JP6567579B2 - ダイヤフラムバルブを内蔵した噴霧ノズルユニット - Google Patents

Description

この発明は、薬液や水などの散布を行なう噴霧ノズルユニット、詳しくは、逆止弁として機能するダイヤフラムバルブを内蔵させて本体ケーシングの内部に残留した散布液の散布停止中の自然流出（所謂ボタ落ち）を防止するようにした噴霧ノズルユニットに関する。

主記の噴霧ノズルユニットの従来技術の中に、下記特許文献１に示されるものがある。特許文献１に示されたその噴霧ノズルユニット（ノズル切替バルブ装置）は、噴霧ノズルを装着した本体ケーシングに、ダイヤフラムバルブ（この発明ではこれをダイヤフラム逆止弁と言う）を内蔵させてそのダイヤフラムバルブで流路を遮断し、本体ケーシングの内部に残留した散布液の散布停止中のボタ落ちを防止するようにしている。

ダイヤフラムバルブは、内管部と外管部との間に形成される第２流路から本体ケーシングの内部に散布液が導入されると、その散布液の圧力で開弁し、これにより、第２流路が第１流路に繋がって、第１流路に通じた噴霧ノズルから液体が噴射される。

また、第２流路に対する散布液の供給が止まると、ダイヤフラムバルブが閉弁し、噴霧ノズルユノット内の残留液のボタ落ちが阻止される。

特開２０１２−２３７３８９号公報

特許文献１の噴霧ノズルユニット（ノズル切替バルブ装置）は、ダイヤフラムバルブを外管部の端部に配置し、さらに、前記第１流路の一部を内管部の内側に、残りの一部を本体ケーシングの一端側の内部にそれぞれ設けている。

また、本体ケーシングの一端側は、前記外管部の外周に９０°向きを変えて連ならせ、その一端側の外周に、回転ヘッドを設け、その回転ヘッドが備える複数のノズル取付口に、噴霧ノズルをそれぞれ取り付けるようにしている。

このような構造であるので、特許文献１の噴霧ノズルユニットは、第１流路の長さを短くするのが難しく、散布停止時に第１流路内に残留する液の量が多くなる。第１流路内の残留液は、散布を停止している間に噴霧ノズルから自然に流出する（ボタ落ちが起こる）。そのために、散布液（薬液など）が無駄に消費され、特定箇所への過剰散布も起こる。

このほか、噴管の側面に取り付けて使用するダイヤフラムバルブの無い噴霧ノズルユニットに、特許文献１が示している従来構造のボタ落ち防止用ダイヤフラムバルブを追設しようとすると、ダイヤフラムバルブを噴霧ノズルと噴管との間に配置する必要があり、ダイヤフラムバルブの交換などがし難くなる。

さらに、噴霧ノズルと噴管との間にダイヤフラムバルブを配置することで噴管から噴霧ノズルまでの距離が変動し、既設の噴管をそのまま使用する場合には、散布位置が最適箇所からずれる。また、本体ケーシングの全長が長くなるため、噴霧ノズルの強度も低下する。

このため、既設の噴管を使用しながらダイヤフラムバルブを備えていない既設の噴霧ノズルユニットをダイヤフラムバルブを有するものに置き換えることは困難であった。

この発明は、散布液の浪費や特定箇所への過剰散布を無くすために、逆止用のダイヤフラムバルブを内蔵させた噴霧ノズルユニットを改善の対象にして、ダイヤフラムバルブから噴霧ノズルまでの間の流路における残留液量を減少させ、併せて、ダイヤフラムバルブの交換の簡易化や、既設の噴霧ノズルユニットのダイヤフラムバルブを備えた噴霧ノズルユニットへの置き換えなども実現可能となすことを課題としている。

上記の課題を解決するため、この発明においては、散布液の導入路を内部に備えた第１ケーシングと、その第１ケーシングの外周に装着される第２ケーシングと、散布液の送出路と、前記導入路の内圧が所定値を超えたときにその導入路を前記送出路に連通させ、導入路の内圧が所定値以下のときにその連通を断つダイヤフラムバルブと、前記第２ケーシングの外周に装着されて前記送出路に流入した散布液を外部に噴出させる噴霧ノズルとを具備し、前記送出路が前記第１ケーシングの外径面と第２ケーシングの内径面との間に形成され、その送出路の容積が前記導入路の容積よりも小に設定されたダイヤフラムバルブ内蔵の噴霧ノズルユニットを提供する。

かかる噴霧ノズルユニットは、第１ケーシングの全体が真直で前記導入路の入口中心と出口中心が直線の軸上にあるもの、第１ケーシングの全体がＬ型をなし、導入路が入口側に対して出口側が９０°屈曲した形状になっているものの２形態が考えられる。

