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  • 特開-開閉弁装置 図1
  • 特開-開閉弁装置 図2
  • 特開-開閉弁装置 図3
  • 特開-開閉弁装置 図4
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022120439
(43)【公開日】2022-08-18
(54)【発明の名称】開閉弁装置
(51)【国際特許分類】
   F16K 15/04 20060101AFI20220810BHJP
【FI】
F16K15/04 Z
【審査請求】未請求
【請求項の数】2
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021017339
(22)【出願日】2021-02-05
(71)【出願人】
【識別番号】000001317
【氏名又は名称】株式会社熊谷組
(74)【代理人】
【識別番号】100141243
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 靖夫
(72)【発明者】
【氏名】新井 勘
(72)【発明者】
【氏名】淵▲崎▼ 礼奈
【テーマコード(参考)】
3H058
【Fターム(参考)】
3H058AA04
3H058BB22
3H058EE02
(57)【要約】
【課題】管部の途中に設けられた第1連通孔を管部内を流れる流体の圧力変動に応じて開閉する弁体を有し、手動操作や電子制御による開閉操作が不要でかつ低コスト化が図れる開閉弁装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る開閉弁装置1は、管部2と、管部の途中に設けられて管部内を流れる流体を管部の外に排出可能な第1連通孔3と、管部の外側に設けられて自重により第1連通孔を閉じ、かつ、第1連通孔を介した流体の圧力により当該第1連通孔を開く弁体4と、第1連通孔を閉じた状態及び第1連通孔を開いた状態で弁体を収容可能な弁体収容室5と、弁体収容室内と弁体収容室外とを連通させる第2連通孔6と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図4

【特許請求の範囲】
【請求項1】
管部と、
管部の途中に設けられて管部内を流れる流体を管部の外に排出可能な第1連通孔と、
管部の外側に設けられて自重により第1連通孔を閉じ、かつ、第1連通孔を介した流体の圧力により当該第1連通孔を開く弁体と、
第1連通孔を閉じた状態及び第1連通孔を開いた状態で弁体を収容可能な弁体収容室と、
弁体収容室内と弁体収容室外とを連通させる第2連通孔と、
を備えたことを特徴とする開閉弁装置。
【請求項2】
第1連通孔は、管部の管壁を貫通して管部の外面側の開口縁が円形に形成された貫通孔により構成され、
弁体は、管部の外側から貫通孔内に一部が入り込んで円形の開口縁に着座することにより貫通孔を閉じる球体であることを特徴とする請求項1に記載の開閉弁装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管部の途中に、管部内を流れる流体を管部の外に排出可能とする連通孔を備えるとともに、この連通孔を開閉する開閉弁を備えた開閉弁装置に関する。
【背景技術】
【0002】
管部の途中に設けられて管部内を流れる水の排水を制御する開閉弁を備えた開閉弁装置が知られている(特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2003-306960号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献1に開示された開閉弁装置の開閉弁は、手動操作による開閉弁や電子制御による開閉弁であるため、操作性、及び、コストの面での課題があった。
