JP4654025B2 - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Description

本発明は、ビルや工場等の建物に敷設した消火配水管の端部に取付けるようにして用いるスプリンクラーヘッドに関する。

一般に、スプリンクラーシステムには、湿式と乾式と呼ばれる二つのタイプがある。湿式と呼ばれるスプリンクラーシステムは、一次側配水管だけでなく二次側配水管内にも常態として水を充填している。乾式と呼ばれるスプリンクラーシステムは、一次側配水管にのみ常態として水を充填しており、二次側配水管にスプリンクラーヘッドを取付けている（例えば、引用文献１参照）。このような湿式のスプリンクラーシステムに用いられるスプリンクラーヘッドは、取付け部の中心に水が通過する散水路を有し、この散水路の開口を開閉自在とするガスケットを設け、このガスケットを、開口を開放する方向に付勢するコイルばねを散水路内に配設している。また、コイルばねの付勢力に抗してガスケットを、開口を閉鎖する方向に保持するための保持部材を設け、火災発生時には温度上昇により保持部材が溶融してコイルばねに対する抗力が失われて、コイルばねの弾性によりガスケットが散水路の開口を容易かつ迅速に開放し、消火水が散水される。

ところで、スプリンクラーヘッドとして、図１４に示す構成を有するものがある。図示のスプリンクラーヘッドは、二次側配水管に取付ける筒状の本体１００を有し、本体１００の中心に消火水の通路１０１を形成しその先端部を噴射口１０２としている。また、本体１００の軸方向外周の途中に鍔片部１０３を有する環状のばね座部１０４を設けて鍔片部１０３に筒状の案内体１０５を取付けている。さらに本体１００に、デフレクタ１０６の散水部１０７に一体に設けたデフラクタリング１０８を本体軸方向に移動可能に設け、ばね座部１０４とデフレクタリング１０８との間にコイルばね１０９を介装している。また、前記案内体１０５の開口部１１０をプレート１１１で封止し、プレート１１１の先端部には感熱部１１２を設けている。

火災発生時に、プレート１１１が案内体１０５の開口部１１０から外れ、コイルばね１０９の弾性復元力によりデフレクタリング１０８が押圧されて案内体１０５から下方に突出するとともにデフレクタリング１０８が案内体１０５の先端小径部１１２に係止してデフレクタ１０６が案内体１０５に保持される。また、二次側配水管内が正圧に制御されて、消火水が本体１００の噴射口１１３から噴出してデフレクタ１０６の散水部１０７に衝突して多方向に散水される。
特許３２６４９３９号公報

図１４に示す上記従来のスプリンクラーヘッドにおいて、コイルばね１０９はばね座部１０４とデフレクタリング１０８との間に介装され、コイルばね１０９は火災発生時には弾性復元（伸長）する。ところで、コイルばね１０９が弾性復元した際に、本体１００の噴射口１１３より下方に位置してしまうと、噴出口１１３から噴出する消火水がコイルばね１０９に当ってしまう。そうなると、コイルばね１０９が邪魔になって、所定の散水パターンを確保することができなくなってしまう、といった課題がある。

そこで本発明は、デフレクタによる所定の散水パターンを確保し得るスプリンクラーヘッドの提供を課題とする。

本発明のスプリンクラーヘッドは、配水管に取付けられるヘッド本体が、消火液通路を有し、消火液の吐出側となる軸方向後退側端部に消火液吐出用の噴出口部が形成された筒状の柱部と、該柱部の軸方向後退側の外面との間に隙間が形成されるとともに柱部の噴出口部からの消火液を外部へ噴出するべく噴出口部よりも軸方向後退側に開口が形成されるように柱部の軸方向後退側を外装する柱部よりも大径の筒状の外装部とを備え、前記外装部の開口を閉じるとともに雰囲気の所定温度を感熱した際に該外装部の開口から軸方向後退側へ離脱可能な感熱部が設けられ、前記柱部の軸方向後退側端部である噴出口部と前記開口との間に、前記噴出口部を開閉可能に封止するとともに前記感熱部が離脱した際に開口から所定距離だけ軸方向後退側に突出するとともに消火液の散水パターンを決定するデフレクタ部が配置され、該デフレクタ部には、前記柱部と外装部との間の隙間に配置され、柱部の外周面に軸方向に摺動自在な摺動部材が備えられ、前記隙間に感熱部の離脱に伴って摺動部材を軸方向後退側に付勢するばねが配置されたスプリンクラーヘッドであって、前記ばねは、感熱部が開口から離脱してデフレクタ部が突出することで柱部の噴出口部及び外装部の開口が開放されるのに伴って伸長した際に、前記噴出口部よりも軸方向突出側に出ないよう、ヘッド本体に保持され軸方向に垂直な径方向面内に配置される基部と、該基部から軸方向に対して所定の傾斜角度でもって傾斜する傾斜部と、を有した板ばねからなることを特徴としている。