また、この発明の噴霧ノズルユニットは、前記第２ケーシングが前記第１ケーシングに対して回転可能に外嵌され、その第２ケーシングの外周に複数の噴霧ノズルが周方向に位置を変えて装着され、第１ケーシングと第２ケーシングとの間に、第２ケーシングの回転により前記送出路を前記噴霧ノズルのいずれか１つに選択的に連通させる流路切替バルブが配置されたものが考えられる。

さらに、前記第２ケーシングが前記第１ケーシングの外周に回転不可に固定されてその第２ケーシングに噴霧ノズルが１個装着されたものも考えられる。

前記ダイヤフラムバルブは、前記特許文献１に記載されたもの、即ち、前記導入路の出口に設けられる弁部と、前記第２ケーシングに保持されて一面に前記導入路内の液圧を受けるダイヤフラムと、そのダイヤフラムの他面に押し当てる背面中心にガイド軸を備えた弁押さえと、その弁押さえを介して前記ダイヤフラムに対して前記弁部への押し当て力を加えるスプリングとを組み合わせたものでよい。

特許文献１に記載されたダイヤフラムバルブは、本体ケーシングの外管部の端部にユニオンナットを用いて固定する弁キャップを設けて、その弁キャップと外管部の端面とで前記ダイヤフラムの外周を挟持し、さらに、前記弁キャップの軸孔に前記弁押さえのガイド軸をスライド自在に挿通し、前記弁キャップと弁押さえとの間に前記スプリングを縮設している。

この発明では、そのダイヤフラムバルブを、第１ケーシングに外嵌された第２ケーシングの端部に着脱自在に組み付ける。具体的には、第２ケーシングの端部にユニオンナットを螺合させ、そのユニオンナットで弁キャップを締付けて弁キャップと第２ケーシングの端面とでダイヤフラムの外周を挟持する。そして、さらに、弁キャップの軸孔に弁押さえのガイド軸を挿通し、弁キャップと弁押さえとの間にダイヤフラムを弁部に押し当てるスプリングを縮設する。

この発明の噴霧ノズルユニットは、前記送出路を第１ケーシングの外径面と第１ケーシングに外嵌された第２ケーシングの内径面との間に形成して導入路の外周に配置している。

そのため、ダイヤフラムバルブから噴霧ノズルまでの距離を短縮して送出路の容積を導入路の容積よりも小さく設定することができる。

その設定により、ダイヤフラムバルブよりも下流にあるためにボタ落ちが避けられない送出路内残留液の量を従来品に比べて減少させることができ、散布液の浪費や特定箇所への過剰散布を少なくすることが可能になる。

また、噴霧ノズルが散布姿勢（下向き）になっている状態では、第２ケーシングが水平に近い姿勢になり、その第２ケーシングの端部にダイヤフラムバルブが組みつけられているため、ダイヤフラムバルブの交換を噴霧ノズルに邪魔されずに行なうことができ、メンテナンス性にも優れる。

さらに、第２ケーシングの端部にダイヤフラムバルブが組みつけられるので、既設の噴管から噴霧ノズルまでの距離変化の問題も発生せず、ダイヤフラムバルブを備えていない既設の噴霧ノズルユニットのダイヤフラムバルブを有する噴霧ノズルユニットへの置き換えも可能となる。

この発明の噴霧ノズルユニットの一例を、ダイヤフラムバルブが閉弁した状態にして示す断面図である。 図１の噴霧ノズルユニットの分解斜視図である。 この発明の噴霧ノズルユニットの他の例を、ダイヤフラムバルブが閉弁した状態にして示す断面図である。 この発明の噴霧ノズルユニットのさらに他の例を、ダイヤフラムバルブが閉弁した状態にして示す断面図である。

以下、この発明の噴霧ノズルユニットの実施の形態を添付図面の図１〜図４に基づいて説明する。

図１及び図２に示した、噴霧ノズルユニット１は、第１ケーシング２、ユニオンナット３、第２ケーシング４、ダイヤフラムバルブ５、抜け止めピン６、流路切替バルブ７及び複数の噴霧ノズル８を組み合わせて構成されている。

第１ケーシング２は、外径を数箇所で変化させた円筒状のケーシングであって、散布液の導入路９を内部に備えている。

ユニオンナット３は、第１ケーシング２を噴管２０に連結するための締結具であって、第１ケーシング２の外周に設けられたフランジ２ａに係合させて使用される。

噴管２０には、管継手２１が液密に取り付けられており、噴管２０の側方に延び出したその管継手２１の雄ねじ部にユニオンナット３がねじ合わされる。なお、第１ケーシング２と管継手２１は、対応した位置に図２に示した凸部２ｂと凹部２１ａを有しており、その凸部２ｂと凹部２１ａを互いに嵌合させることで、管継手２１に対する第１ケーシング２の位置決めを行なうようにしている。

