JPH0652107B2 - 混合給水栓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明はシングルハンドル混合弁等の混合給水栓に係り
そして特に玉弁によって操作されるシングルハンドル混
合弁等の混合給水栓に関する。

発明の背景 球形弁部材、一般に玉弁と呼ばれる、を有する混合弁は
給水栓本体内で熱水及び冷水のための複数の入口穴と連
通する複数の穴を設けられる。給水栓本体内の入口は玉
弁に当接するエラストマー材料から成る管形のシールを
装備される。さらに、玉弁内の複数の穴は給水栓本体内
の出口と連通している。熱水と冷水との間の比率並びに
流量は給水栓本体内のキャビティに据付けられた球形弁
部材を運動させることによって調整される。玉弁機構を
有する混合給水栓は多くの利点を提供するから一般に使
用されている。そのような給水栓は、熱水及び冷水がそ
れを通って進入するエラストマー材料から成る管形の入
口シールのやや制限された有効直径からほとんど由来す
る若干の欠点を有する。従って、これら給水栓は制限さ
れた流量を有する。さらに、それらは制限された快適域
を有する。これは全冷から全熱へ玉を働かせるハンドル
の運動が制限されることを意味する。さらに、それらは
やや高い騒音レベルを有する。これら欠点はエラストマ
ーから成る管形シールの直径を増すことによって除去さ
れ得るが、これは実際上容易でない。寸法の増大に伴っ
てこれらシールはそれらの寸法安定性を緩められ、そし
て漏れが生じ勝ちになり、そして部片間の摩擦の増加の
故に運動する玉によって損傷される恐れがある。

発明の摘要 本発明の目的は、必要されるものとして、同じ制御方法
を使用して、欠点を加えることなく、流量を増加させ、
快適域を増大させ、そして騒音を低減させた改良された
混合給水栓を提供することである。

本発明に従って、熱水を提供するため既知の管形のエラ
ストマーから成るシールを装備された少なくとも２個の
穴と、これに加えて、冷水を提供するため既知の管形の
エラストマーから成るシールを装備された２個の穴とを
組み込むことによって利点が得られる。これら穴は水平
の大円、即ち給水栓本体内の半球形の座の円周、に多か
れ少なかれ沿って位置される。球形弁要素はその表面に
入口穴を設けられ、そして最大流量が望まれるとき同時
に給水栓本体内の少なくとも２個の入口穴を完全に開放
し得る。

給水栓の開放位置において、少なくとも２個の入口穴が
それらを球形弁部材の内部と連通させることによって働
かされる。前記２個の入口穴は２個の冷水入口穴、また
は混合位置の１個の冷水入口穴及び１個の熱水入口穴、
または２個の熱水入口穴の何れかであり得る。中間位置
において、少なくとも１個の入口穴が完全に開き、一
方、他の１個または２個の隣接穴が球形弁部材の穴と部
分的に整合される。たとえ同じ寸法制限が給水栓によっ
てそして入口穴のシールの同じ直径によって課されて
も、ただ１個の穴の全区域を一特定時点に働かされる現
在知られている給水栓において最大流量が実質的に増加
される。この構造を通じて、入口穴における流速が減じ
られ従って発生される騒音の注目に値する削減を提供す
る。さらに、２個ではなく少なくとも４個の穴が設けら
れるから、これら穴は球（多かれ少なかれ）の円周に沿
ってかなり広い角度、限度として３６０°、で配置され
得る。従って、それに対して可動玉弁部材が温度の変化
と、従って、１８０°にも達し得る広い快適域とを提供
するように回転され得る極めてより広い角度が利用可能
である。

好ましくは可動玉弁部材の表面の穴は狭いリブによって
分離される複数の開口によって画成される。これによ
り、操作者は入口穴の管形シールが水圧によって玉弁部
材の内側内に押圧されそして玉弁要素をそれが枢動され
るにつれて管形シールの表面内に切り込ませることによ
って劣化させるあらゆる可能性を回避し得る。

