JP5506431B2 - スプリンクラヘッド - Google Patents

Description

本発明は、スプリンクラヘッドに関する。

従来のフラッシュ型のスプリンクラヘッドでは、デフレクタ、ガイドロッド、ストッパリングによって散水部が構成されている。通常、ガイドロッドの上端にストッパリングが固定され、また、ガイドロッドの下端にデフレクタが固定されることで、散水部は一体化されている。なお、別の散水部として、デフレクタを固定させず、放水時にデフレクタ自体をガイドロッドの上端から下端まで摺動降下（落下）させるものもある。

ストッパリングは、スプリンクラヘッドを構成するフレームの上端部に設けられ、放水動作時には、フレームの内周下端に設けた係止段部まで落下するように構成されている。つまり、放水動作時には、ストッパリングがフレームの係止段部に係止し、ガイドロッドを介してデフレクタを支持して、放水が行われる（例えば特許文献１参照）。

特開平１０−１７９７８９号公報（特許請求の範囲、図１）

スプリンクラヘッドにおいては、放水動作時に散水部が移動するが、この移動量は少ないほど、動作の安定性が向上するが、従来のスプリンクラヘッドでは、ストッパリングがフレームの上端から下端まで移動しており、動作時の移動量が大きかった。

このストッパリングの摺動降下動作を確実にするために、ストッパリングの上部にコイルバネを設置したものがあるが、この場合には、スプリンクラヘッドの高さが大きくなってしまうという問題点がある。
また、散水部の摺動降下動作をガイド部材によって、より確実にさせるものもあるが、ガイド部材は、放水時の散水障害になる可能性があるという問題点があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、散水部のストッパリングによる降下動作の信頼性が高いスプリンクラヘッドを提供することにある。

本発明に係るスプリンクラヘッドは、内側に係止段部が形成されたフレームと、該フレームの上部に接続され、内部に放水筒を有するヘッド本体と、前記フレーム内にその一部が少なくとも設けられる散水部とを有し、前記散水部が、ストッパリング、ガイドロッド及び前記放水筒の下方に設けられるデフレクタとから構成されるスプリンクラヘッドにおいて、前記ストッパリングは、前記フレームの高さ方向のほぼ中間に設けられ、前記ガイドロッドを挿通させる挿通穴が設けられ、内周側には、内周の一部を上方に折り曲げて形成したガイド部材が設けられ、前記ストッパリングの外周部と前記ヘッド本体との間に、前記フレームに沿ってコイルバネが設置され、前記ガイドロッドは、上端は前記挿通穴よりも大きいストッパ用の段部が設けられ、下端は前記デフレクタに固着され、通常時の状態では、前記ガイドロッドは、前記コイルバネの内周側であり、かつ前記ガイド部材の外周側に位置し、前記ヘッド本体の内周部と放水筒との間に形成された空間内に収納されており、放水動作時に、前記デフレクタの上に設置された前記ストッパリングの前記挿通穴に沿って下方に移動することを特徴とするものである。
本発明に係るスプリンクラヘッドにおいて、前記コイルバネは、前記ヘッド本体の外周部に設けられる円筒状のねじ部の下端と、前記ストッパリングの外周部との間に設けられることを特徴とするものである。
また、本発明に係るスプリンクラヘッドにおいて、前記ストッパリングは、内周より内側に突出した突出部を有し、該突出部に前記ガイドロッドを挿通する前記挿通穴が設けられることを特徴するものである。

本発明に係るスプリンクラヘッドは、ストッパリングにガイドロッドが挿通する挿通穴があり、ガイドロッドの下端がデフレクタに固着されていることから、放水動作時には、まず弁体を備えたデフレクタがガイドロッドと共に降下して、それに続いて、ストッパリングが、コイルバネで圧下されて降下する。通常状態では、デフレクタが、ヘッド本体の放水筒の下に設けられ、そのデフレクタの上にストッパリングが設けられている。このため、放水動作時において、ストッパリングは、放水筒の下端あたりからフレーム下端にある係止段部までしか移動しない。よって、ストッパリング自体の移動量が少なくなるので、これにより作動時の動作が安定する。

