KR20080091233A - 커플러 및 연료 전지용의 연료 카트리지 - Google Patents

Abstract

도 4에 나타낸 바와 같이, 소켓 S10과 플러그 P10 사이에 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단(20)으로서 플러그 P10에 걸어맞춤 철부(22)를, 다른 쪽의 소켓 S10에 걸어맞춤 요부(21)을 설치하여 연결시에 타고 넘는시킨 후 걸어맞춤시키는 조작으로 확실하게 연결 가능하도록 하고 있다. 또, 플러그 P10에 결합 연결 방향을 중심으로 하는 원주 방향에 대략 따라 경사지는 캠부(31)를 설치하고, 다른 쪽의 소켓 S10에 캠폴로워부(32)를 설치함으로써, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전력이 가해지는 경우에, 캠부와 캠폴로워부로 자동적연결의 개방이 가능하도록 하고 있다.

Description

커플러 및 연료 전지용의 연료 카트리지{COUPLER AND FUEL CARTRIDGE FOR FUEL CELL}

본 발명은 소켓과 플러그로 구성되고 장착 및 분리 가능하게 연결되는 커플러에 관한 것이며, 액체 등을 용기로부터 본체 측의 용기 등에 옮기는 경우나 용기마다 교환하는 경우에 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있으므로, 연결 상태에서 과잉의 회전력이 가해지는 경우에는, 간단하게 개방하여 파손하지 않도록 하는 것으로, 특히 메타놀 연료 전지의 카트리지 용기와 연료 전지 본체 사이에 설치하기에 바람직한 것이다.

또, 본 발명은 연료 전지용의 연료 카트리지에 관한 것이며, 연료 전지 본체의 연료 탱크에 액체 연료를 보급하기 위한 연료 카트리지로, 연료의 종류나 농도를 확실하게 식별하여 공급할 수 있도록 한 것이며, 특히 메타놀 연료 전지에 사용하기에 바람직한 것이다.

종래부터 기기의 운전이나 사용에 따라 감소하는 원료 등의 액체를 보충할 필요가 있는 경우도 많고, 기기 본체 측에 설치한 용기에 카트리지 용기를 연결하여 원료 등의 액체를 옮김으로써 공급하거나, 기기 본체 측의 용기와 다른 용기를 교체함으로써 공급하는 것이 행해지고 있다.

이와 같은 용기끼리의 연결이나 용기의 교체를 간단하게 하기 위해서 장착 및 분리 가능한 각종의 커플러가 사용되고 있다.

예를 들면, 일본 특개 2003-172487호 공보에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 연결 장치가 개시되어 있고, 주 유로와 부 유로를 구비한 플러그 P와 주 유로와 부 유로를 구비하여 플러그와 끼워맞출 수 있는 동시에, 끼워맞춘 상태로 플러그의 주 유로와 부 유로를 연통 가능한 소켓 S로 구성되어 있다.

그리고, 이 연결 장치에서는, 소켓 S는 유지체(1)에 고정된 밸브 압체(2)의 외주에 형성된 주 유로(2a)와, 또한, 주 유로(2a)의 외측에 형성된 부 유로(2b)와, 이들 유로(2a, 2b)를 닫는 밸브(3a, 3b)를 가지고, 각 밸브(3a, 3b)는 스프링(4a, 4b)의 가압력에 의해서 밸브 시트를 향해서 가압되고, 주 유로(2a) 및 부 유로(2b)를 닫을 수 있는 구성으로 되어 있다.

한편, 플러그 P는 밸브 유지체(5)에 슬라이드 이동 가능하게 유지된 밸브 본체(6)의 외주에 형성된 주 유로(6a)와, 또한, 주 유로(6a)의 외측에 형성된 부 유로(6b)와, 이들 유로(6a, 6b)를 닫는 밸브(7a, 7b)를 가지고, 각 밸브(7a, 7b)는 스프링(8a, 8b)의 가압력에 의해서 밸브 시트를 향해서 가압되고, 주 유로(6a) 및 부 유로(6b)를 닫을 수 있는 구성으로 되어 있다.

이와 같은 소켓 S와 플러그 P의 접속이 행해지면, 먼저, 소켓 S의 부밸브(3b)와 플러그 P의 부밸브(7b)가 맞닿고, 양자가 각각 스프링(4b, 8b)의 가압력에 저항하여 서로 이격되는 방향으로 이동하고, 부 유로(2b, 6b)가 연통된다.

또한, 소켓 S와 플러그 P의 접속이 행해지면, 소켓 S의 주밸브(3a)가 플러그 P의 내통체의 단면에 의해서 가압되고, 스프링(4a)에 저항하여 후퇴하여 밸브체가 밸브 압체(2)의 밸브 시트로부터 멀어지고, 밸브 압체(2)와의 주 유로(2a)를 여는 것과 동시에, 소켓 S 측의 밸브 압체의 선단부 평면과 플러그 P 측의 밸브 본체(6)에 설치한 밸브 부재의 평면이 맞닿고 플러그 P 측의 밸브 본체(6)를 스프링(8a)의 가압력에 저항하여 가압하고, 밸브 본체를 후퇴시켜 플러그 P 측의 주밸브(7a)를 열어 주 유로(6a)와 연통된다.

이로써, 부 유로가 연통하면 기체 공급원으로부터 용기 내에 기체가 공급되고, 그 기체압에 의해서 내부 백(inner bag)을 수축시켜, 내부 백 내의 액체가 플러그 측의 주 유로로부터 소켓 측의 주 유로를 통하여 액체를 용기 밖으로 송출할 수 있다.

또, 최근 액체 연료로부터 직접 발전할 수 있는 액체형 연료 전지가 여러 가지 개발되어 있으므로, 메타놀을 연료로 하는 직접 메타놀형 연료 전지(DMFC)에서는, 개질기(reforming device)를 필요로 하지 않고 소형으로 할 수 있으므로 휴대용 전자 기기의 전원으로서의 이용이 주목되어 있다.

특히, 패시브 방식이라는 직접 메타놀형 연료 전지(DMFC)에서는, 연료 전지 본체 측에 설치한 연료 탱크에 액체 연료인 메타놀이 넣어질 수 있었던 연료 카트리지를 연결하여 메타놀을 직접 보급하는 것이 행해지고, 연료 공급용의 펌프를 필요로 하지 않고, 한층 더 소형화를 도모할 수 있다(일본 특개 2005-71713호 공보 참조).

또, 액티브 방식의 연료 전지에서는, 연료 전지 본체 측에 펌프 기구가 구비 되고, 메타놀이 넣어질 수 있었던 연료 카트리지를 연결하고, 펌프 기구로 연료 카트리지 내의 메타놀을 흡출하여 연료 탱크에 보급하는 것이 행해진다.

이들 어느 방식의 메타놀형 연료 전지라도, 연료의 메타놀로서 농도가 상이한 각종의 메타놀 수용액이나 순 메타놀이 사용된다. 또, 연료 전지 중에는, 메타놀 수용액에 한정되지 않고 에탄올 수용액이나 순 에타놀 등의 에탄올 연료가 이용되거나 디메틸 에테르산, 그 외의 액체 연료를 사용하는 것도 있다.

상기 일본 특개 2003-172487호 공보에 개시되어 있는 것 같은 연결 장치를, 예를 들면, 메타놀 연료 전지의 연료의 보급용의 커플러나 용기마다의 교체에 의한 보급용의 커플러로서 이용하는 경우, 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있는 것이 필요해지는 동시에, 연결 상태로 통상의 범위를 넘은 과잉의 힘이 가해지는 경우에는, 커플러나 기기 본체가 파손되지 않고 간단하게 연결을 개방할 수 있는 것이 필요해진다.

또, 메타놀 연료 전지의 사양에 의해서 필요해지는 메타놀의 농도(순도)가 일정하지 않고, 다종류의 농도의 것이 필요해지는 경우에는, 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있고, 또한 각각의 메타놀 연료 전지의 사양에 합치한 농도의 연료만을 공급할 수 있고, 다른 농도의 것을 잘못하여 공급하지 않는 커플러의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있어 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘이 가해지는 경우에는, 파손되기 전에 연결을 개방할 수 있는 커플러를 제공하도록 하는 것이며, 이에 더하여, 1세트만을 식별하여 장착 및 분리할 수 있는 커플러를 제공하는 것에 있다.

또, 상기 일본 특개 2005-71713호 공보에 개시되어 있는 것 같은 연료 전지용의 액체 연료가 연료 카트리지에 넣어져 여러 가지 판매 등이 되도록 되면, 잘못하여 상이한 종류별의 액체 연료가 보급될 우려가 있으므로, 연료 전지의 문제를 초래한다는 문제가 예상된다.

그래서, 사용해야 할 연료의 종류별에 따라 간단하게 식별할 수 있는 연료 카트리지의 개발이 요구되고 있다.

따라서, 본 발명의 제2 목적은, 사용해야 할 연료의 종류별에 따라 간단하게 식별할 수 있는 연료 전지용의 연료 카트리지를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 상기 제1 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 제1 구성의 커플러는, 밸브체와 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 소켓과, 밸브체와 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 동시에, 상기 소켓과 장착 및 분리 가능하게 결합 연결되고 결합 연결 상태에서 양 밸브체를 개방하여 연통 가능한 플러그로 구성되는 커플러로서, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽에 결합 연결 방향을 중심으로 하는 원주 방향에 대략 따라 경사지는 캠부를 설치하고, 어느 다른 쪽에 상기 결합 연결 상태까지는 상기 캠부와 접촉하지 않는 캠폴로워부를 설치하여 과잉의 회전력으로 연결을 개방 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 소켓과 플러그와의 어느 한쪽에 결합 연결 방향을 중심으로 하는 원주 방향에 대략 따라 경사지는 캠부를 설치하고, 어느 다른 쪽에 결합 연결 상태까지는 캠부와 접촉하지 않는 캠폴로워부를 설치함으로써, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전력이 가해지는 경우에, 캠부와 캠폴로워부로 자동적인 연결의 개방이 가능하도록 하고 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 확실하게 연결하는 동시에, 과잉의 힘에 대하여는 파손되기 전에 확실하게 연결을 개방할 수 있도록 된다.

또한, 본 발명의 제2 구성의 커플러는, 제1 구성에 더하여, 상기 소켓과 상기 플러그 사이에 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 소켓과 플러그 사이에 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단을 설치하고 있고, 소켓과 플러그와의 연결 상태를 확실하게 유지할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제3 구성의 커플러는, 제1 또는 제2 구성에 더하여, 상기 캠부를, 상기 플러그에 돌출되어 경사지는 캠면에 의해서 구성하고, 상기 캠폴로워부를, 상기 소켓에 캠면이 끼워넣어지는 캠폴로워 홈으로서 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 상기 캠부를, 상기 플러그에 돌출되어 경사지는 캠면에 의해서 구성하고, 상기 캠폴로워부를, 상기 소켓에 캠면이 끼워넣어지는 캠폴로워 홈으로서 구성하고 있으므로, 곧게 연결한 소켓과 플러그에 회전 방향의 과잉의 힘이 가해지면, 원주 방향에 대략 따라 경사지는 캠면과 소켓의 캠폴로워 홈으로 갈라 놓는 힘을 작용시켜, 자동적으로 연결을 개방할 수 있도록 되는 동시에, 돌출되어 있는 캠면과 오목한 캠폴로워 홈을 보면서 확실하게 연결 조작이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제4 구성의 커플러는, 제1 ~ 제3 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 캠부 및 상기 캠폴로워부를, 상기 원주 방향에 복수 설치하여 과잉의 회전력의 방향에 관계없이 개방 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 캠부 및 캠폴로워부를, 원주 방향에 복수 설치함으로써, 통상 범위를 초과하는 과잉의 회전력의 방향에 관계없이 어느 방향(시계 회전이나 반시계 회전)의 회전력 등에 대해서도 자동적으로 개방할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제5 구성의 커플러는, 제1 ~ 제4 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 캠부를, 상기 플러그의 돌출 연결부와 상기 소켓의 플러그 연결 구멍과의 어느 한쪽에 일체로 설치하는 동시에, 상기 캠폴로워부를 어느 다른 쪽에 일체로 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 상기 캠부를, 상기 플러그의 돌출 연결부와 상기 소켓의 플러그 연결 구멍과의 어느 한쪽에 일체로 설치하는 동시에, 상기 캠폴로워부를 어느 다른 쪽에 일체로 설치하여 구성함으로써, 플러그나 소켓을 한층 컴팩트하게 가능하도록 하고 있다.

또한, 본 발명의 제6 구성의 커플러는, 제1 ~ 제5 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 연결 유지 수단을, 상기 플러그와 상기 소켓과의 어느 한쪽에 걸어맞춤 요(凹)부를 설치하는 동시에, 어느 다른 쪽에 걸어맞춤 철(凸)부를 설치하고, 이들 플러그의 소켓으로의 연결 결합 시에 상기 걸어맞춤 요부와 상기 걸어맞춤 철부가 타고 넘기 가능한 동시에 연결 결합 상태에서 서로를 걸어맞춤 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 연결 유지 수단을, 플러그와 소켓과의 어느 한쪽에 걸어맞춤 요부를 설치하는 동시에, 어느 다른 쪽에 걸어맞춤 철부를 설치하고, 이들 플러그의 소켓으로의 연결 결합 시에 걸어맞춤 요부와 걸어맞춤 철부가 타고 넘은 후 연결 결합 상태로 서로가 걸어맞추어짐으로써, 걸어맞춤에 의한 연결 상태를 확보하면서, 통상의 사용 범위를 초과하는 큰 힘에 대하여는, 타고넘음으로써 연결이 개방되도록 된다.

또, 본 발명의 제7 구성의 커플러는, 제6 구성에 더하여, 상기 걸어맞춤 요부와 상기 걸어맞춤 철부에, 주위 방향의 일부를 노치한 노치부를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 걸어맞춤 요부와 걸어맞춤 철부에, 주위 방향의 일부를 노치한 노치부를 설치하고 있고, 노치부의 크기에 따라 연결 상태를 유지하는 걸어맞춤력이나 연결 상태의 개방에 필요한 힘을 조정할 수 있도록 하고 있다.

또한, 본 발명 제8 구성의 커플러는, 제1 ~ 제7 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 플러그와 상기 소켓에, 1세트의 상기 플러그와 상기 소켓만을 결합 연결시키는 식별 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 상기 플러그와 상기 소켓에, 1세트의 플러그와 소켓만을 결합 연결시키는 식별 수단을 설치하고 있고, 이 식별 수단에 의해서 1세트의 플러그와 소켓만을 간단하고 확실하게 식별하여 연결 가능하게 된다.

또, 본 발명의 제9 구성의 커플러는, 제8 구성에 더하여, 상기 식별 수단을, 상기 캠부와 상기 캠폴로워부에, 상기 플러그 및 상기 소켓의 결합 연결 방향과 교차하는 면 위에서의 세로 방향 치수 및 가로 방향 치수를 바꾸어 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 식별 수단을, 캠부와 캠폴로워부에, 플러그 및 소켓의 결합 연결 방향과 교차하는 면 위에서의 세로 방향 치수 및 가로 방향 치수를 바꾸어 구성하고 있고, 캠부나 캠폴로워부의 깊이가 아니고 종횡의 치수를 변경함으로써, 식별성을 부여하는 것이 가능하도록 하고 있다.

또, 본 발명의 제10 구성의 커플러는, 제8 또는 제9 구성에 더하여, 상기 식별 수단을, 상기 소켓의 플러그 연결 구멍과 상기 플러그의 돌출 연결부의 직경을 바꾸는 것을 조합시켜 식별 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 식별 수단을, 소켓의 플러그 연결 구멍과 플러그의 돌출 연결부의 직경을 바꾸는 것을 조합시켜 식별 가능하게 구성되어 있고, 캠부나 캠폴로워부의 깊이가 아니고 종횡의 치수에 더하여 플러그 선단의 직경과 이것이 끼워맞추어지는 소켓의 개구 직경을 바꾸는 것을 조합시킴으로써, 식별성을 부여하는 것이 가능하도록 하고 있다.

또한, 본 발명의 제11의 구성의 커플러는, 제1 ~ 제10 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 소켓 및 상기 플러그에, 각각 같은 색의 식별부를 설치하여 식별 가능하게 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 소켓 및 플러그에, 각각 같은 색의 식별부를 설치하여 식별 가능하게 구성함으로써, 시각적으로 식별하는 것도 가능하게 된다.

또, 본 발명의 제12의 구성의 커플러는, 밸브체와 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 소켓과, 밸브체와 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 동시에, 상기 소켓과 장착 및 분리 가능하게 결합 연결되고 결합 연결 상태에서 양 밸브체를 개방하여 연통 가능한 플러그로 구성되는 커플러로서, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽에 키홈 또는 키를 설치하고, 어느 다른 쪽에 이것과 끼워맞추어지는 키 또는 키홈이 설치된 링형 부재를 설치하고, 이 링형 부재를 이들 플러그와 소켓과의 연결 중심축을 중심으로 회전 가능하게 한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 소켓과 플러그와의 어느 한쪽에 키홈 또는 키를 설치하고, 이 키홈 또는 키와 결합되는 키 또는 키홈을 링형 부재에 설치하여, 어느 다른 쪽에 회전 가능한 설치하고 있고, 키홈과 키로 소켓과 플러그와의 식별을 행하고, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전력이 가해지는 경우에, 링형 부재를 회전시킴으로써 무리한 힘이 작용하지 않도록 하고 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 소정의 것을 확실하게 연결하는 동시에, 과잉의 회전력에 대하여는 파손을 방지할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제13의 구성의 커플러는, 제12의 구성에 더하여, 상기 소켓과 상기 플러그 사이에 서로의 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 소켓과 플러그 사이에 서로의 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단을 설치하고 있고, 소켓과 플러그와의 연결 상태를 확실하게 유지할 수 있도록 된다.

또한, 본 발명의 제14의 구성의 커플러는, 제13의 구성에 더하여, 상기 연결 유지 수단을, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽의 상기 키홈과 어느 다른 쪽의 상기 키 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 연결 유지 수단을, 소켓과 플러그와의 어느 한쪽의 키홈과 어느 다른 쪽의 키 사이에 설치하고 있고, 연결 유지 수단의 설치 스페이스의 확보가 용이해져, 컴팩트하게 구성할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제15의 구성의 커플러는, 제12 또는 제13의 구성에 더하여, 상기 연결 유지 수단을, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽의 상기 링형 부재와, 어느 다른 쪽 사이에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 연결 유지 수단을, 소켓과 플러그와의 어느 한쪽의 링형 부재를 이용하고, 어느 다른 쪽 사이에서 연결 유지함으로써, 연결 유지를 위한 부재의 다른 한쪽을 링형 부재와 겸용해서 구성을 간소화 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제16의 구성의 커플러는, 제12 ~ 제15 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 연결 유지 수단을, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽에 걸어맞춤부를 설치하고, 어느 다른 쪽에 이 걸어맞춤부에 걸어맞추어지는 탄성 걸어맞춤 부재를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 연결 유지 수단을, 소켓과 플러그와의 어느 한쪽에 걸어맞춤부를 설치하고, 어느 다른 쪽에 이 걸어맞춤부에 걸어맞추어지는 탄성 걸어맞춤 부재를 설치하여 구성되어 있고, 걸어맞춤부를, 이에 걸어맞추어지는 탄성 걸어맞춤 부재의 탄성변형을 이용하여 걸어맞추어져 연결 유지한, 개방하는 것이 가능하도록 된다.

