JP6575825B2 - 充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば燃料として用いられる水素ガス等の気体を充填するための充填装置に関する。

例えば、水素を燃料として走行する車両では、図６で示す様に、水素貯蔵タンク５０、燃料充填系統（ディスペンサー６０、充填ホース４５等）を備える水素充填所で、充填ノズル３０と車両側充填口であるレセプタクル４０とを接続して水素ガスを充填しており、当該充填は、車両Ａに搭載された水素タンク４１の最高使用圧力に応じて制御しながら行われる。なお、符号５１は水素貯蔵タンク５０からディスペンサー６０に水素を供給する配管系を示す。
この様な水素充填装置については、本出願人は既に提案している（例えば、特許文献１参照）。
係る水素充填装置は有効な技術ではあるが、車両に水素ガスを充填する際に、充填ノズルと車両側充填口との内部を気密状態にするため、複数のシール構造を必要としている。

例えば、図７で示す従来の水素充填装置３００においては、ノズル３０のロッド３２に接続された弁体３３と、ノズル３０の管継手内流路３１Ａの段部により構成された弁座３１Ｂを有する弁機構の開閉により、水素ガスの充填、充填停止が行われる。
水素ガスの充填に際しては、ノズル３０の管継手３１と車両側充填口であるレセプタクル４０とを接続すると、ロッド３２の先端（図７では右端）はレセプタクル４０側の嵌合凹部４０Ａに挿入され、クラッチ３４先端の突起３４Ａがレセプタクル４０の嵌合溝４０Ｂに嵌合する。レバー３５がクラッチ３４先端の突起３４Ａの半径方向外側に位置しており、レバー３５をレセプタクル４０から離隔する方向（図７では左側）に移動しなければ、クラッチ３４の突起３４Ａは嵌合溝４０Ｂから外れない。そして、充填中にレバー３５がレバー３５をレセプタクル４０から離隔する方向（図７では左側）に移動することを防止して、充填ノズル３０の管継手３１とレセプタクル４０とが連結されている状態を保持するレバー保持機構３６が、管継手３１に設けられている。

しかし図７に示す従来技術において、ノズル３０の管継手３１と車両側充填口であるレセプタクル４０とを接続する際にレバー３５をレセプタクル４０に近接する方向に移動せず、レバー３５がクラッチ３４先端の突起３４Ａの半径方向外側に位置していない状態になっていると、クラッチ３４の突起３４Ａが嵌合溝４０Ｂから外れ、充填ノズル３０がレセプタクル４０から外れてしまう恐れも存在する。
ここでレバー３５がクラッチ３４先端の突起３４Ａの半径方向外側に位置していない状態では、レバー保持機構３６はクラッチ３４が嵌合溝４０Ｂから外れてしまうことを防止する機能を発揮することは出来ない。

特開２０１４−１０９３５０号公報

本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、充填ノズルの管継手と車両側充填口（レセプタクル）とを接続する際に、レバーがクラッチ先端の突起の半径方向外側に確実に位置して、クラッチ先端の突起がレセプタクルの嵌合凹部に嵌合した状態を維持し、充填ノズルの管継手と車両側充填口（レセプタクル）が接続した状態を維持し続けることが出来る充填装置の提案を目的としている。

本発明の充填装置（１００）は、水素燃料を貯える貯蔵タンクと、該貯蔵タンクから燃料充填系統（ディスペンサー、充填ホース）及び車両用充填口（２０）を介して車両に搭載されている車載用水素充填タンクに水素を充填する充填ノズル（１０）を備えた充填装置（１００）において、
充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）とを連結状態に維持するクラッチ機構（１２）と、充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）が連結した際にクラッチ機構（１２）の車両用充填口（２０）側先端の半径方向外方にレバー（５）を位置させるレバー位置移動機構（１３：例えばレバー移動補助部材１４とスプリング１５、１６等）を備え、
前記レバー（５）を位置させるレバー位置移動機構（１３）は、クラッチ機構（１２）のクラッチ（４）とレバー（５）の間の領域に位置する第１の部材（１４Ａ）及びクラッチ（４）の半径方向内側に位置する第２の部材（１４Ｂ）を有するレバー移動補助部材（１４）を有し、第１の部材（１４Ａ）及び第２の部材（１４Ｂ）は一体に構成されていることを特徴としている。

本発明において、前記レバー（５）を位置させるレバー位置移動機構（１３）は、固定子（１７：ボール）と、レバー（５）の半径方向内側面に形成されて前記固定子が挿入可能な溝部（５Ｄ）と、前記レバー移動補助部材（１４）の第１の部材（１４Ａ）における半径方向外側面に形成されて前記固定子（１７）が挿入可能な溝部（１４ＡＡ）と、レバー（５）を車両用充填口（２０）側に付勢する第１の弾性部材（１５：スプリング）と、レバー移動補助部材（１４）を車両用充填口（２０）側に付勢する第２の弾性部材（１６：スプリング）とを備えているのが好ましい。
そして、前記レバー（５）を位置させるレバー位置移動機構（１３）は、充填ノズル（１０）の管継手本体（１）に固定子（１７）の充填ノズル（１０）の軸線方向位置を保持する保持部（１Ｍ：リテーナ）が形成されており、保持部（１Ｍ：リテーナ）には貫通口（１ＭＡ）が形成され、当該貫通口（１ＭＡ）に前記固定子（１７：ボール）が嵌入するのが好ましい。

それに加えて本発明では、前記レバー移動補助部材（１４）は円周方向に等間隔に形成された複数の開口部（１４ＡＢ）を有し、クラッチ（４）は当該開口部（１４ＡＢ）を介して、前記レバー移動補助部材（１４）の第１の部材（１４Ａ）における半径方向内方の領域から車両用充填口（２０）側に延在しているのが好ましい。

