(57)【要約】  ガス消費装置にガスを供給するために使用されるガス充填ノズルと嵌合する吸引用ノズルは、吸引用ノズルがガス充填ノズルと嵌合しているときに、ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口を備えている。
2013038445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス消費装置にガスを供給するために使用されるガス充填ノズルと嵌合する吸引用ノズルであって、
前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口を備えている吸引用ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の吸引用ノズルは、さらに、
筒状の外形を備え、前記ガス充填ノズルの開口部に挿入されることによって、前記ガス充填ノズルと嵌合し、
吸引用ノズルの外周面は、前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内周面と対向し、
前記吸引口は、前記外周面に形成されている、吸引用ノズル。
【請求項３】
請求項２に記載の吸引用ノズルにおいて、
前記ガス充填ノズルは、前記吸引用ノズルと嵌合しているときに、前記吸引用ノズルを係止するための可動の係止部を前記内周面に備え、
前記吸引口は、前記吸引用ノズルと前記ガス充填ノズルとが嵌合しているときに、前記係止部と対向する位置に形成されている、吸引用ノズル。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記外周面に環状のシール部材を備え、
前記シール部材は、前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルの開口部に挿入されるときに、前記ガス充填ノズルの前記内周面上を摺動し、前記内周面に付着している水分を相対的に前記吸引口の方向へ移動させる、吸引用ノズル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルを加温するための発熱体を備えている吸引用ノズル。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルのガス供給口を封止するための封止部を備えている吸引用ノズル。
【請求項７】
ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引装置であって、
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載された吸引用ノズルと、
前記吸引口に吸引力を付与する吸引機構部と、
前記吸引用ノズルを支持するための支持部と、を備え、
前記ノズルは、先端部が水平方向よりも上方を向くようにして前記支持部に取り付けられている、吸引装置。
【請求項８】
請求項７に記載の吸引装置は、さらに、
前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記吸引用ノズルを振動させるための振動機構部を備える、吸引装置。
【請求項９】
ガス消費装置にガスを供給するためのガス充填装置であって、
請求項３に記載された吸引用ノズルと、
請求項３に記載されたガス充填ノズルと、
前記吸引用ノズルの吸引口に吸引力を付与する吸引機構部と、を備え、
前記ガス充填ノズルは、筒状の外形を有する外周壁と、前記外周壁の内側に形成される内周壁と、前記内周壁と前記外周壁との間に形成される空間部と、前記空間部において前記ガス充填ノズルの軸線方向に移動なスリーブ部材であって、前記係止部の背面部と接触することによって前記係止部を揺動させるスリーブ部材を備え、
前記スリーブ部材は、内周壁と対向する面に前記軸線方向に沿って延設された溝部を有している、ガス充填装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のガス充填装置は、さらに、
利用者からの入力を受け付けるための操作部と、
ガスを貯蔵するための貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクに貯蔵されているガスを前記ガス充填ノズルから外部に送出するか否かを切り換えるためのバルブと、
前記吸引機構部と前記バルブを制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記操作部が入力を受け付けると、前記吸引機構部を駆動して、前記ガス充填ノズルの内側の水分の吸引をおこなった後に、前記バルブを開いて、前記ガス充填ノズルに向けてガスを送出する、ガス充填装置。
【請求項１１】
ガス消費装置であって、
ガス充填装置のガス充填ノズルと嵌合するレセプタクルと、
前記レセプタクルを介して前記ガス充填装置から供給されたガスを収容するためのタンクと、
前記タンクに収容されたガスを用いて発電をおこなう燃料電池と、を備え、
前記レセプタクルは、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口を備える、ガス消費装置。
【請求項１２】
ガス充填システムであって、
ガス消費装置と、前記ガス消費装置にガスを供給するためのガス充填装置と、を含んで構成され、
前記ガス充填装置は、ガス充填ノズルを備え、
前記ガス消費装置は、前記ガス充填ノズルと嵌合するレセプタクルを備え、
前記ガス充填ノズルと前記レセプタクルとが嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口が前記ガス充填ノズルおよび前記レセプタクルの少なくとも一方に形成され、
前記ガス充填装置および前記ガス消費装置の少なくとも一方は、前記吸引口に吸引力を付与する吸引機構部を備えている、ガス充填システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸引用ノズル、吸引装置、ガス充填装置、ガス消費装置、および、ガス充填システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年になり、水素ガスを燃料ガスとする燃料電池を搭載した車両が実用化されつつある。燃料電池搭載車両の普及促進には、こうした車両への安定した水素ガスの供給が不可欠である。燃料電池搭載車両に水素ガスを供給する水素供給ステーションでは、車両側のレセプタクルと供給側であるガス充填装置のノズルとを嵌合させて、ガス充填装置から高圧力で蓄圧された水素ガスが車両のタンクに充填される。【０００３】
水素ガスの充填時に車両のタンクの温度上昇を抑制するため、供給側の水素ガスは、一般的に、−２０℃〜−４０℃程度に予冷却（プレクール）されている。そのため、水素ガスの充填時には、嵌合したレセプタクルとノズルは、低温度の水素ガスの通過によって冷却される。この冷却によって、レセプタクル表面、レセプタクル構造内部にて空気中の水分が結露し、レセプタクルとノズルとの間で水分が凍結し、レセプタクルからのノズルの取り外しに支障をきたす場合があった。また、レセプタクルとノズルとの間の接点を介して信号や情報のやりとりをおこなっている場合には、情報のやりとりに支障をきたす場合があった。この問題を解決するために、例えば、ガスの充填時にレセプタクルやノズルの温度を検出し、温度が所定値以下となった場合にガスの充填を停止する技術が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０４７４９１号公報
【特許文献２】特開２０１１−０３３１６５号公報
【特許文献３】ＷＯ２０１０／０６７４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来技術では、例えば、供給側や車両側の装置構成が複雑になることや、ガスの供給効率が低下するなどの問題があった。このように、ノズルとレセプタクルとを嵌合させて燃料電池搭載車両に水素ガスを供給する技術については、なお改善の余地があった。なお、上述した問題は、燃料電池搭載車両に限定されるものではなく、例えば、据え置き型の燃料電池システムなど、他のシステムのガス貯蔵タンクに水素ガスを充填する場合も同様に生じ得る。【０００６】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、ノズルとレセプタクルとを嵌合させて燃料電池搭載車両などのガス消費装置にガスを供給するときに、レセプタクルとノズルとの間の水分の凍結による不具合の発生を容易に抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題の少なくとも一部を解決するために、本願発明は、以下の態様または適用例として実現することが可能である。【０００８】
