吐水装置
【課題】使用者の好みなどに応じて回動動作の角度範囲を変えることができる吐水装置を提供する。
【解決手段】吐水装置１００において、ハウジング１０２の内部に扇形の空間を形成し、この扇形の空間内に、中子を設ける。中子は、吐水筒体１８０を中心として回動可能に設ける。そして、２つの入水口１１２、１１４に水を供給することにより、中子に往復回動運動させ、これにより、吐水筒体１８０を回動させて、吐水角度を所定の角度範囲内で反復的に変化させる。このとき、吐水装置１００に終端調節手段２００を設けることにより、中子の回動域を規制する。これにより、吐水角度範囲を任意に調節することができる。
【解決手段】吐水装置１００において、ハウジング１０２の内部に扇形の空間を形成し、この扇形の空間内に、中子を設ける。中子は、吐水筒体１８０を中心として回動可能に設ける。そして、２つの入水口１１２、１１４に水を供給することにより、中子に往復回動運動させ、これにより、吐水筒体１８０を回動させて、吐水角度を所定の角度範囲内で反復的に変化させる。このとき、吐水装置１００に終端調節手段２００を設けることにより、中子の回動域を規制する。これにより、吐水角度範囲を任意に調節することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水装置に関し、特に、シャワーノズルや散水ノズルなどの吐水方向を反復的に変化させる自動往復動作を可能とした吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リラクゼーションや美容健康増進などを目的としたシャワーシステムや吐水・噴霧システムのニーズが高まっている。これらの用途においては、例えば、旋回流などを利用して数１０ヘルツ以上の比較的高速で水流を変調させることにより、マッサージ効果などを促進するアプローチがある。また一方、例えば数ヘルツ以下の比較的ゆっくりとした速度でシャワーノズルなどの吐水位置や吐水方向を反復的に変化させると、例えば人体の所定範囲に均一に吐水を噴射してリラクゼーション効果などを促進することが可能である。
【０００３】
同様のニーズは、民生用機器、産業用途あるいは農林用途などにおいても広く存在し、洗浄、リンス、冷却、加湿、前処理、育成などの多種多様な目的のために、ゆっくりとした往復動作が必要とされている。
【０００４】
往復動作のために、モータやソレノイドなどの電動手段を用いることも可能であるが、浴室などで吐水させるシステムに搭載するためには、電源の確保や、感電や漏電などに対する対策が必要とされ、コストや信頼性の点でも解決すべき課題が多い。
【０００５】
これに対して、往復動作を水力により実現できれば、電気や潤滑オイルなどが不要となり、初期コスト、ランニングコスト、信頼性、メンテナンス性などの多くの観点で、改善が期待できる。
【０００６】
上下往復動作を可能としたシャワー装置として、ピストンと４方弁とを組み合わせたものが開示されている（特許文献１）。このシャワー装置は、シリンダー内に設けられたピストンを水圧により上下動作させ、ワイヤーを介してシャワーヘッドを上下に移動させる。ピストンの上下動作の切替は、シリンダーに対する給水流路を４方弁により切り替えることにより実施される。
【０００７】
しかし、このシャワー装置の場合、シリンダーと４方弁とが別体として設けられ、システムが大型且つ複雑である。また、流路が長くなるために、圧力損失が大きく、吐水力が低下するという点でも改善の余地がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１３４１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、この問題に対して、新規な発想に基づき、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な回動動作を可能にした吐水装置を発明した。
一方、このように反復的な回動運動を可能にした吐水装置の実際の使用態様を考えると、例えば、シャワーや水流マッサージなどを実施する時、使用者の体格や好みになど応じて回動動作の角度範囲を変えることができると、使用者の満足感が向上する。
また、このような吐水装置を工場などの洗浄装置として使用する場合には、被洗浄物である製品の大きさに応じて、吐水角度範囲を調整できると、無駄な吐水が減り、効率のよい洗浄及び高い節水効果を得ることができる。
【００１０】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、使用者の好みなどに応じて回動動作の角度範囲を変えることができる吐水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
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、
前記中子がその回動域における前記第１の圧力室側の端部に到達したときに、前記第１の圧力室内の圧力を前記第２の圧力室内の圧力よりも高くし、前記中子がその回動域における前記第２の圧力室側の端部に到達したときに、前記第２の圧力室内の圧力を前記第１の圧力室内の圧力よりも高くするように、前記弁体を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更する制御手段と、
前記中子の回動域を規制し、規制された回動域の端部において前記制御手段を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更させる終端調節手段と、
を備えたことを特徴とする吐水装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な回動動作を可能とし、さらに使用者の好みに応じて回動動作の角度範囲を変えることができる吐水装置を提供することができ、産業上のメリットは多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る吐水装置を例示する模式図である。
【００１４】
本実施形態にかかる吐水装置１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２から突出した吐水筒体１８０と、を有する。そして、ハウジング１０２における吐水筒体１８０が突出している面に対して直交する面には、終端調節手段２００が設けられている。そして、吐水筒体１８０の中には吐水流路１８２が設けられ、吐水筒体１８０の先端から吐水が得られる。ハウジング１０２内には扇状のハウジング空間が形成されており、このハウジング空間内に、中子（なかご）が回動運動可能に設けられている。吐水筒体１８０は、この中子の回動中心から中子の回動軸に沿って引き出されている。
【００１５】
ハウジング１０２には、吐水筒体１８０が突出している面に対して直交する一面に、２つの入水口１１２、１１４が設けられている。これら入水口１１２、１１４には、給水管７００から入水経路が並列に接続されている。即ち、給水管７００は、太さ及び長さが等しい２本の支管に二叉に分岐しており、これらの支管はそれぞれ入水口１１２及び１１４に接続されている。また、給水管７００における分岐位置よりも上流側には、給水バルブ６００が設けられている。給水バルブ６００は、給水管７００内を流通する流体の流量を調整するものである。給水管７００に設けられた給水バルブ６００を開くと、給水配管７００から水などの流体Ｗがこれら入水口１１２、１１４にほぼ同圧に供給される。これにより、矢印Ｍで表したように、吐水筒体１８０をその中心軸を回動軸として往復回動運動をさせながら、吐水流路１８２から吐水を吐出させることができる。従って、ハウジング１０２を固定し、吐水筒体１８０の先端にノズルやシャワーヘッドなどを設ければ、吐水方向が反復的に変化する吐水装置として利用できる。
【００１６】
そして、本実施形態においては、終端調節手段２００を設けることにより、吐水筒体１８０の往復運動のストロークを調整することができる。なお、図１に示す例では、終端調節手段２００は、扇状のハウジング空間の片側、すなわち、ハウジング１０２における入水口１１４側の領域にしか設けられていないが、後で具体例を挙げて説明するように、終端調節手段２００は、扇状のハウジング空間の両側、すなわち、入水口１１４側の領域及び入水口１１２側の領域の双方に設けられていてもよい。
【００１７】
次に、本実施形態に係る吐水装置を実現するための具体例について説明する。
先ず、第１の具体例について説明する。
本具体例は、終端調節手段２００として、ハウジングの側壁からハウジング空間内に突出可能に設けられた可変終端２０１が設けられた例である。また、この可変終端は、ハウジング１０２の一方の入水口側、すなわち、扇状のハウジング空間の片側のみに設けられている。
【００１８】
図２は、第１の具体例の吐水装置を例示する斜視図であり、
図３は、第１の具体例の吐水装置の斜視断面図であり、
図４（ａ）は、第１の具体例の吐水装置を底面側から見た斜視図であり、（ｂ）はその斜視断面図であり、
図５は、第１の具体例の吐水装置を側方から見た断面図であり、
図６は、図５に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
図７は、第１の具体例の吐水装置における主弁及びスライドバーを例示する斜視図である。
また、図８（ａ）及び（ｂ）は、第１の具体例の吐水装置における終端調節手段の動作を示す断面図であり、（ａ）は終端調節手段としての可変終端がハウジング空間内に突出していない状態を示し、（ｂ）は、可変終端がハウジング空間内に突出している状態を示す。
なお、図２乃至図７においては、説明の便宜上、可変終端の図示を省略している。
【００１９】
本具体例に係る吐水装置１００においては、ハウジング１０２が設けられている。ハウジング１０２は、枠状のハウジング本体１０３の両側に、ハウジング蓋１０４及び１０５がそれぞれ連結されて、内部が中空になるように形成されている。また、ハウジング１０２の一方の側、すなわち、ハウジング蓋１０４が配置されている側からは、ハウジング蓋１０４を貫通して吐水筒体１８０が突出している。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、その先端は開口しており、吐水口となっている。後述するように、ハウジング１０２に設けられた入水口１１２、１１４に水を導入すると、吐水筒体１８０がその中心軸を回動軸として、矢印Ｍの方向に往復回動運動する。
【００２０】
次に、吐水装置１００の内部構造について説明する。
図３乃至図６に示すように、ハウジング本体１０３及びハウジング蓋１０４、１０５により形成される扇状のハウジング空間に、中子本体１２１と中子蓋１２２とからなる中子１２０が吐水筒体１８０を中心軸として回動可能に収容されている。すなわち、中子１２０は、ハウジング１０２内を貫通する吐水筒体１８０に連結され、扇状のハウジング空間内を第１の圧力室１１６と第２の圧力室１１８とに分割して回動する。なお、図６においては、中子１２０から見て第１の圧力室１１６が図示の向かって右側に配置され、第２の圧力室１１８が図示の向かって左側に配置されている。これに基づき、以下、説明の便宜上、中子１２０から見て圧力室１１６側を単に「右側」ともいい、圧力室１１８側を単に「左側」ともいう。
【００２１】
これら圧力室１１６、１１８のそれぞれには、入水口１１２、１１４からそれぞれ水が導入される。中子１２０とハウジング１０２の内壁との摺動部には、液密を維持しつつ摺動を円滑にするためのシール１２７が設けられている。また、吐水筒体１８０とハウジング１０２との摺動部にも、同様の目的でシール１２６が設けられている。これらシール１２７、１２６の材料も、液密を維持しつつ摺動を円滑にするものであり、例えば、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＰＯＭ（ポリアセタール）などを用いることができる。なお、ここでいう「液密」とは、第１の圧力室１１６及び第２の圧力室１１８（以下、「左右の圧力室」ともいう）間に圧力差を生じさせるに足る状態を確保できればよい。
【００２２】
次に、中子１２０の構造について説明する。
中子１２０の内部には、中子内流路１２４が形成されており、この中子内流路１２４は、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２に連通している。また、中子１２０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、弁体としての主弁１４２、１４４が設けられている。主弁１４４が中子１２０から離れる方向に移動すると、導入口１３４が開かれ、主弁１４２が中子１２０から離れる方向に移動すると、導入口１３２が開かれる。
【００２３】
図７に示すように、左右の主弁１４２、１４４は連結棒１４９により連結され、中子本体１２１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、主弁１４２、１４４は、中子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、水路を形成する。
【００２４】
また、吐水装置１００には、主弁１４２、１４４の動作を制御する制御手段が設けられている。後述するように、制御手段は、スライドバー１４６、１４８及び板ばね１６０により構成されている。制御手段は、中子１２０がその回動域における圧力室１１６側の端部に到達したときに、圧力室１１６内の圧力を圧力室１１８内の圧力よりも高くし、中子１２０がその回動域における圧力室１１８側の端部に到達したときに、圧力室１１８内の圧力を圧力室１１６内の圧力よりも高くするように、主弁１４２及び１４４を作動させて導入口１３２及び１３４の開度を変更するものである。すなわち、圧力室１１６内の圧力と圧力室１１８内の圧力とが等しくなる状態を挟んで、圧力室１１６及び１１８内の圧力の大小関係が逆転するように、導入口１３２及び１３４の開度を変更させるものである。
