カップラー
【課題】 確実に連結できるカップラーと、これに加え１種類のソケットとプラグだけを識別して着脱することができるカップラーとを提供すること。
【解決手段】 ソケットＳ１０とプラグＰ１０との間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段１３として、複数のロックアーム１５ａ，１５ｂとロック爪部１４ｃを備えたロック用溝１４ａ、１４ｂを設けるとともに、キー溝１８ａ、１８ｂとキー１９ａ、１９ｂを設けておき、これらを挿入後回動して１種類のソケットＳ１０とプラグＰ１０のみを確実かつ識別して嵌合連結可能としている。
これにより、仕様の合致した１種類のソケットＳ１０とプラグＰ１０だけを連結することができ、乗越え部１４ｄ，１５ｄによって嵌合連結状態を確実に知ることができるようにしてある。
このカップラーをメタノール燃料電池に適用すれば、確実な連結ができ、しかも必要な濃度のメタノールのみを識別して供給したり、容器ごと取り替えることができるようになる。
【解決手段】 ソケットＳ１０とプラグＰ１０との間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段１３として、複数のロックアーム１５ａ，１５ｂとロック爪部１４ｃを備えたロック用溝１４ａ、１４ｂを設けるとともに、キー溝１８ａ、１８ｂとキー１９ａ、１９ｂを設けておき、これらを挿入後回動して１種類のソケットＳ１０とプラグＰ１０のみを確実かつ識別して嵌合連結可能としている。
これにより、仕様の合致した１種類のソケットＳ１０とプラグＰ１０だけを連結することができ、乗越え部１４ｄ，１５ｄによって嵌合連結状態を確実に知ることができるようにしてある。
このカップラーをメタノール燃料電池に適用すれば、確実な連結ができ、しかも必要な濃度のメタノールのみを識別して供給したり、容器ごと取り替えることができるようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はソケットとプラグとで構成され着脱可能に連結されるカップラーに関し、液体などを容器から簡単に本体側の容器などに移したり、容器ごと交換する場合に確実に連結することができるようにしたり、加えて１種類だけを識別して連結することができるようにするもので、特にメタノール燃料電池のカートリッジ容器と燃料電池本体との間に設けて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から機器の運転や使用にともなって減少する原料などの液体を補充する必要がある場合も多く、機器本体側に設けた容器にカートリッジ容器を連結して原料などの液体を移すことで供給したり、機器本体側の容器と別の容器を付け替えることで供給することが行われている。
【０００３】
このような容器同士の連結や容器の付け替えを簡単にするため着脱可能な種々のカップラーが用いられている。
【０００４】
例えば特許文献１には、図８に示すように、連結装置が開示されており、主流路と副流路とを備えたプラグＰと、主流路と副流路とを備えプラグと嵌合可能であるとともに、嵌合した状態でプラグの主流路と副流路とを連通可能なソケットＳとから構成されている。
【０００５】
そして、この連結装置では、ソケットＳは保持体１に固定された弁押体２の外周に形成された主流路２ａと、さらに主流路２ａの外側に形成された副流路２ｂと、それらの流路２ａ，２ｂを閉じるバルブ３ａ、３ｂを有し、各バルブ３ａ、３ｂはスプリング４ａ，４ｂの付勢力によって弁座に向けて押圧され、主流路２ａおよび副流路２ｂを閉じることができる構成となっている。
【０００６】
一方、プラグＰは弁保持体５に摺動自在に保持された弁本体６の外周に形成された主流路６ａと、さらに主流路６ａの外側に形成された副流路６ｂと、それらの流路６ａ，６ｂを閉じるバルブ７ａ，７ｂを有し、各バルブ７ａ，７ｂはスプリング８ａ，８ｂの付勢力によって弁座に向けて押圧され、主流路６ａおよび副流路６ｂを閉じることができる構成となっている。
【０００７】
このようなソケットＳとプラグＰの接続がなされると、まず、ソケットＳの副バルブ３ｂとプラグＰの副バルブ７ｂが当接し、両者がそれぞれスプリング４ｂ，８ｂの付勢力に抗して互いに離れる方向に移動し、副流路２ｂ，６ｂが連通する。
【０００８】
さらに、ソケットＳとプラグＰの接続がなされると、ソケットＳの主バルブ３ａがプラグＰの内筒体の端面によって押され、スプリング４ａに抗して後退して弁体が弁押体２の弁座から離れ、弁押体２との主流路２ａを開くとともに、ソケットＳ側の弁押体の先端部平面とプラグＰ側の弁本体６に設けた弁部材の平面とが当接しプラグＰ側の弁本体６をスプリング８ａの付勢力に抗して押圧し、弁本体を後退させてプラグＰ側の主バルブ７ａを開き主流路６ａと連通する。
【０００９】
これにより、副流路が連通すると気体供給源から容器内に気体が供給され、その気体圧によって内袋を収縮させ、内袋内の液体がプラグ側の主流路からソケット側の主流路を介して液体を容器外に送出することができる。
【特許文献１】特開２００３−１７２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような連結装置を、例えばメタノール燃料電池の燃料の補給用のカップラーや容器ごとの取り替えによる補給用のカップラーとして利用する場合、確実に連結できるものが必要となるとともに、メタノール燃料電池の仕様により必要とされるメタノールの濃度（純度）が一定でなく、多種類の濃度のものが必要となっている。
【００１１】
このため、確実に連結でき、しかもそれぞれのメタノール燃料電池の仕様に合致した濃度の燃料だけを供給でき、他の濃度のものを誤って供給することができないようにしたカップラーの開発が望まれている。
【００１２】
この発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、確実に連結できるカップラーを提供しようとするものであり、これに加えて、１種類のものだけを識別して着脱することができるカップラーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来技術の有する課題を解決するためこの発明の請求項１記載のカップラーは、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、これらソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段を設け、この連結保持手段を、前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、ソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段として、ソケットとプラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて嵌合連結可能とすることで、ソケットとプラグだけを確実に連結することができるようになる。
これにより、メタノール燃料電池に容器内のメタノールを供給したり、容器ごと取り替えることが確実にできるようになる。
【００１４】
さらに、この発明の請求項２記載のカップラーは、請求項１記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成しており、挿入と回動の２つの動作によって連結することで、確実な操作によらなければ連結できず、一層確実に連結できるようにしている。
【００１５】
また、この発明の請求項３記載のカップラーは、請求項１または２記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成しており、バランスよく連結状態を保持できるとともに、連結保持手段自体を薄く構成でき、設置スペースを小さくするようにしている。
【００１６】
さらに、この発明の請求項４記載のカップラーは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成しており、これらの大きさや幅、高さ、奥行きなどの形状を変えることで、必要な種類を簡単に識別して連結できるようになる。
【００１７】
また、この発明の請求項５記載のカップラーは、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成しており、本体側に突出させた部分を設けることなく、コンパクトに構成することができる。
【００１８】
さらに、この発明の請求項６記載のカップラーは、前記請求項１〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成しており、乗越え部を乗り越えることで、確実に連結されていることを感知できるようになる。
