JP4565826B2 - 注入カプラ - Google Patents
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Description
この注入カプラ12は、液体配管11に固定された円管状の注入口10に対し、自在に着脱することが可能なものである。注入カプラ12は、本体スリーブ14の基端部14aを液体供給管路に接続し、内孔14bに液体の供給を受けるものである。内孔14bには、弁体16を備え、注入カプラ12と円管状の注入口10との連結時には、弁体16の作動突起16cの先端面によって、円管状の注入口10の内孔10cに設けた弁体10eの弁体作動突起10fを押すことにより、弁体10eが開放され、注入カプラ12から円管状の注入口10への流体連通が図られるものである。
一方、注入カプラ12の本体スリーブ14の先端部には、注入口10の先端部10aが挿入されOリング18によって連結点の密閉状態が確保される接続口14fを設けている。
また、本体スリーブ14の外側には可動スリーブ20を、可動スリーブ20のさらに外側にはアウタスリーブ28を、各々同芯状に設けている。
そして、可動スリーブ20は、円管状の注入口10を挿入することが可能な内径を有し、本体スリーブ14に対し摺動可能であり、かつ、圧縮コイルばね22によって本体スリーブ14の基端部へ向けて付勢されている。また、可動スリーブ20の先端部近傍には、その肉厚よりも直径の大きな貫通穴24を形成し、貫通穴24内に可動スリーブ20の肉厚よりも直径の大きなロックボール26を配置している。ロックボール26は、図6に示す非連結時には、貫通穴24から可動スリーブ20の内側方向へ若干せり出して本体スリーブ14の先端部外周の段差部に当接し、本体スリーブ14に対する可動スリーブ20の後退限度位置を決定している。
また、アウタスリーブ28は、可動スリーブ20に対し摺動可能であり、かつ、圧縮コイルばね30によって可動スリーブ20の先端部方向へ付勢されている。そして、図6に示す非連結時には、ロックボール26が貫通穴24から可動スリーブ20の外側方向へと大きくせり出して、アウタスリーブ28の先端部に当接することにより、アウタスリーブ28の可動スリーブ先端方向への移動を阻止している。
まず、注入カプラ12を円管状の注入口10に連結する際には、本体スリーブ14を手で掴み、注入口10の先端部10aと本体スリーブ14の接続口14fとの中心を一致させて、本体スリーブ14を注入口10に挿し込む。そして、注入口10の先端部10aを本体スリーブ14の接続口14fの底面に密着させる。このとき、注入口10の先端部10aにOリング18が密着し、注入カプラ12と円管状の注入口10との密閉状態が確保される。
次に、注入口10の先端部10aと本体スリーブ14の接続口14fの底面との密着状態を維持させたまま、前方、すなわち注入口10の方向へと、注入カプラ12の可動スリーブ20に対し力を加える。そして、可動スリーブ20と本体スリーブ14との間に介在する圧縮コイルばね22を押し縮めつつ、可動スリーブ20の注入口10とのオーバーラップ量を増加させていく。そして、可動スリーブ20の先端部近傍に設けた貫通穴24内の、ロックボール26が円管状の注入口10の環状溝10bと一致したとき、ロックボール26は、貫通穴24から可動スリーブ20の内側方向へ大きくせり出し、注入口10の環状溝10bに嵌り込む。
このように、アウタスリーブ28が可動スリーブ20の先端方向へ移動し、移動したアウタスリーブ28の内周壁によりロックボール26を外側から抑え付けることで、ロックボール26が注入口10の環状溝10bから脱落することを防ぎ、注入口10の先端部10aと本体スリーブ14の接続口14fの底面との密着状態を維持した状態で、注入口10と注入カプラ12とをロックすることができる。この連結ロック状態を図7に示している。
さらに、アウタスリーブ28に対し後方への力を加えることにより、可動スリーブ20は本体スリーブ14に対し後方へと移動する。これとともに、ロックボール26は、貫通穴24を可動スリーブ20の外側方向へと移動して、注入口10の環状溝10bから外れる。すると、可動スリーブ20と本体スリーブ14との間に介在する圧縮コイルばね22の弾性力によって、可動スリーブ20は、図6に示す状態と同様に、本体スリーブ14に対する可動スリーブ20の後退限度位置へと復帰する。
