KR20090010113A

KR20090010113A - 커플러의 플러그 구조

Info

Publication number: KR20090010113A
Application number: KR1020087030115A
Authority: KR
Inventors: 겐지 요시히로; 요우 야마모리; 겐이치 다카하시
Original assignee: 도요 세이칸 가부시키가이샤; 가부시끼가이샤 도시바
Priority date: 2006-05-25
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2009-01-28
Also published as: CN101490475A; WO2007139175A1; US20090229680A1; JP2007315676A; EP2020571A1; TW200817617A; JP4809128B2

Abstract

본 발명은 커플러의 플러그 구조에 관한 것으로서, 플러그(P10)의 플러그 본체(31)에 소켓(S10)에 끼워맞추어지는 돌출 연결부(32)를 형성하는 동시에, 밸브 시트(33)를 설치하고, 이 밸브 시트(33)에 가압되어 시일 가능한 밸브 헤드(35a)를 구비하는 밸브 본체(35)를 플러그 본체(31) 및 돌출 연결부(32) 내에 설치하고, 돌출 연결부(32) 및/또는 밸브 스템(35b)의 적어도 일부에 브레이킹 개시부(71, 72)를 형성하고, 통상의 사용 범위를 초과한 과잉의 힘 등이 가해지는 경우에, 브레이킹이 일어나는 위치를 미리 설정하여 두고, 파손된 경우라도 밸브 시트(33)와 밸브 헤드(35a)의 시일 상태를 유지할 수 있도록 한다.

플러그, 소켓, 돌출 연결부, 밸브 본체, 브레이킹 개시부, 밸브 시트

Description

커플러의 플러그 구조{PLUG STRUCTURE FOR COUPLER}

본 발명은 소켓과 플러그로 구성되고 장착 및 분리 가능하게 연결되는 커플러의 플러그 구조에 관한 것이며, 액체 등을 용기로부터 본체 측의 용기 등으로 옮기는 경우나 용기마다 교환하는 경우에 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있으므로, 연결 상태에서 과잉의 힘 등이 가해지는 경우에도 시일 상태를 확보할 수 있도록 한 것이며, 특히 메타놀 연료 전지의 카트리지 용기 등에 설치하기에 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 위해 장착 및 분리 가능한 각종의 커플러가 사용되고, 카트리지 용기 등에 플러그를 설치하고 있다.

예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 2003-172487호 공보에는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 커플러를 구성하는 연결 장치가 개시되어 있고, 주유로와 부유로를 구 비한 플러그(P)와, 주유로와 부유로를 구비한 플러그와 끼워맞출 수 있는 동시에, 끼워맞춘 상태로 플러그의 주유로와 부유로를 연통시킬 수 있는 소켓(S)으로 구성되어 있다.

그리고, 이 커플러를 구성하는 연결 장치에서는, 소켓(S)은 유지체(1)에 고정된 밸브압체(2)의 외주에 형성된 주유로(2a)와, 또한 주유로(2a)의 외측에 형성된 부유로(2b)와, 이들 유로(2a, 2b)를 폐쇄하는 밸브(3a, 3b)를 가지고, 각 밸브(3a, 3b)는 스프링(4a, 4b)의 가압력에 의해 밸브 시트를 향해 가압되고, 주유로(2a) 및 부유로(2b)를 폐쇄할 수 있는 구성으로 되어 있다.

한편, 플러그(P)는 밸브 유지체(5)에 슬라이드 이동 가능하게 유지된 밸브 본체(6)의 외주에 형성된 주유로(6a)와, 또한 주유로(6a)의 외측에 형성된 부유로(6b)와, 이들 유로(6a, 6b)를 폐쇄하는 밸브(7a, 7b)를 가지고, 각 밸브(7a, 7b)는 스프링(8a, 8b)의 가압력에 의해 밸브 시트를 향해 가압되고, 주유로(6a) 및 부유로(6b)를 폐쇄할 수 있는 구성으로 되어 있다.

이와 같은 소켓(S)과 플러그(P)의 접속이 행해지면, 먼저, 소켓(S)의 부밸브(3b)와 플러그(P)의 부밸브(7b)가 맞닿고, 양자가 각각 스프링(4b, 8b)의 가압력에 저항하여 서로 이격되는 방향으로 이동하고, 부유로(2b, 6b)가 연통된다.

또한, 소켓(S)과 플러그(P)의 접속이 행해지면, 소켓(S)의 주밸브(3a)가 플러그(P)의 내통체의 단면에 의해 가압되고, 스프링(4a)에 저항하여 후퇴하여 밸브체가 밸브압체(2)의 밸브 시트로부터 멀어지고, 밸브압체(2)와의 주유로(2a)를 개방하는 동시에, 소켓(S) 측의 밸브압체의 선단부 평면과 플러그(P) 측의 밸브 본 체(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 주유로(6a)와 연통시킨다.

이로써, 부유로가 연통되면 기체 공급원으로부터 용기 내에 기체가 공급되고, 그 기체압에 의해 내측 백이 수축되고, 내측 백 내의 액체가 플러그 측의 주유로로부터 소켓 측의 주유로를 통하여 용기 밖으로 송출될 수 있다.

이와 같은 커플러를 구성하는 연결 장치를, 예를 들면, 메타놀 연료 전지의 연료 보급용 커플러나 용기마다의 교체에 의한 보급용의 커플러로서 사용하는 경우에는, 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정폴리머(LCP) 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(P0M) 등의 범용 엔지니어링 플라스틱이, 제품의 성형성이나 안정성의 관점으로부터 많이 사용된다. 그러나, 이들 재료는, 딱딱하고, 인성(靭性)이 뒤떨어지므로, 연결 상태에서 과잉의 힘이 가해진 경우 등은 파손되기 쉽고, 특히 파손 개소를 상정(想定)할 수 없다는 문제점이 있다.

그래서, 간단한 조작으로 확실하게 안정적으로 연결 조작을 행할 수 있고, 연결 상태에서 통상의 범위를 넘은 과잉의 힘이 가해지는 경우에는, 커플러의 플러그가 예를 들면 파손되어도 시일 상태를 확보할 수 있어 안전하게 사용할 수 있는 것의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은, 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 행해진 것이며, 간단한 조작으로 확실하게 안정적으로 연결할 수 있고, 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘이 가해져 파손되게 된 경우에도, 시일 상태를 확보할 수 있는 커플러의 플러그 구조를 제공하도록 하는 것이다. 또한, 어느 정도의 굽힘력에 대해서는, 그 힘을 피할 수 있어, 사용 범위의 확대를 도모한 플러그 구조도 제공하도록 하는 것이다.

