JP2004052996A

JP2004052996A - ガス充填カップリング

Info

Publication number: JP2004052996A
Application number: JP2002247515A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Tsuge; 柘植　和夫
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 2002-05-30
Filing date: 2002-08-27
Publication date: 2004-02-19

Abstract

【課題】本発明はガス充填カップリングの開弁操作の操作性を改善することを課題とする。
【解決手段】ガス充填カップリング５０では、充填準備スイッチがオンに操作されると、制御装置３４が空気管路６０の空気用開閉弁２８を開弁してガス充填カップリング５０の主弁シリンダ７０へ圧縮空気を供給する。そして、空気管路６０を介して圧縮空気がシリンダ室７３に導入されると、主弁シリンダ７０のピストン部７０ｄがＢ方向に押圧されて第２の通路７０ｂが環状溝７１ｂ及び接続ポート７４に連通する開弁位置に移動する。これにより、主弁シリンダ７０は、圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はガス充填カップリングに係り、特に高圧に加圧されたガスを被充填タンクに注入するのに適したガス充填カップリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、燃料電池車の開発が進められており、実用化が促進されつつある。この燃料電池車では、水素と酸素とを反応させて発電を行い、この電力によりモータを駆動させて走行するように構成されている。
【０００３】
このような燃料電池車の普及に際して、現在のガソリンや軽油を燃料とするエンジンが搭載された車両と同様に、例えば、７０ＭＰａ程度の高圧に圧縮した水素を供給する燃料供給システムの開発も重要である。
【０００４】
従来のガス充填カップリングとしては、例えば、２０ＭＰａ程度の圧力に圧縮されたＣＮＧ（圧縮天然ガス）を燃料タンクに充填するためのものがある。この種のガス充填カップリングでは、円筒状に形成されたカップリング本体の先端に設けられた燃料タンクの注入口に結合される結合部と、カップリング本体の他端に設けられたガス供給管路が接続される継手と、カップリング本体の中間部分に設けられた開閉弁とから構成されている。
【０００５】
開閉弁は、カップリング本体の側面に回動可能に突出する操作レバーの回動位置によって開弁または閉弁する。また、結合部は、内周に燃料タンクの注入口の係止溝に嵌合する係止部材が設けられ、外周には軸方向にスライドして係止部材を係止解除位置に移動させるロック解除用の操作リングが設けられている。
【０００６】
上記のように構成されたガス充填カップリングを用いて圧縮された高圧ガスを燃料タンクに充填させる場合は、結合部を燃料タンクの注入口に押圧することで係止部材が注入口の係止溝に嵌合してロックされて充填時の耐圧強度が確保される。次に、操作レバーが開弁位置に回動操作されると、圧縮されたガスが燃料タンクに充填される。
【０００７】
そして、燃料タンクの圧力が目標充填圧力に達すると、操作レバーを閉弁位置に回動操作してガスの充填を止める。その後、燃料タンクの内部に残留する圧力を外部に排出して減圧する。
【０００８】
次いで、ロック解除用の操作リングをカップリング本体の軸方向にスライドさせることにより、係止部材が注入口の係止溝から離脱してロック解除される。これで、ガス充填カップリングを注入口から離間させることが可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来のガス充填カップリングにおいては、操作レバーを開弁位置に回動操作すると、圧縮されたガスが燃料タンクに充填されるように構成されており、カップリング内部で回動する弁部が上流側に高圧ガスの圧力が作用し、下流側に燃料タンクの圧力が作用した状態で回動操作されるため、燃料タンクの圧力が低いほど上流側と下流側との圧力差が拡大されて操作レバーが重くなり、操作性が低下するという問題があった。
【００１０】
特に、供給されるガスの圧力が従来の３〜４倍に増大された場合には、上流側と下流側との圧力差がさらに拡大されて操作レバーを回動操作することが難しくなる。
【００１１】
そこで、本発明は上記課題を解決したガス充填カップリングを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、以下のような特徴を有する。
上記請求項１記載の発明は、加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、カップリング本体の内部に摺動可能に挿入された筒状の弁部と、弁部を軸方向に貫通する第１の通路と、弁部を半径方向に貫通し、弁部の摺動位置に応じてガス供給経路と連通または遮断される第２の通路と、を備えたものであり、弁部の両端に作用する圧力により生ずる力を打ち消すことにより弁部の開弁操作力を軽減でき、例えガスの圧力がより高圧になった場合でも弁部を容易且つスムーズに開弁操作することが可能になる。
【００１３】
また、上記請求項２記載の発明は、弁部が、圧縮空気の供給により開弁位置に摺動するものであり、圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作することが可能になる。
【００１４】
また、上記請求項３記載の発明は、弁部の両端をシールするシール部材が同径となるように形成されたものであり、弁部を開弁させた際に弁部の両端に作用する圧力が等しくなるように設定することが可能になる。
【００１５】
また、上記請求項４記載の発明は、加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、カップリング本体の内部に摺動可能に挿入された筒状体と、筒状体の摺動により押圧されて開弁する副弁と、筒状体の摺動により副弁が開弁された後、筒状体に押圧されて開弁する主弁と、を備えたものであり、弁部に作用する圧力差を小さくして弁部の開弁操作力を軽減でき、例えガスの圧力がより高圧になった場合でも弁部を容易且つスムーズに開弁操作することが可能になる。
【００１６】
また、上記請求項５記載の発明は、加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、カップリング本体の内部に形成された弁孔と、弁孔に摺動可能に挿入された弁棒と、弁部を軸方向に貫通する貫通孔と、弁孔に直交する方向から連通されたガス供給通路と、弁棒の外周をシールするシール部材と、からなり、弁棒が開弁位置に移動したとき、弁棒の外周がシール部材から離間してガス供給通路からのガスを弁孔に供給させるものであり、弁棒の両端に作用する圧力により生ずる力を打ち消すことにより弁部の開弁操作力を軽減でき、例えガスの圧力がより高圧になった場合でも弁部を容易且つスムーズに開弁操作することが可能になる。
【００１７】
また、上記請求項６記載の発明は、弁孔の内周に設けられ、弁棒が閉弁位置にあるとき、弁棒の一端の外周をシールする第１のシール部材と、弁孔の内周に設けられ、弁棒が開弁位置にあるとき、弁棒の一端の外周をシールする第２のシール部材と、他端が摺動する摺動部の内周に設けられ、弁棒の他端の外周をシールする第３のシール部材と、を有するものであり、最小限のシール部材数で弁棒のシールを行うことができる。
【００１８】
