JP2015086957A - 継手及びガス充填装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、工具を用いない簡便な方法で容器弁のガス充填口と配管とを接続可能で、かつ容器に衝突することにより該容器が損傷することを抑制可能な継手及びガス充填装置を提供することを課題とする。
【解決手段】容器本体に取り付けられた容器弁のガスの出入り口であり、かつ雄ねじとして機能する突出口に、袋ナット５１を螺合させることで、該突出口に分岐充填ライン３３を接続する継手であって、袋ナット５１の外周面５１ａを被覆し、かつ弾性材料よりなる被覆部材５２を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、継手及びガス充填装置に関するものであって、より詳しくは、容器にガスを充填する際にガス充填用配管と容器とを接続する継手、及び該継手を含むガス充填装置に関する。

一般的に、高圧ガス容器は、比較的少量のガスを輸送や消費する場合に用いられている。高圧ガス容器は、ガスが充填される容器本体と、容器本体の上端に取り付けられ、かつ容器本体に充填されたガスの供給もしくは停止を制御する容器弁と、を有する。

ガス充填所で充填される高圧ガス容器としては、通常、容器本体の内容積が５０Ｌ以下のものが用いられている。容器本体の内容積が３．４〜５０Ｌの容器の材料としては、一般的に、マンガン鋼やアルミニウム合金等の金属が用いられている。

一方、容器本体の内容積が１．０Ｌや２．０Ｌ、或いは、これらよりも容器本体の内容積の小さい高圧ガス容器の材料としては、軽量なＦＲＰ（繊維強化プラスチック、Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）が多く用いられている。
容器の材料となるＦＲＰ及びアルミニウム合金は、軽量という利点があるが、非常に強固なマンガン鋼よりも外傷を受けやすい。このため、ＦＲＰやアルミニウム合金を用いた容器を使用する場合には、その取扱いに注意が必要となる。

図７は、従来の高圧ガス容器の主要部の一部を拡大した図である。
図７を参照するに、高圧ガス容器２００は、容器本体２０１と、弁接続部２０２と、容器弁２０３と、を有する。弁接続部２０２は、ガスが充填される容器本体２０１の上端に配置されている。

容器弁２０３は、弁本体２０５と、弁本体２０５内に配置されたケレップ（図示せず）の上端と接続されたハンドル２０７と、を有する。弁本体２０５は、その側壁に一体的に構成され、かつ雄ねじとして機能するガス充填口２０８を有する。
該雄ねじの仕様は、ＪＩＳ規格で決められている。窒素ガスや酸素ガスが充填される高圧ガス容器２００の雄ねじ（ガス充填口２０８）としては、例えば、「Ｗ２２山１４ オス・右」が用いられている。

次に、図７を参照して、消費量が比較的少量の場合のガス供給方法である、高圧ガス容器２００から高圧ガス容器２００内に充填されたガスを供給する方法について説明する。
まず、始めに、ガスが充填された高圧ガス容器２００を、ガス供給設備に運搬する。次いで、ガス供給設備を構成するキャビネットやマニホールド等に高圧ガス容器２００を固定する。

次いで、容器弁２０３の充填口２０８にガス充填用配管（図示せず）が継手（図示せず）を用いて繋げられる。その後、ハンドル２０７を回転させて容器弁２０３を開け、容器弁２０３の二次側に設けられた圧力調整器と流量調節器により供給圧力と供給流量を調整することで、消費先の設備（図示せず）へとガスが供給される。

なお、高圧ガス容器２００にガスを充填する場合、及び高圧ガス容器２００に充填されたガスを供給する場面には、その都度必ず、容器弁２０３のガス充填口２０８（雄ねじ）に対して、継手を用いて、ガス充填口２０８と配管（図示せず）とを接続させている。

次に、図７に示す高圧ガス容器２００へのガスの充填工程について説明する。
まず、ガスを充填する前に、使用済みの高圧ガス容器２００に対し、容器弁２０３を開いて、容器本体２０１内に残存するガスを外部に放出させる。
このとき、ガスを放出する音がほとんど聞こえなくなった時点で、容器弁２０３を閉じてガスの放出を終了させる。

次いで、容器弁２０３が閉じられた状態で、高圧ガス容器２００をガス充填設備に運搬する。その後、高圧ガス容器２００を所定の位置に配置した後、容器弁２０３のガス充填口２０８に継手（図示せず）を用いて配管を接続する。該継手としては、例えば、非特許文献１に開示された金属製の袋ナットを用いることができる。
例えば、容器本体２０１の内容積が大きい場合（例えば、内容積が１０Ｌ、４７Ｌ、５０Ｌ等）、高圧ガス容器２００は、立てた状態で、チェーン等で固定されるのが一般的である。

