特許 7544500 通気弁

(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】

(24)【登録日】2024-08-26

(45)【発行日】2024-09-03

(54)【発明の名称】通気弁

(51)【国際特許分類】

   E03C 1/122 20060101AFI20240827BHJP

   F16K 24/06 20060101ALI20240827BHJP

【ＦＩ】

E03C1/122 A

F16K24/06 A

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020063409

(22)【出願日】2020-03-31

(65)【公開番号】P2021162075

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2023-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】390002381

【氏名又は名称】株式会社キッツ

(74)【代理人】

【識別番号】100081293

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 哲男

(72)【発明者】

【氏名】横澤 直角

【審査官】加藤 昌人

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－０８２１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１６９０７５（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０３Ｃ １／１２２

Ｆ１６Ｋ ２１／００－２４／０６

Ｆ１６Ｋ ５１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

弁体の二次側が負圧となった場合に前記弁体が開状態となり一次側から二次側への空気の取り込みが可能となる低位設置用の通気弁であって、前記弁体の一次側に通気絞り部材を設けると共に、弁座部と離れた位置で前記弁体を覆うように支持された蓋体を有しており、前記通気絞り部材の側面上部側には前記蓋体側に寄せて通気部を配置し、この通気部の通気面積を、前記通気絞り部材を設けない場合と比べて排水性能が低下しない範囲で、通気弁自体の通気面積よりも小さくなるように設定したことを特徴とする通気弁。

【請求項2】

円板状の弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であって、前記蓋体は、前記弁座部の周囲から立ち上がった支柱により前記弁座部と離れた位置で支持され、前記通気絞り部材は、前記蓋体と一体又は別体に設けられ、少なくとも前記蓋体と前記弁座部とに挟まれた空間を内側から取り囲む筒状の部材であり、この筒状の前記通気絞り部材の側面部分に前記通気部として複数の開口部を有している請求項１に記載の通気弁。

【請求項3】

前記蓋体が前記通気絞り部材よりも外周方向に張り出している請求項２に記載の通気弁。

【請求項4】

円板状の弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であって、前記蓋体は、前記弁座部の周囲から立ち上がった支柱により前記弁座部と離れた位置で支持され、前記通気絞り部材は、少なくとも前記蓋体と前記弁座部とに挟まれた空間を外側から取り囲む筒状の部材であり、この筒状の前記通気絞り部材の側面部分に前記通気部として複数の開口部を有している請求項１に記載の通気弁。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排水管に接続されて排水管内に発生した負圧を緩和させる低位設置用の通気弁に関する。

【背景技術】

【0002】

個別住宅、集合住宅等の建物内の排水管には、トラップ部を設けた便器、シンクなどの排水設備が接続され、このトラップ部に排水を残留させることにより、排水管下流から漂う悪臭が室内へ漏れ出ないようにしている。

【0003】

このような排水管では、排水設備からの排水が急激に流れると、部分的に排水管内が満管状態となって上流側が負圧状態となり、排水が流れにくくなったり、排水設備のトラップ部の残留排水が吸引されて下流へと流されてしまう封水破壊が生じたりする。このため、排水設備のトラップ部より下流側に通気弁を設けることにより、排水管内が負圧になった際に通気弁から外気を吸気し、排水管内の負圧状態を解消する通気方式が採用されている。

【0004】

一般に、住宅等の建物の設けられる排水管は、見栄えの観点から壁と壁との隙間、すなわち壁裏空間に配置されているため、通気弁は壁裏空間で排水管との接続が可能となるように小型であることが求められる。

【0005】

このような事情から、本出願人は、壁裏空間に設置可能であるコンパクトな通気弁を提案している（特許文献１）。この通気弁は、壁裏空間に配置した伸頂通気管の上部に取付ける所謂伸頂型の通気弁であり、回転弁機構を備え、通気抵抗を抑えて通気量を大きく確保し、高い応答性により弁開状態までスムーズに動作することができ、排水管内が負圧状態となった場合には、外部から十分に外気を吸気して負圧状態を確実に解消することができる。

【0006】

ところで、従来は、建物内に設置される通気弁は、特許文献１の通気弁のように壁裏空間に配した伸頂通気管の上部に取付ける伸頂型の通気弁が一般的であったが、最近では、排水設備のトラップ部より下流側となる床下の横枝排水管に設ける低位設置用の通気弁が要望されている。

【0007】

壁裏空間や床下空間には、これらの空間に配設されている断熱材等に起因する塵埃や、壁裏空間や小屋裏空間を換気する空気が外部から持ち込んだ塵埃が非常に多く、これらの塵埃は床下空間に落下して溜まり易い。従来の通気弁は伸頂型で床下空間よりも高い位置に取付けるため、床下空間に溜まった塵埃を外気と共に吸い込むおそれは少なかったが、伸頂型の通気弁を床下空間の低位に設置すると、床下に落下する塵埃が通気弁内部に侵入したり、通気弁が床下に溜まった塵埃を外気と共に吸い込んだりして、通気弁の作動不良が発生する等、通気弁の耐久性を低下させる問題が生じるおそれがある。

