JP4366600B2

JP4366600B2 - 緊急離脱管継手

Info

Publication number: JP4366600B2
Application number: JP2005002244A
Authority: JP
Inventors: 橋和史高; 山崇金
Original assignee: Tatsuno Corp
Current assignee: Tatsuno Corp
Priority date: 2005-01-07
Filing date: 2005-01-07
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2025-01-07
Also published as: KR20060081325A; JP2006189118A; KR100673295B1

Description

本発明は、例えば水素ガス、天然ガス等の高圧ガスの充填装置に用いられる緊急離脱管継手に関する。

高圧ガスの充填装置は、充填ノズルを自動車の燃料タンクへ接続してガスの充填が行われる。このために、充填中に自動車が移動して充填ホースが引っ張られると、充填ノズル及び充填ホース等の機器が破損してガスが噴出して危険な状態となる。そこで一定以上の引っ張り荷重が掛かると分離する緊急離脱管継手を充填装置と充填ノズルとの途中に設け、機器が破損する危険を防止している。

このような緊急離脱管継手としては、（１）一定以上の荷重で分離する構造、（２）ガスの内圧では分離しない構造、（３）分離後に充填ホース内のガスが噴出しない構造、（４）分離時にガス圧で分離プラグが飛び出さない構造、であることが求められている。
一定以上の荷重で分離する緊急離脱管継手としては、引っ張り荷重によりコイルバネが圧縮されて縮むと球による係止が解かれて分離するもの（特許文献１、２参照）、引っ張り荷重により係止ピンが破断し、球による係止が解かれて分離するもの（特許文献３参照）、が知られている。

しかし、コイルバネは圧縮するにつれて荷重が増大するので、分離荷重も増大し、一定の荷重で分離する緊急離脱管継手の設計が難しかった。また、係止ピンは線径、材質、繰り返し荷重による疲労で剪断荷重が変化し、一定の荷重で分離する緊急離脱管継手の設計が難しく、分離後に係止ピンを再使用することができない。さらに、球により係止が解かれるものは、分離中に球が管継手を傷つけたり、分離後に球が飛び散って紛失することがある。したがって、再使用ができない。
また、ガスの内圧では分離しない緊急離脱管継手としては、分離方向に直角にガス流路を形成し、分離方向のガス圧の作用を均衡させたもの（特許文献１、２参照）、圧力室にガス圧を導き、分離方向のガス圧の作用を均衡させたもの（特許文献３参照）、が知られている。

さらに、分離後に充填ホース内のガスが噴出しない緊急離脱管継手としては、分離する管継手の両者に弁を設けたもの（特許文献１、２、３参照）、が知られている。
しかし、閉弁時に流路とＯ―リングが交叉するものでは、Ｏ―リングが傷つきシールが不完全となり、ガスが洩れる虞がある。
そして、分離時にガス圧で分離プラグが飛び出さない緊急離脱管継手としては、分離する過程で、分離方向に直角に設けたガス開放通路からガスを放出するもの（特許文献２、３参照）、が知られている。
特開平６−２７８０９５号特開２００４−５２８６７号特開２００４−２９３７７７号したがって、従来技術はいずれも充分ではなかった。

本発明は、一定以上の荷重で分離し、ガスの内圧では分離することがなく、分離後に充填ホース内のガスが噴出することがなく、しかも分離時にガス圧で分離プラグが飛び出すことがない緊急離脱管継手を提供することを目的としている。また、本発明は、分離後に容易に組立てて再使用できる緊急離脱管継手を提供することを別の目的としている。

本発明によれば、管継手本体（１）に固定プラグ（２）を取り付けたソケット（３）と、管継手本体（１）に挿入される離脱プラグ（４）とで構成され、ソケット（３）に離脱プラグ（４）を挿入すると固定プラグ（２）及び離脱プラグ（４）に設けられた遮断弁（１８、３２）が開き、ソケット（３）から離脱プラグ（４）が抜けると両遮断弁（１８、３２）が閉じるようにした緊急離脱管継手において、管継手本体（１）の内壁面及び離脱プラグ（４）の外壁面に溝（１２、４２）を刻設し、管継手本体（１）の溝（１２）に嵌入した弾性リング（１１）を離脱プラグ（４）の溝（４２）に係合して両者を離脱可能に係止しており、そして前記管継手本体（１）の内壁面及び離脱プラグ（４）の外壁面に刻設されている溝（１２、４２）はそれぞれ２条であり、各溝（１２、４２）にそれぞれ弾性リング（１１）が嵌入されている。

