(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、
水を供給するための給水部と、
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、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、
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、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、を備え、
前記絞り部には、前記複数の散水孔が配された散水面と沿う方向に膜状水流が形成されるように扁平形状の絞り流路が設けられており、
前記空気混入部には、前記絞り流路から噴射された前記膜状水流が前記空気混入部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に到達する前に分断されることを抑制する膜状水流分断抑制手段が設けられており、
前記膜状水流分断抑制手段は、前記空気混入部内に突出する微細突起であり、
前記微細突起は、前記膜状水流の速度ベクトルを前記絞り流路に対して直進方向の速度ベクトルとなるように矯正するものであり、
前記微細突起の下流側部位は、前記絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って縮小するように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】
前記微細突起の上流側部位は、前記絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って拡大するように形成されていることを特徴とする請求項１記載のシャワー装置。
【請求項３】
前記微細突起は、前記絞り流路の噴射方向が長辺となり、前記絞り部の噴射方向と直交する方向が短辺となる楕円形状であることを特徴とする請求項２記載のシャワー装置。
【請求項４】
前記絞り流路は、放射状に前記膜状水流を噴射するように構成され、
前記複数の散水孔は、膜状の水流が噴射される領域に散在するように配置されており、
前記微細突起は、前記絞り流路の噴射方向に沿って間隔を空けて複数設けられていることを特徴とする請求項２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。このような気泡混入水を吐出するシャワー装置によれば、少ない水量でありながら、使用者は量感のあるシャワー水を浴びることが可能となる。
【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、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するものであって、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ために、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構成している。
【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、絞り部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するものであって、この気泡混入水を吐出するための複数の散水孔を、絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って配置することで、気泡混入水がシャワーヘッドの内壁と衝突して方向転換されることなく散水孔が形成された位置まで到達されるようにしている。
【０００５】
下記特許文献１のようなシャワー装置は、気泡同士の衝突により不均一な気泡径に成長した気泡混入水が散水孔に供給されることになるため、吐出後に形成される水滴は、不均一な粒径の水滴となって使用者に当たることになる。一方、特許文献２のようなシャワー装置は、気泡同士の衝突が抑制され、小さな気泡径を極力均一に保った気泡混入水が散水孔に供給されることになるため、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でき、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を感じることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−１６２５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２のシャワー装置によれば、小さな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はできるものの、まだ改善の余地があった。具体的には、絞り部から噴射される水流が線状の水流であるため、線状の水流が気液界面に突入した場合は、水流が線ではなく点で気液界面に突入するため、線状の水流を中心にその突入点を囲むように全方向から対流が発生する。このように線状の水流が突入する突入点を囲み、その突入点に向うように全方向から対流が発生すると、それら対流は互いに衝突する方向に発生することになる。従って、線状の水流を気液界面に突入させた場合には、その突入点を囲んで発生する対流が互いに衝突しやすくなり、気泡の衝突が発生し気泡の不均一な肥大化を招くおそれがある。
【０００８】
上述した課題を踏まえ、本発明の第１の目的は、絞り部から噴射される水流が気液界面に突入する際に発生する対流が互いに衝突することを抑制することである。
【０００９】
この第１の目的に対して、本発明者らが想到したシャワー装置は、水を供給するための給水部と、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、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、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、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、を備え、前記絞り部には、前記複数の散水孔が配された散水面と沿う方向に膜状の水流である膜状水流が形成されるように扁平形状の絞り流路が設けられている。このような構成によって、絞り部から噴射される水流が気液界面に突入する際に発生する対流が互いに衝突することを抑制することができる。
