配管用耐火部材
【課題】熱膨張材の膨張方向を内側に指向させることができる配管用耐火部材を提供する。
【解決手段】配管用耐火部材１は、耐火性の集合継ぎ手３と流路Ｗを有する非耐火性の立て管４とを連結する下側連結部７における前記流路Ｗの外周に配置されるものであって、内部に所定温度により膨張する熱膨張材４０を収容している。また、配管用耐火部材１は、径方向外側に配置される円筒状の外壁３１と、径方向内側に配置される円筒状の内壁３２と、外壁３１と内壁３２との両周縁部を閉塞する上壁３３及び下壁３４によって中空円環状に形成され、この内部に前記熱膨張材４０を収容して流路Ｗの外周に配置可能な熱膨張材収容体３０を有している。この内壁３２多数の先端片４４の集合によって構成されており、上壁３３及び下壁３４を支点として観音開き状態で開くことができ、内部の熱膨張材４０の膨張方向を内周側へと指向させる。
【解決手段】配管用耐火部材１は、耐火性の集合継ぎ手３と流路Ｗを有する非耐火性の立て管４とを連結する下側連結部７における前記流路Ｗの外周に配置されるものであって、内部に所定温度により膨張する熱膨張材４０を収容している。また、配管用耐火部材１は、径方向外側に配置される円筒状の外壁３１と、径方向内側に配置される円筒状の内壁３２と、外壁３１と内壁３２との両周縁部を閉塞する上壁３３及び下壁３４によって中空円環状に形成され、この内部に前記熱膨張材４０を収容して流路Ｗの外周に配置可能な熱膨張材収容体３０を有している。この内壁３２多数の先端片４４の集合によって構成されており、上壁３３及び下壁３４を支点として観音開き状態で開くことができ、内部の熱膨張材４０の膨張方向を内周側へと指向させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管用耐火部材に係り、詳しくは火災により非耐火性の管材が焼損或いは溶損した場合に同損傷部位を通して炎、ガス、煤煙等が流出することを防止する配管用耐火部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
集合住宅やビルなどの建築物では、その最下階から最上階にわたって各階を貫く状態で上下水道、空調など流路を構成する配管が設置されている。この配管は中空筒状に形成されており内部が流体の流路となっている。これら配管の設置に当たっては、各階を仕切る床スラブに対して管継ぎ手などを貫通させて配置し、この管継ぎ手に縦方向或いは横方向に伸びる管材を接続するという構造を採用している。
【０００３】
ところで、一般的に管継ぎ手は金属を鋳造等により形成した耐火性材料にて形成されている一方、これに連結される管材はコスト等の面から塩化ビニル等のいわゆる合成樹脂から形成されており、その材料が非耐火性であることが多い。かかる構造を備えた建築物にて火災等が発生した場合、管継ぎ手は耐火性材料ゆえに火災の炎や高温に耐えることができるのに対して、非耐火性材料にて形成された管材は災や高温に耐えることはできない。このため、火災等が発生すると管材が焼損又は溶損し管継ぎ手との連結が外れて抜け落ちたり、管材の焼損又は溶損部位から下部分がその自重を支えきれずに引きちぎれて欠損することがある。これら管材に焼損や溶損等が生ずるとこの流路を通じて火災発生階より上層階へと火炎、煤煙、ガスなどが流出する可能性がある。
【０００４】
そこで、上記事態を防止すべく、管継ぎ手と管材との連結部位に配置する耐火部材が知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２１４１３号公報（段落００２５〜００２９、図１、図２、図３）
【特許文献２】特開２００８−２８５８５４号公報（段落００１０〜００１６、図４、図５）
【特許文献３】特開２００７−５６５３６号公報（図１、図１６〜図１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９に示すように、耐火部材１００は、管材１０１における管継ぎ手１０２との連結部分に装着される金属等の耐火性材料にて形成された外装部１０３と、管材１０１表面と外装部１０３の内周面との間に配置される熱膨張材１０４を備えている。熱膨張材１０４は火災等の外部加熱により所定の膨張開始温度に達すると自らの体積が数倍乃至数十倍に膨張し、その状態を維持する性質を有する。この耐火部材１００が管材１０１の周囲を覆う形で外嵌され、管材１０１における管継ぎ手１０２との連結部分に装着されている。
【０００７】
そして、建築物に火災等が発生して非耐火性材料の管材１０１が焼損或いは溶損すると、これに併せて管材１０１に外嵌されている熱膨張材１０４が膨張を開始する。ここで、熱膨張材１０４はその外周を覆っている外装部１０３により径方向外側への膨張が規制され、必然的に管材１０１側である径方向内側を中心とする方向へと膨張することとなる。そして、熱膨張材１０４は、焼損或いは溶損した管材１０１の周囲を覆い、管材１０１を押しつぶす形で内側へと膨張しながら流路Ｗを閉塞して火災発生階より上層階への火炎、煤煙、ガスなどの流出を防止している。
【０００８】
しかしながら、熱膨張材１０４が膨張する際には、熱膨張材１０４の膨張方向が必ずしも径方向内側に向かうとは限らない。すなわち、熱膨張材１０４の膨張開始時には管材１０１は焼損或いは溶損状態にあるため管材１０１自身が欠損或いは変形しており、耐火部材１００と変形した管材１０１との間に隙間が生じている場合がある。このような場合には熱膨張材１０４の膨張方向が一定せず、径方向内側のみならず上下方向に向かって膨張する可能性もある。特に、耐火部材１００の下方には熱膨張材１０４の膨張を妨げる存在は何もないため、径方向内側に向かっていた熱膨張材１０４が膨張方向を変更し、管材１０１の外表面に沿って下方に向けて膨張する場合がある（図１０）。
【０００９】
熱膨張材１０４の膨張方向が変更或いは拡散してしまうと径方向内側に向かう熱膨張材１０４の割合が減少し、結果として管材１０１内に形成されている流路Ｗを確実に閉塞することができない場合がある。このような問題は耐火部材１００が管材１０１に外装されている場合だけでなく、管継ぎ手１０２内に耐火部材１００が内装されているときにもいえることである。
【００１０】
上記の事情に鑑み、本発明は、熱膨張材の膨張方向を内側に指向させることができる配管用耐火部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、流路を有する耐火性の継ぎ手と流路を有する非耐火性の管材とを連結する連結部における前記流路の外周に配置され、内部に所定温度により膨張する耐火性の熱膨張材を収容した配管用耐火部材であって、同配管用耐火部材は、前記熱膨張材と流路との間に、熱膨張材の膨張に伴って内側に向かって揺動する弁体を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、前記配管用耐火部材は、径方向外側に配置される円筒状の外壁と、径方向内側に配置される円筒状の内壁と、外壁と内壁との両周縁部を閉塞する上壁及び下壁によって中空円環状に形成され、この内部に前記熱膨張材を収容して流路の外周に配置可能な熱膨張材収容体を有しており、前記弁体は、前記熱膨張材収容体の内壁を構成していることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、前記内壁は、前記熱膨張材収容体の上壁及び下壁から伸びる多数の弁体によって構成されており、前記各弁体は上壁及び下壁との境界部を支点として揺動するものである。
【００１４】
請求項４の発明は、前記各弁体は一定幅の板状であり、上壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体と、下壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体とが対向して配置されて内壁を構成していることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、前記配管用耐火部材は、前記継ぎ手と管材とを連結する連結部における継ぎ手の下端に、前記管材の外周を覆って配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱膨張材の膨張方向を内側に指向させることができる配管用耐火部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の配管用耐火部材を装着した集合継ぎ手周辺の部分断面図。
【図２】本実施形態の配管用耐火部材の斜視図。
【図３】本実施形態の配管用耐火部材の分解斜視図。
【図４】本実施形態の熱膨張材収容体の展開図と部分組み立て図。
