【手続補正書】
【提出日】平成17年7月20日(2005.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】      明細書
【発明の名称】  貯水槽の水位調整装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】  貯水槽内に立設した長尺のフレーム内にて、上端にハンドルを固着し、その軸表面に雄ねじを設けてなる回転軸は、その上下両端部分を支持され、該回転軸には、フロートを付設せしめた制水弁を取付けた昇降体の雌ねじ部を、前記雄ねじに昇降体が回転軸に沿って移動可能に螺合すると共に、該制水弁と給水弁とを繋ぐ給水パイプのうち、制水弁寄りのパイプ部分を可撓性パイプをもって構成した貯水槽の水位調整装置。
【請求項２】  貯水槽内に立設した長尺のフレームには、上端にハンドルを固着した回転軸が、その上下両端部分を支持されて内装され、該回転軸には、ピッチの大きいスパイラル溝が削設されており、また該回転軸に挿嵌する、フロートを付設せしめた制水弁を取付けてなる昇降体の挿嵌面には、少なくとも三個のボールが、各ボール間に略等放射角を保つ前記スパイラル溝に対応する位置に、ボールの一部を該挿嵌面より突出せしめて抱持され、回転軸のスパイラル溝に昇降体の各ボールを嵌合して昇降体を回転軸に沿って移動可能に挿嵌すると共に、回転軸に沿って移動する該制水弁と給水弁を繋ぐ給水パイプのうち、制水弁寄りのパイプ部分を可撓性パイプをもって構成した貯水槽の水位調整装置。
【請求項３】  昇降体の少なくとも一面は、長尺のフレームを構成する継ぎ材の内壁面に摺接している請求項１又は２の貯水槽の水位調整装置。
【請求項４】  長尺フレームを構成する継ぎ材の一つには、所定の尺度単位を表示するゼブラ模様状の目盛が印されている請求項１乃至３のうちの１項に記載の貯水槽の水位調整装置。
【請求項５】  回転軸の先端部に固着されたハンドルには、ハンドルの下面から出没可能な小軸が装備され、一方フレームの一部を構成する上部支承体の天板部には、複数の小孔が穿設されており、前記小軸はこの小孔の一つと係合し、回転軸の回転を阻止してなる請求項１乃至４のうちの１項に記載の貯水槽の水位調整装置。
【請求項６】  昇降体の挿嵌面に一部突出するボール群は回転自在に抱持されている請求項２記載の貯水槽の水位調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は貯水槽の水位調整装置に関し、特に、学校あるいは集合住宅、大型ビルディングなど、比較的水使用量の多い大型貯水槽への設置に効果ある水位調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水需要量の大きい集合住宅、学校などに設置される大型貯水槽にあって、常時最大の貯水状態にあることが、常識的には好ましいと考えられる。
しかし、貯水槽の水需要は色々の事情により、必ずしも常に満タン状態にあることが望ましいとは限らない。
【０００３】
例えば、入居者の少ない折の集合住宅にあっては、実際の需要量との比較において、残留する多量の貯水は、貯水自体の新鮮さが経時と共に低下する。
あるいは夏場にあって、Ｏ−１５７対策が求められる学校などにあっては、その貯水量を意図的に低下せしめ、常時新鮮な水の供給が求められるなど、大型貯水槽内にて望まれる水量は季節あるいは諸般の事情により意図的に変化せしめられることが望まれる事態は度々発生する。
【０００４】
貯水槽内の水量変更の要望の度毎に、フロートを付設せしめた制水弁の設置位置、即ちその高さ位置を変更せしめる一手段として、制水弁をその先端に取付けた給水弁と連繋する給水パイプのうち、制水弁寄りに位置し、その垂直方向に伸びるパイプの長さを、その都度調整することにより、貯水槽内の水量変更の要望に対応していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
