CN101490872B - 燃料电池盒连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃料电池盒连接器(1)，包括容纳于盒壳体中的连接凸出部件(12)，该连接凸出部件覆盖容纳有用于燃料电池的燃料的燃料容器，所述连接凸出部件具有用于插入至上述燃料容器中的一端和用于与燃料供应口的前端接触并连接的另一端。连接器用于可移除地连接至容纳有燃料电池并具有与连接凸出部件(12)相对应的连接部分的装置。燃料电池盒连接器(1)还具有旋转机构，当连接凸出部件连接至连接部分且燃料容纳口与燃料供应口相通时，当超过预定值的旋转力施加至盒壳体时，此旋转机构允许盒壳体相对于连接器的旋转。

Description

燃料电池盒连接器

技术领域

本发明涉及一种燃料电池盒连接器，更具体地，涉及用于连接至使用燃料电池的装置的机构。

背景技术

在本领域中，燃料电池作为一种能量转换装置是公知的，其中，氢离子穿过将氧气与氢气、甲醇或类似燃料分隔开的电解质膜，从而氢气和氧气之间发生的化学反应产生电力。目前，由于燃料电池的预期工作温度可以较低，并且装置尺寸可以被缩小，因此已发现了燃料电池的一些实际应用。为了耐久且持续地操作笔记本电脑和诸如移动电话的各种便携装置，已经在将燃料电池用作笔记本型电脑和各种便携装置(例如移动电话)的耐久持续操作的电源的方向上进行了开发。

通常，用作移动装置的电源的燃料电池是内置在这种装置中的，并且当这种电源中的燃料耗尽时，可以补充新的燃料以直接转换成电能。前述的内置式燃料电池通过燃料容器(燃料盒)填充燃料(见日本未经审查的专利申请公开(特开)2006-54055)。

发明内容

上述燃料电池盒通常地设置有燃料电池盒连接器，该燃料电池盒连接器用于将盒可移除地连接并固定至上述包括燃料电池的装置(以下简称为“装置”)的连接部分，以便为燃料电池填充燃料。为了防止连接容纳有不同类型燃料的错误燃料电池盒的可能性，连接器设置有与相应的键凸部和/或键槽部相对应的键槽部和/或键凸部，所述相应的键凸部和/或键槽部允许连接并固定至仅属于特定装置的连接部分。

然而，当处于通过上述燃料电池盒连接器连接至装置的连接部分的状态下在旋转方向上施加至燃料电池盒的力超过正常使用值并且被传递至连接器时，这可能损坏连接器，即盒侧上或装置的连接部分上的部件。

基于上述信息，本发明的目的是提供一种燃料电池盒连接器，当在盒旋转的方向上对盒施加外力时，该燃料电池盒连接器保护燃料电池容纳装置和燃料电池盒免于损坏。本发明的一种燃料电池盒连接器包括：

连接凸出部件，保持在盒壳体之中，其中盒壳体覆盖容纳有待供应至燃料电池的燃料的燃料容器，所述连接凸出部件具有用于插入至上述燃料容器中的一端和用于与燃料供应口的前端接触且与所述燃料供应口连接的另一端；

所述燃料电池盒连接器旨在可移除地连接至包含上述燃料电池并具有连接部分的装置，该连接部分具有面向外且旨在容纳燃料的燃料容纳口，并且该连接部分与上述连接凸出部件相对应；

所述燃料电池盒连接器的特征在于还包括旋转机构，当连接凸出部件被连接至连接部分且燃料容纳口与燃料供应口相通时，当超过预定值的旋转力被施加至盒壳体时，该旋转机构引起盒壳体旋转。

