(57)【要約】【課題】小径パイプを利用して内外を連通させる流路を簡単に確保でき、小型化・軽量化を図ることが容易なカップラーを提供すること。【解決手段】カップラーのソケットとプラグとのいずれか一方には、両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を弁体に設け、この弁体に中空操作部材の外径より大きい凹部と、この凹部の底部中間に中空操作部材の端面を支持可能な突起部を設けて凹部外側と底部中間とを連通可能な流路として構成する。  これら空間を流路とすることで、中空操作部材に横穴や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、内外を連通する流路を弁体側に確保でき、特に小径の中空操作部材にも簡単に対応でき、カップラーの小型化・軽量化が容易となる。【選択図】図３
2011085151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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いずれか一方には、前記両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を前記弁体に設け、
この弁体には、前記中空操作部材の外径より大きい凹部と、この凹部の底部中間に前記中空操作部材の端面を支持可能な突起部を設けて凹部外側と底部中間とを連通可能な流路として構成したことを特徴とするカップラー。
【請求項２】
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いずれか一方には、前記両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を前記弁体に設け、
この弁体には、前記中空操作部材の端面を支持可能かつ前記中空操作部材の内径部と連通する支持連通溝を設けて流路として構成してなることを特徴とするカップラー。
【請求項３】
前記支持連通溝に、前記中空操作部材が嵌合され中間部で支持可能な嵌合受穴を形成して構成したことを特徴とする請求項２記載のカップラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、カップラー内の液体などの流路が簡単な構造で確実に確保でき、小型・小径化に対応できるようにしたもので、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。
【背景技術】
【０００２】
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いる。
【０００３】
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いる。
【０００４】
例えば特許文献１には、図９に示すように、連結装置が開示されており、主流路と副流路とを備えたプラグＰと、主流路と副流路とを備えプラグと嵌合可能であるとともに、嵌合した状態でプラグの主流路と副流路とを連通可能なソケットＳとから構成されている。
【０００５】
そして、この連結装置では、ソケットＳは保持体１に固定された弁押体２の外周に形成された主流路２ａと、さらに主流路２ａの外側に形成された副流路２ｂと、それらの流路２ａ，２ｂを閉じるバルブ３ａ、３ｂを有し、各バルブ３ａ、３ｂはスプリング４ａ，４ｂの付勢力によって弁座に向けて押圧され、主流路２ａおよび副流路２ｂを閉じることができる構成となっている。
【０００６】
一方、プラグＰは弁保持体５に摺動自在に保持された弁本体６の外周に形成された主流路６ａと、さらに主流路６ａの外側に形成された副流路６ｂと、それらの流路６ａ，６ｂを閉じるバルブ７ａ，７ｂを有し、各バルブ７ａ，７ｂはスプリング８ａ，８ｂの付勢力によって弁座に向けて押圧され、主流路６ａおよび副流路６ｂを閉じることができる構成となっている。
【０００７】
このようなソケットＳとプラグＰの接続がなされると、まず、ソケットＳの副バルブ３ｂとプラグＰの副バルブ７ｂが当接し、両者がそれぞれスプリング４ｂ，８ｂの付勢力に抗して互いに離れる方向に移動し、副流路２ｂ，６ｂが連通する。
【０００８】
さらに、ソケットＳとプラグＰの接続がなされると、ソケットＳの主バルブ３ａがプラグＰの内筒体の端面によって押され、スプリング４ａに抗して後退して弁体が弁押体２の弁座から離れ、弁押体２との主流路２ａを開くとともに、ソケットＳ側の弁押体の先端部平面とプラグＰ側の弁本体６に設けた弁部材の平面とが当接しプラグＰ側の弁本体６をスプリング８ａの付勢力に抗して押圧し、弁本体を後退させてプラグＰ側の主バルブ７ａを開き主流路６ａと連通する。
【０００９】
