JP5752003B2 - 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。

従来のスプリンクラヘッドは、半田を収容するシリンダーと、半田を圧縮するピストンを備えている。半田はシリンダーとピストンに挟まれて圧縮荷重を受けている。火災時には、シリンダーから半田に熱が伝わるようになっている。

特開平０６−１７８８２５号公報

特許文献１に記載の技術は、半田が、火災発生などによって発生した熱を半田に伝達する感熱部材だけでなく、ピストンにも接触して設けられている。これにより、半田が感熱部材から受け取った熱が、ピストンに逃げてしまい、その分半田の溶融に時間がかかってしまう可能性があった。

すなわち、特許文献１に記載の技術は、半田に伝達された熱が逃げてしまうことにより半田の溶融の効率（感度）が低減してしまい、火災発生時などにおけるスプリンクラヘッドの動作が遅くなってしまう可能性があった。

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、半田を高効率（高感度）に溶融させて、火災発生時などにおけるスプリンクラヘッドの動作が遅くなることを抑制することを目的としている。

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、シリンダー内に収容される半田と、半田を押圧するピストンと、ピストンと半田とに挟まれて設けられ、半田からピストンへの熱の移動を抑制する断熱部材と、を備え、ピストンの外周面とシリンダーの内周面との間に溶融した半田が流出する第１の隙間が形成され、断熱部材は、第１の隙間を塞ぐように、その外周面がシリンダーの内周面と接触するように形成され、第１の隙間の形成されていない位置において、鉛直方向に貫通形成される第１の開口を有し、ピストン側の面に、第１の開口と第１の隙間とを接続する溝が形成されたものである。

本発明に係るスプリンクラヘッドによれば、断熱部材を設けたことにより、火災発生時などに感熱板を介して半田が受け取る熱が、ピストンに逃げてしまうことが抑制される。すなわち、本発明に係るスプリンクラヘッドは、半田の受け取った熱がピストンに逃げてしまうことが抑制される分、半田が高効率（高感度）に溶融し、火災発生時などにおけるスプリンクラヘッドの動作が遅くなることを抑制することができる。

本発明の実施の形態１に係るスプリンクラヘッドの概要構成を説明するための断面図である。 図１に図示されるスプリンクラヘッドの分解斜視図である。 図１に図示され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１に図示されるスプリンクラヘッドの動作説明図である。 図１に図示されるスプリンクラヘッドの断熱部材の近傍の拡大図である。 本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１００の断熱部材の近傍の拡大図である。 本発明の実施の形態３に係るスプリンクラヘッド１００の断熱部材の近傍の拡大図である。 本発明の実施の形態４に係るスプリンクラヘッドの概要構成を説明するための断面図である。 図８に図示されるスプリンクラヘッドの感熱部の近傍の拡大図である。 図８に図示されるスプリンクラヘッドの動作説明図である。 本発明の実施の形態５に係るスプリンクラヘッドの感熱部の近傍の拡大図である。 本発明の実施の形態６に係るスプリンクラヘッドの感熱部の近傍の拡大図である。 本発明の実施の形態７に係るスプリンクラヘッドの感熱部の近傍の拡大図である。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の概要構成を説明するための断面図である。図２は、図１に図示されるスプリンクラヘッド１００の分解斜視図である。図３は、図１に図示されるスプリンクラヘッド１００のリンク機構４０の分解斜視図である。図４は、図１に図示されるスプリンクラヘッド１００の動作説明図である。

図１〜図４を参照して、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。また、以下の図面における上下は、紙面から見た上下と対応している。さらに、以下の説明において、スプリンクラヘッドが放水動作をしないときを通常時又は監視状態時と称するものとする。

［スプリンクラヘッド１００の構成］
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。

（ヘッド本体１）
ヘッド本体１は、外周に設けられた第１のねじ部２と、第１のねじ部２の下端部に第１のねじ部２と一体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第２のねじ部４と、からなり、中心部にはこれら第１のねじ部２、フランジ部３及び第２のねじ部４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。なお、フランジ部３の平面形状をたとえば六角形や円形にするとよい。フランジ部３の平面形状を円形にした場合、締付工具が係止する係止部を設けてもよい。

（フレーム１０）
フレーム１０は、有底円筒状であり、上部にはヘッド本体１の第２のねじ部４に螺合されるねじ部１１が設けられており、ねじ部１１の下方（高さ方向の中央部よりやや下方）には係止段部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。この散水口１５は、図２に図示されるように、係止段部１２と底部１４との間に放射状かつ等間隔に形成され、周壁１３と底部１４の周縁部とに開口するようになっている。また、フレーム１０の底部１４には開口部１６が設けられている。
なお、係止段部１２の幅（中心側への突出長さ）は、リンク機構４０の分解時に弁体２０の落下を妨げないように、後述するアーム４１ａ及びアーム４１ｂの先端部が係止できるだけの必要最小限の幅になっている。

（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り、放水口５より小径で放水口５内に挿入される弁本体２０ａと、放水口５の下端部より大径で弁本体２０ａと一体に構成され、凹部６内に収容されるフランジ部２０ｂと、このフランジ部２０ｂの下面に突設された突起部２１と、突起部２１の外周にこれと同心的に設けられたかしめ片２０ｃとからなっている。なお、弁体２０の上面２３には、たとえば銅などの金属材料で構成されるパッキン２３ａが設けられている。

（アームガイド３０）
アームガイド３０は、図２に図示されるように、１枚の金属板を曲げ加工して形成されたものであり、水平面に平行に設けられる基板（図示省略）と、この基板の長辺側の両縁部を下方に折曲げた板状の側壁３２ａ、側壁３２ｂとにより構成され、ほぼコ字状に形成されたものである。

