JP5386345B2 - 調整可能スプリンクラヘッドライザ - Google Patents

Description

本発明は概して、パイプの長さを調整することに関し、特にスプリンクラヘッドライザの高さを調整する装置および方法に関する。

ゴルフコース、芝生、およびその他の草で覆われた領域では、見た目がよく健全な状態を保つために頻繁に水やりをする必要がある。必要な水やりをするために、分布配置されたパイプおよびスプリンクラヘッドアタッチメントのネットワークを地表下に配備できることが当該分野で周知である。このような地下システムは使用中は見えず、水やりをする度に設置することが不要であり、単に作動させればよいだけである。

ゴルフコース設計の分野では、地中スプリンクラヘッドとそれに関連するパイプ網が一般的である。しかしゴルフコースで地中スプリンクラシステムを用いる場合、スプリンクラヘッドの周りで行うゴルフというゲームの性格のために、独自の設計要件が発生する。

第１に、スプリンクラヘッドの上面をできるだけ周囲の地面と同じ高さにすることが必要である。スプリンクラヘッドが周囲の地面から突き出していると、スプリンクラヘッドに接するか又は近づくかもしれないゴルフボールに対して妨害または妨げとなる可能性がある。逆にスプリンクラヘッドが周囲の地面から低い位置にあると、ゴルフコースの地表に窪みを作る可能性があり、その結果ゴルフボールが窪みにはまり易くなる。そのためスプリンクラヘッドアセンブリの上面が周囲の地面と面一でないと、上記の妨げのせいでスプリンクラがプレイヤーの楽しみを低減し、その結果ゴルフコースの好ましさを低下させてしまう可能性がある。

第２に、ゴルフコースのメンテナンスとして、ゴルフコースの上面に砂または他の土材料をまくという作業が頻繁に行われる。このようにゴルフコースに土が追加されると、スプリンクラヘッドの上面が周囲の地面に対して低くなる可能性がある。そのため、スプリンクラヘッドを分布配置されたパイプ網より高くしてスプリンクラヘッドの上面を周囲の地面と面一に保つ作業が頻繁に必要である。これまでこの作業を行うためには、スプリンクラを掘り出してスプリンクラヘッドの高さを水道ラインに対して調整することが必要であった。これは通常、従来のスイングジョイントの角度を変更することによって達成される。ゴルフコースのスプリンクラヘッドを１つずつ掘り出して高さを調整する作業は時間がかかり高価であると理解される。さらに、定期的にスプリンクラヘッドを掘り出すことは、必要な調整を行っている期間、スプリンクラヘッド近傍をプレイ不可能にすることになる。

これに加えて、ゴルフコースなどの草で覆われた表面は、草刈り機を用いて定期的に草刈りをしなければならない。ゴルフコースなどの地所では、草刈り機はかなりの重量を有する大きな装置である。ゴルフコースの草刈りが行われている間、草刈り機の車輪が地中のスプリンクラ上を通過する可能性がある。これにより短時間の間、スプリンクラヘッドおよびその下の装置に草刈り機の大重量がかかる。

そのためスプリンクラヘッドアセンブリ下の構造物は、上面に機械の重量を受けても下のパイプ構造が壊れたり漏れを起こしたりしてその結果掘り出して修理しなければならないようなことがないように、十分強靱かつフレキシキブルでなければならない。装置はさらに、スプリンクラヘッドが上面に草刈り機の重量を受けても高さを元に戻して周囲の地面と面一となることを可能にしなければならない。

調整可能な長さを有して容易にスプリンクラヘッドの高さを調整可能にするスプリンクラヘッドライザを提供するために、いくつかの試みがなされてきた。この問題を解決するために考えられてきた試みはすべて欠点があり、そのために採用が限られている。これらの試みの多くはまだ、埋め込まれた調整手段にアクセスするためにスプリンクラヘッドライザアセンブリを掘り出すことを必要としている。

さらにこれまでの試みの多くは、１対の入れ子式ボディ間のねじ部(threading)またはねじ山(ridges)に依存している。これらの試みは固定構造に依存して、ライザアセンブリを伸張し草刈り機の圧迫力に抵抗させている。付与される草刈り機の重量が非常に大きい場合、このようなメカニズムはダメージを受けたり詰まったりし得るという点で不利である。さらにこのようなメカニズムは、泥および他の物質が含まれることにより詰まる傾向がある。

