特開 2023-71339 不凍水栓柱

(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】P2023071339

(43)【公開日】2023-05-23

(54)【発明の名称】不凍水栓柱

(51)【国際特許分類】

   E03B 7/10 20060101AFI20230516BHJP

   E03B 9/14 20060101ALI20230516BHJP

   F16K 31/68 20060101ALI20230516BHJP

   F16K 1/02 20060101ALI20230516BHJP

【ＦＩ】

E03B7/10 M

E03B9/14

F16K31/68 A

F16K1/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021184039

(22)【出願日】2021-11-11

(71)【出願人】

【識別番号】000150095

【氏名又は名称】株式会社竹村製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100088579

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 茂

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】橋本 信雄

【テーマコード（参考）】

3H052

3H057

【Ｆターム（参考）】

3H052AA01

3H052BA25

3H052BA26

3H052BA31

3H052BA34

3H052CA12

3H052EA02

3H052EA16

3H057AA02

3H057BB32

3H057BB44

3H057BB46

3H057CC02

3H057CC04

3H057EE07

3H057FB03

3H057HH03

3H057HH13

(57)【要約】

【課題】 吐水口部のシンプル化及び小型化、コストダウンを図るとともに、吸気口を外的に保護して通気通路のゴミ詰まり等のトラブルや故障を回避する。
【解決手段】 操作機構部３により昇降変位するスプール部４ｓにより、給水モードＭｓ，止水モードＭｃ，又は水抜モードＭｒに切換可能なスプール弁機構部４を備え、かつ吐水口部２ｅの内部における通水路Ｒにサーモバルブ５を配設し、少なくとも外気温が設定温度以下まで低下したならサーモバルブ５を吸気側に切換え、止水モードＭｃにより密閉された水道立上管２の内部における通水路Ｒへの吸気を許容して水抜モードＭｒに移行する不凍水栓柱を構成するに際して、少なくとも止水モードＭｃでは吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏを外部に排出する残留防止機能Ｆｒを設けるとともに、吐水口部２ｅの内部に配設したサーモバルブ５の吸気口５ｉを吐出通水路Ｒｏの内部に臨ませる。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部に吐水口部を有する水道立上管を備えるとともに、前記水道立上管に付設した操作機構部と、この操作機構部により昇降変位するスプール部により、給水モード，止水モード，又は水抜モードに切換可能なスプール弁機構部を備え、かつ前記吐水口部の内部における吐出通水路にサーモバルブを配設し、少なくとも外気温が設定温度以下まで低下したなら前記サーモバルブを吸気側に切換え、前記止水モードにより密閉された前記水道立上管の内部における立上通水路への吸気を許容して前記水抜モードに移行する不凍水栓柱において、少なくとも前記止水モード及び前記水抜モードでは前記吐出通水路内に残留する残留水を外部に排出する残留防止機能を設けるとともに、前記吐水口部の内部に配設した前記サーモバルブの吸気流入用の吸気口を、前記吐出通水路の内部に臨ませてなることを特徴とする不凍水栓柱。

【請求項2】

前記残留防止機能は、前記吐水口部を、止水時に少なくとも内部に残留する残留水を吐水口先端から外部に流出可能な排水構造に構成するとともに、前記吐水口先端に至る通水路の内径の一部を、軸方向下流側へ行くに従って漸次大径となるテーパ面により形成してなることを特徴とする請求項１記載の不凍水栓柱。

【請求項3】

前記テーパ面は、このテーパ面の先端の外開口径を１２．５ｍｍ以上とし、当該テーパ面の勾配角度を２５゜以上乃至４５゜以下に設定してなることを特徴とする請求項２記載の不凍水栓柱。

【請求項4】

前記吐水口部は、前記吐出通水路を被う出水管部を備えるとともに、前記吐出通水路と前記立上通水路間に、前記給水モードから前記止水モードの切換時に遮断し、前記止水モード又は前記水抜モードから前記給水モードの切換時に開放する上部開閉機構部を備えることを特徴とする請求項１，２又は３記載の不凍水栓柱。

【請求項5】

前記スプール部の最下降位置で前記立上通水路の上流端を遮断し、かつ前記最下降位置からの前記スプール部の上昇変位により前記立上通水路の上流端を開放する下部開閉弁機構部と、前記スプール部の内部に形成し、かつ下側に位置する流入口と上側に位置する流出口を有する内排出路と、この内排出路に付設し、少なくとも前記流入口から流入する水道水による所定の水圧により前記内排出路を遮断する内逆止弁機構部と、前記スプール部の前記最下降位置では外部に臨む外排出路と前記流出口を連通させ、かつ前記最下降位置から上昇変位する前記スプール部の所定の変位区間では前記流入口と通水路を連通させるスプール弁機構部とを備えることを特徴とする請求項１記載の不凍水栓柱。

【請求項6】

前記下部開閉弁機構部は、前記スプール部の下端部に固定した弁体部，及びこの弁体部の下方に位置し、かつ通水路の外方の面に形成することにより、前記弁体部に対して当接又は離脱する弁座部を備えて構成することを特徴とする請求項５記載の不凍水栓柱。

【請求項7】

前記内逆止弁機構部は、前記流入口側に位置する前記内排出路を所定の長さにわたり大径に形成し、かつ上端に弁座孔部を有する上下方向に形成した上流側排出路，及びこの上流側排出路に収容した球体状の球弁部を備えて構成することを特徴とする請求項５記載の不凍水栓柱。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、寒冷地における住宅の庭などの屋外に設置する水道立上管を有する不凍水栓柱に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、住宅の庭などの屋外には、水道立上管の上部に吐水口を備える水栓柱を設置する場合も多いとともに、特に、寒冷地の場合には、凍結を防止するため、不凍水栓柱を設置する場合も多い。ところで、不凍水栓柱は、通常、寒冷期に、不凍栓を閉めて水抜きを行う必要があり、管理が煩わしい課題も存在した。そこで、本出願人は、既に、この課題を解決するため、外気温度が設定温度以下のときに、自動で水抜きができるようにした自動水抜き機能を備える不凍水栓柱を特許文献１により提案した。

