JP4578409B2

JP4578409B2 - シャワーヘッド

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Publication number: JP4578409B2
Application number: JP2006000770A
Authority: JP
Inventors: 洋史大熊; 修山田
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Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2006-01-05
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2026-01-05
Also published as: JP2007117985A

Description

本発明は、シャワーヘッドから放出される水が高い吐出圧を保持したままその流量を減少できる節水型のシャワーヘッドに関する。

従来のシャワーヘッドは、シャワーヘッド本体と、シャワーヘッド本体の先部に配置されかつ多数の小孔が形成された散水板とを有し、基部側から導入された水（混合湯水を含む）の圧力を利用して散水板から水が放出される。従って、散水板から放出される水の強さ、すなわち散水板の小孔から吹き出される水の速度は、シャワーヘッド本体内部の水圧に依存する。通常の水道圧の基準値内の圧力であれば、十分な速度で散水されるが、水制限の実施等で水道圧が低くなった場合には、水の勢いが極端に落ちていた。また、節水しようとして、シャワーヘッドが接続されている水道蛇口を絞ると、シャワーヘッド本体内部の圧力が減少し、散水板から放出される水の強さが極端に弱くなっていた。
そこで、特許文献１に示すように、散水板の上流側に縮径通水路を有する流量調整部材を設けた節水型シャワーヘッドが提案されていた。この節水型シャワーヘッドの縮径通水路は、入側に流れ方向に縮径するテーパー状縮径部を備え、出側には流れ方向に拡径する拡径部が設けられている。そして、縮径通水路を水が通過する際に速度が増加すると共に、縮径通水路の出口側が拡径しているので、速度の速くなった水をその運動エネルギーを減らすことなく比較的広い面積を備えた散水板に衝突させることができる。

特許第２６７０５０９号公報

しかしながら、特許文献１記載の発明では、シャワーヘッドの散水板からの吐出圧を高めることはできるが、縮径通水路の直径が大きく、吐出する水の流量が多いため、シャワーを使用する際に、シャワー水が肌に強く当たって痛く感じるという問題があった。そこで、縮径通水路の直径のみを小さくすると水の通過抵抗が増えて、通水量が減少するのみでなく圧力損失が発生し、所定の勢いを有するシャワー水の形成ができないという問題があった。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、シャワー水が勢いを有し、しかも、吐水量を減少させた節水型のシャワーヘッドを提供することを目的とする。

前記目的に沿う第１の発明に係るシャワーヘッドは、水導入口を備えた基部から頭部にかけて内部に筒状通水路とこれに連続する屈曲通水路を備えたシャワーヘッド本体と、前記シャワーヘッド本体の頭部にねじ機構を介して取付けられ、中央部には取付け孔が設けられたリング状のキャップ本体、及び前記取付け孔に固着されかつ複数の散水孔が形成された散水板を備えた散水キャップと、前記散水板の上流側に設けられ、縮径通水路を備えた流量調整部材とを有するシャワーヘッドであって、
前記流量調整部材と前記散水板との間には、前記流量調整部材と前記散水板との間を第１室と第２室に区分する仕切り板が配置され、該仕切り板には唯一１つの貫通孔が偏心して設けられている。
このように構成することによって、第１室で一旦水の勢いを抑えて、水の吐出圧を下げることができる。また、導入される水が混合湯水の場合、第１室で均一に混合できる。
ここで、貫通孔は一つであって、前記仕切り板に偏心して設けられ、これによって、第１室を流れる水流がより効率的にキャビテーションを発生させる。なお、前記貫通孔の直径は仕切り板の直径の０．０８〜０．１４倍の範囲で、貫通孔の中心位置は、仕切り板の中心からその半径の０．５〜０．８倍の位置に偏心して設けられているのが好ましい。
第２の発明に係るシャワーヘッドは、第１の発明に係るシャワーヘッドにおいて、前記縮径通水路は、入側に形成されて前記シャワーヘッド本体の前記筒状通水路及び前記屈曲通水路のいずれの断面積よりもその断面積が小さく形成された小径の第１の通水部と、出側に形成されて前記第１の通水部の内径の１．５〜３倍の内径を有する第２の通水部とを備え、
しかも、前記第１の通水部の上流側には前記屈曲通水路に連通し流れ方向に縮径するテーパー状縮径部が形成され、前記第２の通水部の下流側には流れ方向に拡径した拡径部が形成され、前記流量調整部材で水量を減らすと共に、前記散水キャップの直上流側に半径方向に実質的に均等な水圧分布を発生させる。

この発明に係るシャワーヘッドにおいて、シャワーヘッド本体は、ハンド式（即ち、壁掛け可能）、及び壁固定式のいずれであってもよい。また、シャワーヘッド本体、散水キャップ、及び流量調整部材は、例えば、耐熱ＡＢＳ、ＰＰ、塩化ビニール、又はＰＣ等の成形性が良好でかつ硬質の合成樹脂を用いて形成するのが好ましい。また、水漏れの防止（水密性の保持）のために、ゴム製又は合成樹脂製のパッキンを使用するのが好ましい。また、前記した縮径通水路は、第１、第２の通水部を有している。従って、入側に形成されシャワーヘッド本体の筒状通水路及び屈曲通水路のいずれの断面積よりもその断面積が小さく（例えば、０．０６３〜０．１５倍）形成された第１の通水部によって、水の量が減少すると共に、流速が増加する。シャワーヘッド本体の筒状通水路及びその下流側に設けられた屈曲通水路の断面形状は、それぞれ円形、矩形（正方形を含む）、又は多角形である。