また、上記請求項７記載の発明は、弁棒の他端が摺動する摺動部に導入された圧力を外部に排出する残圧開放弁に貫通孔を連通させることにより、弁棒が閉弁位置に摺動してガス充填が完了した後にカップリング本体に残留するガスを貫通孔を介して残圧開放弁から外部に排出することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面と共に本発明の一実施例について説明する。
図１は本発明になるガス充填カップリングの一実施例が適用されたガス充填システムを示す構成図である。
【００２０】
図１に示されるように、ガス充填システム１０では、例えば、燃料電池（図示せず）が搭載された車両１２の燃料タンク１８に高圧ガス（例えば、７０ＭＰａの水素等）を充填するガス充填カップリング５０と、ガス充填カップリング５０に高圧ガスを供給するディスペンサ１６とから構成されている。
【００２１】
車両１２は、燃料タンク１８が搭載されており、燃料タンク１８には燃料電池に供給される水素が充填される。また、燃料タンク１８には、ガス充填カップリング５０が結合されるレセプタクル２０が設けられている。
【００２２】
ガス充填カップリング５０は、後述するように内部に主弁６２と、逆止弁６４と、残圧開放弁６６とが設けられている。主弁６２及び逆止弁６４は、高圧ガス（燃料）を供給するガス供給管路５８に設けられており、ガス供給管路５８の先端はレセプタクル２０を介して燃料タンク１８に連通される。また、ガス供給管路５８の基端は高圧ガスを生成するコンプレッサ及びガス貯蔵タンク（共に図示せず）に連通されている。
【００２３】
さらに、ガス充填カップリング５０には、圧縮空気を供給する空気管路６０とが接続されている。そして、空気管路６０の下流には、ガス充填カップリング５０の主弁シリンダ（弁部）７０、停止操作弁２２、残圧開放シリンダ９６、エアノズル２４などが接続されている。主弁シリンダ７０は、後述するように圧縮空気の供給により開弁動作して高圧ガスを充填するための弁機構であり、空気管路６０の空気圧の低下に伴って閉弁動作する。
【００２４】
また、停止操作弁２２は、ガスの充填中に異常が発生した場合にガス充填を緊急停止させるための緊急停止スイッチである。また、残圧開放シリンダ９６は、後述するように圧縮空気の供給によりカップリング内部の圧力を保持するように閉弁し、空気管路６０の空気圧の低下に伴って開弁してカップリング内部の高圧ガスを放気管路２６へ排出することで残圧を低下させる。
【００２５】
ここで、ディスペンサ１６について説明する。
ディスペンサ１６は、空気管路６０を開または閉とする空気用開閉弁２８と、空気管路６０の空気圧を検出する圧力スイッチ３０と、ガス供給管路５８を開または閉とするガス用開閉弁３２とを有する。空気用開閉弁２８は、電磁式の２位置３ポート弁からなり、ソレノイドが励磁された開弁し、ソレノイドへの通電がオフになると、閉弁すると共に、下流側の圧縮空気を大気中に排気させる。
【００２６】
また、圧力スイッチ３０は、空気管路６０の圧力が所定値以上になると、検出信号を出力する。また、ガス用開閉弁３２は、電磁式の２位置２ポート弁からなり、ソレノイドが励磁されて開弁してガス供給管路５８から供給されたガスをガス充填カップリング５０に供給し、ソレノイドへの通電がオフになると、閉弁してガス供給管路５８を遮断してガスの供給を停止する。
【００２７】
ディスペンサ１６の制御装置３４は、上記空気用開閉弁２８、圧力スイッチ３０、ガス用開閉弁３２の他に、充填準備スイッチ３６、充填準備完了ランプ３８、充填開始スイッチ４０、充填中ランプ４２、充填停止スイッチ４４、充填停止ランプ４６とが接続されている。そして、制御装置３４は、ガス充填カップリング５０が燃料タンク１８のレセプタクル２０に結合された後、充填準備スイッチ３６がオンに操作されると、空気用開閉弁２８を開弁してガス充填カップリング５０へ圧縮空気を供給すると共に、充填準備完了ランプ３８を点灯させる。
【００２８】
また、制御装置３４は、充填開始スイッチ４０がオンに操作されると、ガス用開閉弁３２を開弁してガス充填カップリング５０へ高圧ガスを供給開始すると共に、充填中ランプ４２を点灯させる。
【００２９】
また、制御装置３４は、充填停止スイッチ４４がオンに操作されると、ガス用開閉弁３２を閉弁してガス充填カップリング５０へのガス供給を停止すると共に、充填停止ランプ４６を点灯させる。その後、制御装置３４は、空気用開閉弁２８を閉弁して主弁シリンダ７０及び残圧開放シリンダ９６への圧縮空気の供給を停止する。
【００３０】
ここで、ガス充填カップリング５０の構成について説明する。
図２は本発明になるガス充填カップリングの一実施例を示す正面図である。図３はガス充填カップリングの縦断面図である。
【００３１】
図２及び図３に示されるように、ガス充填カップリング５０は、カップリング本体５２と、カップリング本体５２の一端より斜め下方に突出するグリップ５４と、カップリング本体５２の一端に設けられた結合部５６とから構成されている。
【００３２】
また、カップリング本体５２には、高圧ガス（例えば、７０ＭＰａの水素等）を供給するガス供給管路５８と、圧縮空気を供給する空気管路６０とが接続されている。さらに、カップリング本体５２の内部には、主弁６２と、逆止弁６４と、残圧開放弁６６とが設けられている。
【００３３】
結合部５６は、カップリング先端に回動可能に装着された操作リング６８を有する。この操作リング６８は、全周に滑り止めの凹凸部が形成され、且つ外周には回動位置の目印となる矢印状のマーク６８ａが形成されている。
【００３４】
そのため、ガス充填カップリング５０においては、車両の注入口（図示せず）に結合されるカップリング結合時にマーク６８ａがＯＰＥＮ位置（ロック位置）に回動してロック状態であることを示し、充填完了後にマーク６８ａがＣＬＯＳＥ位置（ロック解除位置）に回動操作されることで、ロック解除動作したことが示される。
【００３５】
操作者は、ガス充填カップリング５０のグリップ５４を把持して結合部５６を車両の注入口（図示せず）に押圧操作することにより、操作リング６８がＯＰＥＮ位置（ロック位置）に回動するため、結合操作が容易に行える。また、操作者は、一方の手でガス充填カップリング５０のグリップ５４を把持したまま、他方の手でガス充填カップリング５０の操作リング６８をＣＬＯＳＥ位置（ロック解除位置）に回動操作することで、分離可能になる。
【００３６】
図４はカップリング本体５２の内部構造を示す縦断面図である。図５は結合部５６及び逆止弁６４を示す縦断面図である。図６は図５中Ｖ−Ｖ線に沿う縦断面図である。図７は図５中ＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図である。
図４に示されるように、主弁６２は、カップリング本体５２の内部に形成された貫通孔５２ａ内を摺動可能に挿入された主弁シリンダ７０を有する。この主弁シリンダ７０は、一端が貫通孔５２ａに挿入され、他端がカップリング本体５２の端部に螺合されたキャップ７１のガイド孔７１ａに挿入されている。そして、空気管路６０を介してシリンダ室７３に供給された圧縮空気の圧力により開弁方向（Ｂ方向）に摺動し、圧縮空気が供給停止されるとコイルバネ７２のバネ力により閉弁方向（Ａ方向）に摺動する。
【００３７】
また、主弁シリンダ７０には、軸方向に貫通する第１の通路７０ａと、半径方向に貫通する第２の通路７０ｂとが設けられている。第２の通路７０ｂは、圧縮空気の圧力により主弁シリンダ７０が開弁方向（Ｂ方向）に摺動したとき、ガス供給管路５８が接続された接続ポート７４に連通され、ガス供給管路５８から供給された高圧ガスをカップリング本体５２の内部に導入させる。
【００３８】
また、第２の通路７０ｂは、圧縮空気の供給が停止されて主弁シリンダ７０が閉弁方向（Ａ方向）に摺動したとき、接続ポート７４と遮断され、ガスの供給を停止させる。
【００３９】