【００２５】
より具体的には、制御手段は、中子１２０がその回動域における圧力室１１６側の端部に到達したときに、圧力室１１６から中子内流路１２４までの流路抵抗が、圧力室１１８から中子内流路１２４までの流路抵抗よりも大きくなるように、主弁１４２及び１４４を作動させて導入口１３２及び１３４の開度を変更し、中子１２０がその回動域における圧力室１１８側の端部に到達したときに、圧力室１１８から中子内流路１２４までの流路抵抗が、圧力室１１６から中子内流路１２４までの流路抵抗よりも大きくなるように、主弁１４２及び１４４を作動させて導入口１３２及び１３４の開度を変更する。
【００２６】
なお、本明細書において、導入口の「開度」とは、導入口と弁体との間を流れる水の流路抵抗を決定するパラメータであるものとする。例えば、図６に表した状態においては、導入口１３２と主弁１４２との間に形成される流路の流路抵抗は、導入口１３４と主弁１４４との間に形成される流路の流路抵抗よりも大きい。この場合、導入口１３２の開度は、導入口１３４の開度よりも小さいものとする。また、中子１２０の回動域とは、吐水装置１００を作動させたときに中子１２０が実際に回動する空間をいう。また、回動域の端部とは、中子１２０の回動方向における端部をいう。
【００２７】
次に、制御手段の具体的な構成について説明する。上述の如く、制御手段は、スライドバー１４６、１４８及び板ばね１６０により構成されている。板ばね１６０は、その両端が相互に近づく方向に押圧された状態で中子本体１２１に支持されており、その中央部が圧力室１１６側（右側）に凸になるように湾曲した状態及び圧力室１１８側（左側）に凸になるように湾曲した状態の２つの状態が安定状態となる。また、スライドバー１４６、１４８は、主弁１４２、１４４を同軸状に貫通し、板ばね１６０を挟んで相互に連結されている。スライドバー１４６、１４８の長さは主弁１４２、１４４の長さよりも長く、このため、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。
【００２８】
導入口１３２、１３４の開度を変化させる主弁１４２、１４４の動作は、スライドバー１４６、１４８により決定される。すなわち、図３及び図５に示すように、左右のスライドバー１４６、１４８は圧縮された板ばね１６０をはさんで連結され、板ばね１６０の湾曲方向に応じて右端あるいは左端に向けた付勢力を受ける。これにより、スライドバー１４６、１４８は、板ばね１６０に付勢されて中子に対して相対的に移動し、このスライドバー１４６、１４８の移動により、主弁１４２、１４４も中子に対して相対的に移動し、導入口１３２、１３４を全開状態あるいは全閉状態のいずれかに択一的に制御する。
【００２９】
そして、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、吐水装置１００には、可変終端２０１が設けられている。可変終端２０１は、仮想的な円２０３の一部に沿って延びる湾曲した柱状の形状を有しており、ハウジング１０２の側壁に挿通されており、この側壁に対してスライドすることにより、円２０３に沿って移動可能とされている。これにより、図８（ａ）に示すように、可変終端２０１がハウジング１０２から外側に延出し、ハウジング空間内に突出していない「外位置」と、図８（ｂ）に示すように、可変終端２０１がハウジング空間内に押し込まれ、ハウジング空間内に突出した「内位置」との間で、可変終端２０１の位置を任意に選択することができる。
【００３０】
また、円２０３の中心は、中子１２０の回動中心、すなわち、吐水筒体１８０の中心と一致しており、円２０３は、スライドバー１４６、１４８の先端部を通過する。これにより、中子１２０がその回動域における可変終端２０１側の端部に到達したときに、スライドバー１４６の先端が可変終端２０１の先端に当接する。
【００３１】
更に、可変終端２０１におけるスライドバーと当接する端面は、図８（ａ）に示すように、可変終端２０１が「外位置」にあるときに、ハウジング１０２の内壁面と同一平面をなすように傾斜している。これにより、スライドバー１４６の先端が可変終端２０１の先端に当接するときに、可変終端２０１の端面がスライドバーが延びる方向に対してほぼ垂直となる。すなわち、当接角度がほぼ垂直になる。また、このような構造とすることで、可変終端２０１が「内位置」にあるときにも、可変終端２０１とスライドバー１４６とをほぼ垂直に当接させることができる。
【００３２】
更にまた、ハウジング１０２の側壁における可変終端２０１に接する部分には、可変終端２０１の摺動性を確保しつつ、液密性を担保するために、シール機構２０４が設けられている。シール機構２０４としては、例えば、ゴムや樹脂などからなるＯ（オー）リングなどを設けることができる。ただし、シール機構２０４は必要に応じて設ければよく、例えば、ハウジング１０２と可変終端２０１との間に設ける摺動手段などによりハウジング１０２内の液密が確保されるのであれば、特に設ける必要はない。
【００３３】
更にまた、可変終端２０１には、可変終端２０１がハウジング１０２の内側又は外側に脱落しないようなロック機構（図示せず）が設けられている。また、可変終端２０１には、使用者による可変終端２０１の位置の調節を容易にするための把持機構（図示せず）が設けられている。ロック機構及び把持機構は、１つの突起部により兼用されていてもよい。
【００３４】
以下、本具体例の吐水装置の動作について説明する。
先ず、本具体例の吐水装置における可変終端以外の部分の動作について説明する。
図９（ａ）乃至（ｃ）は、本具体例の吐水装置の動作を説明するための模式図である。なお、図９（ａ）乃至（ｃ）においては、便宜上、可変終端は図示を省略している。
【００３５】
まず、図９（ａ）は、スライドバー１４６、１４８が板ばね１６０の作用により向かって左側に向けて付勢された状態を表す。この時、主弁１４２、１４４もスライドバー１４６により左側に向けて付勢されるので、導入口１３２は閉じ、導入口１３４が開いた状態が形成される。
【００３６】
この状態で入水口１１２、１１４にほぼ同圧に水を供給すると、矢印Ａ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、矢印Ｄで表したように吐水流路１８２を介して流出する。これに対して、矢印Ｂ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い。このため、圧力室１１６の圧力は圧力室１１８の圧力よりも高くなる。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、中子１２０は矢印Ｍの方向に押されて回動する。
【００３７】
なお、中子１２０が矢印Ｍの方向に回動すると、圧力室１１６の容積が増大し、その分だけ圧力室１１８の容積が縮小する。このため、矢印Ｂの経路による圧力室１１６への水の流入量の分、圧力室１１８内の水も押し出され、流路１８２から流出する水の吐水量に含まれることとなる。
【００３８】
そしてさらに中子１２０が回動を続け、スライドバー１４８がハウジング１０２の内壁に当接し、中子１２０に対して押されると、板ばね１６０の湾曲方向が反転し、図９（ｂ）に表したように、スライドバー１４６、１４８は、反対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も右側（向かって時計回り方向）に移動する。すなわち、導入口１３２が開き、導入口１３４が閉じる。
【００３９】
図９（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１１２から圧力室１１６に導入された水は、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、矢印Ｄで表したように吐水流路１８２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１１４から圧力室１１８に導入された水は、導入口１３４が閉じているために流出経路がない。その結果として、圧力室１１６、１１８に圧力差が生じ、中子１２０は矢印Ｍで表したように右側に向けて回動を開始する。
【００４０】
中子１２０がさらに回動すると、図９（ｃ）に表したように、スライドバー１４６がハウジング１０２の内壁に当接する位置まで移動する。この状態からさらに中子１２０が回動し、スライドバー１４６が中子１２０に対して押されることにより、板ばね１６０の湾曲方向が反転して、反対側に付勢される。すると、図９（ａ）に表した状態と同様に、導入口１３２が閉じて導入口１３４が開いた状態となり、中子１２０は左側に向けて回動を開始する。
【００４１】
次に、本具体例における制御手段の作用についてさらに詳しく説明する。
図１０（ａ）乃至（ｄ）は、本具体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、図１０（ａ）は、板ばね１６０が向かって右側が凸になるよう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。
【００４２】
この状態で中子１２０が向かって右側に回動していくと、同図（ａ）に表したようにハウジング１０２の内壁にスライドバー１４８が当接する。中子１２０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１２０はさらに右に回動し、図１０（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１２０とスライドバー１４８との相対位置を変化させ、中子１２０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１２０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。
【００４３】
この後、中子１２０がさらに回動することにより、中子１２０に対してスライドバー１４８がさらに押されると、図１０（ｃ）に表したように、板ばね１６０の湾曲方向が左側に反転を開始し、スライドバー１４６、１４８を左側に付勢する。
すると、図１０（ｄ）に表したように、板ばね１６０の付勢力によって主弁１４２、１４４が左側に移動し、導入口１３２が全開となり導入口１３４が全閉の状態となる。
【００４４】
以上説明したように、本具体例においては、圧縮した板ばね１６０の湾曲方向をスライドバー１４６、１４８により適宜反転させ、その付勢力を利用して主弁１４２、１４４を動作させることにより導入口１３２、１３４を全開及び全閉のいずれかの状態に択一的に制御する。つまり、板ばね１６０の付勢力を利用することで、中子１２０の反転のために左右の導入口１３２、１３４の開度差を確実に形成している。
【００４５】
スライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を制御する本具体例の機構は、吐水装置１００の円滑な動作に対して極めて重要な役割を果たす。すなわち、圧縮された板ばね１６０は、右側あるいは左側に湾曲した状態が安定状態であるが、図１０（ｂ）に表したようにこれら安定状態の中間付近において、準安定な中立状態となる場合がある。この状態においては、板ばね１６０には、左あるいは右への付勢力があまり発生しない。従って、この状態において、仮に導入口１３２、１３４の開度がほぼ同一の状態となると、中子の両側の導入口１３２、１３４から水が流入するために圧力差が無くなり、中子１２０の回動が停止してしまう。つまり、主弁１４２、１４４の移動開始のタイミングが板ばね１６０の反転のタイミングよりも早いと、中子１２０の動作が停止してしまうことがある。
【００４６】
これに対して、本具体例によれば、スライドバー１４６、１４８を設け、そのストロークを適宜調整することにより、図１０（ｂ）のような準安定な中立状態においては、主弁１４２、１４４がまだ移動せず、中子１２０に圧力がかかって動き続ける状態を維持できる。そして、この中立状態を越えて板ばね１６０が反転を開始した時に主弁１４２、１４４が移動を始めるようにすることができる。つまり、主弁１４２、１４２の移動開始のタイミングを、板ばね１６０の反転のタイミングに同期させることができる。
【００４７】
言い換えれば、中子１２０を回動させるに足る開度差がなくなる前に板ばね１６０を反転させ、その反転力（付勢力）によりスライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を移動させ、導入口１３２、１３４の開度差を、中子１２０を逆方向に回動させるに足る開度差に逆転させることができる。
【００４８】
このようにすれば、板ばね１６０が中立状態の時に導入口１３２、１３４の開度がほぼ等しい状態となり中子１２０が停止してしまう、という問題を解消して、円滑な反復運動を実現できる。
【００４９】
また、このようにすると、中子１２０がその回動ストロークの中間付近などに停止している状態から出水を開始させるような場合においても、出水開始時に板ばね１６０により主弁１４２、１４４を制御して導入口１３２、１３４のいずれかが択一的に開かれた状態にあり、中子１２０の両側に圧力差を形成させて安定した初期動作を開始させることができる。つまり、導入口１３２の開度よりも導入口１３４の開度が大なる状態と、導入口１３４の開度よりも導入口１３２の開度が大なる状態と、を択一的に保持可能とすることができる。
【００５０】
次に、本具体例に係る吐水装置１００における可変終端２０１の動作について説明する。前述の如く、ハウジング１０２の一方の側壁に可変終端２０１を設けることにより、中子１２０がその回動域における圧力室１１６側の端部に到達したときは、スライドバー１４６は可変終端２０１に当接して主弁１４２及び１４４を移動させる。すなわち、このスライドバー１４６が可変終端２０１に当接した位置が、中子１２０の往復運動の終端位置となる。従って、可変終端２０１の位置を調節することにより中子１２０の往復回動運動のストロークを変えることができ、また、ストロークをさらに狭めることにより、停止させることも可能となる。このようにして、可変終端２０１は中子１２０の回動域を規制することができる。
