(57)【要約】【課題】排水管に発生する負圧を解消するための吸気弁は、確実に動作させようとすると弁の構造が複雑になり、保守点検も専用の工具などを使用する必要があった。本発明は、簡単な構造の吸気弁を提供することある。【解決手段】排水管の立ち上がり管と、前記立ち上がり管の上部に吸気穴を有する蓋部と、前記排水管に負圧が発生したと前記排水管に空気を導入する吸気管と、前記吸気管に設けられた吸気弁であって、前記吸気穴からの空気を前記排水管に吸気するためにその排水管側の端部に設けられた環状弁座面を有する吸気管と、前記吸気管断面を覆い前記環状弁座面の上部固定点に固定されるとともに前記環状弁座面に接する弾性部材からなる弁部材と、前記上部固定点に固定され前記上部固定点から予め定められた距離にある部分の弁部材面を予め定められた値だけ前記吸気管内の吸気流れに対向する方向に押し下げる先端支点部を有する弁支持板と、から構成した吸気弁。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管に対してほぼ垂直方向に接続された立ち上がり管と、前記立ち上がり管の上部に吸気穴を有する蓋部と、前記排水管に負圧が発生したとき前記吸気穴に連通して前記排水管に空気を導入する吸気管と、前記吸気管の排水管側の端部に設けられた吸気弁であって、前記吸気穴からの空気を前記排水管に吸気するためにその排水管側の端部に設けられた環状弁座面を有する吸気管と、前記吸気管断面を覆い前記環状弁座面の上部固定点に固定されるとともに前記環状弁座面に接する弾性部材からなる弁部材と、前記上部固定点に固定され前記上部固定点から予め定められた距離にある部分の弁部材面を予め定められた値だけ前記吸気管内の吸気流れに対向する方向に押し下げる先端支点部を有する弁支持板と、を設けて構成したことを特徴とする吸気弁。
【請求項２】
請求項１において、前記弁支持板を、前記環状弁座面の直径よりも小さく前記上部固定点で固定され前記弁部材と部分的に重ね合わせに設けられ弾性係数が前記弁部材よりも大きい補助部材により構成したことを特徴とする吸気弁。
【請求項３】
請求項２において、前記補助部材は短冊状または円板状または楕円形状であって前記弁部材部分的に重ね合わせにして構成したことを特徴とする吸気弁。
【請求項４】
請求項１において、凹状に形成した環状弁座面と、前記凹状弁座面に沿って設けられ前記上部固定点に固定された弁部材と、前記環状弁座面の直径よりも小さく前記上部固定点で固定され前記弁部材と部分的に重ね合わせに設けられ弾性係数が前記弁部材よりも大きい補助部材により構成したことを特徴とする吸気弁。
【請求項５】
請求項１において、前記環状弁座面は吸気流れの方向に傾斜をもって形成したことを特徴とする吸気弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排水管内に負圧が発生したときに大気から空気を導入し、負圧を解消して排水が良好に行なわれるように設けられる吸気弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】特開２００３−１４１５１号公報
【特許文献２】特公昭５４−３９０４８号公報
【特許文献３】特開平８−２１５５３号公報
【特許文献４】特開平８−４０７１号公報
従来の住宅あるいは集合住宅の排水設備では、排水横枝管から分岐した立ち上がり管、いわゆる通気管の頂端部に吸気弁（通気弁）を設置し、排水管内に負圧が生じたときに、通気弁により外気を吸入してスムーズな排水がおこなわれるようにしている。そのための吸気弁は各種開発され提案されている。
【０００３】
前記特許文献１は垂直管および水平管のいずれにも取り付けが可能な、水平垂直両用の通気装置である。管内が負圧になったとき弁本体を押し上げて弁を開き、外気が流れ込んで負圧が解消されるようにした構造である。排水管の敷設条件に拘わらず、水平取り付けあるいは垂直取り付けにも対応できる吸気弁の構成が開示されている。
【０００４】