또, 본 발명의 제17의 구성의 커플러는, 제12 ~ 제16 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 키홈과 상기 키 사이에, 상기 플러그와 상기 소켓을 식별하는 식별 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 키홈과 키 사이에, 플러그와 소켓을 식별하는 식별 수단을 설치하고 있고, 키홈과 키의 형상, 배치, 개수 등을 변경함으로써, 식별 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제18의 구성의 커플러는, 제12 ~ 제17 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 링형 부재를 원주 방향 복수로 분할하는 동시에 탄성적으로 연결 유지하는 탄성 연결 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 링형 부재를 원주 방향 복수로 분할하는 동시에 탄성적으로 연결 유지하는 탄성 연결 수단을 설치하고 있고, 탄성적으로 연결된 분할 구조의 링형 부재가 열리도록 변형시킬 수 있고, 회전력 뿐아니고, 벤딩 방향의 과잉의 힘에 대해서도 파손을 방지할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제19의 구성의 커플러는, 제12 ~ 제18 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽의 상기 링형 부재와 어느 다른 쪽 사이에, 이 링형 부재가 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 소켓과 플러그와의 어느 한쪽의 링형 부재와 어느 다른 쪽 사이에, 이 링형 부재가 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단을 설치하고 있고, 소켓과 플러그의 연결 시에는, 가압하여 회전을 억제함으로써 연결이 용이하게 할 수 있어 과대한 회전력에 대하여는 회전시켜 파손을 방지할 수 있도록 된다.

또한, 본 발명의 제20의 구성의 커플러는, 제12 ~ 제19 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 플러그측과 상기 소켓측 사이에, 연결 유지된 이들을 중심 축을 중심으로 상대 회전함으로써 연결을 해제할 수 있는 캠 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 플러그측과 소켓측 사이에, 연결 유지된 소켓과 플러그를 중심축을 중심으로 상대 회전 해서 연결을 해제할 수 있는 캠 기구를 설치되어 있고, 소켓과 플러그를 중심축을 중심으로 상대 회전함으로써, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전력이 가해지는 경우에, 회전력을 축 방향의 힘에 바꾸어 자동적으로 연결의 개방이 가능하도록 하고 있다.

또, 본 발명의 제21의 구성의 커플러는, 제20의 구성에 더하여, 상기 캠 기구의 캠을 단면 캠으로 구성하여 상기 키홈 형성측 또는 키 형성 측에 설치하는 한편, 이 단면 캠에 추종하는 캠폴로워를 상기 키 형성 측의 링형 부재 또는 키홈 형성 측에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러에 의하면, 캠 기구의 캠을 단면 캠으로 구성하여 키홈 형성측 또는 키 형성 측에 설치하는 한편, 이 단면 캠에 추종하는 캠폴로워를 키 형성 측의 링형 부재 또는 키홈 형성 측에 설치하도록 하고 있고, 캠 기구의 한쪽을 링형 부재에 설치하는 단면 캠 또는 캠폴로워로 구성하는 등으로, 구조를 간소화해서 캠 기구를 설치할 수 있도록 된다.

상기 본 발명의 제2 목적을 달성하는 제22의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 액체 연료를 사용하여 발전하는 연료 전지 본체의 연료 탱크에 연료를 보급하는 연료 전지용의 연료 카트리지로서, 액체 연료가 수납되고 연결 노즐부를 가지는 본체 용기와, 이 본체 용기의 연결 노즐부에 설치되어 상기 연료 전지 본체의 연료 탱크 측과 착탈 가능하며, 액체 연료 식별키 수단이 설치된 접속 도구와, 이 본체 용기의 상기 연결 노즐부를 덮는 캡으로 이루어지는 구성 부품을 적어도 구비하고, 이들 연료 카트리지의 구성 부품인 본체 용기, 접속 도구, 캡 중 적어도 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 내용물 표시 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 액체 연료를 사용하여 발전하는 연료 전지 본체의 연료 탱크에 연료를 보급하는 연료 전지용의 연료 카트리지로, 이들 연료 카트리지의 구성 부품인 본체 용기, 접속 도구, 캡 중 적어도 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 내용물 표시 수단을 설치하도록 하고 있고, 외표면 부분의 내용물 표시 수단에 의해서 통상의 상태로, 연료의 종류별을 간단하게 식별할 수 있고, 사용 시에 외측에 노출되는 부분의 내용물 표시 수단에 의해, 사용 직전의 상태로 연료의 종류별을 간단하게 식별할 수 있다.

이로써, 연료 전지용의 액체 연료가 연료 카트리지에 넣어져 여러 가지 판매 등 되도록 되어도 잘못하여 상이한 종류별의 액체 연료가 보급되는 것이 방지되고, 연료 전지의 문제를 초래하는 것을 방지할 수 있도록 된다.

또한, 본 발명의 제23의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22의 구성에 더하여, 상기 본체 용기를 내측 용기로 하고, 이 내측 용기를 수납하는 강성을 가지는 외측 용기를 설치하고, 상기 캡을, 이 외측 용기 또는 상기 내측 용기의 상기 연결 노즐부를 덮어 설치하고, 이들 연료 카트리지의 구성 부품인 상기 내측 용기, 상기 접속 도구, 상기 외측 용기, 상기 캡 중 적어도 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 상기 내용물 표시 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 본체 용기를 내측 용기로 하고, 이 내측 용기를 수납하는 강성을 가지는 외측 용기를 설치하고, 상기 캡을, 이 외측 용기 또는 상기 내측 용기의 상기 연결 노즐부를 덮어 설치하고, 이들 연료 카트리지의 구성 부품인 내측 용기, 접속 도구, 외측 용기, 캡 중 적어도 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 내용물 표시 수단을 설치하도록 하고 있고, 내측 용기와 외측 용기를 구비해도 외표면 부분의 내용물 표시 수단에 의해서 통상의 상태로, 연료의 종류별을 간단하게 식별할 수 있고, 사용 시에 외측에 노출되는 부분의 내용물 표시 수단에 의해, 사용 직전의 상태로 연료의 종류별을 간단하게 식별할 수 있다.

또, 본 발명의 제24의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22 또는 제23의 구성에 더하여, 상기 내용물 표시 수단을, 연료의 종류, 농도 등의 종류별에 따른 착색부 및/또는 점자 표시부로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 내용물 표시 수단을, 연료의 종류, 농도 등의 종류별에 따른 착색부 및/또는 점자 표시부로 구성되어 있고, 착색부와 점자 표시부의 양쪽, 또는 착색부만큼, 점자 표시부만으로 연료의 수리나 농도 등의 종류별을 간단하게 식별할 수 있도록 된다.

또한, 본 발명의 제25의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22 ~ 제24 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 내용물 표시 수단을, 사용 시에 액체 연료와 접촉하지 않는 상기 구성 부품에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 내용물 표시 수단을, 사용 시에 액체 연료와 접촉하지 않는 상기 구성 부품에 설치하도록 하고 있고, 내용물 표시 수단이 연료와의 접촉에 의한 영향을 받지 않고, 예를 들면, 착색제로부터의 금속 이온의 연료로의 용출의 문제가 없는 등, 사용할 수 있는 착색제 등의 자유도가 증대한다.

또, 본 발명의 제26의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22 ~ 제25 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 내용물 표시 수단을, 상기 연료 전지 본체 측에도 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 내용물 표시 수단을, 상기 연료 전지 본체 측에도 설치하고 있고, 연료 카트리지 측의 내용물 표시 수단에 더하여, 연료 전지 본체 측의 내용물 표시 수단과의 양쪽에서 한층 확실하게 사용해야 할 연료의 식별할 수 있도록 된다.

또한, 본 발명의 제27의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제23 ~ 제26 중 어느 하나에 기재된 구성에 더하여, 상기 내측 용기는, 스퀴즈성(가요성)을 가지는 합성 수지제 보틀(bottle)로 구성되며, 상기 외측 용기는, 상기 내측 용기를 수납하는 동시에 상기 내측 용기 중 적어도 일부를 가압하여 액체 연료를 압출할 수 있도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 내측 용기는, 스퀴즈(squeeze)성(가요성)을 가지는 합성 수지제 보틀로 구성되며, 상기 외측 용기는, 상기 내측 용기를 수납하는 동시에 상기 내측 용기 중 적어도 일부를 가압하여 액체 연료를 압출할 수 있도록 구성하고 있으므로, 합성 수지제로 스퀴즈성의 내측 보틀을 외측 용기를 통하여 일부를 누름으로써 액체 연료를 압출할 수 있으므로, 펌프 등을 필요로 하지 않고 보급할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제28의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제23 ~ 제26 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 내측 용기는, 일단에 접속 도구가 장착된 백형 용기이며, 상기 접속 도구와 상기 연료 전지 본체의 상기 연료 탱크 사이에 설치한 펌프 기구에 의해서 상기 내측 용기에 수납된 내용액을 흡출하여 상기 연료 탱크에 보급하는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 내측 용기는, 일단에 접속 도구가 장착된 백형 용기이며, 상기 접속 도구와 상기 연료 전지 본체의 상기 연료 탱크 사이에 설치한 펌프 기구에 의해서 상기 내측 용기에 수납된 내용액을 흡출하여 상기 연료 탱크에 보급하도록 하고 있으므로, 펌프 기구를 구비한 연료 탱크에 대하여 백형의 내측 용기로부터 액체 연료를 흡출하여 보급 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제29의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22 ~ 제28 중 어느 하나에 기재된 구성에 더하여, 상기 접속 도구와는 별체로 성형되어 상기 액체 연료 식별키 수단이 부여된 키부재가 접속 도구의 주위에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 접속 도구와는 별체로 성형된 상기 액체 연료 식별키 수단이 부여된 키부재를 접속 도구의 주위에 배치함으로써, 키부재에 의해서 액체 연료의 종류별을 간단하게 식별 가능해져, 이 키부재를 이용하여 내용물 표시를 행하는 것도 가능해진다.

또, 본 발명의 제30의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제29의 구성에 더하여, 상기 키부재를, 상기 접속 도구의 중심축을 중심으로 회전 가능한 링 부재로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 키부재를, 상기 접속 도구의 중심축을 중심으로 회전 가능한 링 부재로 구성하고 있으므로, 접속 도구와 별체로 한 링 부재에 의해서도 액체 연료의 종류별을 간단하게 식별 가능해져, 이 링 부재를 이용하여 내용물 표시를 행하는 것도 가능해진다.

또한, 본 발명의 제31의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22 ~ 제30 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 접속 도구 또는 상기 링 부재에, 연결 상태까지는 기능하지 않고 과잉의 회전력으로 연결을 개방 가능하게 하는 캠 기구를 설치하여 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 접속 도구 또는 상기 링 부재에, 연결 상태까지는 기능하지 않고 과잉의 회전력으로 연결을 개방 가능하게 하는 캠 기구를 설치하여 구성하고 있으므로, 접속 도구나 링 부재에 설치한 캠 기구로, 과잉의 회전력이 가해진 경우의 연결을 개방함으로써, 접속 도구나 연료 전지 본체 측의 손상을 방지하고, 연료의 누출 등도 방지할 수 있고, 또한 이 캠 기구를 이용하여 내용물 표시를 행하는 것도 가능하도록 하고 있다.

또, 본 발명의 제32의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제23 ~ 제27 중 어느 하나 또는 제29 ~ 제31 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 외측 용기는, 상기 내측 용기의 상기 접속 도구를 제외하고 수납 가능하게 형성되는 동시에, 상기 내측 용기를 가압하고 수축시켜 액체 연료를 압출하는 푸시버튼을 구비한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 외측 용기에 설치한 푸시버튼을 누름으로써 내측 용기를 수축시켜 액체 연료를 압출할 수 있으므로, 펌프를 사용하지 않고, 액체 연료를 보급 가능해져, 이 푸시버튼을 이용하여 내용물 표시를 행하는 것도 가능해진다.

또한, 본 발명의 제33의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제22 ~ 제32 중 어느 하나의 구성에 더하여, 상기 캡은, 나사식의 내장 캡과, 이 내장 캡을 덮어 회전 가능한 동시에 한정된 범위에서 축방향으로 이동 가능하게 장착되고 내리눌림 회전으로 상기 내장 캡과 일체화하여 회전 가능한 동시에 회전만으로는 자유로이 회전 가능하게 된 외장 캡으로 이루어지는 이중 캡으로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 캡은, 나사식의 내장 캡과, 이 내장 캡을 덮어 회전 가능한 동시에 한정된 범위에서 축방향으로 이동 가능하게 장착되고 내리눌림 회전으로 상기 내장 캡과 일체화하여 회전 가능한 동시에 회전만으로는 자유로이 회전 가능하게 된 외장 캡으로 이루어지는 이중 캡으로 구성하고 있으므로, 내장 캡과 외장 캡과의 이중 캡으로 하고, 외장 캡을 돌리는 것만으로는 내장 캡을 회전시키지 못하고, 압입하는 조작의 조합에 의하지 않고는 회전할 수 없게 함으로써, 어린이가 잘못하여 캡을 여는 것 등을 방지할 수 있고, 한층 안전하게 사용할 수 있도록 된다.

또, 본 발명의 제34의 구성의 연료 전지용의 연료 카트리지는, 제29 ~ 제31 중 어느 하나에 기재된 구성에 더하여, 상기 키부재, 상기 링 부재 중 적어도 어느 하나를, 착색제를 합성 수지 원료에 혼입하여 성형하고 미리 착색한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지에 의하면, 상기 키부재, 상기 링 부재 중 적어도 어느 하나를, 착색제를 합성 수지 원료에 혼입하여 성형하고 미리 착색하고 있고, 착색제를 합성 수지 원료에 혼입하여 성형하는 경우의 색을 연료의 종류별에 따라 변경함으로써 간단하게 연료를 식별할 수 있는 것과 동시에, 연료와 접촉하는 것이 없기 때문에 착색제로부터 금속 이온이 연료에 용출하는 것도 없고, 사용 시의 연료 전지 본체와의 접속 직전에 확인할 수 있어 확실하게 오장착을 방지할 수 있도록 된다.

도 1은 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 일실시형태에 따른 소켓의 저면도, A-A 단면도 및 그 B-B 단면도이다.

도 2는 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 일실시형태에 따른 플러그의 평면도, 정면도, 측면도, A-A 단면도 및 B-B 단면도이다.

도 3은 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 일실시형태에 따른 플러그의 개략 사시도이다.

도 4는 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 일실시형태에 따른 연결 전의 A-A 방향과 B-B 방향의 단면도 및 연결 유지 상태의 A-A 방향과 B-B 방향의 단면도이다.

도 5는 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 일실시형태에 따른 식별 수단에 의해 결합 연결할 수 있는 경우 [1)~4)]와, 결합 연결할 수 없는 경우 [1)~4)이외의 각각 3개]의 간섭 상태의 설명도이다.

도 6은 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 다른 일실시형태에 따른 플러그만을 나타낸 평면도, 정면도, 측면도 및 A-O-B 단면도 이다.

도 7은 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 다른 일실시형태에 따른 플러그만을 나타낸 평면도, 정면도, 측면도이다.

도 8은 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 다른 일실시형태에 따른 플러그만을 나타낸 평면도, 정면도, 측면도이다.

도 9는 종래의 연결 장치의 종단면도이다.

도 10은 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 소켓과 플러그를 분리한 상태의 종단면도 및 소켓의 저면도이다.

도 11은 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 소켓과 플러그의 결합 연결 상태의 종단면도이다.

도 12는 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 것이며, (a)는 소켓의 종단면도 및 부분 사시도, (b)는 플러그의 종단면도 및 외관 사시도이다.

도 13은 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 결합 연결 상태의 종단면도이다.

도 14는 본 발명의 커플러의 일실시형태에 변형예의 부분 종단면도 및 평면도이다.

도 15는 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 다른 일실시형태에 따른 분리 상태의 종단면도 및 결합 연결 상태의 종단면도이다.

도 16은 본 발명의 커플러의 다른 일실시형태에 따른 분리 상태의 종단면도 및 결합 연결 상태의 종단면도이다.

도 17은 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 것이며, (a)는 소켓 및 플러그의 분리 상태의 종단면도, (b)는 플러그 측의 플러그 본체 및 키 링(key ring)의 분해사시도이다.

도 18은 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 소켓 및 플러그의 분리 상태의 종단면도 및 부분 사시도이다.

도 19는 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 결합 연결 상태의 종단면도 및 부분 사시도이다.

도 20은 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 전체의 정면도 및 종단면도이다.

도 21은 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 내측 용기의 정면도 및 측면도이다.

도 22는 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 외측 용기에 수납된 내측 용기와 모두 나타내는 접속 도구의 개략 단면도이다.

도 23은 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 접속 도구에 설치한 캠 기구의 설명도 및 연료 전지 본체 측의 접속 도구의 개략 사시도이다.

도 24는 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 접속 도구에 설치하는 액체 연료 식별 수단의 링 부재의 정면도, 평면도 및 측면도이다.

도 25는 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 외장 캡 및 내장 캡의 각각 정면도 및 단면도이다.

도 26은 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 외장 캡 및 내장 캡을 장착한 자유로이 회전 상태 및 회전 상태를 나타낸 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 1 ~ 도 4는 본 발명의 커플러의 밸브체 및 그 가압 수단을 생략하여 나타내는 일실시형태에 따른 것이며, 도 1은 소켓의 저면도, A-A 단면도 및 그 B-B 단면도, 도 2는 플러그의 평면도, 정면도, 측면도, A-A 단면도 및 B-B 단면도, 도 3은 플러그의 개략 사시도, 도 4는 연결 전의 A-A 방향과 B-B 방향의 단면도 및 연결 유지 상태의 A-A 방향과 B-B 방향의 단면도이다.

이 커플러(10)는, 소켓 S10과 이 소켓 S10과 결합 연결되는 플러그 P10으로 구성되며, 예를 들면, 메타놀 연료 전지의 본체 측에 소켓 S10이 설치되고, 메타놀 용기로서의 카트리지 측에 플러그 P10이 설치되고, 서로를 연통시켜 본체 측에 연료를 보충하거나, 카트리지마다 교환하는데 사용된다. 이 소켓 S10의 주요부는, 비금속 재료, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리스티렌(PS) 등이 사용되는 외에, 내메타놀성을 가지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리머(LCP) 등의 슈퍼 엔지니어 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(P0M 등의 범용 엔지니어 플라스틱이 바람직하게 사용된다.

