JP2018166685A - 吐水装置 - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、特許文献1及び2に記載の流体素子をシャワーヘッド等の吐水装置に応用した場合には、噴射される湯水の浴び心地が良くないという問題が、本件発明者により見出された。ここで、発明者が目標としている良好な浴び心地とは、大きな液滴の湯水が、広範囲に万遍なく吐出されている状態を意味している。即ち、シャワーヘッドから吐出される湯水の液滴が過度に小さい場合には湯水がミスト状となり、同量の湯水を浴びていたとしてもシャワーを浴びている実感を得ることができない。また、吐出される湯水が吐水範囲内で不均一になっていると、使用者が意図してシャワーをあてた部分を均一に洗い流すことができず、使用感の悪いものとなる。
このように構成された本発明によれば、第2整流部が振動平面に平行な2つの平面部から構成されているので、第1整流部からの流れが振動平面内に広がった場合も、流れが第2整流部を構成する壁面に衝突することがない。このため、第2整流部では、確実に、振動平面に直交する方向の湯水の広がりだけを抑制することができ、振動平面内の往復振動を阻害することがない。
まず、図1乃至図9を参照して、本発明の第1実施形態によるシャワーヘッドを説明する。図1は本発明の第1実施形態によるシャワーヘッドの外観を示す斜視図である。図2は本発明の第1実施形態によるシャワーヘッドの全断面図である。図3は本発明の第1実施形態によるシャワーヘッドに備えられている振動発生素子の外観を示す斜視図である。また、図4Aは、本実施形態における振動発生素子の平面断面図であり、図4Bは、振動発生素子の垂直断面図である。
本実施形態のシャワーヘッド1は、シャワーヘッド本体2の基端部に接続されたシャワーホース(図示せず)から湯水が供給されると、各振動発生素子4の吐水口4aから湯水が往復振動しながら吐出される。なお、本実施形態においては、湯水は、シャワーヘッド本体2の中心軸線に概ね直交する振動平面内で、所定の中心角を有する扇形を形成するように、各吐水口4aから吐出される。
図2に示すように、シャワーヘッド本体2内には、通水路を形成する通水路形成部材6と、各振動発生素子4を保持する振動発生素子保持部材8が内蔵されている。本実施形態においては、これらのシャワーヘッド本体2、通水路形成部材6、及び振動発生素子保持部材8により吐水装置本体が構成されている。
通水路形成部材6は、概ね円筒形の部材であり、シャワーヘッド本体2の内部に供給された湯水の流路を形成するように構成されている。通水路形成部材6の基端部には、シャワーホース接続部材6aが水密的に接続されるようになっている。また、通水路形成部材6の先端部は、半円形断面状に切り欠かれており、この切り欠き部分に振動発生素子保持部材8が配置される。
図3に示すように、振動発生素子4は概ね薄い直方体状の部材であり、その正面側の先端には長方形の吐水口4aが設けられ、背面側の端部には鍔部4bが形成されている。さらに、振動発生素子4の周囲を一周するように、鍔部4bと平行に溝4cが設けられている。この溝4cにはOリング(図示せず)が嵌め込まれ、振動発生素子保持部材8の素子挿入孔8aとの間の水密性が確保される。また、振動発生素子4は、鍔部4bにより振動発生素子保持部材8に対して位置決めされると共に、水圧による振動発生素子保持部材8からの脱落が防止されている。
図4Aに示すように、振動発生素子4の内部には、長手方向に貫通するように長方形断面の通路が形成されている。この通路は、上流側から順に、給水通路10a、渦列通路10b、第1整流部10c、第2整流部10dとして形成されている。これら長方形断面の通路の各長辺は吐出される湯水が振動する振動平面と平行な方向(図4Aの紙面の方向)に向けられている。
渦列通路10bは、給水通路10aの下流側に、給水通路10aに連なるように(段差なく)設けられた長方形断面の通路である。即ち、給水通路10aの下流端と、渦列通路10bの上流端は、同一の寸法形状を有している。渦列通路10bの対向する一対の壁面(両側壁面)は、渦列通路10b全体に亘って、下流側に向けて流路断面積が縮小するようにテーパして構成されている。即ち、渦列通路10bは、その全体が下流側に向けて細く、次第に幅が狭くなるテーパ部分として構成されている。なお、本明細書において、「幅」とは、振動発生素子4の内部に形成された各通路の中心軸線Aを横断する、振動平面と平行な方向の長さを意味するものとする。