これにより、副流路が連通すると気体供給源から容器内に気体が供給され、その気体圧によって内袋を収縮させ、内袋内の液体がプラグ側の主流路からソケット側の主流路を介して液体を容器外に送出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００３−１７２４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このような連結装置を、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、簡単な操作で確実に連結できるものが必要となるとともに、搭載する機器、例えば携帯用電子機器等に搭載するためには、小型化・軽量化が必要となる。
カップラーの小型化を図ろうとすると、カップラーの連結操作にともなって互いの弁体を開放するとともに、流路を連通させる必要があり、強度と流路断面積を確保するためには、小径パイプを用いることが考えられ、小径パイプの内外を連通させて流路を確保しようとすると、小径パイプの側面に横孔を形成したり、すり割を加工しなければならず、加工が困難となるという問題がある。
【００１２】
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、小径パイプを利用して内外を連通させる流路を簡単に確保でき、小型化・軽量化を図ることが容易なカップラーを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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いずれか一方には、前記両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を前記弁体に設け、この弁体には、前記中空操作部材の外径より大きい凹部と、この凹部の底部中間に前記中空操作部材の端面を支持可能な突起部を設けて凹部外側と底部中間とを連通可能な流路として構成したことを特徴とするものである。
【００１４】
この発明の請求項２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いずれか一方には、前記両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を前記弁体に設け、この弁体には、前記中空操作部材の端面を支持可能かつ前記中空操作部材の内径部と連通する支持連通溝を設けて流路として構成してなることを特徴とするものである。
【００１５】
この発明の請求項３記載のカップラーは、請求項２記載の構成に加え、前記支持連通溝に、前記中空操作部材が嵌合され中間部で支持可能な嵌合受穴を形成して構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
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いずれか一方には、前記両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を前記弁体に設け、この弁体には、前記中空操作部材の外径より大きい凹部と、この凹部の底部中間に前記中空操作部材の端面を支持可能な突起部を設けて凹部外側と底部中間とを連通可能な流路として構成したので、弁体に形成した凹部に中空操作部材を装着することで、凹部の底部中間の突起部で中空操作部材の下端を底部に密着させずに浮かせた状態で支持して底部に空間を形成するとともに、中空操作部材より大径の凹部の外側にも空間を形成でき、これら空間を流路とすることで、中空操作部材に横穴や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、内外を連通する流路を弁体側に確保することができ、特に小径の中空操作部材にも簡単に対応でき、カップラーの小型化・軽量化が容易となる。
【００１７】
この発明の請求項２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いずれか一方には、前記両弁体を開放するとともに流路を形成する中空操作部材を前記弁体に設け、この弁体には、前記中空操作部材の端面を支持可能かつ前記中空操作部材の内径部と連通する支持連通溝を設けて流路として構成したので、弁体の支持連通溝に中空操作部材の端面を当接することで、中空操作部材の端面を支持して内径部と支持連通溝とを連通させて流路とすることができ、中空操作部材に横穴や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、内外を連通する流路を弁体側に確保することができ、特に小径の中空操作部材にも簡単に対応でき、カップラーの小型化・軽量化が容易となる。
【００１８】
この発明の請求項３記載のカップラーによれば、前記支持連通溝に、前記中空操作部材が嵌合され中間部で支持可能な嵌合受穴を形成して構成したので、嵌合受穴に中空操作部材を嵌合することで、弁体に固定支持することができる。
これにより、中空操作部材にフレアやフランジ加工などをする事なく、カップラーの小型化・軽量化を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるカップラーを構成するソケットとプラグを分離した状態の縦断面図である。
