JP7203538B2 - シャワーヘッド装置 - Google Patents

Description

本発明は、吐水される湯水に空気を含ませるエゼクタ（エジェクタ）機構を備えたシャワーヘッド装置に関する。

従来、吐水される湯水に空気を含ませるエゼクタ機構を備えた節水型のシャワー装置が用いられている。このような節水型のシャワー装置は、吐水される湯水に空気を含ませることで、ボリューム感（量感）のある吐水を維持しつつ、実水量を低減させることができる。

近年、シャワーヘッド本体には手元止水機構や吐水切替機構等を設ける場合が多い。この場合、エゼクタ機構は、シャワー本体部ではなく、シャワーヘッドの散水板の近傍に設けられる。

特許文献１に記載のシャワーヘッドは、散水板と、吸引した気体を気泡として湯水中に混入させる気液混合部と、散水板に対して湯水を流出する導入流路と、を備えている。

特開２０１４―７６２０３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のシャワーヘッドは、持手部の近傍に気液混合部が配置されており、シャワーヘッドが大型化してしまう。一方、気液混合部を散水板の近傍に配置する場合、気液混合部と散水板とが狭い空間に配置されるため、湯水の逆流等が発生し、良好に湯水と気体とを混合できない恐れがあった。

上記事情を踏まえ、エゼクタ機構が散水板の近傍に設けられた場合であっても、逆流を好適に防ぐことができるエゼクタ機構を備えたシャワーヘッド装置の提供を目的とする。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のシャワーヘッド装置は、流体が通る流路に空気を吸引する空気流入口と、前記空気流入口から引き込まれた前記空気を前記流体に混合する気液混合流路と、前記気液混合流路を通過した前記流体を吐水する散水孔が形成された散水面を有する散水板と、を備え、前記散水板は、前記気液混合流路の流路出口の近傍において、前記流路出口に前記散水面が対向して設けられ、前記気液混合流路は、前記流路出口から流出した前記流体の前記気液混合流路への逆流を防止する逆流防止機構を有することを特徴とする。

本発明のシャワーヘッド装置によれば、エゼクタ機構が散水板の近傍に設けられた場合であっても、逆流を好適に防ぐことができるエゼクタ機構を備えたシャワーヘッド装置を提供することができる。

本発明の一実施形態によるシャワーヘッド装置の全体構成の斜視図である。 図１に示すシャワーヘッド装置の分解斜視図である。 散水部材および通水部材の散水軸を通る縦断面図である。 散水部材の分解斜視図である。 図３のＢ部の拡大図である。 ディフューザ部と散水面との間の散水室の断面図である。 散水部材および通水部材の固定前の状態を示す分解斜視図である。 通水部材における上通水部と下通水部の分解斜視図である。 同シャワーヘッド装置の内部の流路を説明する斜視図（透視図）である。

本発明の一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。本実施形態における「流体」は、「湯または水などの液体」を示している。
図１は、本実施形態に係るシャワーヘッド装置１の全体構成の斜視図である。図２は、シャワーヘッド装置１の分解斜視図である。図３は、散水部材２および通水部材３の散水軸を通る縦断面図である。

［シャワーヘッド装置１］
シャワーヘッド装置１は、給水源（図示省略）から延ばされたシャワーホース６（図１参照）に接続されて、流体を表面側から散水するハンドシャワーである。

シャワーヘッド装置１は、図３に示すように、表面に散水孔２４ａを有して流体を散水する散水部材２と、内部に散水孔２４ａと連通した通水路（環状通水路３Ｃ）を有し、上流側からの流体を散水部材２に供給する通水部材３と、散水部材２および通水部材３を収容する本体ケース４と、本体ケース４に収容される一次止水機構ユニット５（図２参照）と、を備えている。

シャワーヘッド装置１は、流体の散水部材２への給水を一次止水する際に、本体ケース４に設けられる後述する押しボタン５３を操作することによって給水から一次止水に切り替えることが可能な構成となっている。

散水部材２および通水部材３は、図２に示すように、金属やプラスチック等の部材により略円盤形状に形成されている。

散水部材２は、上散水板２Ａと、下散水板２Ｂと、を有している。通水部材３は、上通水部３Ａと、下通水部３Ｂと、を有している。そして、上通水部３Ａ、下通水部３Ｂ、上散水板２Ａ、および下散水板２Ｂが上方（裏面）から下方（表面）に向けてその順で配置されている。
散水部材２は、裏面から見た平面視で中央部分にアクセントリング２１と化粧プレート２２（化粧部材）とを有している。上散水板２Ａと下散水板２Ｂは、アクセントリング２１と化粧プレート２２とを挟持した状態で溶着されている。

