KR102656302B1 - 안전 이음매 - Google Patents

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Abstract

[과제] 플러그(노즐 측 부재)가 소켓(충전장치 측 부재)에서 빠져 나오는 초기에 순식간에 수소가스 유로를 차단하여 수소가스의 유출을 방지할 수 있는 안전 이음매를 제공한다.
[해결 수단] 플러그(10)가 소켓(20)에서 이탈하면 플러그 측 차단밸브(5) 및 소켓 측 차단밸브(24)가 닫히는 관 이음매(100, 100-1, 100-2)에 있어서, 소켓 측 차단밸브(24)를 차단하는 기구는 소켓 측 밸브체(25)를 탄발하는 소켓 측 스프링(23)과, 소켓 측 밸브체(25)에 접속된 소켓 측 로드(22)와, 소켓 측 로드(22)를 지지(재치)하고 있는 지지부재(26, 27, 28)를 포함하고, 해당 지지부재(26, 27, 28)는 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠질 때 플러그(10)와 함께 이동하여 소켓 측 로드(22)를 지지(재치)하지 않는 상태로 변동한다.

Description

안전 이음매{Safety Pipe Connector}
본 발명은, 예를 들어 연료로 이용되는 수소가스 등의 기체를 충전하기 위한 충전장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 본 발명은 해당 충전장치로 기체를 충전하고 있을 시에 긴급사태가 발생했을 때 충전장치와 기체충전용 노즐을 안전하게 분리하는 관 이음매에 관한 것이다.
예를 들어, 수소를 연료로 주행하는 차량(A)에서는 도 14에 나타낸 것처럼 수소충전시설에 설치된 수소충전장치(200)의 충전호스(201) 선단(先端)에 마련된 충전노즐(202)을 차량 측 충전구(203)와 접속하여 수소가스를 충전한다. 그리고 이러한 수소가스 충전은 차량(A)에 탑재된 수소탱크(204)의 압력에 따라 제어하면서 실시된다. 여기서 예를 들어 충전중에 차량(A)이 이동하는 등으로 인해 충전호스(201)가 당겨지면, 충전노즐(202) 및 충전호스(201) 등의 기기가 파손되고 수소가스가 분출되어 위험한 상태가 된다. 그래서 긴급이탈용 관 이음매(300)를 수소충전장치(200)와 충전호스(201)의 중간에 설치하여 충전호스(201)에 일정 이상의 인장하중이 부가되면 관 이음매(300)를 분리하여 충전노즐(202) 및 충전호스(201) 등의 기기가 파손되는 사태를 방지하고 있다.
그러한 긴급이탈용 관 이음매의 종래기술로서 출원인은 먼저 내부에 유로가 형성된 원통형상 플러그(충전노즐 측 부재)와, 해당 플러그가 삽입되면 차단밸브가 열려 플러그 내 유로와 연속되는 소켓 내 유로가 형성된 원통형상 소켓(충전장치 측 부재)으로 구성되고, 소켓에서 플러그가 이탈되면 차단밸브가 닫히는 긴급이탈용 관 이음매에 있어서, 플러그 내 유로의 중심축과 소켓 내 유로의 중심축이 동일 직선상으로 배치되어 있지 않고, 소켓에 플러그가 삽입되어 있는 경우에는 소켓 측 밸브로드의 단부(밸브체의 반대 측 단부)는 플러그 측 로드 수납케이스에 접촉하고, 소켓 측 밸브로드의 타단 측에 설치된 밸브체는 소켓 측 탄성체의 탄성 반발력에 저항해서 소켓 측 밸브시트에서 이격된 위치에 유지되고, 플러그 측 로드 수납케이스에 유지된 걸림부재는 소켓 본체 측 개구(開口) 부분의 내벽면에 의해 반경방향 바깥쪽의 이동이 억제되며, 플러그 측 밸브로드가 걸림부재에 당접하여 소켓 측으로 이동하지 않아, 플러그 측 밸브로드에 설치된 밸브체는 플러그 측 탄성체의 탄성 반발력에 저항해서 플러그 측 밸브시트에서 이격된 위치에 유지되는 관 이음매(긴급이탈용 관 이음매)를 제안하고 있다(특허문헌 1 참조). 상술한 관 이음매(특허문헌 1의 관 이음매)는 유용한 기술이다.
그러나 상기 종래기술(특허문헌 1)에 관한 관 이음매에 있어서, 충전호스(201, 도 14)에 큰 인장력이 작용한 경우, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠져 나오는 초기 단계(벗어나기 시작한 단계)에서는 도 15에서 나타낸 것과 같이, 소켓(20) 측 밸브체(25)에 접속된 소켓 측 로드(22)가 플러그 측 밸브로드(2) 혹은 해당 밸브로드의 커버부재(3)에 얹혀지게 된다. 그 상태(도 15에 나타낸 상태)에서는 소켓 측 밸브체(25)는 소켓(20) 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 저항해서 소켓 측 밸브시트(21E)에서 이격된 위치가 되고, 소켓 측 차단밸브(24)는 개방된 상태가 된다. 그 때문에, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기 단계(벗어나기 시작한 단계)에서는 소켓(20) 측 개구부(21C)를 통해 충전장치(200, 도 14)에서 공급된 고압의 수소가스가 이른바 '아웃가스(outgas)'로 관 이음매(100) 외부로 유출되게 된다. 도 15에서는 아웃가스의 유출은 화살표 OG로 표시되어 있다.
일본 등록특허 제6540967호 공보
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 감안하여 제안된 것으로, 노즐 측 부재인 플러그가 충전장치 측 부재인 소켓에서 빠져 나가는 초기 단계에서 즉시 수소가스 유로를 차단하여 아웃가스의 방출을 방지할 수 있는 안전 이음매의 제공을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 안전 이음매(100, 100-1, 100-2)는,
내부에 유로(1A:플러그 내 유로)가 형성되고, 충전장치 측 부재(20:소켓)와 접속되어 있는 상태에서는 차단밸브(5:플러그 측 차단밸브)가 개방되어 있는 원통형상의 노즐 측 부재(10:플러그)와,
노즐측 부재(10)와 접속되어 있는 상태로 노즐측 부재(10)의 유로(1A:플러그 내 유로)와 연통되어 있는 유로(21A:소켓 내 유로)가 형성되고, 차단밸브(24:소켓측 차단밸브)가 개방되어 있는 원통형상의 충전장치 측 부재(20:소켓)로 구성되며,
노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 이탈하면 노즐 측 부재(10) 및 충전장치 측 부재(20)의 차단밸브(플러그 측 차단밸브(5) 및 소켓측 차단밸브(24))가 닫히는 (긴급이탈용) 관 이음매(100, 100-1, 100-2)에 있어서,
충전장치 측 부재(20)의 차단밸브(24:소켓 측 차단밸브)를 차단하는 기구는,
충전장치 측 밸브체(25:소켓 측 밸브체)에 탄발력을 가하는 충전장치 측 탄성부재(23:소켓 측 스프링)와,
충전장치 측 밸브체(25)에 접속된 막대형상부재(22:로드)와,
상기 막대형상부재(22)를 지지하고 있는 지지부재(26, 27, 28:로드지지부재)를 포함하고,
상기 지지부재(26, 27, 28)는 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 벗어날 때 노즐 측 부재(10)와 함께 이동하여 막대형상부재(22)를 지지하지 않는(재치하지 않는) 상태로 변동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 지지부재(26)는 돌기(26A) 및 노치부(26B)가 있어 회전이 자유롭게 축지된 원판형상부재(26D)를 구비하며, 원판형상부재(26D)의 돌기(26A)가 삽입되는 개구(3C:홈)가 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)에 형성되어 있고, 상기 원판형상부재(26D)의 노치부(26B)는 평탄부분(26C)을 구비하며, 노즐 측 부재(10)와 충전장치 측 부재(20)가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재(22)의 단부가 평탄부분(26C)에 당접하여 지지(재치)되는 것이 바람직하다.