【００５１】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、可変終端２０１を外位置に位置させれば、可変終端２０１の端面はハウジング１０２の内壁面と一致するため、中子１２０の回動域は最も広くなる。このとき、吐水筒体１８０の回動角度範囲は最も大きくなる。一方、図８（ｂ）に示すように、可変終端２０１を内位置に位置させれば、中子１２０の回動域は最も狭くなる。このとき、吐水筒体１８０の回動角度範囲は最も小さくなる。そして、可変終端２０１を外位置と内位置との間の任意の位置に配置することにより、吐水筒体１８０の回動角度範囲を任意に調節することができる。
【００５２】
以上説明したように、本具体例においては、可変終端２０１の位置を調節することにより、吐水筒体１８０の回動角度範囲を任意に制御することができる。また、中子１２０の回動方向と、主弁１４２、１４４の可動方向、スライドバー１４６、１４８の可動方向、板ばね１６０の付勢方向を略同一とすることにより、力の働き方に無駄がなく、受圧面積の大きな中子の移動力を有効に活用でき、円滑かつ安定した動作が可能となる。つまり、中子１２０の移動動作と開度制御動作とを連動させることにより、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。これにより、中子１２０の回動に応じて導入口の開度差の大小関係を適宜逆転させ、中子１２０を左右に反復的に動作させることができる。
【００５３】
すなわち、中子１２０を動かすためには、導入口１３２、１３４の開度に差を設けて回動に必要な圧力差を生じさせればよい。また同様に、中子１２０の回動方向を反転させる際にも、制御手段によって、導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させればよい。例えば、導入口１３２及び１３４の開度の比率を制御手段によって、７０：３０から３０：７０に変化させることにより、反転動作が可能である。またさらに、制御手段によって、開度を１００：０から０：１００に変化させれば、最も確実且つ安定的反転動作が可能となる。
【００５４】
また、本具体例によれば、電気などの機械動力を必要とせず、水等の供給圧力のみで円滑な往復反転運動が可能となり、電源の設置や感電あるいは漏電など対する対策が不要となる。また、電磁ノイズなどの外乱にも影響されず円滑な動作が可能である。
【００５５】
更に、本具体例によれば、主弁１４２、１４４や制御手段が中子１２０に付属して設けられているので、例えば外付けの４方弁などが不要となり、シンプルな構成で円滑な往復反転運動を実現できる。その結果として、小型化が容易となり、また流路がシンプルになるため、圧力損失を抑えることができ、吐水量や吐水圧を確保できる点でも有利である。また、主弁１４２、１４４や制御手段がハウジング１０２の中に内蔵されている構造であるため、外乱に強く円滑な動作を実現できる。更にまた、給水に関しても、同一の給水源から分岐して２つの入水口に接続するだけでよく、施工性に優れる。更にまた、回動する中子と吐水筒体の内部に水路が形成されているため、吐水筒体の先端に様々なノズル又はスパウトなどを接続するだけで出水角度を変化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、施工性が優れる。特に、屋内や屋外において、既存の設備の上に「後付け」で取り付ける場合においても、本具体例の吐水装置は施工性に優れる点で有利である。
【００５６】
なお、回動動作により得られる推力は、中子１２０に付加される水圧と中子の受圧面積との積により決定される。従って、中子１２０の受圧面積を増加させれば、それに応じた大きな推力を得ることが可能となる。
【００５７】
なお、本具体例の場合、中子１２０の反転に際して、スライドバー１４６、１４８をハウジングの内壁又は可変終端に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、スライドバー１４６、１４８に磁石を設け、一方、ハウジングの内壁及び可変終端の先端部にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用してスライドバー１４６、１４８をハウジングに対して相対的に停止させることも可能である。この場合には、図１０（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、スライドバー１４６、１４８がハウジング１０２の内壁及び可変終端の先端部に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁及び可変終端の先端部から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子１２０の反転が可能となる。これにより、例えば、中子の往復運動を滑らかにしたり、スライドバーがハウジングに接触して音が発生することを防止できる。なお、この場合、中子の回動域とは、仮に磁石がなければ中子が回動したはずの空間ではなく、中子が実際に回動する空間をいう。
【００５８】
次に、本具体例の変形例について説明する。本変形例においては、導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御手段として、前述の第１の具体例のような板バネ及びスライドバーではなく、磁石を利用する。
図１１（ａ）乃至（ｄ）は、本変形例における制御手段の動作を示す模式図である。
【００５９】
図１１（ａ）は、中子１２０が向かって左側から右側に向けて回動し、ハウジング１０２の内壁に主弁１４４が当接した状態を表す。本変形例の場合、中子１２０には磁石１７０が設けられ、ハウジング１０２には磁石１７４が設けられている。なお、本変形例においては、磁石１７０と磁石１７４との間の引力を利用するため、磁石１７０及び１７４のうちの一方は、強磁性体に置き換えてもよい。
【００６０】
図１１（ａ）に示す状態においては、中子１２０に対して圧力差による力が働くので、中子１２０はさらに右側に回動する。すなわち、主弁１４４をハウジング１０２に当接させ移動方向に対して固定した状態で、中子１２０はさらに右側に回動する。
【００６１】
すると遂には図１１（ｂ）に表した状態になる。この状態においては、導入口１３２、１３４の開度はほぼ同一であるので、流路抵抗の差による圧力差は生じない。しかしこの時、磁石１７０と磁石１７４との間に作用する引力によって中子１２０をさらに右側に引き寄せることが可能である。
【００６２】
なおこの場合、中子１２０の摺動抵抗の値によっては、図１１（ｂ）に表した状態になる前に中子１２０が停止することもあり得る。このような場合には、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の間の状態において磁石１７０と磁石１７４との間に作用する引力により中子１２０を引き寄せることが望ましい。
【００６３】
図１１（ｂ）に表した状態から中子１２０が磁石の引力によって右側に引き寄せられると、中子１２０がその回動域の端部に到達し、図１１（ｃ）に表したように導入口１３２の開度が導入口１３４の開度よりも大きい状態が形成される。すると、これら導入口１３２、１３４の流路抵抗に差が生じ、圧力差が生ずる。すなわち、中子１２０の右側の圧力のほうが高くなり、中子１２０は向かって左側に動き始める。つまり、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることにより、中子１２０を反転させることが可能となる。
【００６４】
またこの時、圧力差は主弁１４４にも作用し、主弁１４４を閉じる方向の力が働く。その結果として、図１１（ｄ）に表したように、主弁１４４が完全に閉じられ、中子１２０の右側の圧力は最大値に上昇する。つまり、中子１２０を反転させた後、左側への最大の駆動力が得られる。
【００６５】
以上説明したように、磁石１７０と磁石１７４との間に作用する引力によって、中子１２０を図１１（ｃ）に表した状態まで引き寄せることができれば、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることができ、中子１２０を反転させることができる。つまり、中子１２０をハウジング１０２の中で往復回動運動させることができる。
【００６６】
なお、この場合、中子１２０は、反転後に磁石の引力に打ち勝って回動する必要がある。つまり、圧力差により中子１２０に作用する力と、磁石により得られる引力とのバランスを適宜設定することが望ましい。
【００６７】
また、本変形例においては、主弁１４２、１４４の表面（ハウジング１０２との当接面）は曲面状に突出し、ハウジング１０２に当接した状態でも隙間が生ずるようにしている。このように、ハウジング１０２への当接面積を小さくすることによって、弁体が受ける圧力差を有効に活用でき、開度の大小を逆転させるという弁体の反転動作を円滑に行うことができる。
【００６８】
なお、本変形例においては、中子１２０の反転に際して、主弁１４２、１４４をハウジング１０２の内壁に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、主弁１４２、１４４に磁石を設け、一方、ハウジング１０２の内壁にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用して主弁１４２、１４４をハウジング１０２に対して相対的に停止させることも可能である。つまりこの場合には、図１１（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、主弁１４２、１４４がハウジング１０２の内壁に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子を反転させることができる。
【００６９】
次に、本実施形態の第２の具体例について説明する。
図１２は、本具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
図１２に示すように、本具体例に係る吐水装置１００ａにおいては、可変終端２０１がハウジング１０２内の扇状のハウジング空間の両側、すなわち、ハウジング１０２における入水口１１４側の領域及び入水口１１２側の領域の双方に設けられている。そして、２つの可変終端２０１は、相互に独立して移動可能とされている。本具体例における上記以外の構成は、上述の第１の具体例と同様である。
【００７０】
本具体例においては、２つの可変終端２０１間でハウジング空間内への突出量を等しくすれば、吐水筒体１８０の回動中心を変えることなく、回動角度範囲を調節することができる。一方、ハウジング空間内への突出量を左右で異ならせれば、吐水筒体１８０の回動中心を任意の位置に調整しつつ、回動角度範囲を調節することができる。また、可変終端２０１をハウジング空間の両端に設けることにより、ハウジング空間の片側のみに設ける場合と比較して、回動角度範囲の調整幅を同じとすれば、各可変終端２０１を短くすることができる。これにより、吐水装置全体をコンパクトに構成できる。本具体例における上記以外の動作及び効果は、前述の第１の具体例と同様である。
【００７１】
次に、本実施形態の第３の具体例について説明する。
図１３及び図１４は、本具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
本具体例は、終端調節手段２００として、制御磁石が設けられた例である。
本具体例の場合、吐水装置１００ｂにおいて、スライドバー１４６に対向したハウジング１０２の側壁部に制御磁石２０６が設けられている。そして、スライドバー１４６には、磁石２０８が内蔵されている。同図に表した具体例の場合、スライドバー１４６に内蔵された磁石２０８は、向かって右側、すなわち、制御磁石２０６側がＮ極で、左側がＳ極とされている。一方、制御磁石２０６は、例えば回転機構２０７などにより、スライドバー１４６に対応する部分の磁極を切り替えることができる。つまり、図１３に表した状態においては、スライドバー１４６に対応する部分の制御磁石２０６の磁極はＮ極とされている。また、この状態から回転機構２０７により制御磁石２０６を半回転させることにより、図１４に表したように、スライドバー１４６に対応する部分の制御磁石の磁極はＳ極となる。このように、制御磁石２０６の磁極を切り替えることにより、吐水筒体１８０のストロークを変えることができる。
【００７２】
すなわち、図１３に表した状態においては、制御磁石２０６のＮ極と、スライドバー１４８に内蔵された磁石２０８のＮ極と、の間に反発力が作用する。従って、中子１２０が向かって右側に（時計回りに）回動する時、スライドバー１４８の先端がハウジング１０２の内壁に当接するよりも前に、これら磁石の反発力によりスライドバー１４８が押されて主弁が移動し、導入口１３４が閉じ、導入口１３２が開く。図１３は、このように導入口の開度が切り替わった後の状態を表す。この後、中子１２０は向かって左側に（反時計回りに）回動する。つまり、図１３に表した状態においては、中子１２０の往復運動のストロークは相対的に短くなる。
【００７３】
一方、図１４に表した状態においては、制御磁石２０６のＳ極と、スライドバー１４８に内蔵された磁石２０８のＮ極と、の間に引力が作用する。従って、中子１２０が向かって右側に（時計回りに）回動する時、スライドバー１４８の先端がハウジング１０２の内壁に当接するまで、主弁１４４は移動せず導入口１３４は開いたままである。つまり、図１４に表した状態においては、中子１２０の往復運動のストロークは相対的に長くなる。