【0008】

壁裏空間の塵埃などを吸入することを抑えつつ、排水管内の負圧を解消することができる通気弁として、特許文献２には、弁体及び通気口を有する通気弁本体と、開口及び接続口を有するボックスと、通気孔を有するカバー部材とを備え、このボックスは、壁裏空間に配設されている排水管に気密状態で接続されると共に、ボックスの開口と壁材に形成された貫通孔とが連通するように壁材に対して固定され、壁材の貫通孔を介して、カバー部材を取付けた通気弁本体を壁表空間からボックスの開口に密着状態で直結させた通気弁構造が開示されている。

【0009】

また、特許文献３には、床下配管に接続設置ができ、通気口に防虫網を設けて外気導入時にゴミや虫等の侵入を防ぐことができる排水用低位通気弁が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【文献】特開２０１９－２７５８４号公報

【文献】特許第５６６２１９５号公報

【文献】特開２０１４－１１９１１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0011】

しかしながら、特許文献２の通気弁構造は、塵埃が多量に存在する壁裏空間や床下空間から外気を吸入することなく、壁表空間のみから外気を吸入することを可能にしているが、壁表空間の空気に塵埃が含まれていないわけではなく、壁表空間で日常生活が活発に行われている場合には、人間の日常生活に起因する細かい塵や綿埃が多数発生するし、あまり人間が立ち入らない場所に外気を吸入する貫通孔を設けたとしても、やはり壁裏空間と同様に自然に落下した塵埃が存在する。

【0012】

また、壁に貫通孔を設けたり、通気弁の通気口と排水管との間をフレキシブル管で接続したりと通気弁構造が複雑となり、さらにはコストが嵩む問題もある。

【0013】

特許文献３の通気弁は、通気口に防虫網を設けてゴミや虫等の侵入を防ごうとしているが、細かい塵埃の侵入を防ぐために防虫網の目を細かくすると網目に塵芥が引っ掛かって通気を妨げるため、定期的な点検と防虫網の清掃が不可欠となり、信頼性と耐久性についてなお問題が存在する。

【0014】

本発明は、このような従来の課題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、排水性能を損なうことなく弁内部への塵埃の侵入を抑制し、信頼性と耐久性に優れる低位設用の通気弁を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、弁体の二次側が負圧となった場合に弁体が開状態となり一次側から二次側への空気の取り込みが可能となる低位設置用の通気弁であって、弁体の一次側に通気絞り部材を設けると共に、弁座部と離れた位置で弁体を覆うように支持された蓋体を有しており、通気絞り部材の側面上部側には蓋体側に寄せて通気部を配置し、この通気部の通気面積を、通気絞り部材を設けない場合と比べて排水性能が低下しない範囲で、通気弁自体の通気面積よりも小さくなるように設定した通気弁である。

【0016】

請求項２に係る発明は、円板状の弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であって、蓋体は、弁座部の周囲から立ち上がった支柱により弁座部と離れた位置で支持され、通気絞り部材は、蓋体と一体又は別体に設けられ、少なくとも蓋体と弁座部とに挟まれた空間を内側から取り囲む筒状の部材であり、この筒状の通気絞り部材の側面部分に通気部として複数の開口部を有している通気弁である。

【0017】

請求項３に係る発明は、蓋体が通気絞り部材よりも外周方向に張り出している通気弁である。

【0019】

請求項４に係る発明は、円板状の弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であって、蓋体は、弁座部の周囲から立ち上がった支柱により弁座部と離れた位置で支持され、通気絞り部材は、少なくとも蓋体と弁座部とに挟まれた空間を外側から取り囲む筒状の部材であり、この筒状の通気絞り部材の側面部分に通気部として複数の開口部を有している通気弁である。

【発明の効果】

【0020】

請求項１に係る発明によると、通気絞り部材を設けることにより、塵埃が通気弁内に侵入することを抑制することができると共に、排水管内の負圧状態を解消するために通気弁が外気を取り込む場合には、外気の取り込み量を削減して外気と一緒に通気弁内に吸い込まれる塵埃を抑制することができる。

【0021】

このため、通気弁を床下等の低位設置した場合でも、通気弁内に侵入したり吸い込まれたりした塵埃が弁座部に付着して封止性が低下することを少なくし、信頼性と耐久性に優れた低位設置用の通気弁を得ることができる。
しかも、弁座部と離れた位置で弁体を覆うように支持された蓋体を有し、通気絞り部材の側面上部側には蓋体に寄せて通気部を配置しているので、上方から落下してくる塵埃が通気部に近づき難くなり、塵埃の通気弁内への進入をより一層抑制することができる。

【0022】

また、通気絞り部材に設けた通気部の通気面積は、通気絞り部材を設けない場合と比べて排水管の排水性能が低下しない範囲で、通気弁自体の通気面積よりも小さくなるように設定されているため、塵埃の侵入や吸い込みを抑制しつつ排水管の排水性能を通気絞り部材を設けない場合と同程度に維持することができる。

【0023】

請求項２に係る発明によると、円板状の弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であるため、弁体の二次側が負圧となった場合には弁体が圧力変動に応じて高い応答性を発揮して開動作して流量を大きく確保することができるので、通気絞り部材を設けて通気弁内に取り込む外気の量を削減しても、排水管の排水性能を損なうことがない量の外気を排水管内に取り込み、排水管内部の負圧状態を解消することができる。