또 본 발명에 있어서, 상기 지지부재(27)는 돌기(27A), 평탄부(27B) 및 경사부(27C:테이퍼부)를 구비하는 로드재치부재(27D)와, 로드재치부재(27D)의 경사부(27C)와 같은 형상(相補形狀)의 경사부(27E)를 구비하고, 또한 충전장치 측 부재(20)에 장착되어 있는 변형용 부재(27F)를 구비하며,
로드재치부재(27D)의 돌기(27A)가 삽입되는 개구(3D:홈)가 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)에 형성되어 있고,
노즐 측 부재(10)와 충전장치 측 부재(20)가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재(22)의 단부가 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 당접하여 지지되고 있으며,
충전장치 측 부재(20)에는 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)가 삽입되는 개구부(21C:관통구멍)가 충전장치 측 부재(20)의 유로(21A:소켓 내 유로)와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되고, 해당 개구부(21C)에서의 충전장치 측 부재(20)의 유로(21A)보다 노즐 측 영역에는 직경확대부(21H)가 형성되며,
상기 로드재치부재(27D)의 경사부(27C)가 변형용 부재(27F)의 경사부(27E)와 당접했을 때, 돌기(27A)가 개구(3D)에서 빠지도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 있어서, 상기 지지부재(28)는 원환상(円環狀) 부분(28A) 및 볼(29)을 끼워 유지하는 볼 보관유지부분(28B)을 구비하고,
노즐 측 부재(10)와 충전장치 측 부재(20)가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재(22)의 단부가 원환상 부분(28A)에 당접하여 지지되고 있으며,
볼 보관유지부분(28B)이 유지하고 있는 볼(29)의 일부가 삽입되는 오목부(3E:홈)가 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)에 형성되어 있고,
충전장치 측 부재(20)에는 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)가 삽입되는 개구부(21C:관통구멍)가 충전장치 측 부재(20)의 유로(21A:소켓 내 유로)와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되며, 해당 개구부(21C)에서의 충전장치 측 부재(20)의 유로(21A)보다 노즐 측 영역에는 직경확대부(21I)가 형성되고,
노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠져서 볼(29)이 상기 직경확대부(21I)에 도달하면, 볼(29)이 상기 오목부(3E)에서 빠져 직경확대부(21I) 안으로 이동하는 것이 바람직하다.
상술한 구성을 구비하는 본 발명의 안전 이음매(100, 100-1, 100-2)에 의하면, 충전장치 측 밸브체(25)에 접속된 막대형상부재(22:로드)를 지지하고 있는 지지부재(26, 27, 28:로드 지지부재)는 노즐 측 부재(10)에 연동하여 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 분리되면, 그 초기 단계에서 막대형상부재(22)를 지지하지 않는(재치하지 않는) 상태로 변동한다. 막대형상부재(22)가 지지부재(26, 27, 28)에 지지되지 않게 되면, 막대형상부재(22)는 밸브체(25)의 이동을 저지하지 않는 상태가 되므로, 충전장치 측 탄성부재(23)에 의해 충전장치 측 밸브체(25)가 가압되어 밸브시트(21E:소켓 측 밸브시트)에 밀착된다. 그 때문에, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠지는 초기 단계에서 충전장치 측 차단밸브(24)가 차단되어 아웃가스의 발생이 억제된다.
예를 들어, 상기 지지부재(26)가 돌기(26A) 및 노치부(26B)를 구비하여 회전이 자유롭게 축지(軸支)된 원판형상부재(26D)를 구비하고, 원판형상부재(26D)의 돌기(26A)가 삽입되는 개구(3C:홈)가 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)에 형성되어 있으며, 노즐 측 부재(10)와 충전장치 측 부재(20)가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재(22)의 단부가 평탄부분(26C)에 당접하여 지지되어 있으면, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠지는 움직임은 노즐 측 부재(10)의 개구(3C) 및 원판형상부재(26D)의 돌기(26A)를 통해 원판형상부재(26D)의 회동으로 변환되고, 원판형상부재(26D)가 회동하면 상기 막대형상부재(22)는 원판형상부재(26D)의 평탄부분(26C)에 지지되지 않는 상태가 된다.
또, 상기 지지부재(27)가 돌기(27A), 평탄부(27B) 및 경사부(27C:테이퍼부)를 구비하는 로드재치부재(27D)와, 로드재치부재(27D)의 돌기(27A)가 삽입되는 개구(3D:홈)가 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)에 형성되고, 노즐 측 부재(10)와 충전장치 측 부재(20)가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재(22)의 단부가 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 당접하여 지지되고 있으면, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 벗어나는 움직임은 노즐 측 부재(10)의 개구(3D) 및 로드재치부재(27D)의 돌기(27A)를 통해 로드재치부재(27D)의 이동으로 변환되고, 로드재치부재(27D)가 이동하면 막대형상부재(22)의 단부는 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 지지(재치)되지 않는 상태가 된다.
그리고, 로드재치부재(27D)의 경사부(27C)와 같은 형상의 경사부(27E)를 구비하고 또한 충전장치 측 부재(20)에 설치되어 있는 변형용 부재(27F)를 구비하며, 상기 로드재치부재(27D)의 경사부(27C)가 변형용 부재(27F)의 경사부(27E)와 당접했을 때 돌기(27A)가 개구(3D)에서 빠지도록 구성되어 있으면, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠지면, 로드재치부재(27D)의 경사부(27C)가 변형용 부재(27F)의 경사부(27E)와 당접하여 로드재치부재(27D)가 변형용 부재(27F)의 경사부(27E)에 얹혀지고, 로드재치부재(27D)가 노즐 측 부재(10) 개구(3D) 가장자리부를 중심으로 회동하여 직경확대부(21H) 안에 수용된다. 그 결과, 로드재치부재(27D)가 다른 부재와 이른바 '맞물리는' 상태가 되지 않아, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 원활하게 분리된다.
또한 본 발명에 있어서, 지지부재(28)는 원환상 부분(28A) 및 볼(29)을 끼워 유지하는 볼 보관유지부분(28B)을 구비하고, 노즐 측 부재(10)와 충전장치 측 부재(20)가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재(22)의 단부가 원환상 부분(28A)에 당접하여 지지되어 있으며, 볼 보관유지부분(28B)이 유지하고 있는 볼(29)의 일부가 삽입되는 오목부(3E:홈)가 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)에 형성되어 있고, 충전장치 측 부재(20)에는 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)가 삽입되는 개구부(21C:관통구멍)가 충전장치 측 부재(20) 유로(21A:소켓 내 유로)와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되며, 당해 개구부(21C)에서의 충전장치 측 부재(20) 유로(21A)보다 노즐 측 영역에는 직경확대부(21I)가 형성되어 있으면, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠지는 움직임은 노즐 측 부재(10)의 오목부(3E:홈) 및 볼(20)을 통해 볼 보관유지부분(28B)의 이동으로 변환되어 볼 보관유지부분(28B)이 이동하면, 막대형상부재(22)의 단부는 원환상 부분(28A)에 지지(재치)되지 않는 상태가 된다.
그리고, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠져서 볼(29)이 상기 직경확대부(21I)에 도달하면, 볼(29)이 상기 오목부(3E)에서 빠져 직경확대부(21I) 안으로 이동하므로, 볼 보관유지부분(28B)과 노즐 측 부재(10)의 돌출부(3)는 별개체가 되어, 노즐 측 부재(10)가 충전장치 측 부재(20)에서 빠지는 움직임을 볼 보관유지부분(28B) 및 볼(29)이 저해(阻害)하지 않는다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 안전 이음매에서 플러그가 소켓에 접속하고 있는 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 2는 도 1의 안전 이음매의 지지부재의 설명 확대도이다.
