JP2023125078A - 吐水装置 - Google Patents

Abstract

【課題】振動発生素子から発生する異音を、十分に抑制することができる吐水装置を提供する。【解決手段】本発明は、水を往復振動させながら吐水する吐水装置(1)であって、吐水装置本体(10)と、振動発生素子(22)と、を有し、振動発生素子は、給水通路(24)と、給水通路によって導かれた水が衝突する衝突部(30)と、衝突部により形成された渦を導く渦列通路(26)と、水を吐水させる吐出通路(28)と、を備え、渦列通路は、上流側部材(18)の上流側嵌合部(18a)と、下流側部材(20)の下流側嵌合部(20a)とを互いに嵌合させることにより構成され、上流側部材又は下流側部材には、渦列通路内で発生した渦による上流側部材の振動を抑制する振動抑制部(18b)が設けられ、上流側嵌合部と下流側嵌合部を嵌合させたとき、振動抑制部を設けたことにより、上流側嵌合部又は下流側嵌合部が所定量弾性変形されることを特徴としている。【選択図】図７

Description

本発明は、吐水装置に関し、特に、水を往復振動させながら吐水する吐水装置に関する。

特開２０２１－３５４３９号公報（特許文献１）には、吐水装置が記載されている。この吐水装置には、供給された水を往復振動させながら吐出させる振動発生素子が備えられている。振動発生素子は、給水通路と、この給水通路の下流端に設けられている湯水衝突部と、湯水衝突部に水が衝突することによって発生した渦を導く渦発生通路と、渦発生通路の下流側に設けられた吐水口通路と、を有する。吐水装置に供給された水は、振動発生素子の給水通路に流入し、その下流端に設けられた湯水衝突部に衝突する。水が湯水衝突部に衝突することによって、下流側の渦発生通路内では、交互に反対回りの渦が発生し、渦発生通路によって下流側に向かって導かれる。渦発生通路によって導かれた渦を含む水の流れは、渦発生通路よりも流路断面積の狭い吐水口通路から、往復振動しながら吐出される。

特許文献１に記載された振動発生素子は、給水通路と渦発生通路の間に湯水衝突部が設けられ、渦発生通路の下流側には、流路断面積の狭い吐水口通路が設けられている。振動発生素子はこのような構造を有するため、これを樹脂で一体成形することには困難が伴う。このため、特許文献１記載の振動発生素子は、給水通路、湯水衝突部、及び渦発生通路の上流側部分が設けられた第１部材と、渦発生通路の下流側部分が設けられた第２部材とを嵌合させることにより構成されている。

さらに、特許文献１記載の振動発生素子においては、上流側の第１部材を硬質部材で構成し、下流側の第２部材を軟質部材で構成している。これにより、振動発生素子からハンチングによる異音が発生するのを抑制している。即ち、振動発生素子の略長方形状の流入口（給水通路）に湯水が流入すると、流入口は平べったく潰れた後、元の形状に戻るという変形を繰り返し、この変形により異音が発生する。特許文献１記載の振動発生素子においては、給水通路が設けられた第１部材を硬質部材で構成することにより部材の変形を抑制し、これにより異音の発生を抑制しようとしている。

特開２０２１－３５４３９号公報

しかしながら、本件発明者は、特許文献１記載の発明のように、ハンチングによる異音の発生を抑制しても、異なるメカニズムにより、依然として振動発生素子から異音が発生していることを突き止めた。

従って、本発明は、振動発生素子から発生する異音を、十分に抑制することができる吐水装置を提供することを目的としている。

上述した課題を解決するために、本発明は、水を往復振動させながら吐水す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、所定の振動平面内で水を往復振動させながら吐水する振動発生素子と、を有し、振動発生素子は、供給された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、給水通路の下流側端部に配置され、給水通路によって導かれた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衝突部と、この衝突部により形成された渦を導くように給水通路の下流に設けられた渦列通路と、渦列通路によって導かれた水を吐水させる吐出通路と、を備え、渦列通路は、渦列通路の上流側が形成された上流側部材の上流側嵌合部と、渦列通路の下流側が形成された下流側部材の下流側嵌合部とを互いに嵌合させることにより構成され、上流側嵌合部と下流側嵌合部は、何れか一方が軟質材料で形成され、他方は、軟質材料よりも弾性係数が大きい硬質材料で形成され、上流側部材又は下流側部材には、渦列通路内で発生した渦による上流側部材の振動を抑制する振動抑制部が設けられ、上流側嵌合部と下流側嵌合部を嵌合させたとき、振動抑制部を設けたことにより、上流側嵌合部と下流側嵌合部のうちの軟質材料で構成された方が所定量弾性変形されることを特徴としている。

このように構成された本発明においては、吐水装置本体に設けられた振動発生素子の給水通路に流入した水は、衝突部に衝突し、下流側に交互に反対回りの渦が発生される。発生した渦を含む水の流れは、下流側の渦列通路によって導かれ、吐出通路から、所定の振動平面内で往復振動しながら吐出される。渦列通路は、その上流側が形成された上流側部材と、下流側が形成された下流側部材を接続することにより構成されている。即ち、上流側部材に設けられた上流側嵌合部と、下流側部材に設けられた下流側嵌合部とを互いに嵌合させることにより、渦列通路が構成される。さらに、上流側部材又は下流側部材には、渦列通路内で発生した渦による上流側部材の振動を抑制する振動抑制部が設けられ、この振動抑制部を設けたことにより、上流側嵌合部と下流側嵌合部を嵌合させたとき、上流側嵌合部と下流側嵌合部のうちの軟質材料で構成された方が所定量弾性変形される。