【0003】

同文献１に記載の自動水抜き機構を備える不凍水栓柱は、外気温度が設定温度以下のときに自動で水抜きができる合理的な機構によって、出水及び水抜きの操作をより的確且つ容易に行うことができる不凍水栓柱の提供を目的としたものであり、具体的には、水抜き機構を備える通水弁機構と、立上げ通水路と、出水部と、操作部と、立上げ通水路と出水部との連通部を開閉する吸気遮断弁と、立上げ通水路に連通する自動水抜き用の吸気開閉機構とを備え、自動水抜き用の吸気開閉機構が、外部に連通する吸気口と、立上げ通水路に連通部の下方に設けられた吸気用連通部を介して連通する通気路とを有し、出水の際には通気路を閉じ、水抜きの際には通気路を開ける吸気逆止弁と、外気温度が設定温度より高いときは通気路を閉じ、外気温度が設定温度以下のときは水抜きが自動的にできるように通気路を開ける吸気用の温度感知弁部とを設けて構成したものである。

【0004】

図９は、同文献１に記載される不凍水栓柱の水抜時における作用を説明するための原理的構成図を示したものである。同図に示す不凍水栓柱１００において、１０１は地面から上方へ起立した水道立上管であり、この水道立上管１０１の上端付近には、水平方向に突出した吐水口部１０２を備えるとともに、この吐水口部１０２の先端付近における外周面の下面には、斜め前方に突出した先端吐水口１０３を備える。そして、この吐水口部１０２の内部に温度感知弁部１０４を配設する。これにより、止水モードでは、ハンドル１０５の回動操作により、操作ロッド１０６が下降変位し、操作ロッド１０６の下端に設けた図示を省略したスプール弁機構部及び操作ロッド１０６の上部に設けた図９に示す上部開閉機構部１０８が閉側に切換わり、通水路（立上通水路）Ｒｍｒが遮断される。この場合、温度感知弁部１０４は、閉側（遮断側）に切換わっているため、上部開閉機構部１０８による遮断と温度感知弁部１０４の閉側切換により、立上通水路Ｒｍｒの内部は密閉状態となり、残留水は、そのまま立上通水路Ｒｍｒの内部に残留状態となる。

【0005】

また、吐水口部１０２の内部における通水路（吐出通水路）Ｒｏｒも先端吐水口１０３を除いて密閉状態になるため、吐出通水路Ｒｏｒ内部の残留水Ｗｏｒもそのまま残留する。即ち、図９に示すように、先端吐水口１０３の残留水Ｗｏｒは表面張力等により排出が阻止されるため、この状態で、外気温度が設定温度以下まで低下した場合には、残留水Ｗｏｒが存在する状態で温度感知弁部１０４が吸気側（開側）に切換わる弊害を生じる。このため、吸気が行われる吸気通路１１０は、吐水口部１０２の先端部分に独立した経路により別途形成していた。図９中、１１０ｉは、吸気通路１１０における大気に臨む先端口（流入口）を示すとともに、１１０ｅは、温度感知弁部１０４の吸入口１０４ｉに連通する後端口（流出口）１１０ｅを示す。これにより、吸気時には、図９に示す一点鎖線矢印Ａｉｒに沿って空気の流通が行われる。即ち、吸気は、流入口１１０ｉ→吸気通路１１０→流出口１１０ｅ→吸入口１０４ｉ→温度感知弁部１０４の内部→立上通水路Ｒｍｒの経路で行われ、立上通水路Ｒｍｒの密閉状態が解除されることにより、立上通水路Ｒｍｒの内部に残存した残留水Ｗｒｒが外部に排出される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１６－１８０２８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上述した特許文献１に記載の不凍水栓柱１００は、次のような解決すべき課題も存在した。

【0008】

即ち、不凍水栓柱１００の構成上、吐水口部１０２に残留水Ｗｏｒが存在する場合、温度感知弁部１０４から直接吸気を行うことは事実上困難になるため、通水路を避けた独立した別途の吸気通路１１０を確保する必要がある。この場合、形成部位の限られた吐水口部１０２に吸気通路１１０を形成する必要があることから、吐水口部１０２周りに煩雑な経路を確保する必要があり、結果的に、吐水口部１０２付近の大型化及びコストアップを招きやすい課題が存在した。

【0009】

加えて、外部に臨む流入口１１０ｉが吐水口部１０２から大気に対して直接開口することから、大気中の埃やゴミ、土や砂等が通気通路１１０の内部に進入し易く、通気通路１１０のゴミ詰まり等による故障やトラブルが発生しやすいなど、更なる改善すべき点も存在した。

【0010】

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した不凍水栓柱の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る不凍水栓柱１は、上述した課題を解決するため、上部に吐水口部２ｅを有する水道立上管２を備えるとともに、水道立上管２に付設した操作機構部３と、この操作機構部３により昇降変位するスプール部４ｓにより、給水モードＭｓ，止水モードＭｃ，又は水抜モードＭｒに切換可能なスプール弁機構部４を備え、かつ吐水口部２ｅの内部における通水路Ｒ（吐出通水路Ｒｏ）にサーモバルブ５を配設し、少なくとも外気温が設定温度以下まで低下したならサーモバルブ５を吸気側に切換え、止水モードＭｃにより密閉された水道立上管２の内部における通水路Ｒ（立上通水路Ｒｍ）への吸気を許容して水抜モードＭｒに移行する不凍水栓柱を構成するに際して、少なくとも止水モードＭｃ及び水抜モードＭｒでは吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏを外部に排出する残留防止機能Ｆｒを設けるとともに、吐水口部２ｅの内部に配設したサーモバルブ５の吸気流入用の吸気口５ｉを、吐出通水路Ｒｏの内部に臨ませてなることを特徴とする。

