JP2017078513A - 不凍結形空気弁 - Google Patents

Abstract

【課題】内部の凍結を防止した空気弁であり、簡略な作業で容易にかつ確実に外部配管との流路を遮断して点検や清掃を実施でき、シール部分の損傷も防ぐことができる不凍結形空気弁を提供することにある。【解決手段】弁箱部１０内に遊動弁体１３とフロート弁体１４とを収容したスリーブ部１１を上下動可能に装着して外部配管２との流路を遮断可能に設けた不凍結型空気弁である。弁箱部１０の上部にボルト部材３５を立設し、このボルト部材３５への螺合状態でスリーブ部１１を弁箱部１０に対して非回転状態で強制的に上昇或は下降させ、これらスリーブ部１１と弁箱部１０とにそれぞれ設けた連通部２５、２４を相互に閉塞又は開放状態で外部配管２との流路を開閉可能に設けた。【選択図】 図１

Description

本発明は、主に水道本管に接続されて配管内の空気を排出する空気弁に関し、特に、内部の凍結を防止できるようにした不凍結形空気弁に関する。

水道本管などの管路内では、空気泡や空気溜まりにより配管の有効断面積が減少して管路能力が低下することがあるため、これを防止するために配管内の空気を排出する空気弁が一般に設置される。空気弁は、通常、添架や地下への埋設、或は水管橋に敷設された管路にＴ字管を介して設置される。この場合、特に、寒冷地等の低温下では、内部が凍結してその機能が発揮されなくなるおそれがあることから、その対策として、内部の凍結を防止可能に設けた不凍結形空気弁と呼ばれる空気弁が用いられることが多い。

一般に、不凍結形空気弁は、弁箱をなす筒状のボデー内にスリーブ部材が挿入され、このスリーブ部材の内側にフロート弁体、フロート弁体の上部に遊動弁体が収納され、スリーブ部材の上部には大空気孔を有する蓋体が装着された構造に設けられている。そして、水道本管に近接して内部が露出された状態でＴ字管に接続され、管路からの流水エネルギーを利用して内部の凍結が防がれている。

これにより、この種の空気弁では、水道本管との間にボール弁等の補修弁を必要とすることなく、水道本管との流路を遮断して内部の点検や清掃等の補修作業が可能な構造になっている。この空気弁を補修する場合、上部を覆うカバーを取外した後に、スリーブ部材を固定しているボルトを緩めて水圧によりスリーブ部材を上昇させ、この上昇によりボデーに設けられた吸排気用の連通孔を塞ぐことで弁室が止水可能となる。そして、蓋体を押えている固定用ボルトを外し、蓋体を取外して遊動弁体、フロート弁体を外して補修作業を実施するようになっている。

一方、特許文献１の空気弁では、内部の清掃時等においては、固定ボルトを緩めてカバーを取外した後に、フロート弁体案内を固定している案内固定ボルトを緩めて取外すと共に、穴付きボルトからなる一対の締め上げ部材を均一に締め込んでフロート弁体案内を押し下げ、フロート弁体の下部の緩衝体を弁箱との間に圧接して弁箱底部の貫通孔を塞ぐことで止水可能になっている。この状態で、内蓋部材固定用のボルトを緩めて内蓋部材を取外し、フロート弁体及び遊動弁体を取外して補修をおこなうようになっている。

特許文献２の凍結防止型空気弁では、フロートを収納する有底円筒状の弁箱と、この弁箱の外周面との間に間隙を形成する有底状の外筒と、弁箱の上部開口を覆う弁体とを有し、外筒に対してフランジの螺着により弁箱を上下動可能になっている。この空気弁の清掃等をおこなう際には、弁箱をねじ込みによって下降させることにより、外筒の開口部を弁箱底面に装着されたシール材で塞ぎ、流体流路から遮断するようになっている。

特許第４５８３２８８号公報 特許第３９１９２８４号公報

上述した不凍結形空気弁のうち、固定用ボルトを緩めて水圧の力でスリーブ部材を上昇させて弁室を止水する構造の空気弁では、水道本管内の水圧が低い場合には固定ボルトを緩めたときにスリーブ部材を上昇させることができず、連通孔を塞ぐことができないことがある。この場合、別のボルトの締め込みによりスリーブ部材をボデーに対して上昇させる必要が生じるため、作業が煩雑になる。

特許文献１の空気弁では、案内固定ボルトを緩めてフロート弁体案内の固定を解除した上で、締め上げ部材を締め込んでフロート弁体案内を押し下げるようにしている。そのため、これら複数の種類のボルトにより操作が複雑になってフロート弁体や遊動弁体の補修に手間がかかり、複数種の部品を操作するための広い操作スペースも必要になる。

特許文献２の凍結防止型空気弁においては、フランジの螺着を介して弁箱全体を外筒に対して上下動させて外筒開口部を塞ぐ構造であるため、弁箱を回転操作するための専用工具が必要になり、この工具が大型化することで作業性も悪くなる。しかも、これら弁箱と外筒との間にはシール用パッキンが装着されているため、弁箱の回転時に摺動抵抗が大きくなって弁箱を上下動させるための力が大きくなる。さらに、パッキンへの負担も大きくなり、このパッキンが損傷してシール性を確保できなくなるおそれもある。

本発明は、上記の課題点を解決するために開発したものであり、その目的とするところは、内部の凍結を防止した空気弁であり、簡略な作業で容易にかつ確実に外部配管との流路を遮断して補修作業を実施でき、内部のシール性も確保できる不凍結形空気弁を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、弁箱部内に遊動弁体とフロート弁体とを収容したスリーブ部を上下動可能に装着して外部配管との流路を遮断可能に設けた不凍結形空気弁であって、弁箱部の上部にボルト部材を立設し、このボルト部材への螺合状態でスリーブ部を弁箱部に対して非回転状態で強制的に上昇或は下降させ、これらスリーブ部と弁箱部とにそれぞれ設けた連通部を相互に閉塞又は開放状態で外部配管との流路を開閉可能に設けた不凍結形空気弁である。

請求項２に係る発明は、スリーブ部の上端にフランジ部を設け、このフランジ部にボルト部材に螺合するナット部材を位置規制状態で、かつ回動可能に装着し、フランジ部を介してスリーブ部を昇降動させた不凍結形空気弁である。

請求項３に係る発明は、ボルト部材を弁箱部に設けたフランジの底面側からネジ込み、ボルト部材のボルト頭部をフランジに形成した凹状収容部に収納した不凍結形空気弁である。

請求項４に係る発明は、ボルト部材の長さは、スリーブ部と弁箱部との連通部の閉塞状態で、ナット部材の上面と当該ボルト部材のねじ先とが略同じ高さになるように設定した不凍結形空気弁である。

請求項５に係る発明は、ボルト部材の先端側に弁箱部とスリーブ部とを上方から被覆するカバー部を固着した不凍結形空気弁である。

請求項６に係る発明は、スリーブ部を構成するスリーブの外周に弁箱部の内周に密着シールするＯリングを適宜数装着し、このＯリングにより開放状態の連通部の周囲をシールした不凍結形空気弁である。

