(57)【要約】【課題】泡沫を効率よく形成して節水効果を高めるとともに異音の発生を防止する泡沫拡散ノズルを提供する。【解決手段】本発明の泡沫拡散ノズル１は、筒状のケーシング２内に泡沫形成器３を内蔵した泡沫ノズルにおいて、ケーシング２内であって泡沫形成器３の上流側には、下流側に徐々に拡がる開口部２２を備えたオリフィス部材１９，２０が２段に重ねて配置され、両オリフィス部材１９，２０の間には、円錐状の空気調整室２５が形成され、泡沫拡散ノズル１内に流入する水は、上段のオリフィス部材１９を通過して開口部２２で外側に拡がりながら空気調整室２５に入り、空気調整室２５に流入した水は空気を混入され、下段のオリフィス部材２０を通過して泡沫形成器３内に入り、泡沫形成器３内に流入した水はさらに空気を混入され、泡沫水となって吐出される。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のケーシング内に泡沫形成器を内蔵した泡沫ノズルにおいて、
前記ケーシング内であって前記泡沫形成器の上流側には、下流側に徐々に拡がる開口部を備えたオリフィス部材が２段に重ねて配置され、両オリフィス部材の間には、円錐状の空気調整室が形成されていることを特徴とする泡沫拡散ノズル。
【請求項２】
前記泡沫形成器の上流側には、リング状部材が設けられ、前記オリフィス部材の下流側の端面には、前記リング状部材の内側に嵌入可能な環状突起が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の泡沫拡散ノズル。
【請求項３】
前記オリフィス部材の前記開口部は、９０°を超え、１５０°以下の開口角度を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の泡沫拡散ノズル。
【請求項４】
前記泡沫形成器は、周面に空気取り入れ口を備えた円筒状の保持枠と、この保持枠の内部であって、前記空気取り入れ口より下流側に、重ねて設けられた複数の網状板と、前記空気取り入れ口より上流側に設けられ、多数の通水孔が形成された円板と、この円板の上部に設けられた山形網とを有し、
前記通水孔の周囲であって、前記円板の下流側面には、突起部が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの項に記載の泡沫拡散ノズル。
【請求項５】
前記突起部は、前記通水孔を囲む円筒状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の泡沫拡散ノズル。
【請求項６】
前記突起部は、前記通水孔を囲む円筒を斜めに切断した形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載の泡沫拡散ノズル。
【請求項７】
前記突起部は、１ｍｍ以上２ｍｍ以下に形成されていることを特徴とする請求項４から６のいずれかの項に記載の泡沫拡散ノズル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水道の蛇口等に取り付けられ、この蛇口から流出する水を節約するために用いられる泡沫拡散ノズルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、水道の蛇口から流出する水を節約するために節水コマが用いられており、この節水コマとしては、例えば、オリフィスを使用したものがある。
また、少ない水量の水に空気を混入させて泡状に広げ、見た目の水量を多く見せるとともに、節水しながら洗浄等を効率よく行うために泡沫形成器が用いられている。
【０００３】
図５は、従来の節水アダプタの分解図である。図５に示すように、特許文献１には、泡沫金具７１内に下から順に泡沫網７２、ゴムパッキン７３、オリフィス部材７４およびゴムパッキン７５を積層し、水道の蛇口に取り付ける接続金具７６に泡沫金具７１を固定することにより構成される節水アダプタが記載されている。オリフィス部材７４は、下流側に向かって徐々に縮径するオリフィス通路７７と、オリフィス通路７７の下流側端に接続して少し拡径した開口部７８とを有している。
【０００４】