第２の発明に係るシャワーヘッドにおいて、第１の通水部の内径をｄとすると第２の通水部の内径は１．５ｄ〜３ｄの範囲にある。第２の通水部の内径が、第１の通水部の内径ｄの１．５倍未満であると、第２の通水部を通過した水流が中央で集中し、散水キャップの上流側で圧力が集中するので、散水板に満遍なく水が当たらず、散水板に設けられた複数の散水孔から均一に水が吐出されない。また、第２の通水部の内径が第１の通水部の内径ｄの３倍を超えると、第１の通水部で流速が増加した水が第２の通水部で広がり過ぎて散水板の散水孔から吐出されるシャワー水の勢いが弱くなると共に、第１の通水部を通過した水の流速が速い場合には、第２の通水部の側壁に水が接触せず、散水板に広範囲に水を当てることができなくなる。

第２の発明に係るシャワーヘッドにおいて、縮径通水路は、入側に形成されてシャワーヘッド本体の筒状通水路及び屈曲通水路のいずれの断面積よりもその断面積が小さく形成された小径の第１の通水部が設けられているので、縮径通水路に導入される水の流速を急速に増加させることができる。また、縮径通水路は出側に、第１の通水部の内径の１．５〜３倍の内径を有する第２の通水部を備えているので、速度の速くなった水の運動エネルギーを低下させることなく水を散水板に当てることができる。更に、第１の通水部の上流側には流れ方向に縮径するテーパー状縮径部が形成されているので、シャワーヘッド本体内の筒状通水路及び屈曲通水路に導入された水を効率よく第１の通水部に取り込むことができる。また、第２の通水部の下流側には流れ方向に拡径する拡径部が形成されているので、拡径部から徐々に広がりながら水が放出され、散水キャップの直上流側に半径方向に実質的に均等な水圧分布の水を発生させることができる。
また、第１の通水部の内径ｄに対する長さを１．３ｄ〜２ｄに形成するのが好ましい。第１の通水部の長さが、１．３ｄ未満であると水の流速があまり増加せず、２ｄを超えると第１の通水部を通過した水が直線的に噴出され、第２の通水部で広がらず、流量が低下せず節水効果が得られない。

第３の発明に係るシャワーヘッドは、第１の発明に係るシャワーヘッドにおいて、前記第１室には固形状の銀イオン溶出材を配置している。これによって、縮径通水路から放出された水が仕切り板の貫通孔を通過する際に、第１室を通過する水に銀イオンが溶出して通過する水の殺菌を促すことができる。この銀イオン溶出材は、例えば、燃焼合成で作製され、銀がコーティングされたセラミック多孔質ペレット、銀粉末を担持した合成樹脂、銀めっきが施された固化体、及び固体の銀等の１又は２以上が使用できる。特に、第１室にキャビテーションを積極的に発生させる構造とした場合には、銀イオン溶出材からより効果的に銀イオンが溶出する。

また、第４の発明に係るシャワーヘッドは、第１〜第３の発明に係るシャワーヘッドにおいて、前記散水板は、前記キャップ本体の内側壁に符合し、流れ方向に漸次その直径が拡大する外側壁を有する円板から形成され、前記散水孔は、前記散水板の周縁を除く内側部分に前記散水キャップの軸心に平行に延伸して配置された複数の内側散水小孔と、前記散水板の前記外側壁に形成されその断面が外側開放の円弧又はＵ字状となった複数の溝及び前記キャップ本体の前記内側壁で形成される複数の外側散水小孔とを有する。この第４の発明に係るシャワーヘッドにおいては、内側散水小孔から流れる水を外側散水小孔から流れる水が包むようになり、より均一なシャワー水が形成される。また、外側散水小孔を形成する溝の断面が円弧状又はＵ字状となっているので、均一な断面積の外側散水小孔の形成が容易であると共に、外側散水小孔に水が付着しにくく、結果として水に含まれているカルシウム等の付着を防止できる。

この第４の発明に係るシャワーヘッドにおいて、前記内側散水小孔は中央のストレート部の長さをその内径の０．６〜１．２倍とし、更に内側散水小孔の入水部を流れ方向に漸次円錐台状（即ち、テーパー状）に縮径させると共に、出水部を流れ方向に漸次円錐台状（即ち、逆テーパー状）に拡径させることもできる。このように形成することによって、圧力損失を低減して水を内側散水小孔に通すことができ、更には内側散水小孔を流れる水が徐々に広がりながら放出されて、内側散水小孔から放出される水が体に当たっても痛みを感じにくいという利点がある。

本発明に係るシャワーヘッドにおいて、シャワーヘッド本体の筒状通水路の徐々に細くなった先部、及びこれに続く屈曲通水路の内側寸法は、第１の通水部の内径ｄよりもそれぞれ大きく形成するのが好ましい。即ち、シャワーヘッド本体の筒状通水路の先部の断面積、及び屈曲通水路の断面積のいずれも、例えば、第１の通水部の断面積の６．６〜１６倍となっている。これによって、シャワーヘッド本体の筒状通水路及び屈曲通水路を流れる水が、狭い縮径通水路に供給されて流速が増加する。