【図５】（ａ）は本実施形態の配管用耐火部材を装着した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図。
【図６】（ａ）は本実施形態の配管用耐火部材が膨張した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図。
【図７】本実施形態の別の例を示す断面図。
【図８】本実施形態の別の例を示す斜視図。
【図９】（ａ）は従来技術の耐火部材の断面図、（ｂ）はその横断面図。
【図１０】（ａ）は従来技術の耐火部材が膨張したときの断面図、（ｂ）はその横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した配管用耐火部材の一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１は、第１の実施形態に係る配管用耐火部材１を装着した排水用配管２の周辺図である。集合住宅やビルなどの建築物には各階の床面を構成する床スラブ６０が形成されている。また、各階の床スラブ６０には貫通孔が形成されており、この貫通孔を貫いて最上階から最下階まで縦方向に排水用配管２が配置されている。この排水用配管２は主として、流路Ｗを有する継ぎ手としての集合継ぎ手３、流路Ｗを有する管材としての立て管４及び横管５とから構成されており、立て管４が階毎に集合継ぎ手３にて連結され最上階から最下階へと至っている。
【００１９】
集合継ぎ手３は基本形状として長筒状をなし、内部に流路Ｗが形成された中空状をなしている。集合継ぎ手３には上端、下端及び上部寄り側面にそれぞれ開口が形成されており、これらの開口部分は拡径されて立て管４或いは横管５を内嵌可能な連結部となっている。このうち、集合継ぎ手３の上端に形成されているのが集合継ぎ手３から上方へ伸びる立て管４を連結する上側連結部６であり、集合継ぎ手３の下端に形成されているのが集合継ぎ手３から下方へ伸びる立て管４を連結する下側連結部７である。集合継ぎ手３の側面に形成されているのが集合継ぎ手３の横方向へ伸びる横管５を連結する横側連結部８である。
【００２０】
また、集合継ぎ手３は金属等の耐火性材料により製造されている。なお、ここでいう耐火性とは、火災の炎又は熱に一定時間さらされた場合であっても焼損又は溶損しないことを言い、この耐火性を有しない場合を非耐火性という。集合継ぎ手３は、上側連結部６及び横側連結部８が床スラブ６０の上面に、また下側連結部７が床スラブ６０の下面に開口する形で、中央付近が床スラブ６０に形成された貫通孔内に埋設配置されている。集合継ぎ手３と床スラブ６０に形成された貫通孔との間は耐火性モルタル６１等によって隙間が生じないように埋められている。
【００２１】
集合継ぎ手３のうち下側連結部７の外周面は拡径されてフランジ部９が形成され、フランジ部９を含む下側連結部７の内周面にはパッキン１０が装着されている。このパッキン１０は円筒形に形成されて集合継ぎ手３と立て管４とを水密状態で連結する。また、フランジ部９にはボルト穴１１が穿設されており、このボルト穴１１に挿通させたボルト１２をナット１３に固定することによりフランジ部９にてパッキン１０を締め付けることができる。なお、ボルト穴１１はフランジ部９上の３箇所に周方向等間隔に形成されている。
【００２２】
立て管４は、塩化ビニル等の非耐火性材料にて形成され、内部に流路Ｗを有する中空性のストレート管からなる管材であり、集合継ぎ手３の上側連結部６及び下側連結部７にそれぞれ内嵌されて集合継ぎ手３の間を縦方向に連結している。また、横管５は床スラブ６０上に横方向に配置される管材であり、立て管４と同様に塩化ビニル等の非耐火性材料にて形成され、内部には流路が形成された中空状である。横管５の一端は集合継ぎ手３の横側連結部８に連結され、他端は必要に応じて更に枝管に分岐され各階に設置された浴室、洗面台、キッチン設備等の排水口に接続されている（いずれも図示しない）。
【００２３】
図１に示すように、集合継ぎ手３の下側連結部７に形成されているフランジ部９の下面には、同下側連結部７に連結されている立て管４を外嵌する形で、配管用耐火部材１が装着されている。この配管用耐火部材１は、図２に全体斜視図を示すように中央に立て管挿入部１４を有する円筒状をなしており、また図３にその分解斜視図を示すように外装ケース２０、熱膨張材収容体３０及び熱膨張材４０とから構成される。
【００２４】
外装ケース２０は、ステンレス鋼等の耐火性金属材料にて形成され、一枚の金属板材に絞り加工を施して円筒状に成形されている。外装ケース２０は、一定高さを有する円筒状のケース本体２１の上部３箇所に等間隔に形成された取り付け片２２を有し、各取り付け片２２には中央に円孔２３が穿設されている。また、各取り付け片２２はケース本体２１から直角に折り曲げられている。取り付け片２２に形成された円孔２３は、集合継ぎ手３の下側連結部７に形成されたフランジ部９のボルト穴１１の位置に対応しており、ボルト１２の軸が遊嵌状態で挿入することができる径に形成されている。ケース本体２１の下端全周には、ケース本体２１から直角に絞り込まれて内周側に向かって一定幅を有する鍔部２４が形成されている。この鍔部２４の内径は、配管用耐火部材１を装着する立て管４の外径に対して余裕を持って形成されている。
【００２５】
外装ケース２０の内周側には鍔部２４に着座する形で熱膨張材収容体３０が配置されている。この熱膨張材収容体３０は外装ケース２０と同様にＳＵＳステンレス鋼等の耐火性金属材料により形成されている。また、熱膨張材収容体３０は全体として略円環状に形成されている。熱膨張材収容体３０は、外周側に配置される円筒状の外壁３１、外壁３１と略同心にて径方向に一定距離だけ離間して内周側に配置される円筒状の内壁３２、外壁３１と内壁３２の上側周縁部同士を結ぶ円盤状の上壁３３、及び外壁３１と内壁３２の下側周縁部同士を結ぶ円盤状の下壁３４によって構成されている。その径方向断面は図１に示すように略矩形枠状をなし内部が中空となっている。この内部は熱膨張材収容部（以下、単に「収容部」という）３５となって、ここに熱膨張材４０が収容されている。熱膨張材収容体３０は、図４左側に展開図を示す板材３６を立体的に組み立てることにより構成される。
【００２６】
熱膨張材収容体３０を形成することとなる板材３６（なお、説明の便宜上、図４に示す組み立て前の熱膨張材収容体３０を板材３６ともいう。）は、矩形長尺上の背面板４１と、この背面板４１の上下の長辺（図４中の左右方向に伸びる辺）に並列して形成され、長辺と垂直方向に向けて伸びる多数の舌片４２とから構成されている。板材３６は、一枚の金属板をプレスにより打ち抜き成形して背面板４１と多数の舌片４２とを一体形成したものである。このうち、背面板４１は、その長辺が外装ケース２０の内周より少し長く形成されており、短辺が外装ケース２０の高さと略同じ長さに形成されている。
【００２７】
また、各舌片４２は、背面板４１から連続して伸び、背面板４１から離間するに従ってその幅が短くなる台形状の基端片４３と、基端片４３に連続して一定幅で伸びる弁体としての先端片４４とから構成されている。基端片４３は外装ケース２０の内径と配管用耐火部材１を装着する立て管４の直径との差より少し短い長さに形成されており、また、先端片４４は背面板４１の短辺長の２／３程度の長さを有する板状に形成されている。
【００２８】
背面板４１の上下にそれぞれ形成されている舌片４２の位置は、上部側と下部側とで幅方向に半分ずつずれて形成されているが、個々の舌片４２はいずれも同一形状にて形成されている。また、各舌片４２の一方の面（図４にて示している側の面）には、基端片４３と先端片４４との境界部に、舌片４２の幅方向（背面板４１長辺の延設方向）に伸びる線状の凹みからなる折り曲げ部４５が形成されている。この折り曲げ部４５はプレスにより板材３６を打ち抜く際に同時に形成している。なお、舌片４２のうち台形をなす基端片４３の背面板４１からの傾斜角度は、背面板４１の一方の辺に形成される舌片４２の数をｎとした場合、（９０ｎ−１８０）／ｎにて計算される角度以下とする必要がある。
【００２９】
図４左側の状態に形成された板材３６の舌片４２を折り曲げて図４右側の状態にまで組み立て、さらに円環状に巻くことにより図３に示す熱膨張材収容体３０が形成される。すなわち、まず上下の各舌片４２に形成された折り曲げ部４５に沿って先端片４４を図４中手前側に折り曲げ、基端片４３に対して先端片４４が垂直となるようにする。次に、そのまま基端片４３を背面板４１との境界部分（図４左側の破線部分）に沿って背面板４１に対して垂直に折り曲げる。先端片４４は背面板４１に対して２度垂直に折り曲げられる結果、約１８０度折り曲げられたこととなり、背面板４１と先端片４４とは基端片４３の長さ分だけ離間して略平行に位置することとなる。
【００３０】