これまでに考えられてきた他の試みは、２つの入れ子式部材間の連結を安定化する付勢部材に依存している。これらのメカニズムは、付勢部材と入れ子式部材との摩擦的または非可逆的係合に依存してこれらの間の相関的位置を安定化させている。これらのメカニズムは、スプリンクラヘッドが例えば草刈り機の重量によって強制的に押し下げられた後はスプリンクラヘッドの高さを設置位置に戻すことができないという点で不利である。

最後に、１つの入れ子式部材の１部分を別の入れ子式部材内の螺旋状バネ上に乗せることを可能にする試みがなされてきた。これらのメカニズムは典型的には、スプリンクラヘッドライザを通過する水流内にバネと入れ子装置とを含んでおり、そのため水およびその中に含まれる鉱物によって汚れたり腐食したりする傾向がある。

必要とされているのは、掘り出さなくても高さの調整が可能であるスプリンクラヘッドライザ装置であって、スプリンクラヘッドにかかる草刈り機の重量に耐えることができて装置自体および周囲のパイプにダメージを与えないスプリンクラヘッドライザ装置である。ライザ装置が、高さ調整手段を土または水中の他の物質による汚れから保護することも望ましい。

従って、本発明は、内部を有する第１および第２のパイプ部を含む伸張可能なパイプを伸張する装置であって、端部壁と開放端とを有し、第１のパイプ部に連結されたシリンダと、シリンダに摺動可能かつ密閉可能に係合して受け入れられ、第２のパイプ部に連結されたピストンであって、シリンダおよび端部壁と共にチャンバを規定するピストンとを含み、チャンバが、制御流体を受けて、それによりピストンをシリンダに対して移動させてパイプを伸張するように作動可能であり、チャンバが、パイプ部の内部から物理的に隔離されている、装置を提供する。

本発明の第１の実施形態によると、それぞれが内部を有する、軸整合した第１および第２のパイプ部を含むパイプの長さを変更する装置が提供される。装置は、端部壁と開放端とを有し、第１のパイプ部に連結可能なシリンダと、シリンダに摺動可能かつ密閉可能に係合して受け入れられたピストンとを含む。ピストンは第２のパイプ部に連結可能であり、ピストンとシリンダと端部壁とがチャンバを規定する。チャンバは、制御流体を受けて、それによりピストンをシリンダに対して移動させて第１のパイプ部と第２のパイプ部との間の距離を変化させる一方で、パイプ部間の流体連通を許可するように適合されている。チャンバはさらに、第１および第２のパイプ部の内部から物理的に隔離されている。

本発明のさらなる実施形態によると、第１の円筒状パイプ部と、第１のパイプ部と軸整合して、内部を有する共通のパイプを形成する第２の円筒状パイプ部とを含むスプリンクラヘッドライザ装置が提供される。装置はさらに、端部壁と第１のパイプ部に連結された開放端とを有するシリンダと、シリンダに摺動可能かつ密閉可能に係合して受け入れられたピストンとを含む。ピストンは第２のパイプ部に連結されており、ピストンとシリンダと端部壁とがチャンバを規定する。チャンバは、制御流体を受けて、それによりピストンをシリンダに対して移動させて第１のパイプ部と第２のパイプ部との間の距離を変更する一方で、パイプ部間の流体連通を許可するように適合されている。チャンバはさらに、パイプの内部から物理的に隔離されている。

本発明のさらなる実施形態によると、流体を運搬するように作動可能なパイプの長さを変更する方法が提供される。方法は、第１および第２のパイプ部を含むパイプであって、第１および第２のパイプ部が互いに軸整合しかつ貫通する共通の密閉通路を規定する、パイプを提供することを含む。方法はさらに、第１のパイプ部に連結したチャンバに制御流体を導入して、それによりチャンバ内に摺動可能かつ密閉可能に収容されたピストンであって第２のパイプ部に連結されているピストンを移動させることを含む。ピストンの移動は第１のパイプ部と第２のパイプ部との間の距離を変化させ、チャンバは第１および第２のパイプ部を介する共通の密閉通路から物理的に隔離されている。

（第１の実施形態）
図１に、本発明の第１の実施形態による調整可能スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４を含む地中スプリンクラシステムを概して参照符号１０で示す。地中スプリンクラシステムは、スプリンクラヘッドアセンブリ１２と、スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４と、スイングジョイント１６と、水道管１８とを含む。スプリンクラヘッドアセンブリ１２とスイングジョイント１６と水道管１８とは当該分野において従来技術である。

