JP5864844B2 - シャワーヘッド - Google Patents

Description

本発明は、通常のシャワーヘッドとしての機能に加えて、浴室内の目地、壁面等の部位の洗浄に適する吐水を行うことができるシャワーヘッドに関する。なお、ここで、水とは湯を含むものである。

この種のシャワーヘッドとして、本出願の出願人は、以前、吐水形態の切換機構を備えたシャワーヘッドを提案している（特許文献１を参照）。このシャワーヘッドは複数の吐水形態を選択できる機能を備えている。

特開２００５−１３１１４３号公報

ところで、浴室内の壁の目地やコーナ等の狭い部位を洗浄する場合には、吐水形態がストレートで、拡散しないことが望ましい。一方、目地やコーナ以外の壁面を洗浄する場合には拡散して、広い面積に散水できる形態が望ましい。ところが、特許文献１に記載されているシャワーヘッドにおいては、吐水形態がストレートになることなく、吐水用の孔から拡散する形態である。このため、前記目地やコーナを効率良く洗浄することができなかった。その一方、前記壁面を洗浄するときには、水が孔の位置から拡散することから、その水が遠くまで到達し難い。そのため、壁面を適切に洗浄することにも適さないものであった。

本発明は以上のような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、その目的とするところは、通常のシャワーヘッドの機能に加えて、狭い部位及び広い部位を洗浄することに適するシャワーヘッドを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明のシャワーヘッドは、ヘッド本体の内部に、流路と、その流路に連通路としての導入口を介して接続された筒状の吐出口とを設け、前記ヘッド本体の先端部にはフェース部材を設けるとともに、そのフェース部材には前記吐出口からの水を外部に吐出するためのノズルを設けたシャワーヘッドであって、前記吐出口には通路が形成されており、前記吐出口の中心に位置する前記通路の第１部分と、該第１部分の外周に位置する前記通路の第２部分とを備え、切替機構により前記第１部分又は前記第２部分と前記流路との連通が切替えられ、前記第１部分は内部が空洞になっており、前記第１部分に連通する前記導入口は、前記吐出口の周壁に開口しており、前記導入口から前記第１部分に導入される水の流動方向は、前記ノズルから吐出される水の流動方向に対して交差する方向になっており、前記第１部分と前記ノズルとの間には、前記吐出口から前記ノズルに向かう水を整流する整流部材が配置されており、前記第１部分の内径に対して、前記連通路から前記ノズルに至るまでの距離の比率が、前記内径を１として、１．２１以上３．０以下に設定されており、前記ノズルの内側に球面状の第１凹部が設けられ、前記ノズルの外側には溝状の第２凹部が前記第１凹部に連通するように設けられており、前記第２凹部の左右寸法が１０〜３０ｍｍ、前記第２凹部の上下寸法が２〜６ｍｍ、前記第１凹部と前記第２凹部の境界の上下寸法が１〜５ｍｍ、前記境界の左右寸法が３〜１０ｍｍであることを特徴とする。

以上のように構成された本発明においては、吐出口の内径と、導入口からノズルまでの距離との比率が適正に設定されていることから、吐出口内の水が整流される。このため、連通路から吐出口に導入された水はノズルからストレート状に整流された吐水形態を示し、その先で放射状に広がる吐水形態を示す。ストレート状の吐水で浴室内の細く、狭い部位を、拡散状の吐水で広い部位をそれぞれ有効に洗浄することができる。しかも、吐水はノズルからストレートに吐出されるため、遠くまで到達する。

