(57)【要約】【課題】小型化が可能なカプラー、燃料電池及び燃料カートリッジを提供すること。【解決手段】カプラー１は、円筒状に形成され、その一方の端部に互いに接続可能な接続口２１，６１を有する、樹脂材料で形成された外郭部材１１，５１と、外郭部材１１，５１内に設けられ、接続口２１，６１を閉塞するとともに、互いに押圧して移動することで接続口２１，６１を開放する、樹脂材料で形成された弁体１２，５２と、弁体１２，５２に支持されて外郭部材１１，５１内に配置され、弁体１２，５２を付勢する金属材料で形成された付勢部材１４，５４と、外郭部材１１，５１内に設けられ、付勢部材１４，５４を支持する、樹脂材料で形成された支持体１３，５３と、樹脂材料で形成され、付勢部材１４，５４を液密に覆う被覆部材１６，５６と、を備える構成とする。【選択図】図２
2013210039.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料カートリッジ及び前記燃料カートリッジから燃料が供給される燃料電池の少なくとも一方に設けられる、互いに接続可能なカプラーであって、
円筒状に形成され、その一方の端部に互いに接続可能な接続口を有する、樹脂材料で形成された外郭部材と、
前記外郭部材内に設けられ、前記接続口を閉塞するとともに、前記接続口の接続時に互いに押圧して移動することで前記接続口を開放する、樹脂材料で形成された弁体と、
前記弁体の端面に支持されて前記外郭部材内に配置され、前記接続口を閉塞する位置に前記弁体を付勢する、金属材料で形成された付勢部材と、
前記外郭部材内に設けられ、前記付勢部材を支持する、樹脂材料で形成された支持体と、
樹脂材料で形成され、前記付勢部材を液密に覆う被覆部材と、
を備えることを特徴とするカプラー。
【請求項２】
前記被覆部材は、前記弁体及び前記支持体に液密に固定され、
前記弁体、前記支持体及び前記被覆部材内に前記付勢部材が配置されることを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
【請求項３】
前記付勢部材は、前記被覆部材内に配置され、前記被覆部材を介して前記弁体及び前記支持体に支持されることを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
【請求項４】
前記燃料カートリッジ及び前記燃料電池に形成される前記外郭部材の少なくとも一方の前記接続口に、前記燃料を吸収し、保持可能な吸収部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
【請求項５】
前記吸収部材は、樹脂材料で形成されたスポンジであることを特徴とする請求項４に記載のカプラー。
【請求項６】
円筒状の接続口を有する接続体、及び、前記接続口に設けられ、前記接続口を開閉する弁体を具備する燃料カートリッジにより燃料が供給される燃料電池であって、
前記燃料カートリッジの前記接続体と接続する円筒状の被接続口を有する、樹脂材料で形成された外郭部材と、
前記外郭部材内に設けられ、前記被接続口を閉塞するとともに、前記接続口に前記被接続体が接続した時に前記燃料カートリッジの前記弁体に係合して互いに移動することで前記接続口及び前記被接続口を開放する、樹脂材料で形成された弁体と、
前記弁体に支持されて前記外郭部材内に配置され、前記接続口を閉塞する位置に前記弁体を付勢する、金属材料で形成された付勢部材と、
前記外郭部材内に設けられ、前記付勢部材を支持する、樹脂材料で形成された支持体と、
前記付勢部材を液密に覆う被覆部材と、
前記外郭部材に設けられた燃料タンクと、
前記燃料タンクに接続された起電部と、
を備えることを特徴とする燃料電池。
【請求項７】
前記被覆部材は、前記弁体及び前記支持体に液密に固定され、
前記弁体、前記支持体及び前記被覆部材内に前記付勢部材が配置されることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池。
【請求項８】
前記付勢部材は、前記被覆部材内に配置され、前記被覆部材を介して前記弁体及び前記支持体に支持されることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池。
【請求項９】
前記燃料カートリッジ及び前記燃料電池に形成される前記外郭部材の少なくとも一方の前記接続口に、前記燃料を吸収し、保持可能な吸収部材を備えることを特徴とする請求項６に記載の燃料電池。
【請求項１０】
前記吸収部材は、樹脂材料で形成されたスポンジであることを特徴とする請求項９に記載の燃料電池。
【請求項１１】
円筒状の接続口を有する接続体、及び、前記接続口に設けられ、前記接続口を開閉する弁体を具備する燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジであって、
前記燃料電池の前記接続体と接続する円筒状の被接続口を有する、樹脂材料で形成された外郭部材と、
前記外郭部材内に設けられ、前記被接続口を閉塞するとともに、前記接続口に前記被接続体が接続した時に前記燃料カートリッジの前記弁体に係合して互いに移動することで前記接続口及び前記被接続口を開放する、樹脂材料で形成された弁体と、
前記弁体に支持されて前記外郭部材内に配置され、前記接続口を閉塞する位置に前記弁体を付勢する、金属材料で形成された付勢部材と、
前記外郭部材内に設けられ、前記付勢部材を支持する、樹脂材料で形成された支持体と、
前記付勢部材を液密に覆う被覆部材と、
前記外郭部材に接続され、前記燃料を貯留する貯留部と、
を備えることを特徴とする燃料カートリッジ。
【請求項１２】
前記被覆部材は、前記弁体及び前記支持体に液密に固定され、
前記弁体、前記支持体及び前記被覆部材内に前記付勢部材が配置されることを特徴とする請求項１１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項１３】
前記付勢部材は、前記被覆部材内に配置され、前記被覆部材を介して前記弁体及び前記支持体に支持されることを特徴とする請求項１１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項１４】
前記燃料カートリッジ及び前記燃料電池に形成される前記外郭部材の少なくとも一方の前記接続口に、前記燃料を吸収し、保持可能な吸収部材を備えることを特徴とする請求項１１に記載の燃料カートリッジ。
【請求項１５】
前記吸収部材は、樹脂材料で形成されたスポンジであることを特徴とする請求項１４に記載の燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気体又は液体の燃料により発電を行う燃料電池、この燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジ、及び、これら燃料電池及び燃料カートリッジを互いに接続するカプラーに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話、ノートパソコン、ＰＤＡ、その他電子機器の小型電源として燃料電池を用いる技術が知られている。燃料電池は、電子機器に設けられ、気体又は液体の燃料により発電を行う。この燃料電池への燃料の供給は、燃料を貯留可能な燃料カートリッジを用いて行われる。これら燃料電池及び燃料カートリッジは、燃料の受給及び供給を行うカプラーが設けられている。
【０００３】
具体的には、このようなカプラーは、内部に開閉弁を有する円筒状の受給口が燃料電池に設けられ、受給口に挿入可能な、内部に開閉弁を有する円柱状の供給口が燃料カートリッジに設けられる。
【０００４】
燃料電池及び燃料カートリッジは、受給口及び供給口を接続することで、受給口及び供給口に設けられた開閉弁が開状態となり、燃料カートリッジから燃料電池に燃料が供給される。このようなカプラーは、開閉弁を開閉させるために、開閉弁を付勢する付勢部材として、金属材料により形成されたばね部材が用いられる。
【０００５】
また、燃料電池に用いられる燃料は、メタノールが用いられる。このメタノールは、ばね部材等の金属に接触すると、当該金属から金属イオンを溶出させる。この金属イオンが溶出したメタノールは、燃料電池に供給されると、アノード側で発生した水素イオン（プロトン）が移動する場所に、当該金属イオンが先に移動して占有する。このため、金属イオンが溶出したメタノールを燃料電池に用いると、水素イオンの移動量を減少させ、アノード側反応速度を低下させる、という問題がある。
【０００６】
そこで、燃料内に金属イオンが溶出することを防止可能なカプラーとして、燃料の流路から遮断された空間を設け、当該空間に弁体を閉方向に付勢する金属材料で形成されたばね部材を配置し、ばね部材が燃料に接触することを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−５７００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したカプラー、燃料電池及び燃料カートリッジでは、以下の問題があった。即ち、上述したカプラーは、金属製のばね部材が燃料に接触することを防止するために、燃料の流路を形成する空間とは別に、ばね部材を配置する燃料の流路から遮断された空間が必要となる。このため、カプラーの外形状が大きくなり、カプラーの小型化が困難であった。