【図２】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるカップラーを構成するソケットとプラグを接続した状態の縦断面図である。
【図３】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるソケット側のバルブ本体および中空操作部材を抽出して示す斜視図である。
【図４】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるプラグ側のバルブ本体および中空操作部材を抽出して示す斜視図である。
【図５】この発明のカップラーを燃料電池に適用した他の一実施の形態にかかるプラグ側のバルブ本体および中空操作部材を抽出して示す斜視図である。
【図６】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるカップラーを構成するプラグの外観斜視図である。
【図７】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるカップラーを構成するプラグの先端部分の分解斜視図および組立状態の外観斜視図である。
【図８】この発明のカップラーを燃料電池に適用した一実施の形態にかかるカップラーを構成するプラグの先端部分のカム機構部分の分解斜視図である。
【図９】従来の連結装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、この発明を実施するための実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。  
まず、この発明のカップラーの全体構成について、燃料電池用として燃料電池本体と燃料補充用のカートリッジ本体との間に設ける場合を例に説明する。
この燃料電池用カップラー（以下、単にカップラーとする。）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本体側の容器本体である燃料タンクにソケットＳ１０が設けられ、メタノール容器としてのカートリッジ本体側の容器本体であるボトルにプラグＰ１０が設けられ、互いを連通させて燃料電池本体側にカートリッジ本体から燃料を補充したり、カートリッジごと交換するのに用いられる。すなわち、この発明のカップラーでは、容器本体は、電池本体側のタンクとカートリッジ側のボトルの両方を含むものである。
【００２１】
このソケットＳ１０は、主要部は、金属材料で構成されるが、その多くが液体燃料に晒されることになるため、耐腐食性などに優れた材料で構成することが好ましく、例えば不導態化処理や金コーティングなどを施して使用することが好ましい。非金属材料部材には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）などが用いられるほか、耐メタノール性を有するポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのスーパーエンジニアプラスチックや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの汎用エンジニアプラスチックが好適に用いられる。さらに、ゴムとして、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ、ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）が好適に用いられる。
【００２２】
以下の説明では、図面上での上下を基準に説明するが、実際の嵌合連結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。
【００２３】
このカップラー１０のソケットＳ１０では、燃料電池本体に設けられる容器本体の表面などに露出して取り付けられるカップラー本体を構成するソケット本体１１を備えており、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接続孔１２が表面に開口して形成してある。このプラグ接続孔１２は、内径が表面側ほど大径な大径部と中径部と小径部との３段の円筒部で構成してある。
【００２４】
このソケット本体１１の中径部の外側の段差部に略底付き円筒状の弁ホルダ１３が連結され、ソケット本体１１の小径部の外周と弁ホルダ１３の内周とがホルダシール部１４とされ、シール状態にできるようにしてあり、弁ホルダ１３の底部には、容器本体内と連通する連通孔１３ａが形成してある。この弁ホルダ１３の連通孔１３ａと接続シール部２１先端孔とがソケットＳ１０での流路１５とされ、容器本体の内外間を連通できるようになっている。
【００２５】
この弁ホルダ１３内には、流路１５を開閉するソケット側の弁体を構成するバルブ本体１６が摺動自在に装着され、略円柱状の弁本体１６ａと下端の大径円錐状のシール部１６ｂとを備え、このシール部１６ｂの円錐面が弁シール部１７とされるとともに、シール部１６ｂの外周面が弁ホルダ１３の内周に沿うガイド部とされ、流路１５の開閉が行われる。
