JP4207964B2

JP4207964B2 - 車両のガス燃料充填蓋装置

Info

Publication number: JP4207964B2
Application number: JP2006019703A
Authority: JP
Inventors: 修山本
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2006-01-27
Filing date: 2006-01-27
Publication date: 2009-01-14
Anticipated expiration: 2026-01-27
Also published as: DE112007000117B4; WO2007086600A1; DE112007000117T5; JP2007196920A; US7753431B2; CN101370682A; US20090309386A1

Description

本発明は、燃料電池車などの高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置に関する。

近年、燃料電池を搭載した燃料電池車が実車化の方向で検討されている。この一例として、燃料ガスと酸化剤ガスとを燃料電池に供給し、この燃料電池においてこれらのガス（反応ガス）を電気化学反応させることで駆動出力を得るものがある。この酸化剤ガスとしては空気を用いることができるため、車両内に蓄える必要はないが、水素からなる燃料ガスは車両内に蓄えておく必要がある。この車両内に燃料ガスを充填する方式としては、ガソリン車で行われているように、外部に設置された燃料ガス充填スタンドの燃料ガス充填用ノズルを車両に設けられた燃料ガス充填口に差し込んで、車両内に備えられた燃料ガス用容器に燃料ガス充填スタンドから燃料ガスを充填する方式が考えられる。

図６に示すように、従来技術による燃料電池車１１への燃料ガスの充填では、その外部に（すなわち燃料電池車１１とは別に）設けられた燃料ガス供給装置１２の燃料ガス充填用ノズル１３が燃料電池車１１の燃料ガス充填口１４に接続される。そして、燃料ガス（水素ガス）が、この燃料ガス充填用ノズル１３から燃料ガス充填口１４を介して燃料ガス（水素ガス）を貯留する燃料ガスタンク１５に充填される。一方、燃料ガス供給装置１２のアース用配線部１６が燃料電池車１１に接続される。ここで、アース用配線部１６は、燃料ガス供給装置１２において接地されて燃料電池車１１の静電気を除去するようにしている。

燃料電池車１１の車体２０の後部側面には、図７および図８に示すように、車体２０の外表面に対し凹んだ凹部２１が配置されており、燃料ガス充填口１４は、凹部２１内の底面に斜め上向きに設けられている。この燃料ガス充填口１４の内部には燃料ガスが逆流することを防止する弁機構やフィルタが組み込まれているので、燃料ガス充填口１４への異物混入による弁機構の動作不良やフィルタの目詰まりを防止するために、燃料ガス充填口１４には燃料ガス充填口キャップ２３が取り付けられている。燃料ガス充填口キャップ２３は、燃料ガスの補充者（例えば運転者あるいは店員）によって手動で着脱するようになっている。

凹部２１には、ヒンジ機構２５を介して車体２０に取り付けられることによって、凹部２１を閉じる閉状態と凹部２１を開く開状態との間で揺動可能な蓋２６が設けられている。蓋２６が閉状態にあるとき、蓋２６によって燃料ガス充填口１４は燃料ガス充填口キャップ２３とともに覆われて、外部からの接触が不可な状態となる一方、この蓋２６が開状態にあるとき、燃料ガス充填口１４は外部に露出し外部からの接触が可能な状態となる（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２９１６６７号公報

このように構成されている従来技術の燃料電池車１１に図６に示したような方法で燃料ガス供給装置１２からガス燃料を充填する場合には、まず、蓋２６を開放して燃料ガス充填口１４を露出させ、次に燃料ガスの補充者が手動で燃料ガス充填口１４に被せられている燃料ガス充填口キャップ２３を取り外して燃料ガス充填用ノズル１３を接続、燃料ガスを充填した後、燃料ガス充填口キャップ２３を手動で取付けて、最後に蓋２６を閉めるという手順となる。

ところが、燃料ガス充填口キャップ２３は図７、８に示すように落下防止紐２４が燃料ガス充填口１４に接続され取り付けられて、手動でキャップを取り外した時に落下、紛失しないようになっているものの、燃料ガス充填口キャップ２３の取付けをしなくとも蓋２６を閉状態とすることが出来ること、及び、燃料ガス充填口１４がガソリン車と同じように斜め上方に向けて配置されていることから、燃料ガス充填口キャップ２３の閉め忘れによる異物混入が発生する可能性があるという問題があった。また、燃料ガス充填口キャップ２３は燃料ガス充填口１４に密着するような構造となっていることから、手動で着脱しにくく、取り付け不良が発生してしまうという問題があった。そこで、本発明の目的は、燃料充填口キャップの閉め忘れを防止すると共に燃料充填口キャップの着脱を容易にすることにある。

