JP4481446B2

JP4481446B2 - 複数流路を有するコネクタ

Info

Publication number: JP4481446B2
Application number: JP2000210297A
Authority: JP
Inventors: 高志今井
Original assignee: Surpass Industry Co Ltd
Current assignee: Surpass Industry Co Ltd
Priority date: 2000-07-11
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2020-07-11
Also published as: US20020005641A1; JP2002031288A; US6505863B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば半導体高純度薬品，一般化学薬品等を貯留する容器の開口部に取り付けられて貯留液の取り出しに供されるコネクタに係わり、特に、複数の流路を有するコネクタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、半導体高純度薬品や一般化学薬品等の液体は、生産工場にて容器に充填され、この容器に形成された開口部に蓋（図示略）を嵌め込んだ状態で出荷される。
この容器に貯留された液体を取り出す場合には、図６に示すように、まず、容器１の開口部１ａ，１ｂに嵌め込まれていた蓋を取り外し、サイフォン管２が接続されたプラグ３ａと、サイフォン管２が接続されていないプラグ３ｂをそれぞれ取り付ける。
【０００３】
そして、液送ホース５が接続されたソケット４ａをプラグ３ａに、また、気送ホース７が接続されたソケット４ｂをプラグ３ｂに接続し、ポンプ（図示略）によって容器１内の液体をサイフォン管２からプラグ３ａへと吸い上げ、ソケット４ａに接続された液送ホース５へと送り出していた。
このとき、容器１内が負圧とならないように、他方のソケット４ｂに接続した気送ホース７からは窒素等の気体を取り入れていた。
【０００４】
一方、ソケット４ａ，４ｂをプラグ３ａ，３ｂへワンタッチで接続するための技術として、特開平７−２７７４００号公報に開示のコネクタが知られている。
このコネクタは、ソケット側の凹部を形成する壁部に周方向に間隔をおいて孔部を形成すると共に、これら孔部に凹部内への出入が可能とされた施錠ボールを配設し、凹部の外周側に配したスリーブを軸方向へスライドさせることによって、施錠ボールを孔部から凹部内へ突出させて、凹部に嵌合された液体通路を有するプラグの外周に形成された係合溝へ施錠ボールを係合させるロック機構を備えている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、容器１から液体を取り出す際には、液体をフィルタに通して混入物を除去する等のため、図７（ａ）に示すような循環を行う場合がある。
この場合、上述した単流路のコネクタ６ａ，６ｂでは、液体取り出し用のコネクタ６ａと、気体導入用のコネクタ６ｂとを循環用配管１０で接続すると共に、この循環用配管１０中に流路開閉用のバルブ９を取り付ける必要があったため、システムが複雑化するという問題があった。
【０００６】
さらに、気体導入用のコネクタ６ｂから液体を滴下させると、容器１内で液体が波立ってしまうため、この波立ちを防止すべく、循環時にはサイフォン管２を接続していた。
ところが、気体導入用のコネクタ６ｂ側にサイフォン管２を接続すれば、液体の波立ちは防止できるが、以下に述べる問題が別途生じる。
【０００７】
すなわち、循環が終わって液体を取り出す時は、バルブ９を遮断し、気体導入用のコネクタ６ｂから負圧防止用の窒素を導入するが、サイフォン管２が液体中にあるため、窒素が液体中に供給されて好ましくない反応を起こす場合がある。
これを回避するには、液面よりも上に窒素を導入することになるが、単流路のコネクタ６ｂであると、サイフォン管２を取り外さなければならない。
【０００８】
