(57)【要約】【課題】  液体を液体リザーバから液体アクセプタへ導く着脱可能な液体送受用ジョイントで、小型で部品点数が少なく単純な構造を有し、液体を汚染することなく、かつ液漏れしないものを提供する。【解決手段】  液体送受用ジョイントにおいて、液体リザーバまたは液体アクセプタのいずれか一方又は双方のジョイントに、送液方向に対して予め貫通した切り込みを入れた弾性体を用い弁の機能をもたせ、前記弾性体を用いた液体リザーバまたは液体アクセプタに、前記弾性体を押圧して前記切り込みを開口させる挿嵌部を備える。【選択図】  図１５
2005247404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を収容する液体リザーバと前記液体リザーバから液体を受容する液体アクセプタを接続する液体送受用ジョイント装置において、液体リザーバ若しくは液体アクセプタのいずれか一方若しくは両者のジョイント部に、液体リザーバ外部から内部方向に貫通した切り込みを有した弾性体を少なくとも備えることを特徴とする液体送受用ジョイント装置。
【請求項２】
前記液体送受用ジョイント装置において、液体リザーバと液体アクセプタを接続する際に、弾性体の外部より弾性体に負荷を加える手段を有することを特徴とする請求項１に記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項３】
前記弾性体に負荷を加える手段として、当該弾性体の外部から圧力または引力を加えることを特徴とする請求項１または２に記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項４】
前記弾性体において、弾性体内側の常時接液する部分には切り欠き部分が形成され逆止弁形状を有することを特徴とした、請求項請求項１〜３いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項５】
前記弾性体において、前記切り込みが施されている断面の形状が、切り込みに対する水平方向の長さＡ、切り込みと垂直方向の長さＢとの間に、下記の式の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
Ａ／Ｂ＜１
【請求項６】
前記弾性体において、液体リザーバと液体アクセプタが非接続状体において、弾性体の切り込みを圧接させる部材を当該弾性体に配設させることを特徴とする請求項１〜５いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項７】
前記弾性体において、液体リザーバと液体アクセプタとを接続状態した際に、弾性体が相手側と接触する面上に、切り込みを中心にした環状の凸部を有することを特徴とする請求項１〜６いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項８】
前記弾性体において、当該弾性体に磁性体を含有させることを特徴とする請求項１〜７いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項９】
前記液体送受用ジョイント装置において弾性体に負荷を加える手段として、電磁気力を加えることを特徴とする請求項１〜８いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項１０】
前記弾性体の大きさが、１０３ｍｍ３以下であることを特徴とする請求項１〜９いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項１１】
前記液体アクセプタは液体を燃料として発電する燃料電池、前記液体リザーバは液体燃料カートリッジとすることを特徴とする請求項１〜１０いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項１２】
前記燃料電池に用いる燃料として、少なくともメタノールを含有する液体を用いることを特徴とする請求項１１に記載の液体送受用ジョイント装置。
【請求項１３】
前記ジョイントの送液流量が１００ml/ｈｒ以下であることを特徴とする請求項１〜１２いずれかに記載の液体送受用ジョイント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池やインクジェットプリンタ等における液体供給手段において、液体リザーバから液体を受容する液体アクセプタに液体を導く液体送受用ジョイント装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、インクジェットプリンタ、液体燃料を用いたライター、医療用薬液投与などにおいて、液体を収容しかつ流出する液体リザーバと、該液体リザーバから液体を受容する液体アクセプタとが着脱可能な液体供給手段を用いたものが広く普及されている。当該液体供給手段は、供給液体が不足したとき液体リザーバ自体を直接取り替えることができる。そのため、液体を本体内に搭載されているリザーブタンク等に直接供給することに比べ、液体によって手を汚すことがほとんどなく、安全性が高く、簡便に供給液体を補給できる。特に、供給液体が人体に影響のあるものや外気に触れると劣化が激しいものを用いる場合には、大変有効な液体供給手段である。
