(57)【要約】【課題】強度を増加して破壊を防ぎ、仮に破壊した場合でも、圧力容器内部の気体又は液体の噴出を防止することができる閉塞具を提供する。【解決手段】圧力容器２の内部に連通する通孔２Ａに螺合して通孔２Ａを閉塞する閉塞具１であって、通孔２Ａのテーパ状の内周面に形成された雌ねじ２ａに螺合する雄ねじ１ａが外周面に形成され、通孔２Ａに臨む閉塞面に第１の凹部１ｂを設け、第１の凹部１ｂの底面１ｃがなす平面が、雄ねじ１ａ及び雌ねじ２ａにより位置決めされたときに通孔２Ａの開口端２ｂがなす平面より内側に位置するようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力容器の内部に連通する通孔に螺合して前記通孔を閉塞する閉塞具であって、
前記通孔のテーパ状の内周面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記通孔に臨む閉塞面に第１の凹部を設け、前記第１の凹部の底面がなす平面が、前記雄ねじ及び前記雌ねじにより位置決めされたときに前記通孔の開口端がなす平面より内側に位置するようにしたことを特徴とする閉塞具。
【請求項２】
前記第１の凹部が形成された閉塞面の反対側に第２の凹部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の閉塞具。
【請求項３】
樹脂製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の閉塞具。
【請求項４】
モータ側への取扱液の浸入を防止するメカニカルシールと、前記メカニカルシールが収容されるメカニカルシール室と、前記メカニカルシール室に連通する通孔と、前記通孔を閉塞する閉塞具とを備えたポンプ装置において、
前記閉塞具は、前記通孔のテーパ状の内周面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記通孔に臨む閉塞面に第１の凹部を設け、前記第１の凹部の底面がなす平面が、前記雄ねじ及び前記雌ねじにより位置決めされたときに前記通孔の開口端がなす平面より内側に位置するようにしたことを特徴とするポンプ装置。
【請求項５】
前記第１の凹部が形成された閉塞面の反対側に第２の凹部を設けたことを特徴とする請求項４に記載のポンプ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力容器の内部に連通する通孔を閉塞して、圧力容器の内部に封入された高圧の気体又は液体を封止する閉塞具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は従来の閉塞具の断面図である。図３に示すように、閉塞具３は、圧力容器２の内部に連通する通孔２Ａに螺合されて圧力容器２に固定される。圧力容器２の内部には、目的に応じて種々の気体又は液体が封入され、通孔２Ａを閉塞具３で閉塞することで高圧となる容器内部の気密又は液密が確保される。
【０００３】
閉塞具３は、外周面に雄ねじ３ａが形成された略円柱状のねじ部３Ａと、スパナなどの工具が係合する頭部３Ｂとが一体形成された構成を有している。圧力容器２に形成された通孔２Ａには、開口端２ｂに向けて徐々に広がるテーパ状の内周面が形成され、このテーパ状の内周面に雌ねじ２ａが形成されている。そして、この雌ねじ２ａに対応して、雄ねじ３ａが形成されるねじ部３Ａの外周面もテーパ状に形成されている。
【０００４】
閉塞具３を圧力容器２に取り付ける場合は、通孔２Ａに閉塞具３を螺合させた後、更に頭部３Ｂをスパナなどで締め付けることによって固定される。この場合、雄ねじ３ａ及び雌ねじ２ａが形成される面は互いに係合するテーパ状であるため、閉塞具３は、これらのテーパ状の面により位置決めされる所定の位置まで螺合される。
【０００５】
閉塞具３は、軽量化やコストダウンなどの要請から樹脂により成形され、その成形には射出成形法が用いられている。一般に、樹脂の成形に射出成形法を用いた場合、成形品の肉厚が不均一であると、溶解した樹脂が冷却固化する段階で「ひけ」とよばれるゆがみや空隙が発生してしまう。このため、「ひけ」を生じさせないために、成形品を均等肉厚とすることが必要とされる。
【０００６】
これに従い、樹脂製の閉塞具３の場合でも、閉塞具３の全体を均等肉厚とするために、ねじ部３Ａの通孔２Ａに臨む端面に肉ぬすみと呼ばれる凹部３ｂが設けられている。そして、上述のように位置決めされる閉塞具３にあっては、図３に示すように、均等肉厚を確保するために、凹部３ｂの底面３ｃがなす平面は通孔２Ａの開口端２ｂがなす平面よりも外側に位置している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、閉塞具３に凹部３ｂを設けると、その部位が薄肉となるために必然的に強度が低下することになる。しかも、従来の閉塞具においては、上述したように、凹部３ｂの底面３ｃがなす平面は通孔２Ａの開口端２ｂがなす平面よりも外側に位置することになる。そうすると、頭部３Ｂをスパナなどで締め付けるときに加わる力や圧力容器２の内圧が、図３の点線に示す部位に局所的に作用することになり、この部位が破壊されて圧力容器２に充填された高圧の気体又は液体が破壊された箇所から噴出してしまうといった問題があった。