また、ストッパリングの内周側には、上方に折り曲げられたガイド部材が設けられることから、ガイド部材によってガイドされて降下するので、動作が安定する。特に、ガイド部材は上方側に折り曲げられていることから、放水時において散水障害となるのを防止できる。
また、ストッパリングを圧下するコイルバネは、ストッパリングの外周部とヘッド本体の外周部の下方との間に設置されるので、デッドスペースをいかしてコイルバネをスプリンクラヘッド内に設けることができるので、スプリンクラヘッドを小型化しやすい。

デフレクタは、ガイドロッドの下端に固定されており、通常時の状態では、ガイドロッドは、ヘッド本体の内周部と放水筒との間に形成された空間内に収納されている。つまり、空間内には、従来例のようにストッパリングは設置されず、細いガイドロッドのみが設置されるので、ヘッド本体の内周部と放水筒と間にある空間を小さくすることが可能となる。

本発明の実施形態１に係るスプリンクラヘッドの縦断面図である。 スプリンクラヘッドの動作状態を示す断面図である。 図１のプランジャーの詳細を示した断面図である。 プランジャーの変形例（その１）を示した断面図である。 プランジャーの変形例（その２）を示した断面図である。 プランジャーの変形例（その３）を示した断面図である。 スライダーの変形例（その１）を示した断面図である。 スライダーの変形例（その２）を示した断面図である。 皿ばねの平面図、正面図、側面図、斜視図及びＥ−Ｅ断面図である。 ストッパリングの斜視図である。

図１は、本発明の実施形態１に係るスプリンクラヘッドの縦断面図である。
このスプリンクラヘッド１は、ヘッド本体１０、フレーム２０、弁体３０、散水部４０及び弁体支持機構５０（ボール保持機構６０）を備えている。

ヘッド本体１０は、中心部が開口されている。この開口部１１は、後述の放水筒１６とともに放水口１２を形成する。ヘッド本体１０の外周部にはフランジ１３が形成されており、フランジ１３の上側のヘッド本体１０の外周部には給水管に接続されるねじ部１４が形成されており、また、フランジ１３の下側の外周部には、後述するフレーム２０が取り付けられるためのねじ部１５が形成されている。
ヘッド本体１０の内側には円筒状の放水筒１６が下方に突出して形成されている。また、放水筒１６の下端部には、例えば、平らに形成された弁座１７が形成されており、弁体３０によって塞がれている。この放水筒１６の下端部に、弁体３０の外周が嵌るような段部を設けるようにしてもよい。なお、ヘッド本体１０は、フランジ１３の下側の内周部と放水筒１６との間に略穴状または略リング状の空間１８が形成されており、この空間１８には後述のガイドロッド４２が収納される。

フレーム２０は、円筒状に形成されている。フレーム２０の上部の内周部にはねじ部２１が形成され、ヘッド本体１０の下部側に形成されたねじ部１５に取付けられる。フレーム２０の下部には、内側に突出した係止段部２２が設けられ、係止段部２２には後述のボール６１が係止される。

弁体３０は、凸状に形成されており、下部にフランジ部３１を有し、このフランジ部３１で、ヘッド本体１０の弁座１７を塞いでいる。なお弁座１７にはテフロン（登録商標）シートが設けられるか、テフロン（登録商標）コーティングが施される。弁体３０の下部中央には凹部３２が形成され、後述のセットスクリュ−６５の頭部が挿入される。弁体３０は、後述する弁体支持機構５０によって支えられている。

散水部４０は、デフレクタ４１、ガイドロッド４２、ストッパリング４３（及び弁体３０）を備えており、フレーム内に設けられる。なお、デフレクタ４１は、フレーム２０の下方に設けてもよいので、散水部４０は、その一部が少なくともフレーム２０内に設けられる。

デフレクタ４１は、中央に開口部を有する円板によって構成されており、その開口部に弁体３０の下部が挿入された状態で、弁体３０のフランジ部３１下面に取り付けられている（固定されている）。また、デフレクタ４１には、ガイドロッド４２（例えば３本）が挿入される挿入穴４１ａ（例えば３個）が設けられており、ガイドロッド４２の下端は、その挿入穴４１ａから突出した状態でデフレクタ４１に固着されている。したがって、これらの弁体３０、デフレクタ４１及びガイドロッド４２は一体的に構成されている。
なお、弁体３０へのデフレクタ４１の取付状態について詳述する。弁体３０は弁座１７と接触し、止水を保つためのフランジ部３１と、フランジ部３１の下側に突出した、円筒状の脚部とを有しており、この脚部は、その上部がデフレクタ４１の中央開口部（穴）よりわずかに小径の溝部となっており、溝部の下側がデフレクタ４１の中央開口部の穴径よりもわずかに大径の円筒形状となっている。このため、デフレクタ４１は、弁体３０への接続箇所（溝部）で、回動可能な状態となっている。

