吐水装置
【課題】 低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供すること。
【解決手段】 この吐水装置としての吐水口キャップＢＣは、混入率調整部３０２が、流入口１０１から流入する水が所定流量を超えると、空気孔２０４の開口面積を減少させると共に、減圧板３０１よりも下流側に水が至る経路を複数の噴射孔３０４を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで複数の噴射孔３０４から噴射される水の流速増加を抑制し、混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、混入率調整部は、所定流量以下のときに、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱めるように構成されている。
【解決手段】 この吐水装置としての吐水口キャップＢＣは、混入率調整部３０２が、流入口１０１から流入する水が所定流量を超えると、空気孔２０４の開口面積を減少させると共に、減圧板３０１よりも下流側に水が至る経路を複数の噴射孔３０４を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで複数の噴射孔３０４から噴射される水の流速増加を抑制し、混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、混入率調整部は、所定流量以下のときに、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱めるように構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吐水装置として、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするために、吐水に気泡を混入させ気泡混入水を吐出するものが提案されている。特に近年は、下記特許文献１に記載されているように、吐水の量感を高めるために、流速の低い低流量段階から気泡の混入率を高める吐水装置が提案されている。
【０００３】
下記特許文献１に記載の吐水装置は、流入口と吐出口との間に延在する流路の途上に空気混入機構と整流機構とを上流側よりこの順に備えた泡沫吐水部材を、継手を介して水栓の吐水口先端に設けている。空気混入機構は、減圧板と、減圧板の下流に形成された流路囲壁と、流路囲壁の下流に形成された逆流防止部とを有している。減圧板は、吐出口と同心の円であり且つ吐出口よりも大径の円の周上に配設された複数の小孔が形成されていると共に、流路を塞ぐように配設されている。減圧板の下流の流路囲壁には、空気孔が形成されている。その空気孔が形成された領域の下流には、逆流防止部が配設されている。整流機構は、傾斜部と、整流部と、整流格子と、整流路とを有している。傾斜部は、逆流防止部の下流で漏斗状に縮径する流路を有する。整流部は、傾斜部の下流端から吐出口へ向けて延在する吐出口と同心の流路を有する。整流格子は、流路の整流部を塞ぐように配設される格子状の部分である。整流路は、整流格子の下流で整流部に接続する流路である。更に、減圧板より上流に、継手の流路断面積よりも小さな流路断面を有する絞り部を設けている。
【０００４】
下記特許文献１に記載の吐水装置は上述の構成を備えることで、洗浄水が減圧板の小孔を通過する際、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換され小孔からの噴流は流速を高め、この噴流が粘性により周囲の空気を巻き込むものである。このように空気を巻き込んで生成された水流は、比較的大きな気泡を含んだ高速水流となって、漏斗状の傾斜部に衝突する。傾斜部に衝突した高速水流は乱流化し、内包した比較的大きな気泡を破砕し、細かい気泡を含む気泡混入水流に変換される。この気泡混入水流は傾斜部に沿って収束し、整流格子にて整流され、整流路でまとめられて吐出口から吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７５９６９号公報
【特許文献２】特願２０１０−２１９６９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の吐水装置では、いわゆるエジェクタ効果によって気泡混入水を生成するものであるため、低流量段階では効果的に細かい気泡を含む気泡混入水を生成し、吐出口からシンクや洗面ボウルに向けて吐出することができる。
【０００７】
ところで、エジェクタ効果によって気泡混入水を生成する際には、減圧板の小孔からの噴流の流速が高まることによる空気の巻き込み効果によって生成するものである。そのため、水量が増え流速が高まっていけば、その高まった流速に応じて、水に対して気泡として空気が混入する量も増える傾向にある。従って、流速の高い高流量段階に移行しても、気泡の混入率の高い気泡混入水が生成され吐出される。
【０００８】
気泡混入水は、低流量段階においては、気泡の混入率を高めることで、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするという基本的な目的を損なわずに、吐水の量感を高めることができ、節水にも寄与することができる。従って、低流量段階において気泡の混入率を極力高めて行く方向に、各部材の配置や形状の工夫がなされるものである。
【０００９】
しかしながら、実際の使用場面では、このような低流量の給水のみならず、高流量の給水を行うことも求められる。例えば、コップや花瓶に水を溜めたりする場合には、早く満水状態にするため、供給する水量を高めることが必要となる場面がある。上記特許文献１に記載の吐水装置では、高流量にすると気泡の混入率も高まるため、結果として、使用者が意図した水量の増分よりも、気泡の混入率が高まることによる総量の増分が影響し、予想した感覚を超えた大流量の気泡混入水が吐出されることになる。特に、上述したように低流量段階における気泡混入率を高める工夫をすればするほど、高流量段階におけるこれらの事象が顕著に現れることになる。
【００１０】
食器を洗ったり手を洗ったりするのであれば、量感があって洗浄力が変わらなければ、低流量の吐水を用いることが実使用上の観点からも節水の観点からも好ましいものであり、使用者もこの低流量の吐水で使用するはずである。しかしながら、コップや花瓶に水を溜める場合には、早く溜めてしまいたいという心理が働くことから、高流量となるように吐水装置を操作するのが使用者にとって自然な動作となる。
【００１１】
このように使用者がその感覚に従って高流量となるように吐水装置を操作した結果、使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量（実際の水量及び気泡量に相当する）の気泡混入水が吐出されると、確かに吐水のボリューム感は高まるものの、コップや花瓶に水を溜めようとしても、水の勢いが強いことによる折返し流で溢れかえってしまい、コップの容量の半分程度しか貯めることができないようなことも起こり得る。更に、コップや花瓶に半分程度の水を溜めようと意図しても、実際には気泡分で増量された気泡混入水を注ぐことになるので、使用者が半分程度まで溜まったと認識しても実際にはより少ない水量しか溜まっていないことも起こり得る。また、コップや花瓶に水を溜める場面以外でも、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするという基本的な目的が損なわれるおそれがある。
【００１２】
これらを回避するため、使用者が吐水水量をより微細に調整しなければならないものとすれば、その操作は煩雑で且つ微妙な感覚が必要となってしまうため、使用感が著しく低下するおそれがある。また、空気孔の開度を吐水量の増加に応じて手動で調整させ、低流量の場合に気泡混入率を高める一方で、高流量の場合に気泡混入率を抑制することも考えられるが、それも使用者に煩雑な手間を強いることになり、実使用上は使い勝手が極めて劣悪なものとなる。
【００１３】
そこで、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供する必要性が出てくる。
【００１４】
上記特許文献２に記載の吐水装置は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、水を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出する水を給水元から流入させるための流入口と、前記流入口から前記吐出口に至る内部流路と、が形成された本体部と、前記内部流路を遮るように設けられ、前記流入口から流入した水を前記内部流路の下流側に向けて噴射する複数の孔が形成された減圧板と、前記内部流路内に空気を導入する開口部が形成され、この開口部から導入された空気を前記複数の孔から噴射された水に混入して気泡混入水と成し前記吐出口に供給する気泡混入部と、前記気泡混入部において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部と、を備える。前記気泡混入部は、前記複数の孔から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって前記開口部から空気を引き込むように構成されている。前記混入率調整部は、前記流入口から流入する水が所定流量を超えると、前記開口部の開口面積を減少させると共に、前記減圧板よりも下流側に水が至る経路を前記複数の孔を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで前記複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制し、前記混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、前記混入率調整部は、所定流量以下のときは、前記バイパス流路を通る水が意図しない瞬間的な水圧変動等により、低流量使用時にバイパス流路が形成された場合、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水に干渉してしまうことがあり、空気混入量が低下する恐れがある。
【００１５】
上記特許文献２に記載の吐水装置は、混入率調整部を備えているため、低流量段階では気泡の混入率の高い気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することもできる。
【００１６】
また、吐水への気泡の混入率を確実に制御するために、混入率調整部が複合調整動作を実行するように構成している。具体的には、混入率調整部が、流入口から流入する水が所定流量を超えると、開口部の開口面積を減少させると共に、減圧板よりも下流側に水が至る経路を複数の孔を通る主流路に加えてバイパス流路も通るように形成している。このように構成することで、空気の供給量を制限することに加えて、複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制することができ、相乗効果によって混入率の増加を抑制することができる。
【００１７】
混入率調整部は、流入口から流入する水量に応じて、気泡の混入率を維持したり気泡の混入率を低減させたりすることもできる。従って、低流量段階で気泡の混入率を極限まで上げるような設定にしても、そこからの流量の増加に伴って気泡の混入率の増加が抑制され、所定流量を超えた領域においての最適な混入率にすることができる。そのため、使用者がその感覚に従って高流量となるように操作した結果、使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量（実際の水量及び気泡量に相当する）の気泡混入水が吐出されることを回避することができる。
【００１８】
更に、上記特許文献２に記載の吐水装置では、混入率調整部として、バイパス流路を用い、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水に干渉するように構成されていることも好ましいとしている。そうすることで、より確実に高流量使用時における気泡の混入率の増加を抑制することができるため、所定流量を超えた領域において、最適な混入率にすることができる。
【００１９】
