JP3072855B2 - 給水栓混合弁およびその玉弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、給水栓混合弁及びその玉弁に関し、さらに
詳細には、弁体の縦軸の回りの旋回動作をする玉弁を有
する給水栓混合弁及びその玉弁に関する。

従来技術及びその課題 熱水と冷水の流れを制御する、一般に混合弁と呼ばれ
る単一取手給水栓は、広く消費者に好評である。給水栓
は、取手又はノブが、熱水と冷水の混合を調整し、容積
率又は流量を調整するように、２つの異なる方向におい
て可動である。

広く商業的に好評である単一取手混合弁の２つの基本
形式は、板弁と玉弁である。玉弁給水栓は、容易に組み
立てられ、信頼性が高く、耐久性が良く、一片弁構造を
有する。取手は、耐久性及び信頼性構造を提供するため
に、中間移動部品なしに、玉弁要素に固定的に締結され
る。他方、板弁給水栓は、世界中で商業的に好評である
２つの所定方向において取手の動作を許容する駆動機構
を提供する。この国際的に受け入れられた取手動作は、
弁体の固定軸の回りの取手の軌道動作と、取手が固定軸
の回りの軌道を回るときの旋回動作とを許容する。移動
する軸は、弁室の固定軸に垂直である。

この形式の取手動作の特徴は、給水栓をオフにして、
熱水と冷水の混合比を取手の位置によって記憶でき、そ
の結果、給水栓が再びオンにされるとき、給水栓による
同一混合比の熱水及び冷水流を獲得することができるこ
とである。この形式の動作は、取手の板弁要素の間の必
要な複雑なリンク機構を必要とするが、板弁給水栓を商
業的に成功させた。

最近、取手を上記の板弁形式混合弁と同一方式で動作
させる玉弁が考案された。このシステムは、1984年３月
22日にLorchへ付与された米国特許第４、449、551号に
開示されている。別のシステムは、Dr.Alfons Knappに
よって1991年10月22日に提出されたPCT出願PCT/US91/07
816に開示されている。これらのシステムは、人間工学
的に望ましい取手の動作を有し、高い信頼性を有する。

給水栓の信頼性のほかに、混合弁は、商業的に好評で
ある他の特性を所有しなければならない。即ち、最大流
量は、十分に大きくなければならず、そして動作の雑音
レベルは、十分に低くなければならない。別の特性は、
給水栓が人間工学的に優しく又は直観的な仕方で動作し
なければならないことである。人間工学的に優しい特性
は、次のとおりの特性を含む。まず、流量及び温度は、
取手の連続動作に基づいて予測可能でなければならな
い。取手の僅かな動作による流量及び温度の突然の変化
は受け入れられない。温度が調整されるとき、流量は、
ほぼ一定にとどまることが望ましい。他方、流量が調整
されるとき、突然の予測不能な温度変化は受け入れられ
ない。取手動作の冷端部における不感帯は、完全冷位置
からの取手の限定された角運動範囲にあり、この範囲に
おいて熱水の混合が行われないことが好ましい。

所定の温度変化を生み出すために、熱又は冷部位にお
ける取手移動と比較して大きな移動が必要な快感帯を有
するのが望ましい、快感帯は、温度がある範囲内にある
とき、給水栓により微細に調整することを可能にする。
即ち、放出水の温度に対してプロットされた取手動作の
グラフ図は、ｓ曲線に類似する。しかし、快感帯は、過
度に平坦であってはならない。過度に平坦であると、十
分な温度変化は生じず、操作者は過剰の取手動作で過補
償し、これにより、快感帯から外れると、驚くほど温度
が変化してしまう。所定の快感温度における、水量のた
めの取手動作は、望ましくは、温度変化を生じさせな
い。

上記の所望の特性は、すべて、適正な大きさの玉弁要
素を用い、玉弁要素の容積と温度を調整するための取手
の駆動動作を必要とし、取手の２つの規定駆動動作に対
して角及び回転動作の範囲を指定することにより達成さ
れなければならない。弁室の入口ポートと玉弁要素の入
口の正しい位置と構成はまた、上記の所望の特性を提供
する。

商業的な要望による取手の駆動動作は、実質的に温度
変化のための垂直軸の回りの角動作と、実質的に流量調
整のための水平軸の回りの揺動動作である。角度の温度
変化に対する動作範囲は、人間工学により最大180度
に、望ましくは、90度の範囲において制限される。この
ため、突然の温度変化又は容積変化のない所望の快感帯
は、玉弁及び弁室におけるポート乃至開口サイズ、位置
及び構成の適正な選択により、最も能率的に達成され、
調整される。

必要なものは、据え付けが容易で、密封要素を長持ち
させる商業的に望ましい駆動動作を有する給水栓混合弁
のための玉弁である。

同様に必要なものは、放出水の直観的に予測可能な流
量と温度を提供する入口を備える玉弁を組み込む給水栓
のための単一取手混合弁である。

課題を解決するための手段 本発明の一つの見地により、給水栓混合弁は、弁体の
弁収容空洞において旋回能に取り付けられた玉弁を有す
る。弁体は、空洞と流体連通にある複数のポートを有す
る。玉弁は、外側の少なくとも部分的に球形の弁表面に
複数の開口を有し、開口は、ポートを通った液体流を流
量及び温度の両方において制御するためにポートと協働
する。弁体は、制御開口を有し、弁体の縦軸は制御開口
を通過する。玉弁は、制御開口を貫通する連結された制
御棒の形式の第１突起を有する。作動取手は、制御棒に
装着される。玉弁は、第２突起を有し、その軸は該棒の
縦軸にほぼ垂直である。第２突起は、横外端部を該玉弁
の回りの円形つば軸受けに連結されている。つば軸受け
は、玉弁の回りの弁体における環状支持表面に滑り可能
に接触する下面を有する。

好ましくは、環状支持表面は、弁空洞に取り付けた分
離リング座部材であり、熱限界位置と冷限界位置を定め
る少なくとも一つのフランジを有し、熱及び冷限界位置
における混合弁体の縦軸の回りの玉弁の回転動作のスト
ッパとして働く。つば軸受けは、玉弁の冷限界位置と熱
限界位置におけるフランジに対する係合のための少なく
とも一つの側部縁を有する少なくとも一つの半径方向外
側のカムを有する。リング座部材は、リング部材が弁体
の縦軸の回りで弁体に対して回転可能であるように取り
付けられ、弁体における凹部内に嵌合わされた下向きフ
ランジを有する。

