弁構造体
【課題】 副弁の作動の信頼性が高く、全体がコンパクトな弁構造体を提供する。
【解決手段】 弁構造体１１は、円筒形状の弁箱２０と、弁箱２０の上面を塞ぐ弁蓋２５と、弁箱２０内に上下に摺動自在に設置された主弁３０と、弁蓋２５の下面に形成された副弁体４１を有する副弁４０とを備えている。主弁３０は、円筒状の胴部３１と、胴部３１の下部に形成された主弁体３２と、胴部３１の上部に形成された受圧体３３とを備えている。尚、受圧体３３は、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積を有すると共に、弁箱２０内を上下に摺動自在となるように形成されている。副弁４０は、上下に移動自在の軸体４２と、軸体４２に取付けられた副弁体４１とを備えている。このように、副弁４０が圧力室３９に直接面するように構成されているため、全体がコンパクトになる。又、副弁４０の軸体４２が上下に移動するため、作動の信頼性が向上する。
【解決手段】 弁構造体１１は、円筒形状の弁箱２０と、弁箱２０の上面を塞ぐ弁蓋２５と、弁箱２０内に上下に摺動自在に設置された主弁３０と、弁蓋２５の下面に形成された副弁体４１を有する副弁４０とを備えている。主弁３０は、円筒状の胴部３１と、胴部３１の下部に形成された主弁体３２と、胴部３１の上部に形成された受圧体３３とを備えている。尚、受圧体３３は、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積を有すると共に、弁箱２０内を上下に摺動自在となるように形成されている。副弁４０は、上下に移動自在の軸体４２と、軸体４２に取付けられた副弁体４１とを備えている。このように、副弁４０が圧力室３９に直接面するように構成されているため、全体がコンパクトになる。又、副弁４０の軸体４２が上下に移動するため、作動の信頼性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は弁構造体に関し、特に、副弁の開閉に伴って主弁が開閉する弁構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市やその近郊都市等で、中型や小型のビル及びマンションの建設が進んでおり、タンク式給水方式が多数採用されている。タンク式給水方式は、水道水や井戸水等を一旦受水槽に溜めた後、ポンプを使ってビルやマンションの中高層階へ送る方式である。
【０００３】
又、タンク式給水方式のうち、受水槽の有効容量が１０ｍ３以下のものは小規模貯水槽水道と呼ばれており、水道法の対象とはなっていない。更に、自治体によっては、小規模貯水槽水道等の中で学校、病院及び社会福祉施設等の施設に水を供給するもの、又は受水槽の有効容量が５ｍ３を超えるものを、特定小規模貯水槽水道等と呼んでいる。これらの施設は水道法の該当施設ではなく、都道府県の条例該当施設であり、条例によって衛生上の措置が義務付けられている。具体的には、受水槽の清掃、施設の管理状況の検査や点検、書類の保存及び水質検査等が定められたり、指導の項目となっている。このうち、水質検査については、指導項目として週１回の残留塩素の測定があり、給水栓末端で遊離残留塩素が０．１ｍｇ／Ｌ以上あるかを確認する必要がある。
【０００４】
従って、このようなタンク式給水方式において、使用量に応じて給水を調整して受水槽内の水位を制御することは水質維持の点から重要であり、このために弁構造体が用いられている。
【０００５】
図１３は特許文献１で開示されたこのような弁構造体の閉状態を示す側面図である。
【０００６】
図を参照して、弁構造体であるフロート弁装置７０は、図示しない受水槽内に設置されており、後述する主弁体の開閉によって給水を調整し、受水槽内の水位を制御する。フロート弁装置７０は、主弁部７２及び副弁部７３よりなる本体部７１と、本体部７１の副弁部７３に取付けられたフロート機構７４と、フロート機構７４のフロートアーム７５の先端に鎖７６ａを介して吊下げられた第１のフロート７７と、第１のフロート７７に鎖７６ｂを介して吊下げられた第２のフロート７８とから構成されている。
【０００７】
そして、受水槽内の水位が二点鎖線で示す給水位９８以下になった時、第１のフロート７７と第２のフロート７８との重量によってフロートアーム７５の先端が下がり、主弁部７２及び副弁部７３が開状態となって給水が開始される。一方、受水槽内の水位が二点鎖線で示す止水位９９以上になった時、第１のフロート７７と第２のフロート７８とが水面に浮遊してフロートアーム７５の先端が上がり、主弁部７２及び副弁部７３が閉状態となって給水が停止される。このようにして、受水槽内の水位が常に給水位９８から止水位９９までの一定の範囲になるように制御する。
【０００８】
次に、主弁部７２及び副弁部７３の構造について説明する。
【０００９】
図１４は図１３で示した弁構造体の主弁部の内部構造を示す断面図であり、図１５は図１３で示した弁構造体の副弁部の内部構造を示す断面図である。
【００１０】
まず図１４を参照して、主弁部７２は、上面が開放された上下に延びる円筒形状の弁箱８１と、弁箱８１の上面を塞ぐ弁蓋８２と、弁箱８１内に上下に摺動自在に設置された主弁体８３とを備えている。又、弁箱８１の側部には一次側室８８を介して図示しない給水管が接続されていると共に、下部には図示しない受水槽に連通する主弁口８４が形成されている。
【００１１】
主弁体８３は、その上部に弁箱８１内を摺動自在の受圧体８５が形成されていると共に、その下部が弁箱８１の主弁口８４を塞ぐように形成されている。又、受圧体８５にはオリフィス８６が形成されているため、受圧体８５の上部に形成される圧力室８７と、主弁体８３の側部に形成される一次側室８８とが連通する。
【００１２】
次に図１５を参照して、副弁部７３は、その側部に受水槽に連通する副弁口９４が形成された左右に延びる円筒形状の弁箱９１と、副弁口９４を外側から塞ぐ副弁体９２と、副弁体９２に左右に延びる弁軸９５を介して接続され、弁箱９１内を左右に摺動自在のピストン９３とを備えている。又、弁箱９１内における副弁体９２とピストン９３とで囲まれた部分に形成される圧力側室９６は、図示しない通路を介して図１４の主弁部７２の圧力室８７に連通している。
【００１３】
そして、図１４及び図１５で示すように、副弁体９２が閉状態の場合、図示しない給水管からの給水による水圧が、オリフィス８６を通して主弁部７２の圧力室８７と副弁部７３の圧力側室９６とに導入され、一次側室８８、圧力室８７及び圧力側室９６が等しく高圧となる。すると、主弁体８３の受圧体８５の上面に圧力室８７の水圧に基づく下向きの力が作用し、主弁体８３が閉状態となる。
一方、フロート機構７４の作用によって副弁体９２が開状態になると、圧力側室９６の圧力が副弁口９４を介して放圧され、圧力側室９６及び圧力室８７が低圧となる。すると、主弁体８３の受圧体８５の上面に作用する下向きの力が低下し、受圧体８５の下面に作用する一次側室８８からの水圧に基づく上向きの力によって主弁体８３が上昇することで、主弁口８４から吐水がおこなわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−１４７３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のような従来の弁構造体では、主弁部と副弁部とが個別に設けられており、それぞれの弁箱が必要となるため、全体的に大きな弁構造体となっていた。更に、主弁体が上下に移動するのに対し、副弁体は左右に移動するものであるため、自重による軸の傾きが生じ易く、副弁の作動の信頼性が高いとは言えなかった。
【００１６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、副弁の作動の信頼性が高く、全体がコンパクトな弁構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、弁構造体であって、上面が開放された筒形状を有し、その側面に給液口が形成されると共にその底面に弁座を介して排液口が形成される弁箱と、弁箱の上面を塞ぐ弁蓋と、弁箱内に上下に摺動自在に設置され、筒状の胴部と、胴部の下部に接続される主弁体と、胴部の上部に接続され、平面視において弁座の投影面積より大きな投影面積を有する受圧体とからなり、少なくとも受圧体に形成されたオリフィスを介して給液口と受圧体の上面とが通液状態となる主弁と、弁蓋の下面に形成され、弁蓋と受圧体との間に形成される圧力室と外部との通液状態の有無を制御する上下に移動可能な副弁と、副弁を閉状態に付勢する付勢手段と、付勢手段の付勢力に抗して副弁を開状態にする副弁開手段とを備え、圧力室に所定の液圧がかかったとき、主弁は降下して主弁体が弁座に係合し閉状態に変化し、圧力室が所定の液圧未満になったとき、主弁は上昇して主弁体は開状態に変化するものである。
【００１８】
このように構成すると、副弁は圧力室に直接面すると共に、上下に弁軸が移動する。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、副弁の副弁体を覆うように弁蓋の下面に取り付けられ、圧力室と副弁体の下面との間を連通させる通液路を有するバランス用シリンダと、副弁の下面に取り付けられ、バランス用シリンダ内を上下に摺動自在のバランスピストンとを更に備えるものである。
【００２０】
このように構成すると、副弁を開状態にする副弁開手段の所要力が小さくなる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、受圧体はパッキンを介して弁箱内を上下に摺動し、弁蓋の下面には、上昇した際の受圧体の上面の外周部分の全周に当接してシールするリング状の突起体が形成されるものである。
【００２２】
このように構成すると、副弁が開状態から閉状態に移行する際、パッキンの隙間から液体が圧力室に流入しない。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成において、突起体は、弁蓋に少なくともその一部が収納された状態で弁蓋から出し入れ自在に取り付けられると共にその下面が常に受圧体の外周部分に当接状態となるように付勢されるものである。
【００２４】
このように構成すると、パッキンが劣化しても、常にパッキンの隙間から液体が圧力室に流入しない。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、請求項１から請求項４の弁構造体は液槽の液面を制御するために設置され、副弁開手段は、弁蓋の外面にその一端が固定されると共に副弁の軸体が接続されたレバー機構と、レバー機構の他端に接続され、液面に応じて上下するフロートとを含み、液面が第１液面以下になった時、副弁を開状態にし、液面が第２液面になった時、副弁を閉状態にするものである。
【００２６】
このように構成すると、フロートの位置に応じて副弁の開閉状態が変わる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、副弁開手段は、フロートにその一端が接続されるチェーンと、レバー機構に取り付けられ、チェーンの一端以外の部分を脱着自在に掛止できるフックとを更に備えるものである。
【００２８】
このように構成すると、全体重量を変えることなく、レバー機構に対するフロートの上下位置を変えることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、副弁は圧力室に直接面するため、弁構造体全体がコンパクトになる。又、上下に弁軸が移動するため、副弁の作動の信頼性が向上する。
【００３０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、副弁を開状態にする副弁開手段の所要力が小さくなるため、副弁の開状態への動作が迅速化する。