이하의 설명에서는, 도면 상에서의 상하를 기준으로 설명하지만, 실제의 용기 본체로의 장착 방향을 어떠한 제한하는 것은 아니고, 어떠한 방향으로 실시해도 된다.

이 커플러(10)의 소켓 S10은, 연료 전지의 본체에 형성된 요형의 장착 구멍에 장착되는 소켓 부재(11)의 중심부에 대략 원통형의 소켓 본체(12)가 장착되어 구성되며, 소켓 본체(12)의 중간부 외주의 2개의 돌출조부(12a)를 통하여 소켓 부재(11)의 홈부에 위치결정되어 있다.

이 소켓 본체(12)에는, 중간부에 칸막이부(12b)가 일체로 형성되고, 이 칸막이부(12b)를 관통하여 중심부에 유로(12c)가 형성되고, 이 칸막이부(12b)의 기단부 측(도면 중, 상단부 측)의 유로(12c)에는, 도시하지 않은 밸브체 및 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 탄성체가 설치되어 있고, 칸막이부(12b)의 선단부 측(도면 중, 하단부 측)의 유로(12c)에 플러그 P와의 연결용의 플러그 연결 구멍(12d)이 형성되어 있다.

이 플러그 연결 구멍(12d)은, 상단이 소경이며 중간부로부터 하방이 대경의 원통형으로 되고, 원추부와 원통부로 구성되어 있다.

그리고, 이 소켓 S10에서는, 도시하지 않은 밸브체와 일체의 조작부를 플러그 P10과의 연결에 따라 조작함으로써, 자동적으로 밸브체가 개폐되도록 되어 있다.

다음에, 이와 같은 소켓 S10에 결합 연결되는 커플러(10)의 플러그 P10은, 예를 들면, 소켓 S10과 마찬가지로 주요부는, 비금속 재료, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리스티렌(PS) 등이 사용되는 외에, 내메타놀성을 가지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리 머(LCP) 등의 슈퍼 엔지니어 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(P0M 등의 범용 엔지니어 플라스틱이 바람직하게 사용된다.

이 플러그 P10은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 도시하지 않은 연료 전지의 연료인 메타놀이 넣어질 수 있는 용기의 노즐의 선단부 외주에 장착되는 대략 원통형의 플러그 본체(16)를 구비하고 있으며, 플러그 본체(16)의 기단부(도면 중, 하단부)의 원통형의 대경 원통부(16a)에 도시하지 않은 용기의 노즐이 삽입되어 하단 내주의 걸림 링부(16b)에 용기의 노즐이 걸려져 용기에 장착된다.

이 플러그 본체(16)에는, 선단부에 돌출하여 소켓 S10의 플러그 연결 구멍(12d)에 장착되는 대략 원통형의 돌출 연결부(16c)가 형성되어 있고, 이 돌출 연결부(16c)를 포함하는 플러그 본체(16)의 중심부에 유로(16d)가 관통하여 형성하고 있다.

이 플러그 본체(16) 내에는, 소켓 S10과 마찬가지로, 도시하지 않은 밸브체 및 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 탄성체가 설치되어 있다.

소켓 S10의 플러그 연결 구멍(12d)에 장착되는 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)는, 플러그 연결 구멍(12d)의 내측 형상으로 대응하여 위쪽이 소경이며 하방이 대경의 2단 원통형으로 중간부의 단차부에 밀봉용의 O링(17)이 장착되어 있다.

이로써, 플러그 연결 구멍(12d)의 아래쪽의 대경부에 O링(17)이 삽입되면, O링(17)의 외주면에 의한 시일이 개시되고, 또한 플러그 연결 구멍(12d)의 원추부에 O링(17)이 닿음으로써, 선단면에서도 실링된다.

그리고, 이 플러그 P10에서는, 밸브체와 일체의 조작부를 소켓 S10과의 연결에 따라 조작함으로써 자동적으로 밸브체가 개폐되어 연결 상태로함으로써, 플러그 P10의 유로(16d)와 소켓 S10의 유로(12c)가 시일 상태로 연통되도록 된다.

그리고, 소켓 S10과 플러그 P10과의 시일을, 소켓 S10측에 탄성체에 의한 시일재를 설치하고, 이 시일재와 플러그 P10의 선단면으로 실링하는 형식으로 해도 된다.

이와 같은 커플러(10)에서는, 소켓 S10과 플러그 P10과의 연결 상태를 유지하므로 연결 유지 수단(20)이 설치되고, 예를 들면, 연결 유지 수단(20)의 한쪽 측을 걸어맞춤 요부(21)로 하고, 상대측을 걸어맞춤 철부(22)로서 구성하고, 서로를 직선 방향으로 타고넘도록 삽입 및 인출하고, 압력 삽입하는 1액션으로 걸어맞추어져 연결 유지할 수 있고, 인출하도록 한 1액션으로 해제 가능하도록 되어 있다.

그리고, 이 커플러(10)의 소켓 S10에서는, 연료 전지의 본체의 장착 구멍에 장착한 소켓 부재(11)의 플러그 연결 구멍 l2d의 내주 하단부에 연결 유지 수단(20)의 한쪽 측으로 되는 걸어맞춤 요부(21)가 하단으로부터 위쪽으로 쇠퇴해지는 경사면(21a)과 그 상단의 수평인 걸어맞춤면(21b)을 구비하여 형성되어 있고, 도 1에 나타낸 바와 같이, 원주의 좌우 양쪽(소켓 S10의 중심축을 협지한 좌우의 대각 위치)에 노치부(21c)가 형성되어 있고, 상대측으로 되는 후술하는 플러그 P10측의 걸어맞춤 철부(22)가 넘도록 삽입된 후에 걸어맞춤 가능하도록 되어 있다.

한편, 이 커플러(10)의 플러그 P10에서는, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 플러그 본체(16)의 돌출 연결부(16c)의 기단부 외주에, 소켓 S10과의 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단(20)의 상대측으로서 소켓 S10의 플러그 연결 구멍(12d) 내의 걸어맞춤 요부(21)에 대응하여 걸어맞춤 철부(22)가 외측으로 돌출하여 형성되어 있고, 하단으로부터 위쪽으로 쇠퇴해지는 경사면(22a)과 그 하단의 수평인 걸어맞춤면(22b)을 구비하여 형성하고 있다.

또, 이 걸어맞춤 철부(22)는, 도 2, 도 3에 나타낸 바와 같이, 원주의 좌우 양쪽(플러그 P10의 중심축을 협지한 좌우의 대각 위치)에 노치부(22c)가 형성하고 있다.

이로써, 걸어맞춤 철부(22)를 구비하는 플러그 P10을 상대측으로 되는 소켓 S10측의 걸어맞춤 요부(21)에 삽입하면, 경사면(22a)과 경사면(21a)이 서로 넘도록밀어넣어져 삽입 완료 후, 걸어맞춤 철부(22)의 하단의 걸어맞춤면(22b)과 걸어맞춤 요부(21)의 상단의 걸어맞춤면(21b)이 걸어맞추어져 연결 상태가 유지된다.

또, 연결을 해제하는 경우에는, 걸어맞춤 철부(22)를 구비하는 플러그 P10을 상대측으로 되는 소켓 S10측의 걸어맞춤 요부(21)로부터 뽑아내도록 하면, 걸어맞춤 철부(22)의 하단의 걸어맞춤면(22b)과 걸어맞춤 요부(21)의 상단의 걸어맞춤면(21b)과의 걸어맞춤이 서로가 타고 넘도록 해서 벗어난 후, 경사면(22a)과 경사면(21a)이 접촉하면서 갈라 놓아져 연결 상태가 개방된 분리 상태로 된다.

따라서, 이 연결 유지 기구(20)에서는, 걸어맞춤 요부(21)와 걸어맞춤 철부(22)를 서로 타고넘도록 한 후, 걸어맞춤면(21b, 22b)끼리를 걸어맞춤으로써 유지력을 확보하는 것으로부터, 노치부(21c, 22c)의 크기를 변경함으로써, 연결 상태 를 유지하는 유지력을 바꿀 수가 있고 이와 동시에, 연결을 해제하는 경우의 개방력을 조정할 수도 있다.

이와 같은 연결 유지 수단(20)에서는, 소켓 S10의 플러그 연결 구멍(12d)과 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)에 걸어맞춤 요부(21)와 걸어맞춤 철부(22)로 설치함으로써, 설치 스페이스를 매우 작게 할 수 있고, 두께의 얇은 장치 등에도 간단하게 설치할 수 있다.

또, 이 커플러(10)에서는, 소켓 S10나 플러그 P10의 중심축을 중심으로 하는 회전 방향으로 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘(무리하게 회전하는 힘)이 가해지면, 커플러(10)나 본체 측의 기기가 파손될 우려가 있으므로, 개방 수단(30)이 설치되어 있다.

이 개방 수단(30)은, 소켓 S10과 플러그 P10과의 어느 한쪽에 캠부(31)를 설치하고, 어느 다른 쪽에 캠폴로워부(32)를 설치하여 구성하고, 과잉의 회전력을 삽입 및 인출 방향의 분리력으로 변환하는 것으로, 자동적으로 연결을 해제 가능하도록 되어 있다.

이 개방 수단(30)의 한쪽의 캠부(31)가 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)와 동심의 원주 상태의 대각 위치에 대략 원주에 따른 방향인 현 방향으로 위쪽으로 돌출하는 경사면을 원주 방향 양측에 구비하는 캠면(31a)으로서 구성하고 있으므로, 이 위쪽으로 돌출하는 캠면(31a)으로 구성된 캠부(31)에 대응하여 소켓 S10 소켓 부재(11)의 소켓 본체(12)의 대각 위치에, 캠 형상으로 대응하는 홈으로서의 캠폴로워부가 캠폴로워 홈(32)로 구성되어 플러그 연결 구멍(12d)의 양측에 형성되어 있고, 이 캠면(31A)와 캠폴로워 홈(32a)이 플러그 P10과 소켓 S10을 결합 연결 상태까지는 적어도 접촉하지 않도록 되어 있다.

그리고, 이들 캠면(31a) 및 캠폴로워 홈(32a)이 대략 플러그 P10의 직경과 동일한 상하폭으로 형성되어 있고, 커플러(10)와 동일 설치 스페이스 내에 설치할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 그 중심축을 중심으로 하는 회전 방향의 힘이 상대적으로 가해지면, 대략 원주 방향에 따르는 캠부(31)의 캠면(31A)와 캠폴로워부(32)의 캠폴로워 홈(32a)이 접촉하면서 회전함으로써 중심축 방향의 힘이 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 작용하고, 서로를 갈라 놓도록 해서 연결 상태가 자동적으로 개방되고, 이 개방 수단(30)에 의해, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전 방향의 힘이 가해지는 경우에 자동적으로 연결 상태를 개방할 수 있다.

이로써, 커플러(10)를 파손되거나, 본체부분의 기기를 파손하지 않고 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘이 걸려도 안전하고 자동적으로 플러그 P10을 소켓 S10으로부터 분리해서 낼 수 있다.

또, 이 개방 수단(30)을 이용함으로써, 소켓 S10으로부터 플러그 P10을 떼어내는 경우에도, 회전력을 가하도록 함으로써, 간단하게 갈라 놓는 힘을 발생시켜 분리해서 낼 수 있다.

이와 같이 구성한 커플러(10)에서는, 도 4에 나타낸 바와 같이, 소켓 S10과 플러그 P10을 연결 유지하는 경우에는, 소켓 S10의 플러그 연결 구멍(12d)에 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)를 삽입하는 동시에, 연결 유지 수단(20)의 걸어맞춤 요 부(21)가 설치되어 있는 소켓 부재(11)에 걸어맞춤 철부(22)를 대향시켜 바로 압입하도록 한다.

그러면, 소켓 S10의 플러그 연결 구멍(12d)의 아래쪽의 대경부에 플러그 P(10)의 돌출 연결부(16c)의 O링(17)이 삽입되면, O링(17)의 외주면에 의한 시일이 개시되고, 소켓 S10 및 플러그 P10의 밸브체끼리 설치된 도시하지 않은 조작부에 의해서 연결 조작에 따라 자동적으로 밸브체가 열려 플러그 P10의 유로(16d)와 소켓 S10의 유로(12c)가 시일 상태로 연통되도록 되고, 또한 플러그 연결 구멍(12d)의 원추부에 O링(17)이 닿음으로써, 선단면에서도 밀봉되고, 한층 완전한 시일 상태로 된다.

이와 같은 연결 조작에 따라 연결 유지 수단(20)에서는, 걸어맞춤 요부(21)의 하단의 경사면(21a)와 걸어맞춤 철부(22)의 경사면(22a)이 접촉하면서 가압되어 탄성변형되고, 또한 플러그 P10을 압입함으로써, 걸어맞춤 요부(21)와 걸어맞춤 철부(22)가 서로를 타고넘으면서 걸어맞춤면(21b)과 걸어맞춤면(22b)이 접촉하는 걸어맞춤 상태로 되어, 연결 상태가 유지된다.

한편, 연결 유지 상태를 해제하는 경우에는, 소켓 S10으로부터 플러그 P10을 뽑아내도록 하면, 걸어맞춤 요부(21)의 걸어맞춤면(21b)과 걸어맞춤 철부(22)의 걸어맞춤면(22b)이 외측에 확대하도록 탄성변형되어 서로의 걸어맞춤이 해제된 후, 또한 뽑아냄으로써, 걸어맞춤 요부(21)의 경사면(21a)과 걸어맞춤 철부(22)의 경사면(22a)을 접촉시키면서 분리하도록 해서 연결 유지 상태를 해제할 수 있다.

이와 같은 커플러(10)에 의하면, 밀어넣음ㆍ끌어당김 조작만으로 소켓 S10과 플러그 P10을 연결하거나, 연결을 해제할 수 있고, 1액션으로 간단하게 조작할 수 있다. 이로써, 설치 스페이스를 작게 할 수 있고, 예를 들면, 삽입 및 인출과 회동을 조합시켜 연결 유지 상태로 하는 기구(트위스트 록 기구)에 비하여, 회동을 위한 스페이스를 확보할 필요가 없고, 한층 공간 절약으로 된다.

또, 이 커플러(10)의 연결 유지 수단(20)에서는, 연결 유지 상태를 노치부(21c) 및 노치부(22c)를 구비하는 걸어맞춤면(21b) 및 걸어맞춤면(22b)을 걸어맞추어져 행하도록 하고 있으므로, 노치부(21c, 22c)에 의해서 걸어맞춤력을 감소시킬 수 있으므로, 플러그 P10 등에 큰 축 방향의 힘이 가해지는 과부하 상태로 되면, 커플러(10)의 구성 부품이 접히거나 파손하지 않고 연결 상태가 해제되고, 안전하게 플러그 P10이 소켓 S10으로부터 벗어나게 된다.

또, 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 그 중심축을 중심으로 하는 회전 방향으로 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 힘이 상대적으로 가해지면, 대략 원주 방향에 따르는 캠부(31)의 캠면(31A)와 캠폴로워부(32)의 캠폴로워 홈(32a)이 접촉하면서 회전함으로써 중심축 방향의 힘이 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 작용하고, 서로를 갈라 놓도록 해서 연결 상태가 자동적으로 개방할 수 있어 커플러(10)를 파손되거나, 본체부분의 기기를 파손하지 않고, 안전하고 자동적으로 플러그 P10을 소켓 S10으로부터 분리해서 낼 수 있다. 그리고, 이 자동 개방 시, 걸어맞춤 요(凹)부(21)와 걸어맞춤 철(凸)부에 노치부(21c, 22c)가 설치되어 있으므로, 플러그 P10 및 소켓 S10의 회전에 의해서 걸어맞춤 요부(21)와 걸어맞춤 철부(22)가 다른 쪽의 노치부(22c, 21c)에 위치하게 되어, 한층 작은 힘으로 연결 상태를 개방할 수 있다.

또한, 이 커플러(10)에서는, 걸어맞춤 요부(2l)와 걸어맞춤 철부(22)를 타고넘도록 하여 연결 유지 상태로 하거나, 연결 상태를 해제하도록 했으므로, 특히 연결 조작시, 타고 넘은 후에 걸어맞춤 상태로 되므로, 클릭감이 생기고, 확실하게 걸어맞춤 상태로 된 것을 알 수 있다.

다음에, 이 커플러(10)에서는, 예를 들면, 메타놀 연료 전지로 사용해야 할 연료인 메타놀의 농도가 상이한 용기의 플러그 P10을 연결할 수 없게 하기 위한 식별 수단(40)의 하나로서 개방 수단(30)의 대각 위치의 2개의 캠부(31)와 이들 2개의 캠부가 결합홈인 2개의 캠폴로워부(32)의 결합 연결 방향과 교차하는 평면인 직교 평면상에서의 이들 종횡 방향의 치수, 즉 캠부(31) 및 캠폴로워부(32)의 대략 원주 방향의 크기(폭) 및 대략 반경 방향의 크기(두께)를 변경함으로써, 식별기능을 부가하도록 되어 있다.

이 식별 수단(40)에서는, 대각 위치의 2개의 캠면(31a)와, 이들 2개의 캠면(31a)이 끼워넣어지는 캠폴로워 홈(32a)의 폭 B 및 두께 D를 변경함으로써, 1세트의 플러그 P10과 소켓 S10만을 결합 연결 가능하도록 하므로 예를 들면, 도 5에 나타낸 바와 같이, 4종류를 식별하는 경우에는, 1): 폭 B1이고 두께 D1, 2): 폭 B2이고 두께 D2, 3): 폭 B3이고 두께 D3, 4): 폭 B(4)이고 두께 D4, 단, B1>B2>B3>B4, D1<D2<D3<D4로 한다.

그리고, 이 식별 수단(40)에서는, 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘(억지로 회전시키는 힘)이 걸렸을 경우에, 연결 상태를 개방하는 개방 수단(30)의 캠 부(31)와 캠폴로워부(32)를 이용하고 있으므로 캠부(31)와 캠폴로워부(32) 사이의 회전 방향으로는 필요한 클리어런스가 설치되어 있고, 이 클리어런스 이상의 폭 B 및 두께 D의 치수 차를 부여함으로써, 식별 가능하도록 되어 있으므로, 클리어런스를 예를 들면, O.1mm 정도로 하고, 치수 차를 예를 들면, O.3 ~ 0.5mm 정도로 한다.

즉, 폭 B를 크게 하는 것과 두께 D를 작게 하는 것을 조합함으로써, 다른 것을 식별하도록 되어 있으므로, 큰 것끼리의 조합으로 하면, 큰 캠폴로워 홈(32a)에 작은 것끼리의 조합의 캠면(31a)를 식별하지 못하고 결합 연결 가능하게 되는 것을 방지하고 있다. 그리고, 도 5 중의 b)~e)는, 결합 연결할 수 있는 경우 [1)~(4]와, 결합 연결할 수 없는 경우 [1)~4) 이외의 각각 3개]의 간섭 상태를 나타내고 있다.

