JP6136764B2 - 充填ノズル及び該充填ノズルを備えた液化ガス充填設備 - Google Patents

Description

本発明は、充填ノズル及び該充填ノズルを備えた液化ガス充填設備、特に、ガスボンベに液化ガスを充填する際に逆止弁付きのボンベ開閉バルブのバルブ口に接続される充填ノズル及び該充填ノズルを備えた液化ガス充填設備に関する。

従来より、フロンガス等の液化ガスが充填されているガスボンベには、逆止弁付きのボンベ開閉バルブが使用されている。このため、ボンベ開閉バルブに設けられた逆止弁を開かないと、ガスボンベ内に液化ガスを充填することができないようになっている。ここで、逆止弁付きのボンベ開閉バルブを使用する理由は、不用意にガスボンベ内に外部から他の流体等が入らないようにするためである。

そして、逆止弁付きのボンベ開閉バルブが設けられたガスボンベに液化ガスを充填する際には、ボンベ開閉バルブから逆止弁を取り外して液化ガスを充填するか、又は、逆止弁を開くための特殊な機器を取り付けた状態で液化ガスを充填していることが多い。

逆止弁を開くための特殊な機器として、例えば、特許文献１（特開２０１１−２４１８４７号公報）に示すような開放器具がある。特許文献１の開放器具は、ボンベ開閉バルブの逆止弁が設けられているバルブ口に取り付けられる機器である。開放器具は、バルブ口に取り付けた状態で、開放器具の前端部から外周側に向かって鋼製のボールからなる引っ掛け部材を外周側に突出させることによって、逆止弁の逆止弁体の内面に形成された内部溝に嵌めて逆止弁体を把持する。そして、把持した逆止弁体を逆止弁座から離れる方向に引き出すことによって、逆止弁を開く。尚、この逆止弁を開く動作は、作業者が開放器具のハンドルを手操作することによって行われる。また、逆止弁を開いた後は、開放器具をバルブ口に取り付けたままの状態でガス充填用治具（充填ノズル）をさらに接続して、液化ガスの充填を行う。

また、特許文献２（特開平３−２０９０９９号公報）に示すように、逆止弁を開くための機構が充填ノズルと一体に形成されたものがある。特許文献２のアタッチメント（充填ノズル）は、その前端部にＵパッキンを設けて、この部分を開弁用ピストンとして、逆止弁体の内面との間に受圧排除用シリンダ室を形成した構造を有している。そして、受圧排除用シリンダ室と逆止弁体の外面側との間の差圧によって、逆止弁体を逆止弁座から離れる方向に引き出して逆止弁を開き、液化ガスの充填を行う。

ボンベ開閉バルブから逆止弁を取り外して液化ガスを充填する場合には、逆止弁の着脱作業が必要になる。しかし、逆止弁の着脱作業には、熟練した技能が必要であり、しかも、作業工数が掛かる。

また、逆止弁を開くための特殊な機器を使用する場合には、逆止弁の着脱作業は不要になる。しかし、逆止弁を開くための特殊な機器の着脱作業が必要になり、そして、取り外し忘れの発生を防ぐための十分なチェックが必要である。ここで、逆止弁を開くための特殊な機器として、特許文献１の開放器具を使用する場合には、逆止弁体を確実に把持することができるように、逆止弁体の内面に内部溝が形成された特殊な逆止弁を使用する必要がある。しかも、逆止弁を開くためには、作業者による手操作が必要であり、また、その後に充填ノズルを接続する必要があるため、逆止弁を開く作業及び液化ガスを充填する作業の自動化が困難である。さらに、ガスボンベに設けられた逆止弁付きのボンベ開閉バルブとして、逆止弁体の内面に内部溝が形成されたものと内部溝が形成されていないものとが混在すると、ガスボンベの管理上の問題も発生する。

また、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構を有する充填ノズルを使用する場合には、バルブ口に充填ノズルを取り付ける毎に、ノズル前端部のＵパッキンが逆止弁体の内面を摺動しながら挿入されることになる。このため、Ｕパッキンが摩耗しやすく耐久性が不十分である。また、Ｕパッキンが摩耗すると、シール性が悪くなり、これにより、逆止弁体の外面側から逆止弁体の内面の受圧排除用シリンダ室に液化ガスが流入するおそれがある。そして、受圧排除用シリンダ室に液化ガスが流入すると、逆止弁体の内外の圧力がバランスして差圧が小さくなるため、開弁用ピストンを駆動する十分な力が得られず、逆止弁が開かなくなる、又は、一旦開いた逆止弁が閉止するおそれがある。逆止弁体の内外の差圧を確保するために、充填ノズルに連通路を設けて受圧排除用シリンダ室を大気開放すると、シール性が若干悪い程度であれば、逆止弁を開けることができるようになるものの、液化ガスが大気放出されるという問題が発生する。

また、充填ノズルをボンベ開閉弁のバルブ口に接続して液化ガスを充填する際には、充填ノズルをバルブ口に対して平行に押し付けることでシール性を確保して充填ノズルとバルブ口との間からのガス漏れを防ぐ必要がある。しかし、充填ノズルとバルブ口との間の位置的誤差等によって、平行な押し付け状態を保つことができず、充填ノズルとバルブ口との間のシール性を確保することが難しいという問題がある。

さらに、液化ガスを充填した後においては、液化ガスを供給するガス供給管や充填ノズル内に液化ガスが残存するため、回収処理しなければならないガス量が多いという問題がある。

以上の問題点を鑑みると、ガスボンベに液化ガスを充填する際に逆止弁付きのボンベ開閉バルブのバルブ口に接続される充填ノズル、及び、充填ノズルを備えた液化ガス充填設備においては、以下のような課題がある。

（１）逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けることができるようにする。

（２）液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁を開くことができるようにする。

（３）充填ノズルとバルブ口との間のシール性を確保できるようにする。

（４）液化ガスを供給するガス供給管や充填ノズル内に残る液化ガスの量を削減できるようにする。

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、特に、逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けることができるようにすることにある。

第１の観点にかかる充填ノズルは、ガスボンベに液化ガスを充填する際に逆止弁付きのボンベ開閉バルブのバルブ口に接続される充填ノズルであって、ノズル本体とバルブ当接体とスライド軸と第１クランプ金具と第２クランプ金具と把持用リングとを有している。バルブ当接体は、ノズル本体に対して前後方向に移動可能な状態でノズル本体に設けられており、バルブ口に押し付けられる筒状の部材である。スライド軸は、バルブ当接体に対して前後方向に移動可能な状態でバルブ当接体の内部を前方に貫通するように設けられるとともに、その前端部が逆止弁の逆止弁体の内面まで延びており、バルブ当接体がバルブ口に押し付けられた状態で後方に引き出す力が加えられる軸状の部材である。第１クランプ金具は、スライド軸の前端部に固定されており、後方に引き出す力をスライド軸に加えることによって後方に移動可能な部材である。第２クランプ金具は、スライド軸に設けられており、第１クランプ金具の後方への移動によって外周側に向かって放射状に開いて逆止弁体の内面を把持する把持部を有する部材である。

すなわち、この充填ノズルでは、スライド軸、第１クランプ金具及び第２クランプ金具によって、ボンベ開閉バルブに設けられた逆止弁の逆止弁体の内面を把持する機構（逆止弁把持機構）が構成されている。そして、この逆止弁把持機構では、上記のように、スライド軸に加えられる後方に引き出す力によって、第１クランプ金具を後方に移動させ、この動作によって外周側に向かって放射状に開いた第２クランプ金具の把持部が逆止弁体の内面を把持する。このとき、第２クランプ金具の把持部は、逆止弁体の内面に接し、かつ、逆止弁体の内面に押し付けられた状態で、逆止弁体の内面を把持することになる。その後、スライド軸に加えられる後方に引き出す力によって、逆止弁把持機構に把持された状態の逆止弁体を後方に引き出して逆止弁を開ける。

このため、この逆止弁把持機構では、特許文献１の鋼製のボールからなる引っ掛け部材を外周側に突出させる構成とは異なり、逆止弁体の内面に内部溝を形成することなく、逆止弁体の内面を確実に把持することができる。しかも、この逆止弁把持機構では、特許文献２における逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く構成とは異なり、ノズル前端部のＵパッキンのシール性に頼ることなく、逆止弁体の内面を確実に把持することができる。また、この逆止弁把持機構では、第１クランプ金具を後方に移動させる動作の方向が逆止弁体を後方に引き出す動作の方向と同じであるため、逆止弁体を後方に引き出す際にも、逆止弁体の内面の把持状態が緩みにくくなっている。

これにより、この充填ノズルでは、逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けることができる。

第２の観点にかかる充填ノズルは、第１の観点にかかる充填ノズルにおいて、第２クランプ金具の外周面とバルブ当接体の内周面との間に、隙間を形成する。

すなわち、この充填ノズルでは、スライド軸に設けられた第２クランプ金具の外周面とバルブ当接体の内周面との間の隙間によって、スライド軸の位置をずらすことができるようになっている。

このため、バルブ当接体をバルブ口に近づけてスライド軸の前端部、すなわち、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際に、クランプ金具と逆止弁体の内面との間に位置ずれが発生しても、スライド軸に設けられた第２クランプ金具の外周面とバルブ当接体の内周面との間の隙間を利用して、クランプ金具の位置を補正し、クランプ金具を逆止弁体の内面に沿わせることができる。

第３の観点にかかる充填ノズルは、ガスボンベに液化ガスを充填する際に逆止弁付きのボンベ開閉バルブのバルブ口に接続される充填ノズルであって、ノズル本体とバルブ当接体とスライド軸と第１クランプ金具と第２クランプ金具と把持用リングとを有している。バルブ当接体は、ノズル本体に対して前後方向に移動可能な状態でノズル本体に設けられており、バルブ口に押し付けられる筒状の部材である。スライド軸は、バルブ当接体に対して前後方向に移動可能な状態でバルブ当接体の内部を前方に貫通するように設けられるとともに、その前端部が逆止弁の逆止弁体の内面まで延びており、バルブ当接体がバルブ口に押し付けられた状態で後方に引き出す力が加えられる軸状の部材である。第１クランプ金具は、スライド軸の前端部に固定された部材である。第２クランプ金具は、スライド軸の第１クランプ金具よりも後方の位置に設けられており、後方に引き出す力をスライド軸に加えることによって第１クランプ金具との前後方向間の隙間を小さくすることが可能な部材である。把持用リングは、第１クランプ金具と第２クランプ金具との前後方向間に設けられており、第１クランプ金具と第２クランプ金具との間の隙間を小さくすることによって外周側に向かって弾性変形して逆止弁体の内面を把持する環状の部材である。

すなわち、この充填ノズルでは、スライド軸、第１クランプ金具、第２クランプ金具及び把持用リングによって、ボンベ開閉バルブに設けられた逆止弁の逆止弁体の内面を把持する機構（逆止弁把持機構）が構成されている。そして、この逆止弁把持機構では、上記のように、スライド軸に加えられる後方に引き出す力によって、第１クランプ金具と第２クランプ金具との間の隙間を小さくし、この動作によって外周側に向かって弾性変形した把持用リングが逆止弁体の内面を把持する。このとき、把持用リングは、逆止弁体の内面全体に接し、かつ、逆止弁体の内面に押し付けられた状態で、逆止弁体の内面を把持することになる。その後、スライド軸に加えられる後方に引き出す力によって、逆止弁把持機構に把持された状態の逆止弁体を後方に引き出して逆止弁を開ける。