スイングジョイント１６は、第１および第２の回動可能ジョイントを有する管状ボディを含む。管状ボディは、水道管本体部に連結されたピボット回りにスイングアームアセンブリを回動させることにより、スプリンクラヘッドが設置されている期間に亘ってスプリンクラヘッドの高さを調整可能にする。調整可能なスプリンクラヘッドライザアセンブリ１４は、ねじによりスイングジョイント１６に取り付けられていてもよい。スプリンクラヘッドアセンブリ１２は、ねじによりスプリンクラヘッドライザアセンブリに取り付けられていてもよい。これにより、スイングジョイント１６とスプリンクラヘッドライザアセンブリ１４とが、水道管１８とスプリンクラヘッドアセンブリ１２との間の連続した水導管路を形成する。

従来の地中スプリンクラシステムでは、スプリンクラヘッドの高さは設置時にスイングジョイント１６によって調整することができる。本発明によると、スプリンクラヘッドの高さはさらに設置後も調整可能スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４によって調整することができる。本発明のこの実施形態ではスイングジョイント１６が含まれているが、このようなアセンブリは必ずしも必要ではなく、スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４が水道管１８に直接連結されていてもよい。

図２に、本発明の第１の実施形態による調整可能スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４が組み立てられた状態の断面図を示す。スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４は、第１および第２の端部２０および２２をそれぞれ互いに対向する側に有する、実質的に細長い伸張可能管状ボディを含む。スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４は、シリンダ部３０と、ピストン部８０と、ガードリング１２０とを含む。

図３に、第１の実施形態のシリンダ部の詳細な断面図を概して参照符号３０で示す。シリンダ部３０は、細長い円筒状の第１のパイプ部３２を含み、パイプ部３２は外側管状シェル３４に取り囲まれている。端部壁３６がシェル３４をパイプ３２に連結している。第１のパイプ部３２は、軸３８を有する細長い円筒状ボディを含み、スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４の第１の端部２０を含む。第１のパイプ部３２はさらに、外表面４２と、貫通する孔４１を規定する内表面４０と、第１の端部２０にある外側ねじ部４４とを含む。添付の図面には外側ねじ部４４が示されているが、スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４をスプリンクラヘッドアセンブリ１２に連結するためには他の方法を用いてもよいことが理解される。このような別の連結手段は、糊、ハンダ、または圧縮取付によりスプリンクラヘッドライザアセンブリをスプリンクラヘッドアセンブリに連結することを含むがこれらに限られない。さらに、シリンダ部の内側ねじ部をスプリンクラヘッドアセンブリの外側ねじ部に連結してもよい。第１のパイプ部３２はさらに、第２の端部４８の内表面４０に１以上の内側溝４６を含んでいてもよく、内側溝４６は各々Ｏリング５０を受けるようになっている。

シェル３４は、軸３８を中心として第１のパイプ部３２と同軸状に整合した細長い円筒状ボディを含む。シェル３４は、内表面５２と外表面５４とを含む。外表面５４は、外側ねじ部５６と止めねじ穴５８とを含んでいてもよい。

端部壁３６は、第１および第２の半径間に実質的に平面状の環状ディスクを含み、第１および第２の半径はそれぞれ内側エッジ６０および外側エッジ６２を規定する。端部壁３６は軸３８に直交していてもよく、内表面６４と外表面６６とを含む。端部壁は、内側エッジで第１のパイプ部３２と連結しており、外側エッジでシェル３４と連結している。パイプ部３２の外表面４２と、シェル３４の内表面５２と、端部壁３６の内表面６４とが環状キャビティ６８を規定し、環状キャビティ６８は開口下端７０を有する。端部壁３６はさらに、貫通する孔７２を含み、これにより制御流体がキャビティ６８に導入されるようになっていてもよい。孔７２はねじ切りして対応するねじ切りされた第１の流体制御供給管（図１の１４０）を受け入れるようにしてもよい。

図４に、第１の実施形態のピストン部８０の断面図を示す。ピストンボディは、環状ピストン８４に取り囲まれた第２のパイプ部８２を含む。第２のパイプ部８２は、自由端である第１の端部８６を有する細長い管状ボディを含む。第２のパイプ部の反対側の端部はピストン８４と合体し、スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４の第２の端部２２を規定する。第２のパイプ部８２は、外表面９４と、貫通する孔９８を規定する内表面９６とを含む。孔９８は第２の端部２２に隣接しており、内側ねじ部８８を含んでいてもよい。添付の図面には内側ねじ部８８が示されているが、スプリンクラヘッドライザアセンブリをスイングジョイント１６または水道管１８に連結するためには他の方法を用いてもよいことが理解される。このような別の連結手段は、糊、ハンダ、または圧縮取付によりスプリンクラヘッドライザアセンブリをスプリンクラヘッドアセンブリに連結することを含むがこれらに限られない。さらに、ピストン部の外側ねじ部をスプリンクラヘッドアセンブリの内側ねじ部に連結してもよい。

