JP2015068039A

JP2015068039A - 水槽の排水システム

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Publication number: JP2015068039A
Application number: JP2013203066A
Authority: JP
Inventors: 清水　晃治; Koji Shimizu; 晃治清水; 田村　秀樹; Hideki Tamura; 秀樹田村
Original assignee: Lixil Corp
Current assignee: Lixil Corp
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-13
Anticipated expiration: 2033-09-30
Also published as: JP6406807B2

Abstract

【課題】排水中において排水栓の開栓状態を安定して維持することができる水槽の排水システムを提供する。【解決手段】洗面器（水槽）２と、洗面器２の底部に形成された排水口３と、排水口３を開閉する排水栓４と、排水口３の下部に接続された排水管５と、を備える水槽の排水システム１において、排水管５の内部と大気との間に、排水管５の内部が正圧の状態においては、排水管５の内部と大気との連通を遮断し、かつ、排水管５の内部が負圧の状態においては、排水管５の内部と大気との連通を開放する圧力調整機構（空気流通部６および逆止弁７）を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、洗面台の洗面器や浴槽などの水槽の排水システムに関する。

従来、洗面台の洗面器や浴槽などの水槽の排水システムでは、水槽内に貯められた水を排水する場合、排水口を塞いでいる排水栓を上方に移動させて排水口を開放することで排水を行っている。
このような水槽の排水システムでは、排水途中に排水栓を閉じた場合に、サイホン力によって排水管内が負圧となることにより、この状態から排水栓を開けようとすると大きな力が必要となり、排水栓を開けづらくなる。このため、特許文献１には、排水管内の負圧を除去する負圧除去手段を備えて排水栓を開けやすくした水槽の排水システムが開示されている。

特許文献１の水槽の排水システムの負圧除去手段は、排水管に接続された空気導入管と、排水管と空気導入管との接続部分に設けられた逆止弁とを備えている。そして、この逆止弁は、排水中には水流による水圧により閉状態となり、排水が行われていないときには排水管内の負圧によって開状態となるように構成されている。

特開２００８−１４４５０８号公報

ここで、特許文献１の水槽の排水システムでは、排水中は水流により逆止弁が強制的に閉じて排水管内への空気の流入が阻止されるため、サイホン力が発生すると排水管内が負圧となる。このとき、排水栓がワイヤや磁力などによって排水口のすぐ上部に押し上げられて排水口を開放する形態の場合、排水栓に水頭圧や水流による下向きの負荷がかかる。このため、排水中の排水栓の開栓状態が安定して維持されず、排水栓が意図せずに閉じてしまう虞がある。
このような問題点に対し、ワイヤや磁力の強度を高めて排水栓を押し上げる力を高めることが考えられるが、部材の煩雑化や巨大化、高コスト化を招く虞がある。

本発明は、上述する事情に鑑みてなされたもので、排水中において排水栓の開栓状態を安定して維持することができる水槽の排水システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る水槽の排水システムは、水槽と、該水槽の底部に形成された排水口と、該排水口を開閉する排水栓と、前記排水口の下部に接続された排水管と、を備える水槽の排水システムにおいて、前記排水管の内部と大気との間に、該排水管の内部が正圧の状態において、該排水管の内部と大気との連通を遮断する圧力調整機構を備えていることを特徴とする。

本発明では、水槽に水を貯めた状態から開栓すると、開栓直後に排水管に水が流れ込み排水管の内部の圧力が上昇するが、圧力調整機構によって排水管の内部と大気との連通を遮断するため、排水管内を正圧の状態に維持することができる。その結果、排水栓には排水管側から水槽側に向かう上方向の力が作用することになる。
そして、この上方向の力が、排水栓に作用する水頭圧や水流による下方向の力を打ち消す方向に作用することにより、水槽に水を貯めた状態から開栓する際に、小さい力で確実に開栓することができるとともに、排水中の排水栓の開栓状態を従来よりも小さい力で安定して維持することができる。

特に、開栓と閉栓とを磁力によって切り替える排水栓の場合、開栓状態を維持するための必要な磁力を小さくすることができるため、部材を小型化することができる。
また、排水栓に作用する水頭圧や水流による力を打ち消す方向の力が作用することにより、従来よりも大きな水頭圧に対応することができるため、従来よりも水深が深い場合にも、排水中の排水栓の開栓状態を安定して維持することができる。

