(57)【要約】      （修正有）【課題】線径の細い網状体により整流部材を形成した場合であっても、水圧によって整流部材中の網状構造が撓むことを抑制でき、且つ整流部材をコンパクトに構成して流速分布を均一化することができる吐水装置を提供する。【解決手段】供給された水をシャワー状に吐水する吐水装置２であって、内部に供給された水を通過させる流路を形成する吐水装置本体６と、この吐水装置本体の流路に配置され、供給された水の流速分布を整える整流部材１２と、この整流部材を通過した水を吐出させるための複数の散水孔が形成された散水部材１６と、を有し、整流部材１２は、多数の微細孔を形成する網状体を、網状体の少なくとも一部の網状構造が整流部材に流入する水の流れ方向と平行な方向に延びるように畳み且つ立体的に成形することにより形成される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給された水をシャワー状に吐水する吐水装置であって、
内部に供給された水を通過させる流路を形成する吐水装置本体と、
この吐水装置本体の上記流路に配置され、供給された水の流速分布を整える整流部材と、
この整流部材を通過した水を吐出させるための複数の散水孔が形成された散水部材と、を有し、
上記整流部材は、多数の微細孔を形成する網状体を、上記網状体の少なくとも一部の網状構造が上記整流部材に流入する水の方向と平行な方向に延びるように畳み且つ立体的に成形することにより形成されることを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
上記整流部材は、上記網状体をロール状に畳み且つ圧縮成形することにより形成される、請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
上記整流部材は、ロール状に畳んだ上記網状体をこの網状体の軸心方向に沿って圧縮成形することにより形成される、請求項２記載の吐水装置。
【請求項４】
上記整流部材には、第１開口面積を有する第１孔と、上記第１開口面積よりも大きな第２開口面積を有する第２孔とが形成されている、請求項１乃至３の何れか１項に記載の吐水装置。
【請求項５】
上記整流部材は、平面視において、上記整流部材を左右に二等分する第１中心線と、前後に二等分する第２中心線とで区分けされる４つの分割領域全てに上記第２孔が形成されている、請求項４に記載の吐水装置。
【請求項６】
上記第２孔の数は、上記第１孔の数よりも少ない、請求項４又は５に記載の吐水装置。
【請求項７】
吐水装置の製造方法であって、
内部に供給された水を通過させる流路を形成する吐水装置本体を準備するステップと、
この吐水装置本体の上記流路に配置され、供給された水の流速分布を整える整流部材を準備するステップと、
この整流部材を通過した水を吐出させるための複数の散水孔が形成された散水部材を準備するステップと、を備え、
上記整流部材を準備するステップは、さらに、
上記整流部材を形成する素線を準備するステップと、
上記素線により多数の微細孔を形成する網状体を形成するステップと、
上記網状体を、上記網状体の少なくとも一部の網状構造が上記整流部材に流入する水の方向と平行な方向に延びるように畳むステップと、
畳まれた上記網状体を立体的に成形して上記整流部材を形成するステップとを備えていることを特徴とする吐水装置の製造方法。
【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、供給された水をシャワー状に吐水する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示すように、天井埋め込みシャワーである吐水装置が提案されている。この吐水装置は、複数枚の整流網を有する整流室を有する。給水源から供給された水は、複数の整流網を通過することにより速度ベクトルが通過方向に揃えられ、吐水口部から線状の美しい吐水形態で吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−２０６０１８号公報
【特許文献２】特許第５１６８７０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような吐水口部からの線状の美しい吐水形態を、複数の細い散水孔から水をシャワー状に吐水する吐水装置で実現するために、本発明者らは鋭意研究を重ねている。
【０００５】
例えば、特許文献２に示すような複数の散水孔を有するシャワー装置が知られている。このシャワー装置においては、供給された水がケーシング内に流入し、流入した水はケーシング内に配置された一枚の整流網を通過する。整流網により整流された水は、整流網の下流側に配置された散水板に設けられた複数の散水孔から吐出され、シャワー吐水される。
【０００６】
本発明者らは、特許文献２に示すようなシャワー装置に対し、複数の整流網を設けることにより、複数の散水孔からの線状の美しい吐水形態を実現させることを試みた。しかしながら、複数の整流網を設けたとしても、複数の散水孔から吐出された水が短距離ですぐに水粒化してしまい、美しい吐水形態を実現できないという問題があった。
【０００７】
そこで本発明者らは、鋭意研究を続け、水が整流網に衝突した際に水が整流網の裏側に回り込むことで発生する渦流が、整流室内の水の流速分布を乱す原因となっていることを見出した。水が整流網に衝突した直後に渦流が発生するため、整流網を設ける間隔を比較的広く設定することで、渦流によって流速分布が乱されることを抑制することが検討された。しかしながら、複数の整流網を設ける間隔を比較的広く設定すると、整流網を収容する整流室が大型化される必要があり、結果、吐水装置が大型になるため、吐水装置のデザイン性が悪くなるという新たな課題が生じた。
