スプリンクラヘッド
【課題】平常時には腐食ガスから半田を保護し、火災発生時等の異常時には半田が流出できるように間隙を開通させることを可能にしたスプリンクラヘッドを提供する。
【解決手段】スプリンクラヘッド１００は、シリンダー５０と、シリンダー５０内に設けられた半田９９と、半田９９を押圧する第１のピストン５４と、半田９９と外気とを連通する間隙９５の少なくとも一部に設けられ、半田９９の溶融によって中心方向に縮小し、設置された部分の間隙９５を開放する間隙開閉部材９０と、を備えている。
【解決手段】スプリンクラヘッド１００は、シリンダー５０と、シリンダー５０内に設けられた半田９９と、半田９９を押圧する第１のピストン５４と、半田９９と外気とを連通する間隙９５の少なくとも一部に設けられ、半田９９の溶融によって中心方向に縮小し、設置された部分の間隙９５を開放する間隙開閉部材９０と、を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリンクラヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスプリンクラヘッドには、「給水配管と接続し、内部にノズルを有する本体と、感熱分解部分によりノズルを閉塞している止水部と、熱によって分解する感熱分解部と、本体と接合され感熱分解部を支持しているフレームと、ノズル開放時に給水配管から供給される消火水を散布させる散布部から構成されるスプリンクラーヘッドにおいて、散布部をフレームの外側に設置して散水部以外の構成品によって組み立てられたユニットと着脱可能に設置される」というものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のスプリンクラヘッドにおいては、半田（低融点合金）がシリンダー内でピストンに押圧されており、火災発生時にシリンダー内でピストンに押圧されている半田が流出可能になっている。そのため、溶融した半田を流出させるための間隙がシリンダー内周面とピストン外周面との間に設けられている。半田は、この間隙を介してスプリンクラヘッドの周囲に存在する腐食ガスに常時曝されていることになる。よって、間隙から浸入した腐食ガスによって半田が腐食してしまうとことがある。半田が腐食すると、半田の融点が変化してしまい、半田が溶けにくくなってしまう可能性がある。こうなると、スプリンクラヘッドの正常動作に支障をきたす可能性が生じる。
【０００４】
そこで、「シリンダ内に感熱体を設け、該感熱体上部にピストンを設けたスプリンクラヘッドにおいて、前記シリンダ内に、前記感熱体より溶融温度が高く、かつ、耐腐食性のある封止部材を設け、該封止部材により前記感熱体に外気を接触させない」ようにしたスプリンクラヘッドが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。このスプリンクラヘッドは、封止部材を設けることで、半田と外気との接触を遮断して、半田の腐食を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３９９０１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスプリンクラヘッドにおいては、シリンダー内周面とピストン外周面との間に設けられた間隙があるために、半田のクリープ現象が促進されることにもなっている。つまり、半田には常時荷重がかかっているため、半田は常時間隙側に変形しようとする。この状態は、半田に荷重がかかっている間、継続して進行している。このため、時間の経過により半田が間隙から徐々に流出し、流出量が一定量に達するとスプリンクラヘッドが作動することになる。すなわち、シリンダー内周面とピストン外周面との間に設けられた間隙が製品寿命を短くする要因になっている。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、平常時には腐食ガスから半田を保護すると共に、半田のクリープ現象を抑制し、火災発生時等の異常時には半田が流出できるように間隙を開通させることを可能にしたスプリンクラヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスプリンクラヘッドは、筒状のシリンダーと、シリンダー内に設けられた半田と、半田を押圧するピストンと、半田の流出路となる間隙の少なくとも一部に設けられ、前記半溶融に伴って中心方向に縮小変形し、設置された部分の間隙を開放する間隙開閉部材と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るスプリンクラヘッドによれば、間隙開閉部材を設けたことにより、平常時には間隙を閉塞して腐食ガスから半田を保護し、火災発生時等の異常時には半田が流出できるように間隙を開通させることが可能になる。すなわち、本発明に係るスプリンクラヘッドによれば、間隙開閉部材の作用によって半田の腐食を効率的に抑制することができるとともに、半田のクリープ現象を効率的に抑制することができる。その結果、製品の長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの断面構成の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドのリンク機構の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの動作を説明する概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材のいくつかの形状を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材の別の構成例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの断面構成の一例を示した縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの動作を説明する概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の断面構成の一例を示す縦断面図である。図２は、スプリンクラヘッド１００の分解斜視図である。図３は、リンク機構４０の分解斜視図である。図４は、スプリンクラヘッド１００の動作を説明する概略図である。図１〜図４に基づいて、スプリンクラヘッド１００の構成及び動作について説明する。なお、図１を含め、以下の図面においては、各構成部材同士の大きさの関係を限定するものではなく、実際のものとは異なる場合がある。
【００１２】
［スプリンクラヘッド１００の構成］
図１に示すように、スプリンクラヘッド１００は、ヘッド本体１、フレーム１０、弁体２０、アームガイド３０、バランサー３５、リンク機構４０、カバー６１、及び、感熱板６３を備えている。
【００１３】
（ヘッド本体１）
ヘッド本体１は、外周に設けられたねじ部と、ねじ部の下端部に設けられたフランジ部３と、フランジ部３の下端側外周にフランジ部３と一体に形成されたねじ部と、からなり、中心部にはこれらねじ部、フランジ部３及びねじ部を貫通して放水口５が設けられている。そして、放水口５の下部は、拡径されて後述の弁体２０が収容される凹部６が形成されており、放水口５と凹部６との間には弁座７が設けられている。
【００１４】
（フレーム１０）
フレーム１０は、有底円筒状であり、内壁の上部にはヘッド本体１のねじ部に螺合されるねじ部が設けられており、ねじ部の下方（高さ方向の中央部よりやや下方）には、後述のアーム４１の一端が係止される係止段部１２が形成されている。フレーム１０の係止段部１２の下方には、散水口１５が形成されている。
【００１５】
（弁体２０）
弁体２０は、ヘッド本体１の放水口５を開閉するものである。
【００１６】
（アームガイド３０）
アームガイド３０は、１枚の金属板を曲げ加工して形成されている。アームガイド３０は、後述するアーム４１の動作をガイドする機能を有している。
【００１７】
（バランサー３５）
バランサー３５は、金属材料を折曲げ加工してほぼコ字状に形成されている。バランサー３５の中央部には弁体２０により下向き荷重が、また、両端部にはリンク機構４０による上向き荷重が加えられるものである。
【００１８】
（リンク機構４０）
リンク機構４０は、図３に示すように、一対のアーム４１、アーム支持板４６、シリンダー５０、第１のピストン５４、リンク押え板５５、第２のピストン５９等からなる。
【００１９】
