噴流浴装置
【課題】小型且つ簡単な構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置を提供する。
【解決手段】噴流ノズルは、流水導入部と、筒体の軸方向に延在して筒体の内部に形成されたチャンバーとを有し、流水導入部は、加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、チャンバーに連通する下流側端部とを有し、チャンバーは、軸方向の上流側端部に設けられ流水導入部の下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、軸方向の下流側端部に開口された噴出口とを有し、流水導入部の流路は上流側端部から下流側端部に向けて漸次細くなり、流水導入部の流路断面の中心を通る流路中心線は曲率を有し、流路中心線の下流端位置はチャンバーの軸中心に一致している。
【解決手段】噴流ノズルは、流水導入部と、筒体の軸方向に延在して筒体の内部に形成されたチャンバーとを有し、流水導入部は、加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、チャンバーに連通する下流側端部とを有し、チャンバーは、軸方向の上流側端部に設けられ流水導入部の下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、軸方向の下流側端部に開口された噴出口とを有し、流水導入部の流路は上流側端部から下流側端部に向けて漸次細くなり、流水導入部の流路断面の中心を通る流路中心線は曲率を有し、流路中心線の下流端位置はチャンバーの軸中心に一致している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽内に噴流を噴出させる噴流ノズルを備えた噴流浴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浴槽壁に噴流ノズルを設けて、そのノズルから噴流を浴槽内に噴出させるものがあるが、その多くは、まっすぐに噴流を噴出させるものであり、噴流が入浴者の体の一部に局所的にあたり、噴流により受ける刺激が単調で飽きやすく、多様なマッサージ感は得られ難かった。
【特許文献１】特開２００１−８９９８号公報
【特許文献２】特開平２−１２８７６５号公報
【特許文献３】特開平４−６１８５９号公報
【特許文献４】特開平４−１７６４６１号公報
【特許文献５】特開２００６−１５００４９号公報
【特許文献６】特開２００５−２４５９８７号公報
【特許文献７】特開２００４−５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１には、外形形状が略円形で内部に設けた噴流孔の噴流口が軸芯位置より偏心すると共にユニット噴流口カバー内に回転自在に収容配置されたノズル本体と、バスタブ内の水を所定圧力でノズル本体の噴流孔内に噴射するオリフィスとを備えたノズル装置が開示されている。バスタブ内の水は、オリフィスを介してノズル本体の噴流孔内に所定圧力で噴射され、空気と混合して気泡混合噴流となり、噴流孔の噴流口からバスタブ内にジェット噴流として噴射される。この時、ノズル本体の噴流口が軸芯位置に対して偏心した位置に設けられていることから、オリフィスからの噴流によってノズル本体が回転し、これにより、ジェット噴流の噴射方向が変化する回転噴流が得られる。
【０００４】
しかし、特許文献１では、ノズル本体を回転させることで回転噴流を生じさせる構成であるため、そのノズル本体を回転自在に支持するための構造が複雑になり、安価に作製できない。さらには、回転摺動部分の摩耗やゴミ詰まりなどによる回転性能の低下が懸念される。
【０００５】
また、特許文献１では、浴槽壁に対して取り付けられる筒状の取付部材と、この取付部材の内部で回転自在に設けられた筒状のノズル本体とが二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。
【０００６】
また、特許文献２では、下流側に向かって流路幅を漸次拡大する案内壁を内面に有する構造体（内筒に相当）と、浴槽壁に取り付けられる構造体（外筒に相当）の内壁面との間に、下流に流れてきた流水の一部を上流側に還流させる流路が細い隙間として形成されており、特許文献２においても二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。
【０００７】
また、特許文献３においても、二重筒構造のノズルとなっており、やはり同様に、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。
【０００８】
また、特許文献４では、噴流の運動が往復運動であるため、人体への刺激範囲が直線状の軌跡となり、刺激範囲としては不十分であった。また、さらに、特許文献４で開示の噴流ノズルは浴湯を空気中に噴出させるためのもので、腰、背中、脇腹、腕、脹脛、足裏等の、通常の入浴姿勢において浴湯中に存在する身体の一部については、刺激を与えることができない。
【０００９】
また、特許文献５では、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、ノズル筒体に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流れを形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向（体表面に向かう方向）への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００１０】
また、特許文献６においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００１１】
また、特許文献７においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、やはり同様に、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００１２】
浴槽壁に設けられたノズルには、浴槽壁の外部で配管が接続されるが、浴槽が建物内の設置場所に設置された状態で浴槽壁の周囲には十分なスペースが確保されないことが多く、ノズルと配管との接続部分は「Ｌ」字状に曲がったエルボ形状とされるのが一般的である。
【００１３】
限られた浴槽周囲の空間において、エルボ部分の浴槽壁からの突出長さを極力抑えるために、例えば特許文献２の第１図や特許文献３の第１図に図示されるようにエルボ部分を略直角に曲げることは有効であるが、この場合エルボ部分における流路の急変化によりノズルへの流水導入部で流れの乱れが生じ、特にノズル内部での流水自体の作用により変化に富んだ挙動の噴流を吐水させる構造のノズルにおいては、意図した挙動の噴流が得られなくなることが起こり得る。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、小型且つ簡単な構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様によれば、浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備えた噴流浴装置であって、前記噴流ノズルは、流水導入部と、前記筒体の軸方向に延在して前記筒体の内部に形成されたチャンバーと、を有し、前記流水導入部は、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、前記チャンバーに連通する下流側端部と、を有し、前記チャンバーは、前記軸方向の上流側端部に設けられ前記流水導入部の前記下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、前記軸方向の下流側端部に開口され前記浴槽の内部に臨む噴出口と、を有し、前記流水導入部の流路は前記上流側端部から前記下流側端部に向けて漸次細くなり、前記流水導入部の流路断面の中心を通る流路中心線は曲率を有し、前記流路中心線の下流端位置は前記チャンバーの軸中心に一致していることを特徴とする噴流浴装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型且つ簡単な構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を示す模式図である。
図３は、同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。
図４は、同噴流浴装置において噴流ノズル１１が設けられた短辺側浴槽壁４ａ側のリム下空間を示す模式図。
【００１８】
本実施形態に係る噴流浴装置は、図２に表すように、浴槽１と、浴槽１の浴槽壁３ｂに開口された吸入口５と、循環路１３、１４と、循環路１３、１４の途中に設けられた加圧装置であるポンプ７と、浴槽壁４ａに対して保持された噴流ノズル１１とを備える。
【００１９】