前記特許文献２は、開閉弁本体はドーナッツ形デイスクで環状弁座に自重で着座し、中央軸ガイドによる上下昇降摺動方式である。開閉弁は、立ち上がり構造を有する通気管の内部が負圧になると、通気口からの外気圧により上方に押し上げられて外気が流入し、通気管の負圧を解消させて排水がスムーズに行なわれるようにした構造である。なお、環状弁座の下部に結露水を排水するための排水溝が設けられている。
【０００５】
前記特許文献３は、排水管に接続された立ち上がり通気管の上端部にその片端部が大気に開放された倒立Ｕ字型短管が接続されている。その下部短面内側に吸気孔を設けた下絞り円錐形状の弁座面を備えた支持体を取り付け、支持体上方向には開口部のあるカバーをかぶせ、弁座面には中空球状の弁体が収納されている。そして、通常は弁座面に弁体の自重により着座しているが、排水によって通気管内に負圧が発生すると、弁体が浮き上がって吸気孔から大気が流入し、負圧は解消される。中空球状の弁体の上下動作により大気からの空気の進入の開閉がおこなわれる。
【０００６】
また、前記特許文献４も前記特許文献３と同様の構造で、漏斗状のバルブシートとボールバルブの組み合わせである。排水管からの臭気漏れを防止すると共に、負圧発生時には、外気によってボールバルブが開けられて空気を導入し、負圧を解消して排水の流れを改善する構造である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように、従来の通気弁あるいは吸気弁の開閉方式はドーナッツ形デイスクで中央軸または外周ガイドによる上下摺動方式と負圧による中空ボールバルブの上下動を利用した方式などである。この方式のものは複雑な構成となっているためメインテナンス上に問題があった。
【０００８】
またこの方式では弁の動作不良を防ぐために、排水管に接続される立ち上がり管頂端部に設置しなければならないという設置上の制約がある。また、開閉弁自体の自重による弁座への着座方式では、全体的にある程度の自重が必要である、などの課題もあった。
【０００９】
本発明はこれらの問題を解決し、簡単な構造で比較的小さい負圧に対しても作動して外気を導入して排水を良好にし、簡単な構造で吸気弁を構成するとともに、メインテナンスが容易な吸気弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記課題は、以下の手段により解決することができる。
【００１１】
排気管に対してほぼ垂直方向に接続された立ち上がり管と、その上部に吸気穴を有する蓋部と、前記排水管に負圧が発生したとき前記吸気穴に連通して前記排水管に空気を導入する吸気管と、前記吸気管の排水管側の端部に設けられた吸気弁であって、前記吸気穴からの空気を前記排水管に吸気するためにその排水管側の端部に設けられた環状弁座面を有する吸気管と、前記吸気管断面を覆い前記環状弁座面の上部固定点に固定されるとともに前記環状弁座面に接する弾性部材からなる弁部材と、前記上部固定点に固定され前記上部固定点から予め定められた距離にある部分の弁部材面を予め定められた値だけ前記吸気管内の吸気流れに対向する方向に押し下げる先端支点部を有する弁支持板と、により上記課題を解決することが出来る。
【００１２】
また、前記弁支持板を、前記環状弁座面の直径よりも小さく前記上部固定点で固定され前記弁部材と部分的に重ね合わせに設けられ弾性係数が前記弁部材よりも大きい補助部材により構成すること。また、前記補助部材は短冊状または円板状または楕円形状であって前記弁部材部分的に重ね合わせにして構成すること。また、凹状に形成した環状弁座面と、前記凹状弁座面に沿って設けられ前記上部固定点に固定された弁部材と、前記環状弁座面の直径よりも小さく前記上部固定点で固定され前記弁部材と部分的に重ね合わせに設けられ弾性係数が前記弁部材よりも大きい補助部材により構成すること。また、前記環状弁座面は吸気流れの方向に傾斜をもって形成すること、により前記課題を解決することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態に係る吸気弁を有する吸気装置について説明する。図１は吸気弁についての部分拡大図を、図２は本発明の吸気弁を備えた吸気装置全体の略図を示している。
【００１４】
