JP2014152785A - 空気弁 - Google Patents

Abstract

【課題】雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させた簡便な構造の空気弁を提供する。
【解決手段】この空気弁１は、上方端部に通気口２ａ、下方端部に通水口２ｂ、通気口２ａの下方内部に中空部２ｃ、その下方に導水部２ｄを有する弁箱２と、大空気孔３ａを有して弁箱２の通気口２ａに装着される内蓋体３と、その上方に設けられる外蓋体４と、中空部２ｃに配される弁体案内５と、フロート弁体６と、上下方向に貫通する小空気孔７ａを有し、上端面が内蓋体３の大空気孔３ａの下方を塞ぎ得る遊動弁体７と、を備え、昇降することが可能であり下降したとき大空気孔３ａの上方を塞ぎ得て、大空気孔３ａの上方を塞いだ状態で小空気孔７ａに連通する内空部８ａと、その壁を貫通する第２小空気孔８ｂと、を有し、その壁の外壁面に所定の弾性力でもって密接し第２小空気孔８ｂを塞ぎ得るリング状の弾性体の逆止弁体８１が設けられている栓体８を更に備えてなる。
【選択図】図９

Description

本発明は、水道管の内部に溜まった空気を管外へ排出する空気弁に関する。

従来より、水道管の内部に空気が溜まることによる弊害を防止するために、水道管内部の空気を外部に排出する空気弁がいろいろな場所で広く用いられている。空気弁は、水道管の設置、水道管の調査、及び水道管の工事などの後に水道管の中の多量の空気を排出（排気）する多量排気（急速排気）の機能と、水道水が通常の圧力で水道管を流れている状態で様々な原因で水道管に混入した空気を少量ずつ排出する少量排気の機能と、を有するものが一般的に用いられている。

図２３〜図２５に示す空気弁１０１は、従来の構造を示す空気弁の一例である。空気弁１０１は、上方端部に通気口１０２ａ、下方端部に通水口１０２ｂを有し、通気口１０２ａの下方内部に中空部１０２ｃ、その下方に導水部１０２ｄを有する弁箱１０２と、大空気孔１０３ａを有して弁箱１０２の通気口１０２ａに装着される内蓋体１０３と、大空気孔１０３ａの上方を覆うように設けられる外蓋体１０４と、弁箱１０２の中空部１０２ｃに配される弁体案内１０５と、弁体案内１０５の内方に配されるフロート弁体１０６と、弁体案内１０５の内方であってフロート弁体１０６の上方に配され、上下方向に貫通する小空気孔１０７ａを有し、上端面が内蓋体１０３の大空気孔１０３ａの下方を塞ぎ得る遊動弁体１０７と、を備えるものである。外蓋体１０４は、外蓋取付部材１４１Ａによって弁箱１０２に取り付けられている。フロート弁体１０６と遊動弁体１０７とは、水よりも比重が小さいものであり、また、遊動弁体１０７は、フロート弁体１０６よりも軽量である。

この弁箱１０２には、通常は、水道管との間に、中空部１０２ｃへの水の浸入を制御するコックの部分を有する別体の補修弁１００が連接されて用いられる。また、弁体案内１０５には、底部や側部の適宜位置に空気や水の流通が可能な窓孔１０５ａが形成されている。

この空気弁１０１の動作は、以下の通りである。水道管から補修弁１００が開かれる前、すなわち多量排気が行われる前は、図２３に示すように、遊動弁体１０７及びフロート弁体１０６は弁体案内１０５の底部の上に重なった状態にある。この状態で補修弁１００のコックが開かれると、弁箱１０２の中空部１０２ｃの空気は、弁体案内１０５の側部等の窓孔１０５ａを経由しながら水道管の水圧に押されて大空気孔１０３ａから急速に排気（多量排気）される。同時に、水道管から補修弁１００を介して弁箱１０２の中空部１０２ｃへ水が浸入し、遊動弁体１０７及びフロート弁体１０６は、水位の上昇に従って浮き上がって行く。これにより、遊動弁体１０７が内蓋体１０３に密接して大空気孔１０３ａの下方を塞ぐようになる（図２４参照）。

このようにして多量排気が終わった後は、少量排気が行われる。遊動弁体１０７とフロート弁体１０６の間には、比較的少量の空気が溜まっており、この空気溜まりＡにより、喫水線（空気と水の境界）とともに、図２４に示すように、フロート弁体１０６が押し下げられ、他方、遊動弁体１０７は押し上げられたままの状態となる。そうすると、空気は小空気孔１０７ａを経て、弁箱１０２の外方へ放出（少量排気）される。そして、空気溜まりＡの空気が少なくなると、図２５に示すように、フロート弁体１０６が上昇して遊動弁体１０７に密接してその小空気孔１０７ａの下方を塞ぎ、弁箱１０２の中空部１０２ｃは密封状態となる。その後、水道管から補修弁１００を介して弁箱１０２の中空部１０２ｃへ空気が水に混じって浸入し空気溜まりＡの空気が多くなると、その都度少量排気が行われる。

このような空気弁１０１は屋外のいろいろな場所に設置されており、例えば、図２６に示すように、地面Ｇに形成されたピット（弁室）Ｐ内に補修弁１００とともに設置されている。なお、図２６における符号Ｔは、水道管を示すものである。

空気弁は、その使用状況や使用環境によっては雨水等が外部から浸入するのを阻止する対策が必要となる。例えば、特許文献１には、空気弁の設置されたピット内にフロートを設け、このフロートに空気弁の吸排気口からフレキシブル管を接続したものが記載されている。これにより、ピット内に雨水等が溜水しても、フロートは、その水位につれて昇降し、常に、フレキシブル管の開口（フロートの上面開口）を水位より上方に位置させ、これにより、雨水等がフレキシブル管から空気弁を介して水道管に入り込まないようにしている。フレキシブル管の開口の位置は、ピット内に水が溜り得る最高水位よりも上方とし、支障がなければ、地表上に突出させてもよい、としている。

