コイルカートリッジ並びにこのコイルカートリッジを用いた水質調整器

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【発明の名称】コイルカートリッジ並びにこのコイルカートリッジを用いた水質調整器【出願人】【識別番号】505424262 【氏名又は名称】金杉穣【住所又は居所】神奈川県横浜市鶴見区平安町１－３５－１１【代理人】【弁理士】【識別番号】100087468 【氏名又は名称】村瀬一美【発明者】【氏名】金杉穣【住所又は居所】神奈川県横浜市鶴見区平安町１－３５－１１【要約】【課題】カートリッジ内部の充填材の充填並びに交換を容易にすると共に製造が簡便で、且つカートリッジ自体が衝撃耐性を有すると共にカートリッジが収容されている容器の内周面の破損を防止し、更に充填材の充填量の増減が可能であると共に柔軟性があって変形可能にする。【解決手段】粒状の充填材２の収容空間を有する螺旋状の中間部と収容空間に収容した粒状の充填材２が通過できない両端部とを有し、中間部の螺旋形状の中心軸の方向に引っ張り力を加えた場合には粒状の充填材２が通過可能な間隔まで中間部の螺旋形状の間隙が広がって粒状の充填材２の収容空間への充填や収容空間からの排出が可能となり、引っ張り力を解除した場合には中間部の弾性力により粒状の充填材２は通過できないが流体の通過は可能な間隔まで中間部の螺旋形状の間隙が狭くなって粒状の充填材２を収容空間に閉じ込めるようにした。【特許請求の範囲】【請求項１】粒状の充填材の収容空間を有する螺旋状の中間部と前記収容空間に収容した前記粒状の充填材が通過できない両端部とを有し、前記中間部の螺旋形状の中心軸の方向に引っ張り力を加えた場合には前記粒状の充填材が通過可能な間隔まで前記中間部の螺旋形状の間隙が広がって前記粒状の充填材の前記収容空間への充填や前記収容空間からの排出が可能となり、前記引っ張り力を解除した場合には前記中間部の弾性力により前記粒状の充填材は通過できないが流体の通過は可能な間隔まで前記中間部の螺旋形状の間隙が狭くなって前記粒状の充填材を前記収容空間に閉じ込めることを特徴とするコイルカートリッジ。【請求項２】請求項１記載のコイルカートリッジにトルマリンを含む粒状の充填材が充填されたものである水質調整器。【発明の詳細な説明】【技術分野】本発明は、コイルカートリッジ並びにこのコイルカートリッジを用いた水質調整器に関する。さらに詳述すると、本発明は、内部に粒状の充填材を充填して水筒やペットボトル等に入れて使用するコイルカートリッジ並びにこのコイルカートリッジを用いた水質調整器に関する。【背景技術】従来の水筒等に入れて使用するカートリッジとしては、例えば浄水用カートリッジ並びに該カートリッジを使用した放水ホース、水筒及び貯水タンクがある（特許文献１）。この浄水用カートリッジを使用した水筒は、図４（Ａ）に示すように、容器部１０２と蓋部１０３を備える水筒１０１において、蓋部１０３にひも部材１０４を介して浄水用カートリッジ１０５が取り付けられている。そして、浄水用カートリッジ１０５の周面には水の通過を可能とする多数のパンチ孔１０６が設けられている。また、図４（Ｂ）に示すように、浄水用カートリッジ１０５は円筒形をしており内部には球状ゼオライト１０６が充填されている。更に、浄水用カートリッジ１０５が容器部１０２の内周面に衝突した際の衝撃を和らげるための緩衝部材１０５ａが設けられていると共に、浄水用カートリッジ１０５が破損することを防止するためにシャフト１０５ｂが設けられている。【特許文献１】特開平１１－２０７３５８号広報【発明の開示】【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許文献１の浄水用カートリッジを使用した水筒では、浄水用カートリッジの内部に充填した球状ゼオライトを交換する際には浄水用カートリッジのいずれかの部材を一旦取り外し、内部の充填材を交換してから取り外した部材をあらためて取り付け直す必要がある。このため、カートリッジの充填材の交換が容易であるとは言えずメンテナンスが簡便であるとは言い難い。また、いずれかの部材の着脱が可能な構造でない場合には充填材の使用限界に合わせて浄水用カートリッジ全体を取り替えなければならない。したがって、コストアップにつながると共にカートリッジ全体が使い捨てであるためにゴミの量が増える。また、特許文献１の浄水用カートリッジでは、透水性を確保するために外周面にパンチ孔を設けており、カートリッジの製造過程においてパンチ孔の加工工程が必要となる。このため、浄水用カートリッジの製造においてその分の手間が必要となる。また、水筒容器部の内周面との衝突による破損を防ぐために衝撃緩和のための緩衝部材や補強のためのシャフトを設けており、構造が複雑になり、製造が簡便であるとは言い難い。