JP6262639B2 - 緩衝装置及び圧変動緩衝構造 - Google Patents

Description

本発明は、排水管に取り付けられ、該排水管の内部圧力の変動を緩和する緩衝装置及び圧変動緩衝構造に関する。

建物等の構造物において、排水管を通して排水する際、排水が排水管を流れることにより、排水管内に負圧や正圧が生じる。排水管内に負圧が生じると、排水管内で異音を生じたり、排水管の悪臭などを封じ込めるトラップの水が流出し、封水が破れてしまう場合がある。他方、排水管内に過大な正圧が生じると、トラップの封水や臭気が噴き出してしまう場合がある。従来、このような排水管の内部圧力の変動を緩和するために種々の装置が用いられている。

例えば、特許文献１は、通気装置内部の正圧時における排水管内空気の外部への吹出しを抑え、排水管内に排水を通す際に生じる排水管内空気が外部に漏れないようにする通気装置を開示する。該通気装置（１０）は、通気配管（１５）に連結される連結部（１４）を有する本体部分（１１）と、本体部分（１１）に配置され本体部分（１１）の内部空間（１１ａ）が正圧で閉じ負圧で開くように作動する弁装置（１３）と、本体部分（１１）の内部空間（１１ａ）に配置された通気収容装置（１８）と、を備える。当該通気収容装置（１８）は、内部空間（１７ａ）及び外部空間（１７ｂ）からなる可変空間（１７）を有する筒状体（１６）からなる。そして、正圧時に通気収容装置（１８）の内部空間（１７ａ）が小さくなるように容積が縮小する。つまり、通気収容装置（１８）の縮小した容積分、排水管内部の実質的な容量が増加することで正圧が緩和される。他方、負圧時に弁装置（１３）が開放されることで、負圧が解消される。なお、（）内に特許文献１の符号を示した。

特公平８−２６５６３号公報

特許文献１のような緩衝装置（通気装置）では、容積変動体（通気収容装置）の大きさによって、その変動可能な最大容積が定められる。そして、当該変動可能な最大容積に基づいて、排水管内部で緩和可能な正圧の大きさ、すなわち、緩衝装置の圧変動緩衝性能が定められる。例えば、高層ビルの排水システムのように排水管内部に非常に大きい正圧が発生する場合、設置した緩衝装置の圧変動緩衝性能が足りず、正圧による封水や臭気の噴き出しを防ぐことができない虞がある。このような場合、従来の緩衝装置では、その圧変動緩衝性能を越える正圧が生じ得る排水管に対応するために、緩衝装置自体をより高性能のものに交換するか、あるいは、緩衝装置の容積変動体を大容積のものに付け替える作業が必要であった。このような緩衝装置の交換や容積変動体の付け替えは、設置における作業性の低下につながることが問題であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、圧変動緩和性能を容易に拡張可能な緩衝装置、及び、圧変動緩衝性能が拡張された圧変動緩衝構造を提供することにある。

請求項１に記載の緩衝装置は、排水管に取り付けられ、排水管の内部圧力の変動を緩和する緩衝装置であって、
排水管に接続される接続部を有し、排水管内部と連通するとともに外部環境と隔絶された内部空間を定める本体と、
本体に保持され、排水管の内部圧力の変動に応じて容積が変動する容積変動体と、を備え、
本体には、当該緩衝装置と同一の構成を有する追加緩衝装置の接続部を直接的又は間接的に連結するための拡張部が設けられ、拡張部を介して当該緩衝装置の内部空間と追加緩衝装置の内部空間とが連通し、追加緩衝装置を増設しない場合には、拡張部が遮断部で閉塞されることを特徴とする。

請求項２に記載の緩衝装置は、請求項１に記載の緩衝装置において、容積変動体は、本体内部及び／又は排水管内部に収容され、容積変動体内部が排水管内部と連通せずに外部環境に開放されており、排水管の内部圧力の上昇に伴って容積変動体の容積が減少することを特徴とする。

請求項３に記載の緩衝装置は、請求項２に記載の緩衝装置において、容積変動体は、軸方向に伸縮可能な蛇腹状の筒壁部を有し、自然状態で自重によって伸びるとともに本体から内部空間に伸び代を残した状態で垂れ下がっていることを特徴とする。

請求項４に記載の緩衝装置は、請求項３に記載の緩衝装置において、容積変動体は、筒壁部の下端を閉塞するとともに、排水管からの気流を受けるように下方に開口したカップ状の受け部を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の緩衝装置は、請求項３又は４に記載の緩衝装置において、本体内壁と容積変動体との間には、接続部から拡張部まで連続する気体流路が設けられ、気体流路の最小幅が容積変動体の容積変動に依らず実質的に一定であることを特徴とする。

請求項６に記載の緩衝装置は、請求項３から５のいずれかに記載の緩衝装置において、拡張部に取着されて追加緩衝装置の接続部を連結可能な径違い継手をさらに備え、径違い継手を介して当該緩衝装置に追加緩衝装置が連結されたとき、当該緩衝装置の容積変動体と追加緩衝装置の容積変動体とが鉛直方向に直線的に整列することを特徴とする。

請求項７に記載の圧変動緩衝構造は、排水管の内部圧力の変動を抑制する圧変動緩衝構造であって、
排水管に取り付けられた請求項１から６のいずれか一項に記載の緩衝装置と、
緩衝装置と同じ構成を有する１又は複数の追加緩衝装置と、を備え、
緩衝装置の内部空間と１又は複数の追加緩衝装置の内部空間とが連通するように、緩衝装置の拡張部に追加緩衝装置の接続部が直接的又は間接的に連結され、末端の追加緩衝装置の拡張部が遮断部で閉塞されていることを特徴とする。