상기 종래 기술이 가지는 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 제1 구성의 커플러의 플러그 구조는, 서로 장착 및 분리 가능하게 결합 연결되는 소켓과 플러그로 이루어지는 커플러의 플러그 구조로서, 상기 플러그의 플러그 본체에 상기 소켓에 끼워맞추어지는 돌출 연결부를 형성하는 동시에, 이 플러그 본체 내에 밸브시트부를 설치하고, 이 밸브시트부에 가압되어 시일 가능한 밸브 헤드를 구비하는 밸브를 상기 플러그 본체 및 상기 돌출 연결부 내에 설치하는 한편, 상기 돌출 연결부 중 적어도 일부가 파손 및 이탈된 경우라도 상기 밸브시트부와 상기 밸브 헤드의 시일 상태를 유지할 수 있도록 구성하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 플러그의 플러그 본체에 소켓에 끼워맞추어지는 돌출 연결부를 형성하는 동시에, 밸브시트부를 설치하고, 이 밸브시트부에 가압되어 시일 가능한 밸브 헤드를 구비하는 밸브를 플러그 본체 및 돌출 연결부 내에 설치하고, 상기 돌출 연결부 중 적어도 일부가 파손 및 이탈된 경우라도 상기 밸브시트부와 상기 밸브 헤드의 시일 상태를 유지할 수 있도록 구성하고 있고, 돌출 연결부가 비록 파손되는 경우 등이 있어도 밸브의 기능을 확보하여 시일 상태로 함으로써, 안전하게 사용할 수 있게 된다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 간단한 조작으로 확실하게 안정적으로 연결할 수 있어, 통상의 사용 범위를 넘은 과잉의 힘 등이 가해져 파손되게 된 경우에도, 시일 상태를 확보할 수 있어, 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 구성의 커플러의 플러그 구조는 제1 구성의, 상기 플러그 본체의 상기 소켓에 끼워맞추어지는 상기 돌출 연결부의 베이스부를 플러그 측 브레이킹(breaking) 개시부로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 플러그 본체의 상기 소켓에 끼워맞추어지는 상기 돌출 연결부의 베이스부를 플러그 측 브레이킹 개시부로 하고 있고, 돌출 연결부의 베이스부가 플러그 측 브레이킹 개시부로 되어 브레이킹되는 위치를 규정할 수 있어, 한층 용이하게 시일 상태를 확보하거나, 브레이킹된 후의 오조작 등도 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제3 구성의 커플러의 플러그 구조는 제2 구성에 더하여, 상기 플러그 측 브레이킹 개시부를, 상기 돌출 연결부의 중간부에 형성하는 전 주위 또는 그 일부의 요부(凹部)로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 플러그 측 브레이킹 개시부를, 상기 돌출 연결부의 중간부에 형성하는 전 주위 또는 그 일부의 요부로 구성하고 있고, 돌출 연결부의 베이스부로부터 브레이킹이 개시되지 않은 경우라도 중간부의 전 주위 또는 일부의 요부로부터 브레이킹이 일어나도록 할 수 있어, 브레이킹되는 위치를 설정함으로써, 한층 용이하게 시일 상태를 확보하거나, 브레이킹된 후의 오조작 등을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제4 구성의 커플러의 플러그 구조는, 제1 ~ 제3 구성 중 어느 하나에 더하여, 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부를 분할 구조로 한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부를 분할 구조로 하고 있고, 플러그 본체와 돌출 연결부를 분할 구조로 함으로써, 플러그 본체와 돌출 연결부가 이탈하는 위치를 미리 분할 위치로 설정할 수 있고, 또한 이들에 무리한 힘이 가해지지 않게 할 수 있어, 남는 부분에서 용이하게 시일 상태를 확보하거나, 오조작을 방지할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제5 구성의 커플러의 플러그 구조는, 제4 구성에 더하여, 상기 분할 구조의 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부를 이탈 가능하게 결합 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 분할 구조의 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부를 이탈 가능하게 결합 연결하고 있고, 결합 연결력을 조정함으로써, 이탈되는 힘을 조정할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제6 구성의 커플러의 플러그 구조는, 제4 또는 제5 구성에 더하여, 상기 돌출 연결부의 베이스부를 경사이동 가능한 대략 구면형(球面形)으로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 돌출 연결부의 베이스부를 경사이동 가능한 대략 구면형으로 구성하고 있고, 돌출 연결부에 힘이 가해져도 베이스부를 경사이동시킴으로써 힘을 어느 정도 피할 수 있어, 사용 가능 범위를 확대하는 것이 가능하게 된다.

또한, 본 발명의 제7 구성의 커플러의 플러그 구조는, 제1 ~ 제6 구성 중 어느 하나에 더하여, 상기 밸브를, 상기 밸브 헤드와 이 밸브 헤드의 외측 중 적어도 밸브 스템(stem)을 구비하는 분할 구조로 하고, 상기 밸브 스템의 분할면을 경사이동 가능하게 하는 대략 구면형으로 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 밸브를, 상기 밸브 헤드와 이 밸브 헤드의 외측 중 적어도 밸브 스템을 구비하는 분할 구조로 하고, 상기 밸브 스템의 분할면을 경사이동 가능하게 하는 대략 구면형으로 구성되어 있고, 적어도 밸브 헤드와 밸브 스템의 분할 구조로 한 밸브에 의해, 밸브에 힘이 가해져도 분할 구조로 힘을 어느 정도 피할 수 있는 동시에, 밸브의 분할면에서 경사이동시킴으로써 힘을 어느 정도 피할 수도 있어, 사용 가능 범위를 확대할 수 있으므로, 돌출 연결부를 경사이동 가능하게 하는 구성을 조합함으로써, 유니버셜 조인트와 같이 되어, 한층 과대한 힘을 흡수할 수 있어, 시일 상태를 확보하여 사용할 수 있는 범위를 확대할 수 있게 된다.

또한, 본 발명의 제8 구성의 커플러의 플러그 구조는, 제1 ~ 제7 구성 중 어느 하나에 더하여, 상기 밸브에 밸브 측 브레이킹 개시부를 형성하고, 이 밸브 측 브레이킹 개시부 또는 상기 밸브 헤드와 밸브 헤드의 외측 중 적어도 밸브 스템과의 분할면에 대하여, 돌출 연결부의 베이스부 또는 중간부의 플러그 측 브레이킹 개시부, 또는 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부의 분할면이 외측에 배치되어 과대한 힘에 의한 파손 및 이탈 시에 상기 밸브 헤드의 오조작을 방지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 밸브 측 브레이킹 개시부, 상기 밸브 헤드와 상기 밸브 스템의 분할면에 대하여, 상기 플러그 측 브레이킹 개시부, 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부의 분할면이 외측에 배치되어 과대한 힘에 의한 파손 및 이탈 시에 상기 밸브 헤드의 오조작을 방지할 수 있도록 구성되어 있어, 과대한 힘으로 브레이킹되거나 이탈하는 경우에도, 반드시 밸브 본체가 내측에 위치하게 되어, 밸브가 개방되는 일 없이 시일 상태를 확보하여 오조작을 방지할 수 있도록 하고 있다.