【００１０】
本発明は、上記第１の目的に加え、更に以下の点についても工夫している。具体的には、扁平形状の絞り流路から噴射された膜状水流は、空気混入部に存在する空気、あるいは空気混入部を構成している内壁面と接触しながら気液界面に向かって移動するものである。すなわち、膜状水流は、気液界面に到達するまでに、空気や内壁面との接触による摩擦抵抗を受けるため、膜状水流の一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。また、膜状水流には、水流の表面積を小さくしようと表面張力が発生するため、この表面張力も一つの要因となって、膜状水流の一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。絞り流路から噴射された膜状水流が、気液界面位置においても膜状水流としての状態をより確実に維持し続けられるようにするためには、絞り流路から噴射された膜状水流全体の速度ベクトルが気液界面に到達するまで、全体として極力、揃っていることが好ましい。すなわち、膜状水流の一部の速度ベクトルが乱れると、気液界面に突入する前に膜状水流が分断されてしまう恐れがある。このように、分断された膜状水流が気液界面に突入すると、その分断された部分において、対流が互いに衝突することとなり、結果として、気泡の衝突が発生し気泡の不均一な肥大化を招くことになり好ましくない。
【００１１】
このように、本発明の第２の目的は、絞り流路から噴射された膜状水流が気液界面に到達するまでに分断されることなく、膜状水流としての状態を維持したまま気液界面に突入できるようにすることである。
【００１２】
本発明は上述した課題を解決するためのものであり、より均一且つ小さな気泡径の気泡混入水を散水孔に供給できるようにすることで、より均一且つ大き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を目的としている。
【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、水を供給するための給水部と、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、通過する水を下流側に噴射するための絞り部と、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、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されている散水部と、を備え、前記絞り部には、前記複数の散水孔が配された散水面と沿う方向に膜状の水流である膜状水流が形成されるように扁平形状の絞り流路が設けられており、前記空気混入部には、前記絞り流路から噴射された前記膜状水流が前記空気混入部に一時的に貯留される水と空気との気液界面に到達する前に分断されることを抑制する膜状水流分断抑制手段が設けられていることを特徴とする。
【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に向けて噴射され、空気混入部及び散水部に一時的に貯留された水が散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、散水部の複数の散水孔から散水される。
【００１５】
また、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、前記絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されているため、気泡混入水は空気混入部および散水部を構成する内壁に衝突して方向転換されるようなことがないため、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。このように略均一で小さな気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔から吐出されると、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、より均一で小さな気泡径の気泡を含む気泡混入水を散水孔から吐出するために、絞り部には、前記複数の散水孔が配された散水面と沿う方向に膜状の水流である膜状水流が形成されるように扁平形状の絞り流路を設けている。扁平形状の絞り流路から噴射された水流は、その断面形状が扁平形状を成す膜状の水流となって気液界面へと向う。膜状の水流が気液界面に突入すると、膜状の水流に沿った領域では膜状の水流が略平面状に延びる方向に沿って、その膜状の水流が気液界面に突入する方向に沿った対流が並ぶように発生する。このような対流が発生すると、対流の発生方向が膜状の水流の一方側では揃うと共に、他方側で発生する対流とは回転方向が逆になるものの膜状の水流が突入する気液界面近傍では双方の対流の進行方向が揃うため、近接する対流が互いに衝突するおそれが低減される。このように互いに衝突し難い対流が発生すると、気泡の衝突による気泡の肥大化の可能性をより低減することができる。
【００１７】
更に本発明では、絞り流路から噴射された膜状水流が、気液界面に到達する前に分断されることを抑制する膜状水流分断抑制手段を設けている。本発明のような、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が、絞り部から噴射される水の噴射方向に沿って形成されるシャワー装置においては、気液界面の位置は、絞り流路から離間した位置に形成されることとなる。一方、絞り流路から噴射された膜状水流は、空気混入部に存在する空気、あるいは空気混入部を構成している内壁面と接触しながら気液界面に向かって移動するものである。すなわち、膜状水流は、気液界面に到達するまでに、空気や内壁面との接触による摩擦抵抗を受けるため、膜状水流を形成している成分の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。また、膜状水流には、水流の表面積を小さくしようと表面張力が発生するため、この表面張力も一つの要因となって、膜状水流の一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。絞り流路から噴射された膜状水流が、気液界面位置においても膜状水流としての状態をより確実に維持し続けられるようにするためには、絞り流路から噴射された膜状水流の速度ベクトルが気液界面に到達するまで、全体として極力、揃っていることが好ましい。本発明によれば、膜状水流分断抑制手段を設けているため、絞り流路から噴射された膜状水流の速度ベクトルを全体として揃えることができ、気液界面に対してより確実に膜状の水流を突入させることが可能となる。よって、より確実に、気液界面位置における対流の衝突を低減することができる。
