JP3901574B2 - フィルタカートリッジ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタカートリッジに関する。さらに詳しくは、原液と浄化液との間及びカートリッジの内部と外部との間のシール性、浄化液の生産性及び浄化機能の信頼性に優れるとともに、交換が簡易かつ確実で優れたメンテナンス性を有する、特に、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や家庭用の浄水器等に好適に用いられるフィルタカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や水道水の家庭用の浄水器において、原液をその内部に透過させて除菌、濾過等の浄化を行うフィルタとして、セラミックス製や中空糸製のフィルタエレメントをケースに収納したフィルタカートリッジが用いられている。
【０００３】
図１０に示すように、このようなフィルタカートリッジとしては、例えば、一方の端部から取り入れた浄化すべき原液７０１を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液７０２として取り出す円筒状のフィルタ本体７０３と、原液７０１を取り入れる原液取入れ口７０４及び浄化液７０２を取り出す浄化液取出し口７０５を備え、原液取入れ口７０４及び浄化液取出し口７０５以外は密閉された状態でフィルタ本体７０３を収納するように配設されたフィルタケース７０６と、フィルタ本体７０３がフィルタケース７０６中の所定位置に位置決めされて収納されるように、また、フィルタケース７０６の原液取入れ口７０４から取り入れられた原液７０１がフィルタ本体７０３の内部を透過した浄化液７０２に混入することなくフィルタケース７０６の浄化液取出し口７０５まで導かれるように、フィルタ本体７０３の外縁部を含む領域及び対応するフィルタケース７０６の内縁部を含む領域の間に介在させて配設した、フィルタ本体７０３の中心軸を含む面で切断した断面形状が二つのＬ字状の少なくとも一つのシール部材７０７とを備えてなるフィルタカートリッジ７００が用いられている。
【０００４】
このフィルタカートリッジ７００は、フィルタケース７０６が、原液取入れ口７０４を含むケース本体部７０６ａと浄化液取出し口７０５を含むケース蓋体部７０６ｂとにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、ケース蓋体部７０６ｂの内周壁とケース本体部７０６ａの外周壁との間にはシールの確実性を高めるためＯ−リング７０８が配設され、さらにケース蓋体部７０６ｂの内周壁とケース本体部７０６ａの外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されて構成されている。
【０００５】
上述のフィルタカートリッジは、原液と浄化液との間のシール性に一定の効果を発揮するとともに、交換が簡易でメンテナンス性にも一定の効果を発揮する点で優れたものである。
【０００６】
このようなフィルタカートリッジを浄水器に用いた例として、少なくとも活性炭を含む濾過層を有するフィルタカートリッジとケースに内臓されたセラミック膜フィルタとを備えたものが提案されている（特許第３１２４６２７号公報）。
【０００７】
この浄水器は、交換が簡易で、メンテナンス性に一定の効果を発揮するとともに、セラミック膜フィルタの目詰まりや圧力損失の上昇を抑えることができる点で優れたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のフィルタカートリッジ７００においては、浄化液７０２は、フィルタ本体７０３の浄化液取出し口７０５側の端部からのみ取り出される構造であるため、浄化液７０２の浄化処理量が制限され、浄化液の生産性の面において満足すべきものではなかった。また、フィルタ本体７０３の外周壁部分は、浄化液７０２の流れが滞り易いため、細菌や汚物によって汚染され易く、その清掃が困難で、フィルタ本体７０３の外周壁部分の汚染によって、フィルタカートリッジそのものを交換しなければならないという問題があった。また、使用者によって、ケース蓋体部７０６ｂ及びケース本体部７０６ａの一体構造が不用意に分解されて、本来の浄化機能が損なわれたまま使用され続けてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたもので、原液と浄化液との間及びカートリッジの内部と外部との間のシール性、浄化液の生産性及び浄化機能の信頼性に優れるとともに、交換が簡易かつ確実で優れたメンテナンス性を有する、特に、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や家庭用の浄水器等に好適に用いられるフィルタカートリッジを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究した結果、シール部材及びフィルタ本体の構造を、浄化液がフィルタ本体の外周壁をも通過し得る構成とすることにより、上記目的を達成することができることを知見し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下のフィルタカートリッジを提供するものである。
【００１２】
［１］ 一方の端部から取り入れた浄化すべき原液を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液として取り出す円筒状のフィルタ本体と、前記原液を取り入れる原液取入れ口及び前記浄化液を取り出す浄化液取出し口を有し、前記原液取入れ口及び前記浄化液取出し口以外は密閉された状態で前記フィルタ本体を収納するように配設されたフィルタケースと、前記フィルタ本体が前記フィルタケース中の所定位置に位置決めされて収納されるように配設されたシール部材とを備えてなるフィルタカートリッジであって、前記フィルタ本体が、他方の端部側及び外周壁側から前記浄化液を取り出す構造を有してなり、前記フィルタケースが、前記フィルタ本体の外周壁との間に前記浄化液を前記浄化液取出し口まで導く流路を形成した状態で配設されてなり、かつ、前記浄化液取出し口を有するケース蓋体部と、前記原液取入れ口を有するケース本体部とにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、前記ケース蓋体部を、前記ケース本体部との螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段を備えてなり、前記シール部材が、前記フィルタ本体の前記浄化液取出し口側の端縁部に配設され、環状の弾性体からなるとともに、前記浄化液を前記フィルタ本体の外周壁から前記流路を経由して前記浄化液取出し口まで導く連通用溝を有してなることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【００１４】
［２］ 一方の端部から取り入れた浄化すべき原液を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液として取り出す円筒状のフィルタ本体と、前記原液を取り入れる原液取入れ口及び前記浄化液を取り出す浄化液取出し口を有し、前記原液取入れ口及び前記浄化液取出し口以外は密閉された状態で前記フィルタ本体を収納するように配設されたフィルタケースとを備えてなるフィルタカートリッジであって、前記フィルタ本体が、他方の端部側及び外周壁側から前記浄化液を取り出す構造を有してなり、前記フィルタケースが、前記フィルタ本体の外周壁との間に前記浄化液を前記浄化液取出し口まで導く流路を形成した状態で配設されてなり、かつ、前記浄化液取出し口を有するケース蓋体部と、前記原液取入れ口を有するケース本体部とにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、前記ケース蓋体部が、その内面に、前記フィルタ本体が前記フィルタケース中の所定位置に位置決めされて収納されるように前記フィルタ本体の他方の端部に当接するとともに、前記浄化液を前記フィルタ本体の外周壁から前記流路を経由して前記浄化液取出し口まで導く形状のリブ構造を有し、かつ、前記ケース蓋体部を、前記ケース本体部との螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段を備えてなり、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化する際に、前記フィルタ本体が回転するのを防止する回転防止手段をさらに備えてなることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【００１５】
［３］ 前記回転防止手段が、前記フィルタ本体の他方の端部と前記ケース蓋体部の前記リブ構造との間に介在させたフィルタ回転防止用リングである前記［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００１６】
［４］ 前記回転防止手段が、前記フィルタ本体の他方の端部と小さい面積で接触するリブ突起を有するように構成された前記ケース蓋体部のリブ構造である前記［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００１８】
［５］ 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部に設けられた、先端に第１の係止部材を有するリブ構造と、前記ケース本体部の上側端部に設けられた、前記第１の係止部材の螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転をその側壁で阻止する係止用穴とから構成されてなるものである前記［１］又は［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００１９】