このため、この逆止弁把持機構では、特許文献１の鋼製のボールからなる引っ掛け部材を外周側に突出させる構成とは異なり、逆止弁体の内面に内部溝を形成することなく、逆止弁体の内面を確実に把持することができる。しかも、この逆止弁把持機構では、特許文献２における逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く構成とは異なり、ノズル前端部のＵパッキンのシール性に頼ることなく、逆止弁体の内面を確実に把持することができる。また、この逆止弁把持機構では、第１クランプ金具と第２クランプ金具との間の隙間を小さくする動作の方向が逆止弁体を後方に引き出す動作の方向と同じであるため、逆止弁体を後方に引き出す際にも、逆止弁体の内面の把持状態が緩みにくくなっている。

これにより、この充填ノズルでは、逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けることができる。

第４の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第３の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、第２クランプ金具とバルブ当接体との前後方向間に、前後方向に弾性変形可能なクランプ前バネを設ける。

すなわち、この充填ノズルでは、クランプ前バネによって、第２クランプ金具が前方の第１クランプ金具側に付勢された状態が得られるようになっている。

このため、この逆止弁把持機構では、逆止弁体の内面を把持する際、及び、その後に逆止弁体を後方に引き出す際には、第１クランプ金具と第２クランプ金具との間の隙間を小さくした状態を維持することができる。また、バルブ当接体をバルブ口に近づけてスライド軸の前端部、すなわち、クランプ金具（第１クランプ金具及び第２クランプ金具の総称）を逆止弁体の内面に挿入する際には、第１クランプ金具が逆止弁体の内面と干渉しても、クランプ前バネの弾性変形によって、第２クランプ金具を介して第１クランプ金具が少し後方に移動できるようになる。

これにより、この充填ノズルでは、逆止弁体の内面を把持する際や逆止弁体を後方に引き出す際には、把持用リングが逆止弁体の内面を把持した状態を確実に維持することができる。また、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際には、第１クランプ金具と逆止弁体の内面との干渉を緩和することができ、クランプ金具を逆止弁体の内面にスムーズに挿入することができる。

第５の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第４の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、バルブ当接体のバルブ口との対向面に平パッキンを設ける。

すなわち、この充填ノズルでは、バルブ当接体がバルブ口に押し付けられた状態で、平パッキンによって、バルブ当接体とバルブ口との間がシールされる。そして、平パッキンは、バルブ口に対向する端面が平坦な面を有している。

このため、バルブ当接体のバルブ口との対向面にＯリングを設ける場合に比べて、バルブ口に接触する面を大きくすることができる。

これにより、この充填ノズルでは、バルブ当接体がバルブ口に押し付けられた状態で、充填ノズルとバルブ口との間の位置的誤差等が発生する場合であっても、充填ノズルとバルブ口との間のシール性を確保することができる。

第６の観点にかかる充填ノズルは、第５の観点にかかる充填ノズルにおいて、平パッキンの端面が、バルブ口の端面全体が当接可能な大きさを有する。

このため、この充填ノズルでは、バルブ口の端面全体が平パッキンの端面に当接するようになる。

これにより、この充填ノズルでは、充填ノズルとバルブ口との間のシール性を確実に確保することができる。

第７の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第６の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、スライド軸の一部に径を小さくした細径部を設ける。

すなわち、この充填ノズルでは、細径部によって、スライド軸を容易に撓ませることができるようになっている。

このため、バルブ当接体をバルブ口に近づけてスライド軸の前端部、すなわち、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際に、クランプ金具と逆止弁体の内面との間に位置ずれが発生しても、スライド軸の撓みを利用して、クランプ金具の位置を補正し、クランプ金具を逆止弁体の内面に沿わせることができる。

これにより、この充填ノズルでは、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際に、クランプ金具と逆止弁体の内面との間に位置ずれが発生しても、クランプ金具を逆止弁体の内面に案内して挿入することができる。

第８の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第７の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、スライド軸を、前軸受を介してバルブ当接体に前後方向に移動可能に支持し、スライド軸の外周面と前軸受の内周面との間に、隙間を形成する。

すなわち、この充填ノズルでは、スライド軸の外周面と前軸受の内周面との間の隙間によって、スライド軸の位置をずらすことができるようになっている。

このため、バルブ当接体をバルブ口に近づけてスライド軸の前端部、すなわち、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際に、クランプ金具と逆止弁体の内面との間に位置ずれが発生しても、スライド軸の外周面と前軸受の内周面との間の隙間を利用して、クランプ金具の位置を補正し、クランプ金具を逆止弁体の内面に沿わせることができる。

第９の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第８の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、ノズル本体に固定ラックを設け、バルブ当接体に固定ラックに噛み合う歯車を設け、スライド軸に歯車に噛み合う可動ラックを設ける。そして、ノズル本体をバルブ口側に向かって押し付け前進させる力によって歯車を回転させ、歯車の回転によって可動ラックを後方に移動させ、可動ラックの後方への移動によってスライド軸を後方に引き出す力を得ている。

すなわち、この充填ノズルでは、固定ラック、歯車及び可動ラックによって、スライド軸を後方に引き出す力を得る機構（スライド軸駆動機構）が構成されている。ここで、ノズル本体をバルブ口側に向かって押し付け前進させる力は、充填ノズルを駆動するためのシリンダ等のノズル駆動機構によって付与される力である。そして、このようなノズル駆動機構は、充填ノズルを有する液化ガス充填設備に設けられている駆動源である。

このため、このスライド軸駆動機構では、ノズル駆動機構によって付与されるノズル本体をバルブ口側に向かって押し付け前進させる力を利用して、スライド軸を後方に引き出す力を得ることができる。また、このスライド軸駆動機構では、固定ラック、歯車及び可動ラックからなる機械的機構を採用しているため、充填ノズル内やガスボンベ内における圧力条件によらず、スライド軸を後方に引き出す力を得ることができる。

これにより、この充填ノズルでは、スライド軸駆動機構として特別な駆動源を使用することなく、スライド軸を後方に引き出す力を得て、逆止弁体の内面を把持して開けることができる。また、機械的機構によって逆止弁体の内面を把持して開けることができるため、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁体を開けることができ、さらに、液化ガスの充填時だけでなくガスボンベの真空引き時にも使用することができる。

第１０の観点にかかる充填ノズルは、第９の観点にかかる充填ノズルにおいて、可動ラックとスライド軸との前後方向間に、前後方向に弾性変形可能なクランプ後バネを設ける。

すなわち、この充填ノズルでは、クランプ後バネを介してスライド軸に可動ラックが設けられている。

このため、可動ラックが最も後方に移動した状態（ストロークエンド）において、種々の位置的誤差等によってスライド軸の後方への引き出し距離と可動ラックの後方への移動距離との間に誤差（ストローク誤差）が発生しても、クランプ後バネの前後方向への弾性変形によって、このようなストローク誤差を吸収することができる。

これにより、この充填ノズルでは、種々の位置的誤差等によって発生するストローク誤差を吸収しつつ、逆止弁体の内面を確実に開けることができる。

第１１の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第８の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、ノズル本体とバルブ当接体との間において、高圧空間と高圧空間よりも後方の低圧空間とを形成するとともに、前後方向に移動可能な状態でピストンを設け、ピストンをスライド軸に固定する。そして、高圧空間に液化ガスの圧力を作用させることによってピストンを後方に移動させ、ピストンの後方への移動によってスライド軸を後方に引き出す力を得ている。

すなわち、この充填ノズルでは、高圧空間、低圧空間及びピストンによって、スライド軸を後方に引き出す力を得る機構（スライド軸駆動機構）が構成されている。

このため、このスライド軸駆動機構では、液化ガスの差圧によって、スライド軸を後方に引き出す力を得ることができる。また、このスライド軸駆動機構では、ノズル本体とバルブ当接体との間に形成された高圧空間と低圧空間との間に差圧を発生させるようにしている。すなわち、このスライド軸駆動機構では、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際に、逆止弁体の内面を摺動しながら挿入されるノズル前端部のＵパッキンを有していない。

これにより、この充填ノズルでは、スライド軸駆動機構として特別な駆動源を使用することなく、スライド軸を後方に引き出す力を得て、逆止弁体の内面を把持して開けることができる。また、ノズル本体とバルブ当接体との間に形成された高圧空間と低圧空間との間に差圧を発生させる機構を採用しているため、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、ノズル前端部のＵパッキンのシール性に頼ることなく、差圧を確実に確保することができる。

第１２の観点にかかる充填ノズルは、第１〜第８の観点のいずれかにかかる充填ノズルにおいて、ノズル本体をバルブ口側に向かって押し付け前進させる駆動源とは別の駆動源によってスライド軸を後方に引き出す力を得ている。

すなわち、この充填ノズルでは、ノズル本体をバルブ口側に向かって押し付け前進させる力を付与する駆動源（ノズル駆動機構）とは別の駆動源（スライド軸駆動機構）によって、スライド軸を後方に引き出す力を得ている。ここで、ノズル駆動機構は、充填ノズルを有する液化ガス充填設備に設けられている駆動源である。

このため、このスライド軸駆動機構では、充填ノズル内に、ノズル本体をバルブ口側に向かって押し付け前進させる力を利用してスライド軸を後方に引き出す力を得るための構造や液化ガスの差圧によってスライド軸を後方に引き出す力を得るための構造を設けることなく、スライド軸を後方に引き出す力を得ることができる。

これにより、この充填ノズルでは、ノズル駆動機構とは別の駆動源であるスライド軸駆動機構が必要になるものの、充填ノズル内にスライド軸を後方に引き出す力を得るための複雑な構造を設けることなく、スライド軸を後方に引き出す力を得て、逆止弁体の内面を把持して開けることができる。また、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁体を開けることができ、さらに、液化ガスの充填時だけでなくガスボンベの真空引き時にも使用することができる。

第１３の観点にかかる液化ガス充填設備は、第１〜第１２のいずれかの観点にかかる充填ノズルを備えた液化ガス充填設備である。

この液化ガス充填設備では、上記の充填ノズルによって、逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けて、液化ガスを充填することができる。

第１４の観点にかかる液化ガス充填設備は、第１３の観点にかかる液化ガス充填設備において、充填ノズルに液化ガスを供給するガス供給管と、ガス供給管の開閉弁と充填ノズルとの間に液化ガスの充填完了の直前にガス供給管内に存在する液化ガスを加熱する加熱装置を設ける。

このため、この液化ガス充填設備では、液化ガスの充填完了の直前に、ガス供給管の開閉弁を閉止した状態で、加熱装置によってガス供給管内に存在する液化ガスを加熱することによって、ガス供給管内に存在する液化ガスをガスボンベに押し込むことができる。

