JP7718122B2 - 蛇口直結型浄水器 - Google Patents

Description

本発明は、家庭などの蛇口に取り付けて用いられる蛇口直結型浄水器に関する。

中空糸膜や活性炭などのろ材を充填した、交換可能なろ過カートリッジを搭載し、家庭などの蛇口に取り付けて水道水をろ過する蛇口直結型浄水器が知られている。ろ過カートリッジは、水道水に含まれる鉄さびなどが中空糸膜に詰まって流量が減少したり、水道水に含まれる有機物が多量に吸着して活性炭の吸着性能が低下したりするため、使用者は定期的に新品のろ過カートリッジに交換して継続使用する。交換時期が適切であれば、使用者は常に美味しい浄水を飲むことができる。

鉄さびなどが中空糸膜に詰まって流量が減少すれば、使用者は気付きやすいが、有機物が多量に吸着して活性炭の吸着性能が低下しても、味や色の変化がほとんど無いので使用者は気付きにくい。活性炭の吸着性能の低下は、通過した総ろ過水量と相関があるため、ろ過流量を計測して積算すれば良いが、使用するろ過水量は毎日変わるので、計測は煩雑で面倒である。そこで流量計付きの浄水器が知られている。流量計付きの浄水器のうち蛇口直結型浄水器では流量を検出するために、磁石と一体化した水車を水流によって回転させて、変化する磁界を磁気スイッチで検出して流量を測定するものが知られている。

さらに、水車が所定の位置から脱落して流量の検出が出来なくなることを防止するために、水車を所定の位置に留める様々な構造が提案されている。例えば、特許文献１には、水車を流路の下流側で支持し、水車の上流側に設置したストッパによって、水車の上流側への移動を規制することで、水車の回転を阻害することなく水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案されている。

特開２００７－１７８２４５号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている流量計は、有底穴を有する水車を下流側で支持部材に設けられた軸にはめて片持ちで支持するため、水車の回転軸が振動しやすく、流量の計測精度が落ちてしまう。また、水車の回転軸が振動しやすいので、水車が管路壁に接触して使用中に異音を発生してしまう。

本発明は、上記の課題に鑑み、流量検出部の水車の回転時の回転軸の振動を低減し、使用中に異音を発生させず使用者に快適に使用してもらえて、流量の検出精度を安定させることができる蛇口直結型浄水器を提供する。

上記の課題を解決する本発明は、原水を受け入れる原水流入口を有する流路切換弁、原水を浄化するろ過カートリッジ、浄水を吐出する浄水流出口、流路切換弁からろ過カートリッジまでをつなぐ原水管路、ろ過カートリッジから浄水流出口までをつなぐ浄水管路、および上記原水管路または上記浄水管路に設置された流量検出部を備え、蛇口に支持固定される蛇口直結型浄水器であって、
上記流量検出部は、筒部、上記筒部の周囲に固定された羽根、上記筒部の内部に固定された磁石および上記筒部を貫通する水車軸を有する回動可能な水車並びに磁気スイッチを有し、
上記水車軸の上記筒部よりも流路の上流側に突出している部分は、上流支持部材で支持されており、
上記水車軸の上記筒部よりも流路の下流側に突出している部分は、上記原水管路または上記浄水管路に固定され有底穴を有する下流支持部材の上記有底穴に挿入されて支持されており、
上記水車軸を流路の上流側から観察したとき、上記水車軸の円弧のうち上記上流側支持部材で支持されていない部分の円弧に対応する中心角がいずれも１２０度以下である。

本発明の蛇口直結型浄水器は、上記上流支持部材が、原水管路または浄水管路に一体となっていることが好ましい。

本発明の蛇口直結型浄水器は、上記水車軸が金属製であり、上記筒部と上記羽根が樹脂製であり、上記羽根が上記筒部の外周面に複数設けられていることが好ましい。

本発明の蛇口直結型浄水器は、上記上流支持部材が、上記原水管路または上記浄水管路の中心軸に対して放射状に複数配置されていることが好ましい。

本発明の蛇口直結型浄水器は、流路検出部を構成する水車の水車軸が、上流側と下流側とでそれぞれ支持部材で支持されているので、水車の回転軸が振動せず安定に回動し、精度よく流量を検出することができる。さらに、水車の羽根が管路壁に接触しないので、水車の回転に伴い発生する音を低減することができる。

本発明の一実施形態例を示す浄水器の正面図である。 本発明の一実施形態例に係る浄水器の上面図である。 本発明の一実施形態例に係る浄水器の右側面図である。 図２に示す浄水器のＡ－Ａ縦断面図である。 図２に示す浄水器のＢ－Ｂ縦断面図である。 本発明の一実施形態例を示す浄水器のろ過カートリッジの横断面図である。 本発明の一実施形態例に係る浄水器に用いる弁体の斜視図である。 図２に示す浄水器のＥ－Ｅ縦断面である。 図２に示す浄水器のＣ－Ｃ縦断面図である。 本発明の一実施形態例に係る浄水器に用いる電源部１０１の分解斜視図である。 図９に示す浄水器のＡ部拡大図である。 本発明の一実施形態例に係る浄水器に用いる流量検出部１０２の分解斜視図である。 本発明の一実施形態例を示す浄水器の流路切換弁本体１３の右側面図である。 本発明の一実施形態例を示す浄水器の制御部１０４の正面図である。 本発明の一実施形態例を示す浄水器の切換状態を示す「浄水」「原水ストレ－ト」「原水シャワー」のイラストである。 図２に示す浄水器のＤ－Ｄ断面図における制御部の拡大図である。 本発明の一実施形態例を示す浄水器の下流支持部材の斜視図である。 本発明の一実施形態例を示す浄水器の原水管路、浄水管路、および浄水管路に設けられる上流支持部材を浄水管路の下流側から見た図である。 本発明の一実施形態において、水車軸が上流支持部材で支持されている様子を上流側から観察した図である。 本発明の別の実施形態において、水車軸が上流側支持体で支持されている様子を下流側か観察した図である。

