(57)【要約】【課題】  貫通孔からの漏水をより確実に防止しながら、圧力下における排気性能の最適設計を可能にする小型の急速吸排気弁を提供する。【解決手段】  排気弁体を支持するための支持部材を、排気弁体によって貫通孔を閉止する力と排気弁体によって貫通孔を開閉する力とを別個に制御できるように構成する。支持部材は、排気弁体を遊動弁体に支持し、排気弁体が貫通孔を塞ぐように押し付ける押付力を担当する第１の部分と、排気弁体による貫通孔の開閉を制御する開閉力を担当する第２の部分とを有する。【選択図】  図１
2020085154.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立て管の最上部に接続され、水道管内の空気の排出と水道管内への空気の吸引とを行う吸排気弁であって、
吸排気口を頂部に有し、立て管との接続部を下部に有する、弁箱と、
前記弁箱の内部の水位に対応して昇降するフロートと、
貫通孔が設けられ、前記フロートの昇降に伴って上下に移動することにより前記吸排気口を開閉する、遊動弁体と、
前記フロートに連結され、前記フロートの昇降に伴って前記貫通孔を開閉する、排気弁体と
前記排気弁体を前記遊動弁体に支持する支持部材と
を備え、
前記支持部材は、前記排気弁体が前記貫通孔を塞ぐように押し付ける押付力を担当する第１の部分と、前記排気弁体による前記貫通孔の開閉を制御する開閉力を担当する第２の部分とを有する、吸排気弁。
【請求項２】
前記支持部材は、前記第１の部分としてアーム部を有し、前記第２の部分としてコイル部を有する弾性部材である、請求項１に記載の吸排気弁。
【請求項３】
前記支持部材は、前記第１の部分として２つのアーム部と、前記第２の部分として、該２つのアーム部の各々の一方の端部に連続する２つのコイル部と、前記２つのコイル部の各々から延びる２つの別のアーム部と、前記２つの別のアーム部の端部間を連結する連結部とを有する弾性部材であり、前記排気弁体は、両側部の各々に突起を有し、
前記２つのアーム部の各々の他方の端部が前記遊動弁体に取り付けられ、
前記２つのコイル部の各々に前記突起が挿入され、
前記支持部材の前記連結部は、前記排気弁体の前記貫通孔側とは反対側において前記排気弁体を横断するようにわたされる、
請求項１又は請求項２に記載の吸排気弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸排気弁に関し、より具体的には、立て管の最上部に設けられ、排気弁体が貫通孔を塞ぐように押し付ける押付力と排気弁体による貫通孔の開閉を制御する開閉力とを別個に最適化することによって、圧力下における排気性能を向上させた、小型の吸排気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
集合住宅などの給水システムにおいては、立て管の最上部に吸排気弁を設け、水道管内の空気の排出と水道管内への空気の吸引とを行うことによって、給水を安定化させ、水道配管設備を保護する仕組みになっている。吸排気弁の動作は、概ね次のとおりである。まず、水道管への充水時に、吸排気弁の内部が満水になるまで、水道管内の空気を排出する（充水時排気）。吸排気弁の内部が満水の状態では、吸排気は行われない（通常時）。吸排気弁の内部が満水の状態で空気が溜まってきたときには、その空気を排出させる（圧力下排気）。水道管内が負圧になったときには、外部から空気を吸引して負圧を破壊する（吸気）。吸排気弁は、上記の動作を繰り返すことによって、給水の安定と水道配管設備の保護とを担っている。
【０００３】
こうした吸排気弁について、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１には、ケーシングと大吸排気口を有する蓋体とを備え、ケーシングの内部を上下して大吸排気口を開閉する大弁体と、大弁体に設けられ、大吸排気口と連通可能な小吸排気口と、大弁体の下方においてレバーを介して大弁体と連結され、ケーシング内の水位に応じて上下動可能な浮子とを有する吸排気弁が開示されている。大弁体は、円筒形の案内筒に嵌め込まれ、案内筒の外周面には複数の案内突条が周設されており、隣接する案内突条の間が、水道管と大吸排気口とを連通する通気路となる。
【０００４】
本出願の出願人も、特許文献１に提案される技術と同様の原理を用いた吸排気弁を製造している（非特許文献１を参照されたい）。この吸排気弁は、非特許文献１に開示されるように、本体の上部に設けられた吸排気口と、本体内部において吸排気口を開閉するように上下する吸気弁本体と、吸気弁本体に設けられた排気弁孔と、排気弁孔を開閉する排気弁駒と、本体内の水位に応じて上下動可能なフロートと、フロートと排気弁駒とを連結するてこ板とを備える。吸気弁本体と排気弁駒とはスプリングで連結されている。
【０００５】
この吸排気弁は、水が水道管内部に充水され、本体内部に流入するまでは、吸気弁本体、てこ板及びフロートの重さで吸気弁本体が下がっているため、水道管内部の空気を大量に排出する。水が本体内部に流入するにつれて吸気弁本体が上昇し、最終的に吸気弁本体が吸排気口を閉止する。本体内部が満水のときには、排気弁駒は、スプリングの力と水圧とで排気弁孔を閉止する。このとき吸気弁本体は、水圧のみで吸排気口を閉止している。
