(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、
水を供給する給水部と、
前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する円環状の絞り流路を有する絞り部と、
前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、
前記空気混入部の下流側に設けられ、前記空気混入部で生成された前記気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が形成されている吐水部と、を備え、
前記給水部から給水された水は、放射状に方向転換された後に前記絞り部から放射状に噴射され、前記空気混入部において空気が混入され気泡混入水と成された後に更に放射状に進行し、前記給水部から給水される水の導入方向と交わる面に分散配置された前記複数の散水孔から吐出され、
前記絞り部から放射状に噴射される水流の進行方向に沿って、前記空気混入部から前記吐水部に至る流路が放射状に形成されており、
前記流路は、その高さ方向の幅が略同一の幅となるように形成され、前記吐水部において前記複数の散水孔が形成されている側の内壁面が、前記円環状の中心側から外側に向かい、且つ前記絞り流路内を通る噴射水仮想直線と干渉し、前記水流の進行方向に沿って前記気泡混入水の進行方向を徐々に変化させるように傾いて形成されていることを特徴とするシャワー装置。
【請求項２】
前記噴射水仮想直線が、前記複数の散水孔の内の最も上流側に形成された散水孔よりも下流側において、前記流路の前記内壁面と干渉するように、前記内壁面が傾いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項３】
前記絞り部から噴射される水流の進行方向を延伸させた噴射水仮想直線が、前記複数の散水孔それぞれの前記流路側の入口と交差しないように、前記内壁面が傾いて形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項４】
前記複数の散水孔それぞれの前記流路側の入口が、前記複数の散水孔それぞれの内径よりも広がるように拡径されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項５】
前記開口は、前記複数の散水孔が形成されている側の前記内壁面と対向する前記流路の内壁面に連通するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項６】
前記絞り部から噴射される水流の進行方向を延伸させた噴射水仮想直線に対して前記流路の内壁面が傾く角度が、前記流路の下流側の方が前記流路の上流側よりも大きくなるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項７】
前記流路は、前記吐水部において前記複数の散水孔が形成されている側の内壁面から前記気泡混入水に作用する摩擦力が増えるように、前記流路の前記複数の散水孔が形成されている側が凸となるように円弧形状に湾曲されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項８】
前記流路が円弧形状に湾曲している領域に、前記複数の散水孔が全て形成されていることを特徴とする請求項７に記載のシャワー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この技術分野において、いわゆるエジェクタ効果を利用して水に空気を混入させ、気泡混入水と成して吐出するシャワー装置が知られている。シャワー装置は、その装置内に流入した水を複数の散水孔に分散して吐水するものであるから、吐水に空気を混入させる場合には、装置内に流入した水に空気を混入させてから各散水孔に分散させるように構成されている。
【０００３】
このようなシャワー装置の一例として、下記特許文献１に記載されているようなシャワー装置が提案されている。下記特許文献１に記載されているシャワー装置は、円盤状のハウジングシェルの前面に複数の散水孔が設けられており、ハウジングシェルの後面の中央から流入させた水をそれら複数の散水孔に分配して吐出するものである。このシャワー装置では、ハウジングシェルに水が流入してから空気を混入させて気泡混入水とし、この気泡混入水を円盤状のハウジングシェルの前面全体に分布するように形成されている複数の散水孔に分配するものであるので、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させ、気泡混入水をハウジングシェルの前面全体に行き渡るようにしている。
【０００４】
また、このようなシャワー装置の別な一例として、下記特許文献２に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献２に記載されているシャワー装置は、湯水混合栓等のコックを開くと、ホースから水が供給されてオリフィス部材内を水が通過する。このとき、オリフィス部材の下流側に設けられている減圧室においては減圧状態が形成されるので、この減圧室内に開口した内側吸引口から空気が吸引され、水と空気とが混合される。下記特許文献２に記載されているシャワー装置はこのようにして気泡混入水を生成し、シャワーヘッドに設けられた複数の散水孔から吐出するものである。このシャワー装置では、生成後の気泡混入水は、減圧室の下流側に設けられている区画管内のネジ部材や更にその下流側のシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されながら散水孔に向かっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特許第３７４７３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、水に空気を混入させ気泡混入水と成してシャワー吐水を行うにあたって、その気泡混入水が使用者に当たった際の使用感をどのように設定するかは、シャワーを浴びる使用者が感じる質感として重要なものである。