【００１９】
また、この発明の請求項７記載のカップラーは、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にキーを、いずれか他方に前記キーが挿入されるキー溝を備え、これらキーおよびキー溝を、その形状、数、設置位置の少なくともいずれかを変えて識別連結可能な識別連結機構を構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、嵌合連結されるソケットとプラグとの一方にキーを他方にキー溝を設けて１種類のみを識別して連結できる識別連結機構を設けることで、仕様の合致した１種類のソケットとプラグだけを連結することができるようになる。
これにより、メタノール燃料電池として必要な濃度のメタノールのみを供給したり、容器ごと取り替えることができるようになる。
【００２０】
さらに、この発明の請求項８記載のカップラーは、前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成してなることを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成してあり、連結保持手段のロックアームおよびロック爪部と、識別連結機構のキーおよびキー溝とをそれぞれ組み合わせることで、識別できる種類を大幅に増大できるとともに、機構を簡素化してコンパクトに構成できるようになる。
【００２１】
また、この発明の請求項９記載のカップラーは、請求項１〜８のいずれかに記載の構成に加え、前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別可能に構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、識別連結機構を、前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別連結可能に構成しており、識別部の色を変えて同色のものを識別して連結することで、確実に連結できるとともに、識別できる種類を増大したり、組み合わせで一層確実に識別できるようにしている。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の請求項１記載のカップラーによれば、ソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段として、ソケットとプラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて嵌合連結可能としたので、ソケットとプラグだけを確実に連結することができる。
これにより、メタノール燃料電池に容器内のメタノールを供給したり、容器ごと取り替えることが確実にできるようになる。
【００２３】
さらに、この発明の請求項２記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成したので、挿入と回動の２つの動作によって連結することで、確実な操作によらなければ連結できず、一層確実に連結することができる。
【００２４】
また、この発明の請求項３記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成したので、バランスよく連結状態を保持することができるとともに、連結保持手段自体を薄く構成することができ、設置スペースを小さくすることができる。
【００２５】
さらに、この発明の請求項４記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成したので、これらの大きさや幅、高さ、奥行きなどの形状を変えることで、必要な種類を簡単に識別して連結することができる。
【００２６】
また、この発明の請求項５記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成したので、本体側に突出させた部分を設けることなく、コンパクトに構成することができる。
【００２７】
さらに、この発明の請求項６記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成したので、乗越え部を乗り越えることで、確実に連結されていることを感知することができる。
【００２８】
また、この発明の請求項７記載のカップラーによれば、嵌合連結されるソケットとプラグとの一方にキーを他方にキー溝を設けて１種類のみを識別して連結できる識別連結機構を設けたので、仕様の合致した１種類のソケットとプラグだけを連結することができる。
これにより、メタノール燃料電池として必要な濃度のメタノールのみを供給したり、容器ごと取り替えることができるようになる。
【００２９】
さらに、この発明の請求項８記載のカップラーによれば、前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成したので、連結保持手段のロックアームおよびロック爪部と、識別連結機構のキーおよびキー溝とをそれぞれ組み合わせることで、識別できる種類を大幅に増大できるとともに、機構を簡素化してコンパクトに構成することができる。
【００３０】
また、この発明の請求項９記載のカップラーによれば、識別連結機構を、前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別連結可能に構成したので、識別部の色を変えて同色のものを識別して連結することで、確実に連結することができるとともに、識別できる種類を増大したり、組み合わせで一層確実に識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図３はこの発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかり、図１はソケットのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、底面図、図２はプラグの平面図、縦断面図、図３は連結状態および保持状態の横断面図、連結状態および保持状態の縦断面図である。
【００３３】
このカップラー１０は、ソケットＳ１０と、このソケットＳ１０と嵌合連結されるプラグＰ１０とで構成され、例えばメタノール燃料電池の本体側ＦにソケットＳ１０が設けられ、メタノール容器としてのカートリッジ側にプラグＰ１０が設けられ、互いを連通させて本体側に燃料を補充したり、カートリッジごと交換するのに用いられ、主要部は、非金属材料、例えばポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドなどの合成樹脂で作られる。
【００３４】
以下の説明では、図面上での上下を基準に説明するが、実際の容器本体への装着方向を何ら制限するものでなく、どのような方向で実施しても良い。
【００３５】
このカップラー１０のソケットＳ１０は、燃料電池の本体Ｆに一体もしくは別体として取り付けられる部材に形成された装着孔１１の先端部（図中、下端部）内周に装着される略円筒状のソケット本体１２を備え、中間部外周のフランジ部１２ａを介して位置決めされている。
【００３６】
このソケット本体１２には、中心部に流路１２ｂが形成され、この流路１２ｂの基端部（図中、上端部）には、図示しない弁体およびこれを閉方向に付勢する金属製コイルばねと、この金属製コイルばねをメタノールと接触しないように覆う弾性体ハウジングとが設けてあり、弁体と一体の操作部をプラグＰとの連結にともなって操作することで、自動的に弁体が開閉されるようになっている。
【００３７】
そして、このカップラー１０のソケットＳ１０では、燃料電池の本体Ｆの装着孔１１の先端部にプラグＰ１０との嵌合連結状態を保持する連結保持手段１３が設けられ、一方側１４の溝などと相手側１５のアームなどとで連結保持するようにする。
【００３８】
この連結保持手段１３の一方側１４として２つのロック用溝１４ａ、１４ｂが形成され、底面図に示すように、例えば円弧状の溝が中心軸を挟んで対向して３０度程度の範囲に設けて構成してあり、これらのロック用溝１４ａ、１４ｂの対角位置の略半分にそれぞれ段差部１４ｃを形成することで、相手側１５となる後述するプラグＰ側のロックアームが係止されるロック爪部を構成するようにしてある。
【００３９】
これにより、この連結保持手段１３では、相手側１５の後述するプラグＰ側のロックアームを一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂに挿入後、回動させて操作することで、段差部で構成したロック爪部１４ｃにロックアームを係止して連結状態を保持でき、段差部で構成したロック爪部１４ｃのない部分で解放して着脱できるようになっている。
【００４０】