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたもので、強度を増加して破壊を防ぎ、仮に破壊した場合でも、圧力容器内部の気体又は液体の噴出を防止することができる閉塞具を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の本発明は、圧力容器の内部に連通する通孔に螺合して前記通孔を閉塞する閉塞具であって、前記通孔のテーパ状の内周面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記通孔に臨む閉塞面に第１の凹部を設け、前記第１の凹部の底面がなす平面が、前記雄ねじ及び前記雌ねじにより位置決めされたときに前記通孔の開口端がなす平面より内側に位置するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
これにより、外力が作用する部位の強度が増し、閉塞具が破壊されてしまうことが防止される。また、仮に破壊が起こっても、破壊が想定される箇所は通孔の開口端よりも内側にあるので、ねじによる締め付けが作用して完全に破壊されることがなく、これにより、圧力容器の内部に封入されている高圧の気体又は液体が噴出してしまうことを防止することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記第１の凹部が形成された閉塞面の反対側に第２の凹部を設けたことを特徴とする。これにより、第１の凹部と併せて閉塞具全体の均等肉厚を確保することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記閉塞具は樹脂製であることを特徴とする。これにより、閉塞具の軽量化やコストダウンなどを実現することが可能となる。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、モータ側への取扱液の浸入を防止するメカニカルシールと、前記メカニカルシールが収容されるメカニカルシール室と、前記メカニカルシール室に連通する通孔と、前記通孔を閉塞する閉塞具とを備えたポンプ装置において、前記閉塞具は、前記通孔のテーパ状の内周面に形成された雌ねじに螺合する雄ねじが外周面に形成され、前記通孔に臨む閉塞面に第１の凹部を設け、前記第１の凹部の底面がなす平面が、前記雄ねじ及び前記雌ねじにより位置決めされたときに前記通孔の開口端がなす平面より内側に位置するようにしたことを特徴とする。これにより、メカニカルシール室内に封入された高圧の潤滑油が外部に噴出してしまうことが防止され、これにより、ポンプ装置の安全な運転が実現される。
また、請求項５に記載の発明は、前記第１の凹部が形成された閉塞面の反対側に第２の凹部を設けたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施形態である閉塞具の断面図である。なお、圧力容器及び通孔については従来の技術で説明した構成と同様であるので、その重複する説明を省略する。
図１に示すように、閉塞具１は、外周面に雄ねじ１ａが形成された略円柱状のねじ部１Ａと、スパナなどの工具が係合する頭部１Ｂとが一体形成された構成を有している。
【００１５】
雄ねじ１ａが形成されるねじ部１Ａの外周面は、雌ねじ２ａが形成される通孔２Ａの内周面に対応してテーパ状に形成されている。そして、本実施形態では、雄ねじ１ａ及び雌ねじ２ａが形成される面は互いに係合するテーパ状であるため、閉塞具１は、これらのテーパ状の面により位置決めされる所定の位置まで螺合されて固定される。
【００１６】
閉塞具１が通孔２Ａを閉塞する端面、即ち、通孔２Ａに臨む閉塞面には第１の凹部１ｂが設けられており、これにより、ねじ部１Ａの内側に円柱状の空間が形成されている。また、第１の凹部１ｂが形成される反対側の面、即ち、頭部１Ｂの端面には第２の凹部１ｄが設けられている。
【００１７】
本実施形態に係る閉塞具１は樹脂製であり、射出成形法を用いて成形されている。本実施形態では、上述のように、第１の凹部１ｂ及び第２の凹部１ｄが形成され、これらはねじ部１Ａ及び頭部１Ｂと同軸状に形成されている。従って、閉塞具全体でみたときに、ほぼ均一な肉厚が確保され、これにより、射出成形法で閉塞具１を成形したときに、いわゆる「ひけ」が生じてしまうことが防止される。なお、使用される樹脂としては、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリアミド（ＰＡ）などが好適である。
【００１８】
