WO2011108145A1 - カップラー - Google Patents

カップラー Download PDF

Info

Publication number
WO2011108145A1
WO2011108145A1 PCT/JP2010/069904 JP2010069904W WO2011108145A1 WO 2011108145 A1 WO2011108145 A1 WO 2011108145A1 JP 2010069904 W JP2010069904 W JP 2010069904W WO 2011108145 A1 WO2011108145 A1 WO 2011108145A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
retainer
socket
plug
coupler
retainers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/069904
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
官野　稔
吉弘　憲司
高橋　賢一
長谷部　裕之
不二男 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toyo Seikan Kaisha Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toyo Seikan Kaisha Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to CN201080066583.8A priority Critical patent/CN102918315B/zh
Priority to US13/581,842 priority patent/US8851115B2/en
Publication of WO2011108145A1 publication Critical patent/WO2011108145A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/28—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means
    • F16L37/38—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means with fluid cut-off means in only one of two pipe-end fittings
    • F16L37/40—Couplings of the quick-acting type with fluid cut-off means with fluid cut-off means in only one of two pipe-end fittings with a lift valve being opened automatically when the coupling is applied
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L37/00—Couplings of the quick-acting type
    • F16L37/08—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members
    • F16L37/084—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking
    • F16L37/098—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of flexible hooks
    • F16L37/0985—Couplings of the quick-acting type in which the connection between abutting or axially overlapping ends is maintained by locking members combined with automatic locking by means of flexible hooks the flexible hook extending radially inwardly from an outer part and engaging a bead, recess or the like on an inner part
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04186—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of liquid-charged or electrolyte-charged reactants
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
    • H01M8/04201—Reactant storage and supply, e.g. means for feeding, pipes
    • H01M8/04208—Cartridges, cryogenic media or cryogenic reservoirs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1009—Fuel cells with solid electrolytes with one of the reactants being liquid, solid or liquid-charged
    • H01M8/1011—Direct alcohol fuel cells [DAFC], e.g. direct methanol fuel cells [DMFC]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87917—Flow path with serial valves and/or closures
    • Y10T137/87925—Separable flow path section, valve or closure in each
    • Y10T137/87941—Each valve and/or closure operated by coupling motion
    • Y10T137/87949—Linear motion of flow path sections operates both
    • Y10T137/87957—Valves actuate each other
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00—Fluid handling
    • Y10T137/9029—With coupling

