JP2013002118A - 節水型の散水吐水装置及びこれを用いた水栓 - Google Patents

Abstract

【課題】少量の吐水でも広い範囲に亘ってシャワー吐水でき、散水流の本数，強さも手洗いに適度なものとなし得る節水型のシャワー吐水装置を提供する。
【解決手段】先端部の散水板６８と、散水板６８の背後に区画形成された水室７２と、上流側の入水口から散水板６８に向かって延び水室７２へと到る給水路５０とを備えてシャワー吐水装置４０を構成する。その給水路５０は、水室７２に向かって漸次拡径するテーパ形状となすとともに、水室７２は給水路５０の先端の流入口７４から径方向外方に拡がった空間を形成し、内面７６Ａが流入口７４から径方向に拡がって散水板６８の外周部に到る傾斜形状のものとなし、また散水板６８は給水路５０の直線状をなす中心の軸線Ｐの延長線上で給水路５０の径方向に向けて配置しておく。
【選択図】 図６

Description

この発明は節水型の散水吐水装置に関し、特に手洗い用に用いて好適な散水吐水装置に関する。

通常の水栓の場合、毎分５Ｌ（リットル）以上の多くの水量で吐水することができ、手洗いを行うには十分である。
これに対し、即湯加熱部において、加熱ゾーン入口から入った水を加熱ゾーン内を流動させながら所定温度の温水まで加熱して加熱ゾーン出口から出水させる即湯ユニットを備えた水栓が、例えば口腔洗浄用，洗髪用，歯磨用等として下記特許文献１に開示されている。

この水栓は、使用可能な水量が少量であり、また予め加熱し適温の温水（湯）として貯えておいたものを吐水口から吐水するものでなく、瞬間的に水を所定温度の温水（湯）まで沸し上げて吐水口から吐水するものであるため節水，エネルギー節減に資することができる。

しかしながらこの種の水栓の場合、瞬間的に温水を沸し上げながら出水するものであることから、吐水可能な流量が例えば毎分１Ｌ（リットル）程度と少量に限定され、従ってこれをそのまま手洗い用として用いるには適していない。

本発明に関連する先行技術として、下記特許文献２には「シャワー装置」についての発明が示され、そこにおいて節水のため、水に空気を混入させることで水の見かけ上の体積を増加させ、シャワー吐水させるようになした点、また空気混入率を向上させるため、空気吸入口の上流側通水路上にノズル部を設け、水流を複数の高速線状流とするようになした点が開示されている。
この特許文献２には、散水板の背後にすり鉢状の空間を形成している点が併せて開示されている。
但しこの特許文献２に開示のものでは、そのすり鉢状の空間が給水路から折れ曲って形成されており、また散水板が給水路の軸線の延長線上に位置していない点で、本発明と異なる。

一方、下記特許文献３には「シャワーノズル」についての発明が示され、そこにおいてシャワーヘッドの本体の内部に区画管を収納して、その区画管の内部にねじ板材を設け、湯水が通る際にそのねじ板材によって乱流を生ぜしめ、気泡を細かく分割するようになした点が開示されている。
但しこの特許文献３に開示のものも、散水板が給水路の軸線の延長線上に位置しておらず、本発明と異なる。

更に下記特許文献４には、「浴室用シャワーヘッド」についての考案が示され、そこにおいて空気導入孔を有する負圧形管にノズルからの噴射水を走らせ、周囲の空気を巻き込んだ噴射水をシャワーヘッド先端の屈曲管部の内壁面に衝突させて、跳ね返った噴射水を散水板から噴出すようになした点が開示されている。
この特許文献４に開示のものもまた、給水路の軸線の延長線上に散水板が位置しておらず、本発明と異なる。