이로써, 이 커플러(10)에서는, 플러그 P10을 소켓 S10에 삽입하여 연결하는 경우에, 캠면(31a)이 캠폴로워 홈(32a)에 끼워넣어지지만, 이들 사이에 식별 기능을 부가하고 있으므로, 미리 정한 1세트만큼밖에 끼워넣지 못하고, 완전하게 1개의 소켓 S10와 1개의 플러그 P10만을 다른 것과 식별하여 연결할 수 있다.

따라서, 상기한 경우에는, 1)~4)의 4종류의 식별이 가능해지고, 또한 폭 B 및 두께 D의 최대와 최소의 치수 차를 크게 하여, 치수 차가 있는 조합을 많이 함으로써, 식별할 수 있는 종류를 증대시킬 수 있다.

한편, 이와 같이 식별할 수 있는 패턴이 많아지면, 캠면(31a)이나 캠폴로워 홈(32a)의 치수 차를 외관상 분별하는 것이 어려워지지만, 예를 들면, 결합 연결 가능한 커플러(10)의 소켓 S10과 플러그 P10을 동일 색으로 분류하거나, 동일 색채 모양으로 하는 것을 조합함으로써, 한층 간단하게 식별할 수 있다.

또, 2개의 캠부나 캠폴로워부의 배치를 대각 위치로 하는 경우가, 연결 상태를 유지하는 경우 및 캠에 의한 자동 연결 개방의 경우에 가해지는 힘의 밸런스가 되고, 커플러 자체의 두께를 얇고 구성할 수 있고, 설치 스페이스를 최소로 할 수 있지만, 대각 위치로 하지 않고, 서로의 각도를 변경하도록 해서 식별할 수 있는 패턴을 증대하도록 하는 것도할 수 있다.

또, 개방 수단 및 식별 수단의 캠부 및 캠폴로워 홈을 소켓과 플러그로 서로 교체하여 설치하도록 해도 된다.

다음에, 본 발명의 커플러의 또다른 일실시형태에 대하여, 도 6에 의해서 설명하지만, 이미 설명한 상기 실시 형태와 동일 부분에는 동일 기호를 적어, 설명은 생략한다.

도 6은, 본 발명의 커플러의 플러그만을 나타낸 평면도, 정면도, 측면도 및 A-O-B 단면도이다.

이 커플러(10A)에서는, 개방 수단(30A)을 보다 컴팩트하게 구성하는 것이며, 이 개방 수단(30A)은, 소켓 S10과 플러그 P10과의 어느 한쪽에 캠부(31a)를 설치하고, 어느 다른 쪽에 캠폴로워부(32A)를 설치하여 구성하고, 과잉의 회전력을 삽입 및 인출 방향의 분리력으로 변환하는 것으로, 자동적으로 연결을 해제 가능하도록 되어 있다.

이 개방 수단(30A)의 한쪽의 캠부(31A)가 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)의 기단부 외주의 대각 위치에, 위쪽으로 돌출하는 경사면을 구비하는 캠면(31Aa)가 설치되어 있고, 이 위쪽으로 돌출하는 캠면(31Aa)로 구성된 캠부(31A)에 대응하여 도시하지 않은 소켓 S10의 소켓 부재(11)의 소켓 본체(12)로 일체의 대각 위치에, 캠 형상으로 대응하는 홈으로서의 캠폴로워부가 캠폴로워 홈으로서 플러그 연결 구멍의 양측에 형성된다.

이 캠면(31Aa)과 도시하지 않은 캠폴로워 홈이 플러그 P10과 소켓 S10을 결합 연결 상태까지는 적어도 접촉하지 않도록 되어 있다.

그리고, 이들 캠면(31Aa) 및 캠폴로워 홈은 대략 플러그 P10의 직경보다 작은 상하폭으로 형성되어 있고, 돌출 연결부(16c)로부터의 외주 방향 양쪽의 돌출량도 고려하여 컴팩트화를 도모하도록 되어 있다.

이로써, 커플러(10)에 비하여, 보다 작은 스페이스 내에 설치할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 이와 같은 커플러(10A)에 있어서도, 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 그 중심축을 중심으로 하는 회전 방향의 힘이 상대적으로 가해지면, 대략 원주 방향에 따르는 캠부(31A)의 캠면(31Aa)과 캠폴로워부의 캠폴로워 홈이 접촉하면서 회전함으로써 중심축 방향의 힘이 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 작용하고, 서로를 갈라 놓도록 해서 연결 상태가 자동적으로 개방되고, 이 개방 수단(30A)에 의해, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전 방향의 힘이 가해지는 경우에 자동적으로 연결 상태를 개방할 수 있다.

이로써, 커플러(10A)를 파손되거나, 본체부분의 기기를 파손하지 않고 통상 의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘이 걸려도 안전하고 자동적으로 플러그 P10을 소켓 S10으로부터 분리해서 낼 수 있다.

또, 이 개방 수단(30A)을 이용함으로써, 소켓 S10으로부터 플러그 P10을 떼어내는 경우에도, 회전력을 가하도록 함으로써, 간단하게 갈라 놓는 힘을 발생시켜 분리해서 낼 수 있다.

그리고, 이 커플러(10A)에서는, 연결 유지 수단(20)의 플러그 P10에 설치하는 걸어맞춤 철부(22)가 개방 수단(30A)의 캠부(31A)와 직교하는 대각 위치의 양쪽(도 6(a)의 상하)에 형성되고, 돌출 연결부(16c)의 폭보다 작은 폭으로 형성되고, 노치부(22c)가 광범위하게 형성하고 있다. 이에 대응하여, 도시하지 않지만, 소켓 S10에 설치하는 걸어맞춤 요부의 폭이 작은 폭로 되고, 노치부가 광범위하게 형성하고 있다.

이로써, 개방에 필요한 힘이 작아도 되어, 과잉의 회전력에 대하여 한층 안전하게 플러그 P10과 소켓 S10을 개방 수단(30A)로 갈라 놓도록 해서 분리해서 낼 수 있다.

또한, 이와 같은 커플러(10A)에 있어서도, 이미 설명한 커플러(10)와 마찬가지로, 예를 들면, 메타놀 연료 전지로 사용해야 할 연료인 메타놀의 농도가 상이한 용기의 플러그 P10과 소켓 S10을 연결할 수 없게 하기 위한 식별 수단(40)으로서 개방 수단(30A)의 대각 위치의 2개의 캠부(31A)와 이들 2개의 캠부(31A)가 결합홈인 도시하지 않은 소켓 S10의 2개의 캠폴로워부의 결합 연결 방향과 교차하는 평면인 직교 평면상(도 6 및 도 7의(a)의 지면상)에서의 이들 종횡 방향의 치수, 즉 캠 부(31A) 및 캠폴로워부의 대략 원주 방향의 크기(폭 B) 및 대략 반경 방향의 크기(두께 D)를 변경함으로써, 식별 기능을 부가하도록 되어 있다.

이 식별 수단(40)에서는, 1세트의 플러그 P10과 소켓 S10만을 결합 연결 가능하도록 하므로 예를 들면, 도 6과 도 7의 2종류를 식별하는 경우에는, 도 6에서는, 폭 B1이고 두께 D1, 도 7에서는, 폭 B2이고 두께 D2로 하고 있다. 단, B1<B2, D1>D2로 한다.

그리고, 이 식별 수단(40)에서도, 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘(억지로 회전시키는 힘)이 걸렸을 경우에, 연결 상태를 개방하는 개방 수단(30A)의 캠부(31A)와 캠폴로워부를 이용하고 있으므로 캠부(31A)와 캠폴로워부 사이의 회전 방향으로는 필요한 클리어런스가 설치되어 있고, 이 클리어런스 이상의 폭 B 및 두께 D의 치수 차를 부여함으로써, 식별 가능하도록 되어 있으므로, 클리어런스를 예를 들면, O.1mm 정도로 하고, 치수 차를 예를 들면, O.3 ~ 0.5mm 정도로 한다.

즉, 폭 B를 작게 하는 것과 두께 D를 크게 하는 것을 조합함으로써, 다른 것을 식별하도록 되어 있으므로, 큰 것끼리의 조합으로 하면, 큰 캠폴로워 홈에 작은 것끼리의 조합의 캠면(31Aa)를 식별하지 못하고 결합 연결 가능하게 되는 것을 방지하고 있다.

이로써, 이 커플러(10A)에서는, 플러그 P10을 소켓 S10에 삽입하여 연결하는 경우에, 캠면(31Aa)가 캠폴로워 홈에 끼워넣어지지만, 이들 사이에 식별 기능이 부가하고 있으므로, 미리 정한 1세트만큼밖에 끼워넣지 못하고, 완전하게 1개의 소켓 S10과 1개의 플러그 P10만을 다른 것과 식별하여 연결할 수 있다.

따라서, 상기한 경우에는, 2종류의 식별이 가능해지고, 또한 폭 B 및 두께 D의 최대와 최소의 치수 차를 크게 하여, 치수 차가 있는 조합을 많이 함으로써, 식별할 수 있는 종류를 증대시킬 수 있다.

한편, 이와 같이 식별할 수 있는 패턴이 많아지면, 캠면(31Aa)이나 캠폴로워 홈의 치수 차를 외관상 분별하는 것이 어려워지지만, 예를 들면, 결합 연결 가능한 커플러(10A)의 소켓 S10과 플러그 P10을 동일 색으로 분류하거나, 동일 색채 모양으로 하는 것을 조합함으로써, 한층 간단하게 식별할 수 있다.

그리고, 이외의 다른 구성에 대하여는, 이미 설명한 커플러(10)와 동일하며, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 다른 일실시형태에 대하여, 도 8에 의해서 설명하지만, 이미 설명한 상기 2개 실시형태와 동일 부분에는 동일 기호를 적어, 설명은 생략한다.

도 8은 본 발명의 커플러의 플러그만을 나타낸 평면도, 정면도, 측면도이다.

이 커플러(10B)에서는, 개방 수단(30B)에서의 소켓 S10과 플러그 P10과의 어느 한쪽에 설치하는 캠부(31B)를 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)의 기단부 외주의 2대의 대각 위치인 원주 등간격의 4개소에 설치하고, 어느 다른 쪽에 대응하는 2대의 대각 위치인 원주 등간격의 4개소에 도시하지 않은 캠폴로워부를 설치하여 구성하고, 과잉의 회전력을 삽입 및 인출 방향의 분리력으로 변환하는 것으로, 자동적으로 연결을 해제 가능하도록 되어 있다.

이 개방 수단(30B)의 한쪽의 캠부(31B)가 위쪽으로 돌출하는 경사면을 양측 에 구비하는 캠면(31Ba)으로 구성되어 시계 회전이나 반시계 회전의 어느 회전 방향에 대해서도 기능하게 하는 것이 가능하도록 설치되어 있고, 이 위쪽으로 돌출하는 캠면(31Ba)으로 구성된 캠부(31B)에 대응하여 도시하지 않은 소켓 S10의 소켓 부재(11)의 소켓 본체(12)로 일체의 2대의 대각 위치의 원주 등간격의 4개소에, 캠 형상으로 대응하는 홈인 캠폴로워부가 캠폴로워 홈으로서 플러그 연결 구멍의 양측에 형성된다.

이 캠면(31Ba)과 도시하지 않은 캠폴로워 홈이 플러그 P10과 소켓 S10을 결합 연결 상태까지는 적어도 접촉하지 않도록 되어 있다.

그리고, 이들 캠면(31Ba) 및 캠폴로워 홈이 대략 플러그 P10의 돌출 연결부(16c)의 직경보다 작은 상하폭으로 형성되어 있고, 돌출 연결부(16c)로부터의 외주 방향 양쪽의 돌출량도 고려하여 컴팩트화를 도모하도록 되어 있다.

이로써, 커플러(10)에 비하여, 보다 작은 스페이스 내에 설치할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 이와 같은 커플러(10B)에 있어서도, 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 그 중심축을 중심으로 하는 회전 방향의 힘이 상대적으로 가해지면, 대략 원주 방향에 따르는 캠부(31B)의 캠면(31Ba)과 캠폴로워부의 캠폴로워 홈이 접촉하면서 회전함으로써 중심축 방향의 힘이 플러그 P10과 소켓 S10 사이에 작용하고, 서로를 갈라 놓도록 해서 연결 상태가 자동적으로 개방되고, 이 개방 수단(30B)에 의해, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전 방향의 힘이 가해지는 경우에 자동적으로 연결 상태를 개방할 수 있다.

이로써, 커플러(10B)를 파손되거나, 본체부분의 기기를 파손하지 않고 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘이 걸려도 안전하고 자동적으로 플러그 P10을 소켓 S10으로부터 분리해서 낼 수 있다.

또, 이 개방 수단(30B)를 이용함으로써, 소켓 S10으로부터 플러그 P10을 떼어내는 경우에도, 회전력을 가하도록 함으로써, 간단하게 갈라 놓는 힘을 발생시켜 분리해서 낼 수 있다.

그리고, 이 커플러(10B)에서는, 연결 유지 수단(20)의 플러그 P10에 설치하는 걸어맞춤 철부(22)가 개방 수단(30B)의 2대의 대각 위치의 캠부(31B) 사이의 원주 등간격의 4개소(도 8(a)의 상하 좌우)에 형성되고, 노치부(22c)가 캠부(30b)와 대략 동일 범위에 형성하고 있다. 이에 대응하여, 도시하지 않지만, 소켓 S10에 설치하는 걸어맞춤 요부도 캠폴로워부의 사이에 걸어맞춤 요부가 형성되고, 노치부가 캠폴로워부와 동일 범위에 형성하고 있다.

이로써, 연결 유지력을 확보하면서, 회전 방향의 회전 각도가 작아도 개방에 필요한 힘을 경감할 수 있어 과잉의 회전력에 대하여 한 쌍의 대각 위치에 배치하는 경우에 비하여, 보다 한층 안전하게 플러그 P10과 소켓 S10을 개방 수단(30B)에서 갈라 놓도록 해서 분리해서 낼 수 있다.

또한, 이와 같은 커플러(10B)에 있어서도, 이미 설명한 커플러(10A)와 마찬가지로, 예를 들면, 메타놀 연료 전지로 사용해야 할 연료인 메타놀의 농도가 상이한 용기의 플러그 P10과 소켓 S10을 연결할 수 없게 하기 위한 식별 수단을 설치하는 경우에는, 개방 수단(30B)의 대각 위치의 4개의 캠부(31B)와 이들 4개의 캠 부(31B)가 결합홈인 도시하지 않은 소켓 S10의 4개의 캠폴로워부의 결합 연결 방향과 교차하는 평면인 직교 평면상(도 8a의 지면상)에서의 이들 종횡 방향의 치수, 즉 캠부(31B) 및 캠폴로워부의 대략 원주 방향의 크기(폭 B) 및 대략 반경 방향의 크기(두께 D)를 변경함으로써, 식별 기능을 부가하도록 하면 되고, 2대의 대각 위치의 한 쌍씩의 폭 B와 두께 D의 조합시키는 변경함으로써, 식별 패턴을 증대시킬 수 있다.

그리고, 이 식별 수단에 의해서도, 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘(억지로 회전시키는 힘)이 걸렸을 경우에, 연결 상태를 개방하는 개방 수단(30B)의 캠부(31B)와 캠폴로워부를 이용하고 있으므로 캠부(31B)와 캠폴로워부 사이의 회전 방향으로는 필요한 클리어런스가 설치되어 있고, 이 클리어런스 이상의 폭 B 및 두께 D의 치수 차를 부여함으로써, 식별 가능하도록 되어 있으므로, 클리어런스를 예를 들면, 0.1mm 정도로 하고, 치수 차를 예를 들면, 0.3 ~ 0.5mm 정도로 한다.

즉, 폭 B를 작게 하는 것과 두께 D를 크게 하는 것을 조합함으로써, 다른 것을 식별하도록 되어 있으므로, 큰 것끼리의 조합으로 하면, 큰 캠폴로워 홈에 작은 것끼리의 조합의 캠면(31Ba)을 식별하지 못하고 결합 연결 가능하게 되는 것을 방지한다.

또한, 식별 패턴을 정하는 경우에, 90도 회전시킨 어느 위치에서도 결합 연결 가능하도록 하여 둠으로써, 식별 패턴은 감소하지만, 조작성을 향상시킬 수 있다.

또, 이미 설명한 한 쌍의 캠부와 캠폴로워부의 것과, 2대의 것으로 식별하도 록 해도 되지만, 이 경우에는, 폭 및 두께가 큰 것끼리에 작은 것끼리가 결합 연결할 수 없게 식별 패턴을 정하도록 할 필요가 있다.

이와 같은 커플러(10B)에서는, 플러그 P10을 소켓 S10에 삽입하여 연결하는 경우에, 캠면(31Ba)이 캠폴로워 홈에 탄력적으로 끼워지지만, 이들 사이에 식별 기능이 부가하고 있으므로, 미리 정한 1세트만큼밖에 끼워넣을 수 없어, 완전하게 1개의 소켓 S10과 1개의 플러그 P10만을 다른 것과 식별하여 연결할 수 있다.

그리고, 식별할 수 있는 패턴이 많아지는 경우에는, 캠면(31Ba)이나 캠폴로워 홈의 치수 차를 외관상 분별하는 것이 어려워지지만, 예를 들면, 결합 연결 가능한 커플러(10B)의 소켓 S10과 플러그 P10을 동일 색으로 분류하거나, 동일 색채 모양으로 하는 것을 조합함으로써, 한층 간단하게 식별할 수 있다.

그리고, 이외의 다른 구성에 대하여는, 이미 설명한 커플러(10, 10A)와 동일하며, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

또, 상기 2개 실시형태의 커플러(10A, 10B)의 캠부(31A, 31B)를 플러그 P10의 돌출 연결부의 기단부에 일체로 설치하고, 도시하지 않은 캠폴로워부를 소켓 S10의 플러그 연결 구멍과 일체로 설치하도록 했지만, 캠부와 캠폴로워부를 바꾸어 설치하도록 해도 된다.

또한, 상기 커플러에서는, 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘(억지로 회전시키는 힘)이 걸렸을 경우에, 캠부와 캠폴로워부에 의한 개방 수단을 이용하여 소켓과 플러그의 연결을 개방하도록 했지만, 커플러에 가해지는 카에는, 회전시키는 힘 뿐아니고 서로를 상대적으로 굽히려고 하는 힘도 가해지는 경우가 있으므로, 소 켓과 플러그가 굽혀질 수 있어도 서로가 간섭하지 않는 간섭 방지 공간(협소부(narrow part))을 설치하여 둠으로써, 파손되기 전에 간섭시키지 않고 연결을 개방할 수 있다.

