JP7092545B2 - スプリンクラーヘッド - Google Patents

Description

本発明は、消火用のスプリンクラーヘッドに関する。

スプリンクラーヘッドは、火災の際に自動的に作動して、消火液としての水を散布する。このためスプリンクラーヘッドは、給水配管に接続されたノズルと、火災の熱によって作動する感熱分解部を備える。火災のない平時では、前記ノズルの出口は弁体により閉止されている。弁体は、感熱分解部を介してノズルの出口を閉止するための荷重が印加されている。さらに弁体と感熱分解部の間には皿ばねが設置されており、皿ばねはノズルの出口を閉止する方向に弁体を押圧している。

こうしたスプリンクラーヘッドには、感熱分解部にボールやリングを用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。これらのスプリンクラーヘッドでは、感熱分解部が作動してから水を散布するために必要となる感熱分解部の構成部品の移動量が大きく設定されている。そのため例えば平時において外力を受けた場合でも、弁体がノズルの出口を閉止する荷重が低下しにくく、耐衝撃性に優れるという特徴を有している。

そして前記スプリンクラーヘッドが平時に外力を受けると、感熱分解部の構成部品には多少の位置ずれが生じることがある。しかしながら、そのような多少の位置ずれは、スプリンクラーヘッドが作動して散水するために必要となる構成部品の移動量よりも小さく、したがってスプリンクラーヘッドは作動しない。これに対して、火災により低融点合金が溶融した際には、複数個のボールがフレームの段部から外れることによって、感熱分解部を支持していたバランスが崩れる。これによりフレームの段部では感熱分解部を保持できなくなり、感熱分解部がフレームから脱落することで弁体が開放され、スプリンクラーヘッドの作動に至る。

また、前述した低融点合金の溶融から感熱分解部が脱落するまでの間、ノズルの出口であるノズル端に対する弁体の閉止状態を維持するために、感熱分解部と弁体の間には弁体をノズル端に付勢する皿ばねが設置されている。この皿ばねは、感熱分解部の構成部品が移動し始めた際に、平板状に潰された皿ばねが山状に復元するまでのたわみ量（変位量）によって、感熱分解部に対して弁体をノズル端に付勢し続けるものである。

特開２０１２－１０５９５２号公報、図６

ところで、以上のような特許文献１のスプリンクラーヘッドは、感熱分解部に設けられたセットスクリューに皿ばねが挿通されており、皿ばねの荷重（付勢力）を弁体の底面に作用させている。感熱分解部は、部品の寸法誤差や組み付け誤差、火源の位置により半田の溶融し始める部位が変わること等によって、ノズルの中心軸に対して傾きながら分解作動することがある。そのときにセットスクリューが傾くと、ロッジメントが発生するおそれがある。即ち、フレームの中心軸に対して皿ばねの中心軸が偏芯し、これによって皿ばねの縁が筒状のフレームの内側に引っ掛かって係留されるおそれがある。また、分解作動時にセットスクリューが傾くと、デフレクターやデフレクターと連結しているガイドリンクも傾きながらフレームの内側を摺動することがあり、この場合にもデフレクターやガイドリングがフレームの内側に引っ掛かかって係留されてロッジメントが発生するおそれがある。

