JP2009183944A - シャワー装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができるシャワー装置を提供する。
【解決手段】複数のシャワー吐水口を有する吐水体と、中心部に流路を有する回転体と、吐水体内部と回転体の流路を連結する連結部と、回転体を収容する収容部と、回転体を収容部内で自公転させる駆動機構を備えたシャワー装置で、吐水口は回転体の回転軸に対して非対称又は周方向に不連続に複数設けられており、吐水体は駆動機構による回転体の回転により自公転運動され、吐水口は、回転体の自転運動に伴い、吐水の自転軌跡の周期的回転運動を生じさせ、さらに、連結部の断面積よりも面積が拡大された減速部が吐水体の内部に設けられ、吐水口は、その総断面積を減速部より小さくし、減速部により減速された水が吐水口から加速されて吐水されるようにした。
【選択図】図1
【解決手段】複数のシャワー吐水口を有する吐水体と、中心部に流路を有する回転体と、吐水体内部と回転体の流路を連結する連結部と、回転体を収容する収容部と、回転体を収容部内で自公転させる駆動機構を備えたシャワー装置で、吐水口は回転体の回転軸に対して非対称又は周方向に不連続に複数設けられており、吐水体は駆動機構による回転体の回転により自公転運動され、吐水口は、回転体の自転運動に伴い、吐水の自転軌跡の周期的回転運動を生じさせ、さらに、連結部の断面積よりも面積が拡大された減速部が吐水体の内部に設けられ、吐水口は、その総断面積を減速部より小さくし、減速部により減速された水が吐水口から加速されて吐水されるようにした。
【選択図】図1
Description
本発明の態様は、一般に、吐水方向(吐水軌跡)を変化させながらシャワー状の吐水流を吐水するシャワー装置に関する。
従来、ノズルが収容された旋回室内に形成される旋回流によってノズルを首振り公転させたり自転させながら吐水を行わせる吐水装置が知られている(例えば、特許文献1)。
しかし、特許文献1に開示された吐水装置では、一つのノズル孔から線(点)状の吐水流が吐水され、その吐水流が人体等に当たる範囲も狭く、例えばその吐水装置を使ってシャワー浴を行おうとしても体の広範囲を効率よく温めるような入浴感が得られ難い。
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができるシャワー装置を提供する。
本発明の一実施形態においては、複数のシャワー吐水口を有する吐水体と、中心部に流路を有する回転体と、前記吐水体内部と前記回転体の流路を連結する連結部と、前記回転体を収容する収容部と、前記回転体を前記収容部内で自公転させる駆動機構と、を備えたシャワー装置であって、前記吐水口は前記回転体の回転軸に対して非対称に又は周方向に不連続に複数設けられており、前記吐水体は前記駆動機構による前記回転体の回転により自公転運動され、前記非対称又は周方向に不連続な吐水口は、前記回転体の自転運動に伴い、吐水の自転軌跡の周期的回転運動を生じさせ、さらに、前記連結部の断面積よりも面積が拡大された減速部が前記吐水体の内部に設けられ、前記吐水口は、その総断面積を前記減速部より小さくし、前記減速部により減速された水が前記吐水口から加速されて吐水されるようにしたことを特徴とするシャワー装置が提供される。
本発明によれば、吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができるシャワー装置が提供される。
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るシャワー装置の模式断面図を示す。
本実施形態に係るシャワー装置は、主として、ガイド部材1と、回転体20と、吐水体40とを備えている。本明細書においての水の流れを、シャワー装置の吐水側を下流、シャワー装置への外部からの給水側を上流と定義する。
本実施形態に係るシャワー装置は、主として、ガイド部材1と、回転体20と、吐水体40とを備えている。本明細書においての水の流れを、シャワー装置の吐水側を下流、シャワー装置への外部からの給水側を上流と定義する。
ガイド部材1は、球体部2の内部に貫通孔が形成された構造を有する。球体部2の内部には、球体部2の直径方向に延びる旋回室(収容部)3が形成されている。旋回室(収容部)3の軸方向の一端部には、旋回室(収容部)3の内部及び外部に通じる開口部4が設けられている。開口部4の内径寸法は旋回室(収容部)3の内径寸法より小さく、開口部4はその中心軸を旋回室(収容部)3の中心軸と一致させている。旋回室(収容部)3の軸方向の他端部側の径外方には流入孔5が形成されている。流入孔5は、旋回室(収容部)3の内部及び球体部2の外部に通じている。ガイド部材1の外部から流入孔5に導かれた水は、流入孔5を介して旋回室(収容部)3に対して接線方向から流入し、旋回室(収容部)3の内部には水の旋回流が形成される。開口部4はガイド部材1の外部に対して開放され、旋回室(収容部)3の他端側の開口は封止部材6によって閉塞されている。
回転体20は、縮径部21と大径部22とを有する概略ボトル形状に形成されている。縮径部21の先端側は、吐水体40の上流側の吐水体内の流入口42に形成された接続部が連結する連結部25となる。大径部22の外径寸法は旋回室(収容部)3の内径寸法より小さく、大径部22は旋回室(収容部)3の内部に収容されている。その大径部22に一体に設けられた縮径部21の外径寸法は開口部4の内径寸法より小さく、縮径部21は開口部4を貫通して、その先端が球体部2の外部に突出している。大径部22の外径寸法は、開口部4の内径寸法よりも大きいため、ガイド部材1が封止部材6によって閉塞されている限りにおいては、回転体20の全体がガイド部材1より飛び出すことはない。
