JP2009173292A - 液体タンク用コネクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 液体シール部の摩擦力に抗ってプラグとソケットの離間を確実に行うことができる液体タンク用コネクタを提供する。
【解決手段】 液体タンク用コネクタ１０は、液体が収容される液体タンク１の口栓部２の内周側に遊嵌されるプラグ２０と、プラグ２０に対して接続離間可能とされるソケット５０とを備えている。ソケット５０は、口栓部２の外周に形成された外ネジ３に対して螺合可能とされることによってプラグ２０との接続離間を行うスリーブ６０を有する。ソケット５０には、プラグ２０とソケット５０との間で液体流路５２をシールするＯリング５８の結合力に抗って、ソケット５０に対してプラグ２０を離間させる押圧力を付与する押圧手段８０が設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液体タンク内の液体を外部へと供出するための液体タンク用コネクタに関するものである。

一般に、半導体高純度薬品や一般化学薬品等の液体は、生産工場にてポリエチレンタンク等の液体タンクに充填され、この液体タンクに形成された充填・取出用の口栓部に蓋を取り付けた状態で出荷されている。このような液体タンク中に収容された液体を取り出す手法としては、容器内部に空気等の気体を導入することにより、その気体圧力により液体を容器外へ送り出すサイフォン管方式が知られている。
この方式では、液体タンクの口栓部に取り付けられていた蓋を取り外した後、口栓部に液体流路となるサイフォン管及び気体供給路を備えたプラグが取り付けられる。そして、液体を液体タンク外部へ取り出すためのチューブと、気体を導入するためのチューブとをそれぞれ連結可能とされたソケットをプラグに接続することにより、液体を取り出すための液体流路及び気体を導入するための気体流路を形成する。このような液体タンク用コネクタは、たとえば、特許文献１に開示されている。
特開２００２−５９９９３号公報

ところで、上述した特許文献１には、液体タンクの口栓部の内周側に形成された内ネジに螺合されて固定されるプラグが開示されている。したがって、口栓部に外ネジが形成された容器、すなわち、口栓部を塞ぐキャップ取付用のネジが外ネジの容器に使用することはできない。
そこで、口栓部が外ネジとされた液体タンクに対してもプラグおよびソケットを接続するために、プラグを口栓部の内周側に配置するとともに、ソケットに設けたスリーブと口栓部の外ネジとを螺合させる構成が考えられる。この場合、爪部を設けたプラグを口栓部に打ち込み、プラグを口栓部から取り外すことを想定しない固定方法が考えられるが、これでは、種々の理由によってプラグを取り外したいというユーザの要求に応えることができない。これに対して、プラグを安易に口栓部から取り外すことができるように、プラグを口栓部の内周に対して遊嵌する構成が考えられる。しかし、この構成では、液体流路を形成する際にプラグとソケットの間に設けられる液体シール部（例えばＯリング）の結合力（摩擦力）が大きく、ソケットと共にプラグが口栓部から引き抜かれてしまうおそれがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、液体シール部の結合力に抗ってプラグとソケットの離間を確実に行うことができる液体タンク用コネクタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の液体タンク用コネクタは、液体が収容される液体タンクの口栓部の内周側に配置されるプラグと、該プラグに対して接続離間可能とされるソケットとを備え、該ソケットは、前記口栓部の外周に形成されたネジ溝に対して螺合可能とされることによって前記プラグとの接続離間を行うスリーブを有し、前記プラグと前記ソケットとが接続された液体供出状態にて、前記液体タンクから液体を供出する液体流路と、前記液体タンク内に気体を供給する気体流路とが形成される液体タンク用コネクタにおいて、前記プラグと前記ソケットとの間で前記液体流路をシールする液体シール部の結合力に抗って、該ソケットと該プラグとを離間させる押圧力を付与する押圧手段が設けられていることを特徴とする。

プラグとソケットの間に設けた液体シール部の結合力（摩擦力）が大きい場合には、プラグからソケットを取り外す際に、プラグがソケットから接続解除されずにソケットと共にプラグも液体タンクの口栓部から取り外されてしまうおそれがある。これに対して、本発明では、液体シール部の結合力に抗って（打ち勝って）プラグを離間させる押圧手段を設けることとしたので、プラグからソケットを取り外す際に、プラグを液体タンク側に接続させたままでソケットをプラグから確実に離間させることができる。
なお、押圧手段は、ソケットに設けることが好ましい。これにより、プラグの構造を簡素化することができる。

