JP2010075460A - 吐水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができる吐水装置を提供する。
【解決手段】
洗浄水が流入する流入室と、流入室の内部及び外部に通じて設けられた開口部とを有するガイド部材と、流入室に流入した洗浄水を縮径部の先端から流出可能な筒体と、縮径部の先端から流出した洗浄水が一時的に貯留されるバッファ室と、バッファ室に連通した複数の吐水孔が形成された散水板とを有し、縮径部の先端に設けられたヘッドとを備え、筒体は流入室へ流入した洗浄水により、少なくとも縮径部の一部を開口部に接触させた状態で流入室の中心軸に対して傾きながら流入室の中心軸のまわりにヘッドと一体に首振り公転し、且つ筒体は自身の中心軸のまわりにヘッドと一体に自転し、ヘッドは筒体より径方向に大きく、筒体の中心軸に対して傾斜している散水板とを備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、吐水方向（吐水軌跡）を変化させながらシャワー状の吐水流を吐水する吐水装置に関する。

従来、ノズルが収容された旋回室内に形成される旋回流によってノズルを首振り公転させたり自転させながら吐水を行わせる吐水装置が知られている（例えば、特許文献１）。
特許第３５１８５４２号公報

特許文献１に開示された吐水装置では、少ない流量でもより広い範囲に吐水でき快適で大変使い勝手のよい吐水装置となっている。一方、より人体の広範囲に吐水し、温まり感を上げたいという要望があり、解決すべき課題がまだある。

本発明は上述の問題に鑑みてなされ、吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができる吐水装置を提供する。

本発明の一態様によれば、洗浄水が流入する流入室と、前記流入室の内部及び外部に通じて設けられた開口部とを有するガイド部材と、前記開口部より小径な縮径部を有し、前記縮径部の先端を前記開口部から前記ガイド部材の外部に突出させた状態で前記流入室の内部に設けられ、前記流入室に流入した洗浄水を前記縮径部の前記先端から流出可能な筒体と、前記縮径部の前記先端から流出した洗浄水が一時的に貯留されるバッファ室と、前記筒体の中心軸に対して非対称な関係で各々が傾斜すると共に前記バッファ室に連通した複数の吐水孔が形成された散水板とを有し、前記縮径部の先端に設けられたヘッドと、を備え、前記筒体は前記流入室へ流入した洗浄水により、少なくとも前記縮径部の一部を前記開口部に接触させた状態で前記流入室の中心軸に対して傾きながら前記流入室の中心軸のまわりに前記ヘッドと一体に首振り公転し、且つ前記筒体は自身の中心軸のまわりに前記ヘッドと一体に自転し、前記ヘッドは前記筒体より径方向に大きく、前記散水板は前記筒体の中心軸に対して傾斜していることを特徴とする吐水装置が提供される。

本発明によれば、吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができる吐水装置が提供される。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る吐水装置の模式断面図を示す。
本実施形態に係る吐水装置は、主として、ガイド部材１と、筒体２０と、ヘッド４０とを備えている。

ガイド部材１は、球体部２の内部に貫通孔が形成された構造を有する。球体部２の内部には、球体部２の直径方向に延びる流入室３が形成されている。流入室３の軸方向の一端部には、流入室３の内部及び外部に通じる開口部４が設けられている。開口部４の内径寸法は流入室３の内径寸法より小さく、開口部４はその中心軸を流入室３の中心軸と一致させている。流入室３の軸方向の他端部側の径外方には流入孔５が形成されている。流入孔５は、流入室３の内部及び球体部２の外部に通じている。ガイド部材１の外部から流入孔５に導かれた洗浄水は、流入孔５を介して流入室３に対して接線方向から流入し、流入室３の内部には洗浄水の旋回流が形成される。開口部４はガイド部材１の外部に対して開放され、流入室３の他端側の開口は封止部材６によって閉塞されている。

筒体２０は、縮径部２１と大径部２２とを有する概略ボトル形状に形成されている。大径部２２の外径寸法は流入室３の内径寸法より小さく、大径部２２は流入室３の内部に収容されている。その大径部２２に一体に設けられた縮径部２１の外径寸法は開口部４の内径寸法より小さく、縮径部２１は開口部４を貫通して、その先端が球体部２の外部に突出している。

図１に示すように、筒体２０と流入室３とが互いの中心軸を一致させた状態では、縮径部２１の外周面と開口部４の内壁面との間に隙間が形成され、さらに大径部２２の外周面と流入室３の内壁面との間にも隙間が形成される。筒体２０は、ガイド部材１に対して固定されておらず、自由に自転したり揺動を行う首振り公転することが可能となっている。

