吐水装置、及びその吐水装置を用いたシャワー装置
【課題】
吐水される流体力を効率よく利用して広い範囲に往復回動しながら吐水する吐水装置を提供する。
【解決手段】
入水部と、吐水部と、前記吐水部に前記入水部から流入された水を導く導水流路の途上に配置され、前記吐水部を往復回転運動させるための駆動部と、を備えた吐水装置であって、前記駆動部は、前記導水流路内を流れる水の力を受けて回転する羽根車と、前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と同方向に回転する第一歯車と、前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と逆方向に回転する第二歯車と、前記第一歯車および前記第二歯車と係合可能であり、前記第一歯車および前記第二歯車の回転力を前記吐水部に伝達するための第三歯車とを備え、前記第三歯車は、前記第一歯車と前記第二歯車からの回転力が同時に伝達されることなく交互に伝達力を受けて、往復回転運動することを特徴とする。
吐水される流体力を効率よく利用して広い範囲に往復回動しながら吐水する吐水装置を提供する。
【解決手段】
入水部と、吐水部と、前記吐水部に前記入水部から流入された水を導く導水流路の途上に配置され、前記吐水部を往復回転運動させるための駆動部と、を備えた吐水装置であって、前記駆動部は、前記導水流路内を流れる水の力を受けて回転する羽根車と、前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と同方向に回転する第一歯車と、前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と逆方向に回転する第二歯車と、前記第一歯車および前記第二歯車と係合可能であり、前記第一歯車および前記第二歯車の回転力を前記吐水部に伝達するための第三歯車とを備え、前記第三歯車は、前記第一歯車と前記第二歯車からの回転力が同時に伝達されることなく交互に伝達力を受けて、往復回転運動することを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水しながら、吐水される流体力を利用して吐水部を往復回動させることで、広い範囲に吐水させる事ができる吐水装置、及び当該吐水装置を用いたシャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吐水される流体力を利用して吐水部を往復回動させる吐水装置の中で、特許文献１に記載の吐水装置においては、流体力を回転運動に変換する水車への入水方向を切替えることによって水車を正転、逆転させ、往復回動力と吐水とを提供する事ができる。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−８３５６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の吐水装置では以下の問題がある。すなわち、流体力を回転運動に変換する水車形状は、入水方向切替えによる正転、逆転に対応する必要があり、正転、逆転ともに効率よく流体力を回転運動に変換できない。
【０００５】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は吐水される流体力を効率よく利用して広い範囲に往復回動しながら吐水する吐水装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
水を入水するための入水部と、
水を吐水するための吐水部と、
前記吐水部に前記入水部から流入された水を導く導水流路の途上に配置され、前記吐水部を往復回転運動させるための駆動部と、を備えた吐水装置であって、
前記駆動部は、前記導水流路内を流れる水の力を受けて回転する羽根車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と同方向に回転する第一歯車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と逆方向に回転する第二歯車と、
前記第一歯車および前記第二歯車と係合可能であり、前記第一歯車および前記第二歯車の回転力を前記吐水部に伝達するための第三歯車と、を備え、
前記第三歯車は、前記第一歯車と前記第二歯車からの回転力が同時に伝達されることなく交互に伝達力を受けることにより、往復回転運動することを特徴とする
吐水装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の一態様によれば、前記吐水装置の前記吐水部先端にシャワーヘッドを装着したこと
を特徴とするシャワー装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吐水される流体力を効率よく利用して広い範囲に往復回動しながら吐水する吐水装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第一の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に掛かるシャワー装置１００を例示する模式的斜視図である。図１は本実施形態に掛かるシャワー装置１００が一般住宅の浴室空間に設置された例を示している。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態においては、浴室空間の壁面１０１に上水道（図示せず）と連通接続される入水部１０２を介して給水接続されるシャワー装置１００が設置されている。このシャワー装置１００における上水道との連通部が入水部１０２となる。
【００１１】
シャワー装置１００には上水道から水が供給される駆動部２００と、この駆動部２００から水が供給され、この水を吐水する吐水部１０３が設けられている。
吐水部１０３においては、駆動部２００に連結され、駆動部２００が吐水した水が流入される連結管１０４と、この連結管１０４の下流側に連結され、連結管１０４を介して供給された水を吐水するシャワーヘッド１０５とが設けられている。シャワーヘッド１０５は内部に流路を持ち、その一端が連結管１０４に連結され、その他端が封止されており、その側面には複数個の吐水孔１０６が形成されている。
駆動部２００は供給された水の勢いを利用して、吐水部１０３を連結管１０４及びシャワーヘッド１０５の中心軸を回動軸として往復回動させる。
【００１２】
なお、シャワー装置１００に連通された上水道の上流側には、流調弁や、温調弁、給湯器（図示せず）が設けられており、シャワー装置１００へ所望の温度の水が供給される。すなわち、本明細書において、「水」の温度には制約がなく、所謂「冷水」及び「湯」の双方を含むものとする。
【００１３】
駆動部２００の構成を具体的に説明するため図２、図３、図４を示す。図２は本実施形態に係る駆動部２００の羽根車室を例示する平面図であり、図３は本実施形態に係る駆動部２００の歯車室を例示する平面図であり、図４は本実施形態に係る駆動部２００の羽根車、及び歯車を例示する模式的斜視図である。なお、便宜上、図２及び図３においては、歯車は図示を省略されており、図４においては、羽根車、歯車及び軸以外の構成要素は図示を省略しているが、それらの構成については本実施形態と同じである。
【００１４】
本実施形態に係る駆動部２００においては、円筒形の水密容器であるハウジング２０１が設けられている。ハウジング２０１は、底板２０１a、側板２０１ｂ及び天板（図示せず）からなり、底板２０１aには羽根車室２０２が掘り込まれており、底板２０１aの上方が歯車室２０３となっている。羽根車室２０２と歯車室２０３とは、底板２０１aの上面に連結された中蓋２０４により仕切られており、中蓋２０４には、水を通すための開口部２０５が形成されている。また、側板２０１ｂには入水部１０２が取り付けられている。入水部１０２の内部は入水流路２０６となっており、羽根車室２０２に連通されている。
【００１５】
