(57)【要約】【課題】  人為的な操作や設定、更には管理を不要にするとともに、凍結を招いたり水道水の無用な排出により資源の無駄を招く不具合を解消し、また、基本的な構造の簡略化により低コスト化を実現する。【解決手段】  水Ｗを収容する密閉可能な水収容部４と、この水収容部４に一端５ｒが臨み、かつ他端５ｆが弁体部２に作用する変位自在のアーマチュア部５と、このアーマチュア部５及び弁体部２を当該アーマチュア部５が水収容部４に進入する方向Ｆｒに付勢するバネ部材６とを有する操作部３を備え、水収容部４に収容した水Ｗの凍結又はその解凍により流路Ｒを開閉する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を開閉する弁体部及びこの弁体部を開位置又は閉位置へ変位させる操作部を備えてなる凍結防止用バルブにおいて、水を収容する密閉可能な水収容部と、この水収容部に一端が臨み、かつ他端が前記弁体部に作用する変位自在のアーマチュア部と、このアーマチュア部及び前記弁体部を当該アーマチュア部が前記水収容部に進入する方向に付勢するバネ部材とを有する操作部を備え、前記水収容部に収容した水の凍結又はその解凍により前記流路を開閉することを特徴とする凍結防止用バルブ。
【請求項２】
前記水収容部は、バルブボディに対して着脱可能に構成することを特徴とする請求項１記載の凍結防止用バルブ。
【請求項３】
水道管用仕切弁又は水道管用不凍栓に適用したことを特徴とする請求項１記載の凍結防止用バルブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水道管用仕切弁又は水道管用不凍栓等に用いて好適な凍結防止用バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、図５に示すように、住宅５０に対して下水道工事を行う場合、下水管５１は既設の上水管５２と一緒に地面Ｅに埋設することが多いため、地面Ｅを掘って下水管５１を敷設する工事を行う際には、量水器５３から上流側の上水管５２等を取外すとともに、地面Ｅの上に仮上水管５２ｓを設置し、この仮上水管５２ｓと量水器５３を仮配水管５２ｐで接続することにより、住宅５０に対して仮給水を行う。
【０００３】
また、冬季等の寒冷期に工事を行う場合には、地面Ｅの上に設置した仮上水管５２ｓや仮配水管５２ｐが凍結する虞れがあるため、仮配水管５２ｐの中途に、例えば、特開平７−３１７１３２号公報等で開示される開閉式の仕切弁５４を接続し、凍結する虞れがあるときには、ハンドル操作により仕切弁５４を開状態にして水道水を継続的に外部へ排出していた。
【特許文献１】特開平７−３１７１３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した従来の仕切弁５４を凍結防止用として使用する場合、次のような問題点があった。
【０００５】
第一に、人為的な操作が必要となるため、開閉時には、その都度作業者が操作を行なわなければならず、管理が大変になる。この結果、現実には、的確な管理が行われない場合も少なくなく、結局、凍結を招いたり、反面、水道水の無用な排出により資源の無駄を招いてしまう。
【０００６】
第二に、構造上、ハンドル機構や回転変位を直進変位に変換する変換機構等が必要となるため、全体の構造が複雑化し、コストアップを招く。
【０００７】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した凍結防止用バルブの提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するため、流路Ｒを開閉する弁体部２及びこの弁体部２を開位置Ｘｏ又は閉位置Ｘｃへ変位させる操作部３を備えてなる凍結防止用バルブ１を構成するに際して、水Ｗを収容する密閉可能な水収容部４と、この水収容部４に一端５ｒが臨み、かつ他端５ｆが弁体部２に作用する変位自在のアーマチュア部５と、このアーマチュア部５及び弁体部２を当該アーマチュア部５が水収容部４に進入する方向Ｆｒに付勢するバネ部材６とを有する操作部３を備え、水収容部４に収容した水Ｗの凍結又はその解凍により流路Ｒを開閉することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成する本発明に係る凍結防止用バルブ１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【００１０】
