JP2018076947A - ノズル切替バルブ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シール性が維持でき、また回転ヘッドの回転操作性も良好なノズル切替バルブ装置を提供する。【解決手段】一端側が接続部１３に、他端部が蓋体１５によって閉塞された管本体１４と、管本体１４の外周上に回転自在に装着されると共に、管本体１４に設けられた通孔１４ｃに回転位置で順次接続して、管本体１４内の流路１４ａに連通可能な複数のノズル接続口２８を有する回転ヘッド２７と、管本体１４の外周面と回転ヘッド２７の内周面との間に配設され、管本体１４の通孔１４ｃとノズル接続口２８とに接続する透孔３１ｂを有する円筒状のシール部材３１と、管本体１４外周面に、通孔１４ｃを囲むようにしてリング状に設けられた凹溝１４ｅと、凹溝１４ｅ内に配設され、シール部材３１に内側から弾性的に当接して、シール部材３１を部分的に回転ヘッド２７内周面に押圧する弾性体３２を具備する。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のノズル接続口を有するノズル切替バルブ装置に関する。

野菜の防除には、長尺なブームに、多数のノズル切替バルブ装置を取り付けて、一度に多数の野菜に向けて消毒剤の散布等が行われる。このノズル切替バルブ装置は、例えば３方コックのバルブ装置となっており、消毒剤の種類等に応じて、適宜なノズルを選択可能となっている。

特許文献１に記載のノズル切替バルブ装置は、図７に示されるように、管本体１の外周上に、円筒状のシール部材２を介在させて、回転ヘッド３を管本体１上に軸線を中心として回転自在に設けている。回転ヘッド３には３つのノズル接続口４が設けられている。各ノズル接続口４には各種のノズルが取り付けられる。各ノズル接続口４は、回転ヘッド３を回転させることによって、ノズル接続口４の流路４ａを、シール部材２の透孔２ａ、管本体１の通孔１ａを通じて、管本体１の流路に接続可能となっている。
この特許文献１に示されるノズル切替バルブ装置は、円筒状のシール部材２を、管本体１の外周面および回転ヘッド３の内周面との間に圧入するようにして、両者間のシールをするようになっている。

また、特許文献２に示されるノズル切替バルブ装置では、図８に示されるように、断面がほぼ三日月状をなすシール部材２を用いている。

特開２０１２−２３７３８９号公報 特開２００９−２２８３０号公報

特許文献１に示されるノズル切替バルブ装置は、上記のように、円筒状のシール部材２ａを、管本体１の外周面および回転ヘッド３の内周面との間に圧入するようにして、両者間のシールをするようにしている。しかしながら、円筒状のシール部材２を、シールする両部材間に圧入する方式の場合には、管本体１、シール部材２、回転ヘッド３の寸法関係によって決まる、シール部材２の圧縮量（圧入代）が変動しやすく、シール性や操作性に悪影響が生じるという課題がある。すなわち、シール部材２の圧入代が大きすぎると、回転ヘッド３の摺動性が悪くなり、回転ヘッド３の回転が硬く、重くなるという課題がある。一方、シール部材２の圧入代が小さすぎると、シール性が悪くなり、水漏れが生じるという不具合がある。

特許文献２に示されるノズル切替バルブ装置は、上記のように、断面が三日月状のシール部材２を用いているので、回転ヘッド３内周面との接触面積が小さくなり、摺動性がよく、回転ヘッド３の回転操作性がよいという利点がある。しかしながら、一方では、図８に示すように、三日月状のシール部材２では、１つのノズル接続口４しかシールできないので、ノズル接続口４を切り替えた場合、従前のノズル接続口４のシールができなくなり、残液が、管本体１の外周面と回転ヘッド３の内周面との間に入り込み、装置外部に流れ出たり、また、乾燥した場合に、消毒液残渣が両者間に残り、回転ヘッド３の回転性を妨げるという不具合がある。

