液体供給装置及び該液体供給装置を用いた液体噴射装置
【課題】液体供給路内に残留する液体の凍結による破損を有効に解消する。
【解決手段】液体供給路（直線流路３７）を開閉する開閉機構（開閉バルブ３０）を備えると共に、前記液体供給路の前記開閉機構よりも上流側には、該上流側の液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構６０を有する。膨張吸収機構６０は、ピストン体６１と弾性部材（膨張吸収バネ６５）で構成し、ピストン体６１の大径部を、直線流路３７の上流側の端末部に形成した膨張吸収室５４内にスライド自在に収容した。
【解決手段】液体供給路（直線流路３７）を開閉する開閉機構（開閉バルブ３０）を備えると共に、前記液体供給路の前記開閉機構よりも上流側には、該上流側の液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構６０を有する。膨張吸収機構６０は、ピストン体６１と弾性部材（膨張吸収バネ６５）で構成し、ピストン体６１の大径部を、直線流路３７の上流側の端末部に形成した膨張吸収室５４内にスライド自在に収容した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、庭木に水をやるための散水ガン等に適用される液体供給装置及び該液体供給装置を用いた液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
庭木に水をやるための散水ガンは、散水に使用した後にそのまま放置しておくことが多いが、寒冷地の場合は内部に水が残留したまま放置しておくと、残留水の凍結によって体積が膨張し、これによって破損を招くおそれがある。
【０００３】
それを防止するために、特許文献１には、ノズルにつながる流路開閉手段（開閉バルブ）の下流側の流路に凍結吸収体（スポンジ状のゴム製）を配し、流路内に残留した水が凍結したときに、凍結吸収体の変形により、凍結による水の膨張を吸収して、ノズルの破損を防ぐ技術が提示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許２８０５４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、散水ガンを使用する場合、通常、給水ホースに接続したまま放置することが多い。そのため、開閉バルブを閉じた状態で放置すると、開閉バルブの手前（上流側）の給水管内に水が溜まった状態となる。従って、この状態で凍結すると、散水ガン内の給水管が破損するおそれがある。
【０００６】
したがって、特許文献１の技術では解決できない。特許文献１に記載されているように、開閉バルブの下流側に凍結吸収体が配設されていても、開閉バルブを閉じていると、その上流側には凍結吸収体の効力を及ばない。実際には開閉バルブの上流側に水が残留することの方が凍結時に問題となる場合が多く、それに対しては効力を発揮することはできない。そのため、開閉バルブの手前（上流側）に水が溜まっている場合には、凍結時の膨張による破損の問題が依然として存在していた。また、開閉バルブの有無に関わらず、残留水分の凍結膨張による破損が防止できる液体供給装置及び液体噴射装置が求められている。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、凍結時の破損の問題を有効に解消することのできる液体供給装置及び該液体供給装置を用いた液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の液体供給装置は、少なくとも、液体供給路と、前記液体供給路に設けられて該液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構とを有することを特徴とする。また、請求項２に記載の液体供給装置は、液体供給路を開閉する開閉機構を備えると共に、前記液体供給路の前記開閉機構よりも上流側には、該上流側の液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を有することを特徴とする。また、請求項３に記載の液体供給装置は、流路体積が小さい流路と大きい流路とを有する液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を、前記流路体積の大きい流路側に設けたことを特徴とする。また、請求項４に記載の液体供給装置は、請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の発明において、前記膨張吸収機構は、前記液体供給路の上流側の端末部に設けられ、前記液体が凍結する際の体積の膨張圧を、前記膨張吸収機構で受けるように構成したことを特徴とする。また、請求項５に記載の液体供給装置は、請求項４に記載の発明において、前記膨張圧を、前記膨張吸収機構に設けられた受圧部で受けるように構成したことを特徴とする。また、請求項６に記載の液体供給装置は、請求項５に記載の発明において、前記開閉機構から前記膨張吸収機構までの間の流路は、略直線流路で構成され、前記受圧部は、前記開閉機構側を向いていることを特徴とする。また、請求項７に記載の液体供給装置は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記液体供給路の上流側の端末部には膨張吸収室が設けられ、前記膨張吸収室内には、前記受圧部を有するピストン体が摺動自在に収容され、前記ピストン体を初期位置に付勢しつつ前記受圧部に前記膨張圧が作用して前記ピストン体が摺動したときに、前記ピストン体を介して前記膨張圧を吸収する弾性部材が設けられ、前記ピストン体と前記弾性部材とにより前記膨張吸収機構が構成されていることを特徴とする。また、請求項８に記載の液体噴射装置は、少なくとも、液体供給路と、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１に記載の液体供給装置と、前記液体供給路の下流側に設けられて噴射部を備える噴射ヘッドとを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特に寒冷地における液体供給路の破損防止効果を発揮することができる。液体供給路、特に開閉バルブより上流側の流路内に、残留した水が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を設けたので、膨張吸収機構によって残留水の凍結膨張を吸収することができ、液体供給路の破損を防ぐことができる。
【００１０】
また、凍結水分による膨張圧を膨張吸収機構の受圧部によって確実に受け、特に、開閉バルブから前記膨張吸収機構までの間の流路が直線流路で構成される場合には、前記直線流路に残留した水が凍ると、膨張圧は直線流路の軸線方向に作用し、前記受圧面にスムーズに届くため、膨張吸収機構は、受圧部に作用する膨張圧を確実に吸収することができ、液体供給路の破損を防止することができる。
【００１１】
また、液体供給路の上流側の端末部に膨張吸収室を設けたので、凍結水分による膨張圧は、膨張吸収室内に収容されて受圧部を有するピストン体によって確実に受けられ、ピストン体が膨張圧に押されて摺動することにより、弾性部材により膨張圧を吸収することができる。よって、凍結時には、外気の影響を受けやすい細い部分（直線流路）から凍り始めて、凍結が徐々に端末側に進んで、膨張吸収室内に及んでも、凍結による膨張圧が、直線流路から膨張吸収室内のピストンの受圧部に有効に作用され、それによって膨張が確実に吸収される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を液体噴射装置としての散水ガンに適用した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、液体噴射装置としては、前記散水ガンのほか、スプリンクラー、噴霧器等も該当するものである。
【００１３】
図１は実施形態の散水ガンの分解斜視図、図２は散水ガンの側断面図、図３、図４はその作用説明に使用する側断面図、図５及び図６は散水ヘッドの拡大分解斜視図、図７は散水ヘッド部分の拡大側断面図、図８は散水ヘッドとシール板の関係の作用説明に使用する図、図９は給水管の先端の正面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態による散水ガンは、略ピストル形をなすもので、ガン本体１と、その先端に取り付けられた噴射ヘッドとしての散水ヘッド２とからなる。ガン本体１は、手で握る部分であり縦方向に延びたグリップ部３と、その上部にて水平方向前方に延びた散水ヘッド取付部４とからなり、散水ヘッド取付部４の前端に散水ヘッド２が取り付けられている。
【００１５】
ガン本体１の外装ハウジング１０は、透明樹脂の成形品からなる半割構造体として構成されている。外装ハウジング１０を透明（スケルトン）にした場合、外から中が見えるので、組立や分解が容易であり、しかも、中の部品が破損した場合、破損箇所が容易に外から見付けられるなどの利点がある。
【００１６】