請求項８に記載の緩衝装置は、排水管に取り付けられ、排水管の内部圧力の変動を抑制する緩衝装置であって、
排水管に接続される接続部を有し、排水管内部と連通するとともに外部環境と隔絶された内部空間を定める本体と、
本体に保持され、排水管の内部圧力の変動に応じて容積が変動する容積変動体と、を備え、
本体には、排水管の内部圧力の変動に応じて容積が変動する追加の緩衝手段を装着可能な拡張部が設けられ、
緩衝手段を装着しない場合には、拡張部が遮断部で閉塞されることを特徴とする。

請求項１に記載の緩衝装置によれば、当該緩衝装置と同一の構成を有する追加緩衝装置の接続部を直接的又は間接的に連結するための拡張部を設けたことにより、拡張部を介して当該緩衝装置の内部空間と追加緩衝装置の内部空間とを連通させ、容積変動体によって変動可能な容積を倍増させることが可能である。すなわち、本発明の緩衝装置は、拡張部を介して当該緩衝装置に追加緩衝装置を直列的につなげて、圧変動緩衝性能を容易に拡張することが可能である。

請求項２に記載の緩衝装置によれば、請求項１の発明の効果に加えて、容積変動体内部が内部空間と連通せずに外部環境に開放されるように容積変動体が本体内に収容されている。すなわち、排水管内部が正圧となることで容積変動体内部の空気が外部環境に排出されると同時に容積変動体の容積が縮小する。このように容積変動体が外部環境に露出しないように配置されるので、容積変動体を外部環境から保護するとともに、緩衝装置の外形又は外観を容積変動体の容積増大に依らずコンパクトに保つことができる。

請求項３に記載の緩衝装置によれば、請求項２の発明の効果に加えて、排水管内部が正圧又は負圧でない自然状態において、容積変動体が自重で垂れ下がり、重力によって所定の長さまで伸長変形している。この自然状態では、容積変動体が重力で均衡した状態にあるので、排水管の内部圧力に変動に迅速に応答して伸縮変形自在である。

請求項４に記載の緩衝装置によれば、請求項３の発明の効果に加えて、受け部が容積変動体の伸縮方向と同じ方向に開口していることにより、排水管内の圧力変動に伴う気流を受け部で効果的に受け、伸縮運動を補助とする。

請求項５に記載の緩衝装置によれば、請求項３又は４の発明の効果に加えて、本体内壁と容積変動体との間に設けられた流路の最小幅が容積変動体の容積変動に影響されない。これにより、当該緩衝装置に追加緩衝装置を増設した場合においても、容積変動体の容積増大の影響を受けずに当該緩衝装置の内部空間から追加緩衝装置の内部空間への気流をほぼ一定に維持し、安定した圧変動緩衝性能を発揮することが可能である。

請求項６に記載の緩衝装置によれば、請求項３から５のいずれかの発明の効果に加えて、拡張部に取着された径違い継手を介して、緩衝装置の容積変動体と追加緩衝装置の容積変動体を直線的に整列させて両装置を連結することが可能である。これにより、緩衝装置と追加緩衝装置とを連結した圧変動緩衝構造を構築する際、側方に広がらない縦長のコンパクトな形態を維持することができる。

請求項７に記載の圧変動緩衝構造によれば、請求項１から６のいずれかの緩衝装置の効果を圧変動緩衝構造として発揮することができる。したがって、本発明は、圧変動緩衝性能が拡張された圧変動緩衝構造を提供するものである。

請求項８に記載の緩衝装置によれば、追加の緩衝手段を装着するための拡張部を設けたことにより、容積変動体によって変動可能な容積変動量に緩衝手段の容積変動量を加えて、容積変動量の総和を増加させ、より高い圧変動緩衝性能を実現することができる。すなわち、本発明の緩衝装置は、拡張部を介して当該緩衝装置に追加の緩衝手段をつなげて、圧変動緩衝性能を容易に拡張することが可能である。

本発明に係る一実施形態（実施形態１）の緩衝装置の概略斜視図。 図１の緩衝装置の（ａ）平面図及び（ｂ）側面図。 図２（ｂ）の緩衝装置のＡ−Ａ縦断面図。 図３の緩衝装置のＢ−Ｂ断面図。 図１の緩衝装置の伸縮体を示し、（ａ）は収縮形態の伸縮体の縦断面図であり、（ｂ）はそのＣ−Ｃ断面図であり、（ｃ）は伸長形態の伸縮体の縦断面図であり、（ｄ）はそのＤ−Ｄ断面図である。 図１の緩衝装置の分解斜視図。 一実施形態の排水システムの分解斜視図。。 図７の排水システムの部分断面図であり、（ａ）は排水管の自然状態を示し、（ｂ）は排水管の正圧状態を示し、（ｃ）は排水管の負圧状態を示す。 本発明の一実施形態の圧変動緩衝構造の概略図。 図９の圧変動緩衝構造の断面図。 本発明に係る別実施形態（変形例）の緩衝装置及び圧変動緩衝構造の概略図。 本発明に係る別実施形態（実施形態２）の緩衝装置及び圧変動緩衝構造の概略図。 本発明に係る別実施形態（変形例）の緩衝装置及び圧変動緩衝構造の概略図。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において参照する各図の形状は、好適な形状寸法を説明する上での概念図又は概略図であり、寸法比率等は実際の寸法比率とは必ずしも一致しない。つまり、本発明は、図面における寸法比率に限定されるものではない。

