吐水装置

摘要

本发明提供一种吐水装置，在利用卡门漩涡的流体元件中，即使在以可弹性变形的软质构件形成吐水口部的情况下，也能够防止漩涡生成部的内壁面膨胀变形而无法生成所期待的卡门漩涡的现象。一种使冷热水一边往复振动一边吐出的吐水装置，具有吐水装置本体及振动发生元件，振动发生元件具有供水通道、漩涡生成通道和吐水口通道，吐水口通道由可弹性变形的软质构件形成，并且以使用者可以对吐水口通道进行变形操作的形式安装于吐水装置本体，漩涡生成通道即使在因供水通道供给冷热水而内压升高的情况下，也不会膨胀变形。

权利要求

1.一种吐水装置，使冷热水一边往复振动一边吐出的吐水装置，其特征为，具有：吐水装置本体，

及安装于该吐水装置本体，使供给的冷热水一边往复振动一边吐出的振动发生元件，所述振动发生元件具有：使所述吐水装置本体供给的冷热水流入的供水通道，及设置于所述供水通道的下游侧，具有以阻挡流路截面的一部分的形式配置的冷热水冲突部，且通过由供水通道引导的冷热水的一部分冲撞该冷热水冲突部，在其下游侧交替生成反向漩涡的漩涡生成通道，及设置于所述漩涡生成通道的下游侧，使包括由所述漩涡生成通道引导的涡街在内的冷热水一边往复振动一边吐出的吐水口通道，所述吐水口通道由可弹性变形的软质构件形成，并且以使用者可以对所述吐水口通道进行变形操作的形式安装于所述吐水装置本体，在所述漩涡生成通道的外周部设置有限制所述漩涡生成通道膨胀变形的变形限制部，所述漩涡生成通道即使在因所述供水通道供给冷热水而内压升高的情况下，也不会膨胀变形。

2.根据权利要求1所述的吐水装置，其特征为，所述漩涡生成通道以可弹性变形的软质构件与所述吐水口通道一体形成。

3.根据权利要求2所述的吐水装置，其特征为，所述变形限制部的形成方式为，所述漩涡生成通道比所述吐水口通道的壁厚更大。

4.根据权利要求2所述的吐水装置，其特征为，所述变形限制部的形成方式为，流过所述供水通道的冷热水的圧力施加于所述漩涡生成通道的外壁面。

5.根据权利要求2所述的吐水装置，其特征为，所述变形限制部是与所述吐水口通道分体形成的变形限制构件。

6.根据权利要求5所述的吐水装置，其特征为，所述变形限制构件的配置方式为，在停止从所述供水通道向所述漩涡生成通道供给冷热水的状态下，所述变形限制构件与所述漩涡生成通道的外壁面之间形成有微小缝隙。

7.根据权利要求6所述的吐水装置，其特征为，所述变形限制构件的配置方式为，在从所述供水通道向所述漩涡生成通道供给冷热水的状态下，所述变形限制构件与所述漩涡生成通道的外壁面抵接。

说明书

吐水装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种使冷热水一边往复振动一边吐出的吐水装置。

背景技术

[0002] 下述专利文献1～3中，记载有利用流体元件发振现象的吐水装置。这些吐水装置无需设置可动构件即可改变吐水的喷射方向，因此具有能够以简单且紧凑的结构实现可广范围吐水的吐水装置的优点。

[0003] 下述专利文献3中所记载的吐水装置如图13所示，从入口孔114流入前室110内的流体，首先冲撞以岛状设置于前室110内的三角形截面障碍物116。流体一旦发生冲撞，在障碍物116的下游侧，障碍物116的上侧和下侧会交替生成卡门漩涡，形成涡街。该卡门漩涡的涡街一边发展一边到达出口112。在出口112附近，涡街的漩涡所在的一侧流速快，相反侧则流速慢。在图13所示例子中，卡门漩涡在障碍物116的上侧和下侧交替生成，由于该涡街依次到达出口112，因此上侧的流速快的状态和下侧的流速慢的状态会交替出现在出口112附近。在上侧的流速快的状态下，流速快的流体冲撞出口112上侧的壁面110a，方向被改变，从出口112喷射出的流体整体为向斜下方喷射的喷流。另一方面，在下侧的流速快的状态下，流速快的流体冲撞出口112下侧的壁面110b，从出口112喷射出朝向斜上方的喷流。通过这种状态交替重复，来自出口112的喷流一边往复振动一边喷射。根据这种方式的吐水装置，能够实现以极简单且紧凑的结构广范围吐水的吐水装置。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献1：日本国特开2000－120141号公报