［適用例１］
ガス消費装置にガスを供給するために使用されるガス充填ノズルと嵌合する吸引用ノズルであって、
前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口を備えている吸引用ノズル。【０００９】
この構成によれば、ガス供給時以外の時に、ガス充填ノズルを吸引用ノズルに嵌合させることによって、ガス充填ノズルの内側の水分を吸引することができる。よって、その後、ガス充填ノズルをレセプタクルに嵌合させてガス消費装置にガスを供給するときに、レセプタクルとノズルとの間の水分の凍結による不具合の発生を容易に抑制することができる。【００１０】
［適用例２］
適用例１に記載の吸引用ノズルは、さらに、
筒状の外形を備え、前記ガス充填ノズルの開口部に挿入されることによって、前記ガス充填ノズルと嵌合し、
吸引用ノズルの外周面は、前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内周面と対向し、
前記吸引口は、前記外周面に形成されている、吸引用ノズル。【００１１】
この構成によれば、吸引用ノズルとガス充填ノズルとを嵌合させたときに、吸引用ノズルに形成されている吸引口は、ガス充填ノズルの内周面と対向するため、ガス充填ノズルの内側の水分を容易に吸引することができる。【００１２】
［適用例３］
適用例２に記載の吸引用ノズルにおいて、
前記ガス充填ノズルは、前記吸引用ノズルと嵌合しているときに、前記吸引用ノズルを係止するための可動の係止部を前記内周面に備え、
前記吸引口は、前記吸引用ノズルと前記ガス充填ノズルとが嵌合しているときに、前記係止部と対向する位置に形成されている、吸引用ノズル。【００１３】
この構成によれば、吸引用ノズルとガス充填ノズルとを嵌合させたときに、吸引用ノズルに形成されている吸引口は、水分が付着、滞留しやすい可動の係止部と対向しているため、レセプタクルとノズルとの間の水分の凍結による不具合の発生をより抑制することができる。また、ガス充填ノズルの内周面と外周面との間に空間部が形成されている場合には、この空間部の内部の水分を、可動の係止部と内周面との間だから容易に吸引することができる。【００１４】
［適用例４］
適用例２または適用例３に記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記外周面に環状のシール部材を備え、
前記シール部材は、前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルの開口部に挿入されるときに、前記ガス充填ノズルの前記内周面上を摺動し、前記内周面に付着している水分を相対的に前記吸引口の方向へ移動させる、吸引用ノズル。【００１５】
この構成によれば、シール部材によって、ガス充填ノズルの内周面に付着している水分を相対的に吸引口の方向へ移動させるため、吸引口から容易に吸引することができる。【００１６】
［適用例５］
適用例１ないし適用例４のいずれかに記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルを加温するための発熱体を備えている吸引用ノズル。【００１７】
この構成によれば、ガスの供給によって冷却されたガス充填ノズルを加温することができるため、ガス充填ノズルの内側における結露の発生を抑制することができる。【００１８】
［適用例６］
適用例１ないし適用例５のいずれかに記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルのガス供給口を封止するための封止部を備えている吸引用ノズル。【００１９】
この構成によれば、ガス充填ノズルの内側を吸引するときに、封止部によってガス充填ノズルのガス供給口を封止することができるため、吸引の効率性を向上させることができる。【００２０】
［適用例７］
ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引装置であって、
適用例１ないし適用例６のいずれかに記載された吸引用ノズルと、
前記吸引口に吸引力を付与する吸引機構部と、
前記吸引用ノズルを支持するための支持部と、を備え、
前記吸引用ノズルは、先端部が水平方向よりも上方を向くようにして前記支持部に取り付けられている、吸引装置。【００２１】
この構成によれば、吸引用ノズルと嵌合したガス充填ノズルは、開口部が水平方向よりも下方を向くため、ガス充填ノズルの内側の水分は、開口部に向かって移動する。よって、吸引用ノズルの吸引口から容易に吸引することができる。【００２２】
［適用例８］
適用例７に記載の吸引装置は、さらに、
前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記吸引用ノズルを振動させるための振動機構部を備える、吸引装置。【００２３】
この構成によれば、吸引用ノズルと嵌合したガス充填ノズルを振動することによって、ガス充填ノズルの内側の水分が移動しやすくなるため、吸引用ノズルの吸引口から容易に吸引することができる。【００２４】
［適用例９］
ガス消費装置にガスを供給するためのガス充填装置であって、
適用例３に記載された吸引用ノズルと、
適用例３に記載されたガス充填ノズルと、
前記吸引用ノズルの吸引口に吸引力を付与する吸引機構部と、を備え、
前記ガス充填ノズルは、筒状の外形を有する外周壁と、前記外周壁の内側に形成される内周壁と、前記内周壁と前記外周壁との間に形成される空間部と、前記空間部において前記ガス充填ノズルの軸線方向に移動なスリーブ部材であって、前記係止部の背面部と接触することによって前記係止部を揺動させるスリーブ部材を備え、
前記スリーブ部材は、内周壁と対向する面に前記軸線方向に沿って延設された溝部を有している、ガス充填装置。【００２５】
この構成によれば、内周壁とスリーブ部材との間に水分や空気が流通するための流路空間を形成することができる。これにより、吸引用ノズルによって空間部に滞留している水分を容易に吸引することができる。【００２６】
［適用例１０］
適用例９に記載のガス充填装置は、さらに、
利用者からの入力を受け付けるための操作部と、
ガスを貯蔵するための貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクに貯蔵されているガスを前記ガス充填ノズルから外部に送出するか否かを切り換えるためのバルブと、
前記吸引機構部と前記バルブを制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記操作部が入力を受け付けると、前記吸引機構部を駆動して、前記ガス充填ノズルの内側の水分の吸引をおこなった後に、前記バルブを開いて、前記ガス充填ノズルに向けてガスを送出する、ガス充填装置。【００２７】
この構成によれば、ガス供給時以外の時に、ガス充填ノズルを吸引用ノズルに嵌合させることによって、ガス充填ノズルの内側の水分を吸引することができる。よって、その後、ガス充填ノズルをレセプタクルに嵌合させてガス消費装置にガスを供給するときに、レセプタクルとノズルとの間の水分の凍結による不具合の発生を容易に抑制することができる。また、充填直前に吸引することで、吸引後に雨などによってガス充填ノズルに水が付着する不具合を低減させることができる。【００２８】
［適用例１１］
ガス消費装置であって、
ガス充填装置のガス充填ノズルと嵌合するレセプタクルと、
前記レセプタクルを介して前記ガス充填装置から供給されたガスを収容するためのタンクと、
前記タンクに収容されたガスを用いて発電をおこなう燃料電池と、を備え、
前記レセプタクルは、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口を備える、ガス消費装置。【００２９】
この構成によれば、既存のガス充填装置を使用してガスの充填をおこなった場合であっても、ガス充填ノズルとレセプタクルとの間の凍結の発生を抑制することができる。また、ガス充填ノズルの内側の水分を吸引した後、ガスの供給を開始するまでの間に、ガス充填ノズルの移動がないため、吸引後にガス充填ノズルに結露が生じる不具合を低減させることができる。また、充填直前に吸引することで、吸引後に雨などによってガス充填ノズルに水が付着する不具合を低減させることができる。【００３０】