請求項７に係る発明は、フランジ部を上下に分割し、これらの上下フランジ部の間にナット部材を係合状態で装着した不凍結形空気弁である。

請求項１に係る発明によると、弁箱部に立設したボルト部材への螺合状態でこのボルト部材に沿ってスリーブ部を非回転で上昇或は下降させて弁箱部に対して強制的に移動させ、これらスリーブ部と弁箱部との連通部を相互に閉塞又は開放状態で外部配管との流路を開閉可能に設けていることにより、操作スペースをコンパクト化しながら、水圧を利用することなくボルト部材を手動で回転し、スリーブ部を弁箱部に対して螺合を介して確実に昇降動でき、簡略な作業で操作手順を誤ることなく外部配管との流路を容易に遮断して内部の点検や清掃等の補修作業を実施できる。しかも、弁箱部に対してスリーブ部が回転するおそれがないため、弁箱部とスリーブ部とのシール部分の損傷を防いで内部のシール性を確保できる。

請求項２に係る発明によると、ナット部材をフランジ部内に位置規制状態で、かつ回動可能に装着させ、フランジ部を介してスリーブ部を非回転状態で弁箱部に対して昇降動できるため、ナット部材のみの操作で容易に連通部を閉塞又は開放状態にできる。

請求項３に係る発明によると、ボルト頭部を凹状収容部に収納できることで、ボルト頭部の弁箱のフランジの下面からの突出を防いでこの下面をフラット状にできるため、外部配管に対してフランジをガスケット等のシール部材で密着させながら強固に接続できる。

請求項４に係る発明によると、スリーブ部と弁箱部との連通部が閉塞して止水に達した状態をナット部材の上面とボルト部材のねじ先との関係で確認できるため、スリーブ部材の過度な上昇や上昇不足を回避し、スリーブ部材を適切な位置まで上昇させて確実に連通部を閉塞できる。

請求項５に係る発明によると、弁箱部とスリーブ部をカバー部により保護でき、このカバー部の取付け時には、スリーブ部材の昇降動用ボルト部材をカバー部固定用として兼用できるため、部品点数を抑えつつカバー部を強固に装着できる。

請求項６に係る発明によると、連通部が開放する状態までスリーブ部を下降させる際に、このスリーブ部の移動量に依存することなくスリーブ部外周と弁箱内周との間をＯリングでシールし、これらの隙間からの漏れを防ぎながら連通孔を介して外部配管からの排気を実施できる。

請求項７に係る発明によると、ナット部材の上下方向への移動を規制してずれや抜けを防止しながら上下フランジ部に回動自在且つ脱落防止状態に取付けでき、ナット部材をスムーズに回転させながらスリーブ部を昇降動させて外部配管との流路を開閉できる。

本発明の不凍結形空気弁の実施形態を示す縦断面図である。 図１の不凍結形空気弁の分離斜視図である。 （ａ）は、図１におけるＡ−Ａ一部省略拡大断面図である。（ｂ）は、取付け状態の異なるスリーブ部を示した拡大断面図である。（ｃ）は、（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 スリーブの一部切欠き拡大斜視図である。 図１の一部省略平面図である。 図５のＣ−Ｃ断面図である。 図６の流路が閉塞した状態を示す断面図である。 図１の不凍結形空気弁の分解状態を示す分離斜視図である。 （ａ）は、図７の一部省略拡大断面図である。（ｂ）は、（ａ）の減圧状態を示す一部拡大断面図である。 本発明の不凍結形空気弁の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。 本発明の不凍結形空気弁の更に他の実施形態を示す縦断面図である。 図１１の遊動弁体とフロート弁体とが上昇した状態を示す縦断面図である。 図１１の流路が閉塞した状態を示す断面図である。 図１１における底ふたを示す拡大斜視図である。

以下に、本発明における不凍結形空気弁の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１においては、本発明の不凍結形空気弁の実施形態を示す縦断面図、図２は不凍結形空気弁の分離斜視図を示している。

本発明の不凍結形空気弁（以下、空気弁本体１という）は、主に水道配管からなる外部配管２にフランジ部材３を介して、ガスケット４によりシール状態で接続され、特に、寒冷地における添架、地下埋設、水管橋などの凍結の可能性がある水道配管２での使用に適している。空気弁本体１は、弁箱部１０、スリーブ部１１、カバー部１２を有しており、弁箱部１０内には、遊動弁体１３とフロート弁体１４とが収容されたスリーブ部１１が上下動可能に装着され、これらの動作によって水道本管２との流路が遮断可能に設けられている。スリーブ部１１には、後述するふた１５が設けられる。

弁箱部１０は、少なくとも円筒状の弁箱２０、環状のフランジ２１で構成される。このうち、弁箱２０は、例えばステンレス等の適宜の鋼管で所定長さに形成され、上部の外周側がフランジ２１の内周側にネジ込まれて一体に固定される。弁箱２０のネジ込み部位の下部外周には、突起状の環状係止部２２が形成され、この環状係止部２２に後述する被覆板２３が係止されながら取付けられる。

環状係止部２２の下方には、長穴状の弁箱側連通部２４が複数形成され、本実施形態では、図３（ａ）に示すように４つの弁箱側連通部２４が設けられる。図３（ｂ）に示すように、スリーブ部１１に対して弁箱部１０の取付け状態が異なる場合であっても、各連通部２４に対して後述するスリーブ部１１に形成された丸穴状のスリーブ側連通部２５が複数対向するように同じ高さに設けられ、弁箱２０の外側とスリーブ部１１の内側とが確実に連通するようになっている。弁箱側連通部２４は、水道本管２と弁箱２０との間に浸入する空気を滞留なく排出可能にするために、フランジ２１の直下に配置されていることが望ましい。

図３（ｃ）に示すように、弁箱側連通部２４の周囲には、幅広の凹部２６が、テーパ面により例えば０．５ｍｍ程度の深さで環状に形成されている。弁箱側連通部２４がこのような断面形状に設けられていることにより、後述するスリーブ部１１のスリーブ３０の外周に装着されたＯリング３１、３２のうち、Ｏリング３１が弁箱２０内周に摺接したときの損傷が防止される。
図１において、弁箱２０の下端部内径には、内周よりもやや拡径した拡径シール溝３３が設けられ、この拡径シール溝３３の内周側が、スリーブ部１１の下部付近外周に装着された後述するＯリング６１とのシール面になる。

弁箱部１０のフランジ２１は、例えばダクタイル鋳鉄により環状に形成され、その外面全体にエポキシ樹脂等による粉体塗装が施されている。フランジ２１の内径側は肉厚に形成され、この内径部分には底面側から六角穴付き全ねじボルトであるボルト部材３５がネジ込みにより対角の位置に取付けられ、このボルト部材３５の先端側が弁箱部１０の上部に立設される。

フランジ２１の底面側には、螺着部分から拡径した凹状収容部３６が形成され、この凹状収容部３６にボルト部材３５の頭部３５ａが収容される。このように、ボルト頭部３５ａが凹状収容部３６に係止されていることでボルト部材３５のフランジ２１に対する上方への移動が阻止され、その先端側が所定高さに設定される。図示しないが、ボルト部材は、緩み止めが設けられた植え込みボルトであってもよい。

フランジ２１の内径部分の上面は、後述するスリーブ部１１に設けられるフランジ部４０の底面が当接可能にフラット状に設けられる。さらに、フランジ２１の内径部分の下面もフラット状に設けられ、このフランジ部下面側に、例えば、ステンレス材からなる被覆板２３が設けられる。フランジ２１下面側の内径縁部には、環状テーパ溝４１が形成され、フランジ２１の外径側には、ボルト挿通穴４２が形成されている。