【００２６】
さらに、このバルブ本体１６を閉じる方向に付勢する付勢手段として圧縮コイルばね１８が弁ホルダ１３の底部とバルブ本体１６の大径円錐状のシール部１６ｂの上側との間に装着してある。
この圧縮コイルばね１８によって開閉されるバルブ本体１６によって、弁ホルダ１３の底部に形成した連通孔１３ａとプラグ接続孔１２との間の流路１５が、連通孔１３ａから弁本体１６ａの外周と弁ホルダ１３の内周、開閉されるバルブ本体１６のシール部１６ｂの弁シール部１７を経て接続シール部２１先端孔に至るように形成される。
【００２７】
また、バルブ本体１６には、図３に抽出して示すように、大径円錐状のシール部１６ｂの中心部に中空操作部材を構成するソケット側操作部材２０用の凹部を構成する装着穴１９が形成され、この装着穴１９の底部に突起部として段付きリブ１９ａが形成してあり、装着穴１９より小径の中空パイプ状のソケット側操作部材２０が段付きリブに当接されてソケット本体１１のプラグ接続孔１２内に先端部２０ａが位置するように装着してある。これにより、装着穴１９に装着されたソケット側操作部材２０の外側と、装着穴１９の底部の段付きリブ１９ａとによってそれぞれ空間が形成され、この空間がソケット側操作部材２０のパイプ内部と連通することになり、ソケット側操作部材２０の内外を連通する流路とすることができる。
したがって、小径パイプでソケット側操作部材２０を構成しても横穴などを加工することなく、バルブ本体１６の装着穴１９と段付きリブ１９ａとを加工するだけで内外を連通する流路を確保することができる。
このソケット側操作部材２０の先端部２０ａは、後述するプラグＰ１０の先端部との間で接続部シール部２１が構成され、ソケットＳ１０とプラグＰ１０とを接続する場合のシール状態を確保する。
【００２８】
なお、ソケット側操作部材２０の先端部２０ａは、図示例では、フレア加工を施してあり、接続部シール部材を膨らませて外周面でシールするようにしてあるが、フランジを形成して接続部シール部材を膨らませてシールするようにしたり、単に直管状として先端面や外周面でシールするようにしても良い。先端面でシールする場合には、接続部シール部材２１がバルブ本体１６の移動に伴って摺動したり、摩擦が生じることが無く、外周面でシールする場合には、接続部シール部材２１の摺動が生じることになる。
【００２９】
このように構成したソケットＳ１０では、ホルダシール部１４、弁シール部１７、接続部シール部２１の３箇所のシール部が設けられ、通常、それぞれに弾性シール材が取り付けられるが、ここでは、３箇所のシール部をシールするシール部材が１つで兼用され、３箇所兼用シール部材２２が装着される。この３箇所兼用シール部材２２は、中心部の内円筒部２２ａの上端部に外側に突き出すフランジ状の略円板部２２ｂを備え、略円板部２２ｂの外周端に内円筒部２２ａと同心状に外円筒部２２ｃが一体とされた縦半分の断面形状が略Ｊ字状としてある。
【００３０】
この３箇所兼用シール部材２２の内円筒部２２ａの内側にソケット側操作部材２０の先端部２０ａが取り付けられ、下端部外周が接続部シール部２１をシールする接続部シール部材（２２ａ）となるとともに、ソケット側操作部材２０を保持する機能をなしている。
また、３箇所兼用シール部材２２のフランジ状の略円板部２２ｂが弁シール部１７に配置されて弁シール部材（２２ｂ）となり、バルブ本体１６がソケット側操作部材２０で開弁方向に移動することにより略円板部２２ｂが弾性変形して弁シール部１６ａとの間に隙間が形成されることで開弁状態となり、弁シール部１６ａと密着することで閉弁状態となる。
【００３１】
さらに、３箇所兼用シール部材２２の外円筒部２２ｃがホルダシール部１４に配置され、ソケット本体１１の小径部の外周と弁ホルダ１３の内周との連結部分に挟むように取り付けられてシール状態とされるホルダシール部材（２２ｃ）となるとともに、これによって３箇所兼用シール部材２２の一端が固定されることになる。
【００３２】
このように構成したソケットＳ１０では、バルブ本体１６の装着穴１９に装着されたソケット側操作部材２０がプラグＰ１０との連結にともなって押圧操作されることで、接続部シール部２１のシールがなされた後、自動的に弁体を構成するバルブ本体１６が開弁されたり、プラグＰ１０の取り外しにより閉弁されることになる。このソケットＳ１０での開弁状態では、ソケット側操作部材２０のパイプの中空部内側が流路とされ、装着孔９の外側および底部中間の段付きリブ１９ａによってパイプの中空部外側と連通する流路が形成されてバルブ本体１６を介して容器本体内と連通され、閉弁状態では、バルブ本体１６が閉じられることで、ソケット側操作部材２０のパイプの中空部内側および中空部外側と容器本体内との連通が停止される。
【００３３】