在本发明的上下文中，术语“超过预定值的旋转力”表示超过了为正常操作过程中能够在盒的旋转方向上施加至燃料电池盒的力所规定的范围值的损坏力。

在本发明的燃料电池盒连接器中，上述旋转机构可包括接合装置和旋转-停止接合元件，即

在本发明的燃料电池盒连接器中，连接凸出部件和连接部分可以分别由相应的槽和/或凸出部形成连接接合键；上述接合元件形成于连接接合键的所述槽和/或凸出部的指定位置中。

此外，在本发明的燃料电池盒连接器中，接合机构可以设置有用于设定上述预定值的调节机构。

由于根据本发明制造的燃料电池盒连接器设置有允许盒壳体转动的旋转机构，因此当处于连接部分连接至连接凸出部件的情况下，施加至盒壳体的旋转力超过预定值时，当盒壳体旋转时上述机构便保护连接部件和固定部件免受上述超过预定值的旋转力。因此，连接器(即，燃料电池容纳装置)和电池盒将被保护以防损坏。

当燃料电池盒连接器的上述旋转机构具有与盒壳体的接合装置接合的连接凸出部件时，通过选择接合元件形成于其中的位置而可在任意位置中停止盒壳体的旋转。因此，在正常操作过程中盒壳体在上述任意位置中保持停止，并且当施加至盒壳体的旋转力超过预定值时仅有盒壳体会转动。

当燃料电池盒连接器的上述连接凸出部件和连接部分具有分别由槽和/或凸出部形成的连接接合键时，燃料电池盒和装置可通过上述接合键互相连接，并且由于接合元件可形成于前述连接接合键的槽和/或凸出部的指定位置中，因此可为连接接合键指定用于连接至装置的位置，并且由此排除了在连接至装置方面的困难以及通过旋转盒壳体和改变键槽相对于盒壳体的位置而有助于连接器与装置的连接。

当燃料电池盒连接器的上述接合装置设置有用于设定(旋转力的)前述预定值的调节机构时，可调节允许盒壳体开始旋转的外力的预定值，上述预定值根据装置和燃料电池盒的相应部分的强度而选择。

附图说明

图1是根据本发明第一实施例的燃料电池盒的主要部件的三维分解图。

图2是图1的燃料电池盒连接器的三维视图。

图3是示出了图1中所示的连接器的旋转机构的视图。

图4是根据本发明第二实施例的燃料电池盒的主要部件的三维分解图。

图5是根据本发明第三实施例的燃料电池盒的主要部件的三维分解图。

图6是根据本发明第四实施例的燃料电池盒的主要部件的三维分解图。

图7是根据本发明具体实施例的弹性元件和接合元件的侧视图。

图8是示出了根据本发明的另一具体实施例的接合装置的视图。

图例

1             燃料电池盒连接器

11            大直径部分

111           环形槽

112           接合元件

12            连接凸出部件

121           参考齿

122，123      选择齿

2             盒壳体

21            壳本体

211           本体侧切口

212           凹槽

22            壳盖

221           盖侧切口

23，24，26    弹性元件

23a，24a      凸出部(接合装置)

26a           末端(接合装置)

2F            燃料容器

K1            连接器侧接合键

具体实施方式

现在将参考附图更详细地描述根据本发明的一个实施例制造的燃料电池盒的连接器1(下文中称作“连接器”)，其中图1是本实施例的燃料电池盒的三维分解图，图2是图1所示的连接器1的三维视图，以及图3是说明了图1所示的连接器1的旋转机构的视图。以下给出的是关于包含有燃料电池(未在附图中示出)的装置的连接部分如何连接至本发明连接器的说明。

如图1所示，本实施例的燃料电池盒的连接器1具有大直径圆柱形部分11和圆柱形连接凸出部件12，大直径圆柱形部分11保持在用于覆盖燃料容器2F(见图4)[标号2F在图3中出现，但未在图4中出现-注明]的盒壳体2中，燃料容器2F容纳有待供应至安装在燃料电池容纳装置中的燃料电池的燃料，圆柱形连接凸出部件12从上述大直径圆柱形部分11的上侧沿向上的方向凸出。在其下端，大直径部分11具有燃料供应口(附图中未示出)，燃料供应口基本位于大直径部分11的中心，穿过燃料容器2F的内部，并用于向燃料电池供应燃料，所述燃料电池面向上述连接器的外侧。