本発明において、前記充填ノズル（１０）の管継手本体（１）の内側には先端に弁体（２Ａ）を有するロッド（２：弁棹）が弾性材（３）に抗して摺動自在に配設されているのが好ましい。
そして前記ロッド（２：弁棹）の一端が車両側充填口（２０）に当接されているのが好ましい。

また、車両側充填口（２０）の内周（２０Ｄ）の管継手本体（１）と接する箇所にシール構造（２１）が配設されているのが好ましい。

上述の構成を具備する本発明によれば、充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）が連結した際にクラッチ機構（１２）の車両用充填口（２０）側先端の半径方向外方にレバー（５）を位置させるレバー位置移動機構（１３：例えばレバー移動補助部材１４とスプリング１５、１６等）を備えているため、充填ノズル（１０）の管継手（１）と車両側充填口（２０：レセプタクル）とを接続すると、レバー（５）が車両側充填口（２０）側に確実に移動し、レバー（５）がクラッチ（４）先端の突起（４Ｂ）の半径方向外側に位置するので、クラッチ（４）が半径方向外方に移動することが防止される。
その結果、クラッチ機構（１２）が車両用充填口（２０）から外れてしまうことが防止され、水素充填時において、充填ノズル（１０）（の管継手１）と車両側充填口（２０：レセプタクル）の接続状態が解除されてしまうことが確実に防止される。
ここで本発明では、充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）とを連結状態を維持するクラッチ機構（１２）を備えているので、水素燃料の充填中に前記クラッチ機構（１２）で充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）とを連結することにより、充填ノズル（１０）を車両用充填口（２０）から取り外すことは出来なくなる。

上述した充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）が連結した際にクラッチ機構（１２）の車両用充填口（２０）側先端の半径方向外方にレバー（５）を位置させるレバー位置移動機構（１３：例えばレバー移動補助部材１４とスプリング１５、１６等）について、より詳細に述べる。
充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）が連結していない状態（図１で示す状態）では、保持部（１Ｍ：リテーナ）で軸方向位置が定位置に保持されている固定子（１７：ボール）は、レバー（５）の溝部（５Ｄ）に嵌入するので、レバー（５）の軸方向位置は固定子（１７）と同様に定位置に保持される。そのため、第１の弾性部材（１５）により車両用充填口（２０）側に付勢されていても、レバー（５）はその溝部（５Ｄ）と固定子（１７）が嵌合した軸方向位置（図１で示す位置）に保持される。
ここで、レバー（５）の溝部（５Ｄ）の側面の傾斜により、第１の弾性部材（１５）の弾性反撥力は固定子（１７）を半径方向内方に付勢する成分を有している。また、第２の弾性部材（１６）の弾性反撥力によりレバー移動補助部材（１４）は車両用充填口（２０）側に付勢されているので、レバー移動補助部材（１４）の溝部（１４ＡＡ）の軸方向位置は固定子（１７）の軸方向位置と一致することはない。

充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）が連結した状態（図２で示す状態）では、車両用充填口（２０）の充填ノズル（１０）側端面（２０Ｅ）によりレバー移動補助部材（１４）が（車両用充填口（２０）から離隔する側へ）押圧され、第２の弾性部材（１６）の弾性反撥力に逆らって車両用充填口（２０）から離隔する方向へ移動して、レバー移動補助部材（１４）の溝部（１４ＡＡ）の軸方向位置は固定子（１７）の軸方向位置と一致する。
上述した様に、固定子（１７）は第１の弾性部材（１５）の弾性反撥力の半径方向内方に付勢する成分を受けているため、レバー移動補助部材（１４）の溝部（１４ＡＡ）の軸方向位置が固定子（１７）の軸方向位置と一致すれば、固定子（１７）はレバー（５）の溝部（５Ｄ）から外れて半径方向内方に移動し、レバー移動補助部材（１４）の溝部（１４ＡＡ）に嵌入する。
その結果、レバー（５）は固定子（１７）により保持されなくなり、第１の弾性部材（１５）の弾性反撥力により車両用充填口（２０）側へ移動し、クラッチ機構（１２）の車両用充填口（２０）側先端の半径方向外方に位置する。そして、レバー（５）によりクラッチ（４）が半径方向外方に移動することが防止され、以て、充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）の連結が解除されることが防止される。

本発明ではクラッチ機構（１２）を設けているので、その内部に可動部材（摺動部材３６Ｂ）が配置された流路（分岐流路３６Ａ）を設け、当該流路にシール構造（Ｏリング３６Ｃ）を設ける必要が無くなる。
そのため、当該流路内を可動部材が動くことによるシール構造の劣化が生じることも無くなり、シール構造における劣化と、それによるガス漏洩の可能性を低減することが出来る。

また本発明において、充填ノズル（１０）の管継手本体（１）の内側には先端に弁体（２Ａ）を有するロッド（２：弁棹）が弾性材（３）に抗して摺動自在に配設すれば、充填ノズル（１０）内のシール構造が削減されて、耐久性が向上する。
この場合、ロッド（２）が摺動する箇所にシール構造を配置する必要がなくなるため、ロッド（２）の摺動によるシール構造の劣化を防止することが出来る。
そして本発明において、前記ロッド（２：弁棹）の一端が車両側充填口に当接されていれば、充填ノズル（１０）が車両用充填口（２０）に接続されると流路が開いて充填可能となるので、安全である。

本発明において、車両側充填口（２０）の内周（２０Ｄ）の管継手本体（１）と接する箇所にシール構造（２１）が配設されていれば、水素ガス充填時には当該シール構造（２１）により水素ガスの漏洩を防止することが出来る。
車両側充填口（２０）の管継手本体（１）外周に接する箇所にシール構造（２１）を設ければ、車両側充填口（２０）の管継手本体（１）外周に接する箇所と、管継手本体（１）外周との隙間（ε１）から水素ガスが漏出することを防止出来る。

