(57)【要約】【課題】燃料電池用カートリッジのコネクタにおいて、使用範囲想定外の外力が加わったときに燃料電池搭載機器の破損を防止する【解決手段】燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１は、内部に燃料Ｆを収容する燃料収容室３１１を備えた燃料電池用カートリッジ本体３１の一端に配設され、外面に臨み燃料Ｆを供給する燃料供給口１２ａと、燃料供給口１２ａを取り囲む接続用突体１１ｃとを備えてなり、燃料電池を搭載し、外面に臨み燃料Ｆを受給するための燃料受給口２ａを有し接続用突体１１ｃに対応する接続部２を備えた機器４に着脱可能に接続する。接続用突体１１ｃが接続部２と接続し、燃料供給口１２ａと燃料受給口２ａとを連通させた状態において、燃料電池用カートリッジ３に所定値以上の外力が加わったときに、燃料収容室３１１から所定距離離れた位置にて破損する複数の破損構造及び接続部２から離脱する複数の離脱構造のうち少なくとも１つ以上を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に燃料電池に供給する燃料を収容する燃料収容室を備えた燃料電池用カートリッジ本体の一端に配設され、外面に臨み前記燃料を供給する燃料供給口と、該燃料供給口を取り囲む接続用突体とを備えてなり、
燃料電池を搭載し、外面に臨み燃料を受給するための燃料受給口を有し前記接続用突体に対応する接続部を備えた機器に着脱可能に接続する燃料電池用カートリッジのコネクタにおいて、
前記接続用突体が前記接続部と接続し、前記燃料供給口と前記燃料受給口とを連通させた状態において、前記燃料電池用カートリッジに所定値以上の外力が加わったときに、前記燃料収容室から所定距離離れた位置にて破損する複数の破損構造及び前記接続部から離脱する複数の離脱構造のうち少なくとも１つ以上を備えていることを特徴とする燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項２】
前記破損構造が、前記接続用突体に形成された薄肉部であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項３】
前記薄肉部が、前記接続用突体の周方向に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項４】
前記薄肉部が、前記機器への接続方向に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項５】
前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
前記薄肉部が、前記係合用爪の基部に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項６】
前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
該係合用爪が、前記燃料電池用カートリッジ本体側の縁を斜めに切り欠いて形成された切欠部を有してなり、
前記離脱構造が、前記切欠部であることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項７】
前記接続用突体の前記機器への接続方向に形成された薄肉部からなる破損構造と、
前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
前記係合用爪の基部に形成された薄肉部からなる破損構造と、
前記係合用爪の前記燃料電池用カートリッジ本体側の縁を斜めに切り欠いて形成された切欠部からなる離脱構造と、を備えてなる請求項１に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【請求項８】
前記接続用突体の周方向に形成された薄肉部からなる破損構造と、
前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
該係合用爪の前記燃料電池用カートリッジ本体側の縁を斜めに切り欠いて形成された切欠部からなる離脱構造と、を備えてなる請求項１に記載の燃料電池用カートリッジのコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池用カートリッジのコネクタに関し、特に燃料電池利用機器との接続構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
燃料電池は、例えば水素、メタノール等の燃料と酸素とを隔てる電解質膜が水素イオンを通すことによって、水素と酸素を化学反応させ、電気を発生させるエネルギー変換装置であり、作動温度が低く、装置の小型化が期待できることから、現在さまざまな用途に使用され、例えばノート型パソコンや携帯電話の連続動作時間を長時間化させることができるモバイル機器用電源などの分野で開発が進められている。
【０００３】
