JP2022045776A - 吐出装置 - Google Patents

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哲郎 松本
Tetsuo Matsumoto
慎吾 森
Shingo Mori
賢治 井上
Kenji Inoue
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Abstract

【課題】出口からの残水の漏出を減らすことができる吐出装置を提供する。【解決手段】ある態様の吐出装置10は、浴槽に固定される装置本体と、入口孔37から流入する液体を出口孔38から吐出する流路と、流路の残液を入口孔37に向けて移動させる残液移動構造12とを備え、出口孔の高さが2mm以上である。流路は、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する噴流を吐出するものであってもよい。流路に、入口孔37から流入した液体Wの流れを分岐させる分岐部46が設けられてもよい。【選択図】図4

Description

本開示は、噴流を噴射する吐出装置に関する。
浴槽に所定の形態の水流を吐出する吐水装置が知られている。例えば、特許文献1には、浴槽に設置され、左右方向に幅広の水を使用者の肩付近に向けて吐出する浴槽用吐水装置が記載されている。この吐水装置は、上昇管に接続された貯留室と、幅広吐水をする吐水口と、貯留室と吐水口との間に設けられる絞り流路とを備えている。
特開2019-013515号公報
本願発明者は、検討を進めた結果、次の新たな認識を得るに至った。浴槽フランジに設けられる吐水装置は、デザイン性向上の観点から、薄型であることが望ましい。一方、吐水を停止した後、吐水装置の流路に残る残水が多いと、次に吐水したときに最初に残水が吐出されてユーザの体に触れ、ユーザに不快感を与えることがある。したがって、流路の残水は少ない方が望ましい。
特許文献1は、勾配により自重で残水を入口に戻す技術を開示している。この技術は、特許文献1に記載の技術では、吐出を停止した時に上下に狭い流路であれば表面張力が働いて、出口から残水がでないが、上下に広い流路の場合、出口に働く表面張力が弱く、出口から残水が出てしまう。残水の漏出が多いと、装置の品位を損なう上、出口から垂れた水が水たまりをつくり、水垢などの汚れの原因になってしまう問題がある。
本開示の目的の1つは、出口からの残水の漏出を減らすことができる吐出装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本開示のある態様の吐出装置は、浴槽に固定される装置本体と、入口孔から流入する液体を出口孔から吐出する流路と、流路の残液を入口孔に向けて移動させる残液移動構造とを備え、出口孔の高さが2mm以上である。
実施形態の吐出システムを側方から見た構成図である。 実施形態の吐出装置の平面図である。 実施形態の噴射流路の拡大図である。 図3のA-A線断面図である。 実施形態の噴射流路の流れの状態を示す平面図である。 実施形態の残液移動構造を説明する平面図である。 別例の残液移動構造を説明する平面図である。
以下、実施形態の一例を説明する。同一の構成要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。各図面では、説明の便宜のため、適宜、構成要素の一部を省略、拡大、縮小する。図面は符号の向きに合わせて見るものとする。本明細書で言及する構造及び形状に、言及している内容に厳密に一致する構造及び形状のみでなく、寸法誤差、製造誤差等の誤差の分だけずれた構造及び形状も含む。各図面において実施形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
第1、第2などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられる。この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって本開示の構成が限定されるものではない。以下の実施形態は、本開示の内容理解を助けるために例示するものであり、本開示の構成を限定するものではない。
