(57)【要約】【課題】本発明は、緊急時における遮断動作の確実性を高めることを目的とする。【解決手段】本発明は、緊急離脱カップリングにおいて、流入遮断弁は、一側通路内に挿嵌された弁座と、弁座に離着座するボール弁体と、ボール弁体を弁座に着座させる方向に付勢する弁ばねとからなる構成とし、一側通路内には、支持部材と前記ボール弁体に挟持される中継軸が設けられ、中継軸は、当該中継軸の軸心に沿って設けられた支柱と、当該支柱より径方向に放射状に伸びる複数の梁とにより形成されてなり、複数の梁は、ボール弁体に当接する端部が、中継軸の軸心側に向かうにつれてボール弁体が嵌合する凹所を形成するように所定の角度で傾斜してなることを特徴とする。【選択図】図２
2015127555.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一側通路とロッド挿入穴とが互いの軸線を交差して設けられ、内部に緊急時に前記一側通路を遮断する一側遮断弁が収容されたケーシングユニットと、
該ケーシングユニットに対して前記ロッド挿入穴の軸線方向に分離可能に設けられ、前記一側通路に連通する他側通路を有して緊急時に該他側通路を遮断する他側遮断弁と、
前記ケーシングユニットと前記他側遮断弁とを結合して設けられ、前記ケーシングユニットと他側遮断弁との間に分離方向に一定以上の外力が加わった緊急時に破断して前記ケーシングユニットと他側遮断弁とを分離する結合部材とを備え、
前記他側遮断弁は、前記ロッド挿入穴の軸線上に位置して前記ケーシングユニットに対して軸線方向に移動可能に設けられた弁筒と、
該弁筒内と前記ロッド挿入穴に軸線方向に移動可能に挿入されるロッドとからなり、
前記結合部材が破断したときに前記弁筒とロッドを相対的に移動することにより前記他側通路を遮断する構成とし、
前記ケーシングユニットの一側通路には、軸線方向の一端側が前記他側遮断弁のロッドに当接することにより軸線方向の他端側で前記一側遮断弁を開弁状態に支持する支持部材を設け、
前記他側遮断弁のロッドには、前記ケーシングユニットと他側遮断弁とが分離方向に移動したときに前記支持部材を収容して前記一側遮断弁が閉弁するのを許す支持部材収容穴を設け、
前記一側遮断弁は、前記一側通路内に挿嵌された弁座と、
該弁座に離着座するボール弁体と、
該ボール弁体を弁座に着座させる方向に付勢する弁ばねとからなる構成とし、
前記一側通路内には、前記支持部材と前記ボール弁体に挟持される中継軸が設けられ、
前記中継軸は、当該中継軸の軸心に沿って設けられた支柱と、
当該支柱より径方向に放射状に伸びる複数の梁とにより形成されてなり、
前記複数の梁は、前記ボール弁体に当接する端部が、前記中継軸の軸心側に向かうにつれて前記ボール弁体が嵌合する凹所を形成するように所定の角度で傾斜してなることを特徴とする緊急離脱カップリング。
【請求項２】
一側通路を有するケーシングユニットと、
前記一側通路に連通された他側通路を有する離脱ユニットと、
前記ケーシングユニットと前記離脱ユニットとが分離された場合に前記一側通路を遮断する一側遮断弁と、
前記ケーシングユニットと前記離脱ユニットとが分離された場合に前記他側通路を遮断する他側遮断弁と、を備えた緊急離脱カップリングであって、
前記一側遮断弁又は前記他側遮断弁は、前記一側通路内に挿嵌された弁座と、
該弁座に離着座するボール弁体と、
該ボール弁体を弁座に着座させる方向に付勢する弁ばねとからなる構成とし、
前記一側通路内には、前記支持部材と前記ボール弁体に挟持される中継軸が設けられ、
前記中継軸は、当該中継軸の軸心に沿って設けられた支柱と、
当該支柱より径方向に放射状に伸びる複数の梁とにより形成されてなり、
前記複数の梁は、前記ボール弁体に当接する端部が、前記中継軸の軸心側に向かうにつれて前記ボール弁体が嵌合する凹所を形成するように所定の角度で傾斜してなることを特徴とする緊急離脱カップリング。
【請求項３】
前記中継軸は、
前記支持部材が当接する下流側端部が円盤状に形成され、
前記ボール弁体が当接する上流側端部が軸方向に延在形成された複数の梁の端部に形成され、
前記複数の梁の端部に前記凹所を形成する傾斜部が形成され、
前記複数の梁の間に軸方向に延在する複数の溝が形成され、
