(57)【要約】【課題】第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを安価で確実に行うことができるカプラ装置及び蓄熱システムを提供する。【解決手段】カプラ装置１の第２カプラ３の外周側面４には第１ネジ５が設けられ、カプラ装置１の回転部材１０は、第１ネジに螺合する第２ネジ１２が設けられた内周側面１１を有するとともに、第２カプラの軸回りに回転することができる一方で第２カプラの軸線方向には変位しないように支持されており、カプラ装置１の電動モータ２０が第１回転方向に回転した場合に回転部材は第３回転方向に回転し、電動モータが第２回転方向に回転した場合に回転部材は第４回転方向に回転し、第１ネジ及び第２ネジは、回転部材が第３回転方向に回転した場合に第２カプラが第１カプラ２に接続され、回転部材が第４回転方向に回転した場合に第２カプラが第１カプラから切り離されるように構成されている。【選択図】図１
2020133834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１カプラと、前記第１カプラに接続される、及び、前記第１カプラから切り離される第２カプラと、を備えるカプラ装置において、
回転部材と、電動モータと、回転伝達機構と、をさらに備え、
前記第２カプラの外周側面には第１ネジが設けられ、
前記回転部材は、前記第１ネジに螺合する第２ネジが設けられた内周側面を有するとともに、前記第２カプラの軸回りに回転することができる一方で前記第２カプラの軸線方向には変位しないように支持されており、
前記電動モータは、第１回転方向及び前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転することができ、
前記回転伝達機構は、前記電動モータが前記第１回転方向に回転した場合に前記回転部材が第３回転方向に回転し、前記電動モータが前記第２回転方向に回転した場合に前記回転部材が前記第３回転方向とは反対の第４回転方向に回転するように、前記電動モータの回転を前記回転部材に伝達し、
前記第１ネジ及び前記第２ネジは、前記回転部材が前記第３回転方向に回転した場合に前記第２カプラが前記第１カプラに接続され、前記回転部材が前記第４回転方向に回転した場合に前記第２カプラが前記第１カプラから切り離されるように構成されている、ことを特徴とするカプラ装置。
【請求項２】
前記第１カプラに設けられて、前記第２カプラが前記第１カプラに接続された場合に前記第２カプラが前記第１カプラから切り離されないように前記第２カプラに係合することで前記第２カプラをロックし、前記第２カプラをロックした状態から前記第１カプラの軸方向のうち前記第２カプラから遠ざかる方向である第１軸方向に変位することで、前記第２カプラのロックを解除するロック機構と、
前記第１軸方向及び前記第１軸方向とは反対の第２軸方向に変位することができ、前記第１軸方向に変位した場合に、前記ロック機構を前記第１軸方向に変位させて前記ロック機構による前記ロックを解除させるロック解除用係合部材と、
第５回転方向及び前記第５回転方向とは反対の第６回転方向に回転することができる第２電動モータと、
前記第２電動モータが前記第５回転方向に回転した場合に、前記ロック解除用係合部材が前記第１軸方向に変位し、前記第２電動モータが前記第６回転方向に回転した場合に、前記ロック解除用係合部材が前記第２軸方向に変位するように、前記第２電動モータの回転を前記ロック解除用係合部材に伝達する第２回転伝達機構と、をさらに備える請求項１記載のカプラ装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のカプラ装置と、
熱を発生する熱源と、
熱を蓄熱する蓄熱器と、
前記熱源と前記蓄熱器との間を作動流体が流通するための配管部材と、を備え、
前記配管部材は、一端が前記熱源に接続された熱源側配管と、一端が前記蓄熱器に接続された蓄熱器側配管と、を有し、
前記熱源側配管の他端及び前記蓄熱器側配管の他端のうちいずれか一方には前記カプラ装置の前記第１カプラが接続され、他方には前記カプラ装置の前記第２カプラが接続されている蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、カプラ装置及び蓄熱システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、第１カプラと、この第１カプラに接続されたり、この第１カプラから切り離されたりする第２カプラと、を備えるカプラ装置が知られている（例えば特許文献１参照）。また、この特許文献１には、第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを、空圧を利用して行う技術も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２０５６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、空圧を利用して第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを行う場合、空圧を発生させるための装置（コンプレッサや空圧シリンダ等）が必要となり、カプラ装置の製造コストが全体的に高くなるおそれがある。また、このように空圧を利用する場合、第１カプラや第２カプラに空気を送る配管から空気が漏洩するおそれがあり、この場合、第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを確実に行うことができるとはいえない。
【０００５】