上記特許文献２に記載のシャワー装置では、同文献の段落００１５に記載されているように、途切れ途切れに水が使用者に当たる感覚を実現するためのものである。この「途切れ途切れ」とは、不均一な粒径に粒化された水滴が使用者に当たることで、大きな粒径の水滴が当たれば強い水浴び感を使用者に与え、小さな粒径の水滴が当たれば弱い水浴び感を使用者に与えることになり、これら水浴び感の強弱を断続的に使用者に与えることができることを表現しているものと思われる。本発明者らの具体的な考察によれば、生成直後の気泡混入水は水に対して空気が略均一に混入されていると推察されるところ、生成後の気泡混入水がネジ部材やシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されることで気泡同士の衝突が発生し、散水孔に到達した段階では気泡径が不均一になっているものと考えられる。そして、このような気泡混入水を散水孔から吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てることで上述したような感覚を実現しているものと考えられる。
【０００７】
一方、上記特許文献１に記載のシャワー装置によって吐出される気泡混入水の性状については同文献に記載がないけれども、上記特許文献２に記載のシャワー装置同様に気泡径が不均一な気泡混入水を散水孔に供給し吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられる。上記特許文献１に記載のシャワー装置は、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させていることからして、上記特許文献２に記載のシャワー装置においても同様の不均一な気泡成長が起こっており、不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられるからである。
【０００８】
本発明者らはこのような状況に対して、大粒の雨を浴びているような量感のある心地良い浴び心地のシャワー吐水を可能とするシャワー装置を提供しようと考えた。これに対して上述した従来の技術では、既述の通り不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚を実現するものであるから、大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワー吐水を提供するものではなかった。
【０００９】
本発明者らはこの新しい浴び心地のシャワー吐水を提供するため、散水孔内及び散水孔から吐出された直後の気泡混入水の状態に着目した。散水孔内及び散水孔から吐出された直後の気泡混入水は、気体と液体という異なった２種類の流体が同一流路管内に混在・移動している気液二相流の状態にあるから、代表的な流動様式である気泡流・スラグ流・環状流のいずれかの流動様式で流動しているものと考えられる。これら流動様式はそれぞれ気泡の混在状態が異なることから、散水孔から吐出された後の粒化の状態は異なるものと考えられる。そこで本発明者らは、上述した従来の技術では、散水孔に供給される気泡混入水の気泡径が不均一であるため、これら気泡流・スラグ流・環状流が混在した状態で気泡混入水が吐出され、結果として不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚となってしまっているのではないかと仮定し、散水孔に供給する気泡混入水の気泡径を均一なものとなるように制御することが必要だと考えた。
【００１０】
しかしながら、シャワー装置に水を供給する際には通常一つの供給口から供給するものであり、そのように一つの供給口から供給される水に対して空気を混入させて気泡混入水を生成するものである。これに対して、散水孔は多数設けられるものであるから、気泡混入水の進行方向を転換して各散水孔に分配する際に気泡混入水に刺激を与えることになってしまい、気泡を成長させずに各散水孔から吐出させることは極めて困難である。
【００１１】
本発明者らはこのような課題を解決し、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるシャワー装置を提供することを目的として本発明の基本構想に想到したものである。具体的には、絞り部から噴射される水流の進行方向に沿って、空気混入部から吐水部に至る流路が形成され、その流路が急激に屈曲しないように構成したものである。
【００１２】
このように本発明者らが想到したシャワー装置は、気泡径を極力均一に保った気泡混入水を散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるものである。具体的には、水を供給するための給水部と、給水部の下流側に設けられ、給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、絞り部の下流側に設けられ、絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、空気混入部の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が形成されている吐水部とを備えるものである。しかしながらこのような構成を採用し、更に上述したように、絞り部から噴射される水流の進行方向に沿って、空気混入部から吐水部に至る流路が形成され、その流路が急激に屈曲しないように構成した場合であっても、各散水孔に供給される気泡混入水中の気泡径が均一なものとならない場合があることを本発明者らは見出したものである。特に散水孔を多数設けて吐水部を大型化すると、絞り部から噴射する水流の初速を上げる必要があり、手前側に配置されている散水孔に確実に気泡混入水を供給することが困難になる。このように、各散水孔から満遍なく均等に吐水させ、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させることが困難な場合があることも本発明者らは見出した。
