JP3061344B2 - 遠隔操作用脱着コネクタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体用の脱着コネクタに
係わり、特に、原子力施設のセル内のように遠隔操作で
脱着作業を行う必要のある箇所に使用されるコネクタに
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば原子力施設のホットセルのように
高レベルの放射性物質を取り扱う施設においては、人手
による直接の作業ができないことから、液体用配管を脱
着可能に接続する箇所には専用の液体コネクタを使用
し、施設外から操作可能なマニピュレータを用いて脱着
作業が行われる。この場合、マニピュレータによる作業
を容易にするため、コネクタの接続をワンタッチ操作で
行うことができるようにする必要がある。

【０００３】ところで、従来より、通常の（すなわち、
人手による作業が可能な環境下で用いられる）液体用コ
ネクタでは、ワンタッチの脱着操作を可能とするため、
コネクタ接続とともに液体の流路を形成する一方、取り
外しとともに流路を遮断するような自動開閉機構を内蔵
しているものも存在している。このようなコネクタにお
いては、一般に、その気密度を確保すべく接続部にシー
ル部材としてＯリングが用いられている。

【０００４】このようなシール部材は、取り扱う液体
（薬品等）によって損傷を受け易く、特に上記した原子
力施設の場合には放射線による損傷や経時劣化も激しい
ため、必要に応じてあるいは定期的に交換する必要があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た原子力施設の場合のように、マニピュレータの使用を
余儀なくされる環境下ではシール部材の交換作業は困難
を究め、可能としても長時間を要する。一方、この交換
作業を簡易化するには、関連部分全体を交換すればよい
が、その反面コストが大きくなるという問題がある。

【０００６】このように、従来は、ワンタッチで脱着可
能な液体用コネクタは存在していたものの、マニピュレ
ータによる遠隔操作を前提とした自動開閉機構内蔵のワ
ンタッチ機能を備え、しかもシール部材の交換等の保守
作業が容易で、かつ低コストのコネクタは存在しなかっ
た。

【０００７】この発明は、係る課題を解決するためにな
されたもので、シール部材を使用している部分を必要に
応じ遠隔操作で容易に交換可能なワンタッチ型の遠隔操
作用脱着コネクタを得ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明に係
る遠隔操作用脱着コネクタは、固定配管内の流体を他の
配管又は容器等に移送するために、該固定配管と流体移
送用チューブとを遠隔操作によって脱着可能に接続する
ための流体用脱着コネクタであって、(i)前記チューブ
の一端に取り付けられ、該チューブと連通して流路を形
成する中空部を有するオス側コネクタと、(ii)交換可能
な複数のシール部材が集中的に配置された中空のコネク
タであって、その中空部の一端側にある第１の開口部は
前記固定配管側に設けられた固定取付部に脱着可能に取
り付けられ、他端側にある第２の開口部は前記オス側コ
ネクタを軸方向スライドにより脱着可能に受け入れるメ
ス側コネクタと、を具備し、前記メス側コネクタは、オ
ス側コネクタを第２の開口に装着したときにオス側コネ
クタとメス側コネクタとの間をシールするシール材を内
蔵するとともに、前記固定配管側に設けられた固定取付
部を第１の開口部に装着したときに、固定取付部とメス
側コネクタとの間をシールするＯリングを前記シール部
材として内蔵しており、メス側コネクタを固定取付部か
ら取り外したときに前記Ｏリングはメス側コネクタ内に
保持されることを特徴とするものである。

【０００９】請求項２記載の発明に係る遠隔操作用脱着
コネクタは、請求項１において、前記オス側コネクタ
は、その外側面にロック用溝を備え、前記メス側コネク
タは、(i) 前記第２の開口部からその中空部内にオス側
コネクタが所定の深さまで挿入されたときに前記ロック
用溝に嵌合して該オス側コネクタをロックするロック部
材と、(ii)該メス側コネクタの外側面部に設けられ、前
記ロック部材と連動してオス側コネクタのロックを解除
するためのアンロックレバーと、を具備することを特徴
とするものである。