또한, 본 발명의 제9 구성의 커플러의 플러그 구조는, 제1 ~ 제8 구성 중 어느 하나에 더하여, 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부의 분할면에 파손 및 이탈 후의 인출용 파지부를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

이 커플러의 플러그 구조에 의하면, 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부와의 분할면에 파손 및 이탈 후의 인출용 파지부를 설치하고 있고, 결합 연결 상태에서 돌출 연결부가 소켓 측에 남는 것 같은 경우가 있어도 인출용 파지부로 간단하게 꺼낼 수 있어, 다른 플러그와의 결합 연결이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 커플러의 플러그 구조의 일실시예에 관한 소켓과 함께 나타낸 종단면도, 및 파손 상태의 종단면도이다.

도 2는 본 발명의 커플러의 플러그 구조의 일실시예에 관한 바람직한 밸브와 함께 나타낸 종단면도, 및 이탈 상태의 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 커플러의 플러그 구조의 다른 일실시예에 관한 소켓과 함께 나타낸 종단면도, 및 이탈 상태의 종단면도이다.

도 4는 본 발명의 커플러의 플러그 구조의 일실시예에 관한 소켓과 함께 나타낸 종단면도, 경사이동 사용 상태의 종단면도 및 이탈 상태의 종단면도이다.

도 5는 종래의 연결 장치의 종단면도이다.

이하, 본 발명의 실시예를 도면에 따라 상세하게 설명한다.

먼저, 이 커플러의 플러그 구조가 적용되는 커플러(110)의 기본 구조에 대하여 설명하면, 커플러(10)는, 소켓(S10)과, 이 소켓(S10)과 결합 연결되는 플러그(P10)로 구성되며, 예를 들면, 메타놀 연료 전지의 본체 측에 소켓(S10)이 설치되고, 메타놀 용기로서의 카트리지 측에 플러그(P10)가 설치되고, 서로를 연통시켜 본체 측에 연료를 보충하거나, 카트리지마다 교환하는데 사용된다.

이 커플러(10)의 플러그(P10)가 결합 연결되는 소켓(S10)의 주요부는, 금속 재료, 예를 들면, 스테인레스(SUS) 등, 또는 비금속 재료, 예를 들면, 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌설파이드(PPS), 고밀도 폴리에틸렌(HDPE), 폴리스티렌(PS) 등이 사용되는 외에, 내(耐)메타놀성을 가지는 폴리에테르에테르케톤(PEEK), 액정 폴리머(LCP) 등의 슈퍼 엔지니어링 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴 리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 등의 범용 엔지니어링 플라스틱이 바람직하게 사용된다.

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

이 커플러(10)의 플러그(P10)가 결합 연결되는 소켓(S10)은, 연료 전지의 본체에 형성된 요형(凹形)의 장착 구멍에 대략 원통형으로 내측 공간이 밸브실로 되는 소켓 부재(11)가 장착되어 고정되어 있다.

이 소켓 부재(11)의 중간 개구부에 밸브 시트 부재(12)가 연결되고, 상면 측에 형성한 원추면이 밸브 시트(12a)로 되고, 중심부에 아래쪽으로 돌출하여 원통형의 밸브 가이드부(12b)가 일체로 형성되어 있다.

그리고, 이 밸브 시트 부재(12) 위쪽의 소켓 부재(11)의 밸브부 실내에 밸브 본체(13)가 장착되고, 중앙부의 대략 큰 원기둥형의 밸브 헤드(13a)와 하단 중심부로 돌출하는 작은 원기둥형의 밸브 스템(13b) 및 상단 중심부로 돌출하는 가이드부(13c)가 일체로 형성되어 구성되며, 밸브 스템(13b)이 밸브 가이드부(12b)에 장착되어 왕복 이동하도록 되어 있다. 이 밸브 본체(13)의 밸브 헤드(13a)의 하단부에 O링 홈(13d)이 형성되고, O링(14)이 장착되어 있다. 또한, 상하단 중심부의 밸브 스템(13b) 및 가이드부(13c)의 측면에 유로(15)로 되는 홈이 복수개 조 형성되어 있고, 이 유로(15)를 통하여 밸브 본체(13)가 위치하는 밸브실 내와 위쪽의 연료 전지 본체가 연통되는 동시에, 밸브실 내와 아래쪽의 플러그가 연결되는 플러그 연결부가 연통된다.

또한, 밸브 헤드(13a)의 외측에는, 압축 코일 스프링(16)이 장착되어 하단부가 맞닿고, 소켓 부재(11)의 상단부에 장착한 스프링 가압 부재(16a)로 상단부가 눌러져, 스프링 가압 부재(16a)에 형성한 중심 구멍에 밸브 본체(13)의 가이드부(13c)가 장착되어 있다.

이로써, 밸브 본체(13)는 항상 아래쪽으로 가압되고, 밸브 헤드(13a)의 O링 홈(13d)에 장착된 O링(14)을 밸브 시트(12a)에 가압접촉시켜 실링함으로써, 밸브 폐쇄 상태로 하거나, 압축 코일 스프링(16)에 저항하여 이격시킴으로써, 밸브 개방 상태가 가능하도록 되어 있다.

또한, 밸브 시트 부재(12)의 아래쪽에는, 밸브 가이드부(12b)를 관통하여 왕복이동하는 밸브 스템(13b)을 덮도록, 탄성체 홀더로서 고무 홀더(17)가 설치되어 있고, 상단의 플랜지부가 밸브 시트 부재(12)에 접촉되는 동시에, 중심 구멍부가 밸브 가이드부(12b)의 외주에 접촉되어 내측이 유로로 되고, 중심 구멍부로부터 아래쪽으로 돌출하여 벨로즈부가 형성되고, 벨로즈의 형상 및 소재 특성에 의해 상하 방향으로 신축되어 시일 상태로 내측에 유로(18)를 확보할 수 있도록 되어 있다.

이 고무 홀더(17)의 외측에서 소켓 부재(11)의 아래쪽에 플러그(P10)를 연결하기 위한 플러그 연결 공간을 형성하는 원통형의 하우징(19)이 배치되어 소켓 부재(11), 고무 홀더(17) 및 하우징(19)을 일체로 연결하고 있다.

