(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧ガス供給時にガス充填通路を開き、高圧ガス供給終了後前記ガス充填通路を閉じる主弁を備えた高圧ガス用レセプタクルにおいて、
ガスを蓄圧する蓄圧室と、
該蓄圧室に蓄圧したガスを前記ガス充填通路及び前記主弁に向かって放出するガス放出路と、
該ガス放出路と前記蓄圧室との間を開閉する蓄圧室弁と、
を備えたことを特徴とする高圧ガス用レセプタクル。
【請求項２】
前記蓄圧室は、前記ガス充填通路から供給された高圧ガスの一部を蓄圧することを特徴とする請求項１記載の高圧ガス用レセプタクル。
【請求項３】
前記蓄圧室弁は、電磁弁であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の高圧ガス用レセプタクル。
【請求項４】
ガス充填時に前記蓄圧室へ高圧ガスを導入するワンウェイバルブをさらに備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクル。
【請求項５】
前記ガス放出路は、前記ガス充填通路の軸方向に対して斜めに前記蓄圧室内のガスを放出することにより、前記ガス充填通路内に渦巻き状のガス流を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクル。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に用いられる車両用フューエルリッド機構であって、
前記高圧ガス用レセプタクルの蓄圧室弁は、フューエルリッド解錠機構と連動し、該蓄圧室弁の開放により蓄圧室に保持したガスを放出した後、フューエルリッドを解錠することを特徴とする車両用フューエルリッド機構。
【請求項７】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に用いられる車両用フューエルリッド機構であって、
前記高圧ガス用レセプタクルの蓄圧室弁から放出されたガスを車外へ放出するスリットと、前記ガスを該スリットへ導くガイドとを備えたことを特徴とする車両用フューエルリッド機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高圧ガス用レセプタクル及び高圧ガスを燃料とする車両に好適な車両用フューエルリッド機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
圧縮天然ガスや圧縮水素ガスを燃料とする内燃機関車両や圧縮水素ガスを燃料とする燃料電池車両は、燃料タンクとして高圧ガスタンクを備え、燃料供給時には、高圧ガスタンクへ高圧ガスが充填される。
これらの車両においては、車両外板部に設けた高圧ガスを受ける高圧ガス用レセプタクルを泥や塵埃から保護するために、外付のゴムキャップなどを設けていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の高圧ガス用レセプタクルの嵌合部は、ガス充填通路及び主弁をゴムキャップにより塵埃から保護する構造となっていたため、キャップの付け忘れ等の操作誤りにより、レセプタクル内部へ泥や塵埃が容易に進入するという問題点があった。
また、一旦レセプタクル内部へ泥や塵埃が入ると、その確認や清掃は容易でないという問題点があった。
【０００４】
上記従来の技術の問題点に鑑み、本発明の目的は、高圧ガス充填時の直前に、自動的にガス充填通路を清掃し、塵埃を除去することができる高圧ガス用レセプタクルを提供することである。
また本発明の目的は、前記高圧ガス用レセプタクルを搭載した車両に好適な車両用フューエルリッド機構を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、高圧ガス供給時にガス充填通路を開き、高圧ガス供給終了後前記ガス充填通路を閉じる主弁を備えた高圧ガス用レセプタクルにおいて、ガスを蓄圧する蓄圧室と、該蓄圧室に蓄圧したガスを前記ガス充填通路及び前記主弁に向かって放出するガス放出路と、該ガス放出路と前記蓄圧室との間を開閉する蓄圧室弁と、を備えたことを要旨とする。
【０００６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の高圧ガス用レセプタクルにおいて、前記蓄圧室は、前記ガス充填通路から供給された高圧ガスの一部を蓄圧することを要旨とする。
【０００７】
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２記載の高圧ガス用レセプタクルにおいて、前記蓄圧室弁は、電磁弁であることを要旨とする。
