JP5484659B2 - 浄水カートリッジおよび浄水器 - Google Patents

Description

この発明は、浄水カートリッジおよび浄水器に関するものであり、特に家庭用の水道水栓に取り付けるタイプの浄水器およびこの浄水器に用いられる浄水カートリッジの小型化に係るものである。

従来から、水道水栓に直接取り付けるいわゆる蛇口直結タイプの浄水器が知られている。この種の浄水器は、一般に、濾材を収容した浄水カートリッジと、吐出する水の種類すなわち原水・浄水を切換える切換機構を備えた本体とで構成されている。
また、この種の浄水器では、吸着性能に優れる活性炭繊維を濾材として採用したものがある。近年、この活性炭繊維の機械的強度を高めて取り扱い性を向上すべく、例えば、活性炭繊維を円筒状に成形して、この円筒状の外側から内側に向かって水を流過させることで塩素などを吸着する成形活性炭が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３００７３０７号公報

ところで、蛇口直結タイプの浄水器においては、浄水器の下方の視界を遮ったり、水道水栓の操作の妨げにならないように更なる小型化が要望されている。しかしながら、上述した従来の浄水器では、円筒状に成形された活性炭が熱溶着樹脂などのバインダーによって固定されているため、同一体積の場合、バインダーが含まれている分だけ吸着能力が低下してしまう。その結果、成形活性炭が大型化して、浄水カートリッジの小型化が困難になってしまう。
一方、成形活性炭の吸着能力を向上するために、バインダーの割合を低下させた場合、成形活性炭の強度が低下するので、例えば、出荷時の運搬等によって衝撃が加わると、成形活性炭の形状が崩れて部分的に吸着性能が低下してしまう虞がある。

そこで、この発明は、成型活性炭の形状が崩れるのを防止するとともに、濾材の吸着性能を損なうことなく浄水カートリッジの小型化を図ることができる浄水カートリッジおよび浄水器を提供するものである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載した浄水カートリッジは、ケース（例えば、実施の形態におけるケース１３）内部に両端が開口した筒状体（例えば、実施の形態における筒状体４４）を備え、該筒状体の内部に繊維状活性炭をバインダーを用いて一定形状に成形した成形活性炭（例えば、実施の形態における活性炭５６）と、濾過膜（例えば、実施の形態における中空糸膜５７）と、整流板（例えば、実施の形態における整流板５４）とを収容し、前記ケース内に取り入れた原水を、前記筒状体の入口（例えば、実施の形態における入口４７）から出口（例えば、実施の形態における出口４８）へ通水することにより浄化する浄水カートリッジであって、前記筒状体は、その内壁面の少なくとも一部分に、その入口側から出口側に向けて先細り状となるテーパー（例えば、実施の形態における縮径部５３ａ）を備え、前記筒状体の断面形状が略円形に形成されるとともに、前記成形活性炭が略円柱状または略円錐台状に形成され、前記成形活性炭の側面は、前記テーパー部分で前記筒状体の内壁面に面で接しており、繊維状活性炭の含有量は、８５〜９９％の範囲であり、その充填後密度が０．１５〜０．３０ｇ／ｍｌの範囲であり、前記濾過膜は、前記筒状体の内部に固定され、前記整流板は、前記濾過膜と前記成形活性炭との間に配置されていることを特徴とする。

請求項２に記載した浄水カートリッジは、前記成形活性炭が、前記筒状体の入口側からの圧入によって、前記筒状体に固定されていることを特徴とする。

請求項３に記載した浄水カートリッジは、前記成形活性炭を基準として、前記筒状体の入口側に不織布を設けたことを特徴とする。

請求項４に記載した浄水カートリッジは、前記整流板には、その中心から、外周部に向けて伸びる複数本のアーム（例えば、実施の形態におけるアーム部５４ｄ）が設けられていること特徴とする。

請求項５に記載した浄水器は、請求項１から４のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ（例えば、実施の形態における浄水カートリッジ４）と、浄水吐出口を有する浄水器本体（例えば、実施の形態における本体３）とからなることを特徴とする。

