JP6875098B2 - プラグ密閉用治具 - Google Patents

Description

本発明は、例えば容量２００リットルの樹脂製ドラム容器口部に、内栓であるプラグを密閉する際に使用するプラグ密閉用治具に関する。

ブロー成型により製造される樹脂製ドラム容器が市販されている。図６及び図８に示すように、当該樹脂製ドラム容器１の天部１ａには、内容物出入用の開口部分である口部２が、天部１ａから突出してかつその内周面に雌ねじ２ａを有した形態にて、天部１ａと一体成型されている。このような口部２には、別途成型され図７に示すような、内栓（以下、「プラグ」と記す）５が取り付けられる（図８）。即ち、プラグ５は、雄ねじ５ａを有し、シール部材（例えばＯ−リング）６を介して雄ねじ５ａを口部２の雌ねじ２ａに螺合及び締結することで、口部２の密閉を行う。ここで、螺合及び締結は、プラグ５の凹部８に対して、上方から係合部材を嵌合し、この係合部材をレンチで回転させることで行うことができる。

特開平１１−３４２９６２号公報

口部２の雌ねじ２ａとプラグ５の雄ねじ５ａとの間には、螺合用の公差が設けられている。また、小物のプラグ５に対して、樹脂製ドラム容器１は大形であり樹脂成型という製造上、口部２が若干、変形する可能性もある。
また、容量２００リットルの樹脂製ドラム容器１において、プラグ５による口部２の密閉は、トルク管理を行い、例えば３５〜４０Ｎ程度の高トルクにて行われる場合がある。ここで３５〜４０Ｎ程度の高トルクとは、男性の作業者が自身の体重を掛けるようにしてレンチを回すことで達成できる程度のトルクに相当する。

特に、上述の高トルクにてプラグ５で口部２の密閉を行った場合、上述の公差等に起因して、口部２の中心とプラグ５の中心とが偏心する場合がある。つまり図９に示すように、プラグ５の外側円５ｂと口部２の内側円２ｃとの間には、直径方向において狭部分１０及び広部分１１が生じる。このような偏心が発生した場合、プラグ５に取り付けられているシール部材６の例えばＯ−リングは、その周囲において均一に変形せず、変形に偏りが発生した状態になる。その結果、口部２の密閉が不完全になる状態も懸念される。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、ドラム容器口部の密閉を確実に行うことができるプラグ密閉用治具を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下のように構成する。
即ち、本発明の第１態様におけるプラグ密閉用治具は、樹脂製ドラム容器における凸状の口部の内側に螺合する内栓であるプラグに係合した係合部材を回転用器具で回転させる状態において、上記プラグと上記口部との密閉を確保するプラグ密閉用治具であって、
凹形状であり上記係合部材と一体的構造をなし上記回転用器具にて上記係合部材と共に回転するプラグ位置決め部材であって、上記口部の外周面に嵌合する内周面で上記係合部材の回転中心と同心状に位置する内周面を有する、プラグ位置決め部材を備えたことを特徴とする。

上述のプラグ密閉用治具によれば、係合部材と一体的構造をなし、さらに係合部材の回転中心と同心状に位置する内周面を有するプラグ位置決め部材を備えた。よって、係合部材をプラグに係合し回転用器具にて係合部材と共にプラグを回転させて口部に螺合する状態において、プラグ位置決め部材の内周面は、口部の外周面と嵌合してその移動が制限される。その結果、プラグ位置決め部材と一体的構造をなしている係合部材を介してプラグは、その直径方向における移動が制限される。したがって、口部中心とプラグ中心とを一致もしくは略一致させることができ、高トルクでプラグの締結を行った場合でも、シール部材の例えばＯ−リングが偏って変形することは、防止あるいは抑制することができる。その結果、ドラム容器口部の密閉を確実に行うことが可能となる。

本発明の実施形態におけるプラグ密閉用治具を示す斜視図である。 図１Ａに示すプラグ密閉用治具における係合部材を表示した、プラグ密閉用治具の斜視図である。 図１Ａに示すプラグ密閉用治具の断面図である。 図１Ａに示すプラグ密閉用治具の使用状態を示す斜視図である。 図１Ａに示すプラグ密閉用治具と、樹脂製ドラム容器の口部に螺合したプラグとの係合状態を示す断面図である。 図１Ａに示すプラグ密閉用治具を使用して口部をプラグで密閉した状態を示す斜視図である。 一般的な樹脂製ドラム容器の斜視図である。 プラグを示す斜視図である。 図６に示す樹脂製ドラム容器の口部にプラグが螺合した状態を示す断面図である。 図６に示す樹脂製ドラム容器の口部に高トルクでプラグを締結したときの口部とプラグとの偏心を示す平面図である。