本開示は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを安価で確実に行うことができるカプラ装置、及び、これを備える蓄熱システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示に係るカプラ装置は、第１カプラと、前記第１カプラに接続される、及び、前記第１カプラから切り離される第２カプラと、を備えるカプラ装置において、回転部材と、電動モータと、回転伝達機構と、をさらに備え、前記第２カプラの外周側面には第１ネジが設けられ、前記回転部材は、前記第１ネジに螺合する第２ネジが設けられた内周側面を有するとともに、前記第２カプラの軸回りに回転することができる一方で前記第２カプラの軸線方向には変位しないように支持されており、前記電動モータは、第１回転方向及び前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転することができ、前記回転伝達機構は、前記電動モータが前記第１回転方向に回転した場合に前記回転部材が第３回転方向に回転し、前記電動モータが前記第２回転方向に回転した場合に前記回転部材が前記第３回転方向とは反対の第４回転方向に回転するように、前記電動モータの回転を前記回転部材に伝達し、前記第１ネジ及び前記第２ネジは、前記回転部材が前記第３回転方向に回転した場合に前記第２カプラが前記第１カプラに接続され、前記回転部材が前記第４回転方向に回転した場合に前記第２カプラが前記第１カプラから切り離されるように構成されている、ことを特徴とする。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、本開示に係る蓄熱システムは、上記のカプラ装置と、熱を発生する熱源と、熱を蓄熱する蓄熱器と、前記熱源と前記蓄熱器との間を作動流体が流通するための配管部材と、を備え、前記配管部材は、一端が前記熱源に接続された熱源側配管と、一端が前記蓄熱器に接続された蓄熱器側配管と、を有し、前記熱源側配管の他端及び前記蓄熱器側配管の他端のうちいずれか一方には前記カプラ装置の前記第１カプラ
が接続され、他方には前記カプラ装置の前記第２カプラが接続されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、電動モータを利用して第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを行うことができるので、第１カプラと第２カプラとの接続及び切り離しを安価で確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に係るカプラシステムの模式的構成図である。
【図２】実施形態１に係るカプラ装置における第２カプラの周辺構成の模式図である。
【図３】実施形態１に係る第２カプラが第１カプラに接続された状態を示す模式図である。
【図４】実施形態１に係るロック解除用係合部材がロックを解除していない状態を示す模式図である。
【図５】実施形態１に係るロック解除用係合部材がロックを解除した状態を示す模式図である。
【図６】実施形態２に係る蓄熱システムの模式的構成図である。
【図７】実施形態２の実験結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
（実施形態１）
まず、本開示の実施形態１に係るカプラ装置１について説明する。図１は、本実施形態に係るカプラ装置１を備えるカプラシステム９０の構成を模式的に示す模式的構成図である。図１に例示するカプラシステム９０は、カプラ装置１と、制御装置４０とを備えている。カプラ装置１は、第１カプラ２と、第２カプラ３と、回転部材１０と、第１電動モータ２０（「電動モータ」）と、第１回転伝達機構３０（「回転伝達機構」）と、ロック機構５０と、ロック解除用係合部材６０と、第２電動モータ７０と、第２回転伝達機構８０とを備えている。
【００１１】
なお、図１に図示されている中心軸２００は、第１カプラ２、第２カプラ３、及び、回転部材１０の中心軸である。また、図１に図示されている第１軸方向は、第１カプラ２の軸方向（これは第２カプラ３の軸方向でもある）のうち、第２カプラ３から遠ざかる方向である。別の観点でみると、この第１軸方向は、第２カプラ３の軸方向のうち第１カプラ２に近づく方向でもある。また、第２軸方向は、第１軸方向とは反対の方向であり、具体的には、第１カプラ２の軸方向のうち第２カプラ３に近づく方向である（これは、第２カプラ３の軸方向のうち第１カプラ２から遠ざかる方向でもある）。
【００１２】
第１カプラ２は、配管１３０ａの端部に接続されている。第２カプラ３は、配管１３０ｃの端部に接続されている。第２カプラ３は、第１カプラ２に押し込まれることで第１カプラ２に接続され、第１カプラ２から引き抜かれることで第１カプラ２から切り離される。本実施形態に係る第１カプラ２はメスカプラ（挿入される側のカプラ）である。一方、本実施形態に係る第２カプラ３はオスカプラ（挿入する側のカプラ）である。但し、第１カプラ２及び第２カプラ３の構成は、これに限定されるものではなく、例えば、第１カプラ２がオスカプラであり、第２カプラ３がメスカプラであってもよい。
【００１３】
また、本実施形態に係る第１カプラ２の内部には、第１カプラ用漏洩防止弁（図示せず）が設けられ、第２カプラ３の内部には、第２カプラ用漏洩防止弁（図示せず）が設けられている。第１カプラ用漏洩防止弁は、第２カプラ３が第１カプラ２から切り離された場合に、閉弁状態になることで、配管１３０ａの内部の流体が第１カプラ２から外部へ漏出することを抑制するための漏洩防止弁である。第２カプラ用漏洩防止弁は、第２カプラ３が第１カプラ２から切り離された場合に、閉弁状態になることで、配管１３０ｃの内部の流体が第２カプラ３から外部へ漏出することを抑制するための漏洩防止弁である。
【００１４】
