JP6080098B2 - 吐水装置 - Google Patents

Description

本発明は、水を幅広薄膜状に吐出する吐水装置に関する。

下記特許文献１には、シャワーヘッドに、スプレー状の吐水を行う吐水部と、幅広な滝状の吐水を行う吐水部とを備え、それら吐水部からの吐水を切り替え可能に構成したシャワー装置が提案されている。

また、下記特許文献２には、滝吐水口の内部流路の長手方向幅を上流側から下流側の出口に向かって漸次広げる末広がり形状とすることで吐水に滝幅を広げる方向の慣性力を付与し、吐水口から出た後の吐水の長手方向幅をより幅広にする吐水装置が提案されている。

特開２００１−２５２２１０号公報 特開２０１０−１３８６４８号公報

しかしながら、滝幅を広げる方向の慣性力をより大きく付与するために末広がり形状に形成された内壁面の傾斜角度をより大きくした場合、滝吐水流路内を流れる水流が末広がり形状に形成された内壁面から剥離してしまい、滝吐水流路内を流れる水流に滝幅を広げる方向の慣性力が付与できなくなるという課題が生じる。

上記課題に対して、特許文献２では、図４に示すように、滝吐水流路の内部にリブ状の整流板６６を設けることで、この整流板６６によって滝吐水流路内を流れる水流が強制的に末広がり形状に形成された内壁面に沿って流れるようにしている。しかしながら、整流板６６のような障害物を滝吐水流路の内部に設けると、滝幅を広げる方向の慣性力が整流板６６の近傍で急激に変化することとなるため、吐出された後に滝吐水が早期に割れ易くなるという新たな課題が生じる。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水を幅広薄膜状に吐出する吐水装置であって、大きな幅広方向の慣性力を付与できるとともに、吐出された吐水が早期に割れることを防止することができる吐水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発明に係る吐水装置は、水を下流側に供給するための給水流路部と、前記給水流路部の下流側に設けられており、前記給水流路部から流入する水を入口部から受け入れ、前記入口部に繋がる出口部から幅広薄膜状の滝状水流として吐出する滝吐水流路部と、を備え、前記滝吐水流路部は、前記出口部から滝状水流として吐出される水に対して障害物を設けることなく幅広方向への慣性力を付与するために、前記入口部から前記出口部に向かって当該滝吐水流路部の幅方向長さが徐々に大きくなる末広がり形状で形成されており、且つ前記出口部から吐出される前記滝状水流に付与する幅方向への慣性力を幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に増大させる内壁面を有しており、当該内壁面は、前記入口部の周縁部をその面上に含む入口面を仮想的に細分化した複数の部分入口面と、前記出口部の周縁部をその面上に含む出口面を仮想的に細分化した複数の部分出口面と、前記複数の部分入口面それぞれから前記滝吐水流路部の最短経路を通って前記複数の部分出口面に至る部分最短経路とを設定した場合に、前記部分最短経路の幅広方向成分が、前記幅方向における中央側に設定される部分最短経路から両端側に設定される部分最短経路に向かって徐々に増大するように構成されていることを特徴とする。

滝吐水流路部の入口部から流入した水は、最も圧力損失の小さい経路となる最短経路を通って出口部から吐出され易い性質がある。本発明者らは、上記性質に着目し、滝吐水流路部の入口部から出口部に至る最短経路自体が幅方向成分を有していれば、滝吐水流路部を流れる水流に幅方向の慣性力を付与できるとの知見を見出した。すなわち、最短経路が有する幅方向成分を大きくすれば水流に付与される幅方向の慣性力を大きくでき、最短経路が有する幅方向成分を小さくすれば水流に付与される幅方向の慣性力を小さくできることになる。上記知見を踏まえ、本発明の慣性力調整手段は、滝吐水流路部の幅方向における中央側に設定される部分最短経路から両端側に設定される部分最短経路に向かって幅広方向成分が徐々に増大するように滝吐水流路の内壁面を構成した。このように構成することにより、滝吐水流路部を流れる水流は、最短経路に沿って流れることで自然と末広がり形状に形成された内壁面に沿って流れることとなり、大きな幅広方向の慣性力を付与することができる。また、滝吐水流路部の内部にリブのような障害物を設ける必要もないため、出口部から吐出される滝状水流に付与する慣性力を幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に増大させることができ、これにより大きな幅広方向の慣性力を付与した場合であっても、吐出された吐水が早期に割れることを防止することができる。

