JP2006281147A - スプリンクラー用ポップアップライザーとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 下部管体に対する上部管体の上下滑動の応答性に優れ、少工程で製造が可能な低コストのスプリンクラー用ポップアップライザーを提供する。
【解決手段】 下部管体１０、下部管体１０の上端に接続されかつ流体供給管２４に接続された連結筒２０、連結筒２０を通して下部管体１０に移動可能に挿入される上部管体３０を有する。上部管体３０の上端にはスプリンクラー用継手３１設けられ、その下端に下部管体１０の内面に当接しながら上部管体３０の移動をガイドするストッパー４０が設けられている。下部管体１０は、金属製の丸パイプから構成され、その外面の軸方向に塑性加工により凹部１１が少なくとも１つ形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、下部管体の内面を軸方向に移動または摺動可能な上部管体を備えたスプリンクラー用ポップアップライザーに関し、特に、スプリンクラーを所定位置に保持することができる金属製ポップアップライザーに関する。

従来、この種のポップアップライザーに関するものとして、例えば特許文献１に開示されるものがある。特許文献１のポップアップライザーは、図６および図７に示すように、下端がキャップ３で閉塞された内面が多角形（例えば横断面六角形）の下部管体１と、下部管体１の上端に溶着されかつ給水源である給水管８に接続された連結筒４と、連結筒４の上端から下部管体１に挿入され下部管体１に対して移動可能な上部管体５とを備えている。上部管体５の一端には、スプリンクラーを取り付ける継手７が取り付けられ、他端には、下部管体１内面に当接しながら連結筒４の上端部まで移動可能なストッパー１１（図７を参照）が取り付けられている。

この構造によるポップアップライザーは、給水管８からバルブ８ａを介して下部管体１と上部管体５とに供給された水の圧力により、ストッパー１１をスプリング等を介して連結筒４の上端側に当接するまで上昇させることで、継手７に取り付けられたスプリンクラーから水あるいは農薬等の流体を広範囲に散布させるものである。

この時、下部管体１の内面の角部にストッパー１１の突起１１ａが当接することで、スプリンクラーの回転圧力によって上部管体５が円周方向に回転することが抑止されている。水あるいは農薬等の薬液の供給を止めると、水圧が低下し、継手７に装着されたスプリンクラー、上部管体５およびストッパー１１の重量により、ストッパー１１が下部管体１内を下降し、上部管体５が下部管体１内に収納される。

また、特許文献２は、十分な給水圧の確保とそれに付随して内側管の変形を防止するため、下部管体の内周面に複数の突起（リブ）を上下方向に伸延させ、上部管体に取り付けたスライドガイド体の外周面に突起の数よりも多い溝部を円周方向に均等に形成し、上部管体を各突起に沿わせて上下進退摺動自在としたスプリンクラー装置を開示している。

実開平６−５２９４５号公報 特開平９−４７６９１号公報

しかしながら、特許文献１によるポップアップライザーの場合、図７（ｂ）に示すように、下部管体１に多角形形状のパイプ材を使用しているが、一般にこれらの多角形形状のパイプ材は、丸パイプを加工して製造されるため、丸パイプと比較してコストが高くなる。また、図６に示すように、多角形形状のパイプ材を使用した場合には、下部管体１の両端について拡管加工を必要とし、さらに、拡管加工後に下部管体１を上部ソケット９および下部ソケット１０に溶接等により接合しなければならず、多くの煩雑な工程を必要とする。その結果、製造コストの増大を招き、製造性及びコスト面において課題を有していた。

また、特許文献２によるスプリンクラー装置は、下部管体（外側管）の内周面に上端から下端にわたって上下方向に伸延するリブを合成樹脂材の押し出しにより一体成形し、スライドガイド体の外周面にリブの数よりも多い溝部を円周方向に均等に形成し、リブと溝部を嵌合させている。ところが、給水路となるリブに嵌合しない溝部の占める面積比率は小さく、給水時に一時的に下部管体（外側管）へ高水圧がかかり、これにより、破損や水漏れの発生を引き起こす可能性や、上部管体（内側管）の上下動作の応答性が悪くなる課題を有している。さらに、スライドガイド体が上下進退摺動するリブが樹脂であることから、水圧による変形や撓みにより接触抵抗が大きくなってしまうという課題もある。