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、気泡径を極力均一に保った気泡混入水をより確実に散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるシャワー装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本発明に係るシャワー装置は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、水を供給する給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する円環状の絞り流路を有する絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部の下流側に設けられ、前記空気混入部で生成された前記気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が形成されている吐水部と、を備え、前記給水部から給水された水は、放射状に方向転換された後に前記絞り部から放射状に噴射され、前記空気混入部において空気が混入され気泡混入水と成された後に更に放射状に進行し、前記給水部から給水される水の導入方向と交わる面に分散配置された前記複数の散水孔から吐出され、前記絞り部から放射状に噴射される水流の進行方向に沿って、前記空気混入部から前記吐水部に至る流路が放射状に形成されており、前記流路は、その高さ方向の幅が略同一の幅となるように形成され、前記吐水部において前記複数の散水孔が形成されている側の内壁面が、前記円環状の中心側から外側に向かい、且つ前記絞り流路内を通る噴射水仮想直線と干渉し、前記水流の進行方向に沿って前記気泡混入水の進行方向を徐々に変化させるように傾いて形成されていることを特徴とするシャワー装置。
【００１４】
本発明においては、給水部から供給される水が絞り部を通って空気混入部及び吐水部に向けて噴射され、空気混入部及び吐水部に一時的に貯留された水が吐水部の複数の散水孔から外部へと吐出される。絞り部を通って噴射される水は、空気混入部に形成されている開口から取り込まれた空気を伴って、空気混入部及び吐水部に一時的に貯留された水と空気との気液界面に突入することで気泡混入水となり、吐水部の複数の散水孔から散水される。本発明の場合、絞り部から噴射される水流の進行方向に沿って、空気混入部から吐水部に至る流路が形成されている。流路は、複数の散水孔が形成されている側の内壁面が噴射水仮想直線と干渉し、水流の進行方向に沿って気泡混入水の進行方向を徐々に変化させるように傾いて形成されているので、絞り部から噴射される水は空気混入部及び散水部を構成する内壁面によってはその流れが乱されることなく散水孔が形成された位置まで到達する。更に本発明においては、流路は、その高さ方向の幅が略同一の幅となるように形成されているので、流路の急拡大によって流れが乱されることがない。
【００１５】
絞り部を通って噴射された水が気液界面に突入して気泡混入水となる段階では、気泡混入水中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水はその略均一な気泡径のまま散水孔が形成された位置まで到達することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔に供給されると、散水孔内及び散水孔から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができる。
【００１６】
更に本発明では、気液界面に突入した水によって散水部内に発生する渦流を抑制するために、空気混入部から吐水部に至る流路は、気泡混入水が通過する際に流路の内壁面から気泡混入水に作用する摩擦力が増えるように構成されている。より具体的には、吐水部において複数の散水孔が形成されている側の内壁面が噴射水仮想直線と干渉し、水流の進行方向に沿って気泡混入水の進行方向を徐々に変化させるように傾いて形成されている。このように構成することで、散水孔を通り過ぎて散水部奥側の内壁面に到達した水流が折り返してくることで発生する渦流を抑制することができる。上述したように本発明では、気液界面に突入した水が一次的に散水孔に到達するまでは空気混入部及び散水部を構成する内壁によってその流れが乱されることがないように構成されており、更に散水部奥側の内壁面に到達した水流が折り返してくることで二次的に散水孔に到達する水が渦巻くことも水流を徐々に減速することで防止することができる。従って、散水部内で渦流が形成されることで気泡の衝突が発生し、気泡径の成長が発生してしまい不均一な気泡径の気泡が生成されることを抑制することができ、散水孔に供給される気泡混入水の気泡径を均一なものとすることができる。
【００１７】
更に本発明では、空気混入部から吐水部に至る流路を気泡混入水が進行する際に、気泡混入水に徐々に減速エネルギーが付与されるように構成されているので、各散水孔に至る際にその散水孔に気泡混入水が入り込むのに適切な速度となるように調整することができる。特に本発明では、給水部から給水された水を、放射状に方向転換した後に絞り部から放射状に噴射し、気泡混入水と成した後に更に放射状に進行させ、分散配置された複数の散水孔から吐出されるように構成しているため、給水部のなるべく近くに散水孔を配置し、吐水の中抜けを防止したいものである。このように、散水孔を多数設けて吐水部を大型化し、絞り部から噴射する水流の初速を上げた場合であっても、給水部の近くに配置されている散水孔に確実に気泡混入水を供給することが可能になる。
【００１８】
上述したように本発明では吐水部内における気泡成長の抑制により一層配慮すると共に、各散水孔への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。従って、散水孔に供給される気泡混入水の気泡径の均一化をより確実なものとすることができ、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者に大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受させることをより確実なものとすることができる。