上記構成において、ばねは、感熱部が所定温度を感熱して感熱部が開口から離脱することで開口が開放されるのに伴って伸長した際（火災発生時時）に、噴出口部より軸方向後退側に出ないよう保持されているから、噴出口部から消火液が噴出しても消火液がばねに当たることがない。このため、ばねが、デフレクタ体によって設定されている散水パターンを邪魔することがなく、したがってその散水パターンを確保することができる。なお、ばねは、軸方向に伸長した際の軸方向長さが、隙間の軸方向長さに比べて小さく設定されることが好ましい。また、このようなばね形状の板ばねを用いることで、ばねの軸方向幅を小さくしても所定の弾性を確保することができ、したがって、必要な弾性を確保しながら、且つばねが伸長した際に、噴出口部から噴出する消火液がばねに当たることをいっそう確実に防止することができ、散水パターンを確保することができる。ここで、所定の傾斜角度とは、軸方向とこれに垂直な径方向面との間での傾斜角度であり、火災発生時において迅速に感熱部を開口から離脱し得るのに充分な弾性力を確保可能な角度である。

また、前記柱部の軸方向途中外周部に、径方向外方に向けて突出する環状の支持部を備え、該支持部と前記摺動部材との間に前記ばねを配置していてもよい。

本発明のスプリンクラーヘッドは、感熱部が開口から離脱することで開口が開放されるのに伴ってばねが軸方向に伸長した際に、該ばねが噴出口部よりも軸方向後退側に出ないよう、該ばねをヘッド本体に保持する保持手段が設けられていることを特徴としている。

このように、保持手段によってばねが噴出口部に至らないようにすることで、噴出口部から噴出する消火液にばねが当たることがない。このため、ばねが、デフレクタ部によって設定されている散水パターンを邪魔することがなく、したがってその散水パターンを確保することができる。

本発明のスプリンクラーヘッドは、前記デフレクタ部が、前記摺動部材と、前記噴出口を開閉可能に封止するべく該摺動部材の軸方向後退側に配置された封止部材と、該封止部材の軸方向後退側に配置され、連結脚部材を介して前記摺動部材に連結されるデフレクタ体とを備えていることを特徴としている。

本発明のスプリンクラーヘッドにおけるばねは、柱部の管部に外嵌する環状弾性部と、該環状弾性部の径方向外方に配置された円弧状弾性部とを備え、前記環状弾性部と円弧状弾性部とが径方向に沿う連結部で連結され、前記円弧状弾性部は、軸方向に対して所定の傾斜角度でもって傾斜された傾斜部を有した板ばねからなることを特徴としている。

このようなばね形状の板ばねを用いることで、ばねの軸方向幅を小さくしても所定の弾性を確保することができ、したがって、必要な弾性を確保しながら、且つばねが伸長した際に、噴出口部から噴出する消火液にばねが当たることをいっそう確実に防止することができ、散水パターンを確保することができる。

本発明のスプリンクラーヘッドにおけるばねは、円弧状弾性部に、傾斜部の傾斜角度と異なる角度をもって連続する延長部を、傾斜部に連続して備えていることを特徴としている。

特に、延長部の傾斜角度を傾斜部の傾斜角度と軸方向で反対方向に傾斜させることで、傾斜部および延長部の双方の弾性力が得られ、ばねの軸方向幅を小さくしても、必要な弾性力を確保することが可能となる。

また、連結部の径方向外方端に、該連結部からさらに径方向外方に向かう突片が形成されていることが好ましい。この構成によれば、連結部を部材間で挟持することでばねの動きを安定させることができる。

本発明のスプリンクラーヘッドによれば、感熱部が所定温度を感熱して感熱部が開口から離脱することで開口が開放されるのに伴ってばねが軸方向に伸長した際に、ばねは噴出口に至らないから、噴出口か噴出する消火液にばねが当たることを回避して、ばねがデフレクタ部によって設定されている散水パターンを邪魔することがなく、その散水パターンを確保することができる。

以下、本発明の実施形態に係るスプリンクラーヘッドを、図面を参照して説明する。図１は本発明の実施形態に係るスプリンクラーヘッドの常態を表す半断面図、図２は散水時の半断面図、図３は分解構成図、図４はスプリンクラーヘッドの全体斜視図、図５はスプリンクラーヘッドの概略分解図、図６はばねの底面図、図７はばねの側面図である。

