JP4533830B2 - 着脱コネクタ及び着脱コネクタの着脱方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば分析装置の各ユニットや配管を遠隔操作で接続することができる着脱コネクタに関する。

分析装置の構成ユニットや配管を接続・組立するための流体用のコネクタを用いて、例えば放射線管理区域のボックス内に各ユニットを持ち込んで、遠隔操作機器（例えばマスタースレーブマニピュレータやトング等）で組み立てる場合に、各ユニットを接続する流体コネクタは遠隔操作機器での取り付け・取り外しが可能でなければならない。
その一方で、コネクタの内容積がチューブに対して大きく、内部構造が複雑になると、流体の流れが乱れて測定値の変動が生じ、また滞留が発生して流体の置換時間が増加する。

さらに、微量の流体を取り扱う際は、コネクタの内容積を小さくし、流体の使用量を削減することが望ましい。
現在、遠隔操作機器に対応する公知のワンタッチ式コネクタの提案がある（特許文献１）。

特開平０７−２４３５７２号公報

しかしながら特許文献１のようなコネクタは、内部構造が複雑で、且つ内部の内容積が大きいので、このようなコネクタを使用した場合、流れの乱れや滞留が問題となる。
また、内部構造が複雑である場合や、内部の内容積が大きいと、流体中の汚れの付着面積も増大し、頻繁な内部洗浄や部品の交換が必要となる。

従って、内部構造が単純で内容積が小さく、且つ遠隔操作機器での保守操作に対応した着脱コネクタの出現が切望されている。

本発明は、前記問題に鑑み、例えば分析装置の各ユニットや配管を遠隔操作で容易に着脱することができると共に、流体の滞留がないデッドボリュームを無くした遠隔操作用コネクタを提供することを課題とする。

上述した課題を解決するための本発明の第１の発明は、一端部にテーパ状の受け部を有する送液チューブと、前記テーパ状の受け部と略同一形状のテーパ状の凹部と、該テーパ状の凹部と連通し、送液チューブを挿入する挿入通路と、前記挿入通路と同一軸で送液チューブを有する固定側のプラグオス部を螺合する螺合部とを具備するソケットと、軸心に送液チューブを有する固定側のプラグオス部とからなり、且つ、前記ソケットの外周には少なくとも１以上の遠隔操作用のマニピュレータで操作されるハンドル部を有してなると共に、前記ソケットの外周で送液チューブと同一軸心であり、前記マニピュレータで把持される断面円形状の支持部を有してなり、前記ハンドル部の先端部に鍔部が設けられていることを特徴とする着脱コネクタにある。

第２の発明は、一端部にテーパ状の受け部を有する送液チューブと、前記テーパ状の受け部と略同一形状のテーパ状の凹部と、該テーパ状の凹部と連通し、送液チューブを挿入する挿入通路と、前記挿入通路と同一軸で送液チューブを有するプラグオス部が係り止め装着される係止部を有する装着部とを具備するソケットと、軸心に送液チューブを有する前記係止部と係止する係止爪部を有するプラグオス部とからなり、且つ、前記装着部を挟んで前記ソケットの外周に配置され、遠隔操作用のマニピュレータの操作により前記係止部を開放する一対のハンドル部を有してなり、前記一対の各ハンドル部は、前記ソケットの外周において前記係止部よりもソケット後端側となる位置から、ソケット後端に向かう方向且つソケットから離れる方向に向かって延在する態様で設けられたものであり、前記マニピュレータの操作により前記一対のハンドル部を前記ソケットの外周面に近づく方向に押し付けることにより、前記係止部を前記係止爪部と離脱する方向に移動させて、前記係止部を開放するように構成されたものであることを特徴とする着脱コネクタにある。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記プラグオス部の先端部が、接続時に前記ソケットのテーパ状の受け部の内面においてリング状の接触面を形成してなることを特徴とする着脱コネクタにある。

