(57)【要約】  微細な空気泡を含有する良質の泡沫水を生成することができる泡沫水生成コマを提供する。水吐出管に装着して吐出する水量を抑制するための節水コ１００である。節水コマ本体１１０により水量を絞ることにより節水効果を得つつ、加速水流を下方の第１の中空筒体１２０に導く。第１の中空筒体１２０内で、節水コマ本体１１０から打ち出された水流同士がぶつかり合うように制御せしめるぶつかり制御構造を備え、ぶつかり合った水流の向きを下方に変えて流出させる。例えば、ぶつかり制御構造として第１の中空筒体１２０内に反射体を設けておき、反射体により中央方向に流れが変化した水が複数の方向から前記第１の中空筒体の中央付近で衝突するようにする。節水コマ本体１１０の工夫により水流の形を円筒形の周回水流膜としたり複数本の柱形としたりすることが可能である。
2012033128.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水吐出管に装着して吐出する水量を抑制するための節水コマにおいて、
前記水吐出管の流出口に取り付け、流出側の水流断面積を流入側の水流断面積より絞ることにより節水効果を得る節水コマ本体と、
前記節水コマ本体により絞られた水を下方に導く第１の中空筒体と、
前記第１の中空筒体内で、前記節水コマ本体から打ち出された水流同士がぶつかり合うように制御せしめるぶつかり制御構造を備え、前記ぶつかり制御構造によりぶつかり合った水流の向きを下方に変えて流出させる節水コマ。
【請求項２】
前記第１の中空筒体の内部に外気と通じて空気が充填された空気キャビティが設けられ、前記水吐出管から水が流され、前記第１の中空筒体の内部に前記節水コマ本体により絞られた水流が流れている使用状態においても、前記空気キャビティ内に空気が残存し続けることを特徴とする請求項１に記載の節水コマ。
【請求項３】
前記ぶつかり制御構造が、前記第１の中空筒体内を下方に流れる水を受けて、前記第１の中空筒体の中央方向に流れを変える反射体を備え、
前記反射体により中央方向に流れが変化した水が複数の方向から前記第１の中空筒体の中央付近で衝突することにより水流の向きを再び下方に変えて流出させる請求項１または２に記載の節水コマ。
【請求項４】
前記節水コマ本体から流出する水流の形が円筒形であり、前記反射体が中央に向けて傾斜したすり鉢体であり、前記節水コマ本体により絞られた前記円筒形の水流が前記反射体に当たって前記第１の中空筒体の中央付近に流れが変化し、前記第１の中空筒体の中央付近で衝突するものである請求項３に記載の節水コマ。
【請求項５】
前記節水コマ本体から流出する水流の形が複数本の柱形であり、前記反射体が中央に向けて傾斜し、前記節水コマ本体から流出する複数本の柱形に対応する傾斜体であり、前記節水コマ本体により絞られた前記柱形の水流が前記反射体に当たって前記第１の中空筒体の中央付近に流れが変化し、前記第１の中空筒体の中央付近で衝突するものである請求項３に記載の節水コマ。
【請求項６】
前記節水コマ本体から流出する前記水流が前記空気キャビティ内の空気中に噴射され、前記空気キャビティを通って前記反射体に導かれる構造とし、
前記水吐出管から流れる水流に対して、前記節水コマ本体による水量の絞りと前記空気キャビティ内の空気中への噴射と、前記噴射された水流の前記反射体による中央方向への流れの変化と、前記中央付近での水流の衝突とを経て、前記空気キャビティ内で前記水流に巻き込まれた空気との混合状態を導き、節水された泡沫水を生成する請求項５に記載の節水コマ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、水道の蛇口（一般用水道蛇口のみならず、実験室用の水道蛇口等の特殊用途のものも含む）や、シャワーヘッド等の水吐出管に装着して、この水吐出管から吐出する水量を抑制しつつ、水を泡沫水とする泡沫水生成コマに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から一般家庭や商業施設などにおいて泡沫水が求められている。泡沫水は手を洗った際には優しい手触りであり、ガラス類や陶器類を洗った際にも優しい水流であるためにガラス類や陶器類を傷づけるおそれがなく重用されている。また、泡沫水は洗浄の際にガラス類や陶器類に当たっても跳ね返りがほとんどなく、周囲に水を飛ばしたり周囲の環境に影響を与えるおそれがないので、一般家庭のみならず、駅や公共施設の水道蛇口、研究施設の実験室での水道蛇口等、幅ひろく用いられている。【０００３】
従来技術において泡沫水を生成する手段として、水道の蛇口等の水吐出菅に泡沫水を形成する泡沫水生成コマを装着する技術が知られている。従来技術における泡沫水生成コマは、基本構造として、水流に対して空気を引き込むための通気路を持ち、吐出される水に空気を混合し、さらに、水吐出菅の口を金網で覆い、吐出される水を金網で千切ることにより細かく千切り、金網を何枚も設けることにより水を多数に千切りつつ空気と混ぜ合わせることにより泡沫水を形成する。【０００４】
【特許文献１】特開平９−０９５９８５号公報
【特許文献２】特開２０００−１０４３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術における泡沫水生成コマには以下に示す問題があった。
従来の泡沫水生成コマは空気泡を含む泡沫水を形成できるものであったが、精密で微細な空気泡を含む泡沫水を形成できるものはなかった。従来技術の泡沫水生成コマは空気と混合させる部位において側方から空気と触れさせて大雑把に混ぜ合わせるものであり、概ね空気泡は数ミリ程度の大きさにとどまるものであった。また、一枚または複数枚の金網を設け、水流を通過させることにより水流を細かく千切ることにより空気との混合を助け、空気泡を含ませる構造となっていた。【０００６】