被覆板２３は、フランジ２１の内径側下面を被覆し、ガスケット４によるフランジ部材３とのシール領域を防食可能に設けられる。被覆板２３を設けた場合、フランジ２１全体をダクタイル等による鋳鉄で製作でき、このときにはフランジ全体をステンレス製とする場合に比較して、コストを抑えつつ、被覆板２３により防食性も確保できる。

被覆板２３の外径寸法は、水道本管２側のフランジ部材３がＧＦ形である場合、そのガスケット座の外径と略同径に設定される。この場合、ＧＦ形のガスケットは、ＲＦ形フランジのガスケット座の外径と同寸法であるためにＲＦ形にも対応可能となる。被覆板２３は、前述したように環状係止部２２に内径側が係止されて弁箱２０外周に固定される。

被覆板２３と前記フランジ２１の環状テーパ溝４１との間にはＯリング４３が装着され、このＯリング４３により弁箱２０、フランジ２１、被覆板２３がシールされる。Ｏリング４３は、被覆板２３で下方から保持されることで、環状テーパ溝４１からの脱落が防がれる。

上記被覆板２３のフランジ２１への装着により、この被覆板２３でボルト頭部３５ａも被覆される。これによって、後述するナット部材５０の回動に伴ってボルト部材が供回りしたとしてもその脱落が防止される。

図１、図２において、スリーブ部１１は、少なくとも、スリーブ３０、フランジ部４０、ナット部材５０、底ふた５１、ふた１５により構成され、このスリーブ部１１に、遊動弁体１３、フロート弁体１４が内蔵される。

スリーブ３０は、ステンレス等の一般的な鋼管等により略円筒状に形成され、上部外周に環状の鍔部５２、上部内周にはめねじ部５３が形成され、鍔部５２の下方には、丸穴状のスリーブ側連通部２５が形成され、このスリーブ側連通部２５が、空気弁本体１の作動時に前述した弁箱側連通部２４と連通可能になっている。

図３（ｃ）に示すように、スリーブ側連通部２５の少なくとも外周側の周囲には、弁箱側連通部２４の凹部２６と同様に、幅広の凹状部５６が、テーパ面により例えば０．５ｍｍ程度の深さで環状に形成されている。これら凹状部５６、凹部２６によって弁箱２０内周との間に所定の隙間Ｓが設けられ、この隙間Ｓによりスリーブ３０外周と弁箱２０内周とが接触することなくこれらの間の流路面積が確保される。これによって、スリーブ側連通部２５と弁箱側連通部２４とを対向させることなく通気状態を確保できる。凹状部５６は、スリーブ３０の外周に設けていることで、切削加工等で容易に形成できる。

この場合、前記長穴状の弁箱側連通部２４は、丸穴状のスリーブ側連通部２５が複数個対向する長さに設けられているため、図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、仮に、スリーブ側連通部２５と弁箱側連通部２４との位置関係が変わった場合にも、これら連通部２５、２４同士の連通状態を維持して高い通気量を確保して何れの場合にも高効率で通気可能となる。このため、これら連通部２４、２５同士を対向させるために、スリーブ３０をフランジ２１に対して所定の向きに回転調整しながら溶接等で固定する必要もない。例えば、弁箱２０とスリーブ３０との間隙が０．２ｍｍである場合、凹部２６、凹状部５６を設けた隙間Ｓの間隔を約１．２ｍｍ程度まで拡げることができる。

スリーブ３０のスリーブ側連通部２５の上方外周には、弁箱２０の内周に密着シールするＯリング５７が装着され、このＯリング５７により弁箱側連通部２４から流入する流体が、通常時、すなわち空気弁本体１の作動時に弁箱２０とスリーブ３０との間から弁箱２０の上部側に浸水することが防止される。スリーブ３０の外周には、Ｏリング５７を含めた適宜数のＯリングが装着される。

一方、連通部の下方側には、前記Ｏリング３１、３２が装着され、これらＯリング３１、３２は、図７において、スリーブ３０が弁箱２０に対して上昇したときに、弁箱側連通部２４を挟むようにその上部、下部位置に配設される。これによって、この連通部２４から流入する流体が、それぞれのシール位置における弁箱２０とスリーブ３０との間への浸入が防止される。

図６、図７に示すように、スリーブ下部の円周方向には、例えば穴径φ６ｍｍ程度の小径の連通孔６０が、充水用として少なくとも一箇所に形成され、この連通孔により充水されたときに、フロート弁体１４が浮き上がるようになっている。連通孔６０の下部にはＯリング６１、バックアップリング６２が装着され、図７における連通孔６０の閉塞等には、Ｏリング６１が拡径シール溝３３にシールし、連通孔６０が外部から塞がれた状態となる。

スリーブ３０の下端側には底ふた５１が螺合により固定され、この底ふた５１によりスリーブ３０の下端側が塞がれる。底ふた５１は、スリーブ３０の外径と略同程度の外径に設けられ、その上端側が薄肉状に形成されている。底ふた５１をスリーブ３０に一体化したときには、このスリーブ３０との間に装着溝６３が設けられ、この装着溝６３に、Ｏリング６１、バックアップリング６２が装着される。バックアップリング６２は、Ｏリング６１の手前に設けられることで、底ふた５１のネジ込み時にＯリング６１が保護され、このＯリング６１の損傷やねじれ等が防がれる。

底ふた５１の上部外径側の拡径部分は、前記弁箱２０下端との当接面となり、これらの当接により、スリーブ部１１の上昇位置が規制され、すなわち、リフトストッパ機能が発揮される。この場合、これら当接面部位の面粗度を細かく設定してメタルシール面とし、図７のスリーブの上昇時に、Ｏリング６１とによる二重シール機能を発揮させるようにしてもよい。

図２、図６において、スリーブ部１１のフランジ部４０は、下フランジ部４０ａと上フランジ部４０ｂとにより構成されてスリーブ３０の上端側に設けられる。
下フランジ部４０ａは、その中央にスリーブ装着用の挿入孔７０が設けられ、この挿入孔７０の上面縁部には、スリーブ３０の鍔部５２が係合可能な係合段部７１が形成され、これらの係合により下フランジ部４０ａが上昇すると共に、スリーブ３０も上昇可能となる。下フランジ部４０ａは、略正方形の外形からなり、その対角位置には挿入孔７０を挟むように２つの貫通穴部７２、７２が形成され、この貫通穴部７２に挿入されるボルト部材３５を介してナット部材５０が配設可能に設けられる。下フランジ部４０ａはスリーブ３０と別体に設けられているが、これらは一体に形成されていてもよい。

一方、上フランジ部４０ｂは、中央部にふた１５装着用の挿入孔部７３が設けられ、この挿入孔部７３の下部には、スリーブ３０の鍔部５２上面が当接可能な縮径部７４が形成される。これにより鍔部５２が縮径部７４に係止することで、上フランジ部４０ｂの下降と共にスリーブ３０も下降可能となる。上フランジ部４０ｂは、下フランジ部４０ａと略同形状の略正方形に設けられ、その対角位置には挿入孔部７３を挟むように貫通穴部７２と連通する挿通孔７５が設けられ、この挿通孔７５の下部には拡径状の段状部７６が形成されている。この挿通孔７５の内部にナット部材５０が装着可能に設けられている。

