JP4818774B2 - 旋回方式散水銃装置 - Google Patents

Description

この発明は、散水ノズルを旋回させつつ消火水を散水する旋回方式散水銃装置に関するものである。

従来の放水ユニットは、垂直配管と、垂直配管の開口先端に回動可能に接続されたＬ形配管と、Ｌ形配管の先端に接続された放水ノズルとを備えている。垂直配管は電動弁を介してスプリンクラー配管に連結されている。そして、ウォームがＬ形配管の垂直部の周りに同軸に固定され、ノズル旋回モータの軸に取り付けられたウォームホイールがウォームに歯合している。これにより、ノズル旋回モータが回転すると、Ｌ形配管およびその先端に接続された放水ノズルが水平回り（鉛直軸周り）に回動する。（例えば、特許文献１参照）。

特開平８−３８６４５号公報

従来の放水ユニットでは、放水ノズルの旋回駆動用としてノズル旋回モータを用いているので、ノズル旋回モータに加え、その電気配線が必要となると共に、その駆動制御手段が必要となり、コスト増をもたらしてしまうという課題があった。

この発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、消火水を駆動源として旋回用モータを省略し、コストの低減を図る旋回方式散水銃装置を得ることを目的とする。

この発明による旋回方式散水銃装置は、管路方向を鉛直にして配設されて消火水が供給される鉛直配管と、上記鉛直配管の上部開口部に管路方向周りに回動可能に連結された縦配管および該縦配管の上部に連結された散水ノズルを有する散水銃と、上記消火水を駆動源とし、往復移動力を発生する動力発生機構部と、上記動力発生機構部により発生された上記往復移動力を上記縦配管の管路方向と直交する軸周りの回動力に変換する動力変換機構部と、上記動力変換機構部により変換された回動力を上記縦配管の管路方向周りの回動力に変換して該縦配管に伝達し、上記散水銃を旋回させる動力伝達機構部と、一端が上記鉛直配管に連結され、他端が上記動力発生機構部に連結され、上記消火水の一部を該鉛直配管から分岐して該動力発生機構部に供給する給水配管と、上記給水配管の経路中に配設され、開度を調整することで、上記散水銃の旋回速度を調整可能なパイロット弁と、を備える。そして、上記動力発生機構部は、シリンダ室と、上記シリンダ室内に軸方向に変位可能に配設されて、該シリンダ室内を軸方向に第１シリンダ室と第２シリンダ室とに画成する仕切り部材と、上記シリンダ室に設けられて上記第１シリンダ室に上記消火水を供給する給水口と、上記シリンダ室に設けられて上記消火水を上記第１シリンダ室から排水する排水口と、上記仕切り部材に固着され、かつ、その一端側が上記シリンダ室から延出され、該仕切り部材の変位に連動して該シリンダ室の軸方向に往復移動可能に配設されたロッドと、上記第２シリンダ室内に配設されて上記仕切り部材を第１シリンダ室側に付勢する付勢手段と、上記第１シリンダ室内に上記給水口を閉止する給水閉止位置と上記排水口を閉止する排水閉止位置とをとるように配設され、上記ロッドの往復移動に連動して該給水閉止位置と該排水閉止位置とを切り換えるスイッチ弁と、を備えている。

この発明によれば、動力発生機構部が、消火水の一部を駆動源として散水銃を旋回させるための動力を発生しているので、駆動モータなどの部品が不要となり、コストの低減が図られる。

図１はこの発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の全体構成を説明する図、図２はこの発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の動力変換機構部の構成を説明する側面図、図３はこの発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の動力変換機構部における爪が第１位置に位置している状態を示す正面図、図４はこの発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の動力変換機構部における爪が第２位置に位置している状態を示す正面図である。

図１乃至図４において、旋回方式散水銃装置は、本管（図示せず）に接続され、管路方向を鉛直とする鉛直配管１と、鉛直配管１に鉛直軸周りに回動可能に接続された散水銃２と、散水銃２を鉛直軸周りに回動させる旋回機構部６と、を備えている。

散水銃２は、縦配管３と、縦配管３の上部開口部に取り付けられた散水ノズル４と、を備えている。この散水銃２は、縦配管３の管路方向を鉛直配管１の管路方向に一致させて、縦配管３を鉛直配管１の上部開口部に管路方向周りに回動可能に接続されている。そして、縦配管３と鉛直配管１との間にはＯリング５ａ、５ｂが介装され、消火水が漏れ出ないようになっている。また、給水配管７の一端が鉛直配管１に連結され、他端が後述するシリンダ室１０の給水口１２に連結されている。そして、パイロット弁８が給水配管７の経路中に配設されている。