アーム４１は、図３に示すように、外側にほぼ円弧状に折曲げられた頭部４２と、頭部４２より幅広に形成され、途中から外側（後述のシリンダーから離れる方向）に折曲げられた（傾斜した）脚部４３とによりほぼ逆Ｊ字状に形成されており、脚部４３には第１の係止穴４４と第２の係止穴４５が設けられている。
【００２０】
また、アーム４１の脚部４３に設けた第１の係止穴４４の下面は、外側から内側に向って下り斜面に形成されており、また、頭部４２の幅は、バランサー３５の側壁の間に遊嵌しうる幅に、バランサー３５の脚部の幅は、アームガイド３０のガイド片の間に遊嵌しうる幅に形成されている。
【００２１】
アーム支持板４６は、直線状の２辺と円弧状の２辺とによりほぼ四角形状に形成され、中心部に貫通穴４８を有する本体４７と、直線状の２辺から僅かに下方に傾斜して突設され、先端部が斜め下方に折曲げられた係止片４９とからなり、アーム４１の間に配設されて係止片４９がアーム４１の第１の係止穴４４に係止される。
【００２２】
シリンダー５０は、図３に示すように、外壁の高さ方向のほぼ中央部にはつば部５１が設けられており、下面にはねじ部５２が突設されている。そして、このシリンダー５０は、つば部５１が当接するまでアーム支持板４６の貫通穴４８に挿入され、その位置でアーム支持板４６と一体に固定される。このシリンダー５０の内部には、たとえばコンプレッション半田からなる半田９９が収容されている。第１のピストン５４は、その外径がシリンダー５０の内径よりもわずかに小さく形成され、半田９９を押圧するようにシリンダー５０内に摺動可能に収容されている。すなわち、シリンダー５０内に第１のピストン５４を収容した状態において、シリンダー５０の内周面と第１のピストン５４の外周面との間には半田９９が流出するための流出路となる間隙９５が形成される。
【００２３】
また、半田９９の上面周縁には間隙開閉部材９０が設けられている。この間隙開閉部材９０については後段で詳細に説明する。なお、実施の形態１で説明する間隙９５は、上方に向かって開放されるようになっている。
【００２４】
リンク押え板５５は、図３に示すように、中心部にねじ穴５７を有しアーム支持板４６の本体４７の幅より若干狭い幅の四角形の本体５６と、その両側に突設された嵌合片５８からなり、両アーム４１の間に配設されて嵌合片５８が両アーム４１の第２の係止穴４５に遊嵌する。第２のピストン５９は、一端に設けたねじ部６０がリンク押え板５５のねじ穴５７に螺入され、他端が第１のピストン５４に当接する。
【００２５】
（カバー６１）
カバー６１は、受熱板を兼ね、リンク機構４０等を下側から覆うものである。このカバー６１は、中心部に突出しているねじ部５２にカバー６１の中心にある穴を通した後、感熱板６３の中心部を螺合することにより、フレーム１０やリンク機構４０の下面を覆って固定される。なお、カバー６１は、その上端部がフレーム１０の散水口１５を覆う高さまで延伸させてもよい。また、感熱板６３の中心部には、ねじ部５２が螺合するねじ部６２が設けられている。
【００２６】
（感熱板６３）
感熱板６３は、カバー６１を固定するようにカバー６１の下側に設けられる。
【００２７】
以上のように構成したスプリンクラヘッド１００は、建物の天井に設けた穴から挿入され、ねじ部を天井の穴に配置されている給水管（図示省略）に螺入して接続することにより天井面に装着され、その一部（全長の２分の１程度）が天井面から露出する。
【００２８】
［スプリンクラヘッド１００の動作］
いま、火災が発生して受熱板を兼ねたカバー６１及び感熱板６３が加熱され、その熱及び周辺からの熱気流により半田９９が加熱される。半田９９が溶融し始めると、溶融した半田９９の一部はシリンダー５０と第１のピストン５４との間に形成された間隙９５から流出する。そうすると、シリンダー５０及びこれに固定されたアーム支持板４６が上昇し、両アーム４１の少なくとも一方のアーム４１が、フレーム１０の係止段部１２との係止部を支点として外方に回動する。
【００２９】
この結果、両アーム４１の少なくとも一方のアーム４１がアーム支持板４６から外れ、リンク機構４０は分解する。これにより、カバー６１を含むリンク機構４０及びバランサー３５は、外部に落下する。
【００３０】
同時に、弁体２０と一体化されたアームガイド３０は、自重と消火水の圧力によりフレーム１０の開口部の両側縁に沿って下降し、弁体２０のフランジ部がフレーム１０の底部に着座してフレーム１０の開口部を閉塞する。これにより、放水口５が開口され、消火水は、フレーム１０内を通って散水口１５から散水される。
【００３１】
図５は、間隙開閉部材９０の説明図であり、（ａ）が平常時の状態におけるシリンダー５０の断面を概略的に拡大して示した概略拡大断面図、（ｂ）が火災時（半田９９の溶融時）の状態におけるシリンダー５０の断面を概略的に拡大して示した概略拡大断面図である。図６は、間隙開閉部材９０のいくつかの形状を示す図である。図７は、間隙開閉部材９０の別の構成例を示す説明図である。図５〜図７に基づいて、間隙開閉部材９０について詳細に説明する。
【００３２】
上述したように、シリンダー５０内に第１のピストン５４が収容された状態において、シリンダー５０の内周面と第１のピストン５４の外周面との間には半田９９が流出するための間隙９５が形成される。この状態では、半田９９が外気（腐食ガス）に常時曝されることになっている。間隙９５から腐食ガスが浸入すると、その腐食ガスによって半田９９が腐食してしまうことがある。半田９９が腐食すると、その融点が変化してしまい、溶けにくくなってしまう可能性がある。また、間隙９５があるために、半田９９のクリープ現象が促進されることにもなっている。つまり、半田９９には、第１のピストン５４により常時荷重がかかっているため、常時、半田９９が間隙９５側に変形しようとする。
【００３３】
そこで、スプリンクラヘッド１００では、従来は円柱状であった半田９９の上面周縁に段部９６を設け、この段部９６に間隙開閉部材９０を設置するようにしている。言い換えると、間隙９５に対向する部分に間隙開閉部材９０を設けることになる。この間隙開閉部材９０は、断面形状がたとえば図６に示すように長方形状になっている。また、間隙開閉部材９０は、図６に示すように、平面形状がリング状、リングの一部を切り欠いた形状（Ｃリング状）、または、リングの一部を切り欠いて端部を重ね合わせた形状（コイル状）などに形成されている。間隙開閉部材９０の一部に切り欠きを形成することで、間隙開閉部材９０の中心方向の変形量を調整することができる。なお、間隙開閉部材９０と段部９６の高さは同じか、間隙開閉部材９０の方が低くなっている。
【００３４】
この間隙開閉部材９０は、図５に示すように、平常においては間隙９５を閉塞し、間隙９５からの腐食ガスの浸入を抑制するとともに、半田９９のクリープ現象を抑制するようにしている。一方、半田９９が溶融し始めると、間隙開閉部材９０は中心に向かって、例えばその外径が第１ピストン５４の内径と同じくらいになるまで収縮し、間隙９５を開放し、半田９９の流出路を確保するようになっている。
【００３５】
間隙開閉部材９０は、たとえば弾性変形、熱変形等することによって中心方向に伸縮可能な部材で構成されている。間隙開閉部材９０は通常時よりも大きく開かれた状態で半田９９又は第１のピストン５４の段部９６に設けられる。火災により、半田９９が溶融して軟化することで、通常の大きさに戻る。間隙開閉部材９０の中心方向への伸縮は、半田９９が流出できるように、間隙９５が開放される程度でよい。つまり間隙開閉部材９０の通常時の外径は、第１ピストン５４の内径と同じか、それ以下である。間隙開閉部材９０の構成材料を特に限定するものではないが、たとえば上記のような性質を有している樹脂材料や金属材料などで構成するとよい。このような性質を有しているので、間隙開閉部材９０は、半田９９の溶融（液化）がトリガーとなり中心方向に変形する。なお、間隙開閉部材９０は、図６に示す平面形状の他、円盤形状であってもよい。また、間隙開閉部材９０は、平常時において間隙９５の少なくとも一部を閉塞することができればよく、必ずしも間隙９５の全部を閉塞しなくてもよい。さらに、間隙開閉部材９０の断面形状を長方形状に限定するものではなく、断面形状を円形状や楕円形状としてもよい（図７（ｂ）参照）。
【００３６】