以上のような従来技術を背景になされたのが本発明である。本発明の目的は、スプリンクラーヘッドの作動信頼性を高めることにある。

上記目的を達成するために、本発明のスプリンクラーヘッドは以下のように構成される。

即ち本発明は、内部にノズルを有する本体と、前記ノズルの出口を閉止する弁体と、前記弁体が前記出口を閉止するのを維持するとともに低融点合金の溶融により分解作動する感熱分解部と、前記弁体を前記出口に対して付勢する皿ばね部材と、前記皿ばね部材が挿通されたセットスクリューとを備えており、前記弁体は、前記セットスクリューの一端側にある頭部を挿入する凹部を有し、前記凹部は、前記頭部を挿入する側にある開口部と、前記開口部から挿入した前記頭部が当接可能な当接部とを有するスプリンクラーヘッドについて、前記凹部の内周面は、前記当接部側における前記頭部との隙間よりも、前記開口部側における前記頭部との隙間の方が広くなるように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、弁体の凹部の内周面の形状が、セットスクリューの頭部との間に隙間が形成される形状としている。より具体的には、凹部の内周面は、凹部の当接部側における前記頭部との隙間よりも、凹部の開口部側における前記頭部との隙間の方が広くなるような形状としている。したがって弁体がノズルを開放する感熱分解部の分解作動の初動時には、セットスクリューの頭部が凹部に深く入り込んでおり、凹部の当接部側では凹部の内周面と頭部との隙間が狭い。このため、感熱分解部の分解作動に伴いセットスクリューが大きく傾倒しようとしても、セットスクリューの頭部が僅かな隙間を移動して凹部の当接部側の内周面に対して当接することで、分解作動の初動時におけるセットスクリューの過剰な傾倒を規制することができる。そしてその後は、凹部の開口部側の内周面とセットスクリューの頭部との間の隙間が広がるため、感熱分解部の分解作動によりセットスクリューの頭部が凹部から抜け出る際に、セットスクリューの頭部が凹部の開口部側の内周面に引っ掛かることなく、感熱分解部をスムーズに分解作動させることができる。以上のようにして本発明であれば、感熱分解部の分解作動の初動時におけるセットスクリューの過剰な傾倒を規制でき、その後セットスクリューの頭部が凹部から抜去するまでの間に凹部の開口部側の内周面に引っ掛かることがないので、凹部からスムーズに抜脱することができる。よって、ロッジメントの発生を防ぐことができスプリンクラーヘッドの作動信頼性を高めることができる。

前記凹部の前記内周面は、前記当接部側に、前記感熱分解部の分解作動時に前記頭部が当接して前記感熱分解部の過度な傾倒を規制する傾倒規制部を有するものとして構成することができる。本発明によれば、凹部の当接部側の内周面に設けた傾倒規制部が、セットスクリューの頭部と当接して過度な傾倒を規制する。このため分解作動の初動時に弁体の中心軸に対してセットスクリューの中心軸が傾倒することを、より確実に抑制することができる。

前記本発明の前記凹部の内周面は、前記当接部側における前記頭部との隙間よりも、前記開口部側における前記頭部との隙間の方が広くなるように形成することができるが、これは様々な態様で構成することができる。その具体例として前記凹部の前記内周面は、前記当接部側から前記開口部側に向かって拡径するテーパー形状として構成することができる。本発明によれば、弁体がノズルを閉止している閉止状態ではセットスクリューの中心軸を弁体の中心軸と同軸に配置することができ、前記分解作動時では凹部から抜けていくセットスクリューに対して、その傾倒を徐々に許容することで、セットスクリューの過度な傾きを抑制しながらセットスクリューをスムーズに分解作動させることができる。

前記開口部は、前記内周面に対して鋭角に拡径する斜面部を有するように構成できる。本発明によれば、前記分解作動によりセットスクリューが弁体の凹部から抜け出る際に、斜面部とセットスクリューの頭部と斜面部との間には大きな隙間が形成されるので、セットスクリューの頭部が凹部に引っ掛かることを確実に防ぎ、感熱分解部をスムーズに分解作動させることができる。

前記本発明は、前記ノズルの外周面に沿って立設した爪を有するガイドリングと、前記ガイドリングに対してピンによって連結されたデフレクターとを有しており、前記ノズルの前記出口の外周面には、前記出口側に向けて先細りとなるテーパー状の先細り部を有するように構成できる。本発明によれば、ノズルの出口の外周面には先細り部が形成されているため、前記分解作動時にノズルの外周面に沿ってガイドリングの爪が移動した際に、ガイドリングの爪が引っ掛かることでロッジメントが発生することを防ぐことができる。

前記皿ばね部材は、主皿ばねと、主皿ばねよりもたわみ変形によるたわみ量が小さい補助皿ばねとを重ねて構成した組合せ皿ばねとして構成できる。主皿ばねは、たわみ変形によるたわみ量が大きいものであり、補助皿ばねは主皿ばねのたわみ変形によるたわみ量を補完するたわみ量を有している。これにより主皿ばねのたわみ量を補助皿ばねのたわみ量で補完することができるため、主皿ばねの高さと外径を大きくしなくても、分解作動時における感熱分解部の構成部品の移動を、主皿ばねと補助皿ばねとを合わせたより大きなたわみ量によって吸収することが可能となる。

前記セットスクリューの前記頭部の高さは、前記皿ばね部材のたわみ変形量以上であるように構成できる。これにより皿ばね部材が無荷重時の高さに復元した状態においてもセットスクリューに挿通した状態を維持することができる。したがって前記分解作動時に、感熱分解部とともに皿ばね部材を脱落させることができるので、皿ばね部材が単独で落下することを原因としてロッジメントが発生するのを防止できる。

