JP6444625B2 - 携帯用給水器およびこれに用いるカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は携帯用給水器、例えば、水道水，井戸水などの原水を浄化した浄水、あるいは、前記原水から生成した水素水，お茶，コーヒー等を、直接飲むことができる携帯用給水器に関する。

従来、例えば、水素水は種々の方法で提供されており、水素水を簡便かつ安価に生成できる装置として、水中に金属マグネシウムを浸漬し、発生した水素を水に溶存させて水素水を生成する水素豊富水生成容器が提案されている（特許文献１）。
しかしながら、前記水素豊富水生成容器は、その図２に示すように、容器５内を自由に移動するので、生成した水素水を飲もうとすると、前記容器５の飲み口から水素豊富水生成容器２が水素水と一緒に流出しやすく、水素水だけを飲むことが容易でない。
一方、浄水を飲む給水器としては、例えば、携帯容器本体と浄水カートリッジとを有する携帯用浄水器であって、前記浄水カートリッジが前記携帯容器本体の内部に交換可能に収容固定され、前記浄水カートリッジ内に粒状の浄化剤が収容されてなり、前記浄化剤の前記カートリッジに対する充填率が２０〜９０体積％である、携帯用簡易型浄水器が開示されている（特許文献２）。前記携帯用簡易型浄水器は、その図２に示すように、カップ状の容器本体１０に縦長の浄水カートリッジ２０を収納して位置決めした後、カップ状の前記容器本体１０にカートリッジホルダー３０を取付けることにより、前記浄水カートリッジ２０を抜け止めしている。

特許第４２５２４３４号公報 特開２０１３−１５８６５９号公報

しかしながら、前記浄水カートリッジ２０単体では不安定であり、位置規制するためにカートリッジホルダー３０が必要であるので、交換の際の組付け作業に手間がかかり、使い勝手が悪いという問題点がある。
本発明は、前記問題点に鑑み、簡便かつ容易に浄水，水素水等が得られ、飲みやすい携帯用給水器、および、これに用いるカートリッジを提供することを課題とする。

本発明に係る携帯用容器は、前記課題を解決すべく、
有底筒状の携帯用給水器本体と、
前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、
前記携帯用給水器本体と前記蓋体とで形成される密閉空間内に収納されるカートリッジとからなる携帯用給水器であって、
前記カートリッジが、上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面のうち、前記携帯用給水器本体内に前記カートリッジを宙吊り状態に支持できる位置に形成した環状段部に、前記カートリッジの外周面に沿って突設した位置規制リブを係止し、前記カートリッジを着脱可能に位置決めするとともに、
前記携帯用給水器本体の内周面と前記カートリッジの外周面との間に、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用できる少なくとも１つの流通路を形成した構成としてある。

本発明によれば、給水器本体内にカートリッジを収納すれば、前記給水器本体の内周面に形成した環状段部に、前記カートリッジに突設した位置規制リブが係止することにより、前記カートリッジを位置決めできるので、交換の際の組付け作業が簡単であり、使い勝手のよい携帯用給水器が得られる。
また、給水器本体内に原水を注水した際に、前記カートリッジを介して形成した流通路を、内部空気を排出するための排出路として利用できるので、注水作業を円滑に行うことができる。
さらに、前記流通路を、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用できるので、貯留水が飲みやすく、より一層使い勝手の良い携帯用給水器が得られる。

本発明の実施形態としては、前記流通路を、前記携帯用給水器本体の内周面と、前記カートリッジの外周面に沿って上下方向に形成した少なくとも１つの平面部と、の間に形成してもよい。
本実施形態によれば、構造が簡単なカートリッジで、貯留水および外気が流出入できる流通路を形成できるので、製造が容易で安価な携帯用給水器が得られる。
本発明の異なる実施形態としては、前記流通路が、前記蓋体の内周面の下方開口縁部と、前記カートリッジの外周面の上方縁部と、の間を連通するように形成してもよい。
本実施形態によれば、カートリッジの外周面に沿って流れ出した貯留水が蓋体の内周面に沿って飲み口まで流出するので、より一層飲みやすい携帯用給水器が得られる。