【００３１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、副弁が開状態から閉状態に移行する際、パッキンの隙間から液体が圧力室に流入しないため、圧力室の圧力の上昇速度が安定し、主弁が急激に降下する虞が無くなる。
【００３２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の効果に加えて、パッキンが劣化しても、常にパッキンの隙間から液体が圧力室に流入しないため、主弁の開閉動作が更に安定する。
【００３３】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、フロートの位置に応じて副弁の開閉状態が変わるため、液面の制御が自動的に行なわれる。
【００３４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、全体重量を変えることなく、レバー機構に対するフロートの上下位置を変えることができるため、弁構造体の動作に影響を与えることなく、制御する液面の位置を容易に変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施の形態による弁構造体を備える受水槽を示す概略断面図であって、（１）は弁構造体が閉状態の場合を示すものであり、（２）は弁構造体が開状態の場合を示すものである。
【図２】図１で示した弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図である。
【図３】図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【図４】図１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【図５】図１で示した弁構造体のチェーンの他の使用形態を示す概略断面図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による弁構造体の閉状態を示す断面図である。
【図７】図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの拡大断面図であって、（１）は閉状態を示すものであり、（２）は開状態を示すものである。
【図８】副弁の模式図であって、（１）は第２の実施の形態を示したものであり、（２）は第１の実施の形態を示したものである。
【図９】この発明の第３の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図である。
【図１０】図９で示した弁構造体の開状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の第４の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図である。
【図１２】図１１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【図１３】従来の弁構造体の閉状態を示す側面図である。
【図１４】図１３で示した弁構造体の主弁部の内部構造を示す断面図である。
【図１５】図１３で示した弁構造体の副弁部の内部構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１はこの発明の第１の実施の形態による弁構造体を備える受水槽を示す概略断面図であって、（１）は弁構造体が閉状態の場合を示すものであり、（２）は弁構造体が開状態の場合を示すものである。
【００３７】
まず（１）を参照して、この実施の形態による弁構造体１１は、主に銅合金鋳物で形成されており、受水槽１内の上部に設置されている。そして、チェーン５２を介して接続された水面２に浮遊するフロート５３が、水面２の高さに応じて上下することで、弁構造体１１が開状態又は閉状態となり、受水槽１内の水面２を制御する。尚、後述するフックによってチェーン５２の実質的な上下の長さはＬ１となるように設定されている。
【００３８】
受水槽１には、弁構造体１１に接続された給水管３と、受水槽１内の水面２が二点鎖線で示すオーバーフロー水位を超えた場合、受水槽１内の水を槽外に排出するためのオーバーフロー管４と、対象場所に受水槽１内の水を供給するための供給管５と、受水槽１の底面に取付けられた水抜き管６とが設けられている。更に、受水槽１の上部にはマンホール７とエア抜き８とが設けられていると共に、水位検知用電極９が取付けられている。
【００３９】
そして、（１）で示す閉状態においては、受水槽１内の水面２が止水位である第２水面となっており、フロート５３が水面２に浮遊するため、後述する弁構造体１１の副弁が閉状態となる。そのため、受水槽１内への給水管３からの給水が弁構造体１１を介して停止した状態となっている。
【００４０】
次に（２）を参照して、（２）の開状態においては、（１）の閉状態から水の使用等によって受水槽１内の水面２が低下し、給水位である第１水面以下となっている。すると、フロート５３の重量が作用して弁構造体１１の後述する副弁が開状態となるため、給水管３から弁構造体１１を介して給水が行なわれる。そして、給水管３からの給水によって受水槽１内の水面２が上昇し、第２水面に達すると、再度フロート５３が水面２に浮遊してその重量が作用しなくなるため、弁構造体１１が閉状態となって給水が停止される。
【００４１】
このように、フロート５３の位置に応じて弁構造体１１の後述する副弁の開閉状態が変わり、給水状態及び給水停止状態が決定されるため、受水槽１の水面２の制御が自動的に行われる。
【００４２】
次に、弁構造体１１の構造について説明する。
【００４３】
図２は図１で示した弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図であり、図３は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【００４４】
これらの図を参照して、弁構造体１１は、その上面が開放された上下に延びる円筒形状の弁箱２０と、弁箱２０の上面を塞ぐ弁蓋２５と、弁箱２０内に上下に摺動自在に設置された主弁３０と、弁蓋２５の下面に形成され主弁３０と軸中心を整列した副弁体４１を有する副弁４０とを備えている。更に、副弁開手段として、弁蓋２５の外面にその一端が固定されると共に、後述する副弁４０の軸体４２が接続されたレバー機構５０と、レバー機構５０の他端にフック５１及びチェーン５２を介して吊下げられたフロート５３とを備えている。
【００４５】
弁箱２０は、その側面に左右に延びる管形状の給液口２１が形成されており、給液口２１は図示しない給水管に接続されている。更に、弁箱２０の底面には、弁箱２０の内径より小さなリング状の弁座２２を介して、上下に延びる円筒形状の排液口２３が形成されており、排液口２３は図示しない受水槽に面している。尚、弁箱２０内には、弁蓋２５と後述する主弁３０の受圧体３３との間に圧力室３９が形成されている。
【００４６】
弁蓋２５は、図３で示すように、その下面に形成されたリング状の副弁用弁座２６を介して、図示しない受水槽に面する排液通路２７が形成されている。
【００４７】
主弁３０は、円筒状の胴部３１と、胴部３１の下部に接続され、弁座２２の形状に対応するリング状の主弁体３２と、胴部３１の上部に接続され、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積を有すると共に、弁箱２０内を上下に摺動自在となるように形成された椀状の受圧体３３と、胴部３１に接続され、胴部３１の下面を塞ぐと共に下方に延びるガイド部３４とから構成されている。又、主弁体３２の底面にはリング状のパッキン３７が取付けられており、図で示す閉状態においては主弁体３２がパッキン３７を介して弁座２２に着座している。従って、弁箱２０の給液口２１と排液口２３との間が水密状態となるため、給液口２１から排液口２３を介しての受水槽への給水が停止される。又、胴部３１には、その外部と内部とを連通する通液口３６が形成されている。
【００４８】
更に、受圧体３３の弁箱２０の内面に接する部分にはリング状のパッキン３８が取付けられており、受圧体３３は弁箱２０内を水密状態で上下に摺動自在となる。更に、受圧体３３における胴部３１の内部に接する中心部分にはオリフィス３５が形成されている。従って、オリフィス３５と胴部３１の通液口３６とによって、弁箱２０の給液口２１と主弁３０の受圧体３３の上面（圧力室３９）とが通液状態となる。そのため、給液口２１から圧力室３９への水の流れがオリフィス３５によって絞られるので、主弁３０が降下する速度が緩められ、主弁３０が閉状態になる時の水撃の発生が防止される。
【００４９】
副弁４０は、弁蓋２５に上下に貫通して移動自在である軸体４２と、軸体４２の下端に取付けられ、弁蓋２５の下面側に設置された円板状の副弁体４１とを備えている。又、副弁体４１の上面には、副弁用弁座２６の形状に対応するリング状のパッキン４７が取付けられている。そして、副弁４０は、図で示す閉状態において、弁蓋２５の副弁用弁座２６にパッキン４７を介して内側から着座するため、圧力室３９と排液通路２７との間が水密状態となる。更に、外方に位置する軸体４２の上端には、ナット４３が取付けられていると共に、ナット４３と弁蓋２５の上面との間には付勢手段である二重巻きスプリング４４が設置されている。二重巻きスプリング４４は、副弁２０を常に上向き、即ち閉状態となるように付勢しているため、副弁２０の閉状態の姿勢が保持される。尚、ナット４３の軸体４２に対する上下位置を変更することによって、二重巻きスプリング４４の副弁２０に対する付勢力を容易に調整することができるため、弁構造体の特殊な使用圧力条件にも対応することができる。
【００５０】
このように、この実施の形態による弁構造体１１においては、副弁４０が弁箱２０内の圧力室３９に直接面するように構成されており、副弁４０専用の弁箱や圧力室を設ける必要が無いため、全体がコンパクトな弁構造体１１となる。又、主弁３０と副弁４０との弁軸が共に上下に移動するため、従来例のように左右に移動する副弁に比べて、自重による軸体４２の傾きが生じ難くなるため、副弁４０の作動の信頼性が向上すると共に、製作時における機械加工の芯出しや段取りに要する時間が短縮される。更に、図１３〜図１５で示した従来例のように、主弁部の圧力室と副弁部の圧力側室とを連通する通路を有する、複雑な構造の弁箱が不要となる。
【００５１】
又、レバー機構５０の先端に取付けられたフック５１は、チェーン５２の所望のリンク５６を脱着自在に掛止できるように構成されている。この例では、チェーン５２は、一方端のリンク５６ａがフック５１に接続されており、他方端のリンク５６ｂがフロート５３に接続されていると共に、中央部付近のリンク５６ｃがフック５１に接続されている。従って、チェーン５２には余剰部分５５が発生しており、フック５１からフロート５３までの距離はチェーン５２の全長より短くなっている（図１で示した距離Ｌ１）。
【００５２】
次に、副弁４０が図で示す閉状態の場合における、圧力室３９等の水圧状態について説明する。
【００５３】
副弁４０が閉状態の時、図示しない給水管から給水される水は、主弁３０の胴部３１の通液口３６及び受圧体３３のオリフィス３５を介して、圧力室３９に流入する。すると、所定時間経過後において、胴部３１の内部及び圧力室３９を含む弁箱２０内の水圧が、給水圧と等しい高圧（所定の水圧）となる。すると、受圧体３３の上面に作用する圧力室３９内の水圧に基づく下向きの力によって、主弁３０が降下する。従って、主弁３０の主弁体３２が弁箱２０の弁座２２に着座した閉状態になると共に、その配置状態が保持されるため、排液口２３からの吐水が確実に停止される。