【００１８】
また本発明に係るシャワー装置では、前記膜状水流分断抑制手段は、前記空気混入部内に突出する微細突起であり、前記微細突起は、前記膜状水流の速度ベクトルを前記絞り流路に対して直進方向の速度ベクトル成分となるように矯正するものであることも好ましい。
【００１９】
この好ましい態様では、空気混入部内に突出して設けられた微細突起によって、膜状水流の速度ベクトルを直進方向に矯正することができるため、簡単な構成で、膜状水流の速度ベクトルの乱れを矯正することができ、気液界面に対してより確実に膜状の水流を突入させることが可できる。
【００２０】
また本発明に係るシャワー装置では、前記微細突起の下流側部位は、前記絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って縮小するように形成されていることも好ましい。
【００２１】
膜状水流の速度ベクトルを直進方向に矯正するために微細突起を設けると、膜状水流は微細突起の周囲は、部分的にみると小分けされた水流となる。微細突起によって部分的に小分けされた分流は、微細突起の下流側近傍位置において再び膜状水流として合流される必要がある。この好ましい態様では、微細突起の下流側部位が、絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って縮小するように形成したため、小分けされたそれぞれの分流の一部が、微細突起に沿って下流側に導かれて、その下流側近傍位置において滑らかに合流させることができる。
【００２２】
また本発明に係るシャワー装置では、前記微細突起の上流側部位は、前記絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って拡大するように形成されていることも好ましい。
【００２３】
膜状水流の速度ベクトルを直進方向に矯正するために微細突起を設けると、膜状水流は微細突起の周囲を部分的にみると小分けされた水流となる。小分けにする際、膜状水流が微細突起と正面衝突してしまうと、膜状水流が大きく乱れてしまい、微細突起によって直進方向に整流されにくくなるとともに、微細突起の下流側近傍位置においても分流が合流されにくくなり、膜状水流としての状態を維持できなくなる恐れがある。この好ましい態様では、微細突起の上流側部位が、絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って拡大するように形成したため、絞り流路から噴射された膜状水流の流れが大きく乱れることを抑制できるため、より確実に、微細突起によって直進方向に整流されやすくなるとともに、微細突起の下流側近傍位置において分流を合流させやすいくすることができ、膜状水流としての状態を維持しやすくすることができる。
【００２４】
また本発明に係るシャワー装置では、前記絞り流路の噴射方向が長辺となり、前記絞り部の噴射方向と直交する方向が短辺となる楕円形状であることも好ましい。
【００２５】
この好ましい態様では、絞り部の噴射方向と直交する方向の断面積は小さく、且つ絞り部の噴射方向の断面積は大きく形成されることとなるため、絞り部から噴射された膜状水流の流れを大きく乱すことなく分流させることができる。また、膜状水流の速度ベクトルを直進方向に矯正するための距離を大きく確保することができるため、より安定的に小分けにされた分流を直進方向に整流することができる。また、微細突起の下流側近傍位置においてより確実に膜状水流としての状態を維持可能なように分流を合流させることができる。
【００２６】
また本発明に係るシャワー装置では、前記絞り流路は、放射状に前記膜状水流を噴射するように構成され、前記複数の散水孔は、膜状の水流が噴射される領域に散在するように配置されており、前記微細突起は、前記絞り流路の噴射方向に沿って間隔を空けて複数設けられていることも好ましい。
【００２７】
この好ましい態様では、微細突起を絞り部に噴射方向に沿って間隔を空けて複数設けることで、絞り部から噴射された膜状水流の速度ベクトルを絞り部に対して直進方向（放射方向）に整流している。このように構成することで、放射状に膜状水流を噴射するようなシャワー装置においても、気液界面位置に対して、より確実に膜状の水流を突入させることができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、より均一且つ小さな気泡径の気泡混入水を散水孔に供給できるようにすることで、より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可能なシャワー装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）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１の（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面側から見た断面斜視図である。
【図４】図１の（Ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図５】図１の（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面に相当する断面を示す図であって、シャワー装置内の水の流れを示す図である。
