(57)【要約】【課題】一本の組付ボルトだけで分解及び組み立てができるようにする。【解決手段】筒状の本体中間体２と、本体中間体２の下端側２ａに組み付けられる本体下部体３と、本体中間体２の上端側２ｂに組み付けられる本体上部体４と、本体中間体２内に設けられた筒状のフロート弁体１２と、本体下部体３に設けられた気液給排口５と、本体上部体４に設けられた通気弁手段６と、本体中間体２、本体下部体３、本体上部体４及びフロート弁体１２を貫通し、組み付け及び分解するための一本の組付ボルト１９と、本体下部体３に設けられ、組付ボルト１９を螺合するねじ孔２３とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の本体中間体（２）と、
前記本体中間体（２）の下端側（２ａ）に組み付けられる本体下部体（３）と、
前記本体中間体（２）の上端側（２ｂ）に組み付けられる本体上部体（４）と、
前記本体中間体（２）内に設けられた筒状のフロート弁体（１２）と、
前記本体下部体（３）に設けられた気液給排口（５）と、
前記本体上部体（４）に設けられた通気弁手段（６）と、
前記本体中間体（２）、前記本体下部体（３）、前記本体上部体（４）及びフロート弁体（１２）を貫通し、組み付け及び分解するための一本の組付ボルト（１９）と、
前記本体下部体（３）に設けられ、前記組付ボルト（１９）を螺合するねじ孔（２３）とを備えることを特徴とする空気弁。
【請求項２】
前記本体下部体（３）及び前記本体上部体（４）は、前記本体中間体（２）を嵌め込むための環状凹部（３１，３３）を備え、気液密手段（１４，１５）を介して前記本体中間体（２）と組み付けられることを特徴とする請求項１に記載の空気弁。
【請求項３】
前記通気弁手段（６）をカバーするキャップ手段（１６）を備え、
前記通気弁手段（６）は、その上部に開口（１１）を備え、
前記キャップ手段（１６）は、その下面（１６ａ）に前記開口（１１）と連通する環状凹溝（１７）を備え、
前記開口（１１）と前記環状凹溝（１７）とは、外部と連通する通気路（２５）を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の空気弁。
【請求項４】
前記通気弁手段（６）は、通気孔（９）を有する弁座（７）と、前記弁座（７）上に配置され、通気孔（１０）を有する弁座押さえ（８）とを備え、
前記キャップ手段（１６）は、前記弁座押さえ（８）を押さえることを特徴とする請求項３に記載の空気弁。
【請求項５】
前記本体下部体（３）は、前記気液給排口（５）と前記本体中間体（２）とを連通する貫通孔（３２）と、前記組付ボルト（１９）の下方に配置され、前記貫通孔（３２）を開閉するための球状の補修用フロート弁（４０）と、前記補修用フロート弁（４０）を係止して、前記気液給排口（５）を閉じないようにするための係止部（４１）とを備え、
前記組付ボルト（１９）は、その先端部（１９ｂ）が、組み付け時には前記補修用フロート弁（４０）を規制して前記貫通孔（３２）を開き、分解時には前記補修用フロート弁（４０）を規制せず前記貫通孔（３２）を閉じることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気弁。
【請求項６】
前記係止部（４１）は、Ｃ形状であり、その両端部が内側に突出していることを特徴とする請求項５に記載の空気弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上水道や農業用水道などに設置される空気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気弁は、配管内の空気を外部へ排気して、さらに外部から配管内に空気を吸気するタイプや、排気のみを行って吸気を行わないタイプ（排気弁）などがある。
