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
【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】
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】
【００１４】
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いる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【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】
具体的には、コップや花瓶に水を溜めようとする際に、水の勢いが強いこと（吐水の総量が必要以上に多いこと）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を回避できる。更に、コップや花瓶に半分程度の水を溜めようとする際に、気泡分での増量を抑制することができるので、狙った通りの分量の水を溜めることができる。更に、高流量段階での吐水の総量から不要な気泡分を減じることができるので、吐水の総量で見れば低流量段階と高流量段階での差分を少なくすることができる。従って、吐水流の流速の大きな増減を抑制することができ、吐水の勢いの大きな変動も抑制することができるので、斜めに吐水する場合などの吐水軌跡の変動を抑制することができ、狙った位置への吐水が容易なものとなる。
【００１９】
更に本発明では、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。
【００２０】
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。
【００２１】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記減圧板よりも前記内部流路における上流側の水圧と前記減圧板よりも前記内部流路における下流側の水圧との圧力差によって、前記流入口から前記吐出口に向かう主方向に沿って進退自在に可動するように構成され、前記圧力差が閾値圧力を越えると、前記複合調整動作を実行することも好ましい。
【００２２】
この好ましい態様では、減圧板を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成しているので、流入口から流入する水量を直接的に測定する手段を設けずに、水圧によって混入率調整部を作動させるような簡易な構成によって複合調整動作を行うことができる。従って、小型且つ簡易な構成によって、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。
【００２３】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積の変化率よりも、前記バイパス流路途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整することも好ましい。
【００２４】
上述したように、本発明の好ましい態様では、減圧板を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、バイパス流路に流れる水量を増やそうと、バイパス流路途上の最小流路断面積を増加させ過ぎてしまうと、混入率調整部の駆動力源である混入率調整部周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。一方で、空気の導入量の調整幅は十分に確保することが、適切な気泡の混入率の吐水を形成するために必要となる。そこでこの好ましい態様では、複合調整動作において、開口部の開口面積の変化率よりも、バイパス流路途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整することで、混入率調整部が主方向に沿って進退した場合に、バイパス流路を通る水量の変化を抑制しつつ、開口部を通る空気量を確保するものとしている。このように構成することで、バイパス流路の最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００２５】
また本発明に係る吐水装置では、前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、前記主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、前記斜壁面と前記対向壁面とが、前記主方向に沿って進退することで、前記最小流路断面積を増加又は減少させることも好ましい。
【００２６】
この好ましい態様によれば、主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、その斜壁面に対向する対向壁面とを形成し、斜壁面と対向壁面とが主方向に沿って進退することで最小流路断面積を増減させているので、主方向における混入率調整部の移動量に対して、最小流路断面積の増減量を少なくすることができる。このように、斜壁面と対向壁面を形成するという簡単な構成で、バイパス流路に流れる水量を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００２７】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積は変化率が一定となるように変化させる一方で、前記バイパス流路途上の最小流路断面積は、流路断面積の変化率が一定となる定率変化域と流路断面積が変化しない無変化域とが連続するように変化させ、前記最小流路断面積が閾値流路断面積を超えないように調整することも好ましい。
【００２８】
上述したように、本発明の好ましい態様では、減圧板を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、バイパス流路に流れる水量を増やそうと、バイパス流路途上の最小流路断面積を増加させ過ぎてしまうと、混入率調整部の駆動力源である混入率調整部周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。そこでこの好ましい態様では、バイパス流路途上の最小流路断面積を、定率変化域と無変化域とが連続するように変化させている。このように構成することで、混入率調整部の移動量であるストローク量が極めて大きく変動したとしても、無変化域でその変動の一部を吸収することができ、混入率調整部の駆動を確保することができる。
【００２９】
また本発明に係る吐水装置では、前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、流路断面積の変化率が一定となるように流路断面積を変化させる第一部分と、流路断面積が変形しないように構成された第二部分とのいずれかによって構成されるものであることも好ましい。この好ましい態様では、前記第一部分は、前記主方向に交わる斜方向に伸びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、前記斜壁面と前記対向壁面とが前記主方向に沿って進退することで、前記流路断面積が増加又は減少するように構成される。また、前記第二部分は、前記主方向に沿って伸びる一対の並行壁面によって形成され、前記一対の並行壁面が前記主方向に沿って移動することで、前記流路断面積が一定に保たれるように構成される。このような構成によって、前記第一部分における最も広い流路断面積が、前記第二部分における流路断面積と同一となるように構成される。
【００３０】
この好ましい態様によれば、最小流路断面積を構成する部分を、定率変化域に対応させた第一部分と、無変化域に対応させた第二部分とのいずれかで構成することで、上述したような流量の大きな変動に対応するものとしている。従って、斜壁面と対向壁面を有する第一部分と、一対の並行壁面を有する第二部分とを形成するという簡易な構成で、混入率調整部のストローク量が極めて大きく変動したとしても、混入率調整部の駆動を確保することができる。
【００３１】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記減圧板よりも前記内部流路における上流側に、前記バイパス流路よりも前記主流路の圧力損失を高めるための圧損手段を有することも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様によれば、圧損手段によって主流路の圧力損失をバイパス流路よりも高めることができるので、複数の孔から噴射される水の流速を低減することができる。従って、複数の孔から吐出される水の流速増加を圧損手段によって確実に低減することができる。
【００３３】
また本発明に係る吐水装置では、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いることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様によれば、バイパス流路を通る水を複数の孔を通る水に干渉させることで、複数の孔を通る水の流速を低減させることができる。従って、バイパス流路を通る水を有効に活用することができ、バイパス流路を少なく形成したとしても、確実に複数の孔を通る水の流速を低減することができる。
【発明の効果】
【００３５】
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】
【００３６】
【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斜視図である。
【図３】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。
【図５】本発明の第一実施形態の第一変形例に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図６】図５の拡大断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の第二変形例に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図８】図７の拡大断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図１１】図１０の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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斜視図である。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。流入孔４０３の内側には減圧部３０の減圧板３０１と当接する突起が形成されており、この当接によって上絞径部４０は固定されている。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