【0012】

また、本発明は、好適な態様により、残留防止機能Ｆｒは、吐水口部２ｅを、止水時に少なくとも内部に残留する残留水Ｗｏを、吐水口先端２ｅｓから外部に流出可能な排水構造に構成するとともに、吐水口先端２ｅｓに至る通水路の内径の一部を、軸方向下流側へ行くに従って漸次大径となるテーパ面１１により形成することができる。この際、テーパ面１１は、このテーパ面１１の先端の外開口径Ｌｏを１２．５ｍｍ以上とし、当該テーパ面１１の勾配角度Ｑｏを２５゜以上乃至４５゜以下に設定することが望ましい。さらに、吐水口部２ｅには、吐出通水路Ｒｏを被う出水管部１２を設けるとともに、吐出通水路Ｒｏと立上通水路Ｒｍ間に、給水モードＭｓから止水モードＭｒの切換時に遮断し、止水モードＭｃ又は水抜モードＭｒから給水モードＭｓの切換時に開放する上部開閉機構部Ｖｓを設けることができる。他方、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄで立上通水路Ｒｍの上流端を遮断し、かつ最下降位置Ｘｄからのスプール部４ｓの上昇変位により立上通水路Ｒｍの上流端を開放する下部開閉弁機構部Ｖｆと、スプール部４ｓの内部に形成し、かつ下側に位置する流入口６ｉと上側に位置する流出口６ｅを有する内排出路６と、この内排出路６に付設し、少なくとも流入口６ｉから流入する水道水Ｗによる所定の水圧により内排出路６を遮断する内逆止弁機構部Ｖｎｆと、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄでは外部に臨む外排出路７と流出口６ｅを連通させ、かつ最下降位置Ｘｄから上昇変位するスプール部４ｓの所定の変位区間では流入口６ｉと通水路Ｒ（給入通水路Ｒｆ）を連通させるスプール弁機構部４とを設けることができる。また、この下部開閉弁機構部Ｖｆは、スプール部４ｓの下端部に固定した弁体部１３ｖ，及びこの弁体部１３ｖの下方に位置し、かつ給入通水路Ｒｆの外方の面に形成することにより、弁体部１３ｖに対して当接又は離脱する弁座部１３ｓを設けて構成できるとともに、この内逆止弁機構部Ｖｎｆは、流入口６ｉ側に位置する内排出路６を所定の長さにわたり大径に形成し、かつ上端に弁座孔部１４を有する上下方向に形成した上流側排出路１５，及びこの上流側排出路１５に収容した球体状の球弁部１６を設けて構成できる。

【発明の効果】

【0013】

このような構成を有する本発明に係る不凍水栓柱１によれば、次のような顕著な効果を奏する。

【0014】

（１） 少なくとも止水モードＭｃ及び水抜モードＭｒでは吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏを外部に排出する残留防止機能Ｆｒを設けるとともに、吐水口部２ｅの内部に配設したサーモバルブ５の吸気流入用の吸気口５ｉを、吐出通水路Ｒｏの内部に臨ませてなるため、吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏは、残留防止機能Ｆｒにより、外部へ確実に排出可能となり、止水モードＭｃ（水抜モードＭｒ）では、常に、吐出通水路Ｒｏを空にすることができる。これにより、サーモバルブ５を吐出通水路Ｒｏの内部に配設した場合であっても、サーモバルブ５の吸気口５ｉをそのまま吐出通水路Ｒｏ内に臨ませることができる。この結果、吐水口部２ｅ周りに形成する煩雑な通気通路が不要となり、吐水口部２ｅのシンプル化及び小型化、更にはコストダウンを図れるとともに、吐水口部２ｅにより吸気口５ｉを外的に保護することができるため、通気通路のゴミ詰まり等のトラブルや故障を回避することができる。

【0015】

（２） 好適な態様により、残留防止機能Ｆｒを実現するに際し、吐水口部２ｅの構成を、止水時に少なくとも内部に残留する残留水Ｗｏを、吐水口先端２ｅｓから外部に流出可能な排水構造に構成するとともに、吐水口先端２ｅｓに至る通水路の内径の一部を、軸方向下流側へ行くに従って漸次大径となるテーパ面１１により形成すれば、吐水口部２ｅの内部に残留する残留水Ｗｏを、迅速，スムースかつ確実に排出できるとともに、加えて、寒冷地における吐水口部２ｅの内部凍結や外部に生じる氷柱状の凍結を回避でき、不凍水栓柱１の品質感及び商品性を高めることができる。さらに、吐水口部２ｅの形状変更等により比較的簡易に実施できるなど、実施の容易性及び低コスト性に優れる。

【0016】

（３） 好適な態様により、テーパ面１１を形成するに際し、テーパ面１１の先端の外開口径Ｌｏを１２．５ｍｍ以上とし、当該テーパ面１１の勾配角度Ｑｏを２５゜以上乃至４５゜以下に設定すれば、現状における上水道の規格等に基づく不凍水栓柱の多くの種類をカバーできるため、十分なパフォーマンスを確保する観点から最適な形態として実施することができる。

