JP5958210B2 - 給水規制用ノズル - Google Patents

Description

本発明は、給水口に備え付けられて、前記給水口から供給される水を細分化した状態にて吐出させる給水規制用ノズルに関する。

従来、自在水栓や混合栓、又は自動水栓等の水を供給する給水口に備え付けられて、前記給水口から供給される水をシャワー状に細分化させた状態にて吐出させ、もって、水の使用量を抑制しながらも、皮膚表面に当たる水の使用感を向上させ得る給水規制用ノズルが利用されている。

この種の給水規制用ノズルとしては、給水口に装着され得る取り付けカバー内に、複数の吐水孔を有する節水コマが内装されてなり、前記給水口に備え付けられて、前記給水口から供給される水を、前記取り付けカバー内を通過させつつ前記節水コマに形成された複数の吐水孔によって細分化し、もって、シャワー状に吐出させる構造のものが一般的である（例えば、下記特許文献１、２参照）。

ＷＯ２００９／０４４７０３号公報 特開２０１１‐２５６６６８号公報

前記特許文献１、２に開示された給水規制用ノズル（節水器具）の利用によって、相当の節水効果が達成され、良好な使用感も得ることができていたが、最近では、より一層の節水効果の向上が求められてきている。

ここで、この種の給水規制用ノズルにおいて、単に節水効果を向上させることを目的とするのであれば、前記給水口から供給される水をシャワー状に細分化させる吐水孔の口径を小さくすれば良い。

しかしながら、前記吐水孔の口径を小さくすると、シャワー状に吐出される水の束を構成する一本一本の連続した水の筋が相対的に細くなり、人によっては、係る細い水の筋が、肌に対して針状に突き刺さるような痛覚を生じさせるものとなり、使用感を低下させることとなる。

本発明は、前記技術的課題を解決するために開発されたものであり、より一層の節水効果と、非常に柔和な使用感が得られる新規な給水規制用ノズルを提供することを目的とする。

前記技術的課題を解決するために、本発明の給水規制用ノズルは、両端が開口された中空のノズル本体と、前記ノズル本体内、又は前記ノズル本体の二次側の開口端に設けられた仕切り板部と、を具備してなり、給水口に備え付けられて、前記給水口から供給される水を、前記ノズル本体の一次側の開口端から二次側の開口端に向かって前記ノズル本体内を通過させつつ、前記仕切り板部に形成された複数の吐水孔によって細分化した状態にて吐出させる給水規制用ノズルであって、前記仕切り板部は、厚さ０．１〜０．５ｍｍの薄板状部材からなり、且つ、前記仕切り板部の厚さＴと前記吐水孔の口径φとの関係が、０．８Ｔ≦φ≦１．２Ｔとなされたことを特徴とする（以下、「本発明ノズル」と称する。）。

本発明ノズルにおいては、前記仕切り板部が、金属製の薄板状部材からなり、前記吐水孔が化学エッチングによって形成されてなるものが好ましい態様となる。

本発明ノズルにおいては、前記仕切り板部に対して占める前記吐水孔の総面積の割合が、１〜９％となされたものが好ましい態様となる。

本発明ノズルにおいては、前記仕切り板部における二次側の面が、凹面形状となされたものが好ましい態様となる。

本発明ノズルにおいては、前記仕切り板部における二次側の面が、凸面形状となされたものが好ましい態様となる。

本発明ノズルにおいては、前記ノズル本体内における一次側の開口端と前記仕切り板部との間に存する空間内に、前記給水口から供給されて、前記ノズル本体内を通過する水の流通経路を狭窄する流入口と、前記流入口によって狭窄された流通経路を前記仕切り板部に向かって拡張する流出口と、を具備するネック部材が備えられてなるものが好ましい態様となる。