減圧板３０１の中央を含む領域には、凹部３０３が設けられている。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
このように受圧部３０６が動いた状態を図３に拡大して示す。図３は、図２のＡ部分近傍の拡大図である。図３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。
【００６６】
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。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。
【００６７】
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。一方、実施例１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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
更に、混入率調整部３０２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。
【００７２】
混入率調整部３０２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（図４参照）。
【００７３】
更に本実施形態では、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３０２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を通る主流路に加えてバイパス流路３０８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、複数の噴射孔３０４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。
【００７４】
上述したように本実施形態によれば、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となる。
【００７５】
また本実施形態に係る吐水口キャップＢＣでは、混入率調整部３０２は、減圧板３０１よりも内部流路における上流側の水圧と減圧板３０１よりも内部流路における下流側の水圧との圧力差によって、流入口１０１から吐出口１０２に向かう主方向（ｙ軸方向）に沿って進退自在に可動するように構成され、圧力差が閾値圧力を越えると、複合調整動作を実行するように構成されている。
【００７６】
このように、減圧板３０１を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成しているので、流入口１０１から流入する水量を直接的に測定する手段を設けずに、水圧によって混入率調整部３０２を作動させるような簡易な構成（バネ６０と水圧とのバランス）によって複合調整動作を行うことができる。従って、小型且つ簡易な構成によって、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となる。
【００７７】
また本実施形態では、減圧板３０１よりも内部流路における上流側に圧力損失を高めるために上絞径部４０を設けているので、吐出口１０２から吐出される水の流速増加を上絞径部４０によって確実に低減することができる。
【００７８】
また本実施形態では、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（図３参照）。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を少な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。
【００７９】
上述した吐水口キャップＢＣでは、バイパス流路３０８を通った水が、複数の噴射孔３０４から噴射された水に対して、真横から入り込むように合流しているけれども、バイパス流路３０８を通った水が、複数の噴射孔３０４から噴射された水に沿うように合流することも好ましいものである。このようにバイパス流路３０８を工夫した変形例を図５に示す。
【００８０】
図５に示す吐水口キャップＢＣａは、吐水口キャップＢＣの減圧板３０１及び混入率調整部３０２を、減圧板３０１ａ及び混入率調整部３０２ａに置換したものである。混入率調整部３０２ａの受圧部３０６ａには、減圧板３０１ａに向けた突起部３０６ａａが形成されている。減圧板３０１ａには、突起部３０６ａａが入り込む凹部３０１ａａが形成されている。図６に、凹部３０１ａａ及び突起部３０６ａａが形成されたＢ部分の拡大図を示す。
【００８１】
図６に示すように、凹部３０１ａａ及び突起部３０６ａａによって形成されるバイパス流路３０８ａは、入り組んだ形状となる。減圧板３０１ａと混入率調整部３０２ａとが当接した状態では、突起部３０６ａａが凹部３０１ａａの内部に完全に入り込む。従って、減圧板３０１ａと混入率調整部３０２ａ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３０８ａを通る水は、突起部３０６ａａ及び凹部３０１ａａ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３０２ａ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３０８ａ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。
【００８２】
上述した吐水口キャップＢＣ及び吐水口キャップＢＣａでは、混入率調整部３０２，３０２ａがｙ軸方向に沿って進退した場合に、バイパス流路３０８，３０８ａの流路断面積の変化率と、空気孔２０４の開口面積の変化率とは同じものとなる。更なる性能の向上を図るためには、混入率調整部３０２，３０２ａがｙ軸方向に沿って進退した場合に、空気孔２０４の開口面積の変化率に対してバイパス流路３０８，３０８ａの流路断面積の変化率を抑制することが好ましい。この好ましい態様の変形例を図７に示す。
【００８３】
図７に示す吐水口キャップＢＣｂは、吐水口キャップＢＣの減圧板３０１及び混入率調整部３０２を、減圧板３０１ｂ及び混入率調整部３０２ｂに置換したものである。混入率調整部３０２ｂの受圧部３０６ｂには、減圧板３０１ｂに向けた突起部３０６ｂａが形成されている。減圧板３０１ｂには、突起部３０６ｂａが入り込む凹部３０１ｂａが形成されている。図８に、凹部３０１ｂａ及び突起部３０６ｂａが形成されたＣ部分の拡大図を示す。
【００８４】
図８に示すように、突起部３０６ｂａは、混入率調整部３０２ｂが移動する主方向であるｙ軸方向に対して、内側に傾いて形成されている。突起部３０６ｂａが入り込む凹部３０１ｂａの内壁であって、突起部３０６ｂａに対向する内壁は、突起部３０６ｂａの側壁に沿って傾いている。従って、凹部３０１ｂａ及び突起部３０６ｂａによって形成されるバイパス流路３０８ｂは、入り組んだ形状となる。減圧板３０１ｂと混入率調整部３０２ｂとが当接した状態では、突起部３０６ｂａが凹部３０１ｂａの内部に完全に入り込む。従って、減圧板３０１ｂと混入率調整部３０２ｂ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３０８ｂを通る水は、突起部３０６ｂａ及び凹部３０１ｂａ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３０１ｂと混入率調整部３０２ｂ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３０８ｂ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。
【００８５】
更に、バイパス流路３０８ｂ途上の最小流路断面積を形成する部分である突起部３０６ｂａ及び凹部３０１ｂａが対向する部分は、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、その斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成される。本実施形態の場合は、凹部３０１ｂａの内壁も、突起部３０６ｂａの側壁も共に斜壁面となるように構成されているけれども、一方の壁が斜めに形成されていれば他方が必ずしも斜めに形成されている必要はない。このように構成すると、突起部３０６ｂａと凹部３０１ｂａとが斜壁面と対向壁面として、主方向であるｙ軸方向に沿って進退することで、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を増加又は減少させるものである。
【００８６】
このように、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に延びる斜壁面としての突起部３０６ｂａの側壁と、その突起部３０６ｂａの側壁に対向する対向壁面として凹部３０１ｂａの内壁を形成し、突起部３０６ｂａの側壁と凹部３０１ｂａの内壁とが主方向であるｙ軸方向に沿って進退することで最小流路断面積を増減させているので、主方向における混入率調整部３０２ｂの移動量（ストローク量）に対して、最小流路断面積の増減量を少なくすることができる。このように、斜壁面と対向壁面を形成するという簡単な構成で、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００８７】
換言すれば、混入率調整部３０２ｂは、複合調整動作において、開口部である空気孔２０４の開口面積の変化率よりも、バイパス流路３０８ｂ途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整するように構成されるものである。
【００８８】
