JP2006093001A

JP2006093001A - カプラ

Info

Publication number: JP2006093001A
Application number: JP2004279467A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Oishi; 恭史大石; Kazuhiro Teraguchi; 和宏寺口
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06
Also published as: US20060065312A1; CN100376836C; CN1755181A; US7174914B2

Abstract

【課題】本発明は、操作性がよく、液垂れや液漏れの全くない信頼性の向上を得られる雌形カプラと雄形カプラであるカプラを提供する。
【解決手段】雌形カプラ５は、電池容器１の注入用口体３に設けられ、通常は閉塞され、液体を補給する際には開放されるものであって、注入用口体の第１の孔部６ａに収容され軸芯に沿って軸孔１１が設けられる突部７ｂを備えたバルブ支持座７と、このバルブ支持座における突部周辺に載置され一部が注入用口体に埋設されて位置固定される筒状体からなるカプラ本体８と、このカプラ本体内に収容されバルブ支持座の軸孔に挿入される挿嵌部９ｃと、バルブ支持座の突部上に載置される弁座部９ａとが連設されるベースバルブ９と、このベースバルブの弁座部上に突設され周面に軸方向に沿って複数条の弁溝１３を備えた杆状部９ｂと、ベースバルブの弁座部上に載置されるとともに杆状部を収容しカプラ本体に対して一部が固定保持される弾性変形可能なパッキン体１０とを具備する。
【選択図】図２

Description

本発明は、たとえば携帯電話等のモバイル機器に搭載される燃料電池の電池容器（液体タンク）と、この燃料電池にメタノールのごとき電池用溶液を補給する液体保持容器に、それぞれに取付けられる雌形カプラと雄形カプラであるカプラに関する。

たとえば携帯電話等のモバイル機器に搭載される燃料電池の電池容器（液体タンク）と、メタノールのような電池用溶液を貯溜する液体保持容器とのそれぞれに、カプラが取付けられている。液体保持容器から電池容器に電池用溶液を補給する際は、各カプラを互いに接合してから補給作業をなす。
当初は単純に、液体保持容器に広口の注入用口体である雄形カプラを備え、電池容器に広口の受け口体である雌形カプラを備えていて、雌形カプラに対して雄形カプラから電池用溶液を注ぐ方式をとっていた。
しかしながら、上述のモバイル機器に搭載する電池容器では、電池容器の受け口は微細（直径φ６ｍｍ）であり、電池用溶液を注ぐ際に溶液のこぼれや漏れに特別な注意を払う必要がある。すなわち、電池用溶液であるメタノールは、揮発性、引火性が高いために、液が漏れると人体に害を与え、あるいは火災を引き起こす虞れがある。そのため、誰でも簡易的に補給できる手段が求められている。

そこで、燃料電池である電池容器（液体タンク）と、メタノールのごとき電池用溶液を貯溜する液体保持容器とのそれぞれに、ねじ構造としたカプラが取付けられるようになった。すなわち、電池容器の注入用口体内周面に雌ねじ加工された雌形カプラが取付けられ、液体保持容器の供給用口体外周面に雄ねじ加工された雄形カプラが取付けられる。
通常は、雄形カプラの雄ねじ部および雌形カプラの雌ねじ部それぞれにキャップが螺着されていて、電池容器の注入用口体と液体保持容器の供給用口体が閉塞状態にある。電池用溶液の補給時には、各キャップを取外して雄形カプラの雄ねじ部と雌形カプラの雌ねじ部とを互いに螺合し、雄雌互いのカプラを連通状態にして液体保持容器から電池容器へ電池用溶液を供給する。

さらに別の手段として、フック構造が採用されているものもある。すなわち、電池容器の注入用口体に、たとえば１２０°等配位置に舌片部が一体に設けられ、液体保持容器の供給用口体端面に、同角度等配位置に爪部が一体に設けられる。
通常は、電池容器の注入用口体に栓体が挿嵌され、液体保持容器の供給用口体はキャップで塞がれていて、それぞれがシールされている。電池用溶液の補給時には、栓体とキャップを取外し、注入用口体の舌片部に対して供給用口体の爪部を１２０°回動して互いに掛合させる。注入用口体と供給用口体が直接連結され、互いに連通状態になるので、液体保持容器から電池容器へ電池用溶液を供給できる。