平坦軸受け部材は、好ましくは、下面がつば軸受けの
上面に滑り可能に接触し、そして平坦軸受け部材の上面
が玉弁の回りの密封部材の下側周囲に接触するように位
置付けられる。平坦軸受け部材は、つば軸受けと玉弁が
弁体の縦軸の回りで回転されるように、位置つけられ
る。

第２突起は、例えば、つば軸受けに固定され、玉弁に
旋回可能に連結される。第２突起は、玉弁を通過するピ
ンの遠位端部によって形成される。ピンは、玉弁表面か
ら外側に突出する遠位端部を有し、各端部はつば軸受け
部材に装着される。

望ましくは、玉弁が混合弁による熱水と冷水の混合を
提供する位置にあるとき、玉弁がオフ位置に近接した絞
り位置から完全流位置へ調整されるならば、玉弁が所定
の快感温度への温度変化を提供するように、弁体におけ
るポートに関して玉弁の複数の開口が形状付けられ、位
置付けられる。

好ましくは、玉弁は、冷水ポートからの冷水の進入を
可能にする２つの開口と、熱水ポートからの熱水の進入
を可能にする２つの開口とを有する。玉弁の開口の一方
は、流れを調節するために凹状縁部分を有する。望まし
くは、凹状縁を有する開口の一方は、冷水の進入を可能
にし、そして凹状縁を有する開口の一方は、熱水の進入
を可能にする。

凹状縁を有する開口は、それぞれの放射中心を有する
少なくとも５つの放射孤によって規定された周囲形状を
有する。放射中心の少なくとも４つは、該開口の周囲内
に位置し、そして一つの放射中心は、凹状縁部分の側部
において開口の周囲の外側に位置する。好ましくは、残
りの開口は、放射中心を有する少なくとも５つの放射孤
によって規定された凸状周辺部を有し、そして放射孤の
少なくとも２つは、共通の接線を有する点において接続
される。好ましくは、孤の各々は、共通の接線を有する
点において別の孤に接合されるか、又は代替的に、直線
縁と一致する接線を有する点において直線縁部分に接続
される。

一つの実施態様において、開口は、熱水ポートが閉鎖
されるとき、冷水のみの進入を可能にするように構成さ
れ位置付けられた完全冷水開口と、該熱水ポートからの
熱水の進入と同時に冷水の進入を可能にするように構成
され位置付けられた混合冷水開口と、冷水ポートが閉鎖
されるとき、熱水のみの進入を可能にするように構成さ
れ位置付けられた完全熱水開口と、冷水ポートからの冷
水の進入と同時に熱水の進入を許容するように構成され
位置付けられた混合熱水開口とを含む。完全冷水開口は
凹状縁を有し、そして混合熱水開口も凹状縁を有する。
加えて、混合冷水開口は、該玉弁がオフ混合位置にある
とき、該冷水ポートの縁に対向する直線縁部分を有し、
そして混合熱水開口は、玉弁がオフ混合位置にあると
き、熱水ポートの縁に対向する直線縁部分を有する。

実施例 第１図を参照すると、全体を12として示された給水栓
のための混合弁10は、弁体14と、作動可能に取り付けら
れた玉弁16とを含む。玉弁16は、弁室部材18と上方本体
部材、すなわち、キャップ部材20との間に規定された空
洞17に着座する。弁室部材18は、空洞17と連通している
２つの入口ポート22及び24を有する。各入口ポート22
は、その下流端部において取り付けた従来のバネ偏向エ
ラストマーガスケット23を有し、穴は約6.5mmの直径を
有する。入口ポート22及び24は、空洞17の底面から約40
゜上に位置する下流端部を有する。さらに、第４図に示
されたポートは、縦軸76から測定したとき、前後平面か
ら約15゜において周囲位置に位置付けられる。

第３図に明確に示された如く、弁室部材18はまた、２
つの放出ポート26及び28を有する。２つの供給パイプ30
及び32は、それぞれの入口ポート22及び24に作動可能に
連結される。２つの放出ポート26及び28は、空洞17に、
そして横出口ダクト34と連通している。管状シェル36
は、弁体14の回りに密封して滑り可能に取り付けられ、
横出口ダクト34と流体連通している環状室38を形成す
る。吐水口40は、シェルに装着され、管状シェル36にお
ける孔41を通って環状室38と流体連通している。

第１図及び第２図に示された如く、玉弁16は、球面部
分42と、略上向きの制御棒とを有する。棒44は、その軸
45が球面部分42の中心122に交差する如く、球面部分42
に垂直に整列される。球面部分は、約25mmの直径を有す
る。つば46は、球面部分42の均分円120の回りに嵌ま
る。均分円120は、棒44の軸45に垂直な平面にある。つ
ば46は、２つの着座リング48及び50の間に位置する。エ
ラストマー材料の密封ガスケット52は、着座リング50の
上部に据えられる。密封ガスケットは、型板案内54によ
って適所に保持される。型板案内54は、ねじ付き環体56
によってキャップ部材の内周の適所に保持される。型板
案内54は、弁室部材18の頂部縁における溝穴57に嵌入す
るキー55によって回転可能に装着される。バネ負荷波形
付きのディスク58は、玉弁16の球面部分42に対して型板
案内54及び密封ガスケット52を下方に押圧するために、
型板案内54と環体56の間に位置する。キャップ部材20
は、弁室部材18に螺合される。装飾シェル60は、キャッ
プ部材20の上に位置付けられる。

着座リング50は密封ガスケット52、型板案内54、ディ
スク58、キャップ部材20、環体56、及びシェル60はすべ
て、それぞれの孔62、64、66、68、70、72及び74を有
し、玉弁16の制御用の棒44を給水栓の弁体14から外側に
貫通させる。給水栓の縦軸76は、孔62〜74を貫通する。

棒44は、作動レバー80と隠蔽するキャップ部分82を有
する。取手78の手動操作により、入口ポート22及び24の
いずれか又は両方が、入口90、92、94、96と、吐水内40
からの流出のための玉弁16における放出口98を介して、
放出ポート26及び28と流体連通にされる。

