送水管用空気弁
【課題】ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易な送水管用空気弁を提供する。
【解決手段】送水管用空気弁１０は、弁蓋１２を含み、送水管内に混入した空気を排出したり、送水管内の水を排出する際に送水管内に空気を導入したりする。弁蓋１２に形成したガイド部２２の第１開口部２４には、第１摺動体３０が摺動可能に取り付けられる。また、第１摺動体３０の有する第２開口部３４には、第２摺動体４８が摺動可能に取り付けられる。第１摺動体３０は、第１弁体４０を含み、弁蓋１２の上方と下方とを直線状に連通する第１空気路を、その上限位置において遮断する。また、第２摺動体４８は、フロート６４の上に形成される第２弁体５６を含み、弁蓋１２の上方と下方とを直線状に連通する第２空気路を、その上限位置において遮断する。
【解決手段】送水管用空気弁１０は、弁蓋１２を含み、送水管内に混入した空気を排出したり、送水管内の水を排出する際に送水管内に空気を導入したりする。弁蓋１２に形成したガイド部２２の第１開口部２４には、第１摺動体３０が摺動可能に取り付けられる。また、第１摺動体３０の有する第２開口部３４には、第２摺動体４８が摺動可能に取り付けられる。第１摺動体３０は、第１弁体４０を含み、弁蓋１２の上方と下方とを直線状に連通する第１空気路を、その上限位置において遮断する。また、第２摺動体４８は、フロート６４の上に形成される第２弁体５６を含み、弁蓋１２の上方と下方とを直線状に連通する第２空気路を、その上限位置において遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は送水管用空気弁に関し、特にたとえば、送水管内に混入した空気を排出したり、送水管内の水を排出する際に送水管内に空気を導入したりする、送水管用空気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の空気弁の一例が特許文献１に開示される。特許文献１の空気弁は、弁箱、弁箱の開口部に装着される蓋体、蓋体に装着されるカバー、弁箱内に配置される有底案内筒、案内筒内に摺動自在に設けられてその上限位置で大径空気孔を閉塞する遊動弁体、および案内筒内に設けられてその上限位置で小径空気孔を閉塞するフロート弁体を備えている。そして、案内筒の内面下方部に保持部（突条）を設けることによって、案内筒とフロート弁体との間に隙間を設け、そこに異物がたまらないようにしようとしている。
【特許文献１】特開２００３−９７７５１号公報 [Ｆ１６Ｋ ２４／００]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の空気弁では、遊動弁体およびフロート弁体などの作動部の周囲に水が満たされる構造となっている上、案内筒や遊動弁体には水が通るための孔や突条などが設けられて、その形状が複雑になっている。このため、特許文献１の空気弁を、落ち葉および藁などのごみや土粒子などの異物を多く含む農業用水などの配管に用いた場合には、水に含まれる異物が作動部や案内筒に付着したり詰まったりし易く、作動部が動作不良を起こし易いという問題点がある。
【０００４】
また、特許文献１の空気弁では、作動部が弁箱内に入り込んでいるため、外部から作動部を点検および清掃することは困難であり、作動部の動作不良の原因となる異物を取り除くためには、カバーおよび蓋体を開いて、弁箱内を分解清掃する作業が必要となる。さらに、カバーおよび蓋体が弁箱に対してボルトで締結されているため、弁箱内を分解清掃する際には、複数のボルトを外さなければならず、その分解作業に手間がかかる上、スパナ等の工具も必要となる。つまり、特許文献１の技術では、維持管理に手間がかかる。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、送水管用空気弁を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易な、送水管用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】
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
第１の発明は、送水管に取り付けられる送水管用空気弁であって、送水管に接続される弁蓋、弁蓋に設けられ弁蓋の上方と下方とを連通する第１開口部、第１開口部に摺動可能に設けられその上方と下方とを連通する第２開口部を有する第１摺動体、第２開口部に摺動可能に設けられる第２摺動体、第２摺動体の下部に設けられるフロート、第２開口部より外側に形成され弁蓋の上方と下方とを連通する第１空気路、第２開口部の内側に形成され弁蓋の上方と下方とを連通する第２空気路、第１摺動体に設けられ弁蓋の下面と当接して第１空気路の連通を遮断する第１弁体、およびフロートの上に設けられ第１摺動体の下面と当接して第２空気路の連通を遮断する第２弁体を備える、送水管用空気弁である。
【０００９】
第１の発明では、送水管用空気弁（１０）は、弁蓋（１２）を含み、送水管（１００）内に混入した空気を排出したり、送水管内の水を排出する際に送水管内に空気を導入したりする。弁蓋は、たとえば、第１開口部（２４）を有するガイド部（２２）を含み、第１開口部には、第１摺動体（３０）が摺動可能に設けられる。また、第１摺動体に形成される第２開口部（３４）には、第２摺動体（４８）が摺動可能に設けられる。第１摺動体の下部には、第１弁体（４０）が設けられる。第１弁体は、第１摺動体の上限位置において、弁蓋の下面、たとえば天頂部（１６）やガイド部（２２）の下面と当接し、弁蓋の上方と下方と（つまり送水管の内部と外部と）を連通する第１空気路（７０）を遮断する。また、第２摺動体の下部には、フロート（６４）が設けられ、フロートの上に第２弁体（５６）が設けられる。第２弁体は、第２摺動体の上限位置において、第１摺動体の下面と当接し、弁蓋の上方と下方とを連通する第２空気路（７２）を遮断する。
【００１０】
第１の発明によれば、弁蓋に形成した第１開口部に第１摺動体を摺動させ、第１摺動体に形成した第２開口部に第２摺動体を摺動させるようにしたので、第１摺動体および第２摺動体の摺動部（実施例では、第１シャフト部および第２シャフト部）が水に浸からず、摺動部に異物が浸入し難い。また、水に浸かる部分の形状が複雑にならないので、異物が詰まり難い。また、このような構成であれば、各空気路を直線状に形成できるので、よりシンプルな構成にすることも可能であり、仮に、各空気路に水が浸入して異物が入り込んだとしても、異物は洗い流され易い。したがって、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易となる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に従属し、第２空気路は、第２摺動体の外側面と第２開口部の側面との間に形成される。
【００１２】
第２の発明では、たとえば、第２摺動体（４８）の第２シャフト部（５０）の外径は、第２開口部（３４）の径より小さく設定され、第２シャフト部の外側面と第２開口部の側面との間には隙間が形成される。そして、この隙間が第２空気路（７２）として利用される。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明に従属し、第２空気路は、第２摺動体を貫通して形成される。
【００１４】
第３の発明では、たとえば、第２摺動体の管壁を貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔が第２空気路（７２）として利用される。
【００１５】
第４の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、第１空気路は、第１摺動体の外側面と第１開口部の側面との間に形成される。
【００１６】
第４の発明では、たとえば、第１摺動体（３０）の外側面や第１開口部（２４）の側面に切欠部（３８，７６）が設けられ、切欠部と第１開口部或いは第１摺動体との間に形成される空間が、第１空気路（７０）として利用される。
【００１７】
第５の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、第１空気路は、第１開口部より外側に形成される。
【００１８】
第５の発明では、たとえば、弁蓋（１２）の天板部（１６）やガイド部（２２）を貫通する貫通孔（７４）が設けられ、この貫通孔が第１空気路（７０）として利用される。
【００１９】
第６の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、第１空気路は、第１摺動体を貫通して形成される。
【００２０】
第６の発明では、たとえば、第１摺動体の管壁を貫通する貫通孔（７８）が設けられ、この貫通孔が第１空気路（７０）として利用される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、水に浸かる部分の構造をシンプルにできるので、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易となる。また、このような構成であれば、空気路を直線状に形成することもできるので、よりシンプルな構造とすることも可能である。