또, 상기 2개 실시형태에서는, 소켓이나 플러그에 설치되는 밸브체나 이것을 폐쇄 방향으로 가압하는 탄성체에 대한 설명을 생략하였으나, 플러그에 설치하는 밸브체를 돌출 연결부의 선단면으로부터 가운데 측(中側)에 위치시켜 둠으로써, 잘못하여 손가락 등이 접촉해도 직접 밸브 개방 조작되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 식별 수단으로서, 캠부와 캠폴로워부와의 종횡의 치수나 설치 개수를 변경함으로써 식별성을 부여하도록 했지만, 플러그의 돌출 연결부의 선단의 직경과 이것이 끼워맞추어지는 플러그 연결 구멍의 개구 직경을 바꾸는 것을 조합시켜 식별성을 부여하도록 해도 되고, 이 경우에는, 예를 들면, 선단 직경의 큰 플러그와 폭 또는 두께가 작은 캠부를 교차하도록 조합, 작은 것끼리가 큰 것끼리에 끼워맞추어지지 않게 설정하면 된다.

또, 이들 커플러의 용도로서 메타놀 연료 전지의 메타놀의 용기와 본체와의 연결의 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다른 용도에서도 되고, 특히 다종류를 식별할 필요가 있는 경우에 매우 적합하다.

도 10 및 도 11은 본 발명의 커플러의 다른 실시예에 걸려, 도 10은 소켓과 플러그를 분리한 상태의 종단면도 및 소켓의 저면도, 도 11은 소켓과 플러그의 결합 연결 상태의 종단면도이다.

이 커플러(110)은, 소켓 S1l0와 이 소켓 S110과 결합 연결되는 플러그 P110 으로 구성되며, 예를 들면, 메타놀 연료 전지의 본체 측에 소켓 S110이 설치되고, 메타놀 용기로서의 카트리지 측에 플러그 P110이 설치되고, 서로를 연통시켜 본체 측에 연료를 보충하거나, 카트리지마다 교환하는데 사용된다. 이 소켓 S110은, 스프링 등 일부를 제외하고, 주요부는, 비금속 재료, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리스티렌(PS) 등이 사용되는 외에, 내메타놀성을 가지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리머(LCP) 등의 슈퍼 엔지니어 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM 등의 범용 엔지니어 플라스틱이 바람직하게 사용된다.

이하의 설명에서는, 도면 상에서의 상하를 기준으로 설명하지만, 실제의 용기 본체로의 장착 방향을 제한하는 것은 아니고, 어떠한 방향으로 실시해도 된다.

이 커플러(110)의 소켓 S110에서는, 연료 전지의 본체에 형성된 요형의 장착 구멍에 대략 원통형으로 내측 공간이 밸브실로 되는 소켓 부재(111)가 장착되어 고정되어 있다.

이 소켓 부재(111)의 하단 개구부에 밸브 시트 부재(112)가 연결되고, 상면 측에 형성한 원추면이 밸브 시트(112a)로 되고, 중심부에 아래쪽으로 돌출하여 원통형의 밸브 가이드부(112b)가 일체로 형성하고 있다.

그리고, 이 밸브 시트 부재(112)의 위쪽의 소켓 부재(111)의 밸브 방 내에 밸브 본체(113)가 장착되고, 중앙부의 대략 대원 기둥형의 밸브 헤드(113a)와 하단 중심부에 돌출하는 작은 원 기둥형의 밸브 스템(113b) 및 상단 중심부에 돌출하는 가이드부(113c)가 일체로 형성되어 구성되며, 밸브 스템(113b)가 밸브 가이드부(112b)에 장착되어 왕복 이동하도록 되어 있다. 이 밸브 본체(113)의 밸브 헤드(113a)의 하단부에 O링 홈(113d)이 형성되고, O링(114)이 장착되어 있다. 또, 상하단 중심부의 밸브 스템(113b) 및 가이드부(113c)의 측면에 유로(115)로 되는 홈이 복수 조 형성되어 있고, 이 유로(115)를 통하여 밸브 본체(113)가 위치하는 밸브 실내와 위쪽의 연료 전지 본체를 연통하고, 밸브 실내와 아래쪽의 플러그가 연결되는 플러그 연결부를 연통된다.

또한, 밸브 헤드(113a)의 외측에는, 압축 코일 스프링(116)이 장착되어 하단부가 맞닿아, 소켓 부재(111)의 상단부에 장착한 스프링 압력 부재(116a)로 상단부가 눌러져, 스프링 압력 부재(116a)에 형성한 중심 구멍에 밸브 본체(113)의 가이드부(113c)가 장착되어 있다.

이로써, 밸브 본체(113)는 항상 아래쪽으로 가압되고, 밸브 헤드(113a)의 O 링 홈(113d)에 장착한 O링(114)을 밸브 시트(112a)에 가압하여 실링함으로써, 폐쇄밸브 상태로 하고, 압축 코일 스프링(116)에 저항하여 이격시킴으로써, 밸브 개방 상태에 가능하도록 되어 있다.

또, 밸브 시트 부재(112)의 아래쪽에는, 밸브 가이드부(112b)를 관통하여 왕복이동하는 밸브 스템(113b)을 덮도록, 탄성체 홀더로 해서 고무 홀더(117)가 설치되어 있고, 상단의 플랜지부가 밸브 시트 부재(112)에 맞닿아지는 것과 동시에, 중심 구멍부가 밸브 가이드부(112b)의 외주에 맞닿아 내측이 유로로 되어, 중심 구멍부로부터 아래쪽으로 돌출하여 주름 상자부(蛇腹部) 가 형성되고, 주름 상자 형상 및 소재 특성에 의해서 상하 방향으로 신축해서 시일 상태로 내측에 유로(118)를 확보할 수 있도록 되어 있다.

이 고무 홀더(117)의 외측에서 소켓 부재(111)의 아래쪽에 플러그 P110을 연결하기 위한 플러그 연결 공간을 형성하는 원통형의 하우징(119)이 배치되고, 하단 외측으로부터 외주측 벽에 끼워맞추어지는 연결통(120)에 의해, 소켓 부재(111), 고무 홀더(117) 및 하우징(119)이 일체로 연결되어 있다. 이들 연결은, 예를 들면, 소켓 부재(111)는, 소켓 부재(111)에 형성한 걸어맞춤 돌기부를 연결통(120)의 걸어맞춤 구멍에 걸어맞추어지는 것이고, 하우징(119)은, 연결통(120)에 ㄷ자형의 절입, 즉 커트인을 형성하여 내측으로 굽힌 돌출편을 하우징(119)에 형성한 걸림 요부에 거는 것에 의해서 행해지고, 탄성체의 고무 홀더(117)의 플랜지부를 협지함으로써, 견고하게 연결하고 있다.

이와 같이 구성한 소켓 S110에서는, 밸브 본체(113)의 밸브 스템(113b)을 플러그 P110과의 연결에 따라 조작함으로써, 자동적으로 밸브체가 개폐되게 된다.

다음에, 이와 같은 소켓 S110에 결합 연결되는 커플러(110)의 플러그 P110은, 예를 들면, 소켓 S110과 마찬가지로, 스프링 등의 일부를 제외하고 주요부는, 비금속 재료, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리스티렌(PS) 등이 사용되는 외에, 내메타놀성을 가지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리머(LCP) 등의 슈퍼 엔지니어 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 등의 범용 엔지니어 플라스틱이 바람직하게 사용된다.

이 플러그 P110은, 도 10 및 제11도면에 나타낸 바와 같이, 연료 전지의 연료인 메타놀이 넣어질 수 있는 내측 용기의 노즐 N의 선단부 외주에 장착되고, 내측 용기를 보호하는 외측 용기에 나사 조여지는 푸시캡 C로 눌러져 대략 3단 원통형의 플러그 본체(131)를 구비하고 있으며, 상단부(131a)가 최소 직경으로, 중간부(131b)에 계속되는 하단부(131c)가 최대 직경으로 되어 있다.

이 플러그 본체(131)에는, 선단부에 돌출하여 소켓 S110의 플러그 연결 공간을 형성하는 연결통(120) 내에 장착되는 최소 직경의 대략 원통형의 돌출 연결부(132)가 형성되어 있고, 이 돌출 연결부(132)의 선단에 소켓 S110의 고무 홀더(117)의 하단부가 삽입 연결되는 시일 요부(132a)가 형성되는 동시에, 중심 구멍은, 소켓 S110의 밸브 스템(113b)을 삽입할 수 있는 크기로 하고 있다.

이 플러그 본체(131)의 중간 직경의 중간부(131b)에는, 그 내측에 원추면이 형성되어 밸브 시트(133)로 하고 있다.

그리고, 플러그 본체(131)의 하단부(131c)의 최대 직경의 원통부에는, 내주에 내측 용기의 노즐 N가 O링(134)을 통하여 삽입되도록 되어 있고, 내측 용기가 수납되는 외측 용기의 노즐에 나사 조여지는 푸시캡 C로 플러그 본체(131)의 중간부(131b)와 하단부(131c)와의 단차부를 가압하도록 해서 플러그 본체(131)가 용기에 장착된다.

이 플러그 본체(131)의 내측에는, 밸브 본체(135)가 장착되고, 중간부의 대략 대경 원판부가 밸브 헤드(135a)로 되고, 이 밸브 헤드(135a)에 상단 중심부에 돌출하는 가는 직경의 밸브 스템(135b)과, 하단 중심부에 돌출하는 굵은 직경(太 徑)의 가이드부(135c)가 일체로 형성되어 있고, 상단 중심부에 돌출하는 밸브 스템(135b)가 돌출 연결부(132) 내에 위치하고, 왕복 이동하도록 되어 있다.

그리고, 이 밸브 본체(135)의 밸브 헤드(135a)의 상단부에, 밸브 시트(133)와 대향하여 O링 홈(135d)이 형성되고, O링(136)이 장착되어 있다.

또, 밸브 헤드(135a)의 상하 중심부에 돌출하는 밸브 스템(135b) 및 가이드부(135c)에는, 측면에 유로(137)로 되는 홈이 복수 형성되어 있고, 아래쪽의 가이드부(135c)를 통하여 내측 용기내와 연통되고, 위쪽의 밸브 스템(135b)을 통하여 결합 연결되는 소켓 S110과 연통된다.

이 밸브 본체(135)의 왕복 이동을 가이드하므로 가이드부(135c)의 외측을 에워싸도록 대략 원통형의 밸브 홀더(138)이 설치되고, 중간의 플랜지부가 플러그 본체(131)의 중간부(131b)의 밸브 시트(133)의 아래쪽의 단면에 맞닿아지는 것과 동시에, 플랜지부의 하면에 내측 용기의 O링(134)이 맞닿도록 내주의 나사부에 나사삽입되어 장착되어 있다.

또, 밸브 본체(135)의 가이드부(135c)의 외주에 압축 코일 스프링(139)이 장착되고, 상단이 밸브 헤드(135a)에 맞닿아 하단이 밸브 홀더(138)의 중간 돌출부로 가압되어 있다.

이로써, 밸브 본체(135)는 항상 위쪽으로 가압되어 밸브 헤드(135a)의 O링 홈(135d)에 장착한 O링(136)을 밸브 시트(133)에 가압하여 실링함으로써, 폐쇄밸브 상태로 하고, 압축 코일 스프링(139)에 저항하여 이격시킴으로써, 밸브 개방 상태에 가능하도록 되어 있다.

또한, 밸브 홀더(138)의 하단부 측벽에는, 유로 구멍(138a)이 형성되고, 내측 용기 내와 연통되도록 되어 있다.

이와 같이 구성한 플러그 P110에서는, 밸브 본체(135)의 밸브 스템(135b)을 소켓 S110과의 연결에 따라 조작함으로써, 자동적으로 밸브체가 개폐되게 된다.

이와 같은 커플러(110)에서는, 소켓 S110과 플러그 P110을 식별하여, 예를 들면, 특정한 연료 농도의 것만을 결합 연결 가능하도록 하므로 식별 수단으로서 키와 키홈을 형성하도록 하고 있고, 소켓 S110과 플러그 P110과의 어느 한쪽에 키를, 어느 다른 쪽에 키홈을 형성한다.

한편, 식별 수단으로서 키와 키홈을 형성하여 끼워맞춤으로써, 결합할 수 없는 것을 식별하는 것이 가능해지지만, 소켓 S110과 플러그 P11O 사이에 그 중심축을 중심으로 하는 상대 회전시키려고 하는 힘이 가해지면, 키와 키홈에서 회전이 구속되므로, 가해지는 힘의 크기에 따라서는 어느 것인가가 파손할 우려가 있다.

그래서, 이 커플러(110)에서는, 키가 중심축을 중심으로 회전할 수 있도록 함으로써, 과잉의 회전력에 의한 파손 등을 방지할 수 있도록 되어 있다.

이 커플러(110)에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 플러그 P110의 플러그 본체(131)의 돌출 연결부(132)의 외측면에 식별 수단(150)으로서 키홈(151)이 결합 방향을 따라 형성되어 있고, 예를 들면, 대각 위치의 2개소(도 10a에서는, 한쪽만을 도시)에 선단으로부터 결합 거리에 따른 깊이까지 형성하고 있다.

한편, 이 키홈(151)이 끼워맞추어지는 키(152)는, 링형 부재인 환형의 키 링(153)의 내주측에, 키홈(151)의 배치에 대응하여 돌출하여 일체로 형성되어 있 고, 이 키 링(153)이 소켓 S110의 하우징(119)의 하단에 배치되고, 연결통(120)의 하단의 코킹부(120a)로 눌러져 중심축을 중심으로 회동 가능하게 장착되어 있다.

따라서, 이와 같은 플러그 P110의 키홈(151)과 소켓 S110에 장착한 키 링(153)에 형성한 키(152)를 끼워맞춤으로써, 소켓 S110과 플러그 P110을 식별할 수 있다.

이와 같은 키홈(151)과 키(152)의 배치를 대각 위치(180도의 위치)로 하는 경우에 한정되지 않고, 다른 상이한 각도로 하거나, 키홈과 키의 폭과 깊이와의 대소 등의 형상을 바꾸는 것을 조합하도록 하고, 큰 것끼리에 작은 것끼리가 끼워맞추어지는 상태로 되지 않도록 이들을 조합시키는 일 등으로, 많은 종류를 식별하는 것이 가능해진다.

한편, 이 결합 상태로 소켓 S110과 플러그 P110 사이에 중심축을 중심으로 과대한 상대적으로 회전하는 같은 힘이 가해지면, 키 링(153)이 회동함으로써, 소켓 S110과 플러그 P110에 무리한 힘이 가해지지 않고, 결합 상태를 유지한 채 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

또한, 이 커플러(110)에서는, 소켓 S110과 플러그 P110과의 연결 상태를 유지하므로 연결 유지 수단(160)이 설치되고, 예를 들면, 연결 유지 수단(160)의 한쪽 측을 걸어맞춤부(161)로 하고, 상대측을 탄성 걸어맞춤 부재(162)로서 구성하고, 걸어맞춤부(161)를 직선 방향으로 타고넘도록 삽입 및 인출하고, 탄성 걸어맞춤 부재(162)를 끌어당기는 것으로, 걸어맞추어져 연결 유지하고, 인출하여 해제 가능하도록 되어 있다.

그리고, 이 커플러(110)에서는, 플러그 P110플러그 본체(131)의 돌출 연결부(132)의 상단부 외주에, 걸어맞춤부(161)로서 수평으로 환형의 걸어맞춤홈이 형성되어 있고, 돌출 연결부(132)의 선단부가 원호형의 곡면으로 하여 있다.

한편, 소켓 S110에 설치하는 탄성 걸어맞춤 부재(162)는, 스프링재를 대략 U자형으로 성형하여 대향부가 내측에 좁아진 스냅링으로 구성되며, 도 10b에 나타낸 바와 같이, 하우징(119)의 선단부에 스냅링 장착홈(163)이 일체로 형성되고, 개구 양단과 U자형의 중간부가 눌러져, 대향부 양쪽이 탄성변형되어 개폐되도록 장착되어 있다.

따라서, 이와 같은 연결 유지 수단(160)을 설치함으로써, 플러그 P110을 소켓 S110에 삽입하면, 플러그 P110의 돌출 연결부(132)의 선단부로 탄성 걸어맞춤 부재(162)인 스냅링을 확대하도록 해서 밀어넣어진 후, 걸어맞춤부(161)까지 삽입되면, 스냅링이 좁아져 걸어맞춤홈에 걸어지고, 소켓 S110과 플러그 Pll0와의 결합 연결 상태를 유지할 수 있다.

한편, 결합 연결 상태로부터 플러그 P110을 뽑아내도록 하면, 탄성 걸어맞춤 부재(162)인 스냅링이 확대할 수 있도록 변형되고, 플러그 P110의 걸어맞춤부(161)의 걸어맞춤홈으로부터 빗나가, 소켓 S110으로부터 플러그 P(110)을 분리할 수 있다.

이와 같은 커플러(110)에 의하면, 소켓 S110과 플러그 P110과의 어느 한쪽에 키홈(151)을 설치하고, 이 키홈(151)으로 끼워맞추어지는 키(152)를 링형 부재(153)에 설치하여, 어느 다른 쪽에 회전 가능하게 설치하였으므로, 키홈(151)과 키(152)로 소켓 S110과 플러그 P110과의 식별을 행할 수 있고, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전력이 가해지는 경우에, 링형 부재(153)를 회전시킴으로써 무리한 힘이 작용하지 않도록 할 수 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 소정의 것을 확실하게 선택하여 연결할 수 있는 것과 동시에, 과잉의 회전력에 대하여 파손을 방지할 수 있다.

또, 이 커플러(110)에 의하면, 소켓 S110과 플러그 P110 사이에 서로의 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단(160)을 설치하였으므로, 소켓 S110과 플러그 P110과의 연결 상태를 확실하게 유지할 수 있다.

또한, 이 커플러(110)에 의하면, 연결 유지 수단(160)을, 소켓 S110과 플러그 P110과의 어느 한쪽에 걸어맞춤부(161)를 설치하고, 어느 다른 쪽에 이 걸어맞춤부(161)에 걸어맞추어지는 탄성 걸어맞춤 부재(162)를 설치하였으므로, 걸어맞춤부(161)를, 이에 걸어맞추어지는 탄성 걸어맞춤 부재(162)의 탄성변형을 이용하여 압입하는 것만으로 걸어맞추어져 연결 유지할 수 있는 동시에, 뽑아내는 조작만으로 간단하게 연결을 개방하는 것도할 수 있다.

또, 이 커플러(110)에 의하면, 키홈(151)과 키(152)를, 플러그 P110과 소켓 S110을 식별하는 식별 수단(150)으로 하였으므로, 키홈(151)과 키(152)의 형상(폭이나 깊이의 조합 등), 배치, 개수 등을 변경함으로써, 플러그 P110과 소켓 S110을 간단하게 식별할 수 있다.

