(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、洗浄水がノズルを通過する際の圧力損失を低減させることで、低水圧地域においても十分な流量を安定して得ることができ、快適に使用できる吐水装置を提供することにある。【解決手段】  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開口部から流出可能な通水路を有する筒体と、を備え、前記筒体は、その外周面上に、前記通水路に向けて洗浄水が流入可能な貫通孔を有し、前記貫通孔は前記筒体外周面側と前記筒体内部側の貫通孔開口面積の関係を、前記筒体外周側開口面積を前記筒体内部側開口面積より大きく設けたことを特徴とする吐水装置が提供される。【選択図】  図１
2010069035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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開口部から流出可能な通水路を有する筒体と、
を備え、
前記筒体は、その外周面上に、前記通水路に向けて洗浄水が流入可能な貫通孔を有し、
前記貫通孔は前記筒体外周面側と前記筒体内部側の貫通孔開口面積の関係を、前記筒体外周側開口面積を前記筒体内部側開口面積より大きく設けたことを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記筒体の貫通孔は、横断面視扇形をしていることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置
【請求項３】
前記扇形の中心角度は９０度であ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】
前記貫通孔は、その中心が等間隔になるように配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項５】
前記貫通孔は、その中心が９０°毎に配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項６】
前記筒体は、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ていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項７】
前記筒体は、前記流入室に流入した洗浄水によって首振り公転することを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項８】
前記筒体は、前記流入室に流入した洗浄水によって自身の中心軸のまわりに自転することを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項９】
前記筒体の通水路の先端は、前記筒体自身の中心軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の吐水装置
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水方向（吐水軌跡）を変化させながら吐水する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、流入室に組み込まれたノズルが入水状態において、前記開口部の中心軸に対して傾斜した姿勢で前記中心軸周りに公転可能に構成し、流入室内で揺動しながら、広範囲に吐水するものがある。（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特許第３５１８５４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に開示された吐水装置では、少ない流量でも広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。一方さらに、特に低水圧地域でも十分な性能を発揮できるようにしたいという要望がある。
【０００４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、洗浄水がノズルを通過する際の圧力損失を低減させることで、低水圧地域においても、より多くの流量を安定して得ることができ、快適に使用できる吐水装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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開口部から流出可能な通水路を有する筒体と、を備え、前記筒体は、その外周面上に、前記通水路に向けて洗浄水が流入可能な貫通孔を有し、前記貫通孔は前記筒体外周面側と前記筒体内部側の貫通孔開口面積の関係を、前記筒体外周側開口面積を前記筒体内部側開口面積より大きく設けたことを特徴とする吐水装置が提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、流入室に組み込まれたノズルが入水状態において、前記開口部の中心軸に対して傾斜した姿勢で前記中心軸周りに公転可能に構成し、流入室内で揺動しながら、広範囲に吐水する吐水装置において、低水圧地域においてもより多くの流量が安定して得られる吐水装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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とを備えている。
【０００８】
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旋回室（流入室）３が形成されている。旋回室３の軸方向の一端部には、旋回室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の内径寸法は旋回室３の内径寸法より小さく、開口部４はその中心軸を旋回室３の中心軸と一致させている。旋回室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、旋回室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を介して旋回室３に対して接線方向から流入し、旋回室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、旋回室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。
【０００９】
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、筒体２０の内部に通水路２３が設けられている。大径部２２の外径寸法は旋回室３の内径寸法より小さく、大径部２２は旋回室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。
【００１０】
図１に示すように、筒体２０と旋回室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の外周面と旋回室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。
【００１１】
筒体２０の軸方向の両端は開口され、大径部２２側の開口２５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２４が形成され、旋回室３内に流入した洗浄水は、それら貫通孔２４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。
【００１２】
次に本発明の実施形態の一例として、筒体２０の詳細を図２（a）に示す。また図中A-A断面図を図下に示す。本実施形態では、筒体２０に設けられた貫通孔２４は、筒体２０外周面側から、貫通孔２４の中心を通過する軸Ｃ４に向かって開口することで、筒体２０の外周面側開口面２６の面積が、筒体内部側開口面２７の面積より大きくなるように設けられている。
【００１３】
さらに、本実施形態では、貫通孔２４は、横断面視扇形をしており、その中心角は９０°であり、筒体２０外周面上に９０°間隔で配置されている。また、比較例として、筒体２０の外周面側開口面２６と、筒体２０の内部側開口面２７の面積が、等しい場合の例を図２（b）に示す。また図中B-B断面図を図下に示す。