【０００３】
また、最近、液体を燃料として発電する燃料電池の開発が進められており、特にメタノールを燃料としたメタノール直接型燃料電池（ＤＭＦＣ）に関しては、多くの電機メーカ等により開発が盛んに行われており、ノートパソコン、携帯可能な各種電子機器、携帯電話等に使用する次世代の新型電池として期待されている。しかし、一般にメタノールは、人体に対する影響が大きく、吸入すると中枢神経を冒し、めまい、下痢を起こす。また、大量に吸入したり、眼に入ったりした場合は、視神経に障害を起こし、失明する可能性が非常に高く、危険性の高い有毒な液体である。そのため、ＤＭＦＣにおいても、一般需要者等に安全にかつ簡便に燃料供給を行う際には、メタノールを直接取り扱うことがなく、液体リザーバをカートリッジとしてメタノールを供給する手段が最適であると考えられており、広く開発が行われている（特開２００３−３０８８７１、特開平８−１２３０１、特開２００３−３１７７５６など）。
【０００４】
上記の液体供給手段には、液体リザーバから液体アクセプタに液体を導く着脱可能な液体送受用ジョイントを有する必要がある。従来考えられているジョイントとして、特開平１０−７８９、特開平８−５００４２、特表２００３−５２８６９９、特開２００３−２６６７３９、特表２００１−５２４８９６、特開２０００−２８９２２５、特開平７−６８７８０、特開平５−２５４１３８、特開２００３−３３１８７９等が挙げられる。
【特許文献１】特開平１０−７８９
【特許文献２】特開平８−５００４２
【特許文献３】特表２００３−５２８６９９
【特許文献４】特開２００３−２６６７３９
【特許文献５】特表２００１−５２４８９６
【特許文献６】特開２０００−２８９２２５
【特許文献７】特開平７−６８７８０
【特許文献８】特開平５−２５４１３８
【特許文献９】特開２００３−３３１８７９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、いずれのジョイント装置においても、部品点数が非常に多く複雑な構造となるため、小型化、コスト低減には限界がある。また、液体リザーバ、アクセプタ内の圧力が高くなると、弁等が開く構造を有するため、液漏れが生じやすい構造になっている。そのため、ジョイント構造の簡略化、高内圧下でも液漏れを起こさない、かつスムーズな着脱が可能なジョイント装置が強く求められている。特に、携帯電子機器に適用を考えているＤＭＦＣにおいては、昨今の携帯電子機器のサイズから１０３ｍｍ３以下のジョイント部材が必要とされると考えられる。その他、上記引用した例のうちの一例では、液体リザーバ、液体アクセプタ双方を嵌着させた際に液体の通過する流路内にバネ等が配設されており、ジョイントの使用中、液体にバネ等の金属イオン等の成分が溶出してしまい、液体が汚染される問題を有していた。ＤＭＦＣにおいても、金属イオンの溶出はＤＭＦＣ本体を構成とする材料である触媒、導電材料、電解質膜等の劣化、電気化学反応効率の低下等ＤＭＦＣの特性に影響を与えると考えられる。
【０００６】
以上の問題を解決するため、上記の各発明に比べて部品点数が少なく、単純な構造を有する液体送受用ジョイント装置を本出願人が以前に特許出願している（特願２００４−６６１５）ので、以下簡単に説明する。
【特許文献１０】特願２００４−６６１５号
【０００７】
図１に液体リザーバ８から液体アクセプタ７へと液体を導く液体送受用ジョイントの一例の外観図、図２に図１で示した液体アクセプタ７の受液側ジョイント部１９の側面断面図、図３に液体リザーバ８の送液側ジョイント部１８の側面断面図、図４に送液側ジョイント部の弾性体パッキン１３を裏面方向から見た要部拡大図（図３における右側面方向から見た図）を示す。また、図４は、受液側ジョイント部の弾性体パッキン１の要部拡大図(図２の左側面方向から見た図)と同じ形状を有している。
【０００８】
また、図５に、図１から図４にて表した液体送受用ジョイントにおける液体リザーバ８と液体アクセプタ７を嵌着させた状態を表す断面図を示す。図５に示すように、液体リザーバ８の送液側ジョイント部１８と液体アクセプタ７の受液側ジョイント部１９を嵌着させると、受液側ジョイント部１９のジョイントチューブ２が液体リザーバ８の本体に押されて付勢装置３が収縮し、ジョイントチューブ２の片方の先端は図２に表す矢印Ｂ方向へ押されて弾性体パッキン１の切り込み１１の内側へと入り込み、通貫する手前の適正な位置まで挿入される。これにより、受液側ジョイント部１９の弾性体パッキン１の切り込み部の形状が変形し、切り込みが開口する。弾性体パッキン１の切り込み１１が開口した状態を図６に示す。