【０００８】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクルにおいて、ガス充填時に前記蓄圧室へ高圧ガスを導入するワンウェイバルブをさらに備えたことを要旨とする。
【０００９】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクルにおいて、前記ガス放出路は、前記ガス充填通路の軸方向に対して斜めに前記蓄圧室内のガスを放出することにより、前記ガス充填通路内に渦巻き状のガス流を形成することを要旨とする。
【００１０】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に用いられる車両用フューエルリッド機構であって、前記高圧ガス用レセプタクルの蓄圧室弁は、フューエルリッド解錠機構と連動し、該蓄圧室弁の開放により蓄圧室に保持したガスを放出した後、フューエルリッドを解錠することを要旨とする。
【００１１】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれか１項記載の高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に用いられる車両用フューエルリッド機構であって、前記高圧ガス用レセプタクルの蓄圧室弁から放出されたガスを車外へ放出するスリットと、前記ガスを該スリットへ導くガイドとを備えたことを要旨とする。
【００１２】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、高圧ガス供給時にガス充填通路を開き、高圧ガス供給終了後前記ガス充填通路を閉じる主弁を備えた高圧ガス用レセプタクルにおいて、ガスを蓄圧する蓄圧室と、該蓄圧室に蓄圧したガスを前記ガス充填通路及び前記主弁に向かって放出するガス放出路と、該ガス放出路と前記蓄圧室との間を開閉する蓄圧室弁とを備えたことにより、蓄圧室から放出するガス流により泥や塵埃を吹き飛ばして、ガス充填通路及び主弁の清掃を行うことができるという効果がある。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、前記蓄圧室は、前記ガス充填通路から供給された高圧ガスの一部を蓄圧するようにしたので、外部のガス圧源を必要とすることなく、前回のガス充填時に蓄圧室に蓄圧した高圧ガスを使用してガス充填通路及び主弁の清掃を行うことができるという効果がある。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または請求項２記載の発明の効果に加えて、蓄圧室弁は、電磁弁であるとしたので、人手による蓄圧室弁の操作を省略し、電気信号により蓄圧室弁の開閉操作を自動的に行うことができるという効果がある。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、請求項１ないし請求項３記載の発明の効果に加えて、ガス充填時に前記蓄圧室へ高圧ガスを導入するワンウェイバルブをさらに備えたので、ガス充填中にワンウェイバルブを介して自動的に高圧ガスが蓄圧室に導入されるので、ガス充填中の電磁弁の制御を省略することができるという効果がある。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、請求項１ないし請求項４記載の発明の効果に加えて、前記ガス放出路は、前記ガス充填通路の軸方向に対して斜めに前記蓄圧室内のガスを放出することにより、前記ガス充填通路内に渦巻き状のガス流を形成するようにしたので、ガス充填通路の内部を流速の低下を抑制しつつ均一にガスが流れるので、ガス充填通路の内面をもれなく清掃し、内部の塵埃を効率よく外部へ吐き出すことができるという効果がある。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、請求項１ないし請求項５記載の発明の効果に加えて、高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に用いられる車両用フューエルリッド機構において、高圧ガス用レセプタクルの蓄圧室弁は、フューエルリッド解錠機構と連動し、蓄圧室弁の開放により蓄圧室に保持されたガスが放出された後、フューエルリッドを解錠するようにしたので、フューエルリッド解錠時に自動的に高圧ガス用レセプタクルが清掃され、操作忘れ等のヒューマンエラーを防止することができるという効果がある。また、フューエルリッド解錠前に清掃のためのガスが噴出するので、車外に高速ガス流を直接噴出することがなく、周辺への影響を抑制することができるという効果がある。