【０００６】
本体内部が満水のときに水道管内の空気が本体内部（吸気弁本体の下方）に入ってきたときには、本体内部の水面が徐々に下降し、それに伴ってフロートが下がる。フロートが下がるとフロートの重さが排気弁駒に加わり、フロートの重さが、本体内部と大気圧との圧力差による力と、スプリングの力との和より大きくなったときに、排気弁駒が排気弁孔から離れ、本体内部の空気が排気弁孔を介して吸排気口から排出される。空気が排出されて少なくなると、本体内部に水が流入し、水面の上昇に伴ってフロートが上昇する。フロートが上昇すると、排気弁駒にかかっていたフロートの重さが軽減され、水圧及びスプリングの力で排気弁駒が排気弁孔を閉止する。このように、フロートの上下及び排気弁孔の開閉を繰り返すことによって、水道管内の空気が適切に排出される。断水時や水抜きの際に水道管内の圧力が大気圧より低くなると、本体内部の圧力が低下し、吸気弁本体が下がって、吸排気口から空気を吸引する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４３６６５６４号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】株式会社光合金製作所技術資料  急速吸排気弁  LA3A-20A,25A
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本出願人による非特許文献１の吸排気弁においては、貫通孔（排気口）を開閉するための排気弁を支持するばね部材として、コイルばねが用いられている。コイルばねを用いたこの吸排気弁は、満水時に貫通孔を閉止するために排気弁を支持する力と、圧力下での排気時に排気弁の開閉を制御する力とが、同じばね部材で規定される。
【００１０】
したがって、従来の吸排気弁においては、実用上の性能としては問題がないものの、圧力下排気時における排気効率を優先して排気弁を開閉する力を弱めると、貫通孔を閉止するために排気弁を支持する力も弱くなるため、満水時における漏水の可能性が生じる。逆に、貫通孔を閉止するために排気弁を支持する力を強くすると、排気弁を開くのに要する力も強くなるため、圧力下排気時における排気がスムーズに行われなくなる可能性がある。また、従来の吸排気弁においては、弁の構造として高さが必要となるため、小型化が困難であった。
【００１１】
したがって、本発明は、貫通孔からの漏水をより確実に防止しながら、圧力下における排気性能の最適設計を可能にする小型の吸排気弁を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の課題は、排気弁体を支持するための支持部材を、排気弁体によって貫通孔を閉止する力と排気弁体によって貫通孔を開閉する力とを別個に制御できるように構成することによって、解決することができる。
【００１３】
本発明は、立て管の最上部に接続され、水道管内の空気の排出と水道管内への空気の吸引とを行う吸排気弁を提供する。本発明にかかる吸排気弁は、弁箱を備える。弁箱は、吸排気口を頂部に有し、立て管との接続部を下部に有する。弁箱の内部には、該弁箱の内部の水位に対応して昇降するフロートと、フロートの昇降に伴って上下に移動することにより弁箱の吸排気口を開閉する遊動弁体とを備える。遊動弁体には、溜まった空気を排出するための貫通孔が設けられる。フロートと遊動弁体とは、排気弁体及び支持部材によって連結される。排気弁体は、フロートに連結され、フロートの昇降に伴って遊動弁体の貫通孔を開閉する。支持部材は、排気弁体を遊動弁体に支持し、排気弁体が貫通孔を塞ぐように押し付ける押付力を担当する第１の部分と、排気弁体による貫通孔の開閉を制御する開閉力を担当する第２の部分とを有する。
【００１４】
一実施形態においては、支持部材は、第１の部分としてアーム部を有し、第２の部分としてコイル部を有する弾性部材であることが好ましい。
【００１５】
一実施形態においては、支持部材は、第１の部分として２つのアーム部と、第２の部分として、該２つのアーム部の各々の一方の端部に連続する２つのコイル部と、２つのコイル部の各々から延びる２つの別のアーム部と、２つの別のアーム部の端部間を連結する連結部とを有する弾性部材とすることができる。２つのアーム部の各々の他方の端部は遊動弁体に取り付けられ、２つのコイル部の各々には、排気弁体の両側部に設けられた突起が挿入される。支持部材の連結部は、排気弁体の貫通孔側とは反対側において排気弁体を横断するようにわたされる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、貫通孔からの漏水をより確実に防止しながら、圧力下における排気性能の最適設計が可能となるため、排気効率及び安全性が高い小型の吸排気弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態による吸排気弁の縦断面図である。