第４の発明は、第１乃至３のいずれか一つの発明において、前記ソケットのテーパ状の凹部と、前記送液チューブの端部のテーパ状の受け部との間に弾性変形自在の弾性部材を介装してなることを特徴とする着脱コネクタにある。

第５の発明は、一端部にテーパ状の受け部を有する送液チューブと、前記テーパ状の受け部と略同一形状のテーパ状の凹部と、該テーパ状の凹部と連通し、送液チューブを挿入する挿入通路と、前記挿入通路と同一軸で送液チューブを有する固定側のプラグオス部を螺合する螺合部とを具備するソケットと、軸心に送液チューブを有する固定側のプラグオス部とからなり、且つ、前記ソケットの外周には少なくとも１以上のマニピュレータで操作されるハンドル部を有してなると共に、前記ソケットの外周で送液チューブと同一軸心であり、前記マニピュレータで把持される断面円形状の支持部を有してなり、前記ハンドル部の先端部に鍔部が設けられてなる着脱コネクタを遠隔操作で着脱させる方法であって、前記マニピュレータにより前記支持部を把持しつつ、前記マニピュレータにより前記ハンドル部を操作して前記ソケットを回転させることにより、前記ソケットの螺合部を前記プラグオス部に螺合させ、前記ソケットの前記受け部に前記プラグオス部の先端を装着させることを特徴とする着脱コネクタの着脱方法にある。

本発明によれば、この結果、単純な構造であるソケットを脱着する際には、前記支持部を遠隔操作用のマニピュレータ、ロボットなどの人工手でも脱着操作が容易となる。

また、送液チューブの一端部にテーパ状の受け部を有するようにしているので、ソケットとプラグオスの嵌合時のガイドとなり、テーパ形状のプラグオスの先端部の装着が確実となると共に、両者の密閉性が良好となるので、間隙部が発生することを防止することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

本発明による実施例１に係る着脱コネクタについて、図面を参照して説明する。
図１は、実施例１に係る着脱コネクタを示す概念図（装着前）である。
図２は、実施例１に係る着脱コネクタを示す概念図（装着後）である。
図１及び２に示すように、本実施例に係る着脱コネクタ１０Ａは、一端部にテーパ状の受け部１１を有する送液チューブ１２と、前記テーパ状の受け部１１と略同一形状のテーパ状の凹部１３と、該テーパ状の凹部１３と連通し、送液チューブ１２を挿入する挿入通路１４と、前記挿入通路１４と同一軸で送液チューブ２１を有する固定側のプラグオス部２２を螺合する螺合部１５とを具備するソケット１６と、軸心に送液チューブ２１を有する固定側のプラグオス部２２とからなり、且つ、前記ソケット１６の外周には少なくとも１以上（本実施例では４本）の遠隔操作用のマニピュレータで操作されるハンドル部１７を有してなると共に、前記ソケット１６の外周で送液チューブ１２と同一軸心であり、遠隔操作用のマニピュレータ２５で把持される断面円形状の支持部１８を有してなるものである。ここで、プラグオス部２２については、図中白抜きで示している（以下、同様）。

実施例１の着脱コネクタを用いることで、固定側のプラグオス部２２と螺合する際に、ソケット１６後端の外周に支持部１８を設けているので、図２に示すように、遠隔操作用のマニピュレータ２５で把持する際に、当該部分が支持点となり、例えば人工手等によってもソケット１６の脱着が確実となる。

この結果、ソケット１６を脱着する際には、前記支持部１８を遠隔操作用のマニピュレータ２５で把持しつつプラグオス部２２に螺合するので、螺合操作が容易となる。
ここで、マニピュレータ以外のものとしては、例えばトング等の遠隔操作用の治具を用いることができる。なお、固定側のプラグオス部２２は壁に固定されているが、本発明は壁に固定されるものには限定されるものではなく、固定用治具を用いて固定されているものでもよい（以下、同様である）。

また、図３に示すように、ハンドル部１７の端部に、鍔部１７ａを設けるようにしてもよい。この鍔部１７ａを設けることにより、遠隔操作用のマニピュレータ２５の先を引っ掛けて回転する際に、抜け落ちを防止することができる。

