JP6830788B2 - ガス充填装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両の燃料タンクに燃料ガスを充填するのに好適に用いられるガス充填装置に関する。

一般に、高圧状態の燃料ガスを被充填タンク（４輪自動車等の車両に搭載した燃料タンク）に充填供給するようにしたガス充填装置は知られている（例えば、特許文献１参照）。この種の従来技術によるガス充填装置は、ディスペンサユニットの筐体にノズル掛けが設けられ、燃料ガスの充填を行う作業者は、充填ホースの先端に設けられた充填ノズルを前記ノズル掛けに対して着脱可能に掛止めする構成としている。

特開２００２−３７２１９１号公報

ところで、上述した従来技術では、１回分のガス充填作業が、充填ノズルをノズル掛けに掛止めしたか否かによってリセットされる。このため、１回の充填作業の終了（完了）を決定する上で、充填ノズルの掛止めは重要な判定基準（タイミング）となる。しかし、作業者が充填ノズルをノズル掛けに掛止めするときには、余分な手間がかかることがあり、前記ノズル掛けに対する充填ノズルの着脱作業性をさらに向上できるようにすることが望まれている。

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、充填ノズルをノズル掛けに容易に掛止めすることができ、作業性を向上することができるようにしたガス充填装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、ディスペンサ筐体内に配設された燃料ガスの充填機構と、該充填機構に接続されている充填ホースの先端に設けられ、ノズル本体と充填口を開閉する弁を内蔵した接続カプラからなる充填ノズルと、前記ディスペンサ筐体に設けられ、前記充填ノズルが取外し可能に掛止めされるノズル掛けと、該ノズル掛けに設けられ、前記充填ノズルのノズル本体と接続カプラとを係合状態に保持する係合部材と、を備えたガス充填装置において、前記係合部材は、前記充填ノズルを前記ノズル掛けに掛止めするときに、この掛止め方向で前記充填ノズルのノズル本体が当接して変位する当接部位と、前記当接部位の変位に追従して、前記ノズル掛けに掛止めされた前記充填ノズルの前記接続カプラの充填口を閉塞させる位置まで変位する閉塞部位とを含んで構成されていることを特徴としている。

上述の如く、充填ノズルがノズル掛けに掛止めされるときに、この掛止め方向で充填ノズルのノズル本体が当接する当接部位の変位に応じて閉塞部位も変位することができるので、充填ノズルをノズル掛けに容易に掛けることができる。このとき閉塞部位は、充填ノズル（接続カプラ）の充填口を塞ぐように変位するため、充填口の閉塞性、封止性を高めることができる。

本発明の実施の形態によるガス充填装置を模式的に示す全体構成図である。 図１中のガス充填装置を正面からみた外観図である。 充填ノズルをノズル掛けに掛けた状態を拡大して示す正面図である。 図３の充填ノズルとノズル掛けとを左側方からみた左側面図である。 充填ノズルを取外した状態でノズル掛けを示す正面図である。 図５中のヒンジ部等を拡大して示す要部拡大図である。 図５のノズル掛けを左側方からみた左側面図である。 回動レバーを付勢するばね部材等を図７中の矢示VIII−VIII方向から拡大してみた断面図である。 図３中の充填ノズルをノズル掛けに掛けるときの動作説明図である。

以下、本発明の実施の形態によるガス充填装置を、水素ガス充填装置に適用した場合を例に挙げ、添付図面の図１ないし図９に従って詳細に説明する。

図１において、本実施の形態に係るガス充填装置１は、後述する車両２３の燃料タンク２４に圧縮状態の燃料ガス（以下、水素ガスという）を供給し充填するため、一般にガス供給ステーションと呼ばれる設備（燃料供給所）等に設置されている。ガス充填装置１は、後述するガス蓄圧器２２からの水素ガスを車両２３の燃料タンク２４に充填する充填機構としてのディスペンサユニット２と、ガス蓄圧器２２からディスペンサユニット２のディスペンサ筐体３内に亘って延びるガス供給管路４とを含んで構成されている。

図２に示すように、ディスペンサ筐体３は、ディスペンサユニット２の外形をなす建屋を構成するもので、例えば上，下方向に長尺な直方体状に形成されている。このディスペンサ筐体３には、後述のガス供給管路４、流量調整弁８、遮断弁９、熱交換器１１、圧力センサ１４、温度センサ１５、制御装置２０およびノズル掛け２５等が収容または取付けられている。

