면) 은, 원형 링 형상의 평탄면이고, 해당 내부 단면에는 그 원주 방향을 따라, O링R3을 밀착 결합으로 삽입장착하기 위한 O링 홈(도시 생략)이 형성되어 있다. 베이스(21)의 O링 홈에는, O링R3가 밀착 결합으로 장착되어 있다.

도 12와 같이, 지지캡(20)의 내주면은, 나사부착부(22)에 대응하는 안쪽 반부(半部) (상반부) 에서 제 1의 소정의 내경이 되는 단면 원형 (즉, 원통형의) 원형 내주면(22a)과, 베이스(21)에 대응하는 외단측 반부(하반부)에서 상기 제 1의 소정의 내경보다 소정의 크기만큼 큰 직경의 제 2의 소정의 내경이 되는 정육각형 단면 모양의 각형 내주면(23a)로 구성된 계단식 내주면으로 되어 있다. 이에 따라, 지지캡(20)의 내주면에는, 상기 제 1 소정 내경의 원형 내주면(22a) 및 제 2 소정 내경의 각형 내주면(23a) 사이에서, 제 1 및 제 2의 내경의 차이에 대응하는 폭 및 평면형상의 평탄면으로 된 단차면(段差面)이 형성되어 있다. 즉, 지지캡(20)을 아래쪽 면이 되는 아래면(23) 쪽 (아래쪽) 에서 보면, 도 2b와 같이, 베이스(21)의 각형 내주면(23a) 안쪽에 나사부착부(22)의 원형 내주면(22a)이 나타나는 것이 확인되고, 원형 내주면(22a) 및 각형 내주면(23a)와의 사이의 상기 단차면이 나타나는 것이 확인된다. 또한, 상기 베이스(21)의 아래면(23)에서는, 상기 확장된 내경 내주면(23a)의 아래쪽 끝 가장자리가 정육각형 모양의 개구로 나타난다. 그리고, 이와 같이 구성된 지지캡(20)은, (후술하도록 하여 하우징(10)에 수전봉(30)을 장착함과 동시에, 하우징(10) 내부에 가동 디스크(41) 및 고정 디스크(45)를 수용한 상태에서) 하우징(10)의 아래쪽 끝의 지지캡설치부(16)에 돌려넣는 방식으로 고정된다. 구체적으로는, 지지캡(20)의 나사부착부(22)를 하우징(10)의 암나사(16a)에 완전히 돌려넣어 체결 고정함으로써, 나사부착부의 위쪽 면의 O링R3가 하우징(10) 내부의 고정 디스크(41)의 아래면에 탄성적으로 고정 디스크(41)를 아래쪽에서 (축 방향으로 이동되지 못하도록) 지지하고, 수전봉(30)과 고정 디스크(45)와의 사이에서 가동 디스크(41)를 (축 방향으로 이동되지 못하도록) 지지한다.

[수전봉(30)]

수전봉(30)은 상기 소정의 합성수지 재료를 사출 성형 등에 의해, 원통형 또는 원주형의 스플라인 결합부(31), 두터운 원통형의 (또는 중심축 부분을 중공 형태로 한) 원주형의 삽입장착부(32), 및 특이형태의 원통형 구동부(33)가 각각, 이 순서로 동축 형태로 연장되도록 일체로 성형되고, 상기 소정형상의 계단식 특이형태로 된 원통형의 일체 성형물로 되어 있다. 세부적으로는, 도 5와 같이, 스플라인 결합부(31)는, 소정의 외경을 가진 (외주면에 다수의 스플라인 홈을 형성한) 스플라인 샤프트 형상을 이루고, 소정의 축 길이를 가지며, 도 10과 같이 밸브수용부(120)의 핸들(130)에 스플라인 결합되고, 핸들(130)에 의한 정역방향으로의 회전 구동력을 전달하고, 수전봉(30)을 정역방향으로 회전하도록 되어 있다. 스플라인 결합부(31)에는 중심축을 따라 암나사(31a)가 나사홈으로 형성되고, (밸브수용부에 장착한) 수지제 지수 밸브 카트리지에 핸들(130)을 고정시, 상기 스플라인 결합부(31)의 암나사(31a)에 대응하는 수나사 (도시 생략) 를 돌려넣음으로써, 핸들(130)을 지수 밸브 카트리지에 축 방향으로 이동되지 못하도록 고정되어 있다. 또한 스플라인 결합부(31)의 외경 (스플라인 가공에 의한 스플라인 홈 사이의 180도 이격된 대향 각도 위치에 돌출부의 정점 사이를 연결하는 직경) 은, 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)의 내경보다 소정 크기만큼 작게 하고, 스플라인 결합부(31)를 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)에 결합하여 삽입 가능하도록 되어 있다. 또한, 삽입장착부(32)의 외경은 스플라인 결합부(31)의 외경보다 약간 크게 함과 동시에, 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)의 내경과 동일하거나 또는 대체로 동일한 직경으로 하고, 삽입장착부(32)를 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)에 축 방향으로 슬라이딩 가능 및 원주 방향으로 회전이동이 자유자재로 가능하도록 결합하여 삽입 가능하도록 되어 있다. 삽입장착부(32)의 위쪽 끝에 베이스에서 축 방향으로 소정 거리를 둔 위치 (또는 아래쪽 끝에서 소정 거리를 둔 위치) 에는, 그 원주 방향 전체에 걸쳐, 소정 깊이를 가진 원형 링 형상을 이루는 결합홈(32a)이 형성되어 있다.

여기서 삽입장착부(32)의 결합홈(32a)의 축 방향 위치는, 도 12와 같이, 수전봉(30)을 하우징(10)의 아래쪽 끝 개구에서 삽입하여, 수전봉(30)의 삽입장착부(32)를 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)에 삽입장착하고, 또한 구동부(33)의 위쪽면 (정확히는 규제부(33b)의 위쪽면) 을 결합부(12)의 단차면에 맞닿게 할 때, 결합홈(32a)이 하우징(10)의 위쪽 면으로부터 소정의 거리만큼 돌출된 소정의 높이 위치에 오도록 설정되어 있다. 구체적으로는, 후술하는 바와 같이, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽 부분에 고정한 상태에서, 수전봉(30)의 결합홈(32a)의 아래쪽 끝 가장자리 위치가, 고정캡(50)의 윗벽(53)의 윗면과 대체로 동일한 평면이 되는 위치에 오도록, 결합홈(32a)의 축 방향 위치가 설정되어 있다. 그리고 수전봉(30)을 하우징(10)의 아래쪽 끝 개구에서 삽입하여 수전봉(30)을 하우징(10)에 완전히 장착한 상태 (완전 장착 상태) 에서, 수전봉(30)의 결합홈(31a)에는, 스냅 링(61)이 착탈 가능하도록 결합되고, 스냅 링(61)이 고정캡(50)의 윗벽(53)의 삽입장착구(53a)의 원주 가장자리부에 맞닿게 함으로써, 수전봉(30)을 하우징(10)에 대해서 빠지지 않는 상태로 고정함과 동시에, 고정캡(50)을 하우징(10) 및 수전봉(30)에 대해 빠지지 않는 상태로 고정하도록 되어 있다. 또한, 삽입장착부(32)의 아래쪽 끝에 베이스에서 축방향으로 소정 거리를 둔 위치에는, 그 원주 방향 전체에 걸쳐 소정의 깊이를 가진 원형 링 홈 형상을 이루는 O링 홈(도시 생략)이 축 방향으로 소정의 작은 간격을 두고 한 쌍이 형성되어 있다. 삽입장착부(32)의 O링 홈에는 각각 O링R4 및 O링R5가 탄성적으로 외부 결합하여 장착되어 있다. 그리고 수전봉(30)을 하우징(10)에 장착한 상태에서는, 삽입장착부(32)의 O링 홈에 장착된 O링R4 및 O링R5가, 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)의 내주면에 탄성적으로 접해 있고, 수전봉(30)이, 하우징(10)의 내부에서 반경 방향으로 이동되지 못하도록 고정되는 동시에, 정역방향으로 회전이 가능하도록 되어 있다.

구동부(33)는 상기 삽입장착부(32)와 동일하거나 또는 대체로 동일한 외경을 갖는 대체로 원통형의 회전이동부(33a)와, 회전이동부(33a)의 원주 방향의 소정 각도에 걸쳐 동축 형태가 되도록 바깥쪽으로 돌출되어 일체로 형성된 원호 링 형상의 규제부(33b)와, 회전이동부(33a) 및 규제부(33b)의 아래쪽 끝에서 규제부(33b)와 동일한 외경이 되도록 바깥쪽으로 돌출된 원호 플랜지 형상 또는 원호 링 판 형상의 맞닿음부(33c)로 구성되며, 회전이동부(33a)의 원주 방향 양쪽면을 각각 (대칭되는) 규제면(33d)으로 하고 있다. 규제부(33b)는 소정 두께 (방사 방향의 소정의 돌출 두께) 로 회전이동부(33a)에서 방사방향 바깥쪽으로 돌출 형성된다. 여기서, 규제부(33b)는, 수전봉(30)을 정역방향으로 소정의 회전 각도만큼 회전할 때, 그 원주방향 양쪽면을 구성하는 한쪽 끝의 규제면(33d) 및 다른 한쪽의 규제면(33d) 중 하나가, 하우징(10)의 결합부(12)의 내주면에 일체로 성형한 규제돌기(17)와 맞닿아 더 이상의 이동을 저지시킴으로써, 수전봉(30)이 더 이상의 회전되는 것을 저지하는 구성 부분 또는 구성 요소이다. 따라서 규제부(33b)의 규제면(33d) 중 한쪽 규제면(33d)이, 수전봉(30)을 밸브 폐쇄 위치에서 정방향 (밸브 개방 방향 또는 시계 방향) 으로 소정의 회전 각도만큼 회전할 때, 하우징(10)의 규제돌기(17)의 한쪽면과 맞닿게 함과 함께, 다른 한쪽의 규제면(33d)이, 수전봉(30)을 밸브 개방 위치에서 역방향 (밸브 폐쇄 방향 또는 시계 반대 방향) 으로 소정의 회전 각도만큼 회전할 때, 하우징(10)의 규제돌기(17)의 다른 한쪽 면과 맞닿도록, 규제부(33b)의 원주 방향의 연장 설치각도 범위가 설정되어 있다.