이와 같이 구성한 소켓(S10)에서는, 밸브 본체(13)의 밸브 스템(13b)을 플러그(P10)와의 연결에 따라 조작함으로써, 자동적으로 밸브체가 개폐되게 된다.

다음에, 이와 같은 소켓(S10)에 결합 연결되는 커플러(10)의 플러그(P10)는, 예를 들면, 소켓(S10)과 마찬가지로, 주요부는, 금속 재료, 예를 들면, 스테인레스(SUS) 등, 또는 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 엔지니어링 플라스틱이나, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리아세탈(POM) 등의 범용 엔지니어링 플라스틱이 바람직하게 사용된다.

이 플러그(P10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 연료 전지의 연료인 메타놀을 넣을 수 있는 내측 용기의 노즐(N)의 선단부 외주에 장착되고, 내측 용기를 보호하는 외측 용기에 나사삽입되는 홀딩캡(C)으로 눌러지는 대략 3단 원통형의 플러그 본체(31)를 구비하고 있고, 상단부(31a)가 최소 직경으로, 중간부(31b)에 계속되는 하단부(31c)가 최대 직경으로 되어 있다.

이 플러그 본체(31)에는, 선단부에 돌출하여 소켓(S10)의 플러그 연결 공간을 형성하는 하우징(19) 내에 장착되는 최소 직경의 대략 원통형의 돌출 연결부(32)가 형성되어 있고, 이 돌출 연결부(32)의 선단에 소켓(S10)의 고무 홀더(17)의 하단부가 삽입 연결되는 시일 요부(32a)가 형성되는 동시에, 중심 구멍은, 소켓(S10)의 밸브 스템(13b)를 삽입할 수 있는 크기로 하고 있다.

이 플러그 본체(31)의 중간 직경의 중간부(31b)에는, 그 내측에 대략 원추면이 형성되어 밸브 시트(33)로 하고 있다.

그리고, 플러그 본체(31)의 하단부(31c)의 최대 직경의 원통부에는, 내주에 내측 용기의 노즐(N)가 O링(34)을 통하여 삽입되도록 되어 있고, 내측 용기가 수납 되는 외측 용기의 노즐에 나사삽입되는 홀딩캡(C)으로 플러그 본체(31)의 중간부(31b)와 하단부(31c)의 단차부를 가압하도록 하여 플러그 본체(31)가 용기에 장착된다.

이 플러그 본체(31)의 내측에는, 밸브 본체(35)가 장착되고, 중간부의 대략 대경(大徑) 원판부가 밸브 헤드(35a)로 되고, 이 밸브 헤드(35a)에 상단 중심부로 돌출하는 가는 직경의 밸브 스템(35b)과, 하단 중심부로 돌출하는 큰 직경의 가이드부(35c)가 일체로 형성되어 있고, 상단 중심부로 돌출하는 밸브 스템(35b)이 돌출 연결부(32) 내에 위치하여, 왕복 이동하도록 되어 있다.

그리고, 이 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)의 상단부에, 밸브 시트(33)와 대향하여 O링 홈(35d)이 형성되고, O링(36)이 장착되어 있다.

또한, 밸브 헤드(35a)의 상하 중심부로 돌출하는 밸브 스템(35b) 및 가이드부(35c)에는, 측면에 유로로 되는 홈이 복수개 조 형성되어 있고, 아래쪽의 가이드부(35c)를 통하여 내측 용기 내와 연통되고, 위쪽의 밸브 스템(35b)을 통하여 결합 연결되는 소켓(S10)과 연통된다.

이 밸브 본체(35)의 왕복이동을 가이드하기 위해 가이드부(35c)의 외측을 에워싸도록 대략 원통형의 밸브 홀더(38)가 설치되고, 중간의 플랜지부가 플러그 본체(31)의 중간부(31b)의 밸브 시트(33) 아래쪽의 단면에 접촉되는 동시에, 플랜지부의 하면에 내측 용기의 O링(34)이 접촉되어 내주의 나사부에 나사삽입되어 장착되어 있다.

또한, 밸브 본체(35)의 가이드부(35c)의 외주에 압축 코일 스프링(39)이 장 착되고, 상단이 밸브 헤드(35a)에 접촉되고, 하단이 밸브 홀더(38)의 중간 돌출부로 가압되고 있다.

이로써, 밸브 본체(35)는 상시 위쪽으로 가압되고, 밸브 헤드(35a)의 O링 홈(35d)에 장착된 O링(36)을 밸브 시트(33)에 가압접촉시켜 실링함으로써, 밸브 폐쇄 상태로 하거나, 압축 코일 스프링(39)에 저항하여 이격시킴으로써, 밸브 개방 상태로 할 수 있도록 되어 있다.

또한, 밸브 홀더(38)의 하단부 측벽에는, 유로 구멍(38a)이 형성되고, 내측 용기 내와 연통되도록 되어 있다.

이와 같이 구성한 플러그(P10)에서는, 밸브 본체(35)의 밸브 스템(35b)을 소켓(S10)과의 연결에 따라 조작함으로써, 자동적으로 밸브체가 개폐되게 된다.

또한, 이 커플러(10)에서는, 소켓(S10)과 플러그(P10)를 식별하여, 예를 들면, 특정한 연료 농도의 것만을 결합 연결할 수 있도록 하기 위해, 식별 수단으로서 키와 키홈을 형성하도록 하고 있고, 소켓(S10)과 플러그(P10)의 어느 한쪽에 키를, 다른 쪽에 키홈을 형성하고, 서로를 끼워맞춤으로써, 결합할 수 없는 것을 식별하는 것이 가능해진다.

그래서, 이 커플러(10)에서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 플러그(P10)의 플러그 본체(31)의 돌출 연결부(32)의 외측면에 식별 수단(50)으로서 키(51)가 형성되어 있고, 예를 들면, 대각(對角) 위치의 2개소(도 1에서는, 한쪽만을 도시)에 형성하고 있다.

한편, 이 키(51)가 끼워맞추어지는 키홈(52)은, 소켓(S10)의 하우징(19)의 하단의 내주측에, 키(51)의 배치에 대응한 홈으로서 형성하고 있다.

따라서, 이와 같은 플러그(P10)의 키(51)와 소켓(S10)에 형성한 키(52)를 끼워맞춤으로써, 소켓(S10)과 플러그(P10)를 식별할 수 있다.

이와 같은 키(51)와 키홈(52)의 배치를 대각 위치(180도의 위치)로 하는 경우에 한정되지 않고, 다른 상이한 각도로 하거나, 키홈과 키의 폭과 깊이의 대소 등의 형상을 바꾸는 것을 조합하도록 하고, 큰 것끼리에 작은 것끼리가 끼워맞추어지는 상태로 되지 않도록 이들을 조합시키는 것 등에 의해, 많은 종류를 식별하는 것이 가능해진다.