【０００８】
そこで、本発明者らは、整流網を設ける間隔を広く設定することなく渦流の影響を抑えるために、渦流が発生するメカニズムをさらに検討した。その結果、渦流が整流網を構成する線径の太さに比例して大きくなることが発見された。そこで、従来よりも細い線径で形成した整流網を、吐水装置に設けることを検討した。しかしながら、渦流の大きさが小さくなったものの、整流網の水圧に対する耐久力が弱まることにより整流網が撓んでしまい、整流室内の流速分布を均一化させることができないという新たな課題が生じた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した従来技術の問題や課題を解決するためになされたものであり、線径の細い網状体により整流部材を形成した場合であっても、水圧によって整流部材中の網状構造が撓むことを抑制でき、且つ整流部材をコンパクトに構成して流速分布を均一化す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】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、供給された水をシャワー状に吐水する吐水装置であって、内部に供給された水を通過させる流路を形成する吐水装置本体と、この吐水装置本体の上記流路に配置され、供給された水の流速分布を整える整流部材と、この整流部材を通過した水を吐出させるための複数の散水孔が形成された散水部材と、を有し、上記整流部材は、多数の微細孔を形成する網状体を、上記網状体の少なくとも一部の網状構造が上記整流部材に流入する水の方向と平行な方向に延びるように畳み且つ立体的に成形することにより形成されることを特徴としている。
このように構成された本発明においては、整流部材は、網状体の少なくとも一部の網状構造が整流部材に流入する水の方向と平行な方向に延びるように形成されるので、整流部材中の網状体の網状構造が流入する水の水圧に抗することができ、整流部材の水圧に対する耐久力を高めることができる。さらに、整流部材は、多数の微細孔を形成する網状体を畳み且つ立体的に成形することにより形成されるので、整流部材をコンパクトに構成しても、整流部材内の比較的短い距離の中で、水が網状体の微細孔を複数回効率的に通過しながら整流され、流速分布を均一化することができる。従って、本発明によれば、線径の細い網状体により整流部材を形成した場合であっても、水圧によって整流部材中の網状構造が撓むことを抑制でき、且つ整流部材をコンパクトに構成して流速分布を均一化することができる。
【００１１】
本発明において、好ましくは、上記整流部材は、上記網状体をロール状に畳み且つ圧縮成形することにより形成される。
このように構成された本発明においては、網状体を折り畳んで成形する場合には、整流部材の端部だけにおいて、網状体の網状構造が流入する水の方向と平行な方向に延びるように形成されることとなる。このとき、整流部材の端部は水圧に抗する網状構造を有するため、水圧に対する耐久力が高くなるのに対し、整流部材の中央部は水圧に抗する網状構造を有さないため、水圧に対する耐久力が低くなってしまう。本発明によれば、網状体をロール状に畳んだ上で圧縮成形しているため、整流部材の端部だけのみならず、整流部材の中央部にも水圧に抗する網状構造が形成される。これにより、整流部材の中央部も水圧に対する耐久力を高くすることができる。さらに、網状体をロール状に畳む場合、網状体を折り畳む場合と比べて、畳んだ網状体の厚みが大きくなるという課題が生じる。本発明によれば、網状体をロール状に畳んだ後圧縮成形することにより、整流部材をコンパクトに構成することができる。
【００１２】
本発明において、好ましくは、上記整流部材は、ロール状に畳んだ上記網状体をこの網状体の軸心方向に圧縮成形することにより形成される。
このように構成された本発明においては、ロール状に畳んだ網状体をこの網状体の軸心方向に圧縮成形するので、網状体の網状構造が流入する水の方向と平行な方向に多数延びるように形成される。整流部材中の網状体の網状構造が流入する水の水圧に抗することができ、整流部材の水圧に対する耐久力をより高めることができる。
【００１３】
本発明において、好ましくは、整流部材には、第１開口面積を有する第１孔と、上記第１開口面積よりも大きな第２開口面積を有する第２孔とが形成されている。
本発明の発明者は、水が整流部材に衝突したとき、少量ではあるが水に溶け込んでいた空気が析出して気泡となり、気泡同士が結合することでより大きな気泡が形成され、整流部材に張り付いた大きな気泡が流速分布を乱すという新たな課題を見出した。整流部材中気泡の大きさが、整流部材に形成された孔以上の大きさとなった場合、気泡が整流部材内に壁のようになって留まり続けるので水の均一化が阻害される。
これに対し、本発明においては、整流部材には、第１開口面積を有する第１孔と、上記第１開口面積よりも大きな第２開口面積を有する第２孔とが形成されている。これにより、第１孔で抜けなかった気泡を第２孔から抜くことができる。従って、比較的大きな気泡が整流部材内に滞留することで流速分布の均一化が阻害されることを抑制することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、上記整流部材は、平面視において、上記整流部材を左右に二等分する第１中心線と、前後に二等分する第２中心線とで区分けされる４つの分割領域全てに上記第２孔が形成されている。
