(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下に、本発明における排水用継手とこれを用いた排水システムの望ましい実施形態を図面に基づいて詳述する。
図1において、排水設備1は、戸建住宅、或は集合住宅等の建造物2内に設けられ、排水立て配管(以降、立て配管)3と横配管4とを有している。この立て配管3と横配管4は、本発明の通気一体型継手により接続される。また、排水設備1は、器具排水管5を有し、この器具排水管5は、浴室、洗面器、台所流し、便器等の排水器具6と横配管4とを接続し、排水器具6からの排水を横配管4まで流せるようになっている。また、トラップ7は、排水器具6と器具排水管5との途中に設けられている。
【0017】
本発明の通気一体型継手は、
図2及び
図3に示すように内部に排水流路11を有する筒状の継手本体10を有し、この継手本体10の上部には密閉部材35が設けられ、この密閉部材35の下方に通気機構13が取付けられ、さらに、密閉部材35の上方には蓋体14が装着されている。また、継手本体10の下部には立て配管3が接続され、側部には
図4に示すように大径横配管4a、又は小径横配管4bである横配管4が接続される。
【0018】
継手本体10は、通気機構13と連通する後述する内筒41と外筒12とを有する二重筒構造になっている。この継手本体10には、排水立て配管3接続用の立て配管接続部15(以下、接続部15)と横配管4接続用の横配管接続部17(以下接続部17)とを有している。
接続部15には後述する調整リング25が装着され、また、この接続部15から外筒12の上部側にかけて緩やかに傾斜したアール面部が形成されている。
【0019】
図4に示すように、接続部17は、その内径全体が継手本体10に設けられた後述する筒体54の外方に位置するように軸芯O
2が立て接続部15の軸芯O
1に対して偏芯位置に設けられている。接続部17は、例えば、φ75mm程度の大径横配管4aを接続可能な径に形成される。また、接続部17の一側には膨出部29が形成され、この膨出部29の内周面29aに略円弧状の旋回流路面18が形成されている。
【0020】
旋回流路面18は、接続部17の内径位置から筒体54の外径位置に接する二点鎖線で示した仮想線Lの延長線上の点Pまで円弧状の曲面に形成されている。旋回流路面18を形成する場合、内周側曲面部18bを幅広く確保するためには、接続部17を継手本体10の内方側(
図4におけるEの方向)に偏芯させればよいが、この場合には旋回流路面18の外周側曲面部18aの幅が狭くなる。
【0021】
一方、接続部17を継手本体10の外方側(
図4におけるFの方向)に偏芯させると、旋回流路面18の外周側曲面部18aの幅が広く確保できるものの、継手本体10の外形が大きくなり、また、旋回流路面18の内周側曲面部18bの幅が狭くなる。
以上のことから、本実施形態においては、接続部17を二点鎖線で示した筒体54の外径への仮想線である接線L上に大径横配管4aの内周側がかかる位置に配置して、旋回流路面18の内周側曲面部18bと外周側曲面部18aの幅をバランスよく確保している。
【0022】
このような構造により、継手本体10内に旋回流路面18を広く、且つ、長く確保し、小径横配管4bを接続部17に接続した場合でも後述するように旋回流を発生させるようになっている。さらに、旋回流路面18の形状は、継手本体10の成形時において図示しない成形型を接続部17(及び接続部15)から抜き出し可能な形状に設けており、延いては、この成形型を接続部17から抜き出せる限界の位置に点Pを設けることで、効率的な旋回流の得られる旋回流路面18を広く、且つ長く形成することも可能になっている。
【0023】
また、旋回流路面18の下方側縁には、エッジ状縁部19が形成されている。このエッジ状縁部19は、アール面部16に掛かることにより、更に旋回流路面18を広く、且つ長く形成することができるので、小径横配管4bを接続した場合でも、大径横配管4aの場合と同様の旋回流を得ることができる。
しかも、旋回流路面18がアール面部16に掛かることにより、このアール面部16の縮径により旋回流の速度を速めることができ、排水中に異物が含まれていても速やかに排出することができる。