いずれの構造であっても、必要部位にはパッキンが取付けられていて、通常状態では勿論のこと、電池用溶液の補給時においても液漏れなどの事故が絶対に生じないように工夫されている。
このようにして、安全対策は充分になされているが、いずれも補給時の作業性に難点がある。すなわち、ねじ構造の場合は、液体タンクを複数回、回転操作しなければならず面倒である。その点、爪構造のものは１２０°回動すればよいので有利であるが、僅かな量の回動なので力が入り易く、爪部が欠ける虞れがあって耐久性に劣っている。
また、燃料電池は長時間使用すると、電気分解で発生したガスが電池容器内に充満して、電池容器内の圧力が高まる。そのため、電池容器と液体保持容器にそれぞれ取付けられる雌雄形カプラを互いに連結しても、電池容器内を脱気しない限り、電池容器の内圧に負けてしまって電池用溶液を容易には注入できなかった。

本発明は上記事情に着目してなされたものであり、その目的とするところは、操作性がよく、液垂れや液漏れの全くない信頼性の向上を得られる雌形カプラと雄形カプラであるカプラを提供しようとするものである。

上述の目的を満足するため本発明の雌形カプラは、液体タンクの注入用口体に設けられ、通常は閉塞され、液体タンクに液体を補給する際には開放されるものであって、注入用口体の孔部に収容され軸芯に沿って軸孔が設けられる突部を備えたバルブ支持座と、このバルブ支持座における突部周辺に載置され一部が前記注入用口体に埋設されて位置固定される筒状体からなるカプラ本体と、このカプラ本体内に収容されバルブ支持座の軸孔に挿入される挿嵌部と、バルブ支持座の突部上に載置される弁座部とが連設されるベースバルブと、このベースバルブの弁座部上に突設され周面に軸方向に沿って複数条の弁溝を備えた杆状部と、ベースバルブの弁座部上に載置されるとともに杆状部を収容しカプラ本体に対して一部が固定保持される弾性変形可能なパッキン体とを具備し、
通常の状態でパッキン体の一部がベースバルブ弁座部とカプラ本体の固定保持部との間に挟持されてシール状態を保持し、ベースバルブの杆状部が押圧されることで弁座部を介してバルブ支持座突部が弾性変形をなし、弁座部とパッキン体端面とが離間してベースバルブ杆状部の弁溝から弁座部とパッキン体との隙間を介して液体タンク内へ液体の補給を可能とした。

上述の目的を満足するため本発明の雄形カプラは、液体保持容器の供給用口体に設けられ、通常は閉塞され、液体保持容器から外部へ液体を供出する際には開放されるものであって、供給用口体に取付けられ先端部に弁座と、この弁座に連通する供給孔を備えたカートリッジホルダと、このカートリッジホルダの先端部内に挿入され弁座に当接して供給孔を閉塞する弁部を備えた弁体と、この弁体の基端に設けられ周端部のみが供給用口体とカートリッジホルダとによって挟持固定される基部を備えたカートリッジバルブと、このカートリッジバルブの基部に設けられる孔部とを具備し、通常の状態でカートリッジバルブ弁部がカートリッジホルダ先端部の弁座に当接してシール状態を保持し、供給孔を介してカートリッジバルブ弁体が押圧されることによりカートリッジバルブ基部が弾性変形をなし弁体弁部と弁座との間に隙間が形成されて液体を外部へ補給可能とする。

本発明によれば、操作性がよく、液垂れや液漏れが全くなく、信頼性の向上を得られるという効果を奏する。

以下、図面を参照して本発明の一実施の形態に係るカプラについて説明する。
図１は、たとえば電池用溶液Ｓを補給する姿勢での、燃料電池用カプラＫの構成を示している。
図の下部側に示す１は、燃料電池を構成する液体タンクである電池容器であり、上部側に示す２は、電池用溶液Ｓを貯溜する液体保持容器である補給容器である。前記補給容器２から電池容器１へ電池用溶液Ｓを補給する際は図のようになるが、通常の状態では補給容器２は天地逆の姿勢で保持される。
上記電池容器１の上端部に注入用口体３が突設され、補給容器２の図における下端部に供給用口体４が突設される。電池容器１の注入用口体３には雌形カプラ５が取付けられ、補給容器２の供給用口体４には雄形カプラ２０が取付けられ、これらで燃料電池用カプラＫが構成される。