ピストン８４は、ピストンヘッド１００と連結部１０２とを含む。ピストンヘッド１００は、軸３８に整合する環状ボディを含む。ピストンヘッド１００は、環状外表面１０４と、環状内表面１０６と、ディスク形状の端部表面１０８とを有する。外表面１０４は円形状の溝１１０を含んでいてもよく、溝１１０はＯリング１１２を受けるようになっている。ピストンヘッド１００は、ピストン連結部１０２によって第２の端部２２に連結されている。ピストン連結部１０２は、ピストンヘッド１００と第２の端部２２との間に延びる細長い管状ボディから構成されている。ピストン連結部１０２はさらに、中心軸を有する円筒状外表面１１８を含み、この中心軸は軸３８と同軸状である。

図５に、第１の実施形態のガードリング１２０の断面図を示す。ガードリング１２０は、軸３８と共通の軸を有する環状リング１２２と、内側下フランジ１２４とを含む。内側下フランジは内側エッジ１２６を有し、内側エッジ１２６は開口１２８を規定する。開口１２８は、ピストン連結部１０２の円筒状外表面１１８の半径に合致する半径を有する。ガードリング１２０はさらに、内側ねじ部１３０と止めねじ孔１３２とを含み、内側ねじ部１３０は円筒状ボディのねじ部５６と係合するように作動可能である。

図２に示すように、ピストン部８０はシリンダ部３０内に受け入れられるが、その際、ピストン８４がキャビディ６８内に摺動可能かつ密閉可能に係合して受け入れられるように、そして第２のパイプ部８２が第１のパイプ部３２内に受け入れられるようになっている。すべてのパーツは共通の軸３８と同軸状である。ピストン８４はキャビティ６８内に受け入れられるが、その際、外表面１０４がシェル３４の内表面５２に摺動可能に係合するように、そして内表面１０６が第１のパイプ部３２の外表面４２と摺動可能に係合するようになっている。Ｏリング１１２は好ましくは、ピストンとシリンダ部との連結部を密閉するように作用する。このように組み立てられると、シリンダ部とピストンヘッド１００との間に第１の密閉制御チャンバ７４が形成される。具体的には、シェル３４の内表面５２と、第１のパイプ部３２の外表面４２と、端部壁３６の内表面６４とピストンヘッド１００の端部表面１０８とが第１の密閉制御チャンバ７４を形成する。第１の密閉制御チャンバ７４は、ピストン８４がシリンダ部内で軸３８に沿って移動するにつれて変化する容積を有する。

その際ガードリング１２０が、シェル３４の外側ねじ部５６に安定的に取り付けられて、シリンダ部の底端部を封止するようになっていてもよい。ガードリング１２０がシェルに安定的に取り付けられると、ガードリングの開口１２８がピストン連結部１０２の円筒状外表面１１８と密接に係合し、その結果ライザ装置が周囲の土、水および他の物質によって汚されることを阻止するようになっていてもよい。ガードリング１２０はさらに、止めねじがガードリングの止めねじ孔１３２とシェルの止めねじ穴５８とを通過することによってシェルに安定的に取り付けられていてもよい。さらに、スプリンクラヘッドライザアセンブリが伸張された場合、シリンダ部に対する解放ポートとして止めねじ穴５８またはシェル内の追加の穴が用いられてもよいことが理解される。止めねじ穴はガードリング１２０に含まれていてもよいし、必要であれば取り外し可能なプラグを含んでいてもよい。取り外し可能なプラグは、シリンダ内の圧力が所定のレベルに達すると取り外されてシリンダ内の圧力を緩和することができる。

上記のシリンダ部構造およびピストン構造は必ずしも環状構造に限られないことが理解される。同じ結果を得るために上記に具体的に述べたもの以外のシリンダ部構造およびピストン構造を用いてもよい。具体的には、シリンダ部およびピストンが円形状を有し、それぞれ第１および第２のパイプ部３２および８２に隣接して設けられていてもよい。このような構造では、隣接するシリンダ部が第１のパイプ部３２に連結し、封止されたピストンが第２のパイプ部８２に連結していてもよい。さらに装置が、第１および第２のパイプ部周囲に設けられた複数のシリンダ部およびそれに関連する複数のピストンを含んでいてもよい。このような複数のシリンダ部およびピストンは、それぞれ第１および第２のパイプ部３２および８２周囲に、不規則なまたは規則的な半径を有する周縁アレイパターンで配置されていてもよい。他の実施形態では、第１および第２のパイプ部３２および８２の各々は必ずしも軸整合しなくてもよいことが理解される。

