(57)【要約】【課題】  構成を簡略としつつ、流路内への異物の侵入が防止された保護機構付弁、これを用いた接続具、及び流体供給システムを提供することを目的とする。【解決手段】  流体供給システムにおいて、水素燃料自動車に搭載された水素タンクの口金と、水素供給ステーションの液体水素供給ノズルとの接続に、本発明にかかる接続具を用いる。接続具を、雄部材と雌部材とによって構成し、雄部材内の流路上、及び雌部材の流路上に、本発明にかかるボールバルブ（保護機構付弁）を設ける。これらのハウジング２１に、流体出入口を覆う保護位置と流体出入口を露出させる露出位置とのうちのいずれか一方の位置に選択的に移動可能にして、流体出入口カバー２６を設ける。【選択図】      図３
2005195124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体が流通される流路に設けられて前記流路の流体出入口を構成するハウジングと、該ハウジングに設けられて前記流体出入口を通じた前記流体の出入りを規制する弁体とを有する弁であって、
前記ハウジングには、前記流体出入口を覆う保護位置と前記流体出入口を露出させる露出位置とのうちのいずれか一方の位置に選択的に移動可能にして流体出入口カバーが設けられていることを特徴とする保護機構付弁。
【請求項２】
前記弁体を駆動して前記流体出入口の開放動作を行わせるとともに、前記弁体の開放動作に連動して、前記流体出入口カバーを前記保護位置から前記露出位置に向けて移動させる駆動装置を有しており、
該駆動装置は、前記流体出入口を開放するにあたって、前記流体出入口が完全に開放されていない状態では前記流体出入口カバーを前記保護位置に位置させ、前記流体出入口が完全に開放された後に前記流体出入口カバーを前記露出位置に向けて移動させることを特徴とする請求項１記載の保護機構付弁。
【請求項３】
前記ハウジングに設けられたハウジング流路上に弁体内流路を有する前記弁体が設けられて、該弁体を前記弁体内流路に略直交する回転軸線回りに回転させて前記弁体内流路と前記ハウジング流路とを連通させた状態と連通させない状態とを切り替えることによって前記ハウジング流路の開閉を行うボールバルブとされた請求項１または２に記載の保護機構付弁であって、
前記ハウジングには、前記弁体の表面に近接させて、該弁体の表面に沿った形状の前記流体出入口カバーが、前記回転軸線回りに回転可能にして設けられていることを特徴とする保護機構付弁。
【請求項４】
流体が流通される配管同士、もしくは該配管と容器とをそれぞれ着脱可能にして接続するとともに前記流体の流路の一部も構成する接続具であって、
接続する部材の一方に設けられる雄部材と、接続する部材の他方に設けられる雌部材とを有し、
前記雄部材と雌部材とのうちの少なくともいずれか一方の前記流路には、請求項１から３のいずれかに記載の保護機構付弁が設けられていることを特徴とする接続具。
【請求項５】
流体が流通される配管同士、もしくは該配管と容器とをそれぞれ着脱可能にして接続するとともに前記流体の流路の一部も構成する接続具であって、
接続する部材の一方に設けられる雄部材と、接続する部材の他方に設けられる雌部材とを有し、
前記雄部材と雌部材とのうちの少なくともいずれか一方の前記流路には、請求項２に記載の保護機構付弁が設けられており、
該保護機構付弁は、前記ハウジングに設けられたハウジング流路上に弁体内流路を有する弁体が設けられて、該弁体を前記弁体内流路に略直交する回転軸線回りに回転させて前記弁体内流路と前記ハウジング流路とを連通させた状態と連通させない状態とを切り替えることによって前記ハウジング流路の開閉を行うボールバルブとされており、
前記雌部材は、前記雄部材が押し込まれた状態で該雄部材と係合される構成とされており、
前記駆動装置は、前記雄部材と前記雌部材との係合時と分離時とのうちの少なくともいずれかの際における前記雄部材と前記雌部材との相対移動を前記ボールバルブの弁体の回転動作及び前記流体出入口カバーの移動動作に変換する構成とされていることを特徴とする接続具。
【請求項６】
前記雄部材と前記雌部材との係合構造が、ねじ結合構造とされていることを特徴とする請求項５に記載の接続具。
【請求項７】
前記雄部材と前記雌部材との係合構造が、前記雌部材に対して前記雄部材をねじ込むことによってこれらを係合させるバヨネット（Bayonet）構造とされていることを特徴とする請求項５に記載の接続具。
【請求項８】
極低温流体が流通される配管同士の間、もしくは該配管と容器との間での流体供給システムであって、前記配管同士または該配管と前記容器とを着脱可能に接続する接続具を有し、該接続具として、請求項４から７のいずれかに記載の接続具を用いることを特徴とする流体供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護機構付弁、これを用いた接続具、及び流体供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の環境問題に対する意識の高まりに伴い、有害な燃焼ガスを発生させる化石燃料に代わって、クリーンなエネルギーである水素を利用する技術について開発が進められている。
水素をエネルギー源として利用する装置としては、例えば、水素自動車や燃料電池車、発電装置としての燃料電池等がある。これらの装置では、エネルギー源である水素は、例えば液体の状態で水素タンク内に蓄えられて、順次利用される。
液体水素は、−２５３°Ｃ程度の極低温の流体であるので、その取り扱い作業には、断熱構造その他の特別な構造を有する装置が用いられる。例えば、水素タンクと水素供給配管との着脱可能な接続に用いられる継手には、断熱構造に加えて、切り離し時における大気中の水分等の継手内部への侵入を防止するための特別な構造が設けられる。
【０００３】
