(57)【要約】【課題】  液体燃料を補給する際にパッシブ型燃料電池に燃料カートリッジを接続するためのカプラーにおいて、液体燃料中に金属イオンが溶け出す現象を防止する。【解決手段】  カプラーは、ノズル１０とソケット２０から構成される。ノズル１０は、ノズルボディ１１、可動ピン１４及び第一支持部材１５などから構成される。可動ピン１４は、ノーズ部１２の中で軸方向に進退可能であり、ノズル内の流路を開閉する。ソケット２０は、ハウジング２１、カラー２３、リング状パッキン２４、バルブステム２５、バルブヘッド２６及び第二支持部材２７などから構成される。バルブステム２５は、ソケット２０内で軸方向に進退可能であり、ソケット内の流路を開閉する。カプラー内で液体燃料に接する部分は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側からソケット側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、その内部に第一バルブが組み込まれ、この第一バルブは、ノズルがソケットから切り離された状態ではノズル内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着された状態ではノズル内の流路を開き、
前記ソケットは、その内部に第二バルブが組み込まれ、この第二バルブは、ノズルがソケットから切り離された状態ではソケット内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着された状態ではソケット内の流路を開き、
ノズルの内面、ソケットの内面、第一バルブの各構成部品、及び第二バルブの各構成部品は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とするカプラー。
【請求項２】
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側からソケット側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノーズ部を備えたノズルボディと、
ノーズ部の中に収容され、軸方向に進退可能で、前進位置においてノズル口を塞いでノズル内の流路を閉じ、後退位置においてノズル口から離れてノズル内の流路を開く可動ピンと、
可動ピンの後端部に取り付けられ、周縁部でノズルボディに固定され、可動ピンを前進位置に押し込むフランジ状の弾性材料からなる第一支持部材と、を備え、
前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジングと、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸部の外側の側面で支持され、弾性材料からなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバルブステムと、
バルブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときにはリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあるときにはリング状パッキンから離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、
バルブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性材料からなる第二支持部材と、を備え、
ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジングの接合部がカラーによってシールされるとともに、可動ピンがバルブステムに突き当たって互いを後退位置まで押し込むことにより、ノズル内の流路及びソケット内の流路を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、可動ピン、第一支持部材、カラー、リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、及び第二支持部材は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とするカプラー。
【請求項３】
ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノーズ部がカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノーズ部で圧縮されると、バルブステムが可動ピンに突き当たり、可動ピンを後退位置まで押し込んでノズル内の流路を開き、次いで、カラーがノーズ部で更に圧縮されると、可動ピンがバルブステムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を開くように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のカプラー。
【請求項４】
前記ノズルボディの内面、前記ハウジングの内面、前記バルブステム及び前記バルブヘッドは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つの樹脂で作られ、
前記可動ピン、前記第一支持部材、前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記第二支持部材は、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）及びシリコーンゴム（ＶＭＱ）からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つのゴムで作られていることを特徴とする請求項２に記載のカプラー。
【請求項５】
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側からソケット側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノズルボディと、