【００７４】
またさらに、回転機構２０７の回転動作により、制御磁石２０６を、図１３に表した状態と図２４に表した状態との間の状態にしてストロークを調整することも可能である。つまり、制御磁石２０６からの磁力を調整し、スライドバー１４８に内蔵された磁石２０８に対して、図１３に表した状態よりも弱い反発力、あるいは、図１４に表した状態よりも弱い引力を作用させることができる。このようにすれば、図１３に表した状態におけるストロークよりも長く、図１４に表した状態におけるストロークよりも短いストロークを得ることが可能となる。なお、図１３に表したように、非接触でスライドバー１４８が押される場合には、スライドバー１４８の先端面にかかる水圧も反転力の一部として有効利用できる。
【００７５】
本具体例の場合も、図１２に関して前述したように、終端調節手段２００をハウジング空間に両側に設けることができる。つまり、スライドバー１４８にも磁石を内蔵させ、また、これに対向するハウジング１０２の側壁部に制御磁石を設けることができる。そして、この場合にも、左右の終端調節手段２００をそれぞれ独立に制御してもよく、あるいは、リンクして制御してもよい。
【００７６】
次に、本実施形態に係る吐水装置の適用例について説明する。
先ず、第１の適用例について説明する。
図１５は、本実施形態の第１の適用例を表す模式図である。
【００７７】
本適用例においては、本実施形態に係る吐水装置１００が設けられている。吐水装置１００としては、例えば、本実施形態のいずれかの具体例に係る吐水装置を使用することができる。吐水装置１００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。
【００７８】
本適用例においては、シャワーノズル８２０が矢印Ｍで表したように往復回動運動することにより、コンパクトな形状にてシャワー状の吐水を広範囲に噴射できる。例えば、浴室においてこの吐水装置を用いることにより、使用者は手放しでシャワーを効率的に浴びることができ便利である。また、反復的に変動するシャワーの刺激によるマッサージ効果やリラクゼーション効果も期待できる。
【００７９】
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１００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。
【００８０】
この吐水装置１００には、終端調節手段（図示せず）が組み込まれており、吐水装置１００のハウジングの外面には、この終端調節手段の操作部３００が取り付けられている。そして、使用者がこの操作部３００を操作することにより、シャワーノズル８２０の回動角度範囲を調整することができる。これにより、使用者の体格や好みに応じて、吐水する領域を選択することができる。この結果、使用者の満足感を向上させると共に、無駄な吐水を減らし、洗浄効率及びマッサージ効率を高めることができる。
【００８１】
例えば、このような吐水装置を浴室などの壁面９００に設置して、ボディシャワーとして使用する場合、吐水方向を周期的に変化させることができるため、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。
【００８２】
これらの場合、例えば、使用者の体格によって吐水を当てたい範囲も異なる。これに対して、本適用例によれば、終端調節手段の操作部３００を操作することにより使用者の体格や好みに応じて角度範囲を調節でき、使い勝手がよくなるとともに、効率良く対象部位に作用させることにより節水効果も得られる。
【００８３】
また、終端調節手段を制御することにより、回動角度範囲を縮小させて停止させることも可能である。従って、使用者の好みの位置に固定して吐水させることができる。例えば、髪を洗いたい場合などにその部分に集中的に吐水させ、より一層高い洗浄効果を得ることが可能となる。
【００８４】
なお、図１５には、シャワー装置を壁面９００に設置した例を表したが、これ以外にも、例えば浴槽の縁に設置してもよい。また、図１５には壁面９００に対して横置きに設置した例を表したが、縦置きに設置しても同様の作用効果が得られる。
【００８５】
次に、本実施形態の第２の適用例について説明する。
図１６は、本適用例を表す模式図である。
本適用例においては、本発明の実施形態に係る吐水装置１００が、水平面９２０の上に設置され、上方に突出する吐水筒体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。
【００８６】
そして、本適用例においても、終端調節手段２００の作用により、吐水角度範囲を調整することができる。これにより、グラウンドの広さなどに応じて散水領域を任意に選択することができる。
すなわち、小型コンパクトで持ち運び性に優れ、電力も必要とせず、外乱に強く、グラウンドなどの大きさにあわせて散水範囲を調整でき、節水効果も高い吐水装置を実現できる。また、この吐水装置は、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」が優れている。
【００８７】
以上、図１５及び図１６を参照して、本実施形態に係る吐水装置の適用例を示したが、本実施形態の適用例はこれらには限定されない。
例えば、本実施形態に係る吐水装置を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、高齢者や障害者に対しても使い勝手のよい手洗い器を提供できる。このとき、終端調節手段を操作することにより、使用者の好みや対象物に応じた角度範囲で動作させることができる。例えば、食器などを洗浄する場合、その対象物としては大型の鍋から小型の皿まで様々の大きさのものがあるが、それぞれの大きさに応じた角度範囲に調整することにより、効率よく吐水を対象物にあてることができ、洗浄効率を上げて水を節約することが可能となる。またさらに、角度範囲を大幅に狭めて、使用者の好みの位置に固定して吐水させることができる。例えば、特定の部位を集中的に洗いたい場合や、水くみなどをしたい場合などに、効率よく利用することができ、使い勝手のよい吐水装置を提供できる。
【００８８】
また、本実施形態の吐水装置を撹拌や混合に用いることもできる。例えば、液体槽の中に本実施形態の吐水装置を沈めた状態で、ノズルを回動させながら吐水させると、液体槽内の液体の撹拌や混合ができる。また、液体槽の中でノズルを固定しハウジングを回動させても撹拌や混合を実施できる。この場合にも、終端調節手段を操作して吐水の回動角度範囲を調節することにより、撹拌や混合の状態を選択することができる。
【００８９】
更に、本実施形態に係る吐水装置の適用分野は浴室や手洗いあるいはキッチンなどには限定されない。例えば、自動車の洗浄装置に本発明の吐水装置を組み込むと、自動車の大きさにあわせて吐水範囲を調整することができ、必要以上に散水せずに節水効果が得られ、また周囲を濡らさずに済むという効果も得られる。またさらに、半導体、食品、医療、製紙パルプ、自動車などをはじめとする各種の産業の現場において、このような吐水装置を洗浄装置に組み込むことにより、例えば、半導体ウェーハや、液晶パネルの基板や、各種の原料、材料、部品などの洗浄を効率良く実施できる。この場合にも、対象物の大きさにあわせて吐水範囲を調整することができるため、節水効果が得られ、また、電源や潤滑油などを供給する必要がなく、電磁ノイズも発生せず、またノイズの影響も受けず、衛生的であり、メンテナンス性にも優れるなどの各種の効果が得られる。また、回動角度すなわち吐水範囲を調節できるため、各種のシステムに対して後付けした場合に、対象物の大きさに適合できる点で、特に有利である。
【００９０】
以上具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
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。
【００９１】
例えば、吐水装置の吐水装置及び吐水ノズルの外形や、終端調節手段や、その他構成部品の形状あるいは配置、などについて当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
また、入水口に関して左右の圧力室に対応した入水口がそれぞれ形成されていればよく、例えばハウジング内で分岐した流路を形成しそれぞれの入水口に接続されるようにし、ハウジングへの入水接続口は一つとしてもよく、こうすることで配管を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態に係る吐水装置を例示する模式図である。
【図２】本実施形態の第１の具体例の吐水装置を例示する斜視図である。
【図３】本実施形態の第１の具体例の吐水装置を例示する斜視断面図である。
【図４】（ａ）は、第１の具体例の吐水装置を底面側から見た斜視図であり、（ｂ）はその斜視断面図である。
【図５】第１の具体例の吐水装置を側方から見た断面図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図７】第１の具体例の吐水装置における主弁及びスライドバーを例示する斜視図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第１の具体例の吐水装置における終端調節手段の動作を示す断面図であり、（ａ）は終端調節手段としての可変終端がハウジング空間内に突出していない状態を示し、（ｂ）は、可変終端がハウジング空間内に突出している状態を示す。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は、第１の具体例の吐水装置の動作を説明するための模式図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、第１の具体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。
【図１１】（ａ）乃至（ｄ）は、第１の具体例の変形例における制御手段の動作を示す模式図である。
【図１２】本実施形態の第２の具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
【図１３】本実施形態の第３の具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の第３の具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
【図１５】本実施形態の第１の適用例を表す模式図である。
【図１６】本実施形態の第２の適用例を表す模式図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００ 吐水装置
１０２ ハウジング
１０３ ハウジング本体
１０４、１０５ ハウジング蓋
１１２、１１４ 入水口
１１６、１１８ 圧力室
１２０ 中子
１２１ 中子本体
１２２ 中子蓋
１２４ 中子内流路
１２６、１２７ シール
１３２、１３４ 導入口
１４２、１４４ 主弁
１４６、１４８ スライドバー
１４９ 連結棒
１６０ 板ばね
１８０ 吐水筒体
１８２ 吐水流路
１８４ シール
２００ 終端調節手段
２０２ 可変終端
２０３ 円
２０４ シール機構
２０６ 制御磁石
２０７ 回転機構
２０８ 磁石
３００ 操作部
８２０ シャワーノズル
８３０ 吐水ノズル
９００ 壁面
９２０ 水平面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水装置に関し、特に、シャワーノズルや散水ノズルなどの吐水方向を反復的に変化させる自動往復動作を可能とした吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
リラクゼーションや美容健康増進などを目的としたシャワーシステムや吐水・噴霧システムのニーズが高まっている。これらの用途においては、例えば、旋回流などを利用して数１０ヘルツ以上の比較的高速で水流を変調させることにより、マッサージ効果などを促進するアプローチがある。また一方、例えば数ヘルツ以下の比較的ゆっくりとした速度でシャワーノズルなどの吐水位置や吐水方向を反復的に変化させると、例えば人体の所定範囲に均一に吐水を噴射してリラクゼーション効果などを促進することが可能である。
【０００３】
同様のニーズは、民生用機器、産業用途あるいは農林用途などにおいても広く存在し、洗浄、リンス、冷却、加湿、前処理、育成などの多種多様な目的のために、ゆっくりとした往復動作が必要とされている。
【０００４】
往復動作のために、モータやソレノイドなどの電動手段を用いることも可能であるが、浴室などで吐水させるシステムに搭載するためには、電源の確保や、感電や漏電などに対する対策が必要とされ、コストや信頼性の点でも解決すべき課題が多い。
【０００５】
これに対して、往復動作を水力により実現できれば、電気や潤滑オイルなどが不要となり、初期コスト、ランニングコスト、信頼性、メンテナンス性などの多くの観点で、改善が期待できる。
【０００６】
上下往復動作を可能としたシャワー装置として、ピストンと４方弁とを組み合わせたものが開示されている（特許文献１）。このシャワー装置は、シリンダー内に設けられたピストンを水圧により上下動作させ、ワイヤーを介してシャワーヘッドを上下に移動させる。ピストンの上下動作の切替は、シリンダーに対する給水流路を４方弁により切り替えることにより実施される。
【０００７】
しかし、このシャワー装置の場合、シリンダーと４方弁とが別体として設けられ、システムが大型且つ複雑である。また、流路が長くなるために、圧力損失が大きく、吐水力が低下するという点でも改善の余地がある。
【０００８】