［６］ 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部及び前記ケース本体部の互いに当接する表面のそれぞれが、前記ケース蓋体部及び前記ケース本体部が螺合する方向にのみ回転可能な形状に構成されてなるものである前記［１］又は［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００２０】
［７］ 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部に設けられた、先端に爪部を有する第２の係止部材と、前記ケース本体部の内壁に設けられた、前記第２の係止部材の爪部の螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転を阻止する係止用溝とから構成されてなるものである前記［１］又は［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００２１】
［８］ 前記フィルタ本体が、セラミックス多孔質膜と活性炭とから構成されてなる前記［１］〜［７］のいずれかに記載のフィルタカートリッジ。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフィルタカートリッジの実施の形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本発明のフィルタカートリッジの第１の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、第１の実施の形態のフィルタカートリッジは、一方の端部から取り入れた浄化すべき原液１０１を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液１０２として取り出す円筒状のフィルタ本体１０３と、原液１０１を取り入れる原液取入れ口１０４及び浄化液１０２を取り出す浄化液取出し口１０５を有し、原液取入れ口１０４及び浄化液取出し口１０５以外は密閉された状態でフィルタ本体１０３を収納するように配設されたフィルタケース１０６と、フィルタ本体１０３がフィルタケース１０６中の所定位置に位置決めされて収納されるように配設されたシール部材１０７（第１のシール部材１０７ａ、第２のシール部材１０７ｂ及び不織布１０７ｃ）とを備えてなるフィルタカートリッジ１００であって、フィルタ本体１０３が、他方の端部側及び外周壁側から浄化液１０２を取り出す構造を有してなり、フィルタケース１０６が、フィルタ本体１０３の外周壁との間に浄化液１０２を浄化液取出し口１０５まで導く流路１０８を形成した状態で配設されてなり、かつ、浄化液取出し口１０５を有するケース蓋体部１０６ｂと、原液取入れ口１０４を有するケース本体部１０６ａとにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、ケース蓋体部１０６ｂの内周壁とケース本体部１０６ａの外周壁とが、取り外し可能に固定、一体化されてなり（図１は、ケース蓋体部１０６ｂの内周壁とケース本体部１０６ａの外周壁とがそれぞれ対応する領域で螺合することによって固定された場合を示すが、ケース蓋体部１０６ｂの外周壁とケース本体部１０６ａの内周壁とがそれぞれ対応する領域で螺合することによって固定されたものであってもよい）、第１のシール部材１０７ａが、環状の弾性体からなるとともに、浄化液１０２をフィルタ本体１０３の外周壁から流路１０８を経由して浄化液取出し口１０５まで導く連通用溝１０９を有している。なお、図１は、フィルタ本体１０３として、セラミックス多孔質膜（セラミックスフィルタ）１０３ａと活性炭１０３ｂとから構成されてなる場合を示している（以下、同様である）。
【００２５】
この場合、ケース本体部１０６ａの略中間部内側に環状突起１０６ｃを突設してケース本体部１０６ａ内の空間を二つの部屋に区画し、この環状突起１０６ｃの上側の部屋に第２のシール部材１０７ｂを介して固定、位置決めしたセラミックス多孔質膜（セラミックスフィルタ）１０３ａを配設し、不織布１０７ｃ等によって固定、位置決めした活性炭１０３ｂを環状突起１０６ｃの下側の部屋に配設して収納するように構成している。なお、原液取入れ口１０４及び浄化液取出し口１０５には、Ｏ−リング１１５が取り付けられ、外部配管等とのシール性を高めている。
【００２６】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるケース蓋体部、フィルタ本体の端部、及び第１のシール部材を拡大して示す分解斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の連通用溝の部分（Ａ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の結合用溝の部分（Ｂ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、ケース蓋体部１０６ｂの内周壁とケース本体部１０６ａとは、シール部材１０７ａ（シール部材１０７ａは連通用溝１０９と、ケース蓋体部１０６ｂに形成されたリブ構造１２０の結合用凸部１２０ａに結合される結合用溝１１０とを備えている）を介在させ、かつフィルタ本体１０３を収納した状態で、螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されている。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、シール部材１０７ａの連通用溝１０９は、フィルタ本体１０３の外周壁とフィルタケース１０６ａ、１０６ｂ（図２（ａ）参照）の間に形成された流路１０８を経由して浄化液１０２が浄化液取出し口１０５まで導かれる形状を有している。なお、フィルタ本体１０３には、浄化液１０２の流路となる複数のセル１０３ｃが形成されている。
【００２９】
なお、複数のセル１０３ｃは、図３に示すように、両端部は目封じ材１０３ｄによって互い違いに目封じされ、フィルタ本体１０３を構成する多孔質の隔壁１０３ｅを原液１０１が透過して効率よく浄化液１０２を製造することができるような構成になっている。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、シール部材１０７ａの結合用溝１１０は、ケース蓋体部１０６ｂ（図２（ａ）参照）に形成されたリブ構造１２０（図２（ａ）参照）の結合用凸部１２０ａに結合される形状を有している。このため、シール部材１０７ａは、ケース蓋体部１０６ｂとケース本体部１０６ａ（図２（ａ）参照）との螺合時に、ケース蓋体部１０６ｂとともに回転してフィルタ本体１０３（図２（ａ）参照）の端面を滑動しながら、円滑な螺合を実現することができる。
【００３１】
シール部材１０７ａの材質としては、上述のことから、耐水性、滑り性、機械的強度、適度な弾力性等の面で、四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を好適例として挙げることができる。また、フィルタケース（ケース蓋体部１０６ｂ及びケース本体部１０６ａ）の材質については、後述する。
【００３２】
図２（ｄ）において矢印で示すように、フィルタ本体１０３の外周壁を透過して浄化された浄化液１０２は、流路１０８及びシール部材１０７ａの連通用溝１０９を経由して、浄化液取出し口１０５に向かって流れることになる。なお、フィルタ本体１０３の中央部分を透過して浄化された浄化液１０２は、流路１０８及びシール部材１０７ａの連通用溝１０９を経由せずに、直接、浄化液取出し口１０５に向かって流れることになる。
【００３３】
このように、浄化液１０２がフィルタ本体１０３の中央部分だけでなく外周壁をも透過して流れることによって、浄化液の浄化処理量を増大させることができるとともに、細菌の発生等によって汚染された外周壁を自動的に清掃することが可能となり、シール性を確保しつつ、浄化液の生産性及びメンテナンス性を高めることができる。
【００３４】
図４は、本発明のフィルタカートリッジの第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【００３５】
図４に示すように、第２の実施の形態のフィルタカートリッジは、一方の端部から取り入れた浄化すべき原液２０１を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液２０２として取り出す円筒状のフィルタ本体２０３と、原液２０１を取り入れる原液取入れ口２０４及び浄化液２０２を取り出す浄化液取出し口２０５を有し、原液取入れ口２０４及び浄化液取出し口２０５以外は密閉された状態でフィルタ本体２０３を収納するように配設されたフィルタケース２０６と、フィルタ本体２０３（セラミックス多孔質膜２０３ａ及び活性炭２０３ｂ）がフィルタケース２０６中の所定位置に位置決めされて収納されるように、第３のシール部材２１０ａ及び不織布２１０ｂとを備えてなるフィルタカートリッジ２００であって、フィルタ本体２０３が、他方の端部側及び外周壁側から浄化液２０２を取り出す構造を有してなり、フィルタケース２０６が、フィルタ本体２０３の外周壁との間に浄化液２０２を浄化液取出し口２０５まで導く流路２０８を形成した状態で配設されてなり、かつ、浄化液取出し口２０５を有するケース蓋体部２０６ｂと、原液取入れ口２０４を有するケース本体部２０６ａとにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、ケース蓋体部２０６ｂの内周壁とケース本体部２０６ａの外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、ケース蓋体部２０６ｂが、その内面に、フィルタ本体２０３がフィルタケース２０６中の所定位置に位置決めされて収納されるようにフィルタ本体２０３の他方の端部に当接するとともに、浄化液２０２をフィルタ本体２０３の外周壁から流路２０８を経由して浄化液取出し口２０５まで導く形状のリブ構造２２０を有してなり、ケース蓋体部２０６ｂの内周壁とケース本体部２０６ａの外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化する際に、フィルタ本体２０３が回転するのを防止する回転防止手段として、フィルタ本体２０３の他方の端部とケース蓋体部２０６ｂのリブ構造２２０との間に介在させたフィルタ回転防止用リング２０７をさらに備えている。