Definitions

  • the present invention relates to a coupler constituted by a socket and a plug, which is detachably connected, so that a liquid can be easily transferred from a container to a container on the main body side, or the connected state can be reliably maintained when the container is replaced. Therefore, the present invention can be applied to a coupler in which the inner diameter of the connection hole on the socket side is further reduced, and is particularly suitable to be provided between the cartridge container of the methanol fuel cell and the fuel cell main body.
  • a variety of detachable couplers are used in order to simplify the connection between the containers and the replacement of the containers, a socket having a valve body and a biasing means for biasing the valve body in a closing direction, and a valve body And a biasing means for biasing it in the closing direction, and a plug having a nozzle part that is detachably fitted and connected to the socket. Both valve bodies are opened so that they can communicate with each other, and both valve bodies are closed by being separated.
  • Patent Document 1 As shown in FIG. 11, the plug P constituting the coupler is provided with the nozzle 1. While a pair of lock arms 2 projecting on both sides are provided, the socket S is provided with an engagement hole 3 with which the lock arm 2 is engaged, and a step between the protrusion 4 of the lock arm 2 and the engagement hole 3 is provided.
  • the connected state can be maintained by engaging the part 5 with elastic deformation.
  • a circumferential groove 7 is formed at the tip of the nozzle 6 of the plug P of the fuel cell coupler, and the socket S is a hole into which the nozzle 6 is inserted.
  • the four hooks 9 are arranged so as to protrude from the outer side to the inner peripheral side and urged so as to protrude forward by an elastic body so as to get over the hook 9, and then the hook 9 is inserted into the circumferential groove 7.
  • the connected state can be maintained by being engaged.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is intended to provide a coupler that is easy to connect and can protect the tip of the nozzle from unforeseen circumstances such as dropping while being ultra-compact. Is.
  • a coupler according to claim 1 of the present invention includes a socket including a valve body and an urging means for urging the valve body in a closing direction, a valve body and the urging means in the closing direction.
  • a coupler that includes a nozzle portion that is detachably fitted and connected to the socket, and includes a plug that can be communicated by opening both valve bodies in a fitted and connected state.
  • a connecting and holding means constituted by a retainer for holding the connected state and a retainer locking portion, and a pair of the retainers are provided opposite to each other with the nozzle portion of the plug interposed therebetween.
  • a locking claw portion that is locked to the retainer locking portion is formed on the inside of the front end portion of the opposing portion, and the locking claw portions of the pair of retainers are equal to the outer diameter of the nozzle portion or While being provided at a narrow interval, the pair of retainers is formed higher than the tip of the nozzle portion.
  • the retainer claw portion of the retainer is formed with an interference preventing portion for preventing interference with the nozzle portion. It is what.
  • the retainer in addition to the configuration according to the first or second aspect, is formed with a thin wall portion serving as a fulcrum of elastic deformation at the intermediate portion, and the locking claw portion is thick. It is characterized in that it is formed.
  • the retainer is configured to be rotatable about the nozzle portion as a central axis.
  • the coupler according to claim 5 of the present invention is characterized in that, in addition to the configuration according to claim 4, the retainer is provided with a ride-over portion that can regulate a rotational position between the retainer and the nozzle portion. is there.
  • the plug in addition to the structure according to any one of the first to fifth aspects, includes a cam mechanism for releasing the connection when a twisting force is applied to the plug while the retainer is connected. It is characterized by having.
  • the cam mechanism comprises a cam provided on the plug and a cam follower of a release ring provided on the retainer so as to be able to reciprocate. It is characterized by.
  • the width of the retainer is 2.8 to 4.0 mm and the distance between the outer sides of the pair of retainers is The distance is 6.0 to 10.0 mm.
  • the socket of the coupler has the socket mounted at a substantially central portion of an insertion port for receiving the pair of retainers.
  • the socket including the valve body and the biasing means for biasing the valve body in the closing direction, and the biasing means for biasing the valve body in the closing direction are provided.
  • a coupler comprising a nozzle portion that is detachably fitted and connected to the socket, and a plug that can be communicated by opening both valve bodies in a fitted and connected state, Between the socket and the plug, there is provided a connecting and holding means constituted by a retainer for holding the connected state and a retainer locking portion, and a pair of the retainers are provided opposite to each other with the nozzle portion of the plug interposed therebetween.
  • a locking claw portion that is locked to the retainer locking portion is formed on the inside of the front end portion of the opposing portion, and the locking claw portions of the pair of retainers are equal to the outer diameter of the nozzle portion or
  • these one pair of retainers are formed higher than the tip of the nozzle part while being provided at a narrow interval, so by forming a locking claw part inside the pair of retainers that sandwich the nozzle part, In the initial state, the gap with the nozzle part can be reduced and the periphery of the nozzle part can be protected.
  • the height of the retainer can be made higher than the tip of the nozzle portion, so that the nozzle portion can be protected by the retainer even in an unexpected situation such as dropping, so that the nozzle portion can be prevented from being directly damaged.
  • the interference claw portion of the retainer is formed with the interference prevention portion for preventing the interference with the nozzle portion
  • the interference prevention portion is formed in the engagement claw portion. And can be installed at an interval narrower than the outer diameter of the nozzle portion, and further miniaturization can be achieved.
  • the retainer is formed with a thin wall portion serving as a fulcrum of elastic deformation in the intermediate portion, and the locking claw portion is formed with a thick wall.
  • the wall By making the wall thick, it is possible to ensure the strength necessary for maintaining the connected state and to increase the drop strength.
  • the retainer is configured to be rotatable about the nozzle portion as a central axis, so that damage to the retainer and the socket can be prevented even if a twisting force is applied in a connected state. it can.
  • the retainer includes the overriding portion that can restrict the rotational position between the nozzle portion and the rotational position of the retainer even if it is a rotatable retainer. By doing so, the position of the retainer can be confirmed and the coupling operation can be easily performed.
  • the plug since the plug is provided with a cam mechanism that releases the connection when a twisting force is applied in the connected holding state of the retainer, the plug is twisted in the connected holding state by the cam mechanism. Even when force is applied, the connected state can be released, and damage to the coupler can be prevented.
  • the cam mechanism is composed of the cam provided on the plug and the cam follower of the release ring provided on the retainer so as to be able to reciprocate.
  • the width of the retainer is 2.8 to 4.0 mm, and the distance between the outer sides of the pair of retainers is 6.0 to 10.0 mm. Therefore, it is possible to reduce the size of the coupler, and it is possible to provide a coupler that can be mounted on a device having a thin device body such as a mobile phone or a portable audio device. Since the tip is rectangular, it is easy to grasp the orientation at the time of connection.
  • the socket of the coupler is mounted at a substantially central portion of an insertion port for receiving the pair of retainers, and the retainer locking portion is provided outside the socket. Accordingly, since the concave portion integrated with the insertion port is configured, the socket side can be made compact by making the insertion port on the socket side and the retainer locking portion an integral concave portion.
  • the coupler 10 includes a socket S10 and a plug P10 fitted and connected to the socket S10.
  • the socket S10 is provided on the main body side of the methanol fuel cell
  • the plug P10 is provided on the cartridge side as a methanol container.
  • the main part is made up of metallic materials and non-metallic materials such as polypropylene, polyphenylene sulfide, polyacetal and other synthetic resins. Made.
  • a substantially cylindrical socket that constitutes the coupler main body via a socket holding frame member 11 provided with a space recess serving as an insertion port in a member F that is integrally or separately attached to the main body of the fuel cell.
  • a main body 12 is mounted, and a plug connection hole 13 that forms an insertion port of a plug into which a plug P10 that is paired with the socket S10 is inserted and connected is formed at the tip (lower side in the figure).
  • a valve holder 14 having a substantially bottomed cylindrical hole is shown on the base end side (upper side in the drawing) of the socket body 12, and a portion of the socket body 12 is omitted in the figure.
  • a communication hole for communication is formed.
  • a socket-side operation member 15 composed of a connection channel and a pipe for opening and closing the valve is disposed at the center of the socket body 12, and the cylindrical portion and the cross-section J between the socket-side operation member 15 and the socket body 12 are arranged.
  • a seal member 16 integrally formed with a letter-shaped diaphragm portion is mounted, and a valve body 18 urged by a compression coil spring 17 in the valve holder 14 with the top of the diaphragm portion of the seal member 16 as a valve seal portion is provided. It is slidably stored.
  • valve body 18 is pushed against the compression coil spring 17 through the socket-side operation member 15 due to the connection with the plug P10, and a gap is formed between the valve body 18 and the seal member 16, thereby forming the valve body 18.
  • the plug body 31 includes a substantially four-stage cylindrical plug body 31 that constitutes a coupler body to be screwed into the container.
  • the plug body 31 protrudes from the distal end portion and is mounted in the plug connection hole 13 of the socket S10.
  • a projecting connecting portion 32 that forms a small-diameter, generally cylindrical nozzle portion is formed, a seal recess 32a is formed at the tip of the projecting connecting portion 32, and a plug-side operation member 33 composed of a pipe at the center. Is attached.
  • the coupling state of the coupler 10 is brought into contact with the outer peripheral surface of the front end portion of the seal member 16 of the socket side operation member 15 of the socket S10 and the inner peripheral surface of the seal concave portion 32a.
  • a valve holder 34 (not shown) is connected to the proximal end portion (downward in the drawing) of the plug-side operation member 33 of the plug body 31, and a communication groove communicating with the inside of the container is formed at the bottom portion.
  • a valve body 36 urged by a compression coil spring 35 is slidably accommodated in the valve holder 34.