また、本発明に係る水槽の排水システムでは、圧力調整機構は、前記排水管の内部が負圧の状態においては、該排水管の内部と大気との連通を開放する構成としてもよい。

このように構成することにより、排水管の内部が負圧となることを防止することができる。その結果、排水途中に排水栓を閉じた場合に、サイホン力によって排水管内が負圧となるのを防止することができるため、排水口を閉じている排水栓に負圧が作用することがなくなり、排水栓を再び容易に開栓することができる。

また、本発明に係る水槽の排水システムでは、前記圧力調整機構は、前記排水管に接続されて該排水管と大気との間を連通可能に設けられた空気流通部と、該空気流通部と前記排水管との接続箇所と離間した位置に設けられて、前記排水管内が正圧の状態においては、前記空気流通部の前記排水管と大気との連通を遮断し、前記排水管内が負圧の状態においては、前記空気流通部の前記排水管と大気との連通を開放する逆止弁と、を備えていることが好ましい。

このように構成することにより、水槽に水を貯めた状態から開栓すると、開栓直後に排水管に水が流れ込み、排水管内の空気が空気流通部に押し出されて逆止弁が閉じ、逆止弁よりも排水管側の空気流通部内を正圧の状態に維持することができる。これにより、排水栓には排水管側から水槽側に向かう上方向の力が作用し、排水中の排水栓の開栓状態を安定して維持することができる。

また、本発明に係る水槽の排水システムでは、前記空気流通部は、前記水槽のオーバーフロー管を兼用していてもよい。

このように構成することにより、従来から設けられているオーバーフロー管に逆止弁を設けるだけで圧力調整機構を構成することができるため、構造の簡便化を図ることができる。

本発明によれば、水槽に水を貯めた状態から開栓すると、開栓直後に排水管に水が流れ込み排水管の内部の圧力が上昇するが、圧力調整機構によって排水管の内部と大気との連通を遮断するため、排水管内を正圧の状態に維持することができる。その結果、排水栓には排水管側から水槽側に向かう上方向の力が作用することになる。
そして、この上方向の力が、排水栓に作用する水頭圧や水流による下方向の力を打ち消す方向に作用することにより、水槽に水を貯めた状態から開栓する際に、小さい力で確実に開栓することができるとともに、排水中の排水栓の開栓状態を従来よりも小さい力で安定して維持することができる。

本発明の実施形態による水槽の排水システムの一例を示し、逆止弁が開放している様子を示す図である。本発明の実施形態による水槽の排水システムの一例を示し、逆止弁が閉鎖している様子を示す図である。排水栓を示し、閉栓状態を説明する図である。排水栓を示し、開栓状態を説明する図である。（ａ）は逆止弁を説明する図、（ｂ）はフラップを説明する図である。空気流入管の他の形態を示す図である。逆止弁の他の形態を示す図である。

以下、本発明の実施形態による水槽の排水システムについて、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本実施形態による水槽の排水システム１は、洗面台の洗面器（水槽）２と、洗面器２に形成された排水口３と、排水口３を開閉する排水栓４と、排水口３の下部に接続された排水管５と、排水管５に接続された空気流通部（圧力調整機構）６と、空気流通部６に接続された逆止弁（圧力調整機構）７とを備えている。なお、図１では、逆止弁７が開放されている様子を示し、図２では、逆止弁７が閉鎖されている様子を示している。

洗面器２は、水Ｗを貯めることが可能な所定の深さに形成されていて、底部には排水口３が形成され、側面の上端部近傍にはオーバーフロー口２１が形成されている。また、洗面器２の上部、または洗面器２がカウンター（不図示）などに設けられているときにはそのカウンターに、排水栓４の開閉を操作するための操作部２２が設けられている。

図３に示すように、排水管５は、排水口３に接続されて洗面器２の下部に垂下状に取り付けられた排水口接続管５１と、排水口接続管５１の下流側に接続された連結管５２と、連結管５２の下流側に接続された排水Ｌ管５３と、排水Ｌ管５３の下流側に接続されたトラップ管５４（図１および図２参照）と、を備えている。

図３および図４に示すように、排水栓４は、排水口３を開閉可能な栓本体４１と、栓本体４１を開閉駆動させるための開閉駆動部４２とを備えている。なお、図３では、栓本体４１が排水口３を塞いでいる状態（閉栓状態）を示し、図４では、栓本体４１が排水口３を開放している状態（開栓状態）を示している。

