JP2006336665A - 管継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 配管の継手部において、接続及び取り外し作業を簡単にすること。
【解決手段】 配管端部に接続され、通水路を有する雄継手と雌継手とからなり、前記雄継手及び前記雌継手が軸シールにて水密に接続される管継手構造において、前記雄継手及び前記雌継手が前記通水路を開閉する開閉弁をそれぞれ備え、前記両継手の取り外し時に、前記両開閉弁間の通水路に空気を導入する負圧破壊機構を備えることで、取り外し時に発生する負圧による引抜力増大を防止する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、湯水を通水する管の継手構造に係り、特に各々の継手に開閉弁を設けた可撓性を有する排水管を使用する場合に好適な、管継手構造に関する発明である。

住宅のトイレや台所、浴室といった水使用機器は、住宅内で設置場所が決められており、給排水管は設置時に工事業者により接続され、居住者は専らそれらを設備として使用してきた。しかし近年は、給排水配管を予め住宅内の複数の居室に設置しておき、水使用機器を移動させ、各居室の居住者が水使用機器と給排水配管を接続して使用するという形態の器具が提案されている。

この例として、内臓ポンプを使用して排水を圧送する移動式の水洗便器がある。住宅内の複数の居室の壁や床に配管接続部を有する給排水設備配管を予め設置しておく。居住者が要介護状態になり自力でトイレまで行くことが困難になった場合には、介護者が居室に水洗便器を移動させ、水洗便器の室内配管を壁や床に設置した配管接続部に接続することで、水洗便器の使用が可能となる。高齢化社会を迎え、この移動式水洗便器へのニーズは大きくなっている。
本例では、取り外しの際に配管内に残留する水の漏出を防止する配慮が必要である。特に排水側の室内配管にはこの要請が強い。このような配慮がなされた発明として、床や壁に設けた配管設備ケーシング内に、排水管の通水路を開閉する弁（ボールバルブ）や吸引装置を設けたものがある。（例えば特許文献１）

また液体を通水する管を、一組の継手にて接続する管継手構造において、取り外した際の液体漏出を防ぐため、各々の継手に開閉弁を設けたものが有る。これは両継手の開閉弁を閉じた後に取り外しが可能となるよう構成されており、誤操作により両継手が外れ、管内の燃料（液体）が周囲に漏れることがないよう配慮されている。継手間のシール部材として、両継手に環状面シール部材を備えている。両継手はその先端に、軸線方向に突出して半径方向に曲がったロックフィンガーを備える一対の異なる大きさのロックフラグと、一対の異なる大きさのラグ凹部とを有している。接続時はまず両継手の軸芯を合わせたうえ、ロックフラグを各々他方の継手のラグ凹部に挿入する。その後、ロックフィンガーをロックチャネルへ移動変位させるために、継手を回転させる。このとき、環状面シール部材は互いに密着しており、両継手間をシールしている状態になる。
（例えば特許文献２）。

しかしながらこれらの方法では以下のような問題を有していた。
特許文献１記載の構成では、継手取り外し時における配管内残留水の漏出対策として配管設備内に吸引装置を設けているが、水使用器具側及び配管設備側に各々ポンプを設けることが必要になり、コスト上昇を招く。また、吸引する際には残留水全てを吸引することが必要となり、接続する水使用機器によって異なる配管条件全てに対応することが難しいといった問題があった。
また特許文献２記載の構成では、接続時、取り外し時の操作が煩雑で、居住者や介護者が行おうとすると、操作に時間を要したり、操作を正しく完了できないといった問題があった。
特開２００１−３４２６５２号公報（

、図１）
特開平７−１５１２８４号公報（第２図）

本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、湯水の通水管の継手構造において、接続及び取り外し作業を簡単に行なうことである。

上記目的を達成するものとして、請求項１記載の発明によれば、配管端部に接続され、通水路を有する雄継手と雌継手とからなり、前記雄継手及び前記雌継手が軸シールにて水密に接続される管継手構造において、前記雄継手及び前記雌継手が前記通水路を開閉する開閉弁をそれぞれ備え、前記両継手の取り外し時に、前記両開閉弁間の通水路に空気を導入する負圧破壊機構を備えた。

また請求項２記載の発明によれば、前記負圧破壊機構を、前記雄継手と前記雌継手との軸シール部材として機能するリップパッキンとした。
なお、本発明でいうリップパッキンとは、シールすることにより隔てられる二つの空間のうち、予め決められた方の空間圧力が他方の空間圧力に対して高い場合にのみその差圧を利用してシールする、ＵパッキンやＹパッキンのことであり、いずれの圧力も高い場合でも機能する、Ｘパッキンなどは含まない。

