JP6668049B2

JP6668049B2 - 通気弁

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Publication number: JP6668049B2
Application number: JP2015228159A
Authority: JP
Inventors: 一聡鈴木
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2020-03-18
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: JP2017096377A

Description

本発明は、排水流路に接続し、排水管内に発生する負圧を軽減してスムーズに排水する通気弁に関する。

従来、この種の通気弁として、例えば、特許文献１の通気弁が開示されている。この通気弁では、内筒部の内部に制動機構部が設けられる。この制動機構部は、スプリングを介して上下方向に摺動する弁体部と、内筒部の中心に形成される弁体保持体とを有し、この弁体保持体に弁体部の弁軸部が挿入され、弁軸部が弁体保持体内を直接摺動するように設けられている。このような構造の通気弁は、通常時には、弁閉シール状態が維持されて臭気漏れが防止され、一方、排水時には、弁体部が内部側に向けて摺動し、排水管の内部が外気と連通して配管内の負圧が解消されつつ排水がおこなわれる。

その際、排水管内には、例えば５０Ｐａ前後の微小負圧が発生することもあり、この場合には、弁体の動作が不安定になり開閉動作を頻繁に繰り返す、いわゆる、チャタリング現象が発生しやすくなる。チャタリングは、弁体の低開度領域では、少量の排水により生じる微小負圧や、汚物通過に伴う排水管内の空気の乱れにより、わずかに弁開状態となった直後に、スプリングの弾発力により弁閉状態となる、弁体の弁座への接離が繰り返され、騒音を発生するおそれがある。そのため、通気弁には、微小負圧等の場合にも弁体を確実に作動させて負圧を解消させた後、円滑に弁閉状態とすることが要求されている。
このことから、特許文献１の通気弁では、弁の低開度領域に設けた制動機構部により、弁体の可動方向に対して周方向に摩擦力を発揮させることで弁体を緩やかに上下作動させてチャタリングの防止を図ろうとしている。

特許第５０６０１５０号公報

しかしながら、通気弁が設置される排水管では、設置状況や実際に流下する排水量等が建物ごとに異なることが多く、例えば、配管長が長かったり、また、配管長が短い場合でも通気弁の直下にエルボを接続する場合では、排水管内に汚物が溜まりやすく、通気領域が狭くなるので、排水時の圧力変動が大きくなり、特許文献１の構造の通気弁であっても、チャタリングを回避できないおそれが生じる。

また、円滑に弁閉状態とするにしても、弁閉までに時間を要すれば、排水管内の臭気が通気弁を介して屋内に漏れ出してしまう。

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、チャタリングを確実に抑制しつつ排水管内の臭気が漏れ出るのを防ぎ、負圧を解消してスムーズに排水できる通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、通常は閉止状態を保持し、内部が負圧になったときに弁体がボデー内を移動して通気可能とした通気弁において、弁体の弁軸とこの弁軸を保持するボデー側の保持体との間にオイル保持部を形成し、弁軸又は保持体の何れか一方側に挿入孔、他方側に挿入孔に対する拡径部を形成し、この拡径部の内方に形成した溝部にオイルを保持することにより、それぞれの挿入孔に対する弁軸又は保持体の縮径作用に抵抗を与えて弁体のチャタリングを抑制する通気弁である。

請求項２に係る発明は、弁体の低開度領域に制動機構を設け、この制動機構は、保持体の挿入孔の内周に縮径状の接触面を形成すると共に、弁軸には先端に形成した溝部を介して拡縮可能な拡径部を設け、この拡径部を接触面に接触させた状態で、この拡径部の縮径時に溝部のオイルで抵抗を加えた機構である通気弁である。

請求項３に係る発明は、弁体の低開度領域に制動機構を設け、この制動機構は、保持体の先端に形成した溝部を介して拡縮可能な拡径部を設けると共に、弁軸を保持体を挿入可能な略円筒状に形成し、拡径部を弁軸の内周面に接触させた状態で、この拡径部の縮径時に溝部のオイルで抵抗を加えた機構である通気弁である。

請求項４に係る発明は、通常は閉止状態を保持し、内部が負圧になったときに弁体がボデー内を移動して通気可能とした通気弁において、弁体の弁軸とこの弁軸を保持するボデー側の保持体に弁軸を挿入する挿入孔を形成し、保持体を挿入する筒部をボデー側に設け、筒部を遮蔽部で遮蔽して筒部内にオイル溜りを設けた通気弁である。

