吐水装置
【課題】少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができるシャワー装置を提供する。
【解決手段】シャワー装置Ｆ１は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流を、噴射方向と交わる方向に振動させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を変動させることで脈動吐水を行わせる。
【解決手段】シャワー装置Ｆ１は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流を、噴射方向と交わる方向に振動させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を変動させることで脈動吐水を行わせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐水装置の一例として、いわゆるエジェクタ効果を利用して水に空気を混入させ、気泡混入水と成して吐出するものが知られている。この吐水装置を、装置内に流入した水を複数の散水孔に分散して吐水するシャワー装置として構成する場合には、吐水に空気を混入させるにあたって、装置内に流入した水に空気を混入させてから各散水孔に分散させるように構成される。
【０００３】
このようなシャワー装置の一例として、下記特許文献１に記載されているようなシャワー装置が提案されている。下記特許文献１に記載されているシャワー装置は、円盤状のハウジングシェルの前面に複数の散水孔が設けられており、ハウジングシェルの後面の中央から流入させた水をそれら複数の散水孔に分配して吐出するものである。更にこのシャワー装置では、ハウジングシェルに水が流入してから空気を混入させて気泡混入水とし、この気泡混入水を円盤状のハウジングシェルの前面全体に分布するように形成されている複数の散水孔に分配するものである。そこで、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させ、気泡混入水をハウジングシェルの前面全体に行き渡るようにしている。
【０００４】
また、このようなシャワー装置の別な一例として、下記特許文献２に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献２に記載されているシャワー装置は、湯水混合栓等のコックを開くと、ホースから水が供給されてオリフィス部材内を水が通過する。このとき、オリフィス部材の下流側に設けられている減圧室においては減圧状態が形成されるので、この減圧室内に開口した内側吸引口から空気が吸引され、水と空気とが混合される。下記特許文献２に記載されているシャワー装置はこのようにして気泡混入水を生成し、シャワーヘッドに設けられた複数の散水孔から吐出する。このシャワー装置では、生成後の気泡混入水は、減圧室の下流側に設けられている区画管内のネジ部材や更にその下流側のシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されながら散水孔に向かっている。
【０００５】
更に、気泡混入水を吐出するシャワー装置の観点からは、下記特許文献３に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献３に記載されているシャワー装置は、シャワー用水の流れる給水路に気体を混入させる気体混入部を有し、気体混入部にてシャワー用水に混入させた気体を微細化させて、給水路の出口に設けたシャワー吐水部から吐水されるシャワー水に対して泡径０．１〜１０００μｍの微細気泡を含ませる微細気泡発生装置を備えている。この気体混入部としては、シャワー用水への気体の混入比を制御する気体混入比制御手段が設けられており、気体混入比制御手段を構成する電磁弁である気体流量弁が、気体供給流路に設けられている。気体流量弁はシャワー装置の動作を制御する制御部に接続されており、その開度が制御されるようになっている。気体流量弁の開度制御はすなわち気体供給流路の流路径の大小制御をするものであって、気体供給流路に流れる気体の流量を可変にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特許第３７４７３２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２３７６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２に記載のシャワー装置では、同文献の段落００１５に記載されているように、途切れ途切れに水が使用者に当たる感覚を実現するためのものである。この「途切れ途切れ」とは、不均一な粒径に粒化された水滴が使用者に当たることで、大きな粒径の水滴が当たれば強い水浴び感を使用者に与え、小さな粒径の水滴が当たれば弱い水浴び感を使用者に与えることになり、これら水浴び感の強弱を断続的に使用者に与えることができることを表現しているものと思われる。本発明者らの具体的な考察によれば、生成直後の気泡混入水は水に対して空気が略均一に混入されていると推察されるところ、生成後の気泡混入水がネジ部材やシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されることで気泡同士の衝突が発生し、散水孔に到達した段階では気泡径が不均一になっているものと考えられる。そして、このような気泡混入水を散水孔から吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てることで上述したような感覚を実現しているものと考えられる。
【０００８】
一方、上記特許文献１に記載のシャワー装置によって吐出される気泡混入水の性状については同文献に記載がないが、上記特許文献２に記載のシャワー装置同様に気泡径が不均一な気泡混入水を散水孔に供給し吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられる。上記特許文献１に記載のシャワー装置は、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させていることからして、上記特許文献２に記載のシャワー装置においても同様の不均一な気泡成長が起こっており、不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられるからである。上記特許文献１に記載のシャワー装置も、上記特許文献２に記載のシャワー装置も、不均一な気泡が混入された気泡混入水によって、不均一な粒径の水滴を使用者に当てるものであるから、その水浴び感の強弱の差は小さいものであり、刺激感に乏しいものとなっている。
【０００９】
一方、上記特許文献３に記載のシャワー装置では、気体混入比制御手段を構成する電磁弁である気体流量弁が、気体供給流路に設けられている。このような気体混入比制御手段を設けることで、気泡混入率の意図的な制御は可能となるものの、気体流量弁としての電磁弁が必要になる。従って、上記特許文献３に記載のシャワー装置によれば刺激感のある気泡混入水の吐出を行うことができる可能性はあるものの、電磁弁のように構造物を物理的に動作させる手段が必要となるため、小型化及び低コスト化とは逆行する吐水装置になってしまう。
【００１０】
本発明者らはこのような状況に対して、シャワー装置に限らず単孔から吐水を行う衛生洗浄装置をも含む吐水装置において、少ない水量であっても量感を感じることができる吐水であって、吐水の瞬間流量が大きく変化し心地よい刺激感のある吐水を可能とするものであって、小型化及び低コスト化に資する吐水装置を提供しようと考えた。これに対して上述した従来の技術では、既述の通り不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚を実現するものであるから、量感に加えて吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感のある吐水を提供するものではなかった。また、小型化及び低コスト化を図りつつ、量感に加えて吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感のある吐水を提供することができなかった。
【００１１】
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、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる吐水を享受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】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明に係る吐水装置は、空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置であって、水を供給する給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部で生成された前記気泡混入水を吐出する吐水部と、を備えている。本発明に係る吐水装置は更に、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで前記空気混入部に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、前記吐水部から吐出する前記気泡混入水の瞬間流量を変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を備える。
【００１３】
本発明によれば、空気混入部において絞り部から噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水とし、その気泡混入水を吐水部から吐出するので、使用者に量感のある吐水を享受させることができる。更に、吐水部から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を備えているので、使用者に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じる吐水を享受させることができる。脈動付与手段が脈動吐水を行わせるにあたっては、絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで空気混入部に取り込まれる空気量を変動させている。具体的には、絞り部から噴射した後に進行方向を周期的に変化させ、又は絞り部からの噴射方向そのものを周期的に変化させることで、絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させている。脈動付与手段は、水流の進行方向を周期的に変化させることで、空気混入部に取り込まれる空気量を変動させ、更にその空気量の変動を利用して脈動吐水を行っているので、水流の進行方向を変化させるという簡単な構成を用いつつも結果として脈動吐水を行うことが可能なものとなっている。従って、コスト低減及び小型化に資するような簡単な構成とすることで、吐水装置のデザイン性や信頼性を確保することができると共に、少ない水量であっても量感を感じることができ、吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を享受することが可能な吐水装置を実現している。
【００１４】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることも好ましい。
【００１５】
この好ましい態様によれば、脈動付与手段が、水流の進行方向を周期的に変化させ、その周期的な変化を利用して空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させることで、空気混入部に空気を吸い込む力を変動させている。そのため、空気混入部へ空気を吸引するための吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、確実に空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることができる。従って、空気混入部へ送り込む空気を変動させるための特別な手段を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００１６】
また本発明に係る吐水装置では、前記空気混入部において前記開口よりも下流側に水と空気の境界面である気液界面が形成されると共に、この気液界面の一部に、前記開口から流入した空気が引きちぎられて水流に取り込まれる空気取込領域が形成されており、前記脈動付与手段は、前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることも好ましい。
【００１７】
この好ましい態様によれば、脈動付与手段が、開口から空気取込領域までの距離を変化させることで、開口から取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、開口から取り入れる空気の取り込み量を減少させたりすることができる。具体的には、開口から空気取込領域までの距離を変化させることで、開口から空気取込領域に至る空気が加速するための加速距離を変化させ、空気取込領域に突入する空気の流速を変化させる。空気取込領域に突入する空気の流速が高まれば空気取込領域への空気混入量は増大し、空気混入部における吸引負圧量を増大させる。一方、空気取込領域に突入する空気の流速が低くなれば空気取込領域への空気混入量は減少し、空気混入部における吸引負圧量を減少させる。そのため、開口から空気取込領域までの距離を変化させることで、空気混入部における空気の吸引負圧量を確実に変動させることができる。このように、開口から空気取込領域までの距離を変化させて空気の吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、空気の取り込み量を確実に変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００１８】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記空気混入部において前記気液界面の空気側が対面する壁面に衝突させることで前記空気取込領域を形成し、その衝突位置を変化させることによって前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させることも好ましい。
【００１９】
本発明に係る吐水装置は、吐水の瞬間流量を大きく変動させ、使用者に心地よい刺激感を感じてもらうものである。この心地よい刺激感を実現するために、空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部への空気の取り込み量を確実に変動させている。ところで、使用者が心地よい刺激感を感じるためには、脈動吐水の周期を短いものとする必要がある。脈動吐水の周期が長くなると、使用者に当たる水量変化の間隔が広がり、刺激感を感じにくくなるためである。そこでこの好ましい態様では、吸引負圧量の変動周期を短くすると共に空気の取り込み量の変動周期を短くするため、空気混入部において空気が存在する側の壁面に水流を衝突させることで空気取込領域を形成し、その衝突位置を変化させることによって開口から空気取込領域までの距離を変化させている。空気取込領域は気液界面の一部に形成されるものであるから、気液界面全体と開口との距離を変化させることで、空気の加速距離を変化させることも考えられる。
【００２０】
しかしながら、気液界面は、空気混入部に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部に空気を吸い込む負圧との均衡によって発生し、その位置は水の内圧と空気の負圧とが均衡する位置となる。従って、気液界面全体と開口との距離を変化させるためには、水の内圧と空気の負圧とのバランスを変動させる必要があり、例えば絞り部から噴射される水流の進行方向を僅かに変化させるぐらいでは変動させることができない。そこでこの好ましい態様では、空気混入部において前記気液界面の空気側が対面する壁面に水流を衝突させることで強制的に空気取込領域を形成し、圧力の均衡によらず水流の進行方向を調整することによる空気取込領域の位置変動を実現している。従って、水流の進行方向を変化させることで水流と壁面との衝突位置を確実に動かし、開口から空気取込領域までの距離を確実に変化させている。
【００２１】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に前記空気混入部の壁面に衝突しないように変化させることも好ましい。
【００２２】
上述したように、気液界面の位置は、空気混入部に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部に空気を吸い込む負圧とが均衡する位置となる。一方で、気液界面の一部である空気取込領域は、水流を壁面に衝突させて形成するものであるから、気液界面の一部を開口側に引き出して形成される。そこでこの好ましい態様では、絞り部から空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に壁面に衝突しないように変化させることで、空気取込領域の位置も、水の内圧と空気の負圧とが均衡する位置まで引き離すものとしている。このようにすることで、空気混入部と開口との距離が離れ、空気混入部に取り込まれる空気量を最大化させることができる。
【００２３】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記空気混入部における前記開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させることも好ましい。
【００２４】
上述したように本発明の好ましい態様では、空気取込領域の位置を変動させることで、開口から取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、開口から取り入れる空気の取り込み量を減少させたりするものとしている。この好ましい態様では、開口から取り入れる空気の取り込み量を大きく変動させるため、絞り部から噴射される水流の進行方向を空気混入部における開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させている。このように水流の進行方向を変化させることで空気取込領域の位置を開口側に移動させ、空気混入部に取り込む空気の量を極めて小さいものとし、空気の取り込み量の変動を極大化している。従って、空気の取り込み量を確実に大きく変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００２５】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記開口と干渉しない範囲で変化させ、前記開口から水が流出することを防止することも好ましい。
【００２６】
本発明に係る吐水装置の開口は、空気混入部に空気を取り込むためのものであるから、この開口から外部に水が流出することは、意図しない吐水となり好ましくないばかりか、水中のカルシウム成分が開口内に固着して開口を塞ぐ原因ともなりうる。そこでこの好ましい態様では、絞り部から噴射される水流の進行方向を開口と干渉しない範囲で変化させることで、開口から水が流出することを防止している。
【００２７】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記絞り部を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって前記水流と前記壁面との間に流間負圧部を形成することで、前記水流の進行方向を周期的に変化させることも好ましい。
【００２８】
この好ましい態様では、絞り部から噴射される水流を、絞り部を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって水流と壁面との間に流間負圧部を形成しているので、流間負圧部の作用によって絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることができる。このように水流を壁面から剥離させ流間負圧部を形成するという簡単な構成で水流の進行方向を周期的に変化させるので、極めて簡単な構成で空気の取り込み量を変動させることができる。従って、水流の進行方向を周期的に変化させるための特別な手段を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００２９】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段が形成する前記流間負圧部とは反対側にのみ前記開口を形成し、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することも好ましい。
【００３０】