前記の構成において、前記整流部材は３０〜１００メッシュの網目を有するストレーナで構成されていることが好ましい。

前記の構成において、前記整流部材は複数枚のストレーナを間隔を介して重ねて配置されていることが好ましい。

前記の構成において、前記ノズルは、水を斜め上に向けて吐出する形状に形成されていることが望ましい。

本発明によれば、ストレート状の吐水形態で細く、狭い部位を、拡散状の吐水形態で広い部位をそれぞれ適切に洗浄することができる。

実施形態におけるシャワーヘッドの吐出口及び吐水形態を示す要部拡大縦断面図。 シャワーヘッドの吐出口及び吐水形態を示す横断面図。 シャワーヘッドの吐出口のフェース部材を示す正面図。 シャワーヘッドを示す斜視図。 ノズルの傾斜状態を示す断面図。 シャワーヘッドの側面図。 シャワーヘッドの作用を示す図であって、ストレート状の吐出で浴室の目地を洗浄する状態を示す斜視図。 シャワーヘッドの作用を示す図であって、放射状の吐出で浴室の壁面を洗浄する状態を示す斜視図。 実施形態で用いたストレーナを示す正面図。 ノズルの変形例を示す正面図。 ノズルの別の変形例を示す正面図。 吐出された水を示す平断面図。 ストレーナの変形例を示す平面図。 ストレーナの別の変形例を示す平面図。

以下、本発明を具体化した実施形態について説明する。
図１及び図４に示すように、本実施形態のシャワーヘッド１０は、把持部１１を有するとともに、水を流通させる流路１２を内部に設けたヘッド本体１３を備えている。前記ヘッド本体１３の先端部には筒状の吐出口１４が備えられている。ヘッド本体１３にはボタン１５が設けられ、このボタン１５を一方向へ押すことにより前記流路１２が遮断され、ボタン１５を逆方向へ押すことにより流路１２が開放される。従って、このボタン１５により、シャワーヘッド１０が水の吐出状態と、吐出停止状態とに切替えられる。前記吐出口１４には前記流路１２に連通された通路１６が形成されている。シャワーヘッド１０の先端にはフェース部材１７が取り付けられている。前記フェース部材１７の中心部には、壁面の洗浄等のために水を外部に吐出するためのノズル１８が形成されている。

前記通路１６は、吐出口１４の中心に位置する第１部分１６ａ、その外周に位置する第２部分１６ｂ及びさらにその外周に位置する第３部分１６ｃを備えている。そして、切替機構１９によりいずれかの第１〜第３部分１６ａ、１６ｂ、１６ｃが前記流路１２と択一的に連通される。前記切替機構１９はフェース部材１７の外周とヘッド本体１３との間の位置に回動可能に設けられたリング２０を回動操作することにより切替え動作される。摘み２１はリング２０を回動操作するためのものである。

すなわち、切替機構１９は収容室２２内に収容された球状の弁体２３と、その弁体２３を閉弁（図１の左方）へ付勢するコイルスプリング２４と、前記リング２０に一体形成された切替部材２５とを含んでいる。そして、リング２０が回動されることにより、切替部材２５が回動される。この切替部材２５の回動によって、弁体２３と図示しない複数の弁孔との対応関係が切替えられて、第１〜第３部分１６ａ、１６ｂ、１６ｃのいずれかと流路１２とが接続される。

前記吐出口１４の周壁１４ａであって、第１部分１６ａの底部には、流路１２から水が導入される連通路としての導入口３７が開口されている。この導入口３７から第１部分１６ａ内に導入された水が前記ノズル１８の方向，すなわち吐出方向ｘへ流れる。このとき、この水が整流されるようにするために、第１部分１６ａの内径ｒと、前記導入口３７からノズル１８までの距離Ｌとの比率が、１：１．２１〜１：３．０に設定されている。内径ｒに対する距離Ｌの比率が１．２１より小さい場合には、第１部分１６ａの長さが不足する。このため、後述のストレーナ３８が存在しても、第１部分１６ａ内で水の整流を図ることが困難になって、ノズル１８からの吐水が乱れて拡散される。その結果、ストレート状の水流３２ａが得られなくなる。その一方、内径ｒに対する距離Ｌの比率が３．０を超える場合には、吐出口１４の長さが長くなり過ぎてシャワーヘッド１０が大形化して、シャワーヘッド１０の取扱性が悪くなる。

また、第１部分１６ａにおいて吐出口１４の周壁１４ａの先端とフェース部材１７との間には整流部材としての２枚のストレーナ３８が設けられている。図９に示すように、前記ストレーナ３８はステンレス鋼により形成され、円環状のリング３８ａと、その内側の網３８ｂとにより構成されている。２枚のストレーナ３８のリング３８ａは吐出口１４の周壁１４ａとフェース部材１７との間に挟持されている。網３８ｂに使用されているステンレスワイヤは線径０．１〜０．３ｍｍ，例えば０．２ｍｍであって、同網３８ｂは経緯のワイヤが織成されて構成される。また、２枚の網３８ｂ間には、１〜０．５ｍｍの間隔が設けられている。