本発明によると、通常は閉止状態を保持して臭気漏れを防ぎ、内部が負圧になったときに弁体がボデー内を移動して通気しながら排水できる。弁軸と保持体との間にオイル保持部を設け、オイル保持部のオイルの粘性により弁閉動作時の弁軸に抵抗を与えていることにより、配管長が長かったり、通気弁の直下にエルボを接続したりして排水管内に汚物が溜まりやすくなり、通気領域が狭くなって圧力変動が大きくなる場合でも、チャタリングを確実に抑制しつつ排水管内の臭気が漏れ出るのを防ぎ、負圧を解消して騒音の発生を防ぎながらスムーズに排水できる。

しかも、弁軸又は保持体の何れか一方側に挿入孔、他方側に拡径部を形成して拡径部の溝部にオイルを保持し、挿入孔に対する弁軸又は保持体の縮径作用に抵抗を与えていることで、溝部に停滞したオイルの動粘度により弁軸又は保持体の縮径作用を鈍化させ、これによって弁体を徐々に弁閉方向に移動させることで、急激な弁体の上下動を防いで確実にチャタリングを防止する。

請求項２又は３に係る発明によると、制動機構の拡径部と接触面とを接触させた状態で、拡径部の縮径時に溝部のオイルで抵抗を加えていることにより、拡径部の縮径動作が鈍化することで拡径部と接触面との接触時間が長くなり、弁体を徐々に弁閉方向に移動させてチャタリングを防止できる。

他の発明によると、弁体保持部に挿入孔を遮蔽する遮蔽部を設けていることにより、オイル溜まりによりオイルの垂れ落ちもなく、注入したオイルによるチャタリング防止機能を維持でき、かつオイル保持体への排水や汚物の浸入を防いで弁機能を確保し、オイルの機能性も維持できる。

本発明の通気弁の実施形態を示す一部省略縦断面図である。図１の要部拡大断面図である。弁体を示す斜視図である。図３の弁体の要部拡大底面図である。（ａ）は、遮蔽体の半截断面図である。（ｂ）は、（ａ）の底面図である。図２の通気弁の弁開状態を示す要部拡大断面図である。図２の通気弁の弁閉直前の状態を示す要部拡大断面図である。本発明の通気弁の他の実施形態を示す要部拡大断面図である。本発明の通気弁の更に他の実施形態を示す要部拡大断面図である。通気一体型継手を示す模式図である。

以下に、本発明における通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、本発明の通気弁の接続状態を示し、図２においては、図１の要部拡大断面図を示している。

図において、本発明の通気弁（以下、弁本体１という）は、ボデー２、弁体３、弁軸収容部となる保持体４、シール部材５、遮蔽体７、環状部材８、蓋体９、コイルスプリング１０を有し、例えば、排水設備の立て管である伸頂通気管１１の上部に取付けられる。弁本体１は、通常は閉止状態を維持し、排水等により内部が負圧になったときに、ボデー２内を弁体３が内方側へ移動して通気可能に設けられている。

ボデー２は、外筒１２と内筒１３とを有する二重管構造に設けられ、外筒１２の上部外周には、オネジ１４が形成される。一方、外筒１２の下部には、排水の出口側であり、伸頂通気管１１に挿入接続される配管接続部１５が設けられ、この配管接続部１５は、下方向にアール面１６を介して緩やかに縮径した漏斗状に形成される。配管接続部１５のアール面１６との境界付近外周には環状鍔部１７が形成され、伸頂通気管１１への挿入時には、この環状鍔部１７が伸頂通気管１１の端面１１ａに当接して位置決めされる。

内筒１３は、上部の円筒部位から下部に向かって縮径する漏斗状の椀状部１３ａと、この椀状部１３ａから垂下形成される円筒部１３ｂとを有している。内筒１３の内側には、複数の板状のジスクガイド２０が放射状に形成され、このジスクガイド２０の内側に弁体３が上下動可能に収納されて、ジスクガイド２０の内端面により上下動時の弁体３がガイド可能に設けられる。内筒１３の上部外周には凹凸状の係合部２１が形成され、一方、下部外周にはスナップ嵌合部２２が設けられる。

図３、図４において、ボデー２内の弁体３は、例えば、ＡＢＳ樹脂等の樹脂材料により形成され、円盤状のジスクホルダ２５と弁軸２６とを有し、弁体３の低開度領域には、制動機構３０が設けられる。
弁軸２６は、ジスクホルダ２５の中心から垂下形成され、この弁軸２６のジスクホルダ２５側には細径の小径部３１が設けられ、この小径部３１から先端側に向けてテーパ面３２を介して拡径した拡径部３３が形成される。これらテーパ面３２と拡径部３３との間には、四方が弁軸２６の軸方向と平行に切欠き形成された平面部３４が形成され、この平面部３４により拡径部３３の外形の一部が残されている。この残された一部の拡径部３３は、保持体４に形成される接触面３５の穴径よりもわずかに大きく形成されている。