如图1和图2所示，大直径部分11具有形成于其外圆周上大致其宽度中间处的环形槽111。大直径部分的外圆周具有向内定向的V形槽形式的旋转停止接合元件112，该V形槽形成于上述大直径部分11之下。

盒壳体2包括一侧打开的盒状壳本体21和可伸缩地插入至壳主体21的上述打开侧中的壳盖22组成。盒壳本体21形成有位于壳本体腔的角落处并具有螺纹口21a的四个圆柱形接线片，而壳盖22具有与壳体的螺纹口21a的位置对齐以借助螺钉(未示出)将壳盖22连接至壳本体21的四个开口22a，所述螺钉拧入上述螺纹口21a中。壳本体21的一个侧壁具有切口211，该切口从壳本体打开侧的外端面朝着其底部对准且具有半圆形端部。上述将盖22连接至壳本体21的方法不应被认为是对本发明范围的限定，而是也可以使用其它的连接方法，例如熔接或粘接。

凹槽212形成于靠近侧壁的切口211的壳本体21的底部。此凹槽212用于供例如由金属制成的弹性接合元件23可伸缩地插入。弹性元件23可制成诸如薄长板的形式，当该薄长板可伸缩地插入至凹槽212时，形成可与上述大直径部分11的旋转停止接合元件112接合的V形凸出部23a。凸出部23a在其高度方向上具有弹性。虽然提到过弹性接合元件23由金属制成，但是其可由诸如塑料或橡胶的任何其它弹性材料制成。

壳盖22在其面对壳本体21的一侧的边缘部分上，壳盖22具有朝向壳本体21向下凸出的板。此板设置有从壳本体21的侧面朝向壳本体的另一边缘对准的半圆形盖侧切口221。当壳盖22连接至壳本体21时，上述板插入至壳本体切口211，从而在装配状态中盖侧切口221的半圆形部和壳本体切口211形成完整的圆形开口。

本发明连接器的具体特征是旋转机构，当外力超过预定值时该旋转机构允许盒壳体2的转动，其中连接器1处于此状态下：连接器的连接凸出部件12连接至连接部分以使燃料供应口与燃料容纳口相通。根据本实施例，连接器1的上述旋转机构通过在盖的环形切口221与壳本体切口211之间设置环形槽111来保持连接器1，以使大直径部分11的环形槽111的轴线保持与上述完整的圆形开口同轴，并且使得环形槽111的外圆周表面可在上述完整的圆形开口的内圆周表面之上沿圆周方向滑动。

连接器1的与凸出部12相对的大直径部分11的端面，位于盒壳体2中并连接至燃料容器2F的管状入口部分，燃料容器2F充满燃料并制成为诸如袋子的形式。连接器1、盒壳体2以及燃料容器2F一起形成燃料电池盒。由于旋转停止接合元件112与弹性元件23的凸出部23a的相互作用，在正常状态中阻止了连接器1和盒壳体2的旋转。

通过选择接合元件112的位置，便可能在任意位置处停止盒壳体2的旋转，从而在正常使用中将盒2保持在此状态中：允许其在任意位置处的停止但仅当超过预定值的外力在圆周方向上施加至盒壳体2时才允许其旋转。

如图2所示，圆柱形连接凸出部件12具有等距间隔的接合齿124，接合齿124被设计为用于锁定的目的并形成于上述凸出部12的端部处的外圆周上。在内圆周表面上，圆柱形连接凸出部件12具有朝内径向凸出并从凸出部的端面向后延伸的参考齿121。此外，圆柱形连接凸出部件12具有多个(所示实施例中是两个)选择齿122和123，选择齿122和123从凸出部件12的端面向后延伸并且相对于参考齿位于这样的位置中，所述位置预先设置为用于连接至不同类型的燃料电池盒。在所示实施例中，参考齿121和选择齿122及123具有不同宽度。取决于待连接的燃料电池盒的类型，选择齿可在宽度和长度上都不同。参考齿121和选择齿122及123一起将进一步被称为“连接器侧接合键K1”。