【００３６】
この場合、ケース本体部２０６ａの略中間部内側に環状突起２０６ｃを突設してケース本体部２０６ａ内の空間を二つの部屋に区画し、この環状突起２０６ｃの上側の部屋に第３のシール部材２１０ａを介して固定、位置決めしたセラミックス多孔質膜（セラミックスフィルタ）２０３ａを配設し、不織布２１０ｂ等によって固定、位置決めした活性炭２０３ｂを環状突起２０６ｃの下側の部屋に配設して収納するように構成している。なお、原液取入れ口２０４及び浄化液取出し口２０５には、Ｏ−リング２１５が取り付けられ、外部配管等とのシール性を高めている。
【００３７】
図５（ａ）は、第２の実施の形態におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部の部分を拡大して示す分解斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図及び一部拡大図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、ケース蓋体部２０６ｂの内周壁とケース本体部２０６ａとは、フィルタ回転防止用リング２０７を介在させ、かつフィルタ本体２０３を収納した状態で、螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されている。なお、ケース蓋体部２０６ｂは、連通用溝２２０ａ並びにフィルタ回転防止用リング２０７及びフィルタ本体２０３を把持する把持用凸部２２０ｂを有するリブ構造２２０を備えている。
【００３９】
フィルタ回転防止用リング２０７は、ケース蓋体部２０６ｂとケース本体部２０６ａとの螺合による固定時に、ケース蓋体部２０６ｂの回転がケース蓋体部２０６ｂにおけるリブ構造２２０の先端面を経由してフィルタ本体２０３の端面に伝達され、フィルタ本体２０３を回転させることによって、第３のシール部材２１０（図４参照）を破損することがあるのを有効に防止することができる。すなわち、滑り性の高い材料からなるフィルタ回転防止用リング２０７を介在させることによって、フィルタ本体２０３への回転の伝達を防止し、シール部材２１０（図示せず）の破損を有効に防止することができる。
【００４０】
フィルタ回転防止用リング２０７の材質としては、上述のことから、耐水性、滑り性、機械的強度、適度な弾力性等の面で、四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリアセタール（商品名：「ジュラコン」等）を好適例として挙げることができる。
【００４１】
図５（ｂ）において矢印で示すように、フィルタ本体２０３の外周壁を透過して浄化された浄化液２０２は、流路２０８及びケース蓋体部２０６ｂにおけるリブ構造２２０の連通用溝２２０ａを経由して、浄化液取出し口２０５に向かって流れることになる。なお、フィルタ本体２０３の中央部分を透過して浄化された浄化液２０２は、直接、浄化液取出し口２０５に向かって流れることになる。
【００４２】
このように、浄化液２０２がフィルタ本体２０３の中央部分だけでなく外周壁をも透過して流れることによって、浄化液量を増大させることができるとともに、細菌の発生等によって汚染された外周壁を自動的に清掃することが可能となり、シール性を確保しつつ、浄化液の生産性及びメンテナンス性を高めることができる。
【００４３】
図６（ａ）は、第２の実施の形態の変形例におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部を拡大して示す分解斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、この変形例は、回転防止手段として、ケース蓋体部３０６ｂが、フィルタ本体３０３の端部と小さい面積で接触するリブ突起３２０ａを有するリブ構造を備えた構成としている。すなわち、ケース蓋体部３０６ｂの内周壁とケース本体部３０６ａとは、フィルタ本体３０３を収納した状態で、螺合することによって取り外し可能に固定、一体化され、ケース蓋体部３０６ｂは、リブ突起３２０ａ及びフィルタ本体３０３を把持する把持用凸部３２０ｂを有するリブ構造３２０を備えている。
【００４５】
リブ突起３２０ａは、ケース蓋体部３０６ｂとケース本体部３０６ａとの螺合による固定時に、ケース蓋体部３０６ｂの回転がケース蓋体部３０６ｂにおけるリブ構造３２０の先端面を経由してフィルタ本体３０３の端面に伝達され、フィルタ本体３０３を回転させることによって、第３のシール部材２１０（図４参照）を破損することがあるのを有効に防止することができる。すなわち、フィルタ本体３０３の端部と小さい面積で接触するリブ突起３２０ａを介在させることによって面抵抗を低減し、フィルタ本体３０３への回転の伝達を防止し、シール部材２１０（図４参照）の破損を有効に防止することができる。
【００４６】
リブ突起３２０ａ（リブ構造３２０）の材質としては、上述のことから、耐水性、滑り性、機械的強度、適度な弾力性等の面で、四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を好適例として挙げることができる。
【００４７】
図６（ｂ）において矢印で示すように、フィルタ本体３０３の外周壁を透過して浄化された浄化液３０２は、流路３０８及びケース蓋体部３０６ｂにおけるリブ構造３２０の、リブ突起３２０ａ及び把持用凸部３２０ｂとの合いだの間隙３２０ｃを経由して、浄化液取出し口３０５に向かって流れることになる。なお、フィルタ本体３０３の中央部分を透過して浄化された浄化液３０２は、直接、浄化液取出し口３０５に向かって流れることになる。
【００４８】
このように、浄化液３０２がフィルタ本体３０３の中央部分だけでなく外周壁をも透過して流れることによって、上述の効果を発揮することができる。
【００４９】
図７（ａ）は、本発明のフィルタカートリッジの第３の実施の形態を模式的に示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は、ラチェットロック手段を拡大して示す説明図であり、図７（ｃ）は、ラチェットロック手段の係止の状態を示す断面図である。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、第３の実施の形態のフィルタカートリッジは、ケース蓋体部４０６ｂを、ケース本体部４０６ａとの螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段として、ケース蓋体部４０６ｂに設けられた、先端に第１の係止部材４２０ａを有するリブ構造４２０と、ケース本体部４０６ａの上側端部に設けられた、第１の係止部材４２０ａの螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転をその側壁で阻止する係止用穴４３０とから構成されてなるものをさらに備えている。
【００５１】
図７（ｂ）に示すように、ケース蓋体部４０６ｂとケース本体部４０６ａとの螺合又は解除時、リブ構造４２０の第１の係止部材４２０ａは、ケース本体部４０６ａの係止用穴４３０に入り込むが、図７（ｃ）に示すように、第１の係止部材４２０ａの先端面は、螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転の場合、その回転を係止用穴４３０の側壁によって阻止される（螺合する方向と同一方向の回転の場合は側壁を乗り越えて回転することができる）ような形状に形成されている。この場合、第１の係止部材４２０ａの先端面には、所定の傾斜角度θが形成されていることが好ましい。この傾斜角度θは、２０〜８０度が好ましく、さらに好ましくは３０〜７０度、特に好ましくは４５〜６０度である。
【００５２】
図８（ａ）は、ラチェットロック手段の変形例を示す説明図で、図８（ｂ）は、その断面図である。
【００５３】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、この変形例は、ラチェットロック手段が、ケース蓋体部５０６ｂ及びケース本体部５０６ａの互いに当接する表面のそれぞれが、ケース蓋体部５０６ｂ及びケース本体部５０６ａが螺合する方向にのみ回転可能な形状（ギザギザ形状５３０ａ、５３０ｂ）に構成されてなるものである。なお、図８（ａ）においては、ケース蓋体部５０６ｂのみを示している。
【００５４】
図９は、ラチェットロック手段の他の変形例を示す説明図である。
【００５５】
図９に示すように、この変形例は、ラチェットロック手段が、ケース蓋体部６０６ｂに設けられた、先端に爪部６２０ａを有する第２の係止部材６２０と、ケース本体部６０６ａの内壁に設けられた、第２の係止部材６２０の爪部６２０ａの螺合する方向とは反対方向の回転を阻止する係止用溝６３０とから構成されている。