（リンク機構４０）
リンク機構４０は、一対のアーム（アーム４１ａ、アーム４１ｂ）、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などからなる。

アーム４１ａ及びアーム４１ｂは、上部が円弧状に折曲げられ、当該上部から下部にかけて後述のシリンダーから離れる方向に折曲げられて（傾斜して）形成されたものであり、ほぼ逆Ｊ字形状をしている。アーム４１ａ及びアーム４１ｂの下部には、下から順番に第１の係止穴４４と第２の係止穴４５が設けられている。また、アーム４１ａ及びアーム４１ｂに設けられた第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いる。

アーム支持板４６は、図３に図示されるように、先端部が斜め下方に折曲げられた係止片４９ａ、係止片４９ｂを有し、アーム４１ａ、アーム４１ｂの間に配設されて係止片４９ａ、係止片４９ｂがアーム４１ａ、アーム４１ｂの第１の係止穴４４に係止される。

シリンダー５０は、図３に図示されるように、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、半田９９を押圧して設けられ、シリンダー５０内において上下方向に移動可能なように収容されている。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隙間９５が形成される。
なお、シリンダー５０及び第１のピストン５４の水平断面形状は、特に限定されるものではないが、実施の形態１では共に底面円形状であるものとして説明する。

また、半田９９の上面には、隙間９５を塞がないように断熱部材９０が設けられている。この断熱部材９０については後段で詳細に説明する。なお、実施の形態１で説明する隙間９５は、上方に向かって開放されるようになっている。

リンク押え板５５は、図３に図示されるように、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５８ａ、嵌合片５８ｂからなり、アーム４１ａ、アーム４１ｂの間に配設されて嵌合片５８ａ、嵌合片５８ｂがアーム４１ａ、アーム４１ｂ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。

（カバー６１）
カバー６１は、受熱板を兼ね、リンク機構４０など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の感熱板６３の中心部に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。また、カバー６１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。カバー６１で受熱した熱はシリンダー５０に伝わり、その後に半田９９まで伝わる。

（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。感熱板６３で受熱した熱はシリンダー５０に伝わり、その後に半田９９まで伝わる。

［スプリンクラヘッド１００の動作］
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隙間９５から流出する。そのため、シリンダー５０及びこれに固定されたアーム支持板４６がアームガイド３０の側壁３２ａ、側壁３２ｂの切除部３３ａ、切除部３３ｂ内を上昇し、両アーム４１ａ、アーム４１ｂ又は少なくとも一方のアーム４１ａ（又はアーム４１ｂ）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。

この結果、アーム４１ａ、アーム４１ｂ又は一方のアーム４１ａ（又は４１ｂ）の第１の係止穴４４と、アーム支持板４６の係止片４９ａ、係止片４９ｂ（又はその一方）との係合が外れ、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、フレーム１０の底部１４に設けた開口部１６から外部に落下する（図４（ａ）の状態）。

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その側壁３２ａ、側壁３２ｂがフレーム１０の開口部１６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１４に着座して開口部１６を閉塞する（図４（ｂ）の状態）。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。このとき、消火水の一部はフレーム１０の底部１４に当って跳ね上り、係止段部１２の下面に当って直下方向に散水される。

図５は、図１に図示されるスプリンクラヘッド１００の断熱部材９０の近傍の拡大図である。図５を参照して、スプリンクラヘッド１００の断熱部材９０について説明する。なお、図５中の矢印は、溶融した半田９９が隙間９５（第１の隙間）から流出することを示すものである。
断熱部材９０は、半田９９に伝達された熱が第１のピストン５４に逃げてしまうことを抑制するものである。断熱部材９０は、その下面が半田９９の上面に接触するように設けられ、その上面が第１のピストン５４の下面に接触するように設けられている。つまり、断熱部材９０は、半田９９と第１のピストン５４との間に挟まれている。図５に図示される断熱部材９０は、板状部材であり、その平面形状がたとえば第１のピストン５４の底面形状に対応するように形成されるものである。すなわち、第１のピストン５４の底面形状が円形である場合には、断熱部材９０の形状は直径が当該円と同じである円板形状とするということである。そして、断熱部材９０の大きさは、第１のピストン５４の大きさとほぼ同径か、それより小さくなっている。

また、断熱部材９０は、隙間９５を塞がないように設けられている。すなわち、断熱部材９０は、その外周面とシリンダー５０の内周面との間に、隙間９５と連通する隙間９５ａ（第２の隙間）が形成されている。これにより、半田９９は溶融すると、隙間９５ａを介して隙間９５から確実に流出する。

この断熱部材９０は、熱伝導率が低い金属又は樹脂などによって構成するとよい。たとえば、断熱部材９０は、エンジニアリングプラスチックで構成するとよく、そのようなものとして、たとえばポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などを採用するとよい。また、この断熱部材９０の厚みは、特に限定されるものではないが、たとえば２ｍｍ程度に設定するとよい。

断熱部材９０は、表面に凹みを形成したり、表面が粗くなるように形成したりするとよい。これにより、断熱部材９０と第１のピストン５４との接触面積が少なくなり、半田９９から第１のピストン５４に熱が移動することを抑制する効果をより大きくすることができる。なお、凹みや粗くする面は、第１のピストン５４と接触する側の面（断熱部材９０の上面）でもよいし、半田９９と接触する側の面（断熱部材９０の下面）でもよいし、両面でもよい。また、第１のピストン５４の半田９９と接する面の表面を粗くしたり、凹みを設けても良い。
また、断熱部材９０は、板状部材に限定されるものではなく、開口形成されたものであってもよい。すなわち、断熱部材９０は、リング形状などであってもよいということである。断熱部材９０がリング形状であっても、半田９９と第１のピストン５４とを直に接触させることを防止することができ、半田９９から第１のピストン５４に熱が移動することを抑制することができる。

