JP2014190422A - ノズル切替え弁 - Google Patents

Abstract

【課題】本体の内部に設けられた液体通路の２個のノズルに対する接続状態を本体の外周に装着された回転ヘッドの回転によって選択的に切替えるノズル切替え弁を、簡素、小型で流量損失の小さなものにすることを課題としている。
【解決手段】チャッキ弁４に、外部配管の接続部２ｂと環状の弁座４ａと液体通路２ａを有する筒状本体２と、出口孔３ａを備えたスリーブ３と、液体通路２ａ内の圧力が所定値を超えたときに開弁するチャッキ弁４と、２つの径方向貫通ポート５ａ及び２箇所のノズル取付け口５ｂを周方向に位置を変えて設けた回転ヘッド５を備えさせ、回転ヘッド５を回転させて２つの径方向貫通ポート５ａを前記出口孔３ａに選択的に繋ぐようにした。
【選択図】図２

Description

この発明は、農薬などの液体を噴霧機で散布するときに液体供給路に組み込まれるチェック弁内蔵のノズル切替え弁、より詳しくは、２個のノズルに対する流路の接続状態を切替えるのに用いる流量損失の小さい小型化されたノズル切替え弁に関する。

首記のノズル切替え弁の従来技術として、例えば、下記特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１に開示されたノズル切替え弁は、第１流路を構成する内管部の外周に外部管に囲われた第２流路を設けてその第２流路を噴霧液の供給路である外部配管に連通させるようにしている。

また、前記内管部の先端の弁座にダイヤフラム弁を押し当て、前記第２流路の長手途中を入口側に対して９０°屈曲させ、その屈曲した第１流路の出口側の筒部外周に回転ヘッドの所定角度の回転によって第１流路に対する２個のノズルの接続状態が選択的に切替わる切替えバルブを設けている。

かかるノズル切替え弁は、第２流路の圧力が一定値を上回るとダイヤフラム弁が弁座から離反して第２流路が第１流路に繋がり、外部配管経由で供給される噴霧液が第１流路から前記切替えバルブ経由で第１流路に繋がれたノズルに流れて外部に噴射される。

また、外部配管経由での噴霧液供給が停止すると、その後の一次的な噴霧続行により第２流路の圧力が低下し、ダイヤフラム弁（チャッキ弁）が閉じて上流側の噴霧液が流路内に保持される。

この特許文献１のノズル切替え弁においては、第２流路を通過した噴霧液がダイヤフラム弁を設けた位置で１８０°反転して第１流路に流れ、さらに、第１流路を通るときに９０°方向転換して切替えバルブが設置されている第１流路の出口端側に至る。

特開２０１２−２３７３８９号公報

上述したように、前記特許文献１のノズル切替え弁は、第２流路を通過した噴霧液が１８０°反転して第２流路の内側に設けられた第１流路に流れ、その後にさらに９０°方向転換して第１流路の出口端に至る構造となっているため、構造の簡素化と小型化の要求に応えるのが難しかった。

また、十分な小型化ができておらず、第２流路から第１流路への流れも１８０°反転する構造であったために、流量損失の低減も不十分になっていた。

この発明は、本体の内部に設けられた液体通路の２個のノズルに対する接続状態を本体の外周に装着された回転ヘッドの回転によって選択的に切替えるノズル切替え弁を、特許文献１に開示された従来品よりも簡素、小型で流量損失の小さなものにすることを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ノズル切替え弁を以下の通りに構成した。

即ち、一端に外部配管の接続部を、他端側の端面に環状の弁座又はそれに代わる弁シートを、内部に液体通路をそれぞれ有する筒状本体と、
周方向途中に１箇所の出口孔を備え、前記筒状本体の他端側外周にその筒状本体の他端側を囲うように設けられるスリーブと、
前記弁座又はそれに代わる弁シートに接離可能で前記液体通路内の圧力が所定値を超えたときに前記弁座又はそれに代わる弁シートから離反して前記液体通路を前記出口孔に連通させる弁体とその弁体に所定の閉弁力を加える付勢手段を組み合わせたチャッキ弁と、
２つの径方向貫通ポートと各径方向貫通ポートに個別に連通する複数のノズル取付け口を周方向に位置を変えて設けた筒状の回転ヘッドを備えさせた。