しかし、従来技術の泡沫水生成コマは空気と混合させる部位において側方から空気と触れさせて大雑把に混ぜ合わせるものであり、また、金網の孔がやはり数ミリ程度あり、それ以下の細かい空気泡を作り出す構造とはなっていない。【０００７】
従来技術の方式において、細かい空気泡を形成する方法として想定される第１の方法は、水流と空気と触れさせる接触面積を増やすことであるが、水道管の側方から空気を供給する限りは水平断面において空気の接触面積を大きくすることができない。縦断面において空気の接触面積を大きくとる場合は、いわゆる滝の落差が大きくなると多くの空気が混合されるのと同様、空気の混合量は増加するが、水道蛇口に取り付ける泡沫水生成コマとしては過剰に長くなってしまう問題が生じる。【０００８】
従来技術の方式において、細かい空気泡を形成する方法として想定される第２の方法は、金網の目の大きさを細かくすることであるが、金網で細かく千切る以上、ミリ単位以下の金網を通過する際の水流の抵抗が大きくなるとともに、もともと上流側で大きな泡として混合している空気泡が金網をうまく通り抜けることができず、空気泡が水道管内部で滞留したり、通気路からの空気の引き込みが阻害したりするおそれがあった。また、金網の目が数ミリ以下となると異物やゴミなどが流れ込んできた場合に目詰まりを起こしてしまうという不具合が発生するおそれが高い。もし、泡沫水の空気泡を細かくするため金網を二重、三重にするとゴミやスケールが堆積しやすく詰まってしまう。金網が詰まると泡沫水が形成されず通常水が出たり、完全に詰まって水が出なくなったりするおそれがあった。特に、水質が悪い場合や硬度が高い水の場合には問題が顕在化しやすい。【０００９】
また、従来の節水コマでは、水吐出管の口径より小さい口径の貫通孔を経由するために、水の流出径は確かに小さくなるところ、水吐出管にかかる水圧によって小さい径の貫通孔から流出する水流は勢い良くなり、使用に支障が生じる程に強くなってしまうという問題があった。つまり、小さい径の貫通孔から激しく強い水流となってしまい、手をかざすと痛いくらいの激しい水流となってしまうおそれがあった。これは、単に、水吐出管の口径より小さい口径の貫通孔を経由する構造であれば発生してしまう問題である。
一般家庭の水道蛇口であれば、手洗いなどには不向きなほど強くなってしまう場合があり、実験室の水道蛇口であれば、実験器材などを洗うにも不向きなほど強くなってしまう場合があった。【００１０】
上記問題点に鑑み、本発明は、水道蛇口などの水吐出管から吐出する水量を適切に抑制するとともに、流れ出す水流の勢いも適切な勢いに調整することができる節水コマを提供することである。また、本発明は、節水コマ内部において適度に空気と混合し、水吐出管から吐出する水量を適切に抑制しつつ、微細な空気泡を均質に含有する良質の泡沫水を生成することができる泡沫水生成コマを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記本発明の第１の目的を達成するため、本発明にかかる節水コマは、水吐出管に装着して吐出する水量を抑制するための節水コマにおいて、前記水吐出管の流出口に取り付け、流出側の水流断面積を流入側の水流断面積より絞ることにより節水効果を得る節水コマ本体と、前記節水コマ本体により絞られた水を下方に導く第１の中空筒体と、前記第１の中空筒体内で、前記節水コマ本体から打ち出された水流同士がぶつかり合うように制御せしめるぶつかり制御構造を備え、前記ぶつかり制御構造によりぶつかり合った水流の向きを下方に変えて流出させる節水コマである。【００１２】
上記構成において、例えば、前記ぶつかり制御構造が、前記第１の中空筒体内を下方に流れる水を受けて、前記第１の中空筒体の中央方向に流れを変える反射体を備えたものであり、前記反射体により中央方向に流れが変化した水が複数の方向から前記第１の中空筒体の中央付近で衝突することにより水流の向きを再び下方に変えて流出させる構造とすることが好ましい。【００１３】
ここで、一例としては、前記節水コマ本体から流出する水流の形が円筒形であり、前記反射体が中央に向けて傾斜したすり鉢体であり、前記節水コマ本体により絞られた前記円筒形の水流が前記反射体に当たって前記第１の中空筒体の中央側に流れが変化し、前記第１の中空筒体の中央付近で衝突するものとした例がある。【００１４】
また、他の例としては、前記節水コマ本体から流出する水流の形が複数本の柱形であり、前記反射体が中央に向けて傾斜し、前記節水コマ本体から流出する複数本の柱形に対応する傾斜体であり、前記節水コマ本体により絞られた前記柱形の水流が前記反射体に当たって前記第１の中空筒体の中央側に流れが変化し、前記第１の中空筒体の中央付近で衝突するものとした例がある。【００１５】
上記構成により、反射体により中央側に方向を変えた水流が空気キャビティの空気中で勢い良く衝突し合い、勢いが減殺されるとともに細かい水泡となり、さらに空気キャビティの空気と混ざり合って泡沫水が形成される。【００１６】
なお、ここで、前記第１の中空筒体の内部に外気と通じて空気が充填された空気キャビティが設けられ、前記水吐出管から水が流され、前記第１の中空筒体の内部に前記節水コマ本体により絞られた水流が流れている使用状態においても、前記空気キャビティ内に空気が残存し続けるものであることが好ましい。【００１７】
前記節水コマ本体から流出する前記水流が前記空気キャビティ内の空気中に噴射され、前記空気キャビティを通って前記反射体に導かれる構造とし、前記水吐出管から流れる水流に対して、前記節水コマ本体による水量の絞りと前記空気キャビティ内の空気中への噴射と、前記噴射された水流の前記反射体による中央方向への流れの変化と、前記中央付近での水流の衝突とを経て、前記空気キャビティ内で前記水流に巻き込まれた空気との混合状態を導き、節水された泡沫水を生成するものとすることが好ましい。【００１８】