【図６】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置内の気泡混入水の発生状態を示す図である。
【図７】比較例に係るシャワー装置内の気泡混入水の発生状態を示す図である。
【図８】比較例に係る気液界面の状態を示す図である。
【図９】本願発明の第一実施形態に係る気液界面の状態を示す図である。
【図１０】微細突起に対する膜状水流の流れ方を拡大して示す図である。
【図１１】本願発明の第二実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図１２】図１１の（Ａ）におけるＦ−Ｆ断面を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す水噴射コマ近傍を拡大して示す拡大斜視断面図である。
【図１４】図１２に示す水噴射コマ近傍を拡大して示す拡大断面図である。
【図１５】本願発明の第二実施形態に係る気液界面の状態を示す図である。
【図１６】比較例に係る気液界面の状態を示す図である。
【図１７】微細突起の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
続いて、本発明の第一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、本発明の第一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）は平面図を示し、図８の（Ｂ）は側面図を示し、図８の（Ｃ）は下面図を示している。
【００３２】
図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１は主に略直方体を成す本体２によって構成されており、シャワー装置Ｆ１（本体２）の上面２ａには開口２３１が形成されている。図１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１の上面２ａと対向する下面２ｂには複数の散水突起２４２が設けられている。各散水突起２４２には散水孔２４３が形成されている。図１の（Ｃ）に示されるように、本体２の下面２ｂには複数の散水突起２４２が設けられている。本実施形態の場合、散水突起２４２は７行×１０列に７０個形成されている。
【００３３】
続いて、図１の（Ｂ）のＣ−Ｃ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、給水部２１と、絞り部２２と、空気混入部２３と、散水部２４と、を備えている。
【００３４】
給水部２１は、水を供給するための部分であって、給水口２１ｄから導入した水を絞り部２２へと供給する部分である。給水口２１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）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部２１から絞り部２２へと供給される。給水部２１は、水の進行方向に沿うように本体２の一部分としての側壁２１ｅ及び側壁２１ｆを有しており、側壁２１ｅと側壁２１ｆとは互いに平行になるように配置されている。
【００３５】
絞り部２２は、給水部２１の下流側に設けられており、給水部２１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２２は、水の進行方向に沿うように本体２の一部分としての側壁２２ｅ及び側壁２２ｆを有しており、側壁２２ｅと側壁２２ｆとは互いに平行になるように配置されている。
【００３６】
絞り部２２には、単一の絞り流路２２１が設けられている。絞り流路２２１は、側壁２２ｅから側壁２２ｆに向う方向が長辺側となるように扁平形状且つスリット状に形成されている。
【００３７】
絞り流路２２１の様子を図４に示す。図４は、図１の（Ｂ）のＣ矢視図である。図４に示すように、絞り流路２２１は、本体２の上面２ａ及び下面２ｂに沿った辺が長辺となり、側壁２２ｅ，２２ｆに沿った辺が短辺となるように扁平形状且つスリット状に形成されている。
【００３８】
図２に戻ってその他の部分の説明を続ける。空気混入部２３は、絞り部２２の下流側に設けられており、絞り部２２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２３１が形成されている部分である。空気混入部２３は、水の進行方向に沿うように本体２の一部分としての側壁２３ｅａ，２３ｅｂ及び側壁２３ｆａ，２３ｆｂを有している。
【００３９】
側壁２３ｅａと側壁２３ｆａとは互いに平行になるように配置されている。側壁２３ｅｂは側壁２３ｅａの下流側に連続して設けられている壁であって、側壁２３ｅａに繋がっている部分よりも下流側に向かって外側に流路を広げるように斜めに配置されている。同様に、側壁２３ｆｂは側壁２３ｆａの下流側に連続して設けられている壁であって、側壁２３ｆａに繋がっている部分よりも下流側に向かって外側に流路を広げるように斜めに配置されている。また、空気混入部２３には、膜状水流分断抑制手段として微細突起３０が、絞り流路２２１の長辺方向に対して間隔を空けて３つ設けられている。この微細突起３０は、その上流側端部が絞り流路２２１の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って拡大するように形成されており、その下流側端部が絞り流路２２１の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って縮小するように形成されている。また、全体として、絞り流路２２１の噴射方向が長辺となり、噴射方向と直交する方向が短辺となる楕円形状に形成されている。
【００４０】
散水部２４は、空気混入部２３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２４３が形成されている部分である。散水孔２４３は、散水突起２４２（図２においては明示しない）に形成されている。
【００４１】