図２に、燃料電池用カプラＫを拡大して示す。
図２（Ａ）は燃料電池用カプラＫの拡大した断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
はじめに、電池容器１の注入用口体３に取付けられる雌形カプラ５から詳述する。
前記注入用口体３には、先端面から電池容器１側へ設けられる直径の大なる第１の孔部６ａと、この第１の孔部６ａと連設され電池容器１内部に連通する直径の小なる第２の孔部６ｂを備えている。前記第１の孔部６ａには、それぞれ後述するバルブ支持座７と、カプラ本体８と、ベースバルブ９およびパッキン体１０が収容される。
すなわち、第１の孔部６ａの底部にバルブ支持座７が収容され、このバルブ支持座の外周端部上にカプラ本体８が載る。ベースバルブ９とパッキン体１０は、カプラ本体８内に挿入されるとともに、バルブ支持座７の軸芯部に沿ってベースバルブ９が載り、さらにこのベースバルブ上に前記パッキン体１０が載る。

図３に、バルブ支持座７を拡大して示す。
図３（Ａ）はバルブ支持座７の平面図、図３（Ｂ）はバルブ支持座７の断面図、図３（Ｃ）はバルブ支持座７の底面図である。
前記バルブ支持座７は、ゴムなどの弾性材から構成されていて、略円板状の基板部７ａと、この基板部の軸心部分に上方へ一体に突出する突部７ｂを備えている。前記突部７ｂの軸芯に沿って軸孔１１が設けられ、基板部７ａと突部７ｂとに亘って複数のガイド孔１２が放射状に設けられる。すなわち各ガイド孔１２は、突部７ｂ周面の軸方向に沿って半円状の溝部として刻設され、基板部７ａにおいて真円状の孔部となって貫通される。
前記バルブ支持座７の基板部７ａ底面には、前記ガイド孔１２と同心で、かつガイド孔の外径部に沿って、断面半円状の突条部７ｃが一体に設けられる。そして、この突条部７ｃ外周端部から基板部７ａの外周端面に亘って断面が斜めに形成される傾斜部７ｄとなっている。

再び図２（Ａ）に示すように、電池容器注入用口体３の第１の孔部６ａと第２の孔部６ｂとの連設部分が凹状に形成されている。この凹部６ｃの直径は、第１の孔部６ａの直径よりも小で、第２の孔部６ｂの直径よりも大に形成される。前記バルブ支持座７は、その底面に形成される突条部７ｃが第１の孔部６ａの底面上に載り、バルブ支持座のガイド孔１２および軸孔１１は前記凹部６ｃと対向する。このことにより、凹部６ｃは基板部７ａ底面に対して空間部を形成している。
また、バルブ支持座７の基板部７ａ周端上に載置される前記カプラ本体８は、上端面と下端面が開口する筒状体に形成される。カプラ本体８の下部側で、かつ外周面に鍔部８ａが一体に突設されていて、この鍔部８ａは電池容器注入用口体３の内周部に埋設される。
前記カプラ本体８における鍔部８ａの上部で、かつ内周面には内方へ突出する掛止突部８ｂが一体に形成されている。この掛止突部８ｂは、後述するようにパッキン体１０の外周面に設けられる掛合凹部１０ａに挿入される。前記ベースバルブ９はバルブ支持座７の突部７ｂ上に載置され、さらに前記パッキン体１０はベースバルブ９上に載置される。

図４に、ベースバルブ９を拡大して示す。
図４（Ａ）はベースバルブ９の平面図、図４（Ｂ）はベースバルブ９の正面図、図４（Ｃ）はベースバルブ９の断面図である。
このベースバルブ９は、合成樹脂材もしくは金属材から形成されていて、円板状の弁座部９ａと、この弁座部の軸芯位置に上方へ突設され、先端が尖鋭状に形成される杆状部９ｂと、前記弁座部９ａの軸芯位置に下方へ突設される挿嵌部９ｃとから構成される。前記弁座部９ａは、周端部に沿って断面山形状に形成され、この内側部分は凹状となっている。弁座部９ａの直径は、前記カプラ本体８の内径よりも僅かに小であり、このことからベースバルブ９はカプラ本体８内に収容可能である。