ガイドロッド４２の上端にはストッパ用の拡径された段部４２ａが形成されており、ガイドロッド４２にはドーナツ状に形成されたストッパリング４３が上下動可能なように取り付けられる（図１０参照）。
ストッパリング４３には、ガイドロッド４２を挿通させるための挿通穴（例えば３つ）が設けられており、この挿通穴により、ストッパリング４３は、放水動作時に、ガイドロッド４２に摺動して係止段部２２まで移動可能となるようにガイドロッド４２に取り付けられている。見方をかえると、ガイドロッド４３は、放水動作時に、ストッパリング４３の挿通穴に沿って下方に移動可能となるようにストッパリング４３に取り付けられている。なお、この挿通穴は、段部４２ａより小さく形成されている。このストッパリング４３は、通常時は、デフレクタ４１上に設置され、フレーム２０の高さ方向のほぼ中間であって、フレーム２０に設けたスリットに対向する位置に設けられている。なお、このスリットは、必ずしもストッパリング４３と対向する位置に設けなくてもよい。
通常時は、ストッパリング４３の下面は、コイルばね４４に押圧されてデフレクタ４１の上面にほぼ重なる位置にあるが、放水動作時には、デフレクタ４１とガイドロッド４２が下降し、ガイドロッド４２の上端の段部４２ａは、ストッパリング４３にあたるまで下降する（図２（ｃ）参照）。ストッパリング４３の外径は、フレーム２０の係止段部２２の内径よりも大きく形成され、放水動作時に、弁体支持機構５０が落下すると、ストッパリング４３は、コイルバネ４４に押されてフレーム２０の係止段部２２まで下降する。
なお、コイルバネ４４は、フレーム２０の内周面に接するような大きさ（外径）を有しており、ヘッド本体１０の外周部の下方とストッパリング４３の外周部との間に設けられており、コイルバネ４４の設置には大きなスペースがいらないようになっている。

ストッパリング４３の中央に設けた穴の内径は、放水筒１６の外径よりわずかに大きく形成されている。そしてストッパリング４３は、内周の一部を切欠溝を介して上方に折り曲げることで、断面Ｌ字形状のガイド部材４３ａが内周側の例えば３カ所に設けられている。ストッパリング４３は降下する際には、このガイド部材４３ａにより、ヘッド本体１０の下部に形成された放水筒１６の外周にガイドされる。ストッパリング４３がバランスよく降下できるように、ガイド部材４３の数やピッチは適宜設定される。

弁体支持機構５０は、感熱部５１、ボール保持機構６０、皿バネ６４及びセットスクリュー６５を備えている。

感熱部５１は、プランジャー５２、感熱板５３及び断熱材５４を備えている。
プランジャー５２は、円筒状に形成され、下部にフランジ部５２ａが形成されている。また、フランジ部５２ａは、その下面が感熱板５３下面より突出して形成されている。プランジャー５２の内部には、雌ねじ５２ｂが形成され、セットスクリュー６５の脚部にある雄ねじがねじ込まれ両者は結合している。プランジャー５２の上部からドーナツ状の感熱体（例えば半田等）５５が挿入され、プランジャー５２のフランジ５２ａ上に載っている。この感熱体５５の上部に、円板状であって、断面クランク型の感熱板５３が設けられている。即ち、この感熱板５３は、プランジャー５２のフランジ部５２ａに設けられた感熱体５５を覆う突部５３ａと、この突部５３ａに連続し、ヘッド本体１０の軸芯に対して直交する方向に延びた円板部５３ｂとを備えている。そして、感熱板５３には、後述するボール保持機構６０によって感熱体５５を圧縮するように力がかかっている。