しかし、そのような吐水装置においては、使用している流量に関わらず、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水に干渉するように構成されているため、効率的な空気混入を行わせたい低流量使用時にも空気混入量が低下する恐れがある。
【００２０】
このように、低流量使用時に空気混入量が低下してしまっては、吐水の量感を高めるために流速を高めることができなくなるので、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするという基本的な目的を損なわずに、吐水の量感を高め、節水にも寄与するという本来の目的を果たせなくなってしまう。
【００２１】
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、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために本発明に係る吐水装置は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、水を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出する水を給水元から流入させるための流入口と、前記流入口から前記吐出口に至る内部流路と、が形成された本体部と、前記内部流路を遮るように設けられ、前記流入口から流入した水を前記内部流路の下流側に向けて噴射する複数の孔が形成された減圧板と、前記内部流路内に空気を導入する開口部が形成され、この開口部から導入された空気を前記複数の孔から噴射された水に混入して気泡混入水と成し前記吐出口に供給する気泡混入部と、前記気泡混入部において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部と、を備える。前記気泡混入部は、前記複数の孔から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって前記開口部から空気を引き込むように構成されている。前記混入率調整部は、前記流入口から流入する水が所定流量を超えると、前記開口部の開口面積を減少させると共に、前記減圧板よりも下流側に水が至る経路を前記複数の孔を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで前記複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制し、前記混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、前記混入率調整部は、前記所定流量を超えると、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水に干渉するように構成されており、前記所定流量以下のときは、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱める干渉力低減手段を設けている。
【００２３】
本発明に係る吐水装置では、気泡混入部において、複数の孔から噴射された水に開口部から導入された空気を混入して気泡混入水と成して吐出口から吐出するので、エジェクタ効果を利用して簡便に気泡混入水を生成することができる。
【００２４】
更に、混入率調整部を備えているので、低流量段階では気泡の混入率の高い気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することもできる。
【００２５】
混入率調整部は、流入口から流入する水量に応じて、気泡の混入率を維持したり気泡の混入率を低減させたりすることもできる。従って、低流量段階で気泡の混入率を極限まで上げるような設定にしても、そこからの流量の増加に伴って気泡の混入率の増加が抑制され、所定流量を超えた領域においての最適な混入率にすることができる。そのため、使用者がその感覚に従って高流量となるように操作した結果、使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量（実際の水量及び気泡量に相当する）の気泡混入水が吐出されることを回避することができる。
【００２６】
また本発明では、吐水への気泡の混入率を確実に制御するために、混入率調整部が複合調整動作を実行するように構成している。具体的には、混入率調整部が、流入口から流入する水が所定流量を超えると、開口部の開口面積を減少させると共に、減圧板よりも下流側に水が至る経路を複数の孔を通る主流路に加えてバイパス流路も通るように形成している。このように構成することで、空気の供給量を制限することに加えて、複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制することができ、相乗効果によって混入率の増加を抑制することができる。
【００２７】
更に本発明では、混入率調整部は、所定流量以下のときには、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱める干渉力低減手段を設けている。具体的には、混入率調整部が、流入口から流入する水が所定流量以下のときには、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水へ干渉力を及ぼさないように形成されている。そのため、低流量段階で、意図せずにバイパス流路が形成された場合においても気泡の混入が阻害されることなく、高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００２８】
上述したように本発明によれば、使用者が吐水水量をより微細に調整したり、空気の導入量を手動で調整したりすることなく、低流量段階においても高流量段階においても最適な気泡の混入率とした吐水を享受することができる。従って、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【００２９】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段として前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路から吐水される吐水方向を変化させて複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱めるものを設けていることも好ましい。
【００３０】
この好ましい態様では、干渉力低減手段は、流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路から吐水される吐水方向を、複数の孔を通る水への干渉力が小さくなるように規制している。そうすることで、低流量段階で瞬間的にバイパス流路が形成された場合においても、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を確実に供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００３１】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段として前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に減速させる手段を設けていることも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様では、干渉力低減手段は、流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に減速させる手段を設け、バイパス流路を通る水が複数の孔から噴射された水へ及ぼす干渉力を小さくなるようにしている。そうすることで、低流量段階で瞬間的にバイパス流路が形成された場合においても、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水をより確実に供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００３３】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段として流入口から流入する水が所定流量以下のときは、バイパス流路を通る水の流れを遮る手段を設けていることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様では、干渉力低減手段は、流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路を通る水の流れを遮る手段を設け、バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に、減速させるように構成されている。そうすることで、バイパス流路を通る水の複数の孔から噴射された水へ及ぼす干渉力が小さくなるようにしている。従って、低流量段階で瞬間的にバイパス流路が形成された場合においても、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水をより確実に供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００３５】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段は、前記所定流量を超えると、作用せず、混入率調整部は、前記所定流量を超えて、バイパス流路を通る水の量が増えるほど、複数の孔を通る水への干渉力が大きくなるように構成されていることも好ましい。
【００３６】
この好ましい態様では、混入率調整部は、流入口から流入する水が所定流量以上のときに、バイパス流路を通る水の量が増えるほど、複数の孔を通る水への干渉力が大きくなるように構成されているので、高流量段階になるほど、気泡の混入が阻害され、必要以上の気泡混入を行わないようにすることができる。従って、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第一実施形態である吐水口キャップを取り付けた水栓装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す吐水口キャップの中心線における断面を示す断面図である。
【図３】（ａ）は低流量段階における、（ｂ）は高流量段階における、図２の拡大断面図である。
【図４】図１に示す吐水口キャップを用いた場合の、水量と気泡混入率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
【００４０】
本発明の第一実施形態である吐水口キャップ（吐水装置）について図１を参照しながら説明する。図１は、吐水装置としての水栓装置ＦＣを示す斜視図である。水栓装置ＦＣは、洗面器や手洗器やシンク等に取り付けられるものであって、水を溜めたり水を受けたりするためのボウル部に向かって吐水するためのものである。水栓装置ＦＣは、ボウル部の周辺に取り付けられて、水の給水元である水道管と接続される。
【００４１】
水栓装置ＦＣは、立位部Ｂ１とスパウト部Ｂ２と、吐水ハンドルＨＬと、吐水口キャップＢＣとを備えている。立位部Ｂ１は、取付面に固定される部分であって、その取付面から垂直若しくは手前側に傾斜した状態で取り付けられて固定される部分である。
【００４２】
立位部Ｂ１に繋がるスパウト部Ｂ２は、その先端の吐水口から吐水する部分である。スパウト部Ｂ２は、立位部Ｂ１の上端近傍に略水平方向に沿って突出するように設けられている。
【００４３】
立位部Ｂ１の上端には吐水ハンドルＨＬが設けられている。吐水ハンドルＨＬを上下に操作することで吐水と止水とを切り替えることができると共に、吐水量も調整可能である。吐水ハンドルＨＬを左右に操作することで、吐水の温度を変更することも可能である。
【００４４】
続いて、スパウト部Ｂ２の吐水口に取り付けられる吐水口キャップＢＣについて、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示す吐水口キャップＢＣの中心線ＣＬにおける断面を示す断面図である。図２において、図１に示した中心線ＣＬが沿う方向をｙ軸方向とし、ｙ軸に直交し紙面に沿った横方向をｘ軸方向としている。
【００４５】