また、緩衝部材やシャフトの分だけ浄水用カートリッジが大型になるか、若しくは充填材の容量が小さくなる。更に、想定以上の衝撃が加えられた場合には、水筒容器部の内周面と浄水用カートリッジのいずれか若しくは両方が破損してしまうことも考えられる。また、カートリッジが定形物であって最大収容積が決まってしまうので、詰め物で容積を小さくすることはできても充填量を増やすために内容積を増大させることができない。このため、設定された充填量毎に大きさの異なる容器を用意しなければならず、兼用しようとすると充填量が少ないにもかかわらず無駄に大型化して嵩張ってしまう。また、流体が出入りする孔の数並びに位置が限られるため、充填材に接する水の入れ替わりが悪くなるので浄化効率が落ちる。更に、形状に柔軟性がないため、使い方も予め意図されたものに限られ、例えばカートリッジを収容する空間が湾曲していたりカートリッジの挿入口やカートリッジを収容する空間までの経路が湾曲していたりする形状の容器に対して用いることができない。そこで、本発明は、カートリッジ内部の充填材の充填並びに交換が容易であると共に製造が簡便で、且つカートリッジ自体が衝撃耐性を有すると共にカートリッジが収容されている容器の内周面も破損することがなく、更に充填材の充填量の増減が可能であると共に柔軟性があって変形可能なカートリッジ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】かかる目的を達成するため、請求項１記載のコイルカートリッジは、粒状の充填材の収容空間を有する螺旋状の中間部と収容空間に収容した粒状の充填材が通過できない両端部とを有し、中間部の螺旋形状の中心軸の方向に引っ張り力を加えた場合には粒状の充填材が通過可能な間隔まで中間部の螺旋形状の間隙が広がって粒状の充填材の収容空間への充填や収容空間からの排出が可能となり、引っ張り力を解除した場合には中間部の弾性力により粒状の充填材は通過できないが流体の通過は可能な間隔まで中間部の螺旋形状の間隙が狭くなって粒状の充填材を収容空間に閉じ込めるようにしている。したがって、このコイルカートリッジによると、中間部を螺旋形状に形成すると共に両端部を閉塞させることにより、コイルカートリッジに引っ張り力を加えたり解除したりすることで中間部の螺旋形状の間隙を調整し、充填材の充填や交換を行うことができる。また、内部の充填材の使用限界に合わせて充填材を交換することによりカートリッジ自体は繰り返し使うことができる。また、充填材を収容する螺旋状の中間部自体が間隙を有するため、特に加工をすることなく透水性を確保することが可能である。また、カートリッジ自体が弾性力を有するので、外部からの衝撃によってカートリッジを収容した容器の内周面とカートリッジが衝突しても、カートリッジ自体が変形することによりカートリッジや容器内周面の破損を防ぐことができる。また、緩衝部材やシャフトを設ける必要がないのでカートリッジの構造が単純で製造が簡便であると共に小型化が可能である。また、弾性変形可能であるので最大収容積が可変となり、充填量の増減が可能である。また、流体の出入りがカートリッジ外周面の孔に限られず流体が自由に内部を通過することができる。更に、カートリッジ自体が柔軟性を有するので、カートリッジを収容する空間が湾曲していたりカートリッジの挿入口やカートリッジを収容する空間までの経路が湾曲している場合であっても、カートリッジ自体がカートリッジを収容する空間等の形状に合わせて変形可能であるため、どのような形状に対しても使用することができる。また、請求項２記載の水質調整器は、請求項１記載のコイルカートリッジにトルマリンを含む粒状の充填材を充填するようにしている。この場合には、充填材を充填したコイルカートリッジをそのまま水を溜めた容器に投入することにより、水質調整器の充填材のカートリッジとして利用することができる。そして、コイルカートリッジの透水性や変形可能性等の特性を利用してコイルカートリッジに充填された充填材に含まれるトルマリンの多様な特徴を発揮させることができる。【発明の効果】以上説明したように、本発明のコイルカートリッジによれば、コイルカートリッジに引っ張り力を加えたり解除したりするだけで充填材の充填や交換を行うことができるので、充填材の充填及び交換を容易に行うことができる。また、内部の充填材を交換することで容器としてのコイルカートリッジ自体は繰り返し使用できるので、ゴミの量の削減やコストの低減を図ることができる。また、充填材を収容する螺旋状の中間部自体が間隙を有するために特に加工をすることなく透水性を確保することが可能であるので製造が簡便であり、製造の手間の省力化やコストの低減を図ることができる。更に、カートリッジ自体がカートリッジを収容する空間等の形状に合わせて変形可能であるのでどのような形状に対しても使用することができ、多様な用途に対応することが可能である。