(57)【要約】【課題】  液体管路の着脱時における液漏れや、液体供給の非常停止時等の非常時における液体の逆流といった不具合の発生を防ぐ。【解決手段】  開放ピストン61が前進端部位置にあり、液体流路61ｄ、81ｃに液体が流れた状態で、フリーピストン81が開放ピストン61と独立して軸方向に移動し、その後退端部位置で、エア供給ポート62ｃがフリーピストン81により閉鎖される。したがって、液体供給が非常停止されたような緊急の場合であっても、液体流路61ｄ、81ｃを流れ、若しくは液体流路61ｄ、81ｃに残存している液体が、エア供給ポート62ｃに漏れ出し、液漏れや液体の逆流といった不具合を、確実に回避することができる。すなわち、フリーピストン81は、液体流路61ｄ、81ｃの内圧が抜けるまでの間、エア供給ポート62ｃを密閉するロック機構として機能する。  【選択図】      図４
2006064150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円管状の注入口に対する密閉連結を完了した状態で、前記円管状の注入口の液体流路弁を開くエアシリンダが内蔵された注入カプラであって、
前記エアシリンダは、液体流路がその中心軸に沿って貫通するピストンを内包し、
当該ピストンは、その前進端部位置で前記液体流路弁を開放する開放ピストン、および、当該開放ピストンとエアシリンダのエア供給ポートとの間に配置され、その後退端部位置で前記エア供給ポートを閉鎖するフリーピストンを含み、前記開放ピストンおよび前記フリーピストンは、一体にまたは独立して軸方向に移動可能であることを特徴とする注入カプラ。
【請求項２】
前記開放ピストンと前記フリーピストンとが軸方向に離間した状態で、前記開放ピストンと前記フリーピストンとの間に、前記エア供給ポートに対する密閉性が確保された液体貯留室が形成されることを特徴とする請求項１記載の注入カプラ。
【請求項３】
前記フリーピストンは前記エアシリンダの内壁に対し摺動自在なカップ状部を有し、当該カップ状部に前記開放ピストンが摺動自在に内包されていることを特徴とする請求項１または２記載の注入カプラ。
【請求項４】
前記液体流路弁を閉じた状態で、液体流路を負圧にする圧力制御手段と、連結状態を維持したまま、前記円管状の注入口の液体流路と前記注入カプラの液体流路との接続点を選択的に大気開放するエア通路と、前記接続点に高圧エアを供給する供給手段とを備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の注入カプラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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７および図８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２は、外部管路12に液体流路８が接続されており、外部管路13に固定された円管状の注入口１の雄ハウジング３に対し、自在に着脱することが可能なものである。また、円管状の注入口１の液体流路９には弁体17が、注入カプラ２の液体流路８には弁体16が設けられ、圧縮コイルバネ22、23によって、互いに対抗する方向へと付勢されている。
【０００３】
そして、図７に示す、注入カプラの接続後でかつ流路接続前の状態では、円管状の注入口１の雄ハウジング３と、注入カプラ２の雌ハウジング４とが互いに接続され、かつ、雌ハウジング４側に支持されたロックボール42が、雄ハウジング３に形成された保持凹部44に係合する。さらに、注入カプラ２の雌ハウジング４に設けた操作スリーブ43の凸部43ａによってロックボール42を内側に押圧することで、注入口１と注入カプラ２とがロックされた状態となっている。また、注入カプラ２の雌ハウジング４に対し、液体流路８が形成されたケーシング６が後退した位置にあることから、弁体16、17の突出部16ａ、17ａは当接するのみで、互いに押し合うことはない。この時、弁体16、17は何れも閉弁状態にある。
一方、図８に示す、注入カプラの接続後でかつ流路接続後の状態では、注入カプラ２の雌ハウジング４に対し、ケーシング６が前進し、弁体16、17の突出部16ａ、17ａが互いに押し合って、弁体16、17が開弁状態となる。
【０００４】
ところで、図８に示す弁体16、17の開弁状態で、円管状の注入口１の液体流路９および注入カプラ２の液体流路８内を流れる液体は、図７に示す閉弁状態に戻ったとき、円管状の注入口１の液体流路９と、注入カプラ２の液体流路８との接続点47に残存することとなる。この、接続点47に残存する液体が、注入口１と注入カプラ２とを離間させる際に、注入口１および注入カプラ２の先端部から、液垂れしてしまうという問題が指摘されている。