特開平４−２９０５６７号公報 特開２００２−１０２１００号公報 特許第３７４７３２３号公報 実開平５−２６１５１号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、少量の吐水でも広い範囲に亘って散水吐水でき、散水流の本数，強さも手洗いに適度なものとなし得る節水型の散水吐水装置及びこれを用いた水栓を提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１は節水型の散水吐水装置に関するもので、先端部の散水板と、該散水板の背後に区画形成された水室と、上流側の入水口から該散水板に向かって延び該水室へと到る給水路と、を有しており、該給水路は該水室に向かって漸次拡径する形状をなしているとともに、前記水室は該給水路の先端の該水室への流入口から該給水路の径方向外方に拡がった空間を形成して、該流入口に続く内面が該流入口から該径方向外方に拡がって該給水路よりも幅広の前記散水板の外周部に到る形状をなしており、該散水板は前記給水路の中心の軸線の延長線上で該給水路の径方向に向けて配置してあることを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記給水路はテーパ形状をなしており、前記水室の前記内面は該給水路のテーパ形状よりも急角度で該給水路の前記径方向外方に拡がった傾斜形状の面となしてあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１，２の何れかにおいて、前記流入口の開口面積に対して、前記散水板に設けられた散水孔の総面積が小さくしてあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記流入口よりも上流部で前記給水路に開口する空気混入口が設けてあるとともに、該空気混入口の更に上流部に、水流に旋回流を生ぜしめる旋回流発生部材が設けてあることを特徴とする。

請求項５は散水吐水装置を用いた水栓に関するもので、請求項１〜４の何れかに記載の散水吐水装置が１つの組付体からなるカートリッジとして吐水管の先端部に脱着可能に取り付けてあることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１〜５の何れかに記載の散水吐水装置と即湯ユニットとを含んで成ることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明は、散水板と、その背後に区画形成された水室と、上流側の入水口から散水板に向かって延び水室へと到る給水路とを備えて散水吐水装置を構成し、そしてその給水路を水室に向かって漸次拡径する形状となすとともに、上記水室を給水路の先端の流入口から給水路の径方向外方に拡がった空間とし、流入口に続く内面を給水路の径方向に拡がって散水板の外周部に到る形状となし、また散水板を給水路の中心の軸線の延長線上で給水路の径方向に向けて配置したものである。

本発明は、少量の吐水でも手洗いができるように吐水装置を散水吐水装置として構成したものである。
但しこの場合、散水吐水装置は少量の吐水でも広い範囲に亘って散水吐水できること、また少量の吐水であっても散水孔からの散水流を強く噴射できること、散水孔即ち散水流の数も手洗いに必要な数とすることが求められる。

本発明の散水吐水装置の場合、散水板が給水路の軸線の延長線上で給水路の径方向に向けて配置してあるため、また給水路が水室に向かって即ち散水板に向かって漸次拡径する形状とされているため、入水口から給水路に入り込んだ水は、給水路に沿って幅を拡げながら下流側へと流れ、水室を経て散水板へと直接に当ることができる。
このとき給水路から出た水は、一部は散水板に設けた散水孔をそのまま通過して外部に散水吐水されるが、他の多くの一部は散水板に対して角度をもって斜めに当たり、そして散水板で水室内に跳ね返されて、その跳ね返りにより水室内に乱れた流れを生ぜしめる。
これにより水室内が水で満たされるようになる。

そのように一旦水室内が水で満たされた上で、その水室内の水が散水孔を通じて外部に散水されるため、本発明の散水吐水装置では少量の吐水であっても広い範囲に亘ってほぼ均等に散水吐水することができる。

尚散水孔の数を少なくすれば少量の吐水であっても強い勢いで散水流を吐出することができるが、この場合、散水流の数が少なくなることで手洗いを良好に行うことができなくなる。

しかるに本発明では一旦水室に水を溜めて、その溜めた水を散水孔を通じて散水吐水するため、適正な数の散水孔を通じて十分に強い勢いで散水吐水することができる。
従って本発明の散水吐水装置によれば、少量の水の吐水であっても良好に手洗いを行うことができる。