【００１０】請求項３記載の発明に係る遠隔操作用脱着
コネクタは、請求項１において、前記メス側コネクタの
第１の開口部と、前記固定配管側に設けられた固定取付
部とが、ネジによる脱着可能構造となっていることを特
徴とするものである。

【００１１】請求項４記載の発明に係る遠隔操作用脱着
コネクタは、請求項１において、前記メス側コネクタ
が、更に、前記オス側コネクタが抜き取られたときに前
記第１の開口部と第２の開口部との間の流路を自動的に
遮断して該第２の開口部からの流体の流出を阻止する一
方、オス側コネクタが前記所定の深さまで挿入されたと
きにその遮断状態を自動的に解除して前記第１の開口部
と第２の開口部との間に流路を形成する自動開閉機構、
を具備することを特徴とするものである。

【００１２】請求項５記載の発明に係る遠隔操作用脱着
コネクタは、請求項４において、前記自動開閉機構が、
(i) 前記メス側コネクタの中空部の内壁面に設けられ、
前記第１の開口部側に向かう段差面と、(ii)前記オス側
コネクタを前記ロック位置まで挿入したときに該オス側
コネクタの先端部に押されて移動して前記段差面から離
反し前記第１の開口部と第２の開口部との間に流路を形
成するとともに、オス側コネクタの抜き取りに応じて復
帰移動して前記段差面と当接し前記流路を遮断する開閉
バルブと、(iii) この開閉バルブを第１の開口部側から
前記段差面に押しつけるスプリング部材と、(iv)メス側
コネクタの中空部の内壁面に、コネクタ軸方向に位置調
整可能に固定され、前記スプリング部材を押さえて圧縮
付勢するスプリング押さえ部材と、を具備することを特
徴とするものである。

【００１３】請求項６記載の発明に係る遠隔操作用脱着
コネクタは、請求項５において、前記スプリング押さえ
部材の軸方向位置が、前記アンロックレバーによりロッ
クを解除したとき前記オス側コネクタがメス側コネクタ
から飛び出さない程度に該オス側コネクタを弾性的に押
し出す位置に調整固定されていることを特徴とするもの
である。

【００１４】

【作用】請求項１記載の発明では、交換可能な複数のシ
ール部材が集中的に配置された中空のメス側コネクタの
第１の開口部は、固定配管側に設けられた固定取付部に
脱着可能に取り付けられ、チューブの一端に取り付けら
れたオス側コネクタは、メス側コネクタの第２の開口部
に受け入れられる。これにより、固定配管側とチューブ
との流体接続が行われる。また、シール部材の交換は、
メス側コネクタを固定取付部から取り外すのみで可能と
なる。

【００１５】請求項２記載の発明では、メス側コネクタ
の第１の開口部からその中空部内にオス側コネクタが所
定の深さまで挿入されると、オス側コネクタの外周に設
けられたロック溝にロック部材が嵌合し、オス側コネク
タがロックされる。一方、アンロックレバーを操作する
と、ロック部材と連動してオス側コネクタのロックが解
除される。

【００１６】請求項３記載の発明では、メス側コネクタ
の第１の開口部と固定配管側に設けられた固定取付部は
ネジによって脱着可能に接続される。

【００１７】請求項４記載の発明では、自動開閉機構に
より、メス側コネクタからオス側コネクタが抜き取られ
ると第１の開口部と第２の開口部との間の流路が自動的
に遮断されて第２の開口部からの流体の流出が阻止され
る一方、オス側コネクタが所定の深さまで挿入されると
その遮断状態が自動的に解除され第１の開口部と第２の
開口部との間に流路が形成される。

【００１８】請求項５記載の発明では、オス側コネクタ
がメス側コネクタのロック位置まで挿入されると、開閉
バルブがオス側コネクタの先端部に押されて移動して段
差面から離反するため、前記第１の開口部と第２の開口
部との間に流路が形成される。一方、オス側コネクタが
抜き取られると、スプリング部材の弾性により開閉バル
ブが元の位置に復帰移動して段差面と当接するため、前
記流路が遮断される。