水素タンクへの液体水素の供給システムとしては、例えば、後記の特許文献１に記載の極低温配管継手を用いたものがある。
この極低温継手は、ロケットへの燃料の供給に用いられるものであって、一対のボールバルブと、これらボールバルブの開放時にこれらボールバルブ内を通じて嵌まり合う雌雄の継手とを有している。
この極低温継手は、配管の切離し時には、配管の接続部がボールバルブによって閉じられるので、継手内部への大気中の水分や異物等の侵入が防止される。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１１３９７３号公報（段落［００１７］〜［００２２］，及び図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水素供給スタンド（化石燃料自動車に対するガソリンスタンドに相当する設備）での水素自動車への液体水素の供給などでは、水素自動車の水素タンクと水素供給配管との接続を作業者が手作業で行うことを想定しており、作業者による継手の取り回しを良くするために、より小型、軽量な継手を用いることが好ましい。
しかし、特許文献１に記載の極低温継手は、上記のように、ロケットへの燃料供給など、安全性と確実性とが重要視される用途に用いられるものであるため、構造が複雑である。このため、継手自体が大型となり、重量も重いので、取り扱いが容易ではなかった。
一方、単純な構造の継手を用いた場合には、継手内への異物や外気の侵入を防止するために、配管の切り離しの都度、ヘリウムガス等を用いて配管内にガスブローを行う必要があるので、ランニングコストが高い。
また、このガスブローは一般的に５気圧程度の高い圧力で行われるので、配管同士を接続する際に大きな力が必要となり、作業者の負担が大きかった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、構成を簡略としつつ、流路内への異物の侵入が防止された保護機構付弁、これを用いた接続具、及び流体供給システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の保護機構付弁、これを用いた接続具、及び流体供給システムは、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明にかかる保護機構付弁は、流体が流通される流路に設けられて前記流路の流体出入口を構成するハウジングと、該ハウジングに設けられて前記流体出入口を通じた前記流体の出入りを規制する弁体とを有する保護機構付弁であって、前記ハウジングには、前記流体出入口を覆う保護位置と前記流体出入口を露出させる露出位置とのうちのいずれか一方の位置に選択的に移動可能にして流体出入口カバーが設けられていることを特徴とする。
【０００８】
このように構成される保護機構付弁では、保護機構付弁を閉じている間は雄部材と雌部材とを分離している状態では、流体出入口カバーを保護位置に移動させて流体出入口を覆っておくことで、流体出入口への異物の付着が防止されるので、流体出入口を開閉する際に流路内への異物の侵入を防止することができる。
そして、少なくとも流体出入口を開く直前、好ましくは流体出入口から流体を出し入れする直前まで、流体出入口カバーによって流体出入口を覆っておくことで、流体出入口が外部に露出されている時間を少なくすることができるので、流体出入口を通じた流路内への異物の侵入が防止される。
【０００９】
また、流体出入口カバーによって流体出入口を覆った状態では、流体出入口と流体出入口カバーとの間に形成される空間内に気体を保持することができる。
例えば、流体出入口カバーによって流体出入口を覆った状態で流体出入口カバーと流体出入口との間の空間にパージガスを供給すると、この空間から外気がパージガスによって外部に押し出されて流体出入口の周辺雰囲気がパージガスに置換され、かつこのパージガスが流体で入口カバーによって流体出入口の周囲に保持される。このため、パージ効果が高く、パージガスの流量や供給圧を低減することができ、パージガスの使用量が少なくて済む。
【００１０】
ここで、この流体出入口カバーは、単に流体出入口を覆うことができる構成であればよく、流体出入口と流体出入口カバーとの間の空間を気密に封止するような性能は要求されない。
このような流体出入口カバーとしては、例えば、一方向にスライド移動する構成のものや、一軸回りに揺動するロータリー式のもの、もしくは写真機の絞り機構に用いられるシャッター等、任意の構成のものを用いることができる。
【００１１】
なお、ここでいう流体が流通される流路とは、流体が流通される配管のほか、流体が出入れされる容器の口金部分なども含んでいる。
また、流体出入口とは、保護機構付弁内への流体の流入口と、保護機構付弁から外部への流体の流出口との両方の機能を有するものに限らず、これらのうちの少なくともいずれか一方の機能を有していればよい。
【００１２】
また、この保護機構付弁は、前記弁体を駆動して前記流体出入口の開放動作を行わせるとともに、前記弁体の開放動作に連動して、前記流体出入口カバーを前記保護位置から前記露出位置に向けて移動させる駆動装置を有しており、該駆動装置は、前記流体出入口を開放するにあたって、前記流体出入口が完全に開放されていない状態では前記流体出入口カバーを前記保護位置に位置させ、前記流体出入口が完全に開放された後に前記流体出入口カバーを前記露出位置に向けて移動させる構成としてもよい。
【００１３】
このように構成される保護機構付弁では、流体出入口が開ききるまでは流体出入口カバーによって流体出入口が覆われているので、流体出入口が外部に露出されている時間を極力少なくすることができ、流体出入口を通じた流路内への異物の侵入が生じにくい。
また、流体出入口が開ききるまでは、流体出入口が覆われていてその周囲にパージガスを保持することができるので、パージガスの流量や供給圧を低減することができ、パージガスの使用量がさらに少なくて済む。