第２ケーシング４は、第１ケーシング２の外周に、回転可能、かつ、軸方向移動不可に装着される。この第２ケーシング４の軸方向移動の阻止は、例示の噴霧ノズルユニット１においては、返しのついた抜け止めピン６を第２ケーシング４に設けたピン孔４ｃに差し込み、その抜け止めピン６を第１ケーシング２の外周に形成された溝２ｃに挿入することによってなされている。

図示の噴霧ノズルユニット１に採用された第２ケーシング４は、外周に周方向に定ピッチで複数個（図のそれは計３個）のノズル取付口４ａを設けており、そのノズル取付口４ａの各々に、それぞれ噴霧パターンの異なる噴霧ノズル８が取付けられる。

ノズル取付口４ａの各々は、それぞれのノズル取付口に対応させて第２ケーシング４に設けた径方向の貫通孔４ｂを有している。

第１ケーシング２の外径面と第２ケーシング４の内径面との間には、容積が導入路９の容積よりも小さい散布液の送出路１０が作り出されている。その送出路１０の導入路９に対する接続状態がダイヤフラムバルブ５によって切替えられる。

ダイヤフラムバルブ５は、導入路９の出口に設けられる弁部５ａと、第２ケーシング４に保持されて一面に導入路９内の液圧を受けるダイヤフラム５ｂと、そのダイヤフラムの他面に押し当てる弁押さえ５ｃと、その弁押さえ５ｃを介してダイヤフラム５ｂに弁部５ａへの押し当て力を加えるスプリング５ｄを組み合わせたものが設けられている。

弁押さえ５ｃは、背面中心にガイド軸Ｇａを有している。また、図示の弁部５ａは、筒状ピース１１を第１ケーシング２の端部に液密に外嵌して、その筒状ピース１１に形成している。

筒状ピース１１と第２ケーシング４の内径面との間にはリブ１４が周方向に間隔をあけて複数配置されている。そのリブ１４は、第２ケーシング４の内径面に一体に形成されているが、図３に示すように、筒状ピース１１の外径面に形成されていてもよい。リブ１４は、送出路１０の容積を縮小する働きもする。

このダイヤフラムバルブ５は、弁キャップ１２を設けてその弁キャップ１２と第２ケーシング４の端面とでダイヤフラム５ｂの外周を気密状態が確保されるように挟持している。弁キャップ１２は、ユニオンナット１３を用いて第２ケーシング４の端部に固定される。

その弁キャップ１２の中心には軸孔１２ａがあけられており、その軸孔１２ａに弁押さえ５ｃのガイド軸Ｇａをスライド自在に挿通し、弁キャップ１２と弁押さえ５ｃとの間にスプリング５ｄを縮設してこのスプリング５ｄの力でダイヤフラム５ｂを弁部５ａに押し当てて送出路１０と導入路９の連通を断つようにしている。

ダイヤフラム５ｂは、一面に受ける導入路９の内圧が所定値を超えると、スプリング５ｄを圧縮して弁部５ａから離反し、これにより、導入路９と送出路１０が連通し、導入路９に導入された散布液が送出路１０に流れて噴霧ノズル８からの散布がなされる。

流路切替バルブ７は、第１ケーシング２の外周に相対回転不可に装着する筒状のバルブであって、外周の最下部の１箇所に径方向に貫通した弁孔７ａを有する。

その弁孔７ａは、第２ケーシング４が回転して貫通孔４ｂのひとつが弁孔７ａの設置部に移動してくると、その貫通孔４ｂを備えたノズル取付口４ａを第２ケーシング４の内側の送出路１０に連通させる。これにより、送出路１０に連通したノズル取付口４ａに取り付けられている噴霧ノズル８から液体の散布がなされる。

噴霧ノズル８は、周知のノズルである。図示の噴霧ノズル８は、噴孔を有する噴板８ａや異物を漉し取るフィルタ８ｂなどを内部に設けたものになっているが、図示の構造に限定されない。

図１、図２の１６は、Ｏリング、１７はシールパッキンであり、これ等は、液密シールの必要な箇所に介在される。

図１の噴霧ノズルユニット１は、噴管２０の中心から噴霧ノズル８の中心までの距離Ｌ（図１参照）を、噴管２０の側面に取り付けて使用していたダイヤフラムバルブの無い既設の噴霧ノズルユニットと同一長さにすることができる。

特許文献１が示している従来構造のボタ落ち防止用ダイヤフラムバルブを、噴管の側面に取り付けて使用しているダイヤフラムバルブの無い既設の噴霧ノズルユニットに追設しようとすると、ダイヤフラムバルブを噴霧ノズル８と噴管２０との間に配置する必要があり、噴管２０の中心から噴霧ノズル８の中心までの距離が図１のＬよりも相当大きくなる。