［実施形態１］
一般的に、排水管Ｐは、排水が流れる主管Ｐ１と、該主管Ｐ１から枝分かれして上方に開口した枝管Ｐ２とからなる。そして、排水管Ｐの主管Ｐ１に排水が流れることにより、排水管Ｐの内部圧力が外気圧と比べて正圧や負圧に変動する。このような圧変動に対応すべく、排水管Ｐの枝管Ｐ２に圧変動の緩和措置がなされる。すなわち、本発明の一実施形態の緩衝装置１００は、主管Ｐ１及び枝管Ｐ１からなる排水管Ｐに取り付けられ、排水管Ｐの内部圧力の変動を緩和するように構成されたものである。そして、排水システム１０は、排水管Ｐと、該排水管Ｐに装着された緩衝装置１００とを備えてなる。以下、図１乃至図６を参照して、本実施形態の緩衝装置１００の構成を詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態の緩衝装置１００の斜視図である。図２（ａ），（ｂ）は、該緩衝装置１００の平面図及び正面図である（説明の便宜上、遮蔽部を省略）。図３、４は、該緩衝装置１００の縦断面図及び横断面図である。図５は、緩衝装置１００を構成する伸縮体１２０の各断面図である。図６は、緩衝装置１００の分解斜視図である。

図１乃至４に示すとおり、本実施形態の緩衝装置１００は、排水管Ｐに接続される接続部１１３を有し、排水管Ｐ内部と連通するとともに外部環境と隔絶された内部空間１１８を定める中空の本体１１０と、該本体１１０に保持され、排水管Ｐの内部圧力の変動に応じて容積が変動する中空の伸縮体（容積変動体）１２０と、を備えてなる。該内部空間１１８は、排水管Ｐ内部とともに圧力変動する圧変動空間である。この内部空間１１８の容積は、本体１１１内方の全容積から伸縮体１２０外形の容積を差し引いたものとして定められる。そして、排水管Ｐの内部圧力の変動に応じて伸縮体１２０の容積が増減することにより、内部空間１１８及び排水管Ｐ内部の容積の総和が変動し、排水管Ｐ内部の圧変動が緩和される。

本体１１０は、該緩衝装置１１０の外装部分である周壁１１１と、該周壁１１１の上側を部分的に閉塞する上壁１１２と、周壁１１１の下端で開口した接続部１１３と、を備える。該周壁１１１は中空の円筒形状を有し、上側部分に比べて下方部分が縮径している。また、上壁１１２は平面視円板形状を有する。そして、周壁１１１の下端には、排水管Ｐの枝管Ｐ２に接続される接続部１１３が設けられている。接続部１１３は、枝管Ｐ２の口径に適合可能な継手部１１３ａを任意に含んでいる。この周壁１１１及び上壁１１２と伸縮体１２０外面とが、（本体１１０を枝管Ｐ２に接続した状態で）外部環境と連通せずに排水管Ｐ内部と連通した内部空間１１８を定める。

また、本体１１０には、上壁１１２から伸縮体１２０を吊り下げるための支持部１１４が設けられている。支持部１１４は、周壁１１１の内周から張り出しており、その内周縁に円形の開口を定める。この開口の径は、伸縮体１２０上端の開口端部１２２の径に対応している。そして、該支持部１１４と上壁１１２とが伸縮体１２０の開口端部１２２を封止状態で挟圧することにより、伸縮体１２０を周壁１１１の径方向の略中心で保持している。

さらに、本体１１０の上壁１１２（図２（ａ）の下側部分）には、通気部１１５が設けられている。該通気部１１５は、支持する伸縮体１２０内部と外部環境とを通気させるように機能する。図４に示すとおり、該通気部１１５は、上壁１１２略中央に穿設された平面視略円弧形状の透孔１１５ａを有する。該透孔１１５ａは、支持部１１４の内周縁よりも内側に位置している。すなわち、通気部１１５の透孔１１５ａが伸縮体１２０内部を外部環境に連通させる。そして、該透孔１１５ａの上方を覆うように周壁１１１上端に柵状部１１５ｂが形成されている。柵状部１１５ｂは、伸縮体１２０内部への通気を妨げることなく当該透孔１１５ａを介して虫やゴミ等が伸縮体１２０内部に浸入することを防止する。本緩衝装置１００では、通気部１１５は、伸縮体１２０内部とは連通するが、排水管Ｐ内部とは隔絶されている。

そして、本体１１０の上壁１１２（図２（ａ）の上側部分）には、通気部１１５に隣接して拡張部１１６が設けられている。該拡張部１１６は、不使用時には蓋状の遮断部１１７によって閉塞されているが、必要に応じて当該緩衝装置１００の圧変動緩衝性能を拡張すべく（緩衝装置１００と同じ構成の）追加緩衝装置１００’（図９参照）を連結するように機能する。なお、本実施形態の遮断部１１７は、閉塞用の蓋材であるが、通気弁であってもよい。通気弁は、排水管Ｐの自然状態及び正圧時に拡張部１１６を閉塞して臭気の漏れ出し等を防ぎ、排水管Ｐの負圧時に外気を吸入して負圧を効果的に解消するように機能する。

