燃料電池用燃料カートリッジ
【課題】容器に収納された液体燃料を、手動によって安全かつ簡便に注出できる新規な構成の燃料電池用燃料カートリッジを提供する。
【解決手段】燃料電池用の液体燃料が収納される可撓性の容器１０の口部１４に、燃料電池に接続されて燃料を充填するためのプラグ３０Ｐが設けられた燃料電池用燃料電池カートリッジであって、容器１０の少なくとも一部には伸縮自在の部位としての蛇腹部１５が設けられ、プラグ３０Ｐには、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池７０と接続した際に開弁する弁機構部３４が設けられていることを特徴とする。
【解決手段】燃料電池用の液体燃料が収納される可撓性の容器１０の口部１４に、燃料電池に接続されて燃料を充填するためのプラグ３０Ｐが設けられた燃料電池用燃料電池カートリッジであって、容器１０の少なくとも一部には伸縮自在の部位としての蛇腹部１５が設けられ、プラグ３０Ｐには、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池７０と接続した際に開弁する弁機構部３４が設けられていることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に液体燃料を補給するための燃料カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の燃料電池用燃料カートリッジとしては、たとえば、特許文献１に記載のようなものが知られている。この燃料カートリッジは、液体燃料が収納される収縮性を有する第１の容器と、この第1の容器を内部に収納する剛性を有する第２の容器とを備えた構成となっている。第２の容器には先細の注出口が設けられ、注出口を下に向けて燃料電池の燃料タンクに通じる装着口に装着し、第１の容器と燃料タンクとを連通して、燃料を第１の容器から燃料タンクに補給するようになっていた。第１の容器から燃料が流出すると容器内が負圧になるが、第１の容器に収縮性を持たせているので、燃料を注出した分だけ容器が収縮し、容器内部に発生する負圧が解消されるようになっている。
【０００３】
しかし、上記した従来の燃料カートリッジは、第１の容器が高剛性の第２の容器内に収納されているので、第１の容器および第１の容器に収容される液体燃料の保護を図れ、またカートリッジの構造を簡素化できて液体燃料の供給も安定して行えるものの、第１の容器を手で直接押圧操作できず、第１の容器の収縮性にばらつきが生じた場合には液体燃料が注出しにくくなるという問題があり、これらの容器を含むカートリッジを安定して大量生産するには未だ改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００５−７１７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、容器に収納された液体燃料を、手動によって安全かつ簡便に注出できる新規な構成の燃料電池用燃料カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本請求項１に係る発明にあっては、燃料電池用の液体燃料が収納される可撓性の容器と、
前記容器の口部には燃料電池に接続されて燃料を充填するための接続具が設けられた燃料電池用燃料電池カートリッジであって、
前記容器の少なくとも一部には伸縮自在の部位が設けられ、
前記接続具には、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池と接続した際に開弁する弁機構部が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記容器は、オレフィン系樹脂より構成される単層の容器、または一種または複数種のオレフィン系樹脂より構成される多層の容器であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、前記容器は、ポリエステル系樹脂より構成される単層の容器、またはポリエステル系樹脂を含む一種または複数種のポリエステル系樹脂より構成される多層の容器であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、前記容器は、多層構造を有し、少なくとも一層はオレフィン系樹脂よりなる層で構成され、少なくとも一層はポリエステル系樹脂よりなる層で構成され、これらを積層した多層構造の容器であることを特徴とする。
【０００７】
請求項５に係る発明は、前記容器の外周の少なくとも一部は、該容器を保護するカバーによって覆われていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、容器は有底筒形状で、筒状の胴部に伸縮自在の部位が設けられ、カバーは、複数のカバー部材として、容器の口部側と底部側のいずれか一方側から胴部を覆う胴部カバー部を有するカバー本体と、容器の口部側と底部側の他方側を覆い前記カバー本体の胴部カバー部に対して摺動自在に嵌合するスライド筒部を有する押し込みカバー部材とを備えた構成としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項７に係る発明は、前記カバー部材と前記押し込みカバー部材の少なくとも一方に、前記押し込みカバーを押し込んで伸縮自在の部位を伸縮させる際の前記押し込みカバー部材の押し込みストローク量を規制するストローク規制部材が設けられていることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、前記押し込みカバー部材の押し込みストロークの始端もしくは終端および始端と終端のそれぞれにストローク規制部材が設けられていることを特徴とする。
請求項９に係る発明は、燃料電池との非接続時に、前記押し込みカバー部材の摺動を規制するストッパーが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１０に係る発明は、押し込みカバー部材は底部側を覆う構成となっていることを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、押し込みカバー部材は口部側を覆う構成となっていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１２に係る発明は、容器の伸縮自在の部位は少なくとも押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分に設けられていることを特徴とする。伸縮自在の部位がスライド筒部より長い場合も含まれるし、容器の胴部が全部伸縮自在の場合も含まれる。 請求項１３に係る発明は、容器の伸縮自在の部位は少なくとも押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分から離れた位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１４に係る発明は、燃料電池カートリッジの不使用時は接続具を覆い、使用時は容器又は押し込みカバー部材に係止して容器を押し込む押圧部となるキャップが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１５に係る発明は、容器の胴部には中心軸と交差する方向に伸縮自在の部位が設けられ、カバーは、容器の胴部において伸縮自在の部位の伸縮方向に相対移動自在に組みつけられる２つのカバー部材によって構成されることを特徴とする。
請求項１６に係る発明は、伸縮自在の部位に、蛇腹機構が用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、燃料電池に接続具を接続し、容器の伸縮自在の部位を収縮させることで、液体燃料を燃料電池に充填することができる。
接続具には、自由状態では常時閉状態で、燃料電池に接続した際に開弁する弁機構部を設けているので、燃料電池に接続していない状態で、液体燃料が漏れるおそれがない。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、容器にオレフィン系樹脂を用いることにより、小さい押圧力で液体燃料を燃料電池に補給することができる。
なおここで、本明細書において特段の断りのない限り、オレフィン系樹脂とは、ポリエチレン、ポリプロピレンといった通常使われる樹脂、および目的等に応じてオレフィン系樹脂同士をブレンドした樹脂を総称するものとする。
請求項３に係る発明によれば、容器にＰＥＴ等のポリエステル系樹脂を用いることにより、内容物に対する耐透過性に優れた強度の高い容器が得られる。
なおここで、本明細書において特段の断りのない限り、ポリエステル系樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートといった通常使われる樹脂、および目的等に応じてポリエステル系樹脂同士をブレンドした樹脂を総称するものとする。
請求項４に係る発明によれば、ポリエステル系樹脂とオレフィン系樹脂との多層構成とすることにより、内容物に対する耐透過性に優れ小さい押圧力で液体燃料が補給可能なバランスのよい容器を得ることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、カバーによって容器を保護することができ、容器の破損等を防止することができる。
請求項６に係る発明によれば、胴部に伸縮自在の部位を設け、胴部を覆うカバー本体に対して押し込みカバー部材を押し込んで伸縮自在の部位を圧縮する構成としたので、液体燃料を効率よく注出することができる。
【００１６】
請求項７に係る発明によれば、ストローク規制部材によって、液体燃料の過剰な流出が防止され、燃料電池の電解質膜が保護される。
請求項８に係る発明によれば、ストロークの始端にもストローク規制部材を設けることにより、高温環境下に曝されて容器の内圧が上昇し容器が膨張しても、押し込みカバー部材が抜け出ることが防止される。また始端と終端の両方にストローク規制部材を設けることにより上記の利点の双方を得ることができる。
【００１７】
請求項９に係る発明によれば、非接続時のストッパを設けることにより、不使用時の誤操作による容器内圧上昇等の誤操作を防止することができる。
【００１８】
請求項１０に係る発明によれば、押し込みカバー部材を底部側に設ければ、液体燃料充填時に片手でカバー本体を握りながら、指で押し込みカバー部材を押し込むことにより、簡単に充填することができる。
請求項１１に係る発明のように、押し込みカバー部材を口部側に設けた場合には、カバー本体を握った状態で、燃料電池に向けて押すことで、相対的に押し込みカバー部材がカバー本体に押し込まれ、液体燃料の充填時の力が入れやすい。
【００１９】
請求項１２に係る発明によれば、伸縮自在の部位を押し込みカバー部材で覆われる部分に設けたので、伸縮自在の部位が押し込みカバー部材によって直接圧縮され、伸縮自在の部位を安定して伸縮させることができる。
請求項１３に係る発明によれば、伸縮自在の部位をスライド筒部から離れた位置に設けたので、スライド筒部がストロークしても嵌合している部分は同じ位置関係で移動しスライド筒部がカバー本体内周に入り込まず、容器の容積を大きくすることが可能となり、容積効率がよい。また、胴部の全面を伸縮自在とした場合は、１回毎のストロークを大きくすることができ、１回あたりの吐出量を増やすことができる。
【００２０】
請求項１４に係る発明によれば、キャップの紛失を防止することができる。
また、カバーをカバー本体のみで構成し、キャップを押し込みカバー部材としても使用することができる。
【００２１】
請求項１５に係る発明によれば、容器の胴部には中心軸と交差する方向に伸縮自在の部位を設け、カバーを伸縮方向に相対移動自在に組みつけられる２つのカバー部材によって構成したので、カバーを握るだけで充填することができる。
請求項１６に係る発明によれば、伸縮自在の部位を蛇腹機構としたので、コンパクトな構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
すなわち、図１に示すように、この燃料電池用燃料カートリッジ１は、液体燃料が収納される可撓性の容器１０と、この容器１０外周を覆って容器１０を保護する高剛性のカバー２０と、を備え、容器１０の口部には燃料電池に接続して燃料を充填するための接続具としてのカップラーのプラグ３０Ｐが設けられている。
容器１０には弾力性を有する伸縮自在の部位である蛇腹機構を構成する蛇腹部１５が設けられ、カバー２０は、蛇腹部１５を伸縮させる方向に相対移動可能に連結された複数のカバー部材としてのカバー本体２１と押し込みカバー部材２２とによって構成されている。
液体燃料としては、メタノール，ホルムアルデヒド，ギ酸，エタノール，アセトアルデヒド，酢酸，ブタン，ボロンハイドライド等、燃料電池の燃料として利用可能な各種液体燃料が使用可能である。
【００２３】
容器１０は有底円筒形状で、中空円筒状の胴部１１と、胴部１１下端を閉塞する底部１２と、胴部１１上端を絞った肩部１３と、肩部１３から上方に突出する円筒状の口部１４とを備えた構成となっている。
容器の材料としては、液体燃料に応じて適宜選定されるが、この実施の形態では軟質のオレフィン系の樹脂材が使用される。一種または複数種のオレフィン系樹脂より構成してもよいし、一種または複数種をブレンドしたポリエステル系樹脂より構成される単層または多層の容器でもよい。
なお、この実施の形態では、容器１０は多層構造を有しており、層構成としては、内容物の耐透過性、内容物への不純物溶出防止、容器としての操作性などを考慮し、外側より順に、ポリプロピレン（ＰＰ）／リプロ／線状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）／環状ポリオレフィン／線状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）／高密度ポリエチレンと線状低密度ポリエチレンとのブレンド（ＨＤＰＥ＋Ｌ−ＬＤＰＥ）との多層構造となっているが、本発明においてはこの層構成に限定されるものではない。また、これら各層の厚みなどについては、内容物の特性、充填量、操作条件等を考慮し、適宜設定することができる。
単層の場合は、不純物溶出性を考慮し、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）単体やＨＤＰＥ＋Ｌ−ＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）をブレンドしたものが好適に用いられる。
多層の場合は、ＣＯＣ（環状ポリオレフィン）樹脂を中間層に用いて内容物に対する透過性を向上させるとともに内外層をオレフィン系樹脂（ＨＤＰＥ）で構成することが望ましい。また口部はプラグ３０Ｐが装着されるため、変形しないことが望ましい。
また、ポリエステル系樹脂を用いる場合は、内容物の耐透過性に優れ、剛性が高く、容器の大量生産にも向いているため、本発明における容器として好適に用いられる。なお、ポリエステル系樹脂におけるポリエチレンテレフタレート樹脂は、その生成過程においてアンチモンやゲルマニウムといった金属触媒が用いられているが、本発明においては、内容物への不純物溶出防止の観点からチタン系触媒を用いて生成されたポリエチレンテレフタレート樹脂を使用することが望ましい。