図２に示すように、給水部２１を構成する側壁２１ｅと、絞り部２２を構成する側壁２２ｅと、空気混入部２３の一部を構成する側壁２３ｅａとは同一面上に位置するように配置されている。空気混入部２３の残部を構成する側壁２３ｅｂは本体２の外側側面に向かうように斜めに配置され、散水部２４を構成する側壁２４ｅに繋がっている。同様に、給水部２１を構成する側壁２１ｆと、絞り部２２を構成する側壁２２ｆと、空気混入部２３の一部を構成する側壁２３ｆａとは同一面上に位置するように配置されている。空気混入部２３の残部を構成する側壁２３ｆｂは本体２の外側側面に向かうように斜めに配置され、散水部２４を構成する側壁２４ｆに繋がっている。
【００４２】
続いて、図１の（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である図３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３に示されるように、給水部２１は、側壁２１ｅと側壁２１ｆとを繋ぐ側壁２１ｂ及び側壁２１ｃを有している。側壁２１ｂ及び側壁２１ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁２１ｅ及び側壁２１ｆよりも長くなるように形成されている。従って、給水部２１は流路断面が扁平形状となるように形成されている。給水部２１と絞り部２２との境界部分には、前壁面２１ａが設けられていて、側壁２１ｅ，２１ｆ，２１ｂ，２１ｃは前壁面２１ａに繋がっている。前壁面２１ａは、側壁２１ｂから側壁２１ｃに延びる部分と、側壁２１ｃから側壁２１ｂに延びる部分とで構成されている。
【００４３】
前壁面２１ａを下流側に越えた領域には絞り部２２が設けられている。絞り部２２は、側壁２２ｅと側壁２２ｆとを繋ぐ側壁２２ｂ及び側壁２２ｃを有している。側壁２２ｂ及び側壁２２ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁２２ｅ及び側壁２２ｆよりも長くなるように形成されている。従って、絞り部２２の側壁２２ｂ,２２ｃ，２２ｅ，２２ｆで囲まれた流路断面は扁平形状となるように形成されている。絞り部２２と空気混入部２３との境界部分には仕切壁２２ａが設けられていて、側壁２２ｅ，２２ｆ，２２ｂ，２２ｃは仕切壁２２ａに繋がっている。仕切壁２２ａには、扁平形状且つスリット状の絞り流路２２１が形成されている。
【００４４】
仕切壁２２ａを下流側に越えた領域には空気混入部２３が設けられている。空気混入部２３は、側壁２３ｅａ，２３ｅｂと側壁２３ｆａ，２３ｆｂとを繋ぐ側壁２３ｂ、側壁２３ｅａ，２３ｅｂと側壁２３ｆａ，２３ｆｂとを繋ぐ側壁であって側壁２３ｂと対向し相対的に側壁２３ｂから遠い位置に配置されている側壁２３ｃ、側壁２３ｅａ，２３ｅｂと側壁２３ｆａ，２３ｆｂを繋ぐ側壁であって側壁２３ｂと対向し相対的に側壁２３ｂに近い位置に配置されている側壁２３ｄを有している。側壁２３ｃは散水部２４側に、側壁２３ｄは絞り部２２側に、それぞれ配置されており側壁２３ｃと側壁２３ｄとを繋ぐ段差部２３ｇが形成されている。側壁２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁２３ｅａ，２３ｅｂ及び側壁２３ｆａ，２３ｆｂよりも長くなるように形成されている。従って、空気混入部２３は流路断面が扁平形状となるように形成されている。
【００４５】
側壁２３ｃよりも下流側の領域には散水部２４が設けられている。散水部２４は、側壁２４ｅと側壁２４ｆとを繋ぐ側壁であって、空気混入部２３の側壁２３ｂと同一面を形成する側壁２４ｂを有している。更に散水部２４は、側壁２４ｅと側壁２４ｆとを繋ぐ側壁であって、空気混入部２３の側壁２３ｃと同一平面を形成する側壁２４ｃを有している。側壁２４ｂ，２４ｃ，２４ｅ，２４ｆは、給水口２１ｄと対向するように位置し流路の末端として機能する奥側の側壁２４ａに繋がっている。散水部２４には、本体２の下面２ｂから突出する散水突起２４２が形成されており、散水突起２４２には散水孔２４３が形成されている。
【００４６】
続いて、シャワー装置Ｆ１内部の水の流れについて図５を参照しながら説明する。図５は、図１の（Ａ）のＢ−Ｂ断面を簡略化して示す図であって、シャワー装置Ｆ１に水を供給した際の内部の水の状態を示す図である。
【００４７】
図５に示すように、給水部２１に給水手段（図示しない）から水が所定圧力以上で供給されると、絞り部２２に形成された絞り流路２２１を通って下流側に噴射される。絞り流路２２１から下流側の空気混入部２３及び散水部２４に噴射された膜状の水流である膜状水流ＷＦは、空気混入部２３の側壁２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ，２３ｅ，２３ｆ及び散水部２４の側壁２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅと干渉しないように、最も遠くに位置する散水孔２４３までその噴射水仮想直線ＢＷ１が延びるように噴射される。噴射水仮想直線ＢＷ１は、絞り部２２から噴射される水の噴射方向を延伸させた仮想的な直線である。
【００４８】
このように絞り部２２から膜状水流が噴射されると、散水部２４及び空気混入部２３の少なくとも一部に一時的に水が溜まり、その溜まった水と空気との界面である気液界面ＢＷ３が形成される。従って、噴射水仮想直線ＢＷ１に沿って噴射された膜状水流が気液界面ＢＷ３から溜まった水に対して突入し、空気混入部２３に存在する空気を巻き込んで気泡混入水ＢＷが生成される。気泡混入水ＢＷは各水流ＢＷ２に分かれて各散水孔２４３から外部に吐出される。空気混入部２３には開口２３１が形成されているので、噴射水仮想直線ＢＷ１に沿って噴射された膜状水流が気液界面ＢＷ３から溜まった水に対して突入し、空気混入部２３に存在する空気を巻き込んでも、空気が常に供給される状態を維持することができる。
【００４９】
本実施形態では、絞り部２２の絞り流路２２１を扁平形状且つスリット状に形成し、膜状水流ＷＦを噴射することで微細な気泡を含む気泡混入水ＢＷを生成するものとしている。図６に、膜状水流ＷＦが気液界面ＢＷ３に突入する状態を模式的に示す図を示す。
【００５０】
図６に示すように、扁平形状且つスリット状の絞り流路２２１から噴射された水流は、その断面形状が扁平形状を成す膜状水流ＷＦとなって気液界面ＢＷ３へと向う。膜状水流ＷＦが気液界面ＢＷ３に突入すると、膜状水流ＷＦに沿った領域では膜状水流ＷＦが略平面状に延びる方向であるｘ方向に沿って、その膜状水流ＷＦが気液界面ＢＷ３に突入する方向に沿った対流が並ぶように発生する。