また、弾性変形可能であるので充填量の増減が可能であり、一つのカートリッジで異なる充填量に対応することができる。また、流体の出入りがカートリッジ外周面の孔に限られず流体が自由に内部を通過することができるので、充填材の効用を最大限発揮することが可能となる。更に、カートリッジ自体が変形することによりカートリッジや容器内周面の破損を防ぐことが可能であるので、カートリッジ並びにカートリッジを収容する容器等の耐久性の向上を図ることができる。しかも、緩衝部材やシャフトを設ける必要がなくカートリッジの構造が単純で製造が簡便であるので、製造の手間の省力化やコストの低減を図ることができる。更に、補強部材を必要とせず且つカートリッジのほぼ全体を充填材の収容スペースとして使用することができるので、小型化や十分な充填材の収容スペースの確保が可能であり、多様な用途に対応することができる。また、本発明の水質調整器によれば、コイルカートリッジの特性を利用してトルマリンの多様な特徴を発揮させることが可能なカートリッジとすることができるので、多様な用途に対応することが可能である。【発明を実施するための最良の形態】以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。図１から図３に、本発明のコイルカートリッジの実施形態の一例を示す。このコイルカートリッジ１は、図１から図３に示すように、粒状の充填材２の収容空間１ｃを有する螺旋状の中間部１ａと収容空間１ｃに収容した粒状の充填材２が通過できない両端部１ｂとを有し、中間部１ａの螺旋形状の中心軸３の方向に引っ張り力４を加えた場合には粒状の充填材２が通過可能な間隔ｓ１まで中間部１ａの螺旋形状の間隙が広がって粒状の充填材２の収容空間１ｃへの充填や収容空間１ｃからの排出が可能となり（図２）、引っ張り力を解除した場合には中間部１ａの弾性力により粒状の充填材２は通過できないが流体の通過は可能な間隔ｓ２まで中間部１ａの螺旋形状の間隙が狭くなって粒状の充填材２を収容空間１ｃに閉じ込める（図３）ようにしている。なお、図２（Ａ）及び（Ｂ）の矢印はコイルカートリッジ１の中間部１ａの螺旋形状の中心軸３の方向に加えている引っ張り力４を表している。また、図３では矢印がなく、引っ張り力が解除されていることを表している。中間部１ａの材質は、螺旋状に成形できると共に、螺旋状に成形された状態で引っ張り等に対して弾性を有するものであればどのような材質であっても構わない。具体的には例えば金属や樹脂を用いることができる。なお、例えば水の中に入れて使用する場合には防錆性のある材質、高温状態で使用する場合には耐熱性のある材質を選択するというように、コイルカートリッジ１の使用目的に合わせて材質を適宜選択することが好ましい。また、コイルカートリッジ１は、単一の部材で構成しても良いし複数の部材から構成しても良い。具体的には例えば、中間部１ａと端部１ｂとを異なる材質で構成するようにしても構わない。充填材２は、粒状の固形物若しくは弾性体であれば良く、中間部１ａの間隙を円滑に通過することができるように突起のない滑らかな表面を有していることが好ましい。また、充填材２の形状は多面体であっても構わないが、より好ましくは楕円体であり、更に好ましくは球体である。充填材２の大きさは、コイルカートリッジ１に引っ張り力４を加えたときの中間部１ａの螺旋形状の間隙ｓ１以下であって、引っ張り力が解除されたときの中間部１ａの螺旋形状の間隙ｓ２よりも大きいことが必要である。ただし、引っ張り力４を加えた状態で中間部１ａを充填材２に押し当てたときに、中間部１ａが充填材２に押し当てられることにより螺旋形状の間隙が更に広がって充填材２が収容空間１ｃに取り込まれる程度の大きさであっても構わない。なお、充填材２の大きさが決まっている場合には、コイルカートリッジ１自体の大きさや中間部１ａの螺旋形状の間隙ｓ１及びｓ２並びに引っ張り力４の大きさを調整することにより充填材２を収容空間１ｃに取り込むと共にもれ出ないようにすれば良い。コイルカートリッジ１の収容空間１ｃへの充填材２の充填は、例えば端部１ｂを保持してコイルカートリッジ１に引っ張り力４を加えた状態で中間部１ａを容器に溜めた充填材２に押し当てることにより行うことができる。また、充填材２を取り込むために必要な場合には、中間部１ａを充填材２に押し当てながら前後左右上下に揺するようにしても良い。また、コイルカートリッジ１の収容空間１ｃからの充填材２の排出は、例えば端部１ｂを保持してコイルカートリッジ１に引っ張り力４を加えることにより行うことができる。また、充填材２を排出するために必要な場合には、コイルカートリッジ１を引っ張りながら前後左右上下に揺するようにしても良い。充填材２の種類は、コイルカートリッジ１の使用目的により選択することができる。