そして、注入口10の先端部10aは本体スリーブ14の接続口14fから離脱し、注入口10と注入カプラ12との連結が解除される(例えば、特許文献1参照。)。
なお、従来の注入カプラの別例として、可動スリーブ20を作業者が引き戻す準備操作を行うことにより、初めて、図6に示すロックボール26が可動スリーブ20の外周壁から外側方向へと大きくせり出し、注入口10の先端部10aを本体スリーブ14の接続口14fへと押し込むことが可能な状態(ロックボールのアンロック状態)となるものもあり、そのような注入カプラは、更に操作性の悪いものであった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、注入口に対する連結カプラの連結操作を更に簡略化し、連結操作および連結解除操作の何れも、真にワンタッチで行うことが可能な連結カプラを提供することにある。
本発明によれば、前記ストッパと、前記インナスリーブとの間に配置したコイルばねの弾性力によって、前記インナスリーブは、前述のごとく本体スリーブの先端部へ向けて付勢され、その先端部によって、前記注入口との非連結時には前記ロックボールの本体スリーブ内側方向へのせり出しを防止することができる。よって、非連結時には注入カプラは、常時アンロック状態となるので、ロックボールが円管状の注入口先端部との連結を阻害することがなく、作業者は連結カプラの本体スリーブを掴むことのみによって、連結カプラを円管状の注入口先端部に挿し込む連結作業を開始することができる。
注入カプラ51は、注入口50の先端部50aを内部に受入れる円管状の本体スリーブ52を有している。また、注入カプラ51は、本体スリーブ52の内周壁に摺動可能に支持されると共に、注入口50の先端部50aに対し密閉状態で接続される接続口53aを有するインナスリーブ53を有している。さらに、注入カプラ51は、本体スリーブ52の先端部近傍に位置し、本体スリーブ52の外周壁に対し摺動可能なアウタスリーブ54を備えている。そして、本体スリーブ52、インナスリーブ53およびアウタスリーブ54は同芯状に配置されている。
一方、注入口50の先端部50aがインナスリーブ53の接続口53aに挿入され、インナスリーブ53が注入口50に押されることによって、インナスリーブ53は、図2、図3に示すように、コイルばね58の付勢力に対抗して本体スリーブ52の奥方へと後退する。そして、本体スリーブ52に対する注入口50のオーバーラップ量を増加させていく。すると、本体スリーブ52の貫通穴55の内周壁側開口と、円管状の注入口50の環状溝50bとが一致し、ロックボール56は、本体スリーブ52の内側方向へ大きくせり出し、注入口50の環状溝50bに嵌り込む。
プランジャー61は、インナスリーブ53のさらに内側に、インナスリーブ53と同芯状に配置されている。そして、インナスリーブ53の大径内周壁53cにプランジャー61の外周壁が常時摺動案内され、さらに、プランジャー61が前進することによって、プランジャー61の小径部61aもインナスリーブ53の小径内周壁53dと摺接することにより、プランジャー61の作動精度が確保される。よって、インナスリーブ53はプランジャー61のガイドとしての機能を発揮するものでもある。
プランジャー61の先端部には、開栓ロッド60に直接的に当接するピン61bが突出している。また、ピン61bの周囲には複数の連通孔61cが形成され、さらに、連通孔61cには、プランジャー61の全長に渡って貫通する内孔61dがつながっている。プランジャー61の基端部は、後部本体62に形成された内孔62aに摺接しており、内孔61dの基端部側開口は、後部本体62に形成された液体管路との連結孔62bに面している。なお、後部本体62は本体スリーブ52とねじ結合され、本体スリーブ52と共に、注入カプラ51の外殻を形成するものである。