図２に示されるように、吐水口キャップＢＣは、第一筒部１０（本体部）と、第二筒部２０と、減圧部３０（減圧板、混入率調整部）と、上絞径部４０（圧損手段）と、パッキン５０と、バネ６０と、下絞径部７０と、整流部８０とを備えている。
【００４６】
第一筒部１０は、略円筒形状の部材であって、その円筒形状の内部に、第二筒部２０と、減圧部３０と、上絞径部４０と、パッキン５０と、バネ６０とを収める本体部として機能している。第一筒部１０の図中上端側（ｙ軸方向における負方向の末端側）には、取付ネジ部１０３が設けられている。取付ネジ部１０３は、吐水口キャップＢＣをスパウト部Ｂ２の吐水口に取り付けるための雌ネジである。取付ネジ部１０３の下方（ｙ軸方向における正方向）には、パッキン５０が第一筒部１０の内壁に沿うように円環状に設けられている。パッキン５０は、吐水口キャップＢＣをスパウト部Ｂ２の吐水口に取り付けた場合の漏水防止用の密接部材である。
【００４７】
第一筒部１０の取付ネジ部１０３を、スパウト部Ｂ２の吐水口の雄ネジと螺合させて取り付けると、水栓装置ＦＣから供給される水Ｗａは流入口１０１から供給される。流入口１０１から本体部としての第一筒部１０に入った水Ｗａは、その内部流路（詳細は後述するが、第二筒部２０、減圧部３０、上絞径部４０、下絞径部７０、整流部８０を通る流路）を通って気泡混入水又は整流水（実質的に気泡が混入されていない水）となって、吐出口１０２から外部（ボウル部）へと吐出される水Ｗｂとなる。
【００４８】
上絞径部４０は、パッキン５０の下流側（吐出口１０２側、ｙ軸方向における正方向）に配置されている。上絞径部４０は、帽子の鍔状に外周を構成する円環状の鍔部４０１と、鍔部４０１に囲繞され中央を含む領域に形成される環状凸部４０２とを備えている。
【００４９】
環状凸部４０２は、鍔部４０１から上流側（流入口１０１側、ｙ軸方向における負方向）に突出するように形成されている。環状凸部４０２の中央を含む領域には、流入穴４０３が形成されている。流入口１０１から入った水は、上絞径部４０に当たることで水の圧力変動が減衰され、流入穴４０３から下流側に流出される。流入穴４０３から下流側に流出した水は、上絞径部４０と減圧部３０との間に形成される溜水部４０４に流入する。
【００５０】
減圧部３０は、上絞径部４０の下流側に配置されている。減圧部３０は、減圧板３０１と、混入率調整部３０２とを備えている。
【００５１】
減圧板３０１は円形板状の部材である。減圧板３０１には、オリフィスとして機能する複数の噴射孔３０４が円環状を成すように形成されている。複数の噴射孔３０４が形成されているのは、溜水部４０４に相当する位置である。従って、複数の噴射孔３０４は、上絞径部４０の鍔部４０１によって塞がれないように設けられている。
【００５２】
減圧板３０１の中央を含む領域には、中央凹部３０３が設けられている。中央凹部３０３は、減圧板３０１の上流側の面に形成されている。従って、上絞径部４０の流入穴４０３から下流側に流出した水は、この中央凹部３０３によって集約されセンタリングされ、外周方向に広がって、複数の噴射孔３０４から下流側へと噴射される。
【００５３】
減圧板３０１の下流側には、混入率調整部３０２が設けられている。混入率調整部３０２は、上下動（ｙ軸方向に沿った進退運動）を行うことが可能なように構成されており、その上下動に伴って、後述する空気孔２０４（開口部）を閉じたり開いたりするように作用する。この作用に着目すれば、混入率調整部３０２は、内部流路に導入する空気の量を調整し、気泡混入水への気泡の混入率を調整するものとして機能する。
【００５４】
上絞径部４０及び減圧部３０と、第一筒部１０との間には、第二筒部２０が設けられている。第二筒部２０は、上流側の第一ガイド部２０１と、下流側の第二ガイド部２０５とを備えている。
【００５５】
第一ガイド部２０１の上端（流入口１０１側の端部、ｙ軸方向における負方向の端部）には、外側突起２０２が第一筒部１０側に向けて突出するように設けられている。外側突起２０２は、第一筒部１０の内側に設けられた係合突起１０４と係合することで、第一筒部１０に対して第二筒部２０が所定の位置に位置決めされ保持されるように形成されている。
【００５６】
第一ガイド部２０１の内側には、混入率調整部３０２の外周が当接するように配置されている。より具体的には、混入率調整部３０２の受圧部３０６が、第一ガイド部２０１の内側に当接している。混入率調整部３０２は、受圧部３０６が第一ガイド部２０１の内側の壁面に沿って上下方向（ｙ軸に沿った方向）に動くことで、全体として上下方向に動くように構成されている。
【００５７】
第一ガイド部２０１の下端（吐出口１０２側の端部、ｙ軸方向における正方向の端部）には、内側突起２０３が内部流路側に向けて突出するように設けられている。内側突起２０３は、混入率調整部３０２の遮蔽壁３０７の外側面が当接するように配置されている。遮蔽壁３０７は、内側突起２０３に当接しながら上下方向（ｙ軸に沿った方向）に動くように構成されている。
【００５８】
第一ガイド部２０１と第二ガイド部２０５との間には、内部流路内に空気を導入する空気孔２０４（開口部）が設けられている。空気孔２０４は、第一ガイド部２０１と第二ガイド部２０５との間において、第二筒部２０の全周に渡って散在するように設けられている。空気孔２０４は、第一ガイド部２０１の内側突起２０３の直下に形成されているので、上述した遮蔽壁３０７の動きによって、閉じたり開かれたりするように構成されている。
【００５９】
第一筒部１０と第二筒部２０との間には空間が設けられており、空気流路８０２として形成されている。第一筒部１０の下流側端と第二筒部２０の下流側端との間は開放されており、空気導入口８０３として形成されている。空気導入口８０３から導入された空気は空気流路８０２を通って空気孔２０４から内部流路へと導入されている。
【００６０】
第二ガイド部２０５の内側には、下絞径部７０が配置されている。下絞径部７０は、縮径テーパー部７０１と、拡径テーパー部７０２とを備えた円筒状の部材である。縮径テーパー部７０１は、拡径テーパー部７０２よりも上流側に設けられており、上流側から下流側に向けて内部流路を狭めるように形成されている。拡径テーパー部７０２は、縮径テーパー部７０１よりも下流側に設けられており、上流側から下流側に向けて内部流路を広げるように形成されている。
【００６１】
縮径テーパー部７０１の内側側面である傾斜面７０４は、減圧板３０１の複数の噴射孔３０４に対応した位置に形成されている。従って、減圧板３０１の複数の噴射孔３０４から噴射された水は、傾斜面７０４に当たって内側に方向付けられる。
【００６２】
流入口１０１から水が供給され、減圧板３０１の複数の噴射孔３０４から水が噴射されると、下流側から水が溜まって、下絞径部７０に相当する位置に気液界面が形成される。この気液界面に、傾斜面７０４で方向付けられた水流が空気を巻き込みながら突入するので、気泡混入水が生成される。減圧板３０１の作用によって、減圧板３０１から下絞径部７０の間は負圧になるので、空気孔２０４から空気が引き込まれ、複数の噴射孔３０４から噴射される水と共に気液界面に突入する。気液界面への水流の突入によって、気液界面は乱されて、より気泡が混入されやすい状況にもなる。従って、減圧板３０１から下絞径部７０にかけての領域は、気泡混入部７０３として形成されるものである。
【００６３】
気泡混入部７０３によって生成された気泡混入水は、第二ガイド部２０５の下流側に設けられた整流部８０の整流格子８０１によって整流され、吐出口１０２から外部へと吐出される。
【００６４】
減圧部３０と下絞径部７０との間には、付勢手段としてのバネ６０が配置されている。バネ６０は、下絞径部７０の縮径テーパー部７０１の外側を巻回するように配置されると共に、減圧部３０の混入率調整部３０２の内側を巻回するように配置されている。
【００６５】
従って、流入口１０１から水が供給され、上絞径部４０の流入穴４０３を通って混入率調整部３０２の受圧部３０６に水が当たると、混入率調整部３０２は上流側から下流側に押し下げられる力を受ける。バネ６０はこの力に対抗するように配置されているので、遮蔽壁３０７の動きは、流入口１０１から所定の流量の水が供給されるまでは動かずに（若しくは動いても空気孔２０４を遮らない程度に動き）、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると動いて空気孔２０４を遮蔽するように調整することができる。
【００６６】
また、混入率調整部３０２の受圧部３０６は、減圧板３０１に当接するように構成されている。上述したように、流入口１０１から水が供給され、上絞径部４０の流入穴４０３を通って混入率調整部３０２の受圧部３０６に水が当たると、混入率調整部３０２は上流側から下流側に押し下げられる力を受ける。従って、受圧部３０６の動きは、流入口１０１から所定の流量の水が供給されるまでは動かずに、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると動いて、減圧板３０１と受圧部３０６の間にバイパス流路が形成される。
【００６７】
このように受圧部３０６が動いた状態を図３（a）および（ｂ）に拡大して示す。図３（a）は低流量段階、図３（ｂ）は高流量段階における、図２のＡ部分近傍の拡大図である。図３（a）および（ｂ）に示すように、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると動いて、減圧板３０１と受圧部３０６の間にバイパス流路３０８が形成される。流入口１０１から供給された水は、噴射孔３０４を通る流路に加えて、バイパス流路３０８も通るようになるので、噴射孔３０４から噴射される水の速度が減衰される。また、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると、遮蔽壁３０７が動いて空気孔２０４を狭めるので、噴射孔３０４から噴射される水の速度調整を合わせて、気泡混入部７０３における気泡の混入率を調整することができる。
【００６８】
図３（a）は、低流量段階の水の流れを模式的に表したものである。バイパス流路３０８において、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱めることができるため、低流量段階では、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００６９】
また本実施形態では、屈曲凹部３０１ａ及び突起部３０６ａによって形成されるバイパス流路３０８は、入り組んだ形状となる。減圧板３０１と混入率調整部３０２とが当接した状態では、突起部３０６ａが屈曲凹部３０１ａの内部に完全に入り込む。従って、図３（a）のように、減圧板３０１と混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成されたとしても、バイパス流路３０８を通る水は、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れる。従って、流入口１０１から供給される水の量が少ない場合であって、瞬間的な水圧変動などで減圧板３０１ａと混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成されたとしても、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４から噴射される水を減速させないように構成することができる。
【００７０】
また、図３（ｂ）は、高流量段階の水の流れを模式的に表したものである。図３（ｂ）のように、流入口１０１から供給される水の量が多い場合には、バイパス流路３０８を通る水が複数の噴射孔３０４を通る水に干渉するように構成されている。このように、バイパス流路３０８を通る水を複数の噴射孔３０４を通る水に干渉させることで、複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減させることができる。従って、バイパス流路３０８を通る水を有効に活用することができ、バイパス流路３０８を小さく形成したとしても、確実に複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減することができる。
【００７１】
