(57)【要約】【課題】接着剤を使用せず、簡素な構造で安価に製作でき、信頼性の高い浄化フィルターを提供する。【解決手段】浄化フィルターには、濾材１と、濾材１の端部１Ｂを圧入させてその圧入させた濾材側部をシールする状態で保持する保持部材ＨＢとが設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濾材と、前記濾材を圧入させてその圧入させた濾材側部をシールする状態で保持する保持部材とが設けられている浄化フィルター。
【請求項２】
前記濾材が外部に開口した内空部を有し、前記保持部材が、前記内空部の開口が形成された前記濾材の端部側の側部を圧入させて保持するとともに、前記開口を外部に連通させる連通部を備えている請求項１記載の浄化フィルター。
【請求項３】
前記濾材が筒状に形成されて、その筒軸芯位置に前記内空部を形成し且つ筒軸芯方向の両端部夫々に前記開口を形成し、
前記保持部材が、前記濾材の筒軸芯方向の両端部の夫々の側部を筒軸芯方向に沿って圧入させる一対の有底筒状体で構成されるとともに、その一対の有底筒状体の一方にのみ前記連通部を備えている請求項２記載の浄化フィルター。
【請求項４】
前記一対の有底筒状体を筒軸芯方向に沿って連結する連結部材が設けられている請求項３記載の浄化フィルター。
【請求項５】
前記濾材が有底筒状に形成されて、その筒軸芯位置に前記内空部を形成し且つ筒軸芯方向の一端部にのみ前記開口を形成し、
前記保持部材が、前記濾材の筒軸芯方向の一端部側の側部を筒軸芯方向に沿って圧入させる有底筒状体で構成されるとともに、その有底筒状体に前記連通部を備えている請求項２記載の浄化フィルター。
【請求項６】
前記濾材の前記保持部材に対する圧入長さが、前記濾材の濾過長以上に設定されている請求項１〜５のいずれかに記載の浄化フィルター。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、浄水器などに組み込んで使用される浄化フィルターに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記浄化フィルターは、図３に示すように、例えば筒軸芯位置に水等の浄化対象流体の流路となる内空部を形成し、筒軸芯方向両端部に開口を形成した円筒状濾材１（スリーブ型濾材ともいう）に対して筒軸芯方向両端部にエンドキャップ２ａ，２ｂを接着剤によって接着した構造であった。そして、図４に示すように、上記エンドキャップ付きの円筒状濾材１を内部に収納した状態で円筒状のカートリッジハウジング３と円板状のカートリッジキャップ４を組み付け、カートリッジハウジング３とカートリッジキャップ４を超音波溶着によって溶着接合させて、上記浄化フィルター内蔵の浄水器を組み立てていた。なお、図３と図４では、濾材１の縦横比及び各エンドキャップ２ａ，２ｂの一部形状が異なっている。
【０００３】
そして、図４では、各エンドキャップ２ａ，２ｂと濾材１の上下端面は接着剤で接着されてシールされていて水等は通過できず、また、下側のエンドキャップ２ｂの中央箇所にのみ貫通孔が形成されているので、カートリッジハウジング３の横側部に設けた流入口３ａから流入した水等が、円筒状濾材１の外周側から濾材１を通過して内空部１Ａに流れて濾過された後、下側のエンドキャップ２ｂの貫通孔を経てカートリッジキャップ４の流出口４ａから外部に流出する。なお、濾材１はカーボンブロックなどで構成され、その外周面はカーボン屑の流入口３ａからの流出を防止するために不織布で覆われている。ここで、カーボンブロックとは、活性炭繊維及び粒状活性炭（又は粉末活性炭）等の一方又は両方を含む炭素材料をバインダー（結合体）によって結合した成形体を示す。このような成形体は、湿式法では、上記炭素材料とバインダーとからなる水性スラリーを吸引成形し、乾燥、加熱することで製造できる。上記バインダーとしては、ポリアクリロニトリル、パルプなどのフィブリル繊維、熱融着繊維、熱可塑性樹脂等を使用することができる。また、乾式法では、上記成形体は、上記炭素材料と熱融着繊維、熱可塑性樹脂等のバインダーを乾式で混合後、加熱圧縮成形して製造することができる。