前記複数の溝は、前記下流側端部に接続される各梁の隣り合う形状が、軸線を中心に線対称に形成されてなることを特徴とする請求項１又は２に記載の緊急離脱カップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は緊急離脱カップリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、水素やＣＮＧ（圧縮天然ガス）などの圧縮ガスを燃料として車両に搭載された燃料タンク（被供給体）に充填するガス充填装置においては、ホース先端に設けられた充填ノズルを車両側の接続口に接続してガス充填を行っている。また、ガス充填の際に車両側に接続された充填ノズルを外し忘れて車両を発車させた場合、所定以上の引張り力がホースに作用しまい、装置本体や車両が破損することを防止すると共に、ガス漏れを起すことが考えられる。そこで、ホースには、無理な引張り力が作用した場合に分離すると共に、ホース内のガス漏れを防止するための緊急離脱カップリングが設けられている。
【０００３】
ここで、緊急離脱カップリングの構成について説明する。図１は先行技術文献１に開示された従来の緊急離脱カップリングの縦断面図である。
【０００４】
図１において、４１は充填装置のホースに設けられた緊急離脱カップリングである。当該緊急離脱カップリング４１は、充填ノズルが車両側に接続された状態で車両を発車させてしまうと、ホースに作用した引張り応力の作用により分離すると共に、ホースの破損によるガス漏れを防止する構成になっている。そして、緊急離脱カップリング４１は、ケーシングユニット４２、流出側遮断弁（他側遮断弁）５６、第１の結合ピン６５、第２の結合ピン６６により大略構成されている。
【０００５】
ケーシングユニット４２は、ケーシング本体４３と、アイボルト５１、継手部材５２、流入側遮断弁（一側遮断弁）５３、支持ボール５５、ガイド筒４８等により大略構成されている。また、流入側通路４５に連通された第１のロッド側通路６０及び第２のロッド側通路６１（他側通路）を有するロッド５９、弁筒５７は、離脱ユニットを構成している。この離脱ユニットは、ケーシングユニット４２に対して分離可能に結合されている。
【０００６】
ケーシング本体４３は、アイボルト５１に連結されたワイヤを介して計量機に繋がれている。また、ケーシング本体４３は、軸線Ｏ１−Ｏ１上に配置された突出筒部４４および一側通路として用いられる流入側通路（一側通路）４５と、突出筒部４４の基端側に位置して軸線Ｏ１−Ｏ１に対してほぼ直交する軸線Ｏ２−Ｏ２を中心にして延びたソケット部４６およびテーパ拡径部４７Ａを有するロッド挿入穴４７と、該ソケット部４６の他端側に軸線方向に延びて設けられた円筒状のガイド筒４８と、前記ロッド挿入穴４７に設けられたシールリング４９Ａ，４９Ｂと、前記ソケット部４６の一端側に取付けられ、ねじ穴５０Ａおよび開放通路５０Ｂを有する取付部５０等とにより全体としてほぼＴ字状に構成されている。
【０００７】
ここで、ガイド筒４８は、ソケット部４６の他側に螺着された長尺な円筒をなしている。そして、ガイド筒４８は、流出側遮断弁５６の弁筒５７、ロッド５９を所定位置に保持しつつ分離方向（軸線Ｏ２−Ｏ２方向）に案内する。また、ガイド筒４８には、第１の結合ピン６５と第２の結合ピン６６が径方向に設けられている。
【０００８】
また、５１は、取付部５０のねじ穴５０Ａに取付けられた掛止め部としてのアイボルトである。また当該アイボルト５１には、充填装置１の計量機３から延びるワイヤ５先端部が掛け止めされている。これにより、ロッド５９が充填中又は充填終了直後に自動車が移動してホースにより引張られたときに、該ロッド５９の引張り方向（ＸＢ方向）と、ケーシングユニット４２と流出側遮断弁５６とが分離する方向（軸線Ｏ２−Ｏ２）とを合わせることができる。
【０００９】
５２は突出筒部４４の先端側に取付けられた一側の継手部材である。該継手部材５２には、流入口となるホース接続口５２Ａが形成され、該ホース接続口５２Ａには、ホースの計量機側ホース部先端が接続される。
【００１０】
また、５３は流入側通路４５内に同軸に収容された一側遮断弁として用いられる一側遮断弁である。当該流入側遮断弁５３は、ケーシング本体４３とロッド５９がＸＡ，ＸＢ方向に相対移動した緊急時に、流入側通路４５を外部に対して遮断する。さらに、流入側遮断弁５３は、弁座５３Ａ、ボール弁体５３Ｂ、弁ばね５３Ｃからなるポペット弁として構成されている。ボール弁体５３Ｂは、流入側通路４５に挿嵌された弁座５３Ａに対して離着座するように軸線方向に変位可能に設けられ、弁ばね５３Ｃにより着座方向（閉弁方向）に付勢されている。
【００１１】