主弁シリンダ７０は、カップリング本体５２の内部に形成された貫通孔５２ａ内を摺動する第１の摺動部７０ｃと、シリンダ室７３を摺動するピストン部７０ｄと、キャップ７１のガイド孔７１ａを摺動する第２の摺動部７０ｅとを有する。第１の摺動部７０ｃと第２の摺動部７０ｅとは、外径寸法が同径に形成されており、且つガイド孔７１ａには、貫通孔５２ａ内と同じ圧力となるように第１の通路７０ａを介して連通されている。
【００４０】
これにより、カップリング本体５２の内部に高圧ガスが供給されても主弁シリンダ７０の両端に作用する圧力が同圧でバランスするため、主弁シリンダ７０を開弁方向または閉弁方向に駆動させる際の抵抗が軽減され、小さな操作力でも容易、且つスムーズに主弁シリンダ７０を駆動することが可能になる。
【００４１】
また、ガイド孔７１ａの内周には、接続ポート７４に連通する環状溝７１ｂが設けられている。この環状溝７１ｂは、全周に設けられているので、主弁シリンダ７０の外周に開口する複数の第２の通路７０ｂと連通するように形成されている。
【００４２】
また、貫通孔５２ａ内壁と第２の摺動部７０ｅとの外周には、同径寸法のシール部材７５ａ〜７５ｄが装着されている。よって、主弁シリンダ７０の両端に作用する圧力も同一となり、第１の摺動部７０ｃと第２の摺動部７０ｅとに作用する圧力に差が生じない。そのため、主弁シリンダ７０は、外部からの操作力（本実施例では、圧縮空気によるエア圧）が付与された場合にＡ方向またはＢ方向に摺動する。
【００４３】
第１のシール部材７５ａは、第１の摺動部７０ｃと貫通孔５２ａ内壁との間をシールしており、第４のシール部材７５ｄは、第２の摺動部７０ｅとガイド孔７１ａ内壁との間をシールしている。
【００４４】
また、第２、第３のシール部材７５ｂ，７５ｃは、第２の通路７０ｂの両側に配置されており、第２の通路７０ｂが環状溝７１ｂ及び接続ポート７４とずれた閉弁位置にあるとき、第２の通路７０ｂからのガス漏れを防止する。
【００４５】
そして、カップリング本体５２には、コイルバネ７２が収納されたバネ室５２ｄに連通された通気孔５２ｅが設けられている。バネ室５２ｄは、主弁シリンダ７０の摺動位置によって容積が変化する際、空気圧が摺動抵抗とならないように通気孔５２ｅを介して内部の空気が吸気または排気される。
【００４６】
ここで、結合部５６及び逆止弁６４について詳細に説明する。
図５乃至図７に示されるように、逆止弁６４は、カップリング本体５２の吐出側開口５２ｂに挿入されており、軸方向に摺動可能に保持されている。また、逆止弁６４は、一端に弁部６４ａを有し、他端にテーパ状の先端部６４ｂが吐出口７５より突出している。そして、先端部６４ｂには、軸方向に延在形成された第１の吐出ポート６４ｃが開口しており、且つ第１の吐出ポート６４ｃの奥部には、半径方向に貫通する第２の吐出ポート６４ｄが設けられている。
【００４７】
また、第２の吐出ポート６４ｄが開口する逆止弁６４の外周には、一対のシール部材６５ａ，６５ｂが装着されている。このシール部材６５ａ，６５ｂは、第２の吐出ポート６４ｄの前後に配置されており、逆止弁６４の外周と円筒状のスリーブ７６のシート部７６ａとの間を気密にシールする。
【００４８】
第２の吐出ポート６４ｄは、円筒状のスリーブ７６のシート部７６ａに嵌合しているときは閉塞されており、後述するようにＢ方向に押圧されてシート部７６ａを通過して貫通孔５２ａ内に突出すると、開弁されて高圧ガスを吐出することが可能になる。また、逆止弁６４の弁部６４ａは、カップリング本体５２の貫通孔５２ａ内に設けられた段部５２ｃに当接するコイルバネ６３のバネ力によりＡ方向に付勢されている。
【００４９】
スリーブ７６は、外周に吐出側開口５２ｂに螺入されるネジ部７６ｅと、吐出側開口５２ｂの端部に当接する鍔部７６ｆとが設けられている。また、スリーブ７６は、ボールロック機構７８の複数の係止球８０（本実施例では、８個とする）が嵌合する孔７６ｇを有する。この孔７６ｇは、周方向に所定間隔毎（本実施例では４５度間隔）に設けられ、半径方向に貫通している。
【００５０】
そのため、複数の係止球８０は、夫々孔７６ｇにガイドされて半径方向に移動可能に取り付けられている。また、スリーブ７６の内周と逆止弁６４の外周との間には、リング状に形成されたバネ受け８２が嵌合しており、係止球８０はバネ受け８２の外周に当接して内側への移動を制限されている。
【００５１】
さらに、バネ受け８２は、逆止弁６４の外周に係止された止め輪８４に当接する段部８２ａを有する。そして、バネ受け８２は、スリーブ７６の内周と逆止弁６４の外周との間に介装されたコイルバネ８７のバネ力により８７バネ受け８２及び止め輪８４を介してＡ方向に付勢されている。そのため、逆止弁６４は、上記コイルバネ６３及びコイルバネ８７により閉弁方向（Ａ方向）に付勢されており、燃料タンクの注入口（図示せず）に当接してＢ方向に押圧されると、コイルバネ６３及びコイルバネ８７をＢ方向に押圧しながら開弁動作する。
【００５２】
操作リング６８は、スリーブ７６の先端に螺入されたナット８５により脱落防止されており、ナット８５とカップリング本体５２の端部との間で周方向に回動可能に保持されている。また、操作リング６８の内周には、環状に形成されたブッシュ８６が一体的に嵌合しており、ブッシュ８６には、係止球８０が挿入される係止溝８６ａが周方向に設けられている。
【００５３】
そして、係止溝８６ａには、係止球８０の外径に対応する球面凹部８８ａが形成されたボール押さえ８８が挿入されている。これらのブッシュ８６及びボール押さえ８８は、操作リング６８の内側にネジ等の締結部材を介して一体的に締結されている。そのため、操作リング６８が回動操作されると、ブッシュ８６及びボール押さえ８８も同一方向に回動してロック解除操作が可能になる。
【００５４】
また、操作リング６８の内周とブッシュ８６とスリーブ７６の鍔部７６ｆとの間には、一対のコイルバネ（付勢部材）９０，９２が周方向に装架されている。このコイルバネ９０，９２は、操作リング６８をロック位置に復帰させるための復帰用付勢部材であり、一端がスリーブ７６の外周に掛止され、他端がブッシュ８６の端部または操作リング６８の内周に掛止されている。
【００５５】
操作リング６８及びブッシュ８６及びボール押さえ８８の回動角度αは、図６（Ａ）（Ｂ）に示すようにブッシュ８６、スリーブ７６に設けられたストッパ部材９３ａによって決まる。尚、ストッパ部材９３ａは、エアノズル２４に当接または離間することで空気管路６０の圧力が変化するため、圧力スイッチ３０によって操作リング６８がロック位置またはロック解除位置に移動していることが検出される。
【００５６】
残圧開放弁６６は、カップリング本体５２の中間位置に設けられており、カップリング本体５２の貫通孔５２ａ及び吐出側開口５２ｂに連通する通路６６ａと、通路６６ａの下方に形成された残圧開放室９４内に挿入された残圧開放シリンダ９６と、残圧開放シリンダ９６を下方に押圧するコイルバネ９８とから構成されている。
【００５７】
残圧開放シリンダ９６の中央には、通路６６ａの端部に形成された弁座６６ｂに対向する閉止用パッキン１００が固着されている。残圧開放弁６６は、主弁６２の主弁シリンダ７０が圧縮空気の供給により開弁動作すると、残圧開放室９４の底部にも圧縮空気が供給されて残圧開放シリンダ９６が上昇して閉止用パッキン１００を弁座６６ｂに圧着する。
【００５８】
そして、圧縮空気の供給が停止すると、主弁６２の主弁シリンダ７０が閉弁動作すると共に、残圧開放シリンダ９６がコイルバネ９８により下降して弁座６６ｂから閉止用パッキン１００が離間してカップリング本体５２内部の高圧ガスが通路６６ａを介して外部に放出される。その結果、カップリング本体５２内部の圧力が急激に低下する。これにより、操作リング６８の回動操作によるロック解除動作がスムーズに行える。
【００５９】