この場合において上記給水路はテーパ形状となしておき、また給水路の先端の流入口に繋がる水室の上記の内面は、給水路のテーパ形状よりも急角度で給水路の径方向外方に拡がった傾斜形状の面となしておくことができる（請求項２）。

このようにすれば、給水路のテーパ形状にて給水路内の水流を効果的に下流側に向かって拡大案内できるとともに、更に水室に到った水流を、その内面の傾斜形状にて水室の奥部（給水路の径方向外方の奥部）まで効果的に拡がらせることができ、水室の奥部からも内部の水を十分な圧力で散水板の外周部の散水孔から散水吐水させることができる。

本発明では、給水路の先端の流入口の開口面積に対して、散水孔の総面積を小さくしておくことが望ましい（請求項３）。
このようにすることで、水室内での乱流をより効果的に生ぜしめることができ、ひいては水室内の圧力を高め得てより強い勢いで散水流を吐出できるようになる。

本発明では、上記の流入口よりも上流部で給水路に開口する空気混入口を設けておくとともに、その空気混入口の更に上流部に、水流に旋回流を生ぜしめる旋回流発生部材を設けておくことができる（請求項４）。
このようにすれば、散水流を気泡混じりの泡沫流として吐水でき、節水効果を高めることができるとともに、散水流の勢いを増すことができる。
また旋回流発生部材の働きにより空気の混入量を多くすることができる。

次に請求項５は、上記の散水吐水装置を１つの組付体からなるカートリッジとして、これを水栓の吐水管の先端部に脱着可能に取り付けたもので、この請求項５によれば、単にカートリッジを吐水管の先端部に取り付けることで、吐水管からの吐水を散水吐水となすことができる。
またメンテナンスの必要が生じたときには、カートリッジを取り外すことで容易にメンテナンス作業をすることができる。

更に散水吐水装置が請求項４に従って空気混入口を設けたものである場合、止水時に散水吐水装置よりも上流側且つ上側の水が空気混入口から外側に漏れることがあっても、その漏れた水はそのまま吐水管先端の吐水口から外部に流出するため、ポタ漏れを受けるための受け皿等を特に必要としない。

本発明は、特に上記の即湯ユニットと組み合わせて水栓を構成した場合に効果が大である（請求項６）。
即ち請求項６によれば、即湯ユニットで生ぜしめた少量且つ適温の温水を手洗い用として十分に用いることが可能となる。

ここで即湯ユニットとは、加熱ゾーン入口から入った水を、加熱ゾーン内を流動させながら所定温度の温水まで加熱して、加熱ゾーン出口から出水させる即湯加熱部を含んだものである。

本発明の実施形態の手洗い水栓を示した図である。 （Ａ）図１の吐水管を一部切り欠いて示した図である。（Ｂ）図１の即湯ユニットの内部構成を示した図である。 図２の吐水管を更に拡大して示した図である。 図２及び図３のシャワー吐水装置を単体状態で外観を示した斜視図である。 （Ａ）同じシャワー吐水装置の縦断面図である。（Ｂ）図５（Ａ）の旋回流発生部材を示した図である。 同じシャワー吐水装置の先端部を拡大して示した横断面である。 本発明の更に他の実施形態を示した図である。

次に本発明の実施形態を図面に基づいて詳しく説明する。
図１において、１０は手洗い水栓（以下単に水栓とする）で、カウンター１２の下方に設けられた即湯ユニット１４と、カウンター１２から起立し、手洗い鉢，シンク等の水槽１６に向けて吐水を行う吐水管１８とを有している。
ここで吐水管１８は上部が逆Ｕ字状で全体としてグースネック形状をなしている。