５４は流入側通路４５内に挿嵌された弁座５３Ａ内の軸線方向に移動可能に設けられた中継軸、５５は該中継軸５４と流出側遮断弁５６のロッド５９との間に配置された支持部材としての支持ボールをそれぞれ示している。支持ボール（支持部材）５５は、一端側がロッド５９の外周に当接し、反対側の他端側が中継軸５４の下流側端部に当接している。
【００１２】
中継軸５４は、ボール弁体５３Ｂが当接する上流側端部と、支持ボール５５が当接する下流側端部と有し、ボール弁体５３Ｂと支持ボール５５との間に挟持される状態に取り付けられている。また、中継軸５４の上下両端部は、それぞれ平面形状（円盤形状）に形成され、上流側端部と下流側端部との間を接続する円柱状部の外周には軸方向に延在する複数のガス供給溝５４Ａが形成されている。従って、中継軸５４の下流側端部が支持ボール５５により支持されて上流側端部が弁座５３Ａから離間している通常の状態では、ガスが弁座５３Ａからガス供給溝５４Ａを通過して第１のロッド側通路６０及び第２のロッド側通路６１に供給される。
【００１３】
支持ボール５５は、ケーシングユニット４２と流出側遮断弁５６とが第１の結合ピン６５により結合された通常時では、ロッド５９のソケット挿入部５９Ａ外周に当接させることにより、中継軸５４を介して流入側遮断弁５３のボール弁体５３Ｂを開弁状態に支持している。一方、支持ボール５５は、第１の結合ピン６５による結合が解除され、ケーシングユニット４２に対してロッド５９が相対的に移動したときに、該ロッド５９の支持ボール収容穴５９Ｅに収容される。
【００１４】
次に、５６はケーシングユニット４２のガイド筒４８内に位置してソケット部４６に取付けられた他側遮断弁として用いられる他側遮断弁を示している。この流出側遮断弁５６は、ケーシングユニット４２に対して分離方向に移動した緊急時に、流出側通路（他側通路）６２を遮断する。そして、流出側遮断弁５６は、弁筒５７、ロッド５９、流出側通路６２、弁ばね６３等からなるスプール弁として構成されている。
【００１５】
５７はガイド筒４８内を軸線方向に移動可能に設けられ、ロッド挿入穴４７と同軸に設けられた円筒状の弁筒を示している。この弁筒５７は、ソケット部４６の他端面との間に所定の隙間を有した状態で第２の結合ピン６６により固定されている。そして、弁筒５７は、第２の結合ピン６６が破断したときに、軸線Ｏ２−Ｏ２方向に移動する。ここで、弁筒５７とソケット部４６との隙間は、流出側通路６２を遮断する位置までロッド５９の拡径部５９Ｃを軸線方向の他側に移動することができる長さ寸法に設定されている。即ち、弁筒５７は、ロッド５９と相対的に移動することにより流出側通路６２を遮断するスプール弁のスリーブを構成している。
【００１６】
また、弁筒５７は、その内周側がロッド５９の弁筒挿入部５９Ｂが移動可能に挿通するロッド挿通穴５７Ａとなっている。また、ロッド挿通穴５７Ａの他側寄りには、該ロッド挿通穴５７Ａを部分的に拡径することにより、図１に示す第１のロッド側通路６０のポート６０Ａと第２のロッド側通路６１のポート６１Ａとを連通する連通路５７Ｂが設けられている。
【００１７】
一方、ロッド挿通穴５７Ａには、３本のシールリング５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃが設けられている。該各シールリング５８Ａ，５８Ｂ，５８Ｃのうち、シールリング５８Ａ，５８Ｂは、連通路５７Ｂから水素ガスが漏れるのを阻止する。また、シールリング５８Ｂ，５８Ｃは、ロッド５９に対して弁筒５７がＸＡ方向に相対移動したときに、第２のロッド側通路６１のポート６１Ａを遮断する。さらに、弁筒５７の外周側には、第２の結合ピン６６が係合する全周溝５７Ｃが形成されている。
【００１８】
５９はソケット部４６のロッド挿入穴４７の軸線Ｏ２−Ｏ２方向に延びて設けられたロッドを示している。このロッド５９は、軸線方向の一側がソケット部４６のロッド挿入穴４７に分離可能に挿入される小径なソケット挿入部５９Ａとなり、軸線方向の他側が弁筒５７のロッド挿通穴５７Ａに移動可能に挿入される小径な弁筒挿入部５９Ｂとなっている。また、ケーシングユニット１２のソケット部４６と弁筒５７との隙間に位置する中間部には、円盤状に拡径した拡径部５９Ｃが形成され、弁筒挿入部５９Ｂの他端には、段付円筒状の他側の継手部５９Ｄが設けられている。
【００１９】
