JP4342894B2 - 吐水端部ユニット - Google Patents

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Description

この発明は水栓設備における吐水ヘッドの吐水口に取り付けられて使用される吐水端部ユニットに関する。
従来、キッチンや洗面室等の水回り衛生設備室には各種の水栓設備が設置されている。
この水栓設備における吐水ヘッドの吐水口には吐水口キャップが取り付けられ、その吐水口キャップによってメッシュその他の整流部材等が保持されるようになっている。
図10はその具体例を示している。
同図において200は吐水ヘッドで、202は吐水ヘッド200に形成された吐水口である。
吐水口202は吐水ヘッド200の下面に且つ下向きに形成されている。またその外周面には雄ねじが形成されている。
204は吐水口キャップで内周面に雌ねじが形成されており、この雌ねじを吐水口202の雄ねじに螺合することによって、かかる吐水口202に取り付けられる。
206は水路を横切る状態で吐水口202に設けられたメッシュ(整流網)で、吐水口202への吐水口キャップ204の取付けによって吐水口202に保持される。
ところで衛生設備室において水栓設備を使用する際、室の主照明装置を点灯させて室全体を照明するようにしているが、このような主照明装置にて室全体を照明した状態の下で吐水口から吐水を行いつつ所定の作業を行う際、手元部分等が必ずしも十分に明るくなく、作業の内容によっては作業がし辛いといった問題が生じていた。
例えば吐水口から吐水を行いつつ鍋等の容器や食器を洗ったりシンクを洗ったりする作業を行うとき、鍋等の容器や食器の底の部分が暗かったり或いはシンクの隅の部分が暗かったりして洗浄作業が行い辛いといった問題が生じていた。
この場合に水栓の吐水ヘッドに照明灯を取り付けて、その照明灯により下方を照明するようになすことが考えられる。
このようにすれば手元に近い位置から照明を行うことができ、吐水口から吐水を行いつつ鍋等の容器や食器或いはシンク等を洗ったりする際、それらを明るく照らし出した状態の下で良好に洗浄作業等を行うことが可能となる。
従来、吐水ヘッドにこのような照明灯を取り付けることも提案されている。
吐水ヘッドにこのような照明灯を取り付けることによって、これに照明機能を付与できる。
または照明灯の点灯によって光による演出効果即ち意匠効果を発揮させることができる。
しかしながら従来提案されている照明機能付きの吐水ヘッドの場合、外部電源を電気配線を延ばして照明灯に接続し、電源供給してこれを点灯させるものであったり、或いは電池を水栓や吐水ヘッドに搭載して、これを電源として照明灯を点灯させるもので、何れも以下のような問題を有していた。
即ち前者の場合には、外部電源からの電源供給のための電気配線工事をしなければならず、施工に手間と時間がかかる問題があり、簡単には吐水ヘッドに照明機能を付与することのできないものであった。
また後者の場合には、電池を搭載する関係上必然的に吐水口周りが大型化してしまい、更にまた定期的に電池交換をしなければならず、ランニングコストが高くなるとともにメンテナンスにも手間がかかる問題があった。
そこで本出願人は水流により発電する発電機能と照明機能、或いは光による演出機能を備えた照明機能付吐水ヘッドを提案している(下記特許文献1)。
図11はその一例を示している。
同図において208は吐水ヘッドで、下部210が透光性の部材にて構成されている。
この下部210の下面には下向きのストレート吐水口212及びシャワー吐水口214が形成されている。
吐水ヘッド208の内部には、更に透光性の環状部材216が配設されている。
そしてこの透光性の環状部材216の上側に複数のLED218が配設されている。
ここで透光性の環状部材216及び下部210は、LED218からの光を下向きに透過させる光路を形成している。
220は水車で、軸222と軸222周りに回転する翼224とを有している。
この水車220にはマグネット226が固設されており、かかるマグネット226が水車220と一体回転するようになっている。