  • a valve seal member 37 formed of an O-ring is attached to the upper outer periphery of the valve main body 36 so that the gap between the plug main body 31 and the stepped portion can be opened and closed.
  • valve body 36 is pushed against the compression coil spring 35 via the plug-side operation member 33 due to the connection with the socket S 10, and between the valve body 36 and the step portion of the valve seal member 37 or the plug body 31.
  • the valve body 36 is automatically opened when a gap is formed in the valve, the valve is interposed between the center portion of the pipe of the plug-side operation member 33 and between the valve body 36 and the valve seal member 37 or the step portion of the plug body 31.
  • the inside of the container communicates with the communication groove at the bottom of the holder 34.
  • a connection holding means 50 is provided to hold the connection state between the socket S10 and the plug P10.
  • a retainer locking portion 52 provided on one side of the connection holding means 50 in the engagement recess 51, etc.
  • the other side engaged with the retainer locking portion 52 of the engaging recess 51 is provided on the plug P10 as the retainer 53 and its locking claw portion 54, and so on. It is designed to be engaged and held by one action of pushing and to be released by one action of pulling out and to supply fuel or the like in a stable connected state.
  • the space concave portion of the socket holding frame member 11 attached to the member F on the main body side of the fuel cell is used as the engagement concave portion 51, and the socket main body 12 is arranged in the engagement concave portion 51.
  • a pair of retainer locking portions 52 on one side of the connection holding means 50 are provided on the outer side of the distal end portion with the socket body 12 interposed therebetween, and as shown in FIG.
  • the mounting hole is an integral recess as an insertion port.
  • a pair of retainer locking portions 52 are formed in a hook shape on the outer surface of the socket body 12 located at the center of the engaging recess 51 so as to protrude outward from the central axis side.
  • the side of the retainer 53 on the side of the plug P10 which will be described later, forms a recess that receives the retainer 53 by the retainer locking portion 52 and the engagement recess 51, and has a stepped surface that is inclined at the side and has a base end at a right angle. After the latching claw portion 54 gets over smoothly, the engagement is surely made.
  • the socket S10 is attached to the substantially central portion of the insertion port for receiving the pair of retainers 53, and the protruding connecting portion 32 that is the nozzle portion of the plug P10 can be connected.
  • the retainer locking portions 52, 52 By providing the retainer locking portions 52, 52, a recess is formed integrally with the insertion port that receives the pair of retainers 53, 53.
  • the thickness is orthogonal to the thickness of the body F of a device such as a fuel cell.
  • An engagement recess 51 that is long in the horizontal direction is disposed, so that the installation space can be made as small as possible, and the connection holding means 50 can be easily installed even in a thin apparatus.
  • the engaging recess 51 and the socket body 12 are formed as an integral recess, it can be used as a guide when connecting the socket S10 and the plug P10.
  • connection holding means 50 that holds the connection state with the socket S10 at the tip of the plug body 31.
  • a retainer 53 serving as two lock arms corresponding to the engaging recess 51 and the retainer locking portion 52 of the socket S10 protrudes upward and faces the projecting connecting portion 32 as a nozzle portion.
  • a pair of members is provided, and is provided as a member separate from the plug body 31 so as to be rotatable around the central axis of the plug P10.
  • the retainer 53 serving as these two lock arms is formed with a locking claw portion 54 so as to protrude inside the distal end portion, and a substantially disc-shaped ring portion 55 at the base end portion.
  • the hollow portion is fitted into the intermediate small-diameter portion 31a of the plug main body 31, and is rotatable about the central axis so as to cover the intermediate large-diameter portion 31b.
  • Two retainers 53 are provided on the disk of the ring portion 55. Is formed so that it is almost vertical and tilts inward.
  • locking part 52 of the engaging recessed part 51 protrudes and forms in the front-end
  • a plurality of radial recesses are formed at equal intervals around the circumference, and the corresponding protruding portions 56 of the protrusions are formed on the horizontal surface of the plug body 31,
  • the rotational position of the retainer 53 can be regulated by the concave portion and the overpass portion 56.
  • the pair of retainers 53 provided between the projecting connecting portions 32 constituting the nozzle portion is formed higher than the projecting connecting portions 32, and even if the plug P10 is dropped, the projecting connecting portions 32 are used. It is designed to prevent accidental damage to a nozzle part.
  • a thin wall portion 57 is provided in which the intermediate portion of the retainer 53 is formed thin, while the front and rear ends sandwiching the intermediate portion.
  • the portion is formed to be thick, so that the necessary displacement is ensured at the same time as the fulcrum of elastic deformation at the time of connection is an intermediate thin portion 57, and at the same time, the strength necessary for connection holding can be ensured.
  • an interference preventing portion 58 for preventing interference with the projecting coupling portion 32 that is a nozzle portion is formed in the engagement claw portion 54 on the inner side of the distal end portion of the retainer 53 in a circular arc shape.
  • the gap between the claw portions 54 is narrower than the outer diameter of the protruding connecting portion 32 that is the nozzle portion, and is arranged as close to the protruding connecting portion 32 as possible, and the retainer 53 is elastically deformed outward, thereby making it approach in the initial state. This makes it possible to achieve compactness and miniaturization.
  • the protruding base portion of the engaging claw portion 54 is configured in a straight line in response to the hook shape of the retainer locking portion 52 so that the stress at the time of coupling engagement is evenly distributed.
  • the width B of the retainer 53 of the connection holding means 50 is preferably equal to or larger than the outer diameter of the nozzle portion.
  • the outer width of the protruding connection portion 32 that is the nozzle portion of the plug P10 is used.
  • the distance L is set to about 2.8 to 4.0 mm and the distance L between the outsides of the pair of retainers 53 can be reduced to about 6.0 to 10.0 mm. It can be used with a coupler for small devices such as mobile phones and portable audio devices.
  • the protruding connecting portion 32 that is the nozzle portion of the plug P10 is inserted into the plug connection hole 13 that is the insertion port of the plug of the socket S10.
  • a retainer 53 serving as a lock arm provided in the plug main body 31 is pushed in so as to face the engaging recess 51 and the retainer engaging portion 52 as an insertion port of the connection holding means 50 provided in the socket main body 12.
  • the retainer 53 is pushed back outward by the contact between the retainer locking portion 52 of the engagement recess 51 and the engagement claw portion 54 of the retainer 53.
  • the intermediate thin portion 57 is elastically deformed with the fulcrum as a fulcrum, and the plug P10 is further pushed in, so that the retainer locking portion 52 of the engaging recess 51 and the engaging claw portion 54 of the retainer 53 are engaged with each other.
  • the connected state is maintained between the stepped surfaces.
  • the retainer 53 is rotatable with respect to the plug main body 31 through the ring portion 55 around the central axis, so that a force around the central axis is applied between the socket S10 and the plug P10. Also, the retainer 53 can be allowed to rotate, and damage to the coupler 10 can be prevented.
  • connection holding state when the connection holding state is released, when the plug P10 is pulled out from the socket S10, the slight inclined surface of the engaging claw portion 54 of the retainer 53 is retained by the retainer locking portion 52 of the engaging recess 51. 53 can be elastically deformed so as to push back outward, and can be pulled out to get over each other to release and release the connected holding state.
  • this coupler 10 when a twisting force is applied in a state where the connection and holding mechanism 50 is connected and held, the ring portion 55 of the retainer 53 is not only released so as to be rotatable with respect to the plug body 31 but also automatically connected and held.
  • a cam mechanism 80 is provided so that the state can be released.
  • the cam mechanism 80 includes four cams 81 at regular intervals (every 90 degrees) on the outer periphery of the base end portion of the projecting coupling portion 32 that is the nozzle portion of the plug body 31 of the plug P10. It is formed by an end face cam in which both ends in the circumferential direction are inclined surfaces and a center part is formed in a curved surface.
  • the end face cam 81 is engaged from the state in which the engagement claw portion 54 of the retainer 53 of the plug P10 is engaged and connected to the retainer locking portion 52 of the engagement recess 51 of the socket S10 by the connection holding means 50. It is a cam with a height that can secure a lift amount that can be opened.
  • a release ring 82 is slidably covered so as to cover the outside of the retainer 53 of the plug main body 31 of the plug P10 from above, and as shown in FIG. Protruding cam followers 83 are formed at two diagonal positions.
  • the top surface of the release ring 82 faces the outer surface of the fuel cell main body F in the connection protection state.
  • the central axis between the plug P10 and the socket S10 in a state where the retainer engaging portion 52 of the engaging recess 51 of the socket S10 and the engaging claw portion 54 of the retainer 53 of the plug P10 are engaged and held.
  • the ring portion 55 of the retainer 53 is rotatable with respect to the plug main body 31 with a slight rotational force. This can be allowed within the range of play of the cam mechanism 80.
  • the cam 81 of the cam mechanism 80 is rotated by the relative rotation of the socket S10 and the plug P10.
  • the release ring 82 is guided by the retainer 53 via the cam follower 83 of the release ring 82 that is in contact with the cam 81 and lifted in the axial direction, and the top surface of the release ring 82 hits the outer surface of the fuel cell main body F.
  • the retainer locking portion 52 of the engaging recess 51 of the socket S10 and the engaging claw portion 54 of the retainer 53 of the plug P10 are connected and held. The combined state is released.
  • the cam mechanism 80 prevents damage caused by the rotation of the ring portion 55 of the retainer 53 when a twisting force in the rotational direction is applied, and generates an axial force to automatically release the connected holding state. can do.
  • this cam mechanism 80 even when the plug P10 is removed from the socket S10, it can be removed by generating a pulling force easily by twisting it so as to apply a rotational force around the central axis.
  • the shapes of the retainer 53A of the connection holding means 50 of the plug P10A and the release ring 82A of the cam mechanism 80 are changed, and the engaging claw portion 54A of the retainer 53A is the retainer locking portion of the engaging recess 51.
  • the rear surface of the retainer 53A comes into contact with the inner side of the release ring 82A (X portion in the drawing) and resists deformation.
  • the shape inside is set.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Quick-Acting Or Multi-Walled Pipe Joints (AREA)
  • Joints With Pressure Members (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Abstract