一方、容器本体２０１の内容積が小さい場合（例えば、内容積が１．０Ｌ、２．０Ｌ、３．４Ｌ等）、高圧ガス容器２００は、高圧ガス容器２００の軸方向が鉛直方向に対して交差する（直交も含む）ように配置され、チェーン等で固定される場合もある（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１には、ボンベにガスを充填するためのガス充填配管、ボンベを設置するボンベ載置部等の充填用機器を備えたボンベ充填装置において、ボンベ載置部が、容器弁をガス充填側手前方向に向けた状態のボンベを、水平方向ないし容器弁側が下方に傾斜した状態で載置されることを特徴とするボンベ充填装置が開示されている。

次いで、容器弁２０３を開くことで、接続された配管（図示せず）の上流側から容器本体２０１内にガスが流入し、ガスの充填が行われる。そして、既定の圧力までガスが充填された段階で、容器弁２０３を閉じる。
その後、配管（図示せず）内に残留するガスを放出した後、継手（図示せず）と配管を容器弁２０３のガス充填口２０８から外すことで、処理は終了する。

一般的に、容器弁２０３には、ガスの漏れを抑制するシート部材が設けられており、該シート部材の材料としては、可燃性物質である樹脂が用いられている。
そのため、支燃性ガスである酸素ガスを高圧ガス容器２００に充填する速度が速すぎると、容器本体２０１内の酸素ガスが高温となるため、条件によっては、可燃性物質よりなるシート部材が発火してしまう。
そして、上記発火で生成された物質が不純物として酸素ガスに混入するという問題が発生する。

ところで、充填速度は、ガスを圧縮する充填ポンプの能力と、同時にガスを充填する複数の容器の合計の内容積によって、大まかに制御することができる。
充填速度を下げるには、小さな能力の充填ポンプに変更したり、充填ポンプの周波数を可変させる設備を新設したりすることで、充填能力自体を下げるか、或いは、大きな容積のバッファータンクを新設し、他の容器と一緒に充填し、同時に充填する複数の容器の合計内容積を増やすこと等が考えられる。
しかしながら、これらの方法は、コストが高くなるため、好ましくない。一般的に、同時に充填する容器の数を増やすことで、充填速度を下げている。

また、酸素・窒素・アルゴン等の一般ガスにおいて、高圧ガス容器２００の充填圧力は、かなり高く、２０ＭＰａ程度である。
一般的に、容器弁２０３のガス充填口２０８と継手（図示せず）とが接触する部分には、ドーナツ形状とされ、かつ樹脂製或いは金属製とされたＯリング、パッキン、ガスケット等のシール材を介在させることで、気密を保持している。

通常、容器弁２０３のガス充填口２０８は、雄ねじを有した構成とされており、ガス充填用配管側の継手は、先端の面に前記シール材を取り付け可能なスリーブと、雌ねじを有する袋ナットとで構成された組み合わせが多く用いられている。

ここで、ガス充填口２０８に対する配管（図示せず）の接続方法について、詳しく説明する。
まず、配管の端に接続されたスリーブの先端に上記シール材が取り付けられ、該シール材を容器弁２０３のガス充填口２０８の先端の面に接触させ、手で締められるところまで袋ナット（図示せず）を容器弁２０３のガス充填口２０８に締め込む。袋ナット（図示せず）を締め込むことで、ガス充填口２０８側にスリーブが押し付けられることとなる。

その後、スパナやモンキーレンチ等の工具を２個用いて、袋ナット（図示せず）をガス充填口２０８にしっかりと締め込む。
通常、スリーブと袋ナットとからなる継手を用いる場合、上記ガスの充填工程では、ガス充填用配管をガス充填口２０８に取り付けるときと、ガス充填口２０８からガス充填用配管を取り外すときの合計２回、工具を使用することとなる。

一方で、容器弁２０３のガス充填口２０８とガス充填用配管の接続方法としては、工具を用いる必要なく、単純な動作で接続が可能な管継手を用いた方法もある（例えば、特許文献２参照。）。

特許文献２には、操作スリーブの先端内周に形成した押圧突出口にテーパー面を形成すると共に、チャック片の外周に形成した被押圧部にも前記テーパー面に対向するテーパー面を形成しておき、接続状態にあるときには常にスプリングの付勢力によって操作スリーブを前進方向に付勢しながら、操作スリーブのテーパー部によってチャック片の被押圧部を求心方向に押圧状態とし、これによって被接続管がチャック片によって挟持され高圧ガスが流通される状態になると、この高圧ガスのガス圧を利用してロックスリーブを前進させ、操作スリーブの後退を阻止すると共に、さらに操作スリーブによってチャック片を求心方向に押圧させて、離脱の心配のない安全性に優れた管継手が開示されている。

