JP6601949B2

JP6601949B2 - 空気弁

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Publication number: JP6601949B2
Application number: JP2015177775A
Authority: JP
Inventors: 勝也清水
Original assignee: Kyowa Industrial Co Ltd
Current assignee: Kyowa Industrial Co Ltd
Priority date: 2015-09-09
Filing date: 2015-09-09
Publication date: 2019-11-06
Anticipated expiration: 2035-09-09
Also published as: JP2017053436A

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１２〜図１３に示す空気弁１０１と図１４〜図１６に示す空気弁１０１’は、従来の構造を示すものであり、本願発明者が発明者である特許文献１、特許文献２で開示されたものと略同様の構造のものである。

空気弁１０１は、基本構造として、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を塞ぎ得る遊動弁体１０７と、を備えるものである。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、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は、通常は、空気弁１０１と水道管の間に、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を介して弁箱１０２の中空部１０２ｃへ水が浸入する前、すなわち多量排気が行われる前は、図１２（ｂ）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。補修弁１００のコックが開かれ、水道管から補修弁１００を介して弁箱１０２の中空部１０２ｃへ水が浸入してくると、弁箱１０２の中空部１０２ｃの空気は、弁体案内１０５の窓孔１０５ａを経由しながら水圧に押されて大空気孔１０３ａから急速に排出（多量排気）される。同時に、遊動弁体１０７及びフロート弁体１０６は、弁体案内１０５の内側面にガイドされながら水位の上昇に従って浮き上がる。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を塞ぐ。

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１３（ａ）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１３（ｂ）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の空気が再度多くなると、再度少量排気が行われる。

ところで、空気弁は屋外の、例えば、道路に設けられたピット内等いろいろな場所に設置されているが、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。その対策として、空気弁１０１’は、上記の空気弁１０１の構造に栓体１０８を追加した構造となっている。すなわち、空気弁１０１’は、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、上記の空気弁１０１の構造と同様の弁箱１０２、内蓋体１０３、外蓋体１０４、弁体案内１０５、フロート弁体１０６、遊動弁体１０７、を備え、かつ、栓体１０８を備えるものである。

栓体１０８は、空気弁１０１’が空気弁１０１と同様に多量排気の状態（図１２（ｂ）参照）から少量排気の状態（図１３（ａ）、（ｂ）参照）になった後、適当なときに、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、内蓋体１０３と外蓋体１０４の間に装着して用いられる。栓体１０８の装着は、外蓋体１０４を取り外して大空気孔１０３ａを塞ぐように栓体１０８を載置し、再び外蓋体１０４を取り付けることにより行う。そのとき、栓体１０８は、内蓋体１０３及び外蓋体１０４の両方に押さえ付けられることによって、それら両方に隙間なく密接し、上下に移動しないように固定される。よって、内蓋体１０３と栓体１０８との接触部は、空気が漏れない状態となる。

栓体１０８は、図１５及び図１６に示すように、略円柱状の基部１８０の中に、下方が開口した内空部１０８ａが形成されている。栓体１０８が内蓋体１０３と密接したときには、大空気孔１０３ａを塞ぎ、かつ、内空部１０８ａが遊動弁体１０７の小空気孔１０７ａに連通する。また、基部１８０の一部分は内空部１０８ａを形成する壁１８０ａであり、内空部１０８ａから壁１８０ａの外面に貫通する第２小空気孔１０８ｂが形成されている。従って、栓体１０８が内蓋体１０３に密接すると、内空部１０８ａは、第２小空気孔１０８ｂと小空気孔１０７ａ以外に、空気の通路はない。なお、第２小空気孔１０８ｂは、１個又は複数個形成することができる。第２小空気孔１０８ｂが１個だけ形成された場合は、少量排気時に第２小空気孔１０８ｂから内空部１０８ａの空気を排出するとき、弾性体１８１を押し広げる圧力が安定し易くなる。

内空部１０８ａを形成する壁１８０ａの外面には、所定の弾性力でもって密接して第２小空気孔１０８ｂを塞ぎ得るリング状の弾性体１８１が設けられている。この弾性体１８１の直径は、第２小空気孔１０８ｂの直径よりも大きいものである。弾性体１８１は、壁１８０ａの外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ている。より詳細には、壁１８０ａの外面における第２小空気孔１０８ｂの開口部の位置にリング状の凹部が形成されており、それに弾性体１８１が嵌り込んでいる。