本実施例にかかる遠隔操作用コネクタを用いることにより、コネクタの脱着が容易となる。また、送液チューブ１２の一端部にテーパ状の受け部１１を有するようにしているので、プラグオス部２２の先端２２ａの装着が確実となると共に、両者の密閉性が良好となるので、間隙部が発生することがない。ここで、送液チューブ及びテーパ状の受け部１１はテフロン（登録商標）等の可撓性の部材で構成することができ、また、コネクタ材料全てもテフロン（登録商標）等の可撓性の部材で構成することができるが、一般の送液用のチューブに用いられる材料であれば、本発明はこれに限定されるものではない。

これにより、保守操作が容易となる。すなわち、間隙部がないことにより、流体が滞留することがないので、分析のサンプルの送液量を少なくすることができる。
例えばフローインジェクション分析法等のように、直前に流したサンプル（標準液）が流路内に滞留すると次に流すサンプルと混合が生じ、チャート上でテーリング減少が生じることがあるが、本実施例によれば、滞留を防止するので、テーリング減少が解消される。

また、着脱操作も遠隔操作用のマニピュレータ２５で把持しつつプラグオス部２２に螺合するので、例えば隔離した分析ボックス内におけるコネクタの着脱操作が確実となり、作業者への負担を削減することができる。

本発明による実施例２に係る着脱コネクタについて、図面を参照して説明する。
図４は、実施例２に係る着脱コネクタを示す概念図（装着前）である。図５はその斜視図である。図６は、実施例２に係る着脱コネクタを示す概念図（装着後）である。図７は、実施例２に係る着脱コネクタを示す概念図（脱着直後）である。
これらの図面に示すように、本実施例に係る着脱コネクタ１０Ｂは、一端部にテーパ状の受け部１１を有する送液チューブ１２と、前記テーパ状の受け部１１と略同一形状のテーパ状の凹部１３と、該テーパ状の凹部１３と連通し、送液チューブ１２を挿入する挿入通路１４と、前記挿入通路１４と同一軸で送液チューブ２１を有するプラグオス部２２が係り止め装着される係止部３１を有する装着部３２とを具備するソケット３３と、軸心に送液チューブ２１を有する前記係止部３１と係止する係止爪部２３を有するプラグオス部２２とからなり、且つ、前記ソケット３３の外周には前記係止部３１を開放する一対のハンドル部３４−１、３４−２を有してなるものである。また、樹脂製のソケット本体の測部はスリットが形成されており、前記一対のハンドル部３４−１、３４−２を押し付ける際に変形自在としている。

図６はプラグオス部２２が装着された状態を示しており、このような状態から、図示しない遠隔操作用のマニピュレータにより、一対のハンドル部３４−１、３４−２を挟み込むように押し付けることで、図７で示すように、前記係止爪部２３を係止部３１から開放させ、その後軸方向にスライドさせることで、プラグオス部２２からソケット３３を抜取ることができる。

本実施例では、ソケット３３を挿入する際には、ワンタッチ式で挿入できるので、実施例１に較べて挿入操作が簡易となる。また、一対のハンドル部３４−１、３４−２を遠隔操作用のマニピュレータで一回挟みこむようにするだけでソケット３３を抜取ることができるので、保守操作性が向上する。

ここで、本実施例においてプラグオス部２２の密着性を確保するための構成を図１４乃至図１６を用いて説明する。
ここで、図１４−１は、プラグオス部２２が送液チューブ１２の一端部に設けたテーパ状の受け部１１に挿入する前の状態の概略図である。また、図１４−２は、プラグオス部２２が挿入した状態の概略図である。
先ず、ソケット３３に形成された凹部１３の先端側の開口Ｄは、プラグオス部２２の先端の開口ｄよりも大きいものとしている。また、送液チューブ１２の一端に設けたテーパ状の受け部１１の開口角αは、プラグオス部２２の先端の角度βよりも小さいものとしている。また、ソケット３３の凹部１３の開口角γは、プラグオス部２２の先端の角度βと略同一か又はやや大きいものとしている。

