【手続補正書】
【提出日】平成15年12月22日(2003.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】給排水管の制振構造および該構造を備えた排水集合管継手
【特許請求の範囲】
【請求項１】給排水管の、給排水の流下に伴う振動を抑制するための構造であって、前記給排水管の表面または内面または双方に振動防止用のリブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項２】請求項１記載の制振構造であって、排水集合管継手のテーパ管部に振動防止用のリブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項３】請求項２記載の制振構造であって、テーパ管部の軸線を中心とする円周に沿って、該軸線方向に適宜間隔をおいて複数のリブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項４】請求項２または３記載の制振構造であって、テーパ管部の表面に溶接肉盛を形成して振動防止用のリブとすることを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項５】請求項２〜４のいずれかに記載した制振構造であって、テーパ管部に加えて、拡径部にも振動防止用のリブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項６】請求項５記載の制振構造であって、拡径部およびテーパ管部の双方に、管軸方向に沿った縦リブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項７】請求項６記載の制振構造であって、拡径部およびテーパ管部の双方に、縦リブに加えて、管軸回りの周方向に沿った横リブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項８】請求項１記載の制振構造であって、排水用脚部継手に振動防止用のリブを設けたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項９】請求項８記載の制振構造であって、振動防止用のリブに加えて排水用脚部継手のシュート面の肉厚を他の部分よりも厚くしたことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項１０】請求項１記載の制振構造であって、振動防止用のリブに加えて制振塗装を施したことを特徴とする給排水管の制振構造。
【請求項１１】請求項６または７記載の制振構造を備えた排水集合管継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、給排水管の、給排水の流下時における振動を防止若しくは低減するための制振構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、オフィスビルあるいはマンション等の高層建造物における排水設備において、排水集合管継手１は、例えば図７に示すようにコンクリートスラブ２を経て下階から上階に貫いて配管された排水立て主管３に、各階の排水横枝管４〜４を接続するために用いられるもので、通常各階において複数の排水横枝管４〜４が１箇所の排水集合管継手１を経て排水立て主管３に接続される。
この排水集合管継手１は、横枝管４の接続口１ｃが側方へ張出し状に設けられた拡径部１ａと、この拡径部１ａの下端から下流側へ小径となるテーパ管部１ｂを備えている。拡径部１ａは、横枝管４を経て流れ込む排水によって水栓（プラグ）が発生しないよう排水立て主管３よりも大径に形成され、この拡径部１ａに流入した排水はテーパ管部１ｂにより徐々に小径に絞られつつ下流側の排水立て主管３に流下される。
