(57)【要約】  【課題】  水栓内蔵の水浄化カートリッジは、外周面に多数の原水流入用開口をもつ合成樹脂の円筒ケースに活性炭が収納された形態であり、この開口によって通水抵抗が大きく浄水の取り出し水量が減少し、開口をフィルタで覆えば活性炭収納容積が減少し浄化効果が低下するため、小型化に制限がある。この改良として活性炭に繊維状活性炭を採用すれば、空隙が多くて不純物吸着性能が低く、筒状成形体とすれば、活性炭の溶着用バインダー等の量により十分な量の活性炭の充填とはならず、不純物吸着性能が低くなる。  【解決手段】  活性炭収納部と中空糸膜収納部を形成し、前記活性炭収納部は通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体内に活性炭が収納された形態であり、浄化のために流入する水は、前記筒状中空体の筒状壁を通過して前記活性炭で浄化され、次いで前記中空糸膜を通過して浄水として取り出される浄水装置。【選択図】    図１
2006346619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性炭が収納される活性炭収納部と、中空糸膜が収納される中空糸膜収納部を形成し、前記活性炭収納部は通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体内に活性炭が収納された形態であり、浄化のために流入する水は、前記筒状中空体の筒状壁を通過して前記活性炭で浄化され、次いで前記中空糸膜を通過して浄水として取り出されることを特徴とする浄水装置。
【請求項２】
活性炭が収納される活性炭収納部と、中空糸膜が収納される中空糸膜収納部を形成し、前記活性炭収納部はそれぞれ通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体とその内側の内筒体との間に活性炭が収納された形態であり、浄化のために流入する水は、前記筒状中空体の筒状壁を通過して前記活性炭で浄化され後、前記内筒体の筒状壁を通過して前記内筒体内を通って前記中空糸膜に達し、前記中空糸膜を通過して浄水として取り出されることを特徴とする浄水装置。
【請求項３】
前記活性炭は球状微粒子の活性炭であり、前記通水性不織布は、熱成形された内面平滑筒状体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の浄水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性炭と中空糸膜を収納した浄水カートリッジによって浄水を取り出す浄水装置に関し、特に新しい形態の浄水カートリッジによる浄水装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水浄化カートリッジへ原水を供給する原水供給室と、水浄化カートリッジで浄化した浄水を受け入れる浄水流入室を横並び同一面に設けた水浄化カートリッジ内蔵タイプの水栓の改良として発明された浄水器付き水栓がある。（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この特許文献１の浄水器付き水栓は、円筒形状の水浄化カートリッジを縦長の水栓本体内に収納し、水栓本体の下端部に原水の流入部を設け、水栓本体の上端部にて蓋材を介して吐出管が取り付けられ、水浄化カートリッジの下方に手動式開閉弁が組み込まれ、蓋材の開閉によって水浄化カートリッジを交換可能に構成している。これによって、幅および奥行き寸法が小さく、縦長形状の構成できるため、台所カウンタなどを有効に活用できる面積を大きくでき、清掃性に優れ、水栓本体内の通水路の構成が簡単になるため製造費用が安価となり、水浄化カートリッジの交換が簡単になる効果を提唱している。
【特許文献１】特開２００４−２６３５０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この特許文献１において、水栓に内蔵された水浄化カートリッジは、外周面に多数の原水流入用開口が形成されたプラスチックスの円筒形状ケース内に、活性炭が収納された形態である。このような水浄化カートリッジでは、原水が流入するのは前記原水流入用開口からのみであるため、この開口によって通水抵抗が大きくなり、取り出される浄水の水量が減少する。この通水抵抗を減少されるべく原水流入用開口を大きくしても限度があり、この原水流入用開口から活性炭が流出しないように、この原水流入用開口の内面を細かい目の網や微細通水路を形成した不織布のフィルタで覆えば、その厚さ分に相当して活性炭充填量が減少して浄化効果が低下する。また、この原水流入用開口の外面を細かい目の網や微細通水路を形成した不織布フィルタで覆えば、実質的に円筒形状ケースの外径が大きくなり、水栓に水浄化カートリッジを内蔵できなくなるため、水栓に内蔵可能な寸法に円筒形状ケースの外径を小さくすれば、それに相当して活性炭充填量が減少して浄化効果が低下する。このように、従来の形態では小型化に対して制限がある。
【０００５】
また、水浄化カートリジを水栓に内蔵するために、水浄化カートリッジを小型化した結果、活性炭量が減少して浄化効果が低下することは問題であるため、これに対処するために、繊維状や筒状成形体の活性炭を採用した場合、繊維状のものは、空隙が多くて単位体積当りの不純物吸着性能が低くなる。また、筒状成形体とする場合は、活性炭の溶着用バインダー等の量により十分な量の活性炭の充填とはならず、そのために、不純物吸着性能が低くなる。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑み、活性炭と中空糸膜を通して浄水を取り出す浄水カートリッジを水栓に内蔵するタイプの給水装置において、浄水カートリッジの活性炭充填部分の構成を特別な形態とすることによって、小型化に適した構成でもって、活性炭層に流入する原水の量を多くでき、浄化効果に優れると共に多くの量の浄水を取り出せるようにする。また、活性炭を筒状体内に詰め易い形態として、活性炭充填量を十分とることによって、活性炭での浄化効果に優れたものとする。更に、本発明の浄水カートリッジは、効果的に鉛等の金属イオンを除去することにも適したものとすることができる。
構成を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１発明の浄水装置は、活性炭が収納される活性炭収納部と、中空糸膜が収納される中空糸膜収納部を形成し、前記活性炭収納部は通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体内に活性炭が収納された形態であり、浄化のために流入する水は、前記筒状中空体の筒状壁を通過して前記活性炭で浄化され、次いで前記中空糸膜を通過して浄水として取り出されることを特徴とする。
【０００８】
第２発明の浄水装置は、活性炭が収納される活性炭収納部と、中空糸膜が収納される中空糸膜収納部を形成し、前記活性炭収納部はそれぞれ通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体とその内側の内筒体との間に活性炭が収納された形態であり、浄化のために流入する水は、前記筒状中空体の筒状壁を通過して前記活性炭で浄化され後、前記内筒体の筒状壁を通過して前記内筒体内を通って前記中空糸膜に達し、前記中空糸膜を通過して浄水として取り出されることを特徴とする。
【０００９】
第３発明の浄水装置は、第１発明又は第２発明において、前記活性炭は球状微粒子の活性炭であり、前記通水性不織布は熱成形された内面平滑筒状体であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
第１の発明に関して、従来のように、プラスチックスの筒状ケースの周囲壁に形成した多数の開口をフィルタで塞いだ活性炭収納形態では、この開口によって通水抵抗が大きくなり浄水の取り出し流量も制限され、また両筒状ケースの小型化によって活性炭充填量が減少して浄化効果が減少するが、本発明では、前記浄水カートリッジの活性炭を収納する活性炭収納部が、通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体によって形成されるため、それ自体が活性炭を収納する容器であり、その周囲全体から水が通過できるため、豊富な水量によって浄化効果が向上する。また、本発明では、通水性不織布の筒状体そのものが活性炭を収納する容器であるため、同じ外径の上記従来形態のものに比して活性炭収納量を多くできることとなり、小型化を図ることに適するものとなる。このため、実施例のように、浄水カートリッジの下部が水栓設置面である流し台の上壁等の下方に潜る状態で水栓に収納されるタイプに適したものとなる。