구체적으로는, 본 실시 형태에서, 수전봉(30)을 90도 범위 내에서 정역회전하여 밸브 개방 위치 및 밸브 폐쇄 위치로 하기 위해, 규제부(33b)는 수전봉(30)의 원주 방향으로 약 240도 각도 범위에서 설치되고, 이에 대응하여 한 쌍의 규제면(33d) 사이의 간극의 각도 범위가, 수전봉(30)의 원주 방향으로 약 120의 각도 범위가 되도록 설정되어 있다. 또한 규제부(33b)의 규제면(33d)은, 상하 방향 (수전봉(30)의 축 방향에 따른 방향) 으로 연장되는 평탄면으로 되어 있다. 한편, 하우징(10)의 규제돌기(17)는, 예를 들어, 도 5b 및 도 5c에 이점쇄선으로 표시된, 평면 응시시 소정 각도 (예를 들면, 약 90도) 의 원호 링 형상을 이루는 동시에, 그 평면 형상과 동일한 단면 형상으로 상하 방향으로 소정 높이만큼 연장되는 대체로 원호 블록 모양의 돌기로 할 수 있고, 그 원호 방향 양쪽 단면을 규제면으로 할 수 있다. 하우징(10)의 규제돌기(17)의 높이는, 규제부(33b)의 높이 (및 규제면(33d)의 높이) 와 대체로 동일 크기로 할 수 있다. 또한, 하우징(10) 내에 규제돌기(17)를 설치하는 높이 범위는, 하우징(10)의 결합부(12) 및 O링 장착부(14) 내에 수전봉(30)의 구동부(33)를 맞닿게 한 상태에서 수용 배치할 때, 상기 결합부(12)의 내주면 위쪽 끝 위치에 있는 단차면에서 구동부(33)의 맞닿음부(33c)의 윗면까지의 소정 높이 범위로 되고 (또한 규제돌기(17)의 높이도 해당 높이 범위 내로 되고), 구동부(33) (특히 맞닿음부(33c)) 가, 소정 각도 범위 내에서 회전이동 중에 규제돌기(17)와 간섭없이 원활히 회전이동하도록 하고 있다. 이에 따라, 규제부(33b)의 규제면(33d) 중, 하나의 규제면(33d) (도 5b의 오른쪽 규제면(33d)) 이, 수전봉(30)을 (도 5b에 나타내는) 밸브 폐쇄 위치에서 정방향 (밸브 개방 방향인 시계 방향) 으로 소정의 회전 각도 (90도) 만큼 회전할 때, 하우징(10)의 규제돌기(17)의 한쪽면 (도 5b 중의 윗쪽 또는 왼쪽면) 과 맞닿고, 수전봉(30)이 밸브 개방 위치 (도 5c의 위치) 에서 회전 정지하도록 되어있다. 한편, 규제부(33b)의 다른 쪽 규제면(33d) (도 5b의 왼쪽 규제면(33d)) 이, 수전봉(30)을 밸브 개방 위치 (도 5c의 위치) 에서 역방향 (밸브 폐쇄 방향인 시계 반대 방향) 으로 소정의 회전각도 (90도) 만큼 회전할 때, 하우징(10)의 규제돌기(17)의 다른 쪽 면 (도 5b의 아래쪽 또는 오른쪽면) 과 맞닿고, 수전봉(30)이 밸브 폐쇄 위치 (도 5b의 위치) 에서 회전 정지하도록 되어있다. 즉, 하우징(10)에 장착한 수전봉(30)을 정역 회전하면, 규제부(33b)의 한 쌍의 규제면(33d)이, 하우징(10)의 규제돌기(17)의 대응하는 측면에 각각 맞닿아, 더 이상의 회전이동이 규제 및 저지되고, 이로 인해 수전봉(30)이, 상기 소정 각도 범위 (약 90도 범위 내) 에서 정역회전 가능하도록 구성되어 있다.

맞닿음부(33c)는 규제부(33b)의 한 쌍의 규제면(33d) 사이의 아래쪽 끝의 원주 방향 전체길이에 걸쳐 연장 설치되어 있다. 즉, 맞닿음부(33c)는 상기 규제부(33b)의 소정 두께와 동일 크기인 소정 폭 (방사방향의 소정의 돌출 폭) 에서 회전이동부(33a)에서 방사방향 바깥쪽으로 돌출 형성되어, 그 외주면이 상기 회전이동부(33a)의 외주면과 동일 평면이 되는 동시에, 도 5b와 같이, 상기 규제부(33b)의 한 쌍의 규제면(33d) 사이의 각도 범위와 동일한 각도 범위에서 원주 방향으로 연장 설치되어있다. 또한 구동부(33)는 하우징(10)의 결합부(12) 및 O링 장착부(14)의 내부 공간에 완전히 삽입한 상태에서, 구동부(33)의 위쪽면 (정확히는 규제부(33b)의 위쪽면) 이 결합부(12)의 단차면에 슬라이딩 접촉하여 (sliding contact) 회전이동이 자유자재로 가능하도록 밀착 접촉함과 동시에, 구동부(33)의 외주면이 결합부(12) 및 O링 장착부(14)의 내주면에 슬라이딩 접촉하여 회전이동이 자유자재로 가능하도록 밀착 접촉하도록 되어 있다. 또한, 도 12c와 같이, 구동부(33)의 전체 두께는, 결합부(12)의 단차면과 배출구(15a)의 위쪽 끝 가장자리 사이의 높이와 같은 크기로 되고, 구동부(33)의 하우징(10)에 완전 삽입한 상태에서, 구동부(33)의 아래쪽 면 (정확히는 규제부(33b)의 아래쪽 면 및 맞닿음부(33c)의 아래쪽 면) 이 배출구(15a)의 위쪽 끝 가장자리에 겹치는 위치에 오도록 되어 있다.

구동부(33)의 아래쪽 면의 외주 가장자리부에는, 도 5d 및 도 5e와 같이, 한 쌍의 걸어맞춤돌기(34)가 원주 방향으로 소정 각도 (180도) 를 둔 대향 위치에 일체로 형성되어 있다. 걸어맞춤돌기(34)는, 구동부(33)의 아래쪽 면에서 그 축 방향을 따라 소정 길이만큼 돌출함과 동시에, 소정의 폭과 소정의 돌출 길이 (높이) 를 갖는 대체로 직육면체 블록 모양의 직선 돌기 형상을 이루고 있다. 또한, 걸어맞춤돌기(34)의 돌출 길이는, 상기 하우징(10)의 배출구(15a)의 높이보다 작은 크기 (예를 들어, 배출구(15a) 높이의 약 1/2의 높이) 로 설정되어 있다. 걸어맞춤돌기(34)는 수전봉(30)의 아래쪽 끝에 가동 디스크(41)를 구동 연결하기 위한 구성부분 또는 구성요소이며, 가동 디스크(41)의 걸어맞춤구멍(41b)과 정확히 들어맞는 외형 형상 및 크기를 가지고 걸어맞춤구멍에 밀착결합되고, 수전봉(30)과 가동 디스크(41)가 원주 방향으로의 상대 회전이동이 되지 않도록 연결하는 한도 내에서, 임의의 외형 형상 및 크기로 할 수 있다. 또한 걸어맞춤돌기(34)의 외측면 (구동부(33)의 방사 방향의 외주면) 은, 구동부(33)의 규제부(33b)와 맞닿음부(33c)의 외주면의 원호 형상과 동일한 만곡면(彎曲面)으로 되어 있다.

[밸브부재(40)]

밸브부재(40)는 하우징(10)의 축 방향 한쪽 끝 부분에 있는 원통부(16)의 내부 공간에 수용하여 내장된다. 구체적으로는, 밸브부재(40)는, 도 3 및 도 12와 같이, 세라믹 디스크로 된 가동 디스크(41)와, 세라믹 디스크로 된 고정 디스크(45)로 구성되어 있다. 상기 가동 디스크(41) 및 고정 디스크(45)는, 하우징(10)의 통수부(15) 및 지지캡설치부(16) (정확히는 지지캡설치부(16)의 위쪽 부분 또는 상반부) 의 내부 공간에서 정해진 위치에 수용 배치되고, 가동 디스크(41)가, 하우징(10)에 삽입장착한 수전봉(30)의 아래쪽에서 상기 걸어맞춤돌기(34)를 통해 구동 연결되어 정역회전 가능하도록 되며, 가동 디스크(41)가, 고정 디스크(45)와 협동하여 통수부(15) 내에서 밸브 개방 및 폐쇄 동작을 선택적으로 할 수 있도록 되어 있다.

