JP6074719B2 - シャワーヘッド - Google Patents

Description

本発明は、散水孔から微細気泡が混入した湯水を吐出するシャワーヘッドに関する。

湯水中に混入された直径５０μｍ以下の微細気泡は、比表面積が大きいため、たとえば、人体の皮脂などの汚れを多く吸着して除去することができる。微細気泡については、その直径が小さくなるほど比表面積が増加するので、上記のような洗浄機能の向上を図るためには、微細気泡の直径をできるだけ小さくすることが望まれる。

下記特許文献１には、効率的かつ高密度に微細気泡を発生させることができる液吐出装置が記載されている。この液吐出装置は、シャワーヘッドへの適用が可能なものである。

特許文献１に記載された液吐出装置では、湯水などの液体の流路が、液導入路と、この液導入路の下流側に接続された液流旋回路と、この液流旋回路の下流側に接続された縮流路と、この縮流路の下流側に接続された拡流路とから形成されている。液流旋回路は、液流旋回翼が配置されたものであり、縮流路は、その径が液流旋回路の径よりも小さくされたものである。また、拡流路は、その径が縮流路の径よりも大きくされたものである。この拡流路が液吐出口に連通している。

また、特許文献１に記載された液吐出装置は、空気などの気体の気流導入路を備え、この気流導入路は、液吐出装置の外部に連通し、かつ液流旋回路または縮流路内で下流側に開口している。また、特許文献１に記載された液吐出装置では、拡流路内に臨み、縮流路の開口範囲に対向した、テーパ状の液流飛散面が設けられている。

このような液吐出装置では、液導入路を通じて導入された液体に液流旋回路内において液流旋回翼によって旋回流が発生し、このとき生ずる減圧作用により空気など気体が気流導入路を通じて旋回流に混入され、気液混合流体が生成する。生成した気液混合流体が縮流路を通過する際に流速および旋回周波数が増大し、せん断力によって気液混合流体中に微細気泡が徐々に生成する。その後、拡流路内において遠心力による旋回流の分散などによって渦破壊が起こり、気液混合流体中に含まれる気泡が微細化され、微細気泡が多数発生する。また、気液混合流体の一部は、液流飛散面に衝突し、渦流が完全に破壊され、微細気泡が生成する。このようにして生成した微細気泡を多く含む液体が液吐出口を通じて外部に吐出する。

特開２００９−１７８６６１号公報

上記のとおりの液吐出装置は、また、部品コストの低減や組立性の向上が図られ、製造コストの高騰を抑制可能にするものであると特許文献１に記載されている。しかしながら、特許文献１に記載された液吐出装置は、微細気泡の生成のための構成がやや複雑になっているという感が否めない。たとえば、液流旋回路が必要とされ、液流旋回路には、旋回流の形成のために液流旋回翼が設けられなければならないことが指摘される。また、液流飛散面を設けなければならないことも指摘される。汎用性のあるシャワーヘッドの実現のためには、構成の簡略化が是非とも望まれる。

本発明は、以上のとおりの事情に鑑みてなされたものであり、微細気泡の生成を促進させつつ、構成の簡略化を図ることができるシャワーヘッドを提供することを課題としている。

上記の課題を解決するために、本発明のシャワーヘッドは、湯水を導入する導入流路が形成されたヘッド本体と、板状の部分を有し、板状の部分を板厚方向に延びる散水部が複数設けられた散水板と、ヘッド本体と散水板の板状の部分との間に形成され、導入流路と散水部との両方と連通した湯水の通水流路とを備えたシャワーヘッドであって、散水部には、通水流路と連通する吐出流路が形成され、散水板の板状の部分の板厚方向の流路幅を吐出流路の厚さとするとき、厚さの薄い縮厚部が吐出流路の上流側に設けられ、縮厚部よりも厚さの厚い拡厚部が、吐出流路の下流側に設けられ、シャワーヘッドの外部に連通し、空気を導入する空気導入路が、散水部の縮厚部に連通して接続されていることを特徴とする。

このシャワーヘッドにおいては、空気導入路における空気の導入方向の上流端が、散水板に配置され、空気取込孔を形成していることが好ましい。

本発明のシャワーヘッドによれば、微細気泡の生成が促進され、しかも、構成の簡略化が図られる。

本発明のシャワーヘッドの第１実施形態を示した斜視図である。 図１に示したシャワーヘッドの正面図である。 図２に示したシャワーヘッドのＡ−Ａ断面図である。 図３に示したシャワーヘッドの実線円内を拡大して示した要部拡大断面図である。 本発明のシャワーヘッドの第２実施形態を、図４の記載に対応させて示した要部拡大断面図である。

