JP7133885B1 - ミスト発生装置およびミスト発生装置を用いたシャワーヘッド - Google Patents

ミスト発生装置およびミスト発生装置を用いたシャワーヘッド Download PDF

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Abstract

Figure 0007133885000001
【課題】 閉断面構造からなるらせん状のミスト流路を形成することで、ミスト流路内においてらせん流が生じやすくなるミスト発生装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明のミスト発生装置1は、凹部3を有する第1部材2と、第1部材2の凹部3に収容される凸部5を有する第2部材4と、を備え、第1部材2の凹部3と第2部材4の凸部5との間にらせん状のミスト流路を設ける。ミスト流路は、第1部材2の凹部3の内周面11と、内周面11から突出して流路の下面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜上面12bと、前記第2部材4の凸部5の外周面22と、外周面22から突出して流路の上面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜下面23bと、によって囲まれた閉断面構造からなる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、浴室などで使用されるシャワーヘッドや水道の蛇口に装着して使用されるシャワーヘッドなどに設けることのできるミスト発生装置およびミスト発生装置を用いたシャワーヘッドに関する。
従来、この種のミスト発生装置としては、円錐渦巻状の渦巻き面が形成されたミストガイドと、このミストガイドが挿入される円錐状のミスト絞り穴を有するミストリング体とを備え、ミスト絞り穴に配置されたミストガイドの渦巻き面とミスト絞り穴の円錐内周面との間に渦巻き状のミスト流路を形成したもの(特許文献1)が知られている。
特許6717991号公報(段落0163、図52、図57を参照)
しかしながら、特許文献1に記載されているミスト発生装置にあっては、ミスト流路をミストガイドの渦巻き面とミスト絞り穴の円錐状の内周面との間で形成しているため、ミスト絞り穴の内周面側ではらせん流が生じにくいおそれがあった。
そこで本発明の目的は、閉断面構造からなるらせん状のミスト流路を形成することで、ミスト流路内においてらせん流が生じやすくなるミスト発生装置を提供するものである。
本発明のミスト発生装置は、凹部を有する第1部材と、第1部材の凹部に収容される凸部を有する第2部材と、を備え、前記第2部材の凸部が形成されている側を下側として第1部材と第2部材とを組み合わせた場合に、第2部材の凸部が形成されている側を下流側とするらせん状のミスト流路を第1部材の凹部と第2部材の凸部との間に設け、該ミスト流路が、第1部材の凹部の内周面と、内周面から突出して流路の下面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜上面と、前記第2部材の凸部の外周面と、外周面から突出して流路の上面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜下面と、によって囲まれた閉断面構造からなる。
本発明のシャワーヘッドは、前記のミスト発生装置を備え、ミスト発生装置をシャワーヘッドの噴出部の外周に沿って複数配列したものである。
本発明のミスト発生装置によれば、第1部材の凹部と第2部材の凸部との間にらせん状のミスト流路を設け、且つミスト流路を閉断面構造としたので、ミスト流路内ではらせん状の流路に沿って水がスムーズに流れることで、渦巻き状のらせん流を生じさせ易くなる。
また、本発明のシャワーヘッドによれば、浴室などで使用されるシャワーヘッドや水道の蛇口に装着して使用されるシャワーヘッドなどにもミストを併用することができる。
