(57)【要約】      （修正有）【課題】少ない水量であっても量感を感じることができると共に脈動吐水による刺激感も感じることができるシャワー装置を提供する。【解決手段】シャワー装置Ｆ１は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される主水流の進行方向を周期的に変化させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、吐水部４４から吐出する気泡混入水を脈動させる状態と、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される主水流の進行方向の変化を停止させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を定常化させ、吐水部４４から吐出する気泡混入水の脈動を停止させる状態とを切り替え可能に構成されている。【選択図】図２
2013150798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置であって、
水を供給する給水部と、
前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて主水流として下流側に噴射する絞り部と、
前記絞り部の下流側に設けられ、空気を導入する空気導入口を有するとともに、前記空気導入口から導入された空気を前記主水流に混入させて気泡混入水を生成する空気混入部と、
前記空気混入部の下流側に設けられ、前記気泡混入水を吐出する吐水部と、
前記主水流に混入される空気量を周期的に変化させる脈動付与手段と、
前記主水流に混入される空気量を定常にする脈動停止手段と、
前記脈動付与手段の作動と、前記脈動停止手段の作動とを切り替える切り替え手段と、
を備えることを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される前記主水流の進行方向を周期的に変動させることで前記主水流に混入される空気量を周期的に変化させるものであって、
前記脈動停止手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される前記主水流の進行方向の変動を停止させることで前記主水流に混入される空気量を定常にするものであることを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記脈動付与手段は、前記主水流を挟んで前記空気導入口の反対側に渦状水流を形成するための渦水流形成部が設けられており、前記渦状水流によって発生する渦水流負圧の大きさを周期的に変化させることで前記主水流の進行方向を変動させるよう構成されており、
前記切り替え手段は、前記主水流を挟んで前記空気導入口側に発生する吸気負圧を変化させるよう構成されており、
前記脈動停止手段は、前記切り替え手段によって前記脈動付与手段の作動時に比べて大きな吸気負圧を常時発生させることで、前記渦水流形成部に発生する渦水流負圧によって前記主水流の進行方向が変動することを防止するよう構成されていることを特徴とする請求項２記載の吐水装置。
【請求項４】
前記切り替え手段は、前記空気導入口の開度を変更することで前記脈動付与手段の作動と前記脈動停止手段の作動を切り替えるものであって、前記脈動付与手段の作動時に比べて前記脈動停止手段の作動時の方が、前記空気導入口の開度が小さくなるように構成されていることを特徴とする請求項３記載の吐水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャワー装置の一例として、いわゆるエジェクタ効果を利用して水に空気を混入させ、気泡混入水と成して吐出するものが知られている。このような気泡混入水を吐出するシャワー装置は、空気を混入させることによって、少ない水量であっても高い量感（人体に着水する際の水滴が大きい）を実現することができるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特許第３７４７３２３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、気泡混入水を吐出するシャワー装置の場合、高い量感を確保できるというメリットがある一方で、空気が混入していることに伴い、水滴の密度が小さくなり、水滴が人体に着水した際に使用者が感じる刺激感が弱くなるという課題がある。
【０００５】
また、刺激感には使用者によって好みが異なるため、高い量感と高い刺激感のあるモードと、高い量感と低い刺激感とを使用者自身が任意に切り替えできることが好ましい。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、少ない水量で高い量感と高い刺激感とを享受できるモードと、少ない水量で高い量感と低い刺激感とを享受できるモードとを使用者自身が任意に切り替えできるシャワー装置を提供することを目的とする。