このように構成された本発明においては、整流部材の４つの分割領域全てにおいて、第１孔で抜けなかった気泡を第２孔から抜くことができる。従って、比較的大きな気泡が整流部材内に滞留することで流速分布の均一化が阻害されることをより抑制することができる。
【００１５】
本発明において、好ましくは、上記第２孔の数は、上記第１孔の数よりも少ない。
このように構成された本発明においては、第２孔の数は、第１孔の数よりも少ないので、整流部材を通過する水は、開口面積の小さい第１孔を多く通過することになり、第１孔を通過する水のうち少なくとも一部の水の流速が遅くされる。これにより、流速分布をより均一化しやすくすることができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、吐水装置の製造方法であって、内部に供給された水を通過させる流路を形成する吐水装置本体を準備するステップと、この吐水装置本体の上記流路に配置され、供給された水の流速分布を整える整流部材を準備するステップと、この整流部材を通過した水を吐出させるための複数の散水孔が形成された散水部材を準備するステップと、を備え、上記整流部材を準備するステップは、さらに、上記整流部材を形成する素線を準備するステップと、上記素線により多数の微細孔を形成する網状体を形成するステップと、上記網状体を、上記網状体の少なくとも一部の網状構造が上記整流部材に流入する水の方向と平行な方向に延びるように畳むステップと、畳まれた上記網状体を立体的に成形して上記整流部材を形成するステップとを備えていることを特徴とする。
このような本発明の吐水装置の製造方法によって製造された吐水装置においては、整流部材は、網状体の少なくとも一部の網状構造が整流部材に流入する水の方向と平行な方向に延びるように形成されるので、整流部材中の網状体の網状構造が流入する水の水圧に抗することができ、整流部材の水圧に対する耐久力を高めることができる。
さらに、整流部材は、多数の微細孔を形成する網状体を畳み且つ立体的に成形することにより形成されるので、整流部材をコンパクトに構成しても、整流部材内の比較的短い距離の中で、水が網状体の微細孔を複数回効率的に通過しながら整流され、流速分布を均一化することができる。
従って、本発明によれば、線径の細い網状体により整流部材を形成した場合であっても、水圧によって整流部材中の網状構造が撓むことを抑制でき、且つ整流部材をコンパクトに構成しても流速分布を均一化することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の吐水装置によれば、線径の細い網状体により整流部材を形成した場合であっても、水圧によって整流部材中の網状構造が撓むことを抑制でき、且つ整流部材をコンパクトに構成して流速分布を均一化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態による吐水装置を備えた手洗器全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態による吐水装置の側面断面図である。
【図３】本発明の一実施形態による吐水装置の先端部に内蔵されている整流装置の分解斜視図である。
【図４】図３の整流装置のメッシュ構造体の上面図である。
【図５】図３の整流装置のメッシュ構造体の斜視図である。
【図６】図３の整流装置のメッシュ構造体に形成された第１開口面積を有する第１孔と、第１開口面積よりも大きな第２開口面積を有する第２孔とのそれぞれの数が孔全体の数に占める度数（割合）との関係を測定した結果を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態の吐水装置のメッシュ構造体の製造方法を説明する図である。
【図８】図２のメッシュ構造体の断面を拡大して示し、メッシュ構造体に流入する水の流速分布が均一化される様子を説明する図である。
【図９】図２のメッシュ構造体の断面を拡大して示し、気泡がメッシュ構造体から抜ける様子を説明する図である。
【図１０】図２のメッシュ構造体の孔の開口面積及び孔の数の測定方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
次に、添付図面を参照して、本発明の一実施形態による吐水装置を説明する。
図１は、本発明の一実施形態による吐水装置を備えた手洗器全体を示す斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態による吐水装置の側面断面図である。
図１に示すように、手洗器１は、本発明の一実施形態による吐水装置２と、この吐水装置２から吐出された水を受ける手洗いボウル４と、を有する。吐水装置２は、供給された水をシャワー状に吐水する。吐水装置２は、手洗器用の吐水装置に限られず、キッチンの吐水装置、浴室用の吐水装置であってもよい。
なお、本実施形態においては、用語「水」は、給水源から供給された状態の水、給湯源から供給された状態の湯、湯と水を混合した湯水等を含む意味で用いられている。
また、以下、本発明の一実施形態における説明において、吐水装置２を使用する使用者側（吐水装置２を使用するために吐水装置２の正面に立っている使用者側）から見て吐水装置２の手前側を前方側とし、使用者から見て奥側を後方側とし、吐水装置２を前方から見て右側を右側とし、前方から見て左側を左側として説明している。
【００２０】
図２に示すように、吐水装置２は、供給された水を通過させる内部流路６ａを形成する吐水装置本体６と、吐水装置本体６の内部流路６ａに取付けられる整流装置８と、吐水装置本体６の内部流路６ａに水を供給する給水管１０と、を有する。さらに、吐水装置２は、吐水装置本体６の先端部に内蔵された人体検知センサ（図示せず）を備えている。この人体検知センサは、赤外線を射出すると共に、被検知物から反射された赤外線を受光することにより被検知物を検出する赤外線式のセンサである。