ミスト発生装置の分解斜視図である。 (a)はミスト発生装置を構成する第2部材の底面図、(b)はミスト発生装置を構成する第1部材の平面図である。 ミスト発生装置の一断面形状を示す縦断面図である。 ミスト発生装置のミスト流路の一断面形状を示す拡大断面図である。 ミスト発生装置内でミストが発生する様子を示す模式図である。 ミスト発生装置を組み込んだシャワーヘッドの分解図である。 ミスト発生装置を組み込んだシャワーヘッドの断面図である。 シャワーヘッドにミスト発生装置を組み込む際の斜視断面図である。 ミスト発生装置を組み込んだ他のシャワーヘッドであり、ミスト発生時の断面図である。 ミスト発生装置を組み込んだ他のシャワーヘッドであり、ストレート吐水流発生時の断面図である。 ミスト発生装置を組み込んだ他のシャワーヘッドの底面図である。
以下、本発明のミスト発生装置について、図面を参照しながら実施形態に基づいて説明する。なお、図面はミスト発生装置の各構成部材を模式的に表したものであり、実物の寸法および寸法比は、図面上の寸法および寸法比と必ずしも一致していない。また、特にことわらない限り、本明細書では便宜上、図1に示されたミスト発生装置の向きを基準に上下、左右等の方向を表す。さらに、重複説明は適宜省略し、同一部材には同一符号を付することがある。
図1乃至図4には本実施形態に係るミスト発生装置の内部構造および断面構造が示される。ミスト発生装置1は、凹部3を有する第1部材2と、第1部材2の凹部3に収容される凸部5を有する第2部材4とを備える。第1部材2に第2部材4を組み込むことによって、第1部材2の凹部3と第2部材4の凸部5との間にらせん状のミスト流路6が形成される。
前記第1部材2は円筒体からなり、円筒体の内部に円柱状の凹部3と、凹部3から続く円錐形の空間部9とが形成される。凹部3と空間部9との境界には段差部が設けられ、段差部には水平面15が形成される。空間部9は下端に向かって先細り形状をしており、外部に通じるミスト流出口10が下端に設けられている。なお、ミスト流出口10は一定の長さを有している。
前記第1部材2に設けられる凹部3は平面形状が円形である。凹部3を形成する湾曲状の内周面11には半径方向に突出する下側突起部12が設けられる。下側突起部12は、正面形状が略三角形状の突起体であり、垂直の側面12aと、傾斜上面12bと、傾斜上面12bの端縁13bから下方へ鉛直方向に延びる三角形状の内側周面12cと、を有する。傾斜上面12bは、前述したミスト流路6の下面を形成するもので、ミスト流路6の下流側に向けて下向きに傾斜する。下側突起部12の突出幅は、前記段差部の水平面15の幅とほぼ同一である。そのため、下側突起部12の内側周面12cは、円錐形の空間部9を形成する内周面14の上端に滑らかにつながる。
前記下側突起部12は、凹部3の内周面11の周方向の一部に設けられ、この実施形態では全円周の約1/4の長さを有している。そのため、傾斜上面12bが円周方向に沿って内側に湾曲した形状となっている。下側突起部12は凹部3の内周面11に一対設けられ、互いに対向する位置に配置される。一対の下側突起部12の各傾斜上面12bは、凹部3の円周方向に対して同じ方向に傾斜している。
前記傾斜上面12bは、円筒体のほぼ上端から段差部の水平面15までほぼ同じ幅で延びている。また、傾斜上面12bは、凹部3の内周面11の端縁13aから内側周面12cの端縁13bに向かって下向きに傾斜している。すなわち、傾斜上面12bは、長さ方向と幅方向の両方において下向きに傾斜しており、ミスト流路6を流れる水に対して凹部3の中心に向かうようならせん流を発生させ易くしている。
この実施形態において、第1部材2の凹部3には前記一対の下側突起部12に隣接して整流突起部16が設けられる。この整流突起部16は、ミスト流路6を流れ下った流水の整流手段となるものであり、内周面11から凹部3の半径方向に突出し、段差部の平面部15を挟んで傾斜上面12bと対向する整流面17を有する。整流面17は、空間部9の内周面14の上端に沿って湾曲するとともに段差部の平面部15上に斜面17aを形成している。上面部は、やや下向きに傾斜する後側上面部18aと、三日月形をした平面状の前側上面部18bとを有している。整流突起部16は、ミスト流路6を流れ下った流水に対して平面部15を介して整流面17に当て、水をよどませることなくスムーズに空間部9に導き入れて、渦巻き状のらせん流を形成させるものである。