これにより、この液化ガス充填設備では、液化ガスを充填するためのガス供給管や充填ノズル内に残る液化ガスの量を削減することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１及び第３の観点にかかる充填ノズルでは、逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けることができる。

第４の観点にかかる充填ノズルでは、逆止弁体の内面を把持する際や逆止弁体を後方に引き出す際には、把持用リングが逆止弁体の内面を把持した状態を確実に維持することができる。また、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際には、第１クランプ金具と逆止弁体の内面との干渉を緩和することができ、クランプ金具を逆止弁体の内面にスムーズに挿入することができる。

第５及び第６の観点にかかる充填ノズルでは、バルブ当接体がバルブ口に押し付けられた状態で、充填ノズルとバルブ口との間の位置的誤差等が発生する場合であっても、充填ノズルとバルブ口との間のシール性を確保することができる。

第２、第７及び第８の観点にかかる充填ノズルでは、クランプ金具を逆止弁体の内面に挿入する際に、クランプ金具と逆止弁体の内面との間に位置ずれが発生しても、クランプ金具を逆止弁体の内面に案内して挿入することができる。

第９の観点にかかる充填ノズルでは、スライド軸駆動機構として特別な駆動源を使用することなく、スライド軸を後方に引き出す力を得て、逆止弁体の内面を把持して開けることができる。また、機械的機構によって逆止弁体の内面を把持して開けることができるため、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁体を開けることができ、さらに、液化ガスの充填時だけでなくガスボンベの真空引き時にも使用することができる。

第１０の観点にかかる充填ノズルでは、種々の位置的誤差等によって発生するストローク誤差を吸収しつつ、逆止弁体の内面を確実に開けることができる。

第１１の観点にかかる充填ノズルでは、スライド軸駆動機構として特別な駆動源を使用することなく、スライド軸を後方に引き出す力を得て、逆止弁体の内面を把持して開けることができる。また、ノズル本体とバルブ当接体との間に形成された高圧空間と低圧空間との間に差圧を発生させる機構を採用しているため、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、ノズル前端部のＵパッキンのシール性に頼ることなく、差圧を確実に確保することができる。

第１２の観点にかかる充填ノズルでは、ノズル駆動機構とは別の駆動源であるスライド軸駆動機構が必要になるものの、充填ノズル内にスライド軸を後方に引き出す力を得るための複雑な構造を設けることなく、スライド軸を後方に引き出す力を得て、逆止弁体の内面を把持して開けることができる。また、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁体を開けることができ、さらに、液化ガスの充填時だけでなくガスボンベの真空引き時にも使用することができる。

第１３の観点にかかる液化ガス充填設備では、上記の充填ノズルによって、逆止弁の取り外しや逆止弁を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体の内面を確実に把持して開けて、液化ガスを充填することができる。

第１４の観点にかかる液化ガス充填設備では、液化ガスを充填するためのガス供給管や充填ノズル内に残る液化ガスの量を削減することができる。

本発明の一実施形態にかかる液化ガス充填設備の全体図である。 液化ガス充填設備の液化ガス系統及び制御系統を示す模式図である。 ボンベ開閉バルブの概略断面図である。 充填ノズルの全体断面図である。 図４のスライド軸の前端部、クランプ金具及び把持用リング付近を拡大して示す図である。 把持用リングの変形例を示す図であって、図５に対応する図である。 液化ガス充填時の充填ノズルの動作（ノズル本体をバルブ当接体がバルブ口に当接するまで前進させた状態）を示す図である。 バルブ当接体をバルブ口に当接するまで前進させる際に、充填ノズルとバルブ口との位置ずれが発生した状態を示す図である。 液化ガス充填時の充填ノズルの動作（逆止弁体の内面を把持した状態）を示す図である。 液化ガス充填時の充填ノズルの動作（逆止弁体を開放した状態）を示す図である。 液化ガス充填時の充填ノズルの動作（ノズル本体をストロークエンドまで前進させた状態）を示す図である。 変形例１にかかる充填ノズルの全体断面図である。 変形例１における液化ガス充填時の充填ノズルの動作（逆止弁体の内面を把持し、逆止弁体を開放した状態）を示す図である。 変形例２にかかる充填ノズルの全体断面図である。 変形例３にかかる充填ノズルの全体断面図である。 図１５のスライド軸の前端部及びクランプ金具付近を拡大して示す図である。 変形例３にかかる充填ノズルの第２クランプ金具を示す図である。 変形例３における液化ガス充填時の充填ノズルの動作（ノズル本体をバルブ当接体がバルブ口に当接するまで前進させた状態）を示す図である。 変形例３における液化ガス充填時の充填ノズルの動作（逆止弁体の内面を把持した状態）を示す図である。 変形例３における液化ガス充填時の充填ノズルの動作（逆止弁体を開放した状態）を示す図である。

以下、本発明にかかる充填ノズル及び該充填ノズルを備えた液化ガス充填設備の実施形態及びその変形例について、図面に基づいて説明する。尚、本発明にかかる充填ノズル及び該充填ノズルを備えた液化ガス充填設備の具体的な構成は、下記の実施形態及びその変形例に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。

（１）液化ガス充填設備の全体構成
図１は、本発明の一実施形態にかかる液化ガス充填設備１の全体図である。図２は、液化ガス充填設備１の液化ガス系統及び制御系統を示す模式図である。尚、以下の説明では、液化ガス充填設備１がＲ４０７ＣやＲ４１０Ａ等の冷媒（液化ガス）を未充填のガスボンベ１００に充填する設備であるものとする。また、以下の説明において、特にことわりのない限り、「前方」や「前進」とは、各図の紙面右方向を意味し、「後方」とは、各図の紙面左方向を意味するものとする。

液化ガス充填設備１は、主として、ベース２と、搬送台３と、位置決めユニット４と、レール５と、支柱６とを有している。搬送台３は、ベース２の上面に配置されている。搬送台３には、ガスボンベ１００が載置される。位置決めユニット４は、ガスボンベ１００が所定の方向を向くように位置決めした状態で、アーム４ａによってガスボンベ１００の外面を保持する。レール５及び支柱６は、ベース２上に立設されている。

レール５には、上部ユニット７及び位置決めユニット４がガスボンベ１００のサイズに応じて昇降可能に設けられている。上部ユニット７は、主として、バルブ把持機構７ａと、バルブ後部支持機構７ｂと、ノズル駆動機構７ｃと、ハンドル駆動機構７ｄとを有している。バルブ把持機構７ａは、ガスボンベ１００に設けられたボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４と充填ノズル２０の方向とを一致させた状態で、ボンベ開閉バルブ１０１を把持する爪部である。バルブ後部支持機構７ｂは、ボンベ開閉バルブ１０１の後部（図１及び図２における紙面右寄りの部分）を押圧して支持するレバー部である。ノズル駆動機構７ｃは、液化ガスを供給するためのガス供給管８に接続された充填ノズル２０に対して、ボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる力を付与するシリンダ部である。ガス供給管８の途中には、液化ガスを充填するためのガス供給管８や充填ノズル２０内に残る液化ガスをガス回収装置（図示せず）に送るためのガス回収管９が接続されている。ガス回収管９には、電磁弁等からなる開閉弁９ａが設けられている。また、ここでは、ガス供給管８は、大流量の液化ガスを充填ノズル２０に送るための第１ガス供給管１０と、小流量の液化ガスを充填ノズル２０に送るための第２ガス供給管１１とに分岐されている。第１ガス供給管１０には、電磁弁等からなる開閉弁１０ａと、高周波加熱器等からなる加熱装置１０ｂ（図１には図示せず）が設けられている。加熱装置１０ｂは、第１ガス供給管１０の開閉弁１０ａと充填ノズル２０との間の位置（ここでは、第１ガス供給管１０の開閉弁１０ａの出口近傍）に設けられている。第２ガス供給管１１には、電磁弁等からなる開閉弁１１ａと、高周波加熱器等からなる加熱装置１１ｂ（図１には図示せず）が設けられている。加熱装置１１ｂは、第２ガス供給管１１の開閉弁１１ａと充填ノズル２０との間の位置（ここでは、第２ガス供給管１１の開閉弁１１ａの出口近傍）に設けられている。ハンドル駆動機構７ｄは、バルブ把持機構７ａを回転駆動して、ボンベ開閉バルブ１０１のバルブハンドル１１５を回すモータ部である。

支柱６の上部には、上記の各部４、７ａ〜７ｄ、９ａ、１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂの動作を制御する制御ボックス１２が設けられている。

（２）ボンベ開閉バルブの構成
図３は、ボンベ開閉バルブ１０１の概略断面図である。

ボンベ開閉バルブ１０１は、主として、バルブ本体１０２を有している。バルブ本体１０２の下部には、脚ネジ１０３が形成されている。バルブ本体１０２は、脚ネジ１０３がガスボンベ１０１の上部にネジ込まれることによって、ガスボンベ１０１に固定されている。バルブ本体１０２の上下方向の途中には、ノズル形状のバルブ口１０４が横向き（図３における紙面左方向）に突出している。脚ネジ１０３の下面に開口したボンベ側開口１０５は、液化ガス流路１０６と閉止弁座１０７の筒孔内と閉止バルブ室１０８とを順に通じて、閉止バルブ室１０８の側壁に開口したノズル内流路１０９に連通している。ノズル内流路１０９の中には、逆止弁１１０が設けられている。このため、バルブ口１０４の出口であるノズル開口１０４ａは、逆止弁１１０の出口になっている。また、バルブ口１０４の外面には、外部機器との接続に使用されるノズルネジ１０４ｂが形成されている。

閉止バルブ室１０８は、ネジ孔１１１を通じて、バルブ本体１０２の外部に連通している。ネジ孔１１１には、グランドナット１１２がネジ込まれている。グランドナット１１２には、スピンドル孔１１３が形成されている。スピンドル孔１１３には、スピンドル１１４が螺合している。スピンドル１１４の上端部には、バルブハンドル１１５が設けられている。また、閉止バルブ室１０８内には、閉止部材１１６とダイヤフラム１１７と押し付けバネ１１８とが収容されている。ダイヤフラム１１７の上面は、スピンドル１１４に対向している。ダイヤフラム１１７の下面は、閉止部材１１６に固定されている。押し付けバネ１１８は、ダイヤフラム１１７を介して閉止部材１１６を上方に付勢している。

また、ボンベ側開口１０５には、サイフォン管継手１１９を介してサイフォン管１２０が接続されている。サイフォン管１２０は、ガスボンベ１００の内部を下方に延びている。さらに、バルブ本体１０２の上下方向の途中には、安全弁１２１が設けられている。ここでは、安全弁１２１は、バルブ口１０４が突出する側とは反対側に設けられている。安全弁１２１は、例えば、可溶栓からなり、ボンベ側開口１０５及び液化ガス流路１０６とは別に、バルブ本体１０２に形成された安全弁用開口１２２及び安全弁用流路１２３に連通している。

