JP6422749B2 - 吐水装置およびその組立方法 - Google Patents

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Description

本発明は、水栓等に取り付けられる吐水装置、特に、羽根車を内蔵する吐水装置の構造に関する。
洗面台や台所などに設置される水栓(吐水装置)の中には、羽根車を内蔵するものがある。羽根車は、水流によって通水方向を軸として回転し、底面部に形成される通水口から断続的に通水する。羽根車は、通水量を制限することで節水に寄与する一方、断続的通水により独特かつ適度な強度の触感を与える。
特許文献1は、本出願人が過去に提案した羽根車を内蔵するタイプの水栓である。この水栓においては、羽根車を散水板の上で回転させている。散水板または羽根車に突起を設けることにより、羽根車と散水板の摩擦を減らして回転性能を高めている。
特開2014−150822号公報
本発明者らは、特許文献1に記載の水栓構造について再度の検討を行い、水栓に内蔵される部品、特に、羽根車周辺部品の組み立て作業に要する労力をいっそう軽減可能であると想到した。
本発明は、上記課題認識に基づいてなされたものであり、その主たる目的は、羽根車を内蔵する吐水装置についてより組み立て容易な構造を提案することにある。
本発明のある態様の吐水装置は、通水方向を軸方向として回転することにより、水流を断続通過させる羽根車と、羽根車の下流側に位置する散水板部材と、羽根車の上流側に位置し、散水板部材とともに羽根車を収容する水流噴射部材と、を備える。
水流噴射部材および散水板部材の一方は、外周部から延伸する1以上の脚部を有し、水流噴射部材および散水板部材の他方は、外周部に1以上の切欠領域が形成されており、脚部は切欠領域に嵌め込まれる。
水流噴射部材(あるいは散水板部材)の脚部の少なくとも一部が散水板部材(あるいは水流噴射部材)の切欠領域に嵌め込まれるため、水流噴射部材、散水板部材および羽根車の3つの組み合わせ(以下、「羽根車ユニット」とよぶ)をある程度安定した構造物としやすくなる。小さな部品を順次取り付けていくのではなく、羽根車ユニットという組立品を作ってから取り付けるため、組み立て作業に要する労力を軽減しやすくなる。
1以上のスリットと吐水口を有するキャップ部材、を更に備えてもよい。脚部は、キャップ部材のスリットにも嵌め込まれてもよい。
水流噴射部材(あるいは散水板部材)の脚部をスリットに合わせて嵌め込むことで、羽根車ユニットをキャップ部材に簡単に取り付けやすくなる。
散水板部材は、ノズルシートおよびノズルシート押圧部材を含んでもよい。切欠領域はノズルシート押圧部材に形成され、ノズルシートは、キャップ部材の内径面に完全に収容されてもよい。また、ノズルシート押圧部材は、キャップ部材の内径面に完全に収容され、ノズルシート上にその全体が載置されてもよい。
ノズルシートは、弾力性・水密性のある材質により形成されてもよい。また、ノズルシート押圧部材は、ノズルシートよりも剛性のある材質により形成されてもよい。そして、ノズルシートおよびノズルシート押圧部材はいずれも、キャップ部材の側面にひっかかることなくキャップ部材の内径面に完全収容されることが好ましい。このような態様によれば、比較的小さな部品である散水板部材をキャップ部材に収容するときに周方向での位置あわせが不要となるため、組み立て作業に要する労力を軽減しやすくなる。
水流噴射部材および散水板部材の他方は、上面の一部に形成される凹部として、切欠領域が形成されてもよい。水流噴射部材および散水板部材の一方の脚部の先端は、散水板部材の切欠領域に載置されてもよい。
このような態様によれば、水流噴射部材(あるいは散水板部材)の脚部の先端が凹部としての切欠領域に嵌め込まれるため、羽根車ユニットの構造をいっそう安定させやすくなる。
本発明の別の態様は、吐水装置の組立方法である。この方法は、水流噴射部材および散水板部材の一方の外周部に形成された1以上の切欠領域に、水流噴射部材および散水板部材の他方の外周部から延伸する1以上の脚部を嵌めることにより、水流噴射部材および散水板部材に通水方向を軸方向として回転することにより水流を断続通過させる羽根車を収容する羽根車ユニットを組み立てるステップと、羽根車ユニットを、吐水口を有するキャップ部材に収容するステップと、を備える
ある程度安定的な構造である羽根車ユニットを組み立ててから、これをキャップ部材に収容する組み立て方法であるため、水流噴射部材や散水板部材等の小さな部品をキャップ部材に順次収容していくよりも組み立て作業に要する労力を軽減しやすくなる。
本発明によれば、羽根車を内蔵する吐水装置の組み立て作業に要する労力を軽減しやすくなる。