本件発明者は、振動発生素子の渦列通路を構成する上流側部材を硬質材料で構成し、ハンチングによって発生する異音を抑制した場合でも、依然として振動発生素子から発生する異音を十分に抑制できないことを見出した。本件発明者が鋭意研究を進めた結果、発生している異音は振動発生素子内で発生するエオルス音に起因するものであることが見出された。即ち、振動発生素子内に設けられた衝突部に湯水が衝突し、その下流側にカルマン渦が発生すると、この渦によりエオルス音が発生する。発生したエオルス音により、振動発生素子の上流側部材全体が振動し、耳につく異音が発生してしまう。このエオルス音に起因して発生する異音は、上流側部材が全体として振動するものであるから、上流側部材が変形することにより発生するハンチングに起因する異音とは発生メカニズムが異なり、上流側部材を硬質材料で構成しても十分に抑制することができない。

上記のように構成された本発明によれば、上流側部材又は下流側部材に、渦列通路内で発生した渦による上流側部材の振動を抑制する振動抑制部が設けられ、振動抑制部を設けたことにより、上流側嵌合部と下流側嵌合部を嵌合させたとき、上流側嵌合部と下流側嵌合部のうちの軟質材料で構成された方が所定量弾性変形される。これにより、上流側部材が下流側部材に対して強固に固定され、上流側部材の内部でエオルス音が発生したとしても、これに起因する上流側部材の振動を抑制することができ、異音の発生を十分に抑制することができる。また、上記のように構成された本発明によれば、上流側嵌合部と下流側嵌合部は、何れか一方が軟質材料で形成され、他方は硬質材料で形成されているので、上流側部材の振動を、軟質材料が持っている粘性により減衰させることができ、異音の発生を十分に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、振動抑制部は、上流側嵌合部又は下流側嵌合部の、少なくとも衝突部よりも下流側の部分に設けられている。
上記のように、エオルス音は振動発生素子の衝突部よりも下流側の部分で発生する。上記のように構成された本発明によれば、振動抑制部が衝突部よりも下流側の部分に設けられているので、上流側部材をエオルス音の発生する部位で強く抑えることができ、エオルス音に起因する異音を、より効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、振動抑制部は、上流側嵌合部と下流側嵌合部のうちの軟質材料で構成された方を、少なくとも振動平面に平行な方向に弾性変形させるように構成されている。

振動発生素子の衝突部の下流側に発生するカルマン渦は、振動平面に平行な方向に圧力変動を生じさせ、エオルス音を発生させる。このため、エオルス音に起因する上流側部材の振動は、振動平面に平行な方向の振動となる。上記のように構成された本発明によれば、振動抑制部は、上流側嵌合部又は下流側嵌合部を、少なくとも振動平面に平行な方向に弾性変形させるので、上流側部材の振動平面に平行な方向の動きを、より強力に抑制することができ、異音の発生を効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、振動抑制部は、上流側嵌合部と下流側嵌合部のうちの軟質材料で構成された方を、振動平面に平行な方向、及び振動平面に垂直な方向に弾性変形させるように構成されている。

このように構成された本発明によれば、振動抑制部は、上流側嵌合部又は下流側嵌合部を、振動平面に平行な方向、及び振動平面に垂直な方向に弾性変形させるので、上流側部材を、強固に押さえることができ、異音の発生をより効果的に抑制することができる。

本発明において、好ましくは、吐水装置本体には振動発生素子が複数設けられ、これらの振動発生素子の下流側部材は一体化されている。
このように構成された本発明によれば、複数の振動発生素子の下流側部材が一体化されているので、下流側部材を軟質材料で構成した場合でも、下流側部材の剛性を高めることができ、上流側部材の振動を十分に押さえることができる。

本発明において、好ましくは、吐水装置本体には振動発生素子が複数設けられ、これらの振動発生素子の下流側部材は一体化されている一方、複数の振動発生素子の上流側部材は別体で構成されている。

このように構成された本発明によれば、複数の振動発生素子の下流側部材を一体化することにより下流側部材の剛性を高める一方、複数の振動発生素子の上流側部材を別体で構成することにより、複数の上流側部材の振動が共振して強め合うのを防止することができ、確実に異音の発生を抑制することができる。

本発明において、好ましくは、振動抑制部は、上流側嵌合部又は下流側嵌合部の表面に設けられたリブ状の突起により構成されている。
このように構成された本発明によれば、振動抑制部がリブ状の突起により構成されているので、上流側嵌合部又は下流側嵌合部の弾性変形量を、容易にコントロールすることができ、適切な異音抑制効果を得ることができる。

本発明の吐水装置によれば、振動発生素子から発生する異音を、十分に抑制することができる。

本発明の第１実施形態による吐水装置を上方から見た分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置を下方から見た分解斜視図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置において、散水板に各上流側部材を取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置において、散水板に各上流側部材を取り付けた状態の断面図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置において、上流側部材を散水板から取り外した状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置において、上流側部材を散水板に取り付けた状態を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置において、図６のVII－VII線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態による吐水装置において、図７のVIII－VIII線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態における振動発生素子を模式的に示す図である。 比較例として、一体で構成された振動発生素子を模式的に示す図である。 本発明の第１実施形態の吐水装置に備えられている振動発生素子の変形例を示す断面図である。 本発明の第２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。 本発明の第２実施形態によるシャワーヘッドの全断面図である。 本発明の第２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斜視断面図である。 本発明の第２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を振動平面に平行な方向に切断した断面図である。

次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態による吐水装置を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態による吐水装置を上方から見た分解斜視図である。図２は、本発明の第１実施形態による吐水装置を下方から見た分解斜視図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の吐水装置１は、いわゆるハンドシャワーであって、吐水装置本体１０と、この吐水装置本体１０に取り付けられた散水板１２と、散水板１２の背面に取り付けられた複数の上流側部材１８と、から構成されている。