本発明の実施形態であるプラグ密閉用治具について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、本実施形態におけるプラグ密閉用治具は、例えば、図６に示すような、高密度ポリエチレンを２層に配置した容量２００リットルの樹脂製ドラム容器１に適用されるが、これに限定されない。即ち、容器口部の密閉時において、容器口部に対してプラグ位置が偏心し容器密閉性に支障が生じる可能性のある容器について適用可能である。したがって容器本体及び口部の一方が樹脂製である容器に限定されず、つまり金属製容器あるいは金属製口部を有する容器に対しても本実施形態におけるプラグ密閉用治具は適用可能である。

図１Ａ、図１Ｂ及び図２に示すように、本実施形態におけるプラグ密閉用治具１００は、基本的構成要素としてプラグ位置決め部材１１０を備え、係合部材２０に対してプラグ位置決め部材１１０をねじ１１９で取り付けた形態である。よって係合部材２０とプラグ位置決め部材１１０とは一体的構造をなしている。さらに以下に詳しく説明する。

既に、図７を参照して説明したが、プラグ５について再度簡単に説明し、このプラグ５に係合可能な係合部材２０について説明を行う。
プラグ５は、例えば高密度ポリエチレンの樹脂製で従来から用いられているプラグであり、係合部材２０と係合可能な、例えば十字形状の凹部８を有する。係合部材２０と凹部８とを係合させた状態にて、またプラグ５にはシール部材６として例えばＯ−リング（低密度ポリエチレン製）を取り付けた状態にて、係合部材２０をレンチ等で回転させることで、プラグ５は、口部２に螺合される。

一方、係合部材２０は、本実施形態では金属製であり、プラグ５の凹部８に係合する係合部２１と、係合部２１に対して同一の中心軸１３１で同心状に突設した連結部２２とを有する。係合部２１及び連結部２２は、一体として形成されている。また、連結部２２には、図３に示すように回転用器具１５０、例えばトルクレンチ、が着脱可能であり、回転用器具１５０が連結された状態において、連結部２２つまり係合部材２０は、回転用器具１５０にて回転される。

本実施形態では、係合部材２０の係合部２１は、プラグ５における十字形状の凹部８に対応して十字形状であるが、該形状に限定されない。即ち、例えば一字形状、三角形状、四角形状、多角形形状等、プラグ５の凹部８に係合可能で、かつ係合部材２０を回転させることができる形状であればよい。

次に、プラグ位置決め部材１１０について説明する。
プラグ位置決め部材１１０は、本実施形態では例えばポリアミド系合成樹脂製で、本実施形態では円板状の部材であり、その中央部分に、樹脂製ドラム容器１の口部２に被さり嵌合する部分である凹部１１１を有する凹形状の部材である。凹部１１１は、内周面１１２を有し、さらに凹部１１１の中心部には、内周面１１２と同心状に、当該プラグ位置決め部材１１０を厚み方向に貫通する開口１１３を有する。ここで内周面１１２は、真円にて成型可能である。尚、プラグ位置決め部材１１０の外形状は、本実施形態における円形に限定されない。

このような凹部１１１を有するプラグ位置決め部材１１０を備えたことで、プラグ密閉用治具１００は、後述するように、口部２の中心とプラグ５の中心とを一致もしくは略一致させることができ、プラグ５による口部２の密閉を確実に行うことが可能となる。

また、図４に示すように、凹部１１１の内周面１１２は、口部２の外周面２ｂに対して、周面隙間１１５を介して嵌合するような寸法を有する。ここで図４に示す周面隙間１１５は、半径の片側分ではなく、内周面１１２の内径寸法と外周面２ｂの外径寸法との差を表している。尚、図４は、周面隙間１１５を表示可能なように、外周面２ｂに対して内周面１１２を実際に比べて誇張して表示している。