上述した吐水口キャップＢＣを用いて、流入口１０１に供給される水Ｗａの流量を上げていった場合の気泡混入率と、混入率調整部３０２が移動しない吐水口キャップを用いた場合の気泡混入率と、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱める手段をもたない場合の気泡混入率を比較した図を図４に示す。図４において実施例１とは、吐水口キャップＢＣを用いたものである。図４において比較例１とは、吐水口キャップＢＣの混入率調整部３０２を動かないように固定したものを用いたものである。図４において比較例２とは、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱める手段をもたないものを用いたものである。尚、本実施形態における気泡混入率とは、気泡混入水中の水の体積に対する気泡混入水中の気泡の体積の総和の比率を示すものである。具体的には、気泡混入水を水と気泡（空気）とに分離し、それぞれの体積を測定して算出するものである。
【００７２】
比較例１においては、供給する水の流量を増やしていくと、その増分に比例して気泡の混入率も増加していっている。また、一方、実施例１および比較例２においては、所定の流量（約４．２Ｌ／ｍｉｎ）までは混入率調整部３０２が移動しないように構成されているので、供給する水の流量を増やしていくと、その増分に比例して気泡の混入率も増加していっている。しかしながら、所定の流量（約４．２Ｌ／ｍｉｎ）を超えると混入率調整部３０２が下流側に移動し始めるので徐々に気泡の混入率が抑制される。流量が約５Ｌ／ｍｉｎ付近で遮蔽壁３０７によって空気孔２０４が閉塞されるので気泡の混入率は顕著に抑制される。
【００７３】
しかし、比較例２においては、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱める手段がないため、低流量段階（約４．２Ｌ／ｍｉｎまで）において、気泡の混入が阻害されてしまう。また、比較例２おいては、高流量段階（約４．２Ｌ／ｍｉｎ以上）において、バイパス流路３０８を通る水が複数の噴射孔３０４を通る水に干渉するように構成されていないため、バイパス流路３０８を通る水を複数の噴射孔３０４を通る水に干渉させることができず、複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減させることができない。
【００７４】
上述したように本実施形態の吐水口キャップＢＣ（吐水装置）は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、水を吐出するための吐出口１０２と、吐出口１０２から吐出する水を給水元から流入させるための流入口１０１と、流入口１０１から吐出口１０２に至る内部流路と、が形成された本体部としての第一筒部１０を備える。吐水口キャップＢＣは更に、内部流路を遮るように設けられ、流入口１０１から流入した水を内部流路の下流側に向けて噴射する複数の噴射孔３０４が形成された減圧板３０１と、内部流路内に空気を導入する空気孔２０４が形成され、この空気孔２０４から導入された空気を複数の噴射孔３０４から噴射された水に混入して気泡混入水と成し吐出口１０２に供給する気泡混入部７０３と、気泡混入部７０３において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部３０２と、を備える。
【００７５】
気泡混入部７０３は、複数の噴射孔３０４から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって空気孔２０４から空気を引き込むように構成されている。混入率調整部３０２は、流入口１０１から流入する水が所定流量を超えると、空気孔２０４の開口面積を減少させると共に、減圧板３０１よりも下流側に水が至る経路を複数の噴射孔３０４を通る主流路以外にバイパス流路３０８として形成する。このように空気孔２０４を減少させ、バイパス流路３０８を形成することで、複数の噴射孔３０４から噴射される水の流速増加を抑制し、混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されている。
【００７６】
本実施形態に係る吐水口キャップＢＣでは、気泡混入部７０３において、複数の噴射孔３０４から噴射された水に空気孔２０４から導入された空気を混入して気泡混入水と成して吐出口１０２から吐出するので、エジェクタ効果を利用して簡便に気泡混入水を生成することができる。
【００７７】
また本実施形態では、屈曲凹部３０１ａ及び突起部３０６ａによって形成されるバイパス流路３０８は、入り組んだ形状となる。
【００７８】
また本実施形態では、図３（ｂ）のように、流入口１０１から供給される水の量が多い場合には、前記混入率調整部３０２は、前記バイパス流路３０８を通る水の量が増えるほど干渉力が大きくなるように構成されている。このように、バイパス流路３０８を通る水を複数の噴射孔３０４を通る水に干渉させることで、複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減させることができる。従って、バイパス流路３０８を通る水を有効に活用することができ、バイパス流路３０８を小さく形成したとしても、確実に複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減することができため、気泡の混入が阻害され、必要以上の気泡混入を行わないようにすることができる。その結果、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【００７９】
また本実施形態では、図３（ａ）のように、所定流量以下のときは、前記混入率調整部３０２は、前記バイパス流路３０８から吐水される吐水のｘ方向の流れを規制するように構成されている。所定流量以下のときは、減圧板３０１と混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成される。バイパス流路３０８を通る水は、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れる。従って、流入口１０１から供給される水の量が少ない場合であって、瞬間的な流量変動などで減圧板３０１ａと混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成されたとしても、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４から噴射される水を減速させないように構成することができる。そのため、低流量段階でも、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。これにより、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００８０】
また本実施形態では、図３（ａ）のように、前記混入率調整部３０２は、前記バイパス流路３０８を通る水の流速を、複数の噴射孔３０４から噴射された水に干渉させる前に減速させるように構成されている。屈曲凹部３０１ａおよび突起部３０６ａによって形成されるバイパス流路３０８は、入り組んだ形状となっているため、バイパス流路３０８を通る水は減速され、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れるため、低流量段階でも、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。これにより、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００８１】
また本実施形態では、図３（ａ）のように、前記混入率調整部３０２は、流入口１０１から流入する水が所定流量以下のときは、バイパス流路を通る水の流れを遮るように構成されている。したがって、バイパス流路３０８を通る水は減速され、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れるため、低流量段階でも、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。これにより、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００８２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８３】
１０：第一筒部
２０：第二筒部
３０：減圧部
４０：上絞径部
５０：パッキン
６０：バネ
７０：下絞径部
８０：整流部
１０１：流入口
１０２：吐出口
１０３：取付ネジ部
１０４：係合突起
２０１：第一ガイド部
２０２：外側突起
２０３：内側突起
２０４：空気孔
２０５：第二ガイド部
３０１：減圧板
３０１ａ：屈曲凹部
３０２：混入率調整部
３０３：中央凹部
３０４：噴射孔
３０６：受圧部
３０６ａ：突起部
３０７：遮蔽壁
３０８：バイパス流路
４０１：鍔部
４０２：環状凸部
４０３：流入穴
４０４：溜水部
７０１：縮径テーパー部
７０２：拡径テーパー部
７０３：気泡混入部
７０４：傾斜面
８０１：整流格子
８０２：空気流路
８０３：空気導入口
Ｂ１：立位部
Ｂ２：スパウト部
ＢＣ：吐水口キャップ
ＣＬ：中心線
ＦＣ：水栓装置
ＨＬ：吐水ハンドル
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、吐水装置として、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするために、吐水に気泡を混入させ気泡混入水を吐出するものが提案されている。特に近年は、下記特許文献１に記載されているように、吐水の量感を高めるために、流速の低い低流量段階から気泡の混入率を高める吐水装置が提案されている。
【０００３】
下記特許文献１に記載の吐水装置は、流入口と吐出口との間に延在する流路の途上に空気混入機構と整流機構とを上流側よりこの順に備えた泡沫吐水部材を、継手を介して水栓の吐水口先端に設けている。空気混入機構は、減圧板と、減圧板の下流に形成された流路囲壁と、流路囲壁の下流に形成された逆流防止部とを有している。減圧板は、吐出口と同心の円であり且つ吐出口よりも大径の円の周上に配設された複数の小孔が形成されていると共に、流路を塞ぐように配設されている。減圧板の下流の流路囲壁には、空気孔が形成されている。その空気孔が形成された領域の下流には、逆流防止部が配設されている。整流機構は、傾斜部と、整流部と、整流格子と、整流路とを有している。傾斜部は、逆流防止部の下流で漏斗状に縮径する流路を有する。整流部は、傾斜部の下流端から吐出口へ向けて延在する吐出口と同心の流路を有する。整流格子は、流路の整流部を塞ぐように配設される格子状の部分である。整流路は、整流格子の下流で整流部に接続する流路である。更に、減圧板より上流に、継手の流路断面積よりも小さな流路断面を有する絞り部を設けている。
【０００４】
下記特許文献１に記載の吐水装置は上述の構成を備えることで、洗浄水が減圧板の小孔を通過する際、圧力エネルギーが運動エネルギーに変換され小孔からの噴流は流速を高め、この噴流が粘性により周囲の空気を巻き込むものである。このように空気を巻き込んで生成された水流は、比較的大きな気泡を含んだ高速水流となって、漏斗状の傾斜部に衝突する。傾斜部に衝突した高速水流は乱流化し、内包した比較的大きな気泡を破砕し、細かい気泡を含む気泡混入水流に変換される。この気泡混入水流は傾斜部に沿って収束し、整流格子にて整流され、整流路でまとめられて吐出口から吐出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７５９６９号公報
【特許文献２】特願２０１０−２１９６９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に記載の吐水装置では、いわゆるエジェクタ効果によって気泡混入水を生成するものであるため、低流量段階では効果的に細かい気泡を含む気泡混入水を生成し、吐出口からシンクや洗面ボウルに向けて吐出することができる。
【０００７】
ところで、エジェクタ効果によって気泡混入水を生成する際には、減圧板の小孔からの噴流の流速が高まることによる空気の巻き込み効果によって生成するものである。そのため、水量が増え流速が高まっていけば、その高まった流速に応じて、水に対して気泡として空気が混入する量も増える傾向にある。従って、流速の高い高流量段階に移行しても、気泡の混入率の高い気泡混入水が生成され吐出される。