従来の空気弁は、例えば、特許文献１（特許第４１４１６７５号公報）における図1および図2に開示されているように、小空気孔（4A、4B）が、鉛直方向にのびて、上向きに開口する。そのため、気道を確保しつつ、上部からの異物などの混入を防止するために、第１の蓋部（5A）の上部に若干の間隙を設けて保護カバー（Ca）を被せ、これを固定するために、複数のボルト（図３参照）を必要とする。
【０００３】
さらに、この特許文献１の空気弁は、第１の蓋部材（5A）を弁箱（1）に密着固定するために、複数のボルト（図４参照）が用いられる。
【０００４】
このように、従来の空気弁では、分解して点検する際に、複数のサイズ及び種類の工具が必要であり、さらに、複数本のボルトを取り外す必要があり、それらに要する時間及び労力が多大である。
【０００５】
一方、特許文献２（特開２００５−６１６１８号公報）に開示される従来の空気弁では、明細書本文中、段落〔００２５〕、〔００２６〕並びに図１の記載から明らかなように、シリンダ（41）とエンドブロック（43）は、シリンダ（41）の内周に設けた雌ねじと、エンドブロック（43）の外周に設けた雄ねじとによって、螺合連結される。さらに、シリンダ（41）とエンドキャップ（44）は、シリンダ（41）の外周に設けた雄ねじと、エンドキャップ（44）の外周に設けた雌ねじとによって、螺合連結される。これらのねじの呼び径は大きいので、分解及び組み立てに大きな力を必要とし、それに応じた大きな工具も必要となる。さらに、分解時、一方を固定工具で支えながら、もう一方を別の工具で回転させなければならない。従って、図４の空気弁付き消火栓のように、地下の小さな消火栓ボックスに設置された状態では、メンテナンス時の作業が困難になる。
【０００６】
さらに、特許文献２に記載の空気弁では、図１からも明らかなように、排気口（45）が、筒状ケーシング（4）の軸心に対して直角方向に向けて設けられており、製作する際に、内径部の加工と排気口の加工の２つの工程が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４１４１６７５号公報
【特許文献２】特開２００５−６１６１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明は、上記問題点を解消するものであって、分解及び組み立てを１つの工具で非常に簡単且つ短時間に行うことができる空気弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、本発明に係る空気弁は、
筒状の本体中間体と、
本体中間体の下端側に組み付けられる本体下部体と、
本体中間体の上端側に組み付けられる本体上部体と、
本体中間体内に設けられた筒状のフロート弁体と、
本体下部体に設けられた気液給排口と、
本体上部体に設けられた通気弁手段と、
本体中間体、本体下部体、本体上部体及びフロート弁体を貫通し、これらを組み付け及び分解するための一本の組付ボルトと、
本体下部体に設けられ、組付ボルトを螺合するねじ孔とを備える。
【００１０】
好ましくは、
本体下部体及び本体上部体は、本体中間体を嵌め込むための環状凹部を備え、気液密手段を介して本体中間体と組み付けられる。
【００１１】
好ましくは、
通気弁手段をカバーするキャップ手段を備え、
通気弁手段は、その上部に開口を備え、
キャップ手段は、その下面に開口と連通する環状凹溝を備え、
開口と環状凹溝とは、外部と連通する通気路を形成する。
【００１２】
好ましくは、
通気弁手段は、通気孔を有する弁座と、弁座上に配置され、通気孔を有する弁座押さえとを備え、
キャップ手段は、弁座押さえを押さえる。
【００１３】
好ましくは、
本体下部体は、気液給排口と本体中間体とを連通する貫通孔と、組付ボルトの下方に配置され、貫通孔を開閉するための球状の補修用フロート弁と、補修用フロート弁を係止して、気液給排口を閉じないようにするための係止部とを備え、