本発明は、上記従来の課題を解消するためになされたものであり、製造コストを低減し、耐圧性、耐久性に優れたスプリンクラー用ポップアップライザーを提供することを目的とする。
さらに本発明は、上部管体の円周方向の回転を抑止することができ、上部管体の上下軸方向の滑動が確実であり、上部管体の上下滑動の応答性に優れ、少工程で製造が可能なスプリンクラー用金属製ポップアップライザーを提供することを目的とする。

本発明に係るスプリンクラー用ポップアップライザーは、下部管体と、下部管体に対して移動可能な上部管体とを有し、上部管体の一方の端部にスプリンクラー用継手が設けられ、他方の端部に下部管体の内面を軸方向に移動可能なストッパーが設けられている。そして、下部管体は金属製の丸パイプから構成され、下部管体の外面の軸方向に少なくとも１つの凹部が形成されている。

下部管体に形成する凹部は、ストッパーとのスライド抵抗が最も少ない１本のみ、あるいは円周方向に均等な間隔となるように複数本形成してもよい。凹部の成形加工性から、円周方向に均等に２〜４本形成するのがより好ましい。

また、下部管体の外面軸方向に形成した凹部は、下部管体内面を軸方向に可動するストッパー突起部の移動領域の全部または一部、すなわち、下部管体の全長または少なくとも全長の一部に連続的あるいは断続的に形成することができる。凹部が断続的に形成される場合には、下部管体の軸方向に隣接した凹部の間の不連続となる部分の長さがストッパー突起部の軸方向長さよりも短くすることが好ましい。下部管体の凹部は、断面が円弧状の曲面から形成されるのが好ましい。凹部の幅及び深さは、下部管体の管径及び管の肉厚により任意に設定することが可能である。

さらに本発明は、下部管体と、下部管体に対して移動可能な上部管体とを有し、上部管体の一方の端部にスプリンクラー用継手が設けられ、他方の端部に下部管体の内面を軸方向に移動可能なストッパーが設けられたスプリンクラー用ポップアップライザーの製造方法であって、金属製の丸パイプから構成された下部管体の外面軸方向に少なくとも１つの凹部を塑性加工により形成したものである。

本発明によれば、下部管体を金属製の丸パイプから構成し、その外面の軸方向に少なくとも一つの凹部を形成することにより、従来の多角形形状のパイプと比較して多角形形状への加工や拡管加工などが不要となり、製造コストを低減させることができる。また、下部管体の凹部によって上部管体の円周方向の回転が抑制され、ストッパーと下部管体との間の流体が通過する面積を比較的大きく設定することができ、上部管体の伸縮動作の応答性および摺動を円滑にすることができる。さらに、下部管体を金属製とすることで、流体供給時に下部管体に作用する高圧から下部管体を保護し、その変形や破損を防ぐことができる。

以下、本発明を実施するための最良の実施の形態について、図１ないし図４を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態に係るスプリンクラー用ポップアップライザーの概略を示す外観図、図２（ａ）は、上部管体３０が上昇状態の図１のＡ部の拡大断面図、図２（ｂ）は、図２(ａ)のＢ−Ｂ線における拡大横断面図、図３は、上部管体の概略図である。

本実施形態におけるスプリンクラー用ポップアップライザーは、下部管体１０と、下部管体１０の上端に接続された金属製の連結筒２０と、連結筒２０を介して下部管体１０内を上下方向に摺動可能な金属製の上部管体３０とを有している。上部管体３０の上端には、スプリンクラー用の継手３１が取り付けられ、下端には金属製のストッパー４０（図３を参照）が一体に取り付けられている。

下部管体１０は、横断面が円形状の金属製の丸パイプ材から構成される。例えば、ＳＵＳ３１６材の水道用・屋内配管用ステンレス鋼管の外径２８．５８ｍｍ、厚さ１．０ｍｍなどを用いることができる。これ以外にも、ＳＵＳ３０４材などのステンレス鋼管、あるいはアルミニウム管、銅管などの金属製の丸パイプを用いることができる。