図1に示すように、回転体20と旋回室(収容部)3とが互いの中心軸を一致させた状態では、縮径部21の外周面と開口部4の内壁面との間に隙間が形成され、さらに回転体20の大径部22の外周面と旋回室(収容部)3の内壁面との間にも隙間が形成される。回転体20は、ガイド部材1に対して固定されておらず、自由に自転したり揺動を行う首振り公転することが可能となっている。
回転体20の軸方向の両端は開口され、大径部22側の開口24から回転体20内部に流入した水は、回転体20内部を軸方向に流れて、縮径部21側の開口から回転体20の外部に流出可能である。また、回転体20の大径部22の周面(側面)には、周方向に等間隔で間欠的に配置された複数の貫通孔23が形成され、旋回室(収容部)3内に流入した水は、それら貫通孔23を介しても回転体20の内部に導かれて縮径部21の先端から流出可能である。
吐水体40は回転体20よりも径方向寸法が大きな扁平状に形成され、その径方向の中心を回転体20の中心軸C1に一致させている。吐水体40は、縮径部21の先端部の外径断面積よりも面積が拡大された吐水体内の流入口42と漏斗状の貯留室部材41及び散水板44で構成される。吐水体内の流入口42の内部に回転体20の縮径部21の先端が嵌合固定され、これにより、回転体20及び吐水体40は両者一体となって自転したり揺動を行う首振り公転する。
吐水体40の内部には減速部(貯留室)43が形成され、回転体20の縮径部21の先端の開口は減速部(貯留室)43に臨んでいる。減速部(貯留室)43の径方向寸法は回転体20の径方向寸法より大きく、減速部(貯留室)43には縮径部21の先端から流出した水が一時的に貯留可能となっている。
散水板44は、減速部(貯留室)43における吐水体内の流入口42とは反対側の開口を塞ぐ蓋状に設けられている。散水板44は回転体20よりも径方向寸法が大きな円盤状に形成され、散水板44にはその厚さ方向を貫通する複数の吐水口45が形成されている。吐水口45の一端は減速部(貯留室)43に連通し、他端は吐水体40の外部に臨んでいる。
複数の吐水口45は、散水板44における少なくとも外周側部分に周方向に沿って形成されている。各々の吐水口45は、その軸方向が回転体20の中心軸C1に対して平行ではなく傾いている。本実施形態では、すべての吐水口45が同じ方向に傾斜している。したがって、各々の吐水口45は、回転体20の中心軸C1に対して非対称な関係で傾斜している。すなわち、回転体20の中心軸C1を中心にしてその中心軸C1まわりに散水板44を180度回転(自転)させたときと、180度回転(自転)させる前とで吐水口45の傾斜方向が一致しない関係となっている。
次に、本実施形態に係るシャワー装置の動作および吐水流の動き(軌跡)について説明する。
図2は、前述した旋回室(収容部)3及びこの内部に収容された回転体20(の大径部22)を平面方向から見た模式図であり、図3におけるAA−AA断面に対応する。
図示しない配管等から導かれた水(湯も含む)は、ガイド部材1に形成された流入孔5を介して、断面形状略円形状の旋回室(収容部)3に対して接線方向からその内部に流入し、これにより、旋回室(収容部)3の中心軸C2のまわりに旋回した水の流れが旋回室(収容部)3の内部に形成される。
旋回室(収容部)3の内部に収容された回転体20(の大径部22)は、上記旋回流の力を受けることで、図3に示すように旋回室(収容部)3の中心軸C2に対して傾きながら、例えば図2において矢印Aで示す方向に旋回室(収容部)3の中心軸C2のまわりに公転する。図3に示すように、回転体20の縮径部21の一部が開口部4に接触し、且つ大径部22の側面(周面)の一部が旋回室(収容部)3のガイド面3aに接触することで、旋回室(収容部)3の中心軸C2に対する回転体20のそれ以上の傾きが規制される。
本明細書において、旋回室(収容部)3の中心軸C2に対して回転体20が傾きながら中心軸C2のまわりに公転することを「首振り公転」と称する。すなわち、旋回室(収容部)3の中心軸C2に対して回転体20が傾きながら中心軸C2のまわりに公転すると、回転体20は、縮径部21が開口部4と接触する部分近傍を中心にして縮径部21の先端が首を振っているように揺動する。したがって、縮径部21の先端に固定された吐水体40も、回転体20と一体となって旋回室(収容部)3の中心軸C2のまわりに首振り公転する。本実施形態においては、旋回室(収容部)3内で旋回流を作りだす流入孔5とが駆動機構である。
回転体20が首振り公転しているとき、縮径部21の外周面の一部が開口部4の内壁面に接触し、且つ大径部22の側面(周面)の一部が旋回室(収容部)3のガイド面3aに接触しているため、それら接触部分に生じる動摩擦力が回転体20に作用する。この動摩擦力により、回転体20は開口部4やガイド面3aとの接触部位を変えずにそのまま接触した状態で旋回室(収容部)3内をすべって移動していくのではなく、開口部4の内壁面やガイド面3aを転がりながら首振り公転をする。回転体20が開口部4の内壁面やガイド面3aを転がるということは、回転体20が自身の中心軸C1のまわりに自転するということである。
すなわち、回転体20は自身の中心軸C1のまわりに自転しつつ、旋回室(収容部)3の中心軸C2のまわりに首振り公転する。旋回室(収容部)3の中心軸C2のまわりの回転体20の公転方向(図2において矢印A方向)は、旋回室(収容部)3に形成される旋回流の旋回方向と同方向であり、回転体20の自身の中心軸C1のまわりの自転方向(図2において矢印B方向)は公転方向Aとは逆方向である。尚、この自転に関しては、接触面の動摩擦係数や、回転体20の大径部22の材質、形状や、流入孔5からの流入速度や、旋回室(収容部)3と大径部22との隙間、などで自転方向や自転数を制御することができる。
旋回室(収容部)3に流入した水の一部は、回転体20の大径部22側の端部の開口24および側面に形成された貫通孔23から回転体20の内部に流入して、回転体20の軸方向を縮径部21の先端に向かって流れる。そして、縮径部21の先端から流出した水は、吐水体40内部の減速部(貯留室)43に流入する。旋回室(収容部)3内の水が回転体20の内部に流入して回転体20の内部を流れるときには、まだ旋回成分を持っている。また、縮径部21という比較的狭い流路を流れる際には流速が速くなる。
