JP5529598B2 - 竪樋 - Google Patents

Description

本発明は、雨水を流下させて排水管に導くための竪樋に関する。

従来、住宅などには、屋根から流れ落ちる雨水を受ける軒樋と、集水器や呼び樋を介して軒樋に繋げられ、軒樋に集められた雨水を排水管に導くための竪樋とを備えた雨樋（雨樋装置）が設置されている。また、竪樋は、熱膨縮などによる変位・変形を吸収するために、その下端部側を排水管に取り付けた筒状の排水管カバー（竪樋保護カバー）に上下方向に摺動可能に繋げて設けられている。

一方、この種の雨樋には、住宅などの外観を損なうことなく単位時間当たりの排水量を増加させて、大雨時でも好適に雨水を排水管に排出できるようにすることが求められている。

これに対し、サイフォンの原理を利用することにより、従来の雨樋よりも単位時間当たりの排水量を増加させることを可能にした雨樋が提案、実用化されている（例えば、特許文献１参照）。このサイフォンの原理を利用した雨樋は、排水管カバー内に、排水管カバーとの間に隙間をあけて有底筒状の水封部材（有底筒体）が配設され、竪樋の下端部を水封部材内に挿入して、竪樋から流出する雨水を水封部材で受けるように構成されている。

このように構成した雨樋においては、水封部材内の水位が竪樋の下端部（下端面）の位置に達した状態で竪樋の下端部の開口が水封部材内の雨水により封鎖されるため、軒樋から竪樋に大量の雨水が流入したときには、雨水が竪樋内に溜まる。そして、竪樋内に溜まる雨水が増えてゆき、竪樋の下端部の位置において、竪樋内に溜まった雨水から作用する圧力が水封部材内の雨水から作用する圧力よりも大きくなると、竪樋内に溜まった雨水がその自重によって水封部材内に落下し、水封部材内の雨水が溢れ出し、水封部材と排水管カバーの間の隙間を流下して排水管に排出される。このとき、竪樋内に溜まった雨水がサイフォン現象によって順次下方に引っ張られ、自然落下するときの流速よりも大きな流速で竪樋内を流下することになる。これにより、竪樋の径を大きくすることなく（住宅などの外観を損なうことなく）、単位時間当たりの排水量を増加させることが可能になる。

特開２００５−３３０６６６号公報

しかしながら、サイフォンの原理を利用した上記従来の雨樋においては、排水管カバー内に水封部材を設けることで、従来よりも大きな排水管カバーが必要になる。このため、大きな排水管カバーが住宅などの外観に影響を与えたり、また、外壁などに突起物がある場合に、大きな排水管カバーが突起物に干渉して製品自体の取り付けができなくなるおそれがあった。

なお、竪樋の径を小さくして、水封部材ひいては排水管カバーを小さくすることも考えられるが、この場合には、竪樋に異物が詰まりやすくなるという不都合が生じてしまう。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

請求項１記載の竪樋は、軸線方向を上下方向に向けて配設され、雨水を流下させて排水管に導くための竪樋であって、雨水の流路となる内部に流路面積を減少させるように設けられ、雨水の計画排水量に応じて形状が設定されるベンチュリ部を備え、一定流量以上の雨水が竪樋に流入した際に、前記ベンチュリ部が抵抗となって該ベンチュリ部の上方に雨水の滞留を生じさせ、滞留した雨水から作用する圧力が前記ベンチュリ部による抵抗力を上回って前記滞留した雨水が前記ベンチュリ部を流下するとともに、前記ベンチュリ部から下方に負圧を生じさせ、前記ベンチュリ部で生じさせた負圧によって前記滞留した雨水を引っ張って流下させるように構成されていることを特徴とする。

請求項２記載の竪樋は、請求項１記載の竪樋において、前記ベンチュリ部が、中心軸線方向を竪樋の軸線方向に向け、且つ竪樋の内周面との間に隙間をあけて配設された筒状部材と、該筒状部材の上端部側に一体に設けられ、前記滞留した雨水から作用する圧力に応じて前記筒状部材の上端部側の開口を開閉する開閉部材とを備えて構成されていることを特徴とする。