【００１９】
また本発明に係るシャワー装置では、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を延伸させた噴射水仮想直線が、前記複数の散水孔の内の最も上流側に形成された散水孔よりも下流側において、前記流路の前記内壁面と干渉するように、前記内壁面が傾いて形成されていることも好ましい。
【００２０】
この好ましい態様では、最も上流側に形成された散水孔よりも下流側において噴射水仮想直線が流路の内壁面と干渉するので、少なくとも最も上流側に形成された散水孔に到達するまでに噴射水仮想直線が流路の内壁面とは干渉しないように構成されている。従って、気泡混入水に含まれる気泡の衝突を抑制することができ、散水孔に均一な気泡径の気泡混入水を供給することができる。
【００２１】
また本発明に係るシャワー装置では、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を延伸させた噴射水仮想直線が、前記複数の散水孔それぞれの前記流路側の入口と交差しないように、前記内壁面が傾いて形成されていることも好ましい。
【００２２】
この好ましい態様では、噴射水仮想直線が複数の散水孔それぞれの入口と交差しないように構成されているので、絞り部から噴射される水流によって形成される気泡混入水の最も流速の速い部分が散水穴の入口に直接衝突しない。従って、気泡混入水に急激に減速エネルギーが付与されることを確実に防止し、気泡成長の抑制と各散水孔への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。
【００２３】
また本発明に係るシャワー装置では、前記複数の散水孔それぞれの前記流路側の入口が、前記複数の散水孔それぞれの内径よりも広がるように拡径されていることも好ましい。
【００２４】
この好ましい態様では、散水孔の入口を散水孔の内径よりも広がるように拡径しているので、気泡混入水の最も流速の速い部分が散水孔の入口近傍に直接衝突したとしても、緩やかに傾斜している拡径した部分に当たるように構成することができる。従って、気泡混入水に急激に減速エネルギーが付与されることを確実に防止し、気泡成長の抑制と各散水孔への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。
【００２５】
また本発明に係るシャワー装置では、前記開口は、前記複数の散水孔が形成されている側の前記内壁面と対向する前記流路の内壁面に連通するように形成されていることも好ましい。
【００２６】
この好ましい態様では、開口を複数の散水孔が形成されている側の内壁面と対向する内壁面に連通するように形成しているので、絞り部を複数の散水孔が形成されている側の内壁面に近接させることができる。従って、絞り部から噴射される水流を複数の散水孔が形成されている側の内壁面に近接させて噴射することで、気泡混入水の流れを内壁面に沿ったものとすることができ、気泡混入水に急激に減速エネルギーが付与されることを確実に防止し、気泡成長の抑制と各散水孔への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。
【００２７】
また本発明に係るシャワー装置では、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を延伸させた噴射水仮想直線に対して前記流路の内壁面が傾く角度が、前記流路の下流側の方が前記流路の上流側よりも大きくなるように形成されていることも好ましい。
【００２８】
この好ましい態様では、流路の内壁面が傾く角度を、上流側よりも下流側が大きくなるように形成しているので、上流側と下流側とで付与する減速エネルギーを異ならせることができる。上流側では内壁面が傾く角度を比較的緩やかにすることで、流速が高い状態の気泡混入水に過度な減速エネルギーを与えることなく、緩やかに減速させることができる。下流側では内壁面が傾く角度を比較的急にすることで、流速が低下した状態の気泡混入水を確実に減速するための比較的大きな減速エネルギーを与えることで、確実に減速させ気泡同士の衝突を抑制することができる。
【００２９】
また本発明に係るシャワー装置では、前記流路は、前記吐水部において前記複数の散水孔が形成されている側の内壁面から前記気泡混入水に作用する摩擦力が増えるように、前記流路の前記複数の散水孔が形成されている側が凸となるように円弧形状に湾曲されていることも好ましい。
【００３０】
この好ましい態様では、複数の散水孔が形成されている側が凸となるように流路が湾曲しているので、第一内壁面と対向する内壁面が、絞り部から噴射される水流の進行方向を延伸させた噴射水仮想直線から離れる方向に湾曲している。また、複数の散水孔から下方に吐水する場合、気泡混入水に含まれる気泡が浮力によって上昇し、第一内壁面と対向する内壁面側に移動する。従って、第一内壁面と対向する内壁面を、噴射水仮想直線から離れる方向に湾曲させることで、浮力によって上昇した気泡がその内壁面に沿って下流側へと移動する。そのため、第一内壁面と対向する内壁面側に移動した気泡が滞留しにくくなり、滞留した気泡が繋がって成長してしまうことを抑制できる。更に、空気混入部から吐水部に至る全体に渡って円弧形状に湾曲した流路を形成しているので、流路全体に渡って確実に気泡混入水を減速することができる。
【００３１】
また本発明に係るシャワー装置では、前記流路が円弧状に湾曲している領域に、前記複数の散水孔が全て形成されていることも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様では、流路が円弧形状に湾曲している領域に複数の散水孔が全て形成されているので、円弧形状に湾曲した領域で確実に減速された気泡混入水を散水孔に確実に供給することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、気泡径を極力均一に保った気泡混入水をより確実に散水孔に供給することで、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができるシャワー装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本願発明の実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は側面図を示し、（Ｂ）は下面図を示している。