［実施の形態１に係る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、第１のピストン５４と半田９９との間に断熱部材９０が設けられているので、半田９９の受け取った熱が第１のピストン５４に逃げてしまうことが抑制され、半田９９を高効率（高感度）に溶融させることができる。これにより、火災発生時などにおけるスプリンクラヘッド１００の動作を迅速にすることができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係るスプリンクラヘッド１００の断熱部材９１の近傍の拡大図である。以下、本実施の形態２では、実施の形態１との相違点を中心に説明するものとする。
断熱部材９１は、第１のピストン５４と接触する側に突起９１ａが形成されたものである。なお、断熱部材９１に形成された突起９１ａは、半田９９と接触する側に形成されていてもよいし、両側に形成されていてもよい。これにより、断熱部材９１と第１のピストン５４との接触面積が小さくなるため、半田９９に伝達された熱が、半田９９から第１のピストン５４に逃げてしまうことを抑制することができる。また、断熱部材９１ではなく、第１ピストン５４の半田９９と接する面の表面に突起を設けても良い。
なお、断熱部材９１に形成される突起９１ａの形成位置は、図６に図示されるように、断熱部材９１の中央部及び周縁部とし、全ての突起９１ａの高さを同程度とするとよい。これにより、第１のピストン５４と突起９１ａとの接触が安定し、半田９９を確実に押圧することができる。

［実施の形態２に係るスプリンクラヘッドの有する効果］
実施の形態２に係るスプリンクラヘッドは、断熱部材９１に突起９１ａが形成されており、断熱部材９１と第１のピストン５４との接触面積が小さくしている。これにより、実施の形態２に係るスプリンクラヘッドは、実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００の奏する効果に加え、半田９９に伝達された熱が、半田９９から第１のピストン５４に逃げてしまうことを、さらに抑制することができる。

実施の形態３．
図７は、実施の形態３に係るスプリンクラヘッドの断熱部材９２の近傍の拡大図である。図７（ａ）は、断熱部材９２の近傍の断面図である。また、図７（ｂ）は、図７（ａ）に図示される断熱部材９２の上面図である。図７（ｃ）は、図７（ｂ）の点線Ｔにおける断面図である。図７（ｄ）は、図７（ａ）に図示される断熱部材９２の下面図である。
なお、図７における点線Ｔ１の間隔は断熱部材９２の直径に対応し、点線Ｔ２の間隔は断熱部材９２に形成された開口９２ｂの直径に対応している。また、図７（ａ）中の矢印は、溶融した半田９９が、断熱部材９２を介して隙間９５から流出することを示すものである。

半田９９は、シリンダー５０から受熱するが、全体が均一に暖められる訳ではない。すなわち、半田９９は、シリンダー５０との接触面付近のものほど温度上昇が早く、シリンダー５０から遠いものほど遅くなる。そのため、半田９９の流出位置がシリンダー５０の近傍にあると、シリンダー５０との接触面付近の半田９９から徐々に流出してき、結果として半田９９の全てが流出するのに数秒程度要していた。そこで、本実施の形態３では、半田９９の流出位置を、シリンダー５０の近傍から離す改良が加えられている。以下、実施の形態３では、実施の形態１、２との相違点を中心に説明するものとする。

断熱部材９２は、円板形状の部材の中央部に開口９２ｂ（第１の開口）が形成され、第１のピストン５４と接触する側の面において開口９２ｂから周縁まで溝部９２ａが形成されたものである。すなわち、図７（ｃ）に図示されるように、断熱部材９２は、開口９２ｂを通る直線上に十字状の溝部９２ａが形成される。そして、断熱部材９２は、貫通形成されるとともに、隙間９５と当該貫通形成位置とを接続するように、水平面と平行に形成された溝を有している。これにより、断熱部材９２は、半田９９のうち、シリンダー５０の内側面から遠い位置のものから隙間９５に流出可能となっている。具体的には、シリンダー５０の内側面から近い半田９９は溶融しても、シリンダー５０から遠い位置にある半田９９が溶融していないときには、開口９２ｂから流出できず、断熱材９２に押圧されたままとなる。そして、シリンダー５０から遠い位置の半田９９が溶融すると、全ての半田９９は開口９２ｂ及び溝部９２ａを介して隙間９５から流出する。

なお、図７では、開口９２ｂが断熱部材９２の中央部に形成されているものを一例として図示しているが、それに限定されるものではなく、中央部から若干ずれた位置に形成されていてもよい。また、図７では、開口９２ｂが１つ形成されたものを一例として図示しているが、それに限定されるものではなく複数形成されていてもよい。
また、図７では、溝部９２ａが、開口９２ｂから周縁に向かって直線的に形成されている例を図示しているが、それに限定されるものではない。すなわち、溝部９２ａは、開口９２ｂと隙間９５とを接続するのであれば曲線的に形成されていてもよい。また、溝部９２ａが４つ形成されたものを一例として図示しているが、それに限定されるものではない。

［実施の形態３に係るスプリンクラヘッドの有する効果］
実施の形態３に係るスプリンクラヘッドは、実施の形態１に係るスプリンクラヘッド１００と同様の効果に加え、以下の効果を奏する。
実施の形態３に係るスプリンクラヘッドは、シリンダー５０の内側面から遠い位置の半田９９から隙間９５に流出するように、断熱部材９２が設けられたものである。これにより、弁体２０（図１参照）が放水口５を徐々に開放することを抑制することができる。言い換えれば、弁体２０が放水口５を開放する動作が一気に行われるということである。
したがって、実施の形態３に係るスプリンクラヘッドは、放水口５が徐々に開放されて漏れた水により、半田９９に伝達された熱が奪われて溶融が妨げられることを抑制することができる。すなわち、実施の形態３に係るスプリンクラヘッドは、スプリンクラヘッドの作動が遅くなってしまう可能性を低減させることができる。