【０００８】
気泡混入水は、低流量段階においては、気泡の混入率を高めることで、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするという基本的な目的を損なわずに、吐水の量感を高めることができ、節水にも寄与することができる。従って、低流量段階において気泡の混入率を極力高めて行く方向に、各部材の配置や形状の工夫がなされるものである。
【０００９】
しかしながら、実際の使用場面では、このような低流量の給水のみならず、高流量の給水を行うことも求められる。例えば、コップや花瓶に水を溜めたりする場合には、早く満水状態にするため、供給する水量を高めることが必要となる場面がある。上記特許文献１に記載の吐水装置では、高流量にすると気泡の混入率も高まるため、結果として、使用者が意図した水量の増分よりも、気泡の混入率が高まることによる総量の増分が影響し、予想した感覚を超えた大流量の気泡混入水が吐出されることになる。特に、上述したように低流量段階における気泡混入率を高める工夫をすればするほど、高流量段階におけるこれらの事象が顕著に現れることになる。
【００１０】
食器を洗ったり手を洗ったりするのであれば、量感があって洗浄力が変わらなければ、低流量の吐水を用いることが実使用上の観点からも節水の観点からも好ましいものであり、使用者もこの低流量の吐水で使用するはずである。しかしながら、コップや花瓶に水を溜める場合には、早く溜めてしまいたいという心理が働くことから、高流量となるように吐水装置を操作するのが使用者にとって自然な動作となる。
【００１１】
このように使用者がその感覚に従って高流量となるように吐水装置を操作した結果、使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量（実際の水量及び気泡量に相当する）の気泡混入水が吐出されると、確かに吐水のボリューム感は高まるものの、コップや花瓶に水を溜めようとしても、水の勢いが強いことによる折返し流で溢れかえってしまい、コップの容量の半分程度しか貯めることができないようなことも起こり得る。更に、コップや花瓶に半分程度の水を溜めようと意図しても、実際には気泡分で増量された気泡混入水を注ぐことになるので、使用者が半分程度まで溜まったと認識しても実際にはより少ない水量しか溜まっていないことも起こり得る。また、コップや花瓶に水を溜める場面以外でも、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするという基本的な目的が損なわれるおそれがある。
【００１２】
これらを回避するため、使用者が吐水水量をより微細に調整しなければならないものとすれば、その操作は煩雑で且つ微妙な感覚が必要となってしまうため、使用感が著しく低下するおそれがある。また、空気孔の開度を吐水量の増加に応じて手動で調整させ、低流量の場合に気泡混入率を高める一方で、高流量の場合に気泡混入率を抑制することも考えられるが、それも使用者に煩雑な手間を強いることになり、実使用上は使い勝手が極めて劣悪なものとなる。
【００１３】
そこで、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供する必要性が出てくる。
【００１４】
上記特許文献２に記載の吐水装置は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、水を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出する水を給水元から流入させるための流入口と、前記流入口から前記吐出口に至る内部流路と、が形成された本体部と、前記内部流路を遮るように設けられ、前記流入口から流入した水を前記内部流路の下流側に向けて噴射する複数の孔が形成された減圧板と、前記内部流路内に空気を導入する開口部が形成され、この開口部から導入された空気を前記複数の孔から噴射された水に混入して気泡混入水と成し前記吐出口に供給する気泡混入部と、前記気泡混入部において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部と、を備える。前記気泡混入部は、前記複数の孔から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって前記開口部から空気を引き込むように構成されている。前記混入率調整部は、前記流入口から流入する水が所定流量を超えると、前記開口部の開口面積を減少させると共に、前記減圧板よりも下流側に水が至る経路を前記複数の孔を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで前記複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制し、前記混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、前記混入率調整部は、所定流量以下のときは、前記バイパス流路を通る水が意図しない瞬間的な水圧変動等により、低流量使用時にバイパス流路が形成された場合、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水に干渉してしまうことがあり、空気混入量が低下する恐れがある。
【００１５】
上記特許文献２に記載の吐水装置は、混入率調整部を備えているため、低流量段階では気泡の混入率の高い気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することもできる。
【００１６】
また、吐水への気泡の混入率を確実に制御するために、混入率調整部が複合調整動作を実行するように構成している。具体的には、混入率調整部が、流入口から流入する水が所定流量を超えると、開口部の開口面積を減少させると共に、減圧板よりも下流側に水が至る経路を複数の孔を通る主流路に加えてバイパス流路も通るように形成している。このように構成することで、空気の供給量を制限することに加えて、複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制することができ、相乗効果によって混入率の増加を抑制することができる。
【００１７】
混入率調整部は、流入口から流入する水量に応じて、気泡の混入率を維持したり気泡の混入率を低減させたりすることもできる。従って、低流量段階で気泡の混入率を極限まで上げるような設定にしても、そこからの流量の増加に伴って気泡の混入率の増加が抑制され、所定流量を超えた領域においての最適な混入率にすることができる。そのため、使用者がその感覚に従って高流量となるように操作した結果、使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量（実際の水量及び気泡量に相当する）の気泡混入水が吐出されることを回避することができる。
【００１８】
更に、上記特許文献２に記載の吐水装置では、混入率調整部として、バイパス流路を用い、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水に干渉するように構成されていることも好ましいとしている。そうすることで、より確実に高流量使用時における気泡の混入率の増加を抑制することができるため、所定流量を超えた領域において、最適な混入率にすることができる。
【００１９】
しかし、そのような吐水装置においては、使用している流量に関わらず、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水に干渉するように構成されているため、効率的な空気混入を行わせたい低流量使用時にも空気混入量が低下する恐れがある。
【００２０】
このように、低流量使用時に空気混入量が低下してしまっては、吐水の量感を高めるために流速を高めることができなくなるので、吐水先のシンクや洗面ボウルへの着水音を小さくしたり、その際の水跳ねを抑制したりするという基本的な目的を損なわずに、吐水の量感を高め、節水にも寄与するという本来の目的を果たせなくなってしまう。
【００２１】
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、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記課題を解決するために本発明に係る吐水装置は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、水を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出する水を給水元から流入させるための流入口と、前記流入口から前記吐出口に至る内部流路と、が形成された本体部と、前記内部流路を遮るように設けられ、前記流入口から流入した水を前記内部流路の下流側に向けて噴射する複数の孔が形成された減圧板と、前記内部流路内に空気を導入する開口部が形成され、この開口部から導入された空気を前記複数の孔から噴射された水に混入して気泡混入水と成し前記吐出口に供給する気泡混入部と、前記気泡混入部において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部と、を備える。前記気泡混入部は、前記複数の孔から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって前記開口部から空気を引き込むように構成されている。前記混入率調整部は、前記流入口から流入する水が所定流量を超えると、前記開口部の開口面積を減少させると共に、前記減圧板よりも下流側に水が至る経路を前記複数の孔を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで前記複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制し、前記混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、前記混入率調整部は、前記所定流量を超えると、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水に干渉するように構成されており、前記所定流量以下のときは、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱める干渉力低減手段を設けている。
【００２３】
本発明に係る吐水装置では、気泡混入部において、複数の孔から噴射された水に開口部から導入された空気を混入して気泡混入水と成して吐出口から吐出するので、エジェクタ効果を利用して簡便に気泡混入水を生成することができる。
【００２４】
更に、混入率調整部を備えているので、低流量段階では気泡の混入率の高い気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することもできる。
【００２５】
混入率調整部は、流入口から流入する水量に応じて、気泡の混入率を維持したり気泡の混入率を低減させたりすることもできる。従って、低流量段階で気泡の混入率を極限まで上げるような設定にしても、そこからの流量の増加に伴って気泡の混入率の増加が抑制され、所定流量を超えた領域においての最適な混入率にすることができる。そのため、使用者がその感覚に従って高流量となるように操作した結果、使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量（実際の水量及び気泡量に相当する）の気泡混入水が吐出されることを回避することができる。
【００２６】
また本発明では、吐水への気泡の混入率を確実に制御するために、混入率調整部が複合調整動作を実行するように構成している。具体的には、混入率調整部が、流入口から流入する水が所定流量を超えると、開口部の開口面積を減少させると共に、減圧板よりも下流側に水が至る経路を複数の孔を通る主流路に加えてバイパス流路も通るように形成している。このように構成することで、空気の供給量を制限することに加えて、複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制することができ、相乗効果によって混入率の増加を抑制することができる。