一方、ソケット挿入部５９ＡのＸＡ方向寄りの外周には、径方向に開口して支持部材収容穴としての支持ボール収容穴（支持部材収容穴）５９Ｅが設けられている。当該支持ボール収容穴５９Ｅは、第１のロッド側通路６０に連通し、ガス供給通路の一部を構成する。また、支持ボール収容穴５９Ｅは、ロッド５９のソケット挿入部５９Ａがソケット部４６のロッド挿入穴４７内でＸＢ方向に所定寸法移動したときに、支持ボール５５を収容する。そして、支持ボール５５が支持ボール収容穴５９Ｅに収容されることにより、弁ばね５３Ｃにより上方に付勢された中継軸５４が支持ボール５５の収容方向に移動して弁座５３Ａ内に潜り込む。そのため、中継軸５４の下端に当接するボール弁体５３Ｂが弁座５３Ａに当接し、流入側遮断弁５３は閉弁する。これにより、緊急時に流入側遮断弁５３は、ガスの流出を防止する。
【００２０】
さらに、他側の継手部５９Ｄには、流出口となるホース接続口５９Ｆが形成され、該ホース接続口５９Ｆには、ホースの基端が接続されている。また、拡径部５９Ｃの外周側には、第１の結合ピン６５が係合する全周溝５９Ｇが形成されている。これにより、ロッド５９は、通常の使用状態で、拡径部５９Ｃがソケット部４６の他端面に当接した軸線方向の所定位置に固定されている。
【００２１】
６０はロッド５９の一側寄りに位置して軸線方向に延びて設けられた第１のロッド側通路を示している。この第１のロッド側通路６０は、一端側が支持ボール収容穴５９Ｅに連通し、他端側が弁筒５７の連通路５７Ｂに連通可能な位置で直径方向に開口したポート６０Ａとなっている。
【００２２】
また、６１はロッド５９の他側寄りに位置して軸線方向に延びて設けられた第２のロッド側通路である。当該第２のロッド側通路６１は、第１のロッド側通路６０とは独立な通路として形成されている。そして、第２のロッド側通路６１は、一端側が弁筒５７の連通路５７Ｂに連通可能な位置で直径方向に開口したポート６１Ａとなり、他端側がホース接続口５９Ｆに連通している。
【００２３】
ここで、第１のロッド側通路６０のポート６０Ａと第２のロッド側通路６１のポート６１Ａとは、図１に示す通常の使用状態では、弁筒５７の連通路５７Ｂを介して互いに連通する。一方、ケーシング本体４３とロッド５９とがＸＡ，ＸＢ方向に相対移動した緊急時には、第２のロッド側通路６１のポート６１Ａが弁筒５７によって気密に閉塞される。
【００２４】
６２は他側通路として用いられる流出側遮断弁５６の他側通路を示している。この流出側通路６２は、ロッド５９の軸線方向に延びて設けられ、流入側通路４５とロッド５９のホース接続口５９Ｆとを連通する。そして、流出側通路６２は、弁筒５７の連通路５７Ｂ、ロッド５９の第１のロッド側通路６０、第２のロッド側通路６１により構成されている。
【００２５】
６３は弁筒５７とロッド５９の継手部５９Ｄとの間に設けられた弁ばねで、該弁ばね６３は、ロッド５９に対して弁筒５７をＸＡ方向、即ち、第２のロッド側通路６１のポート６１Ａを遮断する方向に付勢する。
【００２６】
６４はロッド５９の拡径部５９Ｃにソケット部４６に向けて突設された回り止めピンである。当該回り止めピン６４は、その突出側がソケット部４６に分離可能に挿入されている。これにより、回り止めピン６４は、ロッド５９の回り止めをすることができ、該ロッド５９の支持ボール収容穴５９Ｅを流入側通路４５に対面可能な位置に配置している。
【００２７】
６５はケーシングユニット４２と流出側遮断弁５６との間に設けられた結合部材としての第１の結合ピンである。当該結合ピン６５は、ロッド５９の全周溝５９Ｇに係合するようにケーシング本体４３のガイド筒４８に径方向に挿嵌して設けられている。また、第１の結合ピン６５は、常時はケーシング本体４３のソケット部４６とロッド５９とを軸線Ｏ２−Ｏ２方向に位置決めするように結合している。
【００２８】
一方、第１の結合ピン６５は、ケーシング本体４３とロッド５９とを分離する方向（ＸＡ，ＸＢ方向）に一定以上の外力が加わった場合、そのとき作用する剪断力により破断し、充填装置側にワイヤを介して繋がれたケーシングユニット４２のケーシング本体４３に対して流出側遮断弁５６のロッド５９が相対移動するのを許容する。
【００２９】
６６はガイド筒４８と弁筒５７との間に設けられた他の結合部材としての第２の結合ピンである。当該結合ピン６６は、弁筒５７の全周溝５７Ｃに係合するようにガイド筒４８に径方向に挿嵌して設けられている。また、第２の結合ピン６６は、第１の結合ピン６５よりも弱い力（剪断力）で破断するように脆弱に形成されている。
【００３０】
これにより、第２の結合ピン６６は、常時は弁筒５７をソケット部４６の他端面との間に所定の隙間を有した位置に固定している。一方、第２の結合ピン６６は、ロッド５９がＸＢ方向に移動して、その拡径部５９Ｃに押動されたときに破断し、ケーシングユニット４２から流出側遮断弁５６が分離するのを許容する。
【００３１】