減速部(貯留室)43は、旋回室(収容部)3及び回転体20に比べて径方向寸法が大きな扁平状の貯留室部材41内の空間に形成されるため、連結部の断面積よりも面積が拡大されており、縮径部21の先端から流れ込んでくる水の勢いを減少させることができる。さらに、減速部(貯留室)43より上流側の吐水体内の流入口42の断面積より、前記連結部25の断面積を小さくすることで、縮径部21の先端から流れ込んでくる水の勢いを確実に減少させることができる。すなわち、特別な機構や部品を追加することなく減速部(貯留室)43に水を一時的に貯留することのみで、水の流速を大きく落とすことができ、また旋回成分も失わせることができる。
このようにして減速部(貯留室)43で整流された水は、減速部(貯留室)43に連通する複数の吐水口45からシャワー状に外部に吐水される。さらに、複数の吐水口45は、その総断面積を減速部(貯留室)43より小さくしているため、減速部(貯留室)43により減速され、旋回成分が失われた水を加速させて吐水させることができる。さらに、吐水口45は、回転体20の中心軸C1に対して傾いていることから、旋回成分を持たない水を傾斜した方向に吐水することができる。
このようにして減速部(貯留室)43で整流された水は、減速部(貯留室)43に連通する複数の吐水口45からシャワー状に外部に吐水される。さらに、複数の吐水口45は、その総断面積を減速部(貯留室)43より小さくしているため、減速部(貯留室)43により減速され、旋回成分が失われた水を加速させて吐水させることができる。さらに、吐水口45は、回転体20の中心軸C1に対して傾いていることから、旋回成分を持たない水を傾斜した方向に吐水することができる。
回転体20及び吐水体40は、前述したように首振り公転と自転とを組み合わせた動きをするため、本実施形態に係るシャワー装置によって得られるシャワー状の吐水流の吐水軌跡(例えば人体等に対する吐水流の衝突部位の人体表面上における移動軌跡)は、自転に起因する軌跡と、首振り公転に起因する軌跡とを組み合わせたものとなる。
その吐水軌跡を図4に模式的に示す。なお、図4において、シャワー装置は、可動部分である回転体20と吐水体40のみを示し、旋回室(収容部)3が形成されたガイド部材1は図示を省略している。
回転体20及び吐水体40の、自らの中心軸C1のまわりが一体となった自転により、その自転方向と同じb方向に、図4において実線で示されるような円状の軌跡を描いて移動する吐水流が形成される。ここで、吐水口45が回転体20の中心軸C1に対して傾いていることから、吐水口45が形成された散水板44の径よりも大きな円を描くように吐水流は移動する。
ここで比較例として、複数の吐水口45が中心軸C1に対して対称な関係で傾斜、もしくはすべての吐水口45が回転体20の中心軸C1に対して平行な場合には、その中心軸C1に対して対称的な広がりを有する吐水流が吐水され、回転体20及び吐水体40が中心軸C1のまわりに自転しても、吐水流は人体等における同じ部位に当たり続けたままである。
これに対して本実施形態では、複数の吐水口45が中心軸C1に対して非対称な関係で傾斜しているため、中心軸C1に対して非対称的な広がりを有する吐水流が吐水され、回転体20及び吐水体40の中心軸C1のまわりの自転に伴って、吐水流が人体等に対して当たる部位が中心軸C1のまわりを移動し、比較的広範囲にわたって吐水流を浴びせることができる。
複数の吐水口45が中心軸C1に対して非対称な関係で傾斜しているという表現には、すべての吐水口45が同じ方向に傾斜していることに限らず、少なくとも1つの吐水孔45が他の吐水口45とは異なる方向に傾斜した構造も含まれる。ただし、複数の吐水口45間で傾斜方向が異なると、吐水流の到達箇所が分散しやすく、ある面内で均一に吐水流が当たるような感じ(吐水流のまとまり感)は得にくい。
これに対して、すべての吐水口45が同じ方向に傾斜していると、各吐水口45からの吐水流は同じ方向に進むため、分散することなく、面内分布が均一でまとまり感のある吐水流を浴びることができ、その吐水流を受ける部分をむら無く洗浄したり温めることができる。また、吐水流の分散を抑えることは、吐水流の熱が空気中に逃げるのを抑制して吐水流の飛翔中における温度低下を抑制することにもつながる。
旋回室(収容部)3内に流入した水は旋回して回転体20を自転及び首振り公転させる役割を担うだけでなく、その水自体が回転体20及び吐水体40を通過して吐水口45から吐水される吐水流となる。ここで、その水が旋回成分を持ったまま吐水口45に至ってしまうと、吐水口45の傾斜方向以外の方向にも分散して吐水され、面内分布が不均一なまとまり感の感じられない吐水流になりやすい。
そこで、本実施形態では、回転体20と散水板44との間に減速部(貯留室)43を設け、その減速部(貯留室)43に水を一時的に貯留することで、水の流速を大きく落とすことができ、また旋回成分も失わせることができる。吐水口45を通過する水が旋回成分を失うことで、吐水口45の傾斜方向に確実に吐水させることができ、吐水流の分散を抑えて、面内分布が均一でまとまり感のある吐水流が得られる。
例えば、吐水口45が散水板44の中心近傍に形成されていると、回転体20の先端から流出した水が減速部(貯留室)43で十分な整流作用を受けずに、旋回成分を持ったまま吐水口45に流れ込んでしまうことが懸念される。したがって、吐水口45は、なるべく散水板44の外周側部分に形成するのが望ましい。また、散水板44の外周側部分に吐水口45を形成した場合には、前述した自転及び首振り公転によって生じる遠心力によって、より広範囲に吐水流を吐水することができる。