また請求項３記載の発明によれば、前記負圧破壊機構を、前記雄継手内または前記雌継手内の通水路と各継手外部とを連通する空気導入路と、前記空気導入路内に配置された逆止弁とした。

本発明によれば、配管の接続を雄継手と雌継手からなる管継手構造にておこない、その水密を軸シールによるものとしたので、接続及び取り外し作業が容易である。また両継手の通水路を開閉する開閉弁をそれぞれに設けたので、両継手の開閉弁を閉じるのみで配管内に滞留する流体の漏出防止が可能である。さらに開閉弁の間に負圧破壊機構を設けたので、開閉弁を閉状態にして雄継手と雌継手とを取り外す際に、両開閉弁間に発生する負圧が負圧破壊機構により打ち消されるため、取り外しに必要な引抜力が低減し、取り外しが容易になるという効果がある。

また、負圧破壊機構と両継手間のシール機能を、リップパッキンという単純な構成部材に担わせることで、信頼性を高く、製造コストを低減させることができる。

本発明の効果が顕著なものとして、住宅内の居室で使用され、給排水管の接続が必要な、圧送排水式の移動可能な水洗便器を例として説明する。

実施例である圧送排水式の水洗便器について、図１から図５を用いて説明する。
図１は便器１に給排水管を接続した状態の外観斜視図である。住宅の居室内に置かれた便器１には、室内給水管３と室内排水管２とが底面にて接続されている。室内給水管３の他端は壁６に設けられた給水コンセント７に継手８を介して接続され、給水コンセント７は壁６内に設置された設備給水管（図示せず）に接続されている。また、室内排水管２の他端は壁６に設けられた排水コンセント５に継手４を介して接続され、排水コンセント５は壁６内に設置された設備排水管（図示せず）に接続されている。また、便器１を操作するためのリモコン４８は便器１の近傍に設けられている。

これらの給水コンセント７と排水コンセント５、継手４、８は主に剛性のある合成樹脂により製作されている。また室内給水管３及び室内排水管２は、居室内での便器１の移動を容易にするため、柔軟性のある可撓管を使用している。

この状態において、使用者が便器１で排泄した後、リモコン４８の洗浄スイッチを押すと、便器１内に備えた破砕圧送ポンプ（図示せず）が作動し、便器洗浄（給水）、排泄物破砕、圧送排水という一連の動作を行なう。このように便器１は、破砕圧送ポンプで加圧し、粉砕した排泄物を洗浄水とともに室内排水管２へ送水するため、予め住宅の各居室に給水コンセント７と排水コンセント５を設置しておけば、居住者の排泄の際に介護が必要になった場合など、便器１を居室内に移動させ、室内給水管２及び室内排水管３に接続することで使用することができる。

以下に排水コンセント５と継手４との接続について説明する。
まず図２は排水コンセント５の壁６への設置状態で、継手４の非接続状態を表す断面図である。壁６は両側を壁板１１にて囲まれた中空状になっている。排水コンセント５は、壁板１１の裏側に配設した取付板９と固定座１０とで挟み込み、各々を螺子１２により連結させることで壁板１１に固定されている。また壁板１１の裏側では、設備排水管接続部１３に設備排水管１４が接続されている。設備排水管接続部１３内には通水路２０が形成され、この通水路２０は開閉弁であるボール弁体１５に連通している。このボール弁体１５は、回転軸体１６に固定されており、回転軸体１６の他端は操作ハンドル１７に接続されている。また排水コンセント５は、雌継手である継手接続部２１を有しており、この継手接続部２１は、内部にロックボール２３、Ｕパッキン２４、２５、通水路２２を、また外面にはバネ２７、ロックリング２６、抜止リング２８を有する。このボール弁体１５と排水コンセント５の躯体との間は、Ｏリング１８及びフッ素樹脂製のシールリング１９でシールされており、操作ハンドル１７を回転させることにより、ボール弁体１５が回転し、通水路２０と通水路２２とを連通または遮断することができる。

次に室内排水管２および継手４について、図３を用いて説明する。図３は室内排水管２に接続された継手４の断面図である。継手４は開閉弁であるボール弁体３０を有し回転軸体３１を介して操作ハンドル３２に固定されている。継手４の端部には、筒状のコンセント接続部３５が形成されている。このコンセント接続部３５の外面には鍔３７及び溝３８を、内部には通水路３６を有している。また継手４の他端には、管接続部３９を介して室内排水管２が接続されており、管接続部３９内部の通水路４０は室内排水管２内部と連通している。
このボール弁体３０と継手４の躯体との間は、Ｏリング３３及びフッ素樹脂製のシールリング３４でシールされており、操作ハンドル３２を回転させることにより、ボール弁体３０が回転し、通水路３６と通水路４０とを連通または遮断することができる。