<가동 디스크>

구체적으로는, 도 6과 같이, 가동 디스크(41)는 소정 중심 각도 (약 90도) 의 부채판 형상을 이루는 두 개의 동일한 모양의 부채형상부(41x)를 180도의 각도를 두고 대향시켜서 대칭 배치한 상태에서, 그 중심측을 소정 크기의 작은 판 형상을 이루는 중심부(41y)에 의해 서로 연결한 소정의 특이형상을 이루고 있다. 가동 디스크(41)의 폭 방향 양측에는 각각 상기 두 부채형상부(41x)의 대향 측면 (2측면) 과 중심부(41y)의 폭 방향의 측면에 의해, 대체로 평면 이등변 삼각형 모양 또는 부채 모양의 통수오목부(41a)가 형성되어 있다. 이 한 쌍의 통수오목부(41a)는 각각 상기 부채형상부(41x)의 중심 각도에 대응하는 중심 각도 (약 90도) 를 가지며, 가동 디스크(41)에서 한 쌍의 부채형상부(41x)와 직교하는 방향으로 대칭 배치되어 있다. 또한 부채형상부(41x)와 중심부(41)의 두께는 동일하며, 가동 디스크(41)의 두께 방향 양 측면은 (윗면 측에 걸어맞춤오목부(41b)가 설치되는 점을 제외하고) 평탄면으로 되어 있다. 또한 사용 상태에서 가동 디스크(41)의 다른 측면 (도 6b의 밑면) 은 고정 디스크(45)의 한 측면 (윗면) 과 밀착접촉하는 연마면(硏磨面)이 되고, 높은 평활도 및 낮은 마찰저항을 가지고 있다.

가동 디스크(41)는 도 12와 같이, 하우징(10)의 통수부(15)의 내부에서 상기 배출구(15a)의 두께 부분 (높이 방향 부분) 에 대향하는 공간 내에 배치되므로, 가동 디스크(41)의 두께는 상기 하우징(10)의 배출구(15a)의 높이와 동일한 크기로 설정되어 있다. 또한, 가동 디스크(41)의 (평면 부채 모양을 이루는) 각 통수오목부(41a)의 최대 개구 길이는, 가동 디스크(41)의 한쪽 끝에 대향하는 2개의 부채형상부(41x)의 각진 부분 간의 크기로 되나, 이 최대 개구 길이는, 상기 하우징(10)의 배출구(15a)의 원주 방향 크기 (원호장(圓弧帳)) 와 동등의 크기로 설정되어 있다. 구체적으로는, 가동 디스크(41)는 그 외주면이 통수부(15)의 내주면에 슬라이딩 가능하도록 밀착접촉한 상태로 배치되므로, 통수오목부(41a)의 최대 개구 길이는, 통수부(15)의 내주면 측의 배출구(15a)의 원호장과 대체로 동일한 크기로 설정되어 있다. 또한, 가동 디스크(41)의 부채형상부(41x)의 두께 방향 한쪽 측면 (사용 상태에서 수전봉(30)의 구동부(33)의 밑면과 대향하는 면인 윗면) 의 외주부 (원호형상부) 에서, 180도 각도를 두고 대향하는 위치에는, 각각 대체로 직사각형오목부 형상의 걸어맞춤오목부(41b)가 형성되어 있다. 걸어맞춤오목부(41b)는 부채형상부(41x)의 중간 깊이까지 연장되는 대체로 단면 직사각형 모양의 오목부이다. 도 6a와 같이, 한 쌍의 걸어맞춤오목부(41b)는 각각 부채형상부(41x)의 외주면에 개구하고 있다. 또한 걸어맞춤오목부(41b)는 상기 수전봉(30) 구동부(33)의 밑면 측의 걸어맞춤돌기(34)를 밀착결합하여 유지하는 것으로, 걸어맞춤돌기(34)에 대응하는 형상 및 크기를 가지고 있다. 즉, 걸어맞춤오목부(41b)는 걸어맞춤돌기(34)와 동일하거나 대체로 동일한 길이, 폭 및 두께를 가지고 있다.

가동 디스크(41)는 하우징(10)에 수전봉(30)을 설치한 후, 지지캡(20)을 하우징(10)의 아래쪽 끝에 돌려서 장착하기 전에, 하우징(10)의 통수부(15)의 내부 공간에 삽입되고, 한 쌍의 걸어맞춤오목부(41b)를 하우징(10)에 장착한 수전봉(30) 구동부(33)의 밑면 측의 한 쌍의 걸어맞춤돌기(34)에 결합하여, 통수부(15)의 배출구(15a)와 대향하는 내부공간에 배치되도록 되어 있다. 이 상태에서 가동 디스크(41)는 수전봉(30)의 구동부(33)에 대해 (걸어맞춤돌기(34) 및 걸어맞춤오목부(41b)의 凹凸 결합에 의한 상호 걸어맞춤 및 체결에 의해) 구동 연결되고, 수전봉(30)의 정역 회전에 따라 소정 각도 범위(약 90도 범위) 내에서 정역 회전하도록 되어 있다. 이에 따라, 하우징(10) 내에서 가동 디스크(41)의 한 쌍의 통수오목부(41a)가 통수부(15)의 한 쌍의 배출구(15a)에 완전히 대향하는 회전이동 위치 (밸브 개방 위치) 와, 한 쌍의 통수오목부(41a)가 통수부(15)의 한 쌍의 배출구(15a) 사이의 주벽 부분에 완전히 대향하는 회전이동 위치 (밸브 폐쇄 위치) 사이에서 정역 회전되도록 되어 있다.

<고정 디스크>

도 7과 같이 고정 디스크(45)는 전체적으로 가동 디스크(41)의 직경 (두개의 부채형상부(41x) 사이의 직경) 과 동일한 직경의 원반 형상을 이루고 있다. 또한, 사용 상태에서 고정 디스크(45)의 다른 측면 쪽 (도 7c의 밑면 쪽) 에서, 원형의 외주 가장자리부 안쪽에는 한 쌍의 경사면(46)이 형성되어 있다. 도 7d와 같이, 한 쌍의 경사면(46)은 고정 디스크(45)의 외주 가장자리부의 내부 원형 부분을 직경 방향으로 연장하는 선으로 이등 분할한 구성으로, 각 경사면(46)은 반원판 형상의 경사면으로 되어 있다. 즉, 고정 디스크(45)의 두께 방향 한 측면은, 외주 가장자리부 내에서, 한 쌍의 경사면(46)을 그 원호의 현(弦) 부분 (직경부분) 에 접합한 구성으로 되어 있으며, 또한 한 쌍의 경사면(46)은 그 접합선에서 해당 접합선과 직교하는 방향 (직경방향) 을 향해 안쪽 (경사면(46)과 반대쪽 면으로 가라앉는 방향) 으로 소정 각도로 기울어져 있다. 한편,도 7a와 같이, 사용 상태에서 고정 디스크(45)의 한 측면 (도 7c의 윗면) 은, 원형의 평탄면으로 됨과 동시에, 가동 디스크(41)의 다른 측면 (아랫면) 과 밀착접촉하는 면이며, 가동 디스크(41)의 다른 측면과 같은 연마면(硏磨面)으로 되어, 높은 평활도 및 낮은 마찰저항을 가지고 있다.

또한 고정 디스크(45)의 두께는 가동 디스크(41)의 두께와 같은 두께로 설정되어 있다 (혹은 약간 큰 또는 작은 두께로 하는 것도 가능하다). 즉, 고정 디스크(45)는 예를 들어, 도 12와 같이, 하우징(10)의 통수부(15)에서 배출구(15a)의 아래쪽 끝 가장자리 위치 (또는 통수부(15) 내의 가동 디스크(41) 밑면 위치) 에서, 지지캡설치부(16)의 테이퍼면의 아래쪽 끝 가장자리 부근 위치 (정확히는 지지캡설치부(16)에 지지캡(20)을 완전히 돌려넣었을 때, 지지캡(20)의 위쪽 면이 배치되는 위치) 까지의 범위를 차지하는 내부 공간에 배치되므로, 고정 디스크(45)의 두께는, 이러한 내부 공간의 두께와 동일 크기로 설정되어 있다. 또한, 고정 디스크(45)에는 한 쌍의 경사면(46)의 접합선의 근방 위치에서 외주 가장자리부의 중간까지 연장되는 대체로 삼각형 모양 또는 대체로 부채꼴 모양의 통수구(46a)가 고정 디스크(45)의 두께 방향으로 관통 형성되어 있다. 고정 디스크(45)의 한 쌍의 통수구(46a)는, 각각의 원호 모양의 외주 가장자리가, 대응하는 해당 경사면(46)의 원주 방향 중부에 겹쳐 배치되어 있다. 이와 같이, 고정 디스크(45)에는 180도의 각도를 두고 대향하는 위치에, 한 쌍의 경사면(46)이 대칭 배치되는 동시에, 마찬가지로 180도의 각도를 두고 대향하는 위치에 한 쌍의 통수구(46a)가 대칭 배치되어 있다. 또한, 고정 디스크(45)의 통수구(46a)의 중심 각도는 가동 디스크(41)의 통수오목부(41a)의 중심 각도와 동일한 각도 (약 90도) 로 설정되어 있다. 또한 고정 디스크(45)의 외주면에서, 180도 각도를 두고 대향하는 위치에는, 각각 작은 입방체 모양의 걸림돌기(47)가 방사 방향으로 돌출되도록 일체로 형성되어 있다. 한 쌍의 걸림돌기(47)는 고정 디스크(45)의 통수구(46a)의 원호의 중앙 위치에 대응하는 위치에서, 고정 디스크(45)의 외주면에서 돌출하고, 고정 디스크(45)의 외주면에서 대칭 배치되어 있다.

고정 디스크(45)는 하우징(10)에 수전봉(30)을 설치함과 함께, 수전봉(30)의 한쪽 끝에 가동 디스크(41)를 구동 연결한 후, 하우징(10)의 지지캡설치부(16)에 지지캡(20)을 장착하기 전에, 한 쌍의 걸림돌기(47)를 하우징(10)의 원통부(16)의 내주면에 형성한 (걸림돌기를 하우징(10)의 축 방향으로 슬라이딩 이동하여 결합 가능한 직선 홈 형상의) 한 쌍의 가이드걸림홈 (도시 생략) 의 개방단에서 각각 가이드걸림홈 내에 삽입하여 원주방향으로 회전이동되지 않도록 함으로써, 지지캡설치부(16)의 내부 공간의 소정 위치로 이동하여 장착되며, 이 상태에서 고정 디스크(45)의 걸림돌기(47) 및 하우징(10)의 내주면의 가이드걸림홈과의 걸림에 의해, 고정 디스크(45)의 원주방향의 회전이동이 규제 및 저지되고, 고정 디스크(45)가 하우징(10) 내의 축방향의 소정 위치에서 원주 방향의 소정 각도 위치에 고정한 상태로 수용 유지되도록 되어 있다.