【0024】

また、弁座部の周囲から立ち上がった支柱により弁座部と離れた位置で弁体を覆うように支持された蓋体を有しているため、この蓋体により上方から落下してくる塵埃を遮り、落下してくる塵埃が仕切弁内に侵入することを防ぐことができる。

【0025】

さらに、通気絞り部材は、蓋体と一体又は別体に設けられ、少なくとも前記蓋体と前記弁座部とに挟まれた空間を内側から取り囲む筒形状の部材であり、この筒形状の側面部分に通気部として複数の開口部を有しているため、通気路の内周側に配した通気絞り部材により、通気弁が外気を吸入しない場合には、塵埃が弁機構部へ侵入するのを抑制することができると共に、通気弁が外気を吸入する場合には、吸入する外気の量を削減して外気と一緒に弁機構部に吸い込まれる塵埃の量を抑制し、弁座部に塵埃が付着して封止性が低下することを少なくすることができる。

【0026】

請求項３に係る発明によると、通気絞り部材よりも外周方向に張り出した蓋体によって落下してくる塵埃を遮ることによって塵埃が通気絞り部材に近寄ることをさらに防ぎ、より塵埃の通気弁内への進入を抑制することができる。

【0028】

請求項４に係る発明によると、円板状の弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であるため、弁体の二次側が負圧となった場合には弁体が圧力変動に応じて高い応答性を発揮して開動作して流量を大きく確保することができるので、通気絞り部材を設けて通気弁内に取り込む外気の量を削減しても、排水管の排水性能を損なうことがない量の外気を排水管内に取り込み、排水管内部の負圧状態を解消することができる。

【0029】

また、通気絞り部材は、少なくとも蓋体と弁座部とに挟まれた空間である通気路を外周側から取り囲む筒形状の部材であって側面部分に通気部として複数の開口部を有しているので、通気弁が外気を吸入しない場合には、塵埃が弁機構部へ侵入するのを抑制することができると共に、通気弁が外気を吸入する場合には、吸入する外気の量を削減して外気と一緒に弁機構部に吸い込まれる塵埃の量を抑制し、弁座部に塵埃が付着して封止性が低下することを少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の通気弁の一実施形態を示す中央縦断面図である。

【図2】図１の通気弁の蓋体を取り外した状態を示す概略模式図である。

【図3】図１の通気弁の蓋体を取り外した状態を示す要部断面図である。

【図4】通気絞り部材の斜視図である。

【図5】図１の通気弁の弁開状態を示す中央縦断面図である。

【図6】実験装置の模式図である。

【図7】実験結果を示しグラフである。

【図8】図１の通気弁を使用した排水管システムの一例を示す模式図である。

【図9】本発明における通気弁の他の実施形態の通気絞り部材の斜視図である。

【図10】本発明における通気弁のさらに他の実施形態の通気絞り部材の斜視図である。

【図11】本発明における通気弁のさらに他の実施形態を示す中央縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下に、本発明における低位設置用の通気弁を実施形態に基づいて詳細に説明する。図１～５において、本発明の低位設置用の通気弁の一実施形態を示し、図６において、本発明の低位設置用の通気弁１を用いた排水システムの一例を示している。

【0032】

図１において、通気弁１は、弁機構部１０と、この弁機構部１０が取付けられるボデー１１と、キャップ１２と、蓋体１４と、キャップ１２と蓋体１４との間に取付けられる通気絞り部材１５を有し、弁機構部１０に設けられた回転弁体からなる弁体１６の開閉により通気して、ボデー１１内部とこのボデー１１に接続される排水管システム２内部の負圧を緩和することが可能になっている。通気弁１は、例えば、サイズ４０Ａ、５０Ａの被接続側の管に共用可能に設けられる。

【0033】

図１、図５において、弁機構部１０は、筒本体１７、シート１８、円板状弁体である回転弁体１９、偏心軸（ヒンジ）２０、錘部２１を備え、これらが一体に組込まれて回転弁体１９が回転可能に設けられる。後述するように、回転弁体１９には、弁開方向に回転する回転モーメントＭｏと、弁閉方向に回転する回転モーメントＭｃとが働き、この回転弁体１９の作動により通気弁１が通気弁機能を発揮する。

【0034】

弁機構部１０における筒本体１７は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂材料によって形成され、ボデー１１の被装着部位に内挿可能なストレート状のカートリッジ体からなる。筒本体１７の外筒部位には、偏心軸（ヒンジ）２０取付用の２つの取付穴２３が貫通形成され、これら取付穴２３の周囲には所定の大きさで内径側に突出する突起片２４が突出形成され、この突起片２４に弁開規制部２５が設けられる。一方、筒本体１７の外周には、キャップ１２を係合固定するための凸部２６がその周方向において断続的に形成される。

【0035】

弁開規制部２５は、テーパ平面状に形成され、弁開時の回転弁体１９が当接されることにより、その回転量を規制可能になっている。この弁開規制部２５は、流路の内周壁面位置に設けられ、全開状態の回転弁体１９の両側の外周縁部近傍が当接され、これらを支持可能に設けられる。

【0036】

シート１８は、例えばＥＰＤＭなどのゴム材料により内周開口部１８ａを有する略円盤状に形成され、外径は筒本体１７の外径と略同径に設けられてこの筒本体１７上面に載置され、筒本体１７とキャップ１２との間に挟着可能な厚さに設けられる。シート１８には、回転弁体１９とのシール面である円錐テーパ面２７が所定のテーパ角度により形成され、弁座部２８を構成している。