【００１９】請求項６記載の発明では、前記スプリング
押さえ部材のコネクタ軸方向位置調整によって、アンロ
ックレバーによるロック解除時にオス側コネクタがメス
側コネクタから飛び出さない程度にスプリング部材がオ
ス側コネクタを弾性的に押し出すこととなる。

【００２０】

【実施例】以下図面に基づき本発明を詳細に説明する。

【００２１】図１及び図２は、本発明の一実施例におけ
る遠隔操作用脱着コネクタの構造を表したもので、この
うち図１は分解状態における各部品の断面図を示し、図
２はこれらの部品を組み立ててコネクタとして接続した
状態（（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は正面図）を示す。

【００２２】このコネクタは、既設側取付部１０、メス
側コネクタ部２０、及びオス側コネクタ部５０の３つの
ブロックから構成される。

【００２３】既設側取付部１０は、例えば原子力施設の
化学液体配管側に設けられた固定の取付部であり、取付
用の雄ネジ部１２を有している。

【００２４】メス側コネクタ部２０は、多角形（例えば
６角形）の外周面を有するメス側本体部２５、幾つかの
段差のある円筒外周面を有する自動開閉バルブ２３、コ
イルスプリング２２及び段差をもったリング状のスプリ
ング押さえ２１で構成されている。

【００２５】メス側本体部２５には、図に示すようにい
くつかの段差をもった円筒内面が形成され、全体として
軸方向に貫通している。この円筒内面の一部には、既設
側取付部１０の雄ネジ部１２と螺合する雌ネジ部３４
と、スプリング押さえ２１の雄ネジ部２１ａと螺合する
雌ネジ部３５が形成されている。雌ネジ部３４の隣に
は、気密保持用のＯリング２６を配置するための溝が形
成され、また、その右方には他のＯリング２７を配置す
るための溝が形成されている。

【００２６】メス側本体部２５の側面部には、アンロッ
クレバー２８が軸４１を中心として回動可能に組み付け
られ、コイルスプリング３９によって矢印４２の方向に
付勢されている。メス側本体部２５の壁面に形成された
貫通穴には、貫通した横穴を有するロックピン２９が挿
入されている。このロックピン２９の貫通横穴には、ア
ンロックレバー２８に圧入されたピン３８が挿入されて
おり、アンロックレバー２８を矢印４３の方向に押すこ
とによりロックピン２９が引き抜かれる方向に移動する
ようになっている。ロックピン２９は、後述するよう
に、オス側コネクタ部５０のオス側本体部５１が挿入さ
れたときに、そのロック溝に係合するようになってい
る。

【００２７】自動開閉バルブ２３には、両端面からそれ
ぞれ所定の深さの非貫通穴が形成され、それぞれの非貫
通穴の壁面には、液体通過用の複数（例えば４個）の貫
通横穴３１及び３２が設けられている。また、自動開閉
バルブ２３の外周には、当該外周面との間に内溝を形成
する鍔部が設けられ、この内溝にＯリング２４が嵌め込
まれている。

【００２８】自動開閉バルブ２３のメス側本体部２５へ
の組付けは、まず自動開閉バルブ２３の右端側をメス側
本体部２５の円筒内面部３６に挿入し、次にコイルスプ
リング２２を自動開閉バルブ２３の左端側から挿入し、
さらにスプリング押さえ２１をメス側本体部２５の雌ネ
ジ部３５に螺入して押さえる。これによりメス側コネク
タ部２０は、気密用のＯリング２６、２７とバルブ自動
閉機構とアンロック機構とを一体にした１つのアセンブ
リ部品として機能する。

【００２９】このアセンブリ部品としてのメス側コネク
タ部２０は、マニピュレータにより把持され、固定側で
ある既設側取付部１０に取り付けられる。具体的には、
既設側取付部１０の雄ネジ部１２に雌ネジ部３４を螺合
させることによって取り付けられる。