前記ストレーナ３８は導入口３７から前記第１部分１６ａ内に導入された水を吐出方向ｘへ向かって整流するためのものである。水の流れに対する抵抗を抑えつつ良好な整流効果を発現するために、吐出口１４内の水圧が０．０２５〜０．０７５Ｍｐａ（メガパスカル）において、網３８ｂの線径が０．１〜０．３ｍｍの範囲内であれば、３０〜１００メッシュ，例えば７０メッシュの網目を有することが好ましい。この網目が３０メッシュ未満の場合には網目が粗くなり過ぎて水の整流効果が十分に得られない。網目が１００メッシュを超える場合には網目が細かくなり過ぎて、水の流れに対する抵抗が高くなりすぎ、その結果、吐出量が減少して好ましくない。また、ストレーナ３８は１枚でも整流効果を有効に発現できるが、２枚以上の複数枚とすることにより、その効果を一層向上させることができる。ストレーナ３８が複数枚の場合、網目の位置関係は整流効果にほとんど影響を与えない。すなわち、吐出方向において、網目がずれていても、あるいは対応していても、整流効果において差はほとんど見られない。また、複数枚のストレーナ３８間の間隔の大小も整流効果にほとんど影響を与えないが、この間隔は０．５ｍｍ以上であることが望ましい。

図１及び図３に示すように、前記ノズル１８はフェース部材１７の中心位置において前方へ向かう突出部２６に設けられ、フェース部材１７の内側の球面状をなす第１凹部２７と、外側の横長溝状の第２凹部２８とにより構成されている。前記第２凹部２８は、内奥部から開口側へ向かって拡がるように、上面２８ａ及び下面２８ｂを有している。第２凹部２８はその中央位置で前記第１凹部２７に連通されている。そのため、第１凹部２７に到達した水は第２凹部２８で横方向に膜状に拡げられた状態で吐出される。図５に示すように、前記第２凹部２８の上面２８ａと下面２８ｂとの間において、それらの面２８ａ，２８ｂに等距離のところに位置する面２８ｅは、前記突出部２６の先端面に直交する面２６ａに対して水の吐出方向の前方側が上になるように傾斜している。この実施形態では面２８ｅの面２６ａに対する角度θは２０度である。従って、図１に２点鎖線で示すように、ノズル１８からの水は、前記突出部２６の先端面に直交する面２６ａが水平の場合、斜め上方向に向かって吐出される。

すなわち、前記第１部分１６ａからの水はノズル１８に到り、第１凹部２７から第２凹部２８を通って斜め上方向へストレート状で、かつ扇形をなす膜状の形態（図１及び図７参照）で吐出される。その後、吐出水流は空気抵抗を受けて、水滴化して拡散状の形態（図１の左側位置参照）となる。この拡散状の吐水形態は、図８に示すように、正面から見て横長の長円状を形成するようになっている。そして、ストレート状の水流３２ａにより浴室３３内の目地３５、コーナ３６等の細く、狭い部位を効果的に洗浄することができ、拡散状の水流３２ｂにより、浴室３３内の壁面３４等の広い部位を効果的に洗浄することができる。

図１〜図３に示すように、前記フェース部材１７のノズル１８より外側の環状位置には複数の孔４３が貫通され、これらの孔４３から吐出される複数筋の細い水流によって、いわゆるハードシャワーが形成される。フェース部材１７の孔４３よりも外側の環状位置には複数の孔４４が透設され、これらの孔４４からの霧状の吐水によって、いわゆるソフトシャワーが形成される。そして、前記切替機構１９の摘み２１を操作することにより、前記流路１２と前記吐出口１４の第１〜第３部分１６ａ〜１６ｃのいずれかが接続されて、ストレート状の水流３２ａ、ハードシャワー及びソフトシャワーのいずれかが選択される。