この連結保持手段１３では、保持状態になったことを確実に知ることができるようにするため、段差部で構成したロック爪部１４ｃの外側のロックアームを回動してロック状態とする回動終端手前を知るため、ここでは、回動終端手前に突起状の乗越え部１４ｄが形成してある。
【００４１】
これにより、乗越え部１４ｄをロックアームが乗越えることで、クリック感が生じ、確実に保持状態を知ることができる。
【００４２】
また、この連結保持手段１３では、例えばメタノール燃料電池で使用すべき燃料であるメタノールの濃度の異なるプラグＰを嵌合連結できないようにするための識別手段１６のひとつとして、２つのロック用溝１４ａ、１４ｂの円周方向の大きさ（幅）が変えてあり、相手側１５の後述するプラグＰ側のロックアームも対応して大きさ（幅）が変えてあり、ロックアームをロック用溝１４ａ、１４ｂに挿入する場合に、１８０度反転すると挿入できないようにしてある。
【００４３】
これにより、少なくとも２種類のプラグＰを識別することが可能となる。
【００４４】
さらに、このカップラー１０には、例えばメタノール燃料電池で使用すべき燃料であるメタノールの濃度の異なるプラグＰを嵌合連結できないようにするための他の識別手段１７として、一方側にキー溝１８を、他方側にキー１９を設けて構成してあり、例えばソケットＳ１０にキー溝１８が設けられる。
【００４５】
このキー溝１８は、連結保持手段１３の一方側１４のロック用溝１４ａ，１４ｂの内側のソケット本体１２の先端部のプラグＰ１０を挿入するプラグ挿入孔１２ｃの内周部に形成され、ソケットＳ１０に嵌合連結されるプラグＰ１０を挿入後、回動してロック状態とするための回動範囲、ここでは、例えばプラグＰ１０の３０度の回動範囲に対応して回動方向に移動可能な円弧状の長溝として形成してある。
【００４６】
この他の識別手段１７を構成する一方側のキー溝１８は、例えば２つのキー溝１８ａ，１８ｂの互いのなす角度を変えて形成することで、識別できる組み合わせ数を増大できるようにしており、例えば図１中に示すように、メタノールのある１つの濃度では、例えば２つのキー溝１８ａ，１８ｂの互いのなす角度を９０度に配置する。
【００４７】
次に、このようなソケットＳ１０に嵌合連結されるプラグＰ１０について説明する。
このカップラー１０のプラグＰ１０は、例えばソケットＳ１０と同様に主要部は、非金属材料、例えばポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドなどの合成樹脂で作られる。
【００４８】
このカップラー１０のプラグＰ１０は、図２に示すように、図示しない燃料電池の燃料であるメタノールがいれられる容器のノズルの先端部外周に装着される略円筒状のプラグ本体２１を備えており、プラグ本体２１の基端部（図中、下端部）内周の係止リング部２１ａに図示しない容器のノズルが連結保持されるようになっている。
【００４９】
このプラグ本体２１には、中心部に流路２１ｂを備えた小径円筒部２１ｃが突き出して形成され、この流路２１ｂの基端部（図中、下端部）には、ソケットＳ１０と同様に、図示しない弁体およびこれを閉方向に付勢する金属製コイルばねと、この金属製コイルばねをメタノールと接触しないように覆う弾性体ハウジングとが設けてあり、弁体と一体の操作部をソケットＳとの連結にともなって操作することで自動的に弁体が開閉され、プラグＰ１０の流路２１ｂとソケットＳ１０の流路１２ｂとが連通されるようになる。
【００５０】
そして、このカップラー１０のプラグＰ１０には、プラグ本体２１の先端部に、ソケットＳ１０との嵌合連結状態を保持する連結保持手段１３の相手側１５として、ソケットＳ１０の２つのロック用溝１４ａ，１４ｂに対応して２本のロックアーム１５ａ、１５ｂが前方に突き出して形成してある。
【００５１】
これら２本のロックアーム１５ａ，１５ｂは、図２中の平面図に示すように、例えば外側面が円弧状とされ、先端部内側に突出した係止部１５ｃがそれぞれに形成され、互いが中心軸を挟んで対向するよう配置してあり、それぞれの円周方向の幅がロック用溝１４ａ、１４ｂの円周方向の溝長さの半分以下としてある。
【００５２】
したがって、連結保持機構１３の一方側１４のソケットＳ１０のロック用溝１４ａ，１４ｂに他方側１５のロックアーム１５ａ、１５ｂを挿入後、回動することで、一方側１４の段差部で構成されるロック爪部１４ｃに相手側１５の２本のロックアーム１５ａ，１５ｂの先端部内側の係止部１５ｃを係止することができ、連結状態を保持することができる。
【００５３】
この連結保持手段１３の他方側１５でも、保持状態になったことを確実に知ることができるようにするため、２本のロックアーム１５ａ，１５ｂの先端部の係止部１５ｃに、一方側１４のロック爪部１４ｃの外側の突起状の乗越え部１４ｄに対応して、ロックアームを回動してロック状態とする回動終端手前に、突起状の乗越え部１５ｄが形成してある。なお、乗越え部１４ｄ、１５ｄの位置は、回動終端手前が感知できる位置であれば、どの位置であっても良い。
【００５４】
また、この連結保持機構１３の他方側１５でも、例えばメタノール燃料電池で使用する燃料であるメタノールの濃度の異なるソケットＳ１０を嵌合連結できないようにするための識別手段１６に対応して、一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂの異なる大きさ（幅）に合わせて相手側１５のロックアーム１５ａ、１５ｂの大きさ（幅）が変えてあり、すでに説明したように、１８０度反転した状態では、プラグＰ１０とソケットＳ１０とを嵌合連結することができないようにしてある。
【００５５】
したがって、このカップラー１０では、識別機構１６を構成する一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂと相手側１５のロックアーム１５ａ，１５ｂとの回動方向の大きさ（幅）を変えることで、２種類に識別することができる。
【００５６】
さらに、このカップラー１０のプラグＰ１０には、例えばメタノール燃料電池で使用すべき燃料であるメタノールの濃度の異なるソケットＳ１０を嵌合連結できないようにするための識別連結機構を構成する他の識別手段１７の他方側を構成するキー１９が設けてある。
【００５７】
このキー１９は、プラグ本体２１の中心部に突き出した小径円筒部２１ｃの外周に突き出して形成され、例えば横断面形状が略４角形状に形成してある。
【００５８】
この他の識別手段１７を構成する相手側のキー１９は、すでに説明した一方側１８の例えば２つのキー溝１８ａ，１８ｂに対応して２つのキー１９ａ、１９ｂを設けるようにし、互いのなす角度を変えて形成することで、識別できる組み合わせ数を増大できるようにしており、例えば図２中に示すように、すでに説明したソケットＳ１０と嵌合連結可能とするメタノールのある１つの濃度では、例えば２つのキー１９ａ，１９ｂの互いのなす角度を９０度に配置する。
【００５９】
このカップラー１０では、識別機構１６を構成する一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂと相手側１５のロックアーム１５ａ，１５ｂとの回動方向の大きさ（幅）を変えることで、２種類に識別することができ、さらに、もう１つの識別手段１７の一方側の２つのキー溝１８ａ、１８ｂと相手側の２つのキー１９ａ、１９ｂのそれぞれのなす角度を９０度に配置したことを組み合わせることで、完全に１つのソケットＳ１０とプラグＰ１０とだけが嵌合連結でき、他のものと識別することができる。
【００６０】
このように構成したカップラー１０では、図３に示すように、例えばメタノール燃料電池の本体側に設けたソケットＳ１０のソケット本体１２のプラグ挿入孔１２ｃに、プラグＰ１０のプラグ本体２１にシールリング２２を装着した小径円筒部２１ｃを挿入するようにし、これと同時に、ソケットＳ１０のロック用溝１４ａ、１４ｂにプラグＰ１０のロックアーム１５ａ,１５ｂが挿入され、さらにソケットＳ１０のキー溝１８ａ、１８ｂにプラグＰ１０のキー１９ａ,１９ｂが挿入されるようにする。
【００６１】
この後、ソケットＳ１０に挿入したプラグＰ１０を、例えば３０度回動する。
すると、連結保持機構１３の一方側１４のソケットＳ１０のロック用溝１４ａ、１４ｂの段差部で構成されるロック爪部１４ｃに他方側１５のロックアーム１５ａ、１５ｂの先端部内側の係止部１５ｃが回動が進むにしたがって係止され、回動終端手前で互いの乗越え部１４ｄ、１５ｄ同士が乗越えてクリック感を生じさせた後、さらに回動することで、連結状態が保持される。
【００６２】
これにより、ソケットＳ１０とプラグＰ１０の連結にともなってそれぞれの弁体と一体の操作部同士が操作されることで自動的に弁体が開閉され、プラグＰ１０の流路２１ｂとソケットＳ１０の流路１２ｂとが連通した状態となる。