この好ましい態様では、開口を流間負圧部とは反対側にのみ形成し、開口から吸引される空気が流間負圧部に侵入しないように構成されている。このように開口と流間負圧部との配置を工夫することで、流間負圧部に空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【００３１】
また本発明に係る吐水装置では、前記絞り部には、前記空気混入部に噴射する水流が膜状の水流となるように、水流の噴射方向に対して扁平な絞り流路が形成されており、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される膜状の水流によって、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様では、絞り部に扁平な絞り流路が形成されているので、絞り流路から噴射される水流は膜状の水流となる。従って、開口と流間負圧部との間に膜状の水流を介在させることができるので、開口から取り込まれた空気は膜状の水流によって遮断され、流間負圧部には到達しない。このように絞り流路の断面形状を扁平にするという簡単な構成で、流間負圧部に空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【００３３】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記空気混入部に前記開口から空気を吸引するために発生される吸引負圧と前記流間負圧との圧力差によって、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、前記吸引負圧が小さくなると前記流間負圧を大きくし、前記吸引負圧が大きくなると前記流間負圧を小さくすることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様では、絞り部から噴射される水流に作用する力を、吸引負圧側と流間負圧側とから交互に大きく作用させることができる。水流に作用する力は、吸引負圧が小さくなると流間負圧を大きくし、吸引負圧が大きくなると流間負圧を小さくすることで作用させているので、吸引負圧と流間負圧とが均衡して水流の進行方向の周期的な変動が止まってしまうことを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる吐水を享受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】
【００３６】
【図１】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図２】図１の（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図２に示す水噴射コマ近傍を拡大して示す拡大斜視断面図である。
【図４】図２に示す水噴射コマを示す斜視図である。
【図５】図４に示す水噴射コマの中央近傍における断面を示す斜視断面図である。
【図６】図４に示す水噴射コマを用いた場合の水噴射状態を示す平面図である。
【図７】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置の空気混入部における水と空気の状態を示す図である。
【図８】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置の空気混入部における水と空気の状態を示す図である。
【図９】図７に示す状態を模式的に示す図である。
【図１０】図８に示す状態を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態において水流の進行方向の変化と気泡混入状態の変化とを説明するための図である。
【図１２】本願発明の第二実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図１３】図１１の（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図１４】図１１の（Ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図１５】図１３のＤ部拡大図である。
【図１６】図１４に示す部分の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
本発明の第一実施形態であるシャワー装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るシャワー装置Ｆ１を示す図であって、図１の（Ａ）は平面図を示し、図１の（Ｂ）は側面図を示し、図１の（Ｃ）は下面図を示している。図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１は主に略円盤状を成す本体４によって構成されており、シャワー装置Ｆ１（本体４）の上面４ａには給水口４１ｄが形成されている。
【００３９】
図１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１の本体４は、給水口４１ｄが形成されているキャビティ４Ａと、散水孔４４３が形成されているシャワープレート４Ｂとによってその外形が構成されている。図１の（Ｃ）に示されるように、本体４の下面４ｂには複数の散水孔４４３が形成されていると共に、開口４３１も形成されている。本実施形態の場合、散水孔４４３は開口４３１を中心とした放射状に配置されている。
【００４０】
続いて、図１の（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図２を参照しながらシャワー装置Ｆ１について説明を加える。図１に示されるように、シャワー装置Ｆ１は、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、水噴射コマ４Ｃとによって構成されている。
【００４１】
キャビティ４Ａは、シャワープレート４Ｂと共に本体４の外形を形成する部材であって、本体４の上面４ａとは反対側の当接面４Ａａから上面４ａに向けて円形の凹部４Ａｂが形成されている。キャビティ４Ａの中心近傍には、上面４ａから凹部４Ａｂに至る貫通穴４Ａｃが形成されている。このように貫通穴４Ａｃを設けることで、給水口４１ｄから絞り部４２に至る給水部４１が形成されている。
【００４２】
シャワープレート４Ｂは、キャビティ４Ａと共に本体４の外形を形成する部材であって、散水孔４４３が放射状に複数個形成されている。この散水孔４４３が形成されている領域の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａは散水部４４の側壁４４ｃとなるように構成されている。
【００４３】
シャワープレート４Ｂの当接面４Ｂａとキャビティ４Ａの当接面４Ａａとを当接させると、キャビティ４Ａの凹部４Ａｂとの間には空隙が形成され、この空隙が空気混入部４３及び散水部４４となるように構成されている。凹部４Ａｂの一部分は散水部４４の側壁４４ａとなるように構成されている。
【００４４】
続いて、水噴射コマ４Ｃについて図３〜図５を参照しながら説明する。図３は水噴射コマ４Ｃ近傍を拡大した斜視断面図である。図４は、水噴射コマ４Ｃを示す斜視図である。図５は、図４に示す水噴射コマ４Ｃの中央近傍の断面を示す斜視断面図である。図３〜図５に示されるように、水噴射コマ４Ｃは、フランジ４Ｃｂをツバとする帽子形状を成しており、その帽子形状の頂部に相当するフランジ４Ｃｂとは反対側の端部に空気導入突起部４Ｃａが形成されている。空気導入突起部４Ｃａとは反対側であってフランジ４Ｃｂの中央近傍には絞り突起部４Ｃｄが形成されている。
【００４５】
絞り突起部４Ｃｄは、絞り部４２の一部を構成するものであって、キャビティ４Ａと対向することで絞り流路４２１を形成している。従って、絞り流路４２１は、キャビティ４Ａの中央近傍から放射状且つ膜状の水が噴射されるように全周に渡ってスリットを形成している。
【００４６】
絞り突起部４Ｃｄの周囲には空気導入孔４３１ａが、絞り突起部４Ｃｄの全周に渡って複数個形成されている。空気導入孔４３１ａは、空気導入突起部４Ｃａに形成されている開口４３１と連通しており、絞り流路４２１に対して空気を供給するものである。
【００４７】
シャワープレート４Ｂにおいては、本体４の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａから下面４ｂに向けて円形の凹部４Ｂｃが形成されている。凹部４Ｂｃは、放射状に設けられた散水孔４４３の内側に位置するように、シャワープレート４Ｂの中央に設けられている。凹部４Ｂｃの底面から下面４ｂに至るように貫通穴４Ｂｂが形成されている。凹部４Ｂｃには、水噴射コマ４Ｃが収められている。
【００４８】
水噴射コマ４Ｃの空気導入突起部４Ｃａは、貫通穴４Ｂｂから外部に突出するように配置されている。従って、空気導入突起部４Ｃａに形成されている開口４３１は、外気を取り込むことが可能なように構成されている。
【００４９】
上述したようにキャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、水噴射コマ４Ｃとを組み上げることで、シャワー装置Ｆ１は、給水部４１と、絞り部４２と、空気混入部４３と、散水部４４とを備えるように構成される。
【００５０】
給水部４１は、水を供給するための部分であって、給水口４１ｄから導入した水を絞り部４２へと供給する部分である。給水口４１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部４１から絞り部４２へと供給される。
【００５１】
絞り部４２は、給水部４１の下流側に設けられており、給水部４１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部４２には、単一の絞り流路４２１が形成されている。
【００５２】
空気混入部４３は、絞り部４２の下流側に設けられており、絞り部４２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口４３１が形成されている部分である。
【００５３】
散水部４４は、空気混入部４３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成されている部分である。
【００５４】
このシャワー装置Ｆ１では、給水部４１から水を供給すると、絞り部４２の絞り流路４２１から膜状水流ＷＦｃが噴射される。この膜状水流ＷＦｃの噴射状態を図６に示す。図６は、シャワー装置Ｆ１を給水部４１側から見た場合の膜状水流ＷＦｃの噴射状態を模式的に示す図である。図６に示すように、膜状水流ＷＦｃは全周に渡って噴射される。
【００５５】
このように膜状水流ＷＦｃを噴射することで、膜状水流ＷＦｃが突入する突入線を挟んで互いに衝突し難い対流が発生する。このように互いに衝突し難い対流が発生すると、気泡の衝突による気泡の肥大化の可能性を低減することができる。気泡混入水中の気泡が微細化され、気泡混入水の流れが衝突し難くなって微細化された気泡が維持されると、絞り流路４２１から離れた位置に散水孔４４３が配置されるような場合でも、気泡は浮力の影響を受けずに散水孔４４３に供給されることになる。従って、全ての散水孔４４３により安定して気泡混入水を供給することが可能となる。
【００５６】
このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔４４３に供給されると、散水孔４４３内及び散水孔４４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔４４３から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができる。
【００５７】
更に本実施形態のシャワー装置Ｆ１では、吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を与えるように、吐水の瞬間流量を大きく変動させる脈動吐水を実現している。シャワー装置Ｆ１において空気混入部４３における水と空気の状態の変動を図７及び図８に示す。図７及び図８は、シャワー装置Ｆ１の絞り流路４２１及び空気混入部４３に通水した状態を写した写真に基づく図である。図７及び図８においては、絞り流路４２１から空気混入部４３に水が噴射され、空気導入孔４３１ａから空気が吸引され、空気混入部４３において水と空気とが混入されている。図７及び図８では、白っぽく見える部分が水であり、黒っぽく見える部分が空気である。
【００５８】
本発明者らによる検証では、図７に示す状態と図８に示す状態とが交互に周期的に発生している。図７に示す状態は、絞り流路４２１から噴射される水流が直進し、空気混入部４３に向かって進んでいる。この水流の噴射によって空気混入部４３には負圧が発生し、空気導入孔４３１ａから空気が吸引される。一方、図８に示す状態では、絞り流路４２１から噴射される水流が空気導入孔４３１ａを塞ぐように引っ張られながら進行し、空気混入部４３に向かって進んでいる。この水流の噴射によって空気導入孔４３１ａから吸引される空気の量は、図７に示す状態からは大きく減少している。
【００５９】
図７及び図８に示す状態をより詳細に説明するため、図７に示す状態を模式的に示した図を図９に示し、図８に示す状態を模式的に示した図を図１０に示す。図９に示されるように、絞り部４２の上流側から流れ込んだ水流ＷＦは、絞り突起部４Ｃｄに当たって進行方向が転換され、絞り流路４２１に向かう。絞り流路４２１によって速度が速められた水流ＷＦは空気混入部４３に向けて噴射される。空気混入部４３に水流ＷＦが噴射されると下流側から水が溜まり、その溜まった水に絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦが突入する。水が溜まっている部分と空気との間には気液界面が生じることになり、例えばその標準的な位置は界面位置Ｓ１である。しかしながら、気液界面は空気が引きちぎられて水流ＷＦに取り込まれる場所であるため、大きなうねりが生じて不安定な領域であり、絞り流路４２１側への戻り流も発生する。そのため、図７に示されるように、実際の界面位置Ｓ２は標準的な界面位置Ｓ１よりも上流側に戻って形成される場合もある。
【００６０】
絞り流路４２１から水が噴射されることによって、空気混入部４３内の水が存在しない領域には負圧が発生し、この負圧の作用によって空気導入孔４３１ａから空気が吸い込まれ空気流ＡＦが生じる。従って、空気導入孔４３１ａの近傍には、空気混入部４３に空気を吸い込むための吸引負圧部ＬＰｂが形成されている。この吸引負圧部ＬＰｂが形成されることで、空気導入孔４３１ａから空気が吸い込まれると共に、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦも影響を受けることになる。具体的には、絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦは、吸引負圧部ＬＰｂによって空気導入孔４３１ａを塞ぐようにフランジ４Ｃｂ側に引っ張られる。
【００６１】
図１０に示されるように、絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦが吸引負圧部ＬＰｂに引っ張られると、気液界面は上流側に移動して界面位置Ｓ３に気液界面が形成される。界面位置Ｓ３まで気液界面が移動すると、空気導入孔４３１ａは実質的に塞がれた状態となり、吸引負圧部ＬＰｂの負圧は低下し空気導入孔４３１ａからの空気の取り込み量は減少する。
【００６２】
本実施形態のシャワー装置Ｆ１では、給水部４１から絞り部４２に至る流路をエルボ形状としたエルボ部ＥＰを形成し、絞り部４２の絞り流路４２１から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面（キャビティ４Ａの下面）から剥離させるように構成している。より具体的には、エルボ部ＥＰの内周面の一部に急峻な面変化を形成するため、上流側の内面４２２ａと下流側の内面４２２ｂとが角部４２１ａを形成するように繋がっている。このように構成することで、水流ＷＦが角部４２１ａを通過する際に流れの剥離を起こさせることができ、角部４２１ａの下流側で大きな渦を発生させることができる。この大きな渦の発生によって遠心力が発生し、絞り流路４２１から噴射される水流に流間負圧部ＬＰａを形成することができる。
【００６３】
図１０に示された状態では、吸引負圧部ＬＰｂにおいて発生する負圧が低下するので、流間負圧部ＬＰａにおいて発生する負圧が相対的に上昇し、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦがより直進する方向へと引き戻す効果を発揮する。この流間負圧部ＬＰａの作用によって、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦは直進するので、図９に示された状態に戻ることになる。上述したような吸引負圧部ＬＰｂと流間負圧部ＬＰａの相互作用によって、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦは、その噴射方向と交わる方向に振動する。本実施形態のシャワー装置Ｆ１では、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦの振動と、空気導入孔４３１ａから取り込まれる空気量の周期的な変動の相互作用によって、空気混入部４３から散水部４４に送り出される気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることができる。
【００６４】
図９及び図１０を参照しながらした説明に対して、図１１を参照しながら更に説明を加える。図１１は、水流の進行方向と空気が水中に取り込まれる領域との関係について模式的に示した図である。図１１の（Ａ）は、水流ＷＦＡが最も空気導入孔４３１ａに近づいた場合を示している。図１１の（Ｂ）は、（Ａ）の状態から水流ＷＦＡの進行方向が変化して水流ＷＦＢとなり、空気導入孔４３１ａから離れた場合を示している。図１１の（Ｃ）は、（Ｂ）の状態から更に水流ＷＦＢの進行方向が変化して水流ＷＦＣとなり、空気導入孔４３１ａから最も離れ、空気混入部４３の壁面には衝突しない状態を示している。図１１の（Ｄ）は、（Ｃ）の状態から更に水流ＷＦＣの進行方向が変化して水流ＷＦＤとなり、空気導入孔４３１ａに近づいた状態を示している。
【００６５】
図１１の（Ａ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＡが開口である空気導入孔４３１ａに近くなっていると、水流ＷＦＡが空気混入部４３の壁面に衝突する位置も当然ながら空気導入孔４３１ａに近付いている。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＡは、空気導入孔４３１ａの比較的近くに形成される。
【００６６】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＡは、気液界面ＳＡに向かって流れる。気液界面ＳＡは水流ＷＦＡに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＡが水中に取り込まれることはない。水流ＷＦＡが空気混入部４３の壁面に衝突する位置の近傍では、空気流ＡＦＡが加速して気液界面ＳＡに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＡの空気が引きちぎられて水流ＷＦＡに取り込まれる空気取込領域ＡＷＡが形成される。図１１の（Ａ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＡが空気導入孔４３１ａに比較的近いため、空気流ＡＦＡの加速距離が短く、結果として取り込まれる空気の量が少なくなる。
【００６７】
図１１の（Ａ）は、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧が小さく、水流ＷＦＡの上方に形成される流間負圧が大きい状態である。従って、水流ＷＦＡは流間負圧に引っ張られて上昇し、図１１の（Ｂ）に示すような水流ＷＦＢとなる。
【００６８】
図１１の（Ｂ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＢが開口である空気導入孔４３１ａから離れると、水流ＷＦＢが空気混入部４３の壁面に衝突する位置も当然ながら空気導入孔４３１ａから離れる。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＢは、空気導入孔４３１ａから離れて形成される。