【００１４】
また、この保護機構付弁は、前記ハウジングに設けられたハウジング流路上に弁体内流路を有する前記弁体が設けられて、該弁体を前記弁体内流路に略直交する回転軸線回りに回転させて前記弁体内流路と前記ハウジング流路とを連通させた状態と連通させない状態とを切り替えることによって前記ハウジング流路の開閉を行うボールバルブとされており、前記ハウジングには、前記弁体の表面に近接させて、該弁体の表面に沿った形状の前記流体出入口カバーが、前記回転軸線回りに回転可能にして設けられていてもよい。
【００１５】
このように構成される保護機構付弁では、流体出入口カバーが、弁体の表面に沿った形状とされているので、弁体の表面と流体出入口カバーとの間に形成される空間が小さい。これにより、パージガスの流量や供給圧をさらに小さくしても、高いパージ効果を得ることができ、パージガスの使用量をさらに低減することができる。
【００１６】
本発明にかかる接続具は、流体が流通される配管同士、もしくは該配管と容器とをそれぞれ着脱可能にして接続するとともに前記流体の流路の一部も構成する接続具であって、接続する部材の一方に設けられる雄部材と、接続する部材の他方に設けられる雌部材とを有し、前記雄部材と雌部材とのうちの少なくともいずれか一方の前記流路には、請求項１から３のいずれかに記載の保護機構付弁が設けられていることを特徴としている。
【００１７】
このように構成される接続具では、雄部材と雌部材とを分離している状態では、流体出入口カバーを保護位置に移動させて流体出入口を覆っておくことで、流体出入口への異物の付着が防止されるので、流体出入口を開閉する際に流路内への異物の侵入を防止することができる。
そして、雄部材と雌部材とを接続する直前、すなわち流体出入口を開く直前まで、流体出入口カバーによって流体出入口を覆っておくことで、流体出入口が外部に露出されている時間を極力少なくすることができるので、流体出入口を通じた流路内への異物の侵入が生じにくい。
【００１８】
また、流体出入口カバーによって流体出入口を覆った状態では、流体出入口と流体出入口カバーとの間に形成される空間内に気体を保持することができる。例えば、流体出入口カバーによって流体出入口を覆った状態で流体出入口カバーと流体出入口との間の空間にパージガスを供給すると、この空間から外気がパージガスによって外部に押し出されて流体出入口の周辺雰囲気がパージガスに置換され、かつこのパージガスが流体出入口の周囲に保持される。このため、パージ効果が高く、パージガスの流量や供給圧を低減することができる。
【００１９】
本発明にかかる接続具は、流体が流通される配管同士、もしくは該配管と容器とをそれぞれ着脱可能にして接続するとともに前記流体の流路の一部も構成する接続具であって、接続する部材の一方に設けられる雄部材と、接続する部材の他方に設けられる雌部材とを有し、前記雄部材と雌部材とのうちの少なくともいずれか一方の前記流路には、請求項２に記載の保護機構付弁が設けられており、該保護機構付弁は、前記ハウジングに設けられたハウジング流路上に弁体内流路を有する弁体が設けられて、該弁体を前記弁体内流路に略直交する回転軸線回りに回転させて前記弁体内流路と前記ハウジング流路とを連通させた状態と連通させない状態とを切り替えることによって前記ハウジング流路の開閉を行うボールバルブとされており、前記雌部材は、前記雄部材が押し込まれた状態で該雄部材と係合される構成とされており、前記駆動装置は、前記雄部材と前記雌部材との係合時と分離時とのうちの少なくともいずれかの際における前記雄部材と前記雌部材との相対移動を前記ボールバルブの弁体の回転動作及び前記流体出入口カバーの移動動作に変換する構成とされていることを特徴とする。
【００２０】
このように構成される接続具では、作業者が雄部材と雌部材とを係合または分離させるためにこれらを相対的に移動させることで、その力が、駆動装置によるボールバルブの弁体の回転動作及び流体出入口カバーの移動動作に利用される。すなわち、この接続具では、雄部材と雌部材との係合動作と分離動作とのうちの少なくとも一方と連動して、ボールバルブの開閉動作と流体出入口カバーの移動動作とが自動的に行われる。
【００２１】
このため、作業者は、雄部材と雌部材とを係合させる際と分離させる際とのうちの少なくともいずれか一方の場合に、ボールバルブの開閉動作及び流体出入口カバーの移動動作を行う必要がない。
ここで、動力変換装置は、雄部材と雌部材とのうちのどちらか、またはそれぞれに設けられていてもよい。
ここで、雄部材と雌部材との係合構造としては、雄部材を雌部材に単に押し込むことで互いに係合され、雄部材を雌部材から引き抜くことで係合が解除される構成を採用することができる。
【００２２】
また、この接続具において、前記雄部材と前記雌部材とのそれぞれに、互いに係合する係合部が設けられており、前記雄部材の係合部と前記雌部材の係合部とは、前記雌部材に対して一軸線回りの一方向に相対的に回転させることで互いの係合が行われ、前記一方向とは逆方向に相対的に回転させることで互いの係合の解除が行われる構成とされていてもよい。
この構成では、雄部材を雌部材に対して一軸線回り（例えば前記押し込み方向に平行な軸線回り）に相対的に回転させることで、雄部材と雌部材とのそれぞれの係合部同士の係合と係合の解除とが行われる。このため、雄部材と雌部材との係合操作及び分離操作を簡単な動作で行うことができ、取り扱いが容易となる。
【００２３】
この接続具において、前記雄部材と前記雌部材との係合構造が、ねじ結合構造とされていてもよい。
【００２４】
このように構成される接続具は、雌部材に対して雄部材をねじ込むことによってこれらが係合され、また逆方向にねじることによって係合が解除される。
すなわち、作業者が雄部材を回す力が、駆動装置によって利用されて、ボールバルブの弁体を回転させる力、及び流体出入口カバーを移動させる力として作用する。