そこで、注入カプラ２には、注入口１および注入カプラ２の連結を解除する際に、接続点47に開口する第１の廃液穴28および第２の廃液穴30からなる管路34を介し、開口部30ａにつながる吸引ポンプによって接続点47に残存する液体を吸引すると共に、第１の吸気穴29および第２の吸気穴31からなる管路35を通じ、接続点47に外気を導入するものである（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特許第２５７７５１５号公報（〔００１５〕、図１、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の注入カプラ２の構造によると、注入カプラ２には、液体の流通経路である液体流路８とは別個に、接続点47に残存する液体を吸引するための吸引経路として管路34を、接続点47に外気を導入する導入経路として管路35を設けるものであることから、注入カプラ２の構造の複雑化を避けることが不可能であった。
また、接続点47に残存する液体を完全に吸引回収するまでに、ある程度の時間を要することから、円管状の注入口１と注入カプラ２との連結を解除する際に、一定の待機時間を設けることが必要であった。
さらに、円管状の注入口１の側で、液体供給が非常停止される場合等の非常時には、接続点47は一時的に閉塞部となり、ここに閉じ込められた液体が、第１の吸気穴29および第２の吸気穴31からなる管路35等から逆流するといった問題点も指摘されていた。
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、液体管路の着脱時における液漏れや、液体供給の非常停止時等の非常時における液体の逆流といった不具合の発生を、確実に防ぐことが可能な注入カプラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するための、本発明に係る注入カプラは、円管状の注入口に対する密閉連結を完了した状態で、前記円管状の注入口の液体流路弁を開くエアシリンダが内蔵された注入カプラであって、前記エアシリンダは、液体流路がその中心軸に沿って貫通するピストンを内包し、当該ピストンは、その前進端部位置で前記液体流路弁を開放する開放ピストン、および、当該開放ピストンとエアシリンダのエア供給ポートとの間に配置され、その後退端部位置で前記エア供給ポートを閉鎖するフリーピストンを含み、前記開放ピストンおよび前記フリーピストンは、一体にまたは独立して軸方向に移動可能であることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明によれば、注入カプラと円管状の注入口とが密閉連結した状態で、注入カプラの本体に内蔵されたエアシリンダの、エア供給ポートからエアの供給を受けることで、前記フリーピストンと前記開放ピストンとが一体に前進する。そして、前記開放ピストンの前進端部位置で、前記円管状の注入口の液体流路弁が開放されると、前記各ピストンの中心軸に沿って貫通する液体流路を液体が流通する。さらに、前記開放ピストンが前進端部位置にあり、前記液体流路を液体が流通した状態で、前記フリーピストンが前記開放ピストンと独立して軸方向に移動することにより、前記フリーピストンの後退端部位置で、前記エア供給ポートはフリーピストンにより閉鎖される。したがって、前記液体流路を流れ、若しくは、前記液体流路に残存している液体が、前記エア供給ポートに漏れ出し、液漏れや液体の逆流といった不具合を生じることが回避される。
【０００９】
また、本発明においては、前記開放ピストンと前記フリーピストンとが軸方向に離間することにより、前記開放ピストンと前記フリーピストンとの間に、前記エア供給ポートに対する密閉性が確保された液体貯留室が形成されることが望ましい。
本発明によれば、前記液体流路を液体が流れ、若しくは、前記液体流路に液体が残存している間は、前記液体貯留室に貯留された液圧により、前記開放ピストンと前記フリーピストンとが離間状態となり、前記開放ピストンが前進端部位置にある状態で、前記フリーピストンがその後退端部位置に保持される。よって、前記エア供給ポートがフリーピストンにより確実に閉鎖され、液体が、前記エア供給ポートに漏れ出し、液漏れや液体の逆流といった不具合を生じることが回避されることとなる。
【００１０】
また、本発明において、前記フリーピストンは前記エアシリンダの内壁に対し摺動自在なカップ状部を有し、当該カップ状部に前記開放ピストンが摺動自在に内包されたものとすることが可能である。
この構成により、前記エアシリンダ内で、前記開放ピストンおよび前記フリーピストンは一体または独立して軸方向に移動することが可能となる。また、前記開放ピストンと前記フリーピストンとが相互に摺動案内され、前記開放ピストンおよび前記フリーピストンの作動精度が確保される。さらに、前記開放ピストンと前記フリーピストンとが軸方向に相対的に離間することで、前記フリーピストンのカップ状部に液体貯留室が形成されることとなる。
【００１１】
さらに、本発明に係る注入カプラは、前記液体流路弁を閉じた状態で、液体流路を負圧にする圧力制御手段と、連結状態を維持したまま、前記円管状の注入口の液体流路と前記注入カプラの液体流路との接続点を選択的に大気開放するエア通路と、前記接続点に高圧エアを供給する供給手段とを備えることが望ましい。
【００１２】
本発明によれば、前記エア通路によって、前記円管状の注入口の液体流路と前記注入カプラの液体流路との接続点を大気開放した状態で、前記圧力制御手段によって液体流路を負圧にすることにより、液体流路を利用して、前記注入カプラの液体流路との接続点に残存する液体を円滑に吸引、回収することが可能となる。この液体の吸引、回収作業は、円管状の注入口と注入カプラとの連結状態を維持したまま行うことが可能であり、液垂れのおそれは生じない。