上述したように、本実施形態では、減圧板３０１ｂを挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、バイパス流路３０８ｂに流れる水量の割合を増やそうと、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を増加させすぎてしまうと、混入率調整部３０２ｂの駆動力源である混入率調整部３０２ｂ周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。一方で、空気の導入量の調整幅は十分に確保することが、適切な気泡の混入率の吐水を形成するために必要となる。そこで、複合調整動作において、開口部である空気孔２０４の開口面積の変化率よりも、バイパス流路３０８ｂ途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整することで、混入率調整部３０２ｂが主方向であるｙ軸方向に沿って進退した場合に、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積の変化を抑制しつつ、空気孔２０４を通る空気量を確保するものとしている。このように構成することで、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００８９】
このように、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる別の態様として、第二実施形態に係る吐水口キャップＢＣｃを図９〜図１２を参照しながら説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップＢＣｃを示す断面図である。図１０は、吐水口キャップＢＣｃを示す断面図である。図１１は、図１０の拡大断面図である。図１２は、図１１の状態から更に混入率調整部が移動した状態を示す図である。
【００９０】
図９に示されるように、吐水口キャップＢＣｃは、第一筒部１０（本体部）と、第二筒部２０と、減圧部３０ｃ（減圧板、混入率調整部）と、上絞径部４０ｃ（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。
【００９１】
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３０ｃと、上絞径部４０ｃ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ＢＣｃ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ＢＣｃ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。
【００９２】
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３０ｃ、上絞径部４０ｃ、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。
【００９３】
上絞径部４０ｃ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４０ｃは、中央に流入穴４０３ｃが形成された円環部４０２ｃと、円環部４０２ｃの最も外側において減圧部３０ｃ側に円筒状に延出する外壁部４０５ｃと、外壁部４０５ｃよりも内側において減圧部３０ｃ側に円筒状に延出する内壁部４０６ｃとを備えている。外壁部４０５ｃと内壁部４０６ｃとの間において、円環部４０２ｃにはバイパス孔４０１ｃが形成されている。
【００９４】
上絞径部４０ｃの外壁部４０５ｃは、第二筒部２０に内接するように配置され、第二筒部２０の第一ガイド部２０１に沿って摺動するように構成されている。上絞径部４０ｃは、外壁部４０５ｃが第二筒部２０の内側突起２０３に当接するまで下降することができる。このように、上絞径部４０ｃが下降することで、減圧板３０１ｃとの間の空間を狭めることができる。従って、減圧板３０１ｃに形成されている噴射孔３０４に至る主流路の圧力損失のみを高め、噴射孔３０４を通る水量の増加を抑制することができる。
【００９５】
流入口１０１から入った水は、上絞径部４０ｃに当たることで水の圧力変動が減衰され、流入穴４０３ｃから下流側に流出される。流入穴４０３ｃから下流側に流出した水は、上絞径部４０ｃと減圧部３０ｃとの間に形成される溜水部４０４ｃに流入する。流入口１０１から入った水の一部は、上述したバイパス孔４０１ｃを通って減圧部３０ｃ側に流れる。
【００９６】
減圧部３０ｃは、上絞径部４０ｃの下流側に配置されている。減圧部３０ｃは、減圧板３０１ｃと、混入率調整部３０２ｃとを備えている。
【００９７】
減圧板３０１ｃは円形板状の部材である。減圧板３０１ｃ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４０４ｃに相当する位置である。
【００９８】
減圧板３０１ｃの中央を含む領域には、凹部３０３が設けられている。凹部３０３は、減圧板３０１ｃの上流側の面に形成されている。従って、上絞径部４０ｃの流入穴４０３ｃから下流側に流出した水は、この凹部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。
【００９９】
減圧板３０１ｃの下流側には、混入率調整部３０２ｃが設けられている。混入率調整部３０２ｃ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３０２ｃ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。上述したように本実施形態では、上絞径部４０ｃが下降することで減圧板３０１ｃとの間の空間を狭め、噴射孔３０４を通る水量の増加を抑制するものとしているので、混入率調整部３０２ｃと合わせて本発明に係る混入率調整部としての機能を果たしている。このように構成することで、噴射孔３０４を通した圧力の抜けを抑制することができ、第一実施形態に比較して混入率調整部３０２ｃのストローク量をより多く確保することができる。
【０１００】
上絞径部４０ｃ及び減圧部３０ｃ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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３０２ｃの遮蔽壁３０７ｃの外側面が当接するように配置されている。遮蔽壁３０７ｃ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。
【０１０３】
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３０７ｃ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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
縮径テーパー部７０１の内側側面である傾斜面７０４は、減圧板３０１ｃ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３０１ｃ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。
【０１０７】
流入口１０１から水が供給され、減圧板３０１ｃ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３０１ｃの作用によって、減圧板３０１ｃ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３０１ｃ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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
減圧部３０ｃ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３０ｃの混入率調整部３０２ｃの内側を巻回するように配置されている。
【０１１０】
従って、流入口１０１から水が供給され、上絞径部４０ｃの流入穴４０３ｃを通って混入率調整部３０２ｃの受圧部３０６ｃに水が当たると、混入率調整部３０２ｃ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３０７ｃ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。
【０１１１】
混入率調整部３０２ｃの受圧部３０６ｃには、減圧板３０１ｃに向けた第一突起部３０６ｃａ（第一部分）と、第一突起部３０６ｃａに繋がって減圧板３０１ｃに向かう第二突起部３０６ｃｂ（第二部分）とが形成されている。減圧板３０１ｃには、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂが入り込む凹部３０１ｃａが形成されている。
【０１１２】
第一突起部３０６ｃａは、混入率調整部３０２ｃが移動する主方向であるｙ軸方向に対して、内側に傾いて形成されている。第二突起部３０６ｃｂは、混入率調整部３０２ｃが移動する主方向であるｙ軸方向に沿うように直立して形成されている。第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂが入り込む凹部３０１ｃａの内壁であって、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂに対向する内壁は、混入率調整部３０２ｃが移動する主方向であるｙ軸方向に沿うように直立して形成されている。従って、凹部３０１ｃａと第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂによって形成されるバイパス流路３０８ｃは、入り組んだ形状となる。減圧板３０１ｃと混入率調整部３０２ｃとが当接した状態では、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂが凹部３０１ｃａの内部に完全に入り込む。従って、減圧板３０１ｃと混入率調整部３０２ｃ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３０８ｃを通る水は、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂと凹部３０１ｃａとに方向付けられて、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３０１ｃと混入率調整部３０２ｃ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３０８ｃ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。