【００１１】
第２の発明では、第１の発明の効果に加えて、活性炭は、それぞれ通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体とその内側の内筒体との筒状空間に収納されるため、浄水カートリッジ収納部に流入した水が筒状中空体の筒状壁の周囲から略均等に活性炭へ向けて流入して内筒体の筒状壁を通過する。このように、筒状空間の長さ方向全体から活性炭層へ水が流入し、活性炭で浄化された水は、内筒体の筒状壁をそのまま通過して内筒体内を流れて中空糸膜を通過するようになる。このため、活性炭層での浄化効果が向上すると共に、内筒体が中空糸膜へ導く水の通路を形成するため、浄水カートリッジ内の水の流れを整える構成に優れ、好ましい浄化効果が得られるものとなり、第１の発明の効果同様に小型化に適したものとなる。
【００１２】
第３の発明では、第１の発明の効果又は第２の発明の効果に加えて、前記活性炭は球状微粒子の活性炭であり、しかも、通水性不織布の筒状体の内面が平滑であるため、通常の角張った活性炭に比して球状活性炭同士が滑り易く、且つ通水性不織布の筒状中空体内面も滑り易いため、小型化した場合にも、活性炭を筒状中空体内に充填し易く、活性炭を万遍なく充填できることによって、充填量を十分とることができ、活性炭での浄化効果に優れたものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の浄水装置は、活性炭が収納される活性炭収納部と、中空糸膜が収納される中空糸膜収納部を形成し、前記活性炭収納部は通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体内に活性炭が収納された形態であり、浄化のために流入する水は、前記筒状中空体の筒状壁を通過して前記活性炭で浄化され、次いで前記中空糸膜を通過して浄水として取り出されるものである。
【００１４】
その具体的な構成の一つとして、水栓本体内に前記浄水カートリッジを収納可能としたものであり、前記浄水カートリッジは活性炭が収納された筒状小径下部とその上方に中空糸膜が収納された筒状大径上部を形成し、この小径下部が通水性不織布の筒状体であり、前記水栓本体内の浄水カートリッジ収納部は、浄水カートリッジの小径下部を収納する小径収納部と、浄水カートリッジの大径上部を収納する大径収納部とを形成し、浄水カートリッジ収納部の外面に現れる小径収納部と大径収納部との段差部によって、水栓本体を水栓取付け部の取付け孔周縁上面に係止状態に取付け可能としたものである。以下にこの構成に基づき、本発明の実施形態を具体的に記載する。
【実施例１】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態について説明する。各図は本発明の実施形態を示しており、図１は本発明に係る浄水カートリッジの内部構成を半断面で示す全体図、図２は本発明に係る浄水カートリッジの中空糸膜収納部の筒状本体部の断面図、図３は中空糸膜収納部の筒状本体部の上側面図、図４は中空糸膜収納部の筒状本体部の下側面図、図５は浄水カートリッジの中空糸膜収納部のカバー部の断面図、図６は中空糸膜収納部のカバー部の上側面図、図７は中空糸膜収納部のカバー部の下側面図、図８は本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部の断面図、図９は本発明に係る活性炭収納部の一端部に嵌るシールリングの断面図、図１０は図９のシールリングの上面図、図１１は図９のシールリングの底面図、図１２は本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部を形成する通水性不織布の筒状中空体の断面図、図１３は図９のシールリング内に嵌合するシール材の構成を半断面で示す側面図、図１４は図１３のシール材の上面図、図１５は図１３のシール材の底面図、図１６は図１２の筒状中空体の底端部に嵌合するシール材の構成を半断面で示す側面図、図１７は図１６のシール材の上面図、図１８は図１２の筒状体内に配置される通水性不織布の内筒体の断面図、図１９は図１８の内筒体の底端部に嵌合する端部材の側面図、図２０は図１９の端部材の上面図、図２１は図１２の筒状中空体の両端部に図９のシールリングと図１６のシール材を結合した筒状中空体の組み立て体の斜視図、図２２は図１８の内筒体の両端部に図１３のシール材と図１９の端部材を結合した内筒の組み立て体の斜視図、図２３は図２１の筒状中空体の組み立て体内に活性炭を入れた状態の断面図、図２４は図２３の活性炭を入れた筒状中空体の組み立て体内に図２２の内筒の組み立て体を結合した状態の活性炭収納部の断面図、図２５は本発明に係る浄水装置を流し台に備えた状態を説明する正面図、図２６は本発明に係る浄水装置を流し台に備えた状態を説明する縦断側面図である。
【００１６】
本発明は、浄水カートリッジ７を内蔵し、この浄水カートリッジ７を通過した浄水を取り出す水栓１を、台所の棚部分や調理台や流し台などの水栓取付け部２に取り付ける形態の浄水装置として、内蔵される浄水カートリッジ７の小型化に適し、豊富な浄水が取り出し可能な新規な浄水カートリッジ７を提供する。これによって、この水栓取付け部２からの上方への突出高さが低くでき、浄水カートリッジ７の交換がし易い浄水装置を提供することができるものとなる。以下、本発明の浄水装置を流し台５に適用した一つの実施例を図に基づき説明することとする。
【００１７】
本発明に係る浄水装置は、水栓取付け部２である流し台５の上壁（又は天板ともいう）６に上方へ突出状態に水栓１が取り付けられている。水栓１は、浄水カートリッジ７を内蔵した水栓本体１１と、水栓本体１１に取り付けられて浄水カートリッジ７を通過した浄水を吐水口２１から吐出する吐水部材１０とを備えている。吐水部材１０は、水栓本体１１にナット部材２６によって左右に自由回動可能に取り付けられている。水栓本体１１には、水栓取付け部２の壁である流し台５の上壁６を貫通した状態に浄水カートリッジ７が収納され、浄水カートリッジ７は上壁６の上方から着脱可能に水栓本体１１に保持された状態である。なお、浄水カートリッジ７へ供給される上水道水の給水路３は、電磁弁４によって開閉される仕組みであり、この電磁弁４の制御操作部２５が水栓１の適所に設けられている。図の形態では、制御操作部２５が吐水部材１０の先端部に上面から操作可能な状態に設けられている。
【００１８】
これを更に詳述することとする。流し台５は、ステンレススチール等の平板をプレス加工等によって、上壁（又は天板ともいう）６と一体にシンク１５を形成している。シンク１５には奥側に排水口が形成されている。シンク１５は前記排水口の左右の部分が手前側に張り出しており、この張り出しによって形成されたシンク１５近傍の上壁６には、水栓１の取付け孔１２と後述の原水用給水栓３５の取付け孔３４が形成されている。この取付け孔１２を利用して、水栓本体１１が、この取付け孔１２を貫通状態に取付けナット１３によって上壁６に固定されている。水栓本体１１は、円筒状の浄水カートリッジ７を縦長に収納する円筒状の浄水カートリッジ収納部１６を備え、この浄水カートリッジ収納部１６の下部には水の入口部１７が設けられ、浄水カートリッジ７を通過した水の出口部１８が、浄水カートリッジ収納部１６の上部に円周方向に長く形成されている。
【００１９】
浄水カートリッジとして、原水が粒状等の活性炭が収納された部分を通った後、中空糸膜が収納された部分を通って浄化されるものは公知であり、その構造は種々ある。本発明の浄水カートリッジ７も、上水道水である原水が活性炭７Ｐを通った後、中空糸膜７Ｑを通って浄化される構造であるが、特定の構成をなすものである。
【００２０】
本発明に係る浄水装置の一つの形態は、水栓取付け部２の壁、即ち流し台５の上壁６に水栓１が配置され、水栓本体１１には、水栓取付け部２である流し台５の上壁６の上方と下方に渡って、浄水カートリッジ７が上下方向に配置された状態である。また浄水カートリッジ７は、上壁６の上方から着脱可能に水栓本体１１に保持され、交換し易い形態である。このような形態に適した浄水カートリッジ７を提供するために、浄水カートリッジ７は、活性炭７Ｐの収納部７Ａを構成する直径の小さい円筒状小径下部と、その上方に中空糸膜７Ｑの収納部７Ｂを構成する円筒状大径上部とを形成した縦長形状であり、円筒状小径下部である活性炭７Ｐの収納部７Ａの上端部と、円筒状大径上部である中空糸膜７Ｑの収納部７Ｂの下端部が結合されている。
【００２１】