羽根車室２０２内には、羽根車２１１が底板２０１ａに軸支されて、回転自在に設けられている。羽根車２１１の回転軸が伸びる方向は、底板２０１ａから天板に向かう方向である。以下、本実施例においては、この方向を「軸方向Ｖ」という。羽根車２１１の中心部からは、軸方向Ｖに沿って軸２１２が延出しており、軸２１２の先端部は歯車２１３となっている。なお、軸２１２は中蓋２０４を貫通しており、歯車２１３は歯車室２０３内に位置している。
【００１６】
歯車室２０３には、後述するように複数個の歯車が収納されている。いずれの歯車も、中蓋２０４に回転自在に軸支されており、その回転軸は軸方向Ｖに延びている。これらの歯車は、歯車室２０３内で３層に分かれて配置されている。最下層である第１層には、前述の歯車２１３の他に、その直径が歯車２１３よりも大きく、相互に同形な１対の歯車２１４及び２１５が設けられている。歯車２１３は歯車２１５には接しておらず、歯車２１４のみに係合している。また、歯車２１４は歯車２１５に係合している。従って、歯車２１４と歯車２１５とは、相互に逆回転することになる。
【００１７】
歯車２１４の中心からは軸方向Ｖに沿って軸２１６が延出しており、その先端部は歯車２１７となっている。歯車２１７の直径は歯車２１４の直径よりも小さい。同様に歯車２１５の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸２１８が延出しており、その先端部は歯車２１９となっている。軸２１６と軸２１８とは相互に同形であり、歯車２１７と歯車２１９とは相互に同形であり、従って、歯車２１４、軸２１６及び歯車２１７が同軸に連結された部品と、歯車２１５、軸２１８及び歯車２１９が同軸に連結された部品とは、相互に同形である。
【００１８】
歯車２１７及び２１９は、中間層である第２層に位置している。第２層には、これらの歯車２１７、及び２１９の他に、その直径がほぼ歯車２１４及び２１５の直径と等しく、相互に同形の１対の歯車２２０及び２２１が設けられている。そして、歯車２１７は歯車２２０に係合しており、歯車２１９は歯車２２１に係合している。従って、歯車２２０と歯車２２１とは、相互に逆回転する。
【００１９】
歯車２２０の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸２２２が延出しており、その先端部には、扇形の第一歯車２２３が取り付けられている。第一歯車２２３の半径は歯車２２０の半径よりもやや小さい。同様に、歯車２２１の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸２２４が延出しており、その先端部には、扇形の第二歯車２２５が取り付けられている。軸２２２と軸２２４とは相互に同形であり、第二歯車２２５と第一歯車２２３とは相互に同形である。従って、歯車２２０、軸２２２及び扇形の第一歯車２２３が同軸に連結された部品と、歯車２２１、軸２２４及び扇形の第二歯車２２５が同軸に連結された部品とは、相互に同形である。
【００２０】
ここで、第一歯車２２３と第二歯車２２５の中心角の合計は３６０度未満であり、例えば第一歯車２２３及び第二歯車２２５のそれぞれの中心角は約１３５度である。なお、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の中心角は、駆動に求められる所望の回動角度に合わせて適宜設定すればよい。
【００２１】
２つの扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５は、最上層である第３層に位置している。第３層には、これら扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の他に、１個の円形の第三歯車２２６が設けられている。第三歯車２２６の半径は、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の半径と等しい。ここで、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の周縁には、第三歯車２２６と係合するための歯部２２７及び歯部２２８がそれぞれ設けられ、且つ、第三歯車２２６と係合しないための切欠き部２２９及び切欠き部２３０がそれぞれ設けられており、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５は、第三歯車２２６に交互に係合するように配置されている。ここで第一歯車２２３及び第二歯車２２５と第三歯車２２６の減速比は駆動に求められる所望の回動角度と合わせて設定すれば良い。
【００２２】
第三歯車２２６の軸２３１は内部が中空となっており、その中心軸に沿って吐水流路２３２が形成されている。軸２３１における第１層に位置する部分には、吐水流路２３２を軸２３１の外部に連通する２つの導入口２３３が形成されている。一方、軸２３１の上端部は、ハウジング２０１の天板を貫通して、ハウジング２０１の外部に突出している。これにより、歯車室２０３は、吐水流路２３２を介して、駆動部２００の外部に連通されている。
【００２３】
次に本実施形態に係るシャワー装置１００の概略動作について説明する。
まず、図示しない流調弁が開放されることにより入水部１０２から駆動部２００へ水が供給される。駆動部２００では供給された水の勢いを利用して吐水部１０３の連結管１０４及びシャワーヘッド１０５をその中心軸を回動軸として矢印Ｍで示すように回動させると共に、連結管１０４に対して水を吐出する。連結管１０４に吐出された水は、連結管１０４内を流通してシャワーヘッド１０５内に流入し、吐水孔１０６からシャワー吐水Ｗとして吐水する。このとき、シャワーヘッド１０５は往復回動運動しているため、吐水孔１０６からの吐水方向は一定の角度範囲内で反復的に変化する。この結果、浴室空間の広い範囲に対して水を吐水することができる。
【００２４】
次に本実施形態に係る駆動部２００の動作について、詳細説明する。
矢印Ｗ１に示すように、入水部１０２の入水流路２０６に水が供給されると、この水は羽根車室２０２内に羽根車２１１の接線方向に流入し、羽根車２１１を回転させる。図２〜４に示す例では、この回転方向は軸方向Ｖから見て反時計方向である。これにより、羽根車２１１に連結された歯車２１３が反時計方向に回転し、歯車２１３に係合された歯車２１４が時計方向に回転する。このとき、歯車２１４の回転速度は歯車２１３の回転速度よりも低くなり、トルクは大きくなる。また、歯車２１４に係合された歯車２１５が、歯車２１４と同じ回転速度で反時計方向に回転する。これにより、歯車２１４に連結された歯車２１７が時計方向に回転し、歯車２１５に連結された歯車２１９が反時計方向に回転する。
【００２５】
そして、歯車２１７に係合された歯車２２０が反時計方向に回転し、歯車２１９に係合された歯車２２１が時計方向に回転する。このとき、歯車２２０及び２２２の回転速度は歯車２１７及び２１９の回転速度よりも低くなり、トルクは大きくなる。これにより、歯車２２０に連結された扇形の第一歯車２２３が反時計方向に回転し、歯車２２１に連結された扇形の第二歯車２２５が時計方向に回転する。
【００２６】
そして、前述の如く、２つの扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５は交互に第三歯車２２６に係合する。このため、第三歯車２２６は、第一歯車２２３が係合しているときは時計方向に回転し、第二歯車２２５が係合しているときには反時計方向に回転する。この結果、第三歯車２２６は往復回動運動を行う。これにより、第三歯車２２６に連結された軸２３１も、往復回動運動を行う。尚、羽根車２１１から第一歯車２２３までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車２２５までの回転速度の減速比は同じである。つまり、第三歯車２２６には交互に第一歯車２２３と第二歯車２２５の回動力が伝達されるが、第三歯車２２６の回転速度とトルクはそれぞれ略同じである。
【００２７】
また、このとき、羽根車２１１を回転させた水は、中蓋２０４の開口部２０５を介して歯車室２０３内に流入し、さらに矢印Ｗ２に示すように導入口２３３を介して軸２３１内の吐水流路２３２内に流入し、矢印Ｗ３に示すように、軸２３１の上端部から吐水される。従って、軸２３１の吐水流路を図１に示す連結管１０４に連通することで、シャワー装置１００は構成される。
