特開 2022-154299 水処理カートリッジ及びシャワーヘッド

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022154299

(43)【公開日】2022-10-13

(54)【発明の名称】水処理カートリッジ及びシャワーヘッド

(51)【国際特許分類】

   C02F 1/70 20060101AFI20221005BHJP

   C02F 1/42 20060101ALI20221005BHJP

   C02F 1/28 20060101ALI20221005BHJP

   A47K 3/28 20060101ALI20221005BHJP

【ＦＩ】

C02F1/70 Z

C02F1/42 A

C02F1/28 G

A47K3/28

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021057256

(22)【出願日】2021-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】504346204

【氏名又は名称】三菱ケミカル・クリンスイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100152146

【弁理士】

【氏名又は名称】伏見 俊介

(74)【代理人】

【識別番号】100140774

【弁理士】

【氏名又は名称】大浪 一徳

(72)【発明者】

【氏名】端谷 祐人

(72)【発明者】

【氏名】河合 由修

(72)【発明者】

【氏名】竹田 はつ美

【テーマコード（参考）】

2D132

4D025

4D050

4D624

【Ｆターム（参考）】

2D132FA12

2D132FC04

2D132FJ04

2D132FJ15

4D025AA01

4D025AB07

4D025BA09

4D025BA10

4D025BA17

4D025BA23

4D025BA24

4D025BB14

4D025BB15

4D025DA03

4D025DA10

4D050AA04

4D050AB45

4D050BA06

4D050BA12

4D050BD03

4D050CA06

4D050CA08

4D624AA02

4D624AB11

4D624BA02

4D624BB01

4D624BC01

4D624CA04

4D624CA13

4D624DB19

4D624DB22

(57)【要約】

【課題】浄化材の充填量を高めても通水量を確保して圧力損失を低減でき、浄化性能に優れた水処理カートリッジ及びシャワーヘッドを提供することを目的とする。
【解決手段】シャワーヘッド内に収納されるカートリッジ本体１０２内に筒状のスペーサー部材１０４が収納され、カートリッジ本体１０２内のスペーサー部材の内側が第１流路１６０、外側が第２流路１６２とされ、袋体１０８内に収納された状態で浄化材１０６が第１流路１６０に充填される水処理カートリッジ１００において、スペーサー部材１０４は周壁部１５０に開口部１５６が形成され、周壁部１５０の外面１５０ｂから突出する複数の流路保持部１５２と、下流側に配置される端部に浄化材抑え部１５４が設けられている。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シャワーヘッド内に収納されるカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内に収納された筒状のスペーサー部材と、浄化材と、を備え、
前記カートリッジ本体内の前記スペーサー部材の内側が第１流路、外側が第２流路とされ、
前記浄化材は袋体内に収納された状態で前記スペーサー部材の内側の前記第１流路に充填され、
前記スペーサー部材の周壁部には開口部が形成され、
前記スペーサー部材は、前記周壁部の前記開口部以外の部分の外面から突出する複数の流路保持部と、前記周壁部の下流側に配置される端部に設けられ、前記浄化材の動きを抑える浄化材抑え部と、を備えている、水処理カートリッジ。

【請求項2】

前記複数の流路保持部のそれぞれが、柱状の凸部、又は凸条である、請求項１に記載の水処理カートリッジ。

【請求項3】

前記複数の流路保持部が前記周壁部の周方向に等間隔に配置されている、請求項１又は２に記載の水処理カートリッジ。

【請求項4】

前記周壁部の下流側に配置される端部から突出する前記浄化材抑え部が前記周壁部の周方向に互いに離間して設けられている、請求項１～３のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項5】

前記周壁部に複数の前記開口部が前記周壁部の周方向及び中心軸方向に均等に形成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項6】

前記周壁部の外面に占める前記開口部の開口率が４０～７０％である、請求項１～５のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項7】

前記第２流路側から前記周壁部を見たときに前記袋体が少なくとも下流側に配置される前記開口部を覆っており、かつ前記開口部の開口面積の合計に対する前記開口部の前記袋体で覆われている面積の合計の割合が８０％以上である、請求項１～６のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項8】

前記スペーサー部材が円筒状又は八角筒状である、請求項１～７のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項9】

前記カートリッジ本体の下流側に向けられる部分に複数の通水孔が形成されており、前記カートリッジ本体の下流側に向けられる部分の内面を前記スペーサー部材の中心軸方向から見たとき、すべての前記通水孔の開口面積の合計に対する、前記周壁部の内側に位置する前記通水孔の開口面積の合計の割合が４～２５％である、請求項１～８のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項10】

前記周壁部の内周に対する、前記袋体における前記周壁部の内面の周方向に沿う方向の外周の比率が１．０～１．１倍である、請求項１～９のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項11】

前記浄化材が亜硫酸カルシウムを含む、請求項１～１０のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項12】

前記亜硫酸カルシウムは、粒度分布におけるピークトップ径が１００～５００μｍであり、粒径１～１０００μｍの粒子の割合が粒子全体に対して９０質量％以上であり、４０Ｗの超音波を５分照射したときの粒度分布のピークトップの頻度が超音波照射前の頻度に対して７０％以下であり、かつ比重が０．８０～１．２０ｇ／ｍＬである、請求項１１に記載の水処理カートリッジ。

【請求項13】

前記袋体が不織布からなる、請求項１～１２のいずれか一項に記載の水処理カートリッジ。

【請求項14】

請求項１～１３のいずれか一項に記載の水処理カートリッジが収納されたシャワーヘッド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、水処理カートリッジ及びシャワーヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

シャワーに供給される水道水には残留塩素が多く含まれているため、頻繁に頭髪や体を洗浄すると、変色や肌荒れが生じたりすることがある。解決策として、脱塩素機能を有する亜硫酸カルシウム等の浄化材が充填された水処理カートリッジを備えるシャワーヘッドが知られている。