浴槽１は、略平行に相対向する一対の長辺側浴槽壁３ａ、３ｂと、略平行に相対向する一対の短辺側浴槽壁４ａ、４ｂとを有する。
【００２０】
吸入口５は長辺側浴槽壁３ｂに形成されている。ポンプ７が駆動されると、浴槽１の内部に貯留された浴槽水（湯も含む）は吸入口５を介して循環路１３へと吸い込まれる。
【００２１】
一般に、入浴者は、向かい合う一対の短辺側浴槽壁４ａ、４ｂのうちの一方の短辺側浴槽壁（図２に示す具体例では短辺側浴槽壁４ａ）に背をもたれかけて、他方の短辺側浴槽壁（図２に示す具体例では短辺側浴槽壁４ｂ）に足を向けた姿勢で入浴するため、吸入口５を短辺側浴槽壁に形成した場合には、入浴者の背中や足裏で吸入口５がふさがれポンプ７に過剰の負荷がかかることが懸念される。したがって、吸入口５は、入浴者の身体の一部等によってふさがれにくい長辺側浴槽壁に形成するのが望ましい。なお、図２に示す具体例では、吸入口５を、長辺側浴槽壁３ｂに形成したが長辺側浴槽壁３ａに形成してもよい。
【００２２】
循環路１３の一端は吸入口５に接続され、他端はポンプ７の吸入口に接続されている。循環路１４の一端はポンプ７の吐出口に接続され、他端は噴流ノズル１１の流水導入口に接続されている。ポンプ７は、吸入口５から循環路１３内に浴槽水を吸い込むと共に、その吸い込んだ浴槽水を加圧してポンプ７の下流側の循環路１４に吐出する。このポンプ７から吐出された加圧浴槽水は、噴流ノズル１１の流水導入口に流入する。使用していないときに、ポンプ７内部の残留水を抜くために、ポンプ７は吸入口５よりも上方に設けることが望ましい。
【００２３】
図２に示す具体例では、一方の短辺側浴槽壁４ａに、２つの噴流ノズル１１を取り付けている。２つの噴流ノズル１１は、略同じ高さ（例えば、浴槽１の底面から概ね２３０ｍｍ）に所定距離隔てて（例えば、２つの噴流ノズル１１間の距離は概ね１６０ｍｍ）で、且つ、２つの噴流ノズル１１の設置位置の中心と短辺側浴槽壁４ａ方向の中央部が一致するように設けられている。噴流ノズル１１が取り付けられた一方の短辺側浴槽壁４ａの反対側の他方の短辺側浴槽壁４ｂの上方には浴槽側水栓が設けられる。したがって、通常、入浴者は自然と噴流ノズル１１が設けられた側の短辺側浴槽壁４ａに背中を向けた姿勢で入浴する。
【００２４】
図１は、噴流ノズル１１の模式断面図である。
【００２５】
噴流ノズル１１は、大きく分けて、略円筒形状でほぼまっすぐに延在する筒体２０と、筒体２０の軸方向の上流側端部に設けられた湾曲部３０とを有する。筒体２０と湾曲部３０とは一体成形構造であってもよいし、別体のものを結合させてもよい。また、筒体２０は、略円筒形状に限らず、略楕円筒形状であってもよい。
【００２６】
湾曲部３０の内部には流水導入部２２が形成され、その流水導入部２２における上流側端部の最上流端には、前述した循環路１４と浴槽１の外部で接続される流水導入口２１が開口形成されている。筒体２０の軸方向の下流側端部には噴出口２６が開口形成されている。
【００２７】
噴流ノズル１１は、噴出口２６を浴槽１の内部に臨ませて、前述した浴槽１における一方の短辺側浴槽壁４ａに保持されている。噴流ノズル１１は浴槽１のあふれ縁より下で、浴槽壁４ａに対して保持されている。ここで、「あふれ縁」とは、浴槽１内に浴槽水をためていったとき、最初に浴槽１内から溢れる部分の浴槽１の縁（またはリム）を意味する。このような構成のため、噴流ノズル１１からの噴流を浴槽水中に噴出させることができる。
【００２８】
流水導入部２２の下流側端部は、流水導入部２２の中で最も流路断面が縮小された流路断面収縮部２３として機能する。流路断面収縮部２３の最下流端は、筒体２０の軸方向の上流側端部に開口している。
【００２９】
流水導入部２２の流路断面は円形または楕円形であり、その流路断面積は、上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次減少している。すなわち、流水導入部２２の流路は、上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次細くなっている。
【００３０】
流路断面収縮部２３の流路断面の中心は、筒体２０の軸中心Ｃ１に一致している。流水導入部２２の流路断面の中心を通る流路中心線Ｃ２は曲率を有する曲線を描き、すなわち、流水導入部２２は湾曲している。その流路中心線Ｃ２の下流端位置は、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致している。
【００３１】
流路断面収縮部２３は、筒体２０の内部に形成されたチャンバー２５に連通し、且つチャンバー２５に対して流路断面が縮小されている。また、流路断面収縮部２３は、その流路断面の中心を、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させて、チャンバー２５の軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されている。すなわち、流水導入部２２の流路は上流側から下流側に向けて漸次細くなり、その細くなった先には、流路径が一定な直管部（流路断面収縮部２３）が続いている。
【００３２】
流路断面収縮部２３と噴出口２６との間の筒体２０の内部には、筒体２０の軸方向に延在するチャンバー２５が設けられている。
【００３３】
チャンバー２５の軸方向の上流側端部には、流路断面収縮部２３に対して流路断面が急拡大（例えば径が３倍以上急拡大された）された流路断面急拡大部２４が設けられている。流路断面急拡大部２４は、流路断面収縮部２３より下流側で流路断面収縮部２３に連通している。
【００３４】
チャンバー２５の軸方向の下流側端部には噴出口２６が開口している。チャンバー２５の内壁面は、流路断面急拡大部２４から噴出口２６の近傍に至るまで、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に対して略平行に延在し、また、チャンバー２５は流路断面急拡大部２４の内径寸法のまま噴出口２６近傍まで続いている。チャンバー２５における軸方向の上流側端部が流路断面急拡大部２４として機能し、チャンバー２５における軸方向の下流側端部が噴出口２６として機能する。
【００３５】
流路断面収縮部２３から流路断面急拡大部２４にかけての流路壁面は略垂直に変化している。すなわち、流路断面収縮部２３の流路壁面は、チャンバー２５の軸方向に対して略平行であるのに対して、流路断面急拡大部２４として機能するチャンバー２５の軸方向の上流側端部の壁面は、流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に続いて径外方に広がって形成されている。この流路壁面の急変化により、後述するように流路断面急拡大部２４にて、壁面からの流れの剥離が生じる。
【００３６】
なお、流路断面急拡大部２４の流路壁面は流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に広がっていることに限らず、流路断面急拡大部２４にて、流れの剥離が生じる程度に、下流側に向けて流路断面が拡径する漏斗（またはラッパ）状に形成されていてもよい。ただし、流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に続くように流路断面急拡大部２４の流路壁面が形成されている方が、流路断面急拡大部２４における流れの剥離を促進させやすい。
【００３７】
また、噴出口２６近傍のチャンバー２５内に、噴出口２６へと通じるチャンバー２５内流路の一部を遮る遮蔽体２７を設けている。遮蔽体２７は例えば円盤状に形成され、その中心をチャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させて、チャンバー２５の内部に設けられている。
【００３８】
遮蔽体２７は、例えば、遮蔽体２７とチャンバー２５の内壁部との間に放射状に設けられた図示しない複数本の保持部材を介してチャンバー２５の内壁部に対して保持されている。それら保持部材は、円盤状の遮蔽体２７の外周面のまわりに周方向に沿って等間隔で設けられ、よって、遮蔽体２７によってチャンバー２５内流路のすべてが遮蔽されず、遮蔽体２７とチャンバー２５の内壁部との間には、チャンバー２５から噴出口２６への流水の流れを許容する流路が確保されている。
【００３９】
また、チャンバー２５の軸方向の下流側端部における噴出口２６へと続く内壁面に、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に向けて傾斜した環状の傾斜面２８を形成している。傾斜面２８は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に軸中心Ｃ１に近づくように傾斜している。
【００４０】
次に、本実施形態に係る噴流浴装置の作用について説明する。
【００４１】
図２、３において、浴槽１近傍に設けられた図示しないコントローラのスイッチを入浴者が操作すると、ポンプ７が起動し、浴槽１内に貯留された浴槽水が吸入口５から循環路１３内へと吸入される。この吸入された浴槽水は、ポンプ７にて加圧されて、循環路１４を介して、噴流ノズル１１の流水導入口２１に導入される。