【００１８】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし請求項５記載の発明の効果に加えて、高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に用いられる車両用フューエルリッド機構において、高圧ガス用レセプタクルの蓄圧室弁から放出されたガスを車外へ放出するスリットと、このガスをスリットへ導くガイドとを備えたので、ガス充填通路及び主弁を清掃するガスを効率よく車外へ排気し、塵埃などが再付着することを防止できるという効果がある。
【００１９】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る高圧ガス用レセプタクルの第１の実施形態の構成を示す断面図であり、図２は高圧ガス充填時の動作を説明する断面図、図３は充填直前の清掃動作を説明する断面図である。本実施形態では、車両用燃料ガスとして、例えば天然ガスや水素ガスを圧縮した高圧ガスを供給する実施形態を説明しているが、これは本発明を限定するものではない。
【００２０】
図１（ａ）において、高圧ガス用レセプタクル（以下、単にレセプタクルと略す）１は、図示しないプラグから高圧ガスが供給されるとき開弁し高圧ガスの供給が終了すると閉弁する主弁２と、主弁２により開閉されるガス充填通路３と、ガス充填通路３から供給される高圧ガスの一部を蓄圧する蓄圧室４と、蓄圧室４に蓄圧されたガスをガス充填通路３及び主弁２に向かって放出するガス放出路６と、蓄圧室４とガス放出路６との間を開閉する電磁バルブを用いた蓄圧室弁５と、ガス充填時に高圧ガスの一部を蓄圧室４へ導入するワンウエイバルブ７とを備えている。
【００２１】
また、レセプタクル１の図中左端部は、高圧ホース８により車両に設置された燃料タンクである図示しない高圧ガスタンクに接続されている。
【００２２】
主弁２は、例えば図１（ｂ）の詳細図に示すように、球状の弁体２ａがコイルバネ２ｂにより図中右側へ付勢される構成となっており、弁体の右側の圧力が左側の圧力より所定以上超えると開弁し、所定以上超えない場合に閉弁する逆止弁となっている。
【００２３】
次に、図２を参照して高圧ガスが充填される時の動作を説明する。レセプタクル１にプラグ９が嵌合されて、図示しない高圧ガス供給側のバルブが開かれると、ガス充填通路３から高圧ガスが送り込まれ、逆止弁である主弁２が開いて、高圧ホース８を介して図示しない燃料ガスタンクに充填されるようになっている。同時にワンウエイバルブ７が開いて、蓄圧室４に高圧ガスの一部が導入され、蓄圧される。蓄圧室４の内部圧力が上昇し、ガス充填通路３の圧力とほぼ同等となるとワンウェイバルブ７が閉じて、蓄圧室４は密閉される。この密閉状態は、後述する充填直前の清掃時まで保持されている。蓄圧室弁５は、閉じた状態が継続している。
【００２４】
高圧ガスの充填が完了し、レセプタクル１からプラグ２が外された状態では、主弁２、ワンウエイバルブ７、及び蓄圧室弁５は、全て閉じた状態が継続される。
【００２５】
次に、図３を参照して高圧ガス充填直前の清掃動作を説明する。高圧ガス充填直前に、外部より蓄圧室弁５へ電磁バルブ駆動信号が所定時間供給され、蓄圧室弁５が所定時間開く。蓄圧室弁５が開くと、蓄圧室４に蓄圧された高圧ガスがガス放出路６を通って、主弁２及びガス充填通路３へ向かって噴出する。
【００２６】
ガス放出路６は、図３（ａ）に示すようにガス充填通路３の軸方向３ａに対して斜めに、且つ、図３（ｂ）に示すようにガス充填通路３の壁面に沿って、ガスを放出するように形成されているので、放出されたガスは、ガス充填通路３の内部を螺旋状にレセプタクル１の外部へ向かって放出される。
【００２７】
この螺旋状のガス流により、主弁２とガス充填通路３の内部に進入した泥や塵埃等がレセプタクル１の外部へ吹き飛ばされて、これらが清掃される。
【００２８】
次に、第１実施形態のレセプタクルの清掃動作とフューエルリッド解錠機構との連動について説明する。
【００２９】
図４は、本発明に係る高圧ガス用レセプタクルを車両に適用した場合における蓄圧室弁の開放動作とフューエルリッド解錠機構とを連動させる制御ユニットを説明する回路構成図であり、図５は同回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【００３０】