[고정캡]

고정캡(50)은 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)에 착탈 가능하게 외부결합되도록 구성되어 있다. 구체적으로, 도 3 및 도 8과 같이, 고정캡(50)은 상기 소정의 합성수지 재료를 사출 성형함으로써, 원형 링 형상 또는 단축 원통 형상의 베이스(51)와, 베이스(51)의 축 방향 한쪽 (아래쪽) 의 외주면에 나사홈으로 형성된 수나사(52)와, 베이스의 위쪽을 덮는 원형 링 판 형상의 윗벽(53)으로 되어 있고, 전체가 바닥 있는 원통 형상 또는 원형 외부 나사 부착 캡 형상이 되도록 일체로 형성되어 있다. 베이스(51)는 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)의 외경과 동일한 소정의 내경을 가지며, 베이스(51)의 내주면은 수전봉 삽입장착부(11)의 외주면과 슬라이딩 가능하도록 밀착접촉하는 원통형의 내주면으로 되어 있다. 또한 베이스(51)의 내주면의 전체 축 길이 (높이) 는, 하우징(10)의 수전봉 삽입장착부(11)의 외주면의 전체 축 길이 (높이) 와 동일하게 설정되고, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽 끝에서 외부 결합하면, 베이스(51)의 내주면이 수전봉 삽입장착부(11)에 슬라이딩 가능하도록 밀착접촉하여 외부결합되고, 베이스(51)의 아래쪽 면이 수전봉 삽입장착부(11)와 결합부(12)와의 사이의 외주 측의 단차면에 맞닿아 있고, 윗벽(53)의 밑면이 수전봉 삽입장착부(11)의 위쪽 면과 맞닿아 있도록 되어 있다. 또한, 베이스(51)의 외경은 밸브수용부(120)의 장착부(121)의 외경과 동일한 외경을 가지며, 베이스(51)를 장착부(121)에 장착할 때, 베이스(51)의 외주면이 장착부(121)의 외주면과 동일 평면인 원통 면을 형성하도록 되어 있다. 수나사(52)는 베이스(51)의 아래쪽의 소정 축 길이 부분 (예를 들면, 약 1/2의 축 길이 부분이며, 베이스(51)의 하반부) 에 형성되고, 밸브수용부(120)의 암나사(122)와 나사결합 가능한 수나사 형상이 되도록 형성되어 있다. 따라서, 베이스(51)는 위쪽의 소정 축 길이 부분 (예를 들면, 약 1/2의 축 길이 부분이며, 베이스(51)의 위쪽 반부(半部) 또는 상반부(上半部)) 인 원통형 부분 (즉 고정캡(50)의 회전이동시의 그립 부분) 과, 아래쪽의 소정 축 길이 부분 (예를 들면, 약 1/2의 축 길이 부분이며, 베이스(51)의 아래쪽 반부 또는 하반부) 인 수나사(52) 부분으로 이루어지는 구성으로 되어 있다. 또한, 베이스(51)의 위쪽의 소정 길이 부분의 외주면에는, 고정캡(50)이 회전이동시의 미끄럼 방지를 위한 등의 목적으로 凹凸 가공이 되어 있다.

여기서, 수나사(52)의 나사 산(山)의 정점은, 도 1a와 같이, 하우징(10)의 결합돌기(13)의 꼭대기면 (결합부(12)의 방사 방향에서 최외측(最外側)에 위치하는 면) 과 동일위치에 배치되고, 수나사(52)의 나사 산의 곡저(谷底)는 도 1b와 같이, 결합부(12)의 외주면과 동일위치 (동일평면) 에 배치되도록, 베이스(51)에서 수나사(52)를 설치하는 축 길이 부분의 외경 및 수나사(52)의 나사 산의 크기가 설정되어 있다. 한편, 상기 윗벽(53)의 중심부에는, 소정 직경의 원형 구멍인 삽입장착구(53a)가 관통 형성되어 있다. 윗벽(53)의 삽입장착구(53a)의 직경은, 수전봉(30)의 삽입장착부(32)의 외경과 동일하게 설정되고, 삽입장착부(32)를 윗벽(53)의 삽입장착구(53a)에 슬라이딩하여 삽입 가능 및 회전이동이 자유자재로 가능하도록 되어있다. 또한, 도 3 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 윗벽(53)은 그 윗면이 베이스(51)의 위쪽 끝보다도 소정의 미소한 거리만큼 아래쪽에 위치하도록 배치되고, 윗벽(53)이 베이스(51)의 위쪽에서 미소한 깊이의 원형오목부를 형성하도록 되어있다. 구체적으로, 수전봉(30)을 하우징(10)의 아래쪽에서 삽입하여 장착함과 동시에, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽에 외부 결합하여 장착할 때, 수전봉(30)의 삽입장착부(32)의 결합홈(32a)의 아래 가장자리가, 윗벽(53)의 윗면과 동일위치 (정확히는 윗벽(53)의 윗면의 삽입장착구(53a)의 원주 가장자리 위치) 에 배치되도록, 베이스(52)에 대한 윗벽(53)의 (축 방향 또는 높이 방향의) 배치 위치가 설정되어 있다. 또한 수전봉(30)을 하우징(10)의 아래쪽에서 삽입하여 장착함과 동시에, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽에 외부 결합하여 장착할 때, 수전봉(30)의 삽입장착부(32)의 결합홈(32a)의 위쪽 가장자리가, 윗벽(53)의 위쪽 끝 위치와 동일위치에 배치되도록, 윗벽(53)이 베이스(51)의 위쪽 끝에 형성하는 원형오목부의 깊이 (즉, 베이스(51)의 위쪽 끝에서 윗벽(53)의 윗면까지의 크기) 가 설정되어 있다.

한편, 상기 스냅 링(61)은, 수전봉(30)의 삽입장착부(32)의 결합홈(32a)보다도 큰 외경으로 탄성 변형 가능하도록 되는 동시에, 자신의 탄성에 의한 (본래의 원형 링 모양으로의) 형상 복귀시에, 그 내경이 삽입장착부(32)의 결합홈(32a)의 내경과 동일하게 되고, 또한 그 외경이 결합홈(32a)로부터 소정 크기만큼 (즉, 스냅 링(61)의 반경에 해당하는 크기만큼) 돌출하도록 되어있다. 그리고 수전봉(30)을 하우징(10)의 아래쪽에서 삽입하여 완전히 장착함과 동시에, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽에 외부 결합하여 완전히 장착했을 때, 삽입장착부(32)의 결합홈(32a)이, 윗벽(53)의 삽입장착구(53a)의 외주 가장자리의 바로 위 위치에 배치되고, 이 상태에서 수전봉(30)의 결합홈(31a)에 스냅 링(61)을 밀착결합함으로써 스냅 링(61)이 고정캡(50)의 윗벽(53) 삽입장착구(53a)의 원주 가장자리 부분에 맞닿아 있고, 수전봉(30)을 하우징(10)에 대해서 빠지지 않는 상태로 고정함과 동시에, 고정캡(50)을 하우징(10) 및 수전봉(30)에 빠지지 않는 상태로 고정할 수 있도록 되어 있다. 이 상태에서 수전봉(30)은, 하우징(10)에 대해 축 방향으로 이동되지 못하도록 고정되는 반면, (상기 규제돌기(17) 및 규제면(33d)의 각도 위치 관계에 의해) 미리 설정한 소정 각도의 범위 내에서 정역방향으로 회전가능하다. 또한, 이 상태에서 고정캡(50)은 하우징(10)에 대해 축 방향으로 이동되지 못하도록 고정되는 반면, 정역방향으로 자유롭게 회전 가능 (즉, 원하는 회전 각도 및 회전수만큼 원하는 방향으로 회전가능) 하도록 되어 있다.

[수지제 지수 밸브 카트리지의 조립 방법]

상기와 같이 구성된 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지를 조립하려면, 도 3에 도시한 완전분해 상태에서, 수전봉(30)을 하우징(10)의 아래쪽 끝 개구에서 삽입하여 장착한 후, 가동 디스크(41)를 하우징(10)의 아래쪽 끝 개구에서 삽입하여 통수부(15)에 배치하고, 또한 수전봉(30)의 걸어맞춤돌기(34)를 가동 디스크(41)의 걸어맞춤오목부(41b)에 결합하여, 수전봉(30)을 가동 디스크(41)와 구동 연결한다. 또한, 고정 디스크(45)를 하우징(10)의 아래쪽 끝 개구에서 삽입하여 가동 디스크(41)에 맞닿게 하고, 하우징(10)의 지지캡설치부(16) 내에 수용 배치한 후, 지지캡(20)을 하우징(10)의 아래쪽 끝에 돌려서 고정한다. 이에 따라, 도 8a와 같이, 고정캡(50)을 제외하고, 수지제 지수 밸브 카트리지의 모든 부품이 조립된 상태로 된다. 이후, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽 끝에서 외부 결합하고, 이 상태에서 고정 링(50)의 윗벽(53)의 윗면 바로 위 위치에 있는 수전봉(30)의 결합홈(32a)에 스냅 링(61)을 밀착결합함으로써, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽에 설치한다. 이에 따라, 도 8b와 같이, 모든 구성품이 조립된 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지를 얻을 수 있다.