そして、該モバイル機器用電源などに使用される燃料電池は、通常、前記モバイル機器内部に搭載されていて、燃料を使い切ると、新たに燃料を補充することによって直ぐに発電することが可能である。そして前記搭載された燃料電池に燃料を補充するために、燃料を供給する燃料容器（例えば燃料電池用カートリッジ）が提案されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−５４０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような燃料電池用カートリッジは、燃料電池搭載機器の内部に収容された状態で使用するインサートタイプ、燃料電池搭載機器が内部に燃料を収容するスペースを有するものである場合に、燃料を補給するときにのみに前記機器の接続部に前記機器の外部から装着して前記スペースに燃料を補給するサテライトタイプ、前記機器の接続部に前記機器の外部から装着し、装着したままの状態で使用するアタッチドタイプ、該アタッチドタイプと同様に使用され、外装が前記機器とマッチするように装飾デザインされたエクステリアタイプ等が提案されている。
【０００５】
特に、前記サテライトタイプ、アタッチドタイプ及びエクステリアタイプの燃料電池用カートリッジは、燃料電池搭載機器の接続部に外部から着脱可能に接続固定する必要があるため、燃料電池搭載機器及び燃料電池用カートリッジの接続部は、前記着脱時に加わる力に十分に耐えられる強度が必要とされる。
【０００６】
しかしながら、通常の使用時に燃料電池用カートリッジに加わる力とは別の外力、すなわち、想定範囲外な使用をした際に生じる力や故意に破損させようとする力等が加わったときに、前記それぞれの接続部が破損してしまう虞があり、通常、燃料電池用カートリッジと比較して、燃料電池搭載機器の方が高価なものであるため、燃料電池搭載機器側が破損しないことが望まれている。
【０００７】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、通常の使用方法では十分な強度を保持しつつ、使用想定範囲外な外力が加わった場合には破損及び／又は離脱して、燃料電池搭載機器の破損を防止する燃料電池用カートリッジのコネクタを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、内部に燃料電池に供給する燃料を収容する燃料収容室を備えた燃料電池用カートリッジ本体の一端に配設され、外面に臨み前記燃料を供給する燃料供給口と、該燃料供給口を取り囲む接続用突体とを備えてなり、
燃料電池を搭載し、外面に臨み燃料を受給するための燃料受給口を有し前記接続用突体に対応する接続部を備えた機器に着脱可能に接続する燃料電池用カートリッジのコネクタにおいて、
前記接続用突体が前記接続部と接続し、前記燃料供給口と前記燃料受給口とを連通させた状態において、前記燃料電池用カートリッジに所定値以上の外力が加わったときに、前記燃料収容室から所定距離離れた位置にて破損する複数の破損構造及び前記接続部から離脱する複数の離脱構造のうち少なくとも１つ以上を備えていることを特徴とするものである。
【０００９】
なお本発明において「所定値以上の外力」は、通常の使用時に燃料電池用カートリッジに加わる力とは別の力であって、想定範囲外な使用をした際に生じる力や故意に破損させようとする力等をいう。
【００１０】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記破損構造が、前記接続用突体に形成された薄肉部であることが好ましい。
【００１１】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記薄肉部が、前記接続用突体の周方向に形成されていることが好ましい。
【００１２】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記薄肉部が、前記機器への接続方向に形成されていることが好ましい。
【００１３】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
前記薄肉部が、前記係合用爪の基部に形成されていることが好ましい。
【００１４】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
該係合用爪が、前記燃料電池用カートリッジ本体側の縁を斜めに切り欠いて形成された切欠部を有してなり、
前記離脱構造が、前記切欠部であることが好ましい。
【００１５】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記接続用突体の前記機器への接続方向に形成された薄肉部からなる破損構造と、
前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
前記係合用爪の基部に形成された薄肉部からなる破損構造と、
