JP2006075678A - 吐水装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内部に柱状の空間を有するハウジングと、前記柱状の空間を第1及び第2の圧力室に分割しつつ前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、前記第1の圧力室に流体を導入する第1の入水口と、前記第2の圧力室に流体を導入する第2の入水口と、前記第1の圧力室から前記中子内流路に流体を導入する第1の導入口と、前記第2の圧力室から前記中子内流路に流体を導入する第2の導入口と、前記第1及び第2の導入口の開度を変化させる弁体と、前記中子の移動方向の反転時に前記第1及び第2の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、を備えたことを特徴とする吐水装置を提供する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の吐水装置の全体構成を例示する模式図である。
すなわち、本発明の吐水装置10は、ハウジング2と、ハウジング2から突出した吐水筒体80と、を有する。図1には、吐水筒体80がハウジング2の両側から突出した吐水装置を表したが、本発明はこれには限定されず、後に具体例を挙げて説明するように、吐水筒体80はハウジング2の一方のみに設けてもよい。そして、吐水筒体80の中には吐水流路82が設けられ、その先端にシャワーノズルなどの吐水ノズル800を接続することにより、吐水W2が得られる。
すなわち、図6(a)に例示したように、弁体42、44が中立的な状態にあり、導入口32、34の開度がほぼ同一の状態においては、これら導入口32、34を介した流路の流路抵抗もほぼ同一となるので、中子20の左右で圧力差は生じない。従って、何らかの外力が作用しないと中子20は動かない。
図6(b)に表した具体例の場合には、導入口34の開度が導入口32の開度よりも大きいので、導入口32を介した流路のほうが流路抵抗が高くなる。その結果として、中子20の左側のほうが右側よりも圧力が高くなる。その結果として、中子20及び弁体42に圧力差による力がそれぞれ作用する。
そして遂には、図6(c)に表したように、導入口32が全閉状態となる。この時、左右の流路抵抗の差が最も大きい状態となり、中子20及び弁体42には、最大の圧力差に対応した力がそれぞれ作用する。
すなわち、図7(a)は、中子20が向かって左側から右側に向けて移動し、ハウジング本体2の内壁に弁体44が当接した状態を表す。なお、この具体例の場合、中子20には磁石70が設けられ、ハウジング2には磁石(または強磁性体)74が設けられている。図7(a)の状態においては、中子20に対して圧力差による力が働くので、中子20はさらに右側に移動する。すなわち、弁体44をハウジング2に当接させ移動方向に対して固定した状態で、中子20はさらに右側に移動する。
さらに、移動する中子と吐水筒体の内部に流体の流路が形成されているため、吐水筒体の先端に様々な吐水ノズルを接続するだけで吐水位置や吐水方向を往復運動させることが可能であり、特別な接続部材が不要である点でも、施工性に優れる。
まず、本発明の第1の実施例として、磁石と板ばねとを組み合わせた制御手段を有する吐水装置について説明する。
図8乃至図11は、本発明の第1の実施例の吐水装置の要部を表す模式図である。すなわち、図8は、本実施例の吐水装置の斜視図であり、図9は、その斜視切断図、図10は、断面図、図11は、図10のA−A線断面図である。
本実施例の吐水装置100は、ハウジング本体102とハウジング蓋104により形成されるハウジングから左右に吐水筒体180が突出した例を有する。吐水筒体180は、内部に吐水流路182を有する中空構造となっており、先端にて開口している。なお、吐水筒体180は、必ずしも円柱状である必要はなく、角柱状や偏平形状など、各種の例を与えることができる。
中子本体120に中子蓋122を組合せることにより中子内流路124が形成され、この中子内流路124は、左右の吐水筒体180に設けられた吐水流路182に連通している。中子本体120及び中子蓋122には、中子内流路124と圧力室116、118とを連通させる導入口132、134が設けられている。そして、この中子内流路124を横断するように、弁体352、354が設けられている。
図9乃至図11に例示したように、弁体354が中子本体120から離れる方向に付勢されている時、導入口134が開かれる。一方、これとは逆に、弁体352が中子蓋122から離れる方向に付勢されている時は、導入口132が開かれる。