前記弾性リング（１１）は、輪状斜め巻きコイルスプリングが好ましい。
さらに、前記離脱プラグ（４）には、前記弾性リング（１１）を押し広げるテーパ（４１）が形成されているのが好ましい。

そして、前記管継手本体（１）には内壁面に流入路（５）と流出路（６）とを有する流路（７）が設けられ、そして、前記固定プラグ（２）の遮断弁（１８）は弁体の前後に同径の弁杆（１９、２０）を有し、前側の弁杆（１９）は弁杆ガイド（２１）に挿入され、後側の弁杆（２０）は弁杆室（２３）に挿入され、遮断弁（１８）の流出路（２６、２７）は管継手本体（１）の流入路（５）に接続され、また、前記離脱プラグ（４）の遮断弁（３２）も弁体の前後に同径の弁杆（３３、３４）を有し、前側の弁杆（３３）は弁杆ガイド（３４）に挿入され、後側の弁杆（３４）は弁杆室（３６）に挿入され、遮断弁（３２）の流入路（３９、４０）は管継手本体（１）の流出路（６）に接続され、そして、両弁杆ガイド（２１、３４）から突出した弁杆（１９、３３）が当接して両遮断弁（１８、３２）が開くように構成され、固定プラグ（２）及び離脱プラグ（４）の弁杆室（２３、３６）、及び両弁杆（１９、３３）の当接部は管継手本体（１）に開けた孔（１３、１６、１４）を介して大気に連通している。

（１）溝に嵌入した弾性リングでソケットに離脱プラグを係止しているので、分離荷重を一定にし易く、分離後の再組立が容易である。
（２）遮断弁の前後の弁杆を同径とし、弁杆の両端を大気に連通しているため、分離後の弁閉時に内圧の影響を受けずにコイルバネのみで弁閉力を管理できる。
（３）ソケットから離脱プラグが離脱する分離機構を２段階にする事により流路内のガスを管継手本体に開けた孔を介して確実に抜く事が出来、離脱プラグが飛び出す危険性がない。
（４）離脱プラグの外壁面のテーパで弾性リングを押し広げるので、分離荷重より低い荷重で弾性リングを含むプラグが挿入できる。

図１に示すように、本発明の緊急離脱管継手は、全体的に円筒状の管継手本体１の後端（流体の流れの後流側）に固定プラグ２を取り付けたソケット３と、管継手本体１の先端に取り付けられた離脱プラグ４とで構成され、ソケット３の固定プラグ２は図示しない充填ホースを介して充填装置に接続され、離脱プラグ４には図示しない充填ホースを介して充填ノズルが接続されている。
管継手本体１には内壁に向けて流入路５及び流出路６が接続された軸線方向の流路７が形成され、その流路７の後端はボルト８で閉塞されている。管継手本体１の後端には固定プラグ２を取り付けるネジ９が刻設され、また先端には離脱プラグ４に植設されたピン４５が嵌入する切り欠き１０が刻設され、内壁面には離脱プラグ４を係止する弾性リング１１が嵌入する溝１２が２条に形成されている。

図２に示すように、弾性リング１１としては、斜め巻きコイルスプリングが好適であるが、通常のコイルスプリング又はＣ字状の弾性リングでもよい。
図示のように管継手本体１には外壁面から内壁面に貫通する孔が４箇所開けられており、また管継手本体１の後端に設けた第１の孔１３は固定プラグ２の弁杆室内を大気圧にするものである。管継手本体１の中間に設けた第２の孔１４は固定及び離脱プラグ２、４の当接部を大気圧にし、後述のように分離中に流路７のガスを抜くためのものである。管継手本体１の先端側に設けた第３の孔１５は分離中に分離プラグ４の遮断弁の流入側及び流路７のガスを抜くためのものである。そして第３の孔１５よりさらに管継手本体１の先端側に設けた第４の孔１６は離脱プラグ４の弁杆室を大気圧にし、分離中に分離プラグ４の遮断弁の流入側のガスを抜くためのものである。
また、孔１４はＯ−リングＯＲ１が破損した場合、ガス流路より室Ｒに流入したガスを抜き大気圧を維持するようになっている。

