(57)【要約】【課題】使用すべき燃料の種別に応じて簡単に識別することができる燃料電池用の燃料カートリッジを提供すること。【解決手段】液体燃料を用いて発電する燃料電池本体の燃料タンクに燃料を補給する燃料電池用の燃料カートリッジ１０の構成部品である内側容器、接続具、外側容器１４、キャップ１５（４２）の少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段５０として着色部５１や点字部５２を設ける。  これにより、燃料電池用の液体燃料が燃料カートリッジに入れられて種々販売等されるような場合でも、誤って異なる種別の液体燃料が補給されることが防止し、燃料電池の不具合を招くことを防止する。【選択図】図１
2008052926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料を用いて発電する燃料電池本体の燃料タンクに燃料を補給する燃料電池用の燃料カートリッジであって、
液体燃料が収納され連結ノズル部を有する本体容器と、
この本体容器の連結ノズル部に設けられ前記燃料電池本体の燃料タンク側と着脱可能で、液体燃料識別キー手段が設けられた接続具と、
この本体容器の前記連結ノズル部を覆うキャップとからなる構成部品を少なくとも備え、
これら燃料カートリッジの構成部品である本体容器、接続具、キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段を設けたことを特徴とする燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項２】
前記本体容器を内側容器とし、
この内側容器を収納する剛性を有する外側容器を設け、
前記キャップを、この外側容器または前記内側容器の前記連結ノズル部を覆って設け、
これら燃料カートリッジの構成部品である前記内側容器、前記接続具、前記外側容器、前記キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた前記内容物表示手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項３】
前記内容物表示手段を、燃料の種類、濃度などの種別に応じた着色部および／または点字表示部で構成したことを特徴とする請求項１または２に記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項４】
前記内容物表示手段を、使用の際に液体燃料と接触しない前記構成部品に設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項５】
前記内容物表示手段を、前記燃料電池本体側にも設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項６】
前記内側容器は、スクイズ性（可撓性）を有する合成樹脂製ボトルで構成され、
前記外側容器は、前記内側容器を収納するとともに前記内側容器の少なくとも一部を押圧して液体燃料を押し出し可能に構成されていることを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項７】
前記内側容器は、一端に接続具が装着された袋状容器であり、
前記接続具と前記燃料電池本体の前記燃料タンクとの間に設けたポンプ機構により前記内側容器に収納された内容液を吸い出して前記燃料タンクへ補給することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項８】
前記接続具とは別体に成形され、前記液体燃料識別キー手段が付されたキー部材が接続具の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項９】
前記キー部材を、前記接続具の中心軸周りに回転可能なリング部材で構成したことを特徴とする請求項８に記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項１０】
前記接続具または前記リング部材に、連結状態までは機能せず過剰な回転力で連結を開放可能とするカム機構を設けて構成したことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項１１】
前記外側容器は、前記内側容器の前記接続具を除いて収納可能に形成されるとともに、前記内側容器を押圧し収縮させて液体燃料を押し出す押ボタンを備えたことを特徴とする請求項２〜６のいずれかまたは請求項８〜１０のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項１２】
前記キャップは、ねじ式の内装キャップと、この内装キャップを覆って回転可能かつ限られた範囲で軸方向に移動可能に装着され押し下げ回転で当該内装キャップと一体化して回転可能かつ回転のみでは遊転可能とされた外装キャップとからなる二重キャップで構成したことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【請求項１３】
前記キー部材、前記リング部材との少なくともいずれかを、着色剤を合成樹脂原料に練り込んで成形し予め着色したことを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の燃料電池用の燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は燃料電池用の燃料カートリッジに関し、燃料電池本体の燃料タンクに液体燃料を補給するための燃料カートリッジで、燃料の種類や濃度を確実に識別して供給できるようにしたもので、特にメタノール燃料電池に用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
液体燃料から直接発電することができる液体型燃料電池が種々開発されつつあり、メタノールを燃料とする直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）では、改質器を必要とせず小型にできることから携帯用電子機器の電源としての利用が注目されている。
