(57)【要約】【課題】節水かつ快適な浴び心地を実現可能なシャワー装置を提供する。【解決手段】シャワー装置は、流路に設けられ、流路断面積が前記流路より小さい絞り部３０と、前記絞り部下流側近傍に設けられ、前記流路に空気を吸入する空気流入口３１と、前記流路を通る流体を吐水する複数の散水孔１０を有する散水板と、を備え、前記絞り部の最小流路断面積は、前記散水孔の総開口面積の３０％から５０％である。前記総開口面積が、３０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下であってもよい。【選択図】図４
2019170769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路に設けられ、流路断面積が前記流路より小さい絞り部と、
前記絞り部下流側近傍に設けられ、前記流路に空気を吸入する空気流入口と、
前記流路を通る流体を吐水する複数の散水孔を有する散水板と、
を備え、
前記絞り部の最小流路断面積は、前記散水孔の総開口面積の３０％以上５０％以下であることを特徴とするシャワー装置。
【請求項２】
前記総開口面積が、３０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下である請求項１に記載のシャワー装置。
【請求項３】
前記最小流路断面積が、１３ｍｍ２以上１８ｍｍ２以下である請求項１または請求項２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、吐水される湯水に空気を含ませるエゼクタ（エジェクタ）機構を備えたシャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吐水される湯水に空気を含ませるエゼクタ機構を備えた節水型のシャワー装置が用いられている。このような節水型のシャワー装置は、吐水される湯水に空気を含ませることで、ボリューム感（量感）のある吐水を維持しつつ、実水量を低減させることができる。
【０００３】
特許文献１に記載のシャワーヘッド用節水器は、管路断面積が縮小する喉部を備え、喉部およびその付近に空気吸入口が設けられている。湯水が節水器を通過する際に、空気吸入口から吸い込まれた空気が湯水に混入する。その結果、空気が混入した湯水が、シャワーヘッドの開口から吐水される。実水量は空気の混入および喉部での管路縮小により減少する。一方、シャワーヘッドの開口から吐水される湯水には空気が混入するため、ボリューム感（量感）が維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６―３１５６５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のシャワーヘッド用節水器は、シャワーヘッドの開口の開口面積を小さくしすぎると、流路の出口抵抗が大きくなり、空気吸入口から空気を吸気できなくなる。一方、シャワーヘッドの開口の開口面積を大きくしすぎると、吐水力が低下する。使用者が吐水力を補完する目的で使用する流体の流量を増加させることにより、節水性が悪化する。
【０００６】
上記事情を踏まえ、本発明は、節水かつ快適な浴び心地を実現可能なシャワー装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のシャワー装置は、流路に設けられ、流路断面積が前記流路より小さい絞り部と、前記絞り部下流側近傍に設けられ、前記流路に空気を吸入する空気流入口と、前記流路を通る流体を吐水する複数の散水孔を有する散水板と、を備え、前記絞り部の最小流路断面積は、前記散水孔の総開口面積の３０％以上５０％以下であることを特徴とする。
【０００８】
前記総開口面積が、３０ｍｍ２以上５０ｍｍ２以下であってもよい。
【０００９】
前記最小流路断面積が、１３ｍｍ２以上１８ｍｍ２以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシャワー装置によれば、節水かつ快適な浴び心地を実現可能な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】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係るシャワー装置の正面図である。
【図２】同シャワー装置を背面側から見た斜視図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面の断面図である。
【図４】図３の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。本実施形態における「流体」は、「湯または水などの液体」を示している。
図１は、本実施形態に係るシャワー装置１００の正面図である。図２は、シャワー装置１００を背面側から見た斜視図（透視図）である。図３は、図１におけるＡ−Ａ断面の断面図である。図４は、図３のＢ部拡大図である。