本発明ノズルにおいては、前記ネック部材における前記流入口の開口端が蓋材によって閉塞されてなり、前記給水口から供給された水が前記ネック部材内に導入されるように、前記蓋材又は前記流入口の周壁を貫通する一ないし複数のオリフィス孔が設けられてなるものが好ましい態様となる。

本発明によれば、より一層の節水効果と、非常に柔和な使用感が得られる。

図１（ａ）は、実施形態１に係る本発明ノズルの一部を切り欠いて示す斜視図であり、図１（ｂ）は、前記本発明ノズルに備えられる仕切り板部を示す斜視図であり、図１（ｃ）は、前記仕切り板部を拡大して示す断面図である。 図２は、化学エッチングを実行する工程を示す工程図である。 図３は、エッチング液によって吐出孔を形成している様子を示す模式図である。 図４は、前記本発明ノズルを給水口に備え付ける様子を示す斜視図である。 図５は、前記本発明ノズルを介して、前記給水口から供給される水を吐出する様子を示す断面図である。 図６は、前記仕切り板部における二次側の面が凹面形状となされた本発明ノズルを介して、前記給水口から供給される水を吐出する様子を示す断面図である。 図７は、前記仕切り板部における二次側の面が凸面形状となされた本発明ノズルを介して、前記給水口から供給される水を吐出する様子を示す断面図である。 図８は、実施形態２に係る本発明ノズルを給水口に備え付ける様子を示す斜視図である。 図９は、前記本発明ノズルを介して、前記給水口から供給される水を吐出する様子を示す断面図である。 図１０は、実施形態３に係る本発明ノズルを給水口に備え付ける様子を示す斜視図である。 図１１は、前記本発明ノズルを介して、前記給水口から供給される水を吐出する様子を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。

＜実施形態１＞
図１（ａ）に、本発明ノズル１の一実施形態を示す。図１（ａ）に示す本発明ノズル１は、ノズル本体２と、仕切り板部３と、を具備する。

前記ノズル本体２は、両端（一次側の開口端２１と二次側の開口端２２）が開口されたステンレス製の中空円筒体である。

前記一次側の開口端２１寄りの内壁面には、雌ネジ部２１１が設けられている。図４に示すように、この雌ネジ部２１１は、給水口１０の先端外周面に設けられている雄ネジ部１０１に螺合され得る呼び径となされており、本発明ノズル１は、前記雌ネジ部２１と、前記雄ネジ部１０１とを螺合することによって、給水口１０に備え付け得る仕組みとなっている。なお、本発明において「一次側」とは、本発明ノズル１が、前記給水口１０に備え付けられた際に、前記給水口１０から供給される水の流れの上流側となる方を意味し、「二次側」とは、前記給水口１０から供給される水の流れの下流側となる方を意味する。

前記二次側の開口端２２寄りの内周面には、前記ノズル本体２の内径（Ｄ１）を減じさせる段差２２１が設けられており、前記段差２２１から前記他方の開口端２２周縁に向かって内径を拡大させるテーパ加工が施されている。前記二次側の開口端２２の周縁には、１８０度の位相差を開けた二箇所に、切り欠き２２２が設けられている。この切り欠き２２２は、本発明ノズル１を前記給水口１０に対して脱着する際に、専用工具を嵌合させる部位として利用される。

前記仕切り板部３は、ステンレス製の薄板状部材を、前記ノズル本体２の内径（Ｄ１）と同寸若しくはやや小さい直径（Ｄ２）を有する円盤状に加工したものであり、その表裏（一次側の面３１と二次側の面３２）を貫通して複数（本実施形態においては６８個）の吐水孔３３が形成されている。

図１（ｂ）に示すように、前記吐水孔３３は、一定の間隔（Ｘ）を開けた複数列（本実施形態においては、３列）の同心円上、且つ、隣り合う吐水孔３３同士の間隔が一定となるように配置されている。又、図１（ｃ）に示すように、前記吐水孔３３の口径φは、前記仕切り板部３の厚さＴに対し、０．８Ｔ≦φ≦１．２Ｔの範囲内（本実施形態においては、Ｔ：０．３ｍｍ、φ：０．３ｍｍ）とされている。なお、前記仕切り板部３に対して占める前記吐水孔３３の総面積は、約２．８％とされている。

