(57)【要約】【課題】簡単な構造で、コンパクトに構成することができ、使い勝手の良い吐水を得ることができる吐水装置を提供する。【解決手段】本発明は、湯水を往復振動させながら吐出させる吐水装置(1)であって、吐水装置本体(2)と、湯水を往復振動させる振動発生素子(4)と、を有し、振動発生素子は、給水通路(10a)と、この給水通路の流路断面の一部を閉塞するように配置され、下流側に交互に反対回りの渦を発生させる湯水衝突部(14)と、形成された渦を成長させながら導くテーパ部分を備えた渦列通路(10b)と、渦列通路の壁面に沿った湯水の流れに作用するコアンダ効果を抑制する剥離部(12)と、振動平面に平行及び直交する方向の乱れを抑制する第１整流部(10c)と、振動平面に直交する方向の乱れを抑制する第２整流部(10d)と、を有することを特徴としている。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吐水口から湯水を往復振動させながら吐出させる吐水装置であって、
吐水装置本体と、
この吐水装置本体に設けられ、供給された湯水を所定の振動平面内で往復振動させながら吐出する振動発生素子と、を有し、
上記振動発生素子は、
上記吐水装置本体から供給された湯水が流入する給水通路と、
この給水通路の流路断面の一部を閉塞するように、上記給水通路の下流側端部に配置され、上記給水通路によって導かれた湯水が衝突することで、その下流側に交互に反対回りの渦を発生させる湯水衝突部と、
この湯水衝突部により形成された渦を成長させながら導くように、上記給水通路の下流側に設けられ、流路断面積が下流側に向かって縮小するようにテーパしたテーパ部分を備えた渦列通路と、
この渦列通路の下流端に設けられ、上記渦列通路の壁面に沿った湯水の流れに作用するコアンダ効果を抑制する剥離部と、
この剥離部の下流側に設けられ、上記剥離部を通過した湯水の流れの、上記振動平面に平行な方向の乱れ、及び上記振動平面に直交する方向の乱れを抑制する通路である第１整流部と、
この第１整流部の下流側に設けられ、上記第１整流部を通過した湯水の流れの、上記振動平面に直交する方向の乱れを抑制し且つ上記振動平面に平行な方向の乱れを抑制しない第２整流部と、
を有することを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
上記第２整流部は、その幅が、上記第１整流部の下流端における幅よりも広く構成されている請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
上記第２整流部は、上記振動平面に夫々平行に配置された２つの平面部から構成されている請求項１記載の吐水装置。
【請求項４】
上記第２整流部は、上記振動平面に夫々平行に配置された２つの平面部から構成されている請求項２記載の吐水装置。
【請求項５】
上記吐水装置本体は、上記振動発生素子の上記第２整流部を挿入するための吐出開口部を備え、上記振動発生素子は、上記第２整流部が上記吐出開口部の縁と接するように、上記吐水装置本体に取り付けられる請求項１乃至４の何れか１項に記載の吐水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水装置に関し、特に、吐水口から湯水（湯又は水）を往復振動させながら吐出する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐水口から吐出される湯水の方向が振動的に変化するシャワーヘッドが知られている。このシャワーヘッドのような吐水装置においては、供給される湯水の給水圧によりノズルを振動的に駆動し、吐出口から吐出される湯水の方向を変化させている。このようなタイプの吐水装置では、単一の吐水口から広い範囲に湯水を吐出することができるので、広い範囲に吐水可能な吐水装置をコンパクトに構成できることが期待される。
【０００３】
一方、特開２０００−１２０１４１号公報（特許文献１）には、温水洗浄便座装置が記載されている。この温水洗浄便座装置においては、流体素子ノズルを使用して自励発振を誘発し、洗浄水の噴出方向を振動的に変化させている。具体的には、この温水洗浄便座装置においては図１６に示すように、噴射ノズル１０２の両側にフィードバック流路１０４が設けられている。各フィードバック流路１０４は、噴射ノズル１０２と連通したループ状の流路であり、噴射ノズル１０２内を流れる洗浄水の一部が流入して循環するように構成されている。また、噴射ノズル１０２は、楕円形断面の噴射口１０２ａに向けてテーパ状に広がる形状に構成されている。
【０００４】
洗浄水が供給されると、噴射ノズル１０２から噴射される洗浄水は、コアンダ効果（Coanda effect）により、楕円形断面の噴射口１０２ａの何れか一方の側の壁面に引き寄せられ、これに沿うように噴射される（図１６の状態ａ）。洗浄水が一方の壁面に沿って噴射されると、洗浄水が噴射されている側のフィードバック流路１０４内にも洗浄水が流入し、フィードバック流路１０４内の圧力が上昇する。この圧力上昇により、噴射されている洗浄水が押され、洗浄水は反対側の壁面に引き寄せられ、反対側の壁面に沿って噴射されるようになる（図１６の状態ａ→ｂ→ｃ）。さらに、反対側の壁面に沿って洗浄水がされると、今度は、反対側のフィードバック流路１０４内の圧力が上昇し、噴射洗浄水は押し戻される（図１６の状態ｃ→ｂ→ａ）。この作用を繰り返すことにより、噴射される洗浄水は、図１６の状態ａとｃの間で振動的に方向が変化する。
【０００５】
また、特開２００４−２７５９８５号公報（特許文献２）には、純流体素子が記載されている。この純流体素子は、流体噴出ノズルを横断するように、連結ダクトが設けられており、この連結ダクトの作用により、流体噴出ノズル内の上側又は下側の圧力が交互に上昇する。この圧力上昇により押された噴流は、コアンダ効果により、流体噴出ノズルの上側板に沿った噴流、又は下側板に沿った噴流となり、これらの状態が一定周期で繰り返され、噴射方向が振動的に変化する流れとなる。
【０００６】
さらに、特公昭５８−４９３００号公報（特許文献３）には、振動スプレー装置が記載されている。この振動スプレー装置は、図１７に示す構成を有するものであり、前室１１０内で発生するカルマン渦を利用して、出口１１２から噴射される噴流の方向を振動的に変化させるものである。まず、入口孔１１４から前室１１０内に流入した流体は、前室１１０内に島状に設けられた三角形断面の障害物１１６に衝突する。流体が衝突すると、障害物１１６の下流側には、障害物１１６の上側と下側に交互にカルマン渦が発生し、渦列となる。
【０００７】
このカルマン渦の渦列は、成長しながら出口１１２に到達する。出口１１２近傍においては、渦列の渦が存在する側の流速が速く、反対側の流速が遅くなる。図１７に示す例においては、カルマン渦は障害物１１６の上側と下側で交互に発生し、この渦列が順次出口１１２まで到達するので、出口１１２近傍では、上側の流速が速い状態と、下側の流速が速い状態が交互に現れる。上側の流速が速い状態では、流速の速い流体が出口１１２上側の壁面１１０ａに衝突して方向が変えられ、出口１１２から噴射される流体は、全体として斜め下方に向かう噴流となる。一方、下側の流速が速い状態では、流速の速い流体が出口１１２下側の壁面１１０ｂに衝突し、出口１１２からは斜め上方に向かう噴流が噴射される。このような状態が交互に繰り返されることにより、出口１１２からの噴流は往復振動しながら噴射される。
【０００８】
以上、特許文献１乃至３に記載されている流体素子をシャワーヘッド等の吐水装置に応用して、湯水を往復振動させながら吐出することも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−１２０１４１号公報
【特許文献２】特開２００４−２７５９８５号公報
【特許文献３】特公昭５８−４９３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
