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    • 专利摘要:
    本文中描述用於一水龍頭之閥筒及水龍頭總成，其中該閥筒可具有一主體，該主體具有自一入口開口至一出口開口的一縱向延伸之通道及自內表面橫向地延伸穿過該主體至外表面的至少一側部開口。該筒進一步具有一軸，該軸具有經組態以在位於該主體之該通道內時以與該主體之該內表面成可旋轉關係而裝配之一下端部分，及在該軸位於該主體之該通道中時向外延伸超出該主體之該出口開口之一上端部分。提供一可移動圓盤，其具有經組態以與該軸之該下端部分之底表面接觸且相互作用的一上表面、經組態以按與該主體之該內表面成可旋轉對向關係而裝配於該主體之該通道內的一弓狀側壁部分，及界定至少一流體收納區域之一向內延伸之側壁部分。該收納區域允許流體流出該主體之該側部開口。具有穿過其的至少一開口之一固定圓盤在該固定圓盤中之該開口與該可移動圓盤中之該流體收納區域對準時允許來自該主體之一入口開口的流體穿過該主體之該側部開口。提供一密封環以使該固定圓盤及該可移動圓盤穩定於該主體之該通道內，且該密封環與該主體配合。
    公开号:TW201303191A
    申请号:TW101114340
    申请日:2012-04-23
    公开日:2013-01-16
    发明作者:Walter Pitsch；Guang-Yi Xian
    申请人:As Ip Holdco Llc；
    IPC主号:E03C1-00
    专利说明:
    水龍頭閥筒
    本發明係關於具有敞開與封閉混合閥筒的熱水與冷水水龍頭之領域。
    閥筒在此項技術中已知用於水龍頭把手，不管是用於單把手水龍頭(具有接受來自兩個水源(熱及冷)之流的單一混合筒)或是雙把手水龍頭(各自具有一筒以限制流經該等水龍頭中之一者的熱流或冷流之量，以便調整水溫及排出水龍頭頭部之流量)。此等筒典型地具有一主外殼及用於控制流量之旋轉閥件。機械軸或軸延伸穿過閥筒之中心，該機械軸或軸經組態以與水龍頭把手相互作用，以便轉動或以其他方式作出回應，從而允許在取決於水龍頭設計而轉動或移動與軸相互作用之水龍頭把手時調整水流量。
    中心軸典型地在操作中經受在軸向方向上(當使用者按壓在把手上時)或在側向旋轉方向上(當軸在裝置中轉動且在其他零件反作用於軸時，該兩種情況皆係歸因於轉動軸之操作力及當軸摩擦其他零件時之摩擦力)之力負荷。各種筒設計在此項技術中已知用來應對此問題。參見(例如)美國專利公開案第2008/0054210 A1號，其併有另一零件，即襯套，以說明比傳統金屬零件經濟的材料之使用。此種力及摩擦磨損可促成水龍頭區域處之閥故障或洩漏。藉由使用陶瓷密封件來應對此問題中之某一者，然而，此等器件可能需要重新設計以容納陶瓷密封件。參見(例如)美國專利6,202,695(使用偏移的偏心流道)及美國重新頒佈專利第35,545號(使用特殊摩擦保護性護圈用於保護筒閥密封件)。
    產生變化之設計以考量此等效應及/或在試圖維持標準化(就流動速率及裝配零件而言)之同時改良與水龍頭把手之相互作用。
    在此項技術中仍需要減少水龍頭把手閥筒中之摩擦、磨損及故障，同時提供流經筒器件的足夠且增強之流量。在此項技術中進一步需要對逐步產生之現代水龍頭及水龍頭把手設計特徵適用的可適應設計。
    本發明包括一種具有少數零件之經濟筒，其平穩地操作同時提供良好的流動速率，且其較佳為具有減小之總剖面的閥筒，從而允許在水龍頭把手之較小區域中、獨特設計水龍頭把手中使用，及實現新且獨特的水龍頭總成及把手設計之引入。總大小及表面積之減小藉由減少以其他方式影響標準閥筒之操作的摩擦、磨損及負荷力來提供改良。
    在一具體實例中，本發明包括一種用於一水龍頭之閥筒，其包含：一主體，其具有一外表面、一內表面及自該內表面橫向地延伸穿過該主體至該外表面之至少一側部開口，該內表面界定穿過其之自一入口開口延伸至一出口開口的一縱向延伸之通道；一軸，其具有經組態以在位於該主體之該通道內時以與該主體之該內表面成可旋轉關係而裝配的一下端部分、在該軸位於該主體之該通道中時向外延伸超出該主體之該出口開口的一上端部分，該下端部分具有一底表面，其中該上端部分經組態以裝配於一水龍頭把手內；一可移動圓盤，其具有經組態以與該軸之該下端部分之該底表面接觸且相互作用的一上表面、經組態以按與該主體之該內表面成可旋轉對向關係而裝配於該主體之該通道內的一弓狀側壁部分及界定至少一流體收納區域的一向內延伸之側壁部分，其中該收納區域經組態使得其可旋轉以與該主體中之該側部開口對準，從而允許流體流出該主體之該側部開口；一固定圓盤，其具有穿過其的至少一開口，以在該固定圓盤中之該開口與該可移動圓盤中之該流體收納區域對準時允許來自該主體之一入口開口的流體穿過該主體之該側部開口，該固定圓盤具有能夠與該主體之該內表面相互作用之一側壁；及一密封環，其用於將該固定圓盤及該可移動圓盤穩定且固持於該主體之該通道內，該密封環能夠與該主體配合。