[実施形態]
図1を参照する。吐出装置10は、浴室設備の浴槽16に用いられる。浴室設備は、この他にも、浴室壁、洗い場床等を備える。浴槽16は、吐出装置10から吐出される噴流Jと吐出流Fdとを受けることが可能な槽体の一例となる。
説明の便宜上、図示のように、吐出装置10の吐水方向に沿った前後方向をX方向といい、前後方向に直交する左右方向をY方向(図2で図示する)といい、上下方向をZ方向という。X方向、Y方向およびZ方向は互いに直交する。これらは厳密に直交している場合に限らず、ほぼ直交している場合も含む。特に明記しない限り、傾斜は平面に対する傾斜を意味する。このような方向の表記は吐出装置10の使用姿勢を制限するものではなく、吐出装置10は用途に応じて任意の姿勢で使用されうる。
吐出装置10は、装置本体28を備える。装置本体28は、浴槽16のフランジ部30に取り付けられる。本実施形態のフランジ部30は、浴槽16の上端開口の周縁部を構成する。本実施形態では、フランジ部30の上面は、X方向で浴槽16内に向けて下向きに2°傾斜している。先に吐出装置10の全体構成を説明し、吐出装置10の特徴構成については後述する。
本実施形態の吐出装置10は、装置本体28内に、噴射流路32と、吐出流路70と、照明部80と、枕部92とを備える。図1では、これらの構成要素を縦断面で示している。噴射流路32は、給液路22から供給される液体Wを出口孔38から運動噴流Jとして吐き出す第1の吐出部を構成する。運動噴流Jは、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する噴流である。吐出流路70は、給液路22から供給される液体Wを吐出流Fdとして吐き出す。液体Wは、加熱水、非加熱水およびこれらを混合した液体に例示される。
吐出流路70は、装置本体28の前面部に開口し、前向きに吐出流Fdを吐き出す第2の吐出部を構成する。吐出流路70は、噴射流路32よりも上方に設けられ、運動噴流Jよりも上方を通るように吐出流Fdを吐き出す。吐出流Fdは、例えば、膜状流、ミスト流、シャワー流等である。吐出流路70は、ユーザ8の首に当たるように吐出流Fdを吐き出す。本実施形態の噴射流路32は、ユーザ8の首よりも下方において、ユーザ8の肩に当たるように運動噴流Jを吐き出す。噴射流路32については後述する。
照明部80は、装置本体28の前面部から光Eを出力し、例えば、吐出流Fdに光Eを照射して、視覚を通じてユーザ8にリラックス効果を与えうる。枕部92は、装置本体28の上面に設けられており、ユーザ8が頭を載せることができる形状と性質とを有している。
吐出装置10は、吐出システム18に用いられる。吐出システム18は、噴射対象の液体Wを貯留する貯留槽20と、貯留槽20から吐出装置10に液体Wを供給する給液路22と、給液路22の途中に設けられるポンプ24と、ポンプ24を制御する制御部26と、を備える。本実施形態の貯留槽20は、噴射対象の液体Wとして浴槽水を貯留する浴槽16である。ポンプ24は、制御部26による制御のもと、貯留槽20から吸引した液体Wを圧送することによって、給液路22を通して吐出装置10に液体Wを供給する。図1の例では、給液路22は、吐出装置10の上流側で分岐して、液体Wを噴射流路32および吐出流路70にそれぞれ供給する。制御部26は、CPU、ROM、RAM等のハードウェアとソフトウェアを組み合わせたコンピュータである。
吐出装置10は、給液路22から供給される液体Wを各種形態の吐水として浴槽16内に吐き出す。本実施形態の吐出装置10は、噴射流路32から、液体の単相流の噴流Jを噴射し、吐出流路70から膜状流を吐出流Fdとして吐出する。本実施形態の吐出装置10は、ポンプ24によって給液路22を循環する浴槽水を噴射する。本実施形態の噴流Jは、ユーザ8の身体、特に、浴槽16内において座位姿勢にあるユーザ8の背中等に背面側から当てることができる。これにより、ユーザ8にマッサージ効果を付与できる。
(噴射流路)