筒体２０の軸方向の両端は開口され、大径部２２側の開口２４から筒体２０内部に流入した洗浄水は、筒体２０内部を軸方向に流れて、縮径部２１側の開口から筒体２０の外部に流出可能である。また、筒体２０の大径部２２の周面（側面）には、周方向に等間隔で間欠的に配置された複数の貫通孔２３が形成され、流入室３内に流入した洗浄水は、それら貫通孔２３を介しても筒体２０の内部に導かれて縮径部２１の先端から流出可能である。

ヘッド４０は筒体２０よりも径方向寸法が大きな扁平状に形成され、その径方向の中心を筒体２０の中心軸Ｃ１に一致させている。ヘッド４０は、漏斗状のバッファ部材４１と散水板４４とを有する。バッファ部材４１の細管部４２の内部に筒体２０の縮径部２１の先端が嵌合固定され、これにより、筒体２０及びヘッド４０は両者一体となって自転したり揺動を行う首振り公転する。

バッファ部材４１の内部にはバッファ室４３が形成され、筒体２０の縮径部２１の先端の開口はバッファ室４３に臨んでいる。バッファ室４３の径方向寸法は筒体２０の径方向寸法より大きく、
またバッファ室４３の、細管部４２とは反対側の開口の軸方向寸法は一端に比べ他端が大きく形成されている。バッファ室４３には縮径部２１の先端から流出した洗浄水が一時的に貯留可能となっている。

散水板４４は、バッファ室４３における細管部４２とは反対側の開口を塞ぐ蓋状に設けられている。前述したとおりバッファ室４３の、細管部４２とは反対側の開口の軸方向寸法は、一端に比べ他端が大きく形成されているため、散水板４４は、筒体２０の中心軸に対して傾斜している。
散水板４４は筒体２０よりも径方向寸法が大きな円盤状に形成され、散水板４４にはその厚さ方向を貫通する複数の吐水孔４５が形成されている。吐水孔４５の一端はバッファ室４３に連通し、他端はヘッド４０の外部に臨んでいる。

複数の吐水孔４５は、散水板４４における少なくとも外周側部分に周方向に沿って形成されている。各々の吐水孔４５は、その軸方向が筒体２０の中心軸Ｃ１に対して平行ではなく傾いている。本実施形態では、すべての吐水孔４５が散水板４４の傾斜に対して垂直方向に形成されている。したがって、各々の吐水孔４５は、筒体２０の中心軸Ｃ１に対して非対称な関係で傾斜している。すなわち、筒体２０の中心軸Ｃ１を中心にしてその中心軸Ｃ１まわりに散水板４４を１８０度回転させたときと、１８０度回転させる前とで吐水孔４５の傾斜方向が一致しない関係となっている。

次に、本実施形態に係る吐水装置の動作および吐水流の動き（軌跡）について説明する。

図２は、前述した流入室３及びこの内部に収容された筒体２０（の大径部２２）を平面方向から見た模式図であり、図３におけるＡＡ−ＡＡ断面に対応する。

図示しない配管等から導かれた洗浄水（湯も含む）は、ガイド部材１に形成された流入孔５を介して、断面形状略円形状の流入室３に対して接線方向からその内部に流入し、これにより、流入室３の中心軸Ｃ２のまわりに旋回した洗浄水の流れが流入室３の内部に形成される。

流入室３の内部に収容された筒体２０（の大径部２２）は、上記旋回流の力を受けることで、図３に示すように流入室３の中心軸Ｃ２に対して傾きながら、例えば図２において矢印Ａで示す方向に流入室３の中心軸Ｃ２のまわりに公転する。図３に示すように、筒体２０の縮径部２１の一部が開口部４に接触し、且つ大径部２２の側面（周面）の一部が流入室３のガイド面３ａに接触することで、流入室３の中心軸Ｃ２に対する筒体２０のそれ以上の傾きが規制される。

本明細書において、流入室３の中心軸Ｃ２に対して筒体２０が傾きながら中心軸Ｃ２のまわりに公転することを「首振り公転」と称する。すなわち、流入室３の中心軸Ｃ２に対して筒体２０が傾きながら中心軸Ｃ２のまわりに公転すると、筒体２０は、縮径部２１が開口部４と接触する部分近傍を中心にして縮径部２１の先端が首を振っているように揺動する。したがって、縮径部２１の先端に固定されたヘッド４０も、筒体２０と一体となって流入室３の中心軸Ｃ２のまわりに首振り公転する。