そして、前記回転ヘッドの内部に前記弁体を液密、かつ、軸方向スライド可能に組み込み、さらに、前記回転ヘッドを前記筒状本体の外周に液密、かつ、定位置回転可能に装着し、その回転ヘッドを回転させて前記２つの径方向貫通ポートを前記回転ヘッドの内側に配置された前記スリーブの出口孔に選択的に繋ぐようにした。

前記スリーブは、前記筒状本体の他端に一体に連設したものであってもよいが、筒状本体から独立した部品にして筒状本体の他端側外周に液密、かつ、相対回転不可に装着するものが好ましい。

また、前記弁体の一部を前記スリーブの内部に入り込ませて前記スリーブを弁体のスライドガイドとなし、前記弁座又はそれに代わる弁シートに対する前記弁体の接離を前記スリーブの内部で行わせるようにするもの好ましい。

なお、前記筒状本体に対する前記回転ヘッドの取付けは、後述する実施形態のように、回転ヘッドの長手途中に管厚方向に貫通した部材取付け孔を設け、回転ヘッドの内周に前記部材取付け孔に通じる環状溝を設け、前記部材取付け孔に前記抜け止め部材を挿入し、その抜け止め部材を前記筒状本体の外周に突出した状態で前記筒状本体に係止させ、この状態で前記回転ヘッドを所定角度回転させて前記環状溝に前記抜け止め部材を入り込ませる構造にして行うことができる。

この発明のノズル切替え弁は、筒状本体の内部に設けられた液体通路の圧力が所定値を越えたときに開弁して前記液体通路を回転ヘッドの内部通路に連通させる弁を前記液体通路の出口側端部に設けており、そのために、液体が反転して流れる経路が不要になり、前記筒状本体を二重管にする必要がなくなって、構造の簡素化とサイズ縮小による小型化が可能になる。

また、全体が小型化され、液体の反転流も無くなったことで流量損失が低減され、噴霧機の噴霧性能が従来品よりも安定する。

なお、前記スリーブを前記筒状本体から独立した部品にしたものは、筒状本体に設ける弁座の加工や弁座に代わる弁シートの設置がスリーブによって邪魔されることがない。

また、前記スリーブを弁体のスライドガイドとして機能させ、前記弁座又はそれに代わる弁シートに対する前記弁体の接離をそのスリーブの内部で行わせるようにしたものは、
弁体の芯ブレが起こり難く、弁部の封止安定性が高まる。

この発明のノズル切替え弁の一例を示す斜視図である。 図１のノズル切替え弁の閉弁状態の断面図である。 図１のノズル切替え弁の開弁状態の断面図である。 チャッキ弁組付け部の変形例を示す断面図である。 筒状本体から独立させたスリーブの一例の斜視図である。

以下、この発明のノズル切替え弁の実施の形態を添付図面の図１〜図５に基づいて説明する。

例示のノズル切替え弁１は、図１及び図２に示すように、筒状本体２と、スリーブ３(図２参照。以下も同様）と、チャッキ弁４と、有底筒状の回転ヘッド５と、その回転ヘッド５を筒状本体２上に保持する抜け止め部材６を組み合わせて構成されている。

筒状本体２は、図２に示すように、一重の単純構造で長さも短い管であって、一端から他端に至る液体通路２ａを内部に有する。

また、外部配管Ｐが接続される接続部（図のそれは管継手）２ｂを一端に有し、さらに、他端側の端面に環状の弁座４ａを、外周に抜け止め部材６を係止させる係止部２ｃをそれぞれ有する。

