JP4565826B2

JP4565826B2 - 注入カプラ

Info

Publication number: JP4565826B2
Application number: JP2003360657A
Authority: JP
Inventors: 康晴近藤; 治美安食; 毅佐藤; 政和小島
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-10-21
Filing date: 2003-10-21
Publication date: 2010-10-20
Anticipated expiration: 2023-10-21
Also published as: JP2005127350A

Description

本発明は、液漏れを起すことなく液体管路の着脱を簡単、確実に行うことが可能な注入カプラに関するものである。

液体管路の円管状の注入口先端部に対し、いわゆるワンタッチで管路を接続するための注入カプラは、管路の着脱作業が容易となることから、従来から様々な形式のものが発明されている。ここで、図６および図７は、従来の注入カプラの一例を示している。
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。

円管状の注入口10の先端部10ａは、その外径が注入口10の他の部分よりも小径に形成され、かつ、円管状の注入口10の先端部10ａから所定距離を置いて、後述する注入カプラ12のロックボール26を係合させるための環状溝10ｂを備えている。
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。

この注入カプラ12を注入口10に対し着脱する手順は、以下の通りである。
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。

このロックボール26の移動により、可動スリーブ20の外側方向へのロックボール26のせり出しが無くなるので、それまでロックボール26により可動スリーブ20の先端方向への移動が阻止されていたアウタスリーブ28は、アウタスリーブ28と可動スリーブ20との間に介在した圧縮コイルばね30の弾性力を受け、可動スリーブ20の先端部へ向けて瞬時に移動する。
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。

一方、図７の連結ロック状態にある注入カプラ12を円管状の注入口10から取外す際には、注入カプラ12のアウタスリーブ28を手で掴み、後方、すなわち注入口10から離間する方向へと力を加える。そして、アウタスリーブ28と可動スリーブ20に介在する圧縮コイルばね30を押し縮め、アウタスリーブ28を可動スリーブ20に対し後方へと引き戻す。そして、アウタスリーブ28の内周壁によるロックボール26の外側からの抑え付けを解除し、図６に示す非連結時と同様に、ロックボール26が可動スリーブ20の貫通口24から外側方向へと大きくせり出すことが可能な状態とする。
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。）。

実公平６−４８２３１号公報（第５頁、第６項、図１、図２）

上記従来の注入カプラ12は、注入口10と注入カプラ12とをロックすることにより、両者の密閉性を確保しつつ確実に連結することが可能であり、かつ、連結解除の操作も、アウタスリーブ28に後方への力を加えることによって行うことが可能である。しかしながら、連結作業時に、本体スリーブ14を注入口10に押し込む操作に加え、可動スリーブ20を前方へと押出す操作が必要であることから、連結操作の更なる簡略化が望まれていた。
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。

上記課題を解決するための、本発明の請求項１に係る連結カプラは、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ものである。

本発明によれば、前記インナスリーブは、前記本体スリーブの内周壁に摺動可能に支持されており、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ている。また、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、前記注入口との非連結時には前記本体スリーブの先端部への移動が前記ロックボールによって阻止される。よって、非連結状態において、常にロックボールのアンロック状態（ロックボールが本体スリーブの半径方向内側へのせり出しが阻止された状態）が保持されることとなる。その結果として、連結作業時に、作業者は前記アウタスリーブを操作することなく、連結カプラの本体スリーブを掴むことのみによって、当該連結カプラを円管状の注入口先端部に連結する作業を開始することができる。

そして、連結カプラを円管状の注入口先端部に挿し込むことにより、インナスリーブは円管状の注入口先端部に押され、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する。すると、それまでインナスリーブの先端部によって本体スリーブ内側方向へのせり出しが阻止されていたロックボールは、本体スリーブの内側方向へと移動し、ロックボールは円管状の注入口先端部の環状溝に係合することが可能となる。しかも、ロックボールの本体スリーブ内側方向への移動によって、それまでロックボールにより本体スリーブ先端方向への移動が阻止されていたアウタスリーブの当該移動が許容され、アウタスリーブはロックボールに覆い被さり、当該アウタスリーブの内周壁によってロックボールは外側から抑え付けられる。したがって、ロックボールが注入口の環状溝から脱落することを防ぎ、当該連結カプラはロック状態となる。以上のごとく、作業者は、連結カプラの本体スリーブを掴み、円管状の注入口先端部に挿し込むことのみによって、円管状の注入口に対する連結カプラの連結操作、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。

また、本発明の請求項２に係る注入カプラは、請求項１記載の注入カプラにおいて、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ものである。
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。