【0024】
継手本体10は、接続部15と接続部17とを介して立て配管3の上端位置と横配管4との交差位置に取付けられ、横配管4を介して接続部15側から排水が流れ込んだときにこの排水を旋回流路面18により旋回流にしながら接続部17から立て配管3に流すことができるようになっている。
そして、接続部17には異径接続体20が着脱可能に装着され、この異径接続体20を介して小径横配管4bを接続できるようになっている。
【0025】
図11に示した異径接続体20は、例えば、φ50mm程度の小径横配管4bを接続部17に接続するために装着され、
図8のC−C断面図である
図9、D−D断面図である
図10に示すように、接続部17に嵌入可能な外径を有し、また、小径横配管4b接続用の小径用接続穴21を有している。
【0026】
小径用接続穴21は、接続部17の径よりも小径になっており、異径接続体20の軸芯O
2に対して軸芯O
3を偏芯させた位置に形成している。
これにより、異径接続体20を接続部17に接続する場合には、小径用接続穴21の一部を旋回流路面18に沿った状態で連設させて排水を旋回させるようになっている。
【0027】
この場合、特に、
図6に示すように、異径接続体20は、小径用接続穴21の内周下面21aが旋回流路面18に沿った状態の位置から旋回流路面18側に略45°の位置になる状態の範囲T内で接続部17に接続することが望ましい。
【0028】
小径用接続穴21の挿入側奥部には、横配管4の先端4cが当接する当接部22が形成されている。これにより、小径用接続穴21に横配管4が挿入されると、この横配管4は、当接部22により位置決めされた状態で接続される。
【0029】
ここで、
図7においては、継手本体10に調整リング25が装着された状態を示している。調整リング25は、外周側に接続部15に嵌着可能な外周側が直線状の筒部26と、この筒部26に続けてテーパ段部27とが形成されている。また、調整リング25の内周側には、テーパ面部28が形成され、このテーパ面部28は排水流路11と接続部15に接続された立て配管3の内周側とを滑らかに繋ぐことができるようになっている。
【0030】
また、継手本体10の調整リング25の装着箇所には、調整リング25の筒部26が嵌着する直線部30と、テーパ段部27を係止する段部31が形成されている。
調整リング25を接続孔側から挿入すると、直線部30に筒部26が嵌合し、また、テーパ段部27が段部31に係止することでこの調整リング25が接続部15に抜け止めされた状態で取付けられる。本実施形態における継手本体10の排水流路11の内径は、立て配管3が薄肉管3aであるときのこの薄肉管3aの内径と略同径に形成しているが、このように調整リング25を装着するだけで、厚肉管3bに対応させることができ、厚肉管3bを接続部15から挿着したときにこの厚肉管3bの内径端部側が排水時の障害となることがなく、旋回流を持続したままスムーズに排水を流下することができる。
【0031】
継手本体10の開口上端部10aには、密閉部材35が取付けられている。この密閉部材35は、略環状に形成され、その中央部位に開口部36とこの開口部36の外周底面側に弁座部37とが形成されている。密閉部材35は、継手本体10の上方の開口側から嵌め込むように取付けられ、取付け後には、この密閉部材35の上部に形成された鍔部38が継手本体10の開口上端部10aに当接して所定の取付け状態に保持される。この鍔部38と開口上端部10aとの間にはOリング39が装着され、このOリング39により継手本体10と密閉部材35とが密封シールされている。継手部材は、開口部36を介して大気と連通可能になっている。
【0032】
開口部36の外側にはめねじ部40が形成されており、このめねじ部40に対して内筒41に設けたおねじ部42が螺着されることによりこの内筒41が密封部材35に一体化される。このように、内筒41は、この螺着によって密閉部材35よりも内方側に調芯されながら装着される。内筒41の内部には通気機構13が収納される。
【0033】
