(57)【要約】【課題】羽根車の回転を阻害することなく羽根車の外れを防止することができる流量計を備えた浄水器を提供すること。【解決手段】本発明の浄水器は、羽根車２２と、羽根車を回転可能に支持する支持手段と、羽根車の回転を検出する検出手段とを有する流量計を備え、羽根車は流路２０に沿って延びるハブ部材２８と羽根部材３０と上流側の端部４０とハブ部材の下流端に形成された孔４２とを有し、支持手段は孔に挿入されるシャフト部材４４を備え、さらに、羽根車の上流側の端部から上流側に離間して配置され羽根車が上流方向に移動したとき羽根車の上流側の先端面に当接して羽根車の上流側への移動を制限しシャフト部材からの羽根車の抜けを防止するストッパ５６を備えている。【選択図】図４
2007178245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路内を流れる流体によって該流体の流れに沿った回転軸線を中心に回転させられる羽根車と、該羽根車の下流側で前記流路に対して固定され前記羽根車を回転可能に支持する支持手段と、前記羽根車の回転を検出する検出手段とを有する流量計を備えた浄水器であって、
前記羽根車は、前記流路に沿って延びるハブ部材と該ハブ部材の外周に取付けられた羽根部材と、前記羽根部材より上流側に延び且つ平坦な先端面を有する上流側の端部と、前記ハブ部材の下流側の端部に形成された孔とを有し、
前記支持手段は、前記孔に挿入され前記羽根車を回転可能に支持するシャフト部材と、該シャフト部材を前記流路の略中央に配置するシャフト支持部材とを備え、前記流量計は、さらに、
前記羽根車の上流側の端部から上流側に離間して配置され、前記羽根車が上流方向に移動したとき前記羽根車の上流側の先端面に当接して前記羽根車の上流側への移動を制限し、前記シャフト部材からの前記羽根車の抜けを防止するストッパを、備えている、
ことを特徴とする浄水器。
【請求項２】
前記ストッパが、前記流路の外周から中央に向けて延びるリブである、
請求項１に記載の浄水器。
【請求項３】
前記リブが、前記流体の流れ方向に沿って延びる縦長の長方形状を有している、
請求項２に記載の浄水器。
【請求項４】
前記シャフト部材と前記シャフト支持部材とが別体の部材である、
請求項１ないし３の何れか１項に記載の浄水器。
【請求項５】
前記シャフト部材が金属で形成され、前記シャフト支持部材が樹脂で形成され、
前記羽根車のハブ部材が樹脂で形成されている、
請求項１ないし４の何れか１項に記載されている浄水器。
【請求項６】
前記シャフト部材の円柱状の基部が、前記シャフト支持部材の断面多角形の取付け孔に挿入されることにより、前記シャフト部材が前記シャフト支持部材に連結固定されている、
請求項１ないし５の何れか１項に記載の浄水器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、浄水器に関し、詳細には、濾過した水の量を計測することができる流量計を備えた浄水器に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸膜等を用いたフィルタを使って水を濾過する浄水器が知られている。この種の浄水器では、一定量の水を濾過するとフィルタを交換する必要があるため、濾過した水の量を計測する流量計を備え、計測した流量を積算し、積算値が所定値に達すると、フィルタを交換する必要がある旨を使用者に知らせている。
【０００３】
このような流量計として、流路に沿って配置された軸流型羽根車と、この羽根車に取付けられた磁石と、この磁石の回転を検出する磁気センサと、磁気センサからの信号を検出する制御部とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１の請求項１、段落００３８、図１３等参照）。
【０００４】
この流量計では、羽根車のハブ部分の送水方向下流側の端に形成された軸穴に、羽根車の回転軸となるシャフト状支持部材が送水方向下流側から挿入され、羽根車が送水方向下流側から片持ち梁状態で支持されている。
【０００５】
そして、流路内を水が流れると、羽根車およびこれに取付けられている磁石がシャフト状支持部材を中心に回転し、この磁石の回転が磁気センサによって検出され、この検出結果に基づいて、単位時間あたりの流量や積算流量が算出されるように構成されている。
【０００６】