人間は、押す力よりもねじる力のほうが強いので、このように作業者が雄部材を回す力を利用することで、雄部材と雌部材とを係合させる際の押込力、または雄部材と雌部材とを分離させる際の引抜力がそれほど必要でなくなり、雄部材と雌部材との係合や分離を容易に行うことができる。
特に、ボールバルブや流体出入口カバーを複数設けている場合にも、雄部材と雌部材との係合操作や分離操作を、小さな力で行うことができる。
【００２５】
また、この接続具において、前記雄部材と前記雌部材との係合構造が、前記雌部材に対して前記雄部材をねじ込むことによってこれらを係合させるバヨネット（Bayonet）構造とされていてもよい。
【００２６】
このように構成される接続具は、雌部材に対して雄部材をねじ込むことによってこれらが係合され、また逆方向にねじることによって係合が解除される。
すなわち、作業者が雄部材を回す力が、駆動装置によって利用されて、ボールバルブの弁体を回転させる力、及び流体出入口カバーを移動させる力として作用する。
そして、このバヨネット構造では、ねじ結合構造に比べて、雄部材と雌部材との係合や分離の際に雄部材を回す角度が少なくて済むので、雄部材と雌部材との係合や分離をさらに容易に行うことができる。
特に、ボールバルブや流体出入口カバーを複数設けている場合にも、雄部材と雌部材との係合操作や分離操作を、小さな力で容易に行うことができる。
【００２７】
本発明にかかる流体供給システムは、極低温流体が流通される配管同士の間、もしくは該配管と容器との間での流体供給システムであって、前記配管同士または該配管と前記容器とを着脱可能に接続する接続具を有し、該接続具として、請求項４から７のいずれかに記載の接続具を用いることを特徴とする。
【００２８】
このように構成される流体供給システムでは、流体出入口からの流路内への異物の侵入が防止されるので、信頼性が高い。
また、パージガスの使用量が少なくて済むので、ランニングコストを著しく低減することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明にかかる保護機構付弁及びこれを用いた接続具は、構成が簡略でありながら、流体出入口からの流路内への異物の侵入が防止されるので、信頼性が高い。
【００３０】
また、本発明にかかる接続具では、雄部材と雌部材とを係合させる際と分離させる際とのうちの少なくともいずれか一方の場合に、ボールバルブの開閉動作及び流体出入口カバーの移動動作を行う必要がないので、作業者の負担が低減される。
【００３１】
本発明にかかる流体供給システムでは、流体出入口からの流路内への異物の侵入が防止されるので、信頼性が高い。
また、パージガスの使用量が少なくて済むので、ランニングコストを著しく低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明にかかる実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
以下、本発明の第一実施形態について、図を用いて説明する。
本実施形態では、本発明にかかる流体供給システムを、水素燃料ステーションにおける水素燃料自動車への水素燃料の供給システムに適用した例を示す。
この流体供給システム１は、図１に示す、水素燃料自動車に搭載された水素タンク２の口金２ａと、水素供給ステーションの液体水素供給ノズル３との接続構造に主たる特徴を有している。
ここで、水素タンク２の口金２ａは、液体水素通路２ｂ及び水素ガス通路２ｃと接続されている。また、液体水素供給ノズル３には、液体水素供給源４及び水素ガス回収装置５が接続されている。
【００３３】
水素タンク２の口金２ａと、液体水素供給ノズル３の先端とは、水素タンク２と液体水素供給ノズル３とを接続する接続具６を構成している。
接続具６は、水素タンク２と液体水素供給ノズル３との間で流通される液体水素や水素ガスの流路の一部も構成するものであって、互いの着脱を可能にして接続される雄部材７と雌部材８とを有している。
また、雄部材７及び雌部材８には、前記流路上に、複数のボールバルブが直列にして設けられている。
本実施の形態では、液体水素供給ノズル３の先端には、液体水素供給ノズル３の付け根側に、第一ボールバルブ９ａが設けられており、口金２ａとの接続端に、第二ボールバルブ９ｂが設けられている。また、これら第一、第二ボールバルブ９ａ，９ｂは隣接配置されていて、互いに直接接続されている。
一方、口金２ａにおいて、水素タンク２内側には、第三ボールバルブ９ｃが設けられており、口金２ａの液体水素供給ノズル３との接続端には、第四ボールバルブ９ｄが設けられている。また、これら第三、第四ボールバルブ９ｃ、９ｄは隣接配置されていて、互いに直接接続されている。
【００３４】
本実施形態では、雄部材７は液体水素供給ノズル３の先端に設けられており、雌部材８は水素タンク２の口金２ａに設けられている。
雄部材７は、液体水素供給ノズル３と同軸の円柱形状をなしており、雌部材８は、図２に示すように、口金２ａの端部を構成する円筒状の外筒８ａ内に雄部材７が押し込まれた状態で雄部材７と係合される構成とされている。
【００３５】
具体的には、図２に示すように、雄部材７の先端部近傍の外周面には、軸線を挟んで対称にして、一対の係合突起７ａが設けられている。一方、雌部材８の外筒８ａの端部内面には、端部から内部に向けて、軸線を挟んで対称にして、一対の螺旋溝８ｂが形成されている。また、螺旋溝８ｂの終端の端部側の側面には、係止用凹部８ｃが設けられている。
【００３６】
雄部材７は、先端部を雌部材８の外筒８ａ内に差し込んで、係合突起７ａを雌部材８の螺旋溝８ｂの先端部内に位置させた状態で、係合突起７ａが螺旋溝８ｂに沿って移動するように回転させて雌部材８内にねじ込むことによって、雌部材８内に前進する。