【０１１３】
更に、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積を形成する部分である第一突起部３０６ｃａ及び凹部３０１ｃａが対向する部分は、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、その斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成される。本実施形態の場合は、凹部３０１ｃａの内壁は直立させ、第一突起部３０６ｃａの側壁は斜壁面となるように構成されている。このように構成すると、第一突起部３０６ｃａと凹部３０１ｃａとが斜壁面と対向壁面として、主方向であるｙ軸方向に沿って進退することで、バイパス流路３０８ｃの最小流路断面積を増加又は減少させるものである。
【０１１４】
混入率調整部３０２ｃがやや下降した状態を図１０に示す。図１０に示すように、混入率調整部３０２ｃが下降すると、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂと凹部３０１ｃａとの間にバイパス流路３０８ｃが形成される。この状態を図１１に拡大して示す。図１１に示すように、凹部３０１ｃａの外側壁下端が第一突起部３０６ｃａと対向している間は、バイパス流路３０８ｃの最小流路断面積はその部分で形成され、混入率調整部３０２ｃの下降に伴って一定の変化率で拡大する。続いて、凹部３０１ｃａの外側壁下端が第二突起部３０６ｃｂと対向する位置まで移動すると、バイパス流路３０８の最小流路断面積はその部分で形成され、混入率調整部３０２ｃが下降しても一定の断面積を維持する。
【０１１５】
混入率調整部３０２ｃが更に下降すると、図１２に示す状態となる。図１２に示す状態では、遮蔽壁３０７ｃによって空気孔２０４が略完全に閉塞され、空気孔２０４から空気が通らない状態となる。また、バイパス孔４０１ｃからバイパス流路３０８ｃを通った水は、噴射孔３０４を通って噴射される水と干渉するように供給され続ける。
【０１１６】
このように吐水口キャップＢＣｃでは、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積を形成する部分は、流路断面積の変化率が一定となるように流路断面積を変化させる第一部分としての第一突起部３０６ｃａが形成された部分と、流路断面積が変形しないように構成された第二部分としての第二突起部３０６ｃｂが形成された部分とのいずれかによって構成されるものである。第一部分は、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に伸びる斜壁面を有する第一突起部３０６ｃａと、その斜壁面に対向して形成される対向壁面を有する凹部３０１ｃａとによって形成され、斜壁面と対向壁面とが主方向に沿って進退することで、流路断面積が増加又は減少するように構成される。また、第二部分は、主方向であるｙ軸に沿って伸びる一対の並行壁面である第二突起部３０６ｃｂと凹部３０１ｃａとによって形成され、一対の並行壁面が主方向に沿って移動することで、流路断面積が一定に保たれるように構成される。このような構成によって、第一部分における最も広い流路断面積が、第二部分における流路断面積と同一となり、連続的に変化するように構成される。
【０１１７】
このように、最小流路断面積を構成する部分を、定率変化域に対応させた第一部分と、無変化域に対応させた第二部分とのいずれかで構成することで、流入口１０１から流入する水の流量の大きな変動に対応するものとしている。従って、斜壁面と対向壁面を有する第一部分と、一対の並行壁面を有する第二部分とを形成するという簡易な構成で、流入口１０１から流入する水量が極めて大きく変動したとしても、混入率調整部３０２ｃの駆動を確保することができる。
【０１１８】
吐水口キャップＢＣｃでは、このような構成を採用することで、混入率調整部３０２ｃは、複合調整動作において、空気孔２０４の開口面積は変化率が一定となるように変化させる一方で、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積は、流路断面積の変化率が一定となる定率変化域と流路断面積が変化しない無変化域とが連続するように変化させ、バイパス流路３０８ｃを通る水量が閾値水量を超えないように調整している。
【０１１９】
吐水口キャップＢＣｃでは、減圧板３０１ｃを挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、一方で、バイパス流路３０８ｃに流れる水量の割合を増やそうと、バイパス流路３０８ｃの最小流路断面積を増加させすぎてしまうと、混入率調整部３０２ｃの駆動力源である混入率調整部３０２ｃ周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。そこで上述したように、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積を、定率変化域と無変化域とが連続するように変化させている。このように構成することで、流入口１０１から流入する水量が極めて大きく変動したとしても、無変化域でその変動の一部を吸収することができ、混入率調整部３０２ｃの駆動を確保することができる。
【０１２０】
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】
【０１２１】
１０：第一筒部
２０：第二筒部
３０：減圧部
３０ｃ：減圧部
４０：上絞径部
４０ｃ：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：減圧板
３０１ａａ：凹部
３０１ｂ：減圧板
３０１ｂａ：凹部
３０１ｃ：減圧板
３０１ｃａ：凹部
３０２：混入率調整部
３０２ａ：混入率調整部
３０２ｂ：混入率調整部
３０２ｃ：混入率調整部
３０３：凹部
３０４：噴射孔
３０６：受圧部
３０６ａ：受圧部
３０６ａａ：突起部
３０６ｂ：受圧部
３０６ｂａ：突起部
３０６ｃ：受圧部
３０６ｃａ：第一突起部
３０６ｃｂ：第二突起部
３０７：遮蔽壁
３０７ｃ：遮蔽壁
３０８：バイパス流路
３０８ａ：バイパス流路
３０８ｂ：バイパス流路
３０８ｃ：バイパス流路
４０１：鍔部
４０１ｃ：バイパス孔
４０２：環状凸部
４０２ｃ：円環部
４０３：流入穴
４０３ｃ：流入穴
４０４：溜水部
４０４ｃ：溜水部
４０５ｃ：外壁部
４０６ｃ：内壁部
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
ＢＣａ：吐水口キャップ
ＢＣｂ：吐水口キャップ
ＢＣｃ：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
【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】
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】
【００１４】
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いる。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【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】
具体的には、コップや花瓶に水を溜めようとする際に、水の勢いが強いこと（吐水の総量が必要以上に多いこと）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を回避できる。更に、コップや花瓶に半分程度の水を溜めようとする際に、気泡分での増量を抑制することができるので、狙った通りの分量の水を溜めることができる。更に、高流量段階での吐水の総量から不要な気泡分を減じることができるので、吐水の総量で見れば低流量段階と高流量段階での差分を少なくすることができる。従って、吐水流の流速の大きな増減を抑制することができ、吐水の勢いの大きな変動も抑制することができるので、斜めに吐水する場合などの吐水軌跡の変動を抑制することができ、狙った位置への吐水が容易なものとなる。
【００１９】
更に本発明では、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。
【００２０】
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。
【００２１】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記減圧板よりも前記内部流路における上流側の水圧と前記減圧板よりも前記内部流路における下流側の水圧との圧力差によって、前記流入口から前記吐出口に向かう主方向に沿って進退自在に可動するように構成され、前記圧力差が閾値圧力を越えると、前記複合調整動作を実行することも好ましい。
【００２２】
この好ましい態様では、減圧板を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成しているので、流入口から流入する水量を直接的に測定する手段を設けずに、水圧によって混入率調整部を作動させるような簡易な構成によって複合調整動作を行うことができる。従って、小型且つ簡易な構成によって、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。
【００２３】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積の変化率よりも、前記バイパス流路途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整することも好ましい。
【００２４】
上述したように、本発明の好ましい態様では、減圧板を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、バイパス流路に流れる水量を増やそうと、バイパス流路途上の最小流路断面積を増加させ過ぎてしまうと、混入率調整部の駆動力源である混入率調整部周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。一方で、空気の導入量の調整幅は十分に確保することが、適切な気泡の混入率の吐水を形成するために必要となる。そこでこの好ましい態様では、複合調整動作において、開口部の開口面積の変化率よりも、バイパス流路途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整することで、混入率調整部が主方向に沿って進退した場合に、バイパス流路を通る水量の変化を抑制しつつ、開口部を通る空気量を確保するものとしている。このように構成することで、バイパス流路の最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００２５】
