TWI588392B - Intuitive control section of the provincial water valve (2) - Google Patents

Description

直覺操控式分段省水閥芯(二)

本發明係涉及一種水龍頭閥芯；特別是指一種能夠達到直覺操控式分段省水功能之創新閥芯結構型態揭示者。

按，水龍頭內部結構設計上，主要係透過一閥芯的設置來達到控制水流啟閉與流路切換狀態之目的，而所述閥芯的結構型態，係隨著水龍頭功能型態的不同而有所差異，例如單溫水龍頭、雙溫水龍頭、分流式水龍頭等等，其閥芯的結構均有差異不同點存在。

而本發明所欲探討的水龍頭閥芯，係特別針對單溫水龍頭所使用的閥芯結構而言，此種單溫水龍頭的閥芯結構，主要係藉由一轉動閥片於一固定閥片上的轉動角度變化來控制水流啟閉與大小狀態，若以水龍頭開關為180度作動行程範圍的型態而言，該轉動閥片與固定閥片通常係各別設有一半月形的穿水孔，如此隨著轉動閥片於固定閥片上的轉動角度變化，得以構成該二半月形的穿水孔之間呈現全開、全閉或不同截面的連通狀態。

近年來因氣候快速變遷導致水資源容易匱乏之因素，使得相關單位不斷鼓吹「省水」、「節約用水」等概念，而省水就實際執行面來看，與大眾日常生活息息相關的水龍頭，衍然成為被關注的焦點之一；然而，以一般大眾操作水龍頭的固有習慣而言，其實很難達到省水之目的，這主要係涉及到前段所述習知水龍頭閥芯結構型態設計；詳言之，因為前述轉動閥片與固定閥片的二半月形 穿水孔之間的連通程度一旦超過約30%(即水龍頭開關轉動約超過30度角)時，因流道截面積已達足夠流通量，故水龍頭此時出水量其實已經和全開時的出水量差距不大，然而，一般大眾在操作水龍頭開關時，其瞬間轉動角度多數會輕易超過30度角，尤其扳桿式型態者更容易超過此角度範圍，此種用水方式要達到省水根本不可能，而且，若要改變此一人們長期以來養成的固有習慣，其實是相當困難的一件事；是以，若能從水龍頭的閥芯結構本身型態加以改變設計來解決此問題，反而可能性是相對較高的，也是值得相關業界去思考突破的技術課題。