特開２００２−１４６８８８号公報

しかし、特許文献１のようなフロートを設けたのでは、フロートと空気弁を含む全体の構成が極めて大型化する。また、フレキシブル管の開口の位置を、ピット内に水が溜り得る最高水位よりも常に上方とすることは現実的には容易ではなく、地表上に突出させることは障害物となり、しかも更なる大型化を招来するので実用化は困難である。

本発明は、係る事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、大型化することなく、雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させた簡便な構造の空気弁を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の空気弁は、上方端部に通気口、下方端部に通水口を有し、通気口の下方内部に中空部、その下方に導水部を有する弁箱と、大空気孔を有して前記弁箱の通気口に装着される内蓋体と、前記大空気孔の上方を覆うように設けられる外蓋体と、前記弁箱の中空部に配される弁体案内と、前記弁体案内の内方に配されるフロート弁体と、前記弁体案内の内方であって前記フロート弁体の上方に配され、上下方向に貫通する小空気孔を有し、上端面が前記内蓋体の大空気孔の下方を塞ぎ得る遊動弁体と、を備える空気弁において、昇降することが可能であり、かつ、下降したとき前記大空気孔の上方を塞ぎ得るものであって、前記大空気孔の上方を塞いだ状態で前記小空気孔に連通する内空部と、該内空部を形成する壁を貫通する第２小空気孔と、前記内空部から外部には排気可能で、外部から前記内空部への浸入は阻止するように前記第２小空気孔を密閉する逆止弁体と、を有していることを特徴とする。

請求項２に記載の空気弁は、請求項１に記載の空気弁において、前記逆止弁体は、前記壁の外壁面に所定の弾性力でもって密接して前記第２小空気孔を塞ぎ得る弾性体であることを特徴とする。

請求項３に記載の空気弁は、請求項１又は２に記載の空気弁において、前記第２小空気孔の断面積は、前記小空気孔における直径が最小の部分の断面積よりも大きいことを特徴とする。

請求項４に記載の空気弁は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、前記外蓋体は、上底部と側部を有してなり、前記外蓋体の上底部に前記栓体が固定されており、前記栓体の昇降を制御するものであって、前記外蓋体の側部に上下方向に長く形成されたガイド孔と、該ガイド孔を通過して前記弁箱に装着されるガイド軸体と、を有して構成される栓体昇降制御機構部が設けられていることを特徴とする。

請求項５に記載の空気弁は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、前記栓体の昇降を制御するものであって、前記栓体の上部に連結され、前記外蓋体の上底部に上下移動可能に結合する栓体昇降制御部材を有して構成される栓体昇降制御機構部が設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の空気弁は、請求項５に記載の空気弁において、前記栓体は、下降したとき、上方へ移動できないように前記内蓋体に位置固定可能であることを特徴とする。

請求項７に記載の空気弁は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、前記外蓋体に固定されていない前記栓体の昇降を制御するものであって、前記外蓋体の上底部と前記内蓋体との間に、前記栓体の側面を囲う栓体昇降ガイド部材を有して構成される栓体昇降制御機構部が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る空気弁によれば、少量排気時に、栓体が大空気孔の上方を塞ぐため、適正に少量排気の動作を行うことができるとともに、大型化することなく簡便な構造でありながら雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させることができる。

本発明の実施形態に係る空気弁の正面図である。 同上の空気弁の多量排気時の状態を示す断面図である。 同上の空気弁の内蓋体の装着操作を説明する１つの平面図である。 同上の空気弁の内蓋体の装着操作を説明するもう１つの平面図である。 同上の空気弁の栓体を示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が底面図である。 同上の空気弁の多量排気時の状態を示す右側面である。 同上の空気弁の少量排気時の一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時のもう一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時の栓体が内蓋体に密接した一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時の栓体が内蓋体に密接したもう一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁のガイド孔の変形例を示す正面図である。 同上の空気弁の水道管の内部が負圧のときの状態を示す断面図である。 本発明の別の実施形態に係る空気弁の多量排気時の状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時の栓体が内蓋体に密接した一つの状態を示す断面図である。 本発明の更に別の実施形態に係る空気弁の多量排気時の状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時の栓体が内蓋体に密接した一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁の栓体と内蓋体等を示す平面図であって、（ａ）が栓体、（ｂ）が内蓋体等である。 本発明の更に別の実施形態に係る空気弁の多量排気時の状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時の栓体が内蓋体に密接した一つの状態を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る空気弁の栓体の変形例を示すものであって、（ａ）が排気している状態、（ｂ）が浸入阻止している状態である。 同上の空気弁の栓体の別の変形例を示すものであって、（ａ）が排気している状態、（ｂ）が浸入阻止している状態である。 同上の空気弁の栓体の更に別の変形例を示すものであって、（ａ）が排気している状態、（ｂ）が浸入阻止している状態である。 従来の空気弁の多量排気時の状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時の一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁の少量排気時のもう一つの状態を示す断面図である。 同上の空気弁の設置状態を概略外観図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照しながら説明する。なお、図２以下の断面図は、特に言及なければ、図４のＡ−Ａで示す方向の切断面で切断した断面図である。