第５図、第６図、第７図、第８図及び第９図に明確に
示された如く、球面部分42は、球面部分42の中心を通過
するピン84を有する。ピン84は、その縦軸86が縦軸76に
ほぼ垂直である。ピン84は、球面部分42の均分円におい
て球面部分42から外側に突出する２つの円筒形遠位端部
を有する。端部88は、つば46の対向周囲端部における２
つの穴87内に装着される。端部88は、縦軸86の回りの旋
回動作のために球面部分42における対向穴89を貫通す
る。

この旋回動作は、第７図及び第８図に示された如く、
つばに関してピン84の縦軸86の回りに球面部分を旋回さ
せるために、揺動動作において棒44を前後に操作可能に
する。第８図は、棒44を縦軸76から約25゜において前方
に傾けた、玉弁のオフ位置を表現する。第７図は、棒44
を縦軸76から約10゜後方に傾けて、玉弁の完全オン位置
を表現する。

玉弁はまた、第５図に示された冷位置から第６図に示
された熱位置に縦軸の回りで回転する。縦軸76の回りの
回転は、例えば、90゜又は180゜の所望の量に制限され
る。回転を制限する一つの手法は、着座リング48から上
向きに配設した直立フランジ104の縁102に対して突き合
わせ可能な放射状カム100をつば46に設けることであ
る。第２図に明確に示された着座リング48は、180゜離
して位置付けられた２つの直立フランジ104を有する。
着座リング48は、空洞17内の収容穴108に圧入される下
向き舌状物106によって空洞17内の適所に装着される。

つば46は、玉弁が縦軸76の回りで回転されるとき、周
囲を移動される。密封ガスケット52は所定位置に維持さ
れる。つばにより密封ガスケット52の下方縁の摩擦摩耗
を防止するために、滑らかな金属製の着座リング50は、
つば46と密封ガスケット52の間に位置する。つば46は、
玉が縦軸76の回りを回転されるとき、着座リング50に対
して滑動する。

代替的に、又は着座リング48に加えて、縦軸76の回り
の玉の回転はまた、第２図及び第26図に示された如く、
案内型板における孔66の周囲における放射状の縁110、1
11、112及び113によって制限される。縁110〜113に接触
するとき、棒44は、それぞれの縁を越えた移動を防止さ
れる。縁110及び111は、冷限界を規定し、そして縁112
及び113は、熱限界を規定する。縁110〜113は、縦軸76
の回りに玉を約90゜回転させる。孔66はまた、第７図及
び第８図に示された如く、オフ位置から完全オン位置へ
のピン84の縦軸86の回りの揺動動作の範囲に制御する周
縁114及び115を有する。つば46、着座リング48及び型板
案内54は、棒44及び取手78の指定動作と、完全オフ位
置、完全オン完全冷位置及び完全熱位置の間の棒44及び
取手78の動作範囲とを決定する。棒44は、入口ポート22
及び24からの放出ポート26及び28への水流を制御するた
めに、型板案内54の孔66内の任意の位置に自由に置かれ
る。

いろいろな流量におけるオフから完全オンと熱から冷
への流れプロフィルは、空洞17における入口ポート22、
24及び玉弁における入口90、92、94、96のサイズ、位置
と構成の適正な選択によって決定される。入口90、92、
94、96及び98は、軸45に関して約80゜の角度を形成する
円118にほぼ沿っている。円118の平面は、ピン84の縦軸
86に略並行である。

特定の用語において、開口の位置は、角度において規
定される。放出口98は、基準平面によって二分される。
入口90及び92は、第９図に示された如く、二分された放
出口98の基準平面から時計回りに約50゜と106゜の角度
を形成する。入口94及び96は、二分された放出口98に対
して反時計回りに約66゜と107゜の角度を形成する。

垂直位置は、球面部分の均分円120と球面部分42の中
心122を含む平面に関して規定される。放出口98は、約3
8゜の角度を中心122において基準平面に関して形成す
る。入口90及び92は、60゜の角度を形成する。入口94
は、約39゜の角度を形成する。入口96は、約40゜の角度
を形成する。すべての角度は、後述されるそれぞれの開
口の指定中心に関して参照される。

放出口98は玉弁16の内部からの水の放出のための略円
形開口を有するが、入口90、92、94及び96の各々は、非
対称的な複雑な形状を有する。第10図を参照すると、冷
混合用の入口92は、全体を125として示された周縁を有
し、幾つかの部分126〜134を有する。周縁125は、単純
凸形状を形成する。部分126は、中心135に中心を置く1.
42mmの放射状弧として規定される。部分127は、中心136
に中心を置く3.30mmの放射状弧である。部分126及び127
の間の接続点は、共通接線を共有する点である。部分12
7は、直線縁状の部分128に接続される。部分127及び128
の間の接続点138は、弧状の部分127の接線が直線縁状の
部分128と一致するところである。弧状の部分129は、点
140において直線縁状の部分128に同様に連結された中心
139を中心とした1.02mm弧である。弧状の部分129は、共
通接点142において中心141を中心とした9.12mmの弧状の
部分130に連結される。弧状の部分130は、同様に、共通
接点144における中心143を中心とした1.60mmの弧状の部
分131に連結される。弧状の部分131は、その接線が点14
5において直線縁状の部分と一致する直線縁状の部分132
に接続される。直線縁状の部分132は、同様に、点146に
おいて中心149の回りの1.35mmの放射状弧の部分133に連
結される。弧状の部分133及び126は、同様に、点147及
び148において直線縁状の部分134に連結される。

中心は、第１座標として棒44の軸45を含む垂直平面15
0と、第２座標として入口92の指定中心154を含むそれに
垂直な軸152とによって都合良く位置する。すべての座
標は、ミリメートルで測定される。中心135、136、13
9、141、143及び149は、（0.99、0.91）、（−0.86、1.
27）、（1.24、−1.47）、（6.81、−0.51）、（−0.7
1、−0.41）及び（0.94、1.07）において位置する。