【００４２】
流水導入口２１から導入された加圧浴槽水は、流水導入部２２を流れ、この下流側端部である流路断面収縮部２３から流路断面急拡大部２４を経てチャンバー２５内に噴流となって流入する。加圧浴槽水が、流路断面収縮部２３からチャンバー２５内に流入する際、流路断面の急拡大により、流路内壁面に沿って流れることができなくなり、流路内壁面に対して流れの剥離が生じる。
【００４３】
一般的に、噴流は、外部流体との運動量交換により外部流体を加速し、噴流内部に巻き込む。このとき、噴流近傍に壁面が存在すると、外部流体を内部に引き込むように作用する引きつけ力の反作用により、噴流自身が壁面に向かって曲げられ、再び流れが壁面に沿うようになる。つまり、チャンバー２５の内壁面の周の一部に流れが再付着する。
【００４４】
チャンバー２５の内壁面に付着した主流は、そのままチャンバー２５内壁面に沿い、遮蔽体２７の外周面とチャンバー２５内壁面との間を噴出口２６に向かって流れ、噴出口２６の上流側手前でチャンバー２５の軸中心Ｃ１に向かうように傾斜して形成された傾斜面２８に沿って軸中心Ｃ１に対して傾斜した噴流として噴出口２６から浴槽１内に噴出する。
【００４５】
以上のようにして、チャンバー２５内に、主流（図１において太線矢印ａで表す）が形成される。
【００４６】
流路断面収縮部２３に比べて噴出口２６の流路断面が大きく、流れは下流に向かって減速、すなわち、チャンバー２５内部では下流に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されること、さらにチャンバー２５内に流路の一部を遮るように遮蔽体２７が設けられていることによって、前述した主流の一部は、噴出口２６から噴出されず、図１において矢印ｂで表すように、チャンバー２５の上流側に戻される。
【００４７】
その上流側に戻された流れが、流路断面急拡大部２４付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、流路断面急拡大部２４付近で中心軸Ｃ１まわりに旋回流が形成され、これにより、主流の流路壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口２６からは中心軸Ｃ１まわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。
【００４８】
入浴者は、噴流ノズル１１から噴出される旋回噴流を、腰、背、肩、手、足等の身体の一部に受けることにより、マッサージ効果を得ることができる。噴流ノズル１１から噴出される噴流は、一般的に広く知られる気泡浴装置による細く強い直線的な噴流とは異なり、太くやわらかい旋回噴流であるため、腰を包み込む、背中、腰全体を押すようにもみほぐすなど、局所的に強い刺激感ではなく、広範囲をもみほぐすような手もみに近いマッサージ感を得ることができ、長時間入浴していても飽きがなくゆったりとリラックスできる。また、直線的な強い噴流を局所的に受ける場合には、所望の部位にその噴流を受けるべく姿勢を保つために緊張状態になりがちであったが、本実施形態の旋回噴流は広範囲にわたってやわらかい刺激を与えるため、入浴者に緊張を強いることなく、力を抜いたリラックスした状態にさせやすい。
【００４９】
本実施形態に係る噴流ノズル１１から噴出される噴流は旋回しているので、気泡が混入されなくても、マッサージ感を受けるのに十分な刺激感が得られる。むしろ気泡混入では得られない水で押されるような手もみに近いマッサージ感が得られる。また、気泡を混入しない分、噴流の噴出音及び気泡混入時の音を低減して、静かな環境でよりリラックスできる。なお、チャンバー２５内は噴出口２６面に比べ圧力が低く、ノズル１１が図３中に示すような高さ位置に取り付けられるのであれば、チャンバー２５内は概ね負圧を生じており、チャンバー壁の任意の位置に空気流入口を設けることで、容易に気泡を自給混入させることが可能であるので、本実施形態に係る旋回噴流に気泡を混入してもよく、その場合、気泡を混入しない場合よりも噴流の旋回力が弱まる。
【００５０】
また、本実施形態に係る噴流ノズル１１は、内部に導入された流体自身が、前述したようにチャンバー２５内での還流作用によって、噴出口２６から噴出される噴流の旋回を励起する構成となっているため、特許文献１のような回転摺動部分が不要であり、ノズル構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、回転摺動部分における摩耗やゴミ詰まりなどによる旋回性能低下の心配もない。
【００５１】
また、前述したように、特許文献１のノズルは二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。同様に、特許文献２、３においても、ノズルが二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。
【００５２】
これに対して本実施形態では、特許文献１、２、３のように中心の流路の外側に別の流路が細い隙間として形成されておらず、チャンバー２５を形成した筒体２０は一重構造である。すなわち、ひとつの筒体２０によって周囲が囲まれる単一空間（流路）内で、噴出口２６へと向かう主流、および主流とは逆方向に流れる還流が形成され、浴槽水中に旋回噴流として噴出される。したがって、構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、目詰まりによる旋回性能低下の心配もない。
【００５３】
また、前述したように、特許文献５、６、７のノズルは、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口された構造であり、ノズル筒体内に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流を形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向（体表面に向かう方向）への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００５４】
これに対して本実施形態では、旋回流を励起するためのチャンバー２５への流入口として機能する流路断面収縮部２３は、チャンバー２５を囲む筒体２０の周壁部には形成されてはおらず、チャンバー２５の軸方向の上流側端部に開口している。したがって、流路断面収縮部２３からチャンバー２５内に流入した主流は、流路断面急拡大部２４で流路壁面から剥離した後、チャンバー２５の内周面に再付着して噴出口２６より直進性を保ったまま噴出し、さらに、その主流の流路壁面（チャンバー２５の内周面）への再付着位置がチャンバー２５内に形成される循環流（戻り流）により変化することで、噴出方向が変化するため、刺激箇所が時間とともに変化するような変化に富んだ噴流刺激が得られる。
【００５５】
なお、本実施形態において、前述したように、チャンバー２５内静圧は、浴槽１内に貯留された浴槽水の静圧より低く、チャンバー２５内部では下流側に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されるため、遮蔽体２７を設けなくても、主流の一部をチャンバー２５上流側に戻す還流を形成することは可能である。ただし、遮蔽体２７を設けた方が、逆静圧勾配（流れ方向に対して静圧が上昇）だけを利用した還流形成に比べ、噴流噴出方向の切り替わりを生じさせるための循環流の形成が安定するため、噴流の旋回が安定する。すなわち、噴流旋回方向もしくは噴流移動方向が反転しにくくなる。
【００５６】
また、傾斜面２８を設けなくても、前述したように主流がチャンバー２５の内周面における周の一部に偏ることから筒体軸方向に対して偏向した噴流が実現されるが、本実施形態のように噴出口２６の上流側の手前に傾斜面２８を設け、その傾斜面２８に主流を沿わせることで、主流の偏向を促進することができ、より広範囲にわたるやわらかな旋回噴流を形成しやすくなる。
【００５７】
ここで、図６に示す比較例１の噴流ノズル５１と、図７に示す比較例２の噴流ノズル６１と、前述した本実施形態に係る噴流ノズル１１とを比較する。
【００５８】
噴流ノズル１１において図１に表す各寸法ｄ０、Ｄ、ＤＣＢ、ｈ、Ｄｏｕｔ、Ｌ、Ｘ、ＤＩＮ、Ｌ０、Ｌ１は、それぞれ以下のように設計し、比較対象とした。流路断面収縮部２３の内径ｄ０＝８．３ｍｍ、流路断面急拡大部２４及びチャンバー２５の内径Ｄ＝２７．８ｍｍ、遮蔽体２７の外径ＤＣＢ＝２０．９ｍｍ、遮蔽体２７の軸方向厚さｈ＝５．８ｍｍ、噴出口２６の口径Ｄｏｕｔ＝２２．３ｍｍ、チャンバー２５の長さＬ＝７６．６ｍｍ、遮蔽体２７の軸方向の中心から噴出口２６までの距離Ｘ＝１０．４ｍｍ、流水導入口２１の口径ＤＩＮ＝２０ｍｍ、ノズル全長Ｌ０＝１１８ｍｍ、直管状の流路断面収縮部２３の軸方向長さＬ１＝３ｍｍ。
【００５９】