上流側から節水アダプタ内に流入した水は、ゴムパッキン７５の内側、オリフィス部材７４の内部、ゴムパッキン７３の内側を順に通過し、泡沫網７２内で空気を混入され、泡沫水を吐出する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５２４９９号公報　（第２−６頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の節水アダプタは、オリフィス部材７４によって水の流速を速くする構造であるが、水の流量が少ない場合は、流速が速くならないため、泡沫網７２内を通過しても空気が混入せず、吐出口からは、少量の水が細い糸状に流出するだけとなる。このため、気泡が混入する程度まで必要ない場合でも流量を増やすことが行われており、節水効果が少なくなっている。
また、オリフィスを用いると、水の流速は速くなるが、圧力も高くなるので、振動が発生し、異音発生の原因となる。従って、大流量の水栓に用いることができない。
【０００７】
そこで本発明が解決しようとする課題は、泡沫を効率よく形成して節水効果を高めるとともに異音の発生を防止する泡沫拡散ノズルを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の泡沫拡散ノズルは、筒状のケーシング内に泡沫形成器を内蔵した泡沫ノズルにおいて、前記ケーシング内であって前記泡沫形成器の上流側には、下流側に徐々に拡がる開口部を備えたオリフィス部材が２段に重ねて配置され、両オリフィス部材の間には、円錐状の空気調整室が形成されている。
【０００９】
上流側および下流側とは、泡沫拡散ノズルを蛇口等に取り付けて水を流した状態の流水方向をいい、蛇口が下方に開口している場合は、上流側が上方、下流側が下方となる。
泡沫拡散ノズル内に流入する水は、上段のオリフィス部材を通過して開口部で外側に拡がりながら空気調整室に入る。空気調整室に流入した水は空気を混入され、下段のオリフィス部材を通過して泡沫形成器内に入る。泡沫形成器内に流入した水はさらに空気を混入され、泡沫水となって吐出される。
【００１０】
オリフィスとは、管路の途中に挿入して流路を絞る部材をいう。オリフィス部材の下流側に、徐々に拡がる開口部を形成し、空気調整室を円錐状に形成しているので、上段のオリフィス部材の縮径した流路は円錐の頂部に連通し、この頂部から水が拡がりながら噴出される。また、空気調整室内の水は、下段のオリフィス部材の上面に衝突して飛び跳ね、周囲の空気を混入して下段のオリフィス部材の縮径した流路（オリフィス部）から下方に噴出される。空気調整室を円錐状に形成することにより、水を広い範囲に広げるとともに、容積を大きくでき、より多くの空気を混入させ、少ない流量でも泡沫水を形成できる。
また、水は２カ所のオリフィスを通過するので、水圧を段階的に高くすることができ、振動の発生を抑えることができる。
【００１１】
前記泡沫形成器の上流側に、リング状部材を設け、前記オリフィス部材の下流側の端面に、前記リング状部材の内側に嵌入可能な環状突起を形成することが好ましい。泡沫形成器の上流側には、円錐状の金網が設けられており、リング状部材によってこの金網を固定することができる。オリフィスの下流側の端面に環状突起を設けているので、開口部の円錐状面に沿って流出する水は、環状突起の内側面に沿って流れ、泡沫形成器内に確実に流入する。
【００１２】
前記オリフィス部材の前記開口部を、９０°を超え、１５０°以下の開口角度に形成することが好ましい。開口角度を上記角度に設定したのは、９０°以下にすると、オリフィスを通過した水が拡がらず、空気が混入しにくくなるからであり、１５０°を超えると、空気調整室の容積が小さくなり、空気が混入しにくくなるからである。９０°を超え、１５０°以下の開口角度にすることにより、オリフィスを通過した水を十分に拡げるとともに空気調整室の容積を大きくし、空気を混入しやすくすることができる。なお、上記範囲は、１２０°を超え１４０°以下に形成するとさらに好ましい。
【００１３】
前記泡沫形成器に、周面に空気取り入れ口を備えた円筒状の保持枠と、この保持枠の内部であって、前記空気取り入れ口より下流側に、重ねて設けられた複数の網状板と、前記空気取り入れ口より上流側に設けられ、多数の通水孔が形成された円板と、この円板の上部に設けられた山形網とを設け、前記通水孔の周囲であって、前記円板の下流側面には、突起部を形成することが好ましい。