特許文献１に記載されている流量計のように、シャフト状支持部材が送水方向下流側から羽根車の軸穴に挿入され、羽根車が送水方向下流側から片持ち梁状態で支持されている構成を有する流量計では、羽根車の回転始動性および低流量域における羽根車の確実な回転等を確保して正確な流量測定を行うため、軸孔の内径をシャフト状支持部材の外径より大きく設定し、羽根車がシャフト状支持部材を中心に回転し易くしている。この結果、羽根車は、軸穴に挿入されたシャフト状支持部材に沿って軸線方向（送水方向）に移動可能な状態で、送水方向下流側から片持ち梁状態で支持されていることになる。
【０００７】
このため浄水器の輸送時の振動等によって、羽根車が送水方向上流側に移動し、シャフト状支持部材が羽根車の軸穴から抜けて羽根車が外れてしまい、使用時に流路内を水が流れても羽根車が回転せず、正確な流量計測を行うことができなくなるおそれがある。このような事態に対処するため、この種の浄水器では、羽根車の羽根の上流側に流路の側壁に内方に突出するフィンを設け、羽根車の送水方向上流側への移動を規制している。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２１４００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述したようなフィンを有する流量計は、羽根車が送水方向上流側に移動すると、フィンが羽根車の螺旋状羽根の上流端に当接して羽根車の移動を規制する構成であるので、羽根車の羽根がフィンに当接したとき、螺旋状の羽根がフィンを巻き込み、フィンと噛みあってしまうことがあった。このような状態になると、流路内を水が流れてきてもフィンと噛みあった羽根車が回転せず、正確な流量計測を行うことができなくなるという問題が発生する。
【００１０】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、羽根車の回転を阻害することなく羽根車の外れを防止することができる流量計を備えた浄水器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、流路内を流れる流体によって該流体の流れに沿った回転軸線を中心に回転させられる羽根車と、該羽根車の下流側で前記流路に対して固定され前記羽根車を回転可能に支持する支持手段と、前記羽根車の回転を検出する検出手段とを有する流量計を備えた浄水器であって、前記羽根車は、前記流路に沿って延びるハブ部材と該ハブ部材の外周に取付けられた羽根部材と、前記羽根部材より上流側に延び且つ平坦な先端面を有する上流側の端部と、前記ハブ部材の下流側の端部に形成された孔とを有し、前記支持手段は、前記孔に挿入され前記羽根車を回転可能に支持するシャフト部材と、該シャフト部材を前記流路の略中央に配置するシャフト支持部材とを備え、前記流量計は、さらに、前記羽根車の上流側の端部から上流側に離間して配置され、前記羽根車が上流方向に移動したとき前記羽根車の上流側の先端面に当接して前記羽根車の上流側への移動を制限し、前記シャフト部材からの前記羽根車の抜けを防止するストッパを、備えていることを特徴とする浄水器が提供される。
【００１２】
このような構成によれば、シャフト部材からの前記羽根車の抜けを防止するストッパが、羽根部材より上流側に位置する平坦面で羽根車に当接する構成であるので、羽根車は、ストッパに当接した後、ストッパから速やかに離れることができる。したがって、羽根車の回転がストッパによって阻害されることがなくなり、正確な流量計測を行うことができる。
【００１３】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記ストッパが、前記流路の外周から中央に向けて延びるリブである。
このような構成によれば、簡単な構成でストッパを形成することが可能となる。
【００１４】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記リブが、前記流体の流れ方向に沿って延びる縦長の長方形状を有している。
このような構成によれば流路内の流れを阻害することなくリブを設けることができる。
さらに、リブが整流機能を有するので、より正確な計量が可能となる。
【００１５】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記シャフト部材と前記シャフト支持部材とが別体の部材である。