換言すると、ディスペンサ筐体３内には、ディスペンサユニット２の充填機構を構成するガス供給管路４の一部、流量調整弁８、遮断弁９、熱交換器１１、圧力センサ１４、温度センサ１５および制御装置２０等が配設されている。ディスペンサ筐体３は、前面板３Ａ、左側面板３Ｂ、右側面板３Ｃ、上面板３Ｄおよび後面板（図示せず）等によってボックス状に形成されている。ディスペンサ筐体３のうち、水素ガスの充填作業を行う作業者や顧客と対面する前面板３Ａには、後述の表示部２１が設けられている。

ガス供給管路４は、ディスペンサ筐体３内に配設され、加圧状態の水素ガスをガス蓄圧器２２から充填ホース５側に向けて供給する管路である。このガス供給管路４は、ガス蓄圧器２２側が上流側となり、充填ホース５側が下流側となっている。ガス供給管路４の下流側の端部には、ディスペンサ筐体３の外部へと延びる充填ホース５が接続されている。充填ホース５は、可撓性を有する耐圧ホースにより形成されている。充填ホース５は、基端側がガス供給管路４の下流端に接続され、先端には、燃料タンク２４の接続口２４Ａに連結される充填ノズル６が設けられている。

図２〜図４に示すように、充填ノズル６は、充填ホース５の先端側に気密状態で接続され、所謂充填カップリングを構成している。この充填ノズル６は、図３、図９に示すように、細長い円筒形状をなし途中部位が「く」字状に屈曲したノズル本体６Ａと、該ノズル本体６Ａの先端側に設けられた接続カプラ６Ｂと、ノズル本体６Ａの側方に設けられた略コ字状の握り部６Ｃと、該握り部６Ｃに設けられた掛止め突起６Ｄとを含んで構成されている。充填ノズル６の接続カプラ６Ｂは、先端開口（即ち、充填口）を開閉する弁を内蔵している。充填ノズル６の接続カプラ６Ｂは、前記充填口から水素ガスを車両２３の燃料タンク２４に供給するため、接続口２４Ａに気密状態で着脱可能に接続される。

充填ノズル６は、燃料タンク２４の接続口２４Ａに対して係脱可能にロックされるロック機構（図示せず）を備えている。これにより、充填ノズル６は、水素ガスの充填時に接続口２４Ａから不用意に外れるのを防ぐことができる。充填ノズル６の接続カプラ６Ｂが燃料タンク２４の接続口２４Ａに対し接続された状態では、ガス蓄圧器２２内の高圧な水素ガスが、ガス供給管路４、充填ホース５および充填ノズル６を通じて車両２３の燃料タンク２４に充填される。

ディスペンサユニット２には、それぞれガス供給管路４の途中に位置して、例えば手動操作により開，閉される入口弁７と、該入口弁７の下流側に接続され後述の制御装置２０によって開，閉弁されることによりガス供給管路４を流れる燃料の流量を調整可能に制御する制御弁としての流量調整弁８と、該流量調整弁８よりも下流側に接続された電磁弁または空圧駆動弁等からなる遮断弁９とが設けられている。なお、ガス供給管路４の上流側から下流側に向けて設けられている流量計１３、流量調整弁８、遮断弁９の配置（取付けの順番）は、図１中に示した順番に限定されるものではない。

入口弁７は、ディスペンサ筐体３内に位置してガス供給管路４の途中に設けられている。この入口弁７は、例えば手動操作により開，閉されるものである。なお、入口弁７は、必要に応じて取付けられるものであり、不要であればこれを除いてもよい。流量調整弁８および遮断弁９は、ガス供給管路４を流れる水素ガスの流量及び圧力を制御する制御機器を構成している。流量計１３、圧力センサ１４および温度センサ１５は、ガス供給管路４を流れる水素ガスの流量、圧力および温度を計測する計測機器を構成している。

ディスペンサユニット２内に設けられた流量調整弁８は、例えばエア作動式の弁装置であり、エアの供給で開弁し、制御信号で制御圧（エア圧）を制御して弁開度が調整される。流量調整弁８は、制御装置２０の制御プログラムに基づく指令により任意の弁開度に制御され、ガス供給管路４内を流れる水素ガスの流量、水素ガス圧を可変に制御する弁である。

遮断弁９は、ガス供給管路４の途中部位（例えば、冷却器１０と温度センサ１５の間）に設けられた電磁式または空圧作動式の弁装置である。遮断弁９は、後述する制御装置２０からの制御信号で開，閉されることにより、ガス供給管路４内で水素ガス（燃料）の流通を許したり、または遮断したりする。即ち、制御装置２０は、充填ノズル６を介して車両２３の燃料タンク２４に燃料を充填、または充填を停止（終了）するときに、流量調整弁８と遮断弁９との開，閉弁制御を行うものである。