    較佳地，該主體在縱向上量測不大於約25 mm，在該主體之出口端處在橫向上量測不大於約20 mm，且在該主體之入口端處在橫向上量測不大於約19 mm。更佳地，該主體在縱向上量測可不大於約20 mm，在該主體之該出口端處在橫向上量測不大於約19 mm，且在該主體之該入口端處在橫向上量測不大於約15.5 mm。該外表面較佳包含至少一密封凹槽，該至少一密封凹槽用於將一密封件收納於其中。該主體之該外表面亦可視情況在該主體之該出口端上或附近的其上部部分上包含用於在使該閥筒坐落於流體管道內或上時使用的至少一特徵。舉例而言，該特徵可為一鎖定舌片，且該主體可包含兩個相對之鎖定舌片。該筒主體之在其出口端處的該上表面亦可在其上具有用於限制該閥筒在使用時之旋轉移動的至少一升高之擋止特徵。舉例而言，可存在兩個相對之升高之楔形擋止特徵。該閥筒可替代地具有兩個相對之弓狀擋止特徵，該等特徵中之每一者具有一側表面，其中該筒進一步包含用於嚙合該等弓狀擋止特徵之該等側表面的一可旋轉擋止圓盤，且該可旋轉擋止圓盤可經就位以便實現該筒主體之定向，從而達成在一順時針方向或逆時針方向上之操作性旋轉。
    該軸之一下端部分可在其外部上具有用於收納一密封件之一凹槽，該密封件能夠提供該主體之該外表面與該軸之該下端部分之間的密封嚙合。在該主體之該入口端上或附近之一位置處的該筒主體之該內表面亦可具有用於收納該密封環之一凹槽。
    亦較佳地，該可移動圓盤、該固定圓盤及/或外殼中之至少一者包含陶瓷材料。該密封環可包含以下材料中之至少一者：聚四氟乙烯、聚矽氧、聚矽氧橡膠、乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯二胺橡膠、乙烯-丙烯聚亞甲基橡膠、腈橡膠、氟塑膠及/或含氟彈性體。該軸可視情況包含一金屬下端部分及一塑膠上端部分。該軸亦可包含一不鏽鋼下端部分及包含聚醯胺、PPO及/或PPS之一上端部分。較佳地，該軸上端部分及該下端部分各自包含不鏽鋼。該軸之該上端部分亦可在其中具有用於收納螺釘或螺紋插入物之一螺紋凹座，該螺釘或螺紋插入物用於將該筒緊固地附接至一水龍頭把手。
    該筒主體較佳具有兩個側部開口，且該固定圓盤具有穿過其的兩個開口，以在該固定圓盤中之該等開口與該可移動圓盤中之該等流體收納區域對準時允許來自該主體之該入口開口的流體穿過該主體之該等側部開口。較佳地，在該可移動圓盤中存在兩個流體收納區域，且該固定圓盤具有能夠與該主體之一內表面上的一配合凹槽配合之至少一鎖定延伸部。該密封環較佳為可撓性的。
    一種具有至少一閥筒之水龍頭總成亦在本發明內之一具體實例中，該總成包含：一水龍頭，其包含：至少一水龍頭把手；一流體管道，其可附接至該至少一水龍頭把手以將流體引入至該總成；一水龍頭主體，其具有在一出口端處的用於釋放流體之一出口及與該流體管道流體連通之一入口端；及一基座，其用於裝設該水龍頭把手及/或該水龍頭主體，該基座具有一上表面；及至少一筒，其包含：一筒主體，其具有一外表面、一內表面及自該內表面橫向地延伸穿過該主體至該外表面之至少一側部開口，該內表面界定穿過其之自一入口開口延伸至一出口開口的一縱向延伸之通道；一軸，其具有經組態以在位於該主體之該通道內時以與該主體之該內表面成可旋轉關係而裝配的一下端部分、在該軸位於該主體之該通道中時向外延伸超出該主體之該出口開口的一上端部分，該下端部分具有一底表面，其中該上端部分經組態以裝配於一水龍頭把手內；一可移動圓盤，其具有經組態以與該軸之該下端部分之該底表面接觸且相互作用的一上表面、經組態以按與該主體之該內表面成可旋轉對向關係而裝配於該主體之該通道內的一弓狀側壁部分，及界定至少一流體收納區域的一向內延伸之側壁部分，其中該收納區域經組態使得其可旋轉以與該主體中之該側部開口對準，從而允許流體流出該主體之該側部開口；一固定圓盤，其具有穿過其的至少一開口，以在該固定圓盤中之該開口與該可移動圓盤中之該流體收納區域對準時允許來自該主體之與該流體管道流體連通之一入口開口的流體穿過該主體之該側部開口，該固定圓盤具有能夠與該主體之該內表面相互作用之一側壁；及一密封環，其用於將該固定圓盤及該可移動圓盤穩定於該主體之該通道內，該密封環能夠與該主體配合。
    該水龍頭總成可具有併入其中的本文中所描述之該等筒之各種具體實例。在一個此種具體實例中，該水龍頭總成中之該至少一筒主體中之每一者具有一上表面，該上表面在該主體之該出口端處，該上表面在其上具有用於限制該筒在使用時之旋轉移動的至少一升高之擋止特徵，且其中該至少一把手在其一內表面上具有與該至少一擋止特徵相互作用的一特徵。在該至少一筒中之每一者上可存在兩個相對之升高之楔形擋止特徵。
    在另一具體實例中，在該至少一筒中之每一者上可存在兩個相對之弓狀擋止特徵，該等特徵中之每一者具有一側表面，且該至少一筒中之每一者可進一步包含用於嚙合該等弓狀擋止特徵之該等側表面的一可旋轉擋止圓盤。該可旋轉擋止圓盤可經就位以便實現該筒主體之定向，從而達成在一順時針方向或逆時針方向上之操作性旋轉。亦可提供用於在該至少一筒中之每一者上定位的一可選閥帽螺母以及用於在該閥帽螺母與該筒之該軸之間定位的一可選密封件。