本発明の実施形態に係る空気弁１は、図１及び図２に示すように、上方端部に通気口２ａ、下方端部に通水口２ｂを有し、通気口２ａの下方内部に中空部２ｃ、その下方に導水部２ｄを有する弁箱２と、大空気孔３ａを有して弁箱２の通気口２ａに装着される内蓋体３と、大空気孔３ａの上方を覆うように設けられる外蓋体４と、弁箱２の中空部２ｃに配される弁体案内５と、弁体案内５の内方に配されるフロート弁体６と、弁体案内５の内方であってフロート弁体６の上方に配され、上下方向に貫通する小空気孔７ａを有し、上端面が内蓋体３の大空気孔３ａの下方を塞ぎ得る遊動弁体７と、を備えるものである。フロート弁体６と遊動弁体７とは、水よりも比重が小さいものであり、また、遊動弁体７は、フロート弁体６よりも軽量である。

空気弁１のより具体的な構造は、以下の通りである。弁箱２は、その外側面に２個のレバー２１を有している。レバー２１は、それに触れて操作するところのレバー操作部２１ａの部分と、内蓋体３の後述する係合溝３ｂに対し圧接し得る係合部２１ｂの部分と、を有している。また、この弁箱２には、通常は、水道管との間に、中空部２ｃへの水の浸入を制御するコックの部分を有する別体の補修弁１００が連接されて用いられる。

内蓋体３は、中央部に前述した大空気孔３ａを有する内蓋本体部３Ａと、図３に示すように内蓋本体部３Ａの上面の周縁部に設けられた２個の内蓋体操作部３Ｂと、が一体的に形成されてなる。内蓋本体部３Ａの外側面には、前述したレバー２１の係合部２１ｂが圧接し得る凹状の係合溝３ｂが環状に形成されている。内蓋体操作部３Ｂは、段差が形成されて、その端部である差し込み部分３Ｂａの厚みが薄くなっており、差し込み部分３Ｂａは内蓋本体部３Ａの外側面よりも外方に突出している。

内蓋体３の装着は、内蓋体操作部３Ｂを把持し、２個の差し込み部分３Ｂａが弁箱２の２個の凹み部２ｅに位置するようにして、内蓋本体部３Ａを弁箱２の通気口２ａに嵌め込む（図２及び図３参照）。そして、図４に示すように、内蓋体３を回転（同図では時計回りに回転）させ、差し込み部分３Ｂａを弁箱２の凹み部２ｅから周方向に形成した溝（図示せず）に差し込む。それから、２個のレバー２１を倒して、それらの係合部２１ｂが係合溝３ｂを両側から圧接するようにする。

弁体案内５は、図２に示すように、有底円筒状であって、空気や水の流通が可能な窓孔５ａを有している。窓孔５ａは、底部や側部の適宜位置に設けられている。

フロート弁体６は、略円柱状である。また、その上端部６ａは円錐台状に先細りになっており、その先端である上端面６ａａは略平坦である。上端面６ａａは、平坦度が高いほどそれだけ弁座７１に密接し易くなるが、その一方で弁座７１と固着状態となって密接した状態から離れ難くなる場合もあり得るので、若干の曲率を有するようにしてもよい。

遊動弁体７は、大略円板状であり、下面に凹部７ｂが形成されている。その凹部７ｂの中央には、フロート弁体６に密接可能なようにわずかに下方に突出して表面が略平坦であり、弾性を有する弁座７１を有しており、前述した小空気孔７ａが弁座７１の中心に上下に貫通して形成されている。凹部７ｂは、フロート弁体６が弁座７１に接触できるように、フロート弁体６の上端部６ａが余裕を持って入り込み得る大きさになっている。また、遊動弁体７の外周面から凹部７ｂに空気が通過できるように横方向に貫通孔７ｃが形成されている。また、遊動弁体７は、その上端面の中央部に凸部７ｄが形成されており、この凸部７ｄは、内蓋体３の大空気孔３ａに入り得るように、それより小さくなっている。また、遊動弁体７は、その上端面の周辺部に、内蓋体３に良好に密接できるように０リング７２が設けられている。

外蓋体４は、上底部４ａと側部４ｂを有するもので、例えば、上底部４ａが上方に位置する有底円筒状をなしている。上底部４ａには、後述する固定ねじ８９が挿通する貫通孔を有している。この外蓋体４は、上底部４ａと側面４ｂを有していればよく、特に形状は限定されるものではない。

外蓋体４には、その上底部４ａの下方に、栓体８が固定されている。栓体８は、図２及び図５に示すように、略円柱状の基部８０の中に、下方が開口した内空部８ａが形成されている。また、内空部８ａを形成する壁（基部８０の一部）を貫通する第２小空気孔８ｂが形成されている。また、栓体８は、その上面にねじ孔８ｃ（図５では２個）が形成されており、外蓋体４の上底部４ａの貫通孔を挿通させた固定ねじ８９をそのねじ孔８ｃに螺合させて外蓋体４の上底部４ａに固定することができる。

第２小空気孔８ｂには、逆止弁体８１が装着されている。この逆止弁体８１は、内空部８ａから外部には排気可能で、外部から内空部８ａへの浸入は阻止するように第２小空気孔８ｂを密閉する機能のものである。この実施形態では、逆止弁体８１は、図２及び図５に示すように、内空部８ａを形成する壁の外壁面（基部８０の外壁面）に所定の弾性力でもって密接して第２小空気孔８ｂを塞ぎ得るリング状の弾性体としている。このリング状の弾性体である逆止弁体８１の線径の直径は、第２小空気孔８ｂの直径よりも大きいものである。逆止弁体８１は、基部８０の外壁面によって拡げられて、常にテンションがかかった状態（張った状態）になっており、それにより所定の弾性力でもって密接し得る。より詳細には、基部８０の外壁面における第２小空気孔８ｂの開口部の位置に、リング状の凹部８２（図２参照）が形成されており、それに逆止弁体８１が嵌り込んでいる。