この作業を背面板４１の上下一方の辺に形成された舌片４２すべてに対して行ってから、他方の辺に形成された舌片４２についても同様の作業を行うと、板材３６は図４右側に図示されている状態となる。なお、上下両側の各舌片４２は、先端片４４の長さが背面板４１の短辺長の２／３程度であるから、上下の先端片４４をそれぞれ同様に折り曲げることにより上下の先端片４４同士が対向して配置され、対向配置された先端片４４同士が部分的に重なり合うこととなる。このとき、下側の先端片４４が上側の先端片４４の上に重なるように配置すると、配管用耐火部材１を立て管４に外嵌させるときに立て管４の外周に先端片４４の先端が引っ掛からずに立て管４に装着させることができる。
【００３１】
このように、各基端片４３及び先端片４４を折り曲げた状態（図４右側の状態）で、基端片４３及び先端片４４側が内側に、また背面板４１が外周側となるように板材３６を丸めていくと、図３に示すような略円環状（多角形環状）の熱膨張材収容体３０を形成することができる。板材３６を丸めて熱膨張材収容体３０を形成すると、隣接する基端片４３同士及び先端片４４同士の隙間はほぼなくなり、また隣接する先端片４４同士の間に対向する先端片４４が部分的に重なることとなる。なお、熱膨張材収容体３０は、背面板４１の長辺の両端が一部重なる状態で円環状に巻いた後、重なり部分をテープ等により再び開かない程度に固定しておけばよい。
【００３２】
背面板４１と多数の舌片４２とからなる板材３６を組み立てて熱膨張材収容体３０を形成した状態では、背面板４１が熱膨張材収容体３０の外壁３１を、背面板４１の上側に形成された多数の舌片４２の基端片４３が熱膨張材収容体３０の上壁３３を構成する。また、背面板４１の下側に形成された多数の舌片４２の基端片４３が熱膨張材収容体３０の下壁３４を、また、背面板４１の上下に形成された多数の舌片４２の先端片４４同士が熱膨張材収容体３０の内壁３２をそれぞれ構成することとなる。
【００３３】
熱膨張材収容体３０の内部に形成された収容部３５には、板状の熱膨張材４０が円環状に丸められて収容されている。熱膨張材４０は熱膨張性耐火材や熱膨張性耐熱材などの名称が付されており、天然ゴム又は合成ゴム等の熱可塑性エラストマーに無機充填材及び熱膨張材を添加、混練して形成された変形容易な形態となっている。この熱膨張材４０は所定温度以上の外部加熱を受けると内在する膨張材が膨張し、数倍から数十倍に体積を増加することができる耐火材料であり、また膨張部分は物理的な遮蔽効果とともに断熱効果を発揮するものである。なお、熱膨張材４０は、その組成や、膨張開始温度、耐熱温度、膨張倍率、形状等が異なる製品が種々市販されており、使用する箇所や環境等の諸条件に応じてその種類を適宜決定すればよい。また、配管用耐火部材１は建築物に長期間にわたって設置されるものであるため、これに使用される熱膨張材４０も時間の経過や環境（温度、湿度等）の変化を受けても本来の機能を発揮することができる材質が好ましい。さらに、配管用耐火部材１は立て管４等の周囲に配置されることから、熱膨張材４０も管損壊時に立て管４等内部の流路Ｗを通る水等を浴びて濡れる可能性がある。このため、水に濡れた状態でも膨張可能な耐水性の熱膨張材４０や、或いは熱膨張材４０の周囲に耐水性コーティングを施すことが有効となる。
【００３４】
熱膨張材４０の装着にあたっては、材料を収容部に収容可能な大きさに成形した上で収容部３５に内装すればよい。なお、内装のタイミングは、展開状態にある板材３６（図４左側に示す状態）の背面板４１上に板状に成形した熱膨張材４０を載置してその後に熱膨張材４０を覆うように上下の舌片４２を折り曲げて内装させる方式がある。他に先に板材３６の上下の各舌片４２を折り曲げて図４右側に示す状態とし、背面板４１と舌片４２との間に熱膨張材４０を挿入して内装させる方式もある。いずれにしても略円環状の熱膨張材収容体３０に形成する前に内装すると作業が容易である。そして、熱膨張材４０を内装した熱膨張材収容体３０を外装ケース２０に内嵌させることにより、図２に示す形態で本実施形態の配管用耐火部材１が完成する。なお、外装ケース２０の下部には鍔部２４が形成されているため、外装ケース２０に内嵌させた熱膨張材収容体３０はこの鍔部２４に着座して抜け落ちが防止される。
【００３５】
この配管用耐火部材１は、以下のように立て管４に装着される。まず、集合継ぎ手３の下側連結部７と立て管４とを連結するに先立ち、配管用耐火部材１をフランジ部９の下面にあてがい、取り付け片２２に形成された円孔２３とフランジ部９のボルト穴１１とを位置合わせした上で、両者間にボルト１２を挿通しナット１３を軽く止める。これにより、配管用耐火部材１と集合継ぎ手３の下側連結部７とは位置合わせされた状態で仮止めされたこととなる。次に、立て管４の先端を配管用耐火部材１の立て管挿入部１４に挿入する。配管用耐火部材１と集合継ぎ手３の下側連結部７とは既に位置合わせされているため、立て管４は立て管挿入部１４への挿入に続いて集合継ぎ手３の下側連結部７へと案内される。立て管４が突き当たるまで下側連結部７に挿入した後に、フランジ部９のボルト１２とナット１３を締め付けると、フランジ部９では狭圧されたパッキン１０が内側へ膨らみ、集合継ぎ手３と立て管４とを水密状態で連結する。また、配管用耐火部材１は集合継ぎ手３と立て管４との連結部にて立て管４の周囲を覆う形で装着されることとなる。
【００３６】
配管用耐火部材１の集合継ぎ手３及び立て管４への装着状態の断面図を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。配管用耐火部材１がフランジ部９の下部に連結された状態では、外装ケース２０に内嵌された熱膨張材収容体３０の外壁３１の外側は全周囲に亘って外装ケース２０のケース本体２１によって囲まれている。また、熱膨張材収容体３０の下壁３４は外装ケース２０の鍔部２４に着座した状態となっており、熱膨張材収容体３０の上壁３３はフランジ部９の下面が直上に位置している。そして、熱膨張材収容体３０の内壁３２の外側は全周囲に立て管４の外周が位置している。立て管４の内部には流路Ｗが形成されているため、配管用耐火部材１はこの流路Ｗを囲ってその周囲に位置していることとなる。
【００３７】
次に、排水用配管２に装着した配管用耐火部材１の作用について説明する。
通常の状態の配管用耐火部材１は、図５（ａ）に示すように熱膨張材収容体３０が断面矩形枠状に形成されており、内壁３２を構成する上下の先端片４４はいずれも立て管４の外周面と略平行となる向きに配置されている。このため、配管用耐火部材１としてのサイズも熱膨張材収容体３０を装着していないものに比してあまり変わらない。一方、建物の火災等が発生して立て管４が焼損或いは溶損する状態になり、配管用耐火部材１が火災による熱を受けて熱膨張材４０の膨張開始温度に至ると熱膨張材４０が膨張を開始する。熱膨張材４０は周囲が熱膨張材収容体３０にて覆われた収容部３５に収容されているため、熱膨張材４０が膨張するときには収容部３５を内側から外側に押し広げようとする力が作用することとなる。
【００３８】
ここで、収容部３５の内外上下方向はいずれも熱膨張材収容体３０により覆われている。また、熱膨張材収容体３０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように外壁３１の外は外装ケース２０のケース本体２１で囲われており、下壁３４は外装ケース２０の鍔部２４に着座している。一方、上壁３３の直上には集合継ぎ手３のフランジ部９が配置されている。したがって、収容部３５に収容されている熱膨張材４０の膨張力は、熱膨張材収容体３０のうち立て管４の焼損或いは溶損により空間的に余裕ある内壁３２に集中して作用することとなる。この結果、熱膨張材収容体３０の内壁３２を構成し、上壁３３及び下壁３４からそれぞれ伸びる各先端片４４には、収容部３５の内側から外側へ向けて押す力が作用することとなる。このため、各先端片４４はこの力を受けてそれぞれが折り曲げ部４５を支点として熱膨張材収容体３０の内周側へと揺動し、上下の先端片４４は観音開きの状態で上下方向に開いていくこととなる（図６（ａ）（ｂ））。
【００３９】
熱膨張材４０の膨張力を受けた各先端片４４が折り曲げ部４５を支点として揺動することにより、収容部３５は径方向内側に開放され、熱膨張材４０は径方向内側に向けての膨張が可能となる。また、開放された先端片４４は、熱膨張材収容体３０の上壁３３及び下壁３４を径方向内側に向かって延長するものともなり、熱膨張材４０が径方向内側に向けて移動する際の案内路としても機能する。したがって、熱膨張材４０はこの揺動した上下の先端片４４によって形成された空間内を径方向内側へと移動し、焼損或いは溶損した立て管４内の流路Ｗを閉塞することができる。
【００４０】