ガン本体１の内部には、液体供給路部材としての給水管２０及び水平管部２２が収容されている。ガン本体１の形状に沿って、水の流れる方向の途中に屈曲部を有している。給水管２０は、グリップ側給水管２０Ａとヘッド側給水管２０Ｂの２部品を継手２０Ｃで接続した組立品で構成されるが、これらは一体的に構成されるものであっても良い。給水管２０は、グリップ部３の内部にほぼ位置して縦管部２１をなし、水平管部２２は、散水ヘッド取付部４の内部にほぼ位置しており、縦管部２１と水平管部２２とによって屈曲部が形成され、水平管部２２の先端に散水ヘッド２が接続されている。
【００１７】
縦管部２１と水平管部２２とにより形成される屈曲部には流量調整室２３が設けられており、流量調整室２３の内部には、水平管部２２の後端開口から、流量調整機構７０を構成するキャップ形状の流量調整部材７１が挿入されている。流量調整部材７１は、取付ナット７２で水平管部２２の後端開口部に回動自在に取り付けられており、後端に連結されたツマミ７３を操作することにより、回動させることができる。流量調整部材７１の円筒周壁の一部には切欠７１ａが設けられており、ツマミ７３を操作して流量調整部材７１を回動させることにより、縦管部２１から水平管部２２に至る流路に対しての切欠７１ａの掛かり具合を調整でき、それにより流路を流れる流量を調整できるようになっている。本実施の形態においては、流量調節機構７０は、縦管部２１と水平管部２２とにより形成される屈曲部に設けたが、前記屈曲部以外に設けてもよい。流量調節機構７０は、液体供給路部材としての給水管２０又は水平管部２２内の流路（直線流路２８、３８等）を開閉する開閉機構としても機能するものである。
【００１８】
水平管部２２の内部の流路は、屈曲部（流量調整室２３）から下流端まで延びる直線流路２８で構成されており、直線流路２８の内壁の内壁には、直線流路２８の軸線方向に沿って流通する水流を整流するための整流部材としての整流リブ２８Ａが一体成形により設けられている。整流リブ２８Ａは、直線流路２８に沿う方向の長さが直線流路２８の長さの２０〜１００％に設定され（図示例は１００％の場合）、図９に示すように、断面の幅ｄが直線流路２８の幅又は直径の１０〜３０％に設定され、断面の高さｈが直線流路２８の高さ又は直径の３０〜７０％に設定されるのが好適である。
【００１９】
また、給水管２０の縦管部２１の長さ方向の中間部には、流路を開閉する開閉機構としての開閉バルブ３０が設けられている。開閉バルブ３０は、給水管２０の縦管部２１内の流路途中の段差部に設けられた弁座３１と、弁座３１に対応した弁体３２を先端に有して弁座３１より上流側の縦管部２１内にスライド自在に収容され且つ自身の内部空間を給水用の直線流路３７とする中空のバルブロッド３６と、によって構成されている。弁体３２の外周には弁座３１に密着するＯリング３３が嵌合され、バルブロッド３６の摺動部には縦管部２１の内周壁に密着するＯリング３４が設けられている。
【００２０】
そして、両シール３３、３４の間に位置させて、バルブロッド３６の先端部外周に、弁体３２が弁座３１から離れたときに、バルブロッド３６内の直線流路３７を通ってきた水を、縦管部２１の内周壁との隙間を通して弁座３１より下流側の流路に流すための連通窓３５が開けられている。また、バルブロッド３６は、バルブスプリング３９によって、弁体３２が弁座３１に密着する方向（バルブを閉じる方向）に付勢されている。従って、バルブロッド３６をバルブスプリング３９の力に抗して弁座３１から離れる方向にスライドさせることにより、開閉バルブ３０を開くことができる。
【００２１】
開閉バルブ３０を操作する手段として、給水管２０の外部に操作レバー１１と内部レバー１２とが配置され、バルブロッド３６の外周にバルブスプリング受けを兼ねた環状リブ３８が形成され、縦管部２１の周壁に、内部レバー１２の動作端をバルブロッド３６の環状リブ３８に届かせるための開口１３が形成されている。
【００２２】
操作レバー１１は外装ハウジング１０に揺動可能に取り付けられ、内部レバー１２は縦管部２１に揺動可能に取り付けられている。そして、操作レバー１１を強く握ることで、操作レバー１１の揺動動作により内部レバー１２を揺動させ、内部レバー１２の動作端でバルブロッド３６の環状リブ３８を下に押し下げ、それにより開閉バルブ３０を開くことができ、また、操作レバー１１を離すことで、バルブスプリング３９の復元力により、バルブロッド３６を閉位置に戻すと共に、内部レバー１２や操作レバー１１を初期の位置に戻すことができるようになっている。
【００２３】
縦管部２１の上流側の端末部（グリップ部３の下端側）には、端末部材５０が取り付けられている。端末部材５０は、縦管部２１の下端に直接固定されたナット形状の連結ブラケット５１と、連結ブラケット５１の内部にパッキン５８を介して挿入された、シール用および後述するピストン体６１の上限ストッパ機能を兼ねたスリーブ５２と、連結ブラケット５１の開口端にパッキン５５を介してネジ結合され、下端に給水ホース接続部５９を有する給水ホース継手部材５３とから構成されている。
【００２４】
給水ホース継手部材５３には、縦管部２１内の流路、即ちこの場合はバルブロッド３６内の直線流路３７に連通する貫通した流通路５６が形成されており、その流通路５６の上半部が、直線流路３７よりも大径の膨張吸収室５４となっている。そして、膨張吸収室５４の内部に、膨張吸収機構６０を構成するピストン体６１の大径部がＯリング６３を介してスライド自在に収容されている。膨張吸収機構６０は、給水管２０内の流路のうち、開閉バルブ３０より上流側の流路（特にバルブロッド３６内の直線流路３７）内に残留した水が凍結する際の体積の膨張を吸収するためのものである。
【００２５】
ピストン体６１は、大径部の首下に細径のロッド部を有すると共に軸線方向の全長を貫通する貫通流路６２を有するものであり、細径のロッド部を、流通路５６の細径の下半部に、Ｏリング６４を介してスライド自在に挿入している。そして、流通路５６の上半部と下半部の境界にある段差部と、ピストン体６１の大径部の背面との間に介装した弾性部材としての膨張吸収バネ６５により、ピストン体６１がスリーブ５２の下端に当たる位置（初期位置）まで上向きに付勢されている。この構成により、ピストン体６１の大径部の受圧部６１ａは、バルブロッド３６内の直線流路３７に対して垂直な姿勢で向き合っている。従って、受圧部６１ａに膨張圧が作用してピストン体６１が下方へスライドしたときに、ピストン体６１を介して膨張吸収バネ６５が膨張圧を吸収する。なお、本実施の形態では、ピストン体６１の受圧部６１ａは、面状に構成されたものであるが、前記膨張圧を受けることができる構成であればよく、特に面状に限定されるものではない。また、本実施の形態液体吸収機構６０は、開閉バルブ３０よりも上流側に設けられているが、下流側に設けられていても良い。
【００２６】
次に、噴射ヘッドとしての散水ヘッド２の構成について説明する。給水管２０（直線流路２８）の先端には、ヘッド本体１００と、その前面に配された噴射部としてのシャワー板１２０とを有し、給水管２０の先端部に対する回動位置を切り換えることで噴射方法を切り換えることの可能な散水ヘッド２が回動自在に取り付けられており、ヘッド本体１００の外周にシャワー板１２０を保護するためのカバー部材としてのカバーリング１１０が装着されている。
【００２７】
図５、図６を併せて参照することにより詳細に述べると、給水管２０の水平管部２２の先端には、自身の中心から偏心した位置に水平管部２２内の直線流路２８に連通する吐水口８３を有した漏液防止機構としてのシール板８０が略垂直に連結され、シール板８０の前側に、シール板８０の中心と同心の軸を中心に回動可能に支持され且つシール板８０に対する回動位置を切り換えることで噴射方法を切り換え可能な散水ヘッド２が配置されている。
【００２８】
散水ヘッド２は、ヘッド本体１００と、シャワー板１２０と、カバーリング１１０とから構成されている。なお、本実施の形態においてはいずれも別体で構成されたものを説明するが、いずれか又は総てが一体的に構成されているものであってもよい。ヘッド本体１００は、円筒状の周壁１０１の後端を隔壁部１０２で塞いだ略カップ状のもので、隔壁部１０２の前面中心に、周壁１０１と略平行なネジ孔１０８ａ付きの取付ボス１０８を設け、それを中心とする同一円周上に、相互に間隔を開けて、ストレート噴射ノズル１０４、拡散噴射ノズル１０５、シャワー噴射ノズル１０６を配置されている。なお、噴射方法については、ストレート、拡散、シャワー以外にも適宜採択可能である。
【００２９】
ストレート噴射ノズル１０４および拡散噴射ノズル１０５は、貫通したノズル孔１０４ａ、１０５ａを有するロッド状のもので、取付ボス１０８と平行に設けられ、周壁１０１よりも突出する位置まで延びている。拡散噴射ノズル１０６の先端には、ノズル孔１０６ａを横切るクロス溝１０５ｂが設けられ、それにより、水流を拡散させて噴射可能となっている。
【００３０】
また、シャワー噴射ノズル１０６は、先端が突当壁１０６ａで塞がれ周壁部に複数の開口１０６ｂが形成された短筒状のもので、ヘッド本体１００内部の緩衝空間１０９に連通している。
【００３１】
また、ヘッド本体１００の後端には、隔壁部１０２との間に僅かな隙間を開けて嵌合フランジ１０３が設けられている。ヘッド本体１００を含む散水ヘッド２は、嵌合フランジ１０３を外装ハウジング１０の先端内周の環状溝に嵌めることで、ガン本体１に回転可能に取り付けられている。また、ヘッド本体１００の周壁１０１の外周には、各ノズル１０４、１０５、１０６の位置に対応させて、僅かな高さで突出する被係合部としての係合凸部１０７が設けられている。