【００２４】
容器１０は、押し込みカバー部材２２によって、底部１２が口部１４に向けて押し込まれる構成で、容器１０の胴部１１には、その底部側の部分に蛇腹部１５が設けられている。この蛇腹部１５は、押し込みカバー部材２２によって押し込まれる方向、すなわち、胴部１１の中心軸Ｎ方向に伸縮自在となっている。
【００２５】
蛇腹部１５は、大径の山部１６と、小径の谷部１７が交互に繰り返される形状で、図示例では山部１６の形状が三角形状となっている。もっとも、蛇腹部１５の形状としては、三角形状に限定されるものではなく、例えば台形状や連続した円弧状といった中心軸方向に伸縮する種々の形状とすることもできる。蛇腹部１５は自由状態では伸張状態で、押し込みカバー部材２２を押し込むことによって収縮し、押し込み力が作用しないと伸長状態に弾性復帰する。
【００２６】
カバー２０は、容器１０の口部１４側と底部１２側のいずれか一方、この例では口部１４側から胴部１１を覆う胴部カバー部２１ａを有するカバー本体２１と、容器１０の底部１２を覆いカバー本体２１の胴部カバー部２１ａに対して摺動自在に嵌合するスライド筒部２２ａを有する押し込みカバー部材２２とを備えた構成となっており、液体燃料の充填時にカバー本体２１を握って押し込みカバー部材２２を片手で押し込み可能となっている。
カバー本体２１は、上記胴部カバー部２１ａと、この胴部カバー部２１ａの上端から肩部を覆う肩部カバー部２１ｂと、口部１４を覆う筒状の口部カバー部２１ｃと、を備えている。口部カバー部２１ｃは、口部１４に対して抜けないように固定されている。
【００２７】
胴部カバー２１ａは、円筒形状で容器１０の胴部１１の肩部から底部１２付近まで延びている。肩部カバー部２１ｂは胴部カバー部２１ａの上端から内向きに環状に延びて肩部１３を覆い、口部カバー部２１ｃは肩部カバー部２１ｂの内径端から口部外周に沿って上方に筒状に突出している。
容器の口部１４外周には、上下２箇所に環状凸部１４ａが設けられ、一方、カバー本体２１の口部カバー部２１ｃには、環状凸部１４ａが嵌合する環状溝２１ｄが設けられ、軸方向に抜けないように固定されている。口部１４と口部カバー２１ｃとの固定は、ねじ係合でもよいが、分解防止の観点では嵌合固定が望ましい。
【００２８】
一方、押し込みカバー部材２２は容器１０の底部１２側を覆う構成で、容器の底部１２を覆う底部カバー部２２ｂと、底部カバー部２２ｂの外径端から上方に向かって延びる円筒形状のスライド筒部２２ａと、を備えており、容器１０の底部１２が底部カバー部２２に当接している。
この押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａは、カバー本体２１の胴部カバー部２１ａ内周に嵌合する内嵌合構成となっている。
スライド筒部２２ａが内嵌合構成となっているので、スライド筒部２２ａとの干渉を避けるために、容器１０の胴部１１は、スライド筒部２２ａに対応してスライド筒部２２ａのスペース分だけ、底部１２寄りの部分が絞られて小径部１１ａとなっている。この例では、この小径部１１ａに蛇腹部１５が設けられており、小径部１１ａの長さは、スライド筒部２２ａの長さに蛇腹部１５を加えた長さに設定されている。
【００２９】
また、胴部カバー部２１ａの内周とスライド筒部２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２の最伸張位置において、軸方向に互いに係合する始端ストッパ４１，４２が突設されている。図示例では、胴部カバー部２１ａ側の始端ストッパ４１は胴部カバー部２１ａの開口端部内周に設けられ、スライド筒部２２ａ側の始端ストッパ４２はスライド筒部２２ａの挿入方向先端部外周に設けられている。自由状態では、蛇腹部１５の弾性復元力によって始端ストッパ４１，４２が係合する位置まで伸張しており、容器１０の底部１２は押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂに当接している。
この始端ストッパ４１，４２は押し込みカバー部材２２の抜け止め機構としても機能するもので、始端ストッパ４１，４２の係合面は９０°で係合し、容易に抜けないようになっている。また、組立を可能とするために、挿入方向の先端部は傾斜面となっている。この始端ストッパ４１，４２によって、カートリッジが高温環境下に曝され容器の内圧が上昇し容器が変形しても、押し込みカバー部材２２が抜け出ることが防止される。
【００３０】
一方、スライド筒部２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２を押し込んで蛇腹部１５を収縮させる際の押し込みカバー部材２２の押し込みストローク量、すなわち容器１０の蛇腹部１５の収縮量を所定量に規制するストローク規制部材としての終端ストッパ５０が突設されている。この終端ストッパ５０は、スライド筒部２２ａを外周側に厚肉に張り出して胴部カバー部２１ａの開口端５１と軸方向に対向するようになっており、胴部カバー部２１ａの開口端５１に係合して押し込みカバー部材２２の押し込み量を規制するようになっている。
したがって、この実施の形態では、押し込みカバー部材２２の押し込みストロークの始端と終端が、始端ストッパ４１，４２と終端ストッパ５０によって一定のストローク量に規制され、一回の押し込みによる注出量を正確に計量することができる。
【００３１】
プラグ３０Ｐには、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池７０と接続した際に開弁する弁機構部３４が設けられている。
この実施の形態では、図１（Ｃ），図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、燃料電池７０に設けられるソケット３０Ｓに着脱自在に接続されるものであり、プラグ３０Ｐとソケット３０Ｓを合わせてカップラーを構成する。
プラグ３０Ｐは、ソケット３０Ｓに差し込まれる突出連結部３１ａを備えたプラグ本体３１と、プラグ本体３１を固定するための押さえキャップ３３と、突出連結部３１ａに設けられる流路３１ｂを開閉する弁機構部３４とを備えている。弁機構部３４は、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池に接続した際に開弁する構成となっている。
プラグ本体３１は、容器１０の口部１４に嵌合する大径の基部３１ｃを備え、突出連結部３１ａと基部３１ｃとの間には階段状に徐々に大径となる段差部３１ｄが設けられている。また、突出連結部３１ａの先端部外周には環状溝３1ｅが設けられている。
【００３２】
押さえキャップ３３は、プラグ本体３１に嵌合する小径ホルダ部３３ａと、この小径ホルダ部３３ａより大径で口部カバー部２１ｃにねじ込まれる大径ホルダ部３３ｂとを有している。大径ホルダ部３３ｂの内周に雌ねじが設けられ、外周に雄ねじが設けられた口部カバー部２１ｃにねじ込み固定されている。また、小径ホルダ部３３ａの外周には雄ねじが設けられ、プラグ３０Ｐを覆うキャップ６０がねじ込み固定される。
【００３３】
弁機構部３４は、図２（Ａ），（Ｂ）に拡大して示すように、容器１０の口部１４内周に嵌着されるバルブホルダ３４ａと、バルブホルダ３４ａに軸方向に移動自在に保持され、プラグ本体３１の容器内部側の端面に設けられるバルブシート３４ｂと、バルブシート３４ｂに対して接離自在のバルブ３４ｃと、このバルブ３４ｃをバルブシート３４ｂに対して常時押し付ける方向に付勢するスプリング３４ｇと、を備えている。
【００３４】
バルブ３４ｃは、円板状のバルブ本体３４ｄと、バルブ本体３４ｄの下面から中心軸に沿って下方に延びるガイド軸３４ｅと、バルブ本体３４ｄの上面中央から中心軸線に沿って上方に延び、プラグ本体３１の突出連結部３１ａ内周に摺動自在に挿入されるバルブステム３４ｆとを備えている。バルブ本体３４ｄは、ゴム状弾性材製のシールリング３４ｈを介してバルブシート３４ｂに接離するようになっている。
また、バルブホルダ３４ａはフランジ付き有底筒形状で、筒状部３４ａ１が口部１４内周に嵌着され、フランジ部３４ａ４がシール部材３４ｉを介して容器の口部１４の開口端に密封接触している。底部３４ａ２によって開弁時のガイド軸３４ｅの移動を所定量に規制するようになっている。また、バルブホルダ３４ａの筒状部３４ａ１には、底部寄りの位置に容器内部と連通する通孔３４ａ３が設けられている。
【００３５】
ガイド軸３４ｅは、バルブ本体３４ｄの移動方向を軸方向に案内するもので、バルブホルダ３４ａ内周に軸方向に摺動自在に保持される。ガイド軸３４ｅ外周には液体燃料の流通を許容するための溝が複数設けられている。
バルブステム３４ｆは、バルブ３４ｃと一体的に設けられ、バルブ３４ｃのバルブ本体３４ｄから上方に突出連結部３１ａ内周に摺動自在に挿入されている。このバルブステム３４ｆの外周にも液体燃料の流通を許容するための溝が複数設けられている。バルブステム３４ｆの上端は閉弁状態でほぼ突出連結部３１ａの先端開口部付近に位置している。
【００３６】
次に、ソケット３０Ｓについて説明する。
このソケット３０Ｓは、バルブ１３２と、バルブ１３２を常時閉方向に付勢する付勢手段としてのスプリング１３３を有する弁機構部１３０を備えており、プラグ３０Ｐが連結されるとスプリング１３３のばね力に抗してバルブ１３２が開弁方向に移動する構成となっている。
【００３７】
弁機構部１３０は、燃料電池７０に設けられた装着孔７１内周に装着されるソケット部材１４０に組み付けられている。装着孔７１内周には円筒状のハウジング１４１が嵌合され、図示例ではソケット部材１４０はハウジング１４１を介して装着孔７１内周に固定されている。ソケット部材１４０は、装着孔７１の電池外側の開口部から内側に入り込んだ位置に固定されるもので、ハウジング１４１の開口部側の空間がプラグ３０Ｐの突出連結部３１ａが差し込まれる連結空間となっている。また、連結空間に面するハウジング１４１の内周には、連結突出部３１ａの外周に設けられた環状溝３１ｅに係合する環状凸部１４１ａが設けられている。
【００３８】
ソケット部材１４０の電池内部側の端面にはバルブシート１３１が設けられ、バルブ１３２がバルブシート１３１に対して電池内部側から接離自在となっており、スプリング１３２のばね力によってバルブシート１３１に対して所定の圧力で押し付けられ、通常は閉弁状態に保持されている。
【００３９】
バルブ１３２は、円板状のバルブ本体１３２ａと、バルブ本体１３２ａの下面から中心軸に沿って下方に延びるガイド軸１３２ｂと、バルブ本体１３２ａの上面中央から中心軸線に沿って上方に延び、ソケット部材１４０の貫通孔１４０ａを通して連結空間内に突出するバルブステム１３２ｃとを備えている。バルブステム１３２ｃ外周には、流路を構成する溝が多数設けられている。
また、ソケット部材１４０には、バルブステム１３２ｃを覆うように、弾性体ホルダとしてのゴムホルダ１４２が設けられている。ゴムホルダ１４２は、軸方向に伸縮自在で、プラグ３０Ｐが連結された際に、その先端が突出連結部３１ａの先端面に対して密封状態で接触し、シール状態で内側に流路を確保できるようになっている。
【００４０】
次に、上記構成の燃料電池用燃料カートリッジの使用方法について説明する。
この燃料電池用燃料カートリッジは、バッグ等に入れて携帯することを想定しており、燃料電池の燃料が無くなると、バッグから取り出して液体燃料を充填する。
剛性の高いカバー２０によって容器１１外周全体が覆われているので、バッグ等に収納して持ち歩いても、カバー２０によって容器１１が保護され、容器の破損等を防止することができる。
また、プラグ３０Ｐの弁機構部３４は常時閉状態となっているので、押し込みカバー部材２２を押しても弁機構部３４のバルブ３４ａがバルブシート３４ｂに押し付けられるだけで、弁機構部３４が閉弁状態に保持され、液体燃料が漏れることが無い。
携帯時には、プラグ３０Ｐがキャップ６０で覆われているが、仮にキャップ６０が外れていたとしても、プラグ３０Ｐの突出連結部３１ａの通路は細く、内部のバルブステム３４ｆが誤って押されるおそれは無い。
また、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａを内嵌合としているので、出っ張りがなく、バッグに収納した状態でも引っ掛かりにくく、また分解されにくい。
【００４１】
使用する際には、図１（Ｃ）に示すように、キャップ６０を外し、図２（Ａ），（Ｂ）に拡大して示すように、プラグ本体３１の突出連結部３１ａをソケット３０Ｓのハウジング１４１内周に差し込む。すると、ソケット３０Ｓ側のバルブステム１３２ｃが突出連結部７１の先端から通路３１ｂ内に進入し、プラグ３０Ｐ側のバルブステム３４ｆに突き当たり、バルブ３４ａがスプリング３４ｇのバネ力に抗して押し込まれバルブシート３４ｂから離れ開弁状態となる。
一方、ソケット３０Ｓ側の弁機構部１３０も、バルブ１３２がバルブステム１３２ｃによってスプリング１３３のバネ力に抗して押されてバルブシート１３１から離れて開弁する。
【００４２】
注入する際には、片手でカバー２０を握り、指で押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂを押し込む。押し込みカバー部材２２を押し込むと、容器１０の蛇腹部１５が中心軸Ｎ方向に収縮し、液体燃料が注出される。押し込み量は、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａ外周に設けられた終端ストッパ５０がカバー本体２１の開口端５１に当接した時点で規制されるので、一定量の液体燃料を正確に注出することができる。
この例では、蛇腹部１５を押し込みカバー部材２２で覆われる胴部１１の小径部１１ａに設けたので、蛇腹部１５が押し込みカバー部材２２によって直接圧縮され、蛇腹部１５を安定して伸縮させることができる。
【００４３】
次に、本実施の形態１の各種変形例について説明する。
以下の変形例の説明では、主として上記実施の形態１と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略するものとする。
図３は、変形例１を示している。
この変形例１は、容器の蛇腹部１５を押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａが嵌合する部分から離れた位置に設けたものである。すなわち、蛇腹部１５が、容器胴部１１の小径部１１ａではなく、カバー本体２１に収納される大径部１１ｂに設けられている。
このように、蛇腹部１５をスライド筒部２２ａから離れた位置に設ければ、スライド筒部２２ａがストロークしても、スライド筒部２２ａが嵌合している部分は変形しないので、容器１０の外周に蛇腹部１５の収縮分のスペースを設ける必要がなく、容積効率を可及的に大きくすることができる。
【００４４】