是以，針對上述習知水龍頭閥芯結構所存在之問題點，如何研發出一種能夠更具理想實用性之創新構造，實有待相關業界再加以思索突破之目標及方向者。

有鑑於此，發明人本於多年從事相關產品之製造開發與設計經驗，針對上述之目標，詳加設計與審慎評估後，終得一確具實用性之本發明。

本創作之主要目的，係在提供一種直覺操控式分段省水閥芯，其所欲解決之技術問題，係針對如何研發出一種更具理想實用性之新式水龍頭閥芯結構為目標加以思索創新突破。

本發明解決問題之技術特點，主要在於所述閥芯係包括：一閥殼，為中空殼體型態，包括設於閥殼上端呈縮徑狀之上穿口、設於閥殼下端之下端口、形成於閥殼內部之容置空間以及設於閥殼周側臨近下端口處之水流導出孔，該水流導出孔與容置空間連通；一控制閥桿，為立向桿柱體型態，包括一頂端受動部及底端帶動片，該頂端受動部向上穿伸凸出於閥殼的上穿口上方，底端帶動片則向下延伸置於閥殼的容置空間中；一掣動盤，呈可被帶 動狀態組合於控制閥桿底端帶動片下方，掣動盤包括套組於周側的止水環圈係與容置空間周壁相抵靠密合；一連動座，呈可被帶動狀態組合於掣動盤下方，連動座包括與閥殼周側所設水流導出孔相對應的一穿流內凹部；一固定閥片，呈定位狀態組合於閥殼近下端口處，且固定閥片具有一進水孔；一轉動閥片，呈可被帶動狀態組合於連動座下方並疊靠於固定閥片上方，轉動閥片具一穿水孔係與連動座的穿流內凹部相連通，該穿水孔包括一連通起始端及連通結束端；轉動閥片能夠於固定閥片上轉動而改變該穿水孔與進水孔之間的對位連通狀態；至少一流道縮減阻塊，形成於轉動閥片所設穿水孔的至少連通起始端內局部區域，流道縮減阻塊係遮擋穿水孔的局部流道面積，且令流道縮減阻塊其中一側與穿水孔孔壁之間或二流道縮減阻塊之間係留設有一扁狀間距；一流量縮減穿流道，係藉流道縮減阻塊其中一側與穿水孔孔壁之間或二流道縮減阻塊之間留設的扁狀間距所相對構成的狹扁狀流道空間型態，該流量縮減穿流道係連通固定閥片之進水孔與閥殼之水流導出孔。

本發明之主要效果與優點，係當該轉動閥片 於固定閥片上轉動致穿水孔與進水孔之間開始連通時，會先歷經一段僅由流量縮減穿流道提供較弱出水流量的省水區段，令使用者於開啟供水時的初始階段即為省水模式，通過使用者最直接的操作感覺即可達成，不必刻意微調控制，進而達到直覺操控式分段省水的功能與實用進步性。

A‧‧‧閥芯

10‧‧‧閥殼

11‧‧‧上穿口

12‧‧‧下端口

13‧‧‧容置空間

14‧‧‧水流導出孔

15‧‧‧限位擋緣

15B‧‧‧限位擋緣(註：係為不同實施型態)

20‧‧‧控制閥桿

21‧‧‧頂端受動部

22‧‧‧底端帶動片

30‧‧‧掣動盤

31‧‧‧止水環圈

32‧‧‧受動緣部

33‧‧‧底部連動塊

40‧‧‧連動座

41‧‧‧穿流內凹部

42‧‧‧受動槽

43‧‧‧卡爪

50‧‧‧固定閥片

51‧‧‧進水孔

60‧‧‧轉動閥片

61‧‧‧穿水孔

612‧‧‧連通起始端

614‧‧‧連通結束端

62‧‧‧嵌槽

70‧‧‧流道縮減阻塊

70B‧‧‧流道縮減阻塊(註：係為不同實施型態)

70C‧‧‧流道縮減阻塊(註：係為不同實施型態)