さらに、本発明の液体タンク用コネクタでは、前記プラグは、前記口栓部に対して遊嵌されていることを特徴とする。

種々の理由により、プラグを液体タンクの口栓部から取り外したい場合がある。この場合には、プラグを口栓部に対して遊嵌させていることが好ましい。このようにプラグを口栓部に対して遊嵌させていても、押圧手段によってプラグをソケットから確実に離間させることができるので、プラグがソケットに接続されたままで液体タンクから取り外されてしまうことを回避できる。

さらに、本発明の液体タンク用コネクタでは、前記プラグと前記ソケットとの間には、前記気体流路をシールする気体シール部が設けられ、該気体シール部は、前記ソケット側に設けられた交換可能なシール部材を備えていることを特徴とする。

気体シール部として、交換可能なシール部材をソケット側に設けた。このシール部材を交換することにより、気体シール部を長期間にわたって保持することが可能となる。特に、ソケットは液体が供給される設備側に接続固定されていることが多く、頻繁な交換を行うことができないので、交換可能なシール部材をソケット側に設けておくことにより、メンテナンス性を向上させることができる。
なお、本発明に代えて、ソケット側に凸部（エッジ）形成し、この凸部をプラグ側に押し込んでシールすることとしても良い。

本発明によれば、液体シール部の結合力に抗って（打ち勝って）プラグを離間させる押圧手段を設けることとしたので、プラグからソケットを取り外す際に、プラグを液体タンク側に配置させたままでソケットをプラグから確実に離間させることができる。

本発明にかかる液体タンク用コネクタの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図１には、液体タンク１の口栓部２に取り付けられた液体タンク用コネクタ１０が示されている。液体タンク用コネクタ１０は、口栓部２内に収容されるプラグ２０と、プラグ２０に対して接続離間可能とされるソケット５０とを備えている。液体タンク用コネクタ１０は、液体タンク１の内部に収容されている液体を取り出すため、液体タンク１の内部に空気等の気体を導入し、その気体圧力により液体を液体タンク１の外部へ送り出すサイフォン管方式に使用されるものである。

半導体高純度薬品等の薬液（液体）を充填する液体タンク１は、たとえば耐薬品性の樹脂等の成形品である。液体タンク１の上部に設けられた口栓部２は、液体タンク１の内部に薬液等の液体を充填し、あるいは、液体タンク１内の薬液を取り出す際に使用する開口部である。
口栓部２は、液体タンク１の本体１ａから上方に突出して上端を開口させた円筒形状のノズルであり、図示しないが、キャップを取り付けることで液体タンク１の開口部を密閉することができる。この場合のキャップは、内周面に内ネジが形成されたタイプとされ、口栓部２の外周面に形成された外ネジ３と螺合させて取り付けられるようになっている。

プラグ２０は樹脂等の成形部品であり、口栓部２の開口部に上方から挿入して遊嵌状態にて取り付けられる。すなわち、プラグ２０の下端部は、口栓部２の内周に係合する爪や、螺合するネジが設けられていない円筒形状となっている。
プラグ２０は、略円筒形状のプラグ本体２１に形成された気体供給路２２及びサイフォン管２３を備えている。
気体供給路２２は、外部から導入した気体を液体タンク１内に供給するための流路である。この気体供給路２２は、プラグ本体２１を軸方向に貫通する孔であり、プラグ本体２１の軸中心に配置されたサイフォン管２３を取り囲むようにして複数設けられている。