【００２７】
更に本発明では、混入率調整部は、所定流量以下のときには、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱める干渉力低減手段を設けている。具体的には、混入率調整部が、流入口から流入する水が所定流量以下のときには、バイパス流路を通る水が複数の孔を通る水へ干渉力を及ぼさないように形成されている。そのため、低流量段階で、意図せずにバイパス流路が形成された場合においても気泡の混入が阻害されることなく、高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００２８】
上述したように本発明によれば、使用者が吐水水量をより微細に調整したり、空気の導入量を手動で調整したりすることなく、低流量段階においても高流量段階においても最適な気泡の混入率とした吐水を享受することができる。従って、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【００２９】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段として前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路から吐水される吐水方向を変化させて複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱めるものを設けていることも好ましい。
【００３０】
この好ましい態様では、干渉力低減手段は、流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路から吐水される吐水方向を、複数の孔を通る水への干渉力が小さくなるように規制している。そうすることで、低流量段階で瞬間的にバイパス流路が形成された場合においても、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を確実に供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００３１】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段として前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に減速させる手段を設けていることも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様では、干渉力低減手段は、流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に減速させる手段を設け、バイパス流路を通る水が複数の孔から噴射された水へ及ぼす干渉力を小さくなるようにしている。そうすることで、低流量段階で瞬間的にバイパス流路が形成された場合においても、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水をより確実に供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００３３】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段として流入口から流入する水が所定流量以下のときは、バイパス流路を通る水の流れを遮る手段を設けていることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様では、干渉力低減手段は、流入口から流入する水が所定流量以下のときに、バイパス流路を通る水の流れを遮る手段を設け、バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に、減速させるように構成されている。そうすることで、バイパス流路を通る水の複数の孔から噴射された水へ及ぼす干渉力が小さくなるようにしている。従って、低流量段階で瞬間的にバイパス流路が形成された場合においても、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水をより確実に供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００３５】
また本発明に係る吐水装置では、干渉力低減手段は、前記所定流量を超えると、作用せず、混入率調整部は、前記所定流量を超えて、バイパス流路を通る水の量が増えるほど、複数の孔を通る水への干渉力が大きくなるように構成されていることも好ましい。
【００３６】
この好ましい態様では、混入率調整部は、流入口から流入する水が所定流量以上のときに、バイパス流路を通る水の量が増えるほど、複数の孔を通る水への干渉力が大きくなるように構成されているので、高流量段階になるほど、気泡の混入が阻害され、必要以上の気泡混入を行わないようにすることができる。従って、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明によれば、使用者が従来の吐水装置と同じ感覚で流量調整をしても、低流量段階では気泡混入率を高めた気泡混入水を吐出することが可能であり、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第一実施形態である吐水口キャップを取り付けた水栓装置を示す斜視図である。
【図２】図１に示す吐水口キャップの中心線における断面を示す断面図である。
【図３】（ａ）は低流量段階における、（ｂ）は高流量段階における、図２の拡大断面図である。
【図４】図１に示す吐水口キャップを用いた場合の、水量と気泡混入率との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
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。
【００４０】
本発明の第一実施形態である吐水口キャップ（吐水装置）について図１を参照しながら説明する。図１は、吐水装置としての水栓装置ＦＣを示す斜視図である。水栓装置ＦＣは、洗面器や手洗器やシンク等に取り付けられるものであって、水を溜めたり水を受けたりするためのボウル部に向かって吐水するためのものである。水栓装置ＦＣは、ボウル部の周辺に取り付けられて、水の給水元である水道管と接続される。
【００４１】
水栓装置ＦＣは、立位部Ｂ１とスパウト部Ｂ２と、吐水ハンドルＨＬと、吐水口キャップＢＣとを備えている。立位部Ｂ１は、取付面に固定される部分であって、その取付面から垂直若しくは手前側に傾斜した状態で取り付けられて固定される部分である。
【００４２】
立位部Ｂ１に繋がるスパウト部Ｂ２は、その先端の吐水口から吐水する部分である。スパウト部Ｂ２は、立位部Ｂ１の上端近傍に略水平方向に沿って突出するように設けられている。
【００４３】
立位部Ｂ１の上端には吐水ハンドルＨＬが設けられている。吐水ハンドルＨＬを上下に操作することで吐水と止水とを切り替えることができると共に、吐水量も調整可能である。吐水ハンドルＨＬを左右に操作することで、吐水の温度を変更することも可能である。
【００４４】
続いて、スパウト部Ｂ２の吐水口に取り付けられる吐水口キャップＢＣについて、図２を参照しながら説明する。図２は、図１に示す吐水口キャップＢＣの中心線ＣＬにおける断面を示す断面図である。図２において、図１に示した中心線ＣＬが沿う方向をｙ軸方向とし、ｙ軸に直交し紙面に沿った横方向をｘ軸方向としている。
【００４５】
図２に示されるように、吐水口キャップＢＣは、第一筒部１０（本体部）と、第二筒部２０と、減圧部３０（減圧板、混入率調整部）と、上絞径部４０（圧損手段）と、パッキン５０と、バネ６０と、下絞径部７０と、整流部８０とを備えている。
【００４６】
第一筒部１０は、略円筒形状の部材であって、その円筒形状の内部に、第二筒部２０と、減圧部３０と、上絞径部４０と、パッキン５０と、バネ６０とを収める本体部として機能している。第一筒部１０の図中上端側（ｙ軸方向における負方向の末端側）には、取付ネジ部１０３が設けられている。取付ネジ部１０３は、吐水口キャップＢＣをスパウト部Ｂ２の吐水口に取り付けるための雌ネジである。取付ネジ部１０３の下方（ｙ軸方向における正方向）には、パッキン５０が第一筒部１０の内壁に沿うように円環状に設けられている。パッキン５０は、吐水口キャップＢＣをスパウト部Ｂ２の吐水口に取り付けた場合の漏水防止用の密接部材である。
【００４７】
第一筒部１０の取付ネジ部１０３を、スパウト部Ｂ２の吐水口の雄ネジと螺合させて取り付けると、水栓装置ＦＣから供給される水Ｗａは流入口１０１から供給される。流入口１０１から本体部としての第一筒部１０に入った水Ｗａは、その内部流路（詳細は後述するが、第二筒部２０、減圧部３０、上絞径部４０、下絞径部７０、整流部８０を通る流路）を通って気泡混入水又は整流水（実質的に気泡が混入されていない水）となって、吐出口１０２から外部（ボウル部）へと吐出される水Ｗｂとなる。
【００４８】
上絞径部４０は、パッキン５０の下流側（吐出口１０２側、ｙ軸方向における正方向）に配置されている。上絞径部４０は、帽子の鍔状に外周を構成する円環状の鍔部４０１と、鍔部４０１に囲繞され中央を含む領域に形成される環状凸部４０２とを備えている。
【００４９】
環状凸部４０２は、鍔部４０１から上流側（流入口１０１側、ｙ軸方向における負方向）に突出するように形成されている。環状凸部４０２の中央を含む領域には、流入穴４０３が形成されている。流入口１０１から入った水は、上絞径部４０に当たることで水の圧力変動が減衰され、流入穴４０３から下流側に流出される。流入穴４０３から下流側に流出した水は、上絞径部４０と減圧部３０との間に形成される溜水部４０４に流入する。
【００５０】
減圧部３０は、上絞径部４０の下流側に配置されている。減圧部３０は、減圧板３０１と、混入率調整部３０２とを備えている。
【００５１】
減圧板３０１は円形板状の部材である。減圧板３０１には、オリフィスとして機能する複数の噴射孔３０４が円環状を成すように形成されている。複数の噴射孔３０４が形成されているのは、溜水部４０４に相当する位置である。従って、複数の噴射孔３０４は、上絞径部４０の鍔部４０１によって塞がれないように設けられている。
【００５２】
減圧板３０１の中央を含む領域には、中央凹部３０３が設けられている。中央凹部３０３は、減圧板３０１の上流側の面に形成されている。従って、上絞径部４０の流入穴４０３から下流側に流出した水は、この中央凹部３０３によって集約されセンタリングされ、外周方向に広がって、複数の噴射孔３０４から下流側へと噴射される。
【００５３】
減圧板３０１の下流側には、混入率調整部３０２が設けられている。混入率調整部３０２は、上下動（ｙ軸方向に沿った進退運動）を行うことが可能なように構成されており、その上下動に伴って、後述する空気孔２０４（開口部）を閉じたり開いたりするように作用する。この作用に着目すれば、混入率調整部３０２は、内部流路に導入する空気の量を調整し、気泡混入水への気泡の混入率を調整するものとして機能する。
【００５４】
上絞径部４０及び減圧部３０と、第一筒部１０との間には、第二筒部２０が設けられている。第二筒部２０は、上流側の第一ガイド部２０１と、下流側の第二ガイド部２０５とを備えている。
【００５５】
第一ガイド部２０１の上端（流入口１０１側の端部、ｙ軸方向における負方向の端部）には、外側突起２０２が第一筒部１０側に向けて突出するように設けられている。外側突起２０２は、第一筒部１０の内側に設けられた係合突起１０４と係合することで、第一筒部１０に対して第二筒部２０が所定の位置に位置決めされ保持されるように形成されている。
【００５６】
第一ガイド部２０１の内側には、混入率調整部３０２の外周が当接するように配置されている。より具体的には、混入率調整部３０２の受圧部３０６が、第一ガイド部２０１の内側に当接している。混入率調整部３０２は、受圧部３０６が第一ガイド部２０１の内側の壁面に沿って上下方向（ｙ軸に沿った方向）に動くことで、全体として上下方向に動くように構成されている。
【００５７】
第一ガイド部２０１の下端（吐出口１０２側の端部、ｙ軸方向における正方向の端部）には、内側突起２０３が内部流路側に向けて突出するように設けられている。内側突起２０３は、混入率調整部３０２の遮蔽壁３０７の外側面が当接するように配置されている。遮蔽壁３０７は、内側突起２０３に当接しながら上下方向（ｙ軸に沿った方向）に動くように構成されている。