71‧‧‧扁狀間距

80‧‧‧流量縮減穿流道

第1圖係本發明結構較佳實施例之組合立體圖。

第2圖係本發明結構較佳實施例之分解立體圖。

第3圖係本發明之連動座與轉動閥片分解狀態立體圖。

第4圖係本發明結構較佳實施例之組合剖視圖。

第5圖係本發明之控制閥桿轉動至止水模式時之底端帶動片與限位擋緣對應狀態剖視圖。

第6圖係對應第5圖之轉動閥片與固定閥片孔道對應狀態圖。

第7圖係本發明之控制閥桿轉動至省水區段時之底端帶動片與限位擋緣對應狀態剖視圖。

第8圖係對應第8圖之轉動閥片與固定閥片孔道對應狀態圖。

第9圖係本發明之控制閥桿轉動至全出水量模式時之底端帶動片與限位擋緣對應狀態剖視圖。

第10圖係對應第10圖之轉動閥片與固定閥片孔道對應狀態圖。

第11圖係本發明之轉動閥片轉動角度範圍設為90度時，其控制閥桿轉動至止水模式時之底端帶動片與限位擋緣對應狀態剖視圖。

第12圖係對應第12圖之轉動閥片與固定閥片孔道對應狀態圖。

第13圖係本發明之轉動閥片轉動角度範圍設為90度時，其控制閥桿轉動至最大角度時之底端帶動片與限位擋緣對應狀態剖視圖。

第14圖係對應第14圖之轉動閥片與固定閥片孔道對應狀態圖。

第15圖係本發明之流道縮減阻塊型態另一實施例圖。

第16圖係本發明之流道縮減阻塊型態又一實施例圖。

請參閱第1至5圖所示，係本發明直覺操控 式分段省水閥芯之較佳實施例，惟此等實施例僅供說明之用，在專利申請上並不受此結構之限制；所述閥芯A係包 括下述構成：一閥殼10，為一中空殼體型態，包括設於閥殼10上端呈縮徑狀之一上穿口11、設於閥殼10下端之一下端口12、形成於閥殼10內部之一容置空間13以及設於閥殼10周側臨近下端口12處之水流導出孔14，該水流導出孔14係與容置空間13連通；一控制閥桿20，為一可轉動之立向桿柱體型態，包括一頂端受動部21以及一底端帶動片22，其中該頂端受動部21係向上穿伸凸出於閥殼10的上穿口11上方，底端帶動片22則向下延伸置於閥殼10的容置空間13中；一掣動盤30，呈可被帶動狀態組合於控制閥桿20之底端帶動片22下方；一連動座40，呈可被帶動狀態組合於掣動盤30下方，該連動座40包括與閥殼10周側所設水流導出孔14相對應的一穿流內凹部41；一固定閥片50，為一陶瓷片體，呈定位狀態組合於閥殼10近下端口12處，且該固定閥片50具有呈立向貫穿型態之一進水孔51；一轉動閥片60，為一陶瓷片體，呈可被帶動狀態組合於連動座40下方並疊靠於固定閥片50上方，該轉動閥片60具有呈立向貫穿型態之一穿水孔61，該穿水孔61包括一連通起始端612以及一連通結束端614，且穿水孔61上方係與連動座40的穿流內凹部41相連通；該轉動閥片60能夠於固定閥片50上轉動而改變該穿水孔61與進水孔51之間的對位連通狀態；至少一流道縮減阻塊70，形成於轉動閥片60所設穿水孔61的至少連通起始端612內局部區域，該流道縮減阻塊70係遮擋穿水孔61的局部流道面積，且令流道縮減阻塊70的其中一側與穿水孔61孔壁之間(或二流道縮減阻塊之間)係留設有一扁狀間距71(如第3圖之所示)； 一流量縮減穿流道80，係藉由該流道縮減阻塊70其中一側與穿水孔61孔壁之間(或二流道縮減阻塊之間)留設的扁狀間距71所相對構成的狹扁狀流道空間型態，該流量縮減穿流道80係連通固定閥片50之進水孔51與閥殼10之水流導出孔14(如第4圖所示)。

藉由上述結構組成設計，當該轉動閥片60於 固定閥片50上轉動致穿水孔61與進水孔51之間開始連通時，請對照第6、8圖所示，會先歷經一段僅由該流量縮減穿流道80提供較弱出水流量的省水區段(如箭號L1所示)，令使用者於開啟供水時的初始階段即為省水模式，通過使用者最直接的操作感覺(包括視覺以及人手扳動或轉動水龍頭開關的感覺)即可達成，不必刻意微調控制，進而達到直覺操控式分段省水的功能。

如第2、3圖所示，其中該固定閥片50的進水孔51以及轉動閥片60的穿水孔61係可為半圓形孔態樣，該流道縮減阻塊70則為佔該穿水孔61九分之一至三分之二面積比例的塊體態樣。(註：圖面係以二分之一面積比例實施型態者表示)

如第5圖所示，其中該閥殼10的容置空間13對應控制閥桿20的底端帶動片22高度位置處係可設有限位擋緣15，以抵擋底端帶動片22而能限制控制閥桿20的轉動最大角度(如180度或90度等)。