環状部材216には、給水路228からの水を水車220に向けて横向き即ち軸直角方向に供給するための横向きの流入路230が形成されており、更に水車ケースには流入路230からの水を水車ケース内且つ水車220の翼224に向けて横向きに当てるための横孔232が形成されている。
水車ケースにはまた、水車室内の水を水室234に向けて横向きに流出させるための横孔236が形成され、この横孔236から流出した水が水室234を通じてストレート吐水口212或いはシャワー吐水口214から下向きに流出する。
即ちこの例において、吐水ヘッド208の内部には横向きの給水路228からの水流を水車220に直角に当てた上で吐水口212,214から吐水させるための、直角に屈曲した水路が形成されている。
吐水ヘッド208の内部且つ上部には、即ち流入路230,横孔232,水室234等にて形成される水路よりも上側の位置には水密の空間238が形成されており、そこにステータコイル240,制御基板242及びLED218が収容配置されている。
ここで制御基板242には、ステータコイル240から取り出された交流を直流に変換する整流回路その他の回路素子が搭載されている。
またLED218は制御基板242により保持されており、これらLED218が制御基板242を介してステータコイル240に接続されている。
ここでLED218はステータコイル240の外周側の位置に配置されている。
しかしながらこの図11に示すものにおいては、従来既存の水栓設備における吐水ヘッドをそのまま用いることのできないものであって、吐水ヘッドを専用のものとして構成しなければならず、従って従来既存の水栓設備にそのまま照明機能を付与するといったことができない問題がある。
またこの吐水ヘッド208にあっては、内部構造が複雑化し、また吐水ヘッド208自体が大型化せざるを得ない問題がある。
ここでは水車220を回転させるための横向きの流入路230を設けなければならないことから、更にはLED218からの光を吐水ヘッド208の下面まで導いて下向きに放射させるための光路形成用として環状部材216が必要であり、更にはまた水路の上側にステータコイル240やLED218更には制御基板242を収容するための水密の空間238を形成していることから、吐水ヘッド208全体が大型化してしまうのである。
水栓設備にあっては、以上の他に吐水温度その他を光にて表示する表示手段を吐水ヘッドに設けることも考えられるが、この場合においても上記と同様の問題を生ずる。
特開2002−294775号公報
本発明はこのような事情を背景とし、従来既存の水栓設備の吐水ヘッドをそのまま用いてそこに光による表示又は発光に基づく照明機能を付加することが可能であり、しかも外観もコンパクトであって見た目にもすっきりとした、吐水口に取り付けられて使用される吐水端部ユニットを提供することを目的としてなされたものである。
而して請求項1のものは、水栓における吐水ヘッドの吐水口に取り付けられる吐水端部ユニットであって、(イ)該吐水口からの水を内部に流入させる流入口を上端部に有し、下端部に該流入した水を流出させる流出口を有するハウジングと、(ロ)軸と該軸周りに回転する翼とを有し、該軸が該吐水口と同じ軸方向に配向する状態で該ハウジング内部に設けられ、該軸方向の流れで回転する軸流式の水車,該水車の外周部に固設されて該水車と一体回転するマグネット及び該マグネットの外周側に設けられたステータコイルとを有する発電機と、(ハ)該発電機による発電に基づいて光による表示又は発光を行う表示発光手段と、を有しており、且つ前記吐水口及び流入口から前記流出口に向かう水流を通過させる水路が、前記水車を軸方向に通過する状態に設けられているとともに、該水車の外周側において該水車を取り囲むようにドーナツ環状の環状室が水密に設けられていて、該環状室内に前記ステータコイルが該水車と同軸状に収容配置されており、更に前記水車における翼の上流側の前記流入口の側には、外周部に沿って斜孔からなる複数個のノズル孔を有し、前記吐水口からの水を該ノズル孔にて軸周りの噴出流として前記水車の翼に当てるノズル部材が設けてあることを特徴とする。
請求項のものは、請求項1において、前記ハウジングの少なくとも前記表示発光手段の側部に位置する部分、及び前記流出口周りの部分が透光性となしてあることを特徴とする。
発明の作用・効果