このような構成によれば、シャフト部材とシャフト支持部材をそれぞれの用途に最も適した材料で製造することができる。例えば、羽根車の軸穴に挿入されて回転軸となるため耐摩耗性が要求されるシャフト部材は耐摩耗性を有する材料で形成し、耐摩耗性が重視されないシャフト支持部材は、耐摩耗性は高くはないが成形性が容易な材料で形成することができる。
【００１６】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記シャフト部材が金属で形成され、前記シャフト支持部材が樹脂で形成され、前記羽根車のシャフト部材が樹脂で形成されている。
このような構成によれば、金属製のシャフト部材が樹脂製のハブ部材を介して羽根車を支持するので、シャフト部材と羽根車の摩擦が低減されて羽根車の始動性が向上する。
【００１７】
本発明の他の好ましい態様によれば、前記シャフト部材の円柱状の基部が、前記シャフト支持部材の断面多角形の取付け孔に挿入されることにより、前記シャフト部材が前記シャフト支持部材に連結固定されている。
【００１８】
このような構成によれば、支持手段を組み立てる際、円柱状のシャフト基部を、断面多角形、例えば断面六角形の穴に挿入する作業は、圧入応力が低く容易なので、作業効率が向上する。
また、このような構造では、断面が円形の取付け穴に基部を挿入する構成に比べ、シャフト部材の基部およびシャフト支持部材の取付け穴に大きな公差が許容されるので、部品の製造コストを低減することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように本発明によれば、羽根車の回転を阻害することなく羽根車の外れを防止することができる流量計を備えた浄水器が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照して本発明の好ましい実施形態の浄水器１の構成を説明する。図１は浄水器１の斜視図であり、図２は図１のII−II線に沿って一部分を破断した浄水器１の平面図である。
【００２１】
浄水器１は、水道の蛇口等に接続される、いわゆる蛇口直結型の浄水器であり、図１および図２に示されているように、本体ケーシング２とフィルタカートリッジ４とを備えている。フィルタカートリッジ４は、本体ケーシング２に流入した水を濾過する中空糸膜フィルタ等の濾過材を収容しており、本体ケーシング２に対し着脱可能に構成されている。
【００２２】
本体ケーシング２には、原水口６、切り換えレバー８、液晶表示部１０等が設けられている。原水口６は、環状の固定具１２を介して水道の蛇口に接続され、水道水を本体ケーシング２内に導入するための開口部である。
【００２３】
切り換えレバー８は、浄水器１からの吐出モードを、原水口６に流入した水道水をフィルタカートリッジ４内の濾過材で濾過して吐出させる「清水モード」と、原水口６に流入した水道水を濾過することなく吐出させる「原水モード」と、原水をシャワー状に吐出させる「シャワーモード」との間で切り換えるための切り換え手段である。
【００２４】
液晶表示部１０は、現在の吐出モード、フィルタカートリッジ４が濾過した水の量、フィルタカートリッジ４の交換時期等に関する情報を表示する表示装置である。
【００２５】
図２に示されているように、本体ケーシング２内には、フィルタカートリッジ４が濾過する水の量を計量する流量計１４が設けられている。流量計１４は、フィルタカートリッジ４と清水吐出口１６の間に配置され、フィルタカートリッジ４から流出する水、即ちフィルタカートリッジ４によって濾過された水（清水）の量を計測するように構成されている。
【００２６】
次に、図３ないし図５を参照して、流量計１４の構造を説明する。図３は流量計１４の分解斜視図であり、図４は本体ケーシング２内に設けられた流量計１４の長手方向（水の流れ方向）に沿った断面図であり、図５は流量計１４の上流側からの図面（正面図）である。
【００２７】
図３および図４に示されているように、流量計１４は、フィルタカートリッジ４と清水吐出口１６の間に配置された清水パイプ１８内の清水流路２０内に配置された羽根車２２と、羽根車２２の下流側で清水流路２０に対して固定され羽根車２２を回転可能に支持する支持部２４と、羽根車２２の回転を検出する検出部２６とを備えている。
【００２８】
