(57)【要約】      （修正有）【課題】簡易な構造を採用し、通水路を流れる水の内圧を増加させ、その分流量を減じて節水が可能となるシャワーヘッドを提供する。【解決手段】流入口７と流出口との間に通水路６が形成されたシャワーヘッド本体１と、流出口に設けられ複数の散水孔９を有する散水部と、散水孔９の総開口面積以上の開口面積を有する連通孔１２を介して通水路６に連通され、所定量の気体を貯えて連通孔１２を通じて内部に流入される水により気体が圧縮されるとともにこの圧縮された気体の圧力を通水路６を流れる水に伝えるようにした増圧室３とを備える。【選択図】図１
2015058375.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に流入口を有するとともに他端に流出口を備え、前記流入口と前記流出口との間に通水路が形成されたシャワーヘッド本体と、前記流出口に設けられ複数の散水孔を有する散水部と、前記散水孔の総開口面積以上の開口面積を有する連通孔を介して前記通水路に連通され、所定量の気体を貯えて前記通水路から前記連通孔を通じて内部に流入される水により前記気体が圧縮されとともにこの圧縮された気体の圧力を前記連通孔を通じて上記通水路を流れる水に伝えるようにした増圧室と、を備えることを特徴するシャワーヘッド。
【請求項２】
前前記シャワーヘッド本体は、前記散水部および通水路の通路面積が拡がる拡開室を有するヘッド部を備えており、前記増圧室は前記連通孔を通じて前記拡開室に連通されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワーヘッド。
【請求項３】
前記増圧室の容積は、前記拡開室の容積より大きく設定されるものであることを特徴とする請求項１叉は請求項２に記載のシャワーヘッド。
【請求項４】
前記拡開室の容積と前記増圧室の容積との比率が１対２〜１０とされることを特徴とする請求項３に記載のシャワーヘッド。
【請求項５】
前記散水部における散水孔の総開口面積と前記連通孔の開口面積との比率が１対１〜４０とされることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項６】
前記増圧室には、収容した気体と前記連通孔を通じて流入する水とを隔離して気体が漏出するのを防止する隔膜が設けられているものであることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【請求項７】
前記増圧室は、前記シャワーヘッド本体に着脱可能に設けられるものであることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のシャワーヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴室のシャワーヘッド、洗面所や台所のシャワー水栓、理・美容室のシャワーヘッド、屋外や園芸用散水器などに使用されるシャワーヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近時、省エネルギーの高まりにより、前記各種シャワーヘッドにおいても、節水タイプが普及している。
例えば、シャワーヘッドを構成する散水板において、表面を湾曲隆起させた複数の散水部が形成され、当該散水部に複数の散水孔を配置し、この散水孔の数を全体として削減させて総開口面積を減少させ、これにより、吐出流量を絞ることができるシャワー装置が公知である（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１２１７４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構造においては、散水板に湾曲隆起させた複数の散水部を形成し、これら散水部に複数の散水孔を配置して散水孔の総開口面積を低減させることから、製造や加工が複雑になることが懸念される。
【０００５】
そこで、本発明はこのような問題点を解決するものであって、簡易な構造を採用し、流量を減じて節水が可能となるシャワーヘッドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記問題点を解決するために、本発明の請求項１に記載のシャワーヘッドは、一端に流入口を有するとともに他端に流出口を備え、前記流入口と前記流出口との間に通水路が形成されたシャワーヘッド本体と、前記流出口に設けられ複数の散水孔を有する散水部と、前記散水孔の総開口面積以上の開口面積を有する連通孔を介して前記通水路に連通され、所定量の気体を貯えて前記通水路から前記連通孔を通じて内部に流入される水により前記気体が圧縮されるとともにこの圧縮された気体の圧力を前記連通孔を通じて上記通水路を流れる水に伝えるようにした増圧室と、を備えることを特徴するものである。
【０００７】