【００２１】
図１に示すように、吐水装置本体６は金属製の管状部材であり、壁面Ｗから概ね水平に前方に向けて延び、吐水部を設けた先端部が概ね下方に向けられている。吐水装置本体６の先端部である後述する散水部材１６は概ね円形断面に形成されている。給水管１０は、水を供給する給水源、又は給水源及び給湯源から供給される水と湯とを混合する湯水混合装置等に接続されている。
【００２２】
このように構成されることにより、本実施形態の吐水装置２は、使用者が吐水部の下方に手指等を差し出すと、これを人体検知センサ（図示せず）が検知して、手洗いボウル４の下方に収納されている制御装置（図示せず）が給水管１０上の電磁弁（図示せず）を開弁させる。これにより、吐水装置２は、給水管１０から内部流路６ａを介して整流装置８に水が供給され、整流装置８において整流された水が、吐水装置２の先端からシャワー状に吐水されるように構成されている。本実施形態の吐水装置２によれば、吐出されるシャワー吐水は極めて透明度の高い線状の水流であり、例えば手洗いボウル４の上方に差し出される使用者の手に着水するまで、好ましくは吐水装置２の先端から８０ｍｍ以上の区間にわたって、美しい線状の形態が維持されている（図１参照）。
【００２３】
次に、図２乃至図５を参照して、本発明の一実施形態の吐水装置２の内部構造を説明する。図３は本発明の一実施形態による吐水装置の先端部に内蔵されている整流装置の分解斜視図であり、図４は図３の整流装置のメッシュ構造体の上面図であり、図５は図３の整流装置のメッシュ構造体の斜視図である。図４及び図５においては、メッシュ構造体１２における第１孔１２ａ及び第２孔１２ｂを、分かりやすく例示するため、これらの一部を一点鎖線により図示している。
【００２４】
図２及び図３に示すように、吐水装置本体６の先端部には、その先端開口部の形状に合致する形状に構成された整流装置８が取り付けられている。整流装置８は、吐水装置本体６に取付けられた状態で吐水装置本体６の内部流路６ａと連続した内部流路を構成する。整流装置８は、吐水装置本体６に取付けられた状態では吐水装置本体６を構成する。
整流装置８は、円柱のブロック形状に形成された整流部材であるメッシュ構造体１２と、メッシュ構造体１２を内部に配置する整流装置本体１４と、メッシュ構造体１２の下流側に配置された複数の散水ノズルが設けられた散水部材１６と、を有する。
【００２５】
整流装置本体１４は、樹脂製の部材であり、概ね円形断面を有する整流室１４ａを内部に形成している。整流室１４ａは、内部流路６ａと連続した内部流路を形成している。整流室１４ａは、上流端から下流端まで概ね一定の流路断面を有している。整流室１４ａの内径は、メッシュ構造体１２の外径とほぼ同じであり、整流室１４ａの内部のほぼ全体にメッシュ構造体１２が配置される。整流装置本体１４は吐水装置本体６の先端部に内蔵されるように配置される。整流室１４ａの上流側には内部流路６ａが接続されている。
【００２６】
散水部材１６には、メッシュ構造体１２を通過した水を吐出させるための複数の散水孔１８が形成されている。散水孔１８は、その内側面が先端に向かって流路断面積が小さくなるようにテーパ形状に形成されている。散水部材１６は、整流装置本体１４と接続されている。散水部材１６の散水孔１８は、整流室１４ａの下流側と連通している。
【００２７】
次に、図３乃至図６、図１０を参照して、メッシュ構造体１２をより詳細に説明する。
図６は図３の整流装置のメッシュ構造体に形成された第１開口面積Ｒ１を有する第１孔１２ａと、第１開口面積Ｒ１よりも大きな第２開口面積Ｒ２を有する第２孔１２ｂとのそれぞれの数が孔全体の数に占める度数（割合）との関係を測定した結果を示す図であり、図１０は図２のメッシュ構造体の孔の開口面積及び孔の数の測定方法を説明する図である。
メッシュ構造体１２は、金属素線２０によって形成され、水の流れ方向Ｇ（図２参照）に垂直な方向のみならず水の流れ方向Ｇにも比較的高密度な網目構造を有している構造体である。水の流れ方向Ｇは整流室１４ａの流路の延びる方向となっている。メッシュ構造体１２は、例えばアキュームメッシュである。メッシュ構造体１２は、円柱形状に形成されている。すなわち、メッシュ構造体１２は、整流室１４ａの上流端から下流端に向かう方向に一定の厚みＤを有するように形成されている。メッシュ構造体１２は、一枚のシート状の網状体よりも大きな厚みを有している。メッシュ構造体１２は、その上面が整流室１４ａ内の水の流れ方向Ｇに対して概ね直角となるように配置されている（図２参照）。メッシュ構造体１２は、流路に配置されることにより、メッシュ構造体１２を通過する水の流速分布を流路の全体にわたって均一化させ整流させる機能を有する。メッシュ構造体１２は、樹脂の素線２０によって形成されていてもよい。
【００２８】
図４乃至図６に示すように、メッシュ構造体１２には、金属素線２０による網目において、第１開口面積Ｒ１を有する第１孔１２ａと、第１開口面積Ｒ１よりも大きな第２開口面積Ｒ２を有する第２孔１２ｂとが形成されている。メッシュ構造体１２は、平面視において、メッシュ構造体１２を左右に二等分する第１中心線Ａと、前後に二等分する第２中心線Ｂとで区分けされる４つの分割領域Ｃ１乃至Ｃ４の全てに第２孔１２ｂが形成されている。第１孔１２ａ及び第２孔１２ｂは、いずれも、水の流れ方向Ｇに対して平行な断面又は垂直な断面において、金属素線２０により区画された領域である。
【００２９】
