JP6642905B2 - コネクタおよびソケット - Google Patents
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Description
特許文献1に開示されるプラグおよびソケットは、ガス供給管からソケットに供給されるガスにより容器の内部を加圧し、容器に収容される液体をサイフォン管、プラグ、およびソケットを介して外部管路へ導くものである。
また、特許文献1に開示されるソケットは、内部に形成される液体戻り流路を開閉する機構を備えていない。そのため、ソケットをプラグから取り外す際に、液体戻り流路に存在する液体が外部へ流出してしまう。
本発明の一態様にかかるコネクタは、第1軸線回りに円筒形状に形成された開口部が上面に設けられた液体収納容器に取り付けられ、前記開口部に固定されるプラグと、前記プラグに着脱可能に取り付けられるソケットと、を備え、前記プラグは、前記液体収納容器に収容された液体を取り出す第1液体流出流路と、前記液体収納容器の外部から流入する液体を前記液体収納容器の内部へ導く第1液体流入流路と、前記液体収納容器の内部空間と前記液体収納容器の外部空間との間で外気を流通させる第1気体流路が内部に形成されたプラグ本体を有し、前記ソケットは、前記第1液体流出流路から取り出される液体を外部へ流出させる第2液体流出流路と、前記液体収納容器の外部から流入する液体を前記第1液体流入流路へ導く第2液体流入流路と、前記第1気体流路に連結されるとともに前記内部空間と前記外部空間との間で外気を流通させる第2気体流路とが内部に形成され、前記第2液体流出流路および前記第2液体流入流路を貫通するように前記第1軸線と交差する第2軸線に沿って円柱状の挿入穴が形成されたソケット本体と、前記第2軸線上の前記第2液体流出流路が配置される位置に流出用貫通穴が形成されるとともに前記第2軸線上の前記第2液体流入流路が配置される位置に流入用貫通穴が形成され、前記挿入穴に挿入される円柱状のロータリバルブと、前記ロータリバルブを前記第2軸線回りに回転させることにより、前記流出用貫通穴と前記第2液体流出流路とが連通しかつ前記流入用貫通穴と前記第2液体流入流路とが連通した開状態と、前記流出用貫通穴と前記第2液体流出流路とが連通せずかつ前記流入用貫通穴と前記第2液体流入流路とが連通しない閉状態とを切り替える開閉機構と、前記ソケット本体を前記液体収納容器の前記開口部に固定するロック機構と、を有し、前記開閉機構は、前記開状態において前記ロック機構により前記ソケット本体が前記開口部に固定された状態を解除不能とし、前記閉状態において前記ロック機構により前記ソケット本体が前記開口部に固定された状態を解除可能とするロック部材を有する。
このように、本発明の第1態様にかかるコネクタは、液体収納容器に収容される液体の外部への流出と、外部へ流出して循環した液体の液体収納容器への流入と、液体収納容器に収容される液体の減少分に応じた外気の導入とが可能な構造となっている。
そのため、流路断面積が局所的に小さくなる箇所に固体粒子が蓄積し、液体の流通性を悪化させてしまう不具合や、弁体の付勢機構に固体粒子が付着して弁の開閉が円滑に行われない不具合を抑制することができる。
また、開閉機構によりロータリバルブが閉状態とされるため、ソケットをプラグから取り外す際に、ソケットの内部に残存する液体が外部へ流出することを抑制することができる。
このようにすることで、ソケットをプラグから取り外した後に第2液体流出流路、流出用貫通穴、連通穴、流入用貫通穴、第2液体流入流路の順に連通した液体流路が形成される。この液体流路に純水等の洗浄用の液体を流通させることにより、ソケットの内部に残存する固体粒子等を洗浄することができる。
このように、本発明の一態様にかかるソケットは、液体収納容器に収容される液体の外部への流出と、外部へ流出して循環した液体の液体収納容器への流入と、液体収納容器に収容される液体の減少分に応じた外気の導入とが可能な構造となっている。