以上のように本発明の吐水端部ユニットは、吐水ヘッドの吐水口に取り付けられて使用されるものであり、従って従来既存の水栓設備における吐水ヘッドをそのまま用いて、そこに発電機能と光による表示発光機能とを付加することができる。
また本発明の吐水端部ユニットは、水車として軸流式の水車が用いられているとともに、水車を軸方向に通過する状態で吐水口から流出口に到る水路が形成されており、水車がその水路を通過する軸方向の水流によって回転動作させられる。
即ち図11に示すものと異なって水車を回転させるための横向きの流入路といったものを必要とせず、また水路は吐水口から流出口に到るまで軸方向に直線状となすことが可能であって、図11に示すように水路を複雑に曲がりくねった形状とする必要も無い。
加えて水車の外周側にはドーナツ環状をなす水密室としての環状室が形成されていて、そこにステータコイルを収容するようになしてあるため、吐水端部ユニット自体を従来の吐水口キャップと同等程度ないしこれより僅かに大きい程度のコンパクトな形で構成することが可能となる。
本発明はまた、水車における翼の上流側において吐水口からの水を翼に向けた噴出流とするためのノズル部材を設けており、このようなノズル部材を設けておくことで、水車と同じ軸方向の水流の勢いを水車回転のための力として有効に利用することができる。
本発明においては、表示発光手段をステータコイルとともに上記環状室に収容配置しておくことができる。
またこの表示発光手段はLEDとなしておくことができる。
本発明では、このLEDを環状室内において上記ステータコイルに対し軸方向に直線状に並ぶように、その軸方向の異なった位置に且つ上記流出口側に配置することができ、このようにすることでLEDをステータコイルに対し径方向の異なった位置に配置した場合に比べて吐水端部ユニットを径方向にコンパクト化することができる。
また本発明では、LEDをステータコイルに対し流出口に近い位置に配置することで、図11に示す光路形成部材としての環状部材216のようなものも不要となし得、これに基づいて吐水端部ユニットにおける軸方向の寸法も小型化することが可能となる。
即ちLEDを流出口の直近位置に配置することが可能となって、LEDからの光を効率的に外部に放射することが可能となる。
本発明では、LEDをステータコイルに対し制御基板を介さないで直接接続することができる
このようにすれば、制御基板を用いないことからその制御基板配設のためのスペースを削減でき、これにより吐水端部ユニットを更にコンパクト化することができ、また必要な部品点数を少なくすることができる。
次に請求項は、ハウジングの少なくとも表示発光手段の側部に位置する部分、及び流出口周りの部分を透光性となしたもので、このようになしておくことにより表示発光手段からの光をその流出口周りの透光性の部分を通じて外部に放射することができる。
本発明では、吐水口に設けてあるねじに対し、ねじ結合でハウジングを吐水口に連結する連結手段を吐水端部ユニットに備えておくことができる。このようにすれば、その連結手段によって既存の水栓設備における吐水口に対し簡単に吐水端部ユニットを取り付けることができる。
この場合においてその連結手段は、ハウジングに一体に形成しておくこともできるが、これをハウジングとは別体に構成しておくことができる。
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図1において、10は壁Wに設置された水栓設備で、12は水栓本体、14は操作部である。
この実施形態において、水栓設備10はシングルレバー式のものであって、操作部14はレバー操作部とされており、この操作部14を左右回転操作することによって吐水の温度調節が行われ、また操作部14を上下回動操作することによって吐水量が調節されるようになっている。
水栓本体12からは吐水管16が前方に延び出しており、その先端部の吐水ヘッド18に、本実施形態の吐水端部ユニット20が取り付けられている。
図3に吐水端部ユニット20の構成が具体的に示してある。
図3において、22は吐水ヘッド18の下面に下向きに形成された吐水口で吐水ヘッド18から下向きに突出しており、図5にも示しているようにその突出した部分の外周面に雄ねじが形成されている。
26は吐水端部ユニット20におけるハウジングで、ここでは第1部材28と第2部材30と第3部材32とに分割されており、それらが互いに組み付けられることによってハウジング26が構成されている。