그리고, 링형 부재인 키 링(153)와 이것이 회동 가능하게 지지되는 하우 징(119) 또는 연결 부재(120) 사이에, 이 링형 부재인 키 링(153)이 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단으로서, 접촉 면 사이에 요철부 등을 설치하여 둠으로써, 소켓 S110과 플러그 P110의 연결 시에는, 가압하여 회전을 억제함으로써 키홈(151)과 키(152)의 연결이 대략 정지 상태로서 용이하게 할 수 있어 과대한 회전력에 대하여는 요철부를 타고 넘도록 하여 회전시켜 파손을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 다른 일실시의 형태 및 그 변형예에 대하여, 도 12 ~ 도 14에 의해서 상세하게 설명하지만, 이미 설명한 상기 실시 형태와 동일 부분에는, 동일 부호를 기록하여, 중복되는 설명은 생략한다.

도 12 ~ 도 14는 본 발명의 커플러의 일실시형태에 따른 것이며, 도 12a는 소켓의 종단면도 및 부분 사시도, (b)는 플러그의 종단면도 및 외관 사시도, 도 13은 결합 연결 상태의 종단면도, 도 14는 변형예의 부분 종단면도 및 평면도이다.

이 커플러(110A)에서는, 소켓 S110A와 플러그 P110A와의 식별을 위한 식별 수단(150A)의 키홈(151)과 키(152)를 겸용해서 연결 유지 수단(160A)이 구성되고 있으므로, 밸브체 등의 구성은 이미 설명한 실시 형태와 동일하다.

이 커플러(1l)0A에서는, 도 12에 나타낸 바와 같이, 플러그 P110A의 플러그 본체(131)의 돌출 연결부(132)의 외측면에 식별 수단(150A)으로서 키홈(151)이 결합 방향을 따라 형성되어 있고, 예를 들면, 대각 위치의 2개소에 선단으로부터 결합 거리에 따른 깊이까지 형성하고 있다.

그리고, 이 키홈(151) 내에, 연결 유지 수단(160A)의 걸어맞춤부(161)로서의 걸어맞춤 돌기부가 형성되고, 하단면이 대략 수평으로 측면이 위쪽에 쇠퇴해지는 경사면으로 하고 있다.

한편, 이 키홈(151)으로 끼워맞추어지는 키(152)는, 링형 부재로서의 2분할되어 조합시킴으로써 환형으로 되는 키 링(153a, 153a)의 내주측에, 키홈(151)의 배치에 대응하여 돌출하여 일체로 형성하고 있다. 이 2분할된 키 링(153a, 153a)는, 외주의 상하 2개소에 연결용 홈(153b)이 형성되고, 2개 맞춘 상태로 고무 링 등의 탄성 연결 수단(153c)을 장착함으로써, 환형으로 되고, 어느 정도 외측으로 넓어질 수 있도록 되어 있다. 또, 키 링(153a, 153a)에는, 상단 내주에 돌출하여 플랜지부(153d)가 형성되어 있고, 이 플랜지부(153d)가 소켓 S110A의 하우징(119)의 하단에, 외주측으로 돌출하여 일체로 형성한 지지 플랜지부(154)에 지지되고, 중심축을 중심으로 회동 가능하게 장착된다. 또한, 이 키 링(153a, 153a)의 외측에는, 고무 링 등의 탄성 연결 수단(153c)에 저항하여 넓어지는 범위를 규제하기 때문에, 환형의 지지링(155)가 간극을 열어 배치되고, 소켓 S110A의 하우징(119) 등에 장착되어 있다.

그리고, 키 링(153a, 153a)의 외측으로 넓어지는 것을 규제하기 때문에, 지지링(155)를 사용하는 경우와 바꾸어 도 14에 나타낸 바와 같이, 2개에 분할된 키 링(153a, 153a)의 외측에 장착하는 탄성 연결 수단(153c)을 C자형의 밴드형의 금속링을 사용함으로써, 지지링을 생략할 수 있다.

이와 같은 키 링(153a, 153a)에 형성하는 키(152)를 식별 수단(150A)으로 하고, 연결 유지 수단(160A)의 걸어맞춤 받이부(164)로 겸용하기 위하여, 키(152)의 상단면이 걸어맞춤부(161)로서의 걸어맞춤 돌기부와는 역으로 형성하고 있다.

따라서, 이와 같이 구성한 커플러(110A)에서는, 플러그 P110A의 키홈(151)과 소켓 S110A에 장착한 키 링(153a, 153a)에 형성한 키(152)를 끼워맞춤으로써, 소켓 S110A와 플러그 P110A를 결합할 수 없는 것도 식별할 수 있다.

이와 같은 키홈(151)과 키(152)의 배치를 대각 위치(180도의 위치)로 하는 경우에 한정되지 않고, 다른 상이한 각도로 하거나, 키홈과 키의 폭과 깊이라는 대소 등의 형상을 바꾸는 것을 조합하도록 하고, 큰 것끼리에 작은 것끼리가 끼워맞추어지는 상태로 되지 않도록 이들을 조합시키는 일 등으로, 많은 종류를 식별하는 것이 가능해진다.

또한, 이 커플러(110A)에서는, 소켓 S110A와 플러그 P110A를 압입하도록 삽입하면, 연결 상태를 유지하므로 연결 유지 수단(160A)으로서 키홈(151)의 걸어맞춤부(161)와 키(152)가 겸용해서 설치되어 있으므로, 플러그 P110A의 걸어맞춤부(161)인 걸어맞춤 돌기부가 소켓 S110A의 키(152)를 넘은 후, 서로가 걸어맞춤 상태로 되어, 연결 상태가 유지된다. 또, 소켓 S110A와 플러그 P110A를 뽑아내도록 하면, 플러그 P110A의 걸어맞춤부(161)인 걸어맞춤 돌기부가 소켓 S110A의 키(152)를 넘는 것으로, 서로의 걸어맞춤 상태가 개방되고, 연결 상태를 해제할 수 있다. 이 걸어맞춤부(161)가 키(152)를 넘는 경우에, 키 링(153a, 153a)이 외측으로 넓어지도록 변위함으로써, 스무스하게 넘어가고, 용이하게 결합 연결하거나, 해제할 수 있다.

이와 같은 식별 수단(150A)과 연결 유지 수단(160A)을 키홈(151)과 키(152) 부분에 설치함으로써, 설치 스페이스를 용이하게 확보할 수 있고, 커플러(110A)를 컴팩트하게 할 수 있다.

한편, 이 결합 상태로 소켓 S110A와 플러그 P110A 사이에 중심축을 중심으로 과대한 상대적으로 회전하는 같은 힘이 가해지면, 키 링(153a, 153a)이 회동함으로써, 소켓 S110A와 플러그 P110A에 무리한 힘이 가해지지 않고, 결합 상태를 유지한 채 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

또한, 이 결합 상태로 소켓 S110A와 플러그 P110A 사이에 중심축에 대하여 경사지도록 굽히는 힘이 가해지면, 키 링(153a, 153a)이 외측의 고무 링 등의 연결 유지 수단(153c)에 저항하여 열도록 변위할 수 있어 소켓 S110A와 플러그 P110A에 무리한 굽힘력이 가해지지 않고, 과대한 굽힘력에 대해서도 결합 상태를 유지한 채 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 소정의 것을 확실하게 선택하여 연결할 수 있는 것과 동시에, 과잉의 회전력이나 과대한 굽힘력에 대하여 파손을 방지할 수 있다.

또, 이 커플러(110A)에 의해서도, 이미 설명한 커플러(110)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 링형 부재인 키 링(153a, 153a)과 이것이 회동 가능하게 지지되는 하우징(119)의 지지 플랜지부(154) 사이에, 이 링형 부재인 키 링(153a, 153a)이 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단으로서, 접촉면 사이에 요철부 등을 설치하여 둠으로써, 소켓 S110A와 플러그 P110A의 연결 시에는, 가압하여 회전을 억제함으로써 키홈(151)과 키(152)의 연결이 대략 정지 상태로서 용이하게 할 수 있어 과대한 회전력에 대하여는 요철부를 타고넘도록 하여 회전시켜 파손을 방지할 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 또다른 일실시형태에 대하여, 도 15에 의해서 설명한다.

이 커플러(110B)에서는, 커플러(110)와 연결 유지 수단(160B)이 상이한 것이며, 플러그 P110B의 플러그 본체(131)의 상단부(131a)의 돌출 연결부(132)의 상단 보다 약간 아래쪽에, 하단면이 대략 수평인 걸어맞춤부(161)로서의 걸어맞춤 돌기부가 키홈(151) 이외의 전 주위 또는, 원주 등간격으로 대각 위치의 2개소나 3개소 등의 복수 개소에 형성하고 있다.

한편, 소켓 S110B에는, 걸어맞춤부(161)로서의 걸어맞춤 돌기부의 하단 수평 면에 대응하여 식별 수단(150)의 키 링(153)의 상단면이 걸어맞춤 받이부로 되도록 배치되어 있다.

그리고, 다른 구성은, 이미 설명한 커플러(110)와 동일하며, 그 설명은 생략한다.

이와 같은 커플러(110B)에 의하면, 소켓 S110B와 플러그 P110B를 압입하도록 삽입하면, 연결 상태를 유지하므로 연결 유지 수단(160B)로서 플러그 P110B의 걸어맞춤부(161)인 걸어맞춤 돌기부가 소켓 S110B의 키 링(153)의 내주면과 슬라이드 접촉하면서 탄성변형으로 내측에 눌러져 같게 진행된 후, 키 링(153)를 넘는 것으로, 걸어맞춤부(161)로서의 걸어맞춤 돌기부의 하면과 키 링(153)의 상면이 서로 걸어맞춤 상태로 되어, 연결 상태가 유지된다. 또, 소켓 S110B와 플러그 P110B를 뽑아내도록 하면, 플러그 P110B의 걸어맞춤부(161)인 걸어맞춤 돌기부가 소켓 S110B의 키 링(153)에 의해서 탄성 변형으로 내측에 눌러져 내주면과 슬라이드 접촉하면서 되돌려진 후, 키 링(153)으로부터 벗어남으로써, 서로의 걸어맞춤 상태가 개방되고, 연결 상태를 해제할 수 있다. 이 걸어맞춤부(161)가 키 링(153)의 내주에 따라 이동하는 경우에, 돌출 연결부(132)의 키홈(151)에 의해서 탄성 변형이 용이해져, 스무스하게 변형되어 용이하게 결합 연결하거나, 해제할 수 있다.

이와 같이 연결 유지 수단(160B)을 식별 수단(150)의 링형 부재인 키 링(153)를 겸용하도록 했으므로, 스냅링 등의 탄성 걸어맞춤 부재를 설치하는 경우에 비하여, 부품수를 삭감할 수 있어 설치 스페이스의 확보가 용이해지는 것과 동시에, 커플러(110B)를 컴팩트하게 할 수 있다.

또, 이 커플러(110B)에 의해서도, 이미 설명한 커플러(110)와 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 다른 일실시형태에 대하여, 도 16에 의해서 설명한다.

상기 각 실시 형태의 커플러(110, 110A, 110B)에서는, 키홈을 플러그 P 측에 설치하고, 키를 설치한 링형 부재인 키 링을 소켓 S 측에 설치한 경우를 예로 설명하였으나, 이 커플러(11O)C에서는, 키를 소켓 S 측에, 키홈을 플러그 P 측에 설치하는 동시에, 과대한 회전력이 가해지는 경우에 이것을 링형 부재인 키홈을 구비한 키홈 링을 회전시켜 피하도록 하고 있다.

이 커플러(11O)C에서는, 소켓 S11OC나 플러그 P11OC의 식별 수단(150C)으로서 소켓 S110C의 하단부에 연결 배치되는 하우징(119)의 하단 내주측으로 돌출하여 키(152)가 형성되고, 예를 들면, 대각 위치의 2개소에 형성하고 있다. 또, 이 하우징(119)에는, 커플러(110)와 마찬가지로, 연결 유지 수단(160)의 스냅링 장착홈(163)이 형성되고, 탄성 걸어맞춤 부재로서의 스냅링(162)이 장착되어 있다.

한편, 플러그 P110C에는, 플러그 본체(131)의 상단부(131a)인 돌출 연결부(132)의 외주와 중간부(131b)의 상단면 사이에 대략 원통형의 링형 부재로서의 키홈 링(153a)이 중심축을 중심으로 회동 가능하게 장착되어 있다. 그리고, 이 키홈 링(153A)의 상단부 외주에 키(152)에 대응하는 키홈(151)이 상하 방향으로 형성하고 있다.

즉, 이 플러그 P11OC에서는, 링형 부재를 플러그 측에 장착하므로 플러그 본체(131)의 상단부(131a)의 돌출 연결부(132A)가 가는 직경으로 형성하고 있다. 이 돌출 연결부(132A)는, 이미 설명한 각 실시 형태의 돌출 연결부(132)에 비해서 가는 직경으로 되고, 이 돌출 연결부(132A)의 외주에 장착되는 키홈 링(153A)의 외경이 이미 설명한 각 실시 형태의 돌출 연결부(132)와 동일 외경으로 되어 있다.

따라서, 플러그 P110C에 키홈(151)을 형성한 링형 부재로서의 키홈 링(153A)을 설치하고, 소켓 S110C에 키(152)를 설치하여 식별 수단(150C)을 구성한 경우라도, 키(152)를 키홈 링(153A)의 키홈(151)에 결합한 상태로, 소켓 S110C와 플러그 P110C 사이에 중심축을 중심으로 과대한 상대적으로 회전하는 같은 힘이 가해지면, 키홈 링(153a)이 돌출 연결부(132)의 외측에서 회동함으로써, 소켓 S110C와 플러그 P11OC에 무리한 힘이 가해지지 않고, 결합 상태를 유지한 채 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

또, 돌출 연결부(132A)가 가는 직경으로 되어 있으므로, 소켓 S110C로의 삽입이 용이하게 할 수 있어 조작성이 향상되는 동시에, 실링성의 확보도 용이해진다.

그리고, 링형 부재인 키홈 링(153A)과 이것이 회동 가능하게 지지되는 플러그 본체(131)의 중간부(131b)의 상단면 사이에, 이 링형 부재인 키홈 링(153a)이 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단으로서, 접촉면 사이에 요철부 등을 설치하여 둠으로써, 소켓 S11OC와 플러그 P11OC의 연결 시에는, 가압하여 회전을 억제함으로써 키홈(151)과 키(152)의 연결이 대략 정지 상태로서 용이하게 할 수 있어 과대한 회전력에 대하여는 요철부를 타고넘도록 하여 회전시켜 파손을 방지할 수 있도록 된다.

그리고, 이외의 다른 구성에 대하여는, 이미 설명한 커플러(110, 110A, 110B)와 동일하며, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 다른 일실시형태에 대하여, 도 17 ~ 도 19에 의해서 설명한다.

이 커플러(110D)에서는, 상기 실시 형태의 커플러(110C)와 마찬가지로, 키를 소켓 S 측에, 키홈을 플러그 P 측에 설치하는 동시에, 과대한 회전력이 가해지는 경우에 이것을 링형 부재인 키홈을 구비한 키홈 링을 회전시켜 피하는 것뿐 아니고, 자동적으로 결합 연결 상태를 해제 가능하도록 캠 기구가 설치되어 있다.

이 커플러(110D)에서는, 커플러(110C)와 마찬가지로, 소켓 S110D나 플러그 P110D의 식별 수단(150D)로서 소켓 S110D의 하단부에 연결 배치되는 하우징(119)의 하단 내주측으로 돌출하여 키(152)가 형성되고, 예를 들면, 대각 위치의 2개소에 형성하고 있다. 또, 이 하우징(119)에는, 커플러(110)와 마찬가지로, 연결 유지 수단(160)의 스냅링 장착홈(163)이 형성되고, 탄성 걸어맞춤 부재로서의 스냅링(162)이 장착되어 있다.

한편, 플러그 P110D에는, 플러그 본체(131)의 상단부(131a)인 가는 직경의 돌출 연결부(132A)의 외주와 중간부(131b)의 상단면과 사이에 대략 원통형의 링형 부재로서의 키홈 링(153a)이 중심축을 중심으로 회동 가능하게 장착되어 있다. 그리고, 이 키홈 링(153A)의 상단부 외주에 키(152)에 대응하는 키홈(151)이 상하 방향으로 형성하고 있다.

따라서, 플러그 P110D에 키홈(151)을 형성한 링형 부재로서의 키홈 링(153A)을 설치하고, 소켓 S110D에 키(152)를 설치하여 식별 수단(150D)을 구성한 경우라도, 키(152)를 키홈 링(153A)의 키홈(151)에 끼워맞춘 상태로, 소켓 S110D와 플러그 P110D 사이에 중심축을 중심으로 과대한 상대적으로 회전하는 같은 힘이 가해지면, 키홈 링(153a)이 돌출 연결부(132A)의 외측에서 회동함으로써, 소켓 S110D와 플러그 P110D에 무리한 힘이 가해지지 않고, 결합 상태를 유지한 채 손상이나 파손을 방지할 수 있다.

그리고, 링형 부재인 키홈 링(153A)과 이것이 회동 가능하게 지지되는 플러그 본체(131)의 중간부(131b)의 상단면 사이에, 이 링형 부재인 키홈 링(153a)이 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단으로서, 접촉면 사이에 요철부 등을 설치하여 둠으로써, 소켓 S110D와 플러그 P110D의 연결 시에는, 가압하여 회전을 억제함으로써 키홈(151)과 키(152)의 연결이 대략 정지 상태로서 용이하게 할 수 있어 과대한 회전력에 대하여는 요철부를 타고넘도록 하여 회전시켜 파손을 방지할 수 있도록 된다.

또한, 이 커플러(110D)에서는, 과대한 회전력이 가해지는 경우에 이것을 키홈 링(153A)을 회전시켜 피하는 것뿐 아니라, 자동적으로 결합 연결 상태를 해제 가능하도록 캠 기구(170)가 설치되어 있다.

이 캠 기구(170)는, 도 17에 나타낸 바와 같이, 플러그 P110D의 플러그 본체(131)의 중간부(131b)의 상단면의 대각 위치에 위쪽으로 돌출하는 캠(171)이 형성되고, 원주 방향 양 단부가 경사면으로 되고, 중앙부가 평탄하게 형성된 단면 캠으로 구성되어 있다. 이 단면 캠(171)은, 연결 유지 수단(160)에 의해서 플러그 P110D의 걸어맞춤부(161)가 소켓 S110D의 스냅링(162)에 걸어맞추어져 연결 유지된 상태로부터 걸어맞춤을 해제할 뿐인 리프트량을 확보할 수 있는 높이의 캠으로 하고 있다.

한편, 이 캠(171)에 추종하여 회전 방향의 운동을 축 방향의 운동으로 바꾸는 캠폴로워(172)가, 키홈 링(153A)의 하단면에 캠(171)에 대응한 형상의 요부로서 형성하고 있다.

따라서, 도 18에 나타낸 바와 같이, 키(152)와 키홈 링(153A)의 키홈(151)이 결합된 결합 연결 상태로 플러그 P110D와 소켓 S110D 사이에, 그 중심축을 중심으 로 하는 회전 방향의 힘이 상대적으로 가해지면, 키홈 링(153a)이 키(152)로 회전이 구속되어 있으므로, 키홈 링(153A)의 내주 측에서 플러그 P110D가 상대적으로 회전됨으로써, 캠(171)이 회전되게 된다.