【００５６】
上述のように、ラチェットロック手段を備えたものとすることによって、使用者による不用意な分解等による浄化機能の低下を防止することができ、浄化機能の信頼性を高めることができる。
【００５７】
ここで、本発明のフィルタカートリッジで用いられるフィルタ本体としては、例えば、中空糸製、セラミックス製（その形状としては流路としての複数のセルを交互に目封じしたハニカム形状のものやモノリス型形状のもの等がある）、繊維状や粒状の活性炭製等を挙げることができる。中でも、耐熱性や耐食性に優れるセラミックスフィルタ（セラミックス多孔質膜）を好適に用いることができる。活性炭と組み合わせたものであってもよい。
【００５８】
また、本発明のフィルタカートリッジで用いられるフィルタケース（材質）としては、例えば、成形性が容易で、かつ、使用後の回収リサイクルが容易な、ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の合成樹脂を挙げることができる。ケース蓋体部とケース本体部との材質は同材質であることが好ましいが、異なったものであってもよい。また、ケース蓋体部とリブ構造とは、一体的な構造で、同材質とすることが好ましいが、異なる材質で別体に構成して、それぞれを機械的に結合させたり、接着剤により又は熱融着により結合させてもよい。
【００５９】
また、本発明のフィルタカートリッジで用いられる第２〜第３のシール部材としては、例えば、食品用のシリコーンゴム、天然ゴム、ＥＰゴム等を挙げることができる。
【００６０】
なお、本発明に用いられる原液としては特に制限はなく、例えば、水道水、化学工業、食品工業等で用いられる各種液体等を挙げることができる。
【００６１】
また、本発明のフィルタカートリッジにおいては、ケース蓋体部の外周壁とケース本体部の内周壁との間にはシールの確実性を高めるためＯ−リングが配設されてなることが好ましい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、原液と浄化液との間及びカートリッジの内部と外部との間のシール性、浄化液の生産性及び浄化機能の信頼性に優れるとともに、交換が簡易かつ確実で優れたメンテナンス性を有する、特に、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や家庭用の浄水器等に好適に用いられるフィルタカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のフィルタカートリッジの第１の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図２】 図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるケース蓋体部、フィルタ本体の端部、及び第１のシール部材を拡大して示す分解斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の連通用溝の部分（Ａ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の結合用溝の部分（Ｂ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。。
【図３】 本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ本体の一部の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】 本発明のフィルタカートリッジの第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図５】 図５（ａ）は、第２の実施の形態におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部の部分を拡大して示す分解斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図及び一部拡大図である。
【図６】 図６（ａ）は、第２の実施の形態の変形例におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部を拡大して示す分解斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。
【図７】 図７（ａ）は、本発明のフィルタカートリッジの第３の実施の形態を模式的に示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は、ラチェットロック手段を拡大して示す説明図であり、図７（ｃ）は、ラチェットロック手段の係止の状態を示す断面図である。
【図８】 図８（ａ）は、ラチェットロック手段の変形例を示す説明図で、図８（ｂ）は、その断面図である。
【図９】 ラチェットロック手段の他の変形例を示す説明図である。
【図１０】 従来のフィルタカートリッジの一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１００…フィルタカートリッジ、１０１…原液、１０２…浄化液、１０３…フィルタ本体、１０３ａ…セラミックス多孔質膜、１０３ｂ…活性炭、１０３ｃ…セル、１０３ｄ…目封じ材、１０３ｅ…隔壁、１０４…原液取入れ口、１０５…浄化液取出し口、１０６…フィルタケース、１０６ａ…ケース本体部、１０６ｂ…ケース蓋体部、１０６ｃ…環状突起、１０７…シール部材、１０７ａ…第１のシール部材、１０７ｂ…第２のシール部材、１０７ｃ…不織布、１０８…流路、１０９…連通用溝、１１０…結合用溝、１２０…リブ構造、１２０ａ…結合用凸部、１１３…溝、１１４…円筒状部、１１５…Ｏ−リング、２００…フィルタカートリッジ、２０１…原液、２０２…浄化液、２０３…フィルタ本体、２０３ａ…セラミックス多孔質膜、２０３ｂ…活性炭、２０４…原液取入れ口、２０５…浄化液取出し口、２０６…フィルタケース、２０６ａ…ケース本体部、２０６ｂ…ケース蓋体部、２０６ｃ…環状突起、２０７…フィルタ回転防止用リング、２０８…流路、２１０ａ…第３のシール部材、２１０ｂ…不織布、２１５…Ｏ−リング、２２０…リブ構造、２２０ａ…連通用溝、２２０ｂ…把持用凸部、３０２…浄化液、３０３…フィルタ本体、３０５…浄化液取出し口、３０６…フィルタケース、３０６ａ…ケース本体部、３０６ｂ…ケース蓋体部、３０８…流路、３２０…リブ構造、３２０ａ…リブ突起、３２０ｂ…把持用凸部、３２０ｃ…間隙、４０６…フィルタケース、４０６ａ…ケース本体部、４０６ｂ…ケース蓋体部、４２０…リブ構造、４２０ａ…第１の係止部材、４３０…係止用穴、５０６…フィルタケース、５０６ａ…ケース本体部、５０６ｂ…ケース蓋体部、５３０ａ…ギザギザ形状、５３０ｂ…ギザギザ形状、６０６…フィルタケース、６０６ａ…ケース本体部、６０６ｂ…ケース蓋体部、６２０…第２の係止部材、６２０ａ…爪部、６３０…係止用溝、７００…フィルタカートリッジ、７０１…原液、７０２…浄化液、７０３…フィルタ本体、７０４…原液取入れ口、７０５…浄化液取出し口、７０６…フィルタケース、７０６ａ…ケース本体部、７０６ｂ…ケース蓋体部、７０７…シール部材、７０８…Ｏ−リング、θ…傾斜角度。
【発明の属する技術分野】
本発明は、フィルタカートリッジに関する。さらに詳しくは、原液と浄化液との間及びカートリッジの内部と外部との間のシール性、浄化液の生産性及び浄化機能の信頼性に優れるとともに、交換が簡易かつ確実で優れたメンテナンス性を有する、特に、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や家庭用の浄水器等に好適に用いられるフィルタカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や水道水の家庭用の浄水器において、原液をその内部に透過させて除菌、濾過等の浄化を行うフィルタとして、セラミックス製や中空糸製のフィルタエレメントをケースに収納したフィルタカートリッジが用いられている。
【０００３】
図１０に示すように、このようなフィルタカートリッジとしては、例えば、一方の端部から取り入れた浄化すべき原液７０１を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液７０２として取り出す円筒状のフィルタ本体７０３と、原液７０１を取り入れる原液取入れ口７０４及び浄化液７０２を取り出す浄化液取出し口７０５を備え、原液取入れ口７０４及び浄化液取出し口７０５以外は密閉された状態でフィルタ本体７０３を収納するように配設されたフィルタケース７０６と、フィルタ本体７０３がフィルタケース７０６中の所定位置に位置決めされて収納されるように、また、フィルタケース７０６の原液取入れ口７０４から取り入れられた原液７０１がフィルタ本体７０３の内部を透過した浄化液７０２に混入することなくフィルタケース７０６の浄化液取出し口７０５まで導かれるように、フィルタ本体７０３の外縁部を含む領域及び対応するフィルタケース７０６の内縁部を含む領域の間に介在させて配設した、フィルタ本体７０３の中心軸を含む面で切断した断面形状が二つのＬ字状の少なくとも一つのシール部材７０７とを備えてなるフィルタカートリッジ７００が用いられている。
【０００４】