吐水装置本体１０は、吐水ヘッド部１０ａと把持部１０ｂとを有し、供給された水が内部に流入するように構成されている。
散水板１２は概ね円板状の部材であり、吐水装置本体１０の吐水ヘッド部１０ａに取り付けられる。また、図２に示すように、散水板１２の前面には、複数の円筒形の散水ノズル１６が突出するように設けられている。

また、図１に示すように、上流側部材１８は、散水板１２の背面側に、環状に５つ並べて取り付けられ、散水板１２の一部と共に、５つの振動発生素子を構成するようになっている。この振動発生素子は、供給された水を所定の振動平面内で往復振動させながら吐水するように構成されている。振動発生素子の詳細については後述する。

本実施形態の吐水装置１は、供給された水が吐水装置本体１０内に流入し、吐水ヘッド部１０ａに取り付けられた散水板１２の散水ノズル１６及び振動発生素子を通ってシャワー吐水されるように構成されている。各散水ノズル１６から吐出される水は夫々１本の線状に吐出され、各振動発生素子から吐出される水は、所定の振動平面内で往復振動しながら吐出される。

次に、図３乃至図８を新たに参照して、振動発生素子について説明する。
図３は散水板１２に各上流側部材１８を取り付けた状態を示す斜視図であり、図４は、その断面図である。また、図５及び図６は、１つの上流側部材１８と、それが取り付けられる散水板１２の一部を拡大して示す斜視図であり、図５は上流側部材を取り外した状態を示し、図６は上流側部材を散水板に取り付けた状態を示している。図７は、図６のVII－VII線に沿う断面図であり、図８は、図７のVIII－VIII線に沿う断面図である。

図４に示すように、散水板１２は、ノズル形成部材１２ａと、このノズル形成部材１２ａの前面に配置された薄板部材１２ｂから構成されている。ノズル形成部材１２ａは、円形の板部と、この板部から前面側に突出するように形成された複数の散水ノズル１６から構成されている。薄板部材１２ｂは、円形の薄板から構成され、各散水ノズル１６を通すための複数の孔が設けられている。

図５に示すように、上流側部材１８と、下流側部材２０を接続することにより振動発生素子２２が構成されている。即ち、本実施形態においては、図３に示すように、５つの上流側部材１８は環状に並べられ、散水板１２（のノズル形成部材１２ａ）と一体に形成された５つの下流側部材２０と夫々接続されることにより、５つの振動発生素子２２が構成される。

即ち、図４に示すように、下流側部材２０は、散水板１２の背面側に突出するように形成された下流側嵌合部２０ａ（図１）と、散水板１２の前面側に突出するように形成された突出部２０ｂ（図２）から構成されている。これにより、本実施形態においては、各上流側部材１８を散水板１２の背面側に突出した下流側嵌合部２０ａに嵌合させることで、環状に配列された５つの振動発生素子２２が構成される。このように、本実施形態において、吐水装置本体１０には、複数の振動発生素子２２が設けられ、５つの振動発生素子２２の各下流側部材２０は一体化されている一方、５つの振動発生素子２２の各上流側部材１８は別体で構成されている。

また、本実施形態においては、各上流側部材１８は、硬質材料（例えばPOM（ポリアセタール））で形成されており、散水板１２（下流側部材２０）は、硬質材料よりも弾性係数が小さい軟質材料（例えばTPE（熱可塑性エラストマー））で形成されている。このように、本実施形態においては、上流側部材１８の先端部分の上流側嵌合部１８ａ（図５）を、散水板１２の背面側に形成された下流側嵌合部２０ａに嵌め込むことにより両者が結合される。なお、硬質材料としては、通常の給水圧によって変形しない程度の強度をもつ材料であればよく、例えば、ABS樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体）などでもよい。また、軟質材料は、使用者が力を加えることで容易に弾性変形する部材であればよく、例えば、シリコーンゴムなどでもよい。

図７に示すように、振動発生素子２２は、供給された水が流入する給水通路２４と、この給水通路２４の下流に設けられた渦列通路２６と、渦列通路によって導かれた水を吐水させる吐出通路２８と、を有する。さらに、給水通路２４の下流側の端部には、給水通路２４の流路断面の一部を閉塞するように、衝突部３０が設けられている。各振動発生素子２２は、供給された水を、図７の紙面に平行な振動平面内で往復振動させながら、吐出通路２８の下流端から吐水するように構成されている。

給水通路２４は、吐水装置本体１０内に流入した水が流入するように構成された、断面の寸法、形状が一定の通路である。また、給水通路２４は、振動平面に平行な方向の幅が、振動平面と直角な方向の高さよりも大きい扁平な長方形断面を有するように形成されている。また、給水通路２４の下流には、同一の断面形状に構成された渦列通路２６が連続して設けられている。

衝突部３０は、給水通路２４の下流側の端部に、給水通路２４の流路断面の一部を閉塞するように設けられている。即ち、衝突部３０は、給水通路２４、渦列通路２６を形成する、振動平面に平行な２つの内壁面同士を連結するように設けられている（図８）。また、本実施形態において、衝突部３０は、振動平面に直角な方向から見て、直角二等辺三角形状に形成されており、その斜辺が上流側に向くように、給水通路２４の中央に配置されている。この衝突部３０には、給水通路２４によって導かれた水が衝突することで、その下流側に交互に反対回りの渦が発生する。

渦列通路２６は、給水通路２４の下流に形成され、衝突部３０により形成された渦を導くように構成されている。また、渦列通路２６は、その上流部において、給水通路２４の下流端と同一の断面寸法、形状で連続するように形成された通路である。即ち、渦列通路２６は、振動平面に平行な方向の幅が、振動平面と直角な方向の高さよりも広く形成された扁平な長方形断面を有する通路である。衝突部３０により形成された渦は、この渦列通路２６によって導かれることにより成長しながら下流へ移動する。なお、本実施形態において、渦列通路２６は、幅一定に構成されているが、変形例として、下流側に向けて幅が狭くなるように渦列通路２６を形成することもできる。