このようなバルブ本体１０２側の構成によって、バルブハンドル１１５を回転させてスピンドル１１４を下方の閉止バルブ室１０８に近づく方向に進ませると、スピンドル１１４の下端部がダイヤフラム１１７を押し下げる。このとき、ダイヤフラム１１７は、押し付けバネ１１８を圧縮しながら閉止部材１１６を押し下げるため、閉止部材１１６が閉止弁座１０７に当接する。これにより、ガスボンベ１００の外部に連通するノズル内流路１０９とガスボンベ１００内に連通する液化ガス流路１０６との連通を遮断した状態（ボンベ開閉バルブ１０１の閉止状態）になる。一方、バルブハンドル１１５を回転させてスピンドル１１４を下方の閉止バルブ室１０８から離れる方向に後退させると、スピンドル１１４の下端部がダイヤフラム１１７から離反して閉止部材１１６を押し下げる力がなくなる。このとき、押し付けバネ１１８は、ダイヤフラム１１７を介して閉止部材１１６を上方に付勢して押し上げるため、閉止部材１１６が閉止弁座１０７から離反する。これにより、ガスボンベ１００の外部に連通するノズル内流路１０９とガスボンベ１００内に連通する液化ガス流路１０６とが連通した状態（ボンベ開閉バルブ１０１の開放状態）になる。

逆止弁１１０は、主として、カセット筒１２４と逆止弁体１２５と押し付けバネ１２６とを有している。ノズル内流路１０９内には、略円筒形状のカセット筒１２４がネジ込まれており、カセット筒１２４の筒孔内には、前端部の開口が閉じた略円筒形状の逆止弁体１２５と、コイルバネからなる押し付けバネ１２６とが収容されている。

カセット筒１２４の後端部（ノズル開口１０４ａ側の端部）には、内周側に向かって折り返されることによって小径の折り返し部１２４ａが形成されている。折り返し部１２４ａは、押し付けバネ１２６の後端部を支持している。また、折り返し部１２４ａの前端部（バルブ本体１０２側の端部）は、逆止弁体１２５に対向している。

逆止弁体１２５は、カセット筒１２４内を前後方向に移動可能に配置されており、主として、筒状部１２５ａと、筒状部１２５ａの後端部から後方に延びる突出部１２５ｂと、筒状部１２５ａの前端部の開口を閉じる弁面部１２５ｃとを有している。筒状部１２５ａは、略円筒形状を有しており、ここでは、その内面が内部溝等のような凹凸がない滑らかな面をなしている。また、筒状部１２５ａの外周部には、流路溝１２５ｄとガイドリブ１２５ｅとが周方向に交互に形成されている。そして、筒状部１２５ａの後端部は、押し付けバネ１２６の前端部を支持している。すなわち、押し付けバネ１２６は、逆止弁体１２５とカセット筒１２４との前後方向間に設けられている。このため、逆止弁体１２５は、押し付けバネ１２６によって前方（バルブ本体１０２側）に付勢されている。尚、逆止弁体１２５は、押し付けバネ１２６の前方への付勢力に打ち勝つことによって、押し付けバネ１２６を圧縮しながら後方（ノズル開口１０４ａ側）に移動することができる。但し、逆止弁体１２５の突出部１２５ｂがカセット筒１２４の折り返し部１２４ａの前端部に対向しているため、逆止弁体１２５の移動は、突出部１２５ｂが折り返し部１２４ａの前端部に接触するまでの範囲に制限されている。弁面部１２５ｃは、押し付けバネ１２６による前方への付勢力によって、ノズル内流路１０９の前端部に形成された逆止弁座１０９ａ（ノズル内流路１０９の前端部の流路径が小さくなった部分）に当接する部分である。このため、押し付けバネ１２６による前方への付勢力によって逆止弁体１２５の弁面部１２５ｃが逆止弁座１０９ａに当接する場合には、逆止弁１１０が閉止状態になる。しかし、逆止弁１１０は、押し付けバネ１２６による前方への付勢力に打ち勝って押し付けバネ１２６を圧縮しながら後方に逆止弁体１２５が移動して弁面部１２５ｃが逆止弁座１０９ａから離反する場合には、逆止弁１１０が開放状態になる。

また、ノズル内流路１０９のカセット筒１２４の後端部とノズル開口１０４ａとの前後方向間には、環状の保護板１２７が設けられている。保護板１２７は、ノズル内流路１０９の内面に形成された保護板受け溝１０９ｂに嵌め込まれている。保護板１２７は、カセット筒１２４、すなわち、逆止弁１１０を無理矢理に取り外そうとすると、カセット筒１２４の後端部に干渉して外れるようになっている。このため、バルブ口１０４のノズル開口１０４ａを通じて保護板１２７の取り付け状態を目視することによって、逆止弁１１０の逆止機能が損なわれていないかどうかを確認することができる。

（３）充填ノズルの構成
図４は、充填ノズル２０の全体断面図である。図５は、図４のスライド軸５０の前端部、クランプ金具６０、６１及び把持用リング７０付近の拡大図である。図６は、把持用リング７０の変形例を示す図であって、図５に対応する図である。

充填ノズル２０は、ガスボンベ１００に液化ガスを充填する際に逆止弁１１０付きのボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４に接続される充填ノズルである。充填ノズル２０は、主として、ノズル本体３０と、バルブ当接体４０と、スライド軸５０と、第１クランプ金具６０と、第２クランプ金具６１と、把持用リング７０とを有している。

＜ノズル本体＞
ノズル本体３０は、主として、本体空間３０ａが形成された略角柱形状のケース３１を有している。ケース３１の前端部は開口しており、ケース３１の前端部側から本体空間３０ａ内に向かってバルブ当接体４０の後端部が挿入されている。ケース３１の後端部は、ノズル駆動機構７ｃ（図４には図示せず、図１及び図２参照）によって前方に押圧することができるように上部ユニット７（図４には図示せず、図１及び図２参照）に設けられている。ケース３１の外周部には、ソケット３２が上向きに突出している。ソケット３２には、本体空間３０ａに連通するねじ孔３２ａが形成されており、ガス供給管８（図４には、図示せず、図１及び図２参照）の継手部がねじ込まれることによって、ガス供給管８が接続されている。本体空間３０ａには、コイルバネからなるノズルバネ３３が設けられている。ここでは、ノズルバネ３３は、本体空間３０ａの最外周部に配置されている。ケース３１の後端部の本体空間３０ａに面する位置には、ノズルバネ３３の後端部の内面に沿って前方に突出する略円筒形状のバネ保持部３１ａが形成されており、ケース３１の後端部がノズルバネ３３の後端部を支持している。また、本体空間３０ａには、前後方向に歯が形成された固定ラック３４が設けられている。ここでは、固定ラック３４は、バネ保持部３１ａよりも内周側に配置されている。ケース３１の後端部の本体空間３０ａに面する位置には、後方に凹んだ係合孔３１ｂが形成されており、固定ラック３４の後端部に形成された係合突起３４ａが係合孔３１ｂに嵌め込み固定されている。このようにして、固定ラック３４がケース３１（すなわち、ノズル本体３０）に設けられている。

＜バルブ当接体＞
バルブ当接体４０は、ノズル本体３０に対して前後方向に移動可能な状態でノズル本体３０に設けられており、ボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４に押し付けられる筒状の部材である。バルブ当接体４０は、主として、ノズル４１と、ノズル金具４２と、ノズルガイド４６とを有している。

ノズル４１は、バルブ当接体４０のうちノズル本体３０に対して前後方向に移動可能な状態でノズル本体３０に設けられる部分である。ノズル４１は、前後方向に貫通する貫通孔４１ａが形成された略円筒形状の部材であり、その後端部側の部分がケース３１の前端部側から本体空間３０ａ内に挿入されている。ノズル４１の前後方向の中間付近には、ケース３１の本体空間３０ａのノズル４１の外周側の部分と貫通孔４１ａとを連通させるための連通孔４１ｂが形成されている。また、ノズル４１の後端部側の位置には、環状のバネ受け部４１ｃが外周側に向かって突出している。バネ受け部４１ｃの後面は、ノズルバネ３３の前端部を支持している。すなわち、ノズルバネ３３は、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）とケース３１（すなわち、ノズル本体３０）との前後方向間に設けられている。また、バネ受け部４１ｃの前面は、環状のパッキン３５を介してブッシュ３６の後面に当接している。ブッシュ３６は、ケース３１の前端部の内周側に配置された略円筒形状の部材である。ブッシュ３６は、ナット３７をケース３１の前端部にネジ込むことによって、ケース３１（すなわち、ノズル本体３０）に固定されている。ここで、ナット３７とブッシュ３６との間には、バックアップリング３８ａ及びＯリング３８ｂが介在しており、ケース３１の前端部とナット３７との間には、Ｏリング３８ｃが介在している。このため、ケース３１（すなわち、ノズル本体３０）は、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対してノズルバネ３３によって後方に付勢されている。尚、ケース３１（すなわち、ノズル本体３０）は、ノズルバネ３３の後方への付勢力に打ち勝つことによって、ノズルバネ３３を圧縮しながらノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対して前方に移動することができる。但し、ケース３１の後端部がノズル４１の後端部に対向しているため、ケース３１（すなわち、ノズル本体３０）の移動は、ケース３１の後端部がノズル４１の後端部に接触するまでの範囲に制限されている。また、バネ保持部３１ａとノズル４１との径方向間、及び、ブッシュ３６とノズル４１との径方向間には、筒状のパッキン３９ａ、３９ｂが設けられている。さらに、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）の後端部側の位置には、固定ラック３４に噛み合う歯車４３が設けられている。歯車４３は、ノズル４１に設けられた歯車軸４３ａに軸支されている。このため、ケース３１（すなわち、ノズル本体３０）がノズルバネ３３を圧縮しながらノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対して前方に移動すると、歯車４３が回転するようになっている。尚、ノズル本体３０には、冷媒を充填する際に、液化ガスの圧力による反力が作用するため、このような液化ガスの圧力による反力を小さくするために、ノズル４１の直径をできるだけ小さくすることが好ましい。

ノズル金具４２は、バルブ当接体４０のうちボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４に押し付けられる部分である。ノズル金具４２は、前後方向に貫通する貫通孔４２ａが形成された略円筒形状の部材であり、その後端部側の部分がノズル４１の前端部にネジ込まれることによって、ノズル４１に固定されている。ここで、ノズル金具４２とノズル４１との間には、Ｏリング４４が介在している。ノズル金具４２（すなわち、バルブ当接体４０）のバルブ口１０４との対向面には、平パッキン４５が設けられている。ここで、平パッキン４５は、バルブ口１０４に対向する端面が平坦な面を有している。しかも、平パッキン４５の端面は、バルブ口１０４の端面（すなわち、バルブ口１０４のノズル開口１０４ａの外周側の部分）全体が当接可能な大きさを有している。

ノズルガイド４６は、バルブ当接体４０をボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４に案内する部分である。ノズルガイド４６は、バルブ口１０４を挿入可能な内径の貫通孔４６ａが形成された略円筒形状の部材である。ノズルガイド４６は、その後端部側の部分がノズル金具４２にネジ込まれることによって、また、外周側から止めネジ４７をネジ込むことによって、ノズル金具４２に固定されている。