도 3은 도 1의 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠진 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 안전 이음매에서 플러그가 소켓에 접속하고 있는 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 5는 도 4의 안전 이음매의 지지부재의 설명 확대도이다.
도 6은 도 4의 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠지는 초기 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 7은 도 4의 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠진 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 3 실시형태에 관한 안전 이음매에서 플러그가 소켓에 접속하고 있는 상태를 나타낸 설명단면도이다.
도 9는 도 8의 안전 이음매의 지지부재의 설명 확대도이다.
도 10은 도 8의 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠지는 초기 상태를 나타내는 설명 단면도이다.
도 11은 도 8의 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠지기 직전의 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 12는 도 8의 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠진 상태를 나타낸 설명 단면도이다.
도 13은 도시의 실시형태의 변형예를 나타낸 단면도이다.
도 14는 수소충전시설의 개요를 나타낸 설명도이다.
도 15는 종래기술에 관한 안전 이음매에서 플러그가 소켓에서 빠져 나오는 초기 단계를 나타낸 단면도이다.
이하에 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해 설명한다. 도시의 실시형태에서 종래기술(특허문헌 1)과 동일한 부재에는 동일한 부호를 붙였다.
도시의 실시형태에서 전체를 부호 100으로 나타낸 안전 이음매는 충전장치 측 부재인 소켓(20)과, 노즐 측 부재인 플러그(10)를 구비한다.
먼저, 도 1, 도 2, 도 3을 참조하여 본 발명의 제 1 실시형태를 설명한다.
플러그(10, 노즐 측 부재)와 소켓(20, 충전장치 측 부재)이 접속한 상태가 나타나 있는 도 1에서, 전체가 원통형상인 플러그(10)는 플러그 본체(1)와 소켓(20) 측(도 1에서는 좌측)에 돌출되는 플러그 측 돌출부재(3)를 구비하고 있다. 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 도 1에 나타낸 상태에서는 플러그 측 돌출부재(3)는 소켓 본체(21)에 형성된 개구(21C)에 삽입되어 있다.
플러그 본체(1)의 차량 측(도 1에서 우측:소켓(20) 측에서 이격된 측) 단부에는 수소가스 공급구(1B, 수소가스 출구)가 설치되어 있으며, 수소가스 출구(1B)는 충전호스(201, 도 14 참조:도 1에는 도시하지 않음)에 접속된다.
플러그 본체(1)와 플러그 측 돌출부재(3)의 상하방향 중앙부에는 플러그 내 유로(1A)가 형성되어 있고, 플러그 내 유로(1A)는 플러그(10)의 축방향(길이방향:도 1의 좌우방향)으로 연장되어 있다.
플러그 내 유로(1A)에는 직경이 확장된 영역인 플러그 측 밸브체 수용부(1C)가 마련되어 있다. 플러그 내 유로(1A)는 플러그 측 돌출부재(3) 내의 유로(플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B))에서 플러그 측 밸브체 수용부(1C) 내의 유로를 통해 수소가스 출구(1B)에 연통되어 있으며, 바꿔 말하면, 플러그 내 유로(1A)는 플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B) 및 플러그 측 밸브체 수용부(1C) 내의 유로를 포함하고 있다.
플러그 측 돌출부재(3)에는 구멍부(3A)가 형성되어 있고, 구멍부(3A)에 의해 플러그 내 유로(1A)와 소켓 내 유로(21A)가 연통하고 있다.
플러그 내 유로(1A)에는 플러그 측 로드(2)가 수용되어 있다. 플러그 측 로드(2)의 소켓(20)에서 이격된 측(도 1에서 우측)의 단부에는 플러그 측 밸브체(6)가 설치되어 있으며, 플러그 측 밸브체(6)는 밸브체 수용부(1C)에 수용되어 있다. 밸브체 수용부(1C) 내에서 플러그 측 밸브체(6)의 소켓(20)에서 이격된 측(도 1에서 우측)에는 플러그 측 스프링(4, 탄성재)이 배치되어 있고, 플러그 측 스프링(4)은 플러그 측 밸브체(6)를 소켓(20) 측(도 1에서 좌측)으로 힘을 가하고 있다.
플러그 측 밸브체(6)와 벨브시트(1F)에 의해 플러그 측 차단밸브(5)가 구성되고, 벨브시트(1F)는 밸브체 수용부(1C)의 테이퍼부에 의해 구성되어 있다. 그리고 플러그 측 차단밸브(5)는 플러그 내 유로(1A)를 차단하거나 혹은 개방하는 기능을 구비하고 있다.
도 1에 나타낸 것과 같이, 플러그(10)와 소켓(20)이 접속된 상태에서는 플러그 측 차단밸브(5)는 개방되고, 플러그 내 유로(1A)는 소켓 내 유로(21A)와 연통하고 있다.
도 1에서, 플러그측 돌출부재(3)의 소켓(20) 측(도 1에서는 좌측)의 선단 근방에 계지용 볼(7)용의 홈이 형성되어, 계지용 볼(7)이 유지되고 있다. 소켓(20) 측(소켓 본체, 21)에는 원환상의 볼 수용공간(21F)이 형성되어 있고, 볼 수용공간(21F)은 플러그(10)와 소켓(20)의 접속이 해제되었을 때 계지용 볼(7)을 수용한다.
플러그 측 밸브체(6)에 접속하고 있는 플러그 측 로드(2)는 소켓(20) 측(도 1에서 좌측)에 연장하고 있으며, 소켓(20) 측의 선단에는 평판부재(2A)가 마련되어 있다. 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 상태에서는 평판부재(2A)는 계지용 볼(7)에 당접(플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B)에 돌출된 볼(7) 부분에 당접)하고 있다. 도 1에 나타낸 상태에서는 계지용 볼(7)은 원환상의 볼 수용공간(21F)에 위치하고 있지 않으며, 그렇기 때문에, 평판부재(2A)는 계지용 볼(7)보다 플러그(10)에서 이격하는 측(소켓(20) 측:도 1의 좌측)에는 이동할 수 없고, 플러그 측 로드(2)는 플러그 측 스프링(4)의 탄성 반발력에 저항하여, 계지용 볼(7)과 당접하는 위치에서 소켓(20) 측(도 1에서는 좌측)으로 이동하지 않는다. 따라서, 도 1에 나타낸 플러그(10)와 소켓(20)이 접속된 상태에서는 플러그 측 밸브체(6)는 플러그용 벨브시트(1F)에서 이격된 상태로 유지되어, 플러그(10) 측 차단밸브(5)는 개방상태로 유지된다.
또한, 소켓 측 개구(21C)의 플러그(10)에서 이격된 측(도 1에서는 좌측)에는 플러그 측 돌출부재(3)와 일체로 교정된 마개부재(3J)가 설치되어 있다.
도 1에서 부호 SS는 밀봉부재(예를 들면 O-링)이다.
도 1에서, 전체가 원통형상 소켓(20)인 소켓 본체(21)에 있어서, 도시하지 않은 수소충전장치 측(도 1에서 상방 측) 단부에는 수소충전기에서 공급되는 수소가스를 도입하는 수소가스 도입구(21B)가 설치되어 있다. 수소가스 도입구(21B)에는 내부에 유로를 형성한 마개부재(31)가 설치되어 있다.
소켓 본체(21)에는 도 1에서 상하방향으로 연장하는 소켓 내 유로(21A)가 형성되어 있다. 소켓 내 유로(21A)에는 확경된 영역인 소켓 측 밸브체 수용부(21D)가 형성되어 있고, 소켓 측 밸브체 수용부(21D)에는 소켓 측 밸브체(25)가 수용되어 있다. 소켓 내 유로(21A)에서 소켓 측 밸브체 수용부(21D)의 수소가스 도입구(21B)에서 이격된 측(도 1의 하방) 영역은 소켓 측 로드 수용부(1G)를 구성하고 있다.