【００５４】
次に、副弁４０が図１の（２）で示す開状態の場合における、各構成部材の動作及び水圧状態について説明する。
【００５５】
図４は図１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【００５６】
図を参照して、図示しない受水槽の水面が低下してフロート５３が矢印で示すように下方へ移動すると、フロート５３の重量によってレバー機構５０の先端が下がる。即ち、図１の（２）で示した状態となる。すると、レバー機構５０によって副弁４０の軸体４２が二重巻きスプリング４４の付勢力に抗して押し下げられ、副弁体４１が副弁用弁座２６から離れて、副弁４０が開状態となる。
【００５７】
そして、副弁４０が開状態になると、圧力室３９と弁蓋２５の図３における排液通路２７とが、図２で示した水密状態から通水状態となる。上述した通り、排液通路は受水槽の水面上方に面しているため、排液通路の圧力は大気圧と略同一であり、圧力室３９の圧力と比べて小さい。従って、これらが通水状態になることによって、圧力室３９内の水が排液通路を介して受水槽（外部）に排出される。上述した通り、圧力室３９はオリフィス３５を介してのみ給液口２１に通水状態であるため、圧力室３９内の水の排出速度に対して、オリフィス２５からの水の流入速度は小さい。従って、副弁２０を開状態にすることによって、圧力室３９内の水圧が低下し、受圧体３３の上面に作用する下向きの力が低下する。
【００５８】
すると、上述した通り、主弁３０の受圧体３３は平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積となるように形成されているため、主弁３０に対して給水圧に基づいて上向きに作用する力が大きくなる。従って、主弁３０が上昇して、主弁体３２と弁座２２との係合が解除されると、給液口２１と排液口２３とが通水状態となり、図示しない受水槽に給水される。尚、主弁３０の上昇によって受圧体３３と副弁体４１とが接触することが無いよう、主弁３０を図で示すような所定の上昇位置で停止させるために、図示しないストッパーが設けられている。
【００５９】
そして、排液口２３からの吐水によって図示しない受水槽の水面が第２水面に達すると、レバー機構５０が図２に示す位置に戻り、副弁４０が閉状態となる。すると、再度圧力室３９内の水圧が所定の水圧まで上昇して、主弁３０が閉状態となり、吐水が停止される。
【００６０】
図５は図１で示した弁構造体のチェーンの他の使用形態を示す概略断面図であって、図１に対応するものである。
【００６１】
まず（１）を参照して、（１）で示すチェーン５２の使用形態においては、チェーン５２の全長を使用してレバー機構５０の先端にフロート５３を吊下げている。即ち、図２で示したチェーン５２の中央部付近のリンク５６ｃをフック５１から取外し、一方端のリンク５６ａをフック５１に、他方端のリンク５６ｂをフロート５３に取付けた状態としている。そのため、フック５１からフロート５３までの距離がチェーン５２の全長であるＬ２となる。従って、弁構造体１１からの給水が停止される受水槽１の第２水面の高さ（止水位）が、図１で示した第２水面の高さより低くなる。
【００６２】
尚、チェーン５２の付替えにおいては、まずマンホール７を介してレバー機構５０からフック５１を取外した後、フック５１、チェーン５２及びフロート５３を受水槽１外に取出す。そして、チェーン５２の実質的な長さを所望の長さに調整した後、再度フック５１をレバー機構５０に取付ければ良い。従って、簡易に水位調整ができると共に、工具等を用いて長さ調整する必要が無いので、工具等が受水槽１内に落下して水質を劣化させる虞が無い。
【００６３】
次に（２）を参照して、（２）の状態においては（１）の状態から水の使用等によって受水槽１内の水面２が低下し、給水位である第１水面以下となっているため、弁構造体１１が開状態となり、給水が行われている。この時、（１）で説明した第２水面の高さ同様チェーン５２を長く使用することによって、第１水面の高さ（給水位）も低くなる。
【００６４】
このように、同一のチェーン５２の長さのみを変更することによって、全体重量を変えることなく、レバー機構５０に対するフロート５３の上下位置を変えることができる。そのため、弁構造体１１の動作に影響を与えることなく、制御する水面２の位置を容易に変えることが可能となる。
【００６５】
これによって、例えば夏休み中の学校や休日の企業ビル等のように、水道水の使用量が普段より少ない場合であっても、これに応じて受水槽１内に貯留する水量を容易に少なくできるため、受水槽１内の水が長時間貯留される虞が低減する。尚、水道水には、種々の細菌を消毒するため塩素が加えられている。塩素は汚れた水等、細菌を多く含む水が混入した時、又は受水槽１内の水があまり使用されずに長時間貯留される時に塩素濃度が低下し、種々の細菌に汚染されることがある。そのため、上述のように受水槽１内の水が長時間貯留される虞が低減することによって、このような塩素濃度の低下、又は種々の細菌による汚染等による飲用時の事故が発生し難くなる。尚、このような事故を起こさないためには、受水槽１内の水が１日に２回以上新しい水に入れ替えられるようにするのが好ましい。
【００６６】
図６はこの発明の第２の実施の形態による弁構造体の閉状態を示す断面図であって、第１の実施の形態の図２に対応するものであり、図７は図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの拡大断面図であって、（１）は閉状態を示すものであり、（２）は開状態を示すものである。
【００６７】
尚、この実施の形態による弁構造体１２にあっては、弁蓋２５の形状及び副弁４０周辺の構造を除いては第１の実施の形態による弁構造体と同一であるため、ここではその相違点を中心に説明する。
【００６８】
図６及び図７の（１）を参照して、弁構造体１２の弁蓋２５は、第１の実施の形態による弁構造体の弁蓋に比べて、その中央部が上方へ大きく隆起するように形成されており、そのスペース２８内に副弁４０の副弁体４１が設置されている。そして、スペース２８及び副弁体４１を覆うように、円筒形状のバランス用シリンダ４５が弁蓋２５の下面に取付けられている。尚、バランス用シリンダ４５には上下に貫通する通液路４６が形成されており、通液路４６によって圧力室３９と副弁体４１の下面（スペース２８）とが連通されている。
【００６９】
更に、副弁体４１の下面には、バランス用シリンダ４５内を上下に摺動自在となるように形成された円柱形状のバランスピストン４８が取付けられている。尚、バランスピストン４８は、平面視において副弁用弁座２６の投影面積より若干小さな投影面積となるように形成されている。又、バランスピストン４８のバランス用シリンダ４５に接する部分には、リング状のパッキン４９が取付けられているため、スペース２８内の水がバランスピストン４８の下面に流入する虞が無い。更に、バランスピストン４８及び軸体４２には、上下に延びる第１空気抜き通路５７が形成されており、第１空気抜き通路５７は弁蓋２５に形成された外部に連通する第２空気抜き通路５８に接続されている。
【００７０】
次に図７の（２）を参照して、図示しないレバー機構によって軸体４２が押し下げられると、副弁４０の副弁体４１及びバランスピストン４８が降下し、開状態となる。すると、圧力室３９及びスペース２８内の水が排液通路２７を介して排出され、図示しない主弁が上昇する。この時、バランスピストン４８の下面の空気は、第１空気抜き通路５７及び第２空気抜き通路５８を介して図の矢印で示すように外部に排出される。
【００７１】
ここで、副弁４０が開状態となる場合の、バランス用シリンダ４５及びバランスピストン４８による効果について説明する。
【００７２】
図８は副弁の模式図であって、（１）は第２の実施の形態を示したものであり、（２）は第１の実施の形態を示したものである。
【００７３】
まず（１）を参照して、閉状態の副弁４０ａには、図示しない通液口から流入した水によって、副弁体４１の下面であって副弁用弁座２６の投影面積に相当する部分に上向きの力が作用すると共に、バランスピストン４８の上面に下向きの力が作用する。そして、上述した通り、バランスピストン４８は平面視において副弁用弁座２６の投影面積より若干小さな投影面積となっている。従って、上述した上向き及び下向きの力が打ち消し合うことによって、副弁体４１の下面においては副弁用弁座２６の投影面積からバランスピストン４８の投影面積を除いたリング状の範囲Ａにのみ、図示しない通液口から流入した水の水圧に基づく実線矢印で示す上向きの力が作用する。一方、図示しないバランス用シリンダ内を上下するバランスピストン４８の下面には、大気圧と略同程度の圧力に基づく破線矢印で示す上向きの力が作用することになる。
【００７４】
次に（２）を参照して、第１の実施の形態による副弁４０ｂにおいては、閉状態の副弁４０ｂには、副弁体４１の下面であって副弁用弁座２６の投影面積に相当する範囲Ｂで示す部分の全てに、図示しない通液口から流入した水の水圧に基づく実線矢印で示す上向きの力が作用する。従って、（１）で示す副弁４０ａに比べ、副弁４０ｂを降下させるのに大きな力が必要となる。即ち、第２の実施の形態による弁構造体においては、副弁４０ａを降下させる際の力が緩和されるので、副弁４０ａを開状態にする図示しない副弁開手段の所要力が小さくなる。そのため、副弁４０ａの開状態への動作が迅速化すると共に、レバー機構のモーメントを大きくするために図示しないフロートの重量を重くしたり、レバー機構を長くしたりする必要が無くなる。
【００７５】
尚、バランスピストン４８は、平面視において副弁用弁座２６の投影面積と同等の投影面積、又はこの実施の形態のように若干小さな投影面積となるように形成するのが好ましい。このように形成することによって、上記の原理から判るように閉状態において副弁４０ａに対して作用する水圧に基づく上向きの力を抑えながらもある程度確保できるため、副弁４０ａが不用意に降下する虞が無くなる。尚、バランスピストン４８の投影面積を副弁用弁座２６の投影面積と同一にすると、（１）で説明した上向きの力と下向きの力とが完全に打ち消されることになる。
【００７６】
このような副弁４０ａ等を有する弁構造体は、特にそのサイズが大型の場合においては、副弁４０ａのサイズが大きくなると共に、副弁４０ａの下面に作用する水圧に基づく上向きの力も大きくなるため、有効である。
【００７７】
図９はこの発明の第３の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図であって、第１の実施の形態の図２に対応するものであり、図１０は図９で示した弁構造体の開状態を示す断面図である。
【００７８】
尚、この実施の形態による弁構造体１３にあっては、弁蓋２５の下面に突起体６１が形成されている点を除いては第１の実施の形態による弁構造体と同一であるため、ここでは突起体６１を中心に説明する。又、これらの図においては、主弁３０の受圧体３３のパッキン３８が劣化することによって、受圧体３３の側面と弁箱２０の内面との間に隙間６２が形成された状態を示している。
【００７９】
まず図９を参照して、この実施の形態による弁構造体１３にあっては、弁蓋２５の下面に、主弁３０の受圧体３３の上面の外周部分の全周に対応する形状のリング状の突起体６１が下方に向かって形成されている。
【００８０】