請求項６に記載した浄水器は、前記ケースの外壁および浄水器本体それぞれに対し、いずれか一方に雄コネクタ部（例えば、実施の形態における雄コネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃ）を設け、他方にこれに差し込み嵌合される雌コネクタ部（例えば、実施の形態における雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ）を設け、前記雄コネクタ部と前記雌コネクタ部との嵌合により、前記浄水器本体と前記カートリッジとの間の水通路（例えば、実施の形態における浄水通路２６、原水導入通路２７）が形成されるとともに前記カートリッジが前記浄水器本体に支持されることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、筒状体の内面にテーパーを設けることで、成形活性炭が、原水の流入によって出口側に変位するのを防止しつつ、成形活性炭の側面をケースによって保持することができるため、衝撃などにより成形活性炭の形状が崩れるのを防止することができる効果がある。
また、成形活性炭の形状が崩れるのを防止することができるため、例えば、従来の成形活性炭に含まれるバインダーの割合よりも、成形活性炭に含まれるバインダーの割合を低下させることができ、したがって、吸着性能を維持したまま小型化を図ることができる。
さらに、成形活性炭がテーパー部分で筒状体の内壁面に面で接しているので、成形活性炭と筒状体の内壁面との間に隙間が生じるのを抑制して原水を成形活性炭内に流過させることができるため、成形活性炭の吸着性能を十分に発揮させることができる。
加えて、成形活性炭における繊維状活性炭の含有量を８５〜９９％の範囲とし充填後密度を０．１５〜０．３０ｇ／ｍｌとすることで、繊維状活性炭の含有量が８５％未満、充填後密度が０．１５ｇ／ｍｌ未満および０．３０ｇ／ｍｌよりも大きい場合と比較して必要とする吸着性能を十分に確保しつつ小型化することができる。

さらに、成形活性炭の側面と筒状体の内周面とを略円形にすることができるため、小型化の要件を満たしつつ、両者の接触面積を増加することができ、したがって、成形活性炭の形状が崩れるのを防止することができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、成形活性炭が筒状体に圧入されることで、成形活性炭の側面と筒状体の内壁面との間に隙間が生じるのを抑制し、より確実に原水が成形活性炭内を流過するように設定することができるため、さらに成形活性炭の吸着性能を十分に発揮させることができる。

請求項３に記載した発明によれば、不織布がプレフィルタとして機能するため、ケース内部に比較的大きな被ろ過物が流入するのを防止することができる。また、不織布によって成形活性炭から出る粉がろ過ユニットのケースの外に流出するのを防止することができる。

請求項４に記載した発明によれば、アームが複数設けられていることで、筒状体の内部を入口側から出口側へ向かう水流がアームに衝突するため、当該水流が局所的に偏ることなく水を筒状体内に均等に行き渡らせることができ、したがって、成形活性炭と濾過膜の利用効率を向上させることができる効果がある。

請求項５に記載した発明によれば、活性炭の吸着性能を低下させることなしに浄水カートリッジを小型化することができるため、浄水器自体の小型化を図ることができ、したがって、商品性を向上させることができる効果がある。

請求項６に記載した発明によれば、浄水器本体とカートリッジとを結合するために設けられた雄コネクタ部と雌コネクタ部とが、それぞれ水通路を構成していることで、従来の浄水器のように結合手段と通路とを個別に設けている場合よりも、結合手段を配置するスペースを省略できる分だけ浄水器の本体とカートリッジとを接近配置させることができ、したがって、浄水器の寸法を短縮して浄水器の小型化を図ることができる効果がある。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態を説明する。
図１，２において、符号１は浄水器を示している。この浄水器１は水道水栓２のアーム２ａに取り付けられる本体３と、この本体３の後面に着脱自在に設けられた略円柱状の浄水カートリッジ４とで構成されている。なお、この実施の形態では、水道水栓２のアーム２ａに対して図１に示すように浄水器１が取り付けられている状態で、水道水栓２の正面つまりアーム２ａの延長線上に立った使用者から見た前後方向を浄水器の前後方向と称し、上記状態で使用者から見た左右方向を浄水器の左右方向と称する。

本体３は、上部に原水受入口５を備え、この原水受入口５の周縁に設けられたリング状の取付け治具６を介して水道水栓２のアーム２ａに接続されている。本体３の下部には、原水を吐出するシャワー出口７（図５参照）と浄水を吐出する浄水出口８（図４参照）とが配置されている。

本体３の前面には、本体３の左右幅方向に長尺な操作レバー９が取り付けられている。操作レバー９は、浄水器１から吐出する水の種類すなわち原水または浄水を選択するものであり、左右幅方向の中心部分が本体３に軸支されている。この操作レバー９の左端部９ａと右端部９ｂとがそれぞれ前後方向に揺動可能になっている。