下部管体１０の外面の軸方向には、凹部（溝加工部）１１が形成されている。凹部１１は、例えば、ロール引き抜き成形等の塑性加工により溝加工されたもので、外面から内方へ向けて陥没している。例えば、凹部１１の幅寸法は、３ｍｍ、深さ寸法は、２ｍｍである。但し、これらの値は、丸パイプ材の径や肉厚等により適宜変更可能である。本実施の形態では、下部管体１０の軸方向に断面が円弧状の曲面から形成される１本の凹部１１を形成しているが、凹部は、１本以上の任意の本数に形成してもよい。円周方向に複数の凹部１１を形成する場合には、丸パイプ材の円周方向に均等な間隔で設けることが好ましい。

また凹部１１は、下部管体１０の上下端部手前で終端する構造となっている。これにより、下部管体１０の上下端部は、丸パイプ材のままの円形状であり、その下端には、下部キャップ５０が取り付けられ、上端には連結筒２０が取り付けられている。

下部キャップ５０は、図４に示すように、先端が尖ったテーパ面の底部５１と、外径寸法が下部管体１０の内径寸法と略合致する円周部５２と、円周部５２と底部５１との境界に円環状部５３とを有している。下部管体１０の下端には凹部１１が形成されていないので、下端を拡管加工することなくそのままの形状で、下部キャップ５０の円周部５２に嵌合される。また、下部管体１０の下端の内径と下部キャップ５０の円周部５２とにねじ部を形成して組み付けてもよい。

連結筒２０には、下部管体１０の内径寸法と略同じ外径寸法を有する連結部２１が形成される(図２（ａ）を参照)。この連結部２１に下部管体１０の上端の開口部を拡管加工することなく丸パイプ材の状態のままで嵌合することができる。なお、下部管体１０と連結筒２０の連結部２１の結合離脱を効果的に防止するため、下部管体１０と連結部２１との外側にねじ部を形成し、これにナット２２を螺合し、結合強度を高めるようにしてもよい。

また、連結筒２０の側部に設けた口金部２３には、流体供給の給水管２４が開閉バルブ２５を介して接続されている。加圧された水または農薬等の流体は、給水管２４を介して下部管体１０内へ供給されるようになっている。

上部管体３０は、横断面が円形形状の金属製の丸パイプ材で構成され、その上端にスプリンクラー（図示されない）を取り付ける継手３１が設けられている（図３を参照）。上部管体３０の下端には、図３に示すようにストッパー４０が一体に接続されている。ストッパー４０は、連結筒２０を介して下部管体１０内を上下方向に摺動可能である。

ストッパー４０の材質は、例えばステンレス鋳物、黄銅、あるいはメッキ処理を施した鉄系の鋳物など、適宜の金属製素材を用いることができる。ストッパー４０と上部管体３０の総重量は、水圧開放時にストッパーが下部管体１０内を適正に下降できるように５００ｇ以上となるようにすることが好ましい。上部管体３０の材質およびサイズにもよるが、本実施形態においては、ストッパーの重量を約１００ｇとしている。

ストッパー４０は、上部管体３０の径よりも大きな径で軸方向に延びた突起部４０ａを有しており、その外面には、湾曲した凹部４１が円周方向に等間隔で４箇所（９０度の間隔）形成されている。湾曲した凹部４１は、下部管体１０の凹部１１に倣って内方に突出した凸部１２と対向し、それを受容するような相補的な形状となっている。湾曲した凹部４１は、内方へ、つまり、中心軸方向へ円弧状に窪むことで、給水のための流通体積を大きくし、十分な流量を確保している。また、ストッパー４０には、上部管体３０と連通する流動通路４２が軸方向に貫通して形成されている。更に、下部管体１０の凹部の断面形状を円弧状の曲面で形成し、ストッパー４０外面を相補的な円弧形状とすることで、上部管体３０の回転力によってストッパー４０外面と接触する下部管体１０内側にエッジによるキズが生じないため円滑な摺動が維持される。