筒体２０が首振り公転しているとき、縮径部２１の外周面の一部が開口部４の内壁面に接触し、且つ大径部２２の側面（周面）の一部が流入室３のガイド面３ａに接触しているため、それら接触部分に生じる動摩擦力が筒体２０に作用する。この動摩擦力により、筒体２０は開口部４やガイド面３ａとの接触部位を変えずにそのまま接触した状態で流入室３内をすべって移動していくのではなく、開口部４の内壁面やガイド面３ａを転がりながら首振り公転をする。筒体２０が開口部４の内壁面やガイド面３ａを転がるということは、筒体２０が自身の中心軸Ｃ１のまわりに自転するということである。

すなわち、筒体２０は自身の中心軸Ｃ１のまわりに自転しつつ、流入室３の中心軸Ｃ２のまわりに首振り公転する。流入室３の中心軸Ｃ２のまわりの筒体２０の公転方向（図２において矢印Ａ方向）は、流入室３に形成される旋回流の旋回方向と同方向であり、筒体２０の自身の中心軸Ｃ１のまわりの自転方向（図２において矢印Ｂ方向）は公転方向Ａとは逆方向である。尚、この自転に関しては、接触面の動摩擦係数や、筒体２０の大径部２２の材質、形状や、流入孔５からの流入速度や、流入室３と大径部２２との隙間、などで自転方向や自転数を制御することができる。

流入室３に流入した洗浄水の一部は、筒体２０の大径部２２側の端部の開口２４および側面に形成された貫通孔２３から筒体２０の内部に流入して、筒体２０の軸方向を縮径部２１の先端に向かって流れる。そして、縮径部２１の先端から流出した洗浄水は、ヘッド４０内部のバッファ室４３に流入する。流入室３内の洗浄水が筒体２０の内部に流入して筒体２０の内部を流れるときには、まだ旋回成分を持っている。また、縮径部２１という比較的狭い流路を流れる際には流速が速くなる。

バッファ室４３は、流入室３及び筒体２０に比べて径方向寸法が大きな扁平状の空間であるので、縮径部２１の先端から流れ込んでくる洗浄水の勢いを減少させることができる。すなわち、特別な機構や部品を追加することなくバッファ室４３に洗浄水を一時的に貯留することのみで、洗浄水の流速を大きく落とすことができ、また旋回成分も失わせることができる。このようにしてバッファ室４３で整流された洗浄水は、バッファ室４３に連通し、中心軸Ｃ１に対して傾斜した散水板４４上にある複数の吐水孔４５からシャワー状に外部に吐水される。本実施形態では複数の吐水孔４５は散水板４４に垂直に形成されているため、洗浄水が吐水される際、洗浄水は散水板４４の傾斜角度に沿って吐水される。

筒体２０及びヘッド４０は、前述したように首振り公転と自転とを組み合わせた動きをするため、本実施形態に係る吐水装置によって得られるシャワー状の吐水流の吐水軌跡（例えば人体等に対する吐水流の衝突部位の人体表面上における移動軌跡）は、自転に起因する軌跡と、首振り公転に起因する軌跡とを組み合わせたものとなる。

その吐水軌跡を図４に模式的に示す。なお、図４において、吐水装置は、可動部分である筒体２０とヘッド４０のみを示し、流入室３が形成されたガイド部材１は図示を省略している。

筒体２０及びヘッド４０の自らの中心軸Ｃ１のまわりの一体となった自転により、その自転方向と同じｂ方向に、図４において実線で示されるような円状の軌跡を描いて移動する吐水流が形成される。ここで、散水板４４が中心軸Ｃ１に対して傾斜していることで、吐水孔４５が形成された散水板４４の径よりも大きな円を描くように吐水流は移動する。

ここで比較例として、散水板４４が中心軸Ｃ１に対して傾斜していない場合には、その中心軸Ｃ１に対して対称的な広がりを有する吐水流が吐水され、筒体２０及びヘッド４０が中心軸Ｃ１のまわりに自転しても、吐水流は人体等における同じ部位に当たり続けたままである。

これに対して本実施形態では、散水板４４が中心軸Ｃ１に対して傾斜し、且つ複数の吐水孔４５が散水板４４の傾斜に対し垂直方向に形成されているため、中心軸Ｃ１に対して非対称的な広がりを有する吐水流が吐水され、筒体２０及びヘッド４０の中心軸Ｃ１のまわりの自転に伴って、吐水流が人体等に対して当たる部位が中心軸Ｃ１のまわりを移動し、比較的広範囲にわたってシャワー流を浴びせることができる。