ねじ部１Ａに設けられた第１の凹部１ｂは、所定の深さを有して形成され、その底面１ｃがなす平面は、図１に示すように、通孔２Ａの開口端２ｂがなす平面よりもｄだけ内側に位置している。ここで、圧力容器２の内圧により閉塞具１の破壊が想定される箇所は、ねじ部１Ａのうち、第１の凹部１ｂが形成されたことによって薄肉となった部位のいずれかと考えられる。本実施形態では、図１に示すように、この薄肉の部位には、雄ねじ１ａ及び雌ねじ２ａによる締め付け力が働いているため、これらのねじにより薄肉の部位が保持されてプラグの破壊が防止される。また、仮に、破壊が生じたとしても、ねじにより保持されて閉塞具１が分断されるには至らず、わずかな亀裂が入るのみなので、圧力容器２の内部に封入されている気体又は液体が外部に漏洩することが防止される。
【００１９】
また、スパナなどの工具を頭部１Ｂに係合させて圧力容器２に締め付ける際、閉塞具１に作用する工具の締め付け力は、通孔２Ａの開口端２ｂ付近の部位に強く作用することになる。この場合、本実施形態によれば、第１の凹部１ｂの底面１ｃがなす平面は、通孔２Ａの開口端２ｂがなす平面よりも内側に位置するので、この部位の強度が確保され、これにより、締め付けの際に閉塞具１が破壊されてしまうことを防止することが可能となる。
【００２０】
次に、本発明に係る閉塞具を、ポンプ装置のメカニカルシール室１６ａの閉塞用プラグ１７に適用した例について図２を参照して説明する。図２は本実施形態に係るポンプ装置の要部断面図である。
図２に示すように、このポンプ装置は、回転軸１２に固定される羽根車１０と、この羽根車１０を収容するポンプケーシング１１と、回転軸１２を介して羽根車１０を回転駆動するモータ（図示せず）を備えている。
【００２１】
本実施形態に係るポンプ装置は、稼動する際には取扱液中に配置され、モータにより駆動された羽根車１０が回転することにより、ポンプケーシング１１の下面に形成された吸込口１１ａから取扱液が吸い込まれ、ポンプケーシング１１内で昇圧された後、吐出流路１３を介して吐出口１４から吐き出される。なお、本実施形態では、取扱液による腐食を防止するため、また、装置の軽量化を図るために、羽根車１０やポンプケーシング１１などは樹脂により成形されている。
【００２２】
図２に示すように、羽根車１０の上方には、ポンプケーシング１１内に吸い込まれた取扱液がモータ側に浸入してしまうことを防止するための軸封機構としてメカニカルシール１５が配置されている。メカニカルシール１５は、樹脂製のメカニカルシールカバー１６により支持されるとともに、メカニカルシールカバー１６の内壁面によって形成されるメカニカルシール室１６ａ内の所定位置に配置されている。メカニカルシールカバー１６の一部には、メカニカルシール室１６ａに連通する通孔１６ｂが設けられており、通孔１６ｂの開口端には、閉塞具である樹脂製のプラグ１７が螺合されている。なお、このプラグ１７及び通孔１６ｂの構成は、第１の実施形態において説明した構成と同様である。
【００２３】
メカニカルシール室１６ａの内部には潤滑油が封入されており、上述したプラグ１７により通孔１６ｂが閉塞されることでメカニカルシール室１６ａ内の液密性が確保されている。なお、ポンプ装置が駆動されて潤滑油の温度が上昇すると、潤滑油が熱膨張してメカニカルシール室１６ａの内部は高圧となる。
【００２４】
本実施形態において使用されるプラグ１７は、第１の実施形態に係る閉塞具と同様の構成を有しているので、通孔１６ｂに螺合させる際の工具の締め付け力やメカニカルシール室１６ａの内圧に対しても十分な強度が確保されている。従って、プラグ１７が破壊されてメカニカルシール室１６ａ内の潤滑油が外部に噴出してしまうことがなく、これにより、ポンプ装置の安全な運転が実現される。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、種々の外力が作用する部位の強度が確保され、これにより、閉塞具が破壊されてしまうことを防止することが可能となる。また、仮に破壊が起こっても、破壊が想定される箇所は通孔の開口端よりも内側にあるので、ねじによる締め付けが作用して完全に破壊されることがなく、これにより、圧力容器の内部に封入されている高圧の気体又は液体が噴出してしまうことを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態である閉塞具の断面図である。
【図２】本発明に係る閉塞具をメカニカルシール室の閉塞用プラグに適用したポンプ装置の要部断面図である。
【図３】従来の閉塞具を示す断面図である。
【符号の説明】
１，３　　閉塞具
２　　　　圧力容器
１０　　　　羽根車
１１　　　　ポンプケーシング
１２　　　　回転軸
１３　　　　吐出流路
１４　　　　吐出口
１５　　　　メカニカルシール
１６　　　　メカニカルシールカバー
１７　　　　プラグ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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