【０００３】
特に、パッシブ方式とよばれる直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）では、燃料電池本体側に設けた燃料タンクに液体燃料であるメタノールが入れられた燃料カートリッジを連結してメタノールを直接補給することが行われ、燃料供給用のポンプを必要とせず、一層の小型化を図ることができる（特許文献１参照）。
【０００４】
また、アクティブ方式の燃料電池では、燃料電池本体側にポンプ機構が備えられ、メタノールが入れられた燃料カートリッジを連結し、ポンプ機構で燃料カートリッジ内のメタノールを吸い出して燃料タンクへ補給することが行われる。
【０００５】
これらいずれの方式のメタノール型燃料電池であっても、燃料のメタノールとして濃度が異なる種々のメタノール水溶液や純メタノールが使用される。また、燃料電池の中には、メタノール水溶液に限らずエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料が用いられたり、ジメチルエーテルやぎ酸、その他の液体燃料を用いるものもある。
【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】
【０００６】
ところが、このような燃料電池用の液体燃料が燃料カートリッジに入れられて種々販売等されるようになると、誤って異なる種別の液体燃料が補給される恐れがあり、燃料電池の不具合を招くという問題が予想される。
【０００７】
そこで、使用すべき燃料の種別に応じて簡単に識別することができる燃料カートリッジの開発が望まれている。
【０００８】
この発明は、上記従来技術の課題と要望に鑑みてなされたもので、使用すべき燃料の種別に応じて簡単に識別することができる燃料電池用の燃料カートリッジを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記従来技術の有する課題を解決するためこの発明の請求項１記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、液体燃料を用いて発電する燃料電池本体の燃料タンクに燃料を補給する燃料電池用の燃料カートリッジであって、液体燃料が収納され連結ノズル部を有する本体容器と、この本体容器の連結ノズル部に設けられ前記燃料電池本体の燃料タンク側と着脱可能で、液体燃料識別キー手段が設けられた接続具と、この本体容器の前記連結ノズル部を覆うキャップとからなる構成部品を少なくとも備え、これら燃料カートリッジの構成部品である本体容器、接続具、キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、液体燃料を用いて発電する燃料電池本体の燃料タンクに燃料を補給する燃料電池用の燃料カートリッジで、これら燃料カートリッジの構成部品である本体容器、接続具、キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段を設けるようにしており、外表面部分の内容物表示手段によって通常の状態で、燃料の種別を簡単に識別することができ、使用の際に外側に露出する部分の内容物表示手段によって、使用直前の状態で燃料の種別を簡単に識別することができる。
【００１１】
これにより、燃料電池用の液体燃料が燃料カートリッジに入れられて種々販売等されるようになっても誤って異なる種別の液体燃料が補給されることが防止され、燃料電池の不具合を招くことを防止できるようになる。
【００１２】
さらに、この発明の請求項２記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項1記載の構成に加え、前記本体容器を内側容器とし、この内側容器を収納する剛性を有する外側容器を設け、前記キャップを、この外側容器または前記内側容器の前記連結ノズル部を覆って設け、これら燃料カートリッジの構成部品である前記内側容器、前記接続具、前記外側容器、前記キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた前記内容物表示手段を設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記本体容器を内側容器とし、この内側容器を収納する剛性を有する外側容器を設け、前記キャップを、この外側容器または前記内側容器の前記連結ノズル部を覆って設け、これら燃料カートリッジの構成部品である内側容器、接続具、外側容器、キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段を設けるようにしており、内側容器と外側容器を備えても外表面部分の内容物表示手段によって通常の状態で、燃料の種別を簡単に識別することができ、使用の際に外側に露出する部分の内容物表示手段によって、使用直前の状態で燃料の種別を簡単に識別することができる。
【００１４】
また、この発明の請求項３記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項１または２記載の構成に加え、前記内容物表示手段を、燃料の種類、濃度などの種別に応じた着色部および／または点字表示部で構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内容物表示手段を、燃料の種類、濃度などの種別に応じた着色部および／または点字表示部で構成しており、着色部と点字表示部の両方、あるいは着色部だけ、点字表示部だけで燃料の修理や濃度などの種別を簡単に識別することができるようになる。
【００１６】
さらに、この発明の請求項４記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記内容物表示手段を、使用の際に液体燃料と接触しない前記構成部品に設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内容物表示手段を、使用の際に液体燃料と接触しない前記構成部品に設けるようにしており、内容物表示手段が燃料との接触による影響を受けることがなく、例えば着色剤からの金属イオンの燃料への溶出の問題がない等、使用できる着色剤などの自由度が増大する。