請求項１記載の竪樋においては、雨水の流路となる内部に、流路面積を減少させるように設けられたベンチュリ部を備えることで、一定流量以上の雨水が竪樋に流入した際に、ベンチュリ部が抵抗となってこのベンチュリ部の上方に雨水の滞留を生じさせることができる。そして、滞留した雨水から作用する圧力（滞留した雨水の自重）がベンチュリ部による抵抗力を上回って、滞留した雨水がベンチュリ部を急激に流下することにより、ベンチュリ部から下方に負圧を生じさせることができる。このため、ベンチュリ部を流下する雨水の流速を増大させることが可能になるとともに、滞留した雨水を継続的（持続的）に引っ張って流下させることが可能になる。これにより、従来のように水封部材を設けたり、竪樋の径を大きくすることなく、大雨時に、雨水が竪樋の内部を自然流下する場合よりも単位時間当たりの排水量（雨水の計画排水量、雨水の処理能力）を増加させることが可能になる。

また、このようなベンチュリ効果（あるいはベンチュリ効果に類似の効果）を発揮するベンチュリ部が竪樋の内部に設けられているため、住宅などの外観に影響を与えたり、外壁などにある突起物に干渉して製品自体の取り付けに支障をきたすことなく、単位時間当たりの排水量を増加させることが可能になる。

さらに、ベンチュリ部が筒状部材と筒状部材の上端部側の開口を開閉する開閉部材とを備えて構成されているため、通常の降雨時には、雨水を竪樋の内周面と筒状部材の外周面の間の隙間を流通（流下）させて排水管に排出することができる。

一方、大雨時に、竪樋の内周面と筒状部材の外周面の間の隙間が満たされる一定流量以上の雨水が竪樋に流入した際には、筒状部材と、筒状部材の開口を閉塞した閉姿勢の開閉部材とが抵抗となってベンチュリ部の上方に雨水を滞留させることができる。また、筒状部材と開閉部材による抵抗力を上回る一定値以上の圧力が滞留した雨水から開閉部材に作用すると、開閉部材が開動して筒状部材の上端部側の開口を開き、滞留した雨水を筒状部材の内部に急激に流通させることが可能になる。

そして、滞留した雨水が急激に筒状部材の内部を流通するとともに、ベンチュリ部から下方に負圧が生じて、ベンチュリ部を流通する雨水の流速を増大させることが可能になる。また、負圧によって大きな流速で雨水が流通するとともに、ベンチュリ部の上方に滞留した雨水を継続的に下方に引っ張って流下させることが可能になる。これにより、従来のように水封部材を設けたり、竪樋の径を大きくすることなく、大雨時に、雨水が竪樋の内部を自然流下する場合よりも単位時間当たりの排水量（雨水の計画排水量、雨水の処理能力）を増加させることが可能になる。

本発明の一実施形態に係る雨樋（雨樋装置）を示す図である。 本発明の一実施形態に係る竪樋を示す図であり、ベンチュリ部の開閉部材が筒状部材の開口を閉塞した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る竪樋を示す図であり、ベンチュリ部の開閉部材が開動して筒状部材の開口を開放した状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る竪樋のベンチュリ部の開閉部材が圧力に応じて開閉する状態を示す図である。 本発明の一実施形態に係る竪樋のベンチュリ部の変形例を示す図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係る竪樋について説明する。本実施形態は、住宅などに設置される雨樋（雨樋装置）の竪樋に関するものであり、特に、住宅などの外観を損なうことなく、単位時間当たりの排水量を増加させることを可能にする竪樋に関するものである。

はじめに、図１に示すように、本実施形態の雨樋１は、屋根Ｔ１の軒先から流れ落ちる雨水Ｗを受ける軒樋２と、軒樋２に取り付けられた集水器（排水ドレン）３と、住宅などの外壁Ｔ２に沿って軸線Ｏ１方向を上下方向に向けて配設された竪樋４と、竪樋４の上端部４ａと軒樋２（集水器３）を繋ぐ呼び樋５と、地中に埋設された排水管６に取り付けられ、竪樋４の下端部４ｂ側を上下方向に摺動可能に支持し、竪樋４を排水管６に接続しつつ竪樋４の熱膨縮などによる変位・変形を吸収するための筒状の排水管カバー７とを備えて構成されている。そして、この雨樋１は、降雨時に屋根Ｔ１から流れ落ちて軒樋２に集められた雨水Ｗを、集水器３から呼び樋５、呼び樋５から竪樋４に導き、竪樋４の内部を流下させて排水管６に排出させる。