【0037】

回転弁体１９は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂材料により設けられ、薄い円板状に設けられたジスク本体２９を有し、このジスク本体２９に、弁体支持部３０と軸着部３１とが一体に形成される。回転弁体１９は、偏心軸（ヒンジ）２０を介して筒本体１７内に取付けられ、この回転弁体１９の回動により弁機構部１０が弁開閉自在に設けられる。

【0038】

図５に示すように、ジスク本体２９には、通気弁１の口径の中心Ｐ軸線上に中心を有する球面の一部をなす弁体球面３３が形成され、この弁体球面３３が、同じくＰ軸線上に円錐軸線を有するシート１８の円錐テーパ面２７に対するシール面として当接可能に設けられる。図１に示す通気弁１の弁閉時には、弁体球面３３が、円錐テーパ面２７に対して接線接触状態でシール可能になっている。

【0039】

ジスク本体２９の弁体支持部３０は、細径状の円柱形状に設けられ、弁体球面３３の球芯、すなわちＰ軸線から半径方向に偏心した位置に垂下形成される。このように、弁体支持部３０が筒本体１７の口径（通気弁１の口径）の中心Ｐから偏心していることで、回転弁体１９の受圧面が、弁体支持部３０を境界に大受圧面３４と小受圧面３５とに区分される。大受圧面３４と小受圧面３５との面積比は、通気弁１に要求される通気性能に応じて適宜設定される。

【0040】

前記弁体支持部３０に続き、略俵形状の軸着部３１が、偏心軸（ヒンジ）２０を回転軸芯として設けられる。軸着部３１は、ジスク本体２９の口径の中心Ｐに対して偏心し、かつ、Ｐ軸線と直交するジスク本体２９の弁体球面３３とシート１８との接線接触平面に対して流路方向に偏心した二重偏心位置に設けられる。軸着部３１には、偏心軸（ヒンジ）２０が嵌挿可能な貫通孔３６が形成される。

【0041】

図１に示すように、軸着部３１には、その中心から水平方向に対して所定の傾きを有する取付部３７が延設されるように形成され、この取付部３７に錘部２１挿着用の挿着孔３８が設けられている。

【0042】

偏心軸（ヒンジ）２０は、例えば、ステンレス等の金属材料により細径状に形成され、その外周に軸着部３１の長さと略同じ間隔で２つの図示しない止め輪装着用の係止溝が形成されている。偏心軸（ヒンジ）２０は、回転弁体１９の回転時の回転軸芯となり、この偏心軸（ヒンジ）２０を介して、回転弁体１９には筒本体１７内で弁開閉方向の回転モーメントＭｏ、Ｍｃが与えられるようになっている。

【0043】

偏心軸（ヒンジ）２０を金属材料で形成した場合、強度を保ちつつ細径に形成可能になり、弁開時の通気抵抗を減らして通気量を増すことが可能となる。この偏心軸（ヒンジ）２０に樹脂材料からなる回転弁体１９を装着することで、この回転弁体１９の回転動作時における摺動抵抗が低減する。

【0044】

錘部２１は、略円柱形状により所定の重さに設けられ、挿着孔３８に挿着される。錘部２１を設けることで、ジスク本体２９の小受圧面３５側の弁体質量が大受圧面３４側の弁体質量よりも重くなる。このため、回転弁体１９が、偏心軸（ヒンジ）２０を中心に全閉位置から略９０度弁開位置の範囲で弁閉する方向に回転し、その弁閉状態が保持される。このように、小受圧面３５側の弁体質量を大受圧面３４側よりも重くすることで、弁閉方向に回転するトルクを助勢し、閉方向への動作を促進可能にしている。錘部２１は、例えば球体形状などの円柱状以外の形状に設けることも可能ではあるが、本実施例のように、円柱状に形成した場合には、加工が容易になりコストを抑制することができる。

【0045】

ボデー１１は、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料、より詳しくは、透明或は半透明の樹脂材料により略筒状に形成され、その内周側に筒本体１７が装着されてこれらが一体化される。ボデー１１上部には環状段部４１が形成され、この環状段部４１の位置までキャップ１２の接続部４７が挿入される。環状段部４１の上方には、キャップ１２を固定するためのバヨネット式の接続用凹部が形成される。

【0046】

ボデー１１の高さ方向の所定位置の内周には、環状縁部４２が形成される。ボデー１の上方から弁機構部１０が挿入されたときには、この弁機構部１０下端が環状縁部４２に当接することで、弁機構部１０がボデー１１の高さ方向に位置決めされる。

【0047】

ボデー１１の下部には、被接続側の管である外部排水管４３接続用の排水管差込口４４が設けられ、この排水管差込口４４は、環状縁部４２によりボデー１１上部の弁機構部１０と分けられている。外部排水管４３は、ボデー１１下部から差し込まれ、これら管の先端が環状縁部４２に当接することで、外部排水管４３に対してボデー１１が位置決め固定された状態で通気弁１が取付けられる。また、排水管差込口４４を縮径状のテーパ形状に形成し、この排水管差込口４４に対して同じ傾斜のテーパ縮径状に形成した外部排水管４３を停止するまで差込むことにより、これらを接続するようにしても良い。

