JP6831102B2 - 水洗便器用タンク、管体、および管体敷設方法 - Google Patents
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Description
本発明は、水洗便器用タンク、管体、および管体敷設方法に関する。
従来、便器および水洗便器用タンクの材料の一部として陶磁器以外の工業材料を使用した技術が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。また、水道管などの配管にも、樹脂が利用されている。例えば、既設の水道管の管内面に対して、イソシアネート化合物とアミン化合物といった２液を混合させながら噴出して、水道管の管内面をコーティングする技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開平１０−３７２７９号公報
［特許文献２］ 特開平０５−７９０８１号公報
［特許文献３］ 特開２００３−１５９５５４号公報
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開平１０−３７２７９号公報
［特許文献２］ 特開平０５−７９０８１号公報
［特許文献３］ 特開２００３−１５９５５４号公報
便器、水洗便器用タンク、および配管は、軽量かつ頑丈であることが望ましい。
本発明の第１の態様においては、複数の樹脂製部品によって構成される便器を提供する。便器は、少なくとも一つの樹脂製部品が、発泡合成樹脂の基材と、ポリウレア樹脂のコーティング層とを備えてよい。コーティング層は、基材の表面を覆ってよい。
便器は、リム部、ボール部、およびスカート部を独立した部品として備えてよい。ボール部がスカート部内に収納配置されてよい。ボール部の上端縁部にリム部が装着されてよい。ボール部は陶磁器であってよい。リム部およびスカート部が、基材とコーティング層とを備えてよい。
本発明の第２の態様においては、水洗便器用タンクを提供する。水洗便器用タンクは、タンク形状に成形された発泡合成樹脂の基材と、ポリウレア樹脂のコーティング層とを備えている。ポリウレア樹脂のコーティング層は、タンク形状の内面および外面において基材の表面を覆ってよい。
本発明の第３の態様においては、管体を提供する。管体は、老朽化した既設管内に新管として挿入されてよい。管体は、発泡合成樹脂の基材と、ポリウレア樹脂のコーティング層と、を備えてよい。基材は、管形状に形成されてよい。コーティング層は、管形状の内面および外面において基材の表面を覆ってよい。
本発明の第４の態様においては、管体敷設方法を提供する。管体敷設方法は、複数の管体を準備する段階と、老朽化した既設管の前後の少なくとも一方に掘られた立坑において、複数の管体を接合しながら既設管内に挿入していく段階とを備える。管体は、発泡合成樹脂の基材と、ポリウレア樹脂のコーティング層とを備えてよい。基材は、管形状に形成されてよい。コーティング層は、管形状の内面および外面において基材の表面を覆ってよい。
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
図１は、本発明の第１実施形態における便器１０の一例を示す図である。便器１０は、複数の樹脂製部品によって構成される。但し、便器１０は、すべての部品が樹脂製部品である必要はない。本例において、便器１０は、リム部２０、ボール部３０、およびスカート部４０を独立した部品として備えている。このうち、ボール部３０は、従来通り、陶磁器で形成されてよい。リム部２０およびスカート部４０は、樹脂成形体であってよい。すなわち、本例では、リム部２０およびスカート部４０が、複数の樹脂製部品である。
スカート部４０には、ボール部３０を収容する内部空間が形成されている。これにより、ボール部３０は、スカート部４０内に収納配置される。ボール部３０は、内部に排水路が形成される。リム部２０は、スカート部４０の上端縁部に装着される。このようにリム部２０、ボール部３０、およびスカート部４０によって、便器１０が構成されてよい。