【００２８】
次に本実施形態に係るシャワー装置１００の効果について説明する。
上述の如く、本実施形態によれば駆動部２００が吐水部１０３を往復回動運動させつつ、吐水部１０３に対して水を供給することにより、吐水部１０３は、その吐水方向を変化させつつ、水を吐水することができる。これにより浴室空間内の広い範囲に対して吐水することができる。また、吐水方向の変化によって、入浴者は身体の広範囲に対してシャワー吐水刺激感の変化を楽しむことができる。
【００２９】
更に本実施形態に係るシャワー装置１００によれば入浴者の身体の広範囲に対して満遍なくシャワー吐水を浴びせることで、入浴者の身体を満遍なく温めることができる。
【００３０】
また本実施形態に係るシャワー装置１００によれば従来のハンドシャワーのように入浴者がシャワーヘッドを支えなくとも、入浴者の身体の広範囲に対して吐水することができ、入浴時の身体的負荷を軽減させつつ、温熱効果を得る事が可能となる。
【００３１】
本実施形態によれば扇形の第一歯車２２３と扇形の第二歯車２２５の中心角の合計を３６０度未満とすることにより、第一歯車２２３及び２２６は第三歯車２２６に対して交互に係合が切替わる際に、十分な時間間隔を設ける事が出来、第一歯車２２３及び２２６が同時に係合することなく、安定した往復回動運動を提供する事ができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、電気などの機械動力を必要とせず、水などの勢いのみで円滑な往復反転運動が可能となり、電源の設置や感電あるいは漏電などの対策が不要となる。また、電磁ノイズなどの外乱にも影響されず円滑な動作が可能である。
【００３３】
また、本実施形態によれば、流体力を受ける羽根車への入水方向を切替える必要がなく、羽根車の一方向の回転から駆動力を取り出すため、入水方向に最適化された羽根車形状によって、水などの勢いを往復反転運動力に効率よく変換することが可能である。
【００３４】
また、本実施形態によれば、第一歯車２２３と第二歯車２２５の中心角を同角にし、且つ羽根車２１１から第一歯車２２３までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車２２５までの回転速度の減速比を同じにすることで、シャワーヘッド１０５は左右に等しく回動することが可能である。
【００３５】
また、本実施形態において、第一歯車２２３と第二歯車２２５の中心角を同角にし、且つ羽根車２１１から第一歯車２２３までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車２２５までの回転速度の減速比を同じにし、且つ第一歯車２２３と第二歯車２２５に対して第三歯車２２６の減速比を２倍に設定することで、略９０度の回動運動を往復させる事ができる。従って、浴室空間における２つの側壁面で構成されるコーナー部に本実施形態におけるシャワー装置を設置した場合でも浴室空間の広域に渡って往復回動運動するシャワー吐水を提供する事が可能となる。
【００３６】
次に、駆動部の別実施形態について説明する。本実施形態を説明するために図５、図６図７を利用して説明する。図５は本実施形態に係る駆動部２００内に形成される歯車室３００の羽根車、及び歯車を例示する模式的斜視図である。図６は本実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。図７は本実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。尚、便宜上、図６及び図７においては、歯車は図示を省略されており、図５においては、羽根車、歯車及び軸以外の構成要素は図示を省略しているが、それらの構成については上述した実施形態と同じである。
【００３７】
本実施形態にかかる歯車室３００には、後述するように複数個の歯車が収納されている。いずれの歯車も、中蓋２０４に回転自在に軸支されており、その回転方向は軸方向Ｖに延びている。これらの歯車は歯車室３００内で３層に分かれて配置されている。
【００３８】
最下層である第１層には、羽根車２１１に軸方向Ｖに沿って延出している軸３０１によって連結された歯車３０２が突出している。歯車３０２の他にその直径が歯車３０２よりも大きな歯車３０３が設けられている。尚、この歯車３０２と歯車３０３は係合している。
【００３９】
歯車３０３の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸３０４が延出しており、その先端部は扇型の第四歯車３０５が取り付けられている。第四歯車３０５の半径は歯車３０３よりもやや小さく、その中心角は１８０度未満であり、例えば約１３５度である。なお、扇形の第四歯車３０５の中心角は、駆動に求められる所望の回動角度にあわせて適宜設定すればよい。
【００４０】
扇形の第四歯車３０５は中間層である第２層に位置している。第２層には扇形の第四歯車３０５の他に、その半径が扇形の第四歯車３０５の半径とほぼ等しい歯車３０６が配置されており、相互に同形の歯車３０７及び歯車３０８が配置されている。ここで、扇形の第四歯車３０５の周縁には、歯車３０７及び、歯車３０６と係合するための歯部３０９が設けられ、且つ歯車３０７及び、歯車３０６と係合しないための切欠き部３１０が設けられており、歯車３０７と歯車３０６は扇形歯車５と交互に係合されるように配置されている。また、歯車３０６に歯車３０８は係合している。従って、歯車３０７と歯車３０８は相互に逆回転する。
【００４１】
歯車３０７の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸３１１が延出しており、その先端部には第一歯車３１２が取り付けられている。第一歯車３１２の直径は歯車３０７よりもやや小さい。また、同様に歯車３０８の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸３１３が延出しており、その先端部には第二歯車３１４が取り付けられている。第二歯車３１４の直径は歯車３０８よりもやや小さい。
【００４２】
２つの第一歯車３１２及び第二歯車３１４は、最上層である第３層に位置している。第３層には、これらの第一歯車３１２及び第二歯車３１４の他に、１個の円形の第三歯車３１５が設けられている。歯車３１５の直径は第一歯車３１２及び第二歯車３１４の直径よりも大きい。そして第三歯車３１５は第一歯車３１２及び第二歯車３１４のそれぞれに係合している。ここで第三歯車３１５と第四歯車３０５の減速比は駆動に求められる所望の回動角度に合わせて設定すれば良い。
【００４３】
歯車３１５の軸３１６は内部が中空となっており、その中心軸に沿って吐水流路３１７が形成されている。軸３１６における第１層に位置する部分には、吐水流路３１７を軸３１６の外部に連通する２つの導入口３１８が形成されている。一方、軸３１６の上端部はハウジング２０１の天板を貫通してハウジング２０１の外部に突出している。これにより、歯車室３００は、吐水流路３１７を介して、駆動部２００の外部に連通されている。
【００４４】
次に本実施形態に係る駆動部２００の動作について説明する。
矢印Ｗ４に示すように、入水が供給されると、この水は羽根車室２０２内に羽根車２１１の接線方向に流入し、羽根車２１１を回転させる。図５に示す例では、この回転方向は軸方向Ｖからみて反時計方向である。これにより、羽根車２１１に連結された歯車３０２が反時計方向に回転し、歯車３０２に係合された歯車３０３が時計方向に回転する。このとき、歯車３０３の回転速度は歯車３０２の回転速度よりも低くなり、トルクは大きくなる。
【００４５】
そして、歯車３０３に連結された扇形の第四歯車３０５は時計方向に回転する。前述の如く扇形の第四歯車３０５は交互に歯車３０７及び３０６に係合する。
【００４６】
このため、扇形の第四歯車３０５が歯車３０７に係合しているときは、羽根車２１１で得た回転力を歯車３０７に伝達し、歯車３０７は反時計方向に回転する。この間、扇形の第四歯車３０５と歯車３０６は係合していない。歯車３０７に連結された第一歯車３１２は反時計方向に回転し、第一歯車３１２に係合された第三歯車３１５は時計方向に回転する。このとき、第三歯車３１５は第一歯車３１２の回転速度よりも遅くなり、トルクは大きくなる。第三歯車３１５の回転力は、第三歯車３１５に係合されている第二歯車３１４から、歯車３０６まで伝達されるものの、駆動部としての出力に対して何も影響しない（歯車３０６が空回りする）。