第１発明の浄水カートリッジ７の具体的な構成を以下に説明する。水栓１に縦長形状の浄水カートリッジ７が縦長に収納されるように、浄水カートリッジ収納部１６が水栓本体１１に形成されている。浄水カートリッジ７は、活性炭７Ｐを収納する筒状の活性炭収納部７Ａと、その上方に中空糸膜７Ｑを収納する筒状の中空糸膜収納部７Ｂを形成し、活性炭収納部７Ａは通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体７Ｈ内に活性炭７Ｐが収納された形態であり、浄化のために浄水カートリッジ収納部１６へ流入した原水は、筒状中空体７Ｈの筒状壁を通過し、活性炭７Ｐで浄化され、次いで中空糸膜７Ｑを順次通過して水栓１から浄水が取り出される構成である。
【００２２】
次に第２発明の浄水カートリッジ７の具体的な構成を以下に説明する。第１発明は、筒状中空体７Ｈ内の空間に活性炭７Ｐを充填する基本形態を示しているが、第２発明は、第１発明の筒状中空体７Ｈ内に内筒体７Ｇを配置して、この筒状中空体７Ｈと内筒体７Ｇとの間に形成される筒状空間を活性炭充填空間８０とする形態である。このため、第２発明は第１発明を基礎的構成としたものである。
【００２３】
具体的には、第２発明は、水栓１に縦長形状の浄水カートリッジ７が縦長に収納されるように、浄水カートリッジ収納部１６が水栓本体１１に形成されている。浄水カートリッジ７は、活性炭７Ｐを収納する筒状の活性炭収納部７Ａと、その上方に中空糸膜７Ｑを収納する筒状の中空糸膜収納部７Ｂを形成し、活性炭収納部７Ａは、それぞれ通水性不織布自体で立った状態を維持するように形成された筒状中空体７Ｈとその内側の内筒体７Ｇとの間に形成される筒状空間が活性炭充填空間８０を形成し、この活性炭充填空間８０に活性炭７Ｐが収納され、浄水カートリッジ収納部１６に流入した原水が、筒状中空体７Ｈの筒状壁を通過して活性炭７Ｐで浄化された後、内筒体７Ｇの筒状壁を通過して内筒体７Ｇ内を上方へ通って中空糸膜７Ｑに達し、中空糸膜７Ｑを通過して水栓１から浄水が取り出される構成である。
【００２４】
第１発明及び第２発明において、活性炭７Ｐは、水との接触面積が大きくなるようにするためと、充填量が十分とれるようにするために球状微粒子であり、平均粒子径、即ち粒子の直径が平均５０μｍ〜２００μｍ（μｍはマイクロメートル、以下同じ）の球状活性炭を採用する。また通水性不織布の筒状中空体７Ｈは、活性炭７Ｐ層の略全周囲から水が活性炭７Ｐ層へ流入するようにするために、スパンボンド方法等にて作られたオレフィン系等の不織布の筒状体であり、球状活性炭７Ｐの充填が良好に行えるようにするために、スパンボンド方法等にて作られたオレフィン系等の不織布が熱成形によって内面が平滑な筒状体を構成している。この筒状中空体７Ｈの形成方法としては、スパンボンド方法等にて作られた所定の幅と長さをもったオレフィン系等の不織布を、平滑な外面を有する金属パイプに巻きつけた状態で、適切な方法によって金属パイプを加熱することによって、図１２に示すような内面が平滑面をなす円筒形の筒状中空体７Ｈを形成することができる。このようにして形成された筒状中空体７Ｈは、その壁の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍ（ｍｍはミリメートル、以下同じ）程度であって、プラスチックス等の支持筒などで支えなくても、筒形状の通水性不織布自体で立った状態で直線状の筒を維持する（直立状の筒を維持する）ように、十分な剛性を有しており、球状活性炭７Ｐよりも十分小さい微細な通水路が、その壁全周に渡ってその壁を貫通して形成されている。
【００２５】
なお、内筒体７Ｇも、筒状中空体７Ｈと同様に、スパンボンド方法等にて作られたオレフィン系等の不織布が熱成形された内面平滑な筒状体であり、スパンボンド方法等にて作られた所定の幅と長さをもったオレフィン系等の不織布を平滑な外面を有する金属パイプに巻きつけた状態で、適切な方法によって金属パイプを加熱することによって、図１８に示すような内面が平滑面をなす円筒形の内筒体７Ｇを形成することができる。このような内筒体７Ｇは、その壁の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍ程度であって、プラスチックス等の支持筒などで支えなくても、筒形状の通水性不織布自体で立った状態で直線状の筒を維持するように、十分な剛性を有しており、球状活性炭７Ｐよりも十分小さい微細な通水路が、その壁全周に渡ってその壁を貫通して形成されている。筒状中空体７Ｈおよび内筒体７Ｇは、オレフィン系以外の合成樹脂でもよく、またスパンボンド方法以外の製造方法によって形成された不織布を採用することもできる。
【００２６】
また、第１発明において、活性炭７Ｐによる良好な水浄化作用を得ると共に、鉛等の金属イオンの除去も良好に行えるようにするために、活性炭７Ｐは、球状微粒子であり、平均粒子径が５０μｍ〜２００μｍの球状活性炭とし、短い長さのイオン交換繊維と共に通水性不織布の筒状中空体７Ｈ内の活性炭充填空間に充填した構成である。このイオン交換繊維は、太さが細いものを採用する程、多くのイオン交換繊維が充填できるため、水との接触表面積が大きくなり、浄化効果が良好になる。このため、平均粒子径が５０μｍ〜２００μｍの球状活性炭７Ｐを、太さが５μｍ〜５０μｍで長さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍのイオン交換繊維と共に通水性不織布の筒状中空体７Ｈ内に充填した構成によって、この球状活性炭７Ｐ及びイオン交換繊維と水との接触面積も十分取れる状態となり、金属イオンの除去作用も良好となる。また、中空糸膜７Ｑは、大径上部７Ｂ内にＵ字状に多数の中空糸膜７Ｑが接触状態に収納された状態である。
【００２７】
また第２発明において、活性炭７Ｐによる良好な水浄化作用を得ると共に、鉛等の金属イオンの除去も良好に行えるようにするために、活性炭７Ｐは、小さな球状粒子であり、平均粒子径が５０μｍ〜２００μｍの球状活性炭とし、短い長さのイオン交換繊維と共に筒状空間の活性炭充填空間８０内に充填した構成である。このイオン交換繊維は、太さが細いものを採用する程、多くのイオン交換繊維が充填できるため、水との接触表面積が大きくなり、浄化効果が良好になる。このため、微粒子の平均粒子径が５０μｍ〜２００μｍの球状活性炭７Ｐを、太さが５μｍ〜５０μｍで長さが０．２ｍｍ〜２．０ｍｍのイオン交換繊維と共に活性炭充填空間８０内に充填した構成によって、この球状活性炭７Ｐ及びイオン交換繊維と水との接触面積も十分取れる状態となり、金属イオンの除去作用も良好となる。また、中空糸膜７Ｑは、大径上部７Ｂ内にＵ字状に多数の中空糸膜７Ｑが接触状態に収納された状態である。
【００２８】
上記において、球状活性炭７Ｐとイオン交換繊維の混合割合については、種々考えられるが、球状活性炭７Ｐによるトリハロメタンのろ過効果と、イオン交換繊維による鉛イオンのろ過効果を考慮して、イオン交換繊維の体積を１としたとき、球状活性炭７Ｐ：イオン交換繊維＝２００ｍｌ〜２０ｍｌ：５ｍｌ（ｍｌはミリリットル、以下同じ）、即ち、４０〜４：１の割合の混合比が好ましい。この場合、球状活性炭７Ｐでろ過するトリハロメタンの量と、イオン交換繊維でろ過する鉛イオンの量を略同じにすることを意図すれば、球状活性炭７Ｐ：イオン交換繊維＝５５ｍｌ：５ｍｌの割合、即ち、イオン交換繊維の体積を１としたとき、球状活性炭７Ｐの体積は１１となる割合とすることができる。
【００２９】
この場合の測定方法の一つとしては、イオン交換繊維は小さな繊維であるため、ふわふわして測定ばらつきが大きくなり易いので、球状活性炭７Ｐとイオン交換繊維の混合したものをそれぞれ外筒状体７Ｈ内の活性炭充填空間、又は筒状空間の活性炭充填空間８０に充填し、この混合したものをそれぞれ取り出して球状活性炭７Ｐの体積を確認し、この確認した球状活性炭７Ｐの体積を、それぞれ確認した活性炭充填空間８０の体積から差し引くことによって、第１発明及び第２発明において、球状活性炭７Ｐと混合したイオン交換繊維の体積をそれぞれ算出することができる。
【００３０】
上記のように、第１発明と第２発明は活性炭充填空間の構成が異なるが、その他は共通であり、第２発明は第１発明を基礎的構成としたものである。それ故、第２発明によって第１発明は理解できるため、以下、第２発明をもとに記載することとする。以下、浄水カートリッジ７の組み立てについて説明する。先ず、活性炭収納部７Ａについて説明する。通水性不織布の筒状体、即ち筒状中空体７Ｈの一端上端部には、図９〜図１１に示すような合成樹脂製シールリング６０をホットメルト等の接着剤によって取り付ける。これによって、シールリング６０は、筒状中空体７Ｈの端部内側に嵌合し、その環状フランジ６０Ａが筒状中空体７Ｈの端部に当接状態でもって、筒状中空体７Ｈの端部が補強される。また、筒状中空体７Ｈの他端下端部には、図１６〜図１７に示すような合成樹脂製円盤状のシール材６１をホットメルト等の接着剤によって取付け、これによって、筒状中空体７Ｈの一端開口が塞がれると共にその端部が補強される。このようにして、筒状中空体の組み立て体７Ｈ１が形成され、これを準備する。この構成において、シールリング６０の環状フランジ６０Ａとシール材６１の外径が、筒状中空体７Ｈの外径と同径又は若干小径であることによって、筒状中空体の組み立て体７Ｈ１は、筒状中空体７Ｈの外径よりも大きくならず、活性炭収納部７Ａの小型化に適したものとなる。