図４（Ａ），（Ｂ）は、この変形例１の、燃料電池との非接続時、すなわち未使用時に、押し込みカバー部材２２の摺動を規制するストッパとしてのストッパリング８０を装着したものである。図示例では、ストッパリング８０は、弾性変形可能の断面Ｃ字形状の部材で、伸長状態のカバー本体２１の開口端５１と押し込みカバー部材２２の終端ストッパ５０の間に露出するスライド筒部２２ａ外周に填め込まれている。
このストッパリング８０は、薄肉円筒を一部切断した構成で、使用する際には拡げて外し、未使用の際には再び填め込んで押し込みカバー部材２２を押せないようにする。着脱を容易にするために、適宜つまみを設けてもよい。
このようにすれば、不使用時に誤操作によって押し込みカバー部材２２を押し込んだとしても、容器１０の内圧上昇を防止することができる。
【００４５】
図４（Ｃ）乃至（Ｅ）も、燃料電池との非接続時、すなわち未使用時に、押し込みカバー部材２２の摺動を規制するものであるが、この例ではストッパとしてストッパ凸部８１を設けたものである。このストッパ凸部８１は、伸長状態のカバー本体２１の開口端５１に係合する位置に設けられ、開口端５１に係合して押し込めないようになっている。
一方、カバー本体２１には、周方向一箇所にスリット８２が設けられており、使用する際には、押し込みカバー部材２２を回転させてストッパ凸部８１をスリット８２位置に合わせ、ストロークさせるようになっている。
【００４６】
図５は、変形例１において、燃料電池カートリッジの不使用時はプラグ３０Ｐを覆っているキャップ６１を、使用時は押し込みカバー部材２２に係合させて容器１０を押し込む押圧部とするものである。
キャップ６１を押し込みカバー部材２２に係合してキャップ６１を介して押し込みカバー部材２２を押し込むようにしたものである。
【００４７】
この例では、カバー本体２１の端部が、始端ストッパ４１より底部側に延長され、押し込みカバー部材２２を覆うカバー延長部２１ｅが設けられている。このカバー延長部２１ｅの端部は伸長状態の押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂ位置まで延びており、そのままでは押し込みカバー部材２２を押し込みにくい構造となっている。
キャップ６１は、プラグ３０Ｐの連結突出部３１を覆う断面ハット形状のキャップ本体６２と、キャップ本体６２の開口端部に環状連結部６３を介して連結されプラグ３０Ｐの押さえキャップ３３外周にねじ係合するねじ筒部６４と、環状連結部６３からねじ筒部６４と反対方向に延びてキャップ本体６２を取り囲む外筒部６５と、を備えた構成となっている。
【００４８】
キャップ本体６２は、天板部６２ａと、天板部６２ａ周縁から円筒状に延びる内筒部６２ｂとを備え、内筒部６２ｂの端部がプラグ３０Ｐの押さえキャップ３３の上端に当接する。
ねじ筒部６４は円筒形状で、内周面にプラグ３０Ｐの押さえキャップ３３外周に設けられた雄ねじに係合するめねじが設けられている。また、ねじ筒部６４下端内周には僅かな内向き突起６４ａが設けられている。
外筒部６５は、キャップ本体６２の内筒部６２ｂと所定間隔を隔てて延びる円筒形状の部分で、上端が天板部６２ａと同じ高さまで延び、外周には、押し込みカバー部材２２に係合して押圧部とした場合のストローク規制用の終端ストッパとなるストッパリブ６５ａが、複数設けられている。
【００４９】
一方、押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂには、キャップ６１のねじ筒部６４の開口端部内周に係合する環状凸部２２ｃが設けられている。この環状凸部２２ｃの外周には、僅かな外向き突起２２ｄが設けられ、キャップ６１のねじ筒部６４下端内周に設けられた内向き突起６４ａと弾性的に係合するようになっている。
使用時には、キャップ６１を外し、キャップ３３のねじ筒部６４の開口端部を、押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂに突設された環状凸部２２ｃ外周に嵌合し、キャップ本体６２の天板部６２ａを押圧部として押圧する。
【００５０】
押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａは、全長にわたってカバー本体２１の内周に没入しているので、終端ストッパは設けられておらず、キャップ６１の外に設けられたストッパリブ６５ａがカバー本体２１のカバー延長部２１ｅの端部に当接して押し込みストロークが規制される。
図示例では、キャップ６１を押し込みカバー部材２２に係合させているが、押し込みカバー部材を無くして、容器１０の底部１２に係合させて直接容器１０を押し込むようにしてもよい。
【００５１】
図６は、変形例２を示している。
この変形例２は、カバー２０の押し込みカバー部材２２を口部１４側に設けた例である。
カバー本体２１は、容器１０の底部１２側から胴部１１を覆う胴部カバー部２１ａを有する構成で、押し込みカバー部材２２は容器１０の口部１４側を覆いカバー本体２１の胴部カバー部２１ａに対して摺動自在に嵌合するスライド筒部２２ａを有する構成となっている。
すなわち、カバー本体２１は、胴部カバー部２１ａと、底部１２を覆う底部カバー部２１ｆを有する構成となっている。また、押し込みカバー部材２２は、スライド筒部２２ａと、肩部１３を覆う肩部カバー部２２ｅと、肩部カバー部２２ｅから筒状に突出して口部１４を覆う口部カバー部２２ｆとを有する構成となっている。
【００５２】
スライド筒部２２ａはカバー本体２１の胴部カバー部２１ａ内周に嵌合する内嵌合構造で、胴部１１の小径部１１ａが口部１４側に位置し、この小径部１１ａに蛇腹部１５が設けられている。
押し込みカバー部材２２を口部１４側に設けた場合には、カバー本体２１を握った状態で、燃料電池に向けて押すことで、相対的に押し込みカバー部材２２がカバー本体２１に押し込まれ、蛇腹部１５が収縮して所定量の液体を注出することができる。
【００５３】
図７は、変形例３を示している。
この変形例３は、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａを、カバー本体２１の胴部カバー部２１ａ外周に嵌合する外嵌合構成とした例である。
図示例の場合、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａの中途部を絞って段付き構成となっており、この段部をカバー本体２１の胴部カバー部２１ａの開口端と軸方向に対向させて終端ストッパ５０としている。
このようにすれば、カバー本体２１の胴部カバー部２１ａの内周側にスライド筒部２２ａが嵌合するスペースが不要となるので、実施の形態１よりも容積効率がよくなる。図示例では、蛇腹部１５の外径が容器の胴部１１の外径と同じに設定されているが、蛇腹部１５が小径となっていてもよい。小径となっている場合でも、小径部の長さは蛇腹部１５分だけですみ、実施の形態１よりも容積効率がよくなる。
また、この変形例３では、胴部カバー部２１ａの外周とスライド筒部２２ａの内周に、押し込みカバー部材２２の最伸張位置において、軸方向に互いに係合する始端ストッパ４１，４２が突設されている。図示例では、胴部カバー部２１ａ側の始端ストッパ４１は胴部カバー部２１ａの開口端部外周に設けられ、スライド筒部２２ａ側の始端ストッパ４２はスライド筒部２２ａの挿入方向先端部内周に設けられている。
【００５４】
図８は、変形例４を示している。
この変形例４は、変形例３において、変形例１と同様に、蛇腹部１５を押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａが嵌合する部分から離れた位置に設けたものである。すなわち、蛇腹部１５が、小径部１５ａではなく、カバー本体２１に収納される大径部２１ｂに設けられている。
スライド筒部２２ａがストロークしても嵌合している部分は同じ位置関係で移動し、容器１０の外周に蛇腹部１５の収縮分のスペースを設ける必要がないので、容積効率を可及的に大きくすることができる。
【００５５】
図９は、本発明の実施例の形態２に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
この燃料カートリッジ２０１は、液体燃料が収納される可撓性の容器２１０と、容器２１０外周を覆って容器２１０を保護する高剛性のカバー２２０とを備え、容器２１０の口部２１３には燃料電池に接続されて燃料を充填するための接続具としてのプラグ２３０Ｐが設けられている。
【００５６】
この実施の形態２では、容器２１０は前後に扁平で縦長の有底四角筒形状で、四角筒形状の胴部２１１と、胴部２１１下端の底部２１２と、胴部２１１上端の肩部２１３とを有し、肩部２１３の中央から口部２１４が上方に突出する構成となっている。
容器２１０の胴部２１１には全長にわたって中心軸N方向に伸縮する伸縮自在の部位である蛇腹部２１５が設けられている。蛇腹部２１５は胴部２１１の全長ではなく、部分的に設けてもよいが、全長に設けることで、収縮時に胴部に作用する応力を胴部全体に均一に分散することができる。
蛇腹部２１５は、大径の山部２１６と、小径の谷部２１７が中心軸N方向に交互に繰り返される形状で、図示例では山部２１６の形状が三角形状となっている。もっとも、蛇腹部２１５の形状としては、三角形状に限定されるものではなく、例えば台形状や連続した円弧状といった中心軸方向に伸縮する種々の形状とすることができる。
【００５７】
カバー２２０は、複数のカバー部材として、容器２１０の口部２１４側から胴部２１１を覆う胴部カバー部２１１ａを有するカバー本体２２１と、容器２１０の底部２１２側を覆いカバー本体２２１の胴部カバー部２２１ａに対して摺動自在に嵌合するスライド筒部２２２ａを有する押し込みカバー部材２２２とを備えた構成となっている。
この実施の形態２では、実施の形態１と異なり、液体燃料の充填時にカバー本体２２１を握るのではなく、カバー本体２２１には指掛け部２２９，２２９が左右に張り出しており、この指掛け部２２９，２２９に人差し指と中指を掛け、注射器のように、親指で押し込みカバー部材２２２を押し込むようになっている。
カバー本体２２１は、下端部が開いた中空直方体形状で、四角筒形状の胴部カバー部２２１ａと、容器２１０の肩部２１３を覆う肩部カバー部２２１ｂと、この肩部カバー部２２１ｂから筒状に突出して容器２１０の口部２１３を覆う口部カバー部２１１ｃとを備えている。
また、胴部カバー部２２１ａの左右の側壁２２８，２２８間の間隔は容器２１０の胴部２１１の左右幅よりも大きく、側壁２２８，２２８と容器２１０の左右側面との間には隙間が設けられている。そして、左右の側壁２２８，２２８外側面の下端部に、上記指掛け部２２９，２２９が設けられている。
押し込みカバー部材２２２は、スライド筒部２２２ａの下端が底壁２２２ｂによって閉塞され上端部が開放された直方体形状で、スライド筒部２２２ａに容器２１０の下半部が挿入され、容器２１０の底部２１２が底壁２２２ｂに当接している。
【００５８】
また、胴部カバー部２２１ａの内周とスライド筒部２２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２２の最伸張位置において、軸方向に互いに係合する始端ストッパ２４１，２４２が突設されている。図示例では、実施の形態１と同様に、胴部カバー部２２１ａ側の始端ストッパ２４１は胴部カバー部２２１ａの開口端部内周に設けられ、スライド筒部２２２ａ側の始端ストッパ２４２はスライド筒部２２２ａの挿入方向先端部外周に設けられている。自由状態では、蛇腹部２１５の弾性復元力によって始端ストッパ２４１，２４２が係合する位置まで伸張しており、容器２１０の底部２１２は押し込みカバー部材２２２の底壁２２２ｂに当接している。この始端ストッパ４１，４２によって押し込みカバー部材２２２の抜け止め機構としても機能する。この始端ストッパ２４１，２４２の係合面も９０°で係合し、容易に抜けないようになっている。また、先端部は傾斜面となっており、組み立て時の挿入は容易となるようになっている。
【００５９】
一方、スライド筒部２２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２２の押し込み量、すなわち容器２１０の蛇腹部２１５の収縮量を所定量に規制する終端ストッパ２５０が突設されている。この終端ストッパ２５０は、スライド筒部２２２ａを外周側に部分的に張り出しカバー本体２２１の開口端と軸方向に対向するようになっており、カバー本体２２１の開口端に係合して押し込みカバー部材２２２の押し込み量を規制するようになっている。
プラグ２３０Ｐの構成については、実施の形態１のプラグ３０Ｐと同一の構成なので、同一の構成部分については、同一の符号を付して、説明は省略するものとする。
【００６０】
次に、上記構成の燃料電池用燃料カートリッジの使用方法について説明する。
スクイズ時には、図９（Ｄ）に示すように、押し込みカバー部材２２２をカバー本体２２１内に押し込む。容器２１０の胴部２１１は、押し込みカバー部材２２２の底壁２２２とカバー本体２２１の肩部カバー部２２１ｂとの間で圧縮され、液体燃料が注出される。押し込み量は、押し込みカバー部材２２２に設けられた終端ストッパ２５０がカバー本体２２１の下端部に当接した時点で規制されるので、一定量の液体燃料を注出することができる。
押し込む際には、カバー本体２２１の側壁２２８，２２８から張り出す指掛け部２２９，２２９に指を掛けて支持することにより、容易に押し込むことができる。
【００６１】
図１０，図１１は本発明の実施の形態３に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
この燃料電池用燃料カートリッジ３０１は、液体燃料が収納される可撓性の容器３１０と、この容器３１０外周を覆って容器３１０を保護する高剛性のカバー３２０と、を備え、容器３１０の口部３１３には燃料電池に接続して燃料を充填するための接続具としてのプラグ３３０Ｐが設けられている。
この実施の形態３では、容器３１０の胴部３１１に、中心軸Ｎと直交する方向に伸縮自在の部位である蛇腹部３１５が設けられ、カバー３２０は、容器３１０の胴部３１１において蛇腹部３１５の伸縮方向に相対移動自在に組みつけられる２つのカバー部材としての、カバー本体３２１と、押し込みカバー部材３２２とによって構成されている。
【００６２】
容器３１０は前後に扁平な縦長の中空構造で、胴部３１１と、胴部３１１下端の底部３１２と、胴部３１１上端の肩部３１３とを備え、肩部３１３の中央に上方に突出する口部３１４が設けられている。
蛇腹部３１５は、胴部３１１の一方の側面３１１ａから中心軸N付近まで設けられている。図示例では、上下方向に延びる複数の縦溝３１５ａが、胴部３１１の前面３１１ｂおよび背面３１１ｃに、中心軸Ｎに対して直交方向に所定ピッチでもって設けられている。縦溝３１５ａは、側面３１１ａに近い方が深く、中心軸Ｎに近づくにつれて浅くなっている。
【００６３】
カバー３２０のカバー本体３２１は、一方の側壁が開いた前後に扁平な中空の直方体形状の箱体で、四角筒形状の胴部カバー部３２１ａと、容器の肩部を覆う肩部カバー部３２１ｂと、底部を覆う底部カバー部３２１ｃと、容器３１０の口部３１４を覆う口部カバー部３２１ｄとを備えている。
胴部カバー部３２１ａの一方の側壁に開口部３２９が設けられ、この開口部３２９を覆うように押し込みカバー部材３２２が装着されている。