本発明のスプリンクラーヘッドによれば、ロッジメントの発生を抑制し、分解作動時の作動信頼性を高めることができる。

本発明の一実施形態によるスプリンクラーヘッドの断面図。 図１のスプリンクラーヘッドに備える散水部の斜視図。 図２で示す散水部の断面図。 図１のスプリンクラーヘッドに備える主皿ばねを示す図であり、図４Ａは平面図、図４Ｂは斜視図、図４Ｃは断面図。 図１のスプリンクラーヘッドに備える補助皿ばねを示す図であり、図５Ａは平面図、図５Ｂは断面図。 図１のスプリンクラーヘッドのシリンダーの周辺の拡大断面図。 図１のスプリンクラーヘッドの作動過程を示す断面図。 図１のスプリンクラーヘッドにおける弁体の凹部の変形例を示す断面図。 図８のスプリンクラーヘッドに備える散水部の断面図。

本発明のスプリンクラーヘッドＳの一実施形態について図面を参照しつつ説明する。スプリンクラーヘッドＳは、本体１、フレーム２、弁体３、散水部４、組合せ皿ばね５（皿ばね部材）、感熱分解部６を備えている。

本体１は、円筒状に形成されており、その内部にはノズル１１が形成されている。本体１の外周の上端側には給水配管（図示略）に接続されるネジ部１２が設けられており、その内面側にはノズル１１が伸長しており、その下端にはノズル１１の「出口」となるノズル端１１ａが形成されている。ノズル端１１ａは弁体３と当接しており、平時（閉止状態）においては弁体３により閉止されている。本体１の外周の中間部分にはフランジ部１ａが突出しており、フランジ部１ａの内縁部にはフレーム２と接続されるネジ部１３が形成されている。ノズル１１の出口側の外周面には、先細り部１１ｂが形成されている。先細り部１１ｂはノズル端１１ａに向かって先細りする形状となっている。これにより後述のガイドリング４２の引っ掛かりを防止できる。

フレーム２は、円筒状に形成されており、その上端にはネジ部２１が設けられ前述の本体１のネジ部１３に対して螺合接続される。フレーム２の下端の内周には内向きに突出する環状の段部２２が形成され、段部２２には後述のボール６１が係止する。フレーム２はノズル１１の出口側の外周を取り囲むように配置される。

弁体３は、円盤状に形成されており、ノズル端１１ａと当接することで、ノズル端１１ａを閉止している。弁体３のノズル１１と対向する面には、ノズル１１の内部に入り込む突起３１が形成されている。その反対面には「凹部」としての凹み３２が形成されている。凹み３２には後述するセットスクリュー６４が挿通される。

凹み３２は、図３で示すように、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの先端部が当接可能な当接部３２ａと、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの外周面と対向する内周面３２ｂと、セットスクリュー６４の挿入側端部となる開口部３２ｃとを有している。凹み３２の内周面３２ｂは、当接部３２ａの側から開口部３２ｃの側に向かって拡径するテーパー状に形成されている。したがって内周面３２ｂとセットスクリュー６４の頭部６４Ｂの外周面との隙間は、当接部３２ａの側から開口部３２ｃの側に向かうに従い大きくなる。これにより分解作動の初動時にセットスクリュー６４が過度に傾くことを抑えてロッジメントの発生を抑制できる。また、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂが凹み３２から抜けるように変位するにつれて、内周面３２ｂとの引っかかりがなくなるため、スムーズに頭部６４Ｂを凹み３２から抜脱することができる。

内周面３２ｂには、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの外周面と対向位置する傾倒規制部３２ｂ１が形成されている。傾倒規制部３２ｂ１は、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂと当接して過度な傾倒を規制することができる。このため分解作動の初動時に弁体３の中心軸に対してセットスクリュー６４の中心軸が傾倒することを、より確実に抑制することができる。なお、傾倒規制部３２ｂ１は、少なくとも分解作動時に傾倒する頭部６４Ｂと当接可能であるように頭部６４Ｂと対向位置していればよい。したがって平時における傾倒規制部３２ｂ１と頭部６４Ｂとの間には、隙間を有していてもよい。図３はその隙間を有する例を示している。この場合には、スプリンクラーヘッドＳの組立時に頭部６４Ｂが内周面３２ｂに対して引っ掛からないことを確実にして、本体１とフレーム２を正しく組み立てることができる。他方、組立上の問題がなければ傾倒規制部３２ｂ１と頭部６４Ｂとは部分的に又は全周に亘って接触していてもよい。