ノズルボディの中に収容された弾性体ボールと、
ノズルボディの後端に固定され、弾性体ボールを後方から支持してノズル口に対し押し付けることにより、ノズル内の流路を閉じる背面板と、を備え、
前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジングと、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸部の外側の側面で支持され、弾性材料からなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバルブステムと、
バルブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときにはリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあるときにはリング状パッキンから離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、
バルブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性材料からなる第二支持部材と、を備え、
ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジングの接合部がカラーによってシールされ、且つ弾性体ボールがバルブステムに突き当たることによって、弾性体ボールが圧縮されてノズル口から離れるとともに、バルブステムが後退位置まで押し込まれ、それによりノズル内の流路及びソケット内の流路を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、可動ピン、第一支持部材、カラー、リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、及び第二支持部材は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とするカプラー。
【請求項６】
ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノズルボディの先端がカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノズルボディで圧縮されると、弾性体ボールがバルブステムに突き当たり、弾性体ボールが圧縮されてノズル口から離れることによりノズル内の流路を開き、次いで、カラーがノズルボディで更に圧縮されると、弾性体ボールがバルブステムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を開くように構成されていることを特徴とする請求項５に記載のカプラー。
【請求項７】
前記ノズルボディの内面、前記ハウジングの内面、前記バルブステム及び前記バルブヘッドは、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つの樹脂で作られ、
前記弾性体ボール、前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記第二支持部材は、エチレン−プロピレン−ジエン（ＥＰＤＭ）、アクリロニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）及びシリコ−ンゴム（ＶＭＱ）からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つのゴムで作られていることを特徴とする請求項５に記載のカプラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側からソケット側へ送り込むためのカプラーに係り、特に、パッシブ型燃料電池の燃料タンクに燃料カートリッジからメタノールを補給する際、燃料カートリッジを燃料タンクに着脱するために使用されるカプラーに係る。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや携帯電話などの各種の携帯用電子機器を長時間充電無しで使用可能にすることを目的として、これらの携帯用機器の電源に燃料電池を用いる試みが各所で進められている。燃料電池は、燃料と空気を供給するだけで発電が行われ、燃料のみを補給すれば、連続して長時間発電することができるという特徴を有しているので、小型化が実現されれば、携帯用機器の電源として極めて有利なシステムと言える。
【０００３】
特に、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ；direct methanol fuel cell）は、エネルギー密度の高いメタノールを燃料に用い、メタノールから触媒層及び固体電解質膜を用いて電流を直接取り出すので、改質器が不要で小型化が可能であり、且つ、燃料の取り扱いも水素ガスに比べて容易なことから、小型の携帯用機器用の電源として有望である。ＤＭＦＣの燃料の供給方式としては、液体燃料を気化させてブロア等で燃料電池内に送り込む気体供給型ＤＭＦＣ、液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池内に送り込む液体供給型ＤＭＦＣ、更に、送り込まれた液体燃料を燃料電池の内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型ＤＭＦＣなどが知られている。
【０００４】
特許文献１に記載されているように、内部気化型ＤＭＦＣは、液体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料のうち気化成分を拡散させるための燃料気化層とを備え、気化した液体燃料を燃料気化層から燃料極に供給する。特許文献１では、液体燃料としてメタノールと水が１：１のモル比で混合されたメタノール水溶液を使用して、メタノールと水の双方をガスの状態で燃料極に供給している。このようなメタノール水溶液を燃料として用いる燃料電池は、メタノールと水の気化速度の相違に起因して、十分な出力特性を得ることが難しいと言う問題がある。そこで、燃料電池の出力特性の向上及び一層の小型化を図るべく、純メタノールを燃料に用いる燃料電池の開発が進められている。