洗面台の正面図である。 洗面台の側面図である。 水栓の外観斜視図である。 水栓の上端部の側断面図である。 本実施形態における吐水装置の断面図である。 本実施形態における吐水装置の分解斜視図である。 羽根車の上面図および側面図である。 水流噴射部材の外観斜視図である。 比較例における吐水装置の分解斜視図である。 比較例におけるノズルシート押圧部材の上面図である。 本実施形態におけるノズルシート押圧部材の上面図である。
図1は、洗面台100の正面図である。図2は、洗面台100の側面図である。
洗面台100は、水栓110および洗面ボール104を含む。洗面ボール104は、支持部材116によって壁面120に取り付けられる。洗面台100の上面は洗面台カバー118によって覆われ、洗面台カバー118の上に水栓110(吐水装置)が取り付けられる。
壁面120から延びる第1給水管122から、電磁弁を内蔵する吐水制御装置106に給水される。吐水制御装置106は電源108から供給される電力により電磁弁を開閉することにより吐水を制御する。電磁弁が開放されると、第1給水管122の水は第2給水管112を経由して水栓110に至る。水栓110から吐き出された水は、洗面ボール104により受けられ、排水管114から排水される。
図3は、水栓110の外観斜視図である。
水栓110の吐水部124は、洗面台100のカウンタ上に露出する。吐水部124は、吐水管140と、吐水管140の付け根から側方に延びる操作盤142を有する。操作盤142のスイッチ144により、後述の人体検知センサ146による人体検知の有無にかかわらず、手動操作によって吐水口148からの吐水を制御できる。
吐水管140の上端部には、円筒形状の吐水口148を含む吐水装置150(パルスシャワー装置)が内蔵されており、吐水部124の更に上端には差し出された手を検知するための人体検知センサ146が内蔵されている。人体検知センサ146により吐水・止水を制御できる。具体的には、人体検知センサ146が手の差し出しを検知すると、吐水制御装置106に検知信号が送られ、電磁弁が開弁し、第2給水管112から水が供給される。
吐水管140の下方には雄ネジ管152が延びる。吐水管140と操作盤142は、雄ネジ管152、ナット154および三角パッキン156により洗面台カバー118上に固定される。雄ネジ管152は、第2給水管112と、人体検知センサ146の検知信号を送信するセンサ信号線158と、操作盤142の操作信号を送信するスイッチ信号線160を内蔵する。センサ信号線158およびスイッチ信号線160は、吐水制御装置106に接続される。吐水管140は、排水管114を開閉するための引き棒162も備える。
図4は、水栓110の上端部の側断面図である。
吐水管140は、上端部に吐水装置150と人体検知センサ146を内蔵する。吐水装置150と人体検知センサ146は、保持部材164により支持される。第2給水管112は保持部材164を介して吐水装置150に連結される。第2給水管112から送られた水は保持部材164から吐水装置150に入り、吐水口148から排出される。
吐水装置150は、円筒形状の内接続部166を有する。内接続部166の外側面のネジ溝が保持部材164の外接続部168の内側面のネジ溝と噛み合うことで、吐水装置150は保持部材164に固定される。吐水口148と保持部材164の間はリング状の弾性シールド部材170によってシールされる。
次に、本実施形態における吐水装置150の構造について説明し、その後に、特許文献1に記載の吐水装置の構造を比較例として説明する。
図5は、本実施形態における吐水装置150の断面図である。図6は、本実施形態における吐水装置150の分解斜視図である。図7は、羽根車174の上面図および側面図である。図8は、水流噴射部材172の外観斜視図である。
吐水装置150は羽根車174を内蔵する。羽根車174の底面部176には8枚の羽根部178が形成され(図6,図7参照)、羽根車174の側面には隣り合う羽根部178の外端部を連結する4枚の側壁180が形成される。より具体的には、図7を参照すると、羽根部178aと羽根部178bを連結する側壁180a、羽根部178cと羽根部178dを連結する側壁180b、羽根部178eと羽根部178fを連結する側壁180c、羽根部178gと羽根部178hを連結する側壁180dが形成される。羽根部178bの外端部と羽根部178cの外端部の間は開放され、羽根部178dの外端部と羽根部178eの外端部の間も開放され、羽根部178fの外端部と羽根部178gの外端部の間も開放され、羽根部178hの外端部と羽根部178aの外端部の間も開放される。このように、羽根車174の側面には開放領域と遮蔽領域(側壁180)が交互に配列されている。
底面部176には2つの通水口182が形成される。具体的には、底面部176においては、羽根部178a、羽根部178b、側壁180aおよび回転軸184の間に通水口182aが形成され(図7参照)、羽根部178e、羽根部178f、側壁180cおよび回転軸184の間に通水口182bが形成される。