栓体８は、後述するように大空気孔３ａの上方を塞ぎ内蓋体３に密接することができる。このとき、栓体８の内空部８ａは、遊動弁体７の小空気孔７ａに連通し、かつ、この小空気孔７ａと第２小空気孔８ｂ以外に、空気の出入りの通路はないことになる。栓体８は、このとき、内蓋体３との間に空気が漏れる隙間が発生しないように、図２及び図５に示すように、ゴム製等のパッキン（Ｏリング）８３が取り付けられているのが好ましい。

また、空気弁１には、栓体昇降制御機構部４１が設けられている。栓体昇降制御機構部４１は、栓体８が適正に昇降し、下降したときに確実に大空気孔３ａを塞ぐことが可能なように、すなわち横方向にずれないようにして昇降し得るように制御する機構部である。

詳細には、栓体昇降制御機構部４１は、図６に示すように、外蓋体４の側部４ｂに上下方向に長く貫通して形成されたガイド孔４１ａと、このガイド孔４１ａを通過して弁箱２に装着されるガイド軸体４１Ａと、によって構成することができる。この構成により、外蓋体４は、ガイド孔４１ａがガイド軸体４１Ａによってガイドされながら昇降することが可能になる。つまり、外蓋体４が上昇してガイド孔４１ａの下部分（例えば下端）にガイド軸体４１Ａが位置していると、栓体８が内蓋体３から離れた状態にある。一方、外蓋体４が下降してガイド孔４１ａの上部分（例えば上端）にガイド軸体４１Ａが位置していると、栓体８が内蓋体３に密接した状態となる。また、ガイド軸体４１Ａは、外蓋体４を弁箱２に装着する外蓋取付の役割をも持つ。

なお、本実施形態では、弁箱２の２個のレバー２１の所定箇所にガイド軸体４１Ａが装着されるようにしている（図２等参照）が、弁箱２の他の部分に装着されるようにしても構わない。また、ガイド軸体４１Ａは、先端に雄ねじが形成されたもので、それを弁箱２の所定箇所に形成された雌ねじに螺合させて装着できるものを用いればよい。また、栓体昇降制御機構部４１は、図示例では左右両側２箇所に設けられているが、１箇所或いは３箇所以上設けるようにしてもよい。

この栓体昇降制御機構部４１は、手動で、栓体８が固定された外蓋体４を適正に昇降させることができる。外蓋体４は、そのガイド孔４１ａの周囲部分をガイド軸体４１Ａの頭部（図２において符号４１ＡＡで示す部分）によって弁箱２に押し付けることで位置固定する。なお、栓体昇降制御機構部４１は、栓体８が固定された外蓋体４を自動で昇降させるように実施形態を変形することも可能であり、これについては後述する。

この空気弁１の動作は、以下の通りである。補修弁１００が開かれる前、すなわち多量排気が行われる前は、遊動弁体７及びフロート弁体６は弁体案内５の底部の上に重なった状態である。補修弁１００のコックが開かれると、弁箱２の中空部２ｃの空気は、弁体案内５の側部等の窓孔５ａを経由しながら水道管の水圧に押されて大空気孔３ａから急速に排気（多量排気）される。

この多量排気の状態のとき、図２に示すように、栓体８は内蓋体３から離れて位置し、多量排気の動作を阻まない。そのためには、外蓋体４を、栓体８が内蓋体３から離れた位置に有るように、ガイド軸体４１Ａの頭部によって弁箱２に押し付けることで位置固定しておく。

そして、多量排気と同時に、水道管から補修弁１００を介して弁箱２の中空部２ｃへ水が浸入し、遊動弁体７及びフロート弁体６は、水位の上昇に従って浮き上がって行く。これにより、遊動弁体７が内蓋体３に密接して大空気孔３ａの下方を塞ぐようになる（図７参照）。

このようにして多量排気が終わった後は、少量排気が行われる。遊動弁体７とフロート弁体６の間には、比較的少量の空気が溜まっており、この空気溜まりＡにより、喫水線とともに、図７に示すように、フロート弁体６が押し下げられ、他方、遊動弁体７は押し上げられたままの状態となる。そうすると、空気は小空気孔７ａを経て、弁箱２の外方へ放出（少量排気）される。そして、空気溜まりＡの空気が少なくなると、図８に示すように、フロート弁体６が上昇して遊動弁体７に密接してその小空気孔７ａの下方を塞ぎ、弁箱２の中空部２ｃは密封状態となる。その後、水道管から補修弁１００を介して弁箱２の中空部２ｃへ空気が水に混じって浸入し空気溜まりＡの空気が多くなると、その都度少量排気が行われる。

この少量排気の状態のとき、ガイド軸体４１Ａを少し緩めて外蓋体４を下方にスライドさせる。その動作により、栓体８が下降して大空気孔３ａの上方を塞いで内蓋体３に密接する。そして、その状態で、ガイド軸体４１Ａの頭部を締め付けて外蓋体４を弁箱２に位置固定する。

栓体８が内蓋体３に密接した後の少量排気の動作は以下の通りである。水道管から補修弁１００を介して弁箱２の中空部２ｃへ空気が水に混じって浸入し空気溜まりＡの空気が多くなると、図９に示すように、フロート弁体６が押し下げられ、他方、遊動弁体７は押し上げられたままとなる。そうすると、空気は小空気孔７ａから栓体８の内空部８ａに入る。