前記係合用爪の前記燃料電池用カートリッジ本体側の縁を斜めに切り欠いて形成された切欠部からなる離脱構造と、を備えてなることが好ましい。
【００１６】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、前記接続用突体の周方向に形成された薄肉部からなる破損構造と、
前記接続用突体が、前記機器と接続する側の先端外周に、外方に向かって突出し前記接続部と係合する少なくとも２つ以上の係合用爪を有し、
該係合用爪の前記燃料電池用カートリッジ本体側の縁を斜めに切り欠いて形成された切欠部からなる離脱構造と、を備えてなることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタによれば、接続用突体が機器側の接続部と接続し、燃料供給口と燃料受給口とを連通させた状態において、燃料電池用カートリッジに所定値以上の外力が加わったときに、燃料収容室から所定距離離れた位置にて破損する複数の破損構造及び機器側の接続部から離脱する複数の離脱構造のうち少なくとも１つ以上を備えているので、
燃料電池用カートリッジに、所定値以上の外力すなわち通常の使用時に燃料電池用カートリッジに加わる力とは別の力であって想定範囲外な使用をした際に生じる力や故意に破損させようとする力が加わったときに、燃料電池用カートリッジのコネクタが破損又は機器の接続部から離脱するので、機器が破損するのを防止することができる。また前記コネクタが破損するときに、燃料収容室から所定距離離れた位置にて破損するので、燃料収容室に収容された燃料が外部に漏れ出すのを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に図面を参照し、本発明にかかる一実施形態の燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１（以下、単にコネクタ１という）について詳細に説明する。図１は本実施形態のコネクタ１が配設された燃料電池用カートリッジ３が、燃料電池が搭載された機器（燃料電池搭載機器）としての携帯電話４から離脱された状態の斜視図、図２は図１の燃料電池用カートリッジ３の断面斜視図、図３はコネクタ１の断面斜視図である。なお本実施形態のコネクタ１においては、便宜上、携帯電話４と接続する側（図２、図３中上側）を上方として以下説明する。
【００１９】
本実施形態の燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１は、図１、図２に示す如く、燃料電池用カートリッジ３の上端に配設され、図１に示す如く、図示しない直接メタノール形燃料電池（ＤＭＦＣ）等の燃料電池を内蔵した燃料電池搭載機器としての携帯電話４に備えられた接続部２に接続機構Ｓにより着脱可能に接続するものである。ここで先ず、上端に本実施形態のコネクタ１が配設された燃料電池用カートリッジ３について説明する。
【００２０】
燃料電池用カートリッジ３は、図２に示す如く、略円筒状の容器本体３１を有し、該容器本体３１は、燃料Ｆを収容する、ピストン３２によって仕切られた燃料収容室３１１を備えた内容器３１２と、燃料Ｆをピストン３２により押し出すための圧縮ガスＧを収容する、上端部が開放された外容器３１３とからなる二重構造を有するものであって、内容器３１２の外面と外容器３１３の内面との間に主として圧縮ガス室３１４が形成されている。燃料収容室３１１と圧縮ガス室３１４は、ピストン３２の位置によって容積比率が変動するものであり、燃料Ｆが減少してピストン３２が上昇すると、圧縮ガス室３１４の一部が内容器３１２の内部に位置することになる。
【００２１】
なお本実施形態において燃料ＦはＤＭＦＣに供給するものであるため、メタノールと純水の混合液である。ただし、本発明においてはこれに限られるものではなく、例えばエタノールと純水等の所定濃度のアルコールと純水の混合液やアルコール単体等、燃料電池の種類に応じて適宜変更可能である。
【００２２】
また、本実施形態において圧縮ガスＧは、燃料電池での反応に悪影響を及ぼす酸素が燃料Ｆへ混入することを防ぐという観点から、さらには燃料Ｆが酸化することを防ぐという観点から、窒素、炭酸ガス、脱酸素空気等の酸素を含まないガスを用いることが好ましい。なお本実施形態では圧縮ガスＧとしたが、本発明はこれに限られるものではなく例えばＤＭＥ（ジメチルエーテル）等が気化した液化ガスであってもよい。
【００２３】
外容器３１３は、上端に燃料電池搭載機器の接続部２（後述する）に接続するコネクタ１が固着されている。コネクタ１は外容器３１３に固着される接続本体１１と、該接続本体１１に固着されるカートリッジ側バルブ１２とから概略構成されている。
【００２４】
接続本体１１は、ＰＣ（ポリカーボネート）等の樹脂により形成され、中央に開口を有する円盤部１１ａと、円盤部１１ａの開口側から上方に向かって延び、接続口１１ｂを有して上方に突出する接続用突体１１ｃと、円盤部１１ａの下面外方から下方に向かって環状に突出し、外面が外容器３１３の内面に装着される装着部１１ｄとを備えている。また装着部１１ｄから内方に所定距離離れて、装着部１１ｄと二重になるように内装着部１１ｅが突設され、該内装着部１１ｅの内面はねじ切り加工が施されている。