次に、緊急離脱カップリング４１の作動について説明する。
【００３２】
充填装置により水素自動車に水素ガスを充填しているときには、運転者が誤まって自動車を発進させてしまい、ホースを無理に引張ってしまうことが考えられる。
【００３３】
このような緊急時の場合、緊急離脱カップリング４１には、充填装置の計量機にワイヤを介して繋がれたケーシングユニット４２から流出側遮断弁５６を引き離す外力が作用する。
【００３４】
そして、緊急時の剪断力により第１の結合ピン６５が破断すると、ロッド５９は、ケーシングユニット４２のソケット部４６と弁筒５７に対してＸＢ方向に移動する。これにより、ケーシングユニット４２は、支持ボール５５をロッド５９のソケット挿入部５９Ａに設けられた支持ボール収容穴５９Ｅ内に収容するから、流入側遮断弁５３は、ボール弁体５３Ｂを弁座５３Ａに着座して閉弁し、流入側通路４５を遮断する。これとほぼ同時に、流出側遮断弁５６は、ロッド５９の第２のロッド側通路６１のポート６１Ａを弁筒５７のシールリング５８Ｂ，５８Ｃ間に配置し、流出側通路６２を遮断する。この結果、ケーシングユニット４２の流入側通路４５、流出側遮断弁５６の流出側通路６２の内部の水素ガスを遮断できる。
【００３５】
さらに、ロッド５９がＸＢ方向に引張られるようになると、ロッド５９の拡径部５９Ｃが弁筒５７に当接してＸＢ方向に押動したときに初めて第２の結合ピン６６が破断して完全な分離を許容する。これにより、各遮断弁５３，５６を完全に遮断してから第２の結合ピン６６を破断させることができ、内部の水素ガスを各遮断弁５３，５６により遮断した状態で、ケーシングユニット４２と流出側遮断弁５６とが分離する。このように、緊急離脱カップリング４１は、流入側通路４５を有するケーシングユニット４２に対して、離脱ユニットを構成する流入側通路４５に連通された第１のロッド側通路６０及び第２のロッド側通路６１を有するロッド５９、弁筒５７が分離することにより、充填ノズルや車両への被害を抑制できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３６】
【特許文献１】特開２００７−１２０７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００３７】
上記のように構成された緊急離脱カップリングにおいては、緊急時のホース引張り力による剪断力で結合ピン６５、６６が切断されると、支持ボール５５がロッド５９のソケット挿入部５９Ａに設けられた支持ボール収容穴５９Ｅ内に収容されることで、流入側遮断弁５３がボール弁体５３Ｂを弁座５３Ａに着座して閉弁し、流入側通路４５を遮断する。
【００３８】
しかしながら、緊急離脱カップリングは、ホースの引張り方向に応じて傾いた状態になるため、中継軸５４の端面に対するボール弁体５３Ｂの当接位置が変動し、ボール弁体５３Ｂが中継軸５４の上流側端部の中央（軸心）から半径方向にずれた位置で中継軸５４の端面に当接することがある。また、ガス充填中又は充填終了直後は、高圧に圧縮されたガスが中継軸５４のガス供給溝５４Ａを流れる際の圧力変動が生じるため、中継軸５４が弁座５３Ａ内でがたついたり、振動することがある。このような現象により、ボール弁体５３Ｂが中継軸５４の軸心から半径方向にずれた位置にずれると、ボール弁体５３Ｂからの押圧力が中継軸５４の軸心に作用せず、中継軸５４を軸心に対して傾けるような力が作用することになる。
【００３９】
従って、上記のような従来の構成では、緊急時に支持ボール５５が支持ボール収容穴５９Ｅ内に収容された際に、中継軸５４がスムーズに軸方向に移動できなかったり、あるいはボール弁体５３Ｂが正確に弁座５３Ａに着座できなくなるおそれがある。
【００４０】
そこで、本発明は上記事情に鑑み、上記課題を解決した緊急離脱カップリングの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００４１】
上記課題を解決するため、本発明は以下のような手段を有する。
【００４２】
本発明は、一側通路とロッド挿入穴とが互いの軸線を交差して設けられ、内部に緊急時に前記一側通路を遮断する一側遮断弁が収容されたケーシングユニットと、
該ケーシングユニットに対して前記ロッド挿入穴の軸線方向に分離可能に設けられ、前記一側通路に連通する他側通路を有して緊急時に該他側通路を遮断する他側遮断弁と、
前記ケーシングユニットと前記他側遮断弁とを結合して設けられ、前記ケーシングユニットと他側遮断弁との間に分離方向に一定以上の外力が加わった緊急時に破断して前記ケーシングユニットと他側遮断弁とを分離する結合部材とを備え、