    在另一具體實例中，替代在該筒上具有擋止特徵，該總成之該基座之該上表面可經組態以便具有至少一升高之擋止特徵，該至少一升高之擋止特徵包含至少兩個相對之向上延伸之肋狀物，該等肋狀物經定位以嚙合該至少一水龍頭把手中之一者之該內表面上的至少兩個相對之肋狀物。該水龍頭總成之該基座上的該至少兩個相對之肋狀物可具有一弓狀橫向截面且垂直於該基座之該上表面而延伸。該至少一把手之該內表面上的該至少兩個相對之肋狀物可經組態以具有一楔形縱向截面，且可經定位使得該基座上之該等相對之肋狀物與該至少一水龍頭把手之該內表面上的該等相對之肋狀物相互嚙合，從而允許該至少一水龍頭把手轉動該筒主體之該軸，以允許流體流穿過該筒主體且至該水龍頭主體中，流量範圍為無流體流量至最大流體流量。
    當結合隨附圖式閱讀時，將更好地理解前述發明內容以及本發明之較佳具體實例之以下詳細描述。為了說明本發明，在圖式中展示目前較佳之具體實例。然而，應理解，本發明不限於所展示之精確配置及手段。
    藉由簡化且按比例縮小之筒(較佳地，微型筒)，可達成節水目標以及改良之設計。藉由將水龍頭閥筒重新設計成具有較小大小，零件上之接觸表面積及負荷得以減小，藉此幫助減小歸因於磨損及相關聯洩漏而發生故障的可能性。另外，藉由亦減少工作零件之數目，可達成更小、更緊湊且更耐用的筒，其製造起來亦經濟。令人驚訝地，已達成此等優勢，同時亦將類似流量效應維持在約2.5公升/分鐘或更少。此優勢藉由本設計達成，而不限制下部密封件之類型之性質，且不添加額外零件(諸如，額外軸承及此項技術中已知之類似零件)來解決摩擦及磨損問題。
    如圖1中所展示，本發明包括閥筒(本文中大體被稱作筒10)，其用於水龍頭且在使用時作為諸如本文中在圖17中展示之總成200的水龍頭總成之零件。筒10包括主體12，其具有外表面14及內表面16。如所展示，外表面較佳為大體圓柱形，以便易於在流體之流動管道中就位以充當管道與水龍頭之出口之間的沿線閥(in-line valve)。然而，其他外部形狀係在本發明之範疇內。主體可由多種材料形成，諸如，金屬及金屬合金(例如，鎳、鈦、不鏽鋼等)以及聚合或硬橡膠材料，例如，聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚醯胺(PA)、聚醯亞胺(PI)、聚伸芳基(聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酮(PEK)、聚醚酮酮(PEKK)及其類似者)、聚乙烯碸(PES)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚四氟乙烯(PTFE)、可模製氟塑膠(FEP及PFA)、烯橡膠、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氧化烯(亦即，聚縮醛，諸如，聚甲醛(POM)、聚氧化乙烯(POE)、聚氧化丁烯(POB)等)、苯乙烯-順丁烯二酸-酐(SMA)、聚苯硫醚(PPS)、聚苯醚(PPO)及其他類似模製材料、此等材料之複合物、摻合物及/或共聚物，及其他材料(其限制條件為該等材料提供足夠的強度及較佳的表面品質及摩擦屬性以充當水龍頭主體)。該主體較佳包含PPS、PPO、PA或聚甲醛共聚物，諸如，可購自Ticona(Celanese之分公司)之CELCON® M90 CF-2001或可購自E.I.DuPont de Nemours & Company之DELRIN®。包含可與一或多種熱塑性材料或如上提及之橡膠相容的此等材料之複合物可經製備以同樣減少磨損且增強摩擦屬性。
    主體12之內表面16界定穿過主體之縱向延伸之通道18，如圖5及圖6中所展示。通道18較佳自主體中之入口開口20穿過主體之底部延伸至主體之頂部處的出口開口22。該通道可具有大體圓柱形組態以有益於在其中使用旋轉零件，及/或亦可具有一或多個區段或區以在其中容納各種零件之大小及形狀。如所展示，該通道具有：上部部分26，其具有較佳的較窄橫向直徑(如在圖5及圖6中所展示)以對應於軸之大小(但此可變化)；及下部較寬橫向直徑區段28，其較佳為較寬的以容納閥之其他零件(圓盤及密封環以及軸之旋轉密封基座部分，如下所述)。在處於主體之入口開口20處或附近的主體之下部區段中亦包括將促成嚙合密封環之特徵。如所展示，此特徵可為夾緊部分30，該夾緊部分30在其中具有凹槽或凹口使得夾緊件坐落於密封環之外部上的凹槽內。
    主體進一步包括自內表面16橫向地延伸穿過主體至主體12之外表面14的至少一側部開口32。該開口較佳在主體之下部部分中在主體之入口端20正上方。側部開口32較佳經定位以與傳統水龍頭設計相容，此係因為向上流經主體之入口端20至通道18中的水或其他流體將遇到固定圓盤，且當在敞開閥模式下時穿過固定圓盤中之開口，直至其進入可移動圓盤之收納區域，且可接著流出主體中之側部開口32以繼續饋入水龍頭主體及水龍頭之出口。因此，側部開口32應經定位以按在給定設計內不受阻礙之方式容納彼流。對於如所展示之流動特性，開口較佳為矩形，但亦可具有變化之組態，諸如，卵形、圓形、正方形、橢圓形及其類似形狀。如所展示，展示兩個此種側部開口32，其與筒之圓盤中的開口及收納區域之數目相容，但基於本發明應理解，可視需要提供僅一個或兩個以上此等開口。