도 1에서, 소켓(20)은 소켓 측 로드(22, 충전장치 측 막대형상부재), 소켓 측 로드(22)의 수소충전장치 측(도 1에서 상방)에 일체적으로 접속되는 소켓 측 밸브체(25), 소켓 측 밸브체(25)의 수소가스 도입구(21B) 측(도 1에서 상방)에 배치된 소켓 측 스프링(23)을 구비하고 있으며, 소켓 측 로드(22), 소켓 측 밸브체(25), 소켓 측 스프링(23)은 소켓 내 유로(21A, 소켓 본체(21)의 내부공간)에 수용되어 있다. 여기서 소켓 측 스프링(23)은 소켓 측 밸브체(25)를 수소가스 도입구(21B)에서 이격된 측(도 1에서 하방)으로 힘을 가하고 있다.
소켓측 밸브체(25)와 벨브시트(21E)에 의해 소켓 측 차단밸브(24)가 구성되어 있고, 밸브시트(21E)는 밸브체 수용부(21D)의 테이퍼부에 의해 구성되어 있다.소켓 측 차단밸브(24)는 소켓 내 유로(21A)를 차단하거나 혹은 개방하는 기능을 구비하고 있다.
도 2에 명시된 것처럼, 소켓 측 로드(22)는 지지부재(26, 로드지지부재)에 의해 지지(재치)되어 있다. 도 2에서, 지지부재(26)는 원판형상부재(26D, 도 2)를 구비하고, 원판형상부재(26D)는 회전중심(26E)에 의해 소켓 본체(21)에 회전이 자유롭게 축지되어 있다. 원판형상부재(26D)에는 돌기(26A) 및 노치부(26B)가 설치되어 있으며, 노치부(26B)는 평탄부분(26C)을 구비하고 있다. 돌기(26)는 플러그 측 돌출부재(3)에 형성되는 개구(3C, 홈)에 계합(삽입)되어 있다.
플러그(10)와 소켓(20)이 접속된 상태(도 1, 도 2의 상태)에서는 원판형상부재(26D)의 노치부(26B)는 소켓 측 밸브체(25) 측(도 1, 도 2에서 상측)에 위치하고 있고, 소켓 측 로드(22)의 플러그 측 돌출부재(3) 측(도 1, 도 2에서 하측) 단부는 평탄부분(26C)에 당접하여 지지되고 있다. 원판형상부재(26D)의 돌기(26)가 개구(3C)에 계합하고 있으므로 원판형상부재(26D)는 회동되지 않고, 소켓 측 로드 (22)가 평탄부분(26C)에 지지되기 때문에, 소켓 측 로드(26)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 저항하여 소켓 측 밸브체를 도 1, 도 2에 나타낸 것처럼 밸브시트(21E)에서 이격된 위치에 유지되어, 소켓 측 차단밸브(24)는 개방된 상태를 유지한다.
도 1에 나타낸 것처럼, 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 상태에서는 소켓 측 차단밸브(24)는 개방되어 있다. 그 때, 소켓 내 유로(21A)는 수소가스 도입구(21B)에서 소켓 측 밸브체 수용부(21D), 소켓 측 로드 수용부(21G), 원환상의 볼 수용공간(21F)을 통해 소켓 본체(21)의 개구부분(21C, 관통구멍)에 연통하고 있다. 그리고, 소켓 내 유로(21A)는 플러그 측 돌출부재(3)에 형성된 구멍부(3A)를 통해 플러그 내 유로(1A)와 연통하고 있다.
이러한 연통로에 의해 수소가스 도입구(21B)에서 안전 이음매(100) 내에 유입된 수소가스는 수소가스 공급구(1B)까지 흘러, 충전호스(201, 도 14) 안을 흐른다.
도 1에서, 예를 들면 수소충전 중의 도시하지 않은 연료 전지 자동차(FCV)가 급발진하여 충전호스에 큰 장력이 작용하면, 화살표 Q로 나타낸 것처럼, 플러그 (10)가 소켓(20)에서 빠져 나가려는 힘이 작용한다. 해당 장력이 소정값 이상이면, 플러그(10)는 화살표 Q 방향으로 이동하여, 플러그(10)와 소켓(20)의 접속은 해제된다. 그러나, 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태에서는 그러한 경우에 즉시 소켓 측 차단밸브(24)를 차단하는 기능을 구비하고 있다.
소켓(20)에서의 지지부재(26)는 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠질 때 소켓 측 로드(22)를 지지하지 않는(재치하지 않는) 상태로 변동한다.
상술한 바와 같이, 원판형상부재(26D)의 돌기(26A)는 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3C)에 계합하고 있으므로, 플러그(10)가 소켓(20)에 대해 화살표 Q 방향으로 이동하면, 원판형상부재(26D)가 화살표 R 방향(도 2)으로 회동한다.
원판형상부재(26D)가 화살표 R 방향으로 회동하면, 원판형상부재(26D) 노치부(26B)의 평탄부분(26C)은 소켓 측 밸브체(25) 측(도 1, 도 2에서는 상측)의 수평인 위치에서, 도 3에 나타낸 것처럼 수평이 아닌 위치(도 3에 나타낸 위치:평탄부분(26C)은 원판형상부재(26D)의 좌측 위치)로 이동하므로, 소켓 측 로드(22)는 평탄부분(26C)에 지지되지 않게 된다. 원판형상부재(26D)의 평탄부분(26C)에 재치되지 않게 된 소켓 측 로드(22)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 저항할 수 없어, 플러그 측 돌출부재(3) 측(도 1 ~ 도 3에서는 하측)으로 이동(낙하)한다. 소켓 측 로드(22)가 낙하하면, 소켓 측 밸브체(25)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 의해 가압되고 벨브시트(21E)에 순식간에 밀착되어 소켓 측 차단밸브(24)가 폐쇄된다.
즉, 지지부재(26) 원판형상부재(26D)의 노치부(26B) 평탄부분(26C)에 의해 지지되던 소켓 측 로드(22)는 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 이동하여 원판형상부재(26D)가 화살표 R 방향으로 회동하면, 순식간에 플러그 측 돌출부재(3) 측으로 이동(하강)하기 때문에, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기 단계에서 순식간에, 도 3에 나타낸 것처럼 소켓 측 차단밸브(24)가 폐쇄된다. 그리고 소켓 측 차단밸브(24)가 폐쇄됨으로써 가스 도입구(21B)에서 소켓 내 유로(21A)에 유입된 수소가 소켓(20) 외부로 유출되는 일이 방지된다.
상술한 바와 같이, 도 1의 상태(플러그(10)와 소켓(20)이 접속하고 있는 상태)에서는 플러그 측 로드(2)의 평판형상 단부(2A)는 계지용 볼(7)과 당접하고 있으므로, 도 1에 나타낸 상태에서 플러그 측 스프링(4)의 연장방향(도 1의 좌측방향)으로 이동할 수 없다.
도 1에서, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠져나가기 시작하면, 플러그(10)는 화살표 Q 방향으로 이동하고, 계지용 볼(7)도 화살표 Q 방향(도 1에서 우측방향)으로 이동하여 원환상의 볼 수용공간(21F) 위치에 도달한다. 계지용 볼(7)이 원환상의 볼 수용공간(21F) 위치에 도달하면, 플러그 측 스프링(4)의 탄성 반발력에 의해 가압되고 있는 계지용 볼(7)은 반경방향 바깥쪽(도 1에서는 상하방향)으로 이동하여 원환상의 볼 수용공간(21F) 내에 진입한다.