また、本発明に係るシャワーヘッドにおいて、第１の通水部の直上流側にあるテーパー状縮径部は、第１の通水部の内径ｄを基準にして（以下、同じ）、入側の内径を１．６ｄ〜２．３ｄ、長さを０．４ｄ〜０．５ｄ、テーパーの角度（即ち、軸心に対する開き傾斜角度をいう、以下同じ）を３０〜４５度に形成するのが好ましい。このような構造とすることによって、シャワーヘッド内の通路に導入された水を効率よく第１の通水部に取り込むことができる。
更には、第２の通水部は、その長さを２．２ｄ〜３．４ｄに形成するのが好ましい。第２の通水部の長さが、２．２ｄ未満であると流量が低下せず節水効果が得られ難く、３．４ｄを超えると広範囲に水を噴出することができず散水板に直線的に当たる。
そして、第２の通水部の直下流側にある拡径部は、その長さを０．８ｄ〜１．２ｄ、テーパーの角度を３０〜４５度に形成するのが好ましく、これによって、拡径部から徐々に広がりながら水が放出され、散水キャップの直上流側に半径方向に実質的に均等な水圧分布で水を当てることができる。

更には、第２の発明に係るシャワーヘッドにおいて、第１の通水部と第２の通水部の間には、流れ方向に漸次直径が拡大する円錐台状連結部を設けるのが好ましい。なお、この円錐台状連結部の長さは、例えば、０．７ｄ〜１．１ｄに形成されている。このように、第１の通水部と第２の通水部の間に円錐台状連結部を設けることによって、第１の通水部から第２の通水部に円滑に水が流れ、第１及び第２の通水部の境界部分で渦や逆流が発生しにくくなる。

請求項１〜８に記載のシャワーヘッドにおいては、流量調整部材と散水板との間に、貫通孔が設けられた仕切り板が配置されて、上流側に第１室及び下流側に第２室が形成されているので、第１室で一旦水の勢いを抑えて、水の吐出圧を下げることができる。また、導入される水が混合湯水の場合、第１室で均一に混合できる。
特に、貫通孔が仕切り板に偏心して設けられているので、第１室から第２室に流れる水流が積極的に乱されて内部にキャビテーションが発生するのを促進する。
請求項２記載のシャワーヘッドにおいては、縮径通水路は、入側に形成されてシャワーヘッド本体の筒状通水路及び屈曲通水路のいずれの断面積よりもその断面積が小さく形成された小径の第１の通水部が設けられているので、縮径通水路に導入される水の流速を急速に増加させることができる。また、縮径通水路は出側に、第１の通水部の内径の１．５〜３倍の内径を有する第２の通水部を備えているので、速度の速くなった水の運動エネルギーを低下させることなく水を散水板に当てることができる。更に、第１の通水部の上流側には流れ方向に縮径するテーパー状縮径部が形成されるので、シャワーヘッド本体内の筒状通水路及び屈曲通水路に導入された水を効率よく第１の通水部に取り込むことができる。また、第２の通水部の下流側には流れ方向に拡径する拡径部が形成されているので、拡径部から徐々に広がりながら水が放出され、散水キャップの直上流側に半径方向に実質的に均等な水圧分布で水を当てることができる。

請求項３記載のシャワーヘッドは、第１の通水部の長さが、第１の通水部の内径の１．３〜２倍の範囲にあるので、水の流速を適度の範囲に調整して、節水効果を与えることができる。

請求項４及び５記載のシャワーヘッドにおいては、第１室に固形状の銀イオン溶出材（例えば、銀がコーティングされたセラミック多孔質ペレット）が配置されているので、第１室でのキャビテーションにより殺菌効果のある銀イオンが溶出され易くなる。

請求項６記載のシャワーヘッドにおいては、外側散水小孔を形成する溝の断面が外側開放の円弧又はＵ字状となっているので、外側散水小孔に水が付着し難くなり、カルシウム等の付着を防止することができる。
請求項７記載のシャワーヘッドにおいては、内側散水小孔の入水部が流れ方向に漸次円錐台状に縮径しているので、水を効率よく内側散水小孔に取り込むことができる。また、内側散水小孔のストレート部がその直径の０．６〜１．２倍となってその長さが短く、更に内側散水小孔の出水部が流れ方向に漸次円錐台状に拡径しているので、徐々に広がりながら水が放出され、内側散水小孔から吐出されるシャワー水が体に当たっても痛くないという効果を有する。

請求項８記載のシャワーヘッドにおいては、第１の通水部と第２の通水部の間に、流れ方向に漸次直径が拡大する円錐台状連結部が設けられているので、第２の通水部から第１の通水部への水の逆流を起こり難くすることができる。また、導入される水が混合湯水の場合、温度低下を抑えることができる。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここで、図１は本発明の第１の実施の形態に係るシャワーヘッドの側断面図、図２、図３は同シャワーヘッドの散水キャップの正面図、背面図、図４は同シャワーヘッドの散水キャップの分解斜視図、図５（Ａ）は同シャワーヘッドの流量調整部材の断面図、（Ｂ）は変形例に係る流量調整部材の断面図、（Ｃ）は比較例に係る流量調整部材の断面図、図６は本発明の第２の実施の形態に係るシャワーヘッドの側断面図、図７は同シャワーヘッドの仕切り部材の説明図である。

図１〜図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係るシャワーヘッド１０について説明する。
図１に示すように、シャワーヘッド１０は、基部に水導入口１１を備えたシャワーヘッド本体１２と、シャワーヘッド本体１２の頭部２２にねじ機構１３を介して取付けられるリング状のキャップ本体１４及びキャップ本体１４に取付けられ複数の散水孔１５が形成された散水板１６を備えた散水キャップ１７とを備える。散水板１６の上流側の空間１８には縮径通水路１９を備えた流量調整部材２０が組み込まれている。これによって、水導入口１１から導入された水（混合湯水を含む。以下同様）を散水板１６の散水孔１５から放出する。シャワーヘッド本体１２、散水キャップ１７、及び流量調整部材２０は、成形性の良好なＡＢＳ樹脂（硬質樹脂の一例）等で形成されている。以下、それぞれ詳しく説明する。