このフィルタカートリッジ７００は、フィルタケース７０６が、原液取入れ口７０４を含むケース本体部７０６ａと浄化液取出し口７０５を含むケース蓋体部７０６ｂとにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、ケース蓋体部７０６ｂの内周壁とケース本体部７０６ａの外周壁との間にはシールの確実性を高めるためＯ−リング７０８が配設され、さらにケース蓋体部７０６ｂの内周壁とケース本体部７０６ａの外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されて構成されている。
【０００５】
上述のフィルタカートリッジは、原液と浄化液との間のシール性に一定の効果を発揮するとともに、交換が簡易でメンテナンス性にも一定の効果を発揮する点で優れたものである。
【０００６】
このようなフィルタカートリッジを浄水器に用いた例として、少なくとも活性炭を含む濾過層を有するフィルタカートリッジとケースに内臓されたセラミック膜フィルタとを備えたものが提案されている（特許第３１２４６２７号公報）。
【０００７】
この浄水器は、交換が簡易で、メンテナンス性に一定の効果を発揮するとともに、セラミック膜フィルタの目詰まりや圧力損失の上昇を抑えることができる点で優れたものである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のフィルタカートリッジ７００においては、浄化液７０２は、フィルタ本体７０３の浄化液取出し口７０５側の端部からのみ取り出される構造であるため、浄化液７０２の浄化処理量が制限され、浄化液の生産性の面において満足すべきものではなかった。また、フィルタ本体７０３の外周壁部分は、浄化液７０２の流れが滞り易いため、細菌や汚物によって汚染され易く、その清掃が困難で、フィルタ本体７０３の外周壁部分の汚染によって、フィルタカートリッジそのものを交換しなければならないという問題があった。また、使用者によって、ケース蓋体部７０６ｂ及びケース本体部７０６ａの一体構造が不用意に分解されて、本来の浄化機能が損なわれたまま使用され続けてしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述の問題に鑑みなされたもので、原液と浄化液との間及びカートリッジの内部と外部との間のシール性、浄化液の生産性及び浄化機能の信頼性に優れるとともに、交換が簡易かつ確実で優れたメンテナンス性を有する、特に、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や家庭用の浄水器等に好適に用いられるフィルタカートリッジを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上述の課題を解決すべく鋭意研究した結果、シール部材及びフィルタ本体の構造を、浄化液がフィルタ本体の外周壁をも通過し得る構成とすることにより、上記目的を達成することができることを知見し、本発明を完成させた。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下のフィルタカートリッジを提供するものである。
【００１２】
［１］ 一方の端部から取り入れた浄化すべき原液を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液として取り出す円筒状のフィルタ本体と、前記原液を取り入れる原液取入れ口及び前記浄化液を取り出す浄化液取出し口を有し、前記原液取入れ口及び前記浄化液取出し口以外は密閉された状態で前記フィルタ本体を収納するように配設されたフィルタケースと、前記フィルタ本体が前記フィルタケース中の所定位置に位置決めされて収納されるように配設されたシール部材とを備えてなるフィルタカートリッジであって、前記フィルタ本体が、他方の端部側及び外周壁側から前記浄化液を取り出す構造を有してなり、前記フィルタケースが、前記フィルタ本体の外周壁との間に前記浄化液を前記浄化液取出し口まで導く流路を形成した状態で配設されてなり、かつ、前記浄化液取出し口を有するケース蓋体部と、前記原液取入れ口を有するケース本体部とにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、前記ケース蓋体部を、前記ケース本体部との螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段を備えてなり、前記シール部材が、前記フィルタ本体の前記浄化液取出し口側の端縁部に配設され、環状の弾性体からなるとともに、前記浄化液を前記フィルタ本体の外周壁から前記流路を経由して前記浄化液取出し口まで導く連通用溝を有してなることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【００１４】
［２］ 一方の端部から取り入れた浄化すべき原液を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液として取り出す円筒状のフィルタ本体と、前記原液を取り入れる原液取入れ口及び前記浄化液を取り出す浄化液取出し口を有し、前記原液取入れ口及び前記浄化液取出し口以外は密閉された状態で前記フィルタ本体を収納するように配設されたフィルタケースとを備えてなるフィルタカートリッジであって、前記フィルタ本体が、他方の端部側及び外周壁側から前記浄化液を取り出す構造を有してなり、前記フィルタケースが、前記フィルタ本体の外周壁との間に前記浄化液を前記浄化液取出し口まで導く流路を形成した状態で配設されてなり、かつ、前記浄化液取出し口を有するケース蓋体部と、前記原液取入れ口を有するケース本体部とにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、前記ケース蓋体部が、その内面に、前記フィルタ本体が前記フィルタケース中の所定位置に位置決めされて収納されるように前記フィルタ本体の他方の端部に当接するとともに、前記浄化液を前記フィルタ本体の外周壁から前記流路を経由して前記浄化液取出し口まで導く形状のリブ構造を有し、かつ、前記ケース蓋体部を、前記ケース本体部との螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段を備えてなり、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化する際に、前記フィルタ本体が回転するのを防止する回転防止手段をさらに備えてなることを特徴とするフィルタカートリッジ。
【００１５】
［３］ 前記回転防止手段が、前記フィルタ本体の他方の端部と前記ケース蓋体部の前記リブ構造との間に介在させたフィルタ回転防止用リングである前記［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００１６】
［４］ 前記回転防止手段が、前記フィルタ本体の他方の端部と小さい面積で接触するリブ突起を有するように構成された前記ケース蓋体部のリブ構造である前記［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００１８】
［５］ 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部に設けられた、先端に第１の係止部材を有するリブ構造と、前記ケース本体部の上側端部に設けられた、前記第１の係止部材の螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転をその側壁で阻止する係止用穴とから構成されてなるものである前記［１］又は［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００１９】
［６］ 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部及び前記ケース本体部の互いに当接する表面のそれぞれが、前記ケース蓋体部及び前記ケース本体部が螺合する方向にのみ回転可能な形状に構成されてなるものである前記［１］又は［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００２０】
［７］ 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部に設けられた、先端に爪部を有する第２の係止部材と、前記ケース本体部の内壁に設けられた、前記第２の係止部材の爪部の螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転を阻止する係止用溝とから構成されてなるものである前記［１］又は［２］に記載のフィルタカートリッジ。
【００２１】
［８］ 前記フィルタ本体が、セラミックス多孔質膜と活性炭とから構成されてなる前記［１］〜［７］のいずれかに記載のフィルタカートリッジ。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のフィルタカートリッジの実施の形態を、図面を参照しつつ具体的に説明する。
【００２３】