前記杆状部９ｂは、その周面に等間隔に、かつ軸方向に沿って複数の弁溝１３が設けられる。これら弁溝１３は、杆状部９ｂの先端尖鋭状部分から弁座部９ａに亘って設けられていて、断面半円状の溝に形成される。前記挿嵌部９ｃは、直径が二段の円柱状をなしていて、直径の大なる部分は前記バルブ支持座７の軸芯に沿って設けられる軸孔１１の直径よりも僅かに小に形成されている。
再び図２（Ａ）に示すように、この挿嵌部９ｃがバルブ支持座７の軸孔１１に挿入され、弁座部９ａがバルブ支持座７の突部７ｂ上に載って、杆状部９ｂが上方へ向く。なお、杆状部９ｂの先端は前記カプラ本体８の上端縁よりも下方にあり、ベースバルブ９全体がカプラ本体８の内部に収容されて全く露出しない。

前記パッキン体１０は、前記バルブ支持座７と同様、ゴムなどの弾性材から構成される。略円筒状に形成されていて、その外径はカプラ本体８の内径よりも小に形成され、内径はベースバルブ９の杆状部９ｂ直径よりも大に形成される。
パッキン体１０は、ベースバルブ９の断面山形状に形成される弁座部９ａ上に載る。前述したように、パッキン体１０の下端外周面に沿って、カプラ本体８の掛止突部８ｂが掛合する掛合凹部１０ａが設けられ、パッキン体１０はカプラ本体８に対して位置決め保持される。
このようにして、パッキン体１０がベースバルブ９上に支持され、ベースバルブの弁座部９ａとカプラ本体８の掛止突部８ｂとの間にパッキン体１０下端部が挟持固定される。したがって、パッキン体１０はカプラ本体８を介して第１の孔部６ａを完全閉塞し、第２の孔部６ｂおよび電池容器１内部を密封状態にしている。

前記パッキン体１０の上端面は、前記ベースバルブ９の杆状部９ｂ尖鋭状先端と略同一位置にある。パッキン体１０上端部外径は他の部分よりも径が絞られていて、後述するようにバヨネット１５との接触を回避するために加工される。
前記バヨネット１５は、カプラ本体８の上端部に取付けられる。このバヨネット１５は、図２（Ｂ）にも示すように、たとえば金属ワイヤを略Ｃ型（図ではＵ型に近いが）に形成したＣリングであり、Ｃ型の中央部分がカプラ本体８の外径部に設けられる取付け溝部１６に掛止される。

さらに、カプラ本体８には、前記取付け溝部１６の両側端と対向し、かつ取付け溝部と直交する方向に切欠部１７が設けられる。すなわち、これら切欠部１７は取付け溝部１６と同一高さ位置に、カプラ本体８の外周面から内周面に亘って切欠され、カプラ本体８の一部が横溝状に孔明け加工されることになる。
前記バヨネット１５の両脚部１５ａは、それぞれがカプラ本体８の切欠部１７に掛合されていて、この位置はパッキン体１０上端部およびベースバルブ９の杆状部９ｂ尖鋭状先端と略同一高さである。切欠部１７が横溝状に孔明け加工されているので、ここに掛合するバヨネット１５の両脚部１５ａ一部は、カプラ本体８内径よりも内側に露出する。また、図２（Ａ）の正面（紙面）側、もしくは背面（裏面）側からは、切欠部１７に掛合するバヨネット１５の脚部１５ａが全て露出することになる。

このようにして構成される雌形カプラ５に対して、前記雄形カプラ２０は後述するように構成される。
すなわち、補給容器２の供給用口体４外周面は雄ねじ加工されていて、このねじ部４ａにカードリッジバルブ２１を抱持した状態でカートリッジホルダ２２が螺着され、これらカードリッジバルブ２１とカートリッジホルダ２２とで雄形カプラ２０が構成される。
前記カードリッジホルダ２２は、補給容器２と同じ合成樹脂材から形成されるが、たとえば金属材を用いても何ら支障もない。全体的に袋ナット状をなし、基端部は供給用口体４のねじ部４ａに螺合するよう雌ねじ加工され、このねじ部２２ａから先端側は略先細り状の先端部２２ｂが形成される。先端部２２ｂの外径は、カプラ本体８の内径と略同一に形成されていて、先端部２２ｂをカプラ本体８内に挿入可能である。