操作レバー９の中央部９ｃは、原水受入口５の周縁の形状に沿って後方に向かって湾曲した形状になっている。一方、中央部９ｃの左右に設けられた左・右端部９ａ，９ｂは、中央部９ｃよりも幅広に形成され、浄水器１の左右方向に沿って延びている。右端部９ｂには、前面にシャワーマーク１０が形成され、左端部９ａには、前面に浄水マーク１１が形成されている。このように、操作レバー９の中央部９ｃが後方に向かってやや湾曲して形成されていることで、操作レバー９の前方への張り出しと幅方向の寸法とが大きくなるのを抑制している。

図３に示すように、本体３の背面には、後方に向かって開口する略筒状の雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。これら雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、本体の左右幅方向にほぼ沿って配列されている。より具体的には、本体３の左側（図３中右側）に雌コネクタ１２ａが配置され、本体３の左右中央には雌コネクタ１２ｂが配置され、さらに、本体３の右側（図３中左側）には、雌コネクタ１２ｃが配置されている。雌コネクタ１２ｂを基準として雌コネクタ１２ａと雌コネクタ１２ｃとがそれぞれ左右対称位置に配置され、雌コネクタ１２ｂは、雌コネクタ１２ａ，１２ｃよりも若干上方に配置されている。

一方、カートリッジ４は、略円筒状のケース１３を備えている。このケース１３の外周壁には、上述した雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃに対応した位置に、略円筒状の雄コネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが形成されている。雄コネクタ１４ｂは、略円筒状に形成されたカートリッジ４の軸方向の中央位置に配置されており、この雄コネクタ１４ｂを基準に、雄コネクタ１４ａと雄コネクタ１４ｃとがそれぞれ左右対称位置に配置されている。

ここで、雄コネクタ１４ａは上述した雌コネクタ１２ａと対をなすものであり、雄コネクタ１４ｂは雌コネクタ１２ｂと対をなすものである。また、雄コネクタ１４ｃは雌コネクタ１２ｃと対をなすものである。上述した雌コネクタ１２ａと雄コネクタ１４ａとでカートリッジ４と本体３との間の浄水用の通路である浄水通路２６を構成し、雌コネクタ１２ｂと雄コネクタ１４ｂとでカートリッジ４と本体３との間の原水用の通路である原水導入通路２７を構成している。

雄コネクタ１４ａの周囲にはＯリング１５が２重に装着され、雄コネクタ１４ｂの周囲にはＯリング１５が一つだけ装着されている。雄コネクタ１４ｃの周囲にはＯリング１５が装着されていない。なお、雄コネクタ１４ａの周囲には、Ｏリング１５を一つだけ設けるようにしてもよく、雄コネクタ１４ｃの周囲にＯリング１５を設けるようにしてもよい。

このように構成することで、雄コネクタ１４ａを雌コネクタ１２ａに挿入し、雄コネクタ１４ｂを雌コネクタ１２ｂに挿入し、さらに、雄コネクタ１４ｃを雌コネクタ１２ｃに挿入して押し込むと、雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃにそれぞれ雄コネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃが嵌合し、Ｏリング１５が装着されている雄コネクタ１４ａ，１４ｂについては、Ｏリング１５によってシールがなされ、雄コネクタ１４ａ，１４ｂが挿抜方向へ変位するのが規制され、これら雄コネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃおよび雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃを介してカートリッジ４が本体３に支持されることとなる。

カートリッジ４の、雄コネクタ１４ａと雄コネクタ１４ｂとの間、および、雄コネクタ１４ｂと雄コネクタ１４ｃとの間には、それぞれ本体３側に向かって突出する係止片１６が形成されている。これら係止片１６には、それぞれネジ孔１７が形成されている。一方、本体３の雌コネクタ１２ａと雌コネクタ１２ｂとの間、および雌コネクタ１２ｂと雌コネクタ１２ｃとの間には、本体３の底壁１８の上記係止片１６のネジ孔１７に対応する位置に、遊挿孔１９が形成されている。

図４に示すように、本体３にカートリッジ４を装着した状態で、遊挿孔１９を介して下方からビス２０を挿入して係止片１６のネジ孔１７に螺入することで、本体３の底壁１８と係止片１６が固定され、カートリッジ４の本体３から離脱する方向への移動が規制される。なお、ビス２０で本体３の底壁１８とカートリッジ４の係止片１６とを固定する場合について説明したが、ビス２０による固定ではなく、例えば、爪などを用いて係止片を底壁１８に係合させるようにしてもよい。なお、上述した係止片１６は、カートリッジ４が本体３から離脱する方向への変位を規制するだけのために設けられたものであって、カートリッジ４を支持するためのものではない。