【0003】

シャワーヘッドに収納した水処理カートリッジに水道水すべてが流入するようにすると、浄化材が圧密して通水困難になりやすい。そこで、シャワーヘッド内において水処理カートリッジの外側にバイパス流路が設けられたシャワーヘッドが知られている。しかし、カートリッジ外にバイパス流路を形成しようとすると、水処理カートリッジの外形が制限されてデザイン性が低下し、また専用のシャワーヘッドとなるため汎用性が低下する。この解決策として、カートリッジ本体内にスペーサー部材を収納し、スペーサー部材の内側に浄化材が充填された流路を形成し、スペーサー部材の外側にバイパス流路を形成することが提案されている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－１３０６８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１のような水処理カートリッジでは、浄化性能の向上や長寿命化のために浄化材の充填量を増やすと、圧力損失が上昇して浄化材を充填した流路に水が流れにくくなり、バイパス流路を流れる水量が増えて逆に浄化性能が低下することがある。また浄化材の充填量増加により、スペーサー部材の膨張や浄化材のはみ出しが生じてバイパス流路が閉塞され、通水量が落ちて破損が生じる虞もある。

【0006】

本発明は、浄化材の充填量を高めても通水量を確保して圧力損失を低減でき、浄化性能に優れた水処理カートリッジ及びシャワーヘッドを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下の態様を有する。
［１］シャワーヘッド内に収納されるカートリッジ本体と、前記カートリッジ本体内に収納された筒状のスペーサー部材と、浄化材と、を備え、前記カートリッジ本体内の前記スペーサー部材の内側が第１流路、外側が第２流路とされ、前記浄化材は袋体内に収納された状態で前記スペーサー部材の内側の前記第１流路に充填され、前記スペーサー部材の周壁部には開口部が形成され、前記スペーサー部材は、前記周壁部の前記開口部以外の部分の外面から突出する複数の流路保持部と、前記周壁部の下流側に配置される端部に設けられ、前記浄化材の動きを抑える浄化材抑え部と、を備えている、水処理カートリッジ。
［２］前記複数の流路保持部のそれぞれが、柱状の凸部、又は凸条である、［１］に記載の水処理カートリッジ。
［３］前記複数の流路保持部が前記周壁部の周方向に等間隔に配置されている、［１］又は［２］に記載の水処理カートリッジ。
［４］前記周壁部の下流側に配置される端部から突出する前記浄化材抑え部が前記周壁部の周方向に互いに離間して設けられている、［１］～［３］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［５］前記周壁部に複数の前記開口部が前記周壁部の周方向及び中心軸方向に均等に形成されている、［１］～［４］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［６］前記周壁部の外面に占める前記開口部の開口率が４０～７０％である、［１］～［５］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［７］前記第２流路側から前記周壁部を見たときに前記袋体が少なくとも下流側に配置される前記開口部を覆っており、かつ前記開口部の開口面積の合計に対する前記開口部の前記袋体で覆われている面積の合計の割合が８０％以上である、［１］～［６］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［８］前記周壁部が円筒状又は八角筒状である、［１］～［７］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［９］前記カートリッジ本体の下流側に向けられる部分に複数の通水孔が形成されており、前記カートリッジ本体の下流側に向けられる部分の内面を前記スペーサー部材の中心軸方向から見たとき、すべての前記通水孔の開口面積の合計に対する、前記周壁部の内側に位置する前記通水孔の開口面積の合計の割合が４～２５％である、［１］～［８］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［１０］前記周壁部の内周に対する、前記袋体における前記周壁部の内面の周方向に沿う方向の外周の比率が１．０～１．１倍である、［１］～［９］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［１１］前記浄化材が亜硫酸カルシウムを含む、［１］～［１０］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［１２］前記亜硫酸カルシウムは、粒度分布におけるピークトップ径が１００～５００μｍであり、粒径１～１０００μｍの粒子の割合が粒子全体に対して９０質量％以上であり、４０Ｗの超音波を５分照射したときの粒度分布のピークトップの頻度が超音波照射前の頻度に対して７０％以下であり、かつ比重が０．８０～１．２０ｇ／ｍＬである、［１１］に記載の水処理カートリッジ。
［１３］前記袋体が不織布からなる、［１］～［１２］のいずれかに記載の水処理カートリッジ。
［１４］［１］～［１３］のいずれかに記載の水処理カートリッジが収納されたシャワーヘッド。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、浄化材の充填量を高めても通水量を確保して圧力損失を低減でき、浄化性能に優れた水処理カートリッジ及びシャワーヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の水処理カートリッジの一例を示した側面図である。

【図2】図１の水処理カートリッジの平面図である。

【図3】図２の水処理カートリッジのＡ－Ａ断面図である。

【図4】図３の水処理カートリッジにおけるスペーサー部材の斜視図である。

【図5】図４のスペーサー部材を下流側から見た底面図である。

【図6】他の実施形態のスペーサー部材の斜視図である。

【図7】他の実施形態のスペーサー部材の斜視図である。

【図8】実施形態のシャワーヘッドを示した断面図である。

【図9】比較例１で用いたスペーサー部材の斜視図である。

【図10】比較例２で用いたスペーサー部材の斜視図である。

【図11】実施例及び比較例で用いた亜硫酸カルシウムの超音波照射の前後の粒度分布である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の水処理カートリッジ及びシャワーヘッドの一例を示して説明する。なお、以下の説明において例示される図の寸法等は一例であって、本発明はそれらに必ずしも限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。

【0011】

［水処理カートリッジ］
図１～３に示すように、本実施形態の水処理カートリッジ１００は、カートリッジ本体１０２と、カートリッジ本体１０２内に収納されたスペーサー部材１０４と、浄化材１０６と、を備えている。水処理カートリッジ１００は、シャワーヘッドにおけるヘッド部内に収納される。