【００６３】
このソケットＳ１０とプラグＰ１０の連結の際、識別手段１６を構成する一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂと相手側１５のロックアーム１５ａ，１５ｂとの回動方向の大きさ（幅）を変えることおよび識別連結機構を構成するもう１つの識別手段１７の一方側の２つのキー溝１８ａ、１８ｂと相手側の２つのキー１９ａ、１９ｂのそれぞれのなす角度を９０度に配置してあるので、完全に１つのソケットＳ１０とプラグＰ１０とだけを嵌合連結することができ、他のものと識別することができる。
【００６４】
そこで、このようなロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることと、２つのキー溝１８ａ、１８ｂおよび２つのキー１９ａ、１９ｂのなす角度を変えることを組み合わせることで、多くの識別が可能となる。
【００６５】
すなわち、例えば図４に示すように、２つのキー溝１８ａ、１８ｂおよび２つのキー１９ａ、１９ｂのなす角度を４５度ずつ変えて互いを４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度および３１５度の７種類とし、ロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることにより反転して連結できない２種類とすれば、合計２７パターンの識別が可能となる。
【００６６】
なお、識別パターンをさらに増大する必要がある場合には,互いのなす角度を小さな角度として種類を増大すれば良い。
【００６７】
このように識別できるパターンが多くなると、キーやキー溝の配置を外観上見分けることが難しくなるが、たとえば、嵌合連結可能なカップラー１０のソケットＳとプラグＰ１０とを同一色で色分けすることを、組み合わせることで、一層簡単に識別することができる。
【００６８】
また、識別手段１３のロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることにより反転して連結できないようにすることと組み合わせるもう１つの識別手段１７のキー溝とキーを１つのキー溝と１つのキーだけで構成することもでき、この場合に、例えば図５に示すように、１つのキー溝１８および１つのキー１９のなす角度を４５度ずつ変えて互いを０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度および３１５度の８種類とすれば、この角度の８種類分だけ識別することが可能となる。
この場合にも同一色で色分けすれば、一層容易に識別することができる。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、識別手段１３のロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることにより反転して連結できないようにするため、円周方向の大きさ（幅）を変えるようにしたが、図６に示すように、放射方向の大きさ（高さ）を変えて反転して連結できないようにしても良く、さらに、形状として、奥行きなどを変えるようにしても良い。
【００７０】
また、２つのロックアームの配置を対角位置とせず、角度を変えるようにしても良く、対角位置とする場合が、連結保持する場合の連結部に加わる力のバランスが良く、カップラー自体の厚さを薄く構成することができ、設置スペースを最小にすることかできる。
【００７１】
さらに、識別手段のキーの横断面形状を略４角形としたもので説明したが、これに限らず他の形状であっても良く、特に樹脂成形上、割り型とする必要がある場合には、図７に示すように、キー１９の横断面形状を先端が細い台形状とすれば、成形も容易となる。
【００７２】
また、上記実施の形態では、嵌合連結可能なソケットとプラグの識別を２つの識別手段を組み合わせて行うように構成したが、これを単独で設けて識別するようにしても良く、この場合には、識別すべき種類ごとにキーやロックアームの大きさや設置位置などを変えるようにすれば良い。
【００７３】
さらに、ロック用溝とロックアームをソケットとプラグとで互いに入れ替えて設けるようにしたり、キー溝とキーを互いに入れ替えて設けるようにしても良い。
また、ロックアームを挿入回動式として嵌合連結するようにしたが、ロックアームを開閉式として嵌合連結は挿入だけとし、ロックアームの基端部を操作して開閉することで、開放するようにしても良く、他の嵌合連結方式を採用して嵌合連結と開放を行うようにすることもできる。
【００７４】
なお、カップラーの用途としてメタノール燃料電池のメタノールの容器と本体との連結の場合を例に説明したが、これに限らず他の用途でも良く、特に多種類を識別する必要がある場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかるソケットのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、底面図である。
【図２】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかるプラグの平面図、縦断面図である。
【図３】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかる連結状態および保持状態の横断面図、連結状態および保持状態の縦断面図である。
【図４】この発明のカップラーの一実施の形態にかかる識別パターンの説明図である。
【図５】この発明のカップラーの他の一実施の形態にかかる識別パターンの説明図である。
【図６】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す他の一実施の形態にかかるプラグの平面図、縦断面図である。
【図７】この発明のカップラーの他の一実施の形態にかかる識別パターンの説明図である。
【図８】従来の連結装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ カップラー
Ｓ１０ ソケット
Ｐ１０ プラグ
Ｆ メタノール燃料電池の本体側
１１ 装着孔
１２ ソケット本体
１２ａ フランジ部
１２ｂ 流路
１２ｃ プラグ挿入孔
１３ 連結保持手段
１４ 一方側
１４ａ ロック用溝
１４ｂ ロック用溝
１４ｃ 段差部（ロック爪部）
１４ｄ 乗越え部
１５ 相手側
１５ａ ロックアーム
１５ｂ ロックアーム
１５ｃ 係止部
１５ｄ 乗越え部
１６ 識別手段
１７ 識別手段（識別連結機構）
１８ 一方側のキー溝
１８ａ キー溝
１８ｂ キー溝
１９ 他方のキー
１９ａ キー
１９ｂ キー
２１ プラグ本体
２１ａ 係止リング
２１ｂ 流路
２１ｃ 小径円筒部
２２ シールリング
【技術分野】
【０００１】
この発明はソケットとプラグとで構成され着脱可能に連結されるカップラーに関し、液体などを容器から簡単に本体側の容器などに移したり、容器ごと交換する場合に確実に連結することができるようにしたり、加えて１種類だけを識別して連結することができるようにするもので、特にメタノール燃料電池のカートリッジ容器と燃料電池本体との間に設けて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から機器の運転や使用にともなって減少する原料などの液体を補充する必要がある場合も多く、機器本体側に設けた容器にカートリッジ容器を連結して原料などの液体を移すことで供給したり、機器本体側の容器と別の容器を付け替えることで供給することが行われている。
【０００３】
このような容器同士の連結や容器の付け替えを簡単にするため着脱可能な種々のカップラーが用いられている。
【０００４】
例えば特許文献１には、図８に示すように、連結装置が開示されており、主流路と副流路とを備えたプラグＰと、主流路と副流路とを備えプラグと嵌合可能であるとともに、嵌合した状態でプラグの主流路と副流路とを連通可能なソケットＳとから構成されている。
【０００５】
そして、この連結装置では、ソケットＳは保持体１に固定された弁押体２の外周に形成された主流路２ａと、さらに主流路２ａの外側に形成された副流路２ｂと、それらの流路２ａ，２ｂを閉じるバルブ３ａ、３ｂを有し、各バルブ３ａ、３ｂはスプリング４ａ，４ｂの付勢力によって弁座に向けて押圧され、主流路２ａおよび副流路２ｂを閉じることができる構成となっている。
【０００６】
一方、プラグＰは弁保持体５に摺動自在に保持された弁本体６の外周に形成された主流路６ａと、さらに主流路６ａの外側に形成された副流路６ｂと、それらの流路６ａ，６ｂを閉じるバルブ７ａ，７ｂを有し、各バルブ７ａ，７ｂはスプリング８ａ，８ｂの付勢力によって弁座に向けて押圧され、主流路６ａおよび副流路６ｂを閉じることができる構成となっている。