【００３２】
ヘッド本体１００の隔壁部１０２の背面と対向するシール板８０は、略円板状のもので、図５に示すように、基台部としての前面壁８１を有し、前面壁８１の外周縁部に位置させて形成された大径の環状凸部８１ａと、吐水口８３の周縁に位置させて形成された小径の環状凸部８１ｂとが設けられている。これらの大径の環状凸部８１ａ及び小径の環状凸部８１ｂに形成された各溝には、それぞれ第２漏液防止部としての大径のＯリング８２と、第１漏液防止部としての小径のＯリング８４が嵌め込まれている。なお、本実施の形態においては、大径のＯリング８２及び小径のＯリング８４は、前面壁８１と別体で構成しているが、一体に構成してもよく、大径のＯリング８２及び小径のＯリング８４は、ゴムその他の柔軟性を有する部材で形成されるのが好適である。
【００３３】
これらのＯリング８２、８４は、散水ヘッド２の背面壁（ヘッド本体１００の隔壁部１０２）とシール板８０の前面壁８１との間をシールするものであり、大径Ｏリング８２は、ノズル１０４、１０５、１０６が配置された位置よりも外周側で散水ヘッド２の回動軸（取付ボス１０８）を中心とする円周上に位置している。また小径Ｏリング８４は、大径Ｏリング８２の内側の領域に位置しており、吐水口８３の周囲を取り囲むように位置している。
【００３４】
また、シール板８０の背面壁８５には、吐水口８３の周縁に位置させて環状凸部８６が形成され、環状凸部８６の周方向の１カ所には位置決め用の切欠８６ａが設けられている。一方、給水管２０の水平管部２２の先端部外周には、シール板８０の環状凸部８６の内周に嵌合する環状鍔２６が設けられると共に、環状鍔２６の周方向の１カ所には、環状凸部８６の切欠８６ａに嵌まる突起２６ａが設けられている。そして、切欠８６ａと突起２６ａを合わせて環状鍔２６を環状凸部８６に嵌合し、水平管部２２の先端を吐水口８３の内部に挿入することで、給水管２０の水平管部２２の先端にシール板８０が回転不能に取り付けられている。
【００３５】
このように組み合わせることで、ヘッド本体１００側のノズル１０６および連通口としてのノズル孔１０４ａ、１０５ａとシール板８０の吐水口８３とが、散水ヘッド２の回転位置に応じて選択的に連通し、それにより所定の噴射方法で水流を噴射できるようになっている。
【００３６】
カバーリング１１０は、柔軟性を有する樹脂による筒状成形体として構成されるのが好適であり、材質例としては、ＥＶＡ（エチレン酢酸共重合体）、熱可塑性エラストマー、軟質ポリエチレン、軟質塩化ビニルなどを挙げることができる。
【００３７】
カバーリング１１０は、円筒状の周壁部１１１と、その前端内周に延設された係止部としての環状の嵌合壁１１２とを有するもので、嵌合壁１１２の内側に、ヘッド本体１００の周壁１０１の先端の嵌まる嵌合溝１１２ａが形成されている。また、周壁部１１１には、ヘッド本体１００側の係合凸部１０７の嵌まる係合部としての円形の係合孔（切欠口）１１３が設けられている。なお、本実施の形態においては、係合孔１１３は、カバーリング１１０を貫通した切欠口としているが、カバーリング１１０の前記係合部からヘッド本体１００が視認可能であれば良く、例えば、前記係合部のみが透明部材で構成されて閉塞され、前記のような切欠かれていない構成であってもよい。
【００３８】
カバーリング１１０は、その周壁１１１に形成した係合孔１１３と、ヘッド本体１００に形成した係合凸部１０７とを互いに係合させた状態で、自身の周壁部１１１をヘッド本体１００の周壁１０１の外周に嵌合することにより、ヘッド本体１００に固定されている。
【００３９】
また、シャワー板１２０は、その外周を、カバーリング１１０の嵌合壁１１２の内周に嵌合することで、ヘッド本体１００に固定されている。シャワー板１２０は、シャワー散水用の細孔列１２５を有する緩やかな凸曲面状の面板１２１と、面板１２１の外周部に連設された短筒部１２２と、面板１２１の外周縁の延長上に設けられた外周鍔部１２３とを有しており、外周鍔部１２３を嵌合壁１１２の前面に当てながら、短筒部１２２をカバーリング１１０の嵌合壁１１２の内周に嵌合することにより、カバーリング１１０に固定され、またカバーリング１１０を介してヘッド本体１００に固定されている。
【００４０】
また、カバーリング１１０の中心には、ネジ通し孔１２６ａ付きの取付ボス１２６が設けられており、取付ボス１２６のネジ通し孔１２６ａに通した取付ネジ１５０の先端を、ヘッド本体１００の中心に突設した取付ボス１０８のネジ孔１０８ａに締結することによって、ヘッド本体１００に直接固定されている。
【００４１】
このようにシャワー板１２０をヘッド本体１００に固定することにより、ヘッド本体１００のストレート噴射ノズル１０４の先端が、シャワー板１２０の面板１２１に形成した噴射口としての露出孔１２７から前面に露出する。同様に、ヘッド本体１００の拡散噴射ノズル１０５の先端が、シャワー板１２０の面板１２１に形成した噴射口としての露出孔１２８から前面に露出している。
【００４２】
また、カバーリング１１０とヘッド本体１００の組み合わせによって、係合凸部１０７と係合孔１１３の係合部分が、各噴射方法をそれぞれ実現するための目印となっており、係合凸部１０７に各噴射方法を識別するための識別標識（例えば文字・図形など）を設けて、給水管２０の水平管部２２の上面に突設されることで外装ハウジング１０から露出させられた基準マーク部２９に、前記識別標識が合うように散水ヘッド２を回動させることにより、ストレート噴射モード、拡散噴射モード、シャワー噴射モードを選択的に切り替えることができるようになっている。なお、カバーリング１１０とヘッド本体１００は、その成形材料が対比の明確な色違いになっていることで、カバーリング１１０上に露出する係合凸部１０３が、視覚的に目立つようになっている。
【００４３】
以上のように、本発明による液体供給装置は、ガン本体１の内部に設けられ、液体供給路としての直線流路２８、３７と、膨張吸収機構６０とによって構成されている。
【００４４】
次に作用を説明する。本実施の形態による散水ガンを使用するには、図示しない給水ホースを給水ホース継手部材５３の給水ホース接続部５９に接続し、その状態で操作レバー１１を強く握る。そうすると、図３に示すように、操作レバー１１が揺動することにより内部レバー１２が揺動し、内部レバー１２の動作端に押されて環状リブ３８が下に動くことで、バルブロッド３６が下方にスライドする。そして、弁体３２が弁座３１から離れることで、開閉バルブ３０が開き、給水ホースから供給された水が開閉バルブ３０を通って散水ヘッド２に供給される。
【００４５】
散水ヘッド２は、その回転位置により散水モードを選択することにより、所定の散水モードで前方に水を噴射する。例えば、ストレート噴射モードを選択した場合は、ストレート噴射ノズル１０４が水平管路２２の直線流路２８と接続されることで、ストレート噴射ノズル１０４を通して水が噴射される。また、拡散噴射モードを選択した場合は、拡散噴射ノズル１０５が水平管路２２の直線流路２８と接続されることで、拡散噴射ノズル１０５を通して水が噴射される。また、シャワー噴射モードを選択した場合は、シャワー噴射ノズル１０６が水平管路２２の直線流路２８と接続されることで、シャワー噴射ノズル１０６から緩衝空間１０９に水が導入され、そこからシャワー板１２０の細孔例１２５を通してシャワー状に噴射される。
【００４６】
使用後は、操作レバー１１を握った手を離すことで、バルブスプリング３９の復元力により、バルブロッド３６が閉位置に戻り、同時に内部レバー１２および操作レバー１１が初期の位置に戻り、図２に示すように、開閉バルブ３０が閉じる。
【００４７】
また、本実施の形態による散水ガンには、凍結時の膨張を吸収する機能が備わっており、特に寒冷地において給水管２０の破損防止効果を発揮することができる。例えば、散水ガンの開閉バルブ３０を閉じた場合、給水管２０内の開閉バルブ３０の手前（上流側）に残留した水は、散水ガンを振っても、開閉バルブ３０が閉じている限り抜けない。そのため、残留した水が凍結した場合は、凍結に伴う体積の膨張により、給水管２０が破損するおそれがある。
【００４８】
ところが、この散水ガンには、給水管２０内の流路の開閉バルブ３０より上流側に、残留した水が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構６０を備わっているので、膨張吸収機構６０によって残留水の凍結膨張を吸収することができて、給水管２０の破損を防ぐことができる。
【００４９】
具体的には、バルブロッド３６内の直線流路３７に溜まった水が凍ると、膨張圧は直線流路３７の軸線方向に作用し、給水管２０の端末部の膨張吸収機構６０の受圧部６１ａにスムーズに届く。従って、膨張吸収機構６０は、受圧部６１ａに作用する膨張圧を確実に吸収することができて、給水管２０の破損を防止することができる。特に、直線流路３７の上流側の端末部には、直線流路３７よりも大径の膨張吸収室５４が設けられているので、残留水の凍結による膨張圧を、膨張吸収室５４内に収容したピストン体６１で確実に受けることができ、図４に示すように、ピストン体６１が膨張圧によって動くことにより、その背部の膨張吸収バネ６５により膨張の圧力を吸収することができる。
【００５０】