［適用例１２］
ガス充填システムであって、
ガス消費装置と、前記ガス消費装置にガスを供給するためのガス充填装置と、を含んで構成され、
前記ガス充填装置は、ガス充填ノズルを備え、
前記ガス消費装置は、前記ガス充填ノズルと嵌合するレセプタクルを備え、
前記ガス充填ノズルと前記レセプタクルとが嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口が前記ガス充填ノズルおよび前記レセプタクルの少なくとも一方に形成され、
前記ガス充填装置および前記ガス消費装置の少なくとも一方は、前記吸引口に吸引力を付与する吸引機構部を備えている、ガス充填システム。【００３１】
この構成によれば、ガス充填ノズルとレセプタクルの少なくとも一方にガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口が形成されているため、ガス充填ノズルの内側の水分を吸引することができる。【００３２】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、上記吸引ノズル、上記ガス充填ノズル、上記レセプタクルの少なくとも１つを含んで構成される、ガス充填システム、上記レセプタクルを備える車両、上記ガス充填ノズルからの水分の吸引方法、ガス充填ノズルからの水分の吸引工程を含むガスの充填方法などの形態で実現することができる。また、本発明に係る吸引ノズルや吸引装置等は、適宜、他の部材と組み合わせて適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】吸引装置を備える水素供給ステーションの概略構成を例示した説明図である。
【図２】吸引装置の概略構成を例示した説明図である。
【図３】吸引用ノズルの概略構成を例示した説明図である。
【図４】ガス充填ノズルと吸引用ノズルを嵌合させる前の状態を例示した説明図である。
【図５】ガス充填ノズルの開口部に吸引用ノズルを挿入した状態を例示した説明図である。
【図６】ガス充填ノズルと吸引用ノズルを嵌合させた状態を例示した説明図である。
【図７】ガス充填ノズルと吸引用ノズルを嵌合させた状態の断面構成を説明するための説明図である。
【図８】吸引ノズルがガス充填ノズルの内側を吸引する状態を説明するための説明図である。
【図９】従来例におけるガス充填ノズルの不使用時の状態を例示した説明図である。
【図１０】本実施例におけるガス充填ノズルの不使用時の状態を例示した説明図である。
【図１１】第２実施例におけるガス充填装置の概略構成を例示した説明図である。
【図１２】ガス充填装置の動作の流れを説明するための説明図である。
【図１３】第３実施例における燃料電池搭載車両の概略構成を例示した説明図である。
【図１４】ガス充填ノズルとレセプタクルとが嵌合した状態を例示した説明図である。
【図１５】第４実施例におけるガス充填装置の概略構成を例示した説明図である。
【図１６】ガス充填ノズルとレセプタクルとが嵌合した状態を例示した説明図である。
【図１７】変形例１における吸引用ノズルの概略構成を例示した説明図である。
【図１８】変形例２における吸引用ノズルの概略構成を例示した説明図である。
【図１９】変形例２における吸引用ノズルをガス充填ノズルに嵌合させた状態を例示した説明図である。
【図２０】変形例３におけるガス充填ノズルの断面構成を例示した説明図である。
【図２１】変形例４における吸引装置の概略構成を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
Ａ．第１実施例：
図１は、吸引装置を備える水素供給ステーションの概略構成を例示した説明図である。図２は、吸引装置の概略構成を例示した説明図である。図１に示すように、燃料電池搭載車両に水素ガスを供給する水素供給ステーションは、吸引装置１０と、ガス充填装置３０とを備えている。吸引装置１０は、ガス充填装置３０が備えるガス充填ノズル３００に付着している水分などを吸引するための装置である。吸引装置１０は、吸引用ノズル１００と、ノズル支持台２００と、コンプレッサー２１０と、を備えている。
【００３５】
図２に示すように、吸引用ノズル１００は、円筒形状の外形を備え、先端部１０２が、水平方向よりも上方を向くようにして、基端部１０１がノズル支持台２００に取り付けられている。具体的には、ノズル支持台２００には、水平方向に対して所定の角度θを有している傾斜面部２０１が設けられ、吸引用ノズル１００は、軸線方向Ｘ１がこの傾斜面部２０１の法線と平行になるようにして傾斜面部２０１に固定されている。吸引用ノズル１００の詳細な構成については、図３を用いて後述する。
【００３６】
コンプレッサー２１０は、吸引管２２０を介して、吸引用ノズル１００の基端部１０１と接続されている。吸引装置１０は、コンプレッサー２１０を駆動することにより、吸引用ノズル１００に形成されている後述する吸引口に吸引力を付与する。コンプレッサー２１０の駆動は、例えば、図示しないスイッチのオン、センサーによる吸引装置１０の使用状態の検出、タイマー、図示しない制御部による所定の信号の入力等、任意の条件をトリガーとすることができる。
【００３７】
図１に示すように、吸引装置１０は、吸引用ノズル１００にガス充填装置３０のガス充填ノズル３００を嵌合させた状態で使用される。具体的には、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００とを嵌合させた状態でコンプレッサー２１０を駆動させることにより、ガス充填ノズル３００の内側に付着している水分を吸引する。
【００３８】
ガス充填装置３０は、燃料電池搭載車両に水素ガスを供給するための装置であり、ガス充填ノズル３００と、貯蔵タンク４１０と、バルブ４２０と、供給ホース４３０と、制御部４４０と、を備えている。ガス充填装置３０は、制御部４４０がバルブ４２０を開閉することによって、貯蔵タンク４１０に蓄圧されている予冷却された水素ガスを供給ホース４３０に送出する。供給ホース４３０に送出された水素ガスは、ガス充填ノズル３００と嵌合されたレセプタクルを介して燃料電池搭載車両に供給される。なお、本実施例では、水素ガスの予冷却をおこなうための冷却機構部や、水素ガスを昇圧させるための圧縮機構部等については図示を省略している。
【００３９】
図３は、吸引用ノズルの概略構成を例示した説明図である。吸引用ノズル１００は、中空円筒状の外形を備え、ステンレス等の金属によって形成されている。吸引用ノズル１００の内側に形成された中空部１０３は、吸引用ノズル１００の先端部１０２に形成されている開口部１０４を介して外部と連通している。また中空部１０３は、吸引用ノズル１００の基端部１０１において吸引管２２０と連通している。
【００４０】
吸引用ノズル１００は、ゴムや樹脂等によって形成される環状のＯリング１１０を備えている。Ｏリング１１０は、基端部１０１と先端部１０２との中間付近において、吸引用ノズル１００の外周面１０５に配置されている。Ｏリング１１０は、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００とを嵌合させたときに、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００との間に生じる隙間を封止して気密性を向上させる。
【００４１】
吸引用ノズル１００は、Ｏリング１１０よりも先端部１０２側に段差部１２１を有し、段差部１２１の先端部１０２側には、ノズルの外径が縮径している縮径部１２３が設けられている。さらに、縮径部１２３の先端部１０２側には、縮径部１２３より外径の大きなフランジ部１３０を備えている。フランジ部１３０の付け根部分に形成された斜面状の段差部１３１は、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００とを嵌合させたときに、ガス充填ノズル３００に設けられている後述するロックピンの突起部と係合される。フランジ部１３０の段差部１３１とロックピンの突起部との係合態様については後述する。
【００４２】
吸引用ノズル１００は、縮径部１２３に複数の吸引口（以後「縮径部吸引口」とも呼ぶ）１２５を備えている。縮径部吸引口１２５は、円形断面の貫通孔であり、吸引用ノズル１００の外周面１０５の周方向に沿って等間隔に複数（例えば６つ）配置されている。縮径部吸引口１２５は、中空部１０３と外部とを連通する。
【００４３】