【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本発明に係るシャワー装置は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、水を供給する給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて主水流として下流側に噴射する絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、空気を導入する空気導入口を有するとともに、前記空気導入口から導入された空気を前記主水流に混入させて気泡混入水を生成する空気混入部と、前記空気混入部の下流側に設けられ、前記気泡混入水を吐出するための複数の散水孔が形成されている吐水部と、を備える。本発明に係るシャワー装置は更に前記主水流に混入される空気量を周期的に変化させる脈動付与手段と、前記主水流に混入される空気量を定常にする脈動停止手段と、前記脈動付与手段の作動と、前記脈動停止手段の作動とを切り替える切り替え手段と、を備える。
【０００８】
本発明によれば、空気混入部において絞り部から噴射される主水流に空気を混入させて気泡混入水とし、その気泡混入水を吐水部から吐出するので、使用者に量感のある吐水を享受させることができる。更に本発明では、脈動付与手段を設け、この脈動付与手段によって、主水流に混入される空気の量を周期的に変化させることができる。具体的には、空気混入量の多い状態では吐出される気泡混入水（水＋空気）の流量が多くなり、吐出される気泡混入水の流速が高くなる。一方、空気混入量の少ない状態では吐出される気泡混入水（水＋空気）の流量が少なくなり、吐出される気泡混入水の流速が低くなる。このように流速の異なる気泡混入水が交互に吐出されることで、人体に着水するまでの間に、後から吐出された流速の高い気泡混入水が前に吐出された流速の低い気泡混入水に追い付き、結果として吐水に粗密が発生し、これにより大量の気泡混入水が人体に対して断続的に着水することとなり、使用者の刺激感を強めることができる。更に本発明では、脈動を停止させる脈動停止手段を備えることで、主水流に混入される空気の量を定常的にすることができる。具体的には、空気混入量を定常にすることで吐出される気泡混入水の流速差が発生しないため、定常的な気泡混入水が人体に対して連続的に着水することとなり、脈動付与手段の作動時に比べて使用者の刺激感を弱めることができる。更に本発明では、脈動付与手段の作動と、脈動停止手段の作動とを切り替える切り替え手段を備えることで、使用者が好みに応じて気泡混入水の刺激感を切り替えることができる。
【０００９】
また本発明に係るシャワー装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される前記主水流の進行方向を周期的に変動させることで前記主水流に混入される空気量を周期的に変化させるものであって、前記脈動停止手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される前記主水流の進行方向の変動を停止させることで前記主水流に混入される空気量を定常にするものであることも好ましい
【００１０】
主水流の進行方向を周期的に変化させることで、空気混入部において主水流に混入される空気量を変化させることができ、使用者の刺激感を強めることができる。また、主水流の進行方向を定常とすることで、空気混入部において主水流に混入される空気量を定常にすることができ、使用者の刺激感を弱めることができる。
【００１１】
また本発明に係るシャワー装置では前記脈動付与手段は、前記主水流を挟んで前記空気導入口の反対側に渦状水流を形成するための渦水流形成部が設けられており、前記渦状水流によって発生する渦水流負圧の大きさを周期的に変化させることで前記主水流の進行方向を変動させるよう構成されており、前記切り替え手段は、前記主水流を挟んで前記空気導入口側に発生する吸気負圧を変化させるよう構成されており、前記脈動停止手段は、前記切り替え手段によって前記脈動付与手段の作動時に比べて大きな吸気負圧を常時発生させることで、前記渦水流形成部に発生する渦水流負圧によって前記主水流の進行方向が変動することを防止するよう構成されていることも好ましい。
【００１２】
本発明によれば、渦水流形成部に形成された渦状水流によって主水流の進行方向を変動させることができる。この渦水流の作用について次に説明する。まず絞り部から噴射された主水流は、渦水流による渦水流負圧によって渦水流形成部側に引き寄せられる。この時、絞り部から噴射された主水流の進行方向が渦水流形成部側に傾くにつれて、渦状水流の回転半径は徐々に小さくなり、これに合わせて渦状水流によって発生する負圧も小さくなる。これは渦状水流における回転半径の大きさと、渦状水流によって発生する負圧の大きさとは、正の相関関係にあるからである。このようにして渦状水流の回転半径がある程度まで小さくなると渦状水流によって発生する負圧が小さくなり、絞り部から噴射される主水流を引き寄せる作用が弱まり、結果として主水流の進行方向が元の位置に復帰する。主水流の進行方向が元の位置に復帰すると、渦水流形成部に形成される渦状水流の回転半径が再び大きくなる。渦状水流の回転半径が大きくなると渦状水流によって発生する負圧が大きくなり、再び絞り部から噴射された主水流は、その負圧によって渦水流形成部側に引き寄せられる。上述した現象が繰り返されることにより、絞り部から噴射される主水流の進行方向を周期的に変化させることを可能としている。