本発明の実施形態に係るスプリンクラーヘッド１は、不図示のスプリンクラーシステムの配水管に設けられる。一般に、スプリンクラーシステムは、水供給設備のポンプに連通される一次側配水管と、この一次側配水管に連通される二次側配水管とを有し、二次側配水管は、ビルなどの天井部に沿うように配置される。スプリンクラーヘッド１は、具体的には、二次側配水管の所要個所に配設される。スプリンクラーシステムとして、一次側配水管および二次側配水管の双方に消火水（消火液）を充填する湿式タイプと、二次側配水管には消火水を充填しない乾式タイプとがある。この実施形態に係るスプリンクラーヘッド１は何れのスプリンクラーシステムにも適用可能である。

図１および図２に示すように、スプリンクラーヘッド１は、二次側配水管に取付けられるヘッド本体２と、感熱部３と、常態、すなわち非火災時でヘッド本体２に内装されて消火水散水用の散水パターンを決定するデフレクタ部４とを備えている。

ヘッド本体２は、筒状の柱部５を有している。この柱部５の軸方向途中外周部に、径方向外方に向けて突出する環状の支持部６が形成されている。この支持部６はヘッド本体２の軸方向Ｂに対し径方向に直交する方向に膨出する環状の座部７と、この座部７の径方向外方端部から軸方向後退側（以下単に「後退側」といい、例えば下方）へ向けて折曲された筒状の螺着部８とから一体に形成されている。座部７の後退側端面は、環状面としてのばね座１０（後述する）として用いられる平坦面に形成されている。螺着部８の内周面にねじ８ａ（雌ねじ）が形成されている。柱部５の支持部６より軸方向突出側（以下単に「突出側」といい、例えば上方）の外周面に二次側配水管への取付け用のねじ５ａ（雄ねじ）が形成されている。

柱部５は、その中心に消火水通路１１が貫通して形成され、消火水通路１１は、突出側から他方側へ向けて順次縮径され、その途中で後退側端部まで同一径に形成されている。消火水通路１１の後退側部（スプリンクラーヘッドの取付け時に下方となる端部）を形成する管部１２の端部が消火水Ｗ吐出用の噴出口部１３とされている。

ヘッド本体２は、前記螺着部８の内周面のねじ８ａに螺着する、外装部としての大径筒部１４（「フレーム」ともいう）を有する。この大径筒部１４は、柱部５より大径で且つ柱部５の後退側を外装するよう螺着部８に螺着されている。大径筒部１４の後退側端部に、径方向内方に向けて折曲された環状の鍔端部１５が形成されている。なお、大径筒部１４の側面には、後述のインプレスねじ６７を締付けるための工具を挿入するための孔１４ｂを有し、この孔１４ｂは水漏れ監視としても用いられる。鍔端部１５は、前記噴出口部１３よりも後退側に配置されている。ヘッド本体２は、第一プレート１８（「内部プレート」ともいう）を有する。第一プレート１８は、鍔端部１５によって形成される開口１６の径よりわずかに小径に形成されて該開口１６を大径筒部１４の内部から塞ぐプレート部１７を有する。大径筒部１４の開口１６の内周面は段付き形状になっており、突出側が後退側に比べて小径に形成されている。第一プレート１８のプレート部１７は、常態において開口１６を突出側で塞いだ状態にある。上記の構成を有することで、柱部５の管部１２の外周面１２ａと大径筒部１４の内周面１４ａとの間に、第一隙間２０（径方向の隙間）が設けられ、前記噴出口部１３と第一プレート１８のプレート部１７との間に、第二隙間２１（軸方向の隙間）が設けられている。

図３に示すように、第一プレート１８は、前記プレート部１７と、このプレート部１７より小径の段付きの中径プレート部１９ａと、この中径プレート部１７よりもさらに小径の段付きの小径プレート部１９ｂとを有し、第一プレート１８の中心部に軸方向に突出するスリーブ２２が形成され、このスリーブ２２の中心孔の内周面にねじ２２ａ（雌ねじ）が形成されている。

大径筒部１４の開口１６の後退側に、雰囲気の所定温度を感熱した際に該開口１６から離脱する前記感熱部３が着脱自在に取付けられている。感熱部３は、第一感熱板２３、第二感熱板２４、第三感熱板２５を有する。感熱板２３，２４，２５それぞれは環状に形成され、第一感熱板２３、第二感熱板２４、第三感熱板２５の順に径が大きく形成されている。第一感熱板２３の中心孔２３ａの外周部領域に、熱溶融性の環状の可溶片２６が挿入される凹部２３ｂが形成されている。したがって可溶片２６の外径は、凹部２３ｂの内径とほぼ等しいかわずかに小さく形成されている。第二感熱板２４の中心孔２４ａの外周部には凹部２３ｂの裏面に接触する環状の突部３０が形成されている。第三感熱板２５の中心孔２５ａの外周部には、突部３０に重なる別の突部３０Ａが形成されている。また、感熱部３は、第二プレート３１（「外部プレート」ともいう）を有する。この第二プレート３１は、前記開口１６の後退側の径と略同一径を有するプレート部１９と、このプレート部１９の中心から後退側に膨出して第三感熱板２５の突部３０Ａに絶縁パッキン３２を介して先端面３３が当接する膨出部３４を有する。膨出部３４の中心に、第一プレート１８のスリーブ２２が嵌合する嵌合孔３５が形成されている。