【図２】図１の吸排気弁内部における可動部材（遊動弁体、排気弁体、支持部材及びフロート）を示し、（ａ）は一部切り欠き組立斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。
【図３】本発明の規制部の例を示し、（ａ１）及び（ａ２）は一実施形態による板状体の規制部の平面図及び正面断面図であり、（ｂ１）及び（ｂ２）は別の実施形態による棒状体の規制部の平面図及び正面断面図である。
【図４】別の遊動弁体の例の斜視図である。
【図５】図１の吸排気弁における排気弁体と支持部材との関係を示す斜視図を示し、（ａ）は支持部材によって貫通孔が閉じている状態であり、（ｂ）は支持部材によって貫通孔の開度が制御されている状態である。
【図６】本発明の別の実施形態による支持部材の概念を説明する斜視図を示し、（ａ）は板ばねを用いた例であり、（ｂ）は引張ばねを用いた例であり、（ｃ）は圧縮ばねを用いた例である。
【図７】図１の吸排気弁の動作を説明するための縦断面図であり、（ａ）は初期排気時及び吸気時の状態、（ｂ）は充水時の状態、（ｃ）は圧力下排気時の状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下において、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による吸排気弁１の縦断面図である。また、図２は、吸排気弁１の内部に収容される遊動弁体３０、フロート４０、排気弁体５０及び支持部材６０を示し、（ａ）はこれらの一部切り欠き組立斜視図、（ｂ）は分解斜視図である。なお、図１は、遊動弁体３０のリブ３５、フロート４０のリブ４３及び弁箱１０の規制部１２ｄが縦方向に整列した状態で、これらを通る縦断面図として表現されている。一方、本実施形態においては、図２に示されるように、遊動弁体３０のリブ３５とガイド部３６とは、遊動弁体３０の周方向にみてずれた位置に配置されている。したがって、図１は、ガイド部３６を通る断面図としては表現されておらず、図１におけるガイド部３６は、その存在を示すために点線で描かれている。
【００２０】
（弁箱）
吸排気弁１は、内部空間１５を有する略円筒形状の弁箱１０を備える。弁箱１０は、その頂部に吸排気口１１ａを有し、下部に水道配管の立て管（図示せず）との連通口１２ａを有する。この実施形態においては、弁箱１０は、弁箱上部１１と弁箱下部１２との２つの部分から構成され、弁箱上部１１の下端１１ｈに弁箱下部１２の上端１２ｅが嵌入又は螺合されており、これらの間は、典型的には合成ゴム製のＯリングが用いられる止水部材１３ｃによって止水される。
【００２１】
弁箱上部１１は、吸排気口１１ａを形成する壁１１ａ１から続く肩部１１ｄと、肩部１１ｄから続く胴部１１ｃとを有する。胴部１１ｃの内径は吸排気口１１ａの内縁１１ａ２の径より大きい。肩部１１ｄは、壁１１ａ１に隣接する部分から胴部１１ｃに隣接する部分までの少なくとも一部において、内径が連続的に大きくなる傾斜部１１ｅを有する。この傾斜部１１ｅ全体に、遊動弁体３０の弁肩部３３の少なくとも一部が当接する。
【００２２】
肩部１１ｄの一部において内部空間１５側に溝１１ｆが設けられ、この溝１１fには、典型的には合成ゴム製のＯリングが用いられる止水部材１３ａが配置されることが好ましい。溝１１ｆの深さ及び止水部材１３ａの大きさは、止水部材１３ａの一部が傾斜部１１ｅ面から内部空間１５側に突出するように構成されることが好ましい。このように構成されることによって、後述される遊動弁体３０の弁肩部３３が傾斜部１１ｅに当接したときに、弁肩部３３の一部が止水部材１３ａ全体に密着してこれを変形させ、内部空間１５内の水が吸排気口１１ａから漏れることを確実に防止することができる。
【００２３】
弁箱下部１２の上端１２ｅは、弁箱上部１１の下端１１ｈの内側に嵌入又は螺合される。上端１２ｅの頂部１２ｅ１は、弁箱下部１２の内面から内部空間１５側に突出しており、この頂部１２ｅ１は、遊動弁体３０が下降したときに遊動弁体３０のリブ３５が載ってそれ以上下方に移動しないように規制する遊動弁体ストッパとして機能する。
【００２４】
弁箱下部１２は、胴部１２ｃと、胴部１２ｃの下端から続く接続部１２ｂとを有する。接続部１２ｂの内径は、胴部１２ｃの内径より小さい。接続部１２ｂは、立て管に接続され、接続部１２ｂの内部は立て管との連通口１２ａである。
【００２５】
胴部１２ｃの下部内壁には、規制部１２ｄが設けられることが好ましい。規制部１２ｄは、フロート４０が下降したときにフロート４０の下面が当接してそれ以上下方に移動しないように、フロートの最低位置を規制するとともに、内部空間１５と連通口１２ａとの間における水及び空気の流路を形成するように機能する。
【００２６】