ここで、以降の説明において、上通水部３Ａ、下通水部３Ｂ、上散水板２Ａ、下散水板２Ｂ、アクセントリング２１、化粧プレート２２が共通の軸線上に配置され、この共通軸線を散水軸Ｏという。散水軸Ｏ方向に沿って、下散水板２Ｂの散水孔２４ａが開口する一方の面で、流体が吐水される面側を表面側、あるいは下側といい、他方の面側を裏面側、あるいは上側という。
また、散水軸Ｏ方向から見た平面視において、散水軸Ｏに直交する方向を径方向といい、散水軸Ｏ回りに周回する方向を周方向という。

［下散水板２Ｂ］
図４は、散水部材２の分解斜視図である。
下散水板（散水板）２Ｂは、図４に示すように、平面視で円形形状に形成され、中央に第１開口部２３を有し、板厚方向に貫通する複数の散水孔２４ａが形成された散水面２４を備えている。複数の散水孔２４ａは、下散水板２Ｂの周方向に沿って均等に配置されている。シャワーヘッド装置１は複数の散水孔２４ａから流体をシャワー状に吐水する。第１開口部２３は、角部が滑らかに湾曲した略矩形状に形成されている。散水面２４は、外周部から中央の第１開口部２３に向かって下方に凸となる凸曲面に形成されている。

散水面２４の裏面には、第１開口部２３の周囲から裏面側に向けて突出する筒状リブ２５が設けられている。筒状リブ２５は、第１開口部２３より外側に位置するような内径寸法をなしており、第１開口部２３との間に上向きの段部２５ａが形成されている。筒状リブ２５には、上側に開口する切欠凹部２５ｂが周方向に均等の間隔をあけて複数（ここでは３箇所）形成されている。これら３つの切欠凹部２５ｂは、後述する上散水板２Ａの連結片２６２が係止される。
筒状リブ２５の内側には、裏面側からアクセントリング２１および化粧プレート２２が挿入されて収容される。

［上散水板２Ａ］
上散水板２Ａは、図３および図４に示すように、中央に下散水板２Ｂの筒状リブ２５に外嵌する円形の第２開口部２６０を有し、下散水板２Ｂの外周縁部２ａ近傍の径方向の内側で上方に突出する外周壁２ｂに対して全周にわたって溶着により一体的に設けられている。
上散水板２Ａは、円板部２６１と、円板部２６１の中心に形成される第２開口部２６０の内側の中心部に連結片２６２を介して設けられたねじ係止筒２６３と、円板部２６１を板厚方向に貫通する複数（ここでは３つ）の第１流通孔２６４と、を備えている。

円板部２６１は、上面に下通水部３Ｂとの間に空気層２６Ａを形成する空気取込面２６１ａを有している。空気取込面２６１ａの外周側と通水部材３の外周縁との間に空気流入口２６Ｂが形成され、この空気流入口２６Ｂを介して空気層２６Ａと本体ケース４のヘッド本体部４１内の空間とが連通している。
ここで、空気層２６Ａは、第１流通孔２６４と連通しており、外部（ここでは、本体ケース４のヘッド本体部４１内で空気取込面２６１ａと連通する空間）の空気が流入する内部空間である。

また、円板部２６１は、下散水板２Ｂに固着した状態で、下散水板２Ｂの散水面２４との間に空洞をなす散水室２４Ａが形成されている。空気取込面２６１ａは、外周部から中央の第２開口部２６０に向かって下方に凸となる凸曲面に形成されている。円板部２６１に形成されている第１流通孔２６４は、周方向に所定の間隔をあけて設けられ、後述する下通水部３Ｂの第２流通孔３４の直下に所定の隙間をあけて配置され、かつ同軸となる位置に配置されている。

図５は図３のＢ部の拡大図である。
第２流通孔３４から供給された流体Ｗは、第２流通孔３４と第１流通孔２６４との間に形成された空気層２６Ａと連通する隙間（以降、「空気吸引口２６Ｃ」と称す）から空気Ａを引き込み、第１流通孔２６４を通過する。

第１流通孔（気液混合流路）２６４は、空気吸引口２６Ｃから吸入された空気Ａを流体Ｗに混合する流路である。第１流通孔２６４は、第１流通孔２６４において流路断面積が最小となるスロート部（喉部）２７と、縮小テーパ部（縮小流路）２８と、ディフューザ部（拡大流路）２９と、を有する。

縮小テーパ部（縮小流路）２８は、第１流通孔２６４の流路入口２６４ａからスロート部２７までにおいて、流路断面積が縮小するテーパ状の流路である。縮小テーパ部２８の流路入口側が広がっているため、空気吸引口２６Ｃからの空気Ａを効率よく引き込むことができる。