少量排気時、栓体１０８の内空部１０８ａには、遊動弁体１０７の小空気孔１０７ａから排出された空気が溜まる。空気溜まりＡの空気が多くなると、図１４（ａ）及び図１５に示すように、フロート弁体１０６が押し下げられ、その空気が栓体１０８の内空部１０８ａに入り、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１０８ｂ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１８１を押し広げる。そうすると、弾性体１８１と壁１８０ａの間に隙間ができて第２小空気孔１０８ｂから内空部１０８ａの空気が流出し、弁箱１０２の外方へ排出される。

そして、空気溜まりＡの空気が少なくなると、図１４（ｂ）及び図１６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を塞ぎ、弁箱１０２の中空部１０２ｃは密封状態となる。それとともに、内空部１０８ａの空気の圧力が設定圧力よりも低くなると、弾性体１８１は第２小空気孔１０８ｂを塞ぎ、内空部１０８ａも完全に密封状態となる。

このように、栓体１０８が装着された空気弁１０１’は、外部の圧力が弁箱１０２の中空部１０２ｃの圧力よりも低いときは、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て外部からそれらが浸入しようとしたときは、面積が広い大空気孔１０３ａは栓体１０８が塞いでおり、第２小空気孔１０８ｂはテンションがかかった状態で弾性体１８１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１０１’は、簡便な構造であっても、雨水等の外部からの侵入に対する阻止能力が非常に高く、また、空気弁１０１’が傾いていても弱まらない。

特開２００９−１２１６７８号公報特開２０１３−３６５０４号公報

しかし、空気弁１０１’において、内空部１０８ａの設定圧力に対して、よりレスポンス良く排気動作が行われるようにするには、第２小空気孔１０８ｂの孔径を大きくすることが考えられる。この場合、雨水等の外部からの侵入に対する阻止能力が低下することのないようにしなければならない。第２小空気孔１０８ｂの孔径を大きくした場合、弾性体１８１による密封性を確保するために弾性体１８１の線径も大きくすることになり、逆にレスポンスが悪くなることも起こり得る。

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、設定圧力に対してレスポンスの良い排気動作が可能で、かつ、雨水等の外部からの侵入に対する阻止能力が高い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を塞ぎ得る遊動弁体と、前記大空気孔を塞ぎ得るものであって、前記大空気孔を塞いだ状態で前記小空気孔に連通する内空部及び該内空部を形成する壁を貫通する複数個の第２小空気孔を有し、前記壁の外面に所定の弾性力でもって密接して前記複数個の第２小空気孔を塞ぎ得る閉じたリング状の弾性体が設けられている栓体と、を備える空気弁であって、前記複数個の第２小空気孔は、各々が放射状に形成されており、それらの全てが、流出する空気によって該複数個の第２小空気孔の外側に設けられた前記閉じたリング状の弾性体が一方向に押し広げられるように、密集して設けられ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、前記複数個の第２小空気孔の全ての中心は、前記弾性体の中心点のまわり１０度〜４５度の範囲内に設けられていることを特徴とする空気弁。

請求項３に記載の空気弁は、請求項２に記載の空気弁において、前記複数個の第２小空気孔の全ての中心は、前記弾性体の中心点のまわり２５度〜３５度の範囲内に設けられていることを特徴とする。

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、前記大空気孔の上方を覆うように設けられる外蓋体と長尺の板材が断面コ字状に屈曲している補強ブリッジとを更に備え、該補強ブリッジが前記外蓋体と前記栓体との間に挟ま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、設定圧力に対してレスポンスの良い排気動作が可能で、かつ、雨水等の外部からの侵入に対する阻止能力が高いものとすることができる。