＜スライド軸＞
スライド軸５０は、バルブ当接体４０に対して前後方向に移動可能な状態でバルブ当接体４０の内部を前方に貫通するように設けられるとともに、その前端部が逆止弁１１０の逆止弁体１２５の内面まで延びており、バルブ当接体４０がバルブ口１０４に押し付けられた状態で後方に引き出す力が加えられる軸状の部材である。

スライド軸５０の後端部側の位置には、前後方向に歯が形成されており歯車４３に噛み合う可動ラック５１が設けられている。ここでは、可動ラック５１の前端部には、連結部５１ａが設けられており、スライド軸５０が連結部５１ａを貫通している。そして、スライド軸５０の可動ラック５１を貫通した位置よりも前端部側の位置には、環状の鍔部５０ａが外周側に向かって突出している。鍔部５０ａは、ノズル４１の貫通孔４１ａの後端部側の大径の部分と前端部側の小径の部分との間を結ぶ段差部４１ｄの後面に当接するようになっており、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対する前方への移動範囲が制限されている。ここで、連結部５１ａの鍔部５０ａとの対向面には、ウェーブワッシャ５２が設けられている。また、スライド軸５０の鍔部５０ａの段差部４１ｄとの対向面には、Ｏリング４８が設けられている。Ｏリング４８は、ノズル４１の壁面（ここでは、段差部４１ｄ）に当接した状態で、ノズル４１とスライド軸５０との間をシールする機能を有している。

また、可動ラック５１とスライド軸５０との前後方向間には、前後方向に弾性変形可能なコイルバネからなるクランプ後バネ５３が設けられている。すなわち、可動ラック５１は、クランプ後バネ５３を介してスライド軸５０に設けられている。ここでは、スライド軸５０の連結部５１ａよりも後端部側の位置に、環状の後バネ座５４が嵌め込み固定されており、後バネ座５４がクランプ後バネ５３の後端部を支持している。そして、可動ラック５１の連結部５１ａの後面は、クランプ後バネ５３の前端部を支持している。このため、可動ラック５１は、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対してクランプ後バネ５３によって前方に付勢されている。しかも、可動ラック５１の連結部５１ａの前面は、スライド軸５０の鍔部５０ａの後面に対向している。このため、可動ラック５１は、基本的には、スライド軸５０の鍔部５０ａと一体的に前後方向に移動するようになっている。尚、クランプ後バネ５３としては、円形断面の線材をコイル状に巻いてなるコイルバネや四角形断面の線材をコイル状に巻いてなるコイルバネ（角バネ）等を使用することができる。

そして、ノズル本体３０がバルブ当接体４０に対して前方に移動すると、固定ラック３４に噛み合う歯車４３が回転し、歯車４３の回転によって可動ラック５１が後方に移動する。可動ラック５１が後方に移動すると、スライド軸５０も後方に移動するようになっている。但し、可動ラック５１は、その後端部がノズル本体３０の後端部に対向しているため、可動ラック５１の後方への移動は、ノズル本体３０の後端部に接触するまでの範囲に制限されている。また、可動ラック５１が最も後方に移動した状態（ストロークエンド）近くまで達すると、クランプ後バネ５３の前方への付勢力に打ち勝つことによって、クランプ後バネ５３を圧縮しながら、スライド軸５０の鍔部５０ａから離れる方向に（すなわち、スライド軸５０に対して後方に）移動することができるようになっている。

このように、ここでは、ノズル駆動機構７ｃ（図４には図示せず、図１及び図２参照）から付与されるノズル本体３０をバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる力によって、歯車４３を回転させ、歯車４３の回転によって可動ラック５１を後方に移動させ、可動ラック５１の後方への移動によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得るようになっている。すなわち、ここでは、固定ラック３４、歯車４３及び可動ラック５１によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得る機構（スライド軸駆動機構）が構成されている。

また、スライド軸５０の前後方向の中央付近は、前軸受５５を介して、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対して前後方向に移動可能に支持されている。ここで、スライド軸５０の外周面と前軸受５５の内周面との間には、隙間５５ａが形成されている。すなわち、この隙間５５ａによって、スライド軸５０の位置をずらすことができるようになっている。

また、スライド軸５０の一部には、径を小さくした細径部５０ｂが設けられている。すなわち、細径部５０ｂによって、スライド軸５０を容易に撓ませることができるようになっている。ここでは、細径部５０ｂは、スライド軸５０の前軸受５５よりも前端部側の位置に設けられている。そして、スライド軸５０の細径部５０ｂよりも前端部側の部分は、充填ノズル２０をボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４に押し付けた状態において、逆止弁１１０の逆止弁体１２５の内面まで達するようになっている。

＜クランプ金具＞
クランプ金具は、第１クランプ金具６０と、第２クランプ金具６１とからなる。

第１クランプ金具６０は、スライド軸５０の前端部に固定された部材である。ここでは、第１クランプ金具６０は、略円筒形状を有しており、スライド軸５０の細径部５０ｂよりも前方の位置に嵌め込まれることによって、また、外周側から止めネジ６７をネジ込むことによって、スライド軸５０の前端部に固定されている。ここで、第１クランプ金具６０の最大外径は、逆止弁体１２５の内面の径よりも小さくなっている。また、第１クランプ金具６０の後端部には、前方に向かうにつれて径が大きくなるテーパ面部６２が形成されている。

第２クランプ金具６１は、スライド軸５０の第１クランプ金具６０よりも後方の位置に設けられており、後方に引き出す力をスライド軸５０に加えることによって第１クランプ金具６０との前後方向間の隙間を小さくすることが可能な部材である。ここでは、第２クランプ金具６１は、略円筒形状を有しており、スリーブ６３を介してスライド軸５０の第１クランプ金具６０よりも後方の位置に、かつ、スライド軸５０の細径部５０ｂよりも前方の位置に設けられている。スリーブ６３は、スライド軸５０に対して前後方向に移動可能な状態でスライド軸５０を挿入可能な略円筒形状の部材であり、スライド軸５０の第１クランプ金具６０よりも後方の位置に、かつ、スライド軸５０の細径部５０ｂよりも前方の位置に設けられている。そして、第２クランプ金具６１は、スリーブ６３に嵌め込まれることによって、また、外周側から止めネジ６４をネジ込むことによって、スリーブ６３に固定されている。これにより、第２クランプ金具６１は、スライド軸５０に対して前後方向に移動可能な状態になっている。ここで、第２クランプ金具６１の最大外径は、逆止弁体１２５の内面の径よりも小さくなっている。また、第２クランプ金具６１の前端部には、前方に向かうにつれて径が小さくなるテーパ面部６５が形成されている。

また、スリーブ６３の後端部には、環状の鍔部６３ａが外周側に向かって突出している。鍔部６３ａは、ノズル金具４２の貫通孔４２ａの前端部付近において内周側に向かって突出する段差部４２ｂの後面に当接するようになっており、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対する前方への移動範囲が制限されている。ここで、鍔部６３ａの段差部４２ｂとの対向面は、前方に向かうにつれて径が小さくなるテーパ面をなしており、段差部４２ｂの鍔部６３ａとの対向面は、鍔部６３ａの段差部４２ｂとの対向面に沿うテーパ面をなしている。これにより、スライド軸５０の細径部５０ｂよりも前方の部分がノズル金具４２によって支持されている。

また、第２クランプ金具６１とノズル金具４２（すなわち、バルブ当接体４０）の前端部との前後方向間には、前後方向に弾性変形可能なコイルバネからなるクランプ前バネ６６が設けられている。すなわち、クランプ前バネ６６によって、第２クランプ金具６１が前方の第１クランプ金具６０側に付勢された状態が得られるようになっている。ここでは、クランプ前バネ６６として、クランプ後バネ５３よりもバネ力の弱いものが使用されており、クランプ金具６０、６１に対して前後方向への力が付与された場合には、クランプ前バネ６６が優先的に前後方向に弾性変形するようになっている。また、ノズル金具４２の前端部の平パッキン４５よりも内周側の部分がクランプ前バネ６６の後端部を支持している。さらに、第２クランプ金具６１の後端部がクランプ前バネ６６の前端部を支持している。尚、クランプ後バネ５３としては、円形断面の線材をコイル状に巻いてなるコイルバネや四角形断面の線材をコイル状に巻いてなるコイルバネ（角バネ）等を使用することができる。また、クランプ前バネ６６を円錐バネで構成すれば、前後方向の弾性と中心を出す作用が得られるため、段差部４２ｂとスリーブ６３の鍔部６３ａがなくても、スリーブ６３を安定的に支持することができる。

＜把持用リング＞
把持用リング７０は、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との前後方向間に設けられており、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間を小さくすることによって外周側に向かって弾性変形して逆止弁体１２５の内面を把持する環状の部材である。ここでは、把持用リング７０は、コイルバネからなる（図４及び図５参照）。すなわち、把持用リング７０は、コイルバネを直線状の状態で長手方向に弾性的に伸縮させる態様で使用するものではなく、コイルバネを環状の状態で周方向に弾性的に伸縮させる態様で使用するものである。そして、把持用リング７０は、第１クランプ金具６０のテーパ面部６２と第２クランプ金具６１のテーパ面部６５との前後方向間に挟まれている。ここで、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間が大きい状態において、把持用リング７０の外径は、第１クランプ金具６０及び第２クランプ金具６１の最大外径以下になっている。尚、把持用リング７０は、コイルバネに限定されるものではなく、環状の状態で周方向に弾性的に伸縮させることができるものであればよく、例えば、ゴム製のＯリング（図６参照）であってもよい。

そして、上記の固定ラック３４、歯車４３及び可動ラック５１からなるスライド軸駆動機構からスライド軸５０に後方に引き出す力が付与されると、このスライド軸５０に加えられる後方に引き出す力によって、図５及び図６に示すように、第２クランプ金具６１に対して第１クランプ金具６０が後方に移動する。第１クランプ金具６０が後方に移動すると、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間が小さくなる。すると、把持用リング７０に対してテーパ面部６２、６５によって外周側に押し出される力が付与されて、把持用リング７０が外周側に向かって弾性変形する。これにより、把持用リング７０の外径が第１クランプ金具６０及び第２クランプ金具６１の最大外径よりも大きくなって逆止弁体１２５の内面まで達し、逆止弁体１２５の内面を把持するようになっている。このとき、把持用リング７０は、逆止弁体１２５の内面全体に接し、かつ、逆止弁体１２５の内面に押し付けられた状態で、逆止弁体１２５の内面を把持することになる。すなわち、ここでは、スライド軸５０、クランプ金具６０、６１及び把持用リング７０によって、ボンベ開閉バルブ１０１に設けられた逆止弁１１０の逆止弁体１２５の内面を把持する機構（逆止弁把持機構）が構成されている。その後、スライド軸５０に加えられる後方に引き出す力がさらに加わると、逆止弁体１２５が後方に引き出されて逆止弁１１０の逆止弁体１２５が開放されることになる（図１０及び図１１参照）。

また、第２クランプ金具６１は、クランプ前バネ６６によって、前方の第１クランプ金具６０側に付勢された状態になっているため、逆止弁体１２５の内面を把持する際、及び、その後に逆止弁体１２５を後方に引き出す際には、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間を小さくした状態を維持することができるようになっている。