カートリッジホルダ２２の先端部２２ｂ端面から所定距離存した外周部には掛止段部２３が設けられていて、この掛止段部はバヨネット１５の断面半径と略同一に形成される。先端部２２ｂ内には前記カートリッジバルブ２１の後述する弁体２１ａを収容し、かつこの開口端周辺に沿って前記弁体２１ａに形成される弁部２４と接触し、供給用口体４を閉塞する弁座２５が形成される。この弁座２５から先端側は開口され供給孔２６となっている。
前記カードリッジバルブ２１は、雌形カプラ２０を構成するパッキン体１０と同様、たとえばゴム材などの弾性材からなる。図における上端部が円板状に形成される基部２１ｂとなっていて、この基部の軸芯部分から下方へ一体に前記弁体２１ａが突設される。

前記基部２１ｂの周端部分は供給用口体４端面とカードリッジホルダ２２との間に挟持固定される。さらに、基部２１ｂには複数の孔部２７が所定間隔を存して設けられる。これら孔部２７の一端側は、カードリッジホルダ２２の基端部と先端部２２ｂとを連結する肩部分に押圧されて閉成状態となるが、孔部２７の他端側は前記供給用口体４の内径側に位置して開放されている。
前記弁体２１ａは、所定の肉厚をもって断面略Ｕ字状に突設され、前記カートリッジホルダ２２の先端部２２ｂ内に収容されることは上述したとおりである。弁体２１ａの突出端部は半球状をなす弁部２４となっていて、カートリッジホルダ２２の先端部２２ｂ内径に形成される弁座２５に当接して供給用口体４の供給孔２６を閉塞している。

以上述べた構成であるので、図１および図２（Ａ）に示すように補給容器２を上下逆に倒立させた姿勢を保持しても、あるいは斜め姿勢であっても、カートリッジバルブ２１の弁部２４がカードリッジホルダ２２の弁座２５に接触していることは変りがなく、補給容器２の内部に貯溜される電池用溶液Ｓが供給孔２６から外部に漏出することがない。
補給容器２内にある電池用溶液Ｓを電池容器１に補給するには、先に図１および図２（Ａ）に示すように、補給容器２を倒立させて、この供給用口体４に取付けられる雄形カプラ２０を電池容器１の注入用口体３に取付けられる雌形カプラ５に対向する。そして、雄形カプラ２０を構成するカートリッジホルダ２２の先端部２２ｂを雌形カプラ５を構成するカプラ本体８の上端開口部内に挿入する。

図５は、雄形カプラ２０のカートリッジホルダ先端部２２ｂを雌形カプラ５のカプラ本体８内に挿入し、先端部端面がパッキン体１０に当接した位置から０．５ｍｍ程度押し下げた状態での断面図である。
カートリッジホルダ２２内に収容されるカートリッジバルブ２１の弁体２１ａが、カートリッジホルダ２２に設けられる弁座２５に接触して供給用口体４を閉塞する状態には何らの変更もないが、カートリッジバルブ先端部２２ｂ端面がカプラ本体８内に挿入してパッキン体１０に接触し、さらにこれを押し下げる。

パッキン体１０の下部に設けられる掛合凹部１０ａがカプラ本体８の掛止突部８ｂに掛合している状態は少しの変化もないので、パッキン本体１０の掛合凹部１０ａよりも上部側がカートリッジバルブ先端部２２ｂの押し下げにより弾性変形する。パッキン体１０は径方向に膨出変形し、外周面がカプラ本体８の内周面に接触する。ただし、パッキン体１０を支持するベースバルブ９とバルブ支持座７の姿勢位置は何らの影響も受けない。
同時に、先端部２２ｂ開口である供給孔２６にベースバルブ９の杆状部９ｂ先端が介挿して、カートリッジバルブ２１の弁体２１ａ先端面が杆状部先端に当接する。カートリッジバルブ先端部２２ｂ端面の位置は、前記バヨネット１５の下辺と略同一高さにあり、かつ先端部外周面に設けられる掛止段部２３がカプラ本体８の上端内部に挿入する。