前記他側遮断弁は、前記ロッド挿入穴の軸線上に位置して前記ケーシングユニットに対して軸線方向に移動可能に設けられた弁筒と、
該弁筒内と前記ロッド挿入穴に軸線方向に移動可能に挿入されるロッドとからなり、
前記結合部材が破断したときに前記弁筒とロッドを相対的に移動することにより前記他側通路を遮断する構成とし、
前記ケーシングユニットの一側通路には、軸線方向の一端側が前記他側遮断弁のロッドに当接することにより軸線方向の他端側で前記一側遮断弁を開弁状態に支持する支持部材を設け、
前記他側遮断弁のロッドには、前記ケーシングユニットと他側遮断弁とが分離方向に移動したときに前記支持部材を収容して前記一側遮断弁が閉弁するのを許す支持部材収容穴を設け、
前記一側遮断弁は、前記一側通路内に挿嵌された弁座と、
該弁座に離着座するボール弁体と、
該ボール弁体を弁座に着座させる方向に付勢する弁ばねとからなる構成とし、
前記一側通路内には、前記支持部材と前記ボール弁体に挟持される中継軸が設けられ、
前記中継軸は、当該中継軸の軸心に沿って設けられた支柱と、
当該支柱より径方向に放射状に伸びる複数の梁とにより形成されてなり、
前記複数の梁は、前記ボール弁体に当接する端部が、前記中継軸の軸心側に向かうにつれて前記ボール弁体が嵌合する凹所を形成するように所定の角度で傾斜してなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００４３】
本発明によれば、ボール本体が複数の梁の端部が、中継軸の軸心側に向かうにつれて凹所を形成するように所定の角度で傾斜してなるため、ボール弁体の中心が中継軸の軸心とずれた状態で中継軸の端部に接触したとしても、傾斜した梁の端部に案内されて中継軸の軸心に移動でき、ボール弁体の中継軸に作用する力方向が中継軸の軸心に一致することになる。そのため、緊急時に中継軸がスムーズに軸方向に移動することができ、緊急時の遮断動作を確実に行える。また、通常時でも、例えばホースの引張り具合に応じて緊急離脱カップリング自体が傾いた状態であってもボール本体が中継軸の軸心に一致する位置に調整されて中継軸を傾けるような力が作用せず、中継軸を介したガスの流通がスムーズに行えるので、通常時における信頼性も高められる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】先行技術文献１に開示された従来の緊急離脱カップリングの縦断面図である。
【図２】本発明による緊急離脱カップリングの要部を拡大して示す縦断面図である。
【図３】本発明に係る中継軸の取付状態を拡大して示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る中継軸の構成を示す図である。
【図５】中継軸の下流側端部を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００４５】
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
【００４６】
図２は本発明による緊急離脱カップリングの要部を拡大して示す縦断面図である。尚、図２において、前述した図１と同一部分には、同一符号を付して説明を省略する。また、図２では、図１に対して左右方向を逆向きに示している。
【００４７】
図２に示されるように、緊急離脱カップリング１００の流入側遮断弁５３は、流入側通路４５に設けられた弁座５３Ａ、ボール弁体５３Ｂ、ばね部材５３Ｃ、ばね受け５３Ｄを有する。また、弁座５３Ａは、ボール弁体５３Ｂが着座する環状に形成されたシート部５３Ａ１と、シート部５３Ａ１の内側に設けられた軸線方向に延在する貫通孔５３Ａ２とを有する。
【００４８】
弁座５３Ａの貫通孔５３Ａ２には、下方から中継軸１１０が挿通されている。中継軸１１０は、貫通孔５３Ａ２内に下方から軸線方向に摺動可能に挿入されており、ボール弁体５３Ｂを上方に付勢するばね部材５３Ｃのばね力により保持されている。また、中継軸１１０の下流側端部は、支持ボール５５に当接しており、支持ボール５５をロッド５９の外周との間で保持している。
【００４９】
ここで、中継軸１１０の構成について説明する。図３及び図４に示すように、中継軸１１０は、軸線上に延在する支柱１１１と、支柱１１１の上端に設けられた下流側端部１１２と、下端に設けられた上流側端部１１４と、下流側端部１１２と上流側端部１１４との間に設けられた複数の梁１１６Ａ〜１１６Ｄとを有する。下流側端部１１２は、円盤状に形成されており、上面に円形の支持ボール当接面１１３を有する。