【００２２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照して、この発明の一実施例である送水管用空気弁（以下、単に「空気弁」という。）１０は、たとえば、農業用水配管などの送水管１００に立設される縦管１０２に取り付けられ、送水管１００内に混入した空気を排出したり、送水管１００内の水を排出する際に送水管１００内に空気を導入したりする。なお、縦管１０２の内径は、送水管１００の内径などに応じて適宜設定されるものであり、たとえば１００ｍｍである。
【００２４】
図２および図３に示すように、空気弁１０は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって形成される弁蓋１２を備える。弁蓋１２は、短円筒状の側壁部１４およびその上端に設けられる円板状の天板部１６を含む。側壁部１４の内径は、縦管１０２の外径に対応して適宜設定される。側壁部１４の内面には、ねじ溝１８が形成され、このねじ溝１８と縦管１０２の外面に形成されるねじ山１０４との螺合によって、弁蓋１２は縦管１０２に着脱可能に取り付けられる。また、側壁部１４の下端には、その内面に沿うように溝部２０が形成される。弁蓋１２を縦管１０２に取り付けた際には、この溝部２０の内面に、縦管１０２の外側面に形成された鍔状突起に装着されたゴム輪１０６が当接し、弁蓋１２と縦管１０２とは水密的に接続される。さらに、天板部１６の外側面、つまり側壁部１４の外面上部は、周方向に波打つように形成され、縦管１０２に空気弁１０を取り付けたり弁蓋１２を着脱したりする際などに、作業者にとって力を入れ易い形状となっている。
【００２５】
また、天板部１６の中央には、ガイド部２２が一体的に形成される。ガイド部２２は、天板部１６（弁蓋１２）の上方と下方とを連通する円柱状の第１開口部２４を有し、天板部１６の上面および下面から突出するように円筒状に形成される。また、ガイド部２２の上部には、カバー２６が着脱可能に装着される。カバー２６は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって、その側壁に開口２８を有する有頂円筒状に形成される。たとえば、ガイド部２２の外側面上部に形成されたねじ溝と、カバー２６の内側面下部に形成されたねじ山との螺合によって、ガイド部２２（弁蓋１２）にカバー２６が着脱可能に取り付けられる。このカバー２６は、第１開口部２４（具体的には、後述する第１空気路７０或いは第２空気路７２）を通って、送水管１００内の水が万一外部に飛び出してしまった場合に、その水の飛散を防止するとともに、埃などの異物が外部から第１開口部２４に浸入することを防止する。
【００２６】
ガイド部２２の第１開口部２４には、第１摺動体３０が摺動可能に設けられる。図４に示すように、第１摺動体３０は、中空軸状の第１シャフト部３２を含み、黄銅や炭素鋼などの金属などによって形成される。第１シャフト部３２は、その中央に第１シャフト部３２の上方と下方とを軸方向に連通する円柱状の第２開口部３４を有する。また、第１シャフト部３２の外側面３６は、第１開口部２４の側面（つまりガイド部２２の内側面）に沿う曲面で形成されるが、外側面３６の一部には切欠部３８が形成される。これにより、切欠部３８と第１開口部２４との間には空間が形成される。この実施例では、鉛直方向に延びる平面状に形成され、互いに平行に延びる２つの切欠部３８が形成される。ただし、切欠部３８は、その下端において外方に向かって滑らかに湾曲する。なお、第１シャフト部３２の外径は、第１開口部２４の径とほぼ同じに設定されるが、第１シャフト部３２（第１摺動体３０）の摺動性を考慮して、第１開口部２４の径より僅かに小さく設定される。
【００２７】
第１シャフト部３２の下端には、その外側面３６から鍔状に突出する鍔状部４０が一体的に形成される。この鍔状部４０の上面に沿うように、第１シャフト部３２の外側面３６にはゴム輪溝が形成され、そこにゴム輪４２が装着される。具体的な動作は後述するが、鍔状部４０は、第１摺動体３０の上限位置において、ゴム輪４２を介して弁蓋１２のガイド部２２の下面と当接する。つまり、弁蓋１２のガイド部２２は、第１弁座として機能し、第１摺動体３０の鍔状部４０は、第１弁体として機能する。
【００２８】
また、第１シャフト部３２の上部には、第２開口部３４より外側において２つの切欠部３８を結ぶように、２つの貫通孔４４が形成される。２つの貫通孔４４のそれぞれには、円柱状の第１係止部４６が挿通される。第１係止部４６は、切欠部３８から突出するように設けられ、第１摺動体３０の下限位置においてガイド部２２の上面と当接し、第１摺動体３０の抜け落ちを防止する。これにより、第１摺動体３０の第１係止部４６から上の部分は、弁蓋１２（ガイド部２２）の上面から常に突出（露出）した状態を維持することになる。第１係止部４６としては、たとえば汎用のスプリングピン等を利用するとよい。具体的には、スプリングピンは、軸方向に延びる切欠きを有する円筒状のピンであり、径方向にバネ作用を有しているので、貫通孔４４の径よりもその最大径が少し大きいスプリングピンを用意し、そのスプリングピンを貫通孔４４に挿通することにより、第１シャフト部３２に第１係止部４６が取り外し可能に取り付けられる。
【００２９】
第１シャフト部３２（第１摺動体３０）の第２開口部３４には、第２摺動体４８が摺動可能に設けられる。図５に示すように、第２摺動体４８は、円柱状の第２シャフト部５０を含み、黄銅や炭素鋼などの金属によって形成される。第２シャフト部５０の外径は、第２開口部３４の径より小さく設定され、第２シャフト部５０の側面と第２開口部３４の側面との間には隙間が形成される。言い換えると、第２シャフト部５０と第２開口部３４との径差（或いは「ガタ」）は、第２シャフト部５０（第２摺動体４８）の摺動性を考慮して設けられる最小限の径差よりも大きな径差に設定される。ただし、この径差を大きくしすぎると、第２摺動体４８にふらつきが生じ、後述する第２空気路７２を安定的に閉塞できない恐れがあるので、第２シャフト部５０と第２開口部３４との径差の設定には、第２空気路７２の閉塞性が考慮される。
【００３０】
また、第２シャフト部５０の上部には、リング状の第２係止部５２が設けられる。第２係止部５２は、第２シャフト５０の側面から鍔状に突出し、第２摺動体４８の下限位置において第１シャフト部３２の上面と当接して、第２摺動体４８の抜け落ちを防止する。これにより、第２摺動体４８の第２係止部５２から上の部分は、第１摺動体３０（第１シャフト部３２）の上面から常に突出した状態を維持することになる。第２係止部５２としては、たとえば汎用のナットを利用することができる。具体的には、第２シャフト部５０の側面上部にねじ山５４を形成しておき、そのねじ山５４にナットを外嵌するとよい。
【００３１】
さらに、第２シャフト部５０の下部には、その側面から鍔状に突出する鍔状部材５６が設けられる。鍔状部材５６は、その中央に貫通孔を有する短円筒状に形成され、第２シャフト部５０に外嵌される。たとえば、貫通孔の側面にねじ溝が形成され、そのねじ溝と第２シャフト５０の側面下部に形成したねじ山５８とを螺合させることにより、第２シャフト部５０に鍔状部材５６が取り外し可能に外嵌される。また、鍔状部材５６の上面および下面のそれぞれには、貫通孔に沿うようにゴム輪溝が形成され、ゴム輪６０，６２が装着される。具体的な動作は後述するが、鍔状部材５６は、第２摺動体４８の上限位置において、ゴム輪６０を介して第１摺動体３０の鍔状部４０の下面と当接する。つまり、第１摺動体３０の鍔状部４０は、第２弁座としても機能し、第２摺動体４８の鍔状部材５６は、第２弁体として機能する。
【００３２】
図３に戻って、第２シャフト部５０（第２摺動体４８）の下部には、上述の鍔状部材５６より下の位置において、フロート６４が設けられる。フロート６４は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって、たとえば釣鐘状に形成される。第２シャフト部５０にフロート６４を設ける際には、たとえば、フロート６４の上部中央に孔を形成し、その孔に第２シャフト部５０の下端を挿入し、その下から、ワッシャを介してナット６６を取り付け、鍔状部材５６とナット６６とによって挟み込むようにしてフロート６４を固定するとよい。この際には、鍔状部材５６の下面に装着されたゴム輪６２によって、鍔状部材５６とフロート６４との間の水密性は確保される。
【００３３】
また、第２係止部５２の下面と第１シャフト部３２の上面と間には、スペーサ６８が装着される。スペーサ６８は、第２摺動体４８がその下限位置にあるときに、第２係止部５２の下面と第１シャフト部３２の上面とが密着するように当接してしまうことを防ぐために設けられる。つまり、スペーサ６８は、第２係止部５２の下面と第１シャフト部３２の上面との間に隙間を形成して、後述する第２空気路７２がその位置において閉塞してしまうことを防ぐものである。スペーサ６８としては、たとえば、汎用のスプリングワッシャやウェーブワッシャを用いることができる。また、たとえば、第１シャフト部３２の上面に複数の突起を分散させて形成しておき、この突起の上端で第２摺動体４８の第２係止部５２を支えるようにして、第２空気路７２の閉塞を防ぐようにしてもよい。