まず、散水ノズルを振動的に駆動して吐出される湯水の方向を変化させる吐水装置は、ノズルを駆動する必要があるため、ノズル周辺の構造が複雑になり、複数のノズルをコンパクトに吐水装置に収納することが難しいという問題がある。また、このタイプの吐水装置では、ノズルが物理的に動くため、可動部分に摩耗が発生しやすく、摩耗を回避するためには、可動部を構成する部材の材質の選択に制約を受けるという問題がある。さらに、複雑な構造の可動部分を摩耗しにくい材料で形成する必要があるため、コスト高になるという問題がある。
【００１１】
一方、特許文献１乃至３に記載されているタイプの噴射装置は流体素子による発振現象を利用したものであり、可動部材を設けることなく流体の噴射方向を変化させることができるため、簡単な構成で、コンパクトにノズル部分を構成できるという利点がある。
しかしながら、特許文献１及び２に記載の流体素子をシャワーヘッド等の吐水装置に応用した場合には、噴射される湯水の浴び心地が良くないという問題が、本件発明者により見出された。ここで、発明者が目標としている良好な浴び心地とは、大きな液滴の湯水が、広範囲に万遍なく吐出されている状態を意味している。即ち、シャワーヘッドから吐出される湯水の液滴が過度に小さい場合には湯水がミスト状となり、同量の湯水を浴びていたとしてもシャワーを浴びている実感を得ることができない。また、吐出される湯水が吐水範囲内で不均一になっていると、使用者が意図してシャワーをあてた部分を均一に洗い流すことができず、使用感の悪いものとなる。
【００１２】
ここで、特許文献１及び２に記載されている流体素子は、噴出される流体がコアンダ効果により壁面に沿って流れるという現象を利用したものであるため、吐出範囲内に噴射される流体にムラができてしまう。即ち、図１６に示す温水便座装置においては、噴射される洗浄水は状態ａ、ｂ、ｃの間を遷移するものであるが、実際には、噴流が壁面に引き寄せられている状態ａや状態ｃの期間が長く、それらの間の状態（状態ｂ付近）をとる期間は極僅かである。このため、特許文献１及び２に記載されている流体素子をシャワーヘッド等の吐水装置に応用した場合、吐水範囲の周辺部分の吐水量が多く、中央付近の吐水量が少ない「中抜け」した状態となり、浴び心地の悪いものとなってしまう。
【００１３】
これに対して特許文献３に記載されている流体素子は、カルマン渦を応用したものであるため、噴流が壁面に引き寄せられながら流れるという現象は殆ど発生していない。このため、吐水方向が振動的に変化することにより形成される吐水範囲内において、ほぼ均一な吐水量を得ることができる。しかしながら、図１７に示す流体素子をシャワーヘッド等の吐水装置に応用した場合、噴射される湯水が往復振動する範囲が、噴出する湯水の流量に強く依存して変化してしまうという問題が本件発明者により見出された。即ち、図１７に示す流体素子では、流量を大きくし、出口１１２から噴射される湯水の流速を速くすると、湯水は大きな速度で壁面１１０ａ（又は１１０ｂ）に衝突して大きく方向転換される。このため、流量が大きい状態では、出口１１２から噴射される湯水は広い範囲に広がるのに対して、流量が小さくなると吐水範囲が狭くなる。このように、流量の変更に伴って吐水範囲が大きく変化するのでは、使い勝手の悪い吐水装置となってしまう。
【００１４】
従って、本発明は、簡単な構造で、コンパクトに構成することができ、使い勝手の良い吐水を得ることができる吐水装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決するために、本発明は、吐水口から湯水を往復振動させながら吐出させる吐水装置であって、吐水装置本体と、この吐水装置本体に設けられ、供給された湯水を所定の振動平面内で往復振動させながら吐出する振動発生素子と、を有し、振動発生素子は、吐水装置本体から供給された湯水が流入する給水通路と、この給水通路の流路断面の一部を閉塞するように、給水通路の下流側端部に配置され、給水通路によって導かれた湯水が衝突することで、その下流側に交互に反対回りの渦を発生させる湯水衝突部と、この湯水衝突部により形成された渦を成長させながら導くように、給水通路の下流側に設けられ、流路断面積が下流側に向かって縮小するようにテーパしたテーパ部分を備えた渦列通路と、この渦列通路の下流端に設けられ、渦列通路の壁面に沿った湯水の流れに作用するコアンダ効果を抑制する剥離部と、この剥離部の下流側に設けられ、剥離部を通過した湯水の流れの、振動平面に平行な方向の乱れ、及び振動平面に直交する方向の乱れを抑制する通路である第１整流部と、この第１整流部の下流側に設けられ、第１整流部を通過した湯水の流れの、振動平面に直交する方向の乱れを抑制し且つ振動平面に平行な方向の乱れを抑制しない第２整流部と、を有することを特徴としている。
【００１６】
このように構成された本発明によれば、振動発生素子により、吐水装置から吐出される湯水を往復振動させることができるので、コンパクトで簡単な構造で、１つの吐水口から広い範囲に湯水を吐出することができる。また、吐出するノズルを動かすことなく、吐水方向を変化させることができるので、可動部の摩耗等の問題がなく、低コストで、耐久性の高い吐水装置を構成することができる。また、振動発生素子の渦列通路が、流路断面積が縮小するようにテーパしたテーパ部分を備えているので、湯水の吐水流量に依存して大きく吐水範囲が変化することがなく、使い勝手の良い吐水装置を構成することができる。即ち、渦列通路内を流れる湯水はこのテーパ部分の壁面に沿うように流れるので、湯水が噴出する方向は、概ねテーパ部分の壁面に沿った方向に規定されることになり、流量の変化に起因して吐水範囲が変化し難くなり、吐水範囲をほぼ一定とすることが可能となった。
【００１７】
しかしながら、湯水の流れをテーパ部分の壁面に沿わせることにより、吐水流量に対する吐水範囲の依存性を改善することが可能になったものの、この構成により新たな技術課題が生じた。即ち、このようにして得られた吐水は、吐水範囲の周辺部分の水量が多く、中央付近の吐水量の少ない「中抜け」したものとなり、浴び心地の良くない吐水となってしまった。これは、湯水がテーパした壁面に沿って流れることによりコアンダ効果が発生してしまい、吐水範囲の周辺に吐水が集中したものと考えられる。そこで、本件発明者は、この新たな技術課題を解決するために、渦列通路の壁面に沿った湯水の流れを剥離させるべく、渦列通路の下流側に剥離部を設け、壁面に沿った流れに作用するコアンダ効果を抑制した。このように、剥離部においてコアンダ効果を抑制した湯水の流れを、整流部を介して吐出させることにより、流量の変化による吐水範囲の変化を抑制しながら、吐水範囲にムラなく液滴を分布させることに成功した。
【００１８】
本件発明者は、上記のような構成により、吐水範囲の変化を抑制しながら、吐水範囲にムラなく液滴を分布させることには成功した。しかしながら、本件発明者は、吐出された湯水を浴びることによる心地良い刺激感を得るため、吐水口から吐出される流速を非常に高くした場合に、吐出された湯水が吐水口の比較的近傍で細かな液滴に分解してしまうという新たな技術課題に直面した。心地良い刺激感を得るべく、吐出される湯水の流速を高くしたとしても、噴射された湯水が細かな液滴に分解されてしまうと、湯水を浴びた使用者に十分な刺激感を与えることはできない。この湯水の液滴への分解により、吐出された湯水は、湯水が往復振動している振動平面内ばかりでなく、振動平面に直交する方向にも広がり、細かな液滴に分解してしまう。
【００１９】
この新たな技術課題を解決するには、剥離部を通過した湯水への整流性を高めるため、整流通路を長く構成することが考えられる。しかしながら、整流通路を長く構成すると、整流通路が湯水の往復振動の妨げになってしまう。また、仮に整流通路が湯水の往復振動の妨げにならなかったとしても、剥離部で剥離した湯水が整流通路の壁面に再付着しやすく、これによりコアンダ効果が発生してしまう。上記のように、コアンダ効果が発生すると、往復振動する湯水の流れが、吐水範囲の周辺部分に偏ってしまい、吐出される湯水は浴び心地の悪いものとなってしまう。このコアンダ効果の発生を避けるため、整流通路の広がり角度を極端に大きくすると、振動発生素子の先端部の設計に無理が生じ、剥離部等を形成するための壁面が極端に薄くなってしまう等、製品化が困難な形態になることが分かった。