開閉駆動部４２は、上下方向に延在し上端部４３ａに栓本体４１が固定されたロッド４３と、ロッド４３の下端部４３ｂに固定された第１磁石４４と、第１磁石４４の下方に設けられた第２磁石４５と、第２磁石４５を支持する磁石ホルダ４６と、磁石ホルダ４６を操作するピストン４７およびワイヤ４８と、を備えている。
これらの部材のうち、ロッド４３は、排水口接続管５１および連結管５２を挿通するように設けられていて、ロッド４３の下端部４３ｂおよび第１磁石４４は、排水Ｌ管５３の内部に配されている。また、第２磁石４５、磁石ホルダ４６およびピストン４７は、排水Ｌ管５３の下部に設けられたケース４９に収容され、ワイヤ４８は、一端部がピストン４７に接続され、他端部が操作部２２（図１および図２参照）に接続されている。

ロッド４３は、上下方向に移動可能に構成されていて、上方に移動することで、上端部４３ａに固定された栓本体４１が排水口３から離間し、排水口３が開放される。一方、ロッド４３が下方に移動することで、栓本体４１が排水口３を覆う位置に配されて排水口３を閉鎖するように構成されている。
第１磁石４４は、略円柱状に形成され、軸方向の一方側４４ａと他方側４４ｂとでＳ極とＮ極とが形成されていて、Ｓ極、Ｎ極の一方が上側４４ａ、他方が下側４４ｂとなるようにロッド４３に固定されている。本実施形態では、上側４４ａがＳ極、下側４４ｂがＮ極となるように設置されている。

第２磁石４５は、第１磁石４４と同様に略円柱状に形成され、軸方向の一方側４５ａと他方側４５ｂとでＳ極とＮ極とが形成されている。
そして、第２磁石４５は、磁石ホルダ４６の軸部４６ａ（後述する）と近い位置に配される基端部側４５ａがＳ極、基端部側４５ａよりも軸部４６ａから遠い位置に配される先端部側４５ｂがＮ極となるように強固に固定されている。

磁石ホルダ４６は、ケース４９内に軸部４６ａを中心に回動可能に配置されている。
この軸部４６ａは、略水平方向に延在し、図３に示す閉栓状態における磁石ホルダ４６の左端部側の上部部分に設けられていて、ケース４９の内面に両端が支持されている。
そして、磁石ホルダ４６の左端部の軸部４６ａよりも下方の部分に当接・離間可能なピストン４７が設けられている。

ピストン４７は、操作部２２の操作によってワイヤ４８に押されたり引っ張られたりして図３および図４における左右方向に移動可能に構成されている。
そして、操作部２２の操作によって、図４に示すようにピストン４７が右側に移動すると、磁石ホルダ４６がピストン４７に押し上げられて軸部４６ａを中心に上方に約９０°回動し、第２磁石４５の基端部側（Ｓ極）４５ａが鉛直下方を向き、先端部側（Ｎ極）４５ｂが鉛直上方を向くように構成されている。また、図４の状態から図３に示すようにピストン４７が左側に移動すると、磁石ホルダ４６が軸部４６ａを中心に下方に約９０°回動し、第２磁石４５の基端部側（Ｓ極）４５ａが水平方向左側を向き、先端部側（Ｎ極）４５ｂが水平方向右側を向くように構成されている。

また、図４に示すようにピストン４７が右側に移動して磁石ホルダ４６が軸部４６ａを中心に上方に約９０°回動したときには、第２磁石４５は、Ｎ極（先端部側４５ｂ）が第１磁石４４のＮ極（下端部側４４ｂ）と対向する位置に配されるように構成されている。また、図４の状態から図３に示すようにピストン４７が左側に移動して磁石ホルダ４６が軸部４６ａを中心に下方に約９０°回動したときには、第２磁石４５は、Ｓ極（基端部側４５ａ）の方がＮ極（先端部側４５ｂ）よりも第１磁石４４のＮ極（下端部側４４ｂ）と近い位置に配されるように構成されている。

これにより、ピストン４７が左側に移動したときには、第１磁石４４のＮ極と第２磁石４５のＳ極との間に吸引力が作用して、ロッド４３には下方に向かう力が作用し、栓本体４１を下方に下げて排水口３を閉鎖するように構成されている。
また、ピストン４７が右側に移動したときには、第１磁石４４のＮ極と第２磁石４５のＮ極との間に反発力が作用して、ロッド４３には上方に向かう力が作用し、栓本体４１を上方に上げて排水口３を開放するように構成されている。