ここで、上記のように構成されたガス充填カップリング５０を用いて高圧ガスの充填操作について図８乃至図１１を併せ参照して説明する。図８はガス充填カップリング５０の結合部５６を車両の注入口に結合させた状態を示す縦断面図である。図９は車両の注入口に結合された結合部５６及び逆止弁６４の動作状態を示す縦断面図である。図１０は図６中ＩＸ−ＩＸ線に沿う縦断面図である。図１１は図６中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【００６０】
図８乃至図１１に示されるように、操作者は、右手でガス充填カップリング５０のグリップ５４（図２及び図３に示す）を把持して結合部５６を車両の注入口（レセプタクル）１１０に押圧して結合させる。
【００６１】
注入口１１０の外周には、係止球８０が嵌合する係止溝１１０ａが形成されている。係止溝１１０ａは、台形状に形成されており、係止球８０に対して前後の傾斜面が当接するように形成されている。
【００６２】
また、注入口１１０の内周には、逆止弁６４のテーパ状の先端部６４ｂが挿入される挿入孔１１０ｂが形成されており、挿入孔１１０ｂの内部には、先端部６４ｂが当接するテーパ状の段部１１０ｃが設けられている。
【００６３】
また、段部１１０ｃには、先端部６４ｂとの間をシールするシール部材１１２が装着されている。尚、シール部材１１２は、逆止弁６４がカップリング内部の圧力によりＡ方向に押圧されることで先端部６４ｂが圧着されて先端部６４ｂとの間をシールするため、供給される高圧ガスの圧力が高くなるほど気密性が確保される。
【００６４】
図８に示されるように、ガス充填カップリング５０の結合部５６が注入口１１０に挿入されると、相対的に注入口１１０が逆止弁６４の外周に沿って結合部５６の内部に挿入される。このように、結合部５６が注入口１１０に挿入されると共に、注入口１１０の端部がバネ受け８２をＢ方向に移動させながら係止溝１１０ａが係止球８０に対向する位置に移動する。
【００６５】
そして、係止球８０を保持するボール押さえ８８が操作リング６８及びブッシュ８６と共にコイルバネ９０，９２のバネ力によって付勢されているので、ボール押さえ８８が回動しながら複数の係止球８０を同時に内側へ押圧する。そして、操作リング６８は、マーク６８ａがＯＰＥＮ位置（ロック位置）に回動して停止し、ロック状態であることを示す。
【００６６】
このロック状態では、図１０に示されるように、ボール押さえ８８の球面凹部８８ａが係止球８０からずれた位置に移動してボール押さえ８８の内周８８ｂが係止球８０を押圧するため、係止球８０は注入口１１０の係止溝１１０ａに嵌合したロック状態に保持される。これで、ガス充填カップリング５０は、注入口１１０に確実に結合された状態でロックされる。
【００６７】
また、逆止弁６４の先端部６４ｂは、注入口１１０の挿入孔１１０ｂの内部に設けられたテーパ状の段部１１０ｃに当接して相対的にＢ方向に摺動すると共に、第２の吐出ポート６４ｄがスリーブ７６のシート部７６ａから貫通孔５２ａ内に突出して主弁シリンダ７０の第１の通路７０ａと連通される。また、逆止弁６４の外周とシート部７６ａとの間は、シール部材６５ａによってシールされる。さらに、逆止弁６４の先端部６４ｂは、シール部材１１２に当接してシールされる。
【００６８】
このように、操作者は、ガス充填カップリング５０をＡ方向に押圧して結合部５６を注入口１１０に挿入させるだけで注入口１１０に結合させると共に、ロック状態に保持することができるので、操作性が極めて容易に行える。
【００６９】
この後、充填準備スイッチ３６（図１参照）がオンに操作されると、制御装置３４は空気管路６０の空気用開閉弁２８を開弁してガス充填カップリング５０へ圧縮空気を供給する。そして、空気管路６０を介して圧縮空気がシリンダ室７３に導入されると、図８及び図１２に示されるように、主弁シリンダ７０のピストン部７０ｄがＢ方向に押圧されて第２の通路７０ｂが環状溝７１ｂ及び接続ポート７４に連通する開弁位置に移動する。よって、主弁シリンダ７０は、圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【００７０】
これと同時に、残圧開放室９４の底部にも圧縮空気が供給されて残圧開放シリンダ９６が上昇して閉止用パッキン１００を弁座６６ｂに圧着する。
【００７１】
これにより、ガス供給管路５８を介してガス充填カップリング５０に供給された高圧ガスは、主弁シリンダ７０の第１の通路７０ａ及び第２の通路７０ｂを介してカップリング本体５２の内部に導入され、且つ逆止弁６４の第１の吐出ポート６４ｃ、第２の吐出ポート６４ｄを介してレセプタクル２０の注入口１１０に吐出され、車両１２の燃料タンク１８へのガス充填が開始される。
【００７２】
このようにして、車両１２の燃料タンク１８の圧力が目標圧力に達すると、ガスの充填が終了する。そして、ガス充填が終了して充填停止スイッチ４４（図１参照）がオンに操作されて空気管路６０からの圧縮空気の供給が停止される。これにより、シリンダ室７３の圧力が低下するため、主弁６２の主弁シリンダ７０は、コイルバネ７２のバネ力により図４及び図１３に示されるように、Ａ方向に摺動して閉弁動作する。これと共に、残圧開放室９４への圧縮空気の供給も停止するため、残圧開放シリンダ９６がコイルバネ９８により下降する。
【００７３】
そのため、残圧開放弁６６は、弁座６６ｂから閉止用パッキン１００が離間してカップリング本体５２内部の高圧ガスを外部に放出させる。その結果、カップリング本体５２内部の圧力が急激に低下するため、操作リング６８の回動操作によるロック解除動作が容易に行える。尚、カップリング本体５２内部の圧力が低下するのに伴って、注入口１１０の圧力が相対的にカップリング本体５２内部の圧力よりも高くなる。その場合、注入口１１０側に設けられた閉止弁（図示せず）が作動することにより、注入口１１０側の高圧ガスがカップリング本体５２内部に逆流することが防止される。
【００７４】
その後、操作者は、ガス充填カップリング５０の操作リング６８をＣＬＯＳＥ位置（ロック解除位置）に回動操作すると、図５に示すように、ボール押さえ８８の球面凹部８８ａが係止球８０と対向する位置に移動し、係止球８０が外側へ移動可能な状態になる。このときの操作力は、操作リング６８を回動させるだけであるので、従来のように軸方向にスライドさせる方式よりも小さい力でロック解除操作することが可能である。
【００７５】
そして、逆止弁６４は、コイルバネ８７によりＡ方向に注入口１１０が押圧されているため、係止溝１１０ａの傾斜面が係止球８０を外側へ押圧してボール押さえ８８の球面凹部８８ａに嵌合するロック解除位置へ移動する。
【００７６】
続いて、注入口１１０から離間する方向に移動し始めると共に、バネ受け８２は、コイルバネ８７のバネ力により注入口１１０をＡ方向に押圧してガス充填カップリング５０の離間動作を補助する。
【００７７】
これで、ガス充填カップリング５０を用いた燃料タンク（図示せず）への高圧ガスの充填操作が完了する。
【００７８】
次に、ガス充填カップリングの変形例１について図１４乃至図１９を参照して説明する。
図１４はガス充填カップリングの変形例１を説明するための縦断面図である。尚、図１４において、前述した実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００７９】
図１４に示されるように、ガス充填カップリング１２０の結合部５６と、逆止弁６４と、残圧開放弁６６とは、前述したガス充填カップリング５０と同様な構成である。
【００８０】
ガス充填カップリング１２０の主弁１２２は、カップリング本体５２に挿入されたシリンダ１２４と、カップリング本体５２に螺入された弁座部材１２６と、主弁体１２８と、副弁体１３０と、弁座部材１２６に螺入されたキャップ１３２とを有する。
【００８１】
シリンダ１２４は、軸方向に貫通する通路１２４ａと、カップリング本体５２の貫通孔５２ａ内を摺動する第１の摺動部１２４ｃと、シリンダ室７３を摺動するピストン部１２４ｄと、弁座部材１２６の第１のガイド孔１２６ａを摺動する第２の摺動部１２４ｅと、副弁体１３０の端部に対向する当接部１２４ｆとを有する。