【０００９】
また、ジョイントチューブ２のもう一方の先端は、受液側ジョイント側同様に、送液側ジョイント部１８の弾性体パッキン１３の切り込み１４の内側へと入り込み、通貫する手前の適正な位置まで挿入される。これにより、送液側ジョイントの弾性体パッキンの切り込み部の形状が変形し、送液側ジョイントの弾性体パッキンの切り込みも開口する。弾性体パッキン１３の切り込み１４が開口した状態も、受液側ジョイントと同様の形状を有する(図６)。以上によって、液体リザーバ８内の液体は弾性体パッキン１３の、切り込み１４が開口している部分を通り、ジョイントチューブ２内部の流路１７を通過し、弾性体パッキン１の切り込み１１が開口している部分を通って液体アクセプタ７内に流入する。送液側・受液側の各ジョイント部は液体を送受することが可能となる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の液体送受用ジョイントは、上記各従来品のかかる問題に鑑み、前記出願（特願２００４−６６１５号）にかかる発明のジョイント構造を更に改良した発明である。ジョイント構造を簡略化することにより、部品点数が少なく、小型で、安価に製造可能で、かつ、内圧の高低によらず、幅広い条件下においても液漏れを起こさず、内部の液体を汚染せず、簡便な信頼性の高いジョイントを目指し鋭意検討した結果、上記問題点を以下のようにして解決できることを見出した。
【００１１】
液体を収容する液体リザーバと前記液体リザーバから液体を受容する液体アクセプタを接続する液体送受用ジョイントにおいて、液体リザーバ若しくは液体アクセプタのいずれか一方若しくは両者のジョイント部に、液体リザーバ外部から内部方向に貫通した切り込みを有した弾性体を少なくとも備えることを特徴とし、また前記液体送受用ジョイント装置において、液体リザーバと液体アクセプタを接続する際に、弾性体の外部より弾性体に負荷を加える手段を有することを特徴とし、前記弾性体に負荷を加える手段として、当該弾性体の外部から圧力または引力を加えることを特徴とし、前記弾性体において、切り込みを形成した部分の液体に接する側の面（つまり流路の最奥端）には、前記切り込みの長手方向と平行方向に長く、断面が楔形の切り欠きを一箇所または複数形成して逆止弁状にしたことを特徴とし、該切り込みが施されている断面の形状が、切り込みに対する長手方向の長さＡ、切り込みと垂直方向の長さＢとの間に、Ａ／Ｂ＜１の関係を満たすことを特徴とし、前記弾性体において、液体リザーバと液体アクセプタが非接続状態において、弾性体の切り込みを圧接させる部材を当該弾性体に配設させることを特徴とし、前記弾性体において、液体リザーバと液体アクセプタとを接続した際に、弾性体が相手側と接触する面上に、切り込みを中心にした環状の凸形状を有することを特徴とし、前記弾性体において、当該弾性体に磁性体を含有させることを特徴とする。
【００１２】
また、前記液体送受用ジョイント装置において弾性体に負荷を加える手段として、電磁気力を加えることを特徴とする。特に前記弾性体の大きさは、１０３ｍｍ３以下であることを特徴とする。
【００１３】
なお、前記液体アクセプタは液体を燃料として発電する燃料電池、前記液体リザーバは液体燃料カートリッジとすることを特徴とし、前記燃料電池に用いる燃料として、少なくともメタノールを含有する液体を用いることを特徴とし、前記ジョイントの送液流量が１００ｍｌ／ｈｒ以下であることを特徴とする液体送受用ジョイント装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の液体送受用ジョイント装置は、上記のような構成を採用しているので、以下に示す効果を奏する。
本発明の液体送受用ジョイント装置は、従来品よりもジョイント構造を簡略化し、部品点数を削減したため、さらなる製品の小型化、ローコスト化を図ることが可能である。また、本発明のジョイントの大きさとしては、弾性体パッキンを１０３ｍｍ３以下の大きさを実現でき、弾性体パッキンに負荷を加える手段は、本発明を用いる装置のデザインによって如何ようにも設計することができる。なお、液体リザーバを液体アクセプタに接続するだけで弾性体の切り込みが開口し、液体リザーバ内部の液体を液体アクセプタ内へと簡単に送受させることができると同時に、液体リザーバまたは液体アクセプタ容器内が高い圧力下でも液漏れが生じ難い、信頼性の高いジョイントを実現できる。
【００１５】