図１は、本発明のシャワーヘッドの第１実施形態を示した斜視図である。図２は、図１に示したシャワーヘッドの正面図である。図３は、図２に示したシャワーヘッドのＡ−Ａ断面図である。図４は、図３に示したシャワーヘッドの実線円内を拡大して示した要部拡大断面図である。

図１〜図３に示したように、シャワーヘッド１は、ヘッド本体２と、散水板３と、通水流路４とを備えている。ヘッド本体２は、ともに円板状である基部５および重合部６を備えている。基部５は、やや厚みのある部材であり、その内部には、湯水を導入して重合部６へ送出する、断面が円形である第１導入流路７が形成されている。第１導入流路７は、基部５の側端部に入口８を、中心部に出口９を有し、略Ｌ字状に屈曲している。すなわち、第１導入流路７は、入口８から基部５の中心軸に向かってまっすぐ延び、中心軸付近で略Ｌ字状に屈曲し、屈曲部１０を有している。第１導入流路７の入口８は、基部５の外周部の一部から基部５の径方向の外側に突出する突出部１１の先端に形成されている。入口８には、水栓金具に一端部が接続された通水用のホースの他端部の接続が可能になっている。

また、基部５では、外周部に、複数の固定孔１２が、基部５の厚さ方向に貫通して形成されている。固定孔１２は、散水板３と基部５の結合に用いられるものであり、所定の間隔で基部５の外周部に配置されている。

重合部６は、基部５よりサイズがひとまわり小さく、厚みのある円板状の部材である。重合部６では、内部に、湯水を導入して送出する、断面が円形である第２導入流路１３が形成されている。第２導入流路１３は、重合部６の中心軸に位置し、重合部６を表裏方向に貫通している。重合部６は、第２導入流路１３の入口１４を基部５の第１導入流路７の出口９に一致させて基部５と重合し、基部５とによりヘッド本体２を形成する。重合部６と基部５が重合する部分において、第１導入流路７の出口９と第２導入流路１２の入口１４が近接する部分には、Ｏリング１５が介設され、基部５と重合部６の間の水密性が確保されている。

重合部６に形成された第２導入流路１３は、出口１６側に、出口１６に向かうにしたがって内径が次第に拡大し、断面積が漸増する拡径部１７を有している。拡径部１７では、出口１６に向かうにしたがって内面が外側に広がるように湾曲している。

ヘッド本体２では、第１導入流路７および第２導入流路１３によって、湯水を導入する導入流路１８が形成されている。導入流路１８内に導入され、導入流路１８から流出する湯水が、散水板３に形成された散水部１９から吐出される。

散水板３は、板状の部分として、やや厚みのある平らな円板状の部分２０を有している。円板状の部分２０の中心部と外周部の間に散水部１９が形成されている。散水部１９は、円板状の部分２０と同心円上に配置され、かつ円板状の部分２０の板厚方向に延びている。散水板３における板状の部分は、必ずしも平板状である必要はなく、散水板３の表裏方向に多少湾曲した形状を有していてもよい。

また、散水板３では、外周部に、厚みのある円筒状の胴部２１が設けられている。胴部２１は、散水部１９の外側から散水板３の外周端にかけて配置されている。胴部２１の内径は、ヘッド本体２の重合部６の外径に略一致している。また、胴部２１では、複数の取付孔２２が、胴部２１の長さ方向に貫通し、かつ散水板３の厚さ方向に貫通して形成されている。取付孔２２は、散水板３をヘッド本体２の基部５に取り付けるためのものである。取付孔２２を基部５に形成された固定孔１２と一致させて散水板３を基部５に重合させ、ネジなどの締結具を取付孔２２から固定孔１２に向けてねじ込むなどによって、散水板３は基部５と結合し、シャワーヘッド１が組み立てられる。シャワーヘッド１では、散水板３は、ヘッド本体２に形成された導入流路１８の出口、すなわち、重合部６に形成された第２導入流路１３の出口１６の外側に配置される。