[밸브수용부에 조립 방법]

상기와 같이 조립한 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전 본체(100)의 밸브수용부(120)에 조립하려면, 작업자가 수지제 지수 밸브 카트리지를 손가락으로 잡은 다음, 도 9와 같이, 수지제 지수 밸브 카트리지의 지지캡(20) 측을 밸브수용부(120)의 장착부(121)의 앞쪽 끝 개구에서 삽입하고, 하우징(10)의 결합부(12)를 삽입장착부(121) 내 (암나사(122)에 의해 포위된 공간 내) 에 삽입함과 동시에, 한 쌍의 결합돌기(13)를 삽입장착부(121)의 한 쌍의 결합홈(123)에 각각 연결한다. 이때, 결합돌기(13)를, 장착부(121)의 결합홈(123)에 대향하는 위치에 두고, 결합홈(123)에 따라 결합돌기(13)를 따라 이동하면서 결합홈(123) 내에 슬라이딩하여 삽입 및 결합해 나감으로써, 결합부(12)를 장착부(121)의 내부로 축 방향으로 진입시켜 나간다. 그러면, 고정캡(50)의 베이스(51)의 아래쪽 끝 (정확히는 수나사(52) 의 최외측 위치 부분) 이, 장착부(121)의 앞쪽 끝 (정확히는 암나사(122)의 최외측 위치 부분) 에 맞닿았을 때, 결합부(12)가 장착부(121) 내에 완전히 수용된 상태가 되지만, 이때, 고정캡(50)의 전체는, 장착부(121)의 외부에 노출된 상태 (정확히는 베이스(51)의 아래쪽 끝 위치가 장착부(121)의 앞쪽 끝 위치와 일치하는 상태) 에 있다. 이 상태에서는 고정캡(50)의 수나사(52)를 장착부(121)의 암나사(122)에 돌려넣을 준비 상태가 되고, 이 상태에서 작업자가 손가락으로 고정캡(50)을 시계 방향으로 회전하여, 수나사(52)를 장착부(121)의 암나사(122)에 나사결합으로 돌려넣어 나가면, 고정캡(50)의 베이스(51)의 아래쪽 반부(半部) (수나사(52)를 형성한 부분) 가, 장착부(121)의 내부로 축 방향으로 진입함과 동시에, 이에 따라 고정캡(50)에 축 방향으로 이동되지 못하도록 고정된 하우징(10) 및 수전봉(30)도, 장착부(121)의 내부로 축 방향으로 진입한다. 그리고 작업자가 손가락으로 고정캡(50)의 수나사(52)를 장착부(121)의 암나사(122)에 완전히 돌려넣은 시점에서, 베이스(51)의 위쪽 반부 그립부분의 아래쪽 끝이, 장착부(121)의 앞쪽 끝과 맞닿고, 고정캡(50)의 장착부(121)에 대한 장착 체결이 완료된다. 이에 따라, 도 10과 같이 (공구를 사용하지 않고 작업자의 손가락의 힘에 의해서만) 밸브수용부(120)에 대한 수지제 지수 밸브 카트리지의 조립이 완료된다.

[밸브 작동]

다음으로, 상기와 같이 구성된 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지의 밸브 작동에 대해 설명한다. 우선, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는 도 10과 같이, 밸브수용부(120)에 장착한 상태에서, 그 외부에서 핸들(130)을 결합하여 고정함으로써, 해당 핸들(130)을 통해 밸브 작동을 행하도록 되어있다. 구체적으로, 밸브수용부(120)의 핸들(130)의 (내주면에 스플라인 홈을 형성한 원통형을 이루는) 결합부를 수전봉(30)의 스플라인 결합부(31)에 스플라인 결합하고, 핸들(130)의 결합부의 앞쪽 끝에 설치한 나사삽입 관통구멍을 스플라인 결합부(31)의 암나사(31a)에 대향시켜, 그 삽입 관통구멍을 통해 소정의 수나사를 스플라인 결합부(31)의 암나사(31a)에 돌려넣음으로써 핸들(130)을 수전봉(30)에 대해 고정한다. 이에 따라, 핸들(130)이 지수 밸브 카트리지에 대해 축 방향으로 이동되지 못하고 및 정역 회전 방향의 상대 회전이동이 되지 못하도록 고정된 후, (핸들(130)에 캡을 결합하여 최종적인 외관 디자인으로 함으로써) 수지제 지수 밸브 카트리지에 대한 핸들(130)의 조립 작업이 완료된다. 그리고 이에 따라, 사용자가 핸들(130)을 정방향 (도 10의 화살표 방향 및 도 11의 시계 방향) 또는 역방향 (도 11의 시계 반대 방향) 중 하나로 회전시킴으로써, 그 회전 토크를 수전봉(30)에 구동 전달하고, 수전봉(30)을 통해 가동 디스크(41)를 고정 디스크(45)에 대하여 소정의 각도 범위 내에서 상대적으로 회전이동하고, 가동 디스크 (41)와 고정 디스크(45)와의 사이에 소정의 밸브 개방 및 폐쇄 동작을 행한다.

<밸브 폐쇄시 (밸브 폐쇄 동작)>

도 12a와 같이, 수지제 지수 밸브 카트리지는, 통수하지 않을 시에는, 가동 디스크(41)가 완전 밸브 폐쇄 위치에 자리하고, 도 12b와 같이, 가동 디스크(41)가 고정 디스크(45)의 통수구(46a)를 완전히 폐쇄하고 있으며, 이 상태에서는 수지제 지수 밸브 카트리지의 지지캡(20)의 아래쪽 개구에서 하우징(10) 내에 들어온 물은 하우징(10)의 통수부(15) 내에서 고정 디스크(45)와 가동 디스크(41)에 의해 완전히 물의 흐름이 저지되고, 통수부(15)의 배출구(15a)에서 물의 배출은 없다. 또한 완전 밸브 폐쇄 위치에서 가동 디스크(41)의 한 쌍의 부채형상부(41x)의 외주면이, 하우징(10)의 통수부(15)의 한 쌍의 배출구(15a)에 완전히 대향하도록 배치되어, 해당 통수부(15)의 배출구(15a)를 완전히 폐쇄하고, 통수부(15)의 배출구(15a)와 고정 디스크(45)의 통수구(46a)와의 연통(連通)을 역시 차단하고 있다. 또한, 이때, 상기와 같이, 가동 디스크(41)의 한 쌍의 부채형상부(41x)가, 고정 디스크(45)의 한 쌍의 통수구(46a)에 완전히 대향하도록 배치되어, 해당 통수구(46a)를 완전히 차폐하고 있다. 이로써, 하우징(10)의 아래쪽 개구에서 내부로 진입한 물은 고정 디스크(45)의 통수구(46a) 부분에서 가동 디스크(41)에 의해 완전히 차단되게 된다.

<밸브 개방시 (밸브 개방 동작)>

한편, 도 12c와 같이, 수지제 지수 밸브 카트리지는, 통수시에는, 가동 디스크(41)가 완전 밸브 개방 위치에 자리하고, 도 12d와 같이, 가동 디스크(41)가 고정 디스크(45)의 통수구(46a)를 완전히 개방하고 있으며, 이 상태에서는 수지제 지수 밸브 카트리지의 아래쪽 끝 지지캡(20)의 개구에서 하우징(10)에 들어온 물은, 하우징(10)의 통수부(15) 내의 유로(流路)를 통과하여 배출구(15a)에서 배출된다. 즉, 완전 밸브 폐쇄 위치에서 수전봉(30)을 개방 방향으로 소정 각도 (약 90도) 회전하고, 구동부(33) 및 걸어맞춤돌기(34)를 통해 가동 디스크(41)를 개방방향으로 회전하여, 가동 디스크(41)의 한 쌍의 통수오목부(41a)를 하우징(10)의 통수부(15)의 한 쌍의 배출구(15a)에 각각 완전히 대향시킨다. 이때, 수전봉(30)의 규제부(33b)의 한쪽 규제면(33d)이 하우징(10)의 내부 공간에서 규제돌기(17)의 한쪽면에 맞닿아, 가동 디스크(41)가 완전 밸브 개방 위치에서 정지되고, 더 이상의 회전이동을 저지한다. 또한, 이 완전 밸브 개방 위치에서는, 가동 디스크(41)의 한 쌍의 통수오목부(41a)가, 하우징(10)의 통수부(15)의 한 쌍의 배출구(15a)에 완전히 대향하도록 배치되어, 해당 통수부(15)의 배출구(15a)와 고정 디스크(45)의 통수구(46a)와 완전히 연통(連通)한다. 또한, 이때, 상기와 같이, 가동 디스크(41)의 한 쌍의 통수오목부(41a)가, 고정 디스크(45)의 한 쌍의 통수구(46a)에 완전히 대향하도록 배치되어, 해당 통수구(46a)를 완전히 개방하고 있다. 이에 따라, 지지캡(20)의 통수구(20a)에서 물은, 고정 디스크(45)의 통수구(46a) 및 가동 디스크(41)의 통수오목부(41a)를 최대 유량으로 통수부(15)의 축 방향으로 통과하고, 가동 디스크(41)의 통수오목부(41a)의 측면에서 (부채형상부(41x)의 평면 「く」자형 측면)에 의해) 통수부(15)의 축 방향에서 방사 방향 바깥쪽으로 방향전환되며, 도 13과 같이, 통수부(15)의 배출구(15a)에서 최대 유량으로 외부를 향해 원활하게 물을 배출시킨다.