【０００９】
また、燃料電池及び燃料カートリッジは、カプラーの径以上の厚みが必要であることから、燃料電池及び燃料カートリッジの小型化及び薄肉化が困難となる、という問題もあった。
【００１０】
そこで本発明は、小型化が可能なカプラー、燃料電池及び燃料カートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のカプラー、燃料電池及び燃料カートリッジは、次のように構成されている。
【００１２】
本発明の一態様として、燃料カートリッジ及び前記燃料カートリッジから燃料が供給される燃料電池の少なくとも一方に設けられる、互いに接続可能なカプラーは、円筒状に形成され、その一方の端部に互いに接続可能な接続口を有する、樹脂材料で形成された外郭部材と、前記外郭部材内に設けられ、前記接続口を閉塞するとともに、前記接続口の接続時に互いに押圧して移動することで前記接続口を開放する、樹脂材料で形成された弁体と、前記弁体の端面に支持されて前記外郭部材内に配置され、前記接続口を閉塞する位置に前記弁体を付勢する、金属材料で形成された付勢部材と、前記外郭部材内に設けられ、前記付勢部材を支持する、樹脂材料で形成された支持体と、樹脂材料で形成され、前記付勢部材を液密に覆う被覆部材と、を備える。
【００１３】
本発明の一態様として、円筒状の接続口を有する接続体、及び、前記接続口に設けられ、前記接続口を開閉する弁体を具備する燃料カートリッジにより燃料が供給される燃料電池は、前記燃料カートリッジの前記接続体と接続する円筒状の被接続口を有する、樹脂材料で形成された外郭部材と、前記外郭部材内に設けられ、前記被接続口を閉塞するとともに、前記接続口に前記被接続体が接続した時に前記燃料カートリッジの前記弁体に係合して互いに移動することで前記接続口及び前記被接続口を開放する、樹脂材料で形成された弁体と、前記弁体に支持されて前記外郭部材内に配置され、前記接続口を閉塞する位置に前記弁体を付勢する、金属材料で形成された付勢部材と、前記外郭部材内に設けられ、前記付勢部材を支持する、樹脂材料で形成された支持体と、前記付勢部材を液密に覆う被覆部材と、前記外郭部材に設けられた燃料タンクと、前記燃料タンクに接続された起電部と、を備える。
【００１４】
本発明の一態様として、円筒状の接続口を有する接続体、及び、前記接続口に設けられ、前記接続口を開閉する弁体を具備する燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジは、前記燃料電池の前記接続体と接続する円筒状の被接続口を有する、樹脂材料で形成された外郭部材と、前記外郭部材内に設けられ、前記被接続口を閉塞するとともに、前記接続口に前記被接続体が接続した時に前記燃料カートリッジの前記弁体に係合して互いに移動することで前記接続口及び前記被接続口を開放する、樹脂材料で形成された弁体と、前記弁体に支持されて前記外郭部材内に配置され、前記接続口を閉塞する位置に前記弁体を付勢する、金属材料で形成された付勢部材と、前記外郭部材内に設けられ、前記付勢部材を支持する、樹脂材料で形成された支持体と、前記付勢部材を液密に覆う被覆部材と、前記外郭部材に接続され、前記燃料を貯留する貯留部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、小型化が可能なカプラー、燃料電池及び燃料カートリッジを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る燃料電池及び燃料カートリッジの構成を模式的に示す説明図。
【図２】同燃料電池及び燃料カートリッジに用いられるカプラーの構成を示す断面図。
【図３】同燃料電池に用いられるカプラーの構成を示す断面図。
【図４】同燃料カートリッジに用いられるカプラーの構成を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池及び燃料カートリッジに用いられるカプラーの構成を示す断面図。
【図６】同燃料電池に用いられるカプラーの構成を示す断面図。
【図７】同燃料カートリッジに用いられるカプラー構成を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るカプラーの要部構成を示す断面図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係るカプラーの要部構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池２及び燃料カートリッジ３、並びに、これら燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１の構成を、図１乃至図４を用いて説明する。
【００１８】
図１は本発明の第１の実施形態に係る電子機器４に設けられた燃料電池２、燃料カートリッジ３、並びに、燃料電池２及び燃料カートリッジ３に設けられたカプラー１の構成を模式的に示す説明図、図２は燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１の構成を示す断面図、図３は燃料電池２に用いられるカプラー１の受給体６の構成を示す断面図、図４は燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１の供給体７の構成を示す断面図である。なお、図２中、矢印Ｆは、燃料の流れ方向を示す。
【００１９】
図１に示すように、カプラー１は、電子機器４に用いられる燃料電池２、及び、燃料を貯留し、且つ、燃料電池２に供給する燃料カートリッジ３に設けられる。カプラー１は、燃料電池２及び燃料カートリッジ３を接続可能に形成されている。
【００２０】
具体的には、カプラー１は、燃料電池２に設けられた受給体６と、燃料カートリッジ３に設けられた供給体７と、から成る。カプラー１は、受給体６及び供給体７が接続することで、燃料カートリッジ３に貯留された燃料を燃料電池２に供給可能に形成されている。
【００２１】
受給体６及び供給体７は、一方が接続体と成り、他方が被接続体と成る。本実施形態においては、受給体６を接続体とし、供給体７を被接続体として説明する。
【００２２】
燃料電池２は、ノートパソコン、ＰＤＡ又は携帯電話等の小型の電子機器４に設けられる。燃料電池２は、起電部である燃料電池セル２Ａと、燃料タンク２Ｂと、燃料タンク２Ｂに接続され、燃料タンク２Ｂに貯留する燃料を受給する受給体６と、を備えている。
【００２３】
燃料電池２は、燃料電池セル２Ａでの起電に用いる燃料として、気体又は液体の燃料であるメタノールが用いられる。このメタノールは、用いる電子機器４及び燃料電池２の性能等に応じて、その濃度及び種類等が異なるものが用いられる。
【００２４】
燃料カートリッジ３は、単体で持ち運び可能に形成されている。燃料カートリッジ３は、燃料を貯留する貯留部であるカートリッジ本体３Ａと、カートリッジ本体３Ａに設けられ、受給体６に燃料を供給する供給体７と、を備えている。燃料カートリッジ３は、燃料の種類に応じて、燃料を加圧しないで貯留する非加圧式又は燃料を加圧して貯留する加圧式のカートリッジ本体３Ａが用いられる。
【００２５】
図２及び図３に示すように、受給体６は、第１外郭部材１１と、第１可動体１２と、第１支持体１３と、第１付勢部材１４と、第１密閉部材１５と、第１被覆部材１６と、を備えている。
【００２６】
受給体６は、弁体である第１可動体１２が往復動することで燃料の流路が開閉する開閉弁である。受給体６は、第１外郭部材１１内に燃料の流路が形成され、当該流路が燃料タンク２Ｂと連通する。受給体６は、供給体７から第１外郭部材１１内に供給された燃料を第１外郭部材１１内の流路を介して燃料タンク２Ｂに供給する。
【００２７】
受給体６は、第１外郭部材１１、第１可動体１２、第１支持体１３、第１密閉部材１５及び第１被覆部材１６が、樹脂材料により形成されている。また、受給体６は、第１付勢部材１４が、金属材料、例えばばね鋼材により形成されている。
【００２８】
第１外郭部材１１、第１可動体１２及び第１支持体１３は、熱硬化性樹脂材料、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が用いられる。
【００２９】
第１密閉部材１５及び第１被覆部材１６は、弾性変形可能な樹脂材料、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴＥ、ＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム系の樹脂材料、又は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）若しくはテフロン（登録商標）等の合成樹脂系の樹脂材料が用いられる。なお、第１被覆部材１６は、高い伸縮性を有する材料が好ましい。