一方、本実施形態の竪樋４は、雨水Ｗの流路となる内部に、ベンチュリ効果（あるいはベンチュリ効果と類似の効果）を発揮し、単位時間当たりの排水量（雨水の計画排水量、雨水の処理能力）を増加させるためのベンチュリ部１０を備えている。ベンチュリ部１０は、雨水Ｗの流路となる内部に流路面積を減少させるように設けられ、雨水Ｗの計画排水量に応じてその形状や配置等が設定され、本実施形態では、ベンチュリ部１０が竪樋４の下端部４ｂから例えば１０ｃｍ程度上方に配設されている。

また、本実施形態のベンチュリ部１０は、図２及び図３に示すように、円筒状の筒状部材１１と、筒状部材１１を支持して竪樋４の軸線Ｏ１方向の所定位置に固定するための固定部材１２と、筒状部材１１の中心軸線Ｏ２方向上端部１１ａ側の開口１１ｂを開閉する開閉部材１３とを備えて構成されている。

筒状部材１１は、竪樋４の内径よりも外径を小さくして形成され、中心軸線Ｏ２方向を竪樋４の軸線Ｏ１方向に向けて配設されている。また、この筒状部材１１は、中心軸線Ｏ２を竪樋４の軸線Ｏ１と同軸上に配して設けられている。これにより、筒状部材１１は、その外周面１１ｃと竪樋４の内周面４ｃとの間に隙間Ｈをあけた状態で竪樋４の内部に設けられている。

固定部材１２は、一端を筒状部材１１の外周面１１ｃに固着して筒状部材１１の径方向外側に延設された支持部１２ａと、支持部１２ａの他端に繋げて設けられた固定部１２ｂとを備えて形成されている。そして、この固定部材１２は、例えば接着剤を用いるなどして固定部１２ｂを竪樋４の内周面４ｃに固着することにより、筒状部材１１の中心軸線Ｏ２方向を竪樋４の軸線Ｏ１方向に向け、且つ竪樋４の内周面４ｃとの間に所定の隙間Ｈをあけた状態で筒状部材１１を保持（支持）し、筒状部材１１をこの状態で竪樋４の内部の所定位置に固定して配設している。

開閉部材１３は、円板状に形成したフラップであり、中心を通り径方向に延びる屈曲線Ｓを境に両側の一方のフラップ部１３ａと他方のフラップ部１３ｂがそれぞれ、屈曲線Ｓ周りに屈曲可能（回動可能）に形成されている。また、この開閉部材１３は、屈曲線Ｓ上の外周縁部を筒状部材１１の内周面１１ｄに繋げて支持され、筒状部材１１の上端部１１ａ側に一体に設けられている。そして、この開閉部材１３は、図２に示すように、両フラップ部１３ａ、１３ｂが屈曲していない初期姿勢（閉姿勢）の状態で筒状部材１１の上端部１１ａ側の開口１１ｂを閉塞させる。また、両フラップ部１３ａ、１３ｂに上方から（両フラップ部１３ａ、１３ｂの上面側から）一定値以上の圧力Ｐが作用すると、図３に示すように、両フラップ部１３ａ、１３ｂがそれぞれ、屈曲線Ｓ周りに下方に屈曲して開姿勢となり、筒状部材１１の上端部１１ａ側の開口１１ｂを開放させる。また、開姿勢の状態で上方からの圧力Ｐが一定値を下回るとともに初期姿勢の状態に復帰して筒状部材１１の上端部１１ａ側の開口１１ｂを閉塞させる。

なお、開閉部材１３は、例えば、弾性部材を用いて開閉部材１３自体を形成して、屈曲線Ｓ周りに両フラップ部１３ａ、１３ｂを屈曲させるようにしたり、フラップ部１３ａ、１３ｂを初期姿勢にする方向に付勢するバネ部材（弾性部材）を設けるようにすることで、作用する圧力Ｐの大きさに応じて筒状部材１１の開口１１ｂを自動的に開閉するように（初期姿勢から開姿勢に、開姿勢から初期姿勢に自動的に開閉動するように）構成することができる。