【００１４】
突起部がない場合には、通水孔を通過した水が、円板の下流側の表面を覆って、空気取り入れ口から流入した空気を巻き込みにくくなることがあるが、突起部を形成することにより、通水孔を通過した水流が突起部に当たって下流側に流れるとともに、突起部の周囲の空気を巻き込むので、水により多くの空気が混入することになり、水をより広い範囲に拡げることができる。
【００１５】
前記突起部を、前記通水孔を囲む円筒状に形成すると、円板の下流側面に水が接触しにくくなり、空気の混入量を一定にして、水流の形状を安定させることができる。
【００１６】
前記突起部を、前記通水孔を囲む円筒を斜めに切断した形状に形成すると、通水孔の出口形状が非対称となるので、水流の通水孔内の通過箇所によって抵抗が変わり、水が拡散しながら噴出されることになり、空気の混入量が多くなり、水をより広い範囲に拡げることができる。
【００１７】
前記突起部を、１ｍｍ以上２ｍｍ以下に形成すると、前記突起部を通水孔の打ち抜き加工と同時に形成することができ、製造が簡単になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の泡沫拡散ノズルの分解図、図２は同泡沫拡散ノズルの正断面図である。図１、図２に示すように、泡沫拡散ノズル１は、筒状のケーシング２内に泡沫形成器３を内蔵して、水道の蛇口に取り付けて使用する装置である。
【００１９】
ケーシング２は、円筒状の部材で、下流側の内周面５は、上流側の内周面６より少し縮径して形成され、内周面５，６は、徐々に縮径したテーパ面７により接続されている。また、内周面６の上流側端部には、蛇口に螺合可能な雌ねじ部４が形成されている。
【００２０】
泡沫形成器３は、側面に空気取り入れ口８を形成した円筒状の保持枠９を備え、保持枠９の上流側端には、ケーシング２のテーパ面７に掛合可能な拡径部１０を形成している。
【００２１】
保持枠９の内側の空気取り入れ口８より上側には、多数の通水孔１１を形成した円板１２と、円板１２の上部に設けられた円錐状の山形網１３と、拡径部１０の内側に嵌入して山形網１３の外周部を保持したリング状部材１４が設けられている。また、保持枠９の内側の空気取り入れ口８より下側には、網目の大きさが異なる複数の円形の網状板１５〜１８が積層されている。
【００２２】
ケーシング２内であって泡沫形成器３の上流側には、オリフィス部材１９，２０が２段に重ねて配置されている。同一形状のオリフィス部材１９，２０は、それぞれ円板状に形成され、流れ方向に貫通した円形のオリフィス孔２１を中央に形成し、上流側の端面は平面状に形成されている。オリフィス孔２１の下流側端には、円錐状に徐々に拡がる開口部２２が形成されている。オリフィス部材１９，２０の開口部２２の開口角度は、９０°を超え、１５０°以下にそれぞれ形成されている。
【００２３】
オリフィス部材１９，２０の下流側の端面には、開口部２２の下流側端に接続して下流側に突出する環状突起２３がそれぞれ形成されている。環状突起２３の外周面は、泡沫形成器３のリング状部材１４の内側に嵌入可能な大きさに形成されている。
【００２４】
図２に示すように、下段のオリフィス部材２０は、環状突起２３の外周面をリング状部材１４の内周面に当接させて取り付けられ、泡沫形成器３の山形網１３は、開口部２２の内側に隙間を空けて配置されている。
【００２５】
上段のオリフィス部材１９は、下段のオリフィス部材２０の上流側の端面に環状突起２３の先端部を当接させて配置され、上段のオリフィス部材１９の上流側には、リング状のゴムパッキン２４が配置されている。ゴムパッキン２４は、ケーシング２内に圧入されてオリフィス部材１９を上流側から押さえる構造になっている。
【００２６】
両オリフィス部材１９，２０の間には、円錐状の空気調整室２５が形成されている。泡沫拡散ノズル１は、空気調整室２５によって、流水が泡沫形成器３を通過する前に、多くの空気を流水に混入させることができる。
【００２７】
次に、泡沫拡散ノズル１の使用状態について説明する。