旋回機構部６は、消火水の一部を駆動源とし、往復移動力を発生する動力発生機構部１００と、動力発生機構部１００により発生された往復移動力を縦配管３の管路方向と直交する軸周りの回動力に変換する動力変換機構部２００と、動力変換機構部２００により変換された回動力を縦配管３の管路方向周りの回動力に変換して縦配管３に伝達し、散水銃２を旋回させる動力伝達機構部３００と、を備えている。

動力発生機構部１００は、シリンダ室１０と、シリンダ室１０内に軸方向に変位可能に配設され、シリンダ室１０内を軸方向に第１シリンダ室１０ａと第２シリンダ室１０ｂとに画成する仕切り部材としてのダイアフラム１１と、第１シリンダ室１０ａ内に消火水を供給する給水口１２と、第１シリンダ室１０ａ内の消火水を排水する排水口１３と、中央部をダイアフラム１１に固着され、一端を第１シリンダ室１０ａ内に位置させ、他端側を第２シリンダ室１０ｂを挿通させてシリンダ室１０から延出させるように取り付けられたロッド１４と、ダイアフラム１１を第１シリンダ室１０ａ側に付勢するように第２シリンダ室１０ｂ内に配設された付勢手段としてのスプリング１５と、駆動腕１６ａ、駆動腕１６ａの一端からＵ字状に分岐した作動腕１６ｂおよび各作動腕１６ｂの先端に取り付けられた弁体１７ａ，１７ｂを有し、駆動腕１６ａの他端がロッド１４の軸方向と直交する軸１８周りに回動自在にロッド１４の一端側に取り付けられ、作動腕１６ｂの根元部が軸１８と平行な軸１９周りに回動可能に第１シリンダ室１０ａ内に取り付けられたスイッチ弁１６と、を備えている。

ここで、ロッド１４は、ダイアフラム１１の軸方向の変位に連動してシリンダ室１０の軸方向に往復移動する。これにより、シリンダ室１０からのロッド１４の延出部が伸縮する。以降、ロッド１４がシリンダ室１０から延出する方向を往方向とする。
スイッチ弁１６は、ロッド１４の往復移動により軸１９周りに回動する。そして、ロッド１４が復移動したときに、図１に示されるように、弁体１７ｂが排水口１３を閉止する排水閉止位置となる。また、ロッド１４が往移動したときには、スイッチ弁１６は、図１中軸１９周りに時計方向に回動し、弁体１７ｂが排水口１３から離れ、弁体１７ａが給水口１２を閉止する排水閉止位置となる。

動力変換機構部２００は、シリンダ室１０の第２シリンダ室１０ｂの外側に延設された一対の支持腕２０と、軸心をロッド１４の軸心と直角に交差するように一対の支持腕２０に回転自在に支持されたシャフト２１と、シャフト２１のロッド１４と交差する位置に同軸に固着された爪車２２と、ロッド１４の往移動時に爪車２２と係合して爪車２２をシャフト２１周りに第１所定角度回動させる爪２４と、シャフト２１に外嵌状態に遊嵌された第１爪切り換えレバー２５と、シャフト２１に外嵌状態に遊嵌された第２爪切り換えレバー２６と、第１爪切り換えレバー２５と第２爪切り換えレバー２６との間に配設された切り換えガイドスプリング２７と、第２爪切り換えレバー２６から延設された作動レバー２８と、一対の切り換えレバー変換ピン２９と、を備えている。

ここで、爪２４は、ロッド１４のシリンダ室１０からの延出端に軸２３周りに回動可能に取り付けられ、図３に示される第１位置と図４に示される第２位置ととるように構成されている。
第１爪切り換えレバー２５は三日月状に形成され、爪２４をガイドするガイドピン２５ａが三日月状の両端部に立設されている。この第１爪切り換えレバー２５は切り換えガイドスプリング２７を介して第２爪切り換えレバー２６と連結されている。そこで、第１爪切り換えレバー２５と第２切り換えレバー２６がシャフト２１に遊嵌状態に取り付けられているので、切り換えガイドスプリング２７の付勢力が、第１爪切り換えレバー２５と第２切り換えレバー２６とを、シャフト２１周りに互いに逆向きに回動させるように作用する。これにより、第１爪切り換えレバー２５は、第２爪切り換えレバー２６の位置により、図３に示される第１位置の爪２４をガイドする位置と、図４に示される第２位置の爪２４をガイドする位置とをとる。