本実施例では、充填材２として、トルマリンとセラミックの粉末を低温焼結させて球体に成形した多孔質トルマリンセラミックボール（以後、トルマリンボールと呼ぶ）を用いている。ここで、トルマリンは例えば、１）マイナスイオンを放出する、２）水を電気分解する、３）水の分子集団（クラスター）を小さくする、４）遠赤外線を放射する、５）有効微量ミネラルを含有する、６）消臭効果を有する等の特徴を有することが知られている。また、前記トルマリンの特徴は、１）温度差、２）光、３）水分、４）水や空気の対流、５）圧力、６）摩擦等のストレスが与えられることにより発揮されることが知られている。そして、本実施形態のコイルカートリッジ１は間隙を有しているので透水性・透光性を有すると共に変形可能である。したがって、収容空間１ｃに収容したトルマリンボールに前記のようなストレスを与えることの妨げとならない。即ち、コイルカートリッジ１を例えばペットボトルに入れて水を注入することにより、コイルカートリッジ１に収容したトルマリンボールに圧力ストレスが与えられることになる。また、そのペットボトルを持ち歩くことにより水の対流ストレスや摩擦ストレスが与えられることになる。更に、ペットボトルが透明な場合にはその水を飲む際等に光ストレスが与えられることになる。前記のように、トルマリンボールをコイルカートリッジ１に収容することによりストレスが与えられ、それによってトルマリンの特徴が発揮される。具体的には例えば、水を電気分解することにより塩素臭や金属臭を取り除いて水の味を改善する。また、水の分子集団を小さくすることにより塩素や不純物を取り除いて水の味を改善すると共に人間の体内への浸透力を高くする。更に、トルマリンに含まれる天然ミネラルは人間の必須ミネラルと共通するものが多く、それを微弱電流の作用（イオン化）によって吸収されやすい形にし、吸収効率の良いミネラルを供給する。また例えば、トルマリンボールを収容したコイルカートリッジ１を自動車のエアコンの吹き出し口に吊り下げることにより、トルマリンボールに振動による摩擦ストレスやエアコンの風による温度差ストレスが与えられることになる。それにより、車内の消臭効果やマイナスイオンの放出等のトルマリンの特徴を発揮させることが可能になる。このように、本実施形態のコイルカートリッジ１を用いることにより、螺旋状に成形された容器の特性を利用してトルマリンの特徴を十分に発揮させることが可能になる。なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、本実施形態では、中間部１ａを全体として筒状に形成した場合を例に挙げて説明したが、中間部１ａの形状はこれに限られるものではなく、楕円体や球体でも良いし、三角柱や四角柱等の多角柱でも良いし、又は直方体や立方体等でも良い。また、本実施形態では、トルマリンボールを収容したコイルカートリッジ１をペットボトルに入れたり自動車のエアコンの吹き出し口に吊り下げたりして用いる場合を例に挙げたが、本実施形態のトルマリンボールを収容したコイルカートリッジ１の使用方法はこれに限られず、例えば煮物料理をする際の鍋に入れても良いし、天ぷらを揚げる際の油の中に入れても良い。そのような場合にもトルマリンボールにストレスが与えられトルマリンの特徴を発揮させることができる。また、風呂の水に浸すようにしても良く、この場合にはぬめりや汚れを防ぐことができる。更に、本実施形態では、充填材２としてトルマリンボールを用いたコイルカートリッジ１について説明したが、充填材２はこれに限られるものではなく、例えば浄水効果や消臭効果を有する各種の充填材を利用することも可能である。【図面の簡単な説明】【図１】本発明のコイルカートリッジの実施形態の一例を示す構成図である。【図２】本実施形態のコイルカートリッジの構成を説明する図である。（Ａ）はコイルカートリッジに引っ張り力を加えて充填材に押し当てている状態の図である。（Ｂ）はコイルカートリッジの収容空間に充填材を取り込んだ状態の図である。【図３】本実施形態のコイルカートリッジの構成を説明する図で、引っ張り力を解除した状態の図である。【図４】従来の浄水用カートリッジ並びに該カートリッジを使用した水筒の構成図である。（Ａ）は水筒の部分断面図である。（Ｂ）は浄水用カートリッジの縦断面拡大図である。【符号の説明】１コイルカートリッジ１ａ中間部１ｂ端部１ｃ収容空間２充填材３中間部の螺旋形状の中心軸４引っ張り力ｓ１引っ張り力を加えたときの中間部の螺旋形状の間隙ｓ２引っ張り力を解除したときの中間部の螺旋形状の間隙
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
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