本発明に係る他の携帯用給水器としては、前記課題を解決すべく、
有底筒状の携帯用給水器本体と、
前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、
前記携帯用給水器本体と前記蓋体とで形成される密閉空間内に収納されるカートリッジとからなる携帯用給水器であって、
前記カートリッジが、上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面のうち、前記携帯用給水器本体内に前記カートリッジを宙吊り状態に支持できる位置に形成した環状段部に、前記カートリッジの外周面に沿って突設した位置規制リブを係止し、前記カートリッジを着脱可能に位置決めするとともに、
前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、ボール弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成した構成としてある。
本発明によれば、前述の効果に加え、流通路をカートリッジ内に設けることにより、選択できる構造が増大し、設計の自由度が広い携帯用給水器が得られる。
また、流通路である貫通孔内に収納したボール弁が、注水した原水が流通路を通過することを妨げ、注水した水が濾材を強制的に通過させられるので、生成効率の良い携帯用給水器が得られる。

本発明に係る別の携帯用給水器としては、前記課題を解決すべく、
有底筒状の携帯用給水器本体と、
前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、
前記携帯用給水器本体と前記蓋体とで形成される密閉空間内に収納されるカートリッジとからなる携帯用給水器であって、
前記カートリッジが、上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面のうち、前記携帯用給水器本体内に前記カートリッジを宙吊り状態に支持できる位置に形成した環状段部に、前記カートリッジの外周面に沿って突設した位置規制リブを係止し、前記カートリッジを着脱可能に位置決めするとともに、
前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、上方開口部を開閉できる開閉弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成する構成としてある。
本発明によれば、前述の効果に加え、流通路をカートリッジ内に設けることにより、選択できる構造が増大し、設計の自由度が広い携帯用給水器が得られる。
また、流通路である貫通孔の上方開口部に設けた開閉弁が、注水した原水が流通路を通過することを妨げ、注水した水が濾材を強制的に通過させられるので、生成効率の良い携帯用給水器が得られる。

本発明の実施形態としては、前記蓋体の下方開口縁部を、前記カートリッジの位置規制リブに当接し、前記カートリッジを抜け止めする構成としてもよい。
本実施形態によれば、給水器本体内でカートリッジをガタツキなく固定でき、より一層使い勝手が良くなる。

本発明の他の実施形態としては、前記カートリッジが前記携帯用給水器本体の底面から離れている構成であってもよい。
本実施形態によれば、濾材と貯留水とを分離しておけるので、濾材から余分な成分の溶出を防止できるとともに、濾材を水に浸漬し続けた場合に生じる機能低下を防止できる。

本発明に係るカートリッジは、前記課題を解決すべく、
有底筒状の携帯用給水器本体と、前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、で形成される密閉空間内に収納されるカートリッジであって、
上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
外周面に沿って突設した位置規制リブを、前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面に形成した環状段部に着脱可能に係止した状態で、前記携帯用給水器本体内で宙吊り状態に支持され、
前記携帯用給水器本体の内周面と前記外周面との間に、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用できる少なくとも１つの流通路を形成する構成としてもよい。

本発明に係る他のカートリッジは、前記課題を解決すべく、
有底筒状の携帯用給水器本体と、前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、で形成される密閉空間内に収納されるカートリッジであって、
外周面に沿って突設した位置規制リブを、前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面に形成した環状段部に着脱可能に係止した状態で、前記携帯用給水器本体内で宙吊り状態に支持され、
前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、ボール弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成する構成としてある。

本発明に係る別のカートリッジは、前記課題を解決すべく、
有底筒状の携帯用給水器本体と、前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、で形成される密閉空間内に収納されるカートリッジであって、
外周面に沿って突設した位置規制リブを、前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面に形成した環状段部に着脱可能に係止した状態で、前記携帯用給水器本体内で宙吊り状態に支持され、
前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、上方開口部を開閉できる開閉弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成する構成としてある。

本発明に係るカートリッジによれば、前記カートリッジを給水器本体内に収納すれば、前記カートリッジに突設した位置規制リブが、前記給水器本体の内周面に形成した環状段部に係止することにより、前記カートリッジを位置決めできる。このため、交換の際の組付け作業が簡単であり、使い勝手のよいカートリッジが得られる。
また、給水器本体内に原水を注水した際に、前記カートリッジを介して形成した流通路を、内部空気を排出するための排出路として利用できるので、注水作業を円滑に行うことができる。
さらに、前記流通路を、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用できるので、貯留水が飲みやすく、より一層使い勝手の良いカートリッジが得られる。