このように、出口部から吐出される水に対して大きな慣性力が付与できれば、出口部から使用者までの距離が離れている場合であっても、滝状水流の幅をより幅広とした状態で使用者に着水することができる。更に、使用者に着水した後であっても、滝状水流を広げる方向に作用する慣性力を残存させることも可能となり、着水後に身体表面に形成される水膜の幅を大きく広げることができる。

また本発明に係る吐水装置では、内壁面は滝吐水流路部の断面形状が円弧状となるように形成されており、当該円弧の曲率半径が入口部側から出口部側に向けて徐々に大きくなると共に、当該円弧の円弧長も徐々に長くなるように構成されていることも好ましい。

この好ましい態様では、円弧状の断面を有する内壁面の円弧長が入口側から出口側に向けて徐々に長くなるように構成しているので、入口部から流入した水を徐々に拡幅し、内壁面から離脱させることなく出口部に導くことができる。更に、円弧状の断面の曲率半径も徐々に大きくなるように構成しているので、水流の幅を広げる方向の慣性力を中央側から両端側に向けて円滑に大きくすることができる。

本発明によれば、を幅広薄膜状に吐出する吐水装置であって、大きな幅広方向の慣性力を付与できるとともに、吐出された吐水が早期に割れることを防止することができる吐水装置を提供することができる。

本発明の実施形態である吐水装置の概略構成を示す図である。 図１に示す吐水装置のヘッド部を示す平面図である。 図２のII−II断面を示す断面図である。 本発明の実施形態である吐水装置による滝状水流の特徴を説明するための概念図である。 従来の吐水装置による水流の特徴を説明するための概念図である。 図１に示す吐水装置の滝吐水流路部を説明するための透視斜視図である。 図６に示す滝吐水流路部を入口部側から見た状態を模式的に示す図である。 図６に示す滝吐水流路部を上方から見た状態を模式的に示す図である。 図６に示す滝吐水流路部を流れる水流を模式的に示す図である。 図６に示す滝吐水流路部の流路断面を模式的に示す図である。 図６に示す滝吐水流路部の水の流れを説明するための図である。 図６に示す滝吐水流路部の流路断面を模式的に示す図である。 図６に示す滝吐水流路部の水流への慣性力付与を説明するための図である。 図６に示す滝吐水流路部の流路領域を説明するための図である。 図６に示す滝吐水流路部の流路領域を説明するための図である。 本実施形態に係る吐水装置の効果を説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

本発明の実施形態である吐水装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態である吐水装置の概略構成を示す図である。図１に示すように、吐水装置ＳＨは、本体部ＳＨａと、切替ボタンＳＨｂとを備えている。本体部ＳＨａは、持ち手部ＳＨａ１と、ヘッド部ＳＨａ２とによって構成されている。

ヘッド部ＳＨａ２の散水面２には、スプレー吐水流路部ＳＨｃの吐出口及び滝吐水流路部ＳＨｄの吐出口が臨むように形成されている。本実施形態の場合、スプレー吐水流路部ＳＨｃが散水面２の略中央を中心とする略円形の領域に散在するように設けられ、滝吐水流路部ＳＨｄがスプレー吐水流路部ＳＨｃの外側且つ先端近傍に円弧状に設けられている。

散水面には切替ボタンＳＨｂも設けられており、切替ボタンＳＨｂによってスプレー吐水流路部ＳＨｃからの吐水と滝吐水流路部ＳＨｄからの吐水とを切り替えることが可能なように構成されている。

続いて、図２及び図３を参照しながら、ヘッド部ＳＨａ２の内部構成について説明する。図２は、ヘッド部ＳＨａ２の内部構造を示す平面図である。図３は、図２のII−II断面を示す断面図である。図２及び図３に示すように、ヘッド部ＳＨａ２には、給水流路部ＳＨｅと滝吐水流路部ＳＨｄとが設けられている。

給水流路部ＳＨｅは、水を下流側に供給するための部分である。滝吐水流路部ＳＨｄは、給水流路部ＳＨｅの下流側に設けられている。滝吐水流路部ＳＨｄは、給水流路部ＳＨｅから流入する水を入口部１０から受け入れて、入口部１０に繋がる出口部１２から幅広薄膜状の滝状水流ＷＦａとして吐出する部分である。入口部１０と出口部１２とは、内部流路１３によって繋がれている。