【００２０】
本件発明者は、上記のような試行錯誤を繰り返しながら鋭意研究開発を進めた結果、上記の本件発明の構造に到達した。即ち、本件発明によれば、剥離部を通過した湯水を、まず第１整流部に導き、次いで第２整流部に導く。第１整流部においては、流入した湯水の、振動平面に平行な方向の乱れ、及び振動平面に直交する方向の乱れを抑制する。これにより、流入した湯水を、所定の吐水範囲でムラなく吐水することが可能となる。しかしながら、第１整流部を通過させただけでは、吐出される湯水の流速を非常に高くしたとき、湯水が往復振動する振動平面に対して直交する方向に流れが広がり、湯水が細かな液滴に分解してしまう。そこで、本件発明者は、第１整流部の下流側に、振動平面に直交する方向の乱れを抑制する第２整流部を設けることにより、上記の問題を解決した。この第２整流部は振動平面に平行な方向の乱れを抑制しないため、第２整流部を設けることにより吐水範囲を狭くしたり、コアンダ効果を発生させることなく、吐出される湯水の、振動平面に直交する方向の広がりを抑制することができる。このように、本件発明によれば、第１整流部及び第２整流部を二段階に設けることにより、吐水範囲内にほぼ一定に液滴を分布させることができると共に、吐出される湯水の流速を非常に高くして心地良い刺激感を得ることができる。
【００２１】
本発明において、好ましくは、第２整流部は、その幅が、第１整流部の下流端における幅よりも広く構成されている。
【００２２】
このように構成された本発明によれば、第２整流部の幅が第１整流部の下流端の幅よりも広く構成されているので、往復振動により第１整流部から広がりながら吐出する湯水の流れに対しても、振動平面に直交する方向の乱れを第２整流部により抑制することができる。この結果、振動平面に直交する方向の湯水の広がりを、より広範囲で抑制することができ、より心地良い刺激感を得ることができる。
【００２３】
本発明において、好ましくは、第２整流部は、振動平面に夫々平行に配置された２つの平面部から構成されている。
このように構成された本発明によれば、第２整流部が振動平面に平行な２つの平面部から構成されているので、第１整流部からの流れが振動平面内に広がった場合も、流れが第２整流部を構成する壁面に衝突することがない。このため、第２整流部では、確実に、振動平面に直交する方向の湯水の広がりだけを抑制することができ、振動平面内の往復振動を阻害することがない。
【００２４】
本発明において、好ましくは、吐水装置本体は、振動発生素子の第２整流部を挿入するための吐出開口部を備え、振動発生素子は、第２整流部が吐出開口部の縁と接するように、吐水装置本体に取り付けられる。
【００２５】
このように構成された本発明によれば、振動発生素子の第２整流部が、吐水装置本体の吐出開口部の縁と接しているので、湯水を往復振動させる振動発生素子に作用する反力が、振動発生素子自体を振動させ、異音等が発生するのを抑制することができる。これにより、異音の発生等がない、高級感のある吐水装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の吐水装置によれば、簡単な構造で、コンパクトに構成することができ、使い勝手の良い吐水装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドの外観を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドの全断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子の外観を示す斜視図である。
【図４Ａ】本発明の第１実施形態における振動発生素子の平面断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第１実施形態における振動発生素子の垂直断面図である。
【図５】本発明の実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子における湯水の流れを解析した流体シミュレーションの結果を示す図である。
【図６】比較例として、図１７に示す構造の振動発生素子における湯水の流れを解析した流体シミュレーションの結果を示す図である。
【図７Ａ】本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドに備えられている単一の振動発生素子から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真の一例である。
【図７Ｂ】比較例として、図１７に示す構造の振動発生素子から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真の一例である。
【図８】本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子から吐出される湯水の状態を示す写真である。
【図９】比較例として、第２整流部を備えていない振動発生素子から吐出される湯水の状態を示す写真である。
【図１０】本発明の第２実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子の外観を示す斜視図である。
【図１１Ａ】本発明の第２実施形態における振動発生素子の平面断面図である。
【図１１Ｂ】本発明の第２実施形態における振動発生素子の垂直断面図である。
【図１２】本発明の第２実施形態における振動発生素子の変形例の平面断面図である。
【図１３】本発明の第２実施形態における振動発生素子を、シャワーヘッドの内部に取り付けた状態を示す断面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子の外観を示す斜視図である。
【図１５Ａ】本発明の第３実施形態における振動発生素子の平面断面図である。
【図１５Ｂ】本発明の第３実施形態における振動発生素子の垂直断面図である。
【図１６】特許文献１に記載されている流体素子の作用を示す図である。
【図１７】特許文献３に記載されている流体素子の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の吐水装置であるシャワーヘッドを説明する。
まず、図１乃至図９を参照して、本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドを説明する。図１は本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドの外観を示す斜視図である。図２は本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドの全断面図である。図３は本発明の第１実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子の外観を示す斜視図である。また、図４Ａは、本実施形態における振動発生素子の平面断面図であり、図４Ｂは、振動発生素子の垂直断面図である。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態のシャワーヘッド１は、概ね円柱形のシャワーヘッド本体２と、このシャワーヘッド本体２内に、軸線方向に一直線に並べて埋め込まれた７つの振動発生素子４と、を有する。
本実施形態のシャワーヘッド１は、シャワーヘッド本体２の基端部に接続されたシャワーホース（図示せず）から湯水が供給されると、各振動発生素子４の吐水口４ａから湯水が往復振動しながら吐出される。なお、本実施形態においては、湯水は、シャワーヘッド本体２の中心軸線に概ね直交する振動平面内で、所定の中心角を有する扇形を形成するように、各吐水口４ａから吐出される。
【００３０】
次に、図２を参照して、シャワーヘッド１の内部構造を説明する。