押し込みカバー部材３２２は、その下端部がカバー本体３２１の開口部３２９の下端縁の枢支部３２９ａを中心にして回動自在に取り付けられ、押し込みカバー部材３２２の自由端部が容器３１０の側面３１１ａを中心に向かって押圧する構成となっている。
なお、特に図示していないが、押し込みカバー部材３２２は開口部３２９から外側に抜け出るのを規制する抜け止め手段が適宜設けられる。
プラグ３３０Ｐの構成については、実施の形態１のプラグ３０Ｐと同一の構成なので、同一の構成部分については、同一の符号を付して、説明は省略する。
【００６４】
次に、上記構成の燃料電池用燃料カートリッジの使用方法について説明する。
スクイズ時には、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、押し込みカバー部材３２２をカバー本体３２１内に押し込み、容器３１０の胴部３１１の側面を、容器中央に向かって圧縮し、液体燃料を注出する。
押圧操作を止めると、蛇腹部３１５の弾性復元力によって押し込みカバー部材３２１が初期状態まで自動的に復帰する。また、容器３１０は押し込みカバー部材３２２とカバー本体３２１によって全周的に覆われるので、容器３１０を適切に保護することができる。
この実施の形態３の場合には、実施の形態１，２と異なり、容器３１０の中心軸Ｎに対して直交方向に押し込む構成なので、カバーを握るだけで、液体燃料を注出することができる。
なお、蛇腹部３１５の伸縮方向は中心軸Ｎと直交する方向に限らず、たとえば、図１１（Ｃ）に示すように、押し込みカバー部材３２２の回動方向に合わせて、中心軸Ｎと直交する方向に対して傾けた構成としてもよく、要するに中心軸Ｎと交差する方向に伸縮する構成であればよい。
【００６５】
図１２，図１３は本発明の実施の形態４に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
この燃料電池用燃料カートリッジ４００は、液体燃料が収納される可撓性の容器４１０と、容器４１０の口部４１３には燃料電池に接続して燃料を充填するための接続具としてのプラグ４３０Ｐと、を備えたもので、上記した各実施の形態と異なり容器を覆うカバーが設けられていない。
【００６６】
容器４１０は有底円筒形状で、中空円筒状の胴部４１１と、胴部４１１下端を閉塞する底部４１２と、胴部４１１上端を絞った肩部４１３と、肩部４１３から上方に突出する円筒状の口部４１４とを備えた構成となっており、この実施の形態では、胴部４１１の底部よりの部分に弾力性を有する伸縮自在の部位である蛇腹部４１５が設けられている。蛇腹部４１５は、
底部４１２から口部４１４に向けて中心軸N方向に押し込まれる構成となっている。
容器４１０の材質は、一種または複数種をブレンドしたポリエステル系樹脂より構成される単層または多層の容器が用いられる。たとえば、ＰＥＴ，ＰＥＮ，ＰＥＴとＰＥＮをブレンドした単層構造のものが適用可能である。
容器の成型方法は、１軸又は２軸の延伸ブロー成形による。
【００６７】
プラグ４３０Ｐは、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池７０と接続した際に開弁する弁機構部３４が設けられている。実施の形態１と異なり、カバーに対してプラグ４３０Ｐを固定する押さえキャップ３３が不要なので、プラグ本体３１が容器４１０の口部４１４に固定されているだけである。
プラグ本体３１及び弁機構部３４の構成及び作用は、実施の形態１と全く同様なので、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
使用する際には、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、プラグ３０Ｐの突出連結部３１ａを燃料電池のソケット３０Ｓに差し込み、プラグ３０Ｐの弁機構部３４及びソケット３０Ｓの弁機構部１４０を開弁し、容器４１０の底部４１２を押し込むことによって蛇腹部４１５を収縮させて内部の液体燃料を燃料電池７０内に注出する。
【００６８】
なお、上記実施の形態では、実施の形態１乃至３のように、カバーによって容器全体を覆うものと、実施の形態４に示すようなカバーの無い容器のみの構成について説明したが、カバーによって容器を覆う場合には、必ずしも容器全体を覆う必要はなく、容器の一部を覆うような構成でもよい。
また、伸縮自在の部位として蛇腹機構を例にとって説明したが、蛇腹構造である必要はなく、伸縮する構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）はキャップを外した状態の正面図、同図（Ｂ）は正面断面図、同図（Ｃ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図、同図（Ｄ）は同図（Ａ）の上面図である。
【図２】図２（Ａ），（Ｂ）は、図１のカートリッジのプラグと燃料電池側のソケットによって構成されるカップラーの非連結状態、連結状態の説明図である。
【図３】図３は図１の実施の形態１の変形例１に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図４】図４（Ａ）は図３の燃料電池用燃料カートリッジに用いられる不使用時のストッパの構成例を示す説明図、同図（Ｂ）はストッパ装着状態の部分正面図、同図（Ｃ）乃至（Ｅ）はストッパの他の態様を示す説明図である。
【図５】図５は図３の燃料電池用燃料カートリッジのさらなる変形例を示すもので、同図（Ａ）はキャップ装着状態の正面断面図、同図（Ｂ）はキャップを押し込みカバー部材に装着した状態の正面断面図、同図（Ｃ）はキャップを用いて押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図６】図６は図１の実施の形態１の変形例２に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図７】図７は図１の実施の形態１の変形例３に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図８】図８は図１の実施の形態１の変形例４に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態２に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は平面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図、同図（Ｄ）はスクイズ時の断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態３に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面縦断面図、同図（Ｂ）は側面縦断面図、同図（Ｃ）は横断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は図７の燃料カートリッジのスクイズ時の正面縦断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の横断面図、図１１（Ｃ）は蛇腹部の伸縮方向が異なる例を示す半縦断面図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態４に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は燃料充填状態の正面断面図である。
【図１３】図１３（Ａ），（Ｂ）は、図１２のカートリッジのプラグと燃料電池側のソケットによって構成されるカップラーの非連結状態、連結状態の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 燃料電池用燃料カートリッジ
１０ 容器
１１ 胴部、１１ａ 小径部
１２ 底部
１３ 肩部
１４ 口部
１４ａ 環状凸部
１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）、１６ 山部、１７ 谷部
２０ カバー
２１ カバー本体
２１ａ 胴部カバー部
２１ｂ 肩部カバー部
２１ｃ 口部カバー部
２１ｄ 環状溝
２１ｅ カバー延長部
２１ｆ 底部カバー部
２２ 押し込みカバー部材
２２ａ スライド筒部
２２ｂ 底部カバー部
２２ｃ 環状凸部
２２ｄ 外向き環状突起
２２ｅ 肩部カバー部
２２ｆ 口部カバー部
３０Ｐ プラグ（接続具）
３１ プラグ本体
３１ａ 突出連結部、３１ｂ 流路、３１ｃ 基部、３１ｄ 段差部、３１ｅ 環状溝
３３ 押さえキャップ
３３ａ 小径ホルダ、３３ｂ 大径ホルダ
３４ 弁機構部、
３４ａ バルブホルダ
３４ｂ バルブシート
３４ｃ バルブ
３４ｄ バルブ本体
３４ｅ ガイド軸
３４ｆ バルブステム
３４ｇ スプリング
３４ｈ シールリング
３０Ｓ ソケット
１３０ 弁機構部
１３１ バルブシート
１３２ バルブ
１３２ａ バルブ本体
１３２ｂ ガイド軸
１３２ｃ バルブステム
１３３ スプリング
１４０ ソケット部材、１４０ａ 貫通孔
１４１ ハウジング，１４１ａ 環状凸部
１４２ ゴムホルダ
４１，４２ 始端ストッパ
５０ 終端ストッパ
５１ 開口端
６０ キャップ
７０ 燃料電池
７１ 装着孔
８０ ストッパリング
８１ ストッパ凸部
８２ スリット
６１ キャップ
６２ キャップ本体、６２ａ 天板部、６２ｂ 内筒部
６３ 環状連結部
６４ ねじ筒部、６４ａ 内向き環状突起
６５ 外筒部、６５ａ ストッパリブ
２０１ 燃料カートリッジ
２１０ 容器
２１１ 胴部、２１２ 底部、２１３ 肩部、２１４ 口部
２１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）、２１６ 山部、２１７ 谷部
２２０ カバー
２２１ カバー本体
２２１ａ 胴部カバー部
２２１ｂ 肩部カバー部
２２１ｃ 口部カバー部
２２２ 押し込みカバー部材
２２２ａ スライド筒部
２２２ｂ 底部カバー部
２２８ 側壁
２２９ 指掛け部
２３０Ｐ プラグ
２４１，２４２ 始端ストッパ
２５０ 終端ストッパ
Ｎ 中心軸
３０１ 燃料カートリッジ
３１０ 容器
３１１ 胴部
３１１ａ 側面、３１１ｂ 前面、３１１ｃ 背面
３１２ 底部
３１３ 肩部
３１４ 口部
３１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）
３１５ａ 縦溝
３２０ カバー
３２１ カバー本体
３２１ａ 胴部カバー部
３２１ｂ 肩部カバー部
３２１ｃ 底部カバー部
３２１ｄ 口部カバー部
３２２ 押し込みカバー部材
３２９ 開口部
３２９ａ 枢支部
３３０Ｐ プラグ
４００ 燃料電池用燃料カートリッジ
４１０ 容器
４１１ 胴部
４１２ 底部
４１３ 肩部
４１４ 口部
４１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）
４３０Ｐ プラグ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に液体燃料を補給するための燃料カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のこの種の燃料電池用燃料カートリッジとしては、たとえば、特許文献１に記載のようなものが知られている。この燃料カートリッジは、液体燃料が収納される収縮性を有する第１の容器と、この第1の容器を内部に収納する剛性を有する第２の容器とを備えた構成となっている。第２の容器には先細の注出口が設けられ、注出口を下に向けて燃料電池の燃料タンクに通じる装着口に装着し、第１の容器と燃料タンクとを連通して、燃料を第１の容器から燃料タンクに補給するようになっていた。第１の容器から燃料が流出すると容器内が負圧になるが、第１の容器に収縮性を持たせているので、燃料を注出した分だけ容器が収縮し、容器内部に発生する負圧が解消されるようになっている。
【０００３】
しかし、上記した従来の燃料カートリッジは、第１の容器が高剛性の第２の容器内に収納されているので、第１の容器および第１の容器に収容される液体燃料の保護を図れ、またカートリッジの構造を簡素化できて液体燃料の供給も安定して行えるものの、第１の容器を手で直接押圧操作できず、第１の容器の収縮性にばらつきが生じた場合には液体燃料が注出しにくくなるという問題があり、これらの容器を含むカートリッジを安定して大量生産するには未だ改善の余地があった。
【特許文献１】特開２００５−７１７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、容器に収納された液体燃料を、手動によって安全かつ簡便に注出できる新規な構成の燃料電池用燃料カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本請求項１に係る発明にあっては、燃料電池用の液体燃料が収納される可撓性の容器と、
前記容器の口部には燃料電池に接続されて燃料を充填するための接続具が設けられた燃料電池用燃料電池カートリッジであって、
前記容器の少なくとも一部には伸縮自在の部位が設けられ、
前記接続具には、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池と接続した際に開弁する弁機構部が設けられていることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に係る発明は、前記容器は、オレフィン系樹脂より構成される単層の容器、または一種または複数種のオレフィン系樹脂より構成される多層の容器であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、前記容器は、ポリエステル系樹脂より構成される単層の容器、またはポリエステル系樹脂を含む一種または複数種のポリエステル系樹脂より構成される多層の容器であることを特徴とする。
請求項４に係る発明は、前記容器は、多層構造を有し、少なくとも一層はオレフィン系樹脂よりなる層で構成され、少なくとも一層はポリエステル系樹脂よりなる層で構成され、これらを積層した多層構造の容器であることを特徴とする。
【０００７】
請求項５に係る発明は、前記容器の外周の少なくとも一部は、該容器を保護するカバーによって覆われていることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、容器は有底筒形状で、筒状の胴部に伸縮自在の部位が設けられ、カバーは、複数のカバー部材として、容器の口部側と底部側のいずれか一方側から胴部を覆う胴部カバー部を有するカバー本体と、容器の口部側と底部側の他方側を覆い前記カバー本体の胴部カバー部に対して摺動自在に嵌合するスライド筒部を有する押し込みカバー部材とを備えた構成としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項７に係る発明は、前記カバー部材と前記押し込みカバー部材の少なくとも一方に、前記押し込みカバーを押し込んで伸縮自在の部位を伸縮させる際の前記押し込みカバー部材の押し込みストローク量を規制するストローク規制部材が設けられていることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、前記押し込みカバー部材の押し込みストロークの始端もしくは終端および始端と終端のそれぞれにストローク規制部材が設けられていることを特徴とする。