【００４７】
また、扇形の第四歯車３０５が歯車３０６に係合しているときは、羽根車２１１で得た回転力を歯車３０６に伝達し、歯車３０６は反時計方向に回転する。この間、扇形の第四歯車３０５と歯車３０７は係合していない。歯車３０６の回転力は係合される歯車３０８に伝達され、歯車３０８は時計方向に回転する。歯車３０８の回転力は連結される第二歯車３１４を介して第三歯車３１５に伝達され、第三歯車３１５は反時計方向に回転する。
【００４８】
この結果、第三歯車３１５は往復回動運動を行う。これにより、歯車３１５に連結された軸３１６も往復回動運動を行う。尚、羽根車２１１から第一歯車３１２までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車３１４までの回転速度の減速比は同じである。つまり、第三歯車３１５には交互に第一歯車３１２と第二歯車３１４の動力が伝達されるが、第三歯車３１５の回転速度とトルクはそれぞれ略同じである。
【００４９】
また、このとき、羽根車２１１を回転させた水は、中蓋２０４の開口部２０５を介して歯車室３００内に流入し、更に、矢印Ｗ５に示すように導入口３１８を介して軸３１６内の吐水流路３１７内に流入し、矢印Ｗ６に示すように軸３１６の上端部から吐水される。従って、軸３１６の吐水流路を図１に示す連結管１０４に連通することで、シャワー装置１００は実現される。
【００５０】
本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、駆動部２００が吐水部１０３を往復回動運動させつつ、吐水部１０３に対して水を供給することにより、吐水部１０３は、その吐水方向を変化させつつ、水を吐水することができる。これにより浴室空間内の広い範囲に対して吐水することができる。また、吐水方向の変化によって、入浴者は身体の広範囲に対してシャワー吐水刺激感の変化を楽しむことができる。
【００５１】
更に本実施形態に係るシャワー装置１００によれば入浴者の身体の広範囲に対して満遍なくシャワー吐水を浴びせることで、入浴者の身体を満遍なく温めることができる。
【００５２】
また本実施形態に係るシャワー装置１００によれば従来のハンドシャワーのように入浴者がシャワーヘッドを支えなくとも、入浴者の身体の広範囲に対して吐水することができ、入浴時の身体的負荷を軽減させつつ、温熱効果を得る事が可能となる。
【００５３】
本実施形態によれば扇形の第四歯車３０５の中心角を１８０度未満とすることにより、第四歯車３０５は歯車３０７及び３０６に対して交互に係合が切替わる際に、十分な時間間隔を設ける事が出来、歯車３０７及び３０６が同時に係合することなく、安定した往復回動運動を提供することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、流体力を受ける羽根車への入水方向を切替える必要がなく、羽根車の一方向の回転から駆動力を取り出すため、入水方向に最適化された羽根車形状によって、水などの勢いを往復反転運動力に効率よく変換することが可能である。
【００５５】
また、本実施形態によれば、羽根車２１１から第一歯車３１２までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車３１４までの回転速度の減速比は同じにすることで、シャワーヘッド１０５は左右に等しく回動することが可能である。
【００５６】
尚、本実施形態において、図６に示すように扇形の第四歯車３０５と歯車３０７及び３０６のそれぞれの軸心３３１、３３２、３３３を、軸方向Ｖに垂直な面において仮想直線３３４上に並ぶように配置し、且つ第四歯車３０５の中心角を１８０度未満とすることで、第四歯車３０５の設計による最大往復回動量のシャワー装置１００を提供する事が可能となる。
【００５７】
尚、本実施形態において、図７に示すように扇形の第四歯車３０５に２つの歯部３０５ａ及び３０５ｂを設け、歯部３０５ａ及び３０５ｂの中心角をそれぞれ９０度未満とし、歯部３０５ａと歯部３０５ｂを第四歯車３０５の軸心３４１に対して対称な位置に配し、且つ軸方向Ｖに垂直な面において、第四歯車３０５の軸心３４１と歯車３０７の軸心３４２を結ぶ仮想直線３４３と、第四歯車３０５の軸心３４１と歯車３０８の軸心３４４を結ぶ仮想直線３４５が垂直に交わるように配置させることで、第四歯車３０５の一回転分の回動運動より駆動部２００出力として２往復分の回動運動を取り出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施形態に掛かるシャワー装置１００を例示する模式的斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る駆動部２００の羽根車室２０２を例示する平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る駆動部２００の歯車室２０３を例示する平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る駆動部２００の羽根車２１１、及び歯車列を例示する模式的斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る歯車室３００の羽根車２１１、及び歯車列を例示する模式的斜視図である。
【図６】第２の実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。
【図７】第２の実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００…シャワー装置
１０１…壁面
１０２…入水部
１０３…吐水部
１０４…連結管
１０５…シャワーヘッド
１０６…吐水孔
２００…駆動部
２０１…ハウジング
２０２…羽根車室
２０３、３００…歯車室
２０４…中蓋
２０５…開口部
２０６…入水流路
２１１…羽根車
２１２、２１６、２１８、２２２、２２４、２３１、３０１、３０４、３１１、３１３、３１６…軸
２１３、２１４、２１５、２１７、２１９、２２０、２２１、３０２、３０３、３０６、３０７、３０８、３１５…歯車
２２３、３１２…第一歯車
２２５、３１４…第二歯車
２２６…第三歯車
２２７、２２８、３０９、３０５ａ、３０５ｂ…歯部
２２９、２３０、３１０、３０５ｃ、３０５ｄ…切欠き部
２３２、３１７…吐水流路
２３３、３１８…導入口
３０５…第四歯車
３３１、３３２、３３３、３４１、３４２、３４４…軸心
３３４、３４３、３４５…仮想直線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吐水しながら、吐水される流体力を利用して吐水部を往復回動させることで、広い範囲に吐水させる事ができる吐水装置、及び当該吐水装置を用いたシャワー装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吐水される流体力を利用して吐水部を往復回動させる吐水装置の中で、特許文献１に記載の吐水装置においては、流体力を回転運動に変換する水車への入水方向を切替えることによって水車を正転、逆転させ、往復回動力と吐水とを提供する事ができる。
【０００３】
【特許文献１】実開昭６２−８３５６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の吐水装置では以下の問題がある。すなわち、流体力を回転運動に変換する水車形状は、入水方向切替えによる正転、逆転に対応する必要があり、正転、逆転ともに効率よく流体力を回転運動に変換できない。
【０００５】
本発明はかかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は吐水される流体力を効率よく利用して広い範囲に往復回動しながら吐水する吐水装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