第１の実施形態によるスプリンクラヘッドライザアセンブリ１４は、図１に示すような地下スプリンクラシステムの一部として設置されてもよい。地下スプリンクラシステムは、水道管１８と、スイングジョイント１６と、スプリンクラヘッドアセンブリ１２とを含んでいてもよい。水は水道管１８によってシステムに供給される。この水はスイングジョイント１６を通ってスプリンクラヘッドライザアセンブリ１４の第２の端部２２にある孔９８に流れ込む。その後水は孔４１を通って第１の端部２０に達し、その後スプリンクラヘッドアセンブリ１２に流れ込む。

図１および図２を参照して、第１の制御流体供給管１４０がスプリンクラヘッドライザ装置の孔７２に連結していてもよい。第１の制御流体供給管１４０は、孔７２に連結可能な細長い管を含み、第１の密閉制御チャンバ７４を制御流体源に連通させる。第１の制御流体供給管は、スプリンクラヘッドの上面１４６に隣接して設けられた自由端１４４を含む。第１の制御流体供給管の長さ方向の大半は自由に浮遊していてもよいし、スプリンクラヘッドアセンブリに安定的に取り付けられていてもよい。第１の制御流体供給管はさらに、スプリンクラヘッドアセンブリに組み込まれていてもよい。

作用を以下に述べる。ユーザは図１に示すように、第１の制御流体供給管１４０の自由端１４４に流体源およびポンプ（図示せず）を連結することができる。ポンプは、圧力下において制御流体を第１の制御流体供給管１４０に供給するように作動可能である。その後第１の制御流体供給管１４０は、スプリンクラヘッドライザアセンブリの孔７２に連結された第２の端部１４２を介して流体を供給する。

ユーザはこのようにして、第１の密閉制御チャンバ７４内の制御流体の量を増減することができる。第１の密閉制御チャンバ７４内の制御流体の量を変更することにより、シリンダ部３０に対するピストン８４の位置が変更される。シリンダ部３０に対するピストン８４の位置が変更されるにつれて、スプリンクラヘッドライザアセンブリ１４の第１の端部２０と第２の端部２２との間の距離が変化する。

制御流体は、液圧流体、水、または他の適切な流体を含み得るがこれらに限られない。環境的に安全で粘性の流体である制御流体を用いることが好ましい。このような流体の例は、植物および穀類ベースのオイルおよびグリースならびに環境的に安全な凍結しない溶液を含み得る。さらに、凍結の危険がない場所では制御流体として水を用いてもよい。

このように、スプリンクラヘッドアセンブリの上面１４６の高さは、供給元である水道管１８に対して調整することができる。ユーザはこのようにして、スプリンクラヘッドの上面１４６を所望の高さに維持するために、土を入れた場合および時間をかけて追加の土を加えた場合と同様に変位を見積もって、周囲の地面に対してスプリンクラヘッドの高さを調整することができる。

上記ではスプリンクラヘッドライザアセンブリ１４およびスプリンクラヘッドアセンブリ１２は別々のコンポーネントとして記載したが、スプリンクラヘッドライザ装置がスプリンクラヘッドアセンブリを含むように形成されてもよいことがさらに理解される。このような実施形態によると、スプリンクラヘッドは第１のパイプ部から連続しているものとして形成される。別のこのような実施形態では、流体は第１の密閉制御チャンバ７４から、スプリンクラヘッド内部の供給管を介して供給されてもよい。別のこのような実施形態のいくつかでは、端部壁３６がスプリンクラヘッド表面に近接するように開示されてもよく、従って流体源およびポンプが直接孔７２に連結されてもよい。

（第２の実施形態）
図６に、本発明の第２の実施形態による調整可能スプリンクラヘッドライザ装置が組み立てられた状態の断面図を概して参照符号２００で示す。スプリンクラヘッドライザ装置２００は、シリンダ部２１０と、ピストン部２４０と、ガードリング２８０とを含む。

図７に、第２の実施形態によるシリンダ部の詳細な断面図を概して参照符号２１０で示す。シリンダ部２１０は、細長い円筒状の第１のパイプ部２１２を含み、パイプ部２１２は外側管状シェル２１８に取り囲まれている。端部壁２２０が外側管状シェル２１８を第１のパイプ２１２に連結している。第１のパイプ部２１２は、外表面２１４と、貫通する孔２１７を規定する内表面２１６とを含む。第１のパイプ部２１２はさらに、外側ねじ部２２２を含む。外側ねじ部２２２は、シリンダ部２１０をスプリンクラヘッドアセンブリ１２（図１）に連結するように作動可能な構成を有する。しかし、シリンダ部２１０をスプリンクラヘッドアセンブリ１２に連結するためには、糊、ハンダ、圧縮取付または内側ねじ部などの他の方法を用いてもよいことが理解される。