また、近年、従来の二管式に代えていわゆる単管式の排水システムが主流となっており、この単管式排水システムの場合に用いられる排水集合管継手１の上流側接続口１ｄと上記テーパ管部１ｂの内壁面には、図示は省略したが流れ込んだ排水を内壁面に沿って螺旋状に旋回させつつ流下させるための整流羽根（フィン）が設けられている。テーパ管部の内壁面に設けた整流羽根の方が、より大量の排水を処理するため接続口側の整流羽根よりも大型になっている（以下、メインフィンという）。単管式排水システムの特徴は、この整流羽根により旋回流を発生させることにより、その中心部に発生する空間部を常時大気に連通させて、従来の二管式排水システムにおける通気管の機能を受け持たせる構成にある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、単管式排水システムに用いられる排水集合管継手の内壁面には、旋回流を発生させるための整流羽根が設けられているため、横枝管４〜４を経て流れ込んだ排水、あるいは上流から流下する排水が上記整流羽根に衝突し、その際の衝突エネルギーにより当該管継手１自体が振動し、これが騒音の原因になる問題があった。しかしながら、従来この問題に対して適切な対策が施されていなかった。
本発明は、この問題に対する対策としてなされたもので、給排水の流下に伴う給排水管の振動を防止若しくは低減できる給排水管の制振構造およびこの制振構造を備えた排水集合管継手を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本願発明は、前記各請求項に記載した構成の制振構造または排水集合管継手とした、
請求項１記載の制振構造によれば、振動防止用のリブにより当該給排水管の面剛性が高められることにより、この給排水管を給排水が流下する際の振動（ひいては給排水の流下に伴う騒音、以下同じ）が抑制される。
この制振構造は、給排水管のうち、汚物、固形物、粒状物等が流下する排水管に特に有効であり、具体的には排水管のうちでも特にこの種の振動が発生し易い排水集合管継手、あるいは排水立て主管の下端に排水横主管を接続するための脚部継手、さらにはエルボ継手等の排水管継手であって、排水の流下方向が屈曲するために排水が管壁に衝突する箇所に有効である。しかしながら、排水管のうち通常の直管部に適用してもよく、また排水管に限らず給水管に適用しても、一定の効果を得ることができる。
振動防止用のリブは、当該給排水管の製作段階すなわち鋳造段階でその表面または内面または双方に一体に設ける他、当該給排水管の製作後、別途用意したリブを溶接等の手段により取付けることとしてもよい。また、給排水管の表面に溶接により溶接肉盛を形成し、この溶接肉盛を振動防止用のリブとしてもよい。
また、振動防止用のリブは、給排水管の軸線を中心とする円周に沿って、全周に渡って若しくは周方向断続的に設けてもよく、また、同軸線に沿って適宜間隔をおいて横縞状に複数設けてもよい。逆に、給排水管の軸線に沿って、周方向に適宜間隔をおいて縦縞状に複数設けてもよい。
さらに、振動防止用のリブは、給排水管の軸線に対して傾斜して設け、あるいは格子状（網目状）に設けてもよい。
【０００５】
請求項２記載の制振構造によれば、最も大きな振動発生源である、排水集合管継手のテーパ管部の面剛性が高められるので、より効果的に振動を抑制できる。
ここで、排水集合管継手の拡径部の下端部に連続して形成されるテーパ管部の内壁面には、拡径部側のフィンよりも大型のメインフィンが設けられており、このメインフィンに大量の排水が衝突するため、当該テーパ管部の振動が最も大きくなると考えられ、従ってテーパ管部の面剛性を高めることが管継手全体の振動を抑制する上で効果的である。
さらに、出願人が行った振動実験によれば、排水集合管継手の拡径部の１箇所に振動を加えた場合に、横枝管接続口の基部下側（テーパ管部の上流側端部付近）の振動が最も大きいことから、この部分に対して重点的にリブを設けることが、当該排水集合管継手全体の振動を低減する上で最も効果的である。要は、テーパ管部の面剛性を高めるべく積極的にリブを設けることにより前記従来の課題を解決することができる。
また、テーパ管部は通常コンクリートスラブに埋め戻される部分であるので、コンクリートスラブに伝わる振動を防止する観点からも、このテーパ管部の振動を優先的に抑制することが望ましい。
請求項３記載の制振構造によっても、テーパ管部の面剛性が高められるので、当該排水集合管継手の振動を防止もしくは低減できる。リブをこのような配置パターンで設ける場合、各リブの間隔を予め定められた間隔としておくことにより、当該排水集合管継手をコンクリートスラブに固定する際に、各リブをコンクリートスラブに対する位置決め用のラインとして用いることができる。