【００３０】
第１外郭部材１１は、円筒状に形成される。第１外郭部材１１は、第１シリンダ部１８と、第１固定部１９と、を備えている。第１外郭部材１１は、第１シリンダ部１８及び第１固定部１９に、第１支持体１３を固定可能に形成されている。
【００３１】
第１シリンダ部１８は、円筒状であって、その内部に、往復動する第１可動体１２を収納可能に形成されている。第１シリンダ部１８は、第１支持体１３の一部を挿通するとともに、第１支持体１３を固定可能に形成されている。
【００３２】
具体的には、第１シリンダ部１８は、供給体７の一部と係合可能な有底円筒状の接続口（被接続口）である受給口２１と、その内部に第１可動体１２、第１支持体１３の一部、第１付勢部材１４、第１密閉部材１５及び第１被覆部材１６を収納する第１収納部２２と、を備えている。
【００３３】
第１シリンダ部１８は、受給口２１及び第１収納部２２が一体に形成され、受給口２１の底部に第１収納部２２に収納された第１可動体１２の一部が出没可能な第１連通孔２３を有している。
【００３４】
換言すると、第１シリンダ部１８は、円筒状に形成されるとともに、その一方の端部に、第１連通孔２３を有する受給口２１の底部を成す仕切部２４が設けられる。第１シリンダ部１８は、この仕切部２４を挟んで一方に受給口２１が、他方に第１収納部２２が形成される。
【００３５】
受給口２１は、その内径が後述する供給体７の供給口６１の外径と略同一、具体的には、若干大径であって、その先端から第１連通孔２３が形成された底面に向かって漸次縮径となる（傾斜する）円筒状に形成されている。
【００３６】
受給口２１は、その先端面の一部に、複数箇所で窪む凹部群２５が形成されている。また、受給口２１は、仕切部２４の主面に、第１連通孔２３と同軸上であって、且つ、第１連通孔２３と同一径又は第１連通孔２３よりも大径の孔を有する、燃料を吸収可能な吸収部材、例えば海綿状のスポンジ２６が設けられる。なお、スポンジ２６は、塵や埃等のコンタミネーションの発生を防止可能であって、燃料を吸収可能な樹脂材料により形成されている。
【００３７】
第１収納部２２は、その内部、具体的には仕切部２４の第１収納部２２側の主面に、第１可動体１２と当接可能な第１密閉部材１５を配置可能に形成されている。また、第１収納部２２は、その内周面の一部に、第１収納部２２の軸心方向に延設された溝部２７と、第１支持体１３の周方向及び軸心方向の移動を規制する規制部２８と、を備えている。
【００３８】
溝部２７は、第１収納部２２の内面に燃料の流路を形成する。さらに言えば、溝部２７は、第１収納部２２の内面と第１可動体１２及び第１支持体１３の外周面の一部との間に、燃料の流路を形成する。
【００３９】
規制部２８は、第１支持体１３を周方向に固定可能に形成されており、例えば、第１支持体１３の一部と係合することで第１支持体１３を固定する係合溝である。
【００４０】
第１固定部１９は、例えば、燃料電池２の外郭部材、例えば、燃料タンク２Ｂの外郭部材と一体に設けられ、第１支持体１３を固定可能に形成されている。具体的には、第１固定部１９は、第１支持体１３の後述する第１被固定部４３の一部と係合する係合部２９と、第１支持体１３の周方向の移動を規制する規制部３０と、を有している。
【００４１】
また、第１固定部１９は、第１被固定部４３の後述するフランジ部４４を、密閉部材３１を介して第１収納部２２と挟持することで、第１支持体１３を固定可能に形成されている。なお、第１固定部１９及び第１収納部２２間に挟持される密閉部材３１は、密閉部材１５と同一材料により構成され、第１固定部１９及び第１収納部２２の内径及び外径と略同一径の円環状に形成されている。
【００４２】
第１可動体１２は、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、その軸心方向に往復動可能に、受給口２１及び第１収納部２２内に配置される。具体的には、第１可動体１２は、その一端側から他端側に向かって第１先端部３５、第１中央部３６及び第１後端部３７を備えている。
【００４３】
第１先端部３５は、その外径が第１連通孔２３の内径よりも小さく形成されており、第１連通孔２３に挿通可能に形成されている。第１先端部３５は、受給口２１に供給体７が接続されたときに、供給体７の後述する第２可動体５２と当接し、且つ、互いに押圧可能な長さで、その先端が受給口２１の底面（仕切部２４の主面）から突出する。
【００４４】
第１中央部３６は、第１先端部３５に連続して設けられ、２つの異なる径で形成されている。第１中央部３６は、第１先端部３５に隣接する外径が第１密閉部材１５の内径と略同一径に形成され、その外周面の一部に溝部３６ａが形成されている。第１中央部３６は、第１後端部３７と隣接する外径が第１収納部２２の内径と略同一径に形成され、第１収納部２２内を摺動可能に形成されている。
【００４５】
第１中央部３６は、異なる２つの外径を有することで、その一方側の２つの端面が、それぞれ仕切部２４及び第１密閉部材１５と当接可能に形成されている。なお、第１中央部３６は、１つの第１収納部２２の内径と略同一径に形成された円盤状に形成される構成であってもよい。
【００４６】
第１後端部３７は、第１中央部３６の他方の主面に円盤状に突出して設けられ、その主面が第１付勢部材１４の座面をなす。第１後端部３７は、その中心に、第１支持体１３の一部を挿通可能な円柱状の案内孔３７ａを有している。案内孔３７ａは、その長さが、挿入される第１支持体１３の一部の長さ分、第１可動体１２の往復動距離（移動距離）よりも長く形成されている。また、第１後端部３７は、その外周部に、第１被覆部材１６を嵌合可能に形成されている。
【００４７】
第１支持体１３は、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、第１シリンダ部１８及び第１固定部１９に固定可能に形成されている。具体的には、第１支持体１３は、その一端側から他端側に向かって第１案内部４１、第１支持部４２及び第１被固定部４３を備えている。
【００４８】
第１案内部４１は、その外径が案内孔３７ａの内径と略同一径に形成されている。第１案内部４１は、案内孔３７ａに挿通可能、且つ、案内孔３７ａと摺動可能に形成されている。第１案内部４１は、案内孔３７ａに挿通されることで、第１可動体１２を第１案内部４１の軸心に沿って移動可能に案内する。
【００４９】
第１支持部４２は、その外径が第１後端部３７の外径と略同一径に形成されている。第１支持部４２は、その第１後端部３７と対向する主面が第１付勢部材１４の座面をなす。また、第１支持部４２は、その外周部に、第１被覆部材１６が嵌合可能に形成されている。
【００５０】
第１被固定部４３は、円柱状に形成されるとともに、第１外郭部材１１に固定可能に形成されている。また、第１被固定部４３は、その一部に燃料の流路が形成されている。具体的には、第１被固定部４３は、円柱状に形成され、その中途部に第１収納部２２及び第１固定部１９に密閉部材３１を介して挟持されるフランジ部４４と、第１収納部２２及び第１固定部１９の規制部２８，３０と係合する突起である被規制部４５と、第１固定部１９の係合部２９に係合可能に形成された被係合部４６と、を備えている。また、第１被固定部４３は、その外周面の一部に、第１収納部２２の溝部２７とその燃料電池２側の端面とを連続する溝部４７を備えている。
【００５１】
第１付勢部材１４は、第１案内部４１が挿通されるとともに、第１後端部３７の座面及び第１支持部４２の座面に支持される、所謂コイルバネである。第１付勢部材１４は、その周囲を、第１後端部３７及び第１支持部４２に嵌合された第１被覆部材１６により覆われ、第１収納部２２、第１可動体１２及び第１支持体１３により形成される空間に液密に配置される。即ち、第１付勢部材１４は、燃料の流路上に、第１被覆部材１６により液密に被覆されて配置される。
【００５２】
第１密閉部材１５は、平板の円環状に形成されている。第１密閉部材１５は、その内径が第１先端部３５よりも大径に形成され、第１先端部３５を挿通可能な孔を有して形成されている。第１密閉部材１５は、第１可動体１２が第１付勢部材１４により付勢されて移動し、第１中央部３６の端面が当接することで、第１中央部３６の当接面を密閉可能に形成されている。また、第１密閉部材１５は、第１可動体１２が離間することで、第１中央部３６の溝部３６ａ、及び、第１中央部３６と対向する面間に、燃料の流路を形成する。
【００５３】
第１被覆部材１６は、円筒状に形成され、その内部に第１付勢部材１４を挿通可能に形成されるとともに、第１後端部３７及び第１支持部４２に嵌合可能に形成されている。また、第１被覆部材１６は、第１後端部３７及び第１支持部４２との当接部を密閉可能に形成されている。