比較例１の噴流ノズル５１においても、筒体２０の軸方向の上流側端部に湾曲部５０が設けられ、その湾曲部５０の内部には流水導入部５２が設けられている。流水導入部５２の下流側端部は、筒体２０内に形成されたチャンバー２５と連通する流路断面収縮部５３として機能する。この比較例１では、流水導入部５２は、上流側に開口形成された流水導入口５４から下流側の流路断面収縮部５３にかけて、ほぼ一定の流路径（流路断面積）のまま湾曲している。比較例１において、ノズル全長Ｌ０＝１８１ｍｍ、流路断面収縮部５３の内径ｄ０＝８．３ｍｍ、流水導入口５４の口径ＤＩＮ＝２０ｍｍ、直管状の流路断面収縮部５３の軸方向長さＬ１＝３ｍｍと設計し、流路断面急拡大部以降の形状は前述の比較対象と同一形状とした。
【００６０】
比較例２の噴流ノズル６１では、筒体２０の軸方向の上流側端部に屈曲部６０が設けられ、その屈曲部６０の内部には流水導入部６２が設けられている。流水導入部６２の下流側端部は、筒体２０内に形成されたチャンバー２５と連通する流路断面収縮部６３として機能する。この比較例２では、流水導入部６２は、上流側に開口形成された流水導入口６４から下流側の流路断面収縮部６３にかけて、略直角に曲がっている。比較例２において、ノズル全長Ｌ０＝１３６ｍｍ、流路断面収縮部６３の内径ｄ０＝８．３ｍｍ、流水導入口６４の口径ＤＩＮ＝２０ｍｍ、直管状の流路断面収縮部６３の軸方向長さＬ１＝３ｍｍと設計し、流路断面急拡大部以降の形状は前述の比較対象と同一形状とした。
【００６１】
噴流ノズル１１に加圧浴槽水を供給するポンプ７や配管類は、図４に模式的に示すように、噴流ノズル１１が取り付けられた短辺側浴槽壁４ａの側方の空間に配置される。
【００６２】
浴槽１が建物内の設置場所に設置された状態で浴槽壁４ａの側方に確保できるスペースには制限があり、ノズルと配管との接続部分は「Ｌ」字状に曲がったエルボ形状とされるのが一般的である。
【００６３】
ここで、比較例１のように、内部に形成される流路（流水導入部５２）の径がほぼ一定な湾曲部５０を用いた場合には、ノズル５１においてチャンバー２５よりも上流側に突出する部分が長くなってしまい、限られたスペースに設置するための小型化要求に応えられない。
【００６４】
これに対して、比較例２のように、流水導入部６２を略直角に屈曲させると、チャンバー２５よりも上流側に突出する部分の長さを抑えることができるが、流水導入部６２における流路の急変化により内部流体に乱れが生じる。
【００６５】
ここで、本発明者等は、本実施形態に係る噴流ノズル１１、比較例１の噴流ノズル５１、比較例２の噴流ノズル６１について、噴出される噴流の旋回性能の評価を行った。
【００６６】
旋回性能評価方法としては、各ノズルの（噴出口側の）先端に厚み０．０５ｍｍの筒状のゴム膜を取り付け、噴出される噴流の旋回に伴う、水中におけるゴム膜の旋回を高速度ビデオカメラにて１秒１００コマの条件で撮影した。そして、ノズル先端より５０ｍｍの位置における、チャンバーの中心軸に対して直交する鉛直方向断面のゴム膜の両端位置を１コマずつ把握し、そのゴム膜の両端位置の算術平均値をノズル先端より５０ｍｍ位置における噴出噴流中心位置とし、２０秒間における噴出噴流中心位置の経時変化値の標準偏差値を噴流振れ幅と定義し、旋回性能評価値とした。４０（リットル／分）流水時の評価結果を表１に示す。この旋回性能評価値（噴流振れ幅）が大きいほど、入浴者は噴流の旋回感をよく感じることができる。
【００６７】
【表１】
【００６８】
比較例２では、旋回性能評価値が本実施形態の場合の約半分であり、これは、前述した略直角な流水導入部６２における流水の乱れにより、チャンバー内で還流が形成されにくくなっていることに起因する。
【００６９】
本実施形態、比較例１、比較例２において、それぞれの流路断面収縮部より空気中に４０リットル／分で噴流を噴出して、その様子を観察したところ、比較例２では、本実施形態及び比較例１よりも噴流が広範囲に拡散しまうのが確認できた。
【００７０】
すなわち、一重構造の筒体内部に形成されたチャンバー内における流水自身の作用により旋回した流れを生成する構造においては、流路断面急拡大部より上流側における流水の乱れが大きいと、流路断面急拡大部において噴流が広範囲に急速に広がり、チャンバー内で主流と還流（戻り流）とに分離できるスペースがなくなるため、流体自身による十分な自己励起旋回性能が発揮されなくなる。
【００７１】
これに対して、本実施形態では、比較例２の約２倍の旋回性能評価値が得られており、その旋回噴流による変化に富んだ刺激感を得ることができる。しかも、本実施形態では、流水導入部２２の流路は上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次細くなり、その流路の流路中心線Ｃ２の下流端位置がチャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致するようにチャンバー２５につながる構造であるため、流水導入部の流路径が一定のまま湾曲した比較例１に比べて、湾曲部の筒体軸方向への突出長さを短くすることができる。すなわち、本実施形態によれば、噴出噴流の旋回性能を損なうことなく、省スペース設置が可能となる。
【００７２】
前述した実施形態では、流路断面収縮部２３を、チャンバー２５の軸方向に対して略平行に延在し径が一定な直管状としたが、これに限ることなく、図５に示す流路断面収縮部４３のように、流路径（流路断面積）が漸次小さくなる形状に形成してもよい。すなわち、図５に示す流路断面収縮部４３の内壁面は、上流側から下流側（チャンバー２５側）に向かうにつれてチャンバー２５の軸中心Ｃ１に向かうように傾斜している。
【００７３】
ここで、図１に示す直管状の流路断面収縮部２３と、図５に示す傾斜（勾配）がつけられた流路断面収縮部４３とで、旋回性能の比較評価を行った。図１に示す流路断面収縮部２３及び図５に示す流路断面収縮部４３共に、軸方向長さを同じ６ｍｍとした。また、図５の流路断面収縮部４３における勾配は３／１００とした。旋回性能の評価は、表１の場合の評価と同様に行った。この結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２の結果より、流路断面収縮部は、径の変化しない直管形状とした方が大きな旋回性能を得るにあたって、より望ましいと言える。
【００７６】
また、流路断面収縮部２３を直管形状とした場合であっても、その軸方向がチャンバー２５の軸方向に対して傾いていると、チャンバー２５内の特定の内壁面に主流が付着しやすくなり、主流付着位置の変化による旋回流生成を起こしにくくなるため、直管形状の流路断面収縮部２３の軸方向はチャンバー２５の軸方向に対して略平行とするのが望ましい。また、同様の観点から、流路断面収縮部２３の流路断面の中心は、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させるのが望ましい。
【００７７】
流水導入部の流路中心線Ｃ２は、図１に示すように直線と単一円弧の組み合わせのみに限定されるものではなく、図８に示すように直線と複数曲率を有する曲線との組み合わせでもよい。本具体例構造において、ノズル全長を１３１ｍｍ、チャンバー２５へと続く流水導入部下流側端部の該直管部軸方向長さＬ１を２６ｍｍ、流水導入部下流側のノズル形状を図１に示す実施形態と同一形状とし、４０（リットル／分）流水時の表１と同様の評価を行ったところ、旋回性能評価値は図１の形状の場合と同等であった。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を示す模式図。
【図３】同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図。
【図４】同噴流浴装置において噴流ノズルが設けられた短辺側浴槽壁側のリム下を示す模式図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図。
【図６】比較例１の噴流ノズルの模式断面図。
【図７】比較例２の噴流ノズルの模式断面図。
【図８】本発明の他の実施形態に係る流水導入部空間の模式断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１…浴槽、５…吸入口、１１…噴流ノズル、２０…筒体、２２…流水導入部、２３，４３…流路断面収縮部、２４…流路断面急拡大部、２５…チャンバー、２６…噴出口、２７…遮蔽体、３０…湾曲部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浴槽内に噴流を噴出させる噴流ノズルを備えた噴流浴装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、浴槽壁に噴流ノズルを設けて、そのノズルから噴流を浴槽内に噴出させるものがあるが、その多くは、まっすぐに噴流を噴出させるものであり、噴流が入浴者の体の一部に局所的にあたり、噴流により受ける刺激が単調で飽きやすく、多様なマッサージ感は得られ難かった。
【特許文献１】特開２００１−８９９８号公報
【特許文献２】特開平２−１２８７６５号公報
【特許文献３】特開平４−６１８５９号公報
【特許文献４】特開平４−１７６４６１号公報