また本発明に係る吐水装置では、前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、前記主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、前記斜壁面と前記対向壁面とが、前記主方向に沿って進退することで、前記最小流路断面積を増加又は減少させることも好ましい。
【００２６】
この好ましい態様によれば、主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、その斜壁面に対向する対向壁面とを形成し、斜壁面と対向壁面とが主方向に沿って進退することで最小流路断面積を増減させているので、主方向における混入率調整部の移動量に対して、最小流路断面積の増減量を少なくすることができる。このように、斜壁面と対向壁面を形成するという簡単な構成で、バイパス流路に流れる水量を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００２７】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積は変化率が一定となるように変化させる一方で、前記バイパス流路途上の最小流路断面積は、流路断面積の変化率が一定となる定率変化域と流路断面積が変化しない無変化域とが連続するように変化させ、前記最小流路断面積が閾値流路断面積を超えないように調整することも好ましい。
【００２８】
上述したように、本発明の好ましい態様では、減圧板を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、バイパス流路に流れる水量を増やそうと、バイパス流路途上の最小流路断面積を増加させ過ぎてしまうと、混入率調整部の駆動力源である混入率調整部周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。そこでこの好ましい態様では、バイパス流路途上の最小流路断面積を、定率変化域と無変化域とが連続するように変化させている。このように構成することで、混入率調整部の移動量であるストローク量が極めて大きく変動したとしても、無変化域でその変動の一部を吸収することができ、混入率調整部の駆動を確保することができる。
【００２９】
また本発明に係る吐水装置では、前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、流路断面積の変化率が一定となるように流路断面積を変化させる第一部分と、流路断面積が変形しないように構成された第二部分とのいずれかによって構成されるものであることも好ましい。この好ましい態様では、前記第一部分は、前記主方向に交わる斜方向に伸びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、前記斜壁面と前記対向壁面とが前記主方向に沿って進退することで、前記流路断面積が増加又は減少するように構成される。また、前記第二部分は、前記主方向に沿って伸びる一対の並行壁面によって形成され、前記一対の並行壁面が前記主方向に沿って移動することで、前記流路断面積が一定に保たれるように構成される。このような構成によって、前記第一部分における最も広い流路断面積が、前記第二部分における流路断面積と同一となるように構成される。
【００３０】
この好ましい態様によれば、最小流路断面積を構成する部分を、定率変化域に対応させた第一部分と、無変化域に対応させた第二部分とのいずれかで構成することで、上述したような流量の大きな変動に対応するものとしている。従って、斜壁面と対向壁面を有する第一部分と、一対の並行壁面を有する第二部分とを形成するという簡易な構成で、混入率調整部のストローク量が極めて大きく変動したとしても、混入率調整部の駆動を確保することができる。
【００３１】
また本発明に係る吐水装置では、前記混入率調整部は、前記減圧板よりも前記内部流路における上流側に、前記バイパス流路よりも前記主流路の圧力損失を高めるための圧損手段を有することも好ましい。
【００３２】
この好ましい態様によれば、圧損手段によって主流路の圧力損失をバイパス流路よりも高めることができるので、複数の孔から噴射される水の流速を低減することができる。従って、複数の孔から吐出される水の流速増加を圧損手段によって確実に低減することができる。
【００３３】
また本発明に係る吐水装置では、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いることも好ましい。
【００３４】
この好ましい態様によれば、バイパス流路を通る水を複数の孔を通る水に干渉させることで、複数の孔を通る水の流速を低減させることができる。従って、バイパス流路を通る水を有効に活用することができ、バイパス流路を少なく形成したとしても、確実に複数の孔を通る水の流速を低減することができる。
【発明の効果】
【００３５】
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】
【００３６】
【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斜視図である。
【図３】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。
【図５】本発明の第一実施形態の第一変形例に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図６】図５の拡大断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態の第二変形例に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図８】図７の拡大断面図である。
【図９】本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【図１１】図１０の拡大断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップを示す断面図である。
【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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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斜視図である。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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。流入孔４０３の内側には減圧部３０の減圧板３０１と当接する突起が形成されており、この当接によって上絞径部４０は固定されている。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
減圧板３０１の中央を含む領域には、凹部３０３が設けられている。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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
このように受圧部３０６が動いた状態を図３に拡大して示す。図３は、図２のＡ部分近傍の拡大図である。図３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。
【００６６】
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。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。
【００６７】
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。一方、実施例１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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
更に、混入率調整部３０２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。
【００７２】
混入率調整部３０２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（図４参照）。
【００７３】
更に本実施形態では、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３０２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を通る主流路に加えてバイパス流路３０８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、複数の噴射孔３０４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。
【００７４】
上述したように本実施形態によれば、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となる。
【００７５】
また本実施形態に係る吐水口キャップＢＣでは、混入率調整部３０２は、減圧板３０１よりも内部流路における上流側の水圧と減圧板３０１よりも内部流路における下流側の水圧との圧力差によって、流入口１０１から吐出口１０２に向かう主方向（ｙ軸方向）に沿って進退自在に可動するように構成され、圧力差が閾値圧力を越えると、複合調整動作を実行するように構成されている。
【００７６】
このように、減圧板３０１を挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成しているので、流入口１０１から流入する水量を直接的に測定する手段を設けずに、水圧によって混入率調整部３０２を作動させるような簡易な構成（バネ６０と水圧とのバランス）によって複合調整動作を行うことができる。従って、小型且つ簡易な構成によって、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となる。