図１、図２に示すように、ケーシング２に泡沫形成器３、２つのオリフィス部材１９，２０およびゴムパッキン２４を順に挿入し、ケーシング２の雌ねじ部４を蛇口に螺合させる。蛇口に雄ねじ部が形成されていない場合は、別途接続用のアダプタを介して取り付ける。
【００２８】
水道から水を流すと、水は、ゴムパッキン２４の内側を通過して、上段のオリフィス部材１９のオリフィス孔２１を通過する。オリフィス孔２１によって流路が縮径するので、流水の流速が速くなり、下方に勢いよく噴出される。噴出された水は、空気調整室２５に入る。
【００２９】
空気調整室２５に入った水は、開口部２２に沿って拡がり、下段のオリフィス部材２０の上流側の端面で跳ね返り、空気と混合される。そして、下段のオリフィス部材２０のオリフィス孔２１を通過して開口部２２に沿って拡がり泡沫形成器３に山形網１３から流入し、この泡沫形成器３の下端面から泡沫水として吐出される。
【００３０】
図３は、泡沫水の状態を示す説明図である。図３に示すように、泡沫拡散ノズル１から吐出された水は、泡沫拡散ノズル１の吐出口の直径より大きく拡がった後、収束して流れる。
吐出された水が吐出口の直径より大きく拡がるのは、オリフィス孔２１を通過した水が、開口部２２に沿って外側に拡がって流出するためと考えられる。
吐出された水が拡径して流れている部分の内側は空洞２６となっている。このような形状は不安定になりやすいが、本発明においては、安定してこの形状を維持して吐水を行うことができる。これは、空気調整室２５を設けることにより、混合される空気の量が一定となるからと考えられる。
泡沫水が紡錘状に吐出されるので、食器等の洗浄を行うときには、直径が拡がった上流側で使用し、容器に水をためるときは、容器の口を収束した下流側で使用することにより、用途に応じて最適な水流の幅を選択することができる。
【００３１】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の他の実施の形態の、泡沫拡散ノズルの泡沫形成器の円板の拡大断面図である。図４（Ａ）に示すように、円板２７の多数の通水孔２８の周囲であって、円板２７の下流側面には、突起部２９がそれぞれ形成されている。
【００３２】
突起部２９の形状は、通水孔２８を囲む円筒を斜めに切断した形状で、楕円状の端面を有している。また、多数の突起部２９のうち、５０％以上の突起部２９の高さは、１ｍｍ以上２ｍｍ以下に形成されている。
【００３３】
図４（Ｂ）は、突起部の製造状態を示す断面図である。図４（Ｂ）に示すように、突起部２９は、打ち抜き加工により形成されている。パンチ３０の直径は、ダイ３１の孔径より小さく形成されており、一度抜きを行うことにより、突起部２９を形成することができる。パンチ３０とダイ３１の中心位置のずれによって、突起部２９には肉厚部分と肉薄部分が形成され、肉厚部分の高さは高く、肉薄部分の高さは低く形成される。このようにして、突起部２９の先端の形状は楕円状、すなわち円筒を斜めに切断した形状になる。
【００３４】
図４（Ｃ）は、本発明のさらに他の実施の形態の、泡沫拡散ノズルの泡沫形成器の円板の拡大断面図である。図４（Ｃ）に示すように、パンチ３０とダイ３１の中心位置ずれが小さい場合には、円板２７の突起部３３の形状は、円筒状になる。また、パンチおよびダイの製造精度によっては、突起部の形状が円筒形となったり、円筒を斜めに切断した形状となったりする。
【００３５】
この円板を用いた泡沫形成器を用いて、泡沫拡散ノズルを形成すると、円板２７の通水孔２８を通過する水は、非対称形の突起部２９を通過するときに、壁面から受ける抵抗が、水が通過する位置によって異なるので、均一に出射されず、拡散して、より多くの空気を混入させることになる。また、突起部２９が通水孔２８の周囲に設けられているので、円板２７の下流側面が水で覆われることがなくなり、通水孔２８から出射された水に、突起部２９の外側に滞留している空気が混入するので、各通水孔２８を通過した水に混入する空気量が一定になる。
【００３６】
【実施例】
（第１の実施例）
オリフィス孔の直径を２．０〜５．０ｍｍに形成した複数のオリフィス部材のうち２つのオリフィス部材を選択して、図３に示すように、吐出長Ｌ１、最大幅までの距離Ｌ２、最大幅Ｂ、流量Ｑを測定した。