【００３４】
図６は、弁蓋１２の第１開口部２４付近を上方から見た断面を示す部分断面図である。上述したように、第１シャフト部３２の一部には、鉛直方向に延びる平面状の切欠部３８が形成されるので、切欠部３８と第１開口部２４との間には鉛直方向に延びる直線状でかつ断面形状が一定の空間が形成される。この空間が多量の給排気を行うための第１空気路７０となる。また、第２シャフト部５０の外径は、第２開口部３４の径より小さく設定されるので、第２シャフト部５０と第２開口部３４との間には鉛直方向に延びる直線状でかつ断面形状が一定の隙間が形成される。この隙間が少量の排気（圧力下排気）を行うための第２空気路７２となる。
【００３５】
図７−図９を参照して、空気弁１０の動作について説明する。上述したように、空気弁１０は、送水管１００内に混入した空気を排出したり、送水管１００内の水を排出する際に送水管１００内に空気を導入したりするものである。
【００３６】
図７に示すように、送水管１００内への通水（充水）を開始するときや、送水管１００内の水を排出するときには、縦管１０２内に水は無く（或いは水位が低く）、縦管１０２内の圧力も低いので、フロート６４（第２摺動体４８）は下降した状態となる。このときには、第１シャフト部３２の鍔状部４０の上面と、弁蓋１２のガイド部２２の下面とは離れており、第１空気路７０は、弁蓋１２の上方と下方と（つまり送水管１００の外部と内部と）を連通する。また、第２シャフト部５０の鍔状部材５６の上面と、第１シャフト部３２の鍔状部４０の下面とは離れており、第２空気路７２は、第１摺動体３０の上方と下方と（つまり弁蓋１２の上方と下方と）を連通する。このように、第１空気路７０および第２空気路７２が連通状態となることによって、送水管１００内への通水を開始するときには、多量の空気を送水管１００内から排出でき、送水管１００内の水を排出するときには、多量の空気を送水管１００内に導入できる。
【００３７】
また、図８に示すように、送水管１００内への通水が完了して、縦管１０２内、つまりフロート６４の周囲の水位が上昇すると、フロート６４の受ける浮力によって第２摺動体４８は上昇する。そして、第２シャフト部５０の鍔状部材５６の上面と、第１シャフト部３２の鍔状部４０の下面とがゴム輪６０を介して当接し、第２空気路７２の連通が遮断される。また、第２摺動体４８の上昇に伴い、第１摺動体３０も押し上げられるように上昇する。そして、第１シャフト部３２の鍔状部４０の上面と、弁蓋１２のガイド部２２の下面とがゴム輪４２を介して当接し、第１空気路７０の連通が遮断される。これによって、空気の排出あるいは導入が停止されると共に、外部への水の排出が防止される。なお、このとき、水に浸かる部分はフロート６４のみであり、管内が高圧になり水面が上昇しても、第１シャフト部３２および第２シャフト部５０の摺動部、第１空気路７０および第２空気路７２には水が浸入しない。
【００３８】
また、送水管１００に混入した空気が縦管１０２内に溜まると、図９に示すように、フロート６４の受ける浮力が小さくなって第２摺動体４８は下降する。これにより、第２空気路７２は連通状態となり、送水管１００に混入した空気が第２空気路７２を通って外部に排出される。
【００３９】
なお、大気圧をＰ１、縦管１０２（送水管１００）内の圧力をＰ２、第２シャフト部５０の断面積（正確には、鍔状部４０の下面とゴム輪６０との接触部より内側の面積）をＳ、第２摺動体４８全体（つまりフロート６４を含む）の重さをＷとした場合、「（Ｐ２−Ｐ１）×Ｓ」の値が「Ｗ」の値よりも大きくなると、フロート６４の受ける浮力が小さくなっても第２摺動体４８は下降しなくなる。しかし、この実施例では、第２シャフト部５０の断面積（受圧面積）が小さいので、縦管１０２内の圧力が高い場合でも第２摺動体４８は作動する。つまり、圧力下排気を行うことができる。言い換えると、この実施例では、縦管１０２内の圧力が高い（たとえば、０．２ＭＰａ）場合でも排気が行えるように、第２シャフト部５０の外径が設定されている。
【００４０】
また、縦管１０２内の圧力が低い場合（たとえば、大気圧と同程度、或いはそれ以下の場合）には、第２摺動体４８の下降に伴い、第１摺動体３０も自重により下降して第１空気路７０が連通状態になるので、大量排気が可能となる。また、縦管１０２内の圧力が比較的高く、第１摺動体３０がその自重のみでは下降しないような場合でも、第２摺動体４８の下降に伴い、第２係止部５２が第１摺動体３０を押し下げたり、第１摺動体３０に衝撃を与えたりすることにより、第１摺動体３０を下降させることができる。
【００４１】
この実施例では、弁蓋１２にガイド部２２（第１開口部２４）を設けると共に、第２摺動体４８の下部にフロート６４を設けることによって、第１シャフト部３２や第２シャフト部５０などの摺動部（作動部）が水に浸からないようにしたので、摺動部にごみ等の異物が侵入し難い。また、水に浸かる部分は、フロート６４だけであるので、水に浸かる部分の形状がシンプルになる。つまり、特許文献１の技術のように、案内筒を弁箱内に設けることをしないので、水に浸かる部分の形状が複雑ならず、異物が詰まり難い。
【００４２】
さらに、第１空気路７０および第２空気路７２を、鉛直方向に延びる直線状に形成したので、仮に、各空気路７０，７２に水が浸入して異物が入り込んだとしても、異物は洗い流され易く詰まり難い。また、万一異物が詰まったとしても、異物の除去が容易である。
【００４３】
また、第１摺動体３０および第２摺動体４８の上部は、弁蓋１２の上面から常に突出（露出）しているので、空気弁１０を縦管１０２に取り付けた状態で、第１摺動体３０および第２摺動体４８を外部から手動で動かすことができる。つまり、空気弁１０を分解すること無く作動部の動作を確認することができ、メンテナンスを行い易い。また、空気弁１０を分解すること無く、外部に突出した部分からオイルを差すこともできる。
【００４４】
さらに、弁蓋１２の側壁部１４内面にねじ溝１８を形成し、縦管１０２の外面にねじ山１０４を形成して、それらの螺合によって弁蓋１２と縦管１０２とを接続するようにしたので、工具などを用いること無く、簡単に空気弁１０を着脱することができる。つまり、空気弁１０の分解点検作業が容易となる。同様に、カバー２６も簡単に着脱することができる。
【００４５】
したがって、この実施例によれば、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易な空気弁１０を提供できる。
【００４６】
なお、上述の実施例では、第１シャフト部３２の上部に２つの貫通孔４４を形成し、そこに円柱状の部材を挿通するように設けて第１係止部４６としたが、第１係止部４６の形状および取り付け方法は、これに限定されない。たとえば、第１係止部４６をリング状或いはＣ字状に形成して、取り外しが可能なように、第１シャフト部３２に外嵌するようにしてもよい。また、第１シャフト部３２と鍔状部４０とを予め一体的に形成するようにしたが、これに限定されず、それぞれを別部材として形成して、溶接や接着、或いはねじ方式などを利用して接続するようにしてもよい。
【００４７】
また、第２シャフト部５０の上部にリング状の部材を外嵌して第２係止部５２としたが、第２係止部５２の形状および取り付け方法は、これに限定されない。たとえば、Ｃ字状の部材を外嵌するようにしてもよいし、第１シャフト部３２の第１係止部４６と同様に、棒状の部材を差込むようにしてもよい。また、第２シャフト部５０と鍔状部材５６およびフロート６４とを別部材として形成し、ねじ方式を利用して接続したが、これに限定されない。たとえば、溶接や接着などの方式を利用して接続するようにしてもよいし、予め一体的に形成するようにしてもよい。もちろん、鍔状部材５６とフロート６４とを一体的に形成し、それを第２シャフト部５０に接続するようにすることもできる。また、フロート６４自体が第２弁体として機能するようにしてもよい。つまり、フロート６４の上面がゴム輪を介して第１摺動体３０の鍔状部４０（第２弁座）の下面と当接することにより、第２空気路７２の連通を遮断するようにすることもできる。
【００４８】
さらに、弁蓋１２とガイド部２２とを予め一体的に形成するようにしたが、これに限定されず、それぞれを別部材として形成して、溶接や接着、或いはねじ方式などを利用して接続するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述の実施例では、フロート６４の形状を釣鐘状にしたが、これに限定されない。たとえば、球形や楕円球形に形成してもよいし、有頂円筒形や有頂有底の円筒形に形成してもよい。
【００５０】
さらに、上述の実施例では、第１摺動体３０の第１シャフト部３２に、互いに平行に延びる２つの切欠部３８を形成したが、切欠部３８の形状などは、これに限定されない。たとえば、図１０および図１１に示すように、３つの切欠部３２を形成することもできるし、１つ或いは４つ以上の切欠部３２を形成することもできる。また、図１２に示すように、必ずしも互いに平行に切欠部３８を形成する必要は無い。さらに、図１３に示すように、必ずしも平面状に切欠部３８を形成する必要は無く、曲面状或いは溝状に形成してもよい。