【００２５】
接続用突体１１ｃは、図３に示す如く、先端部外周に外方に向かって等間隔に突出した固定用の係合用爪１１１を備え、下端部外周に環状に突出する押圧段部１１２を備えている。さらに接続用突体１１ｃは先端部内周面の一箇所に、内方に向かって突設され、先端面から下方に延びる絶対位置の基準となる基準突起１１３と、この基準突起１１３に対して、燃料電池用カートリッジ３の種類に応じて予め設定された本数（本実施形態では２本）で、且つ予め設定された位置に、先端面から下方に延設された選択突起１１４、１１５とが形成されている。このとき基準突起１１３は、選択突起１１４、１１５よりも幅が広く形成されている。なお選択突起１１４と選択突起１１５とは燃料電池用カートリッジ３の種類に応じて幅及び装着方向の長さが異なるものであってもよい。これら基準突起１１３、選択突起１１４及び選択突起１１５が、カートリッジ側係合キーＫ１を構成している。また接続口１１ｂには、上端に燃料Ｆを供給する燃料供給口１２ａを有し、該燃料供給口１２ａを開閉するカートリッジ側バルブ１２（後で詳細に説明する）が挿通されている。
【００２６】
本発明において特徴的なのは、接続用突体１１ｃが携帯電話４の接続部２と接続し、燃料供給口１２ａと燃料受給口２ａとを連通させた状態において、燃料電池用カートリッジ３に所定値以上の外力が加わったときに、燃料収容室３１１から所定位置離れた位置にて破損する複数の破損構造及び携帯電話４の接続部２から離脱する複数の離脱構造のうち少なくとも１つ以上を備えていることである。
【００２７】
本実施形態のコネクタ１は、図２に示す如く、破損構造として接続用突体１１ｃの携帯電話４の接続部２への接続方向すなわち上下方向に突体側薄肉部１１６が形成され、さらに係合用爪１１１の基部に爪側薄肉部１１１ａが形成されて、離脱構造として係合用爪１１１の下端縁が斜めに切り欠いた切欠部１１１ｂが形成されている。
【００２８】
突体側薄肉部１１６は、基準突起１１３の両側に、該基準突起１１３と隣接して平行に形成されてなり、接続用突体１１ｃの内周面及び外周面の両側から、接続用突体１１ｃの周壁が所定の肉厚に至るまで切欠かれている。接続用突体１１ｃの上端も下方に向って０．５ｍｍ程度切り込まれている。また爪側薄肉部１１１ａは、接続用突体１１ｃの外周に沿って形成されてなり、係合用爪１１１の基部の上端面から下方に向けて所定位置まで切欠かれている。切欠部１１１ｂは、係合用爪１１１の下端と略４５度を有して傾斜面が形成されて構成されている。なお詳細については後述する。
【００２９】
内容器３１２は下端が開放した略円筒状であり、下端部が外容器３１３の底内面と接することなく配設されている。また、下端側周面には縦方向に延びる複数の切欠き３１２ａが形成されていて、ピストン３２が下降移動した際に、内容器３１２の内部と外容器３１３の内部が連通可能になっている。内容器３１２の上壁略中央には、図２、図３に示す如く、カートリッジ側バルブ３４と連通する透孔３１２ｂを有する円筒部３１２ｃが下方に向かって突設され、該円筒部３１２ｃから外方に所定距離離れて環状の外鍔部３１２ｄが斜め上方に向かって突設されている。そして外鍔部３１２ｄの四方には、外鍔部３１２ｄの先端部の下面から下方に向かって、外面に内装着部１１ｅ内面と対応するねじ切り加工が施された結合部（図示しない）が突設され、該結合部の外周面が接続本体１１の内装着部１１ｅ内面と螺合し、上端に略円盤状の上蓋１２ｂを押圧しつつ接続本体１１に接続される。
【００３０】
カートリッジ側バルブ１２は、ハウジング１２１と、図３の上下方向へ移動可能なステム１２２と、ステム１２２を閉方向（上方）に付勢するスプリング１２３と、燃料Ｆの流路を開放または遮断する弁体１２４（Ｏリング）と、接続用Ｏリング１２５（シール部材）とから概略構成されている。なおカートリッジ側バルブ１２の上端が燃料Ｆの供給を行なう燃料供給口１２ａとなっている。
【００３１】
ハウジング１２１は略筒状に形成され、中間より下方の所定位置において上述した上蓋１２ｂが嵌合する環状凹部１２１ａを有している。環状凹部１２１ａより下方の下端面には、略中央に流路１２１ｂ１が形成された筒状のノズル底１２１ｂの鍔部１２１ｂ２が固着され、該鍔部１２１ｂ２の下端面にはノズル底１２１ｂの上下移動に伴って伸縮するハウジングスプリング１２６がノズル底１２１ｂの下端部を囲んで介装されている。そしてハウジング１２１の上端部外周には後述する携帯電話４の接続部２との接続用Ｏリング１２５が嵌装されている。またハウジング１２１には、上端から下方に向かって所定位置まで、下方よりも内径の小さい燃料供給口１２ａが形成されている。
【００３２】