【００３７】
【表１】
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【００３８】
圧力は、０．４ＭＰａ、初期流量３５Ｌ／ｍｉｎで測定した。吐出口の直径はφ１６．５ｍｍであるのに対し、それぞれ最大幅は２２ｍｍであった。
オリフィス孔の直径を大きくするに従って流量は増加するが、流量Ｑは、５Ｌ以上７．８以下の範囲で泡沫水を安定して吐出することができた。
【００３９】
（第２の実施例）
本発明の泡沫拡散ノズルと、従来の節水アダプタを用いて、均一な泡沫水を吐出可能な流量の測定を行った。
本発明の泡沫拡散ノズルでは、５．０（Ｌ／ｍｉｎ）の流量でも泡沫水を吐出することができたが、従来の節水アダプタでは、流量が５．５（Ｌ／ｍｉｎ）以下の場合には泡沫水を安定して吐出することができなかった。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば次の効果を奏する。
（１）本発明の泡沫拡散ノズルは、泡沫形成器の上流側に、下流側に徐々に拡がる開口部を備えたオリフィス部材を２段に重ねて配置し、その間に円錐状の空気調整室を形成したので、水を広い範囲に広げるとともに、空気調整室の容積を大きくでき、より多くの空気を混入させ、少ない流量でも泡沫水を形成でき、泡沫を効率よく形成して節水効果を高めることができる。また、水圧を２段階に高めるので、振動の発生を抑えて異音の発生を防止することができる。
（２）オリフィス部材の下流側の端面に、リング状部材の内側に嵌入可能な環状突起を形成すると、開口部の円錐状面に沿って流出する水が、環状突起の内側面に沿って流れ、泡沫形成器内に確実に流入するので、泡沫形成器の外側から水が漏れることを防止して、泡沫を効率よく形成できる。
（３）オリフィス部材の開口部を、９０°を超え、１５０°以下の開口角度に形成すると、オリフィスを通過した水を十分に拡げるとともに空気調整室の容積を大きくし、空気を混入しやすくすることができる。
（４）泡沫形成器の円板に、通水孔の周囲であって、かつ、円板の下流側面に、突起部を形成すると、通水孔を通過した水流が突起部に当たって下流側に流れるとともに、突起部の周囲の空気を巻き込むので、水により多くの空気が混入することになり、水をより広い範囲に拡げることができ、節水効果を高めることができる。
（５）突起部を、通水孔を囲む円筒状に形成すると、円板の下流側面に水が接触しにくくなり、空気の混入量を一定にして、水流の形状を安定させることができる。
（６）突起部を、通水孔を囲む円筒を斜めに切断した形状に形成すると、水が拡散しながら噴出されることになり、空気の混入量が多くなり、水をより広い範囲に拡げることができ、節水効果を高めることができる。
（７）突起部を、１ｍｍ以上２ｍｍ以下に形成すると、突起部を通水孔の打ち抜き加工と同時に形成することができ、製造が簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の泡沫拡散ノズルの分解図である。
【図２】同泡沫拡散ノズルの正断面図である。
【図３】泡沫水の状態を示す説明図である。
【図４】（Ａ）は本発明の他の実施の形態の泡沫拡散ノズルの部分拡大断面図、（Ｂ）は突起部の製造状態を示す断面図、（Ｃ）は、本発明のさらに他の実施の形態の泡沫拡散ノズルの部分拡大断面図である。
【図５】従来の節水アダプタの分解図である。
【符号の説明】
１　泡沫拡散ノズル
２　ケーシング
３　泡沫形成器
４　雌ねじ部
５，６　内周面
７　テーパ面
８　空気取り入れ口
９　保持枠
１０　拡径部
１１　通水孔
１２　円板
１３　山形網
１４　リング状部材
１５〜１８　網状板
１９，２０　オリフィス部材
２１　オリフィス孔
２２　開口部
２３　環状突起
２４　ゴムパッキン
２５　空気調整室
２６　空洞
２７　円板
２８　通水孔
２９　突起部
３０　パンチ
３１　ダイ
３３　突起部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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