冷却器１０は、ガス供給管路４内を流れる水素ガスを冷却するための冷却装置である。冷却器１０は、燃料タンク２４に充填される水素ガスの温度上昇を抑えるため、ガス供給管路４の途中位置で水素ガスを冷却する。冷却器１０は、流量調整弁８と遮断弁９との間に位置してガス供給管路４の途中部位に設けられた熱交換器１１と、該熱交換器１１に冷媒管路１０Ａ，１０Ｂを介して接続され、例えばコンプレッサ、ポンプ等の駆動機構（図示せず）を備えたチラーユニット１２とを含んで構成されている。

冷却器１０には、チラーユニット１２から熱交換器１１側に向けて冷媒（例えば、エチレングリコール等を含んだ液体）を供給する供給側の冷媒管路１０Ａと、熱交換器１１からチラーユニット１２側に向けて熱交換後の冷媒を戻す戻り側の冷媒管路１０Ｂとが設けられている。チラーユニット１２は、冷媒管路１０Ａ，１０Ｂを介して熱交換器１１との間に冷媒を循環させる。これにより、冷却器１０の熱交換器１１は、ガス供給管路４内を流れる水素ガスと前記冷媒との間で熱交換を行い、充填ホース５に向けて供給される水素ガスの温度を規定温度（例えば、−３３〜−４０℃）まで低下させる。

ディスペンサ筐体３内には、ガス供給管路４の途中に位置して被測流体の質量流量を計測するコリオリ式の流量計１３が設けられている。この流量計１３は、例えば入口弁７と流量調整弁８との間でガス供給管路４内を流れる水素ガスの流量（質量流量）を計測し、計測結果を制御装置２０へと出力する。これにより、制御装置２０は、車両２３の燃料タンク２４に対する水素ガスの充填量を演算により求め、水素ガス燃料の払出し量（給油量に相当）を後述の表示部２１等で表示し、例えば顧客等に表示内容を報知する。

圧力センサ１４は、遮断弁９よりも下流側（即ち、充填ノズル６側）のガス供給管路４に設けられている。圧力センサ１４は、ガス蓄圧器２２から供給される水素ガスの圧力（即ち、燃料タンク２４の圧力、または燃料タンク２４内の圧力にほぼ相当する管路途中の圧力）を検知するものである。圧力センサ１４は、充填ノズル６の近傍でガス供給管路４内の圧力を測定し、測定した圧力に応じた検出信号を制御装置２０へと出力する。

温度センサ１５は、遮断弁９と圧力センサ１４との間に位置してガス供給管路４の途中に設けられている。この温度センサ１５は、ガス供給管路４内を流れる水素ガスの温度を検出し、その検出結果を制御装置２０へと出力する。なお、温度センサ１５と圧力センサ１４との配置関係は、図１に示す配置に限るものではなく、例えば互いに逆となる配置にしてもよい。

充填開始スイッチ１６と充填停止スイッチ１７（図１参照）は、例えばディスペンサ筐体３の前面板３Ａに設けられている。充填開始スイッチ１６は、例えば燃料供給所の作業者が手動操作可能なスイッチで、水素ガスの充填を開始するときに操作される。一方、充填停止スイッチ１７は、水素ガスの充填中にガスの充填を停止するときに操作される。そして、充填開始スイッチ１６と充填停止スイッチ１７とは、操作状態に応じた信号を制御装置２０にそれぞれ出力する。これにより、制御装置２０は、これらの信号に応じて遮断弁９を開弁または閉弁させる。

ガス供給管路４の遮断弁９よりも下流側には、例えば充填ホース５側からガス圧力を脱圧するための脱圧管路１８が分岐して設けられている。脱圧管路１８の途中には、脱圧弁１９が設けられている。この脱圧弁１９は、充填ホース５（充填ノズル６）を用いた水素ガスの充填作業が完了し、遮断弁９が閉弁されたときに、制御装置２０からの信号により開弁制御される。

充填ノズル６の接続カプラ６Ｂを燃料タンク２４の接続口２４Ａから取外す場合には、充填ホース５内の圧力を大気圧レベルまで減圧する必要がある。このため、ガス充填作業の完了時には、脱圧弁１９を一時的に開弁して脱圧管路１８の先端側を大気に開放させる。これにより、充填ホース５側の水素ガスは、外部に放出されて充填ホース５内の圧力が大気圧レベルまで減圧される。この結果、充填ノズル６の接続カプラ６Ｂは、燃料タンク２４の接続口２４Ａから取外すことができるようになる。