組付ボルトは、その先端部が、組み付け時には補修用フロート弁を規制して貫通孔を開き、分解時には補修用フロート弁を規制せず貫通孔を閉じる。
【００１４】
好ましくは、
係止部は、Ｃ形状であり、その両端部が内側に突出している。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の空気弁は、主要部材（本体下部体、筒状の本体中間体、本体上部体及びフロート弁体）が、一本の組付ボルトを締め付けるのみで組み付けることができ、一本の組付ボルトを外すのみで分解できる。したがって、浮力調節のためのフロート弁体や弁手段の交換などを、簡単な操作で行うことができ、メンテナンス性に非常に優れる。
【００１６】
さらに、本体下部体及び本体上部体は、本体中間体に設けられた環状凹部に嵌め込み及び取り外すだけで簡単に組み立て及び分解でき、Ｏリングなどの気液密手段の交換を、簡単な操作で行うことができ、メンテナンス性に非常に優れる。
【００１７】
さらに、キャップ手段は、その下面に環状凹溝を設けて、通気弁手段の開口に連通させる。そして、環状凹溝と開口とが、外部と連通する通気路を形成する。そのため、通気弁手段の開口の位置を気にすることなく、キャップ手段を被せて、組付ボルトを締め付けるだけで、環状凹溝と開口とが通気路を形成する。従って、組み付けに要する時間及び労力を大幅に軽減できる。
【００１８】
さらに、特許文献１の図５及び図６に示す装着用ねじ部材（39）などのねじ込み構造を用いることなく、一本の組付ボルトを締め付けるだけで、キャップ手段及び弁座押さえを介して、通気弁手段の弁座を簡単に固定できる。従って、組み立て及び分解に要する時間及び労力を大幅に軽減できる。
【００１９】
さらに、キャップ手段の環状凹溝を含む各構成部材の製造が、軸心方向に沿った加工により行うことができ、軸心に対して直角方向の別の加工が不要である。従って、製造性にも非常に優れる。
【００２０】
さらに、本体下部体は、組付ボルトの下方に、貫通孔を開閉するための球状の補修用フロート弁を備える。そして、組付ボルトが、組み付け時には補修用フロート弁を規制して貫通孔を閉じないようにし、分解時には補修用フロート弁を規制せずに貫通孔を閉じる。従って、別の補修弁を設置する必要がなく、この空気弁は、一本の組付ボルトの締め付け及び取り外しに連動する補修弁機能を有するので、生産性、経済性及びメンテナンス性に非常に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る空気弁の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】第１実施形態の空気弁を示す一部破断した状態の斜視図であり、（Ａ）は分解した状態、（Ｂ）は組み立てた状態である。
【図３】第１実施形態の空気弁の上部を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明に係る空気弁の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る空気弁の第３実施形態を示す断面図である。
【図６】第３実施形態の空気弁を示す一部破断した状態の斜視図であり、（Ａ）は分解した状態、（Ｂ）は組み立てた状態である。
【図７】第３実施形態の空気弁を示す断面図であり、（Ａ）は貫通孔を開いた状態、（Ｂ）は貫通孔を閉じた状態である。
【図８】本発明に係る空気弁を消火栓装置の弁箱に取り付けた状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る空気弁を図面に基づいて説明する。
【００２３】
［第１実施形態］
図１〜図３に基づいて、第１実施形態の空気弁を説明する。
図１及び図２の通り、空気弁１は、下端側に設けられた気液給排口５と、上端側に設けられた通気弁手段６とを備える。空気弁１は、その内部に、気液給排口５から給入する液体の浮力によって上下動可能な筒状のフロート弁体１２を有する。フロート弁体１２は、上昇すると通気弁手段６を封閉する。