【００８２】
第１の摺動部１２４ｃと第２の摺動部１２４ｅとは、外径寸法が同径に形成されており、且つ弁座部材１２６の第１のガイド孔１２６ａには、貫通孔５２ａ内と同じ圧力となるように通路１２４ａを介して連通されている。また、ピストン部１２４ｄの外周には、シリンダ室７３との間をシールするシール部材１３３が装着されている。
【００８３】
これにより、カップリング本体５２の内部に高圧ガスが供給されてもシリンダ１２４の両端に作用する圧力が同圧でバランスするため、シリンダ１２４を開弁方向または閉弁方向に駆動させる際の抵抗が軽減され、小さな操作力でも容易、且つスムーズにシリンダ１２４を駆動することが可能になる。
【００８４】
また、貫通孔５２ａ内壁と第１のガイド孔１２６ａ内壁には、同径寸法のシール部材１３４ａ，１３４ｂが装着されている。よって、主弁シリンダ１２４の両端に作用する圧力も同一となり、第１の摺動部１２４ｃと第２の摺動部１２４ｅとに作用する圧力に差が生じない。そのため、シリンダ１２４は、外部からの操作力（本実施例では、圧縮空気によるエア圧）が付与された場合にＡ方向またはＢ方向に摺動する。
【００８５】
第１のシール部材１３４ａは、第１の摺動部１２４ｃと貫通孔５２ａ内壁との間をシールしており、第２のシール部材１３４ｂは、第２の摺動部１２４ｅと第１のガイド孔１２６ａ内壁との間をシールしている。
【００８６】
また、弁座部材１２６は、上記シリンダ１２４をガイドする第１のガイド孔１２６ａと、主弁体１２８が摺動する第２のガイド孔１２６ｂと、主弁体１２８が当接する弁座１２６ｃを有する。主弁体１２８が摺動する第２のガイド孔１２６ｂには、ガス供給管路５８が連通された接続ポート７４が開口している。
【００８７】
弁座１２６ｃには、主弁体１２８との間をシールするシール部材が埋設されている。また、弁座部材１２６は、カップリング本体５２の端部に開口するめねじ５２ｅに螺入されるおねじ１２６ｄと、キャップ１３２のおねじ１３２ａが螺入されるめねじ１２６ｅとを有する。
【００８８】
主弁体１２８は、副弁体１３０が当接する副弁座１２８ａと、副弁体１３０が貫通する貫通孔１２８ｂと、弁座１２６ｃに離着座するテーパ部１２８ｃと、第２のガイド孔１２６ｂを摺動する摺動部１２８ｄと、コイルバネ１３６に押圧されるバネ受け溝１２８ｅとを有する。さらに、主弁体１２８には、接続ポート７４に連通するように設けられた連通孔１２８ｆと、副弁体１３０が収納された第１の室１４２とコイルバネ１３６を収納する第２の室１４４とを連通する小孔１２８ｇとが設けられている。
【００８９】
副弁体１３０は、主弁体１２８の副弁座１２８ａに離着座する弁部１３０ａと、貫通孔１２８ｂを貫通してシリンダ１２４の当接部１２４ｆに当接する第１の軸１３０ｂと、キャップ１３２のガイド孔１３２ｂに挿通された第２の軸１３０ｃとを有する。また、副弁体１３０の弁部１３０ａは、コイルバネ１３８のバネ力によりＡ方向（閉弁方向）に付勢されている。
【００９０】
また、キャップ１３２は、主弁体１２８の摺動をガイドするガイド部１３２ａと、副弁体１３０の摺動をガイドするガイド孔１３２ｂとを有する。さらに、キャップ１３２のガイド孔１３２ｂの入り口には、副弁体１３０の第２の軸１３０ｃをシールするシール部材１４０が装着されている。
【００９１】
ここで、上記のように構成されたガス充填カップリング１２０の開弁及び閉弁動作について説明する。
【００９２】
操作者は、図１５に示されるように、ガス充填カップリング１２０のグリップ５４（図２及び図３に示す）を把持して結合部５６を車両１８のレセプタクル２０の注入口１１０に押圧して結合させる。これにより、注入口１１０の係止溝１１０ａには、係止球８０が嵌合する。
【００９３】
結合部５６が注入口１１０に挿入されると、相対的に注入口１１０が逆止弁６４の外周に沿って結合部５６の内部に挿入される。このように、結合部５６が注入口１１０に挿入されると共に、注入口１１０の端部がバネ受け８２をＢ方向に移動させながら係止溝１１０ａが係止球８０に対向する位置に移動する。
【００９４】
そして、係止球８０を保持するボール押さえ８８が操作リング６８及びブッシュ８６と共にコイルバネ９０，９２のバネ力によって付勢されているので、ボール押さえ８８が回動しながら複数の係止球８０を同時に内側へ押圧する。そして、操作リング６８は、マーク６８ａがＯＰＥＮ位置（ロック位置）に回動して停止し、ロック状態であることを示す。
【００９５】
このロック状態では、ボール押さえ８８の球面凹部８８ａが係止球８０からずれた位置に移動してボール押さえ８８の内周８８ｂが係止球８０を押圧するため、係止球８０は注入口１１０の係止溝１１０ａに嵌合したロック状態に保持される。これで、ガス充填カップリング５０は、注入口１１０に確実に結合された状態でロックされる。
【００９６】
また、逆止弁６４の先端部６４ｂは、注入口１１０の挿入孔１１０ｂの内部に設けられたテーパ状の段部１１０ｃに当接して相対的にＢ方向に摺動すると共に、第２の吐出ポート６４ｄがスリーブ７６のシート部７６ａから貫通孔５２ａ内に突出して主弁シリンダ７０の第１の通路７０ａと連通される。また、逆止弁６４の外周とシート部７６ａとの間は、シール部材６５ａによってシールされる。さらに、逆止弁６４の先端部６４ｂは、シール部材１１２に当接してシールされる。
【００９７】
このように、操作者は、ガス充填カップリング５０をＡ方向に押圧して結合部５６を注入口１１０に挿入させるだけで注入口１１０に結合させると共に、ロック状態に保持することができるので、操作性が極めて容易に行える。
【００９８】
この後、充填準備スイッチ３６（図１参照）がオンに操作されると、制御装置３４は空気管路６０の空気用開閉弁２８を開弁してガス充填カップリング５０へ圧縮空気を供給する。そして、空気管路６０を介して圧縮空気がシリンダ室７３に導入されると、図１６に示されるように、シリンダ１２４のピストン部１２４ｄがＢ方向に押圧されて当接部１２４ｆが副弁体１３０の第１の軸１３０ｂに当接し、副弁体１３０を開弁方向（Ｂ方向）に押圧する。
【００９９】
これにより、副弁体１３０の弁部１３０ａが主弁体１２８の副弁座１２８ａから離間して開弁する。そのため、ガス供給管路５８を介してガス充填カップリング５０に供給された高圧ガスは、主弁体１２８に設けられた連通孔１２８ｆを通過して主弁体１２８内部に形成された第１の室１４２に導入され、さらに第１の軸１３０ｂが挿通された主弁体１２８の貫通孔１２８ｂを通過してカップリング本体５２の内部に供給される。
【０１００】
よって、シリンダ１２４が挿入されたカップリング本体５２の貫通孔５２ａ内部の圧力は、上昇する。従って、主弁体１２８の上流側圧力と下流側圧力との差が小さくなり、主弁体１２８を開弁方向（Ｂ方向）に押圧する際の操作力が小さくて済む。
【０１０１】
さらに、空気管路６０からの圧縮空気がシリンダ室７３に導入されると、図１７に示されるように、シリンダ１２４のピストン部１２４ｄがさらにＢ方向に駆動されて当接部１２４ｆが主弁体１２８に当接し、主弁体１２８及び副弁体１３０を開弁方向（Ｂ方向）に押圧する。よって、シリンダ１２４は、圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【０１０２】
これにより、主弁体１２８は、弁座部材１２６の弁座１２６ｃから離座して開弁する。そのため、ガス供給管路５８からの高圧ガスは、主弁体１２８と弁座部材１２６の弁座１２６ｃとの間、及びシリンダ１２４の通路１２４ａを通過して貫通孔５２ａに供給される。
【０１０３】
これと同時に、図１８に示されるように、残圧開放室９４の底部にも圧縮空気が供給されて残圧開放シリンダ９６が上昇して閉止用パッキン１００を弁座６６ｂに圧着する。
【０１０４】