【００５１】
このような対流が発生すると、対流の発生方向が膜状水流ＷＦの一方側（図中において膜状水流ＷＦの手前側）では揃うと共に、他方側（図中において膜状水流ＷＦの反対側）で発生する対流とは回転方向が逆になるものの膜状水流ＷＦが突入する気液界面ＢＷ３近傍では双方の対流の進行方向が揃うため、近接する対流が互いに衝突するおそれが低減される。膜状水流ＷＦの両端ではその対流に加えて膜状水流ＷＦの両端に向う対流も発生するが、膜状水流ＷＦの両端を除いた領域では、膜状水流ＷＦを挟んで膜状水流ＷＦに向う対流のみが発生するので、全体としてみた場合にも気液界面ＢＷ３近傍での対流の衝突が低減される。
【００５２】
一方、線状の噴射水を気液界面に突入させた場合について図７を参照しながら説明する。図７は、線状水流ＷＦｓが気液界面ＢＷ３に突入する状態を模式的に示す図である。
【００５３】
図７に示すように、線状水流ＷＦｓを気液界面ＢＷ３に突入させた場合は、水流が線ではなく点で気液界面ＢＷ３に突入するため、線状水流ＷＦｓを中心にその突入点を囲むように全方向（図中においてｘｚ平面の全ての方向）から対流が発生する。このように線状水流ＷＦｓが突入する突入点を囲み、その突入点に向うように全方向から対流が発生すると、それら対流は互いに衝突する方向に発生することになる。従って、線状水流ＷＦｓを気液界面ＢＷ３に突入させた場合には、その突入点を囲んで発生する対流が互いに衝突しやすくなり、気泡の衝突が発生し気泡の肥大化を招くおそれがある。
【００５４】
これに対して図６に示す本実施形態のように膜状水流ＷＦを発生させると、上述したように膜状水流ＷＦが突入する突入線を挟んで互いに衝突し難い対流が発生する。このように互いに衝突し難い対流が発生すると、気泡の衝突による気泡の肥大化の可能性を低減することができる。気泡混入水中の気泡が微細化され、気泡混入水の流れが衝突し難くなって微細化された気泡が維持される。
【００５５】
更に本実施形態では、絞り流路２２１と気液界面ＢＷ３との間に扁平形状の微細突起３０を備えている。図８に示すように、扁平形状の絞り流路２２１から噴射される膜状水流ＷＦは、空気混入部２３に存在する空気、あるいは空気混入部２３を構成している内壁面と接触しながら気液界面に向かって移動するものである。すなわち、膜状水流ＷＦは、気液界面ＢＷ３に到達するまでに、空気や内壁面との接触による摩擦抵抗を受けるため、膜状水流ＷＦの一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。また、膜状水流ＷＦには、水流の表面積を小さくしようと表面張力が発生するため、この表面張力も一つの要因となって、膜状水流ＷＦの一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。膜状水流ＷＦの一部の速度ベクトルが乱れると、気液界面ＢＷ３に突入する前に膜状水流ＷＦが分断されてしまう恐れがある。このように、分断された膜状水流ＷＦが気液界面ＢＷ３に突入すると、その分断された部分において、対流が互いに衝突することとなり、結果として、気泡の衝突が発生し気泡の不均一な肥大化を招くこととなる。
【００５６】
これに対して図９に示す本実施形態では、空気混入部２３に微細突起３０を複数設けているため、この微細突起３０によって、絞り流路２２１から噴射された膜状水流ＷＦの速度ベクトルを全体として揃えることができ、気液界面ＢＷ３に対してより確実に膜状の水流を突入させることが可能となる。
【００５７】
この微細突起３０の作用について、図１０を用いて、より具体的に説明する。絞り流路から噴射された膜状水流ＷＦは、まず、微細突起３０の上流側端部に衝突する。この際、微細突起３０は、絞り流路の噴射方向と直交する方向が５ｍｍ以下となるように小さく形成されており、且つ、絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って拡大されるように形成されているため、衝突によって膜状水流が大きく乱れることなく、微細突起の上流端部の側壁面に沿って滑らかに下流側に導かれることとなる。微細突起の中流部には、膜状水流の速度ベクトルを直進方向に矯正することが可能なように、絞り流路の開口方向に対して略平行となる側壁面が設けられている。これによって、仮に、絞り流路から噴射された膜状水流の速度ベクトルが乱れていたとしても、微細突起によって、膜状水流の速度ベクトルを全体として揃え直ことができる。直進方向に矯正された膜状水流は、微細突起の下流側端部が、絞り流路の噴射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って縮小するように形成されているため、微細突起を挟んで小分けにされた分流をその下流側近傍位置において滑らかに合流させることができる。小分けにされた分流は、それぞれ対向する速度ベクトルを打ち消し合いながら合流して下流側に流れるため、膜状水流の速度ベクトルが全体として直進方向に矯正されることになる。
【００５８】
このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水ＢＷが散水孔２４３に供給されると、散水孔２４３内及び散水孔２４３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ＢＷが散水孔２４３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。
【００５９】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、開口２３１は、膜状水流ＷＦに対して一方側にのみ設けられているけれども、開口２３１を、膜状水流ＷＦを挟んで一方側と他方側とに位置するように少なくとも一対設けられていることも好ましい。
【００６０】
本実施形態では、絞り流路２２１から膜状水流ＷＦを噴射するため、上述したような気泡肥大化の抑制効果があるものの膜状水流ＷＦを挟んだ空気の移動が抑制される傾向にある。そこで、膜状水流ＷＦを挟んで一方側と他方側との双方に開口２３１を設けることで、膜状水流ＷＦの双方に空気をムラ無く供給することができ、円滑な気泡混入水ＢＷの生成に寄与することができる。
【００６１】