このような弁構造体１３においては、副弁４０が図９から図１０へ移行する開状態になると、給液口２１から給水される水がオリフィス３５に加えて隙間６２からも圧力室３９に流入することになる。しかしながら、隙間６２を通過する水の粘性抵抗が作用すると共に、主弁３０の重量と比較して受圧体３３の下面に作用する水圧に基づく上向きの力が非常に大きいため、主弁３０は上昇する。すると、図１０で示すように、主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周と突起体６１とが当接してシール状態となる。
【００８１】
次に、図１０で示す状態から副弁４０が閉状態になると、上述した通り主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周と突起体６１とが当接してシール状態となっているため、隙間６２を介して給液口２１からの水が流入しない。即ち、給液口２１からの水はオリフィス３５のみを介して圧力室３９に流入する。そして、受圧体３３の上面に作用する圧力室３９内の水圧に基づく下向きの力と、大気に開放された排液口２３から勢い良く放出される水が主弁体３２を下方へ引き込む力とによって、主弁３０が押し下げられて閉状態となる。そして、一旦主弁３０が閉状態になると、給液口２１の水圧に基づく下向きの力が主弁３０全体を弁座２２に押付けるため、主弁３０の閉状態が維持される。
【００８２】
このように、副弁４０が図１０で示す開状態から図９で示す閉状態に移行する際、給液口２１からの高圧の水はオリフィス３５のみを介して圧力室３９に流入するため、隙間６２からの水の流入によって圧力室３９内の水圧の上昇が不用意に速くならない。即ち、設計通りに圧力室３９内の水圧が上昇することになる。従って、主弁３０が急激に降下する虞が無く、緩やかに降下するため、水撃が発生する虞が無い。
【００８３】
尚、突起体６１は、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積となるように形成するのが好ましい。このように形成することによって、排液口２３に水が充満している場合であっても、受圧体３３の上面に作用する圧力室３９の水圧に基づく下向きの力が主弁体３２の下面に作用する上向きの力より常に大きくなるため、主弁３０が緩やかに降下する。
【００８４】
尚、この実施の形態による弁構造体１３においては、比較的小型の弁構造体、即ち主弁３０の上下の開閉ストロークの大きくないものに適用するのが効果的である。そして、図で示すようにパッキン３８が劣化しても主弁３０の機能が低下し難くなるため、弁構造体１３を長期間稼働させることができる。
【００８５】
図１１はこの発明の第４の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図であって、第３の実施の形態の図９に対応するものであり、図１２は図１１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【００８６】
尚、この実施の形態による弁構造体１４にあっては、弁蓋２５の下面に形成された突起体６５の形状を除いては第３の実施の形態による弁構造体と同一であるため、ここでは突起体６５を中心に説明する。
【００８７】
まず図１１を参照して、この実施の形態による弁構造体１４にあっては、弁蓋２５の下面にリング状の溝６６が形成されており、溝６６の内面にはスプリング６７が取付けられている。又、スプリング６７の下方端には、主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周に対応する形状のリング状の突起体６５が取付けられている。尚、突起体６５は、閉状態においてその上方側の一部が弁蓋２５の溝６６内に収納されている。又、スプリング６７は突起体６５を常に下向きの方向に付勢するように設定されており、突起体６５の下面は主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周に当接している。
【００８８】
次に、図１２を参照して、副弁４０が開状態になると、主弁３０はスプリング６７の付勢力に抗して上昇し、突起体６５も溝６６内を同様に上昇する。即ち、突起体６５は開状態及び閉状態を問わず、その下面が常に主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周に当接状態であると共に、その少なくとも一部が溝６６内に収納される。そのため、受圧体３３の側面のパッキン３８が劣化した、又はパッキン３８に変形や亀裂が発生した場合であっても、圧力室３９の独立状態は保たれる。従って、主弁３０の開状態への動作及び閉状態への動作は、パッキン３８が有効な場合とまず変わらない。
【００８９】
尚、突起体６５は、第３の実施の形態と同様、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積となるように形成するのが好ましい。
【００９０】
そして、このような突起体６５を備える弁構造体１４は、第３の実施の形態による弁構造体よりも主弁３０の開閉動作が更に安定する共に、より長期間にわたって弁構造体１４を稼働させることができる。
【００９１】
尚、上記の各実施の形態では、弁構造体は受水槽の水面を制御するために使用されているが、副弁及び主弁の開閉状態によって排出する液体を調整するものであれば、他の用途で使用されていても良い。その場合、水以外の液体であっても同様に適用できる。
【００９２】
又、上記の各実施の形態では、円筒形状の弁箱を備えているが、例えば四角筒形状等、筒形状であれば他の形状であっても良い。
【００９３】
更に、上記の各実施の形態では、特定形状の主弁を備えているが、主弁は、弁箱内に上下に摺動自在に設置され、筒状の胴部と、胴部の下部に接続される主弁体と、平面視において弁座の投影面積より大きな投影面積を有する受圧体とからなり、少なくとも受圧体に形成されたオリフィスを介して給液口と受圧体の上面とが通液状態になるものであれば、他の形状であっても良い。
【００９４】
更に、上記の各実施の形態では、受圧体の中心部分にオリフィスが形成されているが、給液口と受圧体の上面とを通液状態にできれば、例えば受圧体の外周部分にオリフィスを形成しても良い。その場合、胴部の通液口は無くても良い。
【００９５】
更に、上記の各実施の形態では、特定構造の副弁を備えているが、弁蓋の下面に形成され、圧力室と外部との通液状態の有無を制御すると共に、上下に移動可能なものであれば、副弁は他の構造であっても良い。その場合、副弁は主弁と軸中心が異なっていても良い。
【００９６】
更に、上記の各実施の形態では、副弁は二重巻きスプリングによって閉状態に付勢されているが、副弁を閉状態に付勢するものであれば、通常のスプリング等を使用しても良い。
【００９７】
更に、上記の各実施の形態では、特定構造よりなる副弁開手段を備えているが、付勢手段である二重巻きスプリングの付勢力に抗して副弁を開状態にするものであれば、副弁開手段は他の構造であっても良い。
【００９８】
更に、上記の各実施の形態では、特定形状のレバー機構を備えているが、弁蓋の外面にその一端が固定されると共に、副弁の軸体が接続されるように形成されていれば、レバー機構は他の形状であっても良い。
【００９９】
更に、上記の各実施の形態では、フロートはフック及びチェーンを介してレバー機構に接続されているが、チェーンに代えて、例えばロープの中間地点に輪を形成して、輪の部分をフックに掛止して長さを変更するように構成しても良い。又は、フロートはレバー機構の他端に接続されていれば、例えばレバー機構に直接的に、又は通常のロープ等を介して接続されていても良い。
【０１００】
更に、上記の第３及び第４の実施の形態では、突起体は銅合金鋳物で形成されているが、突起体は他の金属、合成樹脂、ゴム又はセラミックスで形成されていても良いし、当接部分にのみ他の素材を取付けても良い。又は、突起体における受圧体との当接面を小さくし、押圧力を高めることによってより確実なシール状態を確保できるような形状にしても良い。又は、突起体を弁蓋の下面では無く、受圧体の外周部分の全周に形成しても良い。又、第３の実施の形態においては、突起体の先端の内側部分に、例えばゴム製のシールリングを取付けても良い。その場合、シールリングの先端が受圧体の上面に当接すると共に受圧体の移動に追従してシールできるように構成すれば、圧力室が常に安定した独立状態となる。
【０１０１】
更に、上記の第２の実施の形態では、バランス用シリンダは特定形状の弁蓋の下面に取付けられているが、他の形状の弁蓋であっても、副弁の副弁体を覆うように弁蓋の下面に取付けられていれば良い。その場合、バランスピストンは、そのバランス用シリンダ内を上下に摺動自在となるように形成すれば良い。
【０１０２】
更に、上記の第４の実施の形態では、突起体は弁蓋の溝に取付けられたスプリングによって下向きに付勢されているが、突起体は、弁蓋に少なくともその一部が収納された状態で弁蓋から出し入れ自在に取付けられると共に、その下面が常に受圧体の外周部分に当接状態となるように付勢されていれば、突起体周辺は他の構造であっても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
１…受水槽
２…水面
１１〜１４…弁構造体
２０…弁箱
２１…給液口
２２…弁座
２３…排液口
２５…弁蓋
３０…主弁
３１…胴部
３２…主弁体
３３…受圧体
３５…オリフィス
３８…パッキン
４０…副弁
４１…副弁体
４２…軸体
４４…二重巻きスプリング
４５…バランス用シリンダ
４６…通液路
４８…バランスピストン
５０…レバー機構
５１…フック
５２…チェーン
５３…フロート
５６…リンク
６１、６５…突起体
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【技術分野】
【０００１】
この発明は弁構造体に関し、特に、副弁の開閉に伴って主弁が開閉する弁構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大都市やその近郊都市等で、中型や小型のビル及びマンションの建設が進んでおり、タンク式給水方式が多数採用されている。タンク式給水方式は、水道水や井戸水等を一旦受水槽に溜めた後、ポンプを使ってビルやマンションの中高層階へ送る方式である。
【０００３】
又、タンク式給水方式のうち、受水槽の有効容量が１０ｍ３以下のものは小規模貯水槽水道と呼ばれており、水道法の対象とはなっていない。更に、自治体によっては、小規模貯水槽水道等の中で学校、病院及び社会福祉施設等の施設に水を供給するもの、又は受水槽の有効容量が５ｍ３を超えるものを、特定小規模貯水槽水道等と呼んでいる。これらの施設は水道法の該当施設ではなく、都道府県の条例該当施設であり、条例によって衛生上の措置が義務付けられている。具体的には、受水槽の清掃、施設の管理状況の検査や点検、書類の保存及び水質検査等が定められたり、指導の項目となっている。このうち、水質検査については、指導項目として週１回の残留塩素の測定があり、給水栓末端で遊離残留塩素が０．１ｍｇ／Ｌ以上あるかを確認する必要がある。
【０００４】
従って、このようなタンク式給水方式において、使用量に応じて給水を調整して受水槽内の水位を制御することは水質維持の点から重要であり、このために弁構造体が用いられている。
【０００５】
図１３は特許文献１で開示されたこのような弁構造体の閉状態を示す側面図である。
【０００６】
図を参照して、弁構造体であるフロート弁装置７０は、図示しない受水槽内に設置されており、後述する主弁体の開閉によって給水を調整し、受水槽内の水位を制御する。フロート弁装置７０は、主弁部７２及び副弁部７３よりなる本体部７１と、本体部７１の副弁部７３に取付けられたフロート機構７４と、フロート機構７４のフロートアーム７５の先端に鎖７６ａを介して吊下げられた第１のフロート７７と、第１のフロート７７に鎖７６ｂを介して吊下げられた第２のフロート７８とから構成されている。