【００１８】
また、この発明の請求項５記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項１〜４のいずれかに記載の構成に加え、前記内容物表示手段を、前記燃料電池本体側にも設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内容物表示手段を、前記燃料電池本体側にも設けており、燃料カートリッジ側の内容物表示手段に加え、燃料電池本体側の内容物表示手段との両方で一層確実に使用すべき燃料の識別ができるようになる。
【００２０】
さらに、この発明の請求項６記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項２〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記内側容器は、スクイズ性（可撓性）を有する合成樹脂製ボトルで構成され、前記外側容器は、前記内側容器を収納するとともに前記内側容器の少なくとも一部を押圧して液体燃料を押し出し可能に構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内側容器は、スクイズ性（可撓性）を有する合成樹脂製ボトルで構成され、前記外側容器は、前記内側容器を収納するとともに前記内側容器の少なくとも一部を押圧して液体燃料を押し出し可能に構成してあり、合成樹脂製でスクイズ性の内側ボトルを外側容器を介して一部を押すことで液体燃料を押し出すことができ、ポンプなどを必要とせずに補給することができるようになる。
【００２２】
また、この発明の請求項７記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項２〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記内側容器は、一端に接続具が装着された袋状容器であり、前記接続具と前記燃料電池本体の前記燃料タンクとの間に設けたポンプ機構により前記内側容器に収納された内容液を吸い出して前記燃料タンクへ補給することを特徴とするものである。
【００２３】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内側容器は、一端に接続具が装着された袋状容器であり、前記接続具と前記燃料電池本体の前記燃料タンクとの間に設けたポンプ機構により前記内側容器に収納された内容液を吸い出して前記燃料タンクへ補給するようにしてあり、ポンプ機構を備えた燃料タンクに対して袋状の内側容器から液体燃料を吸い出して補給できるようになる。
【００２４】
さらに、この発明の請求項８記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項１〜７のいずれかに記載の構成に加え、前記接続具とは別体に成形され、前記液体燃料識別キー手段が付されたキー部材が接続具の周囲に配置されていることを特徴とするものである。
【００２５】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記接続具とは別体に成形された前記液体燃料識別キー手段が付されたキー部材を接続具の周囲に配置することで、キー部材によって液体燃料の種別を簡単に識別できるようになり、このキー部材を利用して内容物表示を行うことも可能となる。
【００２６】
また、この発明の請求項９記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項８に記載の構成に加え、前記キー部材を、前記接続具の中心軸周りに回転可能なリング部材で構成したことを特徴とするものである。
【００２７】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記キー部材を、前記接続具の中心軸周りに回転可能なリング部材で構成してあり、接続具と別体としたリング部材によっても液体燃料の種別を簡単に識別できるようになり、このリング部材を利用して内容物表示を行うことも可能となる。
【００２８】
さらに、この発明の請求項１０記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項１〜９のいずれかに記載の構成に加え、前記接続具または前記リング部材に、連結状態までは機能せず過剰な回転力で連結を開放可能とするカム機構を設けて構成したことを特徴とするものである。
【００２９】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記接続具または前記リング部材に、連結状態までは機能せず過剰な回転力で連結を開放可能とするカム機構を設けて構成してあり、接続具やリング部材に設けたカム機構で、過剰な回転力が加わった場合の連結を開放することで、接続具や燃料電池本体側の損傷を防止し、燃料の漏れなども防止でき、しかもこのカム機構を利用して内容物表示を行うことも可能となるようにしている。
【００３０】
また、この発明の請求項１１記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項２〜６のいずれかまたは請求項８〜１０のいずれかに記載の構成に加え、前記外側容器は、前記内側容器の前記接続具を除いて収納可能に形成されるとともに、前記内側容器を押圧し収縮させて液体燃料を押し出す押ボタンを備えたことを特徴とするものである。
【００３１】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、外側容器に設けた押ボタンを押すことで内側容器を収縮させて液体燃料を押し出すことができ、ポンプを用いることなく、液体燃料を補給できるようになり、この押ボタンを利用して内容物表示を行うことも可能となる。
【００３２】