凍結時には、外気の影響を受けやすい細い部分（直線流路３７）から凍り始めて、凍結が徐々に端末側に進んで、膨張吸収室５４内に及ぶことになる。そのため、凍結による膨張圧が、直線流路３７から膨張吸収室５４内のピストン体６１の受圧部に有効に作用することになり、それによって膨張が確実に吸収され、給水管２０の破損防止効果を発揮することができる。
【００５１】
また、この散水ガンには、噴射するまでの流路内に発生する渦流を防止する機能が備わっている。即ち、屈曲部（流量調整室２３）から水平管路２２の下流端までが直線流路２８で構成されており、その直線流路２８の内壁に、流通する水流を整流するための整流リブ２８Ａが設けられているので、渦の発生を防止して、直線流を作り出すことができる。特に流れの乱れを生じやすい屈曲部の下流部分に整流リブ２８Ａがあるので、有効に渦流の発生を防ぐことができる。従って、噴射する水流に偏りや曲がり等が生じるのを防ぐことができ、安定的で均一な噴射状態を得ることができる。
【００５２】
また、整流リブ２８Ａは、直線流路２８を形成する水平管路２２の内壁に一体に成形してあるので、組立の面倒がなく、コストアップを防ぐことができる。さらに、整流リブ２８Ａは直線流路２８の内壁に突設したものであるから、整流リブ２８Ａの断面寸法（幅ｄ及び突出高さｈ）を、通水抵抗が少なく且つ渦流を有効に防げる最適な値に設定することができる。また、整流リブ２８Ａは、屈曲部の外周側の内壁に突設してあるので、通水抵抗を少なくしながら、最大限の渦流防止効果を発揮することができる。
【００５３】
また、この散水ガンでは、柔軟性を有するカバーリング１１０をヘッド本体１００に嵌合固定し、カバーリング１１０にシャワー板１２０の外周を嵌合固定しているので、カバーリング１１０自体にパッキンの働きをさせることができる。従って、パッキンが不要でありながら、シャワー板１２０の外周側への水洩れ防止作用を得ることができる。
【００５４】
また、樹脂成形品で構成した場合に強度的な弱点となりやすいパッキン取付部が不要になるから、強度の向上を図ることができる。また、カバーリング１１０の柔軟性によって衝撃吸収作用も得られることから、耐久性の向上も図れる。また、従来例のようにシャワー板１２０を固定するためのリングナットや余計なパッキンが不要であるから、部品点数を減らすことができ、その分だけ、構造が簡単になって、コストダウンとコンパクト化が図れる。また、シャワー板１２０やカバーリング１１０の固定にネジ止めが不要であるから、組立・分解が容易であり、メンテナンス性の向上も図れる。
【００５５】
また、この散水ガンでは、カバーリング１１０側の係合孔１１３とヘッド本体１００側の係合凸部１０７の係合によりカバーリング１１０の抜け止めを行っており、しかも同時に、係合孔１１３と係合凸部１０７の組み合わせを、噴射方法を選択する場合の目印として利用しているので、印刷などにより専用の合わせマークをあえて設けなくてよくなり、コスト減に寄与することができる。また、係合凸部１０７に識別標識を印刷や貼付等の方法によって設けた場合、係合孔１１３と係合凸部１０７の形状的な組み合わせを用いることから、カバーリング１１に直接印刷又は貼付等の方法によって識別標識を設けた場合に比して、前記識別標識が劣化しにくい。
【００５６】
また、この散水ガンでは、シール板８０の吐水口８３の周囲に設けた小径のＯリング８４の外側に、更に大径のＯリング８２を設け、そのＯリング８２でノズル１０６やノズル孔１０４、１０５の外周側の領域をシールしたので、散水ヘッド２がどのような回動位置にあるときも、外周側への水洩れを防止することができる。
【００５７】
例えば、図８（ａ）に示すようにシャワー噴射ノズル１０６とシール板８０の吐水口８３が適正に合致している場合は問題ないが、（ｂ）に示すように位置がずれた中間位置にあるときには、吐水口８３からの水が小径のＯリング８４を越えてシール板８０と散水ヘッド２の背面との隙間に漏れ出るが、大径のＯリング８２があることにより、シール板８０の外周位置で洩れを防ぐことができる。
【００５８】
また、大径のＯリング８２が、シール板８０の前面壁８１と散水ヘッド２の背面壁（ヘッド本体１００の隔壁１０２の背面）との関係を適正に保つので、小径のＯリング８４の当たりを適正化することができる。つまり、大きな径のＯリング８２によってシール板８０側の面と散水ヘッド２側の面の関係を適正に出すことができるので、小径のＯリング８４の散水ヘッド２への当たりを適正化することができ、吐水口８３とノズル１０４、１０５、１０６との間に洩れのない確実な連通状態を確保することができる。また、面と面の関係が適正に出されることにより、散水ヘッド２の安定した回動操作が可能になり、無用なガタ付きを防止することもできる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、１つの整流リブ２８Ａを設けた場合を示したが、図１０に示すようには、適当な角度間隔で複数の整流リブ２８Ｂを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の散水ガンの分解斜視図である。
【図２】同散水ガンの側断面図である。
【図３】同散水ガンの水噴射の際の開閉バルブの状態を示す側断面図である。
【図４】同散水ガンの凍結時の作用説明のための側断面図である。
【図５】同散水ガンにおける散水ヘッドの拡大分解斜視図である。
【図６】同散水ヘッドの別の方向から見た拡大分解斜視図である。
【図７】同散水ヘッド部分の拡大側断面図である。
【図８】同散水ヘッドとシール板の関係の作用説明に使用する図で、（ａ）は適正な位置合わせ状態、（ｂ）は途中の状態を示す図である。
【図９】同散水ガンにおける給水管の先端の正面図である。
【図１０】別の実施形態における給水管の先端の正面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ガン本体
２ 散水ヘッド（噴射ヘッド）
２０ 給水管（液体供給部材）
２２ 水平管部（液体供給部材）
２３ 流量調整室（屈曲部）
２８ 直線流路（液体供給路）
２８Ａ，２８Ｂ 整流リブ（整流部材）
３０ 開閉バルブ（開閉機構）
３１ 弁座
３２ 弁体
３６ バルブロッド
３７ 直線流路（液体供給路）
５０ 端末部材
５３ 給水ホース継手部材
５４ 膨張吸収室
５９ 給水ホース接続部
６０ 膨張吸収機構
６１ ピストン体
６１ａ 受圧部
６２ 貫通流路
６５ 膨張吸収バネ（弾性部材）
７１ 流量調整部材（開閉機構）
８０ シール板（漏液防止機構）
８１ 前面壁（基台部）
８３ 吐水口
８２ 大径のＯリング（第２漏液防止部）
８４ 小径のＯリング（第１漏液防止部）
１００ ヘッド本体
１０１ 周壁
１０２ 隔壁部
１０４ ストレート噴射ノズル
１０４ａ ノズル孔（第１連通口）
１０５ 拡散噴射ノズル
１０５ａ ノズル孔（第２連通口）
１０６ シャワー噴射ノズル（ノズル孔）（第２連通口）
１０７ 係合凸部（被係合部）
１１０ カバーリング（カバー部材）
１１１ 周壁部
１１２ 嵌合壁（係止部、突条壁）
１１２ａ 嵌合溝
１１３ 係合孔（切欠口）（係合部）
１２０ シャワー板（噴射部）
１２１ 面板
１２５ 細孔例（噴射口、第１噴射口）
１２７，１２８ 露出孔（噴射口、第２噴射口）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、庭木に水をやるための散水ガン等に適用される液体供給装置及び該液体供給装置を用いた液体噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
庭木に水をやるための散水ガンは、散水に使用した後にそのまま放置しておくことが多いが、寒冷地の場合は内部に水が残留したまま放置しておくと、残留水の凍結によって体積が膨張し、これによって破損を招くおそれがある。
【０００３】
それを防止するために、特許文献１には、ノズルにつながる流路開閉手段（開閉バルブ）の下流側の流路に凍結吸収体（スポンジ状のゴム製）を配し、流路内に残留した水が凍結したときに、凍結吸収体の変形により、凍結による水の膨張を吸収して、ノズルの破損を防ぐ技術が提示されている。
【０００４】
【特許文献１】特許２８０５４２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、散水ガンを使用する場合、通常、給水ホースに接続したまま放置することが多い。そのため、開閉バルブを閉じた状態で放置すると、開閉バルブの手前（上流側）の給水管内に水が溜まった状態となる。従って、この状態で凍結すると、散水ガン内の給水管が破損するおそれがある。
【０００６】
したがって、特許文献１の技術では解決できない。特許文献１に記載されているように、開閉バルブの下流側に凍結吸収体が配設されていても、開閉バルブを閉じていると、その上流側には凍結吸収体の効力を及ばない。実際には開閉バルブの上流側に水が残留することの方が凍結時に問題となる場合が多く、それに対しては効力を発揮することはできない。そのため、開閉バルブの手前（上流側）に水が溜まっている場合には、凍結時の膨張による破損の問題が依然として存在していた。また、開閉バルブの有無に関わらず、残留水分の凍結膨張による破損が防止できる液体供給装置及び液体噴射装置が求められている。
【０００７】