また、本実施形態では、回転体20及び吐水体40の、旋回室(収容部)3の中心軸C2のまわりの首振り公転により、図4において点線で示すように比較的狭い範囲を移動する吐水流が形成される。回転体20とガイド面3aによって規制される公転角より、吐水口45の傾斜で決定される自転角の方が大きく設定されており、これにより、この首振り公転により形成される吐水流は、自転により形成される吐水流の移動範囲より狭い範囲を、自転により形成される吐水流の移動方向bとは反対方向のa方向に、b方向の移動よりも高速に移動する。したがって、吐水流は全体として、比較的狭い範囲を図4において矢印a方向に高速に移動しつつ、その移動範囲よりも大きな範囲をa方向とは逆方向のb方向にゆっくりと移動する。
首振り公転によって形成される吐水流によって、自転によって形成される吐水流だけではカバーしきれない、より内側の範囲をカバーすることができ、吐水流がいわゆる中抜けせずに、むらの無い面状の吐水流を得ることができる。このように、本実施形態によれば、中抜けなく、より広範囲を面状にカバーするシャワー状の吐水流を実現できる。このような本実施形態に係るシャワー装置を複数個、例えば浴室やシャワーブースの壁に取り付け、それら各シャワー装置からの吐水流を浴びれば、フリーハンドの状態で体の広範囲をむら無く一度に温めることができ、吐水流だけで十分な入浴感を得ることが可能となる。このようなシャワー浴は、浴槽に浸かっての入浴と異なり、体への水圧の圧迫感(心肺への負担)やおぼれる心配がなく、特に小さな子供や高齢者にとって安心である。
回転体20及び吐水体40の首振り公転に際しては、回転体20及び吐水体40は、縮径部21と開口部4との接触部近傍を中心として首振り(揺動)を行う。その際に慣性モーメントをより小さくして回転体20及び吐水体40の首振り(揺動)を効率よく確実に行わせるためには、回転体20及び吐水体40を一体と考えた時の重心が、首振り(揺動)の中心となる縮径部21と開口部4との接触部近傍にあるのが望ましい。また、回転体20は首振り(公転)の遠心力による動摩擦で自転する。よって、回転体20及び吐水体40を一体と考えた時の重心は、浮力の影響を受け難くい開口部4より外側の空気中にあるのが望ましい。これにより、少ない流量で自転もし易くなり、少ない流量で快適な吐水流を浴びることができる。
さらに、吐水体40はより広範囲に吐水を行うために扁平形状に形成され、回転体20は旋回流の力を確実に受けるためにその中心軸C1方向に長く形成されている。
さらに、吐水体40はより広範囲に吐水を行うために扁平形状に形成され、回転体20は旋回流の力を確実に受けるためにその中心軸C1方向に長く形成されている。
また、回転体20が傾いた際に自転を行うためには、少なくとも縮径部21の外周面と開口部4の内壁面とが接触すればよいが、自転をより確実に行わせるためには、大径部22も旋回室(収容部)3の内壁面(ガイド面3a)に接触するようにし、回転体20とガイド部材1との接触部の摩擦力がより大きくなるようにすることが望ましい。
図5は、本発明の一実施形態に係るシャワー装置の模式断面図である。なお、前述した本発明の一実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施形態では、保持部材51、52を介して、例えば浴室やシャワーブースの壁50に対して球体部2が保持されている。球体部2の外周面と保持部材52との間にはシールリング55が介在され、球体部2の外周面と保持部材51との間にはシールリング56が介在され、球体部2は保持部材51、52に対して液密に上下方向や左右方向あるいは斜め方向に回動可能となっている。球体部2が回動することにより、散水板44の表面部が向く方向を変えることができ、その散水板44に形成された吐水口45から吐水される吐水流の吐水方向の調節が可能となる。
図示しない配管等を導かれてきた水は、保持部材51に形成された流入孔53から保持部材51の内部に流入し、さらに封止部材6に形成された流入孔54に流入する。封止部材6に形成された流入孔54において旋回室(収容部)3に通じる下流側は旋回室(収容部)3の中心軸に対して傾斜しているため、その流入孔54を通過した水は、旋回室(収容部)3に対して接線方向から流入し旋回室(収容部)3内で旋回流となる。
また、本実施形態では、減速部(貯留室)43内における散水板44の裏側に、散水板44に対して離間してバッファ板61(整流機構部)を設けている。すなわち、散水板44とバッファ板61との間には隙間が形成されている。バッファ板61には、散水板44に形成された吐水口45に対応して貫通孔62が形成されている。各貫通孔62は、吐水口45の上流側に、その開口位置をほぼ一致させている。貫通孔62の軸方向は、傾斜しておらず、回転体20の中心軸に対して略平行である。
回転体20の先端から減速部(貯留室)43に流入した水は、吐水口45に至る前に、バッファ板61に形成された貫通孔62を経由する。このため、回転体20の先端から流出して吐水口45に向かう水にとって抵抗がより増大した構造となっており、特に流量が多い場合であっても旋回成分を失わせて、吐水口45の傾斜方向に沿って綺麗に乱れなく吐水させることができる。すなわち、整流機構部とは、減速部に流入した旋回成分を持った水の流れを遮り、旋回成分を失わせる機能を有するものである。
図6は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置の模式断面図である。
本実施形態では、減速部(貯留室)43内における散水板44の裏側に、水の上流側に伸展する凸状の環状壁301(整流機構部)を設けている。また、環状壁301の外壁51は、吐水口45の配置より円周方向に小さく設けている。さらに環状壁301の軸方向は傾斜しておらず、回転体20の中心軸に対して、略平行である。
本実施形態では、減速部(貯留室)43内における散水板44の裏側に、水の上流側に伸展する凸状の環状壁301(整流機構部)を設けている。また、環状壁301の外壁51は、吐水口45の配置より円周方向に小さく設けている。さらに環状壁301の軸方向は傾斜しておらず、回転体20の中心軸に対して、略平行である。