【０００７】
そして、受水槽内の水位が二点鎖線で示す給水位９８以下になった時、第１のフロート７７と第２のフロート７８との重量によってフロートアーム７５の先端が下がり、主弁部７２及び副弁部７３が開状態となって給水が開始される。一方、受水槽内の水位が二点鎖線で示す止水位９９以上になった時、第１のフロート７７と第２のフロート７８とが水面に浮遊してフロートアーム７５の先端が上がり、主弁部７２及び副弁部７３が閉状態となって給水が停止される。このようにして、受水槽内の水位が常に給水位９８から止水位９９までの一定の範囲になるように制御する。
【０００８】
次に、主弁部７２及び副弁部７３の構造について説明する。
【０００９】
図１４は図１３で示した弁構造体の主弁部の内部構造を示す断面図であり、図１５は図１３で示した弁構造体の副弁部の内部構造を示す断面図である。
【００１０】
まず図１４を参照して、主弁部７２は、上面が開放された上下に延びる円筒形状の弁箱８１と、弁箱８１の上面を塞ぐ弁蓋８２と、弁箱８１内に上下に摺動自在に設置された主弁体８３とを備えている。又、弁箱８１の側部には一次側室８８を介して図示しない給水管が接続されていると共に、下部には図示しない受水槽に連通する主弁口８４が形成されている。
【００１１】
主弁体８３は、その上部に弁箱８１内を摺動自在の受圧体８５が形成されていると共に、その下部が弁箱８１の主弁口８４を塞ぐように形成されている。又、受圧体８５にはオリフィス８６が形成されているため、受圧体８５の上部に形成される圧力室８７と、主弁体８３の側部に形成される一次側室８８とが連通する。
【００１２】
次に図１５を参照して、副弁部７３は、その側部に受水槽に連通する副弁口９４が形成された左右に延びる円筒形状の弁箱９１と、副弁口９４を外側から塞ぐ副弁体９２と、副弁体９２に左右に延びる弁軸９５を介して接続され、弁箱９１内を左右に摺動自在のピストン９３とを備えている。又、弁箱９１内における副弁体９２とピストン９３とで囲まれた部分に形成される圧力側室９６は、図示しない通路を介して図１４の主弁部７２の圧力室８７に連通している。
【００１３】
そして、図１４及び図１５で示すように、副弁体９２が閉状態の場合、図示しない給水管からの給水による水圧が、オリフィス８６を通して主弁部７２の圧力室８７と副弁部７３の圧力側室９６とに導入され、一次側室８８、圧力室８７及び圧力側室９６が等しく高圧となる。すると、主弁体８３の受圧体８５の上面に圧力室８７の水圧に基づく下向きの力が作用し、主弁体８３が閉状態となる。
一方、フロート機構７４の作用によって副弁体９２が開状態になると、圧力側室９６の圧力が副弁口９４を介して放圧され、圧力側室９６及び圧力室８７が低圧となる。すると、主弁体８３の受圧体８５の上面に作用する下向きの力が低下し、受圧体８５の下面に作用する一次側室８８からの水圧に基づく上向きの力によって主弁体８３が上昇することで、主弁口８４から吐水がおこなわれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平６−１４７３５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記のような従来の弁構造体では、主弁部と副弁部とが個別に設けられており、それぞれの弁箱が必要となるため、全体的に大きな弁構造体となっていた。更に、主弁体が上下に移動するのに対し、副弁体は左右に移動するものであるため、自重による軸の傾きが生じ易く、副弁の作動の信頼性が高いとは言えなかった。
【００１６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、副弁の作動の信頼性が高く、全体がコンパクトな弁構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、弁構造体であって、上面が開放された筒形状を有し、その側面に給液口が形成されると共にその底面に弁座を介して排液口が形成される弁箱と、弁箱の上面を塞ぐ弁蓋と、弁箱内に上下に摺動自在に設置され、筒状の胴部と、胴部の下部に接続される主弁体と、胴部の上部に接続され、平面視において弁座の投影面積より大きな投影面積を有する受圧体とからなり、少なくとも受圧体に形成されたオリフィスを介して給液口と受圧体の上面とが通液状態となる主弁と、弁蓋の下面に形成され、弁蓋と受圧体との間に形成される圧力室と外部との通液状態の有無を制御する上下に移動可能な副弁と、副弁を閉状態に付勢する付勢手段と、付勢手段の付勢力に抗して副弁を開状態にする副弁開手段とを備え、圧力室に所定の液圧がかかったとき、主弁は降下して主弁体が弁座に係合し閉状態に変化し、圧力室が所定の液圧未満になったとき、主弁は上昇して主弁体は開状態に変化するものである。
【００１８】
このように構成すると、副弁は圧力室に直接面すると共に、上下に弁軸が移動する。
【００１９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、副弁の副弁体を覆うように弁蓋の下面に取り付けられ、圧力室と副弁体の下面との間を連通させる通液路を有するバランス用シリンダと、副弁の下面に取り付けられ、バランス用シリンダ内を上下に摺動自在のバランスピストンとを更に備えるものである。
【００２０】
このように構成すると、副弁を開状態にする副弁開手段の所要力が小さくなる。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の構成において、受圧体はパッキンを介して弁箱内を上下に摺動し、弁蓋の下面には、上昇した際の受圧体の上面の外周部分の全周に当接してシールするリング状の突起体が形成されるものである。
【００２２】
このように構成すると、副弁が開状態から閉状態に移行する際、パッキンの隙間から液体が圧力室に流入しない。
【００２３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成において、突起体は、弁蓋に少なくともその一部が収納された状態で弁蓋から出し入れ自在に取り付けられると共にその下面が常に受圧体の外周部分に当接状態となるように付勢されるものである。
【００２４】
このように構成すると、パッキンが劣化しても、常にパッキンの隙間から液体が圧力室に流入しない。
【００２５】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の構成において、請求項１から請求項４の弁構造体は液槽の液面を制御するために設置され、副弁開手段は、弁蓋の外面にその一端が固定されると共に副弁の軸体が接続されたレバー機構と、レバー機構の他端に接続され、液面に応じて上下するフロートとを含み、液面が第１液面以下になった時、副弁を開状態にし、液面が第２液面になった時、副弁を閉状態にするものである。
【００２６】
このように構成すると、フロートの位置に応じて副弁の開閉状態が変わる。
【００２７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の構成において、副弁開手段は、フロートにその一端が接続されるチェーンと、レバー機構に取り付けられ、チェーンの一端以外の部分を脱着自在に掛止できるフックとを更に備えるものである。
【００２８】
このように構成すると、全体重量を変えることなく、レバー機構に対するフロートの上下位置を変えることができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように、請求項１記載の発明は、副弁は圧力室に直接面するため、弁構造体全体がコンパクトになる。又、上下に弁軸が移動するため、副弁の作動の信頼性が向上する。
【００３０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の効果に加えて、副弁を開状態にする副弁開手段の所要力が小さくなるため、副弁の開状態への動作が迅速化する。
【００３１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明の効果に加えて、副弁が開状態から閉状態に移行する際、パッキンの隙間から液体が圧力室に流入しないため、圧力室の圧力の上昇速度が安定し、主弁が急激に降下する虞が無くなる。
【００３２】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の効果に加えて、パッキンが劣化しても、常にパッキンの隙間から液体が圧力室に流入しないため、主弁の開閉動作が更に安定する。
【００３３】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、フロートの位置に応じて副弁の開閉状態が変わるため、液面の制御が自動的に行なわれる。
【００３４】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明の効果に加えて、全体重量を変えることなく、レバー機構に対するフロートの上下位置を変えることができるため、弁構造体の動作に影響を与えることなく、制御する液面の位置を容易に変えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明の第１の実施の形態による弁構造体を備える受水槽を示す概略断面図であって、（１）は弁構造体が閉状態の場合を示すものであり、（２）は弁構造体が開状態の場合を示すものである。
【図２】図１で示した弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図である。
【図３】図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【図４】図１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【図５】図１で示した弁構造体のチェーンの他の使用形態を示す概略断面図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態による弁構造体の閉状態を示す断面図である。
【図７】図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの拡大断面図であって、（１）は閉状態を示すものであり、（２）は開状態を示すものである。
【図８】副弁の模式図であって、（１）は第２の実施の形態を示したものであり、（２）は第１の実施の形態を示したものである。
【図９】この発明の第３の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図である。
【図１０】図９で示した弁構造体の開状態を示す断面図である。
【図１１】この発明の第４の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図である。
【図１２】図１１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【図１３】従来の弁構造体の閉状態を示す側面図である。
【図１４】図１３で示した弁構造体の主弁部の内部構造を示す断面図である。
【図１５】図１３で示した弁構造体の副弁部の内部構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図１はこの発明の第１の実施の形態による弁構造体を備える受水槽を示す概略断面図であって、（１）は弁構造体が閉状態の場合を示すものであり、（２）は弁構造体が開状態の場合を示すものである。
【００３７】