各切り換えレバー変換ピン２９は、散水銃２の縦配管３に外嵌状態に、かつ縦配管３周りに回動自在に取り付けられたリング体３０の外壁面から径方向外側に延設されている。そして、各リング体３０は、一対の切り換えレバー変換ピン２９がシャフト２１の軸心を含む鉛直面を挟んで等しい角度（第２所定角度）を有するように回転位置を調整されて、ネジなどにより縦配管３に固定されている。
なお、第１爪切り換えレバー２５、第２爪切り換えレバー２６、切り換えガイドスプリング２７、作動レバー２８、切り換えレバー変換ピン２９およびリング体３０が、爪位置切り換え手段に相当する。

さらに、動力伝達機構部３００は、散水銃２の縦配管３に外嵌状態に固着された第１かさ歯車３１と、シャフト２１の一端に同軸に固着され、第１かさ歯車３１に歯合する第２かさ歯車３２と、を備えている。

つぎに、このように構成された旋回方式散水銃装置の動作について説明する。
まず、旋回機構部６が、ロッド１４の軸心を縦配管３の管路方向に一致させ、シャフト２１の軸心を縦配管３の管路方向に直交させ、さらにシャフト２１の一端を縦配管３に向けて、配設される。そして、各リング体３０は、一対の切り換えレバー変換ピン２９がシャフト２１の軸心を含む鉛直面を挟んで等しい角度（第２所定角度）を有するように回転位置を調整されて、ネジなどにより縦配管３に固定される。また、第１かさ歯車３１と第２かさ歯車３２とが歯合している。

そして、消火水が第１シリンダ室１０ａ内に供給されていない状態では、ダイアフラム１１はスプリング１５の付勢力により第１シリンダ室１０ａ側に押圧される。そこで、ロッド１４は図１中上方に押し上げられる。これにより、スイッチ弁１６は、図１中軸１９周りに反時計方向に回動し、弁体１７ｂが排水口１３を塞口する排水閉止位置をとる。

ついで、パイロット弁８があけられていると、消火水が給水配管７を介して給水口１２から第１シリンダ室１０ａ内に供給される。第１シリンダ室１０ａ内が消火水で満たされると、第１シリンダ室１０ａ内の圧力がスプリング１５の付勢力に打ち勝ち、ダイアフラム１１が第２シリンダ室１０ｂ側に変位される。そこで、ロッド１４は図１中下方に押し下げられる。これにより、スイッチ弁１６は、図１中軸１９周りに時計方向に回動し、弁体１７ａが給水口１２を塞口する給水閉止位置をとる。ついで、排水口１３が開放され、第１シリンダ室１０ａ内の消火水がダイアフラム１１を押圧するスプリング１５の付勢力により排水口１３から排水され、ダイアフラム１１が第１シリンダ室１０ａ側に変位される。これにより、スイッチ弁１６は、図１中軸１９周りに反時計方向に回動し、弁体１７ｂが排水口１３を塞口する排水閉止位置をとる。

このように、動力発生機構部１００は、上述の動作を繰り返し、スイッチ弁１６が給水閉止位置と排水閉止位置とを交互にとるように軸１９周りに回動し、ロッド１４が往復移動される。つまり、動力発生機構部１００は、消火水の一部を動力源として、往復移動力を発生する。そして、パイロット弁８の開度を調整することで、ロッド１４の往復移動速度が調整される。

そして、爪２４が図３に示される第１位置に位置しているとする。そこで、爪２４は、ロッド１４の下方への移動時に、第１爪切り換えレバー２５に立設されたガイドピン２５ａにガイドされつつ下方に移動する。これにより、爪２４の先端が爪車２２の歯に接触し、爪車２２が図３中シャフト２１周りに反時計方向（一側）に第１所定角度だけ回動する。ついで、ロッド１４が上方に移動すると、爪２４も連動して上方に移動する。この時、爪２４の先端はガイドピン２５ａに拘束されていないので、爪車２２は逆回転しない。このようにして、爪車２２は、ロッド１４の往移動時にのみ、シャフト２１周りに反時計方向に第１所定角度ずつ回動する。