以下に、本発明の望ましい実施の形態を、家庭のキッチンなどの蛇口に取り付けられる浄水器を例にとり、図を参照しながら説明する。

図１は、本発明の一実施形態例に係る浄水器の正面図である。本発明の浄水器は、その内部に流路切換弁を内蔵した本体部２と、図６に示した、ろ材を収納したろ過カ－トリッジ３などから構成されている。本体部２にはレバー５が設けられ、レバー５を操作することにより、蛇口４から原水流入口を通って流入した原水をそのままシャワー水として吐出するか（原水シャワー）、そのままストレ－ト水として吐出するか（原水ストレ－ト）、ろ過カ－トリッジ３に供給するか、を選択して切り換える。ろ過カ－トリッジ３に供給された原水は、活性炭などの吸着剤や中空糸膜等によってろ過され、浄水流出口から浄水として吐出される。

まず、本体部２について説明する。図２は、本発明の一実施形態例に係る浄水器の上面図である。図３は、本発明の一実施形態例に係る浄水器の右側面図である。図４は、図２中のＡ－Ａ縦断面であり、図５は、図２中のＢ－Ｂ縦断面である。

本体部２は、図２～５に示すように、３個の弁体１１ａ、１１ｂ、１１ｃと弁軸１２とを備えた流路切換弁本体１３、原水シャワー口１４と、原水ストレ－ト口１５と、浄水流出口１９とを備えた下部ボディ１６、流路切換弁本体１３が上面に突出する開口部を備えた上部ボディ１７、切換操作を行うレバー５、ろ過カ－トリッジ３を固定するカ－トリッジキャップ９１、流量を積算して、その結果を表示する電装部などから構成されている。

流路切換弁本体１３には、リング状のパッキン３６が装着され、蛇口４の先端に取り付けられたアダプタ３７を介して、取付ナット３８を流路切換弁本体１３に螺合させ、本体部２を蛇口４に取り付けるようになっている。

流路切換弁本体１３の内部は、３個の通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃを開設した区画板２２によって、上部室２３と下部室２４とに区画されている。上部室２３には、３個の弁体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが、３個の通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対応するように配置されている。

図７は、本発明の一実施形態例に係る浄水器に用いる弁体の斜視図である。図７に示すように弁体１１ａ、１１ｂ、１１ｃは、それぞれバルブ５８ａ、５８ｂ、５８ｃと、バルブシール５７ａ、５７ｂ、５７ｃとから構成されている。弁体１１ａのバルブシール５７ａが区画板２２に押し当てられることで通水路２１ａが閉じた状態になる。弁体１１ｂ、１１ｃについても同様である。

弁軸１２は、その回動に対応して、弁体１１ａ、１１ｂ、１１ｃが上下するように挿着される。下部室２４に、通水路２１ａからろ過カ－トリッジ３に原水を供給する原水供給口２６（図９参照）へ通じる流路３１ａと、通水路２１ｂから原水ストレ－ト口１５へ通じる流路３１ｂと、通水路２１ｃから原水シャワー口１４へ通じる流路３１ｃとが設けられている。

図４に示すように、弁軸１２には、通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃに対向する位置に、弁軸カム部２７ａ、２７ｂ、２７ｃが設けられている。これら弁軸カム部２７ａ、２７ｂ、２７ｃは、弁軸１２の周方向に例えば６０゜ずつずらして設けられており、弁軸１２を６０゜ずつ回動することにより選択的に上方を向き、バルブ５８ａ、５８ｂ、５８ｃに設けたバルブカム部４７ａ、４７ｂ、４７ｃのいずれか１つを押し上げて通水路を開くことができるようになっている。押し上げられない弁体２つは、対応する弁軸カム部に押し下げられ、通水路を閉じるようになっている。

すなわち、後述の弁操作部１８により弁軸１２を所定角度回動することで、通水路２１ａ、２１ｂ、２１ｃのいずれかを開放し、蛇口４から流入した原水をそのままシャワー水として吐出するか、そのままストレ－ト水として吐出するか、ろ過カ－トリッジ３に供給するか、を選択できる。

図９は、図２中のＣ－Ｃ断面である。図９に示すように、流路切換弁本体１３の側部後方には、ろ過カ－トリッジ３に原水を供給する原水供給口２６と、ろ過カ－トリッジ３から浄水を受け入れる浄水受入口２９とが設けられている。原水供給口２６は原水管路２０を介して流路３１ａに連通しており、浄水受入口２９は浄水管路３０を介して浄水流出口１９と連通している。浄水管路３０には、後述する流量検出部１０２の水車１２２と下流支持部材１２３が設けられ、浄水の通水により水車１２２が回転するようになっている。流量検出部１０２の磁気スイッチホルダ１２５は、浄水管路３０の近傍に配置される。