制御装置２０は、流量調整弁８、遮断弁９、脱圧弁１９等を制御する制御手段を構成している。制御装置２０は、流量調整弁８および遮断弁９の制御を行うことにより充填対象となる燃料タンク２４への燃料供給を制御するものである。制御装置２０は、マイクロコンピュータ等の制御ユニットとして構成されている。制御装置２０のメモリには、充填制御処理用のプログラム等が格納されている。制御装置２０は、その入力側が流量計１３、圧力センサ１４、温度センサ１５、充填開始スイッチ１６、充填停止スイッチ１７およびノズル検出器（図示せず）等に接続されている。一方、制御装置２０の出力側は、流量調整弁８、遮断弁９、脱圧弁１９および表示部２１等に接続されている。

表示部２１は、図２に示すように、ディスペンサ筐体３の前面板３Ａに設けられている。この場合、表示部２１は、水素ガスの充填作業を行う作業者が視認し易い高さ位置に配置され、水素ガスの充填作業に必要な情報表示等を行う。ディスペンサ筐体３の前面板３Ａには、表示部２１の他に充填開始スイッチ１６および充填停止スイッチ１７等の操作部が設けられている。

図１に示すように、ガス蓄圧器２２は、高圧に圧縮された水素ガスを貯蔵する水素ガスの供給源である。ガス蓄圧器２２は、ディスペンサユニット２と共にガス充填装置１を構成している。ガス蓄圧器２２は、ガス供給管路４の上流側で、高圧に圧縮された水素ガスを貯蔵するガス貯蔵部を構成している。

水素ガスを燃料として走行駆動される車両２３は、例えば図１に示すような４輪自動車（乗用車）により構成されている。車両２３には、例えば燃料電池と電動モータ等の駆動装置（いずれも図示せず）と、図１中に点線で示す燃料タンク２４等とが設けられている。この燃料タンク２４は、水素ガスが充填される耐圧構造をもった容器として構成され、例えば車両２３の後部側に搭載されている。なお、燃料タンク２４は、車両２３の後部側に限らず、前部側または中央部側に設ける構成としてもよい。

燃料タンク２４には、充填ノズル６の接続カプラ６Ｂが着脱可能に取付けられる接続口２４Ａ（レセプタクル）が設けられている。そして、車両２３の燃料タンク２４内には、充填ノズル６が接続口２４Ａに気密に連結（接続）された状態で水素ガスの充填が行われる。この間、充填ノズル６は前述したロック機構により接続口２４Ａに対して不用意に外れることがないようにロックされている。

次に、本実施の形態の特徴部分となるノズル掛け２５の具体的構成について、図３〜図９を参照して説明する。

ノズル掛け２５は、例えばディスペンサ筐体３の左側面板３Ｂに設けられ、充填ノズル６が取外し可能に掛止めされる。ディスペンサ筐体３の左側面板３Ｂには、図２中に点線で示すように収容凹部３Ｂ１が設けられ、この収容凹部３Ｂ１には、ノズル掛け２５の本体となる支持プレート２６がボルト等の締結具で固定されている。この支持プレート２６は、図５、図７に示すように、細長い長方形状の平板体（剛体）を用いて形成され、ディスペンサ筐体３の収容凹部３Ｂ１内で左側面板３Ｂに取付けられている。

支持プレート２６には、その長さ方向（例えば、上，下方向）に離間して第１開口２６Ａと第２開口２６Ｂとが設けられている。上側に位置する第１開口２６Ａは、後述の閉塞部位３３が挿入される大きさの四角形状をなす貫通穴として形成され、閉塞部位３３は第１開口２６Ａ内を矢示Ａ，Ｂ方向で回動するように進退される。下側に位置する第２開口２６Ｂは、第１開口２６Ａよりも小さい四角形状の貫通穴として形成されている。第２開口２６Ｂは、後述の回動レバー２９が隙間をもって挿通される大きさの開口であり、回動レバー２９は、第２開口２６Ｂ内を支持プレート２６の板厚方向に斜めに傾いた状態で、矢示Ａ，Ｂ方向に回動できるように挿通されている。