本発明の高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置は、車両に高圧ガス燃料を充填する燃料充填口と、車両に開閉自在に取り付けられた燃料充填口をカバーする蓋と、燃料充填口外面に被さり、異物の混入を防止する燃料充填口キャップと、を備える高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置において、燃料充填口キャップは、内面に燃料充填口外面と接してシールを行う突起部を有し、蓋の内面に取り付けられ、蓋の開閉動作と連動して燃料充填口外面への着脱が行われること、を特徴とする。

本発明の高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置において、燃料充填口キャップは、開口部側の内径寸法が蓋側の内径寸法よりも大きくなっていること、としても好適である。

燃料充填口キャップの閉め忘れを防止することより、燃料充填口に異物が混入することを防止することが出来るとともに、燃料充填口キャップの着脱を容易にすることが出来るという効果を有する。

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。従来技術と同様のものには同様の符号を付して説明は省略する。本発明による車両のガス燃料充填蓋装置を図１に示す。図１において、燃料ガス充填口１４は車体２０の側面に設けられた車両内側に窪んだ凹部２１の底部に、補強板２７の両側をナット２８によって挟み込むようにして車体２０に固定されている。そして、燃料ガス充填口１４の先端の燃料ガス充填用ノズル１３と係合する部分は車両内側に窪んだ凹部２１中に収められている。蓋２６は閉状態のときには上記の凹部２１及び燃料ガス充填口１４を蓋い、開状態では上記の凹部２１及び燃料ガス充填口１４が露出するように、車体２０に取り付けられたヒンジ機構２５によって回転自在に車体２０に取り付けられている。これにより、蓋２６が開状態となった時には、燃料ガス充填口１４の先端の燃料ガス充填用ノズル１３の先端と係合する部分及び車両内側に窪んだ凹部２１が露出し、凹部２１の中に燃料ガス充填ノズル１３の先端が入って燃料ガス充填ノズルの内径側が燃料ガス充填口１４と係合して燃料の充填をすることができ、燃料充填終了後は蓋２６を閉めることによって凹部２１及び燃料ガス充填口１４が蓋われ、蓋２６の表面が車体２０の表面と略同一面となるようになっている。

蓋２６の凹部側（内側）には略Ｕ字形板状のキャップ止め具３０が固定されている。そして、図４に示すように、燃料ガス充填口キャップ２３の周囲に設けられた燃料ガス充填口キャップ支持溝２３ａにキャップ止め具３０をはめ込むことによって、燃料ガス充填口キャップ２３は蓋２６の凹部側に取り付けられている。燃料ガス充填口キャップ２３は、燃料ガス充填口１４の外筒面に密着して被さることによって異物の混入を防止することが出来るようにゴム、プラスチックなどの弾性体で構成されている。なお、キャップ止め具３０はＵ字形に限らず燃料ガス充填口キャップ２３の側面に形成された燃料ガス充填口キャップ支持溝２３ａと係合して燃料ガス充填口キャップ２３を着脱可能に保持することが出来る構成であればいかなるものであってもよい。

図２に示すように、蓋２６はヒンジ機構２５を中心に回転して凹部２１の開閉動作を行った時に、その開閉動作と連動して燃料ガス充填口１４に燃料ガス充填口キャップ２３の着脱が出来るようになっている。図３に示すように、燃料ガス充填口１４は、その先端部の外面に燃料ガス充填用ノズル１３と嵌合する段部１４ｂを有しており、その前後に燃料ガス充填用ノズル１３との間でガスのシールを行うシール部１４ａを有している。燃料ガス充填口キャップ２３は内部に円環状に内面側に突出した燃料ガス充填口キャップシール部３１を有しており、この燃料ガス充填口キャップシール部３１が燃料ガス充填口のシール部１４ａと接触して燃料ガス充填口１４を密着シールする。この燃料ガス充填口キャップシール部３１以外の燃料ガス充填口キャップ２３の内面は燃料ガス充填口１４の外面と密着していなくとも異物の混入を防止しうることから、図３に示すように若干の隙間を持って形成されている。また、燃料ガス充填口キャップ２３の開口部側は蓋側よりも内径寸法が大きくなるような形状となっている。このことによって、蓋２６の開閉において、燃料ガス充填口キャップ２３が燃料ガス充填口１４の端部に引っかかったりすることが無いので、蓋２６の開閉動作に連動してスムースに燃料ガス充填口キャップ２３の着脱が出来る。また、燃料ガス充填口キャップシール部３１は線状に燃料ガス充填口１４の外周のシール部１４ａと接していることから、着脱による摩擦抵抗も少なく、よりスムースな取り付け取り外しが可能となる。