本発明は、管部の途中に設けられた連通孔を管部内を流れる流体の圧力変動に応じて開閉する弁体を有し、手動操作や電子制御による開閉操作が不要でかつ低コスト化が図れる開閉弁装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明に係る開閉弁装置は、管部と、管部の途中に設けられて管部内を流れる流体を管部の外に排出可能な第1連通孔と、管部の外側に設けられて自重により第1連通孔を閉じ、かつ、第1連通孔を介した流体の圧力により当該第1連通孔を開く弁体と、第1連通孔を閉じた状態及び第1連通孔を開いた状態で弁体を収容可能な弁体収容室と、弁体収容室内と弁体収容室外とを連通させる第2連通孔と、を備えたことを特徴とするので、手動操作や電子制御による開閉操作が不要でかつ低コスト化が図れる開閉弁装置を提供できる。
また、第1連通孔は、管部の管壁を貫通して管部の外面側の開口縁が円形に形成された貫通孔により構成され、弁体は、管部の外側から貫通孔内に一部が入り込んで円形の開口縁に着座することにより貫通孔を閉じる球体であることを特徴とするので、弁体による第1連通孔の開閉動作の確実性が向上した開閉弁装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0006】
図1】実施形態1に係る開閉弁装置を示す断面図。
図2】実施形態1に係る開閉弁装置を示す分解斜視図。
図3】実施形態1に係る開閉弁装置の動作説明図。
図4】実施形態2乃至実施形態4に係る開閉弁装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
実施形態1
図1図2に示すように、実施形態1に係る開閉弁装置1は、管部2と、管部2の途中に設けられて管部2内を流れる空気や水等の流体を管部2の外に排出可能な排出口となる第1連通孔3と、管部2の外側に設けられて自重により第1連通孔3を閉じ、かつ、第1連通孔3を介した流体の圧力により当該第1連通孔3を開く弁体4と、第1連通孔3を閉じた状態及び第1連通孔3を開いた状態で弁体4を収容可能な弁体収容室5と、弁体収容室5内と弁体収容室5外とを連通させる第2連通孔6とを備えた構成である。
【0008】
管部2は、例えば断面円管状に形成された管路構成部20と、管路構成部20の外周面21より突出するように形成された第1連通孔3への導入管路22と、導入管路22の終端側に形成された隔壁部23とを備える。当該隔壁部23は、当該隔壁部23を貫通するように形成された第1連通孔3を備える。
【0009】
管路構成部20の中心軸25に沿った方向の延長長さは、所望の長さに形成すればよい。
また、例えば管路構成部20の中心軸25に沿った方向の両端部26,26には、図外の雨水排水管等の排水管を接続するための例えばねじ部等の接続手段を備えた構成とすればよい。
【0010】
図2に示すように、第1連通孔3は、管部2の管壁として機能する隔壁部23を貫通して隔壁部23の外面側の開口縁31が円形に形成された貫通孔により形成される。
【0011】
弁体4は、管部2の外側から第1連通孔3を形成する貫通孔内に一部が入り込んで円形の開口縁31に着座することにより当該貫通孔を閉じる球体により構成される。
即ち、当該弁体4としての球体が接する側の貫通孔の円形の開口縁31が弁座として機能し、当該球体の自重により、球体の球面と弁座としての開口縁31とが接触することによって、弁体4としての球体が第1連通孔3としての貫通孔を管部2の外側から閉じるように機能する。
【0012】
弁体収容室5は、例えば、一端閉塞他端開口の円筒体50の他端開口縁51側が、接続機構を介して、管部2の管壁としての隔壁部23に接続されることにより構成される。
当該接続機構は、例えば、第1連通孔3の開口縁31の周囲を取囲むように隔壁部23の外面に形成された円環状溝部24により構成される。
【0013】
第2連通孔6は、円筒体50の他端開口縁51側において円筒体50の周壁を貫通する貫通孔により形成された開口52、例えば、円筒体50の周方向に沿って所定の間隔を隔てて設けられた複数の開口52,52…により構成される。
開口52は、円筒体50の他端開口縁51から円筒体50の一端閉塞壁53側に延長するように形成された開口により形成される。
即ち、円筒体50の他端開口縁51側が円環状溝部24に差し込まれて当該円筒体50が隔壁部23に取付けられた場合に、円筒体50の他端開口縁51側において(換言すれば弁体収容室5の隔壁部23側において)、円筒体50の周方向に沿って所定の間隔を隔てて開口する複数の開口52,52…が、弁体収容室5の内部と弁体収容室5の外部とを連通させる第2連通孔6を構成している。