しかも、前記円管状の注入口の液体流路と、前記注入カプラの液体流路との接続点に残存する液体を吸引する際に、当該接続点に対し、前記供給手段から高圧エアを供給することで、接続点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。
【発明の効果】
【００１３】
本発明はこのように構成したので、液体管路の着脱時における液漏れや、液体供給の非常停止時等の非常時における液体の逆流といった不具合の発生を、確実に防ぐことが可能な注入カプラを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
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。
【００１５】
図１から図５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から図４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直後の状態を示している。また、図４は、液体流路弁が開かれ、液体流路を液体が流通している状態を示している。図５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。
【００１６】
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が設けられている。
一方、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を具備している。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。
【００１７】
また、本体スリーブ52には、その肉厚よりも直径の大きな貫通穴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から図４参照）、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。
【００１８】
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、コイルバネ58を配置している。そして、インナスリーブ53は、コイルバネ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から図４に示すように、コイルバネ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。
【００１９】
さらに、アウタスリーブ54と本体スリーブ52との間には、コイルバネ59を介在させている。そして、図１に示す注入口50と注入カプラ51との非連結時には、アウタスリーブ54は、コイルバネ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から図４に示す注入口50と注入カプラ51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る。
【００２０】
ところで、図２から図４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、液体流路弁を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、開放ピストン61が設けられている。
【００２１】
この、開放ピストン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に開放ピストン61の外周壁が常時摺動案内され、さらに、開放ピストン61が前進することによって、開放ピストン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、開放ピストン61の作動精度が確保される。よって、インナスリーブ53は開放ピストン61のガイドとしての機能を発揮するものでもある。
開放ピストン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（液体流路）61ｃが形成され、さらに、連通孔61ｃには、開放ピストン61の全長に渡り、その中心軸に沿って貫通する内孔（液体流路）61ｄがつながっている。
【００２２】
さらに、開放ピストン61の基端部61ｅと、後部本体62のエア供給ポート62ｃとの間には、フリーピストン81が設けられている。この、フリーピストン81と、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、シリンダ室64が形成されている。シリンダ室64は、後方壁面64ａに開口するエア供給ポート62ｃを備えており、かつ、開放ピストン61およびフリーピストン81を内包して、エアシリンダを構成するものである。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の外殻を構成するものである。