또한, 이 커플러(110)에서는, 소켓(S10)과 플러그(P10)의 연결 상태를 유지하기 위해 도시하지 않은 연결 유지 수단이 설치되고, 예를 들면, 연결 유지 수단의 한쪽을 걸어맞춤부로 하고, 상대 측을 탄성 재료 등의 걸어맞춤 부재로서 구성하고, 걸어맞춤부를 직선 방향으로 타고넘도록 삽입 및 분리하고, 탄성 재료의 걸어맞춤 부재를 굽힘으로써, 걸어맞추어져 연결 유지하거나, 인출하여 해제할 수 있도록 한다. 그리고, 연결 유지 수단은, 걸어맞춤 부재를 별체로 하는 경우에 한정되지 않고, 소켓(S10)과 플러그(P10)를 구성하는 재료 자체의 탄성을 이용하는 구조로 한 것이라도 된다.

이와 같은 커플러(10)에서는, 소켓(S10)에 플러그(P10)를 결합 연결한 상태로, 통상의 사용 범위를 초과하는 과잉의 힘 등이 가해지는 경우에, 플러그(P10)의 돌출 연결부(32)가 브레이킹되면, 내측에 밸브 본체(35)의 밸브 스템(35b)이 배치되어 있으므로, 밸브 스템(35b)이 돌출한 채 남아, 이 밸브 스템(35b)에 의해 밸브 를 개방 상태로 할 수 있어, 용기 내의 메타놀이 누출된다는 문제가 생긴다.

그래서, 이 커플러의 플러그 구조(70)에서는, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)를 일체화하는 한편, 돌출 연결부(32)의 베이스부에 브레이킹 위치를 설정하기 위한 플러그 측 브레이킹 개시부(71)로서 전 주위에 걸친 요부가 형성되어 있고, 다른 부분보다 얇게 함으로써, 이 부분으로부터 가장 먼저 브레이킹이 일어나도록 되어 있다.

그리고, 이 플러그 측 브레이킹 개시부(71)로서 형성하는 요부는 전 주위에 한정되지 않고, 주위의 일부에 형성하도록 해도 되고, 다른 부분보다 강도를 약하게 할 수 있으면 된다. 또한, 플러그 본체(31)에 대하여 돌출 연결부(32)가 중앙부로부터 돌출하는 형상에 따라 요부를 형성하지 않는 경우에는, 돌출 연결부(32)의 루트부(root portion)가 가장 약하고, 이 루트부를 플러그 측 브레이킹 개시부(71)로 할 수 있다.

또한, 이 플러그 구조(70)에서는, 플러그 본체(31) 및 돌출 연결부(32)의 내측에 위치하는 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와 위쪽으로 돌출하는 밸브 스템(35b) 사이에도 밸브 측 브레이킹 개시부(72)로서 전 주위에 걸친 요부가 형성되어 있고, 다른 부분보다 얇게 함으로써, 이 부분으로부터 가장 먼저 브레이킹이 일어나도록 되어 있다.

그리고, 이 밸브 측 브레이킹 개시부(72)로서 형성하는 요부는 전 주위에 한정되지 않고, 주위의 일부에 형성하도록 해도 되고, 다른 부분보다 강도를 약하게 할 수 있으면 된다.

그리고, 이들 플러그 측 브레이킹 개시부(71)와 밸브 측 브레이킹 개시부(72)의 배치를, 플러그 측 브레이킹 개시부(71)에 대하여 밸브 측 브레이킹 개시부(72)가 아래쪽(내측)으로 되고, 파손 상태로 남은 밸브 스템(35b)이 파손 상태로 남은 돌출 연결부(32)의 내측에 낮게 위치하도록 되어 있다.

이로써, 밸브 본체(35)의 밸브 스템(35b)에 직접 손가락으로 압입하는 등의 조작을 하지 못하므로, 밸브의 시일 상태를 유지할 수 있게 된다.

또한, 이 플러그 구조(70)에서는, 돌출 연결부(32)의 플러그 측 브레이킹 개시부(71)로부터 외측(위쪽)으로 브레이킹된 돌출 연결부(32)를 소켓(S10)으로부터 꺼내기 위한 인출용 파지부(73)를 외주측으로 돌출하도록 형성하고 있다.

이로써, 도 1 (b)에 나타낸 바와 같이, 소켓(S10) 측에 결합 연결 상태에서 브레이킹되어 남은 상태라도, 인출용 파지부(73)를 이용하여 간단하게 벗겨낼 수 있다.

그리고, 이 인출용 파지부(73)로서 형성하는 철부(凸部)는 전 주위나 주위의 복수 개소 등에 형성하면 되고, 브레이킹된 부분을 꺼낼 수 있으면 되고, 철부 대신에 요부로 해도 된다.

이 커플러의 플러그 구조(70)에 의하면, 돌출 연결부(32)가, 과대한 굽힘력 등이 작용하여, 예를 들면 파손되는 경우 등이 있어도 밸브의 기능을 확보하여 시일 상태로 할 수 있어, 용기 등의 내용물의 누출을 방지하여 안전하게 사용할 수 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸 는 경우에 소정의 것을 확실하게 선택하여 연결할 수 있는 동시에, 과잉의 힘 등에 대하여 커플러의 플러그가, 예를 들면 파손되어도 시일 상태를 확보할 수 있어 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 이 커플러의 플러그 구조(70)에 의하면, 밸브 본체(35)의 밸브 시트(33)로 시일되는 밸브 헤드(35a)보다 외측에 밸브 측 브레이킹 개시부(72)를 형성하는 동시에, 이 밸브 측 브레이킹 개시부(72)를 전 주위 또는 그 일부에 형성한 요부로 구성하였으므로, 밸브 측 브레이킹 개시부(72)에 의해, 브레이킹되는 위치를 미리 설정할 수 있어, 한층 용이하게 시일 상태를 확보할 수 있고, 브레이킹된 후의 오조작 등도 방지할 수 있다.

그리고, 플러그 측 및 밸브 측 브레이킹 개시부(71, 72)로부터의 브레이킹을 보다 용이하게 하기 위하여, 이미 설명한 소재 중에서도 파손되기 용이한 재료로 하는 것이 유효하고, 유리 섬유 등을 함유시킴으로써, 한층 파손되기 용이하게 할 수 있고, 예를 들면 20~60 중량% 정도, 바람직하게는 30 중량% 이상 함유시킨다.