【0017】

（４） 好適な態様により、吐水口部２ｅに、吐出通水路Ｒｏを被う出水管部１２を設けるとともに、吐出通水路Ｒｏと立上通水路Ｒｍ間に、給水モードＭｓから止水モードＭｒの切換時に遮断し、止水モードＭｃ又は水抜モードＭｒから給水モードＭｓの切換時に開放する上部開閉機構部Ｖｓを設ければ、吐出通水路Ｒｏと立上通水路Ｒｍ間を確実に開閉できるため、給水モードＭｓ時には、立上通水路Ｒｍから吐出通水路Ｒｏに円滑に給水できるとともに、水抜モードＭｒ時には、立上通水路Ｒｍに対して円滑に吸気することができる。

【0018】

（５） 好適な態様により、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄで立上通水路Ｒｍの上流端を遮断し、かつ最下降位置Ｘｄからのスプール部４ｓの上昇変位により立上通水路Ｒｍの上流端を開放する下部開閉弁機構部Ｖｆと、スプール部４ｓの内部に形成し、かつ下側に位置する流入口６ｉと上側に位置する流出口６ｅを有する内排出路６と、この内排出路６に付設し、少なくとも流入口６ｉから流入する水道水Ｗによる所定の水圧により内排出路６を遮断する内逆止弁機構部Ｖｎｆと、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄでは外部に臨む外排出路７と流出口６ｅを連通させ、かつ最下降位置Ｘｄから上昇変位するスプール部４ｓの所定の変位区間では流入口６ｉと給入通水路Ｒｆを連通させるスプール弁機構部４とを設ければ、止水状態（給水状態）から給水（止水）する場合、時間差を生じることなく即座に移行させることができため、ユーザサイドの良好な使い勝手及び操作感（快適操作性）を確保することができる。

【0019】

（６） 好適な態様により、下部開閉弁機構部Ｖｆを構成するに際し、スプール部４ｓの下端部に固定した弁体部１３ｖ，及びこの弁体部１３ｖの下方に位置し、かつ給入通水路Ｒｆの外方の面に形成することにより、弁体部１３ｖに対して当接又は離脱する弁座部１３ｓを設けて構成すれば、下部開閉弁機構部Ｖｆの構造面、即ち、弁体部１３ｖの接触面と弁座部１３ｓの被接触面を摺動することなく当接又は離脱させることができるため、開閉操作に対して時間差無く直ちに応答させることができる。

【0020】

（７） 好適な態様により、内逆止弁機構部Ｖｎｆを構成するに際し、流入口６ｉ側に位置する内排出路６を所定の長さにわたり大径に形成し、かつ上端に弁座孔部１４を有する上下方向に形成した上流側排出路１５，及びこの上流側排出路１５に収容した球体状の球弁部１６を設けて構成すれば、逆止弁は所定の水圧に対応して作動させることができるため、水圧の高い水道水Ｗ及び水圧の低い残留水Ｗｒの双方に対して確実かつ円滑に機能させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の好適実施形態に係る不凍水栓柱の吐水口部及びその周辺における止水モード時の断面側面図、

【図2】同不凍水栓柱の全体構造を示す止水モード時の断面側面図、

【図3】図１中Ａ－Ａ線断面図、

【図4】同不凍水栓柱の吐水口部における吐水口先端を示す断面側面図、

【図5】同不凍水栓柱の操作方法を説明するためのフローチャート、

【図6】同不凍水栓柱の給水モード時の作用説明図、

【図7】同不凍水栓柱の止水モード時の作用説明図、

【図8】同不凍水栓柱の水抜モード時の作用説明図、

【図9】従来の技術に係る不凍水栓柱の水抜モード時における作用説明図、

【発明を実施するための形態】

【0022】

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

【0023】

まず、本実施形態に係る不凍水栓柱１の構成について、図１－図４を参照して具体的に説明する。

【0024】

例示する不凍水栓柱１は、検知した外気温（検知温度）が設定温度（凍結防止温度）Ｔｃを越えているときは水抜きを行わないが、検知した外気温が当該設定温度Ｔｃ以下に低下したなら内部の残留水Ｗｒを自動で水抜きを行う自動水抜き機能を備えている。

【0025】

不凍水栓柱１は、図２に示すように、上部に水平方向へ分岐突出した吐水口部２ｅを有する水道立上管２を備えるとともに、水道立上管２に付設した操作機構部３と、この操作機構部３により昇降変位するスプール部４ｓを有するスプール弁機構部４を備える。これにより、操作機構部３の操作によりスプール部４ｓを昇降変位させれば、給水モードＭｓ又は止水モードＭｃ切換えることができるとともに、外気温に対応して止水モードＭｃ又は水抜モードＭｒに自動で切換えることができる。なお、Ｇは、水道立上管２が起立する地面を示している。

【0026】

吐水口部２ｅは、水道立上管２の上部から水平方向に延出した円筒形の出水管部１２を備え、この出水管部１２の先端開口は、閉塞端部１２ｃにより閉塞するとともに、出水管部１２の先端付近における外周面の下面位置には、斜め下方へ突出した放水口２１を備える。したがって、吐水口部２ｅは、水抜時を含む止水時に、内部の残留水Ｗｏが、後述する残留防止キャップ２７の先端に備える吐水口先端２ｅｓから外部に流出可能な排水構造を備えている。

【0027】

出水管部１２の内部における中心軸上には、図１（図２）に示すサーモバルブ５を配設する。これにより、サーモバルブ５の外周面と出水管部１２の内周面間には、断面がリング状となる通水路Ｒ（吐出通水路Ｒｏ）が形成される。このサーモバルブ５は、上流側に位置する吸気流出口５ｅを、水道立上管２における通水路Ｒ（立上通水路Ｒｍ）の下側通水孔２４に連通させるとともに、吸気流入口となる吸気口５ｉを、出水管部１２の内部、即ち、吐出通水路Ｒｏの内部に臨ませて配設する。このサーモバルブ５は、吸気逆止弁を内蔵し、外気温が設定温度Ｔｃを越えているときは、遮断側（閉側）に切換わり、吸気流出口５ｅ及び吸気口５ｉは閉状態になるとともに、外気温が設定温度Ｔｃ以下では、吸気側（開側）に切換わり、吸気流出口５ｅと吸気口５ｉ間は吸気が許容される状態となる。一方、出水管部１２の吐出通水路Ｒｏは、上側通水孔２５を介して水道立上管２の立上通水路Ｒｍに連通する。