図2を参照する。この図は、噴射流路32を、噴射流路32の上下中央を通る平面で切断した断面を示す。噴射流路32は、装置本体28に形成され、給液路22から液体が供給される。本実施形態では、図2に示すように、装置本体28には、複数(この例では2つ)の噴射流路32がY方向に離隔して形成されている。2つの噴射流路32は、装置本体28のY方向中心線Cyに対して対称に配置されており、それぞれ同じ構成を有する。したがって、以下の説明は2つの噴射流路32それぞれに適用される。
図3、図4を参照する。図3は、図2の噴射流路32を拡大して示す。実施形態の噴射流路32には、装置本体28に形成される中継流路34を介して給液路22から上向きに液体Wが供給される。噴射流路32は、給液路22から供給される液体Wを運動噴流Jとして噴射する。ここでの運動噴流Jとは、噴射流路32から外部に出るときの進行方向が、周期的、つまり、時間的に変化する噴流をいう。噴射流路32は、外部に出るときの噴流の噴射方向を方向Daから方向Dbの範囲で時間的に変化させることによって、運動噴流Jを噴射可能である。本実施形態の噴射流路32は、噴流の噴射方向を平面内で揺動させることによって、運動噴流Jとして波状噴流を放射状に噴射する。
この「波状」とは、噴射流路32から離れるに連れて、運動噴流Jがなす噴流軌跡の軌跡中心と直交する方向に周期的にうねる形状をいう。この「波状」には、物理的に厳密な波としての条件を満たす形状の他に、その形状に似た形状も含まれる。本実施形態の噴射流路32は、空気中において運動噴流Jを噴射する。装置本体28は、静止した状態のまま運動噴流Jを噴射する流体素子を構成する。
噴射流路32は、運動噴流Jを誘起する誘起流路36と、誘起流路36が誘起した運動噴流Jを外部に噴射する出口孔38とを備える。誘起流路36の流路中心線CL1はX方向に沿って延びる。噴射流路32の噴射方向を前側(図3の紙面左側)といい、それとは反対側を後側(図3の紙面右側)という。
誘起流路36は、上流側から下流側に向けて配置された、入口流路40と、一対の中間流路42A、42Bと、合流室44とを含む。誘起流路36には、下流側に向かう液体の流れを分岐させる分岐部46が設けられる。分岐部46は、噴射流路32において液流を遮断する平面視で島状の第1の壁部として機能する。図3の分岐部46は、平面視において、Y方向に長い矩形状で、Y方向の両端がそれぞれY方向に凸となる凸面を有する。分岐部46の前面および後面はX方向に延びる略直線状である。
入口流路40は、誘起流路36の分岐部46よりも後側に設けられる。入口流路40の底面32bに入口孔37が開口している。入口流路40には、入口孔37を介して給液路22から上向きに液体Wが流入する。一対の中間流路42A、42Bは、入口流路40の前側であって、分岐部46のY方向両側に設けられる。入口流路40に流入した液体Wは、分岐部46によってY方向に分けられ、一対の中間流路42A、42Bに流れる。つまり、一対の中間流路42A、42Bは、入口孔37から流入した液体Wの主流が2筋に分岐して流れる流路である。合流室44は、一対の中間流路42A、42Bの前側であって、分岐部46の前側に設けられる。一対の中間流路42A、42Bに分岐して流入した液体Wは、それぞれ合流室44で合流する。
誘起流路36には、合流室44内にて下流側に向かう液体の流れを遮る出口側壁部48が設けられる。出口側壁部48は、誘起流路36の内部空間と装置本体28の外部空間を隔てており、出口孔38は出口側壁部48をX方向に貫通している。
出口孔38は、噴射流路32の下流側端部に形成され、装置本体28の外面部(前面部)に開口する。出口孔38は、その内幅寸法が誘起流路36の内幅寸法より小さく、前側に向かうに連れて、Y方向に徐々に広がる。図4に示すように、噴射流路32の底面32bの水平面を基準とする傾斜角θdは、フランジ部30に取り付けられた状態で、上流側(後側)に向けて2°下方に傾斜している。