【０００５】
主にモバイル機器で使用される小型の燃料電池として、純メタノールを燃料に用い、且つ純メタノールを燃料極へ供給するために燃料ポンプなどの能動的な移送手段を使用しないパッシブ型燃料電池が開発されている。このようなパッシブ型燃料電池では、燃料電池本体に設けられた燃料タンクに燃料カートリッジから純メタノールを補給する作業を容易にするため、燃料タンクに燃料カートリッジを接続する部分に、急速着脱式のカプラーが使用される。急速着脱式のカプラーでは、カプラーを構成する一対の継手の内部にそれぞれバルブが組み込まれ、各バルブは、継手が切り離された状態では各継手内部の流路を閉じ、継手が接続された状態では各継手内部の流路を開くように構成される。このような急速着脱式のカプラーでは、継手の着脱に伴うバルブの開閉を可能にするため、通常、継手の内部に鋼製のスプリングが収容されている。
【０００６】
ところで、純メタノールを燃料に用いる燃料電池では、メタノール中に金属イオンが混入すると、電極膜構造体を構成する固体電解質膜に金属イオンが捕捉されて、燃料電池の出力の低下を招くと言う問題がある。特に、モバイル機器用の小型の燃料電池では、上記のように、燃料電池本体に設けられた燃料タンクに燃料カートリッジから直接、メタノールが補給され、且つ、燃料タンク内のメタノールは、特別な処理がなされることなくそのまま電極膜構造体に供給されるので、メタノール中への金属イオンの混入を極力避ける必要がある。
【０００７】
しかし、燃料タンクに燃料カートリッジを接続する部分に急速着脱式のカプラーを使用すると、バルブの構成部品中に含まれる金属部材から純メタノール中に金属イオンが溶け出し、電極膜構造体を劣化させる原因となる。特に、鋼中に含まれる微量のアルミニウムに起因するアルミニウム・イオンは有害である。
【特許文献１】特開２０００−１０６２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、パッシブ型燃料電池の燃料タンクに燃料カートリッジを接続するための急速着脱式のカプラーについての以上のような問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、燃料タンクに燃料カートリッジから液体燃料を補給する際、液体燃料中に金属イオンが溶け出す現象を防止することができるカプラーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のカプラーは、
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側からソケット側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、その内部に第一バルブが組み込まれ、この第一バルブは、ノズルがソケットから切り離された状態ではノズル内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着された状態ではノズル内の流路を開き、
前記ソケットは、その内部に第二バルブが組み込まれ、この第二バルブは、ノズルがソケットから切り離された状態ではソケット内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着された状態ではソケット内の流路を開き、
ノズルの内面、ソケットの内面、第一バルブの各構成部品、及び第二バルブの各構成部品は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のカプラーによれば、流体がカプラー内を通過する際に流体が接する部分、即ち、ノズルの内面、ソケットの内面、第一バルブの各構成部品、及び第二バルブの各構成部品が、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られているので、カプラー内を通過する際に流体中に金属イオンが溶け出すおそれがない。
【００１１】
好ましくは、本発明のカプラーは、
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側からソケット側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノーズ部を備えたノズルボディと、
ノーズ部の中に収容され、軸方向に進退可能で、前進位置においてノズル口を塞いでノズル内の流路を閉じ、後退位置においてノズル口から離れてノズル内の流路を開く可動ピンと、
可動ピンの後端部に取り付けられ、周縁部でノズルボディに固定され、可動ピンを前進位置に押し込むフランジ状の弾性材料からなる第一支持部材と、を備え、
前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジングと、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸部の外側の側面で支持され、弾性材料からなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバルブステムと、
バルブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときにはリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあるときにはリング状パッキンから離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、
バルブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性材料からなる第二支持部材と、を備え、
ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジングの接合部がカラーによってシールされるとともに、可動ピンがバルブステムに突き当たって互いを後退位置まで押し込むことにより、ノズル内の流路及びソケット内の流路を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、可動ピン、第一支持部材、カラー、リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、及び第二支持部材は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とする。
【００１２】
カプラーを以上のように構成すれば、前記ノズル及び前記ソケットの内部に組み込まれる部品の点数を少なく抑えることができる。また、可動ピンを前進位置に押し込む第一支持部材、及びバルブステムを前進位置に押し込む第二支持部材を、ゴムまたはプラスチックで構成することができるので、カプラー内を通過する際に流体中に金属イオンが溶け出す現象を防止することができる。
【００１３】
好ましくは、上記カプラーは次の様に構成される。即ち、ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノーズ部がカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノーズ部で圧縮されると、バルブステムが可動ピンに突き当たり、可動ピンを後退位置まで押し込んでノズル内の流路を開き、次いで、カラーがノーズ部で更に圧縮されると、可動ピンがバルブステムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を開く。
【００１４】
好ましくは、前記ノズルボディの内面、前記ハウジングの内面、前記バルブステム及び前記バルブヘッドは、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つの樹脂で作られる。これに対して、前記可動ピン、前記第一支持部材、前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記第二支持部材は、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン）、ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）及びＮＭＱ（シリコ−ンゴム）からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つのゴムで作られる。
【００１５】
なお、上記のカプラーにおいてノズル側の構造を一部変形し、前記可動ピンの代わりに弾性体ボールを用いることもできる。その場合、ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノズルボディと、
ノズルボディの中に収容された弾性体ボールと、
ノズルボディの後端に固定され、弾性体ボールを後方から支持してノズル口に対し押し付けることにより、ノズル内の流路を閉じる背面板と、を備える。
【００１６】
このようにノズルを構成した場合、ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジングの接合部がカラーによってシールされ、且つ弾性体ボールがバルブステムに突き当たることによって、弾性体ボールが圧縮されてノズル口から離れるとともに、バルブステムが後退位置まで押し込まれ、それによりノズル内の流路及びソケット内の流路が開かれる。
【００１７】
このようにノズルを構成した場合、好ましくは、カプラーは次の様に構成される。即ち、ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノズルボディの先端がカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノズルボディで圧縮されると、弾性体ボールがバルブステムに突き当たり、弾性体ボールが圧縮されてノズル口から離れることによりノズル内の流路を開き、次いで、カラーがノズルボディで更に圧縮されると、弾性体ボールがバルブステムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を開く。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のカプラーによれば、流体がカプラー内を通過する際に流体が接する部分が、いずれもゴムまたはプラスチックのみで作られているので、カプラー内を通過する際に流体中に金属イオンが溶け出すおそれがない。
【００１９】
パッシブ型燃料電池において、本発明のカプラーを、燃料電池本体に設けられた燃料タンクと燃料カートリッジの接続部に使用すれば、燃料中に溶け出した金属イオンが燃料電池の出力の低下を招く現象を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
先ず、図１に、液体燃料の純メタノール中に含まれるアルミニウム・イオンが、パッシブ型燃料電池の出力特性に及ぼす影響の一例を示す。
【００２１】
このデータは、固体電解質膜：ナフィオン（商品名：デュポン社製）、燃料極触媒層：Ｐｔ−Ｒｕ（白金−ルテニウム）、空気極触媒層：Ｐｔ（白金）、から構成される電極膜構造体（縦３２ｍｍｘ横３２ｍｍｘ厚さ１ｍｍ）を用いたパッシブ型燃料電池を用いて、１５０ｍＡ／ｃｍ２定電流の条件で発電を行った場合の、発電時間の経過に伴う出力電圧の変化（ΔＶ）を、アルミニウムの混入量をパラメータにしてプロットしたものである。
【００２２】
この図に示されているように、純メタノール中に含まれているアルミニウム・イオンは、たとえ極めて微量であっても、燃料電池の出力特性に有害な影響を及ぼすことが分かる。
【００２３】
(例１）
図２及び図３に、本発明に基づくカプラーの一例を示す。図２はカプラーを接続する前の状態、図３はカプラーを接続した後の状態である。このカプラーは、パッシブ型燃料電池において、燃料電池本体に設けられた燃料タンクと燃料カートリッジの接続部に使用される。
【００２４】