【００５１】
また、上述の実施例では、第１摺動体３０の第１シャフト部３２に切欠部３８を形成し、第１開口部２４と切欠部３８とによって第１空気路７０を形成するようにしたが、これに限定されない。たとえば、弁蓋１２に貫通孔７４を形成し、この貫通孔７４を第１空気路７０として利用するようにしてもよい。具体的には、図１４および図１５に示すように、弁蓋１２の天板部１６を鉛直方向に貫通する１つ或いは複数（図１４および図１５に示す実施例では４つ）の貫通孔７４を、第１開口部２４の周囲に形成するとよい。この際には、第１摺動体３０の鍔状部４０を、各貫通孔７４よりも外方に延びるように形成し、その鍔状部４０の上面外縁にゴム輪４２を設けるようにするとよい。もちろん、貫通孔７４は、ガイド部２２内を貫通するように形成することもできる。また、貫通孔７４の形状は、図１５に示すような断面円形のものでなくてもよく、断面形状がＣ字形や方形などであってもよい。
【００５２】
また、たとえば、図１６に示すように、第１開口部２４の側面（ガイド部２２の内面）に溝状の切欠部７６を形成し、この切欠部７６と第１シャフト部３２の外側面３６とによって第１空気路７０を形成することもできる。
【００５３】
ここで、第１摺動体３０（第１シャフト部３２）に切欠部３８を形成する場合には、より大きな第１空気路７０を形成しようとすると、第１摺動体３０の外径を大きくする必要がある。しかし、上述のように、弁蓋１２に形成した貫通孔７４や切欠部７６を利用して第１空気路７０を形成することによって、第１摺動体３０の径を大きくすること無く、より大きな第１空気路７０を形成することが可能となる。
【００５４】
さらに、第１空気路７０は、第１摺動体３０の管壁を貫通するように形成することもできる。具体的には、たとえば、図１７および図１８に示すように、第１摺動体３０の管壁を鉛直方向に貫通する直線状の貫通孔７８を形成し、この貫通孔７８を第１空気路７０として利用するとよい。なお、この貫通孔７８は、その下部において湾曲し、第１シャフト部３２の外側面３６下部で開口する。このように、第１摺動体３０の管壁を貫通する第１空気路７０を形成すれば、加工コストが上昇する懸念はあるが、第１シャフト部３２の外側面３４を断面円形に形成できるので、第１摺動体３０をよりスムーズに摺動（動作）させることができる。
【００５５】
また、たとえば、図１９に示すように、必ずしも第１摺動体３０の中央に第２開口部３４を形成する必要は無く、第２開口部３４を偏心させて形成してもよい。この場合には、たとえば、貫通孔７８を形成して第１空気路７０として利用してもよいし、切欠部３８を形成して第１空気路７０として利用してもよい。
【００５６】
また、上述の実施例では、第２シャフト部５０（第２摺動体４８）の外径を第１摺動体３０の第２開口部３４の径よりも小さくすることによって、第２シャフト部５０の側面と第２開口部３４の側面との間に隙間を形成し、この隙間を第２空気路７２として利用したが、これに限定されない。たとえば、第２シャフト部５０の側面に鉛直方向に延びる溝を形成し、その溝と第２開口部３４の側面との間に形成される空間を第２空気路７２としてもよい。この場合には、第２シャフト部５０の側面と第２開口部３４の側面との間の隙間は、第２摺動体４８が摺動できる最低限の大きさにしておくとよい。また、第２シャフト部５０の側面に溝を形成する代わりに（或いは共に）、第１シャフト部３２の内側面に溝を形成することもできる。このように、第２シャフト部５０の側面、或いは第１摺動体３０の内側面に溝を形成して第２空気路７２とすることによって、製作工程（加工工程）は増えるが、「ガタ」を大きくする必要が無いので、第２摺動体４８がふらつくことなく摺動可能となり、第２空気路７２を確実に閉塞できるようになる（つまりシール性が向上する）。
【００５７】
さらに、第２摺動体４８の内部を軸方向に貫通するように第２空気路７２を形成してもよい。ただし、外径の小さい第２摺動体４８に貫通孔を形成することは困難な場合があるため、製作容易性や加工コストを考慮すると、第２空気路７２は、第２摺動体４８の側面と第２開口部３４の側面との間に形成することが望ましい。
【００５８】
また、上述の実施例では、縦管１０２と弁蓋１２とを、ねじ山１０４とねじ溝１８とを螺合させるねじ方式を利用して接続したが、これに限定されない。たとえば、縦管１０２と弁蓋１２とを回転嵌合させて固定する、所謂バヨネット方式（或いはターンアップ方式）を利用して接続しても、空気弁１０の着脱を容易に行える。また、カバー２６の接続に関しても、同様にバヨネット方式を利用できる。さらに、空気弁１０は、縦管１０２を弁箱として、その構成に含むようにすることもできる。この場合には、たとえば、弁蓋１２と縦管１０２とが一体的に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施例の送水管用空気弁を送水管に設けた様子を簡略的に示す図解図である。
【図２】図１の送水管用空気弁を示す平面図である。
【図３】図１の送水管用空気弁を側方から見た断面を示す断面図である。
【図４】第１摺動体の一例を示す斜視図である。
【図５】第２摺動体の一例を示す斜視図である。
【図６】図１の送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図７】図１の送水管用空気弁の第１空気路および第２空気路が共に開いている状態を示す部分断面図である。
【図８】図１の送水管用空気弁の第１空気路および第２空気路が共に閉じている状態を示す部分断面図である。
【図９】図１の送水管用空気弁のフロートの第２空気路のみが開いている状態を示す部分断面図である。
【図１０】第１摺動体の他の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１２】さらに他の一例の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１３】さらに他の一例の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１４】この発明の他の実施例の送水管用空気弁を側方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１５】図１４の送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１６】この発明のさらに他の実施例の送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１７】第１摺動体のさらに他の一例を示す斜視図である。
【図１８】図１７の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１９】さらに他の一例の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ …送水管用空気弁
１２ …弁蓋
２２ …ガイド部（第１弁座）
２４ …第１開口部
３０ …第１摺動体
３２ …第１シャフト部
３４ …第２開口部
３８ …切欠部
４０ …鍔状部（第１弁体，第２弁座）
４８ …第２摺動部
５０ …第２シャフト部
５６ …鍔状部材（第２弁体）
６４ …フロート
７０ …第１空気路
７２ …第２空気路
１００ …送水管
１０２ …縦管
【技術分野】
【０００１】
この発明は送水管用空気弁に関し、特にたとえば、送水管内に混入した空気を排出したり、送水管内の水を排出する際に送水管内に空気を導入したりする、送水管用空気弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の空気弁の一例が特許文献１に開示される。特許文献１の空気弁は、弁箱、弁箱の開口部に装着される蓋体、蓋体に装着されるカバー、弁箱内に配置される有底案内筒、案内筒内に摺動自在に設けられてその上限位置で大径空気孔を閉塞する遊動弁体、および案内筒内に設けられてその上限位置で小径空気孔を閉塞するフロート弁体を備えている。そして、案内筒の内面下方部に保持部（突条）を設けることによって、案内筒とフロート弁体との間に隙間を設け、そこに異物がたまらないようにしようとしている。
【特許文献１】特開２００３−９７７５１号公報 [Ｆ１６Ｋ ２４／００]
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の空気弁では、遊動弁体およびフロート弁体などの作動部の周囲に水が満たされる構造となっている上、案内筒や遊動弁体には水が通るための孔や突条などが設けられて、その形状が複雑になっている。このため、特許文献１の空気弁を、落ち葉および藁などのごみや土粒子などの異物を多く含む農業用水などの配管に用いた場合には、水に含まれる異物が作動部や案内筒に付着したり詰まったりし易く、作動部が動作不良を起こし易いという問題点がある。
【０００４】