ここで、図７で示す様に、従来技術に係る充填ノズル（３０）の管継手（３１）において、水素ガス充填中に充填ノズル（３０）と車両側充填口（４０）とが連結されている状態を保持するレバー保持機構（３６）は、管継手内流路（３１Ａ）から分岐する分岐流路（３６Ａ）と、分岐流路（３６Ａ）内を摺動するレバー保持用摺動部材（３６Ｂ）と、レバー保持用Ｏリング（３６Ｃ）を有している。
水素ガス充填中は、管継手内流路（３１Ａ）の水素ガスの圧力が分岐流路（３６Ａ）に作用してレバー保持用摺動部材（３６Ｂ）を図７の下方に移動する。レバー保持用摺動部材（３６Ｂ）が下方に移動することにより、レバー保持用摺動部材（３６Ｂ）のロッド（３６Ｄ）がレバー移動通路（３１Ｄ）内に突出して、レバー（３５）が車両側充填口（４０）から離隔することを防止し、以て、充填ノズル（３０）と車両側充填口（４０）とが連結されている状態を保持している。
しかし、充填ノズル（３０）と車両側充填口（４０）との着脱を繰り返すことにより、レバー保持用摺動部材（３６Ｂ）が分岐流路（３６Ａ）内を摺動する回数が増加し、レバー保持用Ｏリング（３６Ｃ）が劣化して、レバー保持機構（３６）の分岐流路（３６Ａ）から水素ガスが漏洩する恐れがある。

これに対して、本発明においては、上述した様に、充填ノズル（１０）と車両用充填口（２０）とを連結状態を維持するクラッチ機構（１２）を備えているので、加圧状態においては充填ノズル（１０）を取り外すことが出来なくなる。そして、係るクラッチ機構（１２）であれば、例えば図７で示す様な分岐流路（３６Ａ）を形成する必要が無く、分岐流路（３６Ａ）内で摺動部材（３６Ｂ）が摺動する必要が無く、分岐流路（３６Ａ）にシール構造（Ｏリング３６Ｃ）を設ける必要も無い。
そのため、従来技術におけるレバー保持機構（３６）を構成する分岐流路（３６Ａ）内を摺動部材（３６Ｂ）が動くことに起因してシール構造が劣化することも無くなり、分岐流路（３６Ａ）から水素ガスが漏洩する恐れも無い。

本発明の実施形態における充填ノズルの管継手と車両用充填口とが分離された状態を示す断面図である。 実施形態における管継手と車両用充填口が連結された状態を示す断面図である。 実施形態におけるレバー移動補助部材を示す斜視図である。 図１における符号Ｆ４部分の拡大図である。 図２における符号Ｆ５部分の拡大図である。 水素充填所の概要を示すブロック図である。 従来技術に係る水素充填装置の要部断面図である。

以下、図１〜図５を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図１において、充填ノズル１０は、図示しない水素燃料貯蔵タンク５０（図６参照）から燃料充填系統（ディスペンサー６０、充填ホース４５等）を介して、車載用水素充填タンク４１（図６参照）に水素を充填する。充填ノズル１０は管継手本体１を有しており、管継手本体１の水素供給源側（図１で左側）端部の中央部（図１では上下方向中央部）には、充填ホース側（図示しない）に接続される水素導入口１Ｂが設けられている。そして、管継手本体１のレセプタクル側（車両用充填口側、図１で右側）端部には、レセプタクル２０（図２）を挿入するための開口１Ｃが設けられている。管継手１内における開口１Ｃより水素供給源側（図１で左側）にはレセプタクル挿入空間１Ｄが形成され、水素充填時にはレセプタクル２０は開口１Ｃから管継手１側（図１で左側）へ挿入され、レセプタクル挿入空間１Ｄに位置している。

管継手本体１の図１における上下方向中央部には管継手内流路１Ａが形成されており、管継手内流路１Ａは、水素供給源側の開口１Ｂからレセプタクル側の空間１Ｄに延在している（図１で左側の領域から右側の領域に延在している）。
また、管継手本体１のレセプタクル（車両用充填口）側（図１では右側）には、中空の管継手中央突起１Ｅが突出しており、管継手中央突起１Ｅは管継手内流路１Ａのレセプタクル側端部を形成している。

図１において左右方向へ延在して管継手内流路１Ａには、２箇所の拡径された領域、すなわち弁体収容部１Ｆと拡径部１Ｇが設けられている。
管継手内流路１Ａにはロッド２が収容されている。
ロッド２の先端には弁体２Ａが設けられており、弁体２Ａは管継手内流路１Ａの弁体収容部１Ｆに収容される。弁体収容部１Ｆ内において、弁体２Ａの水素供給源側（図１で左側）には弾性材としてのスプリング３が配置されている。

ロッド２は管継手内流路１Ａ内を（図１では左右方向に）摺動自在であり、図１で示す状態、すなわち管継手本体１がレセプタクル２０（図２）と連結されていない状態では、弁体２Ａはスプリング３の弾性反撥力によりレセプタクル側（図１では右側）に付勢されて、弁体収容部１Ｆの端部（図１では右端部）の段部により構成された弁座１Ｈに座着している。
図１で示す様に管継手本体１がレセプタクル２０（図２）と連結されていない状態では、ロッド２のレセプタクル側（図１では右側）の端部は、管継手中央突起１Ｅのレセプタクル側端部よりもレセプタクル側（図１では右側）に突出している。ロッド２が管継手中央突起１Ｅよりも突出している領域は、符号ＴＡで示されている。ここで、領域ＴＡの突出量（突出寸法）は、水素充填時にロッド２が図１の左方向（レセプタクル２０から離隔する方向）に移動する距離等に基づき決定される（図２参照）。