【００２４】
空気弁１は、筒状の本体中間体２と、この本体中間体２の下端側２ａに組み付けられる本体下部体３と、本体中間体２の上端側２ｂに組み付けられる本体上部体４とを備える。フロート弁体１２は、本体中間体２に内装される。
【００２５】
本体中間体２の下端縁２ａは、本体下部体３に設けられ上向きに開口する環状凹部３１に嵌り合う。本体中間体２と本体下部体３とは、その間に、例えば、Ｏリングによる気液密手段１４が設けられており、気液密状態に連結される。
【００２６】
本体下部体３は、軸心Ａｘ上に、後述する組付ボルト１９のねじ部２２が螺合するねじ孔２３を備える。本体下部体３は、ねじ孔２３のまわりに複数の貫通孔３２を有する。貫通孔３２は、本体下部体３の上端面と気液給排口５とを連通する。
【００２７】
本体中間体２の上端縁２ｂは、本体下部体３に設けられ下向きに開口する環状凹部３３に嵌り合う。本体中間体２と本体上部体４とは、その間に、例えば、Ｏリングによる気液密手段１５が設けられており、気液密状態に連結される。
【００２８】
図３の通り、本体上部体４は、通気弁手段６を備える。通気弁手段６は、通気孔９を有する弁座７と、弁座７の上に着座し通気孔１０を有する弁座押さえ８とを備える。通気孔９，１０は、軸心Ａｘから径方向にＲ１だけ離れた位置に、軸心Ａｘと平行に鉛直方向に延設される。弁座７及び弁座押さえ８は、本体上部体４に挿入装着される。後述する組付ボルト１９の締め付けにより、キャップ手段１６が、弁座押え８を押圧し、弁座７を固定する。
【００２９】
弁座押さえ８の通気孔１０の上部は、上端に向けて拡張する漏斗形状の開口１１からなる。開口１１は、直径ｒ１で開口する。
【００３０】
フロート弁体１２は、気液給排口５から給入される液体の浮力を受けて浮上する素材からなる。フロート弁体１２は、大きな浮力を受けることができるように、軸方向に長い円筒形状からなる。フロート弁体１２は、最大の外径寸法φ３を有する。また、フロート弁体１２は、軸心Ａｘ上に直径φ２の貫通孔１３を備える。
【００３１】
フロート弁体１２の貫通孔１３の直径φ２は、後述する組付ボルト１９のシャフト部２１の外径φ１より大きい（φ２＞φ１）。フロート弁体１２の最大外径φ３は、本体中間体２の内径φ４より小さい（φ３＜φ４）。従って、フロート弁体１２は、液体の浮力を受けたときに抵抗なく浮上し、浮力が取り除かれたときに抵抗なく下降する。
【００３２】
フロート弁体１２は、液体の浮力を受けて浮上し、その最大上昇時には、その頂面１２ａが、通気弁手段６における弁座７の通気孔９を封じる。そして、空気が昇ってくると、この空気がフロート弁体１２を若干押し下げて、弁座７の通気孔９に通じて排気する。
【００３３】
キャップ手段１６は、円盤体からなり、軸心Ａｘに組付ボルト１９を密接して貫通するための貫通孔を備える。キャップ手段１６は、その下面１６ａに、軸心Ａｘの円周に環状の凹溝１７を備える。環状凹溝１７は、幅寸法ｗからなり、その中心が軸心Ａｘから径方向にＲ２だけ離れている。
【００３４】
本体上部体４の通気弁手段６に設けられた開口１１と、キャップ手段１６の下面１６ａに設けられた環状凹溝１７との関係は、以下の通りである。
【００３５】
開口１１は、軸心Ａｘを基準として、〔Ｒ１−（ｒ１／２）〕から〔Ｒ１＋（ｒ１／２）〕までの範囲で通気路を形成する。環状凹溝１７は、軸心Ａｘを基準として、〔Ｒ２−（ｗ／２）〕から〔Ｒ２＋（ｗ／２）〕までの範囲で通気路を形成する。
そこで、〔Ｒ１−（ｒ１／２）〕＜〔Ｒ２−（ｗ／２）〕＜〔Ｒ１＋（ｒ１／２）〕の関係が成立するように、Ｒ１、Ｒ２、ｒ１、ｗの値を設計して、開口１１と環状凹溝１７とを連通させる。すなわち、環状凹溝１７が、開口１１と一部重なって配置される。
【００３６】