吸引用ノズル１００は、フランジ部１３０にも複数の吸引口（以後「フランジ部吸引口」とも呼ぶ）１３５を備えている。フランジ部吸引口１３５は、縮径部吸引口１２５と同様に円形の断面形状を備え、吸引用ノズル１００の外周面１０５の周方向に沿って等間隔に複数配置されている。なお、本実施例では、縮径部吸引口１２５およびフランジ部吸引口１３５は、円形断面の貫通孔としているが、貫通孔の形状は、楕円形や矩形など任意の形状としてもよい。また、個数についても任意の数としてよい。また互いに形状が異なっていてもよい。
【００４４】
図４〜６を用いて、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００との嵌合態様について説明する。図４〜６には、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００の断面構成がそれぞれ示されている。ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００は、図４、５に示す状態を順に経て図６に示すように嵌合する。
【００４５】
図４は、ガス充填ノズルと吸引用ノズルを嵌合させる前の状態を例示した説明図である。図４には、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とを対向させた状態が示されている。ガス充填ノズル３００は、外管部３１０と、スリーブ３２０と、ロックピン３３０と、内管部３４０と、を備えている。外管部３１０は、円筒形の外形を備え、自身の軸線方向Ｘ２における、一方の端部（図４下方側）に開口部３１１を有している。外管部３１０の図示しない他方の端部（図４上方側）は閉塞されている。外管部３１０は、少なくとも一部に、外周壁３１３と、内周壁３１５による複層構造を備え、外周壁３１３と、内周壁３１５との間に空間部３１６を有している。すなわち、外管部３１０は、筒状の外形を有する外周壁３１３と、外周壁３１３の内側に形成される内周壁３１５と、外周壁３１３と内周壁３１５との間に形成される空間部３１６とを備えている。この空間部３１６には筒状のスリーブ３２０が配置されている。
【００４６】
スリーブ３２０は、ロックピン３３０を押し動かすための部材であり、軸線方向Ｘ２（図４上下方向）に移動可能に構成されている。スリーブ３２０は、モータなどの駆動装置３６０を動力源にして移動する。ロックピン３３０は、吸引用ノズル１００やレセプタクルを係止するための部材であり、外管部３１０の内周面３１４の周方向に沿って等間隔に複数（例えば６つ）配置されている。ロックピン３３０は内周壁３１５をくり抜いた部分に配置されている。ロックピン３３０は、外管部３１０の中心軸Ｏに向かう方向に突出している突起部３３１と、突起部３３１の背面に形成されている背面部３３２を備えている。ロックピン３３０は、背面部３３２にスリーブ３２０が接触することによって揺動し、突起部３３１が外管部３１０の中心軸Ｏに向かう方向に移動する。これによって、突起部３３１は、外管部３１０の内周面３１４から突出する。
【００４７】
内管部３４０は、筒状の外形を備え、中心軸が外管部３１０の中心軸Ｏと一致するようにして外管部３１０の内側に配置されている。内管部３４０は、図示しない基端部が外管部３１０に固定され、先端部３４１が外管部３１０の開口部３１１を向くように配置されている。内管部３４０は、供給口３４２と、供給管３４３と、Ｏリング３４４と、当接部３４５と、を備えている。供給管３４３は、内管部３４０の先端部３４１に形成された供給口３４２を介して外部と連通し、内管部３４０の基端部において供給ホース４３０（図２）に接続されている。ガス充填装置３０は、貯蔵タンク４１０（図２）から送出された水素ガスを供給口３４２から放出する。
【００４８】
Ｏリング３４４は、ゴムや樹脂等によって形成された環状の封止部材であり、先端部３４１付近の外周面３４６に配置されている。Ｏリング３４４は、ガス充填ノズル３００が燃料電池搭載車両のレセプタクルと嵌合したときに、ガス充填ノズル３００とレセプタクルとの間に生じる隙間を封止して気密性を向上させる。当接部３４５は、フランジ状の外形を備え、内管部３４０の先端部３４１と基端部との中間付近に形成されている。当接部３４５は、吸引用ノズル１００もしくはレセプタクルをガス充填ノズル３００と嵌合させたときに、吸引用ノズル１００やレセプタクルの先端部が当接する。
【００４９】
図５は、ガス充填ノズルの開口部に吸引用ノズルを挿入した状態を例示した説明図である。ガス充填ノズル３００を吸引用ノズル１００に嵌合させるために、ガス充填ノズル３００の開口部３１１に吸引用ノズル１００の先端部１０２を挿入させて、ガス充填ノズル３００を図中の矢印Ｄ方向（図５下方向）に移動させる。矢印Ｄ方向とは、軸線方向Ｘ１および軸線方向Ｘ２に沿った方向であって、ガス充填ノズル３００の開口部３１１を吸引用ノズル１００の基端部１０１に近づける方向である。ガス充填ノズル３００を矢印Ｄ方向に移動させると、Ｏリング１１０は、内周面３１４と当接した後、内周面３１４上を摺動する。このとき、内周面３１４に付着している水分は、Ｏリング１１０によって相対的に縮径部吸引口１２５の方向に移動する。また、ガス充填ノズル３００を矢印Ｄ方向に移動させると、内管部３４０の先端部３４１は、吸引用ノズル１００の開口部１０４を介して中空部１０３に挿入される。
【００５０】
図６は、ガス充填ノズルと吸引用ノズルを嵌合させた状態を例示した説明図である。ガス充填ノズル３００は、内管部３４０の当接部３４５が吸引用ノズル１００の先端部１０２に当接すると矢印Ｄ方向への移動が規制される。このように吸引用ノズル１００がガス充填ノズル３００の奥まで押し入れられた状態をガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とが嵌合した状態と呼ぶ。この嵌合状態において、駆動装置３６０によってスリーブ３２０を矢印Ｄ方向に移動させると、ロックピン３３０の突起部３３１は、スリーブ３２０によってガス充填ノズル３００の内側に向かって押し出され、吸引用ノズル１００の段差部１３１と係合する。この係合によって、ガス充填ノズル３００は、矢印Ｄと反対の方向（図６上方向）の移動が規制される。すなわち、ガス充填ノズル３００は、吸引用ノズル１００から外れない状態となる。以後、この状態を「ロック状態」とも呼ぶ。反対に、ガス充填ノズル３００を吸引用ノズル１００から引き抜くことが可能な状態を「アンロック状態」とも呼ぶ。
【００５１】
図６に示すように、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００とが嵌合した状態では、吸引用ノズル１００の外周面１０５と、ガス充填ノズル３００の内周面３１４とは互いに対向している。吸引用ノズル１００の縮径部吸引口１２５やフランジ部吸引口１３５は、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００とが嵌合したときに、ガス充填ノズル３００の内周面３１４やロックピン３３０と対向するように構成されている。具体的には、吸引用ノズル１００の先端部１０２から縮径部吸引口１２５やフランジ部吸引口１３５の遠い側の端部までの軸線方向Ｘ１における距離が、内管部３４０の当接部３４５からロックピン３３０の遠い側の端部までの軸線方向Ｘ２における距離の範囲内に含まれるか、または近似するように構成されている。このようにすることで、水分が滞留しやすいロックピン３３０の付近から効率的に水分を吸引することができる。
【００５２】
図７は、ガス充填ノズルと吸引用ノズルを嵌合させた状態の断面構成を説明するための説明図である。図７は、図６のＡ−Ａ断面と対応している。縮径部吸引口１２５は、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とが嵌合したときに、ロックピン３３０の突起部３３１と対向するように構成されている。吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００の周方向ＲＤにおける相対的な位置関係は、種々の方法によって予め設定とすることができる。例えば、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００が周方向ＲＤの相対的な移動を規制するための係合部を備えることによって互いの位置を予め設定された位置関係とすることができる。この係合部とは、例えば、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００のいずれか一方に、軸線方向Ｘ１、Ｘ２に沿って延伸する溝部を設け、他方にその溝部上を摺動する突起部を設けることによって実現することができる。
