特許 6858232 空気弁

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6858232

(24)【登録日】2021年3月25日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】空気弁

(51)【国際特許分類】

   F16K 24/00 20060101AFI20210405BHJP

   F16K 27/00 20060101ALI20210405BHJP

【ＦＩ】

   F16K24/00 S

   F16K24/00 M

   F16K27/00 C

【請求項の数】7

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2019-169643(P2019-169643)

(22)【出願日】2019年9月18日

(62)【分割の表示】特願2015-245596(P2015-245596)の分割

【原出願日】2015年12月16日

(65)【公開番号】特開2020-73812(P2020-73812A)

(43)【公開日】2020年5月14日

【審査請求日】2019年9月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】390014074

【氏名又は名称】前澤工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(74)【代理人】

【識別番号】100161506

【弁理士】

【氏名又は名称】川渕 健一

(74)【代理人】

【識別番号】100139686

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 史朗

(72)【発明者】

【氏名】海老沼 実

【審査官】 加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１５９８２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２８５１０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｋ ２４／００−２４／０６

Ｆ１６Ｋ ２７／００−２７／１２

Ｆ１６Ｌ ２３／００−２３／２４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁箱を有する空気弁において、
前記弁箱の下部に位置するフランジ部と、
前記フランジ部に接続される他のフランジ部と、
前記フランジ部及び前記他のフランジ部の間に設けられ前記フランジ部及び前記他のフランジ部の横ずれを防止する横ずれ防止部材と、
を有しており、前記横ずれ防止部材は球面座金であることを特徴とする空気弁。

【請求項2】

前記フランジ部及び前記他のフランジ部の間に鉛直方向に関する振動を吸収する振動吸収部材を有することを特徴とする請求項１記載の空気弁。

【請求項3】

前記振動吸収部材は前記横ずれ防止部材と鉛直方向に隣接していることを特徴とする請求項２記載の空気弁。

【請求項4】

前記振動吸収部材はばね部材であることを特徴とする請求項２又は３記載の空気弁。

【請求項5】

前記フランジ部及び前記他のフランジ部の間に水平方向に関する振動を吸収する他の振動吸収部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気弁。

【請求項6】

前記他の振動吸収部材はばね部材又はゴム部材であることを特徴とする請求項５記載の空気弁。

【請求項7】

前記フランジ部及び前記他のフランジ部の間に間隙を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、免震構造を有する空気弁に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、上水道等の流体が流れる管路に直交して設けた立ち上がり管に連結され、管路内を流れる流体中に混入している空気等を排出し、又は管路内の流体を排出する際に管路内に空気を吸入する空気弁が知られている（例えば特許文献１）。

【0003】

特許文献１の空気弁はその下部に下部フランジ部を有し、立ち上がり管の上部に設けられた上部フランジ部と該下部フランジ部がボルト及びナットで連結されている。また、空気弁の下部フランジ部には爪部が設けられ、当該爪部は立ち上がり管の上部フランジ部に形成されている通水孔の内面に係合している。すなわち、空気弁の下部フランジ部及び立ち上がり管の上部フランジ部を介して空気弁が立ち上がり管に固定されているため、地震等の振動が発生しても空気弁は倒れない。
ところで、空気弁の下部フランジ部及び立ち上がり管の上部フランジ部の間には漏水を防止するためにガスケットが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１５９８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１の空気弁は、地震等で振動が発生すると、倒れることはないが発生した振動を軽減することができず、空気弁の下部フランジ部及び立ち上がり管の上部フランジ部の間に設けられたガスケットがずれ、その結果、漏水が発生する場合があった。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、地震等の際に振動が発生しても振動を軽減することができる空気弁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】

【0007】

本発明による空気弁は、弁箱を有する空気弁において、前記弁箱の下部に位置するフランジ部と、前記フランジ部に接続される他のフランジ部と、前記フランジ部及び前記他のフランジ部の間に設けられ前記フランジ部及び前記他のフランジ部の横ずれを防止する横ずれ防止部材と、を有しており、前記横ずれ防止部材は球面座金であることを特徴とするする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、地震等の際に振動が発生しても発生した振動を軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態による空気弁及び副弁を説明するために用いられる概略図である。