【００３０】一方、オス側コネクタ部５０は、幾つかの
段差をもった円筒外周を有するオス側本体部５１と、雄
ネジ部５６及び６角形の外周面５７を有し軸方向に貫通
穴を有する６角ボルト５２と、液体用チューブ５３から
構成される。液体用チューブ５３は、例えばテフロンま
たはポリエチレン等のチューブが用いられる。

【００３１】オス側本体部５１には、その右端側から軸
方向に所定の深さの穴が形成され、その内壁面には雌ネ
ジ５５が形成されている。オス側本体部５１の左端側か
らは、右端側の穴より小さい径の穴が同軸に形成されて
いる。これらの両穴間はテーパをもった内周面で連結さ
れ、全体として貫通穴となっている。オス側本体部５１
の左端側の外周はテーパ面となっており、また、左端か
ら所定距離の位置に、メス側コネクタ部２０のロックピ
ン２９が嵌合するためのロック溝５８が形成されてい
る。

【００３２】オス側本体部５１と液体用チューブ５３
は、６角ボルト５２によってくいこみ方式で接続され
る。すなわち、６角ボルト５２の貫通穴に液体用チュー
ブ５３を通してその先端を長めに出しておき、次にこの
状態で６角ボルト５２の雄ネジ部５６をオス側本体部５
１の雌ネジ部５５に螺入していく。これにより、液体用
チューブ５３の先端がオス側本体部５１のテーパ面の左
底部に突き当たって締め付けられるとともに、６角ボル
ト５２の左端面のエッジ外周がオス側本体部５１のテー
パ面で圧縮されて液体用チューブ５３を締め付けること
となり、接続が完全となる。

【００３３】次に、図３及び図４に基づき、メス側コネ
クタ部２０とオス側コネクタ部５０との脱着方法につい
て説明する。

【００３４】メス側コネクタ部２０にオス側コネクタ部
５０のオス側本体部５１が挿入されていない状態では、
図３に示すように、アンロックレバー２８はコイルスプ
リング３９によって矢印４２の方向に押されているた
め、ロックピン２９はメス側本体部２５の貫通横穴に深
く差し込まれた状態（以下、ロック位置という）になっ
ている。また、自動開閉バルブ２３はコイルスプリング
２２に押され、Ｏリング２４がメス側本体部２５の円筒
内面部３６の左側面に当接する状態となっている。この
ため、既設側取付部１０側からの液体の流れは、このＯ
リング２４の部分で遮断され、外部への漏洩が防止され
る。

【００３５】一方、メス側コネクタ部２０にオス側コネ
クタ部５０のオス側本体部５１が挿入されると、その挿
入に伴ってオス側本体部５１のテーパ面によりロックピ
ン２９が外側に押し出される。これと同時に、オス側本
体部５１の左端面は、コイルスプリング２２に抗して自
動開閉バルブ２３の右端面を押し、自動開閉バルブ２３
が左に移動する。そして、ロック溝５８がロックピン２
９の位置まで来ると、図４に示すように、ロックピン２
９がロック溝５８に嵌合し、ロックが完了する。

【００３６】この状態では、自動開閉バルブ２３のＯリ
ング２４はメス側本体部２５の円筒内面部３６の左側面
から離れるため、既設側取付部１０側とオス側コネクタ
部５０との間に流路が形成され、既設側取付部１０から
の液体は、貫通横穴３１及び３２を通ってオス側本体部
５１側に流通することとなる。

【００３７】ここで、メス側コネクタ部２０のアンロッ
クレバー２８を矢印４３の方向に押すと、ロックピン２
９がオス側本体部５１のロック溝５８から外れ、コイル
スプリング２２によってオス側本体部５１が押されて、
メス側本体部２５から飛び出す方向に移動する。但し、
予めスプリング押さえ２１の左右方向（コネクタ軸方
向）の螺合位置を調整してコイルスプリング２２の付勢
量を調整しておくことにより、ロックを解除したときに
オス側本体部５１がメス側本体部２５から完全に飛び出
さない程度にしておくのがマニピュレータによる把持の
都合上好適である。