また、図５では、半田９９側に段部９６を形成して間隙開閉部材９０を設置するようにした場合を例に示したが、図７に示すように第１のピストン５４の下面周縁に段部９６を形成して間隙開閉部材９０を設置するようにしてもよい。この場合、間隙開閉部材９０の中心側への収縮をガイドするために、段部９６の中心側の壁面を図７に示すように傾斜させておくとよい。第１ピストン５４の段部９６に間隙開閉部材９０を設置する場合においても、図６に示したような形状の間隙開閉部材９０を適用することができる。また、この場合、半田は円柱状のものでよい。
【００３７】
つまり、間隙９５がシリンダー５０の内周面とピストン５４の外周面との間に形成される形のスプリンクラヘッドでは、間隙開閉部材９０は、間隙９５で、ピストン５４及び半田９９に接するように設けられることになる。また、ピストン７２又は半田９９は、間隙開閉部材９０と接する位置に段部又はテーパ部を有している。
【００３８】
［スプリンクラヘッド１００の有する効果］
実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００によれば、間隙開閉部材９０を設置したので、平常時には間隙を閉塞して腐食ガスから半田９９を保護し、火災発生時等の異常時には半田９９が流出できるように間隙９５を開通させることが可能になる。すなわち、スプリンクラヘッド１００によれば、間隙開閉部材９０の作用によって半田９９の腐食を効率的に抑制することができるとともに、半田９９のクリープ現象を効率的に抑制することができる。その結果、スプリンクラヘッド１００の長寿命化を実現することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１００Ａの断面構成の一例を示した縦断面図である。図９は、スプリンクラヘッド１００Ａの動作を説明する概略図である。図８及び図９に基づいて、スプリンクラヘッド１００Ａの構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、実施の形態１に対応している部材については符号の末尾に「Ａ」を付記している。
【００４０】
（弁体支持機構１２０）
弁体支持機構１２０は、感熱部１２１、ボール保持機構１３０及びセットスクリュー６５を備えている。
【００４１】
感熱部１２１は、ピストン７２、感熱板７３、感熱板８１及び断熱材７４を備えている。ピストン７２は、円筒状に形成され、下部にフランジ７２ａが形成されている。ピストン７２の内部には、雌ねじ７２ｂ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。ピストン７２の上部からドーナツ状の半田９９Ａが挿入され、ピストン７２のフランジ７２ａ上に載っている。この半田９９Ａの上部に、円板状であって、断面クランク型であってシリンダーを構成する感熱板７３が設けられている。すなわち、この感熱板７３は、ピストン７２のフランジ７２ａに設けられた半田９９Ａを覆う突部（垂直部）７３ａと、この突部７３ａに連続し、ヘッド本体１Ａの軸芯に対して直交する方向に延びた円板部７３ｂとを備えている。
【００４２】
そして、ピストン７２には、後述するボール保持機構１３０によって半田９９Ａを圧縮するように力がかかっている。また、ピストン７２のフランジ７２ａの外周面と、シリンダーとしての役割を持つ感熱板７３（突部７３ａ）の内周面との間には半田９９Ａが流出するための間隙９５Ａが形成される。また、半田９９Ａの下面周縁には間隙開閉部材９０Ａが設けられている。この間隙開閉部材９０Ａについては後段で詳細に説明する。なお、実施の形態２で説明する間隙９５Ａは、下方に向かって開放されている下方開放型であり、半田９９Ａは下方に向かって流出する。
【００４３】
感熱板７２の上部には、ドーナツ状の断熱材７４が設けられ、感熱板７３で受熱した熱が後述するバランサー１３３側に逃げないようにしてある。また、断熱材７４と感熱板７３との間には、別の感熱板８１が設けられている。
【００４４】
ボール保持機構１３０は、ボール１３１、スライダー１３２及びバランサー１３３を備えている。
【００４５】
ボール１３１の外周下部は、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａに係止されている。この状態で、ボール１３１を上から押さえるのがスライダー１３２であり、スライダー１３２からボール１３１に力がかかることで、ボール１３１には内側に入り込む方向に力が作用する。バランサー１３３は、ボール１３１の内側に設けられ、この内側に入りこもうとするボール１３１の動きを規制する。スライダー１３２及びバランサー１３３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１３３の貫通穴にはセットスクリュー６５が貫通している。バランサー１３３の貫通穴はセットスクリュー６５の外径よりも僅かに大きく、両者は結合していない。
【００４６】
バランサー１３３は、外周下部に段部が形成されている。この外周下部の段部は、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａ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１３３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１３３の中央の貫通穴の周りには、断熱材７４がはまる段部１３３ａが突出し、バランサー１３３の上部には、ボール１３１があたる傾斜部１３３ｂが突出して形成されている。
【００４７】
スライダー１３２の外周側下部には凹部１３２ａが形成され、その凹部１３２ａのボール１３１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ー状（傾斜部）に形成されている。
【００４８】
ボール１３１には、皿ばね３２のバネ力が、弁体２０Ａ、セットスクリュー６５をスライダー１３２を介して伝達され、常に内側に移動するように力がかかり、その結果、また、バランサー１３３を下方に移動させるように力が作用する。したがって、半田９９Ａが溶融して流出すれば、バランサー１３３が下方に移動し、それに伴って、ボール１３１が内側に入り込み、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａとの係止状態が解除されるので、ボール保持機構１３０は感熱部１２１と共に落下する。ボール保持機構１３０が落下すれば、それに伴って、散水部１１０を構成する弁体２０Ａ、ストッパリング１１３等が落下して、放水が行われることになる。
【００４９】
セットスクリュー６５は、頭部と脚部とからなるボルトであって、その脚部の下部がピストン７２の上部と結合することで、ボール保持機構１３０としてのバランサー１３３、スライダー１３２及び感熱部１２１を一体化している。
【００５０】
上記のようなスプリンクラヘッド１００Ａには、図８の状態においては、放水口５Ａの消火水の水圧や部品の組立荷重がボール１３１に作用し、ボール１３１は内側（中心側）に移動しようとするが、ボール１３１は、バランサー１３３によってその移動が阻止されており、ボール保持機構１３０はボール１３１を保持している。そして、この状態においては、弁体２０Ａ及び皿ばね３２がヘッド本体１Ａの放水口５Ａを封止している。このため、スプリンクラヘッド１００Ａ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１１０は、弁体２０Ａにデフレクタ１１１が固定され、デフレクタ１１１にガイドロッド１１２が固定されており、弁体２０Ａが放水口５Ａを封止している状態では、ガイドロッド１１２がヘッド本体１Ａの空間１８に収納された状態になっている。
【００５１】
［スプリンクラヘッド１００Ａの動作］
図８に示すように、スプリンクラヘッド１００Ａの監視状態においては、ヘッド本体１Ａの放水口５Ａには加圧された消火水が供給されており、弁体２０Ａには消火水の圧力が加えられている。火災が発生し、その熱気流が感熱板７３、感熱板８１に当たるとこれらが加熱され、感熱板７３、感熱板８１の熱は半田９９Ａへ伝播する。そして、半田９９Ａが周囲から加熱されて溶融し始めると、溶融した半田９９Ａはピストン７２と感熱板７３（突部７３ａ）との間に形成された間隙９５Ａから流出してその体積が減少する。
【００５２】
図９（ａ）に示すように、半田９９Ａが溶融して外部に流出すると、感熱板７３、感熱板８１は半田９９Ａの流出量に対応して降下する。感熱板７３、感熱板８１が降下すると、感熱板７３、感熱板８１の上に取り付けられている断熱材７４及びバランサー１３３が降下する。
【００５３】