規制部１２ｄは、図３（ａ１）及び図３（ａ２）に示されるように、胴部１２ｃの内壁から内部空間１５側に対向して突出する２つの板状体であることが好ましい。この実施形態においては板状体の数は２つであるが、これに限定されるものではなく、例えば、胴部１２ｃの周方向に互いに１２０°の間隔で設けられた３つの板状体や、互いに９０°の間隔で設けられた４つの板状体とすることもできる。また、規制部１２ｄは板状体に限定されるものではなく、別の実施形態においては、例えば図３（ｂ１）及び図３（ｂ２）に示されるように胴部１２ｃの対向する内壁間をわたすように配置された棒状体とすることもできる。棒状体の数は、限定されるものではなく、１本でも３本以上でもよく、棒状体は、屈曲する形状を有していてもよい。棒状体は、板状体より流体抵抗が小さいため、吸気性能の向上に寄与する。
【００２７】
また、規制部１２ｄが設けられる位置は胴部１２ｃに限定されるものではない。例えばフロート４０の下部に複数の脚を設け、これを規制部とすることもできる。この場合には、フロート４０が下降したときに脚の下端が弁箱下部１２の内壁下面に当接することによって、フロート４０の下降が停止する。
【００２８】
（カバー）
弁箱１０の頂部には、吸排気口１１ａを塞ぐカバー２０が取り付けられる。カバー２０は、第１の開口２１を有する一端部２２と、第２の開口２３を有する他端部２４とを有し、一端部２２と他端部２４との間は屈曲部２５によって繋がる。カバー２０の一端部２２の内側に、吸排気口１１ａを形成する壁１１ａ１が嵌入又は螺合されることによって、カバー２０は弁箱１０に取り付けられる。壁１１ａ１の外面には溝１１ｇが設けられ、この溝１１ｇには、典型的には合成ゴム製のＯリングが用いられる止水部材１３ｂが配置されており、壁１１ａ１と一端部２２との間は、止水部材１３ｂによって止水される。
【００２９】
一端部２２の内側に壁１１ａ１が嵌入される形態においては、壁１１ａ１に設けられた溝１１ｊに、径方向に拡縮可能なリング１４が嵌め込まれることが好ましい。リング１４は、一端部２２に壁１１ａ１が嵌入されるときに縮小し、嵌入が完了したときに拡大するように形成されている。この構成により、カバー２０と弁箱１０との組み立てが容易であり、また、カバー２０が弁箱１０から脱落することを防止することができる。さらに、カバー２０の回転が自在となるため、第２の開口２３を任意の方向に向けることができる。
【００３０】
屈曲部２５は、略円筒形状の一端部２２と、同じく略円筒形状の他端部２４とをつなぐ部分の一部に形成される。一端部２２に形成された第１の開口２１と、他端部２４に形成された第２の開口２３とは、それぞれの開口２１、２３の開口面に直交する２つの中心軸線が、互いに角度をもって交わる位置関係で配置されることが好ましく、互いに直交する位置関係で配置されることがより好ましい。
【００３１】
また、屈曲部２５は、その内壁の一部において、第１の開口２１の開口面に直交する中心軸線に対して角度を設けて形成された平面部２５ａを有することが好ましい。この平面部２５ａは、第２の開口２３の開口面に直交する中心軸線の線上に位置するように配置されることが好ましく、この中心軸線に対して所定の角度をもって形成されることが好ましく、この角度は、４０°〜５０°であることがより好ましく、４５°であることが最も好ましい。このように屈曲部２５の内壁の一部に平面部２５ａが形成されることによって、第２の開口２３から流入した空気が屈曲部２５の平面部２５ａに当たり角度を変えて吸排気口１１ａに流入するため、吸排気性能を向上させることができる。
【００３２】
（遊動弁体）
弁箱１０の内部空間１５には、その内部空間１５を上下に移動可能な遊動弁体３０が配置される。遊動弁体３０は、内部空間１５を横切る方向に広がる弁上部３１と、弁上部３１より大径の円筒形状の弁側部３２と、弁上部３１の外縁と弁側部３２の上端縁とに連続する弁肩部３３とを有する。遊動弁体３０は内部空間３８を有し、下端は開放されており、この内部空間３８をフロート４０が上下することになる。
【００３３】
弁肩部３３は、その少なくとも一部が、遊動弁体３０が最上部にあるときに弁箱１０の傾斜部１１ｅに対向する位置において、傾斜部１１ｅに対応する形状となるように形成されるため、傾斜部１１ｅ全体に隙間なく当接することが可能である。また、弁肩部３３は、その少なくとも別の一部が、遊動弁体３０が最上部にあるときに止水部材１３ａにも当接するように形成される。したがって、遊動弁体３０は、弁箱１０の内部空間１５に流入した水によるフロート４０の上昇に伴って上昇したときに、弁肩部３３が傾斜部１１ｅの全体及び止水部材１３ａの全体に当接し、吸排気口１１ａを確実に閉止することができる。
【００３４】
この実施形態においては、弁肩部３３は、弁箱１０の傾斜部１１ｅに当接する傾斜部当接部３３ａと、止水部材１３ａに当接する止水部材当接部３３ｂとを有し、傾斜部当接部３３ａと止水部材当接部３３ｂとの間には段差が形成されている。しかし、弁肩部３３の形状は、これに限定されるものではなく、例えば傾斜部当接部３３ａと止水部材当接部３３ｂとが同一面上に形成されていてもよい。
【００３５】
