カプラ脱着機構

【課題】スリーブの解除操作を簡便なものとし、ガスボンベの交換作業を速やかに、かつ容易に行い得るようにすること。
【解決手段】スリーブ４をハウジング３に対してスライドさせて、ロック及び解除を行うソケット１を用いたカプラ脱着機構であって、このスリーブ４の段差部８に当接部材９の押し部１０を当接させる。この当接部材９にはガスボンベＢの把持部Ｈ近傍に至る延長部材１１が設けられ、この延長部材１１の操作によって、スリーブ４のスライド操作を行うことができる。当接部材９には、抜け止め部材１４が設けられ、この当接部材９がソケット１から脱落するのを防止するとともに、ガス供給口の固定部材１８と当接部材９との間には補助ばね１９が設けられ、当接部材９や延長部材１１の自重や使用機器の振動等によって、スリーブ４が不用意に解除位置にスライドし、ソケット１からプラグ２が外れてしまうトラブルを未然に防止している。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス消費機器とガスボンベを接続する際に用いるカプラの脱着機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に示す電動車椅子等の小型移動体として、燃料に水素を用いた燃料電池方式のものが開発されている。この水素は、ガスボンベに充填されて小型移動体に搭載される。燃料電池のガス供給口とガスボンベは、例えば特許文献２の図１に示すカプラを介して接続される。このカプラは、受け側のソケットと、挿し側のプラグとから構成される。
【０００３】
前記ソケットとして、ガス流路を形成したハウジングと、このハウジングに対して、ガス流路の方向に所定範囲内（「ロック位置」と「解除位置」の範囲内）でスライド自在に設けられたスリーブと、ガス流路の内外壁を貫通する貫通孔内に収納され、スリーブを前記ロック位置にスライドさせた際に、このスリーブによってガス流路の外壁側から内壁側に向けて付勢されるロックボールと、スリーブを前記ロック位置側に付勢するスリーブばねとを備えたものがよく用いられる（例えば、特許文献２の図２を参照）。
【０００４】
ソケットにガスボンベのプラグを挿し込むと、プラグの先端部に形成したロック溝にロックボールが嵌まり込むとともに、このロックボールがスリーブによって前記ロック溝側に付勢されて、ロック状態が発揮される。
【０００５】
このスリーブをスリーブばねの付勢力に抗して解除位置にスライドすると、スリーブによるロックボールの付勢が解除されて、このロックボールがロック溝から退去し得る。これにより、ソケットに挿し込んだプラグを引き抜いて、ガスボンベの交換作業を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１２５９１８号公報
【特許文献２】特開２００４−２１１８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
スリーブをスライドさせて、プラグのロック状態を解除するタイプのソケットにおいては、特許文献１のようにガスボンベのプラグを下向きに機器内に収納する場合、前記スリーブに手が届きにくく、ガスボンベの交換作業に手間取ることが多い。例えば、機器のカバーに、手を差し入れることができる程度の大きさの孔を形成し、この孔を通してスリーブの解除操作を行うことも考えられる。しかしながら、この種のガスボンベは、プラグと把持部がこのガスボンベの両端部に離間して設けられているものが多く（例えば、特許文献１の図１を参照）、この場合、一方の手でスリーブの解除操作を行いつつ、他方の手で把持部を持ってガスボンベを取り外す（持ち上げる）という不安定な体勢で作業を行う必要がある。
【０００８】
また、水素ガス用のガスボンベの中には、気体の水素を直接充填するのではなく、ガスボンベ中に水素吸蔵合金を収納しておき、この水素吸蔵合金に水素を吸蔵させたものがある。水素吸蔵合金を封入したガスボンベは、中空のガスボンベと比較して水素吸蔵合金の分だけ重いため、片手のみでガスボンベの交換作業を行うことは、作業者にとって大きな負担となる。
【０００９】