【００３１】
また、通水性不織布の内筒体７Ｇの一端上端部には、図１３〜図１５に示すような円盤状の合成樹脂製シール材６２が、その中心孔６２Ａ周縁においてホットメルト等の接着剤によって取り付けられ、また、内筒体７Ｇの他端下端部には、図１９〜図２０に示すような下端が円錐形状をなす合成樹脂製端部材６３をホットメルト等の接着剤によって取り付けることにより、内筒の組み立て体７Ｇ１を形成し、これを準備する。
【００３２】
このようにして形成された筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内には、その上端側のシールリング６０を通して、球状活性炭７Ｐを注入する。この場合、活性炭７Ｐは、平均粒子径、即ち、微粒子の直径が平均５０μｍ〜２００μｍの球状微粒子であり、最終的には通水性不織布の筒状中空体７Ｈ内に充填されるため、このことを考慮して、球状活性炭７Ｐの注入量は、満杯よりも少ない量である。次に、端部材６３を先にして内筒の組み立て体７Ｇ１を筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に向けて挿入する。この場合、端部材６３の先端が円錐形状をなすため、活性炭７Ｐが球状であることと相俟って活性炭７Ｐ内を突き進み易く、内筒の組み立て体７Ｇ１を筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に向けて挿入する作業がし易くなる。また、筒状中空体７Ｈの内面が平滑であるため、球状活性炭７Ｐの注入がし易くなり、且つ内筒の組み立て体７Ｇ１を筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に向けて挿入する際にも、球状活性炭７Ｐが筒状中空体７Ｈの内面に向けて押し退けられるときの抵抗も少なくなり、内筒体７Ｇの挿入がし易くなる。
【００３３】
このような内筒の組み立て体７Ｇ１の挿入によって、端部材６３がシール材６１の略中心部に当接するように、シールリング６０内にシール材６２を嵌合させる。この嵌合によって、筒状中空体７Ｈと内筒体７Ｇとの間に形成される活性炭充填空間８０内に、球状活性炭７Ｐが充満する状態となる。このようにして、図８に示すように、筒状中空体７Ｈ内の活性炭充填空間８０に活性炭７Ｐが充填された状態の活性炭収納部７Ａが形成される。本発明の活性炭７Ｐは、球状微粒子であるため、通水性不織布の筒状中空体７Ｈ内に詰める場合や、内筒の組み立て体７Ｇ１の挿入が、高い圧力を加えなくてもスムースに行えると共に、活性炭７Ｐ相互が密着して活性炭充填空間８０内の充填量を十分とることができ、活性炭収納部７Ａを小型化した場合にも活性炭７Ｐでの浄化効果に優れたものとなる。
【００３４】
上記において、筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に注入した球状活性炭７Ｐの注入量が満杯よりも少ない量であるのは、このためである。なお、シール材６２の周囲に形成した環状溝６２Ｂには、予め弾力性のあるシール用Ｏリング６４が嵌め込まれているため、シールリング６０内にシール材６２を嵌合させることによって、Ｏリング６４が圧縮されて、シールリング６０とシール材６２の両者間は水密状態のシールが達成される。また、シールリング６０とシール材６２とは、ホットメルト等の接着剤によって結合される。
【００３５】
一方、合成樹脂製の中空糸膜収納部７Ｂには、多数の中空糸膜７ＱがＵ字状に収納されている。中空糸膜収納部７Ｂの上部周囲には、中空糸膜７Ｑを通過した浄水の出口１８Ａが円周上に長く複数形成され、中空糸膜収納部７Ｂの上面には、後述のキャップ１４と結合する突部７Ｃを形成している。製造上の制限から、中空糸膜収納部７Ｂは、中空糸膜７Ｑを収納する筒状本体部７ＢＢと、これに結合されるカバー部７Ｄから構成している。内部空間のカバー部７Ｄは、その周囲壁に浄水の出口１８Ａが円周上に長く複数形成され、上面には後述のキャップ１４と結合する突部７Ｃを形成している。筒状本体部７ＢＢとカバー部７Ｄは、中空糸膜７Ｑが筒状本体部７ＢＢ内に収納された状態で、筒状本体部７ＢＢの上端開口７Ｅ周縁部７Ｅ１にカバー部７Ｄの開口周縁７Ｄ１が超音波溶着されることにより、水漏れがないように両者が接合される。筒状本体部７ＢＢとカバー部７Ｄは、外面にそれぞれ環状の溝７Ｂ３を形成している。
【００３６】
上記のように構成された活性炭７Ｐの収納部７Ａの上端部と、中空糸膜収納部７Ｂの下端とを結合させる。この結合は、中空糸膜収納部７Ｂの下端開口７Ｂ１の周縁に形成した環状フランジ７Ｂ２と、シールリング６０の内周面とを嵌合させることにより結合される。この結合によって、図１に示すような浄水カートリッジ７が形成される。この結合を強固にするために、環状フランジ７Ｂ２とシールリング６０の内周面とは、ホットメルト等の接着剤にて接着されるが、この環状フランジ７Ｂ２とシールリング６０の内周面とをＯリング形状のシールリングを介してネジ結合する構成でもよい。
【００３７】
本発明の浄水装置は、上記のように構成された浄水カートリッジ７が、水栓本体１１内の浄水カートリッジ収納部１６に縦長状態に収納されている。以下、この構成について説明する。浄水カートリッジ７の形状に合わせて、浄水カートリッジ収納部１６は、浄水カートリッジ７の円筒状小径下部をなす活性炭７Ｐの収納部７Ａを収納する小径収納部１６Ａと、浄水カートリッジ７の円筒状大径上部をなす中空糸膜７Ｑの収納部７Ｂを収納する大径収納部１６Ｂとを形成している。中空糸膜７Ｑの収納部７Ｂの外径は、大径収納部１６Ｂの内径よりも僅かに小さいため、中空糸膜７Ｑの収納部７Ｂは大径収納部１６Ｂに略いっぱいに嵌った状態である。また、活性炭７Ｐの収納部７Ａの外径は、小径収納部１６Ａの内径よりも十分小さいため、活性炭７Ｐの収納部７Ａの周囲には環状の空間２８が形成された状態である。この環状空間２８は、後述のように、流入する原水が充満する通路となる。
【００３８】
浄水カートリッジ収納部１６に対応して水栓本体１１の外面には、小径収納部１６Ａと大径収納部１６Ｂとの直径差によって円形状の段差部１１Ｃが現れる。この段差部１１Ｃには、円形環状に弾力性のパッキン１９が取り付けられている。水栓取付け部２の補強のために、流し台５の上壁６下面の取付け孔１２周縁部には、接着等の手段によって補強部材２２が取り付けられている。
【００３９】
水栓本体１１を取り付ける際には、浄水カートリッジ収納部１６の下部の水入口部１７には、給水路３を構成するパイプ３Ａは接続されていない。この状態で、浄水カートリッジ収納部１６の小径収納部１６Ａが、流し台５の上壁６の取付け孔１２を貫通する状態に上方からセットし、パッキン１９が流し台５の上壁６の上面に当接した状態で、上壁６の下方から小径収納部１６Ａの外周面に形成したネジ部２３に取付けナット１３を螺合させる。この取付けナット１３の締め付けによって、パッキン１９が圧縮された状態で段差部１１Ｃが流し台５の上壁６に当接し、水栓本体１１が上壁６に固定される。このようにして、段差部１１Ｃは、取付け孔１２の周縁上面に係止状態となるため、係止部と称することもできる。
【００４０】
流し台５の上壁６の取付け孔１２は、シンク１５の後側と流し台５の背面板５Ａとの間に形成された空間５０に対応した位置に形成されており、上記のような水栓１の取付けによって、浄水カートリッジ７は、水栓取付け部２である流し台５の上壁６を貫通して空間５０に侵入した状態に保持される。このため、主として、活性炭収納部７Ａが、水栓取付け部２の下方の空間５０へ潜る（侵入する）状態となり、中空糸膜収納部７Ｂが、流し台５の上壁６から上方へ突出した状態に保持される。
【００４１】
上記のような水栓１の取付け後に、給水路３を構成する給水パイプ３Ａが、取付けナット３１によって浄水カートリッジ収納部１６下部の水の入口部１７に接続される。給水パイプ３Ａの他端は、電磁弁４の出口側に接続される。電磁弁４の入口側は、市井の上水道水の供給パイプに接続された止水栓４０の出口側に接続されている。止水栓４０は手で回転可能な摘み４１の回転によって、上水道水の供給状態と停止状態とに制御できる。止水栓４０の出口側は、分岐管４２によって電磁弁４の入口側パイプ３６Ａと、上壁６に取り付けた原水用給水栓３５側の給水パイプ３６とに分岐されている。電磁弁４は、ネジ回し（ドライバー）などによってコマ弁を作動して流量調整が可能な流量調整式電磁弁４とすることもできる。