第11図に示された如く、完全冷水流のための入口90
は、全体を155で示された周縁を有する。周縁155は、部
分156〜162から成る。部分156は、中心163を中心とした
0.71mm放射状弧である。弧状の部分156は、共通接点165
において中心164を中心とした7.44mmの放射状弧の部分1
57に接続される。同様に、弧状の部分157は、共通接点1
67において中心166を中心とした2.46mmの放射状弧の部
分158に接続される。弧状の部分158は、共通接点169に
おいて中心168を中心とした2.87mmの放射状弧の部分159
に接続される。弧状の部分159は、共通接点171において
中心170の回りの3.51mmの放射状弧の部分160に接続され
る。弧状の部分160は、共通接点173において中心172の
回りの2.79mmの放射状弧の部分に接続される。部分156
〜161は、入口92の外部からの基準としての凸状部分で
ある。部分162は、中心174を中心とした2.77mm凹状弧で
ある。部分162は、それぞれの共通接点175及び176の回
りの部分161及び156に接続される。

中心163、164、166、168、170、172及び174の座標
は、第１座標として垂直中央平面180と、第２座標とし
て指定中心178を通る垂直軸182を基準にして、（−0.8
6、2.74）、（−2.90、−3.66）、（0.13、0.33）、
（−0.08、−0.08）、（−0.36、0.53）、（0.08、0.7
1）、（−4.34、2.67）である。座標はミリメートルで
ある。

入口94は、放射状弧の部分186、187、189、190、191
及び192から成る単純凸状の周囲185を有し、それぞれ、
中心194から2.92mm、中心195から1.80mm、中心196から
1.17mm、中心197から1.55mm、及び中心198から4.52mmの
半径を有する。弧状の部分186及び187は、共通接点200
において接続される。弧状の部分189〜192は、それぞれ
の共通接点201、202及び203において接続される。弧状
の部分186及び192は、弧接線が縁状の部分193と一致す
る点204及び205において直線縁状の部分193に接続され
る。同様に、弧状の部分187及び189は、弧の接線が直線
縁状の部分188と一致する点206及び207において直線縁
状の部分188に接続される。

中心194、195、196、197、198及び199の座標は、第１
座標として垂直中央平面210を、第２座標として指定中
心214を通る垂直軸212を基準にして、（−0.28、−0.2
5）、（−0.36、−1.40）、（−1.52、1.63）、（−1.2
2、1.37）、（−0.66、−1.55）及び（−0.10、0.71）
である。座標はミリメートルである。

第12図に示された入口96は、215として一般に示され
た周囲を有する。周囲215は、放射状凸状の部分216〜22
0を有し、中心223から1.37mm、中心224から8.05mm、中
心225から1.52mm、中心226から2.84mmと中心227から0.9
4mmの半径を有する。凹状の部分221は、中心228から2.3
4mmの半径を有する。部分216〜221は、共通接点230〜23
5において接続される。部分216及び221は、それぞれ、
接線が直線縁状の部分222と一致する点236及び237にお
いて直線縁状の部分222に接続される。

中心223、224、225、226、227及び228の座標は、第１
座標として垂直中央平面240と、第２座標として指定中
心244を通る垂直軸242と基準にして、（1.40、0.72）、
（−3.53、5.28）、（−0.97、−0.74）、（0.28、0.2
8）、（−1.45、0.74）及び（−0.89、3.73）である。
座標はミリメートルである。

空洞17における冷水用の入口ポート22の透視からのい
ろいろな位置において玉弁を示す第14〜19図を参照す
る。玉弁16は、玉が、第14図に示された冷オフ位置、第
15図に示された混合オフ位置と第16図に示された熱オフ
位置の如くオフ位置にある間、縦軸76の回りの軌道を回
る。軸44はまた、第14図に示された位置から第17図に示
された冷オン位置に、第15図に示された位置から第18図
に示された完全混合位置に、第16図に示された位置から
第19図に示された熱オン位置にピン84の回りで揺動され
る。

同様に、第20〜25図は、空洞17における熱水用の入口
ポート24の透視からいろいろな位置において玉弁を示
す。玉弁16は、玉が、第20図に示された冷オフ位置、第
21図に示された混合オフ位置と第22図に示された熱オフ
位置の如くオフ位置にある間、縦軸76の回りの軌道を回
る。棒44はまた、第20図に示された位置から第23図に示
された冷オン位置に、第21図に示された位置から第24図
に示されたオン混合位置に、第22図に示された位置から
第25図に示された熱オン位置にピン84の回りで揺動され
る。

第14図及び第17図を参照すると、完全冷入口90の周縁
155は、その凹状の部分162が、オフから冷オン位置への
入口ポート22の前縁として作用する。第14図に示された
如く、冷オフ位置にあるとき、玉弁16は、入口ポート22
の入口縁250に対向し、それから離間された凹状縁を有
する。冷オン位置にあるとき、入口90のみが、第17図及
び第23図に示された如く、入口ポート22及び24のいずれ
かと整列される。

第15図、第21図、第18図及び第24図を参照すると、玉
弁が完全混合位置にあるとき、冷水混合用の入口92及び
熱水混合用の入口96のみが、それぞれの冷及び熱水用の
入口ポート22及び24と整列される。第23図及び第24図に
示された如く、冷オン位置にあるとき、玉弁16は、熱水
用の入口ポート24の入口縁252に対向し、それから離間
された凹縁状の部分221を有する。第23図に示された冷
オン位置から第24図に示された混合オン位置に回転され
たとき、玉弁16は、入口96の凹縁状の部分221が、熱水
用の入口ポート24の入口縁252として作用する。熱オン
位置にあるとき、開口94のみが、第19図及び第25図に示
された如く、入口ポート22及び24のいずれかと整列され
る。

混合弁のための上記の構造は、取手78が、棒44が第26
図に示された如く型板案内54の縁112又は113に接触する
０゜で示された完全熱位置から、棒44が案内54の縁110
又は縁111に接触する90゜で示された完全冷位置に軸76
の回りで回転されるとき、比較的一定の流量を提供する
給水栓にする。曲線260は、棒44が周縁115に接触するま
で、取手78を引き上げた完全流におけるプロフィルを表
す。曲線262は、3/4容量、すなわち、3/4開流における
プロフィルを表す。曲線264は、1/2容量、すなわち、1/
2開流におけるプロフィルを表す。曲線264は、1/4流容
量、すなわち、1/4開流におけるプロフィルを表す。