図４に示すとおり、当該拡張部１１６は、上壁１１２の外周縁近傍に穿設された平面視三日月形状の通孔１１６ａと、該通孔１１６ａの内縁に設けられた柵状部１１６ｂと、通孔１１６ａと連通するように上壁１１２から略垂直に立設した筒部１１６ｃと、を備える。該拡張部１１６（筒部１１６ｃ中心）は、平面視において周壁１１１中心から偏心している。該通孔１１６ａは、支持部１１４の内周縁よりも外側に形成され、伸縮体１２０の開口端部１２２の径方向外側に位置する。また、通気部１１５と拡張部１１６とは上壁１１２から立設した隔壁部１１２ａによって隔絶されている。より詳細には、筒部１１６ｃ内壁に隔壁部１１２ａが一体形成され、透孔１１５ａ周縁を縁取るとともに透孔１１５ａ上面を覆うことにより、透孔１１５ａと通孔１１６ａ（筒部１１６ｃ内部）とを隔絶している。すなわち、通孔１１６ａは、伸縮体１２０内部とは連通しないが排水管Ｐ内部と連通するように配置されている。後述するとおり、追加緩衝装置１００’を緩衝装置１００に増設した場合、排水管Ｐからの気流が本体１１０内壁と伸縮体１２０との間に定められた気体流路１１９を通って拡張部１１６を通過する。

なお、本実施形態の緩衝装置１００の本体１１０は、合成樹脂で成形されたものであるが、本発明はこれに限定されず、種々の材質を選択可能である。

次に、図３及び図５を参照して、本実施形態の伸縮体１２０を説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、筒壁部１２１が収縮した状態（又は折り畳まれた状態）の縦断面図及び横断面図である。図５（ｃ）、（ｄ）は、筒壁部１２１が伸長した状態（又は展開した状態）の縦断面図及び横断面図である。

伸縮体１２０は、中空の蛇腹形状を有しており、排水管Ｐの内部圧力の増減に応じて容積が変動可能に構成されている。また、伸縮体１２０は、本体１１０内部及び／又は排水管Ｐ内部に配置され、且つ、伸縮体１２０内部が排水管Ｐ内部と連通せずに外部環境に開放されている。そして、該伸縮体１２０では、その一端（上端）の開口端部１２２が固定端であり、その他端（下端）の閉塞端部が自由端である。

図３に示すとおり、伸縮体１２０は、上端に開放端１２２を有する中空の筒壁部１２１と、該筒壁部１２１の外周壁に形成された複数の外溝部１２４と、該筒壁部１２１の内周壁に形成された複数の内溝部１２５と、該筒壁部１２１の他端を封止状態で閉塞する受け部１２６とを備える。当該伸縮体１２０は、その外溝部１２４及び内溝部１２５の溝幅がそれぞれ変動するように筒壁部１２１が軸方向に伸長又は収縮することにより、その容積を増大又は縮小させる。この外溝部１２４及び内溝部１２５は、細溝であり、その溝幅を狭めた際に肉部が実質的に当接又は接触する（くっつく）ように閉口する。また、外溝部１２４及び内溝部１２５の先端が基端を軸に開口する（はなれる）ことによって、その溝幅が変化する。そして、該筒壁部１２１内部に、外部環境（通気部１１５）と連通するが内部空間１１８（排水管Ｐ内部）と隔絶された中空部１２１ａが定められる。

図５（ａ）に示すとおり、外溝部１２４は、肉厚の周壁を有する円筒体（完全に折り畳まれた筒壁部１２１に相当）が周方向に沿って外面から線形状に切り込まれたことにより形成された。他方、内溝部１２５は、肉厚の周壁を有する円筒体が周方向に沿って内面から線形状に切り込まれたことにより形成された。より詳細には、該伸縮体１２０では、外溝部１２４が筒壁部１２１の内周縁部を残して外面から切り込まれ、且つ、内溝部１２５が筒壁部１２１の外周縁部を残して内面から切り込まれている。これら複数の外溝部１２４と複数の内溝部１２５とが筒壁部１２１の軸方向に交互に形成されている。すなわち、外溝部１２４及び内溝部１２５は（軸方向と直交する）周方向に延在する線形の切れ目として交互に形成されたものである。そして、原形（収縮形態）において、筒壁部１２１の外径は、その伸縮部分において軸方向で一様である。

これら外溝部１２４と内溝部１２５との間には、図５（ｂ）に示すように環状板体１２７が定められる。そして、複数の環状板体１２７が軸方向に内外交互の周縁部を介して連設されている。つまり、各環状板体１２７は、その内周縁で上方（下方）に隣接する環状板体１２７に連結され、その外周縁で下方（上方）に隣接する環状板体１２７に連結される。すなわち、筒壁部１２１は、肉厚の円筒体に線形の切れ目（各溝部１２４，１２５）が形成されたものであるので、環状板体１２７が接触した状態（各溝部１２４，１２５の溝幅が０の状態）を原形として維持する。換言すると、図５（ａ）のように、各環状板体１２７が重畳されて筒壁部１２１が完全に収縮（折り畳まれた）形態では、弾性復帰力が発生していない。この図５（ａ）の形態では、伸縮体１２０の容積が最小となる。

