JP5046958B2 - 流体移送用カップリング装置のプラグ - Google Patents

Description

本発明は、流体、即ち、半導体製造に際して用いるエッチング液のような高純度薬液等の液体、ガス、その他の流動体を、生産工場の貯蔵タンクから輸送トラックのコンテナへ移送するような際に用いる流体移送用カップリング装置のソケットのプラグに関する。

特許第２９２１６５４号には、上記用途に用いられるカップリング装置が開示されている。そのようなカップリング装置は、ソケット（固定されたメス形カプラ）とプラグ（移動可能なオス形カプラ）とを含んでいる。これらソケットおよびプラグには管路がそれぞれ接続される。
ソケットはその周囲にサイドフランジを備えており、このサイドフランジをマウントパネルに取付けることによりソケットは管路に接続された状態で固定される。次いで、他の管路に接続されているプラグがソケットの差込口に挿入され、これらプラグおよびソケットが同一直線上に配置される。その後、ソケットに予め組み込まれた内部機構部が動作して、ソケットおよびプラグのそれぞれの管路が互いに連通し、流体が移送される。
しかしながら、プラグには管路が接続されているので、プラグをソケットに差込んだ状態で流体を比較的長い時間にわたって移送する場合には、プラグ後端に取付けるフランジ等の重量によりプラグ自体にモーメントが掛かってしまい、プラグ自体のバルブシール性が悪化することもさることながら、ソケットとのシール性も悪化してしまいかねない。
また、プラグは、流体の移送が要求される毎にソケットに差込まれるので、ソケットに係合するプラグの一部分は比較的摩耗しやすい、という問題も包含している。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、特に流体の流量が比較的大きい場合であっても、ソケット内で堅固に支持される流体移送用カップリング装置のプラグを提供することを目的とする。

前述した目的を達成するために１番目の態様によれば、ソケットとプラグとを互いに連結することにより、前記ソケットおよび前記プラグのそれぞれの流路を互いに連通させる流体移送用カップリング装置のプラグにおいて、該プラグの外周部の少なくとも一部分が金属により形成されている流体移送用カップリング装置のプラグが提供される。
２番目の態様によれば、ソケットとプラグとを互いに連結することにより、前記ソケットおよび前記プラグのそれぞれの流路を互いに連通させる流体移送用カップリング装置のプラグにおいて、前記プラグは、流体が通過する内部通路が形成されているインナースペーサと、該インナースペーサの外周面を被覆するプラグカラーと、前記プラグの基端に設けられていて前記プラグを管路に連結するフランジとを少なくとも具備し、前記プラグカラーと前記フランジとが金属により形成されている流体移送用カップリング装置のプラグが提供される。
すなわち１番目および２番目の態様においては、プラグの外周部が金属により補強されるので、プラグ全体の剛性が高まり、その結果、流体の流量が比較的大きい場合であっても、プラグは堅固に支持されると共に、プラグが破損するのを防止できる。なお、２番目の態様において、インナースペーサは耐薬品性を備えた樹脂製であるのが好ましい。
３番目の態様によれば、２番目の態様において、前記インナースペーサの基端には周方向に延びる環状突出部が設けられており、該環状突出部は前記プラグカラーの基端と、前記フランジの環状段差部とにより挟込まれている。
すなわち３番目の態様においては、インナースペーサがプラグカラーの基端とフランジの環状段差部とにより挟込まれるので、インナースペーサを堅固に保持することができる。また、３番目の態様によって、二分割構成にすることなしに、フランジを単一部材として製造することができ、その結果、プラグの製造費用も削減できる。
４番目の態様によれば、２番目または３番目の態様において、さらに、前記インナースペーサの前記内部通路に連通する内部通路を備えたプラグ先端部を具備し、該プラグ先端部と前記インナースペーサとの間にはシール部が形成されている。
すなわち４番目の態様においては、プラグ内を流れる流体がプラグ先端部とインナースペーサとの間から漏洩するのを防止できる。
５番目の態様によれば、２番目から４番目のいずれかの態様において、前記プラグを前記ソケットに連結したときに、操作者の指を挿入するのに適した間隔が前記プラグの前記フランジと前記ソケットとの間に形成されている。
すなわち５番目の態様においては、操作者によるプラグの把持が容易となるので、プラグの接続／解除を容易に行うことができる。