貯水槽内には、貯水槽内に流入する水の止水位置を正確にキャッチするためにフロートを付設せしめた制水弁が配設されている。この制水弁と給水弁を結ぶ給水パイプのうち、制水弁に直結する垂直方向に配設された同パイプ部分の長短制御により実行される制水弁の高さ位置の調整作業は、その都度作業員が貯水槽内に入り込み、一連の作業が実行されているが、そのための作業はかなりの手数を要し、さらには貯水槽内での諸作業は貯水槽あるいは貯水自体を汚損せしめる危惧すら考えられる。
【０００６】
本発明は、制水弁と給水弁を繋ぐ給水パイプのうち、先端に制水弁を装着せしめた、前記垂直方向に伸びる給水パイプ部分を可撓性パイプ、例えばホースをもってこれに代えることにより、制水弁の上下方向への移動幅を十分吸収可能となし、貯水槽のマンホール蓋を開放せしめての制水弁の自在な上下動操作により、即ち作業員は全く貯水槽内に入ることなく、止水位置を制御する制水弁を貯水槽内にて高低所望位置に定置せしめ、前記問題点を全面的に取り除き、これを改善せしめることを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る貯水槽の水位調整装置は、つぎのような構成を採用している。
貯水槽のマンホールに比較的近接する位置に、本装置は設置されている。
回転軸は、その上下両端部を、複数本の継ぎ材と共に長尺のフレームを構成する上下両支承体にて支持立設され、上部支承体より上方に突出せる回転軸の上端部にはハンドルが固着されている。
この回転軸には、該軸の回転に呼応して、軸に沿って上下方向に移動可能な昇降体が螺合している。
【０００８】
そしてこの昇降体には、フロートを付設せしめた制水弁が取付けられており、この制水弁と給水弁（給水源)とを繋ぐ給水パイプのうち、制水弁寄り部分より伸出するパイプ部分の一部は、制水弁の移動幅を吸収するに十分の余裕をもって可撓性パイプ、例えばホースをもって構成されている。
【０００９】
前記昇降体の少なくとも一面はフレームを構成する継ぎ材の内壁面に摺接し、回転軸の回転に伴う共回転を抑止され、延いては昇降体に取付けた制水弁の正確な鉛直線上での移動を確保している。
【００１０】
また、長尺のフレームの一部を形成する一継ぎ材には、一定の尺度毎に、例えば１００ミリメートル毎にゼブラ模様の大形の目盛が付せられ、上方よりの目視手段により、昇降体、即制水弁の所望高さ位置への定置作業を容易なものとしている。
【００１１】
また、回転軸の上端に固着されたハンドルには、ハンドルの下面側に出没可能な小軸が配設されており、一方フレームを形成する上部支承体の天井面には、例えば回転軸の軸芯を通る直線上に位置して二個の小孔が穿設されている。制水弁が所定の定置位置を確保した折、ハンドルの下面より小軸を伸出せしめて小孔の一つと係合せしめ、振動などに原因する回転軸の不測の回転を阻止し、これにより制水弁の不測の上下動の発生を未然に抑止している。
【００１２】
回転軸、該軸に螺合する昇降体の螺合手段として、小ピッチの雄ねじを回転軸の略全長に亘って設け、一方昇降体の螺合面に、内周面に雌ねじを設けたスリーブを嵌挿し、回転軸の回転により昇降体を軸に沿って緩やかに上下方向に移動せしめる。
【００１３】
上記機構による昇降体の上下方向への移動量を拡大し、かつ回転軸の回転力を省力化して、作業の一段の能率化を意図して、本発明の他の一手段として回転軸の略全長に亘ってスパイラル状の溝を削設し、一方昇降体の回転軸に対する挿嵌面に、少なくとも三個のローラーボール群を、ボールの一部を前記挿嵌面より大きく突出せしめた状態にて、そして各ボール群間には前記スパイラル溝に対応して等しい放射角を保ち、かつ各ボール間に上下方向にて順次等しい段位差を確保せしめて抱持し、これら回転可能なボール群を回転軸のスパイラル溝に嵌合せしめてなる昇降体の回転軸に対する挿嵌手段により、回転軸の比較的小さな力での回転により、昇降体の円滑かつ迅速な大幅な上下動を実現でき一連の作業能率を向上せしめることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る貯水槽の水位調整装置の具体的実施例を図面を用いて説明する。図１は本装置を設置した貯水槽の概略断面図、図２は本装置の一部切欠き正面図、図３は図２のＡ−Ａ’線における切断面図、図４は昇降体縦断面図である。
【００１５】