図１は、本発明のフィルタカートリッジの第１の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、第１の実施の形態のフィルタカートリッジは、一方の端部から取り入れた浄化すべき原液１０１を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液１０２として取り出す円筒状のフィルタ本体１０３と、原液１０１を取り入れる原液取入れ口１０４及び浄化液１０２を取り出す浄化液取出し口１０５を有し、原液取入れ口１０４及び浄化液取出し口１０５以外は密閉された状態でフィルタ本体１０３を収納するように配設されたフィルタケース１０６と、フィルタ本体１０３がフィルタケース１０６中の所定位置に位置決めされて収納されるように配設されたシール部材１０７（第１のシール部材１０７ａ、第２のシール部材１０７ｂ及び不織布１０７ｃ）とを備えてなるフィルタカートリッジ１００であって、フィルタ本体１０３が、他方の端部側及び外周壁側から浄化液１０２を取り出す構造を有してなり、フィルタケース１０６が、フィルタ本体１０３の外周壁との間に浄化液１０２を浄化液取出し口１０５まで導く流路１０８を形成した状態で配設されてなり、かつ、浄化液取出し口１０５を有するケース蓋体部１０６ｂと、原液取入れ口１０４を有するケース本体部１０６ａとにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、ケース蓋体部１０６ｂの内周壁とケース本体部１０６ａの外周壁とが、取り外し可能に固定、一体化されてなり（図１は、ケース蓋体部１０６ｂの内周壁とケース本体部１０６ａの外周壁とがそれぞれ対応する領域で螺合することによって固定された場合を示すが、ケース蓋体部１０６ｂの外周壁とケース本体部１０６ａの内周壁とがそれぞれ対応する領域で螺合することによって固定されたものであってもよい）、第１のシール部材１０７ａが、環状の弾性体からなるとともに、浄化液１０２をフィルタ本体１０３の外周壁から流路１０８を経由して浄化液取出し口１０５まで導く連通用溝１０９を有している。なお、図１は、フィルタ本体１０３として、セラミックス多孔質膜（セラミックスフィルタ）１０３ａと活性炭１０３ｂとから構成されてなる場合を示している（以下、同様である）。
【００２５】
この場合、ケース本体部１０６ａの略中間部内側に環状突起１０６ｃを突設してケース本体部１０６ａ内の空間を二つの部屋に区画し、この環状突起１０６ｃの上側の部屋に第２のシール部材１０７ｂを介して固定、位置決めしたセラミックス多孔質膜（セラミックスフィルタ）１０３ａを配設し、不織布１０７ｃ等によって固定、位置決めした活性炭１０３ｂを環状突起１０６ｃの下側の部屋に配設して収納するように構成している。なお、原液取入れ口１０４及び浄化液取出し口１０５には、Ｏ−リング１１５が取り付けられ、外部配管等とのシール性を高めている。
【００２６】
図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるケース蓋体部、フィルタ本体の端部、及び第１のシール部材を拡大して示す分解斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の連通用溝の部分（Ａ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の結合用溝の部分（Ｂ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。
【００２７】
図２（ａ）に示すように、ケース蓋体部１０６ｂの内周壁とケース本体部１０６ａとは、シール部材１０７ａ（シール部材１０７ａは連通用溝１０９と、ケース蓋体部１０６ｂに形成されたリブ構造１２０の結合用凸部１２０ａに結合される結合用溝１１０とを備えている）を介在させ、かつフィルタ本体１０３を収納した状態で、螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されている。
【００２８】
図２（ｂ）に示すように、シール部材１０７ａの連通用溝１０９は、フィルタ本体１０３の外周壁とフィルタケース１０６ａ、１０６ｂ（図２（ａ）参照）の間に形成された流路１０８を経由して浄化液１０２が浄化液取出し口１０５まで導かれる形状を有している。なお、フィルタ本体１０３には、浄化液１０２の流路となる複数のセル１０３ｃが形成されている。
【００２９】
なお、複数のセル１０３ｃは、図３に示すように、両端部は目封じ材１０３ｄによって互い違いに目封じされ、フィルタ本体１０３を構成する多孔質の隔壁１０３ｅを原液１０１が透過して効率よく浄化液１０２を製造することができるような構成になっている。
【００３０】
図２（ｃ）に示すように、シール部材１０７ａの結合用溝１１０は、ケース蓋体部１０６ｂ（図２（ａ）参照）に形成されたリブ構造１２０（図２（ａ）参照）の結合用凸部１２０ａに結合される形状を有している。このため、シール部材１０７ａは、ケース蓋体部１０６ｂとケース本体部１０６ａ（図２（ａ）参照）との螺合時に、ケース蓋体部１０６ｂとともに回転してフィルタ本体１０３（図２（ａ）参照）の端面を滑動しながら、円滑な螺合を実現することができる。
【００３１】
シール部材１０７ａの材質としては、上述のことから、耐水性、滑り性、機械的強度、適度な弾力性等の面で、四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を好適例として挙げることができる。また、フィルタケース（ケース蓋体部１０６ｂ及びケース本体部１０６ａ）の材質については、後述する。
【００３２】
図２（ｄ）において矢印で示すように、フィルタ本体１０３の外周壁を透過して浄化された浄化液１０２は、流路１０８及びシール部材１０７ａの連通用溝１０９を経由して、浄化液取出し口１０５に向かって流れることになる。なお、フィルタ本体１０３の中央部分を透過して浄化された浄化液１０２は、流路１０８及びシール部材１０７ａの連通用溝１０９を経由せずに、直接、浄化液取出し口１０５に向かって流れることになる。
【００３３】
このように、浄化液１０２がフィルタ本体１０３の中央部分だけでなく外周壁をも透過して流れることによって、浄化液の浄化処理量を増大させることができるとともに、細菌の発生等によって汚染された外周壁を自動的に清掃することが可能となり、シール性を確保しつつ、浄化液の生産性及びメンテナンス性を高めることができる。
【００３４】
図４は、本発明のフィルタカートリッジの第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【００３５】
図４に示すように、第２の実施の形態のフィルタカートリッジは、一方の端部から取り入れた浄化すべき原液２０１を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液２０２として取り出す円筒状のフィルタ本体２０３と、原液２０１を取り入れる原液取入れ口２０４及び浄化液２０２を取り出す浄化液取出し口２０５を有し、原液取入れ口２０４及び浄化液取出し口２０５以外は密閉された状態でフィルタ本体２０３を収納するように配設されたフィルタケース２０６と、フィルタ本体２０３（セラミックス多孔質膜２０３ａ及び活性炭２０３ｂ）がフィルタケース２０６中の所定位置に位置決めされて収納されるように、第３のシール部材２１０ａ及び不織布２１０ｂとを備えてなるフィルタカートリッジ２００であって、フィルタ本体２０３が、他方の端部側及び外周壁側から浄化液２０２を取り出す構造を有してなり、フィルタケース２０６が、フィルタ本体２０３の外周壁との間に浄化液２０２を浄化液取出し口２０５まで導く流路２０８を形成した状態で配設されてなり、かつ、浄化液取出し口２０５を有するケース蓋体部２０６ｂと、原液取入れ口２０４を有するケース本体部２０６ａとにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、ケース蓋体部２０６ｂの内周壁とケース本体部２０６ａの外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、ケース蓋体部２０６ｂが、その内面に、フィルタ本体２０３がフィルタケース２０６中の所定位置に位置決めされて収納されるようにフィルタ本体２０３の他方の端部に当接するとともに、浄化液２０２をフィルタ本体２０３の外周壁から流路２０８を経由して浄化液取出し口２０５まで導く形状のリブ構造２２０を有してなり、ケース蓋体部２０６ｂの内周壁とケース本体部２０６ａの外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化する際に、フィルタ本体２０３が回転するのを防止する回転防止手段として、フィルタ本体２０３の他方の端部とケース蓋体部２０６ｂのリブ構造２２０との間に介在させたフィルタ回転防止用リング２０７をさらに備えている。
【００３６】
この場合、ケース本体部２０６ａの略中間部内側に環状突起２０６ｃを突設してケース本体部２０６ａ内の空間を二つの部屋に区画し、この環状突起２０６ｃの上側の部屋に第３のシール部材２１０ａを介して固定、位置決めしたセラミックス多孔質膜（セラミックスフィルタ）２０３ａを配設し、不織布２１０ｂ等によって固定、位置決めした活性炭２０３ｂを環状突起２０６ｃの下側の部屋に配設して収納するように構成している。なお、原液取入れ口２０４及び浄化液取出し口２０５には、Ｏ−リング２１５が取り付けられ、外部配管等とのシール性を高めている。
【００３７】
図５（ａ）は、第２の実施の形態におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部の部分を拡大して示す分解斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図及び一部拡大図である。
【００３８】
図５（ａ）に示すように、ケース蓋体部２０６ｂの内周壁とケース本体部２０６ａとは、フィルタ回転防止用リング２０７を介在させ、かつフィルタ本体２０３を収納した状態で、螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されている。なお、ケース蓋体部２０６ｂは、連通用溝２２０ａ並びにフィルタ回転防止用リング２０７及びフィルタ本体２０３を把持する把持用凸部２２０ｂを有するリブ構造２２０を備えている。
【００３９】