また、ストッパ57の、コイルばね58が当接する面とは反対側の面と、ピストン61eとの間には、コイルばね65が配置されている。したがって、ピストン61eには、常時コイルばね65の弾性力が付与され、プランジャー61はシリンダ室64の後方壁面64aに付勢された状態にある。さらに、後部本体62には、シリンダ室64の後方壁面64aに開口する、ピストン61eの前進用エア管路62cが形成されている。そして、シリンダ室64内のピストン61eを、コイルばね65の弾性力およびエアの圧力の差を利用して駆動することにより、プランジャー61を前後方向へと自在に移動させることができる。
以上の、大気開放用エア通路はあくまでも一例であり、接続点Aを選択的に大気開放できるものであれば、如何なる経路をとるものであってもよい。
なお、高圧エア供給管路101、液体供給配管103および液体吸引配管104には、夫々、電磁式2ポート2位置切換弁107、109、110を配置し、高圧エア供給管路102には、電磁式3ポート2位置切換弁108を配置している。また、高圧エア供給管路101、102は、何れもエアポンプ111とつながっている。そして、図5に符号112に示す、本体スリーブ52とアウタスリーブ54との近接点周辺部にセンサを設けること等により、各電磁弁107〜110の作動タイミングを測り、例えば、パーソナルコンピュータ等の電子計算機を用いた制御手段113を用い、各電磁弁を作動させることも可能である。
これら、液体供給配管103、液体吸引配管104、液体供給・吸引兼用管路106、電磁式2ポート2位置切換弁109、110、制御手段113によって、液体流路弁を閉じた状態で、小径内周壁53d、連通孔61c、内孔61d、内孔62a、連結孔62bからなる注入カプラ50の液体流路を負圧にする、圧力制御手段を構成している。また、高圧エア供給管路101、電磁式2ポート2位置切換弁107、エアポンプ111によって、接続点Aに対する高圧エアの供給手段を構成している。なお、この圧力制御手段、高圧エアの供給手段についても、あくまでも一例であり、同様の作用効果を得ることが可能な様々な構成を採用することができる。
まず、図1に示すように、注入カプラ51を円管状の注入口50に連結する際には、アウタスリーブ54の内周壁先端部に形成された面取り部54aが、本体スリーブ52の貫通穴55の外周壁側開口から大きく突出するロックボール56に当接している。よって、アウタスリーブ54は、本体スリーブ52の先端方向の移動が、ロックボール56によって阻止された状態となる。すなわち、注入カプラ51の非連結時には、インナスリーブ53は本体スリーブ52に対する前進限度位置で待機し、アウタスリーブ54は本体スリーブ52に対する後退限度位置で待機した状態となっている。また、プランジャー61は、本体スリーブ52および後部本体62に対する後退限度位置で待機している。
そして、本体スリーブ52に対する注入口50のオーバーラップ量を増加させていく。すると、本体スリーブ52の貫通穴55の内周壁側開口と、円管状の注入口50の環状溝50bとが一致し、ロックボール56は、本体スリーブ52の内側方向へ大きくせり出し、注入口50の環状溝50bに嵌り込む。また、かかるロックボール56の本体スリーブ内側方向へのせり出しにより、アウタスリーブ54の面取り部54aとロックボール56との当接状態が自動解除され、アウタスリーブ54の本体スリーブ先端方向への移動が許容されることとなる。
したがって、アウタスリーブ54は本体スリーブ52の先端方向へ瞬時に移動し、移動したアウタスリーブ54の内周壁によりロックボール56を外側から抑え付ける。そして、ロックボール56が注入口50の環状溝50bから脱落することを防ぎ、注入口50の先端部50aとインナスリーブ53の接続口53aの底面との密着状態を維持した状態で、注入カプラ51を円管状の注入口50にロックすることができる。なお、注入口50の先端部50aとインナスリーブ53の接続口53aとの密閉性は、Oリング等のシール部材73によって確保されている。
このプランジャー61の前進移動の際には、プランジャー61の中間部に常時摺接するストッパ57の内周壁と、インナスリーブ53の大径内周壁53cに常時摺接するプランジャー61の外周壁と、さらに、プランジャー61が前進状態においてのみプランジャー61の小径部61aに摺接するインナスリーブ53の小径内周壁53dとによって、プランジャー61の作動精度が確保される。