本発明は、上記事情を考慮し、凍結時の破損の問題を有効に解消することのできる液体供給装置及び該液体供給装置を用いた液体噴射装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の液体供給装置は、少なくとも、液体供給路と、前記液体供給路に設けられて該液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構とを有することを特徴とする。また、請求項２に記載の液体供給装置は、液体供給路を開閉する開閉機構を備えると共に、前記液体供給路の前記開閉機構よりも上流側には、該上流側の液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を有することを特徴とする。また、請求項３に記載の液体供給装置は、流路体積が小さい流路と大きい流路とを有する液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を、前記流路体積の大きい流路側に設けたことを特徴とする。また、請求項４に記載の液体供給装置は、請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の発明において、前記膨張吸収機構は、前記液体供給路の上流側の端末部に設けられ、前記液体が凍結する際の体積の膨張圧を、前記膨張吸収機構で受けるように構成したことを特徴とする。また、請求項５に記載の液体供給装置は、請求項４に記載の発明において、前記膨張圧を、前記膨張吸収機構に設けられた受圧部で受けるように構成したことを特徴とする。また、請求項６に記載の液体供給装置は、請求項５に記載の発明において、前記開閉機構から前記膨張吸収機構までの間の流路は、略直線流路で構成され、前記受圧部は、前記開閉機構側を向いていることを特徴とする。また、請求項７に記載の液体供給装置は、請求項５又は請求項６に記載の発明において、前記液体供給路の上流側の端末部には膨張吸収室が設けられ、前記膨張吸収室内には、前記受圧部を有するピストン体が摺動自在に収容され、前記ピストン体を初期位置に付勢しつつ前記受圧部に前記膨張圧が作用して前記ピストン体が摺動したときに、前記ピストン体を介して前記膨張圧を吸収する弾性部材が設けられ、前記ピストン体と前記弾性部材とにより前記膨張吸収機構が構成されていることを特徴とする。また、請求項８に記載の液体噴射装置は、少なくとも、液体供給路と、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１に記載の液体供給装置と、前記液体供給路の下流側に設けられて噴射部を備える噴射ヘッドとを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、特に寒冷地における液体供給路の破損防止効果を発揮することができる。液体供給路、特に開閉バルブより上流側の流路内に、残留した水が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を設けたので、膨張吸収機構によって残留水の凍結膨張を吸収することができ、液体供給路の破損を防ぐことができる。
【００１０】
また、凍結水分による膨張圧を膨張吸収機構の受圧部によって確実に受け、特に、開閉バルブから前記膨張吸収機構までの間の流路が直線流路で構成される場合には、前記直線流路に残留した水が凍ると、膨張圧は直線流路の軸線方向に作用し、前記受圧面にスムーズに届くため、膨張吸収機構は、受圧部に作用する膨張圧を確実に吸収することができ、液体供給路の破損を防止することができる。
【００１１】
また、液体供給路の上流側の端末部に膨張吸収室を設けたので、凍結水分による膨張圧は、膨張吸収室内に収容されて受圧部を有するピストン体によって確実に受けられ、ピストン体が膨張圧に押されて摺動することにより、弾性部材により膨張圧を吸収することができる。よって、凍結時には、外気の影響を受けやすい細い部分（直線流路）から凍り始めて、凍結が徐々に端末側に進んで、膨張吸収室内に及んでも、凍結による膨張圧が、直線流路から膨張吸収室内のピストンの受圧部に有効に作用され、それによって膨張が確実に吸収される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を液体噴射装置としての散水ガンに適用した実施形態について、図面を参照して説明する。なお、液体噴射装置としては、前記散水ガンのほか、スプリンクラー、噴霧器等も該当するものである。
【００１３】
図１は実施形態の散水ガンの分解斜視図、図２は散水ガンの側断面図、図３、図４はその作用説明に使用する側断面図、図５及び図６は散水ヘッドの拡大分解斜視図、図７は散水ヘッド部分の拡大側断面図、図８は散水ヘッドとシール板の関係の作用説明に使用する図、図９は給水管の先端の正面図である。
【００１４】
図１及び図２に示すように、本実施の形態による散水ガンは、略ピストル形をなすもので、ガン本体１と、その先端に取り付けられた噴射ヘッドとしての散水ヘッド２とからなる。ガン本体１は、手で握る部分であり縦方向に延びたグリップ部３と、その上部にて水平方向前方に延びた散水ヘッド取付部４とからなり、散水ヘッド取付部４の前端に散水ヘッド２が取り付けられている。
【００１５】
ガン本体１の外装ハウジング１０は、透明樹脂の成形品からなる半割構造体として構成されている。外装ハウジング１０を透明（スケルトン）にした場合、外から中が見えるので、組立や分解が容易であり、しかも、中の部品が破損した場合、破損箇所が容易に外から見付けられるなどの利点がある。
【００１６】
ガン本体１の内部には、液体供給路部材としての給水管２０及び水平管部２２が収容されている。ガン本体１の形状に沿って、水の流れる方向の途中に屈曲部を有している。給水管２０は、グリップ側給水管２０Ａとヘッド側給水管２０Ｂの２部品を継手２０Ｃで接続した組立品で構成されるが、これらは一体的に構成されるものであっても良い。給水管２０は、グリップ部３の内部にほぼ位置して縦管部２１をなし、水平管部２２は、散水ヘッド取付部４の内部にほぼ位置しており、縦管部２１と水平管部２２とによって屈曲部が形成され、水平管部２２の先端に散水ヘッド２が接続されている。
【００１７】
縦管部２１と水平管部２２とにより形成される屈曲部には流量調整室２３が設けられており、流量調整室２３の内部には、水平管部２２の後端開口から、流量調整機構７０を構成するキャップ形状の流量調整部材７１が挿入されている。流量調整部材７１は、取付ナット７２で水平管部２２の後端開口部に回動自在に取り付けられており、後端に連結されたツマミ７３を操作することにより、回動させることができる。流量調整部材７１の円筒周壁の一部には切欠７１ａが設けられており、ツマミ７３を操作して流量調整部材７１を回動させることにより、縦管部２１から水平管部２２に至る流路に対しての切欠７１ａの掛かり具合を調整でき、それにより流路を流れる流量を調整できるようになっている。本実施の形態においては、流量調節機構７０は、縦管部２１と水平管部２２とにより形成される屈曲部に設けたが、前記屈曲部以外に設けてもよい。流量調節機構７０は、液体供給路部材としての給水管２０又は水平管部２２内の流路（直線流路２８、３８等）を開閉する開閉機構としても機能するものである。
【００１８】
水平管部２２の内部の流路は、屈曲部（流量調整室２３）から下流端まで延びる直線流路２８で構成されており、直線流路２８の内壁の内壁には、直線流路２８の軸線方向に沿って流通する水流を整流するための整流部材としての整流リブ２８Ａが一体成形により設けられている。整流リブ２８Ａは、直線流路２８に沿う方向の長さが直線流路２８の長さの２０〜１００％に設定され（図示例は１００％の場合）、図９に示すように、断面の幅ｄが直線流路２８の幅又は直径の１０〜３０％に設定され、断面の高さｈが直線流路２８の高さ又は直径の３０〜７０％に設定されるのが好適である。
【００１９】
また、給水管２０の縦管部２１の長さ方向の中間部には、流路を開閉する開閉機構としての開閉バルブ３０が設けられている。開閉バルブ３０は、給水管２０の縦管部２１内の流路途中の段差部に設けられた弁座３１と、弁座３１に対応した弁体３２を先端に有して弁座３１より上流側の縦管部２１内にスライド自在に収容され且つ自身の内部空間を給水用の直線流路３７とする中空のバルブロッド３６と、によって構成されている。弁体３２の外周には弁座３１に密着するＯリング３３が嵌合され、バルブロッド３６の摺動部には縦管部２１の内周壁に密着するＯリング３４が設けられている。
【００２０】
そして、両シール３３、３４の間に位置させて、バルブロッド３６の先端部外周に、弁体３２が弁座３１から離れたときに、バルブロッド３６内の直線流路３７を通ってきた水を、縦管部２１の内周壁との隙間を通して弁座３１より下流側の流路に流すための連通窓３５が開けられている。また、バルブロッド３６は、バルブスプリング３９によって、弁体３２が弁座３１に密着する方向（バルブを閉じる方向）に付勢されている。従って、バルブロッド３６をバルブスプリング３９の力に抗して弁座３１から離れる方向にスライドさせることにより、開閉バルブ３０を開くことができる。
【００２１】
開閉バルブ３０を操作する手段として、給水管２０の外部に操作レバー１１と内部レバー１２とが配置され、バルブロッド３６の外周にバルブスプリング受けを兼ねた環状リブ３８が形成され、縦管部２１の周壁に、内部レバー１２の動作端をバルブロッド３６の環状リブ３８に届かせるための開口１３が形成されている。