まず、図２により吸気装置全体について説明する。排水管５が排水枡４に結合し、排水は矢印ａの方向に流れていることを示している。そして、排水管５に対してほぼ垂直方向に接続された立ち上がり管３により必要な高さまで立ち上げ、吸気弁を取り付ける構造である。そして蓋１が前記立ち上がり管との蓋受け枠部（係合部）２によって立ち上がり管３に取り付けられている。２０は吸気弁取り付け部であって、この部分の拡大図を図１に示す。
【００１５】
図１により吸気弁の取り付け部２０について詳細に説明する。蓋１の上面中央部には吸気穴１３を備え、この吸気穴１３から吸気管８に連通し、吸気弁７を経由して排水管５に空気を導入する構成である。また、吸気カバー１４が嵌合されている。吸気管８の上端部は、例えばメスねじ部１６とオスねじ部１５などにより吸気管支持部１８に締結されている。１２は弁室である。吸気管８のもう一方の端部すなわち吸気管の下流端面には、環状弁座面９を有している。また、吸気管８の端面は吸気の流れ方向に傾斜を有していて、吸気弁（開閉弁）７は図１の例では前記環状面の上部で固定されている。この例では吸気管端面を斜めにしているが、必須要件ではない。斜めの方が弁自体の自重がある程度有効に働くということではある。しかし、垂直断面であってもよい（逆方向への傾斜は、後述する押し下げ量に関係してくる）。
【００１６】
図１において、吸気弁７は吸気管８の下流端部に設けられた環状弁座面９にとりつけられる。吸気弁７の固定は、前記下流端部の上部固定点において固定される。弁支持板１０を介して、例えばボルト１１で吸気管８に固定される。このように弁支持板１０は支持板端部において、吸気管８にボルト１１により固定されている。弁支持板１０は、突起部１０ａを有し、その先端支点部１０ｂを設けることによって、吸気弁７の動作支点としている。
【００１７】
図１において、実線は吸気弁７の閉状態を、点線は排水管内で負圧が発生し、吸気弁７が開状態となり、吸気穴１３からの空気が吸気管８を通って排水管に導入されている状態、すなわち吸気状態を表している。なお、吸気弁７は弾性部材を用いて構成する。本発明は、この弁支持板１０により吸気弁７を抑えつける（押し下げる）ようにしている。押し下げ方向は吸気の流れに対向する方向である。
【００１８】
弁支持板１０はその端部位置で吸気管８の上部環状面の一部に取り付けられ、突起部１０ａの先端支点部１０ｂが吸気弁の作動支点となっている。弁支持板による先端支点部１０ｂは、吸気弁７自体の支持点からずれた１０ｂを支点として作動させることになる。吸気弁７は弾性部材が用いられる。したがって、排気管５がある程度以上の負圧になると吸気弁７は図１の点線のように、弁支持板１０による先端支点部１０ｂを支点として開き、大気から空気を導入する。その結果負圧が解消されると、吸気弁７の弾性特性により元の位置、すなわち閉位置（実線）に戻る。これが吸気弁７の動作である。
【００１９】
この場合、弁支持板１０を設けない場合に比較して吸気弁７が開く負圧値の絶対値は若干大きくなるが、先端支点部１０ｂを支点とし、吸気弁７の弾性特性により弁を確実に閉状態に戻すことができる特徴がある。
【００２０】
図３（Ａ）は弁支持板１０の、取り付け部分の拡大図の例である。弁支持板１０を設けているので排水管内の小さな負圧で頻繁に吸気弁７が開閉することはない。すなわち、吸気弁７の取り付け点（１１による取り付け）のみで吸気弁７を保持し、弁支持体１０を設けない場合よりも大きな負圧で吸気弁７が開動作することになるから、吸気弁自体の動作回数そのものもある程度抑制される。また、排水の実態からしても、小負圧で弁が頻繁に動作して排水が大きく乱れ、逆流することもないので、むしろ、ある程度の大きさの負圧で確実に弁の開閉がおこなわれるほうが望ましい。また、小さな負圧で頻繁に開閉動作をしないほうがむしろ望ましい動作ともいえる。
【００２１】