第２カプラ３が第１カプラ２に接続された場合、第１カプラ用漏洩防止弁及び第２カプラ用漏洩防止弁は開弁状態になる。この場合、流体は配管１３０ａと配管１３０ｃとの間を流通できるようになる。一方、第２カプラ３が第１カプラ２から切り離された場合には、第１カプラ用漏洩防止弁及び第２カプラ用漏洩防止弁が閉弁状態になることで、配管１３０ａの流体が第１カプラ２から漏出すること、及び、配管１３０ｃの流体が第２カプラ３から漏出することが防止される。
【００１５】
上記のような機能を有する第１カプラ用漏洩防止弁及び第２カプラ用漏洩防止弁としては、例えば、弁体と、この弁体が第１カプラ２又は第２カプラ３の開口孔を常時閉塞するように弁体を押圧する付勢部材（バネ）と、を備え、第１カプラ２及び第２カプラ３が接続状態になった場合に弁体による開口孔の閉塞が解除される構造の漏洩防止弁を用いることができる。このような構造の漏洩防止弁は、例えば、実公平０１−３５６９に記載されているような公知の漏洩防止弁や、公知の「漏洩防止機構（ノンリーク機構）付きのカプラ」に設けられている漏洩防止弁等と同様のものであり、公知技術を適用できるものである。このため、第１カプラ用漏洩防止弁及び第２カプラ用漏洩防止弁のこれ以上詳細な説明は省略する。
【００１６】
図２は、カプラ装置１における第２カプラ３の周辺構成の模式図である。なお、図２において、回転部材１０、及び、後述するベアリング１５は、断面図示されている（但し、ベアリング１５の内部構造の詳細な図示は省略されている）。本実施形態に係る第２カプラ３は、第１軸方向及び第２軸方向に変位できるように、配管１３０ｃに接続されている。具体的には、本実施形態に係る配管１３０ｃにおける第２カプラ３への接続部分には、ベローズ部１３１が設けられている。このベローズ部１３１が伸長したり収縮したりすることによって、第２カプラ３は、第１軸方向及び第２軸方向に変位することができる。
【００１７】
第２カプラ３の円筒状の外周側面４には、螺旋状の第１ネジ５が設けられている。また、第２カプラ３の外周側面４のうち、第１ネジ５よりも第１軸方向側の箇所には、円環状の係合溝６が設けられている。この係合溝６の説明は、後述するロック機構５０の説明において行う。
【００１８】
本実施形態に係る回転部材１０は、有底の円筒形状を呈している。この回転部材１０の円筒状の内周側面１１には、螺旋状の第２ネジ１２が設けられている。第１ネジ５及び第２ネジ１２は、互いに螺合している。すなわち、本実施形態に係る第２カプラ３は、第２カプラ３の第１ネジ５が回転部材１０の第２ネジ１２に螺合するように、回転部材１０の内部領域に配置されている。
【００１９】
また、回転部材１０は、第２カプラ３の軸回りに回転することができる一方で、第２カプラ３の軸線方向（第１軸方向及び第２軸方向）には変位しないように、配管１３０ｃによって支持されている。
【００２０】
具体的には、本実施形態に係る回転部材１０は、配管１３０ｃに嵌められたベアリング１５を介して、第２カプラ３の軸回りに回転可能に、且つ、第２カプラ３の軸方向には変位しないように、支持（具体的には軸支）されている。これにより、回転部材１０がベアリング１５を介さずに配管１３０ｃによって直に支持される場合に比較して、回転部材１０が回転する際の回転抵抗を低減させることができるとともに、回転部材１０及び配管１３０ｃに摩耗が生じることを抑制することができる。
【００２１】
第１電動モータ２０は、電源としてのバッテリー（図示せず）と電気的に接続されている。第１電動モータ２０は、制御装置４０によって制御されることで、第１回転方向及び第２回転方向（これは第１回転方向とは反対の回転方向である）に回転することができる電動モータによって構成されている。
【００２２】
なお、第１回転方向は、第１電動モータ２０の出力軸２１を第２軸方向から見た場合に、時計回りの方向であってもよく、反時計回りの方向であってもよい。本実施形態に係る第１回転方向は、一例として、第１電動モータ２０の出力軸２１を第２軸方向から見た場合に、時計回りの方向である。
【００２３】
第１回転伝達機構３０は、第１電動モータ２０の回転を回転部材１０に伝達する機構である。具体的には、本実施形態に係る第１回転伝達機構３０は、第１電動モータ２０が第１回転方向に回転した場合に、回転部材１０が第３回転方向に回転し、第１電動モータ２０が第２回転方向に回転した場合に、回転部材１０が第３回転方向とは反対の第４回転方向に回転するように、第１電動モータ２０の回転を回転部材１０に伝達している。
【００２４】
より具体的には、本実施形態に係る第１回転伝達機構３０は、駆動ギヤ３１と、駆動ギヤ３１に噛み合う従動ギヤ３２と、を備えている（なお、駆動ギヤ３１及び従動ギヤ３２のギヤの歯の図示は省略されている）。駆動ギヤ３１は、第１電動モータ２０の出力軸２１に接続された平歯車であり、この出力軸２１と同じ方向に回転する。従動ギヤ３２は、従動ギヤ３２の回転軸が回転部材１０の回転軸（具体的には中心軸２００）と一致するように、回転部材１０に接続されている。具体的には、本実施形態に係る従動ギヤ３２は、中心部に孔を有する円環状の平歯車によって構成されており、この従動ギヤ３２の中心部の孔が回転部材１０の外周側面に嵌るようにして、回転部材１０に接続されている。
【００２５】
第１回転伝達機構３０が上記の構成を有することで、第１電動モータ２０が第１回転方向又は第２回転方向に回転した場合、この第１電動モータ２０の回転が駆動ギヤ３１及び従動ギヤ３２を介して回転部材１０に伝達されて、回転部材１０を、中心軸２００を回転中心として第３回転方向又は第４回転方向に回転させることができる。
【００２６】