【００５３】
図８は、吸引ノズルがガス充填ノズルの内側を吸引する状態を説明するための説明図である。図８に示すように、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とを嵌合させた状態において、吸引装置１０（図２）のコンプレッサー２１０を駆動させると、吸引装置１０は、縮径部吸引口１２５やフランジ部吸引口１３５を介してガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引する。具体的には、吸引装置１０は、外管部３１０の内周面３１４や、ロックピン３３０に付着している水分のほか、外管部３１０の空間部３１６や、吸引用ノズル１００の外周面１０５と外管部３１０の内周面３１４との間に滞留している水分などを吸引することができる。特に、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とをロック状態とすることによって、ロックピン３３０の背面にある空間部３１６から水分を容易に吸引することができる。なお、外周面１０５と内周面３１４との間に滞留している水分には、吸引用ノズル１００の挿入時にＯリング１１０によって移動させられた水分などが含まれている。縮径部吸引口１２５やフランジ部吸引口１３５から吸引された水分は、中空部１０３を介してコンプレッサー２１０側に搬送される。この吸引装置１０による吸引によってガス充填ノズル３００の内側から水分をほぼ除去することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施例の吸引用ノズル１００によれば、ガス充填装置３０の不使用時、すなわち、水素ガス供給時以外の時に、ガス充填ノズル３００を嵌合させることによって、ガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引することができる。これにより、次にガス充填ノズル３００を使用するときに、ガス充填ノズル３００と燃料電池搭載車両のレセプタクルとの間の水分の凍結による不具合の発生を抑制することができる。なお、ここでいう不具合とは、例えば、レセプタクルからガス充填ノズル３００が外れなくなることや、レセプタクルとガス充填ノズル３００との間の接点を介して信号や情報のやりとりをおこなう場合に、そのやりとりが困難になることなどをいう。
【００５５】
従来から、ガス充填ノズル３００の内側には、水分の付着や滞留が発生しやすいことが知られている。これは、ガス充填ノズル３００から供給される水素ガスは、一般的に−２０℃〜−４０℃程度に予冷却（プレクール）されているため、水素ガスの供給時にガス充填ノズル３００が冷却され、供給後に結露が生じるためである。また、降雨も原因の一つである。しかし、本実施例の吸引用ノズル１００にガス充填ノズル３００を嵌合させておけば、ガス充填ノズル３００をレセプタクルに嵌合させる前に、吸引によって、ガス充填ノズル３００の内側の水分をほぼ除去することができる。
【００５６】
なお、従来から、ガス充填ノズルに付着した純物を除去するために、窒素ガスなどを吹き出すノズルパージが知られている。しかし、このノズルパージでは、ガス充填ノズルに付着した水分を十分に除去することができなかった。特に、本実施例で示したロックピン３３０や空間部３１６などのように複雑な構造を有している部分では、圧損が大きいため水分を押し出すことができなかった。しかし、本実施例の吸引用ノズル１００のようにガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引する構成であれば、ガス充填ノズル３００の内側の水分を容易に除去することができる。
【００５７】
図９は、従来例におけるガス充填ノズルの不使用時の状態を例示した説明図である。従来、ガス充填ノズル３００は、ガソリンスタンドのガソリン供給ノズルと同様に、開口部３１１を水平方向よりも上方に向けた状態で固定することが一般的であった。そのため、降雨がガス充填ノズル３００の内側に入りやすく、また、雨や結露によって生じた水分が空間部３１６に入り込みやすい。さらに、破線で示すように、ガス充填ノズル３００の内側の水分は、ガス充填ノズル３００の奥側（図９下方側）において滞留しやすかった。空間部３１６に入り込んだ水分や、ガス充填ノズル３００の奥側に滞留した水分は除去が容易ではなかった。
【００５８】
図１０は、本実施例におけるガス充填ノズルの不使用時の状態を例示した説明図である。本実施例の吸引装置１０は、吸引用ノズル１００の先端部１０２が、水平方向よりも上方を向くように構成されている。そのため、ガス充填ノズル３００は、開口部３１１が水平方向よりも下方を向いた状態で固定される。これにより、ガス充填ノズル３００の内側への雨の浸入が抑制されるほか、結露によって生じた水分は開口部３１１側（図１０下方側）に移動する。開口部３１１側に移動した水分は、破線で示すように、縮径部吸引口１２５やフランジ部吸引口１３５の付近において滞留するため、吸引装置１０によって容易に吸引することができる。
【００５９】
Ｂ．第２実施例：
図１１は、第２実施例におけるガス充填装置の概略構成を例示した説明図である。第２実施例では、吸引装置ではなく、ガス充填装置３０ｂがガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引する構成について説明する。ガス充填装置３０ｂは、第１実施例のガス充填装置３０（図２）と比較すると、吸引装置１０の構成を自身が備えている点と、ユーザと情報のやりとりをおこなうための操作部４５０を備えている点が異なる。図中において、第１実施例と同じ符号が付された機能部は、第１実施例で説明した機能を有している。
【００６０】
操作部４５０は、タッチパネルなどによって構成され、ユーザからの入力を受け付ける操作機能のほか、ユーザに対して情報を表示する表示機能を備えている。なお、操作部４５０は、タッチパネル以外にも、表示用ディズプレイや操作ボタン等によって構成することができる。以下では、燃料電池搭載車両に水素ガスを供給する際のガス充填装置３０ｂの動作について説明する。
【００６１】
図１２は、ガス充填装置の動作の流れを説明するための説明図である。ガス充填装置３０ｂは、ユーザから水素ガスを供給する旨の指示を受け付けると供給のための動作を開始する（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）。具体的には、ガス充填装置３０ｂの制御部４４０は、操作部４５０から供給指示を受信すると、ガス充填装置３０ｂの各部を制御して供給動作を開始する。
【００６２】
制御部４４０は、操作部４５０を制御してユーザに対して案内表示をおこなう（ステップＳ１２０）。この案内表示は、水素ガスの供給の前にガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引するための吸引動作を実施することをユーザに知らせるためのものであり、表示内容としては、「ただいまノズルクリーニング中」等が例示できる。なお、操作部４５０による案内表示の代わりに音声案内をおこなってもよいし、案内表示と音声案内をあわせておこなってもよい。
【００６３】
制御部４４０は、案内表示の後に、吸引動作を開始する（ステップＳ１３０）。具体的には、制御部４４０は、コンプレッサー２１０を制御して、吸引用ノズル１００からガス充填ノズル３００の内側の水分の吸引をおこなう。吸引動作の継続時間（吸引時間）については、任意の長さに設定することができる。吸引時間としては、３０秒〜２分程度とすることが好ましい。吸引時間は、図示しない記憶装置などに予め記憶されている。
【００６４】
ガス充填装置３０ｂは、吸引動作を開始する際に、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とがアンロック状態になっている場合には、ロック状態にした後に吸引動作を開始する。なお、ガス充填装置３０ｂは、吸引動作中にロック状態とアンロック状態とを交互に繰り返してもよい。このようにすることで、ガス充填ノズル３００の内側の水分をより効率的に吸引することができる。
【００６５】
制御部４４０は、吸引動作の開始から所定の時間が経過すると（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、吸引動作を停止させる（ステップＳ１５０）。また、ガス充填ノズル３００と吸引用ノズル１００とをアンロック状態にする。その後、ユーザによって、ガス充填ノズル３００は、吸引用ノズル１００から外され車両のレセプタクルに接続される。