ここで、本発明における幅広薄膜状の滝状水流について、図４を参照しながら説明する。図４は、吐水装置ＳＨによって供給される滝状水流ＷＦａの特徴を説明するための図である。図４の（Ａ）は、使用者ＨＭの上方から見た状態を模式的に示し、図４の（Ｂ）は、使用者ＨＭに滝状水流ＷＦａが使用者ＨＭに当たった際の水流の状態を模式的に拡大して示す図である。

詳しくは後述するけれども、吐水装置ＳＨから吐出される滝状水流ＷＦａには、幅方向への慣性力が付与されている。そのため、吐水装置ＳＨから吐出された後も滝状水流ＷＦａは拡幅し続け、使用者ＨＭに当たる。使用者ＨＭに当たった滝状水流ＷＦａは、付与された慣性力の作用によって更に外側に流れる。従って、使用者ＨＭに当たった滝状水流ＷＦａの最も外側の水流が使用者ＨＭに沿って流れる距離ｄｉは十分に長く、滝状水流ＷＦａが使用者ＨＭに当たる全幅Ｄｉも十分に長く確保できる。

比較のため、従来技術における幅広薄膜状の滝状水流について、図５を参照しながら説明する。図５は、従来例としての吐水装置ＳＨｐによって供給される滝状水流ＷＦｐの特徴を説明するための図である。図５の（Ａ）は、使用者ＨＭの上方から見た状態を模式的に示し、図５の（Ｂ）は、使用者ＨＭに滝状水流ＷＦｐが使用者ＨＭに当たった際の水流の状態を模式的に拡大して示す図である。

従来の吐水装置ＳＨｐから吐出される滝状水流ＷＦｐには、幅方向への慣性力が付与されていない。そのため、吐水装置ＳＨｐから吐出された後は、滝状水流ＷＦｐは拡幅し続けることができない。滝状水流ＷＦｐは、表面張力による収縮作用を受けて、むしろやや狭まる方向に向かって使用者ＨＭに当たる。使用者ＨＭに当たった滝状水流ＷＦｐは、使用者ＨＭに当たった衝撃力によってのみ外側に流れる。従って、使用者ＨＭに当たった滝状水流ＷＦｐの最も外側の水流が使用者ＨＭに沿って流れる距離ｄｐは短く、滝状水流ＷＦｐが使用者ＨＭに当たる全幅Ｄｐも短くなる。

図２及び図３に戻って説明を続ける。給水流路部ＳＨｅと滝吐水流路部ＳＨｄとの間には、整流部ＳＨｆ及び攪拌部ＳＨｇが設けられている。整流部ＳＨｆは給水流路部ＳＨｅ側に設けられ、攪拌部ＳＨｇは滝吐水流路部ＳＨｄ側に設けられている。

整流部ＳＨｆは、円弧状に入口部１０及び出口部１２が形成された滝吐水流路部ＳＨｄに倣って、全体として円弧状を成すように構成されている。整流部ＳＨｆは、リブＳＨｆａ及びスリットＳＨｆｂを備えている。リブＳＨｆａ及びスリットＳＨｆｂは、円弧状となっている方向に沿って交互に設けられている。リブＳＨｆａは、給水流路部ＳＨｅと滝吐水流路部ＳＨｄとを部分的に遮るように設けられている。スリットＳＨｆｂは、隣接するリブＳＨｆａの間において、給水流路部ＳＨｅと滝吐水流路部ＳＨｄとを部分的に連通するように設けられている。

給水流路部ＳＨｅを流れてくる水は、整流部ＳＨｆが円弧状に形成されていることから、その円弧形状に沿って旋回し、図２においては反時計回りに回りこんでくる。整流部ＳＨｆのリブＳＨｆａは、反時計回りに回りこんでくる水の流を部分的に塞き止めるので、内部圧力を高め、幅方向全体にまんべんなく水が回りこむように作用する。

整流部ＳＨｆよりも上流側にある水は圧力が高まっているので、各リブＳＨｆａ間に設けられたスリットＳＨｆｂから放射状に水が噴射される。この放射状に噴射された水は攪拌部ＳＨｇに供給される。攪拌部ＳＨｇでは、噴射された水が一時的に滞留し且つ攪拌され、速度分布が均一化される。攪拌部ＳＨｇで速度分布が均一化された水は、滝吐水流路部ＳＨｄに供給される。