【００５０】
支持ボール当接面１１３は、軸心（中央）部分が凹形状になっており、球面形状又は円錐形状の凹部を有する。そのため、支持ボール５５は、組み立て時に支持ボール当接面１１３の軸心（中央）に接触するように調芯される。
【００５１】
支柱１１１の外周には、四枚の梁１１６Ａ〜１１６Ｄが放射状に配置されている。各梁１１６Ａ〜１１６Ｄは、周方向に９０度間隔となるように形成されており、軸方向からみると十字形状の横断面形状に形成されている。また、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄ間には、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄに仕切られたガス供給通路１１７Ａ〜１１７Ｄが形成されている。このガス供給通路１１７Ａ〜１１７Ｄは、通常時に流入側通路４５から第１のロッド側通路６０に供給されるガスが通過するための通路である。
【００５２】
上流側端部１１４は、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの端部により形成されている。各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの上流側端部には、中継軸１１０の軸心側に向かうにつれてボール弁体５３Ｂが嵌合する凹所を形成するように所定の角度で傾斜する傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄが設けられている。各傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄは、軸線方向に対する傾斜角度が例えば３０°〜４５°に設定されている。
【００５３】
傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄは、外周側が下方に突出し、軸心（中心）が上方に凹んだ形状となるように傾斜しているため、下方からばね部材５３Ｃのばね力により付勢されたボール弁体５３Ｂを軸心に調芯することができる。例えば、緊急離脱カップリング１００がホースの引張り操作により傾いた状態になった場合や、充填開始直後や緊急離脱カップリング１００内よりのガスを脱圧した際に生じる緊急離脱カップリング１００内の圧力の急激な変化によりボール弁体５３Ｂが傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄの何れかの外周側に偏心して接触することが考えられる。このような、ボール弁体５３Ｂが上流側端部１１４に対して半径方向にずれた状態で当接しても、ボール弁体５３Ｂがばね力によって傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄの何れかに接触したことによる反力により軸心方向に位置調整される。その結果、ボール弁体５３Ｂは、各傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄに均等に接触する位置に導かれて軸心（中心）に一致する位置に保持される。
【００５４】
これにより、中継軸１１０は、ボール弁体５３Ｂからの軸方向の押圧力を軸心で受けることが可能になる。よって、中継軸１１０がボール弁体５３Ｂからの押圧力によって軸心に対して傾くことが抑制されることにより、弁座５３Ａの貫通孔５３Ａ２にこじりが生じて軸方向の摺動抵抗が増大することも防止される。また、ボール弁体５３Ｂが片寄った位置にあった場合でも上記調芯動作によって各傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄに均等に押圧力が分散されるため、各傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄの何れかが局所的に変形することも防止できる。これにより、流入側遮断弁５３の遮断動作がより確実に行えるので、緊急時における流入側遮断弁５３の遮断動作（閉弁動作）の信頼性がより一層高められる。
【００５５】
さらに、通常時は、中継軸１１０のガス供給通路１１７Ａ〜１１７Ｄも安定するため、ガスの供給がスムーズに行える。よって、中継軸１１０を介したガスの流通が確保されるため、通常時における信頼性も高められる。
【００５６】