【0028】

さらに、出水管部１２における放水口２１には、この放水口２１に対して着脱する残留防止キャップ２７を装着する。この残留防止キャップ２７は、この実施形態で示す不凍水栓柱１をはじめ、各種水栓柱に着脱して汎用性の高い残留防止キャップ２７として利用することができる。なお、放水口２１と残留防止キャップ２７は一体形成してもよい。

【0029】

図４に、残留防止キャップ２７の拡大した断面図を示す。この残留防止キャップ２７における開口を有する先端面は、吐水口先端２ｅｓとなる。残留防止キャップ２７は、この吐水口先端２ｅｓに至る内周面２７ｉの内径の一部を、軸方向下流側へ行くに従って漸次大径となるテーパ面１１により形成する。このテーパ面１１は、少なくとも止水モードＭｃ及び水抜モードＭｒでは吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏ（図７参照）を外部に排出する残留防止機能Ｆｒを発揮する構成（形状）となる。

【0030】

このように、残留防止機能Ｆｒを実現するに際し、吐水口部２ｅの構成を、止水時に少なくとも内部に残留する残留水Ｗｏを、吐水口先端２ｅｓから外部に流出可能な排水構造に構成するとともに、吐水口先端２ｅｓに至る通水路の内径の一部を、軸方向下流側へ行くに従って漸次大径となるテーパ面１１により形成すれば、吐水口部２ｅの内部に残留する残留水Ｗｏを、迅速，スムースかつ確実に排出できるとともに、加えて、寒冷地における吐水口部２ｅの内部凍結や外部に生じる氷柱状の凍結を回避でき、不凍水栓柱１の品質感及び商品性を高めることができる。さらに、吐水口部２ｅの形状変更（加工変更）等により比較的簡易に実施できるなど、実施の容易性及び低コスト性に優れる。

【0031】

この場合、テーパ面１１を形成するに際しては、テーパ面１１の先端の外開口径Ｌｏを１２．５ｍｍ以上とし、当該テーパ面１１の勾配角度Ｑｏを２５゜以上乃至４５゜以下に設定することが望ましい。このように選定すれば、現状における上水道の規格等に基づく不凍水栓柱の多くの種類をカバーできるため、十分なパフォーマンスを確保する観点から最適な形態として実施することができる。

【0032】

ところで、残留防止キャップ２７のテーパ面１１は、本実施形態に係る不凍水栓柱１との関係で重要な機能を呈する。即ち、後述する止水モードＭｃ及び水抜モードＭｒでは、吐水口部２ｅの内部に残留する残留水Ｗｏを確実に排出可能になる。もし、残留水Ｗｏを確実に排出できない場合には、吸気口５ｉが実質的に機能しなくなり、別途形成した通気路等を介して大気中に臨ませる必要がある。しかし、残留防止キャップ２７（残留防止機能Ｆｒ）を設けることにより、各モードＭｃ及びＭｒでは、吐水口部２ｅの内部の残留水Ｗｏを、常に、確実に排出可能になるため、サーモバルブ５の機能を確実に担保することができる。

【0033】

一方、水道立上管２は、内管２ｉと外管２ｏの二重構造により構成し、内管２ｉの内部を通水路Ｒ（立上通水路Ｒｍ）として形成する。また、この立上通水路Ｒｍの中心軸上に、回動可能な操作ロッド３１を配置するとともに、操作ロッド３１の上端には操作レバー３２ｈを一体に備えるハンドル３２を固定する。この場合、操作ロッド３１の上端近傍の外周面は、水道立上管２の固定部位の内周面に対して螺合部３１ｓを介して係合させる。これにより、ハンドル３２の回動変位を操作ロッド３１の昇降変位に変換させる操作機構部３が構成される。また、図２に示すように、水道立上管２における上側通水孔２５に対向する部位には、上部開閉弁機構部Ｖｓを設ける。この上部開閉弁機構部Ｖｓは、操作ロッド３１の上部位置に固定したリング状の上部弁体部３３ｖと、この上部弁体部３３ｖよりも下方における水道立上管２の内周面に形成した上部弁座部３３ｓにより構成する。

【0034】

このように、吐水口部２ｅを構成するに際し、吐出通水路Ｒｏを被う出水管部１２を設けるとともに、吐出通水路Ｒｏと立上通水路Ｒｍ間に、給水モードＭｓから止水モードＭｒの切換時に遮断し、止水モードＭｃ又は水抜モードＭｒから給水モードＭｓの切換時に開放する上部開閉機構部Ｖｓを設ければ、吐出通水路Ｒｏと立上通水路Ｒｍ間を確実に開閉できるため、給水モードＭｓ時には、立上通水路Ｒｍから吐出通水路Ｒｏに円滑に給水できるとともに、水抜モードＭｒ時には、立上通水路Ｒｍに対して円滑に吸気することができる。

【0035】

このような構造により、ハンドル３２を右方向へ回動操作（閉操作）すれば、操作ロッド３１が下降変位し、上部弁体部３３ｖは上部弁座部３３ｓに当接することにより、上部開閉弁機構部Ｖｓは閉側に切換えられ、立上通水路Ｒｍの上端が遮断される。これに対して、ハンドル３２を左方向へ回動操作（開操作）すれば、操作ロッド３１は上昇変位し、上部弁体部３３ｖは上部弁座部３３ｓから離脱することにより、上部開閉弁機構部Ｖｓは開側に切換えられ、図２に示すように、立上通水路Ｒｍの上端が開放される。即ち、立上通水路Ｒｍと上側通水孔２５が連通する。