そこで、本発明は上記課題を解決すべくなされたものであり、その目的とするところは、シール性が維持でき、また回転ヘッドの回転操作性も良好なノズル切替バルブ装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明は次の構成を備える。
すなわち、本発明に係るノズル切替バルブ装置は、一端側が接続部に、他端部が蓋体によって閉塞された管本体と、該管本体の他端部側外周上に軸線を中心として回転自在に装着されると共に、周方向に所要間隔を置いて複数設けられ、前記管本体に設けられた通孔に回転位置で順次接続して、前記管本体内の流路に連通可能なノズル接続口を有する回転ヘッドと、前記管本体の外周面と前記回転ヘッドの内周面との間に周方向への回り止めをされて配設され、前記管本体の前記通孔と前記ノズル接続口の流路とに接続する透孔を有する、弾性部材からなる円筒状のシール部材と、前記管本体外周面に、前記通孔を囲むようにしてリング状に設けられた凹溝と、該凹溝内に配設され、前記シール部材に内側から弾性的に当接して、前記シール部材を部分的に前記回転ヘッド内周面に押圧するリング状の弾性体とを具備することを特徴とする。

前記管本体を合成樹脂製とすることができる。
前記蓋体を、前記管本体の他端部の中心孔に嵌入する栓体と、前記管本体の他端部に装着され、前記栓体に当接して該栓体を前記管本体内に位置するように支持すると共に、前記管本体内の液体が凍結して膨張することによる圧力によって破損可能であり、前記栓体を前記管本体から抜け出るようにする支持体とで構成することができる。

この場合に、前記管本体他端部の、前記回転ヘッドの装着部位よりも外方に突出する部位に前記管本体を直径方向に貫通する貫通孔を設け、該貫通孔に、前記支持体を挿通するようにすることができる。
また、前記支持体を、弾性変形して前記貫通孔内に挿通すると共に、弾性復帰して前記貫通孔の縁に係止する突起を先端に設けるとよい。
さらに前記支持体を、前記回転ヘッドの端面に当接させて、該回転ヘッドの前記管本体からの抜け止めをするようにすることができる。

本発明によれば、シール部材を円筒状に設けたので、回転ヘッドを回転して、ノズルを切り替えた際、従前のノズル内に残っている液体が、回転ヘッドの内周面管本体外周面との間に逆流するのを防止でき、シール性が良好となる。また、通孔を囲むようにしてリング状に設けられた凹溝内にＯリング、パッキン等の弾性体を配設し、弾性体がシール部材に内側から弾性的に当接し、シール部材を部分的に（他の部位よりも強く）回転ヘッドの内周面に押圧するようにしている。これにより、ノズル接続口の流路と管本体の通孔との間のシール性が良好であると共に、従来のように、シール部材が管本体と回転ヘッドとの間に全周に亘って圧入されるのに比し、シール部材が部分的に強く回転ヘッドの内周面に押圧されるので、回転ヘッドの摺動抵抗を減じることができ、操作性が良好となる。

ノズル切替バルブ装置の断面図である。 ノズル接続口部分における断面図である。 シール部材によるシール構造を示す組立図である。 ノズル接続口を示す説明図である。 ノズル切替バルブ装置の部分拡大断面図である。 貫通孔に支持体を挿通した状態を示す説明図である。 従来のシール部材によるシール構造を示す断面図である。 従来のシール部材による他のシール構造を示す断面図である。

以下本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係るノズル切替バルブ装置１０の断面図、図２はノズル接続口部分における断面図である。図３はシール部材によるシール構造を示す組立図である。
ノズル切替バルブ装置１０の基本構造は公知のものでよいので、以下簡単に説明する。
１２は管本体であり、本実施の形態では、ほぼＴ字状に合成樹脂で一体に形成されている。

管本体１２の一端側は、ブーム等の薬液供給管（図示せず）に接続する部位である接続部１３に形成されている。また、管本体１２の他端側は噴出部１４に形成され、噴出部１４の流路１４ａの端部は蓋体１５によって閉塞されている。蓋体１５については後に詳しく説明する。
管本体１２の、接続部１３の反対側の部位は、内管１６と外管１７からなる二重管部１８に形成されている。

二重管部１８の端部には、内管１６の開口端部を弁座とするダイアフラム弁２０が設けられている。ダイアフラム弁２０は、外管１７の開口端部を閉塞するものであって、ダイアフラム弁２０が上記弁座を開閉することによって、接続部１３に通じる外管１７の流路１７ａと、噴出部１４の流路１４ａに通じる内管１６の流路１６ａとの連通を断続する。