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、操作部材やばね等の一部を除き主要部は、非金属材料、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）などが用いられるほか、耐メタノール性を有するポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）などのスーパーエンジニアプラスチックや、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの汎用エンジニアプラスチックが好適に用いられる。さらに、ゴムとして、例えばニトリルゴム（ＮＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ、ＥＰＤＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）が好適に用いられる。また、金属材料の部品は、液体燃料に晒されることになるため、耐腐食性などに優れた材料で構成することが好ましく、例えば不導態化処理や金コーティングなどを施して使用することが好ましい。
【００３４】
このプラグ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いれられる容器本体を構成する容器のノズルＮ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、先端部（上端部）３１ａが最小径で、中間小径部３１ｂおよび中間大径部３１ｃに続く基端部（下端部）３１ｄが最大径となっている。
【００３５】
このプラグ側でのカップラー本体を構成するプラグ本体３１には、先端部に突き出してソケットＳ１０のプラグ接続孔１２内に装着される最小径の略円筒状の突出連結部３２が形成してあり、この突出連結部３２の先端にソケットＳ１０のソケット側操作部材２０の先端部２０ａに装着された３箇所兼用シール部材２２の内円筒部（接続部シ−ル部材）２２ａの外周面と接触してシールするシール凹部３２ａが形成されるとともに、中心部にプラグ側操作部材用の装着孔３２ｂが形成してある。
【００３６】
このシール凹部３２ａは、先端開口部側が大径で基端底部側が小径のテーパ状凹部とされ、このテーパ面によってソケットＳ１０の３箇所兼用シール部材２２の挿入をガイドするとともに内周部で確実にシールすることができるようにしてある。また、このシール凹部３２ａによりプラグＰ１０の先端面がへこむことで、プラグＰ１０をソケットｓ１０から取り外した際に、例え付着残留する液体燃料があってもこのシール凹部３２ａに収容することができ、これにより、付着残留する液体燃料に接触することを防止できる。
【００３７】
このプラグ本体３１の中間大径部３１ｃの内周側の中間小径部３１ｂの端面が平坦面で構成されたバルブシート３３としてある。
そして、プラグ本体３１の中間大径部３１ｃの端面と基端部（下端部）３１ｄの最大径の円筒部の内周がホルダシール部３４とされ、容器のノズルＮがホルダシール部材４０となるＯリングを介して挿入されるようになっており、容器のノズルにねじ込まれてプラグ本体３１が容器に取り付けられる。
【００３８】
このプラグ本体３１の内側には、図４に抽出して示すように、プラグ側の弁体を構成するバルブ本体３５が装着され、中間部の略大径円板部がバルブヘッド３５ａとされ、このバルブヘッド３５ａに先端中心部（上端中心部）に突き出す細径で先端面を横断する支持連通溝を構成する流路溝３５ｅが形成されたバルブステム３５ｂと、基端中心部（下端中心部）に突き出す太径のガイド部３５ｃとが一体に形成してあり、先端中心部（上端中心部）に突き出すバルブステム３５ｂの支持連通溝を構成する流路溝３５ｅに当てて設けられる中空操作部材を構成するプラグ側操作部材４１が突出連結部３２内に位置し、バルブ本体３５と一体に往復移動するようになっている。
【００３９】
この中空操作部材を構成するプラグ側操作部材４１は、金属製の細径のパイプで構成され、基端部（下端部）がフレア加工されて、バルブ本体３５を構成するバルブステム３５ｂの支持連通溝を構成する流路溝３５ｅに当てられ、プラグ本体３１の最小径の上端部の下面で押えられており、プラグ側操作部材４１のパイプ内と両側面および先端面が開口する流路溝３５ｅを介してパイプ内外が連通して流路が構成されるようになっている。これにより、細径のパイプの側面に横孔や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、バルブ本体３５側に加工を施すだけで、パイプ内とパイプ外とを連通する流路を形成することができる。
【００４０】
そして、このバルブ本体３５のバルブヘッド３５ａの先端部（上端部）に、バルブシート３３と対向してＯリング装着部３５ｆが設けられ、弁シール部３６の弁シール部材を構成するＯリング３７が装着してある。
【００４１】
このバルブ本体３５の往復動をガイドするため、ガイド部３５ｃの外側を囲むように底付きの略円筒状のバルブホルダ３８が設けられ、中間のフランジ部がプラグ本体３１の中間大径部３１ｃの下方の端面に当てられるとともに、フランジ部の下面にホルダシール部材としてのＯリング４０が当てられてノズルＮの外周のねじ部にねじ込むプラグ本体３１で挟まれて取り付けられている。
【００４２】