【0036】

他方、操作ロッド３１の下端には、円柱状のスプール部４ｓを固定するとともに、このスプール部４ｓは、水道立上管２に一体に形成したスリーブ部４ｍの内部に挿通させる。これにより、可動するスプール部４ｓと固定したスリーブ部４ｍによりスプール弁機構部Ｖｍが構成されるとともに、スプール部４ｓの下端面を利用して下部開閉弁機構部Ｖｆが構成される。

【0037】

下部開閉弁機構部Ｖｆは、図２に示すように、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄで当該スプール部４ｓにおける弁体部１３ｖが弁座部１３ｓを閉塞して通水路Ｒ（給入通水路Ｒｆの上流端）を遮断し、かつスプール部４ｓが最下降位置Ｘｄから上昇変位して通水路Ｒを開放する機能を備える。即ち、下部開閉弁機構部Ｖｆは、スプール部４ｓの下端部に固定したリング形の弁体部１３ｖ，及びこの弁体部１３ｖの下方に位置する給入孔２９の外方に位置する水平面により形成した弁座部１３ｓにより構成する。これにより、弁体部１３ｖの下面が水平に形成された弁座部１３ｓの上面に対して当接し、又は離脱する下部開閉弁機構部Ｖｆが構成される。このように、下部開閉弁機構部Ｖｆを構成するに際し、スプール部４ｓの下端部に固定した弁体部１３ｖ，及びこの弁体部１３ｖの下方に位置し、かつ給入通水路Ｒｆの外方の面に形成することにより、弁体部１３ｖに対して当接又は離脱する弁座部１３ｓを設けて構成すれば、下部開閉弁機構部Ｖｆの構造面、即ち、弁体部１３ｖの接触面と弁座部１３ｓの被接触面を摺動することなく当接又は離脱させることができるため、開閉操作に対して時間差無く直ちに応答させることができる。

【0038】

一方、給入通水路Ｒｆは、水道立上管２の内部において、スリーブ部４ｍの外側を迂回するように形成し、この給入通水路Ｒｆの上流側（下側）を給入孔２９に連通させるとともに、給入通水路Ｒｆの下流側（上側）は立上通水路Ｒｍに連通させる。

【0039】

また、スプール弁機構部Ｖｍは、スプール部４ｓの内部に形成した内排出路６を備える。この内排出路６は、スプール部４ｓの下側に開口する流入口６ｉと上側に開口する流出口６ｅを有する。このスプール弁機構部Ｖｍは、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄでは外部に臨む後述する外排出路７と上述した流出口６ｅを連通させ、かつ最下降位置Ｘｄから上昇変位するスプール部４ｓの所定の変位区間では流入口６ｉと通水路Ｒ（給入通水路Ｒｆ）を連通させる機能を備える。

【0040】

内排出路６には、内逆止弁機構部Ｖｎｆを付設する。この内逆止弁機構部Ｖｎｆは、少なくとも流入口６ｉから流入する水道水Ｗによる所定の水圧により内排出路６を遮断する機能を備える。この場合、内逆止弁機構部Ｖｎｆは、流入口６ｉ側に位置する内排出路６を所定の長さにわたり大径に形成し、かつ上端に弁座孔部１４を有する上下方向Ｆｖに形成した上流側排出路１５，及びこの上流側排出路１５に収容した球体状の球弁部１６を備えて構成する。このように構成する内逆止弁機構部Ｖｎｆを設ければ、流入口６ｉ側に位置する内排出路６を所定の長さにわたり大径に形成し、かつ上端に弁座孔部１４を有する上下方向に形成した上流側排出路１５，及びこの上流側排出路１５に収容した球体状の球弁部１６を設けて構成すれば、逆止弁は所定の水圧に対応して作動させることができるため、水圧の高い水道水Ｗ及び水圧の低い残留水Ｗｒの双方に対して確実かつ円滑に機能させることができる。

【0041】

なお、内逆止弁機構部Ｖｎｆには、所定の水圧に基づいて球弁部１６を弾性変位可能なスプリングを設けることが望ましい。このようなスプリングを設ければ、球弁部１６に対する付勢力を設定、即ち、内逆止弁機構部Ｖｎｆとして機能する際の所定の水圧を設定することができるため、不凍水栓柱１の作動時の安定性及び信頼性をより高めることができる。

【0042】

他方、スリーブ部４ｍには、このスリーブ部４ｍと一体の外排出路７を内部に有する排水部３６を設ける。この場合、外排出路７には、少なくとも流出口６ｅからの残留水Ｗｒの流通を許容し、かつ自重及び残留水Ｗｒの負圧により当該外排出路７を遮断する外逆止弁機構部Ｖｎｓを付設する。この外逆止弁機構部Ｖｎｓはスプール部４ｓ側に位置する外排出路７を所定の長さにわたり大径に形成し、かつ下端に弁座孔部３７ｈを有する上下方向Ｆｖに形成した下流側排出路３７，及びこの下流側排出路３７に収容した球体状の球弁部３８を備える。このような外逆止弁機構部Ｖｎｓを付設すれば、外排出路７における逆止弁機能を確保できるため、内逆止弁機構部Ｖｎｆと組合わせることにより、安定した確実な水抜モードＭｒを担保することができる。