【００４２】
浄水カートリッジ７の交換をし易くするために、浄水カートリッジ収納部１６は上端が開口しており、この開口は、この開口内面に形成したネジ部２９に螺合するネジ部を外面に形成したキャップ１４によって、開閉可能である。このキャップ１４と浄水カートリッジ収納部１６との水密シールパッキン３０がキャップ１４又は水栓本体１１に取り付けられている。そして、浄水カートリッジ７は、浄水カートリッジ収納部１６に対してキャップ１４の着脱に伴って着脱できる。このため、中空糸膜収納部７Ｂの上面に形成した突部７Ｃの外面のネジ部と、キャップ１４の中心部に形成した取付け部１４Ａのネジ部とを螺合させて、キャップ１４に浄水カートリッジ７を取り付ける。この状態で、中空糸膜収納部７Ｂの外面に形成した環状溝７Ｂ３に嵌った弾性Ｏリング３０Ａによって、キャップ１４と浄水カートリッジ７との水密シールが保たれている。
【００４３】
このようにして、キャップ１４に浄水カートリッジ７が取り付けられた状態で、浄水カートリッジ７を浄水カートリッジ収納部１６へ上面開口から挿入し、キャップ１４外面のネジ部を浄水カートリッジ収納部１６内面のネジ部２９に螺合することにより、浄水カートリッジ７が浄水カートリッジ収納部１６内に取付け収納される。そして、この逆にキャップ１４を回転させることによって、キャップ１４が浄水カートリッジ収納部１６から外れ、浄水カートリッジ７が、キャップ１４と共に浄水カートリッジ収納部１６から取外せる。このため、浄水カートリッジ収納部１６の上面の突部７Ｃとキャップ１４の取付け部１４Ａとの螺合を外し、新規な浄水カートリッジ７をキャップ１４に取り付けることによって、浄水カートリッジ７を交換することができる。
【００４４】
原水用給水栓３５は、水栓１と同様の取付けである。即ち、水栓本体３７の外面に形成した段差部が上壁６に当接するように、上壁６に形成した取付け孔３４を貫通した状態にセットし、上壁６の下面に取り付けた補強材３８を介して取付けナット３９によって、水栓本体３７の外面に形成しネジ部に締め付け固定する。原水用給水栓３５は、水栓本体３７内の開閉弁をレバー３２の上下動によって開閉することにより、吐水部材３３からの原水の供給と停止を行なうことができる。
【００４５】
上記のように、水栓１に浄水カートリッジ７が収納された状態において、給水路３から供給される原水は、浄水カートリッジ収納部１６下部の水の入口部１７から、浄水カートリッジ収納部１６内に配置される活性炭収納部７Ａの周囲に形成された環状空間２８へ入り、環状空間２８に充満する。この環状空間２８へ流入した原水は、上水道水の供給圧力によって環状空間２８に対応した筒状中空体７Ｈの全周囲面から、その微細な通水路を通過して球状活性炭７Ｐに達する。球状活性炭７Ｐに達した原水は、球状活性炭７Ｐを通過することによって浄化されつつ、内筒体７Ｇの略全周囲壁面からその微細な通水路を通過して、内筒体７Ｇ内側の中空通路７Ｇ２に入り、この中空通路７Ｇ２を上昇して、シール材６２の中心孔６２Ａから中空糸膜収納部７Ｂへ流入する。上記のように、加熱成形された内筒体７Ｇは、中空通路７Ｇ２面である内面が平滑面をなすため、中空通路７Ｇ２を流れる水の抵抗は少なく水の流れが円滑である。そして、中空糸膜収納部７Ｂへ流入した浄水は中空糸膜７Ｑによって更に浄化されて、中空糸膜収納部７Ｂの上端開口から浄水として流出する。この浄水は、浄水の出口１８Ａと、これに対応してキャップ１４の側壁に貫通形成した出口１８Ｂから、浄水カートリッジ収納部１６の上部に形成した水の出口部１８を通って、吐水部材１０の吐水パイプ部２０へ入り、吐水口２１から吐水する。
【００４６】
このような構成によって、従来のように、プラスチックスの筒状ケースの周囲壁に形成した多数の開口をフィルタで塞いだ活性炭収納形態では、上記のように、筒状ケースの小型化によって活性炭充填量が減少して浄化効果が減少するが、本発明では、通水性不織布の筒状中空体７Ｈそのものが活性炭７Ｐを収納する容器であるため、同じ外径の上記従来形態のものに比して活性炭収納量を多くできることとなり、浄化効果に優れた小型化を図ることに適するものとなる。そして、実施例のように、浄水カートリッジ７の下部が水栓設置面である流し台５の上壁等の下方に潜る状態で水栓１に収納されるタイプに適したものとなる。
【００４７】
吐水部材１０は、浄水を導く吐出パイプ部２０を合成樹脂製又はステンレススチール等の金属製で偏平パイプ状に形成されたカバー２４内に配置されている。このカバー２４は、水栓１の吐水パイプ部分の外観デザインを良好にするためのものであるが、単に吐出パイプ部２０が吐水部材１０を形成する形態でもよい。
【００４８】
浄水カートリッジ７へ供給される上水道水の給水路３を開閉する電磁弁４の制御操作部２５は、吐水部材１０の先端部の上面に設けられている。制御操作部２５は電磁弁４の開閉動作用スイッチ２５Ａを備え、スイッチ２５Ａは吐水部材１０のカバー２４内に収納されている。スイッチ２５Ａの上面は可撓性合成樹脂製フィルム２５Ｄで覆われた手動操作面を形成している。これによって、水栓本体１１よりも手前側に制御操作部２５が位置するようになるため、操作が楽になる。
【００４９】
更に、制御操作部２５には、フィルム２５Ｄの下側に表示パネル２５Ｃが設けられており、表示パネル２５Ｃによって、浄水カートリッジ７の交換時期を表示する。その表示方式は、交換時期を年月日で表示する方法と、交換時期を色で表示する方法とがある。実施例では、その後者の方法であり、新規の浄水カートリッジ７を取り付けたときは、表示パネル２５Ｃの青色（ブルー）発光ダイオード（ＬＥＤ）の光がフィルム２５Ｄを通して目視でき、交換時期になればその表示が赤色（レッド）発光ダイオード（ＬＥＤ）の光が目視できるようになる構成である。
【００５０】
水栓１の小型化を図るため、また吐水部材１０の小型化を図るために、電磁弁４、スイッチ２５Ａ及び表示パネル２５Ｃと接続される制御部５１は、水栓１から分離した箇所に設けられている。その実施形態として、シンク１５下方の流し台５の空間の側壁に取り付けられる制御ボックス５１Ａ内に収納されて防水状態である。なお、電磁弁４のソレノイド部を保護するための合成樹脂製カバー４Ａを、図のように大きいカバー構成とすることによって、このカバー４Ａ内に制御部５１を収納するようにしてもよい。
【００５１】
スイッチ２５Ａ及び表示パネル２５Ｃと制御部５１とはリード線５２と５２Ａを介して接続され、電磁弁４と制御部５１とはリード線５２Ｂを介して接続されている。カバー２４内に配線されるリード線５２は、フレキシブル合成樹脂製の帯状シートの面に電気回路がプリントされた構成のフレキシブルプリントサーキットであり、制御操作部２５から延びるこのフレキシブルプリントサーキット５２は、パイプ部２０に沿ってカバー２４内から上壁６の上方に突出した水栓本体１１内の空間１１Ｂに延びている。このフレキシブルプリントサーキット５２は、空間１１Ｂ内でシリコンゴム被覆などのリード線５２Ａに接続され、リード線５２Ａは、段差部１１Ｃの部分から小径収納部１６Ａの外周面に形成したネジ部２３の部分に縦方向に形成した溝５３を通ることによって、取付けナット１３の締め付けの邪魔にならない状態で、浄水カートリッジ収納部１６Ａの外面の溝に沿って取付け孔１２から空間５０へ延び、制御部５１へ接続されている。
【００５２】
電磁弁４、スイッチ２５Ａ、表示パネル２５Ｃ、及び制御部５１の電源は、乾電池ではなく、商用電源を利用しており、実施例では、商用電源の１００ボルトが制御部５１に設けた電源部に供給され、この電源部で必要な制御電圧に変換される構成である。このためスイッチ２５Ａを含む制御操作部２５には、人体に危険がない直流の低電圧が供給されるようにしている。このように、乾電池が水栓本体１１や吐水部材１０内に収納される構成ではないため、水栓１の小型化に適したものとなり、乾電池の電力切れの問題もなく、安定した浄水供給動作があられるものとなる。
【００５３】
水栓１に浄水カートリッジ７が収納された状態において、フィルム２５Ｄの上面から指でスイッチ２５Ａをプッシュすることにより、制御部５１が動作して電磁弁４がＯＮして給水路３を開き、原水が給水路３から浄水カートリッジ７へ入って浄化され、その浄水がパイプ部２０を通って吐水口２１から吐水する。再度フィルム２５Ｄの上面から指でスイッチ２５Ａをプッシュすることにより、制御部５１が動作して電磁弁４がＯＦＦし、給水路３を閉じて吐水口２１からの吐水を止める。このように、スイッチ２５Ａのプッシュ・プッシュによって電磁弁４をＯＮ・ＯＦＦして、水栓１からの浄水の取り出しが制御される。