図２は、便器１０のリム部２０の部分断面を示す図である。図２は、図１におけるＡ‐Ａ´線に沿ったリム部２０の断面を示している。リム部２０は、基材２２およびコーティング層２４を備える。
基材２２は、発泡合成樹脂で形成される。一例として基材２２を形成する合成樹脂は、高分子化合物である。より具体的な例として、基材２２を形成する合成樹脂は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリウレタンから選択された１以上の材料で形成される。発泡合成樹脂とは、これらの合成樹脂中に微細な気泡を分散させたものを指す。一つの実施例において、基材２２は発泡スチロール（発泡ポリスチレン）で形成される。
コーティング層２４は、基材２２の表面を覆って形成される。コーティング層２４は、ポリウレア樹脂で形成される。ポリウレア樹脂とは、例えばイソシアネートとアミノ基との化学反応によって形成されるウレア結合を有する樹脂である。一例としてポリウレア樹脂は、ポリイソシアネートとポリアミンを反応させて形成される。
コーティング層２４は、基材２２の全面に形成されることが好ましい。つまり、コーティング層２４は、リム部２０の座面２６、裏面２８、および側面の全てを覆う。側面は、座面２６および裏面２８の間の面を指す。コーティング層２４の厚みは、基材２２の厚みより小さい。一例として、基材２２の厚みは２ｃｍ以上であり、コーティング層２４の厚みは５ｍｍ以下である。
図３は、便器１０のスカート部４０の部分断面を示す図である。図３は、図１におけるＢ‐Ｂ´線に沿ったスカート部４０の断面を示している。スカート部４０は、基材４２およびコーティング層４４を備える。基材４２およびコーティング層４４は、上記のリム部２０における基材２２およびコーティング層２４と同様の構成であってよい。
コーティング層４４は、基材４２の全面に形成されることが好ましい。つまり、コーティング層４４は、スカート部４０の内面４６、外面４８、および端縁部の全てを覆う。内面４６は、ボール部３０が収納配置される部分の面であり、外面４８は、内面４６と反対側の面である。端縁部は、内面４６と外面４８との間の面である。コーティング層４４の厚みは、基材４２の厚みより小さい。一例として、基材４２の厚みは２ｃｍ以上であり、コーティング層４４の厚みは５ｍｍ以下である。
なお、本例では、複数の樹脂製部品であるリム部２０およびスカート部４０の双方が、ポリウレア樹脂によって被覆される場合を説明したが、複数の樹脂製部品の少なくとも一つがポリウレア樹脂のコーティング層を有していてもよい。また、本例では、便器１０が、リム部２０、ボール部３０、およびスカート部４０によって構成される三分割式の便器を示した。しかしながら、便器１０は、複数の樹脂製部品を含む便器であればよく、三分割式の便器に限定されない。
本例によれば、複数の樹脂製部品のうち少なくとも一つが、発泡合成樹脂の基材２２（基材４２）と、ポリウレア樹脂のコーティング層２４（コーティング層４４）とを備えている。したがって、部品を陶磁器で作る場合と比べて製造コストの低減が図られる。また、便器１０の重量が軽減され、搬送や施工がしやすい。特に、製造コストの低減および重量の軽減によって、災害時の仮設トイレまたは組立式トイレに広く利用することができる。災害時やイベント開催時において仮設トイレまたは組立式トイレを設定する場合には、大量の製品を運搬し、短期間で製品を施工する必要がある。本例の便器１０によれば、便器１０の重量が軽減されているので、作業者が簡単に運搬できる。また、重量が軽減されているため施工時の位置調整等も楽になる。したがって、本例の便器１０は、仮設トイレまたは組立式トイレに適する。
また、コーティング層２４（コーティング層４４）が、ポリウレア樹脂で形成されるので、高強度、優れた耐水性、および、優れた耐衝撃性を有する。このため、基材２２（基材４２）の表面をコーティング層２４（コーティング層４４）でコーティングすることで、超軽量で、強度、耐水性、および、耐衝撃性に優れた便器１０を提供できる。