続いて、滝吐水流路部ＳＨｄについて、図６を参照しながら説明する。図６は、図１に示す吐水装置ＳＨの滝吐水流路部ＳＨｄを説明するための透視斜視図である。図６に示すように、滝吐水流路部ＳＨｄは、ヘッド部ＳＨａ２に設けられている。滝吐水流路部ＳＨｄは、入口部１０と、出口部１２と、内部流路１３とを備えている。

入口部１０は、給水流路部ＳＨｅから流入する水を受け入れる部分であり、本実施形態の場合は攪拌部ＳＨｇにおいて速度ムラが解消された水を受け入れる部分である。入口部１０から入った水は、内部流路１３を通って出口部１２に至り、滝状水流として吐出される。本実施形態の場合、内部流路１３の内壁面は、滝吐水流路部ＳＨｄにおける水流方向に交わる断面が円弧状となるように形成されている。

続いて、入口部１０、出口部１２、及び内部流路１３の詳細について、図７、図８、図９、図１０を参照しながら説明する。図７は、図６に示す滝吐水流路部ＳＨｄを入口部１０側から見た状態を模式的に示す図である。図８は、図６に示す滝吐水流路部ＳＨｄを上方である図７のＡ方向から見た状態を模式的に示す図である。図９は、図６に示す滝吐水流路部ＳＨｄを流れる水流を模式的に示す図である。図１０は、図６に示す滝吐水流路部ＳＨｄの流路断面を模式的に示す図である。

図７に示すように、入口部１０及び出口部１２は、断面が円弧状となるように形成されている。入口部１０から出口部１２に至る内部流路１３も、断面が円弧状となるように形成されている。その円弧の曲率半径は、入口部１０側から出口部１２側に向けて徐々に大きくなるように構成されている。また、その円弧の円弧長も、入口部１０側から出口部１２側に向けて徐々に長くなるように構成されている。

図１０には、入口部１０と出口部１２との中間に位置する中間部１１を含め、各断面形状の変遷を示している。図１０の（Ａ）は入口部１０の断面形状を示し、図１０の（Ｂ）は中間部１１の断面形状を示し、図１０の（Ｃ）は出口部１２の断面形状を示している。図１０の（Ｄ）は、図１０の（Ａ）〜（Ｃ）を重ねた状態を示している。

従って、入口部１０から入った水は、中央近傍ではそのまま直進し、端部に行くに従って内部流路１３の内壁面１４から干渉され、その進行方向が変わるように慣性力を受ける。入口部１０から入った水を、幅方向に細分化した分水流ＷＦｄとして見た場合、図７に示すようにそれぞれの分水流ＷＦｄが受ける干渉度合いが異なり、受ける慣性力も異なるためそれぞれの分水流ＷＦｄの進行方向は異なるものとなる。

本実施形態の場合、入口部１０側から流入する水の進行方向、換言すれば図７において紙面に対して正対する方向（紙面に略垂直に貫く直線に沿った方向）に沿った仮想進行線と、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４とを干渉させるように構成している。更に、その干渉度合を、幅方向（図７において紙面に沿う方向）における中央側から両端側に向かって徐々に増大させるように調整している。別の視点から把握すれば、滝吐水流路部の入口部１０を形成する入口側周縁部と出口部１２を形成する出口側周縁部とを繋ぐ内壁面１４を、入口側周縁部をその面上に含む入口面における仮想法線と干渉させることで幅方向への慣性力を付与するものである。

このように干渉度合いを調整しているため、図８に示すように、図７のＡ方向である上方向から見た場合、各分水流ＷＦｄは幅方向に互いの距離を広げるように進行する。各分水流ＷＦｄは、図７及び図８に示すような平面的に投影した図では、それぞれの経路長が異なるように見え、特に図８に示すものでは幅方向端部に近い分水流ＷＦｄは最短経路を通らずに入口部１０から出口部１２に向かっているように見えるけれども、実際には各分水流ＷＦｄはそれぞれの最短経路を通って入口部１０から出口部１２に向かっている（図９参照）。

分水流ＷＦｄの最短経路の考え方について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、図６に示す滝吐水流路部の水の流れを説明するための図である。図１１に示すように、分水流ＷＦｄａは、入口部１０の入口点Ｐ１ａから内部流路１３に入り込む。入口部１０から出口部１２に至る内部流路１３は湾曲しているため、内部流路１３に入った分水流ＷＦｄａは、入口点Ｐ１ａから最も近い出口点を探して内部流路１３を進行する。入口点Ｐ１ａから最も近い出口点Ｐ２ａは、入口点Ｐ１ａを中心として出口部１２に接する円Ｓ１ａを描いた場合に、その円Ｓ１ａが出口部１２に接する点が相当する。