フィルタ回転防止用リング２０７は、ケース蓋体部２０６ｂとケース本体部２０６ａとの螺合による固定時に、ケース蓋体部２０６ｂの回転がケース蓋体部２０６ｂにおけるリブ構造２２０の先端面を経由してフィルタ本体２０３の端面に伝達され、フィルタ本体２０３を回転させることによって、第３のシール部材２１０（図４参照）を破損することがあるのを有効に防止することができる。すなわち、滑り性の高い材料からなるフィルタ回転防止用リング２０７を介在させることによって、フィルタ本体２０３への回転の伝達を防止し、シール部材２１０（図示せず）の破損を有効に防止することができる。
【００４０】
フィルタ回転防止用リング２０７の材質としては、上述のことから、耐水性、滑り性、機械的強度、適度な弾力性等の面で、四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリアセタール（商品名：「ジュラコン」等）を好適例として挙げることができる。
【００４１】
図５（ｂ）において矢印で示すように、フィルタ本体２０３の外周壁を透過して浄化された浄化液２０２は、流路２０８及びケース蓋体部２０６ｂにおけるリブ構造２２０の連通用溝２２０ａを経由して、浄化液取出し口２０５に向かって流れることになる。なお、フィルタ本体２０３の中央部分を透過して浄化された浄化液２０２は、直接、浄化液取出し口２０５に向かって流れることになる。
【００４２】
このように、浄化液２０２がフィルタ本体２０３の中央部分だけでなく外周壁をも透過して流れることによって、浄化液量を増大させることができるとともに、細菌の発生等によって汚染された外周壁を自動的に清掃することが可能となり、シール性を確保しつつ、浄化液の生産性及びメンテナンス性を高めることができる。
【００４３】
図６（ａ）は、第２の実施の形態の変形例におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部を拡大して示す分解斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。
【００４４】
図６（ａ）に示すように、この変形例は、回転防止手段として、ケース蓋体部３０６ｂが、フィルタ本体３０３の端部と小さい面積で接触するリブ突起３２０ａを有するリブ構造を備えた構成としている。すなわち、ケース蓋体部３０６ｂの内周壁とケース本体部３０６ａとは、フィルタ本体３０３を収納した状態で、螺合することによって取り外し可能に固定、一体化され、ケース蓋体部３０６ｂは、リブ突起３２０ａ及びフィルタ本体３０３を把持する把持用凸部３２０ｂを有するリブ構造３２０を備えている。
【００４５】
リブ突起３２０ａは、ケース蓋体部３０６ｂとケース本体部３０６ａとの螺合による固定時に、ケース蓋体部３０６ｂの回転がケース蓋体部３０６ｂにおけるリブ構造３２０の先端面を経由してフィルタ本体３０３の端面に伝達され、フィルタ本体３０３を回転させることによって、第３のシール部材２１０（図４参照）を破損することがあるのを有効に防止することができる。すなわち、フィルタ本体３０３の端部と小さい面積で接触するリブ突起３２０ａを介在させることによって面抵抗を低減し、フィルタ本体３０３への回転の伝達を防止し、シール部材２１０（図４参照）の破損を有効に防止することができる。
【００４６】
リブ突起３２０ａ（リブ構造３２０）の材質としては、上述のことから、耐水性、滑り性、機械的強度、適度な弾力性等の面で、四フッ化エチレン等のフッ素系樹脂、ポリエステルエラストマー、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）を好適例として挙げることができる。
【００４７】
図６（ｂ）において矢印で示すように、フィルタ本体３０３の外周壁を透過して浄化された浄化液３０２は、流路３０８及びケース蓋体部３０６ｂにおけるリブ構造３２０の、リブ突起３２０ａ及び把持用凸部３２０ｂとの合いだの間隙３２０ｃを経由して、浄化液取出し口３０５に向かって流れることになる。なお、フィルタ本体３０３の中央部分を透過して浄化された浄化液３０２は、直接、浄化液取出し口３０５に向かって流れることになる。
【００４８】
このように、浄化液３０２がフィルタ本体３０３の中央部分だけでなく外周壁をも透過して流れることによって、上述の効果を発揮することができる。
【００４９】
図７（ａ）は、本発明のフィルタカートリッジの第３の実施の形態を模式的に示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は、ラチェットロック手段を拡大して示す説明図であり、図７（ｃ）は、ラチェットロック手段の係止の状態を示す断面図である。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、第３の実施の形態のフィルタカートリッジは、ケース蓋体部４０６ｂを、ケース本体部４０６ａとの螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段として、ケース蓋体部４０６ｂに設けられた、先端に第１の係止部材４２０ａを有するリブ構造４２０と、ケース本体部４０６ａの上側端部に設けられた、第１の係止部材４２０ａの螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転をその側壁で阻止する係止用穴４３０とから構成されてなるものをさらに備えている。
【００５１】
図７（ｂ）に示すように、ケース蓋体部４０６ｂとケース本体部４０６ａとの螺合又は解除時、リブ構造４２０の第１の係止部材４２０ａは、ケース本体部４０６ａの係止用穴４３０に入り込むが、図７（ｃ）に示すように、第１の係止部材４２０ａの先端面は、螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転の場合、その回転を係止用穴４３０の側壁によって阻止される（螺合する方向と同一方向の回転の場合は側壁を乗り越えて回転することができる）ような形状に形成されている。この場合、第１の係止部材４２０ａの先端面には、所定の傾斜角度θが形成されていることが好ましい。この傾斜角度θは、２０〜８０度が好ましく、さらに好ましくは３０〜７０度、特に好ましくは４５〜６０度である。
【００５２】
図８（ａ）は、ラチェットロック手段の変形例を示す説明図で、図８（ｂ）は、その断面図である。
【００５３】
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、この変形例は、ラチェットロック手段が、ケース蓋体部５０６ｂ及びケース本体部５０６ａの互いに当接する表面のそれぞれが、ケース蓋体部５０６ｂ及びケース本体部５０６ａが螺合する方向にのみ回転可能な形状（ギザギザ形状５３０ａ、５３０ｂ）に構成されてなるものである。なお、図８（ａ）においては、ケース蓋体部５０６ｂのみを示している。
【００５４】
図９は、ラチェットロック手段の他の変形例を示す説明図である。
【００５５】
図９に示すように、この変形例は、ラチェットロック手段が、ケース蓋体部６０６ｂに設けられた、先端に爪部６２０ａを有する第２の係止部材６２０と、ケース本体部６０６ａの内壁に設けられた、第２の係止部材６２０の爪部６２０ａの螺合する方向とは反対方向の回転を阻止する係止用溝６３０とから構成されている。
【００５６】
上述のように、ラチェットロック手段を備えたものとすることによって、使用者による不用意な分解等による浄化機能の低下を防止することができ、浄化機能の信頼性を高めることができる。
【００５７】
ここで、本発明のフィルタカートリッジで用いられるフィルタ本体としては、例えば、中空糸製、セラミックス製（その形状としては流路としての複数のセルを交互に目封じしたハニカム形状のものやモノリス型形状のもの等がある）、繊維状や粒状の活性炭製等を挙げることができる。中でも、耐熱性や耐食性に優れるセラミックスフィルタ（セラミックス多孔質膜）を好適に用いることができる。活性炭と組み合わせたものであってもよい。
【００５８】
また、本発明のフィルタカートリッジで用いられるフィルタケース（材質）としては、例えば、成形性が容易で、かつ、使用後の回収リサイクルが容易な、ＰＰ、ＡＢＳ、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）等の合成樹脂を挙げることができる。ケース蓋体部とケース本体部との材質は同材質であることが好ましいが、異なったものであってもよい。また、ケース蓋体部とリブ構造とは、一体的な構造で、同材質とすることが好ましいが、異なる材質で別体に構成して、それぞれを機械的に結合させたり、接着剤により又は熱融着により結合させてもよい。
【００５９】
また、本発明のフィルタカートリッジで用いられる第２〜第３のシール部材としては、例えば、食品用のシリコーンゴム、天然ゴム、ＥＰゴム等を挙げることができる。
【００６０】
なお、本発明に用いられる原液としては特に制限はなく、例えば、水道水、化学工業、食品工業等で用いられる各種液体等を挙げることができる。
【００６１】
また、本発明のフィルタカートリッジにおいては、ケース蓋体部の外周壁とケース本体部の内周壁との間にはシールの確実性を高めるためＯ−リングが配設されてなることが好ましい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によって、原液と浄化液との間及びカートリッジの内部と外部との間のシール性、浄化液の生産性及び浄化機能の信頼性に優れるとともに、交換が簡易かつ確実で優れたメンテナンス性を有する、特に、化学工業、食品工業等の分野におけるプロセス機器や家庭用の浄水器等に好適に用いられるフィルタカートリッジが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のフィルタカートリッジの第１の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図２】 図２（ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるケース蓋体部、フィルタ本体の端部、及び第１のシール部材を拡大して示す分解斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の連通用溝の部分（Ａ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｃ）は、図２（ａ）における第１のシール部材の結合用溝の部分（Ｂ部）を拡大して示す斜視図であり、図２（ｄ）は、図２（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。。