実施の形態４．
実施の形態１〜３に係るスプリンクラヘッドはアーム４１ａ、４１ｂなどの作用によって、弁体２０が放水口５を塞ぐように構成したものである。また、実施の形態１〜３に係るスプリンクラヘッドは、第１のピストン５４及び第２のピストン５９を有し、シリンダー５４に収容された半田９９を押圧する構成であった。
一方、実施の形態４に係るスプリンクラヘッド２００は、弁体支持機構１５０の作用によって、弁体１３０が開口部１１１を塞ぐように構成したものである。また、実施の形態４に係るスプリンクラヘッド２００は、ピストン１５２（別のピストン）を有し、シリンダー１５３内に収容された半田１５５を押圧する構成となっている。
図８は、実施の形態４に係るスプリンクラヘッド２００の概要構成を説明するための断面図である。図８を参照して、スプリンクラヘッド２００の構成及び動作について説明する。以下、実施の形態４では、実施の形態１〜３の相違点を中心に説明するものとする。

［スプリンクラヘッド２００の構成］
スプリンクラヘッド２００は、スプリンクラヘッド２００に供給される消火水が流れる配管に接続されるヘッド本体１１０、ヘッド本体１１０に接続されるフレーム１２０、ヘッド本体１１０を塞ぐ弁体１３０、スプリンクラヘッド２００から放出される消火水を拡散する散水部１４０及び放水動作しないときに弁体１３０を支持する弁体支持機構１５０を備えている。

（ヘッド本体１１０）
ヘッド本体１１０は、消火水が流れる給水管に接続され、当該給水管からヘッド本体１１０を介してスプリンクラヘッド２００内に消火水が供給されるものである。ヘッド本体１１０は、消火水を放水するための放水口１１２を有している。この放水口１１２は、ヘッド本体１１０の中心部に形成された開口部１１１、及びヘッド本体１１０の内側の下方に突出して形成された円筒状の放水筒１１６によって構成されている。
ヘッド本体１１０の外周部にはフランジ１１３が形成されており、フランジ１１３の上側のヘッド本体１１０の外周部には給水管に接続されるねじ部１１４が形成されており、また、フランジ１１３の下側の内周部には、フレーム１２０が取り付けられるためのねじ部１１５が形成されている。
ヘッド本体１１０の内側には上述の放水筒１１６が下方に突出して形成されている。また、放水筒１１６の下端部には、後述の弁体１３０が設けられる平らな弁座１１７が形成されている。なお、ヘッド本体１１０は、フランジ１１３の下側の内周部と放水筒１１６との間に略リング状の空間１１８が形成されており、この空間１１８には後述のガイドロッド１４２が収納される。

（フレーム１２０）
フレーム１２０は、円筒状に形成され、ヘッド本体１１０に接続されるものである。フレーム１２０の上部の外周部にはねじ部１２１が形成され、ヘッド本体１１０の下部側に形成されたねじ部１１５に取付けられる。フレーム１２０の下部には、内側に突出した係止段部１２２が設けられ、係止段部１２２には後述のボール１６１が係止される。

（弁体１３０）
弁体１３０は、通常時にヘッド本体１１０の開口部１１１から消火水が放出されることを防止するものである。弁体１３０の下部の中央部には、後述のセットスクリュー１６５の頭部が設けられる凹部１３０ｂが形成される。この弁体１３０は、弁体支持機構１５０によって支えられている。

（散水部１４０）
散水部１４０は、弁体１３０の下部に固定されるデフレクタ１４１、デフレクタ１４１に接続されるガイドロッド１４２、及びガイドロッド１４２に接続され、放水動作時に係止段部１２２に引っかかるまで下降するストッパリング１４３を備えている。
デフレクタ１４１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１３０の下部が挿入された状態で、弁体１３０の弁体フランジ１３０ａ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１４１には、ガイドロッド１４２（たとえば３本）が挿入される挿入穴（たとえば３個）が設けられており、ガイドロッド１４２の下端は、その挿入穴から突出した状態でデフレクタ１４１に固着されている。したがって、これらの弁体１３０、デフレクタ１４１及びガイドロッド１４２は一体的に構成されている。

（弁体支持機構１５０）
弁体支持機構１５０は、通常時において弁体１３０がヘッド本体１１０の開口部１１１を塞ぐように、弁体１３０を支持するものである。弁体支持機構１５０は、熱を半田１５５に伝達する感熱部１５１、フレーム１２０の下部に設けられるボール保持機構１６０、各種部品同士を固定するものであるセットスクリュー１６５を備えている。

次に、図９を参照して、スプリンクラヘッド２００の感熱部１５１の概要構成について説明する。図９は、図８に図示されるスプリンクラヘッド２００の感熱部１５１の近傍の拡大図である。
感熱部１５１は、熱により溶融する半田１５５、半田１５５を押圧するピストン１５２、スプリンクラヘッド２００が設置される空間の熱を半田１５５に伝達させる感熱板１７２、感熱板１７２の熱がバランサ１６３側に逃げることを防ぐことで効率的に半田１５５に伝達させるための断熱材１５４、半田１５５が収容され、感熱板としても機能するシリンダー１５３、及び半田１５５の熱がピストン１５２に逃げてしまうことを抑制する断熱部材１９３を備えている。
半田１５５は、火災時に発生する熱により溶融する。半田１５５はドーナツ形状などに形成されているものとして説明するが、それに限定されるものではない。この半田１５５は、ピストン１５２の上部から挿入され、断熱部材１９３の上に設置される。