図3に示す、プランジャー61の先端部から突出するピン61bによって、注入口50に設けた液体流路弁の開栓ロッド60を押した状態では、注入口50と注入カプラ51との液体流路の接続点Aの密閉性は、インナスリーブ53の接続口53aの内周壁に設けたシール部材73と、プランジャー61の小径部61aに設けたOリング等のシール部材74とによって確保され、液体が外部に漏れ出すことを確実に防いでいる。
なお、液体の流れを止める場合には、後部本体62に形成したピストンの前進用エア管路62cへの高圧エアの供給を停止し、シリンダ室64内のピストン61eを、コイルばね65の弾性力によって後退させ、ピストン61eがシリンダ室64の後方壁面64aに密着する位置へと戻す。すると、ピン61bから開栓ロッド60への付勢力が解除されるので、開栓ロッド60は注入孔50の内部に設けた復帰用ばねによって、図3に実線で示す開弁位置から、点線で示す閉弁位置へと戻り、注入口50の液体流路弁は再び閉じられる。
ここで、アウタスリーブ59に対し継続して後方への力を加えることにより、注入口50の環状溝50bと係合状態にあるロックボール56が、貫通穴55の円錐状の壁面に沿って、円滑に外周壁側の開口へ向けて移動することとなる。そして、注入口50と本体スリーブ52とのオーバーラップ量を減少させていくと、インナスリーブ53はコイルばね58の弾性力を受けて本体スリーブ52に対し前進し、外周面先端の面取り部53bが貫通穴55の内周壁側開口に面して、ロックボール56を、本体スリーブ52の外側方向へと移動させる。
また、後部本体62に形成された液体流路との連結孔62bには、液体供給・吸引兼用管路106が接続されている。よって、図4に示す連結状態を解除する直前の状態で、液体流路であるプランジャー61の連通孔61c、内孔61d、後部本体62の内孔62a、連結孔62bを通じ、接続点Aに残存する液体を真空吸引し、図4に示す液体供給・吸引兼用管路106、液体吸引配管104を介して、液体供給手段へと液体を戻すことが可能となる。よって、注入カプラ51の先端部からの液垂れを効果的に防ぐことができる。
以上のごとく、本発明の実施の形態によれば、作業者は、連結カプラ50の本体スリーブ52若しくは後部本体62を掴み、円管状の注入口50の先端部50aに挿し込むことのみによって、円管状の注入口50に対する連結カプラ51の連結操作および連結ロック操作を連続して行うことが可能となる。
Claims (2)
- ロックボールが係合する環状溝を外周壁の端部近傍に備える円管状の注入口に対し、着脱自在に連結される注入カプラであって、
液体管路との連結孔が形成された後部本体と共に前記注入カプラの外殻を構成し、前記注入口をその内部に受入れる円管状の本体スリーブと、該本体スリーブの内周壁によって摺動可能に支持されると共に、前記注入口の先端部に対し密閉状態で接続される接続口を有するインナスリーブと、前記本体スリーブの先端部近傍に位置し前記本体スリーブの外周壁によって軸方向に沿って摺動可能に支持されたアウタスリーブとを同芯状に設け、
前記本体スリーブの先端部近傍にその内外に貫通する貫通穴を形成し、該貫通穴内を移動可能でかつ前記本体スリーブの肉厚よりも直径の大きなロックボールを前記貫通穴内に配置し、
前記インナスリーブは、ばねによって前記本体スリーブの先端部へ向けて付勢されると共に、その先端部によって、前記注入口との非連結時には前記ロックボールの本体スリーブ内側方向へのせり出しを防止し、前記注入口との連結時には、前記インナスリーブはばねの付勢力に対抗して前記本体スリーブの奥方へと後退し、前記ロックボールの本体スリーブ内側方向へのせり出しを許容するものであり、
前記アウタスリーブは、ばねによって前記本体スリーブの先端部へ向けて付勢されると共に、前記本体スリーブの先端方向への移動が、前記注入口との非連結時には前記ロックボールによって阻止され、前記注入口との連結時には、前記ロックボールの本体スリーブ内側方向への移動により、前記本体スリーブの先端方向への移動が許容されるものであることを特徴とする注入カプラ。 - 前記本体スリーブの内側には、前記インナスリーブの後退限度位置を確定するストッパを設け、該ストッパと、前記インナスリーブとの間にコイルばねを配置したことを特徴とする請求項1記載の注入カプラ。
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