さらに、キャップ手段１６は、環状凹溝１７と本体上部体４との間に隙間Ｇが形成されるように構成される。すなわち、図３の通り、本体上部体４の上面の端部が、環状凹溝１７における開口の内側に配置される。これにより、通気路９、１０、開口１１、環状凹溝１７及び隙間Ｇが、外部と連通する通気路２５を形成する。隙間Ｇが下方に開口しているので、泥などの異物が隙間Ｇから浸入し難い。
【００３７】
従って、通気路２５は、軸心Ａｘに対して直角方向の加工をすることなく、軸方向の加工のみによって形成できる。さらに、環状凹溝１７は、キャップ手段１６の全周にわたって形成されているので、本体上部体４とキャップ手段１６との組み付けに際して、通気弁手段６における開口１１の位置を全く気にすることなく組み付けることができる。
【００３８】
次に、組付手段１８について説明する。図１及び図２の通り、組付手段１８は、一本の組付ボルト１９を備える。組付ボルト１９は、ボルト頭部１９ａ、シャフト部２１、シャフト部先端側のねじ部２２からなる。シャフト部２１は、本体上部体４との間に気液密手段２０を備える。
【００３９】
一本の組付ボルト１９は、キャップ手段１６、本体上部体４、本体中間体２、フロート弁体１２及び本体下部体３を貫通する。そして、一本の組付ボルト１９を、その頭部１９ａに適合する一つの工具で回転できる。これにより、組付ボルト１９のねじ部２２は、本体下部体４のねじ孔２３に螺合する。そして、組付ボルト１９を締め付けることにより、キャップ手段１６、本体上部体４、本体中間体２、フロート弁体１２及び本体下部体３が一体となって組み付けられる。
【００４０】
また、組付ボルト１９の締め付けによって、キャップ手段１６は、弁座押さえ８を押さえつけて、弁座７及び弁座押さえ８を本体上部体４に確実に固定できる。また、本体上部体４とキャップ手段１６とは、開口１１と環状凹溝１７とを介して、外部と連通する通気路２５を確実に形成できる。
【００４１】
さらに、本体下部体３は、空気弁１を水道管や弁装置における弁箱などに連結するための連結手段ＣＭを有する。連結手段ＣＭは、本体下部体３の下端に設けたねじ部２７を備える。そして、ねじ部２７は、ねじ孔２９を備えたプレート体２８を螺合して組み付ける。プレート体２８は、取付孔３０を介して管路側に接続される。
【００４２】
［第２実施形態］
図４に基づいて、第２実施形態の空気弁を説明する。
なお、上記した第１実施形態と異なる部分のみを説明する。
第２実施形態の空気弁は、連結手段ＣＭのみが上記した第１実施形態と異なる。連結手段ＣＭは、本体下部体３の下端側に径方向外方に向けてのびるフランジ２６からなる。そして、このフランジ２６が、管路側に接続される。
【００４３】
［第３実施形態］
図５〜図７に基づいて、第３実施形態の空気弁を説明する。
なお、上記した第１及び第２実施形態と異なる部分のみを説明する。
空気弁１は、補修（メンテナンス）の際に、組付ボルト１９を取り外す過程で、液体が流出しないようにするために、補修弁機能を有する。空気弁１は、本体下部体３に球状の補修用フロート弁４０を備える。本体下部体３は、補修用フロート弁４０より大きな空間からなる球状の流路部４２を備える。補修用フロート弁４０は、流路部４２の内部に配置される。
【００４４】
流路部４２は、その上端に円形状に開口する開口部４２ａを有する。開口部４２ａは、貫通孔３２に連通する。開口部４２ａの内径は、補修用フロート弁４０の最大外径より小さい。流路部４２は、その下端に円形状に開口する気液給排口５を有する。気液給排口５には、補修用フロート弁４０が流路部４２から落下しないように係止するための係止部４１が設けられる。
【００４５】
図６の通り、係止部４１は、Ｃ形状であり、その両端部４１ａが内側に突出している。補修用フロート弁４０は、係止部４１に係止して、気液給排口５から落下せず、気液給排口５を閉じない。係止部４１は、例えば、内側に向けて放射状に突出する複数の細長突起部を有するものなどでもよい。