更に本発明によれば、脈動停止手段は、切り替え手段によって脈動付与手段の作動時に比べて大きな吸気負圧を常時発生させることで、渦水流形成部に発生する渦水流負圧によって主水流の進行方向が変動することを防止するよう構成している。空気導入口側に発生する吸気負圧が大きい状態においては、吸気負圧によって主水流に対する渦水流負圧の影響が相殺されて小さくなるため、主水流の進行方向が変動することを防止できる。尚、空気導入口側に発生する吸気負圧が小さい状態においては、主水流に対する渦水流負圧の影響が圧倒的に大きいため、渦水流負圧によって主水流の進行方向を変動させることができる。
【００１３】
また本発明に係るシャワー装置では、前記切り替え手段は、前記空気導入口の開度を変更することで前記脈動付与手段の作動と前記脈動停止手段の作動を切り替えるものであって、前記脈動付与手段の作動時に比べて前記脈動停止手段の作動時の方が、前記空気導入口の開度が小さくなるように構成されていることも好ましい。
【００１４】
本発明によれば、空気導入口の開度を変更するという簡単な構成で脈動付与手段の作動と脈動停止手段の作動を切り替えることができる。具体的には、空気導入口の開度を変更することで空気導入口の通気抵抗が変化し、空気導入量が変わる。空気導入口の開度を小さくして空気導入量を少なくした状態では主水流によって発生する負圧を減少させるための空気量が導入できないため吸気負圧を大きくできる。一方、空気導入口の開度を大きくして空気導入量が多くした状態では主水流によって発生する負圧を減少させるための空気量が導入できるため吸気負圧を小さくできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、少ない水量で高い量感と高い刺激感とを享受できるモードと、少ない水量で高い量感と低い刺激感とを享受できるモードとを使用者自身が任意に切り替えできる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】
【００１６】
【図１】本願発明の実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図２】図１の（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図２に示す空気混入部近傍を拡大して示す拡大斜視断面図である。
【図４】本実施形態のシャワー装置において、脈動吐水をする原理を説明するための図である。
【図５】本実施形態のシャワー装置において、脈動吐水をする原理を説明するための図である。
【図６】本実施形態のシャワー装置において、脈動吐水をする原理を説明するための図である。
【図７】本実施形態のシャワー装置において、脈動吐水をする原理を説明するための図である。
【図８】本実施形態のシャワー装置において、脈動吐水をするメカニズムを示す写真である。
【図９】本実施形態のシャワー装置において、脈動吐水をした状態を示す写真である。
【図１０】本実施形態のシャワー装置において、脈動停止手段定常状態の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１８】
本発明の実施形態であるシャワー装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るシャワー装置Ｆ１を示す図であって、図１の（Ａ）は平面図を示し、図１の（Ｂ）は側面図を示し、図１の（Ｃ）は下面図を示している。図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１は主に略円盤状を成す本体４によって構成されており、シャワー装置Ｆ１（本体４）の上面４ａには給水口４１ｄ及び開口４３１が形成されている。
【００１９】
図１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１の本体４は、給水口４１ｄ及び開口４３１が形成されているキャビティ４Ａと、散水孔４４３が形成されているシャワープレート４Ｂとによってその外形が構成されている。図１の（Ｃ）に示されるように、本体４の下面４ｂには複数の散水孔４４３が形成されていると共に、封止コマ４Ｅが配置されている。本実施形態の場合、散水孔４４３は封止コマ４Ｅを中心とした放射状に配置されている。
【００２０】