【特許文献５】特開２００６−１５００４９号公報
【特許文献６】特開２００５−２４５９８７号公報
【特許文献７】特開２００４−５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１には、外形形状が略円形で内部に設けた噴流孔の噴流口が軸芯位置より偏心すると共にユニット噴流口カバー内に回転自在に収容配置されたノズル本体と、バスタブ内の水を所定圧力でノズル本体の噴流孔内に噴射するオリフィスとを備えたノズル装置が開示されている。バスタブ内の水は、オリフィスを介してノズル本体の噴流孔内に所定圧力で噴射され、空気と混合して気泡混合噴流となり、噴流孔の噴流口からバスタブ内にジェット噴流として噴射される。この時、ノズル本体の噴流口が軸芯位置に対して偏心した位置に設けられていることから、オリフィスからの噴流によってノズル本体が回転し、これにより、ジェット噴流の噴射方向が変化する回転噴流が得られる。
【０００４】
しかし、特許文献１では、ノズル本体を回転させることで回転噴流を生じさせる構成であるため、そのノズル本体を回転自在に支持するための構造が複雑になり、安価に作製できない。さらには、回転摺動部分の摩耗やゴミ詰まりなどによる回転性能の低下が懸念される。
【０００５】
また、特許文献１では、浴槽壁に対して取り付けられる筒状の取付部材と、この取付部材の内部で回転自在に設けられた筒状のノズル本体とが二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。
【０００６】
また、特許文献２では、下流側に向かって流路幅を漸次拡大する案内壁を内面に有する構造体（内筒に相当）と、浴槽壁に取り付けられる構造体（外筒に相当）の内壁面との間に、下流に流れてきた流水の一部を上流側に還流させる流路が細い隙間として形成されており、特許文献２においても二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。
【０００７】
また、特許文献３においても、二重筒構造のノズルとなっており、やはり同様に、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。
【０００８】
また、特許文献４では、噴流の運動が往復運動であるため、人体への刺激範囲が直線状の軌跡となり、刺激範囲としては不十分であった。また、さらに、特許文献４で開示の噴流ノズルは浴湯を空気中に噴出させるためのもので、腰、背中、脇腹、腕、脹脛、足裏等の、通常の入浴姿勢において浴湯中に存在する身体の一部については、刺激を与えることができない。
【０００９】
また、特許文献５では、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、ノズル筒体に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流れを形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向（体表面に向かう方向）への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００１０】
また、特許文献６においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００１１】
また、特許文献７においても、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口しており、やはり同様に、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００１２】
浴槽壁に設けられたノズルには、浴槽壁の外部で配管が接続されるが、浴槽が建物内の設置場所に設置された状態で浴槽壁の周囲には十分なスペースが確保されないことが多く、ノズルと配管との接続部分は「Ｌ」字状に曲がったエルボ形状とされるのが一般的である。
【００１３】
限られた浴槽周囲の空間において、エルボ部分の浴槽壁からの突出長さを極力抑えるために、例えば特許文献２の第１図や特許文献３の第１図に図示されるようにエルボ部分を略直角に曲げることは有効であるが、この場合エルボ部分における流路の急変化によりノズルへの流水導入部で流れの乱れが生じ、特にノズル内部での流水自体の作用により変化に富んだ挙動の噴流を吐水させる構造のノズルにおいては、意図した挙動の噴流が得られなくなることが起こり得る。
【００１４】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされ、小型且つ簡単な構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様によれば、浴槽と、前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備えた噴流浴装置であって、前記噴流ノズルは、流水導入部と、前記筒体の軸方向に延在して前記筒体の内部に形成されたチャンバーと、を有し、前記流水導入部は、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、前記チャンバーに連通する下流側端部と、を有し、前記チャンバーは、前記軸方向の上流側端部に設けられ前記流水導入部の前記下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、前記軸方向の下流側端部に開口され前記浴槽の内部に臨む噴出口と、を有し、前記流水導入部の流路は前記上流側端部から前記下流側端部に向けて漸次細くなり、前記流水導入部の流路断面の中心を通る流路中心線は曲率を有し、前記流路中心線の下流端位置は前記チャンバーの軸中心に一致していることを特徴とする噴流浴装置が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、小型且つ簡単な構造で、変化に富んだ噴流吐出を実現する噴流浴装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を示す模式図である。
図３は、同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図である。
図４は、同噴流浴装置において噴流ノズル１１が設けられた短辺側浴槽壁４ａ側のリム下空間を示す模式図。
【００１８】
本実施形態に係る噴流浴装置は、図２に表すように、浴槽１と、浴槽１の浴槽壁３ｂに開口された吸入口５と、循環路１３、１４と、循環路１３、１４の途中に設けられた加圧装置であるポンプ７と、浴槽壁４ａに対して保持された噴流ノズル１１とを備える。
【００１９】
浴槽１は、略平行に相対向する一対の長辺側浴槽壁３ａ、３ｂと、略平行に相対向する一対の短辺側浴槽壁４ａ、４ｂとを有する。
【００２０】
吸入口５は長辺側浴槽壁３ｂに形成されている。ポンプ７が駆動されると、浴槽１の内部に貯留された浴槽水（湯も含む）は吸入口５を介して循環路１３へと吸い込まれる。
【００２１】
一般に、入浴者は、向かい合う一対の短辺側浴槽壁４ａ、４ｂのうちの一方の短辺側浴槽壁（図２に示す具体例では短辺側浴槽壁４ａ）に背をもたれかけて、他方の短辺側浴槽壁（図２に示す具体例では短辺側浴槽壁４ｂ）に足を向けた姿勢で入浴するため、吸入口５を短辺側浴槽壁に形成した場合には、入浴者の背中や足裏で吸入口５がふさがれポンプ７に過剰の負荷がかかることが懸念される。したがって、吸入口５は、入浴者の身体の一部等によってふさがれにくい長辺側浴槽壁に形成するのが望ましい。なお、図２に示す具体例では、吸入口５を、長辺側浴槽壁３ｂに形成したが長辺側浴槽壁３ａに形成してもよい。
【００２２】
循環路１３の一端は吸入口５に接続され、他端はポンプ７の吸入口に接続されている。循環路１４の一端はポンプ７の吐出口に接続され、他端は噴流ノズル１１の流水導入口に接続されている。ポンプ７は、吸入口５から循環路１３内に浴槽水を吸い込むと共に、その吸い込んだ浴槽水を加圧してポンプ７の下流側の循環路１４に吐出する。このポンプ７から吐出された加圧浴槽水は、噴流ノズル１１の流水導入口に流入する。使用していないときに、ポンプ７内部の残留水を抜くために、ポンプ７は吸入口５よりも上方に設けることが望ましい。
【００２３】
図２に示す具体例では、一方の短辺側浴槽壁４ａに、２つの噴流ノズル１１を取り付けている。２つの噴流ノズル１１は、略同じ高さ（例えば、浴槽１の底面から概ね２３０ｍｍ）に所定距離隔てて（例えば、２つの噴流ノズル１１間の距離は概ね１６０ｍｍ）で、且つ、２つの噴流ノズル１１の設置位置の中心と短辺側浴槽壁４ａ方向の中央部が一致するように設けられている。噴流ノズル１１が取り付けられた一方の短辺側浴槽壁４ａの反対側の他方の短辺側浴槽壁４ｂの上方には浴槽側水栓が設けられる。したがって、通常、入浴者は自然と噴流ノズル１１が設けられた側の短辺側浴槽壁４ａに背中を向けた姿勢で入浴する。
【００２４】
図１は、噴流ノズル１１の模式断面図である。
【００２５】