【0012】

図１及び図２に示すように、カートリッジ本体１０２は、円筒状の胴部１１０と、胴部１１０の一方の開口端を閉じるように設けられた平面視形状が円板状の第１板部１１２と、胴部１１０の他方の開口端を閉じるように設けられた底面視形状が円板状の第２板部１１４と、を備えている。水処理カートリッジ１００がシャワーヘッドのヘッド部内に収納された状態では、第１板部１１２が上流側（一次側）を向き、第２板部１１４が下流側（二次側）に向いていてもよく、第１板部１１２が下流側（二次側）を向き、第２板部１１４が上流側（一次側）に向いていてもよい。

【0013】

第１板部１１２及び第２板部１１４は中央部が外部側に突き出るように湾曲した形状になっている。第１板部１１２及び第２板部１１４をこのように湾曲させることで、水処理カートリッジをコンパクト化しつつ、充分な量の浄化材を充填することが容易になる。

【0014】

第１板部１１２には、第１板部１１２を外部側から正面視したときの中央部に円形状の窪部１１５が形成され、その周りに複数の通水孔１１６が形成されている。第２板部１１４には、第２板部１１４を外部側から正面視したときの中央部に円形状の窪部１１７が形成され、その周りに複数の通水孔１１８が形成されている。シャワーヘッドのヘッド部内で第１板部１１２が一次側を向き、第２板部１１４が二次側に向く場合、第１板部１１２に形成された通水孔１１６が入水孔となり、第２板部１１４に形成された通水孔１１８が吐水孔となる。一方、第２板部１１４が一次側を向き、第１板部１１２が二次側に向く場合、第２板部１１４に形成された通水孔１１８が入水孔となり、第１板部１１２に形成された通水孔１１６が吐水孔となる。

【0015】

この例の通水孔１１６及び通水孔１１８の正面視形状は、円形状である。なお、第１板部及び第２板部に形成される通水孔の正面視形状は、円形状には限定されず、例えば、楕円状、矩形状等であってもよい。通水孔１１６及び通水孔１１８の数及び配置は、特に限定されず、水の流入又は流出がスムーズに行えるように適宜設定すればよい。通水孔１１６及び通水孔１１８の正面視形状、数及び配置は、同じであってもよく、異なっていてもよい。

【0016】

第１板部１１２の内面１１２ａには全ての通水孔１１６を覆うようにフィルタを取り付けてもよい。同様に、第２板部１１４の内面１１４ａには全ての通水孔１１８を覆うようにフィルタを取り付けてもよい。これにより浄化材の微粉漏れを抑制することができるとともに、流量が低い場合でも水処理カートリッジ内を原水で満たすことができ、より浄水効果を安定させることができる。

【0017】

第１板部１１２の外面１１２ｂにおける外周縁部には、全周にわたって円環状の凹条からなる段差１２７が形成されている。同様に、第２板部１１４の外面１１４ｂにおける外周縁部には、全周にわたって円環状の凹条からなる段差１２８が形成されている。これらの段差１２７，１２８は、シャワーヘッド内に収納した際の水処理カートリッジ１００を安定させるために利用される。

【0018】

この例のカートリッジ本体１０２は、第１部材１３０と第２部材１３２に分割できるようになっている。第１部材１３０は、第１板部１１２と、胴部１１０の第１板部１１２側の部分を形成する周壁部１３４とで形成された部材である。第２部材１３２は、第２板部１１４と、胴部１１０の第２板部１１４側の部分を形成する周壁部１３６とで形成された部材である。第２部材１３２の周壁部１３６の先端部分に設けられた凸条１３８と、第１部材１３０の周壁部１３４の先端部分の内側に設けられた凹条１４０とを互いに嵌合させて第１部材１３０を第２部材１３２に装着することで、カートリッジ本体１０２が形成される。

【0019】

カートリッジ本体１０２の材質としては、特に限定されず、シャワーヘッドに収納される水処理カートリッジに用いられる公知の材料を採用できる。具体的には、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＰＭＰ等の耐熱性の樹脂等が挙げられる。カートリッジ本体１０２の製造方法は、特に限定されず、射出成形等の公知の成形方法等を採用できる。

【0020】

カートリッジ本体１０２内には、円筒状のスペーサー部材１０４が設けられている。スペーサー部材１０４は、図３～図５に示すように、円筒状の周壁部１５０と、複数の流路保持部１５２と、複数の浄化材抑え部１５４と、を備えている。スペーサー部材１０４は、カートリッジ本体１０２内において周壁部１５０の中心軸Ｏ１方向が第１板部１１２から第２板部１１４に向かう方向に沿うように設けられている。この例では、スペーサー部材１０４の周壁部１５０の中心軸Ｏ１が第１板部１１２の中央部の窪部１１５と第２板部１１４の中央部の窪部１１７を通っている。カートリッジ本体１０２内にスペーサー部材１０４が収納されることで、カートリッジ本体１０２内にはスペーサー部材１０４の内側の第１流路１６０と、スペーサー部材１０４の外側の第２流路１６２が形成されている。

【0021】

スペーサー部材１０４の周壁部１５０の内側には浄化材１０６が袋体１０８内に収納された状態で充填されている。つまり、スペーサー部材１０４の内側の第１流路１６０には袋体１０８内に収納された状態で浄化材１０６が充填されている。カートリッジ本体１０２内におけるスペーサー部材１０４の外側の第２流路１６２には浄化材１０６は充填されておらず、バイパス流路となっている。例えば、各々の通水孔１１６からカートリッジ本体１０２内に流入した水は第１流路１６０と第２流路１６２に分かれる。第１流路１６０を流れる水は浄化材１０６と接触して浄化され、スペーサー部材１０４の下流側で第２流路１６２を流れてきた水と合流して各々の通水孔１１８から吐出される。