図１および図２に戻り、空気流通部６は、例えば樹脂などで形成された管体で、上端部６ａが、逆止弁７を介して洗面器２のオーバーフロー口２１に接続され、下端部６ｂが排水管５に接続されている。本実施形態では、空気流通部６の下端部６ｂは、排水管５の排水口接続管５１（図３および図４参照）に接続されている。これにより、空気流通部６は、排水管５の内部と大気との間を連通可能に構成されている。
逆止弁７は、空気流通部６の洗面器２側と排水管５側との連通と遮断とを切り替え可能に構成されている。
そして、逆止弁７は、通常時（無負荷時）は空気流通部６を開放し、排水管５の内部と大気との間を連通させていて、逆止弁７の排水管５側が正圧の状態においては、空気流通部６を閉鎖し、排水管５側を正圧の状態に維持できるように構成されている。

図５（ａ）に示すように、本実施形態による逆止弁７は、一端側が洗面器２のオーバーフロー口２１に接続され、他端側が空気流通部６と接続される筒体７１と、筒体７１内で軸部７２を中心に回動可能なフラップ７３とを備えている。そして、筒体７１内でフラップ７３が軸部７２を中心に回動することで、筒体７１の断面を開閉している。
フラップ７３は、通常時には、筒体７１の断面全体を開放せずに、筒体７１の内周面との間にごく少量の隙間を形成して開放するように構成されている。そして、通常時にフラップ７３が筒体７１を開放している部分は、回動の軸部７２から遠い位置に配されているて、フラップ７３の先端部（軸部７２から最遠端の位置）近傍において空気が流通するように構成されている。
これにより、排水管５内が正圧になった際に、空気流通部６を通過し洗面器２側へ流出しようとする空気が回動の軸部７２から遠いフラップ７３の先端部を押し、押されたフラップ７３が筒体７１の断面を閉塞するため、フラップ７３が筒体７１の断面全体を開放している場合と比べて、逆止弁７（フラップ７３）を閉鎖するために必要な力を小さくすることができる。このため、空気流通部６の排水管５側が正圧となったときにすぐに逆止弁７が閉鎖されて洗面器２側へ空気が抜けることを防ぐことができる。
また、図５（ｂ）に示すように、フラップ７３は、筒体７１を閉鎖するときに筒体７１との当接位置に、ゴムなどのパッキン７４が設けられている。

また、空気流通部６は、洗面器２のオーバーフロー管も兼ねていて、洗面器２に一定量以上の水Ｗが貯まり、オーバーフロー口２１から流出すると、その水Ｗが空気流通部６を通過して排水管５へ流れ込むように構成されている。
なお、逆止弁７は、オーバーフロー口２１から流出する水Ｗの水勢によって、更に開放可能に構成されている。

次に、上述した水槽の排水システムの作用について図面を用いて説明する。
本実施形態による水槽の排水システム１によれば、空気流通部６によって排水管５の内部と大気とが連通可能に構成されることにより、排水管５の内部が負圧となることを防止することができる。その結果、排水途中に排水栓４を閉じた場合に、サイホン力によって排水管５内が負圧となることを防止することができるため、排水口３を閉じている栓本体４１に負圧が作用することがなくなり、栓本体４１を小さい力で再び容易に開栓することができる。

また、洗面器２に水Ｗを貯めた状態から開栓すると、開栓直後に排水管５に水Ｗが流れ込み排水管５の内部の圧力が上昇するが、逆止弁７によって排水管５の内部と大気との連通を遮断する状態となるため、空気流通部６および排水管５内を正圧の状態に維持することができる。その結果、栓本体４１には排水管５側から洗面器２側に向かう上方向の力が作用することになる。
そして、この上方向の力が、栓本体４１に作用する水頭圧や水流による下方向の力を打ち消す方向に作用することにより、洗面器２に水Ｗを貯めた状態から開栓する際に、小さい力でさらに栓本体４１を開栓することができるとともに、排水中の栓本体４１の開栓状態を従来よりも小さい力で安定して維持することができる。

特に、本実施形態のように、開栓と閉栓とを磁力によって切り替える排水栓４の場合、開栓状態を維持するための必要な磁力を小さくすることができるため、第１磁石４４や第２磁石４５などの部材を小型化することができる。
また、排水栓４に作用する水頭圧や水流による力を打ち消す方向の力が作用することにより、従来よりも大きな水頭圧に対応することができるため、従来よりも水深が深い場合にも、排水中の排水栓４の開栓状態を安定して維持することができる。
なお、実験により、同一の排水栓において、空気流通部６および逆止弁７が設けられている場合は、設けられていない場合と比べて、開栓可能な水深を深くすることができることを確認できた。

また、空気流通部６は、洗面器２のオーバーフロー管を兼ねていることにより、従来から設けられているオーバーフロー管に逆止弁７を設けるだけで圧力調整機構を構成することができるため、洗面台の構造の簡便化を図ることができる。