このために、発明が解決しようとする課題の項で述べた不具合が生じるが、この発明によればその不具合が解消される。

なお、図１の噴霧ノズルユニット１は、送出路１０に対して３個の噴霧ノズル８のどれかを選択的に連通させて噴霧パターンを切替えられるようにしているが、第２ケーシング４に取付ける噴霧ノズルは１個でもよく、その形態では、第１ケーシング２に対して第２ケーシング４を回転不可に外嵌する。

この発明の噴霧ノズルユニット１は、図３及び図４に示すように、第１ケーシング２の全体がＬ型をなし、導入路９が入口側に対して出口側が９０°屈曲した形状になっているものであってもよい。

また、第１ケーシング２に対するユニオンナット３の係合は、図３、図４に示すように、竹の子ニップルなどのジョイント１５を介して行なわれていてもよい。

さらに、弁部５ａは、図１、図３の形態では、第１ケーシング２に対して着脱自在の筒状ピース１１に形成されているが、図４に示すように、第１ケーシング２と一体に形成されていてもよく、この形態では、リブ１４は不要である。

このほか、例示の噴霧ノズルユニットは、第２ケーシング４に複数の噴霧ノズル８が装着され、その複数の噴霧ノズル８のどれかが第２ケーシング４の回転により選択的に送出路１０に連通するものになっているが、第２ケーシング４に装着する噴霧ノズル８は１個であってもよい。

その噴霧ノズル８が１個の噴霧ノズルユニット１は、流路切替バルブ７が弁孔７ａを複数個有し、第２ケーシング４が回転することで、貫通孔４ｂが周方向位置の異なる弁孔７ａに連通して噴霧方向が切り替わる形態と、第２ケーシング４が第１ケーシング２の外周に回転不可に固定され、噴霧ノズルユニット１への散布液供給路に設けられる切替弁（図示せず）の操作によって噴霧の開始、停止のみが切替えられるものの２つの形態が考えられる。
その２つの形態のどちらも、この発明の適用対象に含まれる。

１ 噴霧ノズルユニット
２ 第１ケーシング
２ａ フランジ
２ｂ 凸部
２ｃ 溝
３ ユニオンナット
４ 第２ケーシング
４ａ ノズル取付口
４ｂ 貫通孔
４ｃ ピン孔
５ ダイヤフラムバルブ
５ａ 弁部
５ｂ ダイヤフラム
５ｃ 弁押さえ
Ｇａ ガイド軸
５ｄ スプリング
６ 抜け止めピン
７ 流路切替バルブ
７ａ 弁孔
８ 噴霧ノズル
８ａ 噴板
８ｂ フィルタ
９ 導入路
１０ 送出路
１１ 筒状ピース
１２ 弁キャップ
１２ａ 軸孔
１３ ユニオンナット
１４ リブ
１５ ジョイント
１６ Ｏリング
１７ シールパッキン
２０ 噴管
２１ 管継手
２１ａ 凹部

Claims (3)

1. 散布液の導入路（９）を内部に備えた第１ケーシング（２）と、その第１ケーシング（２）の外周に装着される第２ケーシング（４）と、前記第１ケーシング（２）の外径面と第２ケーシング（４）の内径面との間に形成される散布液の送出路（１０）と、前記導入路（９）の内圧が所定値を超えたときにその導入路（９）を前記送出路（１０）に連通させ、導入路（９）の内圧が所定値以下のときにその連通を断つダイヤフラムバルブ（５）と、前記第２ケーシング（４）の外周に装着されて前記送出路（１０）に流入した散布液を外部に噴出させる噴霧ノズル（８）とを具備し、前記送出路（１０）の容積が前記導入路（９）の容積よりも小に設定されたダイヤフラムバルブを内蔵した噴霧ノズルユニット。
2. 前記第２ケーシング（４）が前記第１ケーシング（２）に対して回転可能に外嵌され、その第２ケーシング（４）の外周に複数の噴霧ノズル（８）が周方向に位置を変えて装着され、前記第１ケーシング（２）と第２ケーシング（４）との間に、第２ケーシング（４）の回転により前記送出路（１０）を前記噴霧ノズル（８）のいずれか１つに選択的に連通させる流路切替バルブ（７）が配置された請求項１に記載のダイヤフラムバルブを内蔵した噴霧ノズルユニット。
3. 前記ダイヤフラムバルブ（５）を、前記第２ケーシング（４）の端部に着脱自在に組み付けた請求項１又は２に記載のダイヤフラムバルブを内蔵した噴霧ノズルユニット。

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