上記構成により、水吐出管から水が供給された状態になっても、常に空気キャビティ内には空気が存在しており、中央側に方向を変えた水流が空気キャビティの空気中で勢い良く衝突し合い、勢いが減殺されるとともに細かい水泡となり、泡沫水が形成されやすくなる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の節水コマによれば、流出側の水流断面積を流入側の水流断面積より絞ることにより節水効果を得るとともに、反射体により中央側に方向を変えた水流が空気キャビティの空気中で勢い良く衝突し合い、反射体により勢いが減殺されるとともに細かい水泡となり、さらに空気キャビティの空気と混ざり合って泡沫水が形成される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１にかかる本発明の節水コマ１００の基本構成を示す図である。
【図２】実施例１の節水コマ１００を各構成部品に分解した例を示す図である。
【図３】各部材を組み合わせて本発明の節水コマ１００を組み上げる様子を簡単に示した図である。
【図４】部材１０１と部材１０２を組み上げた状態の上部側（Ａ−Ａ線断面図）と下部側（Ｂ−Ｂ線断面図）を示した図である。
【図５】水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００に水を流したときに泡沫水が形成される仕組みを示した図である。
【図６】実施例２にかかる本発明の節水コマ１００ａの基本構成を示す図である。
【図７】実施例２の節水コマ１００ａを各構成部品に分解した例を示す図である。
【図８】各部材を組み合わせて実施例２の節水コマ１００ａを組み上げる様子を簡単に示した図である。
【図９】図９は、部材１０２ａの断面を示した図である。
【図１０】水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００ａに水を流したときに泡沫水が形成される仕組みを示した図である。
【符号の説明】
【００２１】
１００，１００ａ  泡沫水生成コマ
１０１  部材
１０２  部材
１０３  部材
１１０，１１０ａ  節水コマ本体
１１１，１１１ａ  隙間
１１２  周回水流膜
１１２ａ  水流
１１３  内側空間
１１４  外側空間
１２０  第１の中空筒体
１２１  空気キャビティ
１３０  反射体
１４０  通気路
１５０  泡沫水排出口
１６０  アタッチメント部
１６１  水キャビティ
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の節水コマの実施例を説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に示した具体的な用途、形状、個数などには限定されないことは言うまでもない。
【実施例１】
【００２３】
以下、実施例１は、本発明の泡沫水生成コマ１００の構成例として、節水コマ本体によって形成される水流が、周回状に連続した略円筒形の周回水流膜であり、周回水流膜当接体が周回水流膜の水流を中央側に方向を変えるように角度が設けられた構成例とした。【００２４】
実施例１にかかる本発明の節水コマの例を示す。
図１は実施例１にかかる本発明の節水コマ１００の基本構成を示す図である。本実施例１の節水コマ１００は、節水効果を発揮するとともに泡沫水を生成するタイプの節水コマとなっている。
図２は、図１に示した本発明の節水コマ１００を各構成部品に分解した例を示す図であり、この分解例では、部材１０１、部材１０２、部材１０３の３つの部材に分解された例となっている。
図３は、各部材を組み合わせて本発明の節水コマ１００を組み上げる様子を簡単に示した図である。
図４は、部材１０１と部材１０２を組み上げた状態の上部側（Ａ−Ａ線断面図）と下部側（Ｂ−Ｂ線断面図）を示した図である。
図５は、図１に示した構成において、水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００に水を流したときに泡沫水が形成される仕組みを示した図である。
図１、図２、図３、図５は、内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。
なお、図１、図２、図３、図５の図示において、泡沫水生成コマ１００は縦軸を中心とした回転体となっているが、回転体でないものも含まれている。例えば、導通孔１４１は回転体ではなく、後述する空気キャビティ１２１の内側の密封空間に導通するように通気路１４０の壁面に複数個開けられた孔となっている。また、橋梁部１０２３も回転体ではなく、後述する円板体１０２１とネジ体１０２２とを結ぶ橋梁として４方向に設けられた構造となっている。
また、節水コマ１００の各部材への分解も多様な分け方が可能であり、図２の分解例、図３の組み上げ例は一例に過ぎない。
節水コマ１００は、図１に示すように、節水コマ本体部１１０、第１の中空筒体１２０、空気キャビティ１２１、反射体１３０、通気路１４０、泡沫水流出部１５０、アタッチメント部１６０を備えた構造となっている。【００２５】
以下、まず、構成部品ごとに説明し、その次に、水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００に水を流し、形成される周回水流膜１１２に対して内面側から空気を巻き込ませることにより泡沫水が形成される仕組みを説明する。【００２６】
部材１０１は、図２（ａ）に示すように全体の外形は回転体であり、図示のような縦断面を持つ筒状の部材である。上部筒体１０１１、鍔状体１０１２、第１の中空筒体１２０となる上部筒体１０１３、泡沫水流出部１５０となる下部筒体１０１４が設けられている。
上部筒体１０１３の外周には外筒体１０１５が設けられており、上部筒体１０１３と外筒体１０１５の隙間として通気路１４０が形成される。また、第１の中空筒体１２０となる上部筒体１０１３の内壁面には反射板１３０となる板体１０１６が設けられている。