前記吐水孔３３は、化学エッチングによって形成されたものである。化学エッチングとは、金属製の部材を化学的に腐食させることによって行う加工手段であり、本実施形態においては、図２に示すように、基板前処理工程（Ｓ１）、レジスト塗布工程（Ｓ２）、焼き付け工程（Ｓ３）、現像工程（Ｓ４）、エッチング工程（Ｓ５）、レジスト剥離工程（Ｓ６）の順に実行することによって、前記仕切り板部３となる薄板状部材に対して前記吐水孔３３を形成した。

更に詳しくは、前記基板前処理工程（Ｓ１）は、前記仕切り板部３となる前記薄板状部材に対し、表面を円滑にする製面工程（Ｓ１‐１）、及び表面状態を清浄にする脱脂工程（Ｓ１‐２）を実行することによって、前記薄板状部材の表面状態を整える工程である。

前記レジスト処理工程（Ｓ２）は、前記薄板状部材の表裏面にレジストを塗布する工程である。

前記焼き付け工程（Ｓ３）は、前記薄板状部材の表裏面に塗布されたレジストを、前記吐水孔３３のパターンが打ち抜かれたフィルムで覆い、紫外線光に晒すことによって、レジストに対して前記吐水孔３３のパターンを焼き付ける工程である。

前記現像工程（Ｓ４）は、前記焼き付け工程（Ｓ３）によって焼き付けられた前記吐水孔３３のパターンを除去する工程である。

前記エッチング工程（Ｓ５）は、前記薄板状部材をエッチング液に晒し、レジストによって保護されていない部分を腐食させる工程である。本実施形態においては、図３に示すように、エッチング液として塩化第二鉄水溶液を用い、５２〜５３℃の温度条件下、ベルトコンベアＢにて前記薄板状部材を処理室Ｒ内に搬送しつつ、前記エッチング液をポンプＰにて循環させながら、２０〜３０分程度の間、前記薄板状部材の表裏に向かってシャワー状に散布することにより、前記エッチング工程（Ｓ５）を実行した。

前記レジスト剥離工程（Ｓ６）は、前記薄板状部材の表裏面を保護するレジストを剥離する工程である。

係る手段によって形成された前記吐水孔３３は、パンチングなどの物理的な穿孔によって形成されたものと比較して、孔の周縁が滑らかで盛り上がり（バリ）が無いため、金属製の薄板状部材に均一な細孔を形成する手段として最適である。

図４に示すように、前記仕切り板部３は、前記ノズル本体２の前記二次側の開口端２２寄りの内周面に設けられた前記段差２２１に載置されて、前記ノズル本体２内に配置される。そして、本発明ノズル１は、この状態にて前記給水口１０に備え付けられる。

図５に示すように、本発明ノズル１を前記給水口１０に備え付けた後に給水を開始すると、前記給水口１０から供給される水は、前記ノズル本体２の一次側の開口端２１から二次側の開口端２２に向かって前記ノズル本体２内を通過し、前記仕切り板部３に形成された複数の吐水孔３３によって細分化された状態にて、二次側の開口端２２側から吐出される。

そして、本発明ノズル１を介して吐出された水は、霧状と表現しても良いほどの細かな水滴の列となる。

本発明ノズル１を介して吐出された水が細かな水滴の列となる現象についてのメカニズムは、現時点において明らかにされていない。但し、前記ノズル本体２に配される前記仕切り板部３につき、厚さ０．１〜０．５ｍｍの薄板状部材を用い、且つ、前記仕切り板部３に形成する前記吐水孔３３の口径φを、前記仕切り板部３の厚さＴに対し、０．８Ｔ≦φ≦１．２Ｔの範囲内とした際に、係る現象が生じることが確認されている（下記表１参照）。