（４）充填ノズルの動作を含む液化ガスの充填動作及び特徴
＜液化ガス充填時の液化ガス充填設備全体の動作及び特徴＞
上記のような構成を有する液化ガス充填設備１における液化ガス充填時の設備全体の動作について、主として、図１及び図２を用いて説明する。尚、充填ノズル２０を含む液化ガス充填設備１の動作は、制御ボックス１２によって自動的に行われる。

まず、位置決めユニット４が、搬送台３に載置された未充填のガスボンベ１００が所定の方向を向くように位置決めする。

次に、充填ノズル２０が設けられた上部ユニット７が下降して、ガスボンベ１００の上部付近の位置に停止する。

次に、上部ユニット７のバルブ把持機構７ａが、ガスボンベ１００に設けられたボンベ開閉バルブ１０１を把持して、ボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４と充填ノズル２０の方向とを一致させる。

次に、上部ユニット７のバルブ後部支持機構７ｂが、ボンベ開閉バルブ１０１の後部（図１及び図２における紙面右寄りの部分）を押圧して支持する。

次に、上部ユニット７のノズル駆動機構７ｃが、充填ノズル２０をボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４側に向かって前進させる。そして、充填ノズル２０がバルブ口１０４に押し付けられると、後述のように充填ノズル２０に設けられたスライド軸駆動機構及び逆止弁把持機構によって、ボンベ開閉バルブ１０１の逆止弁１１０の逆止弁体１２５を開放する。

次に、上部ユニット７のハンドル駆動機構７ｄが、バルブ把持機構７ａを回転駆動して、ボンベ開閉バルブ１０１のバルブハンドル１１５を回して、ガスボンベ１００に液化ガスを充填するための流路を確保する。そして、ガス供給管８（ここでは、２つのガス供給管１０、１１）から充填ノズル２０を通じて、液化ガスをガスボンベ１００に充填する。ここでは、ガス供給管８の開閉弁１０ａ、１１ａを開け、ガス回収管９の開閉弁９ａを閉止した状態で液化ガスの充填を行う。

次に、液化ガスの充填完了の直前に、ガス供給管８の開閉弁１０ａ、１１ａを閉止し、この状態において、加熱装置１０ｂ、１１ｂを作動させる。すると、加熱装置１０ｂ、１１ｂによってガス供給管８内に存在する液化ガスが加熱されて急速に気化し、ガス供給管８内に存在する液化ガスがガスボンベ１００に押し込まれる。

次に、上部ユニット７のハンドル駆動機構７ｄが、バルブ把持機構７ａを回転駆動して、ボンベ開閉バルブ１０１のバルブハンドル１１５を回して、ガスボンベ１００に液化ガスを充填するための流路を閉止する。そして、ガス回収管９の開閉弁９ａを開けて、液化ガスを充填するためのガス供給管８や充填ノズル２０内に残る液化ガスを回収処理する。このとき、上記のように、加熱装置１０ｂ、１１ｂによってガス供給管８内に存在する液化ガスがガスボンベ１００に押し込まれることによって、液化ガスを充填するためのガス供給管８や充填ノズル２０内に残る液化ガスの量が削減されている。

＜液化ガス充填時の充填ノズルの動作及び特徴＞
次に、液化ガス充填時の充填ノズル２０の動作について、主として、図４〜図１１を用いて説明する。ここで、図７及び図９〜図１１は、液化ガス充填時の充填ノズル２０の動作を示す図である。図８は、バルブ当接体４０をバルブ口１０４に当接するまで前進させる際に、充填ノズル２０とバルブ口１０４との位置ずれが発生した状態を示す図である。

まず、ノズル駆動機構７ｃ（図４〜図１１には図示せず、図１及び図２参照）によってノズル本体３０が前方に押圧されると、図７（ノズル本体３０をバルブ当接体４０がバルブ口１０４に当接するまで前進させた状態）に示すように、ノズルガイド４６の案内によって、スライド軸５０の前端部、すなわち、クランプ金具６０、６１及び把持用リング７０が、ボンベ開閉バルブ１０１の逆止弁体１２５の内面に挿入されるとともに、ノズル金具４２がボンベ開閉バルブ１０１のバルブ口１０４の後端部に当接する。これにより、バルブ当接体４０、スライド軸５０の前端部、すなわち、クランプ金具６０、６１及び把持用リング７０の前進は止まる。

ここで、バルブ当接体４０をバルブ口１０４に近づけてスライド軸５０の前端部、すなわち、クランプ金具６０、６１及び把持用リング７０を逆止弁体１２５の内面に挿入する際には、第１クランプ金具６０が逆止弁体１２５の内面と干渉するおそれがある。例えば、図８（ａ）に示すように、充填ノズル２０の軸心と逆止弁１１０の軸心とが平行な状態で位置ずれが発生する、又は、図８（ｂ）に示すように、充填ノズル２０の軸心と逆止弁１１０の軸心とが傾斜した状態で位置ずれが発生することによって、第１クランプ金具６０が逆止弁体１２５の内面とが干渉するおそれがある。しかし、ここでは、スライド軸５０の細径部５０ｂによるスライド軸５０の撓みを利用して、第１クランプ金具６０の位置を補正し、クランプ金具６０、６１を逆止弁体１２５の内面に沿わせることができる。しかも、ここでは、図７等に示すように、スライド軸５０の外周面と前軸受５５の内周面との間に隙間５５ａが形成されているため、細径部５０ｂによるスライド軸５０の撓みだけでなく、隙間５５ａも利用して、第１クランプ金具６０の位置を補正し、クランプ金具６０、６１を逆止弁体１２５の内面に沿わせることができる。尚、ここでは、スライド軸５０に細径部５０ｂを設けるとともに、スライド軸５０の外周面と前軸受５５の内周面との間に隙間５５ａを形成しているが、スライド軸５０に細径部５０ｂを設けるだけでもよいし、また、スライド軸５０の外周面と前軸受５５の内周面との間に隙間５５ａを形成するだけでもよい。また、第１クランプ金具６０が逆止弁体１２５の内面と干渉しても、クランプ前バネ６６の弾性変形によって、スリーブ６３及び第２クランプ金具６１を介して第１クランプ金具６０が少し後方に移動できるようになり、第１クランプ金具６０と逆止弁体１２５の内面との干渉を緩和することができる。これにより、ここでは、クランプ金具６０、６１及び把持用リング７０を逆止弁体１２５の内面に挿入する際に、第１クランプ金具６０と逆止弁体１２５の内面との間に位置ずれが発生しても、クランプ金具６０、６１を逆止弁体１２５の内面に案内して挿入することができる。

次に、ノズル駆動機構７ｃによってノズル本体３０がさらに前方に押圧されると、図９（逆止弁体１２５の内面を把持した状態）に示すように、ノズル本体３０は、ノズルバネ３３を圧縮してさらに前進する。すると、固定ラック３４が歯車４３を回転させ、歯車４３の回転によって、可動ラック５１を後方に移動させ、可動ラック５１の後方への移動によってスライド軸５０を後方に引き出す力が付与される。そして、スライド軸５０に加えられる後方に引き出す力によって、第２クランプ金具６１に対して第１クランプ金具６０が後方に移動する。第１クランプ金具６０が後方に移動すると、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間が小さくなる。すると、把持用リング７０に対してテーパ面部６２、６５（図５及び図６参照）によって外周側に押し出される力が付与されて、把持用リング７０が外周側に向かって弾性変形する。これにより、把持用リング７０の外径が第１クランプ金具６０及び第２クランプ金具６１の最大外径よりも大きくなって逆止弁体１２５の内面まで達し、逆止弁体１２５の内面を把持する。このとき、把持用リング７０は、逆止弁体１２５の内面全体に接し、かつ、逆止弁体１２５の内面に押し付けられた状態で、逆止弁体１２５の内面を把持することになる。把持用リング７０がコイルバネからなる場合には、変形が容易である。また、把持用リング７０がゴム製のＯリングからなる場合には、特許文献１の鋼製のボールとは異なり、弾性によって逆止弁体１２５の内面を傷つけるおそれがない。その後、ノズル本体３０がさらに前方に押圧されると、図１０（逆止弁体１２５を開放した状態）に示すように、スライド軸５０に後方に引き出す力がさらに加わり、クランプ前バネ６６を圧縮しながら逆止弁体１２５が後方に引き出されて逆止弁１１０の逆止弁体１２５が開放されることになる。

このため、ここでは、特許文献１の鋼製のボールからなる引っ掛け部材を外周側に突出させる構成とは異なり、逆止弁体１２５の内面に内部溝を形成することなく、逆止弁体１２５の内面を確実に把持することができる。しかも、ここでは、特許文献２における逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く構成とは異なり、ノズル前端部のＵパッキンのシール性に頼ることなく、逆止弁体１２５の内面を確実に把持することができる。また、ここでは、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間を小さくする動作の方向が逆止弁体１２５を後方に引き出す動作の方向と同じであるため、逆止弁体１２５を後方に引き出す際にも、逆止弁体１２５の内面の把持状態が緩みにくくなっている。これにより、ここでは、逆止弁１１０の取り外しや逆止弁１１０を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体１２５の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体１２５の内面を確実に把持して開けることができる。

また、ここでは、クランプ前バネ６６によって、第２クランプ金具６１が前方の第１クランプ金具６０側に付勢された状態が得られるようになっているため、逆止弁体１２５の内面を把持する際、及び、その後に逆止弁体１２５を後方に引き出す際には、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間を小さくした状態を維持することができる。これにより、ここでは、逆止弁体１２５の内面を把持する際や逆止弁体１２５を後方に引き出す際には、把持用リング７０が逆止弁体１２５の内面を把持した状態を確実に維持することができる。また、ここで、クランプ前バネ６６やクランプ後バネ５３として、バネ力が大きい角バネ等を使用すれば、第１クランプ金具６０と第２クランプ金具６１との間の隙間を小さくした状態をさらに維持しやすくなり、把持用リング７０が逆止弁体１２５の内面を把持する力を大きくすることができる。

また、ここでは、ノズル４１とスライド軸５０との間に設けられたＯリング４８によって、逆止弁体１２５の内面を把持した状態（図９参照）までは、冷媒がノズル４１側に流入しないようにシールされており、逆止弁体１２５を開放した状態（図１０参照）になってから、ノズル４１とスライド軸５０との間に隙間が空いて、冷媒がノズル４１側に流入するようになっている。これにより、逆止弁体１２５を開放した状態（図１０参照）になるまでは、充填ノズル２０から外部への液化ガスの流出を抑えることができるようになっている。