固定プラグ２のプラグ本体１７に設けられた遮断弁１８は、軸線方向に延びる同径の弁杆１９、２０を前側および後側に有し、バネ２４により弁座２５に閉弁付勢されている。前側の弁杆１９は弁杆ガイド２１に可摺動に挿入され、弁杆ガイド２１はナット２２でプラグ本体１７に固定され、後側の弁杆２０はプラグ本体１７の後方に設けられた弁杆室２３に可摺動に収納されている。
弁杆ガイド２１及びプラグ本体１７には遮断弁１８の流出路２６、２７が半径方向外方に延びるように形成され、この流出路２６、２７は管継手本体１に形成された前記流入路５を介して前記流路７に連通するようになっている。
プラグ本体１７の後端には、管継手本体１のネジ９に螺合するネジ２８が刻設され、図示しない充填ホースを取付けた取り付けナット２９が螺合されている。

また、プラグ本体１７には弁杆室２３に連通した孔３０が開けられ、この孔３０と管継手本体１に開けられた第１の孔１３により弁杆室２３は大気圧となるようになっている。
離脱プラグ４のプラグ本体３１に設けられた遮断弁３２は、前記遮断弁１８と実質的に同じ構成である。軸線方向に延びる同径の弁杆３３、３４を前側および後側に有し、バネ３７により弁座３８に閉弁付勢されている。前側の弁杆３３は弁杆ガイド３４ａに可摺動に挿入され、その弁杆ガイド３４ａはナット３５でプラグ本体３１に固定され、後側の弁杆３４はプラグ本体３１に設けられた弁杆室３６に可摺動に収納されている。
プラグ本体３１及び弁杆ガイド３４ａには半径方向に延びる遮断弁３２の流入路３９、４０が形成され、この流入路３９、４０は管継手本体１に形成された流出路６を介して流路７に連通するようになっている。

プラグ本体３１の外壁面には管継手本体１に設けられた弾性リング１１を押し広げるテーパ４１が形成され、弾性リング１１に係合する２本の溝４２が刻設され、後端には充填ホースの取り付けナット４３が螺合されている。
また、プラグ本体３１には弁杆室３６に連通した孔４４が開けられ、この孔４４と管継手本体１に開けられた第４の孔１６により弁杆室３６は大気圧となるようになっている。
なお、図中の符号４５は管継手本体１の切り欠き１０に係合するピンであり、符号ＯＲはシール用のオーリングである。

組立てに際し、本発明の緊急離脱管継手は、管継手本体１に固定プラグ２を螺合してソケット３を組み立て、管継手本体１へ離脱プラグ４を挿入する。
管継手本体１のネジ９に固定プラグ２のネジ２８を螺合して組み立てると、固定プラグ２の流出路２７は管継手本体１の流入路５を介して流路７に連通し、弁杆室２３は孔３０、１３を介して大気と連通し、固定プラグ２の先端部は孔１４を介して大気と連通する。
管継手本体１に離脱プラグ４を挿入すると、離脱プラグ４のテーパ４１が弾性リング１１を押し広げて挿入され、弾性リング１１が離脱プラグ４の溝４２に係合して離脱プラグ４は管継手本体１に係止され、ピン４５は切り欠き１０に嵌入する。

弾性リング１１が溝４２に係合した状態では、固定プラグ２の弁杆１９と離脱プラグ４の弁杆３３が当接し、両遮断弁１８、３２は開いた状態となる。また、離脱プラグ４の流入路３９は管手本体１の流出路６を介して流路７に連通し、弁杆室３６は孔４４、１６を介して大気と連通し、弁杆１９、３３の当接部は孔１４を介して大気と連通する。
そして、切り欠き１０に嵌入したピン４５により離脱プラグ４の回動が阻止され、オーリングＯＲの損傷が防止される。
作動に際し、緊急離脱管継手で充填ホースからソケット３の固定プラグ２に流入したガスは、プラグ本体１７内から流出路２６、２７を介して管継手本体１の流路７へ流れ、流路３９、４０を介して離脱プラグ４のプラグ本体３１内へ流入し、離脱プラグ４から充填ホースへ流出する。