羽根車２２は、清水流路２０内を矢印Ａ方向に流れる清水によって、清水の流れに沿う回転軸線を中心に回転させられる軸流型羽根車である。羽根車２２は、円柱状のハブ部２８と、ハブ部２８から外方に延びる螺旋羽根３０とを備えている。ハブ部２８と螺旋羽根３０とは、樹脂によって一体成形されている。ハブ部２８と螺旋羽根３０を形成する樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂などがあるが、ＡＢＳ樹脂が、取り扱い性、摺動性、コスト面等から好ましい。
【００２９】
螺旋羽根３０は、ハブ部２８の外周面に螺旋状に取付けられた２枚の薄い板からなる。羽根を構成する２枚の板は、ハブ部２８の外周面で径方向に対向した位置に配置されている。また、２枚の板によって規定される螺旋羽根３０の外径は、羽根車２２が配置されている清水流路２０の部分の内径より僅かに小さく設定され、羽根車２２が、清水流路２０内を流れる清水によって、清水流路２０内で回転することができるように構成されている。
【００３０】
ハブ部材２８の上流側端部３２は、螺旋羽根３０より上流側にまで延びている。この上流側端部３２には、軸線方向に延びる凹部３４が形成され、凹部３４の底部側には、磁石３６が配置されている。また、凹部３４の開口部には、蓋部材３８がねじ込まれ、磁石３６を凹部３４内に固定するとともに、凹部３４内への水の侵入を防止している。蓋部材３８の先端（外端）は、平坦な先端面４０で終端している。
【００３１】
ハブ部材２８の下流側の端部中央には、ハブ部材２８の軸線方向の略中央まで延びる孔４２が形成されている。この孔４２に、支持部２４のシャフト４４が挿入されることにより、羽根車２２は、シャフト４４で下流側から片持ち状態で回転可能且つ軸線方向に移動可能に支持される。
【００３２】
支持部２４は、上述したように羽根車２２のハブ部２８の孔４２に挿入され羽根車２２を回転可能且つ軸線方向に移動可能に支持するシャフト４４と、このシャフト４４を清水流路２０の中央に配置するシャフト支持部材４６とを備えている。
【００３３】
シャフト４４は、ステンレス等の耐食性の金属で形成された円柱状の部材である。羽根車２２にかかるスラスト荷重を受けるシャフト４４の先端部は、半球状とされている。また、シャフト４４が羽根車２２のハブ部２８の孔４２に挿入された状態で、羽根車２２が円滑に回転できるように、シャフト４４の外径は、ハブ部２８の孔４２の内径より小さく設定されている。
【００３４】
シャフト支持部材４６は、清水パイプ１８の内周に固定される環状部４８と、環状部４８の内方に配置された十字状の支柱部５０と、支柱部５０の中央に設けられた円柱状の支持部５２とを備えている。環状部４８、支柱部５０と支持部５２との間は空間となっており、通水可能となっている。環状部４８と支柱部５０と支持部５２とは、樹脂で一体的に成形されている。環状部４８と支柱部５０と支持部５２を形成する樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリアセタール樹脂などがあるが、ＡＢＳ樹脂が、取り扱い性、摺動性、コスト面等から好ましい。
【００３５】
支持部５２には、シャフト４４の下流側端（基部）が挿入固定される断面六角形の取付け孔５４が形成されている。取付け孔５４の断面は、シャフト４４の後端を挿入するだけ、シャフト４４の後端をシャフト支持部材４６に固定可能な寸法形状に設定されている。
また、取付け孔５４に下流側端部（基部）が挿入されたとき、シャフト４４の上流端側（先端）部分は、羽根車２２のハブ部２８に形成されている孔４２の深さと略等しい長さだけ、支持部５２から突出するように構成されている。
【００３６】
羽根車２２の上流側には、羽根車２２がシャフト４４から抜け落ちないようするストッパ５６が設けられている。ストッパ５６は、清水流路２０の外周から中央まで延びるリブであり、流体の流れ方向（清水流路２０の長手方向）に沿って延びる縦長の長方形状を有している。したがって、ストッパ５６の先端は、羽根車２２のハブ部２８の先端面４０と流体の流れ方向において重なっている。清水流路２０の長手方向に沿ったストッパ（リブ）５６の長さは、コンパクトな構造と整流効果とを両立するために、１０〜２０ｍｍが好ましい。
【００３７】
ストッパ５６は、その下流側端５６ａが、シャフト４４が完全に羽根車２２のハブ部２８の孔４２に挿入され最も下流側に位置している羽根車２２（図３）のハブ部２８の先端面４０から上流方向に所定距離ｄだけ離れるように配置されている。この距離ｄは、ハブ部２８の孔４２への挿入されているシャフト４４の長さより短く設定されている。