また、特許文献１の空気弁では、作動部が弁箱内に入り込んでいるため、外部から作動部を点検および清掃することは困難であり、作動部の動作不良の原因となる異物を取り除くためには、カバーおよび蓋体を開いて、弁箱内を分解清掃する作業が必要となる。さらに、カバーおよび蓋体が弁箱に対してボルトで締結されているため、弁箱内を分解清掃する際には、複数のボルトを外さなければならず、その分解作業に手間がかかる上、スパナ等の工具も必要となる。つまり、特許文献１の技術では、維持管理に手間がかかる。
【０００５】
それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、送水管用空気弁を提供することである。
【０００６】
この発明の他の目的は、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易な、送水管用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】
【０００７】
この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明などは、本発明の理解を助けるために後述する実施の形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。
【０００８】
第１の発明は、送水管に取り付けられる送水管用空気弁であって、送水管に接続される弁蓋、弁蓋に設けられ弁蓋の上方と下方とを連通する第１開口部、第１開口部に摺動可能に設けられその上方と下方とを連通する第２開口部を有する第１摺動体、第２開口部に摺動可能に設けられる第２摺動体、第２摺動体の下部に設けられるフロート、第２開口部より外側に形成され弁蓋の上方と下方とを連通する第１空気路、第２開口部の内側に形成され弁蓋の上方と下方とを連通する第２空気路、第１摺動体に設けられ弁蓋の下面と当接して第１空気路の連通を遮断する第１弁体、およびフロートの上に設けられ第１摺動体の下面と当接して第２空気路の連通を遮断する第２弁体を備える、送水管用空気弁である。
【０００９】
第１の発明では、送水管用空気弁（１０）は、弁蓋（１２）を含み、送水管（１００）内に混入した空気を排出したり、送水管内の水を排出する際に送水管内に空気を導入したりする。弁蓋は、たとえば、第１開口部（２４）を有するガイド部（２２）を含み、第１開口部には、第１摺動体（３０）が摺動可能に設けられる。また、第１摺動体に形成される第２開口部（３４）には、第２摺動体（４８）が摺動可能に設けられる。第１摺動体の下部には、第１弁体（４０）が設けられる。第１弁体は、第１摺動体の上限位置において、弁蓋の下面、たとえば天頂部（１６）やガイド部（２２）の下面と当接し、弁蓋の上方と下方と（つまり送水管の内部と外部と）を連通する第１空気路（７０）を遮断する。また、第２摺動体の下部には、フロート（６４）が設けられ、フロートの上に第２弁体（５６）が設けられる。第２弁体は、第２摺動体の上限位置において、第１摺動体の下面と当接し、弁蓋の上方と下方とを連通する第２空気路（７２）を遮断する。
【００１０】
第１の発明によれば、弁蓋に形成した第１開口部に第１摺動体を摺動させ、第１摺動体に形成した第２開口部に第２摺動体を摺動させるようにしたので、第１摺動体および第２摺動体の摺動部（実施例では、第１シャフト部および第２シャフト部）が水に浸からず、摺動部に異物が浸入し難い。また、水に浸かる部分の形状が複雑にならないので、異物が詰まり難い。また、このような構成であれば、各空気路を直線状に形成できるので、よりシンプルな構成にすることも可能であり、仮に、各空気路に水が浸入して異物が入り込んだとしても、異物は洗い流され易い。したがって、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易となる。
【００１１】
第２の発明は、第１の発明に従属し、第２空気路は、第２摺動体の外側面と第２開口部の側面との間に形成される。
【００１２】
第２の発明では、たとえば、第２摺動体（４８）の第２シャフト部（５０）の外径は、第２開口部（３４）の径より小さく設定され、第２シャフト部の外側面と第２開口部の側面との間には隙間が形成される。そして、この隙間が第２空気路（７２）として利用される。
【００１３】
第３の発明は、第１の発明に従属し、第２空気路は、第２摺動体を貫通して形成される。
【００１４】
第３の発明では、たとえば、第２摺動体の管壁を貫通する貫通孔が設けられ、この貫通孔が第２空気路（７２）として利用される。
【００１５】
第４の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、第１空気路は、第１摺動体の外側面と第１開口部の側面との間に形成される。
【００１６】
第４の発明では、たとえば、第１摺動体（３０）の外側面や第１開口部（２４）の側面に切欠部（３８，７６）が設けられ、切欠部と第１開口部或いは第１摺動体との間に形成される空間が、第１空気路（７０）として利用される。
【００１７】
第５の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、第１空気路は、第１開口部より外側に形成される。
【００１８】
第５の発明では、たとえば、弁蓋（１２）の天板部（１６）やガイド部（２２）を貫通する貫通孔（７４）が設けられ、この貫通孔が第１空気路（７０）として利用される。
【００１９】
第６の発明は、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、第１空気路は、第１摺動体を貫通して形成される。
【００２０】
第６の発明では、たとえば、第１摺動体の管壁を貫通する貫通孔（７８）が設けられ、この貫通孔が第１空気路（７０）として利用される。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によれば、水に浸かる部分の構造をシンプルにできるので、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易となる。また、このような構成であれば、空気路を直線状に形成することもできるので、よりシンプルな構造とすることも可能である。
【００２２】
この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１を参照して、この発明の一実施例である送水管用空気弁（以下、単に「空気弁」という。）１０は、たとえば、農業用水配管などの送水管１００に立設される縦管１０２に取り付けられ、送水管１００内に混入した空気を排出したり、送水管１００内の水を排出する際に送水管１００内に空気を導入したりする。なお、縦管１０２の内径は、送水管１００の内径などに応じて適宜設定されるものであり、たとえば１００ｍｍである。
【００２４】
図２および図３に示すように、空気弁１０は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって形成される弁蓋１２を備える。弁蓋１２は、短円筒状の側壁部１４およびその上端に設けられる円板状の天板部１６を含む。側壁部１４の内径は、縦管１０２の外径に対応して適宜設定される。側壁部１４の内面には、ねじ溝１８が形成され、このねじ溝１８と縦管１０２の外面に形成されるねじ山１０４との螺合によって、弁蓋１２は縦管１０２に着脱可能に取り付けられる。また、側壁部１４の下端には、その内面に沿うように溝部２０が形成される。弁蓋１２を縦管１０２に取り付けた際には、この溝部２０の内面に、縦管１０２の外側面に形成された鍔状突起に装着されたゴム輪１０６が当接し、弁蓋１２と縦管１０２とは水密的に接続される。さらに、天板部１６の外側面、つまり側壁部１４の外面上部は、周方向に波打つように形成され、縦管１０２に空気弁１０を取り付けたり弁蓋１２を着脱したりする際などに、作業者にとって力を入れ易い形状となっている。
【００２５】
また、天板部１６の中央には、ガイド部２２が一体的に形成される。ガイド部２２は、天板部１６（弁蓋１２）の上方と下方とを連通する円柱状の第１開口部２４を有し、天板部１６の上面および下面から突出するように円筒状に形成される。また、ガイド部２２の上部には、カバー２６が着脱可能に装着される。カバー２６は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって、その側壁に開口２８を有する有頂円筒状に形成される。たとえば、ガイド部２２の外側面上部に形成されたねじ溝と、カバー２６の内側面下部に形成されたねじ山との螺合によって、ガイド部２２（弁蓋１２）にカバー２６が着脱可能に取り付けられる。このカバー２６は、第１開口部２４（具体的には、後述する第１空気路７０或いは第２空気路７２）を通って、送水管１００内の水が万一外部に飛び出してしまった場合に、その水の飛散を防止するとともに、埃などの異物が外部から第１開口部２４に浸入することを防止する。
【００２６】