遊動弁体３０が傾くことなく上昇すれば、弁肩部３３は、傾斜部１１ｅ全体に確実に当接するが、何らかの原因によって傾きながら上昇した場合には、弁肩部３３が傾斜部１１ｅ全体に当接せず、隙間が生じる可能性がある。そこで、遊動弁体３０が上昇するときに傾きを抑制して弁肩部３３が傾斜部１１ｅ全体に確実に当接するように、遊動弁体３０を案内する複数のガイド部３６が弁上部３１に設けられる。複数のガイド部３６の各々は、遊動弁体３０の上下移動に伴って吸排気口１１ａの内縁１１ａ２に沿って移動する外方部３６ａを有する。外方部３６ａは、複数のガイド部３６の各々において遊動弁体３０の半径方向の最も外側に位置する部分であり、点状、辺状、面状、突起状などのいずれの形態であってもよい。
【００３６】
ここで、外方部３６ａが内縁１１ａ２に沿って移動するという場合には、複数の外方部３６ａのすべてが内縁１１ａ２に当接して移動する場合だけでなく、遊動弁体３０の弁肩部３３が傾斜部１１ｅ全体に確実に当接することを妨げない程度に遊動弁体３０が傾斜することを許容する範囲で、複数の外方部３６ａのうちの一部が内縁１１ａ２から離れて移動する場合も含む。また、外方部３６ａが内縁１１ａ２に当接して移動するという場合には、両者が接触して滑りながら移動する（すなわち摺動する）場合だけでなく、僅かに離れた状態で移動する場合も含む。
【００３７】
この実施形態においては、遊動弁体３０は、ガイド部として、弁上部３１に立設された多角形の６つの板状体３６を有する。板状体３６は、弁上部３１から鉛直方向に立ち上がる直立辺３６ａを外方部として有する。板状体３６は、遊動弁体３０が上下するときに板状体３６の各々の直立辺３６ａが吸排気口１１ａの内縁１１ａ２に沿って移動するように、弁上部３１に設けられる。このように板状体３６が設けられることによって、遊動弁体３０は、直立辺３６ａが遊動弁体３０の傾斜を実質的に防止しながら上昇するため、弁肩部３３が傾斜部１１ｅ全体に確実に当接する。
【００３８】
ガイド部３６の数は、遊動弁体３０を傾くことなく上昇させることができれば６つに限定されるものではなく、５つ以下であっても７つ以上であってもよい。また、ガイド部３６は、板状体に限定されるものではなく、例えば図４に示されるように、遊動弁体３０の弁上部３１に立設された６つの棒状体とすることもできる。棒状体は、図４に示されるように直立する棒状体に限定されるものではなく、途中で屈曲し、屈曲部分のいずれか一点が外方部３６ａとして吸排気口１１ａの内縁１１ａ２に沿って移動する棒状体でもよい。また、外方部３６ａは、直立辺に限定されるものではなく、遊動弁体３０の上下動に伴って吸排気口１１ａの内縁１１ａ２に沿って移動することにより遊動弁体３０の傾斜を防止することができるいずれかの形状を有するものであればよい。外方部３６ａは、吸排気口１１ａの内縁１１ａ２に対応する形状の面であってもよい。さらに、図示しないが、例えば弁上部３１の中心軸線上に１本の棒状体を形成し、この１本の棒状体が、弁箱上部１１又はカバー２０に形成されたガイド部に沿って上下に移動できるように構成してもよい。
【００３９】
弁上部３１の上面には、リブ３１ａが設けられていることが好ましい。リブ３１ａは、遊動弁体３０が吸排気口１１ａを閉じる際に加わる衝撃に対する弁上部３１の強度を向上させることができる。リブ３１ａの形状及び配置位置は、弁上部３１の強度を向上させることができるものであれば、特に限定されるものではない。リブ３１ａは、本実施形態に係る吸排気弁１のようにガイド部３６と連結させたものとすることが好ましいが、ガイド部３６とは別体として設けるようにしてもよい。
【００４０】
遊動弁体３０の弁側部３２には、６つのリブ３５が設けられる。リブ３５の各々は、端部３５ａ及び段部３５ｂを有する。端部３５ａが弁箱１０の内壁に沿って移動することによって、遊動弁体３０の左右方向の移動を抑制することができる。また、段部３５ｂは、遊動弁体３０が下降したときに弁箱下部１２の上端１２ｅの上端部１２ｅ１に載ることによって、遊動弁体３０の下方への移動を規制する。隣接するリブ３５の間には、弁側部３２の外面と弁箱１０の内面との間に空間が存在し、この空間は、吸排気口１１ａを通って排出又は吸引される空気の流路となる。リブ３５の数は、６つに限定されるものではなく、遊動弁体３０の左右方向の移動を効果的に抑制することができれば、５つ以下であっても７つ以上であってもよい。
【００４１】
遊動弁体３０は、弁上部３１のいずれかの位置に、吸排気口１１ａと内部空間３８とを連通する貫通孔３４を有する。貫通孔３４は、内部空間３８に溜まった空気を吸排気口１１ａに排出するための排気口として機能する。貫通孔３４の下部側開口は、後述される排気弁体５０によって開閉される。
【００４２】
遊動弁体３０の弁上部３１の下面（内部空間３８側）に、ストッパ３７が設けられることが好ましい。ストッパ３７は、排気弁体５０の動きを規制するために設けられ、その詳細は排気弁体５０とともに後述される。さらに、遊動弁体３０は、貫通孔３４の近くに、排気弁体５０を支持する支持部材６０を取り付けるための支持部材取付部３９を有することが好ましい。また、リブ３１ａと同じ目的で、遊動弁体３０の弁上部３１の下面にもリブ３１ｂが設けられることが好ましい。
【００４３】
（フロート）