図面の簡単な説明 次ぎに添付図面に対し参照が為される。添付図面におい
て： 第１図は本発明に従う給水栓弁の一実施例の切断側面図
である； 第２図は給水栓本体を、玉弁とキャップ要素と除去して
示される給水栓の半球形の座と共に示す第１図の矢印２
に沿う上面図である； 第３図は第１図に示される玉弁の斜視図である； 第４図は第１図に示される玉弁のための案内要素の斜視
図である； 第５図は給水栓弁の第２の実施例の切断側面図である； 第６図は第２の実施例の給水栓本体の第２図と同様の上
面図である； 第７図は第５図に示される玉弁の斜視図である； 第８図は修正された玉弁の斜視図である； 第９図は本発明の第１０図の上セクションに対して９−
９線に沿ってそして下セクションに対して９−９ｂ線に
沿って切られた横断面図を示す； 第１０図は第９図に示される玉弁の上面図である； 第１１図から第１５図は第９図に示される玉弁における
穴の５個の変形を図示する； 第１６図はもう一つの代替実施例を示す第１図と同様の
図面である； 第１７図はもう一つの代替実施例を示す第１図と同様の
図面である； 好ましい実施例の簡単な説明 第１図を参照すると、給水栓本体１は熱水及び冷水を供
給するための入口穴２及び３と、混合された水の混合物
を吐出すための出口通路４とを有する。本体１内に形成
された適切な形状の座に、可動の玉１４のための部分的
に球形の座６を形成する補助インサート５が配置され
る。インサート５はそれを貫く穴７、１０、１１、１２
及び１３を有する。混合水のための穴７は本体１内で混
合水通路４と連通する。穴１０、１１、１２及び１３
は、それぞれ流路２７、２８を経由して熱水と冷水とを
供給するため本体１の入口穴２及び３と連通する。エラ
ストマーから形成された管形のシール８が穴１０、１
１、１２及び１３のおのおのの内部に差し込まれてい
る。各シール８はばね９によって部分的に球形の座６の
内側へ向かって偏圧される。第１図においては、これら
シール８の２個とばね９が見られ得る。

第３図に斜視図を以て示されるこれら給水栓の可動玉弁
１４は、軸１５（通常は、図示されないハンドルに結合
されている）を装備された本体から構成される。前記軸
１５は二つの軸線に沿って玉を運動させるように制御さ
れ得る；即ち（弁の流量を制御すための）第１図及び第
３図の矢印Ｐに沿う枢動及び（熱水と冷水との混合比率
を制御するための）第３図の矢印Ｍに沿う軸１５の軸線
を中心とする回転。玉弁１４は混合水のための吐出し口
１６であって混合水のための穴７と連通するものと、玉
弁がそれを通じて穴１０−１３及び各穴１０−１３内の
シール８と協働する穴１７とを有する。玉弁１４は保持
リング１９と中間シール１８とを介して半球形の座６内
に係合して保持される。軸１５を受容する穴２１を有す
る軸案内２０を含む全ての部片は、給水栓の本体１上に
螺合されるキャップ２２によって確保される。

インサート５のもう一つの機能は、他の方法では標準工
作機械によって達成され得ない角度における入口穴１
０、１１、１２及び１３の容易な製作を可能にすること
である。中間片５の穴はインサートの外側からのきりも
みで問題無しに穿孔され得る。さらに、たとえ給水栓の
本体が通常のごとく真鍮から形成されるとしても、イン
サート５は穴１０−１３を有する形状に成形され得るプ
ラスチックから作られ得る。第２図において見られるよ
うに、管形のシールを保持する入口のための穴１０−１
３は、部分的に半球形の座６の表面に沿って円周方向に
離されて、水平の大円、即ち形成された玉の円周または
赤道、に接近して位置される。２個の入口１０及び１１
は周辺流路２７を通って熱水のための入口穴２と接続し
ており、一方、例えば、他の２個の入口１２及び１３は
周辺流路２８を通って冷水のための入口穴３と接続され
る。