図９（ｂ）に示すように、バランサー１３３が降下すると、バランサー１３３とスライダー１３２との間の間隙が広がり、内側に付勢されているボール１３１がバランサー１３３の傾斜部１３３ｂを越えて内側に移動し、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａとボール１３１との係合が解かれる。それによって、弁体２０Ａ及び弁体支持機構１２０は降下する。
【００５４】
図９（ｃ）に示すように、弁体２０Ａの下に配置されている皿ばね３２を含む弁体支持機構１２０は落下すると、弁体２０Ａが降下する。また、弁体２０Ａの降下に伴って、弁体２０Ａに取り付けられているデフレクタ１１１、デフレクタ１１１に取り付けられているガイドロッド１１２、及びストッパリング１１３が降下する。ガイドロッド１１２が降下すると、ストッパリング１１３はフレーム１０Ａの係止段部１２Ａに係止され、弁体２０Ａ及びデフレクタ１１１がガイドロッド１１２によりフレーム１０Ａから吊り下げられた状態になる。
【００５５】
実施の形態２では、放水動作時において、デフレクタ１１１は、ガイドロッド１１２と共に下降するので、デフレクタ１１１の下降動作が円滑に行われる。
【００５６】
以上のようにして、弁体２０Ａが降下すると放水口５Ａは開放され、加圧された消火水がデフレクタ１１１から散水されて火災を消火する。
【００５７】
図１０は、間隙開閉部材９０Ａを説明するための説明図である。図１０に基づいて、間隙開閉部材９０Ａについて詳細に説明する。
【００５８】
上述したように、ピストン７２のフランジ７２ａの外周面と感熱板７３（突部７３ａ）の内周面との間には半田９９Ａが流出するための間隙９５Ａが形成される。この状態では、半田９９Ａが外気（腐食ガス）に常時曝されることになっている。また、半田９９Ａには、感熱板７３により常時荷重がかかっているため、常時、半田９９Ａが間隙９５Ａ側に変形しようとする。
【００５９】
そこで、スプリンクラヘッド１００Ａでは、半田９９Ａの下面周縁に間隙開閉部材９０Ａを設置するようにしている。この間隙開閉部材９０Ａは、断面形状がたとえば図１０に示すように円形状になっている。また、間隙開閉部材９０Ａは、実施の形態１で説明したような平面形状に形成されている。この間隙開閉部材９０Ａは、間隙開閉部材９０と同様に、平常においては間隙９５Ａを閉塞し、間隙９５Ａからの腐食ガスの浸入を抑制するとともに、半田９９Ａのクリープ現象を抑制するようにしている。一方、半田９９Ａが溶融し始めると、間隙開閉部材９０Ａは中心に向かって火災時の熱によって収縮し、間隙９５Ａを開放し、半田９９Ａの流出路を確保するようになっている。
【００６０】
間隙開閉部材９０Ａは、たとえば弾性変形、熱変形等することによって中心方向に伸縮可能な部材で構成されている。間隙開閉部材９０Ａの構成材料を特に限定するものではないが、たとえば上記のような性質を有している樹脂材料や金属材料などで構成するとよい。このような性質を有しているので、間隙開閉部材９０Ａは、半田９９Ａの溶融（液化）がトリガーとなり中心方向に変形する。なお、間隙開閉部材９０Ａは、図６に示す平面形状の他、円盤形状や円筒形状であってもよい。また、間隙開閉部材９０Ａは、平常時において間隙９５Ａの少なくとも一部を閉塞することができればよく、必ずしも間隙９５Ａの全部を閉塞しなくてもよい。さらに、間隙開閉部材９０Ａの断面形状を円形状に限定するものではなく、断面形状を長方形状や楕円形状としてもよい。
【００６１】
また、図１０では、ピストン７２のフランジ７２ａの上面周縁を切り欠いて、間隙開閉部材９０Ａの設置場所を確保するようにしている。この場合、間隙開閉部材９０Ａの中心側への収縮をガイドするために、フランジ７２ａの上面周辺を図１０に示すように傾斜させておくとよい。また、半田９９側に段部（実施の形態１で説明した段部９６に相当するような段部）を形成して間隙開閉部材９０Ａを設置するようにしてもよい。
【００６２】
つまり、間隙９５Ａがシリンダーとしての役割を担う感熱板７３の内周面とフランジ７２ａとの外周面との間に形成される形のスプリンクラヘッドでは、間隙開閉部材９０Ａは、間隙９５Ａで、フランジ７２ａ及び半田９９Ａに接するように設けられる。また、ピストン７２又は半田９９Ａは、間隙開閉部材９０Ａと接する位置に段部又はテーパ部を有している。
【００６３】
［スプリンクラヘッド１００Ａの有する効果］
実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１００Ａによれば、間隙開閉部材９０Ａを設置したので、平常時には間隙を閉塞して腐食ガスから半田９９Ａを保護し、火災発生時等の異常時には半田９９Ａが流出できるように間隙９５Ａを開通させることが可能になる。すなわち、スプリンクラヘッド１００Ａによれば、間隙開閉部材９０Ａの作用によって半田９９Ａの腐食を効率的に抑制することができるとともに、半田９９Ａのクリープ現象を効率的に抑制することができる。その結果、スプリンクラヘッド１００Ａの長寿命化を実現することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ ヘッド本体、１Ａ ヘッド本体、３ フランジ部、３Ａ フランジ部、５ 放水口、５Ａ 放水口、６ 凹部、７ 弁座、７Ａ 弁座、１０ フレーム、１０Ａ フレーム、１２ 係止段部、１２Ａ 係止段部、１５ 散水口、１８ 空間、１９ 放水筒、２０ 弁体、２０Ａ 弁体、２０ａ 弁本体、２０ｂ フランジ部、２０ｂＡ フランジ部、２０ｃ かしめ片、２１ 突起部、２３ 上面、２３ａ パッキン、３０ アームガイド、３２ 皿ばね、３５ バランサー、４０ リンク機構、４１ アーム、４２ 頭部、４３ 脚部、４４ 第１の係止穴、４５ 第２の係止穴、４６ アーム支持板、４７ 本体、４８ 貫通穴、４９ 係止片、５０ シリンダー、５１ つば部、５２ ねじ部、５４ 第１のピストン、５５ リンク押え板、５６ 本体、５７ ねじ穴、５８ 嵌合片、５９ 第２のピストン、６０ ねじ部、６１ カバー、６２ ねじ部、６３ 感熱板、６５ セットスクリュー、７２ ピストン、７２ａ フランジ、７２ｂ ねじ部、７３ 感熱板、７３ａ 突部、７３ｂ 円板部、７４ 断熱材、８１ 感熱板、９０ 間隙開閉部材、９０Ａ 間隙開閉部材、９５ 間隙、９５Ａ 間隙、９６ 段部、９９ 半田、９９Ａ 半田、１００ スプリンクラヘッド、１００Ａ スプリンクラヘッド、１１０ 散水部、１１１ デフレクタ、１１２ ガイドロッド、１１３ ストッパリング、１２０ 弁体支持機構、１２１ 感熱部、１３０ ボール保持機構、１３１ ボール、１３２ スライダー、１３２ａ 凹部、１３３ バランサー、１３３ａ 段部、１３３ｂ 傾斜部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプリンクラヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のスプリンクラヘッドには、「給水配管と接続し、内部にノズルを有する本体と、感熱分解部分によりノズルを閉塞している止水部と、熱によって分解する感熱分解部と、本体と接合され感熱分解部を支持しているフレームと、ノズル開放時に給水配管から供給される消火水を散布させる散布部から構成されるスプリンクラーヘッドにおいて、散布部をフレームの外側に設置して散水部以外の構成品によって組み立てられたユニットと着脱可能に設置される」というものがある（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のスプリンクラヘッドにおいては、半田（低融点合金）がシリンダー内でピストンに押圧されており、火災発生時にシリンダー内でピストンに押圧されている半田が流出可能になっている。そのため、溶融した半田を流出させるための間隙がシリンダー内周面とピストン外周面との間に設けられている。半田は、この間隙を介してスプリンクラヘッドの周囲に存在する腐食ガスに常時曝されていることになる。よって、間隙から浸入した腐食ガスによって半田が腐食してしまうとことがある。半田が腐食すると、半田の融点が変化してしまい、半田が溶けにくくなってしまう可能性がある。こうなると、スプリンクラヘッドの正常動作に支障をきたす可能性が生じる。
【０００４】
そこで、「シリンダ内に感熱体を設け、該感熱体上部にピストンを設けたスプリンクラヘッドにおいて、前記シリンダ内に、前記感熱体より溶融温度が高く、かつ、耐腐食性のある封止部材を設け、該封止部材により前記感熱体に外気を接触させない」ようにしたスプリンクラヘッドが提案されている（たとえば、特許文献２参照）。このスプリンクラヘッドは、封止部材を設けることで、半田と外気との接触を遮断して、半田の腐食を防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３３９９０１号公報