弁体３の突起３１の基端外周には、ノズル端１１ａが当接する円環状の当接面３３が形成されている。弁体３は、図２で示すように円盤状のデフレクター４１に取付けられており、デフレクター４１は弁体３に対して回転可能である。

弁体３とノズル端１１ａとの間にはシール部材としてフッ素樹脂製の止水シートが設置されている（図示略）。止水シートは、弁体３の当接面３３またはノズル端１１ａに貼付される。止水シートはこれに換えてフッ素樹脂によるコーティング層として設けてもよい。

散水部４は、図２、図３で示すように、デフレクター４１、ガイドリング４２、ピン４３を備えている。散水部４は、フレーム２の内周とノズル１１の出口側の外周の間の内部空間に収容される。

デフレクター４１は、前述の弁体３と一体に組み込まれており、デフレクター４１の中心穴には弁体３の凹み３２を形成する円筒状の周壁３４が挿通されている。デフレクター４１の周縁には複数のスリット４５が形成されており、このスリット４５の形状により散水パターンをコントロールしている。またデフレクター４１の周縁にはピン４３が挿通されて固定される穴が複数設置されている。

ガイドリング４２は、リング状に形成されており、内周径はノズル１１の出口側の外周径よりも大きい。ガイドリング４２の外周径は、フレーム２の内周径よりも僅かに小さく、またフレーム２の段部２２の内周径よりも大きい。ガイドリング４２はフレーム２の内周面に沿って摺動可能であり、スプリンクラーヘッドＳの作動時には段部２２に係留される。ガイドリング４２には、ピン４３が挿通される穴が複数設置されており、その位置はデフレクター４１に設置されたピン４３が挿通される穴の位置に対応している。ガイドリング４２の上部には、ガイドリング４２をフレーム２の段部２２に付勢するコイルスプリング４９が設置されている（図１）。

また、ガイドリング４２の内周部には、ノズル１１の外周に沿って複数の爪４２ａが形成されている。図２で示すように、本実施形態では３つの爪４２ａを設ける例を示している。爪４２ａが近接して配置されるノズル１１の出口側の外周は先細り部１１ｂとなっており、ガイドリング４２が傾いて摺動した場合において、爪４２ａの先端が先細り部１１ｂに引っ掛からないように構成している。

ピン４３は、細い棒状に形成されており、一端側には鍔部４８が形成されている。ピン４３は、前述のデフレクター４１とガイドリング４２の穴に挿通され、鍔部４８が無い他端側からガイドリング４２、デフレクター４１の順に挿通される。挿通後、ピン４３の他端側をカシメ加工によりデフレクター４１に固定設置する。これにより、ガイドリング４２はピン４３に沿って摺動可能になる。

組合せ皿ばね５は、弁体３と感熱分解部６の間に設置される。組合せ皿ばね５は、弁体３に接している主皿ばね５１と、感熱分解部６に接している補助皿ばね５２とを有している。両方の主皿ばね５１と補助皿ばね５２の中央にはそれぞれ貫通穴５１Ｃ、５２Ｃが設けられており、貫通穴５１Ｃ、５２Ｃには後述するセットスクリュー６４の頭部６４Ｂが挿通される。

本実施形態において、補助皿ばね５２の外径は主皿ばね５１の外径よりも大きい。補助皿ばね５２の外径は、ガイドリング４２の外径およびフレーム２の段部２２の内周径よりも小径である。図１において、主皿ばね５１および補助皿ばね５２の外周と、フレーム２の内周面は離間した状態にある。

主皿ばね５１は、円環状の外周部５１Ａと、その内周から中心に向かって片持ち梁状に伸長するばね片部５１Ｂから構成されている。外周部５１Ａは荷重を受ける機能を有し、ばね片部５１Ｂはたわみ（変位量）として機能するように構成されている。ばね片部５１Ｂは、図示のように６か所設置されており、ほぼ同じ幅（平行）に形成されており、その基端部は円弧状に広がる弧状縁として形成されている。ばね片部５１Ｂの先端どうしの間隔（主皿ばね５１の内径）は、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの外径よりも僅かに大径となっている。また、主皿ばね５１は、外周側から中心に向かうに従って高くなるように形成されている。