【図2】図１の空気弁の内部が充水前の状態の断面図である。

【図3】図１の空気弁の内部が満水の状態の断面図である。

【図4】図２における空気弁の拡大断面図である。

【図5】図４における仲介フランジ部を下方から見た状態を説明するために用いられる図である。

【図6】図４における球面座金を説明するために用いられる図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態による空気弁を図１から図５に基づいて説明する。まず、本発明の実施形態による空気弁１の構成について図１乃至図４を参照して説明する。
図１乃至図４に示す空気弁１と副弁２は、液体、例えば上水道等の水を流す管路(図示せず)に直交させて設けた立ち上がり管３の上端部に連結されている。これら空気弁１と副弁２によって副弁付き空気弁４を構成する。空気弁１は、略カップ形状を有している弁箱５の上端の開口に大空気孔６が形成された蓋体７が覆われ、蓋体７の上面には空気弁１を消火栓として使用するための消火栓機構９が設置されている。
図２及び図３において、空気弁１における弁箱５の下部に連結した仲介フランジ部２０には副弁２を介して立ち上がり管３に連通する開口２０ａが形成されている。

【0011】

弁箱５内には、上端部５ａが蓋体７の大空気孔６に連通し、周囲の壁面には水の通過孔が形成された略有底筒状のフロート弁体ガイド１０が配設されている。フロート弁体ガイド１０の上端部はパッキンを介して水が漏れないように蓋体７に連結されている。
フロート弁体ガイド１０内には例えば略球体状のフロート弁体１１が浮力によって昇降可能に配設されている。フロート弁体１１の上側には、中央に小空気孔１２が形成された小空気孔弁座１２ａ、その上部の弁座押え１２ｂ、及び浮力で昇降し且つ大空気孔６を開閉する遊動弁体１３が設けられている。遊動弁体１３は中央が隆起する略山形に形成され、その中央に上下面を連通する小空気孔１２が形成されている。フロート弁体１１には、自身の浮力や空気弁１内の圧力及び大気圧の差によって生じる押し上げ力が作用している。フロート弁体１１が昇降することにより、小空気孔１２は開閉する。

【0012】

また、蓋体７には大空気孔６の周囲の裏面に遊動弁体１３の表面が当接して水が漏れないように封止するための大空気孔弁座１４がリング状に形成されている。更に、弁箱５の側面には急排フラッシュ機構１６が設置されている。急排フラッシュ機構１６は、例えば小空気孔１２にごみが溜まった際に急排フラッシュ機構１６の押圧器１７を押すと、フロート弁体１１が降下し、ごみは大空気孔６から外部に噴出される。なお、押圧器１７を引くとフロート弁体１１が上昇し、ごみを除去する処理は自動的に終了する。

【0013】

次に空気弁１の免震構造について図２から図６を用いて説明する。
空気弁１の弁箱５の下部に形成された下部フランジ部１９とその下側の仲介フランジ部２０とは互いに通水するように嵌合されて通しボルト２１とナット２２により連結され、下部フランジ部１９と仲介フランジ部２０は若干の隙間を介して対向している。通しボルト２１の頭部は仲介フランジ部２０の凹部内に嵌挿されて上向きに設置されている。
下部フランジ部１９に形成された円筒状の拡径開口１９ａ内に仲介フランジ部２０の開口２０ａを形成した拡径筒部２０ｂが同軸に嵌合している。また、下部フランジ部１９の拡径開口１９ａと仲介フランジ部２０の拡径筒部２０ｂとは上下方向(鉛直方向)に若干の隙間ｓ（鉛直対向部）を介して対向し、下部フランジ部１９と仲介フランジ部２０のそれぞれの周縁部は、例えば、隙間ｓよりも大きい隙間ｔ（水平対向部）を介して対向している（図４参照）。仲介フランジ部２０の開口２０ａの下部には爪部２５が所定間隔で設けられ、各爪部２５は副弁２の上部開口部３５ａに係合する。

【0014】

下部フランジ部１９の拡径開口１９ａには全周に亘って凹部形状の受け部１９ｂが形成され、受け部１９ｂ内には弾性体からなるＯリング形状の免震ゴム２４（第２の振動吸収部材）が嵌合されている。免震ゴム２４は拡径開口１９ａと拡径筒部２０ｂとの間で全周に亘って圧着されている。また、下部フランジ部１９の拡径開口１９ａの周縁部の下面には周方向に所定間隔で複数の凹部形状のばね受け１９ｃが形成され、ばね受け１９ｃと同軸に通しボルト２１の軸部２１ａが上方に貫通している。

【0015】

ばね受け１９ｃの天面側には軸部２１ａと同軸に球面座金２３（横ずれ防止部材）が装着されている。球面座金２３は同一半径の球面状部分を有する凹球面座金２３ａと凸球面座金２３ｂとが面接触して形成されている(図６参照)。また、球面座金２３と仲介フランジ部２０の間には少なくとも１枚の皿ばね２６（第１の振動吸収部材）が介在し、本実施の形態では２枚の皿ばね２６が対向するように配置されている。