そして、図５（ａ）の収縮状態から各環状板体１２７が内周縁部及び外周縁部を支点として軸方向に傾動することにより、各外溝部１２４及び各内溝部１２５の溝幅がそれぞれ広がって筒壁部１２１全体が伸長する。すなわち、筒壁部１２１は、初動において、各環状板体１２７が縦に展開されるように変形する。この展開変形において、弾性復帰力の影響をほぼ無視することができる。厳密には、環状板体１２７が傾動するときに弾性的に屈折するが、（筒壁部１２１が過度に伸長する場合を除いて）重力による影響と比べて弾性復帰力は十分に小さい。そして、複数の外溝部１２４及び内溝部１２５の溝幅が変動することにより、筒壁部１２１が軸方向に伸縮する。図５（ｃ）に示すとおり、各外溝部１２４及び各内溝部１２５がほぼ均等な溝幅で広がることにより、筒壁部１２１が軸方向に伸長する。このとき、環状板体１２７が屈折して軸方向に傾斜している一方で、図５（ｄ）に示すように、継目１２７ａが原形（水平な環状板）を維持している。この外縁側の継目１２７ａの外径が筒壁部１２１の最大外径を示し、内縁側の継目１２７ａの内径が筒壁部１２１の最小内径を示す。収縮形態の筒壁１２１の外径は、伸長形態の筒壁１２１の外径とほぼ等しい（あるいは、僅かに大きい）ため、筒壁部１２１の伸縮による拡張部１１６までの気体流路１１９が閉塞されることはない。

また、伸縮体１２０は、その一端が開放されるように支持部１１４に支持されている。より詳細には、伸縮体１２０の開口端部１２２には円環状の連結片１２２ａが設けられ、この連結片１２２ａが支持部１１４上面と上壁１１２下面に封止状態で挟圧されている。つまり、開口端部１２２及び通気部１１５を介して中空部１２１ａが外部環境と連通している。

他方、伸縮体１２０の他端には、該筒壁部１２１の他端を閉塞するとともに他端側に開口したカップ状の受け部１２６が取着されている。該受け部１２６は、所定の重量を有し、伸縮体１２０全体の自重の一部を構成する。該受け部１２６は、筒壁部１２１の他端を密閉する底部１２６ａと、該底部１２６ａから他端側に立設した立設部１２６ｂと、該立設部１２６ｃの先端縁に縁取られた開口１２６ｃと、を備える。つまり、筒壁部１２１肉部と受け部１２６の底部１２６ａによって、中空部１２１ａと内部空間１１８（排水管Ｐ内部）との間の通気が遮断されている。また、受け部１２６は、伸縮体１２０の伸縮方向と同じ方向に開口していることにより、排水管Ｐ内の圧力変動に伴う気流を効果的に受け、伸縮運動を補助とする。より具体的には、当該受け部１２６の立設部１２６ｂが開口１２６ｃを介して排水管Ｐの鉛直下方からの上昇気流をその内方に収集し、底部１２６ａがその表面で略垂直に上昇気流を受ける。すなわち、この上昇気流の方向と筒壁部１２１の伸縮方向とが平行であるため、受け部１２６が力を効果的に受けることができる。

なお、本実施形態の伸縮体１２０の筒壁部１２１は、原形を維持可能であり、且つ、自重により展開可能な程度の柔軟性を有する材料から形成されてなる。例えば、伸縮体１２０の筒壁部１２１は、ゴム材料の肉厚円筒体に刃物等で切れ目が導入されることによって形成され得る。しかしながら、本発明の伸縮体は、これに限定されず、合成樹脂等の種々の材料を採用可能である。

図６は、緩衝装置１００の分解斜視図である。図６に示すとおり、本体１１０は、周壁１１１を含む第１部材１１０Ａと、上壁１１２を含む第２部材１１０Ｂと、柵状部１１６ｂを含む第３部材１１０Ｃとがビス（図示せず）で固定されてなる。そして、第１部材１１０Ａと第２部材１１０Ｂとの間に伸縮体１２０の開口端部１２２の連結片１２２ａが狭圧されることにより、緩衝装置１００が組み立てられる。

続いて、図７及び図８を参照して、本実施形態の緩衝装置１００が排水管Ｐに装着された排水システム１０を説明する。図７は、本実施形態の緩衝装置１００が排水管Ｐの枝管Ｐ２に取着された排水システム１０の分解斜視図である。図８（ａ）は、排水管Ｐ内部が自然状態にある排水システム１０の断面図である。図８（ｂ）は、排水管Ｐ内部が正圧状態にある排水システム１０の断面図である。図８（ｃ）は、排水管Ｐ内部が負圧状態にある排水システム１０の断面図である。なお、「自然状態」とは、有意な正圧及び負圧のいずれもが排水管Ｐ内部に生じていない通常時の状態を意味する。

図７に示すとおり、排水システム１０において、本体１１０の内部空間１１８が排水管Ｐ内部に連通するように、接続部１１３の継手部１１３ａを介して排水管Ｐの枝管Ｐ２に取着されている。継手部１１３ａは、枝管Ｐ２の口径に接続部１１３の口径を適合させるように、枝管Ｐ２の開口に任意に取着される。ただし、接続部１１３口径が枝管Ｐ２口径に対応していれば、継手部１１３ａは省略可能である。なお、本体１１０内部、継手部１１３ａ内部が連通しているため、これらが一体的な内部空間１１８として解釈される。あるいは、継手部１１３ａを排水管Ｐの一部として捉え、継手部１１３ａ内部を排水管Ｐ内部として解釈してもよい。

図８（ａ）〜（ｃ）に示すとおり、排水システム１０では、排水管Ｐ内部と連通する内部空間１１８が、外部環境と隔絶されている。そして、伸縮体１２０内部（中空部１２１ａ）が排水管Ｐ内部と連通せずに外部環境に開放されるように伸縮体１２０が本体１１０内部に配置されている。本実施形態では、伸縮体１２０が本体１１０の内部空間１１８の範囲で伸縮可能に配置されている。容積変動体である伸縮体１２０の拡縮に応じて、本体１１０の内部空間１１８の容積が変動する。しかしながら、伸縮体１２０は、本体１１０の継手部１１３ａを越えて排水管Ｐ内部にまで延び出るように配置されてもよい。その場合、排水管Ｐ内部の圧変動に応じて、伸縮体１２０の内部空間１１８自体の容積がほとんど変動せず、排水管Ｐ内部の容積が変動する。