貯水槽１には、水源より貯水槽内に開口する注水口２を結ぶ給水ルート３間には止水栓４、ストレーナ５および給水弁６などが介在している。
貯水槽１の底部にはドレンバルブ７が、また底部寄りには排水口８が、さらに貯水槽の満水位置よりやや上方位置にはオーバーフロー管９がそれぞれ配され、貯水槽１の天井部にはマンホール１０が開口している。
そして該マンホール１０の近接位置にて、貯水槽１内にはフロートを付設した制水弁１２を昇降可能とする、本発明に係る水位調整装置１１が配設されている。
【００１６】
前記給水弁６と連繋する制水弁１２に付設したフロート１３が止水位（Ｓ）以下に、吊り下がり気味にて、水面上のフロートの浮力が次第に減少する状態にある折には制水弁１２の注水状態は継続し、並行して給水弁６を介しての注水口２へのメイン給水も継続する。そして貯水槽１内の水位が上昇し、所定の止水位（Ｓ）に達し、フロートが併せ上昇すると制水弁の閉栓により、注水状態は休止し、これに伴い給水弁６内の圧力が上昇し、注水口２よりの給水作業も停止する。以上が貯水槽１への給水弁６と制水弁１２が協働する給水作業の基本構成であるが、その詳細は、公知の技術であり、ここではこれ以上の詳しい説明は省略する。
【００１７】
本発明は、フロート１３を付設せしめた制水弁１２の上下方向への移動後の、所定位置での停止状態の持続により、止水位（Ｓ）を変更せしめ、即ち貯水槽の止水位置を適宜変更せしめ、かつこの止水状態を維持し得る水位調整装置１１にある。
本水位調整装置１１の基本はフロート１３を付設せしめた制水弁１２の自由な昇降動およびその後の制水弁１２の所定位置での定置確保にある。
【００１８】
その具体的手段を図２を用いて記述すると、本装置１１の主体は、外周面にねじ溝を設けた回転軸１４とこの軸１４に螺合した、前記制水弁１２を取付けたブロック状の昇降体１６にあり、この回転軸１４の上端寄り部分は、ブロック状の上部支承体１８を貫通して支承され、一方回転軸１４の下端部は下部支承体１９にて軸受け状に支持されている。
これら上部および下部両支承体１８，１９間は、複数本の、例えばアングル状の長尺の継ぎ材２０，２０にて連結組立てられている。そしてこの継ぎ材２０は弾性を有し、復元力に富む合成樹脂、例えばアクリル樹脂にて形成され、これら回転軸１４及び該軸に螺合する昇降体１６を収容する長尺のフレーム１７は、回転軸１４、昇降体１６などに、その稼動時に生ずる変位、ひずみなどに対しては、その弾性をもってこれを吸収し、昇降体１６の円滑な上下動を確保している。
【００１９】
上部支承体１８を貫通し、上部支承体より突出した回転軸１４の上端部にはハンドル２２が固着され、該ハンドル２２の上面部にはハンドルの回転操作を助成するハンドル把手２３が立設され、このハンドル把手２３には下端部をハンドル２２の下面より大きく突出せしめ得るねじ小軸２４が貫設され、このねじ小軸２４の下端部は、フレーム１７の一部を構成するブロック状上部支承体１８の天井面に、例えば１８０°の位相角をもって、即ち回転軸１４の軸芯部を通る一直線上に都合二個所に穿設された小孔２５の一つに嵌入し、ハンドル２２の回転、延いては定置後回転軸１４の不測の回転を阻止している。
【００２０】
この回転軸１４としては、例えばその全長に亘って、ピッチ幅の大きいスパイラル状の溝２７が削設され、該軸１４に挿嵌される昇降体１６にあって、昇降体１６の円筒状の挿嵌面には、少なくとも３個のローラーボール２８群が、それぞれ略等放射角をもち、かつ各ボール間に順次等段位差をもって、その一部を挿嵌面より突出せしめて回転可能に抱持されている（図４参照）。
またこの回転軸１４は、弾性を有し、復元力に富む合成樹脂、例えばポリオキシメチレン（商品名：ジュラコン）からなり、昇降体１６の上下方向への摺動時、昇降体の変位、ひずみをもこの回転軸が保有する弾性によりこれを吸収し、昇降体のスムースな回転軸１４に沿っての摺動を助けている。
【００２１】