さらに、記載された構造は、予測可能な温度変化を有
する給水栓にする。第28図に示されたグラフを参照する
と、プロフィル曲線270、272、274及び276は、それぞ
れ、完全流、3/4開流、1/2開流及び1/4開流において、
熱水用の入口ポート24及び冷水用の入口ポート22による
放出ポート26及び28を出る放出水の比率を表す。各入口
ポート22及び24からのパーセントは、放出水の温度に変
換される。グラプに示された如く、放出水の温度は、65
℃における熱水と15℃における冷水の温度に基づいて算
出される。55゜の回転位置において、流量の変化は、温
度変化から完全に独立である。55゜の回転位置は、約37
℃の快感温度を表す。放出水の温度が熱い０゜〜55゜の
回転位置で、部分流位置から完全流への取手の移動は、
指定37℃の快感温度に向かう温度のわずかな減少を伴
う。同様に、水温が冷たい55゜〜90゜の回転位置で、部
分流位置から完全流への取手の移動は、指定37℃の快感
温度に向かう温度のわずかな増大を伴う。

上記利点は、大形の玉弁及び小形の玉弁のどちらの玉
弁でも達成できる。ポート開口は、同様に、拡大又は縮
小される。

他の変形及び修正が、添付の請求の範囲によって規定
された本発明の範囲と精神に反することなく可能であ
る。

本発明の好適態様を処理すれば、下記のとおりであ
る。

1.弁体の弁収容空洞内に旋回可能に設置された玉弁を有
する給水栓混合弁であって、 該弁体が、該空洞と流体連通している複数のポートを
有し、 該玉弁が、外側の少なくとも部分的に球形である弁表
面に複数の開口を有し、 該開口が該ポートと協働して、該ポートを通る液体流
を流量及び温度の両方において制御し、 該弁体が制御開口を有し、該弁体の縦軸が該制御開口
を介して延びており、 該玉弁が、該制御開口を貫通する制御棒の形式の第１
突起を有する給水栓混合弁において、 該玉弁が第２突起を有し、 該第２突起の軸は該制御棒の縦軸に略垂直であり、 該第２突起の外端部が、該玉弁の回りの円形つば軸受
けに連結されており、 該つば軸受けが、該玉弁の回りの該弁体における環状
支持表面に滑り可能に接触する下面を有する ことを特徴とする給水栓混合弁。

2.該環状支持表面が、該空洞に設けられた分離リング座
部材であり、該弁体の該縦軸の回りの該玉弁の回転動作
の冷限界位置と熱限界位置とを定める少なくとも１つの
フランジを有する上記１の給水栓混合弁。

3.該つば軸受けが、該玉弁の上記冷限界位置と上記該熱
限界位置とを定める少なくとも１つの半径方向外側のカ
ムを有し、 該半径方向外側のカムが、該少なくとも１つのフラン
ジに係合する少なくとも１つの側部縁を有する上記２の
給水栓混合弁。

4.該リング座部材が該弁体の凹部内に嵌合わされた下向
きフランジを有し、該リング座部材が該弁体の該縦軸の
回りで該弁体に対して回転可能に配置されている上記３
の給水栓混合弁。

5.平坦軸受け部材の下面が該つば軸受けの上面に滑り可
能に接触し、該平坦軸受け部材の上面が該玉弁の回りの
密封部材下方周囲に接触するように位置付けられてお
り、 該玉弁が該弁体の縦軸の回りで回転されるように、該
平坦軸受け部材と該つば軸受けとが相対的に位置付けら
れている上記１の給水栓混合弁。

6.該第２突起が、該つば軸受けに固定されており、該玉
弁の旋回可能に連結されている上記１の給水栓混合弁。

7.該第２突起が、該玉弁を貫通するピンの遠位端部によ
って形成されており、 該遠位端部の各々が該つば軸受け部材に連結されてい
る上記６の給水栓混合弁。

8.該第２突起が、該玉弁が貫通するピンの遠位端部によ
って形成されており、 該遠位端部の各々がつば軸受け部材に連結されている
上記１の給水栓混合弁。

9.該玉弁が熱水と冷水との混合を提供する位置にあると
き、該玉弁がオフ位置に近接した絞り位置から完全流位
置へ調整されることにより、指定の快感温度への温度変
化を提供するように、該玉弁の該複数の開口が、形状付
けられ、且つ該弁体の該ポートに対して位置付けられて
いる上記１の給水栓混合弁。

10.該玉弁が、該ポートの１つからの冷水の進入を可能
にする少なくとも１つの開口と、該ポートの他からの熱
水の進入を可能にする少なくとも１つの開口とを有し、 該玉弁の該開口の１つが、この開口を通る流れを調節
するための凹状縁部分を有する上記１の給水栓混合弁。

11.該玉弁が、該ポートの１つからの冷水の進入を可能
にする少なくとも２つの開口と、該ポートの別からの熱
水の進入を可能にする少なくとも２つの開口とを有し、 冷水の進入を可能にする該開口の１つが、流れを調節
するための凹状縁部分を有し、 熱水の進入を可能にする該開口の１つが、流れを調節
するための凹状縁部分を有する上記10の給水栓混合弁。

12.凹状縁を有する該開口が、それぞれの中心を有する
少なくとも５つの弧によって規定された周囲形状を有
し、 該中心の少なくとも４つは、該それぞれの開口の周囲
内に位置し、そして１つの中心は、凹状縁部分の側部に
おける該開口の周囲外に位置する上記11の給水栓混合
弁。

13.該それぞれの凹状縁を有する該開口が、それぞれの
中心を有する少なくとも５つの弧によって規定された周
囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つが、該それぞれの開口の周囲
内に位置し、そして１つの中心が、凹状縁部分の側部に
おける該開口の周囲外に位置し、残りの開口が、それぞ
れの中心を有する少なくとも５つの弧によって規定され
た凸状周囲を有し、 該開口の弧の少なくとも２つが、共通の接線を有する
点において接続している上記11の給水栓混合弁。

14.これらの弧の各々が、共通の接線を有する点におい
て別の弧と接続しており、接線が直線と一致する点にお
いて該直線の１つに接続している上記13の給水栓混合
弁。