一方カウンター１２の下方の即湯ユニット１４は、入側配管２０を通じて供給されて来た水（冷水）を適温（例えば３１℃程度）の温水に瞬間的に沸し上げ、出側配管２２を通じ吐水管１８へと供給する。
この水栓１０は、水を瞬間的に温水に沸し上げて吐水する関係上、温水として吐水可能な流量は毎分約１Ｌ（リットル）程度の少量である。

図２（Ｂ）に、即湯ユニット１４の内部構成が示してある。
図に示しているように即湯ユニット１４は、内部配管２４上に流量を定流量化する弁２６，流路を開閉する電磁弁２８，即湯加熱部３０に対する入側と出側のサーミスタ３２，３４が設けられている。
３６は制御部で、この制御部３６によって即湯ユニット１４全体の動作が制御される。

即湯加熱部３０は、内部に流路とヒータとを備えており、加熱ゾーン入口３８から入った水を加熱ゾーン出口３９に向かって加熱ゾーン内を流動させながら加熱し、所定温度の温水まで瞬間的に沸し上げて加熱ゾーン出口３９から出水させる。

図２（Ａ）及び図３に示しているように、吐水管１８の先端部にはカートリッジとして構成されたシャワー吐水装置（散水吐水装置）４０が、吐水管１８の先端開口から管軸方向に挿入され、組み付けられている。
４２は吐水管１８内部に配管された給水チューブで、この給水チューブ４２に対してシャワー吐水装置４０が接続され、給水チューブ４２を通じて送られて来た水（温水）が、このシャワー吐水装置４０にて吐水管１８の先端の吐水口４４から外部にシャワー吐水される。

図４〜図６に、シャワー吐水装置４０の構成が具体的に示してある。
これらの図において、４６はシャワー吐水装置４０における本体ボデーで、この本体ボデー４６は、胴部４６Ａとヘッド部４６Ｂとを有している。
胴部４６Ａには接続部４８が設けられており、この接続部４８が図２（Ａ）及び図３の給水チューブ４２に差込接続されている。

図５において、５０はシャワー吐水装置４０、詳しくは本体ボデー４６の内部に形成された給水路で、後述の水室７２に向かって漸次拡径するテーパ形状の径拡大部５２、及びこの径拡大部５２と本体ボデー４６末端の入水口５４との間に形成された収容室５６を有しており、その収容室５６に、旋回流発生部材５８と絞りノズル６０とが軸方向に並べて組み込まれている。
尚本体ボデー４６には、この収容室５６に臨む位置において空気混入口６２が設けられている。

旋回流発生部材５８は、給水路５２の中心の直線状をなす軸線Ｐに対して傾斜した貫通の斜孔６４を周方向に沿って複数有しており、水流をこれら斜孔６４を軸方向に通過させることで、水流に旋回流を生ぜしめ水流の速度を速める。

旋回流発生部材５８を通過した水流は、絞りノズル６０内部で更にその速度が速められ、そしてその先端から上記の径拡大部５２の後端の最小径部６６に向かって噴射される。
このとき、絞りノズル６０周りに生成する負圧によって、空気混入口６２から外部の空気が水流に混入せしめられ、水流が泡沫流とされる。

図４及び図６に示しているように、シャワー吐水装置４０の先端部には散水板６８が設けられている。
この散水板６８には、小孔から成る散水孔７０が分散して設けられている。
ここで散水板６８は、給水路５０の中心の軸線Ｐの延長線上で給水路５０の径方向に向けて配置されている。
散水板６８は外面，内面（裏面）共に軸線Ｐと直角の面をなしており、その中心部が軸線Ｐの延長線上に位置するように設けられている。
また散水板６８に設けられた散水孔７０は、その板面と直角方向即ち軸線Ｐと平行方向を向くように、散水板６８に設けられている。

即ちこれら散水孔７０は、上記の径拡大部５２のテーパ形状をなす内面及び後述の水室７２の内面７６Ａに対して夫々相対的に傾斜した角度をなしている。
尚この実施形態において、散水孔７０の総面積は後述の流入口７４の開口面積に対して小さくされている。