６番目の態様によれば、２番目から５番目のいずれかの態様において、前記インナースペーサは、前記プラグの先端側に位置する第一部分と、該第一部分と前記フランジとの間に配置される第二部分とを含んでおり、組立状態にある前記プラグから、前記第二部分および前記フランジのみを分離できるようにした。
すなわち６番目の態様においては、プラグ全体を分解することなしに、寸法の異なるフランジに取替えることができる。
７番目の態様によれば、６番目の態様において、前記第一部分と前記第二部分との間にはシール部が形成されている。
すなわち７番目の態様においては、シール性能を高めることが可能となる。

図１は、本発明に基づく流体移送用カップリング装置のソケットの長手方向断面図である。
図２は、本発明に基づく流体移送用カップリング装置のソケットの端面図である。
図３ａは、ハウジングの基端を拡大して示す部分拡大図である。
図３ｂは、かしめ構造の詳細を示す詳細図である。
図４は、本発明に基づく流体移送用カップリング装置のプラグの長手方向断面図である。
図５は、プラグの一部を拡大して示す部分拡大図である。
図６は、プラグとソケットが連結した状態を示す流体移送用カップリング装置の長手方向断面図である。
図７は、流体が流通可能な状態を示す流体移送用カップリング装置の長手方向断面図である。
図８は、本発明のカップリング装置が配置されるフロー図である。
図９ａは、本発明の他の実施形態に基づくプラグの長手方向断面図である。
図９ｂは、図９ａに示されるプラグの端面図である。
図１０ａは、図９ａの場合とは異なるフランジに取付けられるプラグの長手方向断面図である。
図１０ｂは、図１０ａに示されるプラグの端面図である。

符号の説明

１０ ソケット
１１ フロントカバー
１２、１３、１４、１５ ハウジング構成部
１４ａ 段部
１５ａ 環状溝
１５ｂ 先端
１６ リアカバー
１６ａ 環状突起
１６ｂ 孔
１７ サイドフランジ
１８ マウントパネル
１９ 差込口
２０ 内部通路
２１ ベローズホルダ
２１’ ベローズホルダ用摺動室
２２ 基端アダプタ
２２ａ 幅広部分
２３ ベローズ
２４ 段部
２５ シャワーリング
２５ａ 洗浄室
２６ ピストン
２７ 摺動室
２８ 給排気口
２８、２９ 吸排気ノズル
３１、３２ ボルト
３３ 連接棒
３５ 支持プレート
３８ スプリング
３９ 第一弁体
３９ｃ 支持シャフト
４０ 連通孔
４１ 第一弁座
４２ ドレン
４３ シャワーノズル
４６ 噴射口
４７ シール部
５０ 排出孔
５１、５２ 位置センサ
５５ 指標
５８ スプリング
５９ 第二弁体
６０ 連通孔
７０ プラグ
７１ プラグ先端部
７１ａ 基端
７２ａ、７２ｂ ダブルナット
７３ プラグカラー
７３ａ 基端フランジ
７４ インナースペーサ
７４ａ フランジ
７４ｂ 基端
７５ プラグフランジ（フランジ）
７５ａ 段部
７５ｂ 孔
７６ ボルト
７７ 第二弁座
７８ 内部通路
８１ 環状突起
８２ 環状凹部
１０１、１０２ シール部
１０３ 保持部
７４１ 第一インナースペース部分（第一部分）
７４２ 第二インナースペース部分（第二部分）

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の図面において同様の部材には同様の参照符号が付けられている。理解を容易にするために、これら図面は縮尺を適宜変更している。
図１は本発明に基づく流体移送用カップリング装置のソケットの長手方向断面図であり、図２は本発明に基づく流体移送用カップリング装置のソケットの端面図である。ソケット１０のハウジングは、互いに一体的に組付けられるハウジング構成部１２、１３、１４、１５を主に含んでいる。図示されるように、ハウジング構成部１２の一端にはフロントカバー１１が固定され、また他のハウジング構成部１５の一端にはリアカバー１６が固定される。本発明においては、フロントカバー１１、ハウジング構成部１２〜１５、およびリアカバー１６によって、ソケット１０のハウジングが構成されている。これらハウジングの構成部品は耐薬品性を備えた樹脂材料、例えばフッ素系樹脂から形成されているのが好ましい。
また、図１に示されるように、サイドフランジ１７がハウジング構成部１２とハウジング構成部１３との間に配置されている。サイドフランジ１７はソケット１０をマウントパネル１８に固定する役目を果たす。なお、ハウジング構成部１２およびフロントカバー１１などから形成される差込口１９には、後述するプラグ７０が差込まれる。
各ハウジング構成部１２〜１５の端面の外周面近傍およびサイドフランジ１７の端面の内周面近傍には複数の孔が周方向に等間隔で形成されている。ソケット１０のハウジングを組立てる際には、ハウジング構成部１４、１５のインロー部分をあわせながら、かつハウジング構成部１４、１５の複数の孔のそれぞれに連接棒３３を挿入する。次いで、ボルト３４をサイドフランジ１７およびハウジング構成部１３の孔に挿入して連接棒３３の一端において螺合する。次いで、ボルト３１をリアカバー１６およびハウジング構成部１５の孔に挿入して連接棒３３の他端において螺合する。最終的に、ボルト３２をハウジング構成部１２の孔に挿入してサイドフランジ１７に螺合する。これにより、ソケット１０のハウジングを組み立てる。