虽然在本发明中连接器侧接合键K1具有上述结构，但应理解的是本发明不限于此具体结构，并且各种修改和改变都是可能的。例如，键结构可具有多个参考齿121；选择齿122及123和参考齿121可形成于凸出部件12的外圆周上；参考齿和选择齿可形成于凸出部件12的内圆周上和外圆周上，或者上述选择齿和参考齿可具有不同布置方式。

包含有燃料电池(未在附图中示出)的装置的连接部分在其外侧上具有管状连接元件，该管状连接元件具有燃料接收开口并且可安装至燃料容纳口的外表面上。此管状连接元件在其外圆周上具有与上述参考齿121相对应的连接部分侧参考槽和与上述选择齿122及123相对应的一对连接部分侧选择槽。连接部分侧选择槽和连接侧参考槽一起形成连接部分侧接合键。此外，连接部分设置有可移除地连接至接合齿124的锁定元件。如在先日本未审查专利申请公开(特开)2006-112635中公开的，连接器1与前述连接部分之间的可移除的连接的结构用在具有锁定机构的连接器结构中。因此，此机构的详细描述在本专利申请中省略。

为了将本发明的上述实施例的燃料电池盒连接器1连接至包含有燃料电池的装置的连接部分，连接器侧键K1与连接部分侧键接合，从而将燃料容纳口与燃料供应口(未示出)连接。同时，接合齿通过连接部分接合并固定。因此，容纳在燃料容器2F中的燃料通过连接器1和连接部分被供应至燃料电池(未示出)。在此操作过程中，只有具有接合键K1的具体连接器1可连接至上述连接部分，接合键K1对应于连接部分侧面上的接合键。这种构造排除了偶然地将连接器1连接至错误的燃料电池盒的可能性，因为除了一个具有与连接器的接合键K1匹配的接合键的燃料电池盒以外，没有其它的燃料电池盒可被连接。

此外，如果旋转停止接合元件112形成于指定连接器侧接合键K1的位置处(例如，如果参考齿121形成于与盒壳体2的盖本体22侧面上的盖本体22的平面平行的位置处)，则可指定参考齿121的位置。因此，可消除在连接至连接部分方面的困难，所述困难是由于盒壳体的转动而导致改变了连接器侧接合键K1相对于盒壳体2的位置所引起的。可将连接器1和连接部分连接至容器。

因此，如上所述，如果燃料供应口连接至燃料容纳口，如图3(a)和图3(b)所示，旋转停止接合元件112与弹性元件23的凸出部23a接合，并且如果连接凸出部件12连接并固定至连接部分，正常力的施加将不会使连接器1和盒壳体2与接合元件12及凸出部23a脱离，从而盒壳体2不会旋转。然而，如果施加的外力超过预定值，凸出部23a将朝向壳本体21的底部被按压至接合元件112的底部，从而，如图3(c)和图3(d)所示，旋转停止接合元件112将与弹性元件23的凸出部23a脱离，并且只有盒2将在“d”方向上转动，而连接器1和连接部分将保持固定和连接状态。由于当连接器1和连接部分连接并锁定时没有力可在上述旋转方向上施加至这些部件，因此连接部分和连接器1，即包含有燃料电池和燃料电池盒的装置，被保护免于损坏。因此，当在旋转方向上施加至盒壳体2的力小于预定值时，接合元件112和凸出部23a之间的接合被恢复，并且盒停止旋转。

上述实施例的连接器1在一个位置处具有接合元件112。然而，本发明的连接器不限于此具体实施例，并且连接器可具有位于四个侧面的四个接合元件(或类似的)，或其可以具有位于任意位置的多个接合元件。