カップラーのソケット(Ｓ１０)とプラグ(Ｐ１０)との間に、連結状態を保持するリテーナ(５３)とリテーナ係止部(５２)とで構成される連結保持手段(５０)を設け、ノズル部(３２)を挟む1対のリテーナ(５３)の内側に係止爪部(５４)を形成することで、係止の際には外側に移動させてノズル部(３２)との隙間を小さくすることができ、しかも係止爪部(５４)に干渉防止部(５８)を形成してノズル部(３２)の外径より狭い間隔で設置することを可能として一層の小型化を図っている。また、リテーナ(５３)の高さをノズル部(３２)の先端より高くして落下などの不測の事態でもリテーナ(５３)でノズル部(３２)を保護することができ、直接ノズル部(３２)に損傷が及ばないようにしている。

Description

カップラー
　この発明はソケットとプラグとで構成され着脱可能に連結されるカップラーに関し、液体などを容器から簡単に本体側の容器などに移したり、容器ごと交換する場合に連結状態を確実に保持できるようにするもので、ソケット側の連結用の孔の内径がより小径化されたカップラーに適用でき、特にメタノール燃料電池のカートリッジ容器と燃料電池本体との間に設けて好適なものである。
　従来から機器の運転や使用にともなって減少する原料などの液体を補充する必要がある場合も多く、機器本体側に設けた容器にカートリッジ容器を連結して原料などの液体を移すことで供給したり、機器本体側の容器と別の容器を付け替えることで供給することが行われており、メタノール燃料電池においても燃料のメタノールの補充が必要となる。
　このような容器同士の連結や容器の付け替えを簡単にするため着脱可能な種々のカップラーが用いられており、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、ソケットと着脱可能に嵌合連結されるノズル部を備えるプラグとで構成され、ソケットとプラグとの嵌合連結操作の完了状態で両弁体を開放して連通可能とするとともに、離脱させることで両弁体を閉じるようにしてある。
　このようなカップラーでは、ソケットとプラグとの連結状態が確実に保持されていないと、カップラーの連結部分で液体などの漏洩が生じてしまう。
　そこで、ソケットとプラグとの間に連結状態を保持する機構を設けることが提案されており、例えば特許文献１には、図１１に示すように、カップラーを構成するプラグＰには、ノズル１の両側に突出する1対のロックアーム２を設ける一方、ソケットＳには、ロックアーム２が係合される係合孔３を設けておき、ロックアーム２の突起部４と係合孔３の段差部５とを弾性変形を利用して係合させて連結状態を保持できるようにしている。
　また、特許文献２には、図１２に示すように、燃料電池用カップラーのプラグＰのノズル６の先端部に周溝７を形成しておき、ソケットＳには、ノズル６が挿入される孔８の外側から内周側に突き出すように４個のフック９を配置して弾性体で前方に突き出すように付勢しておき、フック９を乗り越えるようにした後、周溝７にフック９を係合させて連結状態を保持できるようにしている。
特開２００７－８５４７１号公報 特開２００７－３１１２９２号公報
　このようなソケットＳとプラグＰの連結状態をロックアーム２を用いて保持する機構では、例えばメタノール燃料電池の燃料の補給用のカップラーや容器ごとの取り替えによる補給用のカップラーとして利用する場合、メタノール燃料電池が搭載される機器が携帯電話や携帯音響機器などのように本体が薄い機器への適用も必要となり、プラグＰのノズル１の外径に対して両側に設けられるロックアーム２が相対的に大きくなり、ロックアーム２が加わるためカップラー自体が大型化してしまい搭載が困難になるという問題がある。
　一方、ノズル６の先端部に周溝７を形成してフック９を係合して連結状態を保持する機構では、ノズル６を小径化すると、対応するソケットSのフック９も小型化しなければならず加工が難しくなったり、小径のノズル６の先端部に周溝７を形成するためノズル自体の強度を確保することが難しくなるという問題がある。
　また、プラグのノズルを小径化すると、連結状態の保持とは別に、プラグが落下などの不測の事態により損傷し易くなってしまうという問題も生じる。
　この発明は、上記従来技術の課題に鑑みてなされたもので、超小型でありながら、接続操作がし易く、落下などの不測の事態からノズル先端を保護することができるカップラーを提供しようとするものである。
　上記従来技術の有する課題を解決するためこの発明の請求項１記載のカップラーは、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結されるノズル部を備え嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
　これらソケットとプラグとの間に、連結状態を保持するリテーナとリテーナ係止部とで構成される連結保持手段を設け、このリテーナを前記プラグのノズル部を挟んで対向して一対設け、このリテーナの対向部の先端部内側に前記リテーナ係止部に係止される係止爪部を突出させて形成するとともに、これら１対のリテーナの係止爪部を前記ノズル部の外径と同等あるいは狭い間隔で設ける一方、これら1対のリテーナを前記ノズル部先端より高く形成してなることを特徴とするものである。
　この発明の請求項２記載のカップラーは、請求項１記載の構成に加え、前記リテーナの係止爪部には、前記ノズル部との干渉を防止する干渉防止部を形成してなることを特徴とするものである。
　この発明の請求項３記載のカップラーは、請求項１または２記載の構成に加え、前記リテーナには、中間部に弾性変形の支点となる薄肉部を形成するとともに、係止爪部を厚肉に形成したことを特徴とするものである。
　この発明の請求項４記載のカップラーは、請求項１～３のいずれか記載の構成に加え、前記リテーナは、前記ノズル部を中心軸に回転可能に構成したことを特徴とするものである。
　この発明の請求項５記載のカップラーは、請求項４記載の構成に加え、前記リテーナは、前記ノズル部との間に回転位置を規制し得る乗り越え部を備えていることを特徴とするものである。
　この発明の請求項６記載のカップラーは、請求項１～５のいずれかに記載の構成に加え、前記プラグには、前記リテーナの連結保持状態でひねり力が加わると連結を解除するカム機構を備えていることを特徴とするものである。
　この発明の請求項７記載のカップラーは、請求項６記載の構成に加え、前記カム機構を、プラグに設けたカムと、前記リテーナに往復動可能に設けた解除リングのカムフォロアとで構成したことを特徴とするものである。
　この発明の請求項８記載のカップラーは、請求項１～７のいずれかに記載の構成に加え、前記リテーナの幅を、２．８～４．０mmとするとともに、１対のリテーナの外側間の距離を６．０～１０．０mmとして構成したことを特徴とするものである。
　この発明の請求項９記載のカップラーは、請求項１～８のいずれかに記載の構成に加え、前記カップラーのソケットでは、前記一対のリテーナを受け入れる挿入口の略中央部に前記ソケットを装着し、前記ソケットの外側に前記リテーナ係止部を設けることにより、前記挿入口と一体の凹部を構成してなることを特徴とするものである。
　この発明の請求項１記載のカップラーによれば、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結されるノズル部を備え嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
　これらソケットとプラグとの間に、連結状態を保持するリテーナとリテーナ係止部とで構成される連結保持手段を設け、このリテーナを前記プラグのノズル部を挟んで対向して一対設け、このリテーナの対向部の先端部内側に前記リテーナ係止部に係止される係止爪部を突出させて形成するとともに、これら１対のリテーナの係止爪部を前記ノズル部の外径と同等あるいは狭い間隔で設ける一方、これら1対のリテーナを前記ノズル部先端より高く形成したので、ノズル部を挟む1対のリテーナの内側に係止爪部を形成することで、係止の際には外側に移動させて初期状態では、ノズル部との隙間を小さくすることができるとともに、ノズル部の周囲を保護することができる。また、リテーナの高さをノズル部先端より高くして落下などの不測の事態でもリテーナでノズル部を保護することができ、直接ノズル部に損傷が及ばないようにすることができる。
　この発明の請求項２記載のカップラーによれば、前記リテーナの係止爪部には、前記ノズル部との干渉を防止する干渉防止部を形成してあるので、係止爪部に干渉防止部を形成してノズル部の外径より狭い間隔で設置することが可能となり、一層の小型化を図ることができる。
　この発明の請求項３記載のカップラーによれば、前記リテーナには、中間部に弾性変形の支点となる薄肉部を形成するとともに、係止爪部を厚肉に形成したので、係止爪部を厚肉にすることで、連結状態の保持に必要な強度を確保することができるとともに、落下強度も高めることができる。また、リテーナの中間部に薄肉部を形成して弾性変形の支点とすることで、簡単に連結操作ができるとともに、リテーナを先端近傍から弾性変形させる場合に比べ変位量を小さくすることができ、一層の小型化を図ることができる。
　この発明の請求項４記載のカップラーによれば、前記リテーナは、前記ノズル部を中心軸に回転可能に構成したので、連結状態でひねる力が加わってもリテーナやソケットの損傷を防止することができる。
　この発明の請求項５記載のカップラーによれば、前記リテーナは、前記ノズル部との間に回転位置を規制し得る乗り越え部を備えているので、回転可能なリテーナであっても回転位置を規制することで、リテーナの位置を確認して簡単に連結操作をすることができる。