このような状態で、充填ホース、即ち離脱プラグ４が一定以上の力で引かれると、弾性リング１１による係止が解かれ、離脱プラグ４がソケット３の管継手本体１から抜け出し、弁杆１９、３３の当接が解かれて遮断弁１８、３２が閉じ、ガスの流出が防止される（図３）。
離脱プラグ４が管継手本体１から更に抜け出すと、離脱プラグ４の流入路３９及び管継手本体１の流路７が管継手本体１の孔１５に連通し、流入路３９、４０、及び流路７内のガスが抜かれ、ガス圧による分離促進が防止される（図４）。

離脱プラグ４が管継手本体１から更に抜け出すと、離脱プラグ４の流入路３９が管継手本体１の孔１６に連通し、孔１５で抜け切らなかったガスが抜かれ、ガス圧による分離促進が更に防止される（図５）。
離脱プラグ４が管継手本体１から更に抜け出すと、管継手本体１の流路７が管継手本体１の孔１４に連通し、孔１５で抜け切らなかったガスが抜かれ、ガス圧による分離促進が更に防止される。

そして、離脱プラグ４が管継手本体１から完全に抜け出す（図６）。このように孔１４、１５、１６からガス圧が抜けた後に、離脱プラグ４が管継手本体１から抜け出すので、ガス圧により分離プラグ４が飛び出すことがない。
ソケット３から離脱プラグ４が離脱した場合は、安全を確認した後に離脱プラグ４を管継手本体１に挿入して組み立てれば、再び使用することができる。

一定以上の荷重で分離し、ガスの内圧では分離することがなく、分離後に充填ホース内のガスが噴出することがなく、しかも分離時にガス圧で分離プラグが飛び出すことがない緊急離脱管継手となるので、安全な高圧ガス充填装置を提供することができるようになる。

本発明の緊急離脱管継手の断面図。弾性リングの平面図。緊急離脱管継手の離脱初期で遮断弁が閉じた状態の断面図。更に離脱が進んで流路のガス抜きが行われている状態の断面図。更に離脱が進んで流路のガス抜きが行われている状態の断面図。緊急離脱管継手の離脱した状態の断面図。

符号の説明

１・・・管継手本体
２・・・固定プラグ
３・・・ソケット
４・・・分離プラグ
５・・・流入路
６・・・流出路
７・・・流路
８・・・ボルト
９、２８・・・ネジ
１０・・・切り欠き
１１・・・弾性リング
１２、４２・・・溝
１３、１４、１５、１６・・・孔
１７、３１・・・プラグ本体
１８、３２・・・遮断弁
１９、２０、３３、３４・・・弁杆
２１、３４・・・弁杆ガイド
２２、３５・・・ナット
２３、３６・・・弁杆室
２４、３７・・・バネ
２５、３８・・・弁座
２６、２７・・・流出路
２９、４３・・・取り付けナット
３０、４４・・・孔
３９、４０・・・流入路
４１・・・テーパ
４５・・・ピン
ＯＲ・・・オーリング

Claims

管継手本体に固定プラグを取り付けたソケットと、管継手本体に挿入される離脱プラグとで構成され、ソケットに離脱プラグを挿入すると固定プラグ及び離脱プラグに設けられた遮断弁が開き、ソケットから離脱プラグが抜けると両遮断弁が閉じるようにした緊急離脱管継手において、管継手本体の内壁面及び離脱プラグの外壁面に溝を刻設し、その管継手本体の溝に嵌入した弾性リングを離脱プラグの溝に係合し両者を離脱可能に係止しており、そして前記管継手本体の内壁及び離脱プラグの外壁面に刻設されている溝はそれぞれ２条であり、各溝にそれぞれ弾性リングが嵌入されていることを特徴とする緊急離脱管継手。
前記管継手本体には内壁面に流入路と流出路とを有する流路が設けられ、そして、前記固定プラグの遮断弁は弁体の前後に同径の弁杆を有し、前側の弁杆は弁杆ガイドに挿入され、後側の弁杆は弁杆室に挿入され、遮断弁の流出路は管継手本体の流入路に接続され、また、前記離脱プラグの遮断弁も弁体の前後に同径の弁杆を有し、前側の弁杆は弁杆ガイドに挿入され、後側の弁杆は弁杆室に挿入され、遮断弁の流入路は管継手本体の流出路に接続され、そして、両弁杆ガイドから突出した弁杆が当接して両遮断弁が開くように構成され、固定プラグ及び離脱プラグの弁杆室、及び両弁杆の当接部は管継手本体に開けた孔を介して大気に連通している請求項１に記載の緊急離脱管継手。