図４に示すように、フェース部材１７の上端部にはリング２０の回動位置を確認するための指標４５が設けられる一方、リング２０にはノズル１８からの吐水形態を示すマーク、すなわちストレート水流３２ａを示すマーク４６、ハードシャワーを示すマーク４７及びソフトシャワーを示すマーク４８が設けられている。そして、摘み２１が最下部に位置しているときにはストレート水流３２ａのマーク４６が指標４５に対向し、その位置から摘み２１を図３の反時計方向へ所定角度回動させたときにはハードシャワーのマーク４７が指標４５に対向し、図３の時計方向へ所定角度回動させたときにはソフトシャワーのマーク４８が指標４５に対向するようになっている。そして、マーク４６，４７，４８の位置に従って前記切替機構１９が動作され、前記のように、ストレート状の水流３２ａ、ハードシャワー及びソフトシャワーのいずれかが選択される。

次に、本実施形態のシャワーヘッド１０についてその機能を説明する。
さて、図７に示すように、シャワーヘッド１０を使用する場合には、ヘッド本体１３の把持部１１を把持し、フェース部材１７のリング２０を回動操作し、所望の吐水形態を示すマーク４６〜４８が指標４５に対向するように設定する。例えば、ハードシャワーのマーク４７が指標４５に対向するように設定することにより、ハードシャワーで体を洗ったり、髪を濯いだりすることができる。

浴室３３内の壁面３４、目地３５、コーナ３６等の部位を洗浄する場合には、前記リング２０を最下部に位置させてストレート水流３２ａのマーク４６が指標４５に対向するように設定する。図１に示すように、その状態で第１部分１６ａからの水はノズル１８の第１凹部２７から第２凹部２８へと流れる。このとき、吐出口１４とノズル１８との間には２枚のストレーナ３８が重ねて配置されていることから、導入口３７から第１部分１６ａ内へ導入された水はストレーナ３８を通過することによって整流される。この場合、ストレーナ３８の網３８ｂは金属ワイヤを織成して構成されているため、各ワイヤの周囲では水が回り込んで乱流となるが、その乱流の撹拌効果によって網３８ｂ全体では整流されるとともに、ストレーナ３８の前後における圧力差はほとんど生じない。加えて、第１部分１６ａの内径ｒに対して、ノズル１８から導入口３７までの距離Ｌの比率が、内径ｒを１として１．２１〜３．０に設定されていることから、導入口３７から第１部分１６ａ内へ導入された水はノズル１８に向かうに従って適切に整流される。このため、ノズル１８からの吐水は、ストレート状の形態をなし、その先端側は拡散形態になる。

このため、図７に示すように、シャワーヘッド１０を浴室３３の目地３５に近づければ、ストレート状の水流３２ａにより目地３５やコーナ３６等の狭い部分を集中的に洗浄することができる。シャワーヘッド１０を目地３５やコーナ３６から離間させれば、図８に示すように、拡散状の水流３２ｂにより浴室３３の広い壁面３４を効率良く洗浄することができる。

以上の実施形態により発揮される効果について以下にまとめて記載する。
（１） 実施形態におけるシャワーヘッド１０においては、吐出口１４の第１部分１６ａの内径ｒと、導入口３７からノズル１８までの距離Ｌとの比率が、内径ｒを１として１．２１〜３．０に設定されていることから、第１部分１６ａはその内部の水の流れが整うに足る形状となっている。しかも、ノズル１８の上流側に整流部材としてのストレーナ３８が配置されている。このため、導入口３７から第１部分１６ａに導入された水は整流されて吐出方向ｘへ流れる。そして、ノズル１８から吐出される水はノズル１８からストレートな膜状に整流された吐水形態を示し、その先で放射状に広がる吐水形態を示す。

よって、実施形態のシャワーヘッド１０によれば、ストレート状の水流３２ａで浴室３３内の細く、狭い部位を、拡散状の水流３２ｂで広い部位をそれぞれ有効に洗浄することができる。

（２） 整流部材は、線径が０．１〜０．３ｍｍのステンレスワイヤを織成して、３０〜１００メッシュの網目を有するストレーナ３８で構成されていることから、水がストレーナ３８を通過する際の流通抵抗を抑えつつ、吐出口１４からの吐出方向ｘへ有効に整流することができる。