15.該開口が、該給水ポートが閉鎖されるとき、冷水の
みの進入を可能にするように構成され位置付けられた完
全冷水開口と、該熱水ポートからの熱水の進入と同時に
冷水の進入を可能にするように位置付けられ構成された
混合冷水開口と、該冷水ポートが閉鎖されるとき、熱水
のみの進入を可能にするように構成され位置付けられた
完全熱水開口と、該冷水ポートからの冷水の進入と同時
に熱水の進入を可能にするように位置付けられ構成され
た混合熱水開口とを含み、 該完全冷水開口が凹状縁を有し、 該混合熱水開口が凹状縁を有する上記14の給水栓混合
弁。

16.該開口が、該熱水ポートが閉鎖されるとき、冷水の
みの進入を可能にするように構成され位置付けられた完
全冷水開口と、該熱水ポートからの熱水の進入と同時に
冷水の進入を可能にするように位置付けられ構成された
混合冷水開口と、該冷水ポートが閉鎖されるとき、熱水
のみの進入を可能にするように構成され位置付けられた
完全熱水開口と、該冷水ポートからの冷水の進入と同時
に熱水の進入を可能にするように位置付けられ構成され
た混合熱水開口とを含み、 該玉弁がオフ完全冷位置に位置付けられたとき、該完
全冷水開口の凹状縁が該冷水ポートの近隣縁に対向し、 該玉弁が完全オン完全冷位置に位置付けられたとき、
該混合熱水開口の凹状縁が該熱水ポートの近隣縁に対向
する上記11の給水栓混合弁。

17.該玉弁がオフ混合位置にあるとき、混合冷水開口の
直線縁部分が該冷水ポートの縁に対向し、 該玉弁が該オフ混合位置にあるとき、混合熱水開口の
直線縁部分が該熱水ポートの縁に対抗する上記16の給水
栓混合弁。

18.凹状縁を有する該開口が、それぞれ中心を有する少
なくとも５つの弧によって規定された周囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つが、該開口の周囲内に位置
し、そして１つの中心が、凹状縁の側部において該開口
の周囲外に位置し、 残りの開口が、それぞれ中心を有する少なくとも５つ
の弧によって規定された凸状周囲を有し、 各開口の弧の少なくとも２つが、共通の接線を有する
点において接続されており、これらの弧の各々が、共通
の接線を有する点において別の弧と接続され、接線が直
線と一致する点において該直線の１つに接続されている
上記17の給水栓混合弁。

19.該玉弁が熱水と冷水の混合を提供する位置にあると
き、該玉弁がオフ位置に近接した絞り位置から完全流位
置へ調整されることにより、該玉弁が指定の快感温度へ
の温度変化を提供するように、該玉弁の該複数の開口が
形状付けられ、且つ該弁体における該ポートに対して位
置付けられている上記18の給水栓混合弁。

20.略球形状弁表面と、 相互に流体連通している該弁表面における複数の開口
と、 弁体に取り付けたとき、玉弁を駆動するための該弁表
面から延びている第１突起と、 該弁表面の回りにおいて、該玉弁を該第１突起に略垂
直な軸の回りの旋回が可能であるように取り付ける円形
つば軸受けと を具備することを特徴とする給水栓混合弁の玉弁。

21.該玉弁が、該玉弁表面から外側に突出し、該第１突
起に垂直に位置付けられ、該玉弁表面からほぼ垂直角度
で突出する第２突起を有し、該第２突起が、該つば軸受
けを該玉弁を旋回可能に連結するように該つば軸受けに
連結されている上記20の玉弁。

22.該第２突起が、該玉弁を貫通するピンによって形成
され、該玉弁の中心を貫通するように中央に位置付けら
れ、該第１突起に垂直であり、 該ピンが、玉弁表面の外部に位置付けられた２つの遠
位端部を有し、各遠位端部において該つば軸受けに連結
されている上記21の玉弁。

23.該ピンの該遠位端部が、該つば軸受けに固定されて
おり、該玉弁表面に旋回可能に取り付けられている上記
21の玉弁。

24.該つば軸受けが、少なくとも１つの半径方向外側の
カム部分を有する上記23の玉弁。

25.該つば軸受けが、少なくとも１つの半径方向外側の
カム部分を有する上記20の玉弁。

26.該玉弁が、該ポートの１つからの冷水の進入を可能
にするための少なくとも１つの開口と、該ポートの別か
らの熱水の進入を可能にするための少なくとも１つの開
口とを有し、 該玉弁による該開口の１つが、この開口を通る流れを
調節する凹状縁部分を有する上記20の玉弁。

27.該玉弁が、混合弁体の第１ポートからの冷水の進入
を可能にするための少なくとも２つの開口と、該混合弁
体における第２ポートからの熱水の進入を可能にするた
めの少なくとも２つの開口とを有し、 冷水の進入を可能にするための該開口の１つが、流れ
を調節する凹状縁部分を有し、 熱水の進入を可能にするための該開口の１つが、流れ
を調節するための凹状縁部分を有する上記26の玉弁。

28.凹状縁を有する該開口が、それぞれ中心を有する少
なくとも５つの弧によって規定された周囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つは、開口の周囲内に位置し、
そして１つの中心が、凹状縁の側部で該開口の周囲外に
位置する上記27の玉弁。

29.凹状縁を有する該開口が、それぞれ中心を有する少
なくとも５つの弧によって規定された周囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つが、開口の周囲内に位置し、
そして１つの中心が、凹状縁の側部で該開口の周囲外に
位置し、 残りの開口が、それぞれ中心を有する少なくとも５つ
の弧によって規定された凸状周囲を有し、そして各開口
の弧の少なくとも２つが、共通の接線を有する点におい
て接続されている上記27の玉弁。

30.これらの弧の各々が、共通の接線を有する点におい
て別の弧と接続されており、接線が直線と一致する点に
おいて該直線の１つに接続されている上記29の玉弁。

31.該開口が、該第２ポートが閉鎖されるように該玉弁
が混合弁体に位置付けられるとき、冷水のみの進入を可
能にするように構成され位置付けられた完全冷水開口
と、該第２ポートからの熱水の進入と同時に該第１ポー
トからの冷水の進入を可能にするように位置付けられ構
成された混合冷水開口と、該第１ポートに閉鎖されるよ
うに該玉弁が該混合弁体に位置付けられるとき、熱水の
みの進入を可能にするように構成され位置付けられた完
全熱水開口と、該第１ポートからの冷水の進入と同時に
該第２ポートからの熱水の進入を可能にするように位置
付けられ構成された混合熱水開口とを含み、 該完全冷水開口が凹状縁を有し、 該混合熱水開口が凹状縁を有する上記30の玉弁。