【００２２】
操作レバー１１は外装ハウジング１０に揺動可能に取り付けられ、内部レバー１２は縦管部２１に揺動可能に取り付けられている。そして、操作レバー１１を強く握ることで、操作レバー１１の揺動動作により内部レバー１２を揺動させ、内部レバー１２の動作端でバルブロッド３６の環状リブ３８を下に押し下げ、それにより開閉バルブ３０を開くことができ、また、操作レバー１１を離すことで、バルブスプリング３９の復元力により、バルブロッド３６を閉位置に戻すと共に、内部レバー１２や操作レバー１１を初期の位置に戻すことができるようになっている。
【００２３】
縦管部２１の上流側の端末部（グリップ部３の下端側）には、端末部材５０が取り付けられている。端末部材５０は、縦管部２１の下端に直接固定されたナット形状の連結ブラケット５１と、連結ブラケット５１の内部にパッキン５８を介して挿入された、シール用および後述するピストン体６１の上限ストッパ機能を兼ねたスリーブ５２と、連結ブラケット５１の開口端にパッキン５５を介してネジ結合され、下端に給水ホース接続部５９を有する給水ホース継手部材５３とから構成されている。
【００２４】
給水ホース継手部材５３には、縦管部２１内の流路、即ちこの場合はバルブロッド３６内の直線流路３７に連通する貫通した流通路５６が形成されており、その流通路５６の上半部が、直線流路３７よりも大径の膨張吸収室５４となっている。そして、膨張吸収室５４の内部に、膨張吸収機構６０を構成するピストン体６１の大径部がＯリング６３を介してスライド自在に収容されている。膨張吸収機構６０は、給水管２０内の流路のうち、開閉バルブ３０より上流側の流路（特にバルブロッド３６内の直線流路３７）内に残留した水が凍結する際の体積の膨張を吸収するためのものである。
【００２５】
ピストン体６１は、大径部の首下に細径のロッド部を有すると共に軸線方向の全長を貫通する貫通流路６２を有するものであり、細径のロッド部を、流通路５６の細径の下半部に、Ｏリング６４を介してスライド自在に挿入している。そして、流通路５６の上半部と下半部の境界にある段差部と、ピストン体６１の大径部の背面との間に介装した弾性部材としての膨張吸収バネ６５により、ピストン体６１がスリーブ５２の下端に当たる位置（初期位置）まで上向きに付勢されている。この構成により、ピストン体６１の大径部の受圧部６１ａは、バルブロッド３６内の直線流路３７に対して垂直な姿勢で向き合っている。従って、受圧部６１ａに膨張圧が作用してピストン体６１が下方へスライドしたときに、ピストン体６１を介して膨張吸収バネ６５が膨張圧を吸収する。なお、本実施の形態では、ピストン体６１の受圧部６１ａは、面状に構成されたものであるが、前記膨張圧を受けることができる構成であればよく、特に面状に限定されるものではない。また、本実施の形態液体吸収機構６０は、開閉バルブ３０よりも上流側に設けられているが、下流側に設けられていても良い。
【００２６】
次に、噴射ヘッドとしての散水ヘッド２の構成について説明する。給水管２０（直線流路２８）の先端には、ヘッド本体１００と、その前面に配された噴射部としてのシャワー板１２０とを有し、給水管２０の先端部に対する回動位置を切り換えることで噴射方法を切り換えることの可能な散水ヘッド２が回動自在に取り付けられており、ヘッド本体１００の外周にシャワー板１２０を保護するためのカバー部材としてのカバーリング１１０が装着されている。
【００２７】
図５、図６を併せて参照することにより詳細に述べると、給水管２０の水平管部２２の先端には、自身の中心から偏心した位置に水平管部２２内の直線流路２８に連通する吐水口８３を有した漏液防止機構としてのシール板８０が略垂直に連結され、シール板８０の前側に、シール板８０の中心と同心の軸を中心に回動可能に支持され且つシール板８０に対する回動位置を切り換えることで噴射方法を切り換え可能な散水ヘッド２が配置されている。
【００２８】
散水ヘッド２は、ヘッド本体１００と、シャワー板１２０と、カバーリング１１０とから構成されている。なお、本実施の形態においてはいずれも別体で構成されたものを説明するが、いずれか又は総てが一体的に構成されているものであってもよい。ヘッド本体１００は、円筒状の周壁１０１の後端を隔壁部１０２で塞いだ略カップ状のもので、隔壁部１０２の前面中心に、周壁１０１と略平行なネジ孔１０８ａ付きの取付ボス１０８を設け、それを中心とする同一円周上に、相互に間隔を開けて、ストレート噴射ノズル１０４、拡散噴射ノズル１０５、シャワー噴射ノズル１０６を配置されている。なお、噴射方法については、ストレート、拡散、シャワー以外にも適宜採択可能である。
【００２９】
ストレート噴射ノズル１０４および拡散噴射ノズル１０５は、貫通したノズル孔１０４ａ、１０５ａを有するロッド状のもので、取付ボス１０８と平行に設けられ、周壁１０１よりも突出する位置まで延びている。拡散噴射ノズル１０６の先端には、ノズル孔１０６ａを横切るクロス溝１０５ｂが設けられ、それにより、水流を拡散させて噴射可能となっている。
【００３０】
また、シャワー噴射ノズル１０６は、先端が突当壁１０６ａで塞がれ周壁部に複数の開口１０６ｂが形成された短筒状のもので、ヘッド本体１００内部の緩衝空間１０９に連通している。
【００３１】
また、ヘッド本体１００の後端には、隔壁部１０２との間に僅かな隙間を開けて嵌合フランジ１０３が設けられている。ヘッド本体１００を含む散水ヘッド２は、嵌合フランジ１０３を外装ハウジング１０の先端内周の環状溝に嵌めることで、ガン本体１に回転可能に取り付けられている。また、ヘッド本体１００の周壁１０１の外周には、各ノズル１０４、１０５、１０６の位置に対応させて、僅かな高さで突出する被係合部としての係合凸部１０７が設けられている。
【００３２】
ヘッド本体１００の隔壁部１０２の背面と対向するシール板８０は、略円板状のもので、図５に示すように、基台部としての前面壁８１を有し、前面壁８１の外周縁部に位置させて形成された大径の環状凸部８１ａと、吐水口８３の周縁に位置させて形成された小径の環状凸部８１ｂとが設けられている。これらの大径の環状凸部８１ａ及び小径の環状凸部８１ｂに形成された各溝には、それぞれ第２漏液防止部としての大径のＯリング８２と、第１漏液防止部としての小径のＯリング８４が嵌め込まれている。なお、本実施の形態においては、大径のＯリング８２及び小径のＯリング８４は、前面壁８１と別体で構成しているが、一体に構成してもよく、大径のＯリング８２及び小径のＯリング８４は、ゴムその他の柔軟性を有する部材で形成されるのが好適である。
【００３３】
これらのＯリング８２、８４は、散水ヘッド２の背面壁（ヘッド本体１００の隔壁部１０２）とシール板８０の前面壁８１との間をシールするものであり、大径Ｏリング８２は、ノズル１０４、１０５、１０６が配置された位置よりも外周側で散水ヘッド２の回動軸（取付ボス１０８）を中心とする円周上に位置している。また小径Ｏリング８４は、大径Ｏリング８２の内側の領域に位置しており、吐水口８３の周囲を取り囲むように位置している。
【００３４】
また、シール板８０の背面壁８５には、吐水口８３の周縁に位置させて環状凸部８６が形成され、環状凸部８６の周方向の１カ所には位置決め用の切欠８６ａが設けられている。一方、給水管２０の水平管部２２の先端部外周には、シール板８０の環状凸部８６の内周に嵌合する環状鍔２６が設けられると共に、環状鍔２６の周方向の１カ所には、環状凸部８６の切欠８６ａに嵌まる突起２６ａが設けられている。そして、切欠８６ａと突起２６ａを合わせて環状鍔２６を環状凸部８６に嵌合し、水平管部２２の先端を吐水口８３の内部に挿入することで、給水管２０の水平管部２２の先端にシール板８０が回転不能に取り付けられている。
【００３５】
このように組み合わせることで、ヘッド本体１００側のノズル１０６および連通口としてのノズル孔１０４ａ、１０５ａとシール板８０の吐水口８３とが、散水ヘッド２の回転位置に応じて選択的に連通し、それにより所定の噴射方法で水流を噴射できるようになっている。
【００３６】
カバーリング１１０は、柔軟性を有する樹脂による筒状成形体として構成されるのが好適であり、材質例としては、ＥＶＡ（エチレン酢酸共重合体）、熱可塑性エラストマー、軟質ポリエチレン、軟質塩化ビニルなどを挙げることができる。
【００３７】
カバーリング１１０は、円筒状の周壁部１１１と、その前端内周に延設された係止部としての環状の嵌合壁１１２とを有するもので、嵌合壁１１２の内側に、ヘッド本体１００の周壁１０１の先端の嵌まる嵌合溝１１２ａが形成されている。また、周壁部１１１には、ヘッド本体１００側の係合凸部１０７の嵌まる係合部としての円形の係合孔（切欠口）１１３が設けられている。なお、本実施の形態においては、係合孔１１３は、カバーリング１１０を貫通した切欠口としているが、カバーリング１１０の前記係合部からヘッド本体１００が視認可能であれば良く、例えば、前記係合部のみが透明部材で構成されて閉塞され、前記のような切欠かれていない構成であってもよい。
【００３８】
カバーリング１１０は、その周壁１１１に形成した係合孔１１３と、ヘッド本体１００に形成した係合凸部１０７とを互いに係合させた状態で、自身の周壁部１１１をヘッド本体１００の周壁１０１の外周に嵌合することにより、ヘッド本体１００に固定されている。