制御玉の入口穴１７は支持リブ５８によって離された一
連の矩形開口５７から形成される。玉が軸１５を右（第
１図）へ傾斜させることによって枢動されるとき、穴１
７は常に２個の相隣する入口穴を露出させる。それらは
熱水のみの流入を許すための穴１０、１１、混合水のた
めの同様に２個の入口１１、１２、及びもし冷水のみが
要求されるならば入口１２、１３の何れかであり得る。
たとえ入口シールが通常の寸法を有するとしても、最大
限の流量は極めてより大きい。２個の隣接する入口穴を
同時に開くために要求される最小長さより長く、従って
それは第３の穴へ向かって延びる。穴１７がそのように
寸法を選ばれることにより、或る場合においては、それ
は一つの穴を完全に露出させ、一方、２個の隣接する穴
は部分的に露出される。冷水のみの位置から熱水のみの
位置へ漸次的に移行するとき、操作者は最初に冷水のた
めの両入口穴を働かせなくてはならない；次ぎに冷水穴
の一つの閉鎖を開始し、一方、熱水穴の一つは部分的に
露出状態になる。さらなる運動は第１の冷水穴を完全に
閉鎖しそして第１の熱水穴を完全に開放する。そのあ
と、第２の冷水穴は部分的に漸進的に閉じそして第２の
熱水入口穴は２個の熱水穴のみが開放状態になるまで漸
進的に開く。このようにして操作者はハンドルの運動に
比例する混合水温度の円滑な漸進的変化を達成し得る。
穴の適切な位置選定によって、玉と結合された制御ハン
ドルの位置に対する混合水の温度関係は可能な限り直線
にされ得る。穴１７は玉の円周に沿って第３図に示され
るいくつかのやや小さい開口５７によって形成され、以
て開口５７のコーナーによる管形シールの損傷を防止し
得る。

もし入口穴が円周方向に３６０°に亙って分散配置され
るならば、最大快適域が得られる。しかし、大部分の場
合においては、２個の熱水及び冷水穴が３６０°より小
さい角度に沿って位置され、従って可動の玉の制御角度
が減じられるならば十分であり且つ恐らく好ましい。第
５図及び第７図に示されるように、弁の諸部品は第１の
実施例と同様に番号を付与され、そして機能はもしそれ
が多かれ少なかれ変更されていないならば詳細には説明
されない。この実施例においては、入口穴のための管形
シールは直接に本体内に挿入される。何故ならば、角度
は穴が内側から容易に切削加工されるほどのものである
からである。第６図において認められるように、入口穴
は半球形の座６ａに約１８０°の角度で円周方向に分配
される。出口穴４ａはこれら入口穴によって占められな
い部分に位置される。その結果として、全熱水位置から
全冷水位置への玉の運動の角度は、第１の実施例の概ね
半分である。出口通路４ａは異なる位置を有するから、
当然また玉弁１４ａにおける出口穴１６ａは第７図に示
されるように対応する異なる位置を有する。

第８図は第７図に示される玉弁の一変形を示す。第８図
に関するかぎり、この玉弁１４ｂは軸１５ｂ及び出口穴
１６ｂを装備され、一方、入口穴１７ｂは赤道に接近す
るよりはむしろ玉のより低い部分に位置される。その結
果として、給水栓の開放は軸１５ｂを傾斜させることに
よって入口穴１７ｂが第７図に示される玉弁の場合のご
とく頂からではなく底から上昇して達成される。また、
穴１７ｂはリブによって強化されることに代えて連続し
ている。

第９図及び第１０図を参照すると、他の一実施例が示さ
れる。この場合、インサート片５ｃはカートリッジの性
質を有しそして中間に適当なシールを隔置することによ
って本体１ｃ内に挿入される。固定キャップ１９ｃが本
体の外部に固定され得る。流路２４ｃが本体１ｃと前記
カートリッジとの間に存在しそして図示のごとく下方へ
または本体１ｃの側部において外側に延びる出口通路４
ｃと流体連通している。混合水はカートリッジ本体５ｃ
の通路７ｃを通って本体の上部分に位置される排出穴１
６ｃを通って玉１４ｃを離れるとき流路２４ｃに入る。
カートリッジは熱水のための中心通路２７ｃを有し、該
中心通路は本体１ｃの入口２と、入口穴１０ｃ、１１ｃ
とに接続される。冷水のための横通路２８ｃが冷水のた
めの入口穴１２ｃ及び１３ｃに接続する。本体１ｃの底
とカートリッジ５ｃとの間に、本体１ｃ内で冷水のため
の入口３ｃ及び補助本体５ｃの通路２８ｃと連通する空
間２６ｃが予見される。２個の給水栓において一方が中
心通路２７を熱水に接続され、他方においてそれが冷水
と接続されるように、インサート体５ｃからのカートリ
ッジと内部の諸部片とは対称にされ得る。これは給水栓
が同じ配管を熱水と冷水とのために使用して共通中心壁
の２表面に取付けられる場合（背中合わせ取付け）極め
て有用である。入口穴１０ｃ−１３ｃは約１８０°−３
６０°に亙って円周方向に配置される。既に言及された
ように、たとえ玉の穴スリット１７ｃが第７図における
穴１７ｃのごとく連続され得るとしても、この穴は複数
の小さな窓に分離されることが好ましい。この分離は様
様の異なる形式を取り得る。例えば、前記穴は第１１図
に示されるごとく複数の矩形１７Ａに、または第１２図
に示されるごとく複数の斜めの窓１７Ｂにそれぞれ分離
され得る。また、第１３図の窓１７Ｃのように湾曲形状
を有する複数の穴を有することも可能である。さらに、
それに沿ってこれらが位置される線は第１１図及び第１
３図に示されるように直線であり得、または第１４図の
窓１７Ｄによって示されるように湾曲され得る。さら
に、第１５図に示され得るように、窓１７Ｅは異なる長
さを有し得る。これら窓形状を聡明に選択することによ
って、温度のための制御曲線は可能なかぎり直線にされ
得る。即ち、制御要素の角位置における変化は混合水温
度の増加または減少に正比例する。