回転体20の先端から減速部(貯留室)43に流入した水は、吐水口45に至る前に、環状壁301の内側を経由する。このため、回転体20の先端から流出して吐水口45に向かう水は、環状壁301の抵抗を受けてから吐水口45に向かうことになる。よって、特に流量が多い場合であっても旋回成分を失わせて、吐水口45の傾斜方向に沿って綺麗に乱れ無く吐水させることができる。
図7は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置の模式断面図である。
本実施形態では、減速部(貯留室)43内における散水板44の裏側に、水の下流側に凹む凹状部302(整流機構部)を設けている。また、凹状部302の内壁52は、吐水口45の配置より円周方向に小さく設けている。さらに凹状部302の軸方向は傾斜しておらず、回転体20の中心軸に対して、略平行である。
回転体20の先端から減速部(貯留室)43に流入した水は、吐水口45に至る前に、凹状部302の内側を経由する。このため、回転体20の先端から流出して吐水口45に向かう水は、凹状部内側の抵抗を受けてから吐水口45に向かうことになる。よって、特に流量が多い場合であっても旋回成分を失わせて、吐水口45の傾斜方向に沿って綺麗に乱れ無く吐水させることができる。
本実施形態では、減速部(貯留室)43内における散水板44の裏側に、水の下流側に凹む凹状部302(整流機構部)を設けている。また、凹状部302の内壁52は、吐水口45の配置より円周方向に小さく設けている。さらに凹状部302の軸方向は傾斜しておらず、回転体20の中心軸に対して、略平行である。
回転体20の先端から減速部(貯留室)43に流入した水は、吐水口45に至る前に、凹状部302の内側を経由する。このため、回転体20の先端から流出して吐水口45に向かう水は、凹状部内側の抵抗を受けてから吐水口45に向かうことになる。よって、特に流量が多い場合であっても旋回成分を失わせて、吐水口45の傾斜方向に沿って綺麗に乱れ無く吐水させることができる。
図8は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置が有する回転体を表す模式図である。なお、図8(a)は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置が有する回転体を側面から眺めた側面模式図であり、図8(b)は、図8(a)における回転体を矢視Xの方向に眺めた平面模式図、および変形例の平面模式図である。
本実施形態では、減速部(貯留室)43内に整流機構部を設けなくとも、連結部の先端より上流側の回転体20の流路内に整流機構部を設けても同様の効果が得られる。連結部の先端より上流側の回転体20の流路内の整流機構部は、流路内にスリット状の板303を設けている。このスリット状の板303は、回転体20の流路の壁面から伸展して設けられている。
回転体20へ流入した水は、公転する回転体へ流入し、旋回成分を持つ。さらに、旋回成分を持った水が小径な回転体20の流路に設けたスリット状の板303を経由する。このため、連結部の先端から流出して吐水口45に向かう水は、スリット状の板303の抵抗を受けて旋回成分を失った状態で、減速部(貯留室)43内を通過し、吐水口45に向かうことになる。よって、特に流量が多い場合であっても旋回成分を失わせて、吐水口45の傾斜方向に沿って綺麗に乱れなく吐水させることができる。また、スリット状の板303は、図8(b)の変形例に示すように、複数や交差状に配置しても、同様の効果を奏する。
次に、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、前述した実施形態と同じ構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置を例示する模式図である。
また、図9は、本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体を表す模式図である。なお、図10(a)は、本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体を側面から眺めた側面模式図であり、図10(b)は、図10(a)における筒体を矢視Xの方向に眺めた平面模式図である。
図は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置を例示する模式図である。
また、図9は、本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体を表す模式図である。なお、図10(a)は、本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体を側面から眺めた側面模式図であり、図10(b)は、図10(a)における筒体を矢視Xの方向に眺めた平面模式図である。
本実施形態にかかるシャワー装置は、回転体の首振り公転と自転とを起こすエネルギを、流体(水)から回転体に直接与える。水は、封止部材106に形成された流入孔109を経て、ガイド部材101の内部に、水が流入する円筒状に形成された回転室(収容部)103に流入する。そのため、回転室(収容部)103には、図1に表した旋回室(収容部)3のようには、流入孔5は形成されていない。流入孔109は、回転室(収容部)103の中心に接続されている。そして、流入孔109の通路断面積は、回転室(収容部)103へと流体を導く通路108の通路断面積より小さい。よって、回転室(収容部)103に流入する水の流速を高めることができる。
本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体120は、図10に表したように、図1に表した回転体20と同様に縮径部21と大径部22とを有する概略ボトル形状に形成されている。この回転体120の大径部22側は、開口されていない。そのため、本実施形態においては、回転室(収容部)103に流入した水は、貫通孔23を介して回転体120の内部に導かれて縮径部21の先端から流出可能である。