上述した第一実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、本体２を略直方体状に形成し、絞り部２２によって噴射される水の方向を同一方向に揃えたものである。本発明の趣旨に鑑みれば実施の形態はこれらに限られるものではなく、絞り流路は、放射状に膜状の水流を噴射するように構成され、複数の散水孔は、膜状の水流が噴射される領域に散在するように配置されるように構成することも可能である。複数の散水孔が配置される領域は、円形領域であったり矩形領域であったり様々な形態の領域と成すことが可能である。続いて説明する本発明の第二実施形態では、本体を略円盤状に形成し、絞り部によって噴射される水の方向を放射状にするものを例にとって説明する。
【００６２】
本発明の第二実施形態であるシャワー装置について図１１を参照しながら説明する。図１１は、本発明の第二実施形態に係るシャワー装置Ｆ３を示す図であって、図１１の（Ａ）は平面図を示し、図１１の（Ｂ）は側面図を示し、図１１の（Ｃ）は下面図を示している。図１１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ３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Ｆ３（本体４）の上面４ａには給水口４１ｄが形成されている。
【００６３】
図１１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ３の本体４は、給水口４１ｄが形成されているキャビティ４Ａと、散水孔４４３が形成さ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１１の（Ｃ）に示されるように、本体４の下面４ｂには複数の散水孔４４３が形成されていると共に、開口４３１も形成されている。本実施形態の場合、散水孔４４３は開口４３１を中心とした放射状に配置されている。
【００６４】
続いて、図１１の（Ａ）のＦ−Ｆ断面図である図１２を参照しながらシャワー装置Ｆ３について説明を加える。図１２に示されるように、シャワー装置Ｆ３は、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、水噴射コマ４Ｃとによって構成されている。
【００６５】
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とは反対側の当接面４Ａａから上面４ａに向けて円形の凹部４Ａｂが形成されている。
【００６６】
キャビティ４Ａの中心近傍には、上面４ａから凹部４Ａｂに至る貫通穴４Ａｃが形成されている。このように貫通穴４Ａｃを設けることで、給水口４１ｄから絞り部４２に至る給水部４１が形成されている。
【００６７】
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、散水孔４４３が放射状に複数個形成されている。この散水孔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は散水部４４の側壁４４ｃとなるように構成されている。
【００６８】
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、キャビティ４Ａの凹部４Ａｂ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。凹部４Ａｂの一部分は散水部４４の側壁４４ａとなるように構成されている。
【００６９】
続いて、水噴射コマ４Ｃについて図１０を参照しながら説明する。図１０は水噴射コマ４Ｃ近傍を拡大した斜視断面図である。図１０に示されるように、水噴射コマ４Ｃは、フランジ４Ｃｂをツバとする帽子形状を成しており、その帽子形状の頂部に相当するフランジ４Ｃｂとは反対側の端部に空気導入突起部４Ｃａが形成されている。空気導入突起部４Ｃａとは反対側であってフランジ４Ｃｂの中央近傍には絞り突起部４Ｃｄが形成されている。
【００７０】
絞り突起部４Ｃｄは、絞り部４２の一部を構成するものであって、キャビティ４Ａと対向することで絞り流路４２１を形成している。従って、絞り流路４２１は、キャビティ４Ａの中央近傍から放射状且つ膜状の水が噴射されるように全周に渡ってスリットを形成している。
【００７１】
絞り突起部４Ｃｄの周囲には空気導入孔４３１ａが、絞り突起部４Ｃｄの全周に渡って複数個形成されている。空気導入孔４３１ａは、空気導入突起部４Ｃａに形成されている開口４３１と連通しており、絞り流路４２１に対して空気を供給するものである。
【００７２】
シャワープレート４Ｂにおいては、本体４の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａから下面４ｂに向けて円形の凹部４Ｂｃが形成されている。凹部４Ｂｃは、放射状に設けられた散水孔４４３の内側に位置するように、シャワープレート４Ｂの中央に設けられている。凹部４Ｂｃの底面から下面４ｂに至るように貫通穴４Ｂｂが形成されている。凹部４Ｂｃには、水噴射コマ４Ｃが収められている。
【００７３】
水噴射コマ４Ｃの空気導入突起部４Ｃａは、貫通穴４Ｂｂから外部に突出するように配置されている。従って、空気導入突起部４Ｃａに形成されている開口４３１は、外気を取り込むことが可能なように構成されている。
【００７４】
上述したようにキャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、水噴射コマ４Ｃとを組み上げることで、シャワー装置Ｆ３は、給水部４１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。
【００７５】
給水部４１は、水を供給するための部分であって、給水口４１ｄから導入した水を絞り部４２へと供給する部分である。給水口４１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）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部４１から絞り部４２へと供給される。
【００７６】
絞り部４２は、給水部４１の下流側に設けられており、給水部４１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。
【００７７】