弁支持体１０を設けないと、吸気弁７が実際に稼働を繰り返すうちに、吸気弁７の閉状態が不確実になるおそれがある。小負圧でも頻繁に開閉を繰り返し作動回数が多くなるから、弁部材の劣化も大きくなって、開閉特性に支障をきたすことになる。また、比較的小さな負圧で吸気弁７を開くことができる半面、吸気弁７が閉状態を保てなくなることがある。また、図３の（Ａ）のように吸気弁７の平面に接触するように突端部１０ｂを設けた場合よりも、図３（Ｂ）のように弁支持体１０の突端部１０ｂが、吸気弁７の本体を抑えつけるようにすることによって、吸気弁７の閉状態を良好に保つことができる。これは図１においても同じである。吸気弁７が閉状態のときに若干曲げ作用が働くように突端部１０ｂを設定することによって閉弁状態を良好に保つことができる。どの程度の曲げ作用に設定するか、それは吸気弁７本体の弾性係数等を考慮しておこなう。
【００２２】
図３の（Ｃ），（Ｄ）は図３（Ｂ）の場合を誇張して示した図である。（Ｃ）は吸気弁７の正面図、（Ｄ）はその断面図を示している。吸気管８への吸気弁７の取り付け位置と、弁支持板１０の先端支点部１０ｂまでの距離をＬとして、負圧によって吸気弁が開き始めるときの負圧の絶対値Ｐとの定性的な関係を図４の（Ａ）に示す。Ｌが大きいとき、吸気弁７の、開き始めの負圧の絶対値が大きくなる。ｋ１とｋ２は、ｋ２＞ｋ１の関係にあり、弾性係数ｋが大きい弾性部材を使用した吸気弁７のときは、吸気弁７が開き始める排水管５の負圧Ｐの絶対値も大きい。Ｌ＝Ｄ（吸気管直径）のとき、Ｐは極端に大きくなるか、あるいは吸気弁７は閉じたままである。
【００２３】
ここで、もうひとつの吸気弁７の開閉に関係したパラメータを考える。いま先端支点部１０ｂによって吸気弁７の押し下げ量を図４（Ｂ）に示すように定義し、これをｄとする。このｄの値によって弁の開閉特性が異なってくる。図４の（Ｃ）はその特性の例を示している。
【００２４】
その押し下げ量ｄの設定によっても動作特性が異なってくる。いま、図４の（Ｂ）のように先端部１０ｂによる押し下げ量を定義すると、Ｌが一定であっても吸気弁７が開き始める負圧の絶対値は変わってくる。図４の（Ｃ）はその定性的な特性例を示している。Ｌ１＜Ｌ２とすると、Ｌ２の場合のほうが、弁体７が開き始める負圧の絶対値は大きくなる。したがって、このＬおよびｄの両方のパラメータを考慮して、弁体支持板１０の突起部１０ａまでの距離（Ｌ）および先端支点１０ｂの大きさを決める必要がある。もちろん吸気弁の弁部材の弾性係数はその弁の開閉特性を支配する。
【００２５】
図５の（Ａ）は、本発明の他の実施例を示している。弁支持板１０の形状が異なる場合の例である。前記図１の例では図５の（Ｂ）に示すように弁支持板１０突端部１０ｂを支点とした吸気弁７の動作である。この例では弁支持板７ａは矩形状のもので、特に先端支点部１０ｂのようなものを設けていない。吸気弁７と同一の弾性体でもよいし、他の弾性体でもよい。この場合は、図１のように明確な支点はない。弾性部材が部分的に２枚重ねになっているので、支点は明確ではない。図５の（Ａ）の点線で示したように、吸気弁７とその補助部材（弁支持板１０に対応する）７ａとの合成された動作となる。図５の（Ｂ）の先端支点部１０ｂ例と比較すると、図５（Ａ）の場合は動作が若干異なる。
【００２６】
図５の（Ａ）の場合は、吸気弁７に対して弾性係数の異なる部材７ａを吸気弁７に重ねて設けた場合である。その形状は、例えば図５の（Ｃ）のように短冊形の部材７ａであってもよい。図５の（Ｄ）はその側断面図を示している。図５の（Ｄ）でみると、吸気弁７が直線状断面を形成している例である。この場合、図５の（Ｂ）に比較して明確な支点はない。しいて言えば、部材７ａの先端部である。しかし図５の（Ｂ）の突端部１０ｂとは異なり、負圧が大きく大量の空気を導入しなければならないようなときは、部材７ａも変形して吸気弁７を開く方向に開動作をする。図５の（Ａ）の点線はこれを示している。
【００２７】
この場合部材７ａは吸気弁７の本体よりも弾性係数が大きい部材を使用することが望ましい。また図３の（Ｂ）、（Ｄ）あるいは図４の（Ｂ）のように押し下げ量ｄを設けて、取り付け方法もある。いずれにしても、図１のようにＬ時型の弁支持板１０である必要はない。図５の（Ａ）、（Ｃ）〜（Ｆ）などは図１の変形例ということができる。また、弾性部材７ａは吸気弁７と同じ弾性係数の部材であってもよい。ただ、実際の動作を考えると弾性係数ｋは、ｋ（７ａ）＞ｋ（７）の方が望ましい。
【００２８】