また、排水集合管継手をコンクリートスラブに固定する場合には、通常そのテーパ管部がコンクリートスラブに埋め戻されるのであるが、リブを上記のような配置パターンとすることにより、各リブが埋め戻し部に対して重力方向に引っ掛かるので、当該排水集合管継手をコンクリートスラブに対してより強固に固定することができる。
【０００６】
請求項４記載の制振構造によれば、必要な部位についてのみリブを簡単に後付けできるので、予め十分なリブを一律に設定しておく場合に比して、当該制振構造を低コストで提供できる。特に、施工現場において、当該排水集合管継手の取付け後に、必要に応じて必要な部位に対してのみリブを設けることができるので、各現場に合わせてきめ細かい振動防止対策を施すことができる。
請求項５〜７記載の制振構造または請求項１１記載の排水集合管継手によれば、一層確実に振動の低減を図ることができる。
請求項８記載の制振構造によれば、前記排水集合管継手に次いで振動が発生し易い排水用脚部継手の面剛性を高めて、その振動を抑制することができる。
請求項９記載の制振構造によれば、脚部継手のシュート面（底面）の耐潰食性が向上するとともに剛性が高められることによっても振動が抑制される。このシュート面は、排水立て管から流下した排水が突き当たる箇所であるため、従来よりこの部分の肉厚を他の部分よりも厚くしてその耐潰食性を向上させることが行われているが、肉厚を厚くすることによってその剛性も高められるので効果的に振動抑制を図ることができる。
請求項１０記載の制振構造によれば、振動防止用のリブによる面剛性のアップに加えて制振塗装による振動減衰機能が発揮されるので、より一層給排水の流下による振動ひいては騒音を低減させることができる。この制振塗装も、給排水管の表面または内面または双方に施すことができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を図１〜図６に基づいて説明する。図１〜図５には、給排水管の例として排水集合管継手２０，３０，４０，５０，６０のテーパ管部２１，３１，４１，５１，６１に対して設けた種々形態の振動防止用のリブ２２，３２，４２，４３，５２，６２が示されている。先ず、これらの説明に先立って、従来の管継手について行った振動実験の結果について説明する。
図６に示すように実験対象の排水集合管継手１０は相互に直交して配置された２箇所の横枝管接続口１０ａ，１０ｂを備えている。図中白抜き矢印で示した位置（加振点）に対して、所定の加振器を用いて振動を加えた。その結果、概ねＡ点、Ｂ点、Ｃ点の３位置の振動が最も大きく、それぞれ１４．３５デシベル、１３．９６デシベル、１３．２５デシベルの振動特性値を示した。
Ａ点、Ｂ点、Ｃ点は、両接続管部１０ａ，１０ｂの基部付近であって、拡径部１０ｃとテーパ管部１０ｄの境界線に沿った同テーパ管部１０ｄの上部に集中している。そこで、図中二点鎖線で示すようにテーパ管部１０ｄの上部全周に沿って溶接肉盛１１を形成し、その上で同様の実験を行った。
その結果、Ａ点、Ｂ点、Ｃ点における振動特性値は、それぞれ７．６６デシベル、７．５６デシベル、５．７８デシベルに半減した。このように特に振動の大きなテーパ管部１０ｄに溶接肉盛１１を形成しておくことにより、当該排水集合管継手１０′の全体として振動を大幅に低減させることができる。以下、この実験結果に基づいて排水集合管継手の振動を大幅に低減させ得る種々形態の溶接肉盛（振動防止用のリブ）について説明する。なお、振動防止用リブの形態以外については特に変更を要しないので説明を省略する。
【０００８】
図１は、テーパ管部２１の上部全周に沿って溶接肉盛２２を形成した排水集合管継手２０を示している。この実施形態の場合、溶接肉盛２２が振動防止用のリブとして機能する。本実施形態が種々形態のうち最もシンプルな形態である。なお、図示は省略したが上記溶接肉盛２２に加えてテーパ管部２１の下部全周に沿って同様の溶接肉盛を設けてもよい。
図２は、テーパ管部３１の上部から下部にわたって、管軸方向適宜間隔をおいて複数の溶接肉盛３２〜３２をそれぞれ全周にわたって横縞状に形成した排水集合管継手３０を示している。この場合には、溶接肉盛３２〜３２が振動防止用のリブとして機能する。