【００５８】
第一ガイド部２０１と第二ガイド部２０５との間には、内部流路内に空気を導入する空気孔２０４（開口部）が設けられている。空気孔２０４は、第一ガイド部２０１と第二ガイド部２０５との間において、第二筒部２０の全周に渡って散在するように設けられている。空気孔２０４は、第一ガイド部２０１の内側突起２０３の直下に形成されているので、上述した遮蔽壁３０７の動きによって、閉じたり開かれたりするように構成されている。
【００５９】
第一筒部１０と第二筒部２０との間には空間が設けられており、空気流路８０２として形成されている。第一筒部１０の下流側端と第二筒部２０の下流側端との間は開放されており、空気導入口８０３として形成されている。空気導入口８０３から導入された空気は空気流路８０２を通って空気孔２０４から内部流路へと導入されている。
【００６０】
第二ガイド部２０５の内側には、下絞径部７０が配置されている。下絞径部７０は、縮径テーパー部７０１と、拡径テーパー部７０２とを備えた円筒状の部材である。縮径テーパー部７０１は、拡径テーパー部７０２よりも上流側に設けられており、上流側から下流側に向けて内部流路を狭めるように形成されている。拡径テーパー部７０２は、縮径テーパー部７０１よりも下流側に設けられており、上流側から下流側に向けて内部流路を広げるように形成されている。
【００６１】
縮径テーパー部７０１の内側側面である傾斜面７０４は、減圧板３０１の複数の噴射孔３０４に対応した位置に形成されている。従って、減圧板３０１の複数の噴射孔３０４から噴射された水は、傾斜面７０４に当たって内側に方向付けられる。
【００６２】
流入口１０１から水が供給され、減圧板３０１の複数の噴射孔３０４から水が噴射されると、下流側から水が溜まって、下絞径部７０に相当する位置に気液界面が形成される。この気液界面に、傾斜面７０４で方向付けられた水流が空気を巻き込みながら突入するので、気泡混入水が生成される。減圧板３０１の作用によって、減圧板３０１から下絞径部７０の間は負圧になるので、空気孔２０４から空気が引き込まれ、複数の噴射孔３０４から噴射される水と共に気液界面に突入する。気液界面への水流の突入によって、気液界面は乱されて、より気泡が混入されやすい状況にもなる。従って、減圧板３０１から下絞径部７０にかけての領域は、気泡混入部７０３として形成されるものである。
【００６３】
気泡混入部７０３によって生成された気泡混入水は、第二ガイド部２０５の下流側に設けられた整流部８０の整流格子８０１によって整流され、吐出口１０２から外部へと吐出される。
【００６４】
減圧部３０と下絞径部７０との間には、付勢手段としてのバネ６０が配置されている。バネ６０は、下絞径部７０の縮径テーパー部７０１の外側を巻回するように配置されると共に、減圧部３０の混入率調整部３０２の内側を巻回するように配置されている。
【００６５】
従って、流入口１０１から水が供給され、上絞径部４０の流入穴４０３を通って混入率調整部３０２の受圧部３０６に水が当たると、混入率調整部３０２は上流側から下流側に押し下げられる力を受ける。バネ６０はこの力に対抗するように配置されているので、遮蔽壁３０７の動きは、流入口１０１から所定の流量の水が供給されるまでは動かずに（若しくは動いても空気孔２０４を遮らない程度に動き）、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると動いて空気孔２０４を遮蔽するように調整することができる。
【００６６】
また、混入率調整部３０２の受圧部３０６は、減圧板３０１に当接するように構成されている。上述したように、流入口１０１から水が供給され、上絞径部４０の流入穴４０３を通って混入率調整部３０２の受圧部３０６に水が当たると、混入率調整部３０２は上流側から下流側に押し下げられる力を受ける。従って、受圧部３０６の動きは、流入口１０１から所定の流量の水が供給されるまでは動かずに、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると動いて、減圧板３０１と受圧部３０６の間にバイパス流路が形成される。
【００６７】
このように受圧部３０６が動いた状態を図３（a）および（ｂ）に拡大して示す。図３（a）は低流量段階、図３（ｂ）は高流量段階における、図２のＡ部分近傍の拡大図である。図３（a）および（ｂ）に示すように、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると動いて、減圧板３０１と受圧部３０６の間にバイパス流路３０８が形成される。流入口１０１から供給された水は、噴射孔３０４を通る流路に加えて、バイパス流路３０８も通るようになるので、噴射孔３０４から噴射される水の速度が減衰される。また、流入口１０１から所定の流量を超えた水が供給されると、遮蔽壁３０７が動いて空気孔２０４を狭めるので、噴射孔３０４から噴射される水の速度調整を合わせて、気泡混入部７０３における気泡の混入率を調整することができる。
【００６８】
図３（a）は、低流量段階の水の流れを模式的に表したものである。バイパス流路３０８において、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱めることができるため、低流量段階では、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。従って、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００６９】
また本実施形態では、屈曲凹部３０１ａ及び突起部３０６ａによって形成されるバイパス流路３０８は、入り組んだ形状となる。減圧板３０１と混入率調整部３０２とが当接した状態では、突起部３０６ａが屈曲凹部３０１ａの内部に完全に入り込む。従って、図３（a）のように、減圧板３０１と混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成されたとしても、バイパス流路３０８を通る水は、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れる。従って、流入口１０１から供給される水の量が少ない場合であって、瞬間的な水圧変動などで減圧板３０１ａと混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成されたとしても、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４から噴射される水を減速させないように構成することができる。
【００７０】
また、図３（ｂ）は、高流量段階の水の流れを模式的に表したものである。図３（ｂ）のように、流入口１０１から供給される水の量が多い場合には、バイパス流路３０８を通る水が複数の噴射孔３０４を通る水に干渉するように構成されている。このように、バイパス流路３０８を通る水を複数の噴射孔３０４を通る水に干渉させることで、複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減させることができる。従って、バイパス流路３０８を通る水を有効に活用することができ、バイパス流路３０８を小さく形成したとしても、確実に複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減することができる。
【００７１】
上述した吐水口キャップＢＣを用いて、流入口１０１に供給される水Ｗａの流量を上げていった場合の気泡混入率と、混入率調整部３０２が移動しない吐水口キャップを用いた場合の気泡混入率と、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱める手段をもたない場合の気泡混入率を比較した図を図４に示す。図４において実施例１とは、吐水口キャップＢＣを用いたものである。図４において比較例１とは、吐水口キャップＢＣの混入率調整部３０２を動かないように固定したものを用いたものである。図４において比較例２とは、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱める手段をもたないものを用いたものである。尚、本実施形態における気泡混入率とは、気泡混入水中の水の体積に対する気泡混入水中の気泡の体積の総和の比率を示すものである。具体的には、気泡混入水を水と気泡（空気）とに分離し、それぞれの体積を測定して算出するものである。
【００７２】
比較例１においては、供給する水の流量を増やしていくと、その増分に比例して気泡の混入率も増加していっている。また、一方、実施例１および比較例２においては、所定の流量（約４．２Ｌ／ｍｉｎ）までは混入率調整部３０２が移動しないように構成されているので、供給する水の流量を増やしていくと、その増分に比例して気泡の混入率も増加していっている。しかしながら、所定の流量（約４．２Ｌ／ｍｉｎ）を超えると混入率調整部３０２が下流側に移動し始めるので徐々に気泡の混入率が抑制される。流量が約５Ｌ／ｍｉｎ付近で遮蔽壁３０７によって空気孔２０４が閉塞されるので気泡の混入率は顕著に抑制される。
【００７３】
しかし、比較例２においては、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４を通る水に及ぼす干渉力を弱める手段がないため、低流量段階（約４．２Ｌ／ｍｉｎまで）において、気泡の混入が阻害されてしまう。また、比較例２おいては、高流量段階（約４．２Ｌ／ｍｉｎ以上）において、バイパス流路３０８を通る水が複数の噴射孔３０４を通る水に干渉するように構成されていないため、バイパス流路３０８を通る水を複数の噴射孔３０４を通る水に干渉させることができず、複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減させることができない。
【００７４】
上述したように本実施形態の吐水口キャップＢＣ（吐水装置）は、気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、水を吐出するための吐出口１０２と、吐出口１０２から吐出する水を給水元から流入させるための流入口１０１と、流入口１０１から吐出口１０２に至る内部流路と、が形成された本体部としての第一筒部１０を備える。吐水口キャップＢＣは更に、内部流路を遮るように設けられ、流入口１０１から流入した水を内部流路の下流側に向けて噴射する複数の噴射孔３０４が形成された減圧板３０１と、内部流路内に空気を導入する空気孔２０４が形成され、この空気孔２０４から導入された空気を複数の噴射孔３０４から噴射された水に混入して気泡混入水と成し吐出口１０２に供給する気泡混入部７０３と、気泡混入部７０３において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部３０２と、を備える。
【００７５】
気泡混入部７０３は、複数の噴射孔３０４から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって空気孔２０４から空気を引き込むように構成されている。混入率調整部３０２は、流入口１０１から流入する水が所定流量を超えると、空気孔２０４の開口面積を減少させると共に、減圧板３０１よりも下流側に水が至る経路を複数の噴射孔３０４を通る主流路以外にバイパス流路３０８として形成する。このように空気孔２０４を減少させ、バイパス流路３０８を形成することで、複数の噴射孔３０４から噴射される水の流速増加を抑制し、混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されている。
【００７６】
本実施形態に係る吐水口キャップＢＣでは、気泡混入部７０３において、複数の噴射孔３０４から噴射された水に空気孔２０４から導入された空気を混入して気泡混入水と成して吐出口１０２から吐出するので、エジェクタ効果を利用して簡便に気泡混入水を生成することができる。
【００７７】
また本実施形態では、屈曲凹部３０１ａ及び突起部３０６ａによって形成されるバイパス流路３０８は、入り組んだ形状となる。
【００７８】