続いて、図１の（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図２を参照しながらシャワー装置Ｆ１について説明を加える。図２に示されるように、シャワー装置Ｆ１は、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、導入コマ４Ｄと、封止コマ４Ｅとによって構成されている。
【００２１】
キャビティ４Ａは、シャワープレート４Ｂと共に本体４の外形を形成する部材であって、本体４の上面４ａとは反対側の当接面４Ａａから上面４ａに向けて円形の凹部４Ａｂが形成されている。
【００２２】
シャワープレート４Ｂは、キャビティ４Ａと共に本体４の外形を形成する部材であって、散水孔４４３が放射状に複数個形成されている。この散水孔４４３が形成されている領域の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａは吐水部４４の側壁４４ｃとなるように構成されている。
【００２３】
シャワープレート４Ｂの当接面４Ｂａとキャビティ４Ａの当接面４Ａａとを当接させると、キャビティ４Ａの凹部４Ａｂと当接面４Ｂａとによって空隙が形成され、この空隙が空気混入部４３及び吐水部４４となるように構成されている。凹部４Ａｂの一部分は吐水部４４の側壁４４ａとなるように構成されている。
【００２４】
シャワー装置Ｆ１の給水部４１、絞り部４２、及び空気混入部４３について、給水部４１、絞り部４２、及び空気混入部４３の近傍を拡大した図３を参照しながら説明を加える。図３に示されるように、給水部４１、絞り部４２、及び空気混入部４３は、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、導入コマ４Ｄと、封止コマ４Ｅとによって構成されている。
【００２５】
導入コマ４Ｄは、大径部４Ｄａと、小径部４Ｄｂとを有する。大径部４Ｄａの、小径部４Ｄｂとは反対側の端部には、給水口４１ｄが形成されている。大径部４Ｄａの内部は、給水口４１ｄに繋がるように筒状の空洞が形成されており、給水部４１となっている。大径部４Ｄａの、給水口４１ｄが形成されている端部には、鍔部４Ｄａａが形成されている。鍔部４Ｄａａには、鍔部４Ｄａａを厚み方向に貫通するように、開口４３１が形成されている。
【００２６】
小径部４Ｄｂの、大径部４Ｄａとは反対側の端部には、絞り口４２ｄが形成されている。小径部４Ｄｂの内部は、絞り口４２ｄと給水部４１とを繋ぐように空洞が形成されており、絞り部４２となっている。
【００２７】
導入コマ４Ｄは、キャビティ４Ａに形成された凹部４Ａｃ及び貫通孔４Ａｄに納められている。凹部４Ａｃは、キャビティ４Ａの中央に形成されている。凹部４Ａｃの底部中央には、貫通孔４Ａｄが形成されている。導入コマ４Ｄの小径部４Ｄｂは、貫通孔４Ａｄの内部に収められ、貫通孔４Ａｄから突出して封止コマ４Ｅに対向するように配置されている。導入コマ４Ｄの大径部４Ｄａは、凹部４Ａｃの内部に収められ、鍔部４Ｄａａは、凹部４Ａｃの外側端において当接している。
【００２８】
大径部４Ｄａと凹部４Ａｃとの間、小径部４Ｄｂと貫通孔４Ａｄとの間は、それぞれ空隙が形成され空気流路４３１ａとなっている。空気流路４３１ａは、開口４３１と空気混入部４３とを繋ぐように形成されている。
【００２９】
封止コマ４Ｅは、シャワープレート４Ｂの中央に形成されている貫通孔４Ｂｂに嵌め込まれている。封止コマ４Ｅの導入コマ４Ｄ側の面には、中央に水誘導凹部４２ｅが形成されている。水誘導凹部４２ｅの周囲には、渦室４３２が形成されている。水誘導凹部４２ｅ及び渦室４３２は、封止コマ４Ｅの導入コマ４Ｄ側の面から後退するように凹部を設けることで形成されている。
【００３０】
水誘導凹部４２ｅの渦室４３２側端部には、傾斜面４２１ｃが形成されている。傾斜面４２１ｃは、水誘導凹部４２ｅの底面から徐々に上昇する傾斜面として形成されている。傾斜面４２１ｃは、導入コマ４Ｄの小径部４Ｄｂの端面４２１ｂと対向するように配置されている。端面４２１ｂは、水誘導凹部４２ｅの底面と平行に配置されている。傾斜面４２１ｃと端面４２１ｂとによって、絞り流路４２１が形成されている。
【００３１】
給水口４１ｄから導入された水は、給水部４１及び絞り部４２を通り、絞り流路４２１から空気混入部４３に向けて噴射される。また、開口４３１から導入された空気は、空気流路４３１ａを通り、空気混入部４３に導入される。絞り流路４２１から空気混入部４３に向けて水を噴射すると、吐水部４４側に気液界面が形成され、その気液界面に噴射された水が突入し空気を巻き込むことで気泡混入水が形成される。
【００３２】
上述したように、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、導入こま４Ｄと、封止コマ４Ｅとを組み上げることで、シャワー装置Ｆ１は、給水部４１と、絞り部４２と、空気混入部４３と、吐水部４４とを備えるように構成される。
【００３３】