【特許文献１】特開平２−１３４１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明者らは、この問題に対して、新規な発想に基づき、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な回動動作を可能にした吐水装置を発明した。
一方、このように反復的な回動運動を可能にした吐水装置の実際の使用態様を考えると、例えば、シャワーや水流マッサージなどを実施する時、使用者の体格や好みになど応じて回動動作の角度範囲を変えることができると、使用者の満足感が向上する。
また、このような吐水装置を工場などの洗浄装置として使用する場合には、被洗浄物である製品の大きさに応じて、吐水角度範囲を調整できると、無駄な吐水が減り、効率のよい洗浄及び高い節水効果を得ることができる。
【００１０】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、使用者の好みなどに応じて回動動作の角度範囲を変えることができる吐水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の一態様によれば、
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、
前記中子がその回動域における前記第１の圧力室側の端部に到達したときに、前記第１の圧力室内の圧力を前記第２の圧力室内の圧力よりも高くし、前記中子がその回動域における前記第２の圧力室側の端部に到達したときに、前記第２の圧力室内の圧力を前記第１の圧力室内の圧力よりも高くするように、前記弁体を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更する制御手段と、
前記中子の回動域を規制し、規制された回動域の端部において前記制御手段を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更させる終端調節手段と、
を備えたことを特徴とする吐水装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、コンパクト且つシンプルな構造で、水力を利用した反復的な回動動作を可能とし、さらに使用者の好みに応じて回動動作の角度範囲を変えることができる吐水装置を提供することができ、産業上のメリットは多大である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る吐水装置を例示する模式図である。
【００１４】
本実施形態にかかる吐水装置１００は、ハウジング１０２と、ハウジング１０２から突出した吐水筒体１８０と、を有する。そして、ハウジング１０２における吐水筒体１８０が突出している面に対して直交する面には、終端調節手段２００が設けられている。そして、吐水筒体１８０の中には吐水流路１８２が設けられ、吐水筒体１８０の先端から吐水が得られる。ハウジング１０２内には扇状のハウジング空間が形成されており、このハウジング空間内に、中子（なかご）が回動運動可能に設けられている。吐水筒体１８０は、この中子の回動中心から中子の回動軸に沿って引き出されている。
【００１５】
ハウジング１０２には、吐水筒体１８０が突出している面に対して直交する一面に、２つの入水口１１２、１１４が設けられている。これら入水口１１２、１１４には、給水管７００から入水経路が並列に接続されている。即ち、給水管７００は、太さ及び長さが等しい２本の支管に二叉に分岐しており、これらの支管はそれぞれ入水口１１２及び１１４に接続されている。また、給水管７００における分岐位置よりも上流側には、給水バルブ６００が設けられている。給水バルブ６００は、給水管７００内を流通する流体の流量を調整するものである。給水管７００に設けられた給水バルブ６００を開くと、給水配管７００から水などの流体Ｗがこれら入水口１１２、１１４にほぼ同圧に供給される。これにより、矢印Ｍで表したように、吐水筒体１８０をその中心軸を回動軸として往復回動運動をさせながら、吐水流路１８２から吐水を吐出させることができる。従って、ハウジング１０２を固定し、吐水筒体１８０の先端にノズルやシャワーヘッドなどを設ければ、吐水方向が反復的に変化する吐水装置として利用できる。
【００１６】
そして、本実施形態においては、終端調節手段２００を設けることにより、吐水筒体１８０の往復運動のストロークを調整することができる。なお、図１に示す例では、終端調節手段２００は、扇状のハウジング空間の片側、すなわち、ハウジング１０２における入水口１１４側の領域にしか設けられていないが、後で具体例を挙げて説明するように、終端調節手段２００は、扇状のハウジング空間の両側、すなわち、入水口１１４側の領域及び入水口１１２側の領域の双方に設けられていてもよい。
【００１７】
次に、本実施形態に係る吐水装置を実現するための具体例について説明する。
先ず、第１の具体例について説明する。
本具体例は、終端調節手段２００として、ハウジングの側壁からハウジング空間内に突出可能に設けられた可変終端２０１が設けられた例である。また、この可変終端は、ハウジング１０２の一方の入水口側、すなわち、扇状のハウジング空間の片側のみに設けられている。
【００１８】
図２は、第１の具体例の吐水装置を例示する斜視図であり、
図３は、第１の具体例の吐水装置の斜視断面図であり、
図４（ａ）は、第１の具体例の吐水装置を底面側から見た斜視図であり、（ｂ）はその斜視断面図であり、
図５は、第１の具体例の吐水装置を側方から見た断面図であり、
図６は、図５に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
図７は、第１の具体例の吐水装置における主弁及びスライドバーを例示する斜視図である。
また、図８（ａ）及び（ｂ）は、第１の具体例の吐水装置における終端調節手段の動作を示す断面図であり、（ａ）は終端調節手段としての可変終端がハウジング空間内に突出していない状態を示し、（ｂ）は、可変終端がハウジング空間内に突出している状態を示す。
なお、図２乃至図７においては、説明の便宜上、可変終端の図示を省略している。
【００１９】
本具体例に係る吐水装置１００においては、ハウジング１０２が設けられている。ハウジング１０２は、枠状のハウジング本体１０３の両側に、ハウジング蓋１０４及び１０５がそれぞれ連結されて、内部が中空になるように形成されている。また、ハウジング１０２の一方の側、すなわち、ハウジング蓋１０４が配置されている側からは、ハウジング蓋１０４を貫通して吐水筒体１８０が突出している。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、その先端は開口しており、吐水口となっている。後述するように、ハウジング１０２に設けられた入水口１１２、１１４に水を導入すると、吐水筒体１８０がその中心軸を回動軸として、矢印Ｍの方向に往復回動運動する。
【００２０】
次に、吐水装置１００の内部構造について説明する。
図３乃至図６に示すように、ハウジング本体１０３及びハウジング蓋１０４、１０５により形成される扇状のハウジング空間に、中子本体１２１と中子蓋１２２とからなる中子１２０が吐水筒体１８０を中心軸として回動可能に収容されている。すなわち、中子１２０は、ハウジング１０２内を貫通する吐水筒体１８０に連結され、扇状のハウジング空間内を第１の圧力室１１６と第２の圧力室１１８とに分割して回動する。なお、図６においては、中子１２０から見て第１の圧力室１１６が図示の向かって右側に配置され、第２の圧力室１１８が図示の向かって左側に配置されている。これに基づき、以下、説明の便宜上、中子１２０から見て圧力室１１６側を単に「右側」ともいい、圧力室１１８側を単に「左側」ともいう。
【００２１】
これら圧力室１１６、１１８のそれぞれには、入水口１１２、１１４からそれぞれ水が導入される。中子１２０とハウジング１０２の内壁との摺動部には、液密を維持しつつ摺動を円滑にするためのシール１２７が設けられている。また、吐水筒体１８０とハウジング１０２との摺動部にも、同様の目的でシール１２６が設けられている。これらシール１２７、１２６の材料も、液密を維持しつつ摺動を円滑にするものであり、例えば、テフロン（登録商標）、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンゴム）やＰＯＭ（ポリアセタール）などを用いることができる。なお、ここでいう「液密」とは、第１の圧力室１１６及び第２の圧力室１１８（以下、「左右の圧力室」ともいう）間に圧力差を生じさせるに足る状態を確保できればよい。
【００２２】
次に、中子１２０の構造について説明する。
中子１２０の内部には、中子内流路１２４が形成されており、この中子内流路１２４は、吐水筒体１８０に設けられた吐水流路１８２に連通している。また、中子１２０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、弁体としての主弁１４２、１４４が設けられている。主弁１４４が中子１２０から離れる方向に移動すると、導入口１３４が開かれ、主弁１４２が中子１２０から離れる方向に移動すると、導入口１３２が開かれる。
【００２３】
図７に示すように、左右の主弁１４２、１４４は連結棒１４９により連結され、中子本体１２１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、主弁１４２、１４４は、中子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、水路を形成する。
【００２４】
また、吐水装置１００には、主弁１４２、１４４の動作を制御する制御手段が設けられている。後述するように、制御手段は、スライドバー１４６、１４８及び板ばね１６０により構成されている。制御手段は、中子１２０がその回動域における圧力室１１６側の端部に到達したときに、圧力室１１６内の圧力を圧力室１１８内の圧力よりも高くし、中子１２０がその回動域における圧力室１１８側の端部に到達したときに、圧力室１１８内の圧力を圧力室１１６内の圧力よりも高くするように、主弁１４２及び１４４を作動させて導入口１３２及び１３４の開度を変更するものである。すなわち、圧力室１１６内の圧力と圧力室１１８内の圧力とが等しくなる状態を挟んで、圧力室１１６及び１１８内の圧力の大小関係が逆転するように、導入口１３２及び１３４の開度を変更させるものである。
【００２５】
より具体的には、制御手段は、中子１２０がその回動域における圧力室１１６側の端部に到達したときに、圧力室１１６から中子内流路１２４までの流路抵抗が、圧力室１１８から中子内流路１２４までの流路抵抗よりも大きくなるように、主弁１４２及び１４４を作動させて導入口１３２及び１３４の開度を変更し、中子１２０がその回動域における圧力室１１８側の端部に到達したときに、圧力室１１８から中子内流路１２４までの流路抵抗が、圧力室１１６から中子内流路１２４までの流路抵抗よりも大きくなるように、主弁１４２及び１４４を作動させて導入口１３２及び１３４の開度を変更する。
【００２６】
なお、本明細書において、導入口の「開度」とは、導入口と弁体との間を流れる水の流路抵抗を決定するパラメータであるものとする。例えば、図６に表した状態においては、導入口１３２と主弁１４２との間に形成される流路の流路抵抗は、導入口１３４と主弁１４４との間に形成される流路の流路抵抗よりも大きい。この場合、導入口１３２の開度は、導入口１３４の開度よりも小さいものとする。また、中子１２０の回動域とは、吐水装置１００を作動させたときに中子１２０が実際に回動する空間をいう。また、回動域の端部とは、中子１２０の回動方向における端部をいう。
【００２７】
次に、制御手段の具体的な構成について説明する。上述の如く、制御手段は、スライドバー１４６、１４８及び板ばね１６０により構成されている。板ばね１６０は、その両端が相互に近づく方向に押圧された状態で中子本体１２１に支持されており、その中央部が圧力室１１６側（右側）に凸になるように湾曲した状態及び圧力室１１８側（左側）に凸になるように湾曲した状態の２つの状態が安定状態となる。また、スライドバー１４６、１４８は、主弁１４２、１４４を同軸状に貫通し、板ばね１６０を挟んで相互に連結されている。スライドバー１４６、１４８の長さは主弁１４２、１４４の長さよりも長く、このため、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。
【００２８】
導入口１３２、１３４の開度を変化させる主弁１４２、１４４の動作は、スライドバー１４６、１４８により決定される。すなわち、図３及び図５に示すように、左右のスライドバー１４６、１４８は圧縮された板ばね１６０をはさんで連結され、板ばね１６０の湾曲方向に応じて右端あるいは左端に向けた付勢力を受ける。これにより、スライドバー１４６、１４８は、板ばね１６０に付勢されて中子に対して相対的に移動し、このスライドバー１４６、１４８の移動により、主弁１４２、１４４も中子に対して相対的に移動し、導入口１３２、１３４を全開状態あるいは全閉状態のいずれかに択一的に制御する。
【００２９】
そして、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、吐水装置１００には、可変終端２０１が設けられている。可変終端２０１は、仮想的な円２０３の一部に沿って延びる湾曲した柱状の形状を有しており、ハウジング１０２の側壁に挿通されており、この側壁に対してスライドすることにより、円２０３に沿って移動可能とされている。これにより、図８（ａ）に示すように、可変終端２０１がハウジング１０２から外側に延出し、ハウジング空間内に突出していない「外位置」と、図８（ｂ）に示すように、可変終端２０１がハウジング空間内に押し込まれ、ハウジング空間内に突出した「内位置」との間で、可変終端２０１の位置を任意に選択することができる。
【００３０】