【0043】

このように、本実施形態に係る不凍水栓柱１によれば、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄで立上通水路Ｒｍの上流端を遮断し、かつ最下降位置Ｘｄからのスプール部４ｓの上昇変位により立上通水路Ｒｍの上流端を開放する下部開閉弁機構部Ｖｆと、スプール部４ｓの内部に形成し、かつ下側に位置する流入口６ｉと上側に位置する流出口６ｅを有する内排出路６と、この内排出路６に付設し、少なくとも流入口６ｉから流入する水道水Ｗによる所定の水圧により内排出路６を遮断する内逆止弁機構部Ｖｎｆと、スプール部４ｓの最下降位置Ｘｄでは外部に臨む外排出路７と流出口６ｅを連通させ、かつ最下降位置Ｘｄから上昇変位するスプール部４ｓの所定の変位区間では流入口６ｉと給入通水路Ｒｆを連通させるスプール弁機構部４とを設ければ、止水状態（給水状態）から給水（止水）する場合、無用な時間差や違和感を生じることなく即座に移行させることができため、ユーザサイドの良好な使い勝手及び操作感（快適操作性）を確保できる利点がある。

【0044】

次に、本実施形態に係る不凍水栓柱１の機能（動作）について、図６－図８を参照しつつ図５に示すフローチャートに従って説明する。

【0045】

今、不凍水栓柱１は、止水モードＭｃにある場合を想定する（ステップＳ１）。止水モードＭｃでは、ハンドル３２が右方向へ回動操作（閉操作）され、操作ロッド３１が下降変位するため、図２に示すように、最下降位置Ｘｄで弁体部１３ｖが弁座部１３ｓに当接するとともに、上部弁体部３３ｖが上部弁座部３３ｓに当接する。これにより、下部開閉弁機構部Ｖｆが通水路Ｒ（給入通水路Ｒｆ）を遮断するとともに、上部開閉弁機構部Ｖｓが立上通水路Ｒｍの上端を遮断する。

【0046】

一方、止水モードＭｃから給水モードＭｓに移行させる場合は次のように行う（ステップＳ２）。まず、ユーザは、ハンドル３２を左方向へ回動操作（開操作）する（ステップＳ３）。この際、下部開閉弁機構部Ｖｆの弁構造により、ハンドル３２の回動操作の開始と同時にスプール部４ｓが上昇変位する（ステップＳ４）。この結果、弁体部１３ｖは、弁座部１３ｓから直ちに離間する。即ち、ハンドル３２の開操作とほぼ同時に下部開閉弁機構部Ｖｆが開側に移行する。即ち、開操作に対して時間差無く直ちに応答させ、給水を開始させることができる（ステップＳ５）。

【0047】

給水の開始により、接続口４１に接続した不図示の水道管の水道水Ｗが給入孔２９を通して給入通水路Ｒｆに流入するとともに、初期には、流入口６ｉから内排出路６にも進入する（ステップＳ６）。内排出路６に水道水Ｗが進入することにより、水圧により球弁部１６が上昇変位し、球弁部１６が弁座孔部１４に当接する（ステップＳ７）。この結果、内排出路６が遮断される。したがって、給水開始により水抜きが行われる弊害は生じない（ステップＳ８）。さらに、ハンドル３２を回動操作すれば、スプール部４ｓも上昇変位し、流入口６ｉがスリーブ部４ｍの内壁により遮断される。これにより、水道水Ｗの全てが通水路Ｒ（給入通水路Ｒｆ）に供給されるとともに、この給水モードＭｓは維持される。なお、流入口６ｉが内壁により遮断されれば、球弁部１６は、下方位置に復帰（落下）する（ステップＳ９，Ｓ１０）。

【0048】

また、図６に示すように、上部開閉弁機構部Ｖｓも下部開閉弁機構部Ｖｆに連動して開側へ変位する。この結果、上部弁体部３３ｖは上部弁座部３３ｓから離間し、立上通水路Ｒｍ内の水道水Ｗは、上側通水孔２５を通して吐出通水路Ｒｏに流入するとともに、残留防止キャップ２７を通して吐水口先端２ｅｓから外部に放出される。この場合、通常、外気温は凍結を開始する温度よりも高い温度、即ち、凍結を判断する所定の設定温度Ｔｃを越えた状態にあるため、サーモバルブ５は、ＯＦＦ状態、即ち、吸気流出口５ｅ及び吸気口５ｉは遮断状態にある。したがって、サーモバルブ５は、閉側に切換わっており、水道水Ｗがサーモバルブ５の内部に進入することはない。

【0049】

他方、給水モードＭｓから止水モードＭｃに移行させる場合は次のように行う（ステップＳ１１）。まず、ハンドル３２を右方向へ回動操作（閉操作）する（ステップＳ１２）。これにより、操作ロッド３１、更には弁体部１３ｖが下降変位する（ステップＳ１３）。そして、弁体部１３ｖが最下降位置Ｘｄまで下降変位すれば、弁座部１３ｓに当接し、下部開閉弁機構部Ｖｆにより給入通水路Ｒｆが遮断される。この場合、下部開閉弁機構部Ｖｆの構造により、閉操作に対して時間差無く直ちに応答させることができる。即ち、弁体部１３ｖが弁座部１３ｓに当接したタイミングで直ちに止水状態にできる。また、スプール部４ｓの下降変位により、内排出路６の流入口６ｉが開放状態になるため、給入通水路Ｒｆ内の残留水Ｗｒが内排出路６の内部に流入する（ステップＳ１４，Ｓ１５）。この結果、球弁部１６が上昇変位し、弁座孔部１４に当接することにより内排出路６が遮断される（ステップＳ１６）。

【0050】

一方、止水モードＭｃに移行した際は、図７に示すように、出水管部１２における吐出通水路Ｒｏに水道水Ｗが残留水Ｗｏとして残留するが、この残留水Ｗｏは、残留防止機能Ｆｒ、即ち、残留防止キャップ２７に設けたテーパ面１１の機能により、吐水口先端２ｅｓから外部に確実に排出される。