【００２３】
フリーピストン81は、シリンダ室64の内壁に対し摺動自在なカップ状部81ａと後部本体62に形成された内孔62ａに対し摺動自在なガイド部81ｂとを有し、液体流路である内孔81ｃがその中心軸に沿って貫通している。そして、フリーピストン81の後退端部位置（図１、図２、図４、図５参照）、すなわち、後述するシリンダ室64の後方壁面64ａに当接する位置にあるとき、フリーピストン81によってエア供給ポート62ｃを閉鎖することが可能となっている。
【００２４】
また、フリーピストン81のカップ状部81ａには、開放ピストン61の基端部61ｅが摺動自在に内包されており、開放ピストン61およびフリーピストン81は、一体にまたは独立して軸方向に移動可能となっている。そして、フリーピストン81のカップ状部81ａによって開放ピストン61の基端部61ｅが摺動案内されることにより、開放ピストン61の作動精度が確保される。
さらに、フリーピストン81のガイド部81ｂは、後部本体62に形成された内孔（液体流路）62ａに摺接しており、内孔81ｃの先端部側開口は開放ピストン61の内孔（液体流路）61ｄと連通し、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。そして、後述する理由から、フリーピストンの81の内孔81ｃの先端部側開口と、開放ピストン61の内孔（液体流路）61ｄの基端部側開口とには、面取り部61ｆ、81ｆが形成されている。
【００２５】
また、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、その内周壁に開放ピストン61の中間部が摺接することによって、開放ピストン61のガイドとしても機能している。よって、ストッパ57は、開放ピストン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、コイルバネ58が当接する面とは反対側の面と、開放ピストン61の基端部61ｅとの間には、コイルバネ65が配置されている。したがって、基端部61ｅには、常時コイルバネ65の弾性力が付与され、開放ピストン61を内包するフリーピストン81はシリンダ室64の後方壁面64ａに付勢された状態にある。そして、シリンダ室64内のエアの圧力を高めることにより、コイルバネ65の弾性力に抗して、エア供給ポート62ｃからエアの供給を受けることで、開放ピストン61およびフリーピストン81を前後方向へと移動させることができる。
【００２６】
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から図５参照）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、開放ピストン61、フリーピストン81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、開放ピストン61、フリーピストン81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、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。
【００２７】
図６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、エア供給ポート62ｃには、フリーピストン81に対し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81ｃ、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。
【００２８】
続いて、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、フリーピストン81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、開放ピストン61はフリーピストン81に対する後退限度位置で待機している。
【００２９】
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、コイルバネ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はコイルバネ59の弾性力を受けて本体スリーブ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。
【００３０】
続いて、後部本体62に形成したエア供給ポート62ｃに高圧エアを供給し、シリンダ室64内のフリーピストン81のカップ状部81ａへとエアの圧力を付与することにより、フリーピストン81およびそれに内包された開放ピストン61を、コイルバネ65の弾性力に対抗して前進させる。そして、開放ピストン61とフリーピストン81とを一体に注入口50の方向へと前進移動させる。なお、エア供給ポート62ｃからシリンダ室64へと供給されるエアの密閉性は、フリーピストン81のカップ状部81ａ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、フリーピストン81のガイド部81ｂ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。