【0022】

第１流路１６０の断面積と第２流路１６２の断面積との合計に対する、第１流路１６０の断面積の割合は、６０～９５％が好ましい。前記第１流路１６０の断面積の割合が前記範囲内であれば、圧力損失を低減しつつ優れた浄化性能を得ることが容易になる。前記第１流路１６０の断面積の割合の下限は、６５％以上がより好ましく、７０％以上がさらに好ましい。前記第１流路１６０の断面積の割合の上限は、９０％以下がより好ましく、８５％以下がさらに好ましい。なお、第１流路１６０の断面積とは、周壁部１５０の内側の中心軸Ｏ１に垂直な断面の面積を意味する。第２流路１６２の断面積とは、カートリッジ本体１０２内における周壁部１５０の外側の中心軸Ｏ１に垂直な断面の面積を意味する。

【0023】

周壁部１５０の形状は、カートリッジ本体１０２内に第１流路１６０と第２流路１６２を形成でき、周壁部１５０の内側に浄化材１０６を充填できる範囲であれば円筒状には限定されない。周壁部１５０の形状は、例えば、四角筒状、六角筒状、八角筒状等の多角筒状や楕円筒状であってもよく、それらの一面が外側に膨出するように湾曲している形状であってもよい。なかでも、周壁部１５０の形状は、カートリッジ本体１０２内の周壁部１５０の外側に全周にわたって流路断面積が均一な第２流路１６２を形成しやすい点から、円筒状、八角筒状が好ましい。
スペーサー部材１０４の周壁部１５０の寸法は、カートリッジ本体１０２の大きさ、及び浄化材１０６の充填量等に応じて適宜設定すればよい。

【0024】

スペーサー部材１０４の周壁部１５０には開口部１５６が形成されており、スペーサー部材１０４の内側の第１流路１６０と外側の第２流路１６２が開口部１５６によって繋がっている。これにより、第１流路１６０と第２流路１６２を流れる水は開口部１５６を通じて互いにスペーサー部材１０４の径方向にも移動できるようになる。そのため、浄化材１０６の周辺の水の流れがより複雑となって浄化材１０６と水との接触効率が高まり、浄化性能が向上する。また、カートリッジ本体１０２内の流路が分散されるために圧力損失が低減される。

【0025】

この例のスペーサー部材１０４では、周壁部１５０に複数の略矩形状の開口部１５６が周方向及び中心軸Ｏ１方向に均等に配置され、周壁部１５０が格子状になっている。開口部１５６の正面視形状は、特に限定されず、この例では略矩形状であるが、円形状等であってもよい。周壁部１５０に形成される開口部１５６の数は、周壁部１５０の寸法等に応じて適宜設定できる。スペーサー部材１０４では、このように複数の開口部１５６が周壁部１５０の周方向及び中心軸Ｏ１方向に均等に形成されていることが好ましい。これにより、スペーサー部材１０４の周辺における水の流れ方向に偏りがなくなるため、水の流れによって浄化材１０６が特定の方向に押しやられて偏在することが抑制される。そのため、浄化材１０６と水との接触効率がさらに高まり、浄化性能がさらに向上する。

【0026】

スペーサー部材１０４の周壁部１５０の外面１５０ｂに占める開口部１５６の開口率は、４０～７０％であることが好ましい。開口率が４０％以上であれば、浄化材１０６と水との接触効率の向上効果や、圧力損失の低減効果が得られやすい。開口率が７０％以下であれば、浄化材１０６と接触せずにカートリッジ本体１０２外に吐出される水の量が低減されるために浄化性能を確保しやすく、またスペーサー部材１０４の強度を確保しやすい。開口率の下限は５１％以上であることがより好ましく、上限は６３％以下であることがより好ましい。
なお、前記開口率は、周壁部１５０に開口部１５６が形成されていないと仮定したときの周壁部１５０の外面１５０ｂの総面積に占める開口部１５６の開口面積の合計の比率を意味する。

【0027】

第２流路１６２側からスペーサー部材１０４の周壁部１５０を見たときには、少なくとも下流側の開口部１５６が袋体１０８で覆われるように、浄化材１０６を収納した袋体１０８が周壁部１５０の内側に充填される。これにより、浄化材１０６と接触せずにカートリッジ本体１０２内を通過する水の量を少なくすることができ、浄化性能が向上する。
開口部１５６の開口面積の合計に対する、第２流路１６２側から見て開口部１５６の袋体１０８で覆われている面積の合計の割合（以下、「割合Ａ」ともいう。）は、８０％以上である。割合Ａが８０％以上であれば、浄化材１０６と接触せずにカートリッジ本体１０２内を通過する水の量を少なくすることができ、浄化性能が向上する。割合Ａは、９０％以上がより好ましく、９５％以上がさらに好ましく、１００％に近いほど良い。

【0028】

スペーサー部材１０４には、周壁部１５０の開口部１５６以外の部分の外面１５０ｂから突出する複数の流路保持部１５２が設けられている。この例では４つの柱状の流路保持部１５２が周壁部１５０の外面１５０ｂから径方向の外側に突出するように設けられている。これにより、浄化材１０６の充填量を多くした場合に周壁部１５０が径方向の外側に膨張しようとしても、流路保持部１５２の先端がカートリッジ本体１０２の内面に当接することで周壁部１５０を支持することができる。このように、流路保持部１５２によって周壁部１５０がカートリッジ本体１０２の内面に到達するまで膨らむことが抑制されるため、浄化材１０６の充填量を多くしても第２流路１６２が閉塞せず、充分な通水量を維持することができる。

【0029】

スペーサー部材１０４の４つの流路保持部１５２は、周壁部１５０の周方向において等間隔、すなわち中心軸Ｏ１周りに９０°間隔で配置されている。この例のように複数の流路保持部１５２は周壁部１５０の周方向において等間隔、すなわち中心軸Ｏ１周りに等角度間隔で配置されていることが好ましい。これにより、中心軸Ｏ１周りの全方向にわたって周壁部１５０を支持して径方向の膨張を抑制することができるため、第２流路１６２を保持しやすく、通水量を確保する効果が得られやすくなる。