次に、ろ過カ－トリッジ３について簡単に説明する。図６は、本発明の一実施形態例に係る浄水器に装着するろ過カートリッジ３の横断面図である。ろ過カ－トリッジ３は、容器６１の底部に、原水供給口２６から原水を受け入れる原水受入口６２と、浄水受入口２９に浄水を供給する浄水供給口６３が設けられている。原水受入口６２と浄水供給口６３には、それぞれＯリング７３、７４が設けられ、原水供給口２６と浄水受入口２９に接続した際に外部に水が漏れるのを防止している。容器６１の内部底面には円筒状突起６１ａが形成されており、円筒状突起６１ａに、中空糸膜モジュールの円筒体６４の下端がＯリング６５を介して嵌入立設されている。そして、この円筒体６４の外周上下部には、円筒体６４の外周面と容器６１の内壁面との間を通過する原水の処理を行う吸着剤層７０を保持するために、リング状フィルタ６６、６７が固定されている。

円筒体６４の内部には、複数本の中空糸膜を束ねて逆Ｕ字状に折り曲げた中空糸膜束６８が収納されている。中空糸膜の両端部は、円筒体６４の下部にて各中空糸間および中空糸と円筒体６４との間に充填された硬化性樹脂６９（封止剤）により封止固定（ポッティング）されている。各中空糸膜は、容器６１へ嵌入する前にポッティング部が一部切断除去されているので、末端が浄水供給口６３に向かって開口している。

そして、円筒体６４の外周面と容器６１の内壁面との間には、活性炭、ゼオライト、イオン交換樹脂、キレ－ト樹脂などからなる吸着剤層７０が配備されている。

容器６１の上部は、中空糸膜束６８と吸着剤を容易に充填できるよう開口されており、内部の汚れを確認できるように透明キャップ７１が嵌入され、超音波溶着されている。

上記のように構成されたろ過カートリッジ３は、図８に示したように、本体部２内に装填される。カ－トリッジキャップ９１が、ろ過カ－トリッジ３に覆い被さる位置で下部ボディ１６と上部ボディ１７とに固定され、ろ過カ－トリッジ３を所定位置に固定する役目を果たしている。

続いて、図３と図８を用いて、弁軸１２を回動操作する弁操作部１８について説明する。図８は、図２中のＥ－Ｅ縦断面図である。

弁操作部１８は、レバー５の軸端に設けられた凸部と、弁軸１２の軸端に設けられた凸部とを、レバー接続部８を介して連結し、レバー５の操作に応じて弁軸１２が回動するようになっている。レバ－接続部８に設けられた溝部が、上部ボディ１７と下部ボディ１６に挟みこまれ、弁軸１２の軸に対して回動可能になる。

弁軸１２には、レバー接続部８と弁軸１２が当接する近傍の円筒側面に設けられた穴にバネ７と鋼球６ａ、６ｂが、鋼球６ｂの一部が穴部９から出る状態で挿入される。

図１３は、本発明の一実施形態例を示す浄水器の流路切換弁本体１３の右側面図である。鋼球６ｂは、流路切換弁本体１３の弁軸１２が挿入される箇所に備えられた３つの凹部１０に収まる。レバー５の回動操作によって、鋼球６ｂは流路切換弁本体１３の３つの凹部１０のうち隣り合う凹部に移動する際、鋼球６ｂがバネ７の弾性力によって凹部１０に弾かれることでクリック感をもたらし、使用者に切換操作が行われたことを知らせる。鋼球の個数は１つでも良い。また、圧縮バネを用いているがクリック感を再現するために板バネ機構を用いてもよい。

図１５は、本発明の一実施形態例を示す浄水器の切換状態を示す「浄水」「原水ストレ－ト」「原水シャワー」のイラストである。上部ボディ１７には、図１５のような切換状態を示す「浄水」イラスト１７１ａ、「原水ストレ－ト」イラスト１７１ｂ、「原水シャワー」イラスト１７１ｃが印刷されている。切換状態を示す表示は、文字だけでも、文字とイラストの両方でもよい。

次に、流量を積算して、その結果を表示する電装部について説明する。電装部は、図４に示す電源部１０１と、図９に示す流量検出部１０２、制御部１０４、リセット部１５３などから構成されている。

図１０は、本発明の一実施形態例に係る浄水器に用いる電源部１０１の分解斜視図である。電源部１０１は、上部ボディ１７と下部ボディ１６に挟み込む電池ホルダ１１５と、コイン形二酸化マンガンリチウム電池１１１（以下、電池１１１）と、陽極金具１１３および陰極金具１１４と、電池を水 密に固定する脱着自在な電池カバ－１１２から構成されている。

電池カバ－１１２は、筒状の電池装着部１１６を有するとともに、その外周にＯリング１１７を有し、電池カバ－１１２がバヨネット機構により電池ホルダ１１５に装着したときに、電池装着部１１６に水が浸入するのを防ぐようになっている。筒状の電池装着部１１６には切り欠き１１８が設けられているので、指を引っかけて容易に電池を取り外すことができる。また、電池カバ－１１２の表面には、硬貨を挿入して回すための凹部１１９が設けられ、その周囲に、電池の規格と開閉のための回転方向を示す文字やイラストが刻印されている。したがって、使用者は、電池の規格と電池カバ－１１２の回転方向を確認した上で、コインを使って電池カバ－１１２を電池ホルダ１１５から取り外し、電池を交換することができる。