感熱板５３の上部には、ドーナツ状の断熱材５４が設けられ、感熱板５３で受熱した熱が後述するバランサー６３側に逃げないようにしてある。なお、図１に示すように、断熱材５４と感熱板５３との間には、径の大きい別の感熱板を必要に応じて設けるようにしてもよい。

ボール保持機構６０は、ボール６１、スライダー６２、バランサー６３及び皿ばね６４を備えている。なお、バランサー６３は感熱体５５を圧縮する機能を有することからピストンに相当する。
ボール６１の外周下部は、フレーム２０の係止段部２２に係止されている。この状態で、ボール６１を上から押さえるのがスライダー６２であり、スライダー６２からボール６１に力がかかることで、ボール６１には内側に入り込む方向に力が作用する。
バランサー６３は、ボール６１の内側に設けられ、この内側に入りこもうとするボール６１の動きを規制する。スライダー６２及びバランサー６３ともに円板状に形成され、中央には貫通穴があり、バランサー６３の貫通穴にはプランジャー５２が貫通している。プランジャー５２の外径は、バランサー６３の貫通穴の内径よりもわずかに小さく、両者は結合していない。またスライダー６２の貫通穴の内径は、のセットスクリュー６５の脚部の外径よりもわずかに大きく形成され、両者は結合していない。

バランサー６３は、貫通穴を有する筒部と、その筒部の上方に設けられた円板部とを組み合わせた形状となっている。バランサー６３の外周下部には段部が形成されている。この外周下部の段部は、フレーム２０の係止段部２２の内周下部にある段部に、当接するように構成されており、バランサー６３の下側から外力がかかった場合には、この部分で衝撃を吸収する。また、バランサー６３の筒部の下部であって中央の貫通穴の周りには、断熱材５４がはまる段部６３ａが突出し、バランサー６３の円板部の上部には、ボール６１があたるボール受け用の段部６３ｂが突出して形成されている。

スライダー６２の外周側下部には凹部６２ａが形成され、その凹部６２ａのボール６１が接する面は、下方に向かって内側に傾斜するようにテーパ状（傾斜部）に形成されている。

上述のように、ボール６１には、常に内側に移動するように力がかかるので、バランサー６３を下方に、またスライダー６２を上方に移動させるように力が作用する。従って、感熱体５５である半田が溶融して流出すれば、バランサー６３が下方に移動し、それに伴って、ボール６１が内側に入り込み、フレーム２０の係止段部２２との係止状態が解除されるので、ボール保持機構６０は感熱部５１と共に落下する。ボール保持機構６０が落下すれば、それに伴って、散水部４０を構成する弁体３０、ストッパリング４３等が落下して、放水が行われることになる。

セットスクリュー６５は、拡径された頭部と細径の脚部とからなるボルトであって、その脚部の下部がプランジャー５２の上部と結合することで、ボール保持機構６０としてのバランサー６３、スライダー６２及び感熱部５１を一体化している。

皿バネ６４は、図９に示すように、中央に貫通穴６４ａのあるものが使用される。そして、中央の貫通穴６４ａから均等に６０°の間隔で放射状にスリット６４ｂが設けられている。またスリット６４ｂ間には、貫通穴６４ｃが設けられている。この皿バネ６４は、例えば３枚上下方向に組み合わせ、弁体３０とスライダー６２との間に配置される。なお、この皿バネ６４の詳細は後述する。
皿バネ６４は、貫通穴６４ａ内にセットスクリュー６５が挿通されて、弁体３０とスライダー６２との間に設けられる。つまり、皿バネ６４の貫通穴６４ａは、セットスクリュー６５の頭部の外径とほぼ同じか、それより少し大きく形成されている。また、セットスクリュー６５の頭部の高さは、積層された複数枚の皿バネ６４の自由高さよりも大きく形成されており、皿バネ６４を重ね合わせた際にガイドの役割を果たす。セットスクリュー６５の頭部の高さが低いと、組み立て時に、皿バネ６４を必要以上に潰すと機能しなくなることから、そのようなことがない程度にセットスクリュー６５の頭部の高さを設定することで、安定した状態で皿バネ６４を保持することが可能となる。