ピストン１５２は、後述のボール保持機構１６０のバランサー１６３とともに、半田１５５を押圧するものである。このピストン１５２は、円筒状に形成された円筒部１５２ａと、円筒部１５２ａの下部に形成されたフランジ１５２ｂとから構成されている。また、円筒部１５２ａの内面には、雌ねじ１５２ｃが形成され、セットスクリュー１６５の脚部にある雄ねじ１６５ａがねじ込まれ、ピストン１５２とセットスクリュー１６５とが結合している。
なお、ピストン１５２は、セットスクリュー１６５と結合して固定されている一方で、フランジ１５２ｂは、断熱部材１５４、感熱板１７２、シリンダー１５３、半田１５５、及び断熱部材１９３を介してバランサー１６３に押圧されている。そのため、半田１５５は、ピストン１５２のフランジ１５２ｂと、シリンダー１５３とによって押圧されている。

感熱板１７２は、スプリンクラヘッド２００が設置される空間の熱を半田１５５に伝達させるものである。感熱板１７２は、略ドーナツ形状をしており、ピストン１５２の円筒部１５２ａが挿入されて設けられている。この感熱板１７２は、上面が断熱材１５４と接し、下面がシリンダー１５３と接して設けられている。
また、感熱板１７２は、断熱材１５４を介してバランサー１６３に押圧されているため、感熱板１７２はシリンダー１５３の上部を押圧する。これにより、感熱板１７２は、半田１５５が溶融するとシリンダー１５３とともに下降し、ピストン１５２のフランジ１５２ｂで半田１５５を押圧する。

断熱材１５４は、感熱板１７２の熱がボール保持機構１６０のバランサー１６３側に逃げないようにするものである。この断熱材１５４は、略ドーナツ形状をしており、上部がバランサー１６３の段部１６３ａにはめられ、下部が感熱板１７２と接して設けられている。また、この断熱材１５４は、ピストン１５２の円筒部１５２ａに挿入されて設けられている。断熱材１５４は、バランサー１６３によって押圧されているため、感熱板１７２を押圧する。

シリンダー１５３は、ピストン１５２の一部、半田１５５、及び断熱部材１９３を収容するとともに、感熱板としての機能を有するものである。このシリンダー１５３は、円板形状部材の中央部が上方に突出し、該中央部にピストン１５２の円筒部１５２ａが挿入されるように開口形成された形状をしているものである。具体的には、このシリンダー１５３は、略ドーナツ形状でありシリンダー１５３の上部を構成するシリンダー上部１５３ａと、略円筒形状であり一方がシリンダー上部１５３ａに接続された立設部１５３ｂと、略ドーナツ形状であり立設部１５３ｂの他方に接続されたシリンダー下部１５３ｃとが一体に形成されたものである。なお、以下の説明において、シリンダー上部１５３ａ、立設部１５３ｂ、及びシリンダー下部１５３ｃは一体であるものとして説明するが、別体でもよい。通常時においては、このシリンダー１５３のシリンダー上部１５３ａ及び立設部１５３ｂと、ピストン１５２の円筒部１５２ａ及びフランジ１５２ｂとによって形成される空間に半田１５５が設置される。

シリンダー上部１５３ａは、略ドーナツ形状であり、シリンダー１５３の上部を構成するものであり、下面が半田１５５の上面と接するように設けられている。また、シリンダー上部１５３ａの上には感熱板１７２が設けられており、シリンダー上部１５３ａはこの感熱板１７２及び断熱材１５４を介してバランサー１６３に押圧されている。シリンダー上部１５３ａの外周は、立設部１５３ｂに接続されている。また、シリンダー上部１５３ａの中央部には、円筒部１５２ａが挿入可能なように開口が形成されている。

立設部１５３ｂは、略円筒形状であり、一方がシリンダー上部１５３ａに接続され、他方がシリンダー下部１５３ｃに接続されたものである。この立設部１５３ｂの内側に半田１５５が設けられている。すなわち、この立設部１５３ｂは、半田１５５の側面部を覆っている。ここで、この立設部１５３ｂの内面と、ピストン１５２のフランジ１５２ｂとの間には、溶融した半田１５５が流出する隙間１５３ｄ（第３の隙間）が形成されている。すなわち、溶融した半田１５５は、隙間１５３ｄから流出可能となっている。

シリンダー下部１５３ｃは、略ドーナツ形状であり、立設部１５３ｂの他方に接続されたものである。シリンダー下部１５３ｃは、シリンダー１５３の中で、スプリンクラヘッド２００が設置される空間に対して特に露出面積が大きくなっている。したがって、シリンダー下部１５３ｃは、その分、半田１５５を溶融させるための熱を多く受け取ることができる。すなわち、シリンダー１５３は、半田１５５を収容するだけでなく、感熱板としての機能も有している。

断熱部材１９３は、半田１５５の熱がピストン１５２に逃げてしまうことを抑制するものである。断熱部材１９３の下面がピストン１５２のフランジ１５２ｂ上に接触しながら設けられ、断熱部材１９３の上面が半田１５５に接触しながら設けられている。図９に図示される断熱部材１９３は、平面形状がたとえばフランジ１５２ｂの上面形状に対応する形状とするとよい。すなわち、フランジ１５２ｂの上面の形状がリング形状である場合には、断熱部材１９３の形状もそれに対応してリング形状とするとよい。なお、断熱部材１９３の形状は、リング形状に限定されるものではなく、断熱部材１９３の一部が切断されたものでもよい。