補助皿ばね５２は、主皿ばね５１と同様に外周部５２Ａと短ばね片部５２Ｂから構成されている。短ばね片部５２Ｂは主皿ばね５１のばね片部５１Ｂよりも短く、たわみ量が少ない。短ばね片部５２Ｂは４箇所設置されており、ほぼ同じ幅（平行）に形成されており、その基端部は円弧状に広がる弧状縁として形成されている。短ばね片部５２Ｂの先端どうしの間隔（補助皿ばね５２の内径）は、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの外径よりも僅かに大径となっている。

また、補助皿ばね５２は、外周側から中心に向かうに従って高くなるように形成されている。補助皿ばね５２の無荷重時の自由高さは、主皿ばね５１のそれよりも小さい。上記より補助皿ばね５２は主皿ばね５１と比較して大径となっている。このため補助皿ばね５２が、その内側傾斜面５２Ｄによって主皿ばね５１の外縁を支持することで、主皿ばね５１がたわみ変形する動作を安定させることができる。したがって補助皿ばね５２は主皿ばね５１の「支持部材」としての機能を有する。また、補助皿ばね５２は主皿ばね５１と比較して、無荷重時の自由高さが平坦に近い形状となっている。補助皿ばね５２は、主皿ばね５１を安定して保持する「支持部材」としての機能を有する。このため補助皿ばね５２の無荷重時の自由高さが平坦に近くたわみ量が主皿ばね５１よりも少ないので、補助皿ばね５２による主皿ばね５１に対する支持が腰高とならず、安定して主皿ばね５１を支持することができる。さらに、補助皿ばね５２の板厚は主皿ばね５１の板厚よりも厚く形成されており、主皿ばね５１よりも補助皿ばね５２のたわみ量を小さくすることができる。また補助皿ばね５２の無荷重時の外径は後述のスライダー６２の外径よりも小さく形成されている。

主皿ばね５１と補助皿ばね５２は、お互いの外縁側が接するように組み合わされ、それらの貫通穴５１Ｃ、５２Ｃにはセットスクリュー６４の頭部６４Ｂが挿通される。これにより主皿ばね５１の外縁と、補助皿ばね５２の外周部５２Ａの漏斗状ないしすり鉢状の内側傾斜面５２Ｄとの間の摩擦抵抗により、主皿ばね５１と補助皿ばね５２に荷重を印加する際、または荷重を除去する際に中心軸の位置ずれを防止することができる。したがって、主皿ばね５１と補助皿ばね５２には均等に荷重が付与され、過負荷による破損や荷重の偏りによるスプリンクラーヘッドＳの作動不良を防止することができる。

主皿ばね５１は弁体３側に設置されており、補助皿ばね５２は感熱分解部６側に設置されている。このような構成にすると、補助皿ばね５２のたわみ量が少ないのでスプリンクラーヘッドＳの作動時に、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂが補助皿ばね５２に挿通された状態のままで、補助皿ばね５２を感熱分解部６とともにフレーム２の外に脱落させることができる。これにより作動過程において補助皿ばね５２の外周縁がフレーム２の内周と干渉するのを防止できる。

感熱分解部６は、複数のボール６１、スライダー６２、バランサー６３、セットスクリュー６４、プランジャー６５、シリンダー６６を備えている。

複数のボール６１は、鋼製の球体であり、本実施形態では同じサイズのものを８つ使用する。ボール６１は円盤状のスライダー６２の周縁に形成された凹みに収容されている。ボール６１の外周下部はフレーム２の段部２２に係止され、スライダー６２がボール６１を上方から押圧している。これにより各ボール６１にはスプリンクラーヘッドＳの中心軸側に移動する力が常時作用している。

スライダー６２は、円盤状に形成されており、前述のようにバランサー６３側と対向する面の周縁にボール６１と同数の８つの凹みが形成されている。８つの凹みは、スライダー６２の周方向に沿って均等間隔で設置されており、これにより８つのボール６１に印加される荷重が均一となる。荷重が均一となることで一部の部品へ荷重が集中することを防いで部品の損傷を防止するとともに、荷重の不均一によるスライダー６２の傾きを防ぐことができる。これによりスライダー６２上に設置された組合せ皿ばね５によるノズル端１１ａを閉止する荷重は、ノズル１１の中心に印加される。したがってノズル端１１ａには組合せ皿ばね５による荷重が弁体３を介して均一に印加され、ノズル１１からの水漏れを防止できる。

バランサー６３は、円筒状に形成されており、外周面上部が、ボール６１の内側に設置され、その側面に形成された段部６３Ａによりボール６１の移動を阻止している。スライダー６２とバランサー６３は中央に貫通穴を有している。スライダー６２の貫通穴にはセットスクリュー６４の脚部が挿通され、バランサー６３の貫通穴にはプランジャー６５が挿通されている。

