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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-10-31
(45)【発行日】2022-11-09
(54)【発明の名称】排水部材および雨樋
(51)【国際特許分類】
   E04D 13/068 20060101AFI20221101BHJP
【FI】
E04D13/068 504D
【請求項の数】 7
(21)【出願番号】P 2022139252
(22)【出願日】2022-09-01
(62)【分割の表示】P 2018109788の分割
【原出願日】2018-06-07
(65)【公開番号】P2022164869
(43)【公開日】2022-10-27
【審査請求日】2022-09-01
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000002174
【氏名又は名称】積水化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100152272
【弁理士】
【氏名又は名称】川越 雄一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100147267
【弁理士】
【氏名又は名称】大槻 真紀子
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】元 隆明
(72)【発明者】
【氏名】寺地 信治
(72)【発明者】
【氏名】田中 将成
【審査官】山口 敦司
(56)【参考文献】
【文献】特開平6-117065(JP,A)
【文献】特開平9-324509(JP,A)
【文献】特開2003-41719(JP,A)
【文献】特開平7-317245(JP,A)
【文献】特開平7-317243(JP,A)
【文献】特許第6279795(JP,B1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
E04D 13/068
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
軒樋の底部から排水するための排水部材であって、
前記底部に設けられた貫通孔の下方、かつ、前記底部の下面に固着される円筒状の外側筒部を有する下筒と、
前記貫通孔内、かつ、前記下筒の内側に装着される円筒状の内側筒部を有する上筒と、を備え、
前記上筒は、前記軒樋の内側で、前記底部から上方に離間した位置に設置された蓋部材と、前記内側筒部の上端部と接続され、前記底部の上面に載置される載置部と、を備え、
前記内側筒部の上端部と、前記載置部と、の間は、下方から上方に向かい徐々に拡径する曲面部で接続され、
前記蓋部材と前記載置部との間には流入開口が形成され、
前記蓋部材には、開口が形成され、
前記蓋部材の上面視における面積のうち、前記開口の占める面積の割合は、0%より大きく60%以下である、排水部材。
【請求項2】
軒樋の底部から排水するための排水部材であって、
前記底部に設けられた貫通孔の下方、かつ、前記底部の下面に固着される円筒状の外側筒部を有する下筒と、
前記貫通孔内、かつ、前記下筒の内側に装着される円筒状の内側筒部を有する上筒と、を備え、
前記上筒は、前記軒樋の内側で、前記底部から上方に離間した位置に設置された蓋部材
と、前記内側筒部の上端部と接続され、前記軒樋の底部の上面に載置される載置部と、を備え、
前記内側筒部の上端部と、前記載置部と、の間は、下方から上方に向かい徐々に拡径する曲面部で接続され、
前記蓋部材と前記載置部との間には流入開口が形成され、
前記蓋部材には、直径が1mm以上の円形の開口が形成され、
前記蓋部材の上面視における面積のうち、前記開口の占める面積の割合は、60%以下である、排水部材。
【請求項3】
前記上筒は、前記載置部の上面と前記蓋部材の下面とを連結する縦リブを有し、
前記縦リブは、前記曲面部の上面に形成され、前記曲面部と前記蓋部材の下面とを連結している、請求項1または2に記載の排水部材。
【請求項4】
前記開口は、前記蓋部材の上面視において前記上筒の開口部と重なる位置に設けられている、請求項1ないし3のいずれか1項に記載の排水部材。
【請求項5】
軒樋と、
前記軒樋に設置された請求項1ないし4のいずれか1項に記載の排水部材と、
前記排水部材に呼び樋を介して設けられた竪樋と、
を備えた雨樋であって、
前記竪樋の上下方向の高さは3m以上である、雨樋。
【請求項6】
前記軒樋の端部から、前記軒樋の底部において前記排水部材が設置される前記貫通孔までの距離は15m以下である、請求項5に記載の雨樋。
【請求項7】