　この発明の請求項６記載のカップラーによれば、前記プラグには、前記リテーナの連結保持状態でひねり力が加わると連結を解除するカム機構を備えているので、カム機構によって連結保持状態でひねり力が加わっても連結状態を解除することができ、カップラーの損傷を防止することができる。
　この発明の請求項７記載のカップラーによれば、前記カム機構を、プラグに設けたカムと、前記リテーナに往復動可能に設けた解除リングのカムフォロアとで構成したので、プラグ側のカムとリテーナの解除リングに設けたカムフォロアとでカム機構を構成することで、カップラーの小型化を図ると同時にカム機構を設けることができる。
　この発明の請求項８記載のカップラーによれば、前記リテーナの幅を、２．８～４．０mmとするとともに、１対のリテーナの外側間の距離を６．０～１０．０mmとして構成したので、カップラーの小型化を図ることができ、携帯電話や携帯音響機器などの機器本体が薄い機器に対しても搭載することができるカップラーとすることができる。先端が長方形状になるため、接続時の向きを把握しやすくできる。
　この発明の請求項９記載のカップラーによれば、前記カップラーのソケットでは、前記一対のリテーナを受け入れる挿入口の略中央部に前記ソケットを装着し、前記ソケットの外側に前記リテーナ係止部を設けることにより、前記挿入口と一体の凹部を構成したので、ソケット側の挿入口とリテーナ係止部を一体の凹部とすることで、ソケット側もコンパクトにすることができる。
この発明のカップラーの一実施の形態にかかるソケットとプラグの連結保持前の状態の縦断面図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるソケットとプラグの連結保持状態の縦断面図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるプラグの斜視図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかる連結保持手段のリテーナ部分の平面図および斜視図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるプラグ部分の分解斜視図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるプラグ部分およびリテーナ部分の平面図および斜視図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるカム機構の解除リング部分の斜視図および断面図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるリテーナを抽出して示す説明図である。 この発明のカップラーの一実施の形態にかかるソケットの斜視図および平面図である。 この発明のカップラーの他の一実施の形態にかかるプラグの斜視図である。 従来のカップラーの連結保持手段を説明する縦断面図である。 従来のカップラーの他の連結手段を説明する縦断面図である。
　以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。 
　このカップラー１０は、ソケットＳ１０と、このソケットＳ１０と嵌合連結されるプラグＰ１０とで構成され、例えばメタノール燃料電池の本体側にソケットＳ１０が設けられ、メタノール容器としてのカートリッジ側にプラグＰ１０が設けられ、互いを連通させて本体側に燃料を補充したり、カートリッジごと交換するのに用いられ、主要部は、金属材料と、非金属材料、例えばポリプロピレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアセタールなどの合成樹脂とで作られる。
　以下の説明では、図面上での上下を基準に説明するが、実際の容器本体への装着方向を何ら制限するものでなく、どのような方向で実施しても良い。
　このカップラー１０のソケットＳ１０では、燃料電池の本体に一体もしくは別体として取り付けられる部材Ｆに挿入口となる空間凹部を備えたソケット保持枠部材１１を介してカップラー本体を構成する略円筒状のソケット本体１２が装着されており、ソケットＳ１０と対をなすプラグＰ１０が挿入連結されるプラグの挿入口を構成するプラグ接続孔１３が先端部（図中下側）に開口して形成してある。このソケット本体１２の基端側（図中上側）に一部を図示省略して示す略底付き円筒状の穴を持つ弁ホルダ１４が連結され、弁ホルダ１４の底部には、容器本体内と連通する連通孔が形成してある。
　そして、ソケット本体１２の中心部に連結用流路と弁の開閉操作を行うパイプで構成したソケット側操作部材１５が配置され、ソケット側操作部材１５とソケット本体１２の間に円筒部と断面J字状のダイヤフラム部とが一体に形成されたシール部材１６が装着され、シール部材１６のダイヤフラム部の頂部を弁シール部として弁ホルダ１４内に圧縮コイルばね１７で付勢されたバルブ本体１８が摺動可能に収納してある。
　これにより、プラグＰ１０との連結によりソケット側操作部材１５を介してバルブ本体１８が圧縮コイルばね１７に抗して押されてバルブ本体１８とシール部材１６の間に隙間が形成されてバルブ本体１８が自動的に開かれると、ソケット側操作部材１５のパイプの中心部、底部、底部外周（バルブ本体内周）、バルブ本体１８とシール部材１６の間を介して弁ホルダ１４の底部から燃料電池の本体内と連通された状態となる。
　次に、このようなソケットＳ１０に嵌合連結されるカップラー１０のプラグＰ１０は、図１に示すように、燃料電池の燃料であるメタノールが入れられる容器本体を構成する容器の先端部外周に装着され、容器にねじ込まれるカップラー本体を構成する略４段円筒状のプラグ本体３１を備えており、このプラグ本体３１には、先端部に突き出してソケットＳ１０のプラグ接続孔１３内に装着される最小径の略円筒状のノズル部を構成する突出連結部３２が形成してあり、この突出連結部３２の先端にシール凹部３２ａが形成されるとともに、中心部にパイプで構成したプラグ側操作部材３３が装着してある。
　これにより、ソケットＳ１０のソケット側操作部材１５のシール部材１６の先端部外周面とシール凹部３２ａの内周面と接触してカップラー１０の連結状態のシールがなされるようになる。
　また、プラグ本体３１のプラグ側操作部材３３の基端部（図中下方）には、一部を図示省略したバルブホルダ３４が連結され、底部に容器内と連通する連通溝が形成されるとともに、バルブホルダ３４内に圧縮コイルばね３５で付勢されたバルブ本体３６が摺動可能に収納してある。また、このバルブ本体３６の上部外周にＯリングで構成した弁シール部材３７が装着してあり、プラグ本体３１の段差部との間が開閉されるようになっている。
　これにより、ソケットＳ１０との連結によりプラグ側操作部材３３を介してバルブ本体３６が圧縮コイルばね３５に抗して押されてバルブ本体３６と弁シール部材３７あるいはプラグ本体３１の段差部との間に隙間が形成されてバルブ本体３６が自動的に開かれると、プラグ側操作部材３３のパイプの中心部、バルブ本体３６と弁シール部材３７あるいはプラグ本体３１の段差部との間を介してバルブホルダ３４の底部の連通溝で容器内と連通された状態となる。
　さらに、このカップラー１０では、ソケットＳ１０とプラグＰ１０との連結状態を保持するため連結保持手段５０が設けてあり、例えば連結保持手段５０の一方側を係合凹部５１に設けるリテーナ係止部５２などとしてソケットＳ１０に設け、この係合凹部５１のリテーナ係止部５２に係合される相手側をリテーナ５３およびその係止爪部５４などとしてプラグＰ１０に設けて構成し、互いを乗越えるように押込む１アクションで係合させて連結保持し、引き出すようにする１アクションで開放できるようにし、安定した連結状態で燃料などの供給ができるようにしてある。
　このカップラー１０のソケットＳ１０では、燃料電池の本体側の部材Ｆに取り付けられたソケット保持枠部材１１の空間凹部が係合凹部５１とされ、この係合凹部５１内にソケット本体１２が配置されて、その先端部外側に連結保持手段５０の一方側のリテーナ係止部５２がソケット本体１２を挟んで一対設けられ、図９に示すように、両側の係合凹部５１と中心部のソケット本体１２の装着孔とが挿入口として一体の凹部とされる。
　この係合凹部５１の中心部に位置するソケット本体１２の外側面には、中心軸側から外側に突き出すようにリテーナ係止部５２が庇状に一対形成してあり、係合凹部５１の先端側が傾斜面とされ、基端側が直角な段差面としてあり、リテーナ係止部５２と係合凹部５１とでリテーナ５３を受け入れる凹部を構成して相手側となる後述するプラグＰ１０側のリテーナ５３の係止爪部５４が円滑に乗り越えた後、確実に係合がなされるようにしてある。
　すなわち、このカップラーのソケットＳ１０では、一対のリテーナ５３を受け入れる挿入口の略中央部にソケットＳ１０を装着してプラグＰ１０のノズル部である突出連結部３２が連結可能とされ、このソケットＳ１０の外側にリテーナ係止部５２，５２を設けることにより、一対のリテーナ５３,５３を受け入れる挿入口と一体に凹部が構成されることになる。
　このソケットＳ１０では、図９(ａ)に示すように、ソケット保持枠部材１１の下端の穴に弁ホルダ１４の爪が嵌合して、両者でソケット本体１２を挟み込んで固定する。
　このようなカップラー１０の中心軸を挟んでソケット本体１２のプラグ接続孔１３の外側の係合凹部５１およびリテーナ係止部５２を形成することで、燃料電池などの機器の本体Ｆの厚さと直交する方向に沿って横に長い係合凹部５１が配置され、設置スペースを極力小さくすることができ、厚さの薄い装置などにも簡単に連結保持手段５０を設置することができる。
　また、係合凹部５１とソケット本体１２とが一体の凹部で構成してあるので、ソケットＳ１０とプラグＰ１０とを連結する場合のガイドとして利用することができる。