（３） 整流部材は２枚（複数枚）のストレーナ３８で構成されていることから、水は１枚目のストレーナ３８を通過するときにノズル１８の吐出方向ｘへ整流され、整流された水が２枚目のストレーナ３８を通過するときにノズル１８の吐出方向ｘへさらに整流される。従って、水の整流効果を一層向上させることができる。

（４） シャワーヘッド１０は、人の頭部や体に対してその上方から給水するように使用されることが多い。このため、図６に示すように、シャワーヘッド１０は、直立状態において、その上部側が下向きになるように形成されている。このため、フェース部材１７も下向きに配置され、ハードシャワー及びソフトシャワー用の孔４３，４４は斜め下方を指向する。しかしながら、ノズル１８から吐出される水は壁面等の洗浄に供される。従って、ノズル１８が孔４３，４４と同方向を指向する構成においては、壁面等を洗浄する場合、特に壁面等の上部を洗浄する場合は、シャワーヘッド１０を上向きに保持する必要がある。このような場合は、上腕や手首に大きな負担がかかり、洗浄作業は楽ではない。これに対し、本実施形態におけるノズル１８は、水を斜め上方に向かって吐出するように構成されている。このため、シャワーヘッド１０を上向きに保持する必要が少なくなり、洗浄作業を楽に行うことができる。

次に、前記実施形態のシャワーヘッド１０に関し、第１部分１６ａの内径ｒと、導入口３７からノズル１８までの距離Ｌとの関係について、条件を各種変更して試験を行った。
すなわち、第１部分１６ａの内径ｒ及び導入口３７からノズル１８までの距離Ｌを表１に示すように変化させた。そして、流路１２からノズル１８に向かって所定の圧力の水道水を供給した。そして、吐水形態を下記の判断基準によって目視評価した。それらの結果を表１に示した。なお、この場合、ノズル１８の第２凹部２８の横長方向，すなわち左右寸法（図３の左右方向）の寸法は１０〜３０ｍｍ（例えば２０ｍｍ），上下寸法は２〜６ｍｍ例えば４ｍｍ，第１凹部２７と第２凹部２８との境界の上下寸法は１〜５ｍｍ（例えば２．５ｍｍ）、境界の左右寸法は３〜１０（例えば７ｍｍ）が採用される。

「○」はストレート水流３２ａが得られた場合を示し、「×」は得られなかった場合を示す。

表１に示した結果より、第１部分１６ａの内径ｒが例えば８ｍｍの場合に、導入口３７からノズル１８までの距離Ｌが１０ｍｍ以上であれば、つまり、内径ｒと距離Ｌとの比率が１：１．２５であれば、ストレート水流３２ａが得られた。距離Ｌが１０ｍｍ未満の場合は、有効な整流が実行されないため、水流がノズル１８から吐出直後に拡散し、ストレート状の水流３２ａを得ることができない。

また、第１部分１６ａの内径ｒが１５ｍｍの場合に、導入口３７からノズル１８までの距離Ｌが１９ｍｍ以上であれば、つまり、前記比率が１：１．２７であれば、ストレート水流３２ａが得られた。距離Ｌが１８ｍｍ以下の場合は、水流がノズル１８から吐出直後に拡散し、ストレート状の水流３２ａを得ることができない。

さらに、第１部分１６ａの内径ｒが１９ｍｍの場合に、導入口３７からノズル１８までの距離Ｌが２３ｍｍ以上であれば、つまり、比率が１：１．２１であれば、ストレート水流３２ａが得られた。距離Ｌが２２ｍｍ以下の場合は、水流がノズル１８から吐出直後に拡散し、ストレート状の水流３２ａを得ることができない。

表１に示した結果は、前記内径ｒと距離Ｌとの比率が１：１．２１以上であれば、ストレート状の水流３２ａを得ることができるということを示している。ただし、比率が１：３を越えると、前記Ｌが長くなって、シャワーヘッド１０が大形化して使いづらい。