本発明の請求項２に記載のシャワーヘッドは、請求項１に記載のシャワーヘッドにおいて、シャワーヘッド本体が、前記散水部および前記通水路の通路面積が拡がる拡開室を有するヘッド部を備えており、前記増圧室は前記連通孔を通じて前記拡開室に連通されていることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の請求項３に記載のシャワーヘッドは、請求項１又は請求項２に記載のシャワーヘッドにおいて、前記増圧室の容積は、前記拡開室の容積より大きく設定されていることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の請求項４に記載のシャワーヘッドは、請求項３に記載のシャワーヘッドにおいて、前記拡開室の容積と前記増圧室の容積との比率が１対２〜１０とされることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項５に記載のシャワーヘッドは、請求項１から請求項４のいずれか1項に記載のシャワーヘッドにおいて、前記散水部における散水孔の総開口面積と前記連通孔の開口面積との比率が１対１〜４０とされることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項６に記載のシャワーヘッドは、請求項１から請求項５のいずれか1項に記載のシャワーヘッドにおいて、前記増圧室には、収容した気体と前記連通孔を通じて流入する水とを隔離して気体が漏出するのを防止する隔膜が設けられていることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項７に記載のシャワーヘッドは、請求項１から請求項６のいずれか1項に記載のシャワーヘッドにおいて、前記増圧室は、前記シャワーヘッド本体に着脱可能に設けられるものであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に記載のシャワーヘッドでは、シャワーヘッド本体に設けられた通水路に、連通孔を介して増圧室を連通し、この増圧室に所定量の気体を貯えておくように構成したものである。  
一般に、シャワーヘッドにおいては、散水板で流出口が絞られる状態になっており、このため通水路を流れる水の圧力は大気圧以上となり、すなわち内圧が高くなる。
請求項１の発明の場合、通水路を流れる水（お湯の場合を含む）の一部が前記連通孔を通じて増圧室に流入し、この増圧室の内部に流入した水は、増圧室の下方から上方へ向けて上昇することで、増圧室内に予め充填された気体を上方へ押し上げて圧縮し、この圧縮された空気の圧力が通水路の水圧と略同等となると両者が平衡状態となる。これにより、増圧室内の空気の圧力が一定に保持される。
【００１４】
この場合、通水路に増圧室を接続することにより、この接続箇所の通路断面積が実質的に大きくなり、このため、増圧室を接続した箇所の静水圧が上昇し、この上昇した静水圧が増圧室の気体を圧縮するので気体の圧力を上昇させる。
さらに、通水路の面積を散水板の総開口面積より大きく形成してあるので、流れる水の一部を増圧室側に良好に導き、増圧室の気体を圧縮するのに寄与する。
このようにして、通水路を流れる水により増圧室内の気体圧力が上昇されるので、この気体の圧力エネルギーが連通孔を通じて通水路を流れる水に伝わり、増圧室を備えないシャワーヘッドに比べて内圧が高くなる。
したがって、シャワーヘッド全体の内圧が高くなる分、速度が低くなって流量が減じられ、このことより、散水部における散水孔の総開口面積を減じることなく、吐出量が減少し、節水が可能になる。
【００１５】
請求項２に記載のシャワーヘッドでは、増圧室を連通孔を介してヘッド部の拡開室と連通させるようにしたので、増圧室に更に高い圧力を蓄えることができる。
すなわち、ヘッド部の拡開室は、通水路を通じて流れてきた水が方向を転換して散水部に向かうとともに、散水部の全面に水が行き渡るように流れを拡げる場所であり、握り部の通水路に比べて通路面積が大きく拡がる場所である。したがって、拡開室は他の通水路に比べて内圧が高くなり、この拡開室に接続された増圧室は、高い内圧を受けて気体を圧縮するので、蓄圧効果が高くなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施例におけるシャワーヘッドの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施例におけるシャワーヘッドの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の第１の実施の形態におけるシャワーヘッドを図１に基づいて説明する。
本発明の実施例に係るシャワーヘッドは、一般家庭やホテルなどの浴室、又は温泉、浴場等で使用されるものである。当該シャワーヘッドは、図１に示すように、主に、シャワーヘッド本体１と、シャワーヘッド本体１に設けられる散水板２及び増圧室３とを備えてなる。
【００１８】
シャワーヘッド本体１は、握り部４及びヘッド部５とを備えてなり、例えば、ＡＢＳ樹脂、ポリプロピレン等の合成樹脂からなる。本実施例においては、握り部４とヘッド部５は連続して一体に形成されるものであるが、それぞれを別体により形成し、ネジ等の手段により着脱可能に連結されるものでもよい。
【００１９】