上記実施形態の配管用耐火部材１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、熱膨張材４０と流路Ｗを有する立て管４との間に熱膨張材４０の膨張に伴って内側に向かって揺動する先端片４４を設けた。このため、先端片４４の揺動により熱膨張材４０の膨張方向を内側に指向させて焼損或いは溶損した立て管４内の流路Ｗを閉塞することができる。
【００４１】
（２）具体的には、熱膨張材収容体３０内の収容部３５に収容された熱膨張材４０の膨張力を受けて、熱膨張材収容体３０の内壁３２を構成する先端片４４が径方向内側に向けて開放されるため、熱膨張材４０の膨張方向を内側に指向させることができる。
【００４２】
（３）熱膨張材収容体３０の内壁３２は、熱膨張材収容体３０の上壁３３及び下壁３４からそれぞれ上下方向に伸びている先端片４４によって構成されている。このため、収容部３５に収容された熱膨張材４０の膨張力を受けて先端片４４が揺動すると、熱膨張材収容体３０の上壁３３及び下壁３４が径方向内側に向かって延長した状態となって熱膨張材４０を内側に指向させることができる。
【００４３】
（４）熱膨張材収容体３０の内壁３２を構成する先端片４４の基端には折り曲げ部４５が形成されている。このため、内壁３２が熱膨張材４０の膨張力を受けた場合には、折り曲げ部４５に沿って先端片４４が揺動しやすいものとなる。
【００４４】
（５）熱膨張材収容体３０は一枚の金属板を打ちぬいた板材３６を折り曲げた上で円環状に巻いて組み立てている。このため、熱膨張材収容体３０の製造が容易である。
（６）熱膨張材４０を内装した熱膨張材収容体３０を外装ケース２０に内嵌させればよいため、外装ケース２０及び熱膨張材４０は既存の部材を使用することができる。
【００４５】
（７）装着状態において、熱膨張材収容体３０の外周側及び上下部は他の部材が位置しているため、熱膨張材収容体３０の強度を高くする必要はなく、コスト、製造作業が容易となる。
【００４６】
（８）上下から対向して配置された先端片４４同士は部分的に重なって配置されている。このため、一方の先端片４４が内側に向けて揺動されると対向する側の先端片４４にもその動きが伝わり、同じ動きを生じさせやすくなる。
【００４７】
（９）上壁３３から伸びる先端片４４と下壁３４から伸びる先端片４４は周方向に半分ずつずれて位置している。このため、隣接する先端片４４同士に隙間が生じた場合でも、対向する側から伸びる先端片４４がこの上に重なるによって隙間を塞ぐことができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記実施形態の配管用耐火部材１は、集合継ぎ手３と立て管４との連結部分に装着するものとしたが、集合継ぎ手３と横管５との連結部分である横側連結部８に装着してもよい。また、配管用耐火部材１を集合継ぎ手３の上側連結部６に装着してもよい。
【００４９】
○ 上記実施形態の集合継ぎ手３に限らず、横側連結部等の分岐部を有しない継ぎ手、或いは複数の横側連結部を有する継ぎ手に使用してもよい。
○ 上記実施形態の配管用耐火部材１は、排水用配管２に装着するものとしたが、排水用途以外の配管に使用してもよい。
【００５０】
○ 外装ケース２０を集合継ぎ手３のフランジ部９に固定することとしたが、これに限らず床スラブ６０或いは耐火性モルタル６１の下面に固定するものとしてもよい。
○ 配管用耐火部材１を集合継ぎ手３に内嵌させてもよい。すなわち、集合継ぎ手３の下側連結部７の内周面に拡径部分を長く取り、その内側に配管用耐火部材１を内装してから立て管４を装着すると流路Ｗの外周に配管用耐火部材１が装着される（図７）。この場合でも、火災等により立て管４が焼損等した時、或いは集合継ぎ手３が火災等により熱せられた場合に、熱膨張材４０の膨張力にて先端片４４が揺動し、熱膨張材４０を内側に向けて指向させることができる。この場合には配管用耐火部材１の外周は集合継ぎ手３にて覆われているため、外装ケース２０を省略することができる。
【００５１】
○ 上記実施形態では、先端片４４は背面板４１の短辺長の２／３程度の長さとしたが上下から伸びる先端片４４の一方或いは双方をこれよりも長くしてもよい。特に、上下の先端片４４をそれぞれ折り曲げた場合に上に重なる側の先端片４４は背面板４１の短辺長を超える長さであってもよい。
【００５２】
○ また、上下から伸びる先端片４４の一方或いは双方を背面板４１の短辺長の２／３程度よりも短くしてもよい。少なくとも上下の先端片４４同士を折り曲げた際に先端片４４同士によって内壁３２が隙間なく形成されると、膨張した熱膨張材４０は先端片４４を内側から押し広げることとなる。
【００５３】
○ 上下の舌片４２は、上下で交互になるよう幅方向に半分ずつずれて形成されているが、上下の舌片４２が幅方向に同じ位置となるように形成してもよい。また、舌片４２の数を変更してもよい。
【００５４】
○ 配管用耐火部材１の外装ケース２０を省略してもよい。この場合、熱膨張材収容体３０を直接取り付けることとなるが、外装ケース２０の３箇所に形成されていた取り付け片２２を熱膨張材収容体３０に溶接等により取り付ければよい（図８）。外装ケース２０の省略により熱膨張材収容体３０の外周側及び下側において熱膨張材４０の膨張時の強度が低下するが、熱膨張材収容体３０に使用する材料の板厚を増やすなど強化すればよい。また、強化に伴う膨張時の先端片４４の開き具合については折り曲げ部４５の凹み量を大きくする等により調整すればよい。
【００５５】
○ 外装ケース２０を用いる場合には、熱膨張材収容体３０の外壁３１は熱膨張材４０を完全に覆う必要はなく、外壁３１に肉抜き等の穴を形成してもよい。この場合でも外壁３１の外周側は外装ケース２０によって周囲が覆われるため、熱膨張材４０が外側に膨張しようとしても外装ケース２０によって規制される。
【００５６】
○ 逆に、熱膨張材収容体３０の外壁３１に肉抜き等の穴を形成しない場合には、外装ケース２０に肉抜き等の穴を設けてもよい。この場合は熱膨張材４０の外周が外壁３１にて覆われるため、熱膨張材４０が外側に膨張しようとしても外壁３１によって規制される。
【００５７】
○ 熱膨張材収容体３０に形成した先端片４４に、熱を受けたときに径方向内側へ揺動する形状記憶性を持たせてもよい。こうすれば、火災等の熱を受けたときに先端片４４自体にも揺動する力が生じるため、先端片が揺動しやすくなる。
【００５８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ａ）．弁体の基端部には折り曲げ部が形成されている請求項１乃至５に記載の配管用耐火部材。この（ａ）に記載の発明によれば、熱膨張材の膨張力により弁体が内側に向かって揺動し易くなる。
【００５９】
（ｂ）．上壁から伸びる各弁体と下壁から伸びる各弁体とは、周方向に弁体の半分ずつずれて配置されて対向する弁体同士が部分的に重なっている請求項４に記載の配管用耐火部材。並列して形成された弁体同士に隙間がある場合でも、この隙間の上に対向する弁体が部分的に重なるため隙間を塞ぎやすくなる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｗ…流路、１…配管用耐火部材、３…継ぎ手としての集合継ぎ手、７…連結部、４…管材としての立て管、３０…熱膨張材収容体、３１…外壁、３２…内壁、３３…上壁、３４…下壁、４０…熱膨張材、４４…弁体としての先端片、４５…境界部としての折り曲げ部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配管用耐火部材に係り、詳しくは火災により非耐火性の管材が焼損或いは溶損した場合に同損傷部位を通して炎、ガス、煤煙等が流出することを防止する配管用耐火部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
集合住宅やビルなどの建築物では、その最下階から最上階にわたって各階を貫く状態で上下水道、空調など流路を構成する配管が設置されている。この配管は中空筒状に形成されており内部が流体の流路となっている。これら配管の設置に当たっては、各階を仕切る床スラブに対して管継ぎ手などを貫通させて配置し、この管継ぎ手に縦方向或いは横方向に伸びる管材を接続するという構造を採用している。
【０００３】
ところで、一般的に管継ぎ手は金属を鋳造等により形成した耐火性材料にて形成されている一方、これに連結される管材はコスト等の面から塩化ビニル等のいわゆる合成樹脂から形成されており、その材料が非耐火性であることが多い。かかる構造を備えた建築物にて火災等が発生した場合、管継ぎ手は耐火性材料ゆえに火災の炎や高温に耐えることができるのに対して、非耐火性材料にて形成された管材は災や高温に耐えることはできない。このため、火災等が発生すると管材が焼損又は溶損し管継ぎ手との連結が外れて抜け落ちたり、管材の焼損又は溶損部位から下部分がその自重を支えきれずに引きちぎれて欠損することがある。これら管材に焼損や溶損等が生ずるとこの流路を通じて火災発生階より上層階へと火炎、煤煙、ガスなどが流出する可能性がある。