ガイド部２２の第１開口部２４には、第１摺動体３０が摺動可能に設けられる。図４に示すように、第１摺動体３０は、中空軸状の第１シャフト部３２を含み、黄銅や炭素鋼などの金属などによって形成される。第１シャフト部３２は、その中央に第１シャフト部３２の上方と下方とを軸方向に連通する円柱状の第２開口部３４を有する。また、第１シャフト部３２の外側面３６は、第１開口部２４の側面（つまりガイド部２２の内側面）に沿う曲面で形成されるが、外側面３６の一部には切欠部３８が形成される。これにより、切欠部３８と第１開口部２４との間には空間が形成される。この実施例では、鉛直方向に延びる平面状に形成され、互いに平行に延びる２つの切欠部３８が形成される。ただし、切欠部３８は、その下端において外方に向かって滑らかに湾曲する。なお、第１シャフト部３２の外径は、第１開口部２４の径とほぼ同じに設定されるが、第１シャフト部３２（第１摺動体３０）の摺動性を考慮して、第１開口部２４の径より僅かに小さく設定される。
【００２７】
第１シャフト部３２の下端には、その外側面３６から鍔状に突出する鍔状部４０が一体的に形成される。この鍔状部４０の上面に沿うように、第１シャフト部３２の外側面３６にはゴム輪溝が形成され、そこにゴム輪４２が装着される。具体的な動作は後述するが、鍔状部４０は、第１摺動体３０の上限位置において、ゴム輪４２を介して弁蓋１２のガイド部２２の下面と当接する。つまり、弁蓋１２のガイド部２２は、第１弁座として機能し、第１摺動体３０の鍔状部４０は、第１弁体として機能する。
【００２８】
また、第１シャフト部３２の上部には、第２開口部３４より外側において２つの切欠部３８を結ぶように、２つの貫通孔４４が形成される。２つの貫通孔４４のそれぞれには、円柱状の第１係止部４６が挿通される。第１係止部４６は、切欠部３８から突出するように設けられ、第１摺動体３０の下限位置においてガイド部２２の上面と当接し、第１摺動体３０の抜け落ちを防止する。これにより、第１摺動体３０の第１係止部４６から上の部分は、弁蓋１２（ガイド部２２）の上面から常に突出（露出）した状態を維持することになる。第１係止部４６としては、たとえば汎用のスプリングピン等を利用するとよい。具体的には、スプリングピンは、軸方向に延びる切欠きを有する円筒状のピンであり、径方向にバネ作用を有しているので、貫通孔４４の径よりもその最大径が少し大きいスプリングピンを用意し、そのスプリングピンを貫通孔４４に挿通することにより、第１シャフト部３２に第１係止部４６が取り外し可能に取り付けられる。
【００２９】
第１シャフト部３２（第１摺動体３０）の第２開口部３４には、第２摺動体４８が摺動可能に設けられる。図５に示すように、第２摺動体４８は、円柱状の第２シャフト部５０を含み、黄銅や炭素鋼などの金属によって形成される。第２シャフト部５０の外径は、第２開口部３４の径より小さく設定され、第２シャフト部５０の側面と第２開口部３４の側面との間には隙間が形成される。言い換えると、第２シャフト部５０と第２開口部３４との径差（或いは「ガタ」）は、第２シャフト部５０（第２摺動体４８）の摺動性を考慮して設けられる最小限の径差よりも大きな径差に設定される。ただし、この径差を大きくしすぎると、第２摺動体４８にふらつきが生じ、後述する第２空気路７２を安定的に閉塞できない恐れがあるので、第２シャフト部５０と第２開口部３４との径差の設定には、第２空気路７２の閉塞性が考慮される。
【００３０】
また、第２シャフト部５０の上部には、リング状の第２係止部５２が設けられる。第２係止部５２は、第２シャフト５０の側面から鍔状に突出し、第２摺動体４８の下限位置において第１シャフト部３２の上面と当接して、第２摺動体４８の抜け落ちを防止する。これにより、第２摺動体４８の第２係止部５２から上の部分は、第１摺動体３０（第１シャフト部３２）の上面から常に突出した状態を維持することになる。第２係止部５２としては、たとえば汎用のナットを利用することができる。具体的には、第２シャフト部５０の側面上部にねじ山５４を形成しておき、そのねじ山５４にナットを外嵌するとよい。
【００３１】
さらに、第２シャフト部５０の下部には、その側面から鍔状に突出する鍔状部材５６が設けられる。鍔状部材５６は、その中央に貫通孔を有する短円筒状に形成され、第２シャフト部５０に外嵌される。たとえば、貫通孔の側面にねじ溝が形成され、そのねじ溝と第２シャフト５０の側面下部に形成したねじ山５８とを螺合させることにより、第２シャフト部５０に鍔状部材５６が取り外し可能に外嵌される。また、鍔状部材５６の上面および下面のそれぞれには、貫通孔に沿うようにゴム輪溝が形成され、ゴム輪６０，６２が装着される。具体的な動作は後述するが、鍔状部材５６は、第２摺動体４８の上限位置において、ゴム輪６０を介して第１摺動体３０の鍔状部４０の下面と当接する。つまり、第１摺動体３０の鍔状部４０は、第２弁座としても機能し、第２摺動体４８の鍔状部材５６は、第２弁体として機能する。
【００３２】
図３に戻って、第２シャフト部５０（第２摺動体４８）の下部には、上述の鍔状部材５６より下の位置において、フロート６４が設けられる。フロート６４は、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂などによって、たとえば釣鐘状に形成される。第２シャフト部５０にフロート６４を設ける際には、たとえば、フロート６４の上部中央に孔を形成し、その孔に第２シャフト部５０の下端を挿入し、その下から、ワッシャを介してナット６６を取り付け、鍔状部材５６とナット６６とによって挟み込むようにしてフロート６４を固定するとよい。この際には、鍔状部材５６の下面に装着されたゴム輪６２によって、鍔状部材５６とフロート６４との間の水密性は確保される。
【００３３】
また、第２係止部５２の下面と第１シャフト部３２の上面と間には、スペーサ６８が装着される。スペーサ６８は、第２摺動体４８がその下限位置にあるときに、第２係止部５２の下面と第１シャフト部３２の上面とが密着するように当接してしまうことを防ぐために設けられる。つまり、スペーサ６８は、第２係止部５２の下面と第１シャフト部３２の上面との間に隙間を形成して、後述する第２空気路７２がその位置において閉塞してしまうことを防ぐものである。スペーサ６８としては、たとえば、汎用のスプリングワッシャやウェーブワッシャを用いることができる。また、たとえば、第１シャフト部３２の上面に複数の突起を分散させて形成しておき、この突起の上端で第２摺動体４８の第２係止部５２を支えるようにして、第２空気路７２の閉塞を防ぐようにしてもよい。
【００３４】
図６は、弁蓋１２の第１開口部２４付近を上方から見た断面を示す部分断面図である。上述したように、第１シャフト部３２の一部には、鉛直方向に延びる平面状の切欠部３８が形成されるので、切欠部３８と第１開口部２４との間には鉛直方向に延びる直線状でかつ断面形状が一定の空間が形成される。この空間が多量の給排気を行うための第１空気路７０となる。また、第２シャフト部５０の外径は、第２開口部３４の径より小さく設定されるので、第２シャフト部５０と第２開口部３４との間には鉛直方向に延びる直線状でかつ断面形状が一定の隙間が形成される。この隙間が少量の排気（圧力下排気）を行うための第２空気路７２となる。
【００３５】
図７−図９を参照して、空気弁１０の動作について説明する。上述したように、空気弁１０は、送水管１００内に混入した空気を排出したり、送水管１００内の水を排出する際に送水管１００内に空気を導入したりするものである。
【００３６】
図７に示すように、送水管１００内への通水（充水）を開始するときや、送水管１００内の水を排出するときには、縦管１０２内に水は無く（或いは水位が低く）、縦管１０２内の圧力も低いので、フロート６４（第２摺動体４８）は下降した状態となる。このときには、第１シャフト部３２の鍔状部４０の上面と、弁蓋１２のガイド部２２の下面とは離れており、第１空気路７０は、弁蓋１２の上方と下方と（つまり送水管１００の外部と内部と）を連通する。また、第２シャフト部５０の鍔状部材５６の上面と、第１シャフト部３２の鍔状部４０の下面とは離れており、第２空気路７２は、第１摺動体３０の上方と下方と（つまり弁蓋１２の上方と下方と）を連通する。このように、第１空気路７０および第２空気路７２が連通状態となることによって、送水管１００内への通水を開始するときには、多量の空気を送水管１００内から排出でき、送水管１００内の水を排出するときには、多量の空気を送水管１００内に導入できる。
【００３７】
また、図８に示すように、送水管１００内への通水が完了して、縦管１０２内、つまりフロート６４の周囲の水位が上昇すると、フロート６４の受ける浮力によって第２摺動体４８は上昇する。そして、第２シャフト部５０の鍔状部材５６の上面と、第１シャフト部３２の鍔状部４０の下面とがゴム輪６０を介して当接し、第２空気路７２の連通が遮断される。また、第２摺動体４８の上昇に伴い、第１摺動体３０も押し上げられるように上昇する。そして、第１シャフト部３２の鍔状部４０の上面と、弁蓋１２のガイド部２２の下面とがゴム輪４２を介して当接し、第１空気路７０の連通が遮断される。これによって、空気の排出あるいは導入が停止されると共に、外部への水の排出が防止される。なお、このとき、水に浸かる部分はフロート６４のみであり、管内が高圧になり水面が上昇しても、第１シャフト部３２および第２シャフト部５０の摺動部、第１空気路７０および第２空気路７２には水が浸入しない。