계지용 볼(7)이 원환상의 볼 수용공간(21F) 내에 진입하면, 계지용 볼(7)은 플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B)에 돌출하지 않으므로, 플러그 측 로드(2)의 단부(2A)가 플러그 측 스프링(4)의 연장방향(도 1의 좌측방향)으로 이동하는 것을 방해하지 않는다. 그 결과, 도 3에 나타낸 것처럼 플러그 측 밸브체(6)는 플러그 측 스프링(4)의 탄성 반발력에 의해 연장방향(도 1, 도 3의 좌측방향)으로 이동하여 벨브시트(1F)에 밀착하고, 플러그 측 차단밸브(5)가 폐쇄되어 플러그 내 유로(1A)에 존재하는 고압의 수소는 플러그(10) 외부로 유출되는 것이 방지된다.
즉, 도 3에 나타낸 것처럼 제 1 실시형태에 관한 안전 이음매(100)에서 플러그(10)와 소켓(20)의 접속이 해제되면, 플러그 측 차단밸브(5) 및 소켓 측 차단밸브(24)는 순식간에 폐쇄되어 수소가스가 플러그(10) 외부 혹은 소켓(20) 외부로 유출되는 것이 방지된다.
다음으로 도 4 ~ 도 7을 참조하여 본 발명의 제 2 실시형태를 설명한다.
도 4 ~ 도 7의 제 2 실시형태에 대해서는 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태와는 다른 부분을 주로 설명한다.
제 2 실시형태에서, 플러그(10)와 소켓(20)의 접속이 해제된 경우에 소켓 측 차단밸브(24)를 즉시 차단하는 기구는 소켓 측 로드(22)를 지지(재치)하는 지지부재(27, 로드지지 재)를 포함하고 있는데, 지지부재(27)는 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태의 지지부재(26)와 다르다.
도 4 ~ 도 7의 제 2 실시형태에서의 지지부재(27)는 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠질 때 플러그(10)와 함께 이동하며, 소켓 측 로드(22)를 지지하지 않는(재치하지 않는) 상태로 변동한다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 지지부재(27)는 로드재치부재(27D)와 변형용 부재(27F)를 구비하고, 로드재치부재(27D)는 돌기(27A), 평탄부(27B), 경사부(27C, 테이퍼부)를 구비하고 있다. 그리고 변형용 부재(27F)는 로드재치부재(27D)의 경사부(27C)와 상보형상의 경사부(27E)를 구비하고 있다.
도 5에서, 변형용 부재(27F)는 로드재치부재(27D)에 대해 플러그 본체(1) 측(도 5에서 우측)에 위치하고 있으며, 소켓 본체(21, 도 4)에 설치되어 있다. 또, 플러그 측 돌출부재(3)에는 로드재치부재(27D)의 돌기(27A)가 계합하는 개구(3D, 홈)가 형성되어 있다.
또, 소켓(20)에는 개구부(21C, 관통구멍)가 형성되고, 개구부(21C)에는 플러그 측 돌출부재(3)가 삽입되며, 개구부(21C)는 소켓 내 유로(21A)와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되어 있다. 개구부(21C)에서, 소켓 내 유로(21A)보다 플러그(10) 측(도 4, 도 5에서는 우측) 영역에는 직경확대부(21H)가 형성되어 있다.
플러그(10)와 소켓(20)이 접속된 상태(도 4, 도 5의 상태)에서는 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)는 도 4, 도 5에서 소켓 측 로드(22)의 직하(바로 아래)에 위치하고 있으므로, 소켓 측 로드(22)의 플러그 측 돌출부재(3) 측(도 4, 도 5에서 하측)의 단부는 수평인 상태의 평탄부(27B)에 지지(재치)되어 있다. 로드재치부재(27D)의 돌기(27A)가 개구(3D)에 계합하고 있기 때문에 로드재치부재(27D)는 도 4, 도 5의 상태에서는 플러그(10) 측(도 4, 도 5에서는 우측)으로 이동하지 않아, 소켓 측 로드(22)가 평탄부(27B)에 지지(재치)된 상태가 유지되므로, 소켓 측 로드(22)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 저항하여 소켓 측 밸브체(25)가 벨브시트(21E)에서 이격된 상태를 유지하여 소켓 측 차단밸브(24)는 개방되고 있다.
도 4에 나타낸 상태에서, 수소가스 도입구(21B)에서 유입된 수소가스는 수소가스 도입구(21B)의 소켓 측 밸브체 수용부(21D), 개방되어 있는 소켓 측 차단밸브(24), 소켓 측 로드 수용부(21G), 원환상의 볼 수용공간(21F)을 통해 소켓 본체(21)의 개구부분(21C, 관통구멍)에 유입되고, 플러그 측 돌출부재(3)에 형성된 구멍부(3A)를 통해 플러그 내 유로(1A)를 흘러, 수소가스 출구(1B)에서 충전호스(201, 도14) 안을 흐른다.
여기서, 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태와 같이, 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 상태에서는 플러그 측 차단밸브(5)는 개방되어 있고, 플러그 내 유로 (1A)는 플러그 측 돌출부재(3) 내의 유로(플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B))에서 플러그 측 밸브체 수용부(1C) 내의 유로를 통해 수소가스 출구(1B)에 연통되어 있다.
도 4, 도 5에서, 지지부재(27, 로드지지부재)의 로드재치부재(27D) 하측의 돌기(27A)는 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3D, 개구)에 계합하고 있다. 그 때문에, 플러그(10)와 소켓(20)의 접속이 해제되어 플러그(10)가 화살표 Q 방향(도 4, 도 5의 우측방향)으로 이동하면, 플러그(10)와 함께 돌기(27A) 및 로드재치부재(27D)도 화살표 Q 방향(도 4의 우측)으로 이동한다.
로드재치부재(27D)가 화살표 Q 방향(도 4의 우측)으로 이동하면, 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 지지되고 있던 소켓 측 로드(22)는 로드재치부재(27D)의 평탄부(B)가 소켓 측 로드(22) 바로 아래(직하)의 위치에 존재하지 않게 되므로, 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 의해 플러그 측 돌출부재(3) 측(도 4, 도 5에서 하측)으로 이동(하강)한다.
소켓 측 로드(22)가 하강하면, 소켓 측 밸브체(25)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 의해 가압되고 벨브시트(21E)에 순식간에 밀착하여 소켓 측 차단밸브(24)가 순식간에 폐쇄된다.
이와 같이, 지지부재(26) 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 의해 지지되고 있는 소켓 측 로드(22)는 로드재치부재(27D)가 화살표 Q 방향(도 4에서 우측방향)으로 이동하면, 즉시 플러그 측 돌출부재(3) 측(도 4, 도 5에서 하측)으로 이동(하강)하기 때문에, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기 단계에서 순식간에 소켓 측 차단밸브(24)가 폐쇄된다. 그리고, 가스 도입구(21B)에서 소켓 내 유로(21A)에 유입된 수소는 소켓 측 차단밸브(24)가 차단됨으로써 소켓(20)의 외부로 유출되지 않는다. 이러한 상태가 도 6, 도 7에 나타나 있다.
플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기의 상태가 나타나 있는 도 6에서, 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 한층 더 이동할 때, 만약 로드재치부재(27D)가 도 6의 화살표 W 측으로 회동하지 않고, 직경확대부(21H, 도 4, 도 5) 내에 수용되는 방향으로 이동하지 않으면, 로드재치부재(27D)는 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3D, 개구)에 끼워져 있는 상태를 유지하게 되고, 플러그(10)가 소켓(20)에 대해 플러그(10)가 빠지는 측(도 4 ~ 도 7의 우측)으로 한층 더 이동하면 로드재치부재(27D)가 다른 부재와 간섭하여 이른바“씹힌(물린)”상태(잠금된 상태)가 되어, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지지 않게 될 우려가 있다.