また、断熱部材１９３は、断熱部材１９３の外径が、立設部１５３ｂの内径より小さくなるように設定している。これにより、隙間１５３ｄが塞がれてしまうことを抑制し、溶融した半田１５５を、隙間１５３ｄから確実に流出させることができる。なお、断熱部材１９３の外形が立設部１５３の内径と略一致するように設定してもよいが、その場合には、隙間１５３ｄの位置に適宜開口などを形成し、溶融した半田１５５が流出できるようにする。

（ボール保持機構１６０）
再び、図８を参照して、スプリンクラヘッド２００のボール保持機構１６０の概要構成について説明する。
ボール保持機構１６０（保持部）は、ボール１６１、外周側下部にボール１６１と接する凹部１６２ａが形成されたスライダー１６２、スライダー１６２と弁体１３０の間に設けられる皿ばね１３２、及び半田１５５を押圧するバランサー１６３を備えている。なお、バランサー１６３は、断熱材１５４及び感熱板１７２を介してシリンダー１５３を押圧している。このため、バランサー１６３は、シリンダー１５３及びピストン１５２によって半田１５５を押圧させるものとして機能する。

ボール１６１は、その下部が、フレーム１２０の係止段部１２２及びバランサー１６３に接触して係止されている。また、この状態において、ボール１６１は、スライダー１６２によって上から押さえられているためスライダー１６２からボール１６１に力がかかり、ボール１６１には内側に入り込む方向に力が作用する。すなわち、ボール１６１には、皿ばね１３２のばね力がスライダー１６２を介して伝達され、常に内側に移動するように力がかかっている。その結果、ボール１６１は、バランサー１６３を下方に移動させるように力が作用している。

ここで、半田１５５が溶融して流出した際のボール保持機構１６０の動きについて説明する。半田１５５が溶融するとバランサー１６３が下方に移動し、それに伴って、ボール１６１が内側に入り込む。これにより、バランサー１６３は、フレーム１２０の係止段部１２２との係止状態が解除され、ボール保持機構１６０は感熱部１５１と共に落下する。ボール保持機構１６０が落下すれば、それに伴って、散水部１４０を構成する弁体１３０、ストッパリング１４３などが落下して、放水が行われる。

［スプリンクラヘッド２００の動作］
図１０は、図８に図示されるスプリンクラヘッド２００の動作説明図である。図８及び図１０を参照してスプリンクラヘッド２００の動作について説明する。

スプリンクラヘッド２００は、監視状態時において、ヘッド本体１１０の放水口１１２には加圧された消火水が供給されており、弁体１３０には消火水の圧力が加えられている（図８参照）。火災が発生し、その熱気流が感熱板１７２及びシリンダー１５３に当たると加熱され、感熱板１７２及びシリンダー１５３の熱は半田１５５へ伝達する。このとき、半田１５５に伝達された熱は、断熱部材１９３により、ピストン１５２へ逃げてしまうことが抑制されており、感度が高くなっている。

そして、半田１５５が周囲から加熱されて溶融し始めると、断熱材１５４、感熱板１７２及びシリンダー１５３はバランサー１６３によって押圧されているため、断熱材１５４、感熱板１７２及びシリンダー１５３が一緒に下降する。したがって、半田１５５が溶融し始めると、半田１５５はシリンダー１５３のシリンダー上部１５３ａの下面と、ピストン１５２のフランジ１５２ｂの上面とによって押圧されることとなる。すなわち、シリンダー上部１５３ａの下面と、フランジ１５２ｂの上面との対向間隔については小さくなる。そして、溶融した半田１５５は押圧されて、シリンダー１５３の立設部１５３ｂとピストン１５２のフランジ１５２ｂとによって形成される隙間１５３ｄから流出する。

半田１５５が溶融して隙間１５３ｄから流出すると、感熱板１７２及びシリンダー１５３は半田１５５の流出量に対応して降下する。感熱板１７２及びシリンダー１５３が降下すると、感熱板１７２の上に取り付けられている断熱材１５４及びバランサー１６３が降下する。バランサー１６３が降下すると、バランサー１６３とスライダー１６２との間の間隙が広がり、内側に付勢されているボール１６１がバランサー１６３の傾斜部１６３ｂを越えて内側に移動する。これにより、フレーム１２０の係止段部１２２とボール１６１との係合が解かれ、弁体支持機構１５０は降下する。

弁体支持機構１５０が降下すると、弁体１３０が降下する。また、弁体１３０の降下に伴って、弁体１３０に取り付けられているデフレクタ１４１、デフレクタ１４１に取り付けられているガイドロッド１４２、及びストッパリング１４３が降下する。ガイドロッド１４２が降下すると、ストッパリング１４３はフレーム１２０の係止段部１２２に係止され、弁体１３０及びデフレクタ１４１がガイドロッド１４２によりフレーム１２０から吊り下げられた状態になる。弁体１３０が降下すると放水口１１２は開放され、加圧された消火水がデフレクタ１４１から散水されて火災を消火する。

［実施の形態４に係るスプリンクラヘッド２００の有する効果］
本実施の形態４に係るスプリンクラヘッド２００においても、実施の形態１と同様の効果を奏する。すなわち、本実施の形態４にかかるスプリンクラヘッド２００は、フランジ１５２ｂ（ピストン１５２）と半田１５５との間に断熱部材１９３が設けられているので、半田１５５の受け取った熱がフランジ１５２ｂに逃げてしまうことが抑制され、半田１５５を高効率（高感度）に溶融させることができる。これにより、火災発生時などにおけるスプリンクラヘッド２００の動作が遅くなることを抑制することができる。