噴流ノズル１１は、大きく分けて、略円筒形状でほぼまっすぐに延在する筒体２０と、筒体２０の軸方向の上流側端部に設けられた湾曲部３０とを有する。筒体２０と湾曲部３０とは一体成形構造であってもよいし、別体のものを結合させてもよい。また、筒体２０は、略円筒形状に限らず、略楕円筒形状であってもよい。
【００２６】
湾曲部３０の内部には流水導入部２２が形成され、その流水導入部２２における上流側端部の最上流端には、前述した循環路１４と浴槽１の外部で接続される流水導入口２１が開口形成されている。筒体２０の軸方向の下流側端部には噴出口２６が開口形成されている。
【００２７】
噴流ノズル１１は、噴出口２６を浴槽１の内部に臨ませて、前述した浴槽１における一方の短辺側浴槽壁４ａに保持されている。噴流ノズル１１は浴槽１のあふれ縁より下で、浴槽壁４ａに対して保持されている。ここで、「あふれ縁」とは、浴槽１内に浴槽水をためていったとき、最初に浴槽１内から溢れる部分の浴槽１の縁（またはリム）を意味する。このような構成のため、噴流ノズル１１からの噴流を浴槽水中に噴出させることができる。
【００２８】
流水導入部２２の下流側端部は、流水導入部２２の中で最も流路断面が縮小された流路断面収縮部２３として機能する。流路断面収縮部２３の最下流端は、筒体２０の軸方向の上流側端部に開口している。
【００２９】
流水導入部２２の流路断面は円形または楕円形であり、その流路断面積は、上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次減少している。すなわち、流水導入部２２の流路は、上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次細くなっている。
【００３０】
流路断面収縮部２３の流路断面の中心は、筒体２０の軸中心Ｃ１に一致している。流水導入部２２の流路断面の中心を通る流路中心線Ｃ２は曲率を有する曲線を描き、すなわち、流水導入部２２は湾曲している。その流路中心線Ｃ２の下流端位置は、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致している。
【００３１】
流路断面収縮部２３は、筒体２０の内部に形成されたチャンバー２５に連通し、且つチャンバー２５に対して流路断面が縮小されている。また、流路断面収縮部２３は、その流路断面の中心を、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させて、チャンバー２５の軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されている。すなわち、流水導入部２２の流路は上流側から下流側に向けて漸次細くなり、その細くなった先には、流路径が一定な直管部（流路断面収縮部２３）が続いている。
【００３２】
流路断面収縮部２３と噴出口２６との間の筒体２０の内部には、筒体２０の軸方向に延在するチャンバー２５が設けられている。
【００３３】
チャンバー２５の軸方向の上流側端部には、流路断面収縮部２３に対して流路断面が急拡大（例えば径が３倍以上急拡大された）された流路断面急拡大部２４が設けられている。流路断面急拡大部２４は、流路断面収縮部２３より下流側で流路断面収縮部２３に連通している。
【００３４】
チャンバー２５の軸方向の下流側端部には噴出口２６が開口している。チャンバー２５の内壁面は、流路断面急拡大部２４から噴出口２６の近傍に至るまで、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に対して略平行に延在し、また、チャンバー２５は流路断面急拡大部２４の内径寸法のまま噴出口２６近傍まで続いている。チャンバー２５における軸方向の上流側端部が流路断面急拡大部２４として機能し、チャンバー２５における軸方向の下流側端部が噴出口２６として機能する。
【００３５】
流路断面収縮部２３から流路断面急拡大部２４にかけての流路壁面は略垂直に変化している。すなわち、流路断面収縮部２３の流路壁面は、チャンバー２５の軸方向に対して略平行であるのに対して、流路断面急拡大部２４として機能するチャンバー２５の軸方向の上流側端部の壁面は、流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に続いて径外方に広がって形成されている。この流路壁面の急変化により、後述するように流路断面急拡大部２４にて、壁面からの流れの剥離が生じる。
【００３６】
なお、流路断面急拡大部２４の流路壁面は流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に広がっていることに限らず、流路断面急拡大部２４にて、流れの剥離が生じる程度に、下流側に向けて流路断面が拡径する漏斗（またはラッパ）状に形成されていてもよい。ただし、流路断面収縮部２３の流路壁面に対して略垂直に続くように流路断面急拡大部２４の流路壁面が形成されている方が、流路断面急拡大部２４における流れの剥離を促進させやすい。
【００３７】
また、噴出口２６近傍のチャンバー２５内に、噴出口２６へと通じるチャンバー２５内流路の一部を遮る遮蔽体２７を設けている。遮蔽体２７は例えば円盤状に形成され、その中心をチャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させて、チャンバー２５の内部に設けられている。
【００３８】
遮蔽体２７は、例えば、遮蔽体２７とチャンバー２５の内壁部との間に放射状に設けられた図示しない複数本の保持部材を介してチャンバー２５の内壁部に対して保持されている。それら保持部材は、円盤状の遮蔽体２７の外周面のまわりに周方向に沿って等間隔で設けられ、よって、遮蔽体２７によってチャンバー２５内流路のすべてが遮蔽されず、遮蔽体２７とチャンバー２５の内壁部との間には、チャンバー２５から噴出口２６への流水の流れを許容する流路が確保されている。
【００３９】
また、チャンバー２５の軸方向の下流側端部における噴出口２６へと続く内壁面に、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に向けて傾斜した環状の傾斜面２８を形成している。傾斜面２８は、上流側から下流側に向かうにしたがって徐々に軸中心Ｃ１に近づくように傾斜している。
【００４０】
次に、本実施形態に係る噴流浴装置の作用について説明する。
【００４１】
図２、３において、浴槽１近傍に設けられた図示しないコントローラのスイッチを入浴者が操作すると、ポンプ７が起動し、浴槽１内に貯留された浴槽水が吸入口５から循環路１３内へと吸入される。この吸入された浴槽水は、ポンプ７にて加圧されて、循環路１４を介して、噴流ノズル１１の流水導入口２１に導入される。
【００４２】
流水導入口２１から導入された加圧浴槽水は、流水導入部２２を流れ、この下流側端部である流路断面収縮部２３から流路断面急拡大部２４を経てチャンバー２５内に噴流となって流入する。加圧浴槽水が、流路断面収縮部２３からチャンバー２５内に流入する際、流路断面の急拡大により、流路内壁面に沿って流れることができなくなり、流路内壁面に対して流れの剥離が生じる。
【００４３】
一般的に、噴流は、外部流体との運動量交換により外部流体を加速し、噴流内部に巻き込む。このとき、噴流近傍に壁面が存在すると、外部流体を内部に引き込むように作用する引きつけ力の反作用により、噴流自身が壁面に向かって曲げられ、再び流れが壁面に沿うようになる。つまり、チャンバー２５の内壁面の周の一部に流れが再付着する。
【００４４】
チャンバー２５の内壁面に付着した主流は、そのままチャンバー２５内壁面に沿い、遮蔽体２７の外周面とチャンバー２５内壁面との間を噴出口２６に向かって流れ、噴出口２６の上流側手前でチャンバー２５の軸中心Ｃ１に向かうように傾斜して形成された傾斜面２８に沿って軸中心Ｃ１に対して傾斜した噴流として噴出口２６から浴槽１内に噴出する。
【００４５】
以上のようにして、チャンバー２５内に、主流（図１において太線矢印ａで表す）が形成される。
【００４６】
流路断面収縮部２３に比べて噴出口２６の流路断面が大きく、流れは下流に向かって減速、すなわち、チャンバー２５内部では下流に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されること、さらにチャンバー２５内に流路の一部を遮るように遮蔽体２７が設けられていることによって、前述した主流の一部は、噴出口２６から噴出されず、図１において矢印ｂで表すように、チャンバー２５の上流側に戻される。
【００４７】
その上流側に戻された流れが、流路断面急拡大部２４付近にて主流が剥離したよどみ領域に流れ込むことで、流路断面急拡大部２４付近で中心軸Ｃ１まわりに旋回流が形成され、これにより、主流の流路壁面に対する再付着位置が周方向で不規則に変化し、噴出口２６からは中心軸Ｃ１まわりに不規則に旋回した噴流が噴出される。
【００４８】