そして、さらに雄部材７をねじ込んで、係合突起７ａを螺旋溝８ｂの係止用凹部８ｃに係合させることで、雄部材７と雌部材８とが係合する。
すなわち、雄部材７と雌部材８との係合構造は、バヨネット（Bayonet）構造とされている。
【００３７】
次に、この接続具６に用いられる第一〜第四ボールバルブ９ａ〜９ｄの構成について詳細に説明する。本実施の形態では、これら第一〜第四ボールバルブ９ａ〜９ｄは基本的な構成が同一であるので、以下では、各ボールバルブの基本的な構成について第二ボールバルブ９ｂを例に用いて説明する。
図３の平断面図に示すように、第二ボールバルブ９ｂは、内部に複数のハウジングハウジング流路２２が形成されるハウジング２１と、ハウジング流路２２上に設けられてハウジング流路２２を仕切る弁体２３とを有している。
【００３８】
弁体２３は、各ハウジング流路２２のそれぞれに対応する弁体内流路２４を有しており、各ハウジング流路２２をまたぐようにして、ハウジング流路２２上に、弁体内流路２４に略直交する回転軸線Ｃ回りに回転可能にして設けられている。第二ボールバルブ９ｂは、弁体２３を回転軸線Ｃ回りに回転させて、弁体内流路２４とハウジング流路２２とを連通させた状態と連通させない状態とを切り替えることによって、ハウジング流路２２の開閉を行うものである。
【００３９】
具体的には、ハウジング２１には、大径の液体水素流路２２ａと、小径の水素ガス流路２２ｂとが並列に設けられている。水素ガス流路２２ｂは、液体水素流路２２ａの周囲を囲むように複数本配置されている。
また、弁体２３には、液体水素流路２２ａに対応する主弁体内流路２４ａが一本設けられており、主弁体内流路２４ａの両脇には、主弁体内流路２４ａを囲むようにしてそれぞれ５本ずつ副弁体内流路２４ｂが設けられている。
主弁体内流路２４ａは、弁体２３の回転軸Ｃに直交しかつ弁体２３の中心を貫いて設けられている。また、各副弁体内流路２４ｂは、主弁体内流路２４ａと平行にして設けられている。
【００４０】
また、ハウジング２１において、液体水素流路２２ａの弁体２３側の端部周縁には、流路内面と弁体２３の表面との間を封止するシールリング（図示せず）が、液体水素流路２２ａと同軸にして設けられている。同様に、ハウジング２１において、液体水素流路２２ａの弁体２３側の端部周縁には、流路内面と弁体２３の表面との間を封止するシールリング（図示せず）が、液体水素流路２２ａと同軸にして設けられている。
このシールリングにより、ハウジング２１に対する弁体２３の回転を許容しながら、各流路内面と弁体２３の外表面との間が気密、液密に封止されている。
【００４１】
弁体２３には、回転軸線Ｃの一方向側及び他方項側にそれぞれ突出させて回転軸２５が設けられており、回転軸２５を軸線回りに回転させることで、弁体２３も回転軸線Ｃ回りに回転させられるようになっている。
雄部材７に設けられる第一、第二ボールバルブ９ａ，９ｂは、弁体２３の回転軸２５を、液体水素供給ノズル３の軸線に交差する方向に向けて配置されている。
また、雌部材８に設けられる第三、第四ボールバルブ９ｃ，９ｄは、弁体２３の回転軸２５を、外筒８ａの軸線に交差する方向に向けて配置されている。
【００４２】
ここで、雄部材７に設けられる第二ボールバルブ９ｂでは、ハウジング２１の、液体水素供給ノズル３の先端側の端部（図３に示す右端）は、雌部材８に設けられる第四ボールバルブ９ｄとの接続端を構成している。
すなわち、雌部材８に設けられる第四ボールバルブ９ｄでは、ハウジング２１の口金２ａの先端側の端部は、雄部材７に設けられる第二ボールバルブ９ｂとの接続端を構成している。
【００４３】
そして、雄部材７に設けられる第一ボールバルブ９ａと第二ボールバルブ９ｂ、及び雌部材８に設けられる第三ボールバルブ９ｃと第四ボールバルブ９ｄとは、それぞれ液体水素流路２２ａ同士、及び対応する水素ガス流路２２ｂ同士が接続されている。
【００４４】
雄部材７に設けられる第一ボールバルブ９ａの、液体水素供給ノズル３の基端側では、液体水素流路２２ａに液体水素供給源４が接続されており、水素ガス流路２２ｂに水素ガス回収装置５が接続されている。
また、雌部材８に設けられる第三ボールバルブ９ｃの、外筒８ａの基端側では、液体水素流路２２ａに水素タンク２の液体水素通路２ｂが接続されており、水素ガス流路２２ｂに水素タンク２の水素ガス通路２ｃが接続されている。
【００４５】
図２及び図３に示すように、雄部材７に設けられる第二ボールバルブ９ｂには、雌部材８に設けられる第四ボールバルブ９ｄとの接続端に、各ハウジング流路２２の開口端（流体出入口）を覆う流体出入口カバー２６が設けられている。
また、図２に示すように、雌部材８に設けられる第四ボールバルブ９ｄには、雄部材７に設けられる第二ボールバルブ９ｂとの接続端に、各ハウジング流路２２の開口端（流体出入口）を覆う流体出入口カバー２６が設けられている。
【００４６】
この流体出入口カバー２６は、ハウジング２１に対して、流体出入口を覆う保護位置と流体出入口を露出させる露出位置とのうちのいずれか一方の位置に選択的に移動可能にして設けられている。
本実施の形態では、弁体２３の表面に沿った形状、具体的には球殻を平面視で８等分してなる部分球殻状の流体出入口カバー２６が、計二基設けられている。
これら流体出入口カバー２６は、弁体２３の表面に近接させて、弁体２３の回転軸線Ｃ方向の両端部間の領域を覆うようにして、両端部をそれぞれ回転軸２５に支持されており、回転軸線Ｃ回りに回転可能にして設けられている。
【００４７】
また、ハウジング２１の接続端側の端面には、これら流体出入口カバー２６の軌道に沿って形成されたスリット状のカバー収容部２１ａが設けられており、各流体出入口カバー２６を回転軸線Ｃ回りに回転することで、カバー収容部２１ａ内に各流体出入口カバー２６全体を収納することができるようになっている。