連接棒は金属から形成するのが好ましい。またソケット１０全体の剛性が高まるので、ソケット１０の使用時に操作者がサイドフランジ１７に比較的大きな負荷を加えた場合であっても、サイドフランジ１７が回転することはなく、またシール性の低下やガタツキがソケットのハウジングに発生することも防止できる。
図１に示されるように、ベローズホルダ２１がハウジング構成部１４およびハウジング構成部１５の内周面に沿って摺動可能に配置されている。ベローズホルダ２１の内側にはベローズ２３が配置されている。ベローズ２３の一端は、リアカバー１６に係合する基端アダプタ２２と一体的になっている。図示されるように、基端アダプタ２２の幅広部分２２ａがリアカバー１６の内周面に形成された凹部に嵌込まれている。幅広部分２２ａはハウジング構成部１５の段部２４にも当接しているので、基端アダプタ２２はソケット１０内に固定状態で配置される。
ベローズホルダ２１の先端側外周面にはフランジ状に形成されたピストン２６が一体的に設けられている。図示されるように、ハウジング構成部１５の先端１５ｂとハウジング構成部１４の段部１４ａとの間に摺動室２７が形成されており、ベローズホルダ２１と一体化したピストン２６はこの摺動室２７を摺動する。これら段部１４ａおよび先端１５ｂはピストン２６のストッパとしての役目を果たしており、段部１４ａと先端１５ｂとの間の距離からピストン２６の厚みを減じた長さがピストン２６のストロークに相当する。
ベローズ２３の他端はシャワーリング２５に連結されている。フッ素系樹脂または塩化ビニルなどから形成されるシャワーリング２５はベローズホルダ２１に固定されている。ピストン２６の摺動時にはシャワーリング２５はハウジング構成部１４およびハウジング構成部１３の内周面に沿って摺動する。なお、ベローズホルダ２１は、ピストン２６の摺動時にハウジング構成部１５の内周面に沿って摺動する。さらに、この段部２４近傍には、ベローズホルダ２１の摺動室２１’に溜まった流体を排出するドレン４２が形成されている。
さらに、吸排気口２８ａ、２９ａがそれぞれ摺動室２７の両端部からハウジング構成部１４の外周面まで延びており、吸排気ノズル２８、２９にそれぞれ接続されている。図１から分かるように、ピストン２６は摺動室２７において吸排気口２８ａ、２９ａの間に配置される。従って、図１に示す状態において給排気口２８から摺動室２７内に空圧が供給されると、ピストン２６が空気によって押されて段部１４ａに到達するまで摺動する。このとき、摺動室２７内の空気は給排気口２９から排出される。そして、給排気口２８、２９における空圧出入関係が入れ替わると、ピストン２６およびベローズホルダ２１がそれぞれ先端１５ｂおよび段部２４に到達するまでソケット１０の基端に向かって移動する。
シャワーリング２５の中央付近には内側に突出する第一弁座４１が形成されている。そして、第一弁体３９は、第一弁体３９とベローズ２３との間に配置されたスプリング３８によって第一弁座４１に向かって付勢されており、通常は第一弁座４１の開口部を閉鎖している。また、図示されるように、第一弁体３９には連通孔４０が形成されている。そして、第一弁体３９がスプリング３８の付勢作用に抗して押されると、連通孔４０および第一弁座４１の開口部が開放するようになっている。
シャワーリング２５の先端側内方には、断面円形の洗浄室２５ａが形成されている。洗浄室２５ａの内面には、その接線方向に開口する噴射口４６が形成されている。この噴射口４６は、シャワーリング２５の外周部に固定されたシャワーノズル４３に連通している。さらに、洗浄室２５ａの内周面にはシール部４７、例えばＯリングが配置されており、洗浄室２５ａはシール部４７から先端側に向かってテーパ状に拡張している。さらに、ハウジング構成部１３には内周面から外周面まで延びる排出孔５０が形成されており、噴射口４６から噴射された洗浄液は排出孔５０から排出される。
ところで、図１に示されるように、ベローズホルダ２１の外周部には二つの指標５５が互いに対向する位置に形成されている。図示される実施形態においては指標５５は切欠部である。ただし、ベローズホルダ２１の摺動作用を妨げない限りにおいては、切欠部とは異なる他の指標５５を使用してもよい。