【0048】

図２、図３に示すように、キャップ１２は、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料によって形成され、その下部にボデー１１に接続される環状の接続部４７を有し、この接続部４７よりも上部には複数の柱状部４８が設けられる。柱状部４８は、弁機構部１０よりも上部に、通気弁１の口径の中心Ｐの方向に沿うように４箇所に等間隔に形成され、これら柱状部４８の間に弁機構部１０への通気路４９が形成される。このように少ない本数で幅狭の柱状部４８を設けることで、通気路４９の通気面積が大きく確保される。本実施例では、通気路４９の通気面積は、通気弁１の口径面積（通気面積）、具体的には後述する内周鍔部５６の開口面積と略同じ面積に設定されている。柱状部４８は４箇所に形成されているが、複数箇所であれば、３箇所以下或は５箇所以上に設けられていてもよい。

【0049】

図５に示すように、通気路４９は、例えば、図示しない樹脂型の成型加工によって上面視十字状に設けられる。このため、成形加工時の抜き型を十字状に配置することで通気路４９を４箇所に簡単に形成でき、しかも、この抜き型により各柱状部４８が断面略三角形状に形成されて強度が確保される。

【0050】

図２、図３において、柱状部４８の上部には断面略矩形状のリング部５０が一体に設けられ、このリング部５０により、４箇所の柱状部４８の上部が一体に接続される。柱状部４８の上部外周面のリング部５０との境界付近には、所定深さ及び所定高さにより切欠き溝５２が形成され、この切欠き溝５２を含んだ環状の係合部５３がリング部５０の底部外周に渡って形成される。

【0051】

図１のキャップ１２下部の接続部４７は、ボデー１１に上部方向から内挿可能な外径に形成され、接続部４７の外周には、ボデー１１に形成された図示しない接続用凹部とバヨネット接続可能な外周凸片５５が形成される。接続部４７の内径は、弁機構部１０の筒本体１７が嵌入可能であり、ボデー１１の被筒挿入部位と略同径に設けられる。

【0052】

接続部４７の内径側には、シート１８の上面保持用の内周鍔部５６が内径側に突出形成され、この内周鍔部５６の内径側が、弁機構部１０への直接の外気取り入れ部である通気口５７となる。

【0053】

図２、図３において、蓋体１４は、例えばＡＢＳ樹脂などの樹脂材料によって形成され、略円板状の天板６０を有し、この天板６０の底部側に環状の外周縁６１が形成される。外周縁６１よりも内方の離間位置には、係止片６２が３箇所に等間隔に形成され、この係止片６２の内周側がリング部５０の外周側に対向するように配置される。係止片６２の先端内周側には、係合部５３に係合可能な内周鍔部６３が突出形成される。なお、係止片６２は３箇所にこだわらず、任意にその数を設定可能であるが、蓋体１４の取り外し時に力を分散しやすい数とすることが好ましい。このため、１８０°の間隔に設けることを避け、奇数箇所に係止片６２を設けるようにするとよい。

【0054】

上記の構成により、蓋体１４は、内周鍔部６３が係合部５３に係合された状態で係止片６２を介してリング部５０に係合可能となり、このリング部５０と一体の柱状部４８に対して着脱且つ回転自在に配置される。そのため、蓋体１４はキャップ１２に対して３６０°の範囲で回転可能になっている。

【0055】

蓋体１４の天板６０の底部におけるリング部５０の上面５０ａとの対向位置には、やや突出した段部６４が複数箇所に断続的に形成される。本実施例では、段部６４は係止片６２と同じ位置の３箇所に等間隔に設けられ、この場合、係止片６２と同時に段部６４を成形可能となる。

【0056】

蓋体１４のキャップ１２への装着時には、３箇所の段部６４がリング部上面５０ａに当接することにより、これら段部６４とリング部上面５０ａとの当接箇所以外のリング部５０と蓋体１４との間に、断続的な隙間Ｓが設けられる。このように、蓋体１４の段部６４とリング部上面５０ａとの当接箇所以外の箇所に断続的な隙間Ｓを設けているため、蓋体１４の着脱時には、この隙間Ｓが樹脂製の蓋体１４の天板６０のしなりを許容するため、係止片６２の弾性力とも相まって、メンテナンス等を実施する際には蓋体１４の着脱を円滑に行うことができる。

【0057】

通気絞り部材１５は、図１、図５に示すように、蓋体１４をリング部５０に装着したキャップ１２の柱状部４８の内周側に収納されて、回転弁体１９が開動した際に通気路４９から弁機構部１０に吸入される外気の通気量を絞る（規制する）ための部材である。

【0058】

図４の斜視図に示すように、通気絞り部材１５は、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料により弁座部２８を取り囲む薄肉の筒形状に形成され、この筒形状の本体６５の側面部分に上端側に寄せて複数の開口部６６を通気部６７として設けている。このように開口部６６を本体６５の上端側に寄せて設けたことにより、通気弁１の上方から落下してくる塵埃が蓋体１４により開口部６６に近づくことを阻む効果が大きくなり、塵埃がボデー１１内のバルブ機構１０へ進入することを抑制することができる。