そして、これら流体出入口カバー２６は、それぞれ流体出入口の正面からみてそれぞれ回転軸線Ｃの左右に配置されており、図３に実線で示すように流体出入口の正面側で互いの縁部同士を接触させられている位置（保護位置）と、図３に二点差線で示すようにカバー収容部２１ａ内に全体を収納される位置（露出位置）との間で移動可能とされている。
【００４８】
ここで、図４に示すように、雄部材７には、第一、第二ボールバルブ９ａ，９ｂのそれぞれの弁体２３を駆動して流体出入口の開放操作を行わせるとともに、この弁体２３の開放動作に連動して、第二ボールバルブ９ｂの流体出入口カバー２６を前記保護位置と前記露出位置との間で移動させる駆動装置３１が設けられている。
また、雌部材８には、第三、第四ボールバルブ９ｃ，９ｄのそれぞれの弁体２３を駆動して流体出入口の開放操作を行わせるとともに、この弁体２３の開放動作に連動して、第四ボールバルブ９ｄの流体出入口カバー２６を前記保護位置と前記露出位置との間で移動させる駆動装置３１が設けられている。
ここで、雄部材７、雌部材８に設けられる駆動装置３１は同一の構成とされている。
【００４９】
駆動装置３１は、流体出入口を開放するにあたって、流体出入口が完全に開放されていない状態では流体出入口カバー２６を保護位置に位置させ、流体出入口が完全に開放された後に流体出入口カバー２６を露出位置に向けて移動させる構成とされている。
また、駆動装置３１は、雄部材７と雌部材８との係合時と分離時とのうちの少なくともいずれかの際における雄部材７と雌部材８との相対移動を、弁体２３の回転動作及び流体出入口カバー２６の移動動作に変換する構成とされている。
【００５０】
雄部材７に設けられる駆動装置３１は、一部を前記接続端の先端側から突出させられて雌部材８に対して雄部材７が押し込まれた際に雌部材８によって基端側に押し込まれるプッシュロッド３２と、雄部材７と雌部材８とが分離している状態ではプッシュロッド３２を先端側に押し戻す前進装置３３とを有している。
また、雌部材８に設けられる駆動装置２７は、一部を前記接続端の先端側から突出させられて雌部材８に対して雄部材７が押し込まれた際に雄部材７によって基端側に押し込まれるプッシュロッド３２と、雄部材７と雌部材８とが分離している状態ではプッシュロッド３２を先端側に押し戻す前進装置３３とを有している。
ここで、プッシュロッド３２は、各弁体２３の回転軸２５の側方に位置するように設けられており、前記先端側の部分のみ、回転軸２５の正面に位置するように屈曲されている。
また、前進装置３３は、プッシュロッド３２が押し込まれることで圧縮または伸張されるスプリング等の付勢部材によって構成してもよく、またシリンダ機構等のアクチュエータによって構成してもよい。
【００５１】
これら雄部材７、雌部材８に設けられる駆動装置３１は、プッシュロッド３２の移動を弁体２３の回転に変換するギア装置３６と、プッシュロッド３２の移動を各流体出入口カバー２６の回転に変換するクランク機構３７とを有している。
【００５２】
ギア装置３６は、各ボールバルブの弁体２３の回転軸２５に対して同軸かつ固定的に設けられる従動ギア３６ａと、プッシュロッド３２において回転軸２５側を向く側面の一部領域に設けられて従動ギア３６ａと噛み合うラック３６ｂとを有している。
このギア装置３６は、雄部材７と雌部材８との係合操作によってプッシュロッド３２が押し込まれると、プッシュロッド３２の移動に伴ってラック３６ｂに噛み合う従動ギア３６ｂが回転軸２５とともに回転軸線Ｃ回りに回転されて、弁体２３が開放位置に向けて回転されるようになっている。
また、プッシュロッド３２において、ラック３６ｂは、プッシュロッド３２が押し込まれ始めた位置から弁体２３が完全に開放される位置まで移動する間に従動ギア３６ａに対向する領域に形成されており、弁体２３が完全に開放された後は、プッシュロッド３２がさらに押し込まれても、従動ギア３６ａが回転駆動されないようになっている。
【００５３】
次に、クランク機構３７について説明する。
図５に示すように、各流体出入口カバー２６の回転軸２５との接続部側の端部は、ハウジング２１外に張り出して設けられており、この端部の接続端側には、流体出入口側に向けて回転軸２５に直行する向きに延びるリンクプレート２６ａが設けられている。
このリンクプレート２６ａは、対応する流体出入口カバー２６と一体にして、回転軸２５回りに回転可能とされている。
また、プッシュロッド３２において回転軸２５の正面に位置する先端側の部分には、「プッシュロッド３２に一端が接続されてこの一端を支点として他端を回転軸２５に直交する面上で回転可能なリンクバー３７ａが設けられている。
クランク機構３７は、これらリンクプレート２６ａ、リンクバー３７ａによって構成されている。
【００５４】
図４に示すように、リンクプレート２６には、対をなす流体出入口カバー２６が前記保護位置にある状態ではプッシュロッド３２の押し込まれる方向に平行となる向きにして、スリット２６ａが形成されている。
このスリット２６ａには、リンクバー３２ａの他端が係合されており、プッシュロッド３２が押し込まれ始めてから各ボールバルブが完全に開放される位置まで押し込まれる間はリンクバー３２ａの他端の前記押し込み方向に沿った移動を許容し、各ボールバルブが完全に開放された位置ではスリット２６ａの前記基端側の端部でリンクバー３２ａの他端を受ける構成とされている。
【００５５】
これにより、各ボールバルブが完全に開放された以降もプッシュロッド３２が押し込まれた場合には、各流体出入口カバー２６が、リンクバー３２ａの他端の移動に伴って、開放位置にむけて回転軸２５回りに回転されるようになっている。
また、プッシュロッド３２が元の位置に戻される過程では、上記した過程とは逆の過程が行われて、各流体出入口カバー２６が保護位置に戻されるようになっている。
【００５６】
ここで、駆動装置３１は、各回転軸２５の両端にそれぞれ一組ずつ設けられている。これにより、各回転軸２５及び各流体出入口カバー２６には両端に均等に荷重が加わることとなり、駆動装置３１による弁体２３及び流体出入口カバー２６の駆動がスムーズに行われる。