そして、縮径部21の先端から流出した水は、吐水体40内部の減速部(貯留室)43に流入する。減速部(貯留室)43は、回転室(収容部)103及び回転体120に比べて径方向寸法が大きな扁平状の空間であるので、連結部の断面積よりも面積が拡大されており、縮径部21の先端から流れ込んでくる水の勢いを減少させることができる。すなわち、特別な機構や部品を追加することなく減速部(貯留室)43に水を一時的に貯留することのみで、水の流速を大きく落とすことができ、また旋回成分も失わせることができる。このようにして減速部(貯留室)43で整流された水は、減速部(貯留室)43に連通する複数の吐水孔45からシャワー状に外部に吐水される。さらに、複数の吐水口45は、その総断面積を減速部(貯留室)43より小さくしているため、減速部(貯留室)43により減速され、旋回成分が失われた水を加速させて吐水させることができる。さらに、吐水口45は、回転体20の中心軸C1に対して傾いていることから、旋回成分を持たない水を傾斜した方向に吐水することができる。
また、回転体120は、大径部22の下端に軸流羽根122を有する。この軸流羽根122は、流入孔109から回転室(収容部)103に入り込んだ水の流れを直接受け、これを回転体120の駆動力に変える。水は、小径の流入孔109から回転室(収容部)103に入り込むので、高い流速で軸流羽根122にうち当たる。よって、回転体120は、大きな駆動力を受けて公転し、回転体120に発生する摩擦力により回転体120自身の中心軸C1のまわりに自転する。水を回転室(収容部)103内に導く流入孔109と、回転体120に備えられた軸流羽根122とから構成されるものを駆動機構という。なお、その他の構造については、図1〜図4に関して前述したシャワー装置の構造と同様である。
この回転体120の挙動について、さらに詳細に説明する。流入孔109から回転室(収容部)103に水が供給されると、回転室(収容部)103の内圧が高まり、縮径部21の外周面の一部は開口部4の内壁面に押し付けられ、且つ大径部22の側面(周面)の一部は回転室(収容部)103のガイド面103aに押し付けられる。そして、軸流羽根122が回転室(収容部)103への水の流れを駆動力に変えるので、回転体120は、この駆動力を受けて回転体120は回転室(収容部)103の中心軸C2周りの首振り公転運動を起こす。こうした公転運動を起こすと縮径部21と開口部4との接触部分、および大径部22と回転室(収容部)103との接触部分に摩擦力が発生するので、この摩擦力を受けて、回転体120は、回転室(収容部)103内で回転体120自身の中心軸C1周りの自転運動を開始する。
本実施形態に係るシャワー装置のように、旋回流ではなく、軸流羽根122が回転室(収容部)103への水の流れを駆動力に変える場合であっても、首振り公転によって形成される吐水流によって、自転によって形成される吐水流だけではカバーしきれない、より内側の範囲をカバーすることができ、吐水流がいわゆる中抜けせずに、むらの無い面状の吐水流を得ることができる。このように、本実施形態においても、中抜けなく、より広範囲を面状にカバーするシャワー状の吐水流を実現できる。また、複数の吐水口45が中心軸C1に対して非対称な関係で傾斜しているため、図3に関して前述したように、中心軸C1に対して非対称的な広がりを有する吐水流が吐水され、回転体120及び吐水体40の中心軸C1のまわりの自転に伴って、吐水流が人体等に対して当たる部位が中心軸C1のまわりを移動し、比較的広範囲にわたって吐水流を浴びせることができる。
図11は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置を例示する模式図である。
本実施形態にかかるシャワー装置は、水流により水車と歯車とを駆動させることにて、回転体の首振り公転と自転とを起こす。そこで、本実施形態に係るシャワー装置は、回転体の首振り公転と自転とを起こすエネルギを、流体(水)から回転体に直接与える。本実施形態にかかるシャワー装置では、ガイド部材201の内部に、水が流入する円筒状に形成された回転室(収容部)203が形成されている。水は、回転室(収容部)203に形成された流入孔205を経て回転室(収容部)203に流入する。流入孔205は、図1に表した流入孔5のように、傾斜して形成されていても良い。
本実施形態にかかるシャワー装置は、水流により水車と歯車とを駆動させることにて、回転体の首振り公転と自転とを起こす。そこで、本実施形態に係るシャワー装置は、回転体の首振り公転と自転とを起こすエネルギを、流体(水)から回転体に直接与える。本実施形態にかかるシャワー装置では、ガイド部材201の内部に、水が流入する円筒状に形成された回転室(収容部)203が形成されている。水は、回転室(収容部)203に形成された流入孔205を経て回転室(収容部)203に流入する。流入孔205は、図1に表した流入孔5のように、傾斜して形成されていても良い。
本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体170は、図10に表したように、図1に表した回転体20と同様に連結部の縮径部21と大径部22とを有する概略ボトル形状に形成されている。この回転体170の大径部22側は、開口されていない。そのため、本実施形態においては、回転室(収容部)203に流入した水は、貫通孔23を介して回転体170の内部に導かれて縮径部21の先端から流出可能である。
回転室(収容部)203の下部(封止部材156の上部)には、羽車163が回転室(収容部)203の中心軸C2を中心に回転自在に設けられ、この羽車163は流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れで直接回転駆動する。羽車163には、軸163aを介して、中心軸C2を中心に回転自在とした歯車164が設けられ、この歯車164は羽車163の回転駆動と同期して駆動する。歯車164は、回転体170の大径部22の下端に設けられたギヤ歯165と噛み合うようにされている。