なお、本実施形態において、第１電動モータ２０が第１回転方向（本実施形態では第２軸方向から見て時計回りの方向）に回転した場合、回転部材１０が回転する第３回転方向は、回転部材１０を第２軸方向から見て、反時計回りの方向である。但し、第１回転伝達機構３０の構成は、これに限定されるものではない。例えば、第１回転伝達機構３０は、第１電動モータ２０が第１回転方向（第２軸方向から見て時計回りの方向）に回転した場合に、回転部材１０が回転する第３回転方向が時計回りの方向となるように、構成されていてもよい。
【００２７】
図１を再び参照して、制御装置４０は、プロセッサとしての機能を有するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）４１と、ＣＰＵ４１の動作に用いられる各種データやプログラム等を記憶する記憶部４２と、を有するマイクロコンピュータを備えている。なお、記憶部４２は、具体的には、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）等の記憶媒体によって構成されている。本実施形態に係る制御装置４０は、第１電動モータ２０の動作を制御するとともに、後述する第２電動モータ７０の動作も制御する。
【００２８】
図３は、第２カプラ３が第１カプラ２に接続された状態を示す模式図である。なお、図３において、第１カプラ２及びロック機構５０は、二点鎖線で図示されている。図２及び図３を参照して、本実施形態に係る第２カプラ３の第１ネジ５と回転部材１０の第２ネジ
１２は、回転部材１０が第３回転方向に回転した場合に、第２カプラ３が第１カプラ２に押し込まれて接続され、回転部材１０が第４回転方向に回転した場合に、第２カプラ３が第１カプラ２から引き抜かれて切り離されるように、構成されている。具体的には、回転部材１０が第３回転方向に回転した場合に第２カプラ３が第１カプラ２に接続され、回転部材１０が第４回転方向に回転した場合に第２カプラ３が第１カプラ２から切り離されるように、第１ネジ５及び第２ネジ１２の螺旋がネジ切りされている。
【００２９】
これにより、第１電動モータ２０が第１回転方向に回転することで、回転部材１０を第３回転方向に回転させ、この結果、第２カプラ３を第１カプラに接続させることができる。一方、第１電動モータ２０が第２回転方向に回転することで、回転部材１０を第４回転方向に回転させ、この結果、第２カプラ３を第１カプラ２から切り離すことができる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、第１電動モータ２０を利用して第１カプラ２と第２カプラ３との接続及び切り離しを行うことができる。これにより、第１カプラ２と第２カプラ３との接続及び切り離しを安価で確実に行うことができる。
【００３１】
具体的には、本実施形態によれば、空圧を利用して第１カプラ２と第２カプラ３との接続及び切り離しを行う場合のように、空圧を発生させるための装置（コンプレッサや空圧シリンダ等）が不要であるので、カプラ装置１の製造コストを低減させることができる。すなわち、空圧を利用する場合に比較して、カプラ装置１の価格を安価にすることができる。また、本実施形態によれば、第１カプラ２や第２カプラ３に空気を送る配管からの空気漏洩のおそれがないので、第１カプラ２と第２カプラ３との接続及び切り離しを確実に行うことができる。
【００３２】
続いて、ロック機構５０、ロック解除用係合部材６０、第２電動モータ７０、及び、第２回転伝達機構８０について説明する。図４及び図５は、カプラ装置１におけるロック解除用係合部材６０の周辺構成の模式図である。具体的には、図４は、ロック解除用係合部材６０がロックを解除していない状態を模式的に示している。また、図５は、ロック解除用係合部材６０が第１軸方向に変位してロックを解除した状態を模式的に示している。なお、図４において、第２カプラ３は二点鎖線で図示されている。
【００３３】
図４及び図５を参照して、本実施形態に係るロック機構５０は、第１カプラ２に設けられている。このロック機構５０は、第２カプラ３が第１カプラ２に接続された場合に第２カプラ３が第１カプラ２から切り離されないように第２カプラ３に係合することで第２カプラ３をロックし、第２カプラ３をロックした状態から第１軸方向（第２カプラ３から遠ざかる方向）に変位することで、第２カプラ３のロックを解除する構造のロック機構である。
【００３４】
具体的には、本実施形態に係るロック機構５０は、レリーススリーブ５１及びボール（図示せず）を有するボールラッチ機構と、レリーススリーブ５１の外周側面に設けられた鍔部５２と、を備えている。このボールラッチ機構の構成は、例えば特許文献１に開示されているロック機構のボールラッチ機構と同様である。
【００３５】
より具体的には、本実施形態に係るボールラッチ機構のレリーススリーブ５１は、第１軸方向及び第２軸方向に変位できるように第１カプラ２の外周側面に配置されている。また、ボールラッチ機構のボールは、レリーススリーブ５１の内周側面と第１カプラ２の外周側面との間の部分に配置されている。第２カプラ３が第１カプラ２に接続された場合には、ボールラッチ機構のボールが第２カプラ３の係合溝６に係合することで、第２カプラ３が第１カプラ２から切り離されないようになる（すなわち、第２カプラ３の位置がロックされる）。一方、レリーススリーブ５１が図４の状態から図５に示すように第１軸方向
に変位した場合、ボールは係合溝６から外れる。これにより、ボールによる第２カプラ３のロックが解除される。このボールラッチ機構自体は、前述したように、特許文献１に開示されているボールラッチ機構と同様であり、公知技術を適用できるものであるので、このボールラッチ機構自体のこれ以上詳細な説明は省略する。
【００３６】
ロック解除用係合部材６０は、第１カプラ２の軸方向で第１軸方向及び第２軸方向に変位することができ、第１軸方向に変位した場合にロック機構５０を第１軸方向に変位させてロックを解除させるための部材である。
【００３７】