【００１３】
図１に示すように、シャワー装置１００は、ハンドシャワーであり、散水板１と、シャワーヘッド２と、を備えている。
【００１４】
散水板１は、円盤形状に形成されており、外周に沿って形成された散水部１１と、散水部１１の内側に形成されたカバー部１２と、を備えている。散水板１は、金属やプラスチックなどで形成されている。
【００１５】
図１、図３および図４に示すように、散水部１１は、板厚方向に貫通する複数の散水孔１０を備えている。複数の散水孔１０は、散水部１１の円周方向に沿って均等に配置されている。シャワー装置１００は複数の散水孔１０から流体をシャワー状に吐水する。
【００１６】
カバー部１２は、板厚方向に貫通する空気孔１３を備えている。空気孔１３は、カバー部１２の中心に配置されている。シャワー装置１００は、空気孔１３を経由して、空気をシャワーヘッド２の内部に取り込む。
【００１７】
以降の説明において、散水板１の散水孔１０および空気孔１３が開口する一方の面で、流体が吐水される面を「表面１ａ」、他方の面を「裏面１ｂ」と称する。また、カバー部１２の板厚方向を「Ｚ軸方向」とも称す。また、Ｚ軸方向を奥行き方向とした場合における高さ方向を「Ｙ軸方向」、幅方向を「Ｘ軸方向」とする。
【００１８】
図１に示すように、シャワーヘッド２は、持手部２１と、持手部２１の基端に形成された取付部２２と、持手部２１の先端に形成されたシャワーヘッド本体２３と、を備えている。シャワーヘッド２は、プラスチックなどにより、散水板１と一体成形されていてもよい。
【００１９】
図１および図２に示すように、持手部２１は、略円筒状に形成されており、片手で掴んで支持しやすい。持手部２１の内部には、持手部２１の長手方向に沿って第一流路２４が形成されている。
【００２０】
取付部２２は、不図示のシャワーホースと連結するための雄ネジ２２ａを有する。また、取付部２２は、シャワーホースを経由して供給される流体を第一流路２４に取り込む取付部開口２２ｂを有する。
【００２１】
シャワーヘッド本体２３は、散水板１を該散水板１の外周に沿って支持する。図３に示すように、シャワーヘッド本体２３は、第一流路２４から供給される流体を散水板１の散水孔１０に供給する複数の流路（第二流路２５、第三流路２６および第四流路２７）と、空洞部２８と、流路の途中に設けられたエゼクタ部２９と、を有する。
【００２２】
散水板１の裏面１ｂは、シャワーヘッド本体２３の内部に面している。第二流路２５、第三流路２６および第四流路２７から供給される流体は、散水板１の複数の散水孔１０を、裏面１ｂから表面１ａに向けて通過する。
【００２３】
図２に示すように、第二流路２５は、分岐のない流路であり、基端が第一流路２４に連結されている。また、第二流路２５は、先端が第三流路２６に連結されている。つまり、第二流路２５は、第一流路２４から供給された流体を、第三流路２６に供給する。
【００２４】
図２、図３に示すように、第三流路２６は、円環状に形成された流路である。第三流路２６の円環状の流路は、Ｚ軸方向に対して垂直に形成されている。第三流路２６には、三個のエゼクタ部２９が接続されている。第三流路２６は、第二流路２５から供給された流体をエゼクタ部２９に供給する。
【００２５】
空洞部２８は、カバー部１２の空気孔１３と連通しており、外部の空気が流入する内部空間である。
【００２６】
エゼクタ部２９は、第三流路２６と第四流路２７とを連結する流路である。エゼクタ部２９は、第三流路２６から第四流路２７へ通過する流体に空気を混入させる機構である。三個のエゼクタ部２９は、同形同大であり、第三流路２６の円周方向に均等に配置されている。
【００２７】
図４に示すように、エゼクタ部２９は、流路断面積が絞られた絞り部３０と、絞り部３０の下流側近傍に設けられた空気流入口３１と、を備える。空気流入口３１は、空洞部２８と連通している。エゼクタ部２９は、絞り部３０を流体が通過することにより生成される負圧により、空気流入口３１を経由して空洞部２８から空気を引き込み、流体と空気とを混合させる。エゼクタ部２９は気泡が混合した流体を第四流路２７に案内する。
【００２８】
ここで、絞り部３０は、流路断面積Ａ１が、第三流路２６および第四流路２７の流路断面積より小さい。絞り部３０の流路断面積Ａ１は、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２の３０％以上５０％以下の大きさで形成されている。ここで、流路断面積Ａ１は、三個のエゼクタ部２９の絞り部３０の流路断面積の合計である。三個のエゼクタ部２９は同形同大であるため、流路断面積Ａ１は、一つのエゼクタ部２９の絞り部３０の流路断面積の三倍の面積となる。
【００２９】
第四流路２７は、エゼクタ部２９を通過した流体を散水孔１０に案内する流路である。第四流路２７は、散水板１の裏面１ｂにおいて、散水孔１０が形成された部分に沿うように形成されている。第四流路２７を通過した流体は、複数の散水孔１０からシャワー状に吐水される。