水を入水するための入水部と、
水を吐水するための吐水部と、
前記吐水部に前記入水部から流入された水を導く導水流路の途上に配置され、前記吐水部を往復回転運動させるための駆動部と、を備えた吐水装置であって、
前記駆動部は、前記導水流路内を流れる水の力を受けて回転する羽根車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と同方向に回転する第一歯車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と逆方向に回転する第二歯車と、
前記第一歯車および前記第二歯車と係合可能であり、前記第一歯車および前記第二歯車の回転力を前記吐水部に伝達するための第三歯車と、を備え、
前記第三歯車は、前記第一歯車と前記第二歯車からの回転力が同時に伝達されることなく交互に伝達力を受けることにより、往復回転運動することを特徴とする
吐水装置が提供される。
【０００７】
本発明の他の一態様によれば、前記吐水装置の前記吐水部先端にシャワーヘッドを装着したこと
を特徴とするシャワー装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、吐水される流体力を効率よく利用して広い範囲に往復回動しながら吐水する吐水装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
先ず、本発明の第一の実施形態について説明する。
図１は本実施形態に掛かるシャワー装置１００を例示する模式的斜視図である。図１は本実施形態に掛かるシャワー装置１００が一般住宅の浴室空間に設置された例を示している。
【００１０】
図１に示すように、本実施形態においては、浴室空間の壁面１０１に上水道（図示せず）と連通接続される入水部１０２を介して給水接続されるシャワー装置１００が設置されている。このシャワー装置１００における上水道との連通部が入水部１０２となる。
【００１１】
シャワー装置１００には上水道から水が供給される駆動部２００と、この駆動部２００から水が供給され、この水を吐水する吐水部１０３が設けられている。
吐水部１０３においては、駆動部２００に連結され、駆動部２００が吐水した水が流入される連結管１０４と、この連結管１０４の下流側に連結され、連結管１０４を介して供給された水を吐水するシャワーヘッド１０５とが設けられている。シャワーヘッド１０５は内部に流路を持ち、その一端が連結管１０４に連結され、その他端が封止されており、その側面には複数個の吐水孔１０６が形成されている。
駆動部２００は供給された水の勢いを利用して、吐水部１０３を連結管１０４及びシャワーヘッド１０５の中心軸を回動軸として往復回動させる。
【００１２】
なお、シャワー装置１００に連通された上水道の上流側には、流調弁や、温調弁、給湯器（図示せず）が設けられており、シャワー装置１００へ所望の温度の水が供給される。すなわち、本明細書において、「水」の温度には制約がなく、所謂「冷水」及び「湯」の双方を含むものとする。
【００１３】
駆動部２００の構成を具体的に説明するため図２、図３、図４を示す。図２は本実施形態に係る駆動部２００の羽根車室を例示する平面図であり、図３は本実施形態に係る駆動部２００の歯車室を例示する平面図であり、図４は本実施形態に係る駆動部２００の羽根車、及び歯車を例示する模式的斜視図である。なお、便宜上、図２及び図３においては、歯車は図示を省略されており、図４においては、羽根車、歯車及び軸以外の構成要素は図示を省略しているが、それらの構成については本実施形態と同じである。
【００１４】
本実施形態に係る駆動部２００においては、円筒形の水密容器であるハウジング２０１が設けられている。ハウジング２０１は、底板２０１a、側板２０１ｂ及び天板（図示せず）からなり、底板２０１aには羽根車室２０２が掘り込まれており、底板２０１aの上方が歯車室２０３となっている。羽根車室２０２と歯車室２０３とは、底板２０１aの上面に連結された中蓋２０４により仕切られており、中蓋２０４には、水を通すための開口部２０５が形成されている。また、側板２０１ｂには入水部１０２が取り付けられている。入水部１０２の内部は入水流路２０６となっており、羽根車室２０２に連通されている。
【００１５】
羽根車室２０２内には、羽根車２１１が底板２０１ａに軸支されて、回転自在に設けられている。羽根車２１１の回転軸が伸びる方向は、底板２０１ａから天板に向かう方向である。以下、本実施例においては、この方向を「軸方向Ｖ」という。羽根車２１１の中心部からは、軸方向Ｖに沿って軸２１２が延出しており、軸２１２の先端部は歯車２１３となっている。なお、軸２１２は中蓋２０４を貫通しており、歯車２１３は歯車室２０３内に位置している。
【００１６】
歯車室２０３には、後述するように複数個の歯車が収納されている。いずれの歯車も、中蓋２０４に回転自在に軸支されており、その回転軸は軸方向Ｖに延びている。これらの歯車は、歯車室２０３内で３層に分かれて配置されている。最下層である第１層には、前述の歯車２１３の他に、その直径が歯車２１３よりも大きく、相互に同形な１対の歯車２１４及び２１５が設けられている。歯車２１３は歯車２１５には接しておらず、歯車２１４のみに係合している。また、歯車２１４は歯車２１５に係合している。従って、歯車２１４と歯車２１５とは、相互に逆回転することになる。
【００１７】
歯車２１４の中心からは軸方向Ｖに沿って軸２１６が延出しており、その先端部は歯車２１７となっている。歯車２１７の直径は歯車２１４の直径よりも小さい。同様に歯車２１５の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸２１８が延出しており、その先端部は歯車２１９となっている。軸２１６と軸２１８とは相互に同形であり、歯車２１７と歯車２１９とは相互に同形であり、従って、歯車２１４、軸２１６及び歯車２１７が同軸に連結された部品と、歯車２１５、軸２１８及び歯車２１９が同軸に連結された部品とは、相互に同形である。
【００１８】
歯車２１７及び２１９は、中間層である第２層に位置している。第２層には、これらの歯車２１７、及び２１９の他に、その直径がほぼ歯車２１４及び２１５の直径と等しく、相互に同形の１対の歯車２２０及び２２１が設けられている。そして、歯車２１７は歯車２２０に係合しており、歯車２１９は歯車２２１に係合している。従って、歯車２２０と歯車２２１とは、相互に逆回転する。
【００１９】
歯車２２０の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸２２２が延出しており、その先端部には、扇形の第一歯車２２３が取り付けられている。第一歯車２２３の半径は歯車２２０の半径よりもやや小さい。同様に、歯車２２１の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸２２４が延出しており、その先端部には、扇形の第二歯車２２５が取り付けられている。軸２２２と軸２２４とは相互に同形であり、第二歯車２２５と第一歯車２２３とは相互に同形である。従って、歯車２２０、軸２２２及び扇形の第一歯車２２３が同軸に連結された部品と、歯車２２１、軸２２４及び扇形の第二歯車２２５が同軸に連結された部品とは、相互に同形である。
【００２０】
ここで、第一歯車２２３と第二歯車２２５の中心角の合計は３６０度未満であり、例えば第一歯車２２３及び第二歯車２２５のそれぞれの中心角は約１３５度である。なお、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の中心角は、駆動に求められる所望の回動角度に合わせて適宜設定すればよい。
【００２１】