이로써, 도 19에 나타낸 바와 같이, 캠(171)과 접하고 있는 캠폴로워(172)가 형성된 키홈 링(153a)이 축방향으로 리프트되어 상단면이 소켓 S110D의 하우징(119)의 하단면에서 가압되어 있는 키홈 링(153A)에 의해서 플러그 P110D가 소켓 S110D로부터 상대적으로 뽑아내지게 되어, 플러그 P110D의 걸어맞춤부(161)가 소켓 S110D의 스냅링(162)에 걸어맞추어져 연결 유지된 상태로부터 걸어맞춤이 해제된다.

따라서, 이 캠 기구(170)에 의해, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 회전 방향의 힘이 가해지는 경우에 키홈 링(153A)의 회전으로 손상을 방지하는데 더하여, 축 방향의 힘을 생기게 하여 자동적으로 연결 상태를 개방할 수 있다.

이로써, 커플러(110D)를 파손되거나, 본체부분의 기기를 파손하지 않고 통상의 사용 범위를 넘는 과잉의 힘이 걸려도 안전하고 자동적으로 플러그 P110D를 소켓 S110D로부터 분리해서 낼 수 있다.

또, 이 캠 기구(170)를 이용함으로써, 소켓 S110D로부터 플러그 P110D를 떼어내는 경우에도, 회전력을 가하도록 함으로써, 간단하게 갈라 놓는 힘을 발생시켜 분리해서 낼 수 있다.

그리고, 이외의 다른 구성에 대하여는, 이미 설명한 커플러(110, 110A, 110B, 110C)와 동일하며, 동일한 작용 효과를 얻을 수 있다.

그리고, 이 실시 형태의 커플러(110D)에서는, 플러그 P110D의 돌출 연결부의 중간부 상단면에 캠을 일체로 설치하고, 캠폴로워를 키홈 링에 설치하도록 했지만, 캠과 캠폴로워를 교체하여 설치하도록 해도 된다.

또한, 상기 2개 실시형태의 커플러(110C, 110D)에서는, 가는 직경의 돌출 연결부(132A)로 하고, 그 외주에 키홈 링을 회동 가능하게 설치하도록 했지만, 커플러(110, 110A, 110B)와 같이, 키 링을 소켓 측에 설치하는 경우에도, 플러그 P의 돌출 연결부(132)를, 선단부를 가는 직경으로 하여, 기단부를 대경 중 적어도 대소 2개의 직경으로 함으로써, 소켓 S로의 조작성 향상이나 실링성 확보를 도모하므로 바람직하다.

이 경우, 플러그 P의 대경부의 직경은, 소켓 S 측의 연결부의 내경에 대응하여 설정하고, 연결 삽입시에 소켓 S측과 플러그 P의 대경부를 슬라이드 접촉시킴으로써, 삽입시의 가이드로 하고, 플러그 P와 소켓 S와의 중심축을 일치시킬 수가 있는 것과 동시에, 대경부에 의해 과대한 힘 등에 대한 강도를 향상되는 것도 할 수 있다.

또, 플러그 P의 가는 직경부는, 대경부의 0.9 ~ 0.5배 정도로 하는 것이 조작성의 점에서 바람직하다.

또한, 대경부의 높이는, 플러그 P의 내부의 밸브 본체의 밸브 스템 선단이 소켓 S의 밸브 본체의 밸브 스템과 접하고 나서 밸브 헤드가 밸브 개방 관료 상태로 되기까지 필요한 스트로크에 상당하는 길이 이상으로 하는 것이 바람직하다.

또, 가는 직경부의 선단에 요부를 설치하여 선단 시일을 가능하도록 해도 되 고, 대경부를 이용하여 식별 수단의 키나 키홈을 형성하도록 해도 된다.

그리고, 키 링을 플러그 P의 외측에 설치하는 경우에는, 이 키 링의 외경을 대경부로 하는 것도 할 수 있다.

또한, 상기 각 실시예에 있어서의 키와 키홈이 설치되는 소켓과 플러그를 교체하도록 하거나, 연결 유지 수단의 걸어맞춤부와 걸어맞추어지는 상대측(걸어맞춤 받이부)을 교체하도록 하거나, 링형 부재인 키 링이나 키홈 링에 키 또는 키홈을 형성하고, 고정 측에 키홈 또는 키를 설치하도록 해도 된다.

또, 이들 커플러의 용도로서 메타놀 연료 전지의 메타놀의 용기와 본체와의 연결의 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다른 용도에서도 되고, 특히 다종류를 식별할 필요가 있는 경우에 매우 적합하다.

다음에, 연료 카트리지 실시형태를 도면에 따라 상세하게 설명한다.

도 20 ~ 도 26은 본 발명의 연료 전지용의 연료 카트리지의 일실시형태에 따른 것이며, 도 20은 전체의 정면도 및 종단면도, 도 21은 내측 용기의 정면도 및 측면도, 도 22는 외측 용기에 수납된 내측 용기와 모두 나타내는 접속 도구의 개략 단면도, 도 23은 접속 도구에 설치한 캠 기구의 설명도 및 연료 전지 본체 측의 접속 도구의 개략 사시도, 도 24는 접속 도구에 설치하는 액체 연료 식별 수단의 링 부재의 정면도, 평면도 및 측면도, 도 25는 외장 캡 및 내장 캡의 각각 정면도 및 단면도, 도 26은 외장 캡 및 내장 캡을 장착한 자유로이 회전 상태 및 회전 상태를 나타낸 단면도이다.

이 연료 전지용의 연료 카트리지(210)에서는, 연료 전지 본체의 연료 탱크와 착탈되는 접속 도구를 통하여 연료를 보급하기 위한 것이며, 연료 카트리지로부터 액체 연료를 압출함으로써 직접 보급하는 패시브 방식이나 연료 전지 본체 측에 펌프 기구를 구비하여 연료 카트리지의 액체 연료를 흡출하여 보급하는 액티브 방식의 어딘가에도 적용할 수 있는 것이며, 패시브 방식과 액티브 방식의 어느 것이라도, 그 구성 부품으로서, 액체 연료가 수납되고 연결 노즐부(211)를 가지는 본체 용기로서의 내측 용기(212)와 이 내측 용기(212)의 연결 노즐부(211)에 설치되어 연료 전지 본체의 연료 탱크 측과 착탈 가능하며, 액체 연료 식별키 수단(235)이 설치된 접속 도구(213)와 주성을 가지고 내측 용기(212)를 수납하는 외측 용기(214)와 이 외측 용기(214) 또는 내측 용기(212)에 설치되어 내측 용기(212)의 연결 노즐부(211)를 덮어 밀봉하는 캡(215)을 적어도 구비하고 있다.

그리고, 외측 용기를 생략하고, 내측 용기를 본체 용기로서 연료 카트리지를 구성할 수도 있다.

예를 들면, 패시브 방식의 연료 전지용의 연료 카트리지(210)에서는, 그 구성 부품으로서, 액체 연료가 수납되고 수축성을 가지고 연결 노즐부(211)를 가지는 플라스틱제의 본체 용기로서의 내측 용기(212)와 이 내측 용기(212)의 연결 노즐부(211)에 설치되어 연료 전지 본체의 연료 탱크 측과 착탈 가능하며, 액체 연료 식별키 수단(235)이 설치된 접속 도구(213)와, 강성을 가지고 내측 용기(212)를 수납하는 동시에, 내측 용기(212)를 가압하고 수축시켜 액체 연료를 압출하고 가능한 외측 용기(214)와, 이 외측 용기(214) 또는 내측 용기(212)에 설치되어 내측 용기(212)의 연결 노즐부(211)를 덮어 밀봉하는 캡(215)을 적어도 구비하고 있다.

연료가 넣을 수 있는 본체 용기로서의 내측 용기(212)는, 연료인 메타놀에 대한 내식성 및 내투과성(배리어성)을 가지는 동시에, 메타놀을 압출할 수 있어 수축성 및 스퀴즈성을 가지는 합성 수지제의 플라스틱 보틀로 되고, 예를 들면, 횡단면 형상이 대략 편평의 타원형으로 하고 있다.

그리고, 액티브 방식으로, 펌프 기구로 흡인하는 경우의 본체 용기로서의 내측 용기로서는, 연료인 메타놀을 넣을 수가 있어 메타놀에 대한 내식성이나 내투과성을 가지는 백(bag)형이면 되고, 연결 노즐부(111)와 편심된 보틀 본체로 후술하는 푸시버튼의 조작 스페이스를 확보할 수 있는 횡단면 형상 등으로 할 필요는 없고, 흡인에 따라 수축할 수 있는 것이면 된다.

이들 내측 용기(212)의 합성 수지 소재로서는, 메타놀의 내투과화성 등을 고려하여, 예를 들면, 올레핀계 수지가 매우 적합하다. 그리고, 이들 합성 수지에 의한 단층 구조 또는 다층 구조로 한 보틀이 사용된다.

그리고, 외측 용기를 생략하고, 내측 용기를 본체 용기로서 연료 카트리지를 구성하는 경우에는, 용기 본체를 직접 조작하므로 폴리에스테르계 수지가 매우 적합하고, 예를 들면, PET 유닛, PEN(폴리에틸렌나프탈레이트)유닛, 또는 PET/PEN의 혼합 수지를 들 수 있다. 그리고, 이들 폴리에스테르계 수지의 보틀은, 프리 폼을 성형 후, 2축 연신 블로우(biaxial drawing blowing) 성형함으로써, 다이렉트 블로우 성형에 비해서 고속 생산하는 것이 가능해진다.

이 내측 용기(212)에는, 상단부에 테이퍼의 연결 노즐부(211)가 돌출하여 형성되고, 연결 노즐부(211)에 연료 전지 본체 측과 장착 및 분리 가능하게 접속되는 접속 도구(213)로서 커플러가 장착되어 있다.

이 접속 도구(213)로서의 커플러는, 서로 장착 및 분리 가능한 한 쌍의 결합 요철부로 되는 플러그 P 및 소켓 S로 구성되며, 예를 들면, 연료 카트리지(210) 측에는, 결합 철부로 되는 플러그 P가 플라스틱 보틀(212)의 연결 노즐부(211)에 장착되고, 결합 요부로 되는 소켓 S가 연료 전지 본체 측에 설치되고, 밸브 기구로 해서 스프링(213a) 등으로 가압된 밸브체(213b)가 각각에 설치되고, 서로를 장착ㆍ연결한 상태로 연통되어 연료를 유출 시킬 수 있고, 분리ㆍ이탈한 상태로 밀폐할 수 있는 구조로 하고 있다.

또, 이 커플러(213)에는, 소켓 S와 플러그 P와의 연결 상태를 유지하므로 연결 유지 수단(220)이 설치되고, 예를 들면, 연결 유지 수단(220)의 한쪽 측을 걸어맞춤 요부(22l)로서 플러그 P의 선단부에 설치하고, 상대측을 걸어맞춤 철부(222)로서 소켓 S에 탄성변형 가능한 부재를 설치하여 구성함으로써, 서로를 직선 방향으로 타고넘도록 삽입 및 인출하고, 압력 삽입하는 1액션으로 걸어맞추어서 연결 유지할 수 있고, 인출하도록 한 1액션으로 해제 가능하도록 되어 있다.

또한, 이 커플러(213)에서는, 소켓 S나 플러그 P의 중심축을 중심으로 하는 회전 방향으로 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘(무리하게 회전하는 힘)이 가해지면, 커플러(213)나 본체 측의 기기가 파손될 우려가 있으므로, 개방 수단(230)이 설치되어 있다.

이 개방 수단(230)은, 예를 들면, 캠기구로 구성되며, 플러그 본체에 캠부(231)를 설치하고, 플러그 P에 장착되는 캠 링(232)에 캠폴로워부(233)를 설치하 여 구성하고, 캠 링(232)과 연료 전지 본체 측의 소켓 S 사이에 액체 연료 식별키 수단(235)을 구성하는 키(236)와 키홈(237)이 설치되어 일체로 회전하도록 되어 있다. 이로써, 플러그 P와 소켓 S 사이에 과잉의 회전력이 상대적으로 작용하면, 캠 기구에 의해서 회전력이 삽입 및 인출 방향의 분리력으로 변환되고, 자동적으로 플러그 P와 소켓 S와의 연결이 해제 가능하도록 되어 있다.

또, 이 접속 도구(213)에서는, 액체 연료 식별키 수단(235)을 구성하는 키(236)와 키홈(237)의 치수(세로, 가로, 깊이)나 개수(도시한 예에서는, 1개의 경우를 나타낸다)를 변경함으로써, 소정의 플러그 P와 소켓 S만을 연결할 수 있는 식별 기능을 구비하도록 되어 있다.

그리고, 이 액체 연료 식별키 수단(235)은, 접속 도구(213)와 별체의 개방 기구(230)의 캠 링(232)에 설치하는 경우에 한정되지 않고, 접속 도구(213)와 일체로 설치해도 된다.

또한, 도 24면에 나타낸 바와 같이, 키(236)만을 형성한 링 부재(238)를 접속 도구(213)에 장착하도록 해도 된다. 이 링 부재(238)에는, 키(236)의 위치를 명시하기 위한 명시 수단(239)으로서 상단면으로부터 V자 홈이 키(236)의 위치에 대응하여 형성하고 있다.

그리고, 명시 수단(239)으로서는, V자 홈에 한정되지 않고, U자 홈에서 만나거나 반원홈 등의 각종의 형상의 홈 내지 요부이라도 되고, 홈을 1조로 하는 경우에 한정되지 않고 복수 조로서 키(236)의 폭 정도의 범위에 설치하도록 해도 된다. 또, 상단면으로부터의 홈이나 요부에 한정되지 않고, 측벽 부분에 홈이나 요부를 형성하여 명시 가능하도록 해도 된다.

그리고, 액체 연료 식별키 수단의 키와 키홈을 교체하여 형성하도록 해도 된다.

이와 같은 내측 용기로서의 플라스틱 보틀(212)는, 강성을 가지고 내측 용기(212)를 수납하는 동시에, 내측 용기(212)를 가압하고 수축시켜 액체 연료를 압출하고 가능한 외측 용기(214)에 수납된다.

이 외측 용기(214)는, 내측 용기인 플라스틱 보틀(212)을 수납할 수 있도록 전후면에서 분할된 이분할 구조의 하드 케이스로 되고, 앞면 부재(214a)에 푸시버튼(214b)이 설치되고, 하단부를 지점으로 하여 내측으로 압입하는 것이 가능하도록 되어 있다. 또, 이 외측 용기(214)에는, 플라스틱 보틀(212)의 연결 노즐부(211)를 덮는 외측 노즐부(214c)가 앞면 부재(214a)와 후면 부재(214d)와의 각각에 세로 반나누기 형상으로 돌출하여 형성되어 있고, 외측 노즐부(214c)의 외주의 나사부에 외측 노즐 캡(214e)이 나사삽입되어 각각을 연결하고, 연결 노즐부(211)의 외주를 덮어 보호하도록 하고 있다.

따라서, 이 외측 용기(214) 내에 내측 용기인 플라스틱 보틀(212)을 수납하고, 2개 나누기의 앞면 부재(214a) 및 후면 부재(214d)를 맞추도록 닫힌 후, 외측 노즐 캡(214e)을 나사 조임으로써, 플라스틱 보틀(212)의 대략 전체를 수납할 수 있어 접속 도구인 커플러(213)로서의 플러그 P 만이 노출된 상태로 한다. 이 상태에서, 플러그 P를 연료 전지 본체의 소켓 S와 연결한 후, 외측 용기(214)의 푸시버튼(214b)을 누름으로써, 내측 용기(212)의 보디부 앞면이 가압되고, 연료를 플라스 틱 보틀(212)로부터 유출시켜 소켓 S를 통하여 연료 전지 본체 측에 공급할 수 있다.

그리고, 액티브 방식으로, 펌프 기구로 흡인하는 경우의 외측 용기로서는, 연료인 메타놀이 넣어질 수 있었던 내측 용기인 플라스틱 보틀을 수납할 수 있는 것이면 되고, 푸시버튼을 구비할 필요는 없다.

또, 외측 용기(214)의 외측 노즐 캡(214e)의 외측에는, 캡(215)이 설치되어 내측 용기(212) 및 외측 용기(214)를 덮어 밀폐 가능하도록 되어 있다.

이 캡(안전 캡)(215)은, 합성 수지제로 된 내장 캡(241)과 외장 캡(242)으로 구성되며, 내장 캡(241)과 외측 노즐 캡(214e)을 덮어 기단부의 나사부에 나사삽입되어 밀봉 상태로 하고, 외장 캡(242)과 내장 캡(241)을 덮어 회전 가능한 동시에 한정된 범위에서 축방향으로 이동 가능하게 장착하여 두고 외장 캡(242)을 내리눌림 회전하는 동작으로 내장 캡(241)과 일체화하여 회전 가능하도록 하거나, 외장 캡(242)의 회전 동작만으로는 자유로이 회전시키는 것으로, 차일드 레지스턴트 효과를 구비하는 안전 캡으로서 기능하게 하도록 되어 있다.

이와 같은 안전 캡(215)의 내장 캡(241)은, 도 20 및 도 21에 나타낸 바와 같이, 대략 바닥이 붙은 2단의 원통형으로 형성되어 바닥 부분이 천정면으로 되어, 기단부의 대경 원통부(241a)의 내주에 외측 용기(214)의 외측 노즐 캡(214e)의 나사부에 나사 조여지는는 나사부(241b)가 형성되어 있다.

또한, 이 내장 캡(241)에는, 2단의 원통형의 대경 원통부(241a)와 소경부(241c)와의 외측에 단차부(241g)가 형성되고, 원추면에 의해서 구성하고 있으므 로, 이 단차부 241g에는, 외장 캡(242)의 내리눌림 회전 동작으로 내장 캡(241)과 일체화할 수 있어 외장 캡(242)의 회전 동작만으로는 자유로이 회전시키는 기구로 해서 래칫 기구(243)의 래칫 톱니부(244)가 원주 등간격으로 복수(도시한 예에서는, 8개) 설치되어 있다.

이와 같은 내장 캡(241)의 외측에 씌우는 외장 캡(242)은, 도 20 및 도 22에 나타낸 바와 같이, 대략 바닥 원통형으로 형성되어 바닥 부분이 천정면(242a)으로 되도록 되어 있고, 원통부(242b)의 하단부 내주에 축방향으로 어느 정도의 범위, 즉 내장 캡(241)과 일체적으로 회전시키거나, 자유로이 회전시킬 수 있는 범위에 축 방향의 이동을 규제하기 때문에 이동 규제부(242c)가 내측으로 돌출한 수평의 돌출조로서 형성되고, 내장 캡(241)의 축 방향 이동 규제부(241e)의 아래쪽에 걸려, 위쪽으로의 이동이 규제된다. 한편, 아래쪽으로의 이동은 외장 캡(242)의 천정면(242a)이 내장 캡(241)의 천정면에 맞닿음으로써 규제되고, 이들 사이에서 상하 이동 가능하도록 되어 있다(도 20(a)의 상단 위치 및 (b)의 하단 위치 참조).