また、円２０３の中心は、中子１２０の回動中心、すなわち、吐水筒体１８０の中心と一致しており、円２０３は、スライドバー１４６、１４８の先端部を通過する。これにより、中子１２０がその回動域における可変終端２０１側の端部に到達したときに、スライドバー１４６の先端が可変終端２０１の先端に当接する。
【００３１】
更に、可変終端２０１におけるスライドバーと当接する端面は、図８（ａ）に示すように、可変終端２０１が「外位置」にあるときに、ハウジング１０２の内壁面と同一平面をなすように傾斜している。これにより、スライドバー１４６の先端が可変終端２０１の先端に当接するときに、可変終端２０１の端面がスライドバーが延びる方向に対してほぼ垂直となる。すなわち、当接角度がほぼ垂直になる。また、このような構造とすることで、可変終端２０１が「内位置」にあるときにも、可変終端２０１とスライドバー１４６とをほぼ垂直に当接させることができる。
【００３２】
更にまた、ハウジング１０２の側壁における可変終端２０１に接する部分には、可変終端２０１の摺動性を確保しつつ、液密性を担保するために、シール機構２０４が設けられている。シール機構２０４としては、例えば、ゴムや樹脂などからなるＯ（オー）リングなどを設けることができる。ただし、シール機構２０４は必要に応じて設ければよく、例えば、ハウジング１０２と可変終端２０１との間に設ける摺動手段などによりハウジング１０２内の液密が確保されるのであれば、特に設ける必要はない。
【００３３】
更にまた、可変終端２０１には、可変終端２０１がハウジング１０２の内側又は外側に脱落しないようなロック機構（図示せず）が設けられている。また、可変終端２０１には、使用者による可変終端２０１の位置の調節を容易にするための把持機構（図示せず）が設けられている。ロック機構及び把持機構は、１つの突起部により兼用されていてもよい。
【００３４】
以下、本具体例の吐水装置の動作について説明する。
先ず、本具体例の吐水装置における可変終端以外の部分の動作について説明する。
図９（ａ）乃至（ｃ）は、本具体例の吐水装置の動作を説明するための模式図である。なお、図９（ａ）乃至（ｃ）においては、便宜上、可変終端は図示を省略している。
【００３５】
まず、図９（ａ）は、スライドバー１４６、１４８が板ばね１６０の作用により向かって左側に向けて付勢された状態を表す。この時、主弁１４２、１４４もスライドバー１４６により左側に向けて付勢されるので、導入口１３２は閉じ、導入口１３４が開いた状態が形成される。
【００３６】
この状態で入水口１１２、１１４にほぼ同圧に水を供給すると、矢印Ａ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、矢印Ｄで表したように吐水流路１８２を介して流出する。これに対して、矢印Ｂ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い。このため、圧力室１１６の圧力は圧力室１１８の圧力よりも高くなる。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、中子１２０は矢印Ｍの方向に押されて回動する。
【００３７】
なお、中子１２０が矢印Ｍの方向に回動すると、圧力室１１６の容積が増大し、その分だけ圧力室１１８の容積が縮小する。このため、矢印Ｂの経路による圧力室１１６への水の流入量の分、圧力室１１８内の水も押し出され、流路１８２から流出する水の吐水量に含まれることとなる。
【００３８】
そしてさらに中子１２０が回動を続け、スライドバー１４８がハウジング１０２の内壁に当接し、中子１２０に対して押されると、板ばね１６０の湾曲方向が反転し、図９（ｂ）に表したように、スライドバー１４６、１４８は、反対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も右側（向かって時計回り方向）に移動する。すなわち、導入口１３２が開き、導入口１３４が閉じる。
【００３９】
図９（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１１２から圧力室１１６に導入された水は、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、矢印Ｄで表したように吐水流路１８２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１１４から圧力室１１８に導入された水は、導入口１３４が閉じているために流出経路がない。その結果として、圧力室１１６、１１８に圧力差が生じ、中子１２０は矢印Ｍで表したように右側に向けて回動を開始する。
【００４０】
中子１２０がさらに回動すると、図９（ｃ）に表したように、スライドバー１４６がハウジング１０２の内壁に当接する位置まで移動する。この状態からさらに中子１２０が回動し、スライドバー１４６が中子１２０に対して押されることにより、板ばね１６０の湾曲方向が反転して、反対側に付勢される。すると、図９（ａ）に表した状態と同様に、導入口１３２が閉じて導入口１３４が開いた状態となり、中子１２０は左側に向けて回動を開始する。
【００４１】
次に、本具体例における制御手段の作用についてさらに詳しく説明する。
図１０（ａ）乃至（ｄ）は、本具体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、図１０（ａ）は、板ばね１６０が向かって右側が凸になるよう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。
【００４２】
この状態で中子１２０が向かって右側に回動していくと、同図（ａ）に表したようにハウジング１０２の内壁にスライドバー１４８が当接する。中子１２０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１２０はさらに右に回動し、図１０（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１２０とスライドバー１４８との相対位置を変化させ、中子１２０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１２０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。
【００４３】
この後、中子１２０がさらに回動することにより、中子１２０に対してスライドバー１４８がさらに押されると、図１０（ｃ）に表したように、板ばね１６０の湾曲方向が左側に反転を開始し、スライドバー１４６、１４８を左側に付勢する。
すると、図１０（ｄ）に表したように、板ばね１６０の付勢力によって主弁１４２、１４４が左側に移動し、導入口１３２が全開となり導入口１３４が全閉の状態となる。
【００４４】
以上説明したように、本具体例においては、圧縮した板ばね１６０の湾曲方向をスライドバー１４６、１４８により適宜反転させ、その付勢力を利用して主弁１４２、１４４を動作させることにより導入口１３２、１３４を全開及び全閉のいずれかの状態に択一的に制御する。つまり、板ばね１６０の付勢力を利用することで、中子１２０の反転のために左右の導入口１３２、１３４の開度差を確実に形成している。
【００４５】
スライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を制御する本具体例の機構は、吐水装置１００の円滑な動作に対して極めて重要な役割を果たす。すなわち、圧縮された板ばね１６０は、右側あるいは左側に湾曲した状態が安定状態であるが、図１０（ｂ）に表したようにこれら安定状態の中間付近において、準安定な中立状態となる場合がある。この状態においては、板ばね１６０には、左あるいは右への付勢力があまり発生しない。従って、この状態において、仮に導入口１３２、１３４の開度がほぼ同一の状態となると、中子の両側の導入口１３２、１３４から水が流入するために圧力差が無くなり、中子１２０の回動が停止してしまう。つまり、主弁１４２、１４４の移動開始のタイミングが板ばね１６０の反転のタイミングよりも早いと、中子１２０の動作が停止してしまうことがある。
【００４６】
これに対して、本具体例によれば、スライドバー１４６、１４８を設け、そのストロークを適宜調整することにより、図１０（ｂ）のような準安定な中立状態においては、主弁１４２、１４４がまだ移動せず、中子１２０に圧力がかかって動き続ける状態を維持できる。そして、この中立状態を越えて板ばね１６０が反転を開始した時に主弁１４２、１４４が移動を始めるようにすることができる。つまり、主弁１４２、１４２の移動開始のタイミングを、板ばね１６０の反転のタイミングに同期させることができる。
【００４７】
言い換えれば、中子１２０を回動させるに足る開度差がなくなる前に板ばね１６０を反転させ、その反転力（付勢力）によりスライドバー１４６、１４８を介して主弁１４２、１４４を移動させ、導入口１３２、１３４の開度差を、中子１２０を逆方向に回動させるに足る開度差に逆転させることができる。
【００４８】
このようにすれば、板ばね１６０が中立状態の時に導入口１３２、１３４の開度がほぼ等しい状態となり中子１２０が停止してしまう、という問題を解消して、円滑な反復運動を実現できる。
【００４９】
また、このようにすると、中子１２０がその回動ストロークの中間付近などに停止している状態から出水を開始させるような場合においても、出水開始時に板ばね１６０により主弁１４２、１４４を制御して導入口１３２、１３４のいずれかが択一的に開かれた状態にあり、中子１２０の両側に圧力差を形成させて安定した初期動作を開始させることができる。つまり、導入口１３２の開度よりも導入口１３４の開度が大なる状態と、導入口１３４の開度よりも導入口１３２の開度が大なる状態と、を択一的に保持可能とすることができる。
【００５０】
次に、本具体例に係る吐水装置１００における可変終端２０１の動作について説明する。前述の如く、ハウジング１０２の一方の側壁に可変終端２０１を設けることにより、中子１２０がその回動域における圧力室１１６側の端部に到達したときは、スライドバー１４６は可変終端２０１に当接して主弁１４２及び１４４を移動させる。すなわち、このスライドバー１４６が可変終端２０１に当接した位置が、中子１２０の往復運動の終端位置となる。従って、可変終端２０１の位置を調節することにより中子１２０の往復回動運動のストロークを変えることができ、また、ストロークをさらに狭めることにより、停止させることも可能となる。このようにして、可変終端２０１は中子１２０の回動域を規制することができる。
【００５１】
より具体的には、図８（ａ）に示すように、可変終端２０１を外位置に位置させれば、可変終端２０１の端面はハウジング１０２の内壁面と一致するため、中子１２０の回動域は最も広くなる。このとき、吐水筒体１８０の回動角度範囲は最も大きくなる。一方、図８（ｂ）に示すように、可変終端２０１を内位置に位置させれば、中子１２０の回動域は最も狭くなる。このとき、吐水筒体１８０の回動角度範囲は最も小さくなる。そして、可変終端２０１を外位置と内位置との間の任意の位置に配置することにより、吐水筒体１８０の回動角度範囲を任意に調節することができる。
【００５２】
以上説明したように、本具体例においては、可変終端２０１の位置を調節することにより、吐水筒体１８０の回動角度範囲を任意に制御することができる。また、中子１２０の回動方向と、主弁１４２、１４４の可動方向、スライドバー１４６、１４８の可動方向、板ばね１６０の付勢方向を略同一とすることにより、力の働き方に無駄がなく、受圧面積の大きな中子の移動力を有効に活用でき、円滑かつ安定した動作が可能となる。つまり、中子１２０の移動動作と開度制御動作とを連動させることにより、中子１２０の反転のための導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御動作を確実且つ容易なものとし、シンプルでコンパクトな弁体と制御手段を実現している。これにより、中子１２０の回動に応じて導入口の開度差の大小関係を適宜逆転させ、中子１２０を左右に反復的に動作させることができる。
【００５３】
すなわち、中子１２０を動かすためには、導入口１３２、１３４の開度に差を設けて回動に必要な圧力差を生じさせればよい。また同様に、中子１２０の回動方向を反転させる際にも、制御手段によって、導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させればよい。例えば、導入口１３２及び１３４の開度の比率を制御手段によって、７０：３０から３０：７０に変化させることにより、反転動作が可能である。またさらに、制御手段によって、開度を１００：０から０：１００に変化させれば、最も確実且つ安定的反転動作が可能となる。
【００５４】
また、本具体例によれば、電気などの機械動力を必要とせず、水等の供給圧力のみで円滑な往復反転運動が可能となり、電源の設置や感電あるいは漏電など対する対策が不要となる。また、電磁ノイズなどの外乱にも影響されず円滑な動作が可能である。
【００５５】
更に、本具体例によれば、主弁１４２、１４４や制御手段が中子１２０に付属して設けられているので、例えば外付けの４方弁などが不要となり、シンプルな構成で円滑な往復反転運動を実現できる。その結果として、小型化が容易となり、また流路がシンプルになるため、圧力損失を抑えることができ、吐水量や吐水圧を確保できる点でも有利である。また、主弁１４２、１４４や制御手段がハウジング１０２の中に内蔵されている構造であるため、外乱に強く円滑な動作を実現できる。更にまた、給水に関しても、同一の給水源から分岐して２つの入水口に接続するだけでよく、施工性に優れる。更にまた、回動する中子と吐水筒体の内部に水路が形成されているため、吐水筒体の先端に様々なノズル又はスパウトなどを接続するだけで出水角度を変化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、施工性が優れる。特に、屋内や屋外において、既存の設備の上に「後付け」で取り付ける場合においても、本具体例の吐水装置は施工性に優れる点で有利である。