そこで、プラグ３ａ，３ｂとソケット４ａ，４ｂの双方に液体通路及び気体通路を形成すれば、図７（ｂ）に示すように、上記した問題は全て解決する。
さらに、これら複数流路を備えたプラグとソケットを上記ロック機構によって接続し得るコネクタを構成すれば、プラグとソケットの接続動作がワンタッチで行えるようにもなり、商品性が更に高まる。
【０００９】
しかしながら、プラグの内部に液体通路だけでなく気体通路をも形成してしまうと、その分だけプラグの外径が増大してロック機構の大型化を招き、しかも、プラグの内部構造が複雑化して加工が困難になるので、コストアップにつながるという新たな問題が発生する。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数流路を有することによる利便性に優れたコネクタを、製造容易かつ低コストにて提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の手段を採用した。
請求項１の発明は、容器に形成された開口部を閉塞するプラグと、ホースが連結されるソケットとを備え、これらプラグとソケットとを接続することにより、これらプラグ及びソケットに形成された主流路同士及び副流路同士を互いに連通させるコネクタであって、前記プラグは、前記ソケットが係合されて該ソケットとの接続状態を保持するプラグ部を備えており、このプラグ部の内部に前記主流路を有し、かつ、外部に前記副流路を有することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によれば、ソケットが係合されるプラグ部には、従来と同様に１つの流路（実施の形態では、液体通路２６）しか有しないことになり、複数流路（実施の形態では、液体通路２６及び気体通路４１）を有することによるプラグ部の大型化及び内部構造の複雑化を回避できる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１記載のコネクタにおいて、前記プラグの先端面側には凹部が形成されており、前記プラグ部は、この凹部の底部から上方へ突設されると共に、その突設位置が前記プラグの中心軸から偏心していることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によれば、ソケットをプラグ部に係合させるだけで、主流路のみならず、副流路同士も自動的に位置合わせされる。
なお、ソケットをプラグ部へ係合させる際、ソケットの揺動は、プラグの凹部を構成している壁部によって拘束される。
【００１５】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のコネクタにおいて、前記ソケットは、前記プラグ部が嵌合される嵌合筒と、該嵌合筒の壁部に周方向に間隔をおいて形成された孔部と、これら孔部に前記嵌合筒内へ出入自在に配設された施錠ボールと、前記嵌合筒に対して軸方向スライド自在に外挿され、スライド時に前記施錠ボールを前記孔部から前記嵌合筒内へ突出させるスリーブとを備えると共に、このソケット側の副流路は、前記スリーブの壁部及び前記嵌合筒の先端部が部分的に大径化されてなる各々の大径部を貫通するように形成されており、さらに、内部に貫通孔を有するパイプ状をなし、前記スリーブ及び前記嵌合筒の各大径部に貫通形成された副流路に挿入され、これら大径部に形成された副流路同士が連通した状態となるように前記スリーブと前記嵌合筒とを同軸に位置決めする位置決め部材（実施の形態では、位置決めパイプ６２）を備えることを特徴としている。
【００１８】
このような構成によれば、パイプ状の位置決め部材を嵌合筒及びスリーブの各大径部に形成された副流路に挿入すれば、副流路同士が連通しつつ、これらスリーブと嵌合筒も自動的に位置決めされる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のコネクタにおいて、前記プラグは、その副流路の開口部よりも上段に該開口部の内径よりも大径かつ前記パイプ状の位置決め部材が嵌合可能な嵌合凹部を備えることを特徴としている。
【００２０】