図２、図８に示すように、上フランジ部４０ｂにおいて、挿入孔部７３との直交する位置には六角穴付きボルトからなる固着ボルト７７を挿入可能な、上部が拡径した２つの係合孔７８が対向して設けられている。一方、前記下フランジ部４０ａの係合孔７８が対応する位置には、２つの雌螺子部７９が対向して設けられる。下フランジ部４０ａ、上フランジ部４０ｂは、ナット部材５０を内蔵しながら係合孔７８、雌螺子部７９を介して上フランジ部４０ｂの上方から固着ボルト７７で固着されて積層状態で一体に固定される。

固着ボルト７７のネジ込み完了時には、固着ボルトの頭部７７ａが係合孔７８の拡径部分に収納される。そのため、この埋設状態で、図５に示すように上フランジ部４０ｂを上面側から薄膜材料で形成されたシール材である被覆材８０で少なくとも係合孔７８を覆うことにより、空気弁本体１の補修時等に固着ボルト７７を誤って回転することを防止できる。被覆材８０には、補修時のナット部材５０の回転方向の矢印などからなる表示部８１を設けるとよい。

図１、図２において、ナット部材５０は、上フランジ部４０ｂの挿通孔７５に装着可能な外径の略円筒状に形成され、その中央部にはめねじ９０が形成され、このめねじ９０がボルト部材３５のおねじ９１に螺合される。ナット部材５０の底部には、上フランジ部４０ｂの段状部７６に係合する環状鍔部９２が設けられている。ナット部材５０は、回動自在に段状部７６に係合可能な構造であればよく、例えば、環状鍔部９２の代わりに、図示しないＣ形止め輪や割りリングを装着してもよい。
ナット部材５０の上部、より詳しくは、このナット部材５０をフランジ部４０内に収容したときに上フランジ部４０ｂから突出する部分には、例えば、スパナやレンチ等の一般的に用いられる図示しない工具の回動操作用の係止面９３が設けられる。この係止面９３は、例えば、断面六角形状に形成される。

ナット部材５０は、上下に分割された前記フランジ部４０の間に係合状態で装着され、これにより、フランジ部４０に位置規制状態で、かつ回動可能に装着されて、ボルト部材３５に螺合して上下動可能に設けられている。その際、環状鍔部９２が上フランジ部４０ｂの段状部７６に係合され、底面側が下フランジ部４０ａの上面側に当接されることで、スリーブ部１１がフランジ部４０を介してナット部材５０と共に昇降動可能に設けられる。

このようにして、スリーブ部１１が、少なくとも２本のボルト部材５０への螺合により弁箱部１０に対して非回転状態で強制的に上昇或は下降移動され、図６或は図７に示すように、スリーブ側連通部２５、弁箱側連通部２４が相互に閉塞又は開放されて、水道本管２との流路が開閉可能に設けられている。

この場合、前記したボルト部材３５の長さは、図７における連通部２４、２５同士の閉塞状態で、ナット部材５０の上面と当該ボルト部材３５のねじ先３５ｂとが略同じ高さになるように設定される。ナット部材５０は、図１の空気弁本体１の開放状態から、閉塞状態である上面側がボルト部材ねじ先３５ｂと略同じ高さになるまでの移動距離Ｄにより移動可能となる。

図１、図２において、ふた１５は、中央に大空気孔１００を有する略環状に形成され、スリーブ部１１の上部に設けられる。ふた１５の下部外周にはおねじ部１０１が形成され、このおねじ部１０１がスリーブ３０の上部内周のめねじ部５３にネジ込まれることで、ふた１５がスリーブ３０の内周側に着脱自在に装着される。ふた１５とスリーブ部１１とこのスリーブ部１１の下部に設けられた前述した底ふた５１との間には、遊動弁体１３とフロート弁体１４とが移動可能な弁室１０２が設けられ、ふた１５の取外し時には、そのネジ込みを緩めるに従って弁室１０２内の水圧を徐々に抜くことが可能になっている。

ふた１５のおねじ部１０１の上部外周にはＯリング１０３が設けられ、ふた１５のスリーブ３０へのネジ込み時には、Ｏリング１０３がスリーブ３０の内周に密着シール可能になっている。Ｏリング１０３の上部には、拡径状の当接段部１０４が形成され、ふた１５のネジ込み完了後には、この当接段部１０４がスリーブ３０の上端に当接することによりふた１５が位置保持される。

図６に示すように、前記Ｏリング１０３は、ふた１５をやや緩めた状態で、スリーブ部１１とのシール状態が解除されるように、当接段部１０４の上端側から距離Ｈの位置に配置される。これにより、Ｏリング１０３は、ふた１５の当接段部１０４がスリーブ３０の上端側に当接した状態、すなわち、ふた１５が完全にネジ込まれた状態において、スリーブ３０の上端側からやや下方の位置でこのスリーブ３０内周にシールする。そのため、空気弁本体１の補修時等においてふた１５を取外す際には、Ｏリング１０３によるシール状態が距離Ｈの間維持される。

ふた１５の底面側には、遊動弁体１３が当接して大空気孔１００を塞ぐ弁座面１０５が形成され、この弁座面１０５に、Ｏリング１０６が装着されている。弁座面１０５は、前述のふた１５のスリーブ３０へのねじ込み構造によって自動的に調心されることから、この調心された弁座面１０５により遊動弁体１３とのシール性が向上する。

このように、弁座面側のＯリング１０６が、前記ふた上部外周に装着されるＯリング１０３よりも下方に位置した、いわゆる段違い状に配置されていることから、弁座面１０５の高さ位置がふた１５の装着面よりも下がることで外気の影響を受けにくくなって、凍結防止性が向上する。Ｏリング１０６は、段違い状に配置されていれば凍結防止性を発揮できることから、この向上を目的とする場合には必ずしもふた１５を螺合により固定する必要はなく、例えば、嵌め込みによりふた１５をスリーブ３０に装着するようにしてもよい。
さらに、後述する遊動弁体１３の小空気孔１３ａの下部に設けられる小空気孔弁座１３ｂが、弁箱部１０のフランジ２１底面側よりも下部に位置しているため、この小空気孔弁座１３ｂの凍結防止性も向上する。

遊動弁体１３がＯリング１０６に当接してシール可能な構造を確保しつつ、ふた１５の装着時にこのふた１５とスリーブ３０とをＯリング１０３で周面シールする構造であることから、Ｏリング１０３によりこれらの螺合部分からの漏れを防いでいる。ふた１５を取外す場合、Ｏリング１０３によるシール状態が徐々に上にあがり、内圧が減圧される。Ｏリング１０３がスリーブ３０の上端面に達した時にシール状態が解除される。

図１に示すように、本実施形態では、スリーブ３０へのふた１５のネジ込み完了後には、このふた１５の上面側が上フランジ部４０ｂの上面側と略同一平面上に配置するように設けられる。これにより、ふた１５のネジ込みが完了したことを外部から視認できる。

ふた１５は、例えばネジ込み状態から約３．５回転することでスリーブ３０から取外しできるように設けられる。この場合、少なくともふた１５を緩める際の最初の１回転、すなわち、おねじ部１０１とめねじ部５３との螺合の１リードの間は、Ｏリング１０３によるシール状態が維持されることが望ましい。

図５、図８に示すように、ふた１５の上部には十文字状の係合溝１１０が設けられ、この係合溝１１０にふた１５着脱用工具を沿わせて装着可能に設けられる。

図７において、係合溝１１０は、この係合溝１１０に装着した工具、たとえば長尺の棒状の工具を回転させたときに、この工具が空気弁本体１の上部に設けた規制部５０に当接する位置に配置される。本実施形態における規制部はナット部材５０であり、このナット部材５０に、係合溝１１０への装着状態の工具が回転により当接するように設けられているが、空気弁本体１の上部に突出し、係合溝１１０に装着したふた着脱用工具が当接係止可能であれば、その態様にこだわることはない。