【図２】図１の（Ｂ）におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図２に示す空気混入部近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図４】空気混入部から吐水部を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００３６】
本発明の実施形態であるシャワー装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシャワー装置Ｆ１を示す図であって、図１の（Ａ）は側面図を示し、図１の（Ｂ）は下面図を示している。図１に示されるように、シャワー装置Ｆ１は主に略円盤状を成す本体４によって構成されており、シャワー装置Ｆ１（本体４）の上面４ａには給水管４１ｄが設けられている。
【００３７】
図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１の本体４は、給水管４１ｄが取り付けられているキャビティ４Ａと、散水突起４４２（散水孔４４３）が設けられているシャワープレート４Ｂとによってその外形が構成されている。図１の（Ｂ）に示されるように、本体４の下面４ｂには複数の散水突起４４２が設けられている。複数の散水突起４４２それぞれには、散水孔４４３が形成されている。本実施形態の場合、散水突起４４２及び散水孔４４３は、放射状に配置されている。
【００３８】
続いて、図１の（Ｂ）のＡ−Ａ断面図である図２を参照しながらシャワー装置Ｆ１について説明を加える。図２に示されるように、シャワー装置Ｆ１は、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂとによって構成されている。
【００３９】
キャビティ４Ａは、シャワープレート４Ｂと共に本体４の外形を形成する部材であって、本体４の上面４ａとは反対側に、シャワープレート４Ｂとの当接面４Ａａが形成されている。当接面４Ａａは環状に、キャビティ４Ａの外周に沿って形成されている。当接面４Ａａの内側には、散水部４４（吐水部）を形成する側壁４４ｂが形成されている。給水管４１ｄは、上面４ａ側からキャビティ４Ａ内に導入され、側壁４４ｂを貫通し、シャワープレート４Ｂに対向する位置まで突出している。給水管４１ｄのシャワープレート４Ｂ側端部には、絞り部４２が形成されている。給水管４１ｄとシャワープレート４Ｂとの間には隙間が形成され、この隙間が絞り流路４２１を形成している。
【００４０】
キャビティ４Ａは中空形状を成しており、その内部空間４３２には開口４３１が連通している。開口４３１は、給水管４１ｄが貫通する開口であって、給水管４１ｄとの間には隙間が形成され、この隙間から空気が内部空間４３２に導入される。給水管４１ｄの末端と側壁４４ｂとの間にも隙間が形成され、この隙間が空気導入孔４３１ａとして機能している。空気導入孔４３１ａは、内部空間４３２に連通している。従って、開口４３１から内部空間４３２に導入された空気は、空気導入孔４３１ａから空気混入部４３へと導入される。
【００４１】
シャワープレート４Ｂは、キャビティ４Ａと共に本体４の外形を形成する部材であって、散水突起４４２及び散水孔４４３が放射状に複数個形成されている。この散水突起４４２及び散水孔４４３が形成されている領域の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａは、キャビティ４Ａの当接面４Ａａと当接するように形成されている。当接面４Ｂａは環状に、キャビティ４Ａの外周に沿って形成されている。当接面４Ｂａの内側には、散水部４４を形成する側壁４４ｃが形成されている。側壁４４ｃは、当接面４Ｂａから下面４ｂに向けて形成されている円形の凹部４Ｂｂの底面に相当する。
【００４２】
シャワープレート４Ｂの当接面４Ｂａとキャビティ４Ａの当接面４Ａａとを当接させると、シャワープレート４Ｂの凹部４Ｂｂとの間には空隙が形成され、この空隙が空気混入部４３及び散水部４４となるように構成されている。本実施形態の散水部４４は、散水孔４４３が形成されている下面４ｂ側が凸となるように湾曲して形成されている。シャワープレート４Ｂは、中央近傍を頂点とし、下面４ｂ側が凸となるように椀状に湾曲して形成されている。
【００４３】
続いて、空気混入部４３について図３を参照しながら説明する。図３は空気混入部近傍を拡大した断面図である。図３に示されるように、給水管４１ｄとキャビティ４Ａとの間には、開口４３１が形成されている。開口４３１を通った空気は、内部空間４３２に導入される。給水管４１ｄの末端部分とキャビティ４Ａとの間には、空気導入孔４３１ａが形成されている。内部空間４３２に導入された空気は、空気導入孔４３１ａを通って空気混入部４３に導入される。
【００４４】
給水管４１ｄから供給される水は、給水管４１ｄの末端部分に形成されている絞り部４２に導入される。給水管４１ｄの末端部分とシャワープレート４Ｂとの間には、絞り流路４２１が形成されている。給水管４１ｄの末端部分は円形を成しているので、絞り流路４２１も円環状に形成されている。給水管４１ｄから供給された水は絞り部４２を通って、円環状の絞り流路４２１から放射状且つ膜状に噴射される。
【００４５】
絞り流路４２１に隣接して空気導入孔４３１ａが形成されている。従って、絞り流路４２１から噴射される水によって、空気導入孔４３１ａから空気が空気混入部４３内に引き込まれる。絞り流路４２１から噴射された水は、空気混入部４３から散水部４４に向けて進行し、散水部４４を満水状態にする。このように滞留した水に、絞り流路４２１から噴射される水が突入し、空気導入孔４３１ａから引き込まれた空気を巻き込むことによって気泡混入水が生成される。
【００４６】