給水部４１は、水を供給するための部分であって、給水口４１ｄから導入した水を絞り部４２へと供給する部分である。給水口４１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部４１から絞り部４２へと供給される。
【００３４】
絞り部４２は、給水部４１の下流側に設けられており、給水部４１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部４２には、絞り流路４２１が形成されている。
【００３５】
空気混入部４３は、絞り部４２の下流側に設けられており、絞り部４２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口４３１及び空気流路４３１ａが形成されている部分である。
【００３６】
吐水部４４は、空気混入部４３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成されている部分である。
【００３７】
シャワー装置Ｆ１では、空気混入部４３において絞り流路４２１から噴射される水の進行方向を周期的に変動させることで、気泡混入水の空気混入率を周期的に変動させている。この空気混入率の周期的な変動によって、吐水が脈動状態となり、使用者は刺激感を得ることができる。
【００３８】
続いて、図４，５，６，７を参照しながら、空気混入率を周期的に変動させる原理について説明する。図４，５，６，７は、絞り流路４２１近傍の拡大図であり、空気混入率が変動する様子を時系列的に示す図である。図４は、絞り流路４２１から水を噴射し始めた初期段階を示す図である。図５は、図４に示した状態から空気混入率が高まった状態を示す図である。図６は、図５に示した状態から更に空気混入率が高まり最大となった状態を示す図である。図７は、図６に示した状態から空気混入率が低下した状態を示す図である。
【００３９】
最初に、図４に示すように、絞り流路４２１から噴射された水は、傾斜面４２１ｃに沿って図中上方の空気流路４３１ａに向けて進行し、主水流を形成する。絞り流路４２１から噴射される主水流の作用によって負圧が発生し、空気流路４３１ａから開口４３１を通して空気が取り込まれる。絞り流路４２１から噴射される主水流によって、空気混入部４３は満水状態となる。絞り流路４２１から噴射される主水流と壁面付近の水とは速度差があり、主水流の進行方向と渦室４３２とは比較的離れているので、絞り流路４２１から噴射された水の一部が戻り、渦室４３２へと導かれる。渦室４３２に導かれた水は渦状の副水流を発生する。
【００４０】
上述したように、空気流路４３１ａを通る空気の流れと、渦室４３２近傍に起きる渦状の副水流の流れとが並行して発生するので、それぞれ吸引負圧と副水流負圧とを主水流を挟むように発生させる。図４に示す状態では、主水流が空気流路４３１ａ側（開口４３１側）に近づいているので、副水流が大きな渦を描くように発生する。従って、吸引負圧よりも副水流負圧が大きい状態となっている。このため、空気混入率は低く（空気混入量は少なく）、吸引負圧も大きい状態であるが、副水流負圧により主水流が引き寄せられる力の方が大きいため、主水流は渦室４３２側に引っ張られることになる。
【００４１】
続いて、図５に示すように、絞り流路４２１から噴射された水による主水流は、渦室４３２側にその進行方向を変える。図５に示す状態では、主水流が空気流路４３１ａから離れるので、空気流路４３１ａから導入される空気が入る余地が大きくなり、より多くの空気が空気混入部４３内に導入される。一方、主水流が渦室４３２側に近づいているので、副水流は小さな渦を描くように発生する。従って、図４の状態と比べ副水流負圧は小さくなっている。空気混入率は中程度に高まり、空気混入量も中程度に増える。主水流は図４の状態から渦室４３２に進行方向を変える慣性が働いているので、そのまま主水流の進行方向は渦室４３２側へと変わり続ける。
【００４２】
続いて、図６に示すように、絞り流路４２１から噴射された水による主水流は、渦室４３２側に最もその進行方向を近接させる。図６に示す状態では、主水流が空気流路４３１ａから最も離れ、空気流路４３１ａから導入される空気が入る余地が最大となり、より多くの空気が空気混入部４３内に導入される。一方、主水流が渦室４３２側に最も近づいているので、副水流はより小さな渦を描くように発生する。従って、副水流負圧は最も小さくなっており、副水流負圧による主水流を引き寄せる力はほとんど作用していない状態になっている。そのため、吸引負圧も最も小さな状態ではあるものの、主水流を引き寄せる力は作用しており、かつ主水流は絞り流路４２１ｃの傾斜面に沿って噴射されようとするため、主水流は空気流路４３１ａ側に引っ張られることになる。
【００４３】