スリーブ３は、弁座４ａの外周を囲う位置に配置される。このスリーブ３は、筒状本体２の他端部に一体に設けたものであってもよい。

例示のノズル切替え弁１については、筒状本体２から独立した部品にしてそのスリーブ３を筒状本体２の他端側に設けた小径部２ｄの外周に液密、かつ、相対回転不可に装着している。

このように、筒状本体２から独立したスリーブ３を設けると弁座４ａの加工がし易い。

スリーブ３には、周方向途中に出口孔３ａが１箇所設けられている。例示の切替え弁は、図５に示すように、そのスリーブ３の片側の端面、即ち、筒状本体２の外周の段差部に対する突き合わせ面に軸方向に入り込む凹部３ｂを設け、その凹部３ｂに筒状本体２の外周の段差部に対応して設けた凸部２ｅ（図２参照）を入り込ませるようにしており、それによって筒状本体２との相対回転が阻止されるものになっている。

その相対回転の阻止は、スリーブ３と筒状本体２の双方に係止するピンなどを用いて筒状本体２上に固定する方法でも行なえる。

チャッキ弁４は、弁座４ａと、その弁座に接離可能な弁体４ｂと、その弁体を閉弁方向に付勢する付勢手段（図のそれはコイルスプリング）４ｃ組み合わせたものを設けている。弁体４ｂの一部はスリーブ３の内部に入り込ませておりスリーブ３が弁体４ｂのスライドガイドとして働いて弁体４ｂの芯ブレが抑えられるようになっている。

弁体４ｂの残りの一部は回転ヘッド５の内側に入り込ませ、外周の環状溝にＯリング４ｆを装着してそのＯリング４ｆで回転ヘッドとの間を液密に封止している。Ｏリングによる封止は、ダイヤフラム弁による封止と違って弁体４ｂの移動量規制を受け難く、弁部の開度を大きく設定して圧力損失の低減を図ることができる。

弁体４ｂは、ゴムなどの弾性体で形成された弁シート４ｂ_−１を先端に設けており、その弁シート４ｂ_−１をスリーブ３の内部において弁座４ａに押し当てて閉弁状態を維持するものになっている。

このチャッキ弁４は、付勢手段４ｃの配置された部屋が大気圧であるので、液体通路２ａ内の圧力上昇によって弁体に対向して加わる圧力の差が付勢手段４ｃの力に勝ると、図３に示すように、弁体４ｂが付勢手段４ｃを圧縮して弁座４ａから離反し、液体通路２ａを出口孔３ａに連通させる。

また、ポンプによる液体供給が停止して液体通路２ａ内の圧力が大気圧に戻ると、付勢手段４ｃの力で弁体４ｂの先端の弁シート４ｂ_−１が弁座４ａに押し付けられて図２のように閉弁し、液体通路２ａよりも上流（液体供給源であるポンプ側）の液体が流路内に保持される。

回転ヘッド５は、一種の分岐管であって周方向に位置を変えて配置される２つの径方向貫通ポート５ａと、各径方向貫通ポートに対応させた２箇所のノズル取付け口５ｂを有する。

２つの径方向貫通ポート５ａの周方向配列ピッチは、図では回転ヘッド５の１８０°の回転でスリーブ３の出口孔３ａに対する２つの径方向貫通ポート５ａの接続状態が切り替わるように設定されているが、１８０°に限定されない。

２箇所のノズル取付け口５ｂにノズルを支障なく取り付けられるピッチであればよい。

それぞれのノズル取付け口５ｂは、内部の孔が各径方向貫通ポート５ａに個別に連通しており、チャッキ弁４を通った噴霧液が径方向貫通ポート５ａからノズル取付け口５ｂの孔に流れる。

そして、その噴霧液が各ノズル取付け口５ｂに接続される２つのノズルＮ１，Ｎ２（これは、通常、噴霧形態の異なるものが用いられる。図示のノズルはＮ１が除草剤散布用、Ｎ２が殺虫剤散布用）のどちらか一方のノズル（出口孔３ａに繋がれている側）から噴射される。この発明のノズル切替え弁の場合、薬剤などの供給路を開弁させるチャッキ弁４がノズルの直前にあるため、特に、低圧時の圧力損失が極めて小さくなる。