そこで、この発明は、スリーブの解除操作を簡便なものとし、ガスボンベの交換作業を速やかに、かつ容易に行い得るようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、この発明は、ガス消費機器のガス供給口に、ガス流路を形成したハウジングと、このハウジングに対してスライド自在に設けられたスリーブと、前記ガス流路の内外壁を貫通する貫通孔内に収納され、前記スリーブをロック位置にスライドさせた際に、前記スリーブによって前記ガス流路の外壁側から内壁側に向けて付勢されるロック部材と、このスリーブを前記ロック位置側に付勢するスリーブばねとを設けたソケットを備え、前記ソケットに、先端部にロック溝を形成したガスボンベのプラグを挿し込み、前記スリーブを前記スリーブばねの付勢力で前記ロック位置にスライドさせて、前記ロック部材が前記ロック溝に嵌まり込んだ状態として、前記プラグの抜け止めがなされる一方で、前記スリーブを前記付勢力に抗して解除位置にスライドさせて、前記ロック部材の前記外壁側から内壁側への付勢を解除して、前記プラグの抜き挿しを行い得るようにしたカプラ脱着機構において、前記スリーブをスライドする延長部材を前記ガスボンベに沿うように設け、このガスボンベを交換する際に、前記延長部材を操作して前記スリーブを解除位置にスライドして、前記ソケットと前記プラグのロック状態を解除するカプラ脱着機構を構成した。
【００１１】
このスリーブに延長部材を設けることにより、スリーブの解除操作を機器内の奥まったところではなく、十分な作業スペースを確保できる場所で行い得る。このため、この作業をスムーズに行うことができる。また、前記延長部材を前記ガスボンベに沿うように設けたので、片方の手でスリーブのロック解除操作をした後に、速やかにその手でガスボンベの把持部を持つことができる。すなわち、両方の手でガスボンベを支えて取り外すことができるため、交換作業における作業者の負担が大幅に軽減される。
【００１２】
前記延長部材の長さは、解除操作をスムーズに行い得るのであれば特に限定されないが、その操作端部（先端）がガスボンベの把持部の近傍に位置するようにするのが好ましい。把持部が操作端部の近傍にあれば、前記解除操作後に、手を速やかに把持部に添えることができるためである。
【００１３】
前記ロック部材の形状は特に限定されないが、ボール形状のもの（ロックボール）を採用するのが好ましい。ロックボールには方向性がないため、プラグに多少の傾き等があったとしても、その抜け止めを確実に行う一方で、プラグのロック溝に形成したテーパとの当接によって、その解除をスムーズに行うことができるためである。
【００１４】
前記構成においては、前記延長部材に当接部材を設け、この当接部材を前記スリーブの段差部に当接させるとともに、前記ハウジングに抜け止め部材を設け、この抜け止め部材の係止爪を、前記当接部材に形成した係止部に係止することができる。
【００１５】
この抜け止め部材を設けることにより、ソケットに設けた当接部材が不用意に外れるのを防止することができる。このため、前記延長部材の動きが当接部材を介してスリーブに確実に伝わり、ロックの解除操作をスムーズに行うことができる。
【００１６】
さらに前記構成においては、前記ソケットの固定部材と前記当接部材に介在する補助ばねを設け、この補助ばねで前記当接部材を前記スリーブのロック位置方向に付勢するようにすることができる。
【００１７】
この補助ばねを設けることで、前記延長部材（及び当接部材）の自重や機器の振動によって、スリーブが不用意に解除位置にスライドしてしまう誤動作を極力防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明は、ソケットのスリーブに延長部材を設け、この延長部材を操作することで、前記スリーブのスライドを行うようにした。このため、スリーブの周囲に隙間がない等、このスリーブの解除操作を手で直接行うことが困難な場合でも、簡便にこの解除操作を行うことができ、ガスボンベの交換作業を速やかに、かつ容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本願発明に係るカプラ脱着機構の一実施形態を示す側面図
【図２】一実施形態の要部を示す部分断面図
【図３】一実施形態の要部を示す部分断面斜視図
【図４】一実施形態のソケット側の構成を示す分解斜視図
【図５ａ】ソケットとプラグを接近させつつある状態を示す断面図
【図５ｂ】プラグをソケットに挿し込んでスリーブをロック位置とした状態を示す断面図
【図５ｃ】スリーブを解除位置にスライドした状態を示す断面図
【図５ｄ】スリーブを解除位置にスライドした状態で、ソケットからプラグを引き抜いた状態を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明に係るカプラ脱着機構の一実施形態を図１から４に示す。このカプラは、燃料電池等のガス消費機器のガス供給口に設けたソケット１に、ガスボンベＢのプラグ２を挿し込むことで構成され、例えば、特許文献１で示した電動車椅子に採用される。なお、図２中の軸心（一点鎖線Ｃ）に対して右半分は、この軸心と後述する係止爪１６とを通る断面図を示し、軸心に対して左半分は、この軸心と係止爪１６がない位置とを通る断面図を示している。