なお、本実施形態においては、第2整流部10dの長さ(振動発生素子4の中心軸線A方向の長さ)は、第1整流部10cの通路の長さ(振動発生素子4の中心軸線A方向の長さ)の約1.5倍に形成されている。好ましくは、第2整流部10dの長さを、第1整流部10cの通路の長さの約0.25倍乃至約10倍に形成する。
図5は、本発明の実施形態によるシャワーヘッド1に備えられている振動発生素子4における湯水の流れを解析した流体シミュレーションの結果を示す図である。図6は、比較例として、図17に示した構造の振動発生素子における湯水の流れを解析した流体シミュレーションの結果を示す図である。図7Aは、本発明の実施形態によるシャワーヘッド1に備えられている単一の振動発生素子4から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真の一例である。図7Bは、比較例として、図17に示した構造の振動発生素子から吐出された湯水の流れを示すストロボ写真の一例である。
図8は、本実施形態のシャワーヘッド1に備えられている振動発生素子4から吐出される湯水の状態を示す写真である。図9は、比較例として、第2整流部10dを備えていない振動発生素子から吐出される湯水の状態を示す写真である。図8における振動発生素子と図9における振動発生素子は、第2整流部10dの有無を除き、同一の構成を有する。また、図8及び図9において、左側の2枚の写真は流速4m/secで振動発生素子から吐出する湯水の状態を示し、右側の2枚の写真は流速8m/secで振動発生素子から吐出する湯水の状態を示している。さらに、図8及び図9において、上段の写真は振動発生素子から吐出する湯水を振動平面に直交する方向から撮影したものであり、下段の写真は湯水を振動平面に平行な方向から撮影したものである。
本実施形態のシャワーヘッドは、内蔵されている振動発生素子の構成のみが、上述した第1実施形態とは異なっている。従って、ここでは、本実施形態の第1実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
図10及び図11に示すように、本実施形態における振動発生素子30は、渦列通路の構成、及び第2整流部の構成が第1実施形態と異なっている。即ち、本実施形態においては、渦列通路の上流側が断面積一定の通路で構成されており、また、第2整流部の幅が第1整流部よりも広く構成されている。
図11Aに示すように、第1実施形態と同様に、振動発生素子30の内部には、長手方向に貫通するように長方形断面の通路が形成されている。この通路は、上流側から順に、給水通路32a、渦列通路32b、第1整流部32c、第2整流部32dとして形成されている。
渦列通路32bは、給水通路32aの下流側に、給水通路32aに連なるように設けられた長方形断面の通路である。即ち、給水通路32aの下流端と、渦列通路32bの上流端は、同一の寸法形状を有している。渦列通路32bの対向する一対の壁面(両側面)は、その上流側においては平行に形成され、下流側においては、下流端に向けて流路断面積が縮小するようにテーパして構成されたテーパ部分32eが設けられている。即ち、渦列通路32bは、上流端から断面積一定で延びた後、下流側に向けて次第に幅が狭くなるように構成されている。
なお、本実施形態においては、第2整流部32dの長さ(振動発生素子30の中心軸線A方向の長さ)は、第1整流部32cの通路の長さ(振動発生素子30の中心軸線A方向の長さ)の約1.5倍に形成されている。好ましくは、第2整流部32dの長さを、第1整流部32cの通路の長さの約0.25倍乃至約10倍に形成する。また、本実施形態においては、第2整流部32dの幅は、第1整流部32cの通路の幅の約2倍に形成されている。好ましくは、第2整流部32dの幅は、第1整流部32cの通路の幅の約1倍乃至約3倍に形成する。
図12は、本変形例による振動発生素子の平面断面図である。
本変形例による振動発生素子38は、第2整流部39の構成のみが上述した第2実施形態とは異なっている。
同様に、第1、第2実施形態における折れ角βも変更することができる。
図13は、本発明の第2実施形態における振動発生素子30を、シャワーヘッドの内部に取り付けた状態を示す断面図である。