前記軒樋の底部において前記排水部材が設置される前記貫通孔の中心から前記竪樋の中心軸までの水平方向の距離が1.5m以下である、請求項5または6に記載の雨樋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排水部材および雨樋に関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、下記特許文献1に示すように、軒樋の底部から排水するための排水部材が知られている。この排水部材は、軒樋の底部の下面に固着される下筒と、下筒の内側に装着された上筒と、を備えている。この排水部材では、軒樋の水位が上昇し、排水部材の内側に排水が充満することで、サイフォン作用が生じる。これにより、大量の雨水を極めて効率良く排水することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開2004-308399号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の排水部材では、上筒が上方に向けて開口しているので、上筒の内側に空気が入り込みやすく、安定したサイフォン作用の発生が阻害されるおそれがあった。
【0005】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、安定してサイフォン作用を発生させることができる排水部材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】
【0006】
前記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明に係る排水部材は、軒樋の底部から排水するための排水部材であって、前記底部に設けられた貫通孔の下方、かつ、前記底部の下面に固着される円筒状の外側筒部を有する下筒と、前記貫通孔内、かつ、前記下筒の内側に装着される円筒状の内側筒部を有する上筒と、を備え、前記上筒は、前記軒樋の内側で、前記底部から上方に離間した位置に設置された蓋部材と、前記内側筒部の上端部と接続され、前記底部の上面に載置される載置部と、を備え、前記内側筒部の上端部と、前記載置部と、の間は、下方から上方に向かい徐々に拡径する曲面部で接続され、前記蓋部材と前記載置部との間には流入開口が形成され、前記蓋部材には、開口が形成され、前記蓋部材の上面視における面積のうち、前記開口の占める面積の割合は、0%より大きく60%以下である。
本発明に係る排水部材は、軒樋の底部から排水するための排水部材であって、前記底部に設けられた貫通孔の下方、かつ、前記底部の下面に固着される円筒状の外側筒部を有する下筒と前記貫通孔内、かつ、前記下筒の内側に装着される円筒状の内側筒部を有する上筒と、を備え、前記上筒は、前記軒樋の内側で、前記底部から上方に離間した位置に設置された蓋部材と、前記内側筒部の上端部と接続され、前記底部の上面に載置される載置部と、を備え、前記内側筒部の上端部と、前記載置部と、の間は、下方から上方に向かい徐々に拡径する曲面部で接続され、前記蓋部材と前記載置部との間には流入開口が形成され、前記蓋部材には、直径が1mm以上の円形の開口が形成され、前記蓋部材の上面視における面積のうち、前記開口の占める面積の割合は、60%以下である。
前記上筒は、前記載置部の上面と前記蓋部材の下面とを連結する縦リブを有し、前記縦リブは、前記曲面部の上面に形成され、前記曲面部と前記蓋部材の下面とを連結している構成を採用してもよい。
前記開口は、前記蓋部材の上面視において前記上筒の開口部と重なる位置に設けられている。
本発明に係る雨樋は、軒樋と、前記軒樋に設置された前記排水部材と、前記排水部材に呼び樋を介して設けられた竪樋と、を備えた雨樋であって、前記竪樋の上下方向の高さは3m以上である。
前記軒樋の端部から、前記軒樋の底部において前記排水部材が設置される前記貫通孔までの距離は15m以下である構成を採用してもよい。
前記軒樋の底部において前記排水部材が設置される前記貫通孔の中心から前記竪樋の中心軸までの水平方向の距離が1.5m以下である構成を採用してもよい。
【0007】
この場合、上筒が蓋部材を備えているので、上筒の内側に空気が入り込むのを抑えることができる。また、蓋部材に開口が形成されているので、蓋部材を軽量化するとともに材料コストを低減することができる。また、蓋部材の面積に対する開口の面積の割合が、60%以下であるので、空気が上筒の内側に入り込むのを確実に抑制することができる。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、安定してサイフォン作用を発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
図1】本発明の一実施形態に係る排水部材が設けられた雨樋の外観図である。
図2図1に示す雨樋、および排水部材の斜視図である。
図3図1に示す排水部材の分解斜視図であって、一部を破断した図である。