請求項９に係る発明は、燃料電池との非接続時に、前記押し込みカバー部材の摺動を規制するストッパーが設けられていることを特徴とする。
【０００９】
請求項１０に係る発明は、押し込みカバー部材は底部側を覆う構成となっていることを特徴とする。
請求項１１に係る発明は、押し込みカバー部材は口部側を覆う構成となっていることを特徴とする。
【００１０】
請求項１２に係る発明は、容器の伸縮自在の部位は少なくとも押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分に設けられていることを特徴とする。伸縮自在の部位がスライド筒部より長い場合も含まれるし、容器の胴部が全部伸縮自在の場合も含まれる。 請求項１３に係る発明は、容器の伸縮自在の部位は少なくとも押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分から離れた位置に設けられていることを特徴とする。
【００１１】
請求項１４に係る発明は、燃料電池カートリッジの不使用時は接続具を覆い、使用時は容器又は押し込みカバー部材に係止して容器を押し込む押圧部となるキャップが設けられていることを特徴とする。
【００１２】
請求項１５に係る発明は、容器の胴部には中心軸と交差する方向に伸縮自在の部位が設けられ、カバーは、容器の胴部において伸縮自在の部位の伸縮方向に相対移動自在に組みつけられる２つのカバー部材によって構成されることを特徴とする。
請求項１６に係る発明は、伸縮自在の部位に、蛇腹機構が用いられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明によれば、燃料電池に接続具を接続し、容器の伸縮自在の部位を収縮させることで、液体燃料を燃料電池に充填することができる。
接続具には、自由状態では常時閉状態で、燃料電池に接続した際に開弁する弁機構部を設けているので、燃料電池に接続していない状態で、液体燃料が漏れるおそれがない。
【００１４】
請求項２に係る発明によれば、容器にオレフィン系樹脂を用いることにより、小さい押圧力で液体燃料を燃料電池に補給することができる。
なおここで、本明細書において特段の断りのない限り、オレフィン系樹脂とは、ポリエチレン、ポリプロピレンといった通常使われる樹脂、および目的等に応じてオレフィン系樹脂同士をブレンドした樹脂を総称するものとする。
請求項３に係る発明によれば、容器にＰＥＴ等のポリエステル系樹脂を用いることにより、内容物に対する耐透過性に優れた強度の高い容器が得られる。
なおここで、本明細書において特段の断りのない限り、ポリエステル系樹脂とは、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートといった通常使われる樹脂、および目的等に応じてポリエステル系樹脂同士をブレンドした樹脂を総称するものとする。
請求項４に係る発明によれば、ポリエステル系樹脂とオレフィン系樹脂との多層構成とすることにより、内容物に対する耐透過性に優れ小さい押圧力で液体燃料が補給可能なバランスのよい容器を得ることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明によれば、カバーによって容器を保護することができ、容器の破損等を防止することができる。
請求項６に係る発明によれば、胴部に伸縮自在の部位を設け、胴部を覆うカバー本体に対して押し込みカバー部材を押し込んで伸縮自在の部位を圧縮する構成としたので、液体燃料を効率よく注出することができる。
【００１６】
請求項７に係る発明によれば、ストローク規制部材によって、液体燃料の過剰な流出が防止され、燃料電池の電解質膜が保護される。
請求項８に係る発明によれば、ストロークの始端にもストローク規制部材を設けることにより、高温環境下に曝されて容器の内圧が上昇し容器が膨張しても、押し込みカバー部材が抜け出ることが防止される。また始端と終端の両方にストローク規制部材を設けることにより上記の利点の双方を得ることができる。
【００１７】
請求項９に係る発明によれば、非接続時のストッパを設けることにより、不使用時の誤操作による容器内圧上昇等の誤操作を防止することができる。
【００１８】
請求項１０に係る発明によれば、押し込みカバー部材を底部側に設ければ、液体燃料充填時に片手でカバー本体を握りながら、指で押し込みカバー部材を押し込むことにより、簡単に充填することができる。
請求項１１に係る発明のように、押し込みカバー部材を口部側に設けた場合には、カバー本体を握った状態で、燃料電池に向けて押すことで、相対的に押し込みカバー部材がカバー本体に押し込まれ、液体燃料の充填時の力が入れやすい。
【００１９】
請求項１２に係る発明によれば、伸縮自在の部位を押し込みカバー部材で覆われる部分に設けたので、伸縮自在の部位が押し込みカバー部材によって直接圧縮され、伸縮自在の部位を安定して伸縮させることができる。
請求項１３に係る発明によれば、伸縮自在の部位をスライド筒部から離れた位置に設けたので、スライド筒部がストロークしても嵌合している部分は同じ位置関係で移動しスライド筒部がカバー本体内周に入り込まず、容器の容積を大きくすることが可能となり、容積効率がよい。また、胴部の全面を伸縮自在とした場合は、１回毎のストロークを大きくすることができ、１回あたりの吐出量を増やすことができる。
【００２０】
請求項１４に係る発明によれば、キャップの紛失を防止することができる。
また、カバーをカバー本体のみで構成し、キャップを押し込みカバー部材としても使用することができる。
【００２１】
請求項１５に係る発明によれば、容器の胴部には中心軸と交差する方向に伸縮自在の部位を設け、カバーを伸縮方向に相対移動自在に組みつけられる２つのカバー部材によって構成したので、カバーを握るだけで充填することができる。
請求項１６に係る発明によれば、伸縮自在の部位を蛇腹機構としたので、コンパクトな構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の実施の形態１に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
すなわち、図１に示すように、この燃料電池用燃料カートリッジ１は、液体燃料が収納される可撓性の容器１０と、この容器１０外周を覆って容器１０を保護する高剛性のカバー２０と、を備え、容器１０の口部には燃料電池に接続して燃料を充填するための接続具としてのカップラーのプラグ３０Ｐが設けられている。
容器１０には弾力性を有する伸縮自在の部位である蛇腹機構を構成する蛇腹部１５が設けられ、カバー２０は、蛇腹部１５を伸縮させる方向に相対移動可能に連結された複数のカバー部材としてのカバー本体２１と押し込みカバー部材２２とによって構成されている。
液体燃料としては、メタノール，ホルムアルデヒド，ギ酸，エタノール，アセトアルデヒド，酢酸，ブタン，ボロンハイドライド等、燃料電池の燃料として利用可能な各種液体燃料が使用可能である。
【００２３】
容器１０は有底円筒形状で、中空円筒状の胴部１１と、胴部１１下端を閉塞する底部１２と、胴部１１上端を絞った肩部１３と、肩部１３から上方に突出する円筒状の口部１４とを備えた構成となっている。
容器の材料としては、液体燃料に応じて適宜選定されるが、この実施の形態では軟質のオレフィン系の樹脂材が使用される。一種または複数種のオレフィン系樹脂より構成してもよいし、一種または複数種をブレンドしたポリエステル系樹脂より構成される単層または多層の容器でもよい。
なお、この実施の形態では、容器１０は多層構造を有しており、層構成としては、内容物の耐透過性、内容物への不純物溶出防止、容器としての操作性などを考慮し、外側より順に、ポリプロピレン（ＰＰ）／リプロ／線状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）／環状ポリオレフィン／線状低密度ポリエチレン（Ｌ−ＬＤＰＥ）／高密度ポリエチレンと線状低密度ポリエチレンとのブレンド（ＨＤＰＥ＋Ｌ−ＬＤＰＥ）との多層構造となっているが、本発明においてはこの層構成に限定されるものではない。また、これら各層の厚みなどについては、内容物の特性、充填量、操作条件等を考慮し、適宜設定することができる。
単層の場合は、不純物溶出性を考慮し、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）単体やＨＤＰＥ＋Ｌ−ＬＤＰＥ（線状低密度ポリエチレン）をブレンドしたものが好適に用いられる。
多層の場合は、ＣＯＣ（環状ポリオレフィン）樹脂を中間層に用いて内容物に対する透過性を向上させるとともに内外層をオレフィン系樹脂（ＨＤＰＥ）で構成することが望ましい。また口部はプラグ３０Ｐが装着されるため、変形しないことが望ましい。
また、ポリエステル系樹脂を用いる場合は、内容物の耐透過性に優れ、剛性が高く、容器の大量生産にも向いているため、本発明における容器として好適に用いられる。なお、ポリエステル系樹脂におけるポリエチレンテレフタレート樹脂は、その生成過程においてアンチモンやゲルマニウムといった金属触媒が用いられているが、本発明においては、内容物への不純物溶出防止の観点からチタン系触媒を用いて生成されたポリエチレンテレフタレート樹脂を使用することが望ましい。
【００２４】
容器１０は、押し込みカバー部材２２によって、底部１２が口部１４に向けて押し込まれる構成で、容器１０の胴部１１には、その底部側の部分に蛇腹部１５が設けられている。この蛇腹部１５は、押し込みカバー部材２２によって押し込まれる方向、すなわち、胴部１１の中心軸Ｎ方向に伸縮自在となっている。
【００２５】
蛇腹部１５は、大径の山部１６と、小径の谷部１７が交互に繰り返される形状で、図示例では山部１６の形状が三角形状となっている。もっとも、蛇腹部１５の形状としては、三角形状に限定されるものではなく、例えば台形状や連続した円弧状といった中心軸方向に伸縮する種々の形状とすることもできる。蛇腹部１５は自由状態では伸張状態で、押し込みカバー部材２２を押し込むことによって収縮し、押し込み力が作用しないと伸長状態に弾性復帰する。
【００２６】
カバー２０は、容器１０の口部１４側と底部１２側のいずれか一方、この例では口部１４側から胴部１１を覆う胴部カバー部２１ａを有するカバー本体２１と、容器１０の底部１２を覆いカバー本体２１の胴部カバー部２１ａに対して摺動自在に嵌合するスライド筒部２２ａを有する押し込みカバー部材２２とを備えた構成となっており、液体燃料の充填時にカバー本体２１を握って押し込みカバー部材２２を片手で押し込み可能となっている。
カバー本体２１は、上記胴部カバー部２１ａと、この胴部カバー部２１ａの上端から肩部を覆う肩部カバー部２１ｂと、口部１４を覆う筒状の口部カバー部２１ｃと、を備えている。口部カバー部２１ｃは、口部１４に対して抜けないように固定されている。
【００２７】
胴部カバー２１ａは、円筒形状で容器１０の胴部１１の肩部から底部１２付近まで延びている。肩部カバー部２１ｂは胴部カバー部２１ａの上端から内向きに環状に延びて肩部１３を覆い、口部カバー部２１ｃは肩部カバー部２１ｂの内径端から口部外周に沿って上方に筒状に突出している。
容器の口部１４外周には、上下２箇所に環状凸部１４ａが設けられ、一方、カバー本体２１の口部カバー部２１ｃには、環状凸部１４ａが嵌合する環状溝２１ｄが設けられ、軸方向に抜けないように固定されている。口部１４と口部カバー２１ｃとの固定は、ねじ係合でもよいが、分解防止の観点では嵌合固定が望ましい。
【００２８】
一方、押し込みカバー部材２２は容器１０の底部１２側を覆う構成で、容器の底部１２を覆う底部カバー部２２ｂと、底部カバー部２２ｂの外径端から上方に向かって延びる円筒形状のスライド筒部２２ａと、を備えており、容器１０の底部１２が底部カバー部２２に当接している。
この押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａは、カバー本体２１の胴部カバー部２１ａ内周に嵌合する内嵌合構成となっている。
スライド筒部２２ａが内嵌合構成となっているので、スライド筒部２２ａとの干渉を避けるために、容器１０の胴部１１は、スライド筒部２２ａに対応してスライド筒部２２ａのスペース分だけ、底部１２寄りの部分が絞られて小径部１１ａとなっている。この例では、この小径部１１ａに蛇腹部１５が設けられており、小径部１１ａの長さは、スライド筒部２２ａの長さに蛇腹部１５を加えた長さに設定されている。
【００２９】
また、胴部カバー部２１ａの内周とスライド筒部２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２の最伸張位置において、軸方向に互いに係合する始端ストッパ４１，４２が突設されている。図示例では、胴部カバー部２１ａ側の始端ストッパ４１は胴部カバー部２１ａの開口端部内周に設けられ、スライド筒部２２ａ側の始端ストッパ４２はスライド筒部２２ａの挿入方向先端部外周に設けられている。自由状態では、蛇腹部１５の弾性復元力によって始端ストッパ４１，４２が係合する位置まで伸張しており、容器１０の底部１２は押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂに当接している。
この始端ストッパ４１，４２は押し込みカバー部材２２の抜け止め機構としても機能するもので、始端ストッパ４１，４２の係合面は９０°で係合し、容易に抜けないようになっている。また、組立を可能とするために、挿入方向の先端部は傾斜面となっている。この始端ストッパ４１，４２によって、カートリッジが高温環境下に曝され容器の内圧が上昇し容器が変形しても、押し込みカバー部材２２が抜け出ることが防止される。
【００３０】
一方、スライド筒部２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２を押し込んで蛇腹部１５を収縮させる際の押し込みカバー部材２２の押し込みストローク量、すなわち容器１０の蛇腹部１５の収縮量を所定量に規制するストローク規制部材としての終端ストッパ５０が突設されている。この終端ストッパ５０は、スライド筒部２２ａを外周側に厚肉に張り出して胴部カバー部２１ａの開口端５１と軸方向に対向するようになっており、胴部カバー部２１ａの開口端５１に係合して押し込みカバー部材２２の押し込み量を規制するようになっている。
したがって、この実施の形態では、押し込みカバー部材２２の押し込みストロークの始端と終端が、始端ストッパ４１，４２と終端ストッパ５０によって一定のストローク量に規制され、一回の押し込みによる注出量を正確に計量することができる。
【００３１】
プラグ３０Ｐには、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池７０と接続した際に開弁する弁機構部３４が設けられている。