如第6、8、10圖所示，其中該轉動閥片60於固定閥片50上轉動致穿水孔61與進水孔51之間從關閉到設定最大連通狀態之作動行程範圍最大角度係可設為180度；由該流量縮減穿流道80提供微弱出水流量之省水區段，以轉動閥片60於固定閥片50上轉動致穿水孔61與進水孔51之間開始連通時設為0度而言，其作動行程範圍最大角度係界於20度至120度之間；本例中，所述轉動角度範圍設為180度的部份係可藉由閥殼10容置空間13所設限位擋 緣15的分佈型態來達成，此部份可對照第5、7、9圖所示，本例之限位擋緣15係為一個二分之一弧長分佈於容置空間13內一側的凸塊型態，藉此即可限制控制閥桿20的底端帶動片22轉動角度介於180度範圍內；本例之流路變化狀態請先參第5圖所示，當控制閥桿20轉動至設定的止水模式時，係構成轉動閥片60的穿水孔61與固定閥片50的進水孔51之間完全錯開的狀態(如第6圖所示)，此時閥殼10周側之水流導出孔14係呈現無水流導出狀態；接著如第7圖所示，當控制閥桿20轉動至設定的省水區段位置時，因為自固定閥片50的進水孔51導入的水流僅能從該流道縮減阻塊70一側與穿水孔61孔壁之間所留設的狹扁狀流量縮減穿流道80通過(如第8圖之箭號L1所示)，故此時水流導出孔14僅會呈現微弱出水流量狀態(如第8圖之箭號L2所示)；再接著如第9圖所示，當控制閥桿20轉動至設定的全出水量模式時，底端帶動片22會被限位擋緣15所抵擋而限位，而此時係構成轉動閥片60的穿水孔61與固定閥片50的進水孔51之間呈全孔對位連通狀態(如第10圖所示)，因此自固定閥片50的進水孔51導入的水流，能夠同時從流量縮減穿流道80以及轉動閥片60的穿水孔61未被阻擋的區域通過(如箭號L3所示)，進而令水流導出孔14達到大出水流量狀態(如箭號L4所示)。

如第12、14圖所示，其中該轉動閥片60於固 定閥片50上轉動致穿水孔61與進水孔51之間從關閉到設定最大連通狀態之轉動角度範圍亦可設為90度；由該流量縮減穿流道80提供微弱出水流量之省水區段，以轉動閥片60於固定閥片50上轉動致穿水孔61與進水孔51之間開始連通時設為0度而言，其作動行程範圍最大角度係界於20度至90度之間；本例中，所述轉動角度範圍設為90度的部份係可藉由閥殼10容置空間13所設限位擋緣15B的分佈型態來達成，此部份可對照第11、13圖所示，本例之限位擋緣1 5B係為兩組四分之一弧長分佈於容置空間13內相對二側的凸塊型態，藉此即可限制控制閥桿20的底端帶動片22轉動角度介於90度範圍內；又本例中，若該省水區段的作動行程範圍最大角度亦同樣設為90度，則如第14圖所示，縱使轉動閥片60於固定閥片50上轉動至最大角度時，仍舊僅為微弱出水流量狀態，不會有大水量的供水模式，此實施例可應用於一些公共場所，以達到常態節水之目的。

如第2圖所示，其中該掣動盤30係可包括能 夠被底端帶動片22所帶動的一受動緣部32；掣動盤30與連動座40則設有能夠相互嵌卡連動的一底部連動塊33與一受動槽42；又該連動座40與轉動閥片60的二側則設有能夠相互嵌卡連動的二卡爪43與二嵌槽62。

如第2、4圖所示，其中該掣動盤30並可包 括套組於周側的止水環圈31，該止水環圈31係與閥殼10的容置空間13周壁相抵靠密合；藉此令該掣動盤30係兼具有防止水向上漏出之功用，但此止水功用並不限於採用此種型態來達成，例如亦可藉由該控制閥桿20與閥殼10的上穿口11之間組設止水環圈的型態來達成(註：此例圖面省略繪示)。