上記のようなスプリンクラヘッド１には、図１の状態においては、放水口１２の消火水の水圧や部品の組立荷重がボール６１に作用し、ボール６１は内側（中心側）に移動しようとするが、ボール６１は、バランサー６３によってその移動が阻止されており、ボール保持機構６０はボールを保持している。そして、この状態においては、皿バネ６４が弁体３０を上方に押圧しており、弁体３０がヘッド本体１０の放水口１２を封止している。このため、スプリンクラヘッド１には、加圧された消火水が供給されるが、消火水は漏れない。また、散水部４０は、弁体３０にデフレクタ４１が固定され、デフレクタ４１にガイドロッド４２が固定されており、弁体３０が放水口１２を封止している状態では、ガイドロッド４２がヘッド本体１０の空間１８に収納された状態になっている。

図２（ａ）〜（ｄ）はスプリンクラヘッド１の動作過程を示した図である。
スプリンクラヘッド１の監視状態においては、ヘッド本体１０の放水口１２には加圧された消火水が供給されており、弁体３０には消火水の圧力が加えられている（図１参照）。火災が発生し、その熱気流が感熱板５３に当たると加熱され、感熱板５３の熱は感熱体５５へ伝播する。そして、感熱体５５が周囲から加熱されて溶融し始めると、溶融した感熱体５５はプランジャー５２と感熱板５３（突部５３ａ）との間に形成された隙間から流出してその体積が減少する（図２（ａ））。
このときバランサー６３によって上方から押されたボール６１が内側に移動することになるが、ボール６１が移動しても弁体３０は弁座１７に圧接されて、放水口１２を塞いだ状態を維持する。これは、皿バネ６４の作用によるもので、皿バネ６４を複数枚重ねることで、皿バネ６４が弁体３０によるシールを維持できるだけの所定量のストロークを有するためである。こうしてボール保持機構６０が完全に落下するまで弁体３０が弁座１７から離れるのを防止して、確実に動作できるようにしている。

感熱体５５が溶融して外部に流出すると、感熱板５３は感熱体５５の流出量に対応して降下する。感熱板５３が降下すると、感熱板５３の上に取り付けられている断熱材５４及びバランサー６３が降下する。バランサー６３が降下すると、バランサー６３とスライダー６２との間の間隙が広がり、内側に付勢されているボール６１がバランサー６３の段部６３ｂを越えて内側に移動し、フレーム２０の係止段部２２とボール６１との係合が解かれる。それによって、弁体３０及び弁体支持機構５０は降下する（図２（ｂ））。

弁体３０の下に配置されている皿バネ６４を含む弁体支持機構５０は落下すると、弁体３０が降下する。また、弁体３０の降下に伴って、弁体３０に取り付けられているデフレクタ４１、デフレクタ４１に取り付けられているガイドロッド４２、及びストッパリング４３が降下する。ガイドロッド４２が降下すると、その上部にある段部４２ａがストッパリング４３に係止され、ストッパリング４３はフレーム２０の係止段部２２に係止され、弁体３０及びデフレクタ４１がガイドロッド４２によりフレーム２０から吊り下げられた状態になる（図２（ｃ））。なお、この動作の際、ストッパリング４３は、係止段部２２に係止するまでは、ガイドロッド４２と共に下降し、ストッパリング４３が係止した後に、ガイドロッド４３のみが更に下降する場合もある。
本実施の形態では、放水動作時において、デフレクタ４１は、ガイド部材４３ａによりガイドされながらガイドロッド４２と共に下降するので、デフレクタ４１の下降動作が円滑に行われる。またストッパリング４３をフレーム２０の高さ方向のほぼ中間に設けることで、ストッパリング４３自体の下降量も減らせるので、放水時の動作がスムーズになる。
ところで、ストッパリング４３のガイド部材４３ａは、上方に折り曲げられており、このため、放水時の散水障害となりにくい。この点について説明すると、従来のガイド部材は、下方に折り曲げられていたものがあるが、この場合、ガイド部材の長さが長かったり、太かったりすると、放水時、弁体にあたった水が反射する際など、ガイド部材に水があたって、ガイド部材が散水の障害となっていた。つまり、ガイド部材４３ａを上方に折り曲げ、放水時における弁体３０との距離を離すことで、ガイド部材４３ａが散水障害となるのを防止できる。