【００６６】
制御部４４０は、ガス充填ノズル３００が車両のレセプタクルに接続されたことを検出すると（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、ガス充填ノズル３００とレセプタクルとをロック状態にする。その後、バルブ４２０を制御して水素ガスの供給を開始する（ステップＳ１７０）。制御部４４０は、水素ガス圧力や温度などが所定の条件を満たしたことを検出すると供給動作を停止させる。その後、制御部４４０は、ガス充填ノズル３００とレセプタクルとをアンロック状態にする。その後、ユーザによって、ガス充填ノズル３００は、レセプタクルから外され吸引用ノズル１００に接続される。
【００６７】
以上説明した、ガス充填装置３０ｂによれば、ガス充填ノズルの内側の水分を吸引可能なガス充填装置において、装置の利便性の向上を図ることができる。具体的には、ガス充填装置３０ｂがユーザによって使用されていないときに、ガス充填装置３０ｂが吸引動作を開始すると、ユーザは、吸引動作によって生じる音を、ガス充填ノズル３００から水素ガスが漏れている音と勘違いするおそれがある。そのため、ガス充填装置３０ｂがユーザに利用されているとき、具体的には、水素ガスの供給の直前に吸引動作を実行することによって、ユーザの不安を低減させることができる。本実施例のガス充填装置３０ｂは、操作部４５０を用いて、吸引動作の直前にユーザに対して吸引動作の案内表示をおこなうため、ユーザの不安をさらに低減させることができる。
【００６８】
Ｃ．第３実施例：
図１３は、第３実施例における燃料電池搭載車両の概略構成を例示した説明図である。第３実施例では、吸引装置やガス充填装置ではなく、燃料電池搭載車両５０がガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引する構成について説明する。図中において、第１、２実施例と同じ符号が付された機能部は、第１、２実施例で説明した機能を有している。
【００６９】
燃料電池搭載車両５０は、レセプタクル５００と、車載タンク６１０と、コンプレッサー６２０と、燃料電池６３０と、を備えている。燃料電池搭載車両５０に対する水素ガスの充填は、レセプタクル５００にガス充填装置３０のガス充填ノズル３００と嵌合させることによっておこなわれる。レセプタクル５００を介して供給された水素ガスは、供給管６１５を介して車載タンク６１０に収容される。車載タンク６１０に収容された水素ガスは、供給管６１６を介して燃料電池６３０のアノードに供給され、燃料電池６３０の発電に用いられる。燃料電池搭載車両５０は、燃料電池６３０の発電によって得られる電力によって図示しないモータを駆動させて動力を得る。レセプタクル５００は、吸引管６２５を介してコンプレッサー６２０とも接続されている。燃料電池搭載車両５０は、コンプレッサー６２０を駆動することにより、レセプタクル５００に形成されている後述する吸引口に吸引力を付与する。
【００７０】
図１４は、ガス充填ノズルとレセプタクルとが嵌合した状態を例示した説明図である。レセプタクル５００は、受入管５１１と、受入口５１２と、吸引管５２１と、吸引口５２２と、を備えている。レセプタクル５００は、円筒状の外形を備え、ステンレス等の金属によって形成されている。レセプタクル５００は、外周面５０２に、ロックピン３３０の突起部３３１と係合するための縮径部５０１を備えている。
【００７１】
受入管５１１は、レセプタクル５００の内側に形成され、一方の端部が、レセプタクル５００の先端部５０５に設けられた受入口５１２を介して外部と連通し、他方の端部が、レセプタクル５００の基端部５０６において供給管６１５（図１３）に接続されている。吸引管５２１は、受入管５１１と同様にレセプタクル５００の内側に形成され、一方の端部が、レセプタクル５００の縮径部５０１に設けられた吸引口５２２を介して外部と連通し、他方の端部が、レセプタクル５００の基端部５０６において吸引管６２５（図１３）に接続されている。
【００７２】
レセプタクル５００にガス充填ノズル３００を嵌合させると、内管部３４０の先端部３４１が受入口５１２を介して受入管５１１に挿入される。レセプタクル５００に設けられているＯリング５３１と、内管部３４０のＯリング３４４は、内管部３４０が受入管５１１に挿入されたときに、内管部３４０と受入管５１１との間に生じる隙間を封止して気密性を向上させる。ガス充填装置３０から供給される水素ガスは、連通する供給管３４３と受入管５１１を経由して、車載タンク６１０（図１３）に収容される。
【００７３】
燃料電池搭載車両５０は、レセプタクル５００にガス充填ノズル３００が嵌合した後、ガス充填装置３０から水素ガスの供給を受ける前に吸引動作を開始する。燃料電池搭載車両５０は、レセプタクル５００とガス充填ノズル３００との嵌合を検出すると、吸引動作を開始する。なお、燃料電池搭載車両５０は、ユーザの操作によって吸引動作を開始してもよい。また、燃料電池搭載車両５０とガス充填装置３０の双方が、互いに情報のやりとりをおこなうための通信部を備えている場合には、ガス充填装置３０から所定の信号を受信したときに吸引動作を開始してもよい。
【００７４】
燃料電池搭載車両５０は、吸引口５２２を介してガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引する。本実施例のレセプタクル５００は、吸引口５２２が縮径部５０１に形成されているため、ガス充填ノズル３００の内周面３１４や、ロックピン３３０に付着している水分のほか、外管部３１０の空間部３１６や、レセプタクル５００の外周面５０２と外管部３１０の内周面３１４との間に滞留している水分などを吸引することができる。吸引口５２２から吸引された水分は、吸引管５２１を介してコンプレッサー６２０（図１３）側に搬送される。燃料電池搭載車両５０は、所定の時間この吸引動作を継続する。
【００７５】
燃料電池搭載車両５０の吸引動作が終了すると、ガス充填装置３０は、燃料電池搭載車両５０への水素ガスの供給を開始する。ガス充填装置３０は、吸引動作が終了した燃料電池搭載車両５０から所定の信号を受信したときに供給動作を開始してもよいし、ユーザの操作によって供給動作を開始してもよい。なお、燃料電池搭載車両５０の吸引動作とガス充填装置３０の供給動作は並行しておこなわれてもよい。
【００７６】
以上説明した、燃料電池搭載車両によれば、ガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引するための吸引動作は、吸引装置やガス充填装置に限定されず、車両などのガス消費装置であってもよい。このようにすれば、既存のガス充填装置を使用して水素ガスの充填をおこなった場合であっても、ガス充填ノズル３００とレセプタクル５００との間の凍結の発生を抑制することができる。さらに、本実施例の構成であれば、ガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引した後、水素ガスの供給を開始するまでの間に、ガス充填ノズル３００の移動がないため、吸引後にガス充填ノズル３００の内側が外気に晒されて再度結露が生じるなどの不具合を低減させることができる。
【００７７】
Ｄ．第４実施例：
図１５は、第４実施例におけるガス充填装置の概略構成を例示した説明図である。第４実施例では、ガス充填ノズル３００ｃ自身がガス充填ノズル３００ｃの内側の水分を吸引する構成について説明する。ガス充填装置３０ｃは、第１実施例のガス充填装置３０（図２）と比較すると、ガス充填ノズルの構成が異なる点と、コンプレッサー４６０と吸引ホース４６５を備えている点が異なる。図中において、第１〜３実施例と同じ符号が付された機能部は、第１〜３実施例で説明した機能を有している。
【００７８】
ガス充填装置３０ｃは、ガス充填ノズル３００ｃと、貯蔵タンク４１０と、バルブ４２０と、供給ホース４３０と、制御部４４０と、コンプレッサー４６０と、吸引ホース４６５と、を備えている。コンプレッサー４６０は、吸引ホース４６５を介して、ガス充填ノズル３００ｃと接続されている。ガス充填装置３０ｃは、コンプレッサー４６０を駆動することにより、ガス充填ノズル３００ｃに形成されている後述する吸引口に吸引力を付与する。燃料電池搭載車両５０ｃは、従来の燃料電池搭載車両を例示したものであり、レセプタクル５００ｃと、車載タンク６１０と、コンプレッサー６２０と、燃料電池６３０と、を備えている。
【００７９】