セットスクリュー６４は、頭部６４Ｂと脚部６４Ｃとを有する。頭部６４Ｂは、前述の凹み３２と、主皿ばね５１の貫通穴５１Ｃと、補助皿ばね５２の貫通穴５２Ｃに挿通されている。セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの先端部は球面状に形成されている。脚部６４Ｃの先端側は牡ネジ６４Ａとなっており、スライダー６２の貫通穴に挿通された後、プランジャー６５の内周に設置された牝ネジ６５Ａと螺合される。

セットスクリュー６４の頭部６４Ｂの高さは、積層された複数枚の組合せ皿ばね５の自由高さよりも大きくなるように形成されており、組合せ皿ばね５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６４の頭部６４Ｂの高さが低い場合、組立時に組合せ皿ばね５が必要以上に潰れて機能しなくなるおそれがあることから、そのようなことがない程度にセットスクリュー６４の頭部６４Ｂの高さを設定することで、安定した状態で組合せ皿ばね５を保持することが可能となる。さらに、スプリンクラーヘッドＳの作動時（感熱分解部６の分解作動時）に、セットスクリュー６４の頭部６４Ｂが主皿ばね５１と補助皿ばね５２に挿通された状態のままで、主皿ばね５１と補助皿ばね５２を感熱分解部６とともにフレーム２の外に脱落させることができる。これによりスプリンクラーヘッドＳの作動過程において、主皿ばね５１と補助皿ばね５２の外周縁がフレーム２の内周と干渉するのを防止できる。また、前述のようにセットスクリュー６４の頭部６４Ｂが挿通される弁体３の凹み３２の内周面３２ｂはテーパー形状であるため、スプリンクラーヘッドＳが作動するときのセットスクリュー６４の傾きを抑えてロッジメントの発生を抑制することができる。

プランジャー６５は、円筒状に形成されており、上端の内周には前述の牝ネジ６５Ａが形成されている。プランジャー６５の上端はバランサー６３の上端を超える長さを有している。プランジャー６５の下端には、図６で示すように鍔部６５Ｂが形成されており、鍔部６５Ｂの上面にはリング状の低融点合金６７が載置されている。この低融点合金６７を覆うようにシリンダー６６が設置されている。

鍔部６５Ｂの内側には、プランジャー６５の下端から牝ネジ６５Ａに続く穴６５Ｃが形成されている。穴６５Ｃの内径は牝ネジ６５Ａの呼び径よりも大きく、プランジャー６５の外周径と穴６５Ｃの内周径の間には薄肉部６５Ｄが設置される。薄肉部６５Ｄは、牝ネジ６５Ａや鍔部６５Ｂと比較して断面積が小さく熱伝導効率が良くないので、鍔部６５Ｂ側で吸収した熱を牝ネジ６５Ａ側に伝わりにくくしている。また薄肉部６５Ｄの強度を補うために穴６５Ｃに樹脂製のキャップを挿入して構成してもよい。

シリンダー６６は、銅または銅合金にて形成されており、シリンダー６６の表面から吸収した熱を低融点合金６７に伝わりやすくしている。シリンダー６６は低融点合金６７が収容される凹み６６Ａを有しており、凹み６６Ａの中央にプランジャー６５が挿通される貫通穴が設置されている。凹み６６Ａの縁には外部に向かって拡張された円盤部６６Ｂが設置されており、円盤部６６Ｂの外縁はフレーム２の方向に立設された側面部６６Ｃとなっている。側面部６６Ｃには長穴状の開口部６６Ｄが複数設置されている。開口部６６Ｄを通過して外部の気流が凹み６６Ａの外周面に到達することができ、火災の際には凹み６６Ａの内部に収容された低融点合金６７に気流からの熱が伝わりやすくなっている。

凹み６６Ａとバランサー６３の下端の間には、リング状の断熱材６８が設置され、断熱材６８によってシリンダー６６に伝わった火災の熱がバランサー６３に伝搬するのを阻止している。前述の穴６５Ｃを断熱材６８の位置まで形成することができ、これにより断熱効果がさらに向上する。

図６において、断熱材６８と凹み６６Ａの間には、円盤状の感熱板６９が設置されている。感熱板６９は銅や銅合金にて形成され、表面で吸収した熱を凹み６６Ａの内部の低融点合金６７に伝わりやすくしている。