【０００４】
そこで、上記事態を防止すべく、管継ぎ手と管材との連結部位に配置する耐火部材が知られている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２１４１３号公報（段落００２５〜００２９、図１、図２、図３）
【特許文献２】特開２００８−２８５８５４号公報（段落００１０〜００１６、図４、図５）
【特許文献３】特開２００７−５６５３６号公報（図１、図１６〜図１８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図９に示すように、耐火部材１００は、管材１０１における管継ぎ手１０２との連結部分に装着される金属等の耐火性材料にて形成された外装部１０３と、管材１０１表面と外装部１０３の内周面との間に配置される熱膨張材１０４を備えている。熱膨張材１０４は火災等の外部加熱により所定の膨張開始温度に達すると自らの体積が数倍乃至数十倍に膨張し、その状態を維持する性質を有する。この耐火部材１００が管材１０１の周囲を覆う形で外嵌され、管材１０１における管継ぎ手１０２との連結部分に装着されている。
【０００７】
そして、建築物に火災等が発生して非耐火性材料の管材１０１が焼損或いは溶損すると、これに併せて管材１０１に外嵌されている熱膨張材１０４が膨張を開始する。ここで、熱膨張材１０４はその外周を覆っている外装部１０３により径方向外側への膨張が規制され、必然的に管材１０１側である径方向内側を中心とする方向へと膨張することとなる。そして、熱膨張材１０４は、焼損或いは溶損した管材１０１の周囲を覆い、管材１０１を押しつぶす形で内側へと膨張しながら流路Ｗを閉塞して火災発生階より上層階への火炎、煤煙、ガスなどの流出を防止している。
【０００８】
しかしながら、熱膨張材１０４が膨張する際には、熱膨張材１０４の膨張方向が必ずしも径方向内側に向かうとは限らない。すなわち、熱膨張材１０４の膨張開始時には管材１０１は焼損或いは溶損状態にあるため管材１０１自身が欠損或いは変形しており、耐火部材１００と変形した管材１０１との間に隙間が生じている場合がある。このような場合には熱膨張材１０４の膨張方向が一定せず、径方向内側のみならず上下方向に向かって膨張する可能性もある。特に、耐火部材１００の下方には熱膨張材１０４の膨張を妨げる存在は何もないため、径方向内側に向かっていた熱膨張材１０４が膨張方向を変更し、管材１０１の外表面に沿って下方に向けて膨張する場合がある（図１０）。
【０００９】
熱膨張材１０４の膨張方向が変更或いは拡散してしまうと径方向内側に向かう熱膨張材１０４の割合が減少し、結果として管材１０１内に形成されている流路Ｗを確実に閉塞することができない場合がある。このような問題は耐火部材１００が管材１０１に外装されている場合だけでなく、管継ぎ手１０２内に耐火部材１００が内装されているときにもいえることである。
【００１０】
上記の事情に鑑み、本発明は、熱膨張材の膨張方向を内側に指向させることができる配管用耐火部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、流路を有する耐火性の継ぎ手と流路を有する非耐火性の管材とを連結する連結部における前記流路の外周に配置され、内部に所定温度により膨張する耐火性の熱膨張材を収容した配管用耐火部材であって、同配管用耐火部材は、前記熱膨張材と流路との間に、熱膨張材の膨張に伴って内側に向かって揺動する弁体を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項２の発明は、前記配管用耐火部材は、径方向外側に配置される円筒状の外壁と、径方向内側に配置される円筒状の内壁と、外壁と内壁との両周縁部を閉塞する上壁及び下壁によって中空円環状に形成され、この内部に前記熱膨張材を収容して流路の外周に配置可能な熱膨張材収容体を有しており、前記弁体は、前記熱膨張材収容体の内壁を構成していることを特徴とする。
【００１３】
請求項３の発明は、前記内壁は、前記熱膨張材収容体の上壁及び下壁から伸びる多数の弁体によって構成されており、前記各弁体は上壁及び下壁との境界部を支点として揺動するものである。
【００１４】
請求項４の発明は、前記各弁体は一定幅の板状であり、上壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体と、下壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体とが対向して配置されて内壁を構成していることを特徴とする。
【００１５】
請求項５の発明は、前記配管用耐火部材は、前記継ぎ手と管材とを連結する連結部における継ぎ手の下端に、前記管材の外周を覆って配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、熱膨張材の膨張方向を内側に指向させることができる配管用耐火部材を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態の配管用耐火部材を装着した集合継ぎ手周辺の部分断面図。
【図２】本実施形態の配管用耐火部材の斜視図。
【図３】本実施形態の配管用耐火部材の分解斜視図。
【図４】本実施形態の熱膨張材収容体の展開図と部分組み立て図。
【図５】（ａ）は本実施形態の配管用耐火部材を装着した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図。
【図６】（ａ）は本実施形態の配管用耐火部材が膨張した状態の断面図、（ｂ）は（ａ）の横断面図。
【図７】本実施形態の別の例を示す断面図。
【図８】本実施形態の別の例を示す斜視図。
【図９】（ａ）は従来技術の耐火部材の断面図、（ｂ）はその横断面図。
【図１０】（ａ）は従来技術の耐火部材が膨張したときの断面図、（ｂ）はその横断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を具体化した配管用耐火部材の一実施形態を図１〜図６にしたがって説明する。
図１は、第１の実施形態に係る配管用耐火部材１を装着した排水用配管２の周辺図である。集合住宅やビルなどの建築物には各階の床面を構成する床スラブ６０が形成されている。また、各階の床スラブ６０には貫通孔が形成されており、この貫通孔を貫いて最上階から最下階まで縦方向に排水用配管２が配置されている。この排水用配管２は主として、流路Ｗを有する継ぎ手としての集合継ぎ手３、流路Ｗを有する管材としての立て管４及び横管５とから構成されており、立て管４が階毎に集合継ぎ手３にて連結され最上階から最下階へと至っている。
【００１９】
集合継ぎ手３は基本形状として長筒状をなし、内部に流路Ｗが形成された中空状をなしている。集合継ぎ手３には上端、下端及び上部寄り側面にそれぞれ開口が形成されており、これらの開口部分は拡径されて立て管４或いは横管５を内嵌可能な連結部となっている。このうち、集合継ぎ手３の上端に形成されているのが集合継ぎ手３から上方へ伸びる立て管４を連結する上側連結部６であり、集合継ぎ手３の下端に形成されているのが集合継ぎ手３から下方へ伸びる立て管４を連結する下側連結部７である。集合継ぎ手３の側面に形成されているのが集合継ぎ手３の横方向へ伸びる横管５を連結する横側連結部８である。
【００２０】
また、集合継ぎ手３は金属等の耐火性材料により製造されている。なお、ここでいう耐火性とは、火災の炎又は熱に一定時間さらされた場合であっても焼損又は溶損しないことを言い、この耐火性を有しない場合を非耐火性という。集合継ぎ手３は、上側連結部６及び横側連結部８が床スラブ６０の上面に、また下側連結部７が床スラブ６０の下面に開口する形で、中央付近が床スラブ６０に形成された貫通孔内に埋設配置されている。集合継ぎ手３と床スラブ６０に形成された貫通孔との間は耐火性モルタル６１等によって隙間が生じないように埋められている。
【００２１】
集合継ぎ手３のうち下側連結部７の外周面は拡径されてフランジ部９が形成され、フランジ部９を含む下側連結部７の内周面にはパッキン１０が装着されている。このパッキン１０は円筒形に形成されて集合継ぎ手３と立て管４とを水密状態で連結する。また、フランジ部９にはボルト穴１１が穿設されており、このボルト穴１１に挿通させたボルト１２をナット１３に固定することによりフランジ部９にてパッキン１０を締め付けることができる。なお、ボルト穴１１はフランジ部９上の３箇所に周方向等間隔に形成されている。