２つの扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５は、最上層である第３層に位置している。第３層には、これら扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の他に、１個の円形の第三歯車２２６が設けられている。第三歯車２２６の半径は、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の半径と等しい。ここで、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５の周縁には、第三歯車２２６と係合するための歯部２２７及び歯部２２８がそれぞれ設けられ、且つ、第三歯車２２６と係合しないための切欠き部２２９及び切欠き部２３０がそれぞれ設けられており、扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５は、第三歯車２２６に交互に係合するように配置されている。ここで第一歯車２２３及び第二歯車２２５と第三歯車２２６の減速比は駆動に求められる所望の回動角度と合わせて設定すれば良い。
【００２２】
第三歯車２２６の軸２３１は内部が中空となっており、その中心軸に沿って吐水流路２３２が形成されている。軸２３１における第１層に位置する部分には、吐水流路２３２を軸２３１の外部に連通する２つの導入口２３３が形成されている。一方、軸２３１の上端部は、ハウジング２０１の天板を貫通して、ハウジング２０１の外部に突出している。これにより、歯車室２０３は、吐水流路２３２を介して、駆動部２００の外部に連通されている。
【００２３】
次に本実施形態に係るシャワー装置１００の概略動作について説明する。
まず、図示しない流調弁が開放されることにより入水部１０２から駆動部２００へ水が供給される。駆動部２００では供給された水の勢いを利用して吐水部１０３の連結管１０４及びシャワーヘッド１０５をその中心軸を回動軸として矢印Ｍで示すように回動させると共に、連結管１０４に対して水を吐出する。連結管１０４に吐出された水は、連結管１０４内を流通してシャワーヘッド１０５内に流入し、吐水孔１０６からシャワー吐水Ｗとして吐水する。このとき、シャワーヘッド１０５は往復回動運動しているため、吐水孔１０６からの吐水方向は一定の角度範囲内で反復的に変化する。この結果、浴室空間の広い範囲に対して水を吐水することができる。
【００２４】
次に本実施形態に係る駆動部２００の動作について、詳細説明する。
矢印Ｗ１に示すように、入水部１０２の入水流路２０６に水が供給されると、この水は羽根車室２０２内に羽根車２１１の接線方向に流入し、羽根車２１１を回転させる。図２〜４に示す例では、この回転方向は軸方向Ｖから見て反時計方向である。これにより、羽根車２１１に連結された歯車２１３が反時計方向に回転し、歯車２１３に係合された歯車２１４が時計方向に回転する。このとき、歯車２１４の回転速度は歯車２１３の回転速度よりも低くなり、トルクは大きくなる。また、歯車２１４に係合された歯車２１５が、歯車２１４と同じ回転速度で反時計方向に回転する。これにより、歯車２１４に連結された歯車２１７が時計方向に回転し、歯車２１５に連結された歯車２１９が反時計方向に回転する。
【００２５】
そして、歯車２１７に係合された歯車２２０が反時計方向に回転し、歯車２１９に係合された歯車２２１が時計方向に回転する。このとき、歯車２２０及び２２２の回転速度は歯車２１７及び２１９の回転速度よりも低くなり、トルクは大きくなる。これにより、歯車２２０に連結された扇形の第一歯車２２３が反時計方向に回転し、歯車２２１に連結された扇形の第二歯車２２５が時計方向に回転する。
【００２６】
そして、前述の如く、２つの扇形の第一歯車２２３及び第二歯車２２５は交互に第三歯車２２６に係合する。このため、第三歯車２２６は、第一歯車２２３が係合しているときは時計方向に回転し、第二歯車２２５が係合しているときには反時計方向に回転する。この結果、第三歯車２２６は往復回動運動を行う。これにより、第三歯車２２６に連結された軸２３１も、往復回動運動を行う。尚、羽根車２１１から第一歯車２２３までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車２２５までの回転速度の減速比は同じである。つまり、第三歯車２２６には交互に第一歯車２２３と第二歯車２２５の回動力が伝達されるが、第三歯車２２６の回転速度とトルクはそれぞれ略同じである。
【００２７】
また、このとき、羽根車２１１を回転させた水は、中蓋２０４の開口部２０５を介して歯車室２０３内に流入し、さらに矢印Ｗ２に示すように導入口２３３を介して軸２３１内の吐水流路２３２内に流入し、矢印Ｗ３に示すように、軸２３１の上端部から吐水される。従って、軸２３１の吐水流路を図１に示す連結管１０４に連通することで、シャワー装置１００は構成される。
【００２８】
次に本実施形態に係るシャワー装置１００の効果について説明する。
上述の如く、本実施形態によれば駆動部２００が吐水部１０３を往復回動運動させつつ、吐水部１０３に対して水を供給することにより、吐水部１０３は、その吐水方向を変化させつつ、水を吐水することができる。これにより浴室空間内の広い範囲に対して吐水することができる。また、吐水方向の変化によって、入浴者は身体の広範囲に対してシャワー吐水刺激感の変化を楽しむことができる。
【００２９】
更に本実施形態に係るシャワー装置１００によれば入浴者の身体の広範囲に対して満遍なくシャワー吐水を浴びせることで、入浴者の身体を満遍なく温めることができる。
【００３０】
また本実施形態に係るシャワー装置１００によれば従来のハンドシャワーのように入浴者がシャワーヘッドを支えなくとも、入浴者の身体の広範囲に対して吐水することができ、入浴時の身体的負荷を軽減させつつ、温熱効果を得る事が可能となる。
【００３１】
本実施形態によれば扇形の第一歯車２２３と扇形の第二歯車２２５の中心角の合計を３６０度未満とすることにより、第一歯車２２３及び２２６は第三歯車２２６に対して交互に係合が切替わる際に、十分な時間間隔を設ける事が出来、第一歯車２２３及び２２６が同時に係合することなく、安定した往復回動運動を提供する事ができる。
【００３２】
また、本実施形態によれば、電気などの機械動力を必要とせず、水などの勢いのみで円滑な往復反転運動が可能となり、電源の設置や感電あるいは漏電などの対策が不要となる。また、電磁ノイズなどの外乱にも影響されず円滑な動作が可能である。
【００３３】
また、本実施形態によれば、流体力を受ける羽根車への入水方向を切替える必要がなく、羽根車の一方向の回転から駆動力を取り出すため、入水方向に最適化された羽根車形状によって、水などの勢いを往復反転運動力に効率よく変換することが可能である。
【００３４】
また、本実施形態によれば、第一歯車２２３と第二歯車２２５の中心角を同角にし、且つ羽根車２１１から第一歯車２２３までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車２２５までの回転速度の減速比を同じにすることで、シャワーヘッド１０５は左右に等しく回動することが可能である。
【００３５】
また、本実施形態において、第一歯車２２３と第二歯車２２５の中心角を同角にし、且つ羽根車２１１から第一歯車２２３までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車２２５までの回転速度の減速比を同じにし、且つ第一歯車２２３と第二歯車２２５に対して第三歯車２２６の減速比を２倍に設定することで、略９０度の回動運動を往復させる事ができる。従って、浴室空間における２つの側壁面で構成されるコーナー部に本実施形態におけるシャワー装置を設置した場合でも浴室空間の広域に渡って往復回動運動するシャワー吐水を提供する事が可能となる。
【００３６】
次に、駆動部の別実施形態について説明する。本実施形態を説明するために図５、図６図７を利用して説明する。図５は本実施形態に係る駆動部２００内に形成される歯車室３００の羽根車、及び歯車を例示する模式的斜視図である。図６は本実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。図７は本実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。尚、便宜上、図６及び図７においては、歯車は図示を省略されており、図５においては、羽根車、歯車及び軸以外の構成要素は図示を省略しているが、それらの構成については上述した実施形態と同じである。