このような状態において、プラグオス部２２が受け部１１に挿入されると、係止部３１と係止爪部２３とが係り止めされる結果、ソケット３３の凹部１３の先端側にスライドして、前記凹部１３の先端側の開口Ｄ部分でプラグオス部２２の先端２２ａが、送液チューブ１２及び受け部１１を押し広げ、押し込まれることとなり、図１４−２で示すＡ部において、凹部１３の内周面の全体においてリング状の接触面を形成することとなる。
この面接触の結果、両者の密着性が向上し、流体の液漏れを防止すると共に、送液チューブ１２と送液チューブ２１が直結され、流体の滞留を防止することができる。

また、図１５に示すように、ソケット３３の凹部１３の開口角γをプラグオス部２２の先端の角度βよりもやや大きくした場合には、プラグオス部２２が受け部１１に挿入されると、係止部３１と係止爪部２３とが係り止めされる結果、ソケット３３の凹部１３の先端側にスライドして、前記凹部１３の先端側の開口Ｄ部分でプラグオス部２２の先端２２ａが、送液チューブ１２及び受け部１１を押し広げ、押し込まれる。これにより、テーパ状の受け部１１がプラグオス部２２の先端部により押し広げられるとともに、ソケット３３の凹部１３がプラグオス部２２の先端の押圧力で素材変形して、密着性が向上する。すなわち、凹部１３の開口角γがプラグオス部２２の先端の角度βと同じ角度になるように変形することで、凹部１３の内周面の全体において受け部１１とプラグオス部２２とを抱え込むように密着し、プラグオス部２２の先端と凹部１３とがリング状の接触面を形成することとなる。
この面接触の結果、両者の密着性が向上し、流体の液漏れを防止すると共に、送液チューブ１２と送液チューブ２１が直結され、流体の滞留を防止することができる。

また、図１６に示すように、ソケット３３の凹部１３の内面とテーパ状受け部１１との間に、弾性変形自在の弾性部材（例えばスポンジ等）６０を介装し、プラグオス部２２の装着時における密着性を向上させるようにしてもよい。
なお、図１４乃至図１６に示すような接続時において、テーパ状の受け部の内面においてリング状の接触面を形成してなること及び弾性部材により密着性を向上させることについては、実施例１においても同様に適用することができる。

本発明による実施例３に係る着脱コネクタについて、図面を参照して説明する。
図８は、実施例３に係る着脱コネクタを示す概念図（装着前）である。図９は、実施例３に係る着脱コネクタを示す概念図（装着後）である。図１０は抜き出す動作の様子を示している。
これらの図面に示すように、本実施例に係る着脱コネクタ１０Ｃは、一端部にテーパ状の受け部１１を有する送液チューブ１２と、前記テーパ状の受け部１１と略同一形状のテーパ状の凹部１３と、該テーパ状の凹部１３と連通し、送液チューブ１２を挿入する挿入通路１４と、前記挿入通路１４と同一軸で送液チューブ２１を有するプラグオス部２２が係り止め装着される係止部３１を有する装着部３２とを具備するソケット３３と、
軸心に送液チューブ２１を有する前記係止部３１と係止する係止爪部２３を有するプラグオス部２２とからなり、且つ、前記プラグオス部２２の係止爪部２３の後方側に摺動自在であると共に、前記ソケット３３の係止部３１を開放する開放突部４１を有する開放治具４２とを有するものである。

図８において、プラグオス部２２を挿入する場合には、図示しない遠隔操作用のマニピュレータを用いて、ソケット３３内部に挿入するだけ、ソケット３３の係止部３１にプラグオス部２２の係止爪部２３が係止され装着が完了する。