特開２００１−３２４０９９号公報 特開２０００−１７０９７３号公報

ヤマト産業株式会社、製品案内（高圧ガス用継手）、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２５年９月１９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ；ｈｔｔｐ：//ｗｗｗ.ｅ−ｙａｍａｔｏ.ｃｏ.ｊｐ/ｃａｔａｌｏｇ８／７／２４８−２５２ｓｈｏ.ｐｄf＞

しかしながら、従来のボンベ充填装置に設けられたスリーブと袋ナットとからなる継手では、袋ナットの外径が小さい（例えば、３０ｍｍ）ことから、ガス充填口２０８へ締め込むのに手の握力及び手首の力では締め付けに必要なトルクが得られず、工具が必要であった。

従来の２つの工具を用いて、ガス充填口２０８と配管とを接続する方法の場合、工具を両手に持って締め付けるため、ある程度作業に熟練が必要である。
また、充填する高圧ガス容器２００の数が非常に多いときに、作業者がガス充填口２０８と配管との接続作業を急いで完了させようとすると、締め付け中に工具が外れたり、工具が落下したりするため、配管や高圧ガス容器２００が損傷する恐れがあった。

特に、近年の高圧ガス容器２００の軽量化により、損傷しやすい材料であるアルミニウム合金やＦＲＰで構成された高圧ガス容器２００が多くなってきているため、このような高圧ガス容器２００に金属製の工具が直撃することは、好ましくない。

さらに、近年、内容積が小さい高圧ガス容器２００が使用される割合が増加してきているが、引き続き従来から使用している充填ポンプで、ガスの充填速度を抑えて充填するために、同時に充填できる高圧ガス容器２００の本数を増加させたいという要望が強くなってきている。

そこで、限られた充填所の面積で多くの高圧ガス容器２００を配置するために、高圧ガス容器２００を配置する容器支持架台における隣接する高圧ガス容器２００の間隔を狭める必要があるが、該間隔を狭めすぎると、該間隔に工具を入れて作業することが困難となる。そのため、工具を必要としないガス充填用配管の接続方法が望まれていた。

一方で、工具を必要としない単純な動作で接続できる従来の管継手（特許文献２に開示された継手）は、管継手自体が従来のスリーブ及び袋ナットよりなる継手よりも大きく、また、ガス充填口２０８と配管とを接続するときにもスペースを必要とし、高圧ガス容器２００の間隔を狭めるには向かないものであった。

ところで、一般的に、ガス充填用配管、及び継手よりなる構造体の形状は、長く伸びたガス充填用配管の先端に金属製の袋ナットが配置された言わばハンマーのような形状をしている。
このため、袋ナットがガス充填口２０８に接続されていないときには、袋ナットは、ガス充填用配管に支えられて宙に浮いた状態となっている。

したがって、高圧ガス容器２００を運搬するために袋ナットを容器弁２０３から外した状態で、高圧ガス容器２００を引き出す際において、袋ナットが何かに引っ掛かる場合がある。
この状態で強く引っ張られた後、袋ナットの引っかかりが外れると、金属製の袋ナットが弧を描いて勢いよく戻ることで、配管や高圧ガス容器２００に袋ナットが直撃して、配管や高圧ガス容器２００に損傷を与える恐れがあった。

そこで、本発明は、容器本体に取り付けられた容器弁のガスの出入り口であり、かつ雄ねじとして機能する突出口に、袋ナットを螺合させることで、前記突出口に配管を接続する継手であって、前記袋ナットの外周面を被覆し、かつ弾性材料よりなる被覆部材を有することを特徴とする継手、及び該継手を有するガス充填装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明によれば、容器本体に取り付けられた容器弁のガスの出入り口であり、かつ雄ねじとして機能する突出口に、袋ナットを螺合させることで、前記突出口に配管を接続する継手であって、前記袋ナットの外周面が弾性材料よりなる被覆部材で被覆されていることを特徴とする継手が提供される。

また、請求項２に係る発明によれば、前記弾性材料は、熱収縮性を有することを特徴とする請求項１記載の継手が提供される。

また、請求項３に係る発明によれば、前記弾性材料は、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１または２記載の継手が提供される。

また、請求項４に係る発明によれば、前記被覆部材の形状は、チューブ状であることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の継手が提供される。

また、請求項５に係る発明によれば、複数の前記容器が載置される容器支持架台と、前記容器支持架台に複数設けられ、前記突出口に配管を接続する請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の継手と、複数の前記継手で接続されると共に、複数の前記容器内に充填するガスを供給する前記配管と、を有することを特徴とするガス充填装置が提供される。

本発明の継手によれば、袋ナットの外周面が弾性材料よりなる被覆部材で被覆されることで、袋ナット及び被覆部材よりなり、かつ袋ナットとして機能する部材の径が大きくなるため、袋ナットの締め付けに必要なトルク（トルク＝半径×力×ｓｉｎ９０°[Ｎ・ｍ]）を従来よりも小さな力で賄うことが可能となる。したがって、袋ナットの締め付けを手動で容易に行うことができる。