電池ホルダ１１５内に設けられた陽極金具１１３および陰極金具１１４は、それぞれリ－ド線で図９に示す制御部１０４に結線されており、電池１１１による電力が制御部１０４に供給される。リ－ド線と電池ホルダ１１５がシリコーンゴムによって封止されており、水がリ－ド線をつたって陽極金具１１３、陰極金具１１４さらには電池装着部１１６内に浸入するのを防止している。陽極金具１１３と陰極金具１１４とリード線の露出した心線を防水することができれば、シリコーンゴムではなく、ウレタン樹脂によるポッティングでも、ゴムキャップによるシールでもよい。

電池は、一次電池でも二次電池であってもよく、比較的高い電圧で、長期間安定して電力を供給できる二酸化マンガンリチウム電池などのリチウム電池のほか、アルカリ乾電池、マンガン乾電池、酸化銀電池、空気亜鉛電池などでもよい。また、形状は、軽量で大きな設置スペ－スを必要としないボタン形、コイン形などの小形電池が好ましい。小形電池の場合、本体部が著しく大型化したり、著しく重量増加したりすることはなく、また、大幅なコストアップにもならない。

図１１は、図９中の１０２部の拡大図である。図１２は、本発明の一実施形態例に係る浄水器に用いる流量検出部１０２の分解斜視図である。図１１と図１２に示すように、流量検出部１０２は、磁石１２１を内包した水車１２２と、水車１２２と磁石の回転に応じて通電する磁気スイッチ１２４と、磁気スイッチ１２４を支持固定する磁気スイッチホルダ１２５とから構成されている。水車１２２は、上流側で上流支持部材１３３に回転可能に支持され、下流側で下流支持部材１２３に回転可能に支持されている。

図９と図１１に示すように、上流側支持部材１３３は浄水管路３０と一体になっている。上流支持部材１３３を管路と一体に成形することによって、管路と別部材を用意する必要がなくなり、部材製作費の節約ができ、組立性も向上する。図１１と図１２に示すように、下流支持部材１２３は浄水管路３０に嵌入されて固定されている。

図１１と図１２に示すように、水車１２２は、樹脂製で円柱形の筒部１３１の外周に複数の樹脂製の羽根１３２が形成されており、筒部１３１と同軸上に磁石１２１と金属製の水車軸１２６が固定されている。磁石１２１は接水しないように筒部１３１に内包されるように一体成形されている。磁石１２１の脱落および発錆を防止するためには、磁石１２１を水車の成形品に設けた磁石取付穴に挿入した後、磁石取付穴の開口部を樹脂製の蓋で溶着することや硬化性樹脂（封止材）で封止する構成も好ましい。硬化性樹脂としては、より安全性の高いポリウレタン樹脂が好ましいが、エポキシ樹脂や、その他の封止材、接着剤を用いてもよい。磁石１２１の錆を防止するためには、磁石そのものをコ－ティングすることも好ましい。また、磁石１２１には、磁力が強い希土類磁石のほか、フェライト磁石などを使用してもよい。水車１２２は、水車軸１２６の筒部１３１よりも上流側に突出している部分で、上流支持部材１３３に回転可能に支持され、水車軸１２６の筒部１３１よりも下流側に突出している部分で、下流支持部材１２３に回転可能に支持されている。水車軸１２６を金属製にすることで、樹脂製と比べて上流支持部材１３３および下流支持部材１２３との摺動性がよくなり、水車１２２の良好な回動が可能になる。

図１１に示すように、水車１２２の金属製の軸１２６が下流支持部材１２３の有底穴１２８に挿入され、水車１２２が下流側にずれないようになっている。図１７に示すように、下流支持部材１２３の外周面には軸方向に延びる複数のリブ１２７が設けられていて、下流支持部材１２３を浄水管路３０に挿入したときにリブ１２７が若干変形することで、下流支持部材１２３が浄水管路３０にしっかりと固定されるようになっている。

図１１に示すように、磁気スイッチ１２４は、磁気スイッチホルダ１２５に挿入され、硬化性樹脂１３７（封止材）により封止固定されている。磁気スイッチ１２４はリ－ド線により制御部１０４と結線されており、磁気スイッチ１２４で発生したパルス信号が制御部１０４に伝達される。磁気スイッチ１２４を収容した磁気スイッチホルダ１２５は、浄水管路３０の外周上方側面に当接し、かつ水車１２２の近傍に位置するように固定されている。

図１８は、原水管路２０と浄水管路３０を浄水管路３０の下流側から見た図である。本実施形態では、上流支持部材１３３が浄水管路３０と一体で成形されているので、浄水管路３０の中には上流支持部材１３３も見えている。