羽根車174は、吐水管140から供給される水を羽根部178で受けて、図7の矢印で示す方向に回転する。羽根車174に供給される水は、底面部176で遮蔽されつつ通水口182を通過する。また、一部の水は、羽根車174の側面の開放領域から排出される。羽根車174は水流によって回転し、吐水管140から供給される水は羽根車174の通水口182から断続的に通水される。
ノズルシート186は、弾力性のあるシートであり、複数のノズル190を有する。本実施形態におけるノズルシート186はゴム製である。キャップ部材188は、複数のノズル190に対応する位置に複数の通水孔を有する。ノズル190は、キャップ部材188の通水口に嵌め込まれる(図5参照)。また、キャップ部材188の側面192にはネジ溝が形成されるとともに(図6参照)、3つのスリット194も形成される。
ノズルシート186の上には、ノズルシート186を押さえるためのノズルシート押圧部材196が載せられる。ノズルシート押圧部材196はノズルシート186よりも剛性が高い部材であることが望ましい。本実施形態におけるノズルシート押圧部材196は樹脂製である。ノズルシート押圧部材196にも複数の通水孔が形成される。なお、ノズルシート186とノズルシート押圧部材196をまとめて「散水板部材198」とよぶことにする。ノズルシート押圧部材196とノズルシート186は一体形成されてもよい。
羽根車174の下面には回転突起200が形成され(図5,図7参照)、羽根車174は回転突起200を中心として回転する。羽根車174とノズルシート押圧部材196の接触箇所を回転突起200の頂部に限定することにより、羽根車174とノズルシート押圧部材196の摩擦を減らし、羽根車174の回転性を高めている。いいかえれば、羽根車174は、コマのように回転突起200を回転中心としてノズルシート押圧部材196の上で回転する。
羽根車174の上には水流噴射部材172がかぶせられる。水流噴射部材172の上面には複数の通水孔204が形成される。水流噴射部材172の通水孔204は、水を羽根部178の側面に当てて羽根車174に回転力を付与できるように、斜め方向に開口している。水流噴射部材172は、キャップ部材188のスリット194に嵌め込むための3枚の脚部202を有する。図8は、水流噴射部材172の裏面を示す。脚部202の先端面210は、第1先端面206と第2先端面208から成る段差面となっている。第1先端面206は第2先端面208よりも深く延びる。
図6に示すように、ノズルシート押圧部材196は外周部に3つの切欠領域212を有する。切欠領域212は、ノズルシート押圧部材196の上面の一部を削りとった凹部として形成される。脚部202の先端面210のうち、内周側の第1先端面206はノズルシート押圧部材196の切欠領域212と当接し、外周側の第2先端面208はキャップ部材188と当接する(図5参照)。水流噴射部材172の上からカバー部材214が取り付けられ、カバー部材214の内周にあるネジ溝(図示せず)とキャップ部材188の側面192のネジ溝が噛み合わされる。すなわち、キャップ部材188とカバー部材214により、水流噴射部材172、羽根車174および散水板部材198が収容される。
本実施形態における吐水装置150の典型的な組み立て手順は次の通りである。
(1)羽根車174をノズルシート押圧部材196に載せる。
(2)水流噴射部材172の脚部202をノズルシート押圧部材196の切欠領域212に嵌めることで、水流噴射部材172とノズルシート押圧部材196により羽根車174を収容する。これにより、水流噴射部材172、ノズルシート押圧部材196および羽根車174の組み合わせである「羽根車ユニット216」が作られる。
(3)キャップ部材188にノズルシート186を載せる。ノズルシート186の外径は、キャップ部材188の内径よりも小さいので、ノズルシート186はキャップ部材188に完全に収容される。
(4)羽根車ユニット216をキャップ部材188に収容する。このとき、水流噴射部材172の脚部202をキャップ部材188のスリット194を嵌める。羽根車174の外径はノズルシート押圧部材196の外径よりも小さく、ノズルシート押圧部材196の外径はキャップ部材188よりも小さい。このため、ノズルシート押圧部材196や羽根車174はキャップ部材188にひっかかることなく完全に収容される。したがって、キャップ部材188のスリット194に対して、水流噴射部材172の脚部202のみが位置あわせすればよい。
(5)最後に、カバー部材214をキャップ部材188に取り付ける。
こうしてできた吐水装置150を吐水管140の保持部材164に嵌め込むことで、吐水装置150は吐水管140に固定される。
図9は、比較例における吐水装置150の分解断面図である。