また、袋ナットの外周面が弾性材料よりなる被覆部材で被覆することで、手動で袋ナットを締め付ける際、人の握力によって、弾性材料よりなる被覆部材がある程度押し潰され、手と被覆部材との間の摩擦が大きくなるので、手の力をより容易に伝えることが可能となる。
したがって、工具を用いることなく、簡便な方法（被覆部材を介して、手動で袋ナットを締め込むという方法）で容器弁の突出口と配管とを接続することができる。

また、袋ナットの外周面が弾性材料よりなる被覆部材で被覆されることで、被覆された袋ナットが容器に衝突した際、被覆部材がクッション材として機能するため、容器の材料が柔らかく、衝撃に弱い場合（例えば、容器の材料がＦＲＰやアルミニウム合金の場合）でも、容器が破損することを抑制できる。

本発明の実施の形態に係る継手により配管が接続される容器弁付近を拡大した図である。 図１に示す容器弁の突出口と配管とを接続する継手の概略構成を示す断面図である。 図１に示すガス充填口に図２に示す継手を用いて、スリーブとガス充填口とを接続させた状態を示す断面図である。 図２に示す被覆された袋ナットをＡ視した図である。 本発明の実施の形態に係るガス充填装置の正面図である。 図５に示すガス充填装置をＢ視した側面図である。 従来の高圧ガス容器の主要部の一部を拡大した図である。

（実施形態）
図１は、本発明の実施の形態に係る継手により配管が接続される容器弁付近を拡大した図である。図１では、説明の便宜上、容器弁１３の突出口１９のみを断面で図示する。
図２は、図１に示す容器弁の突出口と配管とを接続する継手の概略構成を示す断面図である。

始めに、図１を参照して、容器１０について説明する。
容器１０は、容器本体１１と、弁接続部１２と、容器弁１３と、を有する。容器１０としては、例えば、高圧ガス容器を用いることができる。
容器本体１１は、ガスが充填される部分である。容器本体１１の材料としては、例えば、マンガン鋼を用いることができる。また、容器本体１１の内容積は、例えば、３．４Ｌ、１０Ｌ、４７Ｌ、５０Ｌ等とすることができる。
以下、容器本体１１として、マンガン鋼よりなり、かつ内容積が３．４Ｌとされた容器本体を用いる場合を例に挙げて説明する。

弁接続部１２は、容器本体１１の上端に配置されている。弁接続部１２には、容器弁１３が接続されている。
容器弁１３は、弁本体１５と、弁本体１５内に配置されたケレップ（図示せず）の上端と接続されたハンドル１７と、を有する。弁本体１５は、その側壁に一体的に構成された突出口であるガス充填口１９を有する。

ガス充填口１９は、ガス充填口本体２１と、ねじ山及びねじ溝２２と、スリーブ先端収容部２４と、ガス導入経路２５と、を有する。
ガス充填口本体２１は、円筒形状とされており、弁本体１５と一体とされている。ガス充填口本体２１は、図２に示すＯリング４２が接触する平坦な端面２１ａを有する。端面２１ａの形状は、リング形状とされている。端面２１ａは、ガス充填口１９の端面１９ａと一致する面である。

ねじ山及びねじ溝２２は、ガス充填口本体２１の外周側面に設けられている。これにより、ガス充填口１９は、雄ねじとして機能する。
該雄ねじの仕様は、ＪＩＳ規格で決められている。ガスとして窒素ガスや酸素ガス等を容器１０内に充填する場合、高圧ガス容器１０のガス充填口１９（雄ねじ）としては、例えば、「Ｗ２２山１４ オス・右」を用いることができる。

スリーブ先端収容部２４は、一方の端がガス充填口１９の端面１９ａから露出されており、他方の端がガス導入経路２５と接続されている。
ガス導入経路２５は、容器本体１１内にガスを導くための経路であり、ガス充填口１９に内設されている。

図３は、図１に示すガス充填口に図２に示す継手を用いて、スリーブとガス充填口とを接続させた状態を示す断面図である。図３において、図１及び図２に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

次に、図２及び図３を参照して、継手３０について説明する。
継手３０は、スリーブ３１と、配管である分岐充填ライン３３と、被覆袋ナット３５と、を有する。
スリーブ３１は、先端部３１Ａと、スリーブ本体３８と、リング状突出部３９と、リング状溝４１と、Ｏリング４２と、ガス供給経路４４と、を有する。
先端部３１Ａは、ガス供給経路４４の一端を露出している。先端部３１Ａの外径は、容器弁１３のガス充填口１９のスリーブ先端収容部２４に先端部３１Ａを挿入可能な大きさとされている。
先端部３１Ａは、角が丸く加工されたラウンド形状とされている。これにより、被覆袋ナット３５をガス充填口１９に螺合させて、ガス充填口１９とスリーブ３１とを接続させた際、スリーブ先端収容部２４に先端部３１Ａを容易に収容させることができる。