実施の形態５．
図１１は、実施の形態５に係るスプリンクラヘッドの感熱部１５１の近傍の拡大図である。以下、本実施の形態５では、実施の形態１〜４との相違点を中心に説明するものとする。
断熱部材１９４は、半田１５５の熱が、フランジ１５２ｂだけでなく、円筒部１５２ａにも逃げないようにするものである。断熱部材１９４は、ピストン１５２のフランジ１５２ｂと接触して設けられる下部１９４ａと、ピストン１５２の円筒部１５２ａと接触して設けられる円筒部１９４ｂとから構成されている。この断熱部材１９４は、半田１５５の熱が、ピストン１５２のフランジ１５２ｂから逃げしまうことを抑制するだけでなく、ピストン１５２の円筒部１５２ａから逃げてしまうことを抑制することができる。
なお、円筒部１９４ｂの高さ方向の長さは、図１１に図示されるように、円筒部１９４ｂの上端が、シリンダー１５３のシリンダー上部１５３ａよりも上側となるように設定する。なお、図１１において、円筒部１９４ｂの高さ方向の長さは、円筒部１９４ｂの上端が、断熱材１５４の中間程度の位置となるように設定された例を図示している。この場合には、円筒部１９４ｂの厚みの分だけ、感熱板１７２及び断熱材１５４の内径を大きくすればよい。

［実施の形態５に係るスプリンクラヘッドの有する効果］
実施の形態５に係るスプリンクラヘッドは、断熱部材１９４に円筒部１９４ｂが形成されている。これにより、実施の形態５に係るスプリンクラヘッドは、実施の形態４に係るスプリンクラヘッド２００の奏する効果に加え、半田１５５に伝達された熱が、フランジ１５２ｂ、円筒部１５２ａに逃げてしまうことを、さらに抑制することができる。

実施の形態６．
図１２は、実施の形態６に係るスプリンクラヘッドの感熱部１５１の近傍の拡大図である。以下、本実施の形態６では、実施の形態１〜５との相違点を中心に説明するものとする。
実施の形態６に係るスプリンクラヘッドは、通常時において、ピストン１５２のフランジ１５２ｂと、シリンダー１５３の立設部１５３ｂ及びシリンダー下部１５３ｃの接続部１５３ｔとが近接して設けられている。そして、フランジ１５２ｂと接続部１５３ｔとの間に、断熱部材１９５が延出して設けられている。
すなわち、実施の形態６に係るスプリンクラヘッドは、半田１５５の熱がピストン１５２に逃げてしまうことを抑制するだけでなく、シリンダー１５３（接続部１５３ｔ）から半田１５５に伝達される熱が、ピストン１５２（フランジ１５２ｂ）に逃げてしまうことを抑制することも考慮したものである。

断熱部材１９５は、フランジ１５２ｂの上面に接触して設けられる平坦部１９５ａと、傾斜面を有する傾斜部１９５ｂとから構成される。なお、平坦部１９５ａと傾斜部１９５ｂとは一体であるものとして説明するが、別体であってもよい。
平坦部１９５ａは、半田１５５の熱がピストン１５２のフランジ１５２ｂに逃げてしまうことを抑制するものである。平坦部１９５ａは、略ドーナツ形状をしており、フランジ１５２ｂ上に設けられている。
傾斜部１９５ｂは、シリンダー１５３（接続部１５３ｔ）から半田１５５に伝達される熱が、ピストン１５２（フランジ１５２ｂ）に逃げてしまうことを抑制するものである。この傾斜部１９５ｂは、略ドーナツ形状をしており、半径方向であって中心から外側に向かう方向において下に傾斜している。
傾斜部１９５ｂは、隙間１５３ｄに設けられ、フランジ１５２ｂと接続部１５３ｔとの間の熱伝達を遮断している。なお、傾斜部１９５ｂの厚みは、傾斜部１９５ｂによって隙間１５３ｄが塞がれてしまわないように設定するものとする。

［実施の形態６に係るスプリンクラヘッドの有する効果］
実施の形態６に係るスプリンクラヘッドも、実施の形態４、５に係るスプリンクラヘッド２００と同様の効果に加え、シリンダー１５３（接続部１５３ｔ）から半田１５５に伝達される熱が、ピストン１５２（フランジ１５２ｂ）に逃げてしまうことを抑制することができる。

実施の形態７．
図１３は、実施の形態７に係るスプリンクラヘッドの感熱部１５１の近傍の拡大図である。以下、本実施の形態７では、実施の形態１〜６との相違点を中心に説明するものとする。
図１３（ａ）は、断熱部材１９６の近傍の断面図である。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）に図示される断熱部材１９６の下面図である。図１３（ｃ）は、図１３（ｂ）の点線Ｐにおける断面図である。なお、図１３中におけるＲは、断熱部材１９６の内径に対応し、ｒはピストン１５２の円筒部１５２ａの外径に対応している。

半田１５５は、シリンダー１５３との接触面付近のものほど温度上昇が早く、シリンダー１５３から遠いものほど遅くなる。そこで、実施の形態７も実施の形態３と同様に、半田１５５の流出位置を、シリンダー１５３から離す改良が加えられている。

断熱部材１９６は、中央部に開口１９６ｂが形成され、フランジ１５２ｂと接触する側の面において開口１９６ｂから周縁まで溝部１９６ａが形成されたものである。この断熱部材１９６の外径は、シリンダー１５３の立設部１５３ｂの内周面の断面形状に対応している。また、断熱部材１９６の内径（開口１９６ｂの直径）は、円筒部１５２ａの直径より若干大きくなっており、溶融した半田１５５が通ることができるようになっている。すなわち、断熱部材１９６と円筒部１５２ａとの間には、隙間１９６ｃ（第４の隙間）が形成されている。これにより、断熱部材１９６は、シリンダー１５３から遠い位置の半田１５５から隙間１５３ｄに流出可能となっている。
具体的には、溶融した半田１５５は、隙間１９６ｃ及び溝部１９６ａを介して隙間１５３ｄから流出する。なお、図１３では、溝部１９６ａが、開口１９６ｂから周縁に向かって直線的に形成されている例を図示しているが、それに限定されるものではない。すなわち、溝部１９６ａは、開口１９６ｂと隙間１５３ｄとを接続するのであれば曲線的に形成されていてもよい。また、溝部１９６ａが４つ形成されたものを一例として図示しているが、それに限定されるものではない。