本発明の実施形態としては、収納した濾材の上面を被覆する上方フィルターと、前記濾材の下面を被覆する下方フィルターとのうち、下方フィルターを上方フィルターよりも目を粗くしておいてもよい。
本実施形態によれば、例えば、濾材から生成した水素ガスが濾材の下層に溜まってガス膜を形成することなく、下方側に流出するので、前記水素ガスが水に効率的に溶存するとともに、ろ過時間を短くできるという効果がある。

図Ａ，Ｂは本発明に係る携帯用給水器の第１実施形態を示し、その開閉キャップを開閉する前後を示す斜視図である。 図Ａ，Ｂは図１で示した携帯用給水器を示す平面図および縦断面図である。 図１で示した携帯用給水器の分解斜視図である。 図Ａ，Ｂは図３で示したカートリッジの異なる角度から視た斜視図である。 図Ａ，Ｂは図４で示したカートリッジの異なる角度の断面図である。 図４で示したカートリッジの分解斜視図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図６で図示した下カップの斜視図、平面図、縦断面図、底面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図６で図示した上カップの斜視図、平面図、縦断面図、底面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図６で図示した下仕切り部材の斜視図、平面図、縦断面図、異なる角度の縦断面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図６で図示した上仕切り部材の斜視図、平面図、縦断面図、異なる角度の縦断面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは本発明に係る携帯用給水器の第２実施形態に係る上カップの斜視図、平面図、縦断面図、横断面図である。 図Ａ，Ｂは本発明に係る携帯用給水器の第３実施形態を示す縦断面図および異なる角度の縦断面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図１２で図示したカートリッジを示す斜視図、平面図、縦断面図および異なる角度の縦部分断面図である。 本発明に係る携帯用給水器の第４実施形態を示す縦断面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図１４で図示したカートリッジを示す斜視図、平面図、縦断面図および底面図である。 本発明に係る携帯用給水器の第５実施形態を示す縦断面図である。 図Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは図１６で図示したカートリッジを示す斜視図、平面図、底面図、動作前後を示す縦断面図である。 実施例１に係る測定結果を示すグラフ図である。

本発明に係る携帯用給水器の実施形態を図１ないし図１７に基づいて説明する。
第１実施形態に係る携帯用給水器は、図１ないし図１０に示すように、給水器本体１０に蓋体２０を着脱可能に取り付けるとともに、前記給水器本体１０内にカートリッジ３０を交換可能に収納してある。

前記給水器本体１０は、図２に示すように、有底の外壁筒体１１内に有底の内壁筒体１２を収納して一体化した２重構造を有し、断熱性に優れている。前記外壁筒体１１は透明であり、前記内壁筒体１２との間に所定の筒状隙間１３が形成され、その筒状隙間１３に写真，カード等を挿入して楽しめる構造となっている。また、前記内壁筒体１２は、図３に示すように、その内周面に後述するカートリッジ３０を位置規制するための環状段部１４を形成してあるとともに、前記蓋体２０を着脱可能に一体化するための雌ネジ部１５を所要のピッチで不連続に突設してある。前記雌ネジ部１５は、４条の雌ネジから部分的に切り出したものである。そして、前記環状段部１４と前記雌ネジ部１５とは、成形の際に成形用中子の取り出し作業を妨げないように同一の高さ寸法を有している。

前記蓋体２０は、図１Ｂに示すように、前記給水器本体１０の開口部を被覆する平面形状を有し、その上面縁部に沿って上環状リブ２１を突設するとともに、前記上環状リブ２１に囲まれた凹所２２の底面に飲み口２３および空気孔２４を設けてある。また、前記蓋体２０には、その底面に開閉キャップ２５を回動可能に取り付けてある。前記開閉キャップ２５は前記飲み口２３および前記空気孔２４を同時に開閉できるシール部材２６を備えている。
そして、前記蓋体２０は、図２に示すように、その下面縁部に沿って下環状リブ２７を突設するとともに、前記下環状リブ２７の基部に、前記内壁筒体１２の開口縁部に密着する環状シール材２８を取付けてある。さらに、前記下環状リブ２７は、図３に示すように、その外周面に４条の雄ネジから部分的に切り出した雄ネジ部２９を所要のピッチで不連続に突設してある。なお、前記雄ネジ部２９は、その右端に逆方向からの螺合を防止する延在部（図示せず）を形成することにより、略Ｌ字形状を有している。このため、前記蓋体２０を位置決めして時計回り方向に回転させることにより、前記蓋体２０の雄ネジ部２９が前記給水器本体１０の雌ネジ部１５に螺合することにより、前記給水器本体１０に前記蓋体２０を強固に固定できる。