図２に示されるように、ベローズホルダ２１の位置を検出する位置センサ５１、５２がソケット１０のハウジングの互いに対向する位置に取付けられている。厳密に言えば、これら位置センサ５１、５２はハウジング構成部１５に設けられており、位置センサ５１、５２の先端はベローズホルダ２１の摺動室２１’の内周面までか、またはこの内周面の直前まで延びている。従って、ベローズホルダ２１が摺動するときであっても、ベローズホルダ２１の周面が位置センサ５１、５２の先端に接触することはない。
本実施形態においては、位置センサ５１、５２はベローズホルダ２１に設けられた指標５５を検出する光センサである。前述したようにベローズホルダ２１とピストン２６とは一体化されているので、指標５５を通じてベローズホルダ２１の位置を検出することにより、ピストン２６の位置を検出することが可能である。
図示しない従来技術においては、ピストン２６が摺動する摺動室２７内にピストン２６用の位置センサを配置していた。ところが、摺動室２７内に位置センサを配置する場合には、給排気口２８、２９によって摺動室２７が加圧されると、位置センサが抜落ちる危険性がある。また、位置センサが抜落ちない場合であっても、これら位置センサの取付口から摺動室２７の空気が漏洩して、摺動室２７の圧力を精密に調整するのが困難になる可能性もある。また、摺動室２７内の加圧の影響などを直接的に受けることにより、位置センサの感度低下も懸念される。
これに対し、本発明においては、位置センサ５１、５２の先端は摺動室２７内の圧力の影響を受けない場所、つまりベローズホルダ２１用の摺動室２１’に配置されている。さらに、ベローズホルダ２１用の摺動室２１’にはドレン４２が形成されているので、ベローズホルダ２１用の摺動室の圧力はピストン摺動時に変化することはない。このため、本発明においては、ピストン２６の摺動時であっても、位置センサ５１、５２には摺動室２７の圧力が掛からない。従って、位置センサの抜落ちおよび位置センサの感度低下は発生しない。さらに、本発明においては、ピストン２６の摺動によって、位置センサ５１、５２の取付場所から空気が漏洩することもなく、摺動室２７の圧力を精密に制御することが可能である。なお、図２に示されるように、位置センサ５１、５２は内部通路２０から見て支持プレート３５とは反対側に設けられている。後述するソケット１０の使用時には、これら位置センサ５１、５２はソケット１０の上方側に位置するようになる。このため、ベローズホルダ２１の外周部に設けられた指標５５もソケット１０の上方側に設けられる。このような場合には、下方に向かって流動しうる摺動室２１’内のグリスが指標５５（切欠部）に流入する可能性および流入したグリスによって位置センサ５１、５２が誤動作する可能性も少なくなる。
さらに、図１および図２から分かるように、リアカバー１６の基端には支持プレート３５が二つのボルト３７によって固定されている。支持プレート３５には長円形の二つの開口部３６が形成されている。後述するように、他のボルト３９ｂを開口部３６に通して、支持プレート３５に支持シャフト３９ｃを固定できるようになっている。このため、支持プレート３５は比較的剛性の高い材料から形成されるのが好ましい。
ところで、本発明に基づくソケット１０のハウジングを構成する部品のうちの少なくとも一部は、インロー形式により組み立てられている。図３ａはハウジングの基端を拡大して示す部分拡大図である。図３ａに示されるリアカバー１６の周囲部には環状突起１６ａが予め形成されている。一方、リアカバー１６に当接するハウジング構成部１５には、環状突起１６ａに係合する環状溝１５ａが形成されている。
そして、これら環状突起１５ａ、１６ａが互いに係合するようにハウジング構成部１５とリアカバー１６とを組付ける。これにより、ハウジングの心出しを容易に行うことが可能となる。他の部品、例えばハウジング構成部１３、１４にも同様な環状突起または環状溝が形成されている。これら部品の心出しを容易に行えるので、次いで、これら部品１２〜１６をボルト３１、３２で螺合することにより、シール性を高めることができるのと同時にハウジング製造時間の短縮を図ることができる。
さらに、ソケット１０内の摺動部、例えばシャワーリング２５とピストン２６の間も同様なインロー形式により組み付けられるものとする。当然のことながら、ソケット１０の固定された全ての部品がインロー形式で組み付けるようにしてもよい。
なお、詳細には説明しないものの、ソケット１０のハウジングと摺動部、つまりピストン２６およびシャワーリング２５等との間および差込口１９の内側には、気密および水密保持のためにシール部、例えばＯリングを適宜設置しているのは明らかであろう。
さらに、図１に示されるように、ソケット１０の基端には、フランジ３を備えた管路２が接続される。ソケット１０と管路２との接続は、ボルト８３とナット８９により行われる。本発明においてボルト８３の頭部はカシメられている。すなわち、図３ｂに詳細図として示されるように、ボルト８３は組付前にリアカバー１６の孔１６ｂに挿入された後、その頭部８３ａが孔１６ｂ内において押潰されている。