そして、本実施例においては、磁石370と、磁石(あるいは強磁性体)372、374との引力を付与することより、板ばね160を確実に反転させて弁体352、354を付勢することにより、導入口132、134を全開状態あるいは全閉状態の択一的な状態に制御することができる。
図13は、本実施例の吐水装置の往復直線運動を表す模式図である。図1乃至図5に関して前述した吐水装置と同様に、本実施例においても、中子が往復直線運動をする。
すなわち、同図(a)の状態においては、弁体352、354は板ばね160の付勢力によって右側に付勢され、導入口132は閉じ、導入口134が開いた状態とされている。この状態で入水口112、114にほぼ同圧に水などの流体を供給すると、矢印Bで表したように入水口114から圧力室118に導入された水は、矢印Cで表したように導入口134から中子内流路124に流入し、左右に連通する吐水流路182、182を介して矢印D、Eで表したように流出する。
これに対して、矢印Aで表したように入水口112から圧力室116に導入された水は、導入口132が閉じているために流出経路がなく、圧力室116の圧力を上昇させる。
つまり、導入口132、134の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室118よりも圧力室116の圧力のほうが高くなり、中子は矢印Mの方向に押されて移動する。
図14は、本実施例における制御手段の動作を説明するための模式図である。
すなわち、同図(a)は、弁体354がハウジング本体102の内壁に当接した瞬間を表す。この時、板ばね160は向かって右側に湾曲しており、また、導入口134のほうが導入口132よりも開度が大きい状態である。従って、中子には右側に向けた水圧が印加されている。
図15乃至図18は、本発明の第2の実施例にかかる吐水装置の要部を表す模式図である。すなわち、図15は、本実施例の吐水装置の斜視図であり、図16は、その斜視切断図、図17は、縦断面図、図18は、図17のB−B線断面図である。
本実施例の吐水装置200は、ハウジング本体202とハウジング蓋203、204により形成されるハウジングから一方に吐水筒体280が突出した例を有する。吐水筒体280は、内部に吐水流路282を有する中空構造となっており、先端にて開口している。ハウジング本体202に設けられた入水口212、214に水など流体を導入すると、吐水筒体280が矢印Mの方向に往復回動運動をする。従って、吐水筒体280の先端にシャワーノズルなどの吐水ノズルを設ければ、吐水方向が反復的に変化する吐水装置を形成できる。
本実施例においても、中子は、第1実施例と同様の制御手段を備える。
すなわち、中子本体220に中子蓋222を組合せることにより中子内流路224が形成され、この中子内流路224は、吐水筒体280に設けられた吐水流路282に連通している。中子本体220及び中子蓋222には、中子内流路224と圧力室216、218とを連通させる導入口232、234が設けられている。
図16及び図18に例示したように、弁体454が中子本体220から離れる方向に付勢されている時、導入口234が開かれる。一方、これとは逆に、弁体452が中子蓋222から離れる方向に付勢されている時は、導入口232が開かれる。
そして、本実施例においても、磁石470と、磁石(あるいは強磁性体)472、474との引力を付与することより、板ばね260を確実に反転させて弁体452、454を付勢し、導入口232、234を全開状態あるいは全閉状態の択一的な状態に制御する。
まず、図19(a)は、弁体452、454が板ばね260により左側に付勢された状態を表す。この時、導入口232は閉じ、導入口234が開いた状態が形成される。
これに対して、矢印Bで表したように入水口212から圧力室216に導入された水は、導入口232が閉じているために流出経路がなく、圧力室216の圧力を上昇させる。
つまり、導入口232、234の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室218よりも圧力室216の圧力のほうが高くなり、中子は矢印Mの方向に押されて回動する。
次に、本発明の第3及び第4の実施例として、板ばねとスライドバーとを組み合わせた制御手段を有する吐水装置について説明する。