【0014】
弁体収容室5を形成する円筒体50の内径寸法は、弁体4を構成する球体の直径寸法より大きい寸法に形成される。
換言すれば、弁体4を構成する球体は、直径寸法が、弁体収容室5を形成する円筒体50の内径寸法よりも小さい寸法に形成されたものを使用する。
即ち、弁体4を構成する球体が円筒体50内において円筒体50の中心軸55に沿った方向に移動可能なように、弁体4を構成する球体の直径寸法が円筒体50の内径寸法よりも例えば数mm程度小さい寸法に設定される。
つまり、弁体4を構成する球体の最大外周位置が円筒体50の内周面に一度に接触しないように、円筒体50の内径寸法と弁体4の直径寸法とが設定されていて、弁体4が弁体収容室5を形成する円筒体50の中心軸55に沿った方向に移動する際に、弁体4の中心が弁体収容室5を形成する円筒体50のほぼ中心軸55上を移動することで、弁体4が弁体収容室5を形成する円筒体50の中心軸55に沿った方向にスムーズに移動できるように構成されている。即ち、弁体収容室5を形成する円筒体50の内壁は、弁体4が弁座(開口縁31)から離れる方向に移動する際のガイド壁、又は、弁体4が弁座(開口縁31)まで移動する際のガイド壁として機能する。
【0015】
即ち、円筒体50の内側に弁体4を形成する球体が収容されるように、円筒体50の他端開口縁51側が隔壁部23の外面に形成された円環状溝部24に嵌入されて、例えば、接着剤、溶接等の固定手段を用いて円筒体50の他端開口縁51側が隔壁部23に固定されたことによって、弁体収容室5が構成される。
【0016】
以上により、第1連通孔3としての貫通孔を閉じる状態に弁体4を収容できるとともに、当該貫通孔を開く状態に弁体4を収容でき、かつ、隔壁部23側に、弁体収容室5の内側と弁体収容室5の外部とを連通させる複数の開口52,52…により構成された第2連通孔6を備えた弁体収容室5が構成される。
即ち、当該弁体収容室5が、第1連通孔3を介して管部2内と連通するとともに、第2連通孔6を介して外部と連通するように構成されていることにより、管部2からの空気や水が第1連通孔3及び第2連通孔6を介して外部に排出可能な構成となっている。
【0017】
実施形態1に係る開閉弁装置1によれば、まず、図3(a)に示すように、管路2内を流れる流体としての空気や水の圧力よりも、弁体4が第1連通孔3を閉じている圧力の方が大きい場合には、弁体4が第1連通孔3を閉じた状態に維持される。
そして、図3(b)に示すように、管路構成部20、導入管路22、第1連通孔3を介して弁体収容室5内に移動しようとする空気や水の圧力によって弁体4が押圧されて、第1連通孔3が開いた場合、管部2内を流れる空気や水が、第1連通孔3、及び、第2連通孔6を形成する複数の開口52,52…を経由して、弁体収容室5の外部に排出される。
また、図3(a)に示すように、第1連通孔3を介して弁体収容室5内に移動しようとする空気や水の圧力が小さくなった場合、弁体4が自重で隔壁部23側に落下移動して弁座としての開口縁31に着座することにより、第1連通孔3を閉じるので、空気や水が管部2内を流れる。
【0018】
即ち、実施形態1に係る開閉弁装置1は、弁体収容室5に収容された弁体4が自重により開口縁31(弁座)に着座して第1連通孔3を閉じるように機能し、かつ、開口縁31(弁座)に着座した弁体4が第1連通孔3を介した管部2内の流体の圧力により押圧されて開口縁31から離れる方向に移動することによって、第1連通孔3を開くように機能するので、管部2内を流れる流体が、第1連通孔3、弁体収容室5、第2連通孔6を経由して、弁体収容室5の外部に排出される。
【0019】
換言すれば、実施形態1に係る開閉弁装置1は、管部2の途中に設けられた開閉弁を備え、当該開閉弁は、管部2内を流れて第1連通孔3を介して弁体4を押圧する流体の圧力が所定値よりも大きくなった場合、即ち、弁体4の自重<流体圧力の条件が成立した場合に、弁体4が流体で押圧されて第1連通孔3を開放し、また、管部2内を流れて第1連通孔3を介した流体の圧力が所定値以下となった場合、即ち、弁体4の自重≧流体圧力の条件が成立した場合に、弁体4が自重により第1連通孔3の開口縁31に着座して第1連通孔3を閉じるように機能する。