吐出通路２８は、渦列通路２６の下流に接続された流路であり、渦列通路２６によって導かれた水を吐水させるように構成されている。また、吐出通路２８の上流端の幅は渦列通路２６の下流端の幅よりも狭く、下流側に向けてテーパ状に幅が広くなっている。一方、図８に示すように、吐出通路２８の、振動平面と直角な方向の高さは、渦列通路２６の下流側における高さと同一であり、上流端から下流端まで一定の高さにされている。衝突部３０の下流側で発生した交互に反対回りの渦は、渦列通路２６において成長し、吐出通路２８から吐出される。この際、反対回りの渦が交互に到達することにより、吐出通路２８から吐出される水の方向が振動平面内で往復振動する。

次に、振動発生素子２２の分割構造について説明する。
上述したように、各振動発生素子２２は、上流側部材１８と下流側部材２０の２つの部材から構成されており、上流側部材１８には、給水通路２４と、渦列通路２６の上流側の部分が形成されている。また、下流側部材２０には、渦列通路２６の下流側の部分と、吐出通路２８が形成されている。即ち、渦列通路２６は、上流側が上流側部材１８に形成され、下流側が下流側部材２０に形成され、上流側部材１８と下流側部材２０を接続することにより構成されている。さらに、上流側部材１８と下流側部材２０は、下流側部材２０の基端（上流端）に設けられた下流側嵌合部２０ａの中に、上流側部材１８の先端（下流端）に設けられた上流側嵌合部１８ａを嵌め込むことにより結合され、振動発生素子２２を構成している。

次に、図９及び図１０を参照して、振動発生素子２２を２つの部材から構成することによる製造上の利点について説明する。図９は、２つの部材から構成された本実施形態における振動発生素子を模式的に示す図であり、図１０は、比較例として、一体で構成された振動発生素子を模式的に示す図である。

図９に示すように、本実施形態の振動発生素子２２は、上流側部材１８及び下流側部材２０から構成され、渦列通路２６が２つの部材から構成されている。このため、射出成形により上流側部材１８を成形する場合には、成形型Ｍ１及びＭ２を衝突部３０の部分で分割しておくことにより、成形型Ｍ１及びＭ２を上流側及び下流側から夫々抜き取ることができる。同様に、下流側部材２０を成形する場合には、成形型Ｍ３及びＭ４を渦列通路２６と吐出通路２８の境界で分割しておくことにより、上流側及び下流側から成形型Ｍ３及びＭ４を夫々抜き取ることができる。このため、上流側部材１８及び下流側部材２０は、射出成形等により、容易に成形することができる。

一方、図１０に示すように、一体で成形された比較例の振動発生素子３２では、射出成形を行う場合、成形型Ｍ５を上流側から引き抜くことができるものの、成形型Ｍ６は、図中に破線で囲った部分が係合してしまう。このため、成形型Ｍ６を下流側から容易に引き抜くことはできず、これを可能とするために、射出成形に使用する材料として、弾性変形が可能なものを選択する等の対策が必要となる。このため、振動発生素子を一体で成形する場合には、材料の選択等に一定の制約が発生し、本実施形態のように振動発生素子２２を分割構造とすることには大きなメリットがある。

このように、振動発生素子２２を、上流側部材１８と、下流側部材２０の分割構造とすることには大きなメリットがあるが、渦列通路２６の内部で発生するエオルス音に起因して、上流側部材１８全体が振動してしまうという問題が発生する。このエオルス音に起因した異音の発生を抑制するために、本実施形態の吐水装置１に備えられている振動発生素子２２では、上流側部材１８の外壁面に振動抑制部が設けられている。

即ち、図５に示すように、本実施形態の吐水装置１に備えられている振動発生素子２２では、略直方体形状の上流側部材１８の、振動平面に直交する両側の側面に振動抑制部１８ｂが形成されている。この振動抑制部１８ｂは、上流側部材１８の外側の側面の中央に、長手方向（振動発生素子２２内で水が流れる方向）に延びる半円形断面のリブ状の突起である。この振動抑制部１８ｂは、上流側部材１８の両側の側面に夫々設けられ、上流側部材１８の長手方向に、上流側部材１８の基端から先端まで延びている。従って、振動抑制部１８ｂは、振動発生素子２２の給水通路２４から渦列通路２６の途中まで延びている。或いは、変形例として、振動発生素子２２の衝突部３０よりも下流側の部分のみに振動抑制部１８ｂを設けることもできる。

上流側部材１８先端の上流側嵌合部１８ａは、下流側部材２０基端の下流側嵌合部２０ａに挿入され、互いに嵌合される。そして、本実施形態において、振動抑制部１８ｂは、上流側嵌合部１８ａの表面に設けられたリブ状の突起により構成されている。ここで、振動抑制部１８ｂを構成する両側のリブ状の突起の頂部から頂部までの幅Ｗ₁は、上流側部材１８を受け入れる下流側嵌合部２０ａの内壁面の間の幅Ｗ₂よりも大きく構成されている。このため、図６に示すように、上流側部材１８先端の上流側嵌合部１８ａを、下流側部材２０基端の下流側嵌合部２０ａの中に嵌合させると、下流側嵌合部２０ａの内壁面が振動平面に平行で、且つ渦列通路２６の延びる方向に対して直角な方向に所定量弾性変形される。本実施形態においては、上流側部材１８が硬質材料で形成され、下流側部材２０が軟質材料で形成されている。このため、上流側部材１８を下流側部材２０の中に嵌め込むと、主として、硬質材料で形成された上流側部材１８が、軟質材料で形成された下流側嵌合部２０ａの内壁面を弾性変形させる。即ち、上流側部材１８の上流側嵌合部１８ａを下流側部材２０の下流側嵌合部２０ａの中に嵌め込むと、上流側嵌合部１８ａに形成されたリブ状の振動抑制部１８ｂが、これに対向する下流側嵌合部２０ａの内壁面を、振動平面に平行な方向に弾性変形させる。