遊動弁体３０の内部空間３８には、その内部空間３８を上下に移動可能なフロート４０が配置される。フロート４０は、遊動弁体３０の内径より小径のフロート側部４１と、フロート側部４１の下端に連続するフロート底部４２とを有する。フロート側部４１には、その表面から外方に突出する４つのリブ４３が設けられる。これらのリブ４３は、フロート４０が上下するときに遊動弁体３０の内壁に沿って（より好ましくは、内壁に設けられたガイドレール（図示せず）に沿って）移動し、フロート４０の左右方向の移動を抑制するように機能する。４つのリブ４３の間には、フロート側部４１の外面と遊動弁体３０の内壁との間に空間が存在しており、この空間は、水道管から弁箱１０の内部空間１５に上昇してきた空気及び水の流路として機能する。
【００４４】
リブ４３の数は、４つに限定されるものではなく、フロート４０の左右方向の移動を効果的に抑制することができれば、３つ以下であっても５つ以上であってもよい。また、リブ４３は、フロート側部４１の上端から下端までの長さに限定されるものではなく、例えばフロート側部４１の上端から途中までの長さであってもよい。
【００４５】
フロート４０は、内部に空間４４を有することが好ましい。内部空間４４を設けることによって、フロート４０の降下時に水の重さも利用することができる。内部空間４４には、フロート４０の変形を防止する目的で、フロート側部４１の内面間にわたされた横断面十字形状の補強リブ４５を有することが好ましい。
【００４６】
フロート４０は、さらに、フロート４０を排気弁体５０に連結するためのフロート軸４６と、フロート軸４６を収容するための収容孔４７とを有することが好ましい。フロート軸４６は、頭部４６ａと軸部４６ｂとを有し、頭部４６ａは、排気弁体５０の連結孔５３に挿入される。別の実施形態においては、フロート軸４６及び収容孔４７を設けるのではなく、例えばフロート４０の補強リブ４５の上部に直接、排気弁体５０と連結するための頭部４６ａを形成してもよい。
【００４７】
（排気弁体及び支持部材）
遊動弁体３０とフロート４０とは、排気弁体５０及び支持部材６０によって互いに連結される。排気弁体５０は、支持部材６０によって遊動弁体３０に支持され、フロート４０の上下動に対応して遊動弁体３０の貫通孔３４の下部開口を開閉させるように機能する。排気弁体５０は、板状体であり、一方の端部５１ａ側に貫通孔密着部５２を有し、他方の端部５１ｂ側にフロート軸４６の頭部４６ａが係合するように形成された連結孔５３を有する。貫通孔密着部５２は、貫通孔３４を閉止する合成ゴム製のパッキンであることが好ましいが、これに限定されるものではなく、貫通孔３４に密着して閉止することができるものであればよい。
【００４８】
排気弁体５０は、板状体に限定されるものではなく、例えば、一方の端部に貫通孔密着部５２を配置可能な台座を形成し、その台座から棒状体を突出させ、棒状体の他端がフロート４０に連結されるようになっていてもよい。排気弁体５０がフロート４０に連結される点について、本実施形態のように排気弁体５０がフロート４０に直接連結される形態に限定されるものではなく、他の何らかの連結部材を介して排気弁体５０がフロート４０に連結されるようにしてもよい。
【００４９】
支持部材６０として、限定されるものではないが、弾性部材を用いることが好ましく、ダブルトーションばねを用いることがより好ましい。支持部材６０は、２つの第１アーム部（第１の部分）６１と、第１アーム部６１の各々の一方の端部に連続する２つのコイル部（第２の部分）６２と、コイル部６２の各々から延びる第２アーム部６３と、第２のアーム部６３の端部同士を連結する連結部６４とを有する。
【００５０】
支持部材６０の第１アーム部６１の各々は、他方の端部が遊動弁体３０の支持部材取付部３９に取り付けられる。排気弁体５０は、両側部の各々に突起５４を有しており、この突起５４は、コイル部６２の内側の空間に挿入される。コイル部６２から延びる第２アーム部６３は、排気弁体５０の両側部の各々に設けられたレール５５に配置されることが好ましい。第２アーム部６３の端部間を連結する連結部６４は、排気弁体５０の下側（すなわち、貫通孔３４の側とは反対側）を、排気弁体５０の一方の側部から他方の側部まで横断するように渡される。
【００５１】
図５は、吸排気弁１における排気弁体５０と支持部材６０との位置関係を示す斜視図である。図５（ａ）は、支持部材６０によって貫通孔３４が閉じている状態であり、図５（ｂ）は、支持部材６０によって貫通孔３４の開度が制御されている状態である。
【００５２】
排気弁体５０は、図５（ａ）に示されるように、充水時に貫通孔密着部５２が貫通孔３４の下端を塞ぐことによって、貫通孔３４の連通状態を遮断するように動作する。また、排気弁体５０は、図５（ｂ）に示されるように、圧力下における排気時に、内部空間３８に溜まった空気の圧力に応じて貫通孔３４を開閉することによって、溜まった空気を貫通孔３４を介して排出するように動作する。貫通孔３４の開閉は、一方の端部５１ａ側における貫通孔３４の孔壁の下端と貫通孔密着部５２との接触部を支点として、他方の端部５１ｂが上下するように排気弁体５０が回動することによって、行われる。そのため、支持部材６０は、排気弁体５０が上向きに貫通孔３４に押し付けられる押付力と、排気弁体５０が回動して貫通孔３４を開閉する開閉力とを、別個に制御することができるように構成されることが好ましい。例えばダブルトーションばねを用いれば、第１アーム部（第１の部分）６１に生じるたわみによる弾性力（図５において矢印Ｄで示される力）が押付力を担当し、コイル部（第２の部分）６２に生じるトルク（図５において矢印Ｔで示される力）が開閉力を担当することによって、これらの力を別個に設計することができる。このように、押付力と開閉力とを別個に担当する支持部材を用いることによって、排気性能の最適設計が可能であるとともに、貫通孔からの漏水をより確実に防止することができる。