ステム１２２は棒状に形成され、上下方向の略中間に外方に向かって突出する大径部１２２ａと、大径部１２２ａの上方に延びる上軸部１２２ｂ及び下方に延びる下軸部１２２ｃとを備えている。また大径部１２２ａの上方には大径部１２２ａよりも径の小さい小径部１２２ｄが形成され、該小径部１２２ｄと大径部１２２ａとの間にＯリングからなる弁体１２４が嵌合されている。そしてステム１２２はハウジング１２１内に軸方向に移動可能に挿入され、大径部１２２ａの下面とノズル底１２１ｂの上面との間に配設されたスプリング１２３によって上方の閉弁方向に付勢されている。上軸部１２２ｂの先端は燃料供給口１２ａに挿通されて、弁体１２４がスプリング１２３の付勢力によってハウジング１２１の内面と燃料供給口１２ａとの段差面に圧接されることにより、燃料供給口１２ａを閉塞して燃料Ｆの流通を遮断している。またステム１２２が下方へ押圧されると、スプリング１２３が縮んでステム１２２が下方に移動し、弁体１２４が前記段差面から離れることによって、燃料供給口１２ａが開口し燃料収容室３１１内の燃料Ｆが燃料供給口１２ａから流出する。
【００３３】
ピストン３２は、図２に示す如く、外周に形成された溝に弾性シール部材３２ａが装着されていて、上面と接する空間を燃料収容室３１１、底面と接する空間を圧縮ガス室３１４とにそれぞれ区画する移動隔壁として機能し、底面に作用する圧縮ガスＧの圧力によって上面の燃料Ｆを加圧し、ステム１２２が開作動した際に、燃料Ｆを押し出すように作用する。
【００３４】
次に圧縮ガス室３１４への圧縮ガスＧの封入及び燃料収容室３１１への燃料Ｆの注入について説明する。なお、圧縮ガスＧの封入は燃料収容室３１１に燃料Ｆを注入する前に行なうものとする。まず図示しないガス加圧充填装置のガス注入口をカートリッジ側バルブ１２に結合し、押し込み作動によりステム１２２を開作動させ、バルブ１２を通して、圧縮ガスＧを燃料収容室３１１に注入する。これに応じてピストン３２が外容器３１３の底面に向かって下降する。ピストン３２が最下降した状態において、切欠き３１２ａの上端部が弾性シール部材３２ａより上方となり、切欠き３１２ａを通して燃料収容室３１１から圧縮ガス室３１４へ圧縮ガスＧが注入される。そして、圧縮ガス室３１４内が所定圧力となったら、圧縮ガスＧの注入を停止する。
【００３５】
次に、ステム１２２を再び開作動させて燃料収容室３１１内の余剰圧縮ガスを排出する。これに応じてピストン３２は上昇し、燃料収容室３１１を密封する状態に戻る。そして、さらなる前記余剰圧縮ガスの排出でピストン３２は下面に圧縮ガス室３１４の圧縮ガスＧの圧力が作用した状態で内容器３１２の上端にまで上昇移動し、燃料収容室３１１内の余剰圧縮ガスを排出することにより、圧縮ガスＧが燃料収容室３１１および圧縮ガス室３１４内に封入される。その後、図示しない燃料注入手段をカートリッジ側バルブ３４に接続し、燃料収容室３１１へ燃料Ｆを注入することによってピストン３２を下降させ、燃料収容室３１１に所定量の燃料Ｆを収容することで燃料電池用カートリッジ３が構成される。
【００３６】
なお本実施形態において燃料電池用カートリッジ３の容器本体３１を二重容器構造としたが、本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタ１が配設される容器本体３１はこれに限られるものではなく、適宜変更可能であり、例えば一重容器構造で形成された容器本体内部に、燃料ＦとともにＬＰＧ（液化石油ガス）、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）及びＣＦＣ（クロロフルオロカーボン）等を気化した液化ガス又は炭酸ガスや窒素ガス等の圧縮ガスを噴射剤として収容し、前記液化ガス又は前記圧縮ガスの圧力によって、燃料Ｆを容器本体の外に自力で霧状や泡状などにして放出させる構造の一重容器構造としてもよいし、可撓性を有する容器であってもよい。ただし好ましくは、燃料Ｆの再充填が可能なリサイクル可能容器がよい。
【００３７】
次に上述した燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１が着脱可能に接続する携帯電話４の接続部２について説明する。図４に斜め下方から見た携帯電話４の接続部２を示す。接続部２は、図４に示す如く、外面に臨み上述の燃料電池用カートリッジ３から燃料Ｆを受給する燃料受給口２ａを有し、該燃料受給口２ａは携帯電話４の内部に搭載された図示しない燃料電池と連通される。燃料受給口２ａは、先細形状を有する棒状のプラグ２１を受容し、該プラグ２１は、接続部２が上述した燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１と接続するときに、ステム１２２の上端を押圧して開作動させ、かつプラグ２１に装着された図示しない弁体がスプリング等によって内方に移動し燃料受給口２ａを開状態にする。
【００３８】