又、下記表１に併せて示すように、前記仕切り板部の厚さＴを０．１〜０．５ｍｍの範囲としても、前記吐水孔の口径φが、Ｔとの関係において０．８Ｔ≦φ≦１．２Ｔの範囲内に無ければ、係る現象は生じ得ないことも確認されている。

おそらく、係る現象は、前記給水口１０から供給された水が、極小さな細孔である前記吐水孔３３に加圧されながら押し込まれ、前記吐水孔３３を通過する間に定常状態になることなく、すぐさま前記吐水孔３３から押し出されて圧力が開放されることによって生じるものと考えられる。

そして、細かな水滴の列として吐出された水は、従来の給水規制用のノズルを介して吐出される連続的な水の筋とは異なり、非常に柔和な感触にて皮膚に接触する。これより、前記給水口１０から供給される水を、本発明ノズル１を介して吐出すれば、従来の給水規制用のノズルでは得られなかった非常に柔和な使用感が得られる。

又、本発明ノズル１においては、前記仕切り板部３に形成する前記吐水孔３３につき、非常に小さい口径の細孔となされていることから、単位時間当たりに必要とされる水の量が少なくなり、その結果、節水効果も非常に高いものとなる。

なお、本発明においては、前記ノズル本体２に配される前記仕切り板部３につき、厚さ０．１〜０．５ｍｍの薄板状部材が用いられるが、給水の際の水圧に耐え得る物理的強度を確保する観点からはできるだけ厚いものを用いることが好ましく、一方、節水効果の向上の観点からはできるだけ薄いもの（相対的に前記吐水孔３３の口径が小さくなるもの）を用いることが好ましい。

そこで、本発明においては、前記ノズル本体２に配される前記仕切り板部３につき、厚さ０．３±０．１ｍｍ（好ましくは、０．３±０．０５ｍｍ）の薄板状部材を用いることがより好ましい。

又、節水効果の一層の向上の観点から、前記仕切り板部３に対して占める前記吐水孔３３の総面積の割合については、１〜９％（好ましくは２〜５％）の範囲となるようにすることが好ましい。

更に、本実施形態においては、前記ノズル本体２と前記仕切り板部３とを別体としているが、前記ノズル本体２と前記仕切り板部３とが一体的に加工されたものを用いても良いし、別体の前記ノズル本体２と前記仕切り板部３とを接着や溶着等の手段によって接合することによって一体化しても良い。又、本実施形態においては、前記仕切り板部３を前記ノズル本体２内に配しているが、前記仕切り板部３を前記ノズル本体２の二次側の開口端２２に配しても良い。

ところで、図５に示すように、本発明ノズル１を介して吐出される水は、前記吐水孔３から離れるにつれて拡散する（吐水方向に向かって広がりながら散水される）傾向があることが確認されている。

本発明ノズル１における前記傾向（吐水方向に向かって広がりながら散水される傾向）については、周囲を必要以上に濡らすものとして、その傾向が好ましくないと判断される場合がある。この場合、本発明においては、図６に示すように、前記仕切り板部３における二次側の面３２を凹面形状とし、もって、前記吐水孔３から吐水される水の拡散を抑制することが好ましい。

一方、場合によっては、本発明ノズル１における前記傾向につき、広範囲を濡らすことができるとして、逆に好まれる場合もある。この場合、本発明においては、図７に示すように、前記仕切り板部３における二次側の面３２を凸面形状とし、もって、前記吐水孔３から吐水される水がより一層拡散されるようにすることが好ましい。

＜実施形態２＞
図８に、本発明ノズル１の他の実施形態を示す。図８に示す本発明ノズル１は、前記実施形態１において説明した本発明ノズル１において用いたものと同様のノズル本体２と、仕切り板部３と、を具備する。