握り部４は、その内部を中空状に形成することで通水路６を形成し、上流側に形成される流入口７を介してシャワーホース（図示しない）に連結される。当該握り部４の外部形状は、使用者が握りやすい形状、意匠性を向上させる形状等、適宜の形状とすることができ、また使用者が内部を視認できる程度にその一部を透明もしくは透光性を有するものとすることもできる。
【００２０】
ヘッド部５は、その内部に前記握り部４の通水路６から拡がるように形成される中空状の拡開室８が設けられており、この拡開室８は下向きの流出口となる開口部が形成され、当該開口部には、複数の散水孔９を有する散水板２が設けられる。当該散水板２は、シール部材により水密性が確保された状態で、ヘッド部５に対して押さえ部材１０によって着脱可能に取り付けられる。
【００２１】
また、握り部４に形成された通水路６は、流入口７側からヘッド部５側へかけて、その断面積が小さくなるようテーパ状に形成される。その結果、通水路６の下流端には、流水の流速が増加される縮小部１１が形成され、この縮小部１１は、通水路６の下流側と拡開室８の上流側の間の境界部に設けられることになる。
【００２２】
増圧室３は、例えば中空の略球形に形成され、ヘッド部５の外側に装着されることで、シャワーヘッド本体１の一部を構成する。具体的には、球形の増圧室３は下部に略円形状の連通孔１２を有し、この連通孔１２を前記拡開室８の天井部壁面に形成した貫通孔にねじ込みなどの手段で連結して増圧室３を拡開室８に対して連通させるとともに、増圧室３をヘッド部５に対して一体的に結合させる。これにより、増圧室３は、連通孔１２を除いて、ヘッド部５の拡開室８に対して区画された状態となる。なお、ヘッド部５への増圧室３の設置方法については、ねじ込みに限られることがなく、嵌合や接着、または一体成形などの他の手段であっても良いことは勿論である。
【００２３】
また、使用時の通水状態において、増圧室３内の気体は上方に集まることから、連通孔１２の開口位置は当該気体の位置より少なくとも下方に位置するよう設けられる。これにより、気体が連通孔１２から流出するのを防止することができる。また、ヘッド部５は、使用者が内部を視認できる程度にその一部を透明、又は透光性を有するものとすることもできる。
【００２４】
ここで、ヘッド部５における拡開室８の容積をＶ（ｃｍ３）とし、増圧室３の容積をＶ１（ｃｍ３）とすると、Ｖ１は少なくともＶより大きいことが望ましい。Ｖ１がＶより小さくなると、増圧室３に蓄える空気量が少なくて水圧により圧縮される空気の圧力エネルギーが小さくなって好ましくない。また、増圧室３の容積Ｖ１は、２Ｖ＜Ｖ１＜１０Ｖ程度とすることが好ましい。更に、増圧室３を備えたシャワーヘッド本体１の大きさを考慮すると、２Ｖ＜Ｖ１＜８Ｖ程度とすることがより好ましい。
【００２５】
また、散水板２における散水孔９の総開口面積をＤ（ｍｍ２）とし、増圧室３における連通孔１２の開口面積をＤ１（ｍｍ２）とすると、Ｄ１はＤと等しいか又は大きくなっている。Ｄ１がＤより小さくなると、流水が増圧室３に流入されにくくなるため好ましくない。また、連通孔１２の開口面積Ｄ１は、Ｄ＜Ｄ１＜４０Ｄ程度とすることが好ましく、Ｄ＜Ｄ１＜２０Ｄ程度とすることがより好ましい。
【００２６】
このようにして構成されるシャワーヘッドは、次のようにして使用される。まず、増圧室３内に空気が充分蓄えられていることを確認した上で、シャワーヘッド本体１をシャワーホースに連結する。そして、水栓（図示しない）を開けると、水道水がシャワーホースを通じて、シャワーヘッド本体１に供給され、握り部４の流入口７から通水路６を通り、ヘッド部５の拡開室８を経て散水板２より噴出される。
【００２７】
このとき、通水路６に水道水が流入されることで拡開室８を含む通水路６内の水圧が大気圧以上となるので、流水の一部がその圧力差により連通孔１２を介して増圧室３に流入し、空気を圧縮する。そして、増圧室３の内部に流入した水は、増圧室３の下方から上方へ向けて上昇することで、内部に充填された空気を上方へ押し上げ、この圧縮された空気の圧力が拡開室８の水圧と略同等となると両者が平衡状態となる。これにより、増圧室３内の空気の圧力が加圧された状態で一定に保持される。
【００２８】
そして、拡開室８は、他の通水路６に比べて通路面積が大きく拡がる場所であるので他の場所に比べて静水圧は高くなる。よって、この拡開室８に増圧室３を接続すると、増圧室３には高い静水圧が作用し、これが空気を圧縮するので、空気圧が上昇する。
【００２９】
さらに、本来的に容積の大きな拡開室８に連通孔１２を介して増圧室３を連接してあるので、実質的に拡開室８の容積が更に大きくなったことになり、このため通路面積が増大したことにより、静水圧が更に大きくなる。この圧力は、空気を圧縮するので増圧室３の空気圧はさらに高くなる。
【００３０】
このようにして、増圧室３内で増圧された空気圧は、連通孔１２を通じて拡開室８を含む通水路６を流れる水の全体に伝わり、内圧が上昇する。したがって、散水板２における散水孔９の総開口面積を減じることなくシャワーヘッド内を流れる水の圧力を高めることができ、この結果、内圧が増加した分、速度が低くなって流量が減り、よって節水が可能となる。