この例では、部品点数を減らすために、部材１０１に対して、後述する節水コマ本体部１１０や空気キャビティ１２１の構成の一部を担う構造物を一体化して形成した構造例となっている。【００２７】
部材１０２は、図２（ｂ）に示すように、中央に円板体１０２１が設けられており、周囲には雄ネジであるネジ体１０２２が設けられている。この円板体１０２１とネジ体１０２２をつなぐように橋梁部１０２３が設けられている。
この例では、部品点数を減らすために、部材１０２に対して、後述する空気キャビティ１２１や反射体１３０や通気路１４０の構成の一部を担う構造物を一体化して形成した構造例となっている。【００２８】
部材１０３は、図２（ｃ）に示すように回転体であり、図示のような縦断面を持つ筒状の部材である。筒状体１０３１とその底面には中空円板体１０３２が設けられている。筒状体１０３１の内壁面には雌ネジが設けられており、これが水吐出管２００の外周に取り付けるアタッチメント部１６０となる。また、部材１０３の中空円板体１０３２は、部材１０１の鍔状体１０１２を係止する構造物となる。【００２９】
これらの部材１０１、部材１０２、部材１０３の組み上げは、まず、図３（ａ）に示すように、部材１０１を部材１０３内に挿入し、部材１０１の鍔部１０１２を部材１０３の中空円板体１０３２に対して係止して、部材１０１を部材１０３に対して係止させる。【００３０】
次に、部材１０１と部材１０３を取り付けた状態で、図３（ｂ）に示すように、部材１０１のネジ部１０２２の雄ネジを部材１０３の筒状体１０３１の内壁面の雌ネジに螺合させつつ下降させてゆき、部材１０１が部材１０２内の所定位置に収まるように取り付ける。
この手順により図１の状態を得ることができる。
なお、前述したとおり、節水コマ１００の各部材への分解も多様な分け方が可能であり、図２の分解例、図３の組み上げ例は一例に過ぎない。【００３１】
図４は部材１０１と部材１０２を取り付けた状態の上部構造と下部構造を示している。
部材１０１に対して部材１０２を取り付けた状態において、上部側では、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、部材１０１の上部筒体１０１１と部材１０２の円板体１０２１との隙間により節水コマ本体１１０の隙間１１１が形成される。当該隙間１１１が泡沫水生成コマ１００内の水流路の一部となっている。【００３２】
上記のように組み上げられた構成例において、本発明の泡沫水生成コマ１００における各構成要素について述べる。【００３３】
節水コマ本体部１１０は、水吐出管２００の流出口に取り付け、流出側の水流断面積を流入側の水流断面積より絞ることにより節水効果を得るものであり、内部に水流の通り道となる隙間１１１を備え、上流からの水流を受けて隙間１１１から加速水流を打ち出し、下流側の空気キャビティ空間２０内に水流を形成するものである。
この構成例では、部材１０１の上部筒体１０１１と部材１０２の円板体１０２１により節水コマ本体部１１０が形成されている。【００３４】
水キャビティ１６１の径よりも隙間１１１の幅が小さいものであれば、隙間１１１において吐出される水量が絞られる結果、節水効果が得られることとなる。なお、本発明の泡沫水生成コマ１００では、水流中に多量の空気を巻き込んで空気含有量の大きな泡沫水を形成することにより、実際の水量に対して、本発明の泡沫水生成コマ１００から吐出される水の見た目の体積が大きくなり、利用者の水使用感を落とすことがない。【００３５】
なお、後述する図５に示すように、実施例１の構成例では、節水コマ本体部１１０から打ち出された水流は、周回方向に連続した立体的な周回水流膜となっている。
後述するように水吐出管２００から水が流されると、部材１０３の筒状体１０３１の内部は水で満たされて水キャビティ１６１となるが、部材１０２内に形成される空気キャビティ１２１は、水吐出管２００から水が流されても水では満たされず、常に空気が充満した空気キャビティであり、この節水コマ本体部１１０の隙間１１１は、水キャビティ１６１から加速水流を空気キャビティ１２１に打ち出すための隙間１１１となっている。【００３６】
なお、隙間１１１の内壁形状により打ち出される加速水流の方向が決まり、加速水流が形成する周回水流膜１１２の形状が決まる。図１の構成例では、節水コマ本体部１１０の隙間１１１が深さ方向に略垂直に形成されており、後述する図５に示すように、形成される周回水流膜も略円筒形の水流膜となる。【００３７】
次に、第１の中空筒体１２０は、節水コマ本体１１０により絞られた水を下方に導くものであり、この構成例では第１の中空筒体１２０内部には空気キャビティ１２１が形成されている。
空気キャビティ１２１は、周回水流膜の形成場所として水流管の途中に設けられた空気が充満した空間である。後述するように、周回水流膜の水流が流れ込んだ状態でも空気が充満された状態が保持される空間となっている。この構成例では、部材１０１の中部筒体１０１３の内壁面と、部材１０１の反射板１３０となる板体１０１６の上面で構成される空間が空気キャビティ１２１となっている。
空気キャビティ１２１内には、形成される周回水流膜の１１２の内側に位置する箇所に後述する通気路１４０の導通孔１４１が設けられており、外気より空気が供給される構造となっている。【００３８】
反射体１３０は、第１の中空筒体１２０において周回水流膜を受けるように配設され、周回水流膜の水流の方向を変えるものであり、ぶつかり制御構造の例である。
ぶつかり制御構造とは、第１の中空筒体１２０内で、節水コマ本体１１０から打ち出された水流同士がぶつかり合うように制御せしめるものであり、この構成例では反射板１３０が周回水流膜を中央側に変えるようにその位置や角度が調整されている。この構成例では、反射体１３０は部材１０１の板体１０１６により形成されており、中央に向けて傾斜したすり鉢状となっている。