이와 같은 재료에 의해, 인장 변형이 3% 이하, 바람직하게는 2% 이하로 함으로써, 파손이 용이하게 할 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 플러그 구조에 바람직하게 사용되는 밸브 형상에 대하여, 도 2를 참조하여 설명한다.

이 커플러의 플러그 구조(70A)에서는, 분할 구조의 밸브로 변경한 것이며, 이미 설명한 플러그 구조(70)에서의 동일 부분의 설명은 생략한다.

이 플러그 구조(70A)에서는, 플러그 본체(31) 및 돌출 연결부(32)의 내측에 위치하는 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와, 이 밸브 헤드(35a)보다 위쪽으로 돌출하는 밸브 스템(35a)이 분할 구조로 되어 있고, 밸브 헤드(35a)의 상단에 연결용 철부(74a)가 형성되고, 밸브 스템(35b)의 하단에 연결용 요부(74b)를 형성하여 서로 연결 가능한 상태로 되어 있다.

그리고, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 구조는, 이미 설명한 바와 같이, 이들을 일체화하는 동시에, 돌출 연결부(32)의 베이스부에 브레이킹 위치를 설정하기 위한 플러그 측 브레이킹 개시부(71)로서 전 주위에 걸친 요부가 형성되어 있고, 다른 부분보다 얇게 함으로써, 이 부분으로부터 가장 먼저 브레이킹이 일어나도록 되어 있다.

그리고, 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b)의 분할 위치(연결 위치)와, 플러그 측 브레이킹 개시부(71)의 배치를, 플러그 측 브레이킹 개시부(71)에 대하여 밸브 측의 분할 위치인 연결용 요철부(凹凸部)(74a, 74b)의 위치가 아래쪽(내측)으로 되고, 이탈한 상태에서 남은 밸브 헤드(35a)가 파손된 상태로 남은 돌출 연결부(32)의 내측에 낮게 위치하도록 되어 있다.

이와 같은 밸브 구조(70A)에서는, 밸브 본체(35)를 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b)의 분할 구조로 함으로써, 압축 코일 스프링(39)에 저항하여 밸브를 열도록 하는 경우에는, 연결용 요철부(74a, 74b)를 통하여 일체 구조와 마찬가지로 조작할 수 있다.

한편, 이 플러그(P10)에, 통상의 사용 범위를 초과하는 큰 힘이 가해지도록 한 경우에는, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 베이스부 사이에 형성한 플러 그 측 브레이킹 개시부(71)로부터 가장 먼저 브레이킹이 일어나, 브레이킹된 돌출 연결부(32)와 함께, 위쪽의 밸브 스템(35b)이 이탈하고, 남은 밸브 헤드(35a)에 의해 시일 상태는 유지된 채로 된다.

이 때, 돌출 연결부(32)에는, 큰 힘이 가해져 브레이킹되지만, 밸브 본체(35)는 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b) 사이의 연결 요철부(74a, 74b)의 간극에 의해 무리한 힘이 가해지는 것이 방지되어, 위쪽의 밸브 스템(35b)이 이탈하는 것만으로 밸브 헤드(35a)에 의한 시일 상태를 용이하게 유지할 수 있다.

따라서, 이 플러그 구조(70A)에 의하면, 밸브 헤드(35a)의 외측 중 적어도 밸브 스템(35b)을 분할 구조로 하였으므로, 과대한 힘에 의해 플러그 본체(31)나 돌출 연결부(32)가 파손되거나, 이탈하는 경우라도 밸브 본체(35a)와 밸브 스템(35b)의 이탈하는 위치를 분할 위치로 미리 설정할 수 있는 동시에, 밸브 측에 큰 힘이 가해지지 않도록 할 수도 있고, 또한 남는 밸브 헤드(35a)로 확실하게 시일 상태를 확보하거나, 오조작을 방지할 수 있다.

그리고, 밸브의 분할 구조는, 밸브 시트(33)로 실링되는 밸브 헤드(35a)를 플러그(P10)에 남길 수 있으면, 또한 복수개로 분할하도록 해도 된다.

또한, 이 플러그 구조(70A)에서도, 돌출 연결부(32)의 플러그 측 브레이킹 개시부(71)로부터 외측(위쪽)으로 브레이킹된 돌출 연결부(32)를 소켓(S10)으로부터 꺼내기 위한 인출용 파지부(73)가 외주측으로 돌출하도록 형성하고 있다.

이로써, 도 2 (b)에 나타낸 바와 같이, 소켓(S10) 측에 결합 연결 상태로 브레이킹되어 남은 상태에서도, 인출용 파지부(73)를 이용하여 간단하게 벗겨낼 수 있다.

이 커플러의 플러그 구조(70A)에 의해서도, 돌출 연결부(32)가, 과대한 굽힘력 등이 작용하여, 예를 들면 파손되는 경우 등이 있어도 밸브의 기능을 확보하여 시일 상태로 할 수 있어, 용기 등의 내용물의 누출을 방지하여 안전하게 사용할 수 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 소정의 것을 확실하게 선택하여 연결할 수 있는 동시에, 과잉의 힘 등에 대하여 커플러의 플러그가, 예를 들면 파손되어도 시일 상태를 확보할 수 있어 안전하게 사용할 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 플러그 구조의 다른 일실시예에 대하여, 도 3을 참조하여 설명한다.

이 커플러의 플러그 구조(70B)에서는, 이미 설명한 플러그 구조(70)에 밸브의 분할 구조와 플러그 측의 분할 구조를 가한 것처럼 한 것이다.

이 플러그 구조(70B)에서는, 플러그 본체(31)와, 이 플러그 본체(31)의 중심부로 돌출하는 돌출 연결부(32)가 분할 구조로 되어 있고, 플러그 본체(31)의 상단면에 결합용 요부(75a)가 형성되고, 내주 상부에 걸어맞춤부(76a)가 형성되는 한편, 돌출 연결부(32)의 하단부에 아래쪽으로 돌출하여 결합 철부(75b)가 형성되고, 그 외주 하부에 걸어맞춤부(76b)가 형성되어 있다.

그리고, 이들 플러그 본체(31)의 결합용 요부(75a) 및 걸어맞춤부(76a)와, 이에 결합 연결하는 돌출 연결부(32)의 결합 철부(75b) 및 걸어맞춤부(76b)는, 통 상의 커플러(10)의 연결 조작 등에 필요한 힘으로는, 이탈되지 않고, 통상의 사용 범위를 넘는 큰 힘이 가해지는 경우에 분리되어, 돌출 연결부(32)가 이탈하도록 한 형상 등이 설정되어 있다.

그리고, 밸브 측의 분할 구조는, 이미 설명한 플러그 구조(70A)와 동일한 구성으로 하고 있다.