なお、炭素材料の他に、吸着性のある繊維又は粉粒体等の他の材料を添加しても構わない。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２８２８４６号公報（第５頁、図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、接着剤を用いて濾材の端面箇所にエンドキャップを取り付ける方法では、一般に、生産効率の低下、組み立て費用の増大、接着剤による濾材の性能劣化のおそれ等の不都合がある。ここで、接着剤を用いたフィルター加工の不都合について補足すれば、先ず、接着剤の塗布量のコントロールが難しく、塗布量が多いと外観不良になる一方、少ないと強度不足になり、接着工程の不良率が高くなる（具体的には、不良率が０．１％オーダーに達する場合がある）。また、接着剤の固化時間が長いため、固化完了まで接着済みの半製品を一時的に保管するスペースと時間が必要になり、結果的に工程間に停滞時間が発生して、生産効率が低下する。
そこで、接着剤を使用しない構造の浄化フィルターが望まれている。ただし、接着剤を使用しない場合に、浄化フィルターの構造が複雑化し、また、シールの信頼性が低下することは避けなければならない。
【０００６】
本発明の目的は、上記実情に鑑み、接着剤を使用せず、簡素な構造で安価に製作できるとともに、信頼性の高い浄化フィルターを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するための本発明に係る浄化フィルターの第１の特徴構成は、請求項１に記載したように、濾材と、前記濾材を圧入させてその圧入させた濾材側部をシールする状態で保持する保持部材とが設けられている点にある。
すなわち、濾材を保持部材に圧入させると、濾材又は保持部材もしくはその両方が弾性によって元の形へ戻ろうとする復元力を生じ、この復元力によって圧入された濾材側部が保持部材に密接して保持されるとともに、上記濾材側部が保持部材によってシールされる。なお、圧入によって濾材側部を保持部材に保持してシールできるものであれば、濾材又は保持部材が塑性変形する場合でも同様に適用できる。
従って、接着剤を使用せずに、濾材を保持部材に圧入させるだけの簡素な構造で安価に製作することができ、しかも圧入により濾材を保持部材に密接させてシール性を確保し、信頼性の高い浄化フィルターを提供することができる。
【０００８】
同第２の特徴構成は、請求項２に記載したように、第１の特徴構成において、前記濾材が外部に開口した内空部を有し、前記保持部材が、前記内空部の開口が形成された前記濾材の端部側の側部を圧入させて保持するとともに、前記開口を外部に連通させる連通部を備えている点にある。
すなわち、濾材が有する内空部の外部への開口が形成された濾材端部を保持部材に圧入させると、濾材端部の側部がシールされて、浄化対象流体が濾材を通過せずに漏れることが防止されるとともに、濾材端部の開口が保持部材に備えた連通部によって外部に連通して、浄化対象流体が濾材の内空部を経由して濾材を通過する流路で外部と通流するので、濾材に内空部を設けない場合に比べ、濾過流路長を短くし又は濾過面積を大きくして圧力損失を小さくして充分な流量を確保することができる。
従って、シールの信頼性を確保しつつ、濾過流路の圧力損失を小さくして充分な流量を確保することで、濾過効率を向上させることが可能となる浄化フィルターの好適な実施形態が提供される。
【０００９】
同第３の特徴構成は、請求項３に記載したように、第２の特徴構成において、前記濾材が筒状に形成されて、その筒軸芯位置に前記内空部を形成し且つ筒軸芯方向の両端部夫々に前記開口を形成し、前記保持部材が、前記濾材の筒軸芯方向の両端部の夫々の側部を筒軸芯方向に沿って圧入させる一対の有底筒状体で構成されるとともに、その一対の有底筒状体の一方にのみ前記連通部を備えている点にある。
【００１０】