２２は押圧体、２３は弁支持部材であり、押圧体２２と弁支持部材２３との間にコイルスプリング２４が介装され、コイルスプリング２４によって押圧体２２を介してダイアフラム弁２０が弁座に押圧されている。なお、２５はキャップであり、二重管部１８に螺着されて弁支持部材２３を締め込み、弁支持部材２３と外管１７端面との間でダイアフラム弁２０の外周部を挟圧するようになっている。

外管１７の流路１７ａに所要圧の液体が流れ込むと、この液体圧によって、コイルスプリング２４の付勢力に抗してダイアフラム弁２０が押し込まれ、弁座が開かれ、液体が内管１６の流路１６ａから噴出部１４の流路１４ａに一定の圧力で流れ込む。

噴出部１４の端部は噴出部１４よりも小さな径の細径部１４ｂに形成されている。
噴出部１４外周上と細径部１４ｂ外周上との間に亘って回転ヘッド２７が噴出部（管本体）１４の軸線を中心として回転自在に装着されている。細径部１４ｂの端部は、回転ヘッド２７の装着部位よりも外方に突出している。
回転ヘッド２７の外周上に、周方向に等間隔を置いて複数（図では３個）のノズル接続口２８が設けられている。回転ヘッド２７とノズル接続口２８とは合成樹脂で一体に形成されている。

回転ヘッド２７内周面と噴出部１４外周面との間、および回転ヘッド２７内周面と細径部１４ｂ外周面との間に、それぞれＯリング２９、３０が介装され、両者間を液密に封じている。各ノズル接続口２８には、適宜なノズル（図示せず）が装着される。

噴出部１４の、ノズル接続口２８が回転する円周上の適所に、流路１４ａに通じる通孔１４ｃが設けられている。
細径部（管本体）１４ｂの外周面と回転ヘッド２７の内周面との間に、ゴム等の弾性部材からなる円筒状のシール部材３１が配設されている。図３に示すように、シール部材３１の端部に形成した切欠部３１ａに、細径部１４ｂに形成した凸部１４ｄが嵌り込むことによって、シール部材３１は細径部１４ｂに対して回り止めされている。

シール部材３１に、細径部（管本体）１４ｂの通孔１４ｃとノズル接続口２８の流路２８ａとに接続する透孔３１ｂが形成されている。
また、図３に示すように、細径部１４ｂの外周面に、通孔１４ｃを囲むようにしてリング状の凹溝１４ｅが設けられている。このリング状の凹溝１４ｅ内に、ゴム等の弾性部材からなるＯリング、パッキン等の弾性体（以降、Ｏリングと表記）３２が配設されている。Ｏリング３２は、シール部材３１に内側から弾性的に当接して、シール部材３１を部分的に回転ヘッド２７の内周面に押圧する。

回転ヘッド２７を軸線を中心として回転させることによって、ノズル接続口２８に通じる各流路２８ａが、所要回転位置において、順次、透孔３１ｂ、通孔１４ｃを通じて噴出部１４の流路１４ａに連通する。各ノズル接続口２８に異なる種類のノズル（図示せず）を装着しておくことにより、回転ヘッド２７を回転して所要のノズルを選択して用いることができ、適宜な噴出態様により、薬液の散布が行える。

本実施の形態では、上記のように、シール部材３１を円筒状に設けたので、回転ヘッド２７を回転して、ノズルを切り替えた際、従前のノズル内に残っている液体が、回転ヘッド２７の内周面と細径部（管本体）１４ｂ外周面との間に逆流するのを防止でき、シール性が良好となる。
また、上記のように、通孔１４ｃを囲むようにしてリング状に設けられた凹溝１４ｅ内にＯリング３２を配設し、Ｏリング３２がシール部材３１に内側から弾性的に当接し、シール部材３１を部分的に（他の部位よりも強く）回転ヘッド２７の内周面に押圧するようにしている。これにより、流路２８ａと通孔１４ｃとの間のシール性が良好であると共に、従来のように、シール部材が管本体と回転ヘッドとの間に全周に亘って圧入されるのに比し、シール部材３１が部分的に強く回転ヘッド２７の内周面に押圧されるので、回転ヘッド２７の摺動抵抗を減じることができ、操作性が良好となる。