図６は、縦軸においてある開口面積を有する孔の数が孔全体の数に占める度数（割合）[％]を示し、横軸において水の流れ方向Ｇに対して平行な断面においてメッシュ構造体１２に形成された孔の開口面積[ｍｍ2]を示している。図６に示すような孔の開口面積及び数の測定は、図１０に示すように、Ｘ線ＣＴ装置でメッシュ構造体１２の水の流れ方向Ｇに対して平行な断面（平面）Ｍを撮影し、この撮影画像の画像処理を行うことにより行われる。なお、孔の開口面積及び数の測定は、Ｘ線ＣＴ装置でメッシュ構造体１２の水の流れ方向Ｇに対して垂直な断面（平面）を撮影して行ってもよい。本実施形態においては、図１０において、Ｘ線ＣＴ装置で水の流れ方向Ｇに対して平行な断面Ｍを撮影した画像の一部を拡大して示す。断面Ｍの撮影画像には金属素線２０の断面２０ａと側面２０ｂとが映る。この撮影画像において水の流れ方向Ｇに対して垂直な方向Ｎの向きに金属素線２０の断面２０ａ間の距離Ｐを求めることができる。この距離Ｐを孔の直径とみなして、孔の開口面積が算出される。なお、異なる方向の断面２０ａ間の距離Ｐをもとに孔の開口面積を算出してもよい。このようにして水の流れ方向Ｇに対して平行な断面Ｍにおいて、孔の開口面積を算出し、また、ある開口面積を有する孔の数についても同様の撮影画像から孔の数（金属素線２０の断面２０ａ間の数）を数えることにより測定される。さらに、断面Ｍの位置による孔の局所的な偏りなどの影響を低減するために、水の流れ方向Ｇに対して平行な複数の断面Ｍを撮影して、距離Ｐを求める数、すなわち、孔の開口面積を算出する数を所定の数まで増加させる、又はある断面Ｍの撮影画像内において、距離Ｐを求める数、すなわち、孔の開口面積を算出する数を所定の数まで増加させている。例えば、距離Ｐを求める所定の数（箇所）は、６０個以上の数とする。なお、図１０において、金属素線２０の側面２０ｂは、水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びている。すなわち、図１０において、メッシュ構造体１２の少なくとも一部の網状構造２４である金属素線２０の側面２０ｂが水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びている様子が示されている。
【００３０】
第１孔１２ａは、開口面積Ｅ以下の第１開口面積Ｒ１を有する。第２孔１２ｂは、開口面積Ｅよりも大きな第２開口面積Ｒ２を有する。境界となる開口面積Ｅは、０．２ｍｍ2乃至０．４ｍｍ2の間、より好ましくは０．３ｍｍ2乃至０．４ｍｍ2の間、より好ましくは０．３５ｍｍ2に設定される。このような設定により、例えば、第１開口面積Ｒ１は、０ｍｍ2より大きく０．４ｍｍ2以下の範囲の開口面積として設定される。
図４及び図５に示すように、メッシュ構造体１２における第２孔１２ｂの数は、第１孔１２ａの数よりも少ない。また、平面視でも第２孔１２ｂの数は、第１孔１２ａの数よりも少ない。図６においても、第２開口面積Ｒ２を有する第２孔１２ｂの数の合計割合は、第１孔１２ａの数の合計割合よりも少なくなっている。
【００３１】
次に、図１、図２、図７等を参照して、本発明の一実施形態の吐水装置２の製造方法を説明する。
図７は、本発明の一実施形態の吐水装置のメッシュ構造体の製造方法を説明する図である。
吐水装置２の製造方法においては、内部流路６ａを形成した吐水装置本体６を準備するステップが実行される。また、この吐水装置本体６の内部流路６ａに配置され、供給された水の流速分布を整えるメッシュ構造体１２を準備するステップが実行される。また、このメッシュ構造体１２を通過した水を吐出させるための複数の散水孔１８が形成された散水部材１６を準備するステップが実行される。これらのステップは順不同で任意に実行されうる。これらのステップの実行完了後、メッシュ構造体１２を吐水装置本体６の内部流路６ａに配置し、吐水装置本体６に散水部材１６を取り付けて吐水装置２を形成するステップが実行される。
【００３２】
次に、図７を参照して、メッシュ構造体１２を準備するステップについてより詳細に説明する。メッシュ構造体１２を準備するステップは、メッシュ構造体１２の製造方法を含む。
図７は、本発明の一実施形態の吐水装置のメッシュ構造体の製造方法を説明する図である。
図７（ａ）に示すように、メッシュ構造体１２の製造方法においては、先ず、メッシュ構造体１２を形成する金属素線（金属ワイヤ）２０を準備するステップが実行される。金属素線２０は例えばステンレス製の素線である。図７（ｂ）の上段に示すように、薄板状のメッシュシート（金網）２２ａを形成するステップ、又は図７（ｂ）の下段に示すように、生地状のメッシュシート２２ｂを形成するステップが実行される。図７（ｂ）の上段に示すように、準備するステップについで、金属素線２０を縦横に織ることにより薄板状のメッシュシート（金網）２２ａを形成するステップが実行される。或いは、図７（ｂ）の下段に示すように、準備するステップについで、金属素線２０を編むことにより生地状のメッシュシート２２ｂを形成するステップが実行される。生地状のメッシュシート２２ｂは、タオル生地程度の厚みを有しながら薄板状のシートを形成している。これらのメッシュシート２２ａ、２２ｂは、網目により多数の微細孔を形成する網状体を形成する。
【００３３】
なお、本実施形態においては、メッシュシート２２ａ、２２ｂの金属素線２０の線径は、従来の吐水装置の整流網の金属素線の線径（例えば１８０μｍ）よりも細い。
【００３４】