另如第15圖所示，係該轉動閥片60的穿水孔 61所設流道縮減阻塊70B型態之另一實施例圖，本例之流道縮減阻塊70B的作動行程範圍最大角度(即X)係設為小於90度角的型態者，此亦為可具體實施態樣。

又如第16圖所示，本例中係揭示該轉動閥片 60的穿水孔61係設有二流道縮減阻塊70C，俾藉由該二流道縮減阻塊70C之間留設一扁狀間距71以形成所述流量縮減穿流道80之又一可實施型態者。

本發明之優點： 本發明所揭「直覺操控式分段省水閥芯」主要藉由其連動座一側係向下凸伸入轉動閥片的穿水孔內局部區域構 成所述流道縮減阻塊能夠遮擋穿水孔局部流道面積，且令流道縮減阻塊其中一側與穿水孔孔壁之間留設有扁狀間距而形成所述狹扁狀流道空間型態之流量縮減穿流道等創新獨特結構型態與技術特徵，使本發明對照【先前技術】所揭習知結構而言，當該轉動閥片於固定閥片上轉動致穿水孔與進水孔之間開始連通時，會先歷經一段僅由該流量縮減穿流道提供較弱出水流量的省水區段，令使用者於開啟供水時的初始階段即為省水模式，通過使用者最直接的操作感覺(包括視覺以及人手扳動或轉動水龍頭開關的感覺)即可達成，不必刻意微調控制，進而達到直覺操控式分段省水的功能及優點，使用者幾乎無須改變固有的水龍頭操作習慣，因為通過本發明的閥芯結構創設，使用者剛打開水龍頭開關的一定角度範圍內(如90度角內)均會設定為較小出水流量狀態(即省水模式)，使用者若覺得出水流量不符需求，才須進一步將水龍頭開關再轉到最大角度(如180度)，才會真正達到大出水流量狀態，因此，使用者透過直覺式操控就能輕易達到省水之目的，特具有實用進步性又切合使用者習慣。另一方面，本發明所揭「直覺操控式分段省水閥芯」就製造面來看，僅係通過連動座的結構型態創新改變即可達到省水功能，閥芯的絕大部份構件均可沿用既有型態與規格，這對於產業界而言，更可節省創新開發產品的製造成本，獲致較佳產業經濟效益而更容易具體實現。

上述實施例所揭示者係藉以具體說明本發明，且文中雖透過特定的術語進行說明，當不能以此限定本發明之專利範圍；熟悉此項技術領域之人士當可在瞭解本發明之精神與原則後對其進行變更與修改而達到等效之目的，而此等變更與修改，皆應涵蓋於如后所述之申請專利範圍所界定範疇中。

A‧‧‧閥芯

10‧‧‧閥殼

11‧‧‧上穿口

12‧‧‧下端口

13‧‧‧容置空間

14‧‧‧水流導出孔

20‧‧‧控制閥桿

21‧‧‧頂端受動部

22‧‧‧底端帶動片

30‧‧‧掣動盤

31‧‧‧止水環圈

32‧‧‧受動緣部

33‧‧‧底部連動塊

40‧‧‧連動座

41‧‧‧穿流內凹部

42‧‧‧受動槽

43‧‧‧卡爪

50‧‧‧固定閥片

51‧‧‧進水孔

60‧‧‧轉動閥片

61‧‧‧穿水孔

612‧‧‧連通起始端

614‧‧‧連通結束端

62‧‧‧嵌槽

70‧‧‧流道縮減阻塊

80‧‧‧流量縮減穿流道

Claims (7)