まず（１）を参照して、この実施の形態による弁構造体１１は、主に銅合金鋳物で形成されており、受水槽１内の上部に設置されている。そして、チェーン５２を介して接続された水面２に浮遊するフロート５３が、水面２の高さに応じて上下することで、弁構造体１１が開状態又は閉状態となり、受水槽１内の水面２を制御する。尚、後述するフックによってチェーン５２の実質的な上下の長さはＬ１となるように設定されている。
【００３８】
受水槽１には、弁構造体１１に接続された給水管３と、受水槽１内の水面２が二点鎖線で示すオーバーフロー水位を超えた場合、受水槽１内の水を槽外に排出するためのオーバーフロー管４と、対象場所に受水槽１内の水を供給するための供給管５と、受水槽１の底面に取付けられた水抜き管６とが設けられている。更に、受水槽１の上部にはマンホール７とエア抜き８とが設けられていると共に、水位検知用電極９が取付けられている。
【００３９】
そして、（１）で示す閉状態においては、受水槽１内の水面２が止水位である第２水面となっており、フロート５３が水面２に浮遊するため、後述する弁構造体１１の副弁が閉状態となる。そのため、受水槽１内への給水管３からの給水が弁構造体１１を介して停止した状態となっている。
【００４０】
次に（２）を参照して、（２）の開状態においては、（１）の閉状態から水の使用等によって受水槽１内の水面２が低下し、給水位である第１水面以下となっている。すると、フロート５３の重量が作用して弁構造体１１の後述する副弁が開状態となるため、給水管３から弁構造体１１を介して給水が行なわれる。そして、給水管３からの給水によって受水槽１内の水面２が上昇し、第２水面に達すると、再度フロート５３が水面２に浮遊してその重量が作用しなくなるため、弁構造体１１が閉状態となって給水が停止される。
【００４１】
このように、フロート５３の位置に応じて弁構造体１１の後述する副弁の開閉状態が変わり、給水状態及び給水停止状態が決定されるため、受水槽１の水面２の制御が自動的に行われる。
【００４２】
次に、弁構造体１１の構造について説明する。
【００４３】
図２は図１で示した弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図であり、図３は図２で示したＩＩＩ−ＩＩＩラインの拡大断面図である。
【００４４】
これらの図を参照して、弁構造体１１は、その上面が開放された上下に延びる円筒形状の弁箱２０と、弁箱２０の上面を塞ぐ弁蓋２５と、弁箱２０内に上下に摺動自在に設置された主弁３０と、弁蓋２５の下面に形成され主弁３０と軸中心を整列した副弁体４１を有する副弁４０とを備えている。更に、副弁開手段として、弁蓋２５の外面にその一端が固定されると共に、後述する副弁４０の軸体４２が接続されたレバー機構５０と、レバー機構５０の他端にフック５１及びチェーン５２を介して吊下げられたフロート５３とを備えている。
【００４５】
弁箱２０は、その側面に左右に延びる管形状の給液口２１が形成されており、給液口２１は図示しない給水管に接続されている。更に、弁箱２０の底面には、弁箱２０の内径より小さなリング状の弁座２２を介して、上下に延びる円筒形状の排液口２３が形成されており、排液口２３は図示しない受水槽に面している。尚、弁箱２０内には、弁蓋２５と後述する主弁３０の受圧体３３との間に圧力室３９が形成されている。
【００４６】
弁蓋２５は、図３で示すように、その下面に形成されたリング状の副弁用弁座２６を介して、図示しない受水槽に面する排液通路２７が形成されている。
【００４７】
主弁３０は、円筒状の胴部３１と、胴部３１の下部に接続され、弁座２２の形状に対応するリング状の主弁体３２と、胴部３１の上部に接続され、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積を有すると共に、弁箱２０内を上下に摺動自在となるように形成された椀状の受圧体３３と、胴部３１に接続され、胴部３１の下面を塞ぐと共に下方に延びるガイド部３４とから構成されている。又、主弁体３２の底面にはリング状のパッキン３７が取付けられており、図で示す閉状態においては主弁体３２がパッキン３７を介して弁座２２に着座している。従って、弁箱２０の給液口２１と排液口２３との間が水密状態となるため、給液口２１から排液口２３を介しての受水槽への給水が停止される。又、胴部３１には、その外部と内部とを連通する通液口３６が形成されている。
【００４８】
更に、受圧体３３の弁箱２０の内面に接する部分にはリング状のパッキン３８が取付けられており、受圧体３３は弁箱２０内を水密状態で上下に摺動自在となる。更に、受圧体３３における胴部３１の内部に接する中心部分にはオリフィス３５が形成されている。従って、オリフィス３５と胴部３１の通液口３６とによって、弁箱２０の給液口２１と主弁３０の受圧体３３の上面（圧力室３９）とが通液状態となる。そのため、給液口２１から圧力室３９への水の流れがオリフィス３５によって絞られるので、主弁３０が降下する速度が緩められ、主弁３０が閉状態になる時の水撃の発生が防止される。
【００４９】
副弁４０は、弁蓋２５に上下に貫通して移動自在である軸体４２と、軸体４２の下端に取付けられ、弁蓋２５の下面側に設置された円板状の副弁体４１とを備えている。又、副弁体４１の上面には、副弁用弁座２６の形状に対応するリング状のパッキン４７が取付けられている。そして、副弁４０は、図で示す閉状態において、弁蓋２５の副弁用弁座２６にパッキン４７を介して内側から着座するため、圧力室３９と排液通路２７との間が水密状態となる。更に、外方に位置する軸体４２の上端には、ナット４３が取付けられていると共に、ナット４３と弁蓋２５の上面との間には付勢手段である二重巻きスプリング４４が設置されている。二重巻きスプリング４４は、副弁２０を常に上向き、即ち閉状態となるように付勢しているため、副弁２０の閉状態の姿勢が保持される。尚、ナット４３の軸体４２に対する上下位置を変更することによって、二重巻きスプリング４４の副弁２０に対する付勢力を容易に調整することができるため、弁構造体の特殊な使用圧力条件にも対応することができる。
【００５０】
このように、この実施の形態による弁構造体１１においては、副弁４０が弁箱２０内の圧力室３９に直接面するように構成されており、副弁４０専用の弁箱や圧力室を設ける必要が無いため、全体がコンパクトな弁構造体１１となる。又、主弁３０と副弁４０との弁軸が共に上下に移動するため、従来例のように左右に移動する副弁に比べて、自重による軸体４２の傾きが生じ難くなるため、副弁４０の作動の信頼性が向上すると共に、製作時における機械加工の芯出しや段取りに要する時間が短縮される。更に、図１３〜図１５で示した従来例のように、主弁部の圧力室と副弁部の圧力側室とを連通する通路を有する、複雑な構造の弁箱が不要となる。
【００５１】
又、レバー機構５０の先端に取付けられたフック５１は、チェーン５２の所望のリンク５６を脱着自在に掛止できるように構成されている。この例では、チェーン５２は、一方端のリンク５６ａがフック５１に接続されており、他方端のリンク５６ｂがフロート５３に接続されていると共に、中央部付近のリンク５６ｃがフック５１に接続されている。従って、チェーン５２には余剰部分５５が発生しており、フック５１からフロート５３までの距離はチェーン５２の全長より短くなっている（図１で示した距離Ｌ１）。
【００５２】
次に、副弁４０が図で示す閉状態の場合における、圧力室３９等の水圧状態について説明する。
【００５３】
副弁４０が閉状態の時、図示しない給水管から給水される水は、主弁３０の胴部３１の通液口３６及び受圧体３３のオリフィス３５を介して、圧力室３９に流入する。すると、所定時間経過後において、胴部３１の内部及び圧力室３９を含む弁箱２０内の水圧が、給水圧と等しい高圧（所定の水圧）となる。すると、受圧体３３の上面に作用する圧力室３９内の水圧に基づく下向きの力によって、主弁３０が降下する。従って、主弁３０の主弁体３２が弁箱２０の弁座２２に着座した閉状態になると共に、その配置状態が保持されるため、排液口２３からの吐水が確実に停止される。
【００５４】
次に、副弁４０が図１の（２）で示す開状態の場合における、各構成部材の動作及び水圧状態について説明する。
【００５５】
図４は図１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【００５６】
図を参照して、図示しない受水槽の水面が低下してフロート５３が矢印で示すように下方へ移動すると、フロート５３の重量によってレバー機構５０の先端が下がる。即ち、図１の（２）で示した状態となる。すると、レバー機構５０によって副弁４０の軸体４２が二重巻きスプリング４４の付勢力に抗して押し下げられ、副弁体４１が副弁用弁座２６から離れて、副弁４０が開状態となる。
【００５７】
そして、副弁４０が開状態になると、圧力室３９と弁蓋２５の図３における排液通路２７とが、図２で示した水密状態から通水状態となる。上述した通り、排液通路は受水槽の水面上方に面しているため、排液通路の圧力は大気圧と略同一であり、圧力室３９の圧力と比べて小さい。従って、これらが通水状態になることによって、圧力室３９内の水が排液通路を介して受水槽（外部）に排出される。上述した通り、圧力室３９はオリフィス３５を介してのみ給液口２１に通水状態であるため、圧力室３９内の水の排出速度に対して、オリフィス２５からの水の流入速度は小さい。従って、副弁２０を開状態にすることによって、圧力室３９内の水圧が低下し、受圧体３３の上面に作用する下向きの力が低下する。
【００５８】
すると、上述した通り、主弁３０の受圧体３３は平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積となるように形成されているため、主弁３０に対して給水圧に基づいて上向きに作用する力が大きくなる。従って、主弁３０が上昇して、主弁体３２と弁座２２との係合が解除されると、給液口２１と排液口２３とが通水状態となり、図示しない受水槽に給水される。尚、主弁３０の上昇によって受圧体３３と副弁体４１とが接触することが無いよう、主弁３０を図で示すような所定の上昇位置で停止させるために、図示しないストッパーが設けられている。
【００５９】
そして、排液口２３からの吐水によって図示しない受水槽の水面が第２水面に達すると、レバー機構５０が図２に示す位置に戻り、副弁４０が閉状態となる。すると、再度圧力室３９内の水圧が所定の水圧まで上昇して、主弁３０が閉状態となり、吐水が停止される。
【００６０】
図５は図１で示した弁構造体のチェーンの他の使用形態を示す概略断面図であって、図１に対応するものである。
【００６１】
まず（１）を参照して、（１）で示すチェーン５２の使用形態においては、チェーン５２の全長を使用してレバー機構５０の先端にフロート５３を吊下げている。即ち、図２で示したチェーン５２の中央部付近のリンク５６ｃをフック５１から取外し、一方端のリンク５６ａをフック５１に、他方端のリンク５６ｂをフロート５３に取付けた状態としている。そのため、フック５１からフロート５３までの距離がチェーン５２の全長であるＬ２となる。従って、弁構造体１１からの給水が停止される受水槽１の第２水面の高さ（止水位）が、図１で示した第２水面の高さより低くなる。
【００６２】
尚、チェーン５２の付替えにおいては、まずマンホール７を介してレバー機構５０からフック５１を取外した後、フック５１、チェーン５２及びフロート５３を受水槽１外に取出す。そして、チェーン５２の実質的な長さを所望の長さに調整した後、再度フック５１をレバー機構５０に取付ければ良い。従って、簡易に水位調整ができると共に、工具等を用いて長さ調整する必要が無いので、工具等が受水槽１内に落下して水質を劣化させる虞が無い。
【００６３】