本発明の実施形態に係る空気弁の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。同上の空気弁の少量排気時の二つ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平面図である。同上の空気弁の少量排気時の栓体を装着した後の二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を装着した後の一つの状態を示す断面拡大部分図である。同上の空気弁の少量排気時の栓体を装着した後のもう一つの状態を示す断面拡大部分図である。同上の空気弁の栓体を拡大して示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図、（ｃ）が底面図である。同上の空気弁の栓体をＡ−Ａで示す線で切断した断面図であって、（ａ）が拡大して示すもの、（ｂ）が更に拡大して示すものである。同上の空気弁において補強ブリッジを用いた例の少量排気時の栓体を装着した後の一つの状態を示す断面拡大部分図である。同上の空気弁における補強ブリッジを示すものであって、（ａ）が平面図、（ｂ）が正面図、（ｃ）が断面図である。同上の空気弁の別の装着方法を用いる栓体で装着した後の一つの状態を示す断面拡大部分図である。従来の空気弁の（ａ）正面図、（ｂ）断面図である。従来の空気弁の少量排気時の二つの状態を示す断面図である。従来の空気弁の少量排気時の栓体を装着した後の二つの状態を示す断面図である。従来の空気弁の少量排気時の栓体を装着した後の一つの状態を示す断面拡大部分図である。従来の空気弁の少量排気時の栓体を装着した後のもう一つの状態を示す断面拡大部分図である。

以下、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施形態に係る空気弁１は、基本構造として、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（カバー）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、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、その外側面の周方向に２個のレバー２１、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は、通常は、空気弁１と水道管の間に、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、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、３Ｂと、が一体的に形成されてなる（図３参照）。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、その端部である差し込み部分３Ｂａが薄くなるように段差が形成されており、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（図３（ａ）参照）。

内蓋体３の装着は、内蓋体操作部３Ｂ、３Ｂを把持し、その差し込み部分３Ｂａ、３Ｂａが弁箱２の凹み部２ｅ、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１など参照）。そして、内蓋体３を回転（図３では時計回りに回転）させ、内蓋体操作部３Ｂ、３Ｂの差し込み部分３Ｂａ、３Ｂａを弁箱２の凹み部２ｅ、２ｅから周方向に形成した溝に差し込む（図３（ｂ）参照）。それから、レバー２１、２１を倒して、その係合部２１ｂ、２１ｂが係合溝３ｂを両側から圧接するようにする。

外蓋体４は、頂部を有した円筒状であり、取手付き螺子４１によって横方向から、ボルト４２によって上側から弁箱２に取り付けられる。

弁体案内５は、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、略円柱状であり、また、その上下方向の長さが横方向の長さ（直径）よりも長い、すなわち長尺である。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。

栓体８は、空気弁１が少量排気の状態のときに、図４〜図６に示すように、内蓋体３と外蓋体４の間に装着して用いられる。つまり、当初に多量排気を行った後に、外蓋体４を取り外して大空気孔３ａを塞ぐように栓体８を載置し、再び外蓋体４を取り付けることにより栓体８の装着を行う。そのとき、栓体８は、内蓋体３及び外蓋体４の両方に押さえ付けられることによって、それら両方に隙間なく密接し、上下に移動しないように固定される。よって、内蓋体３と栓体８との接触部は、空気が漏れない状態となる。なお、栓体８が外蓋体４とともに又は外蓋体４を基準に降下したり上昇したりできるように、別途、栓体昇降制御機構（例えば、特開２０１４−１５２７８５号記載のもの）を設け、栓体８が下降したとき大空気孔の３ａ上方を塞ぐようにして栓体８を装着することも可能である。

栓体８は、図７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。栓体８が内蓋体３と密接したときには、大空気孔３ａを塞ぎ、かつ、内空部８ａが遊動弁体７の小空気孔７ａに連通する。また、基部８０の一部分は内空部８ａを形成する壁８０ａであり、内空部８ａから壁８０ａの外面に貫通する複数個（例えば、４個）の第２小空気孔８ｂ（図８参照。）が形成されている。従って、栓体８が内蓋体３に密接すると、内空部８ａは、複数個の第２小空気孔８ｂと小空気孔７ａ以外に、空気の通路はない。なお、内空部８ａは、上下に貫通するものであってもよいが、その場合は、栓体８と外蓋体４との間は空気が漏れない状態にする必要がある。

内空部８ａを形成する壁８０ａの外面には、所定の弾性力でもって密接して複数個の第２小空気孔８ｂを塞ぎ得るリング状の弾性体８１が設けられている。この弾性体８１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。弾性体８１は、壁８０ａの外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ている。より詳細には、壁８０ａの外面における複数個の第２小空気孔８ｂの開口部の位置にリング状の凹部が形成されており、それに弾性体８１が嵌り込むようにしている。弾性体８１としては、図７等に示すようなＯリングが好ましいが、断面形状が薄い方形状の帯状のリング体、或は、断面形状が角状のリング体を用いることも可能である。また、栓体８及びリング状の弾性体８１の平面視形状は、通常は円形であるが、この形状に限られることなく、楕円形状或は多角形状などであっても良い。