シャワーヘッド本体１２は、基部に水導入口１１を備えた筒状の把持部２１と、把持部２１に一体形成され、流れ方向に拡径した中空の頭部２２を有している。なお、把持部とシャワーヘッド本体となる頭部を別々に作製し、ねじ機構等によって一体化してもよい。また、シャワーヘッド本体１２の内部には、基部側から頭部側にかけて、その先部が徐々に縮径した筒状通水路２３と、筒状通水路２３に実質的に直角に屈曲して連接され、断面が正方形に形成された屈曲通水路２４と、屈曲通水路２４に連接して設けられその直径が屈曲通水路２４の一辺よりも大きく形成され、流量調整部材２０を組み込む筒状の装着部２５と、装着部２５に一体的に連接して設けられ直径が流れ方向に拡径する拡大部２６とを有している。装着部２５及び拡大部２６によって、シャワーヘッド本体１２の頭部２２に空間１８が形成されている。また、シャワーヘッド本体１２の頭部２２の先端部外側には、散水キャップ１７を取付けるための雄ねじ２７が形成されており、シャワーヘッド本体１２の基部外側には図示しないホースの先部に設けられる継手に螺合する雄ねじ２７ａが形成されている。

図２〜図４に示すように、散水キャップ１７を構成するキャップ本体１４は、シャワーヘッド本体１２の雄ねじ２７に螺着可能な雌ねじ２８が内側に設けられた側壁部２８ａと、円環状の平板部３１とを有し、平板部３１の中心側は流れ方向に漸次直径が拡大する逆テーパー状の取付け孔３０が設けられている。ここで、シャワーヘッド本体１２の雄ねじ２７とキャップ本体１４の雌ねじ２８とによってねじ機構１３が構成されている。ねじ機構１３によって締結されるシャワーヘッド本体１２と散水キャップ１７の隙間からの水漏れ防止（水密性の保持）のために、雄ねじ２７の先端にゴム製のパッキン３１ａが配置されている。

散水キャップ１７を構成する散水板１６は、キャップ本体１４の逆テーパー状の取付け孔３０を形成する内側壁２９と実質的に同形状である漸次直径が流れ方向に拡大する逆テーパー状の外側壁３２を備えた円板から形成され、キャップ本体１４の中央部の取付け孔３０に嵌入されて超音波接合又は接着剤等で固着される。

散水板１６は、周縁を除く内側部分に散水キャップ１７の軸心に平行に延伸する複数、例えば５つの断面円形の内側散水小孔３３が形成されている。内側散水小孔３３の入水部３４は、漸次円錐台状（テーパー状）に流れ方向に縮径して形成され、内側散水小孔３３に水が効率よく取り込まれると共に、内側散水小孔３３の流体抵抗が小さくなり圧力損失が少なくなっている。ここで、内側散水小孔３３の最小内径（中央の非テーパー部、即ち、ストレート部３３ａの内径）をφ（例えば、０．３５〜０．８ｍｍ）とすると、内側散水小孔３３の入水部３４は、その入側の内径が２．４φ〜３．７φ（例えば、３．１φ）に、長さが１．２φ〜１．８φ（例えば、１．５φ）に、テーパーの角度が軸心に対して３０〜４５度（例えば、３５度）に形成されている。内側散水小孔３３の中央のストレート部３３ａの長さは、例えば、０．６φ〜１．２φ（更に好ましくは、０．８φ〜１．１φ）に形成されている。

また、内側散水小孔３３の出水部３５は、流れ方向に漸次円錐台状（逆テーパー状）に拡径して形成され、縮径された内側散水小孔３３で速度の速くなった水の運動エネルギーを低下させずに、水を勢いよく、しかも直径を少しずつ拡大しながら放出するので、体にシャワー水が当たっても痛くない。ここで、内側散水小孔３３の出水部３５は、その出側の内径が１．６φ〜２．４φ（例えば、２．０φ）に、長さが０．５７φ〜０．８６φ（例えば、０．７φ）に、テーパーの角度が３０〜４５度（例えば、３５度）に形成されている。

また、散水板１６の周縁部の外側壁３２には、円周方向に間隔をあけて流れ方向に延伸する状態で複数、例えば、２０個の溝３１ｂが設けられている。溝３１ｂは、散水板１６の中心３６から半径方向外側に伸びる直線３７を中心として左右対称であり、断面が外側開放のＵ字状となっている。ここで、キャップ本体１４の取付け孔３０に、散水板１６を先側から嵌入して、散水板１６の外側壁３２をキャップ本体１４の内側壁２９に固着することにより、散水板１６の溝３１ｂとキャップ本体１４の内側壁２９とによって、２０個の外側散水小孔３８が形成される。散水板１６に形成されて外側散水小孔３８を形成する溝３１ｂは、散水板１６の半径方向外側が開放するＵ字状（Ｕ字溝の幅が例えば０．７〜１ｍｍ）となっているので、外側散水小孔３８に水滴が留まり難くなり、シャワーヘッド１０に供給される水に含まれるカルシウム等の付着を防止することができる。内側散水小孔３３と外側散水小孔３８とによって、散水孔１５が構成されている。