次に（２）を参照して、（２）の状態においては（１）の状態から水の使用等によって受水槽１内の水面２が低下し、給水位である第１水面以下となっているため、弁構造体１１が開状態となり、給水が行われている。この時、（１）で説明した第２水面の高さ同様チェーン５２を長く使用することによって、第１水面の高さ（給水位）も低くなる。
【００６４】
このように、同一のチェーン５２の長さのみを変更することによって、全体重量を変えることなく、レバー機構５０に対するフロート５３の上下位置を変えることができる。そのため、弁構造体１１の動作に影響を与えることなく、制御する水面２の位置を容易に変えることが可能となる。
【００６５】
これによって、例えば夏休み中の学校や休日の企業ビル等のように、水道水の使用量が普段より少ない場合であっても、これに応じて受水槽１内に貯留する水量を容易に少なくできるため、受水槽１内の水が長時間貯留される虞が低減する。尚、水道水には、種々の細菌を消毒するため塩素が加えられている。塩素は汚れた水等、細菌を多く含む水が混入した時、又は受水槽１内の水があまり使用されずに長時間貯留される時に塩素濃度が低下し、種々の細菌に汚染されることがある。そのため、上述のように受水槽１内の水が長時間貯留される虞が低減することによって、このような塩素濃度の低下、又は種々の細菌による汚染等による飲用時の事故が発生し難くなる。尚、このような事故を起こさないためには、受水槽１内の水が１日に２回以上新しい水に入れ替えられるようにするのが好ましい。
【００６６】
図６はこの発明の第２の実施の形態による弁構造体の閉状態を示す断面図であって、第１の実施の形態の図２に対応するものであり、図７は図６で示したＶＩＩ−ＶＩＩラインの拡大断面図であって、（１）は閉状態を示すものであり、（２）は開状態を示すものである。
【００６７】
尚、この実施の形態による弁構造体１２にあっては、弁蓋２５の形状及び副弁４０周辺の構造を除いては第１の実施の形態による弁構造体と同一であるため、ここではその相違点を中心に説明する。
【００６８】
図６及び図７の（１）を参照して、弁構造体１２の弁蓋２５は、第１の実施の形態による弁構造体の弁蓋に比べて、その中央部が上方へ大きく隆起するように形成されており、そのスペース２８内に副弁４０の副弁体４１が設置されている。そして、スペース２８及び副弁体４１を覆うように、円筒形状のバランス用シリンダ４５が弁蓋２５の下面に取付けられている。尚、バランス用シリンダ４５には上下に貫通する通液路４６が形成されており、通液路４６によって圧力室３９と副弁体４１の下面（スペース２８）とが連通されている。
【００６９】
更に、副弁体４１の下面には、バランス用シリンダ４５内を上下に摺動自在となるように形成された円柱形状のバランスピストン４８が取付けられている。尚、バランスピストン４８は、平面視において副弁用弁座２６の投影面積より若干小さな投影面積となるように形成されている。又、バランスピストン４８のバランス用シリンダ４５に接する部分には、リング状のパッキン４９が取付けられているため、スペース２８内の水がバランスピストン４８の下面に流入する虞が無い。更に、バランスピストン４８及び軸体４２には、上下に延びる第１空気抜き通路５７が形成されており、第１空気抜き通路５７は弁蓋２５に形成された外部に連通する第２空気抜き通路５８に接続されている。
【００７０】
次に図７の（２）を参照して、図示しないレバー機構によって軸体４２が押し下げられると、副弁４０の副弁体４１及びバランスピストン４８が降下し、開状態となる。すると、圧力室３９及びスペース２８内の水が排液通路２７を介して排出され、図示しない主弁が上昇する。この時、バランスピストン４８の下面の空気は、第１空気抜き通路５７及び第２空気抜き通路５８を介して図の矢印で示すように外部に排出される。
【００７１】
ここで、副弁４０が開状態となる場合の、バランス用シリンダ４５及びバランスピストン４８による効果について説明する。
【００７２】
図８は副弁の模式図であって、（１）は第２の実施の形態を示したものであり、（２）は第１の実施の形態を示したものである。
【００７３】
まず（１）を参照して、閉状態の副弁４０ａには、図示しない通液口から流入した水によって、副弁体４１の下面であって副弁用弁座２６の投影面積に相当する部分に上向きの力が作用すると共に、バランスピストン４８の上面に下向きの力が作用する。そして、上述した通り、バランスピストン４８は平面視において副弁用弁座２６の投影面積より若干小さな投影面積となっている。従って、上述した上向き及び下向きの力が打ち消し合うことによって、副弁体４１の下面においては副弁用弁座２６の投影面積からバランスピストン４８の投影面積を除いたリング状の範囲Ａにのみ、図示しない通液口から流入した水の水圧に基づく実線矢印で示す上向きの力が作用する。一方、図示しないバランス用シリンダ内を上下するバランスピストン４８の下面には、大気圧と略同程度の圧力に基づく破線矢印で示す上向きの力が作用することになる。
【００７４】
次に（２）を参照して、第１の実施の形態による副弁４０ｂにおいては、閉状態の副弁４０ｂには、副弁体４１の下面であって副弁用弁座２６の投影面積に相当する範囲Ｂで示す部分の全てに、図示しない通液口から流入した水の水圧に基づく実線矢印で示す上向きの力が作用する。従って、（１）で示す副弁４０ａに比べ、副弁４０ｂを降下させるのに大きな力が必要となる。即ち、第２の実施の形態による弁構造体においては、副弁４０ａを降下させる際の力が緩和されるので、副弁４０ａを開状態にする図示しない副弁開手段の所要力が小さくなる。そのため、副弁４０ａの開状態への動作が迅速化すると共に、レバー機構のモーメントを大きくするために図示しないフロートの重量を重くしたり、レバー機構を長くしたりする必要が無くなる。
【００７５】
尚、バランスピストン４８は、平面視において副弁用弁座２６の投影面積と同等の投影面積、又はこの実施の形態のように若干小さな投影面積となるように形成するのが好ましい。このように形成することによって、上記の原理から判るように閉状態において副弁４０ａに対して作用する水圧に基づく上向きの力を抑えながらもある程度確保できるため、副弁４０ａが不用意に降下する虞が無くなる。尚、バランスピストン４８の投影面積を副弁用弁座２６の投影面積と同一にすると、（１）で説明した上向きの力と下向きの力とが完全に打ち消されることになる。
【００７６】
このような副弁４０ａ等を有する弁構造体は、特にそのサイズが大型の場合においては、副弁４０ａのサイズが大きくなると共に、副弁４０ａの下面に作用する水圧に基づく上向きの力も大きくなるため、有効である。
【００７７】
図９はこの発明の第３の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図であって、第１の実施の形態の図２に対応するものであり、図１０は図９で示した弁構造体の開状態を示す断面図である。
【００７８】
尚、この実施の形態による弁構造体１３にあっては、弁蓋２５の下面に突起体６１が形成されている点を除いては第１の実施の形態による弁構造体と同一であるため、ここでは突起体６１を中心に説明する。又、これらの図においては、主弁３０の受圧体３３のパッキン３８が劣化することによって、受圧体３３の側面と弁箱２０の内面との間に隙間６２が形成された状態を示している。
【００７９】
まず図９を参照して、この実施の形態による弁構造体１３にあっては、弁蓋２５の下面に、主弁３０の受圧体３３の上面の外周部分の全周に対応する形状のリング状の突起体６１が下方に向かって形成されている。
【００８０】
このような弁構造体１３においては、副弁４０が図９から図１０へ移行する開状態になると、給液口２１から給水される水がオリフィス３５に加えて隙間６２からも圧力室３９に流入することになる。しかしながら、隙間６２を通過する水の粘性抵抗が作用すると共に、主弁３０の重量と比較して受圧体３３の下面に作用する水圧に基づく上向きの力が非常に大きいため、主弁３０は上昇する。すると、図１０で示すように、主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周と突起体６１とが当接してシール状態となる。
【００８１】
次に、図１０で示す状態から副弁４０が閉状態になると、上述した通り主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周と突起体６１とが当接してシール状態となっているため、隙間６２を介して給液口２１からの水が流入しない。即ち、給液口２１からの水はオリフィス３５のみを介して圧力室３９に流入する。そして、受圧体３３の上面に作用する圧力室３９内の水圧に基づく下向きの力と、大気に開放された排液口２３から勢い良く放出される水が主弁体３２を下方へ引き込む力とによって、主弁３０が押し下げられて閉状態となる。そして、一旦主弁３０が閉状態になると、給液口２１の水圧に基づく下向きの力が主弁３０全体を弁座２２に押付けるため、主弁３０の閉状態が維持される。
【００８２】
このように、副弁４０が図１０で示す開状態から図９で示す閉状態に移行する際、給液口２１からの高圧の水はオリフィス３５のみを介して圧力室３９に流入するため、隙間６２からの水の流入によって圧力室３９内の水圧の上昇が不用意に速くならない。即ち、設計通りに圧力室３９内の水圧が上昇することになる。従って、主弁３０が急激に降下する虞が無く、緩やかに降下するため、水撃が発生する虞が無い。
【００８３】
尚、突起体６１は、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積となるように形成するのが好ましい。このように形成することによって、排液口２３に水が充満している場合であっても、受圧体３３の上面に作用する圧力室３９の水圧に基づく下向きの力が主弁体３２の下面に作用する上向きの力より常に大きくなるため、主弁３０が緩やかに降下する。
【００８４】
尚、この実施の形態による弁構造体１３においては、比較的小型の弁構造体、即ち主弁３０の上下の開閉ストロークの大きくないものに適用するのが効果的である。そして、図で示すようにパッキン３８が劣化しても主弁３０の機能が低下し難くなるため、弁構造体１３を長期間稼働させることができる。
【００８５】
図１１はこの発明の第４の実施の形態による弁構造体の閉状態の内部構造を示す断面図であって、第３の実施の形態の図９に対応するものであり、図１２は図１１で示した弁構造体の開状態の内部構造を示す断面図である。
【００８６】
尚、この実施の形態による弁構造体１４にあっては、弁蓋２５の下面に形成された突起体６５の形状を除いては第３の実施の形態による弁構造体と同一であるため、ここでは突起体６５を中心に説明する。
【００８７】
まず図１１を参照して、この実施の形態による弁構造体１４にあっては、弁蓋２５の下面にリング状の溝６６が形成されており、溝６６の内面にはスプリング６７が取付けられている。又、スプリング６７の下方端には、主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周に対応する形状のリング状の突起体６５が取付けられている。尚、突起体６５は、閉状態においてその上方側の一部が弁蓋２５の溝６６内に収納されている。又、スプリング６７は突起体６５を常に下向きの方向に付勢するように設定されており、突起体６５の下面は主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周に当接している。
【００８８】
次に、図１２を参照して、副弁４０が開状態になると、主弁３０はスプリング６７の付勢力に抗して上昇し、突起体６５も溝６６内を同様に上昇する。即ち、突起体６５は開状態及び閉状態を問わず、その下面が常に主弁３０の受圧体３３の外周部分の全周に当接状態であると共に、その少なくとも一部が溝６６内に収納される。そのため、受圧体３３の側面のパッキン３８が劣化した、又はパッキン３８に変形や亀裂が発生した場合であっても、圧力室３９の独立状態は保たれる。従って、主弁３０の開状態への動作及び閉状態への動作は、パッキン３８が有効な場合とまず変わらない。