すなわち、筒軸芯位置に内空部が形成され筒軸芯方向の両端部夫々に内空部の外部への開口が形成された筒状濾材の筒軸芯方向の一端部側の側部を筒軸芯方向に沿って一方の有底筒状体に圧入させ、また、上記筒状濾材の筒軸芯方向の他端部側の側部を筒軸芯方向に沿って他方の有底筒状体に圧入させると、上記一端部側の開口が上記一方の有底筒状体に備えた連通部によって外部に連通する一方、上記他端部側の開口は他方の有底筒状体によって外部との連通が遮断されるので、浄化対象流体が筒状濾材の外部、濾材自体、内空部、濾材一端部の開口及び一方の有底筒状体の連通部を経由して通流する。
従って、筒軸芯位置に内空部を形成し筒軸芯方向の両端部に内空部の開口を形成した筒状濾材、所謂スリーブ型濾材を用いて、濾過面積を大きくするなどして濾過流路の圧力損失を小さくして充分な流量を確保することで、濾過効率を向上させた浄化フィルターの好適な実施形態が提供される。
【００１１】
同第４の特徴構成は、請求項４に記載したように、第３の特徴構成において、前記一対の有底筒状体を筒軸芯方向に沿って連結する連結部材が設けられている点にある。
すなわち、筒状部材の両端部側の夫々の側部に圧入された一対の有底筒状体が連結部材によって筒軸芯方向に沿って連結されるので、夫々の有底筒状体の圧入状態が維持される。
従って、筒状濾材の両端部側の夫々の側部に圧入された一対の有底筒状体が濾材端部側から抜けることを確実に防止することができる浄化フィルターの好適な実施形態が提供される。
【００１２】
同第５の特徴構成は、請求項５に記載したように、第２の特徴構成において、前記濾材が有底筒状に形成されて、その筒軸芯位置に前記内空部を形成し且つ筒軸芯方向の一端部にのみ前記開口を形成し、前記保持部材が、前記濾材の筒軸芯方向の一端部側の側部を筒軸芯方向に沿って圧入させる有底筒状体で構成されるとともに、その有底筒状体に前記連通部を備えている点にある。
【００１３】
すなわち、筒軸芯位置に内空部が形成され筒軸芯方向の一端部にのみ内空部の外部への開口が形成された有底筒状濾材の筒軸芯方向の一端部側の側部を筒軸芯方向に沿って有底筒状体に圧入させると、上記有底筒状濾材の一端部の開口が上記有底筒状体に備えた連通部によって外部に連通する一方、上記有底筒状濾材の他端部は開口が形成されていないため外部とは連通せず、浄化対象流体が筒状濾材の外部、濾材自体、内空部、濾材一端部の開口及び有底筒状体の連通部を経由して通流する。この第５の特徴構成では、有底筒状濾材の端部に配置する有底筒状体が、第３及び第４の特徴構成の場合の一対に比べ、一つで済む利点がある。従って、筒軸芯位置に内空部を形成し筒軸芯方向の一端部にのみ内空部の開口を形成した有底筒状濾材を用いて、一層簡素な構造で、濾過面積を大きくするなどして濾過流路の圧力損失を小さくして充分な流量を確保することで、濾過効率を向上させた浄化フィルターの好適な実施形態が提供される。
【００１４】
同第６の特徴構成は、請求項６に記載したように、第１から第５の特徴構成のいずれかにおいて、前記濾材の前記保持部材に対する圧入長さが、前記濾材の濾過長以上に設定されている点にある。
すなわち、保持部材に圧入させた濾材の圧入長さが濾材の濾過長以上であるので、シールされている濾材側部に沿って濾材を通過し、濾材端部に到達するときの濾過流路の長さが濾材の濾過長以上となり、濾過不足になることが防止できる。ここで、従来から浄水器等に使用されている公知の濾材（成形吸着体）は一般に若干の弾力性を有しているため、適切に設計すれば、圧入される濾材の外側面とこれに接触する保持部材の内側面との間隙は十分に小さくすることができ、この圧入箇所からの漏水を防止することは容易である。これに対して、濾材を構成する成形吸着体の強度がそれほど大きくなく、強い力で圧入できないことから、圧入される濾材の端面とこれに接触する保持部材の内面との間隙からの漏水を防止することは比較的困難であるが、この濾材端面と保持部材内面の接触箇所からの漏水があっても、上記濾材外側面と保持部材内側面との圧入箇所によって漏水を防止して水等を確実に浄化することができる。