また本実施形態では、図３（ｂ）のように、流入口１０１から供給される水の量が多い場合には、前記混入率調整部３０２は、前記バイパス流路３０８を通る水の量が増えるほど干渉力が大きくなるように構成されている。このように、バイパス流路３０８を通る水を複数の噴射孔３０４を通る水に干渉させることで、複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減させることができる。従って、バイパス流路３０８を通る水を有効に活用することができ、バイパス流路３０８を小さく形成したとしても、確実に複数の噴射孔３０４を通る水の流速を低減することができため、気泡の混入が阻害され、必要以上の気泡混入を行わないようにすることができる。その結果、高流量段階では使用者が意図した水量を大きく超えたと感じるような総量の気泡混入水が吐出しないようにすることが可能な吐水装置を提供することができる。
【００７９】
また本実施形態では、図３（ａ）のように、所定流量以下のときは、前記混入率調整部３０２は、前記バイパス流路３０８から吐水される吐水のｘ方向の流れを規制するように構成されている。所定流量以下のときは、減圧板３０１と混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成される。バイパス流路３０８を通る水は、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れる。従って、流入口１０１から供給される水の量が少ない場合であって、瞬間的な流量変動などで減圧板３０１ａと混入率調整部３０２との間に微小な隙間が形成されたとしても、バイパス流路３０８を通る水が噴射孔３０４から噴射される水を減速させないように構成することができる。そのため、低流量段階でも、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。これにより、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００８０】
また本実施形態では、図３（ａ）のように、前記混入率調整部３０２は、前記バイパス流路３０８を通る水の流速を、複数の噴射孔３０４から噴射された水に干渉させる前に減速させるように構成されている。屈曲凹部３０１ａおよび突起部３０６ａによって形成されるバイパス流路３０８は、入り組んだ形状となっているため、バイパス流路３０８を通る水は減速され、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れるため、低流量段階でも、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。これにより、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００８１】
また本実施形態では、図３（ａ）のように、前記混入率調整部３０２は、流入口１０１から流入する水が所定流量以下のときは、バイパス流路を通る水の流れを遮るように構成されている。したがって、バイパス流路３０８を通る水は減速され、突起部３０６ａ及び屈曲凹部３０１ａに方向付けられて、噴射孔３０４から噴射される水と沿った状態で下流側へ流れるため、低流量段階でも、気泡の混入が阻害されることなく、より高い泡沫率の気泡混入水を供給することができる。これにより、低流量段階でも量感のある吐水が可能となって、気泡が混入していない吐水に比較して少ない水量で食器洗いや手洗いをすることができ、節水に寄与できると共に水跳ねを抑制することができる。
【００８２】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。すなわち、これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、前述した各具体例が備える各要素およびその配置、材料、条件、形状、サイズなどは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前述した各実施の形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【符号の説明】
【００８３】
１０：第一筒部
２０：第二筒部
３０：減圧部
４０：上絞径部
５０：パッキン
６０：バネ
７０：下絞径部
８０：整流部
１０１：流入口
１０２：吐出口
１０３：取付ネジ部
１０４：係合突起
２０１：第一ガイド部
２０２：外側突起
２０３：内側突起
２０４：空気孔
２０５：第二ガイド部
３０１：減圧板
３０１ａ：屈曲凹部
３０２：混入率調整部
３０３：中央凹部
３０４：噴射孔
３０６：受圧部
３０６ａ：突起部
３０７：遮蔽壁
３０８：バイパス流路
４０１：鍔部
４０２：環状凸部
４０３：流入穴
４０４：溜水部
７０１：縮径テーパー部
７０２：拡径テーパー部
７０３：気泡混入部
７０４：傾斜面
８０１：整流格子
８０２：空気流路
８０３：空気導入口
Ｂ１：立位部
Ｂ２：スパウト部
ＢＣ：吐水口キャップ
ＣＬ：中心線
ＦＣ：水栓装置
ＨＬ：吐水ハンドル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、
水を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出する水を給水元から流入させるための流入口と、前記流入口から前記吐出口に至る内部流路と、が形成された本体部と、
前記内部流路を遮るように設けられ、前記流入口から流入した水を前記内部流路の下流側に向けて噴射する複数の孔が形成された減圧板と、
前記内部流路内に空気を導入する開口部が形成され、この開口部から導入された空気を前記複数の孔から噴射された水に混入して気泡混入水と成し前記吐出口に供給する気泡混入部と、
前記気泡混入部において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部と、を備え、
前記気泡混入部は、前記複数の孔から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって前記開口部から空気を引き込むように構成されており、
前記混入率調整部は、
前記流入口から流入する水が所定流量を超えると、前記開口部の開口面積を減少させると共に、前記減圧板よりも下流側に水が至る経路を前記複数の孔を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで前記複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制し、前記混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、
前記所定流量を超えると、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水に干渉するように構成されており、前記所定流量以下のときは、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱める干渉力低減手段を設けたことを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記干渉力低減手段は、
前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、前記バイパス流路から吐水される吐水方向を変化させて前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱めるものであることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。
【請求項３】
前記干渉力低減手段は、
前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、前記バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に減速させる手段を設けたこと特徴とする請求項１に記載の吐水装置。
【請求項４】
前記干渉力低減手段は、
流入口から流入する水が所定流量以下のときは、バイパス流路を通る水の流れを遮る手段を設けていることを特徴とする請求項３に記載の吐水装置。
【請求項５】
前記干渉力低減手段は、前記所定流量を超えると、作用せず、前記混入率調整部は、前記所定流量を超えて、前記バイパス流路を通る水の量が増えるほど、前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力が大きくなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吐水装置。
【請求項１】
気泡混入水を吐出することが可能な吐水装置であって、
水を吐出するための吐出口と、前記吐出口から吐出する水を給水元から流入させるための流入口と、前記流入口から前記吐出口に至る内部流路と、が形成された本体部と、
前記内部流路を遮るように設けられ、前記流入口から流入した水を前記内部流路の下流側に向けて噴射する複数の孔が形成された減圧板と、
前記内部流路内に空気を導入する開口部が形成され、この開口部から導入された空気を前記複数の孔から噴射された水に混入して気泡混入水と成し前記吐出口に供給する気泡混入部と、
前記気泡混入部において気泡混入水に混入される気泡の混入率を調整する混入率調整部と、を備え、
前記気泡混入部は、前記複数の孔から噴射される水によって負圧を発生させ、この負圧の作用によって前記開口部から空気を引き込むように構成されており、
前記混入率調整部は、
前記流入口から流入する水が所定流量を超えると、前記開口部の開口面積を減少させると共に、前記減圧板よりも下流側に水が至る経路を前記複数の孔を通る主流路以外にバイパス流路として形成することで前記複数の孔から噴射される水の流速増加を抑制し、前記混入率の増加を抑制する複合調整動作を実行するように構成されており、
前記所定流量を超えると、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水に干渉するように構成されており、前記所定流量以下のときは、前記バイパス流路を通る水が前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱める干渉力低減手段を設けたことを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記干渉力低減手段は、
前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、前記バイパス流路から吐水される吐水方向を変化させて前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力を弱めるものであることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。
【請求項３】
前記干渉力低減手段は、
前記流入口から流入する水が所定流量以下のときに、前記バイパス流路を通る水の流速を、複数の孔から噴射された水に干渉させる前に減速させる手段を設けたこと特徴とする請求項１に記載の吐水装置。
【請求項４】
前記干渉力低減手段は、
流入口から流入する水が所定流量以下のときは、バイパス流路を通る水の流れを遮る手段を設けていることを特徴とする請求項３に記載の吐水装置。
【請求項５】
前記干渉力低減手段は、前記所定流量を超えると、作用せず、前記混入率調整部は、前記所定流量を超えて、前記バイパス流路を通る水の量が増えるほど、前記複数の孔を通る水へ及ぼす干渉力が大きくなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の吐水装置。
【図１】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２１４９８５（Ｐ２０１２−２１４９８５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７９３４６（Ｐ２０１１−７９３４６）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月８日（２０１２．１１．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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