回転室(収容部)203の下部(封止部材156の上部)には、羽車163が回転室(収容部)203の中心軸C2を中心に回転自在に設けられ、この羽車163は流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れで直接回転駆動する。羽車163には、軸163aを介して、中心軸C2を中心に回転自在とした歯車164が設けられ、この歯車164は羽車163の回転駆動と同期して駆動する。歯車164は、回転体170の大径部22の下端に設けられたギヤ歯165と噛み合うようにされている。
回転体170は、回転室(収容部)203の下部に設けられた歯車164と、回転体170の大径部22の下端に設けられたギヤ歯165と、にて係合され、流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れを羽車163で受けて駆動する。このように、羽車163が回転すると、回転室(収容部)203の中心軸C2から偏心してこの中心軸C2周りの回転を回転体170に伝達する。この際、回転体170は、所定の傾斜角度で中心軸C2から傾斜していることから、この所定の傾斜角度で首振り状に公転することになる。
そして、こうした首振り公転を起こしている際に、ギヤ歯165と歯車164との噛み合いにより、回転体170は回転体170自身の中心軸C1周りの自転運動を起こす。よって、本実施形態にかかるシャワー装置は、回転体170を中心軸C2周りに首振り公転させつつ回転体170自身の中心軸C1周りに自転させ、水を縮径部21の先端から流出させることができる。水を回転室(収容部)203内に導く流入孔205と、回転室(収容部)203内に備えられた羽車163と、羽車163に連結して備えられた歯車164と、歯車164と係合するように回転体170に備えられたギヤ歯165とから構成されるものを駆動機構という。なお、その他の構造については、図1〜図4に関して前述したシャワー装置の構造と同様である。
本実施形態に係るシャワー装置のように、旋回流ではなく、流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れを直接受ける羽車163の駆動力を歯車164を介して伝達して、回転体170の首振り公転と自転とを起こす場合であっても、図9および図10に関して前述したように、首振り公転によって形成される吐水流によって、自転によって形成される吐水流だけではカバーしきれない、より内側の範囲をカバーすることができ、吐水流がいわゆる中抜けせずに、むらの無い面状の吐水流を得ることができる。また、複数の吐水口45が中心軸C1に対して非対称な関係で傾斜しているため、図9および図10に関して前述した効果と同様の効果を得ることができる。
図12は、本発明の一実施形態にかかるシャワー装置を例示する模式図である。 本実施形態にかかるシャワー装置は、水流により水車と歯車とを駆動させることにて、回転体の首振り公転と自転とを起こす。そこで、本実施形態に係るシャワー装置は、回転体の首振り公転と自転とを起こすエネルギを、流体(水)から回転体に直接与える。本実施形態にかかるシャワー装置では、ガイド部材201の内部に、水が流入する円筒状に形成された回転室(収容部)203が形成されている。水は、回転室(収容部)203に形成された流入孔205を経て回転室(収容部)203に流入する。流入孔205は、図1に表した流入孔5のように、傾斜して形成されていても良い。
本実施形態に係るシャワー装置が有する回転体220は、図11に表したように、図1に表した回転体20と同様に連結部の縮径部21と大径部22とを有する概略ボトル形状に形成されている。この回転体220の大径部22側は、開口されていない。そのため、本実施形態においては、回転室(収容部)203に流入した水は、貫通孔23を介して回転体220の内部に導かれて縮径部21の先端から流出可能である。
回転室(収容部)203の下部(封止部材156の上部)には、羽車263が回転室(収容部)203の中心軸C2から偏心した位置に回転自在に設けられ、この羽車263は流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れで直接回転駆動する。羽車263には軸263aを介して、偏心した位置にある羽車263の中心軸を中心に回転自在とした歯車264が設けられ、この歯車264は羽車263の回転駆動と同期して駆動する。
ギヤ歯265が設けられた伝達ディスク225は、ギヤ歯265と歯車264と係合することで、中心軸C2を中心に回転自在に設けられている。さらに、伝達ディスク225には中心軸C2から偏心した位置に支持部235が設けられ、回転体220の大径部22の下端に設けられた伝達シャフト215が回転自在に係合されている。そして、伝達ディスク225は、流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れを羽車263で受けて駆動する。このように、羽車263が回転すると、回転室(収容部)203の中心軸C2から偏心してこの中心軸C2周りの回転を回転体220に伝達する。この際、回転体220は、所定の傾斜角度で中心軸C2から傾斜していることから、この所定の傾斜角度で首振り状に公転することになる。そして、こうした首振り公転を起こしている際に、回転体220は、大きな駆動力を受けて、回転体220とガイド部材201との接触部分に発生する摩擦力により、回転体220自身の中心軸C1のまわりに自転する。