此外，在所描述的实施例中，连接器1的接合元件112是V形槽。然而，此形状不应被认为是限制本发明的范围，接合元件112可具有半圆形、U形、三角形、梯形等形状。在此情况下，弹性元件23的凸出部23a应具有相匹配的半圆形构造、U形构造、三角形构造或梯形构造。

本实施例的连接部分和连接器1通过接合键是可连接的。然而，本发明不限于此具体特征，并且连接不需要使用接合键。由于在此情况下不需要指定用于连接目的而使用的接合键K1的位置，因此连接器将不具有旋转停止接合元件，并且盒壳体将被构造为可自由旋转。在此情况下，可通过调节对盒壳体2旋转的阻力来设置能够开始盒壳体2的旋转的旋转力。

现在将参考图4描述根据本发明第二实施例的装配有连接器1的燃料电池盒，图4是第二实施例的燃料电池盒的三维视图。第二实施例中与第一实施例的类似部件相同的燃料电池盒的部件将用相同的参考标记指示，并且其详细描述将省略。

第二实施例的装置不同于第一实施例的装置之处为，设置在壳本体21中用于与接合元件112接合的接合装置。在此实施例中，壳本体21设置有矩形管状凸出部213，该矩形管状凸出部具有中心口213a并从壳本体21的底部靠近本体侧切口211的位置处向上延伸。开口213a具有矩形横截面(长度长且宽度短)并在平行于壳本体21的侧壁的方向上延伸。第二弹性元件24的一端插入至上述开口213a中，第二弹性元件24包括接合元件并被制成薄金属板的形式。

第二弹性元件24被制成V形凸出部件24a的形式，其可以与壳本体的切口211侧面上的接合元件相接合。凸出部件24a在凸出方向上具有弹性。根据本发明的本实施例，弹性元件24由金属制成。然而，本发明不限于此具体材料，凸出部件可由其它弹性材料，诸如树脂、橡胶等制成。

与第一实施例类似，当第二凸出部件24a与接合元件112接合时，盒壳体2的旋转被阻止。

现在将参考图5描述根据本发明的第三实施例的装配有连接器1的燃料电池盒，图5是第三实施例的燃料电池盒的三维视图。第三实施例的与之前实施例的类似部件相同的燃料电池盒的部件将用相同的参考标记指示，并且其详细描述将省略。

第三实施例的燃料电池盒不同于之前实施例的装置之处为，设置在壳本体21中用于与接合元件112接合的接合装置。在此实施例中，壳本体21在靠近切口211处设置有矩形挡块25，矩形挡块25通过诸如插入狭缝中、通过螺钉、或通过粘接连接至壳本体21的底部和侧壁。挡块25具有沿与切口211相对的方向从最靠近切口211的侧面延伸的狭缝25a。弹簧26插入狭缝25a，弹簧26在其朝向切口211的端部上具有球26a形式的末端元件，球26a由弹簧26朝向位于切口211侧面上的接合元件112推动。矩形挡块25、弹簧26和末端元件26a一起形成接合装置。

与之前的实施例类似，当球形末端部件26a与接合元件112接合时盒壳体2的旋转被阻止。然而，当超过预定值的旋转力被施加至盒壳体2时，末端部件26a被推动至接合元件112的倾斜表面，弹簧26被压缩并移动至狭缝25a中，并且末端部件26a与接合装置112脱离并允许盒的转动。

现在将参考图6描述根据本发明第四实施例的装配有连接器1的燃料电池盒，图6是第四实施例的燃料电池盒的三维视图。第四实施例的与之前实施例的类似部件相同的燃料电池盒的部件将用相同的参考标记指示，并且其详细描述将省略。