続いて、図７に示すように、絞り流路４２１から噴射された水による主水流は、渦室４３２側から空気流路４３１ａ側にその進行方向を変える。図７に示す状態では、主水流が空気流路４３１ａに近づくので、空気流路４３１ａから導入される空気が入る余地が図６の状態よりは小さく（図５に示す状態よりは大きく）なり、中程度の量の空気が空気混入部４３内に導入される。一方、主水流が渦室４３２側から離れているので、副水流は大きな渦を描くように発生する。従って、副水流負圧による主水流を引き寄せる力が作用するものの、主水流は図６の状態から空気流路４３１ａに進行方向を変える慣性が働いているので、そのまま主水流の進行方向は空気流路４３１ａ側へと変わり続ける。図７に示す状態が更に進行すると、図４に示す状態に戻り、上述したサイクルが繰り返される。
【００４４】
上述した作動原理によって構成したシャワー装置Ｆ１に通水した場合の内部の状態を撮影した写真を、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。図８の（Ａ）は、図４を参照しながら説明した状態の実際の通水状態を撮影したものであり、図８の（Ｂ）は、図６を参照しながら説明した状態の実際の通水状態を撮影したものである。
【００４５】
上述した作動原理によって構成したシャワー装置Ｆ１から吐水した場合の状態を撮影した写真を図９に示す。図９に示すように、シャワー装置Ｆ１から吐水すると、空気混入量が少なく水量が多い吐水と、空気混入量が多く水量が多い吐水とが交互に繰り返され、脈動的な吐水となっている。一方、空気を混入しないシャワー装置Ｆ２においても、空気を混入するけれども脈動的な吐水としないシャワー装置Ｆ３においても、本実施形態のような脈動的な吐水は実現されていない。
【００４６】
上述したように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、空気を混入させた気泡混入水を吐出するシャワー装置であって、水を供給する給水部４１と、給水部４１の下流側に設けられ、給水部４１よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて主水流として下流側に噴射する絞り部４２と、絞り部４２の下流側に設けられ、主水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口４３１及び空気流路４３１ａが形成されている空気混入部４３と、空気混入部４３の下流側に設けられ、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成されている吐水部４４と、を備える。
【００４７】
シャワー装置Ｆ１は、主水流とは進行方向が異なる副水流を形成するための副水流形成手段として、主水流の進行方向を空気流路４３１ａ側に方向付ける傾斜面４２１ｃと、副水流の形成をより促進する渦室４３２とを備える。シャワー装置Ｆ１は、副水流の作用によって主水流の進行方向を周期的に変化させることで、空気混入部４３において主水流に混入される空気の量を変化させている。
【００４８】
本実施形態によれば、空気混入部４３において絞り部４２から噴射される主水流に空気を混入させて気泡混入水とし、その気泡混入水を吐水部４４から吐出するので、使用者に量感のある吐水を享受させることができる。更に、副水流形成手段を設け、この副水流形成手段によって主水流とは進行方向が異なる副水流を形成している。この副水流の作用によって、主水流の進行方向を周期的に変化させている（図８参照）ので、空気混入部４３において主水流に混入される空気の量を変化させることができる（図９参照）。混入される空気の量が変化することで、吐水部から吐出する気泡混入水の瞬間流量が大きく変化し、使用者に当たる水流に強弱が発生する。空気の混入率が高い場合、気泡混入水の吐水流速が増加するため下流側の水に追い付き、その後、使用者に着水する。そのため、混入される空気の量が一定の場合と比べ、使用者に着水する水量が増加しているため、強い水流が当たったものと感じる。
【００４９】
本実施形態では、上述したような脈動的な刺激を与える吐水を、主水流の進行方向を周期的に変化させるような副水流を形成することによって実現しているので、例えば吐水圧を脈動的に変化させるポンプを別途設けるようなことなく、簡単な構成で使用者にとって心地よい刺激を与えることができるシャワー装置Ｆ１を提供している。
【００５０】
また本実施形態では、副水流形成手段は、主水流の近傍に副水流負圧を発生させるように副水流を形成するものである。
【００５１】
副水流によって主水流の進行方向を変化させるためには、主水流の近傍に副水流に起因する圧力変動を発生させることが簡便且つ確実な手法である。本実施形態の場合、上述したように空気混入部４３の開口４３１及び空気流路４３１ａから空気を取り込んで気泡混入水を形成しているので、空気混入部４３内は負圧状態となっている。そこでこの好ましい態様では、空気混入部４３内の負圧を低下させないように、主水流の近傍に副水流負圧を発生させることで主水流の進行方向を周期的に変化させている。
【００５２】
また本実施形態では、副水流形成手段は、空気混入部４３に噴射される主水流によって副水流を形成するものである。
【００５３】