次に、図１のスプリンクラーヘッドＳの動作を図７により説明する。図７Ａ～図７Ｄは、スプリンクラーヘッドＳの作動過程を示す図である。

（ａ）スプリンクラーヘッドＳの監視状態においては、本体１のノズル１１には加圧された消火水が供給されており、弁体３には消火水の圧力が加えられている（図７Ａ）。

（ｂ）火災が発生し、その熱気流がシリンダー６６に当たると熱が低融点合金６７に伝わる。そして、低融点合金６７が周囲から加熱されて溶融し始めると、溶融した低融点合金６７はプランジャー６５とシリンダー６６の凹み６６Ａ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７Ｂ）。

低融点合金６７が溶融して凹み６６Ａの外部に流出すると、シリンダー６６は低融点合金６７の流出量に対応して降下する。シリンダー６６が降下すると、シリンダー６６の上に設置されている断熱材６８及びバランサー６３が降下する（図７Ｂ）。

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、中心軸方向（内側）に付勢されているボール６１がバランサー６３の段部６３Ａを越えて内側に移動し、フレーム２の段部２２とボール６１との係合が解かれる。

感熱分解部６が分解作動してその構成部品が移動するまでの間、即ちボール６１が段部２２から外れて組合せ皿ばね５及び感熱分解部６が降下するまでの間に、主皿ばね５１と補助皿ばね５２が無荷重状態に復元するまでのたわみ変形により、弁体３はノズル端１１ａに圧接されてノズル１１の閉止状態を維持することができる。即ち、主皿ばね５１と補助皿ばね５２が平板状に圧縮された有荷重状態から無荷重状態に復元するまでのたわみ量（変位量）が残っている間、弁体３への荷重を印加し続けて、感熱分解部６が完全に落下するまで弁体３がノズル１１を塞ぐことができる。このように主皿ばね５１と補助皿ばね５２を備えるスプリンクラーヘッドＳによれば、それらの組合せにより得られる大きなたわみ量によって、分解作動時における感熱分解部６の構成部品の移動量を吸収することができ、低融点合金６７の溶融からスプリンクラーヘッドＳが作動に至るまでの間に弁体３をノズル端１１ａに安定して保持することができる。

ここで主皿ばね５１は弁体３と接しており、補助皿ばね５２はスライダー６２と接している。感熱分解部６が傾いて作動した場合（図７Ｂ参照）、補助皿ばね５２はスライダー６２の傾きに従い、主皿ばね５１と補助皿ばね５２の軸芯がずれてしまうが、主皿ばね５１の外縁が補助皿ばね５２の外周部５２Ａの内側傾斜面５２Ｄに接しているので、その摩擦抵抗により主皿ばね５１の過度な軸芯のずれを抑制することができる。主皿ばね５１のばね片部５１Ｂは弁体３の底面に突出する周壁３４の先端に接しており、主皿ばね５１と補助皿ばね５２の荷重を安定して弁体３に付与することができる。また上記に加えて弁体３の凹み３２の内周面３２ｂがテーパー状になっており、セットスクリュー６４が過度に傾くことを防止している。

（ｃ）弁体３の下に配置されていた感熱分解部６が落下すると、組合せ皿ばね５および弁体３が降下する（図７Ｃ）。その際、主皿ばね５１と補助皿ばね５２は、感熱分解部６のセットスクリュー６４の頭部６４Ｂが挿通された状態のままで降下する。主皿ばね５１は補助皿ばね５２に続いてセットスクリュー６４の頭部６４Ｂが挿通された状態のままフレーム２の外に降下する。主皿ばね５１の外径は補助皿ばね５２よりも小径なのでフレーム２の内周との干渉を避けることができる。

また、弁体３の降下に伴って、弁体３に取り付けられているデフレクター４１、デフレクター４１に取り付けられているガイドリング４２とピン４３が降下する。ピン４３が降下すると、その上部にある鍔部４８がガイドリング４２に係止され、ガイドリング４２はフレーム２の段部２２に係止され、弁体３及びデフレクター４１がピン４３によりフレーム２から吊り下げられた状態になる。このとき、ガイドリング４２が傾いた状態でフレーム２の内部を下方へ移動する場合、ノズル１１の先細り部１１ｂにより爪４２ａの先端が干渉せずに移動できる。