또한, 이 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 분할 위치(결합 위치)와, 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b)의 분할 위치(연결 위치)의 배치를, 플러그 측의 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 분할 위치(결합 위치)에 대하여 밸브 측의 분할 위치인 연결용 요철부(74a, 74b)의 위치가 아래쪽(내측)으로 되고, 이탈한 상태로 남은 밸브 헤드(35a)가 이탈하여 남은 플러그 본체(31)의 내측에 낮게 위치하도록 하여, 손가락 등이 닿아도 밸브가 잘못하여 개방되는 오조작을 방지할 수 있도록 되어 있다.

이와 같은 플러그 구조(70B)에서도, 이미 설명한 플러그 구조(70, 70A)와 마찬가지로, 밸브 스템(35b)을 압축 코일 스프링(39)에 저항하여 조작함으로써, 일체 구조의 경우와 마찬가지로 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)를 밸브 시트(33)로부터 이격시켜 밸브를 열도록 할 수 있다.

한편, 이 플러그(P10)에, 통상의 사용 범위를 초과하는 큰 힘이 가해지도록 한 경우에는, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 베이스부 사이의 결합 요철부(75a, 75b) 및 걸어맞춤부(76a, 76b)로부터 돌출 연결부(32)가 이탈하는 동시에 이탈한 돌출 연결부(32)와 함께 위쪽의 밸브 스템(35b)이 이탈하고, 남은 밸브 헤 드(35a)로 시일 상태는 유지된 채로 된다.

이 때, 돌출 연결부(32)는, 큰 힘이 가해져 결합 요철부(75a, 75b) 및 걸어맞춤부(76a, 76b)로부터 이탈하지만, 플러그 본체(31)에는, 브레이킹하는 경우에 비해 무리한 힘이 가해지는 것이 방지된다.

따라서, 돌출 연결부(32)가 플러그 본체(31)로부터 이탈하는 경우의 힘을, 결합 요철부(75a, 75b) 및 걸어맞춤부(76a, 76b)의 형상 등으로 조정할 수 있다.

또한, 밸브 본체(35)도, 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b) 사이의 연결 요철부(74a, 74b)의 간극에 의해 무리한 힘이 가해지는 것이 방지되어, 위쪽의 밸브 스템(35b)가 이탈하는 것만으로 밸브 헤드(35a)에 의한 시일 상태를 용이하게 유지할 수 있다.

따라서, 이 플러그 구조(70B)에 의하면, 밸브 헤드(35a)의 외측 중 적어도 밸브 스템(35b)을 분할 구조로 하는데 더하여, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)를 분할 구조로 하였으므로, 과대한 힘으로 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)를 이탈시킬 수 있어, 이탈하는 힘을 미리 설정하거나, 이탈하는 위치를 분할 위치로 미리 설정할 수 있다.

이 커플러의 플러그 구조(70B)에 의해서도, 돌출 연결부(32)가, 과대한 굽힘력 등이 작용하여, 예를 들면 이탈하는 경우 등이 있어도 밸브의 기능을 확보하여 시일 상태로 할 수 있어, 용기 등의 내용물의 누출을 방지하여 안전하게 사용할 수 있다.

다음에, 본 발명의 커플러의 플러그 구조의 일실시예에 대하여, 도 4를 참조하여 설명한다. 이 플러그 구조(70C)에서는, 이미 설명한 플러그 구조(70B)에서의 밸브 및 플러그 측의 분할 구조에 더하여, 통상의 사용 상태를 초과하는 힘에 대해서도 밸브 및 플러그를 어느 정도 경사이동 가능하게 하고, 이 상태에서 시일을 유지한 채 사용할 수 있도록 한 것이다.

이 플러그 구조(70C)에서는, 플러그 본체(31)와, 이 플러그 본체(31)의 중심부로 돌출하는 돌출 연결부(32)가 분할 구조로 되는 동시에, 플러그 본체(31)의 상단부에 형성한 요부가 대략 구면형의 경사이동 연결용 요부(77a)로 되는 한편, 돌출 연결부(32)의 하단부에 아래쪽으로 돌출하여 대략 구형의 경사이동 연결용 철부(77b)가 형성되어 있다.

이로써, 플러그 본체(31)의 중심축에 대하여, 돌출 연결부(32)를 대략 구면형의 경사이동 연결용 요부(77a)와 경사이동 연결용 철부(77b)의 구면 접촉에 의해 경사지게 하는 것이 가능하다.

또한, 이 플러그 본체(31) 및 돌출 연결부(32)의 내측에 배치되는 밸브 측도, 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와, 이 밸브 헤드(35a)로부터 위쪽으로 돌출하는 밸브 스템(35a)이 분할 구조로 되는 동시에, 밸브 헤드(35a)의 상단면이 요형의 대략 구면의 접촉용 요부(78a)가 형성되며, 밸브 스템(35b)의 하단면이 철형의 대 략 구형의 접촉용 철부(78b)가 형성되어 서로를 대략 구면끼리 접촉 상태로 할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 밸브 스템(35b)이 밸브 개방 조작을 위해 내리누른 상태로, 플러그 본체(31)의 경사이동 연결용 요부(77a)와 간섭하지 않도록, 노치부(79)가 형성되고, 노치부(79)의 하면이 경사이동 연결용 요부(77a)와 동일 곡률의 구면부(79a)로 되어 있다.

그리고, 다른 구성은, 이미 설명한 커플러의 플러그 구조(70, 70A, 70B)와 동일하며, 중복되는 설명은 생략한다.

이와 같은 커플러의 플러그 구조(70C)에 의하면, 이미 설명한 플러그 구조(70, 70A, 70B)와 마찬가지로, 밸브 스템(35b)을 압축 코일 스프링(39)에 저항하여 조작함으로써, 일체 구조의 경우와 마찬가지로, 접촉용 요철부(78a, 78b)를 통하여 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)를 밸브 시트(33)로부터 이격시켜 밸브를 열도록 할 수 있다.

한편, 이 플러그(P10)에, 통상의 사용 범위를 약간 넘는 정도의 힘이 가해지는 경우에는, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 베이스부 사이의 경사이동 연결용 요철부(77a, 77b) 및 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b) 사이의 접촉용 요철부(78a, 78b)의 대략 구면에서 접촉되어 있는 부분으로부터 플러그 본체(31)에 대하여 돌출 연결부(32)가 중심축에 대하여 경사지게 되어, 커플러로서의 기능을 가지는 시일 상태는 유지된 채 사용할 수 있다.