重合部６の基部５との重合は、たとえば、散水板３と基部５を結合する際に、散水板３の胴部２１の内側に重合部６を嵌合させるなどによって、散水板３と基部５の結合と同時に実現可能である。もちろん、重合部６は、散水板３の取り付けに先立って基部５に重合させ、締結具を用いて固定しておくことも可能である。胴部２１と重合部６の間にはＯリング２３が介設され、重合部６と胴部２１の間の水密性が確保されている。また、胴部２１が、ヘッド本体２の基部５と接触する部分にもＯリング２４が介設され、基部５と胴部２１の間の水密性も確保されている。

このようにして組み立てられたシャワーヘッド１では、湯水の通水流路４が、ヘッド本体２と散水板３の円板状の部分２０との間に形成されている。具体的には、ヘッド本体２の重合部６と散水板３の円板状の部分２０との間の隙間が、通水流路４となっている。通水流路４は、散水板３の円板状の部分２０に対し平行に配置されて形成され、ヘッド本体２の導入流路１８と散水板３の散水部１９との両方と連通している。

散水板３の散水部１９では、円板状の部分２０に円形の散水孔２５が形成されている。また、散水部１９では、図４に拡大して示したように、通水流路４と連通し、かつ散水孔２５とも連通する吐出流路２６が形成されている。吐出流路２６は、第１吐出流路２７、第２吐出流路２８および第３吐出流路２９から形成されている。第１吐出流路２７、第２吐出流路２８および第３吐出流路２９は、通水流路４から散水孔２５にかけての湯水の流れ方向に関して上流側から下流側に順次配置されている。

第１吐出流路２７は、散水板３の円板状の部分２０の板厚方向に延び、通水流路４に直交している。また、第１吐出流路２７は、入口３０側に、出口３１に向かうにしたがって内径が次第に縮小し、断面積が漸減する縮径部３２を有している。縮径部３２では、出口３１に向かうにしたがって内面が内側にすぼむように湾曲している。また、第１吐出流路２７は、出口３１側に、出口３１に向かうにしたがって内径が次第に拡大し、断面積が漸増する拡径部３３を有している。拡径部３３では、出口３１に向かうにしたがって内面が外側に広がるように湾曲している。

第２吐出流路２８は、第１吐出流路２７に直交し、通水流路４と平行に延びている。散水板３の円板状の部分２０の板厚方向の流路幅を第２吐出流路２８の厚さとするとき、第２吐出流路２８では、その上流側に、厚さの薄い縮厚部３４が設けられている。また、第２吐出流路２８では、その下流側に、縮厚部３４よりも厚さの厚い拡厚部３５が設けられている。

第３吐出流路２９は、散水板３の円板状の部分２０の板厚方向に延び、第２吐出流路２８に直交している。第３吐出流路２９は、入口３５において第２吐出流路２８の拡厚部３５と連通している。第３吐出流路２９の出口３７は、散水板３の表面に配置され、散水孔２５を形成している。

また、散水板３の散水部１９では、図１および図２に示したように、円板状の部分２０において散水孔２５よりも内側の部位に円形の空気取込孔３８が形成されている。また、シャワーヘッド１では、空気取込孔３８を介してシャワーヘッド１の外部に連通し、空気を導入する空気導入路３９が形成されている。空気導入路３９は、散水部１９に配置されている。また、空気導入路３９は、第１空気導入路４０および第２空気導入路４１から形成されている。第１空気導入路４０および第２空気導入路４１は、空気導入孔３８から吐出流路２６の第２吐出流路２８にかけての空気の導入方向に関して上流側から下流側に順次配置されている。

第１空気導入路４０は、散水板３の円板状の部分２０の板厚方向に延びている。第１空気導入路４０における空気の導入方向の上流端４２は、散水板３の表面に配置され、空気取込孔３８を形成している。第２空気導入路４１は、上流端４３において第１空気導入路４０の下流端４４に接続され、第１空気導入路４０と連通している。第２空気導入路４１の上流端４３側の部分は、散水板３の板厚方向に延び、第２空気導入路４１の下流端４５側の部分は、吐出流路２６における第２吐出流路２８の拡厚部３５を迂回するように延びている。そして、第２空気導入路４１は、下流端４５が、吐出流路２６における第２吐出流路２８の縮厚部３４に接続されて、縮厚部３４と連通している。シャワーヘッド１では、空気取込孔３８から取り込む外部の空気を、空気導入路３９を通じて吐出流路２６の縮厚部３４を通過する湯水に導入することができるようになっている。