図２に示すように、シャワーヘッド本体２内には、通水路を形成する通水路形成部材６と、各振動発生素子４を保持する振動発生素子保持部材８が内蔵されている。本実施形態においては、これらのシャワーヘッド本体２、通水路形成部材６、及び振動発生素子保持部材８により吐水装置本体が構成されている。
通水路形成部材６は、概ね円筒形の部材であり、シャワーヘッド本体２の内部に供給された湯水の流路を形成するように構成されている。通水路形成部材６の基端部には、シャワーホース接続部材６ａが水密的に接続されるようになっている。また、通水路形成部材６の先端部は、半円形断面状に切り欠かれており、この切り欠き部分に振動発生素子保持部材８が配置される。
【００３１】
振動発生素子保持部材８は、概ね半円柱形の部材であり、通水路形成部材６の切り欠き部に配置されることにより、円柱形が形成されるようになっている。また、通水路形成部材６と振動発生素子保持部材８の間にはパッキン６ｂが配置され、これらの間の水密性が確保されている。さらに、振動発生素子保持部材８には、各振動発生素子４を挿入して保持するための７つの素子挿入孔８ａが、概ね等間隔に、軸線方向に一直線に並べて形成されている。これにより、通水路形成部材６の中に流入した湯水は、振動発生素子保持部材８に保持された各振動発生素子４の背面側に流入し、正面に設けられた吐水口４ａから吐出される。また、各素子挿入孔８ａは、シャワーヘッド本体２の中心軸線に直交する平面に対して僅かに傾斜するように設けられており、各振動発生素子４から噴射される湯水は、全体としてシャワーヘッド本体２の軸線方向にも僅かに広がるように吐出される。
【００３２】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態のシャワーヘッドに内蔵されている振動発生素子４の構成を説明する。
図３に示すように、振動発生素子４は概ね薄い直方体状の部材であり、その正面側の先端には長方形の吐水口４ａが設けられ、背面側の端部には鍔部４ｂが形成されている。さらに、振動発生素子４の周囲を一周するように、鍔部４ｂと平行に溝４ｃが設けられている。この溝４ｃにはＯリング（図示せず）が嵌め込まれ、振動発生素子保持部材８の素子挿入孔８ａとの間の水密性が確保される。また、振動発生素子４は、鍔部４ｂにより振動発生素子保持部材８に対して位置決めされると共に、水圧による振動発生素子保持部材８からの脱落が防止されている。
【００３３】
図４Ａは図３のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、図４Ｂは図３のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
図４Ａに示すように、振動発生素子４の内部には、長手方向に貫通するように長方形断面の通路が形成されている。この通路は、上流側から順に、給水通路１０ａ、渦列通路１０ｂ、第１整流部１０ｃ、第２整流部１０ｄとして形成されている。これら長方形断面の通路の各長辺は吐出される湯水が振動する振動平面と平行な方向（図４Ａの紙面の方向）に向けられている。
【００３４】
給水通路１０ａは、振動発生素子４背面側の流入口４ｄから延びる断面積一定の長方形断面の直線状の通路である。
渦列通路１０ｂは、給水通路１０ａの下流側に、給水通路１０ａに連なるように（段差なく）設けられた長方形断面の通路である。即ち、給水通路１０ａの下流端と、渦列通路１０ｂの上流端は、同一の寸法形状を有している。渦列通路１０ｂの対向する一対の壁面（両側壁面）は、渦列通路１０ｂ全体に亘って、下流側に向けて流路断面積が縮小するようにテーパして構成されている。即ち、渦列通路１０ｂは、その全体が下流側に向けて細く、次第に幅が狭くなるテーパ部分として構成されている。なお、本明細書において、「幅」とは、振動発生素子４の内部に形成された各通路の中心軸線Ａを横断する、振動平面と平行な方向の長さを意味するものとする。
【００３５】
第１整流部１０ｃは、渦列通路１０ｂと連通するように下流側に設けられた長方形断面の短い通路であり、断面積一定で直線状に形成されている。この第１整流部１０ｃにより、渦列通路１０ｂによって導かれた渦列を含む湯水が整流され、第２整流部１０ｄに流出する。この第１整流部１０ｃの流路断面積は、渦列通路１０ｂの下流側端部の流路断面積よりも小さく構成されており、渦列通路１０ｂと第１整流部１０ｃの間には段部１２が形成されている。この段部１２の表面である段部壁面は、渦列通路１０ｂの中心軸線Ａに対して直交する方向に向けられている。従って、渦列通路１０ｂのテーパした壁面（テーパ部分壁面）と段部壁面の為す角度は９０゜よりも大きく（９０゜＋α゜）なる。また、段部壁面の長さは、テーパ部分壁面の長さよりも短く構成されている。
【００３６】
第２整流部１０ｄは、第１整流部１０ｃと連なるように、第１整流部１０ｃの下流側に設けられている。また、第２整流部１０ｄは、第１整流部１０ｃの流路の幅と同一の幅に形成された、互いに平行に配置された２つの平面部１３から構成されている。即ち、第１整流部１０ｃの長方形断面の流路から吐出した湯水は、第２整流部１０ｄを構成する、第１整流部１０ｃと同一の幅の２枚の平行な平面部１３の間に流入する。図３に示すように、これらの平面部１３は、概ね直方体状に形成されている振動発生素子４の先端面４ｅから突出するように設けられている。換言すれば、第２整流部１０ｄの各平面部１３は、第１整流部１０ｃの流路の床面及び天井面（図４Ａの紙面に平行な壁面）と同一平面で連なっている一方、第２整流部１０ｄには側壁面（図４Ａの紙面に垂直な壁面）が存在しない。
【００３７】
即ち、第１整流部１０ｃの側壁面は第２整流部１０ｄにかけて、２７０゜の折れ角βで振動発生素子４の先端面４ｅに連なっている。換言すれば、湯水の流路は、平行な側壁面（広がり角＝０゜）を有する第１整流部１０ｃから、振動平面内において広がり角θ＝１８０゜で広がる第２整流部１０ｄに接続される。このように、第１整流部１０ｃから第２整流部１０ｄに連なる流路は、上下方向（図４Ａの紙面に垂直な方向）には同一の高さで連続している一方、振動平面内では階段状に急激に広くなる。このため、第１整流部１０ｃから流出した湯水の流れを、第２整流部１０ｄにおいて幅方向（図４Ａにおける上下方向）に規制する壁面はなく、第１整流部１０ｃから流出した湯水は、第２整流部１０ｄにおいて、幅方向には無制限に広がることができる。
【００３８】
次に、図４Ｂに示すように、給水通路１０ａ、渦列通路１０ｂ、第１整流部１０ｃ、及び第２整流部１０ｄの高さ方向に対向する壁面（天井面及び床面）は、全て同一平面上に設けられている。即ち、給水通路１０ａ、渦列通路１０ｂ、第１整流部１０ｃ、及び第２整流部１０ｄの高さは全て同一で、一定である。
なお、本実施形態においては、第２整流部１０ｄの長さ（振動発生素子４の中心軸線Ａ方向の長さ）は、第１整流部１０ｃの通路の長さ（振動発生素子４の中心軸線Ａ方向の長さ）の約１．５倍に形成されている。好ましくは、第２整流部１０ｄの長さを、第１整流部１０ｃの通路の長さの約０．２５倍乃至約１０倍に形成する。
【００３９】
一方、図４Ａに示すように、給水通路１０ａの下流側端部（給水通路１０ａと渦列通路１０ｂの接続部近傍）には湯水衝突部１４が形成されており、この湯水衝突部１４は給水通路１０ａの流路断面の一部を閉塞するように設けられている。この湯水衝突部１４は、給水通路１０ａの高さ方向に対向する壁面（天井面及び床面）を連結するように延びる三角柱状の部分であり、給水通路１０ａの幅方向の中央に、島状に配置されている。湯水衝突部１４の断面は、直角二等辺三角形状に形成されており、その斜辺が給水通路１０ａの中心軸線Ａと直交するように配置され、また、直角二等辺三角形の直角の部分は下流側に向くように配置されている。この湯水衝突部１４を設けることにより、その下流側にカルマン渦が生成され、吐水口４ａから吐出される湯水が往復振動される。また、本実施形態においては、湯水衝突部１４は、直角二等辺三角形の斜辺の部分（湯水衝突部１４の上流端）が、給水通路１０ａと渦列通路１０ｂの境界線上に位置するように配置されている。
【００４０】