栓体８の内空部８ａには、遊動弁体７の小空気孔７ａから排出された空気が溜まり、予め設定した圧力（設定圧力）よりも高くなると、第２小空気孔８ｂの外側に所定の弾性力でもって密接しているリング状の弾性体である逆止弁体８１を押し広げる。そうすると、内空部８ａを形成する壁の外壁面（基部８０の外壁面）と逆止弁体８１との間に隙間ができて第２小空気孔８ｂから内空部８ａの空気が流出し、弁箱２の外方へ排出（少量排気）される。なお、内空部８ａの設定圧力は、弁箱２の中空部２ｃの圧力を考慮して決められる。

そして、空気溜まりＡの空気が少なくなると、図１０に示すように、フロート弁体６が上昇して遊動弁体７に密接してその小空気孔７ａの下方を塞ぎ、弁箱２の中空部２ｃは密封状態となる。それとともに、内空部８ａの空気の圧力が設定圧力よりも低くなると、逆止弁体８１は第２小空気孔８ｂを塞ぎ、内空部８ａも完全に密封状態となる。その後、水道管から補修弁１００を介して弁箱２の中空部２ｃへ空気が水に混じって浸入し空気溜まりＡの空気が多くなると、その都度少量排気が行われる。

このように、栓体８が内蓋体３に密接した空気弁１は、弁箱２の中空部２ｃの圧力が外部の圧力よりも高いときは、適正に少量排気の動作をすることができる。

他方、雨水等の圧力が高くなって空気弁１の内部にそれらが浸入しようとしたとき（例えば、図２６に示すようなピットＰに雨水等が溜まり空気弁１の一部又は全部が水没したときなど）は、面積が広い大空気孔３ａの上方は栓体８が塞いでおり、第２小空気孔８ｂはテンションがかかった状態で逆止弁体８１が密接して塞いでいるので、雨水等の浸入が阻止される。よって、この空気弁１の阻止能力は、非常に高い。なお、空気弁１が多少傾いて設置されていたとしても、その阻止能力は弱まらない。

このように、空気弁１は、大型化することなく、簡便な構造でありながら雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させることができる。

第２小空気孔８ｂの断面積は、小空気孔７ａにおける直径が最小である部分の断面積よりも大きくするのが好ましい。そうすると、少量排気時に、小空気孔７ａから内空部８ａに排出された空気は、第２小空気孔８ｂからスムーズに外部に向かって排出される。よって、少量排気時の動作、すなわち弁箱２の中空部２ｃ上部に溜まった所定気圧の空気を中空部２ｃ外に排出するという動作は、内空部８ａによってほとんど妨げられないようにすることができ、内空部８ａの存在による影響をほぼ無くすことができる。なお、第２小空気孔８ｂは、複数個形成することもできるが、その場合の断面積は、総断面積を指すことになる。

好ましくは、第２小空気孔８ｂは１個だけ形成するようにする。そうすると、雨水等の浸入のルートが１つなのでその阻止能力が高くなるのは勿論、少量排気時に第２小空気孔８ｂから内空部８ａの空気を排出するとき、逆止弁体８１を押し広げる圧力が安定し易くなる。

なお、外蓋体４の位置固定は、ガイド軸体４１Ａの頭部によって弁箱２に押し付ける方法のかわりに、ガイド孔４１ａの形状を、図１１に示すようなコ字状に形成し、多量排気の状態のときには下部の横溝に、少量排気の状態のときには上部の横溝にガイド軸体４１Ａが位置するようにしてもよい。

次に、空気弁１において、栓体昇降制御機構部４１を、栓体８が固定された外蓋体４を自動で昇降させるように実施形態を変形した場合を説明する。ここでは、外蓋体４は、そのガイド孔４１ａの周囲部分をガイド軸体４１Ａの頭部によって弁箱２に押し付けることによる位置固定はしない。よって、外蓋体４は、そのガイド孔４１ａの周囲部分がガイド軸体４１Ａの両脇をスライドするようにして、上下方向に移動し得るようになっている。そして、栓体８の下方から大きな空気圧がかかったときには栓体８が内蓋体３から離れた位置に有り、栓体８の下方から大きな空気圧がかからないときには栓体８が、その重さとそれが固定された外蓋体４の重さにより、内蓋体３に密接する位置に有るようになっている。

多量排気時には、栓体８及びそれが固定された外蓋体４は、栓体８の下方の大空気孔３ａから大きな空気圧がかかって、内蓋体３から離れて浮き上がった状態にあり、図２に示した手動の場合と同様な位置に有る。多量排気が終わった後、少量排気の状態のとき、栓体８及びそれが固定された外蓋体４は、それらの重さ（自重）により、下降し、栓体８は自動的に内蓋体３に密接する。従って、図２で示した状態から、即座に図９及び図１０に示す状態となる。

このようにして、栓体８が固定された外蓋体４を自動で適正に昇降させるようにすることができる。この場合、栓体８とそれが固定された外蓋体４の全体の重量を適正に設定しておくことになる。

少量排気の動作は、前述した手動の場合で栓体８が内蓋体３に密接した後の動作と同じであるが、図２６に示すようなピットＰに雨水等が溜まり空気弁１の一部又は全部が水没した場合、以下のように動作する。外蓋体４とそれに固定された栓体８は、水没した場合、外蓋体４の内側に溜まった空気に応じて、浮力で浮いたり下降したりするように設定しておく。水没して外蓋体４が浮いたとき、図７及び図８に示すような状態になるが、外蓋体４の内側は空気が溜まっているので、雨水等は小空気孔７ａまで到達することはなく、しかも、少量排気の動作が可能である。また、もし、停電等の事故のせいで送水ポンプが停止して浄水場からの送水が停止した場合、水道管の内部は負圧状態となることがある。その場合、外蓋体４とそれに固定された栓体８は、図１２に示すように、下降することになるが、外蓋体４の内側には十分な空気が溜まっており、更には、空気孔３ａの上方は栓体８が塞ぎ、第２小空気孔８ｂはテンションがかかった状態で逆止弁体８１が密接して塞いでいるので、雨水等が浸入することはない。その後、水道管の内部の圧力が回復したときは、多量排気の状態となって弁箱２の中空部２ｃの空気は排気され、それから少量排気の動作が可能な状態に戻る。