さらに、ここでは、上記のように、ノズル本体３０をバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる力は、充填ノズル２０を駆動するためのシリンダ等のノズル駆動機構７ｃによって付与されている。そして、このようなノズル駆動機構７ｃは、充填ノズルを有する液化ガス充填設備に設けられている駆動源である。このため、ノズル駆動機構７ｃによって付与されるノズル本体３０をバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる力を利用して、スライド軸５０を後方に引き出す力を得ることができる。また、ここでは、スライド軸駆動機構として、固定ラック３４、歯車４３及び可動ラック５１からなる機械的機構を採用しているため、充填ノズル２０内やガスボンベ１００内における圧力条件によらず、スライド軸５０を後方に引き出す力を得ることができる。これにより、ここでは、スライド軸駆動機構として特別な駆動源を使用することなく、スライド軸５０を後方に引き出す力を得て、逆止弁体１２５の内面を把持して開けることができる。また、機械的機構によって逆止弁体１２５の内面を把持して開けることができるため、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁体１２５を開けることができ、さらに、液化ガスの充填時だけでなくガスボンベ１００（図４〜図１１には図示せず）の真空引き時にも使用することができる。

次に、ノズル駆動機構７ｃによってノズル本体３０がさらに前方に押圧されてノズル本体３０がストロークエンドまで前進すると、図１１に示すように、可動ラック５１が最も後方に移動した状態になって、クランプ前バネ６６が圧縮されてクランプ後バネ５３のバネ荷重を超える。このため、クランプ後バネ５３が圧縮される。ここで、可動ラック５１が最も後方に移動した状態（ストロークエンド）において、種々の位置的誤差等によってスライド軸５０の後方への引き出し距離と可動ラック５１の後方への移動距離との間に誤差（ストローク誤差）が発生するおそれがある。しかし、ここでは、上記のように、クランプ後バネ５３の前後方向への弾性変形によって、このようなストローク誤差を吸収することができる。これにより、ここでは、種々の位置的誤差等によって発生するストローク誤差を吸収しつつ、逆止弁体１２５の内面を確実に開けることができる。

また、ここでは、液化ガス充填時において、バルブ当接体４０がバルブ口１０４に押し付けられた状態で、平パッキン４５によって、バルブ当接体４０とバルブ口１０４との間がシールされている。このため、バルブ当接体４０のバルブ口１０４との対向面にＯリングを設ける場合に比べて、バルブ口１０４に接触する面を大きくすることができる。特に、ここでは、バルブ口１０４の端面全体が平パッキン４５の端面に当接している。これにより、ここでは、バルブ当接体４０がバルブ口１０４に押し付けられた状態で、充填ノズル２０とバルブ口１０４との間の位置的誤差等が発生する場合であっても、充填ノズル２０とバルブ口１０４との間のシール性を確保することができ、液化ガス充填時における充填ノズル２０とバルブ口１０４との間からの液化ガスの漏れを防ぐことができる。尚、平パッキン４５は、平坦な面だけではなく環状に凹凸を設けると、さらにシール性が向上する。当然ながら、平パッキン４５として用いられるシール材は、適正な弾性変形が可能な硬度を有するものがよい。

（５）変形例１にかかる充填ノズル
上記の実施形態では、スライド軸５０を後方に引き出す力を得るための駆動源として、固定ラック３４、歯車４３及び可動ラック５１からなる機械的機構を採用しているが、これに限定されるものではない。

例えば、図１２及び図１３に示すように、ノズル本体３０とバルブ当接体４０との間において、高圧空間Ｓ１と高圧空間Ｓ１よりも後方の低圧空間Ｓ２とを形成するとともに、前後方向に移動可能な状態でピストン８０を設け、ピストン８０をスライド軸５０に固定する。そして、高圧空間Ｓ１に液化ガスの圧力を作用させることによってピストン８０を後方に移動させ、ピストン８０の後方への移動によってスライド軸５０を後方に引き出す力を得るようにしてもよい。ここでは、低圧空間Ｓ２は、ノズル本体３０の後端部に形成されたガス回収孔８１を通じてガス回収管９（図１２及び図１３には図示せず、図１及び図２参照）に連通している。ここで、図１２は、本変形例にかかる充填ノズル２０の全体断面図であり、図１３は、本変形例における液化ガス充填時の充填ノズル２０の動作（逆止弁体１２５の内面を把持し、逆止弁体１２５を開放した状態）を示す図である。

すなわち、ここでは、高圧空間Ｓ１、低圧空間Ｓ２及びピストン８０によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得る機構（スライド軸駆動機構）が構成されている。

このため、ここでは、液化ガスの差圧によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得ることができる。また、ここでは、ノズル本体３０とバルブ当接体４０との間に形成された高圧空間Ｓ１と低圧空間Ｓ２との間に差圧を発生させるようにしている。すなわち、ここでは、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、クランプ金具６０、６１を逆止弁体１２５の内面に挿入する際に、逆止弁体１２５の内面を摺動しながら挿入されるノズル前端部のＵパッキンを有していない。

これにより、ここでは、上記実施形態と同様に、スライド軸駆動機構として特別な駆動源を使用することなく、スライド軸５０を後方に引き出す力を得て、逆止弁体１２５の内面を把持して開けることができる。また、ノズル本体３０とバルブ当接体４０との間に形成された高圧空間Ｓ１と低圧空間Ｓ２との間に差圧を発生させる機構を採用しているため、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、ノズル前端部のＵパッキンのシール性に頼ることなく、差圧を確実に確保することができる。さらに、低圧空間Ｓ２がガス回収管９に連通しているため、液化ガスが大気放出されることはない。

（６）変形例２にかかる充填ノズル
上記の実施形態及び変形例１では、スライド軸５０を後方に引き出す力を得るための駆動源として、固定ラック３４、歯車４３及び可動ラック５１からなる機構や高圧空間Ｓ１、低圧空間Ｓ２及びピストン８０からなる機構を採用しているが、これに限定されるものではない。

例えば、図１４に示すように、ノズル本体３０をバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる駆動源であるノズル駆動機構７ｃとは別の駆動源であるスライド軸駆動機構９０によってスライド軸５０を後方に引き出す力を得るようにしてもよい。ここでは、スライド軸駆動機構９０は、バルブ当接体４０に固定された略Ｕ字状の支持部材９１に支持されている。ここで、図１４は、本変形例にかかる充填ノズル２０の全体断面図である。

すなわち、ここでは、ノズル本体３０をバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる力を付与するノズル駆動機構７ｃとは別のスライド軸駆動機構９０によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得ている。

このため、ここでは、充填ノズル２０内に、ノズル本体３０をバルブ口１０４側に向かって押し付け前進させる力を利用してスライド軸５０を後方に引き出す力を得るための構造（図４〜図１１参照）や液化ガスの差圧によってスライド軸５０を後方に引き出す力を得るための構造（図１２及び図１３参照）を設けることなく、スライド軸５０を後方に引き出す力を得ることができる。

これにより、ここでは、ノズル駆動機構７ｃとは別の駆動源であるスライド軸駆動機構９０が必要になるものの、充填ノズル２０内にスライド軸５０を後方に引き出す力を得るための複雑な構造を設けることなく、スライド軸５０を後方に引き出す力を得て、逆止弁体１２５（図１４には図示せず）の内面を把持して開けることができる。また、特許文献２の逆止弁体の内外の差圧によって逆止弁を開く機構とは異なり、液化ガスを外部に漏らすことなく逆止弁体１２５を開けることができ、さらに、上記実施形態と同様に、液化ガスの充填時だけでなくガスボンベ１００（図１４には図示せず）の真空引き時にも使用することができる。

（７）変形例３にかかる充填ノズル
上記の実施形態及び変形例１、２では、ボンベ開閉バルブ１０１に設けられた逆止弁１１０の逆止弁体１２５の内面を把持する機構（逆止弁把持機構）として、スライド軸５０、第１クランプ金具６０、第２クランプ金具６１及び把持用リング７０からなる機構を採用しているが、これに限定されるものではない。

例えば、図１５〜図２０に示すように、スライド軸５０、第１クランプ金具１６０及び第２クランプ金具１６１からなるコレットチャック機構によって、ボンベ開閉バルブ１０１に設けられた逆止弁１１０の逆止弁体１２５の内面を把持するようにしてもよい。

図１５は、本変形例にかかる充填ノズル２０の全体断面図である。図１６は、図１５のスライド軸５０の前端部及びクランプ金具１６０、１６１付近を拡大して示す図である。図１７は、本変形例にかかる充填ノズルの第２クランプ金具１６１を示す図であって、（ａ）第２クランプ金具１６１の側面図、（ｂ）第２クランプ金具１６１の前面図である。図１８〜図２０は、本変形例における液化ガス充填時の充填ノズル２０の動作を示す図である。

充填ノズル２０は、上記のように、主として、ノズル本体３０と、バルブ当接体４０と、スライド軸５０と、第１クランプ金具１６０と、第２クランプ金具１６１とを有している。尚、ここでは、上記実施形態と同様に、歯車４３及びラック３４、５１からなるスライド軸駆動機構によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得るようにしているが、変形例１、２のスライド軸駆動機構によって、スライド軸５０を後方に引き出す力を得るようにしてもよい。また、以下においては、上記実施形態と異なる構成を中心に説明を行い、上記実施形態と同様の構成については、説明を省略する。

スライド軸５０は、上記実施形態と概ね同様である。但し、バルブ当接体４０をバルブ口１０４に近づけてスライド軸５０の前端部を逆止弁体１２５の内面に挿入する際に、クランプ金具１６０、１６１を逆止弁体１２５の内面に沿わせるための構成として、スライド軸５０に細径部を設けていない点が上記実施形態とは異なっている。すなわち、本変形例では、バルブ当接体４０をバルブ口１０４に近づけてスライド軸５０の前端部を逆止弁体１２５の内面に挿入する際に、クランプ金具１６０、１６１を逆止弁体１２５の内面に沿わせるための構成として、スライド軸５０の外周面と前軸受５５の内周面との間に隙間５５ａが形成されている。尚、本変形例においても、上記実施形態と同様に、スライド軸５０に細径部を設けるようにしてもよい。

第１クランプ金具１６０は、スライド軸５０の前端部に固定されており、後方に引き出す力をスライド軸５０に加えることによって後方に移動可能な部材である。ここでは、第１クランプ金具６０は、略円筒形状を有しており、スライド軸５０の前端部にネジ込まれることによって、スライド軸５０の前端部に固定されている。ここで、第１クランプ金具１６０の最大外径は、逆止弁体１２５の内面の径よりも小さくなっている。また、第１クランプ金具１６０の外面には、前方に向かうにつれて径が大きくなるテーパ面部１６２が形成されている。