図８に示すように、遊動弁体１３、フロート弁体１４は、それぞれ樹脂製または中空のステンレス製などで略円柱状に形成され、これらは積み重ねられた状態でスリーブ３０の内部に着脱可能に装着される。
図６、図７において、遊動弁体１３の中央には小空気孔１３ａが設けられ、この小空気孔１３ａの下部内周にはフロート弁体１４の上面側がシールする小空気孔弁座１３ｂが設けられ、この小空気孔弁座１３ｂには固定部材１３ｃが装着される。スリーブ３０へのネジ込みにより、ふた１５の底面側がスリーブ３０に内挿されていることから、大空気孔１００の底面側の弁座面１０５についても、スリーブ３０の内方位置、すなわち水道本管２側に下がった位置に設けられる。

これにより、弁座面１０５に当接する遊動弁体１３も水道本管２側に下がり、これに伴って遊動弁体１３の小空気孔弁座１３ｂも水道本管２側に下がった位置になる。本実施形態においては、遊動弁体１３が弁座面１０５に当接したときの小空気孔弁座１３ｂの位置が、弁箱部１０のフランジ２１の下面よりも水道本管２側になるように設けられる。そして、空気弁本体１が水道本管２に接続されたときに、小空気孔弁座１３ｂが水道本管２の内部に位置することで、この小空気孔弁座１３ｂ弁座面の凍結を効果的に防止できる。

一方、フロート弁体１４は、遊動弁体１３と略同じ外径で、遊動弁体１３よりも長尺状に形成される。これらのフロート弁体１４、遊動弁体１３は、弁箱２０内の水位に応じて浮力を受け、スリーブ３０に案内されてスムーズに上下移動可能となり、この動作により水道水に含まれる空気が大空気孔１００を介して空気弁本体１の外部に排出可能に設けられる。

図１、図２において、カバー部１２は、少なくともカバー本体１２０、保温材１２１で構成され、弁箱部１０、スリーブ部１１を上方から被覆可能に設けられる。
カバー本体１２０は、例えばステンレス製の板材を材料として断面略コ字形の逆椀状に加工され、このカバー本体１２０の内面側に保温材１２１が装着される。カバー部１２には、二ヶ所にボルト穴１２２が穿孔され、このボルト穴１２２の下方からナット部材５０に螺合されたボルト部材３５のおねじ９１が挿入され、カバー本体１２０の上部より突出したこのおねじ９１の先端側には、袋ナット１２３が螺合され、この袋ナット１２３を締付けることで上方から覆うように固定される。

この場合、カバー本体１２０の裏面側とナット部材５０との間には、ワッシャ状のスペーサ１２４が介在される。袋ナット１２３の締付け時には、ボルト穴１２２の周辺がスペーサ１２４により裏面側から支えられてカバー本体１２０の変形が防止される。さらに、スペーサ１２４を樹脂製とすれば、コストを抑えつつボルト穴１２２周辺の強度を確保できる。スペーサ１２４は、予め保温材１２１に固定されていたり、或は保温材１２１に一体成形されていてもよく、本実施形態では、保温材１２１にインサート成形で固定され、これにより、スペーサ１２４の脱落や紛失が防止されている。

保温材１２１は、カバー本体１２０の内面に当接するように収納され、この保温材１２１の内周面側には排気路１２５が設けられ、ふた１５の大空気孔１００から流れ出る空気が、この排気路１２５を介して外部に排出される。保温材１２１には、ナット部材５０取付用の図示しない挿通孔や、スペーサ１２４装着用の装着凹部１２６が形成されている。

なお、上記実施形態では、ボルト部材３５をフランジ２１底面側からネジ込みにより取付けているが、ボルト部材を植え込みボルトとし、フランジ２１の上面側から螺着してもよい。
また、ボルト部材３５に対して、ナット部材５０を介してスリーブ１１を上昇させることにより連通部２４、２５同士を閉塞させたときに流路閉とし、ナット部材５０を介してスリーブ１１を下降させることにより連通部２４、２５同士を開放させたときに流路開としているが、これらを逆にして、ナット部材５０の下降時に連通部２４、２５同士を閉塞させるようにしてもよい。

弁箱側連通部２４を長穴状、スリーブ側連通部２５を丸穴状に設けているが、これらは逆であってもよく、弁箱側連通部２４に凹部２６、スリーブ側連通部２５に凹状部５６をそれぞれ設けているが、これらのうちの何れか一方を設けるようにしてもよい。

続いて、上述した空気弁本体の組立て手順を説明する。
図１、図２において、先ず、フランジ２１の底面側から、ボルト部材３５を、頭部３５ａが凹状収容部３６に収容されるまでネジ込む。このネジ込みにより、ねじ先３５ｂが所定の高さに設定されながら、おねじ９１がフランジ２１上面側より突出した状態となる。フランジ底面側の環状テーパ溝４１には、Ｏリング４３を嵌め込んで装着する。

続いて、フランジ２１底面側の所定位置に被覆板２３を重ねるように配置し、フランジ２１底面側から弁箱２０をネジ込んでこの弁箱２０をフランジ部２１に固定し、弁箱部１０を構成する。このとき、環状係止部２２が被覆板２３の底面側に係止することで、弁箱２０をフランジ２１の所定位置に装着でき、環状係止部２２とフランジ２１との間に被覆板２３を挟み込むことでその脱落を防止している。

一方、下フランジ部４０ａの上方よりスリーブ３０を挿入してその鍔部５２を係合段部７１に係合させた状態にし、スリーブ３０の外周にＯリング３１、３２、５７をそれぞれ装着する。続いて、スリーブ３０を弁箱２０に対して上方から挿入し、スリーブ３０の下部にＯリング６１、バックアップリング６２の順序で下から装着し、スリーブ３０の下端側に底ふた５１をネジ込んで固着する。これにより、スリーブ３０と底ふた５１との間の装着溝６３にＯリング６１をバックアップリング６２で保護した状態で装着できる。

次いで、ボルト部材３５に、ナット部材５０を下フランジ部４０ａに当接させる程度までネジ込んだ後に、挿通孔７５にナット部材５０を挿入しつつ、下フランジ部４０ａに上フランジ部４０ｂを載置する。この状態で上フランジ部４０ｂの２つの係合孔７８から固着ボルト７７を下フランジ部４０ａの雌螺子部７９に螺合させる。このとき、２つの固着ボルト７７を交互に締め付けて、下フランジ部４０ａ、上フランジ部４０ｂでナット部材５０を均等に挟み込むようにしながら、固着ボルト頭部７７ａが拡径部分に収納されるまで締付ける。

スリーブ３０の内部にフロート弁体１４、遊動弁体１３の順序でこれらを挿入し、挿入孔部７３からおねじ部１０１をめねじ部５３にネジ込むようにしてふた１５をスリーブ３０の所定位置に装着する。

最後に、ナット部材５０の上に保温材１２１とスペーサ１２４が収納されたカバー部１２を弁箱部１０の上から装着し、袋ナット１２３をボルト部材３５に螺着してカバー本体１２０を固定する。以上の手順により、空気弁本体１の組み立てが完了となる。