入浴者は、噴流ノズル１１から噴出される旋回噴流を、腰、背、肩、手、足等の身体の一部に受けることにより、マッサージ効果を得ることができる。噴流ノズル１１から噴出される噴流は、一般的に広く知られる気泡浴装置による細く強い直線的な噴流とは異なり、太くやわらかい旋回噴流であるため、腰を包み込む、背中、腰全体を押すようにもみほぐすなど、局所的に強い刺激感ではなく、広範囲をもみほぐすような手もみに近いマッサージ感を得ることができ、長時間入浴していても飽きがなくゆったりとリラックスできる。また、直線的な強い噴流を局所的に受ける場合には、所望の部位にその噴流を受けるべく姿勢を保つために緊張状態になりがちであったが、本実施形態の旋回噴流は広範囲にわたってやわらかい刺激を与えるため、入浴者に緊張を強いることなく、力を抜いたリラックスした状態にさせやすい。
【００４９】
本実施形態に係る噴流ノズル１１から噴出される噴流は旋回しているので、気泡が混入されなくても、マッサージ感を受けるのに十分な刺激感が得られる。むしろ気泡混入では得られない水で押されるような手もみに近いマッサージ感が得られる。また、気泡を混入しない分、噴流の噴出音及び気泡混入時の音を低減して、静かな環境でよりリラックスできる。なお、チャンバー２５内は噴出口２６面に比べ圧力が低く、ノズル１１が図３中に示すような高さ位置に取り付けられるのであれば、チャンバー２５内は概ね負圧を生じており、チャンバー壁の任意の位置に空気流入口を設けることで、容易に気泡を自給混入させることが可能であるので、本実施形態に係る旋回噴流に気泡を混入してもよく、その場合、気泡を混入しない場合よりも噴流の旋回力が弱まる。
【００５０】
また、本実施形態に係る噴流ノズル１１は、内部に導入された流体自身が、前述したようにチャンバー２５内での還流作用によって、噴出口２６から噴出される噴流の旋回を励起する構成となっているため、特許文献１のような回転摺動部分が不要であり、ノズル構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、回転摺動部分における摩耗やゴミ詰まりなどによる旋回性能低下の心配もない。
【００５１】
また、前述したように、特許文献１のノズルは二重筒状になった入れ子構造となっている。したがって、構造が複雑になるとともに、内筒に相当するノズル本体と、外筒に相当する取付部材との間に細い隙間が形成されており、その隙間にゴミ等がつまる目詰まりの心配もある。同様に、特許文献２、３においても、ノズルが二重筒構造となっている。したがって、構造が複雑になると共に、狭い流路（隙間）の目詰まりの心配がある。
【００５２】
これに対して本実施形態では、特許文献１、２、３のように中心の流路の外側に別の流路が細い隙間として形成されておらず、チャンバー２５を形成した筒体２０は一重構造である。すなわち、ひとつの筒体２０によって周囲が囲まれる単一空間（流路）内で、噴出口２６へと向かう主流、および主流とは逆方向に流れる還流が形成され、浴槽水中に旋回噴流として噴出される。したがって、構造が単純化され、安価に作製することができ、またメンテナンスも容易になる。さらには、目詰まりによる旋回性能低下の心配もない。
【００５３】
また、前述したように、特許文献５、６、７のノズルは、内部で旋回流を形成する単筒構造のノズルの周壁部にノズル筒体内への流入口が開口された構造であり、ノズル筒体内に流入した主流は筒体内で定常的かつ強力な旋回流を形成する。そのため、ノズル出口面から吐水される噴流は、卓越した遠心力により筒体軸方向（体表面に向かう方向）への直進性は失われ、ノズル出口面全体から径方向に均一に広がった噴流となり、広範囲を単調に刺激する噴流となってしまう。
【００５４】
これに対して本実施形態では、旋回流を励起するためのチャンバー２５への流入口として機能する流路断面収縮部２３は、チャンバー２５を囲む筒体２０の周壁部には形成されてはおらず、チャンバー２５の軸方向の上流側端部に開口している。したがって、流路断面収縮部２３からチャンバー２５内に流入した主流は、流路断面急拡大部２４で流路壁面から剥離した後、チャンバー２５の内周面に再付着して噴出口２６より直進性を保ったまま噴出し、さらに、その主流の流路壁面（チャンバー２５の内周面）への再付着位置がチャンバー２５内に形成される循環流（戻り流）により変化することで、噴出方向が変化するため、刺激箇所が時間とともに変化するような変化に富んだ噴流刺激が得られる。
【００５５】
なお、本実施形態において、前述したように、チャンバー２５内静圧は、浴槽１内に貯留された浴槽水の静圧より低く、チャンバー２５内部では下流側に向かって静圧が増加する逆圧力勾配が形成されるため、遮蔽体２７を設けなくても、主流の一部をチャンバー２５上流側に戻す還流を形成することは可能である。ただし、遮蔽体２７を設けた方が、逆静圧勾配（流れ方向に対して静圧が上昇）だけを利用した還流形成に比べ、噴流噴出方向の切り替わりを生じさせるための循環流の形成が安定するため、噴流の旋回が安定する。すなわち、噴流旋回方向もしくは噴流移動方向が反転しにくくなる。
【００５６】
また、傾斜面２８を設けなくても、前述したように主流がチャンバー２５の内周面における周の一部に偏ることから筒体軸方向に対して偏向した噴流が実現されるが、本実施形態のように噴出口２６の上流側の手前に傾斜面２８を設け、その傾斜面２８に主流を沿わせることで、主流の偏向を促進することができ、より広範囲にわたるやわらかな旋回噴流を形成しやすくなる。
【００５７】
ここで、図６に示す比較例１の噴流ノズル５１と、図７に示す比較例２の噴流ノズル６１と、前述した本実施形態に係る噴流ノズル１１とを比較する。
【００５８】
噴流ノズル１１において図１に表す各寸法ｄ０、Ｄ、ＤＣＢ、ｈ、Ｄｏｕｔ、Ｌ、Ｘ、ＤＩＮ、Ｌ０、Ｌ１は、それぞれ以下のように設計し、比較対象とした。流路断面収縮部２３の内径ｄ０＝８．３ｍｍ、流路断面急拡大部２４及びチャンバー２５の内径Ｄ＝２７．８ｍｍ、遮蔽体２７の外径ＤＣＢ＝２０．９ｍｍ、遮蔽体２７の軸方向厚さｈ＝５．８ｍｍ、噴出口２６の口径Ｄｏｕｔ＝２２．３ｍｍ、チャンバー２５の長さＬ＝７６．６ｍｍ、遮蔽体２７の軸方向の中心から噴出口２６までの距離Ｘ＝１０．４ｍｍ、流水導入口２１の口径ＤＩＮ＝２０ｍｍ、ノズル全長Ｌ０＝１１８ｍｍ、直管状の流路断面収縮部２３の軸方向長さＬ１＝３ｍｍ。
【００５９】
比較例１の噴流ノズル５１においても、筒体２０の軸方向の上流側端部に湾曲部５０が設けられ、その湾曲部５０の内部には流水導入部５２が設けられている。流水導入部５２の下流側端部は、筒体２０内に形成されたチャンバー２５と連通する流路断面収縮部５３として機能する。この比較例１では、流水導入部５２は、上流側に開口形成された流水導入口５４から下流側の流路断面収縮部５３にかけて、ほぼ一定の流路径（流路断面積）のまま湾曲している。比較例１において、ノズル全長Ｌ０＝１８１ｍｍ、流路断面収縮部５３の内径ｄ０＝８．３ｍｍ、流水導入口５４の口径ＤＩＮ＝２０ｍｍ、直管状の流路断面収縮部５３の軸方向長さＬ１＝３ｍｍと設計し、流路断面急拡大部以降の形状は前述の比較対象と同一形状とした。
【００６０】
比較例２の噴流ノズル６１では、筒体２０の軸方向の上流側端部に屈曲部６０が設けられ、その屈曲部６０の内部には流水導入部６２が設けられている。流水導入部６２の下流側端部は、筒体２０内に形成されたチャンバー２５と連通する流路断面収縮部６３として機能する。この比較例２では、流水導入部６２は、上流側に開口形成された流水導入口６４から下流側の流路断面収縮部６３にかけて、略直角に曲がっている。比較例２において、ノズル全長Ｌ０＝１３６ｍｍ、流路断面収縮部６３の内径ｄ０＝８．３ｍｍ、流水導入口６４の口径ＤＩＮ＝２０ｍｍ、直管状の流路断面収縮部６３の軸方向長さＬ１＝３ｍｍと設計し、流路断面急拡大部以降の形状は前述の比較対象と同一形状とした。
【００６１】
噴流ノズル１１に加圧浴槽水を供給するポンプ７や配管類は、図４に模式的に示すように、噴流ノズル１１が取り付けられた短辺側浴槽壁４ａの側方の空間に配置される。
【００６２】
浴槽１が建物内の設置場所に設置された状態で浴槽壁４ａの側方に確保できるスペースには制限があり、ノズルと配管との接続部分は「Ｌ」字状に曲がったエルボ形状とされるのが一般的である。
【００６３】
ここで、比較例１のように、内部に形成される流路（流水導入部５２）の径がほぼ一定な湾曲部５０を用いた場合には、ノズル５１においてチャンバー２５よりも上流側に突出する部分が長くなってしまい、限られたスペースに設置するための小型化要求に応えられない。
【００６４】
これに対して、比較例２のように、流水導入部６２を略直角に屈曲させると、チャンバー２５よりも上流側に突出する部分の長さを抑えることができるが、流水導入部６２における流路の急変化により内部流体に乱れが生じる。
【００６５】
ここで、本発明者等は、本実施形態に係る噴流ノズル１１、比較例１の噴流ノズル５１、比較例２の噴流ノズル６１について、噴出される噴流の旋回性能の評価を行った。
【００６６】