さらに、この発明の請求項１２記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項１〜１１のいずれかに記載の構成に加え、前記キャップは、ねじ式の内装キャップと、この内装キャップを覆って回転可能かつ限られた範囲で軸方向に移動可能に装着され押し下げ回転で当該内装キャップと一体化して回転可能かつ回転のみでは遊転可能とされた外装キャップとからなる二重キャップで構成したことを特徴とするものである。
【００３３】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記キャップは、ねじ式の内装キャップと、この内装キャップを覆って回転可能かつ限られた範囲で軸方向に移動可能に装着され押し下げ回転で当該内装キャップと一体化して回転可能かつ回転のみでは遊転可能とされた外装キャップとからなる二重キャップで構成してあり、内装キャップと外装キャップとの２重キャップとし、外装キャップを回すだけでは内装キャップを回転できず、押し込む操作との組み合わせでないと回転できないようにすることで、子供が誤ってキャップをあけることなどを防止でき、一層安全に使用することができるようになる。
【００３４】
また、この発明の請求項１３記載の燃料電池用の燃料カートリッジは、請求項８〜１０のいずれかに記載の構成に加え、前記キー部材、前記リング部材との少なくともいずれかを、着色剤を合成樹脂原料に練り込んで成形し予め着色したことを特徴とするものである。
【００３５】
この燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記キー部材、前記リング部材との少なくともいずれかを、着色剤を合成樹脂原料に練り込んで成形し予め着色しており、着色剤を合成樹脂原料に練り込んで成形する場合の色を燃料の種別に応じて変えることで簡単に燃料を識別できるとともに、燃料と接触することがないので着色剤から金属イオンが燃料に溶出することもなく、使用の際の燃料電池本体との接続直前に確認でき、確実に誤装着を防止できるようになる。
【発明の効果】
【００３６】
この発明の請求項１記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、液体燃料を用いて発電する燃料電池本体の燃料タンクに燃料を補給する燃料電池用の燃料カートリッジで、これら燃料カートリッジの構成部品である本体容器、接続具、キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段を設けるようにしたので、外表面部分の内容物表示手段によって通常の状態で、燃料の種別を簡単に識別することができ、使用の際に外側に露出する部分の内容物表示手段によって、使用直前の状態で燃料の種別を簡単に識別することができる。
【００３７】
これにより、燃料電池用の液体燃料が燃料カートリッジに入れられて種々販売等されるようになっても誤って異なる種別の液体燃料が補給されることが防止され、燃料電池の不具合を招くことを防止できる。
【００３８】
さらに、この発明の請求項２記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記本体容器を内側容器とし、この内側容器を収納する剛性を有する外側容器を設け、前記キャップを、この外側容器または前記内側容器の前記連結ノズル部を覆って設け、これら燃料カートリッジの構成部品である内側容器、接続具、外側容器、キャップの少なくとも外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段を設けるようにしたので、内側容器と外側容器を備えても外表面部分の内容物表示手段によって通常の状態で、燃料の種別を簡単に識別することができ、使用の際に外側に露出する部分の内容物表示手段によって、使用直前の状態で燃料の種別を簡単に識別することができる。
【００３９】
また、この発明の請求項３記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内容物表示手段を、燃料の種類、濃度などの種別に応じた着色部および／または点字表示部で構成したので、着色部と点字表示部の両方、あるいは着色部だけ、点字表示部だけで燃料の修理や濃度などの種別を簡単に識別することができる。
【００４０】
さらに、この発明の請求項４記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内容物表示手段を、使用の際に液体燃料と接触しない前記構成部品に設けるようにしたので、内容物表示手段が燃料との接触による影響を受けることがなく、例えば着色剤からの金属イオンの燃料への溶出の問題がない等、使用できる着色剤などの自由度を増大することができる。
【００４１】
また、この発明の請求項５記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内容物表示手段を、前記燃料電池本体側にも設けたので、燃料カートリッジ側の内容物表示手段に加え、燃料電池本体側の内容物表示手段との両方で一層確実に使用すべき燃料を識別することができる。
【００４２】
さらに、この発明の請求項６記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内側容器は、スクイズ性（可撓性）を有する合成樹脂製ボトルで構成され、前記外側容器は、前記内側容器を収納するとともに前記内側容器の少なくとも一部を押圧して液体燃料を押し出し可能に構成したので、合成樹脂製でスクイズ性の内側ボトルを外側容器を介して一部を押すことで液体燃料を押し出すことができ、ポンプなどを必要とせずに補給することができる。
【００４３】
また、この発明の請求項７記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記内側容器は、一端に接続具が装着された袋状容器であり、前記接続具と前記燃料電池本体の前記燃料タンクとの間に設けたポンプ機構により前記内側容器に収納された内容液を吸い出して前記燃料タンクへ補給するようにしたので、ポンプ機構を備えた燃料タンクに対して袋状の内側容器から液体燃料を吸い出して補給することができる。