【００３９】
また、シャワー板１２０は、その外周を、カバーリング１１０の嵌合壁１１２の内周に嵌合することで、ヘッド本体１００に固定されている。シャワー板１２０は、シャワー散水用の細孔列１２５を有する緩やかな凸曲面状の面板１２１と、面板１２１の外周部に連設された短筒部１２２と、面板１２１の外周縁の延長上に設けられた外周鍔部１２３とを有しており、外周鍔部１２３を嵌合壁１１２の前面に当てながら、短筒部１２２をカバーリング１１０の嵌合壁１１２の内周に嵌合することにより、カバーリング１１０に固定され、またカバーリング１１０を介してヘッド本体１００に固定されている。
【００４０】
また、カバーリング１１０の中心には、ネジ通し孔１２６ａ付きの取付ボス１２６が設けられており、取付ボス１２６のネジ通し孔１２６ａに通した取付ネジ１５０の先端を、ヘッド本体１００の中心に突設した取付ボス１０８のネジ孔１０８ａに締結することによって、ヘッド本体１００に直接固定されている。
【００４１】
このようにシャワー板１２０をヘッド本体１００に固定することにより、ヘッド本体１００のストレート噴射ノズル１０４の先端が、シャワー板１２０の面板１２１に形成した噴射口としての露出孔１２７から前面に露出する。同様に、ヘッド本体１００の拡散噴射ノズル１０５の先端が、シャワー板１２０の面板１２１に形成した噴射口としての露出孔１２８から前面に露出している。
【００４２】
また、カバーリング１１０とヘッド本体１００の組み合わせによって、係合凸部１０７と係合孔１１３の係合部分が、各噴射方法をそれぞれ実現するための目印となっており、係合凸部１０７に各噴射方法を識別するための識別標識（例えば文字・図形など）を設けて、給水管２０の水平管部２２の上面に突設されることで外装ハウジング１０から露出させられた基準マーク部２９に、前記識別標識が合うように散水ヘッド２を回動させることにより、ストレート噴射モード、拡散噴射モード、シャワー噴射モードを選択的に切り替えることができるようになっている。なお、カバーリング１１０とヘッド本体１００は、その成形材料が対比の明確な色違いになっていることで、カバーリング１１０上に露出する係合凸部１０３が、視覚的に目立つようになっている。
【００４３】
以上のように、本発明による液体供給装置は、ガン本体１の内部に設けられ、液体供給路としての直線流路２８、３７と、膨張吸収機構６０とによって構成されている。
【００４４】
次に作用を説明する。本実施の形態による散水ガンを使用するには、図示しない給水ホースを給水ホース継手部材５３の給水ホース接続部５９に接続し、その状態で操作レバー１１を強く握る。そうすると、図３に示すように、操作レバー１１が揺動することにより内部レバー１２が揺動し、内部レバー１２の動作端に押されて環状リブ３８が下に動くことで、バルブロッド３６が下方にスライドする。そして、弁体３２が弁座３１から離れることで、開閉バルブ３０が開き、給水ホースから供給された水が開閉バルブ３０を通って散水ヘッド２に供給される。
【００４５】
散水ヘッド２は、その回転位置により散水モードを選択することにより、所定の散水モードで前方に水を噴射する。例えば、ストレート噴射モードを選択した場合は、ストレート噴射ノズル１０４が水平管路２２の直線流路２８と接続されることで、ストレート噴射ノズル１０４を通して水が噴射される。また、拡散噴射モードを選択した場合は、拡散噴射ノズル１０５が水平管路２２の直線流路２８と接続されることで、拡散噴射ノズル１０５を通して水が噴射される。また、シャワー噴射モードを選択した場合は、シャワー噴射ノズル１０６が水平管路２２の直線流路２８と接続されることで、シャワー噴射ノズル１０６から緩衝空間１０９に水が導入され、そこからシャワー板１２０の細孔例１２５を通してシャワー状に噴射される。
【００４６】
使用後は、操作レバー１１を握った手を離すことで、バルブスプリング３９の復元力により、バルブロッド３６が閉位置に戻り、同時に内部レバー１２および操作レバー１１が初期の位置に戻り、図２に示すように、開閉バルブ３０が閉じる。
【００４７】
また、本実施の形態による散水ガンには、凍結時の膨張を吸収する機能が備わっており、特に寒冷地において給水管２０の破損防止効果を発揮することができる。例えば、散水ガンの開閉バルブ３０を閉じた場合、給水管２０内の開閉バルブ３０の手前（上流側）に残留した水は、散水ガンを振っても、開閉バルブ３０が閉じている限り抜けない。そのため、残留した水が凍結した場合は、凍結に伴う体積の膨張により、給水管２０が破損するおそれがある。
【００４８】
ところが、この散水ガンには、給水管２０内の流路の開閉バルブ３０より上流側に、残留した水が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構６０を備わっているので、膨張吸収機構６０によって残留水の凍結膨張を吸収することができて、給水管２０の破損を防ぐことができる。
【００４９】
具体的には、バルブロッド３６内の直線流路３７に溜まった水が凍ると、膨張圧は直線流路３７の軸線方向に作用し、給水管２０の端末部の膨張吸収機構６０の受圧部６１ａにスムーズに届く。従って、膨張吸収機構６０は、受圧部６１ａに作用する膨張圧を確実に吸収することができて、給水管２０の破損を防止することができる。特に、直線流路３７の上流側の端末部には、直線流路３７よりも大径の膨張吸収室５４が設けられているので、残留水の凍結による膨張圧を、膨張吸収室５４内に収容したピストン体６１で確実に受けることができ、図４に示すように、ピストン体６１が膨張圧によって動くことにより、その背部の膨張吸収バネ６５により膨張の圧力を吸収することができる。
【００５０】
凍結時には、外気の影響を受けやすい細い部分（直線流路３７）から凍り始めて、凍結が徐々に端末側に進んで、膨張吸収室５４内に及ぶことになる。そのため、凍結による膨張圧が、直線流路３７から膨張吸収室５４内のピストン体６１の受圧部に有効に作用することになり、それによって膨張が確実に吸収され、給水管２０の破損防止効果を発揮することができる。
【００５１】
また、この散水ガンには、噴射するまでの流路内に発生する渦流を防止する機能が備わっている。即ち、屈曲部（流量調整室２３）から水平管路２２の下流端までが直線流路２８で構成されており、その直線流路２８の内壁に、流通する水流を整流するための整流リブ２８Ａが設けられているので、渦の発生を防止して、直線流を作り出すことができる。特に流れの乱れを生じやすい屈曲部の下流部分に整流リブ２８Ａがあるので、有効に渦流の発生を防ぐことができる。従って、噴射する水流に偏りや曲がり等が生じるのを防ぐことができ、安定的で均一な噴射状態を得ることができる。
【００５２】
また、整流リブ２８Ａは、直線流路２８を形成する水平管路２２の内壁に一体に成形してあるので、組立の面倒がなく、コストアップを防ぐことができる。さらに、整流リブ２８Ａは直線流路２８の内壁に突設したものであるから、整流リブ２８Ａの断面寸法（幅ｄ及び突出高さｈ）を、通水抵抗が少なく且つ渦流を有効に防げる最適な値に設定することができる。また、整流リブ２８Ａは、屈曲部の外周側の内壁に突設してあるので、通水抵抗を少なくしながら、最大限の渦流防止効果を発揮することができる。
【００５３】
また、この散水ガンでは、柔軟性を有するカバーリング１１０をヘッド本体１００に嵌合固定し、カバーリング１１０にシャワー板１２０の外周を嵌合固定しているので、カバーリング１１０自体にパッキンの働きをさせることができる。従って、パッキンが不要でありながら、シャワー板１２０の外周側への水洩れ防止作用を得ることができる。
【００５４】
また、樹脂成形品で構成した場合に強度的な弱点となりやすいパッキン取付部が不要になるから、強度の向上を図ることができる。また、カバーリング１１０の柔軟性によって衝撃吸収作用も得られることから、耐久性の向上も図れる。また、従来例のようにシャワー板１２０を固定するためのリングナットや余計なパッキンが不要であるから、部品点数を減らすことができ、その分だけ、構造が簡単になって、コストダウンとコンパクト化が図れる。また、シャワー板１２０やカバーリング１１０の固定にネジ止めが不要であるから、組立・分解が容易であり、メンテナンス性の向上も図れる。
【００５５】
また、この散水ガンでは、カバーリング１１０側の係合孔１１３とヘッド本体１００側の係合凸部１０７の係合によりカバーリング１１０の抜け止めを行っており、しかも同時に、係合孔１１３と係合凸部１０７の組み合わせを、噴射方法を選択する場合の目印として利用しているので、印刷などにより専用の合わせマークをあえて設けなくてよくなり、コスト減に寄与することができる。また、係合凸部１０７に識別標識を印刷や貼付等の方法によって設けた場合、係合孔１１３と係合凸部１０７の形状的な組み合わせを用いることから、カバーリング１１に直接印刷又は貼付等の方法によって識別標識を設けた場合に比して、前記識別標識が劣化しにくい。
【００５６】
また、この散水ガンでは、シール板８０の吐水口８３の周囲に設けた小径のＯリング８４の外側に、更に大径のＯリング８２を設け、そのＯリング８２でノズル１０６やノズル孔１０４、１０５の外周側の領域をシールしたので、散水ヘッド２がどのような回動位置にあるときも、外周側への水洩れを防止することができる。
【００５７】