また、当該ジョイントは、液体を燃料として発電する燃料電池の液体燃料カートリッジにも用いることができる。本発明の液体送受用ジョイント装置は、弾性体パッキンの内径の大きさや、切り込みの大きさを変えることにより、送受される液体の流量を制御することが可能である。これにより、送液流量を１００ｍｌ／ｈｒ以下に押さえることが可能なため、適切な量の液体を少量ずつ供給することができる。これは、燃料電池に当該ジョイントを使用した場合、液体燃料の過剰供給を抑止することができ、特にメタノールを燃料としたＤＭＦＣに使用する場合は、クロスオーバー現象（燃料の液体が燃料電池内の燃料極で反応を起こさないまま電解質に流入してしまう現象）を防止するという効果が得られる。
【００１６】
本発明に係る液体送受用ジョイント装置は、前記の燃料電池だけではなく、インクカートリッジ、薬液投与用の容器に取り付けて使用することができ、液体を容器から容器へと送受する目的のジョイント装置として様々な用途に使用できる。特に、小型かつ送液流量が少ないもののジョイント装置として有効な手段であると考えられる。
【００１７】
また、本発明にかかる液体送受用ジョイント装置の弾性体パッキンは、ジョイントチューブの着脱による磨耗による劣化がないため、全体として送液側・受液側ジョイント同士の着脱の繰返しに対する耐久性の向上を図ることができる。送液側・受液側ジョイント同士の着脱を繰返した後も、着脱前と同様に、弾性体パッキンの切り込みが密着した形状に復元する。さらに金属バネ等の付勢装置を配設し、切り込み面に対して垂直に圧力を加えることで、液漏れを防止することができる。よって、本発明の液体送受用ジョイント装置を取り付けた液体アクセプタや液体リザーバが使用済みになった後、液体を補充して再利用することも可能であると考えられる。
【００１８】
また、本発明の液体送受用ジョイント装置は、内部の液体が付勢装置や挿嵌部に接触せずに液体リザーバから液体アクセプタへ送受できるため、付勢装置の材料、特に金属イオン等が溶け出して内部の液体に混入することがなく、供給する本体に支障をきたすことはない。
【００１９】
その上、本発明の液体送受用ジョイント装置は、前記弾性体パッキンの切り込みを形成した部分の液体に接する側の面、つまり流路の最奥端に、前記切り込みの長手方向と平行方向に長く、断面が楔形の切り欠きを一箇所または複数形成してあるため、液体リザーバまたは液体アクセプタの内圧が高い状態では、内部の液体から弾性体パッキンの切り欠き部分に圧力がかかる。これにより、切り欠き部分は楔形の角度を広げるように押圧され、切り込みは液体の押圧力により密着させられた状態となる。以上が逆止弁の働きをすることによって、液体リザーバまたは液体アクセプタ内部の液体が外部に漏れ出すことを防止することができる。
【００２０】
さらに本発明の液体送受用ジョイント装置は、前記弾性体パッキンの接続状態にて互いに接する面上に、環状の凸形状を一つずつ、または複数形成してあり、ジョイントした際に弾性体パッキン上の凸形状が相重ならず嵌合するため、これによりシール性が向上し、弾性体パッキン同士の接触する面からの液漏れを防止することができ、より信頼性が高い液体送受用ジョイント装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
図７〜３５を用いて、本発明に係る液体送受用ジョイント装置の実施例を詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。また、本実施例は、液体リザーバおよび液体アクセプタに本発明を同時に適用して説明するが、実際使用する際には両者同時使用でなく、単独でも使用可能である。
【実施例１】
【００２２】
図７に本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の液体リザーバ３０、図８に本発明実施例に係る液体アクセプタ３２、図９に液体リザーバ３０を液体アクセプタ３２に接続した状態を示す。ただし、液体リザーバ３０は、ＤＭＦＣに用いるメタノール燃料カートリッジであり、３重量％メタノール水溶液を封入しているまた、液体アクセプタ３２にはＤＭＦＣ本体(製品番号６０６１、アイフリー社製)を内蔵している。
【００２３】
液体リザーバ３０内の液体を、液体アクセプタ３２に供給する際には、図９に示す状態にして使用する。液体リザーバ３０内部に液体が予め入った状態になっており、液体リザーバ３０から液体アクセプタ３２に送液するため、液体リザーバ３０側には送液用ジョイント部分５７、液体アクセプタ３２側には受液用ジョイント部分５６が設けられている。
【００２４】