第四实施例的燃料电池盒具有与第三实施例中相同的接合装置，该接合装置设置有用于调节由弹簧26产生的力的机构。该调节机构具有延伸至形成于挡块中开口25a的螺纹通口25b以及螺拧于开口25b中直到其接触弹簧26端部的螺钉27。因此，由弹簧26产生的力可借助于螺钉27轻松地调节。上述机构使得可根据装置的强度精确地调节允许盒壳体2转动的上述预定力，该装置用于容纳燃料电池和/或燃料电池盒的部件。

上述实施例的连接器1使得可在某方向或其相对的方向上转动盒壳体2。然而，如果在第二实施例中V形凸出部件24a被制成图7中所示类型的具有V形凸出部24a’的第二弹性部件24’，其在壳本体21的开口侧面上具有平面区域，以及如果接合元件112被制成具有基本平行于大直径部分11的直径的轴线的V形接合元件112’，那么盒壳体2的旋转将仅被局限于朝着凸出部24a’的平面部分与接合元件112’之间的接触区域的方向上，即沿图7中的逆时针方向。换句话说，图7的实施例将允许盒壳体2仅在一个方向上旋转。然而，当施加至盒壳体的力超过预定值时，接合元件112’的倾斜表面将按压在凸出部24a’的倾斜表面上。这种动作将使接合元件112’与凸出部24a’脱离并且允许盒壳体2的旋转(在图7中的顺时针方向上)。

如果在第三和第四实施例中，末端部件26a被制成图8所示的弹簧26”，弹簧26”刚性地支持V形末端26”，该V形末端在壳本体21开口的侧面上具有平表面，并且如果接合元件112被制成具有基本上平行于大直径部分11的直径的轴线的U形接合元件112”，那么与上述实施例类似，盒壳体2的旋转将仅限于沿朝向凸出部24a”的平面部分与接合元件112”之间的接触区域的方向上，即图8所示的逆时针方向。换句话说，图8的实施例将允许盒壳体2仅在一个方向上旋转。

然而，当施加至盒壳体的力超过预定值时，接合元件112”的倾斜表面将按压在凸出部24a”的倾斜表面上。这种动作将使接合元件112”与凸出部24a”脱离并且允许盒壳体2沿图8中的顺时针方向旋转。

如果在此情况下，未在附图中示出并且通过弹簧中心的杆状手柄连接至弹簧侧面上的末端26a”，那么通过旋转手柄将可轻松地改变至允许盒壳体转动的方向。此外，通过将螺钉27螺拧于螺纹通口中，通过控制插入端可限制盒壳体的转动。

Claims (4)

1.一种燃料电池盒连接器，包括：

连接凸出部件，所述连接凸出部件被容纳在盒壳体中，所述盒壳体覆盖容纳有待供应至燃料电池的燃料的燃料容器，所述连接凸出部件具有用于插入至上述燃料容器中的一端和用于与燃料供应口的前端接触并与所述燃料供应口连接的另一端；

所述燃料电池盒连接器用于可移动地连接至容纳上述燃料电池并具有与连接凸出部件相对应的连接部分的装置；

所述燃料电池盒连接器的特征在于具有旋转机构，当连接凸出部件连接至连接部分且燃料容纳口与燃料供应口相通时，当超过预定值的旋转力施加至盒时，所述旋转机构允许盒壳体相对于连接器旋转，

其中所述旋转机构包括接合装置和燃料电池盒连接器上的旋转停止接合元件，所述旋转停止接合元件与设置在盒壳体中的接合装置接合。

2.根据权利要求1所述的燃料电池盒连接器，其中，连接凸出部件和连接部分分别用相应的槽和/或凸出部形成连接接合键；

上述接合元件形成于连接接合键的所述槽和/或凸出部的指定位置中。

3.根据权利要求1所述的燃料电池盒连接器，其中，所述接合装置设置有用于设定上述预定值的可调节机构。

4.根据权利要求2所述的燃料电池盒连接器，其中，所述接合装置设置有用于设定上述预定值的可调节机构。

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