例えば、その具体的一手段として、三個のボール２８群が、前記スパイラル溝２７内にそれぞれ嵌合し、ボール群を抱持した昇降体１６を回転軸１４に挿嵌せしめる折には、各ボールは、平面視にあって１２０°の間隔をもつ放射角を保ち、かつ回転軸面に削設されたスパイラル溝２７のピッチ幅に合致せしめて、各ボール間にて順次上下方向に等しい段位差を保って、図４に示すようにスリーブ状のボールアダプター２９内に、ボールの一部をアダプター内壁面より突出せしめて埋設され、これらボール群はアダプター２９の外周部に包着されたスリーブ状のボールカバー３０にて、回転自在に、かつその脱落を阻止されている。なお図４にて図示するスパイラル溝２７内に嵌合するボール２８群の位置は理解を助けるためにその嵌合位置を意図的にずらして図示されている。
【００２２】
以上の構成からなるボール２８群を抱持したボールアダプター２９は、昇降体１６の上面側より、アダプターの上方寄りに設けたねじ３１部を用いて昇降体１６内に埋設され、アダプター２９はその上端縁のフランジ３２を昇降体の上面部に係止せしめて定着される。
【００２３】
スパイラル溝２７に嵌合するボール２８の数は最低の３個の場合、昇降体１６の回転軸１４上での振れに原因する安定性は最小限確保される。またボール２８の数を四個用いた折には、昇降体の安定性は一段と確保されるも、昇降体の上下方向の移動のための、軸の回転作業にはやや大きな力が必要となる。
【００２４】
またスパイラル溝２７のピッチ幅を大きく設定することにより、軸１４の回転数は小さくて昇降体１６の移動幅を大幅に増大せしめうるも、これが原因で、軸の円滑な回転は多少困難なものとなる。
種々実験の結果、軸の一回転により上下方向への昇降体１６の移動幅は２０ｍｍ程度に設定されることが、作業上好ましいものと思われる。
【００２５】
上記スパイラル溝に嵌合するボール群の昇降構成にかえて、図５に例示するようにごく一般的な回転軸１４の表面に雄ねじ４１を、これに螺合する昇降体１６の螺合面に雌ねじ４２を設けた、ピッチの小さい噛合ねじによる昇降機構を採用することもでき、この折昇降体の安定性は確実に保ちうるも、作業能率は多少低下し、回転軸の回転力には大きな負荷がかかることとなる。
【００２６】
回転軸１４の雄ねじ４１に螺合する昇降体１６の雌ねじ４２の、一実施を図５にて、より詳細に開示すると、上端縁にフランジ４３を設けたスリーブ４４の内側螺合面には、雌ねじ４２が設けられ、以上の構造よりなるスリーブ４４は制水弁１２を取付けた昇降体１６の天井面に開孔する縦貫通孔４６内に挿入され、その折スリーブ４４のフランジ４３の下側にてスリーブ４４の上方部分に刻設されたねじ部４５を昇降体の縦貫通孔４６の一部に螺着せしめ、最終的にはスリーブ４４のフランジ４３を昇降体１６の天井面に係止せしめて、昇降体１６の螺合面に雌ねじ４２が形成される（図２参照）。
【００２７】
貯水槽１へのメイン給水ルートを担当する給水弁６とフレーム１７の一部を構成する上部支承体１８間には、給水弁６を起動せしめる給水ルートたる給水パイプ３４が配管されており、この結果、制水弁１２は、フレーム１７の上部支承体１８内のジョイント３５、さらにフランジ３６とニップル３７を介して給水パイプ３４が繋がり、また制水弁１２の上下方向への自在な移動性を考慮して昇降体１６のジョイント１５と上部支承体１８内のジョイント３５間は可撓性パイプ、例えば、ホース３８をもって連結されている。
【００２８】
以上の構成からなる水位調整装置１１の上方部は貯水槽１のマンホール１０の付近、望ましくは直下部寄りにフレーム１７に付設されたブラケット３９などを用いて、貯水槽１内に定置され、マンホールより、該装置のハンドル２２を回転せしめての、回転軸１４の定位置での回転に伴い、昇降体１６、延いては制水弁１２は回転軸１４に沿って上下方向に移動し、制水弁１２の所定位置での停止は、貯水槽内の水位を決定する（図１参照）。
【００２９】
図２に示すように、制水弁１２のフロート１３が止水位（Ｓ）上に浮いている折には、フロート１３のロッド５１の基端部に取付けた揺動レバー５２は弁箱５３上の支点５４を中心に、図２上、時計方向に旋回し、弁体５５を弁座５６面に押圧し、制水弁１２の流出部５７よりの流水は停止する。
反対に、水位が降下し、フロート１３も伴動降下し、その後吊り下りに近い状態となると揺動レバー５２は逆に反時計方向に旋回し、弁体５５は水圧を受けて、弁座５６より離反し、流出部５７よりの流水が開始する。
【００３０】