上述したようにキャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂとを組み上げることで、シャワー装置Ｆ１は、給水部である給水管４１ｄと、絞り部４２と、空気混入部４３と、散水部４４とを備えるように構成される。
【００４７】
給水部としての給水管４１ｄは、水を供給するための部分であって、導入した水を絞り部４２へと供給する部分である。給水管４１ｄには図示しない給水手段が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水管４１ｄから絞り部４２へと供給される。
【００４８】
絞り部４２は、給水管４１ｄの下流側に設けられており、給水管４１ｄよりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部４２には、単一の絞り流路４２１が形成されている。
【００４９】
空気混入部４３は、絞り部４２の下流側に設けられており、絞り部４２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口４３１及び空気導入孔４３１ａが形成されている部分である。
【００５０】
散水部４４は、空気混入部４３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成されている部分である。本実施形態の散水孔４４３は、散水部４４の側壁４４ｃと、シャワープレート４Ｂの外面である下面４ｂに形成された散水突起４４２とを繋いで貫通するように形成されている。散水孔４４３の側壁４４ｃ側の端部は座ぐりされており、拡径部４４３ａが形成されている。拡径部４４３ａは、散水孔４４３の他の部分の直径よりも徐々に広がる径を有するように形成されている。
【００５１】
続いて、空気混入部４３から散水部４４について、図４を参照しながら説明を加える。図４は、空気混入部から吐水部を模式的に示す図である。図４に示されるように、絞り部４２の絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦは、空気導入孔４３１ａから導入された空気を巻き込みながら空気混入部４３を進んで気泡混入水を生成し、散水部４４へと進む。散水部４４は緩やかに図中上方に湾曲しているので、散水部４４を進む気泡混入水は側壁４４ｃから摩擦力に起因する減速エネルギーを付与されながら進む。
【００５２】
従って、散水部４４を進む気泡混入水は徐々に減速しながら進み、散水孔４４３から吐水される。本実施形態では、絞り流路４２１から噴射される水流の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線ＷＬは、複数の散水孔４４３の内の最も上流側に形成された散水孔４４３よりも下流側において、流路の内壁面である散水部４４の側壁４４ｃと干渉する。また、噴射水仮想直線が、複数の散水孔４４３それぞれの流路側の入口である拡径部４４３ａと交差しないように、散水部４４の湾曲が設定され、側壁４４ｃが傾いて形成されている。
【００５３】
本実施形態では、側壁４４ｂ及び側壁４４ｂが単一の円弧を描くように、散水部４４が湾曲されている。このように単一の円弧を描くように湾曲させることで、散水部４４を進む気泡混入水に一様に減速エネルギーを付与し続けることができ、散水部４４を進む気泡混入水を減速させることができる。気泡混入水内の気泡同士が衝突せず、散水部４４の末端に気泡混入水が到達した際の折返しによる乱流を確実に防止する観点からは、空気混入部４３に近い側の散水部４４の湾曲を緩やかにし、空気混入部４３から遠い側の散水部の湾曲を急峻にすることも好ましいものである。
【００５４】
上述したように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、水を供給する給水部としての給水管４１ｄと、給水部の下流側に設けられ、給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部４２と、絞り部４２の下流側に設けられ、絞り部４２を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口としての空気導入孔４３１ａが形成されている空気混入部４３と、空気混入部４３の下流側に設けられ、空気混入部４３で生成された気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成されている吐水部としての散水部４４と、を備えている。絞り部４２の絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦの進行方向に沿って、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路が形成されている。空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路は、気泡混入水が通過する際に流路の内壁面である側壁４４ｃから気泡混入水に作用する摩擦力が増えるように、水流ＷＦの進行方向に沿って側壁４４ｃが緩やかに湾曲され、気泡混入水に徐々に減速エネルギーが付与されるように構成されている。
【００５５】
本実施形態においては、給水部である給水管４１ｄから供給される水が絞り部４２を通って空気混入部４３及び散水部４３に向けて噴射され、空気混入部４３及び散水部４４に一時的に貯留された水が散水部４４の複数の散水孔４４３から外部へと吐出される。絞り部４２の絞り流路４２１を通って噴射される水は、空気混入部４３に形成されている空気導入孔４３１ａから取り込まれた空気を伴って、空気混入部４３及び散水部４４に一時的に貯留された水と空気との気液界面に突入することで気泡混入水となり、散水部４４の複数の散水孔４４３から散水される。本実施形態の場合、絞り部４２から噴射される水流ＷＦの進行方向に沿って、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路が形成され、流路は水流ＷＦの進行方向に沿って内壁面である散水部４４の側壁４４ｃが緩やかに湾曲されているので、絞り部４２から噴射される水は空気混入部４３及び散水部４４を構成する内壁面によってはその流れが乱されることなく散水孔４４３が形成された位置まで到達する。