図１９は、水車軸１２６が上流支持部材１３３で支持されている状態を浄水管路の上流側から観察した図である。図中の角度ａ、ｂはそれぞれ、水車軸１２６を流路の上流側から観察したとき、水車軸１２６の円弧のうち上流側支持部材１３３で支持されていない部分の円弧に対応する中心角である（以下、単に円弧の中心角と称する）。本実施形態では円弧の中心角ａ、ｂがどちらも１２０度以下となっている。円弧の中心角ａ、ｂがどちらも１２０度以下であるので、水車軸１２６は上流支持部材１３３から外れることがない。理屈上は円弧の中心角が１８０度未満であれば、水車軸１２６は上流支持部材１３３からは外れないが、１２０度以下にすることで、より安定して支持される。水車１２２は、下流支持部材１２３と合わせて、水車軸１２６が上流側と下流側とで支持されるので、振動が防止され、安定した回動が可能になる。

上流支持部材１３３は、水車１２２が回転しているときには、水車１２２の羽根１３２と筒部１３１に干渉することなく水車軸１２６を支えているので、水車１２２の回転を妨げることは無い。水車１２２が回転していないときに、水車１２２が上流側に動いても、上流支持部材１３３が水車１２２の動きを規制して脱落することを防ぐことができる。

図１９に示す実施形態では、浄水管路３０の中心軸に対して対称に上流支持部材１３３を一対設けているが、上流支持部材１３３は、水車１２２に流入する浄水を整流する効果もあるので、流量が低下しない範囲で浄水管路３０の中心軸に対して上流支持部材１３３を放射状に複数配置してもよい。

図２０は、本発明の別の実施形態において、上流支持部材１３３を浄水管路３０の下流側から観察した図である。（Ａ）の実勢形態では、３つの上流支持部材１３３が放射状に配置され、それぞれの上流支持部材１３３の先端に水車軸１２６を支持する円弧状の凹みが形成されている。これら３つの上流側支持部材１３３で水車軸１２６を支持すると、上流支持部材１３３で支持されない部分の円弧の中心角ａ、ｂ、ｃはいずれも１２０度以下になる。上流支持部材１３３を浄水管路３０の中心軸に対して放射状に設けることで、整流効果により水車１２２がより安定して回動する。また（Ｂ）の実施形態では、上流支持部材１３３が浄水管路３０を横断して設けられ、中央部に水車軸１２６が挿入される穴が形成されている。（Ｃ）の実施形態では、上流支持部材１３３が浄水管路３０の１箇所から立設し、先端部に水車軸が挿入される穴が形成されている。（Ｂ）と（Ｃ）の上流支持部材１３３で水車軸１２６を支持すると、水車軸１２６の周囲が全て支持されるので、上流支持部材１３３で支持されない部分の円弧の中心角は０度になる。（Ｄ）の実施形態では、２つの上流支持部材１３３が平行に配置され、それぞれの上流支持部材１３３の先端に水車軸１２６を支持する円弧状の凹みが形成されている。これら２つの上流支持部材１３３で水車軸１２６を支持しても、上流支持部材１３３で支持されない部分の円弧の中心角ａ、ｂはいずれも１２０度以下になる。（Ａ）～（Ｄ）のいずれの実施形態においても、上流支持部材１３３で支持されない水車軸１２６の円弧の中心角がいずれも１２０度以下になるので、水車軸１２６は上流支持部材１３３から外れることはない。

また、複数の上流支持部材１３３で水車軸１２６を支持する場合、それぞれの上流支持部材１３３の流路流れ方向の位置は同じ位置である必要はなく、水車軸１２６が外れることなく支持できるのであれば位置が異なっていてもよい。ただし、それぞれの上流支持部材１３３の流路流れ方向の位置は同じ位置である方が、水車軸１２６を安定して支持できるので好ましい。

上記のように構成された流量検出部１０２は、浄水が流れることにより水車１２２が回転し、水車１２２と一体の磁石１２１が回転し、それに応じて磁界が変化する。磁石１２１が１回転することにより磁気スイッチ１２４が２周期分のパルス信号を発信し、それが制御部１０４に伝達される。磁気スイッチとしては、リードスイッチを用いても良いし、ホールセンサを用いても良い。

上記の実施形態では、流路検出部１０２はろ過カートリッジ３の下流側の浄水管路３０に配設さている。流量検出部１０２が浄水管路３０に配設されていることで、水車１２２の複数の羽根１３２に鉄さびが引っ掛かって回転しなくなることがないため、浄水の流量を精度よく計測して積算し、ろ過カートリッジ３の交換時期を表示することができる。しかし、水質がきれいな環境で羽根１３２に鉄さびなどが引っ掛かることがない場合、流路検出部１０２をろ過カートリッジ３の上流側の原水管路２０に配置しても良い。

次に、制御部１０４と液晶表示器１０５について説明する。図１６は、図２に示す浄水器のＤ－Ｄ断面図の制御部１０４の拡大図である。

制御部１０４は、ＣＰＵが設けられた回路基板１５１と、回路基板１５１を収納する透明の基板ホルダ１５２とから構成されている。ＣＰＵは、電源部１０１から電力供給を受け、流量検出部１０２からのパルス信号からの信号に基づいて演算を行い、液晶表示器１０５に出力信号を送るようになっている。