また接続部２は、燃料受給口２ａを囲んで外方に突設された接続筒部２２と、該接続筒部２２を囲んで開口された接続開口２３とを備えている。該接続開口２３の内面には、燃料電池用カートリッジ３の接続時に、上述のコネクタ１の係合用爪１１１を案内する案内溝２３ａが形成され、接続開口２３より内方側には係合用爪１１１と係合しコネクタ１を固定する固定突起２４ａが形成され、可塑性を有するＰＯＭ（ポリオキシメチレン）等の樹脂で形成されたロックリング２４が配設されている。接続突体１１ｃの押込み動作によりロックリング２４が回転して係合用爪１１１が固定突起２４ａと係合されてコネクタ１と接続部２とが固定され、接続突体１１ｃの次の押込み動作によりロックリング２４がさらに回転して係合用爪１１１と固定突起２４ａとの係合が外されて、コネクタ１が接続部２から分離される。
【００３９】
なお、接続部２とコネクタ１とを接続固定する構造については、本願出願人が先に出願した特開２００６−１１２６３５号公報に記載のロック機構付コネクタ構造を使用できるものとし、本願において説明は省略する。
【００４０】
接続筒部２２は、図４に示す如く、外面に上述したカートリッジ側係合キーＫ１の基準突起１１３に対応する接続部側基準溝２２１と、選択突起１１４、１１５に対応する接続部側選択溝２２２、２２３とが形成されている。このとき接続部側基準溝２２１は、接続部側選択溝２２２、２２３よりも幅が広く形成されている。これら接続部側基準溝２２１、接続部側選択溝２２２、２２３が、接続部側係合キーＫ２を構成している。
【００４１】
なお本実施形態においては接続部２及びコネクタ１の接続用係合キーＫ１、Ｋ２を上記のような構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば基準突起１１３、基準溝２２１を複数設けてもよいし、基準突起１１３、基準溝２２１及び選択突起１１４、１１５、選択溝２２２、２２３を内周面に設けてもよいし、内周面と外周面に設けてもよいし、多数の組合せパターンが考えられ、適宜設計変更可能である。
【００４２】
燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１を接続部２に接続するには、先ず、接続筒部２２の外周面を接続用突体１１ｃの接続口１１ｂに、コネクタ１の基準突起１１３、選択突起１１４、選択突起１１５すなわちカートリッジ側係合キーＫ１と、接続部側基準溝２２１、接続部側選択溝２２２、接続部側選択溝２２３すなわち接続部側係合キーＫ２と、を係合させて嵌合させ、さらに接続筒部２２の内周面にハウジング３４１の先端を嵌合させて、コネクタ１の接続用Ｏリング３４５を接続筒部２２の内面に接触させてシール性を確保した後、ステム３４２の上端でプラグ２１の先端を押し込んで燃料受給口２ａを開き、その後で、さらにステム３４２の上端がプラグ２１の先端に押し込まれて、スプリング３４３が圧縮され、カートリッジ側バルブ１２が開作動して燃料供給口１２ａを開く。このようにして、燃料電池用カートリッジ３内部の燃料Ｆはコネクタ１及び接続部２を介して燃料電池（図示せず）に供給される。
【００４３】
なおこのとき接続部２には、接続部側の接続用係合キーＫ２に対応する接続用係合キーＫ１を有するコネクタ１のみが接続可能である。よってユーザが無意識に接続しようとしても、接続部側の接続用係合キーＫ２に対応する接続用係合キーＫ１を有するコネクタ１以外は嵌合しないようにしてあるため、接続用係合キーＫを有さない、すなわち携帯電話４に搭載された燃料電池に対応しない燃料電池用カートリッジ３は接続することができないので、燃料電池用カートリッジの誤装着を防止することができる。
【００４４】
そして接続用突体１１ｃが接続部２と接続し、燃料供給口１２ａと燃料受給口２ａとを連通させた状態において、上述のコネクタ１の係合用爪１１１が接続部２の固定突起２４と係合してコネクタ１と接続部２とが着脱可能に固定される。
【００４５】
本実施形態の燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１は上述のように、破損構造として突体側薄肉部１１６及び爪側薄肉部１１１ａが、離脱構造として切欠部１１１ｂがそれぞれ形成されているので、上記のように接続された燃料電池用カートリッジ３に、所定値以上の外力すなわち通常の使用時に燃料電池用カートリッジ３に加わる力とは別の力であって、想定範囲外な使用をした際に生じる力や故意に破損させようとする力が生じたときに、前記外力が曲げやねじりによる力である場合には、コネクタ１は突体側薄肉部１１６及び／又は爪側薄肉部１１１ａにおいて破損する。
【００４６】
コネクタ１が突体側薄肉部１１６において破損した場合には、基準突起１１３が接続突体１１ｃの内方に折れたり曲がったりすることができるので、接続突体１１ｃの外径を小さくすることができ、接続突体１１ｃすなわちコネクタ１は接続部２から容易に離脱することができる。このときコネクタ１は分離することなく破損するので、接続部２側にコネクタ１の一部が残存する可能性を低くすることができる。従って工具等により残存物を接続部２から取り出す必要がないので、接続部２すなわち携帯電話４が工具等により破損するのを防止できる。
【００４７】