図５の位置から、さらに０．５ｍｍ程度、補給容器２を押し下げた状態を図６に示す。
カートリッジホルダ２２の先端部２２ｂが、図５の位置から同距離（０．５ｍｍ程度）だけカプラ本体８内に挿入される。この位置では、先端部２２ｂの最大径部分がカプラ本体８の内径部に露出するバヨネット１５の両脚部１５ａ部分に当接して、両脚部を外方に拡開変形させる。
さらに、カートリッジホルダ先端部２２ｂがパッキン体１０を押し下げて、より圧潰変形させる。カートリッジバルブ２１がベースバルブ９に押圧力を付与し、この影響でベースバルブを支持するバルブ支持座７の突部７ｂが弾性変形して、バースバルブ９が押し下げられる。ベースバルブ９の弁座部９ａ上面がパッキン体１０下端面と離間し、隙間が形成されるが、カートリッジバルブ弁体２１ａの弁部２４がカートリッジホルダ２２の弁座２５に当接することには変りがなく、補給容器２の供給用口体４は依然として閉塞状態にある。

図６の位置から補給容器２を、さらに０．５ｍｍ程度押し下げた状態を図７に示す。
このとき、カートリッジホルダ先端部２２ｂにおける最大径部分がバヨネット両脚部１５ａを乗り越え、これら脚部に弾性復帰力が作用して先端部２２ｂに設けられる掛止段部２３に掛合する。
すなわち、作業者は補給容器２を持って雄形カプラ２０を電池容器１の雌形カプラ５に約１．５ｍｍ程度挿入することでクリック感覚を得られることになり、作業性が極めて良好である。
この状態では、カートリッジホルダ先端部２２ｂによってパッキン体１０がさらに押し下げられ、掛合凹部１０ａから上の部分が圧潰される。バースバルブ９はカートリッジバルブ２１によってさらに押し下げられるが、このカートリッジバルブを支持するバルブ支持座７の突部７ｂはほとんど限界状態で圧潰変形しているので、実際に押し下げられる量はほとんどない。

一方、カートリッジバルブ２１においては、弁体２１ａ端面がベースバルブ杆状部９ｂ先端に当接し、これ以上の押し下げが規制されているところから、逆に、弁体２１ａがベースバルブ９から押上げ力を受け、その影響が基部２１ｂに及ぶ。上述したように、前記基部２１ｂは周端部のみカートリッジホルダ２２と供給用口体４端面との間に挟持固定されてはいるが、この挟持部分から中心軸側は何ら拘束されておらず、全くの自由状態になっている。

したがって、ベースバルブ９の押上げ力が弁体２１ａを介して基部２１ｂに及び、この影響を受けて基部は挟持される周端部を除いて斜め状に弾性変形するとともに、弁体２１ａは押上げられて先端の弁部２４はカートリッジホルダ先端部２２ａの弁座２５から離間し、弁座は開放状態になる。
補給容器２内に貯溜される電池用溶液Ｓは、図に矢印で示すようにカートリッジバルブ２１の孔部２６から弁体２１ａ外周面とカートリッジホルダ先端部２２ａの内径部との間隙を存して導かれ、開放された弁座２５を通過する。そして、電池用溶液Ｓは供給孔２６とベースバルブ杆状部９ｂに設けられる弁溝１３に沿って導かれる。