【0030】

周壁部１５０の周方向に設けられる流路保持部１５２の数は、第２流路１６２の水の流れを過度に妨げない範囲で周壁部１５０を充分に支持できるように設定すればよく、例えば、２～１２個とすることができる。

【0031】

スペーサー部材１０４の周壁部１５０の中心軸Ｏ１方向における流路保持部１５２の数は、１個でもよく、２個以上でもよい。中心軸Ｏ１方向の流路保持部１５２の数が１個の場合、流路保持部１５２は周壁部１５０の中心軸Ｏ１方向の中央に配置することが好ましい。中心軸Ｏ１方向の流路保持部１５２の数が偶数の場合、周壁部１５０の中心軸Ｏ１方向の中央に対して対称となる位置に配置することが好ましい。中心軸Ｏ１方向の流路保持部１５２の数が３以上の奇数の場合、周壁部１５０の中心軸Ｏ１方向の中央に１個の流路保持部１５２を配置し、残りの流路保持部１５２を前記中央に対して対称となる位置に配置することが好ましい。

【0032】

流路保持部１５２の形態は、特に限定されず、例えば、柱状の凸部、凸条を例示できる。カートリッジ本体１０２の内面１０２ａに当接したときに周壁部１５０を支持しやすいように、流路保持部１５２の先端形状は平坦であることが好ましい。流路保持部１５２が柱状の凸部の場合、例えば、円柱状や、四角柱状、六角柱状等の多角柱状、角錐台状、円錐台状を例示できる。この例の流路保持部１５２は四角錐台状である。

【0033】

流路保持部１５２が凸条の場合、凸条の長さ方向に垂直な断面形状としては、例えば、矩形状、台形状、半円状を例示できる。流路保持部１５２が凸条の場合、凸条は周壁部１５０の外面１５０ｂの周方向に延在していてもよく、中心軸Ｏ１方向に延在していてもよい。複数の流路保持部１５２としては、柱状の凸部と凸条を混在させてもよい。

【0034】

流路保持部１５２の周壁部１５０の外面１５０ｂからの高さは、第２流路１６２の流路断面を保持できる範囲で適宜設定すればよい。各々の流路保持部１５２は初めから先端がカートリッジ本体１０２の内面１０２ａに当接していてもよく、スペーサー部材１０４の周壁部１５０が径方向に膨張したときに先端がカートリッジ本体１０２の内面１０２ａに当接するようにしてもよい。

【0035】

水処理カートリッジ１００がシャワーヘッドに収納された状態で、スペーサー部材１０４の周壁部１５０における中心軸Ｏ１方向の下流側に配置される端部には、浄化材１０６の動きを抑える浄化材抑え部１５４が設けられている。これにより、浄化材１０６が収納された袋体１０８が第１流路１６０を流れる水によって第２流路１６２側へと押し出されることが抑制される。そのため、第２流路１６２の水の流れが妨げられにくくなり、通水量が確保される。

【0036】

例えば、シャワーヘッドのヘッド部内でカートリッジ本体１０２の第１板部１１２を上流側に向け、第２板部１１４を下流側に向ける場合について説明する。この場合、スペーサー部材１０４では、周壁部１５０における中心軸Ｏ１方向の下流側に配置される第２端部１５０ｄに、複数の浄化材抑え部１５４が中心軸Ｏ１方向に突出するように、かつ周壁部１５０の周方向に互いに離間するように設けられている。これにより、第２流路１６２を流れてきた水が隣り合う浄化材抑え部１５４の間から吐水孔となる通水孔１１８へと流れやすくなる。そのため、浄化材１０６が第２流路１６２側にはみ出すことを抑制しつつ、第２流路１６２から吐水孔への流れをスムーズにして通水量を確保することができる。周壁部１５０の下流側に配置される第２端部１５０ｄに設ける浄化材抑え部１５４は、周壁部１５０の周方向において等間隔に配置されていることが好ましい。これにより、中心軸Ｏ１周りの全方向にわたって浄化材１０６が第２流路１６２側にはみ出すことを抑制しやすくなる。

【0037】

浄化材抑え部１５４の形態は、第２流路１６２から吐水孔までの水の流れを妨げずに浄化材１０６の第２流路１６２側への動きを規制できる範囲であれば特に限定されない。この例では半円形の板状であるが、矩形状、台形状等の板状であってもよい。浄化材抑え部１５４のサイズは、カートリッジ本体１０２内にスペーサー部材１０４を収納でき、かつ第２流路１６２から吐水孔となる通水孔１１８までの流れを過度に妨げずに浄化材１０６のはみ出しを抑制できる範囲で適宜設定すればよい。例えば、第２流路１６２側から見て浄化材抑え部１５４における第２端部１５０ｄ側の基端の周方向の長さを５～１５ｍｍ、浄化材抑え部１５４の第２端部１５０ｄから中心軸Ｏ１方向の先端までの高さを１～５ｍｍとすることができる。

【0038】

周壁部１５０の下流側に配置される第２端部１５０ｄに設ける浄化材抑え部１５４の数は、この例では６個であるが、６個には限定されず、例えば、２～１２個とすることができる。

【0039】

この例ではスペーサー部材１０４の周壁部１５０における中心軸Ｏ１方向の第１端部１５０ｃと第２端部１５０ｄの両方に同様の態様で浄化材抑え部１５４が設けられている。このような態様では、水処理カートリッジ１００をシャワーヘッド内に収納する際に第１板部１１２と第２板部１１４のどちらを上流側（一次側）に向けても、周壁部１５０の下流側に配置される端部に浄化材抑え部１５４が設けられた状態となる。これにより、シャワーヘッドに設置する際の水処理カートリッジ１００の向きに左右されずに通水量を確保することができる。そのため、シャワーヘッドに取り付ける際に水処理カートリッジ１００の向きを確認する必要がなく取り扱いが容易であり、カートリッジ外観のデザインの制限も低減される。