図5を参照して噴射流路32の動作を説明する。図5では、噴射流路32における液体Wの主な流れを矢印で示す。入口流路40内に流入した液体は、第1内部噴流F1と第2内部噴流F2として分岐部46の両側部から合流室44に流入する。噴流F1、F2は、液体のランダム性に起因する揺らぎの影響を受けて、いずれか一方が他方よりも勢いの強い支配的な流れ(以下、支配流という)となり、他方は非支配流となる。図5は、第1内部噴流F1が支配流であり、第2内部噴流F2が非支配流である場合を示す。
図5に示すように、支配流は、出口側壁部48に衝突するまで勢いを持って流れ、非支配流は、支配流との衝突によって流れを阻害される。支配流の一部Gは、合流室44内で折り返して非支配流と合流し、非支配流の勢いを徐々に増幅する。非支配流の勢いが増幅されると、非支配流であった第2内部噴流F2が支配流となり、支配流であった第1内部噴流F1が非支配流となる。このように、支配流と非支配流とは、周期的に切り替わる。
第1内部噴流F1が支配流であるとき、出口孔38を通り抜ける液体は、Y方向の一方側(図中上側)に傾いた噴射方向Daに噴射され、第2内部噴流F2が支配流であるとき、出口孔38を通り抜ける液体は、Y方向の他方側(図中下側)に傾いた噴射方向Dbに噴射される。つまり、噴射方向が平面内の方向Daと方向Dbとの間で周期的に揺動して、前述の波状の運動噴流Jが噴射される。
図6を参照して、本開示の特徴構成である残液移動構造12を説明する。この図は、運動噴流Jの吐出を停止した後の状態を示している。前述したように、吐出装置10は、浴槽16のフランジ部30に固定される。吐出装置10は、出口孔38から水流を吐出する流路と、流路に残った液体(以下、「残液Wg」という)を入口孔37に向けて移動させる残液移動構造12とを備える。この流路は噴射流路32によって例示される。残液Wgが入口孔37に向けて移動するとは、残液Wgが流路の後側(上流側)に向けて移動することを意味し、残液Wgが入口孔37に移動することと、残液Wgが流路上で入口孔37に接近することとを含む。
前述したように、運動噴流Jの吐出を停止した後、噴射流路32に残る残液Wgが多いと、次に運動噴流Jの吐出したときに最初に冷めた残液Wgが吐出されてユーザ8の体に触れ、ユーザ8に不快感を与えるおそれがある。特許文献1に記載の装置のように、吐水流の厚みが薄い場合には表面張力が強く作用し出口孔から残水が出ることはないが、運動噴流Jの厚みが厚い場合には、表面張力の作用が弱いので、出口孔38から残水Wgが漏出し易い。有意なマッサージ効果を得るためには、運動噴流Jは、人間の親指ほどの刺激範囲となることが望ましい。残水Wgの漏出を減らし、有意なマッサージ効果を得る観点から、出口孔38の上下方向の内寸である出口孔38の高さは2mm以上である方が好ましい。
残液Wgを減らすために、吐出装置10は、残液Wgを入口孔37に向けて移動させる残液移動構造12を備える。残液Wgを移動させるメカニズムは、特に限定されない。例えば、空気流を用いて強制的に移動させてもよい。本実施形態の残液移動構造12は、残液Wgの自重により当該残液Wgを入口孔37に向けて移動させる傾斜面部12hを含む。この例の傾斜面部12hは、噴射流路32の底面32bであり、上流側が下流側より低くなる傾斜角θdを有する。底面32bの傾斜角θdは、フランジ部30に取り付けられた状態で、上流側に向けて2°傾斜している。残液Wgを円滑に移動させる観点から、傾斜角θdは、上流側が下流側より低くなる範囲で1°以上で10°以下の範囲に設定してもよい。
傾斜面部12hは、上流側から入口孔37に向けて下る勾配を有する。つまり、入口孔37が、出口孔38よりも低い位置に配置されている。このことにより、残液Wgは自重により入口孔37に向けて移動する。傾斜面部12hに段差を有してもよいが、段差の凹凸に残液Wgが残りやすいので、本実施形態の傾斜面部12hは、噴射流路32の出口孔38から入口孔37に向けて無段階に連続的に下る勾配を有している。
前述したように、噴射流路32は、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する運動噴流Jを吐出する。本実施形態の残液移動構造12は、流路が厚いほど、残液の動きがスムーズになり、残水低減効果が向上するので、残液移動構造12を噴射流路32に適用することにより、運動噴流Jの厚みを増して、ユーザに大きな刺激を与え、マッサージ効果を高めうる。