具体的には、本実施形態に係るロック解除用係合部材６０は、ロック機構５０の鍔部５２に係合する係合爪部６１を有している。図５に示すように、この係合爪部６１が鍔部５２に係合して、鍔部５２を第１軸方向に変位させる。これにより、レリーススリーブ５１が第１軸方向に変位して、第２カプラ３のロックが解除される。なお、本実施形態に係るロック解除用係合部材６０は、ロックを解除しない状態においては、図４に示すように第２軸方向に変位することで、係合爪部６１が鍔部５２に係合しないようになっている。
【００３８】
第２電動モータ７０は、バッテリー（図示せず）と電気的に接続されている。第２電動モータ７０は、制御装置４０によって制御されることで、第５回転方向及び第６回転方向（これは、第５回転方向とは反対の回転方向である）に回転することができる電動モータである。なお、図１、図４及び図５において、本実施形態に係る第２電動モータ７０は、第２回転伝達機構８０の後述する駆動ギヤ８１よりも紙面奥側に配置されている。
【００３９】
第２回転伝達機構８０は、第２電動モータ７０が第５回転方向に回転した場合に、ロック解除用係合部材６０が第１軸方向に変位し、第２電動モータ７０が第６回転方向に回転した場合に、ロック解除用係合部材が第２軸方向に変位するように、第２電動モータ７０の回転をロック解除用係合部材６０に伝達する機構である。
【００４０】
具体的には、本実施形態に係る第２回転伝達機構８０は、駆動ギヤ８１と、駆動ギヤ８１に噛み合う従動ギヤ８２と、を備えている（なお、図において、駆動ギヤ８１及び従動ギヤ８２の歯の図示は省略されている）。駆動ギヤ８１は、第２電動モータ７０の出力軸に接続されたピニオンギヤであり、この出力軸と同じ方向に回転する。従動ギヤ８２は、この駆動ギヤ８１が噛み合うラックギヤによって構成されている。具体的には、本実施形態に係る従動ギヤ８２は、第１カプラ２の軸線の方向に延在するとともに、その第２軸方向側の端部がロック解除用係合部材６０に接続されている。
【００４１】
第２回転伝達機構８０が上記の構成を有することで、第２電動モータ７０が第５回転方向又は第６回転方向に回転した場合に、この第２電動モータ７０の回転が駆動ギヤ８１及び従動ギヤ８２を介してロック解除用係合部材６０に伝達されて、ロック解除用係合部材６０を第１軸方向又は第２軸方向に変位させることができる。
【００４２】
以上のように、本実施形態によれば、上述したロック機構５０、ロック解除用係合部材６０、第２電動モータ７０、及び、第２回転伝達機構８０を備えているので、第２カプラ３が第１カプラ２に接続された場合には、ロック機構５０によって第２カプラをロックすることできる。また、第２カプラ３を第１カプラ２から切り離す場合には、第２電動モータ７０を第５回転方向に回転させることで、ロック解除用係合部材６０を第１軸方向に変位させて（図５）、ロック機構５０によるロックを解除させることができる。このように、本実施形態によれば、人手によってロック及びロック解除を行う手間を無くすことができる。
【００４３】
（実施形態１の変形例）
なお、上記の実施形態１において、カプラ装置１は、ロック機構５０、ロック解除用係合部材６０、第２電動モータ７０、及び、第２回転伝達機構８０を備えていない構成とすることもできる。この場合においても、カプラ装置１が少なくとも第１カプラ２、第２カプラ３、回転部材１０、第１電動モータ２０、及び、第１回転伝達機構３０を備えているので、前述したように、第１電動モータ２０を利用して第１カプラ２と第２カプラ３との接続及び切り離しを行うことができる。これにより、第１カプラ２と第２カプラ３との接続及び切り離しを安価で確実に行うことができる。
【００４４】
（実施形態２）
続いて、本開示の実施形態２に係る蓄熱システム１００について説明する。図６は、本実施形態に係る蓄熱システム１００の構成を模式的に示す模式的構成図である。本実施形態に係る蓄熱システム１００は、カプラ装置１及びカプラ装置１ａを備えるとともに、熱源１１０と、蓄熱器１２０と、配管部材（配管１３０ａ、配管１３０ｂ、配管１３０ｃ、配管１３０ｄ）と、ポンプ１４０と、制御装置４０とを備えている。
【００４５】
本実施形態に係る蓄熱システム１００は、一例として、乗用車、トラック、バス等の車両に搭載されている。但し、蓄熱システム１００の用途は、本実施形態のような車両に限定されるものではなく、蓄熱システム１００は例えば産業機械や、船舶、航空機等に搭載されて用いることもでき、例えば工場等において所定位置に定置されて用いることもできる。
【００４６】
カプラ装置１は、実施形態１で説明したカプラ装置１と同じものである。カプラ装置１ａは、接続されている配管が配管１３０ｂ及び配管１３０ｄである点において、カプラ装置１と異なっているが、他の構成はカプラ装置１と同様である。なお、カプラ装置１ａの各構成要素には、カプラ装置１の各構成要素と区別するため、符号に「ａ」が付されている。すなわち、本実施形態に係るカプラ装置１ａは、第１カプラ２ａと、第２カプラ３ａと、回転部材１０ａと、第１電動モータ２０ａと、第１回転伝達機構３０ａと、ロック機構５０ａと、ロック解除用係合部材６０ａと、第２電動モータ７０ａと、第２回転伝達機構８０ａとを備えている。
【００４７】
熱源１１０は、熱を発生する装置である。このような機能を有するものであれば、熱源１１０の具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態では熱源１１０の一例として、エンジンを用いている。このエンジンとしては、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の種々のエンジンを用いることができる。この熱源１１０としてのエンジンの動作は、制御装置４０によって制御されている。
【００４８】