このような構成を採用しない場合には、ボルトのヘッドがフランジ３とリアカバー１６との間に位置することになるので、フランジ３とリアカバー１６とはボルトのヘッドの分だけ離間する。これに対し、本発明においては、ボルト８３の頭部８３ａがリアカバー１６内に位置すると共に、頭部８３ａをカシメるようにしている。その結果、本発明においては、フランジ３とリアカバー１６との間の距離を可能な限り近接させることができ、管路２を組み付けたソケット１０全体を小型化することが可能となる。このような構成によって、ソケット１０の遠位端に掛かるモーメントをより小さくできるのは明らかであろう。
図４は、本発明に基づく流体移送用カップリング装置のプラグの長手方向断面図である。本発明におけるプラグ７０は、内部通路７８が形成されている樹脂製のインナースペーサ７４と、インナースペーサ７４の外周部を被覆する金属製のプラグカラー７３とを含んでいる。図４から分かるように、インナースペーサ７４はその基端７４ｂから所定の距離だけ離れた場所にフランジ７４ａを備えている。また、プラグカラー７３もその基端に基端フランジ７３ａを備えている。さらに、プラグ７０は金属製のプラグフランジ７５を含んでいる。プラグフランジ７５の中心に位置する開口部には、インナースペーサ７４のフランジ７４ａと基端７４ｂとの形状に対応した段部７５ａが形成されている。
従って、インナースペーサ７４がプラグカラー７３に挿入されると、インナースペーサ７４のフランジ７４ａがプラグカラー７３の基端フランジ７３ａに当接して停止する。このとき、インナースペーサ７４の先端はプラグカラー７３の先端を越えて部分的に突出する。次いで、プラグフランジ７５を基端側からプラグカラー７３に向かって嵌込み、ボルト７６によってプラグカラー７３とプラグフランジ７５とを結合する。これにより、インナースペーサ７４のフランジ７４ａはプラグカラー７３の基端フランジ７３ａとプラグフランジ７５の段部７５ａとの間に挟込まれて固定される。次いで、インナースペーサ７４の先端には、プラグ先端部７１が挿入され、ダブルナット７２ａ、７２ｂによって固定される。
図示しない従来技術においては、プラグフランジは、半月型の二つの部材を組み付けることにより形成していたが、本発明においては、前述した構成であるために、プラグフランジ７５を単一部材として形成できる。つまり、本発明においては、プラグフランジ７５を二分割構成とする必要がなく、その結果、プラグ７０の製造費用も削減できる。さらに、本発明においては、前述した構成であるために、プラグフランジ７５が破損したときなどにプラグフランジ７５を容易に取替えられ、また規格（外径）の異なる他のプラグフランジ７５’、例えばＪＩＳ・ＡＮＳＩ・ＤＩＮに取替えることも容易である。
また、本発明においては、金属製のプラグカラー７３およびプラグフランジ７５によって、特にプラグカラー７３によって、プラグ７０の外周部が補強される。これにより、本発明のプラグ７０は従来技術における全樹脂製のプラグ（図示しない）と比較してその剛性が高くなっている。このため、後述するようにプラグ７０をソケット１０に差込んだ後で流体を大流量で移送する場合であっても、プラグ７０はソケット１０内に堅固に支持され、また、プラグ７０が破損するのも防止できる。
また、図４に示されるように、プラグ先端部７１の先端は、内側に突出する第二弁座７７として形成されている。第二弁体５９は、第二弁体５９とインナースペーサ７４の先端との間に配置されたスプリング５８によって第二弁座７７に向かって付勢されており、通常は第二弁座７７の開口部を閉鎖している。また、図示されるように、第二弁体５９には連通孔６０が形成されている。そして、第二弁体５９がスプリング５８の付勢作用に抗して押されると、連通孔６０および第二弁座７７の開口部が開放するようになっている。
なお、プラグ７０の基端には、フランジ４を備えた管路１が接続される。プラグ７０と管路１との接続は、ボルト８４とナット８８により行われる。ボルト８４の頭部はプラグフランジ７５の孔７５ｂ内に配置されていて、図３ｂを参照して説明したのと同様にカシメられている。その結果、本発明においては、ボルト８４の頭部がプラグフランジ７５の表面からプラグ７０の先端側に突出するのを避けられ、操作者によるプラグ７０の把持を容易にしている。
図５はプラグの一部を拡大して示す部分拡大図である。図５に示されるように、インナースペーサ７４の外周面には環状凹部８５が形成されており、シール部８６、例えばＯリングが環状凹部８５内に配置されている。図示されるように、シール部８６は流体がプラグ先端部７１とインナースペーサ７４の間から漏洩するのを防止する。