［実施の形態７に係るスプリンクラヘッドの有する効果］
実施の形態７に係るスプリンクラヘッドは、シリンダー１５３の内側面から遠い位置の半田１５５から隙間１５３ｄに流出するように、断熱部材１９６が設けられたものである。これにより、弁体１３０（図８参照）が放水口１１１を徐々に開放することを抑制することができる。言い換えれば、弁体１３０が放水口１１１を開放する動作が一気に行われるということである。
したがって、実施の形態７に係るスプリンクラヘッドは、放水口１１１が徐々に開放されて漏れた水により、半田１５５の熱が奪われて溶融が妨げられることを抑制することができる。すなわち、実施の形態７に係るスプリンクラヘッドは、スプリンクラヘッドの作動が遅くなってしまう可能性を低減させることができる。なお、実施の形態７に係るスプリンクラヘッドは、実施の形態４〜６に係るスプリンクラヘッド２００と同様の効果を奏することは言うまでもない。

１ ヘッド本体、２ 第１のねじ部、３ フランジ部、４ 第２のねじ部、５ 放水口、６ 凹部、７ 弁座、８ バルブ（弁体）、１０ フレーム、１１ ねじ部、１２ 係止段部、１３ 周壁、１４ 底部、１５ 散水口、１６ 開口部、２０ 弁体、２０ａ 弁本体、２０ｂ 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、３２ａ、３２ｂ 側壁、３３ａ、３３ｂ 切除部、３５ バランサー、３６ 基板、３７ 脚部、３８ 側壁、３９ 凹部、４０ リンク機構、４１ａ、４１ｂ アーム、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、４９ａ、４９ｂ 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、５８ａ 嵌合片、５８ｂ 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、９０〜９２ 断熱部材、９１ａ 突起、９２ａ 溝部、９２ｂ 開口、９５ 隙間（第１の隙間）、９５ａ 隙間（第２の隙間）、９９ 半田、１００ スプリンクラヘッド、１１０ ヘッド本体、１１１ 開口部、１１２ 放水口、１１３ フランジ、１１４、１１５ ねじ部、１１６ 放水筒、１１７ 弁座、１１８ 空間、１２０ フレーム、１２１ ねじ部、１２２ 係止段部、１３０ 弁体、１３０ａ 弁体フランジ、１３０ｂ 凹部、１３２ 皿ばね、１４０ 散水部、１４１ デフレクタ、１４２ ガイドロッド、１４３ ストッパリング、１４３ａ ガイド部、１５０ 弁体支持機構、１５１ 感熱部、１５２ ピストン、１５２ａ 円筒部、１５２ｂ フランジ、１５２ｃ 雌ねじ、１５３ シリンダー、１５３ａ シリンダー上部、１５３ｂ 立設部、１５３ｃ シリンダー下部、１５３ｄ 隙間（第３の隙間）、１５４ 断熱材、１５５ 半田、１６０ ボール保持機構、１６１ ボール、１６２ スライダー、１６２ａ 凹部、１６３ バランサー、１６３ａ 段部、１６３ｂ 傾斜部、１６５ セットスクリュー、１６５ａ 雄ねじ、１７２ 感熱板、１９３〜１９６ 断熱部材、１９４ａ 下部、１９４ｂ 円筒部、１９５ａ 平坦部、１９５ｂ 傾斜部、１９６ａ 溝部、１９６ｂ 開口、１９６ｃ 隙間（第４の隙間）、２００ スプリンクラヘッド。

Claims (3)

1. 筒状のシリンダーと、
   前記シリンダー内に収容される半田と、
   前記半田を押圧するピストンと、
   前記ピストンと前記半田とに挟まれて設けられ、前記半田から前記ピストンへの熱の移動を抑制する断熱部材と、
   を備え、
   前記ピストンの外周面と前記シリンダーの内周面との間に溶融した前記半田が流出する第１の隙間が形成され、
   前記断熱部材は、前記第１の隙間を塞ぐように、その外周面が前記シリンダーの内周面と接触するように形成され、前記第１の隙間の形成されていない位置において、鉛直方向に貫通形成される第１の開口を有し、前記ピストン側の面に、前記第１の開口と前記第１の隙間とを接続する溝が形成されたことを特徴とするスプリンクラヘッド。
2. フランジが下端部に形成されたピストンと、
   前記フランジ上に設けられた半田と、
   前記フランジ及び前記半田を収容したシリンダーと、
   前記フランジと前記半田とに挟まれて設けられ、前記半田から前記ピストンへの熱の移動を抑制する断熱部材と、を備え、
   前記ピストンの前記フランジの外周面と前記シリンダーの内周面との間に、溶融した前記半田が流出する第３の隙間が形成され、
   前記ピストンは、円筒部と、当該円筒部の下部に形成される前記フランジとから構成され、
   前記断熱部材は、前記第３の隙間を塞ぐように、その外周面が前記シリンダーの内周面と接触するように形成され、前記円筒部が挿入される第２の開口を有し、当該第２の開口において溶融した前記半田が流れる第４の隙間が形成され、前記フランジ側の面に、前記第４の隙間と前記第３の隙間とを接続する溝が形成されたことを特徴とするスプリンクラヘッド。
3. 前記断熱部材は、前記ピストンとの接触面と前記半田との接触面とのうちの少なくとも一方の面に突起が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリンクラヘッド。

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