また、シャワーヘッド１では、散水板３の散水部１９における第１吐出流路２７、第２吐出流路２８および第２空気導入路４１を２つのリング状部材４６、４７によって形成してもいる。リング状部材４６、４７は、ともに平面視円環状の形状を有している。リング状部材４６の内側の部分には、第２空気導入路４１における上流端４３側の部分が表裏を貫通して形成されている。また、リング状部材４６の外側の部分には、表面からその前方に突出する突起４８が設けられている。さらに、リング状部材４６には、第２空気導入路４１における上流端４３側の部分と突起４８との間に開口４９が表裏を貫通して形成されている。リング状部材４７は、リング状部材４６の開口４９に挿入可能とされた円筒部５０が、リング状部材４７の表面からその前方に突設されている。円筒部５０の内側は、第１吐出流路２７を形成している。

散水板３の散水部１９では、リング状部材４６、４７を収容可能なように、裏面から表面側に向かって切り欠かれた切欠部５１が形成され、切欠部５１の外側の部分には、さらに散水板３の表面側に向かって切り欠かれた凹所５２が形成されている。

シャワーヘッド１では、散水板３の散水部１９は、以下のようにして形成される。すなわち、凹所５２に突起４８を嵌入させてリング状部材４６を切欠部５１の内部に取り付ける。このとき、散水板３に形成された第３吐出流路２９と連通する第２吐出流路２８が形成され、かつ第２空気導入路４１における上流端４３側の部分が、散水板３に形成された第１空気導入路４０と接続され、連通する。そして、円筒部５０を開口４９の内部に挿入してリング状部材４７を切欠部５１の内部に取り付ける。リング状部材４６、４７の間に第２空気導入路４１における下流端４５側の部分が形成され、また、第２空気導入路４１が、下流端４５において第２吐出流路２８の縮厚部３４に接続され、連通する。

このように、散水板３の散水部１９における第１吐出流路２７、第２吐出流路２８および第２空気導入路４１が、２つのリング状部材４６、４７によって形成されるので、散水部１９の形成が容易となっている。また、ユニット化が図られ、散水部１９の組み立て性が良好であり、しかも組み立ての精度が良好ともなっている。

このようなシャワーヘッド１では、直径５０μｍ以下の微細気泡を多数含んだ湯水を散水孔２５から吐出することができる。シャワーヘッド１は、図１〜図３に示したヘッド本体２の基部５に形成された第１導入流路７の入口８に、水栓金具に一端部が接続された通水用のホースの他端部が接続される。ホースを通じて第１導入流路７内に導入された湯水は、屈曲部１０において流れの向きを略直角方向に変え、出口９から流出し、入口１４を通じて、基部６に形成された第２導入流路１３内に導入される。第２導入流路１３内に導入された湯水は、拡径部１７を通過するとき、拡径部１７の内面に沿って外側に広がって流れ、出口１６から通水流路４内に流出する。拡径部１７は、その内面が外側に広がるように湾曲しているため、出口１６から通水流路４内に流出する湯水に渦などの乱流が発生するのが抑制される。

吐出流路４内に流出した湯水は、吐出流路４をその中心部から外周部に向かってほぼ放射状に流れ、散水部１９へと向かう。散水部１９において、湯水は、第１吐出流路２７内に縮径部３２を通じて流出し、さらに、拡径部３３を通じて第２吐出流路２８内に、渦などの乱流の発生が抑制された状態で流出する。第２吐出流路２８内では、湯水は、まず、上流側に設けられた縮厚部３４に流れ込み、次いで下流側に設けられた拡厚部３５に流出する。このように、湯水が、縮厚部３４に流れ込むとき、水圧が急激に減少する。このときの減圧にともなって縮厚部３４内には負圧が生じる。この負圧によって、散水板３の外部の空気が、空気取込孔３８を通じて第１空気導入路４０内に吸引される。吸引された空気は、第２空気導入路４１に流れ込み、下流端４５から第２吐出流路２８内に導入され、湯水中に気泡として取り込まれる。