そして、このように構成した本実施形態の竪樋４は、その内部にベンチュリ部１０が設けられていることにより、ベンチュリ部１０を設けた部分の流路面積が他の部分の流路面積よりも減少している。

次に、上記構成からなるベンチュリ部１０を備えた本実施形態の竪樋４の作用及び効果について説明する。

本実施形態の竪樋４においては、通常の降雨時、図１及び図４（ａ）に示すように、軒樋２から集水器３、呼び樋５を通じて竪樋４に流入した雨水Ｗが、竪樋４の内周面４ｃを伝って流下し、排水管６に排出される。このとき、雨水Ｗは、竪樋４の内周面４ｃとベンチュリ部１０の筒状部材１１の外周面１１ｃの間の隙間Ｈを流通して排水管６に導かれる。このため、開閉部材１３は、閉姿勢の状態で保持され、筒状部材１１は、その開口１１ｂが開閉部材１３によって閉塞された状態で保持されている。

一方、図１及び図４（ｂ）に示すように、大雨時、竪樋４の内周面４ｃと筒状部材１１の外周面１１ｃの間の隙間Ｈが雨水Ｗで満たされる一定流量以上の雨水Ｗが軒樋２から集水器３、呼び樋５を通じて竪樋４に流入した際には、はじめに、筒状部材１１と閉姿勢の開閉部材１３が抵抗となってベンチュリ部１０の上方の竪樋４の内部に雨水Ｗが滞留し始める。また、順次竪樋４に雨水Ｗが流入して、滞留した雨水Ｗ’の水位が徐々に上がってゆく。

そして、図１及び図４（ｃ）に示すように、滞留した雨水Ｗ’の水位が上がり、筒状部材１１と開閉部材１３による抵抗力を上回る一定値以上の圧力Ｐ（滞留した雨水Ｗ’の自重による圧力）が滞留した雨水Ｗ’から開閉部材１３に作用すると、開閉部材１３の両フラップ部１３ａ、１３ｂが屈曲線Ｓ周りに下方に屈曲（回動）して初期姿勢から開姿勢になる。これにより、筒状部材１１の上端部１１ａ側の開口１１ｂが開き、滞留した雨水Ｗ’が圧力Ｐによって筒状部材１１の内部を急激に流通（流下）する。

このとき、開閉部材１３の両フラップ部１３ａ、１３ｂが閉姿勢になって、滞留した雨水Ｗ’が急激に筒状部材１１の内部を流通するとともに、筒状部材１１の内部（流通する雨水Ｗ）、ベンチュリ部１０の下方が減圧状態になり（ベンチュリ部１０から下方に負圧が生じ）、竪樋４の内部を雨水Ｗが自然流下する場合よりも、ベンチュリ部１０を流通する雨水Ｗの流速が増大する。このように負圧を生じさせて大きな流速で雨水Ｗが流通するとともに、ベンチュリ部１０の上方に滞留した雨水Ｗ’が順次下方に引っ張られ、継続的に大きな流速で（ひいては大きな流量で）流下してゆくことになる。

そして、このように竪樋４の内部に設けたベンチュリ部１０がベンチュリ効果（ベンチュリ効果と類似の効果）を発揮し、このベンチュリ部１０がきっかけになって大きな流速で雨水Ｗが流下し続けるため、従来の雨樋のように水封部材を設けたり、竪樋４の径を大きくすることなく、単位時間当たりの排水量が増加することになる。これにより、竪樋４がベンチュリ部１０を備えることで雨樋１（竪樋４）の雨水処理能力が高まり、大雨時に軒樋２から雨水Ｗが溢れてしまうようなことが抑制される。

また、軒樋２から集水器３、呼び樋５を通じて竪樋４に流入する雨水Ｗの流量が一定流量を下回り、滞留した雨水Ｗの量が減ると、自動的に開閉部材１３が初期姿勢に戻って筒状部材１１の開口１１ｂが閉塞され、竪樋４の内周面４ｃと筒状部材１１の外周面１１ｃの間の隙間Ｈのみから雨水Ｗが流下することになる。