ここで第2部材30と第3部材32とは何れも透光性の樹脂にて構成されている。
ハウジング26には、その上端部に吐水口22からの水を内部に流入させる流入口34が形成されており、また下端部には内部に流入した水を外部に流出させる流出口が形成されている。
この例において、流出口は多数の小孔36からなるシャワー孔38とされている。
ハウジング26の内部には水車室40が形成されていて、そこに軸流式の水車42が回転可能に収容されている。
水車42は、軸44と軸44の周りに回転する複数の翼(羽根)46とを有している。
翼46の図中上側、即ちその上流側である流入口34の側には吐水口22からの水を翼46に向けての噴出流となすノズル部材48が固定状態に設けられている。
このノズル部材48の中心部には支持部50が設けられていて、その支持部50により水車42における軸44の上端部が支持されている。
一方水車42の図中下側には支持プレート52が設けられており、その支持プレート52の中心部の支持部54により軸44の下端部が支持されている。
ここで支持プレート52には、水流を通過させる開口56が周方向に沿って複数設けられている。これら開口56は軸44周りに円弧状をなす形状とされている。
水車42はまた円筒部58を有しており、その円筒部58の外周面にリング状をなすマグネット60が円筒部58と一体回転する状態、即ち水車42と一体回転する状態に固設されている。
この円筒部58の内側には、吐水口22及び流入口34からシャワー孔38に向かう水流を通過させる水路62が形成されている。
ここで水路62は、マグネット60の内側においてかかるマグネット60及び水車42を吐水口22と同じ軸方向に貫通する形態で形成されている。
尚、ノズル部材48の上側にはドーナツ環状をなすメッシュ63が配置されている。
上記ノズル部材48は、図6に示しているように円形のプレート状をなしており、外周面においてハウジング26の上端部内周面に嵌合固定されている。
このノズル部材48にはまた、外周部に沿って複数個のノズル孔64が設けられている。
これらノズル孔64は斜孔とされており(図6(B)参照)、流入口34からの水をそれらノズル孔64によって軸周りの噴出流となしてこれを水車42における翼46に当て、水車42を効率高く回転させるようになっている。
尚、水車42は軸44が固定状態にあって、その軸44の周りを翼46がこれに固設されたマグネット60とともに回転運動する。
上記ハウジング26は、図3に示しているようにその上端部がねじリング(連結手段)66によって吐水口22に連結されている。
このねじリング66は上端部に内向きのフランジ部68を有していて、そのフランジ部68の内周面に雌ねじが形成されている。また下端部の内周面にも雌ねじが形成されている。
そしてこの下端部の雌ねじにおいて、ハウジング26具体的には第1部材28の上端部外周面の雄ねじが螺合し、またフランジ部68の内周面の雌ねじにおいて、ねじリング66が吐水口22の外周面の雄ねじに螺合即ちねじ結合されている。
尚ハウジング26と吐水口22との間はシール材70によって水密にシールされている。
ハウジング26における第1部材28には、図4,図5に示しているように外筒72の内側に内筒74が形成されており、それらが上壁部75にて互いに連結されている。
一方第3部材32においても外筒76の内側に内筒78が設けられていて、それらが下壁部80にて互いに連結されている。
而して第1部材28における内筒74の下端部には内周面に雌ねじが、また第3部材32における内筒78には外周面に雄ねじがそれぞれ形成され、そしてそれら雌ねじと雄ねじとが互いにねじ結合されて第1部材28と第3部材32とが一体化されている。
この第3部材32にはまた、外筒76の外周面に雄ねじが形成されており、この雄ねじが第2部材30の内周面に形成された雌ねじにねじ結合され、以って第3部材32と第2部材30とがねじ結合により一体化されている。
即ちそれらのねじ結合により第1部材28と第2部材30及び第3部材32が一体化されている。