本発明はこのように構成したので、液体管路同士の連結に際し高い密閉性を確保して液漏れを確実に防ぎつつ、注入口に対する連結カプラの連結操作を更に簡略化することが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１から図４には、本発明の実施の形態に係る注入カプラ51の断面図を、液体管路の円管状の注入口50と共に示している。このうち、図１は注入カプラ51の注入口50との非連結時の状態を示し、図２、図３は注入カプラ51の注入口50との連結時の状態を示している。特に、図２は注入口50に設けた液体流路弁が閉じられた状態を示し、図３は注入口50に設けた液体流路弁の開閉手段である開栓ロッド60が押され、液体流路弁が開かれた状態を示している。図４は注入口50に設けた液体流路弁の閉弁後であって、注入口50との連結状態を解除する直前の状態を示している。

まず、円管状の注入口50は、先端部50ａが注入口50の他の部分よりも小径に形成され、かつ、円管状の注入口50の先端部50ａから所定距離を置いて、後述するロックボール56が係合する環状溝50ｂを備えている。なお、円管状の注入口50の外形は、従来の注入口20（図６、図７）と同様である。
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。

また、本体スリーブ52には、その肉厚よりも直径が大きくスリーブ内側と外側に貫通する貫通穴55を形成し、貫通穴55内に、貫通穴55を移動可能でかつ本体スリーブ52の肉厚よりも直径の大きなロックボール56を配置している。ここで、貫通穴55の、本体スリーブ52の内周壁側の開口直径は、ロックボール56よりも小径で、本体スリーブ52の外周壁側の開口直径はロックボール56よりも大径であり、貫通穴55は円錐状をなしている。よって、本体スリーブ52の外周壁側から貫通穴55内に挿入されたロックボール56は、貫通穴55内を自由に移動することが可能であるが、後述するように、ロックボール56が貫通穴55から本体スリーブの内側方向へと大きくせり出し、注入口50の環状溝50ｂと係合する際には（図２、図３参照）、ロックボール56は貫通穴55の内周壁側開口に引っ掛かり、ロックボール56の全体が貫通穴55を通過することはない。また、後述のごとく、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、環状溝50ｂから外れる際には、ロックボール56は貫通穴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。

本体スリーブ52の内側には、本体スリーブ52に対するインナスリーブ53の後退限度位置を確定するための環状のストッパ57を設け、ストッパ57とインナスリーブ53との間に、コイルばね58を配置している。そして、インナスリーブ53は、コイルばね58の弾性力により、本体スリーブ52の先端方向へと付勢されている。また、インナスリーブ53の外周壁先端部53ｂには、面取りが施されている。そして、図１に示す注入口50との非連結時には、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が、本体スリーブ52の内側方向へとせり出すことを防止している。
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。

さらに、アウタスリーブ54と本体スリーブ52との間には、コイルばね59を介在させている。そして、図１に示す注入口50との非連結時には、アウタスリーブ54は、コイルばね59によって本体スリーブ52の先端方向へと付勢されると共に、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に当接する。よって、アウタスリーブ54は、本体スリーブ52の先端方向への移動が、ロックボール56によって阻止された状態となる。しかしながら、図２、図３に示す注入口50との連結時には、前述のようなロックボール56の本体スリーブ内側方向への移動により、アウタスリーブ54の、本体スリーブの先端部への移動が許容されるようになっている。

ところで、図２、図３に示すように、注入口50の内孔50ｃには、液体流路弁の開栓ロッド60が設けられており、図２に示す閉弁状態から、図３に示すように開栓ロッド60を押し込むことによって、開弁状態とすることが可能となっている。そして、注入カプラ51には、開栓ロッド60を押し込むためのプランジャー61が設けられている。
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、プランジャー61はピストン61ｅを備え、後部本体62と、本体スリーブ52および後部本体62の内部に挟持されたカラー63とによって、ピストン61ｅのシリンダ室64を形成している。よって、プランジャー61はピストン61ｅおよびシリンダ室64からなるエアシリンダを構成している。ここで、前述の、インナスリーブ53の後退限度位置を確定するための環状のストッパ57は、カラー63に適切な方法で固定されており、その内周壁にプランジャー61の中間部が摺接することによって、プランジャー61のガイドとしても機能している。よって、ストッパ57は、プランジャー61の高精度な動作の実現にも貢献するものでもある。
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。