本実施形態のシャワーヘッドは、内蔵されている振動発生素子の構成のみが、上述した第1実施形態とは異なっている。従って、ここでは、本実施形態の第1実施形態とは異なる点のみを説明し、同様の構成、作用、効果については説明を省略する。
図14及び図15に示すように、本実施形態における振動発生素子60は、第1整流部及び第2整流部の構成が第1実施形態と異なっている。
これらのうち、給水通路62a、及び渦列通路62bの構成は、上述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。また、渦列通路62bと第1整流部62cの間には剥離部である段部66が形成されている。この段部66の構成も上述した第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
2 シャワーヘッド本体
4 振動発生素子
4a 吐水口
4b 鍔部
4c 溝
4d 流入口
4e 先端面
6 通水路形成部材
6a シャワーホース接続部材
6b パッキン
8 振動発生素子保持部材
8a 素子挿入孔
10a 給水通路
10b 渦列通路
10c 第1整流部
10d 第2整流部
12 段部(剥離部)
13 平面部
14 湯水衝突部
30 振動発生素子
30a 吐水口
30b 鍔部
30c 溝
30d 流入口
30e 先端面
32a 給水通路
32b 渦列通路
32c 第1整流部
32d 第2整流部
32e テーパ部分
34 湯水衝突部
36 段部(剥離部)
38 振動発生素子
39 第2整流部
39a 側壁面
39b 基端壁面
60 振動発生素子
60a 吐水口
60b 鍔部
60c 溝
60d 流入口
60e 先端面
62a 給水通路
62b 渦列通路
62c 第1整流部
62d 第2整流部
63 平面部
64 湯水衝突部
66 段部(剥離部)
102 噴射ノズル
102a 噴射口
104 フィードバック流路
110 前室
110a 壁面
110b 壁面
112 出口
114 入口孔
116 障害物
Claims (5)
- 吐水口から湯水を往復振動させながら吐出させる吐水装置であって、
吐水装置本体と、
この吐水装置本体に設けられ、供給された湯水を所定の振動平面内で往復振動させながら吐出する振動発生素子と、を有し、
上記振動発生素子は、
上記吐水装置本体から供給された湯水が流入する給水通路と、
この給水通路の流路断面の一部を閉塞するように、上記給水通路の下流側端部に配置され、上記給水通路によって導かれた湯水が衝突することで、その下流側に交互に反対回りの渦を発生させる湯水衝突部と、
この湯水衝突部により形成された渦を成長させながら導くように、上記給水通路の下流側に設けられ、流路断面積が下流側に向かって縮小するようにテーパしたテーパ部分を備えた渦列通路と、
この渦列通路の下流端に設けられ、上記渦列通路の壁面に沿った湯水の流れに作用するコアンダ効果を抑制する剥離部と、
この剥離部の下流側に設けられ、上記剥離部を通過した湯水の流れの、上記振動平面に平行な方向の乱れ、及び上記振動平面に直交する方向の乱れを抑制する通路である第1整流部と、
この第1整流部の下流側に設けられ、上記第1整流部を通過した湯水の流れの、上記振動平面に直交する方向の乱れを抑制し且つ上記振動平面に平行な方向の乱れを抑制しない第2整流部と、
を有することを特徴とする吐水装置。 - 上記第2整流部は、その幅が、上記第1整流部の下流端における幅よりも広く構成されている請求項1記載の吐水装置。
- 上記第2整流部は、上記振動平面に夫々平行に配置された2つの平面部から構成されている請求項1記載の吐水装置。
- 上記第2整流部は、上記振動平面に夫々平行に配置された2つの平面部から構成されている請求項2記載の吐水装置。
- 上記吐水装置本体は、上記振動発生素子の上記第2整流部を挿入するための吐出開口部を備え、上記振動発生素子は、上記第2整流部が上記吐出開口部の縁と接するように、上記吐水装置本体に取り付けられる請求項1乃至4の何れか1項に記載の吐水装置。
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- 2017-03-29 JP JP2017065554A patent/JP6827647B2/ja active Active
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