【００５４】
ここで、水栓１に新規の浄水カートリッジ７を収納したとき、リセットスイッチを指で押してＯＮさせることによって、制御部５１のカウンタ部のリセットができる。このリセットスイッチは、制御操作部２５に設けることによって操作し易くなる。このリセットに基づき、制御部５１の動作によって表示パネル２５Ｃの青色（ブルー）発光ダイオードが発光してフィルム２５Ｄを通して青色（ブルー）の表示が目視できる。この状態において、最初に操作されるスイッチ２５Ａのプッシュによって、上記のように電磁弁４がＯＮして制御部５１のカウンタ部がカウントを開始し、再度のスイッチ２５Ａのプッシュによって電磁弁４がＯＦＦし制御部５１のカウンタ部がカウントを停止する構成とする。このようにすることによって、電磁弁４のＯＮ時間が積算されるため、浄水の取り出し時間が積算されることとなる。この積算カウント値が所定カウントに達したとき、青色（ブルー）発光ダイオードの通電を停止し、赤色（レッド）発光ダイオードに通電して発光させることによって、フィルム２５Ｄを通して赤色（レッド）の表示が目視できる。この赤色（レッド）の表示が、浄水カートリッジ７の交換時期の表示である。
【００５５】
上記のように、水栓取付け部２である上壁６には、上方へ突出状態に水栓１が取り付けられ、水栓１の水栓本体１１には上壁６を貫通状態に浄水カートリッジ７が収納され、浄水カートリッジ７は上壁６の上方から着脱可能に水栓本体１１に保持されている。そして、水栓本体１１又は吐水部材１０には電磁弁４の開閉動作用スイッチ２５Ａを備え、浄水カートリッジ収納部１６の上部が上壁６から上方へ突出し、浄水カートリッジ収納部１６の下部が、上壁６の下方のシンク１５後方の空間５０へ潜る状態に取り付けられ、浄水カートリッジ収納部１６の上面から浄水カートリッジ７を着脱可能としている。
【００５６】
水栓の取付けを共通化するために、水栓取付け部２の取付け孔１２の直径が規定されている状況においても、浄水カートリッジ収納部１６の上部１６Ｂは下部１６Ａよりも大径にできるため、浄水カートリッジ７は、中空糸膜収納部７Ｂは活性炭収納部７Ａよりも直径を大きくでき、中空糸膜７Ｑによる浄化領域の高さを抑えて十分な浄化領域が得られることとなる。例えば、この中空糸膜７Ｑを詰めた部分７Ｂは中空糸膜７ＱをＵ字状に収納する等の方法によって十分な浄化作用を得ることができ、この中空糸膜７Ｑによる微細な汚れ除去等の効果を十分発揮できるものとなる。このため、水栓１の取付けを共通化するために、水栓取付け部２の取付け孔１２の直径が規定されている状況においても、水栓１の高さを低くでき、しかも浄水カートリッジ７による所期の浄化能力を確保できる装置となる。
【００５７】
また、シンク１５後方の空間５０を有効利用した水栓１の取付け構造となり、しかも、流し台５の上方への水栓１の突出高さを低く抑えることができるものとなる。更に、流し台５の上面側から浄水カートリッジ７を交換できるため、交換作業がし易いものとなる。
【００５８】
そして、浄水カートリッジ収納部１６は、上端が開口し、この開口がキャップ１４によって開閉可能であり、浄水カートリッジ７はキャップ１４の着脱と共に浄水カートリッジ収納部１６に着脱可能であるため、浄水カートリッジ７の交換がし易くなる。
【００５９】
また、浄水カートリッジ７は、球状活性炭７Ｐが収納された直径の小さい円筒状小径下部７Ａと、その上方に中空糸膜７Ｑが収納された円筒状大径上部７Ｂとを形成しており、縦方向に長い形態である。水栓１を備えた流し台等の設置状況によって、水栓１とその上方に設けられた棚等の他物との間隔が小さい場合には、この長い浄水カートリッジ７の交換に際して、浄水カートリッジ７を上方へ引き上げて交換する作業がし難い場合や、交換できない場合も考えられる。これに対応するために、上記のように、中空糸膜収納部７Ｂの下端部と活性炭収納部７Ａの上端部とが、ネジ結合によって着脱可能に結合される構成とすれば、キャップ１４を外して浄水カートリッジ７を持ち上げた状態で、このネジ結合を外すように操作して、活性炭収納部７Ａから中空糸膜収納部７Ｂを取外すことによって、中空糸膜収納部７Ｂと活性炭収納部７Ａを別個に取り出すことができる。
【００６０】
また、新規の浄水カートリッジ７の装着に際しては、前記ネジ部で活性炭収納部７Ａと中空糸膜収納部７Ｂとに分解した状態で、活性炭収納部７Ａを先に浄水カートリッジ収納部１６に差し入れ、この状態で、中空糸膜収納部７Ｂを活性炭収納部７Ａにネジ結合して、浄水カートリッジ７を組み立て、これを浄水カートリッジ収納部１６に収納し、キャップ１４を取り付けることによって交換できる。
【００６１】
また、第１発明及び第２発明において、鉛等の金属イオン除去のためには、活性炭７Ｐは上記のように球状活性炭とし、この球状活性炭と共に、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの長さにカットした太さが５μｍ〜５０μｍのイオン交換繊維を通水性不織布の筒状中空体７Ｈ内に充填すればよい。この場合、上記のように、内筒の組み立て体７Ｇ１を筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に挿入する前に、筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に注入される球状活性炭７Ｐとイオン交換繊維との合計量は、満杯よりも少なく、内筒の組み立て体７Ｇ１を筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に挿入し結合した状態で、活性炭充填空間８０内に球状活性炭７Ｐとイオン交換繊維との合計が充満するための量である。
【００６２】
このようなイオン交換繊維ではなく、イオン交換用の微粉末のセラミックを採用する場合には、活性炭の粒子間にこの微粉末が入り込んで目詰まり状態となるため、通水抵抗が大きくなり、浄水の出が悪くなるが、本発明では、球状活性炭を細く短いイオン交換繊維と共に通水性不織布の筒状体内に充填したものであるため、上記のような球状活性炭の目詰まりがなく、水との接触面積も十分取れる状態となり、活性炭での浄化効果が良好となる。そして、イオン交換繊維の表面積が大きく、鉛等の金属イオンの除去も良好に行えるため、上記のような流量低下がない浄水カートリッジ７が達成でき、浄水カートリッジ７の小型化に適したものとなる。
【００６３】
上記の構成では、キャップ１４に浄水カートリッジ７が取り付けられた状態で、キャップ１４と共に浄水カートリッジ７が取り出される構成であるが、これに代わって、浄水カートリッジ７とキャップ１４とは結合せず、浄水カートリッジ７とキャップ１４とは分離した状態とし、浄水カートリッジ７を浄水カートリッジ収納部１６に差し入れ収納した状態で、キャップ１４を浄水カートリッジ収納部１６の上端開口周縁部にネジ結合する構成でもよい。この場合、浄水カートリッジ７の交換は、キャップ１４を取外した状態で、浄水カートリッジ収納部１６から浄水カートリッジ７を取り出す手順となる。
【実施例２】
【００６４】
次に、本発明に係る浄水カートリッジの第２実施形態について説明する。図２７は本発明に係る浄水カートリッジの内部構成を半断面で示す全体図、図２８は本発明に係る浄水カートリッジの中空糸膜収納部の筒状本体部の断面図、図２９は中空糸膜収納部の筒状本体部の上側面図、図３０は中空糸膜収納部の筒状本体部の下側面図、図３１は浄水カートリッジの中空糸膜収納部のカバー部の断面図、図３２は中空糸膜収納部のカバー部の上側面図、図３３は中空糸膜収納部のカバー部の下側面図、図３４は本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部の断面図、図３５は本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部を形成する通水性不織布の筒状中空体の断面図、図３６は本発明に係る活性炭収納部の一端部シール材の側面図、図３７は図３６のシール材の上面図、図３８は図３６のシール材の底面図、図３９は図３５の筒状中空体の底端部に嵌合するシールリングの側面図、図４０は図３９のシールリングの上面図、図４１は図３９のシールリングの底面図、図４２は図３９のシールリング内に嵌合するシール材の側面図、図４３は図４２のシール材の上面図、図４４は図４２のシール材の底面図、図４５は図３５の筒状中空体内に配置される通水性不織布の内筒体の断面図、図４６は図４５の内筒体の底端部に嵌合する端部材の側面図、図４７は図４６の端部材の上面図、図４８は図３５の筒状中空体の一端底部に図３９のシールリングを結合した筒状中空体の組み立て体の斜視図、図４９は図４５の内筒体の一端底部に図４６の端部材を結合し上端部に図３６のシール材を結合した内筒の組み立て体の斜視図、図５０は図４８の筒状中空体の組み立て体内に図４９の内筒の組み立て体を結合して形成した活性炭収納筒部の底部を上面とした斜視図、図５１は図５０における活性炭充填部内に活性炭を充填した状態の断面図、図５２は図５１の活性炭を入れた筒状中空体の組み立て体の一端底部に図４２のシール材を結合して完成した活性炭収納部の断面図である。