なお、本実施形態において、渦列通路１０ｂの側壁面と、中心軸線Ａとの為す角（図４Ａにおける角α）は約７゜である。好ましくは、側壁面と中心軸線Ａとの為す角は約３゜乃至約２５゜に設定する。このように角度を設定することにより、吐出流量の変化に伴う吐水範囲の変化を抑制しながら、コアンダ効果の発生を抑制することができる。
【００４１】
次に、図５乃至図９を新たに参照して、本発明の実施形態によるシャワーヘッド１の作用を説明する。
図５は、本発明の実施形態によるシャワーヘッド１に備えられている振動発生素子４における湯水の流れを解析した流体シミュレーションの結果を示す図である。図６は、比較例として、図１７に示した構造の振動発生素子における湯水の流れを解析した流体シミュレーションの結果を示す図である。図７Ａは、本発明の実施形態によるシャワーヘッド１に備えられている単一の振動発生素子４から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真の一例である。図７Ｂは、比較例として、図１７に示した構造の振動発生素子から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真の一例である。
【００４２】
まず、シャワーホース（図示せず）から供給された湯水は、シャワーヘッド本体２内の通水路形成部材６（図２）に流入し、さらに、振動発生素子保持部材８に保持された各振動発生素子４の流入口４ｄ（図４）に流入する。各振動発生素子４の流入口４ｄから給水通路１０ａに流入した湯水は、その流路の一部を閉塞するように設けられた湯水衝突部１４に衝突する。これにより、湯水衝突部１４の下流側には、交互に反対回りのカルマン渦の渦列が形成される。この湯水衝突部１４により形成されたカルマン渦は、テーパ状に先が細くなった渦列通路１０ｂによって導かれながら成長し、第１整流部１０ｃに至る。
【００４３】
この渦列通路１０ｂ内における湯水の流れを流体シミュレーションにより解析した結果が図５の（ａ）欄〜（ｃ）欄である。この流体シミュレーションに示されているように、湯水衝突部１４の下流側には渦が発生し、その部分で流速が高くなっている。この流速の高い部分（図５において色の濃い部分）は湯水衝突部１４の両側に交互に表れ、渦列は渦列通路１０ｂの壁面に沿って吐水口４ａに向かって進行する。渦列通路１０ｂの下流側の第１整流部１０ｃに流入した湯水は、ここで振動平面（図５の紙面に平行な面）に平行な方向の乱れ、及び振動平面に直交する方向の乱れが抑制され、整流される。この第１整流部１０ｃを通過した湯水は、第２整流部１０ｄにおいて、振動平面に直交する方向の乱れのみが抑制され、整流される。
【００４４】
第２整流部１０ｄを経て吐水口４ａから吐出される湯水は、吐水口４ａにおける流速分布に基づいて曲げられ、流速の高い部分が図５における上下方向に移動するに従って、吐出方向が変化する。即ち、湯水の流速の高い部分が図５における吐水口４ａの上端に位置する状態では、湯水は下方に向けて噴射され、流速の高い部分が吐水口４ａの下端に位置する状態では、湯水は上方に向けて噴射される。このように、湯水衝突部１４の下流側に交互にカルマン渦を発生させることにより、吐水口４ａにおいて流速分布が発生して、噴流が偏向する。また、渦列の進行により流速の速い部分の位置が往復運動するため、噴射される湯水も振動平面（図５の紙面に平行な面）内で往復振動する。この際、第２整流部１０ｄは、振動平面と平行に配置された２つの平面部１３のみから構成されている（図３に示すように側壁面が設けられていない）ため、振動平面に直交する方向の乱れのみを抑制し、振動平面内での湯水の往復振動には殆ど影響を与えない。
【００４５】
また、渦列通路１０ｂと第１整流部１０ｃの間には段部１２が設けられているため、渦列通路１０ｂのテーパした壁面（テーパ部分壁面）に沿う流れは、ここで剥離されて第１整流部１０ｃに流入する。この段部１２により流れが壁面から剥離されることにより、第１整流部１０ｃの側壁面において発生するコアンダ効果が抑制される。また、第１整流部１０ｃの下流側の第２整流部１０ｄには側壁面が設けられておらず、急激に広がっている（広がり角θ＝１８０゜）ため、第２整流部１０ｄにおいてはコアンダ効果は発生しない。このため、吐水口４ａから吐出される湯水は、コアンダ効果の影響を殆ど受けることがなく、滑らかに往復移動される。従って、段部１２は、渦列通路１０ｂの壁面に沿った流れを剥離させ、コアンダ効果を抑制する剥離部として作用する。さらに、段部１２の表面である段部壁面は、剥離部壁面として機能する。
【００４６】
一方、比較例として図６に示すように、図１７に示した構造の振動発生素子においては、衝突部の下流側にカルマン渦の渦列が発生しているものの、吐水口の部分において噴射される湯水が大きく偏向され、噴射される湯水の吐水範囲が広くなりすぎている。また、吐出させる湯水の流量を減少させてシミュレーションを行うと、今度は、噴射される湯水があまり偏向されなくなり吐水範囲が狭くなってしまうことが確認された。一方、本実施形態における振動発生素子４では、適切な大きさの吐水範囲が、比較的広い範囲の流量で得られることが確認されている。
【００４７】
次に、図７Ａに示す、本実施形態における振動発生素子４から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真では、吐水方向が滑らかに往復移動しているため、整った正弦波状の流れが得られている。これに対し、図７Ｂに示す比較例の構造の振動発生素子から吐出された湯水は、往復振動しているものの、弓形に湾曲している。これは、湯水の吐出方向の変化が滑らかではなく、偏向角度が最大となっている時間が長く、最大の偏向角度の間で噴流が移動する時間が短くなっているためである。このように、本実施形態における振動発生素子４によれば、大粒の液滴が、広い範囲にムラなく吐出される浴び心地の良いシャワー吐水を得ることができる。
【００４８】
次に、図８及び図９を参照して、振動発生素子４に設けられている第２整流部１０ｄの効果を説明する。
図８は、本実施形態のシャワーヘッド１に備えられている振動発生素子４から吐出される湯水の状態を示す写真である。図９は、比較例として、第２整流部１０ｄを備えていない振動発生素子から吐出される湯水の状態を示す写真である。図８における振動発生素子と図９における振動発生素子は、第２整流部１０ｄの有無を除き、同一の構成を有する。また、図８及び図９において、左側の２枚の写真は流速４ｍ／ｓｅｃで振動発生素子から吐出する湯水の状態を示し、右側の２枚の写真は流速８ｍ／ｓｅｃで振動発生素子から吐出する湯水の状態を示している。さらに、図８及び図９において、上段の写真は振動発生素子から吐出する湯水を振動平面に直交する方向から撮影したものであり、下段の写真は湯水を振動平面に平行な方向から撮影したものである。
【００４９】
まず、図８に示すように、流速４ｍ／ｓｅｃで振動発生素子から吐出する湯水は、振動平面内において綺麗な正弦波状に振動される（図８の左上）と共に、振動平面に直交する方向には殆ど広がることなく（図８の左下）一直線に吐出されている。一方、振動発生素子から吐出する湯水の流速を非常に高くし、８ｍ／ｓｅｃとした場合には、振動平面内における正弦波状の湯水の振動に乱れは生じる（図８の右上）ものの、振動平面に直交する方向の湯水の広がりは抑制されている（図８の右下）。このため、８ｍ／ｓｅｃの流速で吐出された湯水を浴びた使用者には、心地良い刺激感を与えることができる。
【００５０】
次に、図９に示すように、比較例として、第２整流部１０ｄを備えていない振動発生素子から吐出される湯水は、流速４ｍ／ｓｅｃの場合には、本実施形態の第２整流部１０ｄを備えた振動発生素子から吐出される湯水とほぼ同等に正弦波状の流れとなっている（図９の左上及び左下）。これに対し、流速が８ｍ／ｓｅｃにされた場合には、振動発生素子から吐出された湯水は、正弦波の形態をとどめておらず（図９の右上）、また、振動平面に直交する方向にも大きく流れが広がってしまっていることがわかる（図９の右下）。これは、振動発生素子から吐出される湯水が、吐水口の比較的近傍で細かな液滴に分解されているためである。このように、吐出された湯水の流れが細かな液滴に分解されてしまうと、流速を８ｍ／ｓｅｃに高めたとしても、湯水を浴びた使用者には心地良い刺激感を与えることができない。本実施形態の振動発生素子（図８）では、第２整流部１０ｄを備えているため、吐出される湯水の流速を非常に高くした場合でも、湯水の流れが振動平面に直交する方向に広がるのが抑制され（図８の右下）、使用者に心地良い刺激感を与えることができる。