熱源１１０の内部には、作動流体（Ｆで図示されている）が流通するための熱源用内部流路１１５が設けられている。本実施形態では、作動流体の具体例として、冷媒（より具体的には、エンジンを冷却する冷媒）を用いている。熱源１１０としてのエンジンが稼働している間、熱源用内部流路１１５の作動流体は、このエンジンの熱によって暖められる。
【００４９】
蓄熱器１２０は、熱を蓄熱する装置である。具体的には、本実施形態に係る蓄熱器１２０は、蓄熱材１２２と蓄熱器用内部流路１２５とを備えている。蓄熱器用内部流路１２５は、蓄熱器１２０の内部に配置されている。蓄熱材１２２は、蓄熱器１２０の内部において、蓄熱器用内部流路１２５の外表面を覆うように配置されている。蓄熱器用内部流路１２５には、作動流体が流通する。
【００５０】
蓄熱材１２２は、熱を蓄熱することが可能な材料である。具体的には、本実施形態に係る蓄熱材１２２は、融点よりも低い場合には結晶状態となっている。一方、蓄熱材１２２
は、融点以上の高温になって融解した場合には、液体状態になる。そして、蓄熱材１２２は、融解時に熱を吸収し（すなわち、熱を蓄熱し）、凝固時に熱を放出する（すなわち、蓄熱した熱を放熱する）。このような性質を利用して、蓄熱材１２２は、蓄熱器用内部流路１２５の作動流体の熱と熱交換することで、融解時には蓄熱器用内部流路１２５の作動流体の熱を蓄熱し、凝固時には、それまで蓄熱していた熱を放出して作動流体を暖める。
【００５１】
この蓄熱材１２２の具体的な種類は、特に限定されるものではなく、例えば、糖アルコール、酢酸ナトリウム３水塩、硫酸ナトリウム１０水塩等、公知の蓄熱材を用いることができる。蓄熱材１２２として、どのような物を用いるかは、蓄熱システム１００の用途等に応じて適宜決定すればよい。本実施形態においては、蓄熱材１２２の具体例として、糖アルコールを主成分とする蓄熱材を用いることとし、より具体的には、スレイトール（ｔｈｒｅｉｔｏｌ）を用いることとする。
【００５２】
配管１３０ａ、配管１３０ｂ、配管１３０ｃ及び配管１３０ｄは、熱源１１０と蓄熱器１２０との間を作動流体が流通するための「配管部材」である。配管１３０ａは、その一端が熱源用内部流路１１５の流体出口に接続され、その他端がカプラ装置１の第１カプラ２に接続されている。配管１３０ｂは、その一端が熱源用内部流路１１５の流体入口に接続され、その他端がカプラ装置１ａの第１カプラ２ａに接続されている。配管１３０ｃは、その一端が蓄熱器用内部流路１２５の流体入口に接続され、その他端がカプラ装置１の第２カプラ３に接続されている。配管１３０ｄは、その一端が蓄熱器用内部流路１２５の流体出口に接続され、その他端がカプラ装置１ａの第２カプラ３ａに接続されている。
【００５３】
なお、配管１３０ａ及び配管１３０ｂは、「一端が熱源１１０に接続された熱源側配管」としての機能を有する部材の一例である。また、配管１３０ｃ及び配管１３０ｄは、「一端が蓄熱器１２０に接続された蓄熱器側配管」としての機能を有する部材の一例である。
【００５４】
ポンプ１４０は、作動流体を熱源１１０と蓄熱器１２０との間で強制的に循環させるための装置（循環装置）である。具体的には、本実施形態に係るポンプ１４０は、配管１３０ａの途中箇所に配置されている。ポンプ１４０の具体的な種類は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、制御装置４０によって制御されることで稼働する電動ポンプを用いている。
【００５５】
なお、ポンプ１４０の配置箇所は、配管１３０ａに限定されるものではない。他の例を挙げると、ポンプ１４０は、配管１３０ｂ、配管１３０ｃ及び配管１３０ｄのいずれかの箇所に配置されていてもよい。また、蓄熱システム１００は、ポンプ１４０を備えていない構成とすることもできる。この場合、作動流体は、温度差に起因する対流によって、熱源１１０と蓄熱器１２０との間を循環することになる。但し、本実施形態のように蓄熱システム１００がポンプ１４０を備えている場合の方が、これを備えていない場合に比較して、作動流体を効果的に循環させることができる点で好ましい。
【００５６】
制御装置４０は、熱源１１０としてのエンジンの動作を制御するとともに、ポンプ１４０、第１電動モータ２０、第１電動モータ２０ａ、第２電動モータ７０、第２電動モータ７０ａ等を制御することで、蓄熱システム１００の動作を統合的に制御している。
【００５７】
続いて、蓄熱システム１００の動作について説明する。まず、本実施形態に係る制御装置４０は、所定の熱供給開始条件（蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を開始させるための条件）が満たされた場合に、蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を開始させる。この熱供給開始条件の具体的な内容は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、この熱供給開始条件の具体例として、熱源１１０（エンジン）
の暖機運転時において（すなわち、熱源用内部流路１１５の作動流体の温度が予め設定された所定温度よりも低い場合において）、熱源用内部流路１１５の作動流体の温度が蓄熱器１２０の蓄熱材１２２の温度よりも低い、という条件を用いている。これを換言すると、本実施形態に係る熱供給開始条件は、熱源１１０の暖機運転時において蓄熱材１２２の温度が熱源用内部流路１１５の作動流体の温度以上であるという条件、ということもできる。
【００５８】