この実施の形態では、図１（Ｃ），図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、燃料電池７０に設けられるソケット３０Ｓに着脱自在に接続されるものであり、プラグ３０Ｐとソケット３０Ｓを合わせてカップラーを構成する。
プラグ３０Ｐは、ソケット３０Ｓに差し込まれる突出連結部３１ａを備えたプラグ本体３１と、プラグ本体３１を固定するための押さえキャップ３３と、突出連結部３１ａに設けられる流路３１ｂを開閉する弁機構部３４とを備えている。弁機構部３４は、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池に接続した際に開弁する構成となっている。
プラグ本体３１は、容器１０の口部１４に嵌合する大径の基部３１ｃを備え、突出連結部３１ａと基部３１ｃとの間には階段状に徐々に大径となる段差部３１ｄが設けられている。また、突出連結部３１ａの先端部外周には環状溝３1ｅが設けられている。
【００３２】
押さえキャップ３３は、プラグ本体３１に嵌合する小径ホルダ部３３ａと、この小径ホルダ部３３ａより大径で口部カバー部２１ｃにねじ込まれる大径ホルダ部３３ｂとを有している。大径ホルダ部３３ｂの内周に雌ねじが設けられ、外周に雄ねじが設けられた口部カバー部２１ｃにねじ込み固定されている。また、小径ホルダ部３３ａの外周には雄ねじが設けられ、プラグ３０Ｐを覆うキャップ６０がねじ込み固定される。
【００３３】
弁機構部３４は、図２（Ａ），（Ｂ）に拡大して示すように、容器１０の口部１４内周に嵌着されるバルブホルダ３４ａと、バルブホルダ３４ａに軸方向に移動自在に保持され、プラグ本体３１の容器内部側の端面に設けられるバルブシート３４ｂと、バルブシート３４ｂに対して接離自在のバルブ３４ｃと、このバルブ３４ｃをバルブシート３４ｂに対して常時押し付ける方向に付勢するスプリング３４ｇと、を備えている。
【００３４】
バルブ３４ｃは、円板状のバルブ本体３４ｄと、バルブ本体３４ｄの下面から中心軸に沿って下方に延びるガイド軸３４ｅと、バルブ本体３４ｄの上面中央から中心軸線に沿って上方に延び、プラグ本体３１の突出連結部３１ａ内周に摺動自在に挿入されるバルブステム３４ｆとを備えている。バルブ本体３４ｄは、ゴム状弾性材製のシールリング３４ｈを介してバルブシート３４ｂに接離するようになっている。
また、バルブホルダ３４ａはフランジ付き有底筒形状で、筒状部３４ａ１が口部１４内周に嵌着され、フランジ部３４ａ４がシール部材３４ｉを介して容器の口部１４の開口端に密封接触している。底部３４ａ２によって開弁時のガイド軸３４ｅの移動を所定量に規制するようになっている。また、バルブホルダ３４ａの筒状部３４ａ１には、底部寄りの位置に容器内部と連通する通孔３４ａ３が設けられている。
【００３５】
ガイド軸３４ｅは、バルブ本体３４ｄの移動方向を軸方向に案内するもので、バルブホルダ３４ａ内周に軸方向に摺動自在に保持される。ガイド軸３４ｅ外周には液体燃料の流通を許容するための溝が複数設けられている。
バルブステム３４ｆは、バルブ３４ｃと一体的に設けられ、バルブ３４ｃのバルブ本体３４ｄから上方に突出連結部３１ａ内周に摺動自在に挿入されている。このバルブステム３４ｆの外周にも液体燃料の流通を許容するための溝が複数設けられている。バルブステム３４ｆの上端は閉弁状態でほぼ突出連結部３１ａの先端開口部付近に位置している。
【００３６】
次に、ソケット３０Ｓについて説明する。
このソケット３０Ｓは、バルブ１３２と、バルブ１３２を常時閉方向に付勢する付勢手段としてのスプリング１３３を有する弁機構部１３０を備えており、プラグ３０Ｐが連結されるとスプリング１３３のばね力に抗してバルブ１３２が開弁方向に移動する構成となっている。
【００３７】
弁機構部１３０は、燃料電池７０に設けられた装着孔７１内周に装着されるソケット部材１４０に組み付けられている。装着孔７１内周には円筒状のハウジング１４１が嵌合され、図示例ではソケット部材１４０はハウジング１４１を介して装着孔７１内周に固定されている。ソケット部材１４０は、装着孔７１の電池外側の開口部から内側に入り込んだ位置に固定されるもので、ハウジング１４１の開口部側の空間がプラグ３０Ｐの突出連結部３１ａが差し込まれる連結空間となっている。また、連結空間に面するハウジング１４１の内周には、連結突出部３１ａの外周に設けられた環状溝３１ｅに係合する環状凸部１４１ａが設けられている。
【００３８】
ソケット部材１４０の電池内部側の端面にはバルブシート１３１が設けられ、バルブ１３２がバルブシート１３１に対して電池内部側から接離自在となっており、スプリング１３２のばね力によってバルブシート１３１に対して所定の圧力で押し付けられ、通常は閉弁状態に保持されている。
【００３９】
バルブ１３２は、円板状のバルブ本体１３２ａと、バルブ本体１３２ａの下面から中心軸に沿って下方に延びるガイド軸１３２ｂと、バルブ本体１３２ａの上面中央から中心軸線に沿って上方に延び、ソケット部材１４０の貫通孔１４０ａを通して連結空間内に突出するバルブステム１３２ｃとを備えている。バルブステム１３２ｃ外周には、流路を構成する溝が多数設けられている。
また、ソケット部材１４０には、バルブステム１３２ｃを覆うように、弾性体ホルダとしてのゴムホルダ１４２が設けられている。ゴムホルダ１４２は、軸方向に伸縮自在で、プラグ３０Ｐが連結された際に、その先端が突出連結部３１ａの先端面に対して密封状態で接触し、シール状態で内側に流路を確保できるようになっている。
【００４０】
次に、上記構成の燃料電池用燃料カートリッジの使用方法について説明する。
この燃料電池用燃料カートリッジは、バッグ等に入れて携帯することを想定しており、燃料電池の燃料が無くなると、バッグから取り出して液体燃料を充填する。
剛性の高いカバー２０によって容器１１外周全体が覆われているので、バッグ等に収納して持ち歩いても、カバー２０によって容器１１が保護され、容器の破損等を防止することができる。
また、プラグ３０Ｐの弁機構部３４は常時閉状態となっているので、押し込みカバー部材２２を押しても弁機構部３４のバルブ３４ａがバルブシート３４ｂに押し付けられるだけで、弁機構部３４が閉弁状態に保持され、液体燃料が漏れることが無い。
携帯時には、プラグ３０Ｐがキャップ６０で覆われているが、仮にキャップ６０が外れていたとしても、プラグ３０Ｐの突出連結部３１ａの通路は細く、内部のバルブステム３４ｆが誤って押されるおそれは無い。
また、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａを内嵌合としているので、出っ張りがなく、バッグに収納した状態でも引っ掛かりにくく、また分解されにくい。
【００４１】
使用する際には、図１（Ｃ）に示すように、キャップ６０を外し、図２（Ａ），（Ｂ）に拡大して示すように、プラグ本体３１の突出連結部３１ａをソケット３０Ｓのハウジング１４１内周に差し込む。すると、ソケット３０Ｓ側のバルブステム１３２ｃが突出連結部７１の先端から通路３１ｂ内に進入し、プラグ３０Ｐ側のバルブステム３４ｆに突き当たり、バルブ３４ａがスプリング３４ｇのバネ力に抗して押し込まれバルブシート３４ｂから離れ開弁状態となる。
一方、ソケット３０Ｓ側の弁機構部１３０も、バルブ１３２がバルブステム１３２ｃによってスプリング１３３のバネ力に抗して押されてバルブシート１３１から離れて開弁する。
【００４２】
注入する際には、片手でカバー２０を握り、指で押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂを押し込む。押し込みカバー部材２２を押し込むと、容器１０の蛇腹部１５が中心軸Ｎ方向に収縮し、液体燃料が注出される。押し込み量は、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａ外周に設けられた終端ストッパ５０がカバー本体２１の開口端５１に当接した時点で規制されるので、一定量の液体燃料を正確に注出することができる。
この例では、蛇腹部１５を押し込みカバー部材２２で覆われる胴部１１の小径部１１ａに設けたので、蛇腹部１５が押し込みカバー部材２２によって直接圧縮され、蛇腹部１５を安定して伸縮させることができる。
【００４３】
次に、本実施の形態１の各種変形例について説明する。
以下の変形例の説明では、主として上記実施の形態１と異なる点についてのみ説明するものとし、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略するものとする。
図３は、変形例１を示している。
この変形例１は、容器の蛇腹部１５を押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａが嵌合する部分から離れた位置に設けたものである。すなわち、蛇腹部１５が、容器胴部１１の小径部１１ａではなく、カバー本体２１に収納される大径部１１ｂに設けられている。
このように、蛇腹部１５をスライド筒部２２ａから離れた位置に設ければ、スライド筒部２２ａがストロークしても、スライド筒部２２ａが嵌合している部分は変形しないので、容器１０の外周に蛇腹部１５の収縮分のスペースを設ける必要がなく、容積効率を可及的に大きくすることができる。
【００４４】
図４（Ａ），（Ｂ）は、この変形例１の、燃料電池との非接続時、すなわち未使用時に、押し込みカバー部材２２の摺動を規制するストッパとしてのストッパリング８０を装着したものである。図示例では、ストッパリング８０は、弾性変形可能の断面Ｃ字形状の部材で、伸長状態のカバー本体２１の開口端５１と押し込みカバー部材２２の終端ストッパ５０の間に露出するスライド筒部２２ａ外周に填め込まれている。
このストッパリング８０は、薄肉円筒を一部切断した構成で、使用する際には拡げて外し、未使用の際には再び填め込んで押し込みカバー部材２２を押せないようにする。着脱を容易にするために、適宜つまみを設けてもよい。
このようにすれば、不使用時に誤操作によって押し込みカバー部材２２を押し込んだとしても、容器１０の内圧上昇を防止することができる。
【００４５】
図４（Ｃ）乃至（Ｅ）も、燃料電池との非接続時、すなわち未使用時に、押し込みカバー部材２２の摺動を規制するものであるが、この例ではストッパとしてストッパ凸部８１を設けたものである。このストッパ凸部８１は、伸長状態のカバー本体２１の開口端５１に係合する位置に設けられ、開口端５１に係合して押し込めないようになっている。
一方、カバー本体２１には、周方向一箇所にスリット８２が設けられており、使用する際には、押し込みカバー部材２２を回転させてストッパ凸部８１をスリット８２位置に合わせ、ストロークさせるようになっている。
【００４６】
図５は、変形例１において、燃料電池カートリッジの不使用時はプラグ３０Ｐを覆っているキャップ６１を、使用時は押し込みカバー部材２２に係合させて容器１０を押し込む押圧部とするものである。
キャップ６１を押し込みカバー部材２２に係合してキャップ６１を介して押し込みカバー部材２２を押し込むようにしたものである。
【００４７】
この例では、カバー本体２１の端部が、始端ストッパ４１より底部側に延長され、押し込みカバー部材２２を覆うカバー延長部２１ｅが設けられている。このカバー延長部２１ｅの端部は伸長状態の押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂ位置まで延びており、そのままでは押し込みカバー部材２２を押し込みにくい構造となっている。
キャップ６１は、プラグ３０Ｐの連結突出部３１を覆う断面ハット形状のキャップ本体６２と、キャップ本体６２の開口端部に環状連結部６３を介して連結されプラグ３０Ｐの押さえキャップ３３外周にねじ係合するねじ筒部６４と、環状連結部６３からねじ筒部６４と反対方向に延びてキャップ本体６２を取り囲む外筒部６５と、を備えた構成となっている。
【００４８】
キャップ本体６２は、天板部６２ａと、天板部６２ａ周縁から円筒状に延びる内筒部６２ｂとを備え、内筒部６２ｂの端部がプラグ３０Ｐの押さえキャップ３３の上端に当接する。
ねじ筒部６４は円筒形状で、内周面にプラグ３０Ｐの押さえキャップ３３外周に設けられた雄ねじに係合するめねじが設けられている。また、ねじ筒部６４下端内周には僅かな内向き突起６４ａが設けられている。
外筒部６５は、キャップ本体６２の内筒部６２ｂと所定間隔を隔てて延びる円筒形状の部分で、上端が天板部６２ａと同じ高さまで延び、外周には、押し込みカバー部材２２に係合して押圧部とした場合のストローク規制用の終端ストッパとなるストッパリブ６５ａが、複数設けられている。
【００４９】
一方、押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂには、キャップ６１のねじ筒部６４の開口端部内周に係合する環状凸部２２ｃが設けられている。この環状凸部２２ｃの外周には、僅かな外向き突起２２ｄが設けられ、キャップ６１のねじ筒部６４下端内周に設けられた内向き突起６４ａと弾性的に係合するようになっている。
使用時には、キャップ６１を外し、キャップ３３のねじ筒部６４の開口端部を、押し込みカバー部材２２の底部カバー部２２ｂに突設された環状凸部２２ｃ外周に嵌合し、キャップ本体６２の天板部６２ａを押圧部として押圧する。
【００５０】
押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａは、全長にわたってカバー本体２１の内周に没入しているので、終端ストッパは設けられておらず、キャップ６１の外に設けられたストッパリブ６５ａがカバー本体２１のカバー延長部２１ｅの端部に当接して押し込みストロークが規制される。
図示例では、キャップ６１を押し込みカバー部材２２に係合させているが、押し込みカバー部材を無くして、容器１０の底部１２に係合させて直接容器１０を押し込むようにしてもよい。
【００５１】
図６は、変形例２を示している。
この変形例２は、カバー２０の押し込みカバー部材２２を口部１４側に設けた例である。
カバー本体２１は、容器１０の底部１２側から胴部１１を覆う胴部カバー部２１ａを有する構成で、押し込みカバー部材２２は容器１０の口部１４側を覆いカバー本体２１の胴部カバー部２１ａに対して摺動自在に嵌合するスライド筒部２２ａを有する構成となっている。
すなわち、カバー本体２１は、胴部カバー部２１ａと、底部１２を覆う底部カバー部２１ｆを有する構成となっている。また、押し込みカバー部材２２は、スライド筒部２２ａと、肩部１３を覆う肩部カバー部２２ｅと、肩部カバー部２２ｅから筒状に突出して口部１４を覆う口部カバー部２２ｆとを有する構成となっている。
【００５２】
スライド筒部２２ａはカバー本体２１の胴部カバー部２１ａ内周に嵌合する内嵌合構造で、胴部１１の小径部１１ａが口部１４側に位置し、この小径部１１ａに蛇腹部１５が設けられている。
押し込みカバー部材２２を口部１４側に設けた場合には、カバー本体２１を握った状態で、燃料電池に向けて押すことで、相対的に押し込みカバー部材２２がカバー本体２１に押し込まれ、蛇腹部１５が収縮して所定量の液体を注出することができる。
【００５３】
図７は、変形例３を示している。
この変形例３は、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａを、カバー本体２１の胴部カバー部２１ａ外周に嵌合する外嵌合構成とした例である。