[0006] 专利文献2：日本国特开2004－275985号公报

[0007] 专利文献3：日本国特公昭58－49300号公报

[0008] 然而，在将上述专利文献3所记载方式的水装置长期使用于自来水中钙成分含量较高地区时，钙成分固化而生成的水垢会附着在吐水口的内壁面。像这样，吐水口的内壁面一旦附着水垢，吐水的振幅和振动周期等也会发生变化，出现无法实现所期待的吐水的问题。该水垢难以仅通过水流自身的力量去除，但可以通过物理方式擦拭，或使附着水垢的壁面本身变形的方法去除。因此，优选吐水口部以可弹性变形的软质构件形成，并且以使用者能够对吐水口部进行变形操作的方式安装于吐水装置本体。

[0009] 然而，当以可弹性变形的软质构件形成吐水口部时，例如，以可弹性变形的软质构件将生成卡门漩涡的漩涡生成部也一体形成的情况下，又产生了新的课题。

[0010] 具体而言，例如，当以软质构件形成漩涡生成部时，由于向漩涡生成部供水之际的内压上升，漩涡生成部的内壁面有膨胀变形的可能。这种方式的吐水装置是通过将流路的障碍物与其周围的内壁面之间的缝隙设计成规定尺寸，来生成所期待的漩涡。因此，一旦漩涡生成部的内壁面膨胀变形，上述缝隙的尺寸会变大(不再是规定尺寸)，有可能无法生成所期待的漩涡。这样，一旦无法生成所期待的漩涡，吐水的振幅和振动周期等也会发生变化，产生无法实现所期待的吐水的课题。

[0011] 本发明为解决该课题而进行，其目的为提供一种吐水装置，在利用卡门漩涡的流体元件中，即使在以可弹性变形的软质构件形成吐水口部的情况下，也能够防止漩涡生成部的内壁面膨胀变形而无法生成所期待的卡门漩涡的现象。

发明内容

[0012] 为解决上述课题，本发明所涉及的吐水装置具有吐水装置本体及安装于该吐水装置本体，使供给的冷热水一边往复振动一边吐出的振动发生元件。并且，所述振动发生元件具有：使所述吐水装置本体供给的冷热水流入的供水通道；及设置于所述供水通道的下游侧，具有以阻挡流路截面的一部分的形式配置的冷热水冲突部，且通过由供水通道引导的冷热水的一部分冲撞该冷热水冲突部，在其下游侧交替生成反向漩涡的漩涡生成通道；及设置于所述漩涡生成通道的下游侧，使包括由所述漩涡生成通道引导的涡街在内的冷热水一边往复振动一边吐出的吐水口通道。并且，所述吐水口通道由可弹性变形的软质构件形成，而且以使用者可以对所述吐水口通道进行变形操作的形式安装于所述吐水装置本体。并且，在所述漩涡生成通道的外周部设置有限制所述漩涡生成通道膨胀变形的变形限制部，所述漩涡生成通道即使在因所述供水通道供给冷热水而内压升高的情况下，也不会膨胀变形。

[0013] 根据这样构成的本发明，由于可以通过振动发生元件使吐水装置吐出的冷热水往复振动，因此能够以紧凑且简单的结构从1个吐水口广范围地吐出冷热水。并且，由于无需移动吐出喷嘴即可使吐水方向变化，因此不存在可动部的摩擦损耗等问题，可形成成本低且耐久性高的吐水装置。此外，通过对吐水口通道进行变形操作，使用者可以轻松去除附着于吐水口通道内壁面的水垢。并且，通过使漩涡生成通道以不会膨胀变形的方式构成，即使在向振动发生元件供水使得漩涡生成通道内压上升时，也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。这样，根据本发明，即使在以可弹性变形的软质构件形成吐水口部的情况下，也能够防止漩涡生成部的内壁面膨胀变形而无法生成所期待的卡门漩涡的现象。

[0014] 此外，在本发明所涉及的吐水装置中，还优选所述漩涡生成通道以可弹性变形的软质构件与所述吐水口通道一体形成，在所述漩涡生成通道的外周部，设置有限制所述漩涡生成通道膨胀变形的变形限制部。

[0015] 根据这样构成的本发明，通过吐水口通道的变形传递到漩涡生成通道，可以去除使用者的手无法到达的漩涡生成通道(包括给振动吐水带来重大影响的障碍物与其周围的内壁面)上附着的水垢。并且，由于通过对吐水口通道进行的变形操作而吐水口通道与漩涡生成通道产生变形，因此可以在1次操作下同时去除吐水口通道上附着的水垢与漩涡生成通道上附着的水垢。并且，由于设置有变形限制部，因此即使在以软质构件形成漩涡生成通道的情况下，也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。