なお、ノズル１８の寸法が前記数値（第２凹部２８の横長方向寸法２０ｍｍ，上下寸法４ｍｍ，第１凹部２７と第２凹部２８との境界の上下寸法２．５ｍｍ、境界の左右寸法７ｍｍ）の場合、吐出口１４内の水圧が０．０３ＭＰａを下回ると、ストレート水流３２ａを得ることはできたが、そのストレート水流３２ａは勢いが弱く、拡散状態に移行することなく落下した。従って、吐出口１４内の水圧は０．０３ＭＰａ以上が必要で、０．０５ＭＰａ以上であることが望ましい。ここで、前記寸法が大きくなると、吐出口１４内の水圧が低下するため、このような場合はストレート水流３２ａを得るために、水道水の給水圧を高くする必要がある。なお、吐出口１４内の水圧が高くなるのにともなって、ストレート水流の長さαが延長される。

なお、前記各実施形態を次のように変更して実施することも可能である。
・ 図１０に示すように、第２凹部２８の上側に凹部２８ｃを形成すること。あるいは、図１１に示すように、第２凹部２８の上側に突起２８ｄを形成すること。このようにすれば、図１２に示すように、ストレート水流３２ａの幅方向の中央部に筋が見えるため、目地３５等に対する狙いを定めやすくなる。

・ 図１３に示すように、整流部材として、リング３８ａの内側に星型等の凹凸形状の整流用板材５０を有するストレーナ３８ｃを用いることができる。あるいは、図１４に示すように、整流部材としてリング３８ａの内側に円環状をなす複数の環状孔５１を有するストレーナ３８ｄを用いることができる。これらのストレーナ３８ｃ，３８ｄは、複数枚を相互間隔をおいて配置することが好ましい。

・ 前記第１部分１６ａに設けられる導入口３７を、吐出口１４の周壁１４ａの周方向において複数箇所に均等間隔で設けることができる。
・ 前記ノズル１８の第２凹部２８を図３の縦長方向に延びるように構成することもできる。

吐出口１４の第１部分１６ａを水の下流側ほど内径ｒが小さくなるようによってテーパ状に形成することも可能である。

１０…シャワーヘッド、１２…流路、１３…ヘッド本体、１４…吐出口、１７…フェース部材、１８…ノズル、２７…第１凹部、２８…第２凹部、３８、３８ｃ、３８ｄ…整流部材としてのストレーナ、ｒ…内径、Ｌ…距離。

Claims (4)

1. ヘッド本体の内部に、流路と、その流路に連通路としての導入口を介して接続された筒状の吐出口とを設け、
   前記ヘッド本体の先端部にはフェース部材を設けるとともに、そのフェース部材には前記吐出口からの水を外部に吐出するためのノズルを設けたシャワーヘッドであって、
   前記吐出口には通路が形成されており、前記吐出口の中心に位置する前記通路の第１部分と、該第１部分の外周に位置する前記通路の第２部分とを備え、切替機構により前記第１部分又は前記第２部分と前記流路との連通が切替えられ、前記第１部分は内部が空洞になっており、前記第１部分に連通する前記導入口は、前記吐出口の周壁に開口しており、前記導入口から前記第１部分に導入される水の流動方向は、前記ノズルから吐出される水の流動方向に対して交差する方向になっており、
   前記第１部分と前記ノズルとの間には、前記吐出口から前記ノズルに向かう水を整流する整流部材が配置されており、
   前記第１部分の内径に対して、前記連通路から前記ノズルに至るまでの距離の比率が、前記内径を１として、１．２１以上３．０以下に設定されており、
   前記ノズルの内側に球面状の第１凹部が設けられ、前記ノズルの外側には溝状の第２凹部が前記第１凹部に連通するように設けられており、前記第２凹部の左右寸法が１０〜３０ｍｍ、前記第２凹部の上下寸法が２〜６ｍｍ、前記第１凹部と前記第２凹部の境界の上下寸法が１〜５ｍｍ、前記境界の左右寸法が３〜１０ｍｍであることを特徴とするシャワーヘッド。
2. 前記整流部材は３０〜１００メッシュの網目を有するストレーナで構成されていることを特徴とする請求項１に記載のシャワーヘッド。
3. 前記整流部材は複数枚のストレーナを間隔を介して重ねて配置されていることを特徴とする請求項２に記載のシャワーヘッド。
4. 前記ノズルは、水を斜め上に向けて吐出する形状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のシャワーヘッド。

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