このような構成によれば、互いに連通した副流路間のシールを、位置決め部材の先端部外周と、嵌合凹部の内周とで行うことが可能になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の一実施の形態について説明する。
図１において、符号１１は本実施の形態によるコネクタであり、このコネクタ１１は、プラグ１２と、このプラグ１２に接続されるソケット１３とから構成されている。また、プラグ１２の後端部にはサイフォン管２が接続され、ソケット１３の後端部には液送ホース（図示略）及び気送ホース７が接続されている。
【００２２】
（プラグの構成）
次に、図２及び図３を用いて、プラグ１２の構成について説明する。
これらの図中、符号２１はプラグ本体であり、このプラグ本体２１には、その上面側に凹部２２が形成されている。
凹部２２には、その底面２２Ａから上方へ突出するプラグ部２３が、プラグ本体２１の雌ねじ部２１ａにねじ込まれて一体固定されている。このとき、プラグ部２３の中心軸Ｌ1は、プラグ本体２１の中心軸Ｌ2から偏心させられている。
【００２３】
次に、プラグ部２３の構成について詳細に説明する。
符号２５は、内部に液体通路（主流路）２６が形成された主筒体であり、その先端には、後述するソケット１３側に設けられたバルブ７３が出入りする開口部２５ａが形成されている。
主筒体２５の内部には、バルブ２７が摺動可能に設けられており、このバルブ２７の先端部（図面上側）にはその内部と外部とを連通させる連通孔３１が形成されている。
【００２４】
バルブ２７の後端部には、スプリング３２が嵌め込まれており、このスプリング３２によって、バルブ２７は常に主筒体２５の先端側（図面上側）へ付勢されている。
これにより、バルブ２７の先端部が主筒体２５の先端部に形成された開口部２５ａを閉塞し、液体通路２６が遮断される。
なお、符号３３は、主筒体２５の下端部に嵌め込まれたスプリング係止用のストッパである。
【００２５】
主筒体２５の外周面には、径方向内方に凹む環状の係止溝３５が形成されている。この係止溝３５には、プラグ部２３へソケット１３側の嵌合筒５８を係合させた際に、後述の施錠ボール６６が係合する。
主筒体２５の下端部内面には、容器の貯留液中に配されるサイフォン管２がねじ込まれて一体的に接続されている。
【００２６】
プラグ本体２１の上端部には、フランジ２１ｂが形成されており、このフランジ２１ｂには、容器の開口部に形成された雌ねじ部と螺合する雄ねじ部２１ｃが形成されている。
プラグ本体２１の上面側に形成された凹部２２の底面２２Ａには、そこから更に一段凹む円筒状の嵌合凹部３６が形成されており、この嵌合凹部３６には、ソケット１３に取り付けられた位置決めパイプ（位置決め部材）６２の先端拡径部６２ａが挿入される。
【００２７】
嵌合凹部３６の底面３６Ｂからは、プラグ本体２１の下面へ通じる気体通路４１が、プラグ部２３と同様に、プラグ本体２１の中心から偏心した位置に貫通形成されている。
気体通路４１の内部には、バルブ４２が摺動可能に設けられており、バルブ４２の先端部にはその内部と外部とを連通させる連通孔４３が形成されている。
【００２８】
バルブ４２の後端部には、スプリング４４が嵌め込まれており、このスプリング４４によって、バルブ４２は常に先端側へ付勢されている。これにより、バルブ４２の先端部が開口部４１ａを閉鎖し、気体通路４１を遮断する。
すなわち、嵌合凹部３６は、バルブ４２により開閉される気体通路４１の開口部４１ａの上段に、該開口部４１ａの内径よりも大径に形成されている。
符号４５は、気体通路４１の下端部に嵌め込まれたスプリング係止用のストッパである。
【００２９】
（ソケットの構成）
次に、図４及び図５を用いて、ソケット１３の構成について説明する。
これらの図中、符号５１はスリーブである。
このスリーブ５１の上端部には、径方向外方に突出する指掛け用のフランジ５１ａが形成されている。
【００３０】
また、スリーブ５１の下端部には、径方向内方に突出することにより、後述する嵌合筒５８の下端部に一体成形されたフランジ部５８ａと係合して当該スリーブ５１の抜け落ちを防止する段部５１ｂが形成されている。