32.該開口が、該第２ポートが閉鎖されるように該玉弁
が混合弁体に位置付けられるとき、冷水のみの進入を可
能にするように構成され位置付けられた完全冷水開口
と、該第２ポートからの熱水の進入と同時に該第１ポー
トからの冷水の進入を可能にするように位置付けられ構
成された混合冷水開口と、該第１ポートが閉鎖されるよ
うに該玉弁が該混合弁体に位置付けられるとき、熱水の
みの進入を可能にするように構成され位置付けられた完
全熱水開口と、該第１ポートからの冷水の進入と同時に
該第２ポートからの熱水の進入を可能にするように位置
付けられ構成された混合熱水開口とを含み、 該玉弁がオフ完全冷位置に位置付けられたとき、該完
全冷水開口の凹状縁が該第１ポートの近隣縁に対向し、 該玉弁が完全オン完全冷位置に位置付けられたとき、
該混合熱水開口の凹状縁が、該第２ポートの近隣縁に対
向する上記27の玉弁。

33.混合冷水開口が、該玉弁がオフ混合位置にあると
き、該第１ポートの縁に対向する直線縁部分を有し、 混合熱水開口が、該玉弁が該オフ混合位置にあると
き、該第２ポートの縁に対向する直線縁部分を有する上
記32の玉弁。

34.該それぞれの凹状縁を有する該開口が、それぞれの
中心を有する少なくとも５つの弧によって規定された周
囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つが、該それぞれの開口の周囲
内に位置し、そして１つの中心が、凹状縁部分の側部に
おける該開口の周囲外に位置し、残りの開口が、それぞ
れの中心を有する少なくとも５つの弧によって規定され
た凸状周囲を有し、そして各開口の弧の少なくとも２つ
が、共通の接線を有する点において接続されており、こ
れらの弧の各々が、共通の接線を有する点において別の
弧と接続されており、接線が直線と一致する点において
該直線の１つに接続されている上記33の玉弁。

35.該玉弁が熱水と冷水の混合を提供する位置にあると
き、該玉弁がオフ位置に近接した絞り位置から完全流位
置へ調整されることにより、該玉弁が指定の快感温度へ
の温度変化を提供するように、該玉弁の該複数の開口が
形状付けられ、該弁体における該ポートに対して位置付
けられている上記34の玉弁。

36.給水栓弁体の弁収容空洞内に旋回可能に設置される
玉弁であり、該弁体は、該空洞と流体連通している複数
のポートを有し、 該玉弁が、外側の少なくとも部分的に球形である弁表
面において複数の開口を有し、 該開口が該ポートと協働して、該ポートを通る液体流
の流量及び温度の両方を制御する 該弁体の制御開口を貫通する制御棒を有する玉弁にお
いて、 該玉弁の該開口の少なくとも１つが、該開口を通る流
れを調節するために凹状縁部分を有し、 該玉弁が、混合弁体の第１ポートからの冷水の進入を
可能にする少なくとも２つの開口と、該混合弁体におけ
る第２ポートからの熱水の進入を可能にする少なくとも
２つの開口とを有し、 凹状縁部分を備えた該開口が、それぞれの中心を有す
る少なくとも５つの弧によって規定された周囲形状を有
し、 該中心の少なくとも４つが、該開口の周囲内に位置
し、そして１つの中心が、凹状縁部分の側部の該開口の
周囲外に位置する ことを特徴とする玉弁。

37.該それぞれの凹状縁を有する該開口が、それぞれの
中心を有する少なくとも５つの弧によって規定された周
囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つが、該それぞれの開口の周囲
内に位置し、そして１つの中心が、凹状縁部分の側部に
おける該開口の周囲外に位置し、残りの開口が、、それ
ぞれの中心を有する少なくとも５つの弧によって規定さ
れた凸状周囲を有し、そして各開口の弧の少なくとも２
つが、共通の接線を有する点において接続されている上
記36の玉弁。

38.これらの弧の各々が、共通の接線を有する点におい
て別の弧と接続されており、接線が直線と一致する点に
おいて該直線の１つに接続されている上記36の玉弁。

39.冷水の進入を可能にするための該開口の１つが、流
れを調節するための凹状縁部分を有し、 熱水の進入を可能にするための該開口の１つが、流れ
を調節するための凹状縁部分を有する上記38の玉弁。

40.該開口が、該第２ポートが閉鎖されるように該玉弁
が混合弁体に位置付けられるとき、冷水のみの進入を可
能にするように構成され位置付けられた完全冷水開口
と、該第２ポートからの熱水の進入と同時に該第１ポー
トからの冷水の進入を可能にするように位置付けられ構
成された混合冷水開口と、該第１ポートが閉鎖されるよ
うに該玉弁が該混合弁体に位置付けられるとき、熱水の
みの進入を可能にするように構成され位置付けられた完
全熱水開口と、該第１ポートからの冷水の進入と同時に
該第２ポートからの熱水の進入を可能にするように位置
付けられ構成された混合熱水開口とを含み、 該完全冷水開口が凹状縁を有し、 該混合熱水開口が凹状縁を有する上記39の玉弁。

41.該開口が、該第２ポートが閉鎖されるように該玉弁
が混合弁体に位置付けられるとき、冷水のみの進入を可
能にするように構成され位置付けられた完全冷水開口
と、該第２ポートからの熱水の進入と同時に該第１ポー
トからの冷水の進入を可能にするように位置付けられ構
成された混合冷水開口と、該第１ポートが閉鎖されるよ
うに該玉弁が該混合弁体に位置付けられるとき、熱水の
みの進入を可能にするように構成され位置付けられた完
全熱水開口と、該第１ポートからの冷水の進入と同時に
該第２ポートからの熱水の進入を可能にするように位置
付けられ構成された混合熱水開口とを含み、 該玉弁がオフ完全冷位置に位置付けられたとき、該完
全冷水開口の凹状縁が該第１ポートの近隣縁に対向し、 該玉弁が完全オン完全冷位置に位置付けられたとき、
該混合熱水開口の凹状縁が該第２ポートの近隣縁に対向
する上記36の玉弁。