【００５７】
本実施形態にかかる流体供給システム１では、水素自動車の水素タンク２への液体水素の供給を行うにあたっては、接続具６の雄部材７と雌部材８との接続を行う。
ここで、接続具６の雄部材７と雌部材８とが分離している状態では、各ボールバルブは閉じられており、また、雄部材７の第二ボールバルブ９ｂの流体出入口、及び雌部材８の第四ボールバルブ９ｄの流体出入口は、それぞれ流体出入口カバー２６によって閉じられている（図６参照）。
【００５８】
まず、接続具６の雄部材７を雌部材８に押し込んで、これらを前述したようにバイヨネット構造で接続する。なお、以降の接続作業中は、流体出入口カバー内には、図示せぬパージガス供給装置から水素ガスやヘリウムガス等のパージガスが供給されて、パージが行われる。
【００５９】
このように雄部材７を雌部材８に押し込む過程では、雄部材７に設けられた駆動装置３１のプッシュロッド３２は、雌部材８によって受けられて、雄部材７の基端側に向けて押し込まれる。
また、雌部材８に設けられた駆動装置３１のプッシュロッド３２は、雄部材８によって押圧されて、雌部材８の基端側に向けて押し込まれる。
【００６０】
すると、雄部材７及び雌部材８では、各プッシュロッド３２の移動に伴って、プッシュロッド３２に設けられるラック３６ｂに噛み合う従動ギア３６ｂが回転軸２５とともに回転軸線Ｃ回りに回転されて、弁体２３が開放位置に向けて回転される（図７参照）。
このとき、クランク機構３７のリンクバー３２ａも基端側に移動するが、リンクバー３２ａの他端はリンクプレート２６ａのスリット２６ｂに沿って移動するので、リンクプレート２６ａは静止したままである。
【００６１】
そして、さらにプッシュロッド３２が押し込まれることで、弁体２３が完全に開放される（図８参照）。
この段階では、プッシュロッド３２のラック３６ｂは、従動ギア３６ａの基端側に移動している。このため、以降はプッシュロッド３２がさらに押し込まれても、従動ギア３６ａが回転駆動されない。
【００６２】
一方、この状態ではクランク機構３７のリンクバー３２ａの他端がリンクプレート２６ａのスリット２６ｂの端部に達する。そして、さらにプッシュロッド３２が押し込まれることで、リンクプレート２６ａがリンクバー３２ａに押圧されて、回転軸２５回りに移動させられる（図９参照）。
すなわち、これらリンクプレート２６ａが設けられる各流体出口カバー２６が、それぞれ開放位置に向けて移動させられる。
【００６３】
そして、さらにプッシュロッド３２が押し込まれることで、各流体出口カバー２６が開放位置まで移動させられる（図１０参照）。
この状態では、雄部材７の接続端を構成する第二ボールバルブ９ｂと、雌部材８の接続端を構成する第四ボールバルブ９ｄとが、互いの接続端面を密着させられており、これらの各ハウジング流路２４同士が接続される。
【００６４】
そして、雄部材７と雌部材８とを分離する際には、雄部材７と雌部材８とが離間するにつれて、駆動装置３１のプッシュロッド３２が、前進装置３３によって押し戻されるので、上記接続作業の過程とは逆の過程をたどって、各ボールバルブの閉塞と、流体出入口カバー２６の保護位置への移動が行われる。
【００６５】
このように構成される流体供給システム１では、上記のように雄部材７と雌部材８とを分離させている状態では、第二、第四ボールバルブ９ｂ，９ｄの流体出入口が流体出入口カバー２６によって覆われるので、流体出入口への異物の付着が防止され、流体出入口を開閉する際に流路内への異物の侵入を防止することができる。
そして、流体出入口から流体を出し入れする直前まで、流体出入口カバー２６によって流体出入口が覆割れているので、流体出入口が外部に露出されている時間を少なくして流体出入口を通じた流路内への異物の侵入を防止することができ、信頼性が高い。
【００６６】
また、流体出入口カバー２６によって流体出入口を覆った状態では、流体出入口と流体出入口カバー２６との間に形成される空間内に気体を保持することができる。すなわち、この空間にパージガスを供給すると、この空間から外気がパージガスによって外部に押し出されて流体出入口の周辺雰囲気がパージガスに置換され、かつこのパージガスが流体で入口カバーによって流体出入口の周囲に保持される。
このため、パージ効果が高く、パージガスの流量や供給圧を低減することができ、パージガスの使用量が少なくて済む。
【００６７】
また、上記のように、流体出入口が開ききるまでは流体出入口カバー２６によって流体出入口が覆われていて、その周囲にパージガスを保持することができるので、パージガスの流量や供給圧を低減することができ、パージガスの使用量がさらに少なくて済み、ランニングコストが著しく低減される。
また、本実施形態では、流体出入口カバー２６が、弁体２３の表面に沿った形状とされているので、弁体２３の表面と流体出入口カバー２６との間に形成される空間が小さい。これにより、パージガスの流量や供給圧をさらに小さくしても、高いパージ効果を得ることができ、パージガスの使用量をさらに低減することができる。
【００６８】
また、雄部材７と雌部材８とを係合、分離させることで、駆動装置３１によってボールバルブの開閉動作及び流体出入口カバー２６の移動が自動的に行われるので、作業者の負担が少ない。
【００６９】
また、本実施形態では、接続具６において、雄部材７と雌部材８との係合構造が、バヨネット（Bayonet）構造とされており、作業者が雄部材を回す力が、駆動装置３１によって利用されて、ボールバルブの弁体を回転させる力、及び流体出入口カバーを移動させる力として作用する。
このため、雄部材７と雌部材８との係合操作や分離操作を、小さな力で容易に行うことができる。
【００７０】