例えば、反射体１３０の位置は、下流に打ち込まれてきた周回水流膜の下端が当接する位置に上面が触れる位置であり、その角度は、当接した周回水流膜に中央側に集まってぶつかり合うような角度となっている。つまり、反射体１３０により第１の中空筒体１２０内の中央方向に流れが変化した水が複数の方向から空気キャビティ１２１で衝突し、その後、反射体１３０の中央に開口している泡沫水流出部１５０を通って流れ出してゆく構造となっている。【００３９】
通気路１４０は、周回水流膜内の密閉空間である内部空間と外気とを導通する通気路であり、周回水流膜内の内部空間内に導通孔１４１が位置するように設けられている。この構成例では、上部筒体１０１３と外筒体１０１５の隙間として通気路１４０が形成されており、筒状体１０２２の壁面に開けられた複数の孔が導通孔１４１となっている。【００４０】
泡沫水流出部１５０は、板体１３０に当たって中央側でぶつかり合った水流を下方に排出する部分であり、この泡沫水流出部１５０から泡沫水が流れ出す。この構成例では、部材１０１の中部筒体１０１３の内壁面と部材１０１の板体１０１６の下面によって泡沫水流出部１５０が形成されている。【００４１】
アタッチメント部１６０は、水道蛇口等の水吐出管２００に装着するための部材であり、アタッチメント部１６０は、水吐出管２００の外径に沿う内径を持つ接合部分を備えている。この構成例では水道蛇口の水吐出管２００の外周には雄ネジが設けられており、アタッチメント部１６０の接合部分の内周には雌ネジが設けられており、両者が螺合することにより確実に接合され、想定される水圧がかかっても水が漏れないように密閉されている。また、アタッチメント部１６０は、最初に水道蛇口等の水吐出管２００から吐出される水を受け取る部分となる。この例では、アタッチメント部１６０の接合部分の内側に、水で充満される水キャビティ１６１が設けられた構成例となっている。また、アタッチメント部１６０は、節水コマ本体１１０を内部に囲む筒体となっている。【００４２】
この構成例では、部材１０３の筒状体１０３１の中空部分が水キャビティ１６１となっており、筒状体１０３１の内周壁面に設けられた雌ネジが水吐出管２００の外周の雄ネジと螺合する雌ネジとなっている。【００４３】
次に、泡沫水生成コマ１００内において形成される泡沫水生成手段について説明する。泡沫水生成手段は、周回水流膜の水流の方向が変わることによって密閉空間が拡張される箇所において気圧を下げ、当該箇所において周回水流膜中に一気に空気を巻き込むことにより泡沫水を生成する。この泡沫水生成手段によって泡沫水が生成される仕組みについて説明する。【００４４】
図５は、図１に示した泡沫水生成コマ１００に対して水吐出管２００から水流を流した状態を示す図である。図１と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００４５】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、節水コマ本体部１１０の上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１から下方へ導かれて行く。
水流の通り道となる隙間１１１の幅は水キャビティ１６１の幅より狭いので、水が隙間１１１を通過する際に加速されて勢い良く空気キャビティ１２１内に打ち込まれるが、ここでは隙間１１１が略円筒形に設けられているので、隙間１１１から打ち出され、空気キャビティ１２１内に打ち込まれる加速水流の形状は、周回方向に連続した円筒形の立体的な周回水流膜１１２として打ち出される。【００４６】
この例では周回水流膜は周回方向に切れ目なく連続しているため、空気キャビティ１２１内において、周回水流膜１１２の内側の密閉空間１１３と外側の空間１１４とは水流膜により遮断されている構造となっている。このように、周回水流膜１１２の内側空間１１３は気密性が維持され、かつ、空気で充満された密閉空間となっている。なお、周回水流膜１１２の外側空間１１４も空気で充満された状態となっている。【００４７】
この構成例では、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、周回水流膜１１２の下面に反射体１３０が配設されており、周回水流膜１１２の水流が反射体１３０に当接すると水流の向きが中央側に変わり、空気キャビティ１２１の中央側において、周囲から方向を変えた水流が集まり、互いにぶつかり合うこととなる。水流は反射板１３０に当たって勢いよく反射し、さらに中央でぶつかり合うことにより、水塊が細かく弾き飛ばされ、細かい水泡に変化する。
このように、節水コマ本体１１０から流出する水流が空気キャビティ１２１内の空気中に噴射され、反射体１３０に導かれる構造とすることにより、空気キャビティ内の空気中への噴射と、噴射された水流の反射体１０による中央方向への流れの変化と、水流同士の衝突とを経て、空気キャビティ内で水流と空気との混合状態を導き、節水された泡沫水を生成する。つまり、水流は細かい水泡となり、泡沫水が形成される。【００４８】
なお、この実施例１の構成例ではさらに良質な細かい水泡が形成される点について、以下、説明する。
上記したように、節水コマ本体１１０から周回水流膜１１２が打ち出され、周回水流膜１１２が反射体１３０に当接する箇所においてが内側空間１１３側に流れを変えて集まることとなるが、逆に、密閉空間である外部空間１１４が拡がることともいえる。そのため、外部空間１１４では周回水流膜１１２の流れの変化圧力が容積が膨張する方向に働き、反射体１３０の付近では外部空間１１４の気圧低下が生じることとなる。【００４９】