なお、栓体８が固定された外蓋体４を自動で昇降させる実施形態の空気弁１は、頻繁に多量排気が行なわれる、例えば、水源地等の近くに設置されるものに適用すると、煩雑な手作業が省略され、効果が非常に大きい。

次に、本発明の別の実施形態に係る空気弁９を図１３及び図１４に基づいて説明する。この空気弁９は、空気弁１と略同様な基本構造を有しており、また、栓体８Ａとその栓体８Ａの昇降を制御する栓体昇降制御機構部４２を有している。栓体８Ａは、空気弁１の栓体８における外蓋体４の上底部４ａに固定するための構造にかえて、後述する栓体昇降制御部材４２ａとの連結のための構造を有している。その他の構造は、栓体８と同様である。栓体昇降制御機構部４２は、前述した栓体昇降制御機構部４１とは異なる構成となっている。

栓体昇降制御機構部４２は、栓体８Ａの上部と外蓋体４の上底部４ａとを連結させる栓体昇降制御部材４２ａを有している。この栓体昇降制御部材４２ａは、外蓋体４の上底部４ａに対して上下移動（昇降）することができ、それにより、栓体８Ａの昇降を手動で制御することができる。なお、外蓋体４自体は、弁箱２に対して位置固定されている。

詳細には、栓体昇降制御部材４２ａは、略円柱状であり、上部には把持部４２ａａが形成され、その下の昇降部４２ａｂの下部には雄ねじ部４２ａｃと栓体連結部４２ａｄが形成されている。外蓋体４には、その上底部４ａの中心位置、すなわち内蓋体３の大空気孔３ａの直上位置には、雌ねじ孔４２ｂｂが形成された栓体昇降制御部材保持部４２ｂが設けられている。この雌ねじ孔４２ｂｂに栓体昇降制御部材４２ａの雄ねじ部４２ａｃが螺合しており、それにより、把持部４２ａａを持って回動させることで、栓体位置調整部材４２ａを上下移動させることができる。なお、把持部４２ａａは、昇降部４２ａｂの最上部に形成された雄ねじ部に内側面の雌ねじ部が螺合したリング部材４２ａａ_１と、そのリング部材４２ａａ_１の外側面の雄ねじ部に内側面の雌ねじ部が螺合したキャップ部材４２ａａ_２と、リング部材４２ａａ_１とキャップ部材４２ａａ_２を固定するピン部材４２ａａ_３によって構成することができる（図１３参照）。

また、栓体８Ａには連結部８ｄが形成されており、連結部８ｄが栓体昇降制御部材４２ａの栓体連結部４２ａｄに連結し、もって、栓体８Ａが栓体昇降制御部材４２ａを介して外蓋体４の上底部４ａに連結する。具体例としては、連結部８ｄは上方に突出した部分であり、周面に環状の溝８ｄａが形成されている。栓体連結部４２ａｄは、栓体昇降制御部材４２ａの底面に形成された凹部であって、その内壁に連結部８ｄの溝８ｄａに嵌合する突起が形成されている。このような嵌合によって連結することで、栓体昇降制御部材４２ａが回動しても栓体８Ａは回動しないようにすることができる。

なお、外蓋体４の弁箱２への位置固定は、外蓋取付部材４２Ａを用いて外蓋体４の上底部４ａの周辺位置で行ったり、前述したように外蓋体４の側部４ｂの位置（上記ガイド軸体４１Ａと同様な位置）などで行ったりすることができる。

この空気弁９は、前述した栓体昇降制御機構部４１が手動の場合の空気弁１と同様にして動作させる。すなわち、多量排気の状態のとき、図１３に示すように、栓体８Ａが内蓋体３から離れた位置に有るように、栓体昇降制御部材４２ａを回動させて制御する。そして、少量排気の状態のとき、栓体昇降制御部材４２ａを回動させて、図１４に示すように、栓体８Ａを内蓋体３に密接させる。

このようにして、空気弁９は、前述した空気弁１と同様に、大型化することなく、簡便な構造でありながら雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させることができる。また、この空気弁９は、栓体昇降制御部材４２ａを回動させることで、容易に栓体８Ａを昇降させることができ、多量排気時から少量排気時への切り換えを速やかに行うことができる。

次に、空気弁９を変形した空気弁１０を図１５〜図１７に基づいて説明する。この空気弁１０は、空気弁９と略同様な基本構造を有しており、また、栓体８Ｂとその栓体８Ｂの昇降を制御する栓体昇降制御機構部４３を有している。空気弁１０の栓体８Ｂは、その上部が栓体昇降制御機構部４３の後述する栓体昇降制御部材４３ａに固定されている。また、後述するように、空気弁１０の栓体８Ｂは、下降したときに上方へ移動できないように栓体８Ｂを内蓋体３に位置固定可能にする構造を有している。その他の構造は、栓体８Ａと同様である。栓体昇降制御機構部４３は、空気弁９の栓体昇降制御機構部４２を変形したものである。なお、図１５及び図１６は、図１７のＢ−Ｂで示す方向の切断面で切断した断面図である。

栓体昇降制御機構部４３は、栓体８Ｂの上部と外蓋体４の上底部４ａとを連結させる栓体昇降制御部材４３ａを有している。この栓体昇降制御部材４３ａは、外蓋体４の上底部４ａに対して上下移動（昇降）することができ、それにより、栓体８Ｂの昇降を手動で制御することができる。なお、外蓋体４自体は、外蓋取付部材４３Ａなどにより弁箱２に対して位置固定されている。