この液晶表示器１０５は、回路基板から離れた位置に配置しリ－ド線等で結線することも可能だが、回路基板１５１に直接、支持固定したほうが信号を確実に伝達できる。

また、外部から水が浸入して回路基板１５１が誤作動するのを防止するため、基板ホルダ１５２に、その開口部から回路基板１５１と液晶表示器１０５とを固定した状態で、開口部を硬化性樹脂１５５（封止材）で封止して防水加工をすることが好ましい。また、蓋を用いて、基板ホルダ１５２に溶着して固定して防水加工してもよい。このように防水加工を施すことにより、各部品に対して個別に防水加工を施す必要がなく、製造工程の簡略化、製造コストの低減が可能になる。硬化性樹脂としては、２液混合型のポリウレタン樹脂やエポキシ樹脂などを用いればよい。

液晶表示器１０５は、回路基板１５１に支持固定された状態で、本体部２の前方上部に位置している。

図１４は、本発明の一実施形態例を示す浄水器の制御部１０４の正面図である。液晶表示器１０５には、２３個のセグメントから４桁の数字を表すろ過カ－トリッジ交換表示素子１６１と、電池交換表示素子１６２を点灯・点滅・消灯することができ、さらに、２か所に設けた３色ＬＥＤ１６８でバックライトを点灯・点滅・消灯することができ、そのバックライトの色を変化させることもできるようになっている。使用者は、４桁の数字が瞬時に読み取れなくても、バックライトの点灯・点滅状態や色を見て、ろ過カートリッジ交換の時期を知ることができる。

リセット部１５３は、リセットボタン１５４と、リセットボタンへの水の侵入を防ぐためのリセットボタンケース１５５とから構成されている。図２に示すように、浄水器１の側面後方上面にリセットボタン１５４の先端を突出させ、使用者がリセットボタン１５４を押すことで積算流量のデ－タをリセットできる。さらに、使用するろ過カートリッジ３の種類に応じて、ろ過カ－トリッジを交換しなければならない積算流量を選択できるようになっている。リセットボタンケース１５５をエラストマーで構成したが、ＡＢＳ樹脂を用いたり、ポリウレタン樹脂で封止したりしても良い。
続いて、以上のように構成された浄水器１の作用について説明する。

図４は、原水が原水シャワー口１４から吐出される状態を示している。蛇口を開くと、原水は、原水流入口２８から流入し、水流緩和部材３９でその勢いが緩和された後、弁軸カム部２７ｃが弁体１１ｃを押し上げて開放している通水路２１ｃを通過して、原水シャワー口１４から吐出される。このとき、レバー５は、上部ボディ１７に記された「原水シャワー」イラスト７１ｃを示す位置にくる。

ここで、レバー５を回動操作して、弁軸１２に備えられた鋼球６ｂがバネ７によって流路切換弁本体１３に設けられた凹部に収まるまで回動させると、弁軸１２の弁軸カム２７ｃに替わり弁軸カム２７ｂが上方を向き、通水路２１ｃが閉じて通水路２１ｂが開く。その結果、原水は通水路２１ｃを通過して原水ストレ－ト口１５から吐出される。このとき、レバー５は上部ボディ１７に記された「原水ストレ－ト」イラスト７１ｂを示す位置にくる。

レバー５を原水ストレートの反対方向に回動操作すると、同様に弁軸１２が回動し、通水路２１ｂが閉じて通水路２１ａが開く。この結果、原水は通水路２１ａを通過して原水供給口２６に流れる。そして、ろ過カ－トリッジ３の原水受入口６２から流入し、活性炭などの吸着剤と中空糸膜によってろ過される。ろ過された水は、浄水供給口６３から浄水受入口２９に流れ、浄水管路３０を通過して浄水流出口１９から吐出される。このとき、レバー５は上部ボディ１７に記された「浄水」イラスト７１ａを示す位置にくる。

浄水管路３０に流れる浄水により水車１２２が回転し、流量検出部１０２によって制御部１０４にパルス信号が送られ、そのパルス信号の周期が浄水の流量として積算される。この浄水の積算流量に応じて、ろ過カートリッジの残存寿命を液晶表示器１０５に表示する。ろ過カ－トリッジ交換表示素子１６１により、毎回の浄水使用開始時に、ろ過カートリッジ使用開始時に選択した流量から浄水の積算量を減じた値を表示するようになっている。同時にバックライトを初期点灯・点滅条件で所定時間点灯する。例えば青色を７秒連続で点灯する。

浄水の積算流量に対応するパルスの積算カウント数が、予め設定した第１の設定値に達したら、毎回の浄水使用開始時に点灯するバックライトを第１点灯・点滅条件に変更する。例えば黄色か緑色を７秒連続で点灯する。浄水通過量をろ過カートリッジ使用開始時に選択した流量から減じた値を表示することは変わらない。

さらに第２の設定値に達したら、毎回の浄水使用開始時に点灯するバックライトを第２点灯・点滅条件に変更する。例えば赤色やピンク色を７秒連続で点灯させる。それを見た使用者は、ろ過カートリッジをそろそろ交換しなければならないと認識して、新しいろ過カートリッジを準備する。浄水通過量をろ過カートリッジ使用開始時に選択した流量から減じた値を表示することは変わらない。

ろ過カートリッジ使用開始時に選択した流量から浄水の積算量を減じた値がゼロになり、ろ過カ－トリッジを交換しなければならなくなったとき、第３点灯・点滅条件に変更する。例えば浄水使用時であってもバックライトを消灯する。それを見た使用者はろ過カ－トリッジが使用できなくなったことを強く感じ、ろ過カートリッジを交換する。