液体リザーバ３０や液体アクセプタ３２の形状は、これらの図の例に限らず、様々な形状のものに用いることができる。また、本実施例では、液体アクセプタ３２の受液側ジョイント部分５６を四箇所で表したが、用途に応じて必要とされる供給量に合わせて、受液側ジョイント部分５６の数が増減でき、装着できる液体リザーバ３０の数も増減できる。
【００２５】
接続前の液体アクセプタ３２と液体リザーバ３０の正面図（図を見やすくするため要部のみ拡大表示）を図２３、平面図を図２２に示す。また、接続前における液体アクセプタ３２の受液側ジョイント部分を示す要部拡大断面図を図１０、図１０の左側面図を図１１に示す。また、液体リザーバ３０の受液側ジョイント部分を示す要部拡大断面図を図１２、また図１２の右側面図を図１３に示す。液体アクセプタ３２本体に開口された孔４３に、断面が略円形の筒状に形成された弾性体パッキン３３が嵌設され、弾性体パッキン３３の外周には付勢装置３５が配されている。
【００２６】
弾性体パッキン３１、弾性体パッキン３３の材質としては、各種ゴムやエラストマー等、公知の様々な弾性材料を用いることができる。具体的には、スチレン−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、シンジオタクチック1、２−ポリブタジエン、イソプレンゴム、アクリニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、エチレン−プロピレンターポリマー、ブチルゴム、アクリルゴム、クロルスルフォン化ポリエチレン、シリコーンゴム、フッ化ビニリデン系ゴム、テトラフロロエチレン・プロピレン系ゴム、テトラフロロエチレン・パーフロロメチルビニルエーテル系ゴム、フロロシリコーン系ゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、ウレタンゴム、天然ゴム等が挙げられ、これら１種または２種以上を混合して用いることができる。弾性体は、送液する液体の特性や、弾性体の摺動特性、永久圧縮ひずみ特性、反発弾性、耐溶性等の特性によって選択されることが望ましい。今回は、ＤＭＦＣに用いることから、耐メタノール性、永久圧縮歪特性に優れたエチレン−プロピレンゴムを用いた。
【００２７】
弾性体パッキン３１、弾性体パッキン３３は上記に開示した略円形の筒状以外にも様々な形状が考えられるが、図１０、図１１に示すように、接触面４８から流路３８方向に対して貫通する切り込みを有している。切り込みの形状(幅、長さ等)は、送液する液体の物性、流量等から選択することが望ましい。ただし、流量１００ｍｌ／ｈｒ以下では、切り込み幅１０ｍｍ以下、本発明を用いる製品の形状等から５ｍｍ以下が好ましいと考えられる。今回は、弾性体パッキン３１、３３ともに、幅３ｍｍの切り込みを導入した。
【００２８】
また、弾性体パッキン３３においては、筒状の途中から蛇腹形状になるよう形成した。これは、弾性体パッキン３３の蛇腹状の部分が弾性変形して伸縮するため、液体リザーバ３０を液体アクセプタ３２に接続する際には縮めることができ、収縮による中心軸ずれを防止する役目を果たす。さらに、液体リザーバ３０を液体アクセプタに装着した時には、該蛇腹状の部分が弾性復元する（伸びる）力を利用して付勢装置を補助させることができる。本発明によるジョイント装置を液体リザーバおよび液体アクセプタの両者に使用するときには、片側に蛇腹構造を有した形状の弾性体ゴムパッキンを用いることが望ましい。ただし、中心軸がずれずに、伸縮ができる形状を有していれば、蛇腹形状に限らず、ダイアフラム形状等、公知の形状を用いることができる。
【００２９】
図２５に図１０の右側面図を示す。弾性体パッキン３３は略楕円形状を有しており、切り込み４０は、端部の略楕円形状内径の短径方向に平行、長径方向に垂直で、かつ送液方向に貫通するよう形成されている。切り込み４０は弾性体パッキン３３の短径方向に直線であれば、切り込み方向に対しては、直線、Ｓｉｎカーブ形状、のこぎり刃の形状等でも良い。
【００３０】
また、図１０に示すように、弾性体パッキン３３の一方の（接触面４８側の）端部の略楕円形に形成されている部分の外周には、外周を囲む溝状の凹部が形成されている。これは、液体リザーバ３０の弾性体パッキン３１も同様である。この凹部にコイルバネや円環、Ｃリング等の押圧部材３６を嵌着させる。押圧部材３６の内径が、弾性体パッキン３３の略楕円形に形成された部分の内径の、短径よりは大きく長径よりは小さいものを選択すると、押圧部材３６が常に弾性体パッキン３３の略楕円部分を長径方向から、短径方向に対して垂直に押圧するので、切り込み４０は常に密接して閉じている状態になる。これにより、非接続時は、常に弾性体パッキン３３長径方向の中心に向かって圧力が加えられ、切り込み４０は硬く閉口されており、液漏れに対して信頼性を高められる。
【００３１】