    主體12較佳經設定大小以便為緊湊的且小於典型閥筒，從而具有較少工作零件，製造起來不太昂貴且適應許多及變化之水龍頭設計，同時仍令人驚訝地傳遞良好的流動效能。較佳地，在本文中之一具體實例中，主體不大於約26 mm，較佳不大於25 mm，且在一具體實例中，不大於約22 mm(取決於是否提供了擋止件，如下文進一步論述)。當沿著主體在縱向上量測時，主體亦可更小，且較佳不大於20 mm或不大於18 mm。主體在主體之出口端處在橫向上量測不大於約20 mm，且在彼方向上量測更佳不大於約19 mm。亦較佳地，該主體在該主體之入口端處在橫向上量測不大於約19 mm，且更佳不大於15.5 mm。
    軸34亦為筒之零件且具有下端部分36，該下端部分36經組態以在位於主體12之通道18內時以與主體12之內表面成可旋轉關係16而裝配。如所展示，軸之下部部分坐落於通道內，且具有一或多個密封件以防止軸周圍之洩漏。在圖2、圖5及圖6中展示呈O形環形式之兩個此種密封件。一個O形環22係沿軸34之下端部分36置放，如在此具體實例中展示，O形環22比軸之其餘部分稍寬且坐落於軸34之下端部分36中的凹槽35中，下端部分36位於主體12之通道18之下部部分28中。軸之下端部分較佳在其外部上具有用於收納密封件之此凹槽，該密封件能夠提供主體之內表面與軸之下端部分之間的密封嚙合。
    另一O形環40位於軸34之上端部分44中的第二凹槽42中，當軸34位於主體12之通道18中時，該上端部分44向外延伸超出主體12之出口開口24。軸之上端部分較佳在其中具有用於收納螺釘或螺紋插入物之螺紋凹座(或其他搭扣配合件、摩擦配合件、夾緊配合件或其類似者)，或亦可具有無螺紋之平凹孔。螺紋凹座可經組態以收納擰入式配合件、配合式搭扣配合件、滑入式配合件、摩擦配合件或夾緊表面，從而將筒附接至水龍頭把手以便使筒可隨把手旋轉且起作用。軸34之下端部分36具有底表面46。如圖1至圖6中展示之軸之上端部分44經組態以裝配於水龍頭把手內(參見圖17)。
    底表面46較佳具有允許與可移動圓盤(如下所述)相互作用之特徵，使得當軸之上部部分44裝配於水龍頭把手內且轉動時，該特徵將接著使可移動圓盤轉動且啟動筒之敞開/封閉特徵。當與可移動圓盤互連及/或相互作用時，軸之旋轉移動(回應於水龍頭把手)實現筒之敞開/封閉操作。因此，允許此旋轉相互作用之某一特徵係較佳的。如較佳的，底表面46在其中具有可與可移動圓盤中之匹配舌片或開口連鎖的舌片或開口。舌片48展示於圖5中，其裝配於可移動圓盤中之槽50中，使得與軸34相互作用之水龍頭把手之轉動使軸34轉動，軸34亦使可移動圓盤轉動以敞開及封閉筒閥。該軸可由以上針對主體提及之材料中之任一者形成，但應與水龍頭把手具有足夠的結構完整性及相互作用，且軸可由在與飲用水接觸時安全之材料形成。軸可由單體構造形成，其中整個軸由不鏽鋼或其他安全金屬形成或全部由塑膠(諸如，以上提及之聚合材料)形成。在一具體實例中，軸可為由凹槽及/或密封件分離之兩件式(two-piece)構造，其中上部部分為聚合材料，且下部部分由諸如不鏽鋼之金屬形成。
    可移動圓盤52在主體內包括於其通道18中，該可移動圓盤具有經組態以與軸34之下端部分36之底表面46接觸且相互作用的上表面54。如所展示，上表面54具有槽50，其用於將舌片48收納於其中。然而，可顛倒舌片與開口，且亦可使用其他相互作用之特徵。若圓盤具有較佳的大體圓柱形形狀以裝配於通道18中之下部部分28中的通道18之較佳的大體圓柱形部分內，則其亦較佳具有弓狀側壁部分56，該弓狀側壁部分56經組態以按與主體12之內表面16成可旋轉對向關係而裝配於主體之通道內。較佳地，存在兩個相對之弓狀側壁，然而，可存在兩個以上弓狀側壁。在可移動圓盤52內亦存在界定至少一流體收納區域60的至少一向內延伸之側壁部分58。在設計範疇內，此向內延伸之側壁部分可具有各種組態，然而，為了引導流動且達成較佳的流體流動動力學，如圖2及圖5中所展示之彎曲組態係較佳的。收納區域60經組態使得當旋轉圓盤52以使收納區域60與主體12中之側部開口32對準時，該區域將允許流體流出主體之側部開口以饋入該主體裝設至的水龍頭，其中流體自管道穿過筒之敞開入口端20進入筒。
    固定圓盤62亦包括於該設計中，該固定圓盤62藉由提供延伸穿過其之至少一開口64而與可移動圓盤一起工作，該開口用於允許穿過其進入通道18之來自主體12之入口端20的流體穿過固定圓盤且至可移動圓盤之收納區域60中，且接著當筒處於敞開位置模式下時，離開主體之側部開口32。因此，當固定圓盤62中之開口64與可移動圓盤52中之流體收納區域60對準時，可達成此流動。若兩者未對準，則當轉動水龍頭把手以減少及/或關斷流量時，流動可受到限制及/或完全停止。固定圓盤62亦具有側壁66，其較佳能夠與主體12之內表面16相互作用以便幫助將圓盤62穩定於適當位置，且其較佳能夠與主體內之其他零件相互作用。一個此種相互作用可藉由包括(例如)鎖定舌片68來達成，鎖定舌片68可經設定大小及塑形以便裝配於主體12之內壁16上的類似開口內(可顛倒舌片與開口，其中舌片在內壁上且開口在固定圓盤上，或在不脫離本發明之精神之情況下，可提供其他相互作用之特徵)。因為在主體中可存在一個以上側部開口32，在可移動圓盤中可存在一個以上收納區域60，所以在固定圓盤中亦可存在容納流之一個以上開口64。