次に、図７（ｃ）に示すように、メッシュシートを形成するステップについで、メッシュシートを畳むステップが実行される。メッシュシート２２ａ、２２ｂのいずれかを選択してメッシュシートを畳むステップを実行する。メッシュシートを畳むステップにおいては、メッシュシート２２ａ、２２ｂは、メッシュシート２２ａ、２２ｂの少なくとも一部の網状構造２４が、成形後のメッシュ構造体１２に流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びるように畳まれる。図２に示すように、水の流れ方向Ｇは、整流室１４ａの上流端から下流端に向かう方向であり、成形後のメッシュ構造体１２の厚みＤの方向である。図７（ｃ）においても、水の流れ方向Ｇを例示する。図７（ｃ）の上段に示すように、メッシュシート２２ｂ（２２ａ）を折り重ねるように折り畳むステップ、又は図７（ｃ）の下段に示すように、メッシュシート２２ｂ（２２ａ）をロール状に巻くようにして畳むステップにより実行される。図７（ｃ）の上段に示すように、メッシュシート２２ｂ（２２ａ）を折り重ねるように折り畳む場合、折り返し部分の網状構造２４が、水の流れ方向Ｇと平行な方向Ｈに延びるように畳まれる。図７（ｃ）の上段においては、折り返し部分の網状構造２４を二点鎖線により囲んで示す。図７（ｃ）の下段に示すように、メッシュシート２２ｂ（２２ａ）をロール状に巻くようにして畳む場合、メッシュシート２２ａ、２２ｂの概ね全体の網状構造２４が、水の流れ方向Ｇと平行な方向Ｈに延びるように畳まれる。図７（ｃ）の下段においては、網状構造２４は、メッシュシート２２ａ、２２ｂの概ね全体であるので、網状構造２４の参照符号は、メッシュシート２２ａ、２２ｂ上の部分を示している。
【００３５】
次に、図７（ｄ）に示すように、メッシュシートを畳むステップについで、畳まれたメッシュシートを立体的に成形してメッシュ構造体１２を形成するステップが実行される。畳まれたメッシュシート２２ａ、２２ｂは、成形機２６内に配置され、成形機２６により圧縮成形される。成形機２６により圧縮成形されることにより、円柱形状のメッシュ構造体１２（図５参照）が形成される。
より具体的には、メッシュ構造体１２は、図７（ｃ）の上段に示すような折り畳まれたメッシュシート２２ａ、２２ｂを、水の流れ方向Ｇと同じ方向（メッシュシート２２ａ、２２ｂを折り畳んだ状態の上面から押しつぶす方向）に圧縮成形することにより形成される。或いは、メッシュ構造体１２は、図７（ｃ）の下段に示すようなロール状に畳まれたメッシュシート２２ａ、２２ｂを、このロール状のメッシュシート２２ａ、２２ｂの軸心方向Ｌ（水の流れ方向Ｇと同じ方向）に圧縮成形することにより形成される。このとき、ロール状のメッシュシート２２ａ、２２ｂは軸心方向Ｌに潰されて成形される。ロール状のメッシュシート２２ａ、２２ｂを軸心方向Ｌに圧縮成形することにより、メッシュシート２２ａ、２２ｂを半径方向及び円周方向に比較的均一に広がるように成形することができる。
このようにメッシュ構造体１２は、メッシュシート２２ａ、２２ｂを、メッシュシート２２ａ、２２ｂの少なくとも一部の網状構造２４が流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向Ｈに延びるように畳み且つ立体的に成形することにより形成される。よって、メッシュ構造体１２は、流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びる網状構造２４を備える。また、メッシュシート２２ａ、２２ｂのそれぞれの網目の大きさが成形前にほぼ均一であったとしても、圧縮成形することにより、メッシュ構造体１２には、第１孔１２ａ及び第２孔１２ｂの少なくとも２種類の孔が形成される。
【００３６】
次に、図２、図８及び図９を参照して、本発明の一実施形態による吐水装置の作用を説明する。
図８は、図２のメッシュ構造体の断面を拡大して示し、メッシュ構造体に流入する水の流速分布が均一化される様子を説明する図であり、図９は、図２のメッシュ構造体の断面を拡大して示し、気泡がメッシュ構造体から抜ける様子を説明する図である。図９においては、水の流れの向きを矢印Ｆにより示している。
【００３７】
吐水装置２の初期使用開始前においては、整流装置８の整流室１４ａ内は空気で満たされている。図２において矢印Ｆ１に示すように、吐水装置２からの吐水を開始すべく整流装置８への給水を行うと、内部流路６ａから整流室１４ａ内に水が流入する。整流室１４ａ内に流入した水は、概ね水の流れ方向Ｇの向きでメッシュ構造体１２に流入する。図８において矢印Ｆ２に示すように、メッシュ構造体１２に流入した水は、金属素線２０の網目を通過しながら、流れの拡散、分離、合流等を比較的短い距離のうちで繰り返すことにより、全体として流速分布が効率的に均一化するように整流される。すなわち、メッシュ構造体１２は、水の流れ方向Ｇに一定の厚みＤにわたって比較的高密度な網目構造を有しているので、水は網目の第１孔１２ａ又は第２孔１２ｂを複数回効率的に通過することになる。このとき、矢印Ｆ３に示すように、水は、メッシュ構造体１２を通過中に金属素線２０により２方向に複数回分離されるため、全体として流れの流速分布の均一化が促進される。矢印Ｆ２乃至Ｆ４に示すように、メッシュ構造体１２の上流領域から下流領域に向けて、水の流速のばらつきが徐々に均一化され、下流領域においては流速分布が概ね均一化される。よって、メッシュ構造体１２は、比較的コンパクトに形成されたとしても、従来の整流網を配置するよりも高い整流効果を奏することができる。矢印Ｆ４に示すように、メッシュ構造体１２から流出する水は、メッシュ構造体１２の下流端側全体の流速分布が概ね均一化されている。
【００３８】