【００５６】
なお、回動動作により得られる推力は、中子１２０に付加される水圧と中子の受圧面積との積により決定される。従って、中子１２０の受圧面積を増加させれば、それに応じた大きな推力を得ることが可能となる。
【００５７】
なお、本具体例の場合、中子１２０の反転に際して、スライドバー１４６、１４８をハウジングの内壁又は可変終端に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、スライドバー１４６、１４８に磁石を設け、一方、ハウジングの内壁及び可変終端の先端部にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用してスライドバー１４６、１４８をハウジングに対して相対的に停止させることも可能である。この場合には、図１０（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、スライドバー１４６、１４８がハウジング１０２の内壁及び可変終端の先端部に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁及び可変終端の先端部から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子１２０の反転が可能となる。これにより、例えば、中子の往復運動を滑らかにしたり、スライドバーがハウジングに接触して音が発生することを防止できる。なお、この場合、中子の回動域とは、仮に磁石がなければ中子が回動したはずの空間ではなく、中子が実際に回動する空間をいう。
【００５８】
次に、本具体例の変形例について説明する。本変形例においては、導入口１３２、１３４の開度の大小関係を逆転させる制御手段として、前述の第１の具体例のような板バネ及びスライドバーではなく、磁石を利用する。
図１１（ａ）乃至（ｄ）は、本変形例における制御手段の動作を示す模式図である。
【００５９】
図１１（ａ）は、中子１２０が向かって左側から右側に向けて回動し、ハウジング１０２の内壁に主弁１４４が当接した状態を表す。本変形例の場合、中子１２０には磁石１７０が設けられ、ハウジング１０２には磁石１７４が設けられている。なお、本変形例においては、磁石１７０と磁石１７４との間の引力を利用するため、磁石１７０及び１７４のうちの一方は、強磁性体に置き換えてもよい。
【００６０】
図１１（ａ）に示す状態においては、中子１２０に対して圧力差による力が働くので、中子１２０はさらに右側に回動する。すなわち、主弁１４４をハウジング１０２に当接させ移動方向に対して固定した状態で、中子１２０はさらに右側に回動する。
【００６１】
すると遂には図１１（ｂ）に表した状態になる。この状態においては、導入口１３２、１３４の開度はほぼ同一であるので、流路抵抗の差による圧力差は生じない。しかしこの時、磁石１７０と磁石１７４との間に作用する引力によって中子１２０をさらに右側に引き寄せることが可能である。
【００６２】
なおこの場合、中子１２０の摺動抵抗の値によっては、図１１（ｂ）に表した状態になる前に中子１２０が停止することもあり得る。このような場合には、図１１（ａ）と図１１（ｂ）の間の状態において磁石１７０と磁石１７４との間に作用する引力により中子１２０を引き寄せることが望ましい。
【００６３】
図１１（ｂ）に表した状態から中子１２０が磁石の引力によって右側に引き寄せられると、中子１２０がその回動域の端部に到達し、図１１（ｃ）に表したように導入口１３２の開度が導入口１３４の開度よりも大きい状態が形成される。すると、これら導入口１３２、１３４の流路抵抗に差が生じ、圧力差が生ずる。すなわち、中子１２０の右側の圧力のほうが高くなり、中子１２０は向かって左側に動き始める。つまり、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることにより、中子１２０を反転させることが可能となる。
【００６４】
またこの時、圧力差は主弁１４４にも作用し、主弁１４４を閉じる方向の力が働く。その結果として、図１１（ｄ）に表したように、主弁１４４が完全に閉じられ、中子１２０の右側の圧力は最大値に上昇する。つまり、中子１２０を反転させた後、左側への最大の駆動力が得られる。
【００６５】
以上説明したように、磁石１７０と磁石１７４との間に作用する引力によって、中子１２０を図１１（ｃ）に表した状態まで引き寄せることができれば、導入口１３２、１３４の開度差の大小関係を逆転させることができ、中子１２０を反転させることができる。つまり、中子１２０をハウジング１０２の中で往復回動運動させることができる。
【００６６】
なお、この場合、中子１２０は、反転後に磁石の引力に打ち勝って回動する必要がある。つまり、圧力差により中子１２０に作用する力と、磁石により得られる引力とのバランスを適宜設定することが望ましい。
【００６７】
また、本変形例においては、主弁１４２、１４４の表面（ハウジング１０２との当接面）は曲面状に突出し、ハウジング１０２に当接した状態でも隙間が生ずるようにしている。このように、ハウジング１０２への当接面積を小さくすることによって、弁体が受ける圧力差を有効に活用でき、開度の大小を逆転させるという弁体の反転動作を円滑に行うことができる。
【００６８】
なお、本変形例においては、中子１２０の反転に際して、主弁１４２、１４４をハウジング１０２の内壁に当接させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、主弁１４２、１４４に磁石を設け、一方、ハウジング１０２の内壁にも磁石を設け、これらの間に作用する反発力を利用して主弁１４２、１４４をハウジング１０２に対して相対的に停止させることも可能である。つまりこの場合には、図１１（ａ）乃至（ｃ）に対応する状態において、主弁１４２、１４４がハウジング１０２の内壁に当接せず、磁石（図示せず）の反発力によりハウジング１０２の内壁から所定の距離だけ離れた状態にあることとなる。このようにすれば、非接触で中子を反転させることができる。
【００６９】
次に、本実施形態の第２の具体例について説明する。
図１２は、本具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
図１２に示すように、本具体例に係る吐水装置１００ａにおいては、可変終端２０１がハウジング１０２内の扇状のハウジング空間の両側、すなわち、ハウジング１０２における入水口１１４側の領域及び入水口１１２側の領域の双方に設けられている。そして、２つの可変終端２０１は、相互に独立して移動可能とされている。本具体例における上記以外の構成は、上述の第１の具体例と同様である。
【００７０】
本具体例においては、２つの可変終端２０１間でハウジング空間内への突出量を等しくすれば、吐水筒体１８０の回動中心を変えることなく、回動角度範囲を調節することができる。一方、ハウジング空間内への突出量を左右で異ならせれば、吐水筒体１８０の回動中心を任意の位置に調整しつつ、回動角度範囲を調節することができる。また、可変終端２０１をハウジング空間の両端に設けることにより、ハウジング空間の片側のみに設ける場合と比較して、回動角度範囲の調整幅を同じとすれば、各可変終端２０１を短くすることができる。これにより、吐水装置全体をコンパクトに構成できる。本具体例における上記以外の動作及び効果は、前述の第１の具体例と同様である。
【００７１】
次に、本実施形態の第３の具体例について説明する。
図１３及び図１４は、本具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
本具体例は、終端調節手段２００として、制御磁石が設けられた例である。
本具体例の場合、吐水装置１００ｂにおいて、スライドバー１４６に対向したハウジング１０２の側壁部に制御磁石２０６が設けられている。そして、スライドバー１４６には、磁石２０８が内蔵されている。同図に表した具体例の場合、スライドバー１４６に内蔵された磁石２０８は、向かって右側、すなわち、制御磁石２０６側がＮ極で、左側がＳ極とされている。一方、制御磁石２０６は、例えば回転機構２０７などにより、スライドバー１４６に対応する部分の磁極を切り替えることができる。つまり、図１３に表した状態においては、スライドバー１４６に対応する部分の制御磁石２０６の磁極はＮ極とされている。また、この状態から回転機構２０７により制御磁石２０６を半回転させることにより、図１４に表したように、スライドバー１４６に対応する部分の制御磁石の磁極はＳ極となる。このように、制御磁石２０６の磁極を切り替えることにより、吐水筒体１８０のストロークを変えることができる。
【００７２】
すなわち、図１３に表した状態においては、制御磁石２０６のＮ極と、スライドバー１４８に内蔵された磁石２０８のＮ極と、の間に反発力が作用する。従って、中子１２０が向かって右側に（時計回りに）回動する時、スライドバー１４８の先端がハウジング１０２の内壁に当接するよりも前に、これら磁石の反発力によりスライドバー１４８が押されて主弁が移動し、導入口１３４が閉じ、導入口１３２が開く。図１３は、このように導入口の開度が切り替わった後の状態を表す。この後、中子１２０は向かって左側に（反時計回りに）回動する。つまり、図１３に表した状態においては、中子１２０の往復運動のストロークは相対的に短くなる。
【００７３】
一方、図１４に表した状態においては、制御磁石２０６のＳ極と、スライドバー１４８に内蔵された磁石２０８のＮ極と、の間に引力が作用する。従って、中子１２０が向かって右側に（時計回りに）回動する時、スライドバー１４８の先端がハウジング１０２の内壁に当接するまで、主弁１４４は移動せず導入口１３４は開いたままである。つまり、図１４に表した状態においては、中子１２０の往復運動のストロークは相対的に長くなる。
【００７４】
またさらに、回転機構２０７の回転動作により、制御磁石２０６を、図１３に表した状態と図２４に表した状態との間の状態にしてストロークを調整することも可能である。つまり、制御磁石２０６からの磁力を調整し、スライドバー１４８に内蔵された磁石２０８に対して、図１３に表した状態よりも弱い反発力、あるいは、図１４に表した状態よりも弱い引力を作用させることができる。このようにすれば、図１３に表した状態におけるストロークよりも長く、図１４に表した状態におけるストロークよりも短いストロークを得ることが可能となる。なお、図１３に表したように、非接触でスライドバー１４８が押される場合には、スライドバー１４８の先端面にかかる水圧も反転力の一部として有効利用できる。
【００７５】
本具体例の場合も、図１２に関して前述したように、終端調節手段２００をハウジング空間に両側に設けることができる。つまり、スライドバー１４８にも磁石を内蔵させ、また、これに対向するハウジング１０２の側壁部に制御磁石を設けることができる。そして、この場合にも、左右の終端調節手段２００をそれぞれ独立に制御してもよく、あるいは、リンクして制御してもよい。
【００７６】
次に、本実施形態に係る吐水装置の適用例について説明する。
先ず、第１の適用例について説明する。
図１５は、本実施形態の第１の適用例を表す模式図である。
【００７７】
本適用例においては、本実施形態に係る吐水装置１００が設けられている。吐水装置１００としては、例えば、本実施形態のいずれかの具体例に係る吐水装置を使用することができる。吐水装置１００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。
【００７８】
本適用例においては、シャワーノズル８２０が矢印Ｍで表したように往復回動運動することにより、コンパクトな形状にてシャワー状の吐水を広範囲に噴射できる。例えば、浴室においてこの吐水装置を用いることにより、使用者は手放しでシャワーを効率的に浴びることができ便利である。また、反復的に変動するシャワーの刺激によるマッサージ効果やリラクゼーション効果も期待できる。
【００７９】
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１００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。
【００８０】
この吐水装置１００には、終端調節手段（図示せず）が組み込まれており、吐水装置１００のハウジングの外面には、この終端調節手段の操作部３００が取り付けられている。そして、使用者がこの操作部３００を操作することにより、シャワーノズル８２０の回動角度範囲を調整することができる。これにより、使用者の体格や好みに応じて、吐水する領域を選択することができる。この結果、使用者の満足感を向上させると共に、無駄な吐水を減らし、洗浄効率及びマッサージ効率を高めることができる。
【００８１】
例えば、このような吐水装置を浴室などの壁面９００に設置して、ボディシャワーとして使用する場合、吐水方向を周期的に変化させることができるため、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。
【００８２】
これらの場合、例えば、使用者の体格によって吐水を当てたい範囲も異なる。これに対して、本適用例によれば、終端調節手段の操作部３００を操作することにより使用者の体格や好みに応じて角度範囲を調節でき、使い勝手がよくなるとともに、効率良く対象部位に作用させることにより節水効果も得られる。
【００８３】
また、終端調節手段を制御することにより、回動角度範囲を縮小させて停止させることも可能である。従って、使用者の好みの位置に固定して吐水させることができる。例えば、髪を洗いたい場合などにその部分に集中的に吐水させ、より一層高い洗浄効果を得ることが可能となる。
【００８４】