【００３８】なお、本実施例では、マニピュレータによ
る既設側取付部１０へ螺入を容易にするため、メス側本
体部２５の外形を６角形にしたが、これに限るものでは
なく、その他の多角形でもよく、あるいは円筒状の外周
の一部に切り欠きを設けたりしてもよい。要するにマニ
ピュレータによる把持と回転操作が容易となる外形形状
であればよい。

【００３９】また、既設側取付部１０へのメス側本体部
２５の取り付けはネジによるものとしたが、これに限る
ものではなく、その他の接続方法であってもよい。例え
ば、一方の内壁または外壁に２以上の螺旋溝を形成し、
他方の外壁または内壁にこの螺旋溝と摺動的に嵌合する
同数の突起を設け、両者を相互に回転しながら挿入する
ことで接続する方法が考えられる。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、交換可能な複数のシール部材をメス側コネ
クタ内に集中的に配置し、その一端側を固定配管側に設
けられた固定取付部に脱着可能に取り付け、このメス側
コネクタの他端側にチューブ側のオス側コネクタを接続
する構造としたので、シール部材の交換は、メス側コネ
クタを固定取付部から取り外すのみで可能となり、遠隔
操作では従来から極めて困難であったシール部材の保守
交換作業を容易に行うことができるという効果がある。

【００４１】請求項２記載の発明によれば、メス側コネ
クタにオス側コネクタが所定の深さまで挿入されたとき
オス側コネクタ外周のロック溝にロック部材を嵌合させ
てオス側コネクタをロックする一方、アンロックレバー
を操作したときロック部材を連動させてオス側コネクタ
のロックを解除することとしたので、接続状態の確実性
を担保できるとともに、取り外しも容易に行うことがで
きるという効果がある。

【００４２】請求項３記載の発明によれば、メス側コネ
クタの一端と固定配管側の固定取付部とをネジによって
脱着可能に接続することとしたので、シール部材交換時
の作業が極めて容易となる。

【００４３】請求項４及び請求項５記載の発明によれ
ば、自動開閉機構の採用により、メス側コネクタからオ
ス側コネクタを抜き取ると同時に流体の流出が自動的に
阻止される一方、オス側コネクタの挿入により流路が自
動的に形成される。このため、コネクタ脱着に伴う流体
の漏洩を効果的に防止することができるという効果があ
る。

【００４４】請求項６記載の発明によれば、スプリング
押さえ部材のコネクタ軸方向位置調整によって、アンロ
ックレバーによるロック解除時にスプリング部材の弾性
力によりオス側コネクタがメス側コネクタから飛び出さ
ない程度にオス側コネクタを弾性的に押し出すようにな
り、オス側コネクタはメス側コネクタから完全には離脱
しない状態に保持される。このため、取り外し後にマニ
ピュレータでオス側コネクタを把持する操作が容易にな
るという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における遠隔操作用脱着コネ
クタの分解状態における各部品断面を示す図である。

【図２】図１の各部品を組み立ててコネクタとして接続
した状態を示し、（Ａ）は側断面図、（Ｂ）は正面図で
ある。

【図３】コネクタを接続しない状態におけるメス側コネ
クタ部２０の要部断面図を示す図である。

【図４】コネクタを接続した状態におけるメス側コネク
タ部２０の要部断面図を示す図である。

【符号の説明】

１０ 既設側取付部 ２０ メス側コネクタ部 ２１ スプリング押さえ ２２，３９ コイルスプリング ２３ 自動開閉バルブ ２４，２６，２７ Ｏリング ２５ メス側本体部 ２８ アンロックレバー ２９ ロックピン ５０ オス側コネクタ部 ５１ オス側本体部 ５２ ６角ボルト ５３ 液体用チューブ ５８ ロック溝