[작용 효과]

본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지 및 해당 수지제 지수 밸브 카트리지와 밸브수용부(120)의 결합홈(123)으로 구성된 지수 구조에 의하면, 상기와 같이, 수지제 지수 밸브 카트리지를 밸브수용부(120)에 조립시, 작업자가 종래와 같이 공구를 사용하여 지수 밸브 카트리지를 큰 토크로 체결하는 것이 아니라, 작업자가 고정캡(50)을 손가락으로 잡고 장착부(121)에 나사결합으로 돌려넣어 나가는 것만으로, 밸브수용부(120)에 대한 수지제 지수 밸브 카트리지의 조립이 완료되도록 구성되어 있다. 따라서, 본 실시 형태에 의하면, 수지제 지수 밸브 카트리지의 설치대상부에 장착시, 수지제 지수 밸브 카트리지의 특히 하우징(10)에, 기존의 공구에 의한 체결에 의한 조립시와 같은 큰 부하가 걸리지 않고, 이러한 공구에 의한 체결에 의해 걸리는 큰 부하를 고려할 필요가 없다. 그 결과, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는, 손가락에 의한 체결 작업시의 토크와 부하만을 고려하여 (즉 기존의 공구에 의한 체결시의 토크와 부하를 전혀 고려할 필요없이) 전체 강도(强度) 설계가 가능하고, 전체를 수지화(樹脂化)하고 있음에도 불구하고, 충분한 강도를 갖추는 구성이 가능하다. 또한, 본 실시 형태에 의하면, 수지제 지수 밸브 카트리지의 설치대상부에 조립시에는, 공구에 의한 체결이 필요하지 않기 때문에 종래와 같은 공구에 의한 체결시의 토크 관리도 필요 없게 되고, 조립 작업성이 향상된다.

한편, 본 실시 형태에서도, 급수전(100)의 핸들(130)의 회전축과 밸브수용부(120)에 장착한 수지제 지수 밸브 카트리지의 회전축이 일치하고, 밸브수용부(120)의 암나사(122)의 회전축과 하우징(10)에 조립부착한 고정캡(50)의 수나사(52)의 회전축과 일치하기 위해, 급수전(100)의 핸들(130)을 정방향 또는 역방향으로 회전 조작하면, 이때 특히 밸브 폐쇄 작업시 시계 반대 방향의 토크가, 밸브수용부(120)의 암나사(122)에 체결된 고정캡(50)의 수나사(52)를 푸는 방향의 토크가 될 것이지만, 이때, 본 실시 형태에서는, 고정캡(50)을 설치한 하우징(10)이, 장착부(120)의 결합홈(123)에 결합되어, 장착부(120)에 대한 상대 회전이동을 저지하고 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는 비록 밸브 폐쇄 작동을 위해 급수전(100)의 핸들(130)을 폐쇄 방향(시계 반대 방향)으로 회전해도, 그 회전 토크는 밸브수용부(120)의 결합홈(123)과 하우징(10)의 결합돌기(13)와의 걸어맞춤 구조에 의해 완전히 저지 또는 차단되어, 하우징(10)을 통해 고정캡(50)에 전달되는 것이 완전히 없다. 그 결과, 급수전(100)의 핸들(130)을 개폐 조작함으로서 밸브수용부(120)에서의 수지제 지수 밸브 카트리지의 풀림이나 분리 사태를 고려할 필요가 없고, 또한 핸들(130)의 개폐 조작에 의해 수지제 지수 밸브 카트리지가 밸브수용부(120)에서 분리되어 누수되거나 하는 등의 불편을 완전히 방지할 수 있다. 또한, 핸들(130)의 개폐 조작에 의한 수지제 지수 밸브 카트리지의 분리를 고려할 필요가 전혀 없기 때문에, 이 점에서도 수지제 지수 밸브 카트리지를 밸브수용부(120)에 대하여 강하게 체결할 필요가 없고, 수지제 지수 밸브 카트리지의 강도 (특히 밸브수용부(120)와의 사이에 기구적으로 연결되어 기계적 하중이 가해지는 부품인 하우징(10)의 강도) 를 상대적으로 작게 설정할 수 있으며, 장치 전체의 경량화 및 소형화에 크게 기여할 수 있다.

이와 같이, 본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지 및 해당 수지제 지수 밸브 카트리지와 밸브수용부(120)의 결합홈(123)으로 구성된 지수 구조에 의하면, 하우징(10)이나 수전봉(30) 등 주요 부품의 재료로서 기존의 황동 재료 등의 금속재료를 사용하지 않고 합성수지 재료를 사용하는 한편, 급수전(100)의 핸들(130)의 개방/폐쇄 조작시에 가해지는 (기존의 지수 밸브 카트리지의 체결을 푸는 방향의) 토크의 영향을 완전히 배제할 수 있고, 이에 따라 기존과 같이 (개폐 조작시의 토크에 의한 풀림을 고려하여) 수지제 지수 밸브 카트리지를 급수전(100)의 밸브수용부(120)에 강하게 체결할 필요가 없으므로, 종래와 같이 수지제 지수 밸브 카트리지를 급수전(100)의 밸브수용부(120)에 장착시, 공구를 사용할 필요가 없게 되고, 수작업에 의해 급수전(100)의 밸브수용부(120)에 간단하고 확실하며 원활히 장착가능하며, 또한 종래와 같은 설치시의 토크 관리도 불필요할 수 있고, 그 결과 주요 부품의 완전한 합성수지화를 가능하게 할 수 있으며, 합성수지화에 의한 경량화와 기존의 황동 소재에 있는 고유의 문제점 (사용에 따른 강도 저하 및 규제 물질 용출 등) 을 완전하게 해결할 수 있다. 구체적으로, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는, 기존의 금속제 지수 밸브 카트리지에 비해 약 1/3의 중량으로 가능하고, 대폭적인 경량화를 도모할 수 있다. 또한 기존의 금속제 지수 밸브 카트리지는 부식에 의한 녹이나 열화의 문제로 인해 표면이 변색되거나 녹이 (통수에 혼입되어) 유출될 수 있으나, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는 완전 수지화(樹脂化)됨으로써 금속재료와 같이 부식되지 않기 때문에 이러한 문제도 해결할 수 있다. 또한, 종래의 금속제 지수 밸브 카트리지는 금속 내에 포함된 (RoHS 지령에 의해 규제 대상이 되는) 납이나 카드뮴 등의 성분이 수중에 침출(浸出)되어 건강에 영향을 미칠 우려가 있고, 기준치를 충족시키지 못할 경우 제품을 유럽 지역에 출시할 수 없다는 문제도 있으나, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는 완전히 수지화됨으로써 금속재료처럼 규제 성분이 침출될 수 없기 때문에 이러한 문제도 해결 가능하다. 또한, 종래의 금속제 지수 밸브 카트리지는 금속재료인 황동이 물에 닿을 경우, 아연이 용해되어 황동이 열화(劣化)하는 탈아연(脫亞鉛) 현상이 발생하고, 이 경우 강도의 감소 및 부식에 의한 미소 구멍의 발생 문제도 있으나, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는 완전히 수지화됨으로써, 탈아연 현상에 기인하는 문제도 해결 가능하다. 또한, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는 수지에 의해 각종 부품을 형성함에도 불구하고 충분한 강도를 갖출 수 있어, 제품 전체의 크기를 기존의 금속 지수 밸브 카트리지와 동등한 크기로 할 수 있고, 또한 이 경우에도 기존의 금속 지수 밸브 카트리지와 동일한 성능을 발휘할 수 있다.

[조립시 및 분리시의 작용 효과]

상기 작용 효과 이외에, 본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지 및 해당 수지제 지수 밸브 카트리지와 밸브수용부(120)의 결합홈(123)으로 구성된 지수 구조에 의하면, 다음과 같은 작용 효과도 발휘할 수 있다. 구체적으로, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전(水栓)의 소정의 설치대상부(120A) (도 9 및 도 10의 경우의 밸브수용부(120)에 해당) 에 조립하기 위한 방법을 일반적으로 설명하면, 도 14는 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전의 소정의 설치대상부(120A)에 장착할 경우의 조립 방법의 개요를 시간차를 두고 나타내고 있으며, 먼저 도 14a와 같이, 수지제 지수 밸브 카트리지의 지지캡(20) 측을, 설치대상부(120A)에 형성한 수지제 지수 밸브 카트리지 장착용의 (상기 장착부(121)의 내주면에 의해 형성되는 원통형의 수용 공간에 대응하는) 원통형 수용 공간의 앞쪽 끝 (도 14 중의 위쪽 끝) 의 개구에서 해당 수용공간 내에 삽입하고, 이어서, 하우징(10)의 결합부(12)를 설치대상부(120A)의 해당 수용공간 내에 삽입함과 동시에, 한 쌍의 결합돌기(13)를 각각 설치대상부(120A)의 수용 공간의 내주면에 형성한 (상기 한 쌍의 결합홈(123)에 해당하는) 한 쌍의 결합홈(123A)에 위치 결정하여, 해당 결합홈(123A)에 따라 이동하면서 삽입 및 결합하면, 고정캡(50)의 베이스(51)의 아래쪽 끝 (도 14 중의 아래쪽 끝) 이, 설치대상부(120A)의 수용공간의 개방단 (위쪽 끝) 에 맞닿았을 시, 결합부(12)만이 설치대상부(120A)의 수용공간 내에 완전히 수용된 상태가 된다. 이 상태에서 고정캡(50)의 수나사(52)의 축 방향 아래쪽 끝 위치 (최외측 위치) 가, 설치대상부(120A)의 수용공간의 내주면에 나사홈을 형성한 (상기 암나사(122)에 해당) 암나사의 축 방향 위쪽 끝 위치 (최외측 위치) 에 맞닿아 있고, 수나사(52)를 설치대상부(120A)의 암나사에 장착할 준비 상태가 되어 있다. 이 상태에서 고정캡(50)의 수나사(52)를 설치대상부(120A)의 암나사에 돌려넣어 나가면, 고정캡(50)의 베이스(51)의 수나사(52)를 형성한 부분이, 설치대상부(120A)의 수용공간 내부로 축 방향으로 진입함과 동시에, 이에 따른 하우징(10) 및 수전봉(30)도, 설치대상부(120A)의 수용공간의 내부로 축 방향으로 진입한다. 그리고 도 14b와 같이, 고정캡(50)의 수나사(52)를 설치대상부(120A)의 암나사에 완전히 장착하면, 베이스(51)의 그립부분의 아래쪽 끝이, 설치대상부(120A)의 수용공간의 개구 가장자리와 맞닿고, 고정캡(50)의 설치대상부(120A)에 장착 체결이 완료되어, 설치대상부(120A)에 대한 수지제 지수 밸브 카트리지의 조립이 완료된다. 즉, 본 실시 형태에 따르면 도 14a의 상태에서 도 14b의 상태로 위치의 변화 (또는 전환) 와 같이, 고정캡(50)의 설치대상부(120A)에 돌려넣는 동작에 연동(連動) (동기화) 하여, 하우징(10) (및 하우징(10)의 구성부품) 을 설치대상부(120A)의 수용공간 내의 소정 위치에 자동적으로 삽입하여 수용 유지할 수 있어, 작업자의 손에 의한 고정캡(50)의 체결 방향 (시계 방향) 으로의 회전 조작만으로도, 지수 밸브 카트리지의 설치대상부(120A)로의 장착 작업을 완료 가능하며, 작업성을 크게 향상시킬 수 있다.