コネクタ１が爪側薄肉部１１１ａにおいて破損した場合には、コネクタ１が係合用爪１１１と、係合用爪１１１以外のコネクタ１の主要部に分離される。これにより固定突起２４ａと係合されていた係合用爪１１１がコネクタ１の主要部から分離されるので、該主要部と接続部２との係合が外れて、コネクタ１の主要部は接続部２から離脱する。このとき係合用爪１１１が接続部２の内部に残存しても、係合用爪１１１はコネクタ１及び接続部２と比較して小さく形成されているので、接続部２から容易に取り出すことができる。
【００４８】
なお上述のようにコネクタ１が破損しても、突体側薄肉部１１６及び爪側薄肉部１１１ａが、燃料収容室３１１から離れた位置に形成されているので、コネクタ１は燃料収容室から離れた位置にて破損するため、燃料収容室３１１に収容された燃料Ｆが外部に漏れ出すのを防止できる。
【００４９】
また前記外力が引っ張りによる力Ｐである場合には、図５に示す如く、係合用爪１１１が切欠部１１１ｂを形成する斜面に案内されながら、固定突起２４ａを下方及び外方に押圧する。このとき固定突起２４ａは上述したように可塑性を有するロックリング２４に形成されているので、前記押圧力によりロックリング２４は下方に撓み外方側に延びるように変形し、これにより係合用爪１１１と固定突起２４ａとの係合が外れて、コネクタ１すなわち燃料電池用カートリッジ３が接続部から離脱する。なおコネクタ１が接続部２から離脱するとロックリング２４は元の形状に戻る。このようにコネクタ１が破損せずに離脱する場合には、燃料電池用カートリッジ３は再び利用することが可能である。
【００５０】
以上のように、コネクタ１が破損又は携帯電話４の接続部２から離脱するので、燃料電池用カートリッジに想定範囲外の外力が加わったときに接続部２すなわち携帯電話４が破損するのを防止することができる。
【００５１】
なお非特許文献である技報堂出版「人間工学基準数値数式便覧」に人が出せる最大の力は、２０ｍｍの円柱を手先でつかんで回せる力（ねじり力）が１１０Ｎ・ｃｍ、指先で押す力が約１０２Ｎであるから指先で支点から５０ｍｍ曲げる力（曲げ力）は５１０Ｎ・ｃｍ、１５ｍｍの角柱を指先でつまんで引っ張る力（引っ張り力）が６０Ｎであることが記載されている。
【００５２】
また上述した構成の燃料電池用カートリッジ３において、容器本体３１の外径がφ２０ｍｍ、燃料電池用カートリッジの縦方向の長さが５０ｍｍ、収容された燃料Ｆが５ｍＬ、該燃料Ｆを収容した燃料電池用カートリッジ３の重量が１８ｇである場合に、通常の使用時においてコネクタ１に加わる力は、ねじり力が５５Ｎ・ｃｍ、曲げ力が７．１Ｎ・ｃｍ、引っ張り力が３０Ｎであることを本願出願人が実験により明らかにした。
【００５３】
従って上記燃料電池用カートリッジ３において、所定値以上の外力の「所定値」は、ねじり力は上記通常の使用時のねじり力５５Ｎ・ｃｍよりも大きく上記最大の力のねじり力１１０Ｎ・ｃｍよりも小さい範囲の値、曲げ力は上記通常の使用時の曲げ力７．１Ｎ・ｃｍよりも大きく上記最大の力の曲げ力５１０Ｎ・ｃｍよりも小さい範囲の値、引っ張り力は上記通常の使用時の引っ張り力３０Ｎよりも大きく上記最大の力の引っ張り力６０Ｎよりも小さい範囲の値でそれぞれ設定することが好ましい。
【００５４】
なお本実施形態のコネクタ１は、破損構造として突体側薄肉部１１６及び爪側薄肉部１１１ａが、離脱構造として切欠部１１１ｂがそれぞれ形成されたものとしたが、本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、これに限られるものではなく、例えば突体側薄肉部１１６のみが形成されたもの、爪側薄肉部１１１ａのみが形成されたもの、及び切欠部１１１ｂのみが形成されたものであってもよいし、突体側薄肉部１１６と爪側薄肉部１１１ａが形成されたもの、突体側薄肉部１１６と切欠部１１１ｂが形成されたもの、爪側薄肉部１１１ａと切欠部１１１ｂが形成されたものであってもよく、適宜選択可能である。
【００５５】
次に別の実施形態の燃料電池用カートリッジのコネクタ１’について説明する。図６は別の実施形態の燃料電池用カートリッジのコネクタ１’の拡大断面斜視図である。なお本実施形態のコネクタ１’は、破損構造及び離脱構造以外は上述の実施形態のコネクタ１と同じ構成であるため、重複箇所は同符号で示して説明を省略し、破損構造及び離脱構造についてのみ説明するものとする。
【００５６】
コネクタ１’は、図６に示す如く、破損構造として、接続用突体１１ｃの周方向に突体側周薄肉部１１７が形成され、離脱構造として係合用爪１１１の下端縁が斜めに切り欠いた切欠部１１１ｂが形成されている。
【００５７】
突体側周薄肉部１１７は、接続用突体１１ｃの外周面の円盤部１１ａ上面から上方に所定距離離れた位置に形成されてなり、接続用突体１１ｃの外周面から内方に向って、接続用突体１１ｃの周壁が所定の肉厚に至るまで外周に沿って環状に切欠かれている。また切欠部１１１ｂは、係合用爪１１１の下端と略４５度を有して傾斜面が形成されて構成されている。
【００５８】