【００６５】
これらの図において、実施例１と共通する部分については同一符号を付しており、上記の説明を援用するものとする。これらの図において、浄水カートリッジ７の組み立てについて説明する。上記実施例１同様の通水性不織布の筒状中空体７Ｈの一端下端部には、図に示すような合成樹脂製シールリング６１Ａをその環状フランジ６１Ａ４が筒状中空体７Ｈの下端に当接するように筒状中空体７Ｈ内に挿入し、この両者をホットメルト等の接着剤によって結合する。このシールリング６１Ａによって、筒状中空体７Ｈの端部が補強される。シールリング６１Ａは、中心部に開口６１Ａ１を形成した直径方向リブ６１Ａ２を有し、このリブ６１Ａ２の左右両側に活性炭注入開口６１Ａ３を形成している。このようにして筒状中空体の組み立て体７Ｈ１が形成され、これを準備する。
【００６６】
また、上記実施例１同様の通水性不織布の内筒体７Ｇの一端上端部には、図に示すような円盤状の合成樹脂製シール材６２０が、その中心孔６２０Ａ周縁においてホットメルト等の接着剤によって取り付けられ、また、内筒体７Ｇの他端下端部には、図に示すような下端が円錐形状をなす合成樹脂製端部材６３をホットメルト等の接着剤によって取り付けることにより、内筒の組み立て体７Ｇ１を形成し、これを準備する。シール材６２０は、上記のシールリング６０とシール材６２とが一体形成されたと同様の構成である。
【００６７】
このようにして形成された筒状中空体の組み立て体７Ｈ１内に向けて、その上端側から端部材６３を先にして、内筒の組み立て体７Ｇ１を挿入し、端部材６３をシールリング６１Ａの中心部開口６１Ａ１に挿入し、内筒体７Ｇの下端が中心部開口６１Ａ１に挿入され、この部分がホットメルト等の接着剤によって取り付けられる。この操作において、端部材６３の先端が円錐形状をなすため、開口６１Ａ１に挿入し易くなる。この操作によって、シール材６２０は、筒状中空体７Ｈの一端上端部に嵌合し、環状フランジ６２０Ｂが筒状中空体７Ｈの上端に当接した状態で、筒状中空体７Ｈとシール材６２０とがホットメルト等の接着剤によって結合される。
【００６８】
このような構成において、シールリング６１Ａの環状フランジ６１Ａ４とシール材６２０の環状フランジ６２０Ｂの外径が、筒状中空体７Ｈの外径と同径又は若干小径であることによって、活性炭収納部７Ａの外径は筒状中空体７Ｈの外径よりも大きくならず、活性炭収納部７Ａの小型化に適したものとなる。
【００６９】
このようにして、筒状中空体の組み立て体７Ｈ１と内筒の組み立て体７Ｇ１とが組み立てられた活性炭収納部７Ａは、その下部であるシール材６２０側を図５０のように下にして、この状態で、筒状中空体７Ｈと内筒体７Ｇとの間に形成された活性炭充填空間８０に、活性炭注入開口６１Ａ３から微粒子の平均粒子径が５０μｍ〜２００μｍの大きさの球状活性炭７Ｐを注入する。この場合、シールリング６１Ａに達するまでの十分な量の球状活性炭７Ｐを充填する。この球状活性炭７Ｐの充填の後、外周の環状溝６１Ｂ１に弾性Ｏリング８１を嵌めた円盤状の合成樹脂製シール材６１Ｂをシールリング６１Ａ内に挿入する。シール材６１Ｂとシールリング６１Ａとは、ホットメルト等の接着剤によって結合され、シール材６１Ｂによって、活性炭注入開口６１Ａ３は閉塞されるため、活性炭充填空間８０内の活性炭７Ｐの流出は防止される。このようにして、図５２に示すように、筒状中空体７Ｈ内の活性炭充填空間８０に、活性炭７Ｐが充填された状態の収納部７Ａが形成される。
【００７０】
一方、合成樹脂製の中空糸膜収納部７Ｂには、多数の中空糸膜７ＱがＵ字状に収納されている。中空糸膜収納部７Ｂの上部周囲には、中空糸膜７Ｑを通過した浄水の出口１８Ａが円周上に長く複数形成され、中空糸膜収納部７Ｂの上面には、後述のキャップ１４と結合する突部７Ｃを形成している。製造上の制限から、中空糸膜収納部７Ｂは、中空糸膜７Ｑを収納する筒状本体部７ＢＢと、これに結合されるカバー部７Ｄから構成している。内部空間のカバー部７Ｄは、その周囲壁に浄水の出口１８Ａが円周上に長く複数形成され、上面には後述のキャップ１４と結合する突部７Ｃを形成している。筒状本体部７ＢＢとカバー部７Ｄは、中空糸膜７Ｑが筒状本体部７ＢＢ内に収納された状態で、筒状本体部７ＢＢの上端開口７Ｅ周縁部７Ｅ１にカバー部７Ｄの開口周縁７Ｄ１が超音波溶着されることにより、水漏れがないように両者が接合される。筒状本体部７ＢＢとカバー部７Ｄは、外面にそれぞれ環状の溝７Ｂ３を形成している。
【００７１】
上記のように構成された活性炭７Ｐの収納部７Ａの上端部と、中空糸膜収納部７Ｂの下端とを結合させる。この結合は、中空糸膜収納部７Ｂの下端開口７Ｂ１の周縁に形成した環状フランジ７Ｂ２と、シール材６２０の窪み６２０Ｃの内周面とを嵌合させることにより結合される。この結合によって、図２７に示すような浄水カートリッジ７が形成される。この結合を強固にするために、環状フランジ７Ｂ２とシール材６２０とは、ホットメルト等の接着剤にて接着されるが、この両者をＯリング形状のシールリングを介してネジ結合する構成でもよい。
【００７２】
また通水性不織布の筒状中空体７Ｈは、活性炭７Ｐ層の略全周囲から水が活性炭７Ｐ層へ流入するようにするために、スパンボンド方法等にて作られたオレフィン系等の不織布の筒状体であり、球状活性炭７Ｐの充填が良好に行えるようにするために、スパンボンド方法等にて作られたオレフィン系等の不織布が熱成形によって内面が平滑な筒状体を構成している。この筒状中空体７Ｈの形成方法としては、スパンボンド方法等にて作られた所定の幅と長さをもったオレフィン系等の不織布を、平滑な外面を有する金属パイプに巻きつけた状態で、適切な方法によって金属パイプを加熱することによって、図１２に示すような内面が平滑面をなす円筒形の筒状中空体７Ｈを形成することができる。このようにして形成された筒状中空体７Ｈは、その壁の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍ（ｍｍはミリメートル、以下同じ）程度であって、プラスチックス等の支持筒などで支えなくても、筒形状の通水性不織布自体で立った状態で直線状の筒を維持する（直立状の筒を維持する）ように、十分な剛性を有しており、球状活性炭７Ｐよりも十分小さい微細な通水路が、その壁全周に渡ってその壁を貫通して形成されている。
【００７３】
また、内筒体７Ｇも、実施例１と同様に、スパンボンド方法等にて作られた所定の幅と長さをもったオレフィン系等の不織布を平滑な外面を有する金属パイプに巻きつけた状態で、適切な方法によって金属パイプを加熱することによって、内面が平滑面をなす円筒形を形成し、その壁の厚さが１ｍｍ〜２ｍｍ程度であって、プラスチックス等の支持筒などで支えなくても、筒形状の通水性不織布自体で立った状態で直線状の筒を維持するように、十分な剛性を有しており、球状活性炭７Ｐよりも十分小さい微細な通水路が、その壁全周に渡ってその壁を貫通して形成されている。また、このような浄水カートリッジ７が水栓１に収納される構成や、水栓１の構成や、浄水カートリッジ７を収納した水栓１の取付け、更には水栓１に浄水カートリッジ７が収納された状態において、給水路３から供給される原水が浄水カートリッジ７を通過して浄化される工程、作用、効果等は、上記実施例１で記載したものと同様であるため、上記説明を援用するものとする。
【００７４】
このような構成によって、従来のように、プラスチックスの筒状ケースの周囲壁に形成した多数の開口をフィルタで塞いだ活性炭収納形態では、筒状ケースの小型化によって活性炭充填量が減少して浄化効果が減少するが、本発明では、通水性不織布の筒状中空体７Ｈそのものが活性炭７Ｐを収納する容器であるため、同じ外径の上記従来形態のものに比して活性炭収納量を多くできることとなり、小型化を図ることに適するものとなる。そして、実施例のように、浄水カートリッジの下部が水栓設置面である流し台の上壁等の下方に潜る状態で水栓に収納されるタイプに適したものとなる。
【００７５】