【0040】

カートリッジ本体１０２の下流側に向けられる部分の内面、例えば第２板部１１４を下流側に向ける場合の第２板部１１４の内面１１４ａをスペーサー部材１０４の中心軸Ｏ１方向から見たとき、すべての通水孔１１８の開口面積の合計に対する、スペーサー部材１０４の周壁部１５０の内側に位置する通水孔１１８の開口面積の合計の割合（以下、「割合Ｂ」ともいう。）は、４～２５％である。割合Ｂが４％以上であれば、第２流路１６２を流れて吐水孔（通水孔１１８）から吐出される水の流量が充分に多くなり、圧力損失を低減しやすい。割合Ｂが２５％以下であれば、水と浄化材１０６との接触効率が充分に高くなりやすく、優れた浄化性能が得られやすい。

【0041】

第１板部１１２の内面１１２ａをスペーサー部材１０４の中心軸Ｏ１方向から見たとき、すべての通水孔１１６の開口面積の合計に対する、スペーサー部材１０４の周壁部１５０の内側に位置する通水孔１１６の開口面積の合計の割合も、割合Ｂと同様の範囲になっていることが好ましい。これにより、カートリッジ本体１０２の第１板部１１２と第２板部１１４のどちらを下流側に向けた場合でも同様の効果を得ることができる。

【0042】

スペーサー部材１０４では、周壁部１５０の内面１５０ａから径方向の内側に突出する複数の内側突起部１５８が設けられていてもよい。この例では周壁部１５０の内面１５０ａの周方向において、６個の内側突起部１５８が等間隔に設けられている。また、周壁部１５０の内面１５０ａの中心軸Ｏ１方向においては、３個の内側突起部１５８が等間隔に設けられている。このように、この例のスペーサー部材１０４では周壁部１５０の内面１５０ａから突出する１８個の内側突起部１５８が設けられている。これにより、浄化材１０６を収納した袋体１０８が水の流れによって下流側に動くことが抑制されるため、各通水孔が塞がりにくく水が吐出されやすくなる。なお、周方向及び中心軸Ｏ１方向における内側突起部１５８の配置は等間隔でなくてもよい。

【0043】

内側突起部１５８の形態は、特に限定されず、例えば、柱状の凸部、凸条を例示できる。内側突起部１５８が柱状の凸部の場合、例えば、円柱状や、四角柱状、六角柱状等の多角柱状、角錐台状、円錐台状を例示できる。内側突起部１５８が凸条の場合、凸条の長さ方向に垂直な断面形状としては、例えば、矩形状、台形状、半円状を例示できる。内側突起部１５８が凸条の場合、凸条は周壁部１５０の内面１５０ａの周方向に延びるように設けられていることが好ましい。

【0044】

内側突起部１５８の周壁部１５０の内面１５０ａからの高さは、適宜設定でき、例えば、１～２ｍｍとすることができる。
内側突起部１５８の数は、第１流路１６０の水の流れを過度に妨げずに浄化材１０６を収納した袋体１０８の動きを抑制できる範囲で設定すればよく、例えば、２～３２個とすることができる。

【0045】

スペーサー部材１０４の材質としては、特に限定されず、カートリッジ本体１０２で例示したものと同じものを例示できる。スペーサー部材１０４の製造方法は、特に限定されず、射出成形等の公知の成形方法等を採用できる。

【0046】

浄化材１０６は袋体１０８内に収納された状態でスペーサー部材１０４の内側に充填されている。これにより、浄化材１０６が第１流路１６０から過度に流出したり、第１流路１６０内で偏在したりすることを抑制しやすい。袋体１０８としては、浄化材１０６を収納できるものであれば特に限定されず、例えば、不織布、メッシュ等からなる袋体を例示できる。なかでも、浄化材の保持性、通水性、柔軟性の観点から、不織布からなる袋体が好ましい。袋体１０８を形成する材質としては、特に限定されず、水処理カートリッジに通常使用されるものを使用でき、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリオレフィン等が挙げられる。袋体１０８の材質は、１種であってもよく、２種以上であってもよい。

【0047】

スペーサー部材１０４の周壁部１５０の内周に対する、袋体１０８における周壁部１５０の内面１５０ａの周方向に沿う方向の外周の比率は、１．０～１．１倍であることが好ましい。これにより、スペーサー部材１０４の内側に充分な量の浄化材１０６を充填することが容易になる。なお、袋体１０８におけるスペーサー部材１０４の中心軸Ｏ１方向に沿う方向を長さ方向、周方向に沿う方向を幅方向としたとき、扁平状態における袋体１０８の外寸幅を２倍した値を、袋体１０８における周壁部１５０の内面１５０ａの周方向に沿う方向の外周と見なす。

【0048】

浄化材１０６としては、脱塩素剤が好ましい。脱塩素剤としては、特に限定されず、例えば、亜硫酸カルシウム、アスコルビン酸、活性炭等が挙げられる。浄化材１０６は、脱塩素剤には限定されず、例えば、軟水化処理材であってもよい。軟水化処理剤としては、イオン交換樹脂、イオン交換繊維、キレート繊維等が挙げられる。陽イオン交換樹脂としては、例えば、スルホン酸基等の強酸基を有する強酸性陽イオン交換樹脂、カルボキシ基等の弱酸基を有する弱酸性陽イオン交換樹脂等が挙げられる。浄化材１０６としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