つまり、隙間１１１から打ち出された加速水流が勢い良く下流に流れてゆくことによって周回水流膜１１２の面している空気が巻き込まれて行くが、図５（ｂ）に示すように、気圧低下が生じている周回水流膜１１２の水流が反射体１３０に当接する箇所において一気に空気が周回水流膜１１２に引き込まれ、多量の空気が包含された泡沫水となる。薄い膜状に拡がった状態の周回状の水流膜に対して内面から空気が打ち込まれるため、水流膜中に空気泡が均一に拡散してゆくという効果が得られる。その結果、良質な泡沫水を生成することができる。【００５０】
ここで、周回水流膜１１２の外側空間１１４内に導通孔１４１が設けられているため、外側空間１１４の気圧が下がると、導通孔１４１付近の気圧も下がり、その結果、通気路１４０から導通孔１４１を介して外気が供給される。【００５１】
従来技術の泡沫水生成の仕組みは、空気キャビティのようなものはなく、水流で充満されている水流管の壁面に設けられた導通孔から空気が巻き込まれるものが多いが、本発明の泡沫水生成コマ１００は水流が流れて入れも水で満たされずに空気が充満している空気キャビティ１２１が設けられるとともに、その空気キャビティ１２１内において、周回水流膜１１２が形成され、さらにその周回水流膜１１２が反射板１３０の働きにより流れる方向を中央側に変え、周回水流膜１１２同士が激しくぶつかり合うという新しい発想の技術となっている。【００５２】
また、実施例１の構成例では、上記本発明の発想に加え、さらに、水の膜により気密性の維持された密閉空間を形成し、周回水流膜の方向変化により、気密空間である外側空間１１４の気圧低下を生じせしめ、当該気圧低下により勢い良く空気を薄い水流膜に打ち込むという新しい発想の技術を組み合わせている。空気が充満された空間内に薄い膜状に拡がった水に対して内側から空気を打ち込むので、空気含有量が大きく品質の良い泡沫水を生成することができる。【００５３】
加速水流の速度が速いほど、空気キャビティ１２１内で中央側に集まる周回水流膜１１２の速度も速くなるが、周回水流膜１１２同士がぶつかり合うため、最終的には速度が減殺され、泡沫水排出部１５０からは優しい水流として排出される。
つまり、中央でぶつかり合って形成された泡沫水は泡沫水流出部１５０から流れ出て行く。なお、空気キャビティ１２１内での水流同士のぶつかり合いによって、加速状態である水流膜の速度が手洗い用などに適度な速度に弱められて下流側に導かれるという効果（速度調整効果）が得られ、吐出する泡沫水の速度が調整される。【００５４】
また、加速水流の速度が速いほど、周回水流膜の方向変化による気圧の低下が大きくなるため、水流膜に打ち込まれる空気の速度も速くなり、より一層空気との混合が促進される。なお、加速水流の側面から内部に打ち込まれた空気は水流中に拡散して均質で微細な空気泡となる。
このように、本来ならば、節水コマ本体部１１０で節水効率を上げた結果、強い勢いの加速水流が形成され、そのまま排出すれば、使用者にとって痛いような水圧流となるところ、本発明の節水コマ１００では、常に、勢いが適度に減殺され、さらに良質な泡沫水に変化せしめることが可能となっている。【００５５】
なお、図５（ａ）に示すように、密閉空間内で生成された泡沫水は当該密閉空間下部の反射体１３０の隙間の開口である泡沫水流出部１５０から流出していくが、泡沫水流出部１５０の位置・形状・面積が適切であれば、泡沫水流出部１５０全面にわたり泡沫水が占有した状態で流れ出し、外気が泡沫水流出部１５０を介して密閉空間内に入り込まず、密閉空間が直接外気と導通しない状態となる。このように、泡沫水流出部１５０を介して密閉空間と外気が直接導通しないものとすることにより、泡沫水が密閉空間から流出しつつも密閉空間内内部の気密性を維持することができる。【００５６】
以上、実施例１の泡沫水生成コマ１００によれば、節水コマ本体部１１０から打ち出された加速水流を反射体１３０で流れを中央側に変え、空気が充満した空気キャビティ１２１中央付近で水流同士がぶつかり合うようにすることで水流の勢いを減殺しつつ細かい水泡として泡沫水を形成することができる。
さらに、この実施例１の泡沫水生成コマ１００によれば、節水コマ本体部１１０から打ち出された加速水流を周回状に連続した円筒状の周回水流膜１１２とし、空気で充満した空気キャビティ１２１内を、気密状態が保たれた内側空間１１３および外側空間１１４を形成し、周回水流膜１１２の流れを反射体１３０の方向変化により外側空間１１４の気圧を低下させ、反射体１５０による水流膜の方向変化の圧力を利用して周回水流膜１１２に対して空気を打ち込み、良質の泡沫水を生成することができる。
【実施例２】
【００５７】
実施例２の節水コマ１００ａは、節水コマ本体１１０の隙間の形状が複数の孔であり、形成される加速水流が複数本の水流であり、反射体により複数本の水流が中央側に方向が変えられてぶつかり合う構成例である。【００５８】
実施例２にかかる本発明の節水コマ１００ａの例を示す。
図６は実施例２にかかる本発明の節水コマ１００ａの基本構成を示す図である。
図７は、図６に示した本発明の節水コマ１００ａを各構成部品に分解した例を示す図であり、この分解例では、部材１０１、部材１０２ａ、部材１０３の３つの部材に分解された例となっている。実施例１に示した部材１０１から部材１０３に比べ、部材１０２のみが部材１０２ａとなっている。
図８は、各部材を組み合わせて実施例２の節水コマ１００ａを組み上げる様子を簡単に示した図である。
図９は、部材１０２ａの断面を示した図である。
図１０は、図６に示した構成において、水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００ａに水を流したときに泡沫水が形成される仕組みを示した図である。
図６、図７、図８、図１０は、内部の構造が分かりやすいように縦断面として示している。【００５９】
なお、図６、図７、図８、図１０の図示において、泡沫水生成コマ１００ａは縦軸を中心とした回転体となっているが、回転体でないものも含まれている点は、実施例１と同様である。