【0059】

図１、図５に示すように、通気絞り部材１５は、高さ及び外径が蓋体１４を装着したキャップ１２の柱状部４８の内周側空間に略隙間なく収納可能に形成されており、接続部４７の内径側に設けた内周鍔部５６の上面５６ａに装着され、蓋体１４と弁座部２８とに挟まれた空間である通気弁１の通気路４９を内側から取り囲むように収納されている。
なお、通気絞り部材１５は、高さ方向において蓋体１４又は弁座部２８との間に若干の隙間を有していても良い。この隙間があると蓋体１４を取付ける際に通気絞り部材１５に当たることを避けることができ、蓋体１４の取付が容易となる。この隙間があっても、蓋体１４や、キャップ１２の内周鍔部５６周囲の壁面によって隙間からの塵埃の侵入が防止されるが、より塵埃を侵入しにくくするためには、この隙間は通気絞り部材１５の高さの１％以下程度とすることが好ましい。

【0060】

このため、通気弁１の通気面積は通気絞り部材１５により通気路４９の内周側から規制され、通気絞り部材１５に設けた複数の開口部６６の面積を合計した総開口面積が通気弁１の通気面積となる。本実施例では、高さ９．０ｍｍ、幅３．８ｍｍの開口部６６を１６個設けて総開口面積を５４７ｍｍ^２とし、通気絞り部材１５を設けない場合の通気路４９の通気面積１９６７ｍｍ^２の略１／４とした。
なお、このように通気絞り部材１５を設けることにより通気路４９の通気面積を規制した理由については後述する。

【0061】

また、通気絞り部材１５をキャップ部材１２の柱状部４８の内周側に配置したことにより、図１及び図５に示すように、蓋体１４が通気絞り部材１５よりも外周方向に張り出しているので、蓋体１４より通気弁１の上方から落下してくる塵埃を遮って、塵埃が通気絞り部材１５に近寄ることを防止することができるため、塵埃がボデー１１内のバルブ機構１０へ進入することを抑制することができる。

【0062】

通気絞り部材１５は、キャップ部材１２のリング部５０から蓋体１４を取外すだけで簡単に着脱することができるので、通気弁１の組立や通気絞り部材１５の点検、清掃を簡単に行うことができる。

【0063】

以下に、通気絞り部材１５を設けることにより通気弁１の通気路４９の通気面積を規制した理由について詳述する。
当初、本願の発明者等は、排水設備のトラップ部の封水破壊を防止するためには、排水管内に負圧が生じると同時に速やかに大量の外気を排水管内に導入する必要があると考え、大量の外気が取り込めるように通気路の通気面積及び通気弁１の口径面積（通気面積）となるシート１８の内周開口面積を大きくすると共に、排水管内に生じた負圧により直ちに大きく開弁して外気を取り込むことができる二重偏心位置に回転弁体を備えた通気弁を開発した。この通気弁は、伸頂空気管に装着して使用すると開発目標通りの優れた排水性能を発揮すると共に高い信頼性と耐久性を備えている。

【0064】

一方、近年は住宅用に低位設置用の通気弁が要望されるようになっているが、本願の発明者等が開発した通気弁（以下、従来の伸頂型通気弁という。）は、バルブ本体をコンパクト化し、かつ通気量を多く確保するために弁機構部のシートや回転弁体を外気の取入れ部である通気路近くに配置しているので、そのままの状態で低位設置すると塵埃が弁座部に浸入したり、吸気時に外気と一緒に塵埃を吸入したりし、弁座部に塵埃が付着して封止性が低下するおそれがあった。

【0065】

通気弁を低位設置する場合には、上方から落下する塵埃や床下の底部から舞い上がる塵埃が通気弁の内部に侵入することを防ぐと共に、通気弁が外気を吸気する際に周囲に存在する塵埃の吸い込みを抑制することが求められる。

【0066】

従来型の通気弁では、排水管内の負圧を速やかに解消するため、開弁時の吸気量を増やすことに努力してきたが、本願の発明者等は、外気吸入時における通気弁内への塵埃の吸入を抑制するため、従来の考え方とは反対に、外気の吸気量の削減を検討すべく、外気吸気量の違いが排水管の排水性能に与える影響を実験により確認した。

【0067】

実験にあたっては、図７に模式的に示すように、一般的な住宅の排水システムを模擬した実験装置を作成した。実験装置７１は、排水設備（便器）７２から排水する横枝排水管７３を設け、横枝排水管７３に供試品（通気弁）７４、管内圧力を計測する圧力計７５、管内を流れる排水流量を計測する流量計７６を取付け、排水設備７２から排水した際の排水流量（Ｌ／ｓ）、排水管内の最大圧力（Ｐａ）と最少圧力（Ｐａ）を計測した。なお、横枝排水管７５には、通常、一般住宅で使用される呼び径７５Ａの排水管を使用した。

【0068】

供試品７２には、従来の伸頂型通気弁（サイズ４０Ａ）を使用し、通気弁の通気路をカバーで覆うことより通気面積を調整することとし、通気路の通気面積が全開口の場合、１／２開口の場合、１／４開口の場合の３ケースについて計測を行った。

【0069】

また、試験結果は、給排水衛生設備規格（ＳＨＡＳＥ）－Ｓ２１８－２０１４「集合住宅の排水立て管システム排水能力試験法」に基づいて評価し、管内圧力が±４００（Ｐａ）以内であれば合格とした。