空気弁本体１を水道本管２に接続する場合、図１に示すように、略水平方向に配管された水道本管２におけるチーズ形状のフランジ部材３の分岐位置に、空気弁本体１が立設状態で装着される。フランジ部材３は、水道本管２への接続部３ａ、空気弁本体１装着用の筒状部３ｂ、空気弁本体１とのフランジ接続部３ｃを有し、フランジ接続部３ｃにボルトナット１３０で空気弁本体１のフランジ２１が固定される。フランジ接続部３ｃは、ＧＦ形（溝付き）の態様に設けられ、その溝部分にシール用ガスケット４が装着され、このガスケット４により空気弁本体１との間がシールされる。この場合、空気弁本体１のフランジ２１下面側に被覆板２３を設けていることで、ガスケットシール領域の防食性が確保され、ガスケット４との密着性が向上した状態で空気弁本体１を接続できる。

空気弁本体１の接続後には、筒状部３ｂ内にスリーブ部１１の下部が挿入された状態となり、このスリーブ部１１や弁箱部１９が水道本管２よりも高い位置に配置される。これにより、スリーブ側連通部２５、弁箱側連通部２４や、充水用の連通孔６０も水道本管２よりも高い位置に設けられる。

水道本管２への接続後において、空気弁本体１の弁箱２０内に水が無い場合には、図１の状態からフロート弁体１４、遊動弁体１３が降下してふた１５の大空気孔１００が開放した状態となり、この状態から急速排気や急速吸気の動作がおこなわれる。

急速排気は、水道本管２に充水するときに、管路内の空気を、大空気孔１００を介して急速に多量に排気する動作となる。急速排気時には、遊動弁体１３、フロート弁体１４はともに浮き上がることなくスリーブ３０の下方に位置するため、大空気孔１００が全開状態になる。これにより、管路内の空気が、空気弁本体１の弁箱側連通部２４、スリーブ側連通部２５、大空気孔１００を介して外部に効率的に排出される。このとき、連通孔６０が一箇所かつ小径に設けられていることにより、この連通孔６０から流入した空気によって、フロート弁体１４、遊動弁体１３が上昇することがないため、大空気孔１００が閉塞することはない。

急速吸気は、管路内の水を排出するときに、空気弁本体１を介して急速に管路内に多量の吸気する動作であり、遊動弁体１３、フロート弁体１４が降下した状態でおこなわれる。この場合、大空気孔１００が開口し、この大空気孔１００、スリーブ側連通部２５、弁箱側連通部２４を介して効率的に吸気し、管路内の排水が迅速におこなわれる。
これら急速排気、急速吸気により、水道本管２への最初の送水や、水道本管２からの排水などの作業を短時間でおこなうことができる。

空気弁本体１内への充水がおこなわれる際には、主に連通孔６０から内部に水が入ることにより、フロート弁体１４を下方から押し上げる力が働く。これにより、フロート弁体１４がスムーズに上昇し、このフロート弁体１４により遊動弁体１３も充水時の所定位置まで確実に上昇する。

空気弁本体１内への充水が完了して管路内が満水状態になったときには、フロート弁体１４、遊動弁体１３が浮力によって上昇した状態となり、遊動弁体１３の上面側がふたの弁座面１０５に密着して大空気孔１００を塞ぎ、かつ、フロート弁体１４が遊動弁体１３の小空気孔１３ａを塞いだ状態となる。これにより、弁室１０２から外部への水の流出が防がれる。

この充水時の圧力下（例えば、呼び径２５の時は、０．１〜０．７５ＭＰａ）において、水道本管２内に混入している空気は徐々に空気弁本体１に集まり、弁室１０２の上部に溜まる。この空気量が一定に達すると、先ずフロート弁体１４のみが降下し、遊動弁体１３の小空気孔１３ａが開いた状態となり、空気の排気がおこなわれる。

空気の排出により弁箱２０内の空気量が少なくなると、フロート弁体１４が水の浮力により上昇して再び小空気孔１３ａを塞ぐ。以上の動作を繰り返すことにより、空気弁本体１を介して本管内に溜まった空気を自動的に弁外に排出する。

次に、本発明の不凍結形空気弁の上記実施形態における作用を述べる。
空気弁本体１の点検や清掃などの補修作業をおこなう場合には、先ず、図１の状態から袋ナット１２３を緩め、カバー部１２を持ち上げるようにして弁箱部１０から取外すようにする。この状態で、図６において、２つのナット部材５０の係止面９３にスパナ等の工具を係止して緩める方向（ナット部材５０が上昇する方向）に少しずつ交互に回転させる。このとき、ナット部材５０の環状鍔部９２が上フランジ部４０ｂの段状部７６、上フランジ部４０ｂと一体の下フランジ部４０ａの係合段部７１がスリーブ３０の鍔部５２にそれぞれ係合していることで、フランジ部４０、スリーブ３０も上昇し、スリーブ３０が弁箱２０に対して上昇して、図７に示すように連通部２４、２５を相互に閉塞させ、空気弁本体１と水道本管２との流路を遮断状態にできる。

このとき、装着溝６３に装着されたＯリング６１が弁箱の拡径シール溝３３内に嵌まり込み、Ｏリング６１によりスリーブ３０と弁箱２０の下端側とをシールする。これにより、連通孔６０を遮断状態として水の浸入を防止できる。
以上の連通部２４、２５の閉塞、連通孔６０の遮断状態、及びフロート弁体１４、遊動弁体１３が小空気孔１３ａ、大空気孔１００を塞いだ状態により、弁室１０２内に水圧が内封される。
この状態において、ふた１５を取外すことにより、内部の遊動弁体１３、フロート弁体１４を取り外してこれらの部品や内部の補修作業を実施できる。

このように、ナット部材５０とボルト部材３５との螺合を介してスリーブ部１１を上昇させていることにより、水道本管２内の水圧を利用することなく、手動で強制的に流路を遮断できる。この場合、ふた１５の上面側に不要な着脱用ボルトやナット等の締付け部品がなく、ナット部材５０のみを回転すればよいため作業を簡略化でき、作業工程を誤ることなく容易に流路を開閉できる。

しかも、ナット部材５０をフランジ部４０に対して位置規制しつつ回動可能に装着していることにより、スリーブ部１１がナット部材５０とともに回転することがなく、スリーブ部１１を非回転状態で弁箱部１０に対して上昇できる。このため、スリーブ部１１の回転によるＯリングの損傷を防止してシール性を確保し、工具の取り回しスペースを小さくすることもできる。

図９において、ふた１５を取外す場合、このふた１５をスリーブ部１１の上部に着脱自在にネジ込んでいることで、図９（ａ）の状態から図９（ｂ）の状態まで移動幅Ｔの分だけ緩めて上昇させたときに、この上昇に伴って空気弁本体１の弁室１０２内の容積を拡張して内封された水圧を減圧できる。このとき、ふた１５外周側に装着したＯリング１０３でスリーブ部１１との間をシールして漏れの防止状態を保持でき、しかも、ふた１５をネジ込んで取付けていることで、このふた１５が一度に抜け出すおそれもない。