【0020】
実施形態1に係る開閉弁装置1によれば、上述したように、弁体4は、管路2内を流れる流体の圧力<弁体4が第1連通孔3を閉じている圧力、が成立する状態では第1連通孔3を閉じ、かつ、管路2内を流れる流体の圧力>弁体4が第1連通孔3を閉じている圧力、が成立する状態では第1連通孔3を開放する。即ち、流体圧応動による開閉弁を備えたので、手動での開閉操作や開閉弁を制御するための制御手段を不要とできる。即ち、手動操作や電子制御による開閉操作が不要で、かつ、低コスト化が図れる開閉弁装置1を提供できるようになった。
【0021】
また、第1連通孔3を貫通孔により構成するとともに、弁体4を当該貫通孔内に一部が入り込んで当該貫通孔を閉じる球体により構成したことで、貫通孔の開口縁31を弁座として機能させることができる。
また、弁体収容室5を形成する円筒体50の内壁がガイド壁となって弁体4が円筒体50内を中心軸55に沿った方向にスムーズに移動できるように、弁体4として機能させる球体の直径寸法を、弁体収容室5を形成する円筒体50の内径寸法よりも小さい寸法に形成したので、弁体4による第1連通孔3の開閉動作の確実性が向上した開閉弁装置1を得ることができる。
【0022】
また、実施形態1に係る開閉弁装置1によれば、管部2内を流れる水が満流にならなくても、管部2内を流れる空気が、第1連通孔3、弁体収容室5、第2連通孔6を介して外部に排出されることによって、管部2内の水位が上昇するため、管部2の下流に排出する排水量を多くできる。
【0023】
尚、実施形態1に係る開閉弁装置1は、例えば、以下のように使用できる。
従来、建物の雨水を集水する配管は、建物のピットを横切って、建物敷地内の桝に接続され、桝と排水本管とが接続されている。従って、建物の雨水は、配管、桝を経由して、排水本管へと排水される。
しかしながら、従来、集中豪雨時等においては、排水本管が満流に達すると、建物の雨水は放流先を失ってしまうという問題があった。
そこで、配管からピットに雨水を排水できるように、配管に逃がし管を接続することが考えられるが、この場合、逃がし管からピットへの排水口を常時開放しておくと、排水口から、逃がし管、配管内に虫や異物等が侵入する可能性があり、衛生上の問題がある。
この衛生上の問題を解消するためには、逃がし管からピットへの排水口に開閉機構を設けることによって、逃がし管、配管内への虫や異物等の侵入を抑制できる構成とすることが考えられるが、当該開閉機構として、人が手動で開閉を行う開閉機構を用いる場合、集中豪雨時等の度に、人がピットに潜って開閉作業を行わなければならず、面倒である。また、当該開閉機構として、電力等の動力を用いて開閉制御を行う開閉機構を用いる場合、費用がかかるという問題がある。
そこで、例えば配管の途中に実施形態1に係る開閉弁装置1を接続することによって、排水本管が満流に達した場合には、開閉弁装置1の弁体4が管部2内を流れる雨水に押圧されて第1連通孔3を開放するので、雨水が開閉弁装置1の外側のピットに排水されるようになる。
即ち、配管の途中に接続された開閉弁装置1は、集中豪雨時等において、配管内の雨水をピット内に放流可能な溢水機構として機能するようになる。
【0024】
実施形態2
図4に示すように、弁体収容室5は、上述した円筒体50の一端を開口とした円筒体50Aを用い、この円筒体50Aの一端開口側にねじ結合等の着脱手段を介して着脱可能に構成された蓋60を備えた構成としてもよい。
例えば、円筒体50Aの一端開口側の外周面又は内周面にねじ部56を形成しておくとともに、蓋60の一端開口側の内周面又は外周面にねじ部66を形成しておき、当該ねじ部56,66を螺着して、蓋60を着脱可能とした構成とすればよい。
このように、弁体収容室5を、一端側に着脱可能な蓋60を備えた構成とした場合、蓋60を外して弁体収容室5内の清掃、弁体4の交換、第1連通孔3の清掃などの作業が容易となるので、好ましい。
【0025】
実施形態3