さらに、スリーブ５１の壁部が部分的に大径化されてなる大径部５３には、気体通路５２が貫通形成されている。
【００３１】
符号５５は、内部に液体通路（主流路）５６が形成された主筒体である。
この主筒体５５の上端部には、径方向外方に突出する指掛け用のフランジ５７が一体的に固定されており、このフランジ５７には、気送ホース７が挿通される気送ホース挿通孔５７ａが形成されている。
また、主筒体５５の下端部には、雌ねじ部５５ａが形成されており、この雌ねじ部５５ａには、プラグ部１２が嵌合される嵌合筒５８がねじ込まれている。
【００３２】
これら嵌合筒５８と主筒体５５は、スリーブ５１の内周面と、主筒体５５の下端面と、嵌合筒５８の外周面とに囲まれた空間部に配装されたスプリング６１によって、後端側に常に付勢された状態でスリーブ５１内に保持されている。
符号５９は、径方向内側の先端部（図面下側）にテーパ面５９Ａを有するリングである。
【００３３】
嵌合筒５８の先端部に設けられたフランジ部５８ａも、スリーブ５１と同様に大径部８１を備えており、この大径部８１には雌ねじ部６１が形成されている。
この雌ねじ部６１と、スリーブ５１の大径部５３に貫通形成された気体通路５２とは、大径部５３，８１に挿入されて雌ねじ部６１にねじ込まれる位置決めパイプ６２によって、同軸に位置決めされる。
【００３４】
位置決めパイプ６２の内部には、その先端拡径部６２ａにおいて複数に分岐する気体通路６３が形成されており、この先端拡径部６２ａの外周には、シール部材６４が取り付けられている。
嵌合筒５８の下部には、テーパ孔６５が周方向に沿って複数設けられている。
【００３５】
テーパ孔６５は、嵌合筒５８の内周側から外周側に向かって漸次拡開しており、これらテーパ孔６５には、施錠ボール６６が可動状態に嵌め入れられている。
その際、施錠ボール６６は、嵌合筒５８の内周面よりも径方向内方に若干はみ出ることとなり、そのはみ出た部分がプラグ部２３に形成された係止溝３５に嵌合することによって、プラグ１２とソケット１３との接続状態が維持される。
【００３６】
符号７１は、摺動筒である。この摺動筒７１は、例えばフッ素樹脂から作製されており、その軸方向中間部には、他の部分と一体的に成形されるベローズ７１ａが形成されている。
摺動筒７１の後端部は、径方向内方に折り曲げ成形されており、主筒体５５の底部に形成された縦断面Ｌ字状の溝５５ｂに、脱落を防止された状態で固定されている。
【００３７】
符号７２は、スプリングである。
このスプリング７２は、摺動筒７１を先端側へ常に付勢し、図４において最も下方に位置させるように作用している。
その位置において、摺動筒７１の先端部に形成された開口部７１ｂは、主筒体５５に一体的に固定されたバルブ７３によって閉塞されている。
【００３８】
しかし、プラグ部２３の先端によって摺動筒７１の先端部が下から押し上げられると、ベローズ７１ａが軸方向に収縮して、摺動筒７１の先端部がバルブ７３に対して相対的に持ち上げられ、これにより開口部７１ｂは開口する。
【００３９】
次に、図１を用いて、プラグ１２にソケット１３を接続する接続作業について説明する。
この接続作業に先だって、容器の開口部にねじ込まれている蓋は取り外され、この開口部には、サイフォン管２を接続したプラグ１２がねじ込まれているものとする。また、ソケット１３には、液体通路５６に連通する液送ホース（図示略）と、気体通路５２，６３に連通する気送ホース７が予め接続されている。
【００４０】
まず、プラグ１２の上方にてソケット１３をプラグ部２３と略同軸に位置合わせしたうえで、ソケット１３をプラグ１２へ徐々に挿入していくと、主筒体２５の外周が施錠ボール６６を径方向外方へ押す。
このとき、施錠ボール６６がスプリング６１の付勢力に抗してリング５９を上方へ押し上げるため、リング５９と段部５１ｂとの間には隙間が形成される。
【００４１】
すると、この隙間に施錠ボール６６が入り込み、ソケット１３のプラグ１２への更なる挿入が可能になる。
更に挿入を続けると、施錠ボール６６が係止溝３５に係合し、スプリング６１がリング５９を押し下げる。
これにより、リング５９と段部５１ｂとが当接し、挿入が完了する。
【００４２】