[0016] 另外，在本发明所涉及的吐水装置中，还优选所述变形限制部的形成方式为，所述漩涡生成通道比所述吐水口通道的壁厚更大。

[0017] 根据这样构成的本发明，通过将漩涡生成通道的壁厚设置得更大，即使在以软质构件形成漩涡生成通道的情况下，也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。

[0018] 此外，在本发明所涉及的吐水装置中，还优选所述变形限制部的形成方式为，流过所述供水通道的冷热水的圧力施加于所述漩涡生成通道的外壁面。

[0019] 根据这样构成的本发明，由于流过供水通道的冷热水的圧力施加于漩涡生成通道的外壁面，因此在漩涡生成通道中，压力从内侧和外侧以相对的方向施加。这样，即使在以软质构件形成漩涡生成通道的情况下，也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。

[0020] 另外，在本发明所涉及的吐水装置中，还优选所述变形限制部是与所述吐水口通道分体形成的变形限制构件。

[0021] 根据这样构成的本发明，通过配置与吐水口通道分体形成的变形限制构件，即使在以软质构件形成漩涡生成通道的情况下，也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。

[0022] 另外，在本发明所涉及的吐水装置中，还优选所述变形限制构件的配置方式为，在停止从所述供水通道向所述漩涡生成通道供给冷热水的状态下，所述变形限制构件与所述漩涡生成通道的外壁面之间形成有微小缝隙。

[0023] 根据这样构成的本发明，在将变形限制构件安装于漩涡生成通道的外周部之际，能够防止漩涡生成通道压缩变形。这样，即使在以软质构件形成漩涡生成通道的情况下，也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。

[0024] 另外，在本发明所涉及的吐水装置中，还优选所述变形限制构件的配置方式为，在从所述供水通道向所述漩涡生成通道供给冷热水的状态下，所述变形限制构件与所述漩涡生成通道的外壁面抵接。

[0025] 根据这样构成的本发明，即使设置微小缝隙，当向振动发生元件供水而漩涡生成通道的内圧上升之际，由于漩涡生成通道的外壁面与变形限制构件抵接而限制膨胀变形，因此也能够使障碍物与其周围的内壁面之间维持规定尺寸。

[0026] 根据本发明，能够提供一种吐水装置，在利用卡门漩涡的流体元件中，即使在以可弹性变形的软质构件形成吐水口部的情况下，也能够防止漩涡生成部的内壁面膨胀变形而无法生成所期待的卡门漩涡的现象。

附图说明

[0027] 图1为本发明中的吐水装置1的外观图。

[0028] 图2为本发明中的吐水装置1的分解立体图。

[0029] 图3为本发明中的吐水装置1的剖视图。

[0030] 图4为本发明中的振动发生元件2的外观图。

[0031] 图5为表示本发明中吐水发振情形的模式图。

[0032] 图6为本发明中的密封部40附近的放大剖视图。

[0033] 图7为表示本发明中去除水垢的情形的模式图。

[0034] 图8为本发明中的散水喷嘴16的剖视图。

[0035] 图9为从本发明中的吐水装置1的背面侧观察的分解立体图。

[0036] 图10为对比例中向振动发生元件2施加水压时的模式图。

[0037] 图11为本发明的实施例中向振动发生元件2施加水压时的模式图。

[0038] 图12为本发明的变形例中向振动发生元件2施加水压时的模式图。

[0039] 图13为表示专利文献3中所记载的流体元件的结构的示意图。

[0040] 符号说明

[0041] 1-吐水装置；10-吐水装置本体；12-吐水头；120-吐水头本体；14-握持部；140-供水路；16-吐水喷嘴；18-散水板；2-振动发生元件；20-供水通道；22-漩涡生成通道；24-吐水口通道；242-第一壁面部；244-第二壁面部；26-冷热水冲突部；4-散水垫片；40-密封部；42-变形限制部；44-固定部；6-变形限制构件；60-水压作用部。

具体实施方式

[0042] 接下来，参照附图，就本发明实施例中的吐水装置1进行说明。

[0043] 图1为本发明中的吐水装置1的外观图。吐水装置1是所谓的手持花洒，由吐水装置本体10和设置于吐水装置本体10的振动发生元件2构成。吐水装置本体10大体由吐水头12和握持部14构成。吐水头12设置有多个吐水喷嘴16和振动发生元件2两种吐水口，以可分别同时或交替吐水的方式构成。