この開放ピストン61およびフリーピストン81の前進移動の際には、開放ピストン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に常時摺接する開放ピストン61の外周壁と、さらに、開放ピストン61が前進状態においてのみ開放ピストン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、開放ピストン61の作動精度が確保される。また、フリーピストン81の作動精度は、カップ状部81ａに対し摺動自在に内接する開放ピストン61の基端部61ｅと、カップ状部81ａが摺動自在に外接するシリンダ室64の内壁と、ガイド部81ｃが摺動自在に外接する後部本体62の内孔62ａとによって確保される。
【００３１】
そして、開放ピストン61がその前進端部位置へと移動すると、開放ピストン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ことができる。注入口50の液体流路弁が開放されると、後部本体62に形成された液体管路との連結孔62ｂ、内孔62ａ、フリーピストン81の内孔81ｃ、開放ピストン61の内孔61ｄ、連通孔61ｃ、注入口50の内孔50ｃを通じて、液体供給手段から供給される液体を、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、開放ピストン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Ｏリング等のシール部材73と、開放ピストン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。
【００３２】
図３の状態において、液体供給が継続されると、フリーピストン81の内孔81ｃおよび開放ピストン61の内孔61ｄを流れる液体の圧力が、開放ピストン61とフリーピストン81との密着面に作用する。ここで、フリーピストン81および開放ピストン61を前進させるために、エア供給ポート62ｃに供給しているエアの圧力は、通常、液体の圧力に対して低く設定されていることから、開放ピストン61とフリーピストン81との密着力に抗して、開放ピストン61とフリーピストン81との密着面に液体が流入する。そして、液圧が開放ピストン61とフリーピストン81との密着面に作用する液体圧力を受けて、図４に示すように、開放ピストン61を前進端部位置に保持した状態で、フリーピストン81のみ後方に移動し、開放ピストン61とフリーピストン81とが相対的に離間して、開放ピストン61とフリーピストン81との間に液体貯留室82が形成される。
しかも、本実施の形態では、内孔61ｄおよび81ｃに、面取り部61ｆ、81ｆを形成することによって、開放ピストン61とフリーピストン81とが一体に前進した状態で、フリーピストン81の内孔81ｃおよび開放ピストン61の内孔61ｄを流れる液体の圧力を、開放ピストン61とフリーピストン81との密着面に効果的に作用させ、開放ピストン61に対するフリーピストン81の離間を促すことを可能としている。
【００３３】
そして、フリーピストン81が後退端部位置、すなわち、シリンダ室64の後方壁面64ａに密着することにより、エア供給ポート62ｃは閉鎖される。このとき、液体貯留室82には液体が満たされていることから、その液体圧力によって、フリーピストン81の、シリンダ室64の後方壁面64ａへの密着力が維持され、エア供給ポート62ｃの密閉性は維持される。なお、開放ピストン61の基端部61ｅと、フリーピストン81のカップ状部81ａとの摺接部分における密閉性を確保するために、開放ピストン61の基端部61ｅの外周部には、Ｏリング等のシール部材77が設けられている。よって、液体貯留室82に貯留された液体が、シリンダ室64へと漏れ出すことはなく、エア供給ポート62ｃや大気開放用エア開口66に対する液体貯留室82の密閉性は確保されている。
【００３４】
続いて、注入口50と注入カプラ51とを流れる液体を止める場合には、後部本体62の連結孔62ｂから、液体供給・吸引兼用管路106を介して液体吸引配管104へと液体を戻すことで、ガン内部（50ｃ、61ｄ、82、81ｃ）内部に残った液体も液体吸引配管104へと戻す。この際、エア供給ポート62ｃへの高圧エアの供給を停止し、かつ、大気開放用エア開口66からエアを供給して、外側環状空洞67、連通口68、内側環状空洞69を介して、開放ピストン61の基端部61ｅに対してエアの圧力を付与し、コイルバネ65の弾性力と合わせて、基端部61ｅを、フリーピストン81のカップ状部81ａの底面に密着する位置へと押し戻す。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バネによって、図３、図４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、図２に示す状態へと戻る。
【００３５】