図１６は、ガス充填ノズルとレセプタクルとが嵌合した状態を例示した説明図である。ガス充填ノズル３００ｃは、外管部３５０と、スリーブ３２０と、ロックピン３３０と、内管部３４０と、を備えている。外管部３５０は、第１実施例の外管部３１０（図４）と比較すると、外周壁３１３の内側に吸引経路３５１を備えている点が異なる。吸引経路３５１は、一方の端部が、吸引口３５２を介して空間部３１６と連通し、他方の端部が、吸引ホース４６５（図１５）に接続されている。吸引経路３５１は、１以上の管路であってもよいし、空間部３１６に沿って形成された筒状の空間部であってもよい。
【００８０】
ガス充填装置３０ｃは、ガス充填ノズル３００ｃとレセプタクル５００ｃとの嵌合を検出すると、水素ガスを供給する前に吸引動作を開始する。なお、ガス充填装置３０ｃは、ユーザの操作によって吸引動作を開始してもよい。また、燃料電池搭載車両５０とガス充填装置３０の双方が、互いに情報のやりとりをおこなうための通信部を備えている場合には、燃料電池搭載車両５０から所定の信号を受信したときに吸引動作を開始してもよい。
【００８１】
ガス充填装置３０ｃは、吸引口３５２を介してガス充填ノズル３００ｃの内側の水分を吸引する。本実施例のガス充填ノズル３００ｃは、吸引口３５２が空間部３１６と連通するように形成されているため、ガス充填ノズル３００の内周面３１４や、ロックピン３３０に付着している水分のほか、外管部３１０の空間部３１６や、レセプタクル５００の外周面５０２と外管部３１０の内周面３１４との間に滞留している水分などを吸引することができる。吸引口３５２から吸引された水分は、吸引経路３５１を介してコンプレッサー４６０（図１５）側に搬送される。ガス充填装置３０ｃは、所定の時間この吸引動作を継続する。ガス充填装置３０ｃは、吸引動作が終了すると、燃料電池搭載車両５０への水素ガスの供給を開始する。なお、ガス充填装置３０ｃは、吸引動作と並行して供給動作をおこなってもよい。
【００８２】
以上説明した、ガス充填装置によれば、ガス充填ノズル３００ｃの内側の水分を吸引するための吸引口は、吸引用ノズルやレセプタクルに限定されず、ガス充填ノズル自身が備えていてもよい。このようにすれば、既存の燃料電池搭載車両に対して水素ガスの充填をおこなった場合であっても、ガス充填ノズル３００ｃとレセプタクル５００ｃとの間の凍結の発生を抑制することができる。さらに、本実施例の構成であれば、ガス充填ノズル３００ｃの内側の水分を吸引した後、水素ガスの供給を開始するまでの間に、ガス充填ノズル３００ｃの移動がないため、吸引後にガス充填ノズル３００ｃの内側が外気に晒されて再度結露が生じるなどの不具合を低減させることができる。
【００８３】
Ｅ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００８４】
Ｅ１．変形例１：
図１７は、変形例１における吸引用ノズルの概略構成を例示した説明図である。変形例１の吸引用ノズル１００ａは、第１実施例の吸引用ノズル１００（図６）と比較すると発熱体１４０を備えている点が異なる。吸引用ノズル１００ａは、ガス充填ノズル３００と嵌合したときに、発熱体１４０によって、ガス充填ノズル３００を加熱することができる。そのため、ガス充填ノズル３００の内側の水分の吸引と共に、水分の乾燥をおこなうことができる。また、前回の使用で冷却されたガス充填ノズル３００の温度を上昇させることができるため、今回の使用時に、ガス充填ノズル３００が吸引用ノズル１００ａから外されて、レセプタクルと嵌合するまでの間、ガス充填ノズル３００の内側が外気に晒されても結露の発生を抑制することができる。
【００８５】
Ｅ２．変形例２：
図１８は、変形例２における吸引用ノズルの概略構成を例示した説明図である。変形例２の吸引用ノズル１００ｂは、第１実施例の吸引用ノズル１００（図５）と比較すると封止部１５０を備えている点が異なる。吸引用ノズル１００ｂは、ガス充填ノズル３００と嵌合したときに、封止部１５０によって、供給口３４２を封止することができる。封止部１５０は、弁体１５１と、支持部１５３と、バネ１５５と、を備えている。弁体１５１は、その先端部１５２によって供給口３４２を塞ぐための長尺状の部材である。弁体１５１は、長尺方向が軸線方向Ｘ１、Ｘ２に沿うようにして、支持部１５３によって軸線方向Ｘ１、Ｘ２に摺動可能に支持されている。支持部１５３は、中空部１０３の内周面に固定されている。支持部１５３は、中空部１０３の通気を確保するための通気部１５４を備えている。バネ１５５は、弁体１５１の先端部と支持部１５３との間に配置され、先端部１５２を押し上げる方向に付勢する。
【００８６】
図１９は、変形例２における吸引用ノズルをガス充填ノズルに嵌合させた状態を例示した説明図である。図１９は、第１実施例の図６と対応している。吸引用ノズル１００ｂとガス充填ノズル３００とを嵌合させると、内管部３４０の先端部３４１は、バネ１５５の力に抗して弁体１５１を押し下げる。そのため、供給口３４２は、弁体１５１の先端部１５２によって所定の力で押圧される。これにより、供給口３４２と、弁体１５１の先端部１５２との間の気密性を向上させることができる。このように、吸引用ノズル１００ｂは、ガス充填ノズル３００と嵌合したときに、封止部１５０によって供給口３４２を封止することができるため、縮径部吸引口１２５やフランジ部吸引口１３５からの吸引力を向上させることができる。また、供給管３４３からの水素ガスの吸引を抑制することができる。
【００８７】
Ｅ３．変形例３：
図２０は、変形例３におけるガス充填ノズルの断面構成を例示した説明図である。図２０は、第１実施例の図７と対応している。変形例３のガス充填ノズル３００ｄは、第１実施例のガス充填ノズル３００と比較すると、スリーブ３２０の形状が異なる。変形例３のスリーブ３２１は、内周壁３１５と対向する面に複数の溝部３２２を備えている。各溝部３２２は、それぞれガス充填ノズル３００の軸線方向Ｘ２に沿った方向に延設されている。この溝部３２２によって、内周壁３１５とスリーブ３２１との間に吸引される水分や空気が流通するための流路空間を形成することができる。これにより、空間部３１６に滞留している水分を容易に吸引することができる。
【００８８】
Ｅ４．変形例４：
図２１は、変形例４における吸引装置の概略構成を例示した説明図である。変形例４の吸引装置１０ｂは、第１実施例の吸引装置１０（図１）と比較すると、振動機構部２５０を備えている点が異なる。振動機構部２５０は、モータ２５２などを含んで構成され、吸引用ノズル１００を傾斜面部２０１に沿った方向に振動させる。吸引装置１０ｂは、吸引用ノズル１００にガス充填ノズル３００が嵌合した状態において、振動機構部２５０とコンプレッサー２１０を駆動させる。すなわち、吸引装置１０ｂは、吸引用ノズル１００を振動させつつガス充填ノズル３００の内側の水分の吸引をおこなう。吸引用ノズル１００の振動によりガス充填ノズル３００の内側の水分は移動しやすくなるため、水分の吸引をより容易にすることができる。
【００８９】
Ｅ５．変形例５：
第１実施例では、吸引用ノズル１００は、先端部１０２が水平方向より上方を向くように形成されているものとして説明したが、吸引用ノズル１００の１０２は、水平方向を向いていてもよいし、水平方向より下方を向いていてもよい。これらの場合であっても、吸引用ノズル１００によってガス充填ノズル３００の内側の水分を吸引することができるため、ガス充填ノズルとレセプタクルとの間の水分の凍結による不具合の発生を抑制することができる。なお、ガス充填ノズル３００の先端部１０２は、水平方向より上方を向いている方が、ガス充填ノズル３００の内側の水分をより吸引することができる。
【００９０】
Ｅ６．変形例６：
上述した各実施例では、吸引用ノズル１００は、縮径部吸引口１２５とフランジ部吸引口１３５の２種類の吸引口を備える構成として説明したが、いずれか一方を備えていなくてもよい。また、吸引用ノズル１００は、これら以外の吸引口をさらに備えていてもよい。
【００９１】
Ｅ７．変形例７：
上述した各実施例では、吸引用ノズル１００とガス充填ノズル３００は、ロック状態のときに吸引動作がおこなわれるものとして説明したが、吸引動作は、アンロック状態のときにおこなわれてもよい。また、本実施例の吸引用ノズル１００は、ロック機構を備えていないガス充填ノズルの内側の水分も十分に吸引することができる。
【００９２】
Ｅ８．変形例８：
第３、４実施例では、ガス供給対象物の一例として、燃料電池搭載車両５０についての説明をおこなったが、本発明は、据え置き型の燃料電池システムなど、車両以外のガス供給対象物にも適用することができる。