ノズル掛け２５の支持プレート２６には、充填ノズル６を係合（掛止め）状態に保持する係合部材２７が設けられている。この係合部材２７は、図７に示す如く、第２開口２６Ｂの下側に位置して支持プレート２６の表面から前側に立設され、左，右方向（支持プレート２６の板幅方向）に離間した一対の支承ブラケット２８と、該各支承ブラケット２８間に回動可能に配置され、第２開口２６Ｂを介して支持プレート２６の板厚方向（前，後方向）に延びた回動レバー２９と、第２開口２６Ｂの左，右方向（支持プレート２６の板幅方向）両側に位置して支持プレート２６の裏面から後側に立設され、連結ピン３０を介して回動レバー２９を回動（揺動）可能に支持した一対の支持ブラケット３１と、回動レバー２９の上端（先端）側にヒンジ部３２を介して回動可能に設けられた閉塞部位３３とを含んで構成されている。

ここで、一対の支承ブラケット２８は、図３に示すように、充填ノズル６の握り部６Ｃを左，右両側から挟むように間隔をもって配置され、その基端側が支持プレート２６の表面側に固定して設けられている。各支承ブラケット２８には、略Ｖ字状またはＵ字状に切欠いて形成された掛止め凹部２８Ａが設けられ、該掛止め凹部２８Ａには、充填ノズル６の握り部６Ｃに設けられた掛止め突起６Ｄが図３、図９に示す如く係脱可能に掛止めされる。さらに、各支承ブラケット２８には、支持プレート２６の下端側近傍へと円弧状に延びる補強アーム２８Ｂが設けられている。該補強アーム２８Ｂは、充填ノズル６が支承ブラケット２８に掛止めされた状態での荷重を支承ブラケット２８の下側から支承し、支承ブラケット２８の強度を補う機能を有している。

回動レバー２９は、細長く帯状に延びる金属板（剛性板）を略クランク状に曲げ加工（プレス加工）することにより形成されている。回動レバー２９は、当該回動レバー２９の下部側に位置し、充填ノズル６をノズル掛け２５に掛止めするときに充填ノズル６の握り部６Ｃが当接する当接部位２９Ａと、該当接部位２９Ａに対して略「く」字状に屈曲して上向きに延びるように形成され、当接部位２９Ａの変位を閉塞部位３３に伝えるように回動レバー２９の上端側を閉塞部位３３にヒンジ部３２を介して連結する連結部位２９Ｂと、該連結部位２９Ｂの長さ方向（上，下方向）中間部に位置して該連結部位２９Ｂの幅方向両側に一体形成され、一対の支持ブラケット３１間に回動可能に配置される一対の可動ブラケット２９Ｃ（図７、図８参照）とを含んで構成されている。

回動レバー２９の各可動ブラケット２９Ｃは、一対の支持ブラケット３１間に連結ピン３０を介して回動可能に連結されている。これにより、回動レバー２９と閉塞部位３３とは、図９中の矢示Ａ方向または矢示Ｂ方向に連結ピン３０を中心として回動（揺動）される。図８に示すように、一対の支持ブラケット３１間には、連結ピン３０から斜め下側に離間した位置にばね受３４（ピン）が設けられ、該ばね受３４は、回動レバー２９を待機位置に向けて常時付勢するスプリング３５を回動レバー２９との間に支承している。

このスプリング３５は、例えば捩りばね等を用いて構成され、連結ピン３０の周囲に巻回するように取付けられている。スプリング３５は、一方の端部が回動レバー２９の裏面に当接し、他方の端部がばね受３４に当接されている。これによって、スプリング３５は、回動レバー２９を図８中の矢示Ｂ方向（矢示Ａ方向とは逆向き）に付勢し、回動レバー２９は、第２開口２６Ｂの縁部２６Ｂ１に当接した状態で前記待機位置（図５参照）に停止される。

ノズル掛け２５の閉塞部位３３は、金属板等を用いて回動レバー２９よりも幅広な四角形状（例えば、正方形状）の蓋板として形成されている。閉塞部位３３は、その基端側が回動レバー２９（連結部位２９Ｂ）の上端屈曲部２９Ｄにヒンジ部３２を介して連結され、閉塞部位３３の先端側は自由端となっている。閉塞部位３３の表面側には、接続カプラ６Ｂの充填口を閉塞する凸湾曲状の弾性シート３３Ａが設けられている。該弾性シート３３Ａは、接続カプラ６Ｂの充填口を弾性変形状態で閉塞するゴム等の弾性材により構成されている。