そのため、流路断面積が局所的に小さくなる箇所に固体粒子が蓄積し、液体の流通性を悪化させてしまう不具合を抑制することができる。また、開閉機構により第2液体流入流路が閉状態とされるため、ソケットをプラグから取り外す際に、液体戻り流路に存在する液体が外部へ流出することを抑制することができる。
図1に示す本実施形態の液体供給システムは、液体収納容器400に収容される液体をポンプ600により吸引して複数の供給先装置700へ供給するシステムである。
各供給先装置700への液体の供給量は、供給先装置700に設けられた流量調整弁により調整される。ポンプ600により吸引された液体のうち、供給先装置700に供給されなかった残りの分は、循環量調整弁800を経由して再び液体収納容器400に戻される。
なお、液体供給システムが循環させる液体の流量は、循環量調整弁800の開度により調整される。
図1に示すように、本実施形態の液体供給システムが備える液体収納容器400は、液体を収容する容器本体420と、容器本体420の上面に設けられ軸線X1(第1軸線)回りに円筒形状に形成された開口部410とを備える。
図2および図3に示すように、本実施形態のコネクタ300は、液体収納容器400の上面に設けられた開口部410の内周面に形成された雌ねじ411aに固定されるプラグ200と、プラグ200に着脱可能に取り付けられるソケット100とを備える。
図2はソケット100がプラグ200から離間した状態を示し、図3はソケット100がプラグ200に装着された状態を示す。
図2に示すように、プラグ200は、プラグ本体210と、プラグ本体210の下方に取り付けられるとともに軸線X1回りに円筒状に形成される内側管220と、プラグ本体210に取り付けられる円筒状の外側管230と、外側管230と内側管220の間を封止する封止部材240とを有する。
プラグ200を構成する各部材は、PFA(テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体)等のフッ素樹脂材料あるいはHDPE(高密度ポリエチレン)等の結晶性の熱可塑性樹脂により形成されている。
第1液体流出流路211は、液体収納容器400に収納された液体を取り出して流出ポート10へ導く流路である。第1液体流入流路212は、液体収納容器400の外部から流入ポート20を介して流入する液体を液体収納容器400の内部へ導く流路である。第1気体流路213は、液体収納容器400の内部空間S1と液体収納容器400の外部空間S2との間で外気を流通させる流路である。
内側管220は、プラグ本体210の下端に熱溶着により取り付けられるとともに液体収納容器400に収容される液体をプラグ本体210の第1液体流出流路211へ導く。
外側管230は、プラグ本体210の下方の外周面に圧入により取り付けられるとともに内側管220の外側に配置される。外側管230の内周面は、内側管220の外周面との間に、プラグ本体210の第1液体流入流路212へ導かれた液体を液体収納容器400の内部へ導く環状流路214を形成する。
外側管230の下端部230aには、軸線X回りの複数箇所(例えば、90°間隔で4箇所)に、環状流路214から液体収納容器400の内部へ液体を流出させる複数の流出孔231が形成されている。
以上の説明においては、外側管230の下端部230aに複数の流出孔231が形成されるものとしたが、外側管230の下端部230aに単一の流出孔231を形成するようにしてもよい。
図2に示すように、ソケット100は、ソケット本体110と、ソケット本体110に取り付けられるボールロック機構120と、ソケット本体110に形成された円筒状の挿入穴114に挿入される円柱状のロータリバルブ130と、ロータリバルブ130を軸線X2(第2軸線)回りに回転させる開閉機構140とを有する。
第2本体部110bは、第1本体部110aの下端に挿入された状態で、後述するボールロック機構120のソケット部材122により固定される。