スリーブ本体３８は、一端がリング状突出部３９と一体とされており、他端が分岐充填ライン３３の端と接続されている。これにより、ガス供給経路４４と分岐充填ライン３３のガス供給経路４７とが接続された構成とされている。
スリーブ本体３８の外径は、分岐充填ライン３３の外径よりも大きく、かつ袋ナット５１のスリーブ通過部５７を通過可能な大きさとされている。
被覆袋ナット３５をガス充填口１９に螺合させて、ガス充填口１９とスリーブ３１とを接続させた際、スリーブ本体３８のうち、リング状突出部３９の近傍に位置する部分がスリーブ通過部５７に配置され、他の部分は、被覆袋ナット３５を構成する袋ナット５１から露出される。

リング状突出部３９は、先端部３１Ａとスリーブ本体３８との間に配置されている。リング状突出部３９の外径は、先端部３１Ａの外径、及びスリーブ本体３８の外径よりも大きくなるように構成されている。これにより、リング状突出部３９は、先端部３１Ａ及びスリーブ本体３８に対してリング状に突出している。
また、リング状突出部３９の外径は、ガス充填口挿入部５５の最奥位置にリング状突出部３９を収容可能な大きさとされている。

被覆袋ナット３５をガス充填口１９に螺合させて、ガス充填口１９とスリーブ３１とを接続させた際、リング状突出部３９は、袋ナット５１を構成するガス充填口挿入部５５の最奥位置に配置され、袋ナット５１とガス充填口本体２１とで挟まれることで、その位置が規制される。

リング状溝４１は、リング状突出部３９のうち、被覆袋ナット３５をガス充填口１９に螺合させて、ガス充填口１９とスリーブ３１とを接続させた際にガス充填口本体２１の端面２１ａと対向する部分（言い換えれば、ガス充填口本体２１の端面２１ａと対向するリング状突出部３９の平坦面３９ａ側）に設けられている。

Ｏリング４２は、リング状突出部３９の平坦面３９ａから突出するように、リング状溝４１に収容されている。Ｏリング４２は、ガス充填口１９に対してスリーブ３１が接続された際、ガス充填口１９のスリーブ先端収容部２４を気密するための部材である。
このように、ガス充填口１９のスリーブ先端収容部２４を気密する部材として、Ｏリング４２を用いることで、パッキンやガスケット（共に図示せず）を用いた場合と比較して、小さい締め込みトルクでスリーブ先端収容部２４を気密することができる。

Ｏリング４２の材料としては、容器１０に充填するガスと反応しない性質を有するものが好ましい。また、ガスの充填時において、容器１０内のガスの温度が高くなる（例えば、４０〜６０℃）ため、Ｏリング４２の材料としては、高温に耐え得る性質を有するものが好ましい。
例えば、容器１０に酸素ガスを充填する場合、上記２つの条件を満たすＯリング４２の材料としては、例えば、フッ素系ゴムを用いることができる。

ガス供給経路４４は、分岐充填ライン３３のガス供給経路４７と接続されている。ガス供給経路４７により輸送されたガスは、ガス供給経路４４を介して、容器本体１１内に充填される。

例えば、複数の容器１０（マンガン鋼よりなり、かつ内容積が３．４Ｌとされた容器本体１１）に対して、充填圧力が１４．７ＭＰａＧの条件で酸素ガスを充填する場合、Ｏリング４２を除くスリーブ３１の材料としては、充填圧力である１４．７ＭＰａＧに十分耐えることが可能な強度と、充填ガスである酸素ガスと反応しない性質と、を有する材料を用いるとよい。
このような材料としては、例えば、ステンレス鋼（具体的には、例えば、ＳＵＳ３１６）を用いることができる。

分岐充填ライン３３は、一端がスリーブ３１（具体的には、スリーブ本体３８）と接続されており、他端がガス供給源（図示せず、ガス貯槽）と接続されている。
分岐充填ライン３３は、ガス供給源（ガス貯槽）から供給されたガス（例えば、酸素ガスや窒素ガス等）を輸送するガス供給経路４７を有する。

分岐充填ライン３３は、その上流側において蒸発器（図示せず）と充填ポンプ（図示せず）と接続され、さらにその上流側においてガス供給源（ガス貯槽）と接続されている。
ガス供給経路４７により輸送されたガスは、ガス供給経路４４、スリーブ先端収容部２４、及びガス導入経路２５を介して、容器本体１１内に充填される。