【００５４】
即ち、第１被覆部材１６は、第１後端部３７及び第１支持部４２とその内周面により第１付勢部材１４を液密に配置する空間を形成する。第１被覆部材１６は、当該空間に第１付勢部材１４を配置することで、第１付勢部材１４を燃料の流路上に配置可能、且つ、燃料との接触を防止可能に形成されている。また、第１被覆部材１６は、例えば、その内面が第１付勢部材１４と離間して設けられ、第１可動体１２の移動に伴って、可撓及び伸縮等の弾性変形が可能に形成されている。
【００５５】
図２及び図４に示すように、供給体７は、第２外郭部材５１と、第２可動体５２と、第２支持体５３と、第２付勢部材５４と、第２密閉部材５５と、第２被覆部材５６と、を備えている。
【００５６】
供給体７は、弁体である第２可動体５２が往復動することで燃料の流路が開閉する開閉弁である。供給体７は、第２外郭部材５１内に燃料の流路が形成され、当該流路がカートリッジ本体３Ａと連通して形成され、カートリッジ本体３Ａの燃料が、第２外郭部材５１内に供給される。
【００５７】
供給体７は、第２外郭部材５１、第２可動体５２、第２支持体５３、第２密閉部材５５及び第２被覆部材５６が、樹脂材料により形成されている。また、供給体７は、第２付勢部材５４が、金属材料、例えばばね鋼材により形成されている。
【００５８】
第２外郭部材５１、第２可動体５２及び第２支持体５３は、熱硬化性樹脂材料、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が用いられる。
【００５９】
第２密閉部材５５及び第２被覆部材５６は、弾性変形可能な樹脂材料、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴＥ、ＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）のゴム系の樹脂材料、又は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）若しくはテフロン（登録商標）等の合成樹脂系の樹脂材料が用いられる。なお、第２被覆部材５６は、高い伸縮性を有する材料が好ましい。
【００６０】
第２外郭部材５１は、異なる複数の外径を有する円筒状に形成される。第２外郭部材５１は、第２シリンダ部５８と、第２固定部５９と、を備えている。第２外郭部材５１は、第２シリンダ部５８及び第２固定部５９により、第２支持体５３を固定可能に形成されている。
【００６１】
第２シリンダ部５８は、円筒状であって、その内部に、往復動する第２可動体５２を収納可能に形成されるとともに、第２支持体５３の一部を挿通させ、且つ、固定可能に形成されている。具体的には、第２シリンダ部５８は、受給口２１に挿入可能な接続口（被接続口）である供給口６１と、その内部に第２可動体５２、第２支持体５３の一部、第２付勢部材５４、第２密閉部材５５及び第２被覆部材５６を収納する第２収納部６２と、を備えている。第２シリンダ部５８は、供給口６１及び第２収納部６２が一体に形成されている。
【００６２】
供給口６１は、第２収納部６２と連通し、第２収納部６２に収納された第２可動体５２の一部を往復動可能にする第２連通孔６３を有している。供給口６１は、受給口２１に挿入可能に、その外径が受給口２１の内径と略同一に形成されている。供給口６１は、第２連通孔６３により第１可動体１２の一部及び第２可動体５２の一部を挿通可能な円筒形状に形成されている。
【００６３】
具体的には、供給口６１は、受給口２１の外径よりも若干小径の円筒形状に形成されている。また、供給口６１は、その外周面に設けられ、受給口２１の内周面と当接するシール部６４と、その外周部であって第２収納部６２の端面に設けられた凸部群６５と、を有している。また、供給口６１は、受給口２１に挿入時に、その先端面がスポンジ２６に当接可能に形成されている。
【００６４】
シール部６４は、断面視で半円状の突起であり、供給口６１の外周面に連続して円環状に一体に設けられる。シール部６４は、供給口６１が受給口２１に挿入された場合に、一部弾性変形することで、供給口６１及び受給口２１の隙間を密閉する。凸部群６５は、位置決めを行う突起等であって、凹部群２５に係合する。
【００６５】
第２収納部６２は、その内部、具体的には第２連通孔６３の周囲の内面に、第２可動体５２と当接可能な第２密閉部材５５を配置可能に形成されている。また、第２収納部６２は、その内周面の一部に、第２収納部６２の軸心方向に延設された溝部６７と、第２支持体５３の周方向の移動を規制する規制部６８と、を備えている。
【００６６】
溝部６７は、第２収納部６２の内面に燃料の流路を形成する。さらに言えば、溝部６７は、第２収納部６２の内面と第２可動体５２及び第２支持体５３の外周面の一部との間に、燃料の流路を形成する。
【００６７】
規制部６８は、例えば、第２支持体５３を周方向に固定可能に形成されており、第２支持体５３の一部と係合することで第２支持体５３を固定する係合溝である。
【００６８】
第２固定部５９は、例えば、カートリッジ本体３Ａの外郭部材と一体に設けられ、第２支持体５３を固定可能に形成されている。具体的には、第２固定部５９は、第２支持体５３の後述する第２被固定部８３の一部と係合する係合部６９と、第２支持体５３の周方向の移動を規制する規制部７０と、を有している。
【００６９】
また、第２固定部５９は、第２被固定部８３の後述するフランジ部８４を、密閉部材７１を介して第２収納部６２と挟持することで、第２支持体５３を固定可能に形成されている。なお、第２固定部５９及び第２収納部６２間に挟持される密閉部材７１は、密閉部材５５と同一材料により構成され、第２固定部５９及び第２収納部６２の内径及び外径と略同一径の円環状に形成されている。
【００７０】
第２可動体５２は、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、その軸心方向に往復動可能に、供給口６１及び第２収納部６２内に配置される。具体的には、第２可動体５２は、その一端側から他端側に向かって第２先端部７５、第２中央部７６及び第２後端部７７を備えている。
【００７１】
第２先端部７５は、その外径が第２連通孔６３の内径よりも小さく形成されており、第２連通孔６３に挿通可能に形成されている。第２先端部７５は、供給口６１に受給体６が接続されたときに、受給体６の第１先端部３５と当接可能、且つ、互いに押圧可能な長さに形成されている。第２先端部７５は、その先端が第２連通孔６３内に位置する。
【００７２】
第２中央部７６は、第２先端部７５に連続して設けられ、２つの異なる径で形成されている。第２中央部７６は、第２先端部７５に隣接する外径が第２密閉部材５５の内径と略同一径に形成され、その外周面の一部に溝部７６ａが形成されている。第２中央部７６は、第２後端部７７と隣接する外径が第２収納部６２の内径と略同一径に形成され、第２収納部６２内を摺動可能に形成されている。
【００７３】
第２中央部７６は、異なる２つの外径を有することで、その一方側の２つの端面が、それぞれ第２収納部６２の内面及び第１密閉部材５５と当接可能に形成されている。なお、第２中央部７６は、第２収納部６２の内径と略同一径に形成された円盤状に形成される構成であってもよい。
【００７４】
第２後端部７７は、第２中央部７６の他方の主面に円盤状に突出して設けられ、その主面が第２付勢部材５４の座面をなす。第２後端部７７は、その中心に、第２支持体５３の一部を挿通可能な円柱状の案内孔７７ａを有している。案内孔７７ａは、その長さが第２可動体５２の往復動距離（移動距離）よりも長く形成されている。また、第２後端部７７は、その外周部に、第２被覆部材５６を嵌合させる。
【００７５】
第２支持体５３は、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、第２シリンダ部５８及び第２固定部５９に固定可能に形成されている。具体的には、第２支持体５３は、その一端側から他端側に向かって第２案内部８１、第２支持部８２及び第２被固定部８３を備えている。
【００７６】
第２案内部８１は、その外径が案内孔７７ａの内径と略同一径に形成されている。第２案内部８１は、案内孔７７ａに挿通可能、且つ、案内孔７７ａと摺動可能に形成されている。第２案内部８１は、案内孔７７ａに挿通されることで、第２可動体５２を第２案内部８１の軸心に沿って案内して移動させる。
【００７７】
第２支持部８２は、その外径が第２後端部７７の外径と略同一径に形成されている。第２支持部８２は、その第２後端部７７と対向する主面が第２付勢部材５４の座面をなす。また、第２支持部８２は、その外周部に、第２被覆部材５６を嵌合させる。
【００７８】