図4図1に示す排水部材における蓋部材の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照し、本発明の一実施形態に係る排水部材1について説明する。
図1に示すように、本実施形態に係る排水部材1は、高排水機能を有するものであり、例えば工場やショッピングセンター等の大型施設の建物に取り付けられている雨樋50のうち、軒先に配置される軒樋51の内側に設けられる。
【0011】
雨樋50は、図1に示すように、軒先に沿って延びる軒樋51と、軒樋51の底部51aに形成される円形の貫通孔に、呼び樋52を介して接続された竪樋53と、を有している。
貫通孔が軒樋51の底部51aに複数設けられる場合には、貫通孔同士の間の間隔は、30m以下となっている。また、貫通孔が1つ設けられる場合には、軒樋51の端部(止り)から貫通孔までの距離は15m以下となっている。
貫通孔の内径は、5cm~300cm、好ましくは13~190cm、より好ましくは20~140cmである。
【0012】
呼び樋52は、軒樋51に設けられた排水部材1から流下した雨水Wを水平に導水するもので、一端側が第1エルボ54によって排水部材1の下端に接続され、他端側が第2エルボ55によって竪樋53の上端に接続されている。
なお、このような態様に限られず、各エルボ54、55は、90°エルボではなく、135°のエルボでもよいし、各エルボ54、55を用いずに、排水部材1と竪樋53とが直接接続されていてもよい。
雨樋50の水平方向の距離は1.5m以下とし、1m以下であることが好ましい。ここで、雨樋50の水平方向の距離とは、貫通孔の中心から竪樋53の中心軸までの、呼び樋52を含む水平方向の距離を指す。
【0013】
竪樋53は、建物の外壁Pに沿って上下方向に配設され、竪樋53の下端が地中に埋設された不図示の排水管に接続されている。これにより、屋根の軒先から流下した雨水を軒樋51で受けて、呼び樋52および竪樋53を通して排水管側に排水する。
竪樋53の高さは2m以上とし、3m以上であることが好ましい。ここで、竪樋53の高さとは、雨樋50が呼び樋52を備える場合には、第2エルボ55との接続部分までの上下方向の距離を指す。また、雨樋50が呼び樋52を備えない場合には、排水部材1との接続部分までの上下方向の距離を指す。
【0014】
軒樋51は、硬質塩化ビニル樹脂やABS、AES等の合成樹脂の押出成形品であり、断面溝形状をなしている。
そして軒樋51は、不図示の鼻隠し板に取り付けられた雨樋吊具(図示省略)により吊設されて、屋根の軒先から流下した雨水を受ける。
【0015】
軒樋51は、熱による伸縮防止のため、線膨張係数が2.0×10-5/℃以下であることが好ましい。また、軒樋51の厚さ方向の中心に延伸したPET樹脂製シートや鉄製のシートなど低伸縮性シートを内挿したり、軒樋51を構成する合成樹脂自体にワラストナイトや炭素繊維などの低伸縮性の添加物を配合することで線膨張係数を小さくしたりしてもよい。
なお、軒樋51の材質としては、合成樹脂材料に限るものではなく、例えば金属材料の押出成形品等であっても良い。
【0016】
図2に示す排水部材1は、大雨時に軒樋51内に流入した雨水W(図1参照)を軒樋51の底部51aから排水する高排水機能を有している。排水部材1の単位面積あたりの排水流量は、0.25L/秒・cm以上であり、0.30L/秒・cm以上であることが好ましい。
図2および図3に示すように、排水部材1は、底部51aの下面に固着される下筒10と、下筒10の内側に装着された上筒20と、を備えている。下筒10および上筒20は上下方向に延びる共通軸上に配置されている。
以下、この共通軸を中心軸線Oという。そして、排水部材1の上面視において、中心軸線Oと直交する方向を径方向といい、中心軸線O回りに周回する方向を周方向という。
【0017】
下筒10および上筒20は、硬質塩化ビニル樹脂やポリカーボネート、ABS、AES等の合成樹脂の射出成型品である。なお、下筒10および上筒20は、合成樹脂材料に限られず、鋳型を用いた鋳鉄材料により形成されてもよい。また、上筒20および下筒10は、互いに異なる材料により形成されてもよい。
【0018】
図1および図3に示すように、下筒10は、底部51aの貫通孔の下方に配置される外側筒部11と、外側筒部11の上端部から径方向の外側に向けて延び、底部51aの下面に固着される固着部12と、を有している。
外側筒部11は、円筒状をなし、中心軸線Oと同軸に配置されている。固着部12は、上面視で円形状をなし、中心軸線Oと同軸に配置されている。
【0019】
外側筒部11は、この外側筒部11の上端部を形成する大径部11Aと、大径部11Aの下端部に連結され、大径部11Aよりも小径の小径部11Bと、を備えている。大径部11Aおよび小径部11Bは中心軸線Oと同軸に配置されている。
大径部11Aの上下方向の大きさは、小径部11Bの上下方向の大きさよりも小さくなっている。
【0020】