従って、簡素な構造でシール信頼性を確保しつつ、濾過不足による浄化性能不良の発生を回避させた浄化フィルターの好適な実施形態が提供される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る浄化フィルターの実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において、従来技術の図３及び図４で示した部材と同じ部材については同じ番号を付している。
【００１６】
本発明の浄化フィルターには、図１及び図２に示すように、弾性を有する濾材１，１０と、前記濾材１，１０を圧入させてその圧入させた濾材側部を全周に亘って密接してシールする状態で保持する保持部材ＨＢとが設けられている。ここで、保持部材ＨＢはプラスチック等で製作されている。また、保持部材ＨＢが弾性を有しても構わない。そして、前記濾材１，１０が外部に開口した内空部１Ａ，１０Ａを有し、前記保持部材ＨＢが、前記内空部１Ａ，１０Ａの開口１Ｃ，１０Ｃが形成された前記濾材１，１０の端部１Ｂ，１０Ｂ側の側部を圧入させて保持するとともに、上記開口１Ｃ，１０Ｃを外部に連通させる連通部ＲＢを備えている。
【００１７】
また、濾材１，１０の保持部材ＨＢに対する圧入長さが、濾材１，１０の濾過長以上に設定されている。この濾過長は、浄化対象流体が濾材１，１０中を通過するときの最小必要距離であり、具体的には浄化対象流体の最短流通方向に沿った濾材１，１０の厚さに相当する。以下、濾材１，１０の形が異なる第１実施形態及び第２実施形態に分けて具体的に説明する。
【００１８】
〔第１実施形態〕
第１実施形態では、図１に示すように、濾材１が円筒状に形成されて、その筒軸芯位置に外部に開口した内空部１Ａを形成し且つ筒軸芯方向の両端部１Ｂ夫々に内空部１Ａの開口１Ｃを形成し、前記保持部材ＨＢが、円筒状濾材１の筒軸芯方向の両端部１Ｂ側の側部を筒軸芯方向に沿って圧入させる一対の有底筒状体５，６で構成されるとともに、その一対の有底筒状体５，６の一方の有底筒状体６にのみ前記連通部ＲＢを備えている。具体的には、一方の有底筒状体６の底部中央に開けられた貫通孔６ｂが上記連通部ＲＢに対応する。
【００１９】
なお、上記有底筒状体５，６の内周面５ａ，６ａは、底に近いほど内径が小さくなる微小テーパ状に形成して、円筒状濾材１を両有底筒状体５，６にスムーズに圧入できるようにするとともに、筒軸方向において同径の断面を有する濾材１の圧縮率を端部側ほど大きくして、有底筒状体５，６の濾材１に対する保持力を大きくし、また濾材１を有底筒状体５，６の内周面５ａ，６ａに密接させてシール性を高めている。
【００２０】
さらに、上記一対の有底筒状体５，６を筒軸芯方向に沿って連結する連結部材７が設けられている。連結部材７は、前記内空部１Ａに配置された連結ロッド７で構成され，その連結ロッド７の両端部に夫々形成した雄ネジ部７ａ，７ｂが、各有底筒状体５，６に形成した雌ネジ部５ｂ，６ｃにネジ結合されている。なお、連結ロッド７は流路を確保するために、断面略十字状に形成している。
【００２１】
図１において、円筒状濾材１の外周部と内空部１Ａ間の濾材厚さＸ１を濾材全体で同じにして、濾材１の各部分における圧力損失をほぼ同一になるようにし、浄化対象流体が濾材全体を均一に流れるようにしている。また、濾材１の各有底筒状体５，６に対する圧入長さ、即ち各有底筒状体５，６の濾材圧入部分の長さについては、有底筒状体５，６に圧入された濾材側部を避けて濾材１の外周部から濾材端部１Ｂに流れる浄化対象流体の濾過距離を濾材１の濾過長以上にする必要があること、及び、逆に長過ぎると、濾過に寄与しない濾材端部部分が増えて濾過効率が低下するので、この両者のバランスを考慮して、各有底筒状体５，６の濾材圧入部分の長さを上記濾材厚さＸ１と同じにしている。
【００２２】
そして、例えば、図４と同様に、一対の有底筒状体５，６が圧入され且つ連結ロッド７で連結された状態の円筒状濾材１を内部に収納して、円筒状のカートリッジハウジング３と円板状のカートリッジキャップ４を組み付け、浄化フィルター内蔵の浄水器を組み立てる。
【００２３】