感熱部３は、第一プレート１８の外周段付き面３６と第二プレート３１の外周段付き面３７間に亙って嵌合する保持リング４０を有する。この保持リング４０は、周方向途中に切断部４１を有し、第一プレート１８と第二プレート３１の外周段付き面３６，３７間に嵌合するとともに、前記鍔端部１５の内周面突出側に形成された環状溝４３に嵌合している。保持リング４０は、径が縮まる方向へ圧縮されており、上記した嵌合状態では、この嵌合状態により、無負荷の状態に比べて径が拡大されている。図３の符号４５は、ロックねじであり、このロックねじ４５は、胴部４６に比べて径の大きな頭部５０を有し、胴部４６の外周面にねじ４６ａが形成されている。そして頭部５０の径は、第一感熱板２３の凹部２３ｂの径に比べて小さく設定されている。

ロックねじ４５は第一プレート１８のスリーブ２２の中心孔内周面のねじ２２ａに螺合することで、可溶片２６、第一感熱板２３、第二感熱板２４、第三感熱板２５、絶縁パッキン３２、第一プレート１８と第二プレート３１を一体化し、保持リング４０の径が拡大することで、感熱部３が開口１６に係止して保持されている。

次に、前記デフレクタ部４の構成を説明する。デフレクタ部４は、前記噴出口部１３を開閉可能に封止する封止部材５２（「バルブキャップ」ともいう）と、前記ヘッド本体２の内部で柱部５の管部１２の外周面１２ａに軸方向に摺動自在に嵌合する環状の摺動部材５３（「デフレクタリング」ともいう）と、柱部５の管部１２の外周面１２ａと大径筒部１４の内周面１４ａとの間の前記第一隙間２０に配置される複数本（図では３本）の連結脚部材５５と、これら連結脚部材５５の後退側端部に一体形成されるデフレクタ体５６とを備えている。デフレクタ体５６は、環状の本体５７の外周部を突出側に向けて湾曲形成した湾曲部５８を有し、この湾曲部５８を周方向等間隔置きに切欠くことで多数の散水用小凹部６０を形成している。これら散水用小凹部６０は径方向の断面が略Ｌ字形に形成されている。したがって散水用小凹部６０間に、断面略Ｌ字形の障壁片６１が配置形成されている。なお、前記連結脚部材５５は、所定の障壁片６１を軸方向に延長することで、当該障壁片６１と一体に形成されている。

封止部材５２は、噴出口部１３よりも小径で充実断面を有する挿入部６２と、噴出口部１３よりも大径で、且つ環状に形成された塞ぎプレート部３９と、この塞ぎプレート部３９に段付き面を介して形成されて該塞ぎプレート部３９よりも小径の嵌合部６３とから一体に形成される。封止部材５２の中心孔にねじ５２ａ（雌ねじ）が形成されている。嵌合部６３は、デフレクタ体５６の本体５７の中心孔４４に嵌着されている。

摺動部材５３は、前記管部１２に摺動自在な被案内部６４と、この被案内部６４の突出側端部から径方向外方に向けて突出するよう形成されるとともに、前記第一隙間２０に比べてわずかに小径に形成された鍔部６５とから一体に形成されている。なお、当該鍔部６５の径は前記大径筒部１４の鍔端部１５に比べて大径に設定されている。鍔部６５に、周方向等間隔に３個の孔６５ａが形成され、前記連結脚部材５５の突出側端部５５ａそれぞれが孔６５ａに一体に嵌着されている。この構成により、封止部材５２、摺動部材５３、およびデフレクタ体５６が一体化されている。図３の符号６７は、インプレスねじを示し、このインプレスねじ６７のねじ部６８が封止部材５２の中心孔のねじ５２ａ（雌ねじ）に螺合され、インプレスねじ６７の先端頭部５１は、前記第一プレート１８の中心孔１８ａに摺動自在に嵌合（遊嵌）している。噴出口部１３の端面と封止部材５２の塞ぎプレート部３９との間に、封止部材５２の挿入部６２に外嵌する環状の皿ばね７０が配置されている。