そして、図９のプラグオス部２２が装着された状態から、図示しない遠隔操作用のマニピュレータを用いて、開放治具４２のフランジ部４３を後方からソケット３３に向けて押圧することにより、開放突部４１が弾性変形自在な係止部３１を押し広げることとなり、係止爪部２３を係止部３１から開放させる。その状態で開放治具４２をプラグオス部２２と共に軸方向に図示しない遠隔操作用マニピュレータの後退させることで、プラグオス部２２からソケット３３を抜取ることができる。

ここで、係止爪部２３を係止部３１から確実に開放させるために、図１１に示すように、プラグオス部２２の係止爪部２３の高さｈ１は、開放治具４２の開放突部４１の端部の高さｈ２よりも低くしている。これにより、開放治具４２を係止爪部２３に当接した際に、係止部３１の先端が係止爪部２３の斜面２３ａを確実に下ることとなる。

また、図１２及び図１３は実施例３の変形例を示す。
図１２は、開放治具４２のフランジ部４３−１、４３−２から、ソケット３３側に突部４４−１、４４−２を設けるとともに、ソケット３３を抜き出す際において、係止部３１の解除の動作を該突部４４−１及び４４−２により、より確実にしている。

また、図１３に示すように、開放端部４１に先端が略円形とした突起部４５を膨出させ、該突起部４５により、係止部３１から係止爪部２３の開放を容易にするようにしてもよい。

図１７は前記コネクタをフローインジェクション装置に適用した場合を示している。
図１７に示すように、例えばフローインジェクション分析装置１００における送液ポンプ１０１−１、１０１−２と、反応コイル１０２と、光学検出器１０３の各配管に、図１で示した着脱コネクタ１０Ａ―１〜１０Ａ―３取り付けたものである。各ユニット毎に遠隔操作機器による移動及び組立を行うようにしている。

これによれば、各装置をユニットごとに分割して取り扱うことが可能となり，遠隔操作機器による組立・保守が容易に実施できる。

次に図１８は、コネクタを液体クロマトグラフ１１０に適用した場合を示している。図１８に示すように、例えば試料注入バルブ１１１や分離カラム１１２の各配管に着脱コネクタ１０Ａ−１〜１０Ａ−６を取り付け、各ユニットごとに遠隔操作機器による移動及び組立を行うようにしている。
液体クロマトグラフ装置においても、遠隔操作機器による組立・保守が容易に実施できる。

本発明の着脱コネクタは、遠隔操作機器での保守操作が容易となり、例えば原子力施設におけるサンプルの分析用のボックス等の空間内において配管の接続に用いて好適なものとなる。

以上のように、本発明に係る着脱コネクタは、装着操作が容易であると共に、密着性が良好であるので、遠隔操作機器での保守操作が容易となり、例えば分析ボックス等の空間内における配管の接続に用いることに適している。

実施例１に係る着脱コネクタを示す概念図（装着前）である。 実施例１に係る着脱コネクタを示す概念図（装着後）である。 実施例１に係る他の着脱コネクタを示す概念図である。 実施例２に係る着脱コネクタを示す概念図（装着前）である。 実施例２に係る着脱コネクタの斜視図である。 実施例２に係る着脱コネクタを示す概念図（装着後）である。 実施例２に係る着脱コネクタを示す概念図（脱着直後）である。 実施例３に係る着脱コネクタを示す概念図（装着前）である。 実施例３に係る着脱コネクタを示す概念図（装着後）である。 実施例３のコネクタの抜き出す動作を示す図面である。 そのコネクタの抜き出す動作の拡大図である。 実施例３の他の変形例を示す着脱コネクタを示す概念図である。 実施例３の他の変形例を示す着脱コネクタを示す概念図である。 送液チューブとプラグオス部との接合の状態を示す図（装着前）である。 送液チューブとプラグオス部との接合の状態を示す図（装着後）である。 他の送液チューブとプラグオス部との接合の状態を示す図（装着後）である。 他の送液チューブとプラグオス部との接合の状態を示す図（装着後）である。 着脱コネクタをフローインジェクション装置に適用した場合を示す図である。 着脱コネクタを液体クロマトグラフに適用した場合を示す図である。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｃ 着脱コネクタ
１１ テーパ状の受け部
１２ 送液チューブ
１３ テーパ状の凹部
１５ 螺合部
１６、３３ ソケット
１７ ハンドル部
１８ 支持部
２１ 送液チューブ
２２ プラグオス部
２３ 係止爪部
２５ マニピュレータ
３１ 係止部
３２ 装着部