【００２２】
立て管４は、塩化ビニル等の非耐火性材料にて形成され、内部に流路Ｗを有する中空性のストレート管からなる管材であり、集合継ぎ手３の上側連結部６及び下側連結部７にそれぞれ内嵌されて集合継ぎ手３の間を縦方向に連結している。また、横管５は床スラブ６０上に横方向に配置される管材であり、立て管４と同様に塩化ビニル等の非耐火性材料にて形成され、内部には流路が形成された中空状である。横管５の一端は集合継ぎ手３の横側連結部８に連結され、他端は必要に応じて更に枝管に分岐され各階に設置された浴室、洗面台、キッチン設備等の排水口に接続されている（いずれも図示しない）。
【００２３】
図１に示すように、集合継ぎ手３の下側連結部７に形成されているフランジ部９の下面には、同下側連結部７に連結されている立て管４を外嵌する形で、配管用耐火部材１が装着されている。この配管用耐火部材１は、図２に全体斜視図を示すように中央に立て管挿入部１４を有する円筒状をなしており、また図３にその分解斜視図を示すように外装ケース２０、熱膨張材収容体３０及び熱膨張材４０とから構成される。
【００２４】
外装ケース２０は、ステンレス鋼等の耐火性金属材料にて形成され、一枚の金属板材に絞り加工を施して円筒状に成形されている。外装ケース２０は、一定高さを有する円筒状のケース本体２１の上部３箇所に等間隔に形成された取り付け片２２を有し、各取り付け片２２には中央に円孔２３が穿設されている。また、各取り付け片２２はケース本体２１から直角に折り曲げられている。取り付け片２２に形成された円孔２３は、集合継ぎ手３の下側連結部７に形成されたフランジ部９のボルト穴１１の位置に対応しており、ボルト１２の軸が遊嵌状態で挿入することができる径に形成されている。ケース本体２１の下端全周には、ケース本体２１から直角に絞り込まれて内周側に向かって一定幅を有する鍔部２４が形成されている。この鍔部２４の内径は、配管用耐火部材１を装着する立て管４の外径に対して余裕を持って形成されている。
【００２５】
外装ケース２０の内周側には鍔部２４に着座する形で熱膨張材収容体３０が配置されている。この熱膨張材収容体３０は外装ケース２０と同様にＳＵＳステンレス鋼等の耐火性金属材料により形成されている。また、熱膨張材収容体３０は全体として略円環状に形成されている。熱膨張材収容体３０は、外周側に配置される円筒状の外壁３１、外壁３１と略同心にて径方向に一定距離だけ離間して内周側に配置される円筒状の内壁３２、外壁３１と内壁３２の上側周縁部同士を結ぶ円盤状の上壁３３、及び外壁３１と内壁３２の下側周縁部同士を結ぶ円盤状の下壁３４によって構成されている。その径方向断面は図１に示すように略矩形枠状をなし内部が中空となっている。この内部は熱膨張材収容部（以下、単に「収容部」という）３５となって、ここに熱膨張材４０が収容されている。熱膨張材収容体３０は、図４左側に展開図を示す板材３６を立体的に組み立てることにより構成される。
【００２６】
熱膨張材収容体３０を形成することとなる板材３６（なお、説明の便宜上、図４に示す組み立て前の熱膨張材収容体３０を板材３６ともいう。）は、矩形長尺上の背面板４１と、この背面板４１の上下の長辺（図４中の左右方向に伸びる辺）に並列して形成され、長辺と垂直方向に向けて伸びる多数の舌片４２とから構成されている。板材３６は、一枚の金属板をプレスにより打ち抜き成形して背面板４１と多数の舌片４２とを一体形成したものである。このうち、背面板４１は、その長辺が外装ケース２０の内周より少し長く形成されており、短辺が外装ケース２０の高さと略同じ長さに形成されている。
【００２７】
また、各舌片４２は、背面板４１から連続して伸び、背面板４１から離間するに従ってその幅が短くなる台形状の基端片４３と、基端片４３に連続して一定幅で伸びる弁体としての先端片４４とから構成されている。基端片４３は外装ケース２０の内径と配管用耐火部材１を装着する立て管４の直径との差より少し短い長さに形成されており、また、先端片４４は背面板４１の短辺長の２／３程度の長さを有する板状に形成されている。
【００２８】
背面板４１の上下にそれぞれ形成されている舌片４２の位置は、上部側と下部側とで幅方向に半分ずつずれて形成されているが、個々の舌片４２はいずれも同一形状にて形成されている。また、各舌片４２の一方の面（図４にて示している側の面）には、基端片４３と先端片４４との境界部に、舌片４２の幅方向（背面板４１長辺の延設方向）に伸びる線状の凹みからなる折り曲げ部４５が形成されている。この折り曲げ部４５はプレスにより板材３６を打ち抜く際に同時に形成している。なお、舌片４２のうち台形をなす基端片４３の背面板４１からの傾斜角度は、背面板４１の一方の辺に形成される舌片４２の数をｎとした場合、（９０ｎ−１８０）／ｎにて計算される角度以下とする必要がある。
【００２９】
図４左側の状態に形成された板材３６の舌片４２を折り曲げて図４右側の状態にまで組み立て、さらに円環状に巻くことにより図３に示す熱膨張材収容体３０が形成される。すなわち、まず上下の各舌片４２に形成された折り曲げ部４５に沿って先端片４４を図４中手前側に折り曲げ、基端片４３に対して先端片４４が垂直となるようにする。次に、そのまま基端片４３を背面板４１との境界部分（図４左側の破線部分）に沿って背面板４１に対して垂直に折り曲げる。先端片４４は背面板４１に対して２度垂直に折り曲げられる結果、約１８０度折り曲げられたこととなり、背面板４１と先端片４４とは基端片４３の長さ分だけ離間して略平行に位置することとなる。
【００３０】
この作業を背面板４１の上下一方の辺に形成された舌片４２すべてに対して行ってから、他方の辺に形成された舌片４２についても同様の作業を行うと、板材３６は図４右側に図示されている状態となる。なお、上下両側の各舌片４２は、先端片４４の長さが背面板４１の短辺長の２／３程度であるから、上下の先端片４４をそれぞれ同様に折り曲げることにより上下の先端片４４同士が対向して配置され、対向配置された先端片４４同士が部分的に重なり合うこととなる。このとき、下側の先端片４４が上側の先端片４４の上に重なるように配置すると、配管用耐火部材１を立て管４に外嵌させるときに立て管４の外周に先端片４４の先端が引っ掛からずに立て管４に装着させることができる。
【００３１】
このように、各基端片４３及び先端片４４を折り曲げた状態（図４右側の状態）で、基端片４３及び先端片４４側が内側に、また背面板４１が外周側となるように板材３６を丸めていくと、図３に示すような略円環状（多角形環状）の熱膨張材収容体３０を形成することができる。板材３６を丸めて熱膨張材収容体３０を形成すると、隣接する基端片４３同士及び先端片４４同士の隙間はほぼなくなり、また隣接する先端片４４同士の間に対向する先端片４４が部分的に重なることとなる。なお、熱膨張材収容体３０は、背面板４１の長辺の両端が一部重なる状態で円環状に巻いた後、重なり部分をテープ等により再び開かない程度に固定しておけばよい。
【００３２】
背面板４１と多数の舌片４２とからなる板材３６を組み立てて熱膨張材収容体３０を形成した状態では、背面板４１が熱膨張材収容体３０の外壁３１を、背面板４１の上側に形成された多数の舌片４２の基端片４３が熱膨張材収容体３０の上壁３３を構成する。また、背面板４１の下側に形成された多数の舌片４２の基端片４３が熱膨張材収容体３０の下壁３４を、また、背面板４１の上下に形成された多数の舌片４２の先端片４４同士が熱膨張材収容体３０の内壁３２をそれぞれ構成することとなる。
【００３３】
熱膨張材収容体３０の内部に形成された収容部３５には、板状の熱膨張材４０が円環状に丸められて収容されている。熱膨張材４０は熱膨張性耐火材や熱膨張性耐熱材などの名称が付されており、天然ゴム又は合成ゴム等の熱可塑性エラストマーに無機充填材及び熱膨張材を添加、混練して形成された変形容易な形態となっている。この熱膨張材４０は所定温度以上の外部加熱を受けると内在する膨張材が膨張し、数倍から数十倍に体積を増加することができる耐火材料であり、また膨張部分は物理的な遮蔽効果とともに断熱効果を発揮するものである。なお、熱膨張材４０は、その組成や、膨張開始温度、耐熱温度、膨張倍率、形状等が異なる製品が種々市販されており、使用する箇所や環境等の諸条件に応じてその種類を適宜決定すればよい。また、配管用耐火部材１は建築物に長期間にわたって設置されるものであるため、これに使用される熱膨張材４０も時間の経過や環境（温度、湿度等）の変化を受けても本来の機能を発揮することができる材質が好ましい。さらに、配管用耐火部材１は立て管４等の周囲に配置されることから、熱膨張材４０も管損壊時に立て管４等内部の流路Ｗを通る水等を浴びて濡れる可能性がある。このため、水に濡れた状態でも膨張可能な耐水性の熱膨張材４０や、或いは熱膨張材４０の周囲に耐水性コーティングを施すことが有効となる。