依然として、ベースバルブ９の弁座部９ａとパッキン体１０下端面との間に隙間が形成されているので、前記弁溝１３から導かれた電池用溶液Ｓがこれらの隙間を流通する。さらに電池用溶液Ｓは、ベースバルブ弁座部９ａ周面とカプラ本体８内径との隙間を介してバルブ支持座７の基板部７ａ上に導かれ、ここに設けられるガイド孔１２を介して凹部６ｃに導かれ、最終的に第２の孔部６ｂから電池容器１内に流入する。
このようにして、作業者が補給容器２の雄形カプラ２０を電池容器１の雌形カプラ５に所定深さ（略１．５ｍｍ程度）挿入するだけで、補給容器２内の電池用溶液Ｓが電池容器１内に補給される。所定深さを挿入するまで雄形カプラ２０での弁座２５の開放が規制される構造となっているから、挿入途中での液漏れの虞れが一切ない。所定深さを挿入すれば、カートリッジホルダ先端部２２の掛止段部２３がバヨネット１５に掛合してクリック感を得られ、挿入作業終了を容易に感知できる。補給状態で電池用溶液Ｓは円滑に導かれて、ここでも液漏れの虞れが全くない。

所定量の電池用溶液Ｓを補給し終えたら、補給容器２の雄形カプラ２０を電池容器１の雌形カプラ５から抜き出す。したがって、図７の状態から逆に図６の状態と、図５の状態を経て図２（Ａ）に示す状態に戻る。特に、図７から図６の状態に戻るには、電池容器１を一方の手で抑え付け、補給容器２を０．５ｍｍ程度持ち上げるだけで、カートリッジホルダ掛止段部２３がバヨネット１５から抜け出る。このとき補給容器２は、ほとんど指の力だけで持ち上げることが可能であり、特に大きな力は必要がない。
同時に、カートリッジバルブ２１の弁体２１ａが押し戻されて弁部２４が弁座２５に当接し、閉塞状態に戻る。したがって、雄形カプラ２０を雌形カプラ５から完全に抜取るよりも以前に、補給容器２の雄形カプラ２０は閉塞状態に戻り、完全抜取り時での液漏れ、もしくは液垂れ現象の虞れが全くない。

以上延べたように、補給容器２の電池用溶液Ｓを電池容器１へ補給するにあたって、補給容器２を電池容器１に接続する作業と、電池用溶液Ｓを補給する作業および電池容器１から補給容器２を離脱する作業の全てが、ほとんど指の力ですみ、作業性の向上を得られる。しかも、作業の開始から終了までに至る間に電池用溶液Ｓが外部に漏れ出すことがなく、信頼性の向上を図れる。
なお、燃料電池は長時間使用すると、電気分解で発生したガスが電池容器１内に充満してしまい内圧が高まる。先に説明したように、補給容器２の雄形カプラ２０と電池容器１の雌形カプラ５とを連結して弁座２５を開放しても、電池容器１側の内圧が高ければ、その内圧に負けて補給容器２から電池用溶液Ｓを補給することができない。

そこで、図８（Ａ）もしくは（Ｂ）に示す構成を採用することにより、電池容器１側の内圧が上昇したら自然的に脱気させて、常に電池容器１内を設定圧以内に保持することができる。
図８（Ａ）は、たとえば多気孔を有するスポンジ材から構成されるパッキン体１０Ａを用いている。図のように、パッキン体１０Ａは円滑に弾性変形するとともに、特に弾性変形した状態であっても、また弾性変形していなくても、素材を構成する粒子間をガスが流通する。したがって、電池容器１内に充満するガスは円滑に脱気され、容器内圧の上昇を抑制する。
図８（Ｂ）は、パッキン体１０Ｂの素材を先に説明したようにゴム材とするが、特にベースバルブ９の弁座部９ａに支持されるパッキン体１０Ｂの下端部を、周端部を残して凹状に形成する。すなわち、パッキン体１０Ｂの下端部には舌片部３０が一体に設けられることになり、この舌片部３０がベースバルブ弁座部９ａ上に載る。

電池容器１の内圧が高まれば、その影響がパッキン体１０Ｂの舌片部３０外周面にかかる。舌片部３０は、薄肉状のものであるから、内圧を受けて図のように内側に折曲するよう弾性変形する。したがって、舌片部３０とベースバルブ弁座部９ａとの間に隙間が形成されて、ここから電池容器１内に充満するガスが円滑に流通し、電池容器内は脱気されて内圧の上昇を抑制する。
さらに、本発明は上述の構成に限定されるものではなく、本発明の特徴を超えない範囲で種々の変形例を採用することができる。