　一方、このカップラー１０のプラグＰ１０では、図１、図２、図３、図５および図６に示すように、プラグ本体３１の先端部に、ソケットＳ１０との連結状態を保持する連結保持手段５０の相手側として、ソケットＳ１０の係合凹部５１およびリテーナ係止部５２に対応して２本のロックアームとなるリテーナ５３が上方に突き出してノズル部である突出連結部３２を挟んで対向して一対配置され、プラグ本体３１とは別部材とされてプラグＰ１０の中心軸回りに回転自在に設けてある。
　これら２本のロックアームとなるリテーナ５３は、図４に示すように、先端部内側に突出すように係止爪部５４が形成されるとともに、基端部の略円板状のリング部５５を備え、中空部をプラグ本体３１の中間小径部３１ａに嵌め込み、中間大径部３１ｂに被せるようにして中心軸回りに回転自在とされ、このリング部５５の円板上に２本のリテーナ５３がほぼ垂直で内側に傾くように突き出して一体に成形してある。そして、各リテーナ５３の先端部内側に係合凹部５１のリテーナ係止部５２に係止される係止爪部５４が突き出して形成してあり、内側先端の傾斜面と内側基端の段差面とが形成され、リテーナ係止部５２を乗り越えるようにして係合連結・開放離脱が行われる。
　また、このリテーナ５３のリング部５５の裏面には、半径方向の凹部が複数円周等間隔に形成してあり、対応する突条の乗り越え部５６がプラグ本体３１の水平面に形成してあり、これら凹部と乗り越え部５６とでリテーナ５３の回転位置を規制できるようにしてある。
　このノズル部を構成する突出連結部３２を挟んで設けられる１対のリテーナ５３は、突出連結部３２より高く形成してあり、プラグＰ１０を落下するようなことがあっても突出連結部３２であるノズル部の不測の損傷を防止できるようにしてある。
　また、連結保持手段５０をできるだけコンパクトにして小型化を図るため、図４および図８に示すように、リテーナ５３の中間部を薄肉に形成した薄肉部５７を設ける一方、中間部を挟む先後端部は厚肉に形成してあり、連結の際の弾性変形の支点が中間の薄肉部５７となるようにして必要な変位を確保すると同時に、連結保持に必要な強度を確保できるようにしている。
　さらに、リテーナ５３の先端部内側の係止爪部５４にノズル部である突出連結部３２との干渉を防止する干渉防止部５８を円弧状に抉り取って形成してあり、リテーナ５３の係止爪部５４の間隔をノズル部である突出連結部３２の外径より狭い間隔としてできるだけ突出連結部３２に接近して配置することおよびリテーナ５３を外側に弾性変形させることで、初期状態で接近させることを可能とし、コンパクト化および小型化を図っている。
　また、係合爪部５４の突出基部は、リテーナ係止部５２の庇状の形状と呼応して直線状に構成され、連結係合時の応力が均等に分散するようにされている。
　そして、このような連結保持手段５０のリテーナ５３の幅Ｂはノズル部の外径以上とするのが良く、図６中に示すように、例えばプラグＰ１０のノズル部である突出連結部３２の外径を２．８ｍｍとする場合に、２．８～４．０ｍｍ程度とされるとともに、１対のリテーナ５３の外側間の距離Ｌを６．０～１０．０ｍｍ程度の小型化を図ることもでき、携帯電話機や携帯音響機器などの小型の機器用のカップラーとともに搭載して使用することができる。
　なお、これらの値は、ソケットに挿入される範囲の最大位置で測定すれば良い。
　このように構成したカップラー１０では、ソケットＳ１０とプラグＰ１０とを連結保持する場合には、ソケットＳ１０のプラグの挿入口であるプラグ接続孔１３にプラグＰ１０のノズル部である突出連結部３２を挿入するとともに、ソケット本体１２に設けた連結保持手段５０の挿入口として係合凹部５１およびリテーナ係止部５２に対向させてプラグ本体３１に設けたロックアームとなるリテーナ５３を押し込むようにする。
　すると、ソケットＳ１０とプラグＰ１０の連結操作にともなって連結保持手段５０では、係合凹部５１のリテーナ係止部５２とリテーナ５３の係合爪部５４との接触で、リテーナ５３が外側に押し戻されるように中間の薄肉部５７を支点として弾性変形し、さらにプラグＰ１０を押し込むことで、係合凹部５１のリテーナ係止部５２とリテーナ５３の係合爪部５４とが互いを乗越えながら係合状態となり、段差面同士で連結状態が保持される。
　そして、この連結状態では、プラグ本体３１に対してリテーナ５３がそのリング部５５を介して中心軸回りに回転自在としてあるので、ソケットＳ１０とプラグＰ１０との間に中心軸回りの力が加わってもリテーナ５３の回転で許容することができ、カップラー１０の損傷を防止することができる。
　一方、連結保持状態を開放する場合には、ソケットＳ１０からプラグＰ１０を引き抜くようにすると、リテーナ５３の係合爪部５４のわずかな傾斜面が係合凹部５１のリテーナ係止部５２によって、リテーナ５３を外側に押し戻すように弾性変形させることができ、さらに引き抜くようにして互いを乗り越えさせて、連結保持状態を開放し離脱することができる。
　さらに、このカップラー１０では、連結保持機構５０による連結保持状態でひねり力が加わる場合にこれをリテーナ５３のリング部５５をプラグ本体３１に対して回転自在として逃がすだけでなく、自動的に連結保持状態を開放できるようにカム機構８０が設けてある。
　このカム機構８０は、図５および図６に示すように、プラグＰ１０のプラグ本体３１のノズル部である突出連結部３２の基端部外周に等間隔（９０度ごと）にカム８１が４個形成され、円周方向両端部が傾斜面とされ、中央部が曲面に形成された端面カムで構成してある。この端面カム８１は、連結保持手段５０によりソケットＳ１０の係合凹部５１のリテーナ係止部５２にプラグＰ１０のリテーナ５３の係合爪部５４が係合されて連結保持された状態から係合を開放できるだけのリフト量を確保できる高さのカムとしてある。
　一方、プラグＰ１０のプラグ本体３１のリテーナ５３の外側を上方から覆うように解除リング８２が往復移動可能に被せられ、図７に示すように、解除リング８２の内側にカム８１に接触して追従する突起状のカムフォロア８３が対角位置の２箇所に形成して構成してある。
　解除リング８２の天面は、連結保護状態のときに燃料電池本体Ｆの外表面と対向する。
　したがって、ソケットＳ１０の係合凹部５１のリテーナ係止部５２とプラグＰ１０のリテーナ５３の係合爪部５４とが係合された連結保持状態でプラグＰ１０とソケットＳ１０との間に、その中心軸回りのひねり力が相対的に加わると、微少な回転力では、リテーナ５３のリング部５５がプラグ本体３１に対して回転自在としてあるので、カム機構８０の遊びの範囲でこれを許容することができるものの、より大きなひねり力が加わると、ソケットＳ１０とプラグＰ１０との相対回転で、カム機構８０のカム８１が回転されることになる。
　これにより、カム８１と接している解除リング８２のカムフォロア８３を介して解除リング８２がリテーナ５３にガイドされて軸方向にリフトされ、解除リング８２の天面が燃料電池本体Ｆの外表面に突き当たり、プラグＰ１０が相対的にソケットＳ１０から引き離されるようになって、ソケットＳ１０の係合凹部５１のリテーナ係止部５２とプラグＰ１０のリテーナ５３の係合爪部５４との連結保持状態での係合状態が開放される。
　したがって、このカム機構８０により、回転方向のひねり力が加わる場合にリテーナ５３のリング部５５の回転で損傷を防止するのに加え、軸方向の力を生じさせて自動的に連結保持状態を開放することができる。
　これにより、カップラー１０を破損したり、本体部分の機器を破損することなく通常の使用範囲を超えた過剰なひねり力がかかっても安全かつ自動的にプラグＰ１０をソケットＳ１０から取り外すことができる。
　また、このカム機構８０を利用することで、ソケットＳ１０からプラグＰ１０を取り外す場合にも、中心軸回りの回転力を加えるようにひねることで、簡単に引き離す力を発生させて取り外すことができる。
　次に、この発明のカップラーの他の一実施の形態について、図１０に基づき説明するが、既に説明した実施の形態と同一部分には、同一記号を記し、重複する説明は省略する。
　このカップラー１０Ａでは、プラグＰ１０Ａの連結保持手段５０のリテーナ５３Ａとカム機構８０の解除リング８２Ａの形状を変更したものであり、リテーナ５３Ａの係合爪部５４Ａが係合凹部５１のリテーナ係止部５２を乗り越える際に外側へ広がるように弾性変形すると、リテーナ５３Ａの背面が解除リング８２Ａの内側に当接して（図中のＸ部）変形に抵抗するようにリテーナ５３Ａの背面形状と解除リング８２Ａの内側の形状が設定してある。
　これにより、プラグとソケットとの係合力を高めることができ、確実に連結状態を保持することができる。
　なお、このカップラーの用途としてメタノール燃料電池のメタノールの容器と本体との連結の場合を例に説明したが、これに限らず他の用途でも良いものである。
　１０　カップラー
　Ｓ１０　ソケット
　Ｐ１０　プラグ
　Ｆ　メタノール燃料電池の本体側の部材
　１１　ソケット保持枠部材(挿入口)
　１２　ソケット本体
　１３　プラグ接続孔(挿入口)
　１４　弁ホルダ
　１５　ソケット側操作部材
　１６　シール部材
　１７　圧縮コイルばね
　１８　バルブ本体
　３１　プラグ本体
　３１ａ　中間小径部
　３１ｂ　中間大径部
　３２　突出連結部(ノズル部)
　３２ａ　シール凹部
　３３　プラグ側操作部材
　３４　バルブホルダ
　３５　圧縮コイルばね
　３６　バルブ本体
　３７　弁シール部材
　５０　連結保持手段
　５１　係合凹部
　５２　リテーナ係止部
　５３　リテーナ
　５５　リング部
　５６　乗り越え部
　５７　薄肉部
　５８　干渉防止部
　８０　カム機構
　８１　カム
　８２　解除リング
　８３　カムフォロア
　１０Ａ　カップラー
　５１Ａ　係合凹部
　５３Ａ　リテーナ
　８２Ａ　解除リング
　５４Ａ　係合爪部
　Ｘ　当接部