また、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの外周側には、段部１２０が設けられている。この段部１２０は、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの同じ高さ位置にあり、弁座５３Ａの貫通孔５３Ａ２の内部形成された段部１２２と対向している。中継軸１１０は、弁座５３Ａの下方から上方に挿入されて軸線方向（上下方向）に移動可能に設けられている。そのため、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの外周側に設けられた段部１２０が弁座５３Ａ内の段部１２２に当接することで、緊急時の上方への移動が制限される。
【００５７】
図５に示されるように、各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの下流側と下流側端部１１２との接続部分がＲ部（曲線状）になっている。このＲ部は、例えば中継軸１１０を金属棒をフライス盤に装着し、エンドミルなどの加工工具により切削加工する場合に形成される。
【００５８】
丸棒材の外周に対し直交する横方向からエンドミルを接近させてガス供給通路１１７Ａ〜１１７Ｄを一つずつ切削する際、下流側端部１１２を残すようにエンドミルを丸棒材の外周方向に離間させる際に角部にＲ部が残る。そして、本実施形態１では、４枚の梁１１６Ａ〜１１６Ｄのうち軸心に対して同じ平面方向に形成された梁１１６Ａと１１６Ｃの下流側と下流側端部１１２との接続部がＲ形状となるように切削加工する。
【００５９】
これにより、４枚の梁１１６Ａ〜１１６Ｄのうち軸心に対して同じ平面方向に形成された梁１１６Ｂ、１１６Ｄの下流側端部１１２との接続部の両側がＲ部になるため、軸線方向に対してＲ部が線対称に形成される。このＲ部が軸方向に対して線対称に配置されることにより、通常時の圧縮されたガスが通過する際の回転方向の旋回力（軸回りの回転トルク）が相殺される。よって、ガスの流れに伴う中継軸１１０の軸回りの回転が抑制されるため、緊急時の中継軸１１０が軸方向への遮断動作が安定化する。
【００６０】
尚、上記実施形態１では、中継軸１１０が４枚の各梁１１６Ａ〜１１６Ｄを直交方向に突出する向きに配置した構成を一例として例示したが、これに限らず、梁を３枚あるいは６枚としても良い。
【００６１】
また、上記実施形態１では、４枚の梁１１６Ａ〜１１６Ｄのうち２枚の梁１１６Ａ、１１６Ｃの下流側の接続部をＲ形状とした場合を一例として挙げたが、これに限らず、４枚の各梁１１６Ａ〜１１６Ｄの全ての接続部がＲ部となるように加工しても良い。
【００６２】
また、上記実施形態１では、各傾斜部１１８Ａ〜１１８Ｄの軸線方向に対する傾斜角度を３０°〜４５°にしたが、これ以外の傾斜角度としても良い。
【００６３】
また、上記実施形態１では、上記中継軸１１０を有する弁機構を流入側遮断弁５３に設けた構成ついて説明したが、流出側遮断弁５６に上記中継軸１１０を設ける構成としても良いのは勿論である。例えば、緊急離脱カップリングに対する充填装置側ホースを流出側の継手部５９Ｄに接続し、ノズル側ホースを流入側の継手部５２Ａに接続することで上記流入側と流出側とを入れ替えることが可能になる。
【符号の説明】
【００６４】
４１  緊急離脱カップリング
４２  ケーシングユニット
４３  ケーシング本体
４４  突出筒部
４５  流入側通路（一側通路）
４６  ソケット部
４７  ロッド挿入穴
４７Ａ  テーパ拡径部
４８  ガイド筒
５２Ａ  ホース接続口
５３  流入側遮断弁（一側遮断弁）
５３Ａ  弁座
５３Ａ１  シート部
５３Ａ２  貫通孔
５３Ｂ  ボール弁体
５３Ｃ  弁ばね
５３Ｄ  ばね受け
５５  支持ボール
５６  流出側遮断弁（他側遮断弁）
５７  弁筒
５９  ロッド
５９Ｅ  支持ボール収容穴
６０  第１のロッド側通路
６１  第２のロッド側通路
６２  流出側通路（他側通路）
６３  弁ばね
６５  第１の結合ピン
６６  第２の結合ピン
１００  緊急離脱カップリング
１１０  中継軸
１１１  支柱
１１２  下流側端部
１１４  上流側端部
１１３  支持ボール当接面
１１６Ａ〜１１６Ｄ  梁
１１７Ａ〜１１７Ｄ  ガス供給通路
１１８Ａ〜１１８Ｄ  傾斜部
【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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