図9は、特許文献1の図4に対応する。本実施形態(図6)との主たる違いは、羽根車218の側壁180の形状と、ノズルシート押圧部材220に切欠領域212ではなく突起部222が形成される点にある。また、比較例においては、羽根車218ではなく、ノズルシート押圧部材220に回転突起200が形成されている。ノズルシート押圧部材220の突起部222は、ノズルシート押圧部材220の下面側に形成され、脚部202の第1先端面206と当接する。
比較例における吐水装置150の典型的な組み立て手順は次の通りである。
(1)キャップ部材188にノズルシート186を載せる。ノズルシート186の外径は、キャップ部材188の内径よりも小さいので、ノズルシート186はキャップ部材188に完全に収容される。
(2)ノズルシート押圧部材220をノズルシート186に載せる。このとき、ノズルシート押圧部材220の突起部222がキャップ部材188のスリット194に嵌まるように周方向の位置あわせを行う。
(3)ノズルシート押圧部材220に羽根車218を載せる。
(4)水流噴射部材172の脚部202をキャップ部材188のスリット194に嵌め込む。
(5)最後に、カバー部材214をキャップ部材188に取り付ける。
比較例の場合、ノズルシート押圧部材220の突起部222をキャップ部材188のスリット194に嵌める必要があるが、通常、ノズルシート押圧部材220は直径2センチメートル程度の小さな部材であるため、突起部222をスリット194に嵌め込む作業は慎重かつ丁寧に行う必要がある。また、突起部222がある面がノズルシート押圧部材220の下面にあたるため、作業者は小さな突起部222の位置を確認して、ノズルシート押圧部材220の上下が逆にならないように注意する必要がある。
これに対して、本実施形態の場合、比較例のようにキャップ部材188に各部材を順番に載せていくのではなく、まず、羽根車ユニット216を組み立てている。水流噴射部材172の脚部202は、ノズルシート押圧部材196の切欠領域212に嵌るため、羽根車ユニット216は水平方向(図5の紙面横方向)に位置決めされ、ある程度安定した構造物となる。ノズルシート押圧部材196は突起を有さず、その外径はキャップ部材188の内径よりも小さいため、ノズルシート押圧部材196とキャップ部材188の周方向の位置あわせは不要である。
しかも、切欠領域212はノズルシート押圧部材196の上面側に形成されるため、ノズルシート押圧部材196の上下を間違えると、水流噴射部材172の脚部202を切欠領域212に嵌めることができない。したがって、羽根車ユニット216を組み立てる作業中に作業者はノズルシート186の上下の間違いに指先で気づくことができる。
まとめると、比較例においては、ノズルシート押圧部材220は突起部222によってキャップ部材188に嵌合され、水流噴射部材172は脚部202によってキャップ部材188に嵌合されるが、ノズルシート押圧部材220と水流噴射部材172は直接的に嵌合はされていない。
これに対して、本実施形態においては、ノズルシート押圧部材196は切欠領域212によって水流噴射部材172と嵌合され、水流噴射部材172は脚部202によってキャップ部材188に嵌合されるが、ノズルシート186とキャップ部材188は直接的に嵌合はされていない。
本実施形態によれば、更に、ノズルシート押圧部材196の成型性も比較例に比べて向上する。
図10は、比較例におけるノズルシート押圧部材220の上面図である。図11は、本実施形態におけるノズルシート押圧部材196の上面図である。
図10、図11は、成型プロセスの違いを説明することが目的であるため、通水孔などは記載していない。ノズルシート押圧部材220を樹脂によって成型するときには、上下から型枠で挟んでノズルシート押圧部材220の鋳型を作り、この鋳型に横から樹脂を注入して固める。樹脂は最外点から注入される。比較例のノズルシート押圧部材220の場合、最外点に位置するのが突起部222であるため、突起部222に対応する部分から樹脂が注入される。この突起部222に余分な樹脂が付着して固まると、余剰樹脂224をペンチで切り落とす必要がある。突起部222は小さいため、余剰樹脂224だけでなく突起部222を切り落としてしまわないように慎重に作業する必要がある。また、突起部222が小さいために樹脂の注入箇所が限定される。
一方、図11に示す本実施形態のノズルシート押圧部材196には突起部がないため、樹脂を注入可能な箇所が広い。このため、余剰樹脂224が付着しにくく、仮に付着しても余剰樹脂224を適切に切り落としやすくなる。
以上、実施形態に基づいて、吐水装置150の構造および組み立て方法を説明した。