このように、主水流によって副水流を形成するので、副水流を発生させるための特別な機構を別途設けることなく、より簡単な構成で主水流の進行方向を周期的に変動させることができる。
【００５４】
また本実施形態では、空気混入部４３に開口４３１から空気を吸引するために発生される吸引負圧と、絞り部４２１ｃの傾斜面に沿って噴射しようとする力と、副水流負圧との圧力差によって、主水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、副水流形成手段は、副水流の作用によって副水流負圧を変化させ、圧力差を変化させている（図４〜７参照）。
【００５５】
主水流の進行方向を変動させることのみに着目すれば、主水流の進行方向と交わる方向に作用する負圧が発生していればよく、気泡混入水を生成するために開口４３１から空気を吸引する際に発生する吸引負圧の変動のみで主水流の進行方向を変動させることも考えられる。しかしながら、吸引負圧のみの作用によって主水流の進行方向を変動させようとすれば、吸引負圧と主水流の変動による圧力バランスが均衡し、主水流の動きが止まることが想定される。そこで、吸引負圧と副水流負圧との圧力差によって主水流の進行方向を周期的に変化させるので、主水流には吸引負圧と副水流負圧とが相互作用することになり、圧力バランスが均衡して主水流の動きが止まってしまうことを防止できる。このように主水流の進行方向を変動させることを副水流水圧の変化によって行っているので、より簡単な構成で確実に主水流の進行方向を周期的に変動させることができる。
【００５６】
また本実施形態では、副水流形成手段は、副水流を渦状の流れに形成するためのガイドとなる渦室４３２を有する。
【００５７】
このようには、副水流を形成するためのガイドとなる渦室４３２を設けているので、副水流を形成する渦状の流れを渦室４３２の大きさによって大きくしたり小さくしたりすることができる。従って、副水流によって発生させる副水流負圧に求められる負圧量に応じて渦室４３２の大きさを調整し、適切な副水流負圧を発生させることができる。
【００５８】
また本実施形態では、渦室４３２は、主水流を挟んで開口４３１及び空気流路４３１ａと反対側であって、開口４３１及び空気流路４３１ａと対向する位置に設けられている。
【００５９】
このように、副水流負圧を発生させる渦室４３２と吸引負圧を発生させる開口４３１及び空気流路４３１ａとを対向する位置に形成するので、副水流負圧と吸引負圧とを主水流を挟んで対向発生させることができ、主水流の進行方向を安定して周期変動させることができる。
【００６０】
また本実施形態では、渦室４３２は、絞り部４２側における空気混入部４３の端部に設けられている。
【００６１】
本実施形態では、絞り部４２側における空気混入部４３の端部は、主水流の噴射側に最も近くなり、主水流の流速が最も速い場所となる。このように、主水流の流速が最も速くなる場所に渦室４３２を形成しているので、渦流も流速が早くなり、より大きな副水流負圧を発生させることができる。
【００６２】
また本実施形態では、絞り部４２は、主水流を噴射する方向が、副水流が形成される位置よりも開口４３１及び空気流路４３１ａ側に傾いていることも好ましい。
【００６３】
このように、主水流を噴射する方向が開口４３１及び空気流路４３１ａ側に傾いているので、絞り部４２から噴射された主水流の進行方向は開口４３１及び空気流路４３１ａ側に傾く（図４及び図８参照）。主水流の噴射によって副水流が形成されると副水流負圧が発生するので、開口４３１及び空気流路４３１ａ側に傾いている主水流の進行方向を副水流側に傾かせることができる（図５及び図８参照）。このように予め開口４３１及び空気流路４３１ａ側に傾いている主水流の進行方向を副水流側に引き寄せることで、主水流の進行方向の変動幅を大きくすることができ、空気の混入量の変動も大きくすることができる。従って、体感的に強い水流と弱い水流とが当たる際の変動幅を大きくすることになり、使用者はより強い脈動的な刺激を受けることができる。
【００６４】
また本実施形態では、主水流は、副水流側に開口４３１及び空気流路４３１ａから吸引された空気が侵入しないような水流となるように形成されている。
【００６５】
このように、主水流によって開口４３１及び空気流路４３１ａから吸引された空気が副水流側に進入しないようにしているので、より安定的に副水流を形成し、安定した副水流負圧を発生することができる。
【００６６】
脈動を停止させ、定常状態となった場合の流れの様子を図１０に示す。図１０に示すように本実施形態では、絞り流路４２１から噴射された水は、傾斜面４２１ｃに沿って図中上方の空気流路４３１ａに向けて進行し、主水流を形成する。絞り流路４２１から噴射される主水流の作用によって負圧が発生し、空気流路４３１ａから開口４３１及び空気流路４３１aの途上に設けられた、流路断面積を変更できる開度可変バルブ５００を通して空気が取り込まれる。絞り流路４２１から噴射される主水流によって、空気混入部４３は満水状態となる。絞り流路４２１から噴射される主水流と壁面付近の水とは速度差があり、主水流の進行方向と渦室４３２とは比較的離れているので、絞り流路４２１から噴射された水の一部が戻り、渦室４３２へと導かれる。渦室４３２に導かれた水は渦状の副水流を発生する。