第１のパイプ部２１２は、外表面２１４に１以上の溝２２４を含む。溝２２４は各々Ｏリング２２６を受けるように作動可能な構成を有する。製造プロセスによっては、第１の実施形態の第１のパイプ部３２の内表面４０に内側溝４６を形成するよりも、第１のパイプ部２１２の外表面２１４に溝２２４を形成する方が容易であることが判明している。さらに製造プロセスによっては、図７に示すように第１のパイプ部２１２のうち端部壁２２０から外側管状シェル２１８を越えて延びた部分に溝２２４を形成するのであれば、第１のパイプ部２１２の外表面２１４に溝２２４を形成する方が容易であることが判明している。

外側管状シェル２１８は、内表面２２８と、外表面２３０と、外側ねじ部２３２とを有する細長い円筒状ボディを含む。第２の実施形態では、外側管状シェル２１８は、止めねじ穴５８を含まない。端部壁２２０は、内表面２２１と孔２３６とを含んでおり、第１の実施形態の端部壁３６に実質的に似ている。第１のパイプ部２１２の外表面２１４と、外側管状シェル２１８の内表面２２８と、端部壁２２０の内表面２２１とがキャビティ２３４を規定する。

図８に、第２の実施形態のピストン部の断面図を概して参照符号２４０で示す。ピストン部２４０は第２のパイプ部２４２を含み、第２のパイプ部２４０は環状ピストン２５０に連結されている。第２のパイプ部２４２は、貫通する孔２４８を規定する内表面２４４を含む。内表面２４４は内側ねじ部２４６を含み、内側ねじ部２４６は、ピストン部２４０をスイングジョイント１６または水道管１８（図１）に連結するように作動可能な構成を有する。ピストン部２４０をスイングジョイント１６または水道管１８に連結するためには、糊、ハンダ、圧縮取付または外側ねじ部などの他の方法を用いてもよいことが理解される。

第２の実施形態では、第２のパイプ部２４２は実質的に環状ピストン２５０の長さ方向に延びていない。製造プロセスによっては、第２のパイプ部が実質的に環状ピストンの長さ方向に延びるピストン部を製造するよりもピストン部２４０を製造する方が容易であることが判明している。

第２の実施形態では、環状ピストン２５０は、環状外表面２５１と、環状内表面２５２と、ピストンヘッド２５４とを含む。ピストンヘッド２５４は、環状外表面２５６と、ディスク形状端部表面２５８とを含む。外表面２５６は円形状の溝２６０を含み、溝２６０はＯリング２６２を受けるように作動可能な構成を有する。内表面２５２は円形状の溝２６４を含み、溝２６４はＯリング２６６を受けるように作動可能な構成を有する。しかし他の実施形態では、円形状溝２６０および２６４ならびにＯリング２６２および２６６を省略してもよい。特に、円形状溝２６４およびＯリング２６６は省略してもよい。なぜなら、外表面２１４と環状内表面２５２との間の密閉は上記のＯリング２２６によって提供されるからである。

図９に、第２の実施形態のガードリングの断面図を概して参照符号２８０で示す。ガードリング２８０は、環状リング２８２と、内側下フランジ２８４とを含む。内側下フランジ２８４は内側エッジ２８６を有し、内側エッジ２８６は開口２８８を規定する。開口２８８は、環状ピストン２５０（図８）が内部を通過して環状外表面２５１が内側エッジ２８６に対して摺動可能かつ密閉可能に係合するに適した半径を有する。内側エッジ２８６は円形状溝２９０を含み、円形状溝２９０はＯリング２９２を受けるように作動可能な構成を有する。ガードリング２８０はさらに、内側ねじ部２９４を含み、内側ねじ部２９４は、シリンダ部２１０（図７）の外側ねじ部２３２と係合するように作動可能な構成を有するが、シリンダ部２１０をガードリング２８０に連結するためには、糊またはハンダなどの他の方法を用いてもよいことが理解される。第２の実施形態では、ガードリング２８０は止めねじ孔１３２を含まない。しかし第２の実施形態では、ガードリング２８０は貫通する孔２９６を含む。