（１）  凍結する虞れのあるときは自動で開き、かつ凍結する虞れのないときは自動で閉じるため、人為的な操作や設定、更には管理が全く不要になる。
【００１１】
（２）  凍結の有無に対応して的確に開閉が行われるため、凍結を招いたり、反面、水道水の無用な排出により資源の無駄を招く不具合を解消できる。
【００１２】
（３）  基本的な構造を簡略化できるとともに、通常、自動制御を行う際に必要な温度センサを含むコントローラや電磁弁等が全く不要になるため、著しい低コスト化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明に係る凍結防止用バルブ１は、最良の形態により、水収容部４は、バルブボディ１０に対して着脱可能に構成する。これにより、容積等の異なる水収容部４を選択的に着脱することができ、容易に弁開度を変更（設定）することができる。なお、凍結防止用バルブ１は、水道管用仕切弁１ａ又は水道管用不凍栓１ｂ等に適用することができる。
【実施例】
【００１４】
次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
まず、第一実施例に係る凍結防止用バルブ１について、図１〜図４を参照して説明する。第一実施例は、凍結防止用バルブ１を水道管用仕切弁１ａに適用した場合を示す。
【００１６】
水道管用仕切弁１ａは、図３に示すように、大別して、バルブボディ１０と水収容部４からなり、水収容部４は、バルブボディ１０に対して着脱可能である。
【００１７】
バルブボディ１０は、全体を耐寒性を有する素材により形成し、内部には、弁体部２を収容する。弁体部２は、側面が図２に示すように長方形となり正面が図１に示すように台形となるブロック板状に形成する。このため、バルブボディ１０の内部には、弁体部２を収容する弁体収容部１１を有する。この場合、弁体収容部１１に収容した弁体部２は、図１において、上下方向にスライド変位できるとともに、弁体部２の下面と弁体収容部１１の下面間には圧縮させたスプリング（バネ部材）６を介在させることにより、弁体部２を上方に付勢する。この付勢方向は、後述するアーマチュア部５が水収容部４に進入する方向Ｆｒとなる。
【００１８】
一方、バルブボディ１０には、弁体収容部１１に対して左右から臨む配水管接続口１２，１３をそれぞれ形成する。これにより、バルブボディ１０には、左右に貫通する流路Ｒが形成される。この配水管接続口１２，１３には、それぞれ外部に配した上流側の配水管Ｐｕと下流側の配水管Ｐｄを接続することができる。このような構成により、弁体部２に外力が付与されない状態では、弁体部２がスプリング６の弾性により付勢され、図１に示す閉位置Ｘｃに変位して流路Ｒを閉じるとともに、弁体部２をスプリング６の弾性に抗して変位させれば、図４に示す開位置Ｘｏに変位して流路Ｒを開く。
【００１９】
また、バルブボディ１０には、このバルブボディ１０の上端面と弁体収容部１１の上面間に臨むアーマチュア収容部１４を貫通形成し、このアーマチュア収容部１４に棒状のアーマチュア部５を変位自在に収容する。これにより、アーマチュア部５の他端（下端）５ｆを弁体部２の上端に当接（係合）させることができる。なお、１５は、アーマチュア部５とアーマチュア収容部１４間に介在するシールリング（Ｏリング）を示す。
【００２０】
他方、水収容部４は、バルブボディ１０の上端に対し、ネジ結合部１６を介して着脱可能に構成する。即ち、水収容部４は、下面に開口を有する容器状に形成し、バルブボディ１０の上端面を覆うように装着させる。これにより、装着した際には、水収容部４の内部に、水Ｗを収容可能な密閉空間が形成される。