また、バルブ本体３５のガイド部３５ｃの外周に圧縮コイルばね３９が装着され、上端がバルブヘッド３５ａに当てられ、下端がバルブホルダ３８の中間突出部で押えられている。
【００４３】
これにより、バルブ本体３５は常時上方に付勢され、バルブヘッド３５ａのＯリング保持部３５ｆに取り付けたＯリング３７をバルブシート３３に押し当ててシールすることで、閉弁状態にしたり、圧縮コイルばね３９に抗して離間させることで、開弁状態にできるようになっている。
【００４４】
なお、圧縮コイルばね３９の下端が支持されるバルブホルダ３８がプラグ本体３１に弾性体などを介在することなく取り付けてあるので、弾性体の介在による付勢力の変化がなく、常に一定に保つことができ、安定した状態で開弁や閉弁することができる。
【００４５】
さらに、バルブホルダ３８の下端部側壁には、流路孔３８ａが形成され、容器内と連通するようになっている。
【００４６】
このように構成したプラグＰ１０では、バルブ本体３５のバルブステム３５ｂをソケットＳ１０との連結にともなってプラグ側操作部材４１を介して押圧操作することで、自動的に弁体であるバルブ本体３５が開弁されたり、連結を解除することで閉弁されることになる。
【００４７】
このようなカップラー１０でのソケットＳ１０とプラグＰ１０との連結接続は、３箇所シール部材２２の接続部シール部２１のシール材２２ａが接触して接続部のシールがなされた後、接続部シール部２１のシールが保持された状態でソケット側操作部材２０が操作されて圧縮コイルばね１８の強さの設定で先にソケットＳ１０のバルブ本体１６が開いた後、さらに押されることでプラグP１０のバルブ本体３５が移動されて開弁状態となり、カップラー１０を構成するソケットＳ１０およびプラグＰ１０の連結接続が完了する。
【００４８】
この連結接続が完了した状態では、ソケットＳ１０側では、ソケット側操作部材２０のパイプ内側とバルブ本体１６の装着穴１９および底部中間の段付きリブ１９ａによって流路が形成され、バルブ本体１６が開弁されて連通孔１３ａを介して機器に搭載した容器本体内と連通し、プラグＰ１０側では、プラグ側操作部材４１のパイプ内側とバルブ本体３５の流路溝３５ｅによって流路が形成され、バルブ本体３５が開弁されて燃料カートリッジ内と連通し、ソケット側操作部材２０とプラグ側操作部材４１同士の連通によって容器本体と燃料カートリッジとが連通され、燃料の補給が可能となる。
【００４９】
このようなカップラー１０によれば、ソケットＳ１０では、図３に示すように、バルブ本体１６，３５（両弁体）を開放するとともに流路を形成するソケット側操作部材２０（中空操作部材）を設け、このバルブ本体１６（弁体）には、ソケット側操作部材２０（中空操作部材）の外径より大きい装着穴１９（凹部）と、この装着穴１９（凹部）の底部中間にソケット側操作部材２０（中空操作部材）の端面を支持可能な段付きリブ１９ａ（突起部）を設けて装着穴１９（凹部）外側と底部中間とを連通可能な流路として構成したので、弁体に形成した凹部に中空操作部材を装着することで、凹部の底部中間の突起部で中空操作部材の下端を底部に密着させずに浮かせた状態で支持して底部に空間を形成するとともに、中空操作部材より大径の凹部の外側にも空間を形成でき、これら空間を流路とすることで、中空操作部材に横孔や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、内外を連通する流路を弁体側に確保することができ、特に小径の中空操作部材にも簡単に対応でき、カップラーの小型化・軽量化を図ることが容易となる。
【００５０】
また、このカップラー１０によれば、プラグＰ１０では、図４に示すように、バルブ本体１６，３５（両弁体）を開放するとともに流路を形成するプラグ側操作部材４１（中空操作部材）を設け、このバルブ本体３１（弁体）には、プラグ側操作部材４１（中空操作部材）の端面を支持可能かつプラグ側操作部材４１（中空操作部材）の内径部と連通する流路溝３５ｅ（支持連通溝）を設けて流路として構成したので、弁体の支持連通溝に中空操作部材の端面を当接することで、中空操作部材の端面を支持して内径部と支持連通溝とを連通させて流路とすることができ、中空操作部材に横穴や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、内外を連通する流路を弁体側に確保することができ、特に小径の中空操作部材にも簡単に対応でき、カップラーの小型化・軽量化を図ることが容易となる。
【００５１】
なお、上記実施の形態では、ソケットとプラグとで、異なる構成の中空操作部材と弁体とで中空操作部材のパイプ内外を連通させる流路の例に説明したが、ソケットとプラグとの構成を同一としたり、互いの構成を入れ替えるようにしてカップラーを構成することもできる。
【００５２】