図８（ａ）は、伸縮体１２０が自重で鉛直下方に垂れ下がり、重力によって所定の溝幅まで伸長変形した緩衝装置１００の状態を示している。この「自重」とは、伸縮体１２０全体の重さであり、本実施形態では、筒壁部１２１及び受け部１２６の総重量である。換言すれば、該受け部１２６は、錘としても機能しており、その重量を調整することにより筒壁部１２１の自重による初期長を調整可能である。図８（ａ）の自然状態では、外溝部１２４及び内溝部１２５が広がるように筒壁部１２１が鉛直下方に展開され、筒壁部１２１が軸方向に所定長まで延びている。この所定長が、自然状態の圧変動緩衝装置１０の自然長であり、その自重によって筒壁部１２１が僅かに弾性変形し、筒壁部１２１の弾性力と自重とが均衡している。すなわち、伸縮体１２０は、自然状態で（限界まで広がった状態と完全に狭まった状態の間となる）中間の溝幅を有し、溝幅を完全に広げることなく伸び代を残している。このように、自然状態において、伸縮体１２０が当該長さで重力によって釣り合った状態にあるので、排水管Ｐの内部圧力に変動に迅速に応答して容易に伸縮変形自在である。つまり、伸縮体１２０は、排水管Ｐ内部の圧変動を緩和すべく、排水管Ｐ内部が正圧になると収縮し、負圧になると伸長するように動作する。

図８（ｂ）では、排水管Ｐ内部が正圧となり、排水管Ｐからの気流を受け部１２６で受けて、筒壁部１２１が自然長から軸方向に収縮している。すなわち、排水管Ｐ内部が正圧となることにより、伸縮体１２０内部の空気が通気部１１５を介して外部環境に排出されると同時に溝幅１２４，１２５が狭まり、伸縮体１２０が収縮している。このように、伸縮体１２０の容積が縮小することにより、内部空間１１８及び排水管Ｐ内部の容積の総和が増加し、排水管Ｐ内部の圧力上昇が緩和される。そして、本緩衝装置１００の収縮運動では、重力に抗して筒壁部１２１が折り畳まれており、収縮の際に弾性力（弾発力）が生じない。よって、伸縮体１２０は、従来の弾性変形式の蛇腹状部材と異なり、弾性変形の初動のための力を必要とすることなく、排水管Ｐ内部の正圧発生に迅速に応答して収縮変形することが可能である。そして、排水管内部Ｐの正圧が解消された後、図８（ｂ）の収縮形態から弾性復帰力でなく、重力で図８（ａ）の自然長に復帰する。

図８（ｃ）では、排水管Ｐ内部が負圧となり、排水管Ｐへの気流が発生し、筒壁部１２１が自然長から軸方向に伸長している。すなわち、排水管Ｐ内部が負圧となることにより、伸縮体１２０内部に通気部１１５を介して外気が導入されると同時に溝幅１２４，１２５が広がり、伸縮体１２０が伸長する。このように、伸縮体１２０の容積が増大することにより、内部空間１１８及び排水管Ｐ内部の容積の総和が減少し、排水管Ｐ内部の圧力下降が緩和される。そして、本緩衝装置１００の伸長運動では、弾性復帰力に抗して伸縮体１２０が下方に伸長する。このとき、自然状態において筒壁部１２１が自重で弾性変形して釣り合った状態にあるため、僅かな力で伸長可能であり、排水管Ｐ内部の負圧発生に迅速に応答して伸長変形することが可能である。そして、排水管内部Ｐの負圧が解消された後、図８（ｃ）の伸長形態から弾性復帰力によって図８（ａ）の自然長に復帰する。

本実施形態の緩衝装置１００は、その圧変動緩衝性能を拡張すべく、拡張部１１６を介して、同一の構成を有する追加緩衝装置１００’を連設することが可能である。図９は、本実施形態の緩衝装置１００に（緩衝手段として）追加緩衝装置１００’を連設し、圧変動緩衝性能を拡張した圧変動緩衝構造１１を示す概略図である。図１０は、該圧変動緩衝構造１１の部分拡大図である。

図９及び図１０に示すとおり、該圧変動緩衝構造１１では、緩衝装置１００の内部空間１１８と追加緩衝装置１００’の内部空間１１８’とが連通するように、緩衝装置１００の拡張部１１６に追加緩衝装置１００’の接続部１１３’（継手部１１３ａ’）が直列的に連結されている。そして、追加緩衝装置１００’の拡張部１１６’が遮断部１１７で閉塞されている。すなわち、排水管Ｐ内部と連通した内部空間１１８，１１８’内で２つの伸縮体１２０，１２０’が伸縮可能となり、排水管Ｐ内部と連通した空間全体で変動可能な容積が２倍となる。これにより、圧変動緩衝構造１１は、より高い圧変動緩衝性能を備える。なお、本実施形態の圧変動緩衝構造１１では、１つの追加緩衝装置１００’が増設されただけであるが、より高い圧変動緩衝性能が必要であれば、複数の追加緩衝装置１００’が増設されてもよい。この場合、末端の追加緩衝装置１００’の拡張部１１６’が遮断部１１７で閉塞される。