また、散水板１６は、周縁部の厚みを中央部の厚みより厚くしている。これによって、外側散水小孔３８の長さを内側散水小孔３３の長さより長く（例えば、２〜３倍）とることができる。この構成によって、内側散水小孔３３からの第１のシャワー水４８は徐々に広がりながら、散水キャップ１７の軸心に平行に噴射されるが、外側散水小孔３８からの第２のシャワー水４９は、散水キャップ１７の軸心を中心にして、即ち、内側散水小孔３３から放出される第１のシャワー水４８を囲んで、流れ方向に徐々に拡径する円錐台状のカーテン状水流を形成する。

図４に示すように、散水板１６の外側壁３２には、固着前の状態で、円周方向に間隔をあけて複数の微小高さの溶着用突起３９が設けられている。散水板１６を取付け孔３０内に嵌入した後、超音波振動を散水板１６に印加し、その振動によって溶着用突起３９を溶かすことによって散水板１６を取付け孔３０内に容易にかつ強固に固着することができる。この際、溶着用突起３９は微小高さなので、溶けても、外側散水小孔３８を閉塞するおそれはない。なお、散水板１６は、連結ボルト等の固定手段を用いてキャップ本体１４へ取付けてもよい。

図１に示すように、流量調整部材２０は、装着部２５に嵌入して取付けられ、空間１８内に配置されている。また、図５（Ａ）に示すように、流量調整部材２０に設けられた縮径通水路１９は、入側にシャワーヘッド本体１２の屈曲通水路２４に連通し、筒状通水路２３及び屈曲通水路２４のいずれの断面積よりも小さい断面積を有する小径の第１の通水部４０が設けられている。縮径通水路１９の出側に第１の通水部４０の内径ｄ（例えば、３〜４ｍｍ）の１．５〜３倍（例えば、１．７ｄ）の内径を有する第２の通水部４１を備えている。更に、第１の通水部４０の上流側には、流れ方向に縮径するテーパー状縮径部４３が形成され、第２の通水部４１の下流側には、流れ方向に拡径する拡径部４５が形成されている。なお、内側散水小孔３３は、その中央部のストレート部３３ａの内径φが約０．１ｄ〜０．２５ｄに形成され、内側散水小孔３３のストレート部３３ａの内径φは第１の通水部４０の内径ｄよりもかなり小さくなっている。

縮径通水路１９を構成する第１の通水部４０の内径ｄが、屈曲通水路２４の内寸よりも小さく形成されているので、導入された水の流速を第１の通水部４０によって急速に増加させることができ、更に、第２の通水部４１によって、速度の速くなった水の運動エネルギーを低下させることなく水を散水板１６に当てることができる。ここで、屈曲通水路２４の内寸は、一辺が２．２８ｄ〜３．５４ｄ（例えば、３．２ｄ）に形成され、その断面積は、第１の通水部４０の断面積の６．６〜１６倍となっている。また、第１の通水部４０の長さは、１．３ｄ〜２．０ｄ（例えば、１．６ｄ）に形成され、第２の通水部４１の長さは、２．２ｄ〜３．４ｄ（例えば、２．８ｄ）に形成されている。

また、第１の通水部４０の上流側に流れ方向に縮径するテーパー状縮径部４３が形成されるので、シャワーヘッド本体１２内の屈曲通水路２４に導入された水を効率よく第１の通水部４０に取り込むことができ、第２の通水部４１の下流側に流れ方向に拡径する拡径部４５が形成されているので、散水キャップ１７に半径方向に実質的に均等な水圧分布で水を当てることができる。ここで、テーパー状縮径部４３は、入側の内径が１．６ｄ〜２．３ｄ（例えば、１．９ｄ）、長さが０．４ｄ〜０．５ｄ（例えば、０．４ｄ）に形成されている。また、拡径部４５は、長さが０．８ｄ〜１．２ｄ（例えば、１．０ｄ）に形成され、その軸心に対する開き角度が３０〜４５度に形成されている。

また、図５（Ｂ）に示すように、流量調整部材２０の代わりに、第１の通水部４０と第２の通水部４１の間に流れ方向に漸次直径が拡大する円錐台状連結部４６を設けた流量調整部材４７を使用してもよい。流量調整部材４７の円錐台状連結部４６によって、第２の通水部４１から第１の通水部４０への水の逆流が起こり難くなる。また、導入される水が混合湯水の場合、温度低下を抑えることもできる。ここで、円錐台状連結部４６は、長さが０．７ｄ〜１．１ｄ（例えば、０．９ｄ）に形成されている。

次に、シャワーヘッド１０の使用時の水の流れについて説明する。
図示しない蛇口や湯水混合栓を開けると、一定の水圧を有する水が図示しないシャワーホースを通してシャワーヘッド１０へ供給される。このようにして供給された水は、シャワーヘッド本体１２の水導入口１１から筒状通水路２３、屈曲通水路２４を通り、流量調整部材２０のテーパー状縮径部４３、第１の通水部４０、第２の通水部４１、及び拡径部４５を通り、更に、拡大部２６の先側を介して、散水キャップ１７に供給される。

散水キャップ１７に供給された水は、散水キャップ１７に設けられた内側散水小孔３３及び外側散水小孔３８を通して、それぞれ第１のシャワー水４８、第２のシャワー水４９となって、使用者に向けて吐出（吐水）される。ここで、内側散水小孔３３が全て散水キャップ１７の軸線に対して平行に配列されていると共に、内側散水小孔３３のストレート部３３ａの長さが短く、更に、内側散水小孔３３の出側に設けられた出水部３５が流れ方向に拡径している。これによって、内側散水小孔３３からの水が徐々に広がって使用者に吐出され、使用者の肌の比較的広い面積に水が当たるというマッサージ効果を生じることができる。