図６も本発明の他の実施例である。図５では部材７ａは短冊形であったが、図６では円形状、あるいは楕円形状、楕円形状で方向を変えた場合であって、図５の（Ａ）、（Ｃ）〜（Ｆ）の他の実施例である。図６の（Ａ）〜（Ｃ）は吸気弁７と同じように円形状の部材を用いた例で、補助部材１７ａ、１７ｂを用いて構成した例である。同図（Ｂ）は吸気弁７の断面が直線状にして補助部材１７ａ、１７ｂを弁部材７に重ね合わせに設けている。同図（Ｃ）は図４の（Ｂ）のように押し下げ量ｄを設けて構成した例である。
【００２９】
図６の（Ｄ）〜（Ｆ）は、補助部材の形状を楕円形状にした場合で、補助部材は２７ａ、２７ｂを用いていて、前記図６の（Ａ）〜（Ｃ）に対応している。また、図６の（Ｇ）〜（Ｉ）は、補助部材３７ａ、３７ｂの楕円形状の方向を変えて構成した場合で、この場合も前記図６の（Ａ）〜（Ｃ）に対応している。いずれの場合も部分的に重ね合わせて構成している。この補助部材は、図１における弁支持板１０の変形例、ということができる。そして、補助部材の弾性係数の選び方によって、いくつかの吸気弁７の開閉特性を実現することができる。
【００３０】
また、図７は図１における弁支持板１０および吸気カバー１４と吸気穴１３を示している。図７の（Ａ），（Ｂ）は弁支持板１０の正面図と断面拡大図を示している。また（Ｃ）、（Ｄ）は、吸気カバー１４および吸気穴１３の正面図と断面図を示している。
【００３１】
図８は、本発明の他の実施例を示している。吸気管８の環状弁座面形状が凹面形状になるようにして、その凹状環状弁座面９ａに吸気弁７０を設けると共に、補助部材７０ａを図６のように部分重ね状態に設けることによって、吸気弁７０の弾性部材の特性を生かして弁座面に押し付け、その補助部材７０ａを用いることによって、図１における弁支持板１０の効果を持たせることができると共に、押さえつけ量ｄの効果も併せ持つ弁体構造とすることができる。
【００３２】
この場合も吸気弁７０および補助部材７０ａの弾性係数は、ｋ（７０ａ）＞ｋ（７０）のように選択することが望ましい。この例では、例えば図５の（Ａ）あるいは（Ｆ）のようにするよりも弁体７０自身で両者の効果を実現することができる効果がある。言いかえると図１の弁支持板１０を設け、先端支点部１０ｂを設けることなく、簡単な構造で図１の吸気弁７と同等の吸気弁の開閉特性を実現することができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、排水管の負圧に応答して開閉動作を行なう吸気弁を簡単な弁構造で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す吸気弁の構造図である。
【図２】図１による吸気装置全体の構成例を示す図である。
【図３】吸気管端部への吸気弁取り付け状況を説明する図である。
【図４】弁開閉の定性的な動作例を説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施例を説明するための図である。
【図６】図５に示した、他の実施例の変形例を示す図である。
【図７】弁支持板、吸気カバーの説明図である。
【図８】本発明の他の実施例を説明する図である。
【符号の説明】
１；蓋部  ２；蓋受け枠  ３；立ち上がり管  ４；排水枡  ５；排水管  ７；吸気弁（開閉弁）７ａ、７ｂ；補助部材  ８；吸気管  ９；環状弁座面  ９ａ；凹状の環状弁座面  １０；弁支持板  １０ａ；突起部  １０ｂ；先端支点部  １１；ボルト（吸気弁、補助部材、弁支持板の取り付け）１２；弁室  １３；吸気穴１４；吸気カバー  １５；オスねじ部  １６；メスねじ部  １７ａ、１７ｂ；補助部材  １８；吸気管支持部  ２０；吸気弁取り付け部  ２７ａ、２７ｂ、３７ａ、３７ｂ；補助部材  ７０；吸気弁  ７０ａ；補助部材。
【図１】
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【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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