前記カートリッジ３０は、図４ないし図６に示すように、上下に組み付けた下カップ４０と上カップ５０との間に、下仕切り部材６０および上仕切り部材６５を介し、浄化材等の濾材８０（図２）を充填してある。なお、説明の便宜上、図３以降には濾材８０を図示していない。
そして、前記下カップ４０と下仕切り部材６０との間に下方フィルター７０が配置されているとともに、前記上カップ５０と上仕切り部材６５との間に上方フィルター７１が配置されている。

前記下カップ４０は、図７に示すように、外周面に３つの平面部４１を均等に形成した有底の円筒状体であり、その底面に丸孔４２および円弧状長孔４３を同心円状に形成するとともに、位置規制突起４４を放射状に突設してある。また、前記下カップ４０は、前記平面部４１，４１を設けていない外周面のうち、その開口縁部に沿って係合リブ４５をそれぞれ突設してある。

前記上カップ５０は、図８に示すように、外周面に３つの平面部５１を均等に形成した有底の筒状体であり、その開口縁部５２は円形である。また、前記上カップ５０は、その底面の半分に多数の丸孔５３を形成するとともに、残る底面の半分に２つの円弧状長孔５４ａ，５４ｂを同心円状に形成することより、半円形の取っ手５５を切り出してある。特に、内側の前記円弧状長孔５４ａには切り込み部５４ｃを設けることにより、前記取っ手５５を指で引っ掛けやすくしてある。
また、前記上カップ５０は、その外周面のうち、前記平面部５１を設けていない外周面に、前記下カップ４０の係合リブ４５に係合可能な位置に係合孔５６を設けてあるとともに、前記係合孔５６の上方に位置決めリブ５７を突設してある。
そして、前記上カップ５０は、その底面の裏側に略円弧状の位置規制リブ５８ａを突設してある。

下仕切り部材６０は、図９に示すように、前記下カップ４０の底面に配置可能な平面形状を有し、その中央部に支持軸６１を突設するとともに、前記支持軸６１を中心として多数の方形状の貫通孔６２を放射状に所要のピッチで形成してある。

上仕切り部材６５は、図１０に示すように、前記下カップ４０の開口部を被覆可能な平面形状を有し、その中央部に前記支持軸６１の先端部に嵌合する軸孔６６を設けてあるとともに、前記軸孔６６を中心として方形状の貫通孔６７を放射状に所要のピッチで形成してある。また、前記上仕切り部材６５は、その外周縁部に沿って係合爪部６８を形成してある。

下方フィルター７０としては、前記下カップ４０の底面に配置可能な平面形状を有し、例えば、不織布の他、金属製メッシュ，樹脂製メッシュ，シート状活性炭，繊維状活性炭等を用いることができる。
例えば、前記不織布の目の粗さとしては、１０μｍ〜５００μｍ、特に、１００μｍ〜２００μｍが好適である。目の粗さが、１０μｍ未満であると、生成された水素ガスが濾材の下層に溜まってガスの膜を形成し、ろ過作業を妨げる、いわゆるガス噛み状態となり、ろ過できなくなるからである。また、５００μｍを超えると、不要な固形物をろ過できず、フィルターの役目を果たさなくなるからである。

上方フィルター７１としては、前記上仕切り部材３５の底面を被覆可能な平面形状を有し、例えば、不織布，金属製メッシュ，樹脂製メッシュ，シート状活性炭，繊維状活性炭等を用いることができる。
例えば、繊維状活性炭からなる前記上方フィルターとしては、１μｍ〜５００μｍ、特に、１０μｍ〜１００μｍが好適である。目の粗さが、１μｍ未満であると、ろ過に要する時間が余りにも長くなるからである。また、５００μｍを超えると、水道水に含まれる遊離塩素が濾材の活性炭で塩素イオンに分解される前に、そのまま流下するという不具合点が生じるからである。

なお、濾材８０は原水をろ過して浄化するものの他、原水に溶存させる成分を溶出するもの、あるいは、原水に溶存させる水素，オゾンを原水から生成させるものを含む。具体的には、例えば、活性炭，イオン交換樹脂などの原水を浄化する浄化材の他、茶葉、薬草、薬石、コーヒーの他、水素水を生成する金属マグネシウム等であってもよい。
また、本実施形態では、下方フィルターが上方フィルターよりも目が粗くなっている。このため、例えば、濾材から生成した水素ガスが濾材の下層に溜まってガス膜を形成することなく、下方側に流出する。この結果、前記水素ガスが水に効率的に溶存するとともに、ろ過時間を短くできるという利点がある。