【００３４】
熱膨張材４０の装着にあたっては、材料を収容部に収容可能な大きさに成形した上で収容部３５に内装すればよい。なお、内装のタイミングは、展開状態にある板材３６（図４左側に示す状態）の背面板４１上に板状に成形した熱膨張材４０を載置してその後に熱膨張材４０を覆うように上下の舌片４２を折り曲げて内装させる方式がある。他に先に板材３６の上下の各舌片４２を折り曲げて図４右側に示す状態とし、背面板４１と舌片４２との間に熱膨張材４０を挿入して内装させる方式もある。いずれにしても略円環状の熱膨張材収容体３０に形成する前に内装すると作業が容易である。そして、熱膨張材４０を内装した熱膨張材収容体３０を外装ケース２０に内嵌させることにより、図２に示す形態で本実施形態の配管用耐火部材１が完成する。なお、外装ケース２０の下部には鍔部２４が形成されているため、外装ケース２０に内嵌させた熱膨張材収容体３０はこの鍔部２４に着座して抜け落ちが防止される。
【００３５】
この配管用耐火部材１は、以下のように立て管４に装着される。まず、集合継ぎ手３の下側連結部７と立て管４とを連結するに先立ち、配管用耐火部材１をフランジ部９の下面にあてがい、取り付け片２２に形成された円孔２３とフランジ部９のボルト穴１１とを位置合わせした上で、両者間にボルト１２を挿通しナット１３を軽く止める。これにより、配管用耐火部材１と集合継ぎ手３の下側連結部７とは位置合わせされた状態で仮止めされたこととなる。次に、立て管４の先端を配管用耐火部材１の立て管挿入部１４に挿入する。配管用耐火部材１と集合継ぎ手３の下側連結部７とは既に位置合わせされているため、立て管４は立て管挿入部１４への挿入に続いて集合継ぎ手３の下側連結部７へと案内される。立て管４が突き当たるまで下側連結部７に挿入した後に、フランジ部９のボルト１２とナット１３を締め付けると、フランジ部９では狭圧されたパッキン１０が内側へ膨らみ、集合継ぎ手３と立て管４とを水密状態で連結する。また、配管用耐火部材１は集合継ぎ手３と立て管４との連結部にて立て管４の周囲を覆う形で装着されることとなる。
【００３６】
配管用耐火部材１の集合継ぎ手３及び立て管４への装着状態の断面図を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。配管用耐火部材１がフランジ部９の下部に連結された状態では、外装ケース２０に内嵌された熱膨張材収容体３０の外壁３１の外側は全周囲に亘って外装ケース２０のケース本体２１によって囲まれている。また、熱膨張材収容体３０の下壁３４は外装ケース２０の鍔部２４に着座した状態となっており、熱膨張材収容体３０の上壁３３はフランジ部９の下面が直上に位置している。そして、熱膨張材収容体３０の内壁３２の外側は全周囲に立て管４の外周が位置している。立て管４の内部には流路Ｗが形成されているため、配管用耐火部材１はこの流路Ｗを囲ってその周囲に位置していることとなる。
【００３７】
次に、排水用配管２に装着した配管用耐火部材１の作用について説明する。
通常の状態の配管用耐火部材１は、図５（ａ）に示すように熱膨張材収容体３０が断面矩形枠状に形成されており、内壁３２を構成する上下の先端片４４はいずれも立て管４の外周面と略平行となる向きに配置されている。このため、配管用耐火部材１としてのサイズも熱膨張材収容体３０を装着していないものに比してあまり変わらない。一方、建物の火災等が発生して立て管４が焼損或いは溶損する状態になり、配管用耐火部材１が火災による熱を受けて熱膨張材４０の膨張開始温度に至ると熱膨張材４０が膨張を開始する。熱膨張材４０は周囲が熱膨張材収容体３０にて覆われた収容部３５に収容されているため、熱膨張材４０が膨張するときには収容部３５を内側から外側に押し広げようとする力が作用することとなる。
【００３８】
ここで、収容部３５の内外上下方向はいずれも熱膨張材収容体３０により覆われている。また、熱膨張材収容体３０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように外壁３１の外は外装ケース２０のケース本体２１で囲われており、下壁３４は外装ケース２０の鍔部２４に着座している。一方、上壁３３の直上には集合継ぎ手３のフランジ部９が配置されている。したがって、収容部３５に収容されている熱膨張材４０の膨張力は、熱膨張材収容体３０のうち立て管４の焼損或いは溶損により空間的に余裕ある内壁３２に集中して作用することとなる。この結果、熱膨張材収容体３０の内壁３２を構成し、上壁３３及び下壁３４からそれぞれ伸びる各先端片４４には、収容部３５の内側から外側へ向けて押す力が作用することとなる。このため、各先端片４４はこの力を受けてそれぞれが折り曲げ部４５を支点として熱膨張材収容体３０の内周側へと揺動し、上下の先端片４４は観音開きの状態で上下方向に開いていくこととなる（図６（ａ）（ｂ））。
【００３９】
熱膨張材４０の膨張力を受けた各先端片４４が折り曲げ部４５を支点として揺動することにより、収容部３５は径方向内側に開放され、熱膨張材４０は径方向内側に向けての膨張が可能となる。また、開放された先端片４４は、熱膨張材収容体３０の上壁３３及び下壁３４を径方向内側に向かって延長するものともなり、熱膨張材４０が径方向内側に向けて移動する際の案内路としても機能する。したがって、熱膨張材４０はこの揺動した上下の先端片４４によって形成された空間内を径方向内側へと移動し、焼損或いは溶損した立て管４内の流路Ｗを閉塞することができる。
【００４０】
上記実施形態の配管用耐火部材１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）上記実施形態では、熱膨張材４０と流路Ｗを有する立て管４との間に熱膨張材４０の膨張に伴って内側に向かって揺動する先端片４４を設けた。このため、先端片４４の揺動により熱膨張材４０の膨張方向を内側に指向させて焼損或いは溶損した立て管４内の流路Ｗを閉塞することができる。
【００４１】
（２）具体的には、熱膨張材収容体３０内の収容部３５に収容された熱膨張材４０の膨張力を受けて、熱膨張材収容体３０の内壁３２を構成する先端片４４が径方向内側に向けて開放されるため、熱膨張材４０の膨張方向を内側に指向させることができる。
【００４２】
（３）熱膨張材収容体３０の内壁３２は、熱膨張材収容体３０の上壁３３及び下壁３４からそれぞれ上下方向に伸びている先端片４４によって構成されている。このため、収容部３５に収容された熱膨張材４０の膨張力を受けて先端片４４が揺動すると、熱膨張材収容体３０の上壁３３及び下壁３４が径方向内側に向かって延長した状態となって熱膨張材４０を内側に指向させることができる。
【００４３】
（４）熱膨張材収容体３０の内壁３２を構成する先端片４４の基端には折り曲げ部４５が形成されている。このため、内壁３２が熱膨張材４０の膨張力を受けた場合には、折り曲げ部４５に沿って先端片４４が揺動しやすいものとなる。
【００４４】
（５）熱膨張材収容体３０は一枚の金属板を打ちぬいた板材３６を折り曲げた上で円環状に巻いて組み立てている。このため、熱膨張材収容体３０の製造が容易である。
（６）熱膨張材４０を内装した熱膨張材収容体３０を外装ケース２０に内嵌させればよいため、外装ケース２０及び熱膨張材４０は既存の部材を使用することができる。
【００４５】
（７）装着状態において、熱膨張材収容体３０の外周側及び上下部は他の部材が位置しているため、熱膨張材収容体３０の強度を高くする必要はなく、コスト、製造作業が容易となる。
【００４６】
（８）上下から対向して配置された先端片４４同士は部分的に重なって配置されている。このため、一方の先端片４４が内側に向けて揺動されると対向する側の先端片４４にもその動きが伝わり、同じ動きを生じさせやすくなる。
【００４７】
（９）上壁３３から伸びる先端片４４と下壁３４から伸びる先端片４４は周方向に半分ずつずれて位置している。このため、隣接する先端片４４同士に隙間が生じた場合でも、対向する側から伸びる先端片４４がこの上に重なるによって隙間を塞ぐことができる。
【００４８】
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 上記実施形態の配管用耐火部材１は、集合継ぎ手３と立て管４との連結部分に装着するものとしたが、集合継ぎ手３と横管５との連結部分である横側連結部８に装着してもよい。また、配管用耐火部材１を集合継ぎ手３の上側連結部６に装着してもよい。
【００４９】
○ 上記実施形態の集合継ぎ手３に限らず、横側連結部等の分岐部を有しない継ぎ手、或いは複数の横側連結部を有する継ぎ手に使用してもよい。
○ 上記実施形態の配管用耐火部材１は、排水用配管２に装着するものとしたが、排水用途以外の配管に使用してもよい。