この状態では、施錠ボール６６が係止溝３５に係合し、プラグ１２とソケット１３とがロックされるため、ソケット１３を引き上げてもプラグ１２から抜け出ることがない。
従って、これらプラグ１２とソケット１３との確実な接続状態が保持されていることになる。
【００４３】
ちなみに、ソケット１３を引き抜くには、スリーブ５１を上昇させる。
すると、段部５１ｂとフランジ部５８ａとの間に隙間が生じ、この隙間に施錠ボール６６が移動可能になる。
これにより、係止溝３５から施錠ボール６６が脱して、プラグ１２とソケット１３とのロックが解除されるので、ソケット１３を引き抜けるようになる。
【００４４】
ソケット１３のプラグ１２への挿入が完了した状態では、ソケット１３側のバルブ７３の先端部７３ａと、プラグ部２３側のバルブ２７の先端部とが当接して、バルブ２７がスプリング３２の付勢力に反して後端側に移動しているため、主筒体２５の開口部２５ａが開口する。
同時に、ソケット側１３の摺動筒７１の先端部と、プラグ１２側の主筒体２５の先端部とが当接する。
【００４５】
このとき、摺動筒７１の先端部がスプリング７２の付勢力に反してベローズ７１ａの収縮により後端部側に移動するので、摺動筒７１の開口部７１ｂが開口する。
これにより、ソケット側１３の液体通路５６と、プラグ１２側の液体通路２６とが互いに連通し、容器から液体を取り出すことが可能になる。
【００４６】
上述したように、プラグ部２３の突設位置は、プラグ本体２１の中心軸Ｌ2から偏心しているので、ソケット１３側の嵌合筒５８を、プラグ１２側のプラグ部２３に嵌合させると、ソケット側１３の先端拡径部６２ａと、プラグ１２側の嵌合凹部３６との軸合わせも同時に行われ、副流路たる気体通路５２，６３，４１同士の位置合わせが不要となる。
従って、プラグ部２３の中心軸Ｌ1をプラグ本体２１の中心軸Ｌ2と同軸にした場合に起こり得る、煩わしい芯合わせ作業から開放される。
【００４７】
このようにして、先端拡径部６２ａが嵌合凹部３６に嵌合されると、先端拡径部６２ａの端面６２Ｂと、プラグ本体２１側の気体通路４１に設けられたバルブ４２の先端部とが当接して、バルブ４２がスプリング４４の付勢力に反して後端側に移動するので、開口部４１ａが開口する。
これにより、ソケット側１３の気体通路５２，６３と、プラグ１２側の気体通路４１とが互いに連通し、容器へ窒素等の気体を取り入れることが可能になる。
【００４８】
ソケット側１３の気体通路５２，６３と、プラグ１２側の液体通路４１とが連通した際、これら通路間の気密性は、先端拡径部６２ａの外周に一体固定されたシール部材６４によって確保される。
すなわち、気体通路４１，５２，６３間のシールは、先端拡径部６２ａの外周面６２Ａと、嵌合凹部３６の内周壁３６Ａとの間でシール部材６４を介して行われる。
【００４９】
ちなみに、先端拡径部６２ａの端面６２Ｂと、嵌合凹部３６の底面３６Ｂとの間にシール部材６４を介在させるシール構造であると、先端拡径部６２ａの端面６２Ｂの位置が、嵌合筒５８の端面５８Ａと、プラグ部２３のフランジ２３ａとが当接する位置に規制されてしまうため、これら各部の寸法が高精度に加工されていないと、寸法誤差の影響を受けてシール部材６４が底面３６Ｂから離間してしまい、シール性が低下しまうおそれがある。
【００５０】
これに対し、本実施の形態のように、先端拡径部６２ａの外周面６２Ａと、嵌合凹部３６の内周壁３６Ａとの間にシール部材６４を介在させるシール構造であれば、前記各部の寸法に多少の誤差が生じていても、シール部材６４が外周面６２Ａと内周壁３６Ａとの間をシールしたままの状態で上下に位置がずれるだけであるから、寸法誤差の影響を受け難い信頼性の高いシールが実現される。
【００５１】
以上説明した接続作業により、プラグ１２とソケット１３との間で、液体通路２６，５６同士及び気体通路４１，５２，６３同士が互いに連通すると、図示せぬポンプを駆動させることによって、容器内の貯留液は、ソケット１３に接続された液送ホースを介して容器の外へ取り出すことができる。