なお、濾材としてマグネシウムを使用する場合、溶存水素濃度はマグネシウムの表面積、通過する原水の流速、通過に要する時間等の影響を受ける。このため、マグネシウムの形状等は必要に応じて適宜、選択する必要があり、例えば、粒状，塊状，カンナ屑のような削状の他、多数の貫通孔を形成した板状（パンチングメタル状）のものが挙げられる。
粒状あるいは塊状としては、粒径０．１ｍｍ〜５ｍｍ、特に、０．５ｍｍ〜１ｍｍが好適である。０．１ｍｍ未満であると、反応が激しく、早期に微粉化してしまうため、寿命が短いからであり、５ｍｍを超えると、水との反応表面積が少なく、所望の水素濃度を有する水素水が得られないからである。
削状としては、巾０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、特に、１ｍｍ〜２ｍｍが好適である。０．５ｍｍ未満であると、水との反応が早く、早期に微粉化してしまい、寿命が短いからであり、１０ｍｍを超えると、水との反応表面積が少なく、所望の水素濃度を有する水素水が得られないからである。
パンチングメタル状としては、厚さ１ｍｍないし３ｍｍの板状マグネシウムに、直径０．１ｍｍ〜５ｍｍの貫通孔を０．２ｍｍ〜１０ｍｍのピッチで形成しておいてもよい。直径が０．１ｍｍ未満であると、加工が難しくなり、直径が５ｍｍを超えると、水との反応表面積が少なくなり、所望の水素濃度を有する水素水が得られないからである。また、ピッチが０．２ｍｍであると、加工が難しくなり、ピッチが１０ｍｍを超えると、水との反応表面積が少なくなり、所望の水素濃度を有する水素水が得られないからである。

したがって、前記下カップ４０に下方フィルター７０および下仕切り部材６０を順次組み付けた後、濾材８０、例えば、マグネシウムを投入する。そして、前記濾材８０の上面を上仕切り部材６５で被覆するとともに、前記下仕切り部材６０の支持軸６１に前記上仕切り部材６５の軸孔６６を嵌合する。ついで、前記上仕切り部材６５に上方フィルター７１を位置決めした後、上カップ５０の係合孔５６に前記下カップ４０の係合リブ４５および上仕切り部材６５の係合爪部６８を係合して一体化することにより、カートリッジ３０が完成する。このとき、前記下カップ４０の外周面に設けた平面部４１と、上カップ５０の外周面に設けた平面部５１とが同一方向に揃う。

そして、図３に示すように、前記給水器本体１０に前記カートリッジ３０を収納し、前記カートリッジ３０の位置決めリブ５７を前記給水器本体１０の環状段部１４に係合することにより、前記給水器本体１０内に前記カートリッジ３０が宙吊り状態で支持される。ついで、前記給水器本体１０に前記蓋体２０を位置決めし、前記蓋体２０を時計回り方向に回転させる。これにより、前記給水器本体１０の雌ネジ部１５に前記蓋体２０の雄ネジ部２９が螺合し、前記蓋体２０の環状シール材２８が給水器本体１０の開口縁部に密着し、組付作業が完了する。

このとき、図２に示すように、給水器本体１０の内周面と前記カートリッジ３０の平面部４１，５１との間に形成された隙間と、蓋体２０の下環状リブ２７の内周面と前記上カップ５０の開口縁部５２との間に形成された環状の隙間とが連通し、流通路１９が形成されている。このため、
空気および貯留水８１の円滑な流出入が可能となる。

そして、前記蓋体２０の開閉キャップ２５を開き、例えば、水道水を前記蓋体２０の飲み口２３から注入すると、上カップ５０、上方フィルター７１（図示せず）および上仕切り部材６５を介し、濾材８０であるマグネシウムを通過する。このため、発生した水素は水中に溶存し、水素水が給水器本体１０内に貯留される一方、前記給水器本体１０内に残留していた空気は流通路１９および蓋体２０の空気孔２４を介して流出する。