弁軸２６の先端側には、割り溝からなる溝部３６が所定の長さで形成され、この溝部３６を介して弁軸２６先端側に前記拡径部３３が設けられ、この拡径部３３が弾性力を発揮して拡縮可能に設けられる。弁軸２６の外周囲には、円筒状の案内筒３８がジスクホルダ２５から垂下形成され、この案内筒３８の内径は、保持体４の上部側外周よりも大径に形成される。案内筒３８と弁軸２６との間には、例えばステンレス材料により形成されるコイルスプリング１０が装着され、このコイルスプリング１０の弾発力により弁体３が上方向に付勢される。

図２において、ジスクホルダ２５の外径付近には環状の装着溝３９が設けられ、この装着溝３９にシール部材５が装着される。シール部材５は、ゴム等の弾性材料により環状に形成され、その内径周縁側が装着溝３９に嵌め込まれることで弁体３から脱落不能に設けられる。シール部材５は、環状部材８に形成された後述の開口部４０底面周縁側の弁座面４１に着座可能に、この開口部４０よりもやや大径に形成される。

弁体３を保持体４に装入したときには、弁軸２６と保持体４との間に、オイルを保持可能なオイル保持部５０が形成される。このオイル保持部５０にオイル５１を注入することで、オイル保持部５０付近にオイル５１が停滞し、このオイル５１の粘性により弁軸２６に抵抗が与えられて、弁体３のチャタリングが抑制される。

本実施形態において、オイル保持部５０は、保持体４の挿入孔５２の内周の一部に縮径して環状に形成された接触面３５の上方に形成されている。この縮径部位である接触面３５に形成された段部４ａにオイル５１が溜まり、制動機構３０を構成する接触面３５と弁軸２６の外周との間にも、オイル５１が絶えず供給される。

接触面３５は、常に弁軸２６の外周と摺接しており、その摺接部位に薄いオイル層が介在する状態となる。従って、接触面３５と弁軸２６の外周との間には、オイル５１が垂れ落ちる隙間が無いので、オイル保持部５０にオイル５１が保持される。

なお、オイル保持部５０が形成される弁軸２６と保持体４との間には、前述のコイルスプリング１０が装着されており、このコイルスプリング１０にもオイル５１が付着することで、オイル保持部５０におけるオイル５１の保持機能が高められている。
本実施形態では、弁軸２６と保持体４との間に形成される空間Ａの約半分の高さまで、オイル５１を注入している。

保持体４は、ボデー２の内筒１３の中心に前記ジスクガイド２０を介して内筒１３と一体に筒状に形成され、その内部には挿入孔５２が形成される。この挿入孔５２には弁軸２６が上下動可能に収納されることで、保持体４により弁体３が保持される。

本実施形態では、上記のように保持体４の挿入孔５２に対して拡径可能である拡径部３３が弁軸２６に形成されることで、弁軸２６と保持体４との間にオイル保持部５０が設けられているが、このオイル保持部５０は、保持体４又は弁軸２６の何れか一方に挿入孔、他方側にこの挿入孔に対する拡径部が形成された構成により設けられていればよい。

オイル５１は、拡径部３３内方に形成された溝部３６にもオイル自身の粘性により保持され、これによって弁軸２６又は保持体４の何れか一方に形成されたそれぞれの挿入孔に対して、弁軸２６又は保持体４が縮径するときに、抵抗が与えられるようになっている。

制動機構３０は、弁体３の低開度領域、具体的には図７に示す弁閉直前の状態から、図２の弁開状態に至るまでの過程で機能するように設けられ、前述した保持体４の接触面３５、弁軸２６の拡径部３３を有している。接触面３５は、保持体４の挿入孔５２の内周の一部に縮径して環状に形成され、この接触面３５に拡径部３３が接触される。拡径部３３の縮径時には、溝部３６に停滞するオイル５１で抵抗が加えられる機構になっている。

本実施形態で使用されるオイル５１は、例えば、増ちょう剤を含まないシリコーンオイルからなり、動粘度３０００ｍｍ^２／ｓ以上３００００ｍｍ^２／ｓ未満のオイル５１を所定量使用することが望ましい。シリコーンオイルは、グリースに比較して表面張力が小さく、増ちょう剤を含まないことにより低粘度で抵抗が小さいことで知られている。オイル５１の動粘度、使用量は、配管接続部１５の口径等に応じて適宜設定され、このオイル５１を過度な注入量を避けて適度の隙間を設けつつ、保持体４に注入することが好ましい。

図２、図５において、遮蔽体７は、例えば、ポリエチレンによって形成され、円筒部１３ｂの下部に保持体４の挿入孔５２を遮蔽する遮蔽部６０を有し、この遮蔽部６０が内筒１３の下部に一体或は別体に形成される。本実施形態では、遮蔽体７を設けることにより遮蔽部６０が内筒１３と別体に形成され、この遮蔽部６０には、筒部６１、円筒状の装着部６２、支持部６３が一体に形成されている。遮蔽部６０を設けることにより、排水時等におけるコイルスプリング１０への汚物等の付着が防がれる。