上記条件で酸素ガスを複数の容器１０に充填する場合で、かつ分岐充填ライン３３の材料としてＳＵＳ３１６を用いる場合、分岐充填ライン３３の外径は、例えば、１／４インチ（６．３５ｍｍ）にすることができる。このときの分岐充填ライン３３の肉厚は、例えば、１．０ｍｍとすることができる。

図４は、図２に示す継手を構成する部材である被覆袋ナットをＡ視した図である。
図２〜図４を参照するに、被覆袋ナット３５は、袋ナット５１と、被覆部材５２と、を有し、袋ナット５１の外周面５１ａが弾性材料よりなる被覆部材５２で被覆された構成とされている。

袋ナット５１は、分岐充填ライン３３の延在方向に対して、移動可能な状態で分岐充填ライン３３に配置されている。袋ナット５１は、金属製のナットである。
袋ナット５１は、袋ナット本体５４と、ガス充填口挿入部５５と、ねじ山及びねじ溝５６と、スリーブ通過部５７と、を有する。

袋ナット本体５４は、その内部にガス充填口挿入部５５、及びスリーブ通過部５７が配置されることで、筒状とされている。袋ナット本体５４は、分岐充填ライン３３を接続したときに容器弁１３側に面する第１の端面５４ａと、第１の端面５４ａの反対側に配置された第２の端面５４ｂと、を有する。
袋ナット本体５４の外形は、例えば、六角形にすることができる。なお、袋ナット本体５４の外形は六角形に限定されない。

ガス充填口挿入部５５は、袋ナット本体５４のうち、スリーブ３１と第１の端面５４ａとの間に位置する部分を貫通するように配置されている。ガス充填口挿入部５５は、円筒形状とされた空間である。
ガス充填口挿入部５５は、被覆袋ナット３５をガス充填口１９に螺合させて、ガス充填口１９とスリーブ３１とを接続させた際、ガス充填口挿入部５５は、スリーブ３１を構成する先端部３１Ａを収容する。

ねじ山及びねじ溝５６は、ガス充填口挿入部５５の内周側面に設けられている。これにより、ねじ山及びねじ溝５６が配置されたガス充填口挿入部５５（言い換えれば、袋ナット５１）は、ガス充填口１９が螺合される雌ねじとして機能する。

スリーブ通過部５７は、袋ナット本体５４のうち、ガス充填口挿入部５５と第２の端面５４ｂとの間に位置する部分を貫通するように配置されている。
スリーブ通過部５７は、円筒形状とされた空間である。スリーブ通過部５７の内径は、スリーブ本体３８の外径よりも大きく、かつガス充填口挿入部５５の外径よりも小さくなるように構成されている。

被覆袋ナット３５をガス充填口１９に螺合させて、ガス充填口１９とスリーブ３１とを接続させた際、ガス充填口挿入部５５の最奥位置には、リング状突出部３９が収容される。
この状態において、リング状突出部３９に配置されたＯリング４２がガス充填口本体２１の端面２１ａに当接されることで、ガスが漏洩することが防止される。

上記構成とされた袋ナット５１の材料としては、ある程度の強度を有する材料であればよく、特に限定されない。袋ナット５１の材料としては、例えば、ステンレスや真鍮を用いることができる。
また、上記袋ナット５１の外径Ｒは、例えば、３０ｍｍとすることができる。

被覆部材５２は、袋ナット５１の外周面５１ａを被覆するように配置されている。被覆部材５２の形状は、チューブ状とされている。
このように、予めチューブ状の被覆部材５２を所望の長さに切断することで、すぐに被覆部材５２を準備することができる。

弾性材料としては、例えば、熱収縮性を有する材料を用いるとよい。本実施の形態における熱収縮性とは、８０〜２００℃の熱を付与することで、一律に収縮する性質のことをいう。
該熱収縮性は、人工的に与えられる性質である。高い伸縮性を持つ材質を引っ張る、あ或いは膨張させることにより弾性材料を伸ばし、特殊なポリマーを配合する方法でこの伸びた形状を常温で維持させる。この状態は不安定であり、８０〜２００℃の熱を与えると、元の形状に収縮するのである。

このように、弾性材料として熱収縮性を有するものを用いることで、袋ナット５１を被覆部材５２で被覆させる作業を容易に行うことができる。
具体的には、熱が付与される前の被覆部材５２の内側に位置する空間の径が、袋ナット５１の外径よりも大きく、かつ、熱収縮により袋ナット５１の外径よりも小さく収縮するチューブ形状の被覆部材５２を、所望の長さに切り、袋ナット５１の外側に被せる。その後、ドライヤーやヒーター等の加熱により、被覆部材５２を一律に収縮させることで、袋ナット５１の外周面５１ａに被覆部材５２を密着させる。