さらに、プラグ先端部７１の基端７１ａには軸線方向に突出する環状突起８１が周方向に形成されている。そして、環状突起８１に対応するインナースペーサ７４の部分には、環状突起８１を受容する環状凹部８２を形成してもよい。このような場合には、図示されるように、これら環状突起８１および環状凹部８２は、シール部８６よりも半径方向外側に形成されている。従って、流体がシール部８６を越えて漏洩した場合であっても、環状突起８１および環状凹部８２によって流体が外部に漏洩するのが防止される。
以下、本発明に基づく流体移送用カップリング装置の動作について説明する。図６および図７は流体移送用カップリング装置の長手方向断面図であり、それぞれ、プラグとソケットが連結した状態および流体が流通可能な状態を示している。
はじめに、ソケット１０のサイドフランジ１７をマウントパネル１８に取付け、ボルト／ナット１８ａにより固定する。次いで、リアカバー１６に設けられた支持プレート３５をボルト／ナット３９ｂによって支持シャフト３９ｃの一端に固定する。支持シャフト３９ｃは略Ｌ字形状の部材であり、支持シャフト３９ｃの他端をボルト／ナット３９ａによってマウントパネル１８に固定する。なお、支持シャフト３９ｃの他端を図示しない他の外部部材に固定する構成にしてもよく、支持シャフト３９ｃが他の形状であってもよい。
次いで、管路１が接続されたプラグ７０をソケット１０の差込口１９に差込む。これにより、図示されるように、プラグ７０のダブルナット７２ａの先端がハウジング構成部１３の端面に当接し、プラグ７０のプラグ先端部７１がハウジング構成部１３およびシャワーリング２５内に突出するようになる。
図示されるように、プラグ７０がソケット１０に差込まれると、ソケット１０のフロントカバー１１とプラグ７０のプラグフランジ７５との間には所定の隙間が形成される。この隙間は人間の指を挿入するのに十分に大きい。従って、本発明においては、操作者によるプラグの把持が容易となるので、プラグ７０の差込作用および解除作用を容易に行うことができる。
次いで、給排気口２８から空気が摺動室２７内に供給されると、ピストン２６ならびにこれと一体になったベローズホルダ２１およびシャワーリング２５が先端側に向かって摺動する。そして、プラグ先端部７１の外周面がシール部４７に当接した後、第一弁体３９および第二弁体５９が互いにスプリング３８、５８に抗して押圧し合う。これにより、第一弁座４１と第二弁座７７とが互いに当接して連通孔４０および連通孔６０の両方が開放するようになる。その結果、管路１を通って供給される流体が、基端アダプタ２２の内部通路２０を通って、管路２まで移送されるようになる。
前述したように、本発明においては、サイドフランジ１７をマウントパネル１８に固定すると共に、支持プレート３５および支持シャフト３９ｃを用いてソケット１０を支持している。従って、このような流体移送時において、特に流体の流量が比較的大きい場合であっても、ソケット１０はマウントパネル１８に安定して支持される。このため、サイドフランジ１７とマウントパネル１８との間に掛かる負荷によって、これらが長期にわたってシール性を保持できる。
流体を所望の量だけ移送すると、空気が給排気口２９から摺動室２７に供給されることにより、ピストン２６、ベローズホルダ２１およびシャワーリング２５がソケット１０の基端に向かって摺動して初期位置に戻る。その結果、第一弁体３９および第二弁体５９が互いに離間し、スプリング３８、５８の付勢作用によって、第一弁座４１および第二弁座７７に着座するようになる。これにより、連通孔４０および連通孔６０は閉鎖され、流体の移送が終了する。
ところで、ピストン２６等が初期位置に位置するときには、シャワーリング２５の洗浄室２５ａを洗浄することも可能である。シャワーノズル４３から洗浄水がジェット噴射されると、噴射口４６がシャワーリング２５の内側面の接線方向に向いているので、洗浄水はその内側面に沿ってラセン状に回転しながら先端部へと向かい、テーパ面に至ってプラグ７０の外周面に沿って進む。それによりプラグ７０の外周面は、強い水勢の洗浄水によって余す所なく確実に洗浄される。その後洗浄水はテーパ面に沿って先端側に導かれ、排出孔５０から排出される。
なお、図１から分かるように、ピストン２６が後退位置にあるときにおいても、洗浄室２５ａは摺動室２７の長手方向位置からいくぶん離れた場所に位置している。そして、ピストン２６が最遠方まで摺動するとき（図７を参照されたい）には、洗浄室２５ａは摺動室２７からさらに離間する。このため、本発明においては、摺動室２７内で使用される潤滑剤、例えばグリスが洗浄室２５ａまで流入することはない。
なお、前述した実施形態においては、支持プレート３５と支持シャフト３９ｃとが別部材であるものとして記載したが、支持プレート３５と支持シャフト３９ｃとが一体部材である場合も本発明の範囲に含まれるものとする。