図４において、制御ユニット２０は、電磁弁を用いた蓄圧室弁５（図１）の電磁弁ソレノイド２４の通電を制御するワンショット回路２２と、フューエルリッドソレノイド２５の通電を制御する遅延タイマー２３とを備えている。ワンショット回路２２の入力と遅延タイマー２３の入力とは、共にフューエルリッド解錠スイッチ２１に接続されている。
【００３１】
フューエルリッド解錠スイッチ２１がＯＮされると、ワンショット回路２２が第１の所定時間（これをｔ１とする）幅のパルス状駆動信号を電磁弁ソレノイド２４へ出力する一方、遅延タイマー２３は、フューエルリッド解錠スイッチＯＮから第１の所定時間より長い第２の所定時間（これをｔ２とする。ｔ１＜ｔ２。）を計時し、ｔ２経過すると、所定のパルス幅のフューエルリッドソレノイド駆動信号をフューエルリッドソレノイド２５へ出力し、フューエルリッドを解錠する。
【００３２】
電磁弁ソレノイド駆動信号は、蓄圧室弁５をｔ１の間開放するので、蓄圧室４に蓄圧された高圧ガスがガス放出路６を介して、主弁２及びガス充填通路３に向かって放出され、これらに付着した泥や塵埃を吹き飛ばし、主弁２及びガス充填通路３を清掃する。この後、フューエルリッドが解錠されるので、蓄圧室４に蓄圧されたガスの噴出中は、フューエルリッドが施錠された状態に保持され、外部へ影響を及ぼすことがない。
【００３３】
図６は、本発明に係る高圧ガス用レセプタクルを備えた車両に好適な車両用フューエルリッド機構を説明する図であり、第１実施形態のレセプタクルの断面図とともに示している。
【００３４】
図６において、フューエルリッド３０は、レセプタクル１の蓄圧室弁５から放出されたガスを車外へ放出するスリット３２と、このガスをスリット３２へ導くガイド３１とを備えている。スリット３２は、それぞれ縦長形状であり、フューエルリッド３０の上部に数本平行して設けられている。ガイド３１は、フューエルリッド３０を閉じた状態でレセプタクル１の周囲を囲むように左右及び下方に設けられている。これにより、ガス充填通路及び主弁を清掃するガスを効率よく車外へ排気し、塵埃などが再付着することを防止できる。
【００３５】
図７は、レセプタクルの第２の実施形態を説明する断面図である。本実施形態によれば、第１実施形態（図１）のワンウエイバルブ７を削除し、その部分を密閉した形態となっている。その他の構成は、第１実施形態と同様であるが、蓄圧室弁５の制御方法が異なる。高圧ガス充填時には、電磁弁を用いた蓄圧室弁５を開き、ガス放出路６を介して高圧ガスの一部を蓄圧室４の内部へ導入する。高圧ガス充填中に蓄圧室４の内部圧力が適当な値となったとき、或いは高圧ガス充填が終了すると、図示しないプラグを外す前に、蓄圧室弁５を閉じて、蓄圧室４を密閉する。次回の充填時の直前に蓄圧室弁５を開いて、主弁２及びガス充填通路３を清掃するのは、第１実施形態と同様である。
【００３６】
本実施形態においては、ガス充填時に蓄圧室弁５の一時的な開弁動作により、蓄圧室４へ高圧ガスを蓄圧する点が特徴である。このために、例えば、図示しない燃料ガスタンクの残圧計が検出するタンク内圧力信号を参照し、一定時間内に一定圧力以上タンク内圧が上昇する場合にガス充填時として蓄圧室弁５を開弁する電磁弁駆動信号を発生させ、この電磁弁駆動信号により高圧ガスの一部を蓄圧室４の内部へ取り込めばよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明に係る高圧ガス用レセプタクルの第１の実施形態の構成を説明する断面図であり、（ｂ）同要部詳細図である。
【図２】第１の実施形態におけるガス充填時の動作を説明する断面図である。
【図３】第１の実施形態におけるガス充填前の蓄圧室からのガス放出による清掃動作を説明する断面図である。
【図４】フューエルリッドの解錠と蓄圧室からのガス放出による清掃動作の連動を制御する制御ユニットの構成を説明する回路構成図である。
【図５】図４の制御ユニットの動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】フューエルリッドに設けたスリットとガイドを説明する図である。
【図７】本発明の高圧ガス用レセプタクルの第２の実施形態の構成を説明する断面図である。
【符号の説明】
１  レセプタクル
２  主弁
３  ガス充填通路
４  蓄圧室
５  蓄圧室弁
６  ガス放出路
７  ワンウェイバルブ
８  高圧ホース
【図１】
0003614105.tif 000002
【図２】
0003614105.tif 000003
【図３】
0003614105.tif 000004
【図４】
0003614105.tif 000005
【図５】
0003614105.tif 000006
【図６】
0003614105.tif 000007
【図７】
0003614105.tif 000008