そして、前記給水器本体１０を傾けると、前記水素水が、カートリッジ３０の平面部４１，５１と内壁筒体１２との間に形成された隙間と、前記蓋体２０の下環状リブ２７の内周面と前記上カップ５０の開口縁部５２との間に形成された環状の隙間とからなる少なくとも１つの流通路１９を通過し、蓋体２０の飲み口２３から流出する。一方、残る他の流通路１９を介して外気が流入するので、水素水を円滑に飲むことができる。
特に、本実施形態によれば、給水器本体１０内にカートリッジ３０をランダムに組み付けても、３つの流通路１９を均等に形成できる。このため、注水作業および吸水作業のいずれの場合であっても、円滑に水を出し入れできるという利点がある。

第２実施形態は、図１１に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、カートリッジ３０のうち、上カップ５０の形状が異なる点である。
本実施形態に係る上カップ５０は、図１１Ｂに示すように、前記上カップ５０の底面全面に丸孔５３を放射状に形成してある。
本実施形態によれば、水道水が濾材８０を均一に通過するという利点がある。なお、他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分には同一番号を付して説明を省略する。

第３実施形態は、図１２および図１３に示すように、前述の第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点はカートリッジ３０の下カップ４０および上カップ５０の外周面のうち、対向する位置に一対の平面部４１，５１を形成し、同一位置に揃えた点である。
本実施形態によれば、図１２Ｂに示すように、平面部４１，５１と内壁筒体１２の内周面との間に形成される隙間と、上カップ５０の開口縁部５２と前記蓋体２０の下環状リブ２７との間に形成される隙間とが連通し、一対の流通路１９を形成する。このため、一方の前記流通路１９を介して貯留水８１が前記蓋体２０の飲み口２３から円滑に流出する一方、残る他方の流通路１９から給水器本体１０内に外気が流入する。このため、給水器本体１０に貯留した水素水をスムーズに飲むことができる。

第４実施形態は、図１４および図１５に示すように、前記第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は前記カートリッジ３０内に流通路１９を設けるとともに、前記流通路１９内にボール弁４７を転動自在に収納した点である。
すなわち、図１５Ｃに示すように、前記カートリッジ３０を構成する下カップ４０には、その隅部に上下に貫通する筒状仕切り壁４６を一体成形して流通路１９を形成するとともに、前記流通路１９内にボール弁４７を上下に転動自在に収納してある。また、下カップ４０の外周面のうち、その上方開口縁部に沿って形成された係合リブ４５は、上カップ５０の内周面のうち、その下方開口縁部に沿って形成された係合受け部５０ｂに係止して一体化される。
また、下方フィルター７０および上方フィルター７１（図示せず）にも、前記下カップ４０の筒状仕切り壁４６を避けるための切り欠き部が形成されている。
そして、上カップ５０には、前記筒状仕切り壁４６の開口部に対応する位置に十文字状の抜け止め部５８ｂを設けてある。さらに、前記上カップ５０には、その開口縁部に沿って位置決めリブ５７を形成するとともに、その外周面に一対の空気抜き用切り欠き溝５０ａ，５０ａを上下方向に形成してある。
他は前述の第１実施形態とほぼ同様であるので、同一部分に同一番号を付して説明を省略する。

したがって、前記下カップ４０の筒状仕切り壁４６内にボール弁４７を収納するとともに、下方フィルター７０および下仕切り部材６０を順次、収納して位置決めする。そして、濾材（図示せず），上仕切り部材６５，上方フィルター（図示せず）を組み付けた後、前記下カップ４０に前記上カップ５０を組み付けて一体化する。このとき、上カップ５０の係合受け部５０ｂに、下カップ４０の係合リブ４５および上仕切り部材６５の係合爪部６８が係合する。

本実施形態によれば、前述の第１実施形態と同様、使用者が蓋体２０の飲み口２３から原水を注入すると、原水は上カップ５０，上方フィルター７１（図示せず）および上仕切り部材６５を介し、濾材（図示せず）を通過して内壁筒体１２内に貯留する。このとき、前記筒状仕切り壁４６内はボール弁４７で閉鎖されているので、原水が通過することはない。
そして、使用者が前記給水器本体１０を傾けると、前記流通路１９内をボール弁４７が転動し、前記流通路１９の下方開口部から水素水が流入すると、上カップ５０の十文字状の抜け止め部５８ｂから流出し、蓋体２０の飲み口２３から飲むことができる。