図７で示す従来技術と同様に、ロッド２は中空部分を有し、中空部分はロッド内流路２Ｂを構成している。
弁体２Ａに接続された細径部２Ｃと中空部分を形成した大径部２Ｄとは、開口２Ｅを形成した径寸法変化部２Ｆにより接続されている。ロッド２の径寸法変化部２Ｆは、管継手内流路１Ａの拡径部１Ｇに収容されている。
水素ガス充填時（図２参照）には、図１では図示しないディスペンサー（図６参照：図１の左側の領域に配置）から弁体２Ａを経由して管継手内流路１Ａを流過する水素ガスは、管継手内流路１Ａの拡径部１Ｇに収容されたロッド２の径寸法変化部２Ｆの開口２Ｅを介して、ロッド内流路２Ｂを流れる。
図１において、ロッド２の径寸法変化部２Ｆのレセプタクル側端面（図１では右端面）が管継手内流路１Ａの拡径部１Ｇの段部１Ｉと係合している。ただし、径寸法変化部２Ｆのレセプタクル側端面と管継手内流路１Ａの拡径部１Ｇの段部１Ｉとは、開閉弁としての機能は有していない。

管継手内流路１Ａの半径方向外方であって、レセプタクル側（図１で右側）には、中空シリンダー形状のクラッチ４が設けられている。クラッチ４の水素供給源側（図１で左側）の端部には、半径方向内方に突出した係止部４Ａが形成され、係止部４Ａは管継手本体１に形成したクラッチ嵌合溝１Ｊに嵌合し、固定される。
一方、クラッチ４のレセプタクル側端部（図１で右側）には、半径方向外方及び内方に突出した（厚さ寸法が大きい）突起４Ｂが設けられている。
充填ノズル１０とレセプタクル２０（図２）の連結時（水素供給時）には、突起４Ｂの半径方向内側の部分がレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａに嵌入される（図２参照）。

クラッチ４の半径方向外方にはレバー５が設けられている。
レバー５はレバー用把持部５Ａが一体的に形成され、レバー用把持部５Ａを把持してレバー５を矢印Ｈ方向に移動させることにより、レバー５のレセプタクル側端部（図１では右端）をクラッチ４の突起４Ｂの半径方向外側に位置させて、クラッチ４の突起４Ｂがレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａ（図２）から外れてしまうことを防止することが出来る。
或いはレバー５のレセプタクル側端部をクラッチ４の突起４Ｂの半径方向外側から外れる位置、例えば水素供給源側（図１で左側）に位置せしめ、クラッチ４の突起４Ｂがレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外れることを許容することが出来る。より詳細には、図２で示す様に、充填ノズル１０（管継手本体１）とレセプタクル２０が連結している状態から、充填ノズル１０を取り外すには、作業者がレバー用把持部５Ａを把持して、レバー５を図１、図２における左側（レセプタクル２０から離隔する側）に移動し、以て、レバー５のレセプタクル側端部（図１、図２の右端部）をクラッチ４の突起４Ｂの半径方向外方の位置から移動させる。その結果、クラッチ４の突起４Ｂが半径方向外方に移動可能となり、突起４Ｂが半径方向外方に移動すれば、突起４Ｂはレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外すことが出来る。

再び図１において、管継手本体１には、レバー５が矢印Ｈ方向に移動することを許容するレバー用開口部１Ｋと、レバー移動通路１Ｌが形成されている。
なお、充填ノズル１０とレセプタクル２０の連結時（図２：水素供給時）において、レバー５をクラッチ４の突起４Ｂの外方に保持するクラッチ機構１２の詳細は後述する。

充填ノズル１０（管継手本体１）とレセプタクル２０が連結された状態を示す図２において、レセプタクル２０は、管継手本体１の開口１Ｃから管継手１内のレセプタクル挿入空間１Ｄに挿入されている。
図１に示す充填ノズル１０とレセプタクル２０が連結されていない状態では、ロッド２の突出領域ＴＡは管継手中央突起１Ｅよりレセプタクル２０側に突出しているが、図２の連結状態では、ロッド２の突出領域ＴＡはレセプタクル２０の嵌合凹部の底部２０Ｃに当接し、押圧されて、ロッド２全体が図１で示す状態から、図１、図２の左方向（レセプタクル２０から離隔する方向）へ移動する。
その際、ロッド２は、図１における突出領域ＴＡの突出量分だけ左方向に移動し、突出領域ＴＡのレセプタクル側端部（右端）（図１参照）が管継手中央突起１Ｅのレセプタクル側端部（右端）の位置に到達するまで移動する。

ロッド２が左方向に移動するに伴い、ロッド２先端の弁体２Ａはスプリング３の弾性反撥力に抗して弁座１Ｈから離隔する。そして弁座１Ｈと弁体２Ａの間から、水素ガスが管継手内流路１Ａに流入する。
管継手内流路１Ａに流入した水素ガスは、ロッド２の開口２Ｅ、ロッド内流路２Ｂを経由し、レセプタクル内流路２０Ｂを流過して、図２では図示しない車載用水素充填タンク４１（図６）内に供給される。