例えば、図８（ａ）に示すようにシャワー噴射ノズル１０６とシール板８０の吐水口８３が適正に合致している場合は問題ないが、（ｂ）に示すように位置がずれた中間位置にあるときには、吐水口８３からの水が小径のＯリング８４を越えてシール板８０と散水ヘッド２の背面との隙間に漏れ出るが、大径のＯリング８２があることにより、シール板８０の外周位置で洩れを防ぐことができる。
【００５８】
また、大径のＯリング８２が、シール板８０の前面壁８１と散水ヘッド２の背面壁（ヘッド本体１００の隔壁１０２の背面）との関係を適正に保つので、小径のＯリング８４の当たりを適正化することができる。つまり、大きな径のＯリング８２によってシール板８０側の面と散水ヘッド２側の面の関係を適正に出すことができるので、小径のＯリング８４の散水ヘッド２への当たりを適正化することができ、吐水口８３とノズル１０４、１０５、１０６との間に洩れのない確実な連通状態を確保することができる。また、面と面の関係が適正に出されることにより、散水ヘッド２の安定した回動操作が可能になり、無用なガタ付きを防止することもできる。
【００５９】
なお、上記実施形態では、１つの整流リブ２８Ａを設けた場合を示したが、図１０に示すようには、適当な角度間隔で複数の整流リブ２８Ｂを設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施形態の散水ガンの分解斜視図である。
【図２】同散水ガンの側断面図である。
【図３】同散水ガンの水噴射の際の開閉バルブの状態を示す側断面図である。
【図４】同散水ガンの凍結時の作用説明のための側断面図である。
【図５】同散水ガンにおける散水ヘッドの拡大分解斜視図である。
【図６】同散水ヘッドの別の方向から見た拡大分解斜視図である。
【図７】同散水ヘッド部分の拡大側断面図である。
【図８】同散水ヘッドとシール板の関係の作用説明に使用する図で、（ａ）は適正な位置合わせ状態、（ｂ）は途中の状態を示す図である。
【図９】同散水ガンにおける給水管の先端の正面図である。
【図１０】別の実施形態における給水管の先端の正面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ ガン本体
２ 散水ヘッド（噴射ヘッド）
２０ 給水管（液体供給部材）
２２ 水平管部（液体供給部材）
２３ 流量調整室（屈曲部）
２８ 直線流路（液体供給路）
２８Ａ，２８Ｂ 整流リブ（整流部材）
３０ 開閉バルブ（開閉機構）
３１ 弁座
３２ 弁体
３６ バルブロッド
３７ 直線流路（液体供給路）
５０ 端末部材
５３ 給水ホース継手部材
５４ 膨張吸収室
５９ 給水ホース接続部
６０ 膨張吸収機構
６１ ピストン体
６１ａ 受圧部
６２ 貫通流路
６５ 膨張吸収バネ（弾性部材）
７１ 流量調整部材（開閉機構）
８０ シール板（漏液防止機構）
８１ 前面壁（基台部）
８３ 吐水口
８２ 大径のＯリング（第２漏液防止部）
８４ 小径のＯリング（第１漏液防止部）
１００ ヘッド本体
１０１ 周壁
１０２ 隔壁部
１０４ ストレート噴射ノズル
１０４ａ ノズル孔（第１連通口）
１０５ 拡散噴射ノズル
１０５ａ ノズル孔（第２連通口）
１０６ シャワー噴射ノズル（ノズル孔）（第２連通口）
１０７ 係合凸部（被係合部）
１１０ カバーリング（カバー部材）
１１１ 周壁部
１１２ 嵌合壁（係止部、突条壁）
１１２ａ 嵌合溝
１１３ 係合孔（切欠口）（係合部）
１２０ シャワー板（噴射部）
１２１ 面板
１２５ 細孔例（噴射口、第１噴射口）
１２７，１２８ 露出孔（噴射口、第２噴射口）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、液体供給路と、前記液体供給路に設けられて該液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構とを有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
液体供給路を開閉する開閉機構を備えると共に、前記液体供給路の前記開閉機構よりも上流側には、該上流側の液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項３】
流路体積が小さい流路と大きい流路とを有する液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を、前記流路体積の大きい流路側に設けたことを特徴とする液体供給装置。
【請求項４】
前記膨張吸収機構は、前記液体供給路の上流側の端末部に設けられ、前記液体が凍結する際の体積の膨張圧を、前記膨張吸収機構で受けるように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の液体供給装置。
【請求項５】
前記膨張圧を、前記膨張吸収機構に設けられた受圧部で受けるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の液体供給装置。
【請求項６】
前記開閉機構から前記膨張吸収機構までの間の流路は、略直線流路で構成され、前記受圧部は、前記開閉機構側を向いていることを特徴とする請求項５に記載の液体供給装置。
【請求項７】
前記液体供給路の上流側の端末部には膨張吸収室が設けられ、前記膨張吸収室内には、前記受圧部を有するピストン体が摺動自在に収容され、前記ピストン体を初期位置に付勢しつつ前記受圧部に前記膨張圧が作用して前記ピストン体が摺動したときに、前記ピストン体を介して前記膨張圧を吸収する弾性部材が設けられ、前記ピストン体と前記弾性部材とにより前記膨張吸収機構が構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の液体供給装置。
【請求項８】
少なくとも、液体供給路と、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１に記載の液体供給装置と、前記液体供給路の下流側に設けられて噴射部を備える噴射ヘッドとを有する液体噴射装置。
【請求項１】
少なくとも、液体供給路と、前記液体供給路に設けられて該液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構とを有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項２】
液体供給路を開閉する開閉機構を備えると共に、前記液体供給路の前記開閉機構よりも上流側には、該上流側の液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を有することを特徴とする液体供給装置。
【請求項３】
流路体積が小さい流路と大きい流路とを有する液体供給路内に残留する液体が凍結する際の体積の膨張を吸収する膨張吸収機構を、前記流路体積の大きい流路側に設けたことを特徴とする液体供給装置。
【請求項４】
前記膨張吸収機構は、前記液体供給路の上流側の端末部に設けられ、前記液体が凍結する際の体積の膨張圧を、前記膨張吸収機構で受けるように構成したことを特徴とする請求項１乃至請求項３のうち、いずれか１に記載の液体供給装置。
【請求項５】
前記膨張圧を、前記膨張吸収機構に設けられた受圧部で受けるように構成したことを特徴とする請求項４に記載の液体供給装置。
【請求項６】
前記開閉機構から前記膨張吸収機構までの間の流路は、略直線流路で構成され、前記受圧部は、前記開閉機構側を向いていることを特徴とする請求項５に記載の液体供給装置。
【請求項７】
前記液体供給路の上流側の端末部には膨張吸収室が設けられ、前記膨張吸収室内には、前記受圧部を有するピストン体が摺動自在に収容され、前記ピストン体を初期位置に付勢しつつ前記受圧部に前記膨張圧が作用して前記ピストン体が摺動したときに、前記ピストン体を介して前記膨張圧を吸収する弾性部材が設けられ、前記ピストン体と前記弾性部材とにより前記膨張吸収機構が構成されていることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の液体供給装置。
【請求項８】
少なくとも、液体供給路と、請求項１乃至請求項７のうちいずれか１に記載の液体供給装置と、前記液体供給路の下流側に設けられて噴射部を備える噴射ヘッドとを有する液体噴射装置。
【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２００７−２９８１６（Ｐ２００７−２９８１６Ａ）
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２１４１１３（Ｐ２００５−２１４１１３）
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（３９１００１４５７）アイリスオーヤマ株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月８日（２００７．２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月２５日（２００５．７．２５）
【出願人】（３９１００１４５７）アイリスオーヤマ株式会社 (146)
【Ｆターム（参考）】
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