図３，５に示すように、本体３に装着されたカートリッジ４は、その中心軸ｓが本体３の底壁１８と略同一の高さに配置されている。また、上述した雄コネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは、本体３に装着された状態で、カートリッジ４の中心よりも上部で浄水器１の後方から前方に向かって伸びている。

一方、本体３の背面には、カートリッジ４の周面に対応した形状、すなわち本体３の前面側に向かって凹形となる側面視略弧状に形成された凹部３８を備えている。これにより、カートリッジ４が本体３に装着されたときに、カートリッジ４の外周壁が凹部３８に当接して、カートリッジ４の前部が本体３側に若干入り込むこととなる。

また、本体３の背面上縁部分は、カートリッジ４の周面に沿って当接しつつ後方に伸びてつば部２１を形成している。このつば部２１は、本体３の左右幅方向の中心ほど後方に向かって延びる凸状に形成されている（図２参照）。このつば部２１を設けていることで、本体３にカートリッジ４を装着する際に、カートリッジ４を正しい姿勢で本体３の凹部３８に導くことができるとともに、装着されたカートリッジ４の両端部が上下方向に変位するのを規制することができる。なお、雌コネクタ１２ａ，１２ｂ，１２ｃの上縁部分２２は有段成形され、この有段成形された上縁部分２２だけが上述のつば部２１と同様に、カートリッジ４の周面に当接するように上縁部分２２の上方に向かうほど後方に向かって延びている（図３参照）。

ところで、図５に示すように、本体３の原水受入口５には、水道水栓２に接続された状態で、原水受入口５と水道水栓との間のシール材としてゴムパッキン２４が設けられている。さらに、ゴムパッキン２４の下方には中心部分に開口部（図示せず）が形成された樹脂製の仕切り板２５が配置されている。この仕切り板２５は、本体３の内壁に上下方向に沿って形成された複数のリブ（図示せず）上に載置されている。

仕切り板２５の下方には、上述した操作レバー９に連係した切換弁２３が左右方向（図３の紙面上下方向）に揺動自在に収容されている。この切換弁２３は、原水受入口５と前述した原水導入通路２７との連通状態、および、原水受入口５と原水をシャワー出口７に導く原水通路２８との連通状態を切換えるものである。

より具体的には、本体３内部には、操作レバー９側に切換弁ホルダー２９が配置され、切換弁２３は、この切換弁ホルダー２９に回転軸３０が回動自在に支持されている。この回転軸３０は、前述した操作レバー９の回動軸に、軸線を共有した状態で固定されている。また、切換弁ホルダー２９に収容されている回転軸３０の周囲にはシール材としてＯリング３３が装着されている。

切換弁２３は、その回転軸３０の上部から後方に向かって伸びるアーム３１を備えており、このアーム３１の端部には、下方に向かって開口する略有底円筒状の弁体ホルダー３２が形成されている。この弁体ホルダー３２は、弁体３５を上下方向に摺動自在に支持するものであり、その内部にはコイルスプリング３４が収容され、このコイルスプリング３４によって弁体３５が下方に付勢されている。

弁体３５の下方には、原水導入通路２７と原水通路２８の開口部（図示せず）が配置されており、この開口部と弁体３５との間にアーム３１の揺動する方向に沿って長尺に形成されたゴム製の弁座パッキン３６が設けられている。この弁座パッキン３６には、原水導入通路２７および原水通路２８の開口部の形状に対応した孔（図示せず）が、本体３の左右幅方向に沿って並んで配置されている。

つまり、ユーザによってシャワーマーク１０が設けられた操作レバー９の右端部９ｂが後方に向かって押された場合、操作レバー９の回転軸が反時計周りに回動し、この回動に伴い切換弁２３の回転軸３０が回動してアーム３１が左方向に揺動する。そして、弁体３５によって原水導入通路２７の開口部周縁の弁座パッキン３６が上方から押圧され、原水導入通路２７の開口部が閉塞される。これにより、原水通路２８の開口部が開放状態となり、原水受入口５から受け入れた原水は、原水通路２８を通じてシャワー出口７から下方に向かって放出されることとなる。