또한, 외장 캡(242)에는, 외장 캡(242)의 내리눌림 회전 동작으로 내장 캡(241)과 일체화할 수 있어 외장 캡(242)의 회전 동작만으로는 자유로이 회전시키는 기구로 해서 래칫 기구(243)의 래칫 클릭부(245)가 원주 등간격으로 복수(도시한 예에서는, 8개) 설치되어 있다.

이로써, 외장 캡(242)을 내리누른 상태에서는, 래칫 클릭부(245)가 내장 캡(241)의 래칫 톱니부(244)의 각 톱니와 서로 물리게 하여, 내장 캡(241)을 열거나 닫도록 할 수 있게 된다.

한편, 외장 캡(242)을 내리눌리지 않는 상태에서는, 래칫 클릭부(245)가 내장 캡(241)의 래칫 톱니부(244)의 각 톱의 상면에 위치하게 되어, 이대로 회전해도 미끄러지므로 내장 캡(241)과는 연결되지 않는 자유로이 회전 상태로 된다.

따라서, 외장 캡(242)을 내리눌리지 않지 않고 반시계 방향으로 회전하여 안전 캡(215)을 떼어내려고 하면, 래칫 기구(243)가 자유로이 회전해서 내장 캡(241)을 회전하여 연료 카트리지(210)로부터 분리할 수 없다. 이로써, 차일드 레지스턴트 효과를 얻을 수 있는 것으로 되어, 오류로 안전 캡(215)을 분리하는 것을 방지할 수 있고, 내측 용기(212) 내의 내용물을 오류로 누출시키거나 어린이 등이 오류로 인출하는 것을 방지할 수 있다.

또, 이 래칫 기구(243)에서는, 자유로이 회전 방향으로 회전하는 경우에, 래칫 클릭부(245)가 래칫 톱니부(244)에 따라 이동하는 것만으로 되어 있으므로, 자유로이 회전 토크(공 회전 토크)를 대략 영으로 할 수 있고, 예를 들면, 개전 토크를 30~40cNㆍm 정도로서도 자유로이 회전 토크를 대략 영으로 함으로써, 차일드 레지스턴트 효과를 명확하게 할 수 있다.

이와 같이 구성한 연료 전지용의 연료 카트리지(210)에서는, 내측 용기인 플라스틱 보틀(212)에 연료 전지의 사용에 따른 종류별의 연료, 예를 들면, 순 메타놀, 소정 농도의 메타놀 수용액, 그 외의 연료가 넣을 수 있어 사용되게 된다.

그래서, 연료의 종류별에 따라 연료 카트리지(210)를 간단하게 식별 가능하도록 하므로 연료 카트리지(210)의 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 내용물 표시 수단(250)이 설치되 어 있다.

이 내용물 표시 수단(250)으로서는, 연료 전지용의 연료 카트리지(210)의 구성 부품으로서 구비하고 있는 내측 용기(212), 접속 도구(213), 외측 용기(214), 캡(215) 중 적어도 어느 하나에, 연료의 종류, 농도 등의 종류별에 따른 착색부(251)나 점자 표시부(252)를 설치하거나, 이들을 조합시켜 설치하여 구성한다.

이 내용물 표시 수단(250)으로서 착색부(251)를 외측 용기(214)에 설치하는 경우에는, 예를 들면, 도 20에 나타낸 바와 같이, 밴드형으로 착색한 착색부(251a)로 하고, 그 색에 의해서 식별한다. 이 경우, 연료 전지 본체 측에 동일한 착색을 행함으로써, 사용해야 할 연료인 것을 확실하게 식별할 수 있다.

또, 외측 용기(214)에 설치하는 경우에, 푸시버튼(214b)을 착색해서 착색부(251b)로 함으로써 내용물 표시 수단(250)으로 할 수 있으므로, 색이 상이한 푸시 버튼(214b)을 준비함으로써, 연료 카트리지(210)의 다른 구성 부품(212, 213, 214, 215)을 공통화해서 식별성을 부여할 수 있어 특히 푸시버튼(214b)의 착색부(251b)를 착색 투명성을 구비하도록 하면, 내측 용기(212) 내의 연료의 잔량을 외측으로부터 알 수 있고, 바람직하다.

또한, 캡(215)에 설치하는 경우에는, 예를 들면, 도 25에 나타낸 바와 같이, 외장 캡(242)에 착색부(251c)를 설치하여 착색함으로써 식별하는 것이 가능해진다.

이와 같은 연료 카트리지(210)의 외측 표면 부분에 내용물 표시 수단(250)을 설치함으로써, 간단하게 외측으로부터 연료의 종류별(연료의 종류나 농도)을 확실하게 알 수 있다.

다음에, 내용물 표시 수단(250)을 연료 카트리지(210)의 사용 시에 외측에 노출되는 부분에 설치하는 경우로 해서는, 예를 들면, 개방 수단(230)을 구성하는 캠 기구의 캠 링(232)을 착색해서 착색부(251d)로 함으로써 연료의 종류별을 식별할 수 있다. 특히, 캠 링(232)의 경우에는, 성형 시, 수지 원료에 착색제를 혼입하여 성형함으로써, 내용물 표시 수단(250)으로 할 수 있어 색이 상이한 캠 링(232)을 준비함으로써, 연료 카트리지(210)의 다른 구성 부품(211, 212, 213, 214, 215)을 공통화해서 식별성을 부여할 수 있어, 연료를 보급하도록 하는 직전에 확실하게 식별할 수 있는 동시에, 연료와는 직접 접촉하는 것이 없는 부분이며, 비유 착색제에 금속 이온을 포함해도 연료 중으로의 금속 이온의 용출에 의한 악영향을 받는 것이 없다.

또, 외측 노즐 캡(214e)을 착색해서 착색부(251e)로 함으로써, 내용물 표시 수단(250)으로 할 수 있으므로, 색이 상이한 외측 노즐 캡(214e)을 준비함으로써, 연료 카트리지(210)의 다른 구성 부품(211, 212, 213, 214, 215)을 공통화해서 식별성을 부여할 수 있어 캠 링(232)의 경우와 마찬가지로, 보급 직전에 식별할 수 있는 것과 동시에, 연료 중으로의 금속 이온의 용출도 방지할 수 있다.

이와 같은 착색부(251)에 의한 내용물 표시 수단(250)에 더하여 점자에 의한 점자부(252)를 내용물 표시 수단(250)으로서 병설함으로써, 눈의 부자유스러운 쪽이 사용하는 경우에도 연료의 종류별을 확실하게 식별할 수 있다.

이와 같이 연료 카트리지(210)에 내용물 표시 수단(250)을 설치함으로써, 연료의 종류별을 식별할 수 있지만, 특히, 캠 링(232)을 설치하고, 이 캠 링(232)을 성형 단계에서 착색제를 수지 원료에 혼입하여 성형함으로써 착색부(251d)로 하는 것이 가장 바람직하고, 연료의 종류별에 의한 착색을 간단하게 할 수 있고, 또 다른 부품을 공통화함으로써 염가로 많은 종류를 식별할 수 있다. 또, 캠 링(232)이면, 연료와 직접 접촉하지 않고, 착색제 중의 금속 이온의 연료로의 용출의 문제도 없고, 또한 연료 전지 본체로의 접속 직전에 외측에 노출되는 부분이며, 주의를 환기해서 오접속을 방지하는 것이 확실하게 할 수 있다. 특히, 연료 전지 본체 측의 커플러인 소켓 S 등에 동일한 착색부를 설치하여 둠으로써, 한층 확실하게 오접속을 방지하여 연료를 보급할 수 있다.

또, 캠 링(232)에 대신하여 액체 연료 식별키 수단(235)으로서 접속 도구(213)와 별체로 키(236)만을 형성한 링 부재를 접속 도구(213)에 장착하도록 한 경우에는, 도시하지 않은 키를 구비한 링 부재를 착색함으로써 내용물 표시 수단으로서도 되고, 키 링과 마찬가지로, 연료와 직접 접촉하는 것이 없고, 착색제 중의 금속 이온의 연료로의 용출의 문제도 없고, 또한 연료 전지 본체로의 접속 직전에 외측에 노출되는 부분이며, 주의를 환기해서 오접속을 방지하는 것이 확실하게 할 수 있다.

그리고, 접속 도구(213)와 일체로 설치한 키나 키홈 등의 키부재를 착색함으로써, 내용물 표시 수단으로 할 수도 있다.

그리고, 착색부의 크기 등은, 설치하는 부위에 의해서 적당히 정하면 되고, 사용자 등이 식별할 수 있는 것이면 된다.

본 발명의 커플러는, 액체 등을 용기로부터 본체 측의 용기 등에 옮기는 경우나 용기마다 교환하는 경우에 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있어 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘이 가해지는 경우에는, 파손되기 전에 연결을 개방할 수 있어 특히 메타놀 전지의 카트리지 용기와 연료 전지 본체 사이에 설치하여 바람직한 커플러이다.

또, 본 발명의 연료 카트리지는, 연료 전지 본체의 연료 탄타에 액체 연료를 보급하기 위한 연료 카트리지로, 연료의 종류나 농도를 확실하게 식별하여 공급할 수 있고, 특히 메타놀 연료 전지에 사용하기에 바람직한 것이다.

Claims (34)

1. 밸브체와 상기 밸브체를 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 소켓과, 밸브체와 상기 밸브체를 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 동시에, 상기 소켓과 장착 및 분리 가능하게 결합 연결되고 결합 연결 상태에서 양 밸브체를 개방하여 연통 가능한 플러그로 구성되는 커플러에 있어서,

   상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽에 결합 연결 방향을 중심으로 하는 원주 방향에 대략 따라 경사지는 캠부를 설치하고, 어느 다른 쪽에 상기 결합 연결 상태까지는 상기 캠부와 접촉하지 않는 캠폴로워부를 설치하여 과잉의 회전력으로 연결을 개방 가능하게 구성한, 커플러.
2. 제1항에 있어서,

   상기 소켓과 상기 플러그 사이에 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단을 설치한, 커플러.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 캠부를, 상기 플러그에 돌출되어 경사지는 캠면에 의해서 구성하고, 상기 캠폴로워부를, 상기 소켓에 캠면이 끼워넣어지는 캠폴로워 홈으로서 구성한, 커플러.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캠부 및 상기 캠폴로워부를, 상기 원주 방향으로 복수 설치하여 과잉의 회전력의 방향에 관계없이 개방 가능하게 구성한, 커플러.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 캠부를, 상기 플러그의 돌출 연결부와 상기 소켓의 플러그 연결 구멍과의 어느 한쪽에 일체로 설치하는 동시에, 상기 캠폴로워부를 어느 다른 쪽에 일체로 설치하여 구성한, 커플러.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 연결 유지 수단을, 상기 플러그와 상기 소켓과의 어느 한쪽에 걸어맞춤 요(凹)부를 설치하는 동시에, 어느 다른 쪽에 걸어맞춤 철(凸)부를 설치하고, 이들 플러그의 소켓으로의 연결 결합 시에 상기 걸어맞춤 요부와 상기 걸어맞춤 철부가 타고 넘기가 가능한 동시에 연결 결합 상태에서 서로를 걸어맞춤 가능하게 구성한, 커플러.
7. 제6항에 있어서,

   상기 걸어맞춤 요부와 상기 걸어맞춤 철부에, 주위 방향의 일부를 노치한 노치부를 설치한, 커플러.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플러그와 상기 소켓에, 1세트의 상기 플러그와 상기 소켓만을 결합 연결시키는 식별 수단을 설치한, 커플러.
9. 제8항에 있어서,

   상기 식별 수단을, 상기 캠부와 상기 캠폴로워부에 설치하고, 상기 플러그 및 상기 소켓의 결합 연결 방향과 교차하는 면 위에서의 세로 방향 치수 및 가로 방향 치수를 바꾸어 구성한, 커플러.
10. 제8항 또는 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 식별 수단을, 상기 소켓의 플러그 연결 구멍과 상기 플러그의 돌출 연결부의 직경을 바꾸는 것을 조합시켜 식별 가능하게 구성한, 커플러.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 소켓 및 상기 플러그에, 각각 같은 색의 식별부를 설치하여 식별 가능하게 구성한, 커플러,
12. 밸브체와 상기 밸브체를 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 소켓과, 밸브체와 상기 밸브체를 폐쇄 방향으로 가압하는 가압 수단을 구비하는 동시에, 상기 소켓과 장착 및 분리 가능하게 결합 연결되고 결합 연결 상태에서 양 밸 브체를 개방하여 연통 가능한 플러그로 구성되는 커플러에 있어서,

    상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽에 키홈 또는 키를 설치하고, 어느 다른 쪽에 이것과 끼워맞추어지는 키 또는 키홈이 설치된 링형 부재를 설치하고, 상기 링형 부재를 이들 플러그와 소켓과의 연결 중심축을 중심으로 회전 가능하게 한, 커플러.
13. 제12항에 있어서,

    상기 소켓과 상기 플러그 사이에 서로의 연결 상태를 유지하는 연결 유지 수단을 설치한, 커플러.
14. 제13항에 있어서,

    상기 연결 유지 수단을, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽의 상기 키홈과 어느 다른 쪽의 상기 키 사이에 설치한, 커플러.
15. 제12항 또는 제13항에 있어서,

    상기 연결 유지 수단을, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽의 상기 링형 부재와 어느 다른 쪽 사이에 설치한, 커플러.
16. 제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 연결 유지 수단을, 상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽에 걸어맞춤 부를 설치하고, 어느 다른 쪽에 이 걸어맞춤부에 걸어맞추어지는 탄성 걸어맞춤 부재를 설치하여 구성한, 커플러.
17. 제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 키홈과 상기 키 사이에, 상기 플러그와 상기 소켓을 식별하는 식별 수단을 설치한, 커플러.
18. 제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 링형 부재를 원주 방향 복수로 분할하는 동시에 탄성적으로 연결 유지하는 탄성 연결 수단을 설치한, 커플러.
19. 제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 소켓과 상기 플러그와의 어느 한쪽의 상기 링형 부재와 어느 다른 쪽 사이에, 이 링형 부재가 가압되었을 때 회전이 어려워져 과대한 회전력으로는 회전할 수 있는 회전 저항 수단을 설치한, 커플러.
20. 제12항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 플러그측과 상기 소켓측 사이에, 연결 유지된 이들을 중심축을 중심으로 상대 회전함으로써 연결을 해제할 수 있는 캠 기구를 설치한, 커플러.
21. 제20항에 있어서,

    상기 캠 기구의 캠을 단면 캠으로 구성하여 상기 키홈 형성측 또는 키 형성 측에 설치하는 한편, 이 단면 캠에 추종하는 캠폴로워를 상기 키 형성 측의 링형 부재 또는 키홈 형성 측에 설치한, 커플러.
22. 액체 연료를 사용하여 발전하는 연료 전지 본체의 연료 탱크에 연료를 보급하는 연료 전지용의 연료 카트리지에 있어서,

    액체 연료가 수납되고 연결 노즐부를 가지는 본체 용기와,

    상기 본체 용기의 연결 노즐부에 설치되어 상기 연료 전지 본체의 연료 탱크측과 착탈 가능하며, 액체 연료 식별키 수단이 설치된 접속 도구와,

    상기 본체 용기의 상기 연결 노즐부를 덮는 캡으로 이루어지는 구성 부품을 적어도 구비하고,

    이들 연료 카트리지의 구성 부품인 본체 용기, 접속 도구, 캡 중 적어도 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 내용물 표시 수단을 설치한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
23. 제22항에 있어서,

    상기 본체 용기를 내측 용기로 하고,

    상기 내측 용기를 수납하는 강성을 가지는 외측 용기를 설치하고,

    상기 캡을, 상기 외측 용기 또는 상기 내측 용기의 상기 연결 노즐부를 덮어 설치하고,

    이들 연료 카트리지의 구성 부품인 상기 내측 용기, 상기 접속 도구, 상기 외측 용기, 상기 캡 중 적어도 외표면 부분 또는 사용 시에 외측에 노출되는 부분 중 어느 하나에 액체 연료의 종류별에 따른 상기 내용물 표시 수단을 설치한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
24. 제22항 또는 제23항에 있어서,

    상기 내용물 표시 수단을, 연료의 종류, 농도 등의 종류별에 따른 착색부 및/또는 점자 표시부로 구성한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
25. 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 내용물 표시 수단을, 사용 시에 액체 연료와 접촉하지 않는 상기 구성 부품에 설치한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
26. 제22항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 내용물 표시 수단을, 상기 연료 전지 본체 측에도 설치한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 내측 용기는, 스퀴즈(squeeze)성(가요성)을 가지는 합성 수지제 보 틀(bottle)로 구성되며, 상기 외측 용기는, 상기 내측 용기를 수납하는 동시에 상기 내측 용기 중 적어도 일부를 가압하여 액체 연료를 압출할 수 있도록 구성되어 있는, 연료 전지용의 연료 카트리지.
28. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 내측 용기는, 일단에 접속 도구가 장착된 백형 용기이며,

    상기 접속 도구와 상기 연료 전지 본체의 상기 연료 탱크 사이에 설치한 펌프 기구에 의해서 상기 내측 용기에 수납된 내용액을 흡출하여 상기 연료 탱크에 보급하는, 연료 전지용의 연료 카트리지.
29. 제22항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 접속 도구와는 별체로 성형되어 상기 액체 연료 식별키 수단이 부여된 키부재가 접속 도구의 주위에 배치되어 있는, 연료 전지용의 연료 카트리지.
30. 제29항에 있어서,

    상기 키부재를, 상기 접속 도구의 중심축을 중심으로 회전 가능한 링 부재로 구성한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
31. 제22항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 접속 도구 또는 상기 링 부재에, 연결 상태까지는 기능하지 않고 과잉 의 회전력으로 연결을 개방 가능하게 하는 캠 기구를 설치하여 구성한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
32. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항, 또는 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 외측 용기는, 상기 내측 용기의 상기 접속 도구를 제외하고 수납 가능하게 형성되는 동시에, 상기 내측 용기를 가압하고 수축시켜 액체 연료를 압출하는 푸시버튼을 구비한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
33. 제22항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 캡은, 나사식의 내장 캡과, 상기 내장 캡을 덮어 회전 가능한 동시에 한정된 범위에서 축방향으로 이동 가능하게 장착되고 내리눌러(push down) 회전으로 상기 내장 캡과 일체화하여 회전 가능한 동시에 회전만으로는 자유로이 회전 가능하게 된 외장 캡으로 이루어지는 이중 캡으로 구성한, 연료 전지용의 연료 카트리지.
34. 제29항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 키부재, 상기 링 부재 중 적어도 어느 하나를, 착색제를 합성 수지 원료에 혼입하여 성형하고 미리 착색한, 연료 전지용의 연료 카트리지.

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