前記噴出口部１３を開放する方向に封止部材５２を付勢するばね７１（圧縮ばね）が設けられている。このばね７１は、支持部６の座部７の後退側面である環状の前記ばね座１０と、前記摺動部材５３の鍔部６５の突出側側面６５ｂとの間に配設され、環状弾性部７３（基部に相当する）を座部７側にして配置されている。ばね７１は、金属板をプレス加工することで製造され、したがって製造コストを安価にしている。当該ばね７１の構成は、柱部５の管部１２に外嵌する前記環状弾性部７３と、環状弾性部７３の径方向外方に沿うように配置された円弧状弾性部７４と、環状弾性部７３と円弧状弾性部７４とを連結する径方向に沿う弾性連結部７５とから一体に形成されている。環状弾性部７３は、ヘッド本体２の径方向断面に沿って平坦に形成されている。

円弧状弾性部７４は、軸方向に対してその一方側に向けて所定の傾斜角度θ１でもって傾斜された傾斜部７６と、この傾斜部７６の傾斜角度θ１と異なる傾斜角度θ２をもって連続する延長部７７を有している。さらに具体的に、円弧状弾性部７４それぞれにおいて、傾斜部７６と延長部７７とは、円弧状弾性部７４の周方向長さの略半分（中間）位置を分岐部としている。さらに、傾斜部７６は周方向に沿い、且つ弾性連結部７５の端部から後退側に向けて傾斜しており、延長部７７は、周方向に沿い、且つ傾斜部７６の端部から突出側に向けて傾斜している。このように、延長部７７は傾斜部７６と反対方向に傾斜するよう傾斜部７６に連続して形成されている。延長部７７の先端はばね座１０に接触していいる。このように、ばね７１は傾斜部７６と延長部７７との双方の弾性によって、噴出口部１３を開放する方向に封止部材５２を付勢している。したがって、同じ軸方向幅を有するばね（例えばコイルばね）に比べて、大きな弾性が得られる。

なお、ばね７１を平面視あるいは底面視して、延長部７７の先端と弾性連結部７５との間には、周方向に隙間７８を有する。そして、インプレスねじ６７を封止部材５２の中心孔のねじ５２ａ（雌ねじ）に螺合することで、その螺合力により支持部６の座部７と摺動部材５３とで軸方向内方に押圧されて圧縮され、鍔部６５が後退側に付勢した状態に保持されている。なお、ばね７１の弾性力によって鍔部６５が後退側に付勢されていることでインプレスねじ６７の頭部５１が第一プレート１８の中心孔１８ａに突出側から後退側へ向けて嵌合し、ばね７１によって押圧されることから、感熱部３は後退側に付勢される。しかし、感熱部３は保持リング４０の保持力により保持されているから、感熱部３がヘッド本体２から離脱してしまう状態を回避している。

上記のようにばね７１は、環状弾性部７３と、円弧状弾性部７４と、弾性連結部７５とから構成され、円弧状弾性部７４は、傾斜部７６と延長部７７とから成るものであるが、常態ではインプレスねじ６７と封止部材５２のねじ５２ａとの螺合力により圧縮されて平坦形状に近い形状となっている。したがって、ばね７１は第一隙間２０の突出側にあって、しかも環状弾性部７３がばね座１０に接触しており、傾斜部７６と延長部７７とが鍔部６５の突出側側面に接触した状態にある。

ばね７１は管部１２に沿って移動しないように（環状弾性部７３がばね座１０から離れないように）保持するために、大径筒部１４の内周面１４ａの突出側端部に、径方向内方に塑性変形させるようかしめた、保持手段（係止手段あるいは固定手段）としての、かしめ部８０が形成されている。かしめ部８０は、ばね７１を管部１２の外周面１２ａに外装するよう挿通して環状弾性部７３をばね座１０に接触させた状態で行うのが好ましい。このようなかしめ部８０は、大径筒部１４の内周面１４ａに複数箇所形成するようにしている。すなわちかしめ部８０の位置は、弾性連結部７５に相当する領域内に形成している。あるいはこのかしめ部８０は、柱部５の管部１２の外周面１２ａに形成するようにしてもよい。そして弾性連結部７５に相当する領域内にかしめ部８０を形成する理由は、弾性連結部７５は径方向に沿うからであり、傾斜部７６や延長部７７に相当する領域内に形成すると、傾斜部７６や延長部７７の傾斜が保持されないからである。さらに、弾性連結部７５は環状弾性部７３から径方向外方に向けて延長しているので、係止手段としてのかしめ作業を行い易い。なお、保持手段としてはかしめに限定されず、例えば上記領域内に溶接を行ってばね７１をばね座１０あるいは大径筒部１４の内周面１４ａに固定するようにしてもよい。