旋回性能評価方法としては、各ノズルの（噴出口側の）先端に厚み０．０５ｍｍの筒状のゴム膜を取り付け、噴出される噴流の旋回に伴う、水中におけるゴム膜の旋回を高速度ビデオカメラにて１秒１００コマの条件で撮影した。そして、ノズル先端より５０ｍｍの位置における、チャンバーの中心軸に対して直交する鉛直方向断面のゴム膜の両端位置を１コマずつ把握し、そのゴム膜の両端位置の算術平均値をノズル先端より５０ｍｍ位置における噴出噴流中心位置とし、２０秒間における噴出噴流中心位置の経時変化値の標準偏差値を噴流振れ幅と定義し、旋回性能評価値とした。４０（リットル／分）流水時の評価結果を表１に示す。この旋回性能評価値（噴流振れ幅）が大きいほど、入浴者は噴流の旋回感をよく感じることができる。
【００６７】
【表１】
【００６８】
比較例２では、旋回性能評価値が本実施形態の場合の約半分であり、これは、前述した略直角な流水導入部６２における流水の乱れにより、チャンバー内で還流が形成されにくくなっていることに起因する。
【００６９】
本実施形態、比較例１、比較例２において、それぞれの流路断面収縮部より空気中に４０リットル／分で噴流を噴出して、その様子を観察したところ、比較例２では、本実施形態及び比較例１よりも噴流が広範囲に拡散しまうのが確認できた。
【００７０】
すなわち、一重構造の筒体内部に形成されたチャンバー内における流水自身の作用により旋回した流れを生成する構造においては、流路断面急拡大部より上流側における流水の乱れが大きいと、流路断面急拡大部において噴流が広範囲に急速に広がり、チャンバー内で主流と還流（戻り流）とに分離できるスペースがなくなるため、流体自身による十分な自己励起旋回性能が発揮されなくなる。
【００７１】
これに対して、本実施形態では、比較例２の約２倍の旋回性能評価値が得られており、その旋回噴流による変化に富んだ刺激感を得ることができる。しかも、本実施形態では、流水導入部２２の流路は上流側端部から下流側端部である流路断面収縮部２３に向けて漸次細くなり、その流路の流路中心線Ｃ２の下流端位置がチャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致するようにチャンバー２５につながる構造であるため、流水導入部の流路径が一定のまま湾曲した比較例１に比べて、湾曲部の筒体軸方向への突出長さを短くすることができる。すなわち、本実施形態によれば、噴出噴流の旋回性能を損なうことなく、省スペース設置が可能となる。
【００７２】
前述した実施形態では、流路断面収縮部２３を、チャンバー２５の軸方向に対して略平行に延在し径が一定な直管状としたが、これに限ることなく、図５に示す流路断面収縮部４３のように、流路径（流路断面積）が漸次小さくなる形状に形成してもよい。すなわち、図５に示す流路断面収縮部４３の内壁面は、上流側から下流側（チャンバー２５側）に向かうにつれてチャンバー２５の軸中心Ｃ１に向かうように傾斜している。
【００７３】
ここで、図１に示す直管状の流路断面収縮部２３と、図５に示す傾斜（勾配）がつけられた流路断面収縮部４３とで、旋回性能の比較評価を行った。図１に示す流路断面収縮部２３及び図５に示す流路断面収縮部４３共に、軸方向長さを同じ６ｍｍとした。また、図５の流路断面収縮部４３における勾配は３／１００とした。旋回性能の評価は、表１の場合の評価と同様に行った。この結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
【００７５】
表２の結果より、流路断面収縮部は、径の変化しない直管形状とした方が大きな旋回性能を得るにあたって、より望ましいと言える。
【００７６】
また、流路断面収縮部２３を直管形状とした場合であっても、その軸方向がチャンバー２５の軸方向に対して傾いていると、チャンバー２５内の特定の内壁面に主流が付着しやすくなり、主流付着位置の変化による旋回流生成を起こしにくくなるため、直管形状の流路断面収縮部２３の軸方向はチャンバー２５の軸方向に対して略平行とするのが望ましい。また、同様の観点から、流路断面収縮部２３の流路断面の中心は、チャンバー２５の軸中心Ｃ１に一致させるのが望ましい。
【００７７】
流水導入部の流路中心線Ｃ２は、図１に示すように直線と単一円弧の組み合わせのみに限定されるものではなく、図８に示すように直線と複数曲率を有する曲線との組み合わせでもよい。本具体例構造において、ノズル全長を１３１ｍｍ、チャンバー２５へと続く流水導入部下流側端部の該直管部軸方向長さＬ１を２６ｍｍ、流水導入部下流側のノズル形状を図１に示す実施形態と同一形状とし、４０（リットル／分）流水時の表１と同様の評価を行ったところ、旋回性能評価値は図１の形状の場合と同等であった。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図。
【図２】本発明の実施形態に係る噴流浴装置の概略構成を示す模式図。
【図３】同噴流浴装置において浴槽を側面方向から見た模式図。
【図４】同噴流浴装置において噴流ノズルが設けられた短辺側浴槽壁側のリム下を示す模式図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る噴流ノズルの模式断面図。
【図６】比較例１の噴流ノズルの模式断面図。
【図７】比較例２の噴流ノズルの模式断面図。
【図８】本発明の他の実施形態に係る流水導入部空間の模式断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１…浴槽、５…吸入口、１１…噴流ノズル、２０…筒体、２２…流水導入部、２３，４３…流路断面収縮部、２４…流路断面急拡大部、２５…チャンバー、２６…噴出口、２７…遮蔽体、３０…湾曲部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽と、
前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、
前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、
前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備えた噴流浴装置であって、
前記噴流ノズルは、流水導入部と、前記筒体の軸方向に延在して前記筒体の内部に形成されたチャンバーと、を有し、
前記流水導入部は、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、前記チャンバーに連通する下流側端部と、を有し、
前記チャンバーは、前記軸方向の上流側端部に設けられ前記流水導入部の前記下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、前記軸方向の下流側端部に開口され前記浴槽の内部に臨む噴出口と、を有し、
前記流水導入部の流路は前記上流側端部から前記下流側端部に向けて漸次細くなり、前記流水導入部の流路断面の中心を通る流路中心線は曲率を有し、前記流路中心線の下流端位置は前記チャンバーの軸中心に一致していることを特徴とする噴流浴装置。
【請求項２】
前記流水導入部の前記下流側端部は、前記チャンバーの軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の噴流浴装置。
【請求項１】
浴槽と、
前記浴槽の浴槽壁に開口され前記浴槽の内部に貯留された浴槽水が吸い込まれる吸入口と、
前記吸入口から浴槽水を吸入し加圧して吐出する加圧装置と、
前記浴槽のあふれ縁より下で前記浴槽壁に対して保持される一重構造の筒体を有し、前記筒体の内部に導入された浴槽水を、噴出方向を変化させながら前記浴槽の内部に噴出する噴流ノズルと、を備えた噴流浴装置であって、
前記噴流ノズルは、流水導入部と、前記筒体の軸方向に延在して前記筒体の内部に形成されたチャンバーと、を有し、
前記流水導入部は、前記加圧装置から送られる加圧浴槽水が導入される上流側端部と、前記チャンバーに連通する下流側端部と、を有し、
前記チャンバーは、前記軸方向の上流側端部に設けられ前記流水導入部の前記下流側端部に対して流路断面が急拡大された流路断面急拡大部と、前記軸方向の下流側端部に開口され前記浴槽の内部に臨む噴出口と、を有し、
前記流水導入部の流路は前記上流側端部から前記下流側端部に向けて漸次細くなり、前記流水導入部の流路断面の中心を通る流路中心線は曲率を有し、前記流路中心線の下流端位置は前記チャンバーの軸中心に一致していることを特徴とする噴流浴装置。
【請求項２】
前記流水導入部の前記下流側端部は、前記チャンバーの軸方向に対して略平行に延在し、径が一定な直管状に形成されていることを特徴とする請求項１記載の噴流浴装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−１２５２９０（Ｐ２００９−１２５２９０Ａ）
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３０３１６７（Ｐ２００７−３０３１６７）
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月１１日（２００９．６．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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