1. 一種直覺操控式分段省水閥芯，包括：一閥殼，為一中空殼體型態，包括設於閥殼上端呈縮徑狀之一上穿口、設於閥殼下端之一下端口、形成於閥殼內部之一容置空間以及設於閥殼周側臨近下端口處之水流導出孔，該水流導出孔係與容置空間連通；一控制閥桿，為一可轉動之立向桿柱體型態，包括一頂端受動部以及一底端帶動片，其中該頂端受動部係向上穿伸凸出於閥殼的上穿口上方，底端帶動片則向下延伸置於閥殼的容置空間中；一掣動盤，呈可被帶動狀態組合於控制閥桿之底端帶動片下方；一連動座，呈可被帶動狀態組合於掣動盤下方，該連動座包括與閥殼周側所設水流導出孔相對應的一穿流內凹部；一固定閥片，為一陶瓷片體，呈定位狀態組合於閥殼近下端口處，且該固定閥片具有呈立向貫穿型態之一進水孔；一轉動閥片，為一陶瓷片體，呈可被帶動狀態組合於連動座下方並疊靠於固定閥片上方，該轉動閥片具有呈立向貫穿型態之一穿水孔，該穿水孔包括一連通起始端以及一連通結束端，且穿水孔上方係與連動座的穿流內凹部相連通；該轉動閥片能夠於固定閥片上轉動而改變該穿水孔與進水孔之間的對位連通狀態； 至少一流道縮減阻塊，形成於轉動閥片所設穿水孔的至少連通起始端內局部區域，該流道縮減阻塊係遮擋穿水孔的局部流道面積，且令流道縮減阻塊的其中一側與穿水孔孔壁之間或二流道縮減阻塊之間係留設有一扁狀間距；一流量縮減穿流道，係藉由該流道縮減阻塊其中一側與穿水孔孔壁之間或二流道縮減阻塊之間留設的扁狀間距所相對構成的狹扁狀流道空間型態，該流量縮減穿流道係連通固定閥片之進水孔與閥殼之水流導出孔；藉此，當該轉動閥片於固定閥片上轉動致穿水孔與進水孔之間開始連通時，會先歷經一段係僅由流量縮減穿流道提供較弱出水流量的省水區段，令使用者於開啟供水時的初始階段即為省水模式。
2. 如請求項1所述之直覺操控式分段省水閥芯，其中該固定閥片的進水孔以及轉動閥片的穿水孔係為半圓形孔態樣，該流道縮減阻塊則為佔該穿水孔九分之一至三分之二面積比例的塊體態樣。
3. 如請求項2所述之直覺操控式分段省水閥芯，其中該轉動閥片於固定閥片上轉動致穿水孔與進水孔之間從關閉到設定最大連通狀態之作動行程範圍最大角度係設為180度；由該流量縮減穿流道提供微弱出水流量之省水區段，以轉動閥片於固定閥片上轉動致穿水孔 與進水孔之間開始連通時設為0度而言，其作動行程範圍最大角度係界於20度至120度之間。
4. 如請求項2所述之直覺操控式分段省水閥芯，其中該轉動閥片於固定閥片上轉動致穿水孔與進水孔之間從關閉到設定最大連通狀態之轉動角度範圍係設為90度；由該流量縮減穿流道提供微弱出水流量之省水區段，以轉動閥片於固定閥片上轉動致穿水孔與進水孔之間開始連通時設為0度而言，其作動行程範圍最大角度係界於20度至90度之間。
5. 如請求項3或4所述之直覺操控式分段省水閥芯，其中該掣動盤包括能夠被底端帶動片所帶動的一受動緣部；掣動盤與連動座則設有能夠相互嵌卡連動的一底部連動塊與一受動槽；又該連動座與轉動閥片的二側則設有能夠相互嵌卡連動的二卡爪與二嵌槽。
6. 如請求項3或4所述之直覺操控式分段省水閥芯，其中該閥殼的容置空間對應控制閥桿的底端帶動片高度位置處設有限位擋緣，以抵擋底端帶動片而能限制控制閥桿的轉動最大角度。
7. 如請求項3或4所述之直覺操控式分段省水閥芯，其中該掣動盤係包括套組於周側的止水環圈，該止水環圈係與閥殼的容置空間周壁相抵靠密合。