さらに、ふた１５をやや緩めた後にスリーブ部１１とのシール位置を解除する位置に、例えば、ふた１５を約１．５回転した位置までＯリング１０３を配置していることで、ふた１５を約１回転させることでやや緩めて図９（ｂ）の状態まで弁室１０２の容積を拡張した後に、さらに少しずつふた１５を緩めることでＯリング１０３による側面シールを徐々に解除して、ネジ込み部分の隙間、すなわち、おねじ部１０１とめねじ部５３の隙間から、いわゆる「漏れ現象」を利用して弁室１０２内の水圧を徐々に抜いて、スリーブ３０上端側が一度に開口することを防止できる。このようにして、ふた１５を約３．５回転することで、弁室１０２内を徐々に減圧することにより水の噴き出し現象を防止しながらふた１５を取外しできるため、安全な補修作業が実施可能となる。

図８において、ふた１５の上部に、十文字状の工具装着用の係合溝１１０を設けていることにより、この係合溝１１０にスパナ等の工具を縦方向に差し入れてふた１５を回転操作できる。このため、ふた１５の上部側に余分なボルトやナット等を突出させることなく補修作業を実施でき、部品点数も削減できる。

しかも、係合溝１１０に装着した工具を回転させたときに、この工具がナット部材５０に当接する位置に係合溝１１０を設けていることにより、工具を略９０°回転する度にこの工具が規制部５０に当接係止し、それ以上の回転を防いでいる。続いて、工具を係止溝１１０の縦方向に交差する横方向に差し入れることで、作業者が作業位置を変えることなく同様にふたを９０°回転できる。この繰り返しによって専用工具を用いることなくふた１５をスリーブ３０から着脱でき、このふた１５の一度による緩め操作を防止することにより、弁室１０２からの水の噴き出しを確実に防止する。

以上のように、空気弁本体１の補修時には、この空気弁本体１を水道本管２（フランジ部材３）から取外すことなく、連通部２４、２５や連通孔６０を塞いで、水道本管２から外部への漏れを塞いだ状態で内部部品を取外すことができる。

補修作業後には、上記と逆の手順で空気弁本体１を組立てて、水道本管２との流路を開状態に戻すようにすればよい。流路を開状態にする場合には、２つのナット部材５０を工具で締める方向（ナット部材５０が下降する方向）に少しずつ交互に回転させる。これによってナット部材５０底面が下フランジ部４０ａ上面側に当接してこの下フランジ部４０ａが下降し、上フランジ部４０ｂの縮径部７４が鍔部５２を押圧することでスリーブ３０が下降する。このようにして、スリーブ部１１と弁箱部１０との連通部２４、２５を相互に開放させて流路を開状態に戻すことができる。

図１０においては、本発明の不凍結形空気弁の他の実施形態を示している。なお、この実施形態以降において、それ以前の実施形態と同一箇所は同一符号によって表し、その説明を省略する。
この実施形態では、図１０（ａ）に示すように、スリーブ３０の連通部２５の上方、具体的には、Ｏリング５７よりも上方に弁室１０２内の残圧抜き用の貫通孔１４０が設けられる。この場合、補修時等には弁箱２０に対してスリーブ３０を上昇させ、図１０（ｂ）に示すように、貫通孔１４０が弁箱２０の上端付近に達したときに、貫通孔１４０と弁箱２０とのシール状態が解除され、弁室１０２内の水圧が貫通孔１４０から排出される。このため、空気弁本体１と水道配管２との流路を、遮断動作に伴って自動的に弁室１０２内の水圧を抜くことが可能となる。図において、スリーブ３０に貫通孔１４０を形成する場合には、貫通孔１４０の上方にシール用Ｏリング１４１を別途設けることにより、補修時以外での貫通孔１４０から弁室１０２内の水圧が抜けることを防止するとよい。

弁箱２０の上部内周には、上部に向かって拡径するテーパ面部１４２が設けられており、このテーパ面部１４２を介して貫通孔１４０から水圧が外部に排出される。そのため、貫通孔１４０が弁箱２０の上端に達していないスリーブ３０の上昇位置がやや低い状態でも残圧を抜くことができる。テーパ面部１４２は、空気弁本体１の組立時にスリーブ３０を弁箱２０に挿入する際に、Ｏリング１４１の損傷を防止する機能も有する。
さらに、上記テーパ面部１４２により、上昇後のスリーブ３０を下降させるときのＯリング１４１への摺動抵抗を減少してＯリング１４１の損傷を防止することもできる。

図１１〜図１３においては、本発明の不凍結形空気弁の更に他の実施形態を示している。この実施形態における空気弁本体１５０では、スリーブ部１１が、底ふた１５１、スリーブ３０、フランジ部４０、ナット部材５０、ふた１５を有し、スリーブ部１１の内部には、前記実施形態と同様に、遊動弁体１３、フロート弁体１４が内蔵される。

図１４に示した底ふた１５１は、略円柱状の基部１５２と、この基部１５２の上部に位置する環状突部１５３、基部１５２の下部に位置する拡径部１５４とを有し、スリーブ３０の下部開口側に取付けられて被蓋可能に設けられる。
基部１５２の上面には、所定の幅及び深さにより環状溝１６０が形成され、この環状溝１６０との交差方向には、環状溝１６０と外部とを連通する連通孔１６１が形成される。環状溝１６０は、基部１５２の上面に同心状態に設けられる。

連通孔１６１は、前述の実施形態の場合と同様に、例えば、穴径φ６ｍｍ程度の小径により、底ふた１５１の下部の少なくとも一箇所に形成され、この連通孔１６１を介して環状溝１６０からスリーブ部１１内に充水可能となる。連通孔１６１は、例えば、底ふた１５１の側面から環状溝１６０に向けてドリルの穿孔により形成され、ドリルを環状溝１６０に到達するまで進めることで容易に形成される。図示しないが、基部１５２には、環状溝１６０を設けることなく連通孔１６１を形成してもよく、この場合、基部１５２の上面、側面のそれぞれからドリルで穿孔して互いに連通させることで容易に形成可能となる。連通孔１６１は、例えば、放射状に複数個形成してもよく、これにより、フロート弁体１４の真下への均等な充水が可能になる。

環状溝１６０よりも中央側には、適宜の外径、高さにより円錐台１６２が形成され、この円錐台１６２には、フロート弁体１４の底面中央に形成された円錐台部１６３が、フロート弁体１４の降下時に当接可能に設けられる。前述の連通孔１６１は、円錐台１６３よりも下部に位置していることから、降下したフロート弁体１４の底面よりも下部に位置することになる。

環状突部１５３の外周には雄螺子部１７０が形成され、この雄螺子部１７０は、スリーブ３０の下部内周に形成された雌螺子部１７１に螺合可能に設けられている。これら雄螺子部１７０と雌螺子部１７１とを螺合させることで、底ふた１５１がスリーブ３０の下部に取付けられる。

拡径部１５４は、基部１５２よりも拡径した円板状に形成され、この拡径部１５４の上面１５４ａが、弁箱２０の下端部２０ａと当接可能に設けられる。これらの当接により、前述の実施形態と同様にリフトストッパ機能が発揮され、図１３に示すスリーブ部１１上昇時の位置が規制可能となる。底ふた１５１の拡径部１５４のやや上部にはＯリング１７２が装着され、このＯリング１７２により、底ふた１５１外周と弁箱２０内周との間がシールされる。拡径部１５４の外周側には、平行二面部１７３が形成され、この平行二面部１７３を工具で把持して回転することにより、底ふた１５１を容易に取付け可能となる。