なお、図１５には、シャワー装置を壁面９００に設置した例を表したが、これ以外にも、例えば浴槽の縁に設置してもよい。また、図１５には壁面９００に対して横置きに設置した例を表したが、縦置きに設置しても同様の作用効果が得られる。
【００８５】
次に、本実施形態の第２の適用例について説明する。
図１６は、本適用例を表す模式図である。
本適用例においては、本発明の実施形態に係る吐水装置１００が、水平面９２０の上に設置され、上方に突出する吐水筒体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。
【００８６】
そして、本適用例においても、終端調節手段２００の作用により、吐水角度範囲を調整することができる。これにより、グラウンドの広さなどに応じて散水領域を任意に選択することができる。
すなわち、小型コンパクトで持ち運び性に優れ、電力も必要とせず、外乱に強く、グラウンドなどの大きさにあわせて散水範囲を調整でき、節水効果も高い吐水装置を実現できる。また、この吐水装置は、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」が優れている。
【００８７】
以上、図１５及び図１６を参照して、本実施形態に係る吐水装置の適用例を示したが、本実施形態の適用例はこれらには限定されない。
例えば、本実施形態に係る吐水装置を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、高齢者や障害者に対しても使い勝手のよい手洗い器を提供できる。このとき、終端調節手段を操作することにより、使用者の好みや対象物に応じた角度範囲で動作させることができる。例えば、食器などを洗浄する場合、その対象物としては大型の鍋から小型の皿まで様々の大きさのものがあるが、それぞれの大きさに応じた角度範囲に調整することにより、効率よく吐水を対象物にあてることができ、洗浄効率を上げて水を節約することが可能となる。またさらに、角度範囲を大幅に狭めて、使用者の好みの位置に固定して吐水させることができる。例えば、特定の部位を集中的に洗いたい場合や、水くみなどをしたい場合などに、効率よく利用することができ、使い勝手のよい吐水装置を提供できる。
【００８８】
また、本実施形態の吐水装置を撹拌や混合に用いることもできる。例えば、液体槽の中に本実施形態の吐水装置を沈めた状態で、ノズルを回動させながら吐水させると、液体槽内の液体の撹拌や混合ができる。また、液体槽の中でノズルを固定しハウジングを回動させても撹拌や混合を実施できる。この場合にも、終端調節手段を操作して吐水の回動角度範囲を調節することにより、撹拌や混合の状態を選択することができる。
【００８９】
更に、本実施形態に係る吐水装置の適用分野は浴室や手洗いあるいはキッチンなどには限定されない。例えば、自動車の洗浄装置に本発明の吐水装置を組み込むと、自動車の大きさにあわせて吐水範囲を調整することができ、必要以上に散水せずに節水効果が得られ、また周囲を濡らさずに済むという効果も得られる。またさらに、半導体、食品、医療、製紙パルプ、自動車などをはじめとする各種の産業の現場において、このような吐水装置を洗浄装置に組み込むことにより、例えば、半導体ウェーハや、液晶パネルの基板や、各種の原料、材料、部品などの洗浄を効率良く実施できる。この場合にも、対象物の大きさにあわせて吐水範囲を調整することができるため、節水効果が得られ、また、電源や潤滑油などを供給する必要がなく、電磁ノイズも発生せず、またノイズの影響も受けず、衛生的であり、メンテナンス性にも優れるなどの各種の効果が得られる。また、回動角度すなわち吐水範囲を調節できるため、各種のシステムに対して後付けした場合に、対象物の大きさに適合できる点で、特に有利である。
【００９０】
以上具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。
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。
【００９１】
例えば、吐水装置の吐水装置及び吐水ノズルの外形や、終端調節手段や、その他構成部品の形状あるいは配置、などについて当業者が適宜変更を加えたものであっても、本発明の要旨を含む限り、本発明の範囲に包含される。
また、入水口に関して左右の圧力室に対応した入水口がそれぞれ形成されていればよく、例えばハウジング内で分岐した流路を形成しそれぞれの入水口に接続されるようにし、ハウジングへの入水接続口は一つとしてもよく、こうすることで配管を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態に係る吐水装置を例示する模式図である。
【図２】本実施形態の第１の具体例の吐水装置を例示する斜視図である。
【図３】本実施形態の第１の具体例の吐水装置を例示する斜視断面図である。
【図４】（ａ）は、第１の具体例の吐水装置を底面側から見た斜視図であり、（ｂ）はその斜視断面図である。
【図５】第１の具体例の吐水装置を側方から見た断面図である。
【図６】図５に示すＡ−Ａ’線による断面図である。
【図７】第１の具体例の吐水装置における主弁及びスライドバーを例示する斜視図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第１の具体例の吐水装置における終端調節手段の動作を示す断面図であり、（ａ）は終端調節手段としての可変終端がハウジング空間内に突出していない状態を示し、（ｂ）は、可変終端がハウジング空間内に突出している状態を示す。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は、第１の具体例の吐水装置の動作を説明するための模式図である。
【図１０】（ａ）乃至（ｄ）は、第１の具体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。
【図１１】（ａ）乃至（ｄ）は、第１の具体例の変形例における制御手段の動作を示す模式図である。
【図１２】本実施形態の第２の具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
【図１３】本実施形態の第３の具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
【図１４】本実施形態の第３の具体例に係る吐水装置を示す断面図である。
【図１５】本実施形態の第１の適用例を表す模式図である。
【図１６】本実施形態の第２の適用例を表す模式図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００ 吐水装置
１０２ ハウジング
１０３ ハウジング本体
１０４、１０５ ハウジング蓋
１１２、１１４ 入水口
１１６、１１８ 圧力室
１２０ 中子
１２１ 中子本体
１２２ 中子蓋
１２４ 中子内流路
１２６、１２７ シール
１３２、１３４ 導入口
１４２、１４４ 主弁
１４６、１４８ スライドバー
１４９ 連結棒
１６０ 板ばね
１８０ 吐水筒体
１８２ 吐水流路
１８４ シール
２００ 終端調節手段
２０２ 可変終端
２０３ 円
２０４ シール機構
２０６ 制御磁石
２０７ 回転機構
２０８ 磁石
３００ 操作部
８２０ シャワーノズル
８３０ 吐水ノズル
９００ 壁面
９２０ 水平面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
前記中子がその回動域における前記第１の圧力室側の端部に到達したときに、前記第１の圧力室内の圧力を前記第２の圧力室内の圧力よりも高くし、前記中子がその回動域における前記第２の圧力室側の端部に到達したときに、前記第２の圧力室内の圧力を前記第１の圧力室内の圧力よりも高くするように、前記弁体を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更する制御手段と、
前記中子の回動域を規制し、規制された回動域の端部において前記制御手段を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更させる終端調節手段と、
を備えたことを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記終端調節手段は、前記扇状の空間の両端に設けられたことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記終端調節手段は、前記ハウジングの側壁から前記扇状の空間内に突出可能に設けられ、前記制御手段の少なくとも一部に当接することにより前記制御手段を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させ、且つ前記空間内における突出量が可変とされた可変終端を有す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。
【請求項４】
前記制御手段は磁石を有し、
前記終端調節手段は、前記磁石に対して引力及び反発力のいずれか一方を選択的に作用させることにより前記制御手段を作動させて、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位置を可変とする制御磁石を有す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。
【請求項５】
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１〜４のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項７】
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１〜６のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項８】
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１〜７のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項１】
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、
前記中子がその回動域における前記第１の圧力室側の端部に到達したときに、前記第１の圧力室内の圧力を前記第２の圧力室内の圧力よりも高くし、前記中子がその回動域における前記第２の圧力室側の端部に到達したときに、前記第２の圧力室内の圧力を前記第１の圧力室内の圧力よりも高くするように、前記弁体を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更する制御手段と、
前記中子の回動域を規制し、規制された回動域の端部において前記制御手段を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度を変更させる終端調節手段と、
を備えたことを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記終端調節手段は、前記扇状の空間の両端に設けられたことを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記終端調節手段は、前記ハウジングの側壁から前記扇状の空間内に突出可能に設けられ、前記制御手段の少なくとも一部に当接することにより前記制御手段を作動させて前記第１及び第２の導入口の開度の大小関係を逆転させ、且つ前記空間内における突出量が可変とされた可変終端を有す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。
【請求項４】
前記制御手段は磁石を有し、
前記終端調節手段は、前記磁石に対して引力及び反発力のいずれか一方を選択的に作用させることにより前記制御手段を作動させて、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位置を可変とする制御磁石を有す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。
【請求項５】
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１〜４のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項６】
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１〜５のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項７】
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１〜６のいずれか１つに記載の吐水装置。
【請求項８】
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１〜７のいずれか１つに記載の吐水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００７−２２９６９０（Ｐ２００７−２２９６９０Ａ）
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５８２２９（Ｐ２００６−５８２２９）
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年９月１３日（２００７．９．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月３日（２００６．３．３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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