これにより、ガス供給管路５８を介してガス充填カップリング５０に供給された高圧ガスは、シリンダ１２４の通路１２４ａを介してカップリング本体５２の内部に導入され、且つ逆止弁６４の第１の吐出ポート６４ｃ、第２の吐出ポート６４ｄを介してレセプタクル２０の注入口１１０に吐出され、車両１２の燃料タンク１８へのガス充填が開始される。
【０１０５】
このようにして、車両１２の燃料タンク１８の圧力が目標圧力に達すると、ガスの充填が終了する。そして、ガス充填が終了して充填停止スイッチ４４（図１参照）がオンに操作されて空気管路６０からの圧縮空気の供給が停止される。これにより、シリンダ室７３の圧力が低下するため、シリンダ１２４は、コイルバネ７２のバネ力により図１５及び図１９に示されるように、Ａ方向に摺動して閉弁動作する。これと共に、残圧開放室９４への圧縮空気の供給も停止するため、残圧開放シリンダ９６がコイルバネ９８により下降する。
【０１０６】
そのため、残圧開放弁６６は、弁座６６ｂから閉止用パッキン１００が離間してカップリング本体５２内部の高圧ガスを放気管路２６へ放出させる。その結果、カップリング本体５２内部の圧力が急激に低下するため、操作リング６８の回動操作によるロック解除動作が容易に行える。
【０１０７】
また、カップリング本体５２内部の圧力が低下するのに伴って、注入口１１０の圧力が相対的にカップリング本体５２内部の圧力よりも高くなる。その場合、逆止弁６４は、注入口１１０側の圧力によりＢ方向に摺動して弁部６４ａが貫通孔５２ａの段部５２ｃに当接する。これで、注入口１１０側の高圧ガスは、カップリング本体５２内部に逆流することが防止される。
【０１０８】
その後、操作者は、ガス充填カップリング５０の操作リング６８をＣＬＯＳＥ位置（ロック解除位置）に回動操作すると、図６に示すように、ボール押さえ８８の球面凹部８８ａが係止球８０と対向する位置に移動し、係止球８０が外側へ移動可能な状態になる。
【０１０９】
そして、ガス充填カップリング１２０は、注入口１１０側の圧力によりＢ方向に押圧されるため、係止溝１１０ａの傾斜面が係止球８０を外側へ押圧してボール押さえ８８の球面凹部８８ａに嵌合するロック解除位置へ移動する。
【０１１０】
続いて、ガス充填カップリング１２０は、注入口１１０から離間する方向に移動し始めると共に、バネ受け８２は、コイルバネ８７のバネ力により注入口１１０をＡ方向に押圧してガス充填カップリング１２０の離間動作を補助する。
【０１１１】
これで、ガス充填カップリング１２０を用いた燃料タンク（図示せず）への高圧ガスの充填操作が完了する。
【０１１２】
ここで、ガス充填カップリング５０の変形例２について図２０及び図２１を参照して説明する。尚、図２０及び図２１において、前述した実施例と同一部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【０１１３】
図２０に示されるように、変形例２のガス充填カップリング１５０は、主弁１５２と、主弁１５２の摺動位置をガイドするガイド部材１５４と、ガス充填終了後にカップリング本体５２内部に残留するガスを外部に排出する残圧開放弁１５６と、残圧開放弁１５６のシリンダ１６１をカップリング本体５２の後部に保持する保持リング部材１６０とを有する。尚、ガス充填カップリング１５０では、残圧開放弁１５６がカップリング本体５２の後部に設けられているので、カップリング本体５２を小径化することができる。
【０１１４】
主弁１５２は、カップリング本体５２の貫通孔５２ａに挿通された第１の弁棒１６２と、弁棒１６２と一体に形成されたピストン部１６４と、ガイド部材１５４のガイド孔１５４ａに挿通された第２の弁棒１６６と、第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６を軸方向に貫通する貫通孔１６８とから構成されている。
【０１１５】
貫通孔５２ａの内周には、閉弁時に第１の弁棒１６２の外周をシールする第１のシール部材１７０と、閉弁時及び開弁時に第１の弁棒１６２の外周をシールする第２のシール部材１７２とが設けられている。また、貫通孔１６８の内周には、閉弁時及び開弁時に第２の弁棒１６６の外周をシールする第３のシール部材１７４が設けられている。
【０１１６】
従って、前述した実施例のものよりも１個少ない３個のシール部材１７０，１７２，１７４で弁棒１６２，１６６をシールすることができるので、その分加工工程数及び組み立て工程数を削減して生産効率を高めることが可能になる。しかも、第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６内の貫通孔１６８には、車両１２へ供給するガスを通さず、車両１２への供給終了後の減圧工程の脱ガスのみを通すため、貫通孔１６８を小径にできる。また、第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６にシール部材を設けないため、高圧ガスが作用する流路径を小さくでき肉厚が薄くできる。これらから第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６を小径化することが可能になり、その結果、カップリング本体５２も小径化することができる。
【０１１７】
また、ピストン部１６４は、コイルバネ１７６により閉弁方向に付勢されており、外周にはシリンダ室７３との間をシールするシール部材１７８が装着されている。
【０１１８】
さらに、第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６の外径が同一であり、且つ第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６を軸方向に貫通する貫通孔１６８により両端に作用する圧力が同一になるので、主弁１５２がガスの圧力によって移動することがなく、開閉動作時にガス圧が負荷とならないように構成されている。
【０１１９】
また、ガイド部材１５４のガイド孔１５４ａは、小孔１５４ｂを介して残圧開放弁１５６の残圧開放室１５８と連通されており、ガス充填終了後の残圧除去のための排出路としても機能する。
【０１２０】
ここで、残圧開放弁１５６の構成について説明する。
【０１２１】
残圧開放弁１５６は、シリンダ１６１の内部に形成された残圧開放室１５８と、残圧開放室１５８に開口するガイド部材１５４の小孔１５４ｂと、残圧開放室１５８の内部を摺動可能に挿入され小孔１５４ｂを開閉する残圧開放ピストン１８２と、残圧開放ピストン１８２の中心部に設けられ小孔１５４ｂを開閉する残圧開放弁部１８４と、残圧ピストン１８２を開弁方向に付勢するコイルバネ１８６と、残圧開放ピストン１８２の外周に設けられ残圧開放室１５８内壁との間をシールするシール部材１８８とから構成されている。
【０１２２】
さらに、残圧開放室１５８は、シリンダ１６１の内部を摺動する残圧開放ピストン１８２により左室１５８ａと右室１５８ｂに画成されている。残圧開放室１５８の右室１５８ｂには、圧縮空気を供給する空気管路６０及び連通路１９０に連通する空気通路１９６が連通されている。また、残圧開放室１５８の左室１５８ａには、残圧を放出する放気管路２６及び連通路１９４に連通する放気通路１９２が連通されている。すなわち、空気通路１９６の端部は、右室１５８ｂに開口し、放気通路１９２の端部は、左室１５８ａに開口している。さらに、空気管路６０及び連通路１９０は、シリンダ室７３に開口する空気通路１９３にも連通されている。
【０１２３】
そのため、空気管路６０からの圧縮空気は、シリンダ室７３及び残圧開放室１５８の右室１５８ｂの両方に供給されて主弁１５２を開弁方向（Ｂ方向）に動作させると共に、残圧開放ピストン１８２を閉弁方向（Ａ方向）に押圧する。また、主弁１５２を押圧するコイルバネ１７６は、残圧開放ピストン１８２を押圧するコイルバネ１８８よりもバネ力が強力である。