【0070】

計測結果は図８に示すとおりであり、供試品の通気路の通気面積を変化させたにも関わらず、管内流量に対する管内圧力の最大値と最小値は概ね同じであり、排水負荷流量が１．７５（Ｌ／ｓ）程度以下では、管内圧力が±４００（Ｐａ）の範囲に収まっている。

【0071】

一般的な家庭では、手洗い時やシャワー時の平均的な排水流量は０．２（Ｌ／ｓ）程度であり、他の排水設備でも排水量が１．０（Ｌ／ｓ）程度を超えることは殆どない。従って、今回の実験結果のように、排水流量が１．７５（Ｌ／ｓ）付近に達するまで管内圧力が±４００（Ｐａ）の範囲に収まっていれば、少なくとも今回の実験を行った範囲で通気弁の通気路の通気面積を制限しても、排水管の排水性能は低下しないと判断することができる。

【0072】

このように、通気弁の通気路の通気面積を変化させても管内流量に対する管内圧力の最大値と最小値が概ね同じとなる正確な理由は、従来の伸頂型通気弁は円板状の回転弁体がアンバランストルクにより二重偏心動作する通気弁であるため、弁回転弁体の二次側が負圧となった場合には回転弁体が圧力変動に応じて高い応答性を発揮して開弁動作し、多量の外気を吸引することができるためであると考えられる。

【0073】

以上の試験結果に基づき、通気絞り部材１５に設ける複数の開口部６６の面積を合計した総開口面積を、通気絞り部材１５を設けない場合の通気路４９の通気面積の１／４となるように開口部６６の大きさ及び個数を決定したものである。

【0074】

この通気絞り部材１５をキャップ部材１２の柱状部４８の内周側に配置することにより、排水管内に排水が流れずに外気を吸入しない場合には、開口部６６の総面積を削減した通気絞り部材１５が存在することにより、上方から落下する塵埃や床下の底部から舞い上がる塵埃が通気弁の弁機構部１０への侵入を抑制することができると共に、排水管内に排水が流れて負圧が発生し、排水管内の負圧を解消するために通気弁が外気を吸入する場合には、吸入する外気の量が削減されるため、外気と一緒に弁機構部１０に吸い込まれる塵埃の量を抑制することができる。また、実験結果が示すように、通気絞り部材１５を配置することにより通気弁が吸入する外気の量が削減されても、排水管の排水性能が低下することがない。

【0075】

なお、通気絞り部材１５に設ける開口部の総開口面積（開口部の大きさ及び個数）は、排水設備の排水量、通気弁のサイズ、排水管の呼び径により当然に異なるので、個別に設定する必要がある。

【0076】

上述した通気弁１が用いられる図６に示した排水管システム２は、例えば、個別住宅や集合住宅の外壁８０と内壁８１との間や床下８２に設けられ、通気弁１、排水管８３を有し、排水管８３には縦排水管８４、横枝排水管８５を介して排水器具８６が接続されている。通気弁１は、排水機器８６の図示しないあふれ縁の下部となる横枝排水管８５に取付けられ、排水管８３内に発生した負圧を緩和可能になっている。

【0077】

このように、通気弁１が排水システム２の横枝排水管８５に装着されていることにより、排水器具８６に接続された横枝排水管８５や縦排水管８４の内部に負圧が発生したときには、通気弁１が開状態となり、外気を排水管内に取り込んで負圧を解消することができる。

【0078】

排水管システム２内に負圧が生じ、通気弁１内が負圧になったときには、回転弁体１９には、偏心軸（ヒンジ）２０を中心に弁開方向に回転する第１のアンバランストルクが発生し、回転モーメントＭｏにより弁開状態となり、この状態で外部から外気が吸気されて負圧が緩和される。この場合、回転弁体１９が二重偏心構造に取付けられていることで、通気弁１の管径寸法を横枝排水管８５と同等或はそれ以下に抑えつつ、排水管システム２内の負圧を確実に解消する。また、通気流路がストレートであるため、弁開状態の回転弁体１９による通気抵抗を最小限に抑えて速やかに吸入した外気を通気することができる。

【0079】

具体的には、図５に示すように、回転弁体１９が図１の弁閉状態から弁開方向（反時計回り）に作動して自動的に弁開状態となり、キャップ１２の通気路４９と通気絞り部材15の開口部６６とを介して大気を筒本体１７の通気口５７から横枝排水管８５内に取り込むことで負圧を緩和する。図５において、点線矢印は、外気の流れを示すものである。

【0080】

この時、通気絞り部材１５により排水性能が低下しない範囲で外気の吸気量を規制しているため、排水管８３内の負圧は速やかに解消されると共に、吸入した外気に伴ってバルブ本体内部へ侵入する塵埃が抑制されるので、回転弁体や弁座部に塵埃が付着して封止性が低下することを少なくし、通気弁１の信頼性と耐久性を向上させることができる。