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バネ59を押し縮め、アウタスリーブ54を図５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はコイルバネ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は、本体スリーブ52の外側方向へと移動する。
【００３６】
ところで、図５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。
【００３７】
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５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５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へと開放ピストン61の小径部61ａが後退することにより、接続点Ａは開放ピストン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に形成された液体管路との連結孔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５に示す連結状態を解除する直前の状態で、液体流路である開放ピストン61の連通孔61ｃ、内孔61ｄ、フリーピストン81の内孔81ｃ、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６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。
【００３８】
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６）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。
【００３９】
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。
【００４０】
また、図４に示す液体流路を液体が流れている状態において、液体供給が非常停止されるような場合には、注入口50と注入カプラ51との液体流路の接続点Ａは一時的に閉塞部となり、液体がその行き場を失って注入カプラ51内の液体圧力が上昇する。しかしながら、フリーピストン81はシリンダ室64の後方壁面64ａに当接した状態にあることから、エア供給ポート62ｃから液体が漏れ出すおそれはない。そして、液体供給の非常停止後、連結孔62ｂから、液体供給・吸引兼用管路106を介してガン内部の液体を液体吸引配管104へと戻すことで、エア供給ポート62ｃからの漏洩を回避しつつ、液体の回収を完了することができる。
この、注入口50と注入カプラ51との液体流路の接続点Ａが一時的に閉塞部となる問題は、開放ピストン61およびフリーピストン81を駆動するための切換弁（電磁２ポート２位置切換弁107、電磁３ポート２位置切換弁108）が故障し、閉栓指令が出されているにもかかわらず開放ピストン61が前進端部位置にある状態で、液体の流れが止ってしまうような場合にも発生し得るが、液体供給が非常停止した場合と同様に、エア供給ポート62ｃから液体が漏れ出すおそれはない。
【００４１】
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、液体の流通を開始する際には、注入カプラ51と円管状の注入口50とが密閉連結した状態で（図２）、注入カプラ51の本体52、62に内蔵されたエアシリンダの、エア供給ポート62ｃからエアの供給を受けることで、フリーピストン81と開放ピストン61とが一体に前進する（図３）。そして、開放ピストン61の前進端部位置で、円管状の注入口50の液体流路弁が開放されると、各ピストン61、81の中心軸に沿って貫通する液体流路61ｄ、81ｃに液体が流れる。また、開放ピストン61が前進端部位置にあり、液体流路61ｄ、81ｃに液体が流れた状態で、フリーピストン81が開放ピストン61と独立して軸方向に移動し、その後退端部位置で（図４）エア供給ポート62ｃがフリーピストン81により閉鎖される。したがって、液体供給が非常停止されたような緊急の場合であっても、液体流路61ｄ、81ｃを流れ、若しくは液体流路61ｄ、81ｃに残存している液体が、エア供給ポート62ｃに漏れ出し、液漏れや液体の逆流といった不具合を生じることを、確実に回避することができる。すなわち、フリーピストン81は、液体流路61ｄ、81ｃの内圧が抜けるまでの間、エア供給ポート62ｃを密閉するロック機構として機能するものである。
また、本発明の実施の形態によれば、液漏れや液体の逆流を防ぐことができるので、エア供給ポート62ｃにエアを供給する高圧エア供給管路102に、液体の逆流検知用タンクを設ける必要が無くなる。また、液漏れや液体の逆流を防ぐために開放ピストン61のストロークを検知するための、近接スイッチ等も不用となる。
【００４２】