図６において、７２は散水板６８の背後に区画形成された水室で、図６に示す平面断面形状において略３角形状をなしている。
詳しくは、水室７２は給水路５０の先端の水室７２への流入口７４から給水路５０の径方向外方に拡がった空間を形成し、流入口７４に続く内面７６Ａが、流入口７４から給水路５０の径方向に拡がって散水板６８の外周部に到る、径拡大部５２内面のテーパ角度よりも急角度をなす傾斜面とされている。

尚ヘッド部４６Ｂは、図６に示す平面断面形状が胴部４６Ａよりも大形状をなしているが、図５に示す側面断面形状においては、胴部４６Ａと同寸法の形状とされている。
水室７２の内面７６は、図５に示す側面断面形状においても内面７６Ｂが給水路５０の径拡大部５２の内面のテーパ角度よりも急角度とされているが、その角度の大きさは、図６の内面７６Ａに比べて小さい。

尚、図４に示しているようにヘッド部４６Ｂには径方向外方に突出する板状部７８が設けられていて、夫々にＵ字状の切欠部８０，８２が設けられている。
これら切欠部８０，８２には、赤外線式の人体検知センサ（図示省略）が取り付けられる。

この実施形態では、シャワー吐水装置５０が図５に示す１つの組付体からなるカートリッジの形で吐水管１８の最も高位置の部位から先端の間の部分に取り付けられる。

次に本実施形態の作用を説明する。
この実施形態では、即湯ユニット１４から出水した水（温水）が吐水管１８の内部の給水チューブ４２を通じて吐水管１８先端部のシャワー吐水装置４０へと流れ込み、シャワー吐水装置４０の先端部の散水部６８からシャワー吐水される。即ち吐水管１８先端の吐水口４４からシャワー吐水される。

その際、入水口５４から給水路５０に入り込んだ水は、給水路５０の径拡大部５２に沿って幅を広げながら下流側へと流れ、水室７２を経て散水板６８へと直接に当る。
このとき給水路５０から出た水は、一部は散水板６８をそのまま通過して外部にシャワー吐水されるが、他の多くの一部は散水板６８に対して角度をもって斜めに当たり、そして散水板６８で水室７２内に跳ね返されて、その跳ね返りにより水室７２内に乱れた流れを生ぜしめる。
これにより水室７２内が水で満たされるようになる。

そのように一旦水室７２内が水で満たされた上で、その水室７２内の水が散水孔７０を通じて外部に散水されるため、本実施形態のシャワー吐水装置４０では、少量の吐水であっても広い範囲に亘ってほぼ均等にシャワー吐水することができ、また散水孔７０の数を多くしても十分に強い勢いでシャワー吐水することができる。

従ってこの実施形態によれば、少量の水の吐水であっても良好に手洗いを行うことができ、且つ温水を用いて手洗いを行うことができる。

また本実施形態では、給水路５０、詳しくは径拡大部５２のテーパ形状にて給水路５０内の水流を効果的に下流側に向かって拡大案内できるとともに、更に水室７２に到った水流を、内面７６、特に内面７６Ａの傾斜形状によって水室７２の奥部まで効果的に拡がらせることができ、水室７２の奥部からも水室７２内の水を十分な圧力で散水板６８の外周部の散水孔７０を通じてシャワー吐水させることができる。

また本実施形態では、給水路５０先端の流入口７４に対して散水孔７０の総面積が小さくされているため、水室７２内での乱流をより効果的に生ぜしめることができ、ひいては水室７２内の圧力を高め得て、散水板６８からより強い勢いでシャワー吐水することができる。

更に本実施形態では、シャワー吐水を空気混じりの泡沫流となしているため、節水効果を高めることができるとともに、シャワー吐水の勢いを増すことができる。
また旋回流発生部材５８及び絞りノズル６０の働きにより、空気の混入量を多くすることができる。