本発明における一実施の形態を示す、補給容器から電池容器へ電池用溶液を補給する状態の、雄形カプラと雌形カプラの断面図。同実施の形態に係る、雄形カプラと雌形カプラの拡大した断面図と、雌形カプラの平面図。同実施の形態に係る、雌形カプラを構成するバルブ支持座の平面図と、断面図および底面図。同実施の形態に係る、雌形カプラを構成するベースバルブの平面図と、正面図および断面図。同実施の形態に係る、雌形カプラに雄形カプラを挿入する初期段階の断面図。同実施の形態に係る、雌形カプラに雄形カプラを挿入する中間段階の断面図。同実施の形態に係る、雌形カプラに雄形カプラを挿入する最終段階の断面図。互いに異なる変形例のパッキン体の断面図。

符号の説明

１…電池容器（液体タンク）、３…注入用口体、５…雌形カプラ、６ａ…第１の孔部、１１…軸孔、７ｂ…突部、７…バルブ支持座、８…カプラ本体、９ｃ…挿嵌部、９ａ…弁座部、９…ベースバルブ、１３…弁溝、９ｂ…杆状部、１０…パッキン体、１５…バヨネット、３０…舌片部、２…補給容器（液体保持容器）、４…供給用口体、２０…雄形カプラ、２５…弁座、２６…供給孔、２２…カートリッジホルダ、２２ａ…（カートリッジホルダの）先端部、２４…弁部、２１ａ…弁体、２１ｂ…基部、２１…カートリッジバルブ、２７…孔部。

Claims

液体タンクの注入用口体に設けられ、通常は閉塞され、液体タンクに液体を補給する際には開放される雌形カプラにおいて、
前記注入用口体の孔部に収容され、軸芯に沿って軸孔が設けられる突部を備えたバルブ支持座と、
このバルブ支持座における突部周辺に載置され、一部が前記注入用口体に埋設されて位置固定される筒状体からなるカプラ本体と、
このカプラ本体内に収容され、前記バルブ支持座の軸孔に挿入される挿嵌部と、バルブ支持座の突部上に載置される弁座部とが連設されるベースバルブと、
このベースバルブの弁座部上に突設され、周面に、軸方向に沿って複数条の弁溝を備えた杆状部と、
前記ベースバルブの弁座部上に載置されるとともに、前記杆状部を収容し、前記カプラ本体に対して一部が固定保持される、弾性変形可能なパッキン体とを具備し、
通常の状態でパッキン体の一部が、ベースバルブ弁座部とカプラ本体の固定保持部との間に挟持されてシール状態を保持し、ベースバルブの杆状部が押圧されることで前記弁座部を介してバルブ支持座突部が弾性変形をなし、弁座部とパッキン体端面とが離間して、ベースバルブ杆状部の弁溝から弁座部とパッキン体との隙間を介して液体タンク内へ液体の補給を可能としたことを特徴とする雌形カプラ。
前記カプラ本体に、ベースバルブの杆状部を押圧する押圧体の位置を保持するためのバヨネットを備えたことを特徴とする請求項１記載の雌形カプラ。
前記パッキン体は、液体タンク内を脱気して内圧を低下させるために、多気孔を有するスポンジ材から構成される、もしくはベースバルブ弁座部と接触する部位に舌片部が形成されることを特徴とする請求項１および請求項２のいずれかに記載の雌形カプラ。
液体保持容器の供給用口体に設けられ、通常は閉塞され、液体保持容器から外部へ液体を供出する際には開放される雄形カプラにおいて、
前記供給用口体に取付けられ、先端部に弁座と、この弁座に連通する供給孔を備えたカートリッジホルダと、
このカートリッジホルダの先端部内に挿入され、前記弁座に当接して供給孔を閉塞する弁部を備えた弁体と、この弁体の基端に設けられ周端部のみが前記供給用口体とカートリッジホルダとによって挟持固定される基部を備えたカートリッジバルブと、
このカートリッジバルブの基部に設けられる孔部とを具備し、
通常の状態で、カートリッジバルブ弁部がカートリッジホルダ先端部の弁座に当接してシール状態を保持し、供給孔を介してカートリッジバルブ弁体が押圧されることによりカートリッジバルブ基部が弾性変形をなし、弁体弁部と弁座との間に隙間が形成されて液体を外部へ補給可能とすることを特徴とする雄形カプラ。