ストッパー４０の上方には、段差部４３が形成され、そこに上部管体３０の下端が一体的に固着されている。また、ストッパー４０の係止部４４と連結筒２０の環状突起２６との間にコイル状の緩衝バネ６０が巻装される。緩衝バネ６０は、ストッパー４０が環状突起２６に当接するときの衝撃を緩和する緩衝部材としての役割とともに、水圧開放時に上部管体３０の下降を付勢する役割を有している。本実施形態では、コイル状のバネを用いるが、この代わりに、合成樹脂材等の弾性材で形成した弾性部材を用いることも可能である。

次に、本実施形態に係るスプリンクラー用ポップアップライザーの組立の一例を説明する。図４に示すように、下部管体１０の上端の開口部を連結筒２０の連結部２１に嵌合した後、ストッパー４０と一体化された上部管体３０に緩衝バネ６０を巻装し、その状態で、下部管体１０の下端の開口部から挿入する。そして、上部管体３０を、連結筒２０の環状突起２６（図２（ａ）を参照）とナット７０に挿通する。このように緩衝バネ６０は、ストッパー４０の係止部４４と、連結筒２０の環状突起２６との間に介装される。ナット７０の内部にパッキン８０が収容され、ナット７０を連結筒２０の上端のねじ部に螺合して締め付けることで、パッキン８０が環状突起２６との間で圧縮され、上部管体３０をシールする。上部管体３０の上端に、スプリンクラーを接続するための継手３１をねじ込み式で締結する。そして、下部管体１０の下端は、下部キャップ５０を嵌合することで密閉される。こうして、本実施形態に係るスプリンクラー用ポップアップライザーの組み立てが完了する。

次に、ポップアップライザーの動作を説明する。図２（ａ）に示す開閉バルブ２５を開き、給水管２４から水または農薬等の薬液（流体）が下部管体１０内へ供給される。流体は、ストッパー４０の外面の凹部４１と下部管体１０の内面の隙間を通って下部キャップ５０へ向けて流れる。この流体の圧力は、ストッパー４０の流動通路４２を介して、スプリンクラーのノズル部に作用し、その反力で上部管体３０が上方へ摺動される。上部管体３０が上方へ移動すると、ストッパー４０の係止部４４上部に設けられた緩衝バネ６０により、ストッパー４０が連結筒２０の環状突起２６に衝撃的に当接することが緩和される。スプリンクラーにより散水が行われるとき、下部管体１０の凹部１１、すなわち凸部１２にストッパー４０の凹部４１が係合し、上部管体３０の円周方向への回転が抑止される。

開閉バルブ２５を閉じて散水を中止すると、下部管体１０内部の水圧が開放され、水圧が低下する。これにより、上部管体３０及びストッパー４０は、自重に加えて緩衝バネ６０の復元力により付勢され下降し、上部管体３０が非常に滑らかに下部管体１０内に収容される。

このように本実施形態によれば、丸パイプから構成された下部管体１０の外面に塑性加工による少なくとも１つの凹部１１を形成するようにしたので、従来技術のように下部管体１０を多角形形状に加工したり、上下両端の拡管加工や拡管加工部位での溶接工程も不要となり、そのままの状態で下部キャップ５０および連結筒２０に嵌合させることができる。その結果、製造工程数が削減され、コストを低減させることができる。

なお上記実施形態では、ストッパー４０外面の突起部４０ａには、下部管体１０の凹部１１に倣う凸部１２に相補的な湾曲状の凹部４１を４カ所均等に形成しているが、上部管体３０が下部管体１０内を滑動可能であり、かつ、その円周方向の回転を抑制できる形状であれば、凹部４１を湾曲面以外の任意の形状としてもよい。さらに、凹部１１を円周方向に複数形成した場合には、ストッパー４０の凹部４１は、凹部１１に倣う円周方向の複数の凸部１２と対向するように配置されることが好ましい。

さらに、図２（ｂ）に示すように、ストッパー４０の外面と下部管体１０の内面との間に、給水の流通面積を大きく確保できるように比較的広めの隙間が形成されているが、上部管体３０が円周方向への回転を抑制されるのであれば、ストッパーの外面と下部管体の内面と間隔は適宜に変更することができる。