【００３８】
また、送水管１００に混入した空気が縦管１０２内に溜まると、図９に示すように、フロート６４の受ける浮力が小さくなって第２摺動体４８は下降する。これにより、第２空気路７２は連通状態となり、送水管１００に混入した空気が第２空気路７２を通って外部に排出される。
【００３９】
なお、大気圧をＰ１、縦管１０２（送水管１００）内の圧力をＰ２、第２シャフト部５０の断面積（正確には、鍔状部４０の下面とゴム輪６０との接触部より内側の面積）をＳ、第２摺動体４８全体（つまりフロート６４を含む）の重さをＷとした場合、「（Ｐ２−Ｐ１）×Ｓ」の値が「Ｗ」の値よりも大きくなると、フロート６４の受ける浮力が小さくなっても第２摺動体４８は下降しなくなる。しかし、この実施例では、第２シャフト部５０の断面積（受圧面積）が小さいので、縦管１０２内の圧力が高い場合でも第２摺動体４８は作動する。つまり、圧力下排気を行うことができる。言い換えると、この実施例では、縦管１０２内の圧力が高い（たとえば、０．２ＭＰａ）場合でも排気が行えるように、第２シャフト部５０の外径が設定されている。
【００４０】
また、縦管１０２内の圧力が低い場合（たとえば、大気圧と同程度、或いはそれ以下の場合）には、第２摺動体４８の下降に伴い、第１摺動体３０も自重により下降して第１空気路７０が連通状態になるので、大量排気が可能となる。また、縦管１０２内の圧力が比較的高く、第１摺動体３０がその自重のみでは下降しないような場合でも、第２摺動体４８の下降に伴い、第２係止部５２が第１摺動体３０を押し下げたり、第１摺動体３０に衝撃を与えたりすることにより、第１摺動体３０を下降させることができる。
【００４１】
この実施例では、弁蓋１２にガイド部２２（第１開口部２４）を設けると共に、第２摺動体４８の下部にフロート６４を設けることによって、第１シャフト部３２や第２シャフト部５０などの摺動部（作動部）が水に浸からないようにしたので、摺動部にごみ等の異物が侵入し難い。また、水に浸かる部分は、フロート６４だけであるので、水に浸かる部分の形状がシンプルになる。つまり、特許文献１の技術のように、案内筒を弁箱内に設けることをしないので、水に浸かる部分の形状が複雑ならず、異物が詰まり難い。
【００４２】
さらに、第１空気路７０および第２空気路７２を、鉛直方向に延びる直線状に形成したので、仮に、各空気路７０，７２に水が浸入して異物が入り込んだとしても、異物は洗い流され易く詰まり難い。また、万一異物が詰まったとしても、異物の除去が容易である。
【００４３】
また、第１摺動体３０および第２摺動体４８の上部は、弁蓋１２の上面から常に突出（露出）しているので、空気弁１０を縦管１０２に取り付けた状態で、第１摺動体３０および第２摺動体４８を外部から手動で動かすことができる。つまり、空気弁１０を分解すること無く作動部の動作を確認することができ、メンテナンスを行い易い。また、空気弁１０を分解すること無く、外部に突出した部分からオイルを差すこともできる。
【００４４】
さらに、弁蓋１２の側壁部１４内面にねじ溝１８を形成し、縦管１０２の外面にねじ山１０４を形成して、それらの螺合によって弁蓋１２と縦管１０２とを接続するようにしたので、工具などを用いること無く、簡単に空気弁１０を着脱することができる。つまり、空気弁１０の分解点検作業が容易となる。同様に、カバー２６も簡単に着脱することができる。
【００４５】
したがって、この実施例によれば、ごみ等の異物が詰まり難く、維持管理が容易な空気弁１０を提供できる。
【００４６】
なお、上述の実施例では、第１シャフト部３２の上部に２つの貫通孔４４を形成し、そこに円柱状の部材を挿通するように設けて第１係止部４６としたが、第１係止部４６の形状および取り付け方法は、これに限定されない。たとえば、第１係止部４６をリング状或いはＣ字状に形成して、取り外しが可能なように、第１シャフト部３２に外嵌するようにしてもよい。また、第１シャフト部３２と鍔状部４０とを予め一体的に形成するようにしたが、これに限定されず、それぞれを別部材として形成して、溶接や接着、或いはねじ方式などを利用して接続するようにしてもよい。
【００４７】
また、第２シャフト部５０の上部にリング状の部材を外嵌して第２係止部５２としたが、第２係止部５２の形状および取り付け方法は、これに限定されない。たとえば、Ｃ字状の部材を外嵌するようにしてもよいし、第１シャフト部３２の第１係止部４６と同様に、棒状の部材を差込むようにしてもよい。また、第２シャフト部５０と鍔状部材５６およびフロート６４とを別部材として形成し、ねじ方式を利用して接続したが、これに限定されない。たとえば、溶接や接着などの方式を利用して接続するようにしてもよいし、予め一体的に形成するようにしてもよい。もちろん、鍔状部材５６とフロート６４とを一体的に形成し、それを第２シャフト部５０に接続するようにすることもできる。また、フロート６４自体が第２弁体として機能するようにしてもよい。つまり、フロート６４の上面がゴム輪を介して第１摺動体３０の鍔状部４０（第２弁座）の下面と当接することにより、第２空気路７２の連通を遮断するようにすることもできる。
【００４８】
さらに、弁蓋１２とガイド部２２とを予め一体的に形成するようにしたが、これに限定されず、それぞれを別部材として形成して、溶接や接着、或いはねじ方式などを利用して接続するようにしてもよい。
【００４９】
また、上述の実施例では、フロート６４の形状を釣鐘状にしたが、これに限定されない。たとえば、球形や楕円球形に形成してもよいし、有頂円筒形や有頂有底の円筒形に形成してもよい。
【００５０】
さらに、上述の実施例では、第１摺動体３０の第１シャフト部３２に、互いに平行に延びる２つの切欠部３８を形成したが、切欠部３８の形状などは、これに限定されない。たとえば、図１０および図１１に示すように、３つの切欠部３２を形成することもできるし、１つ或いは４つ以上の切欠部３２を形成することもできる。また、図１２に示すように、必ずしも互いに平行に切欠部３８を形成する必要は無い。さらに、図１３に示すように、必ずしも平面状に切欠部３８を形成する必要は無く、曲面状或いは溝状に形成してもよい。
【００５１】
また、上述の実施例では、第１摺動体３０の第１シャフト部３２に切欠部３８を形成し、第１開口部２４と切欠部３８とによって第１空気路７０を形成するようにしたが、これに限定されない。たとえば、弁蓋１２に貫通孔７４を形成し、この貫通孔７４を第１空気路７０として利用するようにしてもよい。具体的には、図１４および図１５に示すように、弁蓋１２の天板部１６を鉛直方向に貫通する１つ或いは複数（図１４および図１５に示す実施例では４つ）の貫通孔７４を、第１開口部２４の周囲に形成するとよい。この際には、第１摺動体３０の鍔状部４０を、各貫通孔７４よりも外方に延びるように形成し、その鍔状部４０の上面外縁にゴム輪４２を設けるようにするとよい。もちろん、貫通孔７４は、ガイド部２２内を貫通するように形成することもできる。また、貫通孔７４の形状は、図１５に示すような断面円形のものでなくてもよく、断面形状がＣ字形や方形などであってもよい。
【００５２】
また、たとえば、図１６に示すように、第１開口部２４の側面（ガイド部２２の内面）に溝状の切欠部７６を形成し、この切欠部７６と第１シャフト部３２の外側面３６とによって第１空気路７０を形成することもできる。
【００５３】
ここで、第１摺動体３０（第１シャフト部３２）に切欠部３８を形成する場合には、より大きな第１空気路７０を形成しようとすると、第１摺動体３０の外径を大きくする必要がある。しかし、上述のように、弁蓋１２に形成した貫通孔７４や切欠部７６を利用して第１空気路７０を形成することによって、第１摺動体３０の径を大きくすること無く、より大きな第１空気路７０を形成することが可能となる。
【００５４】
さらに、第１空気路７０は、第１摺動体３０の管壁を貫通するように形成することもできる。具体的には、たとえば、図１７および図１８に示すように、第１摺動体３０の管壁を鉛直方向に貫通する直線状の貫通孔７８を形成し、この貫通孔７８を第１空気路７０として利用するとよい。なお、この貫通孔７８は、その下部において湾曲し、第１シャフト部３２の外側面３６下部で開口する。このように、第１摺動体３０の管壁を貫通する第１空気路７０を形成すれば、加工コストが上昇する懸念はあるが、第１シャフト部３２の外側面３４を断面円形に形成できるので、第１摺動体３０をよりスムーズに摺動（動作）させることができる。
【００５５】
また、たとえば、図１９に示すように、必ずしも第１摺動体３０の中央に第２開口部３４を形成する必要は無く、第２開口部３４を偏心させて形成してもよい。この場合には、たとえば、貫通孔７８を形成して第１空気路７０として利用してもよいし、切欠部３８を形成して第１空気路７０として利用してもよい。
【００５６】