第2液体流出流路111は、流出ポート10を介して第1液体流出流路211から取り出される液体を外部へ流出させる流路である。第2液体流入流路112は、液体収納容器400の外部から流入ポート20を介して流入する液体を第1液体流入流路212へ導く流路である。第2気体流路113は、第1気体流路213に連結されるとともに液体収納容器400の内部空間S1と液体収納容器400の外部空間S2との間で通気ポート30を介して外気を流通させる流路である。
ソケット部材122は、内周面に形成された雌ねじ122bをソケット本体110の第1本体部110aの外周面に形成された雄ねじに締結することにより、ソケット本体110に固定される。
スリーブ123は、開口穴122aに収容される複数のロックボール121を開口部410の係合溝411に係合した状態に規制する規制部123aを有する。
ここでは、スプリング124を軸線X1回りの周方向に均等の間隔で複数箇所に設けるものとしたが、軸線X1を中心としスプリング受け部材127と同径の単一のスプリングを設けるようにしても良い。
図4に示すように、液体収納容器400の開口部410にソケット100を取り付ける際に、作業者は、外側に配置されるスリーブ123を軸線X1に沿った上方に引き寄せてスリーブ123の規制部123aがロックボール121に接触しないように退避させる。この場合、ロックボール121は開口穴122aから突出しない実線の位置に配置される。作業者は、スリーブ123を軸線X1に沿った上方に引き寄せた状態でソケット100をプラグ200および開口部410へ挿入することにより、図4に示す状態とする。
図5に示すように、スリーブ123が下端位置に移動することにより、規制部123aがロックボール121に接触する位置に移動し、複数のロックボール121が係合溝411に固定された状態となる。
ここで、ロータリバルブ130の開状態とは、図3に示すように、ロータリバルブ130に形成される流出用貫通穴131とソケット本体110の第2液体流出流路111とが連通し、かつロータリバルブ130に形成された流入用貫通穴132とソケット本体110の第2液体流入流路112とが連通した状態をいう。
また、ロータリバルブ130の閉状態とは、図2に示すように、ロータリバルブ130に形成される流出用貫通穴131とソケット本体110の第2液体流出流路111とが連通せず、かつロータリバルブ130に形成された流入用貫通穴132とソケット本体110の第2液体流入流路112とが連通しない状態をいう。
作業者は、プラグ200を開口部410の内周面に固定し、ソケット100を開口部410の外周面に取り付けた後、図7に示す開閉アーム142の先端部を把持して軸線X2回りに時計回り(図7中に矢印で示す方向)に回転させる。これにより、ロータリバルブ130は、図7に示す閉状態から図8に示す開状態に切り替わる。
一方、作業者は、図8に示す開閉アーム142の先端部を把持して軸線X2回りに反時計回り(図8中に矢印で示す方向)に回転させる。これにより、ロータリバルブ130は、図8に示す開状態から図7に示す閉状態に切り替わる。
なお、ロック状態においては、必ずしもロックカム141がスリーブ123の上面123cに接触している必要はない。ロック状態は、ロックカム141の下端がスリーブ123の上面123cに近接した位置に配置され、スリーブ123の上方への移動が規制される状態を含む。
このように、本実施形態のソケット100は、ロータリバルブ130が開状態となっている場合には、スリーブ123が軸線X1に沿って上方へ移動することが規制されるため、誤操作等による液体の外部への流出を確実に防止することができる。
図9および図10に示すように、ロータリバルブ130は、一端がロータリバルブ130の外周面に開口するとともに他端が流出用貫通穴131へ開口する排出穴(第1排出穴)133と、一端がロータリバルブ130の外周面に開口するとともに他端が流入用貫通穴132へ開口する排出穴(第2排出穴)134とを有する。