筒部６１は、遮蔽体７と一体に有底状に形成され、保持体４の外周側に嵌合或は遊嵌する内径で、遮蔽体７の内筒１３の取付け後に弁体３の上昇限界の位置まで延伸されている。これにより、筒部６１により、保持体４における弁軸２６の下降位置から上昇位置までの可動領域が覆われている。筒部６１は、板状に形成された複数の支持部６３を介して装着部６２に一体に接続される。

支持部６３は、筒部６１と装着部６２との間に放射状に設けられ、この支持部６３を設けていることにより、これら各支持部６３の間が通気空間Ｓとなり、この通気空間Ｓを介して内筒１３内部と排水側である外側とが連通される。
装着部６２は、内筒１３下部の外周に装着可能な内径に形成され、その内周には内筒１３のスナップ嵌合部２２に嵌合可能なスナップ嵌合部６４が形成されている。

遮蔽体７は、筒部６１が保持体４の外周側に装着されつつ、スナップ嵌合部２２、６４同士のスナップ嵌合により、円筒部１３ｂの下部に着脱自在に装着される。

図１において、環状部材８は、外筒１２に装着可能な略環状に設けられ、その外周には外筒１２の上端面に係止可能な鍔状部６５が形成される。前述したように、環状部材８の中央には開口部４０が設けられ、この開口部４０の底面側周縁には弁座面４１が設けられる。環状部材８の底面側には、外筒１２の開口側に嵌入可能な環状突起部６６が形成され、この環状突起部６６の内周側には、内筒１３の係合部２１に係合可能な凹凸状の係合部６７が形成されている。

上記の係合部２１、６７同士を凹凸係合させることで、前記内筒１３が環状部材８に一体に取付けられる。内筒１３と環状部材８とは、この環状部材８の外周側下面に垂下された環状垂下部６８が外筒１２の内周に嵌め込まれつつ、鍔状部６５が外筒１２上端面に係止された状態で、蓋体９により外筒１２に取付けられる。環状垂下部６８の外周にはＯリング６９が装着され、このＯリング６９により、環状部材８と外筒１２との間がシールされる。

蓋体９は、略円盤状に形成され、下部内周側には外筒１２のオネジ１４に螺合可能なメネジ７０が形成される。蓋体９の側部には、複数の開口窓７１が等間隔に形成され、この開口窓７１の間には板状の案内フィン７２が求心方向に形成され、案内フィン７２同士の間には通気路７３が設けられている。蓋体９の上部にはカバー体７４が一体に形成される。

なお、上記実施形態において、弁体３の平面部３４は、必ずしも対面する四方向に設ける必要はなく、例えば二方向に設けてもよい。この場合、接触面３５に対する接触面積を大きくできる。さらに、平面部を六方向や八方向に設けてもよく、平面部の数を変えることで接触面３５への接触面積を調節して弁体３摺動時の摺動抵抗を調節できる。

また、遮蔽体７をスナップ嵌合部２２、６４のスナップ嵌合により円筒部１３ｂに一体化しているが、この遮蔽体７の固定構造にこだわることはなく、例えば、これらを螺合して着脱可能に設けたり、或は接着により一体に固着してもよい。

遮蔽部６０は、遮蔽体７以外の態様に設けて内筒１３に装着してもよい。一方、遮蔽部６０を内筒１３に一体に設ける場合には、保持体４の下端に一体成形したり、或は保持体４下端に接着剤で板状の遮蔽部を固着してもよく、何れの場合にも各種の態様で設けることが可能となる。

続いて、本発明の通気弁の上記実施形態における動作並びに作用を説明する。
図２の弁閉時において、弁体３は、コイルスプリング１０の弾発力により上方に付勢し、シール部材５が弁座面４１に着座して弁本体１の内部が密閉された状態となる。このとき、弁体３の拡径部３３が接触面３５の穴径よりもわずかに大きいことから、弁軸２６が溝部３６により弾性変形して縮径しつつ、拡径部３３が接触面３５に接触した状態で弁体３が保持体４により保持されている。弁体３は、保持体４により調心されることでシール部材５の弁座面４１へのシール面圧が略均一になり、密封性が高まった状態で配管（伸頂通気管１１）からの臭気漏れを確実に防止する。

排水時には、配管を通じて弁本体１の内部に負圧が発生し、この負圧と大気圧との圧力差により、図６に示すように弁体３が保持体４に沿って調心されながらコイルスプリング１０を圧縮して弁本体１の内方側に駆動し、開口部４０が開放して弁本体１に大気を取り込むことで、排水設備内の負圧を軽減しつつ排水可能となる。