以上のようにして弁体３０が降下すると放水口１２は開放され、加圧された消火水がデフレクタ４１から散水されて火災を消火する（図２（ｄ））。

次に、本発明のスプリンクラヘッドを構成する各部品であるプランジャー５２、スライダー６２及び皿ばね６４の特徴部分についてそれぞれ詳細に説明する。

（プランジャー５２）
図１のプランジャー５２は、上記のように、その先端部が感熱板５３よりも下方に突出して設けられている。図１からその該当部分を抽出すると、図３に示されるようになるが、何らかの物がスプリンクラヘッド１にぶつかった場合（特に下方から）には、プランジャー５２がこのように突出しているので、その物がプランジャー５２に当たり、感熱板５３に、その物が当たるのが避けられる。プランジャー５２は、感熱板５３に比べてその剛性が高くなるような部材で構成されているので、変形するおそれがない。このため、プランジャー５２が感熱板５３に食い込むようなおそれがなく、作動不良が起きない。

また、プランジャー５２は、その上端部がバランサー６３の上端までの長さを有し（図１参照）、セットスクリュー６５がプランジャー５２と結合しており、剛性が高くなっている。このため、スプリンクラヘッド１に対して横方向からの外力が加わったとしても、プランジャー５２又はセットスクリュー６５が変形するおそれがなく、作動不良が起きない。特に、バランサー６３の外周下部にある段部は、係止段部２２の内周下部にある段部と係止しているので、横方向や下方向からの外力に強く、受けた外力はフレーム２へと伝わる。

次に、スプリンクラヘッド１に対して斜め下方からの外力に対処したプランジャー５２の構成例を図４〜図６に基づいて説明する。

図４は、プランジャー５２の下端にあるフランジ部５２ａの上部に拡径された段差５２ｃを設けた例である。言い換えると、フランジ部５２ａの下部に縮径された段差を設けた例である。
プランジャー５２のフランジ部５２ａに、このような段差５２ｃを設けたことにより、外力は、まず角部（Ｂ点）にあたることから、下方及び斜め下方の外力により角部（Ａ点）が変形することを防ぐことができる。また、角部（Ｂ点）はそれが仮に変形しても、その変形部分の上部側に拡径した段部５２ｃが形成されていることから、その変形部分が、プランジャー５２と感熱板５３との間に形成されている隙間５２ｄを塞いだり、変形によりプランジャー５２と感熱板５３がかみ合い、結合するおそれがなく、作動性に影響を与えない。

図５（Ａ）（Ｂ）は、プランジャー５２のフランジ部５２ａの下端に角を丸めたＲ面５２ｅ又はテーパー（面取りＣ面）５２ｆを設けた例である。
プランジャー５２はフランジ部５２ａのその下端を、このようなフランジ部５２ａの上部よりも細径となる形状にしたことにより、下方及び斜め下方からの外力により下端部が仮に変形したとしても、その変形部分が隙間５２ｄを塞いだり、変形によりプランジャー５２と感熱板５３がかみ合い、結合するおそれがなく、作動性に影響を与えない。

図６は、プランジャー５２のフランジ部５２ａの上部に段差を設けるとともに、その下部にテーパー５２ｇを設けた例であり、図４と図５（Ｂ）の形状を組み合わせた形状になっている。プランジャー５２は、フランジ部５２ａの部分をこのような形状にしたことにより、下方及び斜め下方からの外力により、フランジ部５２ａ下端部が仮に変形したとしても、その変形部分が隙間５２ｄを塞いだり、変形によりプランジャー５２と感熱板５３がかみ合い、結合するおそれがなく、作動性に影響を与えない。
このように本発明のプランジャー５２は、フランジ部５２ａの下端に段差又はテーパー面若しくはＲ面を備えることで、下方及び斜め下方からの外力により下端部が仮に変形したとしても、フランジ部５２ａの下部側と感熱板５３の突部５３ａとが所定の間隙を介して配置されるので、言い換えれば、フランジ部５２ａの下部側が所定の間隙を介して感熱板５３の突部５３ａと内接するように配置される位置関係を維持するので、感熱板５３に外力がかかって変形しても作動性に影響を与えない。なお、間隙には半田を充填するようにしてもよい。