上記の実施形態では、バックライトが青色、黄色（または緑色）、赤色（またはピンク色）の３色を点灯できる形態での表示方法を示したが、バックライトが単色や２色しか点灯できない実施形態であっても、第１点灯・点滅条件、第２点灯・点滅条件、第３点灯・点滅条件の表示を分けることができる。

例えば、バックライトが青色と赤色の２色のみ点灯できる実施形態であれば、次のような表示をすればよい。使用開始時は青色で点灯として、第１点灯・点滅条件は青色で２秒間隔の点滅とする。第２点灯・点滅条件は赤色で２秒間隔の点滅として、第３点灯・点滅条件は赤色で連続点灯にする。バックライトの色が青色の点灯から点滅に変わり、赤色の連続点灯に至ることで、使用者はろ過カートリッジを交換しなければならないことを感じるようになる。

また、バックライトが白色のみ点灯できる実施形態であれば、次のような表示をすればよい。使用開始時は白色で２秒間隔の点滅とする。第１点灯・点滅条件は白色で１．５秒間隔の点滅として、第２点灯・点滅条件は白色で１秒間隔の点滅とする。第３点灯・点滅条件は白色で連続点灯にする。点滅の間隔が短くなり、最後に連続点灯となることで、使用者はろ過カートリッジを交換しなければならないことを感じるようになる。

上記のようにバックライトが単色のみ点灯できれば、使用者はろ過カートリッジの使用状況を確認することができる。ただし、単色であると使用者への印象が薄くなりがちなので、バックライトが２色以上点灯できるのが好ましい。

使用者が、新しいろ過カ－トリッジに交換してリセットボタン１５４を長押しすると、積算流量に対応するパルスの積算カウント数がゼロに戻り、ろ過カ－トリッジ交換表示素子１６１も初期表示に戻る。

液晶表示器１０５は、電池の電圧が予め設定した値以下に低下した時点で、電池交換表示素子１６２を点滅し、使用者に電池の交換を促すようになっている。３色ＬＥＤによる色調整状態が変化する電圧を下回った時点で電池交換表示素子１６２を点滅させれば、本来の色から変化したために生じる誤認識を防ぐことができる。使用者は電池の使用開始時期と説明書等に記載されている電池寿命をわざわざ記憶しておく必要がない。そのため、電池寿命を忘れたために電池の交換ができずろ過カ－トリッジ使用中に積算流量のデ－タが消滅してしまうこともなく、適切な時期に電池交換が行える。なお、電池交換表示素子１６２は、電池使用開始時には消灯し、電池の寿命に近づいたときに点滅するというように構成しているが、前述のろ過カ－トリッジ交換表示と同様に段階的に表示してもよい。

そして、この液晶表示器１０５は、浄水を使用しない場合には消灯する。すなわち、回路基板１５１のＣＰＵが、浄水の通水が停止して流量検出部１０２からのパルス信号が停止したことを検知してスリープモードに切り替わり、液晶表示器１０５を消灯し、バックライトも消灯する。レバー５を原水シャワーの反対方向に回動操作し、浄水が浄水用管路３０を通過して浄水流出口１９から吐出され、液晶表示器１０５とバックライトが点灯、その３秒後に蛇口を操作して止水したときには、直ちに液晶表示器１０５とバックライトが消灯するようになっている。この切り替えによって電池の電力消費が大幅に抑えられ、電池を長期間使用できる。なお、電池交換直後とリセットボタン操作直後には一定時間だけスリープモードを解除し、液晶表示器１０５を点灯させる。これは、使用者が、正しく電池を装着できたことや、正しくデ－タをリセットできたことを確認するためである。

［実施例１］
流路切換弁本体の側部後方に、ろ過カートリッジに原水を供給する原水供給口と流路切換弁本体の原水流路をつなぐ原水流路を設けた。ろ過カートリッジから浄水を受け入れる浄水受入口と浄水流出口をつなぐ浄水流路を設けた。

浄水管路には、流量検出部の水車と水車軸を支持する上流支持部材と下流支持部材を設け、浄水の通水により水車が安定的に回転するようにした。その結果、浄水の流量を正しく計測して積算し、ろ過カートリッジの交換時期を表示することができた。また、水車が管路壁に干渉することがなく異音を発生しなくなった。水車の回動に伴う音量は平均で約４０ｄＢと周囲の環境によっても気にならないレベルになり、使用者は快適に浄水器を使用することができる。水車軸を支持する上流側の部材を管路に一体的に設けられる上流支持部材で代用することで部材製作費を抑えることができ、上流支持部材を放射状に設けることで整流された水が水車に流れ安定回動するようになった。

毎回の浄水使用開始時に、液晶表示器に、ろ過カートリッジの残存寿命を表示させ、同時にバックライトを７秒間点灯させた。寿命６００Lのろ過カートリッジでは、残存寿命３００～６００Lでは青色のバックライト、残存寿命１５０～３００Lでは緑色のバックライト、残存寿命０～１５０Lではピンク色のバックライトを点灯させた。ピンク色のバックライトを見た使用者は、ろ過カートリッジをそろそろ交換しなければならないと認識できた。