図３は、テーパ管部４１の上部に沿って複数の板片４２〜４２が周方向適宜間隔をおいて側方へ張出し状に取付けられた排水集合管継手４０が示されている。また、この排水集合管継手４０のテーパ管部４１の下部には溶接肉盛４３が全周にわたって形成されている。この場合、各板片４２〜４２と溶接肉盛４３がそれぞれ振動防止用のリブとして機能する。なお、上記板片４２〜４２は、施工時コンクリートスラブの上面に当接され、当該管継手４０のコンクリートスラブに対する位置決めプレートとしての機能をも有している。
図４は、テーパ管部５１のほぼ全面にわたって、溶接肉盛５２を格子状に形成した排水集合管継手５０を示している。この場合、溶接肉盛５２が振動防止用のリブとして機能する。このように、振動防止用のリブはテーパ管部の周方向に沿って形成する場合のみならず、テーパ管部の軸線に対して傾斜させて形成してもよく、また管軸線に沿って縦縞状に形成してもよい。
【０００９】
次に、図５にはテーパ管部６１の内面に振動防止用のリブ６２を設けた形態が示されている。この場合のリブ６２は、当該管継手６０を製作する際に鋳造により一体に形成されたもので、テーパ管部６１の上部から下部に至って、旋回流発生用の整流用羽根６３を回避しつつ螺旋状に設けられている。このリブ６２と上記各溶接肉盛２２、３２〜３２、５２〜５２、４３または板片４２〜４２等と組み合わせる構成としてもよい。
以上例示したような、種々形態のリブ（溶接肉盛２２、３２〜３２、５２〜５２、４３、板片４２〜４２、リブ６２）によっても、テーパ管部の面剛性を高めることができ、これにより排水流下時における当該排水集合管継手の振動を低減して排水音を大幅に抑制することができる。
以上説明した種々形態のリブの他、さらに別形態のリブにより実施することができる。例えば、溶接肉盛を突条に設けた場合を例示したが、半球状（点状）の溶接肉盛を多数形成する構成としてもよい。また、テーパ管部の軸線に沿って縦縞状に溶接肉盛を形成する他、板片を取り付けてもよい。
さらに、テーパ管部の面剛性を高めるためのリブは、例示した溶接肉盛２２（または３２〜３２，５２〜５２）、板片４２〜４２あるいはリブ６２に限らず、鋼線あるいは棒鋼等を溶接または接着することにより、あるいはボルト止めすることにより前記種々形態に設けてもよい。従って、当該排水集合管継手は鋳鉄製（鋳鉄管）であっても、塩化ビニル製（塩ビ管）あるいはその他の材質（例えば鋼管）であっても同様に適用することができる。
また、当該排水集合管継手２０（または３０，４０，５０）を鋳鉄製（鋳鉄管）とする場合であれば、例示したリブ６２と同様に、鋳造の段階でリブ２２（または３２〜３２，４２〜４２，５２〜５２）を一体に形成してもよい。
さらに、テーパ管部にのみリブを設けた例を説明したが、テーパ管部に加えて拡径部に例示した種々形態のリブを設けてもよく、これによればより確実な振動低減効果を得ることができる。
【００１０】
次に、上記振動防止用のリブに加えて、当該排水集合管継手の表面または内面またはその双方にいわゆる制振塗装を施してもよく、この場合が請求項１０に記載した発明の実施形態に相当する。この制振構造によれば、振動防止用のリブによる面剛性のアップに加えて制振塗装による振動減衰機能が発揮されるので、より一層排水の流下による振動ひいては騒音を低減させることができる。
制振塗装は、本出願人が例えば特開平８−１３５６６号公報に開示したもので、排水集合管継手の表面または内面またはその双方に、振動減衰性樹脂層と熱硬化性樹脂層を積層する処理をいう。振動減衰性樹脂層は、例えば振動減衰性ゴムにオレフィン・アクリル酸エステル共重合体および低結晶性ポリオレフィン共重合体を配合したものであり、振動減衰性ゴムはブチルゴム、ポリイソブチレンまたは３，４−ポリイソブレンのうちの１種以上の成分を選択し、その組成を変えて配合したもので、所定の温度あるいは振動数領域において良好な振動減衰能を発揮し得るものを用いることができる。
また、熱硬化性樹脂は、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂あるいは前者に後者を少量配合したものを用いることができる。この熱硬化性樹脂はそのまま塗装してもよく、またタール等の添加物を混合して塗布してもよい。