図3に示すように上記第1部材28と第3部材32とは、第1部材28における外筒72,内筒74及び上壁部75と、第3部材32における外筒76,内筒78と下壁部80とで囲まれたドーナツ環状且つ水密の環状室82を水車42及びマグネット60の外周側に且つこれを取り囲む形態で形成しており、そしてその環状室82内部にステータ84と複数のLED、ここではLED-1とLED-2の2つのLEDが収容配置されている。
尚第1部材28と第3部材32との間は、外周側のシール材86と内周側のシール材88とによって水密にシールされており、これらシール材86,88によって環状室82全体が水密室とされている。
ステータ84は、ヨーク90と、ボビン92と、ボビン92の外周面に巻き付けられたステータコイル94とを有している。
ここでヨーク90は、図7に示しているように上部90-1と下部90-2とが別体とされていて、それらが上下に組み合わされている。
本実施形態において、LED-1,LED-2は図3,図8に示しているようにそれぞれステータコイル94に対して軸方向に直線状に並ぶようにして環状室82内部に配置されている。
またここでは各LED-1,LED-2のそれぞれは制御基板を介さないでステータコイル94に直接接続されている。
尚この例においてLED-1,LED-2はそれぞれ図9に示しているように水車42,マグネット60,ステータコイル94を含むステータ84等からなる発電機96に対し互いに並列接続されている。
但しLED-1とLED-2とはそれぞれその接続の向きが逆方向とされている。
その結果として、ここでは発電機96からの交流出力に対しLED-1の点灯時にはLED-2が消灯状態となり、またLED-2が点灯状態のときにはLED-1は消灯状態となる。即ちそれらLED-1とLED-2が交互に点灯する。
ここでは2個のLEDを用いているが、場合によって4個或いは6個等の2個よりも多い偶数個でLEDを設けておくことも可能である。
尚LED-1,LED-2は、それぞれステータコイル94に対し流出口即ちシャワー孔38に近い位置に配置されている。
本実施形態においては、水栓設備10における操作部14を上下に回動して開操作すると給水源からの水(湯或いは水と湯の混合水を含む)が吐水管16を流通してその先端の吐水ヘッド18の吐水口22から、吐水端部ユニット20のハウジング26内部に流れ込む。具体的には流入口34からハウジング26内部に流れ込む。
その際、吐水口22からの水はノズル部材48によって各ノズル孔64において噴出流となって水車42の翼46に当り、これを勢い良く回転させる。
そして翼46を回転させた水はそのまま軸方向の水路62を通過して、シャワー孔38から下向きに勢い良くシャワー水として噴出される。
吐水端部ユニット20における発電機96は水車42の回転に伴って発電を行い、そしてそこでの発電によってLED-1,LED-2が点灯せしめられる。
そしてLED-1,LED-2からの光は透光性の樹脂にて構成された第3部材32,第2部材30を透過して吐水端部ユニット20の外部に放射される。
そしてこのLED-1,LED-2による点灯に基づいて吐水端部ユニット20周辺部分が明るく照明される(図2参照)。
或いはまたそのLED-1,LED-2の点灯により、その光による演出効果によって吐水端部ユニット20周りに良好な雰囲気がかもし出される。
以上のような本例の吐水端部ユニット20によれば、従来既存の吐水口22に簡単に発電機能と照明機能とを付加することができる。
また本例の吐水端部ユニット20では、水車42が軸方向の水路62を通過する水流によって回転動作させられるため、従来のような横向きの流入路といったものを必要とせず、水路62は吐水口22から流出口に到るまで軸方向に直線状となすことができ、水路62を複雑に曲がりくねった形状とする必要が無い。
更に水車42の外周側にはドーナツ環状をなす水密室としての環状室82が形成されていて、そこにステータコイル94とLED-1,LED-2とを収容するようになしてあるため、吐水端部ユニット20自体を従来の吐水口キャップと同等程度ないしこれより僅かに大きい程度のコンパクトな形で構成することができる。
更に本例においては、上記LED-1,LED-2を環状室82内においてステータコイル94に対し軸方向に直線状に並ぶように配置してあるため、LED-1,LED-2をステータコイル94に対し径方向の異なった位置に配置した場合に比べ、吐水端部ユニット20を径方向にコンパクト化することができる。