また、緩衝装置１００は、拡張部１１６に取着され、追加緩衝装置１００’の接続部１１３’を連結可能な径違い継手１３０をさらに備える。該径違い継手１３０は、拡張部１１６に接続される小径の第１連結口１３１、及び、接続部１１３’（継手部１１３ａ’）に接続される大径の第２連結口１３２を有する。これら第１連結口１３１及び第２連結口１３２は、その中心がずれており、同心円上に配置されていない。具体的には、第１連結口１３１の中心が拡張部１１６の筒部１１６ｃの中心に合致し、且つ、第２連結口１３２の中心が接続部１１３の中心に合致する。これにより、図９に示す圧変動緩衝構造１１のように、当該緩衝装置１００の伸縮体１２０と追加緩衝装置１００’の伸縮体１２０’とが鉛直方向に直線的に整列している。すなわち、圧変動緩衝構造１１は、側方に広がらない縦長のコンパクトな形態を維持している。これは、複数の追加緩衝装置１００’が増設された場合も同様である。

さらに、図１０に示すとおり、本体１１０の周壁１１１内面と伸縮体１２０外面との間には、接続部１１３から拡張部１１６まで連続する気体流路１１９が設けられている。当該気体流路１１９を通して、当該緩衝装置１００の内部空間１１８と追加緩衝装置１００’の内部空間１１８’とが連通している。この気体流路１１９の最小幅は、周壁１１１内面と受け部１２６外周との間の距離である。そして、筒壁部１２１の伸縮の際、該気体流路１１９が閉塞されることなく、少なくとも気体流路１１９の最小幅が確保されている。すなわち、当該緩衝装置１００に少なくとも１つの追加緩衝装置１００’を増設した場合においても、伸縮体１２０の容積増大の影響を受けずに当該緩衝装置１００の内部空間１１８から追加緩衝装置１００’の内部空間１１８’への気流をほぼ一定に維持し、安定した圧変動緩衝性能を発揮することが可能である。なお、受け部１２６を省略したとしても、収縮形態の筒壁１２１の外径が伸長形態の筒壁１２１の外径とほぼ等しいため、伸縮体１２０の伸縮の際、気体流路１１９が閉塞されることなく実質的に一定に維持される。

以下、本発明に係る一実施形態の緩衝装置１００（圧変動緩衝構造１１）における作用効果について説明する。

本実施形態の緩衝装置１００によれば、当該緩衝装置１００と同一の構成を有する追加緩衝装置１００’の接続部１１３（継手部１１３’）を連結するための拡張部１１６を設けたことにより、該拡張部１１６を介して当該緩衝装置１００の内部空間１１８と追加緩衝装置１００’の内部空間１１８’とを連通させる。これにより、排水管Ｐ内部と１つに連通した空間内で、複数の伸縮体１２０、１２０’が容積変動可能となる。すなわち、本実施形態の緩衝装置１００は、拡張部１１６を介して当該緩衝装置１００に追加緩衝装置１００’を直列的につなげて、圧変動緩衝性能を容易に拡張することが可能である。

また、本実施形態の緩衝装置１００によれば、伸縮体１２０内部が内部空間１１８と連通せずに外部環境に開放されるように伸縮体１２０が本体１１０から内方に垂れ下がるように支持されている。このように伸縮体１２０が外部環境に露出しないように配置されるので、伸縮体１２０が外部環境から保護される。また、本実施形態の緩衝装置１００では、拡張部１１６に取着された径違い継手１３０を介して、緩衝装置１００の伸縮体１２０と追加緩衝装置１００’の伸縮体１２０’を直線的に整列させて両装置１００，１００’を連結することが可能である。これにより、圧変動緩衝構造１１は、複数の追加緩衝装置１００’を連設したとしても、側方に広がらない縦長のコンパクトな形態を維持することができる。

本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形例及び実施形態を取り得る。以下、本発明の別実施形態を説明する。なお、各実施例の説明において、実施形態１と共通する構成要素の説明を省略するが、３桁で示した要素のうち下二桁の符号が共通する部材は、一般的に同様又は類似する部材を意味する。

［変形例］
上記実施形態では、容積変動体が伸縮体からなるが、本発明はこれに限定されない。例えば、容積変動体として、合成樹脂で成形された所定幅の凹凸を有する（一般的な）蛇腹管を採用してもよい。あるいは、図１１に示す圧変動緩衝構造２１及び緩衝装置２００のように、伸縮体の代わりに袋部材２２０を容積変動体として採用してもよい。図１１に示すとおり、当該袋部材２２０は、本体２１０外部に配置されている。そして、該袋部材２２０内部は、外部環境とは連通せずに内部空間２１８及び排水管Ｐ内部に連通している。すなわち、袋部材２２０は、排水管Ｐ内が正圧となると膨張し、負圧となると収縮することで、排水管Ｐ内部の圧変動を緩和する。さらに、袋部材２２０と同様に、伸縮体を本体外部に配置してもよい。このように、本発明は、種々の形態の容積変動体を採用することが可能である。