図４は、本発明の第２実施形態における水洗便器用タンク１００の一例を示す断面図である。水洗便器用タンク１００は、基材１１０およびコーティング層１１２を備える。基材１１０は、タンクの形状に形成されている。基材１１０は、水が収容される内部空間を形成する。水洗便器用タンク１００の形状をなす基材１１０には、ボルトおよびフロート弁金具等が設置される開口孔１２２、開口孔１２４、および開口孔１２６が形成されてよい。
基材１１０は、発泡合成樹脂で形成される。発泡合成樹脂は、第１実施形態の便器１０における基材２２と同様の高分子化合物であってよい。一つの実施例において、基材１１０は発泡スチロール（発泡ポリスチレン）で形成される。
コーティング層１１２は、水洗便器用タンク１００の内面１１４および外面１１６において、基材１１０の表面を覆って形成される。コーティング層１１２は、ポリウレア樹脂で形成される。ポリウレア樹脂とは、例えばイソシアネートとアミノ基との化学反応によって形成されるウレア結合を有する樹脂である。一例としてポリウレア樹脂は、ポリイソシアネートとポリアミンを反応させて形成される。
コーティング層１１２は、基材１１０の全面に形成されることが好ましい。つまり、コーティング層１１２は、水洗便器用タンク１００の内面１１４、外面１１６、および側面の全てを覆ってよい。水洗便器用タンク１００の内面１１４は、水洗便器用タンク１００の内部空間に露出している面を意味し、外面１１６は、内面からみて反対側の面を意味する。側面は、内面１１４および外面１１６の間の面を指す。コーティング層１１２の厚みは、基材１１０の厚みより小さい。一例として、基材１１０の厚みは２ｃｍ以上であり、コーティング層１１２の厚みは５ｍｍ以下である。
コーティング層１１２は、内面１１４および外面１１６の間を連通する開口孔１２２、開口孔１２４、および開口孔１２６の表面にも形成されてよい。このように、コーティング層１１２を基材１１０の全面に形成することによって、コーティング層１１２が剥離することを防止することができる。
本例によれば、ポリウレア樹脂のコーティング層１１２がタンク形状の内面および外面において基材１１０の表面を覆うので、水洗便器用タンク１００の表面硬度を高くすることができ、基材１１０の内部への給水率をゼロとすることができる。したがって、単に、発泡合成樹脂の基材１１０のみで水洗便器用タンク１００を構成する場合と異なり、表面硬度および給水率の観点において、陶磁器製のタンクと同様の利点がある。
また、陶磁器の熱伝導率は１．５Ｗ／ｍ／Ｋであるのに対し、発泡合成樹脂の熱伝導率は０．０３Ｗ／ｍ／Ｋである。したがって、本例によれば、基材１１０およびコーティング層１１２自体が、断熱および防止効果を発揮するので、水洗便器用タンク１００内部に、別途の対流遮蔽板や防水性被覆層を設ける必要がない。
特に、基材１１０が、発泡合成樹脂で形成されるので、非常に軽量である。また、コーティング層１１２は、ポリウレア樹脂で形成されるので、高強度、優れた耐水性、および、優れた耐衝撃性を有する。このため、基材１１０の表面をコーティング層１１２でコーティングすることで、超軽量で、強度、耐水性、および、耐衝撃性に優れた水洗便器用タンク１００を提供できる。
本例の水洗便器用タンク１００は、非常に軽量であるので、運搬および施工を容易にする。特に、災害時やイベント開催時において仮設トイレまたは組立式トイレのための水洗便器用タンク１００として用いる場合には、大量の製品を運搬し、短期間で製品を施工する必要がある。本例の水洗便器用タンク１００によれば、水洗便器用タンク１００の重量が軽減されているので、作業者が簡単に運搬できる。また、重量が軽減されているため施工時の位置調整等も楽になる。したがって、本例の水洗便器用タンク１００は、仮設トイレまたは組立式トイレ用のタンクに適する。また、水洗便器用タンク１００の軽量化によって、水洗便器用タンク１００を設置するうえでの制約が少なくなる。例えば、トイレの上方の空間に水洗便器用タンク１００を設定することが可能になる結果、便座の後方に水洗便器用タンク１００を設置するためのスペースを確保する必要が軽減される。この結果、便座の前方のスペースを広く確保できるようになる。