第2部材4は、前記第1部材2の円筒体の上面2aに被さる頭部20と、第1部材2の凹部3に収容される凸部5を有する。頭部20は平面視で第1部材1の外形よりやや小径で円形状の外形をしており、下面20aが第1部材2の上面2aに載置されることで両者一体となる。また、頭部20の側面20bには一対の流水口21が対向する位置に設けられている。第2部材4の凸部5は、頭部20の下面20aから突出している。
前記凸部5は略逆円錐台形をしており、凸部5の外周面22には凸部5の円周方向に帯状に延びる上側突起部23が設けられている。この上側突起部23は、外周面22の円周方向に沿って一方の流水口21から他方の流水口21までの約半周に亘って設けられる。上側突起部23は、正面視で略逆台形状の突起体であり、垂直の側面23aと、傾斜下面23bと、傾斜下面23bの一方の端縁24bから上方へ鉛直方向に延びる略逆台形状の外側周面23cと、底面23dと、を有する。傾斜下面23bは、前述したミスト流路6の上面を形成するもので、ミスト流路6の下流側に向けて下向きに傾斜する。底面23dは、前記整流突起部16の上面部の形状に対応した傾斜面と平面とからなる。
前記上側突起部23の突出幅は、前記下側突起部12のそれとほぼ同じである。傾斜下面23bは、前記流水口21の一端から凸部5の外周面22に沿って円周方向に延びている。傾斜下面23bの円周方向での傾斜角度は、前記傾斜上面12bのそれとほぼ同一である。また、傾斜下面23bは、凸部5の外周面22との端縁24aから外側周面23cの端縁24bに向かって上方に傾斜している。すなわち、傾斜下面23bは、長さ方向において下向きに傾斜する一方、幅方向においては上向きに傾斜している。
また、上側突起部23の外側周面23cの外径寸法は、第1部材2の凹部3の内周面11の内径寸法とほぼ同一であり、第2部材4の外周面22の外径寸法は、下側突起部12の内側周面12cの内径寸法とほぼ同一である。したがって、第1部材2の凹部3に第2部材4の凸部5を収容したときには、図4に示されるように、第1部材2の傾斜上面12bと第2部材4の傾斜下面23bとが互いに一定の傾斜角度で平行となり、また第1部材2の凹部3の内周面11と第2部材4の凸部5の外周面22とが互いに垂直方向で平行となる。そして、これら4つの面によって囲まれた閉断面構造からなるらせん状のミスト流路6が形成される。なお、上側突起部23は、前記下側突起部12に対応して、外周面22の互いに対向する位置に一対設けられる。
第1部材2に第2部材4を組付けることによって、内部にらせん状のミスト流路6を有するミスト発生装置1が形成される。図5に示されるように、第2部材4に設けられた一対の流水口21から各ミスト流路6内に流入した水は、らせん状のミスト流路6を流れ下ったのち、段差部の平面部15および整流突起部16を介して空間部9において、互いが渦巻くようにして混ざり合い、次第に縮径する渦巻き状のらせん流Sを形成する。
第1部材2に第2部材4を組付ける際には、第1部材2の凹部3に第2部材4の凸部5を挿入し、第1部材2の整流突起部16に設けた位置決め用の一対の突起19aを、第2部材4の上側突起部23の一部に設けた一対の切欠部19bに嵌め入れることで回転方向を位置決めする。その状態で第2部材4を押し込み、第1部材2の上面2aに第2部材4の頭部20の下面20aを密着させることで、上下方向を位置決めする。第2部材4を押し込む際、第2部材4の凸部5の外周面22から突出する上側突起部23の外側周面23cを第1部材2の凹部3の内周面11に密着させ、第1部材2の凹部3の内周面11から突出する下側突起部12の内側周面12cを第2部材4の外周面22に密着させる。これらはいずれも鉛直方向の面を形成しているので密着性が良く、これらの面を利用して形成された閉断面構造のミスト流路6の水密性も高いものとなる。
このようしてらせん状のミスト流路6が形成されたミスト発生装置1にあっては、第2部材4に設けられた一対の流水口21から各ミスト流路6に流水が流れ込み、ミスト流路6を流れ下る間に旋回力が付与される。図5に示されるように、ミスト流路6を流れ下った水は整流突起部16の整流面17に沿うように流れることでよどみのない流線を形成しながら下流側の空間部9に達する。空間部9が円錐形に形成されているため水勢が次第に増して、次第に縮径する渦巻き状のらせん流Sが形成される。このらせん流Sはミスト発生装置1の下端に設けられたミスト流出口10から薄い水膜となって外気に噴射され、ミストとなって滴下する。