なお、本実施形態において、振動抑制部１８ｂを構成する両側のリブ状の突起の頂部から頂部までの幅Ｗ₁は、上流側部材１８を受け入れる下流側嵌合部２０ａの内壁面の間の幅Ｗ₂よりも約０．５ｍｍ大きく構成されている。このように、幅Ｗ₁を幅Ｗ₂よりも大きく構成し、嵌合させたとき、上流側部材１８又は下流側部材２０を所定量弾性変形させることにより、上流側部材１８を強固に押さえることができ、エオルス音に起因する上流側部材１８の振動を抑制することができる。即ち、上流側部材１８の内部でエオルス音が発生すると、上流側部材１８には振動平面に平行な方向の加振力が作用するが、上流側部材１８の両側側面に振動抑制部１８ｂを設けることにより、上流側部材１８の、振動平面に平行な方向の振動を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態においては、上流側部材１８を下流側部材２０の中に挿入することにより両者を嵌合させているが、変形例として、下流側部材を上流側部材の中に挿入することにより両者を嵌合させるように本発明を構成することもできる。この場合には、振動抑制部１８ｂを上流側嵌合部１８ａの内壁面に形成し、下流側嵌合部２０ａの外壁面が、振動平面に平行な方向に弾性変形されるように本発明を構成することもできる。さらに、本実施形態においては、上流側部材１８に振動抑制部１８ｂを設けているが、変形例として、下流側部材２０に振動抑制部を設けるように本発明を構成することもできる。

このように、下流側部材２０に振動抑制部を設け、上流側部材１８を硬質材料で形成し、下流側部材２０を軟質材料で形成した場合には、上流側嵌合部１８ａを下流側嵌合部２０ａの中に嵌合させたとき、振動抑制部１８ｂが形成された下流側嵌合部２０ａが、これに対向する上流側嵌合部１８ａの内壁面によって、振動平面に平行な方向に弾性変形される。一方、上流側嵌合部１８ａを軟質材料で形成し、下流側部材２０を硬質材料で形成した場合には、上流側嵌合部１８ａを下流側嵌合部２０ａの中に嵌合させたとき、下流側嵌合部２０ａに形成された振動抑制部１８ｂによって、これに対向する上流側嵌合部１８ａの内壁面が、振動平面に平行な方向に弾性変形される。

また、本実施形態においては、下流側部材２０が軟質材料で形成され、上流側部材１８が軟質材料よりも弾性係数が大きい硬質材料で形成されているが、変形例として、下流側部材２０の下流側嵌合部２０ａを硬質材料で形成し、上流側部材１８の上流側嵌合部１８ａを軟質材料で形成することもできる。さらに、上流側部材１８及び下流側部材２０は、必ずしも単一の材料で構成されている必要はなく、軟質材料と硬質材料の複合材とすることもできる。例えば、上流側部材１８を、二色成形により軟質材料と硬質材料が一体化された部材として成形し、先端側の上流側嵌合部１８ａを軟質材料で形成する一方、上流側部材１８の基端側を硬質材料で形成することもできる。これにより、上流側部材１８の基端側を硬質材料で形成して、上流側部材１８のハンチングによる変形を抑制しながら、上流側嵌合部１８ａを軟質材料で形成することが可能になる。

次に、図１１を参照して、本発明の実施形態の吐水装置に備えられている振動発生素子の変形例を説明する。
図１１は、変形例による振動発生素子を、上流側部材と下流側部材に分解した状態を示す斜視図である。

図１１に示すように、変形例による振動発生素子３４は、上流側部材３６と、下流側部材３８から構成されている。本変形例においても、上流側部材３６先端の上流側嵌合部３６ａが、下流側部材３８基端の下流側嵌合部３８ａの中に嵌め込まれることにより、両者が嵌合される。また、上流側部材３６及び下流側部材３８の内部に構成された給水通路、渦列通路、吐出通路、及び衝突部（図示せず）の構造は、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。

図１１に示すように、本変形例においては、上流側部材３６の上流側嵌合部３６ａに、振動抑制部３６ｂが設けられている。この振動抑制部３６ｂは、上流側部材３６の両側の外側面に、長手方向に対して直角な方向（振動発生素子３４内で水が流れる方向に対して直角な方向）に延びるように形成された半円形断面のリブ状の突起である。また、振動抑制部３６ｂは、上流側部材３６の内部に形成された衝突部（図示せず）よりも下流側の部分に設けられている。なお、本変形例においても、振動抑制部３６ｂを構成する両側のリブ状の突起の頂部から頂部までの幅Ｗ₃は、上流側部材３６を受け入れる下流側嵌合部３８ａの内壁面の間の幅Ｗ₄よりも大きく構成されている。このように、幅Ｗ₃を幅Ｗ₄よりも大きく構成し、嵌合させたとき、上流側部材３６又は下流側部材３８を所定量弾性変形させることにより、上流側部材３６を強固に押さえることができ、エオルス音に起因する上流側部材３６の振動を抑制することができる。

なお、本変形例において、振動抑制部３６ｂは、上流側部材３６の上流側嵌合部３６ａの両側側面に設けられているが、上流側嵌合部３６ａの前面及び背面（上流側部材３６の振動平面に平行な２つの外面）に振動抑制部（図示せず）を設けることもできる。この場合において、上流側部材３６の両側側面に設けた振動抑制部３６ｂと、上流側部材３６の前面及び背面に設けた振動抑制部（図示せず）を連続させ、上流側部材３６の外周面を一周するように連続して振動抑制部を設けることもできる。