また本実施形態では、シャワー吐水装置４０を１つの組付体から成るカートリッジとなして、これを水栓１０の吐水管１８の先端部に脱着可能に取り付けており、このようにすることで、単にカートリッジを吐水管１８の先端部に取り付けることで、吐水管１８からの吐水をシャワー吐水となすことができ、またメンテナンスの必要が生じたときにはカートリッジを取り外すことで、容易にメンテナンス作業することができる。

更に、シャワー吐水装置４０が空気混入口６２を有するものであり、止水時にシャワー吐水装置４０よりも上流側且つ上側の水が空気混入口６２から外側に漏れることがあっても、その漏れた水はそのまま吐水管１８先端の吐水口４４から流出するため、ポタ漏れを受けるための受け皿等を特に必要としない。

図７は本発明の他の実施形態を示している。
図において８８は散水吐水装置で、この散水吐水装置８８は、散水板６８に２重筒構造をなす散水孔部材９０を複数（ここでは４つ）並べて設け、各散水孔部材９０において、外筒部の底部９２に設けた開口９４から水室７６内の水を内部に流入させるとともに、外筒部の壁部９６と内筒部の壁部９８との間に形成した空気混入口１００から空気を吸入し、内筒部の内側の先端部の散水孔１０２から泡沫流を１本の散水流として吐水するようになした例である。
ここでは散水板６８の４つの散水孔１０２から泡沫流が散水吐水される。
尚泡沫流から成る散水流は多数の細孔から成る通孔１０４を通じて吐出される。
尚この例では、図５の空気混入口６２は設けられていない。

以上本発明の実施形態を詳述したがこれはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態では空気混入口６２，旋回流発生部材５８，絞りノズル６０等を設けてシャワー流を気泡混じりの泡沫流となしているが、これら空気混入口６２，旋回流発生部材５８，絞りノズル６０等を省略し、空気を含まない水流をシャワー吐水するようになすことも可能である。
その他本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

１０ 手洗い水栓
１４ 即湯ユニット
１８ 吐水管
４０ シャワー吐水装置
５０ 給水路
５４ 入水口
５８ 旋回流発生部材
６２ 空気混入口
６８ 散水板
７０ 散水孔
７２ 水室
７４ 流入口
７６ 内面

Claims (6)

1. 先端部の散水板と、該散水板の背後に区画形成された水室と、上流側の入水口から該散水板に向かって延び該水室へと到る給水路と、を有しており
   該給水路は該水室に向かって漸次拡径する形状をなしているとともに
   前記水室は該給水路の先端の該水室への流入口から該給水路の径方向外方に拡がった空間を形成して、該流入口に続く内面が該流入口から該径方向外方に拡がって該給水路よりも幅広の前記散水板の外周部に到る形状をなしており、
   該散水板は前記給水路の中心の軸線の延長線上で該給水路の径方向に向けて配置してあることを特徴とする節水型の散水吐水装置。
2. 請求項１において、前記給水路はテーパ形状をなしており、
   前記水室の前記内面は該給水路のテーパ形状よりも急角度で該給水路の前記径方向外方に拡がった傾斜形状の面となしてあることを特徴とする節水型の散水吐水装置。
3. 請求項１，２の何れかにおいて、前記流入口の開口面積に対して、前記散水板に設けられた散水孔の総面積が小さくしてあることを特徴とする節水型の散水吐水装置。
4. 請求項１〜３の何れかにおいて、前記流入口よりも上流部で前記給水路に開口する空気混入口が設けてあるとともに、該空気混入口の更に上流部に、水流に旋回流を生ぜしめる旋回流発生部材が設けてあることを特徴とする節水型の散水吐水装置。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の散水吐水装置が１つの組付体からなるカートリッジとして吐水管の先端部に脱着可能に取り付けてあることを特徴とする水栓。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の散水吐水装置と即湯ユニットとを含んで成る水栓。

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