図２において、水素ガスが管継手内流路１Ａ、ロッド内流路２Ｂを流過する際に、ロッド２の開口２Ｅからロッド内流路２Ｂを流れずに、ロッド大径部２Ｄの外周面と管継手内流路１Ａの内周面との間の隙間δ１を流れる水素ガスが存在したとしても、当該水素ガスは、レセプタクル２０の嵌合凹部の底部２０Ｃに到達して、レセプタクル内流路２０Ｂに流入し、管継手本体１外には漏出しない。
ここで、レセプタクル２０の嵌合凹部の内周面２０Ｄにおいて、管継手中央突起１Ｅの外周と接する箇所にレセプタクル側Ｏリング２１が設けられている。
レセプタクル嵌合凹部の底部２０Ｃから、レセプタクル嵌合凹部の内壁面２０Ｄと管継手中央突起１Ｅの外周面の隙間ε１を流れる水素ガスが存在したとしても、当該水素ガスは、レセプタクル側Ｏリング２１によりシールされるので、管継手本体１外に漏出することはない。

図１、図２から明らかな様に、ロッド２は管継手内流路１Ａを摺動するが、ロッド２が摺動する箇所にＯリングを設けなくても、水素ガスは管継手本体１外に漏出しない。
なお、図１で示す管継手本体１（充填ノズル１０）とレセプタクル２０を連結する以前の状態では、弁体２Ａが弁座１Ｈに座着するので、管継手内流路１Ａには水素ガスは流れず、管継手本体１とレセプタクル２０から水素ガスが漏出することはない。

図２で示す管継手本体１（充填ノズル１０）とレセプタクル２０を連結した状態では、管継手内流路１Ａを流れる水素ガスは、ロッド内流路２Ｂを流れ、或いは、ロッド大径部２Ｄの外周面と管継手内流路１Ａの内周面の隙間δ１を流れて、レセプタクル嵌合凹部の底部２０Ｃに到達し、レセプタクル内流路２０Ｂを流れるので、管継手本体１やレセプタクル２０の外部に漏出することは無い。
したがって、実施形態においては、ロッド２が管継手内流路１Ａを摺動する箇所にＯリングを配置しなくても、水素ガスは管継手本体１やレセプタクル２０の外部に漏出しない。そのため、ロッド２の摺動による劣化するＯリングを設ける必要が無く、ロッド２の摺動によるＯリングの劣化を防止して、水素ガスの漏出を防止出来る。また、充填ノズル１０内のシール構造が削減されて、耐久性が向上する。

図示の実施形態において、充填装置１００はレバー位置移動機構１３（レバー移動補助部材１４、固定子１７等）を備えている。レバー位置移動機構１３は、充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結した際（水素充填時）に、クラッチ機構１２（追って詳述する）の車両用充填口２０側先端の半径方向外方にレバー５を位置させるため機構である。
図１、図２において、全体を符号１３で示すレバー位置移動機構は、レバー移動補助部材１４を有している。レバー移動補助部材１４は、半径方向について、クラッチ機構１２のクラッチ４とレバー５の間の領域に位置する第１の部材１４Ａと、クラッチ４の半径方向内側に位置する第２の部材１４Ｂとを有しており、第１の部材１４Ａ及び第２の部材１４Ｂは一体に構成されている。
図３はレバー移動補助部材１４の斜視図を示しており、シリンダー形状（中空円筒形状）の第２の部材１４Ｂに連続して、一体に、第１の部材１４Ａが設けられている。第１の部材１４Ａは、その径寸法が第２の部材１４Ｂよりも大きく構成されている。そして第１の部材１４Ａには、円周方向に等間隔に複数の開口部１４ＡＢが形成されている。クラッチ４（図１、図２）は開口部１４ＡＢを介して、レバー移動補助部材１４の第１の部材１４Ａのおける半径方向内方の領域から、車両用充填口２０側（図１、図２）に延在している。
第１の部材１４Ａの半径方向外側面には固定子１７（図１、図２）が挿入可能な溝部１４ＡＡが形成されている。

図１、図２において、レバー位置移動機構１３は、固定子１７（ボール）と、レバー５の半径方向内側面に形成され且つ固定子１７が挿入可能な溝部５Ｄと、レバー移動補助部材１４の第１の部材１４Ａにおける半径方向外側面に形成されて固定子１７が挿入可能な溝部１４ＡＡ（図３を参照して前述）と、レバー５を車両用充填口２０側に付勢する第１の弾性部材１５（スプリング）と、レバー移動補助部材１４を車両用充填口２０側に付勢する第２の弾性部材１６（スプリング）とを備えている。
充填ノズル１０の管継手本体１には保持部１Ｍ（リテーナ）が設けられており、保持部１Ｍに形成された貫通口１ＭＡに固定子１７が嵌入することで、図１で示す状態では、固定子１７は軸線方向の定位置に保持されている。この保持部１Ｍも、レバー位置移動機構１３の構成要件である。

第１の弾性部材１５は、管継手本体１に形成されたレバー移動通路１Ｌ内における水素供給側端部（図１では左側端部）に一端が係止されて（突き当てられて）、レバー５を車両用充填口２０側（図１では右側）に付勢している。
第２の弾性部材１６は、クラッチ４の係止部４Ａに一端を係止して（突き当て）、レバー移動補助部材１４の第２の部材１４Ｂを車両用充填口２０側に付勢している。
図４で示す様に、レバー５の半径方向内側面（内周面）に形成された溝部５Ｄには固定子１７が挿入可能であり、溝部５Ｄの側面は傾斜して形成されている（傾斜部５ＤＡ）。溝部５Ｄの側面（傾斜部５ＤＡ）により、溝部５Ｄに固定子１７が嵌入した状態において、第１の弾性部材１５（図１）の弾性反撥力Ｆ１５（図１）は固定子１７を半径方向内方（図４で下方）に付勢する成分ＲＩを有する。なお、保持部１Ｍの半径方向内側（図４では下側）にレバー移動補助部材１４（第１の部材１４Ａ）が延在しており、レバー移動補助部材１４の半径方向外方（図４で上方）にも固定子１７が挿入可能な溝部１４ＡＡが形成されている。