図８は本発明のカップリング装置が配置されるフロー図である。図８においては、ソケット１０から延びる管路２がサプライバルブ２ａを介して薬液の源に接続されている。一方、プラグ７０から延びる管路１は弁を介して輸送タンク９９に接続されている。従って、プラグ７０がソケット１０に接続されたカップリング装置の使用時には、薬液はソケット１０およびプラグ７０を通って輸送タンク９９まで供給される。なお、図示されるように、給排気口２８、２９は、スピードコントローラ、シリンダ操作用バルブおよび圧力レギュレータを介してエアーの源に接続されている。
ところで、シャワーノズル４３には、圧力センサ９０ａを備えた配管９０が接続されている。図示されるように、配管９０は窒素用分岐管９１および純水用分岐管９２に分岐しており、分岐管９１、９２には逆止弁９５およびストップバルブ９３ならびに逆止弁９６およびストップバルブ９４がそれぞれ設けられている。また、排出孔５０から延びる配管９０’にはドレンバルブ９７とドレントラップ９８とが設けられており、配管９０’は洗浄水のドレンに接続されている。
ソケット１０のシャワーリング２５を洗浄する場合には、ストップバルブ９４を開放し、純水を分岐管９２および配管９０に通してシャワーノズル４３からシャワーリング２５の洗浄室２５ａまで供給する。本発明においては、分岐管９１、９２の両方に逆止弁９５、９６がそれぞれ設けられているので、洗浄時に分岐管９２を流れる純水が逆止弁９５を越えて分岐管９１の上流まで流入することはない。
純水が洗浄室２５ａおよびプラグ７０の外周面などを洗浄した後は、純水は排出孔５０から配管９０’を通ってドレントラップ９８まで供給される。特定の薬液を送給するためにソケット１０を使用した後は、この薬液が洗浄室２５ａの内壁やプラグ７０の外周面などに残渣として固着する場合がある。本発明においては、このような残渣は純水により押し流され、残渣を含んだ廃液はドレントラップ９８によりトラップされる。
洗浄作用が終了すると、分岐管９２のストップバルブ９４が閉鎖され、次いで、分岐管９１のストップバルブ９３が開放する。その後、窒素ガスが分岐管９１および配管９０を通じてシャワーノズル４３から洗浄室２５ａに供給される。このときにも、分岐管９２の逆止弁９６によって、窒素ガスが逆止弁９６を越えて分岐管９２の上流まで流入することはない。洗浄室２５ａ内に残りうる洗浄用の純水は窒素ガスの供給により排出孔５０を通じて押し流されてドレントラップ９８でトラップされるか、または洗浄室２５ａ内で蒸発する。その後、ストップバルブ９３を閉鎖すれば、再びソケット１０は使用可能な状態になる。なお、輸送タンク９９からの薬液をソケット１０およびソケット１０側の部材に同様に供給できるのは明らかであろう。
図９ａは本発明の他の実施形態に基づくプラグの長手方向断面図であり、図９ｂは図９ａに示されるプラグの端面図である。これら図面に示されるプラグ７０ａのインナースペーサ７４はプラグ７０ａの先端側の第一インナースペーサ部分７４１と、プラグ７０ａの基端側の第二インナースペーサ部分７４２とから構成されている。図示されるように、第二インナースペーサ部分７４２は第一インナースペーサ部分７４１とプラグフランジ７５との間に配置されている。第一インナースペーサ部分７４１および第二インナースペーサ部分７４２は長手方向に互いに当接して配置されていて、内部通路７８を一緒に形成している。
図９ａに示されるように、第一インナースペーサ部分７４１の基端と第二インナースペーサ部分７４２の先端との間にはシール部１０１、例えばＯリングが配置されている。厳密にはシール部１０１は第二インナースペーサ部分７４２の先端面に形成された環状凹部内に配置されている。また、インナースペーサ部分７４１の先端面に係合するプラグ先端部７１の端面にシール部１０２、例えばＯリングが配置されている。
図９ａおよび図９ｂに示される他の実施形態においては、プラグ先端部７１の内周面のネジ山に螺合する保持部１０３がプラグ先端部７１内部の段差に配置されている。図示されるように、この保持部１０３はスプリング５８の一端を保持する役目を果たす。従って、図９ａにおいては、スプリング５８は第二弁体５９と保持部１０３との間で保持される。言い換えれば、図９ａおよび図９ｂに示される他の実施形態においては、インナースペーサ７４の先端はスプリング５８を保持しない（図４を参照されたい）。
他の実施形態におけるプラグ７０ａの組立時には、保持部１０３によって第二弁体５９およびスプリング５８をプラグ先端部７１内に保持する。次いで、第一インナースペーサ部分７４１をプラグカラー７３の先端側から挿入する。次いで、第一インナースペーサ部分７４１の先端にプラグ先端部７１に組み付けて、ダブルナット７２ａ、７２ｂによって固定する。その後、第二インナースペーサ部分７４２を基端フランジ７３ａ側からプラグカラー７３に挿入して、プラグフランジ７５を第二インナースペーサ部分７４２に組み付ける。最終的に、プラグカラー７３とプラグフランジ７５とをボルト７６によって結合する。