なお、弾性体パッキン３３の接触面４８側の肉厚に形成された部分の断面は、上記で開示した略楕円形に限らず、正円形や、図１９、図２０、図２１に示すような略長方形や略菱形、略八角形、十字形などの様々な形状に形成しても同様の効果を得られる。つまり切り込み方向に対して水平方向と垂直方向の長さの関係を満たしていれば、弾性体の形状は限定しない。なお、液体アクセプタにおける弾性体パッキン３３の右側面図の形状（接触面の形状）は、液体リザーバ３０における弾性体パッキン３１についても同様である。
【００３２】
液体アクセプタ３２の弾性体パッキン３３の外周には、略円筒状に形成された挿嵌部３４が配設されている。挿嵌部３４は、液体アクセプタ３２と連結されており、一体となっている。また、液体リザーバ３０のジョイント部には、液体アクセプタ３２における挿嵌部３４が挿嵌される凹部４２が形成されており、凹部４２は挿嵌部３４が凹部４２に挿嵌されると挿嵌部３４が切り込み４０に対して水平に(図１０におけるＪ方向)かつ上下互いに中心方向に向かってつぶされるような形状を有している。挿嵌部３４および凹部を形成している材料としては、金属、プラスチック、木材、セラミック等を用いることができ、好ましくは金属、プラスチックが望ましい。
【００３３】
具体的には、金属は、ステンレス、アルミ、鉄、銅、銀、白金、金等が挙げられる。プラスチックでは、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリブチレンテレフタレート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフタルアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリメチルペンテン、フッ素樹脂、ポリフッ化ビニリデン、ＴＥＦＥ、ＰＦＡ、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。また、挿嵌部３４については、伸縮することが求められるため、上記の材料等の他にエラストマー等弾性を有した材料も有効である。実施例１では、ＤＭＦＣに用いられることを考慮し、耐メタノール性の高いポリプロピレンを両者に用いた。
【００３４】
図１４に液体リザーバ３０の凹部４２に液体アクセプタ３２の挿嵌部３４の先端５４を挿入し、液体アクセプタ３２の弾性体パッキン３３の接触面４８と、液体リザーバ３０の弾性体パッキン３１の接触面４９が接触した状態を示す。挿嵌部３４の先端５４や段部５２、５３には先細りになるようテーパー加工が施され、かつ液体リザーバ３０の凹部４２内の段部５５にもテーパー加工が施されており、液体リザーバ３０および液体アクセプタ３２の弾性体パッキンの接触面(４８、４９)が接触する際には、両者の弾性体パッキンには圧力等の負荷が加わらない構造となっている。
【００３５】
図１５は、図１４の状態からさらに液体アクセプタ３２の挿嵌部３４を液体リザーバ３０の凹部４２内へ図１５に示す矢印Ｅ方向へと挿入した状態を示す。挿貫部３４を凹部４２内へと挿入すると、付勢装置３５による圧力、また弾性体パッキン３１、３３の弾性力によって、接触面４８および４９の面圧が高まり、シール効果が高まると同時に、挿嵌部３４が内径中心方向（矢印Ｇ方向）に収縮し、弾性体パッキン３１、３３それぞれの切り込みが開く。弾性体パッキン３１、３３それぞれの切り込みは、弾性体パッキン３１，３３の接触面４８、４９が互いに面接触すると合い重なる位置に挿入されており、図１５に示す状態になると液体リザーバ３０の内部から液体アクセプタ３２の内部に流路が形成され、互いに繋がった状態となる。
【００３６】
図１８に図１５の状態における弾性体パッキン３３の接触面を示す。図１８より、弾性体パッキン３３の長径側を矢印H方向へと押圧していた押圧部材３６の力よりも、挿嵌部３４が押圧部材３６や弾性体パッキン３３を矢印G方向へと押圧する力の方が勝り、弾性体パッキン３３は図１８で示すような状態に弾性変形し、切り込み４０が貫通開口する。この状態を液体アクセプタ内側から見た状態、つまり孔４３から流路３８を通した状態を図１６に示す。
【００３７】
図１５の状態で、液体リザーバ３０の内圧が５ｋＰａ、液体アクセプタ３２の内部を大気開放した状態のとき、液体リザーバ３０から液体アクセプタ３２に流れる送液量を調査したところ、送液量は２５ｍｌ／ｈｒであった。また、この状態でＤＭＦＣを駆動させたところ、２８ｍＷの出力が得られた。
【００３８】
また、図１５の状態から液体リザーバ３０を液体アクセプタ３２から取り外したところ、液体リザーバ、液体アクセプタともに液漏れは一切起こらなかった。なお、液体リザーバ、液体アクセプタ内の圧力を１ｋＰａから１ＭＰａまで加えて、液漏れを調査したが、この範囲では液漏れは一切起こらなかった。
【実施例２】
【００３９】