噴射流路32は、出口孔38から連続的に残液Wgを入口孔37に移動させるために、分岐部46は、残液Wgの移動を妨げないよう凹凸の少ない形状が好ましい。
図7を参照して残液移動構造12の別例を説明する。図7の残液移動構造12は、残液Wgの自重により当該残液Wgを入口孔37に向けて移動させる傾斜溝部12gを含んでいる。噴射流路32の底面32bの勾配が緩い場合や逆勾配の場合にも、傾斜溝部12gを通じて残液Wgを移動させることができる。傾斜溝部12gの底部は、下流側から入口孔37に向けて下る勾配を有する。
傾斜溝部12gは、噴射流路32の底面32bの残液Wgが残りやすい領域から液体Wの流路を遡るように延在してもよい。図7の例では、複数の傾斜溝部12gが、分岐部46の側部の中間流路42A、42Bから出口孔38に向けて連続的に延在する。傾斜溝部12gは、出口孔38まで延びてもよい。傾斜溝部12gは、入口孔37まで延びてもよい。傾斜溝部12gは、連続的に延びてもよいし、断続的に延びてもよいし、分岐してもよいし、複数の溝が繋げられてもよい。
傾斜面部12hおよび傾斜溝部12gの少なくとも一方にはフッ素コーティング等の撥水処理が施されてもよいし、親水性コーティング等の親水処理が施されてもよい。この場合、残液Wgを円滑に移動できる。
以上の吐出装置10の効果を説明する。吐出装置は、浴槽16に固定される装置本体28と、入口孔37から流入する液体Wを出口孔38から吐出する噴射流路32と、噴射流路32の残液Wgを入口孔37に向けて移動させる残液移動構造12とを備え、出口孔38の高さが2mm以上である。この構成によれば、吐水停止後の噴射流路32の残液Wgを低減できる。冷めた残液Wgによるユーザ8への不快感を軽減できる。吐出停止時に、出口孔38から外部に垂れ出す残液が減り、製品の品位低下を回避できる。垂れた残液による水垢汚れを抑制できる。残液を表面張力によって引き込む構成でないから、吐水流の厚みが大きい吐出装置にも適用できる。出口孔38の高さは2mm以上であるので、噴流Jの太さが人間の指に近い太さになり強い刺激が可能で、有意なマッサージ効果を得ることができる。
本実施形態では、噴射流路32は、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する噴流を吐出する。この場合、残液移動構造12により、吐水停止後の残液Wgを減らせるので、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する噴流の厚みを大きくして、ユーザに与えるマッサージ効果を高めることができる。
本実施形態では、噴射流路32に、入口孔37から流入した液体Wの流れを分岐させる分岐部46が設けられる。分岐部46と残液移動構造12とを備えることにより、高い残水低減効果を発揮しつつ、簡単な構成で、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する噴流を吐出できる。
本実施形態では、残液移動構造12は、残液Wgの自重により当該残液Wgを入口孔37に向けて移動させる傾斜面部12hを含む。この場合、シンプルなメカニズムによって残液Wgを移動できる。余分な部材や機構を用いないので薄型化に有利である。
本実施形態では、残液移動構造12は、残液Wgの自重により当該残液Wgを入口孔37に向けて移動させる傾斜溝部12gを含む。この場合、傾斜面部12hの勾配に関係なく、傾斜溝部12gの勾配によって残液Wgを移動させることができる。
本実施形態では、噴射流路32は、入口孔37から流入した液体Wの主流が分岐して流れる中間流路42A、42Bを含み、傾斜溝部12gは、中間流路42A、42Bから出口孔38に向けて延在する。この場合、傾斜溝部12gは、出口孔38付近の残液Wgを中間流路42A、42Bに円滑に移動させることができる。中間流路42A、42Bに延在する傾斜溝部12gを設けることにより、出口孔38付近の残液Wgを分岐部46に遮られることなく入口孔37に向けて移動させることができる。