次に継手４を排水コンセント５に接続させた状態について、図４を用いて説明する。図４は継手４と排水コンセント５の接続状態の部分断面図である。
図４において、継手４のコンセント接続部３５が排水コンセント５の継手接続部２１内に挿入されている。コンセント接続部３５は先端部にてＵパッキン２５と、外周面にてＵパッキン２４に当接し、二つのＵパッキンにより継手接続部２１の躯体４７との間がシールされている。この継手４と排水コンセント５の内部には、前述した通り、粉砕した排泄物を含む水が通水される。排泄物は微小に粉砕されているが、固形物であるため、排水経路表面は極力凹凸を無くし、平滑にしなくてはならない。

仮にUパッキン２５が配設されない場合、コンセント接続部３５の外周面と、継手接続部２１の内面との間に排水が入り込む。ここに入り込んだ排水は便器１の使用中も滞留し、排水中の排泄物粉砕粒子（固形物）が堆積する。ここに堆積した固形物の処理は難しく、排水コンセント５と継手４を外しても、継手接続部２１の躯体４７とUパッキン２４との隙間に残ったままとなる。これは臭気の原因になり、また再び継手４を接続した際には、Uパッキン２４でのシール不良の原因になる恐れがある。したがって本実施例では、コンセント接続部３５の先端部にUパッキン２５を設けることでこの要求に対応している。

また、Ｕパッキン２５が劣化等でシール性能が低下した場合のため、Ｕパッキン２４を備えている。このＵパッキン２４はリップ４１を有し、通水路２２、３６内にある排水の圧力によりリップ４１がコンセント接続部３５の外周面に押し付けられ、シール性能を発揮するようになっており、排水が外部に漏れ出すことは無い。

またロックリング２６は、バネ２７により抜止リング２８に当接するように付勢されている。さらにロックボール２３は、溝３８、ロックリング２６、鍔３７に当接しているため、どこにも移動することがない。この状態で、操作ハンドル１７、３２を操作し、ボール弁体１５、３０を各々開状態にすると室内排水管２内部と設備排水管１４内部が連通する。これにより前述のように便器１の使用が可能となる。また通水時は通水路２２、３６内に圧力がかかり、継手４を図４の左側に、排水コンセント５を図４の右側に押し離す力が働くが、継手４の鍔３７がロックボール２３に当接しているため、ロックボールが図４の位置にある限り、継手４が排水コンセント５から外れることはない。

次に継手４の排水コンセント５からの取り外し作業について説明する。まず操作ハンドル１７、３２により弁体１５、３０を回転させ、閉状態にする。次にロックリング２６をバネ２７の付勢力に抗して弁体１５側（図４では右側）に移動させる。これによりロックボール２３はロックリング２６による拘束がなくなる。その状態で継手４を図４で左側に引き抜く。

ところでこの引き抜く直前、弁体１５と弁体３０で挟まれた通水路２２、３６内は閉空間となっており、そこには粉砕された排泄物を含んだ排水が充満している。この閉空間を構成する部材は、排水通水時の圧力により変形しないように、一部の部材（Ｏリングやパッキン）を除くと剛性を有する樹脂材料により構成されている。

継手４を引き抜くにつれ、上記閉空間の体積は大きくなっていく（閉空間体積増大）。このとき、排水は非圧縮性の流体であるため、閉空間内の圧力が低下し、ある時点で室内（外空間）圧より低くなる。この閉空間内圧力と室内圧力との差圧は、継手４の引き抜きを妨げる方向（図４では右方）の力となるため、通常では引き抜きに必要な力（以下引抜力と記述する。）も増大していく。しかしながら、Ｕパッキン２４のリップ部４１が、室内との差圧によりＵパッキン２４の半径方向へ変形し、コンセント接続部３５との間に生じる隙間より室内の空気が入り込む。これにより差圧が解消、即ち負圧が破壊され、引抜力が小さくなる。このため引抜力の増大を抑えることができ、住宅の居住者のような一般の者でも容易に継手４を取り外すことが可能となる。また両継手の開閉弁が閉止されているため、引き抜いた後で、室内排水管２や、設備排水管１４内に滞留している排泄物を含む排水が室内に漏出することを防ぐことができる。

上記のように、排水コンセント５と継手４とを軸シールにて水密に接続し、そのシール部材としてリップパッキンの一種であるＵパッキン２４を用いたので、接続及び取り外しを、継手４の挿入、引き抜きという簡単な操作で行なうことができる。また、Ｕパッキン２４が負圧破壊機構として作用するため、ボール弁体１５、３０の閉止後、継手４の引き抜きに伴う引抜力の増大が防止されるため、居住者のような一般の者でも容易に引き抜くことが可能になる。さらに引き抜き後も、通水管内の排水が漏出することの無い管継手構造を実現することができる。