【００３０】
このように構成されたシャワー装置１００によって吐水される流体の状態について説明する。
まず、第一流路２４を流れてきた流体は、第二流路２５および第三流路２６へと案内された後に、エゼクタ部２９に案内される。流体がエゼクタ部２９の絞り部３０を通過すると、流体の流速が高まることにより負圧が形成される。形成された負圧により空気流入口３１から空気が引き込まれて流体と空気とが混合される。気泡が混合した流体は第四流路２７に案内される。流体と空気が混合した気液混合流が第四流路２７を通過することによって、流体と空気がより混合される。
【００３１】
第四流路２７を通過した気泡を含む流体は、複数の散水孔１０からシャワー状に吐水される。散水孔１０から吐出された気泡を含む流体は、吐出方向と直交する方向にせん断され、粒化された水滴となる。
【００３２】
絞り部３０の流路断面積Ａ１は、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２の５０％以下であるため、流体がエゼクタ部２９の絞り部３０を通過する際に、負圧が形成されて、空気流入口３１から空気が好適に引き込まれる。なお、Ａ１がＡ２の５０％より大きくなると空気を好適に吸気することができず、空気流入口（空気孔）から漏水が生じてしまう虞がある。
【００３３】
また、絞り部３０の流路断面積Ａ１は、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２の３０％以上であるため、例えば０．０５ＭＰａのような低水圧の条件で使用する場合であっても、シャワーとして所定の浴び心地を感じられる流量（約５Ｌ／ｍｉｎ以上）を確保できる。
【００３４】
なお、絞り部３０の流路断面積Ａ１は、例えば０．０５ＭＰａのような低水圧の条件で使用する場合であっても、シャワーとして快適に使える流量（約６．５Ｌ／ｍｉｎ以上）を確保するため、１３ｍｍ２以上が望ましい。
また、絞り部３０の流路断面積Ａ１が１８ｍｍ２よりも大きい場合、吐水力が低下する。使用者が吐水力を補完する目的で使用する流体の流量を増加させると、節水性が悪化する。そのため、絞り部３０の流路断面積Ａ１は１８ｍｍ２以下であることが望ましい。
【００３５】
なお、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２が３０ｍｍ２よりも小さい場合、散水孔１０から吐出される流体の刺激感が強すぎて、浴び心地がよくない。そのため、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２は、３０ｍｍ２以上であることが望ましい。
また、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２が５０ｍｍ２よりも大きい場合、吐水力が低下する。使用者が吐水力を補完する目的で使用する流体の流量を増加させることにより、節水性が悪化する。そのため、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２は５０ｍｍ２以下であることが望ましい。
【００３６】
本実施形態のシャワー装置１００によれば、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２に対応する最適なエゼクタ機構を提供することにより、節水かつ浴び心地のよいシャワー装置を提供することができる。絞り部３０の流路断面積Ａ１は、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２の５０％以下であるため、流体がエゼクタ部２９の絞り部３０を通過する際に、負圧が形成されて、空気流入口３１から空気が好適に引き込まれる。また、絞り部３０の流路断面積Ａ１は、複数の散水孔１０の総開口面積Ａ２の３０％以上であるため、例えば低水圧の条件で使用する場合であっても、シャワーとして所定の浴び心地を感じられる流量（約５Ｌ／ｍｉｎ以上）を確保できる。
【００３７】
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【００３８】
（変形例１）
例えば、上記実施形態では、エゼクタ部２９は絞り部３０が一つであったが、エゼクタ部の態様はこれに限定されない。エゼクタ部は、複数の絞り部を有してもよいし、複数の貫通孔を有する薄板（オリフィス板）を絞り部として使用してもよい。エゼクタ部は、流路断面積が他の流路より相対的に小さい絞り部を有していればよい。
【００３９】
（変形例２）
また、上記実施形態では、エゼクタ部２９は第三流路２６と第四流路２７とを連結する箇所に配置されていたが、エゼクタ部の配置はこれに限定されない。例えば、エゼクタ部は、第二流路２５と第三流路２６とを連結する箇所に配置されていてもよい。
【００４０】
（変形例３）