そして、シャフト２１がロッド１４の往復移動毎に、第１所定角度ずつ回動する。このシャフト２１の回動力が第２かさ歯車３２および第１かさ歯車３１を介して縦配管３の管路方向周りの回動力に変換されて縦配管３に伝達され、縦配管３が鉛直配管１の管路方向周りの一側に回動する。そして、縦配管３が初期位置（旋回中心）から一側に第２所定角度だけ回動すると、切り換えレバー変換ピン２９が作動レバー２８を押圧する。これにより、作動レバー２８が、シャフト２１周りに図３中時計方向に回動する。そして、作動レバー２８が図４に示される位置まで回動すると、切り換えガイドスプリング２７の付勢力が第１爪切り換えレバー２５をシャフト２１周りに反時計方向に回動させるように作用する。そこで、第１爪切り換えレバー２５がシャフト２１周りに反時計方向に、図４に示される位置まで回動する。

ついで、ロッド１４が下方に移動すると、爪２４は第１爪切り換えレバー２５に立設されたガイドピン２５ａにガイドされつつ下方に移動する。これにより、爪２４は軸２３周りに図３中時計周りに回動し、第１位置から図４に示される第２位置に切り換えられる。そこで、爪２４の先端が爪車２２の歯に接触し、爪車２２が図４中シャフト２１周りに時計方向（他側）に第１所定角度だけ回動する。ついで、ロッド１４が上方に移動すると、爪２４も連動して上方に移動する。この時、爪２４の先端はガイドピン２５ａに拘束されていないので、爪車２２は逆回転しない。このようにして、爪車２２は、ロッド１４の往移動時にのみ、シャフト２１周りに時計方向に第１所定角度ずつ回動する。

そして、シャフト２１がロッド１４の往復移動毎に、第１所定角度ずつ回動する。このシャフト２１の回動力が第２かさ歯車３２および第１かさ歯車３１を介して縦配管３の管路方向周りの回動力に変換されて縦配管３に伝達され、縦配管３が鉛直配管１の管路方向周りの他側に回動する。そして、縦配管３が初期位置（旋回中心）から他側に第２所定角度だけ回動すると、切り換えレバー変換ピン２９が作動レバー２８を押圧する。これにより、作動レバー２８が、シャフト２１周りに図４中反時計方向に回動する。これにより、爪２４が同様にして図３に示される第１位置に復帰する。

このように、動力変換機構部２００および動力伝達機構部３００は、上述の動作を繰り返し、縦配管３は所定の角度範囲で鉛直配管１の管路方向周りに回動、即ち旋回する。これにより、消火水が散水ノズル４から所定の角度範囲内に散水される。なお、リング体３０の回転位置を調整することで、散水銃２の旋回角度が調整される。

このように、この旋回方式散水銃装置では、旋回機構部６の駆動源として消火水の一部を用いているので、旋回モータ等の機器が不要となり、コストを低減することができる。
また、動力発生機構部１００が、スイッチ弁１６をロッド１４の往復移動に連動して軸１９周りに回動させて、給水閉止位置と排水閉止位置とを交互にとるように構成しているので、ロッド１４の往復移動距離を小さくすることができ、装置の小型化が図られる。
また、動力変換機構部２００が、爪車２２と爪２４とを用いているので、ロッド１４の微小な往復移動距離でも、ロッド１４の往復移動力をシャフト２１周りの回動力に確実に変換できる。

また、第１かさ歯車３１を縦配管３に外嵌状態に取り付け、第１かさ歯車３１と歯合する第２かさ歯車３２をシャフト２１の端部に取り付けているので、シャフト２１周りの回動力を縦配管３の管路方向周りの回動力に変換する機構を簡易な構成で実現できる。
また、リング体３０が縦配管３に対して回転角度を調整可能に取り付けられているので、散水銃２の旋回角度を簡易に調整できる。
また、パイロット弁８が給水配管７の経路途中に配設されているので、パイロット弁８の開度を調整することで、散水銃２の旋回速度を簡易に調整できる。

なお、上記実施の形態では、仕切り部材としてダイアフラム１１を用いるものとして説明しているが、仕切り部材はこれに限定されるものではなく、第１シリンダ室１０ａと第２シリンダ室１０ｂとの差圧により変位するものであればよく、例えばピストンでもよい。
また、上記実施の形態では、ロッド１４を第２シリンダ室１０ｂから延出するように配設し、消火水を第１シリンダ室１０ａに給水したときに、ロッド１４が往移動するものとして説明しているが、ロッド１４を第１シリンダ室１０ａから延出するように配設し、消火水を第１シリンダ室１０ａに給水したときに、ロッド１４が復移動するように構成してもよい。この場合、図１中、シリンダ室１０を逆向きに配置すればよい。