本実施形態に係る本発明ノズル１と、前記実施形態１において説明した本発明ノズル１とが異なる点は、本実施形態に係る本発明ノズル１においては、前記ノズル本体２内における一次側の開口端２１と前記仕切り板部３との間に存する空間内にネック部材４を配したことにある。

このネック部材４は、口径の小さい流入口４１と口径の大きい流出口４２とを具備する漏斗状の形状を有してなり、前記ノズル本体２内において、前記流入口４１が前記ノズル本体２における一次側の開口端２１側、前記流出口４２が前記ノズル本体２における二次側の開口端２２側となるように配される。

なお、本実施形態においては、前記ネック部材４と前記前記ノズル本体２内壁との間の水密性を確保すべく、前記ネック部材４と前記ノズル本体２における一次側の開口端２１との間の空間においてゴム製のパッキン５を配置している。

図９に示すように、本発明ノズル１を前記給水口１０に備え付けた後に給水を開始すると、前記給水口１０から供給される水は、前記ノズル本体２の一次側の開口端２１から前記ネック部材４における前記流入口４１に流入し、前記流入口４１を通過して前記流出口４２から流出し、前記仕切り板部３に形成された複数の吐水孔３３によって細分化された状態にて、二次側の開口端２２側から吐出される。

即ち、本実施形態に係る本発明ノズル１においては、前記給水口１０から供給されて、前記ノズル本体２内を通過する水の流通経路が、前記流入口４１によって狭窄され、前記流出口４２に向かって拡張するようになされているから、前記流入口４１を通過して前記流出孔４２に向かう水量が絞られ、もって、節水効果がより一層向上する構成となっている。

なお、前記流入口４１の口径は、前記ノズル本体２の内径（Ｄ１）に対し、５〜３０％（好ましくは、７〜１６％）の大きさとすることが好ましい。一方、前記流出口４２の口径は、前記ノズル本体２の口径（Ｄ１）に対し、５０〜１００％（好ましくは、７５〜９５％）の大きさとすることが好ましい。

その余は、前記実施形態１と同様であることから、繰り返しを避けるべく、ここでは説明を省略する。

＜実施形態３＞
図１０に、本発明ノズル１の更に他の実施形態を示す。図１０に示す本発明ノズル１は、前記実施形態２において説明した本発明ノズル１において用いたものと同様のノズル本体２と、仕切り板部３と、ネック部材４と、パッキン５と、を具備する。

本実施形態に係る本発明ノズル１と、前記実施形態２において説明した本発明ノズル１とが異なる点は、本実施形態に係る本発明ノズル１においては、前記ネック部材４における流入口４１の開口端が蓋材６にて閉塞されてなり、前記給水口１０から供給される水が、前記蓋材６に設けられた４個のオリフィス孔６３を通過した後に、前記ネック部材４内に導入されるようになされた点にある。

前記蓋材６は、前記ネック部材４における流入口４１の口径とほぼ同一の外径を有する筒状体６１と、カップ状の蓋体６２と、からなる。前記筒状体６１の一端には、９０度の位相差をもって４つの突起６１１が設けられてなり、一方、前記蓋体６２の周縁には、９０度の位相差をもって４つの切り欠き６２１が設けられてなる。前記蓋材６は、前記筒状態６１における前記突起６１１に対し、前記蓋体６２における前記切り欠き６２１を嵌合させることによって、前記突起６１１と前記切り欠き６２１との間の間隙にオリフィス孔６３が形成される仕組みとなっている。

図１１に示すように、本実施形態に係る本発明ノズル１を前記給水口１０に備え付けた後に給水を開始すると、前記給水口１０から供給される水は、前記ノズル本体２の一次側の開口端２１から前記蓋材６における前記オリフィス孔６３に流入し、前記オリフィス孔６３を通過して前記ネック部材４に導入された後に前記流出口４２から流出し、前記仕切り板部３に形成された複数の吐水孔３３によって細分化された状態にて、二次側の開口端２２側から吐出される。