さらに、上記実施形態では、シャワー装置１００はハンドシャワーであったが、シャワー装置の態様はこれに限定されない。シャワー装置は、オーバーヘッドシャワーであってもよい。
【実施例】
【００４１】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実験１）
流路断面積Ａ１および総開口面積Ａ２が異なるシャワー装置を用意し、各シャワー装置のエゼクタ部２９が空気流入口３１から空気を吸気できるかどうかを確認する実験を行った。シャワー装置に提供する流体の水圧は低水圧（０．０５ＭＰ）に設定されている。なお、実験１にて使用するシャワー装置は、流路断面積Ａ１および総開口面積Ａ２を変更している点を除いて、上記実施形態のシャワー装置１００と同様のものである。
【００４３】
用意したシャワー装置の流路断面積Ａ１は、１８種類（７．６ｍｍ２、８．５ｍｍ２、９．４ｍｍ２、１０．４ｍｍ２、１１．４ｍｍ２、１２．５ｍｍ２、１３．６ｍｍ２、１４．７ｍｍ２、１５．９ｍｍ２、１７．２ｍｍ２、１８．５ｍｍ２、１９．８ｍｍ２、２１．２ｍｍ２、２２．６ｍｍ２、２４．１ｍｍ２、２５．７ｍｍ２、２７．２ｍｍ２、２８．９ｍｍ２）である。
【００４４】
また、用意したシャワー装置の総開口面積Ａ２は、４種類（５３．７ｍｍ２、４６．２ｍｍ２、３８．６ｍｍ２、３１．５ｍｍ２）である。総開口面積Ａ２は、体への刺激感が強くなりすぎない浴び心地を確保する観点から、３０ｍｍ２以上に設定している。
【００４５】
表１に実験に使用したシャワー装置における流路断面積Ａ１と総開口面積Ａ２の組み合わせを示す。表１には、総開口面積Ａ２に対する流路断面積Ａ１の割合（Ａ１／Ａ２）が示されている。
【００４６】
【表１】
2019170769.tif 000003
【００４７】
表２に実験結果を示す。エゼクタ部２９が空気流入口３１から空気を吸気できた場合、結果を「○」と表示している。また、エゼクタ部２９が空気流入口３１から空気を吸気できなかった場合、結果を「×」と表示している。また、エゼクタ部２９が空気流入口３１から空気を吸気できた場合におけるエゼクタ部２９の流量を、表２の最下行に合わせて示している。
【００４８】
【表２】
2019170769.tif 000004
【００４９】
表２に示すように、総開口面積Ａ２に対する流路断面積Ａ１の割合（Ａ１／Ａ２）が５０％以下であれば、エゼクタ部２９が空気流入口３１から空気を吸気することができる。
【００５０】
また、表２に示すように、総開口面積Ａ２に対する流路断面積Ａ１の割合（Ａ１／Ａ２）が３０％以上であれば、シャワー装置は、総開口面積Ａ２がいずれの大きさであっても、シャワーとして所定の浴び心地を感じられる流量（約５Ｌ／ｍｉｎ以上）を確保できる。
また、表２に示すように、シャワーとして快適に使える流量（約６．５Ｌ／ｍｉｎ以上）を確保するためは、流路断面積Ａ１が１３ｍｍ２以上であることが望ましい。
【００５１】
（実験２）
次に、シャワー装置の吐水力を確認する実験を行った。吐水力の測定に用いる試験装置は、散水板から１５０ｍｍの距離にシャワーの流線を全て受けることができる大きさの受水板が設置され、受水板の受圧面が鉛直となるように設置さえている。吐水力測定器は受水板の受圧面中心に設置され、散水板が受水板の受圧面に対して吐水角度９０℃（垂直）となり、吐水中心が受水板の受圧面中心に当たるように取り付ける。吐水力測定器が所定の期間測定した吐水力のうち、ピーク値を吐水力とした。吐水流量は８．５Ｌ／ｍｉｎとした。実験に用いたシャワー装置は、実験１と同様のものである。
表３に実験結果を示す。表３に示す数字の単位はＮである。なお、表３において数字が記載されていない箇所は、吐水力の測定が未実施であることを示している。
【００５２】
シャワー装置において、「０．７Ｎ以上」の吐水力を有ことが快適な使用の観点から望ましいとされている。表３に示すように、絞り部３０の流路断面積Ａ１が１８ｍｍ２よりも大きい場合、吐水力が０．７Ｎより低下する。そのため、絞り部３０の流路断面積Ａ１は１８ｍｍ２以下であることが望ましい。
【００５３】
【表３】
2019170769.tif 000005
【符号の説明】
【００５４】
１００  シャワー装置
１      散水板
１ａ    表面
１ｂ    裏面
１０    散水孔
１１    散水部
１２    カバー部
１３    空気孔
２      シャワーヘッド
２１    持手部
２２    取付部
２２ａ  雄ネジ
２２ｂ  取付部開口
２３    シャワーヘッド本体
２４    第一流路
２５    第二流路
２６    第三流路
２７    第四流路
２８    空洞部
２９    エゼクタ部
３０    絞り部
３１    空気流入口
【図１】
2019170769.tif 000006
【図２】
2019170769.tif 000007
【図３】
2019170769.tif 000008
【図４】
2019170769.tif 000009