図５は、本発明のポップアップライザーの変形例を示す図である。上記実施形態は、下部管体１０に連続する凹部１１を形成したが、図５に示すように、軸方向に断続的な複数の凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄを形成するようにしてもよい。好ましくは、凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、ストッパー４０が滑動する領域の全部または一部に形成される。さらに好ましくは、軸方向に隣接する凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄの不連続部分１４の間隔ｈは、ストッパー４０の突起部４０ａの軸方向長さよりも短く設定される。これにより、ストッパー４０の凹部４１は、凹部１１に倣う凸部１２から逸脱することなく、スムーズに案内されながら移動することができる。また、複数の凹部１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄは、下部管体１０の円周方向に複数形成してもよく、その場合には等間隔で形成することが望ましい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明に係るスプリンクラー用金属製ポップアップライザーは、学校のグランド、ゴルフ場、砂地、畑地、緑地等の散水を必要とする施設において利用可能である。

本発明の実施形態に係るスプリンクラー用ポップアップライザーの概略を示す外観図である。 同図(ａ)は、上部管体が上昇状態における図１のＡ部の拡大した縦部分断面図、同図（ｂ）は、下部管体およびストッパーの断面構造の一例に係り、図２（ａ）のＢ−Ｂ線における拡大横断面図である。 上部管体の概略図である。 上記スプリンクラー用ポップアップライザーの組み立ての例を説明する外観斜視図である。 本発明のスプリンクラー用ポップアップライザーの変形例の概略を示す外観図である。 従来のスプリンクラー用ポップアップライザーの概略を示す外観図である。 図７（ａ）は、従来のストッパーを備えた上部管体を示す概略図、図７（ｂ）は、従来の下部管体とストッパーとの関係を示す横断面図、図７（ｃ）は、下部キャップを拡大した斜視図である。

符号の説明

１０：下部管体 １１：凹部
１２：凸部 １３：凹部
１４：不連続部分 ２０：連結筒
２１：連結部 ２２：ナット
２４：給水管 ２６：環状突起
３０：上部管体 ３１：継手
４０：ストッパー ４０ａ：突起部
４１：凹部 ４２：流動通路
４４：係止部 ５０：下部キャップ
６０：緩衝バネ ７０：ナット

Claims (7)

1. 下部管体と、下部管体に対して移動可能な上部管体とを有し、上部管体の一方の端部にスプリンクラー用継手が設けられ、他方の端部に下部管体の内面を軸方向に移動可能なストッパーが設けられたスプリンクラー用ポップアップライザーであって、
   下部管体が金属製の丸パイプから構成され、下部管体の外面の軸方向に少なくとも１つの凹部が形成されている、スプリンクラー用ポップアップライザー。
2. 前記下部管体の外面の凹部は、下部管体の円周方向に均等に複数形成されている、請求項１に記載のポップアップライザー。
3. 前記下部管体の外面の凹部は、下部管体の軸方向に断続的に複数形成されている、請求項１に記載のポップアップライザー。
4. 前記下部管体の軸方向に隣接する凹部の間隔は、ストッパーの突起部の軸方向長さよりも短い、請求項３に記載のポップアップライザー。
5. 前記下部管体の外面の凹部は、断面形状が円弧状の曲面から形成されている、請求項１ないし４いずれか１つに記載のポップアップライザー。
6. ストッパーの外面には、下部管体の凹部により形成された凸部と相補的な凹部が形成されている、請求項１ないし５いずれか１つに記載のポップアップライザー。
7. 下部管体と、下部管体に対して移動可能な上部管体とを有し、上部管体の一方の端部にスプリンクラー用継手が設けられ、他方の端部に下部管体の内面を軸方向に移動可能なストッパーが設けられたスプリンクラー用ポップアップライザーの製造方法であって、
   金属製の丸パイプから構成された下部管体の外面の軸方向に少なくとも１つの凹部を塑性加工により形成するポップアップライザーの製造方法。

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