図５は、本発明の第３実施形態における管体２００の一例を示す断面図である。本例の管体２００は、老朽化した既設管２０２内に新管として挿入される。既設管２０２は、既設の水道管であってもよく、他の管であってもよい。既設管２０２が、さや管として機能する。
管体２００は、基材２１０およびコーティング層２１２を備えている。基材２１０は、発泡合成樹脂で形成される。発泡合成樹脂は、第１実施形態の便器１０における基材２２と同様の高分子化合物であってよい。一つの実施例において、基材２１０は発泡スチロール（発泡ポリスチレン）で形成される。管体２００は、管形状に形成されている。管体２００の外径は、既設管２０２の内径より小さい。
コーティング層２１２は、管形状の基材２１０の外面２１４および内面２１６において基材２１０の表面を覆う。コーティング層２１２は、ポリウレア樹脂で形成される。ポリウレア樹脂とは、例えばイソシアネートとアミノ基との化学反応によって形成されるウレア結合を有する樹脂である。一例としてポリウレア樹脂は、ポリイソシアネートとポリアミンを反応させて形成される。
コーティング層２１２は、基材２１０の全面に形成されることが好ましい。コーティング層２１２は、管形状の基材２１０の外面２１４、内面２１６、および端縁部の全てを覆ってよい。端縁部は、管形状の基材２１０の外面２１４と内面２１６との間の部分を指す。コーティング層２１２の厚みは、基材２１０の肉厚より小さい。一例として、基材２１０の肉厚は２ｃｍ以上であり、コーティング層２１２の厚みは５ｍｍ以下である。
図６は、管体２００における継手部２２０の構成の一例を示す図である。本例の管体２００は、複数本の管体２００を前後に連結して使用することができる。本例の管体２００の基端部２１９側には、管体２００の先端部よりも内径が大きくなった継手部２２０が形成されている。継手部２２０において、複数の管体２００同士が接合される。継手部２２０は、伸びと屈曲が可能となっている。これにより、既設管２０２の曲がりにしなやかに順応しながら複数の管体２００を既設管２０２内に挿入できる。
継手部２２０において、管体２００の内面には、受口溝２２２が形成されてよい。また、管体２００の内面には、ゴム輪を係止するための突起部２２４が形成されてよい。受口溝２２２および突起部２２４も、基材２１０の成形によって形成してよい。受口溝２２２および突起部２２４の表面もコーティング層２１２で被覆されてよい。これにより、受口溝２２２および突起部２２４の強度を高めることができる。
図７は、複数の管体２００が互いに連結された状態を示す図である。図７は、図６の要部を拡大した図である。図７に示されるとおり、管体２００の先端部２１８側にはテーパが切られたロックリング２３４が設けられてよい。ロックリング２３４は金属で形成されてよく、ロックリング２３４の表面もコーティング層２１２で被覆されてよい。第１の管体２００における先端部２１８が、第２の管体２００における基端部２１９側に設けられた継手部２２０に差し込まれると、第１の管体２００外面２１４が、第２の管体２００における基端部２１９側に設けられたゴム輪２３２と密着する。ゴム輪は、突起部２２４によって係止されてよい。
第１の管体２００における先端部２１８に設けられたロックリング２３４が、第２の管体２００の基端部２１９に設けられた受口溝２２２に嵌め込まれてよい。しかしながら、管体２００の継手部２２０の構造は、図７の場合に限られない。
図８は、本発明の一態様における管体敷設方法の概要を示す図である。本例の管体敷設方法は、パイプ・イン・パイプ工法の一種である。本例では、パイプ・イン・パイプ工法における新管として、複数の管体２００を準備する。具体的には、準備される管体２００は、図５から図７に示したとおり、管形状に形成された発泡合成樹脂の基材２１０と、管形状の基材２１０の外面２１４および内面２１６において基材２１０の表面を覆うポリウレア樹脂のコーティング層２１２とを備える。