本実施例の吐水装置300は、第1実施例と類似した構造を有する。そこで、図8乃至図14に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
すなわち、中子本体120に中子蓋122を組合せることにより中子内流路124が形成され、この中子内流路124は、左右の吐水筒体180に設けられた吐水流路182に連通している。中子本体120及び中子蓋122には、中子内流路124と圧力室116、118とを連通させる導入口132、134が設けられている。そして、この中子内流路124を横断するように、主弁142、144、スライドバー146、148が設けられている。
左右の主弁142、144は連結棒149により連結され、中子本体120及び中子蓋122に設けられた導入口132、134を貫通して左右に移動可能に設置されている。つまり、弁体としての主弁142、144は、中子本体120に対して、所定のストロークで左右に移動可能に設置されている。主弁142、144にはリブ143が形成されており、主弁142、144が導入口132、134に対して同軸に移動するように構成されている。主弁142、144がそれぞれ中子蓋122、120から離れる方向に移動すると、これらリブ143の間に設けられている溝部145が導入口132、134の開口部となり流体の流路を形成する。そして、これら主弁142、144を同軸状に貫通するスライドバー146、148が、やはり左右に移動可能に設置されている。つまり、スライドバー146、148は、主弁142、144の動作ストロークよりも長いストロークで左右に移動可能に設置されている。
これら導入口132、134は、いずれも中子内流路124に連通している。つまり、導入口132は、ハウジング内の圧力室116と中子内流路124とを連通させ、導入口134は、圧力室118と中子内流路124とを連通させる。
図25は、本実施例の吐水装置の動作を説明するための模式図である。
これに対して、矢印Aで表したように入水口112から圧力室116に導入された水は、導入口132が閉じているために流出経路がなく、圧力室116の圧力を上昇させる。
つまり、導入口132、134の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室118よりも圧力室116の圧力のほうが高くなり、中子は矢印Mの方向に押されて移動する。
すなわち、同図(a)は、図25に関して前述した状態と同様であり、中子は矢印Mで表したように、向かって右側に移動する。そしてさらに移動を続け、スライドバー148がハウジング本体102の内壁に当接し、中子に対して押されると、板ばね160の湾曲方向が反転し、図26(b)に表したように、スライドバー146、148は、向かって左側に向けて付勢される。すると、スライドバー148が主弁144を押すことにより、主弁142、144も左側に移動する。すなわち、導入口132が開き、導入口134が閉じる。
図26(b)に表した状態においては、矢印Aで表したように入水口112から圧力室116に導入された流体は、矢印Cで表したように、導入口132から中子内流路124に流入し、吐水流路182、182を介して矢印D、Eで表したように流出する。これに対して、矢印Bで表したように、入水口114から圧力室118に導入された流体は、導入口134が閉じているために流出経路がなく、圧力室118の圧力を上昇させる。その結果として、圧力室116、118に圧力差が生じ、中子は矢印Mで表したように左側に向けて移動を開始する。
図27は、本実施例における制御手段の動作を説明するための模式図である。
すなわち、同図(a)は、板ばね160が向かって右側に湾曲してスライドバー146、148をこの方向に付勢している状態を表す。この時、主弁142により導入口132は閉じ、主弁144により導入口134は開いた状態とされる。
さて、この状態で中子が向かって右側に移動していくと、同図に表したようにハウジングの内壁にスライドバー148が当接する。中子には圧力差が働いているため、スライドバー148をハウジング内壁に当接した状態で、中子はさらに右に移動し、図27(b)に表した状態になる。すなわち、板ばね160の付勢力に打ち勝って中子とスライドバー148との相対位置を変化させ、中子に対してスライドバー148が押される。この結果、板ばね160も左側に押されて変形し、同図に例示したような略S字状の状態となる。このとき、主弁142、144には中子と同様に圧力差が働いており、導入口132、134の開閉状態を変化させない。