このようにして空気が気泡として混入された湯水は、拡厚部３５に流れ込むとき、水圧が急激に増大する。このときの加圧にともなって湯水中に混入された気泡は、拡厚部３５内において細かく粉砕され、微細気泡が生成する。微細気泡を含んだ湯水は、次いで第３吐出流路２９内に流出し、散水孔２５から散水部１９の外部へと吐出される。微細気泡は、その径が散水孔２５の内径に比べ非常に小さいので、散水孔２５を容易に通り抜けることができる。シャワーヘッド１から吐出される微細気泡を多数含んだ湯水は、微細気泡が比表面積の大きいものであるので、高い洗浄機能などを有している。なお、縮厚部３４と拡厚部３５の接続部分である拡厚部３５の上流側の部分は、図４に示したように、その厚さが縮厚部３４から急に拡大するものとすることができる。具体的には、たとえば、拡厚部３５の上流端を縮厚部３４の下流端に対し直交させることができる。この場合、拡厚部３５内で気泡はより一層細かく粉砕され、直径のより小さな微細気泡が多数生成し、微細気泡を含んだ湯水の機能が向上する。

シャワーヘッド１は、微細気泡の生成を促進させつつ、上記のとおりの構成を有するものであるので、構成の簡略化が図られている。しかも、シャワーヘッド１では、空気導入路３９における空気導入方向の上流端４２が形成する空気取込孔３８が、散水板３の表面に配置されているので、シャワーヘッド１の使用者の手によって空気取込孔３８が塞がれるのが抑制される。このため、シャワーヘッド１は、外部の空気の導入を安定して行うことができる。しかも、空気取込孔３８は、散水孔２５と同一面上に配置されているので、シャワーヘッド１の外観が良好ともなる。

図５は、本発明のシャワーヘッドの第２実施形態を、図４の記載に対応させて示した要部拡大断面図である。シャワーヘッド１ａに関し、シャワーヘッド１と同一の部位には図５図中において同一の符号を付し、その説明を省略する。

シャワーヘッド１ａは、図５に示したように、図４に示したシャワーヘッド１と空気取込孔３８ａの位置が異なっている。このため、空気導入路３９における第１空気導入路４０ａの位置および第１空気導入路４０ａと第２空気導入路４１の接続位置も異なっている。

シャワーヘッド１ａでは、空気取込孔３８ａが、散水板３の外周部に形成されている。このため、空気取込孔３８ａを形成する上流端４２ａを有する第１空気導入路４０ａは、散水板３の板厚方向ではなく、径方向に延びている。また、第１空気導入路４０ａの下流端４４ａと第２空気導入路４１の上流端４３ａの接続方向も、散水板３の板厚方向ではなく、径方向に沿っている。

このように、空気取込孔３８ａは、散水板３の表面に配置されなくとも、シャワーヘッド１ａの使用者の手で塞がれるおそれの少ない部位であれば、散水板３の外周部に設けることが可能である。シャワーヘッド１ａの構成は、図１〜図４に示したシャワーヘッド１と、空気取込孔３８ａの位置によって大きく変更されることはなく、したがって、シャワーヘッド１ａも、シャワーヘッド１と同様に、微細気泡の生成を促進させつつ、構成の簡略化が図られたものである。

なお、本発明は、以上の実施形態により限定されるものではない。ヘッド本体および散水板の形状および構造や散水部の形状および構造などの細部については様々な態様が可能である。

１、１ａ シャワーヘッド
２ ヘッド本体
３ 散水板
４ 通水流路
１９ 散水部
２０ 板状の部分としての円板状の部分
２６ 吐出流路
３４ 縮厚部
３５ 拡厚部
３８、３８ａ 空気取込孔
３９ 空気導入路
４２、４２ａ 空気導入路の上流端としての第１空気導入路の上流端

Claims (2)

1. 湯水を導入する導入流路が形成されたヘッド本体と、
   板状の部分を有し、この板状の部分を板厚方向に延びる散水部が複数設けられた散水板と、
   前記ヘッド本体と前記散水板の前記板状の部分との間に形成され、前記導入流路と前記散水部との両方と連通した湯水の通水流路と
   を備えたシャワーヘッドであって、
   前記散水部には、前記通水流路と連通する吐出流路が形成され、前記散水板の前記板状の部分の板厚方向の流路幅を吐出流路の厚さとするとき、厚さの薄い縮厚部が前記吐出流路の上流側に設けられ、前記縮厚部よりも厚さの厚い拡厚部が、前記吐出流路の下流側に設けられ、
   前記シャワーヘッドの外部に連通し、空気を導入する空気導入路が、前記散水部の前記縮厚部に連通して接続されている
   ことを特徴とするシャワーヘッド。
2. 前記空気導入路における空気の導入方向の上流端が、前記散水板に配置され、空気取込孔を形成していることを特徴とする請求項１に記載のシャワーヘッド。
   

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