したがって、本実施形態の竪樋４においては、図１及び図４に示すように、雨水Ｗの流路となる内部に、流路面積を減少させるように設けられたベンチュリ部１０を備えることで、一定流量以上の雨水Ｗが竪樋４に流入した際に、ベンチュリ部１０が抵抗となってこのベンチュリ部１０の上方に雨水Ｗの滞留を生じさせることができる。そして、滞留した雨水Ｗ’から作用する圧力Ｐがベンチュリ部１０による抵抗力を上回って、滞留した雨水Ｗ’がベンチュリ部１０を急激に流下することにより、ベンチュリ部１０から下方に負圧を生じさせることができる。このため、ベンチュリ部１０を流下する雨水Ｗの流速を増大させることが可能になるとともに、滞留した雨水Ｗ’を継続的（持続的）に引っ張って流下させることが可能になる。

また、ベンチュリ部１０が筒状部材１１と筒状部材１１の上端部１１ａ側の開口１１ｂを開閉する開閉部材１３とを備えて構成されているため、通常の降雨時には、雨水Ｗを竪樋４の内周面４ｃと筒状部材１１の外周面１１ｃの間の隙間Ｈを流通（流下）させて排水管６に排出することができる。

一方、大雨時に、竪樋４の内周面４ｃと筒状部材１１の外周面１１ｃの間の隙間Ｈが満たされる一定流量以上の雨水Ｗが竪樋４に流入した際には、筒状部材１１と、筒状部材１１の開口１１ｂを閉塞した閉姿勢の開閉部材１３とが抵抗となってベンチュリ部１０の上方に雨水Ｗを滞留させることができる。また、筒状部材１１と開閉部材１３による抵抗力を上回る一定値以上の圧力Ｐが滞留した雨水Ｗ’から開閉部材１３に作用すると、開閉部材１３が開動して筒状部材１１の上端部１１ａ側の開口１１ｂを開き、滞留した雨水Ｗ’を筒状部材１１の内部に急激に流通させることが可能になる。

そして、滞留した雨水Ｗ’が急激に筒状部材１１の内部を流通するとともに、ベンチュリ部１０から下方に負圧が生じて、ベンチュリ部１０を流通する雨水Ｗの流速を増大させることが可能になる。また、負圧によって大きな流速で雨水Ｗが流通するとともに、ベンチュリ部１０の上方に滞留した雨水Ｗ’を継続的に下方に引っ張って流下させることが可能になる。

これにより、本実施形態の竪樋４によれば、従来のように水封部材を設けたり、竪樋４の径を大きくすることなく、大雨時に、雨水Ｗが竪樋４の内部を自然流下する場合よりも単位時間当たりの排水量（雨水の計画排水量）を増加させることが可能になる。

また、このようなベンチュリ効果（あるいはベンチュリ効果に類似の効果）を発揮するベンチュリ部１０が竪樋４の内部に設けられているため、住宅などの外観に影響を与えたり、外壁Ｔ２などにある突起物に干渉して製品自体の取り付けに支障をきたすことなく、単位時間当たりの排水量を増加させることが可能になる。

さらに、既設の竪樋４（雨樋１）にベンチュリ部１０を取り付けることで、既設の竪樋４に対しても容易に本実施形態の作用効果を付与することが可能である。

以上、本発明に係る竪樋の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、ベンチュリ部１０が、筒状部材１１と固定部材１２と開閉部材１３を備えて構成されているものとしたが、例えば図５（及び図１）に示すように、ベンチュリ部１０が、竪樋４の内周面４ｃから軸線Ｏ１側（内側）に突出する突部１４を備え、この突部１４によって竪樋４の流路面積を減少させるように設けられていてもよい。

そして、このように構成した場合においても、本実施形態と同様、通常の降雨時に、軒樋２から集水器３、呼び樋５を通じて竪樋４に流入した雨水Ｗが、竪樋４の内周面４ｃを伝って、さらにベンチュリ部１０の突部１４の表面を伝って流下し排水管６に排出される。