第２図、第６図及び第１０図に示される給水栓におい
て、２個の穴が各熱水及び冷水入口のために示される。
しかし、これは本発明によって要求される最小限に過ぎ
ず、本発明はさらに各熱水及び冷水のため２個より多い
個数を使用する可能性を予見する。

第１６図において示されるように、インサート３１の半
球形面３２は給水栓３０の本体内に位置されそして熱水
のための３個の穴３３、３４及び３５を、共通入口流路
３０と流体連通させて有する。３個の穴３７、３８及び
３９が同様に流路４０と流体連通している。

第１７図は、瞬間ガス湯沸かし器が使用されるとききわ
めて普通であるように、熱水が冷水よりも相当より低い
圧力で供給される適用のために特に適している一実施例
を示す。

この場合、給水栓本体４１内に挿入されるインサート４
２の半球形の座４３は、流路４７によって接続される熱
水のための３個の穴４４、４５及び４６を有する。冷水
入口は流路５０を通じて同様に接続される２個の穴４８
及び４９を通るに過ぎない。この構造は熱水のための入
口穴のより大きい断面を通る冷水に関して熱水のより低
い圧力に対する補償を可能にする。この発明は入口内の
ゴムシール及びそれらのばね並びに玉弁の頂部における
案内部品及びシールの幾何学的配置の修正を必要としな
いから、本発明に従う給水栓の多くの構成要素は既に生
産されている現存する給水栓と共通である。

諸図面は同じレベルにおいて給水栓の本体の半球面に沿
って円周方向に離間配置された複数の穴を開示するが、
本発明は底に向かってより接近して離間配置される入口
穴にも適用され得ることが理解さるべきである。２個の
熱水穴または２個の冷水穴の入口穴の中心レベルにおけ
る若干の差異は、２個の熱水穴及び２個の冷水穴の開放
を同時に生じさせないために、かくして容積制御の角度
を増加させるために望ましい。もしレベルの差異が管形
シールの内径の１／２より大きくないならば、それは望
ましいことである。玉弁の出口穴１６、１６ａ、１６ｂ
または１６ｃは、温度制御位置に従って給水栓の騒音レ
ベルを低減させるとともに全温度制御範囲を通じて給水
栓の流れを直線化し得る出口に対する予閉鎖手段として
機能するように一部分が制限されるように出口穴７、４
ａまたは７ｃと相関して位置決めされ得または形づくら
れ得る。

添付図面で示された実施例において、玉弁の案内は給水
栓の上部分に位置された円板内のスロットによって達成
される。所望の様態で球を案内する任意のその他手段が
本発明のために可能であるとみなさるべきである。