また、内側散水小孔３３は小径なので、第１のシャワー水４８の一部は霧吹き状に吐出され、そのまま（即ち、以下に説明する第２のシャワー水４９が無い状態）では外部に飛散することもある。一方、第２のシャワー水４９は、孔面積及び長さが内側散水小孔３３より大きい外側散水小孔３８を通して吐出されるので、強力なカーテン状の水流を第１のシャワー水４８の周囲に形成することができ、第１のシャワー水４８の飛散を確実に防止することができる。また、外側散水小孔３８は、流れ方向に拡径した散水板１６の外側壁３２に形成されているので、散水板１６から吐出された第２のシャワー水４９は、散水板１６からの距離に比例してカバー範囲を大きくとることができる。

従って、第１のシャワー水４８と第２のシャワー水４９とは協働して、例えば、使用者のより広い面積、例えば全身にシャワー水を吐出することができ、シャワー時間の短縮化、及びシャワー水の使用量の低減効果、すなわち、節水効果を図ることができる。なお、散水キャップ１７はシャワーヘッド本体１２にねじ機構１３によって着脱自在に取付けられているので、外側散水小孔３８の放出角度が異なる散水キャップと交換することによって、シャワーヘッド１０の洗浄可能面積を容易かつ迅速に変更することができる。

図６及び図７を参照して、本発明の第２の実施の形態に係るシャワーヘッド５０について説明する。シャワーヘッド５０は、水導入口１１から供給される水の圧力が高い場合に使用され、水量を保持したまま吐出圧を低下させ、シャワーの使用時に適切な吐出圧のシャワー水を使用者に向けて吐出させるものである。なお、シャワーヘッド１０と同一の構成要素については同一の番号を付してその詳しい説明を省略する。

このシャワーヘッド５０は前記したシャワーヘッド１０と以下の点で相違している。即ち、（１）シャワーヘッド本体１２の雄ねじ２７に螺合するキャップ本体５１の側壁部５９が、シャワーヘッド１０のキャップ本体１４の側壁部２８ａより長くなっている点と、（２）流量調整部材２０と散水板１６との間に貫通孔５２が設けられた仕切り板５３を備えた仕切り部材５４が配置されて、上流側の第１室５５及び下流側の第２室５６が形成されている点と、（３）第１室５５に固形状の銀イオン溶出材５７が配置されている点である。以下、詳しく説明する。

キャップ本体５１は、基部内壁に雌ねじ５８が設けられ、キャップ本体１４の側壁部２８ａよりも長く（約１．８〜２．５倍）形成された側壁部５９を有している。シャワーヘッド本体１２の雄ねじ２７とキャップ本体５１の雌ねじ５８によってねじ機構６０が構成される。また、リング状のキャップ本体５１の中央部に設けられて流れ方向に拡径する取付け孔６１には、５個の内側散水小孔３３及び２０個の溝３１ｂを備えた散水板１６が固着され、キャップ本体５１と散水板１６によって散水キャップ６３が構成されている。散水板１６の溝３１ｂとキャップ本体５１の内側壁６２によって、２０個の外側散水小孔６４が形成され、内側散水小孔３３及び外側散水小孔６４によって散水孔６５が構成されている。

仕切り部材５４は、シャワーヘッド本体１２の頭部２２に配置されたパッキン３１ａを介して、シャワーヘッド本体１２と散水キャップ６３との間に、仕切り板５３が流れ方向に直交するようにして、配置されている。この仕切り部材５４は、貫通孔５２を備えた仕切り板５３と、仕切り板５３の実質的に中心に流れ方向に設けられ、その先端部が散水キャップ６３の散水板１６の中央に当接して、使用時の水圧によって仕切り板５３が撓むのを防止する円柱状の支持体６６とを有している。なお、支持体６６は省略することもできる。シャワーヘッド本体１２の下流側内部及び散水キャップ６３の上流側内部によって構成される空間が、仕切り板５３によって、流れ方向に実質的に２分割されて、上流側に流量調整部材２０が配置された第１室５５、及びその下流側に第２室５６が形成される。

第１室５５に配置される銀イオン溶出材５７は、例えば、燃焼合成（例えば、特開２０００−２６２８８９号公報参照）で作製され、銀がコーティングされたセラミック多孔質ペレット（例えば、株式会社アドバンス社製の商品名「大銀醸」）が使用できる。流量調整部材２０の縮径通水路１９から第１室５５に供給された水は、仕切り部材５４の貫通孔５２を介して第２室５６に供給され、内側散水小孔３３及び外側散水小孔６４から放出される。この際に、偏心した貫通孔５２を通過する水の流れによって、第１室５５の圧力が低下して第１室５５内でキャビテーション（空洞現象）が発生し、第１室５５内の水がその水温で沸騰もしくは沸騰寸前の状態となって、水蒸気の泡を形成する。続いてこの泡が崩壊する際に、銀イオン溶出材５７から銀イオンが溶出し易くなる。溶出した銀イオン（同時に発生するヒドロキシラジカルを含む）によって、殺菌効果のあるシャワー水を得ることができる。