本実施形態の燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１’は上述のように、破損構造として突体側周薄肉部１１７が、離脱構造として切欠部１１１ｂがそれぞれ形成されているので、上記のように接続された燃料電池用カートリッジ３に、所定値以上の外力すなわち通常の使用時に燃料電池用カートリッジ３に加わる力とは別の力であって、想定範囲外な使用をした際に生じる力や故意に破損させようとする力が生じたときに、前記外力が曲げやねじりによる力である場合には、コネクタ１’は突体側周薄肉部１１７において破損する。
【００５９】
コネクタ１’が突体側周薄肉部１１７において破損した場合には、コネクタ１’の接続本体１１が突体側周薄肉部１１７において、係合用爪１１１を含む接続部２側と容器本体３１側に分離されるので、係合用爪１１１が分離された燃料電池用カートリッジ３は接続部２から離脱する。このとき係合用爪１１１を含む接続部２側の接続本体１１は、係合用爪１１１と固定突起２４ａとが係合したままの状態で接続部２に残存するので、残存した接続本体１１が小さいと残存位置が接続部２の内部となり接続部２から取り外し難いので、突体側周薄肉部１１７を形成する前記所定距離離れた位置を接続突体１１ｃの下端部とすることにより、残存した接続本体１１を接続部２に押し込む動作によって、ロックリング２４を回転させ係合用爪１１１と固定突起２４ａとの係合を外して、残存した接続本体１１を容易に取り出すことができる。
【００６０】
また前記外力が引っ張りによる力Ｐである場合には、図５に示す如く、前記実施形態と同様に、係合用爪１１１が切欠部１１１ｂを形成する斜面に案内されながら、固定突起２４ａを変形させ、これにより係合用爪１１１と固定突起２４ａとの係合が外れて、コネクタ１’すなわち燃料電池用カートリッジ３が接続部から離脱する。
【００６１】
以上のように、コネクタ１’が破損又は携帯電話４の接続部２から離脱するので、燃料電池用カートリッジに想定範囲外の外力が加わったときに接続部２すなわち携帯電話４が破損するのを防止することができる。
【００６２】
なお本実施形態のコネクタ１’は、破損構造として突体側周薄肉部１１７が、離脱構造として切欠部１１１ｂがそれぞれ形成されたものとしたが、本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタは、これに限られるものではなく、例えば突体側周薄肉部１１７のみが形成されたものであってもよいし、切欠部１１１ｂのみが形成されたものであってもよく、適宜選択可能である。
【００６３】
また上述した実施形態の燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１、１’は、燃料電池搭載機器としての携帯電話４の接続部２に着脱可能に接続するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばノート型パソコン等、コネクタ１、１’に対応する接続部を有し燃料電池を搭載したものであればいずれに適用することも可能である。
【００６４】
上述した実施形態の燃料電池用カートリッジ３のコネクタ１、１’は、破損構造及び／または離脱構造を上述した組み合わせにより形成したが、本発明の燃料電池用カートリッジのコネクタはこれに限られるものではなく、適宜選択して組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本実施形態の燃料電池用コネクタが搭載された携帯電話から燃料電池用カートリッジが分離された状態の斜視図
【図２】図１の燃料電池用カートリッジの断面斜視図
【図３】図２の燃料電池用カートリッジのコネクタの拡大断面斜視図
【図４】携帯電話の接続部の拡大斜視図
【図５】係合用爪と固定突起の拡大断面図
【図６】別の実施形態のコネクタの拡大断面図
【符号の説明】
【００６６】
１、１’  燃料電池用カートリッジのコネクタ
１１      接続本体
１１ｃ    接続用突体
１１１    係合用爪
１１１ａ  爪側薄肉部（破損構造）
１１１ｂ  切欠部（離脱構造）
１１６    突体側薄肉部（破損構造）
１１７    突体側周薄肉部（破損構造）
１２      カートリッジ側バルブ
１２ａ    燃料供給口
２        接続部
２ａ      燃料受給口
３        燃料電池用カートリッジ
３１      容器本体（燃料電池用カートリッジ本体）
３１１    燃料収容室
４        携帯電話（燃料電池搭載機器）
Ｆ        燃料
Ｋ１      コネクタ側の接続用係合キー
Ｋ２      接続部側の接続用係合キー
【図１】
2008021481.tif 000003
【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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