さらに、注入カプラ51は、密閉連結される注入口50の先端部50ａと、インナスリーブ53の接続口53ａとの接続点Ａ（図２〜図４参照）を選択的に大気開放することが可能なエア通路（以下、「大気開放用エア通路」という。）を備えている。この大気開放用エア通路は、次のような多数の部位の連続によって構成されている。具体的には、後部本体62に設けられた大気開放用エア開口66と、本体スリーブ52、後部本体62およびカラー63で囲まれた部分に形成される外側環状空洞67と、カラー63に一定間隔で形成された連通口68と、ストッパ57、プランジャー61及びカラー63で囲まれた部分に形成される内側環状空洞69と、ストッパ57およびカラー63の間に形成される連通口70と、本体スリーブ52の内周壁およびインナスリーブ53の間に形成される前方環状空洞71と、インナスリーブ53の前方管状空洞71に面する部分に形成された連通口72によって構成されている。なお、ストッパ57、プランジャー61及びカラー63で囲まれた部分に形成される内側環状空洞69は、ピストン61ｅのシリンダ室64と直接的に連通している。
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。

図５には、注入カプラ51に接続される各配管の配管図を示している。図示のように、後部本体62に設けられた大気開放用エア開口66には、必要に応じて、大気開放用エア通路に加圧されたエアを供給するための、高圧エア供給管路101が接続されている。また、エア管路62ｃには、ピストン61ｅの前進用高圧エアを供給するための、高圧エア供給管路102が接続されている。さらに、液体供給手段から液体を供給する液体供給配管103と、真空吸引手段を用いて液体供給手段へと液体を戻す液体吸引配管104との双方が、ブロック105によって１本の管路（液体供給・吸引兼用管路）106にまとめられ、この液体供給・吸引兼用管路106が、後部本体62に形成された液体管路との連結孔62ｂへと接続されている。
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。

ここで、円管状の注入口50に対し注入カプラ51を連結し、液体を注入カプラ51から円管状の注入口50に送り込み、さらに注入口50と注入カプラ51との連結を解除するまでの手順及び各部の動作を、以下に説明する。
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。

作業者は、かかる状態にある注入カプラ51の後部本体62を手で掴み、注入口50の先端部50ａと本体スリーブ52の接続口52ａとの中心を一致させて、本体スリーブ52を注入口50に挿し込む。すると、本体スリーブ52と同芯状に配置されたインナスリーブ53の接続口53ａに、注入口50の先端部50ａが挿入され、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。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。

続いて、後部本体62に形成したピストンの前進用エア管路62ｃに高圧エアを供給し、シリンダ室64内のピストン61ｅを、コイルばね65の弾性力に対抗して前進させる。そして、プランジャー61を注入口50の方向へと前進移動させる。前進用エア管路62ｃからシリンダ室64へと供給されるエアの密閉性は、ピストン61ｅに設けたＯリング等のシール部材75と、後部本体62に形成された内孔62ａに摺接する、プランジャー61の基端部に設けられたＯリング等のシール部材76と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。

そして、プランジャー61の先端部から突出するピン61ｂによって、図３に示すように、注入口50に設けた液体流路弁の開栓ロッド60を押し、注入口50の液体流路弁を開放する。すると、後部本体62に形成された液体流路との連結孔62ｂ、内孔62ａ、プランジャー61の内孔61ｄ、連通孔61ｃ、注入口50の内孔50ｃを通じて、液体供給手段より供給される液体を、注入カプラ51から円管状の注入口50に送り込むことができる。
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。

さらに、注入口50と注入カプラ51との連結を解除する際には、図２に示す状態において、作業者は注入カプラ51のアウタスリーブ54を手で掴み、後方、すなわち注入口50から離間する方向へと引張る力を加える。そして、アウタスリーブ54と本体スリーブ52との間に介在する圧縮コイルばね59を押し縮め、アウタスリーブ54を図４に示すように、注入カプラ12の本体スリーブ52に対し後方へと引き戻す。そして、アウタスリーブ54の内周壁によるロックボール56への外側からの抑え付けを解除し、図１に示す非連結時と同様に、ロックボール56が本体スリーブ52の貫通口55から外側方向へと大きくせり出すことが可能な、ロック解除状態とする。
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。

ところで、図４に示す、注入口50と注入カプラ51との連結状態を解除する直前の状態において問題となるのは、注入口50と注入カプラ51との液体流路の接続点Ａに残存する液体が、注入口50と注入カプラ51とを離間させることによって、注入カプラ51の先端部より液垂れしてしまうという点である。