次に、火災発生時におけるスプリンクラーヘッド１の動作を説明する。スプリンクラーヘッド１の天井部への取付けに際して室内等の空間に露出しているのは感熱部３のみである。火災が発生し、雰囲気温度が所定温度まで上昇したり、あるいは炎がスプリンクラーヘッド１に接触したりした場合、可溶片２６が溶解し始める。この場合、ロックねじ４５の頭部５０の径は、第一感熱板２３の凹部２３ｂの径に比べて小さく設定されているから、ロックねじ４５の頭部５０と第一感熱板２３の凹部２３ｂとの隙間から溶解した可溶片２６が落ち、可溶片２６の体積が減少する。そうすると、可溶片２６の体積が減少した分だけ第一感熱板２３が下方（後退側）に移動する。第一感熱板２３が下方に移動すれば、第二感熱板２４が下方に移動し、第三感熱板２５が移動し、さらに第二プレート３１が移動し第二プレート３１のプレート部１９が鍔端部１５の開口１６から外れる。そうすると、保持リング４０が第二プレート３１の外周段付き面３７から外れ、第一プレート１８の外周段付き面３６の方が第二プレート３１の外周段付き面３７の径に比べて小さいから、それまで第二プレート３１のプレート部１９の外周段付き面３７で径方向外方に向けて押圧されていた保持リング４０に対する拡径力が解除されて、第一プレート１８の外周段付き面３６に向けて径が小さくなり、保持リング４０と鍔端部１５との係合が解除される。

ところで上述したように、インプレスねじ６７を封止部材５２の中心孔のねじ５２ａ（雌ねじ）に螺合することで、その螺合力により支持部６の座部７と摺動部材５３とで軸方向内方に押圧されて圧縮され、鍔部６５が後退側に付勢した状態に保持され、ばね７１の弾性力によって鍔部６５が後退側に付勢されていることでインプレスねじ６７の頭部５１が第一プレート１８の中心孔１８ａに突出側から後退側へ向けて嵌合し、ばね７１によって押圧されることから、感熱部３は後退側に付勢されているが、感熱部３は保持リング４０の保持力により保持されているから、感熱部３がヘッド本体２から離脱してしまう状態を回避していた。しかし、保持リング４０と鍔端部１５との係止力がなくなると、上記の関係が解消されて、皿ばね７０の弾性力と、ばね７１の弾性力とによりデフレクタ部４が後退側に押圧される。すなわち、摺動部材５３が皿ばね７０およびばね７１によって直接的に押圧され、摺動部材５３に一体の封止部材５２、摺動部材５３に連結脚部材５５を介して一体のデフレクタ体５６が後退側に押圧され、第一プレート１８のプレート部１７は開口１６の径よりわずかに小径であるから第一プレート１８が開口１６から外れ、開口１６が開放され、摺動部材５３の鍔部６５が第一隙間２０に沿って管部１２の外周面１２ａを後退側に向けて摺動し、鍔部６５の径は大径筒部１４の鍔端部１５に比べて大径に設定されているから摺動部材５３の鍔部６５が鍔端部１５に係止し、デフレクタ体５６が大径筒部１４から軸方向外方、すなわち下方に突出する。このとき、封止部材５２も大径筒部１４から下方に突出し、管部１２の消火水Ｗ吐出用の噴出口部１３を開放するから、二次側配水管内を正圧に制御することで、噴出口部１３から消火水Ｗが噴出し、デフレクタ体５６の散水用小凹部６０、障壁片６１によって消火水Ｗが多方向に散水され、消火される。

ところで、デフレクタ部４が後退側に押圧されてデフレクタ体５６が大径筒部１４から下方に突出しても、ばね７１はかしめ部８０によってばね座１０側に位置していてそこから下方に移動することなく、したがって感熱部４が開口１６から離脱することで開口１６が開放されるのに伴ってばね７１が伸長した際に、噴出口部１３に至らない。このため、ばね７１が噴出口部１３から噴出する消火水Ｗの流れ（散水パターン）の障害にならず、予め設定されている散水パターンを確保することができる。なお、ばね７１が伸長する際は扁平な状態から、特に、円弧状弾性部７４の傾斜部７６が後退側に傾斜するよう復元することで、デフレクタ部４を押圧する。

図８は、円弧状弾性部７４の傾斜部７６と、延長部７７を中心に描いた側面図であり、図８（ａ），（ｂ）は、ばね７１が無負荷状態で、且つ同じ軸方向幅を有した場合で、環状弾性部７３（弾性連結部７５）からの傾斜部７６の長さＬ１，Ｌ２を変えた場合を示している。さらに図８（ａ），（ｂ）では、延長部７７を軸方向に傾斜させることなく、軸方向に垂直な径方向面内に沿って延長した例を示している。