［比較例１］
流路切換弁本体の後方に、ろ過カートリッジから浄水流出口をつなぐ浄水流路を設けた、その浄水管路に、流量検出部の水車と水車支持部材を設けた。

水車の回動を水車支持部材で下流側のみで支持し片持ちの水車となった。浄水の通水により水車が回転するようにした。浄水の流量は計測できたが、片持ちの水車のため、回転軸の振動が発生して、流量精度が落ち、管路壁と干渉して異音が発生するようになった。水車の回動に伴う音量は平均で約６０ｄＢと周囲の環境によっては気になるレベルとなり、敏感な使用者は使用中にたびたび不快に感じながら使用することになった。

１ ： 浄水器
２ ： 本体部
３ ： ろ過カ－トリッジ
４ ： 蛇口
５ ： レバ－
６ａ： 鋼球
６ｂ： 鋼球
７ ： バネ
８ ： レバー接続部
９ ： 穴部
１０： 凹部
１１ａ： 弁体
１１ｂ： 弁体
１１ｃ： 弁体
１２ ： 弁軸
１３ ： 流路切換弁本体
１４ ： 原水シャワー口
１５ ： 原水ストレート口
１６ ： 下部ボディ
１７ ： 上部ボディ
１８ ： 弁操作部
１９ ： 浄水流出口
２０ ： 原水管路
２１ａ： 通水路
２１ｂ： 通水路
２１ｃ： 通水路
２２ ： 区画板
２３ ： 上部室
２４ ： 下部室
２６ ： 原水供給口
２７ａ： 弁軸カム部
２７ｂ： 弁軸カム部
２７ｃ： 弁軸カム部
２８ ： 原水流入口
２９ ： 浄水受入口
３０ ： 浄水管路
３１ａ： 流路
３１ｂ： 流路
３１ｃ： 流路
３６ ： パッキン
３７ ： アダプタ
３８ ： 取付ナット
３９ ： 水流緩和部材
４７ａ： バルブカム部
４７ｂ： バルブカム部
４７ｃ： バルブカム部
５７ａ： バルブシール
５７ｂ： バルブシール
５７ｃ： バルブシール
５８ａ： バルブ
５８ｂ： バルブ
５８ｃ： バルブ
６１ ： 容器
６１ａ： 円筒状突起
６２ ： 原水受入口
６３ ： 浄水供給口
６４ ： 円筒体
６５ ： Ｏリング
６６ ： リング状フィルタ
６７ ： リング状フィルタ
６８ ： 中空糸膜束
６９ ： 硬化性樹脂
７０ ： 吸着剤層
７３ ： Ｏリング
７４ ： Ｏリング
９１ ： カ－トリッジキャップ
１０１： 電源部
１０２： 流量検出部
１０４： 制御部
１０５： 液晶表示器
１１１： 電池
１１２： 電池カバ－
１１３： 陽極金具
１１４： 陰極金具
１１５： 電池ホルダ
１１６： 電池装着部
１１７： Ｏリング
１１８： 切り欠き
１１９： 凹部
１２１： 磁石
１２２： 水車
１２３： 下流支持部材
１２４： 磁気スイッチ
１２５： 磁気スイッチホルダ
１２６： 水車軸
１２７： リブ
１２８： 有底穴
１３１： 筒部
１３２： 羽根
１３３： 上流支持部材
１３７： 硬化性樹脂
１５１： 回路基板
１５２： 基板ホルダ
１５３： リセット部
１５４： リセットボタン
１５５： リセットボタンケース
１６１： ろ過カ－トリッジ交換表示素子
１６２： 電池交換表示素子
１７１ａ： 「浄水」イラスト
１７１ｂ： 「原水ストレート」イラスト
１７１ｃ： 「原水シャワー」イラスト

Claims (3)

1. 原水を受け入れる原水流入口を有する流路切換弁、原水を浄化するろ過カートリッジ、浄水を吐出する浄水流出口、流路切換弁からろ過カートリッジまでをつなぐ原水管路、ろ過カートリッジから浄水流出口までをつなぐ浄水管路、および前記原水管路または前記浄水管路に設置された流量検出部を備え、蛇口に支持固定される蛇口直結型浄水器であって、
   前記流量検出部は、筒部、前記筒部の周囲に固定された羽根、前記筒部の内部に固定された磁石および前記筒部を貫通する水車軸を有する回動可能な水車並びに磁気スイッチを有し、
   前記水車軸の前記筒部よりも流路の上流側に突出している部分は、上流支持部材で支持されており、
   前記上流支持部材が、前記原水管路または前記浄水管路に一体となっており、
   前記水車軸の前記筒部よりも流路の下流側に突出している部分は、前記原水管路または前記浄水管路に固定され有底穴を有する下流支持部材の前記有底穴に挿入されて支持されており、
   前記水車軸を流路の上流側から観察したとき、前記水車軸の円弧のうち前記上流支持部材で支持されていない部分の円弧に対応する中心角がいずれも１２０度以下である、蛇口直結型浄水器。
2. 前記水車軸が金属製であり、前記筒部と前記羽根が樹脂製であり、前記羽根が前記筒部の外周面に複数設けられた、請求項１の蛇口直結型浄水器。
3. 前記上流支持部材が、前記原水管路または前記浄水管路の中心軸に対して放射状に複数配置された、請求項１または２の蛇口直結型浄水器。