サイフォン管２３は、液体タンク１内の液体を気体の圧力で押し出して取り出すための流路であり、プラグ本体２１から液体タンク１の底面近傍まで延在している。図示のサイフォン管２３は、プラグ本体２１と一体に成形された部分に延長管２３ａを連結して必要な長さが確保されている。なお、以下の説明では、必要な場合を除き、延長管２３ａを含めた全体をサイフォン管２３という。
また、サイフォン管２３の上端入口部には、ソケット５０に設けられた液体流出用のバルブ５５を押し上げて開とするバルブ操作部２５（図５参照）が設けられている。このバルブ操作部２５は、バルブ５５の下端部が当接して押し上げられるように、サイフォン管２３の液体流路となる貫通部２５ａ（図５参照）を残して上端入口部を部分的に（特に軸中心位置を）塞いだものである。なお、このバルブ操作部２５は、プラグ２０と組み合わせて使用するソケット５０のタイプ等に応じて不要となる場合もある。

また、上述したプラグ２０は、プラグ本体２１の上端部から外向きに形成されて口栓部２の上端面に係止される鍔部２９を備えている。そして、この鍔部２９が口栓部２の上端面と密着する下面には、全周にわたるパッキン３１が設けられている。このパッキン３１によって、液体の取出時に液体タンク１とプラグ２０との間から気体が流出することを防止するシール部として機能する。また、液体タンク１の輸送時や転倒時においては、液体タンク１とプラグ２０との間で気体や液体の流出を防止するシール部としても機能する。
さらに、上述した鍔部２９は、上面にも全周にわたるリング状の凸部（図示せず）を形成しておくことが好ましい。この凸部は、プラグ２０を圧入した状態でキャップを取り付ける際、液体タンク１の輸送時や転倒時等において、液面の揺れ等により気体供給路２２を通り抜ける液体の流出を防止するシール部として機能する。

上述した構成の液体タンク用コネクタ１０は、液体タンク１内の液体を取り出す際、図１のようにソケット５０をプラグ２０に対して連結する。
ソケット５０は、ソケット本体５１と、このソケット本体５１をプラグ２０の所定位置に挿入した状態で液体タンク１に固定するスリーブ６０とを備えている。ソケット本体５１は、略円柱状の部材に液体取出流路５２及び気体流路５３（図２参照）を設けたものである。なお、気体流路５３は図１等の縦断面図には表れていない。

スリーブ６０は、ソケット本体５１の外周部に対して回転可能とされる。そして、スリーブ６０には、ソケット本体５１の軸方向移動を規制する凹凸の係合部６１が設けられるとともに、口栓部２の外ネジ３と螺合する内ネジ６２（図５参照）が内周面下端部側に形成されている。すなわち、ソケット５０を取り付ける際には、ソケット本体５１をプラグ２０の所定位置に挿入した後、スリーブ６０を回転させて内ネジ６２を外ネジ３に螺合させて締め込むと、係合部６１によりソケット本体５１が引き下げられ、プラグ２０に密着した状態で固定される。これにより、口栓部２に対して遊嵌されていたプラグ２０についても、ソケット５０とともに共締めされることになる。具体的には、プラグ２０の顎部２９が口栓部２の上端面とスリーブ６０との間で挟み込まれることにより、プラグ２０が口栓部２に対して固定される。

液体取出流路５２は、ソケット本体５１の軸中心位置に形成された軸方向の貫通孔であり、その上端部には液体を流出させる外部管路の接続口５２ａが設けられている。この液体取出流路５２は、プラグ２０との連結状態において、液体タンク１内に挿入されているサイフォン管２３と連通して一体の液体流路を形成する。なお、図示の接続口５２ａには、液体流出用外部管路の一端に取り付けられたプラグ（不図示）を螺合させて連結する内ネジが形成されている。

気体流路５３は、上述した液体取出流路５２と略平行に形成された貫通孔であり、一端が気体供給源に接続されるとともに、他端がプラグ２０の気体供給路２２に連通する流路となる。気体流路５３と気体供給路２２によって一体の気体流路が形成される。気体流路５３には、気体供給源に接続される上端部に、気体供給用外部管路の接続口５３ａ（図２参照）が設けられている。なお、図示の接続口５３ａには、気体供給用外部管路の一端に取り付けられたプラグ（不図示）を螺合させて連結する内ネジが形成されている。