【０００７】
このようなソケットＳとプラグＰの接続がなされると、まず、ソケットＳの副バルブ３ｂとプラグＰの副バルブ７ｂが当接し、両者がそれぞれスプリング４ｂ，８ｂの付勢力に抗して互いに離れる方向に移動し、副流路２ｂ，６ｂが連通する。
【０００８】
さらに、ソケットＳとプラグＰの接続がなされると、ソケットＳの主バルブ３ａがプラグＰの内筒体の端面によって押され、スプリング４ａに抗して後退して弁体が弁押体２の弁座から離れ、弁押体２との主流路２ａを開くとともに、ソケットＳ側の弁押体の先端部平面とプラグＰ側の弁本体６に設けた弁部材の平面とが当接しプラグＰ側の弁本体６をスプリング８ａの付勢力に抗して押圧し、弁本体を後退させてプラグＰ側の主バルブ７ａを開き主流路６ａと連通する。
【０００９】
これにより、副流路が連通すると気体供給源から容器内に気体が供給され、その気体圧によって内袋を収縮させ、内袋内の液体がプラグ側の主流路からソケット側の主流路を介して液体を容器外に送出することができる。
【特許文献１】特開２００３−１７２４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
このような連結装置を、例えばメタノール燃料電池の燃料の補給用のカップラーや容器ごとの取り替えによる補給用のカップラーとして利用する場合、確実に連結できるものが必要となるとともに、メタノール燃料電池の仕様により必要とされるメタノールの濃度（純度）が一定でなく、多種類の濃度のものが必要となっている。
【００１１】
このため、確実に連結でき、しかもそれぞれのメタノール燃料電池の仕様に合致した濃度の燃料だけを供給でき、他の濃度のものを誤って供給することができないようにしたカップラーの開発が望まれている。
【００１２】
この発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、確実に連結できるカップラーを提供しようとするものであり、これに加えて、１種類のものだけを識別して着脱することができるカップラーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記従来技術の有する課題を解決するためこの発明の請求項１記載のカップラーは、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、これらソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段を設け、この連結保持手段を、前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、ソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段として、ソケットとプラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて嵌合連結可能とすることで、ソケットとプラグだけを確実に連結することができるようになる。
これにより、メタノール燃料電池に容器内のメタノールを供給したり、容器ごと取り替えることが確実にできるようになる。
【００１４】
さらに、この発明の請求項２記載のカップラーは、請求項１記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成しており、挿入と回動の２つの動作によって連結することで、確実な操作によらなければ連結できず、一層確実に連結できるようにしている。
【００１５】
また、この発明の請求項３記載のカップラーは、請求項１または２記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成しており、バランスよく連結状態を保持できるとともに、連結保持手段自体を薄く構成でき、設置スペースを小さくするようにしている。
【００１６】
さらに、この発明の請求項４記載のカップラーは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成しており、これらの大きさや幅、高さ、奥行きなどの形状を変えることで、必要な種類を簡単に識別して連結できるようになる。
【００１７】
また、この発明の請求項５記載のカップラーは、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成しており、本体側に突出させた部分を設けることなく、コンパクトに構成することができる。
【００１８】
さらに、この発明の請求項６記載のカップラーは、前記請求項１〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成しており、乗越え部を乗り越えることで、確実に連結されていることを感知できるようになる。
【００１９】
また、この発明の請求項７記載のカップラーは、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にキーを、いずれか他方に前記キーが挿入されるキー溝を備え、これらキーおよびキー溝を、その形状、数、設置位置の少なくともいずれかを変えて識別連結可能な識別連結機構を構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、嵌合連結されるソケットとプラグとの一方にキーを他方にキー溝を設けて１種類のみを識別して連結できる識別連結機構を設けることで、仕様の合致した１種類のソケットとプラグだけを連結することができるようになる。
これにより、メタノール燃料電池として必要な濃度のメタノールのみを供給したり、容器ごと取り替えることができるようになる。
【００２０】
さらに、この発明の請求項８記載のカップラーは、前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成してなることを特徴とするものである。
このカップラーによれば、前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成してあり、連結保持手段のロックアームおよびロック爪部と、識別連結機構のキーおよびキー溝とをそれぞれ組み合わせることで、識別できる種類を大幅に増大できるとともに、機構を簡素化してコンパクトに構成できるようになる。
【００２１】
また、この発明の請求項９記載のカップラーは、請求項１〜８のいずれかに記載の構成に加え、前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別可能に構成したことを特徴とするものである。
このカップラーによれば、識別連結機構を、前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別連結可能に構成しており、識別部の色を変えて同色のものを識別して連結することで、確実に連結できるとともに、識別できる種類を増大したり、組み合わせで一層確実に識別できるようにしている。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の請求項１記載のカップラーによれば、ソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段として、ソケットとプラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて嵌合連結可能としたので、ソケットとプラグだけを確実に連結することができる。
これにより、メタノール燃料電池に容器内のメタノールを供給したり、容器ごと取り替えることが確実にできるようになる。
【００２３】
さらに、この発明の請求項２記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成したので、挿入と回動の２つの動作によって連結することで、確実な操作によらなければ連結できず、一層確実に連結することができる。
【００２４】
また、この発明の請求項３記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成したので、バランスよく連結状態を保持することができるとともに、連結保持手段自体を薄く構成することができ、設置スペースを小さくすることができる。
【００２５】
さらに、この発明の請求項４記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成したので、これらの大きさや幅、高さ、奥行きなどの形状を変えることで、必要な種類を簡単に識別して連結することができる。
【００２６】
また、この発明の請求項５記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成したので、本体側に突出させた部分を設けることなく、コンパクトに構成することができる。