詳細には、栓体昇降制御部材４３ａは、略円柱状であり、上部には把持部４３ａａ、その下の昇降部４３ａｂの下部側部には上昇位置固定部４３ａｃ、下面には凹状の栓体固定部４３ａｄが形成されている。外蓋体４には、その上底部４ａの中心位置、すなわち内蓋体３の大空気孔３ａの直上位置には、栓体昇降制御部材４３ａが挿通されスライド可能な上下方向に貫通した挿通孔を有し、その内壁面にＯリング等の密閉用のパッキン４３ｂｂが取り付けられた栓体昇降制御部材保持部４３ｂが設けられている。なお、把持部４３ａａは、前述した把持部４２ａａのように、昇降部４３ａｂの最上部に形成された雄ねじ部に内側面の雌ねじ部が螺合したリング部材４３ａａ_１と、そのリング部材４３ａａ_１の外側面の雄ねじ部に内側面の雌ねじ部が螺合したキャップ部材４３ａａ_２と、リング部材４３ａａ_１とキャップ部材４３ａａ_２を固定するピン部材４３ａａ_３によって構成することができる（図１５参照）。

栓体８Ｂは、内蓋体３の後述する差し込み溝３Ｂｂに差し込み可能なように横方向に突出した下降位置固定部８ｅを有している（図１６、図１７（ａ）参照）。また、栓体８Ｂは、固定部８ｆが形成されており、その固定部８ｆが栓体昇降制御部材４３ａの栓体固定部４３ａｄに嵌め込まれ、螺子等により栓体昇降制御部材４３ａに固定されている。

内蓋体３は、その内蓋体操作部３Ｂに差し込み溝３Ｂｂが形成されている。

この空気弁１０は、空気弁９と同様に、多量排気の状態のとき、図１５に示すように、栓体８Ｂが内蓋体３から離れた位置に有るように、栓体昇降制御部材４３ａを上昇させる。そのとき、その上昇位置固定部４３ａｃを栓体昇降制御部材保持部４３ｂのパッキン４３ｂｂに係止させて、栓体昇降制御部材４３ａ、すなわち栓体８Ｂの位置固定を行う。そして、少量排気の状態のとき、栓体昇降制御部材４３ａを下降させて、栓体８Ｂを内蓋体３に密接させる。それから、栓体昇降制御部材４３ａを栓体８Ｂとともに回動させて、図１６に示すように、栓体８Ｂの下降位置固定部８ｅを内蓋体３の差し込み溝３Ｂｂに差し込んで栓体８Ｂの位置固定を行う。

このようにして、空気弁１０は、空気弁９と同様に、大型化することなく、簡便な構造でありながら雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させることができる。また、栓体昇降制御部材４３ａを昇降させることで、容易に栓体８Ｂを昇降させることができ、多量排気時から少量排気時への切り換えを更に速やかに行うことができる。また、少量排気の状態のときの栓体８Ｂの内蓋体３への位置固定は極めて強固である。

次に、本発明の更に別の実施形態に係る空気弁１１を図１８及び図１９に基づいて説明する。この空気弁１１は、空気弁１と略同様な基本構造を有しており、また、栓体８Ｃとその栓体８Ｃの昇降を制御する栓体昇降制御機構部４４を有している。栓体８Ｃは、後述するように、内蓋体３の上部にも外蓋体４の上底部４ａにも連結（又は固定）されていない。その他の構造は、栓体８と同様である。栓体昇降制御機構部４４は、前述した栓体昇降制御機構部４１（及び４２、４３）とは異なる構成となっている。なお、外蓋体４は、外蓋取付部材４４Ａなどにより弁箱２に対して位置固定されている。

栓体昇降制御機構部４４は、内蓋体３の上部と外蓋体４の上底部４ａとの間に、栓体８Ｃの側部を囲うようにして設けられた筒状の栓体昇降ガイド部材４４ａを有している。この栓体昇降ガイド部材４４ａは、内蓋体３の上部に固定、或いは固定されずに位置がずれないようにして単に配置されているものである。栓体昇降ガイド部材４４ａは、外蓋体４の上底部４ａに固定されるものであっても構わない。栓体昇降ガイド部材４４ａには、十分に大きな窓孔４４ａａが形成されている。

栓体８Ｃは、内蓋体３の上部にも外蓋体４の上底部４ａにも連結（又は固定）されていない。この構成により、栓体昇降制御機構部４４は、自動で、栓体８Ｃを適正に昇降させることができる。なお、栓体８Ｃの重量は、適正にしておくことになる。

栓体８Ｃは、多量排気時には、栓体８Ｃの下方の大空気孔３ａから大きな空気圧がかかって、栓体昇降ガイド部材４４ａの内側を沿うようにしてスライドして上昇し、図１８に示すように、内蓋体３から離れて浮き上がった状態にある。この状態の栓体８Ｃは、前述した図２に示した空気弁１の場合と同様な位置に有る。多量排気が終わった後、少量排気になると、栓体８Ｃは、その重さ（自重）により、栓体昇降ガイド部材４４ａの内側を沿うようにしてスライドして下降し、図１９に示すように、自動的に内蓋体３に密接する。

このような空気弁１１は、前述した栓体８Ｃが固定された外蓋体４を自動で昇降させる実施形態の空気弁１と同様に、大型化することなく、簡便な構造でありながら雨水等の外部からの浸入に対する阻止能力を増大させることができ、頻繁に多量排気が行なわれる、例えば、水源地等の近くに設置されるものに適用すると、煩雑な手作業が省略され、効果が非常に大きい。