【0016】

次いで、図１を用いて空気弁１の下側に設置された副弁２について説明する。
副弁２は、管路の立ち上がり管３と空気弁１との間に設置され、例えば空気弁１の交換や空気弁１内のフロート弁体１１や遊動弁体１３等の点検修理等を行うために開閉可能に設けられている。
副弁２は、その弁箱２７内に副弁体２８として略球形のボール弁体を設け、副弁体２８の略球形のボール弁体の上下方向には水を流通させるための上部開口２９ａ及び下部開口２９ｂが形成されている。また、弁箱２７の側部には筒状の挿通孔部３０が水平方向に形成され、この挿通孔部３０内には副弁体２８の側部に固定された弁軸３１が水平方向の軸線回りに回転可能に嵌挿されている。

【0017】

弁箱２７の挿通孔部３０と弁軸３１との間には水が漏れないようにパッキンが嵌挿され、挿通孔部３０は弁軸３１を回転可能に支持している。また、弁軸３１には弁箱２７の外部に突出して操作レバー３２が取り付けられている。そのため、操作レバー３２を回転させることにより、弁軸３１を介して副弁体２８が水平軸線回りに回転し、上部弁座３４ａと下部弁座３４ｂに対して副弁体２８の開弁及び閉弁が切り替えられる。
さらに、副弁２の弁箱２７において、上部弁座３４ａの上側には仲介フランジ部２０の開口２０ａに対向する上部開口部３５ａが形成され、上部開口部３５ａには開口２０ａに形成された爪部２５が嵌合されている。また、副弁２の下部に設けた下部フランジ３６は立ち上がり管３の上部フランジ３７上に設置され、不図示のボルトとナットで下部フランジ３６及び上部フランジ３７は連結されている。

【0018】

空気弁１の上部に設置した蓋体７の上側には消防用ホースを連結するための消火栓を有する消火栓機構９が設置されている。消火栓機構９はカバー部材４１と、筒状をなす差し込み式又は捩じ込み式等の放水口部４２と、蓋部４３とを備えている。
カバー部材４１は蓋体７を覆い、固定部材として、例えば固定ボルト４４がナットを介してカバー部材４１の上部から蓋体７のネジ穴７ａに捩じ込まれることによってカバー部材４１及び蓋体７が固定される。固定ボルト４４は蓋体７及びカバー部材４１の間に仲介部材として、例えば筒状のカラー４５を支持し、カラー４５は空気や空気弁１内の水を流通させる間隙４７を形成する。固定ボルト４４とカラー４５は蓋体７の大空気孔６の周囲に所定間隔で複数個、例えば３個取り付けられている。

【0019】

カバー部材４１の中央には貫通孔４１ａが形成され、貫通孔４１ａに調整軸４８が調整部材として螺合している。調整軸４８はその回転操作によって進退可能とされ、調整軸４８の下端部で遊動弁体１３を介してフロート弁体１１を押動可能である。調整軸４８は遊動弁体１３を介してフロート弁体１１を押動することで大空気孔６からの放水量を調整可能にしている。初期に突出量を調整した調整軸４８はその下部で調整ナット５０を締め込んで固定されている。

【0020】

貫通孔４１ａの周囲には複数に区分された通水孔４９がリング状に配列されている。カバー部材４１の通水孔４９は放水口部４２及び大空気孔６と略同心状で同一径に設置されている。カバー部材４１の通水孔４９は調整軸４８を中心として放射状の仕切部４９ａによって仕切られている。カラー４５と固定ボルト４４を除いて、カバー部材４１を蓋体７に当接させた状態で仕切部４９ａは大空気孔６に嵌合する。
カバー部材４１の中央上部に固定された略円筒状の放水口部４２の外周面には雄ねじ又は凸部が形成され、蓋部４３を取り外して放水口４２に消火用ホースの取付口を捩じ込むか嵌合すると、消火用ホースからの放水が可能になる。

【0021】

次に、空気弁１の弁箱５と蓋体７のクランプ機構について図１乃至図３によって説明する。弁箱５と蓋体７を着脱可能なクランプ部材として例えばパッチン錠５２が設置されている。パッチン錠５２は、弁箱５の外周面上部に固定された本体操作部５３と蓋体７の外周面に固定された例えば略フック形状の係合部５４とを備えている。本体操作部５３において、弁箱５にネジ等で固定するベース部５５に取り付けた支軸５６には、例えば略Ｕ字状のクランプ部５７を支持する操作体５８が回転可能に取り付けられている。パッチン錠５２は弁箱５の周方向に所定間隔で複数個、例えば３個設置されている。
各パッチン錠５２において、係合部５４にクランプ部５７を引っ掛けて操作体５８を下方に回動させることで弁箱５と蓋体７を連結固定でき、操作体５８を支軸５６周りに上方に回動させることで、クランプ部５７が係合部５４から外れる。