なお、栓体８は、内蓋体３と外蓋体４の間に装着され易いように、適度に柔軟性を有するＡＢＳ樹脂などの合成樹脂製のものが好適に用いられ、また、内蓋体３との間が良好に空気が漏れない状態になるように、図７等に示すように、ゴム製等のパッキン（Ｏリング）８２が用いられるのが好ましい。

複数個の第２小空気孔８ｂの詳細については、後述する。

この空気弁１の動作は、以下の通りである。水道管から補修弁１００を介して弁箱２の中空部２ｃへ水が浸入する前、すなわち多量排気が行われる前は、図１（ｂ）に示すように、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。栓体８は、別のところに保管されている。補修弁１００のコックが開かれ、水道管から補修弁１００を介して弁箱２の中空部２ｃへ水が浸入すると、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。同時に、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る。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を塞ぐ（図２（ａ）等参照）。

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２（ａ）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２（ｂ）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の空気が再度多くなると、再度少量排気が行われる。

この少量排気時になった後は、適当なときに、栓体８を内蓋体３と外蓋体４の間に装着する。具体的には、補修弁１００のコックを閉じ、取手付き螺子４１とボルト４２を弁箱２から外して外蓋体４を取り外し、それから、大空気孔３ａを塞ぐように栓体８を載置し、再び外蓋体４を取り付けて補修弁１００のコックを開くようにする。栓体８を装着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４（ａ）及び図５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８１を押し広げる。そうすると、弾性体８１と壁８０ａ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４（ｂ）及び図６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、弾性体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の空気が再度多くなると、再度少量排気が行われる。

このように、栓体８が装着された空気弁１は、外部の圧力が弁箱２の中空部２ｃの圧力よりも低いときは、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て外部からそれらが浸入しようとしたときは、面積が広い大空気孔３ａ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弾性体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、非常に高く、また、空気弁１が傾いていても弱まらない。

このように、空気弁１は、簡便な構造で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構造となっている。

複数個の第２小空気孔８ｂの全ては、図８に示すように、流出する空気によって弾性体８１が一方向に押し広げられるように、密集して設けられている。それにより、弾性体８１は、第２小空気孔８ｂの各々から流出する空気で、内空部８ａの圧力に応じて一方向に確実に押し広げられ、その一方向以外の部分は栓体８の壁８０ａの外面、より詳細にはリング状の凹部に確実に密接するようになる。その結果、空気弁１は、設定圧力に対して安定してレスポンスの良い排気動作が可能となり、かつ、排気動作以外では弾性体８１による密封性が高く、雨水等の外部からの侵入に対する阻止能力が高いものとすることができる。それに対して、仮に複数個の第２小空気孔８ｂが分散して設けられている場合には、弾性体８１は、第２小空気孔８ｂの各々から流出する空気で独立に押し広げられ多方向に押し広げられ、栓体８の壁８０ａの外面、より詳細にはリング状の凹部から離れ易い。その場合、内空部８ａの圧力によっては、弾性体８１が位置ずれを起こしたり、リング状の凹部から外れたりし易くなる。

複数個の第２小空気孔８ｂの各々は、放射状に形成されている。これは、複数個の第２小空気孔８ｂの各々から流出する空気をできるだけ垂直に弾性体８１に当ててそれを押し広げられ易くするためである。

第２小空気孔８ｂの全ては、上述の通り密集しており、それらの中心Ｐは限られた範囲（角度）θ内に設けられている。第２小空気孔８ｂの全ての中心Ｐは、好ましくは、弾性体８１の中心点Ｃのまわり１０度〜４５度の範囲θ内、より好ましくは２５度〜３５度の範囲θ内、に設けるのが良い。第２小空気孔８ｂの全ての中心Ｐが設けられる範囲θが１０度未満では、密封性を損なうことなく設定圧力に対してレスポンスの良い孔径及び数の第２小空気孔８ｂを形成することが容易ではなくなる。第２小空気孔８ｂの全ての中心Ｐが設けられる範囲θが４５度よりも大きくなると、弾性体８１の位置ずれが起こる可能性が増してくる。