【００６９】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＢは、気液界面ＳＢに向かって流れる。気液界面ＳＢは水流ＷＦＢに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＢが水中に取り込まれることはない。水流ＷＦＢが空気混入部４３の壁面に衝突する位置の近傍では、空気流ＡＦＢが加速して気液界面ＳＢに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＢの空気が引きちぎられて水流ＷＦＢに取り込まれる空気取込領域ＡＷＢが形成される。図１１の（Ｂ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＢが空気導入孔４３１ａから離れているため、空気流ＡＦＢの加速距離が延び、結果として取り込まれる空気の量が多くなる。
【００７０】
図１１の（Ｂ）では、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧は図１１の（Ａ）の状態よりは大きくなっているものの、水流ＷＦＢの上方に形成される流間負圧の方が比較的大きい状態となっている。従って、水流ＷＦＢは流間負圧に引っ張られて上昇し、図１１の（Ｃ）に示すような水流ＷＦＣとなる。
【００７１】
図１１の（Ｃ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＣが開口である空気導入孔４３１ａから離れ水平な状態になると、水流ＷＦＣは空気混入部４３の壁面に衝突しないようになる。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＣは、空気導入孔４３１ａから最も離れて形成される。
【００７２】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＣは、気液界面ＳＣに向かって流れる。気液界面ＳＣは水流ＷＦＣに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＣが水中に取り込まれることはない。図１１の（Ｃ）では、水流ＷＦＣが壁面に衝突していないので、気液界面ＳＣは水圧と吸引負圧とが均衡する位置まで入り込んで形成される。従って、この位置が空気流ＡＦＢが加速して気液界面ＳＣに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＣの空気が引きちぎられて水流ＷＦＣに取り込まれる空気取込領域ＡＷＣが形成される。図１１の（Ｃ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＣが空気導入孔４３１ａから最も離れているため、空気流ＡＦＢの加速距離が最も長くなり、結果として取り込まれる空気の量が最も多くなる。
【００７３】
図１１の（Ｃ）は、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧が大きく、水流ＷＦＡの上方に形成される流間負圧が小さい状態である。従って、水流ＷＦＣは吸引負圧に引っ張られて下降し、図１１の（Ｄ）に示すような水流ＷＦＤとなる。
【００７４】
図１１の（Ｄ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＤが開口である空気導入孔４３１ａに近づくと、水流ＷＦＤが空気混入部４３の壁面に衝突する位置も当然ながら空気導入孔４３１ａに近づく。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＤは、空気導入孔４３１ａに近づいて形成される。
【００７５】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＤは、気液界面ＳＤに向かって流れる。気液界面ＳＤは水流ＷＦＤに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＤが水中に取り込まれることはない。水流ＷＦＤが空気混入部４３の壁面に衝突する位置の近傍では、空気流ＡＦＤが加速して気液界面ＳＤに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＤの空気が引きちぎられて水流ＷＦＤに取り込まれる空気取込領域ＡＷＤが形成される。図１１の（Ｄ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＤが空気導入孔４３１ａに近づいているため、空気流ＡＦＤの加速距離が短くなり、結果として取り込まれる空気の量が少なくなる。
【００７６】
図１１の（Ｄ）では、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧は図１１の（Ｃ）の状態よりは小さくなっているものの、水流ＷＦＤの上方に形成される流間負圧の方よりも比較的大きい状態となっている。従って、水流ＷＦＤは吸引負圧に引っ張られて下降し、図１１の（Ａ）に示すような水流ＷＦＡに戻る。
【００７７】
このように、脈動付与手段が、開口である空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させることで、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を減少させたりすることができる。
【００７８】
具体的には、空気導入孔４３１ａから空気取込領域までの距離を変化させることで、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに至る空気が加速するための加速距離を変化させ、空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに突入する空気の流速を変化させる。空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに突入する空気の流速が高まれば空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤへの空気混入量は増大し、空気混入部４３における吸引負圧量を増大させる。
【００７９】
一方、空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに突入する空気の流速が低くなれば空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤへの空気混入量は減少し、空気混入部４３における吸引負圧量を減少させる。そのため、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を確実に変動させることができる。このように、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させて空気の吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、空気の取り込み量を確実に変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００８０】
また、脈動付与手段は、絞り部４２１から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦＡ〜ＷＦＤを、空気混入部４３において空気が存在する側の壁面である気液界面ＳＡ〜ＳＤの空気側が対面する壁面（図１１における下方壁面）に衝突させることで空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤを形成し、その衝突位置を変化させることによって空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させることも好ましい。
【００８１】
本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、吐水の瞬間流量を大きく変動させ、使用者に心地よい刺激感を感じてもらうものである。この心地よい刺激感を実現するために、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３への空気の取り込み量を確実に変動させている。ところで、使用者が心地よい刺激感を感じるためには、脈動吐水の周期を短いものとする必要がある。脈動吐水の周期が長くなると、使用者に当たる水量変化の間隔が広がり、刺激感を感じにくくなるためである。
【００８２】
そこで、吸引負圧量の変動周期を短くすると共に空気の取り込み量の変動周期を短くするため、上述したように空気混入部４３において空気が存在する側の壁面に水流ＷＦＡ〜ＷＦＤを衝突させることで空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤを形成し、その衝突位置を変化させることによって空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させている。空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤは気液界面ＳＡ〜ＳＤの一部に形成されるものであるから、気液界面ＳＡ〜ＳＤ全体と空気導入孔４３１ａとの距離を変化させることで、空気の加速距離を変化させることも考えられる。
【００８３】
しかしながら、気液界面ＳＡ〜ＳＤは、空気混入部３４に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部３４に空気を吸い込む吸引負圧との均衡によって発生し、その位置は水の内圧と空気の吸引負圧とが均衡する位置となる。従って、気液界面ＳＡ〜ＳＤ全体と空気導入孔４３１ａとの距離を変化させるためには、水の内圧と空気の吸引負圧とのバランスを変動させる必要があり、例えば絞り部４２１から噴射される水流の進行方向を僅かに変化させるぐらいでは変動させることができない。
【００８４】
そこで、空気混入部３４において空気が存在する側の壁面に水流を衝突させることで強制的に空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤを形成し、圧力の均衡によらず水流の進行方向を調整することによる空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤの位置変動を実現している。従って、水流の進行方向を変化させることで水流と壁面との衝突位置を確実に動かし、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を確実に変化させている。
【００８５】
また、脈動付与手段は、絞り部４２１から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦＡ〜ＷＦＤの進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に空気混入部４３の壁面に衝突しないように変化させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を最大化させている（図１１の（Ｃ）参照）。
【００８６】
上述したように、気液界面ＳＡ〜ＳＤの位置は、空気混入部４３に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部４３に空気を吸い込む吸引負圧とが均衡する位置となる。一方で、気液界面ＳＡ〜ＳＤの一部である空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤは、水流を壁面に衝突させて形成するものであるから、気液界面の一部を開口側に引き出して形成される。そこでこの好ましい態様では、絞り部から空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に壁面に衝突しないように変化させることで、空気取込領域の位置も、水の内圧と空気の負圧とが均衡する位置まで引き離すものとしている。このようにすることで、空気混入部と開口との距離が離れ、空気混入部に取り込まれる空気量を最大化させることができる。
【００８７】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記空気混入部における前記開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を最小化させることも好ましい。
【００８８】
上述したように本発明の好ましい態様では、空気取込領域の位置を変動させることで、開口から取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、開口から取り入れる空気の取り込み量を減少させたりするものとしている。この好ましい態様では、開口から取り入れる空気の取り込み量を大きく変動させるため、絞り部から噴射される水流の進行方向を空気混入部における開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させている。このように水流の進行方向を変化させることで空気取込領域の位置を開口側に移動させ、空気混入部に取り込む空気の量を極めて小さいものとし、空気の取り込み量の変動を極大化している。従って、空気の取り込み量を確実に大きく変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００８９】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記開口と干渉しない範囲で変化させ、前記開口から水が流出することを防止することも好ましい。
【００９０】
本発明に係る吐水装置の開口は、空気混入部に空気を取り込むためのものであるから、この開口から外部に水が流出することは、意図しない吐水となり好ましくないばかりか、水中のカルシウム成分が開口内に固着して開口を塞ぐ原因ともなりうる。そこでこの好ましい態様では、絞り部から噴射される水流の進行方向を開口と干渉しない範囲で変化させることで、開口から水が流出することを防止している。
【００９１】
上述したように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置の一例であって、水を供給する給水部４１と、給水部４１の下流側に設けられ、給水部４１よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部４２と、絞り部４２の下流側に設けられ、絞り部４２を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口としての空気導入孔４３１ａが形成されている空気混入部４３と、空気混入部４３で生成された気泡混入水を吐出する吐水部としての散水部４４と、を備えている。
【００９２】
シャワー装置Ｆ１は更に、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流を、その噴射方向と交わる方向に振動させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させ、吐水部としての散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせている。換言すれば、シャワー装置Ｆ１は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させ、吐水部としての散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせている。この「周期的」とは、常に同一の周波数で水流の進行方向を変化させる態様に限られるものではなく、水流の進行方向が時系列的に連続（一時的に不連続であっても構わない）して変化するものを含む概念である。
【００９３】
本実施形態のシャワー装置Ｆ１は、このように散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させるための脈動付与手段の一態様として、流間負圧部ＬＰａ及び吸引負圧部ＬＰｂを形成している。その作用によって、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、その噴射方向と交わる方向に振動させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。
【００９４】
本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１によれば、空気混入部４３において絞り部４２から噴射される水流ＷＦに空気を混入させて気泡混入水とし、その気泡混入水を吐水部としての散水部４４から吐出するので、使用者に量感のある吐水を享受させることができる。更に、散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を形成しているので、使用者に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じる吐水を享受させることができる。脈動付与手段が脈動吐水を行わせるにあたっては、絞り部４２から噴射される水流ＷＦを、その噴射方向と交わる方向に振動させる（水流の進行方向を周期的に変化させる）ことで空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。脈動付与手段は、水流ＷＦをその噴射方向と交わる方向に振動させ（水流の進行方向を周期的に変化させ）、その振動（変化）を利用して空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させ、更にその空気量の変動を利用して脈動吐水を行っているので、水流ＷＦを振動させるという簡単な構成を用いつつも結果として脈動吐水を行うことが可能なものとなっている。従って、コスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を享受することが可能なシャワー装置Ｆ１を実現している。
【００９５】
脈動付与手段は、水流をその噴射方向と交わる方向に振動させ（水流の進行方向を周期的に変化させ）、その振動（変化）を利用して空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させることで、空気混入部４３に空気を吸い込む力を変動させている。そのため、空気混入部４３へ空気を吸引するための吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、確実に空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させることができる。従って、空気混入部４３へ送り込む空気を変動させるための特別な手段としてポンプ等を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００９６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、空気混入部４３において空気導入孔４３１ａよりも下流側に気液界面が形成され、この気液界面に絞り部４２から噴射される水流ＷＦが突入することで気泡混入水が生成されるように構成されている。脈動付与手段は、気液界面の位置を移動させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。より具体的には、気液界面の一部に、空気導入孔４３１ａから流入した空気が引きちぎられて水流に取り込まれる空気取込領域が形成されている。脈動付与手段は、開口に繋がる空気導入孔４３１ａから空気取込領域までの距離を変化させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。
【００９７】
本実施形態では、脈動付与手段が、気液界面の位置を移動させることで、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を減少させたりすることができる。そのため、気液界面の位置を移動させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を確実に変動させることができる。このように、気液界面を移動させて空気の吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、空気の取り込み量を確実に変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現している。
【００９８】
本実施形態では、脈動付与手段が、気液界面の位置を上流側に移動させ空気導入孔４３１ａを塞ぐように位置させることで、空気混入部４３における吸引負圧量を抑制し、空気混入部４３に取り込まれる空気量を抑制している。
【００９９】
本実施形態では、気液界面の位置を変動させることで、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を減少させたりするものとしている。空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を大きく変動させるため、気液界面の位置を上流側に移動させ空気導入孔４３１ａを塞ぐように位置させている。このように空気導入孔４３１ａを塞ぐような位置まで気液界面を移動させることで、空気混入部４３に取り込む空気の量を極めて小さいものとし、空気の取り込み量の変動を極大化している。従って、空気の取り込み量を確実に大きく変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【０１００】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、脈動付与手段は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって水流ＷＦと壁面との間に流間負圧部ＬＰａを形成することで水流ＷＦを振動させている。従って、この構成は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流を、絞り部４２を構成する壁面から剥離させる剥離促進手段としても機能している。