図中、１０はノズル、２０はソケット、１１はノズルボディ、１２はノーズ部、１３はノズル口、１４は可動ピン、１５は第一支持部材、２１はハウジング、２２はリング状の凸部、２３はカラー、２４はリング状パッキン、２５はバルブステム、２６はバルブヘッド、２７は第二支持部材を表す。
【００２５】
このカプラーは、ノズル１０とソケット２０から構成される。ノズル１０はカートリッジボトル１の口部に取り付けられ、ソケット２０は燃料タンクの入口部２に取り付けられる。液体燃料（例えば、純メタノール）は、ノズル１０側からソケット２０側へ送り込まれる。
【００２６】
ノズル１０の主要部は、ノズルボディ１１、可動ピン１４及び第一支持部材１５から構成されている。ノズルボディ１１はノーズ部１２を有し、ノーズ部１２の先端にノズル口１３が形成されている。ノーズ部１２の中には可動ピン１４が収容されている。可動ピン１４は、ノーズ部１２の中で軸方向に進退可能であり、前進位置においてノズル口１３を塞いでノズル内の流路を閉じ、後退位置においてノズル口１３から離れてノズル内の流路を開くように構成されている。
【００２７】
可動ピン１４の後端部は、第一支持部材１５を介してノズルボディ１１に固定されている。この第一支持部材１５は、フランジ状の弾性材料からなり、その外周側でノズルボディ１１に接続され、その中心側で可動ピン１４の後端部に接続されている。第一支持部材１５は、ノズル１０がソケット２０から切り離されているとき、可動ピン１４を前進位置に押し込んでノズル内の流路を閉じる。また、この第一支持部材１５は、カートリッジボトル１の口部とノズルボディ１１との間の接続部のシールも兼ねている。
【００２８】
ソケット２０の主要部は、ハウジング２１、カラー２３、リング状パッキン２４、バルブステム２５、バルブヘッド２６及び第二支持部材２７から構成されている。
【００２９】
ハウジング２１は、略円筒状の形状を備え、軸方向の中間の位置でその内周面に、径方向内側に突出するリング状の凸部２２が形成されている。ハウジング２１の中には、上記凸部２２よりも軸方向外側（即ち、ソケットの入口側）の部分に、弾性材料からなるカラー２３が挿入されている。このカラー２３の後端面は、上記凸部２２の外側（即ち、ソケットの入口側）の側面で支持されている。更に、ハウジング２１の中には、上記凸部２２よりも軸方向内側（即ち、ソケットの奥側）の部分に、リング状パッキン２４が挿入されている。このリング状パッキン２３の背面は、上記凸部２２の内側（即ち、ソケットの奥側）の側面で支持されている。
【００３０】
カラー２３、上記凸部２２及びリング状パッキン２４の内側に形成された筒状の空間に、バルブステム２５が収容されている。バルブステム２５は、この筒状の空間内で軸方向に進退可能である。バルブステム２５の後端部の近傍には、バルブヘッド２６が取り付けられている。バルブヘッド２６は、バルブステム２５が前進位置にあるときにはリング状パッキン２４に接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステム２５が後退位置にあるときにはリング状パッキン２４から離れてソケット内の流路を開くように構成されている。
【００３１】
バルブステム２５の後端部は、第二支持部材２７を介して燃料タンクの入口部２の底面に支持されている。この第二支持部材２７は、筒状の弾性材料からなり、一方の端でバルブヘッド２６の背面に接し、もう一方の端で、燃料タンクの入口部２の底面に接している。この第二支持部材２７は、ノズル１０がソケット２０から切り離されているとき、バルブステム２５を前進位置に押し込んでソケット内の流路を閉じる。
【００３２】
以上のように構成されたカプラーにおいて、カプラー内を液体燃料が通過する際に液体燃料が接する部分、即ち、ノズルボディ１１の内面、ハウジング２１の内面、可動ピン１４、第一支持部材１５、カラー２３、リング状パッキン２４、バルブステム２５、バルブヘッド２６、及び第二支持部材２７は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作られている。
【００３３】
この例では、ノズルボディ１１の内面、ハウジング２１の内面、バルブステム２５及びバルブヘッド２６は、芳香族樹脂系樹脂のＬＣＰで作られている。可動ピン１４及び第一支持部材１５は、エチレン−プロピレン−ジエン３元系共重合体ゴムのＥＰＤＭ（７５ＨＳ）で作られ、カラー２３及び第二支持部材２７は、同様にエチレン−プロピレン−ジエン３元系共重合体ゴムのＥＰＤＭ（５０ＨＳ）で作られ、リング状パッキン２４は、同様にエチレン−プロピレン−ジエン３元系共重合体ゴムのＥＰＤＭ（３０ＨＳ）で作られている。
【００３４】
なお、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、バルブステム及びバルブヘッドには、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＰＳ（ポリフェレンサルファイド）、ＬＣＰ（液晶ポリマー）、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（ポリアセタール）及びＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）などの樹脂を使用することができる。これら７種の樹脂について、ＪＩＳ−Ｋ７１１４「プラスチックの耐薬品性試験方法」に従い静的浸漬試験を実施したところ、重量変化及び寸法変化（面方向、厚み方向）に変化が認められず、耐メタノール性を有する樹脂であることが確認された。
【００３５】
これに対して、可動ピン、第一支持部材、カラー、及びリング状パッキン及び第二支持部材には、ＥＰＤＭ（エチレン−プロピレン−ジエン）、ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、ＦＫＭ（フッ素ゴム）及びＶＭＱ（シリコーンゴム）などのゴムを使用することができる。これら３種のゴム材について、ＪＩＳ−Ｋ６２５８「加硫ゴムの浸漬試験方法」に従い静的浸漬試験を実施したところ、重量変化、寸法変化（面方向、厚み方向）及び荷重変化に変化が認められず、耐メタノール性を有するゴム材であることが確認された。