しかしながら、本発明の実施の形態に係る注入カプラ51は、インナスリーブ53の接続口53ａとの接続点Ａを、図４に示す連結状態を解除する直前の状態で、前述の大気開放用エア通路によって、大気開放させることが可能である。具体的には、図４に示すように、円管状の注入孔50の先端部50ａと、インナスリーブ53の接続口53ａとの密閉性はシール部材73によって確保しつつ、インナスリーブ53の小径内周壁53ｄから大径内周壁53ｃへとプランジャー61の小径部61ａが後退することにより、接続点Ａはプランジャー61の小径部61ａとインナスリーブ53の大径内周壁53ｃとによって形成される環状の隙間を通じ、大気開放用エア通路（大気開放用エア開口66、外側環状空洞67、連通口68、内側環状空洞69、連通口70、前方環状空洞71、連通口72によって構成されている。）に連通した状態となる。
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。

さらに、注入口50と注入カプラ51との連結解除作業は、瞬時に行われるものであることから、接続点Ａに残存する液体の吸引も瞬時に行われることが望ましい。そこで、大気開放用エア開口66に接続した高圧エア供給管路101（図５）から、大気開放用エア通路に加圧されたエアを供給し、接続点Ａに残存する液体を積極的に押出して、液体の吸引回収を、さらに促進させることができる。

以上のごとく、注入カプラ51の、インナスリーブ53の接続口53ａとの接続点Ａに残存した液体を吸引回収した後、さらに、アウタスリーブ54に対し後方への力を加えることにより、インナスリーブ53の接続口53ａから、円管状の注入口50の先端部50ａが離脱し、本体スリーブ52から注入口50が離脱して、図１に示す非連結状態へと復帰する。

上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることができる。まず、インナスリーブ53は、コイルばね58を介して本体スリーブ52の内周壁に摺動可能に支持されており、本体スリーブ52の先端部へ向けて付勢されると共に、その先端部（外周壁先端部53ｂ）によって、図１に示す注入口50との非連結時には、ロックボール56の本体スリーブ内側方向へのせり出しを防止している。また、アウタスリーブ54は、コイルばね58によって本体スリーブ52の先端部へ向けて付勢されると共に、図１に示す注入口50との非連結時には、本体スリーブ52の先端部への移動がロックボール56によって阻止される。よって、注入カプラ51は、非連結状態において、常にロックボール56のアンロック状態が保持されており、連結作業を開始する際に、作業者はアウタスリーブ54を本体スリーブ52に対し前方若しくは後方へと移動させる等の準備操作をすることなく、連結カプラ51の本体スリーブ52若しくは後部本体62を掴むことのみによって、連結カプラ51を円管状の注入口50の先端部50ａに連結する作業を開始することができる。

そして、連結カプラ51を円管状の注入口50の先端部50ａに挿し込むことにより、インナスリーブ53は円管状の注入口50の先端部50ａに押され、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。すると、それまでインナスリーブ53の外周壁先端部53ｂによって、本体スリーブ52の内側方向へのせり出しが阻止されていたロックボール56は、本体スリーブ52の内側方向へと移動し、ロックボール56は円管状の注入口50の先端部近傍の環状溝50ｂに係合することが可能となる。しかも、ロックボール56の本体スリーブ内側方向への移動により、それまでロックボール56によって本体スリーブ52の先端方向への移動が阻止されていたアウタスリーブ54の、当該先端方向への移動が許容され、アウタスリーブ54の内周壁によってロックボール56は外側から抑え付けられる。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、連結カプラ50はロック状態となる。
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。

なお、本発明の実施の形態では、インナスリーブ53に弾性力を付与するコイルばね58は、本体スリーブ52の内側に設けた、インナスリーブ53の後退限度位置を確定するストッパ57と、インナスリーブ53との間に配置されることによって、上記作用を発揮するものである。

本発明の実施の形態に係る注入カプラの断面図を、液体管路の円管状の注入口と共に示すものであり、注入カプラと注入口50との非連結時を示す断面図である。図１に示す注入カプラと注入口との連結時を示すものであり、特に、注入口に設けた液体流路弁が閉じられた状態を示す断面図である。図２と同様に注入カプラと注入口との連結時を示すものであり、特に、注入口に設けた液体流路弁の開栓ロッドが押され、液体流路弁が開かれた状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る注入カプラが連結する、注入口に設けた液体流路弁の閉弁後であって、注入口との連結状態を解除する直前の状態を示す断面図である。本発明の実施の形態に係る注入カプラに接続される各配管の配管図である。従来の注入カプラの非連結時を示す断面図である。図６に示す従来の注入カプラの連結時を示す断面図である。

50：円管状の注入口、50ａ：先端部、50ｂ：環状溝、51：注入カプラ、52：本体スリーブ52：インナスリーブ、53ａ：接続口、53ｂ：外周壁先端部、54：アウタスリーブ、55：貫通穴、56：ロックボール、57：ストッパ、58：コイルばね

Claims

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。