図2、3に示すように、通気機構13は、弁体45、シール部材46、スプリング47を有し、これらは、内筒41の内側に取付けられている。弁体45は、略かさ状の蓋部45aの中央位置から軸部45bが垂下形成され、この軸部45bの外周側には円筒状の案内筒45cが形成されている。案内筒45cの内径は、後述する弁体保持体51の外径よりもやや大径に形成されている。シール部材46は、ゴム等の可撓性部材により環状に形成され、蓋部45aの外周側に設けられた装着溝49に嵌め込まれて装着される。
【0034】
一方、この通気機構13が設けられる内筒41の内側には、複数の板状のジスクガイド50が放射状に突設形成され、このジスクガイド50の内側に弁体45が収納保持されるようになっている。また、内筒41の中心位置には密閉部材35よりも下方位置に円筒状の弁体保持体51が一体に形成されている。この弁体保持体51の中央には、穴部52が形成されており、この穴部52に対して弁体45の軸部45bが挿着可能になっている。
【0035】
弁体45を内筒41に取付ける際には、軸部45bを弁体保持体51の穴部52に挿入し、また、案内筒45c内にこの弁体保持体51を挿入させながらジスクガイド50内に収納する、このとき、軸部45bと弁体保持体51との間にスプリング47を弾発付勢した状態で取付ける。これにより、通常時においては、弁体45のシール部材46がスプリング47の付勢力により弁座部37に着座し、継手本体10内部が密閉状態になっている。
【0036】
通気機構13は、通常時において、継手本体10の上端より突出することなく閉止状態を保持し、一方、継手本体10内が負圧になると、弁体45が弁体保持体51に沿って調芯された状態でスプリング47を圧縮しながらこの継手本体10の内方へ開放駆動する通気弁であり、これにより、排水設備1内の負圧を軽減できるようになっている。
【0037】
さらに、内筒41の下方側には雄ねじ53が形成され、この雄ねじ53に対して筒体54の雌ねじを螺着して取付けている。筒体54は、通気弁13の下部にこの通気弁13の内部と連通するように垂下形成されている。このように、継手本体10内に筒体54(内筒41)が配設されることにより、排水流路11は、この継手本体10と筒体54(内筒41)との間に設けられる。このことにより、排水時には、筒体54(内筒41)により内管通気がおこなわれて強制的に継手本体10内に前述した空気芯が形成されてスムーズな排気がおこなわれる。
【0038】
筒体54は、本実施形態においては、ゴム材料等の可撓性材料により所定の長さに形成され、
図4に示すように、排水中の異物55がこの筒体54と継手本体10内部との間にあるときに弾性変形してこの異物55による詰まりを防ぐことができ、また、この弾性変形により、元の形状に容易に復元するようになっている。この場合、筒体54と継手本体10内部との空間部位において、例えば、十分に水分を含浸した硬質スポンジによって形成される擬似異物(例えば、φ25×80mm)55が通過可能な寸法に設定している。
【0039】
さらに筒体54は、外周側に外周溝56が形成されており、筒体54に異物55が接触したときに、この外周溝56の間隙が狭まるように筒体54が曲がることでより可撓性を向上している。筒体54は、螺合に限ることなく凹凸嵌合等の別の取付手段により内筒41と一体化してもよく、また、内筒41と一体に形成してもよい。
【0040】
蓋体14は、略円盤状に形成され、内周側にはメネジ60が形成されている。蓋体14は、このメネジ60を継手本体10に形成されたオネジ61に螺着することで継手本体10上部に取付けた密閉部材35の上から着脱自在になっている。蓋体14の取付け後には、この蓋体14と継手本体10との間に密閉部材35が挟着されるように固定される。
【0041】
蓋体14の側部には複数の開口窓62が等間隔で形成され、さらに、この開口窓62の間には求心方向に案内フィン63が形成されて横通気路64が形成されている。蓋体14の上部にはカバー部65が形成され、このカバー部65により密閉部材35の開口部36を上方より覆って遮音し、排水時の音が床材等に伝わらないようにしている。また、このカバー部65により、埃等のゴミの浸入も防いでいる。
【0042】
この蓋体14は、省略することもでき、この場合には、密閉部材35に継手本体10のオネジ61に螺着可能な図示しないメネジを形成することによりこの密閉部材35が自然に外れることを防ぐことができる。
【0043】