具体的には、この場合、蓄熱システム１００は熱源用内部流路１１５の作動流体の温度を検出する温度センサ（図示せず）を備えている。制御装置４０は、この温度センサの検出値を取得することで、この作動流体の温度を取得する。また、蓄熱システム１００は蓄熱材１２２の温度を検出する温度センサ（図示せず）を備えている。制御装置４０は、この温度センサの検出値を取得することで、蓄熱材１２２の温度を取得する。そして、制御装置４０は、このようにして取得された作動流体の温度が予め設定された所定温度よりも低く、且つ、蓄熱材１２２の温度よりも低い場合に、熱供給開始条件が満たされたと判定して、蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を開始させる。
【００５９】
蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を開始させる場合、制御装置４０は、第１電動モータ２０，２０ａを第１回転方向に回転させることで、第２カプラ３，３ａを第１カプラ２，２ａに接続させる。このように第２カプラ３，３ａが第１カプラ２，２ａに接続された場合、ロック機構５０，５０ａは第２カプラ３，３ａをロックする。次いで、制御装置４０は、ポンプ１４０を稼働させる。この場合、蓄熱器１２０に蓄熱された熱で暖められた作動流体（Ｆ）は、配管１３０ｄ及び配管１３０ｂを流通して、熱源１１０の熱源用内部流路１１５に流入する。これにより、熱源１１０としてのエンジンを暖めて、このエンジンの暖機を促進させることができる。熱源用内部流路１１５を流通した後の作動流体は、配管１３０ａ及び配管１３０ｃを流通して、蓄熱器１２０の蓄熱器用内部流路１２５に戻る。
【００６０】
一方、制御装置４０は、蓄熱器１２０に蓄熱された熱を熱源１１０へ供給している最中において、熱源用内部流路１１５の作動流体の温度が蓄熱材１２２の温度以上になった場合には、蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を終了させる。具体的には、この場合、制御装置４０は、ポンプ１４０を停止させるとともに、第２電動モータ７０，７０ａを第５回転方向に回転させる。これにより、ロック機構５０，５０ａによるロックが解除される。次いで、制御装置４０は、第１電動モータ２０，２０ａを第２回転方向に回転させることで、第２カプラ３，３ａを第１カプラ２，２ａから切り離す。次いで、制御装置４０は、第２電動モータ７０，７０ａを第６回転方向に回転させることで、ロック解除用係合部材６０，６０ａを前述した図４の位置(通常位置)に戻す。なお、この後、再び、熱供給開始条件が満たされた場合には、制御装置４０は、蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を再開させる。
【００６１】
また、制御装置４０は、所定の蓄熱開始条件（熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を開始させるための条件）が満たされた場合には、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を開始させる。この蓄熱開始条件の具体的な内容は、特に限定されるものではないが、本実施形態では、この蓄熱開始条件の具体例として、熱源１１０の暖機運転が完了した（すなわち、熱源用内部流路１１５における作動流体の温度が予め設定された所定温度以上になった）、という条件を用いている。
【００６２】
具体的には、この場合、制御装置４０は、前述したように、熱源用内部流路１１５の作動流体の温度を検出する温度センサの検出値を取得することで、この作動流体の温度を取得する。そして、制御装置４０は、このようにして取得された作動流体の温度が予め設定された所定温度以上になったと判定した場合に、蓄熱開始条件が満たされたと判定して、
熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を開始させる。
【００６３】
熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を開始させる場合、制御装置４０は、第１電動モータ２０，２０ａを第１回転方向に回転させることで、第２カプラ３，３ａを第１カプラ２，２ａに接続させる。また、この場合、ロック機構５０，５０ａは、第２カプラ３，３ａをロックする。次いで、制御装置４０は、ポンプ１４０を稼働させる。この場合、熱源１１０の発生する熱によって暖められた作動流体（Ｆ）は、配管１３０ａ及び配管１３０ｃを流通して、蓄熱器１２０の蓄熱器用内部流路１２５に流入する。蓄熱材１２２は、この蓄熱器用内部流路１２５の熱を蓄熱する。蓄熱器用内部流路１２５を流通した後の作動流体（蓄熱器１２０によって熱を奪われることで低温になった作動流体）は、配管１３０ｄ及び配管１３０ｂを流通して、熱源１１０の熱源用内部流路１１５に戻る。
【００６４】
一方、制御装置４０は、熱源１１０が発生した熱を蓄熱器１２０へ蓄熱させている最中において、熱源用内部流路１１５における作動流体の温度が予め設定された所定温度よりも低くなった場合には、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を終了させる。具体的には、この場合、制御装置４０は、ポンプ１４０を停止させるとともに、第２電動モータ７０，７０ａを第５回転方向に回転させる。これにより、ロック機構５０，５０ａによるロックを解除させる。次いで、制御装置４０は、第１電動モータ２０，２０ａを第２回転方向に回転させることで、第２カプラ３，３ａを第１カプラ２，２ａから切り離す。次いで、制御装置４０は、第２電動モータ７０，７０ａを第６回転方向に回転させることで、ロック解除用係合部材６０，６０ａを前述した図４の位置(通常位置)に戻す。この後、再び、熱源用内部流路１１５における作動流体の温度が所定温度以上になった場合には、制御装置４０は、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を再開させる。