【００５３】
押付力は、第１アーム部６１の他方の端部を遊動弁体３０に取り付ける位置（支持部材取付部３９の位置）や線径などを変えることで第１アーム部６１に生じる弾性力Ｄを調整することによって、制御することができる。また、開閉力は、コイル部６２の巻き数やコイル径などを変えることでトルクＴを調整することによって、制御することができる。
【００５４】
本実施形態においては、支持部材６０としてダブルトーションばねが用いられているが、これに限定されるものではなく、排気弁体５０が上向きに貫通孔３４に押し付けられる押付力と、排気弁体５０が回動して貫通孔３４を開閉する開閉力とを、別個に制御することができる支持部材であればよい。図６は、支持部材の他の実施形態を示す。
【００５５】
図６（ａ）に示されるように、別の実施形態として、ダブルトーションばねに代えて板ばね７０を用いることもできる。板ばね７０は、中央部７１の上面に排気弁体５０の貫通孔密着部５２の部分が載置され、中央部７１に連続する両方の翼部７２の各々の端部が適宜の方法で遊動弁体３０に取り付けられる。板ばね７０を用いる場合には、翼部７２の面に垂直な方向の弾性力が押付力を担当し、翼部７２のねじり変形によるトルクが開閉力を担当することができる。
【００５６】
さらに、支持部材６０として、引張ばね若しくは圧縮ばね又はこれらの組み合わせを用いることもできる。図６（ｂ）は３つの引張ばね８０が用いられる実施形態であり、図６（ｃ）は複数の圧縮ばね９０が用いられる実施形態である。これらの実施形態においては、排気弁体５０の貫通孔密着部５２の近くに押付力を担当する引張ばね８１、８２又は圧縮ばね９１、９２が配置され、排気弁体５０の他方の端部５１ｂの近くに開閉力を担当する引張ばね８３又は圧縮ばね９３が配置される。
【００５７】
上述のように、遊動弁体３０の下面には、ストッパ３７が設けられることが好ましい。ストッパ３７は、排気弁体５０の他方の端部５１ｂが必要以上に上がらないように規制するためのものである。すなわち、本実施形態において用いられる排気弁体５０は、一方の端部５１ａ側に貫通孔３４を閉止する貫通孔密着部５２が配置され、フロート４０と連結される連結孔５３が他方の端部５１ｂ側に配置され、一方の端部５１ａと他方の端部５１ｂとの間において所定の長さを有する板状体である。したがって、フロート４０の上昇に伴って他方の端部５１ｂが上昇し、貫通孔密着部５２が貫通孔３４を閉止した状態から、他方の端部５１ｂがさらに上昇すると、他方の端部５１ｂ側における貫通孔３４の孔壁の下端が支点となって排気弁体５０の一方の端部５１ａ側が下り、一方の端部５１ａ側における貫通孔３４の下端と貫通孔密着部５２との間に隙間が生じ、この隙間から内部空間３８内の水が漏れる可能性がある。遊動弁体３０の下面にストッパ３７を設けることによって、他方の端部５１ｂの上昇を規制して、一方の端部５１ａ側における貫通孔３４の下端と貫通孔密着部５２との間に隙間を生じさせないようにすることができるため、この漏水を防止することが可能となる。
【００５８】
［吸排気弁の動作］
以下において、上記の通りの構造を有する本発明に係る吸排気弁１の動作を説明する。図７は、吸排気弁１の動作を説明するための縦断面図であり、（ａ）は初期排気時及び吸気時の状態、（ｂ）は充水時の状態、（ｃ）は圧力下排気時の状態を示す。なお、図面が煩雑にならないように、各部分の参照番号は、図７（ａ）のみに記載されている。
【００５９】
まず、水道管内部が満水になり、水が弁箱１０の内部空間１５に流入し始めるまで、フロート４０は、規制部１２ｄに当接する位置にある（図７（ａ））。このとき、フロート４０に連結された排気弁体５０は、フロート４０の重さで他方の端部５１ｂが下がっている。また、支持部材６０によって排気弁体５０と連結された遊動弁体３０も、遊動弁体３０、排気弁体５０及びフロート４０の重さによって、リブ３５の段部３５ｂが弁箱１０の遊動弁体ストッパ１２ｅ１に当接する位置まで下がっている。したがって、水道管内部が満水になるまでの過程で、水道管内の空気は、連通口１２ａ、規制部１２ｄの間、リブ３５の間、及び貫通孔３４を通り、吸排気口１１ａ及び第１の開口２１を経由して、第２の開口２３から排出される。弁箱１０の肩部１１ｄの内面が傾斜構造（１１ｅ）となっており、遊動弁体３０の対応する弁肩部３３も傾斜構造（３３ａ、３３ｂ）となっているため、吸排気弁１の排気性能は、従来の吸排気弁より向上する。
【００６０】