本発明の変形物及び修正形式が別添請求の範囲に限定さ
れるごとき本発明の精神から逸脱することなしに企図さ
れる。

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】異なる２方向の運動を可能にする案内機構
   を装備した球形弁要素を具備する混合給水栓であって、
   さらに、管形シールを装備した熱水および冷水の入口の
   ための穴と混合水の排出のための穴と共に働き得る開口
   を具備し、全ての穴が給水栓の固定された部分における
   半球形の座に位置されて、熱水と冷水との間の混合およ
   び混合水の全流を制御するようにした混合給水栓におい
   て、該給水栓が、 熱水のための管形シールを装備した第１の組の少なくと
   も２個の入口穴および冷水のための管形シールを装備し
   た第２の組の少なくとも２個の入口穴を有し、そして 前記第１および第２の組の前記入口穴の少なくとも２個
   が給水栓の固定部分の部分的な球形の表面のほぼ周囲に
   沿って位置され、そしてそこでは前記球形弁要素が前記
   入口穴の少なくとも２個と同時に完全に整合し得る細長
   い穴を水の入口のために設けられていることを特徴とす
   る混合給水栓。
2. 【請求項２】請求項１に記載の混合給水栓において、さ
   らに前記入口穴が給水栓本体の半球形の座の大円にほぼ
   沿っていて、前記穴のレベルの差が前記穴に位置されて
   いる管形シールの内径の１／２より大きくないことをさ
   らに特徴とする混合給水栓。
3. 【請求項３】請求項１に記載の混合給水栓において、第
   １の組および第２の組の入口穴がほぼ３６０°の角度回
   りに給水栓の半球形の座の大円にほぼ沿って円周方向に
   離隔されていることを特徴とする混合給水栓。
4. 【請求項４】請求項１に記載の混合給水栓において、入
   口穴の第１の組と第２の組が概ね１８０°に亙って半球
   形座における大円に沿って円周方向に離隔されることを
   特徴とする混合給水栓。
5. 【請求項５】請求項１に記載の混合給水栓において、入
   口穴の第１の組と第２の組が、１８０°と３６０°の間
   の角度において半球形座に沿って円周方向に離隔される
   ことを特徴とする混合給水栓。
6. 【請求項６】請求項１に記載の混合給水栓において、球
   形弁要素における穴が連続するスロットであることをさ
   らに特徴とする混合給水栓。
7. 【請求項７】請求項１に記載の混合給水栓において、球
   形弁要素における入口穴がリブによって小さい開口に再
   分されていることを特徴とする混合給水栓。
8. 【請求項８】請求項１に記載の混合給水栓において、球
   形弁要素における入口穴が前記管形シールの少なくとも
   内径に２個の隣接する穴の間の距離の２倍を加えた細長
   い寸法にされていることを特徴とする混合給水栓。
9. 【請求項９】請求項１に記載の混合給水栓において、少
   なくとも３個の穴を同時に少なくとも部分的に露出させ
   るために、前記球形弁要素における入口穴が本体の入口
   穴内に挿入される管形シールの内部穴の２倍に本体の隣
   接穴間の間隔の３倍を加えた細長い寸法にされているこ
   とを特徴とする混合給水栓。
10. 【請求項１０】請求項１に記載の混合給水栓において、
    前記球形弁要素の出口手段と固定本体部分が、前記球形
    弁要素の特定部分において前記出口手段が流れを制御す
    るとともに予閉鎖装置として働くように部分的に遮断さ
    れるように構成されることを特徴とする混合給水栓。
11. 【請求項１１】請求項１に記載の混合給水栓において、
    補助インサートが給水栓の本体内に位置決めされ、入口
    穴の前記第１の組と第２の組が前記補助インサート内に
    位置されることを特徴とする混合給水栓。
12. 【請求項１２】請求項１１に記載の混合給水栓におい
    て、前記インサートが前記球形弁要素をその内部に確保
    するカートリッジの特性を有することを特徴とする混合
    給水栓。
13. 【請求項１３】請求項１２に記載の混合給水栓におい
    て、前記カートリッジが中心入口と、同心の他の入口で
    あって前記中心入口が熱水または冷水の一方を受容し、
    一方、同心入口が前記熱水または冷水の他方を受容する
    ように位置されるものとを有することを特徴とする混合
    給水栓。
14. 【請求項１４】請求項１に記載の混合給水栓において、
    前記給水栓の固定本体部分の半球形の座が、熱水のため
    の３個の入口穴と冷水のための２個の入口穴とを有する
    ことを特徴とする混合給水栓。
15. 【請求項１５】請求項１に記載の混合給水栓において、
    前記半球形の座が熱水のための３個の入口穴と冷水のた
    めの３個の入口穴とを有することを特徴とする混合給水
    栓。