도 4 ~ 도 7의 제 2 실시형태에 의하면, 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 이동하면, 도 6에 나타낸 것처럼 로드재치부재(27D)의 경사부(27C, 테이퍼부)가 변형용 부재(27F, 도 5)의 경사부(27E, 테이퍼부, 도 5)에 접촉하여 플러그(10)의 화살표 Q 방향으로의 이동과 함께 경사부(27C)는 테이퍼부(27E)에 의해 안내되고, 로드재치부재(27D)는 플러그(10) 측(도 6에서는 우측)으로 이동한다. 경사부(27C)가 테이퍼부(27E)에 의해 안내됨으로써 로드재치부재(27D, 도 5)는 변형용 부재(27F, 도 5)의 테이퍼부(27E, 도 5) 위에 얹히게 된다.
로드재치부재(27D)가 변형용 부재(27F)의 테이퍼부(27E)에 얹혀지면, 로드재치부재(27D)는 플러그 측 돌출부재(3) 홈(3D)의 가장자리(P, 도 6)를 중심으로 화살표 W 방향(도 6)으로 회동한다. 화살표 W 방향으로 회동함으로써 로드재치부재(27D)는 직경확대부(21H) 내에 수용되도록 이동한다. 화살표 W 방향으로 회동할 때, 로드재치부재(27D)의 돌기(27A)가 홈(3D, 개구)에서 빠지기 때문에, 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 이동하더라도 로드재치부재(27D)는 화살표 Q 방향으로는 이동하지 않게 되고, 로드재치부재(27D)가 다른 부재와 간섭하여 이른바“씹힌”상태가 되는 일은 없다. 그리고 플러그(10)는 소켓(20)에서(도 4 ~ 도 7에서의 우측으로) 원활하게 벗어나 빠지게 된다.
도 4 ~ 도 7의 제 2 실시형태에서, 플러그 측 밸브체(6)에 의한 플러그 측 차단밸브(5)의 개폐에 대해서는 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태와 동일하다. 플러그(10)와 소켓(20)이 접속하고 있는 도 4의 상태에서는 플러그 측 로드(2)의 평판 형상의 단부(2A)가 계지용 볼(7)과 당접하고 있기 때문에, 로드 단부(2A)는 계지용 볼(7)보다 플러그 본체(1)에서 이격된 측(도 4의 좌측)으로 이동하지 않아, 플러그 측 밸브체(6)가 플러그용 밸브시트(1F)에서 이격된 상태로 유지되므로, 플러그 측 차단밸브(5)는 개방된 상태이다.
그에 대해, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지기 시작하여 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 이동하면, 계지용 볼(7)도 화살표 Q 방향(오른쪽)으로 이동하여 볼 수용공간(21F)에 도달하면 계지용 볼(7)은 볼 수용공간(21F) 내에 진입해서 플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B)에는 돌출하지 않게 된다. 그 때문에, 계지용 볼(7)은 플러그 측 로드(2)의 단부(2A)가 플러그 본체(1)에서 이격되는 측(도 4의 좌측)으로 이동하는 것을 방해하지 않아, 플러그 측 밸브체(6)는 플러그 측 스프링(4)의 연장방향(도 4의 좌측방향)으로 이동한다. 그리고, 플러그 측 밸브체(6)는 플러그 측 스프링(4)의 탄성 반발력에 의해 플러그용 밸브시트(1F)에 순식간에 밀착하여 플러그 측 차단밸브(5)가 폐쇄된다.
플러그 측 차단밸브(5)가 폐쇄됨으로써 플러그(10)에서 수소가스가 유출되는 것은 방지된다.
소켓 측 차단밸브(24), 플러그 측 차단밸브(5)가 폐쇄된 상태가 도 6, 도 7에 나타나 있다.
플러그(10)가 소켓(20)에서 완전히 빠진 상태를 나타낸 도 7에서, 로드재치부재(27D), 변형용 부재(27F)는 소켓 본체(21)에 형성된 직경확대부(21H)에 수용되어 있다.
도 4 ~ 도 7의 안전 이음매(100-1)에 의하면, 지지부재(27)는 로드재치부재(27D)와 변형용 부재(27F)를 구비하고, 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 경우에는 소켓 측 로드(22)의 단부가 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 당접하여 지지되기 때문에, 소켓 측 밸브체(25)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 저항하여 개방상태로 유지된다.
안전 이음매(100-1)에서, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 움직임은 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3D) 및 로드재치부재(27D)의 돌기(27A)를 통해 로드재치부재(27D)에 전달되고, 로드재치부재(27D)가 플러그(10)와 함께 이동하면, 소켓 측 로드(22)의 단부는 로드재치부재(27D)의 평탄부(27B)에 지지되지 않은 상태가 되어, 소켓 측 밸브체(25)는 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 의해 순식간에 밸브시트에 밀착한다.
여기서, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠질 때, 로드재치부재(27D)의 경사부(2 7C)가 변형용 부재(27F)의 경사부(27E)와 당접하여, 로드재치부재(27D)가 변형용 부재(27F)의 경사부(27E)에 얹혀지고, 로드재치부재(27D)가 플러그 측 돌출부재(3) 홈(3D)에서의 가장자리부(P)를 중심으로 도 6의 화살표 W 방향으로 회동하여 직경확대부(21H) 내에 수용된다. 로드재치부재(27D)가 직경확대부(21H) 내에 수용됨으로써 로드재치부재(27D)가 다른 부재와 간섭하여 이른바“씹힌”상태가 되는 것이 방지되어 플러그(10)는 소켓(20)에서 원활하게 빠진다.
제 2 실시형태의 안전 이음매(100-1)에서의 기타 구성 및 작용 효과는 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태의 안전 이음매(100)와 같다.
다음으로 도 8 ~ 도 12를 참조하여 본 발명의 제 3 실시형태를 설명한다.
도 8 ~도 12의 제 3 실시형태의 안전 이음매(100-2)는 제 1 실시형태의 안전 이음매(100), 제 2 실시형태의 안전 이음매(100-1)와는 지지부재(로드지지부재)의 구성이 다르다. 이하의 제 3 실시형태의 설명에 있어서는 제 1 실시형태, 제 2 실시형태와 다른 부분을 주로 설명한다.
플러그(10)와 소켓(20)이 접속하고 있는 상태를 나타낸 도 8에서, 소켓(20)은 소켓 측 밸브체(25), 소켓 측 스프링(23), 소켓 측 로드(22)에 더해 소켓 측 로드(22)를 지지(재치)하는 지지부재(28)를 포함하고, 플러그(10)와 소켓(20)의 접속이 해제된 경우에 소켓 측 차단밸브(24)를 즉시 차단하도록 구성되어 있다. 그리고 지지부재(28)는 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠질 때 플러그(10)와 함께 이동하여, 소켓 측 로드(22)를 지지하지 않는(재치하지 않는) 상태로 변동하고 이로써 소켓 측 차단밸브(24)를 차단하도록 구성되어 있다.
지지부재(28)를 확대하여 나타낸 도 9에서, 볼(29)에 인접하여 배치되는 지지부재(28, 로드지지부재)는 원환상 부분(28A)과 볼(29)을 사이에 두어 유지하는 볼 보관유지부분(28B)을 구비하며, 원환상 부분(28A)과 볼 보관유지부분(28B)은 일체적으로 구성되어 있다. 볼 보관유지부분(28B)은 원환상 부분(28A)에 대해 플러그(10) 측(도 8, 도 9에서 우측)에 배치되고 그 내부의 중공부(中空部)에 볼(29)을 유지하고 있다.
볼 보관유지부분(28B)은 플러그 측 돌출부재(3)의 반경방향(도 8, 도 9의 상하방향)의 양면(저면 및 윗면)에 볼(29)의 직경보다 소직경의 개구가 설치되어 있다. 플러그 측 돌출부재(3)의 반경방향에 있어서, 볼 보관유지부분(28B)에서 볼(29)의 일부가 돌출되어 있는데, 볼(29) 전체가 볼 보관유지부분(28B)에서 빠져나가지 않게 상기 소직경의 개구가 구성되어 있다.