    可移動圓盤及固定圓盤可由以上提及之各種材料中之任一者形成，但亦可較佳由以陶瓷為主之材料形成以提供增強之磨損及抗變形性以及抵抗細菌及堵塞。
    較佳亦包括密封環70，其用於使固定圓盤62及可移動圓盤52以及軸34穩定於主體之通道18內。密封環亦用以將筒密封於將流體饋入至主體之入口端20的管道內，且較佳經組態以便能夠與主體相互作用且較佳與主體配合以固持密封環。如所展示，密封環為單一單體環，其中具有凹槽72，該凹槽(例如)用於與主體12之入口端20處或附近的主體12之下部部分上的夾緊部分30相互作用、配合且與夾緊部分30相抵而密封。密封環可由合適的熱塑性材料或彈性體製成，且可由抗菌材料、摩擦複合材料或其他材料形成，但為了易於使用、達成良好的密封及易於替換，密封環較佳為可撓性且彈性的。較佳地，密封環包括下列材料中之一或多者或其組合及/或共聚物：乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯二胺橡膠、腈、聚四氟乙烯、聚矽氧、聚矽氧橡膠及/或氟塑膠或含氟彈性體。
    為了使筒坐落，亦較佳地，主體進一步包括某一種類之外部密封件，其用於在裝設時將筒密封於流體供應管道中。可(例如)藉由在主體之外表面14上提供密封凹槽74以在其中收納密封件(諸如，O形環76)來實現此密封。主體之外表面亦可較佳地包括用於在使閥筒坐落於上面置放有配合特徵之流體管道內或上時使用的至少一特徵，諸如，在主體之出口端24上或附近的其上部出口端部分上之鎖定舌片或搭扣配合機構。如所展示，展示鎖定舌片78，其可與管道中之收納開口(圖中未示)連鎖。然而，亦可在需要時使用其他鎖定或穩定化特徵。在本發明之範疇內，可提供此等鎖定舌片中之兩者或兩者以上，包括兩個相對之鎖定舌片。
    在本發明之其他具體實例中，主體12之出口端24處的上表面80亦可具有一或多個擋止特徵。舉例而言，可將至少一升高之擋止特徵置放於上表面80上，以限制閥筒在使用時且由水龍頭致動時之旋轉移動。此限制有助於達成平穩之水龍頭使用、有限的運動範圍及在特定旋轉範圍內之各種流量開口之所要配合。如圖1至圖7中所展示，展示兩個相對之升高之楔形擋止特徵82。
    在如最佳在圖9至圖16中展示之筒的一替代具體實例中且在圖28至圖32中之水龍頭總成500中，展示筒100，其中相似的參考數字指代與以上針對圖1至圖8之具體實例描述且識別之零件類似或相同的零件，且表示相同元件，除非本文中另有提及。如最佳在圖9、圖10、圖15、圖30及圖32中所展示，主體112之出口端124處的上表面180可經形成以便在其上具有呈弓狀擋止特徵184形式的不同擋止機構，該等弓狀擋止特徵184中之每一者具有側表面186。亦提供用於設定筒之可旋轉擋止圓盤188，使得筒可順時針或逆時針操作以作為熱水筒或冷水筒置放，此取決於將把手與筒組態在一起之方式。擋止特徵之設計進一步限制可旋轉擋止圓盤經定位時之旋轉移動。可旋轉擋止圓盤嚙合弓狀擋止特徵184中之每一者的側表面186中之至少一者，且可旋轉擋止圓盤188可經定位，以便實現筒主體之定向，從而達成在順時針方向或逆時針方向上之操作性旋轉(水龍頭把手之開放及關閉移動)。
    在使用中，若使用者想要將把手及筒之定向設定成與由製造商提供之把手及筒之定向相反，則可使可旋轉擋止圓盤188起離筒軸之頂部，旋轉90度且置放回軸之頂部上。如圖9中所展示，圓盤處於使得水龍頭把手之定向將為使筒順時針轉動之位置中。如圖15中所展示，小的標誌、字母、色彩等可由製造商提供以識別可旋轉擋止圓盤188之旋轉定向。使用者可接著決定(若有)其希望改變筒/水龍頭把手之定向以用於熱水或冷水之方式(亦即，逆時針或順時針運動)。較佳地，提供兩個或兩個以上弓狀擋止件184及圓盤188。
    本文中亦包括水龍頭總成200，如圖17中所展示。水龍頭總成具有如本文中以上描述之至少一閥筒，諸如，筒10或100。因為在上文詳細描述了此筒，所以本文中不對其作進一步描述。該總成應具有具至少一水龍頭把手202之水龍頭。如所展示，存在兩個此等把手202，一個用於熱水且另一個用於冷水，但單一把手水龍頭可包括類似筒。亦展示旋擰至螺紋柄205上之具有可撓性軟管之流體管道204。該管道可附接至筒且附接至水龍頭結構，以允許流經該管道之水經由下部入口部分進入筒。把手202連接於水龍頭基座206上，且把手202致動流體穿過筒及管道之流動，該流接著進入水龍頭主體207，該主體在出口端210處具有流體出口208且該主體具有用於收納來自管道204之水的入口端212。當裝設時，將快速連接螺母214或其他帶柄螺母提供於管道204上以與水龍頭之安裝表面相抵而鎖定水龍頭。所展示之筒10(或若使用筒100，則為筒100)可包括如上所提及之擋止件。