レバー５の溝部５Ｄの軸方向位置は、図１で示す充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結していない状態で、保持部１Ｍにより軸方向位置が定位置に保持されている固定子１７の位置と一致している。
一方、レバー移動補助部材１４の第１の部材１４Ａにおける溝部１４ＡＡの軸方向位置は、図１に示す充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結していない状態では、固定子１７の軸方向位置よりも車両用充填口２０側に位置している。そして、当該溝部１４ＡＡの軸方向位置は、図２に示す充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結した状態では、固定子１７の軸方向位置（その際、固定子１７は保持部１Ｍに嵌入しており、レバー５の溝部５Ｄから外れている）と一致している。

充填ノズル１０と車両用充填口２０が分離している状態（連結していない状態：図１の状態）では、保持部１Ｍにより軸方向位置が定位置に保持されている固定子１７がレバー５の溝部５Ｄに嵌入しており、固定子１７は保持部１Ｍにより軸方向位置が定位置に保持されているため、レバー５は固定子１７により、その軸方向位置が定位置に保持される。
図１の状態では、レバー移動補助部材１４は第２の弾性部材１６の弾性反撥力により車両用充填口２０側（図１では右側）に付勢されており、レバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡの軸方向位置は、固定子１７の軸方向位置（或いはレバー５の溝部５Ｄの位置）よりも車両用充填口２０側（図１では右側）となっている。そのため、第１の弾性部材１５により車両用充填口２０側に付勢されていても、レバー５の溝部５Ｄに固定子１７が嵌合することにより、レバー５の軸方向位置は図１で示す定位置に保持される。

これに対して、充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結している状態（図２の状態）では、車両用充填口２０の充填ノズル１０側端面２０Ｅにより、レバー移動補助部材１４が車両用充填口２０から離隔する側（図２の左側）へ押圧される。
そのため、レバー移動補助部材１４は第２の弾性部材１６の弾性反撥力に逆らって車両用充填口２０から離隔する方向（図２の左側）へ移動する。そして、レバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡの軸方向位置が固定子１７の軸方向位置と一致するまで、レバー移動補助部材１４は図２における左方へ移動する。

図４を参照して上述した様に、第１の弾性部材１５の弾性反撥力Ｆ１５の半径方向内方に付勢する成分ＲＩが固定子１７に作用するため、レバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡの軸方向位置が固定子１７の軸方向位置と一致すれば、固定子１７は半径方向内方に移動して、レバー５の溝部５Ｄから外れてレバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡに嵌入する。
その結果、レバー５は固定子１７により保持されなくなる。そして第１の弾性部材１５の弾性反撥力により、レバー５は車両用充填口２０側へ移動して、レバー５の車両用充填口２０側端部が、クラッチ機構１２の車両用充填口２０側先端の半径方向外方に位置する。レバー５の車両用充填口２０側端部がクラッチ機構１２の車両用充填口２０側先端の半径方向外方に位置することにより、クラッチ４先端の突起４Ｂが半径方向外方に移動することが防止され、以て、充填ノズル１０と車両用充填口２０の連結が解除されることが防止される。
保持部１Ｍに保持される固定子１７、レバー５の溝部５Ｄ、レバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡのそれぞれの軸方向位置、第１の弾性部材１５、第２の弾性部材１６のそれぞれの弾性係数等、を適宜設計することにより、上述の作用効果を奏することが出来る。

次に、充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結している状態（図２で示す状態）から、充填ノズル１０を車両用充填口２０から外して、充填ノズル１０と車両用充填口２０の連結を解除する場合について説明する。
図示しない車両への水素充填が完了して圧力が充填ノズル１０に作用しなくなった状態で、第１の弾性部材１５の弾性反撥力に逆らってレバー５を車両用充填口２０から離隔する側（図２では左側）へ押し戻す。
ここで、充填ノズル１０と車両充填口２０の連結を解除する際には、水素の高圧は充填ノズル１０には作用せず、充填ノズル１０と車両充填口２０の連結解除を防止する作用（図５を参照して後述）は発揮されない。そのため、手動により、レバー５を車両用充填口２０から離隔する側（図２では左側）へ押し戻すことが出来る。

レバー５が車両用充填口２０から離隔する側へ押し戻され、レバー５の溝部５Ｄの軸方向位置が固定子１７の軸方向位置に一致すると固定子１７は溝部５Ｄに嵌入する。固定子１７が溝部５Ｄに嵌入することにより、レバー５の軸方向位置は、充填ノズル１０と車両充填口２０が解除された場合（図１）における定位置に保持される。
レバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡにおいて、レバー５を車両用充填口２０から離隔する側（図２では左側）へ押し戻される力は、半径方向外側へ向かう分力を生じる。レバー５の溝部５Ｄの軸方向位置が固定子１７の軸方向位置に一致した際には、固定子１７には当該半径方向外側への分力が作用し、溝部１４ＡＡから外れて、レバー５の溝部５Ｄに嵌入する。
固定子１７がレバー移動補助部材１４の溝部１４ＡＡから外れることにより、レバー移動補助部材１４は第２の弾性部材１６の弾性反撥力により車両用充填口２０側に移動し、図１で示す位置となる。