なお、振動減衰性樹脂層は、吹き付け等の通常の塗装手段による場合の他、振動減衰性ゴムにオレフィン・アクリル酸エステル共重合体および低結晶性ポリオレフィン共重合体を配合してフィルム状あるいはシート状に成形したものを接着剤で接着してもよく、請求項１０に記載した塗装はかかる積層形態をも含む概念である。また、この制振塗装は、当該排水集合管継手の全体に塗布しても、特に振動の大きな部位にのみ集中的に塗布してもよい。
【００１１】
次に、図８は、給排水管の一例としてＬ字型に屈曲する排水用の脚部継手７０について振動防止用のリブ７１〜７１を設けた制振構造の例を示している。この脚部継手７０の上部受け口７０ａには排水立て主管３が接続され、下部受け口７０ｂには排水横主管７２が接続されている。この脚部継手７０の立て管部７０ｃは、直接コンクリートスラブ２に固定されている。
この脚部継手７０の上部受け口７０ａから下部受け口７０ｂに至って、複数の振動防止用リブ７１〜７１が管軸方向適宜間隔をおいて横縞状に設けられている。この場合のリブ７１〜７１も、管表面に溶接肉盛を形成することにより設けられているが、前記したようにその他の方法により設けてもよい。このリブ７１〜７１により当該脚部継手７０の面剛性が高められ、これにより排水流下に伴う振動の発生が抑制され、ひいては排水音が低減される。
なお、この脚部継手７０のシュート面（屈曲外周部）の肉厚ｔ（例えばｔ＝８ｍｍ）は、他の部分の肉厚（例えば６ｍｍ）よりも厚くなっており、これにより排水立て主管３から流下した排水がこのシュート面に衝突することによる浸食に対して耐久性（耐潰食性）が高められている。このシュート面の肉厚ｔが厚くなっているため、上記耐潰食性に加えてこの部分の剛性が高められ、この点でも振動の発生が抑制される。
【００１２】
また、排水横枝主管７２は吊り金具７３によりコンクリートスラブ２の下面に支持されており、吊り金具７３と排水横主管７２の表面との間には振動吸収用のゴムシートが挟み込まれている。これにより排水横主管７２の振動が吸収されて、コンクリートスラブ２に伝わらないようになっており、これによっても脚部継手７０の振動が間接的に低減されるようになっている。
脚部継手７０に適用できる振動防止用のリブについても例示したリブ７１〜７１に限らず、前記例示したように種々形態のものを適用でき、また、制振塗装を追加施工すればより一層効果的に振動を抑制できることは言うまでもない。
最後に、本発明は、例示した排水集合管継手２０〜６０や排水用の脚部継手７０に限らず、例えば排水立て主管３、横枝管４あるいは横主管７２等の単なる直管（ストレートパイプ）にも同様に適用でき、さらには排水管に限らず、給水管に適用しても同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態を示す図であり、テーパ管部の上部に振動防止用のリブとしての溶接肉盛を設けた排水集合管継手の側面図である。
【図２】第２実施形態を示す図であり、テーパ管部の上部から下部に至って複数の振動防止用のリブとしての溶接肉盛を設けた排水集合管継手の側面図である。
【図３】第３実施形態を示す図であり、テーパ管部の上部に振動防止用のリブとしての板片を設け、下部に溶接肉盛を設けた排水集合管継手の側面図である。
【図４】第４実施形態を示す図であり、テーパ管部に振動防止用にリブとして溶接肉盛を格子状に設けた排水集合管継手の側面図である。
【図５】第５実施形態を示す図であり、テーパ管部の内面に振動防止用のリブを設けた排水集合管継手の縦断面図である。
【図６】排水集合管継手に対する加振点および最も振動の大きな位置を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。
【図７】単管式排水システムを示す図であり、排水集合管継手周辺の側面図である。
【図８】脚部継手に振動防止用のリブを設けた実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
１０…従来の排水立て管（実験対象）
Ａ，Ｂ，Ｃ…振動の最も大きな位置
２０…第１実施形態の排水集合管継手
２２…テーパ管部上部の溶接肉盛
３０…第２実施形態の排水集合管継手
３２…溶接肉盛
４０…第３実施形態の排水集合管継手
４２…板片（振動防止用のリブ）
５０…第４実施形態の排水集合管継手
５２…溶接肉盛
６０…第５実施形態の排水集合管継手
６２…振動防止用のリブ
７０…脚部継手
７２…吊り金具