実施例１における液体アクセプタ３２の挿嵌部３４および液体リザーバ３０の挿嵌部３４を押印する方法を変更した実施例２の液体送受用ジョイント装置を作製した。図２６に液体アクセプタ３２のジョイント部、図３０に液体リザーバ３０のジョイント部の断面図、また図３３に両ジョイントを嵌合させ、両ジョイントの接触面が接触した状態、図３４にジョイントが接続した状態を示す。
【００４０】
本実施例は、液体リザーバの凹部４２が挿嵌部３４に挿入し、弾性体パッキンの接触面に圧力が加わり、接触面間でシールされた状態になったときに押圧部材６２が挿嵌部３４を押し当て、挿嵌部３４を変形させることにより、それぞれの弾性体パッキンを同時に変形させ、切り込み４０および４１が開口する。液体リザーバ３０内の圧力が５ｋＰａ、液体アクセプタ３２内を大気開放した状態では、実施例１同様に送液量２６ｍｌ／ｈｒが得られた。また、液体リザーバ３２を液体アクセプタ３０から取り外しても、液漏れは起こらなかった。また、ＤＭＦＣも出力２５ｍＷで駆動した。
【実施例３】
【００４１】
実施例１における弾性体パッキンに磁性体を含有させ、液体アクセプタおよび液体リザーバに磁石を配設させた実施例３の液体送受用ジョイントを作製した。液体アクセプタおよび液体リザーバに配設させた磁石は、接続前においては切り込みに対して水平方向、接続時においては垂直方向に引力が働くように配設した。動作確認をしたところ、液体リザーバ３０内の圧力が５ｋＰａ、液体アクセプタ３２内を大気開放した状態では、実施例１同様の送液量２４ｍｌ／ｈｒが得られた。また、液体リザーバ３２を液体アクセプタ３０から取り外しても、液漏れは起こらなかった。また、ＤＭＦＣも出力２４ｍＷで駆動した。
【実施例４】
【００４２】
実施例１における弾性体パッキン３１、３３の切り込みが設けられている部分の、常に液体に接する側の面、つまり流路３７、３８の最奥端に、一箇所または複数の切り欠き６５を形成した。該切り欠き６５部分以外、この実施例４は、実施例１の液体送受用ジョイント装置と全く同じ形状に作製した。図３６や図３７に示すように切り欠き６５は、前記切り込みの長手方向と平行方向に長く、断面が楔形に形成されている。
【００４３】
液体リザーバ３０または液体アクセプタ３２の内圧が高い状態では、内部の液体から弾性体パッキン３１、３３の切り欠き部分６５に圧力がかかる。これにより、切り欠き６５は楔形の角度を広げるように液体から押圧され、切り込み４１は液体の押圧力により密着させられた状態となる。以上が逆止弁の働きをすることによって、液体リザーバ３０または液体アクセプタ３２内部の液体が外部へと漏れることをさらに防止することができる。
【００４４】
なお、図３６、３７では液体リザーバ側の弾性体パッキン３１にて実施例を図示したが、液体リザーバ側だけでなく液体アクセプタの弾性体パッキン３３の内側、流路の最奥端にも、該切り欠き６５を形成し、液体アクセプタ内部の液体の逆流を防止することができることはもちろんである。
【００４５】
上記実施例４の液体送受用ジョイント装置の動作確認をしたところ、実施例１と全く同様の送液量、ＤＭＦＣの出力を得られた。液漏れについては、実施例１を使った試験よりも液体リザーバ、液体アクセプタの内圧をさらに高め、１０ＭＰａまで評価したが、切り込み４０、４１からの液漏れは起こらなかった。
【００４６】
以上より、実施例１、２、３および４の液体送受用ジョイント装置は、いずれにおいても液漏れを起こさず、送液できる性能を有している。また、いずれの実施例においても弾性体パッキンの体積が６０ｍｍ３であり、従来の液体送受用ジョイント装置に比べ、小型化することができる。よって、本発明は今後ＤＭＦＣをエネルギー源とする携帯電気機器等への液体送受用ジョイント装置として適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】従来の液体送受用ジョイント装置を表す斜視図である。
【図２】従来の液体送受用ジョイント装置の、液体アクセプタ７に配設された受液側ジョイント部の要部断面図である。
【図３】従来の液体送受用ジョイント装置の、液体リザーバ８に配設された送液側ジョイント部の要部断面図である。
【図４】図２の左側面図、図３の右側面図で弾性体パッキン１のみを表示した拡大図である。
【図５】従来の液体送受用ジョイント装置の使用状態を表す、送液側・受液側の各ジョイント部を嵌着させた状態の要部断面図である。
【図６】図５の左右側面図で弾性体パッキン１（または１３）のみを表示した図である。
【図７】本発明の液体送受用ジョイント装置に係る第１実施例の、液体リザーバ３０に配設された送液用ジョイント部５７を示す斜視図である。
【図８】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、液体アクセプタ３２に配設された受液用ジョイント部５６を示す斜視図である。