小径部11Bには、第1エルボ54が外側から嵌合される。小径部11Bの内周面には、周方向に延びる雌ねじ部11Cが形成されている。雌ねじ部11Cは、周方向の全周にわたって間隔をあけて(間欠的に)設けられている。図示の例では、雌ねじ部11Cは周方向に等間隔をあけて3つに分割されている。
【0021】
大径部11Aの内周面には凸部15が複数形成されている。凸部15は、複数に分割された雌ねじ部11Cにおける周方向の両端部と、周方向に同等の位置に各別に配置されている。図示の例では、3つの雌ねじ部11Cに対して、6つの凸部15が配置されている。
【0022】
各凸部15は、同等の形状でかつ同等の大きさに形成されている。凸部15は、大径部11Aの内周面から、径方向の内側に向けて突出している。
上面視で、各凸部15は、径方向のうち、それぞれの凸部15と周方向の位置が同等となる各雌ねじ部11Cにおいて、周方向の中央部を通る方向と平行に延びている。
【0023】
なお、各凸部15は、外側筒部11の中心軸線Oを向くように配置しても良く、上面視で中心軸線Oを対称点とした点対称に設けることが好ましい。また、各凸部15の数は少なくとも2つ以上であり、3つ以上が好ましい。
凸部15は、表裏面が周方向を向く板状に形成されている。凸部15の下端縁は、大径部11Aと小径部11Bとを連結する段部11Dに連結されている。
【0024】
凸部15の上端部は、上下方向に沿う縦断面視で、大径部11Aの内側に向けて突となす曲線状に形成されている。
凸部15の上端縁における径方向の外側の端部は、固着部12の上面と、上下方向に段差なく連なっている。凸部15における径方向の内側の端縁15Bにおける下端部は、小径部11Bの内周面と、径方向に段差なく連なっている。
【0025】
上筒20は、外側筒部11の内側に装着された内側筒部21、および内側筒部21の上端部から径方向の外側に向けて延び、底部51aの上面に載置される載置部22を有している。
内側筒部21は、円筒状をなし、中心軸線Oと同軸に配置されている。内側筒部21の開口部が、雨水Wの呼び樋52に向けた軒樋51の落とし口となっている。
載置部22は上面視で円形状をなし、中心軸線Oと同軸に配置されている。載置部22の下面には接着剤が塗布され、軒樋51における底部51aの上面と固着される。
【0026】
内側筒部21の上端部は貫通孔内に配置されるとともに、下方から上方に向かい徐々に拡径している。図示の例では、内側筒部21の上端部は、曲面に形成されたベルマウス形状をなしている。
内側筒部21の上端部の縦断面視(上下方向に沿う断面)における曲率半径は、例えば5mm以上50mm以下とされ、8mm以上45mm以下が好ましく、10mm以上40mm以下がより好ましく、13mm以上30mm以下がさらに好ましい。
内側筒部21の下端部における外周面は、雌ねじ部11Cに装着される雄ねじ部21Aが形成されている。雄ねじ部21Aは、周方向の全周にわたって連続して設けられている。
【0027】
そして本実施形態では、上筒20は、軒樋51の内側で、底部51aから上方に離間した位置に設置され、表裏面が上下方向を向く蓋部材23と、蓋部材23と載置部22とを接続する複数の縦リブ24を備えている。複数の縦リブ24は、上面視で内側筒部21の内周面に重ならない位置で、周方向に間隔をあけて配置されている。
【0028】
複数の縦リブ24は、載置部22の上面と、蓋部材23の下面とを連結している。すなわち蓋部材23は、複数の縦リブ24、24、…によって下方から支持され、軒樋51の底部51aから所定高さHを確保した位置で保持されている。
これら縦リブ24は、流入開口2Aに設けられ、平面視で径方向に対して交差し、かつ湾曲して形成されている。つまり縦リブ24は、流入開口2Aから内側筒部21に流入される雨水Wを整流する機能を有している。
【0029】
蓋部材23は、上述したように軒樋51の内側に配置され、内側筒部21から上方に離間した位置に設置されるとともに、蓋部材23の下側となる軒樋51の底部51aに内側筒部21へ雨水Wを流入させる流入開口2Aを形成している。
蓋部材23は、上方から見て内側筒部21の開口部を塞ぐように配置されるとともに、上面視での面積が、上筒20の内側筒部21の開口面積より大きく設定されている。
【0030】
なお、本実施の形態では蓋部材23の中心と内側筒部21の開口部の中心が上下方向に一致している。仮に、軒樋51自体が傾いて蓋部材23と内側筒部21が共に斜めになっている場合には、蓋面積A2が内側筒部21の開口面積A1と同じ面積とすると、上下方向から見て内側筒部21の開口部を塞ぐことができず、蓋部材23と内側筒部21の間に空気が入る隙間(渦流による空気芯)が生じることになる。
そのため、蓋部材23は、上下方向に直交する面に対する蓋部材23の投影面積が内側筒部21の開口部の投影面積より大きく設定されていることが好ましい。
【0031】
蓋部材23は、軒樋51の底部51aから上方に向けた高さHで10~50mmの位置に設定されている。