Claims (5)

1. 一端部にテーパ状の受け部を有する送液チューブと、
   前記テーパ状の受け部と略同一形状のテーパ状の凹部と、該テーパ状の凹部と連通し、送液チューブを挿入する挿入通路と、前記挿入通路と同一軸で送液チューブを有する固定側のプラグオス部を螺合する螺合部とを具備するソケットと、
   軸心に送液チューブを有する固定側のプラグオス部とからなり、且つ、
   前記ソケットの外周には少なくとも１以上の遠隔操作用のマニピュレータで操作されるハンドル部を有してなると共に、
   前記ソケットの外周で送液チューブと同一軸心であり、前記マニピュレータで把持される断面円形状の支持部を有してなり、
   前記ハンドル部の先端部に鍔部が設けられていることを特徴とする着脱コネクタ。
2. 一端部にテーパ状の受け部を有する送液チューブと、
   前記テーパ状の受け部と略同一形状のテーパ状の凹部と、該テーパ状の凹部と連通し、送液チューブを挿入する挿入通路と、前記挿入通路と同一軸で送液チューブを有するプラグオス部が係り止め装着される係止部を有する装着部とを具備するソケットと、
   軸心に送液チューブを有する前記係止部と係止する係止爪部を有するプラグオス部とからなり、且つ、
   前記装着部を挟んで前記ソケットの外周に配置され、遠隔操作用のマニピュレータの操作により前記係止部を開放する一対のハンドル部を有してなり、
   前記一対の各ハンドル部は、
   前記ソケットの外周において前記係止部よりもソケット後端側となる位置から、ソケット後端に向かう方向且つソケットから離れる方向に向かって延在する態様で設けられたものであり、
   前記マニピュレータの操作により前記一対のハンドル部を前記ソケットの外周面に近づく方向に押し付けることにより、前記係止部を前記係止爪部と離脱する方向に移動させて、前記係止部を開放するように構成されたものであることを特徴とする着脱コネクタ。
3. 請求項１又は２において、
   前記プラグオス部の先端部が、接続時に前記ソケットのテーパ状の受け部の内面においてリング状の接触面を形成してなることを特徴とする着脱コネクタ。
4. 請求項１乃至３のいずれか一つにおいて、
   前記ソケットのテーパ状の凹部と、前記送液チューブの端部のテーパ状の受け部との間に弾性変形自在の弾性部材を介装してなることを特徴とする着脱コネクタ。
5. 一端部にテーパ状の受け部を有する送液チューブと、
   前記テーパ状の受け部と略同一形状のテーパ状の凹部と、該テーパ状の凹部と連通し、送液チューブを挿入する挿入通路と、前記挿入通路と同一軸で送液チューブを有する固定側のプラグオス部を螺合する螺合部とを具備するソケットと、
   軸心に送液チューブを有する固定側のプラグオス部とからなり、且つ、
   前記ソケットの外周には少なくとも１以上のマニピュレータで操作されるハンドル部を有してなると共に、
   前記ソケットの外周で送液チューブと同一軸心であり、前記マニピュレータで把持される断面円形状の支持部を有してなり、
   前記ハンドル部の先端部に鍔部が設けられてなる着脱コネクタを遠隔操作で着脱させる方法であって、
   前記マニピュレータにより前記支持部を把持しつつ、前記マニピュレータにより前記ハンドル部を操作して前記ソケットを回転させることにより、前記ソケットの螺合部を前記プラグオス部に螺合させ、前記ソケットの前記受け部に前記プラグオス部の先端を装着させることを特徴とする着脱コネクタの着脱方法。

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