以上、本発明の実施形態に係る空気弁について説明したが、本発明は、上述の実施形態に記載したものに限られることなく、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内でのさまざまな設計変更が可能である。例えば、上述した空気弁１、９、１０、１１は、他の形状の空気弁に適用可能である。

また、栓体８において、リング状の弾性体である逆止弁体８１に換えて、同様な動作の、例えば、図２０に示すような逆止弁体８４、図２１に示すような逆止弁体８５、又は図２２に示すような逆止弁体８６を用いてもよい。逆止弁体８４は、第２小空気孔８ｂを貫通する軸部８４ａａ、その外部側の一端に形成された封止部８４ａｂ、その内空部８ａ側の一端に形成された弾性体支持部８４ａｃからなる逆止弁体本体８４ａと、内空部８ａを形成する壁の内壁面と弾性体支持部８４ａｃとの間に設けられた圧縮バネの弾性体８４ｂと、を有して構成される。封止部８４ａｂの第２小空気孔８ｂ側にはパッキン（図示せず）が固着されている。この逆止弁体８４は、図２０（ａ）に示すように、内空部３ａから外部に排気し、図２０（ｂ）に示すように、外部から内空部８ａへの浸入は阻止する。逆止弁体８５は、基部８０の外壁面に一部が固着された板バネの弾性体８５ａと、弾性体８５ａの自由端側に固着された封止部８５ｂと、を有して構成される。封止部８５ｂの第２小空気孔８ｂ側にはパッキン（図示せず）が固着されている。この逆止弁体８５は、図２１（ａ）に示すように、内空部３ａから外部に排気し、図２１（ｂ）に示すように、外部から内空部８ａへの浸入は阻止する。逆止弁体８６は、第２小空気孔８ｂに形成された受け部８ｂａに配設された剛体の球８６ａから成る。第２小空気孔８ｂの開口部は上方に向かっており、受け部８ｂａはその開口部近傍の断面積を大きくして形成されている。この逆止弁体８６は、図２２（ａ）に示すように、内空部３ａから外部に排気し、図２２（ｂ）に示すように、外部から内空部８ａへの浸入は阻止する。

１、９、１０、１１ 空気弁
２ 弁箱
２ａ 弁箱の通気口
２ｂ 弁箱の通水口
２ｃ 弁箱の中空部
２ｄ 弁箱の導水部
３ 内蓋体
３ａ 大空気孔
４ 外蓋体
４ａ 外蓋体の上底部
４ｂ 外蓋体の側部
４１、４２、４３、４４ 栓体昇降制御機構部
４１ａ 外蓋体のガイド孔
４１Ａ ガイド軸体
４２ａ 栓体昇降制御部材
４３ａ 栓体昇降制御部材
４４ａ 栓体昇降ガイド部材
５ 弁体案内
５ａ 弁体案内の窓孔
６ フロート弁体
７ 遊動弁体
７ａ 遊動弁体の小空気孔
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ 栓体
８ａ 内空部
８ｂ 第２小空気孔
８１ 逆止弁体

Claims (7)

1. 上方端部に通気口、下方端部に通水口を有し、通気口の下方内部に中空部、その下方に導水部を有する弁箱と、大空気孔を有して前記弁箱の通気口に装着される内蓋体と、前記大空気孔の上方を覆うように設けられる外蓋体と、前記弁箱の中空部に配される弁体案内と、前記弁体案内の内方に配されるフロート弁体と、前記弁体案内の内方であって前記フロート弁体の上方に配され、上下方向に貫通する小空気孔を有し、上端面が前記内蓋体の大空気孔の下方を塞ぎ得る遊動弁体と、を備える空気弁において、
   昇降することが可能であり、かつ、下降したとき前記大空気孔の上方を塞ぎ得るものであって、前記大空気孔の上方を塞いだ状態で前記小空気孔に連通する内空部と、該内空部を形成する壁を貫通する第２小空気孔と、前記内空部から外部には排気可能で、外部から前記内空部への浸入は阻止するように前記第２小空気孔を密閉する逆止弁体と、を有していることを特徴とする空気弁。
2. 請求項１に記載の空気弁において、
   前記逆止弁体は、前記壁の外壁面に所定の弾性力でもって密接して前記第２小空気孔を塞ぎ得る弾性体であることを特徴とする空気弁。
3. 請求項１又は２に記載の空気弁において、
   前記第２小空気孔の断面積は、前記小空気孔における直径が最小の部分の断面積よりも大きいことを特徴とする空気弁。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、
   前記外蓋体は、上底部と側部を有してなり、
   前記外蓋体の上底部に前記栓体が固定されており、
   前記栓体の昇降を制御するものであって、前記外蓋体の側部に上下方向に長く形成されたガイド孔と、該ガイド孔を通過して前記弁箱に装着されるガイド軸体と、を有して構成される栓体昇降制御機構部が設けられていることを特徴とする空気弁。
5. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、
   前記栓体の昇降を制御するものであって、前記栓体の上部に連結され、前記外蓋体の上底部に上下移動可能に結合する栓体昇降制御部材を有して構成される栓体昇降制御機構部が設けられていることを特徴とする空気弁。
6. 請求項５に記載の空気弁において、
   前記栓体は、下降したとき、上方へ移動できないように前記内蓋体に位置固定可能であることを特徴とする空気弁。
7. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、
   前記外蓋体に固定されていない前記栓体の昇降を制御するものであって、前記外蓋体の上底部と前記内蓋体との間に、前記栓体の側面を囲う栓体昇降ガイド部材を有して構成される栓体昇降制御機構部が設けられていることを特徴とする空気弁。

Images