    如圖28至圖32之總成中所展示，諸如筒100(如在圖9至圖16中)的筒可如所展示定位於水龍頭總成500中，其中可如所展示針對逆時針(熱水)流設定定向，如在圖30中。當筒逆時針轉動時，上升穿過管道504(在此實例中，其可為熱水管道)中之通道515的流穿過固定圓盤162中之開口164、穿過筒主體112而進入通道118。當把手502(參見圖28)使管道處於關閉位置中時，可移動圓盤152阻擋流體穿過筒主體中之開口132。在逆時針轉動把手後，可移動圓盤152中之收納區域160便將與筒主體112中之開口132對準，使得來自管道通道515之流體可流經穿過如上所述之筒主體112的水道，且至通向水龍頭主體507之入口端512的管道516中。該總成亦可視情況包括閥帽螺母(bonnet nut)520或類似鎖定件，其可確保可旋轉擋止圓盤188與擋止件184在所要組態中就位成適當地相抵，且將不受把手502之移動的干擾。諸如O形環之額外可選密封件518亦可經定位，以便裝配於軸134周圍從而與筒100之軸134相抵而密封閥帽螺母520。
    圖18至圖25表示本發明之又一具體實例310，其中在設計中不使用擋止特徵。如所展示，具有相似數位之所有元件為與以上針對筒10及100之具體實例描述之零件相同的零件。如圖18、圖19及圖24中所展示，上表面380不具有擋止件，而是具有一系列可選開口槽。該筒在無擋止件之情況下起作用，此係因為該筒可用於具有提供替代擋止機構之特徵的水龍頭總成中。如圖18至圖25中所展示，筒310中之上表面380之剖面平放，且如上所提及實現甚至更小的大小。當在筒主體之上表面380上省略擋止特徵時，可管理較小的縱向量測。
    圖26及圖27表示水龍頭總成400，其中較佳提供諸如無擋止件筒310之筒。在水龍頭總成400中，將無擋止特徵之筒裝設於水龍頭基座406上。收納把手402之區域中的基座406具備一或多個向上延伸之肋狀物416。此等肋狀物可具有各種組態，且如所展示，具有肋狀物416在橫向截面上為大體弓狀之較佳構造。較佳地，在筒之相對側上存在兩個此等相對之肋狀物416，其更佳為約180°相對。彎曲態樣在彎曲把手組態情況下最佳地適用於旋轉移動。如圖27中所展示之把手402經特定組態，以藉由使把手402之下表面419上具有相對之肋狀物417而適用於此設計。相對之肋狀物417經定位以便遇到且阻擋或配合水龍頭基座406上之上表面上的相對之肋狀物416。肋狀物417在縱向截面上較佳為「楔」形，但該形狀可按需要變化，其限制性條件為其與相對之肋狀物416一起作用以執行擋止功能。藉由此擋止功能，把手可自無流體流量(封閉流動，其中水龍頭被關閉)移動至最大流動速率之全流體流量，且在其間可控制。
    鑑於本發明，可形成其他微型筒設計及/或經濟製造型筒設計，且所有該等設計均視為在本發明之範疇內。較佳地，此等具體實例證實，該等筒具有相同的低成本、下部零件方法，伴有良好的流動特性及減小之大小，以允許水龍頭大小及形狀之變化，從而實行替代性美學或實用水龍頭設計。
    熟習此項技術者應瞭解，可在不脫離以上描述之具體實例之廣泛發明概念的情況下對該等具體實例作出改變。因此，應理解，本發明不限於所揭示之特定具體實例，而是意欲涵蓋在如隨附申請專利範圍界定的本發明之精神及範疇內的修改。
    圖1為根據本發明之閥筒之一具體實例的透視圖；圖2為圖1之閥筒之分解圖；圖3為圖1之閥筒之側視圖；圖4為圖1之閥筒的展示其中之側部開口之另一側視圖；圖5為沿圖3之縱向軸線截取的圖3之閥筒之縱向截面圖；圖6為沿圖4之縱向軸線截取的圖4之閥筒之縱向截面圖；圖7為圖1之閥筒之俯視圖；圖8為圖1之閥筒之仰視圖；圖9為根據本發明之閥筒之一替代具體實例的透視圖；圖10為圖9之閥筒之分解圖；圖11為圖9之閥筒之側視圖；圖12為圖9之閥筒的展示其中之側部開口之另一側視圖；圖13為沿圖11之縱向軸線截取的圖11之閥筒之縱向截面圖；圖14為沿圖12之縱向軸線截取的圖12之閥筒之縱向截面圖；圖15為圖9之閥筒之俯視圖；圖16為圖9之閥筒之仰視圖；圖17為包括圖1之閥筒的水龍頭總成之具體實例之透視分解圖；圖18為無擋止特徵之根據本發明的閥筒之另一具體實例之透視圖；圖19為圖18之閥筒之分解圖；圖20為圖18之閥筒之側視圖；圖21為圖18之閥筒的展示其中之側部開口之另一側視圖；圖22為沿圖20之縱向軸線截取的圖20之閥筒之縱向截面圖；圖23為沿圖21之縱向軸線截取的圖21之閥筒之縱向截面圖；圖24為圖18之閥筒之俯視圖；圖25為圖18之閥筒之仰視圖；圖26為包括圖18之閥筒的水龍頭總成之具體實例之透視分解圖；圖27為用於在圖26之水龍頭總成中使用的水龍頭把手之後視透視圖；圖28為具有根據圖9之閥筒的水龍頭總成之部分分解正視圖；圖29為包括圖9之閥筒的水龍頭總成之部分截面正視圖；圖30為圖29之截面圖部分之放大部分；圖31為包括圖9之閥筒的水龍頭總成之部分截面側視圖；及圖32為圖31之截面圖部分之放大部分。
    权利要求:
    Claims (28)