【００７７】
また本実施形態では、減圧板３０１よりも内部流路における上流側に圧力損失を高めるために上絞径部４０を設けているので、吐出口１０２から吐出される水の流速増加を上絞径部４０によって確実に低減することができる。
【００７８】
また本実施形態では、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（図３参照）。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を少な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。
【００７９】
上述した吐水口キャップＢＣでは、バイパス流路３０８を通った水が、複数の噴射孔３０４から噴射された水に対して、真横から入り込むように合流しているけれども、バイパス流路３０８を通った水が、複数の噴射孔３０４から噴射された水に沿うように合流することも好ましいものである。このようにバイパス流路３０８を工夫した変形例を図５に示す。
【００８０】
図５に示す吐水口キャップＢＣａは、吐水口キャップＢＣの減圧板３０１及び混入率調整部３０２を、減圧板３０１ａ及び混入率調整部３０２ａに置換したものである。混入率調整部３０２ａの受圧部３０６ａには、減圧板３０１ａに向けた突起部３０６ａａが形成されている。減圧板３０１ａには、突起部３０６ａａが入り込む凹部３０１ａａが形成されている。図６に、凹部３０１ａａ及び突起部３０６ａａが形成されたＢ部分の拡大図を示す。
【００８１】
図６に示すように、凹部３０１ａａ及び突起部３０６ａａによって形成されるバイパス流路３０８ａは、入り組んだ形状となる。減圧板３０１ａと混入率調整部３０２ａとが当接した状態では、突起部３０６ａａが凹部３０１ａａの内部に完全に入り込む。従って、減圧板３０１ａと混入率調整部３０２ａ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３０８ａを通る水は、突起部３０６ａａ及び凹部３０１ａａ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３０２ａ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３０８ａ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。
【００８２】
上述した吐水口キャップＢＣ及び吐水口キャップＢＣａでは、混入率調整部３０２，３０２ａがｙ軸方向に沿って進退した場合に、バイパス流路３０８，３０８ａの流路断面積の変化率と、空気孔２０４の開口面積の変化率とは同じものとなる。更なる性能の向上を図るためには、混入率調整部３０２，３０２ａがｙ軸方向に沿って進退した場合に、空気孔２０４の開口面積の変化率に対してバイパス流路３０８，３０８ａの流路断面積の変化率を抑制することが好ましい。この好ましい態様の変形例を図７に示す。
【００８３】
図７に示す吐水口キャップＢＣｂは、吐水口キャップＢＣの減圧板３０１及び混入率調整部３０２を、減圧板３０１ｂ及び混入率調整部３０２ｂに置換したものである。混入率調整部３０２ｂの受圧部３０６ｂには、減圧板３０１ｂに向けた突起部３０６ｂａが形成されている。減圧板３０１ｂには、突起部３０６ｂａが入り込む凹部３０１ｂａが形成されている。図８に、凹部３０１ｂａ及び突起部３０６ｂａが形成されたＣ部分の拡大図を示す。
【００８４】
図８に示すように、突起部３０６ｂａは、混入率調整部３０２ｂが移動する主方向であるｙ軸方向に対して、内側に傾いて形成されている。突起部３０６ｂａが入り込む凹部３０１ｂａの内壁であって、突起部３０６ｂａに対向する内壁は、突起部３０６ｂａの側壁に沿って傾いている。従って、凹部３０１ｂａ及び突起部３０６ｂａによって形成されるバイパス流路３０８ｂは、入り組んだ形状となる。減圧板３０１ｂと混入率調整部３０２ｂとが当接した状態では、突起部３０６ｂａが凹部３０１ｂａの内部に完全に入り込む。従って、減圧板３０１ｂと混入率調整部３０２ｂ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３０８ｂを通る水は、突起部３０６ｂａ及び凹部３０１ｂａ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３０１ｂと混入率調整部３０２ｂ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３０８ｂ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。
【００８５】
更に、バイパス流路３０８ｂ途上の最小流路断面積を形成する部分である突起部３０６ｂａ及び凹部３０１ｂａが対向する部分は、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、その斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成される。本実施形態の場合は、凹部３０１ｂａの内壁も、突起部３０６ｂａの側壁も共に斜壁面となるように構成されているけれども、一方の壁が斜めに形成されていれば他方が必ずしも斜めに形成されている必要はない。このように構成すると、突起部３０６ｂａと凹部３０１ｂａとが斜壁面と対向壁面として、主方向であるｙ軸方向に沿って進退することで、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を増加又は減少させるものである。
【００８６】
このように、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に延びる斜壁面としての突起部３０６ｂａの側壁と、その突起部３０６ｂａの側壁に対向する対向壁面として凹部３０１ｂａの内壁を形成し、突起部３０６ｂａの側壁と凹部３０１ｂａの内壁とが主方向であるｙ軸方向に沿って進退することで最小流路断面積を増減させているので、主方向における混入率調整部３０２ｂの移動量（ストローク量）に対して、最小流路断面積の増減量を少なくすることができる。このように、斜壁面と対向壁面を形成するという簡単な構成で、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００８７】
換言すれば、混入率調整部３０２ｂは、複合調整動作において、開口部である空気孔２０４の開口面積の変化率よりも、バイパス流路３０８ｂ途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整するように構成されるものである。
【００８８】
上述したように、本実施形態では、減圧板３０１ｂを挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、バイパス流路３０８ｂに流れる水量の割合を増やそうと、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を増加させすぎてしまうと、混入率調整部３０２ｂの駆動力源である混入率調整部３０２ｂ周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。一方で、空気の導入量の調整幅は十分に確保することが、適切な気泡の混入率の吐水を形成するために必要となる。そこで、複合調整動作において、開口部である空気孔２０４の開口面積の変化率よりも、バイパス流路３０８ｂ途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整することで、混入率調整部３０２ｂが主方向であるｙ軸方向に沿って進退した場合に、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積の変化を抑制しつつ、空気孔２０４を通る空気量を確保するものとしている。このように構成することで、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる。
【００８９】
このように、バイパス流路３０８ｂの最小流路断面積を必要以上に増やすことなく、空気の導入量の調整幅を確保することができる別の態様として、第二実施形態に係る吐水口キャップＢＣｃを図９〜図１２を参照しながら説明する。図９は、本発明の第二実施形態に係る吐水口キャップＢＣｃを示す断面図である。図１０は、吐水口キャップＢＣｃを示す断面図である。図１１は、図１０の拡大断面図である。図１２は、図１１の状態から更に混入率調整部が移動した状態を示す図である。
【００９０】
図９に示されるように、吐水口キャップＢＣｃは、第一筒部１０（本体部）と、第二筒部２０と、減圧部３０ｃ（減圧板、混入率調整部）と、上絞径部４０ｃ（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。
【００９１】
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３０ｃと、上絞径部４０ｃ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ＢＣｃ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ＢＣｃ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。
【００９２】
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３０ｃ、上絞径部４０ｃ、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。
【００９３】
上絞径部４０ｃ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４０ｃは、中央に流入穴４０３ｃが形成された円環部４０２ｃと、円環部４０２ｃの最も外側において減圧部３０ｃ側に円筒状に延出する外壁部４０５ｃと、外壁部４０５ｃよりも内側において減圧部３０ｃ側に円筒状に延出する内壁部４０６ｃとを備えている。外壁部４０５ｃと内壁部４０６ｃとの間において、円環部４０２ｃにはバイパス孔４０１ｃが形成されている。
【００９４】