ヒンジ部３２は、図６に示すように、回動レバー２９（連結部位２９Ｂ）の上端屈曲部２９Ｄと閉塞部位３３の基端側との間に設けられたばね付き蝶番により構成されている。ばね付き蝶番からなるヒンジ部３２は、回動レバー２９の連結部位２９Ｂに対する閉塞部位３３の変位（回動）量を弾性的に調整する変位調整具を構成している。

図６に示すように、回動レバー２９の連結部位２９Ｂには、上端屈曲部２９Ｄとは逆向きに屈曲されたストッパ部２９Ｅが設けられ、該ストッパ部２９Ｅは、矢示Ｃ方向に向けた閉塞部位３３の最大変位（回動）量を規制している。ばね付き蝶番（ヒンジ部３２）は、閉塞部位３３が矢示Ｃ方向とは逆向きに変位するときの回動量を弾性的に調整し、弾性シート３３Ａを図３に示すように、接続カプラ６Ｂの充填口に向けて施蓋するように付勢する。

ノズル掛け２５の支持プレート２６には、充填ノズル６の接続カプラ６Ｂを支持プレート２６の表面側で位置決めするカプラ受け３６が設けられている。このカプラ受け３６は、支持プレート２６の表面側で第１開口２６Ａの下側に配置され、接続カプラ６Ｂの外周面に嵌合する嵌合凹部３６Ａを有している。充填ノズル６をノズル掛け２５に掛止めした状態では、接続カプラ６Ｂがカプラ受け３６の嵌合凹部３６Ａに嵌合され、閉塞部位３３の弾性シート３３Ａが接続カプラ６Ｂの充填口を覆うように上側から被せられる。

さらに、ノズル掛け２５には、充填ノズル６が掛止めされたか否かを検出するノズル検出器（図示せず）が設けられている。このノズル検出器は、例えば２位置切換型のスイッチ等からなり、図９中の矢示Ｄ方向で充填ノズル６をノズル掛け２５に掛止めするときに、充填ノズル６によって押動されるとオン（ＯＮ）状態に切換わる。そして、前記ノズル検出器は、充填ノズル６がノズル掛け２５から取出される（または取外される）とオフ（ＯＦＦ）状態に切り替わり、検出信号（ＯＮまたはＯＦＦ信号）を制御装置２０に出力する。なお、ノズル検出器は、ディスペンサ筐体３側のノズル掛け２５に設けるものに限らず、充填ノズル６側に設けてもよい。

本実施の形態によるガス充填装置１は、上述の如き構成を有するもので、次に、ガス充填装置１による水素ガスの充填作業について説明する。

車両２３の燃料タンク２４に燃料（水素ガス）を充填するときに、作業者は、充填ノズル６をノズル掛け２５から取外す。そして、図１中に二点鎖線で示すように、充填ノズル６を燃料タンク２４の接続口２４Ａに接続し、当該接続部位をロックする。この状態で、充填作業の係員（作業者）が充填開始スイッチ１６をＯＮ操作すると、制御装置２０は、流量調整弁８と遮断弁９に開弁信号を出力して流量調整弁８と遮断弁９を開弁させる。

これにより、ガス蓄圧器２２内の水素ガスは、ガス供給管路４、充填ホース５および充填ノズル６等を通じて車両２３の燃料タンク２４に充填される。制御装置２０は、例えば流量計１３、圧力センサ１４、温度センサ１５の測定結果を監視しつつ、流量調整弁８の開度等を予め設定された制御方式（定圧上昇制御方式または定流量制御方式）等で調整する。これにより、ガス供給管路４内に供給される水素ガスの圧力、流量を適切な流通状態に制御することができる。

このとき、制御装置２０は、流量計１３からの流量パルスを積算して燃料の充填量（質量）を演算し、燃料の充填量が予め設定された目標充填量に達するか、または圧力センサ１４により検出した水素ガスの圧力が予め設定された目標充填圧力（目標充填圧）に達したか否かを判定する。目標とする充填量（圧力）に達したと判定したときには、制御装置２０からの信号により流量調整弁８および遮断弁９が閉弁され、燃料タンク２４への水素ガスの充填が終了される。なお、作業者が充填停止スイッチ１７を操作した場合にも、充填作業は終了される。

次に、この状態で制御装置２０は充填終了制御処理を実行する。この充填終了制御処理では、制御装置２０からの信号により脱圧弁１９を閉弁状態から開弁するように制御する。そして、脱圧弁１９が開弁したときには、脱圧管路１８が大気に開放されることにより、充填ノズル６側のガスが外部に放出されて充填ノズル６の圧力が大気圧レベルに減圧される。この状態で、作業者は充填ノズル６の接続カプラ６Ｂを燃料タンク２４の接続口２４Ａから取外すことができる。