【0081】

負圧が緩和され、排水管８３内が大気圧に戻ったとき、或は、筒本体１７内が大気圧時又は大気圧以上の正圧時であるときには、回転弁体１９には、偏心軸（ヒンジ）２０を介して弁閉方向に回転する第２のアンバランストルクが発生し、回転弁体１９が弁閉方向に回転作動する。この場合、錘部２１で回転弁体１９の偏心軸（ヒンジ）２０まわりの閉方向モーメント値が開方向モーメント値よりも増加しているため、弁閉方向の回転モーメントＭｃが作用して全閉位置まで自動的に復帰する。

【0082】

図１の通気弁１の弁閉時には、弁体球面３３が円錐テーパ面２７に対して接線接触状態でシールして高いシール性を発揮し、さらに、この接線接触部は、弁体球面３３及び円錐テーパ面２７が排水管内部の流路側に向けて傾斜した形状であることにより、弁閉時の結露水がシール部に滞留する現象が防止される。

【0083】

ここで、大気圧時とは、排水管８２内に予め設定した値（例えば３０Ｐａ）以上の負圧が生じておらず、回転弁体１９の一次側と二次側との間の差圧がほとんど無いか、或は通気する必要がほとんど無い圧力差の状態をいう。一方、正圧時、負圧時とは、それぞれ排水管８２内に大気圧以上の正圧が加わった状態、予め設定した値以上の負圧が加わった状態をいう。

【0084】

上記のように、通気弁１は、スプリングなどを用いることなく、弁開・弁閉方向の回転モーメントＭｏ、Ｍｃを利用したバランス構造によりアンバランストルクを発生させ、このアンバランストルクにより弁開・弁閉動作させている。

【0085】

次に、本発明の通気弁の他の実施形態について説明する。本実施形態を前述の図１の実施形態と比較すると、図１の実施形態では蓋体１４と通気絞り部材１５が別体に形成されているのに対し、本実施形態では、図９に示すように、蓋部８６と、複数の開口部８７を設けた通気絞り部材部８８とが一体に形成されて蓋体８９を構成している点が相違している。その他の部分は図１の実施形態と同じであるので、以下の説明では図１と同じ符号を使用する。

【0086】

本実施形態では、蓋体８９をキャップ１２のリング部５０に装着すると、通気絞り部材部８８が接続部４７の内径側に設けた内周凸部５８の上面５８ａに装着され、通気絞り部材部８８でバルブ機構１１の弁座部２８を取り囲むように覆うことができる。また、通気絞り部材部８８が弁座部２８を取り囲むことによる作用及び効果は、図１の仕切弁１と同じであるので説明を省略する。

【0087】

続いて、本発明の通気弁のさらに他の実施形態を図１０、図１１により説明する。なお、図１０、図１１において図１と同一部分は同一の符号で示し説明を省略する。本実施形態の通気弁１０１を前述の図１の通気弁１と比較すると、図１の通気弁１では通気絞り部材１５がキャップ１２の柱状部４８の内周側に装着しているのに対し、通気弁１０１では、図１０、図１１に示すように、通気絞り部材１０２を円形上面１０３と筒形状側面１０４とを有する逆カップ状に形成し、この通気絞り部材１０２を蓋体１４に被せることにより、筒形状側面１０４がキャップ１２の外側から蓋体１４と弁座部２８とに挟まれた空間である通気弁１０１の通気路４９を取り囲む構造になっている点が相違している。

【0088】

通気絞り部材１０２は、蓋体１４に被せた際に、キャップ部材１２の外周に形成した鍔部１２ａの下端までを略隙間なく覆うように形成され、筒形状側面１０４には通気部１０５として複数の開口部１０６が形成されているため、通気弁１０１の通気路４９の通気面積を減少させることができる。

【0089】

通気弁１０１では、通気絞り部材１０２の開口部１０５の位置が蓋体１４の外周側となるため、蓋体１４により落下する塵埃が開口部１０５に接近するのを防ぐことができず、また、舞い上がる塵埃が開口部１０５に接近するのを防ぐ必要があるので、筒状側面１０４に設けた開口部１０５の上部及び下部には環状突起部１０７、１０８を設け、落下する塵埃及び巻き上がる塵埃が開口部１０６に接近するのを防いでいる。

【0090】

なお、図１０、図１１において、通気絞り部材１０２の円形上面１０３の中央に円形開口部１０９が形成されているが、この円形開口部１０９の有無は任意であり、円形開口部１０９の有無は通気絞り部材１０２の機能に影響しない。

【0091】

また、通気絞り部材１０２により通気弁１０１の通気路４９の通気面積を減少させることによる作用及び効果は、図１の仕切弁１と同じであるので説明を省略する。

【0092】

以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明の通気弁は、低位設置用としてだけではなく、従来の伸頂型として当然に使用することができるので、住宅用の通気弁として幅広く適用が可能である。また、伸頂用としては通気絞り部材を設けない通気弁を用いることで多量の通気量を確保し、一方で低位設置用には通気絞り部材を設けた通気弁を用いることで排水性能を維持しながら塵埃の侵入を防止するなど、通気絞り部材の有無だけが異なり他は同じ設計の通気弁を用途に応じて使い分けることが可能となる。

【符号の説明】

【0093】

１ 仕切弁
１０ 弁機構
１１ ボデー
１２ キャップ部材
１４ 蓋体
１５ 通気絞り部材
１６ 弁体
１９ 回転弁体
４８ 柱状部
４９ 通気路
５０ リング部
６６ 開口部
６７ 通気部
Ｓ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】