ディフューザ部（拡大流路）２９は、スロート部２７から第１流通孔２６４の流路出口２６４ｂまでにおいて、流路面積が拡大するテーパ状の流路である。

第１流通孔２６４は、第２流通孔３４から送り出された流体Ｗを、空気層２６Ａの空気Ａと混合させて、円板部２６１の表面側（下散水板２Ｂの散水面２４）に向けて通過させる。

第２流通孔３４と、空気吸引口２６Ｃと、第１流通孔２６４と、は「エゼクタ機構」として機能する。エゼクタ機構は、第２流通孔３４を流体が通過することにより生成される負圧により、空気流入口２６Ｂを経由して空気層２６Ａおよび空気吸引口２６Ｃから空気Ａを引き込み、第１流通孔２６４において、流体Ｗと空気Ａとを混合する。

下散水板２Ｂは、第１流通孔２６４の流路出口２６４ｂの近傍において、流路出口２６４ｂに対向して設けられる。第１流通孔２６４は、気泡が混合した流体Ｍを下散水板２Ｂの散水面２４に案内する。散水室２４Ａに供給された空気含有の流体Ｍは、多数の散水孔２４ａから散水される。

ディフューザ部２９は、スロート部２７から流路出口２６４ｂまで流路断面積が徐々に大きくなっているため、流体Ｗと空気Ａとを好適に混合しつつ、混合された流体Ｍの逆流を好適に防止できる。ディフューザ部２９のテーパ形状の開き角度θは１２度以下であり、１０度以下かつ６度以上がさらに望ましい。また、ディフューザ部２９における流体Ｍの流れ方向に沿う長さ（流路入口２６４ａからスロート部２７までの長さ）は、縮小テーパ部２８における流体Ｍの流れ方向に沿う長さ（スロート部２７から流路出口２６４ｂまでの長さ）より大きい。そのため、ディフューザ部２９は第１流通孔２６４の「逆流防止機構」として機能し、下散水板２Ｂの散水面２４が流路出口２６４ｂに対向して設けられているにもかかわらず、第１流通孔２６４の流路出口２６４ｂから流出した流体Ｍが第１流通孔２６４に逆流しにくい。

図６（ａ）は、ディフューザ部２９と散水面２４との間の散水室２４Ａの断面図である。第１流通孔２６４の流路出口２６４ｂから流体Ｍは散水室２４Ａに案内される。流路出口２６４ｂは、図６（ａ）に示すように、直下に散水孔２４ａが配置されない場合が多い。この場合、流路出口２６４ｂから散水室２４Ａに流入した流体Ｍは、流路出口２６４ｂと散水面２４とに挟まれた空間から、散水室２４Ａにおける他の空間に押し流される。ここで、流路出口２６４ｂと散水面２４とに挟まれた空間から、散水室２４Ａにおける他の空間への流路を、「流体排出流路２４Ｂ」と定義する。

図６（ｂ）は、流体排出流路２４Ｂの展開図である。
流体排出流路２４Ｂの流路断面積は、第１流通孔２６４の流路出口２６４ｂより大きい。そのため、下散水板２Ｂの散水面２４が流路出口２６４ｂに対向して設けられているにもかかわらず、第１流通孔２６４の流路出口２６４ｂから流出した流体Ｍが第１流通孔２６４に逆流しにくい。

図４に示すように、円板部２６１の空気取込面２６１ａには、上方に向けて突出する複数（ここでは３つ）の位置決めリブ２６５が設けられている。位置決めリブ２６５は、周方向で第１流通孔２６４に対応する位置で、円板部２６１の半径方向に沿って延びている。

ねじ係止筒２６３は、第２開口部２６０に接続された３つの連結片２６２によって支持されている。複数の連結片２６２は、それぞれ半径方向に延びるとともに、周方向に所定の間隔をあけて配置されている。ねじ係止筒２６３の内側には、後述する固定ねじ５０が螺合可能な雌ねじ２６３ａが形成されている。

［下通水部３Ｂ］
図７は、散水部材２および通水部材３の固定前の状態を示す分解斜視図である。図８は、通水部材３における上通水部３Ａと下通水部３Ｂの分解斜視図である。
下通水部３Ｂは、図７に示すように、上散水板２Ａの円板部２６１の裏面側に間隔をあけて配置され、上散水板２Ａの上側から固定ねじ５０によって固定されている。