またLED-1,LED-2をステータコイル94に対し流出口に近い位置に配置していることから光路形成部材を不要となし得、これに基づいて吐水端部ユニット20における軸方向の寸法を小型化することができる。またLED-1,LED-2を流出口の直近位置に配置しているため、LED-1,LED-2からの光を効率的に外部に放射することができる。
また本例では、LED-1,LED-2をステータコイル94に対し制御基板を介さないで直接接続するようになしてあるので、制御基板配設のためのスペースを削減でき、これにより吐水端部ユニット20を更にコンパクト化することができ、また必要な部品点数を少なくすることができる。
以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記LEDに代えて液晶その他の表示発光手段を設けることも可能であるし、また吐水ヘッド18の吐水口22が雌ねじを有するものである場合、吐水端部ユニット20におけるねじリング66として、それとのねじ結合用の雄ねじを有するものを用いることで、支障無くそのような吐水口22に対しても吐水端部ユニット20をねじ結合して取り付けることができる。
更に上記例示した水栓設備はあくまで一例であって、他の様々な形態の水栓設備に対して本発明の適用が可能であるなど、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
本発明の一実施形態の吐水端部ユニットを水栓設備とともに示す図である。 図1の吐水端部ユニットを吐水ヘッドとともに拡大して示す外観図である。 同実施形態の吐水端部ユニットの内部構造を組付状態で示す図である。 同実施形態の吐水端部ユニットを各部材に分解して示す側面断面図である。 同実施形態の吐水端部ユニットを各部材に分解して示す斜視図である。 同実施形態の吐水端部ユニットにおけるノズル部材と周辺部を拡大して示す図である。 同実施形態の吐水端部ユニットにおけるステータを構成部材に分解して示す斜視図である。 図7におけるステータコイルとボビン,LEDを組付状態で示す図である。 同実施形態におけるLEDと発電機との接続関係を示す図である。 従来の水栓設備における吐水口と周辺部の構成を示す図である。 従来公知の照明機能付の吐水ヘッドの例を示す図である。
10 水栓設備
18 吐水ヘッド
20 吐水端部ユニット
22 吐水口
26 ハウジング
34 流入口
38 シャワー孔(流出口)
42 水車
44 軸
46 翼
48 ノズル部材
60 マグネット
62 水路
66 ねじリング(連結手段)
82 環状室
94 ステータコイル
96 発電機

Claims (2)

  1. 水栓における吐水ヘッドの吐水口に取り付けられる吐水端部ユニットであって、
    (イ)該吐水口からの水を内部に流入させる流入口を上端部に有し、下端部に該流入した水を流出させる流出口を有するハウジングと
    (ロ)軸と該軸周りに回転する翼とを有し、該軸が該吐水口と同じ軸方向に配向する状態で該ハウジング内部に設けられ、該軸方向の流れで回転する軸流式の水車,該水車の外周部に固設されて該水車と一体回転するマグネット及び該マグネットの外周側に設けられたステータコイルとを有する発電機と
    (ハ)該発電機による発電に基づいて光による表示又は発光を行う表示発光手段と
    を有しており、且つ前記吐水口及び流入口から前記流出口に向かう水流を通過させる水路が、前記水車を軸方向に通過する状態に設けられているとともに、該水車の外周側において該水車を取り囲むようにドーナツ環状の環状室が水密に設けられていて、該環状室内に前記ステータコイルが該水車と同軸状に収容配置されており、
    更に前記水車における翼の上流側の前記流入口の側には、外周部に沿って斜孔からなる複数個のノズル孔を有し、前記吐水口からの水を該ノズル孔にて軸周りの噴出流として前記水車の翼に当てるノズル部材が設けてあることを特徴とする吐水端部ユニット。
  2. 請求項1において、前記ハウジングの少なくとも前記表示発光手段の側部に位置する部分、及び前記流出口周りの部分が透光性となしてあることを特徴とする吐水端部ユニット。
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