この場合、前述したように、底ふた１５１に連通孔１６１が形成され、この連通孔１６１と拡径部１５４との間にＯリング１７２が装着されている構造であることから、リフトストッパ時にはＯリング１７２が拡径部１５４に当たることで、脱落方向に移動するおそれがない。このため、バックアップリングを用いることなくＯリング１７２の損傷やねじれを防止でき、部品点数を削減しながら単純化した取付構造でＯリング１７２を装着することも可能になる。

図１３の流路の閉塞状態では、外部からの水は、底ふた１５１の拡径部１５４と弁箱部１０下端との間から浸入しようとする。この場合、底ふた１５１と弁箱部１０との間に設けたＯリング１７２により１箇所で水を確実にシールできるため、止水性能を向上することが可能になる。

なお、図１の構造の空気弁本体１の場合には、図７の流路の閉塞状態において、外部からの水が底ふた５１と弁箱部１０との隙間から水が浸入しようとしたときに、この水は、底ふた５１と弁箱部１０との間と、底ふた５１とバックアップリング６２との間に進むことが考えられる。この場合、底ふた５１と弁箱部１０との間は、Ｏリング６１により塞がれた状態になるが、底ふた５１とバックアップリング６２との間には水が進み、この水が雄螺子部１７０と雌螺子部１７１との間から浸入するおそれがある。このため、これら雄螺子部１７０と雌螺子部１７１との間に、シール剤などの止水対策を必要とする場合もある。

図１１に示した空気弁本体１５０に対して、初期充水がおこなわれる際には、主に、底ふた１５１の連通孔１６１から環状溝１６０に水が入り、この環状溝１６０から水の力がフロート弁体１４に加わる。その際、前述したように、連通孔１６１が、降下したフロート弁体１４の底面よりも下部に位置していることにより、フロート弁体１４の底面に向けて真下方向から水圧が加わって、このフロート弁体１４、及び遊動弁体１３を上方に押し上げる力が働くようになっている。

このことから、初期充水時に勢いの強い水が連通孔１６１から入った場合にも、この水が降下状態のフロート弁体１４に対して下面から当たってスリーブ３０内面に押し付けることがなく、フロート弁体１４の浮力を流水が阻害することがない。さらに、フロート弁体１４の傾きが防がれることで、フロート弁体１４とスリーブ３０との間に余分な摩擦力が発生することもない。これらにより、充水時のフロート弁体１４、遊動弁体１３の動作が妨げられることがなく、図１２に示すように、フロート弁体１４、遊動弁体１３をスムーズに上昇移動させながら充水をおこなうことができる。

しかも、基部１５２上面に同芯状態で環状溝１６０を形成しているため、この環状溝１６０を介して図１１に示す降下状態のフロート弁体１４の底面に均等に水圧を加えることができ、このフロート弁体１４、遊動弁体１３に傾く方向の力が加わることがないことで、図１２の状態までその上昇動作を安定できる。
さらには、図１１の降下時のフロート弁体１４は、円錐台部１６３が底ふた１５１の円錐台１６２に当接した状態になっているため、フロート弁体１４と底ふた１５１との接触面積が小さく抑えられる。これによって、フロート弁体１４が上昇しようとするときに、底面側が底ふた１５１に付着するおそれがなく、フロート弁体１４の底部外周の水を受ける面積が広くなることで浮きやすくなり、充水機能に寄与する。

空気弁本体１５０に対して点検や清掃などの補修作業を実施する場合には、前述の実施形態と同様にして、先ず、カバー部１２を弁箱部１０から取外すようにする。

次に、ナット部材５０を工具で上昇方向に回転させてフランジ部４０、スリーブ３０を弁箱２０に対して上昇させる。スリーブ３０の上昇時には、拡径部１５４の上面１５４ａが弁箱２０の下端部２０ａに当接してリフトストッパ機能が発揮され、スリーブ部１１が弁箱２０の所定位置で停止する。これにより、図１３に示すように、連通部２４、２５が相互に閉塞され、空気弁本体１５０と水道配管２との流路が遮断される。

このとき、Ｏリング１７２により、底ふた１５１と弁箱２０との間がシールされることで、連通孔１６１が遮断状態になり、内部への水の浸入が阻止される。
このように、連通部２４、２５を閉塞し、連通孔１６１を遮断し、フロート弁体１４、遊動弁体１３により小空気孔１３ａ、大空気孔１００を塞いで弁室１０２内の水圧を内封し、この状態でふた１５を取外すことにより、遊動弁体１３、フロート弁体１４を取り外し、これらの部品や内部の補修作業を実施可能になる。

なお、この実施形態では、底ふた１５１に連通孔１６１を設け、底ふた１５１を、スリーブ３０の雌螺子部１７１に対して、雄螺子部１７０を螺子込んで一体化しているが、連通孔１６１が降下したフロート弁体１４の底面よりも下方に位置する構成であれば、底ふた１５１とスリーブ３０との取付け構造にこだわることはない。このため、例えば、連通孔をスリーブ３０側に形成するなどの各種の構造に設けることもできる。

１、１５０ 空気弁本体
２ 水道本管（外部配管）
１０ 弁箱部
１１ スリーブ部
１２ カバー部
１３ 遊動弁体
１４ フロート弁体
２１ フランジ
２４ 弁箱側連通部
２５ スリーブ側連通部
３０ スリーブ
３１、３２、５７ Ｏリング
３５ ボルト部材
３５ａ ボルト頭部
３５ｂ ねじ先
３６ 凹状収容部
４０ フランジ部
４０ａ 下フランジ部
４０ｂ 上フランジ部
５０ ナット部材

Claims (7)

1. 弁箱部内に遊動弁体とフロート弁体とを収容したスリーブ部を上下動可能に装着して外部配管との流路を遮断可能に設けた不凍結形空気弁であって、前記弁箱部の上部にボルト部材を立設し、このボルト部材への螺合状態で前記スリーブ部を前記弁箱部に対して非回転状態で強制的に上昇或は下降させ、これらスリーブ部と弁箱部とにそれぞれ設けた連通部を相互に閉塞又は開放状態で前記外部配管との流路を開閉可能に設けたことを特徴とする不凍結形空気弁。
2. 前記スリーブ部の上端にフランジ部を設け、このフランジ部に前記ボルト部材に螺合するナット部材を位置規制状態で、かつ回動可能に装着し、前記フランジ部を介して前記スリーブ部を昇降動させた請求項１に記載の不凍結形空気弁。
3. 前記ボルト部材を前記弁箱部に設けたフランジの底面側からネジ込み、前記ボルト部材のボルト頭部を前記フランジに形成した凹状収容部に収納した請求項２に記載の不凍結形空気弁。
4. 前記ボルト部材の長さは、前記スリーブ部と前記弁箱部との連通部の閉塞状態で、前記ナット部材の上面と当該ボルト部材のねじ先とが略同じ高さになるように設定した請求項２又は３に記載の不凍結形空気弁。
5. 前記ボルト部材の先端側に前記弁箱部と前記スリーブ部とを上方から被覆するカバー部を固着した請求項１乃至４の何れか１項に記載の不凍結形空気弁。
6. 前記スリーブ部を構成するスリーブの外周に前記弁箱部の内周に密着シールするＯリングを適宜数装着し、このＯリングにより開放状態の前記連通部の周囲をシールした請求項１乃至５の何れか１項に記載の不凍結形空気弁。
7. 前記フランジ部を上下に分割し、これらの上下フランジ部の間に前記ナット部材を係合状態で装着した請求項２乃至６の何れか１項に記載の不凍結形空気弁。

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