【００４４】
さらに、この発明の請求項８記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記接続具とは別体に成形された前記液体燃料識別キー手段が付されたキー部材を接続具の周囲に配置することで、キー部材によって液体燃料の種別を簡単に識別することができ、このキー部材を利用して内容物表示を行うことも可能となる。
【００４５】
また、この発明の請求項９記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記キー部材を、前記接続具の中心軸周りに回転可能なリング部材で構成したので、接続具と別体としたリング部材によっても液体燃料の種別を簡単に識別することができ、このリング部材を利用して内容物表示を行うことも可能となる。
【００４６】
さらに、この発明の請求項１０記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記接続具または前記リング部材に、連結状態までは機能せず過剰な回転力で連結を開放可能とするカム機構を設けて構成したので、接続具やリング部材に設けたカム機構で、過剰な回転力が加わった場合の連結を開放することができ、接続具や燃料電池本体側の損傷を防止することができるとともに、燃料の漏れなども防止することができる。
【００４７】
また、この発明の請求項１１記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、外側容器に設けた押ボタンを押すことで内側容器を収縮させて液体燃料を押し出すことができ、ポンプを用いることなく、液体燃料を補給することができる。
【００４８】
さらに、この発明の請求項１２記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記キャップは、ねじ式の内装キャップと、この内装キャップを覆って回転可能かつ限られた範囲で軸方向に移動可能に装着され押し下げ回転で当該内装キャップと一体化して回転可能かつ回転のみでは遊転可能とされた外装キャップとからなる二重キャップで構成したので、内装キャップと外装キャップとの２重キャップとし、外装キャップを回すだけでは内装キャップを回転できず、押し込む操作との組み合わせでないと回転できないようにすることで、子供が誤ってキャップをあけることなどを防止することができ、一層安全に使用することができる。
【００４９】
また、この発明の請求項１３記載の燃料電池用の燃料カートリッジによれば、前記キー部材、前記リング部材との少なくともいずれかを、着色剤を合成樹脂原料に練り込んで成形し予め着色したので、着色剤を合成樹脂原料に練り込んで成形する場合の色を燃料の種別に応じて変えることで簡単に燃料を識別することができるとともに、燃料と接触することがないので着色剤から金属イオンが燃料に溶出することもなく、使用の際の燃料電池本体との接続直前に確認でき、確実に誤装着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】
【００５０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。  
図１〜図６はこの発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかり、図１は全体の正面図および縦断面図、図２は内側容器の正面図および側面図、図３は外側容器に収納された内側容器とともに示す接続具の概略断面図、図４は接続具に設けたカム機構の説明図および燃料電池本体側の接続具の概略斜視図、図５は接続具に設ける液体燃料識別手段のリング部材の正面図、平面図および側面図、図６は外装キャップおよび内装キャップのそれぞれ正面図および断面図、図７は外装キャップおよび内装キャップ装着した遊転状態および回転状態を示す断面図である。
【００５１】
この燃料電池用の燃料カートリッジ１０では、燃料電池本体の燃料タンクと着脱される接続具を介して燃料を補給するためのものであり、燃料カートリッジから液体燃料を押し出すことで直接補給するパッシブ方式や燃料電池本体側にポンプ機構を備えて燃料カートリッジの液体燃料を吸い出して補給するアクティブ方式のいずれにも適用できるものであり、パッシブ方式とアクティブ方式のいずれであっても、その構成部品として、液体燃料が収納され連結ノズル部１１を有する本体容器としての内側容器１２と、この内側容器１２の連結ノズル部１１に設けられ燃料電池本体の燃料タンク側と着脱可能で、液体燃料識別キー手段３５が設けられた接続具１３と、剛性を有し内側容器１２を収納する外側容器１４と、この外側容器１４または内側容器１２に設けられ内側容器１２の連結ノズル部１１を覆って密封するキャップ１５とを少なくとも備えている。
【００５２】
なお、外側容器を省略し、内側容器を本体容器として燃料カートリッジを構成することもできる。
【００５３】
例えば、パッシブ方式の燃料電池用の燃料カートリッジ１０では、その構成部品として、液体燃料が収納され収縮性を有し連結ノズル部１１を有するプラスチック製の本体容器としての内側容器１２と、この内側容器１２の連結ノズル部１１に設けられ燃料電池本体の燃料タンク側と着脱可能で、液体燃料識別キー手段３５が設けられた接続具１３と、剛性を有し内側容器１２を収納するとともに、内側容器１２を押圧し収縮させて液体燃料を押し出し可能な外側容器１４と、この外側容器１４または内側容器１２に設けられ内側容器１２の連結ノズル部１１を覆って密封するキャップ１５とを少なくとも備えている。
【００５４】
燃料が入れられる本体容器としての内側容器１２は、燃料であるメタノールに対する耐食性および耐透過性（バリアー性）を有するとともに、メタノールを押し出すことができる収縮性およびスクイズ性を有する合成樹脂製のプラスチックボトルとされ、例えば横断面形状が略扁平の楕円状としてある。
【００５５】