    [1] 一種用於一水龍頭之閥筒，其包含一主體，其具有一外表面、一內表面及自該內表面橫向地延伸穿過該主體至該外表面之至少一側部開口，該內表面界定穿過其之自一入口開口延伸至一出口開口的一縱向延伸之通道；一軸，其具有經組態以在位於該主體之該通道內時以與該主體之該內表面成可旋轉關係而裝配的一下端部分、在該軸位於該主體之該通道中時向外延伸超出該主體之該出口開口的一上端部分，該下端部分具有一底表面，其中該上端部分經組態以裝配於一水龍頭把手內；一可移動圓盤，其具有經組態以與該軸之該下端部分之該底表面接觸且相互作用的一上表面、經組態以按與該主體之該內表面成可旋轉對向關係而裝配於該主體之該通道內的一弓狀側壁部分，及界定至少一流體收納區域的一向內延伸之側壁部分，其中該收納區域經組態使得其可旋轉以與該主體中之該側部開口對準，從而允許流體流出該主體之該側部開口；一固定圓盤，其具有穿過其的至少一開口，以在該固定圓盤中之該開口與該可移動圓盤中之該流體收納區域對準時允許來自該主體之一入口開口的流體穿過該主體之該側部開口，該固定圓盤具有能夠與該主體之該內表面相互作用之一側壁；及一密封環，其用於將該固定圓盤及該可移動圓盤穩定且固持於該主體之該通道內，該密封環能夠與該主體配合。
    [2] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中主體在縱向上量測不大於約25 mm，在該主體之出口端處在橫向上量測不大於約20 mm，且在該主體之入口端處在橫向上量測不大於約19 mm。
    [3] 如申請專利範圍第2項之閥筒，其中該主體在縱向上量測不大於約20 mm，在該主體之該出口端處在橫向上量測不大於約19 mm，且在該主體之該入口端處在橫向上量測不大於約15.5 mm。
    [4] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該外表面包含至少一密封凹槽，該密封凹槽用於將一密封件收納於其中。
    [5] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該主體之該外表面在該主體之該出口端上或附近的其一上部部分上包含用於在使該閥筒坐落於一流體管道內或上時使用的至少一特徵。
    [6] 如申請專利範圍第5項之閥筒，其中該特徵為一鎖定舌片，且該主體包含兩個相對之鎖定舌片。
    [7] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其具有一上表面，該上表面在該閥筒之該出口端處，該上表面在其上具有用於限制該閥筒在使用時之旋轉移動的至少一升高之擋止特徵。
    [8] 如申請專利範圍第7項之閥筒，其中存在兩個相對之升高之楔形擋止特徵。
    [9] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中存在兩個相對之弓狀擋止特徵，該等特徵中之每一者具有一側表面，且該筒進一步包含用於嚙合該等弓狀擋止特徵之該等側表面的一可旋轉擋止圓盤，且該可旋轉擋止圓盤可經就位以便實現該筒主體之定向，從而達成在一順時針方向或逆時針方向上之操作性旋轉。
    [10] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該軸之該下端部分在其外部上具有用於收納一密封件之一凹槽，該密封件能夠提供該主體之該外表與該軸之該下端部分之間的密封嚙合。
    [11] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中在該主體之該入口端上或附近之一位置處的該主體之該內表面具有用於收納該密封環之一凹槽。
    [12] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該可移動圓盤、該固定圓盤及/或外殼中之至少一者包含一陶瓷材料。
    [13] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該密封環包含以下材料中之至少一者：聚四氟乙烯、聚矽氧、聚矽氧橡膠、乙烯-丙烯橡膠、乙烯-丙烯二胺橡膠、乙烯-丙烯聚亞甲基橡膠、腈橡膠、氟塑膠及/或含氟彈性體。
    [14] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該軸包含一金屬下端部分及一塑膠上端部分。
    [15] 如申請專利範圍第14項之閥筒，其中該軸包含一不鏽鋼下端部分及包含聚醯胺、聚苯醚及/或聚苯硫醚之一上端部分。
    [16] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該軸上端部分及該下端部分各自包含不鏽鋼。
    [17] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該軸之該上端部分在其中具有用於收納螺釘或螺紋插入物之一螺紋凹座，該螺釘或螺紋插入物用於將該筒緊固地附接至一水龍頭把手。