このように、上流側嵌合部３６ａの前面及び背面に振動抑制部（図示せず）を設けた場合には、それらの振動抑制部が、振動抑制部に夫々対向するように設けられた下流側嵌合部３８ａの内壁面に押し付けられ、内壁面を振動平面に垂直な方向に弾性変形させる。また、上流側嵌合部３６ａの前面及び背面に設けた振動抑制部（図示せず）と、それに対向するように設けられた下流側嵌合部３８ａの内壁面の間には摩擦力が作用する。この摩擦力は振動平面に平行な方向に作用するため、エオルス音に起因する、振動平面に平行な方向の上流側部材３６の振動を抑制することができる。

さらに、上述した第１実施形態及び変形例においては、上流側嵌合部の一部をリブ状に隆起させることにより、振動抑制部を構成していたが、一部を隆起させるのではなく、上流側嵌合部の側面全体を振動抑制部として構成することもできる。この場合には、上流側嵌合部の両側の側面の間の幅を、下流側嵌合部の両側の内壁面の間の幅よりも大きく構成しておき、上流側嵌合部と下流側嵌合部が嵌合されたとき、上流側嵌合部又は下流側嵌合部が所定量弾性変形されるように、上流側部材及び下流側部材を構成する。

本発明の第１実施形態の吐水装置１によれば、上流側部材１８に、渦列通路２６内で発生した渦による上流側部材１８の振動を抑制する振動抑制部１８ｂが設けられ、振動抑制部１８ｂは、上流側嵌合部１８ａと下流側嵌合部２０ａを嵌合させたとき、軟質材料で構成された下流側嵌合部２０ａを、所定量弾性変形させる。これにより、上流側部材１８が下流側部材２０に対して強固に固定され、上流側部材１８の内部でエオルス音が発生したとしても、これに起因する上流側部材１８の振動を抑制することができ、異音の発生を十分に抑制することができる。また、本実施形態の吐水装置１によれば、下流側嵌合部２０ａが軟質材料で形成され、上流側嵌合部１８ａが硬質材料で形成されているので、上流側部材１８の振動を、軟質材料が持っている粘性により減衰させることができ、異音の発生を十分に抑制することができる。

また、本実施形態の吐水装置１によれば、振動抑制部１８ｂが衝突部３０よりも下流側の部分に設けられているので、上流側部材１８をエオルス音の発生する部位で強く抑えることができ、エオルス音に起因する異音を、より効果的に抑制することができる。

さらに、本実施形態の吐水装置１によれば、振動抑制部１８ｂは、下流側嵌合部２０ａを、振動平面に平行な方向に弾性変形させるので、上流側部材１８の振動平面に平行な方向の動きを、より強力に抑制することができ、異音の発生を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態の吐水装置１によれば、複数の振動発生素子２２の下流側部材２０を一体化することにより下流側部材２０の剛性を高める一方、複数の振動発生素子２２の上流側部材１８を別体で構成することにより、複数の上流側部材１８の振動が共振して強め合うのを防止することができ、確実に異音の発生を抑制することができる。

次に、図１２乃至図１５を参照して、本発明の第２実施形態の吐水装置であるシャワーヘッドを説明する。
本実施形態の吐水装置は、吐水装置本体が円柱形に構成されている点、及び内蔵されている振動発生素子がバイパス通路を備えている点が上述した第１実施形態とは異なる。従って、以下では、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１２は本発明の第２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１３は本発明の第２実施形態によるシャワーヘッドの全断面図である。図１４は本発明の第２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斜視断面図である。図１５は振動発生素子を振動平面に平行な方向に切断した断面図である。

図１２に示すように、本実施形態のシャワーヘッド１００は、概ね円柱形の吐水装置本体であるシャワーヘッド本体１０２と、このシャワーヘッド本体１０２内に、軸線方向に一直線に並べて埋め込まれた９つの振動発生素子１０４と、を有する。本実施形態のシャワーヘッド１００は、シャワーヘッド本体１０２の基端部１０２ａに接続されたシャワーホース（図示せず）から水が供給されると、各振動発生素子１０４の吐水口１０４ａから水が往復振動しながら吐出される。

次に、図１３を参照して、シャワーヘッド１００の内部構造を説明する。
図１３に示すように、シャワーヘッド本体１０２内には、通水路を形成すると共に、各振動発生素子１０４を保持する通水路形成部材１０６が内蔵されている。
通水路形成部材１０６は、概ね円筒形の部材であり、シャワーヘッド本体１０２の内部に供給された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１０６の基端部には、シャワーホース（図示せず）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１０６の内部には、概ね軸線方向に延びる主通水路１０６ａが形成されている。

さらに、通水路形成部材１０６には、各振動発生素子１０４を挿入して保持するための９つの素子挿入孔１０６ｃが、主通水路１０６ａと連通するように形成されている。各素子挿入孔１０６ｃは、通水路形成部材１０６の外周面から主通水路１０６ａまで延びるように形成されている。また、各素子挿入孔１０６ｃは、概ね等間隔に、軸線方向に一直線に並べて形成されている。これにより、通水路形成部材１０６の主通水路１０６ａ内に流入した水は、通水路形成部材１０６に保持された各振動発生素子１０４に、その背面側から流入し、正面に設けられた吐水口１０４ａから吐出される。

次に、図１４及び図１５を参照して、本実施形態のシャワーヘッドに内蔵されている振動発生素子１０４の構成を説明する。なお、図１４及び図１５は、振動発生素子１０４を振動平面に平行な面で切断した断面図であり、振動発生素子１０４は、この断面に対して対称に構成されている。
図１４及び図１５に示すように、振動発生素子１０４は概ね薄い直方体状の部材であり、その正面側の端面には長方形の吐水口１０４ａが設けられ、背面側の端面中央には主流入口１０４ｂが形成され、その両側にはバイパス流入口１０４ｃが設けられている。各振動発生素子１０４が素子挿入孔１０６ｃに挿入されると、主流入口１０４ｂ及びバイパス流入口１０４ｃが通水路形成部材１０６の主通水路１０６ａに連通する。