Claims (9)

  1. 　弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるソケットと、弁体とこれを閉方向に付勢する付勢手段とを備えるとともに、前記ソケットと着脱可能に嵌合連結されるノズル部を備え嵌合連結状態で両弁体を開放して連通可能なプラグとから構成されるカップラーであって、
    　これらソケットとプラグとの間に、連結状態を保持するリテーナとリテーナ係止部とで構成される連結保持手段を設け、このリテーナを前記プラグのノズル部を挟んで対向して一対設け、このリテーナの対向部の先端部内側に前記リテーナ係止部に係止される係止爪部を突出させて形成するとともに、これら１対のリテーナの係止爪部を前記ノズル部の外径と同等あるいは狭い間隔で設ける一方、これら1対のリテーナを前記ノズル部先端より高く形成してなることを特徴とするカップラー。
  2. 　前記リテーナの係止爪部には、前記ノズル部との干渉を防止する干渉防止部を形成してなることを特徴とする請求項１記載のカップラー。
  3. 　前記リテーナには、中間部に弾性変形の支点となる薄肉部を形成するとともに、係止爪部を厚肉に形成したことを特徴とする請求項１または２記載のカップラー。
  4. 　前記リテーナは、前記ノズル部を中心軸に回転可能に構成したことを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のカップラー。
  5. 　前記リテーナは、前記ノズル部との間に回転位置を規制し得る乗り越え部を備えていることを特徴とする請求項４記載のカップラー。
  6. 　前記プラグには、前記リテーナの連結保持状態でひねり力が加わると連結を解除するカム機構を備えていることを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のカップラー。
  7. 　前記カム機構を、プラグに設けたカムと、前記リテーナに往復動可能に設けた解除リングのカムフォロアとで構成したことを特徴とする請求項６記載のカップラー。
  8. 　前記リテーナの幅を、２．８～４．０mmとするとともに、１対のリテーナの外側間の距離を６．０～１０．０mmとして構成したことを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載のカップラー。
  9. 　前記カップラーのソケットでは、前記一対のリテーナを受け入れる挿入口の略中央部に前記ソケットを装着し、前記ソケットの外側に前記リテーナ係止部を設けることにより、前記挿入口と一体の凹部を構成してなることを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載のカップラー。
PCT/JP2010/069904 2010-03-03 2010-11-09 カップラー Ceased WO2011108145A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201080066583.8A CN102918315B (zh) 2010-03-03 2010-11-09 联接器
US13/581,842 US8851115B2 (en) 2010-03-03 2010-11-09 Coupler