この周面隙間１１５は、口部２の雌ねじ２ａと、プラグ５の雄ねじ５ａとの間のねじ隙間３０（図４）よりも小さい。ここでねじ隙間３０は、半径の片側分ではなく、雌ねじ２ａの谷径寸法と、雄ねじ５ａの山径寸法との差に相当する。
このように周面隙間１１５をねじ隙間３０よりも小さくなるように内周面１１２を設定することで、より厳密に、口部２の中心とプラグ５の中心とを一致もしくは略一致させることができる。

ここで、上述のねじ隙間３０、及び内周面１１２の内径寸法について説明を行う。
上述のように、プラグ５は樹脂製ドラム容器１とは別個に成型される小物であることから、プラグ５の雄ねじ５ａは、真円にて成型可能である。これに対して樹脂製ドラム容器１における口部２はプラグ５に比して真円度が低い。よって、口部２の雌ねじ２ａと、プラグ５の雄ねじ５ａとの間には、ねじの公差及び成型誤差、特に口部２の成型誤差、に起因して、上述の、ねじ隙間３０が存在する。

このねじ隙間３０に起因して、プラグ５を高トルクで口部２に締結した際には、口部２において、プラグ５の直径方向への移動が生じ、プラグ５と口部２との偏心（中心ずれ）が発生する。その結果、シール部材６に偏った変形を生じさせ、口部２におけるプラグ５での密閉性の良否に影響を与える。尚、ねじ隙間３０が存在すること自体は大きな問題ではなく、プラグ５と口部２との間に偏心が発生することが密閉性低下の原因となる。
プラグ位置決め部材１１０は、このような偏心を抑制あるいは防止する部材であり、口部２に対するプラグ５のガイド部材あるいはセンタリング部材と言うこともできる。したがって、プラグ位置決め部材１１０は、ねじ隙間３０のうち、上記密閉性に影響を与えない最大ねじ隙間寸法未満の周面隙間１１５を口部２の外周面２ｂとの間で有するように、内径が設定された内周面１１２を有する。

あるいはまた、内周面１１２の内径寸法は、口部２の外周面２ｂの外径寸法に対して、マイナス側公差をゼロに、プラス側公差を口部外周面外径寸法の１〜１．５％の範囲に設定してもよい。言い換えると、内周面１１２の内径寸法は、最低限、口部２の外周面２ｂの外径寸法を有し、口部２の外周面２ｂの外径寸法の１〜１．５％の範囲の寸法を口部外周面寸法に加算して最大寸法を設定してもよい。

このように構成されたプラグ位置決め部材１１０に対して、本実施形態では、係合部材２０の連結部２２を開口１１３に挿通してプラグ位置決め部材１１０の上面１１４から突出させ、凹部１１１の天井面１１１ａに係合部材２０の係合部２１を当接した状態にて、天井面１１１ａに係合部材２０をねじ１１９で取り付ける（図１Ａ、図１Ｂ）。このとき、プラグ位置決め部材１１０と係合部材２０とは、図２に示すように、係合部材２０の中心軸１３１に対して同心状に、プラグ位置決め部材１１０の内周面１１２が位置するように、位置決めされる。
以上の構成により、プラグ位置決め部材１１０の内周面１１２と係合部材２０とは、同じ回転中心（中心軸１３１）上に位置しながら一体的構造をなす。

次に、上述したように構成されたプラグ密閉用治具１００の動作について以下に説明する。
口部２に対してシール部材６を介在させてプラグ５を螺合させた後、プラグ５の凹部８と係合部材２０の係合部２１とを係合させると共に、プラグ位置決め部材１１０を口部２に被せる。そして、図３に示すように、係合部材２０の連結部２２に回転用器具１５０としてのトルクレンチを接続する。

ここで、係合部材２０をプラグ５に係合させたとき、プラグ５の凹部８と係合部材２０の係合部２１との間に若干の遊びがあるものの、中心軸１３１は、プラグ５の回転中心軸に略一致する。
したがって、プラグ密閉用治具１００を樹脂製ドラム容器１の口部２にセットしたときには、プラグ位置決め部材１１０の内周面１１２と口部２の外周面２ｂとによって、口部２に螺合しているプラグ５の直径方向への移動は制限される。