【００５１】
本発明の第１実施形態のシャワーヘッド１によれば、振動発生素子４に、第１整流部１０ｃ及び第２整流部１０ｄを二段階に設ける（図４Ａ）ことにより、吐水範囲内にほぼ一定に液滴を分布させることができると共に、吐出される湯水の流速を非常に高くして心地良い刺激感を得ることができる。
【００５２】
また、本実施形態のシャワーヘッド１によれば、第２整流部１０ｄが振動平面（図４Ａの紙面に平行な平面）に平行な２つの平面部１３から構成されているので、第１整流部１０ｃからの流れが振動平面内に広がった場合も、流れが第２整流部１０ｄを構成する壁面に衝突することがない。このため、第２整流部では、確実に、振動平面に直交する方向の湯水の広がりだけを抑制することができ、振動平面内の往復振動を阻害することがない。
【００５３】
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態によるシャワーヘッドを説明する。
本実施形態のシャワーヘッドは、内蔵されている振動発生素子の構成のみが、上述した第１実施形態とは異なっている。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
【００５４】
図１０は、本発明の第２実施形態における振動発生素子の斜視図である。また、図１１Ａは、本実施形態における振動発生素子の平面断面図であり、図１１Ｂは、振動発生素子の垂直断面図である。
図１０及び図１１に示すように、本実施形態における振動発生素子３０は、渦列通路の構成、及び第２整流部の構成が第１実施形態と異なっている。即ち、本実施形態においては、渦列通路の上流側が断面積一定の通路で構成されており、また、第２整流部の幅が第１整流部よりも広く構成されている。
【００５５】
図１０に示すように、振動発生素子３０は概ね薄い直方体状の部材であり、その正面側の先端には長方形の吐水口３０ａが設けられ、背面側の端部には鍔部３０ｂが形成されている。さらに、振動発生素子３０の周囲を一周するように、鍔部３０ｂと平行に溝３０ｃが設けられている。
図１１Ａに示すように、第１実施形態と同様に、振動発生素子３０の内部には、長手方向に貫通するように長方形断面の通路が形成されている。この通路は、上流側から順に、給水通路３２ａ、渦列通路３２ｂ、第１整流部３２ｃ、第２整流部３２ｄとして形成されている。
【００５６】
給水通路３２ａは、振動発生素子３０背面側の流入口３０ｄから延びる断面積一定の長方形断面の直線状の通路である。
渦列通路３２ｂは、給水通路３２ａの下流側に、給水通路３２ａに連なるように設けられた長方形断面の通路である。即ち、給水通路３２ａの下流端と、渦列通路３２ｂの上流端は、同一の寸法形状を有している。渦列通路３２ｂの対向する一対の壁面（両側面）は、その上流側においては平行に形成され、下流側においては、下流端に向けて流路断面積が縮小するようにテーパして構成されたテーパ部分３２ｅが設けられている。即ち、渦列通路３２ｂは、上流端から断面積一定で延びた後、下流側に向けて次第に幅が狭くなるように構成されている。
【００５７】
第１整流部３２ｃは、渦列通路３２ｂ（テーパ部分３２ｅ）と連通するように下流側に設けられた長方形断面の通路であり、断面積一定で直線状に形成されている。この第１整流部３２ｃにより、渦列通路３２ｂによって導かれた渦列を含む湯水が整流され、第２整流部３２ｄに流出する。この第１整流部３２ｃの流路断面積は、渦列通路３２ｂ（テーパ部分３２ｅ）の下流側端部の流路断面積よりも小さく構成されており、渦列通路３２ｂと第１整流部３２ｃの間には剥離部である段部３６が形成されている。この段部３６の表面である段部壁面は、渦列通路３２ｂの中心軸線Ａに対して直交する方向に向けられている。従って、渦列通路３２ｂのテーパした壁面（テーパ部分壁面）と段部壁面の為す角度は９０゜よりも大きく（９０゜＋α゜）なる。また、段部壁面の長さは、テーパ部分壁面の長さよりもよりも短く構成されている。
【００５８】
第２整流部３２ｄは、第１整流部３２ｃと連なるように、第１整流部３２ｃの下流側に設けられている。また、第２整流部３２ｄは、第１整流部３２ｃの流路の幅よりも広い幅を有する、互いに平行に配置された２つの平面部３３から構成されている。即ち、第１整流部３２ｃの長方形断面の流路から吐出した湯水は、第２整流部３２ｄを構成する、第１整流部３２ｃよりも幅が広い２枚の平行な平面部３３の間に流入する。図１０に示すように、これらの平面部３３は、概ね直方体状に形成されている振動発生素子３０の先端面３０ｅから突出するように設けられている。換言すれば、第２整流部３２ｄの各平面部３３は、第１整流部３２ｃの流路の床面及び天井面（図１１Ａの紙面に平行な壁面）と同一平面で連なっている一方、第２整流部３２ｄには側壁面（図１１Ａの紙面に垂直な壁面）が存在しない。
【００５９】
即ち、第１整流部３２ｃの側壁面は第２整流部３２ｄにかけて、２７０゜の折れ角βで振動発生素子３０の先端面３０ｅに連なっている。換言すれば、湯水の流路は、平行な側壁面（広がり角＝０゜）を有する第１整流部３２ｃから、振動平面内において広がり角θ＝１８０゜で広がる第２整流部３２ｄに接続される。このように、第１整流部３２ｃから第２整流部３２ｄに連なる流路は、上下方向（図１１Ａの紙面に垂直な方向）には同一の高さで連続している一方、振動平面内では階段状に急激に広くなる。このため、第１整流部３２ｃから流出した湯水の流れを、第２整流部３２ｄにおいて幅方向（図１１Ａにおける上下方向）に規制する壁面はなく、第１整流部３２ｃから流出した湯水は、第２整流部３２ｄにおいて、幅方向には無制限に広がることができる。
【００６０】
また、図１１Ｂに示すように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、給水通路３２ａ、渦列通路３２ｂ、第１整流部３２ｃ及び第２整流部３２ｄの高さ方向に対向する壁面（天井面及び床面）は、全て同一平面上に設けられている。即ち、給水通路３２ａ、渦列通路３２ｂ、第１整流部３２ｃ及び第２整流部３２ｄの高さは全て同一で、一定である。
なお、本実施形態においては、第２整流部３２ｄの長さ（振動発生素子３０の中心軸線Ａ方向の長さ）は、第１整流部３２ｃの通路の長さ（振動発生素子３０の中心軸線Ａ方向の長さ）の約１．５倍に形成されている。好ましくは、第２整流部３２ｄの長さを、第１整流部３２ｃの通路の長さの約０．２５倍乃至約１０倍に形成する。また、本実施形態においては、第２整流部３２ｄの幅は、第１整流部３２ｃの通路の幅の約２倍に形成されている。好ましくは、第２整流部３２ｄの幅は、第１整流部３２ｃの通路の幅の約１倍乃至約３倍に形成する。
【００６１】
一方、図１１Ａに示すように、給水通路３２ａの下流側端部（給水通路３２ａと渦列通路３２ｂの接続部近傍）には、給水通路３２ａの流路断面の一部を閉塞するように、湯水衝突部３４が設けられている。この湯水衝突部３４の構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００６２】
また、渦列通路３２ｂのテーパ部分３２ｅの軸線方向の長さを、第１整流部３２ｃの軸線方向の長さよりも長く形成しておくことにより、吐出される湯水の流量による吐出範囲の変化を十分に抑制できることが確認されている。好ましくは、テーパ部分３２ｅの中心軸線Ａ方向の長さは、第１整流部３２ｃの中心軸線Ａ方向の長さの４倍以上に形成する。また、渦列通路３２ｂのテーパ部分３２ｅの側壁面と、中心軸線Ａとの為す角（図１１Ａにおける角α）は約７゜である。好ましくは、側壁面と中心軸線Ａとの為す角は約３゜乃至約２５゜に設定する。このように角度を設定することにより、吐出流量の変化に伴う吐水範囲の変化を抑制しながら、コアンダ効果の発生を抑制することができる。さらに、給水通路３２ａ下流端の、湯水衝突部３４によって一部が閉塞されている部分の流路断面積（給水通路３２ａの流路断面積から湯水衝突部３４の投影面積を減じた面積）は、第１整流部３２ｃの流路断面積よりも大きく構成されている。