[0044] 图2为本发明中的吐水装置1的分解立体图。吐水头12由设置于表面的散水板18及散水垫片4构成，散水垫片4由软质材料构成，具有振动发生元件2和吐水喷嘴16。散水板18设置有多个开口部，以振动发生元件2及吐水喷嘴16从该开口部向表面突出的形式进行组装。

[0045] 图3为本发明中的吐水装置1的剖视图。如图3所示，散水垫片4以被吐水头本体120及散水板18夹持的形式固定。另外，握持部14的内部形成有供水路140，其结构为将由未图示的花洒软管供给的冷热水向吐水头12供给。

[0046] 图4表示本发明中的振动发生元件2的外观图。振动发生元件2具有大致长方形的吐水口，是一个一边在该长方形的长度方向上往复振动一边吐水的喷嘴。此时，在与冷热水往复振动的方向一致的长度方向的边上具有一对第一壁面部242，在正交的宽度方向的边上具有一对第二壁面部244，第一壁面部242比第二壁面部244的厚度厚。

[0047] 图5为表示本体中的振动发生元件2的动作情形的模式图。

[0048] 图5(a)为图4中的A－A剖视图，如图所示，振动发生元件2内部形成有貫通长度方向的长方形截面的通道。该通道从上游侧依次形成有供水通道20、漩涡生成通道22、吐水口通道24。供水通道20为从振动发生元件2背面侧的流入口延伸的，截面积一定的长方形截面的直线状通道。

[0049] 漩涡生成通道22位于供水通道20的下游侧，是一个与供水通道20相连接(无台阶)的长方形截面通道。即，从供水通道20至漩涡生成通道22具有相同的尺寸形状。

[0050] 吐水口通道24位于漩涡生成通道22的更下游侧，为与漩涡生成通道22相连接的长方形截面通道。与漩涡生成通道22相比，吐水口通道24的截面长方形的长边方向长度更短，截面积变小。

[0051] 供水通道20与漩涡生成通道22之间设置有冷热水冲突部26。如图5(b)(图4的B－B剖视图)所示，该冷热水冲突部26为连结供水通道20在高度方向上相对的壁面(顶面及底面)并延伸的三角柱状部分，位于供水通道20的宽度方向的中央，呈岛状配置。冷热水冲突部26的截面为等腰三角形，长度相等的两条边面向下游侧配置。通过设置该冷热水冲突部26，使其下游侧的漩涡生成通道22内生成卡门漩涡，使从吐水口通道24吐出的冷热水往复振动。

[0052] 此外，其构成方式为，在冷热水冲突部26中，从供水通道20流过来的冷热水所冲撞的面的面积，即供水通道20中由冷热水冲突部26阻挡的部分的流路截面积，比吐水口通道24的流路截面积大。

[0053] 图6表示了吐水头12的截面放大图。如上所述，散水垫片4以被吐水头本体120和散水板18夹持的形式固定。此时，散水垫片4兼为密封吐水头本体120和散水板18之间的密封构件，具有将两者之间以水密方式密封的密封部40。该密封部40为通过被两者挤压确保水密性的结构。不设置变形限制部而直接使用的情况下，该挤压带来的变形会扩散到整个软质散水垫片4，振动发生元件2及吐水喷嘴16也会随之歪斜，给吐水带来影响。为了抑制这种情况，密封部40的附近设置有变形限制部42。由于该变形限制部42，密封部40的歪斜在振动发生元件2的上游侧被隔断，抑制了振动发生元件2及吐水喷嘴16的歪斜，保证了优美的吐水。

[0054] 在振动发生元件2的附近，散水板4的一部分作为变形限制构件6而以具有微小缝隙的形式配置。如后面所述，该变形限制构件6是为了抑制振动发生元件2因水圧而膨胀而设置的。此外，通过在变形限制构件6和振动发生元件2之间形成有微小缝隙，在组装吐水装置1之际，可以抑制振动发生元件2因与变形限制构件6接触而产生损伤。

[0055] 接下来，参照图7的模式图，就本发明中的水垢去除机制进行说明。

[0056] 水垢为自来水中所含有的二氧化硅和钙等在供水通道的壁面逐渐析出形成的。如图7(a)所示，在吐水装置1中，逐渐析出并积蓄到吐水喷嘴16和振动发生元件2内部的供水通道20、漩涡生成通道22、吐水口通道24等处。这些地方一旦附着、析出水垢，会对卡门漩涡的生成及吐水产生影响，存在导致吐水的振动、吐水本身紊乱的可能性。