【図９】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、液体アクセプタ３２に液体リザーバを装着した状態を表す斜視図である。
【図１０】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、液体アクセプタ３２の受液側ジョイント部５６を表す要部拡大断面図である。
【図１１】図１０の左側面図である。
【図１２】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、液体リザーバ３０の送液側ジョイント部５７を表す要部拡大断面図である。
【図１３】図１２の右側面図である。
【図１４】液体アクセプタの挿嵌部３４を液体リザーバ３０凹部４２へ挿入した状態を表す断面図である。
【図１５】液体アクセプタの挿嵌部３４を液体リザーバ３０凹部４２へ挿入し、挿嵌部３４が弾性体パッキン３１、３３を押圧している状態を表す断面図である。
【図１６】図１５の左側面図である。
【図１７】図１５の右側面図である。
【図１８】図１５のＬ−Ｌ矢視断面図である。
【図１９】弾性体パッキン３１，３３の、他の実施例の形状を表す図である。
【図２０】弾性体パッキン３１，３３の、他の実施例の形状を表す図である。
【図２１】弾性体パッキン３１，３３の、他の実施例の形状を表す図である
【図２２】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の平面図である。
【図２３】図２２の正面図である。
【図２４】図１２の左側面図で、弾性体パッキン３１のみを示す図である。
【図２５】図１０の右側面図で、弾性体パッキン３３のみを示す図である。
【図２６】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、第２実施例を表す断面図であり、液体アクセプタ３２の要部断面図である。
【図２７】図２６の左側面図である。
【図２８】図２６の右側面図であり、弾性体パッキン３３のみを表す図である。
【図２９】本発明の液体送受用ジョイント装置の第２実施例に係る、液体リザーバの弾性体パッキン３１のみを表すであり、図３０の左側面図である。
【図３０】本発明の液体送受用ジョイント装置の第２実施例に係る、液体リザーバの要部断面図である。
【図３１】図３０の右側面図である。
【図３２】図３０の左側面図である。
【図３３】本発明に係る液体送受用ジョイント装置の第２実施例の、液体リザーバと液体アクセプタを嵌着させた状態を表す断面図である。
【図３４】本発明に係る液体送受用ジョイント装置の第２実施例の、液体リザーバと液体アクセプタを嵌着させて、切り込み４０，４１を開口した状態を示す断面図である。
【図３５】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、弾性体パッキンの接触面を示す要部拡大断面図である。
【図３６】本発明実施例に係る液体送受用ジョイント装置の、弾性体パッキンの流路の最奥端に切り欠き６５を形成した状態を示す要部断面図である。
【図３７】図３６の右側面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１    弾性体パッキン
２    ジョイントチューブ
３    付勢装置
４    フランジ
５    ケース
６    保護フィルム
７    液体アクセプタ
８    液体リザーバ
９    ストッパー
１１  切り込み
１２  縁端
１３  弾性体パッキン
１４  切り込み
１５  空間
１６  空間
１７  流路
１８  送液側ジョイント部
１９  受液側ジョイント部
２０  孔
２１  孔
２２  縁端
２３  フランジ
２４  フランジ
２５  傾斜部分
２６  傾斜部分
３０  液体リザーバ
３１  弾性体パッキン
３２  液体アクセプタ
３３  弾性体パッキン
３４  挿嵌部
３５  付勢装置
３６  押圧部材
３７  流路
３８  流路
３９  押止部材
４０  切り込み
４１  切り込み
４２  凹部
４３  孔
４４  孔
４５  凹溝
４６  係合部
４７  凹部
４８  接触面
４９  接触面
５０  押圧部材
５１  凹部
５２  段部
５３  段部
５４  先端
５５  段部
５６  受液側ジョイント部
５７  送液側ジョイント部
６２  押圧部材
６５  切り欠き
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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