【０１０１】
このように、絞り部４２から噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって水流ＷＦと壁面との間に流間負圧部ＬＰａを形成しているので、流間負圧部ＬＰａの作用によって絞り部４２から噴射される水流ＷＦを振動させることができる。このように水流ＷＦを壁面から剥離させ流間負圧部ＬＰａを形成するという簡単な構成で水流ＷＦを振動させるので、極めて簡単な構成で空気の取り込み量を変動させることができる。従って、水流ＷＦを振動させるための特別な手段を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【０１０２】
また本実施形態の脈動付与手段は、流間負圧部ＬＰａを空気混入部４３に空気を負圧吸引するための吸引負圧部ＬＰｂよりも上流側に形成している。このように、吸引負圧部ＬＰｂよりも流間負圧部ＬＰａを上流側に形成しているので、絞り部４２から噴射される水流ＷＦの壁面からの剥離によって発生する流間負圧部ＬＰａの負圧によって、下流側に位置する吸引負圧部ＬＰｂの負圧発生量を変動させることができる。従って、流間負圧部ＬＰａにおける負圧と、吸引負圧部ＬＰｂにおける負圧との差によって水流ＷＦを振動させることができる。
【０１０３】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、流間負圧部ＬＰａとは反対側にのみ空気導入孔４３１ａを形成し、空気導入孔４３１ａから吸引される空気が流間負圧部ＬＰａに侵入しないように構成している。このように空気導入孔４３１ａと流間負圧部ＬＰａとの配置を工夫することで、流間負圧部ＬＰａに空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１０４】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２には、空気混入部４３に噴射する水流ＷＦが膜状の水流となるように、水流ＷＦの噴射方向に対して扁平な絞り流路４２１が形成されている。このように絞り流路４２１を形成することで、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される膜状の水流によって、空気導入孔４３１ａから吸引される空気が流間負圧部ＬＰａに侵入しないように構成されている。
【０１０５】
このように、絞り部４２に扁平な絞り流路４２１が形成されているので、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦは膜状の水流となる。従って、空気導入孔４３１ａと流間負圧部ＬＰａとの間に膜状の水流を介在させることができるので、空気導入孔４３１ａから取り込まれた空気は膜状の水流によって遮断され、流間負圧部ＬＰａには到達しない。このように絞り流路４２１の断面形状を扁平にするという簡単な構成で、流間負圧部ＬＰａに空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１０６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、脈動付与手段及び剥離側手段は、絞り部４２を構成する壁面に凸部を形成することで、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させている。より具体的には、給水部４１から絞り部４２に至る流路をエルボ形状としたエルボ部ＥＰを形成することで凸部となし、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させるように構成している。エルボ部ＥＰの内周面の少なくとも一部は、上流側の内面４２２ａと下流側の内面４２２ｂとが角部４２１ａを構成するように繋がっている。
【０１０７】
このように、絞り部４２を構成する壁面に凸部を形成することで、簡便な構成による急峻な面変化を実現することができる。また、給水部４１から絞り部４２に至る流路をエルボ形状としてエルボ部ＥＰを形成することで、流路を屈曲させて流路の面変化を実現している。更に、エルボ部ＥＰの内周面の一部が、上流側の内面４２２ａと下流側の内面４２２ｂとが角部４２１ａを構成するように繋がっていることで、簡便な構成による急峻な面変化を実現している。従って、絞り部４２を流れる水流ＷＦの剥離を簡便な構成で起こさせることができ、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１０８】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、吐水部として散水部４４を備えている。散水部４４は、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成され、シャワー吐水を行うことが可能なように構成されている。このように構成することで、使用者は、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができるシャワー吐水を享受することができる。もっとも、吐水装置として本発明を把握すれば、その実施形態はシャワー装置Ｆ１に限られるものではない。衛生洗浄装置のように単一の吐水孔を有する吐水部を形成し、その単一の吐水孔から量感と刺激感とを両立させた吐水を行うことも好ましい態様である。
【０１０９】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り流路４２１は、開口としての空気導入孔４３１ａが形成されている壁面と対向する壁面側にずらして水流ＷＦを噴射するように構成されている。このように構成することで、空気導入孔４３１ａが形成されている壁面側の空間を大きくし水流ＷＦを挟んだ反対側の空間を小さくするように水流ＷＦを噴射する。従って、吸引負圧部ＬＰｂで発生する負圧を流間負圧部ＬＰａで発生する負圧よりも確実に大きくなるように構成することができ、膜状に噴射される水流を確実に振動させることができる。
【０１１０】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り流路４２１は、噴射する水流が全周に渡って繋がった円盤状の膜状水流ＷＦｃとなるように、放射状に水流を噴射している。このように噴射することで、絞り流路４２１から噴射された水流に端部が形成されず、水流の端部が流路の壁面と干渉することがない。従って、噴射された水流の端部が流路の壁面と干渉することによる流速低下を抑制することができ、膜状の水流全体を確実に振動させることができる。
【０１１１】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線が、空気混入部４３及び散水部４４を構成する内壁と干渉することなく散水孔４４３が形成された位置まで到達するように構成されている。
【０１１２】
このように構成することで、絞り部４２から噴射される水は空気混入部４３及び散水部４４を構成する内壁によってはその流れが乱されることなく散水孔４４３が形成された位置まで到達する。絞り部４２を通って噴射された水が気液界面に突入して気泡混入水となる段階では、気泡混入水中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水はその略均一な気泡径のまま散水孔４４３が形成された位置まで到達することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔４４３に供給されると、散水孔４４３内及び散水孔４４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを確実に享受することができる。
【０１１３】
また本実施形態では、脈動付与手段は、空気混入部４３に空気導入孔４３１ａから空気を吸引するために発生される吸引負圧と前記流間負圧との圧力差によって、絞り部４２１から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、吸引負圧が小さくなると流間負圧を大きくし、吸引負圧が大きくなると流間負圧を小さくする。
【０１１４】
このように、絞り部４２１から噴射される水流に作用する力を、吸引負圧側と流間負圧側とから交互に大きく作用させることができる。水流に作用する力は、吸引負圧が小さくなると流間負圧を大きくし、吸引負圧が大きくなると流間負圧を小さくすることで作用させているので、吸引負圧と流間負圧とが均衡して水流の進行方向の周期的な変動が止まってしまうことを確実に防止できる。
【０１１５】
続いて、本発明の第二実施形態であるシャワー装置について図１２を参照しながら説明する。図１２は、本発明の第二実施形態に係るシャワー装置Ｆ２を示す図であって、図１２の（Ａ）は平面図を示し、図１２の（Ｂ）は側面図を示し、図１２の（Ｃ）は下面図を示している。
【０１１６】
図１２の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２は主に略直方体を成す本体６によって構成されており、シャワー装置Ｆ２（本体６）の上面６ａには開口６３１が形成されている。図１２の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２の上面６ａと対向する下面６ｂには複数の散水孔６４３が形成されている。図１２の（Ｃ）に示されるように、本実施形態の場合、散水孔６４３は５行×５列に２５個形成されている。
【０１１７】
続いて、図１２の（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である図１３、及び図１２の（Ｂ）のＣ矢視図である図１４を参照しながらシャワー装置Ｆ２について説明を加える。図１３に示されるように、シャワー装置Ｆ２は、給水部６１と、絞り部６２と、空気混入部６３と、散水部６４とを備えている。
【０１１８】
給水部６１は、水を供給するための部分であって、給水口６１ｄから導入した水を絞り部６２へと供給する部分である。給水口６１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部６１から絞り部６２へと供給される。
【０１１９】
絞り部６２は、給水部６１の下流側に設けられており、給水部６１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部６２には、単一の絞り流路６２１が設けられている。絞り流路６２１は、図１３の紙面を貫く方向が長辺側となるように扁平形状且つスリット状に形成されている。
【０１２０】
絞り流路６２１の様子を図１４に示す。図１４は、図１２の（Ｂ）のＣ矢視図である。図１４に示すように、絞り流路６２１は、本体６の上面６ａ及び下面６ｂに沿った辺が長辺となるように扁平形状且つスリット状に形成されている。
【０１２１】
図１３に戻ってその他の部分の説明を続ける。空気混入部６３は、絞り部６２の下流側に設けられており、絞り部６２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口６３１が形成されている部分である。
【０１２２】
散水部６４（吐水部）は、空気混入部６３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔６４３が形成されている部分である。
【０１２３】
給水部６１は、側壁６１ｂ及び側壁６１ｃを有している。側壁６１ｂ及び側壁６１ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁６１ｂ及び側壁６１ｃが繋ぐ他の側壁よりも長くなるように形成されている。従って、給水部６１は流路断面が扁平形状となるように形成されている。給水部６１と絞り部６２との境界部分には、前壁面６１ａが設けられていて、側壁６１ｂ，６１ｃは前壁面６１ａに繋がっている。
【０１２４】
前壁面６１ａを下流側に越えた領域には絞り部６２が設けられている。絞り部６２は、側壁６２ｂ及び側壁６２ｃを有している。側壁６２ｂ及び側壁６２ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁６２ｂ及び側壁６２ｃが繋ぐ他の側壁よりも長くなるように形成されている。従って、絞り部６２は流路断面が扁平形状となるように形成されている。絞り部６２と空気混入部６３との境界部分には仕切壁６２ａが設けられていて、側壁６２ｂ，６２ｃは仕切壁６２ａに繋がっている。仕切壁６２ａには、扁平形状且つスリット状の絞り流路６２１が形成されている。絞り流路６２１近傍のＤ領域の拡大図を図１５に示す。図１５に示されるように、絞り流路６２１には、脈動付与手段若しくは剥離促進手段として機能する凸部６２１ａが形成されている。
【０１２５】
仕切壁６２ａを下流側に越えた領域には空気混入部６３が設けられている。空気混入部６３は、側壁６３ｂ、側壁６３ｂと対向し相対的に側壁６３ｂから遠い位置に配置されている側壁６３ｃ、側壁６３ｂと対向し相対的に側壁６３ｂに近い位置に配置されている側壁６３ｄを有している。側壁６３ｃは散水部６４側に、側壁６３ｄは絞り部６２側に、それぞれ配置されており側壁６３ｃと側壁６３ｄとを繋ぐ段差部６３ｇが形成されている。側壁６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが繋ぐ他の側壁よりも長くなるように形成されている。従って、空気混入部６３は流路断面が扁平形状となるように形成されている。
【０１２６】
側壁６３ｃよりも下流側の領域には散水部６４が設けられている。散水部６４は、空気混入部６３の側壁６３ｂと同一面を形成する側壁６４ｂを有している。更に散水部６４は、空気混入部６３の側壁６３ｃと同一平面を形成する側壁６４ｃを有している。側壁６４ｂ，６４ｃは、給水口６１ｄと対向するように位置し流路の末端として機能する奥側の側壁６４ａに繋がっている。散水部６４の側壁６４ｃには、散水孔６４３が形成されている。
【０１２７】
本発明の第二実施形態であるシャワー装置Ｆ２は、上述した構成によって、第一実施形態であるシャワー装置Ｆ１と同等の作用効果を奏するものである。特に本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、脈動付与手段及び剥離促進手段として、絞り部６２を構成する壁面に凸部６２１ａを形成することで、絞り部６２から空気混入部６３に噴射される水流を、絞り部６２を構成する壁面である側壁６２ｃから剥離させている。
【０１２８】
このように、絞り部６２を構成する側壁６２ｃに凸部６２１ａを形成することで、簡便な構成による急峻な面変化を実現することができる。従って、絞り部６２を流れる水流の剥離を簡便な構成で起こさせることができ、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１２９】
もっとも、水流の剥離を起こさせる観点からは、側壁６２ｃに凹部を設けることも好ましいものである。この好ましい一例を図１６に示す。図１６に示す例では、絞り部６２を構成する壁面に凹部６２１ｂを形成している。図１５及び図１６に示すように、側壁６２ｃに凹部６２１ｂ及び凸部６２１ａの少なくとも一方を形成することで、絞り部６２から空気混入部６３に噴射される水流を、絞り部６２を構成する壁面から剥離させることができる。
【０１３０】
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】
【０１３１】
４：本体
４Ａ：キャビティ
４Ａａ：当接面
４Ａｂ：凹部
４Ａｃ：貫通穴
４Ｂ：シャワープレート
４Ｂａ：当接面
４Ｂｂ：貫通穴
４Ｂｃ：凹部
４Ｃ：水噴射コマ
４Ｃａ：空気導入突起部
４Ｃｂ：フランジ
４Ｃｄ：絞り突起部
４ａ：上面
４ｂ：下面
４１：給水部
４１ｄ：給水口
４２：絞り部
４３：空気混入部
４４：散水部
４４ａ：側壁
４４ｃ：側壁
４２１：絞り流路
４３１：開口
４３１ａ：空気導入孔
４４３：散水孔
Ｆ１：シャワー装置
ＷＦｃ：膜状水流
ＷＦ：水流
ＡＦ：空気流
ＥＰ：エルボ部
ＬＰａ：流間負圧部
ＬＰｂ：吸引負圧部
Ｓ１：界面位置
Ｓ２：界面位置
Ｓ３：界面位置
６１：給水部
６１ａ：前壁面
６１ｂ：側壁
６１ｃ：側壁
６１ｄ：給水口
６２：絞り部
６２ａ：仕切壁
６２ｂ：側壁
６２ｃ：側壁
６３：空気混入部
６３ｂ：側壁
６３ｃ：側壁
６３ｄ：側壁
６３ｇ：段差部
６４：散水部
６４ａ：側壁
６４ｂ：側壁
６４ｃ：側壁
６２１：絞り流路
６２１ａ：凸部
６２１ｂ：凹部
６３１：開口
６４３：散水孔
Ｆ２：シャワー装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
吐水装置の一例として、いわゆるエジェクタ効果を利用して水に空気を混入させ、気泡混入水と成して吐出するものが知られている。この吐水装置を、装置内に流入した水を複数の散水孔に分散して吐水するシャワー装置として構成する場合には、吐水に空気を混入させるにあたって、装置内に流入した水に空気を混入させてから各散水孔に分散させるように構成される。
【０００３】
このようなシャワー装置の一例として、下記特許文献１に記載されているようなシャワー装置が提案されている。下記特許文献１に記載されているシャワー装置は、円盤状のハウジングシェルの前面に複数の散水孔が設けられており、ハウジングシェルの後面の中央から流入させた水をそれら複数の散水孔に分配して吐出するものである。更にこのシャワー装置では、ハウジングシェルに水が流入してから空気を混入させて気泡混入水とし、この気泡混入水を円盤状のハウジングシェルの前面全体に分布するように形成されている複数の散水孔に分配するものである。そこで、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させ、気泡混入水をハウジングシェルの前面全体に行き渡るようにしている。
【０００４】
また、このようなシャワー装置の別な一例として、下記特許文献２に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献２に記載されているシャワー装置は、湯水混合栓等のコックを開くと、ホースから水が供給されてオリフィス部材内を水が通過する。このとき、オリフィス部材の下流側に設けられている減圧室においては減圧状態が形成されるので、この減圧室内に開口した内側吸引口から空気が吸引され、水と空気とが混合される。下記特許文献２に記載されているシャワー装置はこのようにして気泡混入水を生成し、シャワーヘッドに設けられた複数の散水孔から吐出する。このシャワー装置では、生成後の気泡混入水は、減圧室の下流側に設けられている区画管内のネジ部材や更にその下流側のシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されながら散水孔に向かっている。
【０００５】
更に、気泡混入水を吐出するシャワー装置の観点からは、下記特許文献３に記載されているようなシャワー装置も提案されている。下記特許文献３に記載されているシャワー装置は、シャワー用水の流れる給水路に気体を混入させる気体混入部を有し、気体混入部にてシャワー用水に混入させた気体を微細化させて、給水路の出口に設けたシャワー吐水部から吐水されるシャワー水に対して泡径０．１〜１０００μｍの微細気泡を含ませる微細気泡発生装置を備えている。この気体混入部としては、シャワー用水への気体の混入比を制御する気体混入比制御手段が設けられており、気体混入比制御手段を構成する電磁弁である気体流量弁が、気体供給流路に設けられている。気体流量弁はシャワー装置の動作を制御する制御部に接続されており、その開度が制御されるようになっている。気体流量弁の開度制御はすなわち気体供給流路の流路径の大小制御をするものであって、気体供給流路に流れる気体の流量を可変にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００６−５０９６２９号公報
【特許文献２】特許第３７４７３２３号公報