上絞径部４０ｃの外壁部４０５ｃは、第二筒部２０に内接するように配置され、第二筒部２０の第一ガイド部２０１に沿って摺動するように構成されている。上絞径部４０ｃは、外壁部４０５ｃが第二筒部２０の内側突起２０３に当接するまで下降することができる。このように、上絞径部４０ｃが下降することで、減圧板３０１ｃとの間の空間を狭めることができる。従って、減圧板３０１ｃに形成されている噴射孔３０４に至る主流路の圧力損失のみを高め、噴射孔３０４を通る水量の増加を抑制することができる。
【００９５】
流入口１０１から入った水は、上絞径部４０ｃに当たることで水の圧力変動が減衰され、流入穴４０３ｃから下流側に流出される。流入穴４０３ｃから下流側に流出した水は、上絞径部４０ｃと減圧部３０ｃとの間に形成される溜水部４０４ｃに流入する。流入口１０１から入った水の一部は、上述したバイパス孔４０１ｃを通って減圧部３０ｃ側に流れる。
【００９６】
減圧部３０ｃは、上絞径部４０ｃの下流側に配置されている。減圧部３０ｃは、減圧板３０１ｃと、混入率調整部３０２ｃとを備えている。
【００９７】
減圧板３０１ｃは円形板状の部材である。減圧板３０１ｃ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４０４ｃに相当する位置である。
【００９８】
減圧板３０１ｃの中央を含む領域には、凹部３０３が設けられている。凹部３０３は、減圧板３０１ｃの上流側の面に形成されている。従って、上絞径部４０ｃの流入穴４０３ｃから下流側に流出した水は、この凹部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。
【００９９】
減圧板３０１ｃの下流側には、混入率調整部３０２ｃが設けられている。混入率調整部３０２ｃ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３０２ｃ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。上述したように本実施形態では、上絞径部４０ｃが下降することで減圧板３０１ｃとの間の空間を狭め、噴射孔３０４を通る水量の増加を抑制するものとしているので、混入率調整部３０２ｃと合わせて本発明に係る混入率調整部としての機能を果たしている。このように構成することで、噴射孔３０４を通した圧力の抜けを抑制することができ、第一実施形態に比較して混入率調整部３０２ｃのストローク量をより多く確保することができる。
【０１００】
上絞径部４０ｃ及び減圧部３０ｃ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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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３０２ｃの遮蔽壁３０７ｃの外側面が当接するように配置されている。遮蔽壁３０７ｃ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。
【０１０３】
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３０７ｃ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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
縮径テーパー部７０１の内側側面である傾斜面７０４は、減圧板３０１ｃ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３０１ｃ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。
【０１０７】
流入口１０１から水が供給され、減圧板３０１ｃ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３０１ｃの作用によって、減圧板３０１ｃ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３０１ｃ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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
減圧部３０ｃ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３０ｃの混入率調整部３０２ｃの内側を巻回するように配置されている。
【０１１０】
従って、流入口１０１から水が供給され、上絞径部４０ｃの流入穴４０３ｃを通って混入率調整部３０２ｃの受圧部３０６ｃに水が当たると、混入率調整部３０２ｃ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３０７ｃ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。
【０１１１】
混入率調整部３０２ｃの受圧部３０６ｃには、減圧板３０１ｃに向けた第一突起部３０６ｃａ（第一部分）と、第一突起部３０６ｃａに繋がって減圧板３０１ｃに向かう第二突起部３０６ｃｂ（第二部分）とが形成されている。減圧板３０１ｃには、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂが入り込む凹部３０１ｃａが形成されている。
【０１１２】
第一突起部３０６ｃａは、混入率調整部３０２ｃが移動する主方向であるｙ軸方向に対して、内側に傾いて形成されている。第二突起部３０６ｃｂは、混入率調整部３０２ｃが移動する主方向であるｙ軸方向に沿うように直立して形成されている。第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂが入り込む凹部３０１ｃａの内壁であって、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂに対向する内壁は、混入率調整部３０２ｃが移動する主方向であるｙ軸方向に沿うように直立して形成されている。従って、凹部３０１ｃａと第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂによって形成されるバイパス流路３０８ｃは、入り組んだ形状となる。減圧板３０１ｃと混入率調整部３０２ｃとが当接した状態では、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂが凹部３０１ｃａの内部に完全に入り込む。従って、減圧板３０１ｃと混入率調整部３０２ｃ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３０８ｃを通る水は、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂと凹部３０１ｃａとに方向付けられて、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３０１ｃと混入率調整部３０２ｃ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３０８ｃ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。
【０１１３】
更に、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積を形成する部分である第一突起部３０６ｃａ及び凹部３０１ｃａが対向する部分は、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、その斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成される。本実施形態の場合は、凹部３０１ｃａの内壁は直立させ、第一突起部３０６ｃａの側壁は斜壁面となるように構成されている。このように構成すると、第一突起部３０６ｃａと凹部３０１ｃａとが斜壁面と対向壁面として、主方向であるｙ軸方向に沿って進退することで、バイパス流路３０８ｃの最小流路断面積を増加又は減少させるものである。
【０１１４】
混入率調整部３０２ｃがやや下降した状態を図１０に示す。図１０に示すように、混入率調整部３０２ｃが下降すると、第一突起部３０６ｃａ及び第二突起部３０６ｃｂと凹部３０１ｃａとの間にバイパス流路３０８ｃが形成される。この状態を図１１に拡大して示す。図１１に示すように、凹部３０１ｃａの外側壁下端が第一突起部３０６ｃａと対向している間は、バイパス流路３０８ｃの最小流路断面積はその部分で形成され、混入率調整部３０２ｃの下降に伴って一定の変化率で拡大する。続いて、凹部３０１ｃａの外側壁下端が第二突起部３０６ｃｂと対向する位置まで移動すると、バイパス流路３０８の最小流路断面積はその部分で形成され、混入率調整部３０２ｃが下降しても一定の断面積を維持する。
【０１１５】
混入率調整部３０２ｃが更に下降すると、図１２に示す状態となる。図１２に示す状態では、遮蔽壁３０７ｃによって空気孔２０４が略完全に閉塞され、空気孔２０４から空気が通らない状態となる。また、バイパス孔４０１ｃからバイパス流路３０８ｃを通った水は、噴射孔３０４を通って噴射される水と干渉するように供給され続ける。
【０１１６】
このように吐水口キャップＢＣｃでは、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積を形成する部分は、流路断面積の変化率が一定となるように流路断面積を変化させる第一部分としての第一突起部３０６ｃａが形成された部分と、流路断面積が変形しないように構成された第二部分としての第二突起部３０６ｃｂが形成された部分とのいずれかによって構成されるものである。第一部分は、主方向であるｙ軸方向に交わる斜方向に伸びる斜壁面を有する第一突起部３０６ｃａと、その斜壁面に対向して形成される対向壁面を有する凹部３０１ｃａとによって形成され、斜壁面と対向壁面とが主方向に沿って進退することで、流路断面積が増加又は減少するように構成される。また、第二部分は、主方向であるｙ軸に沿って伸びる一対の並行壁面である第二突起部３０６ｃｂと凹部３０１ｃａとによって形成され、一対の並行壁面が主方向に沿って移動することで、流路断面積が一定に保たれるように構成される。このような構成によって、第一部分における最も広い流路断面積が、第二部分における流路断面積と同一となり、連続的に変化するように構成される。
【０１１７】