【００３７】
本実施形態にかかる歯車室３００には、後述するように複数個の歯車が収納されている。いずれの歯車も、中蓋２０４に回転自在に軸支されており、その回転方向は軸方向Ｖに延びている。これらの歯車は歯車室３００内で３層に分かれて配置されている。
【００３８】
最下層である第１層には、羽根車２１１に軸方向Ｖに沿って延出している軸３０１によって連結された歯車３０２が突出している。歯車３０２の他にその直径が歯車３０２よりも大きな歯車３０３が設けられている。尚、この歯車３０２と歯車３０３は係合している。
【００３９】
歯車３０３の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸３０４が延出しており、その先端部は扇型の第四歯車３０５が取り付けられている。第四歯車３０５の半径は歯車３０３よりもやや小さく、その中心角は１８０度未満であり、例えば約１３５度である。なお、扇形の第四歯車３０５の中心角は、駆動に求められる所望の回動角度にあわせて適宜設定すればよい。
【００４０】
扇形の第四歯車３０５は中間層である第２層に位置している。第２層には扇形の第四歯車３０５の他に、その半径が扇形の第四歯車３０５の半径とほぼ等しい歯車３０６が配置されており、相互に同形の歯車３０７及び歯車３０８が配置されている。ここで、扇形の第四歯車３０５の周縁には、歯車３０７及び、歯車３０６と係合するための歯部３０９が設けられ、且つ歯車３０７及び、歯車３０６と係合しないための切欠き部３１０が設けられており、歯車３０７と歯車３０６は扇形歯車５と交互に係合されるように配置されている。また、歯車３０６に歯車３０８は係合している。従って、歯車３０７と歯車３０８は相互に逆回転する。
【００４１】
歯車３０７の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸３１１が延出しており、その先端部には第一歯車３１２が取り付けられている。第一歯車３１２の直径は歯車３０７よりもやや小さい。また、同様に歯車３０８の中心からは、軸方向Ｖに沿って軸３１３が延出しており、その先端部には第二歯車３１４が取り付けられている。第二歯車３１４の直径は歯車３０８よりもやや小さい。
【００４２】
２つの第一歯車３１２及び第二歯車３１４は、最上層である第３層に位置している。第３層には、これらの第一歯車３１２及び第二歯車３１４の他に、１個の円形の第三歯車３１５が設けられている。歯車３１５の直径は第一歯車３１２及び第二歯車３１４の直径よりも大きい。そして第三歯車３１５は第一歯車３１２及び第二歯車３１４のそれぞれに係合している。ここで第三歯車３１５と第四歯車３０５の減速比は駆動に求められる所望の回動角度に合わせて設定すれば良い。
【００４３】
歯車３１５の軸３１６は内部が中空となっており、その中心軸に沿って吐水流路３１７が形成されている。軸３１６における第１層に位置する部分には、吐水流路３１７を軸３１６の外部に連通する２つの導入口３１８が形成されている。一方、軸３１６の上端部はハウジング２０１の天板を貫通してハウジング２０１の外部に突出している。これにより、歯車室３００は、吐水流路３１７を介して、駆動部２００の外部に連通されている。
【００４４】
次に本実施形態に係る駆動部２００の動作について説明する。
矢印Ｗ４に示すように、入水が供給されると、この水は羽根車室２０２内に羽根車２１１の接線方向に流入し、羽根車２１１を回転させる。図５に示す例では、この回転方向は軸方向Ｖからみて反時計方向である。これにより、羽根車２１１に連結された歯車３０２が反時計方向に回転し、歯車３０２に係合された歯車３０３が時計方向に回転する。このとき、歯車３０３の回転速度は歯車３０２の回転速度よりも低くなり、トルクは大きくなる。
【００４５】
そして、歯車３０３に連結された扇形の第四歯車３０５は時計方向に回転する。前述の如く扇形の第四歯車３０５は交互に歯車３０７及び３０６に係合する。
【００４６】
このため、扇形の第四歯車３０５が歯車３０７に係合しているときは、羽根車２１１で得た回転力を歯車３０７に伝達し、歯車３０７は反時計方向に回転する。この間、扇形の第四歯車３０５と歯車３０６は係合していない。歯車３０７に連結された第一歯車３１２は反時計方向に回転し、第一歯車３１２に係合された第三歯車３１５は時計方向に回転する。このとき、第三歯車３１５は第一歯車３１２の回転速度よりも遅くなり、トルクは大きくなる。第三歯車３１５の回転力は、第三歯車３１５に係合されている第二歯車３１４から、歯車３０６まで伝達されるものの、駆動部としての出力に対して何も影響しない（歯車３０６が空回りする）。
【００４７】
また、扇形の第四歯車３０５が歯車３０６に係合しているときは、羽根車２１１で得た回転力を歯車３０６に伝達し、歯車３０６は反時計方向に回転する。この間、扇形の第四歯車３０５と歯車３０７は係合していない。歯車３０６の回転力は係合される歯車３０８に伝達され、歯車３０８は時計方向に回転する。歯車３０８の回転力は連結される第二歯車３１４を介して第三歯車３１５に伝達され、第三歯車３１５は反時計方向に回転する。
【００４８】
この結果、第三歯車３１５は往復回動運動を行う。これにより、歯車３１５に連結された軸３１６も往復回動運動を行う。尚、羽根車２１１から第一歯車３１２までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車３１４までの回転速度の減速比は同じである。つまり、第三歯車３１５には交互に第一歯車３１２と第二歯車３１４の動力が伝達されるが、第三歯車３１５の回転速度とトルクはそれぞれ略同じである。
【００４９】
また、このとき、羽根車２１１を回転させた水は、中蓋２０４の開口部２０５を介して歯車室３００内に流入し、更に、矢印Ｗ５に示すように導入口３１８を介して軸３１６内の吐水流路３１７内に流入し、矢印Ｗ６に示すように軸３１６の上端部から吐水される。従って、軸３１６の吐水流路を図１に示す連結管１０４に連通することで、シャワー装置１００は実現される。
【００５０】
本実施形態においても、前述の第１の実施形態と同様に、駆動部２００が吐水部１０３を往復回動運動させつつ、吐水部１０３に対して水を供給することにより、吐水部１０３は、その吐水方向を変化させつつ、水を吐水することができる。これにより浴室空間内の広い範囲に対して吐水することができる。また、吐水方向の変化によって、入浴者は身体の広範囲に対してシャワー吐水刺激感の変化を楽しむことができる。
【００５１】
更に本実施形態に係るシャワー装置１００によれば入浴者の身体の広範囲に対して満遍なくシャワー吐水を浴びせることで、入浴者の身体を満遍なく温めることができる。
【００５２】
また本実施形態に係るシャワー装置１００によれば従来のハンドシャワーのように入浴者がシャワーヘッドを支えなくとも、入浴者の身体の広範囲に対して吐水することができ、入浴時の身体的負荷を軽減させつつ、温熱効果を得る事が可能となる。
【００５３】
本実施形態によれば扇形の第四歯車３０５の中心角を１８０度未満とすることにより、第四歯車３０５は歯車３０７及び３０６に対して交互に係合が切替わる際に、十分な時間間隔を設ける事が出来、歯車３０７及び３０６が同時に係合することなく、安定した往復回動運動を提供することができる。
【００５４】
また、本実施形態によれば、流体力を受ける羽根車への入水方向を切替える必要がなく、羽根車の一方向の回転から駆動力を取り出すため、入水方向に最適化された羽根車形状によって、水などの勢いを往復反転運動力に効率よく変換することが可能である。
【００５５】
また、本実施形態によれば、羽根車２１１から第一歯車３１２までの回転速度の減速比と、羽根車２１１から第二歯車３１４までの回転速度の減速比は同じにすることで、シャワーヘッド１０５は左右に等しく回動することが可能である。
【００５６】
尚、本実施形態において、図６に示すように扇形の第四歯車３０５と歯車３０７及び３０６のそれぞれの軸心３３１、３３２、３３３を、軸方向Ｖに垂直な面において仮想直線３３４上に並ぶように配置し、且つ第四歯車３０５の中心角を１８０度未満とすることで、第四歯車３０５の設計による最大往復回動量のシャワー装置１００を提供する事が可能となる。