【特許文献３】特開２００８−２３７６０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献２に記載のシャワー装置では、同文献の段落００１５に記載されているように、途切れ途切れに水が使用者に当たる感覚を実現するためのものである。この「途切れ途切れ」とは、不均一な粒径に粒化された水滴が使用者に当たることで、大きな粒径の水滴が当たれば強い水浴び感を使用者に与え、小さな粒径の水滴が当たれば弱い水浴び感を使用者に与えることになり、これら水浴び感の強弱を断続的に使用者に与えることができることを表現しているものと思われる。本発明者らの具体的な考察によれば、生成直後の気泡混入水は水に対して空気が略均一に混入されていると推察されるところ、生成後の気泡混入水がネジ部材やシャワーヘッド内壁に当たって方向が転換されることで気泡同士の衝突が発生し、散水孔に到達した段階では気泡径が不均一になっているものと考えられる。そして、このような気泡混入水を散水孔から吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てることで上述したような感覚を実現しているものと考えられる。
【０００８】
一方、上記特許文献１に記載のシャワー装置によって吐出される気泡混入水の性状については同文献に記載がないが、上記特許文献２に記載のシャワー装置同様に気泡径が不均一な気泡混入水を散水孔に供給し吐出することで不均一な粒径の水滴となし、それら不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられる。上記特許文献１に記載のシャワー装置は、気泡混入水の進行方向に乱流発生拡張部を配置し、この乱流発生拡張部に気泡混入水を衝突させて方向を転換させていることからして、上記特許文献２に記載のシャワー装置においても同様の不均一な気泡成長が起こっており、不均一な粒径の水滴を使用者に当てているものと考えられるからである。上記特許文献１に記載のシャワー装置も、上記特許文献２に記載のシャワー装置も、不均一な気泡が混入された気泡混入水によって、不均一な粒径の水滴を使用者に当てるものであるから、その水浴び感の強弱の差は小さいものであり、刺激感に乏しいものとなっている。
【０００９】
一方、上記特許文献３に記載のシャワー装置では、気体混入比制御手段を構成する電磁弁である気体流量弁が、気体供給流路に設けられている。このような気体混入比制御手段を設けることで、気泡混入率の意図的な制御は可能となるものの、気体流量弁としての電磁弁が必要になる。従って、上記特許文献３に記載のシャワー装置によれば刺激感のある気泡混入水の吐出を行うことができる可能性はあるものの、電磁弁のように構造物を物理的に動作させる手段が必要となるため、小型化及び低コスト化とは逆行する吐水装置になってしまう。
【００１０】
本発明者らはこのような状況に対して、シャワー装置に限らず単孔から吐水を行う衛生洗浄装置をも含む吐水装置において、少ない水量であっても量感を感じることができる吐水であって、吐水の瞬間流量が大きく変化し心地よい刺激感のある吐水を可能とするものであって、小型化及び低コスト化に資する吐水装置を提供しようと考えた。これに対して上述した従来の技術では、既述の通り不均一な粒径の水滴が使用者に当たる感覚を実現するものであるから、量感に加えて吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感のある吐水を提供するものではなかった。また、小型化及び低コスト化を図りつつ、量感に加えて吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感のある吐水を提供することができなかった。
【００１１】
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、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる吐水を享受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】
【００１２】
上記課題を解決するために本発明に係る吐水装置は、空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置であって、水を供給する給水部と、前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部と、前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、前記空気混入部で生成された前記気泡混入水を吐出する吐水部と、を備えている。本発明に係る吐水装置は更に、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで前記空気混入部に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、前記吐水部から吐出する前記気泡混入水の瞬間流量を変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を備える。
【００１３】
本発明によれば、空気混入部において絞り部から噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水とし、その気泡混入水を吐水部から吐出するので、使用者に量感のある吐水を享受させることができる。更に、吐水部から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を備えているので、使用者に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じる吐水を享受させることができる。脈動付与手段が脈動吐水を行わせるにあたっては、絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで空気混入部に取り込まれる空気量を変動させている。具体的には、絞り部から噴射した後に進行方向を周期的に変化させ、又は絞り部からの噴射方向そのものを周期的に変化させることで、絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させている。脈動付与手段は、水流の進行方向を周期的に変化させることで、空気混入部に取り込まれる空気量を変動させ、更にその空気量の変動を利用して脈動吐水を行っているので、水流の進行方向を変化させるという簡単な構成を用いつつも結果として脈動吐水を行うことが可能なものとなっている。従って、コスト低減及び小型化に資するような簡単な構成とすることで、吐水装置のデザイン性や信頼性を確保することができると共に、少ない水量であっても量感を感じることができ、吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を享受することが可能な吐水装置を実現している。
【００１４】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることも好ましい。
【００１５】
この好ましい態様によれば、脈動付与手段が、水流の進行方向を周期的に変化させ、その周期的な変化を利用して空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させることで、空気混入部に空気を吸い込む力を変動させている。そのため、空気混入部へ空気を吸引するための吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、確実に空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることができる。従って、空気混入部へ送り込む空気を変動させるための特別な手段を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００１６】
また本発明に係る吐水装置では、前記空気混入部において前記開口よりも下流側に水と空気の境界面である気液界面が形成されると共に、この気液界面の一部に、前記開口から流入した空気が引きちぎられて水流に取り込まれる空気取込領域が形成されており、前記脈動付与手段は、前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることも好ましい。
【００１７】
この好ましい態様によれば、脈動付与手段が、開口から空気取込領域までの距離を変化させることで、開口から取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、開口から取り入れる空気の取り込み量を減少させたりすることができる。具体的には、開口から空気取込領域までの距離を変化させることで、開口から空気取込領域に至る空気が加速するための加速距離を変化させ、空気取込領域に突入する空気の流速を変化させる。空気取込領域に突入する空気の流速が高まれば空気取込領域への空気混入量は増大し、空気混入部における吸引負圧量を増大させる。一方、空気取込領域に突入する空気の流速が低くなれば空気取込領域への空気混入量は減少し、空気混入部における吸引負圧量を減少させる。そのため、開口から空気取込領域までの距離を変化させることで、空気混入部における空気の吸引負圧量を確実に変動させることができる。このように、開口から空気取込領域までの距離を変化させて空気の吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、空気の取り込み量を確実に変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００１８】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記空気混入部において前記気液界面の空気側が対面する壁面に衝突させることで前記空気取込領域を形成し、その衝突位置を変化させることによって前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させることも好ましい。
【００１９】
本発明に係る吐水装置は、吐水の瞬間流量を大きく変動させ、使用者に心地よい刺激感を感じてもらうものである。この心地よい刺激感を実現するために、空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部への空気の取り込み量を確実に変動させている。ところで、使用者が心地よい刺激感を感じるためには、脈動吐水の周期を短いものとする必要がある。脈動吐水の周期が長くなると、使用者に当たる水量変化の間隔が広がり、刺激感を感じにくくなるためである。そこでこの好ましい態様では、吸引負圧量の変動周期を短くすると共に空気の取り込み量の変動周期を短くするため、空気混入部において空気が存在する側の壁面に水流を衝突させることで空気取込領域を形成し、その衝突位置を変化させることによって開口から空気取込領域までの距離を変化させている。空気取込領域は気液界面の一部に形成されるものであるから、気液界面全体と開口との距離を変化させることで、空気の加速距離を変化させることも考えられる。
【００２０】
しかしながら、気液界面は、空気混入部に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部に空気を吸い込む負圧との均衡によって発生し、その位置は水の内圧と空気の負圧とが均衡する位置となる。従って、気液界面全体と開口との距離を変化させるためには、水の内圧と空気の負圧とのバランスを変動させる必要があり、例えば絞り部から噴射される水流の進行方向を僅かに変化させるぐらいでは変動させることができない。そこでこの好ましい態様では、空気混入部において前記気液界面の空気側が対面する壁面に水流を衝突させることで強制的に空気取込領域を形成し、圧力の均衡によらず水流の進行方向を調整することによる空気取込領域の位置変動を実現している。従って、水流の進行方向を変化させることで水流と壁面との衝突位置を確実に動かし、開口から空気取込領域までの距離を確実に変化させている。
【００２１】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に前記空気混入部の壁面に衝突しないように変化させることも好ましい。
【００２２】
上述したように、気液界面の位置は、空気混入部に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部に空気を吸い込む負圧とが均衡する位置となる。一方で、気液界面の一部である空気取込領域は、水流を壁面に衝突させて形成するものであるから、気液界面の一部を開口側に引き出して形成される。そこでこの好ましい態様では、絞り部から空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に壁面に衝突しないように変化させることで、空気取込領域の位置も、水の内圧と空気の負圧とが均衡する位置まで引き離すものとしている。このようにすることで、空気混入部と開口との距離が離れ、空気混入部に取り込まれる空気量を最大化させることができる。
【００２３】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記空気混入部における前記開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させることも好ましい。
【００２４】
上述したように本発明の好ましい態様では、空気取込領域の位置を変動させることで、開口から取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、開口から取り入れる空気の取り込み量を減少させたりするものとしている。この好ましい態様では、開口から取り入れる空気の取り込み量を大きく変動させるため、絞り部から噴射される水流の進行方向を空気混入部における開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させている。このように水流の進行方向を変化させることで空気取込領域の位置を開口側に移動させ、空気混入部に取り込む空気の量を極めて小さいものとし、空気の取り込み量の変動を極大化している。従って、空気の取り込み量を確実に大きく変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００２５】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記開口と干渉しない範囲で変化させ、前記開口から水が流出することを防止することも好ましい。
【００２６】
本発明に係る吐水装置の開口は、空気混入部に空気を取り込むためのものであるから、この開口から外部に水が流出することは、意図しない吐水となり好ましくないばかりか、水中のカルシウム成分が開口内に固着して開口を塞ぐ原因ともなりうる。そこでこの好ましい態様では、絞り部から噴射される水流の進行方向を開口と干渉しない範囲で変化させることで、開口から水が流出することを防止している。
【００２７】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記絞り部を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって前記水流と前記壁面との間に流間負圧部を形成することで、前記水流の進行方向を周期的に変化させることも好ましい。
【００２８】
この好ましい態様では、絞り部から噴射される水流を、絞り部を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって水流と壁面との間に流間負圧部を形成しているので、流間負圧部の作用によって絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることができる。このように水流を壁面から剥離させ流間負圧部を形成するという簡単な構成で水流の進行方向を周期的に変化させるので、極めて簡単な構成で空気の取り込み量を変動させることができる。従って、水流の進行方向を周期的に変化させるための特別な手段を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００２９】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段が形成する前記流間負圧部とは反対側にのみ前記開口を形成し、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することも好ましい。
【００３０】
この好ましい態様では、開口を流間負圧部とは反対側にのみ形成し、開口から吸引される空気が流間負圧部に侵入しないように構成されている。このように開口と流間負圧部との配置を工夫することで、流間負圧部に空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【００３１】
また本発明に係る吐水装置では、前記絞り部には、前記空気混入部に噴射する水流が膜状の水流となるように、水流の噴射方向に対して扁平な絞り流路が形成されており、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される膜状の水流によって、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様では、絞り部に扁平な絞り流路が形成されているので、絞り流路から噴射される水流は膜状の水流となる。従って、開口と流間負圧部との間に膜状の水流を介在させることができるので、開口から取り込まれた空気は膜状の水流によって遮断され、流間負圧部には到達しない。このように絞り流路の断面形状を扁平にするという簡単な構成で、流間負圧部に空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【００３３】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記空気混入部に前記開口から空気を吸引するために発生される吸引負圧と前記流間負圧との圧力差によって、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、前記吸引負圧が小さくなると前記流間負圧を大きくし、前記吸引負圧が大きくなると前記流間負圧を小さくすることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様では、絞り部から噴射される水流に作用する力を、吸引負圧側と流間負圧側とから交互に大きく作用させることができる。水流に作用する力は、吸引負圧が小さくなると流間負圧を大きくし、吸引負圧が大きくなると流間負圧を小さくすることで作用させているので、吸引負圧と流間負圧とが均衡して水流の進行方向の周期的な変動が止まってしまうことを確実に防止できる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる吐水を享受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】
【００３６】
【図１】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図２】図１の（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す断面図である。
【図３】図２に示す水噴射コマ近傍を拡大して示す拡大斜視断面図である。
【図４】図２に示す水噴射コマを示す斜視図である。
【図５】図４に示す水噴射コマの中央近傍における断面を示す斜視断面図である。
【図６】図４に示す水噴射コマを用いた場合の水噴射状態を示す平面図である。
【図７】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置の空気混入部における水と空気の状態を示す図である。
【図８】本願発明の第一実施形態に係るシャワー装置の空気混入部における水と空気の状態を示す図である。
【図９】図７に示す状態を模式的に示す図である。
【図１０】図８に示す状態を模式的に示す図である。
【図１１】本発明の実施形態において水流の進行方向の変化と気泡混入状態の変化とを説明するための図である。
【図１２】本願発明の第二実施形態に係るシャワー装置を示す図であって、（Ａ）は平面図を示し、（Ｂ）は側面図を示し、（Ｃ）は下面図を示している。
【図１３】図１１の（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示す断面図である。
【図１４】図１１の（Ｂ）におけるＣ矢視図である。
【図１５】図１３のＤ部拡大図である。
【図１６】図１４に示す部分の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
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。
【００３８】
本発明の第一実施形態であるシャワー装置について図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第一実施形態に係るシャワー装置Ｆ１を示す図であって、図１の（Ａ）は平面図を示し、図１の（Ｂ）は側面図を示し、図１の（Ｃ）は下面図を示している。図１の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１は主に略円盤状を成す本体４によって構成されており、シャワー装置Ｆ１（本体４）の上面４ａには給水口４１ｄが形成されている。
【００３９】