燃料タンク２４の接続口２４Ａから取外された充填ノズル６は、作業者によってディスペンサ筐体３側のノズル掛け２５に、図９中の矢示Ｄ方向へと移動されて手動操作により掛止めされる。ノズル掛け２５に設けられたノズル検出器（図示せず）は、充填ノズル６がノズル掛け２５に戻されたか否かを検出する。充填ノズル６がノズル掛け２５に図３に示すように戻されて掛止めされたときには、前記ノズル検出器からの検出信号が制御装置２０に出力される。これにより、制御装置２０は、充填ノズル６による１回分の充填作業が正規に終了したと判定し、次回の充填作業に対してリセットされた待機状態となる。

ところで、水素ガスの充填作業は、充填ノズル６をノズル掛け２５に掛止めしたか否かでリセットされるため、１回の充填作業の終了を決める上で、充填ノズル６の掛止めは重要な判定基準となる。しかし、作業者が充填ノズル６をノズル掛け２５に掛止めするときには、余分な手間がかかることがあり、ノズル掛け２５に対する充填ノズル６の着脱作業性を更に向上させることが望まれている。

そこで、本実施の形態では、ノズル掛け２５の支持プレート２６に、充填ノズル６を係合（掛止め）状態に保持する係合部材２７を設けている。この係合部材２７は、充填ノズル６をノズル掛け２５に掛止めするときに充填ノズル６の握り部６Ｃが当接して変位する回動レバー２９の当接部位２９Ａと、該当接部位２９Ａの変位に追従して接続カプラ６Ｂの充填口を閉塞させる位置まで変位する閉塞部位３３とを含んで構成されている。

具体的には、ノズル掛け２５の係合部材２７は、図７に示す如く、支持プレート２６の表面から前側に立設され左，右方向に離間した一対の支承ブラケット２８と、該各支承ブラケット２８間に回動可能に配置され第２開口２６Ｂを介して支持プレート２６の板厚方向を斜めに延びた回動レバー２９と、第２開口２６Ｂの左，右方向両側に位置して支持プレート２６の裏面から後側に立設され連結ピン３０を介して回動レバー２９を揺動可能に支持した一対の支持ブラケット３１と、回動レバー２９の上端屈曲部２９Ｄにばね付き蝶番（ヒンジ部３２）を介して回動可能に設けられた閉塞部位３３とを含んで構成されている。

回動レバー２９には、前記当接部位２９Ａの変位を閉塞部位３３に伝えるように当接部位２９Ａと閉塞部位３３とを連結する連結部位２９Ｂが設けられ、連結部位２９Ｂの先端側（上端屈曲部２９Ｄ）には、閉塞部位３３の変位量（図６中の矢示Ｃ方向の回動量）を弾性的に調整するばね付き蝶番（ヒンジ部３２）が設けられている。また、一対の支持ブラケット３１間には、回動レバー２９を図５、図９に示す待機位置に向けて常時付勢するスプリング３５が設けられ、スプリング３５は、充填ノズル６の握り部６Ｃが回動レバー２９の当接部位２９Ａに当接すると、これに応じて閉塞部位３３が接続カプラ６Ｂの充填口を閉塞する位置まで変位するのを許す構成となっている。

これにより、充填作業者は、充填ノズル６を図９中の矢示Ｄ方向に手作業で移動させて、各支承ブラケット２８の掛止め凹部２８Ａに対し充填ノズル６（握り部６Ｃ）の掛止め突起６Ｄを掛止めする。このときに、充填ノズル６の握り部６Ｃは、先に回動レバー２９の当接部位２９Ａに当接し、この当接部位２９Ａが矢示Ａ方向に変位するのに応じて、回動レバー２９が連結ピン３０を中心にして同方向に回動（揺動）される。このため、充填ノズル６をノズル掛け２５に掛けるときに、閉塞部位３３は回動レバー２９に追従して矢示Ａ方向に変位するようになり、充填ノズル６をノズル掛け２５に容易に掛けることができる。

このとき、閉塞部位３３は、充填ノズル６（接続カプラ６Ｂ）の充填口を塞ぐように変位するため、弾性シート３３Ａによる前記充填口の閉塞性、封止性を高めることができ、充填ノズル６内への異物混入を防ぐことができる。しかも、この状態では図３に示すように、充填ノズル６（握り部６Ｃ）の掛止め突起６Ｄを各支承ブラケット２８の掛止め凹部２８Ａに押込む方向に、閉塞部位３３の弾性シート３３Ａを接続カプラ６Ｂの充填口に押付けることができ、外部からの振動等で充填ノズル６がノズル掛け２５から脱落する等の不具合を無くし、落下防止を図ることができる。