同図については、図1乃至図27に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
本変型例においては、吐水筒体180が中子本体120の側のみに設けられている。本変型例は、一端のみから吐水を得たい場合に特に便利である。
図29乃至図33は、本発明の第4の実施例の吐水装置の要部を表す模式図である。すなわち、図29は、本実施例の吐水装置の斜視図であり、図30は、その斜視切断図、図31は、底面側から眺めた斜視図及び切断図、図32は、縦断面図、図33は、図32のB−B線断面図である。
本実施例の吐水装置400は、前述した第2実施例の吐水装置に類似する。そこで、図15乃至図19に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
そして、本実施例においても、中子は、第3実施例と同様の弁体と制御手段とを備える。すなわち、中子本体220に中子蓋222を組合せることにより中子内流路224が形成され、この中子内流路224は、吐水筒体280に設けられた吐水流路282に連通している。中子本体220及び中子蓋222には、中子内流路224と圧力室216、218とを連通させる導入口232、234が設けられている。そして、この中子内流路224を横断するように、主弁242、244、スライドバー246、248が設けられている。これら主弁及びスライドバーの形状は、図24に関して前述した如くである。また、これら要素からなる弁体と制御手段の動作についても、第3実施例に関して前述したものと同様である。
すなわち、図33に例示したように、主弁244が中子本体220から離れる方向に移動すると、導入口234が開かれる。一方、これとは逆に、主弁242が中子本体220から離れる方向に移動すると、導入口232が開かれる。
これら導入口232、234は、いずれも中子内流路に連通している。つまり、導入口232は、ハウジング内の圧力室216と中子内流路224とを連通させ、導入口234は、圧力室218と中子内流路224とを連通させる。
図34は、本実施例の吐水装置の動作を説明するための模式図である。
これに対して、矢印Bで表したように入水口212から圧力室216に導入された水は、導入口232が閉じているために流出経路がなく、圧力室216の圧力を上昇させる。
つまり、導入口232、234の開度に差を設けることにより流路抵抗に差が生じ圧力差が生ずる。その結果として、圧力室218よりも圧力室216の圧力のほうが高くなり、中子は矢印Mの方向に押されて回動する。
図34(b)に表した状態においては、矢印Bで表したように入水口212から圧力室216に導入された流体は、矢印Cで表したように、導入口232から中子内流路224に流入し、矢印Dで表したように吐水流路282を介して流出する。これに対して、矢印Aで表したように、入水口214から圧力室218に導入された流体は、導入口234が閉じているために流出経路がなく、圧力室218の圧力を上昇させる。その結果として、圧力室216、218に圧力差が生じ、中子は矢印Mで表したように右側に向けて回動を開始する。
すなわち、本実施例においては、中子が吐水筒体280を中心軸とした回動運動をするので、スライドバー246、248のスライド方向が、中子の回動に応じて変化する。従って、図35(a)に表したように、ハウジング本体202の内壁面を平面状にすると、ハウジング本体202の内壁面に対するスライドバー246、248のスライド方向が常に垂直とはならず、スライドバー246、248に対して横方向の応力が発生して円滑にスライドしない場合もあり得る。
すなわち、本具体例においては、第1実施例あるいは第3実施例として前述した吐水装置100、300が設けられている。ハウジングの両側に吐水筒体180が突出し、それぞれの先端に吐水ノズル810が装着されている。吐水筒体180が矢印M1で表した方向に往復直線運動すると、これにあわせて吐水ノズル810も反復運動し、吐水位置が周期的に変動する。例えば、このような吐水装置を浴室などの壁面900に設置し、使用者の肩などに吐水をあてると、吐水位置が周期的に変化するので、いわゆる「打たせ湯」のマッサージ効果をより広範囲に効果的に作用させることができると共に、使用者が自ら身体を揺すって作用部位を変化させる必要がなく、使用感が向上する。また、噴霧状の吐水を広範囲にあてることにより、リラクゼーション効果を得ることも可能であり、使用感が向上する。また一方、吐水ノズル810を固定した場合には、ハウジングが移動することとなり、この動作をマッサージなどに利用することも可能である。つまり、左右に動くハウジングに身体を押し当てることにより、「もみほぐし」などのマッサージ効果が得られる。