上記実施形態においては、継手本体10に接続する異径接続体20の小径用接続穴21が小径の横配管4bの接続用である場合を説明したが、この小径用接続穴21の径は、大径横配管4aと小径横配管4bとの間の寸法の径などの任意の寸法に形成することもできる。
【0044】
次に、本発明における通気一体型継手の上記実施形態における動作並びに作用を説明する。
先ず、横配管4のうち、大径横枝管(例えば、φ75mm)4aを継手本体10に接続する場合には、継手本体10の接続部17に対してこの大径横配管4aを直接挿入して接続する。また、接続部15に対しては立て配管3を直接挿入して接続し、これにより、大径横配管4aと立て配管3とが継手本体10により接続される。
【0045】
排水設備1において、例えば、最上階の器具5から排水が流れ出ると、この排水は、器具配管4を経由して横配管4に流れ、この横配管4と排水立て管2の上端位置との交差位置に導かれ、この位置に配設された継手本体10内に流れ落ちる。排水は、継手本体10に流入後に内壁に沿って進み、接続部17の軸芯O
2が接続部15の軸芯O
1に対して偏芯していることにより、この排水は立て配管3内を旋回流となって流れる。このとき、排水は、略円弧状の旋回流路面18に沿って進んで整流化し、器具5からの排水がスムーズに行われる。また、継手本体10にアール面部16を設けていることにより、旋回流の跳ね返りが防止される。さらに、旋回流の発生により、継手本体10の内壁全体が洗い流され、汚物等の付着が防がれる。
【0046】
排水の流下によって排水設備1内に負圧が発生すると、それまで閉止状態を維持していた通気弁13の弁体45が、
図2に示すように、スプリング47の弾発力に抗して下方に移動して開口部36が開かれ、この開口部36から排水設備1内に大気が流入する。このように、負圧発生時には、負圧と大気圧との圧力差に応じて通気弁13が開放駆動して弁開状態になることで大気が排水設備1内に取り込まれ、これにより排水設備1内の圧力差が小さくなって負圧が軽減される。このとき、排水していない器具5のトラップ7内の封水が負圧によって減少することも防止される。
【0047】
弁開動作によって排水設備1内の圧力差が小さくなると、通気弁13が弁閉動作する。弁閉動作は、スプリング47の弾発力によって弁体45が閉方向に移動して、弁体45のシール部材46が弁座部37に着座することで行われる。弁体45が着座すると、継手本体10内が密閉状態に戻り、排水設備1内の臭気が大気側(床下等)に逃げることが防がれる。
【0048】
続いて、横配管4として、小径横枝管(例えば、φ50mm)4bを継手本体10に接続する場合を説明する。この場合、異径接続体20を、内周下面21aが
図6の範囲T内になるように目視によって接続部17に接続する。本実施形態においては、
図6(a)に示すように、内周下面21aが旋回流路面18に沿った状態の位置になるように異径接続体20を接続部17に接続した。
小径横配管4bは、先端4cが小径用接続穴21の当接部22に当接するまで挿入する。また、立て配管3は、上記と同様に接続部15に直接挿入されて接続される。
【0049】
この状態で小径横配管4bから継手本体10内に排水が流入すると、この排水は、
図4、5に示すように、破線で示した小径横配管4bの内径Rから流れるときに、旋回流路面18に沿った状態で進んで多くの量が継手本体10内を旋回流となって流れる。このとき、旋回流路面18が大径横配管4a用の接続部17から継手本体10内部に沿って略円弧状に形成されているので、排水は、小径横配管4bの軸方向である矢印Mの方向に流れる以外にも、旋回流路面18の内周側曲面に案内されて旋回流路面18の内周側曲面部18bから外周側曲面部18aに向かう矢印Nの方向にも流れ、旋回流となる割合がより大きくなっている。
【0050】
しかも、前記のように、内周下面21aが範囲T内になるように異径接続体20を接続しているので、小径用接続穴21の一部を旋回流路面18に沿わせて連設して、より遠心方向に拡径した大きな旋回流を発生させることができる。このように、本実施形態では、内周下面21aが旋回流路面18に沿った状態に設けられていることにより、排水が小径用接続穴21から旋回流路面18に落下するまでの図示しない落下距離を短くすることができ、排水流入時の乱流の発生を抑えることができる。