また、大雨時に一定流量以上の雨水Ｗが竪樋４に流入した際には、突部１４が抵抗となってベンチュリ部１０の上方に雨水Ｗが滞留し、この滞留した雨水Ｗ’がベンチュリ部１０を流通するとともに、ベンチュリ部１０から下方に負圧が生じ、竪樋４の内部を雨水Ｗが自然流下する場合よりも、ベンチュリ部１０を流通する雨水Ｗの流速が増大する。このため、ベンチュリ部１０の上方に滞留した雨水Ｗ’が順次下方に引っ張られ、継続的に大きな流速で（ひいては大きな流量で）流下してゆくことになる。

これにより、竪樋４の内部に設けたベンチュリ部１０がこのようなベンチュリ効果を発揮し、このベンチュリ部１０がきっかけになって大きな流速で雨水Ｗが流下し続け、従来のように水封部材を設けたり、竪樋４の径を大きくすることなく、やはり、竪樋４の内部を雨水Ｗが自然流下する場合よりも単位時間当たりの排水量を増加させることが可能になる。

ここで、例えば竪樋継手で一対の竪樋４を接合する場合に、竪樋継手が竪樋４の内周面４ｃから内側に突出していると、上記のようなベンチュリ効果が偶発的に得られる可能性がある。しかしながら、図５に示すような突部１４を備えたベンチュリ部１０は、所望の排水量（雨水の計画排水量、従来の竪樋に対する排水の増加量）を予め設定し、これに応じて突部１４の表面形状、突部１４の突出量（ベンチュリ部１０の流路面積）などが設定される。このため、竪樋継手などで偶発的にベンチュリ効果が得られる場合とは、その効果（性能）が著しく異なることは言うまでもない。また、竪樋４の周方向に繋がる環状の突部１４を備えてベンチュリ部１０を構成した場合には、竪樋４の内径が小径になり、異物が詰まりやすくなってしまうおそれがある。このため、このような異物の詰まりを防止（抑止）することが必要な場合には、竪樋４の周方向に分離して（不連続にして）形成した複数（あるいは単数）の突部１４を備えてベンチュリ部１０を構成すればよい。

また、これに関連して、竪樋継手にベンチュリ部１０を設けてもよく、この場合には、ベンチュリ部１０を備えた竪樋継手とこの竪樋継手で接合する竪樋４の全体で本発明に係る竪樋が構成されることになる。

１ 雨樋（雨樋装置）
２ 軒樋
３ 集水器（排水ドレン）
４ 竪樋
４ａ 上端部
４ｂ 下端部
４ｃ 内周面
５ 呼び樋
６ 排水管
７ 排水管カバー（竪樋保護カバー）
１０ ベンチュリ部
１１ 筒状部材
１１ａ 上端部
１１ｂ 開口
１１ｃ 外周面
１２ 固定部材
１２ａ 支持部
１２ｂ 固定部
１３ 開閉部材
１３ａ 一方のフラップ部
１３ｂ 他方のフラップ部
１４ 突部
Ｈ 隙間
Ｏ１ 竪樋の軸線
Ｏ２ ベンチュリ部（筒状部材）の中心軸線
Ｐ 圧力
Ｓ 屈曲線
Ｔ１ 屋根
Ｔ２ 外壁
Ｗ 雨水
Ｗ’ 滞留した雨水

Claims (1)

1. 軸線方向を上下方向に向けて配設され、雨水を流下させて排水管に導くための竪樋であって、
   雨水の流路となる内部に流路面積を減少させるように設けられ、雨水の計画排水量に応じて形状が設定されるベンチュリ部を備え、
   一定流量以上の雨水が竪樋に流入した際に、前記ベンチュリ部が抵抗となって該ベンチュリ部の上方に雨水の滞留を生じさせ、
   滞留した雨水から作用する圧力が前記ベンチュリ部による抵抗力を上回って前記滞留した雨水が前記ベンチュリ部を流下するとともに、前記ベンチュリ部から下方に負圧を生じさせ、
   前記ベンチュリ部で生じさせた負圧によって前記滞留した雨水を引っ張って流下させるように構成され、
   前記ベンチュリ部が、中心軸線方向を竪樋の軸線方向に向け、且つ竪樋の内周面との間に隙間をあけて配設された筒状部材と、該筒状部材の上端部側に一体に設けられ、前記滞留した雨水から作用する圧力に応じて前記筒状部材の上端部側の開口を開閉する開閉部材とを備えて構成されていることを特徴とする竪樋。

Images