なお、本具体例においては、吐水ノズル810を矢印M2の方向に回転させることにより、吐水位置のみのならず、吐水方向も使用者の好みに応じて変化させることが可能である。
本具体例においては、第1実施例あるいは第3実施例として前述した吐水装置100、300が台部910の上に設けられている。この吐水装置は、図15に関して前述したように、ハウジングから一方向のみに吐水筒体180が突出し、その先端は蛇口状に開口している。吐水筒体180が矢印Mの方向に往復直線運動し、吐水位置が周期的に変化する。この吐水装置は、例えば流し場などに設置することにより、使用者が手洗いや、食器などを洗浄する際に、吐水範囲を広げて洗浄効率を上げることが可能である。また、本具体例においても、吐水筒体180を回転させることにより、吐水位置のみのならず、吐水方向も使用者の好みに応じて変化させることが可能である。
本具体例においては、第2実施例あるいは第4実施例に関して前述した吐水装置200、400が設けられている。吐水装置200、400は、壁面900に設置され、吐水筒体にシャワーノズル820が装着されている。なお、本具体例において、シャワーノズル820の両側に吐水装置の駆動部を設けてもよく、あるいは一方のみに駆動部を設け、他方は単なる軸受け部としてもよい。
また一方、シャワーノズル820を固定した場合には、吐水装置200、400のハウジングが回動することとなり、この動作をマッサージなどに利用することも可能である。つまり、往復回動するハウジングに身体を押し当てることにより、「もみほぐし」などのマッサージ効果が得られる。
本具体例においては、第2実施例あるいは第4実施例に関して前述した吐水装置200、400が水平面920の上に設置され、上方に突出する吐水筒体280の先端に吐水ノズル830が装着されている。給水配管700から水などの流体を供給すると、吐水ノズル830が矢印Mの方向に往復回動運動をしながら吐水を広範囲に散布する。この吐水装置は、例えば、庭や畑などにおいて植物に給水散布したり、グラウンドの散水などの用途に用いて好適である。すなわち、小型コンパクトで持ち運び性に優れ、また外乱にも強いシステムを実現でき、給水配管としてのホースなどに接続するだけで駆動させることができるという点で、「後付け性」に優れた吐水装置を実現できる。
本具体例においては、第1乃至第4実施例の吐水装置が便器の人体洗浄装置に組み込まれている。すなわち、便器930の上には便座932、便座蓋934が設けられ、便座932の後方に人体洗浄装置940が設けられている。人体洗浄装置940は、第1乃至第4実施例に関して前述したいずれかの吐水装置を内蔵し、その吐水筒体には吐水ノズル840が装着されている。
本具体例においては、第1あるいは第3実施例の吐水装置が太陽電池パネルに付設されている。すなわち、太陽電池パネル950が屋根960の上に設置され、この太陽電池パネル950の上方に本発明の吐水装置100、300が設置されている。吐水装置100、300には、複数の吐水開口が直線上に整列した吐水ノズル830が装着され、矢印Mの方向に往復直線運動しながら、太陽電池パネル950の表面に散水する。
また、太陽電池の温度が上昇すると光電変換効率が低下するために、太陽電池パネルを均一に冷却することが望ましい。このとき、気化熱を効果的に利用する観点や、省資源の観点から、できるだけ少量の水で均一に広範囲に吐水する必要がある。これに対して、本具体例によれば、複数の吐水開口が直線上に整列した吐水ノズルを往復直線運動させることにより、少ない水量で、太陽電池パネル950の表面に均一に吐水することができる。その結果として、優れた洗浄効果と、均一な冷却効果が得られ、太陽電池パネルの出力を常にベストの状態に維持できる。
すなわち、本発明の吐水装置を構成するいずれかの要素について当業者が設計変更を加えたものであっても、本発明の要旨を備えたものであれば、本発明の範囲に包含される。
16、18 圧力室
20 中子
32、34 導入口
42、44 弁体
10、100、200、300、400 吐水装置
2 ハウジング
102、202、 ハウジング本体
104、203、204、 ハウジング蓋
112、114、212、214 入水口
116、118、216、218 圧力室
120、220 中子本体
122、222 中子蓋
124、224 中子内流路
126、226、227 シール
132、134、232、234 導入口