一方、ユーザによって浄水マーク１１が設けられた操作レバー９の左端部９ａが後方に向かって押された場合、操作レバー９の回転軸が時計周りに回動し、この回動に伴い切換弁２３の回転軸３０が回動してアーム３１が右方向揺動する。そして、弁体３５によって原水通路２８の開口部周縁の弁座パッキン３６が上方から押圧され、原水通路２８の開口部が閉塞される。これにより、原水受入口５から受け入れた原水は、原水導入通路２７すなわち雌コネクタ１２ｂ、雄コネクタ１４ｂを介してカートリッジ４に導入され、その後、カートリッジ４でろ過された浄水が浄水通路２６すなわち雄コネクタ１４ａ、雌コネクタ１２ａを介して本体３に戻り、浄水出口８から下方に向かって放出される。

次に、図６，７を参照しながらカートリッジ４について説明する。なお、カートリッジ４において、原水が流入する側を入口４７、浄水が流出する側を出口４８とする。
カートリッジ４のケース１３は、上述した雄コネクタ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを備えた略有底円筒状のケース本体１３ａと、ケース本体１３ａの開口部４０の内側に嵌合して超音波溶着などによってケース本体１３ａに固定される蓋１３ｂとで構成されている。ケース本体１３ａの内壁４１には、雄コネクタ１４ａと雄コネクタ１４ｃとの間の範囲にケース本体１３ａの底壁１３ｃに向かって内径が徐々に縮径する縮径部４２が形成されている。

ケース本体１３ａの内部には、ろ過ユニット４３が収容されている。ろ過ユニット４３は、略円筒状の筒状体４４を備え、この筒状体４４の外周面には、前述した雄コネクタ１４ｂが構成する原水導入通路２７の延長線上に、段差部４５が形成されている。このように雄コネクタ１４ｂの原水導入通路２７の延長線上に段差部４５が配置されていることで、原水導入通路２７を介してカートリッジ４のケース１３内に流入した原水が段差部４５に当たって、スムーズに入口４７方向に向かうようになっている。

ろ過ユニット４３には、段差部４５よりも出口４８側に、段差部４５の入口４７側よりも大径に形成された大径部４９が形成されている。さらに、筒状体４４の出口４８近傍の外周面には、出口４８側に向かって徐々に縮径する縮径部５０が形成されている。大径部４９の縮径部５０近傍にはリング状の溝５１が形成され、この溝５１にＯリング５２が装着されている。

一方、蓋１３ｂは、その内面に筒状体４４の入口４７側の端面を押圧する複数の突出部５９が形成されており、この突出部５９の高さ分だけ、蓋１３ｂとろ過ユニット４３の筒状体４４との間に原水の流路としての隙間が形成されるようになっている。

ここで、ろ過ユニット４３を入口４７側からケース本体１３ａの内部にスライド挿入してケース本体１３ａの開口部４０に蓋１３ｂを装着すると、ろ過ユニット４３の筒状体４４がケース本体１３ａ内に押し込まれ、縮径部４２の雄コネクタ１４ａ近傍の内周面にＯリング５２が突き当たって、ろ過ユニット４３の入口４７方向への変位が規制された状態となる。ケース本体１３ａの内部空間は、Ｏリング５２によって仕切られ、Ｏリング５２よりも入口４７側に原水が入口４７側に流過する通路Ｔ１が形成され、Ｏリング５２よりも出口４８側に浄水が浄水通路２６に向かって流過するための通路Ｔ２が形成される。

ろ過ユニット４３の筒状体４４の内部には、吸着体である活性炭５６とろ過膜である中空糸膜５７とが、カートリッジ４の長手方向に沿って直列に配置されている。ここで、前述した雄コネクタ１４ｂは、筒状体４４に装着されたＯリング５２よりも活性炭５６が収容されている側のケース本体１３ａの外周壁に配置され、雄コネクタ１４ａは、Ｏリング５２よりも中空糸膜５７が収容されている側のケース本体１３ａの外周壁に配置されている。

ろ過ユニット４３の内部構成をより具体的に説明する。ろ過ユニット４３の筒状体４４の内周面には、上述した筒状体４４の外周面に形成された段差部４５よりもやや入口４７側に段差５３が形成され、この段差５３近傍の筒状体４４の内部に、段差５３の入口４７側近傍の内径と略同一の外径を有し複数の孔５４ａを備えた整流板５４が挿入されている。孔５４ａは、筒状体４４の内部を入口４７側から出口４８側への処理中の水の流過を許容しつつ、活性炭５６から中空糸膜５７に向かう水の流れを整えて水流の偏りを防止する機能を有している。