第２クランプ金具１６１は、スライド軸５０に設けられており、第１クランプ金具１６０の後方への移動によって外周側に向かって放射状に開いて逆止弁体１２５の内面を把持する把持部１７０を有する部材である。ここでは、第２クランプ金具１６１は、略円筒形状を有している。第２クランプ金具１６１は、その後端部が、スライド軸５０に対して前後方向に移動可能な状態でスライド軸５０を挿入可能なスリーブ部１６３を構成している。スリーブ部１６３の後端部には、環状の鍔部１６３ａが外周側に向かって突出している。鍔部１６３ａは、ノズル金具４２の貫通孔４２ａの前端部付近において内周側に向かって突出する段差部４２ｂの後面に当接するようになっており、ノズル４１（すなわち、バルブ当接体４０）に対する前方への移動範囲が制限されている。これにより、スライド軸５０の前部が第２クランプ金具１６１（ここでは、スリーブ部１６３）を介してノズル金具４２によって支持されている。ここで、第２クランプ金具１６１（ここでは、スリーブ部１６３）の外周面とバルブ当接体４０（ここでは、ノズル金具４２の段差部４２ｂ）の内周面との間には、隙間４０ａが形成されている。すなわち、この隙間４０ａによって、スライド軸５０の位置をずらすことができるようになっている。そして、これにより、スライド軸５０の外周面と前軸受５５の内周面との間に形成された隙間５５ａとともに、クランプ金具１６０、１６１を逆止弁体１２５の内面に挿入する際に、クランプ金具１６０、１６１と逆止弁体１２５の内面との間に位置ずれが発生しても、クランプ金具１６０、１６１の位置を補正し、クランプ金具１６０、１６１を逆止弁体１２５の内面に沿わせることができるようになっている。

また、第２クランプ金具１６１の後端部とノズル金具４２（すなわち、バルブ当接体４０）を構成する前軸受５５との前後方向間には、前後方向に弾性変形可能なコイルバネからなるクランプ前バネ６６が設けられている。すなわち、クランプ前バネ６６によって、第２クランプ金具１６１が前方の第１クランプ金具１６０側に付勢された状態が得られるようになっている。

また、第２クランプ金具１６１は、スリーブ部１６３よりも前側の部分が、放射状に複数（ここでは、４つ）のスリット１６４が形成されることで外周側に向かって放射状に開くことが可能な放射状部１６５を構成している。そして、放射状部１６５の前端部が把持部１７０を構成している。把持部１７０は、第１クランプ金具１６０のテーパ面部１６２の外周側に対向するように配置されている。把持部１７０の内面には、前方に向かうにつれて径が大きくなるテーパ面部１７１が形成されており、第１クランプ金具１６０のテーパ面部１６２と当接している。

さらに、第２クランプ金具１６１には、放射状部１６５よりも内周側の部分に前方に略円筒形状のカラー１６６が設けられている。カラー１６６の前端部は、第１クランプ金具１６０の後端部に対して所定の隙間を空けた状態で対向している。これにより、第１クランプ金具１６０の第２クランプ金具１６１に対する後方への移動範囲を制限することができ、第２クランプ金具１６１の破損を防ぐことができるようになっている。

そして、スライド軸５０に加えられる後方に引き出す力が付与されると、図１６に示すように、第２クランプ金具１６１に対して第１クランプ金具１６０が後方に移動する。第１クランプ金具１６０が後方に移動すると、第１クランプ金具１６０のテーパ面部１６２が第２クランプ金具１６１の把持部１７０のテーパ面部１７１を外周側に向かって押圧する。すると、この動作によって、第２クランプ金具１６１の把持部１７０が外周側に向かって放射状に開く。これにより、外周側に向かって放射状に開いた把持部１７０の外面が逆止弁体１２５の内面まで達し、逆止弁体１２５の内面を把持するようになっている。このとき、第２クランプ金具１６１の把持部１７０は、逆止弁体１２５の内面に接し、かつ、逆止弁体１２５の内面に押し付けられた状態で、逆止弁体１２５の内面を把持することになる（図１９参照）。すなわち、ここでは、スライド軸５０及びクランプ金具１６０、１６１によって、ボンベ開閉バルブ１０１に設けられた逆止弁１１０の逆止弁体１２５の内面を把持する機構（逆止弁把持機構）が構成されている。その後、スライド軸５０に加えられる後方に引き出す力がさらに加わると、逆止弁体１２５が後方に引き出されて逆止弁１１０の逆止弁体１２５が開放されることになる（図２０参照）。

このように、本変形例の充填ノズル２０においても、上記実施形態及び変形例１、２と同様に、逆止弁１１０の取り外しや逆止弁１１０を開くための特殊な機器の着脱をなくし、逆止弁体１２５の内面に内部溝を形成する等の専用の逆止弁を使用せずに、逆止弁体１２５の内面を確実に把持して開けることができる。また、本変形例の充填ノズル２０におけるコレットチャック機構からなる逆止弁把持機構は、上記実施形態及び変形例１、２の充填ノズル２０における把持用リング７０を含む逆止弁把持機構に比べて、逆止弁体１２５の内面を把持する力を強化することができる。

本発明は、ガスボンベに液化ガスを充填する際に逆止弁付きのボンベ開閉バルブのバルブ口に接続される充填ノズル及び該充填ノズルを備えた液化ガス充填設備に対して、広く適用可能である。

１ 液化ガス充填設備
７ｃ ノズル駆動機構（駆動源）
８ ガス供給管
１０ａ、１１ａ 開閉弁
１０ｂ、１１ｂ 加熱装置
２０ 充填ノズル
３０ ノズル本体
３４ 固定ラック
４０ バルブ当接体
４３ 歯車
４５ 平パッキン
５０ スライド軸
５０ｂ 細径部
５１ 可動ラック
５３ クランプ後バネ
６０、１６０ 第１クランプ金具
６１、１６１ 第２クランプ金具
６６ クランプ前バネ
７０ 把持用リング
８０ ピストン
９０ スライド軸駆動機構（別の駆動源）
１００ ガスボンベ
１０１ ボンベ開閉バルブ
１０４ バルブ口
１１０ 逆止弁
１２５ 逆止弁体
１７０ 把持部
Ｓ１ 高圧空間
Ｓ２ 低圧空間

特開２０１１−２４１８４７号公報 特開平３−２０９０９９号公報

Claims (14)

1. ガスボンベ（１００）に液化ガスを充填する際に逆止弁（１１０）付きのボンベ開閉バルブ（１０１）のバルブ口（１０４）に接続される充填ノズルであって、
   ノズル本体（３０）と、
   前記ノズル本体に対して前後方向に移動可能な状態で前記ノズル本体に設けられており、前記バルブ口に押し付けられる筒状のバルブ当接体（４０）と、
   前記バルブ当接体に対して前後方向に移動可能な状態で前記バルブ当接体の内部を前方に貫通するように設けられるとともに、その前端部が前記逆止弁の逆止弁体（１２５）の内面まで延びており、前記バルブ当接体が前記バルブ口に押し付けられた状態で後方に引き出す力が加えられる軸状のスライド軸（５０）と、
   前記スライド軸の前端部に固定されており、前記後方に引き出す力を前記スライド軸に加えることによって後方に移動可能な第１クランプ金具（１６０）と、
   前記スライド軸に設けられており、前記第１クランプ金具の後方への移動によって外周側に向かって放射状に開いて前記逆止弁体の内面を把持する把持部（１７０）を有する第２クランプ金具（１６１）と、
   を備えた充填ノズル（２０）。
2. 前記第２クランプ金具（１６１）の外周面と前記バルブ当接体（４０）の内周面との間に、隙間（４０ａ）を形成する、
   請求項１に記載の充填ノズル（２０）。
3. ガスボンベ（１００）に液化ガスを充填する際に逆止弁（１１０）付きのボンベ開閉バルブ（１０１）のバルブ口（１０４）に接続される充填ノズルであって、
   ノズル本体（３０）と、
   前記ノズル本体に対して前後方向に移動可能な状態で前記ノズル本体に設けられており、前記バルブ口に押し付けられる筒状のバルブ当接体（４０）と、
   前記バルブ当接体に対して前後方向に移動可能な状態で前記バルブ当接体の内部を前方に貫通するように設けられるとともに、その前端部が前記逆止弁の逆止弁体（１２５）の内面まで延びており、前記バルブ当接体が前記バルブ口に押し付けられた状態で後方に引き出す力が加えられる軸状のスライド軸（５０）と、
   前記スライド軸の前端部に固定された第１クランプ金具（６０）と、
   前記スライド軸の前記第１クランプ金具よりも後方の位置に設けられており、前記後方に引き出す力を前記スライド軸に加えることによって前記第１クランプ金具との前後方向間の隙間を小さくすることが可能な第２クランプ金具（６１）と、
   前記第１クランプ金具と前記第２クランプ金具との前後方向間に設けられており、前記第１クランプ金具と前記第２クランプ金具との間の隙間を小さくすることによって外周側に向かって弾性変形して前記逆止弁体の内面を把持する環状の把持用リング（７０）と、
   を備えた充填ノズル（２０）。
4. 前記第２クランプ金具（６１、１６１）と前記バルブ当接体（４０）との前後方向間に、前後方向に弾性変形可能なクランプ前バネ（６６）を設ける、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
5. 前記バルブ当接体（４０）の前記バルブ口（１０４）との対向面に平パッキン（４５）を設ける、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
6. 前記平パッキン（４５）の端面が、前記バルブ口（１０４）の端面全体が当接可能な大きさを有する、
   請求項５に記載の充填ノズル（２０）。
7. 前記スライド軸（５０）の一部に径を小さくした細径部（５０ｂ）を設ける、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
8. 前記スライド軸（５０）を、前軸受（５５）を介して前記バルブ当接体（４０）に前後方向に移動可能に支持し、
   前記スライド軸の外周面と前記前軸受の内周面との間に、隙間（５５ａ）を形成する、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
9. 前記ノズル本体（３０）に固定ラック（３４）を設け、
   前記バルブ当接体（４０）に前記固定ラックに噛み合う歯車（４３）を設け、
   前記スライド軸（５０）に前記歯車に噛み合う可動ラック（５１）を設け、
   前記ノズル本体を前記バルブ口（１０４）側に向かって押し付け前進させる力によって前記歯車を回転させ、前記歯車の回転によって前記可動ラックを後方に移動させ、前記可動ラックの後方への移動によって前記スライド軸を後方に引き出す力を得ている、
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
10. 前記可動ラック（５１）と前記スライド軸（５０）との前後方向間に、前後方向に弾性変形可能なクランプ後バネ（５３）を設ける、
    請求項９に記載の充填ノズル（２０）。
11. 前記ノズル本体（３０）と前記バルブ当接体（４０）との間において、高圧空間（Ｓ１）と前記高圧空間よりも後方の低圧空間（Ｓ２）とを形成するとともに、前後方向に移動可能な状態でピストン（８０）を設け、
    前記ピストンを前記スライド軸（５０）に固定し、
    前記高圧空間に液化ガスの圧力を作用させることによって前記ピストンを後方に移動させ、前記ピストンの後方への移動によって前記スライド軸を後方に引き出す力を得ている、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
12. 前記ノズル本体（３０）を前記バルブ口（１０４）側に向かって押し付け前進させる駆動源（７ｃ）とは別の駆動源（９０）によって前記スライド軸（５０）を後方に引き出す力を得ている、
    請求項１〜８のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の充填ノズル（２０）を備えた液化ガス充填設備（１）。
14. 前記充填ノズル（２０）に液化ガスを供給するガス供給管（８）と、前記ガス供給管の開閉弁（１０ａ、１１ａ）と前記充填ノズルとの間に液化ガスの充填完了の直前に前記ガス供給管内に存在する液化ガスを加熱する加熱装置（１０ｂ、１１ｂ）を設ける、
    請求項１３に記載の液化ガス充填設備（１）。

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