同様に、図9に示すOリング136は、ロータリバルブ130が閉状態の場合に、上流側流入流路112aから、ロータリバルブ130の外周面と挿入穴114の内周面との間に液体が流入しないように封止するシール部材である。Oリング136は、ロータリバルブ130の外周面に形成された環状溝に圧入されている。
図12および図13に示すように、ロータリバルブ130を開状態とした場合、流出用貫通穴131と上流側流出流路111bと下流側流出流路111aとが連通し、かつ流入用貫通穴132と上流側流入流路112aと下流側流入流路112bとが連通した状態となる。
図12および図13に示すように、ロータリバルブ130を開状態とした場合、流出用貫通穴131と連通穴115が連通しない状態となる。同様に、ロータリバルブ130を開状態とした場合、流入用貫通穴132と連通穴115が連通しない状態となる。
ソケット洗浄装置500は、ロータリバルブ130を閉状態としたソケット100の内部に残留する液体を洗浄する装置である。ソケット洗浄装置500は、本体部510と、流入ポート520と、流出ポート530とを有する。
開口部511の外周面には係合溝が形成されており、ソケット100のボールロック機構120が固定可能となっている。
本実施形態のコネクタ300によれば、ソケット100がプラグ200に取り付けられた状態で、ポンプ600により液体を吸入することにより、プラグ200の第1液体流出流路211から取り出される液体がソケット100の第2液体流出流路111を介して外部へ流出する。また、外部のポンプ600により循環する液体が、ソケット100の第2液体流入流路を112介してプラグ200の第1液体流入流路212から液体収納容器400の内部へ導かれる。また、液体収納容器400に収容される液体の減少分を置換する量の外気が、ソケット100の第2気体流路113およびプラグ200の第1気体流路213を介して、液体収納容器400の外部空間S2から内部空間S1へ導かれる。
そのため、流路断面積が局所的に小さくなる箇所に固体粒子が蓄積し、液体の流通性を悪化させてしまう不具合や、弁体の付勢機構に固体粒子が付着して弁の開閉が円滑に行われない不具合を抑制することができる。
また、開閉機構140によりロータリバルブ130が閉状態とされるため、ソケット100をプラグ200から取り外す際に、ソケット100の内部に残存する液体が外部へ流出することを抑制することができる。
このようにすることで、ソケット100をプラグ200から取り外した後に第2液体流出流路111、流出用貫通穴131、連通穴115、流入用貫通穴132、第2液体流入流路112の順に連通した液体流路が形成される。この液体流路に純水等の洗浄用の液体を流通させることにより、ソケット100の内部に残存する固体粒子等を洗浄することができる。
110 ソケット本体
111 第2液体流出流路
112 第2液体流入流路
113 第2気体流路
114 挿入穴
120 ボールロック機構
121 ロックボール
122 ソケット部材(第1円筒状部材)
122a ロックボール収納穴(開口穴)
123 スリーブ(第2円筒状部材)
123a 規制部
123b 回転規制溝(回転規制機構)
124 スプリング(付勢力発生部)
125 回転規制ピン(回転規制機構)
130 ロータリバルブ
131 流出用貫通穴
132 流入用貫通穴
140 開閉機構
141 ロックカム(ロック部材)
200 プラグ
210 プラグ本体
220 内側管
230 外側管
240 封止部材
300 コネクタ
400 液体収納容器
410 開口部
411 係合溝
420 容器本体
S1 内部空間
S2 外部空間
X1 第1軸線
Claims (4)
- 第1軸線回りに円筒形状に形成された開口部が上面に設けられた液体収納容器に取り付けられるコネクタであって、
前記開口部に固定されるプラグと、
前記プラグに着脱可能に取り付けられるソケットと、を備え、
前記プラグは、