なお、サイフォン作用発生のためには流入開口2Aより軒樋51内の水位が高くなる必要があるため、蓋部材23の高さHは軒樋51内の最大水位よりも低い必要がある。安定的なサイフォン作用発生のため、蓋部材23の高さHは、軒樋51内の最大水位の0.1~0.5倍の高さであることが好ましく、0.2~0.45倍の高さであることがより好ましい。
なお、図2に示すように、軒樋51内の最大水位は、軒樋51の前壁51bまたは後壁51cのうち、底面14からの高さが低い方の高さのことをいう。また、蓋部材23が傾いているなどして高さが一定でない場合、蓋部材23の高さHのうち最大の高さが軒樋51内の最大水位の0.1~0.5倍の高さとされていればよい。
【0032】
図4に示すように、蓋部材23には、上下方向に貫く開口23Aが形成されている。開口23Aは周方向に延びる円弧状に形成され、周方向および径方向の双方向に、間隔をあけて複数配置されている。
そして蓋部材23の上面視における面積のうち、開口23Aの占める面積の割合は、0%以上60%以下となっている。
【0033】
ここで、開口23Aの占める面積とは、複数の開口23A全ての面積の和を意味している。また、開口23Aの占める面積の割合とは、中心軸線Oと直交する平面に投影された蓋部材23の面積Aに対する、中心軸線Oと直交する平面に投影された開口23A部の面積Bの割合(開口23A率=B/A×100)である。
開口23Aの占める面積は、好ましくは5%以上50%以下であり、より好ましくは10%以上40%以下である。
【0034】
次に、排水部材1の作用について説明する。
図1に示す状態において、軒樋51内に大量の雨水Wが流れ込むと、竪樋53、呼び樋52、第1エルボ54、および第2エルボ55内に雨水Wが充満する状態となる。これによりサイフォン作用が発生し、大量の雨水Wが排水部材1により軒樋51から排水される。
この際、内側筒部21の上端部が、下方から上方に向かい徐々に拡径しているので、サイフォン作用に基づく雨水Wの流速の上昇が妨げられることがなく、大量の雨水Wを排水部材1により排水することができる。
【0035】
ところで、雨水Wが軒樋51の落とし口(内側筒部21の開口部)から流れ込むときには、渦流が発生して空気を吸い込みやすくなる。仮に空気を吸い込むと、排水は自然落下排水に戻る。
これに対して、上筒20が蓋部材23を有しているので、蓋部材23により空気の進入が阻害されて、安定したサイフォン作用が発生することとなる。
【0036】
以上説明したように、本実施形態に係る排水部材1によれば、上筒20が蓋部材23を備えているので、上筒20の内側に空気が入り込むのを抑えることができる。また、蓋部材23に開口23Aが形成されているので、蓋部材23を軽量化するとともに材料コストを低減することができる。また、蓋部材23の面積に対する開口23Aの面積の割合が、60%以下であるので、空気が上筒20の内側に入り込むのを確実に抑制することができる。
【0037】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【0038】
例えば、上記実施形態に係る排水部材1では、開口23Aが周方向に延びる円弧状に形成されている構成を示したが、このような態様に限られない。開口23Aの上面視形状は任意に変更することができる。例えば、開口23Aを上面視で矩形状をなすメッシュ状に形成してもよい。この場合、矩形状をなす短辺と長辺のうち、短辺の最大長さは10mm以下であり、8mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。
【0039】
また、開口23Aが正方形状の場合には、一辺の最大長さは10mm以下であり、8mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。
また、開口23Aを上面視で円形状に形成してもよい。この場合には、開口23Aの直径は10mm以下であり、8mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。
また、開口23Aを上面視で多角形状に形成してもよい。この場合には、その多角形の重心を通る対角線のうち、最長のものの長さが10mm以下であり、8mm以下が好ましく、5mm以下がより好ましい。
なお、開口23Aがいずれの形状であっても、開口23Aの形状を安定して容易に製造するために、開口23Aの最小長さが1mm以上であることが好ましい。
【0040】
その他、本発明の趣旨に逸脱しない範囲で、前記実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、前記した変形例を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0041】
1 排水部材
10 下筒
20 上筒
23 蓋部材
23A 開口
51 軒樋
51a 底部
図1
図2
図3
図4