【００３６】
次に、このカプラーの動作について説明する。図４（ａ）〜（ｅ）に、このカプラーを接続する際における各部分の動きを示す。
【００３７】
ノズル１０をソケット２０に装着するためにノズル１０をソケット２０に押し込んで行くと、先ず、ノーズ部１２がカラー２３の前端面に接触して、ノズルボディ１１とハウジング２１の接合部がシールされる（図４（ａ）、（ｂ））。ノズル１０を更に押し込んで行くと、カラー２３がノーズ部１２で圧縮されて、バルブステム２５が可動ピン１４に突き当たり（図４（ｃ））、可動ピン１４が後退位置まで押し込まれる（図４（ｄ））。これによって、ノズル内の流路が開かれる。ノズル１０を更に押し込んで行くと、後退した可動ピン１４により第二支持部材２７が圧縮されてバルブステム２５が後退位置まで押し込まれ、バルブヘッド２６がリング状パッキン２４から離れ、ソケット内の流路を開かれる（図４（ｅ））。
【００３８】
この例に示した構造によれば、ノズル口１３に可動ピン１４の先端を押し付けてノズル１０側を閉じるように構成されているので、燃料カートリッジから燃料タンクに燃料を補給した後、ノズル１０をソケット２０から取り外したときに、ノズル１０内に残された燃料がノズル口１３から漏れ出すことがない。
【００３９】
また、燃料カートリッジ側を、カートリッジボトル１、ノズルボディ１１及び可動ピン１４（第一支持部材１５を含む）の３点の部品から構成することができるので、燃料カートリッジ（使い捨ての容器として使用される）の製造コストを引き下げることができる。
【００４０】
(例２）
図５及び図６に、本発明に基づくカプラーの他の例を示す。図５はカプラーを接続する前の状態、図６はカプラーを接続した後の状態である。図中、３１はノズルボディ、３３はノズル口、３４は弾性体ボールを表す。
【００４１】
この例と先に図２及び図３に示した例との間の主要な相違点は、ノズル１０側において、先の例における可動ピン１４及び第一支持部材１５の代わりに、弾性体ボール３４が使用されているところである。ソケット側２０の構造は、基本的に先の例と共通であるので、共通の部品に対して同一の符号を付して、その説明は省略する。
【００４２】
この例では、ノズル１０の主要部は、ノズルボディ３１及び弾性体ボール３４から構成されている。ノズルボディ３１の先端にはノズル口３３が形成され、ノズルボディ３１の中には弾性体ボール３４が収容されている。ノズルボディ３１の後端には背面板３５が固定され、弾性体ボール３４は背後からこの背面板３５により支持されている。ノズル１０がソケット２０から切り離されているとき、弾性体ボール３４が背面板３５によりノズル口３３に対して押し付けられ、ノズル１０内の流路を閉じる。ノズル１０をソケット２０に接続したとき、弾性体ボール３４が、ソケット２０に内蔵されているバルブステム２５により圧縮されてノズル口３３から離れ、ノズル１０内の流路を開く。
【００４３】
以上のように構成されたカプラーにおいて、カプラー内を液体燃料が通過する際に液体燃料が接する部分、即ち、ノズルボディ３１の内面、ハウジング２１の内面、弾性体ボール３４、カラー２３、リング状パッキン２４、バルブステム２５、バルブヘッド２６、及び第二支持部材２７は、先の例と同様に、いずれもゴムまたはプラスチックのみで作られている。
【００４４】
次に、このカプラーの動作について説明する。図７（ａ）〜（ｅ）に、このカプラーを接続する際における各部分の動きを示す。
【００４５】
ノズル１０をソケット２０に装着するためにノズル１０をソケット２０に押し込んで行くと、先ず、ノズルボディ３１がカラー２３の前端面に接触して、ノズルボディ３１とハウジング２１の接合部がシールされる（図７（ａ）、（ｂ））。ノズル１０を更に押し込んで行くと、カラー２３がノズルボディ３１で圧縮され、バルブステム２５が弾性体ボール３４に突き当たり（図７（ｃ））、次いで、弾性体ボール３４が圧縮されて（図７（ｄ））、ノズル内の流路が開かれる。ノズル１０を更に押し込んで行くと、圧縮された弾性体ボール３４により第二支持部材２７が圧縮されてバルブステム２５が後退位置まで押し込まれ、バルブヘッド２６がリング状パッキン２４から離れ、ソケット内の流路を開かれる（図７（ｅ））。
【００４６】
この例（図５〜図７）に示した構造は、先の例（図２〜図４）に示した構造と較べて、ノズル側の構造がシンプルになっているので、燃料カートリッジの製造コストを更に引き下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】純メタノール中に含まれるアルミニウム・イオンが、パッシブ型燃料電池の出力特性に及ぼす影響の一例を示す図。
【図２】本発明に基づくカプラーの一例を示す断面図（接続前の状態）。
【図３】本発明に基づくカプラーの一例を示す断面図（接続された状態）。
【図４】図１及び図２に示したカプラーの動作について説明する図、（ａ）〜（ｅ）はノズルをソケットに接続する過程における各部分の動きを示す図。
【図５】本発明に基づくカプラーの他の例を示す断面図（接続前の状態）。
【図６】本発明に基づくカプラーの他の例を示す断面図（接続された状態）。
【図７】図５及び図６に示したカプラーの動作について説明する図、（ａ）〜（ｅ）はノズルをソケットに接続する過程における各部分の動きを示す図。
【符号の説明】
【００４８】
１・・・カートリッジボトル、２・・・燃料タンクの入口部、１０・・・ノズル、１１・・・ノズルボディ、１２・・・ノーズ部、１３・・・ノズル口、１４・・・可動ピン、１５・・・第一支持部材、２０・・・ソケット、２１・・・ハウジング、２２・・・リング状の凸部、２３・・・カラー、２４・・・リング状パッキン、２５・・・バルブステム、２６・・・バルブヘッド、２７・・・第二支持部材、３１・・・ノズルボディ、３３・・・ノズル口、３４・・・弾性体ボール、３５・・・背面板。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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