【００２７】
さらに、この発明の請求項６記載のカップラーによれば、前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成したので、乗越え部を乗り越えることで、確実に連結されていることを感知することができる。
【００２８】
また、この発明の請求項７記載のカップラーによれば、嵌合連結されるソケットとプラグとの一方にキーを他方にキー溝を設けて１種類のみを識別して連結できる識別連結機構を設けたので、仕様の合致した１種類のソケットとプラグだけを連結することができる。
これにより、メタノール燃料電池として必要な濃度のメタノールのみを供給したり、容器ごと取り替えることができるようになる。
【００２９】
さらに、この発明の請求項８記載のカップラーによれば、前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成したので、連結保持手段のロックアームおよびロック爪部と、識別連結機構のキーおよびキー溝とをそれぞれ組み合わせることで、識別できる種類を大幅に増大できるとともに、機構を簡素化してコンパクトに構成することができる。
【００３０】
また、この発明の請求項９記載のカップラーによれば、識別連結機構を、前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別連結可能に構成したので、識別部の色を変えて同色のものを識別して連結することで、確実に連結することができるとともに、識別できる種類を増大したり、組み合わせで一層確実に識別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００３２】
図１〜図３はこの発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかり、図１はソケットのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、底面図、図２はプラグの平面図、縦断面図、図３は連結状態および保持状態の横断面図、連結状態および保持状態の縦断面図である。
【００３３】
このカップラー１０は、ソケットＳ１０と、このソケットＳ１０と嵌合連結されるプラグＰ１０とで構成され、例えばメタノール燃料電池の本体側ＦにソケットＳ１０が設けられ、メタノール容器としてのカートリッジ側にプラグＰ１０が設けられ、互いを連通させて本体側に燃料を補充したり、カートリッジごと交換するのに用いられ、主要部は、非金属材料、例えばポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドなどの合成樹脂で作られる。
【００３４】
以下の説明では、図面上での上下を基準に説明するが、実際の容器本体への装着方向を何ら制限するものでなく、どのような方向で実施しても良い。
【００３５】
このカップラー１０のソケットＳ１０は、燃料電池の本体Ｆに一体もしくは別体として取り付けられる部材に形成された装着孔１１の先端部（図中、下端部）内周に装着される略円筒状のソケット本体１２を備え、中間部外周のフランジ部１２ａを介して位置決めされている。
【００３６】
このソケット本体１２には、中心部に流路１２ｂが形成され、この流路１２ｂの基端部（図中、上端部）には、図示しない弁体およびこれを閉方向に付勢する金属製コイルばねと、この金属製コイルばねをメタノールと接触しないように覆う弾性体ハウジングとが設けてあり、弁体と一体の操作部をプラグＰとの連結にともなって操作することで、自動的に弁体が開閉されるようになっている。
【００３７】
そして、このカップラー１０のソケットＳ１０では、燃料電池の本体Ｆの装着孔１１の先端部にプラグＰ１０との嵌合連結状態を保持する連結保持手段１３が設けられ、一方側１４の溝などと相手側１５のアームなどとで連結保持するようにする。
【００３８】
この連結保持手段１３の一方側１４として２つのロック用溝１４ａ、１４ｂが形成され、底面図に示すように、例えば円弧状の溝が中心軸を挟んで対向して３０度程度の範囲に設けて構成してあり、これらのロック用溝１４ａ、１４ｂの対角位置の略半分にそれぞれ段差部１４ｃを形成することで、相手側１５となる後述するプラグＰ側のロックアームが係止されるロック爪部を構成するようにしてある。
【００３９】
これにより、この連結保持手段１３では、相手側１５の後述するプラグＰ側のロックアームを一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂに挿入後、回動させて操作することで、段差部で構成したロック爪部１４ｃにロックアームを係止して連結状態を保持でき、段差部で構成したロック爪部１４ｃのない部分で解放して着脱できるようになっている。
【００４０】
この連結保持手段１３では、保持状態になったことを確実に知ることができるようにするため、段差部で構成したロック爪部１４ｃの外側のロックアームを回動してロック状態とする回動終端手前を知るため、ここでは、回動終端手前に突起状の乗越え部１４ｄが形成してある。
【００４１】
これにより、乗越え部１４ｄをロックアームが乗越えることで、クリック感が生じ、確実に保持状態を知ることができる。
【００４２】
また、この連結保持手段１３では、例えばメタノール燃料電池で使用すべき燃料であるメタノールの濃度の異なるプラグＰを嵌合連結できないようにするための識別手段１６のひとつとして、２つのロック用溝１４ａ、１４ｂの円周方向の大きさ（幅）が変えてあり、相手側１５の後述するプラグＰ側のロックアームも対応して大きさ（幅）が変えてあり、ロックアームをロック用溝１４ａ、１４ｂに挿入する場合に、１８０度反転すると挿入できないようにしてある。
【００４３】
これにより、少なくとも２種類のプラグＰを識別することが可能となる。
【００４４】
さらに、このカップラー１０には、例えばメタノール燃料電池で使用すべき燃料であるメタノールの濃度の異なるプラグＰを嵌合連結できないようにするための他の識別手段１７として、一方側にキー溝１８を、他方側にキー１９を設けて構成してあり、例えばソケットＳ１０にキー溝１８が設けられる。
【００４５】
このキー溝１８は、連結保持手段１３の一方側１４のロック用溝１４ａ，１４ｂの内側のソケット本体１２の先端部のプラグＰ１０を挿入するプラグ挿入孔１２ｃの内周部に形成され、ソケットＳ１０に嵌合連結されるプラグＰ１０を挿入後、回動してロック状態とするための回動範囲、ここでは、例えばプラグＰ１０の３０度の回動範囲に対応して回動方向に移動可能な円弧状の長溝として形成してある。
【００４６】
この他の識別手段１７を構成する一方側のキー溝１８は、例えば２つのキー溝１８ａ，１８ｂの互いのなす角度を変えて形成することで、識別できる組み合わせ数を増大できるようにしており、例えば図１中に示すように、メタノールのある１つの濃度では、例えば２つのキー溝１８ａ，１８ｂの互いのなす角度を９０度に配置する。
【００４７】
次に、このようなソケットＳ１０に嵌合連結されるプラグＰ１０について説明する。
このカップラー１０のプラグＰ１０は、例えばソケットＳ１０と同様に主要部は、非金属材料、例えばポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイドなどの合成樹脂で作られる。
【００４８】
このカップラー１０のプラグＰ１０は、図２に示すように、図示しない燃料電池の燃料であるメタノールがいれられる容器のノズルの先端部外周に装着される略円筒状のプラグ本体２１を備えており、プラグ本体２１の基端部（図中、下端部）内周の係止リング部２１ａに図示しない容器のノズルが連結保持されるようになっている。
【００４９】
このプラグ本体２１には、中心部に流路２１ｂを備えた小径円筒部２１ｃが突き出して形成され、この流路２１ｂの基端部（図中、下端部）には、ソケットＳ１０と同様に、図示しない弁体およびこれを閉方向に付勢する金属製コイルばねと、この金属製コイルばねをメタノールと接触しないように覆う弾性体ハウジングとが設けてあり、弁体と一体の操作部をソケットＳとの連結にともなって操作することで自動的に弁体が開閉され、プラグＰ１０の流路２１ｂとソケットＳ１０の流路１２ｂとが連通されるようになる。
【００５０】
そして、このカップラー１０のプラグＰ１０には、プラグ本体２１の先端部に、ソケットＳ１０との嵌合連結状態を保持する連結保持手段１３の相手側１５として、ソケットＳ１０の２つのロック用溝１４ａ，１４ｂに対応して２本のロックアーム１５ａ、１５ｂが前方に突き出して形成してある。
【００５１】