入口点Ｐ１ａが異なる点となれば、最短経路はそのまま平行移動するのではなく、上述した考え方を踏襲して設定される。例えば、分水流ＷＦｄｂは、入口部１０の入口点Ｐ１ｂから内部流路１３に入り込む。入口部１０から出口部１２に至る内部流路１３は湾曲しているため、内部流路１３に入った分水流ＷＦｄｂは、入口点Ｐ１ｂから最も近い出口点を探して内部流路１３を進行する。入口点Ｐ１ｂから最も近い出口点Ｐ２ｂは、入口点Ｐ１ｂを中心として出口部１２に接する円Ｓ１ｂを描いた場合に、その円Ｓ１ｂが出口部１２に接する点が相当する。

このように本実施形態では、入口部１０と出口部１２とを繋ぐ分水流ＷＦｄａ，ＷＦｄｂそれぞれの最短経路と、分水流ＷＦｄａ，ＷＦｄｂの流れ経路が一致するように構成することで、水の流を中央近傍から端部にかけて自然に変化させている。また、各分水流ＷＦｄａ，ＷＦｄｂが入口部１０から出口部１２に至る最短経路を比較すると、図１１や図７〜図９から明らかなように、幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に幅方向成分が増大するように内壁面１４が構成されている。

流路の観点からは、入口側周縁部をその面上に含む入口面を細分化した複数の部分入口面と、出口側周縁部をその面上に含む出口面を細分化した複数の部分出口面と、複数の部分入口面それぞれから最短経路上にある部分出口面に至る部分最短経路とを設定した場合に、幅方向における中央側に設定される部分最短経路よりも両端側に設定される部分最短経路の幅方向成分が増大するように内壁面１４が構成されている。

続いて、図１２を参照しながら説明を続ける。図１２は、図６に示す滝吐水流路部の流路断面を模式的に示す図である。本実施形態では、入口部１０側から流入する水の進行方向、換言すれば図７において紙面に対して正対する方向（紙面に略垂直に貫く直線に沿った方向）から滝吐水流路部ＳＨｄを見通した場合、入口部１０の開口領域と内壁面１４とが重なりあって見える面積Ｓｆが、幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に大きくなるように構成している（図１２参照）。

入口部１０の開口領域と内壁面１４とが重なりあって見える面積Ｓｆは、換言すれば、入口部１０から入り込む水に対する内壁面１４の干渉度合いを示すものともいえる。図１３を参照しながら、この干渉度合いの調整について説明を加える。図１３は、図６に示す滝吐水流路部の水流への慣性力付与を説明するための図である。図１３の（Ａ）は、入口部１０から出口部１２にかけての干渉度合いを示す図である。図１３の（Ｂ）は、図１３の（Ａ）のIII-III断面を示す断面図である。図１３の（Ｃ）は、図１３の（Ａ）のIV-IV断面を示す断面図である。図１３の（Ｄ）は、図１３の（Ａ）のV-V断面を示す断面図である。

図１３の（Ｂ）は、幅方向の中央近傍における滝状水流ＷＦａに対する内壁面１４の干渉度合いを示している。図１３の（Ｄ）は、幅方向の両端近傍における滝状水流ＷＦａに対する内壁面１４の干渉度合いを示している。図１３の（Ｃ）は、図１３の（Ｂ）と（Ｄ）との間における滝状水流ＷＦａに対する内壁面１４の干渉度合いを示している。これら各図に示されるように、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４を入口部１０から流入する水の進行方向に沿った仮想進行線と干渉させており、その干渉度合を幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に増大させるように調整している。

本実施形態では、幅方向中央近傍において、入口部１０から出口部１２に至るまでに、内壁面１４の滝状水流ＷＦａに対する干渉度合いが極めて小さい流路領域を形成している。この技術について、図１４を参照しながら説明する。図１４は、図６に示す滝吐水流路部の流路領域を説明するための図である。

図１４に示すように、滝吐水流路部ＳＨｄは、内部に水が流れる方向に沿って（幅方向において）並存する第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ２と、第１流路領域ＡＲ１と第２流路領域ＡＲ２との間に設けられる第３流路領域ＡＲ３と、を有している。