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010046207A JP5736649B2 (ja) 2010-03-03 2010-03-03 カップラー
JP2010-046207 2010-03-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011108145A1 true WO2011108145A1 (ja) 2011-09-09

Family

ID=44541821

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2010/069904 Ceased WO2011108145A1 (ja) 2010-03-03 2010-11-09 カップラー

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8851115B2 (ja)
JP (1) JP5736649B2 (ja)
CN (1) CN102918315B (ja)
WO (1) WO2011108145A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114542834A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 株式会社龙野 管接头

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9812684B2 (en) 2010-11-09 2017-11-07 GM Global Technology Operations LLC Using elastic averaging for alignment of battery stack, fuel cell stack, or other vehicle assembly
US9534735B2 (en) * 2011-11-23 2017-01-03 Husky Corporation Pressure-locking nozzle for dispensing gaseous fluid
US20140210203A1 (en) * 2013-01-31 2014-07-31 Eaton Corporation Fluid Couplling Assembly with Integral Plug Retainer
DE112014000730T5 (de) 2013-02-08 2015-10-15 Norma U.S. Holding Llc Kraftstoffleitung-Verbindungsanordung
FR3004780B1 (fr) * 2013-04-17 2015-05-01 Raymond A & Cie Verrou pour raccordement tubulaire et raccord tubulaire obtenu
US9457845B2 (en) 2013-10-02 2016-10-04 GM Global Technology Operations LLC Lobular elastic tube alignment and retention system for providing precise alignment of components
US9511802B2 (en) 2013-10-03 2016-12-06 GM Global Technology Operations LLC Elastically averaged alignment systems and methods
US9669774B2 (en) 2013-10-11 2017-06-06 GM Global Technology Operations LLC Reconfigurable vehicle interior assembly
US9435472B2 (en) * 2013-10-17 2016-09-06 Mahle International Gmbh Coupler including clamp for connection to a corrugated tube
US9541113B2 (en) 2014-01-09 2017-01-10 GM Global Technology Operations LLC Elastically averaged alignment systems and methods
US9657807B2 (en) 2014-04-23 2017-05-23 GM Global Technology Operations LLC System for elastically averaging assembly of components
US9758110B2 (en) 2015-01-12 2017-09-12 GM Global Technology Operations LLC Coupling system
CN111810744B (zh) * 2020-07-03 2022-05-10 瑞肯耐特流体控制系统（镇江）有限公司 快速连接器

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007085471A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Toyo Seikan Kaisha Ltd カップラー
JP2007132473A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Nitto Kohki Co Ltd 管継手
JP2007218387A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Toyo Seikan Kaisha Ltd カップラー

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2444451A (en) * 1945-10-18 1948-07-06 Utilities Distributors Inc Fluid coupling
US2819914A (en) * 1955-03-17 1958-01-14 George R Eitner Fluid line coupling device
US4458719A (en) * 1981-11-02 1984-07-10 Imperial Clevite Inc. Quick coupler service fitting
IT8534836V0 (it) * 1985-04-02 1985-04-02 Gf Srl Raccordo ad innesto rapido per tubi flessibili in genere
US5564471A (en) * 1995-01-23 1996-10-15 Dover Corporation Fuel hose breakaway unit
US5897142A (en) * 1996-12-19 1999-04-27 Itt Automotive, Inc. Push-to-release quick connector
EP0896182B1 (fr) * 1997-07-17 2002-04-10 Interlemo Holding S.A. Système connecteur
US6343630B1 (en) * 1998-05-22 2002-02-05 Delaware Capital Formation, Inc. High pressure filling nozzle
US20040074541A1 (en) * 2002-07-04 2004-04-22 Andrew Sharpe Flow connector
US6834888B2 (en) * 2003-02-04 2004-12-28 Flow-Rite Controls, Ltd. Connector
JP2006177492A (ja) * 2004-12-24 2006-07-06 Toyo Seikan Kaisha Ltd カップラー
EP1830119A4 (en) 2004-12-24 2010-12-01 Toyo Seikan Kaisha Ltd COUPLER
JP2007132472A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Toyota Motor Corp ディスクロータ状態検出装置
US7431346B2 (en) * 2005-11-21 2008-10-07 Campbell Hausfeld/Scott Fetzer Company Quick connect coupling
KR20080091233A (ko) 2006-01-19 2008-10-09 도요 세이칸 가부시키가이샤 커플러 및 연료 전지용의 연료 카트리지
JP2007192287A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Toyo Seikan Kaisha Ltd カップラー
JP2007311292A (ja) 2006-05-22 2007-11-29 Toshiba Corp 燃料電池用カップラとそれを用いた燃料電池
US7490865B1 (en) * 2007-07-30 2009-02-17 Tzu Liang Tsai Quick connector

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007085471A (ja) * 2005-09-22 2007-04-05 Toyo Seikan Kaisha Ltd カップラー
JP2007132473A (ja) * 2005-11-11 2007-05-31 Nitto Kohki Co Ltd 管継手
JP2007218387A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Toyo Seikan Kaisha Ltd カップラー

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114542834A (zh) * 2020-11-24 2022-05-27 株式会社龙野 管接头

Also Published As

Publication number Publication date
US8851115B2 (en) 2014-10-07
JP2011179630A (ja) 2011-09-15
CN102918315B (zh) 2015-05-06
JP5736649B2 (ja) 2015-06-17
CN102918315A (zh) 2013-02-06
US20130008539A1 (en) 2013-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5736649B2 (ja) カップラー
WO2009014265A1 (ja) カップラー
CN105143747B (zh) 生物制药流体连接装置及适用于生物制药流体连接的插座
CN105122109B (zh) 光学连接器组件
JP4378647B2 (ja) 管継手
EP3265717B1 (fr) Dispositif de fourniture de fluide sous pression
KR20090089369A (ko) 자기 유체 커플링 조립체 및 방법
EP3527528A1 (en) Hollow body with coupling device
TW201723550A (zh) 內建連接器的插頭
EP3265718B1 (fr) Dispositif de fourniture de fluide sous pression et organe de transfert de fluide correspondant
JP2007192287A (ja) カップラー
WO2017101081A1 (zh) 一种光纤适配器
JP2004044619A (ja) 連結継手
US20070212588A1 (en) Fuel cell system
JP4933108B2 (ja) カップラー
US11150538B2 (en) Cap
JP5165349B2 (ja) 開閉弁付カップラー
WO2011043412A1 (ja) カップラー
JP2009502021A (ja) 改良された連結バルブを具備する燃料サプライ
JP4841312B2 (ja) カップラー
JP5256411B2 (ja) 管継手
EP4365472B1 (en) Fluid pressure device, and fluid pressure device set
CN210235803U (zh) 将泵按压头固定到盖子的固定装置和采用该固定装置的瓶
JP3560019B2 (ja) 吐水具
JP6814338B2 (ja) 液体燃料燃焼器

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201080066583.8

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 10847042

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13581842

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 10847042

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1