【００９３】
Ｅ９．変形例９：
第３実施例と第４実施例からわかるように、ガス充填装置と燃料電池搭載車両とを含んで構成されるガス充填システムは、ガス充填ノズルかレセプタクルの少なくとも一方にガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口を備え、この吸引口に吸引力を付与するコンプレッサーもガス充填装置と燃料電池搭載車両の少なくとも一方が備えていれば、ガス充填ノズルとレセプタクルとの間の水分の凍結による不具合の発生を抑制することができる。
【００９４】
Ｅ１０．変形例１０：
本発明は、上述した実施例と変形例の構成は適宜組み合わせることによっても実現することができる。例えば、本発明は、第２実施例のガス充填装置３０ｂ（図１１）と、第３実施例の燃料電池搭載車両５０（図１３）とを含んで構成されるガス充填システムとしても実現することができる。また、例えば、第３実施例の燃料電池搭載車両５０（図１３）と変形例１の吸引用ノズルとを組み合わせて、発熱体を備えるレセプタクルとしても実現することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１０，１０ｂ…吸引装置
３０，３０ｂ，３０ｃ…ガス充填装置
５０，５０ｃ…燃料電池搭載車両
１００，１００ａ，１００ｂ…吸引用ノズル
１０１…基端部
１０２…先端部
１０３…中空部
１０４…開口部
１０５…外周面
１１０…Ｏリング
１２１…段差部
１２３…縮径部
１２５…縮径部吸引口
１３０…フランジ部
１３１…段差部
１３５…フランジ部吸引口
１４０…発熱体
１５０…封止部
１５１…弁体
１５２…先端部
１５３…支持部
１５４…通気部
１５５…バネ
２００…ノズル支持台
２０１…傾斜面部
２１０…コンプレッサー
２２０…吸引管
２５０…振動機構部
２５２…モータ
３００，３００ｃ，３００ｄ…ガス充填ノズル
３１０…外管部
３１１…開口部
３１３…外周壁
３１４…内周面
３１５…内周壁
３１６…空間部
３２０，３２１…スリーブ
３２２…溝部
３３０…ロックピン
３３１…突起部
３３２…背面部
３４０…内管部
３４１…先端部
３４２…供給口
３４３…供給管
３４４…Ｏリング
３４５…当接部
３４６…外周面
３５０…外管部
３５１…吸引経路
３５２…吸引口
３６０…駆動装置
４１０…貯蔵タンク
４２０…バルブ
４３０…供給ホース
４４０…制御部
４５０…操作部
４６０…コンプレッサー
４６５…吸引ホース
５００，５００ｃ…レセプタクル
５０１…縮径部
５０２…外周面
５０５…先端部
５０６…基端部
５１１…受入管
５１２…受入口
５２１…吸引管
５２２…吸引口
５３１…Ｏリング
６１０…車載タンク
６１５…供給管
６１６…供給管
６２０…コンプレッサー
６２５…吸引管
６３０…燃料電池
【図１】
2013038445.tif 000003
【図２】
2013038445.tif 000004
【図３】
2013038445.tif 000005
【図４】
2013038445.tif 000006
【図５】
2013038445.tif 000007
【図６】
2013038445.tif 000008
【図７】
2013038445.tif 000009
【図８】
2013038445.tif 000010
【図９】
2013038445.tif 000011
【図１０】
2013038445.tif 000012
【図１１】
2013038445.tif 000013
【図１２】
2013038445.tif 000014
【図１３】
2013038445.tif 000015
【図１４】
2013038445.tif 000016
【図１５】
2013038445.tif 000017
【図１６】
2013038445.tif 000018
【図１７】
2013038445.tif 000019
【図１８】
2013038445.tif 000020
【図１９】
2013038445.tif 000021
【図２０】
2013038445.tif 000022
【図２１】
2013038445.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成25年5月7日(2013.5.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス消費装置にガスを供給するために使用されるガス充填ノズルと嵌合する吸引用ノズルであって、
前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引口と、筒状の外形とを備え、
前記ガス充填ノズルの開口部に挿入されることによって、前記ガス充填ノズルと嵌合し、
吸引用ノズルの外周面は、前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルの内周面と対向し、
前記吸引口は、前記外周面に形成されている、吸引用ノズル。
【請求項２】
請求項１に記載の吸引用ノズルにおいて、
前記ガス充填ノズルは、前記吸引用ノズルと嵌合しているときに、前記吸引用ノズルを係止するための可動の係止部を前記内周面に備え、
前記吸引口は、前記吸引用ノズルと前記ガス充填ノズルとが嵌合しているときに、前記係止部と対向する位置に形成されている、吸引用ノズル。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記外周面に環状のシール部材を備え、
前記シール部材は、前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルの開口部に挿入されるときに、前記ガス充填ノズルの前記内周面上を摺動し、前記内周面に付着している水分を相対的に前記吸引口の方向へ移動させる、吸引用ノズル。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルを加温するための発熱体を備えている吸引用ノズル。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の吸引用ノズルは、さらに、
前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記ガス充填ノズルのガス供給口を封止するための封止部を備えている吸引用ノズル。
【請求項６】
ガス充填ノズルの内側の水分を吸引するための吸引装置であって、
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載された吸引用ノズルと、
前記吸引口に吸引力を付与する吸引機構部と、
前記吸引用ノズルを支持するための支持部と、を備え、
前記ノズルは、先端部が水平方向よりも上方を向くようにして前記支持部に取り付けられている、吸引装置。
【請求項７】
請求項６に記載の吸引装置は、さらに、
前記吸引用ノズルが前記ガス充填ノズルと嵌合しているときに、前記吸引用ノズルを振動させるための振動機構部を備える、吸引装置。
【請求項８】
ガス消費装置にガスを供給するためのガス充填装置であって、
請求項２に記載された吸引用ノズルと、
請求項２に記載されたガス充填ノズルと、
前記吸引用ノズルの吸引口に吸引力を付与する吸引機構部と、を備え、
前記ガス充填ノズルは、筒状の外形を有する外周壁と、前記外周壁の内側に形成される内周壁と、前記内周壁と前記外周壁との間に形成される空間部と、前記空間部において前記ガス充填ノズルの軸線方向に移動なスリーブ部材であって、前記係止部の背面部と接触することによって前記係止部を揺動させるスリーブ部材を備え、
前記スリーブ部材は、内周壁と対向する面に前記軸線方向に沿って延設された溝部を有している、ガス充填装置。
【請求項９】
請求項８に記載のガス充填装置は、さらに、
利用者からの入力を受け付けるための操作部と、
ガスを貯蔵するための貯蔵タンクと、
前記貯蔵タンクに貯蔵されているガスを前記ガス充填ノズルから外部に送出するか否かを切り換えるためのバルブと、
前記吸引機構部と前記バルブを制御するための制御部と、を備え、
前記制御部は、前記操作部が入力を受け付けると、前記吸引機構部を駆動して、前記ガス充填ノズルの内側の水分の吸引をおこなった後に、前記バルブを開いて、前記ガス充填ノズルに向けてガスを送出する、ガス充填装置。
【国際調査報告】
2013038445.tif 000024
2013038445.tif 000025
2013038445.tif 000026
2013038445.tif 000027