図１の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ１の本体４は、給水口４１ｄが形成されているキャビティ４Ａと、散水孔４４３が形成されているシャワープレート４Ｂとによってその外形が構成されている。図１の（Ｃ）に示されるように、本体４の下面４ｂには複数の散水孔４４３が形成されていると共に、開口４３１も形成されている。本実施形態の場合、散水孔４４３は開口４３１を中心とした放射状に配置されている。
【００４０】
続いて、図１の（Ａ）のＡ−Ａ断面図である図２を参照しながらシャワー装置Ｆ１について説明を加える。図１に示されるように、シャワー装置Ｆ１は、キャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、水噴射コマ４Ｃとによって構成されている。
【００４１】
キャビティ４Ａは、シャワープレート４Ｂと共に本体４の外形を形成する部材であって、本体４の上面４ａとは反対側の当接面４Ａａから上面４ａに向けて円形の凹部４Ａｂが形成されている。キャビティ４Ａの中心近傍には、上面４ａから凹部４Ａｂに至る貫通穴４Ａｃが形成されている。このように貫通穴４Ａｃを設けることで、給水口４１ｄから絞り部４２に至る給水部４１が形成されている。
【００４２】
シャワープレート４Ｂは、キャビティ４Ａと共に本体４の外形を形成する部材であって、散水孔４４３が放射状に複数個形成されている。この散水孔４４３が形成されている領域の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａは散水部４４の側壁４４ｃとなるように構成されている。
【００４３】
シャワープレート４Ｂの当接面４Ｂａとキャビティ４Ａの当接面４Ａａとを当接させると、キャビティ４Ａの凹部４Ａｂとの間には空隙が形成され、この空隙が空気混入部４３及び散水部４４となるように構成されている。凹部４Ａｂの一部分は散水部４４の側壁４４ａとなるように構成されている。
【００４４】
続いて、水噴射コマ４Ｃについて図３〜図５を参照しながら説明する。図３は水噴射コマ４Ｃ近傍を拡大した斜視断面図である。図４は、水噴射コマ４Ｃを示す斜視図である。図５は、図４に示す水噴射コマ４Ｃの中央近傍の断面を示す斜視断面図である。図３〜図５に示されるように、水噴射コマ４Ｃは、フランジ４Ｃｂをツバとする帽子形状を成しており、その帽子形状の頂部に相当するフランジ４Ｃｂとは反対側の端部に空気導入突起部４Ｃａが形成されている。空気導入突起部４Ｃａとは反対側であってフランジ４Ｃｂの中央近傍には絞り突起部４Ｃｄが形成されている。
【００４５】
絞り突起部４Ｃｄは、絞り部４２の一部を構成するものであって、キャビティ４Ａと対向することで絞り流路４２１を形成している。従って、絞り流路４２１は、キャビティ４Ａの中央近傍から放射状且つ膜状の水が噴射されるように全周に渡ってスリットを形成している。
【００４６】
絞り突起部４Ｃｄの周囲には空気導入孔４３１ａが、絞り突起部４Ｃｄの全周に渡って複数個形成されている。空気導入孔４３１ａは、空気導入突起部４Ｃａに形成されている開口４３１と連通しており、絞り流路４２１に対して空気を供給するものである。
【００４７】
シャワープレート４Ｂにおいては、本体４の下面４ｂとは反対側の当接面４Ｂａから下面４ｂに向けて円形の凹部４Ｂｃが形成されている。凹部４Ｂｃは、放射状に設けられた散水孔４４３の内側に位置するように、シャワープレート４Ｂの中央に設けられている。凹部４Ｂｃの底面から下面４ｂに至るように貫通穴４Ｂｂが形成されている。凹部４Ｂｃには、水噴射コマ４Ｃが収められている。
【００４８】
水噴射コマ４Ｃの空気導入突起部４Ｃａは、貫通穴４Ｂｂから外部に突出するように配置されている。従って、空気導入突起部４Ｃａに形成されている開口４３１は、外気を取り込むことが可能なように構成されている。
【００４９】
上述したようにキャビティ４Ａと、シャワープレート４Ｂと、水噴射コマ４Ｃとを組み上げることで、シャワー装置Ｆ１は、給水部４１と、絞り部４２と、空気混入部４３と、散水部４４とを備えるように構成される。
【００５０】
給水部４１は、水を供給するための部分であって、給水口４１ｄから導入した水を絞り部４２へと供給する部分である。給水口４１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部４１から絞り部４２へと供給される。
【００５１】
絞り部４２は、給水部４１の下流側に設けられており、給水部４１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部４２には、単一の絞り流路４２１が形成されている。
【００５２】
空気混入部４３は、絞り部４２の下流側に設けられており、絞り部４２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口４３１が形成されている部分である。
【００５３】
散水部４４は、空気混入部４３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成されている部分である。
【００５４】
このシャワー装置Ｆ１では、給水部４１から水を供給すると、絞り部４２の絞り流路４２１から膜状水流ＷＦｃが噴射される。この膜状水流ＷＦｃの噴射状態を図６に示す。図６は、シャワー装置Ｆ１を給水部４１側から見た場合の膜状水流ＷＦｃの噴射状態を模式的に示す図である。図６に示すように、膜状水流ＷＦｃは全周に渡って噴射される。
【００５５】
このように膜状水流ＷＦｃを噴射することで、膜状水流ＷＦｃが突入する突入線を挟んで互いに衝突し難い対流が発生する。このように互いに衝突し難い対流が発生すると、気泡の衝突による気泡の肥大化の可能性を低減することができる。気泡混入水中の気泡が微細化され、気泡混入水の流れが衝突し難くなって微細化された気泡が維持されると、絞り流路４２１から離れた位置に散水孔４４３が配置されるような場合でも、気泡は浮力の影響を受けずに散水孔４４３に供給されることになる。従って、全ての散水孔４４３により安定して気泡混入水を供給することが可能となる。
【００５６】
このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔４４３に供給されると、散水孔４４３内及び散水孔４４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔４４３から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを享受することができる。
【００５７】
更に本実施形態のシャワー装置Ｆ１では、吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を与えるように、吐水の瞬間流量を大きく変動させる脈動吐水を実現している。シャワー装置Ｆ１において空気混入部４３における水と空気の状態の変動を図７及び図８に示す。図７及び図８は、シャワー装置Ｆ１の絞り流路４２１及び空気混入部４３に通水した状態を写した写真に基づく図である。図７及び図８においては、絞り流路４２１から空気混入部４３に水が噴射され、空気導入孔４３１ａから空気が吸引され、空気混入部４３において水と空気とが混入されている。図７及び図８では、白っぽく見える部分が水であり、黒っぽく見える部分が空気である。
【００５８】
本発明者らによる検証では、図７に示す状態と図８に示す状態とが交互に周期的に発生している。図７に示す状態は、絞り流路４２１から噴射される水流が直進し、空気混入部４３に向かって進んでいる。この水流の噴射によって空気混入部４３には負圧が発生し、空気導入孔４３１ａから空気が吸引される。一方、図８に示す状態では、絞り流路４２１から噴射される水流が空気導入孔４３１ａを塞ぐように引っ張られながら進行し、空気混入部４３に向かって進んでいる。この水流の噴射によって空気導入孔４３１ａから吸引される空気の量は、図７に示す状態からは大きく減少している。
【００５９】
図７及び図８に示す状態をより詳細に説明するため、図７に示す状態を模式的に示した図を図９に示し、図８に示す状態を模式的に示した図を図１０に示す。図９に示されるように、絞り部４２の上流側から流れ込んだ水流ＷＦは、絞り突起部４Ｃｄに当たって進行方向が転換され、絞り流路４２１に向かう。絞り流路４２１によって速度が速められた水流ＷＦは空気混入部４３に向けて噴射される。空気混入部４３に水流ＷＦが噴射されると下流側から水が溜まり、その溜まった水に絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦが突入する。水が溜まっている部分と空気との間には気液界面が生じることになり、例えばその標準的な位置は界面位置Ｓ１である。しかしながら、気液界面は空気が引きちぎられて水流ＷＦに取り込まれる場所であるため、大きなうねりが生じて不安定な領域であり、絞り流路４２１側への戻り流も発生する。そのため、図７に示されるように、実際の界面位置Ｓ２は標準的な界面位置Ｓ１よりも上流側に戻って形成される場合もある。
【００６０】
絞り流路４２１から水が噴射されることによって、空気混入部４３内の水が存在しない領域には負圧が発生し、この負圧の作用によって空気導入孔４３１ａから空気が吸い込まれ空気流ＡＦが生じる。従って、空気導入孔４３１ａの近傍には、空気混入部４３に空気を吸い込むための吸引負圧部ＬＰｂが形成されている。この吸引負圧部ＬＰｂが形成されることで、空気導入孔４３１ａから空気が吸い込まれると共に、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦも影響を受けることになる。具体的には、絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦは、吸引負圧部ＬＰｂによって空気導入孔４３１ａを塞ぐようにフランジ４Ｃｂ側に引っ張られる。
【００６１】
図１０に示されるように、絞り流路４２１から噴射された水流ＷＦが吸引負圧部ＬＰｂに引っ張られると、気液界面は上流側に移動して界面位置Ｓ３に気液界面が形成される。界面位置Ｓ３まで気液界面が移動すると、空気導入孔４３１ａは実質的に塞がれた状態となり、吸引負圧部ＬＰｂの負圧は低下し空気導入孔４３１ａからの空気の取り込み量は減少する。
【００６２】
本実施形態のシャワー装置Ｆ１では、給水部４１から絞り部４２に至る流路をエルボ形状としたエルボ部ＥＰを形成し、絞り部４２の絞り流路４２１から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面（キャビティ４Ａの下面）から剥離させるように構成している。より具体的には、エルボ部ＥＰの内周面の一部に急峻な面変化を形成するため、上流側の内面４２２ａと下流側の内面４２２ｂとが角部４２１ａを形成するように繋がっている。このように構成することで、水流ＷＦが角部４２１ａを通過する際に流れの剥離を起こさせることができ、角部４２１ａの下流側で大きな渦を発生させることができる。この大きな渦の発生によって遠心力が発生し、絞り流路４２１から噴射される水流に流間負圧部ＬＰａを形成することができる。
【００６３】
図１０に示された状態では、吸引負圧部ＬＰｂにおいて発生する負圧が低下するので、流間負圧部ＬＰａにおいて発生する負圧が相対的に上昇し、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦがより直進する方向へと引き戻す効果を発揮する。この流間負圧部ＬＰａの作用によって、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦは直進するので、図９に示された状態に戻ることになる。上述したような吸引負圧部ＬＰｂと流間負圧部ＬＰａの相互作用によって、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦは、その噴射方向と交わる方向に振動する。本実施形態のシャワー装置Ｆ１では、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦの振動と、空気導入孔４３１ａから取り込まれる空気量の周期的な変動の相互作用によって、空気混入部４３から散水部４４に送り出される気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることができる。
【００６４】
図９及び図１０を参照しながらした説明に対して、図１１を参照しながら更に説明を加える。図１１は、水流の進行方向と空気が水中に取り込まれる領域との関係について模式的に示した図である。図１１の（Ａ）は、水流ＷＦＡが最も空気導入孔４３１ａに近づいた場合を示している。図１１の（Ｂ）は、（Ａ）の状態から水流ＷＦＡの進行方向が変化して水流ＷＦＢとなり、空気導入孔４３１ａから離れた場合を示している。図１１の（Ｃ）は、（Ｂ）の状態から更に水流ＷＦＢの進行方向が変化して水流ＷＦＣとなり、空気導入孔４３１ａから最も離れ、空気混入部４３の壁面には衝突しない状態を示している。図１１の（Ｄ）は、（Ｃ）の状態から更に水流ＷＦＣの進行方向が変化して水流ＷＦＤとなり、空気導入孔４３１ａに近づいた状態を示している。
【００６５】
図１１の（Ａ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＡが開口である空気導入孔４３１ａに近くなっていると、水流ＷＦＡが空気混入部４３の壁面に衝突する位置も当然ながら空気導入孔４３１ａに近付いている。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＡは、空気導入孔４３１ａの比較的近くに形成される。
【００６６】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＡは、気液界面ＳＡに向かって流れる。気液界面ＳＡは水流ＷＦＡに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＡが水中に取り込まれることはない。水流ＷＦＡが空気混入部４３の壁面に衝突する位置の近傍では、空気流ＡＦＡが加速して気液界面ＳＡに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＡの空気が引きちぎられて水流ＷＦＡに取り込まれる空気取込領域ＡＷＡが形成される。図１１の（Ａ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＡが空気導入孔４３１ａに比較的近いため、空気流ＡＦＡの加速距離が短く、結果として取り込まれる空気の量が少なくなる。
【００６７】
図１１の（Ａ）は、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧が小さく、水流ＷＦＡの上方に形成される流間負圧が大きい状態である。従って、水流ＷＦＡは流間負圧に引っ張られて上昇し、図１１の（Ｂ）に示すような水流ＷＦＢとなる。
【００６８】
図１１の（Ｂ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＢが開口である空気導入孔４３１ａから離れると、水流ＷＦＢが空気混入部４３の壁面に衝突する位置も当然ながら空気導入孔４３１ａから離れる。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＢは、空気導入孔４３１ａから離れて形成される。
【００６９】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＢは、気液界面ＳＢに向かって流れる。気液界面ＳＢは水流ＷＦＢに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＢが水中に取り込まれることはない。水流ＷＦＢが空気混入部４３の壁面に衝突する位置の近傍では、空気流ＡＦＢが加速して気液界面ＳＢに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＢの空気が引きちぎられて水流ＷＦＢに取り込まれる空気取込領域ＡＷＢが形成される。図１１の（Ｂ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＢが空気導入孔４３１ａから離れているため、空気流ＡＦＢの加速距離が延び、結果として取り込まれる空気の量が多くなる。
【００７０】
図１１の（Ｂ）では、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧は図１１の（Ａ）の状態よりは大きくなっているものの、水流ＷＦＢの上方に形成される流間負圧の方が比較的大きい状態となっている。従って、水流ＷＦＢは流間負圧に引っ張られて上昇し、図１１の（Ｃ）に示すような水流ＷＦＣとなる。
【００７１】
図１１の（Ｃ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＣが開口である空気導入孔４３１ａから離れ水平な状態になると、水流ＷＦＣは空気混入部４３の壁面に衝突しないようになる。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＣは、空気導入孔４３１ａから最も離れて形成される。
【００７２】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＣは、気液界面ＳＣに向かって流れる。気液界面ＳＣは水流ＷＦＣに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＣが水中に取り込まれることはない。図１１の（Ｃ）では、水流ＷＦＣが壁面に衝突していないので、気液界面ＳＣは水圧と吸引負圧とが均衡する位置まで入り込んで形成される。従って、この位置が空気流ＡＦＢが加速して気液界面ＳＣに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＣの空気が引きちぎられて水流ＷＦＣに取り込まれる空気取込領域ＡＷＣが形成される。図１１の（Ｃ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＣが空気導入孔４３１ａから最も離れているため、空気流ＡＦＢの加速距離が最も長くなり、結果として取り込まれる空気の量が最も多くなる。
【００７３】
図１１の（Ｃ）は、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧が大きく、水流ＷＦＡの上方に形成される流間負圧が小さい状態である。従って、水流ＷＦＣは吸引負圧に引っ張られて下降し、図１１の（Ｄ）に示すような水流ＷＦＤとなる。
【００７４】
図１１の（Ｄ）に示すように、絞り部４２１から噴射された水流ＷＦＤが開口である空気導入孔４３１ａに近づくと、水流ＷＦＤが空気混入部４３の壁面に衝突する位置も当然ながら空気導入孔４３１ａに近づく。この場合、水と空気の境界面である気液界面ＳＤは、空気導入孔４３１ａに近づいて形成される。
【００７５】
空気導入孔４３１ａから導入された空気流ＡＦＤは、気液界面ＳＤに向かって流れる。気液界面ＳＤは水流ＷＦＤに沿って形成されるので、その多くの部分では空気流ＡＦＤが水中に取り込まれることはない。水流ＷＦＤが空気混入部４３の壁面に衝突する位置の近傍では、空気流ＡＦＤが加速して気液界面ＳＤに衝突する位置でもあるので、空気流ＡＦＤの空気が引きちぎられて水流ＷＦＤに取り込まれる空気取込領域ＡＷＤが形成される。図１１の（Ｄ）に示す状態では、空気取込領域ＡＷＤが空気導入孔４３１ａに近づいているため、空気流ＡＦＤの加速距離が短くなり、結果として取り込まれる空気の量が少なくなる。
【００７６】
図１１の（Ｄ）では、空気導入孔４３１ａから空気を引き込む吸引負圧は図１１の（Ｃ）の状態よりは小さくなっているものの、水流ＷＦＤの上方に形成される流間負圧の方よりも比較的大きい状態となっている。従って、水流ＷＦＤは吸引負圧に引っ張られて下降し、図１１の（Ａ）に示すような水流ＷＦＡに戻る。
【００７７】
このように、脈動付与手段が、開口である空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させることで、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を減少させたりすることができる。
【００７８】
具体的には、空気導入孔４３１ａから空気取込領域までの距離を変化させることで、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに至る空気が加速するための加速距離を変化させ、空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに突入する空気の流速を変化させる。空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに突入する空気の流速が高まれば空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤへの空気混入量は増大し、空気混入部４３における吸引負圧量を増大させる。
【００７９】
