JP7136595B2

JP7136595B2 - 排水部材および雨樋

Info

Publication number: JP7136595B2
Application number: JP2018109788A
Authority: JP
Inventors: 隆明元; 信治寺地; 将成田中
Original assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Current assignee: Sekisui Chemical Co Ltd
Priority date: 2018-06-07
Filing date: 2018-06-07
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2038-06-07
Also published as: JP2019210758A

Description

本発明は、排水部材に関する。

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。

特開２００４－３０８３９９号公報

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。

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。

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、前記底部の下面に固着される下筒と、前記下筒の内側に装着された上筒と、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、表裏面が上下方向を向く蓋部材を有し、前記蓋部材には、上下方向に貫く開口が形成され、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％以下であることを特徴とする。

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。

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。

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１に示す雨樋、および排水部材の斜視図である。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１に示す排水部材における蓋部材の上面図である。

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。

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^２～３００ｃｍ^２、好ましくは１３～１９０ｃｍ^２、より好ましくは２０～１４０ｃｍ^２である。

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。

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。

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。

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。

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^２以上であり、０．３０Ｌ／秒・ｃｍ^２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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

１排水部材
１０下筒
２０上筒
２３蓋部材
２３Ａ開口
５１軒樋
５１ａ底部

Claims

軒樋の底部から排水するための排水部材であって、
前記底部の下面に固着される下筒と、
前記下筒の内側に装着された上筒と、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、表裏面が上下方向を向く蓋部材を有し、
前記蓋部材と前記軒樋の底部との間には流入開口が形成され、
前記蓋部材には、上下方向に貫く開口が形成され、
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％以下であることを特徴とする排水部材。
前記開口は上面視で円形である、請求項１に記載の排水部材。
軒樋の底部から排水するための排水部材であって、
前記底部の下面に固着される下筒と、
前記下筒の内側に装着された上筒と、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、表裏面が上下方向を向く蓋部材を有し、
前記蓋部材と前記軒樋の底部との間には流入開口が形成され、
前記蓋部材には、上下方向に貫く直径が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％以下であることを特徴とする排水部材。
軒樋と、
前記軒樋に設置された請求項１ないし３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。
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貫通孔までの距離は１５ｍ以下である、請求項４に記載の雨樋。
前記軒樋の底部において前記排水部材が設置される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４または５に記載の雨樋。