【0051】

また、立上通水路Ｒｍ及び給入通水路Ｒｆ内の水道水Ｗは残留水Ｗｒとして残留するが、上部開閉弁機構部Ｖｓが閉側へ切換わるとともに、外気温（検知温度）は、通常、設定温度Ｔｃを越えた状態にあり、サーモバルブ５はＯＦＦ状態にあるため、立上通水路Ｒｍ及び給入通水路Ｒｆ内は密閉された状態となる。この結果、残留水Ｗｒは残留した状態で維持され、かつこの状態で止水モードＭｃが維持される（ステップＳ１７，Ｓ１）。

【0052】

この後、止水モードＭｃにおいて、外気温が設定温度Ｔｃ以下まで低下した場合を想定する（ステップＳ１７）。この場合、サーモバルブ５は、自動でＯＮ状態になり吸気側へ切換わる。即ち、図８に示すように、吸気口５ｉから吸気流出口５ｅ間の通気が許容される状態となる（ステップＳ１８）。これにより、一点鎖線で示す矢印に沿って吸気Ａｉが行われる。具体的には、吐水口先端２ｅｓ→吐出通水路Ｒｏ→吸気口５ｉ→サーモバルブ５→吸気流出口５ｅ→下側通水孔２４→立上通水路Ｒｍの経路で通気Ａｉが許容される。この結果、立上通水路Ｒｍ及び給入通水路Ｒｆの内圧（負圧）が解除される（ステップＳ１９）。

【0053】

そして、内圧の解除により水抜モードＭｒに移行する（ステップＳ２０）。水抜モードＭｒでは、残留水Ｗｒが図８に示す点線矢印に沿って排出される。具体的には、立上通水路Ｒｍ内の残留水Ｗｒは、流入口６ｉ→内排出路６→外排出路７を通して外部に排出される。この際、球弁部３８は、弁座孔部３７ｈから離間するとともに、防護カバー４２は上方変位により通水が許容される。そして、水抜きが終了すれば、水抜きが終了した状態の止水モードＭｃとして維持される（ステップＳ２１，Ｓ１）。

【0054】

このように、本実施形態に係る不凍水栓柱１は、基本的な構成として、少なくとも止水モードＭｃ及び水抜モードＭｒでは吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏを外部に排出する残留防止機能Ｆｒを設けるとともに、吐水口部２ｅの内部に配設したサーモバルブ５の吸気流入用の吸気口５ｉを、吐出通水路Ｒｏの内部に臨ませてなるため、吐出通水路Ｒｏ内に残留する残留水Ｗｏは、残留防止機能Ｆｒにより、外部へ確実に排出可能となり、止水モードＭｃ（水抜モードＭｒ）では、常に、吐出通水路Ｒｏを空にすることができる。これにより、サーモバルブ５を吐出通水路Ｒｏの内部に配設した場合であっても、サーモバルブ５の吸気口５ｉをそのまま吐出通水路Ｒｏ内に臨ませることができる。この結果、吐水口部２ｅ周りに形成する煩雑な通気通路が不要となり、吐水口部２ｅのシンプル化及び小型化、更にはコストダウンを図れるとともに、吐水口部２ｅにより吸気口５ｉを外的に保護することができるため、通気通路のゴミ詰まり等のトラブルや故障を回避することができる。

【0055】

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

【0056】

例えば、操作機構部３は、操作レバー３２ｈを一体に備えるハンドル３２により操作する例を示したが、ハンドル３２は、各種形態のハンドル３２を適用できるとともに、電動モータ等により遠隔操作する自動タイプや半自動タイプを排除するものではない。また、下部開閉弁機構部Ｖｆを構成する弁体部１３ｖと弁座部１３ｓが当接する面は平坦な水平面により形成した場合を例示したが、テーパ面等の傾斜面により形成してもよい。さらに、内逆止弁機構部Ｖｎｆは、弁座孔部１４と球弁部１６を用いることが好適であるが、同様の機能を発揮する他の構成を排除するものではない。同様に、外逆止弁機構部Ｖｎｓとして、弁座孔部３７ｈと球弁部３８を用いて構成した例を示したが、同様の機能を発揮する他の構成を用いてもよい。他方、サーモバルブ５に設ける吸気口５ｉをサーモバルブ５自身の周面に設けた場合を示したが、サーモバルブ５自身の他の任意の位置を選定可能である。

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明に係る不凍水栓柱は、寒冷地における住宅の庭などの屋外に設置する水道立上管を有する各種不凍水栓柱に利用することができる。

【符号の説明】

【0058】

１：不凍水栓柱，２：水道立上管，２ｅ：吐水口部，２ｅｓ：吐水口先端，３：操作機構部，４：スプール弁機構部，４ｓ：スプール部，５：サーモバルブ，５ｉ：吸気口，６：内排出路，６ｉ：流入口，６ｅ：流出口，７：外排出路，１１：テーパ面，１２：出水管部，１３ｖ：弁体部，１３ｓ：弁座部，１４：弁座孔部，１５：上流側排出路，１６：球弁部，Ｍｓ：給水モード，Ｍｃ：止水モード，Ｍｒ：水抜モード，Ｒ：通水路，Ｒｏ：吐出通水路，Ｒｍ：立上通水路，Ｒｆ：給入通水路，Ｗ：水道水，Ｗｏ：残留水，Ｆｒ：残留防止機能，Ｌｏ：外開口径，Ｑｏ：勾配角度，Ｖｓ：上部開閉機構部，Ｖｆ：下部開閉弁機構部，Ｖｎｆ：内逆止弁機構部，Ｘｄ：最下降位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】