また、鉛等の金属イオン除去のためには、活性炭７Ｐは上記のような平均粒子径をもつ大きさの球状活性炭とし、上記と同様の混合割合でもって、この球状活性炭と共に、０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの長さにカットした太さが５μｍ〜５０μｍのイオン交換繊維を通水性不織布の筒状体７Ｈ内に充填すればよい。この構成によって、球状活性炭７Ｐ及びイオン交換繊維と水との接触面積も十分取れる状態となり、金属イオンの除去作用も良好となる。このようなイオン交換繊維ではなく、イオン交換用の粉末のセラミックを採用する場合には、活性炭の粒子間にこの粉末が入り込んで目詰まり状態となるため、通水抵抗が大きくなり、浄水の出が悪くなるが、本発明では、球状活性炭を細く短いイオン交換繊維と共に通水性不織布の筒状体内に充填したものであるため、上記のような球状活性炭の目詰まりがなく、水との接触面積も十分取れる状態となり、活性炭での浄化効果が良好となる。そして、イオン交換繊維の表面積が大きく、鉛等の金属イオンの除去も良好に行えるため、上記のような流量低下がない浄水カートリッジ７が達成でき、浄水カートリッジ７の小型化に適したものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００７６】
上記実施形態は、台所の棚部分や調理台や流し台などの水栓取付け部に取り付ける水栓の水栓本体内に浄水カートリッジ７を収納したものであるが、例えば、吐水部材１０が直径の大きなものであれば、浄水カートリッジ７における活性炭７Ｐと中空糸膜７Ｑの収納形態は上記の構成を採用し、上記同様に、水が活性炭収納部を形成する通水性不織布の外筒状体７Ｈの周囲から流入し、活性炭７Ｐから中空糸膜７Ｑを通って浄化される構成とすれば、本発明の浄水カートリッジ７を吐水部材１０内に収納する形態とすることもできる。このため本発明は、水栓やその他の部品の構成などは、上記実施形態に限定されず、また、本発明の技術的範囲を逸脱しない限り種々の変更が考えられ、それに係る種々の実施形態を包含するものである。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係る浄水カートリッジの内部構成を半断面で示す全体図である。（実施例１）
【図２】本発明に係る浄水カートリッジの中空糸膜収納部の筒状本体部の断面図である。（実施例１）
【図３】中空糸膜収納部の筒状本体部の上側面図である。（実施例１）
【図４】中空糸膜収納部の筒状本体部の下側面図である。（実施例１）
【図５】浄水カートリッジの中空糸膜収納部のカバー部の断面図である。（実施例１）
【図６】中空糸膜収納部のカバー部の上側面図である。（実施例１）
【図７】中空糸膜収納部のカバー部の下側面図である。（実施例１）
【図８】本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部の断面図である。（実施例１）
【図９】本発明に係る活性炭収納部の一端部に嵌るシールリングの断面図である。（実施例１）
【図１０】図９のシールリングの上面図である。（実施例１）
【図１１】図９のシールリングの底面図である。（実施例１）
【図１２】本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部を形成する通水性不織布の筒状中空体の断面図である。（実施例１）
【図１３】図９のシールリング内に嵌合するシール材の構成を半断面で示す側面図である。（実施例１）
【図１４】図１３のシール材の上面図である。（実施例１）
【図１５】図１３のシール材の底面図である。（実施例１）
【図１６】図１２の筒状中空体の底端部に嵌合するシール材の構成を半断面で示す側面図である。（実施例１）
【図１７】図１６のシール材の上面図である。（実施例１）
【図１８】図１２の筒状中空体内に配置される通水性不織布の内筒体の断面図である。（実施例１）
【図１９】図１８の内筒体の底端部に嵌合する端部材の側面図である。（実施例１）
【図２０】図１９の端部材の上面図である。（実施例１）
【図２１】図１２の筒状中空体の両端部に図９のシールリングと図１６のシール材を結合した筒状中空体の組み立て体の斜視図である。（実施例１）
【図２２】図１８の内筒体の両端部に図１３のシール材と図１９の端部材を結合した内筒の組み立て体の斜視図である。（実施例１）
【図２３】図２１の筒状中空体の組み立て体内に活性炭を入れた状態の断面図である。（実施例１）
【図２４】図２３の活性炭を入れた筒状中空体の組み立て体内に図２２の内筒の組み立て体を結合した状態の活性炭収納部の断面図である。（実施例１）
【図２５】本発明に係る浄水装置を流し台に備えた状態を説明する正面図である。（実施例１）
【図２６】本発明に係る浄水装置を流し台に備えた状態を説明する縦断側面図である。（実施例１）
【図２７】本発明に係る浄水カートリッジの内部構成を半断面で示す全体図である。（実施例２）
【図２８】本発明に係る浄水カートリッジの中空糸膜収納部の筒状本体部の断面図である。（実施例２）
【図２９】中空糸膜収納部の筒状本体部の上側面図である。（実施例２）
【図３０】中空糸膜収納部の筒状本体部の下側面図である。（実施例２）
【図３１】浄水カートリッジの中空糸膜収納部のカバー部の断面図である。（実施例２）
【図３２】中空糸膜収納部のカバー部の上側面図である。（実施例２）
【図３３】中空糸膜収納部のカバー部の下側面図である。（実施例２）
【図３４】本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部の断面図である。（実施例２）
【図３５】本発明に係る浄水カートリッジの活性炭収納部を形成する通水性不織布の筒状中空体の断面図である。（実施例２）
【図３６】本発明に係る活性炭収納部の一端部シール材の側面図である。（実施例２）
【図３７】図３６のシール材の上面図である。（実施例２）
【図３８】図３６のシール材の底面図である。（実施例２）
【図３９】図３５の筒状中空体の底端部に嵌合するシールリングの側面図である。（実施例２）
【図４０】図３９のシールリングの上面図である。（実施例２）
【図４１】図３９のシールリングの底面図である。（実施例２）
【図４２】図３９のシールリング内に嵌合するシール材の側面図である。（実施例２）
【図４３】図４２のシール材の上面図である。（実施例２）
【図４４】図４２のシール材の底面図である。（実施例２）
【図４５】図３５の筒状中空体内に配置される通水性不織布の内筒状の断面図である。（実施例２）
【図４６】図４５の内筒体の底端部に嵌合する端部材の側面図である。（実施例２）
【図４７】図４６の端部材の上面図である。（実施例２）
【図４８】図３５の筒状中空体の一端底部に図３９のシールリングを結合した筒状中空体の組み立て体の斜視図である。（実施例２）
【図４９】図４５の内筒体の一端底部に図４６の端部材を結合し上端部に図３６のシール材を結合した内筒の組み立て体の斜視図である。（実施例２）
【図５０】図４８の筒状中空体の組み立て体内に図４９の内筒の組み立て体を結合して形成した活性炭収納筒部の底部を上面とした斜視図である。（実施例２）
【図５１】図５０における活性炭充填部内に活性炭を充填した状態の断面図である。（実施例２）
【図５２】図５１の活性炭を入れた筒状中空体の組み立て体の一端底部に図４２のシール材を結合して完成した活性炭収納部の断面図である。（実施例２）
【符号の説明】
【００７８】
１・・・水栓
２・・・水栓取付け部
３・・・給水路
３Ａ・・給水パイプ
４・・・電磁弁
５・・・流し台
６・・・流し台の上壁
７・・・浄水カートリッジ
７Ａ・・浄水カートリッジの活性炭収納部
７Ｂ・・浄水カートリッジの中空糸膜収納部
７Ｈ・・筒状中空体（外筒状体）
７Ｈ１・・筒状中空体７Ｈの組み立て体
７Ｇ・・・内筒体
７Ｇ１・・内筒体７Ｇの組み立て体
７Ｇ２・・内筒体７Ｇ内側の中空通路
７Ｐ・・・球状活性炭
７Ｑ・・・中空糸膜
１０・・・吐出部材
１１・・・水栓本体
１１Ｃ・・段差部
１２・・・水栓取付け孔
１３・・・取付けナット
１４・・・キャップ
１５・・・シンク
１６・・・浄水カートリッジ収納部
１６Ａ・・小径収納部
１６Ｂ・・大径収納部
１７・・・水の入口部
１８・・・水の出口部
２０・・・吐出パイプ部
２１・・・吐水口
２４・・・カバー
２５・・・制御操作部
２８・・・環状空間
５０・・・空間
５１・・・制御部
６０・・・合成樹脂製シールリング
６１・・・シール材
６１Ａ・・シールリング
６１Ｂ・・シール材
６２・・・シール材
６３・・・合成樹脂製端部材
８０・・・活性炭充填空間
６２０・・シール材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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