【００６３】
また、渦列通路３２ｂの下流側の第１整流部３２ｃに流入した湯水は、ここで振動平面（図１１Ａの紙面に平行な面）に平行な方向の乱れ、及び振動平面に直交する方向の乱れが抑制され、整流される。この第１整流部３２ｃを通過した湯水は、第２整流部３２ｄにおいて、振動平面に直交する方向の乱れのみが抑制され、整流される。
【００６４】
第２整流部３２ｄを経て吐水口３０ａから吐出される湯水は、吐水口３０ａにおける流速分布に基づいて曲げられ、流速の高い部分の移動に従って吐出方向が変化する。この際、第２整流部３２ｄは、振動平面と平行に配置された２つの平面部３３のみから構成されている（図１０に示すように側壁面が設けられていない）ため、振動平面に直交する方向の乱れのみを抑制し、振動平面内での湯水の往復振動には殆ど影響を与えない。また、第２整流部３２ｄの幅（平面部３３の幅）は、第１整流部３２ｃの流路断面の幅よりも広く形成されている。このため、第１整流部３２ｃから往復振動しながら吐出され、幅方向において第１整流部３２ｃよりも外側に向けて吐出される湯水も２つの平面部３３の間を通るので、このような湯水に対しても第２整流部３２ｄは振動平面に直交する方向の乱れを抑制することができる。これにより、吐出される湯水の振動平面に直交する方向の広がりを、より効果的に抑制することができる。
【００６５】
なお、本発明の第２実施形態における振動発生素子３０は、渦列通路３２ｂ及び第２整流部３２ｄの構成が、上述した第１実施形態とは異なっているが、渦列通路３２ｂ又は第２整流部３２ｄの構成の何れか一方を、第１実施形態における振動発生素子に適用することもできる。
【００６６】
本発明の第２実施形態のシャワーヘッドによれば、第２整流部３２ｄの振動平面（図１１Ａの紙面に平行な平面）に平行な方向の幅が第１整流部３２ｃの下流端の幅よりも広く構成されているので、往復振動により第１整流部３２ｃから広がりながら吐出する湯水の流れに対しても、振動平面に直交する方向の乱れを第２整流部３２ｄにより抑制することができる。この結果、振動平面に直交する方向の湯水の広がりを、より広範囲で抑制することができ、より心地良い刺激感を得ることができる。
【００６７】
次に、図１２を参照して、本発明の第２実施形態における振動発生素子の変形例を説明する。
図１２は、本変形例による振動発生素子の平面断面図である。
本変形例による振動発生素子３８は、第２整流部３９の構成のみが上述した第２実施形態とは異なっている。
【００６８】
上述した第２実施形態においては、第２整流部３２ｄは２つの平面部３３（図１０）から構成されており、第２整流部３２ｄには側壁面が設けられていない。これに対して、本変形例においては、第２整流部３９は幅広の長方形断面の通路から構成され、側壁面３９ａが設けられている。即ち、図１２に示すように、第２整流部３９は、第１整流部３２ｃの下流側に設けられた長方形断面の通路であり、その高さは第１整流部３２ｃの高さと同一で、幅が第１整流部３２ｃの幅よりも広くなっている。即ち、湯水の流路は、第１整流部３２ｃから第２整流部３９にかけて、振動平面内において広がり角θ＝１８０゜で階段状に急激に広くなった後、幅一定（広がり角＝０゜）となっている。このように、本変形例においては、第２整流部３９に側壁面３９ａが設けられているものの、その幅が第１整流部３２ｃの幅よりも十分に広いため、第１整流部３２ｃから往復振動しながら吐出される湯水と側壁面３９ａが干渉せず、吐出される湯水が側壁面３９ａに直接当たることはない。
【００６９】
従って、本変形例においても、第２整流部３９は、振動平面に直交する方向の乱れのみを抑制し、振動平面内での湯水の往復振動には殆ど影響を与えない。なお、本変形例において、第２整流部３９の幅（両側の側壁面３９ａの間の距離）は、第１整流部３２ｃの幅の２倍に形成されている。このため、本変形例による振動発生素子３８は、第２実施形態における振動発生素子と実質的に同一の作用、効果を奏するものである。
【００７０】
なお、本変形例において、第２整流部３９の基端を形成する基端壁面３９ｂは、振動発生素子３８の中心軸線Ａと直交する方向に向けられている。即ち、第１整流部３２ｃの通路を構成する内壁面と、第２整流部３９の基端壁面３９ｂは９０゜に折れ曲がっている。換言すれば、第１整流部３２ｃの側壁面は第２整流部３９へかけて、２７０゜の折れ角βで広がっているが、この折れ角βは、吐出される湯水と基端壁面３９ｂが干渉したり、コアンダ効果を発生させることがない限り任意に変更することができる。例えば、折れ角βを２７０゜よりも小さく形成することにより、振動発生素子３８の第１整流部３２ｃを構成する部分の肉厚を厚くすることができ、強度を増すことができる。また、第２整流部３９の側壁面３９ａも、吐出される湯水と干渉しない限り任意の角度に向けることができる。
同様に、第１、第２実施形態における折れ角βも変更することができる。
【００７１】
さらに、図１２に示した変形例では、第２整流部３９自体が側壁面３９ａを備えていたが、振動発生素子を取り付けるシャワーヘッド本体２の構成によっても実質的に側壁面を備えた構成となる。
図１３は、本発明の第２実施形態における振動発生素子３０を、シャワーヘッドの内部に取り付けた状態を示す断面図である。
【００７２】
図２を参照して説明したように、振動発生素子は、振動発生素子保持部材８に設けられた素子挿入孔８ａに挿入されることにより、シャワーヘッド本体２内に固定され、その先端部がシャワーヘッド本体２に設けられた開口から露出している。即ち、図１３に拡大して示すように、振動発生素子保持部材８の素子挿入孔８ａに挿入された振動発生素子３０の平面部３３は、シャワーヘッド本体２に形成された吐出開口部２ａに挿入される。これにより、シャワーヘッド本体２の吐出開口部２ａの縁は、第２整流部３２ｄを構成する２つの平面部３３の側方に位置し、実質的に第２整流部３２ｄの側壁面として機能する。また、図１３に示すように、振動発生素子３０を、その先端部がシャワーヘッド本体２の吐出開口部２ａの縁に接するように取り付けることにより、往復振動する湯水を吐出する際の振動発生素子３０自体の振動を抑制し、異音等の発生を抑制することができる。
【００７３】
このように、第２実施形態における振動発生素子３０の第２整流部３２ｄがシャワーヘッド本体２の吐出開口部２ａに挿入された場合でも、第２整流部３２ｄを構成する平面部３３の幅は十分に広いため、往復振動しながら吐出される湯水が、吐出開口部２ａの縁と干渉することはない。
【００７４】
一方、第１実施形態における振動発生素子４は、第２整流部１０ｄの幅が第１整流部１０ｃの幅と同一であるため、第２整流部１０ｄの側面が吐出開口部２ａの縁と接するように振動発生素子４を配置すると、第１整流部１０ｃから吐出した湯水が吐出開口部２ａの縁と干渉しやすい。このため、好ましくは、吐出開口部２ａの幅を第２整流部１０ｄの幅よりも十分に広く構成するか、或いは、第２整流部１０ｄがシャワーヘッド本体２の外表面から突出するように振動発生素子４を配置する。
【００７５】
次に、図１４及び図１５を参照して、本発明の第３実施形態によるシャワーヘッドを説明する。
本実施形態のシャワーヘッドは、内蔵されている振動発生素子の構成のみが、上述した第１実施形態とは異なっている。従って、ここでは、本実施形態の第１実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
【００７６】
図１４は、本発明の第５実施形態における振動発生素子の斜視図である。また、図１５Ａは、本実施形態における振動発生素子の平面断面図であり、図１５Ｂは、振動発生素子の垂直断面図である。
図１４及び図１５に示すように、本実施形態における振動発生素子６０は、第１整流部及び第２整流部の構成が第１実施形態と異なっている。
【００７７】