また、この発明のカープラーでは、中空操作部材と弁体とで中空操作部材のパイプ内外を連通させる流路の他の実施の形態として、図５に主要部を抽出して示すように、例えばプラグ側の弁体を構成するバルブ本体３５では、その中間部の略大径円板部がバルブヘッド３５ａとされ、このバルブヘッド３５ａに先端中心部（上端中心部）に突き出す細径のバルブステム３５ｂが一体に形成され、このバルブステム３５ｂの先端面に中心部を横断する支持連通溝を構成する流路溝３５ｅが形成されている。また、バルブ本体３５のバルブヘッド３５ａの基端中心部（下端中心部）に突き出す太径のガイド部３５ｃと僅かに細径のガイド部３５ｄとが一体に形成してある。
さらに、このプラグ側の弁体を構成するバルブ本体３５では、先端中心部（上端中心部）の支持連通溝を構成する流路溝３５ｅに、中空操作部材を構成する金属製の細径のパイプのプラグ側操作部材４１が嵌合される嵌合受穴３５ｇが流路溝３５ｅの底部中間まで形成してあり、プラグ側操作部材４１の端面が支持できるようになっている。
これにより、バルブ本体３５の流路溝３５ｅの嵌合受穴３５ｇにプラグ側操作部材４１が嵌合されると、嵌合受穴３５ｆでプラグ側操作部材４１の端面が支持されることになり、バルブ本体３５とプラグ側操作部材４１とが嵌合固定されるとともに、流路溝３５ｅの底部中間から底部までの空間が流路となり、プラグ側操作部材４１のパイプ内外を連通させることができる。
【００５３】
これにより、プラグ側操作部材４１の細径のパイプの側面に横孔や軸と直交方向の溝（すり割り）などの加工を施すことなく、バルブ本体３５側に加工を施すだけで、パイプ内とパイプ外とを連通する流路を形成することができる。
このカップラーによれば、流路溝３５ｅ（支持連通溝）に、プラグ側操作部材４１（中空操作部材）が嵌合され中間部で支持可能な嵌合受穴３５ｇを形成して構成することで、嵌合受穴３５ｇにプラグ側操作部材４１（中空操作部材）を嵌合することで、バルブ本体３５（弁体）に固定支持することができ、特別な固定部材などを用いる必要がなく、中空操作部材にフレアやフランジ加工などの加工をする事なく、カップラーの小型化・軽量化を図ることができる。
【００５４】
このようなカップラー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が設けられ、例えば連結保持手段５０の一方側を係合凹部５１などとし、この係合凹部５１に係合される相手側をロックアーム５２などとして構成し、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てある。
【００５５】
そして、このカップラー１０のソケットＳ１０では、燃料電池の本体の装着孔に取り付けたソケット本体１１の先端部外側の燃料電池の本体に連結保持手段５０の一方側となる係合凹部５１が設けられ、図１に示すように、２つの係合凹部５１が、例えば矩形に形成されてプラグ接続孔１２の中心軸を挟んで対向し、中心軸に対して点対称に設けてある。これら２つの点対称位置の係合凹部５１の内側面には、中心軸側に突き出すように庇部５３が開口表面から途中まで形成してあり、相手側となる後述するプラグＰ１０側のロックアーム５２の突起部５４とで確実に係合がなされるようにしてある。
【００５６】
このようなカップラー１０の中心軸に対して点対称位置のプラグ接続孔１２の外側の２箇所に係合凹部５１を形成し、その内側に庇部５３を形成することで、厚さと直交する方向に沿って２つの係合凹部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とともに、２つの係合凹部５１の間隔を広く確保することで、回転力に対する連結保持機能を高めることができる。
【００５７】
一方、このカップラー１０のプラグＰ１０では、図１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２つの係合凹部５１に対応して２本のロックアーム５２が上方に突き出して対向して配置され、プラグＰ１０の中心軸に点対象とされるとともに、中心軸回りに回転自在に設けてある。
【００５８】
これら２本のロックアーム５２は、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３１ｂおよび中間大径部３１ｃ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本のロックアーム５２が垂直に突き出すように一体に成形してある。そして、各ロックアーム５２の先端部外側に係合凹部５１の庇部５３に係止される突起部５４が形成してあり、庇部５３を乗り越えるようにして係合連結・開放離脱が行われる。
【００５９】
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のプラグ接続孔１２にプラグＰ１０の突出連結部３２を挿入するとともに、ソケット本体１１に設けた連結保持手段５０の係合凹部５１に対向させてプラグ本体３１に設けたロックアーム５２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の庇部５３とロックアーム５２の突起部５４との接触で、ロックアーム５２が内側に押し戻されるように弾性変形し、さらにプラグＰ１０を押し込むことで、係合凹部５１とロックアーム５２の突起部５４が互いを乗越えながら係合状態となり、連結状態が保持される。