【００６７】
上述したように、空気流路４３１ａ及び開度可変バルブ５００を通る空気の流れと、渦室４３２近傍に起きる渦状の副水流の流れとが並行して発生するので、それぞれ吸引負圧と副水流負圧とを主水流を挟むように発生させる。図１０に示す状態では、主水流が空気流路４３１ａ側（開口４３１側）に近づいているので、副水流が大きな渦を描くように発生する。
【００６８】
本発明の実施形態では、空気流路４３１ａの途上に流路断面積を変更できるバルブを設けている。このバルブは多段的に開度を変更することができ、空気流路４３１ａを通過する吸引空気量を調整することができる。吸引空気量を調整することで、吸引負圧を副水流負圧と同等以上とすることで、脈動を停止させることができる。また開度可変バルブ５００は、任意に吸引空気量を調整できることから、脈動を付与する場合と停止する場合を容易に切り替えることができる。
【００６９】
次に本発明の変形例を示す。
本発明によると、吸引空気量の変動振幅の大きさを変えることで、吐出部４４から吐出する気泡混入水の周期を変えることができ、脈動停止すなわち周期がゼロとすることができる。
【００７０】
また周期を大きくすることで、吐出した気泡混入水が人体に着水する際の刺激の強弱が感じられなくなり、脈動停止と同様の効果が得られる。
【００７１】
主水流が副水流負圧側に引き寄せられる力を大きくすることで、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。渦室４３２に発生する副水流負圧と主水流の接触面積を増加させることで、主水流が副水流負圧より受ける力を増加させ、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。
【００７２】
主水流が副水流負圧側に引き寄せられる力を小さくすることで、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。渦室４３２を小さくすることで、主水流が副水流負圧側に引き寄せられる力を小さくすることが可能であり、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。
【００７３】
絞り部４２の下流の通水抵抗を大きくすることで、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。吐出部４４の開口面積を小さくすることで、絞り部４２の下流の通水抵抗が大きくなり、絞り部４２の下流の内圧が上昇し、主水流の進行方向を変えることを阻害するため、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。
【００７４】
主水流の進行方向が周期的に変動している状態において、絞り口４２ｄの開口面積を大きくすることで、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。絞り口４２ｄの開口面積を大きくすることで、吸引負圧と副水流負圧の大小バランスが崩れ、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。
【００７５】
主水流の進行方向が周期的に変動している状態において、絞り口４２ｄの開口面積を小さくすることで、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。絞り口４２ｄの開口面積を小さくすることで、吸引負圧と副水流負圧の大小バランスが崩れ、主水流の進行方向を定常とすることが可能である。
【００７６】
脈動付与手段は、絞り部４２における水の流れの剥離現象を利用することも可能である。
【００７７】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７８】
Ｆ１：シャワー装置
４：本体
４Ａ：キャビティ
４Ａａ：当接面
４Ａｂ：凹部
４Ａｃ：凹部
４Ａｄ：貫通穴
４Ｂ：シャワープレート
４Ｂａ：当接面
４Ｂｂ：貫通穴
４Ｄ：導入コマ
４Ｄａ：大径部
４Ｄａａ：鍔部
４Ｄｂ：小径部
４Ｅ：封止コマ
４ａ：上面
４ｂ：下面
４１：給水部
４１ｄ：給水口
４２：絞り部
４２ｄ：絞り口
４２ｅ：水誘導凹部
４２１：絞り流路
４２１ｂ：端面
４２１ｃ：傾斜面
４３：空気混入部
４３１：開口
４３１ａ：空気流路
４３２：渦室
４４：吐水部
４４ａ：側壁
４４ｂ：側壁
４４ｃ：側壁
４４３：散水孔
５００：開度可変バルブ
Ｆ２：シャワー装置
Ｆ３：シャワー装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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