또한, 통상의 사용 범위를 초과하는 파손 등이 생기도록 한 큰 힘이 가해지 는 경우에는, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32)의 베이스부 사이의 경사이동 연결용 요철부(77a, 77b)로부터 돌출 연결부(32)가 이탈하는 동시에 이탈한 돌출 연결부(32)와 함께 위쪽의 밸브 스템(35b)이 접촉용 요철부(78a, 78b)로부터 이탈하고, 경사이동 연결용 요부(77a)의 저부에 위치하는, 남은 밸브 헤드(35a)로 시일 상태는 유지된 채로 되고, 손가락 등으로 밸브 헤드(35a)를 직접 손댈 수가 없는 상태로 된다.

이 때, 돌출 연결부(32)는, 큰 힘이 가해져 이탈하지만, 플러그 본체(31)에는, 브레이킹하는 경우에 비해 무리한 힘이 가해지는 것이 방지된다.

이 커플러의 플러그 구조(70C)에 의해서도, 돌출 연결부(32)가, 과대한 굽힘력 등이 작용해도 어느 정도의 힘에 대해서는 경사진 상태인 채 사용할 수 있고, 보다 큰 힘에 대해서는, 이탈하도록 한 경우가 있어도 밸브의 기능을 확보하여 시일 상태로 할 수 있어 용기 등의 내용물의 누출을 방지하여 안전하게 사용할 수 있다.

이로써, 메타놀 연료 전지에 용기 내의 메타놀을 공급하거나, 용기마다 바꾸는 경우에 소정의 것을 확실하게 선택하여 연결할 수 있는 동시에, 과잉의 힘 등에 대하여 커플러의 플러그가, 예를 들면 경사지거나 이탈해도 시일 상태를 확보할 수 있어 안전하게 사용할 수 있다.

또한, 이 커플러의 플러그 구조(70C)에 의하면, 돌출 연결부(32)의 베이스부를 경사이동 가능한 대략 구면형으로 구성하였으므로, 돌출 연결부(32)에 과대한 힘이 가해져도 베이스부를 경사이동시킴으로써 힘을 어느 정도 피할 수 있어 연결 결합 상태로 사용 가능한 범위를 확대할 수 있다.

또한, 이 커플러의 플러그 구조(70C)에 의하면, 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b)의 분할면을 경사이동 가능하게 하는 대략 구면형으로 구성하였으므로, 밸브에 과대한 힘이 가해져도 분할면에서 경사이동시킴으로써 힘을 어느 정도 피할 수 있어 결합 연결 상태에서의 사용 가능한 범위를 확대할 수 있어, 돌출 연결부(32)를 경사이동 가능하게 하는 구성을 조합함으로써, 유니버셜 조인트와 같이 되어, 한층 과대한 힘을 흡수할 수 있어, 시일 상태를 확보하여 사용할 수 있는 범위를 확대할 수 있다.

그리고, 상기 실시예에서는, 플러그 본체(31)와 돌출 연결부(32) 사이를 경사이동 가능하게 구성하는 동시에, 밸브 본체(35)의 밸브 헤드(35a)와 밸브 스템(35b) 사이를 경사이동 가능하게 구성하였으나, 어느 한쪽만을 경사이동 가능하게 하여 다른 쪽의 탄성변형의 범위에서 경사이동시켜 시일 상태로 사용할 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 상기 각 실시예에서는, 중복되는 설명을 생략하였으나, 식별 수단으로서의 키와 키홈이 형성되는 소켓과 플러그를 교체하도록 하거나, 연결 유지 수단의 걸어맞춤부와 걸어맞추어지는 상대측(걸어맞춤 받이부)을 교체하도록 해도 된다.

또한, 이들 커플러의 용도로서 메타놀 연료 전지의 메타놀의 용기와 본체의 연결의 경우를 예로 설명하였으나, 이에 한정되지 않고 다른 용도라도 되고, 특히 다종류를 식별할 필요가 있는 경우에 바람직하다.

본 발명은 소켓과 플러그로 구성되고 장착 및 분리 가능하게 연결되는 커플러의 플러그 구조로서, 액체 등을 용기로부터 본체 측의 용기 등으로 옮기는 경우나 용기마다 교환하는 경우에 간단한 조작으로 확실하게 연결할 수 있으므로, 연결 상태에서 과잉의 힘 등이 가해지는 경우에도 시일 상태를 확보할 수 있도록 한 것이며, 특히 메타놀 연료 전지의 카트리지 용기 등에 설치하여 바람직한 것이다.

Claims

서로 장착 및 분리 가능하게 결합 연결되는 소켓과 플러그로 이루어지는 커플러의 플러그 구조로서,

상기 플러그의 플러그 본체에 상기 소켓에 끼워맞추어지는 돌출 연결부를 형성하는 동시에, 상기 플러그 본체 내에 밸브시트부를 설치하고,

상기 밸브시트부에 가압되어 시일 가능한 밸브 헤드를 구비하는 밸브를 상기 플러그 본체 및 상기 돌출 연결부 내에 설치하는 한편,

상기 돌출 연결부 중 적어도 일부가 파손 및 이탈된 경우라도 상기 밸브시트부와 상기 밸브 헤드의 시일 상태를 유지할 수 있도록 구성하여 이루어지는, 커플러의 플러그 구조.
제1항에 있어서,

상기 플러그 본체의 상기 소켓에 끼워맞추어지는 상기 돌출 연결부의 베이스부를 플러그 측 브레이킹(breaking) 개시부로 한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제2항에 있어서,

상기 플러그 측 브레이킹 개시부를 상기 돌출 연결부의 중간부에 형성하는 전 주위 또는 그 일부의 요부(凹部)로 구성한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부를 분할 구조로 한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제4항에 있어서,

상기 분할 구조의 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부를 이탈 가능하게 결합 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제4항 또는 제5항에 있어서,

상기 돌출 연결부의 베이스부를 경사이동 가능한 실질적인 구면형으로 구성한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸브를, 상기 밸브 헤드와 상기 밸브 헤드의 외측 중 적어도 밸브 스템을 구비하는 분할 구조로 하고, 상기 밸브 스템과의 분할면을 경사이동 가능하게 하는 실질적인 구면형으로 구성한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 밸브에 밸브 측 브레이킹 개시부를 형성하고, 상기 밸브 측 브레이킹 개시부 또는 상기 밸브 헤드와 밸브 헤드의 외측 중 적어도 밸브 스템과의 분할면에 대하여, 돌출 연결부의 베이스부 또는 중간부의 플러그 측 브레이킹 개시부 또는 상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부의 분할면이 외측에 배치되어, 파손 및 이탈 시에 상기 밸브 헤드의 오조작을 방지할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플러그 본체와 상기 돌출 연결부의 분할면에 파손 및 이탈 후의 인출용 파지부를 설치한 것을 특징으로 하는 커플러의 플러그 구조.