また、図示のソケット５０は、液体取出流路５２にバルブ５５を備えたタイプである。このバルブ５５は、弁体５４ａ（図３参照）がバネ５４ｂ（図３参照）により常時下向きの付勢を受けているので、図５のようにプラグ２０に連結されていない状態では、弁体５４ａが弁座に密着して液体取出流路５２を閉じている。
一方、図１のように、上述したソケット５０がプラグ２０の所定位置に取り付けられると、プラグ２０側に設けられたバルブ操作部２５がバネ５４ｂの付勢に抗して弁体５４ａを押し上げるので、弁体５４ａは弁座との密着が解除される。こうしてバルブ５５が開となることにより、サイフォン管２３及び液体取出流路５２を通って液体タンク１の外部へ流出する液体流路が形成される。

プラグ２０にソケット５０を取り付けて固定した図１の状態では、サイフォン管２３と液体取出流路５２との間を連通させた液体流路は、プラグ２０の中心筒部２４（図５参照）が差し込まれるソケット５０の中心孔部５９（図５参照）の内周側に設置したＯリング５８（液体シール部）によりシールされている。このＯリング５８の弾性力によって、プラグ２０の中心筒部２４に対するソケット５０の結合力が確保されている。
また、気体流路５３から気体供給路２２に連通させた気体流路は、内周側では、上述したＯリング５８により液体流路側との間がシールされる一方、外周側では、ソケット本体５１の段部とプラグ本体２１の段部が当接することによって形成された気体シール部３０（図１参照）によってシールされる。具体的には、図７（ａ）に示すように、ソケット本体５１の段部５１ａにはプラグ本体２１側に突出して先端に角部を有する凸部（エッジ）５１ｂが全周にわたって形成されており、この凸部５１ｂの先端がプラグ本体２１の段部２１ａに対して圧入されることによって気体シールが確保されている。

なお、図７（ｂ）に示すように、ソケット本体５１側に交換可能なパッキン（シール部材）７０を設置し、このパッキン７０に対して圧入される凸部２１ｂをプラグ本体２１の段部２１ａに設けることによって気体シール部を設けることとしても良い。このようなパッキン７０を備えたソケット５０の構成が図６に示されている。パッキン７０としては、例えばポリエチレン、テフロン（登録商標）といったＰＴＦＥ、フッ素ゴム、シリコンゴム等が好適に用いられる。ソケット５０は液体が供給される設備側に接続固定されていることが多く、頻繁な交換を行うことができないので、このように交換可能であるパッキン７０をソケット５０側に設けておくことにより、メンテナンス性を向上させることができる。
上述したシール状態は、ソケット５０のスリーブ６０が液体タンク１の口栓部２に螺合して固定されることで、確実に維持される。

図１に示すように、ソケット本体５１には、ソケット５０をプラグ２０から離間させるための押圧手段８０が設けられている。押圧手段８０は、図３に拡大して示されているように、プラグ２０に対して接近離間可能に往復動可能とされた押圧ロッド８２と、押圧ロッド８２を下方（プラグ２０側）に付勢する圧縮バネ８３とを備えている。圧縮バネ８３の上端は、ソケット本体５１の上端に固定された栓体８４によって固定されている。
押圧手段８０は、図２に示すように、中心に設けられた液体取出流路５２を挟んで対称に２つ設けられている。図１に示した接続状態では、押圧ロッド８２の先端（図において下端）は、プラグ２０の上端面に当接した状態で圧縮バネ８３の作用によってプラグ２０を下方に押圧している。これら押圧ロッド８２による押圧力は、上述したＯリング５８によるプラグ２０とソケット５０との結合力（摩擦力）よりも大きいものとされる。すなわち、液体シール部を構成するＯリング５８による結合力に抗って（打ち勝って）、プラグ２０とソケット５０とを離間させる程度の押圧力が押圧ロッド８２に付与されている。これにより、プラグ２０からソケット５０を取り外す際に、プラグ２０を口栓部２内に残した状態でソケット５０を取り外すことができる。