図８に示したばね７１の例では、（ａ）の方が（ｂ）の場合に比べて傾斜部７６の長さが長く、したがって軸方向に対する傾斜角度（この場合、軸方向に垂直な径方向面に対する傾斜角度）傾斜角度θ３，θ４が異なっている。ここで、図８（ａ），図８（ｂ）の弾性力を比較すると、同じ軸方向幅に設定したばね７１ならば、図８（ｂ）に示すように傾斜部７６の長さを短くする方が、傾斜部７６を長く設定した場合に比べて弾性力は大きくなる。このように傾斜部７６の長さを必要に応じて変えることでばね７１の弾性力を変更することで、保持リング４０の係合力とを関係付け、スプリンクラーヘッド１を構成することが可能となり、設計の自由度を向上させることができる。なお、かしめ部８０によって弾性連結部７５に相当する領域が固定されていることを考えると、図８から、ばね７１が軸方向に縮むとき、あるいは伸張するとき、弾性連結部７５と傾斜部７６の分岐部７５ａを中心として傾斜部７６先端の軌跡は円弧を描くことになるから、当該円弧の量に応じて延長部７７は周方向に変位することになる。

上記実施形態では、ばね７１として、柱部５の管部１２に外嵌する環状弾性部７３と、環状弾性部７３の径方向外方に沿うように配置された円弧状弾性部７４と、環状弾性部７３と円弧状弾性部７４とを連結する径方向に沿う弾性連結部７５とから一体に形成した構成としたが、これに限定されない。例えば、上記ばね７１の代わりにコイルばねを用い、このコイルばねの軸方向長さを設定し、且つ上記のようにかしめ部８０でもって、コイルばねの突出側端部をヘッド本体２（例えば、ばね座１０）に固定することで、コイルばねが伸張した際であってもその後退側端部が噴出口部１３に至らないようにすることが考えられる。このようにすることでも、コイルばねが噴出口部１３から噴出する消火水Ｗの流れ（散水パターン）の障害にならず、予め設定されている散水パターンを確保することができる。

上記実施形態において、ばね７１は、柱部５の管部１２に外嵌する環状弾性部７３と、環状弾性部７３の径方向外方に沿うように配置された円弧状弾性部７４とから形成したがこれに限定されず、環状弾性部７３と、円弧状弾性部７４とを径方向内外逆位置に配置することも可能である。すなわちこの場合、円弧状弾性部７４が柱部５の管部１２に遊嵌する。また、ばね７１において、延長部７７は傾斜部７６と軸方向同方向で、且つ傾斜部７６の傾斜角度と異なる傾斜角度となるよう形成することも可能である。さらに、ばね７１において弾性連結部７５は径方向に沿わせるよう配置したがこれに限定されず、軸方向に傾斜するよう形成することも可能である。

なお、本発明の実施形態に係るスプリンクラーヘッド１は、二次側配水管に取付けられて用いられるのもであるが、湿式、乾式の何れのスプリンクラーシステムにも適用可能であり、且つ湿式の場合で、常態では二次側配水管内を負圧に保持しておくタイプあるいは正圧に保持しておくタイプの何れにも適用可能であり、火災発生時（二次側配水管内が負圧から正圧に至る際）には、ばね７１によって迅速に噴出口部１３を開放して、消火を行うことができる。

図１４に示す従来のスプリンクラーヘッドは、コイルばね１０９はばね座部１０４とデフレクタリング１０８との間に介装されていて、コイルばね１０９を支持するために、デフレクタリング１０８側にコイルばね１０９の後退側の端部を支持する溝が必要であった。しかし、本発明の実施形態によれば、ばね７１は、火災発生時に後退側に大きく伸長せず、摺動部材５３（デフレクタリング１０８）に接触しないから、従来のような溝を形成する必要がなくなり、少なくとも摺動部材５３の加工時間および製造コストを低減することが可能となる。

図９乃至図１３に別の実施形態を示す。図９は全体構成を示す断面図、図１０は一部拡大断面図、図１１は組立て途中を示す一部拡大断面図、図１２は概略分解図、図１３はばねの底面図である。これらの図における実施形態が上記実施形態と異なる部分は、ばね７１の構成である。このばね７１は、各弾性連結部７５の径方向外方端部に、該各弾性連結部７５からさらに径方向外方に平面的に延長するよう突出する平面視小矩形状の突片７９（図では三個）を一体に有している。

この突片７９は、保持手段でもって挟持される部分であり、具体的には、ばね座１０と大径筒部１４の端面１４ｃ（図９において上方端面であり、図１２において下方端面）とのに挟持される。このように、各弾性連結部７５からさらに径方向外方に延長する突片７９を一体形成し、これら突片７９をばね座１０と大径筒部１４の端面１４ｃとで挟持するようスプリンクラーヘッド１を組立てることにより、ばね７１特に安定することになる。そして、保持手段として、突片７９がばね座１０と大径筒部１４の端面１４ｃとで挟持することで、火災発生時にスプリンクラーヘッド１が動作してもばね７１は管部１２に沿って移動することがないため、予め設定されている散水パターンを確保することができる。尚、この実施形態では、ばね７１をばね座１０と大径筒部１４の端面１４ｃとで挟持する構成としていることから、かしめ部８０は特に必要はない。