【００３１】
ここで、各実施例における流量特性についての試験を行ったので、以下に示す。本実験は、シャワーホースとシャワーヘッド本体との間に、流量計及び圧力計を設置し、通水状態における各数値を測定するものである。シャワーヘッドとしては、出願人が販売する商品名プロシャワーＣ（登録商標）を使用し、各実施例１〜９のシャワーヘッドは、プロシャワーＣのヘッド本体にそれぞれ増圧室３を設けたものを使用し、比較例のシャワーヘッドとしては、増圧室を設けないプロシャワーＣを使用した。各シャワーヘッド本体の散水板２における散水孔９の総開口面積は１８ｍｍ２程度とされ、ヘッド部５における拡開室８の容積は７０ｃｍ３程度とされる。
【００３２】
そして、増圧室３における連通孔１２の開口面積を２０ｍｍ２程度（Φ５）とし、実施例１から実施例３において、増圧室３の容積を変えて試験を行った結果を表１に示す。また、増圧室３の容積を５２４ｃｍ３程度（Φ１００）とし、実施例４から実施例９において、連通孔１２の開口面積を変えて試験を行った結果を表２に示す。
【００３３】
【表１】
2015058375.tif 000003
【００３４】
【表２】
2015058375.tif 000004
【００３５】
表１に示すように、ヘッド部５における拡開室８の容積よりも小さい増圧室３を備える実施例１においては、増圧室３内で貯留される空気量が少ないため、結果として圧力が低下される。一方で、ヘッド部５における拡開室８の容積より大きい増圧室３を備える実施例２及び実施例３においては、増圧室３の内容積が大きいので貯える空気量が多く、大きな圧力エネルギーを貯えることができ、このため通水中の内部圧力の上昇が認められる。
これにより、実施例２及び実施例３においては、シャワーヘッド本体の散水板２における散水孔９の総開口面積を減ずることなく、節水効果を奏するものとなっている。
【００３６】
また、表２に示すように、シャワーヘッド本体の散水板２における散水孔９の総開口面積より大きい連通孔１２を備える実施例４から実施例９においては、拡開室８内の水が散水孔９を通じて外に流出するよりも連通孔１２を通じて増圧室３側に流入し易くなり、増圧室３内の空気を圧縮するのに寄与するので、同様にして通水中の内部圧力の上昇が認められ、節水効果を奏するものとなっている。
【００３７】
上記第１の実施例では、増圧室３に貯えた気体（空気）が水と直接触れるようになっているので、例えば散水板３を上向きの姿勢にした場合、増圧室３内の空気が連通路１２、拡開室８、散水孔９を通じて外に漏出する恐れがある。
これに対し、図２に示す第２の実施例では、増圧室３に、空気と水を隔離する隔膜、例えば極薄のダイアフラム１３を設けたものである。
増圧室３を構成するボデイを上下２分割構造３ａ、３ｂとし、これら分割ボディ３ａ、３ｂ間にダイアフラム１３の周縁を気密に挟持してある。
【００３８】
このようにすれば、散水板２の向きをどのような方向に向けても、増圧室３内の空気はダイアフラム１３で隔離されるので、漏出することがない。
なお、この場合、ダイアフラム１３は、水圧に押されて自由に撓み変形できることが望ましい。
【００３９】
上記各実施例においては、増圧室３をヘッド部５に連結して通水路６の一部である拡開室８に接続した場合について説明したが、増圧室は、例えば握り部４の通水路６と連通するように握り部４に取付けるようにしてもよい。
この場合、通水路６に、通路面積が拡大する拡開部を設け、この拡開部に増圧室３を連通させるようにしてもよい。
【００４０】
また、増圧室３は略球形状に形成されるものであったが、これに限られず、楕円状、各種錐台状等のシャワーヘッドの美観を損なうことがないよう、種々の形状とすることができるのは勿論である。
【００４１】
さらにまた、連通孔１２は略円形状に形成されるものであったが、これに限られず、楕円形状、三角形状、四角形状等の多角形状等の種々の形状とすることができるのは勿論である。
【００４２】
そしてまた、シャワーヘッド本体１を構成する各構成部品は、上述のように機能するものであれば上記実施例の形態に限られるものではなく、適宜変更して実施することが可能である。また、一部構成を省略することができるし、一部抽出した構成とすることができるのは勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上説明したように本発明によれば、通水路に連通した増圧室に蓄えた空気が圧縮されて大きな圧力エネルギーを貯え、シャワーヘッド内部の水圧を高めるから、散水部の総開口面積を減じることなく、流量を減じることができ、節水が可能になる。
【符号の説明】
【００４４】
１      シャワーヘッド本体
２      散水板
３      増圧室
４      握り部
５      ヘッド部
６      通水路
７      流入口
８      拡開室
９      散水孔
１２    連通孔
１３    ダイアフラム
【図１】
2015058375.tif 000005
【図２】
2015058375.tif 000006