도 9에서, 플러그 측 돌출부재(3)에는 볼(29)의 일부가 계합(삽입)되는 오목부(3E, 홈)가 형성되어 있다.
도 8 및 도 9에서, 소켓(20)에는 플러그측 돌출부재(3)가 삽입되는 개구부(21C, 관통구멍)가 소켓 내 유로(21A)와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되고, 개구부(21C)에서의 소켓 내 유로(21A)보다 플러그(10) 측 영역에는 직경확대부(21I)가 형성된다.
도 8에 나타낸 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 경우에는 소켓 측 로드(22)의 단부가 원환상 부분(28A)에 당접하여 지지되고 있다. 그 때문에, 소켓 측 밸브체(25)는 벨브시트(21E)에서 이격된 상태로 유지되고, 소켓 측 차단밸브(24)는 개방되어 있다. 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 상태에서는 볼 보관유지부분(28B)에 유지된 볼(29)의 일부는 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3E, 오목부)에 계합하고 있어, 볼(29)에서의 홈(3E)과 계합하고 있는 부분과 반대 측(플러그 측 돌출부재(3)의 반경방향에서 바깥쪽) 부분은 소켓 본체(21) 개구(21C)의 내벽면에 당접하고 있으므로, 볼(29)은 플러그 측 돌출부재(3)의 반경방향(도 8, 도 9의 상하방향)보다 바깥쪽으로는 이동할 수 없다.
상술한 바와 같이, 도 8에 나타낸 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 상태에서는 소켓 측 차단밸브(24)는 개방되고 있어, 소켓 내 유로(21A)의 수소가스 도입구(21B)는 소켓 측 밸브체 수용부(21D), 소켓 측 로드 수용부(21G), 원환상의 볼 수용공간(21F)을 통해 소켓 본체(21)의 개구 부분(21C)에 연통한다. 그리고, 플러그 측 돌출부재(3)에 형성된 구멍부(3A)를 통해 플러그 내 유로(1A)에 연통한다.
도시의 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 같이, 플러그(10)와 소켓(20)이 접속되어 있는 상태에서는 플러그 측 차단밸브(5)는 개방되어 있고, 플러그 내 유로(1A)는 플러그 측 돌출부재(3)의 내부공간(3B) 및 플러그 측 밸브체 수용부(1C) 내의 유로를 통해 수소가스 출구(1B)에 연통한다. 그 때문에, 수소가스 도입구(21B)에서 유입된 수소가스는 수소가스 출구(1B)에서 유출되어 충전호스(201, 도 14 참조)를 흐른다.
플러그(10)와 소켓(20)이 접속하고 있는 상태에서는 볼(29)의 일부는 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3E, 오목부)에 계합하고 있으므로, 도 10에 나타낸 것처럼 플러그(10)와 소켓(20)의 접속이 해제되어 플러그(10)가 소켓(20)에서 이격되는 방향(화살표 Q 방향)으로 이동하면, 볼(29)과 함께 로드지지부재(28)의 원환상 부분(28A) 및 볼 보관유지부분(28B)도 화살표 Q 방향(도 8, 도 9의 우측방향)으로 이동(우행)한다.
로드지지부재(28)가 화살표 Q 방향으로 이동하면, 로드지지부재(28)의 원환상 부분(28A)에 재치(지지)되어 있던 소켓 측 로드(22)는 원환상 부분(28A)에 재치되지 않은 상태가 되어, 소켓 측 스프링(23)의 탄성 반발력에 의해 즉시 개구부 (21C) 측으로 이동(낙하)한다. 소켓측 로드(22)가 낙하하면, 소켓 측 밸브체(25)는 소켓 측 스프링(23)에 가압되어 순식간에 소켓 측 밸브시트(21E)에 밀착하여 소켓 측 차단밸브(24)가 즉시 폐쇄된다.
바꿔 말하면, 플러그(10)와 소켓(20)이 접속하고 있는 상태에서는 원환상 부분(28A)에 의해 지지되고 있는 소켓 측 로드(22)는 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지기 시작하면 로드지지부재(28)가 화살표 Q 방향(도 10에서 우측방향)으로 이동하면, 즉시 원환상 부분(28A)에서 빠져서 개구부(21C) 측으로 낙하하고, 그 때문에, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기 단계에서, 순식간에 소켓 측 차단밸브(24)가 폐쇄된다. 소켓 측 차단밸브(24)가 폐쇄됨으로써 소켓(20)에 유입된 수소는 소켓(20) 외부로 유출되는 것이 방지된다.
그리고, 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태와 동일한 메커니즘에 의해, 플러그 (10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기 단계에서 플러그 측 차단밸브(5)는 순식간에 폐쇄하여 수소가스가 플러그(10) 외부로 유출되는 것이 방지된다.
그 때문에, 도 8 ~ 도 12의 제 3 실시형태에서는 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기 단계에서 소켓 측 차단밸브(24) 및 플러그 측 차단밸브(5)가 순식간에 폐쇄되므로 안전 이음매(100-2)에서 수소가스가 유출되는 것이 방지된다.
플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 초기의 상태가 나타나 있는 도 10에서, 소켓(20)에 대해 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 이동한 결과, 볼(29)은 직경확대부(21I)에 도달한다. 플러그(10)가 화살표 Q 방향으로 이동함으로써 볼(29)은 원환상 부분(28A)과 직경확대부(21I)의 내벽면에 의해 가압되므로 그 가압력에 의해 직경확대부(21I)에 도달한 볼(29)은 반경방향 바깥쪽(도 9, 도 10에서는 상하방향)으로 이동하고, 플러그 측 돌출부재(3)의 홈(3E, 오목부:도 9)에서 빠져, 직경확대부(21I) 내에 수용된다. 그 때, 볼 보관유지부분(28B)은 직경확대부(21I)의 상기 내벽면에 당접한다.
볼(29)이 홈(3E, 오목부)에서 빠져서 직경확대부(21I) 내에 수용된 결과, 로드지지부재(28, 원환상 부분(28A) 및 볼 보관유지부분(28B))는 플러그(10)와는 상대적으로 움직이기(플러그(10)와 상대 이동 가능하게 되기)때문에, 로드지지부재(28)는 플러그(10, 의 이동:도 10의 화살표 Q 방향의 이동)에 간섭하지 않고, 또, 볼(29)이 플러그(10)에 간섭하지 않고, 도 11, 도 12에서 나타낸 바와 같이 플러그(10)는 화살표 Q 방향으로 이동하여 소켓(20)에서 빠질 수 있다.
여기서, 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠지는 것은 일순간에 실시되므로 도 10의 상태에서 도 11의 상태로 변동하는 것은 순식간에 이루어지고, 도 11의 상태에서 도 12의 상태가 되는 것도 순식간에 이루어진다.
도 11의 상태에서는 소켓 본체(21)의 개구부(21C)에 플러그 측 돌출부재(3)의 선단이 약간 삽입되어 있고, 소켓측 차단밸브(24)에서부터 개구부(21C)에 이르는 공간에 존재하는 수소가스는 개구부(21C)에서의 플러그(10)에서 이격된 측(도 11, 도 12의 좌측)의 선단에서 방출된다. 그리고, 수소가스가 방출되는데에 연행(連行)되고, 도 12에 나타낸 것처럼 볼(29) 및 로드지지부재(28, 원환상 부분(28A), 볼 보관유지부분(28B))이 개구부(21C)에서의 플러그(10)에서 이격된 측의 원환상의 공간(21F)으로 이동한다.