【図３】 本発明の第１の実施の形態におけるフィルタ本体の一部の構成を模式的に示す断面図である。
【図４】 本発明のフィルタカートリッジの第２の実施の形態を模式的に示す断面図である。
【図５】 図５（ａ）は、第２の実施の形態におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部の部分を拡大して示す分解斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図及び一部拡大図である。
【図６】 図６（ａ）は、第２の実施の形態の変形例におけるケース蓋体部及びフィルタ本体の端部を拡大して示す分解斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示す部分における浄化液の流れを示す断面図である。
【図７】 図７（ａ）は、本発明のフィルタカートリッジの第３の実施の形態を模式的に示す分解斜視図であり、図７（ｂ）は、ラチェットロック手段を拡大して示す説明図であり、図７（ｃ）は、ラチェットロック手段の係止の状態を示す断面図である。
【図８】 図８（ａ）は、ラチェットロック手段の変形例を示す説明図で、図８（ｂ）は、その断面図である。
【図９】 ラチェットロック手段の他の変形例を示す説明図である。
【図１０】 従来のフィルタカートリッジの一例を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１００…フィルタカートリッジ、１０１…原液、１０２…浄化液、１０３…フィルタ本体、１０３ａ…セラミックス多孔質膜、１０３ｂ…活性炭、１０３ｃ…セル、１０３ｄ…目封じ材、１０３ｅ…隔壁、１０４…原液取入れ口、１０５…浄化液取出し口、１０６…フィルタケース、１０６ａ…ケース本体部、１０６ｂ…ケース蓋体部、１０６ｃ…環状突起、１０７…シール部材、１０７ａ…第１のシール部材、１０７ｂ…第２のシール部材、１０７ｃ…不織布、１０８…流路、１０９…連通用溝、１１０…結合用溝、１２０…リブ構造、１２０ａ…結合用凸部、１１３…溝、１１４…円筒状部、１１５…Ｏ−リング、２００…フィルタカートリッジ、２０１…原液、２０２…浄化液、２０３…フィルタ本体、２０３ａ…セラミックス多孔質膜、２０３ｂ…活性炭、２０４…原液取入れ口、２０５…浄化液取出し口、２０６…フィルタケース、２０６ａ…ケース本体部、２０６ｂ…ケース蓋体部、２０６ｃ…環状突起、２０７…フィルタ回転防止用リング、２０８…流路、２１０ａ…第３のシール部材、２１０ｂ…不織布、２１５…Ｏ−リング、２２０…リブ構造、２２０ａ…連通用溝、２２０ｂ…把持用凸部、３０２…浄化液、３０３…フィルタ本体、３０５…浄化液取出し口、３０６…フィルタケース、３０６ａ…ケース本体部、３０６ｂ…ケース蓋体部、３０８…流路、３２０…リブ構造、３２０ａ…リブ突起、３２０ｂ…把持用凸部、３２０ｃ…間隙、４０６…フィルタケース、４０６ａ…ケース本体部、４０６ｂ…ケース蓋体部、４２０…リブ構造、４２０ａ…第１の係止部材、４３０…係止用穴、５０６…フィルタケース、５０６ａ…ケース本体部、５０６ｂ…ケース蓋体部、５３０ａ…ギザギザ形状、５３０ｂ…ギザギザ形状、６０６…フィルタケース、６０６ａ…ケース本体部、６０６ｂ…ケース蓋体部、６２０…第２の係止部材、６２０ａ…爪部、６３０…係止用溝、７００…フィルタカートリッジ、７０１…原液、７０２…浄化液、７０３…フィルタ本体、７０４…原液取入れ口、７０５…浄化液取出し口、７０６…フィルタケース、７０６ａ…ケース本体部、７０６ｂ…ケース蓋体部、７０７…シール部材、７０８…Ｏ−リング、θ…傾斜角度。
Claims (8)
- 一方の端部から取り入れた浄化すべき原液を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液として取り出す円筒状のフィルタ本体と、前記原液を取り入れる原液取入れ口及び前記浄化液を取り出す浄化液取出し口を有し、前記原液取入れ口及び前記浄化液取出し口以外は密閉された状態で前記フィルタ本体を収納するように配設されたフィルタケースと、前記フィルタ本体が前記フィルタケース中の所定位置に位置決めされて収納されるように配設されたシール部材とを備えてなるフィルタカートリッジであって、
前記フィルタ本体が、他方の端部側及び外周壁側から前記浄化液を取り出す構造を有してなり、
前記フィルタケースが、前記フィルタ本体の外周壁との間に前記浄化液を前記浄化液取出し口まで導く流路を形成した状態で配設されてなり、かつ、前記浄化液取出し口を有するケース蓋体部と、前記原液取入れ口を有するケース本体部とにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、前記ケース蓋体部を、前記ケース本体部との螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段を備えてなり、
前記シール部材が、前記フィルタ本体の前記浄化液取出し口側の端縁部に配設され、環状の弾性体からなるとともに、前記浄化液を前記フィルタ本体の外周壁から前記流路を経由して前記浄化液取出し口まで導く連通用溝を有してなることを特徴とするフィルタカートリッジ。 - 一方の端部から取り入れた浄化すべき原液を、その内部を透過させることによって浄化して浄化液として取り出す円筒状のフィルタ本体と、前記原液を取り入れる原液取入れ口及び前記浄化液を取り出す浄化液取出し口を有し、前記原液取入れ口及び前記浄化液取出し口以外は密閉された状態で前記フィルタ本体を収納するように配設されたフィルタケースとを備えてなるフィルタカートリッジであって、
前記フィルタ本体が、他方の端部側及び外周壁側から前記浄化液を取り出す構造を有してなり、
前記フィルタケースが、前記フィルタ本体の外周壁との間に前記浄化液を前記浄化液取出し口まで導く流路を形成した状態で配設されてなり、かつ、前記浄化液取出し口を有するケース蓋体部と、前記原液取入れ口を有するケース本体部とにそれぞれ別体に分割されてなるとともに、前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化されてなり、さらに、前記ケース蓋体部が、その内面に、前記フィルタ本体が前記フィルタケース中の所定位置に位置決めされて収納されるように前記フィルタ本体の他方の端部に当接するとともに、前記浄化液を前記フィルタ本体の外周壁から前記流路を経由して前記浄化液取出し口まで導く形状のリブ構造を有し、かつ、前記ケース蓋体部を、前記ケース本体部との螺合時の回転方向とは反対方向（解除方向）には回転させないラチェットロック手段を備えてなり、
前記ケース蓋体部の内周壁と前記ケース本体部の外周壁とが、それぞれ対応する領域で螺合することによって取り外し可能に固定、一体化する際に、前記フィルタ本体が回転するのを防止する回転防止手段をさらに備えてなることを特徴とするフィルタカートリッジ。 - 前記回転防止手段が、前記フィルタ本体の他方の端部と前記ケース蓋体部の前記リブ構造との間に介在させたフィルタ回転防止用リングである請求項２に記載のフィルタカートリッジ。
- 前記回転防止手段が、前記フィルタ本体の他方の端部と小さい面積で接触するリブ突起を有するように構成された前記ケース蓋体部のリブ構造である請求項２に記載のフィルタカートリッジ。
- 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部に設けられた、先端に第 １の係止部材を有するリブ構造と、前記ケース本体部の上側端部に設けられた、前記第１の係止部材の螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転をその側壁で阻止する係止用穴とから構成されてなるものである請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ。
- 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部及び前記ケース本体部の互いに当接する表面のそれぞれが、前記ケース蓋体部及び前記ケース本体部が螺合する方向にのみ回転可能な形状に構成されてなるものである請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ。
- 前記ラチェットロック手段が、前記ケース蓋体部に設けられた、先端に爪部を有する第２の係止部材と、前記ケース本体部の内壁に設けられた、前記第２の係止部材の爪部の螺合する方向とは反対方向（解除方向）の回転を阻止する係止用溝とから構成されてなるものである請求項１又は２に記載のフィルタカートリッジ。
- 前記フィルタ本体が、セラミックス多孔質膜と活性炭とから構成されてなる請求項１〜７のいずれかに記載のフィルタカートリッジ。
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