よって、本実施形態にかかるシャワー装置は、回転体220を中心軸C2周りに首振り公転させつつ回転体220自身の中心軸C1周りに自転させ、水を縮径部21の先端から流出させることができる。水を回転室(収容部)203内に導く流入孔205と、回転室(収容部)203内に備えられた羽車263と、羽車263に連結して備えられた歯車164と、歯車264と係合するように回転体220に備えられたギヤ歯265とから構成されるものを駆動機構という。なお、その他の構造については、図1〜図4に関して前述したシャワー装置の構造と同様である。
本実施形態に係るシャワー装置のように、旋回流ではなく、流入孔205から回転室(収容部)203に入り込んだ水の流れを直接受ける羽車263の駆動力を歯車264を介して伝達して、回転体220の首振り公転と自転とを起こす場合であっても、図9および図10に関して前述したように、首振り公転によって形成される吐水流によって、自転によって形成される吐水流だけではカバーしきれない、より内側の範囲をカバーすることができ、吐水流がいわゆる中抜けせずに、むらの無い面状の吐水流を得ることができる。また、複数の吐水口45が中心軸C1に対して非対称な関係で傾斜しているため、図9および図10に関して前述した効果と同様の効果を得ることができる。
さらに、本発明の一実施形態においては旋回室及び回転室内で、公転する回転体に水が流入することで、水は旋回成分を持つ。そのため、減速部(貯留室)43に水を一時的に貯留することで、水の流速を大きく落とし、旋回成分も失わせることができる。そして、複数の吐水口45は、その総断面積を減速部(貯留室)43より小さくしているため、減速部(貯留室)43により減速され、旋回成分が失われた水を加速させて吐水させることができる。
さらに、吐水口45を通過する水が旋回成分を失うことで、吐水口45の傾斜方向に綺麗に乱れなく吐水させることができ、吐水流の分散を抑えて、面内分布が均一でまとまり感のある吐水流が得られる。
さらに、本発明の一実施形態においては旋回室及び回転室内で、公転する回転体に水が流入することで、水は旋回成分を持つ。そのため、減速部(貯留室)43に水を一時的に貯留することで、水の流速を大きく落とし、旋回成分も失わせることができる。そして、複数の吐水口45は、その総断面積を減速部(貯留室)43より小さくしているため、減速部(貯留室)43により減速され、旋回成分が失われた水を加速させて吐水させることができる。
さらに、吐水口45を通過する水が旋回成分を失うことで、吐水口45の傾斜方向に綺麗に乱れなく吐水させることができ、吐水流の分散を抑えて、面内分布が均一でまとまり感のある吐水流が得られる。
このように、本発明の一実施形態に係るシャワー装置は、吐水軌跡を変化させながら広範囲に面状にシャワー状の吐水流を吐水することができる。
なお、本発明の一実施形態に係るシャワー装置は、浴室やシャワーブースにおけるシャワー装置として用いる以外にも、例えば、洗浄機能付き便器などにも用いることが可能である。
1…ガイド部材、3…旋回室(収容部)、4…開口部、5…水の流入孔、20…回転体、21…縮径部、22…大径部、23…貫通孔、24…開口、25…連結部、26…縮径部の通水口、40…吐水体、41…貯留室部材、42…吐水体内の流入口、43…減速部(貯留室)、44…散水板、45…吐水口、51…外壁、52…内壁、72、74、76、78…水、101…ガイド部材、103…回転室(収容部)、106…封止部材、108…通路、109…流入路、120…回転体、122…軸流羽根、156…封止部材、163…羽車、163a…軸、164…歯車、165…ギヤ歯、170…回転体、201…ガイド部材、203…回転室(収容部)、205…流入孔、215…伝達シャフト、220…回転体、225…伝達ディスク、235…支持部、263…羽車、263a…軸、264…歯車、265…ギヤ歯、301…環状壁、302…凹状壁、303…スリット状の板
Claims (7)
- 複数のシャワー吐水口を有する吐水体と、
中心部に流路を有する回転体と、
前記吐水体内部と前記回転体の流路を連結する連結部と、
前記回転体を収容する収容部と、
前記回転体を前記収容部内で自公転させる駆動機構と、
を備えたシャワー装置であって、
前記吐水口は前記回転体の回転軸に対して非対称に又は周方向に不連続に複数設けられており、
前記吐水体は前記駆動機構による前記回転体の回転により自公転運動され、
前記非対称又は周方向に不連続な吐水口は、前記回転体の自転運動に伴い、吐水の自転軌跡の周期的回転運動を生じさせ、
さらに、前記連結部の断面積よりも面積が拡大された減速部が前記吐水体の内部に設けられ、
前記吐水口は、その総断面積を前記減速部より小さくし、
前記減速部により減速された水が前記吐水口から加速されて吐水されるようにしたことを特徴とするシャワー装置。 - 前記吐水体内の流入口面積より、前記連結部の断面積が小さいことを特徴とした請求項1記載のシャワー装置。
- 前記減速部の前記貯留室内に整流機構部を備えたことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1つに記載のシャワー装置。
- 前記連結部の先端より下流側に整流機構部を備えたことを特徴とする請求項1〜2のいずれか1つに記載のシャワー装置。
- 前記駆動機構は、前記収容部と、
収容部内で旋回流を作りだす流入孔と
から構成されることを特徴とした請求項1〜4記載のいずれか1つに記載のシャワー装置。 - 前記回転駆動機構は、前記収容部と、
水を収容部内へ導く流入孔と、
前記回転体に供えられた羽根車と、
から構成されることを特徴とした請求項1〜4記載のいずれか1つに記載のシャワー装置。 - 前記回転駆動機構は、前記収容部と、
水を収容部内へ導く流入孔と、
前記収容体内に備えられた水車と、
前記水車に連結して備えられた歯車と、
前記歯車と係合するように前記回転体に供えられたギヤ歯と、
から構成されることを特徴とした請求項1〜4記載のいずれか1つに記載のシャワー装置。
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