次に、蓋体１５について説明する。
図５に示すように、蓋体１５は、噴出部１４の細径部１４ｂの中心孔３３に嵌入する金属製の栓体３４と、栓体３４に当接して栓体３４を管本体１２内に位置するように支持する支持体３６を有する。
栓体３４が中心孔３３に嵌入されることによって、噴出部１４の流路１４ａが閉塞される。
細径部１４ｂにおける中心孔３３は、流路１４ａと同径の小径孔３３ａと、小径孔３３ａから外方に向けて順次拡径するテーパ孔３３ｂと、テーパ孔３３ｂに引き続いてそのままの径で延びる大径孔３３ｃとを有する。

栓体３４は、上記小径孔３３ａに嵌入する小径部３４ａ、テーパ孔３３ｂに嵌入するテーパ部３４ｂ、大径孔３３ｃに嵌入する大径部３４ｃを有する。栓体３４は、テーパ部３４ｂがテーパ孔３３ｂのテーパ面に当接することによって、中心孔３３内への進入位置が規制され、位置決めされる。
小径部３４ａ外周に設けた周溝内にはＯリング３５が嵌められ、Ｏリング３５によって、栓体３４外周面と中心孔３３内周面との間のシールがなされる。

栓体３４は、上記中心孔３３に嵌入した状態で、支持体３６によって支持される。支持体３６による栓体３４の支持は、液体散布時の液体圧（最高圧）によって栓体３４が中心孔３３から抜け出ないように支持することはもちろんであるが、管本体１２内の液体が凍結して膨張することによる圧力によって支持体３６が破損可能であり、その際、当該圧力によって、栓体３４が細径部１４ｂ（管本体）の中心孔３３から抜け出るようになっている。

支持体３６の具体例についてさらに説明する。
図６に示すように、細径部１４ｂの、回転ヘッド２７の装着部位よりも外方に突出する部位には、細径部１４ｂを直径方向に貫通する比較的に幅広の貫通孔３８が形成されている。貫通孔３８の幅は、中心孔３３の大径孔３３ｃの径よりも大きくなるように設定されている。

本実施の形態における支持体３６は、図６に示されるように、貫通孔３８に挿通されるくさび状の支持体に形成されているものであり、基端部３６ａに鍔部３６ｂが設けられ、さらに基端部３６ａから先端側に向けて延びる３本の分岐片３６ｃ、３６ｄ、３６ｅが設けられている。両端側の分岐片３６ｃ、３６ｅの各先端部には外方に突出する突起３７が設けられている。支持体３６は合成樹脂で一体に形成されている。

支持体３６を、分岐片３６ｃ、３６ｄ、３６ｅが貫通孔３８に進入するように押し込めば、分岐片３６ｃ、３６ｅは弾性変形しつつ貫通孔３８内に進入し、奥まで進入した際、弾性復帰して、突起３７が貫通孔３８の奥側の縁に係止し、同時に、鍔部３６ｂが、やはり貫通孔３８の入り口側の縁に係止する。

これにより、支持体３６自体が抜け止めされると共に、支持体３６の分岐片３６ｄが、栓体３４の大径部３４ｃの外端面に当接して、栓体３４の抜け止めをするようになっている。また、分岐片３６ｃ、３６ｅの一部も、栓体３４の大径部３４ｃ外周の一部を押さえるようになっている。

また、このとき同時に、図４に示すように、支持体３６の鍔部３６ｂ、分岐片３６ｃ、３６ｄ、３６ｅの先端部が回転ヘッド２７の外面に当接し、支持体３６によって、回転ヘッド２７の管本体（噴出部）１２からの抜け止めをするようになっている。具体的には、回転ヘッド２７の内方に延びる鍔部２７ａを、支持体３６の鍔部３６ｂ、および分岐片３６ｃ、３６ｄ、３６ｅの先端部と、細径部１４ｂと噴出部１４との段差壁との間で抑え込むことによって、回転ヘッド２７の位置決め、および抜け止めをする。

支持体３６は上記のように構成されている。
支持体３６は、前記のように、栓体３４の中心孔３３からの抜け止め、および回転ヘッド２７の管本体１２からの抜け止めをする。また、支持体３６は、冬期間、管本体１２内の液体が凍結して膨張した際、その圧力によって、分岐片３６ｄ、および分岐片３６ｃ、３６ｅが破損し、これによって栓体３４が中心孔３３から抜け出し、圧力を逃がすことによって、管本体１２の破損が防止される。