【００２１】
この場合、水収容部４は、特に、気温が低下した際に、水収容部４の内部に収容した水Ｗが、水道管（配水管等）の内部の水道水よりも早く冷却、望ましくは、２〔℃〕程度早く冷却（凍結）するように、熱伝導性の高い素材により形成する。なお、必要により水Ｗに対して薬剤等を配合することにより凍結速度を調整することもできる。図中、１７は、水収容部４とバルブボディ１０間に介在させたシールリング（Ｏリング）を示す。このような構成により、前述したアーマチュア部５の一端（上端）５ｒは、水収容部４の内部に臨むことになり、水収容部４，アーマチュア部５及びスプリング６は、操作部３を構成する。
【００２２】
ところで、操作部３の操作原理は、水収容部４に収容した水Ｗの凍結又はその解凍により流路Ｒを開閉する。即ち、水Ｗが凍結した際に１０％程度増加する体積の変化を利用する。したがって、水収容部４の容積の大きさを選定することにより、弁体部２による弁開度を容易に設定することができる。
【００２３】
このため、例えば、図３に示すように、予め複数の異なる容積を有する水収容部４，４ａ，４ｂを用意し、弁開度を大きくしたい場合には、容積の大きい水収容部４ａを使用し、弁開度を小さくしたい場合には、容積の小さい水収容部４ｂを使用するなどにより、弁開度を必要に応じて選択することもできる。なお、水収容部４の中に、一定の体積を有する容積調整ブロック等を収容しても、同様に容積の設定（調整）を行うことができる。
【００２４】
次に、本実施例に係る水道管用仕切弁１ａの機能及び使用方法について、各図を参照して説明する。
【００２５】
まず、水収容部４の内部に水Ｗを収容する。収容する際には、バケツ等の容器に水Ｗを入れ、この中に、バルブボディ１０とこのバルブボディ１０から分離した水収容部４を浸けた状態にするとともに、この状態で、バルブボディ１０に水収容部４を装着すれば、気泡の含まない水Ｗのみを容易に水収容部４に封入することができる。
【００２６】
そして、水道管用仕切弁１ａを、図５に示した仕切弁５４の代わりに使用する場合は、仮配水管５２ｐの中途から分岐させた上流側の配水管Ｐｕを配水管接続口１２に接続するとともに、下流側の配水管Ｐｄを配水管接続口１３に接続する。この場合、下流側の配水管Ｐｄは、例えば、排水を受けるＵ字側溝等に導くことができる。
【００２７】
これにより、凍結を生じない気温の高いときには、水収容部４内の水Ｗも凍結しないため、アーマチュア部５及び弁体部２は、スプリング６の弾性により矢印Ｆｒ方向、即ち、アーマチュア部５が水収容部４に進入する方向Ｆｒに付勢され、弁体部２は、図１に示す上昇位置となる閉位置Ｘｃに変位する。よって、この場合、水道管用仕切弁１ａは止水モードとなり、下流側の配水管Ｐｄからの排水は行われない。
【００２８】
これに対して、凍結を生じる気温まで低下したときには、比較的速く水収容部４内の水Ｗが凍結するとともに、凍結の進行に伴って、水収容部４内の水Ｗ（及び氷Ｗｉ）の体積が徐々に増加する。この結果、アーマチュア部５及び弁体部２は、スプリング６の弾性に抗して矢印Ｆｒ方向に対して反対方向へ徐々に押し下げられる。この場合、水収容部４内における水Ｗのほぼ全体が凍結して氷Ｗｉに変化した際には、図４に示すように、弁体部２は、下降位置となる開位置Ｘｏに変位する。よって、水道管用仕切弁１ａは、排水モードとなり、上流側の配水管Ｐｕから供給される水道水は、図４に点線矢印Ｌで示すように流通し、下流側の配水管Ｐｄから外部に排出される。したがって、配水管５２ｐ等の凍結が防止される。
【００２９】
一方、この状態から凍結を生じない気温まで上昇した際には、比較的速く水収容部４内の氷Ｗｉが解凍するとともに、解凍の進行に伴って、水収容部４内の氷Ｗｉ（及び水Ｗ）の体積が徐々に減少するため、アーマチュア部５及び弁体部２も、スプリング６の弾性により矢印Ｆｒ方向へ徐々に変位する。そして、弁体部２が閉位置Ｘｃに達すれば、止水モードとなり、排水は停止する。
【００３０】