【0049】

浄化材１０６としては、塩素除去性能及び取扱い性の点から、亜硫酸カルシウムを含むことがより好ましく、以下の条件（１）～（４）を満たす亜硫酸カルシウムを含むことが特に好ましい。
（１）粒度分布におけるピークトップ径が１００～５００μｍである。
（２）粒径１～１０００μｍの粒子の割合が粒子全体に対して９０質量％以上である。
（３）４０Ｗの超音波を５分照射したときの粒度分布のピークトップの頻度が超音波照射前の頻度に対して７０％以下である。
（４）比重が０．８０～１．２０ｇ／ｍＬである。

【0050】

亜硫酸カルシウムが条件（３）を満たすと、通水時に崩壊によって細かい粒子が徐々に生成されやすく、圧力損失が低減されるとともに浄化材１０６と水との接触効率を高く保つことが容易になる。亜硫酸カルシウムの比重が０．８０以上であれば、充填可能な重量が大きく比表面積が大きくなることから接触効率が向上する。亜硫酸カルシウムの比重が１．２０以下であれば圧力損失が大きくなることを抑制しやすい。

【0051】

浄化材には、公知の機能付加材を含有させてもよい。機能付加材としては、例えば、臭気除去剤（ジビニルベンセン系ポリマー等）、保湿剤（植物エキス、ヒアルロン酸、コラーゲン等）、清涼剤（メントール、ミョウバン等）、芳香剤（ローズウッド、ジャスミン、ラベンダー等）等が挙げられる。機能付加材としては、１種を単独で使用してもよく、２種以上を併用してもよい。

【0052】

水処理カートリッジ１００内の浄化材１０６の充填量は、浄化性能、水処理カートリッジ１００のコンパクト化等を考慮して適宜設定すればよく、例えば、１０～２０ｇとすることができる。

【0053】

以上説明したように、水処理カートリッジ１００においては、カートリッジ本体１０２内のスペーサー部材１０４の内側が第１流路１６０、外側が第２流路１６２となり、スペーサー部材１０４の内側の第１流路１６０に浄化材１０６が袋体１０８内に収納された状態で充填されている。そして、スペーサー部材１０４の周壁部１５０に開口部１５６が形成されていることで、スペーサー部材１０４周辺の水が径方向にも流動し得るため、水と浄化材１０６との接触効率が高くなり、浄化性能が向上する。また、スペーサー部材１０４の周壁部１５０の外面１５０ｂに複数の流路保持部１５２が設けられていることで、スペーサー部材１０４が径方向に膨張して第２流路１６２が閉塞されることが抑制される。さらに周壁部１５０の下流側に配置される端部に浄化材抑え部１５４が設けられていることで、浄化材１０６を収納した袋体１０８が第２流路１６２にはみ出すことが抑制される。これらのことから、浄化材１０６の充填量を多くしても充分な通水量を確保し、圧力損失を低減することができる。

【0054】

なお、本発明の水処理カートリッジは、前記した水処理カートリッジ１００には限定されない。例えば、カートリッジ本体の胴部は、円筒状には限定されず、シャワーヘッドにおける水処理カートリッジの収納部の形状に応じて適宜設定すればよく、四角筒状等であってもよい。またスペーサー部材の形状はカートリッジ本体の形状に合わせて設計すればよい。

【0055】

本発明の水処理カートリッジが備えるスペーサー部材は、図６に例示した八角筒状のスペーサー部材１０４Ａであってもよく、図７に例示した略楕円筒状のスペーサー部材１０４Ｂであってもよい。図６及び図７における図４と同じ部分には同符号を付して説明を省略する。スペーサー部材１０４Ａは周壁部１５０が八角筒状である以外はスペーサー部材１０４と同様の態様である。スペーサー部材１０４Ｂは、周壁部１５０が略楕円筒状であり、周壁部１５０の楕円の長辺方向に延びる部分の中央部に流路保持部１５２が設けられ、流路保持部１５２の長辺方向の両側に開口部１５６が形成され、周壁部１５０の楕円の長辺方向に延びる部分の中心軸方向の両側の端部に浄化材抑え部１５４が設けられている。

【0056】

［シャワーヘッド］
本発明のシャワーヘッドは、本発明の水処理カートリッジが収納されたシャワーヘッドである。本発明のシャワーヘッドは、本発明の水処理カートリッジが収納されている以外は、公知の態様を採用できる。以下、本発明のシャワーヘッドの一例として、前記した水処理カートリッジ１００が収納されたシャワーヘッドを示して説明する。

【0057】

本実施形態のシャワーヘッド１は、図８に示すように、シャワーヘッド本体１０と、シャワーキャップ１２と、水処理カートリッジ１００と、を備えている。シャワーヘッド本体１０は、グリップ１８と、グリップ１８の先端に設けられたヘッド部２０とを備えている。ヘッド部２０の内部には、グリップ１８内の流路１８ａと連通する空洞部分からなる、水処理カートリッジ１００を収納する収納部２２が形成されている。

【0058】

シャワーキャップ１２は、円筒状の周壁部４０と、周壁部４０の先端開口部を閉じるように設けられた円板状の散水板４２とを備えている。散水板４２には、複数の散水孔４２ａが形成されている。

【0059】

シャワーヘッド本体１０及びシャワーキャップ１２の材質としては、特に限定されず、シャワーヘッドに用いられる公知の材質を採用できる。具体的には、例えば、ポリプロピレン、ポリフェニレンエーテル、ポリオキシメチレン、ポリカーボネート、ＡＢＳ、ＡＳＡ、ＰＭＰ等の軟化点が８０℃以上の耐熱性の樹脂や、ステンレス等の金属等が挙げられる。シャワーヘッド本体１０及びシャワーキャップ１２の製造方法は、特に限定されず、公知の成形方法等を採用できる。

【0060】

この例では、ヘッド部２０内の収納部２２に、第１板部１１２が上流側（一次側）に向くように水処理カートリッジ１００が収納されている。パッキン１６は環状であり、ヘッド部２０内における水処理カートリッジ１００の一次側と二次側を水密に隔離するように設けられている。