次に、シャワーヘッド５０の使用時の水の流れについて説明する。
図示しない蛇口や湯水混合栓を開けると、一定の水圧を有する水が図示しないシャワーホースを通してシャワーヘッド５０に供給され、流量調整部材２０の縮径通水路１９によって、水量が減少すると共に、流速が高められる。更に、縮径通水路１９を通過した水は、第１室５５でキャビテーションを起こし、第１室５５内の圧力の部分的低下によって、銀イオン溶出材５７から溶出した銀イオンによって殺菌される。第１室５５内の水は、仕切り部材５４の貫通孔５２を介して、第２室５６に供給され、散水キャップ６３の内側散水小孔３３及び外側散水小孔６４からシャワーヘッド５０の外部に吐出される。第１室５５及び第２室５６内に残留した水も、溶出した銀イオンによって殺菌することができる。

（実施例１、２）
本発明の第１、第２の実施の形態に係るシャワーヘッドの作用効果を確認するために、行った実施例１、２について、比較例１、２と対応させながら説明する。
前記した第１の実施の形態に係るシャワーヘッド１０及び第２の実施の形態に係るシャワーヘッド５０を使用して、それぞれ実施例１、２とし、水温１７．０℃、水道水圧力０．２５８ＭＰａの水道水を用いて、流量、高さ１ｍからの水平到達距離、及びシャワー水のノズルからの吐出圧をそれぞれ測定した（福岡県工業技術センターにて測定）。その結果を表１に示す。

（比較例１、２）
一方、比較例１には、第１の実施の形態に係るシャワーヘッド１０において、図５（Ａ）に示す流量調整部材２０の代わりに、図５（Ｃ）に示す流量調整部材７０を使用したシャワーヘッドを用いた。この流量調整部材７０の縮径通水路７０ａは、流れ方向に縮径するテーパー状縮径部７２と、この縮径部７２に接続される縮径したストレート通水部７１と、ストレート通水部７１の出側に流れ方向に拡径する拡径部７３とを有している。テーパー状縮径部７２の入側には断面円形のストレート部７４が設けられている。実施例１で使用した流量調整部材２０の第１の通水部４０の内径ｄは３．６ｍｍであるが、比較例１の流量調整部材７０のストレート通水部７１は、内径が５．８ｍｍ（長さは約１０ｍｍ）に形成されている。また、比較例１に係るストレート部７４の内径は１２ｍｍで長さは５ｍｍであって、テーパー状縮径部７２は軸心に対して約５０度の傾斜面を有している。そして、拡径部７３の開き傾斜角も軸心に対して約５０度でその長さは約２．４ｍｍとなっている。
比較例２のシャワーヘッドは、シャワーヘッド１０において流量調整部材２０を有していないシャワーヘッドを用いた。

また、実施例１、２及び比較例１、２のシャワーヘッドに導入する水の圧力（導入圧）を０．０５、０．０８、０．１０、及び０．１５ＭＰａとして、シャワー水の流量をそれぞれ測定し、その結果を表２に示す。

表１及び表２に示すように、実施例１、２及び比較例１のシャワーヘッドは、流量調整部材を有さない比較例２のシャワーヘッドよりも、流量が減少し節水効果が高くなっている。また、実施例１及び実施例２のシャワーヘッドは、比較例１よりも、更に節水効果が高いことが解った。なお、表２の括弧内の数値は、比較例２の導入した水道水の圧力に対する流量を１００％としたときの流量割合を示すが、比較例１のシャワーヘッドでは４５％程度となったのに対し、実施例１及び実施例２のシャワーヘッドではそれぞれ３５％程度となり、より節水効果が高くなることを示している。

表１に示すように、実施例１及び比較例１のシャワーヘッドは、比較例２のシャワーヘッドと比較して、流量が減少し節水効果を有し、シャワー水の水平到達距離が遠く、しかも、シャワー水の吐出圧が高く、シャワー水に勢いがあることが解った。また、実施例２のシャワーヘッドは、比較例２のシャワーヘッドと比較して、流量が減少し、実施例１と比較して水の勢いが低下しているので、導入する水の圧力が高いシャワーヘッドに使用した場合、シャワーの使用時に適切な吐出圧のシャワー水を使用者に向けて吐出できることが解った。

実施例２のシャワーヘッドから吐出したシャワー水には、１０ｐｐｍの銀イオンが含まれ、第１室内の水には８０ｐｐｍの銀イオンが含まれていた。なお、銀イオン溶出材を１６０００リットルの水に２４時間浸漬した場合、４０ｐｐｂの銀イオンが溶出されている。従って、実施例２のシャワーヘッドの第１室において、キャビテーションが起こり、第１室の圧力の低下によって、銀イオン溶出材から銀イオンが溶出することが解った。溶出した銀イオンによって、吐出したシャワー水には殺菌効果があった。

本発明は、前記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲での変更は可能であり、例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組み合わせて本発明のシャワーヘッドを構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
例えば、前記実施の形態のシャワーヘッドにおいて、シャワーヘッド本体、散水キャップ、及び流量調整部材を、ＡＢＳ樹脂を用いて形成したが、ＰＰ、塩化ビニール、又はＰＣ（ポリカーボネイト）等の合成樹脂を用いて形成してもよい。また、散水板の周縁部の外側壁に形成した溝は、断面Ｕ字状としたが、断面が半径方向外側に開放する円弧状としてもよい。また、本発明に係るシャワーヘッドにおいて、縮径通水路（第１の通水部及び第２の通水部）とは断面が円形のものだけでなく、楕円、多角形、その他の複雑な断面形状のものを含む。縮径通水路の断面形状が円以外である場合は、その断面積をＳとした場合、内径ｄは２×（Ｓ／π）^1/2として等価的に計算するものとする。なお、本発明の具体的な寸法は本実施の形態に限定されるものではない。