これら２本のロックアーム１５ａ，１５ｂは、図２中の平面図に示すように、例えば外側面が円弧状とされ、先端部内側に突出した係止部１５ｃがそれぞれに形成され、互いが中心軸を挟んで対向するよう配置してあり、それぞれの円周方向の幅がロック用溝１４ａ、１４ｂの円周方向の溝長さの半分以下としてある。
【００５２】
したがって、連結保持機構１３の一方側１４のソケットＳ１０のロック用溝１４ａ，１４ｂに他方側１５のロックアーム１５ａ、１５ｂを挿入後、回動することで、一方側１４の段差部で構成されるロック爪部１４ｃに相手側１５の２本のロックアーム１５ａ，１５ｂの先端部内側の係止部１５ｃを係止することができ、連結状態を保持することができる。
【００５３】
この連結保持手段１３の他方側１５でも、保持状態になったことを確実に知ることができるようにするため、２本のロックアーム１５ａ，１５ｂの先端部の係止部１５ｃに、一方側１４のロック爪部１４ｃの外側の突起状の乗越え部１４ｄに対応して、ロックアームを回動してロック状態とする回動終端手前に、突起状の乗越え部１５ｄが形成してある。なお、乗越え部１４ｄ、１５ｄの位置は、回動終端手前が感知できる位置であれば、どの位置であっても良い。
【００５４】
また、この連結保持機構１３の他方側１５でも、例えばメタノール燃料電池で使用する燃料であるメタノールの濃度の異なるソケットＳ１０を嵌合連結できないようにするための識別手段１６に対応して、一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂの異なる大きさ（幅）に合わせて相手側１５のロックアーム１５ａ、１５ｂの大きさ（幅）が変えてあり、すでに説明したように、１８０度反転した状態では、プラグＰ１０とソケットＳ１０とを嵌合連結することができないようにしてある。
【００５５】
したがって、このカップラー１０では、識別機構１６を構成する一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂと相手側１５のロックアーム１５ａ，１５ｂとの回動方向の大きさ（幅）を変えることで、２種類に識別することができる。
【００５６】
さらに、このカップラー１０のプラグＰ１０には、例えばメタノール燃料電池で使用すべき燃料であるメタノールの濃度の異なるソケットＳ１０を嵌合連結できないようにするための識別連結機構を構成する他の識別手段１７の他方側を構成するキー１９が設けてある。
【００５７】
このキー１９は、プラグ本体２１の中心部に突き出した小径円筒部２１ｃの外周に突き出して形成され、例えば横断面形状が略４角形状に形成してある。
【００５８】
この他の識別手段１７を構成する相手側のキー１９は、すでに説明した一方側１８の例えば２つのキー溝１８ａ，１８ｂに対応して２つのキー１９ａ、１９ｂを設けるようにし、互いのなす角度を変えて形成することで、識別できる組み合わせ数を増大できるようにしており、例えば図２中に示すように、すでに説明したソケットＳ１０と嵌合連結可能とするメタノールのある１つの濃度では、例えば２つのキー１９ａ，１９ｂの互いのなす角度を９０度に配置する。
【００５９】
このカップラー１０では、識別機構１６を構成する一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂと相手側１５のロックアーム１５ａ，１５ｂとの回動方向の大きさ（幅）を変えることで、２種類に識別することができ、さらに、もう１つの識別手段１７の一方側の２つのキー溝１８ａ、１８ｂと相手側の２つのキー１９ａ、１９ｂのそれぞれのなす角度を９０度に配置したことを組み合わせることで、完全に１つのソケットＳ１０とプラグＰ１０とだけが嵌合連結でき、他のものと識別することができる。
【００６０】
このように構成したカップラー１０では、図３に示すように、例えばメタノール燃料電池の本体側に設けたソケットＳ１０のソケット本体１２のプラグ挿入孔１２ｃに、プラグＰ１０のプラグ本体２１にシールリング２２を装着した小径円筒部２１ｃを挿入するようにし、これと同時に、ソケットＳ１０のロック用溝１４ａ、１４ｂにプラグＰ１０のロックアーム１５ａ,１５ｂが挿入され、さらにソケットＳ１０のキー溝１８ａ、１８ｂにプラグＰ１０のキー１９ａ,１９ｂが挿入されるようにする。
【００６１】
この後、ソケットＳ１０に挿入したプラグＰ１０を、例えば３０度回動する。
すると、連結保持機構１３の一方側１４のソケットＳ１０のロック用溝１４ａ、１４ｂの段差部で構成されるロック爪部１４ｃに他方側１５のロックアーム１５ａ、１５ｂの先端部内側の係止部１５ｃが回動が進むにしたがって係止され、回動終端手前で互いの乗越え部１４ｄ、１５ｄ同士が乗越えてクリック感を生じさせた後、さらに回動することで、連結状態が保持される。
【００６２】
これにより、ソケットＳ１０とプラグＰ１０の連結にともなってそれぞれの弁体と一体の操作部同士が操作されることで自動的に弁体が開閉され、プラグＰ１０の流路２１ｂとソケットＳ１０の流路１２ｂとが連通した状態となる。
【００６３】
このソケットＳ１０とプラグＰ１０の連結の際、識別手段１６を構成する一方側１４のロック用溝１４ａ、１４ｂと相手側１５のロックアーム１５ａ，１５ｂとの回動方向の大きさ（幅）を変えることおよび識別連結機構を構成するもう１つの識別手段１７の一方側の２つのキー溝１８ａ、１８ｂと相手側の２つのキー１９ａ、１９ｂのそれぞれのなす角度を９０度に配置してあるので、完全に１つのソケットＳ１０とプラグＰ１０とだけを嵌合連結することができ、他のものと識別することができる。
【００６４】
そこで、このようなロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることと、２つのキー溝１８ａ、１８ｂおよび２つのキー１９ａ、１９ｂのなす角度を変えることを組み合わせることで、多くの識別が可能となる。
【００６５】
すなわち、例えば図４に示すように、２つのキー溝１８ａ、１８ｂおよび２つのキー１９ａ、１９ｂのなす角度を４５度ずつ変えて互いを４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度および３１５度の７種類とし、ロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることにより反転して連結できない２種類とすれば、合計２７パターンの識別が可能となる。
【００６６】
なお、識別パターンをさらに増大する必要がある場合には,互いのなす角度を小さな角度として種類を増大すれば良い。
【００６７】
このように識別できるパターンが多くなると、キーやキー溝の配置を外観上見分けることが難しくなるが、たとえば、嵌合連結可能なカップラー１０のソケットＳとプラグＰ１０とを同一色で色分けすることを、組み合わせることで、一層簡単に識別することができる。
【００６８】
また、識別手段１３のロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることにより反転して連結できないようにすることと組み合わせるもう１つの識別手段１７のキー溝とキーを１つのキー溝と１つのキーだけで構成することもでき、この場合に、例えば図５に示すように、１つのキー溝１８および１つのキー１９のなす角度を４５度ずつ変えて互いを０度、４５度、９０度、１３５度、１８０度、２２５度、２７０度および３１５度の８種類とすれば、この角度の８種類分だけ識別することが可能となる。
この場合にも同一色で色分けすれば、一層容易に識別することができる。
【００６９】
なお、上記実施の形態では、識別手段１３のロック用溝１４ａ、１４ｂおよびロックアーム１５ａ，１５ｂの大きさを変えることにより反転して連結できないようにするため、円周方向の大きさ（幅）を変えるようにしたが、図６に示すように、放射方向の大きさ（高さ）を変えて反転して連結できないようにしても良く、さらに、形状として、奥行きなどを変えるようにしても良い。
【００７０】
また、２つのロックアームの配置を対角位置とせず、角度を変えるようにしても良く、対角位置とする場合が、連結保持する場合の連結部に加わる力のバランスが良く、カップラー自体の厚さを薄く構成することができ、設置スペースを最小にすることかできる。
【００７１】
さらに、識別手段のキーの横断面形状を略４角形としたもので説明したが、これに限らず他の形状であっても良く、特に樹脂成形上、割り型とする必要がある場合には、図７に示すように、キー１９の横断面形状を先端が細い台形状とすれば、成形も容易となる。
【００７２】
また、上記実施の形態では、嵌合連結可能なソケットとプラグの識別を２つの識別手段を組み合わせて行うように構成したが、これを単独で設けて識別するようにしても良く、この場合には、識別すべき種類ごとにキーやロックアームの大きさや設置位置などを変えるようにすれば良い。
【００７３】
さらに、ロック用溝とロックアームをソケットとプラグとで互いに入れ替えて設けるようにしたり、キー溝とキーを互いに入れ替えて設けるようにしても良い。