このとき、弁体３の拡径部３３が接触面３５を通過し、小径部３１が接触面３５を通過する際に、その外径が接触面３５の穴径よりも小さいことで接触しにくくなり、これらの間に接触抵抗が発生しにくくなる。しかも、保持体４と、遮蔽部６０の筒部６１との間は当接しているものの完全なシール状態ではないため、弁体３の下降時には、この当接部位６１ａから空気が逃げるため、この弁軸２６と遮蔽部６０との間の空間Ｂに空気の内封による余計な抵抗が生じることがない。これらにより、弁体３がスムーズに開動作して負圧を解消できる。

さらに、弁体３の下降に伴って、弁軸２６と遮蔽部６０との間の空間Ｂは容積が小さくなるため、その内圧が若干上昇する。これにより、接触面３５と弁軸２６の外周との間に介在したオイル５１が垂れ落ちる現象が一層抑制される。

一方、弁体３の上昇の際には、空間Ｂの内圧は若干負圧となるが、保持体４と筒部６１との間からわずかに空気が入ることで直ちに負圧は解消され、接触面３５と弁軸２６の外周との間に介在したオイル層は確実に維持される。
なお、仮に、保持体４と筒部６１との間をシール状態としても、弁体３の上下動の円滑性や、接触面３５と弁軸２６の外周との間に介在したオイル層は維持される。

排水後には、コイルスプリング１０の弾発力で弁体３が保持体４に対して閉方向に摺動し、拡径部３３が接触面３５に接触するときには、溝部３６を介して弁軸２６が縮径方向に弾性変形して、適度の摺動抵抗が生じる。

ここで、実際には、弁本体１が図６に示した全開状態に至る頻度は多くなく、図２の全閉状態と図７の弁閉直前の状態とを繰り返すことが多い。
これに対して、弁軸２６と保持体４との間の制動機構３０のオイル保持部５０にオイル５１を所定量注入により塗付し、オイル５１の粘性により弁軸２６に抵抗を与えていることで、この弁軸２６の摺動時に保持体４との間に塗付されたオイル５１の抵抗も付加された摺動抵抗が生じ、特に、拡径部３３の縮径時には、この接触抵抗に加えて、溝部３６に保持されたオイル５１の粘性で弁軸２６の縮径作用に抵抗を与えている。これにより、弁軸２６に一層の抵抗が加わって弁体３の着座時にはブレーキ機能を発揮するため、弁軸２６を滑らかに摺動させ、振動を抑えつつ弁体３を着座できるチャタリングを防止可能となり、着座時の振動音や作動音を確実に抑制することが可能になる。

しかも、保持体４には、挿入孔５２を遮蔽する遮蔽体７を装着していることで、この遮蔽体７の筒部６１内の空間Ｂをオイル溜まりとして利用し、弁軸２６の外周にオイル５１を絶えず供給して、制動機構３０によるブレーキ機能を維持し、オイル５１の垂れ落ちも防止することができる。このため、頻繁にオイル５１を補充する必要がなく、また、オイル保持部５０への排水や汚物などの浸入も防ぐ。

次に、本発明の上記実施形態における弁本体１について、呼び径７５Ａの通気一体型継手（通気弁の口径φ６０ｍｍ）を供試品とし、シリコーンオイルの評価試験を実施した。試験に用いたシリコーンオイルとしては、動粘度（２５℃）２０ｍｍ^２／ｓ、５０００ｍｍ^２／ｓ、１００００ｍｍ^２／ｓ、１２５００ｍｍ^２／ｓ、３００００ｍｍ^２／ｓとした。これらは動粘度が異なり、その値が大きくなるほど動粘度が大きくなる。オイルの塗付量については、前述のように、弁軸２６と保持体４との間に形成される空間Ａの約半分の高さ（容量にして、約０．２ｍＬ）とする。

シリコーンオイルの評価の対象事項としては、１．シリコーンオイルの動粘度の違いによる弁閉作動時間の比較、２．内筒１３と遮蔽体７を接着した場合の弁閉作動時間の影響から評価するものとした。

１．シリコーンオイルの動粘度及び塗布量の違いによる弁閉作動時間の比較を評価するために、「正常設置」、「逆向き設置」の２種類の設置を比較した。ここで、「正常設置」とは、弁本体の上下を正常な向きにしたものであり、「逆向き設置」とは、弁本体の上下を「正常設置」から逆向き（逆さま）にしたものである。逆向きに設置する理由として、例えば、保管時や工事現場などでは、製品を逆さまに置く可能性があるためであり、そのためにシリコーンオイルが弁体３の開閉作動に与える影響を確認するものである。