ここで、図８に示すように、整流板５４は、筒状体４４の段差５３近傍の内径と略同一外径で環状に形成された外環部５４ｂと、整流板５４の中心に配置され略円盤状の邪魔板部５４ｃと、この邪魔板部５４ｃから放射状に配置されるとともに邪魔板部５４ｃと外環部５４ｂとを連結して前述した複数の孔５４ａを画成する複数本のアーム部５４ｄとで構成されている。なお、図８では、その中心から等角度に４本のアーム部５４ｄが設けられているが、整流板５４は、複数の孔５４ａを備えていれば、アーム部５４ｄの本数や形状は特に限られるものではなく、また、整流板５４が筒状体４４の内周部に一体に形成されていても良い。

図６に示すように、段差５３よりも入口４７側の筒状体４４の内周面は、出口４８側よりも拡径して形成されるとともに入口４７から段差５３に向かって徐々に縮径して先細り状となる縮径部５３ａが形成されている。ここで、段差５３は整流板５４のストッパーの機能を有しており、整流板５４の出口４８方向への変位を規制している。

整流板５４の入口４７側には、吸着体である活性炭５６が配置されている。この活性炭５６は、活性炭繊維が熱溶着樹脂等のバインダーで固定された、いわゆる成形活性炭であって、筒状体４４の入口４７側の内径とほぼ同じ外径を備えた略円柱状に形成されている。このように構成された活性炭５６は、入口４７側から筒状体４４内に圧入によって収容され、活性炭５６の外周面が筒状体４４の縮径部５３ａの内周面を押圧している。すなわち、活性炭５６の側面が筒状体４４の内周面と接する状態になる。なお、活性炭５６は略円錐台状に形成してもよい。

一方、筒状体４４内部の整流板５４よりも出口４８側には、ろ過膜である中空糸膜５７が収容されている。中空糸膜５７は、筒状体４４の外周面に形成された縮径部５０に対応する位置に、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂などのポッティング材５８によって膜の原水側と浄水側とが遮断されている。また、筒状体４４内の最も入口４７側には、プレフィルタとして不織布５５が成型活性炭の入口４７側の面に当接して取り付けられている。

すなわち、水道水栓２から吐出する原水は、原水受入口５から浄水器１の内部に流入し、操作レバー９の操作状態に応じて切換弁２３によって閉塞されていない原水導入通路２７または原水通路２８に流入する。原水通路２８に原水が流入した場合は、そのままシャワー出口７に導かれてシャワー出口７から浄水器１の外へシャワー状の原水として流出される。

一方、原水導入通路２７に原水が流入した場合、原水は、原水導入通路２７を構成する雌コネクタ１２ｂと雄コネクタ１４ｂとを介してカートリッジ４のケース１３内に流入する。そして、図６に示すように、ケース１３の内周面とろ過ユニット４３の外周面との間に形成される通路Ｔ１をろ過ユニット４３の入口４７側に向かって流過した後、原水が蓋１３ｂの内面にぶつかりろ過ユニット４３と蓋１３ｂとの間に回り込み、ろ過ユニット４３の入口４７側から不織布５５を通じて筒状体４４内部に浸入する。

筒状体４４の内部に浸入した原水は、活性炭５６による吸着および中空糸膜５７によるろ過を経て、浄水としてろ過ユニット４３の出口４８側から通路Ｔ２に流出する。このろ過ユニット４３から流出した浄水は、浄水通路２６を構成する雄コネクタ１４ａ、雌コネクタ１２ａを介して本体３に流入し、本体３の下方に臨む浄水出口から流下することとなる。

次に、図９を参照して上述した成形活性炭である活性炭５６の実施例について説明する。
図９は、縦軸を除去率（％）、横軸を通水量（Ｌ）とした場合の成形活性炭の第１実施例、第２実施例、第１比較例および第２比較例のグラフを示したものである。第１実施例、第２実施例、第１比較例および第２比較例の各条件を以下の表に示す。なお、除去率とは、カートリッジ４の入口側の塩素量とカートリッジ４の出口側の塩素量を求めて、（入口側−出口側）／入口側×１００（％）となる値である。また、通水量とは、カートリッジ４の使用開始から通水した水量の積算値である。