このとき、ソケット１３に接続された気送ホース７を介して容器内には窒素が取り入れられるので、容器内の負圧も解消される。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）請求項１の発明によれば、ソケットが係合されるプラグ部には、従来と同様に１つの流路しか有しないことになるので、プラグ部の大型化及び内部構造の複雑化を回避することができる。
従って、複数流路を有することによって利便性に優れることとなったコネクタを、製造容易かつ低コストにて提供することができる。
【００５３】
（２）請求項２の発明によれば、ソケットをプラグ部に係合させるだけで、主流路のみならず、副流路同士も自動的に位置合わせされるので、上記効果に加えて、ソケットをプラグへ接続する際の作業性を高めることができる。
【００５５】
（３）請求項３の発明によれば、パイプ状の位置決め部材を嵌合筒及びスリーブの各大径部に形成された副流路に挿入すれば、副流路同士が連通しつつ、これらスリーブと嵌合筒とが自動的に位置決めされるので、ソケットをプラグへ接続する際の作業性をより一層高めることができる。
【００５６】
（４）請求項４の発明によれば、互いに連通した副流路間のシールを、位置決め部材の先端部外周と、嵌合凹部の内周とで行うことが可能になるので、上記効果に加えて、寸法誤差の影響を受け難いシール構造を実現し得て、流体漏れを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るコネクタの一実施の形態を示す縦断面図である。
【図２】プラグの縦断面図である。
【図３】プラグの平面図である。
【図４】ソケットの縦断面図である。
【図５】ソケットの平面図である。
【図６】容器内の液体取り出しに用いられるコネクタの一従来例を示す図である。
【図７】（ａ）は、単流路しか有しないコネクタを用いて液体の循環を行っている状態を模式的に示す図である。（ｂ）は、複数流路を有するコネクタを用いて液体の取り出しを行っている状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
５液送ホース（ホース）
７気送ホース（ホース）
１１コネクタ
１２プラグ
１３ソケット
２３プラグ部
２６液体通路（主流路）
３６嵌合凹部
４１気体通路（副流路）
４１ａ開口部
４２バルブ
５２気体通路（副流路）
５６液体通路（主流路）
６２位置決めパイプ（位置決め部材）
６３気体通路（副流路）
Ｌ2 中心軸

Claims

容器に形成された開口部を閉塞するプラグと、ホースが連結されるソケットとを備え、これらプラグとソケットとを接続することにより、これらプラグ及びソケットに形成された主流路同士及び副流路同士を互いに連通させるコネクタであって、前記プラグは、前記ソケットが係合されて該ソケットとの接続状態を保持するプラグ部を備えており、このプラグ部の内部に前記主流路を有し、かつ、外部に前記副流路を有することを特徴とするコネクタ。
前記プラグの先端面側には凹部が形成されており、前記プラグ部は、この凹部の底部から上方へ突設されると共に、その突設位置が前記プラグの中心軸から偏心していることを特徴とする請求項１記載のコネクタ。
前記ソケットは、前記プラグ部が嵌合される嵌合筒と、該嵌合筒の壁部に周方向に間隔をおいて形成された孔部と、これら孔部に前記嵌合筒内へ出入自在に配設された施錠ボールと、前記嵌合筒に対して軸方向スライド自在に外挿され、スライド時に前記施錠ボールを前記孔部から前記嵌合筒内へ突出させるスリーブとを備えると共に、このソケット側の副流路は、前記スリーブの壁部及び前記嵌合筒の先端部が部分的に大径化されてなる各々の大径部を貫通するように形成されており、
さらに、内部に貫通孔を有するパイプ状をなし、前記スリーブ及び前記嵌合筒の各大径部に貫通形成された副流路に挿入され、これら大径部に形成された副流路同士が連通した状態となるように前記スリーブと前記嵌合筒とを同軸に位置決めする位置決め部材を備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコネクタ。
前記プラグは、その副流路の開口部よりも上段に該開口部の内径よりも大径かつ前記パイプ状の位置決め部材が嵌合可能な嵌合凹部を備えることを特徴とする請求項３記載のコネクタ。