第５実施形態は、図１６および図１７に示すように、前記第１実施形態とほぼ同様であり、異なる点は、前記カートリッジ３０内に設けた流通路１９の上方開口部を、開閉弁５９で開閉するようにした点である。
すなわち、図１７Ｄに示すように、前記カートリッジ３０を構成する下カップ４０には、その隅部に上下に貫通する筒状仕切り壁４６を一体成形することにより、流通路１９が形成されている。また、下カップ４０の外周面のうち、その開口縁部に沿って係合リブ４５が形成されている。
下仕切り部材６０および上仕切り部材６５には、前記筒状仕切り壁４６を避けるための切り欠き部を形成してある。
また、下方フィルター７０および上方フィルター７１（図示せず）にも、前記下カップ４０の筒状仕切り壁４６を避けるための切り欠き部が形成されている。
さらに、上カップ５０には、前記筒状仕切り壁４６の上方開口部に対応する位置に開閉弁５９を回動可能に設けてある。そして、前記上カップ５０には、その外周面のうち、その開口縁部に沿って位置決めリブ５７を設けてあるとともに、その内周面のうち、その下方開口縁部に沿って係合受け部５０ｂを設けてある。

本実施形態によれば、使用者が蓋体２０の飲み口２３から水道水を注入すると、上カップ５０、上方フィルター７１（図示せず）および上仕切り部材６５を介し、濾材（図示せず）を通過して水素水を生成する。このとき、開閉弁５９は前記流通路１９を閉鎖しているので、水道水は全て濾材を通過するので、水素の生成効率の高いカートリッジが得られる。
そして、使用者が前記給水器本体１０を傾けると、水素水が前記流通路１９に流入して開閉弁５９を押し広げて流出するので、水素水を蓋体２０の飲み口２３から飲むことができる。

第１実施形態で図示したカートリッジ３０に、巾寸法５ｍｍ前後の削状マグネシウム１３グラムを充填するとともに、上方フィルターとして炭素繊維不織布（２枚）を使用する一方、下方フィルターとして不織布（１枚）を組み込んだ。そして、前記カートリッジ３０を給水器本体１０内に収納した。ついで、前記カートリッジに水道水２２０ｍｌを注水して水素水を得、これを取出して溶存水素濃度を測定した。
以後、同様な試験を１０日の間に不定期に繰り返し、その都度、溶存水素濃度を測定した。測定結果を図１９のグラフ図に示す。

図１９から明らかなように、１回目は３５０ｐｐｂの高い溶存水素濃度の水素水が得られ、以後、溶存水素濃度は減少傾向で推移したが、２００ｐｐｂ前後の溶存水素濃度で安定した水素水が得られることが判った。

なお、前述の実施形態では、流通路を形成する種々の実施形態を別々に記載したが、必要に応じてこれらを適宜、組み合わせてもよいことは勿論である。例えば、前記第１，第２実施形態に、第３実施形態または第４実施形態をそれぞれ組み合わせてもよいことは勿論である。

また、前述の実施形態では、原水が濾材である金属マグネシウムを通過し、生成した水素水を直接、飲むことができる携帯用給水器について説明したが、必ずしもこれに限らない。例えば、前記カートリッジ内に浄化材，茶葉，コーヒー粉末の他、薬草、薬石を充填して利用してもよいことは勿論である。

そして、前述の実施形態では、上カップと上仕切り部材との間に上方フィルターを配置する場合について説明したが、必ずしもこれに限らず、充填した濾材の上に上方フィルターを直接、載置してもよい。
さらに、上カップと上仕切り部材との間にフィルターを配置するとともに、充填した濾材の上にフィルターを直接、載置してもよい。

本発明に係る携帯用給水器およびカートリッジは、前述の実施形態に係るものに限らず、他の給水器およびカートリッジに適用してもよいことは勿論である。

１０ 給水器本体
１１ 外壁筒体
１２ 内壁筒体
１３ 筒状隙間
１４ 環状段部
１５ 雌ネジ部
１９ 流通路
２０ 蓋体
２１ 上環状リブ
２２ 凹所
２３ 飲み口
２４ 空気孔
２５ 開閉キャップ
２６ シール部材
２７ 下環状リブ
２８ 環状シール材
２９ 雄ネジ部
３０ カートリッジ
４０ 下カップ
４１ 平面部
４５ 係合リブ
４６ 筒状仕切り壁
４７ ボール弁
５０ 上カップ
５１ 平面部
５２ 開口縁部
５５ 取っ手
５６ 係合孔
５７ 位置決めリブ
５９ 開閉弁
６０ 下仕切り部材
６１ 支持軸
６２ 貫通孔
６５ 上仕切り部材
６６ 軸孔
６７ 貫通孔
６８ 係合爪部
７０ 下方フィルター
７１ 上方フィルター
８０ 濾材
８１ 貯留水