【００６０】
そして、この連結状態では、プラグ本体３１に対してロックアーム５２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ロックアーム５２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。
【００６１】
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、係合凹部５１の庇部５３とロックアーム５２の突起部５５とによって、ロックアーム５２を内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。
【００６２】
このようなカップラー１０によれば、押し込み・引き抜き操作だけでソケットＳ１０とプラグＰ１０とを連結したり、連結を解除することができ、１アクションで簡単に操作することができる。これにより、設置スペースを小さくすることができ、例えば挿脱と回動とを組み合わせて連結保持状態とする機構(ツイストロック機構)に比べ、回動のためのスペースを確保する必要がなく、一層省スペースとなる。
【００６３】
さらに、このカップラー１０では、係合凹部５１の庇部５３とロックアーム５２の突起部５４が乗越えるようにして連結保持状態としたり、連結状態を開放するようにしたので、特に連結操作の際、乗越えた後に係合状態となることで、クリック感(音と振動により伝わる感覚)が生じ、確実に係合状態になったことを知ることができる。
【００６４】
また、これら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く、特に小型カップラーの必要がある場合に好適である。
【符号の説明】
【００６５】
１０          カップラー
Ｓ１０        ソケット
Ｐ１０        プラグ
１１          ソケット本体（カップラー本体）
１２          プラグ接続孔
１３          弁ホルダ
１３ａ        連通孔
１４          ホルダシール部
１５          流路
１６          バルブ本体
１６ａ        弁本体
１６ｂ        シール部
１７          弁シール部
１８          圧縮コイルばね（付勢手段）
１９          装着穴（操作部材用）
１９ａ        段付リブ
２０          ソケット側操作部材
２０ａ        先端部
２０ｂ        フレア部
２１          接続部シール部
２１ａ        先端側壁部
２１ｂ        凹部
２２          ３箇所兼用シール部材
２２ａ        内円筒部（接続部シール部材）
２２ｂ        略円板部（弁シール部材）
２２ｃ        外円筒部（ホルダシール部材）
３１          プラグ本体
３１ａ        先端部
３１ｂ        中間小径部
３１ｃ        中間大径部
３１ｄ        基端部
３２          突出連結部
３２ａ        シール凹部
３２ｂ        装着穴
３３          バルブシート
３４          ホルダシール部
３５          バルブ本体
３５ａ        バルブヘッド
３５ｂ        バルブステム
３５ｃ        ガイド部
３５ｄ        ガイド部
３５ｅ        流路溝
３５ｆ        Ｏリング装着部
３５ｇ        嵌合受穴
３６          弁シール部
３７          Ｏリング（弁シール部材）
３８          バルブホルダ
３８ａ        流路孔
３９          圧縮コイルばね
４０          Ｏリング（ホルダシール部材）
４１          プラグ側操作部材
５０          連結保持手段
５１          係合凹部
５２          ロックアーム
５３          庇部
５４          突起部
５５          リング部
６０          第１の識別手段
７０          第２の識別手段
７１          キー溝
７２          キー
７３          リング部
７４          ガイド孔
８０          カム機構
８１          カム
８２          カムフォロア
Ｎ            ノズル
【図１】
2011085151.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2011085151.tif 000007
【図６】
2011085151.tif 000008
【図７】
2011085151.tif 000009
【図８】
2011085151.tif 000010
【図９】
2011085151.tif 000011