第２被固定部８３は、円柱状に形成されるとともに、第２外郭部材５１に固定可能に形成されている。また、第２被固定部８３は、その一部に燃料の流路が形成されている。具体的には、第２被固定部８３は、円柱状に形成され、その中途部に第２収納部６２及び第２固定部５９に密閉部材７１を介して挟持されるフランジ部８４と、第２収納部６２及び第２固定部５９の規制部６８，７０と係合する突起である被規制部８５と、第２固定部５９の係合部６９に係合可能に形成された被係合部８６と、を備えている。また、第２被固定部８３は、その外周面の一部に、第２収納部６２の溝部６７とそのカートリッジ本体３Ａ側の端面とを連続する溝部８７を備えている。
【００７９】
第２付勢部材５４は、第２案内部８１に挿通されるとともに、第２後端部７７の座面及び第２支持部８２の座面に支持される、所謂コイルバネである。第２付勢部材５４は第１付勢部材１４よりも弾性係数（ばね常数）が大きく形成されている。
【００８０】
第２付勢部材５４は、その周囲を、第２後端部７７及び第２支持部８２に嵌合された第２被覆部材５６により被覆され、第２収納部６２、第２可動体５２及び第２支持体５３により形成される燃料が位置する空間内に液密に配置される。即ち、第２付勢部材５４は、燃料の流路上に、第２被覆部材５６により液密に被覆されて配置される。
【００８１】
第２密閉部材５５は、平板の円環状に形成されている。第２密閉部材５５は、その内径が第２先端部７５よりも大径に形成され、第２先端部７５を挿通可能な孔を有して形成されている。第２密閉部材５５は、第２可動体５２が第２付勢部材５４により付勢されて移動し、第２中央部７６の端面が当接することで、第２中央部７６の当接面を密閉可能に形成されている。また、第２密閉部材５５は、第２可動体５２が離間することで、第２中央部７６の溝部７６ａ、及び、第２中央部７６と対向する面間に、燃料の流路を形成する。
【００８２】
第２被覆部材５６は、円筒状に形成され、その内部に第２付勢部材５４を挿通可能に形成されるとともに、第２後端部７７及び第２支持部８２に嵌合可能に形成されている。また、第２被覆部材５６は、第２後端部７７及び第２支持部８２との当接部を密閉可能に形成されている。
【００８３】
即ち、第２被覆部材５６は、第２後端部７７及び第２支持部８２とその内周面により第２付勢部材５４を液密に配置する空間を形成する。第２被覆部材５６は、当該空間に第２付勢部材５４を配置することで、第２付勢部材５４を燃料の流路上に配置でき、且つ、燃料との接触を防止する。また、第２被覆部材５６は、例えば、その内面が第２付勢部材５４と離間して設けられ、第２可動体５２の移動に伴って、可撓及び伸縮等の弾性変形が可能に形成されている。
【００８４】
次に、このように構成されたカプラー１を用いた受給体６及び供給体７の燃料の供給について説明する。  
先ず、図２に示すように、凹部群２５及び凸部群６５を目視して位置合わせを行うとともに、受給体６の受給口２１に供給体７の供給口６１を挿入する。このとき、供給口６１のシール部６４が、受給口２１の内周面と当接しながら移動して漸次変形することで、受給口２１及び供給口６１間が密閉される。
【００８５】
さらに、受給口２１に供給口６１を挿入すると、図２に示すように、凸部群６５が凹部群２５に係合し、第１可動体１２及び第２可動体５２が当接し、第１可動体１２及び第２可動体５２が互いに押圧する。
【００８６】
具体的に説明すると、第１付勢部材１４は第２付勢部材５４よりも弾性係数が低く形成されている。このため、受給口２１に供給口６１が挿入され、第１先端部３５及び第２先端部７５が当接すると、先ず、第１可動体１２のみが押し込まれ、第１密閉部材１５から第１中央部３６が離間し、第１密閉部材１５及び第１中央部３６の間に隙間が生じる。
【００８７】
これにより、第１連通孔２３、第１中央部３６の溝部３６ａ、第１密閉部材１５及び第１中央部３６間の隙間、第１シリンダ部１８の溝部２７、並びに、第１支持体１３の溝部４７による燃料の流路が形成され、受給体６が開状態となる。
【００８８】
受給体６が開状態となり、第１可動体１２の案内孔３７ａの端部に第１支持体１３の第１案内部４１の先端部が当接し、第１可動体１２の移動が停止すると、第２可動体５２が移動し、第２密閉部材５５が第２中央部７６から離間する。これにより、第２密閉部材５５及び第２中央部７６の間に隙間が生じ、第２連通孔６３、第２中央部７６の溝部７６ａ、第２密閉部材５５及び第２中央部７６間の隙間、第２シリンダ部５８の溝部６７、並びに、第２支持体５３の溝部８７による燃料の流路が形成され、供給体７が開状態となる。
【００８９】
受給体６及び供給体７が開状態となることで、燃料カートリッジ３のカートリッジ本体３Ａから第２支持体５３の溝部８７、第２シリンダ部５８の溝部６７、第２密閉部材５５及び第２中央部７６間の隙間、第２中央部７６の溝部７６ａ、第２連通孔６３、第１連通孔２３、第１中央部３６の溝部３６ａ、第１密閉部材１５及び第１中央部３６間の隙間、第１シリンダ部１８の溝部２７、並びに、第１支持体１３の溝部４７を順次介して燃料電池２の燃料タンク２Ｂへ連続する燃料の流路が形成され、図２の矢印に示す燃料の流れＦに示すように、燃料が移動する。
【００９０】
このため、カートリッジ本体３Ａから、燃料タンク２Ｂまで、受給体６及び供給体７内部を通過する燃料の流路が形成され、結果、カートリッジ本体３Ａにより燃料タンク２Ｂに燃料が供給される。
【００９１】
このように構成された燃料電池２及び燃料カートリッジ３のカプラー１によれば、受給体６及び供給体７に用いられる第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、燃料の流路上、さらに言えば、第１シリンダ部１８の溝部２７及び第２シリンダ部５８の溝部６７に隣接して配置される。
【００９２】
しかし、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、第１被覆部材１６及び第２被覆部材５６によりその周囲が覆われて配置される。このため、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、燃料の流路上に配置されても、燃料に接触することがない。
【００９３】
このため、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を燃料の流路上に配置しても、燃料内に金属イオンが溶出することを防止可能となる。また、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、流路上に位置して配置可能となることから、その配置の自由度が向上する。
【００９４】
さらに言えば、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、対向する第１可動体１２及び第１支持体１３、並びに、対向する第２可動体５２及び第２支持体５３の対向する空間に配置可能となる。
【００９５】
このため、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を配置させるための密閉空間を別途設ける必要がなく、受給体６及び供給体７の小型化が可能となる。また、カプラー１の小型化とすることで、カプラー１の外径を小径とすることが可能となり、カプラー１の受給体６及び供給体７を設ける燃料電池２及び燃料カートリッジ３の小型化及び薄肉化が可能となる。
【００９６】
また、第１被覆部材１６及び第２被覆部材５６は、第１密閉部材１５及び第２密閉部材５５と同様の樹脂材料で形成されることから、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４の伸縮（第１可動体１２及び第２可動体５２の移動）に追従して可撓及び伸縮等の弾性変形が可能である。このため、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、第１可動体１２及び第２可動体５２の繰り返しの移動に伴って、繰り返しの使用が可能である。
【００９７】
また、カプラー１は、受給体６の受給口２１に、供給体７の供給口６１と当接するスポンジ２６を設けることで、燃料の供給時に、受給口２１及び供給口６１に残存する燃料を吸収することが可能となる。これにより、カプラー１は、その保管時に、受給口２１及び供給口６１に燃料が残存することによる滴下等を防止可能となる。
【００９８】
上述したように本発明の第１の実施形態に係る燃料電池２、燃料カートリッジ３及びこれらに用いられるカプラー１によれば、燃料の流路上に第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を配置しても、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４が燃料に接触することを防止可能となる。これにより、燃料電池２、燃料カートリッジ３及びこれらに用いられるカプラー１は、小型化が可能となる。
【００９９】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る燃料電池２及び燃料カートリッジ３、並びに、これら燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１Ａの構成を、図５乃至図７を用いて説明する。