[0057] 此时，如图7(b)所示，从散水板18表面突出的吐水口通道24的侧面，用手指等施加力量。于是，如图7(c)所示，吐水口通道24的变形传递到漩涡生成通道22、供水通道20，由于漩涡生成通道22、供水通道20也分别发生变形，因此水垢剥落。如图7(d)所示，在此状态进行吐水，剥落的水垢会流到外部，从振动发生元件2去除。

[0058] 如图8所示，振动发生元件2与吐水喷嘴16、密封部40为一体，作为散水垫片4，由软质构件构成。由此，可以使一个构件具有多种功能，如使振动发生元件2的吐水口通道24的变形波及漩涡生成通道22，无需另行设置密封构件即可在散水板18和吐水头本体120之间进行密封等。

[0059] 如图9所示，散水垫片4设置有多个振动发生元件2。此时，其构成方式为，在各个振动发生元件2的周围，散水垫片4和散水板18的背面接触，作为固定部发挥作用。由此，在各振动发生元件2的吐水口通道24被施加力量导致变形的情况下，变形所能到达的范围被限制在各振动发生元件2的周边。换言之，可以将施加于吐水口通道24的力用于使各振动发生元件2变形，高效地去除水垢。在没有这样设置固定部的情况下，散水垫片4整体变形会将力量吸收，漩涡生成通道22无法很好地变形，存在不能将水垢完全去除的可能性。

[0060] 在图10中，模式化表示了向对比例中的振动发生元件2施加水压时的情形。

[0061] 该对比例与本发明的实施例相比较，没有设置变形限制构件6。如图10的(a)、(b)所示，在没有水圧时没有发生变形。但是，如图10的(c)、(d)所示，一旦在这里施加一定程度以上的水圧，由软质材料构成的振动发生元件2由于施加于该漩涡生成通道22的水圧而向外侧产生较大变形。由于振动发生元件2中的吐水振动是随着在漩涡生成通道22所生成的卡门漩涡的大小而变化的，因此一旦该部分产生较大变化，可能无法进行所期待的吐水。此外，如图10(d)所示，由于在高度方向上也以扩展的形式变形，因此冷热水冲突部26也在长度方向上被大幅度拉扯，最终有断裂的可能性。

[0062] 与此相对，在图11中，模式化表示了向本发明的实施例中的振动发生元件2施加水压时的情形。在实施例中，振动发生元件2的附近设置有变形限制构件6。由此，即便在水压作用于由软质材料构成的振动发生元件2的情况下，也能够通过变形限制构件6，抑制振动发生元件2膨胀。也就是说，即便在较大水圧作用下，也能够将振动发生元件2维持在规定尺寸。

[0063] 图12表示了本发明的变形例中的振动发生元件2。在该变形例中，为了抑制振动发生元件2在水圧作用下的膨胀，代替实施例中的变形限制构件，设置有水圧作用部60。通过在漩涡生成通道22侧面的整周上设置该水圧作用部，从内部作用于使漩涡生成通道22扩展方向上的水圧，与从外部作用于使漩涡生成通道22缩径方向上的水圧取得平衡，其结果为能够抑制振动发生元件2的膨胀。

[0064] 如本发明的实施例、变形例所示，通过采用抑制振动发生元件2膨胀的构成方式，可以用软质材料构成振动发生元件2，在使其能够去除水垢的同时，在高水圧作用下也能维持规定的尺寸和维持吐水，而且能够提高振动发生元件2的耐久性。

[0065] 另外，如图4所示，在吐水口通道24中，长度方向的第一壁面部242比宽度方向的第二壁面部244更厚。这是因为，通过将水圧加之振动的动能作用于其上的长度方向的第一壁面部242做得更厚，可以提高对振动的形成做出贡献的第一壁面部242的耐久性，抑制开裂等现象的发生。另外，即便吐水时在吐水口通道24上施加了高水圧，也能够抑制第一壁面部242的变形，以所期待的振幅进行振动吐水。

[0066] 另一方面，第二壁面部244可以以较薄即较容易发生变形的形式构成。由此，即使在使用手指等使其变形去除水垢的情况下，也能够以较轻的力量使其变形。

[0067] 以上，结合实施例对本发明进行了说明。但本发明不局限于上述实施例，可以在不脱离发明主旨的范围内进行适当的设计。例如，吐水的种类可以是仅振动发生元件1种，也可以是3、4种和各种各样的喷嘴的组合。另外，也可以用硬质材料形成漩涡生成通道，与吐水口通道一体形成。