〔第２実施形態〕
第２実施形態では、図２に示すように、濾材１０が有底円筒状に形成されて、その筒軸芯位置に外部に開口した内空部１０Ａを形成し且つ筒軸芯方向の一端部１０Ｂにのみ前記内空部１０Ａの外部への開口１０Ｃを形成し、前記保持部材ＨＢが、有底円筒状濾材１０の筒軸芯方向の一端部１０Ｂ側の側部を筒軸芯方向に沿って圧入させる有底筒状体８で構成されるとともに、上記有底筒状体８に前記連通部ＲＢを備えている。
【００２４】
上記有底円筒状濾材１０は断面Ｕ字型に形成され、有底筒状体８の底部中央に開けられた貫通孔８ｂが上記連通部ＲＢに対応している。有底筒状体８の内周面８ａは、第１実施形態と同様に、底に近いほど内径が小さくなる微小テーパ状に形成している。
【００２５】
図２において、有底円筒状濾材１０の外周部と内空部１０Ａ間の濾材厚さＸ２を濾材全体で同じにして、濾材１０の各部分における圧力損失をほぼ同一になるようにし、浄化対象流体が濾材全体を均一に流れるようにしている。また、濾材１０の有底筒状体８に対する圧入長さ、即ち有底筒状体８の濾材圧入部分の長さについては、有底筒状体８に圧入された濾材側部を避けて濾材１０の外周部から濾材端部１０Ｂに流れる浄化対象流体の濾過距離を濾材１０の濾過長以上にする必要があること、及び、逆に長過ぎると、濾過に寄与しない濾材端部部分が増えて濾過効率が低下するので、この両者のバランスを考慮して、有底筒状体８の濾材圧入部分の長さを上記濾材厚さＸ２と同じにしている。
【００２６】
また、上記有底筒状体８の圧入方向先端部（図２では上端部）は、横外方向に曲がった環状鍔部８ｃを備え、この鍔部８ｃには複数の通流孔８ｄが貫通形成されている。なお、濾材１０の下端部１０Ｂと上記鍔部８ｃの通流孔８ｄには比較的小さな不織布が設けられ、濾材１０から剥がれた屑が外部に排出されないようにしている。
【００２７】
そして、図２に示すように、有底筒状体８に圧入された円筒状濾材１０を内部に収納した状態で円筒状のカートリッジハウジング３と円板状のカートリッジキャップ４を組み付けて、浄化フィルター内蔵の浄水器を組み立てる。この浄水器では、カートリッジハウジング３の下部に位置する流入口３ａから流入した水等が、有底筒状体８の外周面とカートリッジハウジング３の内壁で挟まれる環状領域に充満したのち、有底筒状体８の鍔部８ｃの通流孔８ｄを通って、有底筒状体８の上部に位置する円筒状濾材１０の外周領域に入り、円筒状濾材１０を通過して内空部１０Ａに流れて濾過され、さらに有底筒状体８に備えた貫通孔８ｂを経てカートリッジキャップ４の流出口４ａから外部に流出する。
【００２８】
〔別実施の形態〕
上記実施形態では、濾材１，１０を円筒状に形成したが、円筒状以外の筒状、あるいは、角型（ブロック状）その他の形状に形成してもよい。
【００２９】
上記実施形態では、濾材１，１０が外部に開口した内空部１Ａ，１０Ａを備えることで、浄化対象流体の流路での圧力損失が小さくして充分な流量を確保するようにしたが、濾材の形状によっては、内空部を備えないようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の浄化フィルターを示す断面図と側面図
【図２】第２実施形態の浄化フィルター及び浄水器への組み込み状態を示す断面図
【図３】従来の浄化フィルターを示す断面図
【図４】従来の浄化フィルター及び浄水器への組み込み状態を示す断面図
【符号の説明】
１          濾材
１Ａ        内空部
１Ｂ        端部
１Ｃ        開口
５，６      一対の有底筒状体
７          連結部材
８          有底筒状体
１０        濾材
１０Ａ      内空部
１０Ｂ      端部
１０Ｃ      開口
ＨＢ        保持部材
ＲＢ        連通部
【図１】
2004344708.tif 000003
【図２】
2004344708.tif 000004
【図３】
2004344708.tif 000005
【図４】
2004344708.tif 000006