【００２１】
ソケット１には、軸心にガス流路を形成した円筒状のハウジング３と、円筒状のスリーブ４が設けられている。ハウジング３には、ガス流路の内外壁を貫通する貫通孔が複数個形成され、各貫通孔内には、鋼製のロックボール５が内壁側に脱落しないように一つずつ収納されている。スリーブ４は、ハウジング３の円筒面に沿って所定範囲内（「ロック位置」と「解除位置」の範囲内）で軸方向にスライド自在となっている。
【００２２】
スリーブ４がロック位置にあるときは、スリーブ４がロックボール５に当接して、このロックボール５が外壁側から内壁側（軸心方向）に付勢されて、貫通孔の内壁端から、このロックボール５が突出した状態（ロック状態）となっている。スリーブ４とハウジング３の間にはスリーブばね６が介在しており、このスリーブばね６によって、スリーブ４が前記ロック位置に向けて付勢されている。ハウジング３にはストッパ７が設けられ、前記付勢によってスリーブ４がロック位置を超えてスライドするのを、このストッパ７が規制している。
【００２３】
スリーブ４をスリーブばね６の付勢力に抗して解除位置にスライドすると、スリーブ４によるロックボール５の付勢が解除されて、このロックボール５が前記内壁端から外壁側に退去し得る。
【００２４】
スリーブ４には段差部８が形成されていて、この段差部８に当接部材９の押し部１０が当接している。また、この当接部材９には、ガスボンベＢの全長と同程度の長さの棒状の延長部材１１が、このガスボンベＢに沿うように設けられていて、その先端はガスボンベＢの把持部Ｈの近くに位置している。延長部材１１をその軸方向下向きに動かすと（図２中の白抜き矢印を参照）、それと一体に当接部材９が下向きに動き、スリーブ４を解除位置向きにスライドさせることができる。
【００２５】
この当接部材９のプラグ挿し込み側の先端には、先細のテーパ１２が形成されている。また、ソケット１に挿し込むガスボンベＢのプラグ２には、このプラグ２と同軸に、円筒状の保護部材１３が設けられている。この保護部材１３によってプラグ２の先端が周辺部材等と接触して破損するのを防止している。
【００２６】
ソケット１のハウジング３には抜け止め部材１４が設けられている。この抜け止め部材１４は略半円状の円弧部１５と、この円弧部１５の両端から一方の軸方向に起立する係止爪１６とから構成される。円弧部１５はスリーブ４の下端に係止されるとともに、係止爪１６は当接部材９の係止部１７に係止されている。このように抜け止め部材１４を設けることで、ソケット１からこの当接部材９（延長部材１１）が外れるのを防止している。
【００２７】
ソケット１の固定部材１８（１８ａ、１８ｂ）と当接部材９の間には補助ばね１９が設けられ、この補助ばね１９によって、当接部材９がスリーブ４のロック位置に向けて付勢されている。このように当接部材９を付勢することで、当接部材９及び延長部材１１の自重や、電動車椅子等の使用機器の振動によって、スリーブ４が不用意に解除位置にスライドし、ソケット１からプラグ２が外れてしまうトラブルを未然に防止している。なお、この補助ばね１９は、ソケット１内に設けられたスリーブばね６の付勢力を補助して、スリーブ４の不用意なスライドを防止するためのものであるから、スリーブばね６の付勢力のみで、この不用意なスライドを防止できるのであれば、補助ばね１９は必ずしも設けなくても良い。
【００２８】
図５ａ〜図５ｄにカプラ脱着機構の着脱手順について示す。各図において、軸心Ｃに対して右半分は、この軸心と係止爪１６とを通る断面図を示し、軸心Ｃに対して左半分は、この軸心Ｃと係止爪１６がない位置（係止爪１６を形成した位置から軸心Ｃ周りに９０度回転した位置）とを通る断面図を示している。
【００２９】
まず、図５ａに示すように、ガスボンベＢのプラグ２をソケット１に対して同軸に接近させる。このとき、両者の間に若干の軸ずれｄがあったとしても、当接部材９のテーパ１２と保護部材１３が当接して、この軸ずれｄが修正されるので、プラグ２の挿し込みをスムーズに行うことができる。本実施形態では、当接部材９側にテーパ１２を形成したが、このテーパ１２を、保護部材１３側あるいは保護部材１３と当接部材９の双方に形成しても良い。
【００３０】
プラグ２を完全にソケット１に挿し込むと、図５ｂに示すように、プラグ２先端部に形成したロック溝２０にロックボール５が嵌まり込んで、このプラグ２の抜け止めがなされる。