また、節水コマ１００の各部材への分解も多様な分け方が可能であり、図７の分解例、図８の組み上げ例は一例に過ぎない点も実施例１と同様である。【００６０】
実施例２の節水コマ１００ａは、図６に示すように、節水コマ本体部１１０ａ、第１の中空筒体１２０、空気キャビティ１２１、反射体１３０、通気路１４０、泡沫水流出部１５０、アタッチメント部１６０を備えた構造となっており、実施例１に比べて節水コマ本体部１１０ａの構造が異なったものとなっている。【００６１】
以下、まず、構成部品ごとに説明し、その次に、水吐出管２００から本発明の泡沫水生成コマ１００ａに水を流し、形成される周回水流膜に対して内面側から空気を巻き込ませることにより泡沫水が形成される仕組みを説明する。【００６２】
部材１０１は、図７（ａ）に示すように全体の外形は回転体であり、図示のような縦断面を持つ筒状の部材である。上部筒体１０１１、鍔状体１０１２、第１の中空筒体１２０となる上部筒体１０１３、泡沫水流出部１５０となる下部筒体１０１４が設けられ、上部筒体１０１３の外周には外筒体１０１５が設けられ、上部筒体１０１３と外筒体１０１５の隙間として通気路１４０が形成される。また、第１の中空筒体１２０となる上部筒体１０１３の内壁面には反射板１３０となる板体１０１６が設けられている。これらは実施例１に示したものと同様である。
この例では、部品点数を減らすために、部材１０１に対して、後述する節水コマ本体部１１０や空気キャビティ１２１の構成の一部を担う構造物を一体化して形成した構造例となっている。【００６３】
部材１０２ａは、図７（ｂ）に示すように、中央に円板体１０２１ａが設けられており、周囲には雄ネジであるネジ体１０２２ａが設けられている。図９は部材１０２ａの断面構造を示している。図９に示すように、この円板体１０２１ａにはその上面からその底面まで貫通した少なくとも一つの貫通孔１１１ａを備えている。この構成例では８つの貫通孔１１１ａを備えている。これら貫通孔１１の径は、水吐出管２００の径より小さい径となっている。
この例では、部品点数を減らすために、部材１０２ａに対して、後述する空気キャビティ１２１や反射体１３０や通気路１４０の構成の一部を担う構造物を一体化して形成した構造例となっている。【００６４】
部材１０３は、図７（ｃ）に示すように回転体であり、図示のような縦断面を持つ筒状の部材である。筒状体１０３１とその底面には中空円板体１０３２が設けられている。筒状体１０３１の内壁面には雌ネジが設けられており、これが水吐出管２００の外周に取り付けるアタッチメント部１６０となる。また、部材１０３の中空円板体１０３２は、部材１０１の鍔状体１０１２を係止する構造物となる。これらは実施例１に示したものと同様である。【００６５】
これらの部材１０１、部材１０２、部材１０３の組み上げは、まず、図８（ａ）に示すように、部材１０１を部材１０３内に挿入し、部材１０１の鍔部１０１２を部材１０３の中空円板体１０３２に対して係止して、部材１０１を部材１０３に対して係止させる。
次に、部材１０１と部材１０３を取り付けた状態で、図８（ｂ）に示すように、部材１０２ａのネジ部１０２２の雄ネジを部材１０３の筒状体１０３１の内壁面の雌ネジに螺合させつつ下降させてゆき、部材１０１が部材１０２ａ内の所定位置に収まるように取り付ける。この手順により図６の状態を得ることができる。
なお、前述したとおり、節水コマ１００の各部材への分解も多様な分け方が可能であり、図７の分解例、図８の組み上げ例は一例に過ぎない。【００６６】
上記のように組み上げられた構成例において、本実施例２の泡沫水生成コマ１００ａにおける各構成要素について述べる。【００６７】
節水コマ本体部１１０ａは、内部に水流の通り道となる隙間１１１ａを備え、上流からの水流を受けて隙間１１１ａから加速水流を打ち出し、下流側の空気キャビティ空間２０内に水流を形成するものである。実施例２の構成例では、複数個の孔となっており、節水コマ本体部１１０ａから打ち出された水流は、複数本の柱体の水流となっている。
図９に示すように、節水コマ本体１１０ａはその上面からその底面まで貫通した少なくとも一つの貫通孔である隙間１１１ａを備えている。この構成例では８つの貫通孔１１１ａを備えており、結局８本の加速水流が打ち出される。【００６８】
なお、この構造例では、貫通孔である隙間１１１ａは垂直方向に穿たれた孔となっており、水流は空気キャビティ１２１に垂直に打ち出す形状となっているが、流れ出す水流は反射体１３０に当たるものであれば垂直下方でなくても良く、貫通孔である隙間１１１ａは角度がついた水流を空気キャビティ１２１に打ち出すような角度で穿たれていても良い。【００６９】
後述するように水吐出管２００から水が流されると、部材１０３の筒状体１０３１の内部は水で満たされて水キャビティ１６１となるが、部材１０２ａ内に形成される空気キャビティ１２１は、水吐出管２００から水が流されても水では満たされず、常に空気が充満した空気キャビティであり、この節水コマ本体部１１０の隙間１１１ａは、水キャビティ１６１から加速水流を空気キャビティ１２１に打ち出すための隙間１１１ａとなっている。【００７０】
なお、節水コマ本体部１１０によって節水効果も得られる。水キャビティ１６１の径よりも隙間１１１ａの面積が小さいものであれば、隙間１１１ａにおいて吐出される水量が絞られる結果、節水効果が得られることとなる。なお、本発明の泡沫水生成コマ１００ａでは、水流中に多量の空気を巻き込んで空気含有量の大きな泡沫水を形成することにより、実際の水量に対して、本発明の泡沫水生成コマ１００ａから吐出される水の見た目の体積が大きくなり、利用者の水使用感を落とすことがない。【００７１】
第１の中空筒体１２０、空気キャビティ１２１、反射板１３０、通気路１４０、導通孔１４１、泡沫水流出部１５０、アタッチメント部１６０は、実施例１と同様であり、ここでの説明は省略する。【００７２】