すなわち、本実施の形態では、液体が凍結することによる膨張圧によって、わざと支持体３６が破損するようにして、管本体１２の破損を防止するようにしているのである。
こわれたノズル装置１０の修理は、新しい栓体３４と新しい支持体３６を用い、栓体３４を中心孔３３に押し込み、支持体３６を貫通孔３８に挿通させればよく、薬液散布の作業者でも容易に行うことができる。場合によっては、従前の栓体３４もそのまま用いることができる。すなわち、ノズル切替バルブ装置１０の全体を交換する必要がなく、管本体１２はそのまま用いることができるので、修理コストの削減をすることができる。

上記実施の形態では、支持体３６によって、回転ヘッド２７の位置決め、抜け止めもするようにしたが、回転ヘッド２７の位置決め、抜け止めは、支持体３６以外の他の従来の機構によって行なってもよい。
また、支持体３６には、３本の分岐片３６ｃ、３６ｄ、３６ｅを有するものを用いたが、これに限られず、１乃至適宜複数本の破損可能な分岐片を有する係止片とすることができる。

また、上記実施の形態では、支持体３６を細径部１４ｂに設けた貫通孔３８に挿通して栓体３４を支持するようにしたが、支持体３６を、細径部１４ｂ外周に設けた雄ネジ部に螺合するキャップ状に設け（図示せず）、その内底面で栓体３４の外端面を支持するようにしてもよい。あるいはまた、支持体３６を、細径部１４ｂの両側外周面に径方向に設けた平行溝（図示せず）にスライド自在に嵌入する形態のものに設けて、栓体３４の外端面を支持するようにしてもよい。この場合にあっても、支持体３６を、管本体１２内の液体が凍結することによる膨張圧によって、破損可能な強度のものに設計することはもちろんである。

上記実施の形態では、蓋体１５を、栓体３４および支持体３６等で構成したが、これに限られず、蓋体を、細径部１４ｂに螺着される、単なるキャップ形式（図示せず）等のものにしてもよい。
また、上記実施の形態では、管本体１２として、Ｔ字状をなす管本体の構造のもので説明したが、これに限られず、直線状の管体など、用途に応じて種々の構造のものを採用しうる。弁体もダイアフラム弁に限られず、通常の弁体であってもよく、また場合によっては、弁体を有しない簡易な構造のバルブ装置であってもよい。

１０ ノズル切替バルブ装置、１２ 管本体、１３ 接続部、１４ 噴出部（管本体）、１４ａ 流路、１４ｂ 細径部、１４ｃ 通孔、１４ｄ 凸部、１４ｅ 凹溝、１５ 蓋体、１６ 内管、１６ａ 流路、１７ 外管、１７ａ 流路、１８ 二重管部、２０ ダイアフラム弁、２２ 押圧体、２３ 弁支持部材、２４ コイルスプリング、２５ キャップ、２７ 回転ヘッド、２８ ノズル接続口、２８ａ 流路、２９ Ｏリング、３０ Ｏリング、３１ シール部材、３１ａ 切欠部、３１ｂ 透孔、３２ 弾性体、３３ 中心孔、３３ａ 小径孔、３３ｂ テーパ孔、３３ｃ 大径孔、３４ 栓体、３４ａ 小径部、３４ｂ テーパ部、３４ｃ 大径部、３５ Ｏリング、３６ 支持体、３６ａ 基端部、３６ｂ 鍔部、３６ｃ 分岐片、３６ｄ 分岐片、３６ｅ 分岐片、３８ 貫通孔

Claims (1)

1. 一端側が接続部に、他端部が蓋体によって閉塞された管本体と、
   該管本体の他端部側外周上に軸線を中心として回転自在に装着されると共に、周方向に所要間隔を置いて複数設けられ、前記管本体に設けられた通孔に回転位置で順次接続して、前記管本体内の流路に連通可能なノズル接続口を有する回転ヘッドと、
   前記管本体の外周面と前記回転ヘッドの内周面との間に周方向への回り止めをされて配設され、前記管本体の前記通孔と前記ノズル接続口の流路とに接続する透孔を有する、弾性部材からなる円筒状のシール部材と、
   前記管本体外周面に、前記通孔を囲むようにしてリング状に設けられた凹溝と、
   該凹溝内に配設され、前記シール部材に内側から弾性的に当接して、前記シール部材を部分的に前記回転ヘッド内周面に押圧するリング状の弾性体とを具備することを特徴とするノズル切替バルブ装置。