図示例の場合、押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａの中途部を絞って段付き構成となっており、この段部をカバー本体２１の胴部カバー部２１ａの開口端と軸方向に対向させて終端ストッパ５０としている。
このようにすれば、カバー本体２１の胴部カバー部２１ａの内周側にスライド筒部２２ａが嵌合するスペースが不要となるので、実施の形態１よりも容積効率がよくなる。図示例では、蛇腹部１５の外径が容器の胴部１１の外径と同じに設定されているが、蛇腹部１５が小径となっていてもよい。小径となっている場合でも、小径部の長さは蛇腹部１５分だけですみ、実施の形態１よりも容積効率がよくなる。
また、この変形例３では、胴部カバー部２１ａの外周とスライド筒部２２ａの内周に、押し込みカバー部材２２の最伸張位置において、軸方向に互いに係合する始端ストッパ４１，４２が突設されている。図示例では、胴部カバー部２１ａ側の始端ストッパ４１は胴部カバー部２１ａの開口端部外周に設けられ、スライド筒部２２ａ側の始端ストッパ４２はスライド筒部２２ａの挿入方向先端部内周に設けられている。
【００５４】
図８は、変形例４を示している。
この変形例４は、変形例３において、変形例１と同様に、蛇腹部１５を押し込みカバー部材２２のスライド筒部２２ａが嵌合する部分から離れた位置に設けたものである。すなわち、蛇腹部１５が、小径部１５ａではなく、カバー本体２１に収納される大径部２１ｂに設けられている。
スライド筒部２２ａがストロークしても嵌合している部分は同じ位置関係で移動し、容器１０の外周に蛇腹部１５の収縮分のスペースを設ける必要がないので、容積効率を可及的に大きくすることができる。
【００５５】
図９は、本発明の実施例の形態２に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
この燃料カートリッジ２０１は、液体燃料が収納される可撓性の容器２１０と、容器２１０外周を覆って容器２１０を保護する高剛性のカバー２２０とを備え、容器２１０の口部２１３には燃料電池に接続されて燃料を充填するための接続具としてのプラグ２３０Ｐが設けられている。
【００５６】
この実施の形態２では、容器２１０は前後に扁平で縦長の有底四角筒形状で、四角筒形状の胴部２１１と、胴部２１１下端の底部２１２と、胴部２１１上端の肩部２１３とを有し、肩部２１３の中央から口部２１４が上方に突出する構成となっている。
容器２１０の胴部２１１には全長にわたって中心軸N方向に伸縮する伸縮自在の部位である蛇腹部２１５が設けられている。蛇腹部２１５は胴部２１１の全長ではなく、部分的に設けてもよいが、全長に設けることで、収縮時に胴部に作用する応力を胴部全体に均一に分散することができる。
蛇腹部２１５は、大径の山部２１６と、小径の谷部２１７が中心軸N方向に交互に繰り返される形状で、図示例では山部２１６の形状が三角形状となっている。もっとも、蛇腹部２１５の形状としては、三角形状に限定されるものではなく、例えば台形状や連続した円弧状といった中心軸方向に伸縮する種々の形状とすることができる。
【００５７】
カバー２２０は、複数のカバー部材として、容器２１０の口部２１４側から胴部２１１を覆う胴部カバー部２１１ａを有するカバー本体２２１と、容器２１０の底部２１２側を覆いカバー本体２２１の胴部カバー部２２１ａに対して摺動自在に嵌合するスライド筒部２２２ａを有する押し込みカバー部材２２２とを備えた構成となっている。
この実施の形態２では、実施の形態１と異なり、液体燃料の充填時にカバー本体２２１を握るのではなく、カバー本体２２１には指掛け部２２９，２２９が左右に張り出しており、この指掛け部２２９，２２９に人差し指と中指を掛け、注射器のように、親指で押し込みカバー部材２２２を押し込むようになっている。
カバー本体２２１は、下端部が開いた中空直方体形状で、四角筒形状の胴部カバー部２２１ａと、容器２１０の肩部２１３を覆う肩部カバー部２２１ｂと、この肩部カバー部２２１ｂから筒状に突出して容器２１０の口部２１３を覆う口部カバー部２１１ｃとを備えている。
また、胴部カバー部２２１ａの左右の側壁２２８，２２８間の間隔は容器２１０の胴部２１１の左右幅よりも大きく、側壁２２８，２２８と容器２１０の左右側面との間には隙間が設けられている。そして、左右の側壁２２８，２２８外側面の下端部に、上記指掛け部２２９，２２９が設けられている。
押し込みカバー部材２２２は、スライド筒部２２２ａの下端が底壁２２２ｂによって閉塞され上端部が開放された直方体形状で、スライド筒部２２２ａに容器２１０の下半部が挿入され、容器２１０の底部２１２が底壁２２２ｂに当接している。
【００５８】
また、胴部カバー部２２１ａの内周とスライド筒部２２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２２の最伸張位置において、軸方向に互いに係合する始端ストッパ２４１，２４２が突設されている。図示例では、実施の形態１と同様に、胴部カバー部２２１ａ側の始端ストッパ２４１は胴部カバー部２２１ａの開口端部内周に設けられ、スライド筒部２２２ａ側の始端ストッパ２４２はスライド筒部２２２ａの挿入方向先端部外周に設けられている。自由状態では、蛇腹部２１５の弾性復元力によって始端ストッパ２４１，２４２が係合する位置まで伸張しており、容器２１０の底部２１２は押し込みカバー部材２２２の底壁２２２ｂに当接している。この始端ストッパ４１，４２によって押し込みカバー部材２２２の抜け止め機構としても機能する。この始端ストッパ２４１，２４２の係合面も９０°で係合し、容易に抜けないようになっている。また、先端部は傾斜面となっており、組み立て時の挿入は容易となるようになっている。
【００５９】
一方、スライド筒部２２２ａの外周には、押し込みカバー部材２２２の押し込み量、すなわち容器２１０の蛇腹部２１５の収縮量を所定量に規制する終端ストッパ２５０が突設されている。この終端ストッパ２５０は、スライド筒部２２２ａを外周側に部分的に張り出しカバー本体２２１の開口端と軸方向に対向するようになっており、カバー本体２２１の開口端に係合して押し込みカバー部材２２２の押し込み量を規制するようになっている。
プラグ２３０Ｐの構成については、実施の形態１のプラグ３０Ｐと同一の構成なので、同一の構成部分については、同一の符号を付して、説明は省略するものとする。
【００６０】
次に、上記構成の燃料電池用燃料カートリッジの使用方法について説明する。
スクイズ時には、図９（Ｄ）に示すように、押し込みカバー部材２２２をカバー本体２２１内に押し込む。容器２１０の胴部２１１は、押し込みカバー部材２２２の底壁２２２とカバー本体２２１の肩部カバー部２２１ｂとの間で圧縮され、液体燃料が注出される。押し込み量は、押し込みカバー部材２２２に設けられた終端ストッパ２５０がカバー本体２２１の下端部に当接した時点で規制されるので、一定量の液体燃料を注出することができる。
押し込む際には、カバー本体２２１の側壁２２８，２２８から張り出す指掛け部２２９，２２９に指を掛けて支持することにより、容易に押し込むことができる。
【００６１】
図１０，図１１は本発明の実施の形態３に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
この燃料電池用燃料カートリッジ３０１は、液体燃料が収納される可撓性の容器３１０と、この容器３１０外周を覆って容器３１０を保護する高剛性のカバー３２０と、を備え、容器３１０の口部３１３には燃料電池に接続して燃料を充填するための接続具としてのプラグ３３０Ｐが設けられている。
この実施の形態３では、容器３１０の胴部３１１に、中心軸Ｎと直交する方向に伸縮自在の部位である蛇腹部３１５が設けられ、カバー３２０は、容器３１０の胴部３１１において蛇腹部３１５の伸縮方向に相対移動自在に組みつけられる２つのカバー部材としての、カバー本体３２１と、押し込みカバー部材３２２とによって構成されている。
【００６２】
容器３１０は前後に扁平な縦長の中空構造で、胴部３１１と、胴部３１１下端の底部３１２と、胴部３１１上端の肩部３１３とを備え、肩部３１３の中央に上方に突出する口部３１４が設けられている。
蛇腹部３１５は、胴部３１１の一方の側面３１１ａから中心軸N付近まで設けられている。図示例では、上下方向に延びる複数の縦溝３１５ａが、胴部３１１の前面３１１ｂおよび背面３１１ｃに、中心軸Ｎに対して直交方向に所定ピッチでもって設けられている。縦溝３１５ａは、側面３１１ａに近い方が深く、中心軸Ｎに近づくにつれて浅くなっている。
【００６３】
カバー３２０のカバー本体３２１は、一方の側壁が開いた前後に扁平な中空の直方体形状の箱体で、四角筒形状の胴部カバー部３２１ａと、容器の肩部を覆う肩部カバー部３２１ｂと、底部を覆う底部カバー部３２１ｃと、容器３１０の口部３１４を覆う口部カバー部３２１ｄとを備えている。
胴部カバー部３２１ａの一方の側壁に開口部３２９が設けられ、この開口部３２９を覆うように押し込みカバー部材３２２が装着されている。
押し込みカバー部材３２２は、その下端部がカバー本体３２１の開口部３２９の下端縁の枢支部３２９ａを中心にして回動自在に取り付けられ、押し込みカバー部材３２２の自由端部が容器３１０の側面３１１ａを中心に向かって押圧する構成となっている。
なお、特に図示していないが、押し込みカバー部材３２２は開口部３２９から外側に抜け出るのを規制する抜け止め手段が適宜設けられる。
プラグ３３０Ｐの構成については、実施の形態１のプラグ３０Ｐと同一の構成なので、同一の構成部分については、同一の符号を付して、説明は省略する。
【００６４】
次に、上記構成の燃料電池用燃料カートリッジの使用方法について説明する。
スクイズ時には、図１１（Ａ），（Ｂ）に示すように、押し込みカバー部材３２２をカバー本体３２１内に押し込み、容器３１０の胴部３１１の側面を、容器中央に向かって圧縮し、液体燃料を注出する。
押圧操作を止めると、蛇腹部３１５の弾性復元力によって押し込みカバー部材３２１が初期状態まで自動的に復帰する。また、容器３１０は押し込みカバー部材３２２とカバー本体３２１によって全周的に覆われるので、容器３１０を適切に保護することができる。
この実施の形態３の場合には、実施の形態１，２と異なり、容器３１０の中心軸Ｎに対して直交方向に押し込む構成なので、カバーを握るだけで、液体燃料を注出することができる。
なお、蛇腹部３１５の伸縮方向は中心軸Ｎと直交する方向に限らず、たとえば、図１１（Ｃ）に示すように、押し込みカバー部材３２２の回動方向に合わせて、中心軸Ｎと直交する方向に対して傾けた構成としてもよく、要するに中心軸Ｎと交差する方向に伸縮する構成であればよい。
【００６５】
図１２，図１３は本発明の実施の形態４に係る燃料電池用燃料カートリッジを示している。
この燃料電池用燃料カートリッジ４００は、液体燃料が収納される可撓性の容器４１０と、容器４１０の口部４１３には燃料電池に接続して燃料を充填するための接続具としてのプラグ４３０Ｐと、を備えたもので、上記した各実施の形態と異なり容器を覆うカバーが設けられていない。
【００６６】
容器４１０は有底円筒形状で、中空円筒状の胴部４１１と、胴部４１１下端を閉塞する底部４１２と、胴部４１１上端を絞った肩部４１３と、肩部４１３から上方に突出する円筒状の口部４１４とを備えた構成となっており、この実施の形態では、胴部４１１の底部よりの部分に弾力性を有する伸縮自在の部位である蛇腹部４１５が設けられている。蛇腹部４１５は、
底部４１２から口部４１４に向けて中心軸N方向に押し込まれる構成となっている。
容器４１０の材質は、一種または複数種をブレンドしたポリエステル系樹脂より構成される単層または多層の容器が用いられる。たとえば、ＰＥＴ，ＰＥＮ，ＰＥＴとＰＥＮをブレンドした単層構造のものが適用可能である。
容器の成型方法は、１軸又は２軸の延伸ブロー成形による。
【００６７】
プラグ４３０Ｐは、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池７０と接続した際に開弁する弁機構部３４が設けられている。実施の形態１と異なり、カバーに対してプラグ４３０Ｐを固定する押さえキャップ３３が不要なので、プラグ本体３１が容器４１０の口部４１４に固定されているだけである。
プラグ本体３１及び弁機構部３４の構成及び作用は、実施の形態１と全く同様なので、同一の構成部分については同一の符号を付して説明を省略する。
使用する際には、図１２（Ｂ）、図１３（Ａ），（Ｂ）に示すように、プラグ３０Ｐの突出連結部３１ａを燃料電池のソケット３０Ｓに差し込み、プラグ３０Ｐの弁機構部３４及びソケット３０Ｓの弁機構部１４０を開弁し、容器４１０の底部４１２を押し込むことによって蛇腹部４１５を収縮させて内部の液体燃料を燃料電池７０内に注出する。
【００６８】
なお、上記実施の形態では、実施の形態１乃至３のように、カバーによって容器全体を覆うものと、実施の形態４に示すようなカバーの無い容器のみの構成について説明したが、カバーによって容器を覆う場合には、必ずしも容器全体を覆う必要はなく、容器の一部を覆うような構成でもよい。
また、伸縮自在の部位として蛇腹機構を例にとって説明したが、蛇腹構造である必要はなく、伸縮する構成であればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】図１は本発明の実施の形態１に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）はキャップを外した状態の正面図、同図（Ｂ）は正面断面図、同図（Ｃ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図、同図（Ｄ）は同図（Ａ）の上面図である。
【図２】図２（Ａ），（Ｂ）は、図１のカートリッジのプラグと燃料電池側のソケットによって構成されるカップラーの非連結状態、連結状態の説明図である。
【図３】図３は図１の実施の形態１の変形例１に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図４】図４（Ａ）は図３の燃料電池用燃料カートリッジに用いられる不使用時のストッパの構成例を示す説明図、同図（Ｂ）はストッパ装着状態の部分正面図、同図（Ｃ）乃至（Ｅ）はストッパの他の態様を示す説明図である。
【図５】図５は図３の燃料電池用燃料カートリッジのさらなる変形例を示すもので、同図（Ａ）はキャップ装着状態の正面断面図、同図（Ｂ）はキャップを押し込みカバー部材に装着した状態の正面断面図、同図（Ｃ）はキャップを用いて押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図６】図６は図１の実施の形態１の変形例２に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図７】図７は図１の実施の形態１の変形例３に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図８】図８は図１の実施の形態１の変形例４に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は押し込みカバー部材を押し込んだ状態の正面断面図である。