【０１００】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器４に設けられた燃料電池２、燃料カートリッジ３、並びに、燃料電池２及び燃料カートリッジ３に設けられたカプラー１Ａの構成を示す断面図、図６は燃料電池２に用いられるカプラー１Ａの受給体６Ａの構成を示す断面図、図７は燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１Ａの供給体７Ａの構成を示す断面図である。なお、第２の実施形態に係るカプラー１Ａの構成のうち、上述した第１の実施形態に係るカプラー１と同様の構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１０１】
カプラー１Ａは、電子機器４に用いられる燃料電池２、及び、燃料を貯留し、且つ、燃料電池２に供給する燃料カートリッジ３に設けられている。カプラー１Ａは、燃料電池２及び燃料カートリッジ３を接続可能に形成されている。
【０１０２】
カプラー１Ａは、燃料電池２に設けられた受給体６Ａと、燃料カートリッジ３に設けられた供給体７Ａと、を備えている。カプラー１Ａは、受給体６Ａ及び供給体７Ａが接続することで、燃料カートリッジ３に貯留された燃料を燃料電池２に供給可能に形成されている。
【０１０３】
受給体６Ａは、燃料電池２の燃料タンク２Ｂに接続される。図５及び図６に示すように、受給体６Ａは、第１外郭部材１１Ａと、第１可動体１２Ａと、第１支持体１３Ａと、第１付勢部材１４と、第１密閉部材１５と、第１被覆部材１６と、を備えている。
【０１０４】
受給体６Ａは、第１可動体１２Ａが往復動することで燃料の流路が開閉する開閉弁である。受給体６Ａは、第１外郭部材１１Ａ内に燃料の流路が形成され、当該流路が燃料タンク２Ｂと連通する。受給体６Ａは、供給体７Ａから供給された燃料が第１外郭部材１１Ａ内に供給され、当該供給された燃料を第１外郭部材１１Ａ内の流路を介して燃料タンク２Ｂに供給する。
【０１０５】
受給体６Ａは、第１外郭部材１１Ａ、第１可動体１２Ａ及び第１支持体１３Ａが、上述した受給体６の第１外郭部材１１、第１可動体１２及び第１支持体１３と同様の樹脂材料により形成されている。
【０１０６】
第１外郭部材１１Ａは、円筒状に形成される。第１外郭部材１１Ａは、第１シリンダ部１８Ａと、第１固定部１９Ａと、を備えている。第１外郭部材１１Ａは、第１シリンダ部１８Ａ及び第１固定部１９Ａにより、第１支持体１３Ａを固定可能に形成されている。
【０１０７】
第１シリンダ部１８Ａは、円筒状であって、その内部に、往復動する第１可動体１２Ａを収納可能に形成されている。第１シリンダ部１８Ａは、第１支持体１３Ａの一部を挿通させ、且つ、固定可能に形成されている。
【０１０８】
具体的には、第１シリンダ部１８Ａは、供給体７Ａの一部と係合可能な有底円筒状の接続口（被接続口）である受給口２１Ａと、その内部に第１可動体１２Ａ、第１支持体１３Ａの一部、第１付勢部材１４、第１密閉部材１５及び第１被覆部材１６を収納する第１収納部２２Ａと、を備えている。
【０１０９】
第１シリンダ部１８Ａは、受給口２１Ａ及び第１収納部２２Ａが一体に形成されるとともに、受給口２１Ａ及び第１収納部２２Ａを仕切る仕切部２４を備えている。受給口２１Ａは、その内径が後述する供給体７Ａの供給口６１Ａの外径と略同一、具体的には、若干大径であって、その先端から第１連通孔２３が形成された底面に向かって漸次縮径となる（傾斜する）円筒状に形成されている。
【０１１０】
また、受給口２１Ａは、その底面（仕切部２４）から突出する円筒状の突起部４８と、その底面であって、その内周面と突起部４８の外周面との間に設けられ、複数箇所で窪む凹部群２５を備えている。突起部４８は、仕切部２４と一体に形成され、その中心に第１連通孔２３が設けられる。
【０１１１】
第１収納部２２Ａは、仕切部２４の第１収納部２２Ａ側の主面に第１密閉部材１５を配置可能に形成されている。また、第１収納部２２Ａは、その内周面の一部に、第１支持体１３Ａを固定する固定手段、例えば、雌螺子部２８Ａを備えている。
【０１１２】
第１固定部１９Ａは、例えば、燃料電池２の外郭部材と一体に設けられ、第１支持体１３Ａを固定可能に形成されている。具体的には、第１固定部１９Ａは、第１支持体１３Ａの後述する第１被固定部４３Ａの一部と螺合する雌螺子部２９Ａを有している。また、第１固定部１９Ａは、第１被固定部４３Ａのフランジ部４４を、密閉部材３１を介して第１収納部２２Ａと挟持することで、第１支持体１３Ａを固定可能に形成されている。
【０１１３】
第１可動体１２Ａは、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、その軸心方向に往復動可能に、受給口２１Ａ及び第１収納部２２Ａ内に配置される。具体的には、第１可動体１２Ａは、その一端側から他端側に向かって第１先端部３５、第１中央部３６Ａ及び第１後端部３７を備えている。
【０１１４】
第１中央部３６Ａは、第１先端部３５に連続して設けられ、２つの異なる径で形成されている。第１中央部３６Ａは、第１先端部３５に隣接する外径が第１密閉部材１５の内径と略同一径に形成され、その外周面の一部に溝部３６ａが形成されている。第１中央部３６Ａは、第１後端部３７と隣接する外径が第１収納部２２Ａの内径と略同一径に形成されるとともに、その外周面の一部に溝部３６ｂが形成されている。
【０１１５】
第１中央部３６Ａは、第１収納部２２Ａ内を摺動可能に形成されている。第１中央部３６Ａは、異なる２つの外径を有することで、その一方側の２つの端面が、それぞれ仕切部２４及び第１密閉部材１５と当接可能に形成されている。また、第１中央部３６Ａは、第１密閉部材１５と当接する端面に、第１密閉部材１５と密着させるために、円環状の突起部３６ｃを有している。
【０１１６】
第１支持体１３Ａは、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、第１シリンダ部１８Ａ及び第１固定部１９Ａに固定可能に形成されている。具体的には、第１支持体１３Ａは、その一端側から他端側に向かって第１案内部４１、第１支持部４２及び第１被固定部４３Ａを備えている。
【０１１７】
第１被固定部４３Ａは、円筒状に形成されるとともに、第１外郭部材１１Ａに固定可能に形成されている。また、第１被固定部４３Ａは、その一部に燃料の流路が形成されている。具体的には、第１被固定部４３Ａは、円筒状に形成され、その中央部に設けられた密閉部材３１を介して挟持されるフランジ部４４と、フランジ部４４を挟んだ外周部にそれぞれ設けられ、第１収納部２２Ａ及び第１固定部１９Ａの雌螺子部２８Ａ，２９Ａと螺合可能な雄螺子部４６Ａと、を備えている。
【０１１８】
また、第１被固定部４３Ａは、その両端面間を連続し、第１収納部２２Ａ内及び燃料電池２側の端面を連続する溝部４７Ａを備えている。なお、溝部４７Ａは、燃料の流路を形成可能であれば、雄螺子部４６Ａ上に渡って形成されていても良く、また、雄螺子部４６Ａよりも中心側を通過する孔であってもよい。
【０１１９】
供給体７Ａは、燃料カートリッジ３のカートリッジ本体３Ａに設けられる。図５及び図７に示すように、供給体７Ａは、第２外郭部材５１Ａと、第２可動体５２Ａと、第２支持体５３Ａと、第２付勢部材５４と、第２密閉部材５５と、第２被覆部材５６と、を備えている。
【０１２０】
供給体７Ａは、第２可動体５２Ａが往復動することで燃料の流路が開閉する開閉弁である。供給体７Ａは、第２外郭部材５１Ａ内に燃料の流路が形成され、当該流路がカートリッジ本体３Ａと連通して形成され、カートリッジ本体３Ａの燃料が、第２外郭部材５１Ａ内に供給される。
【０１２１】
供給体７Ａは、第２外郭部材５１Ａ、第２可動体５２Ａ及び第２支持体５３Ａが、上述した供給体７の第２外郭部材５１、第２可動体５２及び第２支持体５３と同様の樹脂材料により形成されている。
【０１２２】
第２外郭部材５１Ａは、異なる複数の外径を有する円筒状に形成される。第２外郭部材５１Ａは、第２シリンダ部５８Ａと、第２固定部５９Ａと、を備えている。第２外郭部材５１Ａは、第２シリンダ部５８Ａ及び第２固定部５９Ａにより、第２支持体５３Ａを固定可能に形成されている。
【０１２３】
第２シリンダ部５８Ａは、円筒状であって、その内部に、往復動する第２可動体５２Ａを収納可能に形成されるとともに、第２支持体５３Ａの一部を挿通させ、且つ、固定可能に形成されている。具体的には、第２シリンダ部５８Ａは、受給口２１Ａに挿入可能な接続口（被接続口）である供給口６１Ａと、その内部に第２可動体５２Ａ、第２支持体５３Ａの一部、第２付勢部材５４、第２密閉部材５５及び第２被覆部材５６を収納する第２収納部６２Ａと、を備えている。
【０１２４】
第２シリンダ部５８Ａは、供給口６１Ａ及び第２収納部６２Ａが一体に形成されるとともに、供給口６１Ａ及び第１収納部６２Ａを仕切る仕切部６６を備えている。仕切部６６は、供給口６１Ａ及び第１収納部６２Ａ間に固定される。