また、液体流路61ｄ、81ｃを液体が流れ、若しくは、液体流路61ｄ、81ｃに液体が残存している間は、液体貯留室82に貯留された液圧により、開放ピストン61とフリーピストン81が離間し、開放ピストン61が前進端部位置にある状態で、フリーピストン81がその後退端部位置に保持され（図４）、エア供給ポート62ｃはフリーピストン81により閉鎖される。このように、液体貯留室82に液体が貯留された状態では、エア供給ポート62ｃがフリーピストン81により確実に閉鎖されることから、液体流路61ｄ、81ｃを流れ、若しくは液体流路61ｄ、81ｃに残存している液体が、エア供給ポート62ｃに漏れ出し、液漏れや液体の逆流といった不具合を生じることを、確実に回避することができる。
【００４３】
さらに、フリーピストン81はエアシリンダの内壁に対し摺動自在なカップ状部81ａを有し、カップ状部81ａに開放ピストン61が摺動自在に内包されていることにより、エアシリンダ内で、開放ピストン61およびフリーピストン81は、一体または独立して軸方向に移動可能となる。また、フリーピストン81によって開放ピストン61とが相互に摺動案内されることから、開放ピストン61およびフリーピストン81の作動精度が確保される。さらに、開放ピストン61とフリーピストン81とが軸方向に相対的に離間することで、フリーピストン81のカップ状部81ｃに液体貯留室82が形成され、液体貯留室82の液圧がフリーピストン81に作用し、フリーピストン81によってエア供給ポート62ｃが密閉される効果が得られることとなる。
【００４４】
また、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。）によって、円管状の注入口50の液体流路である内孔50ｃと、注入カプラ51の液体流路（小径内周壁53ｄ、連通孔61ｃ、内孔61ｄ、内孔62ａ、連結孔62ｂ）との接続点Ａを大気開放した状態で、圧力制御手段によって液体流路を負圧にすることにより、注入カプラ51の液体流路を利用して、接続点Ａに残存する液体を円滑に吸引、回収することが可能となる。したがって、液体流路と別個の液体吸引経路を設けることなく、確実に接続点Ａに残存した液体の吸引、回収が可能となり、注入カプラ51の構造の単純化を実現することが可能となる。しかも、この液体の吸引、回収作業は、円管状の注入口50と注入カプラ51との連結状態を維持したまま行うことが可能であり、液垂れのおそれは生じないこととなる。
【００４５】
加えて、円管状の注入口50の液体流路と、注入カプラ51の液体流路との接続点Ａに残存する液体を吸引する際に、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からなる高圧エアの供給手段から、接続点Ａに対し高圧エアを供給することで、接続点Ａに残存する液体を積極的に押出して、接続点Ａに残存する液体の吸引を瞬時に行うことを可能としている。よって、注入カプラの連結を解除する際の待機時間を不要とし、かつ、液垂れの発生を確実に防ぐことが可能となる。
【００４６】
しかも、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を駆動するエアシリンダ（開放ピストン61の基端部61ｅ、フリーピストン81およびシリンダ室64）を内蔵することで、注入カプラ51全体としての小型化を促進しつつ、円管状の注入口50に対する密閉連結を完了した状態で、注入口50に設けた液体流路弁の開閉を自在に行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】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２】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３】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直後の状態を示す断面図である。
【図４】図２、図３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、液体流路弁が開かれ、液体流路を液体が流通している状態を示す断面図である。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】従来の注入カプラの非連結時を示す断面図である。
【図８】図７に示す従来の注入カプラの連結時を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
50：円管状の注入口、50ｃ：内孔、51：注入カプラ、53ｄ：小径内周壁、60：開栓ロッド、61：開放ピストン、61ｃ：連通孔、61ｄ：内孔、61ｅ：基端部、62ｃ：前進用エア管路、64：シリンダ室、64ａ：後方壁面、81：フリーピストン、81ａ：カップ状部、82：液体貯留室、101、102：高圧エア供給管路、103：液体供給配管、104：液体吸引配管、106：液体供給・吸引兼用管路、106：センサ、  107、109、110：電磁２ポート２位置切換弁、108：電磁３ポート２位置切換弁、111：エアポンプ、113：制御手段、Ａ：接続点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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