【００６５】
なお、上述した蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を開始させるための条件や、蓄熱器１２０に蓄熱された熱の熱源１１０への供給を終了させるための条件や、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を開始させるための条件や、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を終了させるための条件は、あくまでも例示に過ぎず、上述した内容に限定されるものではない。これらの条件は、熱源１１０の具体的な構成や、蓄熱材１２２の具体的な種類や、蓄熱システム１００の具体的な用途等に応じて、適宜設定すればよい。
【００６６】
続いて、本実施形態の作用効果について説明する。まず、本実施形態によれば、カプラ装置１及びカプラ装置１ａを備えているので、前述した実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。
【００６７】
また、本実施形態によれば、カプラ装置１及びカプラ装置１ａを備えているので、熱源１１０と蓄熱器１２０とを接続する配管部材を、その途中箇所において物理的に切り離すことができる。これにより、熱源１１０と蓄熱器１２０とを接続する配管部材が途中箇所で切り離すことができない場合に比較して、蓄熱器１２０に接続された配管の長さを短くすることができる。この結果、蓄熱器１２０に蓄熱された熱がこの配管から外気へ放熱される際の放熱量を減少させることができる。これにより、蓄熱器１２０に熱を長時間蓄熱させておくことができる。すなわち、蓄熱器１２０における熱の保持時間を長くすることができる。この効果について実験によって確認した結果（実験結果）を、以下に説明する。
【００６８】
図７は、本実施形態の実験結果を示す図である。具体的には、図７の縦軸は蓄熱材１２２の温度を示しており、横軸は時間を示している。図７のライン３００は、本実施形態に係る蓄熱システム１００の実験結果を示すラインである。具体的には、ライン３００は、本実施形態に係る蓄熱システム１００について、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を終了させた時点からの蓄熱材１２２の温度変化を計測した結果を示している。より具体的には、ライン３００は、本実施形態に係る蓄熱システム１００について、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を終了させるために、ポンプ１４０を停止させ且つ第１カプラ２，２ａと第２カプラ３，３ａとを切り離した時点（これが横軸がゼロの時点である）からの蓄熱材１２２の温度変化を計測した結果を示している。
【００６９】
一方、図７のライン３０１は、比較例に係る蓄熱システムの実験結果を示すラインである。ここで、この比較例に係る蓄熱システムとして、熱源１１０と蓄熱器１２０とが配管部材によって常時接続された状態の蓄熱システムを用いた。具体的には、この比較例に係る蓄熱システムは、ハードウエア構成は本実施形態に係る蓄熱システム１００と同様であるが、熱源１１０が発生した熱の蓄熱器１２０への蓄熱を終了させる場合に、第１カプラ２，２ａと第２カプラ３，３ａとを接続させた状態のままにしている点において、本実施形態と異なっている（但し、ポンプ１４０は停止させている）。すなわち、図７のライン３０１は、比較例に係る蓄熱システムについて、蓄熱器１２０への蓄熱を終了させるにあたり、第１カプラ２，２ａと第２カプラ３，３ａとを接続状態にしたままでポンプ１４０の運転を停止させ、このポンプ１４０の運転停止からの蓄熱材１２２の温度変化を計測した結果を示している。
【００７０】
この図７から、時間ａ１以降において、ライン３００の方がライン３０１よりも温度が高くなっていることが分かる。したがって、この図７の実験結果からも、本実施形態に係る蓄熱システム１００が蓄熱器１２０における熱の保持時間を長くできることが分かる。
【００７１】
ところで、上述した本実施形態に係る蓄熱システム１００は、熱源側配管（配管１３０ａ，１３０ｂ）の他端に第１カプラ２，２ａが接続され、蓄熱器側配管（配管１３０ｃ，１３０ｄ）の他端に第２カプラ３，３ａが接続されているが、この構成に限定されるものではない。蓄熱システム１００は、熱源側配管の他端に第２カプラ３，３ａが接続され、蓄熱器側配管の他端に第１カプラ２，２ａが接続された構成とすることもできる。
【００７２】
以上、本開示に係る実施形態について説明したが、本開示はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の範囲内において、さらなる種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  カプラ装置
２  第１カプラ
３  第２カプラ
４  外周側面
５  第１ネジ
１０  回転部材
１１  内周側面
１２  第２ネジ
２０  第１電動モータ（「電動モータ」）
３０  第１回転伝達機構（「回転伝達機構」）
４０  制御装置
５０  ロック機構
６０  ロック解除用係合部材
７０  第２電動モータ
８０  第２回転伝達機構
９０  カプラシステム
１００  蓄熱システム
１１０  熱源
１２０  蓄熱器
１２２  蓄熱材
１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ  配管（「配管部材」）
１４０  ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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