【特許文献２】特開２００７−２３６４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のスプリンクラヘッドにおいては、シリンダー内周面とピストン外周面との間に設けられた間隙があるために、半田のクリープ現象が促進されることにもなっている。つまり、半田には常時荷重がかかっているため、半田は常時間隙側に変形しようとする。この状態は、半田に荷重がかかっている間、継続して進行している。このため、時間の経過により半田が間隙から徐々に流出し、流出量が一定量に達するとスプリンクラヘッドが作動することになる。すなわち、シリンダー内周面とピストン外周面との間に設けられた間隙が製品寿命を短くする要因になっている。
【０００７】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、平常時には腐食ガスから半田を保護すると共に、半田のクリープ現象を抑制し、火災発生時等の異常時には半田が流出できるように間隙を開通させることを可能にしたスプリンクラヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るスプリンクラヘッドは、筒状のシリンダーと、シリンダー内に設けられた半田と、半田を押圧するピストンと、半田の流出路となる間隙の少なくとも一部に設けられ、前記半溶融に伴って中心方向に縮小変形し、設置された部分の間隙を開放する間隙開閉部材と、を備えたものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係るスプリンクラヘッドによれば、間隙開閉部材を設けたことにより、平常時には間隙を閉塞して腐食ガスから半田を保護し、火災発生時等の異常時には半田が流出できるように間隙を開通させることが可能になる。すなわち、本発明に係るスプリンクラヘッドによれば、間隙開閉部材の作用によって半田の腐食を効率的に抑制することができるとともに、半田のクリープ現象を効率的に抑制することができる。その結果、製品の長寿命化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの断面構成の一例を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドのリンク機構の分解斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの動作を説明する概略図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材の説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材のいくつかの形状を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材の別の構成例を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの断面構成の一例を示した縦断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの動作を説明する概略図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの間隙開閉部材を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の断面構成の一例を示す縦断面図である。図２は、スプリンクラヘッド１００の分解斜視図である。図３は、リンク機構４０の分解斜視図である。図４は、スプリンクラヘッド１００の動作を説明する概略図である。図１〜図４に基づいて、スプリンクラヘッド１００の構成及び動作について説明する。なお、図１を含め、以下の図面においては、各構成部材同士の大きさの関係を限定するものではなく、実際のものとは異なる場合がある。
【００１２】
［スプリンクラヘッド１００の構成］
図１に示すように、スプリンクラヘッド１００は、ヘッド本体１、フレーム１０、弁体２０、アームガイド３０、バランサー３５、リンク機構４０、カバー６１、及び、感熱板６３を備えている。
【００１３】
（ヘッド本体１）
ヘッド本体１は、外周に設けられたねじ部と、ねじ部の下端部に設けられたフランジ部３と、フランジ部３の下端側外周にフランジ部３と一体に形成されたねじ部と、からなり、中心部にはこれらねじ部、フランジ部３及びねじ部を貫通して放水口５が設けられている。そして、放水口５の下部は、拡径されて後述の弁体２０が収容される凹部６が形成されており、放水口５と凹部６との間には弁座７が設けられている。
【００１４】
（フレーム１０）
フレーム１０は、有底円筒状であり、内壁の上部にはヘッド本体１のねじ部に螺合されるねじ部が設けられており、ねじ部の下方（高さ方向の中央部よりやや下方）には、後述のアーム４１の一端が係止される係止段部１２が形成されている。フレーム１０の係止段部１２の下方には、散水口１５が形成されている。
【００１５】
（弁体２０）
弁体２０は、ヘッド本体１の放水口５を開閉するものである。
【００１６】
（アームガイド３０）
アームガイド３０は、１枚の金属板を曲げ加工して形成されている。アームガイド３０は、後述するアーム４１の動作をガイドする機能を有している。
【００１７】
（バランサー３５）
バランサー３５は、金属材料を折曲げ加工してほぼコ字状に形成されている。バランサー３５の中央部には弁体２０により下向き荷重が、また、両端部にはリンク機構４０による上向き荷重が加えられるものである。
【００１８】
（リンク機構４０）
リンク機構４０は、図３に示すように、一対のアーム４１、アーム支持板４６、シリンダー５０、第１のピストン５４、リンク押え板５５、第２のピストン５９等からなる。
【００１９】
アーム４１は、図３に示すように、外側にほぼ円弧状に折曲げられた頭部４２と、頭部４２より幅広に形成され、途中から外側（後述のシリンダーから離れる方向）に折曲げられた（傾斜した）脚部４３とによりほぼ逆Ｊ字状に形成されており、脚部４３には第１の係止穴４４と第２の係止穴４５が設けられている。
【００２０】
また、アーム４１の脚部４３に設けた第１の係止穴４４の下面は、外側から内側に向って下り斜面に形成されており、また、頭部４２の幅は、バランサー３５の側壁の間に遊嵌しうる幅に、バランサー３５の脚部の幅は、アームガイド３０のガイド片の間に遊嵌しうる幅に形成されている。
【００２１】
アーム支持板４６は、直線状の２辺と円弧状の２辺とによりほぼ四角形状に形成され、中心部に貫通穴４８を有する本体４７と、直線状の２辺から僅かに下方に傾斜して突設され、先端部が斜め下方に折曲げられた係止片４９とからなり、アーム４１の間に配設されて係止片４９がアーム４１の第１の係止穴４４に係止される。
【００２２】
シリンダー５０は、図３に示すように、外壁の高さ方向のほぼ中央部にはつば部５１が設けられており、下面にはねじ部５２が突設されている。そして、このシリンダー５０は、つば部５１が当接するまでアーム支持板４６の貫通穴４８に挿入され、その位置でアーム支持板４６と一体に固定される。このシリンダー５０の内部には、たとえばコンプレッション半田からなる半田９９が収容されている。第１のピストン５４は、その外径がシリンダー５０の内径よりもわずかに小さく形成され、半田９９を押圧するようにシリンダー５０内に摺動可能に収容されている。すなわち、シリンダー５０内に第１のピストン５４を収容した状態において、シリンダー５０の内周面と第１のピストン５４の外周面との間には半田９９が流出するための流出路となる間隙９５が形成される。
【００２３】
また、半田９９の上面周縁には間隙開閉部材９０が設けられている。この間隙開閉部材９０については後段で詳細に説明する。なお、実施の形態１で説明する間隙９５は、上方に向かって開放されるようになっている。
【００２４】
リンク押え板５５は、図３に示すように、中心部にねじ穴５７を有しアーム支持板４６の本体４７の幅より若干狭い幅の四角形の本体５６と、その両側に突設された嵌合片５８からなり、両アーム４１の間に配設されて嵌合片５８が両アーム４１の第２の係止穴４５に遊嵌する。第２のピストン５９は、一端に設けたねじ部６０がリンク押え板５５のねじ穴５７に螺入され、他端が第１のピストン５４に当接する。