Claims (11)

1. 有底筒状の携帯用給水器本体と、
   前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、
   前記携帯用給水器本体と前記蓋体とで形成される密閉空間内に収納されるカートリッジとからなる携帯用給水器であって、
   前記カートリッジが、上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
   前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面のうち、前記携帯用給水器本体内に前記カートリッジを宙吊り状態に支持できる位置に形成した環状段部に、前記カートリッジの外周面に沿って突設した位置規制リブを係止し、前記カートリッジを着脱可能に位置決めするとともに、
   前記携帯用給水器本体の内周面と前記カートリッジの外周面との間に、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用できる少なくとも１つの流通路を形成したことを特徴とする携帯用給水器。
2. 前記流通路が、前記携帯用給水器本体の内周面と、前記カートリッジの外周面に沿って上下方向に形成した少なくとも１つの平面部と、の間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用給水器。
3. 前記流通路が、前記蓋体の内周面の下方開口縁部と、前記カートリッジの外周面の上方縁部と、の間を連通するように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の携帯用給水器。
4. 有底筒状の携帯用給水器本体と、
   前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、
   前記携帯用給水器本体と前記蓋体とで形成される密閉空間内に収納されるカートリッジとからなる携帯用給水器であって、
   前記カートリッジが、上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
   前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面のうち、前記携帯用給水器本体内に前記カートリッジを宙吊り状態に支持できる位置に形成した環状段部に、前記カートリッジの外周面に沿って突設した位置規制リブを係止し、前記カートリッジを着脱可能に位置決めするとともに、
   前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、ボール弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成したことを特徴とする携帯用給水器。
5. 有底筒状の携帯用給水器本体と、
   前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、
   前記携帯用給水器本体と前記蓋体とで形成される密閉空間内に収納されるカートリッジとからなる携帯用給水器であって、
   前記カートリッジが、上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
   前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面のうち、前記携帯用給水器本体内に前記カートリッジを宙吊り状態に支持できる位置に形成した環状段部に、前記カートリッジの外周面に沿って突設した位置規制リブを係止し、前記カートリッジを着脱可能に位置決めするとともに、
   前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、上方開口部を開閉できる開閉弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成したことを特徴とする携帯用給水器。
6. 前記蓋体の下方開口縁部が、前記カートリッジの位置規制リブに当接し、前記カートリッジを抜け止めすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の携帯用給水器。
7. 前記カートリッジが前記携帯用給水器本体の底面から離れていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の携帯用給水器。
8. 有底筒状の携帯用給水器本体と、前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、で形成される密閉空間内に収納されるカートリッジであって、
   上下に組み付けた下カップと上カップとの間に濾材を充填し、かつ、前記上カップの底面に引き起こし可能な取っ手を備え、
   外周面に沿って突設した位置規制リブを、前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面に形成した環状段部に着脱可能に係止した状態で、前記携帯用給水器本体内で宙吊り状態に支持され、
   前記携帯用給水器本体の内周面と前記外周面との間に、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用できる少なくとも１つの流通路を形成することを特徴とするカートリッジ。
9. 有底筒状の携帯用給水器本体と、前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、で形成される密閉空間内に収納されるカートリッジであって、
   外周面に沿って突設した位置規制リブを、前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面に形成した環状段部に着脱可能に係止した状態で、前記携帯用給水器本体内で宙吊り状態に支持され、
   前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、ボール弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成することを特徴とするカートリッジ。
10. 有底筒状の携帯用給水器本体と、前記携帯用給水器本体の開口部に着脱可能に取り付けられ、かつ、飲み口を有する蓋体と、で形成される密閉空間内に収納されるカートリッジであって、
    外周面に沿って突設した位置規制リブを、前記携帯用給水器本体の前記開口部の下方側に位置する内周面に形成した環状段部に着脱可能に係止した状態で、前記携帯用給水器本体内で宙吊り状態に支持され、
    前記カートリッジ内を上下に貫通し、貯留水を飲む際の流水路および／または外気を流入させるための流入路として利用でき、かつ、上方開口部を開閉できる開閉弁を備えた少なくとも１つの流通路を形成することを特徴とするカートリッジ。
11. 収納した濾材の上面を被覆する上方フィルターと、前記濾材の下面を被覆する下方フィルターとのうち、下方フィルターを上方フィルターよりも目を粗くしたことを特徴とする請求項８ないし１０のいずれか１項に記載のカートリッジ。

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