【００５０】
○ 外装ケース２０を集合継ぎ手３のフランジ部９に固定することとしたが、これに限らず床スラブ６０或いは耐火性モルタル６１の下面に固定するものとしてもよい。
○ 配管用耐火部材１を集合継ぎ手３に内嵌させてもよい。すなわち、集合継ぎ手３の下側連結部７の内周面に拡径部分を長く取り、その内側に配管用耐火部材１を内装してから立て管４を装着すると流路Ｗの外周に配管用耐火部材１が装着される（図７）。この場合でも、火災等により立て管４が焼損等した時、或いは集合継ぎ手３が火災等により熱せられた場合に、熱膨張材４０の膨張力にて先端片４４が揺動し、熱膨張材４０を内側に向けて指向させることができる。この場合には配管用耐火部材１の外周は集合継ぎ手３にて覆われているため、外装ケース２０を省略することができる。
【００５１】
○ 上記実施形態では、先端片４４は背面板４１の短辺長の２／３程度の長さとしたが上下から伸びる先端片４４の一方或いは双方をこれよりも長くしてもよい。特に、上下の先端片４４をそれぞれ折り曲げた場合に上に重なる側の先端片４４は背面板４１の短辺長を超える長さであってもよい。
【００５２】
○ また、上下から伸びる先端片４４の一方或いは双方を背面板４１の短辺長の２／３程度よりも短くしてもよい。少なくとも上下の先端片４４同士を折り曲げた際に先端片４４同士によって内壁３２が隙間なく形成されると、膨張した熱膨張材４０は先端片４４を内側から押し広げることとなる。
【００５３】
○ 上下の舌片４２は、上下で交互になるよう幅方向に半分ずつずれて形成されているが、上下の舌片４２が幅方向に同じ位置となるように形成してもよい。また、舌片４２の数を変更してもよい。
【００５４】
○ 配管用耐火部材１の外装ケース２０を省略してもよい。この場合、熱膨張材収容体３０を直接取り付けることとなるが、外装ケース２０の３箇所に形成されていた取り付け片２２を熱膨張材収容体３０に溶接等により取り付ければよい（図８）。外装ケース２０の省略により熱膨張材収容体３０の外周側及び下側において熱膨張材４０の膨張時の強度が低下するが、熱膨張材収容体３０に使用する材料の板厚を増やすなど強化すればよい。また、強化に伴う膨張時の先端片４４の開き具合については折り曲げ部４５の凹み量を大きくする等により調整すればよい。
【００５５】
○ 外装ケース２０を用いる場合には、熱膨張材収容体３０の外壁３１は熱膨張材４０を完全に覆う必要はなく、外壁３１に肉抜き等の穴を形成してもよい。この場合でも外壁３１の外周側は外装ケース２０によって周囲が覆われるため、熱膨張材４０が外側に膨張しようとしても外装ケース２０によって規制される。
【００５６】
○ 逆に、熱膨張材収容体３０の外壁３１に肉抜き等の穴を形成しない場合には、外装ケース２０に肉抜き等の穴を設けてもよい。この場合は熱膨張材４０の外周が外壁３１にて覆われるため、熱膨張材４０が外側に膨張しようとしても外壁３１によって規制される。
【００５７】
○ 熱膨張材収容体３０に形成した先端片４４に、熱を受けたときに径方向内側へ揺動する形状記憶性を持たせてもよい。こうすれば、火災等の熱を受けたときに先端片４４自体にも揺動する力が生じるため、先端片が揺動しやすくなる。
【００５８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、それらの効果とともに以下に追記する。
（ａ）．弁体の基端部には折り曲げ部が形成されている請求項１乃至５に記載の配管用耐火部材。この（ａ）に記載の発明によれば、熱膨張材の膨張力により弁体が内側に向かって揺動し易くなる。
【００５９】
（ｂ）．上壁から伸びる各弁体と下壁から伸びる各弁体とは、周方向に弁体の半分ずつずれて配置されて対向する弁体同士が部分的に重なっている請求項４に記載の配管用耐火部材。並列して形成された弁体同士に隙間がある場合でも、この隙間の上に対向する弁体が部分的に重なるため隙間を塞ぎやすくなる。
【符号の説明】
【００６０】
Ｗ…流路、１…配管用耐火部材、３…継ぎ手としての集合継ぎ手、７…連結部、４…管材としての立て管、３０…熱膨張材収容体、３１…外壁、３２…内壁、３３…上壁、３４…下壁、４０…熱膨張材、４４…弁体としての先端片、４５…境界部としての折り曲げ部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流路を有する耐火性の継ぎ手と流路を有する非耐火性の管材とを連結する連結部における前記流路の外周に配置され、内部に所定温度により膨張する耐火性の熱膨張材を収容した配管用耐火部材であって、
同配管用耐火部材は、前記熱膨張材と流路との間に、熱膨張材の膨張に伴って内側に向かって揺動する弁体を有することを特徴とする配管用耐火部材。
【請求項２】
前記配管用耐火部材は、径方向外側に配置される円筒状の外壁と、径方向内側に配置される円筒状の内壁と、外壁と内壁との両周縁部を閉塞する上壁及び下壁によって中空円環状に形成され、この内部に前記熱膨張材を収容して流路の外周に配置可能な熱膨張材収容体を有しており、
前記弁体は、前記熱膨張材収容体の内壁を構成していることを特徴とする請求項１に記載の配管用耐火部材。
【請求項３】
前記内壁は、前記熱膨張材収容体の上壁及び下壁から伸びる多数の弁体によって構成されており、前記各弁体は上壁及び下壁との境界部を支点として揺動するものである請求項２に記載の配管用耐火部材。
【請求項４】
前記各弁体は一定幅の板状であり、上壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体と、下壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体とが対向して配置されて内壁を構成していることを特徴とする請求項３に記載の配管用耐火部材。
【請求項５】
前記配管用耐火部材は、前記継ぎ手と管材とを連結する連結部における継ぎ手の下端に、前記管材の外周を覆って配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配管用耐火部材。
【請求項１】
流路を有する耐火性の継ぎ手と流路を有する非耐火性の管材とを連結する連結部における前記流路の外周に配置され、内部に所定温度により膨張する耐火性の熱膨張材を収容した配管用耐火部材であって、
同配管用耐火部材は、前記熱膨張材と流路との間に、熱膨張材の膨張に伴って内側に向かって揺動する弁体を有することを特徴とする配管用耐火部材。
【請求項２】
前記配管用耐火部材は、径方向外側に配置される円筒状の外壁と、径方向内側に配置される円筒状の内壁と、外壁と内壁との両周縁部を閉塞する上壁及び下壁によって中空円環状に形成され、この内部に前記熱膨張材を収容して流路の外周に配置可能な熱膨張材収容体を有しており、
前記弁体は、前記熱膨張材収容体の内壁を構成していることを特徴とする請求項１に記載の配管用耐火部材。
【請求項３】
前記内壁は、前記熱膨張材収容体の上壁及び下壁から伸びる多数の弁体によって構成されており、前記各弁体は上壁及び下壁との境界部を支点として揺動するものである請求項２に記載の配管用耐火部材。
【請求項４】
前記各弁体は一定幅の板状であり、上壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体と、下壁から周方向に並列して伸びる多数の弁体とが対向して配置されて内壁を構成していることを特徴とする請求項３に記載の配管用耐火部材。
【請求項５】
前記配管用耐火部材は、前記継ぎ手と管材とを連結する連結部における継ぎ手の下端に、前記管材の外周を覆って配置されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の配管用耐火部材。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２３６６７７（Ｐ２０１０−２３６６７７Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−８７９４９（Ｐ２００９−８７９４９）
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１０６７７１）シーシーアイ株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２１日（２０１０．１０．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月３１日（２００９．３．３１）
【出願人】（０００１０６７７１）シーシーアイ株式会社 (245)
【Ｆターム（参考）】
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