【００２５】
（カバー６１）
カバー６１は、受熱板を兼ね、リンク機構４０等を下側から覆うものである。このカバー６１は、中心部に突出しているねじ部５２にカバー６１の中心にある穴を通した後、感熱板６３の中心部を螺合することにより、フレーム１０やリンク機構４０の下面を覆って固定される。なお、カバー６１は、その上端部がフレーム１０の散水口１５を覆う高さまで延伸させてもよい。また、感熱板６３の中心部には、ねじ部５２が螺合するねじ部６２が設けられている。
【００２６】
（感熱板６３）
感熱板６３は、カバー６１を固定するようにカバー６１の下側に設けられる。
【００２７】
以上のように構成したスプリンクラヘッド１００は、建物の天井に設けた穴から挿入され、ねじ部を天井の穴に配置されている給水管（図示省略）に螺入して接続することにより天井面に装着され、その一部（全長の２分の１程度）が天井面から露出する。
【００２８】
［スプリンクラヘッド１００の動作］
いま、火災が発生して受熱板を兼ねたカバー６１及び感熱板６３が加熱され、その熱及び周辺からの熱気流により半田９９が加熱される。半田９９が溶融し始めると、溶融した半田９９の一部はシリンダー５０と第１のピストン５４との間に形成された間隙９５から流出する。そうすると、シリンダー５０及びこれに固定されたアーム支持板４６が上昇し、両アーム４１の少なくとも一方のアーム４１が、フレーム１０の係止段部１２との係止部を支点として外方に回動する。
【００２９】
この結果、両アーム４１の少なくとも一方のアーム４１がアーム支持板４６から外れ、リンク機構４０は分解する。これにより、カバー６１を含むリンク機構４０及びバランサー３５は、外部に落下する。
【００３０】
同時に、弁体２０と一体化されたアームガイド３０は、自重と消火水の圧力によりフレーム１０の開口部の両側縁に沿って下降し、弁体２０のフランジ部がフレーム１０の底部に着座してフレーム１０の開口部を閉塞する。これにより、放水口５が開口され、消火水は、フレーム１０内を通って散水口１５から散水される。
【００３１】
図５は、間隙開閉部材９０の説明図であり、（ａ）が平常時の状態におけるシリンダー５０の断面を概略的に拡大して示した概略拡大断面図、（ｂ）が火災時（半田９９の溶融時）の状態におけるシリンダー５０の断面を概略的に拡大して示した概略拡大断面図である。図６は、間隙開閉部材９０のいくつかの形状を示す図である。図７は、間隙開閉部材９０の別の構成例を示す説明図である。図５〜図７に基づいて、間隙開閉部材９０について詳細に説明する。
【００３２】
上述したように、シリンダー５０内に第１のピストン５４が収容された状態において、シリンダー５０の内周面と第１のピストン５４の外周面との間には半田９９が流出するための間隙９５が形成される。この状態では、半田９９が外気（腐食ガス）に常時曝されることになっている。間隙９５から腐食ガスが浸入すると、その腐食ガスによって半田９９が腐食してしまうことがある。半田９９が腐食すると、その融点が変化してしまい、溶けにくくなってしまう可能性がある。また、間隙９５があるために、半田９９のクリープ現象が促進されることにもなっている。つまり、半田９９には、第１のピストン５４により常時荷重がかかっているため、常時、半田９９が間隙９５側に変形しようとする。
【００３３】
そこで、スプリンクラヘッド１００では、従来は円柱状であった半田９９の上面周縁に段部９６を設け、この段部９６に間隙開閉部材９０を設置するようにしている。言い換えると、間隙９５に対向する部分に間隙開閉部材９０を設けることになる。この間隙開閉部材９０は、断面形状がたとえば図６に示すように長方形状になっている。また、間隙開閉部材９０は、図６に示すように、平面形状がリング状、リングの一部を切り欠いた形状（Ｃリング状）、または、リングの一部を切り欠いて端部を重ね合わせた形状（コイル状）などに形成されている。間隙開閉部材９０の一部に切り欠きを形成することで、間隙開閉部材９０の中心方向の変形量を調整することができる。なお、間隙開閉部材９０と段部９６の高さは同じか、間隙開閉部材９０の方が低くなっている。
【００３４】
この間隙開閉部材９０は、図５に示すように、平常においては間隙９５を閉塞し、間隙９５からの腐食ガスの浸入を抑制するとともに、半田９９のクリープ現象を抑制するようにしている。一方、半田９９が溶融し始めると、間隙開閉部材９０は中心に向かって、例えばその外径が第１ピストン５４の内径と同じくらいになるまで収縮し、間隙９５を開放し、半田９９の流出路を確保するようになっている。
【００３５】
間隙開閉部材９０は、たとえば弾性変形、熱変形等することによって中心方向に伸縮可能な部材で構成されている。間隙開閉部材９０は通常時よりも大きく開かれた状態で半田９９又は第１のピストン５４の段部９６に設けられる。火災により、半田９９が溶融して軟化することで、通常の大きさに戻る。間隙開閉部材９０の中心方向への伸縮は、半田９９が流出できるように、間隙９５が開放される程度でよい。つまり間隙開閉部材９０の通常時の外径は、第１ピストン５４の内径と同じか、それ以下である。間隙開閉部材９０の構成材料を特に限定するものではないが、たとえば上記のような性質を有している樹脂材料や金属材料などで構成するとよい。このような性質を有しているので、間隙開閉部材９０は、半田９９の溶融（液化）がトリガーとなり中心方向に変形する。なお、間隙開閉部材９０は、図６に示す平面形状の他、円盤形状であってもよい。また、間隙開閉部材９０は、平常時において間隙９５の少なくとも一部を閉塞することができればよく、必ずしも間隙９５の全部を閉塞しなくてもよい。さらに、間隙開閉部材９０の断面形状を長方形状に限定するものではなく、断面形状を円形状や楕円形状としてもよい（図７（ｂ）参照）。
【００３６】
また、図５では、半田９９側に段部９６を形成して間隙開閉部材９０を設置するようにした場合を例に示したが、図７に示すように第１のピストン５４の下面周縁に段部９６を形成して間隙開閉部材９０を設置するようにしてもよい。この場合、間隙開閉部材９０の中心側への収縮をガイドするために、段部９６の中心側の壁面を図７に示すように傾斜させておくとよい。第１ピストン５４の段部９６に間隙開閉部材９０を設置する場合においても、図６に示したような形状の間隙開閉部材９０を適用することができる。また、この場合、半田は円柱状のものでよい。
【００３７】
つまり、間隙９５がシリンダー５０の内周面とピストン５４の外周面との間に形成される形のスプリンクラヘッドでは、間隙開閉部材９０は、間隙９５で、ピストン５４及び半田９９に接するように設けられることになる。また、ピストン７２又は半田９９は、間隙開閉部材９０と接する位置に段部又はテーパ部を有している。
【００３８】
［スプリンクラヘッド１００の有する効果］
実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００によれば、間隙開閉部材９０を設置したので、平常時には間隙を閉塞して腐食ガスから半田９９を保護し、火災発生時等の異常時には半田９９が流出できるように間隙９５を開通させることが可能になる。すなわち、スプリンクラヘッド１００によれば、間隙開閉部材９０の作用によって半田９９の腐食を効率的に抑制することができるとともに、半田９９のクリープ現象を効率的に抑制することができる。その結果、スプリンクラヘッド１００の長寿命化を実現することができる。
【００３９】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１００Ａの断面構成の一例を示した縦断面図である。図９は、スプリンクラヘッド１００Ａの動作を説明する概略図である。図８及び図９に基づいて、スプリンクラヘッド１００Ａの構成及び動作について説明する。なお、この実施の形態２では上述した実施の形態１との相違点を中心に説明するものとし、実施の形態１と同一の箇所については説明を割愛するものとする。また、実施の形態１に対応している部材については符号の末尾に「Ａ」を付記している。
【００４０】
（弁体支持機構１２０）
弁体支持機構１２０は、感熱部１２１、ボール保持機構１３０及びセットスクリュー６５を備えている。
【００４１】