なお、アクティブ方式で、ポンプ機構で吸引する場合の本体容器としての内側容器としては、燃料であるメタノールを入れることができ、メタノールに対する耐食性や耐透過性を有する袋状であれば良く、連結ノズル部１１と偏心させたボトル本体とで後述する押ボタンの操作スペースを確保できる横断面形状などにする必要はなく、吸引にともなって収縮できるものであれば良い。
【００５６】
これらの内側容器１２の合成樹脂素材としては、メタノールの耐透過化性などを考慮し、例えばオレフィン系樹脂が好適である。そして、これらの合成樹脂による単層構造あるいは多層構造としたボトルが用いられる。
【００５７】
なお、外側容器を省略し、内側容器を本体容器として燃料カートリッジを構成する場合には、容器本体を直接操作することからポリエステル系樹脂が好適であり、例えばＰＥＴ単体、ＰＥＮ（ポリエチレンアフタレート）単体、あるいはＰＥＴ／ＰＥＮの混合樹脂を挙げることができる。そして、これらポリエステル系樹脂のボトルは、プリフォームを成形後、二軸延伸ブロー成形することで、ダイレクトブロー成形に比べて高速生産することが可能となる。
【００５８】
この内側容器１２には、上端部に先細の連結ノズル部１１が突き出して形成され、連結ノズル部１１に燃料電池本体側と着脱可能に接続される接続具１３としてカップラーが装着してある。
【００５９】
この接続具１３としてのカップラーは、互いに着脱可能な一対の嵌合凹凸部となるプラグＰおよびソケットＳで構成され、例えば燃料カートリッジ１０側には、嵌合凸部となるプラグＰがプラスチックボトル１２の連結ノズル部１１に装着され、嵌合凹部となるソケットＳが燃料電池本体側に設けられ、弁機構としてばね１３ａなどで付勢された弁体１３ｂがそれぞれに設けられ、互いを装着・連結した状態で連通して燃料を流出させることができ、分離・離脱した状態で密閉できる構造としてある。
【００６０】
また、このカップラー１３には、ソケットＳとプラグＰとの連結状態を保持するため連結保持手段２０が設けられ、例えば連結保持手段２０の一方側を係合凹部２１としてプラグＰの先端部に設け、相手側を係合凸部２２としてソケットＳに弾性変形可能な部材を設けて構成することで、互いを直線方向に乗越えるように挿脱し、押込む１アクションで係合させて連結保持でき、引き出すようにする１アクションで解除できるようにしてある。
【００６１】
さらに、このカップラー１３では、ソケットＳやプラグＰの中心軸を中心とする回転方向に通常の使用範囲を超えた過剰な力(無理に回転する力)が加わると、カップラー１３や本体側の機器が破損する恐れがあることから、開放手段３０が設けてある。
【００６２】
この開放手段３０は、例えばカム機構で構成され、プラグ本体にカム部３１を設け、プラグＰに装着されるカムリング３２にカムフォロア部３３を設けて構成し、カムリング３２と燃料電池本体側のソケットＳとの間に液体燃料識別キー手段３５を構成するキー３６とキー溝３７とが設けられて一体に回転するようにしてある。これにより、プラグＰとソケットＳとの間に過剰な回転力が相対的に作用すると、カム機構により回転力が挿脱方向の引き離し力に変換され、自動的にプラグＰとソケットＳとの連結が解除できるようにしてある。
【００６３】
また、この接続具１３では、液体燃料識別キー手段３５を構成するキー３６とキー溝３７の寸法（縦、横、深さ）や個数（図示例では、１個の場合を示す。）を変えることで、所定のプラグＰとソケットＳのみが連結できる識別機能を備えるようにしてある。
【００６４】
なお、この液体燃料識別キー手段３５は、接続具１３と別体の開放機構３０のカムリング３２に設ける場合に限らず、接続具１３と一体に設けても良い。
【００６５】
さらに、図５に示すように、キー３６だけを形成したリング部材３８を接続具１３に取り付けるようにしても良い。このリング部材３８には、キー３６の位置を明示するための明示手段３９として、上端面からＶ字溝がキー３６の位置に対応して形成してある。
【００６６】
なお、明示手段３９としては、Ｖ字溝に限らず、Ｕ字溝であったり、半円溝などの種々の形状の溝ないし凹部であっても良く、溝を一条とする場合に限らず複数条としてキー３６の幅程度の範囲に設けるようにしても良い。また、上端面からの溝や凹部に限らず、側壁部分に溝や凹部を形成して明示できるようにしても良い。
【００６７】
なお、液体燃料識別キー手段のキーとキー溝を入れ替えて形成するようにしても良い。
【００６８】
このような内側容器としてのプラスチックボトル１２は、剛性を有し内側容器１２を収納するとともに、内側容器１２を押圧し収縮させて液体燃料を押し出し可能な外側容器１４に収納される。
【００６９】
この外側容器１４は、内側容器であるプラスチックボトル１２を収納できるように前後面で分割された二分割構造のハードケースとされ、前面部材１４ａに押ボタン１４ｂが設けられ、下端部を支点として内側に押し込むことができるようにしてある。また、この外側容器１４には、プラスチックボトル１２の連結ノズル部１１を覆う外側ノズル部１４ｃが前面部材１４ａと後面部材１４ｄとのそれぞれに半割り状に突き出して形成してあり、外側ノズル部１４ｃの外周のねじ部に外側ノズルキャップ１４ｅをねじ込んでそれぞれを連結し、連結ノズル部１１の外周を覆って保護するようにしてある。
【００７０】
したがって、この外側容器１４内に内側容器であるプラスチックボトル１２を収納し、二つ割りの前面部材１４ａおよび後面部材１４ｄを合わせるように閉じた後、外側ノズルキャップ１４ｅをねじ込むことで、プラスチックボトル１２のほぼ全体を収納でき、接続具であるカップラー１３としてのプラグＰのみが露出した状態とする。この状態で、プラグＰを燃料電池本体のソケットＳと連結した後、外側容器１４の押ボタン１４ｂを押すことで、内側容器１２の胴部前面が押され、燃料をプラスチックボトル１２から流出させてソケットＳを介して燃料電池本体側に供給することができる。
【００７１】
なお、アクティブ方式で、ポンプ機構で吸引する場合の外側容器としては、燃料であるメタノールが入れられた内側容器であるプラスチックボトルを収納できるものであれば良く、押ボタンを備える必要はない。
【００７２】
また、外側容器１４の外側ノズルキャップ１４ｅの外側には、キャップ１５が設けられて内側容器１２および外側容器１４を覆って密閉できるようにしてある。