入口部１０から入り込む水流に沿った方向から滝吐水流路部ＳＨｄを見通した場合に、入口部１０の開口領域と内壁面１４とが、第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ２においては略完全に重なり、第３流路領域ＡＲ３においては略完全には重ならないように構成されている。第３流路領域ＡＲ３においては、入口部１０側から見た場合の内壁面１４の干渉率は、５０％未満となるように構成し、好ましくは０％すなわち全く干渉がない状態とするように構成する。全く干渉がない状態であれば、入口部１０から入り込む水流に沿った方向から滝吐水流路部を見通した場合に、第３流路領域ＡＲ３における幅方向の略中央は、入口部１０の開口領域と内壁面１４とが、完全に重ならないものとなる。

換言すれば、第３流路領域ＡＲ３を通って出口部１２から滝状水流ＷＦａとして吐出される水に対しては、滝状水流ＷＦａが割れてしまうことなくそのままの形態を保持して進行するように、図１４の紙面に向かって左側である第１方向においては第１流路領域ＡＲ１によって付与される第１慣性力よりも小さい慣性力を付与し、図１４の紙面に向かって右側である第２方向においては第２流路領域によって付与される第２慣性力よりも小さい慣性力を付与する。

このように慣性力調整手段としても機能する滝吐水流路部ＳＨｄにおいて、第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ１を流れる水に対して、互いに逆向きの慣性力を与えると共に、それら付与する慣性力を中央側から両端側に向かって徐々に増大させるので、幅方向に広がる慣性力を大きく与えることができる。更に、そのままで割れやすくなってしまう滝状水流ＷＦａを繋ぐため、第３流路領域ＡＲ３を通る水に対して、滝状水流ＷＦａが割れてしまうことなくそのままの形態を保持して進行するように、第１方向においては第１慣性力よりも小さい慣性力を付与し、第２方向においては第２慣性力よりも小さい慣性力を付与する。

従って、第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ２において幅方向に広がる慣性力を大きく付与した場合であっても、第３流路領域ＡＲ３における慣性力の調整付与によって滝状水流ＷＦａが割れてしまうことなくそのままの形態を保持し、出口部１２からの滝状水流ＷＦａを維持することができる。

また本実施形態では、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４を入口部１０から流入する水の進行方向に沿った仮想進行線と干渉させることで、滝吐水流路部ＳＨｄに流れる水に慣性力を付与している。更に、その干渉度合を、第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ２においては大きくし、第３流路領域ＡＲ３においては小さくすることで、第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ２からの吐水は滝状水流ＷＦａを広げるように作用させ、第３流路領域ＡＲ３からの吐水は滝状水流を繋ぐように作用させている。

続いて、第３流路領域ＡＲ３の縦横比の特徴について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、第３流路領域ＡＲ３の縦横比を説明するための図である。図１５の（Ａ）は、第３流路領域ＡＲ３の厚み方向長さｄａと幅方向長さｄｂとを説明する図であり、図１５の（Ｂ）は、第３流路領域ＡＲ３の幅方向の速度成分を示す図である。

図１５に示すように、第３流路領域ＡＲ３を通って出口部１２から滝状水流ＷＦａとして吐出される水は、厚み方向長さｄａよりも幅方向長さｄｂが長くなるように吐出される。

図１５に示すように構成することで、第１流路領域ＡＲ１から吐出される滝状水流と第２流路領域ＡＲ２から吐出される滝状水流とを繋ぐ滝状水流を供給する第３流路領域ＡＲ３を流れる水量を、幅方向長さｄｂが厚み方向長さｄａよりも長くなるように構成することで確保することができる。第３流路領域ＡＲ３を流れる水量を十分に確保することで、第１流路領域ＡＲ１及び第２流路領域ＡＲ２における第１慣性力及び第２慣性力を十分大きくすることができるので、滝状水流ＷＦａの幅を十分に確保することができる。更に、幅方向長さｄｂの確保を優先することで、第３流路領域ＡＲ３の幅を十分に確保することが可能になり、第３流路領域ＡＲ３の曲率半径を大きくすることができる。表面張力は吐水断面の曲率半径に反比例するので、滝状水流ＷＦａの割れをより確実に回避することができる。