    [18] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該主體具有兩個側部開口，且該固定圓盤具有穿過其的兩個開口，以在該固定圓盤中之該等開口與該可移動圓盤中之該等流體收納區域對準時允許來自該主體之該入口開口的流體穿過該主體之該等側部開口。
    [19] 如申請專利範圍第18項之閥筒，其中在該可移動圓盤中存在兩個流體收納區域。
    [20] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該固定圓盤具有能夠與該主體之一內表面上的一配合凹槽配合之至少一鎖定延伸部。
    [21] 如申請專利範圍第1項之閥筒，其中該密封環為可撓性的。
    [22] 一種具有至少一閥筒之水龍頭總成，該總成包含一水龍頭，其包含至少一水龍頭把手；一流體管道，其可附接至該至少一水龍頭把手以將流體引入至該總成；一水龍頭主體，其具有在一出口端處的用於釋放流體之一出口及與該流體管道流體連通之一入口端；及一基座，其用於裝設該水龍頭把手及/或該水龍頭主體，該基座具有一上表面；及至少一筒，其包含：一筒主體，其具有一外表面、一內表面及自該內表面橫向地延伸穿過該主體至該外表面之至少一側部開口，該內表面界定穿過其之自一入口開口延伸至一出口開口的一縱向延伸之通道；一軸，其具有經組態以在位於該主體之該通道內時以與該主體之該內表面成可旋轉關係而裝配的一下端部分、在該軸位於該主體之該通道中時向外延伸超出該主體之該出口開口的一上端部分，該下端部分具有一底表面，其中該上端部分經組態以裝配於一水龍頭把手內；一可移動圓盤，其具有經組態以與該軸之該下端部分之該底表面接觸且相互作用的一上表面、經組態以按與該主體之該內表面成可旋轉對向關係而裝配於該主體之該通道內的一弓狀側壁部分，及界定至少一流體收納區域的一向內延伸之側壁部分，其中該收納區域經組態使得其可旋轉以與該主體中之該側部開口對準，從而允許流體流出該主體之該側部開口；一固定圓盤，其具有穿過其的至少一開口，以在該固定圓盤中之該開口與該可移動圓盤中之該流體收納區域對準時允許來自該主體之與該流體管道流體連通之一入口開口的流體穿過該主體之該側部開口，該固定圓盤具有能夠與該主體之該內表面相互作用之一側壁；及一密封環，其用於將該固定圓盤及該可移動圓盤穩定於該主體之該通道內，該密封環能夠與該主體配合。
    [23] 如申請專利範圍第22項之水龍頭總成，其中該至少一筒主體中之每一者具有一上表面，該上表面在該主體之該出口端處，該上表面在其上具有用於限制該筒在使用時之旋轉移動的至少一升高之擋止特徵，且其中該至少一把手在其一內表面上具有與該至少一擋止特徵相互作用的一特徵。
    [24] 如申請專利範圍第23項之水龍頭總成，其中在該至少一筒中之每一者上存在兩個相對之升高之楔形擋止特徵。
    [25] 如申請專利範圍第23項之水龍頭總成，其中在該至少一筒中之每一者上存在兩個相對之弓狀擋止特徵，該等特徵中之每一者具有一側表面，且該至少一筒中之每一者進一步包含用於嚙合該等弓狀擋止特徵之該等側表面的一可旋轉擋止圓盤，且該可旋轉擋止圓盤可經就位以便實現該筒主體之定向，從而達成在一順時針方向或逆時針方向上之操作性旋轉。
    [26] 如申請專利範圍第25項之水龍頭總成，其進一步包含用於在該至少一筒上定位的至少一閥帽螺母及用於在該閥帽螺母與該筒之該軸之間定位的一密封件。
    [27] 如申請專利範圍第22項之水龍頭總成，其中該總成之該基座之該上表面具有至少一升高之擋止特徵，該至少一升高之擋止特徵包含至少兩個相對之向上延伸之肋狀物，該等肋狀物經定位以嚙合該至少一水龍頭把手中之一者之該內表面上的至少兩個相對之肋狀物。
    [28] 如申請專利範圍第27項之水龍頭總成，其中該水龍頭總成之該基座上的該至少兩個相對之肋狀物具有一弓狀橫向截面且垂直於該基座之該上表面而延伸，且該至少一把手之該內表面上的該至少兩個相對之肋狀物具有一楔形縱向截面，且經定位使得該基座上之該等相對之肋狀物與該至少一水龍頭把手之該內表面上的該等相對之肋狀物相互嚙合，從而允許該至少一水龍頭把手轉動該筒主體之該軸，以允許流體流穿過該筒主體且至該水龍頭主體中，流量範圍為無流體流量至一最大流體流量。
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    法律状态:
    2020-01-21| MM4A| Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees|
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    US201161479392P| true| 2011-04-26|2011-04-26||
    US13/449,582|US10260642B2|2011-04-26|2012-04-18|Faucet valve cartridge|
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