142、144、242、244 主弁
146、148、246、248 スライドバー
149 連結棒
160、260 板ばね
180、280 吐水筒体
182、282 吐水流路
184 シール
352、354 弁体
370 磁石
372、374 磁石(強磁性体)
452、454 弁体
470 磁石
472、474 磁石(強磁性体)
700 給水配管
800、810 吐水ノズル
820 シャワーノズル
830、840 吐水ノズル
900 壁面
910 台部
920 水平面
930 便器
932 便座
934 便座蓋
940 人体洗浄装置
950 太陽電池パネル
960 屋根
Claims (9)
- 内部に柱状の空間を有するハウジングと、
前記柱状の空間を第1及び第2の圧力室に分割しつつ前記空間内を移動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第1の圧力室に流体を導入する第1の入水口と、
前記第2の圧力室に流体を導入する第2の入水口と、
前記第1の圧力室から前記中子内流路に流体を導入する第1の導入口と、
前記第2の圧力室から前記中子内流路に流体を導入する第2の導入口と、
前記第1及び第2の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の移動方向の反転時に前記第1及び第2の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする吐水装置。 - 前記第1の導入口を閉じ前記第2の導入口を開けた状態で前記第1及び第2の入水口に流体を供給すると、前記中子は、前記第2の圧力室に向けて移動し、
前記第2の導入口を閉じ前記第1の導入口を開けた状態で前記第1及び第2の入水口に流体を供給すると、前記中子は、前記第1の圧力室に向けて移動することを特徴とする請求項1記載の吐水装置。 - 前記中子の移動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であることを特徴とする請求項1または2に記載の吐水装置。
- 内部に扇状の空間を有するハウジングと、
前記扇状の空間を第1及び第2の圧力室に分割しつつ前記空間内を回動可能とされ、内部に中子内流路を有する中子と、
前記中子内流路に連通し前記ハウジングの外側に至る吐水流路を有する吐水筒体と、
前記第1の圧力室に流体を導入する第1の入水口と、
前記第2の圧力室に流体を導入する第2の入水口と、
前記第1の圧力室から前記中子内流路に流体を導入する第1の導入口と、
前記第2の圧力室から前記中子内流路に流体を導入する第2の導入口と、
前記第1及び第2の導入口の開度を変化させる弁体と、
前記中子の回動方向の反転時に前記第1及び第2の導入口の開度の大小関係を逆転させる制御手段と、
を備えたことを特徴とする吐水装置。 - 前記第1の導入口を閉じ前記第2の導入口を開けた状態で前記第1及び第2の入水口に流体を供給すると、前記中子は、前記第2の圧力室に向けて回動し、
前記第2の導入口を閉じ前記第1の導入口を開けた状態で前記第1及び第2の入水口に流体を供給すると、前記中子は、前記第1の圧力室に向けて回動することを特徴とする請求項4記載の吐水装置。 - 前記中子の回動方向と前記弁体の可動方向とが略同一であることを特徴とする請求項4または5に記載の吐水装置。
- 前記中子の回動方向の反転時に、前記弁体あるいは前記制御手段の少なくともいずれかが前記ハウジングの内壁に当接し、前記当接している部分における内壁と、前記弁体の可動方向と、が略垂直な関係を維持するものとして構成されていることを特徴とする請求項4〜6のいずれか1つに記載の吐水装置。
- 前記制御手段は、前記第1の導入口の開度よりも前記第2の導入口の開度が大なる第1の状態と、前記第2の導入口の開度よりも前記第1の導入口の開度が大なる第2の状態と、を択一的に保持可能としたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載の吐水装置。
- 前記制御手段は、
前記弁体の移動ストロークよりも長いストロークで動作可能であり前記弁体を移動させるスライドバーと、
前記スライドバーをそのストロークの一端または他端に付勢する板ばねと、
を有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載の吐水装置。
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