図６を参照して、ピストン部２４０の環状ピストン２５０は、シリンダ部２１０のキャビティ２３４内に受け入れられるが、その際、ピストンヘッド２５４の外側Ｏリング２６２および環状外表面２５６が、外側環状シェル２１８の内表面２２８に対して摺動可能かつ密閉可能に係合するように、そして環状ピストン２５０の内側Ｏリング２６６および環状内表面２５２が、第１のパイプ部２１２のＯリング２２６および外表面２１４に対して摺動可能かつ密閉可能に係合するようになっている。このようにして、ピストンヘッド２５４と端部壁２２０との間に第１の密閉制御流体チャンバ２９７が形成され、孔２１７と孔２４８とがスプリンクラヘッドライザ装置２００を貫通する連続密閉水路を形成する。ガードリング２８０はシリンダ部２１０に連結されていてもよいが、その際、環状ピストン２５０の環状外表面２５１が、ガードリング２８０の内側下フランジ２８４のＯリング２９２および内側エッジ２８６に対して摺動可能かつ密閉可能に係合するようになっている。第１および第２のパイプ部２１２および２４２は軸整合しているように図示されているが、第１および第２のパイプ部は必ずしも軸整合しなくてもよいことが理解される。

スプリンクラヘッドライザ装置２００のこの組み立ての結果および作用は、第１の実施形態に関して上記したものと実質的に同様である。しかし第２の実施形態では、環状ピストン２５０と外側管状シェル２１８とガードリング２８０とが第２の密閉制御流体チャンバ２９８を規定している。第２の流体制御供給管（図示せず）が孔２９６に連結されていてもよく、その場合、ユーザは圧力下において制御流体を第２の密閉制御流体チャンバ２９８に供給することができる。このように第２の実施形態では、ユーザが圧力下において制御流体を孔２３６と孔２９６とを介して「二重作動」制御流体チャンバ２９７および２９８にそれぞれ別々に供給することができ、それによりピストン部２４０に対してシリンダ部２１０に補足的力が付与される。

（第３の実施形態）
図１０に、本発明の第３の実施形態によるスプリンクラヘッドライザ装置を概して参照符号３００で示す。スプリンクラヘッドライザ装置３００は、シリンダ部３０２と、ピストン部３０４と、ガードリング３１０とを含む。ピストン部３０４はピストンヘッド３０６を含み、ピストンヘッド３０６はディスク形状下面３０８を含む。ガードリング３１０は、内側下フランジ３１２を含む。スプリンクラヘッドライザ装置３００は、第１の実施形態または第２の実施形態の要素を含み、さらに環状下面３０８を内側下フランジ３１２から離す方向に付勢するバネ３１０を含む。バネ３１０は、密閉された水路内の水圧が環状下面３０８を内側下フランジ３１２方向に付勢する潜在的傾向に対して抵抗するという利点を有することができる。しかし他の実施形態では、バネ３１０は環状下面３０８を内側下フランジ３１２方向に付勢してもよい。

本発明の具体的実施形態を記載し説明してきた。上記実施形態は本発明を説明するためだけのものであり本発明を限定するものではないと考えられるべきであり、本発明は請求の範囲によってのみ解釈されるべきである。

図１は、本発明の第１の実施形態による地中スプリンクラヘッドが設置された状態を示す側面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態によるスプリンクラヘッドライザ装置の断面図である。 図３は、図２のスプリンクラヘッドライザ装置のシリンダ部の断面図である。 図４は、図２のスプリンクラヘッドライザ装置のピストン部の断面図である。 図５は、図２のスプリンクラヘッドライザ装置のガードリングの断面図である。 図６は、本発明の第２の実施形態によるスプリンクラヘッドライザ装置の断面図である。 図７は、図６のスプリンクラヘッドライザ装置のシリンダ部の断面図である。 図８は、図６のスプリンクラヘッドライザ装置のピストン部の断面図である。 図８は、図６のスプリンクラヘッドライザ装置のガードリングの断面図である。 図１０は、本発明の第３の実施形態によるスプリンクラヘッドライザ装置の断面図である。

Claims (25)