【００５６】
絞り部４２の絞り流路４２１を通って噴射された水が気液界面に突入して気泡混入水となる段階では、気泡混入水中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水はその略均一な気泡径のまま散水孔４４３が形成された位置まで到達することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔４４３に供給されると、散水孔４４３内及び散水孔４４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔４４３から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができる。
【００５７】
更に本実施形態では、気液界面に突入した水によって散水部４４内に発生する渦流を抑制するために、空気混入部４３から散水部４４に至る流路は、気泡混入水が通過する際に流路の内壁面から気泡混入水に作用する摩擦力が増えるように構成されている。より具体的には、水流の進行方向に沿って内壁面である側壁４４ｃが緩やかに湾曲され、気泡混入水に徐々に減速エネルギーが付与されるように構成されている。このように構成することで、散水孔４４３を通り過ぎて散水部４４奥側の内壁面に到達した水流が折り返してくることで発生する渦流を抑制することができる。上述したように本実施形態では、気液界面に突入した水が一次的に散水孔４４３に到達するまでは空気混入部４３及び散水部４４を構成する内壁によってその流れが乱されることがないように構成されており、更に散水部４４奥側の内壁面に到達した水流が折り返してくることで二次的に散水孔４４３に到達する水が渦巻くことも水流を徐々に減速することで防止することができる。従って、散水部４４内で渦流が形成されることで気泡の衝突が発生し、気泡径の成長が発生してしまい不均一な気泡径の気泡が生成されることを抑制することができ、散水孔４４３に供給される気泡混入水の気泡径を均一なものとすることができる。
【００５８】
更に本実施形態では、空気混入部４３から散水部４４に至る流路を気泡混入水が進行する際に、気泡混入水に徐々に減速エネルギーが付与されるように構成されているので、各散水孔４４３に至る際にその散水孔４４３に気泡混入水が入り込むのに適切な速度となるように調整することができる。従って、本実施形態のように散水孔４４３を多数設けて散水部４４を大型化し、絞り部４２の絞り流路４２１から噴射する水流ＷＦの初速を上げた場合であっても、手前側に配置されている散水孔４４３にも確実に気泡混入水を供給することが可能になる。このように本実施形態では散水部４４内における気泡成長の抑制により一層配慮すると共に、各散水孔４４３への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。従って、散水孔４４３に供給される気泡混入水の気泡径の均一化をより確実なものとすることができ、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴を連続して使用者に着水させ、使用者に大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受させることをより確実なものとすることができる。
【００５９】
また、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路は、その高さ方向の幅が略同一の幅となるように形成されている。散水部４４において複数の散水孔４４３が形成されている側の内壁面である側壁４４ｃが絞り部４２から噴射される水流ＷＦの進行方向を延伸させた噴射水仮想直線ＷＬと干渉し、水流ＷＦの進行方向に沿って気泡混入水の進行方向を徐々に変化させるように傾いて形成されている。空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路は、その高さ方向の幅が略同一の幅となるように形成されているので、流路の急拡大によって流れが乱されることがない。本実施形態では、給水部である給水管４１ｄから給水された水を、放射状に方向転換した後に絞り部４２の絞り流路４２１から放射状に噴射し、気泡混入水と成した後に更に放射状に進行させ、分散配置された複数の散水孔４４３から吐出されるように構成しているため、給水管４１ｄのなるべく近くの中央近傍に散水孔４４３を配置し、吐水の中抜けを防止したいものである。このように、散水孔４４３を多数設けて散水部４４を大型化し、絞り部４２から噴射する水流の初速を上げた場合であっても、給水部である給水管４１ｄの近くに配置されている散水孔４４３に確実に気泡混入水を供給することが可能になる。
【００６０】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路は、散水部４４において複数の散水孔４４３が形成されている側の第一内壁面である側壁４４ｃから気泡混入水に作用する摩擦力が増えるように、側壁４４ｃが緩やかに湾曲されている。このように構成することで、気泡混入水を確実に散水孔４４３に供給して吐出させつつ徐々に減速することができる。
【００６１】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路は、複数の散水孔４４３が形成されている側が凸となるように湾曲されている。このように構成することで、側壁４４ｃと対向する内壁面である側壁４４ｂが、絞り部４２から噴射される水流ＷＦの進行方向を延伸させた噴射水仮想直線ＷＬから離れる方向に湾曲している。複数の散水孔４４３から下方に吐水する場合、気泡混入水に含まれる気泡が浮力によって上昇し、側壁４４ｃと対向する側壁４４ｂ側に移動する。従って、側壁４４ｃと対向する側壁４４ｂを、噴射水仮想直線ＷＬから離れる方向に湾曲させることで、浮力によって上昇した気泡がその側壁４４ｂに沿って下流側へと移動する。そのため、側壁４４ｂ側に移動した気泡が滞留しにくくなり、滞留した気泡が繋がって成長してしまうことを抑制できる。