図6乃至図8には、上記のミスト発生装置1を組み込んだシャワーヘッド30が示されている。このシャワーヘッド30は、例えば浴室やシャワー室などで使用することができ、シャワーホース(図示せず)の先端に装着される把手31と、把手31の先端部分に設けられるヘッド部32と、を備えている。把手31の内部にはシャワーホースから供給された湯水をヘッド部32に送り込む細長い通水管33が配置されている。
ヘッド部32は、前面に噴出部34を、後部にドーム状の被覆部35を有している。噴出部34の中心部には多数の噴出突起36が配列され、その周囲を取り囲むようにして前記ミスト発生装置1が配置されている。噴出部34にはカバーケース37が装着される。カバーケース37の底面37aには、前記噴出突起36の配列に対応した位置に多数の噴出孔38が設けられ、カバーケース37の装着時にはこの噴出孔38から噴出突起36の先端部が突出する。
カバーケース37の底面37aの内側には前記噴出孔38を取り囲むように、前記ミスト発生装置1の第1部材2が設けられている。第1部材2はカバーケース37と一体に形成され、噴出孔38の周囲に多数配列されている。カバーケース37の底面37aには、第1部材2のミスト流出口10の先端が開口している。ミスト発生装置1の第2部材4は、リング状のシート部材39に多数が設けられ、前記第1部材2の配列数に対応して配列されている。なお、第1部材2および第2部材4の構成は、多数が配列されている点を除いて前述したミスト発生装置1の構成とほぼ同じである。
ヘッド部32の内部には噴出部34に水を供給するアウトレット40と、ミスト発生装置1に水を供給する通水受41が配置されている。アウトレット40と通水受41との間はシールされており、ヘッド部32に供給された水はいずれか一方に通水される。両者の切替えは、カバーケース37を回転させることで行われる。通水受41側に通水された水は複数のミスト発生装置1に供給され、各ミスト発生装置1のミスト流出口10から噴霧される。
カバーケース37をヘッド部32に装着する際、ミスト発生装置1の第1部材2にシート部材39を載せて第2部材4を位置合わせし、その状態でヘッド部32にカバーケース37を装着する。装着手段は、ヘッド部32の外周面に設けられた雄ねじ部42にカバーケース37の内周面に設けられた雌ねじ部43を螺合させる。これによりシート部材39の一面を通水受42に圧接させることができ、第1部材2と第2部材4との組付けが確実なものとなる。
図9乃至図11には水道の蛇口49に装着されるシャワーヘッド50が示されている。このシャワーヘッド50は、蛇口49の先端部にねじ締めによって固定される筒状の本体部51と、本体部51の下方に設けられる散水部52と、を有する。散水部52は、中央部にストレート吐水口53を有し、ストレート吐水口53の外側にリング状に配列された複数のミスト吐水部54を有する。ストレート吐水口53には格子状のリブ53a,53bが設けられる。リブ53a,53bは、ストレート吐水口53から吐出されるストレート流を整流化する働きを有する。一方、ミスト吐水部54は、カバーケース61の底面に設けられたミスト流出口54aと、その上方に配置されたミスト発生装置1とを備える。ミスト流出口54aは小さな円孔からなり、ミスト発生装置1から供給されるミストを噴霧する。また、ミスト発生装置1は、シャワーヘッド50の下部中心部に設けられるストレート吐水口53の外周に沿って複数配列されている。
前記本体部51の上部には蛇口49から供給される水の流入口55が設けられ、下部には水の流出口56が設けられる。また流入口55と流出口56との間には通水路57が形成されている。なお、流出口56は本体部51の側壁に設けられた複数の開口孔からなる。
本体部51の外周側には、前記散水部52のストレート吐水口53とミスト吐水部54とを切替える吐水流切替部58が、本体部51を取り囲むようにして設けられる。この吐水流切替部58は、前記本体部51の流出口56を切替える切替弁59を備えており、この切替弁59の外周壁を形成する筒状部材60を介してカバーケース61と一体となって、流出口56の外側を上下にスライドする。