以上説明した、本発明の実施形態では、燃料ガス充填口キャップ２３は交換すること及び組み立ての容易性を考慮して、蓋２６の内面に取り付けられたキャップ止め具３０に挟み込んで固定することとしたが、直接蓋２６の凹部側に接着剤などによって固定してもよい。また、蓋２６はヒンジ機構２５以外のゴムや樹脂などの可撓性材料によって車両に回転可能に取り付けられていても良い。

本発明の実施形態では、蓋２６の開閉に連動して燃料ガス充填口１４に燃料ガス充填口キャップ２３を着脱できることから、燃料ガス充填口キャップ２３の取付け忘れを防止することが出来るとともに、蓋２６の開閉に連動してスムースに燃料ガス充填口キャップ２３の着脱が行えるという効果を奏する。

また、燃料ガス充填口１４を燃料電池車１１に水平方向に取り付け、図５に示すような支柱４０の一端に支持棒４２をヒンジ４４によって取り付け、支持棒４２の一端に錘４１を取り付け、支持棒４２の燃料ガス供給装置１２の側には燃料ガス充填用ノズル１３を吊り下げるワイヤ４３が取り付けられた天秤装置４６を用いることによって、燃料ガス充填口１４に向かって水平方向から燃料ガス充填用ノズル１３を差し込むことが出来る。このように水平方向に燃料ガス充填口１４を配置し、蓋２６を水平方向に開閉し、その開閉に連動して着脱される燃料ガス充填口キャップ２３を備えることにより、より燃料ガス充填口１４への異物混入を防止することが出来ると共に、燃料電池車１１への燃料ガス充填がより容易に行えるという効果を奏する。

本発明の実施形態においては、燃料電池車１１に本発明を適用した場合について説明したが、天然ガス車などのように高圧のガス燃料を使用する車両にも適用することができる。

本発明のガス燃料充填蓋装置の実施形態の斜視図である。本発明のガス燃料充填蓋装置の実施形態の平面断面図である。本発明のガス燃料充填蓋装置の実施形態の燃料ガス充填口に燃料ガス充填口キャップが取り付けられた状態の断面図である。本発明のガス燃料充填蓋装置の燃料ガス充填口キャップの取り付け方法を示す斜視図である。本発明のガス燃料充填蓋装置を用いた燃料ガスの充填方法を示す説明図である。従来技術による燃料ガス充填方法を示す説明図である。従来技術による燃料ガス充填口、蓋を示す斜視図である。従来技術による燃料ガス充填口、蓋を示す正面図である。

符号の説明

１１燃料電池車、１２燃料ガス供給装置、１３燃料ガス充填用ノズル、１４燃料ガス充填口、１４ａシール部、１４ｂ段部、１５燃料ガスタンク、１６アース用配線部、２０車体、２１凹部、２３燃料ガス充填口キャップ、２３ａ燃料ガス充填口キャップ支持溝、２４落下防止紐、２５ヒンジ機構、２６蓋、２７補強板、２８ナット、３０キャップ止め具、３１燃料ガス充填口キャップシール部、４０支柱、４１錘、４２支持棒、４３ワイヤ、４４ヒンジ、４６天秤装置。

Claims

車両に高圧ガス燃料を充填する燃料充填口と、
車両に開閉自在に取り付けられた燃料充填口をカバーする蓋と、
燃料充填口外面に被さり、異物の混入を防止する燃料充填口キャップと、を備える高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置において、
燃料充填口キャップは、内面に燃料充填口外面と接してシールを行う突起部を有し、蓋の内面に取り付けられ、蓋の開閉動作と連動して燃料充填口外面への着脱が行われること、
を特徴とする高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置。
燃料充填口キャップは、開口部側の内径寸法が蓋側の内径寸法よりも大きくなっていること、
を特徴とする請求項１に記載の高圧ガスを燃料とする車両のガス燃料充填蓋装置。