評価試験時の確認ポイントとしては、シリコーンオイルの動粘度の違いによる弁閉作動時間、製品を逆さまにしたときのシリコーンオイルの影響とした。

２．内筒１３と遮蔽体７を接着した場合の弁閉作動時間の影響を評価するために、これらを接着して密閉状態にした時の影響を確認する。なお、この場合の評価ポイントとしては、弁閉作動時間とする。内筒１３と遮蔽体７との接着剤としては、市販の強力瞬間接着剤を用いた。

評価時の実施手順としては、図６に示すように弁体３を限界まで手で押し下げて弁開状態にし、この状態から手を離して図２の弁閉状態に弁体３が戻るまでの作動時間を測定した。各開閉速度（測定時間）は、ストップウォッチを用いて行った。

弁閉作動時間が１秒以上の場合、弁作動が重くなり通気抵抗に支障をきたす（弁作動時間が長いと、配管内の臭気や湿気が室内に侵入し、室内環境に悪影響を与える）。弁閉作動時間が０．３〜１．０秒よりも短い領域であれば、作動は良好といえるので、全開から全閉までの作動時間が０．３〜１．０秒の範囲となる供試品を合格とした。

２０ｍｍ^２／ｓでは、直ちに弁閉状態となり、オイルによるブレーキ機能は得られなかった。
次に、５０００ｍｍ^２／ｓでは、約０．３秒で弁閉状態となり、合格であった。
また、１００００ｍｍ^２／ｓと１２５００ｍｍ^２／ｓは約０．６秒で弁閉状態となり、合格であった。
これに対して、３００００ｍｍ^２／ｓは、弁閉状態に至るまで約１．１秒かかり、不合格となった。
これらの結果より、動粘度１００００ｍｍ^２／ｓと１２５００ｍｍ^２／ｓの条件でシリコーンオイルを使用したときに、弁体３の良好な開閉作動が得られたことが確認された。

次に、工事現場での仮置きを想定し、前記各シリコーンオイルを塗付した通気弁を逆向き設置にして弁体作動時間の測定を実施した。評価期間は１日間とした。

正常設置から逆向きに設置すると、オイル５１がオイル保持部５０付近に移動するまでに一時的に溜まるため、弁閉作動時間はやや遅くなるものの、０．３〜１．０秒の作動時間で弁閉状態となることが確認された。また、逆向き設置にしたときに、シリコーンオイルは、オイル保持部５０に保持され、弁体３側に移動していないことが確認された。

次に、２．内筒１３と遮蔽体７を接着した場合の弁閉作動時間の影響を評価した。
接着前の供試品の作動時間は０．９０秒のところ、接着後の供試品の作動時間は０．９５秒であり、作動開閉時間が若干遅くなる傾向がみられた。

このことから、内筒１３と遮蔽体７とを接着して密閉したとしても、弁体３の開閉作動に大きな影響はみられないことが確認された。
この場合、弁軸２６の溝部３６の隙間にシリコーンオイルが停滞することで、弁体３がゆっくり上方して緩やかに着座することが確認された。詳しくは、図７の着座の直前の状態において、弁軸２６が接触面３５を通過しようとするときにこの接触面３５の位置の溝部３６で弁軸２６が縮径され、この弁軸２６の溝部３６にオイル５１が全体的に停滞していることで、間隔の狭まっている接触面３５付近では弁軸２６の狭まりが遅くなり、ゆっくりと弁体３が上昇することになる。これにより、チャタリングを確実に防止でき、この場合、溝部３６へのシリコーンオイルの停滞量が多いほど作動時間が長くなり、シリコーンオイルの動粘度が高いほど作動時間が長くなる。

以上により、１．シリコーンオイルの動粘度の違いによる弁閉作動時間の比較、２．内筒１３と遮蔽体７を接着した場合の弁閉作動時間の影響の２つの評価試験の結果から、本発明の通気弁で採用するシリコーンオイルとして、その注入量も考慮すると、動粘度３０００ｍｍ^２／ｓ以上３００００ｍｍ^２／ｓ未満、より好ましくは５０００〜１２５００ｍｍ^２／ｓであるときに弁体３の弁体作動時間が良好であり、チャタリングの発生を防止しながら配管内の負圧を確実に軽減して流体をスムーズに流すことができるものと判断できる。

この場合、長期間逆向きにしても弁体３側にシリコーンオイルが移動しにくくなり、オイル保持部５０や弁軸２６の溝部３６の隙間、コイルスプリング１０等に停滞して弁体３側への移動を防止でき、効果的にチャタリングを防止できる。
しかも、溝部３６にシリコーンオイルが停滞することにより、弁体３にブレーキ機能が作用してチャタリング防止機能がより向上する。