各構成要素の他の変形例を説明する。
実施形態の説明では、給液路22は、吐出装置10の上流側で分岐して噴射流路32および吐出流路70にそれぞれ液体Wを供給する例を示した。この場合、給液路22の分岐点よりも下流側にバルブを設けることにより、噴射流路32と吐出流路70の一方に液体Wを供給し、他方に供給しないように制御できる。このバルブは開閉を切替えるものであってもよいし、給液路22からの液体Wを噴射流路32と吐出流路70の両方と一方の少なくともいずれかに切替える三方弁であってもよい。
吐出装置10の上流側に給液路22の分岐を設けることなく、吐出装置10の内部で液体Wを分流するようにしてもよい。この場合、給液路22と吐出装置10との接続箇所が少なくなり、配管作業が容易になる。
波状の運動噴流Jを誘起するメカニズムは、実施形態に示した例に限定されない。例えば、カルマン渦を生成して波状の運動噴流を誘起してもよいし、コアンダ効果を利用して波状の運動噴流を誘起してもよい。
実施形態の説明では、装置本体28が複数の噴射流路32を有する例を示した。装置本体28は単数の噴射流路32を有してもよい。
実施形態の説明では、噴射流路32の上側に吐出流路70が設けられる例を示した。吐出流路70を有することは必須ではない。また、噴射流路32と吐出流路70とは上下逆に配置されてもよい。
以上、実施形態及び変形例を説明した。実施形態及び変形例を抽象化した技術的思想を理解するにあたり、その技術的思想は実施形態及び変形例の内容に限定的に解釈されるべきではない。前述した実施形態及び変形例は、いずれも具体例を示したものにすぎず、構成要素の変更、追加、削除等の多くの設計変更が可能である。実施形態では、このような設計変更が可能な内容に関して、「実施形態」との表記を付して強調している。しかしながら、そのような表記のない内容でも設計変更が許容される。図面の断面に付したハッチングは、ハッチングを付した対象の材質を限定するものではない。液体Wは、水に限らず洗剤などの薬剤を含んだ液体であってもかまわない。
以上の構成要素の任意の組み合わせも、実施形態及び変形例を抽象化した技術的思想の態様として有効である。たとえば、実施形態に対して他の実施形態の任意の説明事項を組み合わせてもよいし、変形例に対して実施形態及び他の変形例の任意の説明事項を組み合わせてもよい。
10 吐出装置、 12 残液移動構造、 12g 傾斜溝部、 12h 傾斜面部、 16 浴槽、 28 装置本体、 30 フランジ部、 32 噴射流路、 32b 底面、 37 入口孔、 38 出口孔、 42A、42B 中間流路、 46 分岐部。

Claims (6)

  1. 浴槽に固定される装置本体と、
    入口孔から流入する液体を出口孔から吐出する流路と、
    前記流路の残液を前記入口孔に向けて移動させる残液移動構造とを備え、
    前記出口孔の高さが2mm以上である、
    吐出装置。
  2. 前記流路は、流量と進行方向の少なくとも一方が時間的に変化する噴流を吐出する請求項1に記載の吐出装置。
  3. 前記流路に、前記入口孔から流入した液体の流れを分岐させる分岐部が設けられる請求項1から2のいずれか1項に記載の吐出装置。
  4. 前記残液移動構造は、残液の自重により当該残液を前記入口孔に向けて移動させる傾斜面部を含む請求項1から3のいずれか1項に記載の吐出装置。
  5. 前記残液移動構造は、残液の自重により当該残液を前記入口孔に向けて移動させる傾斜溝部を含む請求項1から4のいずれか1項に記載の吐出装置。
  6. 前記流路は、前記入口孔から流入した液体の主流が分岐して流れる中間流路を含み、
    前記傾斜溝部は、前記中間流路から前記出口孔に向けて延在する請求項5に記載の吐出装置。
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WO2023182165A1 (ja) 2022-03-22 2023-09-28 富士フイルム株式会社 穿孔具

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