感熱部１２１は、ピストン７２、感熱板７３、感熱板８１及び断熱材７４を備えている。ピストン７２は、円筒状に形成され、下部にフランジ７２ａが形成されている。ピストン７２の内部には、雌ねじ７２ｂ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。ピストン７２の上部からドーナツ状の半田９９Ａが挿入され、ピストン７２のフランジ７２ａ上に載っている。この半田９９Ａの上部に、円板状であって、断面クランク型であってシリンダーを構成する感熱板７３が設けられている。すなわち、この感熱板７３は、ピストン７２のフランジ７２ａに設けられた半田９９Ａを覆う突部（垂直部）７３ａと、この突部７３ａに連続し、ヘッド本体１Ａの軸芯に対して直交する方向に延びた円板部７３ｂとを備えている。
【００４２】
そして、ピストン７２には、後述するボール保持機構１３０によって半田９９Ａを圧縮するように力がかかっている。また、ピストン７２のフランジ７２ａの外周面と、シリンダーとしての役割を持つ感熱板７３（突部７３ａ）の内周面との間には半田９９Ａが流出するための間隙９５Ａが形成される。また、半田９９Ａの下面周縁には間隙開閉部材９０Ａが設けられている。この間隙開閉部材９０Ａについては後段で詳細に説明する。なお、実施の形態２で説明する間隙９５Ａは、下方に向かって開放されている下方開放型であり、半田９９Ａは下方に向かって流出する。
【００４３】
感熱板７２の上部には、ドーナツ状の断熱材７４が設けられ、感熱板７３で受熱した熱が後述するバランサー１３３側に逃げないようにしてある。また、断熱材７４と感熱板７３との間には、別の感熱板８１が設けられている。
【００４４】
ボール保持機構１３０は、ボール１３１、スライダー１３２及びバランサー１３３を備えている。
【００４５】
ボール１３１の外周下部は、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａに係止されている。この状態で、ボール１３１を上から押さえるのがスライダー１３２であり、スライダー１３２からボール１３１に力がかかることで、ボール１３１には内側に入り込む方向に力が作用する。バランサー１３３は、ボール１３１の内側に設けられ、この内側に入りこもうとするボール１３１の動きを規制する。スライダー１３２及びバランサー１３３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１３３の貫通穴にはセットスクリュー６５が貫通している。バランサー１３３の貫通穴はセットスクリュー６５の外径よりも僅かに大きく、両者は結合していない。
【００４６】
バランサー１３３は、外周下部に段部が形成されている。この外周下部の段部は、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａ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１３３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１３３の中央の貫通穴の周りには、断熱材７４がはまる段部１３３ａが突出し、バランサー１３３の上部には、ボール１３１があたる傾斜部１３３ｂが突出して形成されている。
【００４７】
スライダー１３２の外周側下部には凹部１３２ａが形成され、その凹部１３２ａのボール１３１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ー状（傾斜部）に形成されている。
【００４８】
ボール１３１には、皿ばね３２のバネ力が、弁体２０Ａ、セットスクリュー６５をスライダー１３２を介して伝達され、常に内側に移動するように力がかかり、その結果、また、バランサー１３３を下方に移動させるように力が作用する。したがって、半田９９Ａが溶融して流出すれば、バランサー１３３が下方に移動し、それに伴って、ボール１３１が内側に入り込み、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａとの係止状態が解除されるので、ボール保持機構１３０は感熱部１２１と共に落下する。ボール保持機構１３０が落下すれば、それに伴って、散水部１１０を構成する弁体２０Ａ、ストッパリング１１３等が落下して、放水が行われることになる。
【００４９】
セットスクリュー６５は、頭部と脚部とからなるボルトであって、その脚部の下部がピストン７２の上部と結合することで、ボール保持機構１３０としてのバランサー１３３、スライダー１３２及び感熱部１２１を一体化している。
【００５０】
上記のようなスプリンクラヘッド１００Ａには、図８の状態においては、放水口５Ａの消火水の水圧や部品の組立荷重がボール１３１に作用し、ボール１３１は内側（中心側）に移動しようとするが、ボール１３１は、バランサー１３３によってその移動が阻止されており、ボール保持機構１３０はボール１３１を保持している。そして、この状態においては、弁体２０Ａ及び皿ばね３２がヘッド本体１Ａの放水口５Ａを封止している。このため、スプリンクラヘッド１００Ａ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１１０は、弁体２０Ａにデフレクタ１１１が固定され、デフレクタ１１１にガイドロッド１１２が固定されており、弁体２０Ａが放水口５Ａを封止している状態では、ガイドロッド１１２がヘッド本体１Ａの空間１８に収納された状態になっている。
【００５１】
［スプリンクラヘッド１００Ａの動作］
図８に示すように、スプリンクラヘッド１００Ａの監視状態においては、ヘッド本体１Ａの放水口５Ａには加圧された消火水が供給されており、弁体２０Ａには消火水の圧力が加えられている。火災が発生し、その熱気流が感熱板７３、感熱板８１に当たるとこれらが加熱され、感熱板７３、感熱板８１の熱は半田９９Ａへ伝播する。そして、半田９９Ａが周囲から加熱されて溶融し始めると、溶融した半田９９Ａはピストン７２と感熱板７３（突部７３ａ）との間に形成された間隙９５Ａから流出してその体積が減少する。
【００５２】
図９（ａ）に示すように、半田９９Ａが溶融して外部に流出すると、感熱板７３、感熱板８１は半田９９Ａの流出量に対応して降下する。感熱板７３、感熱板８１が降下すると、感熱板７３、感熱板８１の上に取り付けられている断熱材７４及びバランサー１３３が降下する。
【００５３】
図９（ｂ）に示すように、バランサー１３３が降下すると、バランサー１３３とスライダー１３２との間の間隙が広がり、内側に付勢されているボール１３１がバランサー１３３の傾斜部１３３ｂを越えて内側に移動し、フレーム１０Ａの係止段部１２Ａとボール１３１との係合が解かれる。それによって、弁体２０Ａ及び弁体支持機構１２０は降下する。
【００５４】
図９（ｃ）に示すように、弁体２０Ａの下に配置されている皿ばね３２を含む弁体支持機構１２０は落下すると、弁体２０Ａが降下する。また、弁体２０Ａの降下に伴って、弁体２０Ａに取り付けられているデフレクタ１１１、デフレクタ１１１に取り付けられているガイドロッド１１２、及びストッパリング１１３が降下する。ガイドロッド１１２が降下すると、ストッパリング１１３はフレーム１０Ａの係止段部１２Ａに係止され、弁体２０Ａ及びデフレクタ１１１がガイドロッド１１２によりフレーム１０Ａから吊り下げられた状態になる。
【００５５】
実施の形態２では、放水動作時において、デフレクタ１１１は、ガイドロッド１１２と共に下降するので、デフレクタ１１１の下降動作が円滑に行われる。
【００５６】
以上のようにして、弁体２０Ａが降下すると放水口５Ａは開放され、加圧された消火水がデフレクタ１１１から散水されて火災を消火する。
【００５７】
図１０は、間隙開閉部材９０Ａを説明するための説明図である。図１０に基づいて、間隙開閉部材９０Ａについて詳細に説明する。
【００５８】
上述したように、ピストン７２のフランジ７２ａの外周面と感熱板７３（突部７３ａ）の内周面との間には半田９９Ａが流出するための間隙９５Ａが形成される。この状態では、半田９９Ａが外気（腐食ガス）に常時曝されることになっている。また、半田９９Ａには、感熱板７３により常時荷重がかかっているため、常時、半田９９Ａが間隙９５Ａ側に変形しようとする。
【００５９】
そこで、スプリンクラヘッド１００Ａでは、半田９９Ａの下面周縁に間隙開閉部材９０Ａを設置するようにしている。この間隙開閉部材９０Ａは、断面形状がたとえば図１０に示すように円形状になっている。また、間隙開閉部材９０Ａは、実施の形態１で説明したような平面形状に形成されている。この間隙開閉部材９０Ａは、間隙開閉部材９０と同様に、平常においては間隙９５Ａを閉塞し、間隙９５Ａからの腐食ガスの浸入を抑制するとともに、半田９９Ａのクリープ現象を抑制するようにしている。一方、半田９９Ａが溶融し始めると、間隙開閉部材９０Ａは中心に向かって火災時の熱によって収縮し、間隙９５Ａを開放し、半田９９Ａの流出路を確保するようになっている。