図８においては、本発明の通気弁の他の実施形態を示している。なお、これ以降の実施形態において、前記実施形態と同一部分は同一符号によってあらわし、その説明を省略する。
この通気弁（弁本体８０）では、弁体８１の弁軸８２が円筒状に形成され、この弁軸８２の内部にボデー２側の弁軸８２保持用の保持体８３がコイルスプリング１０を介して挿入されている。この構造により、弁軸８２の内周面８２ａが保持体８３の外周面８３ａに摺動可能な状態で弁体８１が保持体８３によりガイドされ、弁体８１の外周に突設形成された円盤部８４上面に装着されたシール部材８５が弁座８６に着座可能に設けられている。弁体８１がコイルスプリング１０の弾発力により上方に移動したときには、シール部材８５が着座して弁閉状態となり、一方、排水時には、弁体８１がコイルスプリング１０の弾発力に抗して下方に移動して弁開状態となることで、配管内の負圧を解消しながら排水できるものである。

この場合、保持体８３の外周面８３ａと弁軸８２の内周面８２ａとの間にオイル保持部８７が構成され、保持体８３の付け根の外周付近には、環状突部８８が上方に一体に突出形成されてこの環状突部８８と保持体８３との間にオイルの溜まり部８９が形成される。オイル保持部８７にシリコーンオイル５１を塗付することで、前記実施形態と同様に、弁体８１の着座時にはブレーキ機能を発揮してチャタリングの発生を防止する。オイル保持部８７からオイル５１が垂れた場合でも、溜まり部８９に溜まることで外部への漏れを防止し、弁開時には、弁軸８２下端が環状突部８８に当接することで排水をガードし、オイル保持部８７への排水の浸入を防止できる。なお、オイル保持部は、弁軸８２の内周面８２ａと保持体８３とにより囲まれる空間にも設けることができ、この空間に内蔵されているコイルスプリングにもオイルが保持されることにより、オイルの垂れを防止しつつ、ブレーキ機能を発揮することができる。

図示しないが、環状突部８８は、保持体８３に一体に形成する以外にも、例えば、下部の一部に突出部を形成し、この突出部を保持体側に設けた穴部に嵌合したり、保持体側に円周凹状の嵌め込み部を設け、この嵌め込み部に嵌合突部の下部を嵌め込んで一体化するようにしてもよく、これら以外にも、各種の態様により環状突部を保持体に設けることができる。

さらに、図示しないが、円盤部８４をシール部材８５よりも小径に設け、シール部材８５の外径付近の背後を円盤部８４で支えないようにしてシール部材８５の着座部分にクッション性を発揮させることもでき、この場合にも、オイル５１によって弁閉時の弁体８１の戻りを遅くして、シール部材８５の変形を防ぎながらそのクッション性によりチャタリングの防止性能を向上することもできる。

図９においては、本発明の通気弁の更に他の実施形態を示している。
この実施形態では、図８の保持体８３に割り溝からなる溝部９０を形成することで保持体８３上部に拡径部９１を形成し、この拡径部９１内方の溝部９０にオイル５１を注入したものである。この場合、図１の弁軸２６の場合と同様に、弁軸８２の溝部９０に停滞したオイル５１の動粘度により保持体８３の縮径作用に抵抗を加えて、ブレーキ機能により急激な弁体９３の上下動を防止して弁閉時のチャタリングをより確実に防止できるようになる。

また、図示しないが、保持体８３の外周に環状溝を形成し、これをオイル保持用の溝部として作用させることもでき、これら以外にも、各種態様によってオイル保持部やオイル停滞用の溝部を設けることが可能である。
弁体の閉止時に弁軸に抵抗を与える場合には、シリコーンオイル以外の各種のオイルを用いることもできる。

なお、各実施形態においては、弁体を上昇させて弁座に着座させる手段として、コイルスプリングの弾発力を用いているが、弁体とボデーにそれぞれ磁石を配置し、これら磁石による反発力を用いても良い。

図１０においては、本発明の通気弁の内部構造を利用した通気一体型継手を示している。この継手１００は、例えば、排水設備１０１における階間の床面１０２の下の空間に敷設される排水立て配管１０３と横配管１０４との間に設けられる。排水設備１０１の上流側には排水器具１０５が接続され、この排水器具１０５は、例えば、大便器、浴室、洗面器、台所流しなどからなり、床面１０２付近或は床面１０２よりも上方側に設けられる。排水器具１０５は、比較的流量の大きい大便器などからなり、この大便器１０５から横配管１０４、継手１００を介して立て配管１０３から二次側に排水される。立て配管１０３の直近の上流側には、エルボ１０６が設けられる。