（スライダー６２）
まず、スライダー６２、ボール６１などからなるボール保持機構６０を有するスプリンクラヘッド１に求められる構成について説明する。ボール６１がフレーム２０の係止段部２２から完全に外れる前に、弁体３０が弁座１７から離れると、作動途中の漏水によって不作動を生じるおそれがあることから、スプリンクラヘッド１には、弁体を支える残存荷重が必要となる。また、残存荷重を確保するためには、スライダー６２の下降量（作動ストロークという）を抑える必要がある。このため、従来では、コイルバネのような変位量の大きいバネを使用することで、スライダー６２の作動ストロークよりもコイルバネの変位量を大きくして、作動途中の水漏れを防止している。
本発明では、スライダー６２の形状を変更することで、スライダー６２の作動ストロークを小さくし、かつ、皿バネ６４の形状を工夫することで、皿バネ自体の変位量を大きくして、嵩張るコイルバネを使わずに済むようにした。
ここで、図１に戻ってスライダー６２の形状に着目すると、スライダー６２の外周部側の凹部６２ａのボール６１と接する面はテーパーが形成されており、このテーパー面がボール６１と接触している。
スライダー６２はこのような形状が採用されたことにより、ボール６１がスライダー６２の内側に入り込んでバランサー６３に乗り上げるときの、スライダー６２の軸方向の移動量（作動ストローク）が、スライダー６２の内側に凹部が設けられずに平らになっている場合（従来例）に比べて少なくて済み、このため、皿バネ６４に必要な変位量、つまりボール６１が係止段部２２から完全に外れるまで弁体３０を弁座１７に圧接しておくために必要なストロークを少なくすることが可能になっている。このスライダー６２の変形例を図７及び図８に基づいて説明する。

図７は、スライダー６２にボールの逃げ部６２ｂを形成した例である。逃げ部６２ｂは、スライダー６２の下面に形成された凹部から構成される。この図において、ボール６１の接触面における段部形成面を開始する点（Ａ点）の位置は、ボール中心位置よりボール半径以下の範囲でヘッド軸心側にある（Ｂの範囲内）。この図７において、スプリンクラヘッドの動作時には、ボール６１がスライダー６２の内側に入り込んだ際、ボール６１が上方の逃げ部６２ｂ内へと入るように移動するので、ボール６１が係止段部２２から離れる作動自体を早め、それによりボール６１の軸方向の移動量を減らすことで、作動ストロークを減らすようにしてある。

図８は、図７のスライダー６２のボールの接触面にテーパーを形成した例である。このスライダー６２は、図１のテーパー面と図７の逃げ部６２ｂとを組み合わせた例である。

（皿ばね６４）
次に、 図１の皿ばね６４について説明する。
図９（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）（ｅ）は、皿ばねの平面図、正面図、側面図、斜視図、及びＥ−Ｅ断面図である。
この皿ばね６４は、中央に貫通穴６４ａが設けられており、この貫通穴に連続するように放射状の６本のスリット６４ｂが設けられている。スリット間には、扇型状（三角形状で角が円弧状になった）貫通穴６４ｃが設けられている。
この皿ばね６４は、上記のように、６本のスリット６４ｂが設けられているが、このスリット６４ｂの個数が例えば４本のように少ないと（従来例）、応力が高くなり皿ばねが割れる、バックリングを起こす、経年変化を起こしやすいという不具合がある。また、スリット６４ｂが１０本以上あると（従来例）、荷重不足、撓み量の不足、皿ばねが元の形状に戻らない、という不具合がある。このようなことから、本実施の形態においては、スリット６４ｂの個数を例えば６個にしている。

また、スリット６４ｂの間に貫通穴６４ｃが設けられているが、これは、皿ばね６４にかかる応力を減らすためである。スリット６４ｂの間に貫通穴６４ｃが無いと、高い応力が発生して皿ばねが割れ、クラックが発生したりするという不具合がある。
また、スリット間の貫通穴６４ｃの形状は、三角形で角を円弧状（扇型状）にしているが、これは各部にかかる応力を分散するためである。なお、この貫通穴の形状が、従来のように、長穴や四角であると応力が分散せず、大きな荷重がかかった際、皿ばねが割れることになる。