続いて、図１６を参照しながら、本実施形態に係る吐水装置ＳＨの付帯的な効果について説明する。図１６は、本実施形態に係る吐水装置ＳＨの効果を説明するための図である。図１６の（Ａ）に示すように、本実施形態の吐水装置ＳＨでは、散水面２に対して垂直に滝吐水流路部ＳＨｄを配置している。そのため、散水面２に対して垂直に吐水されるため、使用者ＨＭは吐水軌跡を容易に想像することがで、シャワーを浴び易くなる。一方、図１６の（Ｂ）に示すように、比較例の吐水装置ＳＨｃでは、散水面２ｃに対して斜めに滝吐水流路部ＳＨｄｃを配置している。そのため、散水面２ｃに対して垂直に吐水されず、使用者ＨＭは吐水軌跡を容易に想像することができない。

続いて、本実施形態の作用効果についてまとめて説明する。本実施形態に係る吐水装置ＳＨは、水を幅広薄膜状に吐出する吐水装置であって、水を下流側に供給するための給水流路部ＳＨｅと、給水流路部ＳＨｅの下流側に設けられており、給水流路部ＳＨｅから流入する水を入口部１０から受け入れ、入口部１０に繋がる出口部１２から幅広薄膜状の滝状水流ＷＦａとして吐出する滝吐水流路部ＳＨｄと、を備える。

滝吐水流路部ＳＨｄの少なくとも一部の構成要素は、単独で若しくは複数の構成要素が相互に共同して、慣性力調整手段として機能する。慣性力調整手段は、出口部１２から滝状水流ＷＦａとして吐出される水に対して幅方向への慣性力を付与するものであって、滝状水流ＷＦａが割れてしまうことなくそのままの形態を保持して進行する範囲内でその付与する慣性力を幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に増大させる。

慣性力調整手段が、滝状水流ＷＦａが割れない範囲となるように水流に付与する慣性力を調整するので、幅方向に広がる慣性力を大きく付与した場合であっても、滝状水流ＷＦａが割れてしまうことなくそのままの形態を保持し、出口部１２からの滝状水流ＷＦａを維持することができる。出口部１２から吐出される水に対して大きな慣性力が付与できれば、表面張力に起因する滝状水流ＷＦａの収縮を抑制することができ、出口部１２からの滝状水流ＷＦａを維持する距離を長く保つことができる。従って、出口部１２から使用者までの距離が離れている場合であっても、滝状水流ＷＦａがそのままの形態を保って使用者に着水することができる。更に、使用者に着水した後であっても、滝状水流ＷＦａを広げる方向に作用する慣性力を残存させることも可能となり、着水後に身体表面に形成される水膜の幅を大きく広げることができる（図４、図５及びそれらの説明参照）。

また、慣性力調整手段は、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４を入口部１０から流入する水の進行方向に沿った仮想進行線と干渉させるものであって、その干渉度合を幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に増大させるように調整することで機能する。

本実施形態のように出口部１２から滝状水流ＷＦａとして吐出される水に対して幅方向への慣性力を付与する場合、滝吐水流路部ＳＨｄに単に水を通すだけでは慣性力を付与できないため、その流れる水に対して何らかの外力を加える必要がある。そこで、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４を入口部１０から流入する水の進行方向に沿った仮想進行線と干渉させることで、滝吐水流路部ＳＨｄに流れる水に慣性力を付与している。更に、その干渉度合を、中央側から両端側に向かって徐々に増大させるように調整しているので、幅方向における慣性力の変化を徐々につけることができ、滝状水流ＷＦａが割れてしまうことなくそのままの形態を保持するような慣性力の調整を確実に行うことができる（図７〜図１３及びそれらの説明参照）。

また、入口部１０から出口部１２に至る水を幅方向に細分化した分水流ＷＦｄとして見た場合に、各分水流ＷＦｄが入口部１０から出口部１２に至る最短経路を比較すると、幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に幅方向成分が増大するように内壁面１４が構成されている。

本実施形態のように入口部１０と出口部１２とを繋ぐように滝吐水流路部ＳＨｄを形成すると、水の流れ全体である滝状水流ＷＦａを見れば入口部１０から出口部１２の開口面積に合わせた幅に拡幅しながら進行する。一方で、入口部１０から出口部１２に至る水を幅方向に細分化した分水流ＷＦｄとして見た場合には、各分水流ＷＦｄはそれぞれが入口部１０に到達した地点から最も近い距離にある出口部１２の地点に向けて進行する。幅方向に各分水流ＷＦｄが慣性力を受ければ、その影響によって各分水流ＷＦｄの幅方向成分が増大することになる。そこで、各分水流ＷＦｄに対応する最短経路の幅方向成分が、幅方向の中央側から両端側に向かって徐々に増大するように構成することで、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４に対する水流の干渉を用いた慣性力の変化の調整をより確実に行うことができる（図１１及びその説明参照）。