一方、空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤに突入する空気の流速が低くなれば空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤへの空気混入量は減少し、空気混入部４３における吸引負圧量を減少させる。そのため、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を確実に変動させることができる。このように、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させて空気の吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、空気の取り込み量を確実に変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００８０】
また、脈動付与手段は、絞り部４２１から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦＡ〜ＷＦＤを、空気混入部４３において空気が存在する側の壁面である気液界面ＳＡ〜ＳＤの空気側が対面する壁面（図１１における下方壁面）に衝突させることで空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤを形成し、その衝突位置を変化させることによって空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させることも好ましい。
【００８１】
本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、吐水の瞬間流量を大きく変動させ、使用者に心地よい刺激感を感じてもらうものである。この心地よい刺激感を実現するために、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３への空気の取り込み量を確実に変動させている。ところで、使用者が心地よい刺激感を感じるためには、脈動吐水の周期を短いものとする必要がある。脈動吐水の周期が長くなると、使用者に当たる水量変化の間隔が広がり、刺激感を感じにくくなるためである。
【００８２】
そこで、吸引負圧量の変動周期を短くすると共に空気の取り込み量の変動周期を短くするため、上述したように空気混入部４３において空気が存在する側の壁面に水流ＷＦＡ〜ＷＦＤを衝突させることで空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤを形成し、その衝突位置を変化させることによって空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を変化させている。空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤは気液界面ＳＡ〜ＳＤの一部に形成されるものであるから、気液界面ＳＡ〜ＳＤ全体と空気導入孔４３１ａとの距離を変化させることで、空気の加速距離を変化させることも考えられる。
【００８３】
しかしながら、気液界面ＳＡ〜ＳＤは、空気混入部３４に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部３４に空気を吸い込む吸引負圧との均衡によって発生し、その位置は水の内圧と空気の吸引負圧とが均衡する位置となる。従って、気液界面ＳＡ〜ＳＤ全体と空気導入孔４３１ａとの距離を変化させるためには、水の内圧と空気の吸引負圧とのバランスを変動させる必要があり、例えば絞り部４２１から噴射される水流の進行方向を僅かに変化させるぐらいでは変動させることができない。
【００８４】
そこで、空気混入部３４において空気が存在する側の壁面に水流を衝突させることで強制的に空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤを形成し、圧力の均衡によらず水流の進行方向を調整することによる空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤの位置変動を実現している。従って、水流の進行方向を変化させることで水流と壁面との衝突位置を確実に動かし、空気導入孔４３１ａから空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤまでの距離を確実に変化させている。
【００８５】
また、脈動付与手段は、絞り部４２１から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦＡ〜ＷＦＤの進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に空気混入部４３の壁面に衝突しないように変化させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を最大化させている（図１１の（Ｃ）参照）。
【００８６】
上述したように、気液界面ＳＡ〜ＳＤの位置は、空気混入部４３に一時的に貯留されている水の内圧と、空気混入部４３に空気を吸い込む吸引負圧とが均衡する位置となる。一方で、気液界面ＳＡ〜ＳＤの一部である空気取込領域ＡＷＡ〜ＡＷＤは、水流を壁面に衝突させて形成するものであるから、気液界面の一部を開口側に引き出して形成される。そこでこの好ましい態様では、絞り部から空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に壁面に衝突しないように変化させることで、空気取込領域の位置も、水の内圧と空気の負圧とが均衡する位置まで引き離すものとしている。このようにすることで、空気混入部と開口との距離が離れ、空気混入部に取り込まれる空気量を最大化させることができる。
【００８７】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記空気混入部における前記開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を最小化させることも好ましい。
【００８８】
上述したように本発明の好ましい態様では、空気取込領域の位置を変動させることで、開口から取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、開口から取り入れる空気の取り込み量を減少させたりするものとしている。この好ましい態様では、開口から取り入れる空気の取り込み量を大きく変動させるため、絞り部から噴射される水流の進行方向を空気混入部における開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させている。このように水流の進行方向を変化させることで空気取込領域の位置を開口側に移動させ、空気混入部に取り込む空気の量を極めて小さいものとし、空気の取り込み量の変動を極大化している。従って、空気の取り込み量を確実に大きく変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００８９】
また本発明に係る吐水装置では、前記脈動付与手段は、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記開口と干渉しない範囲で変化させ、前記開口から水が流出することを防止することも好ましい。
【００９０】
本発明に係る吐水装置の開口は、空気混入部に空気を取り込むためのものであるから、この開口から外部に水が流出することは、意図しない吐水となり好ましくないばかりか、水中のカルシウム成分が開口内に固着して開口を塞ぐ原因ともなりうる。そこでこの好ましい態様では、絞り部から噴射される水流の進行方向を開口と干渉しない範囲で変化させることで、開口から水が流出することを防止している。
【００９１】
上述したように本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１は、空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置の一例であって、水を供給する給水部４１と、給水部４１の下流側に設けられ、給水部４１よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部４２と、絞り部４２の下流側に設けられ、絞り部４２を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口としての空気導入孔４３１ａが形成されている空気混入部４３と、空気混入部４３で生成された気泡混入水を吐出する吐水部としての散水部４４と、を備えている。
【００９２】
シャワー装置Ｆ１は更に、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流を、その噴射方向と交わる方向に振動させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させ、吐水部としての散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせている。換言すれば、シャワー装置Ｆ１は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させ、吐水部としての散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせている。この「周期的」とは、常に同一の周波数で水流の進行方向を変化させる態様に限られるものではなく、水流の進行方向が時系列的に連続（一時的に不連続であっても構わない）して変化するものを含む概念である。
【００９３】
本実施形態のシャワー装置Ｆ１は、このように散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させるための脈動付与手段の一態様として、流間負圧部ＬＰａ及び吸引負圧部ＬＰｂを形成している。その作用によって、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、その噴射方向と交わる方向に振動させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。
【００９４】
本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１によれば、空気混入部４３において絞り部４２から噴射される水流ＷＦに空気を混入させて気泡混入水とし、その気泡混入水を吐水部としての散水部４４から吐出するので、使用者に量感のある吐水を享受させることができる。更に、散水部４４から吐出する気泡混入水の瞬間流量を大きく変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を形成しているので、使用者に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感を感じる吐水を享受させることができる。脈動付与手段が脈動吐水を行わせるにあたっては、絞り部４２から噴射される水流ＷＦを、その噴射方向と交わる方向に振動させる（水流の進行方向を周期的に変化させる）ことで空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。脈動付与手段は、水流ＷＦをその噴射方向と交わる方向に振動させ（水流の進行方向を周期的に変化させ）、その振動（変化）を利用して空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させ、更にその空気量の変動を利用して脈動吐水を行っているので、水流ＷＦを振動させるという簡単な構成を用いつつも結果として脈動吐水を行うことが可能なものとなっている。従って、コスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を享受することが可能なシャワー装置Ｆ１を実現している。
【００９５】
脈動付与手段は、水流をその噴射方向と交わる方向に振動させ（水流の進行方向を周期的に変化させ）、その振動（変化）を利用して空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させることで、空気混入部４３に空気を吸い込む力を変動させている。そのため、空気混入部４３へ空気を吸引するための吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、確実に空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させることができる。従って、空気混入部４３へ送り込む空気を変動させるための特別な手段としてポンプ等を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【００９６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、空気混入部４３において空気導入孔４３１ａよりも下流側に気液界面が形成され、この気液界面に絞り部４２から噴射される水流ＷＦが突入することで気泡混入水が生成されるように構成されている。脈動付与手段は、気液界面の位置を移動させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。より具体的には、気液界面の一部に、空気導入孔４３１ａから流入した空気が引きちぎられて水流に取り込まれる空気取込領域が形成されている。脈動付与手段は、開口に繋がる空気導入孔４３１ａから空気取込領域までの距離を変化させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を変動させ、空気混入部４３に取り込まれる空気量を変動させている。
【００９７】
本実施形態では、脈動付与手段が、気液界面の位置を移動させることで、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を減少させたりすることができる。そのため、気液界面の位置を移動させることで、空気混入部４３における空気の吸引負圧量を確実に変動させることができる。このように、気液界面を移動させて空気の吸引負圧量を変動させるという簡単な構成で、空気の取り込み量を確実に変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現している。
【００９８】
本実施形態では、脈動付与手段が、気液界面の位置を上流側に移動させ空気導入孔４３１ａを塞ぐように位置させることで、空気混入部４３における吸引負圧量を抑制し、空気混入部４３に取り込まれる空気量を抑制している。
【００９９】
本実施形態では、気液界面の位置を変動させることで、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を十分に確保したり、空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を減少させたりするものとしている。空気導入孔４３１ａから取り入れる空気の取り込み量を大きく変動させるため、気液界面の位置を上流側に移動させ空気導入孔４３１ａを塞ぐように位置させている。このように空気導入孔４３１ａを塞ぐような位置まで気液界面を移動させることで、空気混入部４３に取り込む空気の量を極めて小さいものとし、空気の取り込み量の変動を極大化している。従って、空気の取り込み量を確実に大きく変動させることが可能となり、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【０１００】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、脈動付与手段は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって水流ＷＦと壁面との間に流間負圧部ＬＰａを形成することで水流ＷＦを振動させている。従って、この構成は、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流を、絞り部４２を構成する壁面から剥離させる剥離促進手段としても機能している。
【０１０１】
このように、絞り部４２から噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させ、この流れの剥離によって水流ＷＦと壁面との間に流間負圧部ＬＰａを形成しているので、流間負圧部ＬＰａの作用によって絞り部４２から噴射される水流ＷＦを振動させることができる。このように水流ＷＦを壁面から剥離させ流間負圧部ＬＰａを形成するという簡単な構成で水流ＷＦを振動させるので、極めて簡単な構成で空気の取り込み量を変動させることができる。従って、水流ＷＦを振動させるための特別な手段を用いることなく、よりコスト低減及び小型化に資するような簡単な構成で、確実に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができる脈動吐水を実現することができる。
【０１０２】
また本実施形態の脈動付与手段は、流間負圧部ＬＰａを空気混入部４３に空気を負圧吸引するための吸引負圧部ＬＰｂよりも上流側に形成している。このように、吸引負圧部ＬＰｂよりも流間負圧部ＬＰａを上流側に形成しているので、絞り部４２から噴射される水流ＷＦの壁面からの剥離によって発生する流間負圧部ＬＰａの負圧によって、下流側に位置する吸引負圧部ＬＰｂの負圧発生量を変動させることができる。従って、流間負圧部ＬＰａにおける負圧と、吸引負圧部ＬＰｂにおける負圧との差によって水流ＷＦを振動させることができる。
【０１０３】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、流間負圧部ＬＰａとは反対側にのみ空気導入孔４３１ａを形成し、空気導入孔４３１ａから吸引される空気が流間負圧部ＬＰａに侵入しないように構成している。このように空気導入孔４３１ａと流間負圧部ＬＰａとの配置を工夫することで、流間負圧部ＬＰａに空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１０４】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２には、空気混入部４３に噴射する水流ＷＦが膜状の水流となるように、水流ＷＦの噴射方向に対して扁平な絞り流路４２１が形成されている。このように絞り流路４２１を形成することで、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される膜状の水流によって、空気導入孔４３１ａから吸引される空気が流間負圧部ＬＰａに侵入しないように構成されている。
【０１０５】
このように、絞り部４２に扁平な絞り流路４２１が形成されているので、絞り流路４２１から噴射される水流ＷＦは膜状の水流となる。従って、空気導入孔４３１ａと流間負圧部ＬＰａとの間に膜状の水流を介在させることができるので、空気導入孔４３１ａから取り込まれた空気は膜状の水流によって遮断され、流間負圧部ＬＰａには到達しない。このように絞り流路４２１の断面形状を扁平にするという簡単な構成で、流間負圧部ＬＰａに空気を混入させずに負圧を発生させる構成を簡便に実現し、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１０６】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、脈動付与手段及び剥離側手段は、絞り部４２を構成する壁面に凸部を形成することで、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させている。より具体的には、給水部４１から絞り部４２に至る流路をエルボ形状としたエルボ部ＥＰを形成することで凸部となし、絞り部４２から空気混入部４３に噴射される水流ＷＦを、絞り部４２を構成する壁面から剥離させるように構成している。エルボ部ＥＰの内周面の少なくとも一部は、上流側の内面４２２ａと下流側の内面４２２ｂとが角部４２１ａを構成するように繋がっている。
【０１０７】
このように、絞り部４２を構成する壁面に凸部を形成することで、簡便な構成による急峻な面変化を実現することができる。また、給水部４１から絞り部４２に至る流路をエルボ形状としてエルボ部ＥＰを形成することで、流路を屈曲させて流路の面変化を実現している。更に、エルボ部ＥＰの内周面の一部が、上流側の内面４２２ａと下流側の内面４２２ｂとが角部４２１ａを構成するように繋がっていることで、簡便な構成による急峻な面変化を実現している。従って、絞り部４２を流れる水流ＷＦの剥離を簡便な構成で起こさせることができ、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１０８】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、吐水部として散水部４４を備えている。散水部４４は、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔４４３が形成され、シャワー吐水を行うことが可能なように構成されている。このように構成することで、使用者は、少ない水量であっても量感を感じることができると共に吐水の瞬間流量が大きく変動するような心地よい刺激感も感じることができるシャワー吐水を享受することができる。もっとも、吐水装置として本発明を把握すれば、その実施形態はシャワー装置Ｆ１に限られるものではない。衛生洗浄装置のように単一の吐水孔を有する吐水部を形成し、その単一の吐水孔から量感と刺激感とを両立させた吐水を行うことも好ましい態様である。