【0051】
さらに、旋回流路面18の下方側縁にはエッジ状縁部19が形成されているため、排水が継手本体10内に落下する割合を減らすことができ、縁部がアール状に形成される場合と比較してより多くの排水を旋回流路面18側に導いて旋回流となる割合を増している。
なお、通気弁13は、この小径横配管4bの接続時においても上記の大径横配管4aを接続した場合と同様に動作し、排水設備1の負圧が軽減される。
【0052】
以上のように、本発明の通気一体型継手は、通気機構13を有する継手本体10に、接続部15と接続部17とを設け、接続部17に小径横配管4bが接続可能な小径用接続穴21を有する異径接続体20を接続できるようにしているので、1つの継手本体10を用いて小径横配管4bから大径横配管4aまでの異なる径の横配管4を接続することができる。
【0053】
継手本体10内に排水が流れる際には、異径接続体20を用いて小径横配管4bを接続した場合でも、大径横配管4aを接続する場合と同様に継手本体10の軸芯Sを中心に空気芯を有する旋回流が発生して立て配管3への空気供給が確保される。よって、横配管4からの排水がスムーズにおこなわれ、継手本体10の通気・排水機能が損なわれることがない。しかも、排水中に含まれる異物55が継手本体10内に詰まったりすることが防がれ、通気弁13がスムーズに動作して流水時の通気性を確保できる。
【0054】
また、1種類の継手本体10を利用できることにより、成形型の種類が増えることも防がれ、製作にかかるコストアップを抑えながら小径から大径まで横配管3の接続に対応することができ、管理も容易な通気一体型継手である。
【0055】
通気弁13は、通常は、継手本体10の上端より突出することなく閉止状態を保持し、継手本体10内が負圧になったときに、弁体45を内方側へ開放駆動させて通気させるようにしているので、この通気弁13が継手本体10の上方に延出することがなく、横配管4の接続部17から密閉部材35の頂点部位までの高さが大きくなることが防がれて全体をコンパクト化できる。従って、例えば、狭い床下空間の寸法にも制約されることがなく、所定の通水口径を維持しながら配設でき、設置空間を小さくして居住スペースを大きく確保することができる。
【0056】
図12においては、異径管用継手の一実施形態を示している。なお、この実施形態において、上記実施形態と同一部分は同一符号によって表し、その説明を省略する。
この異径管用継手の継手本体70は、立て配管3接続用の立て配管接続部15と横配管4接続用の横配管接続部17、及び、図示しない外部配管を接続するための接続部71とを有している。接続部17は、前記実施形態と同様に、接続部15に対して偏芯し、かつ、膨出形成された膨出部29の内周面29aに略円弧状の旋回流路面18が形成されている。また、接続部17には異径接続体20が着脱可能に装着されている。
【0057】
異径接続体20は、前記実施形態と同様に、軸芯O
2に対して偏芯した位置に小径用接続穴21が形成され、この小径用接続穴21の一部を旋回流路面18に沿った状態で連設させて排水を旋回させるようにしている。
この内部構造により、異径管用継手は、前述の通気一体型継手と同様の排水機能を発揮することができ、しかも、排水時の旋回流の発生によって中心付近に空気芯を発生できることにより、排水時の通気機能を確保することもできる。
【0058】
この異径管用継手は、接続部71に外部配管を接続できる構造であるため立て配管3の途中位置と横配管4とを接続することができ、このとき、異径接続体20を用いることで各種の寸法径の横配管4にも対応できる。
よって、この異径管用継手は、異径管を接続するための管継手として様々な配管に幅広く適用できることはもとより、例えば、上記実施形態において、排水流路1における立て配管3と横配管4との全ての接続箇所を1種類の異径管用継手を用いて接続することにより、コストアップを抑えつつ高い通気・排水性能を確保できる。
【0059】
さらには、この異径管用継手と上記の通気一体型継手とを組合わせることにより排水設備1の通気・排水性が一層向上し、これらの相乗効果によって機能性の高い排水設備1を構築することができる。