図１４に示すように、振動発生素子６０は概ね薄い直方体状の部材であり、その正面側の先端には長方形の吐水口６０ａが設けられ、背面側の端部には鍔部６０ｂが形成されている。さらに、振動発生素子６０の周囲を一周するように、鍔部６０ｂと平行に溝６０ｃが設けられている。
【００７８】
図１５Ａに示すように、第１実施形態と同様に、振動発生素子６０の内部には、長手方向に貫通するように長方形断面の通路が形成されている。この通路は、上流側から順に、給水通路６２ａ、渦列通路６２ｂ、第１整流部６２ｃ、第２整流部６２ｄとして形成されている。
これらのうち、給水通路６２ａ、及び渦列通路６２ｂの構成は、上述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。また、渦列通路６２ｂと第１整流部６２ｃの間には剥離部である段部６６が形成されている。この段部６６の構成も上述した第１実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００７９】
第１整流部６２ｃは、渦列通路６２ｂと連なるように、渦列通路６２ｂの下流側に設けられた長方形断面の通路である。また、第１整流部６２ｃの対向する一対の壁面（両側壁面）は、下流側に向けて流路断面積が拡大するようにテーパして構成されている。即ち、第１整流部６２ｃの幅は、下流側に向けて広くなるように構成されている。このように、渦列通路６２ｂの側壁面に沿う流れを剥離させる段部６６の下流側に、流路断面積が拡大するようにテーパした第１整流部６２ｃが設けられているため、第１整流部６２ｃ内を流れる湯水は、その側壁面から剥離しやすい。しかしながら、このように形成された第１整流部６２ｃによっても、振動平面内における湯水の流れの広がりを、第１整流部６２ｃの広がり以下に抑制する作用がある。従って、本実施形態における第１整流部６２ｃも、渦列通路６２ｂを通過した湯水の流れの、振動平面に平行な方向の乱れ、及び振動平面に直交する方向の乱れを抑制する第１整流部として機能する。また、第１整流部６２ｃのテーパ角度は比較的小さいため、第１整流部６２ｃを構成する部材の肉厚が極端に薄くなることはない。
【００８０】
第２整流部６２ｄは、第１整流部６２ｃと連なるように、第１整流部６２ｃの下流側に設けられている。また、第２整流部６２ｄは、第１整流部６２ｃの流路の下流端よりも幅の広い、互いに平行に配置された２つの平面部６３から構成されている。即ち、第２整流部６２ｄは振動発生素子６０の先端面６０ｅから突出するように設けられている。第１整流部６２ｃの側壁面は第２整流部６２ｄにかけて、約２５０゜の折れ角βで先端面６０ｅに連なり、湯水の流路は、広がり角＝４０゜の第１整流部６２ｃから、振動平面内において広がり角θ＝１８０゜で広がる第２整流部６２ｄに接続される。この第２整流部６２ｄの構成は、上述した第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。
【００８１】
なお、本実施形態においては、第２整流部６２ｄの長さ（振動発生素子６０の中心軸線Ａ方向の長さ）は、第１整流部６２ｃの通路の長さ（振動発生素子６０の中心軸線Ａ方向の長さ）の約１．５倍に形成されている。好ましくは、第２整流部６２ｄの長さを、第１整流部６２ｃの通路の長さの約０．２５倍乃至約１０倍に形成する。また、本実施形態においては、第２整流部６２ｄの幅は、第１整流部６２ｃの上流端における通路の幅の約２倍に形成されている。好ましくは、第２整流部６２ｄの幅を、第１整流部６２ｃの通路の幅の約１倍乃至約３倍に形成する。
【００８２】
また、給水通路６２ａの下流側端部（給水通路６２ａと渦列通路６２ｂの接続部近傍）には、給水通路６２ａの流路断面の一部を閉塞するように、湯水衝突部６４が設けられている。この湯水衝突部６４の構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
振動発生素子６０において、渦列通路６２ｂの下流側の第１整流部６２ｃに流入した湯水は、ここで振動平面（図１５Ａの紙面に平行な面）に平行な方向の乱れ、及び振動平面に直交する方向の乱れが抑制され、整流される。この第２整流部６２ｃを通過した湯水は、第２整流部６２ｄにおいて、振動平面に直交する方向の乱れのみが抑制され、整流される。また、第２整流部６２ｄの幅（平面部６３の幅）は、第１整流部６２ｃの下流端における流路断面の幅よりも広く形成されている。このため、第１整流部６２ｃから往復振動しながら吐出され、幅方向において第１整流部６２ｃよりも外側に向けて吐出される湯水も２つの平面部６３の間を通るので、このような湯水に対しても第２整流部６２ｄは振動平面に直交する方向の乱れを抑制することができる。これにより、吐出される湯水の振動平面に直交する方向の広がりを、より効果的に抑制することができる。
【００８４】
また、本実施形態における振動発生素子６０についても、図１２及び図１３に示した変形例と同様の変更を行うことができる。即ち、本実施形態における振動発生素子６０に対しても、第２整流部６２ｄに側壁面（図示せず）を設けたり、平面部６３がシャワーヘッド本体２の吐出開口部２ａの縁に接するように振動発生素子６０を配置することができる。即ち、第２整流部６２ｄの幅は十分に広いため、第１整流部６２ｃから往復振動しながら吐出される湯水と側壁面（図示せず）が干渉せず、吐出される湯水が側壁面に直接当たることはない。
【００８５】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、本発明をシャワーヘッドに適用していたが、台所のシンクや洗面台等で使用する水栓装置や、便座等に備えられる温水洗浄装置等、任意の吐水装置に本発明を適用することができる。また、上述した実施形態においては、シャワーヘッドに複数の振動発生素子が備えられていたが、吐水装置には適用に応じて任意の個数の振動発生素子を備えることができ、単一の振動発生素子を備えた吐水装置を構成することもできる。
【００８６】
なお、上述した本発明の実施形態において、振動発生素子内の通路について、便宜的に「幅」、「高さ」等の用語を用いて形状を説明したが、これらの用語は振動発生素子を設ける方向を規定するものではなく、振動発生素子は任意の方向に向けて使用することができる。例えば、上述した実施形態における「高さ」の方向を水平方向に向けて振動発生素子を使用することもできる。
【符号の説明】
【００８７】
１    本発明の第１実施形態の吐水装置であるシャワーヘッド
２    シャワーヘッド本体
４    振動発生素子
４ａ  吐水口
４ｂ  鍔部
４ｃ  溝
４ｄ  流入口
４ｅ  先端面
６    通水路形成部材
６ａ  シャワーホース接続部材
６ｂ  パッキン
８    振動発生素子保持部材
８ａ  素子挿入孔
１０ａ  給水通路
１０ｂ  渦列通路
１０ｃ  第１整流部
１０ｄ  第２整流部
１２    段部（剥離部）
１３    平面部
１４    湯水衝突部
３０    振動発生素子
３０ａ  吐水口
３０ｂ  鍔部
３０ｃ  溝
３０ｄ  流入口
３０ｅ  先端面
３２ａ  給水通路
３２ｂ  渦列通路
３２ｃ  第１整流部
３２ｄ  第２整流部
３２ｅ  テーパ部分
３４    湯水衝突部
３６    段部（剥離部）
３８    振動発生素子
３９    第２整流部
３９ａ  側壁面
３９ｂ  基端壁面
６０    振動発生素子
６０ａ  吐水口
６０ｂ  鍔部
６０ｃ  溝
６０ｄ  流入口
６０ｅ  先端面
６２ａ  給水通路
６２ｂ  渦列通路
６２ｃ  第１整流部
６２ｄ  第２整流部
６３    平面部
６４    湯水衝突部
６６    段部（剥離部）
１０２    噴射ノズル
１０２ａ  噴射口
１０４    フィードバック流路
１１０    前室
１１０ａ  壁面
１１０ｂ  壁面
１１２    出口
１１４    入口孔
１１６    障害物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【図１７】
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