【００６２】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路は、空気混入部４３から散水部４４に至る全体に渡って円弧形状に湾曲されている。このように構成することで、流路全体に渡って確実に気泡混入水を減速することができる。
【００６３】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、円弧形状は、単一の円弧によって形成されている。このように構成することで、空気混入部４３から散水部４４の末端に至る流路全体に渡って確実且つ均等に気泡混入水を減速することができる。このように減速度合いを一定にすることで、気泡の衝突をより一層抑制しつつ確実に減速することができる。
【００６４】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２の絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦの進行方向を延伸させた噴射水仮想直線ＷＬが、複数の散水孔４４３の内の最も上流側に形成された散水孔４４３よりも下流側において、流路の内壁面である側壁４４ｃと干渉するように、側壁４４ｃが傾いて形成されている。このように構成することで、少なくとも最も上流側に形成された散水孔４４３に到達するまでに噴射水仮想直線ＷＬが流路の内壁面とは干渉しないように構成されている。従って、気泡混入水に含まれる気泡の衝突を抑制することができ、散水孔４４３に均一な気泡径の気泡混入水を供給することができる。
【００６５】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２の絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦの進行方向を延伸させた噴射水仮想直線ＷＬが、複数の散水孔４４３それぞれの流路側の入口（拡径部４４３ａ）と交差しないように、側壁４４ｃが傾いて形成されている。このように構成することで、絞り部４２から噴射される水流ＷＦによって形成される気泡混入水の最も流速の速い部分が散水穴４４３の入口に直接衝突しない。従って、気泡混入水に急激に減速エネルギーが付与されることを確実に防止し、気泡成長の抑制と各散水孔４４３への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。
【００６６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、複数の散水孔４４３それぞれの流路側の入口が、複数の散水孔４４３それぞれの内径よりも広がるように拡径され、拡径部４４３ａが形成されている。このように構成することで、気泡混入水の最も流速の速い部分が散水孔４４３の入口近傍に直接衝突したとしても、緩やかに傾斜している拡径した部分に当たるように構成することができる。従って、気泡混入水に急激に減速エネルギーが付与されることを確実に防止し、気泡成長の抑制と各散水孔４４３への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。
【００６７】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、開口としての空気導入孔４３１ａは、数の散水孔４４３が形成されている側の内壁面でる側壁４４ｃと対向する流路の内壁面である側壁４４ｂに連通するように形成されている。このように構成することで、絞り部４２の絞り流路４２１を複数の散水孔４４３が形成されている側の内壁面である側壁４４ｃに近接させることができる。従って、絞り部４２から噴射される水流ＷＦを複数の散水孔４４３が形成されている側の側壁４４ｃに近接させて噴射することで、気泡混入水の流れを側壁４４ｃに沿ったものとすることができ、気泡混入水に急激に減速エネルギーが付与されることを確実に防止し、気泡成長の抑制と各散水孔４４３への気泡混入水の供給をより確実なものとしている。
【００６８】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２から噴射される水流ＷＦの進行方向を延伸させた噴射水仮想直線ＷＬに対して流路の内壁面である側壁４４ｃが傾く角度が、流路の下流側の方が流路の上流側よりも大きくなるように形成されている。
【００６９】
この好ましい態様では、流路の内壁面が傾く角度（湾曲している流路の接線の角度）を、上流側よりも下流側が大きくなるように形成しているので、上流側と下流側とで付与する減速エネルギーを異ならせることができる。上流側では内壁面が傾く角度を比較的緩やかにすることで、流速が高い状態の気泡混入水に過度な減速エネルギーを与えることなく、緩やかに減速させることができる。下流側では内壁面が傾く角度を比較的急にすることで、流速が低下した状態の気泡混入水を確実に減速するための比較的大きな減速エネルギーを与えることで、確実に減速させ気泡同士の衝突を抑制することができる。
【００７０】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の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、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７１】
４：本体
４Ａ：キャビティ
４Ａａ：当接面
４Ｂ：シャワープレート
４Ｂａ：当接面
４Ｂｂ：凹部
４ａ：上面
４ｂ：下面
４１ｄ：給水管
４２：絞り部
４３：空気混入部
４４：散水部
４４ｂ：側壁
４４ｃ：側壁
４２１：絞り流路
４３１：開口
４３１ａ：空気導入孔
４３２：内部空間
４４２：散水突起
４４３：散水孔
４４３ａ：拡径部
Ｆ１：シャワー装置
ＷＦ：水流
ＡＦ：空気流
ＷＬ：噴射水仮想直線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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