한편, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전의 설치대상부(120A)에서 분리하려면, 먼저 도 14b와 같이, 작업자가 고정캡(50)을 손가락으로 잡아 반시계 방향으로 회전시키고, 수나사(52)를 설치대상부(120A)의 암나사에서 탈착한다. 그러면 고정캡(50)이, 수나사(52)의 탈착 동작에 따라 설치대상부(120A)에서 축 방향으로 이격 이동함에 따라 (이와 연동 및 동기화하여), 고정캡(50)이 고정된 하우징(10)이, 설치대상부(120A)에서 빠지거나 (또는 뽑혀져), 베이스(51)의 아래쪽 끝이 설치대상부(120A)의 수용공간의 개구 가장자리와 맞닿을 시 (즉, 수나사(52)가 설치대상부(120A)의 암나사에서 완전히 빠졌을 때) 에, 설치대상부(120A)에 대한 수지제 지수 밸브 카트리지의 분리 작업이 완료된다. 즉, 본 실시 형태에 따르면, 도 14b의 상태에서 도 14a의 상태로 위치의 변화 (또는 전환) 와 같이, 고정캡(50)의 설치대상부(120A)에서 분리하는 동작에 연동(連動) (또는 동기화) 하여, 하우징(10) (및 하우징(10)의 구성부품) 을 설치대상부(120A)의 수용공간 내의 소정 위치에서 자동적으로 추출하여 분리 가능하고, 작업자의 손으로 고정캡(50)을 푸는 방향 (시계 반대 방향) 으로의 회전 조작만으로도, 지수 밸브 카트리지의 설치대상부(120A)로부터의 분리 작업을 완료 가능하며, 작업성을 크게 향상시킬 수 있다.

상술한 본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 조립 작업과 분리 작업의 장점을 설명하기 위해, 수지제 지수 밸브 카트리지 구성으로서 도 15와 같은 구성을 채용한 경우에 대해 설명한다. 또한, 도 15에 나타내는 수지제 지수 밸브 카트리지(200)는, 본 발명자가 본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 우위성을 대비 설명하기 위한 목적으로, 어디까지나 비교 예로서 상정한 것으로, 종래 기술로서 기재하는 것은 아니다. 구체적으로, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는, 위와 같이 하우징(10)에 고정캡(50)을 일체적으로 설치할 수 있음에 따라, 고정캡(50)을 설치대상부(120A)에 체결하거나 또는 푸는 것만으로, 하우징(10)을 연동(連動)하여 설치대상부(120A)에 수용 또는 분리할 수 있으며, 수지제 지수 밸브 카트리지 전체의 설치대상부(120A)로의 장착 및 분리 작업을 크게 간소화할 수 있는 구성으로 되어 있다. 반면, 도 15와 같이, 그러한 고정캡을 갖추지 않은 수지제 지수 밸브 카트리지(200)의 구성을 상정한 경우, 먼저 이러한 수지 카트리지(200)를 설치대상부(300)에 장착하여 빠지지 않도록 고정하기 위해서는, 도 15와 같이, 설치대상부(300)는 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용하는 베이스(310)와, 베이스(310)에 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용한 후, 해당 수지제 지수 밸브 카트리지를 위쪽에서 가압하여 고정하는 마개(320)를 구비할 필요가 있다.

이 경우 수지제 지수 밸브 카트리지(200)를 설치대상부(300)에 조립하려면, 도 15a와 같이, 설치대상부(300)의 베이스(310)에서 마개(320)를 분리한 상태에서, 베이스(310)의 내부 공간에 수지제 지수 밸브 카트리지(200)를 수용한 다음, 도 15b에 나타낸 바와 같이, 베이스(310)의 위쪽 끝에 마개(320)를 (나사결합 등에 의해) 체결 고정하고, 베이스(310)의 내부 공간에 수용 배치한 수지제 지수 밸브 카트리지(200)를 마개(320)에 의해 위쪽으로부터 지지하여, 수지제 지수 밸브 카트리지(200)를 베이스(310)에 대해 고정 유지할 필요가 있다. 또한 수지제 지수 밸브 카트리지(200)를 설치대상부(300)에서 분리하려면, 도 15b에 나타낸 상태에서, 설치대상부(300)의 베이스(310)에서 마개(320)를 분리하고, 베이스(310)의 내부 공간에서 수지제 지수 밸브 카트리지(200)를 빼낼 필요가 있다. 따라서 비교 예에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지의 경우, 설치대상부(300)의 조립 작업 및 분리 작업 모두, 수지제 지수 밸브 카트리지(200)와 마개(320)를 별도로 취급해야 할 필요가 있으며, 이러한 의미에서, 본 실시 형태에 따른 수지제 지수 밸브 카트리지에 비해 작업량이 두 배로 되고, 작업이 번잡하게 되어 작업성이 떨어지게 된다. 따라서 적어도 작업성의 면에서 보더라도, 본 실시 형태의 수지제 지수 밸브 카트리지는 상기 하우징(10)과 고정캡(50)의 구성에 따라 현저한 특유의 작용 효과를 발휘하는 것이다.

[사용 재료]

그런데, 본 발명의 수지제 지수 밸브 카트리지에서, 하우징(10)은 상기 PSS 수지에 의해 일체 성형 하는 것 외에도, 합성수지 재료 중에서 상대적으로 높은 강도를 가지는 임의의 합성수지에 의해, 즉 PSS 수지와 동등한 기계적 강도 (인장 강도 150MPa, 굴곡 강도 215MPa 정도의 강도) 를 확보할 수 있는 다른 합성수지에 의해 일체로 성형가능하다. 그러나 기계적 강도뿐만 아니라 정밀 성형에 의한 치수 정밀도의 확보, 및 치수 정밀도의 확보에 의한 추가적인 기계적 강도의 향상을 도모할 수 있다는 점에서, PSS 수지를 사용하는 것이 가장 바람직하다. 또한, 수전봉(30)은, 상기 POM 수지에 의해 일체 성형 하는 것 외에도, 합성수지 재료 중에서 상대적으로 낮은 마찰 계수를 갖는 임의의 합성수지에 의해, 즉 POM 수지와 동등한 낮은 슬라이딩 저항 (0.15 정도의 마찰 계수) 을 확보할 수 있는 다른 합성수지에 의해 일체로 성형가능하다.

또한, 본 발명의 수지제 지수 밸브 카트리지에서, 고정캡(50)은 스냅 링(61)으로 하우징(10)에 대해 축 방향으로 이동되지 못하도록 (특히 빠지지 못하도록) 고정하지 않는 경우에도, 밸브수용부(120)의 장착부(121)에 장착시에는, 적어도 하우징(10)을 연동(連動)하여 밸브수용부(120)의 장착부(121)의 내부 공간에 밀어 넣는 것이 가능하다. 따라서 그러한 스냅 링(61)을 생략하여, 고정캡(50)을 하우징(10)의 위쪽에 간단하게 (스냅 링(61)과 같은 축 방향으로의 추출용 부재 등은 설치하지 않고) 장착 구성하여, 적어도 하우징(10)을 가압하는 방향에 있어서는 하우징(10)과 작용적(作用的)으로 연결하도록 (즉, 고정캡(50)이 하우징(10)을 축 방향으로 가압하는 방향으로 이동시, 해당 하우징(10)을 해당 가압 방향으로 가압할 수 있게 설치하도록) 구성하는 것도 가능하다. 이 경우에도 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전 본체(100)의 밸브수용부(120)에 장착하는 데 있어 지장은 없다. 그러나 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전 본체(100)의 밸브수용부(120)에서 분리 시에, 고정캡(50)과 함께 하우징(10)을 연동하여 밸브수용부(120)에서 빼내려면, 스냅 링(61) 등의 추출 부재에 의해 고정캡(50)을 하우징(10)에 대해 축 방향으로 빠지지 않도록 고정하는 구성이 필요하다.