【００４６】
組付ボルト１９は、シャフト部２１を有する。シャフト部２１は、ねじ部２２と、このねじ部２２より先端側に設けられ、先端に向けて窄まった先端部１９ｂとを有する。
【００４７】
図７Ａの通り、組み付け時では、組付ボルト１９の先端部１９ｂは、流路部４２の開口部４２ａより下方に突出する。これにより、補修用フロート弁４０は、先端部１９ｂに規制されて、開口部４２ａを塞ぐことができない。すなわち、満水時でも、補修用フロート弁４０は、流路部４２内を様々な方向に移動できるが、先端部１９ｂで開口部４２ａを閉じず、係止部４１で気液給排口５を閉じない。
【００４８】
図７Ｂの通り、補修時では、組付ボルト１９を回転すると、組付ボルト１９の先端部１９ｂは、流路部４２の開口部４２ａより上方に配置される。これにより、補修用フロート弁４０は、先端部１９ｂに規制されることなく、開口部４２ａを塞ぐことができる。すなわち、満水時では、補修用フロート弁４０は、その浮力によって上方に移動して、開口部４２ａにすっぽり嵌まって閉じる。これにより、空気弁１は、組付ボルト１９を取り外す過程で、自動的に貫通孔３２からの液体の流出を遮断できるので、水が漏れることなく、点検及び部品交換等の作業ができる。
【００４９】
第３実施形態では、空気弁１は、排気のみ行う排気弁であって、通気弁手段６に吸込み防止弁６１を備える。吸込み防止弁６１は、球状に構成され、弁座押さえ８の漏斗状開口１１に設けられる。これにより、吸込み防止弁６１は、通気弁手段６が排気のみして、吸気はしないようにする。
なお、上記した補修用フロート弁４０等の補修弁機能は、第１及び第２実施形態の空気弁１にも適用できる。
【００５０】
［弁体の設置例］
図８の通り、空気弁１は、消火栓装置４８の弁箱に取り付けられる。消火栓装置４８は、水道管に取り付けられる継手フランジ４９と、気液を給排する給排口５０とを備える。給排口５０は、連通路５５を介して空気弁１と連通する。消火栓装置４８は、消火用のバルブハウジング５３を備える。バルブハウジング５３は、放水するための放水口５２と、放水口５２と給排口５０とを連通する内室５１とを備える。
【００５１】
消火栓装置４８は、給排口５０とバルブハウジング５３との間を開閉する開閉弁５４を備える。開閉弁５４は、Ｏリングケース５９で固定される。開閉弁５４は、スピンドル５７を備える。スピンドル５７は、その上端５８をスパナなどの開栓器で回転できる。スピンドル５７は、下部にねじが切られており、それに円盤状の弁体６０が螺合される。スピンドル５７を回転すると、弁体６０が上下動して、給排口５０とバルブハウジング５３との間を開閉する。開閉弁５４は、常時では閉じられ、放水時では開かれる。
【符号の説明】
【００５２】
１  弁体
２  筒状の本体中間体
２ａ  本体中間体の下端側
２ｂ  本体中間体の上端側
３  本体下部体
４  本体上部体
５  気液給排口
６  通気弁手段
７  弁座
８  弁座押さえ
９  弁座通気孔
１０  弁座押さえ通気孔
１１  通気弁手段の開口
１２  フロート弁体
１４  下部体側気液密手段
１５  上部体側気液密手段
１６  キャップ手段
１７  キャップ手段の環状凹溝
Ｇ  隙間
１８  組付手段
１９  組付ボルト
１９ｂ  組付ボルトの先端部
２１  シャフト部
２２  組付ボルトのねじ部
２３  本体下部体のねじ孔
２５  通気路
３１  本体下部体の環状凹部
３２  貫通孔
３３  本体上部体の環状凹部
４０  補修用フロート弁
４１  係止部
４１ａ  係止部の両端
４２  流路部
４２ａ  流路部の開口部
【図１】
2011127756.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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