また、上述の実施例では、第２シャフト部５０（第２摺動体４８）の外径を第１摺動体３０の第２開口部３４の径よりも小さくすることによって、第２シャフト部５０の側面と第２開口部３４の側面との間に隙間を形成し、この隙間を第２空気路７２として利用したが、これに限定されない。たとえば、第２シャフト部５０の側面に鉛直方向に延びる溝を形成し、その溝と第２開口部３４の側面との間に形成される空間を第２空気路７２としてもよい。この場合には、第２シャフト部５０の側面と第２開口部３４の側面との間の隙間は、第２摺動体４８が摺動できる最低限の大きさにしておくとよい。また、第２シャフト部５０の側面に溝を形成する代わりに（或いは共に）、第１シャフト部３２の内側面に溝を形成することもできる。このように、第２シャフト部５０の側面、或いは第１摺動体３０の内側面に溝を形成して第２空気路７２とすることによって、製作工程（加工工程）は増えるが、「ガタ」を大きくする必要が無いので、第２摺動体４８がふらつくことなく摺動可能となり、第２空気路７２を確実に閉塞できるようになる（つまりシール性が向上する）。
【００５７】
さらに、第２摺動体４８の内部を軸方向に貫通するように第２空気路７２を形成してもよい。ただし、外径の小さい第２摺動体４８に貫通孔を形成することは困難な場合があるため、製作容易性や加工コストを考慮すると、第２空気路７２は、第２摺動体４８の側面と第２開口部３４の側面との間に形成することが望ましい。
【００５８】
また、上述の実施例では、縦管１０２と弁蓋１２とを、ねじ山１０４とねじ溝１８とを螺合させるねじ方式を利用して接続したが、これに限定されない。たとえば、縦管１０２と弁蓋１２とを回転嵌合させて固定する、所謂バヨネット方式（或いはターンアップ方式）を利用して接続しても、空気弁１０の着脱を容易に行える。また、カバー２６の接続に関しても、同様にバヨネット方式を利用できる。さらに、空気弁１０は、縦管１０２を弁箱として、その構成に含むようにすることもできる。この場合には、たとえば、弁蓋１２と縦管１０２とが一体的に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】この発明の一実施例の送水管用空気弁を送水管に設けた様子を簡略的に示す図解図である。
【図２】図１の送水管用空気弁を示す平面図である。
【図３】図１の送水管用空気弁を側方から見た断面を示す断面図である。
【図４】第１摺動体の一例を示す斜視図である。
【図５】第２摺動体の一例を示す斜視図である。
【図６】図１の送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図７】図１の送水管用空気弁の第１空気路および第２空気路が共に開いている状態を示す部分断面図である。
【図８】図１の送水管用空気弁の第１空気路および第２空気路が共に閉じている状態を示す部分断面図である。
【図９】図１の送水管用空気弁のフロートの第２空気路のみが開いている状態を示す部分断面図である。
【図１０】第１摺動体の他の一例を示す斜視図である。
【図１１】図１０の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１２】さらに他の一例の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１３】さらに他の一例の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１４】この発明の他の実施例の送水管用空気弁を側方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１５】図１４の送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１６】この発明のさらに他の実施例の送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１７】第１摺動体のさらに他の一例を示す斜視図である。
【図１８】図１７の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【図１９】さらに他の一例の第１摺動体を用いた送水管用空気弁を上方から見た断面の一部を示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０ …送水管用空気弁
１２ …弁蓋
２２ …ガイド部（第１弁座）
２４ …第１開口部
３０ …第１摺動体
３２ …第１シャフト部
３４ …第２開口部
３８ …切欠部
４０ …鍔状部（第１弁体，第２弁座）
４８ …第２摺動部
５０ …第２シャフト部
５６ …鍔状部材（第２弁体）
６４ …フロート
７０ …第１空気路
７２ …第２空気路
１００ …送水管
１０２ …縦管
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送水管に取り付けられる送水管用空気弁であって、
前記送水管に接続される弁蓋、
前記弁蓋に設けられ、当該弁蓋の上方と下方とを連通する第１開口部、
前記第１開口部に摺動可能に設けられ、その上方と下方とを連通する第２開口部を有する第１摺動体、
前記第２開口部に摺動可能に設けられる第２摺動体、
前記第２摺動体の下部に設けられるフロート、
前記第２開口部より外側に形成され、前記弁蓋の上方と下方とを連通する第１空気路、
前記第２開口部の内側に形成され、前記弁蓋の上方と下方とを連通する第２空気路、
前記第１摺動体に設けられ、前記弁蓋の下面と当接して前記第１空気路の連通を遮断する第１弁体、および
前記フロートの上に設けられ、前記第１摺動体の下面と当接して前記第２空気路の連通を遮断する第２弁体を備える、送水管用空気弁。
【請求項２】
前記第２空気路は、前記第２摺動体の外側面と前記第２開口部の側面との間に形成される、請求項１記載の送水管用空気弁。
【請求項３】
前記第２空気路は、前記第２摺動体を貫通して形成される、請求項１記載の送水管用空気弁。
【請求項４】
前記第１空気路は、前記第１摺動体の外側面と前記第１開口部の側面との間に形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の送水管用空気弁。
【請求項５】
前記第１空気路は、前記第１開口部より外側に形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の送水管用空気弁。
【請求項６】
前記第１空気路は、前記第１摺動体を貫通して形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の送水管用空気弁。
【請求項１】
送水管に取り付けられる送水管用空気弁であって、
前記送水管に接続される弁蓋、
前記弁蓋に設けられ、当該弁蓋の上方と下方とを連通する第１開口部、
前記第１開口部に摺動可能に設けられ、その上方と下方とを連通する第２開口部を有する第１摺動体、
前記第２開口部に摺動可能に設けられる第２摺動体、
前記第２摺動体の下部に設けられるフロート、
前記第２開口部より外側に形成され、前記弁蓋の上方と下方とを連通する第１空気路、
前記第２開口部の内側に形成され、前記弁蓋の上方と下方とを連通する第２空気路、
前記第１摺動体に設けられ、前記弁蓋の下面と当接して前記第１空気路の連通を遮断する第１弁体、および
前記フロートの上に設けられ、前記第１摺動体の下面と当接して前記第２空気路の連通を遮断する第２弁体を備える、送水管用空気弁。
【請求項２】
前記第２空気路は、前記第２摺動体の外側面と前記第２開口部の側面との間に形成される、請求項１記載の送水管用空気弁。
【請求項３】
前記第２空気路は、前記第２摺動体を貫通して形成される、請求項１記載の送水管用空気弁。
【請求項４】
前記第１空気路は、前記第１摺動体の外側面と前記第１開口部の側面との間に形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の送水管用空気弁。
【請求項５】
前記第１空気路は、前記第１開口部より外側に形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の送水管用空気弁。
【請求項６】
前記第１空気路は、前記第１摺動体を貫通して形成される、請求項１ないし３のいずれかに記載の送水管用空気弁。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２００９−２２２２１４（Ｐ２００９−２２２２１４Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７０５８７（Ｐ２００８−７０５８７）
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（５０５１４２９６４）クボタシーアイ株式会社 (192)
【出願人】（５９６０２９０８５）株式会社パディ研究所 (28)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１日（２００９．１０．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１９日（２００８．３．１９）
【出願人】（５０５１４２９６４）クボタシーアイ株式会社 (192)
【出願人】（５９６０２９０８５）株式会社パディ研究所 (28)
【Ｆターム（参考）】
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