【図９】図９は本発明の実施の形態２に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面図、同図（Ｂ）は平面図、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のＣ−Ｃ線断面図、同図（Ｄ）はスクイズ時の断面図である。
【図１０】図１０は本発明の実施の形態３に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面縦断面図、同図（Ｂ）は側面縦断面図、同図（Ｃ）は横断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は図７の燃料カートリッジのスクイズ時の正面縦断面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）の横断面図、図１１（Ｃ）は蛇腹部の伸縮方向が異なる例を示す半縦断面図である。
【図１２】図１２は本発明の実施の形態４に係る燃料電池用燃料カートリッジを示すもので、同図（Ａ）は正面断面図、同図（Ｂ）は燃料充填状態の正面断面図である。
【図１３】図１３（Ａ），（Ｂ）は、図１２のカートリッジのプラグと燃料電池側のソケットによって構成されるカップラーの非連結状態、連結状態の説明図である。
【符号の説明】
【００７０】
１ 燃料電池用燃料カートリッジ
１０ 容器
１１ 胴部、１１ａ 小径部
１２ 底部
１３ 肩部
１４ 口部
１４ａ 環状凸部
１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）、１６ 山部、１７ 谷部
２０ カバー
２１ カバー本体
２１ａ 胴部カバー部
２１ｂ 肩部カバー部
２１ｃ 口部カバー部
２１ｄ 環状溝
２１ｅ カバー延長部
２１ｆ 底部カバー部
２２ 押し込みカバー部材
２２ａ スライド筒部
２２ｂ 底部カバー部
２２ｃ 環状凸部
２２ｄ 外向き環状突起
２２ｅ 肩部カバー部
２２ｆ 口部カバー部
３０Ｐ プラグ（接続具）
３１ プラグ本体
３１ａ 突出連結部、３１ｂ 流路、３１ｃ 基部、３１ｄ 段差部、３１ｅ 環状溝
３３ 押さえキャップ
３３ａ 小径ホルダ、３３ｂ 大径ホルダ
３４ 弁機構部、
３４ａ バルブホルダ
３４ｂ バルブシート
３４ｃ バルブ
３４ｄ バルブ本体
３４ｅ ガイド軸
３４ｆ バルブステム
３４ｇ スプリング
３４ｈ シールリング
３０Ｓ ソケット
１３０ 弁機構部
１３１ バルブシート
１３２ バルブ
１３２ａ バルブ本体
１３２ｂ ガイド軸
１３２ｃ バルブステム
１３３ スプリング
１４０ ソケット部材、１４０ａ 貫通孔
１４１ ハウジング，１４１ａ 環状凸部
１４２ ゴムホルダ
４１，４２ 始端ストッパ
５０ 終端ストッパ
５１ 開口端
６０ キャップ
７０ 燃料電池
７１ 装着孔
８０ ストッパリング
８１ ストッパ凸部
８２ スリット
６１ キャップ
６２ キャップ本体、６２ａ 天板部、６２ｂ 内筒部
６３ 環状連結部
６４ ねじ筒部、６４ａ 内向き環状突起
６５ 外筒部、６５ａ ストッパリブ
２０１ 燃料カートリッジ
２１０ 容器
２１１ 胴部、２１２ 底部、２１３ 肩部、２１４ 口部
２１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）、２１６ 山部、２１７ 谷部
２２０ カバー
２２１ カバー本体
２２１ａ 胴部カバー部
２２１ｂ 肩部カバー部
２２１ｃ 口部カバー部
２２２ 押し込みカバー部材
２２２ａ スライド筒部
２２２ｂ 底部カバー部
２２８ 側壁
２２９ 指掛け部
２３０Ｐ プラグ
２４１，２４２ 始端ストッパ
２５０ 終端ストッパ
Ｎ 中心軸
３０１ 燃料カートリッジ
３１０ 容器
３１１ 胴部
３１１ａ 側面、３１１ｂ 前面、３１１ｃ 背面
３１２ 底部
３１３ 肩部
３１４ 口部
３１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）
３１５ａ 縦溝
３２０ カバー
３２１ カバー本体
３２１ａ 胴部カバー部
３２１ｂ 肩部カバー部
３２１ｃ 底部カバー部
３２１ｄ 口部カバー部
３２２ 押し込みカバー部材
３２９ 開口部
３２９ａ 枢支部
３３０Ｐ プラグ
４００ 燃料電池用燃料カートリッジ
４１０ 容器
４１１ 胴部
４１２ 底部
４１３ 肩部
４１４ 口部
４１５ 蛇腹部（伸縮自在の部位）
４３０Ｐ プラグ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池用の液体燃料が収納される容器と、
前記容器の口部には燃料電池に接続されて燃料を充填するための接続具が設けられた燃料電池用燃料電池カートリッジであって、
前記容器の少なくとも一部には伸縮自在の部位が設けられ、
前記接続具には、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池と接続した際に開弁する弁機構部が設けられていることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項２】
前記容器は、オレフィン系樹脂より構成される単層、または、オレフィン系樹脂を少なくとも一層含む多層の容器であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項３】
前記容器は、ポリエステル系樹脂より構成される単層、または、ポリエステル系樹脂を少なくとも一層含む多層の容器であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項４】
前記容器は、少なくとも一層はオレフィン系樹脂よりなる層で構成され、少なくとも一層はポリエステル系樹脂よりなる層で構成され、これらを積層した多層構造の容器であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項５】
前記容器の外周の少なくとも一部は、該容器を保護するカバーによって覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項６】
前記容器は、有底筒形状で、筒状の胴部に伸縮自在の部位が設けられ、
カバーは、複数のカバー部材として、容器の口部と底部側のいずれか一方側から胴部を覆う胴部カバー部を有するカバー本体と、
前記容器の口部側と底部側の他方側を覆い前記カバー本体の胴部カバー部に対して摺動自在に嵌合するスライド筒部を有する押し込みカバー部材とを備えた構成としたことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項７】
前記カバー部材と前記押し込みカバー部材の少なくとも一方に、前記押し込みカバー部材を押し込んで伸縮自在の部位を収縮させる際の前記押し込みカバー部材の押し込みストローク量を規制するストローク規制部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項８】
前記押し込みカバー部材の押し込みストロークの始端もしくは終端および始端と終端のそれぞれにストローク規制部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項９】
燃料電池との非接続時に、前記押し込みカバー部材の摺動を規制するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１０】
前記押し込みカバー部材は、前記容器の底部を覆う構成となっていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１１】
前記押し込みカバー部材は、前記容器の口部を覆う構成となっていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１２】
前記容器の伸縮自在の部位は、少なくとも押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分に設けられていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１３】
前記容器の伸縮自在の部位は、押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１４】
燃料電池カートリッジの不使用時は接続具を覆い、使用時は容器又は押し込みカバー部材に係止して容器を押し込む押圧部となるキャップが設けられていることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれかの項に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１５】
前記容器の胴部には中心軸と交差する方向に伸縮自在の部位が設けられ、
前記カバーは容器の胴部において伸縮自在の部位の伸縮方向に相対移動自在に組み付けられる２つのカバー部材によって構成されることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１６】
伸縮自在の部位は、蛇腹機構が用いられていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの項に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１】
燃料電池用の液体燃料が収納される容器と、
前記容器の口部には燃料電池に接続されて燃料を充填するための接続具が設けられた燃料電池用燃料電池カートリッジであって、
前記容器の少なくとも一部には伸縮自在の部位が設けられ、
前記接続具には、自由状態では常時閉状態に保持され、燃料電池と接続した際に開弁する弁機構部が設けられていることを特徴とする燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項２】
前記容器は、オレフィン系樹脂より構成される単層、または、オレフィン系樹脂を少なくとも一層含む多層の容器であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項３】
前記容器は、ポリエステル系樹脂より構成される単層、または、ポリエステル系樹脂を少なくとも一層含む多層の容器であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項４】
前記容器は、少なくとも一層はオレフィン系樹脂よりなる層で構成され、少なくとも一層はポリエステル系樹脂よりなる層で構成され、これらを積層した多層構造の容器であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項５】
前記容器の外周の少なくとも一部は、該容器を保護するカバーによって覆われていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項６】
前記容器は、有底筒形状で、筒状の胴部に伸縮自在の部位が設けられ、
カバーは、複数のカバー部材として、容器の口部と底部側のいずれか一方側から胴部を覆う胴部カバー部を有するカバー本体と、
前記容器の口部側と底部側の他方側を覆い前記カバー本体の胴部カバー部に対して摺動自在に嵌合するスライド筒部を有する押し込みカバー部材とを備えた構成としたことを特徴とする請求項５に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項７】
前記カバー部材と前記押し込みカバー部材の少なくとも一方に、前記押し込みカバー部材を押し込んで伸縮自在の部位を収縮させる際の前記押し込みカバー部材の押し込みストローク量を規制するストローク規制部材が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項８】
前記押し込みカバー部材の押し込みストロークの始端もしくは終端および始端と終端のそれぞれにストローク規制部材が設けられていることを特徴とする請求項７に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項９】
燃料電池との非接続時に、前記押し込みカバー部材の摺動を規制するストッパーが設けられていることを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１０】
前記押し込みカバー部材は、前記容器の底部を覆う構成となっていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１１】
前記押し込みカバー部材は、前記容器の口部を覆う構成となっていることを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１２】
前記容器の伸縮自在の部位は、少なくとも押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分に設けられていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１３】
前記容器の伸縮自在の部位は、押し込みカバー部材のスライド筒部で覆われる部分から離れた位置に設けられていることを特徴とする請求項６乃至１１のいずれかに記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１４】
燃料電池カートリッジの不使用時は接続具を覆い、使用時は容器又は押し込みカバー部材に係止して容器を押し込む押圧部となるキャップが設けられていることを特徴とする請求項５乃至１３のいずれかの項に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１５】
前記容器の胴部には中心軸と交差する方向に伸縮自在の部位が設けられ、
前記カバーは容器の胴部において伸縮自在の部位の伸縮方向に相対移動自在に組み付けられる２つのカバー部材によって構成されることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【請求項１６】
伸縮自在の部位は、蛇腹機構が用いられていることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれかの項に記載の燃料電池用燃料カートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００９−８１０４１（Ｐ２００９−８１０４１Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４９２７９（Ｐ２００７−２４９２７９）
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２６日（２００７．９．２６）
【出願人】（０００００３７６８）東洋製罐株式会社 (1,150)
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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