また、入口部１０から入り込む水流に沿った方向から滝吐水流路部ＳＨｄを見通した場合に、入口部１０の開口領域と内壁面１４とが重なりあって見える面積Ｓｆが、幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に大きくなるように構成されている。

上述したように滝吐水流路部ＳＨｄの入口部１０から流入する水の仮想進行線と内壁面１４とを干渉させて慣性力を付与する場合、仮想進行線に沿って内壁面１４を見た場合に重なりあって見える面積Ｓｆが、出口部１２に向かって流れる水に慣性力を作用させる力と相関性を有することになる。そこで、入口部１０の開口領域と内壁面１４とが重なりあって見える面積Ｓｆが、幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に大きくなるように構成することで、滝吐水流路部ＳＨｄの内壁面１４に対する水流の干渉を用いた慣性力の変化の調整をより確実に行うことができる（図１２、図１３及びそれらの説明参照）。

また、内壁面１４は滝吐水流路部ＳＨｄの水流方向に交わる断面が円弧状となるように形成されており、当該円弧の曲率半径が入口部１０側から出口部１２側に向けて徐々に大きくなると共に、当該円弧の円弧長も徐々に長くなるように構成されている。

このように、円弧状の断面を有する内壁面１４の円弧長が入口側から出口側に向けて徐々に長くなるように構成しているので、入口部１０から流入した水を徐々に拡幅し、内壁面１４から離脱させることなく出口部１２に導くことができる。更に、円弧状の断面の曲率半径も徐々に大きくなるように構成しているので、水流の幅を広げる方向の慣性力を中央側から両端側に向けて円滑に大きくすることができる（図７〜図１０及びそれらの説明参照）。

ＳＨ：吐水装置
ＳＨａ：本体部
ＳＨａ１：持ち手部
ＳＨａ２：ヘッド部
ＳＨｂ：切替ボタン
ＳＨｃ：スプレー吐水流路部
ＳＨｄ：滝吐水流路部
ＳＨｅ：給水流路部
ＳＨｆ：整流部
ＳＨｆａ：リブ
ＳＨｆｂ：スリット
ＳＨｇ：攪拌部
ＡＲ１：第１流路領域
ＡＲ２：第２流路領域
ＡＲ３：第３流路領域
ＨＭ：使用者
ＳＨｐ：吐水装置（従来例）
２：散水面
１０：入口部
１１：中間部
１２：出口部
１３：内部流路
１４：内壁面

Claims (2)

1. 水を幅広薄膜状に吐出する吐水装置であって、
   水を下流側に供給するための給水流路部と、
   前記給水流路部の下流側に設けられており、前記給水流路部から流入する水を入口部から受け入れ、前記入口部に繋がる出口部から幅広薄膜状の滝状水流として吐出する滝吐水流路部と、を備え、
   前記滝吐水流路部は、
   前記出口部から滝状水流として吐出される水に対して障害物を設けることなく幅広方向への慣性力を付与するために、前記入口部から前記出口部に向かって当該滝吐水流路部の幅方向長さが徐々に大きくなる末広がり形状で形成されており、且つ前記出口部から吐出される前記滝状水流に付与する幅方向への慣性力を幅方向における中央側から両端側に向かって徐々に増大させる内壁面を有しており、
   当該内壁面は、
   前記入口部の周縁部をその面上に含む入口面を仮想的に細分化した複数の部分入口面と、前記出口部の周縁部をその面上に含む出口面を仮想的に細分化した複数の部分出口面と、前記複数の部分入口面それぞれから前記滝吐水流路部の最短経路を通って前記複数の部分出口面に至る部分最短経路とを設定した場合に、
   前記部分最短経路の幅広方向成分が、前記幅方向における中央側に設定される部分最短経路から両端側に設定される部分最短経路に向かって徐々に増大するように構成されていることを特徴とする吐水装置。
2. 前記内壁面は前記滝吐水流路部の断面形状が円弧状となるように形成されており、当該円弧の曲率半径が前記入口部側から前記出口部側に向けて徐々に大きくなると共に、当該円弧の円弧長も徐々に長くなるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。

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