また、振動発生素子１０４は、上流側部材１１８と下流側部材１２０の２つの部材から構成されており、上流側部材１１８の上流側嵌合部１１８ａが背面側から下流側部材１２０の下流側嵌合部１２０ａの中に挿入されている。この構成により、上流側部材１１８の両側側面と、下流側部材１２０の内壁面との間に、第２給水通路１４０（図１５）が夫々形成される。なお、本実施形態においても、下流側部材１２０は軟質材料で形成され、上流側部材１１８は、軟質材料よりも弾性係数が大きい硬質材料で形成されている。

さらに、図１５に示すように、振動発生素子１０４の内部には、上流側から順に、給水通路１２４、渦列通路１２６、吐出通路１２８が形成されている。また、給水通路１２４の下流側端部には、衝突部１３０が設けられている。ここで、給水通路１２４と、渦列通路１２６の上流側は上流側部材１１８の内部に形成され、渦列通路１２６の下流側と、吐出通路１２８は下流側部材１２０の内部に形成されている。

給水通路１２４は、振動発生素子１０４背面側の主流入口１０４ｂから延びる断面積一定の長方形断面の直線状の通路である。

渦列通路１２６は、給水通路１２４の下流に、給水通路１２４に連続して設けられた長方形断面の通路である。即ち、本実施形態においては、上流側部材１１８の内部に設けられた給水通路１２４及び渦列通路１２６の上流側は、同一の断面形状で一直線に延びている。また、渦列通路１２６の下流側の部分は、下流側部材１２０の内部に設けられている。

吐出通路１２８は、渦列通路１２６と連通するように下流側に設けられた通路であり、下流に向かって幅が広くなるように構成されている。また、吐出通路１２８の高さは、一定に構成されている。この吐出通路１２８の上流端における流路断面積は、渦列通路１２６の流路断面積よりも小さく、渦列通路１２６によって導かれた渦列を含む水流が絞られて、吐水口１０４ａから吐出される。

さらに、渦列通路１２６の両側の側面には、互いに向かい合うように、長方形断面のバイパス通路１４２（図１５）が夫々設けられている。各第２給水通路１４０から夫々流入した水は、各バイパス通路１４２を通り、衝突部１３０よりも下流側において、渦列通路１２６の側面から渦列通路１２６に流入する。各バイパス通路１４２は、上流側部材１１８と下流側部材１２０の接続部に設けられている。このため、バイパス通路１４２を構成する内壁面の一部が下流側部材１２０に設けられ、残りの部分が上流側部材１１８に設けられている。これにより、バイパス通路１４２を成形するための成形型（図示せず）を、バイパス通路１４２の方向（側方）に向けて抜く構成とする必要がなく、バイパス通路１４２を有する振動発生素子１０４を容易に成形することができる。

一方、給水通路１２４の下流端に形成された衝突部１３０は、給水通路１２４の流路断面の一部を閉塞するように設けられている。この衝突部１３０は、給水通路１２４の高さ方向に対向する壁面（天井面及び床面）を連結するように延びる三角柱状の部分であり、給水通路１２４の幅方向の中央に、島状に配置されている。衝突部１３０の断面は、直角二等辺三角形状に形成されており、その斜辺が給水通路１２４の中心軸線と直交するように配置され、また、直角二等辺三角形の直角の部分は下流側に向くように配置されている。

さらに、図１４に示すように、上流側部材１１８の両側の側面には、振動抑制部１１８ｂが夫々設けられている。これらの振動抑制部１１８ｂは、上流側部材１１８の長手方向（振動発生素子１０４内で湯水が流れる方向）に対して直角に延びる半円形断面のリブ状の突起である。なお、本実施形態においては、上流側部材１１８の両側の側面全体に振動抑制部１１８ｂが設けられているが、変形例として、第２給水通路１４０に面する部分には振動抑制部１１８ｂを設けなくても良い。

また、振動抑制部１１８ｂが形成された上流側部材１１８先端の上流側嵌合部１１８ａは、下流側部材１２０の下流側嵌合部１２０ａに挿入され、上流側部材１１８と下流側部材１２０が嵌合される。ここで、上流側嵌合部１１８ａに設けられた各振動抑制部１１８ｂの頂部の間の幅Ｗ₅は、上流側嵌合部１１８ａを受け入れる下流側嵌合部１２０ａの内壁面の間の幅Ｗ₆よりも大きく構成されている。このため、図１５に示すように、上流側部材１１８と下流側部材１２０を嵌合させると、主として、軟質材料で形成された下流側部材１２０の下流側嵌合部１２０ａが、振動平面に平行な方向に所定量弾性変形される。これにより、上流側部材１１８が下流側部材１２０により強固に押さえられる。

また、本実施形態に備えられている振動発生素子１０４においても、衝突部１３０を設けることにより、その下流側にカルマン渦が生成され、吐水口１０４ａから吐出される水が往復振動される。このカルマン渦により、振動発生素子１０４内でエオルス音が発生した場合でも、上流側部材１１８が下流側部材１２０によって強固に押さえられているため、エオルス音に起因した上流側部材１１８の振動を十分に抑制することができる。

さらに、上述したように、渦列通路１２６の両側の側面にはバイパス通路１４２が互いに向かい合うように設けられており、第２給水通路１４０からバイパス通路１４２を通った水が流入する。このため、バイパス通路１４２は、渦列通路１２６が延びる方向に対して直交する方向に水を流入させる。

各バイパス通路１４２からの湯水は、衝突部１３０によって形成されたカルマン渦を含む流れに側面から合流する。即ち、バイパス通路１４２を通って流入する水は、衝突部１３０を迂回して、渦列通路１２６の中に流入する。