筒体の中心軸に対して非対称な関係で各々が傾斜するという表現には、すべての吐水孔４５が同じ方向に傾斜していることに限らず、少なくとも１つの吐水孔４５が他の吐水孔４５とは異なる方向に傾斜した構造も含まれる。ただし、複数の吐水孔４５間で傾斜方向が異なると、吐水流の到達箇所が分散しやすく、ある面内で均一に吐水流が当たるような感じ（吐水流のまとまり感）は得にくい。

これに対して、すべての吐水孔４５が散水板４４の傾斜に対し垂直方向に形成されていると各吐水孔４５からの吐水流は散水板４４の傾斜角度に沿って進むため、散水板４４の傾斜角度を最適に設定することで分散することなく、面内分布が均一でまとまり感のある吐水流を浴びることができ、その吐水流を受ける部分をむら無く洗浄したり温めることができる。また、吐水流の分散を抑えることは、吐水流の熱が空気中に逃げるのを抑制して吐水流の飛翔中における温度低下を抑制することにもつながる。

また、本実施形態では、筒体２０及びヘッド４０の、流入室３の中心軸Ｃ２のまわりの首振り公転により、図４において点線で示すように比較的狭い範囲を移動する吐水流が形成される。筒体２０とガイド面３ａによって規制される公転角より、散水板４４の傾斜角度で決定される自転角の方が大きく設定されており、これにより、この首振り公転により形成される吐水流は、自転により形成される吐水流の移動範囲より狭い範囲を、自転により形成される吐水流の移動方向ｂとは反対方向のａ方向に、ｂ方向の移動よりも高速に移動する。したがって、吐水流は全体として、比較的狭い範囲を図４において矢印ａ方向に高速に移動しつつ、その移動範囲よりも大きな範囲をａ方向とは逆方向のｂ方向にゆっくりと移動する。

首振り公転によって形成される吐水流によって、自転によって形成される吐水流だけではカバーしきれない、より内側の範囲をカバーすることができ、吐水流がいわゆる中抜けせずに、むらの無い面状の吐水流を得ることができる。このように、本実施形態によれば、中抜けなく、より広範囲を面状にカバーするシャワー状の吐水流を実現できる。このような本実施形態に係る吐水装置を複数個、例えば浴室やシャワーブースの壁に取り付け、それら各吐水装置からの吐水流を浴びれば、フリーハンドの状態で体の広範囲をむら無く一度に温めることができ、シャワー流だけで十分な入浴感を得ることが可能となる。このようなシャワー浴は、浴槽に浸かっての入浴と異なり、体への水圧の圧迫感（心肺への負担）やおぼれる心配がなく、特に小さな子供や高齢者にとって安心である。

本発明の実施形態に係る吐水装置の模式断面図。 同実施形態に係る吐水装置における旋回室及びこの内部に収容された筒体（の大径部）を平面方向から見た模式図。 図１と同様の模式断面図であり、筒体が旋回室の中心軸に対して傾いた状態を示す。 同実施形態に係る吐水装置から吐水される吐水流の挙動を説明するための模式図。

符号の説明

１ ガイド部材、３ 流入室（旋回室）、４ 開口部、５ 洗浄水の流入孔、
２０ 筒体、２１ 縮径部
４０ ヘッド、４３ バッファ室、４４ 散水板、４５ 吐水孔、４６ 突起部

Claims (3)

1. 洗浄水が流入する流入室と、前記流入室の内部及び外部に通じて設けられた開口部とを有するガイド部材と、
   前記開口部より小径な縮径部を有し、前記縮径部の先端を前記開口部から前記ガイド部材の外部に突出させた状態で前記流入室の内部に設けられ、前記流入室に流入した洗浄水を前記縮径部の前記先端から流出可能な筒体と、
   前記縮径部の前記先端から流出した洗浄水が一時的に貯留されるバッファ室と、前記筒体の中心軸に対して非対称な関係で各々が傾斜すると共に前記バッファ室に連通した複数の吐水孔が形成された散水板とを有し、前記縮径部の先端に設けられたヘッドと、
   を備え、
   前記筒体は前記流入室へ流入した洗浄水により、少なくとも前記縮径部の一部を前記開口部に接触させた状態で前記流入室の中心軸に対して傾きながら前記流入室の中心軸のまわりに前記ヘッドと一体に首振り公転し、且つ前記筒体は自身の中心軸のまわりに前記ヘッドと一体に自転し、
   前記ヘッドは前記筒体より径方向に大きく、前記散水板は前記筒体の中心軸に対して傾斜していることを特徴とする吐水装置。
2. 前記複数の吐水孔はすべて同じ方向に傾斜していることを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
3. 前記複数の吐水孔は前記散水板に垂直方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。

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