上述した様に、図１、図２で示す実施形態においても、充填ノズル１０とレセプタクル２０の連結時（水素供給時）にレバー５を保持して、クラッチ４の突起４Ｂがレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外れない様にするクラッチ機構１２が存在する。しかし、係る機構は、図７で示す構成ではない。
図２において、クラッチ機構１２は、レバー５のレセプタクル側端部をクラッチ４の突起４Ｂの半径方向外方位置に保持して、クラッチ４の突起４Ｂがレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外れない様にする機能を有している。そしてクラッチ機構１２は、レバー５のレセプタクル側（図１、図２の右側）の端部に設けられた突起５Ｂ（レバーの突起）と、レバーの突起５Ｂよりもレセプタクル２０から離隔した側（図１、図２では左側）に配置したリング状の弾性部材６（例えばＯリング）を有している。
レバー５のレセプタクル側端部に設けられた突起５Ｂは、半径方向内側に突出している。そして、リング状弾性部材６は、レバー５のレセプタクル側端部近傍に形成された弾性体用溝５Ｃに嵌合している。

図２で示す様に管継手本体１（充填ノズル１０）とレセプタクル２０を連結した場合に、ロッド２の先端の弁体２Ａが弁座１Ｈから離隔して、水素ガスが管継手内流路１Ａに流入し、ロッド内流路２Ｂ、レセプタクル内流路２０Ｂを流過する。
その際、水素ガスは非常に高圧（例えば７０ＭＰａ）であり、その圧力により管継手本体１をレセプタクル２０から引き剥がそうとする引張力Ｆ１（図２）が作用する。
引張力Ｆ１が管継手本体１に作用する結果、クラッチ４の突起４Ｂにおけるレセプタクル２０から離隔する側（図２で左側）の傾斜面４ＢＡと、レセプタクル嵌合溝２０Ａにおけるレセプタクル２０から離隔する側（図２で左側）の傾斜面２０ＡＡとの作用により、引張力Ｆ１の分力として、クラッチ４には半径方向外方に向かう力ＲＯが作用し、半径方向外方に向かう力ＲＯはクラッチ４を半径方向外方に移動せしめる。

図２におけるＦ５部分を拡大した図５で示す様に、半径方向外方に向かう力ＲＯによりクラッチ４が半径方向外方に移動すると、弾性体６が半径方向について潰れた状態となる。その結果、領域ＦＴで、クラッチ４の突起４Ｂの端面４ＢＢと、レバー５の突起５Ｂの端面５ＢＡが接合する。端面４ＢＢと端面５ＢＡが接合するため、レバー５は図５で示す状態から、レセプタクル２０から離隔する方向（図２、図５では左方向）に移動することは出来ない。
レバー５が移動しないため、レバー５はクラッチ４の突起４Ｂの半径方向外方に位置し続け、クラッチ４が半径方向外方に移動することを抑止する。そのため、クラッチ４の突起４Ｂがレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外れてしまうことは無く、管継手本体１（充填ノズル１０）とレセプタクル２０の連結が解除されてしまうことが防止される。
なお、弾性体６の弾性係数、クラッチ側への突出量、レバー５の突起５Ｂにおけるクラッチ側への突出量、突起４Ｂの傾斜面４ＢＡの傾斜角度（図２、図５）、レセプタクル嵌合溝２０Ａの傾斜面２０ＡＡ（図２、図５）の傾斜角度等、を適宜設計することにより、上述の作用効果を奏することが出来る。

図２、図５において、水素ガスの充填が完了し、所定の脱圧作業が完了すれば、水素ガスの高圧に起因する引張力Ｆ１が消失する。
それに伴い、クラッチ４に作用する半径方向外方に向かう力ＲＯも消失し、クラッチ４は半径方向内方の位置（水素ガス充填前の位置）に復帰する。
クラッチ４が半径方向内内方の位置（水素ガスの充填前の位置）に復帰するため、レバー５の先端近傍に設けられたリング状弾性部材６は、図５で示す潰れた状態から断面円形の状態に復帰して、クラッチ４の突起４Ｂの端面４ＢＢとレバー５の突起５Ｂの端面５ＢＡは、半径方向における相対位置（図５における上下方向位置）が異なった状態となる。そのため端面４ＢＢと端面５ＢＡは接合せず、図５における領域ＦＴの様な状態にはならない。
従って、レバー５は図５で示す状態とは異なり、レセプタクル２０から離隔する方向（図２、図５では左方向）に移動可能となり、レバー５をレセプタクル２０から離隔する方向（図２、図５では左方向）に移動すれば、レバー５はクラッチ４の突起４Ｂの半径方向外方には位置せず、クラッチ４の突起４Ｂがレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外れることが可能となる。そして、管継手本体１（充填ノズル１０）とレセプタクル２０の連結を解除することが出来る。

図１〜図５で示す実施形態において、レバー５を保持してクラッチ４がレセプタクル２０の嵌合溝２０Ａから外れない様にするクラッチ機構１２は、図７で示すレバー保持機構構３６の構成とは異なり、管継手内流路３１Ａから分岐する分岐流路３６Ａと、当該分岐流路内を摺動する部材３６Ｂ（図７におけるレバー保持用摺動部材）を設ける必要が無く、当該部材にＯリング３６Ｃ（レバー保持用Ｏリング）を設ける必要もない。
そのため、レバーを保持する機構に設けたＯリングが摺動により劣化して、水素ガスが漏洩することが防止される。

図１〜図５で示す実施形態の充填装置１００によれば、充填ノズル１０と車両用充填口２０が連結した際にクラッチ機構１２の車両用充填口２０側先端の半径方向外方にレバー５を位置させるレバー位置移動機構１３（レバー移動補助部材１４、固定子１７等）を備えているため、充填ノズル１０の管継手本体１と車両側充填口２０とを接続すると、レバー５が車両側充填口側へ確実に移動し、レバー５がクラッチ４の先端の突起４Ｂの半径方向外側に位置する。そのため、（レバー５により）クラッチ４の先端の突起４Ｂが半径方向外方に移動することが防止される。
その結果、クラッチ機構１２が車両用充填口２０から外れてしまうことが防止され、水素充填時において、充填ノズル１０の管継手本体１と車両側充填口２０の接続状態が解除されてしまうことが確実に防止される。
また、レバー位置移動機構１３は移動補助部材１４、固定子１７、第１の弾性部材１５、第２の弾性部材１６、保持部１Ｍ等により機械的に構成されているので、レバー位置移動機構１３を作動するのに電力や流体圧等を使用する必要がなく、簡易な構成で確実な作用が期待出来る。