前記液体収納容器に収容された液体を取り出す第1液体流出流路と、前記液体収納容器の外部から流入する液体を前記液体収納容器の内部へ導く第1液体流入流路と、前記液体収納容器の内部空間と前記液体収納容器の外部空間との間で外気を流通させる第1気体流路とが内部に形成されたプラグ本体を有し、
前記ソケットは、
前記第1液体流出流路から取り出される液体を外部へ流出させる第2液体流出流路と、
前記液体収納容器の外部から流入する液体を前記第1液体流入流路へ導く第2液体流入流路と、前記第1気体流路に連結されるとともに前記内部空間と前記外部空間との間で外気を流通させる第2気体流路とが内部に形成され、前記第2液体流出流路および前記第2液体流入流路を貫通するように前記第1軸線と交差する第2軸線に沿って円柱状の挿入穴が形成されたソケット本体と、
前記第2軸線上の前記第2液体流出流路が配置される位置に形成される流出用貫通穴と前記第2軸線上の前記第2液体流入流路が配置される位置に形成される流入用貫通穴とを有し、前記挿入穴に挿入される円柱状のロータリバルブと、
前記ロータリバルブを前記第2軸線回りに回転させることにより、前記流出用貫通穴と前記第2液体流出流路とが連通しかつ前記流入用貫通穴と前記第2液体流入流路とが連通した開状態と、前記流出用貫通穴と前記第2液体流出流路とが連通せずかつ前記流入用貫通穴と前記第2液体流入流路とが連通しない閉状態とを切り替える開閉機構と、
前記ソケット本体を前記液体収納容器の前記開口部に固定するロック機構と、を有し、
前記開閉機構は、前記開状態において前記ロック機構により前記ソケット本体が前記開口部に固定された状態を解除不能とし、前記閉状態において前記ロック機構により前記ソケット本体が前記開口部に固定された状態を解除可能とするロック部材を有するコネクタ。 - 前記ロータリバルブは、一端が前記ロータリバルブの外周面に開口するとともに他端が前記流出用貫通穴へ開口する第1排出穴と、一端が前記ロータリバルブの外周面に開口するとともに他端が前記流入用貫通穴へ開口する第2排出穴とを有し、
前記開閉機構が前記ロータリバルブを前記閉状態とした場合、前記第1排出穴が前記流出用貫通穴の下方で前記第2液体流出流路と連通し、前記第2排出穴が前記流入用貫通穴の下方で前記第2液体流入流路と連通する請求項1に記載のコネクタ。 - 前記ソケット本体は、前記開閉機構が前記ロータリバルブを前記閉状態とした場合に前記流出用貫通穴と前記流入用貫通穴とを連通させる連通穴を有する請求項2に記載のコネクタ。
- 第1軸線回りに円筒形状に形成された開口部が上面に設けられた液体収納容器に取り付けられるソケットであって、
前記開口部に固定されるプラグから取り出される液体を外部へ流出させる液体流出流路と、前記液体収納容器の外部から流入する液体を前記プラグへ導く液体流入流路と、前記液体収納容器の内部空間と前記液体収納容器の外部空間との間で外気を流通させる気体流路とが内部に形成され、前記液体流出流路および前記液体流入流路を貫通するように前記第1軸線と交差する第2軸線に沿って円柱状の挿入穴が形成されたソケット本体と、
前記第2軸線上の前記液体流出流路が配置される位置に形成される流出用貫通穴と前記第2軸線上の前記液体流入流路が配置される位置に形成される流入用貫通穴とを有し、前記挿入穴に挿入される円柱状のロータリバルブと、
前記ロータリバルブを前記第2軸線回りに回転させることにより、前記流出用貫通穴と前記液体流出流路とが連通しかつ前記流入用貫通穴と前記液体流入流路とが連通した開状態と、
前記流出用貫通穴と前記液体流出流路とが連通せずかつ前記流入用貫通穴と前記液体流入流路とが連通しない閉状態とを切り替える開閉機構と、
前記ソケット本体を前記液体収納容器の前記開口部に固定するロック機構と、を備え、
前記開閉機構は、前記開状態において前記ロック機構により前記ソケット本体が前記開口部に固定された状態を解除不能とし、前記閉状態において前記ロック機構により前記ソケット本体が前記開口部に固定された状態を解除可能とするロック部材を有するソケット。
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