また、ロックアームを挿入回動式として嵌合連結するようにしたが、ロックアームを開閉式として嵌合連結は挿入だけとし、ロックアームの基端部を操作して開閉することで、開放するようにしても良く、他の嵌合連結方式を採用して嵌合連結と開放を行うようにすることもできる。
【００７４】
なお、カップラーの用途としてメタノール燃料電池のメタノールの容器と本体との連結の場合を例に説明したが、これに限らず他の用途でも良く、特に多種類を識別する必要がある場合に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかるソケットのＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、底面図である。
【図２】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかるプラグの平面図、縦断面図である。
【図３】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す一実施の形態にかかる連結状態および保持状態の横断面図、連結状態および保持状態の縦断面図である。
【図４】この発明のカップラーの一実施の形態にかかる識別パターンの説明図である。
【図５】この発明のカップラーの他の一実施の形態にかかる識別パターンの説明図である。
【図６】この発明のカップラーの弁体およびその付勢手段を省略して示す他の一実施の形態にかかるプラグの平面図、縦断面図である。
【図７】この発明のカップラーの他の一実施の形態にかかる識別パターンの説明図である。
【図８】従来の連結装置の縦断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０ カップラー
Ｓ１０ ソケット
Ｐ１０ プラグ
Ｆ メタノール燃料電池の本体側
１１ 装着孔
１２ ソケット本体
１２ａ フランジ部
１２ｂ 流路
１２ｃ プラグ挿入孔
１３ 連結保持手段
１４ 一方側
１４ａ ロック用溝
１４ｂ ロック用溝
１４ｃ 段差部（ロック爪部）
１４ｄ 乗越え部
１５ 相手側
１５ａ ロックアーム
１５ｂ ロックアーム
１５ｃ 係止部
１５ｄ 乗越え部
１６ 識別手段
１７ 識別手段（識別連結機構）
１８ 一方側のキー溝
１８ａ キー溝
１８ｂ キー溝
１９ 他方のキー
１９ａ キー
１９ｂ キー
２１ プラグ本体
２１ａ 係止リング
２１ｂ 流路
２１ｃ 小径円筒部
２２ シールリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
これらソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段を設け、この連結保持手段を、前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて構成したことを特徴とするカップラー。
【請求項２】
前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成したことを特徴とする請求項1記載のカップラー。
【請求項３】
前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成したことを特徴とする請求項１または２記載のカップラー。
【請求項４】
前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカップラー。
【請求項５】
前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカップラー。
【請求項６】
前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカップラー。
【請求項７】
弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にキーを、いずれか他方に前記キーが挿入されるキー溝を備え、これらキーおよびキー溝を、その形状、数、設置位置の少なくともいずれかを変えて識別連結可能な識別連結機構を構成したことを特徴とするカップラー。
【請求項８】
前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成してなることを特徴とするカップラー。
【請求項９】
前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別可能に構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカップラー。
【請求項１】
弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
これらソケットとプラグとの間に嵌合連結状態を保持する連結保持手段を設け、この連結保持手段を、前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にロックアームを設け、いずれか他方にこのロックアームが係止されるロック爪部を設けて構成したことを特徴とするカップラー。
【請求項２】
前記連結保持手段の前記ロック爪部を凹部に設け、前記ロックアームを前記凹部に挿入後回動して嵌合連結可能に構成したことを特徴とする請求項1記載のカップラー。
【請求項３】
前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを２個回動中心を挟む対角位置に設けて構成したことを特徴とする請求項１または２記載のカップラー。
【請求項４】
前記連結保持手段の前記ロックアームと前記ロック爪部とを、それぞれの大きさ、幅、高さ、奥行きなどの形状を変えて１種類の前記ソケットおよび前記プラグのみを識別して嵌合連結可能に構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカップラー。
【請求項５】
前記連結保持手段の前記ロックアームをプラグ側に設ける一方、前記ロック爪部を本体側に設けて構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のカップラー。
【請求項６】
前記連結保持手段の前記ソケットと前記プラグとの少なくともいずれか一方に、嵌合連結終端位置を感知し得る乗越え部を設けて構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のカップラー。
【請求項７】
弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結され嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
前記ソケットと前記プラグとのいずれか一方にキーを、いずれか他方に前記キーが挿入されるキー溝を備え、これらキーおよびキー溝を、その形状、数、設置位置の少なくともいずれかを変えて識別連結可能な識別連結機構を構成したことを特徴とするカップラー。
【請求項８】
前記請求項１〜６のいずれかに記載のカップラーの連結保持手段に、前記請求項７記載のキーおよびキー溝による識別連結機構を組み合わせて構成してなることを特徴とするカップラー。
【請求項９】
前記ソケットおよび前記プラグに、それぞれ同色の識別部を設けて識別可能に構成したことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のカップラー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−２２５６９（Ｐ２００７−２２５６９Ａ）
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２０４８３５（Ｐ２００５−２０４８３５）
【出願日】平成１７年７月１３日（２００５．７．１３）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【出願人】（０００２２２１２９）東洋エアゾール工業株式会社 (77)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１日（２００７．２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年７月１３日（２００５．７．１３）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【出願人】（０００２２２１２９）東洋エアゾール工業株式会社 (77)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]