（ｄ）以上のようにして弁体３が降下するとノズル１１は開放され、加圧された消火水がデフレクター４１に衝突して四方へ飛散され火災を消火する（図７Ｄ）。

実施形態の変形例

前記実施形態では内周面３２ｂがテーパー形状の凹み３２を例示したが、図８、図９の変形例で示すように、凹み３２の開口部３２ｃに内周面３２ｂに対して鋭角に広がる斜面部３２ｃ１を設けるようにしてもよい。これにより、作動過程において、組合せ皿ばね５がたわみ変形している状態のときはセットスクリュー６４の頭部６４Ｂが凹み３２によって傾きを抑制された状態とし、感熱分解部６が脱落する際には、頭部６４Ｂとの隙間が大きくなる斜面部３２ｃ１によってスムーズに脱落させることができる。

前記実施形態の組合せ皿ばね５は、主皿ばね５１と補助皿ばね５２により構成する例を示したが、主皿ばね５１のたわみ量に十分な余裕がある場合には、補助皿ばね５２に代えて平ワッシャーで構成することもできる。

Ｓ スプリンクラーヘッド
１ 本体
１ａ フランジ部
２ フレーム
３ 弁体
４ 散水部
５ 組合せ皿ばね
６ 感熱分解部
１１ ノズル
１１ａ ノズル端（出口）
１１ｂ 先細り部
１３ ネジ部
２１ ネジ部
２２ 段部
３１ 突起
３２ 凹み（凹部）
３２ａ 当接部
３２ｂ 内周面
３２ｂ１ 傾倒規制部
３２ｃ 開口部
３２ｃ１ 斜面部
３３ 当接面
３４ 周壁
４１ デフレクター
４２ ガイドリング
４２ａ 爪
４３ ピン
５１ 主皿ばね
５１Ａ 外周部
５１Ｂ ばね片部
５１Ｃ 貫通穴
５２ 補助皿ばね
５２Ａ 外周部
５２Ｂ 短ばね片部
５２Ｃ 貫通穴
５２Ｄ 内側傾斜面
６１ ボール
６２ スライダー
６３ バランサー
６３Ａ 段部
６４ セットスクリュー
６４Ａ 牡ネジ
６４Ｂ 頭部
６４Ｃ 脚部
６５ プランジャー
６５Ａ 牝ネジ
６５Ｂ 鍔部
６６ シリンダー
６７ 低融点合金
６８ 断熱材
６９ 感熱板

Claims (7)

1. 内部にノズルを有する本体と、
   前記ノズルの出口を閉止する弁体と、
   前記弁体が前記出口を閉止するのを維持するとともに低融点合金の溶融により分解作動する感熱分解部と、
   前記弁体を前記出口に対して付勢する皿ばね部材と、
   前記皿ばね部材が挿通されたセットスクリューとを備えており、
   前記弁体は、前記セットスクリューの一端側にある頭部を挿入する凹部を有し、
   前記凹部は、前記頭部を挿入する側にある開口部と、前記開口部から挿入した前記頭部が当接可能な当接部とを有するスプリンクラーヘッドにおいて、
   前記凹部の内周面は、前記当接部側における前記頭部との隙間よりも、前記開口部側における前記頭部との隙間の方が広くなるように形成されていることを特徴とするスプリンクラーヘッド。
   
2. 前記凹部の前記内周面は、前記当接部側に、前記感熱分解部の分解作動時に前記頭部が当接して前記感熱分解部の過度な傾倒を規制する傾倒規制部を有する請求項１記載のスプリンクラーヘッド。
   
3. 前記凹部の前記内周面は、前記当接部側から前記開口部側に向かって拡径するテーパー形状である請求項１又は請求項２記載のスプリンクラーヘッド。
   
4. 前記開口部は、前記内周面に対して鋭角に広がる斜面部を有する請求項１又は請求項２記載のスプリンクラーヘッド。
   
5. 前記ノズルの外周面に沿って立設した爪を有するガイドリングと、
   前記ガイドリングに対してピンによって連結されたデフレクターとを有しており、
   前記ノズルの前記出口の外周面には、前記出口側に向けて先細りとなるテーパー状の先細り部を有する請求項１～請求項４何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
6. 前記皿ばね部材は、主皿ばねと、主皿ばねよりもたわみ変形によるたわみ量が小さい補助皿ばねとを重ねて構成した組合せ皿ばねである請求項１～請求項５何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。
   
7. 前記セットスクリューの前記頭部の高さは、前記皿ばね部材のたわみ変形量以上である請求項１～請求項６何れか１項記載のスプリンクラーヘッド。

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