【００８９】
尚、突起体６５は、第３の実施の形態と同様、平面視において弁座２２の投影面積より大きな投影面積となるように形成するのが好ましい。
【００９０】
そして、このような突起体６５を備える弁構造体１４は、第３の実施の形態による弁構造体よりも主弁３０の開閉動作が更に安定する共に、より長期間にわたって弁構造体１４を稼働させることができる。
【００９１】
尚、上記の各実施の形態では、弁構造体は受水槽の水面を制御するために使用されているが、副弁及び主弁の開閉状態によって排出する液体を調整するものであれば、他の用途で使用されていても良い。その場合、水以外の液体であっても同様に適用できる。
【００９２】
又、上記の各実施の形態では、円筒形状の弁箱を備えているが、例えば四角筒形状等、筒形状であれば他の形状であっても良い。
【００９３】
更に、上記の各実施の形態では、特定形状の主弁を備えているが、主弁は、弁箱内に上下に摺動自在に設置され、筒状の胴部と、胴部の下部に接続される主弁体と、平面視において弁座の投影面積より大きな投影面積を有する受圧体とからなり、少なくとも受圧体に形成されたオリフィスを介して給液口と受圧体の上面とが通液状態になるものであれば、他の形状であっても良い。
【００９４】
更に、上記の各実施の形態では、受圧体の中心部分にオリフィスが形成されているが、給液口と受圧体の上面とを通液状態にできれば、例えば受圧体の外周部分にオリフィスを形成しても良い。その場合、胴部の通液口は無くても良い。
【００９５】
更に、上記の各実施の形態では、特定構造の副弁を備えているが、弁蓋の下面に形成され、圧力室と外部との通液状態の有無を制御すると共に、上下に移動可能なものであれば、副弁は他の構造であっても良い。その場合、副弁は主弁と軸中心が異なっていても良い。
【００９６】
更に、上記の各実施の形態では、副弁は二重巻きスプリングによって閉状態に付勢されているが、副弁を閉状態に付勢するものであれば、通常のスプリング等を使用しても良い。
【００９７】
更に、上記の各実施の形態では、特定構造よりなる副弁開手段を備えているが、付勢手段である二重巻きスプリングの付勢力に抗して副弁を開状態にするものであれば、副弁開手段は他の構造であっても良い。
【００９８】
更に、上記の各実施の形態では、特定形状のレバー機構を備えているが、弁蓋の外面にその一端が固定されると共に、副弁の軸体が接続されるように形成されていれば、レバー機構は他の形状であっても良い。
【００９９】
更に、上記の各実施の形態では、フロートはフック及びチェーンを介してレバー機構に接続されているが、チェーンに代えて、例えばロープの中間地点に輪を形成して、輪の部分をフックに掛止して長さを変更するように構成しても良い。又は、フロートはレバー機構の他端に接続されていれば、例えばレバー機構に直接的に、又は通常のロープ等を介して接続されていても良い。
【０１００】
更に、上記の第３及び第４の実施の形態では、突起体は銅合金鋳物で形成されているが、突起体は他の金属、合成樹脂、ゴム又はセラミックスで形成されていても良いし、当接部分にのみ他の素材を取付けても良い。又は、突起体における受圧体との当接面を小さくし、押圧力を高めることによってより確実なシール状態を確保できるような形状にしても良い。又は、突起体を弁蓋の下面では無く、受圧体の外周部分の全周に形成しても良い。又、第３の実施の形態においては、突起体の先端の内側部分に、例えばゴム製のシールリングを取付けても良い。その場合、シールリングの先端が受圧体の上面に当接すると共に受圧体の移動に追従してシールできるように構成すれば、圧力室が常に安定した独立状態となる。
【０１０１】
更に、上記の第２の実施の形態では、バランス用シリンダは特定形状の弁蓋の下面に取付けられているが、他の形状の弁蓋であっても、副弁の副弁体を覆うように弁蓋の下面に取付けられていれば良い。その場合、バランスピストンは、そのバランス用シリンダ内を上下に摺動自在となるように形成すれば良い。
【０１０２】
更に、上記の第４の実施の形態では、突起体は弁蓋の溝に取付けられたスプリングによって下向きに付勢されているが、突起体は、弁蓋に少なくともその一部が収納された状態で弁蓋から出し入れ自在に取付けられると共に、その下面が常に受圧体の外周部分に当接状態となるように付勢されていれば、突起体周辺は他の構造であっても良い。
【符号の説明】
【０１０３】
１…受水槽
２…水面
１１〜１４…弁構造体
２０…弁箱
２１…給液口
２２…弁座
２３…排液口
２５…弁蓋
３０…主弁
３１…胴部
３２…主弁体
３３…受圧体
３５…オリフィス
３８…パッキン
４０…副弁
４１…副弁体
４２…軸体
４４…二重巻きスプリング
４５…バランス用シリンダ
４６…通液路
４８…バランスピストン
５０…レバー機構
５１…フック
５２…チェーン
５３…フロート
５６…リンク
６１、６５…突起体
尚、各図中同一符号は同一又は相当部分を示す。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁構造体であって、
上面が開放された筒形状を有し、その側面に給液口が形成されると共にその底面に弁座を介して排液口が形成される弁箱と、
前記弁箱の上面を塞ぐ弁蓋と、
前記弁箱内に上下に摺動自在に設置され、筒状の胴部と、前記胴部の下部に接続される主弁体と、前記胴部の上部に接続され、平面視において前記弁座の投影面積より大きな投影面積を有する受圧体とからなり、少なくとも前記受圧体に形成されたオリフィスを介して前記給液口と前記受圧体の上面とが通液状態となる主弁と、
前記弁蓋の下面に形成され、前記弁蓋と前記受圧体との間に形成される圧力室と外部との通液状態の有無を制御する上下に移動可能な副弁と、
前記副弁を閉状態に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記副弁を開状態にする副弁開手段とを備え、
前記圧力室に所定の液圧がかかったとき、前記主弁は降下して前記主弁体が前記弁座に係合し閉状態に変化し、前記圧力室が前記所定の液圧未満になったとき、前記主弁は上昇して前記主弁体は開状態に変化する、弁構造体。
【請求項２】
前記副弁の副弁体を覆うように前記弁蓋の下面に取り付けられ、前記圧力室と前記副弁体の下面との間を連通させる通液路を有するバランス用シリンダと、
前記副弁の下面に取り付けられ、前記バランス用シリンダ内を上下に摺動自在のバランスピストンとを更に備える、請求項１記載の弁構造体。
【請求項３】
前記受圧体はパッキンを介して前記弁箱内を上下に摺動し、
前記弁蓋の下面には、上昇した際の前記受圧体の上面の外周部分の全周に当接してシールするリング状の突起体が形成される、請求項１又は請求項２記載の弁構造体。
【請求項４】
前記突起体は、前記弁蓋に少なくともその一部が収納された状態で前記弁蓋から出し入れ自在に取り付けられると共にその下面が常に前記受圧体の前記外周部分に当接状態となるように付勢される、請求項３記載の弁構造体。
【請求項５】
請求項１から請求項４の弁構造体は液槽の液面を制御するために設置され、
前記副弁開手段は、
前記弁蓋の外面にその一端が固定されると共に前記副弁の軸体が接続されたレバー機構と、
前記レバー機構の他端に接続され、前記液面に応じて上下するフロートとを含み、
前記液面が第１液面以下になった時、前記副弁を開状態にし、前記液面が第２液面になった時、前記副弁を閉状態にする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の弁構造体。
【請求項６】
前記副弁開手段は、
前記フロートにその一端が接続されるチェーンと、
前記レバー機構に取り付けられ、前記チェーンの前記一端以外の部分を脱着自在に掛止できるフックとを更に備える、請求項５記載の弁構造体。
【請求項１】
弁構造体であって、
上面が開放された筒形状を有し、その側面に給液口が形成されると共にその底面に弁座を介して排液口が形成される弁箱と、
前記弁箱の上面を塞ぐ弁蓋と、
前記弁箱内に上下に摺動自在に設置され、筒状の胴部と、前記胴部の下部に接続される主弁体と、前記胴部の上部に接続され、平面視において前記弁座の投影面積より大きな投影面積を有する受圧体とからなり、少なくとも前記受圧体に形成されたオリフィスを介して前記給液口と前記受圧体の上面とが通液状態となる主弁と、
前記弁蓋の下面に形成され、前記弁蓋と前記受圧体との間に形成される圧力室と外部との通液状態の有無を制御する上下に移動可能な副弁と、
前記副弁を閉状態に付勢する付勢手段と、
前記付勢手段の付勢力に抗して前記副弁を開状態にする副弁開手段とを備え、
前記圧力室に所定の液圧がかかったとき、前記主弁は降下して前記主弁体が前記弁座に係合し閉状態に変化し、前記圧力室が前記所定の液圧未満になったとき、前記主弁は上昇して前記主弁体は開状態に変化する、弁構造体。
【請求項２】
前記副弁の副弁体を覆うように前記弁蓋の下面に取り付けられ、前記圧力室と前記副弁体の下面との間を連通させる通液路を有するバランス用シリンダと、
前記副弁の下面に取り付けられ、前記バランス用シリンダ内を上下に摺動自在のバランスピストンとを更に備える、請求項１記載の弁構造体。
【請求項３】
前記受圧体はパッキンを介して前記弁箱内を上下に摺動し、
前記弁蓋の下面には、上昇した際の前記受圧体の上面の外周部分の全周に当接してシールするリング状の突起体が形成される、請求項１又は請求項２記載の弁構造体。
【請求項４】
前記突起体は、前記弁蓋に少なくともその一部が収納された状態で前記弁蓋から出し入れ自在に取り付けられると共にその下面が常に前記受圧体の前記外周部分に当接状態となるように付勢される、請求項３記載の弁構造体。
【請求項５】
請求項１から請求項４の弁構造体は液槽の液面を制御するために設置され、
前記副弁開手段は、
前記弁蓋の外面にその一端が固定されると共に前記副弁の軸体が接続されたレバー機構と、
前記レバー機構の他端に接続され、前記液面に応じて上下するフロートとを含み、
前記液面が第１液面以下になった時、前記副弁を開状態にし、前記液面が第２液面になった時、前記副弁を閉状態にする、請求項１から請求項４のいずれかに記載の弁構造体。
【請求項６】
前記副弁開手段は、
前記フロートにその一端が接続されるチェーンと、
前記レバー機構に取り付けられ、前記チェーンの前記一端以外の部分を脱着自在に掛止できるフックとを更に備える、請求項５記載の弁構造体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２９１２０（Ｐ２０１３−２９１２０Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３８４８（Ｐ２０１１−１６３８４８）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【特許番号】特許第５０９７９１７号（Ｐ５０９７９１７）
【特許公報発行日】平成２４年１２月１２日（２０１２．１２．１２）
【出願人】（０００１２６２９６）株式会社アイエス工業所 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【特許番号】特許第５０９７９１７号（Ｐ５０９７９１７）
【特許公報発行日】平成２４年１２月１２日（２０１２．１２．１２）
【出願人】（０００１２６２９６）株式会社アイエス工業所 (9)
【Ｆターム（参考）】
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