また、図１〜図５の充填装置１００によれば、充填ノズル１０の管継手本体１の内側には、先端に弁体２Ａを有するロッド２がスプリング３（弾性材）に抗して摺動自在に配設されている。水素充填時には、管継手内流路１Ａを流れる水素ガスは、ロッド内流路２Ｂを流れる場合も、ロッド大径部２Ｄの外周面と管継手内流路１Ａの内周面の隙間δ１を流れる場合でも、管継手本体１外に漏出すること無く、レセプタクル嵌合凹部の底部２０Ｃに到達し、レセプタクル内流路２０Ｂに流入する。
したがって、充填ノズル１０内でロッド２が摺動する箇所にＯリングを設ける必要が無くなる。そのため、ロッド２の摺動によるシール構造（Ｏリング）の劣化を防止することが出来る。

図１〜図５の実施形態においては、水素充填時にロッド２の一端がレセプタクル２０（車両側充填口）の嵌合凹部の底部２０Ｃに当接されているので、充填ノズル１０がレセプタクル２０（車両側充填口）に接続されると流路が開いて充填可能となるので、安全である。
また実施形態において、レセプタクル２０の嵌合凹部の内周面２０Ｄにおいて、管継手中央突起１Ｅの外周と接する箇所にレセプタクル側Ｏリング２１が配設されているので、水素ガス充填時にはレセプタクル２０の管継手本体１外周に接する箇所と、管継手本体１外周との隙間ε１から水素ガスが漏出することを防止出来る。

さらに実施形態において、充填ノズル１０とレセプタクル２０（車両用充填口）とを連結状態を維持するクラッチ機構１２を備えており充填ノズル１０とレセプタクル２０を連結して水素を充填すると、クラッチ４が弾性部材６を半径方向に潰して、クラッチ４の突起４Ｂの端面４ＢＢとレバー５の突起５Ｂの端面５ＢＡが接合するため、レバー５がレセプタクル２０から離隔する方向に移動することは出来なくなる。したがって、充填ノズル１０とレセプタクル２０を連結して水素を充填する間に充填ノズル１０をレセプタクル２０から取り外すことは出来ない。
係るクラッチ機構１２であれば、例えば図７で示す様な分岐流路３６Ａを形成する必要が無く、分岐流路３６Ａ内で摺動部材３６Ｂが摺動する必要が無く、分岐流路３６Ａにシール構造（Ｏリング３６Ｃ）を設ける必要も無い。
そのため、従来技術におけるレバー保持機構３６を構成する分岐流路３６Ａから水素ガスが漏洩する恐れも無い。

図示の実施形態はあくまでも例示であり、本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではないことを付記する。

１・・・管継手本体
２・・・ロッド
２Ａ・・・弁体
３・・・弾性材（スプリング）
４・・・クラッチ
５・・・レバー
５Ｄ・・・溝部
６・・・弾性部材（例えばＯリング）
１０・・・充填ノズル
１２・・・クラッチ機構
１３・・・レバー位置移動機構
１４・・・レバー移動補助部材
１４Ａ・・・第１の部材
１４ＡＡ・・・溝部
１４ＡＢ・・・開口部
１４Ｂ・・・第２の部材
１５・・・第１の弾性部材（スプリング）
１６・・・第２の弾性部材（スプリング）
１７・・・固定子（ボール）
２０・・・レセプタクル（車両側充填口）
２０Ｄ・・・内周
２１・・・シール構造
１００・・・充填装置
１Ｍ・・・保持部（リテーナ）
１ＭＡ・・・貫通口

Claims (4)

1. 水素燃料を貯える貯蔵タンクと、該貯蔵タンクから燃料充填系統及び車両用充填口を介して車両に搭載されている車載用水素充填タンクに水素を充填する充填ノズルを備えた充填装置において、
   充填ノズルと車両用充填口とを連結状態に維持するクラッチ機構と、充填ノズルと車両用充填口が連結した際にクラッチ機構の車両用充填口側先端の半径方向外方にレバーを位置させるレバー位置移動機構を備え、
   前記レバーを位置させるレバー位置移動機構は、クラッチ機構のクラッチとレバーの間の領域に位置する第１の部材及びクラッチの半径方向内側に位置する第２の部材を有するレバー移動補助部材を有し、第１の部材及び第２の部材は一体に構成されていることを特徴とする充填装置。
2. 前記レバーを位置させるレバー位置移動機構は、固定子と、レバーの半径方向内側面に形成されて前記固定子が挿入可能な溝部と、前記レバー移動補助部材の第１の部材における半径方向外側面に形成されて前記固定子が挿入可能な溝部と、レバーを車両用充填口側に付勢する第１の弾性部材と、レバー移動補助部材を車両用充填口側に付勢する第２の弾性部材とを備えている請求項１の充填装置。
3. 前記レバーを位置させるレバー位置移動機構は、充填ノズルの管継手本体に固定子の充填ノズルの軸線方向位置を保持する保持部が形成されており、保持部には貫通口が形成され、当該貫通口に前記固定子が嵌入する請求項２の充填装置。
4. 前記レバー移動補助部材は円周方向に等間隔に形成された複数の開口部を有し、クラッチは当該開口部を介して、前記レバー移動補助部材の第１の部材における半径方向内方の領域から車両用充填口側に延在している請求項１〜３の何れか１項の充填装置。
   

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