継手１００は、前述した弁本体１と同様に、ボデー２、弁体３、保持体４、シール部材５、遮蔽体７、環状部材８、蓋体９、コイルスプリング１０を有し、これらにより通気弁部１０７が構成される。継手１００は、通常は閉止状態を維持し、排水等により内部が負圧になったときに、ボデー２内を弁体３が内方側へ移動して通気可能に設けられている。
そして、弁閉時には臭気漏れを防止し、排水時等に配管内が負圧になったときには、図６に示すように、弁体３がボデー２内を移動して通気し、弁閉時には、オイル保持部５０や溝部３６のオイル５１の粘性によりチャタリングを確実に防止して騒音の発生を抑制できる。

このように、継手１００の内部に弁本体１と同様の構造の通気弁部１０７を設けた場合、この通気弁部１０７を、微小負圧の発生状況や排水管の入り組み度合、排水速度の差により圧力変動が異なる場合などの複雑な配管状況の排水設備１０１に利用できる。

ここで、従来技術として、特開２０１３−２４０１０号公報に記載の通気弁では、通気弁の下部に内部と連通して垂下形成された筒体を有し、継手本体と筒体との間に排水流路を形成して、スムーズな排水や通気を行うようにしている。この通気弁では、排水が逆流した場合には、排水によって筒体の入口側が塞がれて筒体内に空気層による密閉状態を保持することにより、外部への排水の飛散や流出などの漏れを防止している。

しかし、この従来技術の通気弁における空気層は、通気弁が組み込まれた通気一体継手における横配管接続部の中心よりも下方にまで形成されるので、空気層の容量が大きく、排水逆流時における空気層の圧縮量が大きいことから、水頭圧を高く設定できず、排水器具の設置高さを高めることが困難となっていた。

これに対し、本実施形態における継手１００では、排水の逆流時に通気弁部１０７内に空気層１０８が形成され、この空気層１０８を、継手１００の横配管接続部１０９の上方で、且つ、上部側方から大気を取り入れる通気弁部１０７の弁体３の昇降領域に形成することにより、継手１００内部における排水の詰まりを防止しつつ空気層１０８を最小限に形成し、水頭圧を高くして排水器具１０５の設置高さを高めることが可能になっている。

この場合、空気層１０８は、少なくとも横配管接続部１０９の中心の上方であって、横配管１０４の上方約１／３にかかる領域となることが望ましい。
具体的には、図２などに示す遮蔽部６０の筒部６１の上端が排水の浸入上限であり、この部位から弁閉状態の弁座面４１までの空間に空気層が形成される。
従って、従来技術に比して、空気層を小さい容量としているので、排水逆流時における空気層の圧縮量が小さいことから、排水器具の設置高さの設定に必要な水頭圧を高いものとすることができる。

このような構造に継手１００を設けることにより、空気層１０８を通気弁部１０７の上下に限られたスペース内にコンパクトに配置し、排水の詰まりを防止しつつ床下設置を可能とした上で、水頭圧を確保することが可能になる。

１弁本体
２ボデー
３弁体
４、８３保持体
２６、８２弁軸
３０制動機構
３３、９１拡径部
３５接触面
３６、９０溝部
５０オイル保持部
５１オイル
５２挿入孔
６０遮蔽部

Claims

通常は閉止状態を保持し、内部が負圧になったときに弁体がボデー内を移動して通気可能とした通気弁において、前記弁体の弁軸とこの弁軸を保持するボデー側の保持体との間にオイル保持部を形成し、前記弁軸又は保持体の何れか一方側に挿入孔、他方側に前記挿入孔に対する拡径部を形成し、この拡径部の内方に形成した溝部にオイルを保持することにより、それぞれの挿入孔に対する弁軸又は保持体の縮径作用に抵抗を与えて前記弁体のチャタリングを抑制することを特徴とする通気弁。
前記弁体の低開度領域に制動機構を設け、この制動機構は、前記保持体の挿入孔の内周に縮径状の接触面を形成すると共に、前記弁軸には先端に形成した溝部を介して拡縮可能な拡径部を設け、この拡径部を前記接触面に接触させた状態で、この拡径部の縮径時に前記溝部のオイルで抵抗を加えた機構である請求項１に記載の通気弁。
前記弁体の低開度領域に制動機構を設け、この制動機構は、前記保持体の先端に形成した溝部を介して拡縮可能な拡径部を設けると共に、前記弁軸を前記保持体を挿入可能な略円筒状に形成し、前記拡径部を前記弁軸の内周面に接触させた状態で、この拡径部の縮径時に前記溝部のオイルで抵抗を加えた機構である請求項１に記載の通気弁。
通常は閉止状態を保持し、内部が負圧になったときに弁体がボデー内を移動して通気可能とした通気弁において、前記弁体の弁軸とこの弁軸を保持するボデー側の保持体に前記弁軸を挿入する挿入孔を形成し、前記保持体を挿入する筒部をボデー側に設け、前記筒部を遮蔽部で遮蔽して前記筒部内にオイル溜りを設けたことを特徴とする通気弁。