本発明の実施形態に係るスプリンクラーヘッドの常態を表す半断面図。 同じく散水時の半断面図。 同じく分解構成図。 同じくスプリンクラーヘッドの全体斜視図。 同じくスプリンクラーヘッドの概略分解図。 同じくばねの底面図。 同じくばねの側面図。 ばねの他の実施形態を示すとともに形状による作用の比較図。 他の実施形態を示すスプリンクラーヘッドの常態を示す半断面図。 同じく一部拡大断面図。 同じく組立て途中を示す一部拡大断面図。 同じく概略分解図。 同じくばねの底面図。 従来のスプリンクラーヘッドの半断面図。

符号の説明

１ スプリンクラーヘッド
２ ヘッド本体
３ 感熱部
４ デフレクタ部
５ 柱部
７ 座部
１０ ばね座
１１ 消火水通路
１２ 管部
１８ 第一プレート
２３ 第一感熱板
３１ 第二プレート
５２ 封止部材
５３ 摺動部材
５５ 連結脚部材
５６ デフレクタ体
７１ ばね
７３ 環状弾性部
７４ 円弧状弾性部
７５ 弾性連結部
７９ 突片

Claims (7)

1. 配水管に取付けられるヘッド本体が、消火液通路を有し、消火液の吐出側となる軸方向後退側端部に消火液吐出用の噴出口部が形成された筒状の柱部と、該柱部の軸方向後退側の外面との間に隙間が形成されるとともに柱部の噴出口部からの消火液を外部へ噴出するべく噴出口部よりも軸方向後退側に開口が形成されるように柱部の軸方向後退側を外装する柱部よりも大径の筒状の外装部とを備え、前記外装部の開口を閉じるとともに雰囲気の所定温度を感熱した際に該外装部の開口から軸方向後退側へ離脱可能な感熱部が設けられ、前記柱部の軸方向後退側端部である噴出口部と前記開口との間に、前記噴出口部を開閉可能に封止するとともに前記感熱部が離脱した際に開口から所定距離だけ軸方向後退側に突出するとともに消火液の散水パターンを決定するデフレクタ部が配置され、該デフレクタ部には、前記柱部と外装部との間の隙間に配置され、柱部の外周面に軸方向に摺動自在な摺動部材が備えられ、前記隙間に感熱部の離脱に伴って摺動部材を軸方向後退側に付勢するばねが配置されたスプリンクラーヘッドであって、
   前記ばねは、感熱部が開口から離脱してデフレクタ部が突出することで柱部の噴出口部及び外装部の開口が開放されるのに伴って伸長した際に、前記噴出口部よりも軸方向突出側に出ないよう、ヘッド本体に保持され軸方向に垂直な径方向面内に配置される基部と、
   該基部から軸方向に対して所定の傾斜角度でもって傾斜する傾斜部と、
   を有した板ばねからなることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
2. 前記柱部の軸方向途中外周部に、径方向外方に向けて突出する環状の支持部を備え、該支持部と前記摺動部材との間に前記ばねを配置していることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラーヘッド。
3. 感熱部が開口から離脱することで開口が開放されるのに伴ってばねが軸方向に伸長した際に、該ばねが噴出口部よりも軸方向後退側に出ないよう、該ばねをヘッド本体に保持する保持手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
4. 前記デフレクタ部は、前記摺動部材と、前記噴出口を開閉可能に封止するべく該摺動部材の軸方向後退側に配置された封止部材と、該封止部材の軸方向後退側に配置され、連結脚部材を介して前記摺動部材に連結されるデフレクタ体とを備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスプリンクラーヘッド。
5. ばねは、柱部の管部に外嵌する環状弾性部と、該環状弾性部の径方向外方に配置された円弧状弾性部とを備え、前記環状弾性部と円弧状弾性部とが径方向に沿う連結部で連結され、前記円弧状弾性部は、軸方向に対して所定の傾斜角度でもって傾斜された傾斜部を有した板ばねからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスプリンクラーヘッド。
6. ばねの円弧状弾性部に、傾斜部の傾斜角度と異なる角度をもって連続する延長部が傾斜部に連続して形成されていることを特徴とする請求項５記載のスプリンクラーヘッド。
7. 連結部の径方向外方端に、該連結部からさらに径方向外方に向かう突片が形成されていることを特徴とする請求項５または請求項６の何れかに記載のスプリンクラーヘッド。

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