【００３１】
プラグ２をソケット１から引き抜く際は、図５ｃ中に下向きの白抜き矢印で示すように、延長部材１１を下向きに押し込むように操作する。すると、この延長部材１１の先端の当接部材９が、スリーブ４をロック位置から解除位置に向けてスライドさせる。このスライドによって、プラグ２のロック溝２０に嵌まり込んでいたロックボール５のスリーブ４による付勢が解除される。この付勢の解除によって、プラグ２の引き抜き力によってロックボール５が貫通孔内に退去して、図５ｄに示すように、このプラグ２の引き抜きをスムーズに行うことができる。
【００３２】
このカプラ脱着機構を採用する電動車椅子等においては、背景技術において説明したように、ソケット１とガスボンベＢのプラグ２の接続を解除するスリーブ４が装置の奥まったところに位置し、そのスライドをしづらいことがある。この場合であっても、延長部材１１の操作によりスリーブ４のスライドを行い得るようにしたことにより、その解除作業を容易にすることができる。さらに、延長部材１１の先端が、ガスボンベＢの把持部Ｈ近傍に位置するように構成することにより、延長部材１１を操作してロック状態を解除した後に、直ちに両手でこの把持部Ｈを持ってガスボンベＢを支えることができる。このため、ガスボンベＢの交換作業において、使用者の負担を大幅に軽減することができる。
【００３３】
このカプラ脱着機構は、水素吸蔵合金を収納したガスボンベＢに特に有効である。このタイプのガスボンベＢは、一般的な中空のガスボンベＢと比較して水素吸蔵合金の分だけ重い。この場合であっても、ロック解除操作後に、直ちに両手で把持部Ｈを持つことができ、スムーズに交換作業を行い得るからである。
【００３４】
本願発明には、市販のソケット１及びプラグ２を応用することが容易にでき、このソケット１に延長部材１１等を設けるだけでカプラ脱着機構を構成できるので、製造コストを極力低く抑制することができる。
【符号の説明】
【００３５】
１ソケット
２プラグ
３ハウジング
４スリーブ
５ロックボール（ロック部材）
６スリーブばね
７ストッパ
８段差部
９当接部材
１０押し部
１１延長部材
１２テーパ
１３保護部材
１４抜け止め部材
１５円弧部
１６係止爪
１７係止部
１８（１８ａ、１８ｂ）固定部材
１９補助ばね
２０ロック溝
Ｂボンベ
Ｈ把持部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス消費機器のガス供給口に、ガス流路を形成したハウジング（３）と、このハウジング（３）に対してスライド自在に設けられたスリーブ（４）と、前記ガス流路の内外壁を貫通する貫通孔内に収納され、前記スリーブ（４）をロック位置にスライドさせた際に、前記スリーブ（４）によって前記ガス流路の外壁側から内壁側に向けて付勢されるロック部材（５）と、このスリーブ（４）を前記ロック位置側に付勢するスリーブばね（６）とを設けたソケット（１）を備え、
前記ソケット（１）に、先端部にロック溝（２０）を形成したガスボンベ（Ｂ）のプラグ（２）を挿し込み、前記スリーブ（４）を前記スリーブばね（６）の付勢力で前記ロック位置にスライドさせて、前記ロック部材（５）が前記ロック溝（２０）に嵌まり込んだ状態として、前記プラグ（２）の抜け止めがなされる一方で、前記スリーブ（４）を前記付勢力に抗して解除位置にスライドさせて、前記ロック部材（５）の前記外壁側から内壁側への付勢を解除して、前記プラグ（２）の抜き挿しを行い得るようにしたカプラ脱着機構において、
前記スリーブ（４）をスライドする延長部材（１１）を前記ガスボンベ（Ｂ）に沿うように設け、このガスボンベ（Ｂ）を交換する際に、前記延長部材（１１）を操作して前記スリーブ（４）を解除位置にスライドして、前記ソケット（１）と前記プラグ（２）のロック状態を解除するようにしたことを特徴とするカプラ脱着機構。
【請求項２】
前記延長部材（１１）に当接部材（９）を設け、この当接部材（９）を前記スリーブ（４）の段差部（８）に当接させるとともに、前記ハウジング（３）に抜け止め部材（１４）を設け、この抜け止め部材（１４）の係止爪（１６）を、前記当接部材（９）に形成した係止部（１７）に係止したことを特徴とする請求項１に記載のカプラ脱着機構。
【請求項３】
前記ソケット（１）の固定部材（１８）と前記当接部材（９）に介在する補助ばね（１９）を設け、この補助ばね（１９）で前記当接部材（９）を前記スリーブ（４）のロック位置方向に付勢したことを特徴とする請求項２に記載のカプラ脱着機構。

【図１】