なお、矢印Ｆ２に示すように、水がメッシュ構造体１２に流入するとき、水が金属素線２０に衝突し、水が金属素線２０の裏側に回り込むことにより金属素線２０の裏側に渦Ｊを生じさせる場合がある。本実施形態においては、金属素線２０の線径を比較的細くしているので、金属素線２０の裏側に回り込む水の量が低減され、渦Ｊはメッシュ構造体１２の上流領域においても比較的小さく形成される。渦Ｊを比較的小さくできることにより、渦Ｊの形成により流速分布が乱されることを抑制することができる。また、渦Ｊを比較的小さくできることにより、渦が水の流れに対し壁のようになって流速分布の均一化を阻害することを抑制することができる。さらに、メッシュ構造体１２の上流領域から下流領域に向けて、流速分布が均一化され、渦Ｊの大きさが徐々に小さくなる。よって、渦Ｊの形成により流速分布が乱されることをより抑制することができる。
【００３９】
上述のように、渦Ｊを比較的小さくするように金属素線２０の線径を比較的細くする場合、金属素線２０の強度が低下し、金属素線２０の水圧に対する耐久力及び変形への抗力が低下する可能性がある。これに対し、図５及び図７（ｃ）に示すように、メッシュシート２２ａ、２２ｂの少なくとも一部の網状構造２４が、水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びるように配置されている。よって、メッシュ構造体１２の網状構造２４は、水の流れ方向Ｇに柱状構造（素線同士の架橋構造）を多数有する。従って、メッシュ構造体１２の金属素線２０の線径を比較的細くしたとしても、メッシュ構造体１２の網状構造２４は、流入する水の水圧に抗することができ、メッシュ構造体１２の水圧に対する耐久力を高めることができ、メッシュ構造体１２の変形を抑制することができる。
【００４０】
図９に示すように、水がメッシュ構造体１２に衝突するとき、水に溶け込んでいた空気が析出して気泡となり、気泡同士が結合することでより大きな気泡Ｋが形成される場合がある。メッシュ構造体１２には、第１孔１２ａ及び第２孔１２ｂが形成されている。矢印Ｆ５に示すように、比較的大きな気泡Ｋは、第１孔１２ａを容易に通過することができないが、第２孔１２ｂを容易に通過することができる。第２孔１２ｂは、メッシュ構造体１２のいずれの横断面においても存在する程度の割合に形成されており、気泡Ｋは、第２孔１２ｂを通過しながら下流側に移動することができる。矢印Ｆ６に示すように、気泡Ｋは、第２孔１２ｂを通過することにより、メッシュ構造体１２から抜けることができる。従って、比較的大きな気泡Ｋがメッシュ構造体１２内に滞留することで、気泡Ｋが壁のようになって水の流速分布の均一化を妨げることを抑制することができる。
【００４１】
次いで、図２及び図９において矢印Ｆ７に示すように、水が散水部材１６まで到達した水は、各散水孔１８から噴射される。散水部材１６に到達する水は、メッシュ構造体１２により十分に整流され、流れのベクトルが高度に均等化される。よって、各散水孔１８から噴射される湯水は、非常に整流性が高く透明度の高い線状の流れとなり、例えば手洗いボウル４の上方に差し出される使用者の手に着水するまで、好ましくは吐水装置２の先端から８０ｍｍ以上の区間にわたって、水滴に分断されることが抑制される。
【００４２】
上述した本発明の一実施形態による吐水装置２によれば、メッシュ構造体１２は、メッシュシート２２ａ、２２ｂの少なくとも一部の網状構造２４がメッシュ構造体１２に流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びるように形成されるので、メッシュ構造体１２中のメッシュシート２２ａ、２２ｂの網状構造２４が流入する水の水圧に抗することができ、メッシュ構造体１２の水圧に対する耐久力を高めることができる。
さらに、メッシュ構造体１２は、多数の微細孔を形成するメッシュシート２２ａ、２２ｂを畳み且つ立体的に成形することにより形成されるので、メッシュ構造体１２をコンパクトに構成しても、メッシュ構造体１２内の比較的短い距離の中で、水がメッシュシート２２ａ、２２ｂの微細孔を複数回効率的に通過しながら整流され、流速分布を均一化することができる。
従って、本発明によれば、線径の細いメッシュシート２２ａ、２２ｂによりメッシュ構造体１２を形成した場合であっても、水圧によってメッシュ構造体１２中の網状構造２４が撓むことを抑制でき、且つメッシュ構造体１２をコンパクトに構成しても流速分布を均一化することができる。
【００４３】
また、本実施形態による吐水装置２によれば、メッシュシート２２ａ、２２ｂを折り畳んで成形する場合には、メッシュ構造体１２の端部だけにおいて、メッシュシート２２ａ、２２ｂの網状構造２４が流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びるように形成されることとなる。このとき、メッシュ構造体１２の端部は水圧に抗する網状構造２４を有するため、水圧に対する耐久力が高くなるのに対し、メッシュ構造体１２の中央部は水圧に抗する網状構造２４を有さないため、水圧に対する耐久力が低くなってしまう。
本発明によれば、メッシュシート２２ａ、２２ｂをロール状に畳んだ上で圧縮成形しているため、メッシュ構造体１２の端部だけのみならず、メッシュ構造体１２の中央部にも水圧に抗する網状構造２４が形成される。これにより、メッシュ構造体１２の中央部も水圧に対する耐久力を高くすることができる。
さらに、メッシュシート２２ａ、２２ｂをロール状に畳む場合、メッシュシート２２ａ、２２ｂを折り畳む場合と比べて、畳んだメッシュシート２２ａ、２２ｂの厚みが大きくなるという課題が生じる。本発明によれば、メッシュシート２２ａ、２２ｂをロール状に畳んだ後圧縮成形することにより、メッシュ構造体１２をコンパクトに構成することができる。
【００４４】