【0022】

本実施形態による空気弁１は、空気弁１の下部フランジ部１９と副弁２の上部に設けた仲介フランジ部２０との連結部において横方向の振動は拡径開口１９ａと拡径筒部２０ｂとの間に全周に亘って免震ゴム２４が設けられているので、例えば、地震等によって発生する横方向の振動を吸収することができ、もって、横方向の振動を軽減することができる。
また、下部フランジ部１９の拡径開口１９ａの周縁部の下面には周方向に所定間隔で複数の凹部形状のばね受け１９ｃが形成され、ばね受け１９ｃの天面側には軸部２１ａと同軸に球面座金２３が装着される。球面座金２３は同一半径の球面状部分を有する凹球面座金２３ａと凸球面座金２３ｂとが面接触して形成される。これにより、地震等によって振動が発生し、面接触している凹球面座金２３ａ及び凸球面座金２３ｂがずれても凹球面座金２３ａ及び凸球面座金２３ｂはずれる前の位置に戻ろうとするので、下部フランジ部１９と仲介フランジ部２０が同軸上に位置することができる。

【0023】

さらに、球面座金２３と仲介フランジ部２０の間には２枚の皿ばね２６が介在しているので、例えば、地震等によって発生する上下方向の振動を吸収することができ、もって、上下方向の振動を軽減することができる。皿ばね２６によって上下方向の振動が軽減されると、凹球面座金２３ａ及び凸球面座金２３ｂがずれにくくなり、安定して下部フランジ部１９及び仲介フランジ部２０が同軸上に位置することができる。すなわち、空気弁１は地震等によって振動が発生しても、発生した振動を軽減することができる。なお、例えば、空気弁１の下部に接続される副弁２及び立ち上がり管３の間にガスケットを備えている場合、空気弁１への振動が軽減された結果、ガスケットはずれないので、副弁２及び立ち上がり管３の間からの漏水を防止することができる。

【0024】

また、空気弁１の下部フランジ部１９と仲介フランジ部２０とは周縁部の上下方向に隙間ｔが形成され、水平方向に隙間ｓが形成されているため、地震の際の振動によって下部フランジ部１９と仲介フランジ部２０とが衝突したり擦過したりして損傷することを防止できる。
さらに、仲介フランジ部２０に形成した拡径筒部２０ｂの開口２０ａに設けた爪部２５が副弁２の上部開口部３５ａに嵌合しているため、地震等で空気弁１が倒れることを防止できる。

【0025】

なお、本発明は上述の実施形態による空気弁１の免震構造に限定されることはなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜の変更や置換等が可能であり、これらはいずれも本発明に含まれる。以下に、本発明の変形例について説明するが、上述の実施形態と同一または同様な部分、部材には同一の符号を用いて説明を省略する。

【0026】

上述した実施形態では、立ち上がり管３の上部に副弁２と空気弁１を連結した構成を採用したが、副弁２は必ずしも設置しなくてもよい。具体的に、立ち上がり管３の上部フランジ３７と仲介フランジ部２０を爪部２５で連結する構成を採用してもよく、上部フランジ３７を仲介フランジ部２０に代えた立ち上がり管３と下部フランジ部１９とをボルトやナットによって連結する構成を採用してもよい。

【0027】

なお、上述した実施形態では球面座金２３と皿ばね２６を受け入れるばね受け１９ｃを下部フランジ部１９に設けたが、仲介フランジ部２０に設けてもよく、下部フランジ部１９及び仲介フランジ部２０の両方に設けてもよい。
また、皿ばね２６はコイルばねや板ばね等の各種ばね部材であってもよい。通しボルト２１及びナット２２は球面座金２３や皿ばね２６とは別個に設けてもよい。
さらに、本実施の形態では受け部１９ｂは下部フランジ部１９の拡径開口１９ａにリング状に形成されているが、仲介フランジ部２０の拡径筒部２０ｂに形成されてもよい。また、免震ゴム２４に代えて板ばね等のばね部材を用いてもよい。

【符号の説明】

【0028】

１ 空気弁
２ 副弁
３ 立ち上がり管
５ 弁箱
６ 大空気孔
７ 蓋体
１９ 下部フランジ部
１９ａ 拡径開口
１９ｂ 受け部
１９ｃ ばね受け
２０ 仲介フランジ部
２０ｂ 拡径筒部
２１ 通しボルト
２３ 球面座金
２４ 免震ゴム
２５ 爪部
２６ 皿ばね

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】