このように、衝突部１３０によって形成されたカルマン渦を含む流れに、各バイパス通路１４２からの水が渦列通路１２６内で合流するため、渦列の進行に伴う吐水口１０４ａにおける流速の変化は小さくなる。これにより、吐出される水の偏向が小さくなり、噴射される水の振動振幅が小さくなる。即ち、衝突部１３０を通って渦列通路１２６に流入する水の流量と、バイパス通路１４２から流入する水の流量の割合を、適宜設定することにより、水の振動振幅を自由に設計することができる。

本発明の第２実施形態の吐水装置によれば、振動発生素子１０４がバイパス通路１４２を備えている（図１５）ので、振動発生素子１０４から吐出される水の往復振動の振幅等を、バイパス通路１４２から流入する水の流量によっても調整することができる。また、バイパス通路１４２の内壁面の一部が下流側部材１２０によって形成されているので、バイパス通路１４２を備えた形態の振動発生素子１０４も、容易に成形することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述した実施形態においては、本発明をシャワーヘッドに適用していたが、台所のシンクや洗面台等で使用する水栓装置や、便座等に備えられる温水洗浄装置等、任意の吐水装置に本発明を適用することができる。また、上述した実施形態においては、シャワーヘッドに複数の振動発生素子が備えられていたが、吐水装置には適用に応じて任意の個数の振動発生素子を備えることができ、単一の振動発生素子を備えた吐水装置を構成することもできる。

また、上述した実施形態においては、下流側部材に上流側部材を嵌め込むことにより、両部材が嵌合されていたが、上流側部材に下流側部材を嵌め込むことにより、両者が嵌合される構成とすることもできる。

なお、上述した本発明の実施形態において、振動発生素子内の通路について、便宜的に「幅」、「高さ」等の用語を用いて形状を説明したが、これらの用語は振動発生素子を設ける方向を規定するものではなく、振動発生素子は任意の方向に向けて使用することができる。例えば、上述した実施形態における「高さ」の方向を水平方向に向けて振動発生素子を使用することもできる。

１ 吐水装置
１０ 吐水装置本体
１０ａ 吐水ヘッド部
１０ｂ 把持部
１２ 散水板
１２ａ ノズル形成部材
１２ｂ 薄板部材
１６ 散水ノズル
１８ 上流側部材
１８ａ 上流側嵌合部
１８ｂ 振動抑制部
２０ 下流側部材
２０ａ 下流側嵌合部
２０ｂ 突出部
２２ 振動発生素子
２４ 給水通路
２６ 渦列通路
２８ 吐出通路
３０ 衝突部
３２ 比較例による振動発生素子
３４ 振動発生素子
３６ 上流側部材
３６ａ 上流側嵌合部
３６ｂ 振動抑制部
３８ 下流側部材
３８ａ 下流側嵌合部
１００ シャワーヘッド
１０２ シャワーヘッド本体
１０２ａ 基端部
１０４ 振動発生素子
１０４ａ 吐水口
１０４ｂ 主流入口
１０４ｃ バイパス流入口
１０６ 通水路形成部材
１０６ａ 主通水路
１０６ｃ 素子挿入孔
１１８ 上流側部材
１１８ａ 上流側嵌合部
１２０ 下流側部材
１２０ａ 下流側嵌合部
１２４ 給水通路
１２６ 渦列通路
１２８ 吐出通路
１３０ 衝突部
１４０ 第２給水通路
１４２ バイパス通路

Claims (7)

1. 水を往復振動させながら吐水す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、所定の振動平面内で水を往復振動させながら吐水する振動発生素子と、を有し、
   上記振動発生素子は、
   供給された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衝突部と、
   この衝突部により形成された渦を導くように上記給水通路の下流に設けられた渦列通路と、
   上記渦列通路によって導かれた水を吐水させる吐出通路と、を備え、
   上記渦列通路は、渦列通路の上流側が形成された上流側部材の上流側嵌合部と、渦列通路の下流側が形成された下流側部材の下流側嵌合部とを互いに嵌合させることにより構成され、
   上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部は、何れか一方が軟質材料で形成され、他方は、上記軟質材料よりも弾性係数が大きい硬質材料で形成され、
   上記上流側部材又は上記下流側部材には、上記渦列通路内で発生した渦による上記上流側部材の振動を抑制する振動抑制部が設けられ、
   上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部を嵌合させたとき、上記振動抑制部を設けたことにより、上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部のうちの上記軟質材料で構成された方が所定量弾性変形されることを特徴とする吐水装置。
2. 上記振動抑制部は、上記上流側嵌合部又は上記下流側嵌合部の、少なくとも上記衝突部よりも下流側の部分に設けられている請求項１記載の吐水装置。
3. 上記振動抑制部を設けたことにより、上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部を嵌合させたとき、上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部のうちの上記軟質材料で構成された方が少なくとも上記振動平面に平行な方向に弾性変形されるように構成されている請求項１又は２に記載の吐水装置。
4. 上記振動抑制部を設けたことにより、上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部を嵌合させたとき、上記上流側嵌合部と上記下流側嵌合部のうちの上記軟質材料で構成された方が上記振動平面に平行な方向、及び振動平面に垂直な方向に弾性変形させるように構成されている請求項１又は２に記載の吐水装置。
5. 上記吐水装置本体には上記振動発生素子が複数設けられ、これらの振動発生素子の下流側部材は一体化されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の吐水装置。
6. 上記吐水装置本体には上記振動発生素子が複数設けられ、これらの振動発生素子の下流側部材は一体化されている一方、上記複数の振動発生素子の上流側部材は別体で構成されている請求項１乃至４の何れか１項に記載の吐水装置。
7. 上記振動抑制部は、上記上流側嵌合部又は上記下流側嵌合部の表面に設けられたリブ状の突起により構成されている請求項１乃至６の何れか１項に記載の吐水装置。

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