また、上記の皿ばね６４の利点を別の観点から説明する。
この皿ばね６４は、荷重を受ける部分と、内周部（中心側）に形成される撓む部分とに分けられる。荷重を受ける部分は、皿ばねの外周部（周縁部）が相当し、撓む部分はスリット部の形状が相当する。これらの２つの部分をバランス良く変化させることで、皿バネを任意の荷重と撓み量にすることが可能になっている。更に、応力を分散させるため、割れたりバックリングが発生したりすることはない。このため、従来の皿ばねでは達成できなかった高荷重と高変位量の２つを両立している。
本実施形態においては、皿バネを、放射状のスリットと、スリット間に設けられる貫通穴とからなる断面形状が蓮根型となるものを使用して、組立荷重と、止水に必要なストロークを確保をするようしたが、スプリンクラヘッドに使用される皿バネの形状は、この形状に限定されない。例えば、組立荷重と止水に必要なストロークを有するもので、かつ耐食性を考慮したものであれば、適時１枚から複数枚の類似の皿バネを組み合わせて使用するようにしてもよい。

本実施形態においては、ボール、スライダー、バランサによるボール保持機構を備えた弁体支持機構によって弁体を支持するスプリンクラヘッドで実施形態を説明したが、感熱体である半田を圧縮する一般的なピストンを有するフラッシュ型のスプリンクラヘッド、例えば、一対のアームから弁体支持機構を構成したレバー式のスプリンクラヘッドに本発明を適用するようにしてもよい。
また、弁体を、放水筒の下端にある弁座に圧接させたが、弁体は、放水筒の内側に設けるようにしてもよい。
なお、ガイドロッドに対して、ストッパリングだけを摺動可能な状態に取り付けたが、デフレクタもガイドロッドに対して摺動可能な状態で取り付けるようにしてもよい。

１ スプリンクラヘッド、１０ ヘッド本体、１１ 開口部、１２ 放水口、１３ フランジ、１４、１５ ねじ部、１６ 放水部、１７ 弁座、１８ 空間、２０ フレーム、２１ ねじ部、２２ 係止段部、３０ 弁体、３１ フランジ部、３２ 凹部、４０ 散水部、４１ デフレクタ、４１ａ 挿入穴、４２ ガイドロッド、４２ａ 段部、４３ ストッパリング、４３ａ ガイド部材、４４ コイルばね、５０ 弁体支持機構 、５１ 感熱部、５２ プランジャー、５２ａ フランジ部、５２ｂ 雌ねじ、５３ 感熱板、５４ 断熱材、５５ 感熱体、６０ ボール保持機構、６１ ボール、６２ スライダー、６２ａ 凹部、６３ バランサー、６４ 皿ばね、６５ セットスクリュー。

Claims (3)

1. 内側に係止段部が形成されたフレームと、該フレームの上部に接続され、内部に放水筒を有するヘッド本体と、前記フレーム内にその一部が少なくとも設けられる散水部とを有し、前記散水部が、ストッパリング、ガイドロッド及び前記放水筒の下方に設けられるデフレクタとから構成されるスプリンクラヘッドにおいて、
   前記ストッパリングは、前記フレームの高さ方向のほぼ中間に設けられ、前記ガイドロッドを挿通させる挿通穴が設けられ、内周側には、内周の一部を上方に折り曲げて形成したガイド部材が設けられ、
   前記ストッパリングの外周部と前記ヘッド本体との間に、前記フレームに沿ってコイルバネが設置され、
   前記ガイドロッドは、上端は前記挿通穴よりも大きいストッパ用の段部が設けられ、下端は前記デフレクタに固着され、通常時の状態では、前記ガイドロッドは、前記コイルバネの内周側であり、かつ前記ガイド部材の外周側に位置し、前記ヘッド本体の内周部と放水筒との間に形成された空間内に収納されており、放水動作時に、前記デフレクタの上に設置された前記ストッパリングの前記挿通穴に沿って下方に移動することを特徴とするスプリンクラヘッド。
2. 前記コイルバネは、前記ヘッド本体の外周部に設けられる円筒状のねじ部の下端と、前記ストッパリングの外周部との間に設けられることを特徴とする請求項１記載のスプリンクラヘッド。
3. 前記ストッパリングは、内周より内側に突出した突出部を有し、該突出部に前記ガイドロッドを挿通する前記挿通穴が設けられることを特徴する請求項１又は２記載のスプリンクラヘッド。

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