［実施形態２］
図１２は、本発明の別実施形態の緩衝装置３００及び圧変動緩衝構造３１を示している。図１２に示すとおり、実施形態２の緩衝装置３００は、排水管Ｐに接続される接続部３１３を有し、排水管Ｐ内部と連通するとともに外部環境と隔絶された内部空間３１８を定める本体３１０と、該本体３１０に保持され、排水管Ｐの内部圧力の変動に応じて容積が変動する伸縮体（容積変動体）３２０と、を備える。そして、本体３１０には、排水管Ｐの内部圧力の変動に応じて容積が変動する追加の緩衝手段３５０を装着可能な拡張部３１６が設けられている。上記実施形態と異なり、緩衝手段３５０は、同一の追加緩衝装置でなく、容積が変動可能な拡張用の容積変動体であり、実施形態１の伸縮体１００と同様の構成を有している。すなわち、より高い圧変動緩衝性能が必要である場合、拡張部３１６から遮蔽部３１７を取り外し、追加の緩衝手段３５０を並列的に増設可能である。そして、圧変動緩衝性能を拡張する必要がない場合、拡張部３１６は遮断部３１７で閉塞される。したがって、本実施形態の緩衝装置３００は、拡張部３１６を介して当該緩衝装置３００に追加の緩衝手段３５０を並列的につなげて、圧変動緩衝性能を容易に拡張することが可能である。

［変形例］
本実施形態では、１つの拡張部３１６が設けられたが、複数の拡張部３１６を設け、複数の緩衝手段３５０を同時に並列的に増設できるようにしてもよい。また、本実施形態の緩衝手段として、図１３の緩衝装置４００に示すように、伸縮体の代わりに袋部材４１０を採用してもよい。

本発明は上述した実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲に属する限りにおいて種々の態様で実施しうるものである。

１０ 排水システム
１１ 圧変動緩衝構造
１００ 緩衝装置
１１０ 本体
１１１ 周壁
１１２ 上壁
１１３ 接続部
１１４ 支持部
１１５ 通気部
１１６ 拡張部
１１７ 遮断部
１１８ 内部空間
１１９ 気体流路
１２０ 伸縮体（容積変動体）
１２１ 筒壁部
１２２ 開口端部
１２４ 外溝部
１２５ 内溝部
１２６ 受け部
１２７ 環状板体
１３０ 径違い継手
２２０ 袋部材（容積変動体）
１００’ 追加緩衝装置（緩衝手段）
３５０，４５０ 緩衝手段
Ｐ 排水管
Ｐ１ 排水主管
Ｐ２ 枝管

Claims (8)

1. 排水管に取り付けられ、前記排水管の内部圧力の変動を緩和する緩衝装置であって、
   前記排水管に接続される接続部を有し、前記排水管内部と連通するとともに外部環境と隔絶された内部空間を定める本体と、
   前記本体に保持され、前記排水管の内部圧力の変動に応じて容積が変動する容積変動体と、を備え、
   前記本体には、当該緩衝装置と同一の構成を有する追加緩衝装置の接続部を直接的又は間接的に連結するための拡張部が設けられ、前記拡張部を介して当該緩衝装置の内部空間と前記追加緩衝装置の内部空間とが連通し、
   前記追加緩衝装置を増設しない場合には、前記拡張部が遮断部で閉塞されることを特徴とする緩衝装置。
2. 前記容積変動体は、本体内部及び／又は排水管内部に収容され、前記容積変動体内部が前記排水管内部と連通せずに外部環境に開放されており、前記排水管の内部圧力の上昇に伴って前記容積変動体の容積が減少することを特徴とする請求項１に記載の緩衝装置。
3. 前記容積変動体は、軸方向に伸縮可能な蛇腹状の筒壁部を有し、自然状態で自重によって伸びるとともに前記本体から前記内部空間に伸び代を残した状態で垂れ下がっていることを特徴とする請求項２に記載の緩衝装置。
4. 前記容積変動体は、前記筒壁部の下端を閉塞するとともに、前記排水管からの気流を受けるように下方に開口したカップ状の受け部を備えることを特徴とする請求項３に記載の緩衝装置。
5. 前記本体内壁と前記容積変動体との間には、前記接続部から前記拡張部まで連続する気体流路が設けられ、前記気体流路の最小幅が前記容積変動体の容積変動に依らず実質的に一定であることを特徴とする請求項３又は４に記載の緩衝装置。
6. 前記拡張部に取着されて前記追加緩衝装置の接続部を連結可能な径違い継手をさらに備え、前記径違い継手を介して当該緩衝装置に前記追加緩衝装置が連結されたとき、当該緩衝装置の容積変動体と前記追加緩衝装置の容積変動体とが鉛直方向に直線的に整列することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の緩衝装置。
7. 排水管の内部圧力の変動を抑制する圧変動緩衝構造であって、
   前記排水管に取り付けられた請求項１から６のいずれか一項に記載の緩衝装置と、
   前記緩衝装置と同じ構成を有する１又は複数の追加緩衝装置と、を備え、
   前記緩衝装置の内部空間と前記１又は複数の追加緩衝装置の内部空間とが連通するように、前記緩衝装置の拡張部に前記追加緩衝装置の接続部が直接的又は間接的に連結され、末端の前記追加緩衝装置の拡張部が遮断部で閉塞されていることを特徴とする圧変動緩衝構造。
8. 排水管に取り付けられ、前記排水管の内部圧力の変動を抑制する緩衝装置であって、
   前記排水管に接続される接続部を有し、前記排水管内部と連通するとともに外部環境と隔絶された内部空間を定める本体と、
   前記本体に保持され、前記排水管の内部圧力の変動に応じて容積が変動する容積変動体と、を備え、
   前記本体には、前記排水管の内部圧力の変動に応じて容積が変動する追加の緩衝手段を装着可能な拡張部が設けられ、
   前記緩衝手段を装着しない場合には、前記拡張部が遮断部で閉塞されることを特徴とする緩衝装置。

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