【００３８】
この結果、羽根車２２がシャフト４４に沿って上流方向に移動しても、シャフト４４がハブ部２８の孔４２から抜ける前に、ハブ部２８の先端面４０がストッパ５６の下流側端５６ａに当接し、羽根車２２の上流方向へのそれ以上の移動が禁止され、羽根車２２がシャフト４４から抜け落ちることが防止されることになる。
【００３９】
また、最も下流側に位置した羽根車２２（図３）の磁石３６の外方位置には、羽根車２２に取付けられている磁石３６の回転を検出するリードスイッチ５８を備えた検出部２６が設けられ、磁石３６の回転すなわち羽根車２２の回転が検出できるように構成されている。リードスイッチ５８の出力信号は、本体ケーシング２に取付けられているマイコン等の制御装置（図示せず）に送られ、単位時間あたりの流量や積算流量が算出され、算出結果が記憶或いは液晶表示部１０に表示される。
【００４０】
次に、浄水器１の作用を説明する。切り換えレバー１０によって浄水器１を「清水モード」に設定した状態で水道の蛇口を開くと、原水口６から本体ケーシング２に流れ込んだ水道水はフィルタカートリッジ４に送られフィルタカートリッジ４内に収容されている濾過材によって濾過され、図３に矢印Ａ方向に清水パイプ１８に流れ込む。
【００４１】
清水パイプ１８内に流れ込んだ清水は、羽根車２２を下流方向（矢印Ａ方向）に移動させながら回転させ始める。このとき、羽根車２２が、振動等によって上流側に移動していたとしても、羽根車２２のハブ部２８の先端面４０がストッパ５６に当接することによって、羽根車２２のシャフト４４からの抜け落ちは防止され、確実にシャフト４４によって回転可能に支持されている。
さらに、ストッパ５６に当接するのは、平坦面である先端面４０であるから、清水パイプ１８に流れ込んできた清水が少量で、その圧力が低い場合であっても、羽根車２２は速やかにストッパ５６から離れて下流方向（矢印Ａ方向）に移動しつつ回り始める。
【００４２】
羽根車２２が回転すると羽根車２２に取付けられている磁石３６もシャフト４４を中心に回転し、この磁石３６の回転がリードスイッチ５８によって検出される。リードスイッチ５８からの出力信号はマイコン等の制御装置（図示せず）に送られ、単位時間あたりの流量や積算流量が算出され、算出結果が記憶或いは液晶表示部１０に表示される。
【００４３】
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内で種々の変更、変形が可能である。
上記実施形態では、磁石３６の回転を検出する手段としてリードスイッチを用いたが、他の手段、例えばホール素子を用いて磁石の回転を検出する構成でもよい。
また、上記実施形態では、取付け孔５４の断面形状が六角形であったが、他の多角形または円形等の他の断面形状であってもよい。
さらに、上記実施形態では、取付け孔の断面が多角形、シャフトの基部の断面が円形であったが、取付け孔の断面を円形、シャフトの基部の断面を多角形としてもよい。
また、羽根車に挿入する磁石に関しては、羽根車の回転軸を中心とした円柱にすることで回転効率が向上し、安定した流量検知が行える。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の好ましい実施形態の浄水器の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿った部分断面図である。
【図３】図１の浄水器に設けられている流量計の分解斜視図である。
【図４】図３の流量計の長手方向（水の流れ方向）に沿った断面図である。
【図５】図３の流量計の上流側からの図面（正面図）である。
【符号の説明】
【００４５】
１：浄水器
２：本体ケーシング
４：フィルタカートリッジ
６：原水口
８：切り換えレバー
１０：液晶表示部
１４：流量計
１６：清水吐出口
１８：清水パイプ
２０：清水流路
２２：羽根車
２４：支持部
２６：検出部
２８：ハブ部
３０：螺旋羽根
３２：上流側端部
３４：凹部
３６：磁石
３８：蓋部材
４０：先端面
４２：孔
４４：シャフト
４６：シャフト支持部材
【図１】
2007178245.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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