熱収縮性を有する弾性材料としては、例えば、熱収縮性を有するゴムを用いることができる。また、熱収縮性を有するゴムとしては、例えば、熱収縮性シリコーンゴムを用いることができる。熱収縮性シリコーンゴムは、８０〜２００℃の温度で収縮する特性を有する。
また、シリコーンゴムは、非常に柔らかく摩耗しやすいことから、弾性材料としてシリコーンゴムを用いると、被覆部材５２の交換頻度が高くなるが、容易に被覆を行うことができるため、作業効率を低下させる恐れは小さい。

袋ナット５１の外径Ｒが３０ｍｍで、かつシリコーンゴムよりなる被覆部材５２を用いる場合、その厚さＭは、例えば、３ｍｍとすることができる。これにより、袋ナット５１の外周面５１ａに１層で被覆することで、被覆袋ナット３５の外径を３６ｍｍにすることができる。
また、締め付けに必要なトルクを得るのに、被覆袋ナット３５の外径が足りない場合は、さらに被覆部材５２を外側に被覆することで、被覆袋ナット３５の外径をより大きくできる。

本実施の形態の継手３０によれば、袋ナット５１の外周面５１ａが弾性材料よりなる被覆部材５２で被覆されることで、袋ナット５１及び被覆部材５２よりなる被覆袋ナット３５（言い換えれば、袋ナット５１として機能する部材）の外径が大きくなるため、袋ナット５１の締め付けに必要なトルク（トルク＝半径×力×ｓｉｎ９０°[Ｎ・ｍ]）を従来よりも小さな力で賄うことが可能となる。したがって、袋ナット５１の締め付けを手動で容易に行うことが可能となる。

また、袋ナット５１の外周面５１ａが弾性材料よりなる被覆部材５２で被覆することで、手動で袋ナット５１を締め付ける際、人の握力によって、弾性材料よりなる被覆部材５２がある程度押し潰され、手と被覆部材５２との間の摩擦が大きくなるので、手の力をより容易に伝えることが可能となる。
したがって、工具を用いることなく、簡便な方法（被覆部材５２を介して、手動で袋ナット５１を締め込むという方法）で容器弁１３のガス充填口１９（突出口）と分岐充填ライン３３とを接続することができる。

また、袋ナット５１の外周面５１ａが弾性材料よりなる被覆部材５２で被覆されることで、被覆された袋ナット５１が容器１０に衝突した際、被覆部材５２がクッション材として機能するため、容器１０の材料が柔らかく、衝撃に弱い場合（例えば、容器１０の材料がＦＲＰやアルミニウム合金の場合）でも、容器１０が破損することを抑制できる。

また、被覆部材５２を構成する弾性材料は、柔らかく損傷が激しいものの、熱収縮性を示す材料であるため、容易に修復することができる。

なお、本実施の形態では、配管である分岐充填ライン３３の一例として、容器１０内にガスを充填するガス供給源（図示せず）と接続されたガス充填用配管を例に挙げて説明したが、これに替えて、他端がガス消費装置（例えば、ＣＶＤ装置やエッチング装置等の半導体製造装置）と接続されたガス供給用配管を用いてもよい。この場合も、本実施の形態と同様な効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、被覆部材５２の一例として、シリコーンゴムよりなる被覆部材を用いた場合を例に挙げて説明したが、弾性材料としては、熱収縮性を有し、かつ弾性を有するものであればよく、シリコーンゴムに限定されない。

図５は、本発明の実施の形態に係るガス充填装置の正面図である。図６は、図５に示すガス充填装置をＢ視した側面図である。
図５及び図６において、図１〜図４に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

次に、図５及び図６を参照して、先に説明した継手３０を複数有する本実施の形態のガス充填装置６５について説明する。
ガス充填装置６５は、容器支持架台６６と、主充填ライン７４と、主充填ライン７４から枝分かれした分岐充填ライン３３を含む複数の継手３０と、を有する。容器支持架台６６は、架台本体７１と、複数の容器支持部７２と、ガス導入口７３と、を有する。

図５では、架台本体７１は、床６１に固定されているが、架台本体７１の下にキャスターなどを設置し、床上を移動可能であってもよい。架台本体７１は、複数の容器支持部７２が配置される部材である。
容器支持部７２は、架台本体７１の両側であって、容器支持部７２の鉛直方向に対して複数配置されている。容器支持部７２は、容器１０を水平に載置するための部材である。
容器支持部７２に載置された容器１０は、図示していないチェーン等の位置規制部材により容器支持部７２に固定してもよい。
なお、容器支持部７２に容器１０を載置する場合には、容器１０を構成するガス充填口１９と継手３０とを対向配置させる。

ガス導入口７３は、架台本体７１の上端に配置されている。ガス導入口７３は、ガス供給源（図示せず）と接続されたガス供給ライン（図示せず）と配管やフレキシブルチューブで接続されると共に、主充填ライン７４と接続されている。
ガス導入口７３は、ガス供給ライン（図示せず）と主充填ライン７４とを接続する接続部材である。