下通水部３Ｂは、図８に示すように、リング形状の第１環状通水路３１と、第１環状通水路３１の中心に形成される第３開口部３２の内側の中心部に連結片３３１を介して設けられたねじ挿通筒３３と、第１環状通水路３１を板厚方向に貫通する複数（ここでは３つ）の第２流通孔３４と、を備えている。

第１環状通水路３１は、環状板３１１と、環状板３１１の内周縁から全周にわたって上方に突出する内周壁３１２と、環状板３１１の外周縁から全周にわたって上方に突出する外周壁３１３と、を有している。第１環状通水路３１は、通水部材３の下半部分を構成している。

第２流通孔（流体供給流路）３４は、環状板３１１において周方向に所定の間隔をあけて設けられ、上散水板２Ａの第１流通孔２６４の直上に所定の隙間をあけて配置され、かつ同軸となる位置に配置されている。第２流通孔３４は、図５に示すように、第１流通孔２６４側の端部に、流路断面積が最小となるノズル部３９を有する。流体Ｗは、流路断面積が最小となるノズル部３９を通過することで、勢いよく第２流通孔３４から第１流通孔２６４に供給される。

第３開口部３２は、上散水板２Ａの第２開口部２６０と同径で同軸に配置される。
ねじ挿通筒３３は、図７および図８に示すように、有頂筒状をなし、頂壁３３２には固定ねじ５０のねじ部が挿通可能なねじ穴３３２ａが形成されている。ねじ挿通筒３３内には、上散水板２Ａのねじ係止筒２６３が挿入されるようになっている。ねじ穴３３２ａに上方から挿通された固定ねじ５０は、ねじ係止筒２６３の雌ねじ２６３ａに螺合可能となっている。

［上通水部３Ａ］
上通水部３Ａは、図７および図８に示すように、下通水部３Ｂの裏面側において外周縁同士を溶着して一体的に固定され、内側にドーナツ形状の環状通水路３Ｃを形成している。
上通水部３Ａは、中心部に第４開口部３６を形成したリング形状の第２環状通水路３７と、第２環状通水路３７に側方から連通する流体導入路３８と、を備えている。

第２環状通水路３７は、図２に示すように、環状板３７１と、環状板３７１の内周縁から全周にわたって下方に突出する内周壁３７２と、環状板３７１の外周縁から全周にわたって下方に突出する外周壁３７３と、を有している。第２環状通水路３７は、通水部材３の上半部分を構成している。環状板３７１は、外周部から中央の第４開口部３６に向かって上方に凸となる凸曲面に形成されている。

上通水部３Ａにおける内周壁３７２と外周壁３７３とは、それぞれ下通水部３Ｂの内周壁３１２と外周壁３１３の突出端同士を当接させて全周溶着により固定されている。第１環状通水路３１と第２環状通水路３７とが上下に組み合わされることで、ドーナツ形状の環状通水路３Ｃが構成される。つまり、固定ねじ５０を使って散水部材２を通水部材３に固定する箇所が中央部分となるので、上通水部３Ａにおける外周側の高さを小さく抑えることができる。

第４開口部３６は、図８に示すように、下通水部３Ｂの第３開口部３２と同径で同軸に配置される。第４開口部３６の内側は、第２開口部２６０および第３開口部３２の内側と連通する中央空洞部が形成されている。中央空洞部は、上方からねじ挿通筒３３のねじ穴３３２ａにアクセス可能な空間であり、固定ねじ５０をねじ係止筒２６３の雌ねじ２６３ａに締め付けることができる。

流体導入路３８は、図８に示すように、環状通水路３Ｃ（第１環状通水路３１、第２環状通水路３７）から径方向の外側に向けて延在し、上流端が開口部になっており、後述する一次止水機構ユニット５の流路に接続される。流体導入路３８は、環状通水路３Ｃの中心から見て第２流通孔３４のいずれかと点対称となる位置に配置されている。

［本体ケース４］
本体ケース４は、図１および図２に示すように、表面側に散水部材２および通水部材３が収容可能な碗状部４１ａを形成させたヘッド本体部４１と、ヘッド本体部４１を長手方向の一端に一体的に設けた持手部４２と、持手部４２の表面側に開口し後述する押しボタン５３が配置されるボタン開口部４３と、を備えている。このような本体ケース４は、プラスチックなどにより形成されている。

ヘッド本体部４１の内周縁部４１ｂには、散水部材２の下散水板２Ｂの外周部が嵌合される。これにより、散水部材２がヘッド本体部４１の内側に装着される。すなわち、散水部材２の裏面側、および外周面がヘッド本体部４１によって覆われた状態となる。