また、本実施形態による吐水装置２によれば、ロール状に畳んだメッシュシート２２ａ、２２ｂをこのメッシュシート２２ａ、２２ｂの軸心方向Ｌに圧縮成形するので、メッシュシート２２ａ、２２ｂの網状構造２４が流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向に多数延びるように形成される。メッシュ構造体１２中のメッシュシート２２ａ、２２ｂの網状構造２４が流入する水の水圧に抗することができ、メッシュ構造体１２の水圧に対する耐久力をより高めることができる。
【００４５】
本発明の発明者は、水がメッシュ構造体１２に衝突したとき、少量ではあるが水に溶け込んでいた空気が析出して気泡となり、気泡同士が結合することでより大きな気泡が形成され、メッシュ構造体１２に張り付いた大きな気泡が流速分布を乱すという新たな課題を見出した。このときメッシュ構造体１２中の気泡の大きさが、メッシュ構造体１２に形成された孔以上の大きさとなった場合、気泡がメッシュ構造体１２内に壁のようになって留まり続けるので水の均一化が阻害される。
これに対し、本実施形態による吐水装置２によれば、メッシュ構造体１２には、第１開口面積Ｒ１を有する第１孔１２ａと、第１開口面積Ｒ１よりも大きな第２開口面積Ｒ２を有する第２孔１２ｂとが形成されている。これにより、第１孔１２ａで抜けなかった気泡Ｋを第２孔１２ｂから抜くことができる。従って、比較的大きな気泡Ｋがメッシュ構造体１２内に滞留することで流速分布の均一化が阻害されることを抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態による吐水装置２によれば、メッシュ構造体１２の４つの分割領域Ｃ１乃至Ｃ４の全てにおいて、第１孔１２ａで抜けなかった気泡Ｋを第２孔１２ｂから抜くことができる。従って、比較的大きな気泡Ｋがメッシュ構造体１２内に滞留することで流速分布の均一化が阻害されることをより抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態による吐水装置２によれば、第２孔１２ｂの数は、第１孔１２ａの数よりも少ないので、メッシュ構造体１２を通過する水は、開口面積の小さい第１孔１２ａを多く通過することになり、第１孔を通過する水のうち少なくとも一部の水の流速が遅くされる。これにより、流速分布をより均一化しやすくすることができる。
【００４８】
また、本実施形態による吐水装置２によれば、メッシュ構造体１２は、メッシュシート２２ａ、２２ｂの少なくとも一部の網状構造２４がメッシュ構造体１２に流入する水の流れ方向Ｇと平行な方向に延びるように形成されるので、メッシュ構造体１２中のメッシュシート２２ａ、２２ｂの網状構造２４が流入する水の水圧に抗することができ、メッシュ構造体１２の水圧に対する耐久力を高めることができる。
さらに、メッシュ構造体１２は、多数の微細孔を形成するメッシュシート２２ａ、２２ｂを畳み且つ立体的に成形することにより形成されるので、メッシュ構造体１２をコンパクトに構成しても、メッシュ構造体１２内の比較的短い距離の中で、水がメッシュシート２２ａ、２２ｂの微細孔を複数回効率的に通過しながら整流され、流速分布を均一化することができる。
従って、本発明によれば、線径の細いメッシュシート２２ａ、２２ｂによりメッシュ構造体１２を形成した場合であっても、水圧によってメッシュ構造体１２中の網状構造２４が撓むことを抑制でき、且つメッシュ構造体１２をコンパクトに構成しても流速分布を均一化することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１        手洗器
２        吐水装置
４        ボウル
６        吐水装置本体
６ａ      内部流路
８        整流装置
１０      給水管
１２      メッシュ構造体
１２ａ    第１孔
１２ｂ    第２孔
１４      整流装置本体
１４ａ    整流室
１６      散水部材
１８      散水孔
２０      金属素線
２０ａ    断面
２０ｂ    側面
２２ａ    メッシュシート
２２ｂ    メッシュシート
２４      網状構造
２６      成形機
Ａ        中心線
Ｂ        中心線
Ｃ１      分割領域
Ｃ２      分割領域
Ｃ３      分割領域
Ｃ４      分割領域
Ｅ        開口面積
Ｆ        矢印
Ｆ１      矢印
Ｆ２      矢印
Ｆ３      矢印
Ｆ４      矢印
Ｆ５      矢印
Ｆ６      矢印
Ｆ７      矢印
Ｇ        水の流れ方向
Ｈ        方向
Ｊ        渦
Ｋ        気泡
Ｌ        軸心方向
Ｍ        断面
Ｎ        水の流れ方向Ｇに対して垂直な方向
Ｐ        距離
Ｒ１      開口面積
Ｒ２      開口面積
Ｗ        壁面
【図１】
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【図２】
2019151991.tif 000004
【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】
2019151991.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019151991.tif 000011
【図１０】
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