【００７３】
このキャップ（安全キャップ）１５は、合成樹脂製とされた内装キャップ４１と外装キャップ４２とで構成され、内装キャップ４１で外側ノズルキャップ１４ｅを覆って基端部のねじ部にねじ込んで密封状態にし、外装キャップ４２で内装キャップ４１を覆って回転可能かつ限られた範囲で軸方向に移動可能に装着しておき、外装キャップ４２を押し下げて回転する動作で内装キャップ４１と一体化して回転できるようにしたり、外装キャップ４２の回転動作のみでは遊転させることで、チャイルドレジスタント効果を備える安全キャップとして機能させるようにしてある。
【００７４】
このような安全キャップ１５の内装キャップ４１は、図１および図２に示すように、略底付きの２段の円筒状に形成されて底部分が天面とされ、基端部の大径円筒部４１ａの内周に外側容器１４の外側ノズルキャップ１４ｅのねじ部にねじ込まれるねじ部４１ｂが形成してある。
【００７５】
さらに、この内装キャップ４１には、２段の円筒状の大径円筒部４１ａと小径部４１ｃとの外側に段差部４１ｇが形成され、円錐面で構成してあり、この段差部４１ｇには、外装キャップ４２の押し下げ回転動作で内装キャップ４１と一体化でき、外装キャップ４２の回転動作のみでは遊転させる機構としてラチェット機構４３のラチェット歯部４４が円周等間隔に複数個（図示例では、８個）設けてある。
【００７６】
このような内装キャップ４１の外側に被せる外装キャップ４２は、図１および図３に示すように、略底つき円筒状に形成されて底部分が天面４２ａとされるようになっており、円筒部４２ｂの下端部内周に軸方向にある程度の範囲、すなわち内装キャップ４１と一体的に回転させたり、遊転させることができる範囲に軸方向の移動を規制するため移動規制部４２ｃが内側に突き出した水平の突条として形成され、内装キャップ４１の軸方向移動規制部４１ｅの下方に係止され、上方への移動が規制される。一方、下方への移動は外装キャップ４２の天面４２ａが内装キャップ４１の天面に当接することで規制され、これらの間で上下動できるようになっている（図１（ａ）の上端位置および（ｂ）の下端位置参照）。
【００７７】
さらに、外装キャップ４２には、外装キャップ４２の押し下げ回転動作で内装キャップ４１と一体化でき、外装キャップ４２の回転動作のみでは遊転させる機構としてラチェット機構４３のラチェット爪部４５が円周等間隔に複数個（図示例では、８個）設けてある。
【００７８】
これにより、外装キャップ４２を押し下げた状態では、ラチェット爪部４５が内装キャップ４１のラチェット歯部４４の各歯とかみ合わせて、内装キャップ４１を開いたり、閉めたりすることができるようになる。
【００７９】
一方、外装キャップ４２を押し下げない状態では、ラチェット爪部４５が内装キャップ４１のラチェット歯部４４の各歯の上面に位置することになり、このまま回転しても滑ることで内装キャップ４１とは連結されない遊転状態となる。
【００８０】
したがって、外装キャップ４２を押し下げずに反時計回りに回転して安全キャップ１５を取り外そうとすると、ラチェット機構４３が遊転して内装キャップ４
１を回転して燃料カートリッジ１０から取り外すことができない。これにより、チャイルドレジスタント効果を奏するものとなり、誤まって安全キャップ１５を取り外すことを防止することができ、内側容器１２内の内容物を誤まって漏洩させたり、子供などが誤まって取り出すことを防止することができる。
【００８１】
また、このラチェット機構４３では、遊転方向に回転する場合に、ラチェット爪部４５がラチェット歯部４４に沿って移動するだけであり、遊転トルク（空回りトルク）をほとんど零にすることができ、例えば開栓トルクを３０〜４０ｃＮ・ｍ程度としても遊転トルクを略零にすることで、チャイルドレジスタント効果を明確にすることができる。
【００８２】
このように構成した燃料電池用の燃料カートリッジ１０では、内側容器であるプラスチックボトル１２に燃料電池の使用に応じた種別の燃料、例えば純メタノール、所定濃度のメタノール水溶液、その他の燃料が入れられて使用されることになる。
【００８３】
そこで、燃料の種別に応じて燃料カートリッジ１０を簡単に識別できるようにするため、燃料カートリッジ１０の外表面部分または使用の際に外側に露出する部分のいずれかに液体燃料の種別に応じた内容物表示手段５０が設けてある。
【００８４】
この内容物表示手段５０としては、燃料電池用の燃料カートリッジ１０の構成部品として備えている内側容器１２、接続具１３、外側容器１４、キャップ１５の少なくともいずれかに、燃料の種類、濃度などの種別に応じた着色部５１や点字表示部５２を設けたり、これらを組み合わせて設けて構成する。
【００８５】
この内容物表示手段５０として着色部５１を外側容器１４に設ける場合には、例えば、図1に示すように、帯状に着色した着色部５１ａとし、その色によって識別する。この場合、燃料電池本体側に同一の着色を施すことで、使用すべき燃料であることを確実に識別することができる。
【００８６】
また、外側容器１４に設ける場合に、押ボタン１４ｂを着色して着色部５１ｂすることで内容物表示手段５０とすることができ、色の異なる押しボタン１４ｂを用意することで、燃料カートリッジ１０の他の構成部品１２，１３，１４，１５を共通化して識別性を付与することができ、特に押ボタン１４ｂの着色部５１ｂを着色透明性を備えるようにすれば、内側容器１２内の燃料の残量を外側から知ることができ、好ましい。
【００８７】
さらに、キャップ１５に設ける場合には、例えば図６に示すように、外装キャップ４２に着色部５１ｃを設けて着色することで識別することが可能となる。
【００８８】
このような燃料カートリッジ１０の外側表面部分に内容物表示手段５０を設けることで、簡単に外側から燃料の種別（燃料の種類や濃度）を確実に知ることができる。
【００８９】