本実施形態における吐水装置150は、ノズルシート押圧部材196(散水板部材198)の外周部に3つの切欠領域212を形成し、ここに水流噴射部材172の3つの脚部202を嵌め込む。これにより、ある程度は安定的な構造の羽根車ユニット216を作ってからキャップ部材188にこれを収容できる。ノズルシート押圧部材196をキャップ部材188にひっかけずに収容可能であるため、ノズルシート押圧部材196とキャップ部材188の周方向の位置合わせが不要となる。また、ノズルシート押圧部材196の裏表方向を間違えると脚部202を切欠領域212に嵌め込むことができないので、羽根車ユニット216を作るときにノズルシート押圧部材196の裏表方向の間違いに気づくことができる。更に、ノズルシート押圧部材196を樹脂成型する場合には、小さな突起部分ではなく外周全体から樹脂を注入できるため、ノズルシート押圧部材196の成型性も向上するというメリットがある。
以上、本発明をいくつかの実施の形態をもとに説明した。これらの実施の形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
本実施形態においては、洗面台100に設置される水栓110を対象として説明したが、本実施形態における吐水装置150の構造は、台所の水栓や浴室のシャワー水栓にも応用可能である。本実施形態においては、ノズルシート押圧部材196の上面外周部に凹部状の切欠領域212を形成しているが、ノズルシート押圧部材196の外周部の一部を完全に切り落とした切欠領域212としてもよい。また、本実施形態においては、羽根車174の下流側に切欠領域212を有する散水板部材198を設置し、羽根車174の上流側に脚部202を有する水流噴射部材172を設置している。変形例として、羽根車174の下流側に脚部202を有する散水板部材198を設置し、上流側に切欠領域212を有する水流噴射部材172を設置する構造も可能である。
110 水栓、 124 吐水部、 140 吐水管、 146 人体検知センサ、 148 吐水口、 150 吐水装置、 172 水流噴射部材、 174 羽根車、 176 底面部、 178 羽根部、 180 側壁、 182 通水口、 184 回転軸、 186 ノズルシート、 188 キャップ部材、 194 スリット、 196 ノズルシート押圧部材、 198 散水板部材、 200 回転突起、 202 脚部、 204 通水孔、 212 切欠領域、 214 カバー部材、 216 羽根車ユニット、 218 羽根車、 220 ノズルシート押圧部材、 222 突起部。

Claims (4)

  1. 通水方向を軸方向として回転することにより、水流を断続通過させる羽根車と、
    前記羽根車の下流側に位置する散水板部材と、
    前記羽根車の上流側に位置し、前記散水板部材とともに前記羽根車を収容する水流噴射部材と、を備え、
    前記水流噴射部材および前記散水板部材の一方は、外周部から延伸する1以上の脚部を有し、
    前記水流噴射部材および前記散水板部材の他方は、外周部に1以上の切欠領域が形成されており、
    前記脚部は前記切欠領域に嵌め込まれ
    前記水流噴射部材および前記散水板部材の他方は、上面の一部に形成される凹部として、前記切欠領域が形成されており、
    前記水流噴射部材および前記散水板部材の一方の前記脚部の先端は、前記散水板部材の前記切欠領域である前記凹部の底面に載置されることを特徴とする吐水装置。
  2. 1以上のスリットと吐水口を有するキャップ部材、を更に備え、
    前記脚部は、前記キャップ部材のスリットにも嵌め込まれることを特徴とする請求項1に記載の吐水装置。
  3. 前記散水板部材は、ノズルシートおよびノズルシート押圧部材を含み、
    前記切欠領域は前記ノズルシート押圧部材に形成され、
    前記ノズルシートは、前記キャップ部材の内径面に完全に収容され、
    前記ノズルシート押圧部材は、前記キャップ部材の内径面に完全に収容され、前記ノズルシート上にその全体が載置されることを特徴とする請求項2に記載の吐水装置。
  4. 水流噴射部材および散水板部材の他方の外周部に形成された1以上の切欠領域に、前記水流噴射部材および前記散水板部材の一方の外周部から延伸する1以上の脚部を嵌め込むことにより、前記水流噴射部材および前記散水板部材に通水方向を軸方向として回転することにより水流を断続通過させる羽根車を収容する羽根車ユニットを組み立てるステップと、
    前記羽根車ユニットを、吐水口を有するキャップ部材に収容するステップと、を備え
    前記水流噴射部材および前記散水板部材の他方は、上面の一部に形成される凹部として、前記切欠領域が形成されており、
    前記水流噴射部材および前記散水板部材の一方の前記脚部の先端は、前記散水板部材の前記切欠領域である前記凹部の底面に載置されることを特徴とする吐水装置の組立方法。
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