10 : 하우징 11 :수전봉 삽입장착부
12 : 결합부 13 : 결합돌기
14 : O링 장착부 15 : 통수부
15a: 배출구 16 : 지지캡설치부
20 : 지지캡 21 : 베이스
22 : 나사부착부 30 : 수전봉
31 : 스플라인 결합부 32 : 삽입장착부
32a: 결합홈 33 : 구동부
33a: 회전이동부 33b : 규제부
33c: 맞닿음부 33d : 규제면
34 : 걸어맞춤돌기 40 : 밸브부재
41 : 가동 디스크 41a : 통수오목부
41b: 걸어맞춤오목부 41x : 부채형상부
41y: 중심부 45 : 고정 디스크
46 : 경사면 46a : 통수구
47 : 걸림돌기 50 : 고정캡
51 : 베이스 52 : 수나사
53 : 윗벽 100: 수전 본체
110: 주벽 120: 밸브수용부
121: 장착부 122: 암나사
123: 결합홈 130: 핸들

Claims (6)

1. 수지제(樹脂製) 지수(止水) 밸브 카트리지와, 상기 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용하여 장착하는 수전(水栓) 밸브수용부로 된 수전(水栓)의 지수 구조(止水 構造)로서,
   상기 수지제 지수 밸브 카트리지는,
   모든 부분이 합성수지(合成樹脂) 재료로 일체 성형된 하우징(housing)과,
   모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형되고, 상기 하우징에 동축(同軸) 형태로 수용되어 해당 하우징의 축 방향으로 연장하고, 그 축 방향 한쪽 끝 부분을 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에서 돌출시키는 수전봉과,
   상기 하우징의 내부에 회전이동이 자유자재로 가능하도록 수용 배치되고, 상기 수전봉의 축 방향 다른 한쪽 끝에 구동 연결되어, 상기 수전봉의 정역방향(正逆方向)으로의 회전 동작에 따라 소정의 각도 범위 내에서 정역방향으로 회전하는 세라믹 디스크로 된 가동(可動) 디스크와,
   상기 하우징의 내부에 회전이동이 불가능하도록 수용 배치되고, 상기 가동 디스크와의 사이에서 밸브 개방 동작 및 밸브 폐쇄 동작을 수행하는 세라믹 디스크로 된 고정(固定) 디스크와,
   상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 설치된 고정부재를 포함하고,
   상기 하우징은, 상기 고정부재를 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에, 상기 고정부재의 축 방향 아래쪽 끝에 인접한 소정 부위에, 해당 하우징의 소정 부위의 원주면(周面)을 축 방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부(凸부) 형상 또는 오목부(凹부) 형상을 이루는 밸브측 결합부를 가지며,
   상기 고정부재는, 상기 축 방향 아래쪽의 부위에 밸브측 나사부를 가지며,
   상기 밸브수용부는,
   상기 지수 밸브 카트리지를 앞쪽 끝의 개구로부터 내부로 수용 가능한 원통형 장착부와,
   상기 장착부의 내주면에 형성되고, 상기 지수 밸브 카트리지의 고정부재의 나사부와 나사결합 가능한 밸브수용부측 나사부와,
   상기 장착부의 내주면의 소정 각도 위치에서, 상기 장착부의 축 방향을 따라 연장하는 직선 형태의 오목부 형상 또는 오목부 형상을 이루고, 상기 지수 밸브 카트리지의 하우징의 밸브측 결합부와 凸凹의 관계로 걸어 맞춤으로써, 상기 지수 밸브 카트리지의 하우징이 상기 장착부에 대해 상대 회전이동하는 것을 저지하는 밸브수용부측 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 수전의 지수 구조.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고정부재는, 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝 부위에 외부 결합하여 장착되는 대체로 원통형의 고정캡(cap)으로 구성되고,
   상기 하우징의 밸브측 결합부는 상기 고정캡을 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에서, 상기 고정캡의 축 방향 아래쪽 끝에 연속하는 또는 이격된 부위에, 해당 하우징의 해당 부위의 외주면(外周面)을 축 방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부로 된 결합돌기로 구성되며,
   상기 고정캡의 밸브측 나사부는, 해당 고정캡의 축 방향 아래쪽 부위의 외주면에 형성된 수나사로 구성되고,
   상기 밸브수용부에서,
   상기 밸브수용부측 나사부는, 상기 장착부의 외주면에 형성되고, 상기 지수 밸브 카트리지의 고정캡의 수나사와 나사결합 가능한 암나사로 구성되며,
   상기 밸브수용부측 결합부는, 상기 장착부의 내주면(內周面)에 형성되고, 상기 지수 밸브 카트리지의 하우징의 결합돌기를 슬라이딩에 의해 연결 가능한 결합홈으로 된 것을 특징으로 하는 수전의 지수 구조.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 고정캡은, 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝 부위에 외부 결합하여 장착됨과 동시에, 그 아래쪽 부위의 외주면에 상기 수나사를 형성한 베이스(base)와, 상기 베이스의 위쪽의 원형 개구(開口)를 폐쇄함과 동시에, 상기 수전봉의 축 방향 한쪽 끝 부분을 삽입 관통하는 삽입장착구를 형성한 윗벽을 가지고,
   상기 수전봉은, 상기 축 방향 한쪽 끝 부분의 외주면에 원형의 결합홈을 형성하고,
   상기 수전봉의 결합홈은, 그 아래 가장자리가 상기 하우징에 장착된 상기 고정캡의 윗벽의 윗면에 있는 상기 삽입장착구의 원주 가장자리 위치와 일치하는 위치에 배치되고,
   또한, 상기 수전봉의 결합홈에 탄성적(彈性的)으로 결합 가능한 스냅 링(snap ring)을 포함하고,
   상기 고정캡을 상기 하우징에 장착하여, 상기 하우징으로부터 돌출하는 상기 수전봉의 축 방향 한쪽 끝 부분의 결합홈에 상기 스냅 링을 결합함으로써, 상기 하우징과 상기 수전봉과 상기 고정캡을 서로 축 방향으로 이동되지 못하게 고정하도록 한 것을 특징으로 하는 수전의 지수 구조.
   
4. 수지제 지수 밸브 카트리지와, 상기 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용하여 장착하는 수전 밸브수용부로 된 수전의 지수 구조에 사용되는 수지제 지수 밸브 카트리지로서,
   모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형된 하우징과,
   모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형되고, 상기 하우징에 동축 형태로 수용되어 해당 하우징의 축 방향으로 연장하고, 그 축 방향 한쪽 끝 부분을 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에서 돌출시키는 수전봉과,
   상기 하우징 내부에 회전이동이 자유자재로 가능하도록 수용 배치되고, 상기 수전봉의 축 방향 다른 한쪽 끝에 구동 연결되어, 상기 수전봉의 정역방향으로의 회전 동작에 따라 소정의 각도 범위 내에서 정역방향으로 회전하는 세라믹 디스크로 된 가동 디스크와,
   상기 하우징 내부에 회전이동이 불가능하게 수용 배치되고, 상기 가동 디스크와의 사이에서 밸브 개방 동작 및 밸브 폐쇄 동작을 수행하는 세라믹 디스크로 된 고정 디스크와,
   상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 설치된 고정부재를 포함하고,
   상기 하우징은, 상기 고정부재를 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에, 상기 고정부재의 축 방향 아래쪽 끝에 인접한 소정 부위에, 해당 하우징의 소정 부위의 원주면을 축 방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부 형상 또는 오목부 형상을 이루는 밸브측 결합부를 가지며,
   상기 고정부재는, 상기 축 방향 아래쪽의 부위에 밸브측 나사부를 가지는 것을 특징으로 하는 수지제 지수 밸브 카트리지.
   
5. 수지제 지수 밸브 카트리지와, 상기 수지제 지수 밸브 카트리지를 수용하여 장착하는 수전 밸브수용부로 된 수전의 지수 구조에 사용되는 수지제 지수 밸브 카트리지로서,
   모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형된 하우징과,
   모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형되고, 상기 하우징에 동축 형태로 수용되어 당해 하우징의 축 방향으로 연장하고, 그 축 방향 한쪽 끝 부분을 상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에서 돌출시키는 수전봉과,
   상기 하우징 내부에 회전이동이 자유자재로 가능하도록 수용 배치되고, 상기 수전봉의 축 방향 다른 한쪽 끝에 구동 연결되어, 상기 수전봉의 정역방향으로의 회전 동작에 따라 소정의 각도 범위 내에서 정역방향으로 회전하는 세라믹 디스크로 된 가동 디스크와,
   상기 하우징 내부에 회전이동이 불가능하게 수용 배치되고, 상기 가동 디스크와의 사이에서 밸브 열림 동작 및 밸브 폐쇄 동작을 수행하는 세라믹 디스크로 된 고정 디스크와,
   상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝에, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 설치된 고정캡을 포함하고,
   상기 하우징은, 상기 고정캡을 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에, 상기 고정캡의 축 방향 아래쪽 끝에 인접한 인접 부위에, 해당 하우징의 해당 인접 부위의 외주면을 축 방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부 형상을 이루는 결합돌기를, 원주방향으로 소정 각도를 둔 위치에 한 쌍 설치하고,
   상기 고정캡은, 상기 축 방향 아래쪽의 부위에 수나사를 갖는 것을 특징으로 하는 수지제 지수 밸브 카트리지.
   
6. 수지제 지수 밸브 카트리지를 수전의 밸브수용부에 장착하기 위한 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조로서,
   모든 부분이 합성수지 재료로 일체 성형된 하우징과 ,
   상기 하우징의 축 방향 한쪽 끝 부위에 외부 결합하여 장착되고, 해당 하우징에 대해 정역방향으로 회전 가능하도록 된 원통형의 고정부재를 포함하고,
   상기 하우징은, 상기 고정부재를 설치한 상기 축 방향 한쪽 끝에, 상기 고정부재의 축 방향 아래쪽 끝에 연속하는 또는 이격된 부위에, 해당 하우징의 해당 부위의 외주면을 축 방향으로 연장하는 직선 형태의 볼록부 형상 또는 오목부 형상을 이루는 밸브측 결합부를 가지며 ,
   상기 고정부재는, 축 방향 아래쪽의 부위에 형성된 밸브측 나사부를 가지며,
   상기 하우징의 밸브측 결합부를, 수전 밸브수용부에 형성된 밸브수용부측 결합부와 결합 가능하도록 하고,
   상기 고정부재의 밸브측 나사부를, 상기 수전 밸브수용부에 형성된 밸브수용부측 나사부와 나사결합 가능하도록 한 것을 특징으로 하는 수지제 지수 밸브 카트리지의 장착 구조.
   

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