次に、内容物表示手段５０を燃料カートリッジ１０の使用の際に外側に露出する部分に設ける場合としては、例えば開放手段３０を構成するカム機構のカムリング３２を着色して着色部５１ｄとすることで燃料の種別を識別することができる。特に、カムリング３２の場合には、成形の際、樹脂原料に着色剤を練り込んで成形することで、内容物表示手段５０とすることができ、色の異なるカムリング３２を用意することで、燃料カートリッジ１０の他の構成部品１１，１２，１３，１４，１５を共通化して識別性を付与することができ、燃料を補給しようとする直前に確実に識別することができるとともに、燃料とは直接接触することがない部分であり、例え着色剤に金属イオンを含んでも燃料中への金属イオンの溶出による悪影響を受けることがない。
【００９０】
また、外側ノズルキャップ１４ｅを着色して着色部５１ｅとすることで、内容物表示手段５０とすることができ、色の異なる外側ノズルキャップ１４ｅを用意することで、燃料カートリッジ１０の他の構成部品１１，１２，１３，１４，１５を共通化して識別性を付与することができ、カムリング３２の場合と同様に、補給直前に識別できるとともに、燃料中への金属イオンの溶出も防止できる。
【００９１】
このような着色部５１による内容物表示手段５０に加えて点字による点字部５２を内容物表示手段５０として併設することで、目の不自由な方が使用する場合においても燃料の種別を確実に識別することができる。
【００９２】
このように燃料カートリッジ１０に内容物表示手段５０を設けることで、燃料の種別を識別することができるが、特に、カムリング３２を設け、このカムリング３２を成形段階で着色剤を樹脂原料に練り込んで成形することで着色部５１ｄとすることが最も好ましく、燃料の種別による着色が簡単にでき、しかも他の部品を共通化することで安価に多くの種類の識別ができる。また、カムリング３２であれば、燃料と直接接触することがなく、着色剤中の金属イオンの燃料への溶出の問題もなく、しかも燃料電池本体への接続直前に外側に露出する部分であり、注意を喚起して誤接続を防止することが確実にできる。特に、燃料電池本体側のカップラーであるソケットＳなどに同一の着色部を設けておくことで、一層確実に誤接続を防止して燃料を補給することができる。
【００９３】
また、カムリング３２に代えて液体燃料識別キー手段３５として接続具１３と別体にキー３６だけを形成したリング部材を接続具１３に取り付けるようにした場合には、図示しないキーを備えたリング部材を着色することで内容物表示手段としても良く、キーリングと同様に、燃料と直接接触することがなく、着色剤中の金属イオンの燃料への溶出の問題もなく、しかも燃料電池本体への接続直前に外側に露出する部分であり、注意を喚起して誤接続を防止することが確実にできる。
【００９４】
なお、接続具１３と一体に設けたキーやキー溝などのキー部材を着色することで、内容物表示手段とすることもできる。
【００９５】
なお、着色部の大きさなどは、設ける部位により適宜定めれば良く、使用者などが識別できるものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる全体の正面図および縦断面図である。
【図２】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる内側容器の正面図および側面図である。
【図３】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる外側容器に収納された内側容器とともに示す接続具の概略断面図である。
【図４】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる接続具に設けたカム機構の説明図および燃料電池本体側の接続具の概略斜視図である。
【図５】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる接続具に設ける液体燃料識別手段のリング部材の正面図、平面図および側面図である。
【図６】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる外装キャップおよび内装キャップのそれぞれ正面図および断面図である。
【図７】この発明の燃料電池用の燃料カートリッジの一実施の形態にかかる外装キャップおよび内装キャップ装着した遊転状態および回転状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９７】
１０      燃料カートリッジ
Ｓ        ソケット（燃料電池本体側）
Ｐ        プラグ
１１      連結ノズル部
１２      内側容器（本体容器：プラスチックボトル）
１３      接続具（カップラー）
１３ａ    ばね
１３ｂ    弁体
１４      外側容器（ハードケース）
１４ａ    前面部材
１４ｂ    押ボタン
１４ｃ    外側ノズル部
１４ｄ    後面部材
１４ｅ    外側ノズルキャップ
１５      キャップ
５０      内容物表示手段
５１      着色部
５１ａ〜５１ｅ  各部の着色部
５２      点字部
２０      連結保持手段
２１      係合凹部
２２      係合凸部
３０      開放機構
３１      カム部
３２      カムリング
３３      カムフォロア部
３５      液体燃料識別キー手段
３６      キー
３７      キー溝
３８      リング部材
３９      明示手段
４１      内装キャップ
４１ａ    大径円筒部
４１ｂ    ねじ部
４１ｃ    小径部
４１ｅ    軸方向規制部
４１ｇ    段差部
４２      外装キャップ
４２ａ    天面
４２ｂ    円筒部
４２ｃ    移動規制部
４３      ラチェット機構
４４      ラチェット歯部
４５      ラチェット爪部
【図１】
2008052926.tif 000003
【図２】
2008052926.tif 000004
【図３】
2008052926.tif 000005
【図４】
2008052926.tif 000006
【図５】
2008052926.tif 000007
【図６】
2008052926.tif 000008
【図７】
2008052926.tif 000009