上述した弁体収容室5を形成する実施形態1の円筒体50又は実施形態2の円筒体50Aの他端開口縁51側と管部2とを接続する接続機構は、ねじ結合による接続機構としてもよい。
例えば図4に示すように、管路構成部20の外周面21より突出するように設けられた円管部29の突出端側の外周面に形成されたねじ部27と円筒体50Aの他端開口縁51側の内周面に形成されたねじ部57とのねじ結合による接続機構とすればよい。
この場合、管部2は、例えば導入管路22を備えない管路構成部20により構成され、管路構成部20の外周面21より突出するように設けられた円管部29の管孔により第1連通孔3が構成される。
つまり、管部2としては、導入管路22を備えない構成のものを用いてもかまわない。
このように、円筒体50又は円筒体50Aと管部2とがねじ結合による接続機構により着脱可能に構成された場合、円筒体50又は円筒体50Aを管部2から外して弁体収容室5内の清掃、弁体4の交換、第1連通孔3の清掃などの作業が容易となるので、好ましい。
【0026】
実施形態4
図4に示すように、弁体4の弁座として機能する第1連通孔3の円形の開口縁31の周囲が凹部32に形成された構成としてもよい。即ち、開口縁31が底となり、当該開口縁31から例えば上述した円管部29の突出側端面33に連続する凹面により形成された凹部32を備え、弁体4としての球体の一部が凹部32に入り込んで開口縁31に着座することにより第1連通孔3を閉じる構成としてもよい。
このように、第1連通孔3の円形の開口縁31の周囲が凹部32に形成された構成とすれば、弁体4の一部が凹部32に入り込むことにより、弁体4が開口縁31に確実に着座するようになるため、弁体4による第1連通孔3の開閉動作の確実性がさらに向上するので、好ましい。
【0027】
尚、図4に示したように、上述した実施形態2、実施形態3、実施形態4の構成をすべて備えた開閉弁装置1とすれば、より好ましいことは、言うまでもない。
【0028】
実施形態5
例えば、上述した円筒体50又は円筒体50Aの他端開口縁51側の構成を若干変更して、当該他端開口縁側の周壁の外周面にねじが形成された図外の円筒体を用意する。
そして、当該円筒体の他端側の外周面と図1乃至図3に示す管部2の隔壁部23に形成された図外の貫通孔とがねじ結合されたことによって、弁体収容室が構成された開閉弁装置としてもよい。
また、当該円筒体の他端側の外周面と管部を構成する断面円管状に形成された管路構成部の管壁に形成された図外の貫通孔とがねじ結合されたことによって、弁体収容室が構成された開閉弁装置としてもよい。
即ち、これらの場合、管部2の隔壁部23や管部を構成する管路構成部の管壁を貫通させた貫通孔の周面に、ねじ部(雌ねじ部)を形成しておき、当該ねじ部に、上述した円筒体の他端側の周壁の外周面に形成されたねじ部(雄ねじ部)が結合されることにより、弁体収容室が構成される開閉弁装置とすればよい。
当該実施形態5の場合、弁体収容室を構成する当該円筒体の他端側が管部に着脱可能に構成され、管部内を流れる水や空気を、当該円筒体の他端開口により形成された第1連通孔、当該円筒体により形成された弁体収容室、当該円筒体の他端側の周壁に形成された第2連通孔を経由して、弁体収容室外に排出可能な開閉弁装置となる。
【0029】
尚、本発明に係る開閉弁装置は、金属、合成樹脂、その他の材料により形成すれば良いが、耐久性等を考慮した場合、金属で形成することが好ましい。
【0030】
また、第1連通孔3、第2連通孔6を構成する貫通孔の形状、及び、個数は、特に限定されない。
【0031】
また、弁体4は、自重で第1連通孔3を閉じることができ、かつ、第1連通孔3を介した管部2内の流体の圧力により押圧されて第1連通孔3を開くことができる重量や形状のものであればよい。
【0032】
また、弁体収容室5を形成する筒体は、円筒体に限らず、一端閉塞他端開口の筒体であれば良く、例えば、三角、四角、多角等の角筒体であってもよく、また、複雑な断面形状の筒体であってもよい。この場合、弁体収容室5を形成する筒体の断面形状に対応した周面形状に形成された弁体4を用いればよい。
【符号の説明】
【0033】
1 開閉弁装置、2 管部、3 第1連通孔、4 弁体、5 弁体収容室、
6 第2連通孔、31 円形の開口縁。
図1
図2
図3
図4