【００６０】
間隙開閉部材９０Ａは、たとえば弾性変形、熱変形等することによって中心方向に伸縮可能な部材で構成されている。間隙開閉部材９０Ａの構成材料を特に限定するものではないが、たとえば上記のような性質を有している樹脂材料や金属材料などで構成するとよい。このような性質を有しているので、間隙開閉部材９０Ａは、半田９９Ａの溶融（液化）がトリガーとなり中心方向に変形する。なお、間隙開閉部材９０Ａは、図６に示す平面形状の他、円盤形状や円筒形状であってもよい。また、間隙開閉部材９０Ａは、平常時において間隙９５Ａの少なくとも一部を閉塞することができればよく、必ずしも間隙９５Ａの全部を閉塞しなくてもよい。さらに、間隙開閉部材９０Ａの断面形状を円形状に限定するものではなく、断面形状を長方形状や楕円形状としてもよい。
【００６１】
また、図１０では、ピストン７２のフランジ７２ａの上面周縁を切り欠いて、間隙開閉部材９０Ａの設置場所を確保するようにしている。この場合、間隙開閉部材９０Ａの中心側への収縮をガイドするために、フランジ７２ａの上面周辺を図１０に示すように傾斜させておくとよい。また、半田９９側に段部（実施の形態１で説明した段部９６に相当するような段部）を形成して間隙開閉部材９０Ａを設置するようにしてもよい。
【００６２】
つまり、間隙９５Ａがシリンダーとしての役割を担う感熱板７３の内周面とフランジ７２ａとの外周面との間に形成される形のスプリンクラヘッドでは、間隙開閉部材９０Ａは、間隙９５Ａで、フランジ７２ａ及び半田９９Ａに接するように設けられる。また、ピストン７２又は半田９９Ａは、間隙開閉部材９０Ａと接する位置に段部又はテーパ部を有している。
【００６３】
［スプリンクラヘッド１００Ａの有する効果］
実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１００Ａによれば、間隙開閉部材９０Ａを設置したので、平常時には間隙を閉塞して腐食ガスから半田９９Ａを保護し、火災発生時等の異常時には半田９９Ａが流出できるように間隙９５Ａを開通させることが可能になる。すなわち、スプリンクラヘッド１００Ａによれば、間隙開閉部材９０Ａの作用によって半田９９Ａの腐食を効率的に抑制することができるとともに、半田９９Ａのクリープ現象を効率的に抑制することができる。その結果、スプリンクラヘッド１００Ａの長寿命化を実現することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１ ヘッド本体、１Ａ ヘッド本体、３ フランジ部、３Ａ フランジ部、５ 放水口、５Ａ 放水口、６ 凹部、７ 弁座、７Ａ 弁座、１０ フレーム、１０Ａ フレーム、１２ 係止段部、１２Ａ 係止段部、１５ 散水口、１８ 空間、１９ 放水筒、２０ 弁体、２０Ａ 弁体、２０ａ 弁本体、２０ｂ フランジ部、２０ｂＡ フランジ部、２０ｃ かしめ片、２１ 突起部、２３ 上面、２３ａ パッキン、３０ アームガイド、３２ 皿ばね、３５ バランサー、４０ リンク機構、４１ アーム、４２ 頭部、４３ 脚部、４４ 第１の係止穴、４５ 第２の係止穴、４６ アーム支持板、４７ 本体、４８ 貫通穴、４９ 係止片、５０ シリンダー、５１ つば部、５２ ねじ部、５４ 第１のピストン、５５ リンク押え板、５６ 本体、５７ ねじ穴、５８ 嵌合片、５９ 第２のピストン、６０ ねじ部、６１ カバー、６２ ねじ部、６３ 感熱板、６５ セットスクリュー、７２ ピストン、７２ａ フランジ、７２ｂ ねじ部、７３ 感熱板、７３ａ 突部、７３ｂ 円板部、７４ 断熱材、８１ 感熱板、９０ 間隙開閉部材、９０Ａ 間隙開閉部材、９５ 間隙、９５Ａ 間隙、９６ 段部、９９ 半田、９９Ａ 半田、１００ スプリンクラヘッド、１００Ａ スプリンクラヘッド、１１０ 散水部、１１１ デフレクタ、１１２ ガイドロッド、１１３ ストッパリング、１２０ 弁体支持機構、１２１ 感熱部、１３０ ボール保持機構、１３１ ボール、１３２ スライダー、１３２ａ 凹部、１３３ バランサー、１３３ａ 段部、１３３ｂ 傾斜部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のシリンダーと、
前記シリンダー内に設けられた半田と、
前記半田を押圧するピストンと、
前記半田の流出路となる間隙の少なくとも一部又は間隙に対向する部分に設けられ、前記半田の溶融に伴って中心方向に縮小変形し、設置された部分の間隙を開放する間隙開閉部材と、
を備えたことを特徴とするスプリンクラヘッド。
【請求項２】
前記間隙は、前記シリンダーの内周面と前記ピストンの外周面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項３】
前記ピストンに形成されたフランジに前記半田が乗せられるものにおいて、
前記間隙は、前記シリンダーの内周面と前記フランジとの外周面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項４】
前記間隙が前記シリンダーの内周面と前記ピストンの外周面との間に形成されるものにおいて、
前記間隙開閉部材は、前記間隙で、前記ピストン及び前記半田に接するように設置されることを特徴とする請求項２に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項５】
前記間隙が前記シリンダーの内周面と前記フランジとの外周面との間に形成されるものにおいて、
前記間隙開閉部材は、前記間隙で、前記フランジ及び前記半田に接するように設置されることを特徴とする請求項３に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項６】
前記ピストン又は前記半田は、前記間隙開閉部材と接する位置に段部又はテーパ部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項１】
筒状のシリンダーと、
前記シリンダー内に設けられた半田と、
前記半田を押圧するピストンと、
前記半田の流出路となる間隙の少なくとも一部又は間隙に対向する部分に設けられ、前記半田の溶融に伴って中心方向に縮小変形し、設置された部分の間隙を開放する間隙開閉部材と、
を備えたことを特徴とするスプリンクラヘッド。
【請求項２】
前記間隙は、前記シリンダーの内周面と前記ピストンの外周面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項３】
前記ピストンに形成されたフランジに前記半田が乗せられるものにおいて、
前記間隙は、前記シリンダーの内周面と前記フランジとの外周面との間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項４】
前記間隙が前記シリンダーの内周面と前記ピストンの外周面との間に形成されるものにおいて、
前記間隙開閉部材は、前記間隙で、前記ピストン及び前記半田に接するように設置されることを特徴とする請求項２に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項５】
前記間隙が前記シリンダーの内周面と前記フランジとの外周面との間に形成されるものにおいて、
前記間隙開閉部材は、前記間隙で、前記フランジ及び前記半田に接するように設置されることを特徴とする請求項３に記載のスプリンクラヘッド。
【請求項６】
前記ピストン又は前記半田は、前記間隙開閉部材と接する位置に段部又はテーパ部を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のスプリンクラヘッド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−７５１１１（Ｐ２０１３−７５１１１Ａ）
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１８１１０（Ｐ２０１１−２１８１１０）
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２５日（２０１３．４．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月３０日（２０１１．９．３０）
【出願人】（０００２３３８２６）能美防災株式会社 (918)
【Ｆターム（参考）】
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