次に、本実施形態に係る吐水装置の水圧と流量の測定方法について説明する。
【００１４】
図３は、本実施形態に係る吐水装置にかかる水圧Pと吐水流量Qの測定装置の概要図である。図３に示すように吐水装置の下流流路に水圧計と流量計を設置し、吐水装置にかかる水圧Pと、それに応じた吐水流量Qを計測した。以下、この水圧と吐水流量の関係をPQ特性とする。
【００１５】
PQ特性図を図４に示す。PQ特性図に示すように、筒体２０外周面上に設けた貫通孔の開口面積の関係が、筒体２０の外周面側開口面積を筒体内部側開口面積より大きくなるように設けることで、一定流量を吐水させるために必要な水圧が低減していることがわかる。
【００１６】
例えば流量３L/min吐水するために必要な水圧で比較すると、図２(b)に示す形状では約0.08[MPa]であるのに対し、図２(a)に示す形状では、約0.07[MPa]であり、約0.01[MPa]筒体２０を通過することで生じる圧力損失が低減していることがわかる。
【００１７】
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６は、前述した旋回室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５におけるＡＡ−ＡＡ断面に対応する。
【００１８】
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旋回室３に対して接線方向からその内部に流入し、これにより、旋回室３の中心軸Ｃ２のまわりに旋回した洗浄水の流れが旋回室３の内部に形成される。
【００１９】
旋回室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に示すように旋回室３の中心軸Ｃ２に対して傾きながら、例えば図６において矢印Ａで示す方向に旋回室３の中心軸Ｃ２のまわりに公転する。図５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）の一部が旋回室３のガイド面３ａに接触することで、旋回室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。
【００２０】
本明細書において、旋回室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、旋回室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。
【００２１】
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）の一部が旋回室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旋回室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。
【００２２】
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、旋回室３の中心軸Ｃ２のまわりに首振り公転する。旋回室３の中心軸Ｃ２のまわりの筒体２０の公転方向（図６において矢印Ａ方向）は、旋回室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６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、旋回室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。
【００２３】
旋回室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２５および側面に形成された貫通孔２４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。
【００２４】
このようにして、縮頚部２１を通過した洗浄水は筒体２０の先端から吐水される。その際、筒体２０は首振り公転と自転とを組み合わせた動きをするため、筒体２０から吐水された洗浄水も首振り公転と自転とを組み合わせた動きとなる。
【００２５】
その吐水軌跡を図７に模式的に示す。なお、図７において、吐水装置は、可動部分である筒体２０のみを図示し、旋回室３が形成されたガイド部材１は図示を省略している。
【００２６】
筒体２０の先端から吐水される洗浄水は、筒体２０の首振り公転により、吐水方向を変化させながら吐水される。結果、筒体２０の先端より吐水された洗浄水は、図７において点線で示すように螺旋状に拡大していく軌跡を描く。
【００２７】
図８に本発明の他の実施形態を図示する。
図８に示す実施形態では、貫通孔の形状を丸型、または楕円形状としたものである。本実施形態においても、貫通孔は、筒体２０の外周面と、筒体２０内部の貫通孔開口面積の関係が、筒体２０の外周面側開口面積を筒体内部側開口面積より大きくなるように設けられており、図２（a）に示した形状の貫通孔と同様に、筒体を通過する際の圧力損失が低減される。
さらに図９に本発明の他の実施形態について図示する。
【００２８】
本実施形態では、筒体２０の通水路は、筒体２０の自らの中心軸Ｃ１に対して傾斜しているため、筒体２０自身の自転により、その自転方向と同じｂ方向に、図１０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、筒体２０の通水路は、筒体２０の中心軸Ｃ１に対して傾いていることから、筒体２０の先端部吐水口２８の径よりも大きな円を描くように吐水流は移動する。
【００２９】
また、本実施形態では、筒体２０の、旋回室３の中心軸Ｃ２のまわりの首振り公転により、図１０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、筒体２０の通水路の傾斜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１０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。
【００３０】
また、筒体２０が傾いた際に自転を行うためには、少なくとも縮径部２１の外周面と開口部４の内壁面とが接触すればよいが、自転をより確実に行わせるためには、大径部２２も旋回室３の内壁面（ガイド面３ａ）に接触するようにし、筒体２０とガイド部材１との接触部の摩擦力がより大きくなるようにすることが望ましい。
【００３１】
なお、本発明の吐水装置は、浴室やシャワーブースにおけるシャワー装置として用いる以外にも、例えば、洗浄機能付き便器などにも用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態に係る吐水装置の模式断面図。
【図２】同実施形態に係る吐水装置における流入室内部に収容された筒体と、筒体に設けられた貫通孔形状を平面方向から見た模式図。
【図３】PQ特性測定装置の概略図である。
【図４】本発明の実施形態を用いた場合と、別形態の場合のPQ特性を示す図である。
【図５】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。
【図６】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７】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。
【図８】本発明の他の実施形態に係る吐水装置（筒体のみ）を例示する模式図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る吐水装置を例示する模式図である。
【図１０】本発明の他の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である。
【符号の説明】
【００３３】
１  ガイド部材
３  流入室
４  開口部
５  洗浄水の流入孔
２０  筒体
２１  縮径部
２２  大径部
２３  通水路
２４  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2010069035.tif 000011
【図１０】
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