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が形成されている部分である。また、空気混入部４３には、膜状水流分断抑制手段として微細突起３０が、絞り流路４２１に対して放射状に間隔を空けて６つ設けられている。この微細突起３０は、その上流側端部が絞り流路４２１に対する放射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って拡大するように形成されており、その下流側端部が絞り流路２２１に対する放射方向と直交する方向の断面積が下流側に向かうに従って縮小するように形成されている。また、全体として、絞り流路２２１に対する放射方向が長辺となり、放射方向と直交する方向が短辺となる楕円形状に形成されている。
【００７８】
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。
【００７９】
このシャワー装置Ｆ３では、給水部４１から水を供給すると、絞り部４２の絞り流路４２１から膜状水流ＷＦｃが噴射される。この膜状水流ＷＦｃの噴射状態を図１５に示す。図１３は、シャワー装置Ｆ３を給水部４１側から見た場合の膜状水流ＷＦｃの噴射状態を模式的に示す図である。図１３に示すように、膜状水流ＷＦｃは全周に渡って噴射される。
【００８０】
このように膜状水流ＷＦｃを噴射することで、第一実施形態に係るシャワー装置Ｆ１と同様に、膜状水流ＷＦｃが突入する突入線を挟んで互いに衝突し難い対流が発生する。このように互いに衝突し難い対流が発生すると、気泡の衝突による気泡の肥大化の可能性を低減することができる。気泡混入水中の気泡が微細化され、気泡混入水の流れが衝突し難くなって微細化された気泡が維持される。
【００８１】
更に本実施形態では、絞り流路４２１と気液界面ＢＷ３との間に扁平形状の微細突起３０を備えている。図１６に示すように、全周に渡ってスリット状に形成された絞り流路４２１から噴射される放射状の膜状水流ＷＦｃは、空気混入部４３に存在する空気、あるいは空気混入部４３を構成している内壁面と接触しながら気液界面に向かって移動するものである。すなわち、膜状水流ＷＦｃは、気液界面ＢＷ３に到達するまでに、空気や内壁面との接触による摩擦抵抗を受けるため、膜状水流ＷＦｃの一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。また、膜状水流ＷＦｃには、水流の表面積を小さくしようと表面張力が発生するため、この表面張力も一つの要因となって、膜状水流ＷＦｃの一部の速度ベクトルが乱れてしまう恐れがある。特に、本実施形態のように、放射状に膜状水流ＷＦｃを噴射する形態においては、噴射時の僅かな乱れが外周方向に進むにつれ増幅し、気液界面ＢＷ３近傍では大きな乱れとなるおそれがある。
膜状水流ＷＦｃの一部の速度ベクトルが乱れると、気液界面ＢＷ３に突入する前に膜状水流ＷＦｃが分断されてしまう恐れがある。このように、分断された膜状水流ＷＦｃが気液界面ＢＷ３に突入すると、その分断された部分において、対流が互いに衝突することとなり、結果として、気泡の衝突が発生し気泡の不均一な肥大化を招くこととなる。
【００８２】
これに対して図１５に示す本実施形態では、空気混入部２３に微細突起３０を複数設けているため、この微細突起３０によって、絞り流路４２１から噴射された放射状の膜状水流ＷＦｃの速度ベクトルを全体として揃えることができ、気液界面ＢＷ３に対してより確実に膜状の水流を突入させることが可能となる。
【００８３】
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。
【００８４】
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。また、微細突起３０の形状としては、上述した第１および第２の実施形態に限定されるものではなく、例えば、図１７に示すように新円形状や多角形状であって良く、同様の作用効果を奏するものは本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８５】
Ｆ１：シャワー装置
２：本体
２ａ：上面
２ｂ：下面
２１：給水部
２１ａ：前壁面
２１ｂ：側壁
２１ｃ：側壁
２１ｄ：給水口
２１ｅ：側壁
２１ｆ：側壁
２２：絞り部
２２ａ：仕切壁
２２ｂ：側壁
２２ｃ：側壁
２２ｅ：側壁
２２ｆ：側壁
２２１：絞り流路
２３：空気混入部
２３ｂ：側壁
２３ｃ：側壁
２３ｄ：側壁
２３ｅａ：側壁
２３ｅｂ：側壁
２３ｆａ：側壁
２３ｆｂ：側壁
２３ｇ：段差部
２３１：開口
２４：散水部
２４ａ：側壁
２４ｂ：側壁
２４ｃ：側壁
２４ｅ：側壁
２４ｆ：側壁
２４２：散水突起
２４３：散水孔
３０：微細突起
ＢＷ：気泡混入水
ＢＷ１：噴射水仮想直線
ＢＷ２：水流
ＢＷ３：気液界面
ＷＦ：膜状水流
ＷＦｓ：線状水流
Ｆ３：シャワー装置
４：本体
４Ａ：キャビティ
４Ａａ：当接面
４Ａｂ：凹部
４Ａｃ：貫通穴
４Ｂ：シャワープレート
４Ｂａ：当接面
４Ｂｂ：貫通穴
４Ｂｃ：凹部
４Ｃ：水噴射コマ
４Ｃａ：空気導入突起部
４Ｃｂ：フランジ
４Ｃｄ：絞り突起部
４ａ：上面
４ｂ：下面
４１：給水部
４１ｄ：給水口
４２：絞り部
４２１：絞り流路
４３：空気混入部
４３ｂ：側壁
４３ｃ：側壁
４３１：開口
４３１ａ：空気導入孔
４４：散水部
４４ａ：側壁
４４ｂ：側壁
４４ｃ：側壁
４４３：散水孔
【図１】
0005849513.tif 000002
【図２】
0005849513.tif 000003
【図３】
0005849513.tif 000004
【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】
0005849513.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0005849513.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0005849513.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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