なお、昇降体１６の少なくとも一面をフレームを形成する一本の継ぎ材２０の内壁面に摺接せしめておくことにより、回転軸１４の回転にも昇降体１６の伴回転が抑止され、これにより制水弁１２の方向性を一定化した鉛直方向の移動が確保され、制水弁１２の正確な作動が期待できる。
【００３１】
また、フレーム１７の一部を形成する継ぎ材２０の一つに、例えば１００ミリメートル単位毎にゼブラ模様の大形の目盛２１を印しておくことにより、本装置の上方より目視しながらの昇降体１６の上下動の制御により、常時略正確な制水弁１２の所望する定置作業にこの大形のゼブラ模様の目盛２１を活用でき、比較的暗い場所での一連の作業の能率化に大きく貢献することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明に係る水位調整装置は、貯水槽内の貯水の止水位置にて反応する制水弁を、回転軸の回転操作により、自由に上下方向に移動せしめ得るので、制水弁の所望位置への移動定置が容易にでき、しかもこの移動作業は貯水槽のマンホール位置における、単なるハンドル操作にて実行できるので、その作業は簡易であり、さらに作業員は全く貯水槽内に入る必要もないので、貯水槽内を、また加えて貯水自体を汚損する懸念をも解消することができる。
【００３３】
また軸の略全長に亘ってスパイラル溝を削設せしめた回転軸、該軸に挿嵌する昇降体の挿嵌面に、その一部を突出せしめて抱持してなる少なくとも三個のローラーボール群を、前記スパイラル溝に嵌合する手段を採用することにより、昇降体、延いては制水弁の上下方向への軸に沿っての移動量を大幅に増大せしめ、また回転軸の回転動も比較的小さな力にて実現でき、制水弁の上下方向への移動は負荷の小さい軸の回転により、迅速かつ簡易に実現でき、この面でも作業能率を高めることができる。
またボール群は回転可能状態に昇降体に抱持されているので、昇降体は、ボール群の回転に伴って、その上下動がより円滑に実行される。
【００３４】
回転軸を支持するために、必須の部材たるフレームの一部を構成する継ぎ材に、所定の尺度単位を表示するゼブラ模様の大形の目盛を印することにより、本装置の上方に位置する作業員の、昇降体、延いては制水弁の所定位置への移動幅を目視手段により容易に確認でき、制水弁の目標とする止水位置に対応する固定位置決定が簡易かつ迅速に実現することができる。
【００３５】
回転軸に螺合された昇降体は、少なくともその一面をフレームを構成する継ぎ材の内壁面に摺接せしめておくことにより、昇降体は軸を中心とする回転動が抑止され、延いては制水弁の一定の方向性を保っての上下方向の移動は、バルブ操作の確実性を保つ上で有効に働く。
【００３６】
昇降体の所定位置での停止状態は、ハンドル下面より突出可能な小軸とフレームの一部を構成する上部支承体の天井面に穿設した小孔の一つを選択しての嵌入により、回転軸の半回転に伴う小ピッチ幅の昇降体、延いては制水弁の小さい上下方向幅内にて、その停止位置の確保が可能となり、併せて装置に付加される振動などに原因する回転軸の不測の回転を確実に阻止でき、制水弁の長期の所望止水位置を確保する、との本発明の最終目的を長期間に亘り持続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明に係る水位調整装置を設置した貯水槽の概略断面図。
【図２】
水位調整装置の一部切欠き正面図。
【図３】
図２のＡ−Ａ’線における切断面図。
【図４】
回転軸に螺合した昇降体の縦断面図。
【図５】
他の実施例を示す図４に相当する図。
【符号の説明】
１  貯水槽
６  給水弁
１１  水位調整装置
１２  制水弁
１３  フロート
１４  回転軸
１６  昇降体
１７  長尺のフレーム
１８  上部支承体
１９  下部支承体
２０  継ぎ材
２１  目盛
２２  ハンドル
２４  小軸
２５  小孔
２７  スパイラル溝
２８  ボール
３４  給水パイプ
３８  可撓性パイプ（ホース）
４１  雄ねじ
４２  雌ねじ
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004060411.tif 000001