なお、実施例１では水流が周回の水流膜であったため、反射体１３０も周回方向に連続したすり鉢状のものとしたが、本実施例２では、水流は複数本の水流であるので、実施例２の反射体１３０は、周回方向に連続したすり鉢状のものでも良いが、それぞれの水流の位置と角度に応じた傾斜体が個別に設けられたものであっても良い。【００７３】
次に、泡沫水生成コマ１００ａ内において形成される泡沫水生成手段について説明する。
図１０は、図６に示した泡沫水生成コマ１００ａに対して水吐出管２００から水流を流した状態を示す図である。図６と同様、内部の水流の状態が分かりやすいように縦断面にて示している。水流の流れ、空気の流れ、形成される泡沫水を模式的に示している。【００７４】
水吐出管２００から水キャビティ１６１に吐出された水は、節水コマ本体部１１０ａの上面に受けられるが、水圧によって隙間１１１ａから下方へ導かれて行く。
水流の通り道となる隙間１１１ａの幅は水キャビティ１６１の幅より狭いので、水が隙間１１１ａを通過する際に加速されて勢い良く空気キャビティ１２１内に打ち込まれるが、ここでは隙間１１１ａが８つの貫通孔であるので、隙間１１１ａから打ち出され、空気キャビティ１２１内に打ち込まれる加速水流の形状は、８本の水流として打ち出される。【００７５】
この構成例では、図１０（ａ）および図１０（ｂ）に示すように、水流１１２ａの下面に反射体１３０が配設されており、水流１１２ａが反射体１３０に当接すると水流１１２ａの向きが中央側に変わる。
つまり、空気キャビティ１２１の中央側において、周囲から方向を変えた水流１１２ａが集まり、互いにぶつかり合うこととなる。水流は反射板１３０に当たって勢いよく反射し、さらに中央でぶつかり合うことにより、水塊が細かく弾き飛ばされ、細かい水泡に変化する。
このように空気キャビティ１２１の中央付近で水流が細かい水泡となり、泡沫水が形成される。【００７６】
なお、この例では、生成された泡沫水が泡沫水流出部１５０から排出される際、泡沫水流出部１５０全面を覆って排出されるため、排出される泡沫水の量に相当する空気が通気路１４０を通って空気キャビティ１２１内に引き込まれることとなる。引き込まれた空気は隙間１１１ａから下方へ打ち出される水流１１２ａに沿いつつ巻き込まれたり、一部は、柱状の水流１１２ａの間を抜けて空気キャビティ１２１の中央側に供給され、空気キャビティ１２１下方の水流１１２ａ同士のぶつかり合いに巻き込まれたり、泡沫水流出部１５０から排出される水に巻き込まれたりして、泡沫水が形成される。【００７７】
なお、従来技術の泡沫水生成の仕組みは、空気キャビティのようなものはなく、水流で充満されている水流管の壁面に設けられた導通孔から空気が巻き込まれるものが多いが、本発明の泡沫水生成コマ１００は水流が流れて入れも水で満たされずに空気が充満している空気キャビティ１２１が設けられるとともに、その空気キャビティ１２１内において、水流１１２ａが反射板１３０の働きにより流れる方向を中央側に変え、水流１１２ａ同士が激しくぶつかり合うという新しい発想の技術となっている。【００７８】
加速水流の速度が速いほど、空気キャビティ１２１内で中央側に集まる水流１１２ａの速度も速くなるが、水流１１２ａ同士がぶつかり合うため、最終的には速度が減殺され、泡沫水排出部１５０からは優しい水流として排出される。
つまり、中央でぶつかり合って形成された泡沫水は泡沫水流出部１５０から流れ出て行く。なお、空気キャビティ１２１内での水流同士のぶつかり合いによって、加速状態である水流膜の速度が手洗い用などに適度な速度に弱められて下流側に導かれるという効果（速度調整効果）が得られ、吐出する泡沫水の速度が調整される。【００７９】
このように、本来ならば、節水コマ本体部１１０で節水効率を上げた結果、強い勢いの加速水流が形成され、そのまま排出すれば、使用者にとって痛いような水圧流となるところ、本発明の節水コマ１００では、常に、勢いが適度に減殺され、さらに良質な泡沫水に変化せしめることが可能となっている。【００８０】
以上、実施例２の泡沫水生成コマ１００ａによれば、節水コマ本体部１１０ａから打ち出された加速水流を反射体１３０で流れを中央側に変え、空気が充満した空気キャビティ１２１中央付近で水流同士がぶつかり合うようにすることで水流の勢いを減殺しつつ細かい水泡として泡沫水を形成することができる。【００８１】
以上、本発明の好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。従って本発明の技術的範囲は添付された特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、水を吐出する水吐出管の節水コマとして広く適用することができる。また水吐出管の泡沫水生成用の節水コマとして広く適用することができる。例えば、水道蛇口（一般用水道蛇口のみならず、実験室用の水道蛇口等の特殊用途等、多様な水道蛇口）、シャワーヘッド用（風呂用、園芸用等、多様なシャワーヘッド）、特殊水吐出管（例えば、プール等での洗眼用の水吐出管等、多様なもの）等、多様なものに適用することができる。
【図１】
2012033128.tif 000003
【図２】
2012033128.tif 000004
【図３】
2012033128.tif 000005
【図４】
2012033128.tif 000006
【図５】
2012033128.tif 000007
【図６】
2012033128.tif 000008
【図７】
2012033128.tif 000009
【図８】
2012033128.tif 000010
【図９】
2012033128.tif 000011
【図１０】
2012033128.tif 000012
【国際調査報告】
2012033128.tif 000013
2012033128.tif 000014
2012033128.tif 000015