水が水道管内から弁箱１０の内部空間１５に流入し始めると、フロート４０は上昇を開始する。フロート４０の上昇に伴って遊動弁体３０も上昇し、最終的に、遊動弁体３０の弁肩部３３が弁箱１０の傾斜部１１ｅ及び止水部材１３ａに当接して、吸排気口１１ａが閉止される（図７（ｂ））。このとき、遊動弁体３０に設けられたガイド部３６が吸排気口１１ａの内縁１１ａ２に沿って上昇するため、遊動弁体３０は、傾くことなくまっすぐ上昇することができる。弁箱１０の内部空間１５に流入した水は、さらにフロート４０のリブ４３の間を通って遊動弁体３０の内部空間３８に流入する。内部空間１５及び内部空間３８に水が溜まり、フロート４０がさらに上昇すると、排気弁体５０は、水圧と支持部材６０の第１アーム部６１（図２参照）の弾性力とによって、貫通孔３４を閉止する。
【００６１】
内部空間１５、３８に水が溜まった状態で水道管内の空気が弁箱１０の内部に入ってきたときには、空気は、フロート４０のリブ４３の間を通って内部空間３８に溜まり始める。内部空間３８に空気が溜まるにつれて、弁箱１０内部の水面が徐々に下降し、それに伴ってフロート４０が下降する。フロート４０が下降するとフロート４０の重さが排気弁体５０に加わり、フロート４０の重さが、弁箱１０の内部と大気圧との圧力差による力と、支持部材６０のコイル部６２の力との和より大きくなったときに、排気弁体５０が回動して貫通孔密着部５２が貫通孔３４から離れ、内部空間３８の空気が貫通孔３４を介して吸排気口１１ａから排出される（図７（ｃ））。内部空間３８の空気が排出されて少なくなると、弁箱１０の内部に水が流入し、水面の上昇に伴ってフロート４０が再び上昇する。フロート４０が上昇すると、排気弁体５０にかかっていたフロート４０の重さが軽減され、コイル部６２の力で排気弁体５０の他方の端部５１ｂが上がる方向に回動し、貫通孔密着部５２が貫通孔３４を閉止する（図７（ｂ））。このように、フロート４０の上下及び貫通孔３４の開閉（図７（ｂ）及び図７（ｃ））を繰り返すことによって、水道管内の空気が適切に排出される。この間、遊動弁体３０は、吸排気口１１ａを閉止したままとなっている。
【００６２】
断水時や水抜きの際には、水道管内の圧力が大気圧より低くなる。そうすると、弁箱１０の内部の圧力が低下し、遊動弁体３０が下降するため、弁肩部３３が傾斜部１１ｅから離れ、吸排気口１１ａから空気が吸引される（図７（ａ））。吸排気口１１ａから吸引された空気は、リブ３５の間、貫通孔３４、及び規制部１２ｄの間を通り、連通口１２ａから水道管内に流入する。弁箱１０の肩部１１ｄの内面が傾斜構造となっており、遊動弁体３０の対応する弁肩部３３も傾斜構造となっているため、初期排気時における排気性能と同様に、吸排気弁１の吸気性能も、従来の吸排気弁より向上する。
【符号の説明】
【００６３】
１  吸排気弁
１０  弁箱
１１  弁箱上部
１１ａ  吸排気口
１１ａ１  吸排気口を形成する壁
１１ａ２  吸排気口の内縁
１１ｃ  胴部
１１ｄ  肩部
１１ｅ  傾斜部
１１ｆ、１１ｇ、１１ｊ  溝
１１ｈ  下端
１２  弁箱下部
１２ａ  連通口
１２ｂ  接続部
１２ｃ  胴部
１２ｄ  規制部
１２ｅ  上端
１２ｅ１  頂部（遊動弁体ストッパ）  
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ  止水部材
１４  リング
１５  内部空間
２０  カバー
２１  第１の開口
２２  一端部
２３  第２の開口
２４  他端部
２５  屈曲部  
３０  遊動弁体
３１  弁上部
３１ａ、３１ｂ  リブ
３２  弁側部
３３  弁肩部
３３ａ  傾斜部当接部
３３ｂ  止水部材当接部
３４  貫通孔（排気口）
３５  リブ
３５ａ  端部
３５ｂ  段部
３６  ガイド部
３６ａ  外方部
３７  ストッパ
３８  内部空間
３９  支持部材取付部
４０  フロート
４１  フロート側部
４２  フロート底部
４３  リブ
４４  内部空間
４５  補強リブ
４６  フロート軸
４６ａ  頭部
４６ｂ  軸部
４７  フロート軸収容孔
５０  排気弁体
５１ａ、５１ｂ  端部
５２  貫通孔密着部
５３  連結孔
５４  突起
５５  レール
５６  溝
６０  支持部材（ダブルトーションばね）
６１  第１アーム部（第１の部分）
６２  コイル部（第２の部分）
６３  第２アーム部
６４  第２アーム連結部
７０  支持部材としての板ばね
７１  中央部
７２  翼部
８０  支持部材としての引張ばね
８１、８２、８３  引張ばね
９０  支持部材としての圧縮ばね
９１、９２、９３  圧縮ばね
D  弾性力
T  トルク
【図１】
2020085154.tif 000003
【図２】
2020085154.tif 000004
【図３】
2020085154.tif 000005
【図４】
2020085154.tif 000006
【図５】
2020085154.tif 000007
【図６】
2020085154.tif 000008
【図７】
2020085154.tif 000009