即ち、本実施形態に係る本発明ノズル１においては、前記給水口１０から供給されて、前記ノズル本体２内を通過する水の流通経路が、前記オリフィス孔６３によって極端に狭窄され、前記流出口４２に向かって拡張するようになされているから、前記流入口４１を通過して前記流出孔４２に向かう水量がより一層絞られ、もって、節水効果が更に向上する構成となっている。

なお、前記オリフィス孔６３の口径は、０．７〜２．５ｍｍ（好ましくは、１．０〜２．０ｍｍ）とすることが好ましい。

その余は、前記実施形態１及び前期実施形態２と同様であることから、繰り返しを避けるべく、ここでは説明を省略する。

なお、本発明は、その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、上述の実施例はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。

１ 本発明ノズル（給水規制用ノズル）
２ ノズル本体
２１ 一次側の開口端
２１１ 雌ネジ部
２２ 二次側の開口端
２２１ 段差
２２２ 切り欠き
３ 仕切り板部
３１ 一次側の面
３２ 二次側の面
３３ 吐水孔
４ ネック部材
４１ 流入口
４２ 流出口
５ パッキン
６ 蓋材
６１ 筒状体
６１１ 突起
６２ 蓋体
６２１ 切り欠き
６３ オリフィス孔
１０ 給水口
１０１ 雄ネジ部

Claims (7)

1. 両端が開口された中空のノズル本体と、
   前記ノズル本体内、又は前記ノズル本体の二次側の開口端に設けられた仕切り板部と、
   を具備してなり、
   給水口に備え付けられて、前記給水口から供給される水を、前記ノズル本体の一次側の開口端から二次側の開口端に向かって前記ノズル本体内を通過させつつ、前記仕切り板部に形成された複数の吐水孔によって細分化した状態にて吐出させる給水規制用ノズルであって、
   前記吐水孔を介して吐出される水が、細かな水滴の列となって吐出されるように、
   前記仕切り板部は、厚さ０．１〜０．５ｍｍの薄板状部材からなり、且つ、前記仕切り板部の厚さＴと前記吐水孔の口径φとの関係が、
   ０．８Ｔ≦φ≦１．２Ｔ
   となされ、
   しかも、前記吐水孔が、一次側の口径と二次側の口径とが同一の筒形状を有することを特徴とする給水規制用ノズル。
2. 請求項１に記載の給水規制用ノズルにおいて、
   前記仕切り板部に対して占める前記吐水孔の総面積の割合が、１〜９％となされた給水規制用ノズル。
3. 請求項１又は２に記載の給水規制用ノズルにおいて、
   前記仕切り板部における二次側の面が、凹面形状となされた給水規制用ノズル。
4. 請求項１又は２に記載の給水規制用ノズルにおいて、
   前記仕切り板部における二次側の面が、凸面形状となされた給水規制用ノズル。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の給水規制用ノズルにおいて、
   前記ノズル本体内における一次側の開口端と前記仕切り板部との間に存する空間内には、
   前記給水口から供給されて、前記ノズル本体内を通過する水の流通経路を狭窄する流入口と、
   前記流入口によって狭窄された流通経路を前記仕切り板部に向かって拡張する流出口と、
   を具備するネック部材が備えられてなる給水規制用ノズル。
6. 請求項５に記載の給水規制用ノズルにおいて、
   前記ネック部材における前記流入口の開口端が蓋材によって閉塞されてなり、
   前記給水口から供給された水が前記ネック部材内に導入されるように、前記蓋材又は前記流入口の周壁を貫通する一ないし複数のオリフィス孔が設けられてなる給水規制用ノズル。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項に記載の給水規制用ノズルの仕切り板部を製造する方法であって、
   金属製の薄板状部材を化学エッチングすることによって吐水孔を形成する仕切り板部の製造方法。

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