ここで、本実施形態では、雄部材７と雌部材８のそれぞれで、一つのプッシュロッド３２上に各ボールバルブの弁体２３を駆動するラックを設けた例を示したが、これに限られることなく、接続端をなすボールバルブ以外の他のボールバルブの駆動に用いられるラックを、プッシュロッド３２とは独立した部材として設けるとともにこれらを伝達ワイヤやフレキシブルロッドを介して接続した構成としてもよい。この場合には、接続端をなすボールバルブと他のボールバルブとが離間されている場合にも、プッシュロッド３２の移動を伝達ワイヤやフレキシブルロッドを通じて他のボールバルブを駆動するラックに伝達して、接続端をなすボールバルブと他のボールバルブとを連動させることができる。
【００７１】
また、本実施形態にかかる接続具６は、雄部材７と雌部材８との係合構造として、バヨネット構造を採用しているので、作業者が雄部材７を回す力を利用して、雄部材７と雌部材８とを係合させる際の押込力や、雄部材７と雌部材８とを分離させる際の引抜力がそれほど必要でなくなり、雄部材７と雌部材８との係合や分離を容易に行うことができる。
【００７２】
ここで、上記各実施の形態では、雄部材と雌部材との係合構造として、バヨネット構造を用いた例を示したが、雄部材と雌部材との係合構造はこれに限られるものではない。
例えば、雄部材の外周面におねじを形成し、雌部材の外筒の内面にめねじを形成して、雄部材と雌部材とを、おねじとめねじとを螺合させることによって係合する構成（すなわちねじ結合する構成）としてもよい。
【００７３】
また、雄部材と雌部材とを相対的に回転させる力を、雄部材の押し込み力として利用しなくてよい場合には、これらバヨネット構造やねじ結合構造以外の係合構造を採用することができる。
例えば、図２に二点鎖線で示すように、雌部材８の外筒８ａの端部内面に、螺旋溝８ｂの代わりに、端部から内部まで外筒８ａの軸線に平行な直線溝８ｄを設けて、この直線溝８ｄの周方向の一方向に、直線溝８ｃに連続させて係止用凹部８ｃを設けた構成を採用することができる。
この構成では、雄部材７を、雌部材８に対して押し込み、雄部材７の係合突起７ａを雌部材８の直線溝８ｄに沿って係止用凹部８ｃに対向させた状態で、係合突起７ａが前記周方向の一方向に移動するように雄部材７と雌部材８とを相対的に回転させることで、係合突起７ａと係止用凹部８ｃとが係合されて、雄部材７と雌部材８とが係合される。
そして、係合突起７ａが前記周方向の一方向と逆方向に移動するように雄部材７と雌部材８とを相対的に回転させることで、係合突起７ａと係止用凹部８ｃとの係合が解除され、この状態で雄部材７を雌部材８から引き抜くことで、雄部材７と雌部材８との分離が行われる。
これにより、雄部材７と雌部材８との係合時及び分離時には、雄部材７と雌部材８とを相対的に回転させる量がごくわずかで済むので、雄部材７と雌部材８との係合操作及び分離操作をより簡単な動作で行うことができ、取り扱いが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる流体供給システムを示す図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる接続具の構成を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態にかかるボールバルブの構成を示す平断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる接続具の構成を概略的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態にかかるボールバルブの構成を示す縦断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態にかかる接続具の接続時の動作を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は先端面図である。
【図７】本発明の第一実施形態にかかる接続具の接続時の動作を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は先端面図である。
【図８】本発明の第一実施形態にかかる接続具の接続時の動作を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は先端面図である。
【図９】本発明の第一実施形態にかかる接続具の接続時の動作を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は先端面図である。
【図１０】本発明の第一実施形態にかかる接続具の接続時の動作を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は先端面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１  流体供給システム
２  水素タンク（容器）
６  接続具
７  雄部材
８  雌部材
９ａ〜９ｄ  ボールバルブ（保護機構付弁）
３１  駆動装置
２１  ハウジング
２２  ハウジング流路
２２ａ  液体水素流路
２２ｂ  水素ガス流路
２３  弁体
２４  弁体内流路
２４ａ  主弁体内流路
２４ｂ  副弁体内流路
Ｃ  回転軸線
【図１】
2005195124.tif 000003
【図２】
2005195124.tif 000004
【図３】
2005195124.tif 000005
【図４】
2005195124.tif 000006
【図５】
2005195124.tif 000007
【図６】
2005195124.tif 000008
【図７】
2005195124.tif 000009
【図８】
2005195124.tif 000010
【図９】
2005195124.tif 000011
【図１０】
2005195124.tif 000012