42.混合冷水開口が、該玉弁がオフ混合位置にあると
き、該第１ポートの縁に対向する直線縁部分を有し、 混合熱水開口が、該玉弁が該オフ混合位置にあると
き、該第２ポートの縁に対向する直線縁部分を有する上
記41の玉弁。

43.該それぞれの凹状縁を有する該開口が、それぞれの
中心を有する少なくとも５つの弧によって規定された周
囲形状を有し、 該中心の少なくとも４つが、該それぞれの開口の周囲
内に位置し、そして１つの中心が、凹状縁部分の側部に
おける該開口の周囲外に位置し、残りの開口が、それぞ
れの中心を有する少なくとも５つの弧によって規定され
た凸状周囲を有し、 各開口の弧の少なくとも２つが、共通の接線を有する
点において接続されており、これらの弧の各々が、共通
の接線を有する点において別の弧と接続されており、接
線が直線と一致する点において該直線の１つに接続され
ている上記42の玉弁。

44.該玉弁が熱水と冷水の混合を提供する位置にあると
き、該玉弁がオフ位置に近接した絞り位置から完全流位
置へ調整されることにより、該玉弁が指定の快感温度へ
の温度変化を提供するように、該玉弁の該複数の開口が
形状付けられ、該弁体における該ポートに対して位置付
けられている上記43の玉弁。

図面の簡単な説明 第１図は、発明の一つの実施態様による混合弁の側面
部分図である。

第２図は、第１図に示された混合弁の分解斜視図であ
る。

第３図は、第１図に示された弁室部材の線３−３に沿
って取った断面図である。

第４図は、混合弁の弁室部材の平面図である。

第５図は、完全冷位置における玉弁を示す、キャップ
部材とシール要素が除去された、混合弁の平面部分図で
ある。

第６図は、完全熱位置に回転された玉弁を示す、第５
図に類似する図である。

第７図は、完全オン位置に揺動された玉弁の側面図で
ある。

第８図は、オフ位置に揺動された玉弁の側面図であ
る。

第９図は、つばが除去された玉弁の球形部分の底面図
である。

第10図は、玉弁の冷混合開口の拡大図である。

第11図は、玉弁の完全冷開口の拡大図である。

第12図は、玉弁の熱混合開口の拡大図である。

第13図は、玉弁の完全熱開口の拡大図である。

第14図は、オフ完全冷位置における玉弁の弁室の冷ポ
ートによる斜視図である。

第15図は、玉弁がオフ完全混合位置にある場合の第14
図に類似する図である。

第16図は、玉弁がオフ完全熱位置にある場合の第14図
に類似する図である。

第17図は、玉弁が完全オン完全冷位置にある場合の第
14図に類似する図である。

第18図は、玉弁が完全オン完全混合位置にある場合の
第14図に類似する図である。

第19図は、玉弁が完全オン完全熱位置にある場合の第
14図に類似する図である。

第20図は、オフ完全冷位置における玉弁の弁室の熱ポ
ートによる斜視図である。

第21図は、玉弁がオフ完全混合位置にある場合の第20
図に類似する図である。

第22図は、玉弁がオフ完全熱位置にある場合の第20図
に類似する図である。

第23図は、玉弁が完全オン完全冷位置にある場合の第
20図に類似する図である。

第24図は、玉弁が完全オン完全混合位置にある場合の
第20図に類似する図である。

第25図は、玉弁が完全オン完全熱位置にある場合の第
20図に類似する図である。

第26図は、型板部材の平面図である。

第27図は、いろいろな温度における流量プロフィルを
示すグラフである。

第28図は、いろいろな流量における温度プロフィルを
示すグラフである。

10……混合弁 14……弁体 16……玉弁 17……空洞 22……入口ポート 24……入口ポート 26……放出ポート 28……放出ポート 38……環状室 42……球面部分 76……縦軸

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】弁体の弁収容空洞内に旋回可能に設置され
   た玉弁を有する給水栓混合弁であって、 該弁体が、該空洞と流体連通している複数のポートを有
   し、 該玉弁が、外側の少なくとも部分的に球形である弁表面
   に複数の開口を有し、 該開口が該ポートと協働して、該ポートを通る液体流を
   流量及び温度の両方において制御し、 該弁体が制御開口を有し、該弁体の縦軸が該制御開口を
   介して延びており、 該玉弁が、該制御開口を貫通する制御棒の形式の第１突
   起を有する給水栓混合弁において、 該玉弁が第２突起を有し、 該第２突起の軸は該制御棒の縦軸に略垂直であり、 該第２突起の外端部が、該玉弁の回りの円形つば軸受け
   に連結されており、 該つば軸受けが、該玉弁の回りの該弁体における環状支
   持表面に滑り可能に接触する下面を有する ことを特徴とする給水栓混合弁。
2. 【請求項２】略球形状弁表面と、 相互に流体連通している該弁表面における複数の開口
   と、 弁体に取り付けたとき、玉弁を駆動するための該弁表面
   から延びている第１突起と、 該弁表面の回りにおいて、該玉弁を該第１突起に略垂直
   な軸の回りの旋回が可能であるように取り付ける円形つ
   ば軸受けと を具備することを特徴とする給水栓混合弁の玉弁。
3. 【請求項３】給水栓弁体の弁収容空洞内に旋回可能に設
   置される玉弁であり、 該弁体は、該空洞と流体連通している複数のポートを有
   し、 該玉弁が、外側の少なくとも部分的に球形である弁表面
   において複数の開口を有し、 該開口が該ポートと協働して、該ポートを通る液体流の
   流量及び温度の両方を制御する 該弁体の制御開口を貫通する制御棒を有する玉弁におい
   て、 該玉弁の該開口の少なくとも１つが、該開口を通る流れ
   を調節するために凹状縁部分を有し、 該玉弁が、混合弁体の第１ポートからの冷水の進入を可
   能にする少なくとも２つの開口と、該混合弁体における
   第２ポートからの熱水の進入を可能にする少なくとも２
   つの開口とを有し、 凹状縁部分を備えた該開口が、それぞれの中心を有する
   少なくとも５つの孤によって規定された周囲形状を有
   し、 該中心の少なくとも４つが、該開口の周囲内に位置し、
   そして１つの中心が、凹状縁部分の側部の該開口の周囲
   外に位置する ことを特徴とする玉弁。