1. 地中スプリンクラシステムのための調整可能スプリンクラヘッドライザ装置であって、
   それぞれが内部を有する第１および第２のパイプ部を含む伸張可能なパイプと、
   前記伸張可能なパイプに取付けられるスプリンクラヘッドアセンブリであって、上面、及び前記上面に対して移動可能なスプリンクラを備える、スプリンクラヘッドアセンブリと、
   端部壁と開放端とを有し、前記第１のパイプ部に連結されるシリンダと、
   前記シリンダに摺動可能かつ密閉可能に係合して受け入れられ、前記第２のパイプ部に連結されるピストンであって、前記シリンダおよび前記端部壁と共に第１のチャンバを規定するピストンとを含み、
   前記第１および第２のパイプ部間の流体連通が許可されているとき、前記第１のチャンバが、前記ピストンを前記シリンダに対して移動させるための第１の制御流体を受けて、前記第１のパイプ部の端部と前記第２のパイプ部の端部との間の距離を変えて、周囲の地面に対して前記スプリンクラヘッドアセンブリの前記上面の高さを調整し、
   前記第１のチャンバが、前記第１および第２のパイプ部の内部から流体的に隔離されており、
   前記シリンダが、第１の供給管を受けて前記第１の制御流体を前記第１のチャンバに供給するように適合された第１の流入ポートをさらに含み、前記第１の供給管が、自由端及び第２の端を含み、前記第２の端は、前記第１の流入ポートに接続可能であり、前記第１の制御流体を前記第１のチャンバに供給するようにし、前記第１の供給管の前記自由端が、前記スプリンクラヘッドアセンブリに隣接して設けられるように適合される、装置。
2. 前記第１のチャンバが、前記第１のパイプ部周囲に設けられた環形状を有する、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のパイプ部が前記第１のチャンバの内壁を規定し、前記ピストンが前記第１のパイプ部に対して摺動可能かつ密閉可能である、請求項２に記載の装置。
4. 前記スプリンクラヘッドライザ装置が埋め込まれる、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記第１のパイプ部が、前記第２のパイプ部に対して摺動可能かつ密閉可能に係合する、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記第１のパイプ部が、前記端部壁から前記シリンダを越えて延びる、請求項１から５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記第１のパイプ部が、前記第２のパイプ部に摺動可能かつ密閉可能に受け入れられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記第２のパイプ部が、前記第１のパイプ部に摺動可能かつ密閉可能に受け入れられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記第１および第２のパイプ部が、第１および第２のねじ切りされた端部をそれぞれ含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記第１の流入ポートが、前記シリンダの前記端部壁を貫通する第１の孔を含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
11. 前記第１の孔がねじ切りされている、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第１の供給管の前記自由端は、第１のポンプに連結されて前記第１の制御流体を前記第１のチャンバに供給するように適合される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 前記第１の供給管の前記自由端が、前記スプリンクラヘッドアセンブリの前記上面に隣接して設けられる、請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記第１の供給管の前記自由端が前記スプリンクラヘッドアセンブリの近傍に設けられる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
15. 前記第１の供給管が前記スプリンクラヘッドアセンブリに取り付けられている、請求項１から１４のいずれか１項のいずれか１項に記載の装置。
16. 前記第１の供給管が、前記スプリンクラヘッドアセンブリと一体化されている、請求項１から１５のいずれか１項のいずれか１項に記載の装置。
17. 前記第１および第２のパイプ部に隣接する複数の前記シリンダと対応する複数のピストンとをさらに含む、請求項１に記載の装置。
18. 前記複数のシリンダおよび対応する複数のピストンが、前記第１および第２のパイプ部周囲において周縁アレイ状態に配置されている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記シリンダの前記開放端を前記ピストン周囲に摺動可能に封止するように適合されたガードリングをさらに含む、請求項１から１６のいずれか１項に記載の装置。
20. 前記ガードリングと前記ピストンと前記シリンダとが、第２のチャンバであって、第２の制御流体を受けて前記ピストンを前記シリンダに対して移動させ、前記第１のパイプ部の端と前記第２のパイプ部の端との間の前記距離を変化させるように適合された第２のチャンバを規定する、請求項１９に記載の装置。
21. 前記ガードリングが、第２の供給管を受けて前記第２の制御流体を前記第２のチャンバに供給するように作動可能な第２の流入ポートをさらに含む、請求項２０に記載の装置。
22. 前記第２の流入ポートが、ねじ切りされた第２の孔を含む、請求項２１に記載の装置。
23. 前記第２の供給管は前記第２の流入ポートに螺嵌され、第２のポンプに連結されて前記第２の制御流体を前記第２のチャンバに供給するように適合された自由端を有する第２の供給管をさらに含む、請求項２２に記載の装置。
24. 前記ピストン部に対してある方向に前記ガードリングを付勢するように作動可能な構成を有するバネをさらに含む、請求項１９から２３のいずれか１項に記載の装置。
25. 前記装置の位置を調整するために、前記伸長可能なパイプと流体が流れるように連結されるスイングジョイントをさらに備える、請求項１から２４のいずれか１項に記載の装置。

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