以上、本発明による水槽の排水システムの実施形態について説明したが、本発明は上記の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、上記の実施形態では、洗面台の排水システムとしているが、洗面台に限らず、浴槽など水を貯めて使用する水槽の排水システムとしてもよい。
また、上記の実施形態では、空気流通部６はオーバーフロー管を兼ねているが、オーバーフロー管とは別に空気流通部６を設けてもよい。
また、上記の実施形態では、排水栓４は、磁力によって栓本体４１を開閉する構成であるが、栓本体４１と接続されたワイヤで栓本体４１を開閉する構成や、栓本体４１の上部にチェーンが設けられていて、チェーンを引き上げたり下げたりすることで排水口３を開閉する構成としてもよい。

また、上記の実施形態では、逆止弁７は、通常時は排水管５と大気とを連通させているが、通常時において洗面器２側と排水管５側とを閉鎖し、排水管５側が負圧となったとき、およびオーバーフローの水Ｗが空気流通部６に流れこむときに洗面器２側と排水管５側とを開放する構成としてもよい。
例えば、図６に示すように、空気流通部６のうちオーバーフローの水Ｗが上方から下方に向かうような鉛直方向または斜め下側に向かう方向に延びる管の途中に逆止弁７を設け、オーバーフローの水Ｗが空気流通部６に流れ込む水Ｗの重力によって逆止弁７が開放するように構成してもよい。
なお、通常時に逆止弁７が洗面器２側と排水管５側とを閉鎖する場合は、逆止弁７が筒体７１と当接する部分には、ゴムなどのパッキン７４に代わって樹脂シートなどが貼りつけられている構成とすることが好ましい。このようにすることによって、ゴムなどのパッキン７４が経年的に筒体７１に溶着することを防止することができる。

また、上記の実施形態では、逆止弁７は、洗面器２と空気流通部６の上端部６ａとの間に設けられているが、空気流通部６と排水管５との接続部分から洗面器２側へ離間し、逆止弁７が閉鎖した時に空気流通部６内に空気を閉じ込めて排水管５内を正圧の状態に維持することができる位置であれば、洗面器２と空気流通部６の上端部６ａとの間以外に設けられていてもよい。例えば、空気流通部６の管体を、洗面器２側（上側）と排水管５側（下側）とに分割し、管体の洗面器２側と排水管５側との間に逆止弁７を設けてもよい。

また、図７に示すように、逆止弁７の筒体７１に、フラップ７３が筒体７１を開放しているときの空気の流通路の面積を小さくするための凸部７５を形成してもよい。このように構成することにより、逆止弁７が閉鎖するために必要な力をより小さくすることができるため、空気流通部６の排水管５側が正圧となったときにすぐに逆止弁７が閉鎖されて洗面器２（大気）側へ空気が抜けることを防ぐことができる。

また、上記の実施形態では、圧力調整機構は、空気流通部６と逆止弁７とを備え、逆止弁７が排水管５内が正圧の状態においては、排水管５の内部と大気との連通を遮断し、排水管５内が負圧の状態においては、排水管５の内部と大気との連通を開放しているが、排水管の内部が正圧の状態において、排水管５の内部と大気との連通を遮断する構成であればよい。

１水槽の排水システム
２洗面器（水槽）
３排水口
４排水栓
５排水管
６空気流通部（圧力調整機構）
７逆止弁（圧力調整機構）
２１オーバーフロー口

Claims

水槽と、該水槽の底部に形成された排水口と、該排水口を開閉する排水栓と、前記排水口の下部に接続された排水管と、を備える水槽の排水システムにおいて、
前記排水管の内部と大気との間に、該排水管の内部が正圧の状態において、該排水管の内部と大気との連通を遮断する圧力調整機構を備えていることを特徴とする水槽の排水システム。
前記圧力調整機構は、前記排水管の内部が負圧の状態においては、該排水管の内部と大気との連通を開放することを特徴とする請求項１に記載の水槽の排水システム。
前記圧力調整機構は、前記排水管に接続されて該排水管と大気との間を連通可能に設けられた空気流通部と、
該空気流通部と前記排水管との接続箇所と離間した位置に設けられて、前記排水管内が正圧の状態においては、前記空気流通部の前記排水管と大気との連通を遮断し、前記排水管内が負圧の状態においては、前記空気流通部の前記排水管と大気との連通を開放する逆止弁と、を備えていることを特徴とする請求項２に記載の水槽の排水システム。
前記空気流通部は、前記水槽のオーバーフロー管を兼用していることを特徴とする請求項３に記載の水槽の排水システム。