第１実施例は、繊維状活性炭：粒状活性炭：バインダーのそれぞれの配合比（％）を９０：５：５、充填後の密度（以下、単に充填密度という）を０．２２ｇ／ｍｌとした場合であり、通水開始から通常交換の目安となる除去率８０％に低下するまでの通水量が８００（Ｌ）となった。これは、一般家庭で使用する場合、２．５ヶ月程度の使用が可能となる通水量に相当する。

次に、第２実施例は、繊維状活性炭：粒状活性炭：バインダーのそれぞれの配合比（％）を９５：０：５、充填密度を０．２０ｇ／ｍｌとした場合であり、通水開始から通常交換の目安となる除去率８０％に低下するまでの通水量が８００（Ｌ）となった。これも第１実施例と同様に、一般家庭で使用する場合、２．５ヶ月程度の使用が可能となる通水量に相当する。

そして、第１比較例は、繊維状活性炭：粒状活性炭：バインダーのそれぞれの配合比（％）を９０：５：５、充填密度を０．１２ｇ／ｍｌとした場合であり、通水開始から通常交換の目安となる除去率８０％に低下するまでの通水量は４００Ｌ程度となった。これは一般家庭で使用する場合、１ヶ月強程度の使用が可能となる通水量に相当する。

さらに、第２比較例は、繊維状活性炭：粒状活性炭：バインダーのそれぞれの配合比（％）を５０：４５：５、充填密度を０．４０ｇ／ｍｌとした場合であり、通水開始から通常交換の目安となる除去率８０％に低下するまでの通水量は３００Ｌ程度となった。これは一般家庭で使用する場合、１ヶ月程度の使用が可能となる通水量に相当する。

また、上述した第１実施例の繊維状活性炭の配合比を９０％以下とした場合、配合比８５％までは除去率８０％に低下するまでの通水量が８００Ｌ程度となるが、繊維状活性炭の配合比が８５％未満の場合、繊維状活性炭の配合比が少なくなるほど除去率８０％に低下するまでの通水量の減少が顕著になることが判明した。また、繊維状活性炭の配合比が９５％以上では、９９％を超えると成型活性炭としての形状を保つのが困難になることが判明した。

さらに、繊維状活性炭の配合比を８５〜９９％の間に設定して、充填密度を０．２０ｇ／ｍｌ以下に設定した場合、充填密度０．１５ｇ／ｍｌまでは除去率８０％に低下するまでの通水量が８００Ｌ程度を維持できるが、０．１５ｇ／ｍｌ未満の場合、除去率８０％に低下するまでの通水量の減少が顕著になることが判明した。また、充填密度が０．２ｇ／ｍｌ以上の場合、０．３ｇ／ｍｌを超えると、著しく通水抵抗が上昇するために局所的な偏流が発生して、除去率８０％に低下するまでの通水量の減少が顕著になることが判明した。

つまり、第１実施例、第２実施例のように、繊維状活性炭の配合比が８５〜９９％でかつ充填密度が０．１５〜０．３０ｇ／ｍｌの場合には、一般家庭での使用で、優れた浄水性能を得ることができる。

一方、第１比較例のように活性炭配合比が９０％であっても充填密度が０．１５ｇ／ｍｌを下回る場合や、第２比較例のように繊維状活性炭の配合比が８５％を下回るとともに充填密度が０．３ｇ／ｍｌを超える場合、一般家庭での使用で、１ヶ月程度しか十分な残留塩素除去性能が得られない。なお、表１、図９においては、第１実施例、第２実施例、第１比較例、第２比較例のみを示した。

したがって、上述した実施の形態によれば、筒状体４４内面に傾斜面５３ａを備えることで、筒状体４４の入口４７側から圧入された活性炭５６が、原水の流入によって出口４８側に変位するのを防止しつつ、活性炭５６の側面を筒状体４４によって保持することができるため、衝撃などにより成形活性炭の形状が崩れるのを防止することができる。

また、活性炭５６の形状が崩れるのを防止することで、例えば、従来の成形活性炭に含まれるバインダーの割合よりも、活性炭５６に含まれるバインダーの割合を低下させて、吸着性能を維持したまま小型化を図ることができる。

さらに、活性炭５６が筒状体４４内に圧入されるので、活性炭５６と筒状体４４との間に隙間が生じるのを防止して確実に原水を活性炭５６に流過させることができるため、活性炭５６の吸着性能を十分に発揮させることができる。