【０１２５】
供給口６１Ａは、その外径が受給口２１Ａの外径よりも若干小径の円筒形状に形成され、その内径が受給口２１Ａの突起部４８を挿通可能に、突起部４８Ａの外径と略同一径に形成されている。供給口６１Ａは、その外周面に形成されたシール部６４と、その先端面に形成された凸部群６５と、仕切部６６の主面に設けられたスポンジ２６と、を備えている。
【０１２６】
スポンジ２６及び仕切部６６の内周面には、供給口６１Ａ及び第２収納部６２Ａを連通させる第２連通孔６３が形成されている。
【０１２７】
第２収納部６２Ａは、仕切部６６の主面であって、第２可動体５２Ａと当接可能な第２密閉部材５５を配置可能に形成されている。また、第２収納部６２Ａは、その内周面の一部に、第２支持体５３Ａを固定する固定手段、例えば、雌螺子部６８Ａを備えている。
【０１２８】
第２固定部５９Ａは、例えば、カートリッジ本体３Ａの外郭部材と一体に設けられ、第２支持体５３Ａを固定可能に形成されている。具体的には、第２固定部５９Ａは、後述する第２被固定部８３Ａの一部と螺合する雌螺子部６９Ａを有している。また、第２固定部５９Ａは、第２被固定部８３Ａのフランジ部８４を、密閉部材７１を介して第２収納部６２Ａと挟持することで、第２支持体５３Ａを固定可能に形成されている。
【０１２９】
第２可動体５２Ａは、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、その軸心方向に往復動可能に、供給口６１Ａ及び第２収納部６２Ａ内に配置される。具体的には、第２可動体５２Ａは、その一端側から他端側に向かって第２先端部７５、第２中央部７６Ａ及び第２後端部７７を備えている。
【０１３０】
第２中央部７６Ａは、第２先端部７５に連続して設けられ、２つの異なる径で形成されている。第２中央部７６Ａは、第２先端部７５に隣接する外径が第２密閉部材５５の内径と略同一径に形成され、その外周面の一部に溝部７６ａが形成されている。第２中央部７６Ａは、第２後端部７７と隣接する外径が第２収納部６２Ａの内径と略同一径に形成されるとともに、その外周面の一部に溝部７６ｂが形成されている。
【０１３１】
第２中央部７６Ａは、第２収納部６２Ａ内を摺動可能に形成されている。第２中央部７６Ａは、異なる２つの外径を有することで、その一方側の２つの端面が、それぞれ仕切部６６及び第２密閉部材５５と当接可能に形成されている。また、第２中央部７６Ａは、第２密閉部材５５と当接する端面に、第２密閉部材５５と密着させるために、円環状の突起部７６ｃを有している。
【０１３２】
第２支持体５３Ａは、同軸上に異なる径で形成された棒状の部材であって、第２シリンダ部５８Ａ及び第２固定部５９Ａに固定可能に形成されている。具体的には、第２支持体５３Ａは、その一端側から他端側に向かって第２案内部８１、第２支持部８２及び第２被固定部８３Ａを備えている。
【０１３３】
第２被固定部８３Ａは、円筒状に形成されるとともに、第２外郭部材５１Ａに固定可能に形成されている。また、第２被固定部８３Ａは、その一部に燃料の流路が形成されている。具体的には、第２被固定部８３Ａは、円筒状に形成され、その中途部に設けられ、密閉部材７１を介して挟持されるフランジ部８４と、フランジ部８４を挟んだ外周部にそれぞれ設けられ、第２収納部６２Ａ及び第２固定部５９Ａの雌螺子部６８Ａ，６９Ａと螺合可能な雄螺子部８６Ａと、を備えている。
【０１３４】
また、第２被固定部８３Ａは、その両端面間を連続し、第２収納部６２Ａ内及びカートリッジ本体３Ａ側の端面を連続する溝部８７Ａを備えている。なお、溝部８７Ａは、燃料の流路を形成可能であれば、雄螺子部８６Ａ上に渡って形成されていても良く、また、雄螺子部８６Ａよりも中心側を通過する孔であってもよい。
【０１３５】
このように構成されたカプラー１Ａは、上述したカプラー１と同様に、受給体６Ａの受給口２１Ａに供給体７Ａの供給口６１Ａを挿入することで、供給口６１Ａのシール部６４により、受給口２１Ａ及び供給口６１Ａ間が密閉される。
【０１３６】
さらに受給口２１Ａに供給口６１Ａを挿入することで、図５に示すように、凸部群６５が凹部群２５に係合し、第１可動体１２Ａ及び第２可動体５２Ａが当接して互いに押圧し、受給体６Ａ及び供給体７Ａの順に開状態となる。
【０１３７】
受給体６Ａ及び供給体７Ａが開状態となることで、カートリッジ本体３Ａから、燃料タンク２Ｂまで、受給体６及び供給体７内部を通過する燃料の流路が形成され、結果、カートリッジ本体３Ａにより燃料タンク２Ｂに燃料が供給される。
【０１３８】
このように構成された燃料電池２及び燃料カートリッジ３のカプラー１Ａによれば、カプラー１と同様に、受給体６Ａ及び供給体７Ａに用いられる第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、燃料の流路上に配置される。さらに言えば、第１付勢部材１４は、第１シリンダ部１８Ａ内の空間であって、第１可動体１２Ａの溝部３６ｂ及び第１支持体１３Ａの溝部４７Ａにより形成される燃料の流路上に配置される。また、第２付勢部材５４は、第２シリンダ部５８Ａ内の空間であって、第２可動体５２Ａの溝部７６ｂ及び第２支持体５３Ａの溝部８７Ａにより形成される燃料の流路上に配置される。
【０１３９】
しかし、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、第１被覆部材１６及び第２被覆部材５６によりその周囲が覆われため、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４が燃料に接触することがない。
【０１４０】
また、カプラー１Ａは、カプラー１と同様に、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を燃料の流路上に位置して配置可能となることから、その配置の自由度が向上し、受給体６Ａ及び供給体７Ａの小型化、並びに、燃料電池２及び燃料カートリッジ３の小型化が可能となる。
【０１４１】
上述したように本発明の第２の実施形態に係る燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１Ａによれば、上述したカプラー１と同様に、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４が燃料に接触することを防止可能となるとともに、小型化が可能となる。
【０１４２】
なお、本発明は前記第１の実施形態及び第２の実施形態に限定されるものではない。上述した例では、カプラー１，１Ａに用いられる第１被覆部材１６及び第２被覆部材５６は、第１可動体１２，１２Ａ及び第１支持体１３，１３Ａ、並びに、第２可動体５２，５２Ａ及び第２支持体５３，５３Ａ間に嵌合されることで第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４と離間して覆う構成を説明したがこれに限定されない。
【０１４３】
次に、図８を用いて、本発明の第３の実施形態に係るカプラー１Ｂに用いられる第１被覆部材１６Ｂ及び第２被覆部材５６Ｂの構成を、図９を用いて、本発明の第４の実施形態に係るカプラー１Ｃに用いられる第１被覆部材１６Ｃ及び第２被覆部材５６Ｃの構成を説明する。なお、第３の実施形態に係るカプラー１Ｂ及び第４の実施形態に係るカプラー１Ｃは、第１の実施形態に係るカプラー１と第１被覆部材１６Ｂ，１６Ｃ及び第２被覆部材５６Ｂ，５６Ｃを除く構成は略同一であることから、同一構成には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【０１４４】
（第３の実施形態）
図８は本発明の第３の実施形態のカプラー１Ｂの要部構成、具体的には、第１付勢部材１４及び第１被覆部材１６Ｂ、並びに、第２付勢部材５４及び第２被覆部材５６Ｂの構成を同一図面で示す断面図である。
【０１４５】
図８に示すように、第３の実施形態に係るカプラー１Ｂは、受給体６Ｂ及び供給体７Ｂを備えている。受給体６Ｂは、第１外郭部材１１と、第１可動体１２と、第１支持体１３と、第１付勢部材１４と、第１密閉部材１５と、第１被覆部材１６Ｂと、を備えている。
【０１４６】
第１被覆部材１６Ｂは、上述した第１被覆部材１６と同様の弾性変形可能な樹脂材料により形成されている。第１被覆部材１６Ｂは、第１付勢部材１４の外周部及び内周部を覆う円筒状に形成されている。
【０１４７】
第１被覆部材１６Ｂは、その内周面及び外周面との間が中空、換言すると、内周部９１及び外周部９２を有する二重構造に形成された円筒状に形成され、内周部９１及び外周部９２間の空間に第１付勢部材１４を配置可能に形成されている。
【０１４８】
例えば、第１被覆部材１６Ｂは、その一端部が内周部９１及び外周部９２が連続することで閉塞し、その他端部が開口し、且つ、接着剤や熱溶着等により接着することで閉塞可能に形成されている。第１被覆部材１６Ｂは、その外周面及び内周面間に第１付勢部材１４を挿通後、挿通させた他端部を接着して閉塞することで、その内部に第１付勢部材１４を収納させるとともに、被覆可能に形成されている。