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根本 慎一 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 富樫 昭夫 茨城県那珂郡東海村大字村松４番地33 動力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (56)参考文献 特開 平３−125095（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−27586（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16L 37/00 - 37/58

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定配管内の流体を他の配管又は容器等
   に移送するために、該固定配管と流体移送用チューブと
   を遠隔操作によって脱着可能に接続するための流体用脱
   着コネクタであって、 前記チューブの一端に取り付けられ、該チューブと連通
   して流路を形成する中空部を有するオス側コネクタと、 交換可能な複数のシール部材が集中的に配置された中空
   のコネクタであって、その中空部の一端側にある第１の
   開口部は前記固定配管側に設けられた固定取付部に脱着
   可能に取り付けられ、他端側にある第２の開口部は前記
   オス側コネクタを軸方向スライドにより脱着可能に受け
   入れるメス側コネクタと、 を具備し、 前記メス側コネクタは、オス側コネクタを第２の開口に
   装着したときにオス側コネクタとメス側コネクタとの間
   をシールするシール材を内蔵するとともに、前記固定配
   管側に設けられた固定取付部を第１の開口部に装着した
   ときに、固定取付部とメス側コネクタとの間をシールす
   るＯリングを前記シール部材として内蔵しており、メス
   側コネクタを固定取付部から取り外したときに前記Ｏリ
   ングはメス側コネクタ内に保持される ことを特徴とする
   遠隔操作用脱着コネクタ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記オス側コネクタは、その外側面にロック用溝を備
   え、 前記メス側コネクタは、 前記第２の開口部からその中空部内にオス側コネクタが
   所定の深さまで挿入されたときに前記ロック用溝に嵌合
   して該オス側コネクタをロックするロック部材と、 該メス側コネクタの外側面部に設けられ、前記ロック部
   材と連動してオス側コネクタのロックを解除するための
   アンロックレバーと、 を具備することを特徴とする遠隔操作用脱着コネクタ。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記メス側コネクタの第１の開口部と、前記固定配管側
   に設けられた固定取付部とは、ネジによる脱着可能構造
   となっていることを特徴とする遠隔操作用脱着コネク
   タ。
4. 【請求項４】 請求項２において、前記メス側コネクタ
   は、更に、 前記オス側コネクタが抜き取られたときに前記第１の開
   口部と第２の開口部との間の流路を自動的に遮断して該
   第２の開口部からの流体の流出を阻止する一方、オス側
   コネクタが前記所定の深さまで挿入されたときにその遮
   断状態を自動的に解除して前記第１の開口部と第２の開
   口部との間に流路を形成する自動開閉機構、 を有することを特徴とする遠隔操作用脱着コネクタ。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記自動開閉機構
   は、 前記メス側コネクタの中空部の内壁面に設けられ、前記
   第１の開口部側に向かう段差面と、 前記オス側コネクタを前記ロック位置まで挿入したとき
   に該オス側コネクタの先端部に押されて移動して前記段
   差面から離反し前記第１の開口部と第２の開口部との間
   に流路を形成するとともに、オス側コネクタの抜き取り
   に応じて復帰移動して前記段差面と当接し前記流路を遮
   断する開閉バルブと、 この開閉バルブを第１の開口部側から前記段差面に押し
   つけるスプリング部材と、 メス側コネクタの中空部の内壁面に、コネクタ軸方向に
   位置調整可能に固定され、前記スプリング部材を押さえ
   て圧縮付勢するスプリング押さえ部材と、 を具備することを特徴とする遠隔操作用脱着コネクタ。
6. 【請求項６】 請求項５において、前記スプリング押さ
   え部材の軸方向位置は、 前記アンロックレバーによりロックを解除したとき前記
   オス側コネクタがメス側コネクタから飛び出さない程度
   に該オス側コネクタを弾性的に押し出す位置に調整固定
   されていることを特徴とする遠隔操作用脱着コネクタ。