【０１２４】
空気管路６０からの圧縮空気は、シリンダ室７３及び残圧開放室１５８の右室１５８ｂの両方に同時に供給されるが、コイルバネ１８８のバネ力が小さいので、残圧開放ピストン１８２が先に閉弁方向（Ａ方向）に移動して残圧開放弁部１８４をガイド部材１５４の小孔１５４ｂに当接して閉塞する。その後、主弁１５２が開弁方向（Ｂ方向）に動作する。
【０１２５】
このように、主弁１５２の開弁動作の前に残圧開放ピストン１８２が閉弁動作するため、ガス供給開始時に車両１２へ供給されるガスが残圧開放室１５８に流出することが防止される。
【０１２６】
従って、図２０に示されるように、ガス充填が終了して空気用開閉弁２８がオフになって、空気管路６０からの圧縮空気の供給が停止されてシリンダ室７３及び残圧開放室１５８の右室１５８ｂが大気圧に減圧されると、残圧開放ピストン１８２を押圧するコイルバネ１８６のバネ力よりも主弁１５２を押圧するコイルバネ１７６のバネ力の方が大きいので、先に主弁１５２が閉弁方向（Ａ方向）に動作する。
【０１２７】
その後、残圧開放ピストン１８２がコイルバネ１８６のバネ力により開弁方向（Ｂ方向）に駆動されて残圧弁部１８４を小孔１５４ｂから離間する。このように、残圧開放ピストン１８２の開弁動作によりガイド部材１５４の小孔１５４ｂが残圧開放室１５８の左室１５８ａを介して放気通路１９２とが連通する。また、主弁１５２が閉弁動作した後、残圧開放ピストン１８２が開弁動作するため、ガス供給管路５８から供給されたガスが直接的に残圧開放室１５８へ流出することが防止される。
【０１２８】
従って、カップリング本体５２内部に残留するガスは、主弁１５２の貫通孔１６８、ガイド孔１５４ａ、小孔１５４ｂ、残圧開放室１５８の左室１５８ａ、放気通路１９２を介して放気管路２６へ放出される。これで、カップリング本体５２内部の残圧は、外部に放出されて除去される。
【０１２９】
次に、主弁１５２の開弁動作について説明する。
充填準備スイッチ３６（図１参照）がオンに操作されると、制御装置３４は空気管路６０の空気用開閉弁２８をオンにしてガス充填カップリング１５０へ圧縮空気を供給する。そして、図２１に示されるように、空気管路６０を介して圧縮空気がシリンダ室７３及び残圧開放室１５８の右室１５８ｂに導入され、右室１５８ｂの圧力により残圧開放ピストン１８２に作用するコイルバネ１８６のバネ力よりも大になると、残圧開放ピストン１８２が閉弁方向（Ａ方向）に移動して残圧開放弁部１８４をガイド部材１５４の小孔１５４ｂに当接して閉塞する。
【０１３０】
その後、シリンダ室７３に供給された圧縮空気の圧力がコイルバネ１７６のバネ力よりも大になると、主弁１５２が開弁方向（Ｂ方向）に動作する。このように、主弁１５２がＢ方向に開弁動作することにより、第１の弁棒１６２が第１のシール部材１７０から離間する。
【０１３１】
これにより、接続ポート７４がカップリング本体５２の貫通孔５２ａに連通するため、ガス供給管路５８を介してガス充填カップリング１５０に供給された高圧ガスは、貫通孔５２ａを介してカップリング本体５２の内部に供給される。その際、第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６の外径が同一であり、且つ第１の弁棒１６２及び第２の弁棒１６６を軸方向に貫通する貫通孔１６８により両端に作用するガスの圧力が同一になるので、主弁１５２を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【０１３２】
これにより、ガス供給管路５８を介してガス充填カップリング１５０に供給された高圧ガスは、カップリング本体５２の貫通孔５２ａを介して逆止弁６４へ供給される。さらに、高圧ガスは、逆止弁６４の第１の吐出ポート６４ｃ、第２の吐出ポート６４ｄを介してレセプタクル２０の注入口１１０に吐出され、車両１２の燃料タンク１８へのガス充填が開始される。
【０１３３】
このようにして、車両１２の燃料タンク１８の圧力が目標圧力に達すると、ガスの充填が終了する。そして、ガス充填が終了して充填停止スイッチ４４（図１参照）がオンに操作されると、空気用開閉弁２８がオフになってガス充填カップリング１５０への圧縮空気の供給が停止する。これにより、上記主弁シリンダ７０のシリンダ室７３及び残圧開放室１５８の右室１５８ｂの圧力が大気圧に減圧される。
【０１３４】
図２０に示されるように、シリンダ室７３及び残圧開放室１５８の右室１５８ｂが減圧されると、シリンダ室７３の圧力が主弁１５２を押圧するコイルバネ１７６のバネ力より小さくなった時点で、主弁１５２がコイルバネ１７６のバネ力により閉弁方向（Ａ方向）に動作する。このように、主弁１５２がＡ方向に動作することにより、第１の弁棒１６２が第１のシール部材１７０に摺接し、接続ポート７４とカップリング本体５２の貫通孔５２ａとの間が遮断されてガス供給が停止する。
【０１３５】
その後、残圧開放室１５８の右室１５８ｂの圧力が残圧開放ピストン１８２を押圧するコイルバネ１８６のバネ力よりも小さくなった時点で残圧開放ピストン１８２がコイルバネ１８６のバネ力により開弁方向（Ｂ方向）に駆動されて残圧弁部１８４を小孔１５４ｂから離間する。
【０１３６】
そのため、残圧開放ピストン１８２の残圧開放弁部１８４がガイド孔１５４ａの小孔１５４ｂから離間してカップリング本体５２内部に残留する高圧ガスを主弁１５２の貫通孔１６８、ガイド孔１５４ａ、小孔１５４ｂ、シリンダ１５８、放気通路１９６を介して放気管路２６へ放出される。その結果、カップリング本体５２内部の圧力が急激に低下するため、操作リング６８の回動操作によるロック解除動作が容易に行える。
【０１３７】
その後、操作者は、ガス充填カップリング５０の操作リング６８をＣＬＯＳＥ位置（ロック解除位置）に回動操作すると、図５に示すように、ボール押さえ８８の球面凹部８８ａが係止球８０と対向する位置に移動し、係止球８０が外側へ移動可能な状態になる。このときの操作力は、操作リング６８を回動させるだけであるので、従来のように軸方向にスライドさせる方式よりも小さい力でロック解除操作することが可能である。
【０１３８】
これで、ガス充填カップリング１５０を用いた燃料タンク（図示せず）への高圧ガスの充填操作が完了する。
【０１３９】
尚、上記実施例では、高圧に圧縮された水素ガスを充填するためのガス充填カップリングについて説明したが、これに限らず、これ以外の高圧ガス（例えば、ＣＮＧなども含む）を充填するのにも適用できるのは勿論である。
【０１４０】
また、上記実施例においては、車両の燃料タンクに高圧ガスを充填する場合を一例として挙げたが、これに限らず、車両以外の被充填タンクにガスを充填するのにも適用できるのは勿論である。
【０１４１】
【発明の効果】
上述の如く、請求項１記載の発明によれば、加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、カップリング本体の内部に摺動可能に挿入された筒状の弁部と、弁部を軸方向に貫通する第１の通路と、弁部を半径方向に貫通し、弁部の摺動位置に応じてガス供給経路と連通または遮断される第２の通路と、を備えたため、弁部の両端に作用する圧力により生ずる力を打ち消すことにより弁部の開弁操作力を軽減でき、例えガスの圧力がより高圧になった場合でも弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【０１４２】
また、上記請求項２記載の発明は、弁部が、圧縮空気の供給により開弁位置に摺動するため、圧縮空気の圧力で弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【０１４３】
また、上記請求項３記載の発明によれば、弁部の両端をシールするシール部材が同径となるように形成されたため、弁部を開弁させた際に弁部の両端に作用する圧力が等しくなるように設定することができ、操作力が小さくて済む。