【００５７】
尚、本実施形態において、図７に示すように扇形の第四歯車３０５に２つの歯部３０５ａ及び３０５ｂを設け、歯部３０５ａ及び３０５ｂの中心角をそれぞれ９０度未満とし、歯部３０５ａと歯部３０５ｂを第四歯車３０５の軸心３４１に対して対称な位置に配し、且つ軸方向Ｖに垂直な面において、第四歯車３０５の軸心３４１と歯車３０７の軸心３４２を結ぶ仮想直線３４３と、第四歯車３０５の軸心３４１と歯車３０８の軸心３４４を結ぶ仮想直線３４５が垂直に交わるように配置させることで、第四歯車３０５の一回転分の回動運動より駆動部２００出力として２往復分の回動運動を取り出しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】第１の実施形態に掛かるシャワー装置１００を例示する模式的斜視図である。
【図２】第１の実施形態に係る駆動部２００の羽根車室２０２を例示する平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る駆動部２００の歯車室２０３を例示する平面図である。
【図４】第１の実施形態に係る駆動部２００の羽根車２１１、及び歯車列を例示する模式的斜視図である。
【図５】第２の実施形態に係る歯車室３００の羽根車２１１、及び歯車列を例示する模式的斜視図である。
【図６】第２の実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。
【図７】第２の実施形態に係る駆動部２００の歯車室３００を例示する平面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１００…シャワー装置
１０１…壁面
１０２…入水部
１０３…吐水部
１０４…連結管
１０５…シャワーヘッド
１０６…吐水孔
２００…駆動部
２０１…ハウジング
２０２…羽根車室
２０３、３００…歯車室
２０４…中蓋
２０５…開口部
２０６…入水流路
２１１…羽根車
２１２、２１６、２１８、２２２、２２４、２３１、３０１、３０４、３１１、３１３、３１６…軸
２１３、２１４、２１５、２１７、２１９、２２０、２２１、３０２、３０３、３０６、３０７、３０８、３１５…歯車
２２３、３１２…第一歯車
２２５、３１４…第二歯車
２２６…第三歯車
２２７、２２８、３０９、３０５ａ、３０５ｂ…歯部
２２９、２３０、３１０、３０５ｃ、３０５ｄ…切欠き部
２３２、３１７…吐水流路
２３３、３１８…導入口
３０５…第四歯車
３３１、３３２、３３３、３４１、３４２、３４４…軸心
３３４、３４３、３４５…仮想直線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を入水するための入水部と、
水を吐水するための吐水部と、
前記吐水部に前記入水部から流入された水を導く導水流路の途上に配置され、前記吐水部を往復回転運動させるための駆動部と、を備えた吐水装置であって、
前記駆動部は、前記導水流路内を流れる水の力を受けて回転する羽根車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と同方向に回転する第一歯車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と逆方向に回転する第二歯車と、
前記第一歯車および前記第二歯車と係合可能であり、前記第一歯車および前記第二歯車の回転力を前記吐水部に伝達するための第三歯車と、を備え、
前記第三歯車は、前記第一歯車と前記第二歯車からの回転力が同時に伝達されることなく交互に伝達力を受けることにより、往復回転運動することを特徴とする
吐水装置。
【請求項２】
前記第三歯車に回転力を伝達するための前記第一歯車および前記第二歯車の周縁は、前記第三歯車に形成された歯と噛み合うことが可能な歯部と、前記第三歯車に形成された歯と噛み合わない切り欠き部と、を有していること
を特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記第一歯車および前記第二歯車の歯部の角度合計が３６０度未満であることを特徴とする請求項２記載の吐水装置。
【請求項４】
前記羽根車の回転が伝達されると共に、前記第一歯車および前記第二歯車に回転力を伝達することが可能な第四歯車を備え、
前記第四歯車の周縁には前記第１歯車及び前記第２歯車に羽根車の回転を伝達するための歯部と、羽根車の回転を伝達しないための切欠き部を有し、
前記第四歯車から前記第三歯車へ伝達される動力が交互に前記第１歯車と前記第２歯車から伝達されることを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項５】
前記第４歯車の歯部における角度合計が１８０度未満であることを特徴とする請求項４記載の吐水装置。
【請求項６】
前記導水流路内の水は、前記第三歯車の回転軸となり内部に通水流路が形成された軸筒体内を通って前記吐水部に導かれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の吐水装置の前記吐水部先端にシャワーヘッドを装着したことを特徴とするシャワー装置。
【請求項１】
水を入水するための入水部と、
水を吐水するための吐水部と、
前記吐水部に前記入水部から流入された水を導く導水流路の途上に配置され、前記吐水部を往復回転運動させるための駆動部と、を備えた吐水装置であって、
前記駆動部は、前記導水流路内を流れる水の力を受けて回転する羽根車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と同方向に回転する第一歯車と、
前記羽根車の回転が伝達可能であり、前記羽根車と逆方向に回転する第二歯車と、
前記第一歯車および前記第二歯車と係合可能であり、前記第一歯車および前記第二歯車の回転力を前記吐水部に伝達するための第三歯車と、を備え、
前記第三歯車は、前記第一歯車と前記第二歯車からの回転力が同時に伝達されることなく交互に伝達力を受けることにより、往復回転運動することを特徴とする
吐水装置。
【請求項２】
前記第三歯車に回転力を伝達するための前記第一歯車および前記第二歯車の周縁は、前記第三歯車に形成された歯と噛み合うことが可能な歯部と、前記第三歯車に形成された歯と噛み合わない切り欠き部と、を有していること
を特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項３】
前記第一歯車および前記第二歯車の歯部の角度合計が３６０度未満であることを特徴とする請求項２記載の吐水装置。
【請求項４】
前記羽根車の回転が伝達されると共に、前記第一歯車および前記第二歯車に回転力を伝達することが可能な第四歯車を備え、
前記第四歯車の周縁には前記第１歯車及び前記第２歯車に羽根車の回転を伝達するための歯部と、羽根車の回転を伝達しないための切欠き部を有し、
前記第四歯車から前記第三歯車へ伝達される動力が交互に前記第１歯車と前記第２歯車から伝達されることを特徴とする請求項１記載の吐水装置。
【請求項５】
前記第４歯車の歯部における角度合計が１８０度未満であることを特徴とする請求項４記載の吐水装置。
【請求項６】
前記導水流路内の水は、前記第三歯車の回転軸となり内部に通水流路が形成された軸筒体内を通って前記吐水部に導かれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の吐水装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の吐水装置の前記吐水部先端にシャワーヘッドを装着したことを特徴とするシャワー装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００８−２４６２９６（Ｐ２００８−２４６２９６Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８７９０７（Ｐ２００７−８７９０７）
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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