【０１０９】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り流路４２１は、開口としての空気導入孔４３１ａが形成されている壁面と対向する壁面側にずらして水流ＷＦを噴射するように構成されている。このように構成することで、空気導入孔４３１ａが形成されている壁面側の空間を大きくし水流ＷＦを挟んだ反対側の空間を小さくするように水流ＷＦを噴射する。従って、吸引負圧部ＬＰｂで発生する負圧を流間負圧部ＬＰａで発生する負圧よりも確実に大きくなるように構成することができ、膜状に噴射される水流を確実に振動させることができる。
【０１１０】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り流路４２１は、噴射する水流が全周に渡って繋がった円盤状の膜状水流ＷＦｃとなるように、放射状に水流を噴射している。このように噴射することで、絞り流路４２１から噴射された水流に端部が形成されず、水流の端部が流路の壁面と干渉することがない。従って、噴射された水流の端部が流路の壁面と干渉することによる流速低下を抑制することができ、膜状の水流全体を確実に振動させることができる。
【０１１１】
また本実施形態に係るシャワー装置Ｆ１では、絞り部４２から噴射される水の噴射方向を延伸させた噴射水仮想直線が、空気混入部４３及び散水部４４を構成する内壁と干渉することなく散水孔４４３が形成された位置まで到達するように構成されている。
【０１１２】
このように構成することで、絞り部４２から噴射される水は空気混入部４３及び散水部４４を構成する内壁によってはその流れが乱されることなく散水孔４４３が形成された位置まで到達する。絞り部４２を通って噴射された水が気液界面に突入して気泡混入水となる段階では、気泡混入水中の気泡は略均一な径となるように構成できるので、気泡混入水はその略均一な気泡径のまま散水孔４４３が形成された位置まで到達することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含む気泡混入水が散水孔４４３に供給されると、散水孔４４３内及び散水孔４４３から吐出された直後において気泡流又はスラグ流を形成することができる。このように略均一な気泡径の気泡を含み気泡流又はスラグ流として形成される気泡混入水が散水孔から吐出されると、環状流のようにミスト化することなく、吐出方向と略直交する方向にせん断されて略均一に粒化される。従って、比較的大きく均一な粒径に粒化された水滴が連続して使用者に着水し、使用者は大粒の雨を浴びているような量感のある浴び心地のシャワーを確実に享受することができる。
【０１１３】
また本実施形態では、脈動付与手段は、空気混入部４３に空気導入孔４３１ａから空気を吸引するために発生される吸引負圧と前記流間負圧との圧力差によって、絞り部４２１から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、吸引負圧が小さくなると流間負圧を大きくし、吸引負圧が大きくなると流間負圧を小さくする。
【０１１４】
このように、絞り部４２１から噴射される水流に作用する力を、吸引負圧側と流間負圧側とから交互に大きく作用させることができる。水流に作用する力は、吸引負圧が小さくなると流間負圧を大きくし、吸引負圧が大きくなると流間負圧を小さくすることで作用させているので、吸引負圧と流間負圧とが均衡して水流の進行方向の周期的な変動が止まってしまうことを確実に防止できる。
【０１１５】
続いて、本発明の第二実施形態であるシャワー装置について図１２を参照しながら説明する。図１２は、本発明の第二実施形態に係るシャワー装置Ｆ２を示す図であって、図１２の（Ａ）は平面図を示し、図１２の（Ｂ）は側面図を示し、図１２の（Ｃ）は下面図を示している。
【０１１６】
図１２の（Ａ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２は主に略直方体を成す本体６によって構成されており、シャワー装置Ｆ２（本体６）の上面６ａには開口６３１が形成されている。図１２の（Ｂ）に示されるように、シャワー装置Ｆ２の上面６ａと対向する下面６ｂには複数の散水孔６４３が形成されている。図１２の（Ｃ）に示されるように、本実施形態の場合、散水孔６４３は５行×５列に２５個形成されている。
【０１１７】
続いて、図１２の（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である図１３、及び図１２の（Ｂ）のＣ矢視図である図１４を参照しながらシャワー装置Ｆ２について説明を加える。図１３に示されるように、シャワー装置Ｆ２は、給水部６１と、絞り部６２と、空気混入部６３と、散水部６４とを備えている。
【０１１８】
給水部６１は、水を供給するための部分であって、給水口６１ｄから導入した水を絞り部６２へと供給する部分である。給水口６１ｄには図示しない給水手段（給水ホース等）が接続可能であって、その給水手段から供給される水が給水部６１から絞り部６２へと供給される。
【０１１９】
絞り部６２は、給水部６１の下流側に設けられており、給水部６１よりも流路断面積を減少させ、通過する水を下流側に噴射するための部分である。絞り部６２には、単一の絞り流路６２１が設けられている。絞り流路６２１は、図１３の紙面を貫く方向が長辺側となるように扁平形状且つスリット状に形成されている。
【０１２０】
絞り流路６２１の様子を図１４に示す。図１４は、図１２の（Ｂ）のＣ矢視図である。図１４に示すように、絞り流路６２１は、本体６の上面６ａ及び下面６ｂに沿った辺が長辺となるように扁平形状且つスリット状に形成されている。
【０１２１】
図１３に戻ってその他の部分の説明を続ける。空気混入部６３は、絞り部６２の下流側に設けられており、絞り部６２を通って噴射される水に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口６３１が形成されている部分である。
【０１２２】
散水部６４（吐水部）は、空気混入部６３の下流側に設けられており、気泡混入水を吐出するための複数の散水孔６４３が形成されている部分である。
【０１２３】
給水部６１は、側壁６１ｂ及び側壁６１ｃを有している。側壁６１ｂ及び側壁６１ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁６１ｂ及び側壁６１ｃが繋ぐ他の側壁よりも長くなるように形成されている。従って、給水部６１は流路断面が扁平形状となるように形成されている。給水部６１と絞り部６２との境界部分には、前壁面６１ａが設けられていて、側壁６１ｂ，６１ｃは前壁面６１ａに繋がっている。
【０１２４】
前壁面６１ａを下流側に越えた領域には絞り部６２が設けられている。絞り部６２は、側壁６２ｂ及び側壁６２ｃを有している。側壁６２ｂ及び側壁６２ｃは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁６２ｂ及び側壁６２ｃが繋ぐ他の側壁よりも長くなるように形成されている。従って、絞り部６２は流路断面が扁平形状となるように形成されている。絞り部６２と空気混入部６３との境界部分には仕切壁６２ａが設けられていて、側壁６２ｂ，６２ｃは仕切壁６２ａに繋がっている。仕切壁６２ａには、扁平形状且つスリット状の絞り流路６２１が形成されている。絞り流路６２１近傍のＤ領域の拡大図を図１５に示す。図１５に示されるように、絞り流路６２１には、脈動付与手段若しくは剥離促進手段として機能する凸部６２１ａが形成されている。
【０１２５】
仕切壁６２ａを下流側に越えた領域には空気混入部６３が設けられている。空気混入部６３は、側壁６３ｂ、側壁６３ｂと対向し相対的に側壁６３ｂから遠い位置に配置されている側壁６３ｃ、側壁６３ｂと対向し相対的に側壁６３ｂに近い位置に配置されている側壁６３ｄを有している。側壁６３ｃは散水部６４側に、側壁６３ｄは絞り部６２側に、それぞれ配置されており側壁６３ｃと側壁６３ｄとを繋ぐ段差部６３ｇが形成されている。側壁６３ｂ，６３ｃ，６３ｄは、水が進行する方向に直交する方向に沿った長さが、側壁６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが繋ぐ他の側壁よりも長くなるように形成されている。従って、空気混入部６３は流路断面が扁平形状となるように形成されている。
【０１２６】
側壁６３ｃよりも下流側の領域には散水部６４が設けられている。散水部６４は、空気混入部６３の側壁６３ｂと同一面を形成する側壁６４ｂを有している。更に散水部６４は、空気混入部６３の側壁６３ｃと同一平面を形成する側壁６４ｃを有している。側壁６４ｂ，６４ｃは、給水口６１ｄと対向するように位置し流路の末端として機能する奥側の側壁６４ａに繋がっている。散水部６４の側壁６４ｃには、散水孔６４３が形成されている。
【０１２７】
本発明の第二実施形態であるシャワー装置Ｆ２は、上述した構成によって、第一実施形態であるシャワー装置Ｆ１と同等の作用効果を奏するものである。特に本実施形態に係るシャワー装置Ｆ２では、脈動付与手段及び剥離促進手段として、絞り部６２を構成する壁面に凸部６２１ａを形成することで、絞り部６２から空気混入部６３に噴射される水流を、絞り部６２を構成する壁面である側壁６２ｃから剥離させている。
【０１２８】
このように、絞り部６２を構成する側壁６２ｃに凸部６２１ａを形成することで、簡便な構成による急峻な面変化を実現することができる。従って、絞り部６２を流れる水流の剥離を簡便な構成で起こさせることができ、必要となる負圧を確実に発生させることができる。
【０１２９】
もっとも、水流の剥離を起こさせる観点からは、側壁６２ｃに凹部を設けることも好ましいものである。この好ましい一例を図１６に示す。図１６に示す例では、絞り部６２を構成する壁面に凹部６２１ｂを形成している。図１５及び図１６に示すように、側壁６２ｃに凹部６２１ｂ及び凸部６２１ａの少なくとも一方を形成することで、絞り部６２から空気混入部６３に噴射される水流を、絞り部６２を構成する壁面から剥離させることができる。
【０１３０】
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】
【０１３１】
４：本体
４Ａ：キャビティ
４Ａａ：当接面
４Ａｂ：凹部
４Ａｃ：貫通穴
４Ｂ：シャワープレート
４Ｂａ：当接面
４Ｂｂ：貫通穴
４Ｂｃ：凹部
４Ｃ：水噴射コマ
４Ｃａ：空気導入突起部
４Ｃｂ：フランジ
４Ｃｄ：絞り突起部
４ａ：上面
４ｂ：下面
４１：給水部
４１ｄ：給水口
４２：絞り部
４３：空気混入部
４４：散水部
４４ａ：側壁
４４ｃ：側壁
４２１：絞り流路
４３１：開口
４３１ａ：空気導入孔
４４３：散水孔
Ｆ１：シャワー装置
ＷＦｃ：膜状水流
ＷＦ：水流
ＡＦ：空気流
ＥＰ：エルボ部
ＬＰａ：流間負圧部
ＬＰｂ：吸引負圧部
Ｓ１：界面位置
Ｓ２：界面位置
Ｓ３：界面位置
６１：給水部
６１ａ：前壁面
６１ｂ：側壁
６１ｃ：側壁
６１ｄ：給水口
６２：絞り部
６２ａ：仕切壁
６２ｂ：側壁
６２ｃ：側壁
６３：空気混入部
６３ｂ：側壁
６３ｃ：側壁
６３ｄ：側壁
６３ｇ：段差部
６４：散水部
６４ａ：側壁
６４ｂ：側壁
６４ｃ：側壁
６２１：絞り流路
６２１ａ：凸部
６２１ｂ：凹部
６３１：開口
６４３：散水孔
Ｆ２：シャワー装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置であって、
水を供給する給水部と、
前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部と、
前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、
前記空気混入部で生成された前記気泡混入水を吐出する吐水部と、を備え、
前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで前記空気混入部に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、前記吐水部から吐出する前記気泡混入水の瞬間流量を変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を備えることを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させ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】
前記空気混入部では、水と空気との境界面である気液界面が形成されると共に、この気液界面の一部に、前記開口から流入した空気が引きちぎられて水流に取り込まれる空気取込領域が形成されており、
前記脈動付与手段は、前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
【請求項４】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記空気混入部において前記気液界面の空気側が対面する壁面に衝突させることで前記空気取込領域を形成し、その衝突位置を変化させることによって前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させ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】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に前記空気混入部の壁面に衝突しないように変化させることを特徴とする請求項４に記載の吐水装置。
【請求項６】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記空気混入部における前記開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させることを特徴とする請求項４に記載の吐水装置。
【請求項７】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記開口と干渉しない範囲で変化させ、前記開口から水が流出することを防止することを特徴とする請求項４に記載の吐水装置。
【請求項８】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記絞り部を構成する壁面から剥離させ、
この流れの剥離によって前記水流と前記壁面との間に流間負圧部を形成することで、前記水流の進行方向を周期的に変化させることを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
【請求項９】
前記脈動付与手段が形成する前記流間負圧部とは反対側にのみ前記開口を形成し、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することを特徴とする請求項８に記載の吐水装置。
【請求項１０】
前記絞り部には、前記空気混入部に噴射する水流が膜状の水流となるように、水流の噴射方向に対して扁平な絞り流路が形成されており、
前記絞り部から前記空気混入部に噴射される膜状の水流によって、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することを特徴とする請求項９に記載の吐水装置。
【請求項１１】
前記脈動付与手段は、前記空気混入部に前記開口から空気を吸引するために発生される吸引負圧と前記流間負圧との圧力差によって、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、前記吸引負圧が小さくなると前記流間負圧を大きくし、前記吸引負圧が大きくなると前記流間負圧を小さくすることを特徴とする請求項８に記載の吐水装置。
【請求項１】
空気を混入させた気泡混入水を吐出する吐水装置であって、
水を供給する給水部と、
前記給水部の下流側に設けられ、前記給水部よりも流路断面積を減少させ、通過する水の流速を高めて下流側に噴射する絞り部と、
前記絞り部の下流側に設けられ、前記絞り部を通って噴射される水流に空気を混入させて気泡混入水と成すための開口が形成されている空気混入部と、
前記空気混入部で生成された前記気泡混入水を吐出する吐水部と、を備え、
前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで前記空気混入部に取り込まれる空気量を周期的に変動させ、前記吐水部から吐出する前記気泡混入水の瞬間流量を変動させることで脈動吐水を行わせる脈動付与手段を備えることを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させ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】
前記空気混入部では、水と空気との境界面である気液界面が形成されると共に、この気液界面の一部に、前記開口から流入した空気が引きちぎられて水流に取り込まれる空気取込領域が形成されており、
前記脈動付与手段は、前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させることで、前記空気混入部における空気の吸引負圧量を変動させ、前記空気混入部に取り込まれる空気量を変動させることを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
【請求項４】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記空気混入部において前記気液界面の空気側が対面する壁面に衝突させることで前記空気取込領域を形成し、その衝突位置を変化させることによって前記開口から前記空気取込領域までの距離を変化させ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】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を一時的に前記空気混入部の壁面に衝突しないように変化させることを特徴とする請求項４に記載の吐水装置。
【請求項６】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記空気混入部における前記開口の下流側近傍位置に衝突するように変化させることを特徴とする請求項４に記載の吐水装置。
【請求項７】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるにあたって、その進行方向を前記開口と干渉しない範囲で変化させ、前記開口から水が流出することを防止することを特徴とする請求項４に記載の吐水装置。
【請求項８】
前記脈動付与手段は、前記絞り部から前記空気混入部に噴射される水流を、前記絞り部を構成する壁面から剥離させ、
この流れの剥離によって前記水流と前記壁面との間に流間負圧部を形成することで、前記水流の進行方向を周期的に変化させることを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
【請求項９】
前記脈動付与手段が形成する前記流間負圧部とは反対側にのみ前記開口を形成し、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することを特徴とする請求項８に記載の吐水装置。
【請求項１０】
前記絞り部には、前記空気混入部に噴射する水流が膜状の水流となるように、水流の噴射方向に対して扁平な絞り流路が形成されており、
前記絞り部から前記空気混入部に噴射される膜状の水流によって、前記開口から吸引される空気が前記流間負圧部に侵入しないように構成することを特徴とする請求項９に記載の吐水装置。
【請求項１１】
前記脈動付与手段は、前記空気混入部に前記開口から空気を吸引するために発生される吸引負圧と前記流間負圧との圧力差によって、前記絞り部から噴射される水流の進行方向を周期的に変化させるものであり、前記吸引負圧が小さくなると前記流間負圧を大きくし、前記吸引負圧が大きくなると前記流間負圧を小さくすることを特徴とする請求項８に記載の吐水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２６２５８（Ｐ２０１２−２６２５８Ａ）
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１２５０（Ｐ２０１１−１１１２５０）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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