よって、このような第一実施例に係る水道管用仕切弁１ａによれば、凍結する虞れのあるときは自動で開き、かつ凍結する虞れのないときは自動で閉じるため、人為的な操作や設定、更には管理が全く不要になる。したがって、凍結の有無に対応して的確に開閉が行われるため、凍結を招いたり、反面、水道水の無用な排出により資源の無駄を招く不具合を解消できる。しかも、基本的な構造を簡略化できるとともに、通常、自動制御を行う際に必要な温度センサを含むコントローラや電磁弁等が全く不要になるため、著しい低コスト化を実現できる。
【００３１】
次に、第二実施例に係る凍結防止用バルブ１について、図６を参照して説明する。第二実施例は、凍結防止用バルブ１を水道管用不凍栓１ｂに適用した場合を示す。
【００３２】
第二実施例に係る水道管用不凍栓１ｂも、基本的な構成及び動作は、図１〜図４に示した第一実施例に係る水道管用仕切弁１ａと同じになるため、図６において、図１〜図４の水道管用仕切弁１ａと同一部分（同一機能部分）については同一符号を付し、その構成を明確にした。その他、図６において、２１は排水孔、２２は弁座部、２３はストッパをそれぞれ示す。なお、アーマチュア部５と弁体部２は、アーマチュア部５の下端５ｆに円柱形の弁体部２を同軸上に固定し、一体化されている。
【００３３】
第二実施例に係る水道管用不凍栓１ｂによれば、凍結を生じない気温の高いときには、水収容部４内の水Ｗも凍結しないため、弁体部２は、スプリング６の弾性により図６に示した上昇位置にあり、給水モードとなる。給水モードの場合、矢印Ｆｉ方向（上流側）から供給される水道水は、配水管Ｐｕからバルブボディ１０内に流入し、弁座部２２及び流通路Ｒｓを通り、配水管Ｐｄから矢印Ｆｏ方向に流通する。この状態では、弁体部２の外周面により排水孔２１が閉じられるため、排水孔２１からの排水は行われない。
【００３４】
これに対して、凍結を生じる気温まで低下したときには、水収容部４内の水Ｗが凍結し、弁体部２は下降位置へ変位する。これにより、弁座部２２は弁体部２により閉塞され、止水状態になるとともに、弁体部２が下方へ変位することにより排水孔２１から離れ、バルブボディ１０内における弁体部２に対して下流側の流路Ｒは、排水孔２１を介して外部に開放され、弁体部２よりも下流側の水道水は、排水孔２１から矢印Ｆｄ方向（外部）に排出される。即ち、排水モードとなる。
【００３５】
以上、実施例について詳細に説明したが、本発明は、このような実施例に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。
【００３６】
例えば、実施例は、アーマチュア部５の変位が直接弁体部２に作用する例を挙げたが、必要によりレバー機構等を介して伝達される変位量を増減させてもよい。また、凍結防止用バルブ１として、水道管用仕切弁１ａ又は水道管用不凍栓１ｂに適用した場合を例示したが、他の同様の機能を有する凍結防止用バルブ１にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第一実施例に係る水道管用仕切弁の止水モードにおける断面正面図、
【図２】同水道管用仕切弁の一部を示す断面側面図
【図３】同水道管用仕切弁の外観正面図、
【図４】同水道管用仕切弁の排水モードにおける断面正面図、
【図５】同水道管用仕切弁の使用説明図、
【図６】本発明の第二実施例に係る水道管用不凍栓の模式的断面正面図、
【符号の説明】
【００３８】
１    凍結防止用バルブ
１ａ  水道管用仕切弁
１ｂ  水道管用不凍栓
２    弁体部
３    操作部
４    水収容部
５    アーマチュア部
５ｒ  アーマチュア部の一端
５ｆ  アーマチュア部の他端
６    バネ部材
１０  バルブボディ
Ｒ    流路
Ｘｏ  開位置
Ｘｃ  閉位置
Ｗ    水
Ｆｒ  アーマチュア部が水収容部に進入する方向
【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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