この回転ヘッド５は、筒状本体２の外周に液密、かつ、定位置回転可能に装着される。
この回転ヘッド５を回転させることで２つの径方向貫通ポート５ａをスリーブ３の出口孔３ａに選択的に繋ぐことができる。

抜け止め部材６は、筒状本体２の外周に突出した状態で筒状本体２に係止させている。回転ヘッド５の長手途中には管厚方向に貫通した部材取付け孔５ｃを設けている。

また、回転ヘッド５の内周には部材取付け孔５ｃに通じる環状溝５ｄを設けており、部材取付け孔５ｃから筒状本体２の外周に抜け止め部材６を取り付けることができる。

筒状本体２の外周に設けた係止部２ｃは、抜け止め部材６を凹凸嵌合させるものになっている。部材取付け孔５ｃから筒状本体２の外周の係止部２ｃに抜け止め部材６を係止させた後に回転ヘッド５を所定角度回転させる。

その動作で抜け止め部材６が環状溝５ｄに入り込み、回転ヘッド５により定位置に保持されて回転ヘッド５の筒状本体２の外周からの抜けが防止される。なお、部材取付け孔５ｃは、抜け止め部材６を装着した後に回転ヘッドの筒の外周に覆い板５ｅ(図１参照）を貼りつけるなどして塞ぐのがよい。

なお、回転ヘッドの抜け止めは、例示の構造に限定されない。回転ヘッドの長手途中に周方向に延びる貫通長孔を設け、回転ヘッドを筒状本体の外周の定位置に装着した後に前記貫通長孔に抜け止めピンを挿入し、その抜け止めピンを筒状本体に固定するといった方法でも回転ヘッドの抜け止めを行える。

図４はチャッキ弁組付け部の変形例を示している。有底筒状で底壁の中央に貫通孔７ａの設けられた端部キャップ７を回転ヘッド５の内径側端部に液密に組付け、この端部キャップ７の内側にチャッキ弁４の弁体４ｂを液密、かつ、軸方向スライド可能に組み込んでいる。

図４のチャッキ弁４の弁体４ｂは、端部キャップ７の底壁の貫通孔７ａに挿通する軸部
４ｂ_−２を有している。その軸部４ｂ_−２の突端に径方向膨出部４ｄと軸部４ｂ_−２を縮径可能となすスリット４ｅを設けており、軸部４ｂ_−２を縮径させて膨出部４ｄを貫通孔７ａに通し、その後に弾性復元する膨出部４ｄによって貫通孔７ａからの軸部４ｂ_−２の抜け止めがなされる。

この図４のチャッキ弁４は、開弁すると、弁体の軸部４ｂ_−２が鎖線で示すように端部キャップ７の外部に飛び出す。図４のチャッキ弁４もダイヤフラム弁ではないので弁部の開度を大きく設定して圧力損失の低減を図ることができる。また、前掲の特許文献１の切替え弁に比べて軸部の飛び出し量の設定の自由度が高く、その飛び出し状況から開弁していることを目視確認することができる。

ノズルが詰まるなどのトラブルが発生したり、ノズルの口を絞込み過ぎたりすると、チャッキ弁４が開弁しているのにノズルからの液体噴射が不十分になる。チャッキ弁４の開弁状態を確認可能となしたものは、そのノズルの目詰まりやノズルの口の絞込み過剰などをチャッキ弁４の作動状態から判断することができる。

なお、以上の説明は、チャッキ弁４の弁座４ａを筒状本体２に設け、その弁座４ａに弁体４ｂに取付けた弁シート４ｂ_−１を接離させるものを例に挙げて行ったが、弁シートと弁座の位置関係は、図とは逆（弁シートが筒状本体２の端部にあり、弁座が弁体の端面にある構造）になっていてもよく、その構造でも図示のものと同じ作用、効果が得られる。