その結果、回転用器具１５０を中心軸１３１の周りに規定トルクまで、例えば上述の３５〜４０Ｎのトルクまで回転させ、プラグ５を口部２に締結した場合でも、図５に示すように、プラグ５の外側円５ｂと口部２の内側円２ｃとは略同心円状に位置することができ、密閉性に影響を与える程度の、口部２に対するプラグ５の偏心は発生しない。
したがって、プラグ密閉用治具１００を用いることで、樹脂製ドラム容器１の口部２におけるプラグ５による密閉性を確実に確保することができる。

上述の実施形態におけるプラグ密閉用治具１００は、係合部材２０に対してプラグ位置決め部材１１０をねじ止めして一体的構造を形成したが、一体的構造の形成方法はこれに限定されない。例えば、金属製の係合部材２０と共にプラグ位置決め部材１１０の成型を行う、あるいは、係合部材２０も樹脂製としプラグ位置決め部材１１０と共に一体成型する、等の方法により、プラグ位置決め部材１１０と係合部材２０との一体的構造を形成することができる。

また、プラグ密閉用治具１００は、上述したように、基本的構成要素としてプラグ位置決め部材１１０を備えたが、他の実施形態におけるプラグ密閉用治具では、以下に記すように、基本的構成要素としてプラグ位置決め部材１１０及び係合部材２０の両方を備えてもよい。

樹脂製ドラム容器１における凸状の口部２の内側に螺合する内栓であるプラグ５と、口部２との密閉を確保するためのプラグ密閉用治具であって、凹形状を有し、口部２の外周面に嵌合する内周面１１２を有するプラグ位置決め部材１１０と、プラグ５に係合する係合部２１及び回転用器具が着脱可能な連結部２２を有し、プラグ位置決め部材１１０の回転中心と同心状に位置してプラグ位置決め部材１１０と一体的構造をなす係合部材２０と、を備え、プラグ５と係合部材２０とが係合した状態で、上記回転用器具にて係合部材２０及びプラグ位置決め部材１１０は共に回転する。

本発明は、ドラム容器口部の密閉を行う内栓であるプラグに使用する密閉用治具に適用することができる。

１…樹脂製ドラム容器、２…口部、５…プラグ、
２０…係合部材、２１…係合部、３０…ねじ隙間、
１００…プラグ密閉用治具、１１０…プラグ位置決め部材、１１１…凹部、
１１２…内周面、１１５…周面隙間、１３１…中心軸、１５０…回転用器具。

Claims (4)

1. 樹脂製ドラム容器（１）における凸状の口部（２）の内側に螺合する内栓であるプラグ（５）に作業者が係合した係合部材（２０）に対して、該係合部材に着脱可能な回転用器具（１５０）を作業者が連結して手動で回転させる状態において、上記樹脂製ドラム容器の製造誤差に起因して上記口部の中心と上記プラグの中心とが偏心している状態であっても上記プラグと上記口部との密閉を確保するプラグ密閉用治具（１００）であって、
   凹形状であり上記係合部材と一体的構造をなし上記回転用器具にて上記係合部材と共に回転するプラグ位置決め部材であって、上記口部の外周面に嵌合する内周面で上記係合部材の回転中心（１３１）と同心状に位置する内周面（１１２）を有し、上記係合部材と係合した上記プラグの回転において、当該プラグの、上記偏心に起因した直径方向への移動を制限して上記口部の中心と上記プラグの中心との偏心を制限する、プラグ位置決め部材（１１０）を備え、
   上記内周面は、上記口部の外周面との間に周面隙間（１１５）を有し、この周面隙間は、上記口部の雌ねじと上記プラグの雄ねじとの間のねじ隙間（３０）よりも小さく、これにより上記口部の中心と上記プラグの中心との偏心を制限する、
   ことを特徴とするプラグ密閉用治具。
2. 上記内周面は、上記口部の外周面寸法に対する公差を、−側をゼロ、＋側を口部外周面寸法の１から１．５％の範囲とした寸法である、請求項１に記載のプラグ密閉用治具。
3. 上記プラグ位置決め部材は、上記係合部材に取り付けられている、又は、上記係合部材と一体成型されている、請求項１又は２に記載のプラグ密閉用治具。
4. 上記係合部材は、金属製であり、上記プラグ位置決め部材に取り付けられている、請求項１又は２に記載のプラグ密閉用治具。

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