第２小空気孔８ｂの個数は、好ましくは、２〜６個、より好ましくは３〜５個、とするのが良い。第２小空気孔８ｂの個数を１個にすると、設定圧力に対してレスポンスを良くするために第２小空気孔８ｂの孔径を大きくする必要性が高くなり、上述の通り、密封性などの点で好ましくなくなる。また、第２小空気孔８ｂの個数を７個以上にすると、上述した第２小空気孔８ｂの全ての中心Ｐが設けられる好ましい範囲をできるだけ超えないように第２小空気孔８ｂの孔径を小さくする必要性が高くなり、孔径の余り小さいものを多数個設けることは、作業性（製造やメンテナンスなどの容易さ）の点で好ましくなくなる。

栓体８は、大きさや形状等を変形して、空気弁１以外にもさまざまな空気弁に適用できる。その適用の具体例の説明は省略するが、上記の特許文献２の図８〜図１２とそれに対応する明細書の部分で説明した空気弁などに適用できる。

また、栓体８は、内空部８ａの圧力が高めになっても上方にずれないように、外蓋体４によって下方にしっかりと押さえ付けられている。そのため、外蓋体４の頂部においては、栓体８が位置する部分に強い上向きの圧力がかかる。この圧力によって外蓋体４が変形しないように、外蓋体４の頂部の肉厚を厚くするか、外蓋体４にリブ等を形成して補強するか、或いは、図９に示すように補強ブリッジ９が外蓋体４と栓体８の間に挟まれるようにするのが好ましい。補強ブリッジ９は、既存の空気弁に栓体８を付設して空気弁１として使用する場合などに好適である。詳細には、補強ブリッジ９は、図１０（ａ）〜（ｃ）に示すように、長尺の板材が、両方のフランジ部９ａ、９ａを有するように、断面コ字状に屈曲しているものである。両方のフランジ部９ａ、９ａにより、栓体８からの圧力が吸収される。なお、補強ブリッジ９は、位置ずれ防止のために、外蓋体４に両面テープ等により位置固定するのが好ましい。

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、栓体をその両者間に装着する内蓋体と外蓋体は、様々なものが可能である。また、栓体は、内蓋体と外蓋体との間に装着し上下に移動しないように固定することで、簡便な構造で迅速かつ確実に大空気孔を塞ぐことができるが、場合によっては、外蓋体を用いずに、固定具（例えば、螺子、ボルト、ナットなど）によって栓体を内蓋体に装着することも可能である。例えば、図１１に示すように、内蓋体３に雌ねじ、栓体８に貫通孔を形成しておいて、螺子８３で栓体８を内蓋体３に固定することもできる。このようにすると、使用状況や使用環境によっては外蓋体を外したまま、或いは、外蓋体が元々存在しないような特別形状のものにも、適用可能である。

１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
５弁体案内
６フロート弁体
７遊動弁体
７ａ遊動弁体の小空気孔
８栓体
８ａ内空部
８ｂ第２小空気孔
８０ａ内空部を形成する壁
８１弾性体
９補強ブリッジ
Ｐ第２小空気孔の中心

Claims

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を塞ぎ得る遊動弁体と、前記大空気孔を塞ぎ得るものであって、前記大空気孔を塞いだ状態で前記小空気孔に連通する内空部及び該内空部を形成する壁を貫通する複数個の第２小空気孔を有し、前記壁の外面に所定の弾性力でもって密接して前記複数個の第２小空気孔を塞ぎ得る閉じたリング状の弾性体が設けられている栓体と、を備える空気弁であって、
前記複数個の第２小空気孔は、各々が放射状に形成されており、それらの全てが、流出する空気によって該複数個の第２小空気孔の外側に設けられた前記閉じたリング状の弾性体が一方向に押し広げられるように、密集して設けられていることを特徴とする空気弁。
請求項１に記載の空気弁において、
前記複数個の第２小空気孔の全ての中心は、前記弾性体の中心点のまわり１０度〜４５度の範囲内に設けられていることを特徴とする空気弁。
請求項２に記載の空気弁において、
前記複数個の第２小空気孔の全ての中心は、前記弾性体の中心点のまわり２５度〜３５度の範囲内に設けられていることを特徴とする空気弁。
請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気弁において、
前記大空気孔の上方を覆うように設けられる外蓋体と長尺の板材が断面コ字状に屈曲している補強ブリッジとを更に備え、該補強ブリッジが前記外蓋体と前記栓体との間に挟まれていることを特徴とする空気弁。