【０１４９】
供給体７Ｂは、第２外郭部材５１と、第２可動体５２と、第２支持体５３と、第２付勢部材５４と、第２密閉部材５５と、第２被覆部材５６Ｂと、を備えている。
【０１５０】
第２被覆部材５６Ｂは、上述した第２被覆部材５６と同様の弾性変形可能な樹脂材料により形成されている。第２被覆部材５６Ｂは、第１付勢部材１４の外周部及び内周部を覆う円筒状に形成されている。
【０１５１】
第２被覆部材５６Ｂは、第１被覆部材１６Ｂと同様に、その内周面及び外周面との間が中空、換言すると、内周部９１及び外周部９２を有する二重構造に形成された円筒状に形成され、内周部９１及び外周部９２間の空間に第２付勢部材５４を配置可能に形成されている。
【０１５２】
第２被覆部材５６Ｂは、その外周面及び内周面間に第２付勢部材５４を挿通後、挿通させた他端部を接着して閉塞することで、その内部に第２付勢部材５４を収納させるとともに、被覆可能に形成されている。
【０１５３】
このように構成された第１被覆部材１６Ｂ及び第２被覆部材５６Ｂを用いたカプラー１Ｂは、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を第１被覆部材１６Ｂ及び第２被覆部材５６Ｂにより被覆することで、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を燃料の流路上に配置しても、燃料に接触することを防止することが可能となる。
【０１５４】
これによりカプラー１Ｂは、上述した第１の実施形態に係るカプラー１と同様に、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を配置させるための密閉空間を別途設ける必要がなく、受給体６Ｂ及び供給体７Ｂの小型化が可能となる。
【０１５５】
なお、カプラー１Ｂの第１被覆部材１６Ｂ及び第２被覆部材５６Ｂは、上述した第２の実施形態に係るカプラー１Ａに用いる構成であってもよい。
【０１５６】
（第４の実施形態）
図９は本発明の第４の実施形態のカプラー１Ｃの要部構成、具体的には、第１付勢部材１４及び第１被覆部材１６Ｃ、並びに、第２付勢部材５４及び第２被覆部材５６Ｃの構成を示す断面図である。
【０１５７】
図９に示すように、第４の実施形態に係るカプラー１Ｃは、受給体６Ｃ及び供給体７Ｃを備えている。受給体６Ｃは、第１外郭部材１１と、第１可動体１２と、第１支持体１３と、第１付勢部材１４と、第１密閉部材１５と、第１被覆部材１６Ｃと、を備えている。
【０１５８】
第１被覆部材１６Ｃは、第１付勢部材１４を覆う両端が閉塞された円筒状に形成されている。第１被覆部材１６Ｃは、外筒部９３と、内筒部９４と、円環状に形成された閉塞部９５と、を備えている。
【０１５９】
外筒部９３は、上述した第１被覆部材１６と同様の弾性変形可能な樹脂材料により形成されている。外筒部９３は、その内径が、第１付勢部材１４の外径よりも大径に形成されている。また、外筒部９３は、その外径が、第１後端部３７及び第１支持部４２の外径よりも小径に形成されている。また、外筒部９３は、閉塞部９５の外周縁に接着剤や熱溶着で密着可能に形成されている。
【０１６０】
内筒部９４は、上述した第１被覆部材１６と同様の弾性変形可能な樹脂材料により形成されている。内筒部９４は、その外径が、第１付勢部材１４の内径よりも小径に形成されている。また、内筒部９４は、その内径が案内孔３７ａ及び第１案内部４１の外径よりも大径に形成されている。また、内筒部９４は、閉塞部９５の内周縁に接着剤や熱溶着で密着可能に形成されている。
【０１６１】
閉塞部９５は、第１外郭部材１１、第１可動体１２及び第１支持体１３と同様の樹脂材料により形成されている。閉塞部９５は、外筒部９３及び内筒部９４の両端部にそれぞれ密着可能に形成されている。閉塞部９５は、第１付勢部材１４の両端面を支持可能な座面を形成する。
【０１６２】
供給体７Ｃは、第２外郭部材５１と、第２可動体５２と、第２支持体５３と、第２付勢部材５４と、第２密閉部材５５と、第２被覆部材５６Ｃと、を備えている。
【０１６３】
第２被覆部材５６Ｃは、第１被覆部材１６Ｂと同様に、外筒部９３、内筒部９４及び閉塞部９５を備え、第２付勢部材５４を覆う両端が閉塞された円筒状に形成されている。
【０１６４】
外筒部９３は、その内径が、第２付勢部材５４の外径よりも大径に形成されている。また、外筒部９３は、その外径が、第２後端部７７及び第２支持部８２の外径よりも小径に形成されている。
【０１６５】
内筒部９４は、その外径が、第２付勢部材５４の内径よりも小径に形成されている。また、内筒部９４は、その内径が案内孔７７ａ及び第２案内部８１の外径よりも大径に形成されている。
【０１６６】
閉塞部９５は、外筒部９３及び内筒部９４の両端部にそれぞれ密着可能に形成されている。閉塞部９５は、第２付勢部材５４の両端面を支持可能な座面を形成する。
【０１６７】
このように構成された第１被覆部材１６Ｃ及び第２被覆部材５６Ｃを用いたカプラー１Ｃは、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を第１被覆部材１６Ｃ及び第２被覆部材５６Ｃにより被覆することで、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を燃料の流路上に配置しても、燃料に接触することを防止することが可能となる。これにより、第１被覆部材１６Ｃ及び第２被覆部材５６Ｃを用いたカプラー１Ｃは、上述した第１の実施形態に係るカプラー１と同様に、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を配置させるための密閉空間を別途設ける必要がなく、受給体６Ｃ及び供給体７Ｃの小型化が可能となる。
【０１６８】
なお、本発明は前記第１の実施形態、第２の実施形態、第３の実施形態及び第４の実施形態に限定されるものではない。上述した例では、カプラー１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、スポンジ２６を有する構成を説明したがこれに限定されない。例えば、スポンジ２６を設けない構成であってもよい。このように、カプラー１，１Ａにスポンジ２６を設けない場合には、残存する燃料が滴下等しない構成が望ましい。例えば、スポンジ２６等の塵や埃等のコンタミネーションの発生を防止可能であって、燃料を吸収可能な部材を別体に設け、燃料の供給毎に残存する燃料を除去する構成や、キャップ等の閉塞部材で閉塞する構成であってもよい。
【０１６９】
また、上述した例では、カプラー１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、燃料の流路として、各溝等により流路を形成する構成を説明したがこれに限定されない。即ち、カプラー１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、燃料の流路上に第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４配置可能、且つ、第１被覆部材１６，１６Ｂ，１６Ｃ及び第２被覆部材５６，５６Ｂ，５６Ｃにより燃料の接触を防止可能であれば、燃料の流路の詳細な構成は適宜設定可能である。
【０１７０】
さらに、上述した例では、第１被覆部材１６，１６Ｂ，１６Ｃ及び第２被覆部材５６，５６Ｂ，５６Ｃは、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４の周囲を覆う構成を説明したがこれに限定されない。例えば、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４を覆う被覆部材は、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４の外面を樹脂材料で直接被覆する構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。
【符号の説明】
【０１７１】
１…カプラー、２…燃料電池、２Ａ…燃料電池セル、２Ｂ…燃料タンク、３…燃料カートリッジ、３Ａ…カートリッジ本体、４…電子機器、６…受給体、７…供給体、１１…第１外郭部材、１２…第１可動体、１３…第１支持体、１４…第１付勢部材、１５…第１密閉部材、１６…第１被覆部材、１８…第１シリンダ部、１９…第１固定部、２１…受給口、２２…第１収納部、２３…第１連通孔、２４…仕切部、２５…凹部群、２６…スポンジ、５１…第２外郭部材、５２…第２可動体、５３…第２支持体、５４…第２付勢部材、５５…第２密閉部材、５６…第２被覆部材。
【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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