前記筒状部材60の下部には前記ミスト発生装置1の第2部材4が筒状部材60と一体に設けられている。また、カバーケース61にはミスト発生装置1の第1部材2がカバーケース61と一体に設けられている。そして、第1部材2の凹部に第2部材4の凸部が収容されている。また、前述したように、第1部材2の凹部の下方で前記ミスト流出口54aがカバーケース61に設けられている。なお、この実施形態における第1部材2および第2部材4の構成は、前述したミスト発生装置1の構成とほぼ同じである。
このシャワーヘッド50では、前記カバーケース61を上下にスライドさせることによって、ストレート吐出口53とミスト吐出部54を容易に切替えることができる。図9に示されるように、カバーケース61を下方にスライドさせることで、吐水流切替部58がカバーケース61と一緒に下方へスライドする。この時、吐水流切替部58の切替弁59が、本体部51に設けられた流出口56の下方位置で本体部51の外側壁をシールする。これによって、蛇口49から本体部51内に流入した水は、矢印Aで示すように、流出口56から外側空間部62を経て複数のミスト発生装置1に供給され、各ミスト発生装置1に配置されたミスト流出口54aから噴霧される。
一方、図10に示されるように、カバーケース61を上方にスライドさせることで、吐水流切替部58がカバーケース61と一緒に上方へスライドする。この時、吐水流切替部58の切替弁59が、本体部51に設けられた流出口56の上方位置で本体部51の外側壁をシールする。これによって、蛇口49から本体部51内に流入した水は、矢印Bで示すように、流出口56から内側空間部63、64を経て中央部のストレート吐出口53から散水される。その際、ストレート吐出口53に設けられたリブ53a,53bの相乗作用によって、ストレート吐水流は整流された状態で得られる。
このように、水道の蛇口49に装着される本発明のシャワーヘッド50では、食器洗いのすすぎ工程などでミストに切替えて利用することができる。ミストによる強い水勢によりシャワー水以上の洗い流し効果が得られると共に、シャワー水より流量が少なくて済むので節水にもなる。
本発明に係るミスト発生装置の第1部材は凹部を有し、第2部材は第1部材の凹部に収容される凸部を有する。また、第1部材の凹部と第2部材の凸部との間にらせん状のミスト流路が設けられる。ミスト流路は、第1部材の凹部の内周面と、内周面から突出して流路の下面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜上面と、前記第2部材の凸部の外周面と、外周面から突出して流路の上面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜下面と、によって囲まれた閉断面構造からなる。
前記傾斜上面は、第1部材の凹部の内周面から幅方向に下向きに傾斜し、前記傾斜下面は、第2部材の凸部の外周面から幅方向に上向きに傾斜している。また、前記傾斜上面と傾斜下面とは、下流側に向けて互いに平行に延びている。
前記傾斜上面は、第1部材の凹部の内周面の周方向の一部に設けられ、前記傾斜下面は、第2部材の凸部の外周面の周方向の一部に設けられ、前記傾斜上面と前記傾斜下面とが周方向において同じ位置に配置される。例えば、前記傾斜上面は、第1部材の凹部の内周面の周方向において互いに対向する位置に一対設けられ、前記傾斜下面は、第2部材の凸部の外周面の周方向において互いに対向する位置に一対設けられる。
前記第1部材の凹部の内周面の内側には前記傾斜上面の端縁から下方向に延びる内側周面が形成され、前記第2部材の凸部の外周面の外側には前記傾斜下面の端縁から上方向に延びる外側周面が形成され、前記第1部材の凹部の内周面に第2部材の外側周面が、第2部材の凸部の外周面に第1部材の内側周面がそれぞれ密着される。また、前記第1部材の凹部の内周面及び内側周面と、前記第2部材の凸部の外周面および外側周面は、互いに鉛直方向に延びている。
さらに、前記らせん状のミスト流路の下流側近傍に流水の整流手段が設けられる。また、前記らせん状のミスト流路の下流側には円錐形の空間部が形成され、且つ空間部の下端部にミスト流出口が設けられる。