また、ノズル掛け２５の閉塞部位３３には、接続カプラ６Ｂの充填口を弾性変形状態で閉塞する弾性材（弾性シート３３Ａ）を設けているので、充填ノズル６がノズル掛け２５に掛けられるときに、閉塞部位３３の弾性シート３３Ａを接続カプラ６Ｂの充填口に対して上側から覆うように被せることができ、接続カプラ６Ｂの閉塞性、封止性を高めることができる。

さらに、ノズル掛け２５の係合部材２７は、当接部位２９Ａの変位を閉塞部位３３に伝えるように当接部位２９Ａと閉塞部位３３とを連結する連結部位２９Ｂと、該連結部位２９Ｂの上端屈曲部２９Ｄに設けられ閉塞部位３３の変位量を弾性的に調整する変位調整具としてのばね付き蝶番（ヒンジ部３２）とを備えている。これにより、閉塞部位３３の変位量は調整可能となるので、充填ノズル６をノズル掛け２５に対して容易に掛けることができる。

なお、前記実施の形態では、充填ノズル６が掛けられるノズル掛け２５をディスペンサ筐体３の左側面板３Ｂに設ける場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えばノズル掛けをディスペンサ筐体３の右側面板３Ｃに設ける構成としてもよく、これ以外の外側面に設ける構成としてもよい。ディスペンサ筐体３の近傍位置に、ノズル掛けを取付ける支持台等を別途設ける構成でもよい。

また、前記実施の形態では、車両２３の燃料タンク２４に圧縮された水素ガスを充填する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば車両以外のタンクや容器等に圧縮された水素ガスを充填する際にも適用することができる。また、ガス充填装置１のディスペンサユニット２を、他の場所に水素ガスを給送するための管路の途中に設置してもよい。

さらに、前記実施の形態では、ガス充填装置１を圧縮された水素ガスの充填に用いる場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ブタン，プロパン等の高圧燃料ガス、または圧縮天然ガス（ＣＮＧ）等の燃料ガスを被充填タンクに充填する場合にも適用することもできる。

１ ガス充填装置
２ ディスペンサユニット（充填機構）
３ ディスペンサ筐体
４ ガス供給管路
５ 充填ホース
６ 充填ノズル
６Ｂ 接続カプラ
９ 遮断弁
１３ 流量計
２０ 制御装置
２３ 車両
２４ 燃料タンク（被充填タンク）
２４Ａ 接続口
２５ ノズル掛け
２６ 支持プレート
２７ 係合部材
２８ 支承ブラケット
２８Ａ 掛止め凹部
２９ 回動レバー
２９Ａ 当接部位
２９Ｂ 連結部位
３０ 連結ピン
３２ ヒンジ部（ばね付き蝶番、変位調整具）
３３ 閉塞部位
３３Ａ 弾性シート（弾性材）

Claims (3)

1. ディスペンサ筐体内に配設された圧縮ガスの充填機構と、
   該充填機構に接続されている充填ホースの先端に設けられ、ノズル本体と充填口を開閉する弁を内蔵した接続カプラからなる充填ノズルと、
   前記ディスペンサ筐体に設けられ、前記充填ノズルが取外し可能に掛止めされるノズル掛けと、
   該ノズル掛けに設けられ、前記充填ノズルのノズル本体と接続カプラとを係合状態に保持する係合部材と、
   を備えたガス充填装置において、
   前記係合部材は、
   前記充填ノズルを前記ノズル掛けに掛止めするときに、この掛止め方向で前記充填ノズルのノズル本体が当接して変位する当接部位と、
   前記当接部位の変位に追従して、前記ノズル掛けに掛止めされた前記充填ノズルの前記接続カプラの充填口を閉塞させる位置まで変位する閉塞部位とを含んで構成されていることを特徴とするガス充填装置。
2. 前記当接部位と前記閉塞部位とは、前記当接部位の変位により、前記閉塞部位を前記接続カプラの方向へと回動させる連結部位により連結されていることを特徴とする請求項１に記載のガス充填装置。
3. 前記係合部材は、
   前記連結部位と閉塞部位との間に設けられ、前記閉塞部位の変位量を弾性的に調整する変位調整具を備えていることを特徴とする請求項２に記載のガス充填装置。

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