本発明の第１の実施の形態に係るシャワーヘッドの側断面図である。同シャワーヘッドの散水キャップの正面図である。同シャワーヘッドの散水キャップの背面図である。同シャワーヘッドの散水キャップの分解斜視図である。（Ａ）は同シャワーヘッドの流量調整部材の断面図、（Ｂ）は変形例に係る流量調整部材の断面図、（Ｃ）は比較例に係る流量調整部材の断面図である。本発明の第２の実施の形態に係るシャワーヘッドの側断面図である。同シャワーヘッドの仕切り部材の説明図である。

１０：シャワーヘッド、１１：水導入口、１２：シャワーヘッド本体、１３：ねじ機構、１４：キャップ本体、１５：散水孔、１６：散水板、１７：散水キャップ、１８：空間、１９：縮径通水路、２０：流量調整部材、２１：把持部、２２：頭部、２３：筒状通水路、２４：屈曲通水路、２５：装着部、２６：拡大部、２７：雄ねじ、２７ａ：雄ねじ、２８：雌ねじ、２８ａ：側壁部、２９：内側壁、３０：取付け孔、３１：平板部、３１ａ：パッキン、３１ｂ：溝、３２：外側壁、３３：内側散水小孔、３３ａ：ストレート部、３４：入水部、３５：出水部、３６：中心、３７：直線、３８：外側散水小孔、３９：溶着用突起、４０：第１の通水部、４１：第２の通水部、４３：テーパー状縮径部、４５：拡径部、４６：円錐台状連結部、４７：流量調整部材、４８：第１のシャワー水、４９：第２のシャワー水、５０：シャワーヘッド、５１：キャップ本体、５２：貫通孔、５３：仕切り板、５４：仕切り部材、５５：第１室、５６：第２室、５７：銀イオン溶出材、５８：雌ねじ、５９：側壁部、６０：ねじ機構、６１：取付け孔、６２：内側壁、６３：散水キャップ、６４：外側散水小孔、６５：散水孔、６６：支持体、７０：流量調整部材、７０ａ：縮径通水路、７１：ストレート通水部、７２：テーパー状縮径部、７３：拡径部、７４：ストレート部

Claims

水導入口を備えた基部から頭部にかけて内部に筒状通水路とこれに連続する屈曲通水路を備えたシャワーヘッド本体と、前記シャワーヘッド本体の頭部にねじ機構を介して取付けられ、中央部には取付け孔が設けられたリング状のキャップ本体、及び前記取付け孔に固着されかつ複数の散水孔が形成された散水板を備えた散水キャップと、前記散水板の上流側に設けられ、縮径通水路を備えた流量調整部材とを有するシャワーヘッドであって、
前記流量調整部材と前記散水板との間には、前記流量調整部材と前記散水板との間を第１室と第２室に区分する仕切り板が配置され、該仕切り板には唯一１つの貫通孔が偏心して設けられていることを特徴とするシャワーヘッド。
請求項１記載のシャワーヘッドにおいて、前記縮径通水路は、入側に形成されて前記シャワーヘッド本体の前記筒状通水路及び前記屈曲通水路のいずれの断面積よりもその断面積が小さく形成された小径の第１の通水部と、出側に形成されて前記第１の通水部の内径の１．５〜３倍の内径を有する第２の通水部とを備え、しかも、前記第１の通水部の上流側には前記屈曲通水路に連通し流れ方向に縮径するテーパー状縮径部が形成され、前記第２の通水部の下流側には流れ方向に拡径した拡径部が形成され、前記流量調整部材で水量を減らすと共に、前記散水キャップの直上流側に半径方向に実質的に均等な水圧分布を発生させることを特徴とするシャワーヘッド。
請求項２記載のシャワーヘッドにおいて、前記第１の通水部の長さは、該第１の通水部の内径の１．３〜２倍の範囲にあることを特徴とするシャワーヘッド。
請求項１記載のシャワーヘッドにおいて、前記第１室には固形状の銀イオン溶出材が配置され、前記縮径通水路から放出された水が前記仕切り板の前記貫通孔を通過する際に、前記銀イオン溶出材から銀イオンが通過する水に溶出して該水の殺菌を促すことを特徴とするシャワーヘッド。
請求項４記載のシャワーヘッドにおいて、前記銀イオン溶出材は、銀がコーティングされたセラミック多孔質ペレットであることを特徴とするシャワーヘッド。
請求項１〜５のいずれか１項に記載のシャワーヘッドにおいて、前記散水板は、前記キャップ本体の内側壁に符合し、流れ方向に漸次その直径が拡大する外側壁を有する円板から形成され、前記散水孔は、前記散水板の周縁を除く内側部分に前記散水キャップの軸心に平行に延伸して配置された複数の内側散水小孔と、前記散水板の前記外側壁に形成されその断面が外側開放の円弧又はＵ字状となった複数の溝及び前記キャップ本体の前記内側壁で形成される複数の外側散水小孔とを有することを特徴とするシャワーヘッド。
請求項６記載のシャワーヘッドにおいて、前記内側散水小孔は中央のストレート部の長さがその直径の０．６〜１．２倍となって、該内側散水小孔の入水部が流れ方向に漸次円錐台状に縮径していると共に、出水部が流れ方向に漸次円錐台状に拡径していることを特徴とするシャワーヘッド。
請求項２又は３記載のシャワーヘッドにおいて、前記第１の通水部と前記第２の通水部の間には、流れ方向に漸次直径が拡大する円錐台状連結部が設けられていることを特徴とするシャワーヘッド。