1 ミスト発生装置
2 第1部材
2a 上面
3 凹部
4 第2部材
5 凸部
6 ミスト流路
9 空間部
10 ミスト流出口
11 内周面
12 下側突起部
12a 側面
12b 傾斜上面
12c 内側周面
13a,13b 端縁
14 空間部の内周面
15 水平面
16 整流突起部
17 整流面
17a 斜面
18a 後側上面部
18b 前側上面部
19a 位置決め用の突起
19b 切欠部
20 頭部
20a 下面
20b 側面
21 流水口
22 外周面
23 上側突起部
23a 側面
23b 傾斜下面
23c 外側周面
24a,24b 端縁
30 シャワーヘッド
31 把手
32 ヘッド部
33 通水管
34 噴出部
35 被覆部
36 噴出突起
37 カバーケース
37a 底面
38 噴出孔
39 シート部材
40 アウトレット
41 通水受
42 雄ねじ
43 雌ねじ
S らせん流
49 蛇口
50 シャワーヘッド
51 本体部
52散水部
53 ストレート吐水口
53a,53b リブ
54 ミスト吐出部
54a ミスト流出口
55 流入口
56 流出口
57 通水路
58 吐出流切替部
59 切替弁
60 筒状部材
61 カバーケース
62 外側空間部
63,64 内側空間部

Claims (11)

  1. 凹部を有する第1部材と、第1部材の凹部に収容される凸部を有する第2部材と、を備え、前記第2部材の凸部が形成されている側を下側として第1部材と第2部材とを組み合わせた場合に、第2部材の凸部が形成されている側を下流側とするらせん状のミスト流路を第1部材の凹部と第2部材の凸部との間に設け、
    該ミスト流路が、第1部材の凹部の内周面と、内周面から突出して流路の下面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜上面と、前記第2部材の凸部の外周面と、外周面から突出して流路の上面を形成する下流側に向けて下向きの傾斜下面と、によって囲まれた閉断面構造からなるミスト発生装置。
  2. 前記傾斜上面は、第1部材の凹部の内周面から周の中心方向に下向きに傾斜し、
    前記傾斜下面は、第2部材の凸部の外周面から周の外側方向に上向きに傾斜している請求項1に記載のミスト発生装置。
  3. 前記傾斜上面と傾斜下面とは、下流側に向けて互いに一定の傾斜角度で平行に延びている請求項1又は2に記載のミスト発生装置。
  4. 前記傾斜上面は、第1部材の凹部の内周面の周方向の一部に設けられ、
    前記傾斜下面は、第2部材の凸部の外周面の周方向の一部に設けられ、
    前記傾斜上面と前記傾斜下面とが周方向において同じ位置に配置される請求項1に記載のミスト発生装置。
  5. 前記傾斜上面は、第1部材の凹部の内周面の周方向において互いに対向する位置に一対設けられ、
    前記傾斜下面は、第2部材の凸部の外周面の周方向において互いに対向する位置に一対設けられる請求項1に記載のミスト発生装置。
  6. 前記第1部材の凹部の内周面には前記傾斜上面の内側の端縁から下方向に延びる内側周面が形成され、
    前記第2部材の凸部の外周面には前記傾斜下面の外側の端縁から上方向に延びる外側周面が形成され、
    前記第1部材の凹部の内周面に第2部材の外側周面が、第2部材の凸部の外周面に第1部材の内側周面がそれぞれ密着される請求項1に記載のミスト発生装置。
  7. 前記第1部材の凹部の内周面及び内側周面と、前記第2部材の凸部の外周面および外側周面は、互いに鉛直方向に延びている請求項6に記載のミスト発生装置。
  8. 前記らせん状のミスト流路の下流側近傍に流水の整流手段が設けられる請求項1に記載のミスト発生装置。
  9. 前記らせん状のミスト流路の下流側には円錐形の空間部が形成され、且つ空間部の下端部にミスト流出口が設けられる請求項1に記載のミスト発生装置。
  10. 前記請求項1に記載のミスト発生装置を複数備えるシャワーヘッド。
  11. 前記ミスト発生装置をシャワーヘッドの噴出部の外周に沿って複数配列される請求項10に記載のシャワーヘッド。
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