主充填ライン７４は、架台本体７１の内側に配置されている。主充填ライン７４は、一方の端がガス導入口７３と接続され、他端が複数の容器１０にガスを充填可能なように、複数の分岐充填ライン３３に分岐されている。分岐充填ライン３３の端には、図２に示すスリーブ３１が接続されている。

被覆袋ナット３５は、架台本体７１の両側であって、容器支持部７２の鉛直方向に対して複数配置されている。被覆袋ナット３５は、分岐充填ライン３３の端部に設けられている。
充填時において、容器支持部７２に載置された容器１０のガス充填口１９は、図３に示す状態で、スリーブ３１を介して、分岐充填ライン３３と接続されている。

本実施の形態のガス充填装置６５によれば、複数の容器１０が載置される容器支持架台６６と、容器支持架台６６に複数設けられ、雄ねじとして機能するガス充填口１９に被覆袋ナット３５を螺合させることで配管を接続する継手３０と、複数の継手３０で接続されると共に、複数の容器１０内に充填するガスを供給する主充填ライン７４及び分岐充填ライン３３と、を有することにより、袋ナット５１の外周面５１ａが弾性材料よりなる被覆部材５２で被覆されることで、袋ナット５１及び被覆部材５２よりなる被覆袋ナット３５（言い換えれば、袋ナット５１として機能する部材）の外径が大きくなるため、袋ナット５１の締め付けに必要なトルク（トルク＝半径×力×ｓｉｎ９０°[Ｎ・ｍ]）を従来よりも小さな力で賄うことが可能となる。

したがって、工具を用いることなく、簡便な方法（被覆部材５２を介して、手動で袋ナット５１を締め込むという方法）で容器弁１３のガス充填口１９（突出口）と分岐充填ライン３３とを接続することができる。

また、袋ナット５１の外周面５１ａが弾性材料よりなる被覆部材５２で被覆されることで、被覆された袋ナット５１が容器１０に衝突した際、被覆部材５２がクッション材として機能するため、容器１０の材料が柔らかく、衝撃に弱い場合（例えば、容器１０の材料がＦＲＰやアルミニウム合金の場合）でも、容器１０が破損することを抑制できる。

また、被覆部材５２を構成する弾性材料は、柔らかく損傷が激しいものの、熱収縮性を示す材料であるため、容易に修復することができる。

なお、本実施の形態では、配管の一例として、分岐充填ライン３３を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、配管としては、ガス供給ラインを用いることができる。また、取り合いが短管タイプの弁の短管やＴやエルボなどの溶接継手の直管部等を用いることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

本発明は、容器にガスを充填する際にガス充填用配管と容器とを接続する継手、及び該継手を含むガス充填装置に適用可能である。

１０…容器、１１…容器本体、１２…弁接続部、１３…容器弁、１５…弁本体、１７…ハンドル、１９…ガス充填口、１９ａ，２１ａ…端面、２１…ガス充填口本体、２２，５６…ねじ山及びねじ溝、２４…スリーブ先端収容部、２５…ガス導入経路、３０…継手、３１…スリーブ、３１Ａ…先端部、３３…分岐充填ライン、３５…被覆袋ナット、３８…スリーブ本体、３９…リング状突出部、３９ａ…平坦面、４１…リング状溝、４２…Ｏリング、４４，４７…ガス供給経路、５１…袋ナット、５１ａ…外周面、５２…被覆部材、５４…袋ナット本体、５４ａ…第１の端面、５４ｂ…第２の端面、５５…ガス充填口挿入部、５６…ねじ山及びねじ溝、５７…スリーブ通過部、６１…床、６５…ガス充填装置、６６…容器支持架台、７１…架台本体、７２…容器支持部、７３…ガス導入口、７４…主充填ライン、Ｒ…外径、Ｍ…厚さ

Claims (5)

1. 容器本体に取り付けられた容器弁のガスの出入り口であり、かつ雄ねじとして機能する突出口に、袋ナットを螺合させることで、前記突出口に配管を接続する継手であって、
   前記袋ナットの外周面を被覆し、かつ弾性材料よりなる被覆部材を有することを特徴とする継手。
2. 前記弾性材料は、熱収縮性を有することを特徴とする請求項１記載の継手。
3. 前記弾性材料は、シリコーンゴムであることを特徴とする請求項１または２記載の継手。
4. 前記被覆部材の形状は、チューブ状であることを特徴とする請求項１ないし３のうち、いずれか１項記載の継手。
5. 複数の前記容器が載置される容器支持架台と、
   前記容器支持架台に複数設けられ、前記突出口に配管を接続する請求項１ないし４のうち、いずれか１項記載の継手と、
   複数の前記継手で接続されると共に、複数の前記容器内に充填するガスを供給する前記配管と、
   を有することを特徴とするガス充填装置。

Images