また、活性炭５６を筒状体４４へ圧入するだけでよいため、組立時の作業者の負担を軽減することができる。
さらに、繊維状活性炭の含有量を８５〜９９％の範囲とし充填後密度が０．１５〜０．３０ｇ／ｍｌとすることで、繊維状活性炭の含有量が８５％未満、充填密度が０．１５ｇ／ｍｌ未満または０．３０ｇ／ｍｌよりも大きい場合と比較して必要とする浄水性能を確保することができる。

そして、不織布５５がプレフィルタとなるため、ケース内部に比較的大きな被ろ過物が流入するのを防止することができるとともに、成形活性炭から出る粉状の活性炭がケース外部に流出するのを抑制することができる。

また、活性炭５６の吸着性能を低下させることなしに浄水カートリッジを小型化することができるため、浄水器自体の小型化を図ることができ、したがって、商品性を向上させることができる。

さらに、整流板５４に水の流過を整流するためのアーム部５４ｄが複数設けられていることで、筒状体４４の内部を入口４７側から出口４８側へ向かう水流がアーム部５４ｄに衝突するため、当該水流が局所的に偏ることなく水を筒状体４４内に均等に行き渡らせることができ、この結果、吸着体である活性炭５６とろ過膜である中空糸膜５７の利用効率を一層上げることができる。

なお、上述した実施の形態では、係止片１６を用いて本体３とカートリッジ４とを固定する場合について説明したが、この係止片１６を省略しても良い。
また、ケース本体１３ａおよび筒状体４４を円筒状に形成した場合について説明したが、筒状であれば円筒状に限られるものではない。

本発明の実施の形態における浄水器の斜視図である。 図１のＡ方向から見た矢視図である。 本発明の実施の形態における本体からカートリッジを外した状態の浄水器の斜視図である。 本発明の実施の形態におけるカートリッジの係止片周辺の部分断面図である。 図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。 図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。 本発明の実施の形態におけるろ過ユニットの斜視図である。 本発明の実施の形態における整流板の正面図である。 第１実施例、第２実施例、第１比較例、第２比較例における通水量に対する除去率の変化を示すグラフである。

符号の説明

３ 本体（浄水器本体）
４ 浄水カートリッジ
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ 雌コネクタ（雌コネクタ部）
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 雄コネクタ（雄コネクタ部）
５６ 活性炭（吸着体）
５７ 中空糸膜（ろ過膜）
４４ 筒状体
４７ 入口
４８ 出口
５４ 整流板
５４ｄ アーム部

Claims (6)

1. ケース内部に両端が開口した筒状体を備え、該筒状体の内部に繊維状活性炭をバインダーを用いて一定形状に成形した成形活性炭と、濾過膜と、整流板とを収容し、前記ケース内に取り入れた原水を、前記筒状体の入口から出口へ通水することにより浄化する浄水カートリッジであって、
   前記筒状体は、その内壁面の少なくとも一部分に、その入口側から出口側に向けて先細り状となるテーパーを備え、
   前記筒状体の断面形状が略円形に形成されるとともに、前記成形活性炭が略円柱状または略円錐台状に形成され、
   前記成形活性炭の側面は、前記テーパー部分で前記筒状体の内壁面に面で接しており、
   繊維状活性炭の含有量は、８５〜９９％の範囲であり、その充填後密度が０．１５〜０．３０ｇ／ｍｌの範囲であり、
   前記濾過膜は、前記筒状体の内部に固定され、
   前記整流板は、前記濾過膜と前記成形活性炭との間に配置されていることを特徴とする浄水カートリッジ。
2. 前記成形活性炭は、前記筒状体の入口側からの圧入によって、前記筒状体に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の浄水カートリッジ。
3. 前記成形活性炭を基準として、前記筒状体の入口側に不織布を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水カートリッジ。
4. 前記整流板には、その中心から、外周部に向けて伸びる複数本のアームが設けられていること特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の浄水カートリッジ。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の浄水カートリッジと、浄水吐出口を有する浄水器本体とからなる浄水器。
6. 前記ケースの外壁および浄水器本体それぞれに対し、いずれか一方に雄コネクタ部を設け、他方にこれに差し込み嵌合される雌コネクタ部を設け、前記雄コネクタ部と前記雌コネクタ部との嵌合により、前記浄水器本体と前記カートリッジとの間の水通路が形成されるとともに前記カートリッジが前記浄水器本体に支持されることを特徴とする請求項５に記載の浄水器。

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