この発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の全体構成を説明する図である。 この発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の動力変換機構部の構成を説明する側面図である。 この発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の動力変換機構部における爪が第１位置に位置している状態を示す正面図である。 この発明の一実施の形態に係る旋回方式散水銃装置の動力変換機構部における爪が第２位置に位置している状態を示す正面図である。

符号の説明

１ 鉛直配管、２ 散水銃、３ 縦配管、４ 散水ノズル、１０ シリンダ室、１０ａ 第１シリンダ室、１０ｂ 第２シリンダ室、１１ ダイアフラム（仕切り部材）、１２ 給水口、１３ 排水口、１４ ロッド、１５ スプリング（付勢手段）、１６ スイッチ弁、２１ シャフト、２２ 爪車、２４ 爪、２５ 第１爪切り換えレバー（爪位置切り換え手段）、２６ 第２爪切り換えレバー（爪位置切り換え手段）、２７ 切り換えガイドスプリング（爪位置切り換え手段）、２８ 作動レバー（爪位置切り換え手段）、２９ 切り換えレバー変換ピン（爪位置切り換え手段）、３０ リング体（爪位置切り換え手段）、３１ 第１かさ歯車、３２ 第２かさ歯車、１００ 動力発生機構部、２００ 動力変換機構部、３００ 動力伝達機構部。

Claims (2)

1. 管路方向を鉛直にして配設されて消火水が供給される鉛直配管と、
   上記鉛直配管の上部開口部に管路方向周りに回動可能に連結された縦配管および該縦配管の上部に連結された散水ノズルを有する散水銃と、
   上記消火水を駆動源とし、往復移動力を発生する動力発生機構部と、
   上記動力発生機構部により発生された上記往復移動力を上記縦配管の管路方向と直交する軸周りの回動力に変換する動力変換機構部と、
   上記動力変換機構部により変換された回動力を上記縦配管の管路方向周りの回動力に変換して該縦配管に伝達し、上記散水銃を旋回させる動力伝達機構部と、
   一端が上記鉛直配管に連結され、他端が上記動力発生機構部に連結され、上記消火水の一部を該鉛直配管から分岐して該動力発生機構部に供給する給水配管と、
   上記給水配管の経路中に配設され、開度を調整することで、上記散水銃の旋回速度を調整可能なパイロット弁と、を備えた旋回方式散水銃装置であって、
   上記動力発生機構部は、
   シリンダ室と、
   上記シリンダ室内に軸方向に変位可能に配設されて、該シリンダ室内を軸方向に第１シリンダ室と第２シリンダ室とに画成する仕切り部材と、
   上記シリンダ室に設けられて上記第１シリンダ室に上記消火水を供給する給水口と、
   上記シリンダ室に設けられて上記消火水を上記第１シリンダ室から排水する排水口と、
   上記仕切り部材に固着され、かつ、その一端側が上記シリンダ室から延出され、該仕切り部材の変位に連動して該シリンダ室の軸方向に往復移動可能に配設されたロッドと、
   上記第２シリンダ室内に配設されて上記仕切り部材を第１シリンダ室側に付勢する付勢手段と、
   上記第１シリンダ室内に上記給水口を閉止する給水閉止位置と上記排水口を閉止する排水閉止位置とをとるように配設され、上記ロッドの往復移動に連動して該給水閉止位置と該排水閉止位置とを切り換えるスイッチ弁と、
   を備えることを特徴とする旋回方式散水銃装置。
2. 上記動力変換機構部は、
   上記縦配管の管路方向と直交するシャフトに固着された爪車と、
   上記ロッドの上記シリンダ室からの延出部に第１位置と第２位置とをとるように取り付けられ、該ロッドの往移動時に上記爪車と係合して、該第１位置に位置しているときには、上記爪車を上記シャフト周りの一側に第１所定角度回動させ、該第２位置に位置しているときには、上記爪車を上記シャフト周りの他側に上記第１所定角度回動させるように構成された爪と、
   上記縦配管が管路方向周りの一側に第２所定角度回動したときに、上記爪を上記第１位置から上記第２位置に切り換え、上記縦配管が管路方向周りの他側に上記第２所定角度回動したときに、上記爪を上記第２位置から上記第１位置に切り換える爪位置切り換え手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の旋回方式散水銃装置。

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