【０１４４】
また、上記請求項４記載の発明によれば、加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、カップリング本体の内部に摺動可能に挿入された筒状体と、筒状体の摺動により押圧されて開弁する副弁と、筒状体の摺動により副弁が開弁された後、筒状体に押圧されて開弁する主弁と、を備えたため、弁部に作用する圧力差を小さくして弁部の開弁操作力を軽減でき、例えガスの圧力がより高圧になった場合でも弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【０１４５】
また、上記請求項５記載の発明によれば、加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、カップリング本体の内部に形成された弁孔と、弁孔に摺動可能に挿入された弁棒と、弁部を軸方向に貫通する貫通孔と、弁孔に直交する方向から連通されたガス供給通路と、弁棒の外周をシールするシール部材と、からなるため、弁棒が開弁位置に移動したとき、弁棒の外周がシール部材から離間してガス供給通路からのガスを弁孔に供給させるものであり、弁棒の両端に作用する圧力により生ずる力を打ち消すことにより弁部の開弁操作力を軽減でき、例えガスの圧力がより高圧になった場合でも弁部を容易且つスムーズに開弁操作することができる。
【０１４６】
また、上記請求項６記載の発明によれば、弁孔の内周に設けられ、弁棒が閉弁位置にあるとき、弁棒の一端の外周をシールする第１のシール部材と、弁孔の内周に設けられ、弁棒が開弁位置にあるとき、弁棒の一端の外周をシールする第２のシール部材と、他端が摺動する摺動部の内周に設けられ、弁棒の他端の外周をシールする第３のシール部材と、を有するため、最小限のシール部材数で弁棒のシールを行うことができる。
【０１４７】
また、上記請求項７記載の発明によれば、弁棒の他端が摺動する摺動部に導入された圧力を外部に排出する残圧開放弁に貫通孔を連通させるため、弁棒が閉弁位置に摺動してガス充填が完了した後にカップリング本体に残留するガスを貫通孔を介して残圧開放弁から外部に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になるガス充填カップリングの一実施例が適用されたガス充填システムを示す構成図である。
【図２】本発明になるガス充填カップリングの一実施例を示す正面図である。
【図３】ガス充填カップリングの縦断面図である。
【図４】カップリング本体５２の内部構造を示す縦断面図である。
【図５】結合部５６及び逆止弁６４を示す縦断面図である。
【図６】図５中Ｖ−Ｖ線に沿う縦断面図である。
【図７】図５中ＶＩ−ＶＩ線に沿う縦断面図である。
【図８】ガス充填カップリング５０の結合部５６を車両の注入口に結合させた状態を示す縦断面図である。
【図９】車両の注入口に結合された結合部５６及び逆止弁６４の動作状態を示す縦断面図である。
【図１０】図６中ＩＸ−ＩＸ線に沿う縦断面図である。
【図１１】図６中Ｘ−Ｘ線に沿う縦断面図である。
【図１２】主弁シリンダ７０が開弁動作した状態を示す縦断面図である。
【図１３】主弁シリンダ７０が閉弁動作した状態を示す縦断面図である。
【図１４】ガス充填カップリングの変形例１を説明するための縦断面図である。
【図１５】変形例のガス充填カップリングが車両の注入口に結合させた状態を示す縦断面図である。
【図１６】シリンダ１２４が圧縮空気に駆動されて副弁１３０を開弁させた状態を示す縦断面図である。
【図１７】シリンダ１２４が圧縮空気に駆動されて主弁１２８を開弁させた状態を示す縦断面図である。
【図１８】圧縮空気の供給によりシリンダ１２４が主弁１２８を開弁させてガスの充填を開始した状態を示す縦断面図である。
【図１９】圧縮空気の供給停止によりシリンダ１２４が復帰して主弁１２８を閉弁させてガス充填を終了した状態を示す縦断面図である。
【図２０】変形例２のガス充填カップリング１５０の構成を示す図である。
【図２１】ガス充填カップリング１５０の開弁動作を示す図である。
【符号の説明】
１０　ガス充填システム
１２　車両
１６　ディスペンサ
１８　燃料タンク
２０　レセプタクル
２２　停止操作弁
２４　エアノズル
２６　放気管路
２８　空気用開閉弁
３０　圧力スイッチ
３２　ガス用開閉弁
３４　制御装置
３６　充填準備スイッチ
３８　充填準備完了ランプ
４０　充填開始スイッチ
４２　充填中ランプ
４４　充填停止スイッチ
４６　充填停止ランプ
５０，１２０，１５０　ガス充填カップリング
５２　カップリング本体
５４　グリップ
５６　結合部
５８　ガス供給管路
６０　空気管路
６２，１２２，１５２　主弁
６４　逆止弁
６６，１５６　残圧開放弁
６８　操作リング
７０　主弁シリンダ
７６　スリーブ
７８　ボールロック機構
８０　係止球
８２　バネ受け
８６　ブッシュ
８８　ボール押さえ
９０，９２　コイルバネ
９６　残圧開放シリンダ
１００　閉止用パッキン
１１０　注入口
１１２　シール部材
１２６　弁座部材
１２８　主弁体
１３０　副弁体
１３２　キャップ
１４２　第１の室
１４４　第２の室
１５４　ガイド部材
１５８　残圧開放室
１６０　保持リング部材
１６２　第１の弁棒
１６４　ピストン部
１６６　第２の弁棒
１６８　貫通孔
１７０　第１のシール部材
１７２　第２のシール部材
１７４　第３のシール部材
１８２　残圧開放ピストン
１８４　残圧開放弁部
１９０，１９４　連通路
１９２　放気通路
１９６　空気通路

Claims

加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、
該カップリング本体の内部に摺動可能に挿入された筒状の弁部と、
該弁部を軸方向に貫通する第１の通路と、
前記弁部を半径方向に貫通し、前記弁部の摺動位置に応じて前記ガス供給経路と連通または遮断される第２の通路と、
を備えたことを特徴とするガス充填カップリング。
前記弁部は、圧縮空気の供給により開弁位置に摺動することを特徴とする請求項１記載のガス充填カップリング。
前記弁部は、両端をシールするシール部材が同径となるように形成されたことを特徴とする請求項１記載のガス充填カップリング。
加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、
該カップリング本体の内部に摺動可能に挿入された筒状体と、
該筒状体の摺動により押圧されて開弁する副弁と、
前記筒状体の摺動により前記副弁が開弁された後、前記筒状体に押圧されて開弁する主弁と、
を備えたことを特徴とするガス充填カップリング。
加圧されたガスを供給するガス供給経路が接続されたカップリング本体と、
該カップリング本体の内部に形成された弁孔と、
該弁孔に摺動可能に挿入された弁棒と、
該弁部を軸方向に貫通する貫通孔と、
前記弁孔に直交する方向から連通されたガス供給通路と、
前記弁棒の外周をシールするシール部材と、
からなり、
前記弁棒が開弁位置に移動したとき、前記弁棒の外周が前記シール部材から離間して前記ガス供給通路からのガスを前記弁孔に供給させることを特徴とするガス充填カップリング。
前記シール部材は、
前記弁孔の内周に設けられ、前記弁棒が閉弁位置にあるとき、前記弁棒の一端の外周をシールする第１のシール部材と、
前記弁孔の内周に設けられ、前記弁棒が開弁位置にあるとき、前記弁棒の一端の外周をシールする第２のシール部材と、
前記他端が摺動する摺動部の内周に設けられ、前記弁棒の他端の外周をシールする第３のシール部材と、
からなることを特徴とする請求項６記載のガス充填カップリング。
前記貫通孔は、
前記弁棒の他端が摺動する摺動部に導入された圧力を外部に排出する残圧開放弁に連通されたことを特徴とする請求項６記載のガス充填カップリング。