このように、最小流路断面積を構成する部分を、定率変化域に対応させた第一部分と、無変化域に対応させた第二部分とのいずれかで構成することで、流入口１０１から流入する水の流量の大きな変動に対応するものとしている。従って、斜壁面と対向壁面を有する第一部分と、一対の並行壁面を有する第二部分とを形成するという簡易な構成で、流入口１０１から流入する水量が極めて大きく変動したとしても、混入率調整部３０２ｃの駆動を確保することができる。
【０１１８】
吐水口キャップＢＣｃでは、このような構成を採用することで、混入率調整部３０２ｃは、複合調整動作において、空気孔２０４の開口面積は変化率が一定となるように変化させる一方で、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積は、流路断面積の変化率が一定となる定率変化域と流路断面積が変化しない無変化域とが連続するように変化させ、バイパス流路３０８ｃを通る水量が閾値水量を超えないように調整している。
【０１１９】
吐水口キャップＢＣｃでは、減圧板３０１ｃを挟んで上流側の水圧と下流側の水圧との圧力差が閾値圧力を超えた場合に複合調整動作を行うように構成している。一方で、一方で、バイパス流路３０８ｃに流れる水量の割合を増やそうと、バイパス流路３０８ｃの最小流路断面積を増加させすぎてしまうと、混入率調整部３０２ｃの駆動力源である混入率調整部３０２ｃ周りの圧力差が必要以上に減少してしまう恐れがある。そこで上述したように、バイパス流路３０８ｃ途上の最小流路断面積を、定率変化域と無変化域とが連続するように変化させている。このように構成することで、流入口１０１から流入する水量が極めて大きく変動したとしても、無変化域でその変動の一部を吸収することができ、混入率調整部３０２ｃの駆動を確保することができる。
【０１２０】
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】
【０１２１】
１０：第一筒部
２０：第二筒部
３０：減圧部
３０ｃ：減圧部
４０：上絞径部
４０ｃ：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：減圧板
３０１ａａ：凹部
３０１ｂ：減圧板
３０１ｂａ：凹部
３０１ｃ：減圧板
３０１ｃａ：凹部
３０２：混入率調整部
３０２ａ：混入率調整部
３０２ｂ：混入率調整部
３０２ｃ：混入率調整部
３０３：凹部
３０４：噴射孔
３０６：受圧部
３０６ａ：受圧部
３０６ａａ：突起部
３０６ｂ：受圧部
３０６ｂａ：突起部
３０６ｃ：受圧部
３０６ｃａ：第一突起部
３０６ｃｂ：第二突起部
３０７：遮蔽壁
３０７ｃ：遮蔽壁
３０８：バイパス流路
３０８ａ：バイパス流路
３０８ｂ：バイパス流路
３０８ｃ：バイパス流路
４０１：鍔部
４０１ｃ：バイパス孔
４０２：環状凸部
４０２ｃ：円環部
４０３：流入穴
４０３ｃ：流入穴
４０４：溜水部
４０４ｃ：溜水部
４０５ｃ：外壁部
４０６ｃ：内壁部
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
ＢＣａ：吐水口キャップ
ＢＣｂ：吐水口キャップ
ＢＣｃ：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いることを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記混入率調整部は、
前記減圧板よりも前記内部流路における上流側の水圧と前記減圧板よりも前記内部流路における下流側の水圧との圧力差によって、前記流入口から前記吐出口に向かう主方向に沿って進退自在に可動するように構成され、
前記圧力差が閾値圧力を越えると、前記複合調整動作を実行す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】
前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積の変化率よりも、前記バイパス流路途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整す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】
前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、前記主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、
前記斜壁面と前記対向壁面とが、前記主方向に沿って進退することで、前記最小流路断面積を増加又は減少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】
前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積は変化率が一定となるように変化させる一方で、
前記バイパス流路途上の最小流路断面積は、流路断面積の変化率が一定となる定率変化域と流路断面積が変化しない無変化域とが連続するように変化させ、前記最小流路断面積が閾値流路断面積を超えないように調整することを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
【請求項６】
前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、流路断面積の変化率が一定となるように流路断面積を変化させる第一部分と、流路断面積が変形しないように構成された第二部分とのいずれかによって構成されるものであって、
前記第一部分は、前記主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、前記斜壁面と前記対向壁面とが前記主方向に沿って進退することで、前記流路断面積が増加又は減少するように構成され、
前記第二部分は、前記主方向に沿って延びる一対の並行壁面によって形成され、前記一対の並行壁面が前記主方向に沿って移動することで、前記流路断面積が一定に保たれるように構成されており、
前記第一部分における最も広い流路断面積が、前記第二部分における流路断面積と同一となるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の吐水装置。
【請求項７】
前記混入率調整部は、前記減圧板よりも前記内部流路における上流側に、前記バイパス流路よりも前記主流路の圧力損失を高めるための圧損手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吐水装置。
【請求項８】
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いることを特徴とする請求項１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いることを特徴とする吐水装置。
【請求項２】
前記混入率調整部は、
前記減圧板よりも前記内部流路における上流側の水圧と前記減圧板よりも前記内部流路における下流側の水圧との圧力差によって、前記流入口から前記吐出口に向かう主方向に沿って進退自在に可動するように構成され、
前記圧力差が閾値圧力を越えると、前記複合調整動作を実行す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】
前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積の変化率よりも、前記バイパス流路途上の最小流路断面積の変化率が小さくなるように調整す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】
前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、前記主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、
前記斜壁面と前記対向壁面とが、前記主方向に沿って進退することで、前記最小流路断面積を増加又は減少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】
前記混入率調整部は、前記複合調整動作において、前記開口部の開口面積は変化率が一定となるように変化させる一方で、
前記バイパス流路途上の最小流路断面積は、流路断面積の変化率が一定となる定率変化域と流路断面積が変化しない無変化域とが連続するように変化させ、前記最小流路断面積が閾値流路断面積を超えないように調整することを特徴とする請求項２に記載の吐水装置。
【請求項６】
前記バイパス流路途上の最小流路断面積を形成する部分は、流路断面積の変化率が一定となるように流路断面積を変化させる第一部分と、流路断面積が変形しないように構成された第二部分とのいずれかによって構成されるものであって、
前記第一部分は、前記主方向に交わる斜方向に延びる斜壁面と、前記斜壁面に対向して形成される対向壁面とによって形成され、前記斜壁面と前記対向壁面とが前記主方向に沿って進退することで、前記流路断面積が増加又は減少するように構成され、
前記第二部分は、前記主方向に沿って延びる一対の並行壁面によって形成され、前記一対の並行壁面が前記主方向に沿って移動することで、前記流路断面積が一定に保たれるように構成されており、
前記第一部分における最も広い流路断面積が、前記第二部分における流路断面積と同一となるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の吐水装置。
【請求項７】
前記混入率調整部は、前記減圧板よりも前記内部流路における上流側に、前記バイパス流路よりも前記主流路の圧力損失を高めるための圧損手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の吐水装置。
【請求項８】
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いることを特徴とする請求項１に記載の吐水装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−７２６２８（Ｐ２０１２−７２６２８Ａ）
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２１９６９２（Ｐ２０１０−２１９６９２）
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年４月１２日（２０１２．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月２９日（２０１０．９．２９）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]