組立状態のプラグ７０ａにおいてはダブルナット７２ａおよびボルト７６によって締め付けられているので、第一および第二のインナースペーサ部分７４１、７４２は互いに長手方向に押圧される。従って、第一インナースペーサ部分７４１と第二インナースペーサ部分７４２との間におけるシール部１０１のシール性能を高めることが可能になる。
同様の理由から、プラグ先端部７１と第一インナースペーサ部分７４１との間のシール部１０２のシール性能は、図４に示されるプラグ先端部７１とインナースペーサ７４との間のシール部のシール性能よりも高くなるのが分かるであろう。
さらに、図９ａに示される実施形態においては、プラグ７０ａからボルト７６を取外すと、プラグフランジ７５および第二インナースペーサ部分７４２のみをプラグ７０ａから分離させられる。このような状態であっても、プラグ７０ａにおける他の部材は互いに組付けられたままであって分離することはない。反対に、図４に示される実施形態においては、ボルト７６を取り外してインナースペーサ７４をプラグ７０から分離させると、スプリング５８および第二弁体５９もプラグ７０から分離することになる。
図１０ａは図９ａの場合とは異なるフランジに取付けられるプラグの長手方向断面図であり、図１０ｂは図１０ａに示されるプラグの端面図である。図１０ａに示されるプラグ７０ａは、プラグフランジ７５およびフランジ４の寸法を除いて図９の場合と同一である。すなわち、図１０ａおよび図１０ｂに示されるプラグフランジ７５ａおよびフランジ４’は、図９ａおよび図９ｂに示されるプラグフランジ７５およびフランジ４よりも大径である。
図９ａに示されるプラグフランジ７５および第二インナースペーサ部分７４２をプラグ７０ａから取外し、次いで、図１０ａに示されるような大径のプラグフランジ７５ａを第二インナースペーサ部分７４２と一緒にプラグ７０ａに組付けることができる。つまり、本実施形態においては、プラグ７０ａ全体を分解することなしに、寸法の異なるプラグフランジ７５ａをプラグ７０ａに取付けることが可能になる。このような構成は、寸法の異なるフランジ４’が取付けられた他の管路１にプラグ７０ａを適用する場合に有利であるのが分かるであろう。
なお、図９ａから分かるようにプラグフランジ７５および第二インナースペーサ部分７４２を取外した場合であっても、スプリング５８がプラグ７０ａから分離することはない。従って、図９ａに示される他の実施形態においてスプリング５８を第一インナースペーサ部分７４１の先端によって保持するようにしてもよく、そのような場合であっても本発明の範囲に含まれる。

Claims (5)

1. ソケットとプラグとを互いに連結することにより、前記ソケットおよび前記プラグのそれぞれの流路を互いに連通させる流体移送用カップリング装置のプラグにおいて、
   前記プラグは、流体が通過する内部通路が形成されているインナースペーサと、
   該インナースペーサの外周面を被覆するプラグカラーと、
   前記プラグの基端に設けられていて前記プラグを管路に連結するフランジとを少なくとも具備し、
   前記プラグカラーと前記フランジとが金属により形成されており、
   前記インナースペーサの基端には周方向に延びる環状突出部が設けられており、該環状突出部は前記プラグカラーの基端と、前記フランジの環状段差部とにより挟込まれている流体移送用カップリング装置のプラグ。
2. さらに、前記インナースペーサの前記内部通路に連通する内部通路を備えたプラグ先端部を具備し、該プラグ先端部と前記インナースペーサとの間にはシール部が形成されている請求項１に記載の流体移送用カップリング装置のプラグ。
3. 前記プラグを前記ソケットに連結したときに、操作者の指を挿入するのに適した間隔が前記プラグの前記フランジと前記ソケットとの間に形成されている請求項１または２に記載の流体移送用カップリング装置のプラグ。
4. 前記インナースペーサは、前記プラグの先端側に位置する第一部分と、該第一部分と前記フランジとの間に配置される第二部分とを含んでおり、
   組立状態にある前記プラグから、前記第二部分および前記フランジのみを分離できるようにした請求項１から３のいずれか一項に記載の流体移送用カップリング装置のプラグ。
5. 前記第一部分と前記第二部分との間にはシール部が形成されている請求項４に記載の流体移送用カップリング装置のプラグ。

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