なお、本実施例では負圧破壊機構として、雄継手である継手４と、雌継手である排水コンセント５との間を軸シールするＵパッキン２４を用いているが、本発明の負圧破壊機構はＵパッキンに限定されるものではない。例えば同じ部位にＹパッキンを用いることも可能である。

第二の実施例として、負圧破壊機構に逆止弁を利用したものについて説明する。
本実施例は、上述した第一の実施例と継手４と排水コンセント５との接続部構造のみが異なるものである。図５は、継手４と排水コンセント５との接続部の部分断面図であり、前述の実施例と同じ機能を有するものについては同じ番号を記載している。
継手４のコンセント接続部３５を排水コンセント５の継手接続部２１に接続することについては第一の実施例と同様であるが、コンセント接続部３５の外周面と排水コンセント５とのシールが、前述の実施例ではＵパッキンを使用しているのに対し、本実施例ではＯリング４４を使用している点が異なっている。また負圧破壊機構として継手４にゴム製のダックビル形の逆止弁４２を備えている。

ダックビル形の逆止弁４２は継手４の通水路３６に連通している空気導入路４５に外側（図５で下方）より取り付けられている。その外部には、金属製の抜止リング４３が継手４に螺合により取り付けられて、この状態で逆止弁４２の鍔４６は抜止リング４３と継手４との間で挟み込まれて両者に密着している。このダックビル形の逆止弁４２は一般的なもので、一方向のみ流体の通過を許容する。図５では、外部である下方から通水路３６へ向かう方向のみ許容する構成になっている。本実施例において、継手４を排水コンセント５から取り外す際の動作について説明する。

継手４を排水コンセント５から引き抜くにつれ、通水路２２、３６内の圧力が低下し、ある時点で室内（外空間）の圧力よりも低くなる。このとき室内の空気が逆止弁４２を通過し、通水路３６内に流れ込む。これにより負圧が破壊され、通水路内圧力低下を原因とした引抜力増大を抑えることができ、居住者や介護者でも容易に継手４を取り外すことができる。
また継手４が排水コンセント５に接続されて、排水が通水されている状態では、通水路３６内の圧力が、室内（外空間）の圧力より高くなるが、逆止弁４２の逆止機能により、外部（室内空間）に漏れることはない。

本明細書の実施例では、雄継手（継手８）と雌継手（排水コンセント５）共に、剛性を有する樹脂材料（ポリアセタールやＡＢＳ樹脂、硬質塩ビなど）を用いているが、これらに限定されることはなく、例えば金属を用いた場合でも取り外し時に負圧を発生させることから、本発明を適用することができる。

本発明の実施例を示す外観斜視図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す断面図である。 本発明の実施例を示す部分断面図である。 本発明の実施例を示す部分断面図である。

符号の説明

１ 便器
２ 室内排水管
３ 室内給水管
４ 継手（排水側）
５ 排水コンセント
６ 壁
７ 給水コンセント
８ 継手（給水側）
９ 取付板
１０ 固定座
１１ 壁板
１２ 螺子
１３ 設備排水管接続部
１４ 設備排水管
１５ ボール弁体（排水コンセント側）
１６ 回転軸体
１７ 操作ハンドル
１８ Ｏリング
１９ シールリング
２０ 通水路
２１ 継手接続部
２２ 通水路
２３ ロックボール
２４ Ｕパッキン
２５ Ｕパッキン
２６ ロックリング
２７ バネ
２８ 抜止リング
３０ ボール弁体（継手側）
３１ 回転軸体
３２ 操作ハンドル
３３ Ｏリング
３４ シールリング
３５ コンセント接続部
３６ 通水路
３７ 鍔
３８ 溝
３９ 管接続部
４０ 通水路
４１ リップ
４２ 逆止弁
４３ 抜止リング
４４ ０リング
４５ 空気導入路
４６ 鍔
４７ 躯体
４８ リモコン

Claims (3)

1. 配管端部に接続され、通水路を有する雄継手と雌継手とからなり、前記雄継手及び前記雌継手が軸シールにて水密に接続される管継手構造において、
   前記雄継手及び前記雌継手が前記通水路を開閉する開閉弁をそれぞれ備え、
   前記両継手の取り外し時に、前記両開閉弁間の通水路に空気を導入する負圧破壊機構を備えたことを特徴とする管継手構造。
2. 前記負圧破壊機構は、軸シール部材として機能するリップパッキンであることを特徴とする請求項１記載の管継手構造。
3. 前記負圧破壊機構は、前記雄継手内または前記雌継手内の通水路と各継手外部とを連通する空気導入路と、前記空気導入路内に配置された逆止弁であることを特徴とする請求項１記載の管継手構造。
   

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