［一次止水機構ユニット５］
一次止水機構ユニット５には、シャワーホース６を経由して供給される流体を流体導入路３８に取り込むケース内流路５１１が、長手方向に沿って形成されている。また、一次止水機構ユニット５には、ケース内流路５１１を開閉する押しボタン５３側に設けられている。

［シャワーヘッド装置１の作用］
次に、本実施形態によるシャワーヘッド装置１の作用について説明する。図９は、シャワーヘッド装置１の内部の流路を説明する斜視図（透視図）である。
シャワーホース６を経由して供給される流体は、一次止水機構ユニット５のケース内流路５１１を通過し、流体導入路３８に供給される。流体導入路３８に供給された流体は、環状通水路３Ｃに流入する。

環状通水路３Ｃは環状に形成された流路であるため、図９に示すように、環状通水路３Ｃに流入した流体は二つに分岐する。二つに分岐した流体は、環状通水路３Ｃの中心から見て流体導入路３８と点対称となる位置に配置された第２流通孔３４に向かって流れる。

第２流通孔３４を通過した流体は、第１流通孔２６４に供給される。第１流通孔２６４は、気泡が混合した流体を下散水板２Ｂの散水面２４に案内する。散水室２４Ａに供給された空気含有の流体は、多数の散水孔２４ａから散水される。

本実施形態のシャワーヘッド装置１によれば、ディフューザ部２９は第１流通孔２６４の「逆流防止機構」として機能し、エゼクタ機構が散水面２４の近傍に設けられた場合であっても、第２流通孔３４から散水孔２４ａに供給される流体の逆流を好適に防止できる。

本実施形態のシャワーヘッド装置１によれば、エゼクタ機構を下散水板２Ｂの近傍に設けることができ、シャワーヘッド装置１を小型化しやすい。

以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。

（変形例１）
例えば、上記実施形態では、図５に示すように、ディフューザ部２９がテーパ状に形成されていたが、ディフューザ部（拡大流路）の態様はこれに限定されない。ディフューザ部（拡大流路）は流路出口に向かうに従って流路断面積が大きくなっていればよく、例えば中心軸から非対称な形状に形成されていてもよい。

１ シャワーヘッド装置
２ 散水部材
２Ａ 上散水板
２Ｂ 下散水板（散水板）
２４ 散水面
２４ａ 散水孔
２４Ｂ 流体排出流路
２６Ｃ 空気吸引口
２６４ 第１流通孔（気液混合流路）
２６４ａ 流路入口
２６４ｂ 流路出口
２７ スロート部（喉部）
２８ 縮小テーパ部（縮小流路）
２９ ディフューザ部（拡大流路）
３ 通水部材
３Ａ 上通水部
３Ｂ 下通水部
３Ｃ 環状通水路
３４ 第２流通孔（流体供給流路）
３９ ノズル部
４ 本体ケース
５ 一次止水機構ユニット
θ 開き角度

Claims (6)

1. 流体が通る流路に空気を吸引する空気流入口と、
   前記空気流入口から引き込まれた前記空気を前記流体に混合する気液混合流路と、
   前記気液混合流路を通過した前記流体を吐水する散水孔が形成された散水面を有する散水板と、
   を備え、
   前記散水板は、前記気液混合流路の流路出口の近傍において、前記流路出口に前記散水面が対向して設けられ、
   前記気液混合流路は、前記流路出口から流出した前記流体の前記気液混合流路への逆流を防止する逆流防止機構を有することを特徴とするシャワーヘッド装置。
2. 前記逆流防止機構は、
   前記気液混合流路において流路断面積が最小となるスロート部と、
   流路入口から前記スロート部までにおいて、流路断面積が縮小するテーパ状の縮小流路と、
   前記スロート部から前記流路出口までにおいて、流路断面積が拡大するテーパ状の拡大流路と、
   を有する、
   請求項１に記載のシャワーヘッド装置。
3. 前記拡大流路は、開き角度が１２度以下である、
   請求項２に記載のシャワーヘッド装置。
4. 前記拡大流路における前記流体の流れ方向に沿う長さは、前記縮小流路における前記流体の流れ方向に沿う長さより大きい、
   請求項２または請求項３に記載のシャワーヘッド装置。
5. 前記気液混合流路の前記流路出口と前記散水板との間に形成される散水室において、前記流路出口と対向する前記散水板とに挟まれた空間から、前記散水室における他の空間へ前記流体を排出する流体排出流路の流路断面積は、前記気液混合流路の前記流路出口の流路断面積より大きい、
   請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のシャワーヘッド装置。
6. 前記スロート部は、前記流路入口と前記流路出口との間に配置されている、
   請求項２から請求項５のいずれか一項に記載のシャワーヘッド装置。

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