도 8 ~ 도 12의 제 3 실시형태에서의 기타 구성 및 작용 효과는 도 1 ~ 도 7의 실시형태와 같다.
도 13을 참조하여 도시의 실시형태 변형예를 설명한다.
도 13에서, 소켓 본체(21)의 개구부분(21C)의 플러그(10)와는 이격된 측(도 13에서는 좌측)으로 사일런서(30, 소음장치)를 설치한다. 사일런서(30)를 설치함으로써 플러그(10)가 소켓(20)에서 빠질 때의 소음을 저감한다.
도 13에서는 도 8 ~ 도 12의 제 3 실시형태에 사일런서(30)를 설치하고 있으나, 도 1 ~ 도 3의 제 1 실시형태, 도 4 ~ 도 7의 제 2 실시형태에 사일런서(30)를 설치할 수도 있다.
도시한 실시형태는 어디까지나 예시이며, 본 발명의 기술적 범위를 한정하는 취지의 기술(記述)이 아님을 부기한다.
1…플러그 본체
1A…플러그 내 유로
2…플러그 측 로드
3…플러그 측 돌출부재
3C…홈(개구, 플러그 측 돌출부재의 홈)
3D…홈(개구, 플러그 측 돌출부재의 홈)
3E…오목부(홈, 플러그 측 돌출부재의 오목부)
4…플러그 측 스프링(탄성부재)
5…플러그 측 차단밸브
6…플러그 측 밸브체
10…플러그(노즐 측 부재)
20…소켓(충전장치 측 부재)
21…소켓 본체
21A…소켓 내 유로
21C…개구부(관통구멍)
21H, 21I…직경확대부
22…소켓 측 로드(막대형상부재)
23…소켓 측 스프링(탄성부재)
24…소켓 측 차단밸브
25…소켓 측 밸브체
26, 27, 28…로드지지부재
26A…돌기
26B…노치부
26C…평탄부분
26D…원판형상부재
27A…돌기
27B…평탄부
27C…테이퍼부(경사부)
27D…로드재치부재
27E…경사부
27F…변형용 부재
28A…원환상의 부분
28B…볼 보관유지부분
29…볼
100, 100-1, 100-2…안전 이음매

Claims (4)

  1. 내부에 유로가 형성되고, 충전장치 측 부재와 접속되어 있는 상태에서는 차단밸브가 개방되어 있는 원통형상의 노즐 측 부재와,
    상기 노즐 측 부재와 접속되어 있는 상태로 노즐 측 부재의 유로와 연통하고 있는 유로가 형성되고, 차단밸브가 개방되어 있는 원통형상의 충전장치 측 부재로 구성되고,
    상기 노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 이탈하면 노즐 측 부재 및 충전장치 측 부재의 차단밸브가 닫히며,
    상기 충전장치 측 부재의 차단밸브를 차단하는 기구는,
    충전장치 측 밸브체에 힘을 가하도록 탄발하는 충전장치 측 탄성부재와,
    충전장치 측 밸브체에 접속된 막대형상부재와,
    상기 막대형상부재를 지지하고 있는 지지부재를 포함하고,
    상기 지지부재는 노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 빠질 때 노즐 측 부재와 함께 이동하여 막대형상부재를 지지하지 않는 상태로 변동하는 안전 이음매에 있어서,
    상기 지지부재는 돌기와 노치부 및 회전이 자유롭게 축지된 원판형상부재를 구비하며, 원판형상부재의 돌기가 삽입되는 개구가 노즐 측 부재의 돌출부에 형성되어 있고, 상기 원판형상부재의 노치부는 평탄부분을 구비하며, 노즐 측 부재와 충전장치 측 부재가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재의 단부가 평탄부분에 당접하여 지지되고 있는 것을 특징으로 하는 안전 이음매.
  2. 삭제
  3. 내부에 유로가 형성되고, 충전장치 측 부재와 접속되어 있는 상태에서는 차단밸브가 개방되어 있는 원통형상의 노즐 측 부재와,
    상기 노즐 측 부재와 접속되어 있는 상태로 노즐 측 부재의 유로와 연통하고 있는 유로가 형성되고, 차단밸브가 개방되어 있는 원통형상의 충전장치 측 부재로 구성되고,
    상기 노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 이탈하면 노즐 측 부재 및 충전장치 측 부재의 차단밸브가 닫히며,
    상기 충전장치 측 부재의 차단밸브를 차단하는 기구는,
    충전장치 측 밸브체에 힘을 가하도록 탄발하는 충전장치 측 탄성부재와,
    충전장치 측 밸브체에 접속된 막대형상부재와,
    상기 막대형상부재를 지지하고 있는 지지부재를 포함하고,
    상기 지지부재는 노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 빠질 때 노즐 측 부재와 함께 이동하여 막대형상부재를 지지하지 않는 상태로 변동하는 안전 이음매에 있어서,
    상기 지지부재는 돌기, 평탄부 및 경사부를 구비하는 로드재치부재와, 로드재치부재의 경사부와 같은 형상의 경사부를 구비하고 또한 충전장치 측 부재에 설치되어 있는 변형용 부재를 구비하며,
    로드재치부재의 돌기가 삽입되는 개구가 노즐 측 부재의 돌출부에 형성되어 있고,
    노즐 측 부재와 충전장치 측 부재가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재의 단부가 로드재치부재의 평탄부에 당접하여 지지되고 있으며,
    충전장치 측 부재에는 노즐 측 부재의 돌출부가 삽입되는 개구부가 충전장치 측 부재의 유로와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되고, 상기 개구부에서의 충전장치 측 부재의 유로보다 노즐 측 영역에는 직경확대부가 형성되며,
    상기 로드재치부재의 경사부가 변형용 부재의 경사부와 당접했을 때 돌기가 개구에서 빠지도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 안전 이음매.
  4. 내부에 유로가 형성되고, 충전장치 측 부재와 접속되어 있는 상태에서는 차단밸브가 개방되어 있는 원통형상의 노즐 측 부재와,
    상기 노즐 측 부재와 접속되어 있는 상태로 노즐 측 부재의 유로와 연통하고 있는 유로가 형성되고, 차단밸브가 개방되어 있는 원통형상의 충전장치 측 부재로 구성되고,
    상기 노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 이탈하면 노즐 측 부재 및 충전장치 측 부재의 차단밸브가 닫히며,
    상기 충전장치 측 부재의 차단밸브를 차단하는 기구는,
    충전장치 측 밸브체에 힘을 가하도록 탄발하는 충전장치 측 탄성부재와,
    충전장치 측 밸브체에 접속된 막대형상부재와,
    상기 막대형상부재를 지지하고 있는 지지부재를 포함하고,
    상기 지지부재는 노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 빠질 때 노즐 측 부재와 함께 이동하여 막대형상부재를 지지하지 않는 상태로 변동하는 안전 이음매에 있어서,
    상기 지지부재는 원환상 부분 및 볼을 끼워 유지하는 볼 보관유지부분을 구비하고,
    노즐 측 부재와 충전장치 측 부재가 접속되어 있는 경우에는 상기 막대형상부재의 단부가 원환상 부분에 당접하여 지지되고 있으며,
    볼 보관유지부분이 유지하고 있는 볼의 일부가 삽입되는 오목부가 노즐 측 부재의 돌출부에 형성되어 있고,
    충전장치 측 부재에는 노즐 측 부재의 돌출부가 삽입되는 개구부가 충전장치 측 부재의 유로와 직교하는 방향으로 연장하여 형성되며, 상기 개구부에서의 충전장치 측 부재의 유로보다 노즐 측 영역에는 직경확대부가 형성되고,
    노즐 측 부재가 충전장치 측 부재에서 빠져서 볼이 상기 직경확대부에 도달하면, 볼이 상기 오목부에서 빠져 직경확대부 안으로 이동하는 것을 특징으로 하는 안전 이음매.
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