１ ノズル切替え弁
２ 筒状本体
２ａ 液体通路
２ｂ 接続部
２ｃ 抜け止め部材の係止部
２ｄ 小径部
２ｅ 凸部
３ スリーブ
３ａ 出口孔
３ｂ 凹部
４ チャッキ弁
４ａ 弁座
４ｂ 弁体
４ｂ_−１ 弁シート
４ｂ_−２ 軸部
４ｃ 付勢手段
４ｄ 膨出部
４ｅ スリット
４ｆ Ｏリング
５ 回転ヘッド
５ａ 径方向貫通ポート
５ｂ ノズル取付け口
５ｃ 部材取付け孔
５ｄ 環状溝
５ｅ 覆い板
６ 抜け止め部材
７ 端部キャップ
７ａ 貫通孔
Ｐ 外部配管
Ｎ１，Ｎ２ ノズル

Claims (4)

1. 一端に外部配管の接続部（２ｂ）を、他端側の端面に環状の弁座（４ａ）又はそれに代わる弁シートを、内部に液体通路（２ａ）をそれぞれ有する筒状本体（２）と、
   周方向途中に１箇所の出口孔（３ａ）を備え、前記筒状本体（２）の他端側外周にその筒状本体の他端側を囲うように設けられるスリーブ（３）と、
   前記弁座（４ａ）又はそれに代わる弁シートに接離可能で前記液体通路（２ａ）内の圧力が所定値を超えたときに前記弁座（４ａ）又はそれに代わる弁シートから離反して前記液体通路（２ａ）を前記出口孔（３ａ）に連通させる弁体（４ｂ）とその弁体に所定の閉弁力を加える付勢手段（４ｃ）を組み合わせたチャッキ弁（４）と、
   ２つの径方向貫通ポート（５ａ）と各径方向貫通ポートに個別に連通する複数のノズル取付け口（５ｂ）を周方向に位置を変えて設けた筒状の回転ヘッド（５）を備え、
   前記回転ヘッド（５）の内部に前記弁体（４ｂ）を液密、かつ、軸方向スライド可能に組み込み、さらに、前記回転ヘッド（５）を前記筒状本体（２）の外周に液密、かつ、定位置回転可能に装着し、その回転ヘッド（５）を回転させて前記２つの径方向貫通ポート（５ａ）を前記回転ヘッド（５）の内側に配置された前記スリーブ（３）の出口孔（３ａ）に選択的に繋ぐようにしたノズル切替え弁。
2. 前記スリーブ（３）を前記筒状本体（２）から独立した部品にして筒状本体（２）の他端側外周に液密、かつ、相対回転不可に装着した請求項１に記載のノズル切替え弁。
3. 前記弁体（４ｂ）の一部を前記スリーブ（３）の内部に入り込ませて前記スリーブ（３）を弁体（４ｂ）のスライドガイドとなし、前記弁座（４ａ）又はそれに代わる弁シートに対する前記弁体（４ｂ）の接離を前記スリーブ（３）の内部で行わせるようにした請求項１又は２に記載のノズル切替え弁。
4. 前記回転ヘッド（５）の長手途中に管厚方向に貫通した部材取付け孔（５ｃ）を設け、回転ヘッドの内周に前記部材取付け孔（５ｃ）に通じる環状溝（５ｄ）を設け、前記部材取付け孔（５ｃ）に抜け止め部材（６）を挿入し、その抜け止め部材を前記筒状本体（２）の外周に突出した状態で当該筒状本体（２）に係止させ、この状態で前記回転ヘッド（５）を所定角度回転させて前記環状溝（５ｄ）に前記抜け止め部材（６）を入り込ませる構造にして前記筒状本体（２）に対する前記回転ヘッド（５）の取付けを行った請求項１〜３のいずれかに記載のノズル切替え弁。

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