次に、上記構成の液体タンク用コネクタ１０の接続解除時の動作について説明する。
図１に示したように、プラグ２０とソケット５０とが接続された状態にて液体タンク１内の薬液が取り出される（液体供出状態）。薬液の取り出しが終わると、ソケット５０のスリーブ６０を回転させて、口栓部２とスリーブ６０との螺合状態を緩めていく。これにより、ソケット本体５１がプラグ２０に対して離間し、図４に示す状態となる。図４に示されているように、ソケット本体５１がプラグ２０から離間する際に、押圧手段８０の押圧ロッド８２がプラグ本体２１を下方に押圧しているので、液体シール部を構成するＯリング５８によるプラグ本体２１とソケット本体５１との結合力に抗って（打ち勝って）、プラグ本体２１は口栓部２に残されたままで、ソケット本体５１のみが上方へと移動する。
さらに、スリーブ６０を回転させて口栓部２に対する螺合を解除すると、図５に示されたように、ソケット５０がプラグ２０に対して完全に分離される。

図８には、比較例として、本発明のような押圧手段８０を備えていない液体タンク用コネクタが示されている。押圧手段８０を備えていないと、図４にて説明したように、Ｏリング５８による結合力に打ち勝ってソケット本体５１からプラグ本体２１を離間させることができないので、プラグ２０がソケット５０とともに液体タンク１から取り外されてしまう。特に、本実施形態では、プラグ２０を口栓部２に対して遊嵌する構成としているので、容易にプラグ２０がソケットとともに取り外されてしまう。

以上の通り、本実施形態によれば、Ｏリング５８による液体シール部の結合力に抗ってプラグ２０をソケット５０から離間させる押圧手段８０をソケット５０に設けることとしたので、プラグ２０からソケット５０を取り外す際に、プラグ２０を液体タンク１側に接続させたままでソケット５０をプラグ２０から確実に離間させることができる。

なお、上述した実施形態では、液体タンク１内から液体を取り出す場合に、液体タンク１内に気体圧力を供給して液面に圧力を作用させ、この圧力により液体を押し出すようにして取り出している（サイフォン管方式）が、ソケット５０の液体取出流路５２に配管を接続してポンプにより液出しすることも可能である。この場合、気体流路５３は、液が減少した分だけ液体タンク１内に大気等を供給して置換するための流路となる。

本発明の一実施形態にかかる液体タンク用コネクタを備えた液体タンクの口栓部の周囲を示した断面図である。 図１の液体タンク用コネクタの平面図である。 図１の液体タンク用コネクタの拡大断面図である。 プラグからソケットが離間する途中の状態を示した断面図である。 プラグからソケットが離間した状態を示した断面図である。 気体シール部としてパッキンを採用した変形例を示した液体タンク用コネクタの拡大断面図である。 気体シール部を示し、（ａ）はエッジシールを示した拡大断面図、（ｂ）はパッキンシールを示した拡大断面図である。 本発明の比較例を示し、プラグがソケットと共に液体タンクの口栓部から取り外された状態を示した断面図である。

符号の説明

１ 液体タンク
２ 口栓部
１０ 液体タンク用コネクタ
２０ プラグ
２２ 気体供給路（気体流路）
３０ 気体シール部
５０ ソケット
５２ 液体取出流路（液体流路）
５３ 気体流路
５８ Ｏリング（液体シール部）
６０ スリーブ
７０ パッキン
８０ 押圧手段

Claims (3)

1. 液体が収容される液体タンクの口栓部の内周側に配置されるプラグと、
   該プラグに対して接続離間可能とされるソケットと、を備え、
   該ソケットは、前記口栓部の外周に形成されたネジ溝に対して螺合可能とされることによって前記プラグとの接続離間を行うスリーブを有し、
   前記プラグと前記ソケットとが接続された液体供出状態にて、前記液体タンクから液体を供出する液体流路と、前記液体タンク内に気体を供給する気体流路とが形成される液体タンク用コネクタにおいて、
   前記プラグと前記ソケットとの間で前記液体流路をシールする液体シール部の結合力に抗って、該ソケットと該プラグとを離間させる押圧力を付与する押圧手段が設けられていることを特徴とする液体タンク用コネクタ。
2. 前記プラグは、前記口栓部に対して遊嵌されていることを特徴とする請求項１記載の液体タンク用コネクタ。
3. 前記プラグと前記ソケットとの間には、前記気体流路をシールする気体シール部が設けられ、
   該気体シール部は、前記ソケット側に設けられた交換可能なシール部材を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体タンク用コネクタ。

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