基材２１０は、発泡合成樹脂で形成されるので、非常に軽量である。また、コーティング層２１２は、ポリウレア樹脂で形成されるので、高強度、優れた耐水性、および、優れた耐衝撃性を有する。このため、基材２１０の表面をコーティング層２１２でコーティングすることで、超軽量で、強度、耐水性、および、耐衝撃性に優れた管体２００を提供できる。したがって、管体２００を作業現場まで容易に運び入れることができる。
管体敷設方法は、挿入段階を有する。挿入段階においては、老朽化した既設管２０２の前後の少なくとも一方に掘られた立坑３０２において、複数の管体２００を接合しながら、既設管２０２内に挿入していく。準備された複数の管体２００は、立坑３０２内において、一の管体２００の先端部２１８と他の管体２００の基端部２１９とが接合される。図６および図７に示したような継手部２２０により、複数の管体２００同士が接合されてよい。管体２００を既設管２０２内に挿入するためには、油圧ジャッキ３１０を用いて力を印加してよい。
挿入段階では、管体２００に大きな力が印加される。しかし、本例の管体２００の表面はポリウレア樹脂で覆われるので、挿入段階において印加される力に耐えることができる。
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。各実施形態は、相互に組み合わせることが可能である。例えば、第１実施形態における便器１０と第２実施形態における水洗便器用タンク１００を組み合わせることができる。また、便器１０からの排水路に、第３実施形態の管体２００を用いてもよい。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
１０・・・便器、２０・・・リム部、２２・・・基材、２４・・・コーティング層、２６・・・座面、２８・・・裏面、３０・・・ボール部、４０・・・スカート部、４２・・・基材、４４・・・コーティング層、４６・・・内面、４８・・・外面、１００・・・水洗便器用タンク、１１０・・・基材、１１２・・・コーティング層、１１４・・・内面、１１６・・・外面、１２２・・・開口孔、１２４・・・開口孔、１２６・・・開口孔、２００・・・管体、２０２・・・既設管、２１０・・・基材、２１２・・・コーティング層、２１４・・・外面、２１６・・・内面、２１８・・・先端部、２１９・・・基端部、２２０・・・継手部、２２２・・・受口溝、２２４・・・突起部、２３２・・・ゴム輪、２３４・・・ロックリング、３０２・・・立坑、３１０・・・油圧ジャッキ
Claims (3)
- 既設管内に新管として挿入される管体であって、
管形状に形成された発泡合成樹脂の基材と、
前記管形状の内面および外面において前記基材の表面を覆う、ポリウレア樹脂のコーティング層と、を備え、
一端部は、他の部分より拡径され、該一端部の内面に、受口溝が形成されており、
他端部は、当該管体と同形状の他の管体の一端部内に挿入されるように構成され、該他端部の外面に、該他の管体の受口溝に嵌め込まれる接合部が形成されている管体。 - 管形状に形成された発泡合成樹脂の基材と、前記管形状の内面および外面において前記基材の表面を覆う、ポリウレア樹脂のコーティング層と、を有し、一端部は、他の部分より拡径され、該一端部の内面に、受口溝が形成されており、他端部は、当該管体と同形状の他の管体の一端部内に挿入されるように構成され、該他端部の外面に、該他の管体の受口溝に嵌め込まれる接合部が形成された、複数の管体を準備する段階と、
既設管の前後の少なくとも一方に掘られた立坑において、前記複数の管体を接合しながら前記既設管内に挿入していき、前記一端部に前記他の管体の前記他端部を挿入して嵌め込む段階と、を備える管体敷設方法。 - 水洗便器用タンクであって、
タンク形状に成形された発泡合成樹脂の基材と、
前記タンク形状の内面および外面において前記基材の表面を覆う、ポリウレア樹脂のコーティング層と、を備え、
前記タンクに形成されたボルトおよびフロート弁金具が設置される開口孔の内径にもポリウレア樹脂のコーティング層が形成されている水洗便器用タンク。
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