【0061】

シャワーヘッド１においては、グリップ１８の流路１８ａを通じてヘッド部２０内まで流入してきた原水の全量が水処理カートリッジ１００内に流入する。第１板部１１２に形成された通水孔（入水孔）１１６からカートリッジ本体１０２内に流入した原水は、カートリッジ本体１０２内において第１流路１６０と第２流路１６２に分かれる。第１流路１６０においては浄化材１０６で原水が浄化される。またスペーサー部材１０４の周辺では第１流路１６０と第２流路１６２を流れる水が開口部１５６を通じて径方向にも流れる。第１流路１６０と第２流路１６２を流れてきた水は第２板部１１４に形成された通水孔（吐水孔）１１８から水処理カートリッジ１００の外側に流出し、散水板４２の散水孔４２ａからシャワー状に散水される。

【0062】

シャワーヘッド１においては、水処理カートリッジ１００がシャワーヘッド本体１０のヘッド部２０内に収納されているため、シャワーキャップ１２を取り外すことでカートリッジ交換やメンテナンスを容易に行うことができる。

【実施例0063】

以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。

【0064】

［通水試験］
各例の水処理カートリッジをシャワーヘッド内に収納し、流量を７．５Ｌ／分に一定にして通水を行い、遊離残留塩素除去率を測定した。遊離残留塩素除去率は、ＨＡＣＨ ＤＲ３００ ポケット残留塩素計を用い、通水後の水中に含まれる遊離残留塩素濃度をＤＰＤ吸光光度法にて測定して算出した。そして、通過水中の遊離残留塩素が０．５ｍｇ／Ｌを超えるまでの積算流量を求めた。また、小型圧力センサ（横河電機社製、ＦＰシリーズ）によって通水中の最大圧力を測定した。原水としては、遊離残留塩素濃度１±０．１ｍｇ／Ｌ、水温４０±３℃に調整した水を用いた。
積算流量及び最大圧力は、各例について同じ試験を合計３回行って平均値を算出した。

【0065】

［実施例１］
図１～５に例示した円筒状のスペーサー部材１０４（内周：９８．１ｍｍ）を備える水処理カートリッジ１００を用いて通水試験を行った。不織布からなる袋体１０８の扁平状態の外寸幅は５０ｍｍとし、袋体１０８内に浄化材１０６として亜硫酸カルシウム（タテホ化学工業社製、比重：０．９６ｇ／ｍＬ）１９ｇを充填した。
使用した亜硫酸カルシウムについて、粒度分布計（日機装社製、ＭＴ３３００ＥＸII）を用い、４０Ｗの超音波を５分照射した前後の粒度分布を測定した。測定した粒度分布を図１１に示す。超音波照射前のピークトップ径は３２３μｍ、頻度は１０．０％であり、超音波照射後のピークトップ径は２４９μｍ、頻度は５．５％であった。超音波照射前のピークトップの頻度に対する超音波照射後のピークトップの頻度の比率は３６．９％であった。

【0066】

［実施例２］
スペーサー部材１０４を図６に例示した八角筒状のスペーサー部材１０４Ａ（内周：９８．０ｍｍ）に変更した以外は水処理カートリッジ１００と同様の態様の水処理カートリッジを用いて、実施例１と同様にして通水試験を行った。

【0067】

［実施例３］
スペーサー部材１０４を図７に例示した略楕円筒状のスペーサー部材１０４Ｂ（内周：１０７．６ｍｍ）に変更した以外は水処理カートリッジ１００と同様の態様の水処理カートリッジを用いて、実施例１と同様にして通水試験を行った。

【0068】

［比較例１］
スペーサー部材１０４を図９に例示したスペーサー部材２００（内周：１０４．６ｍｍ）に変更した以外は水処理カートリッジ１００と同様の態様の水処理カートリッジを用い、亜硫酸カルシウムの充填量を１２ｇに変更し、それ以外は実施例１と同様にして通水試験を行った。
スペーサー部材２００は、一対の平面部２０２と、一対の湾曲部２０４とを備えた筒状の部材であり、中心軸方向から見た形状は長方形の一対の短辺が外側に円弧状に膨らんだ形状になっている。

【0069】

［比較例２］
スペーサー部材１０４を図１０に例示したスペーサー部材２００Ａ（内周：１０８．１ｍｍ）に変更した以外は水処理カートリッジ１００と同様の態様の水処理カートリッジを用い、それ以外は実施例１と同様にして通水試験を行った。
スペーサー部材２００Ａは、一対の平面部２０２の外面の中央部から突出する流路保持部２０６と、一対の平面部２０２の中心軸方向の両側の端部から中心軸方向に突出する半円形の板状の浄化材抑え部２０８とが設けられている以外は、スペーサー部材２００と同様の態様である。

【0070】

各例のスペーサー部材の形態と通水試験の結果を表１に示す。

【0071】

【表1】

【0072】

周壁部に開口部が形成され、流路保持部と浄化材抑え部が設けられたスペーサー部材を備える水処理カートリッジを用いた実施例１～３は、浄化材の充填量を１９ｇと多いにもかかわらず、充填量が１２ｇである比較例１と同程度の最大圧力に抑えられていた。また、実施例１～３では積算流量が比較例１に比べて大きく、浄化性能が優れていた。
流路保持部と浄化材抑え部が設けられているものの、周壁部に開口部が形成されていないスペーサー部材を用いた比較例２では、積算流量が小さく浄化性能が劣っていた。

【符号の説明】

【0073】

１…シャワーヘッド、１００…水処理カートリッジ、１０２…カートリッジ本体、１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ…スペーサー部材、１０６…浄化材、１０８…袋体、１１２…第１板部、１１４…第２板部、１１６，１１８…通水孔、１５０…周壁部、１５２…流路保持部、１５４…浄化材抑え部、Ｏ１…中心軸、１６０…第１流路、１６２…第２流路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】