JP2007317528A - 燃料補給容器 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池側のバルブに接合されるバルブ機構を有するカプラーを補給容器本体に取り付けるにあたり、部材どうしが擦れ合うことによる擦れかすの発生を抑制することができる燃料補給容器を提供する。
【解決手段】内周側にバルブ機構が設けられる筒状部２４と、筒状部２４の外周側に張り出す天板部２３とを有するカプラー２０を、その筒状部２４をノズル部１１の開口部に挿入するとともに、天板部と筒状部１１の開口端縁との間にシール部材２５を介在させつつ、ノズル部１１にカプラー２０を載置した状態で、カプラー２０と係合する筒状部材５０によって、カプラー２０をノズル部１１の開口端縁に密着固定させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば、ダイレクトメタノール型燃料電池など、改質器を用いることなくアルコール類などの液体燃料を直接供給して電気化学反応を生じさせる方式の燃料電池において、燃料の残量が少なくなった燃料電池の燃料収容部内に、外部から燃料を注入、補給するための燃料補給容器に関する。

近年、水素（プロトン）を取り出すための改質器を用いることなく、燃料であるメタノールを直接アノード極（燃料極）に供給して、電気化学反応を生じさせることができるダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）が、機器の小型化に適していることから、特に、携帯機器用の燃料電池として注目されている。そして、このようなＤＭＦＣにおける燃料の供給手段も種々提案されている。

例えば、特許文献１には、可撓性を有する樹脂で一体成形され、メタノールが封入された燃料補給器を用いて、この燃料補給器に設けた補給器側バルブを燃料電池のバルブに連結し、燃料電池と燃料補給器とを接続した後に、燃料補給器を押し潰すことで燃料電池の燃料収納部にメタノールを注入することが記載されている。

ここで、特許文献１に記載されている燃料補給器は、補給器側バルブをスプリングにてピストンをシール部に押圧する構成とするとともに、このような補給器側バルブを備えて先細り状とされた先端部にねじ部を形成してある。
そして、燃料電池のバルブも、補給器側バルブと同様に構成されており、補給器側バルブのねじ部を燃料電池のバルブのねじ部にねじ込むことで、両者を係合させながらピストンの対向面どうしを当接させ、スプリングにより付勢されている方向とは逆向きにピストンを摺動させることによって両方のバルブを開放し、これによって燃料補給器内のメタノールが、燃料電池の燃料収容部に注入できるようになっている。

特開２００５−６３７２６号公報

ところで、このような特許文献１の燃料補給器は、低コストで簡易に製造し得る反面、燃料補給器が可撓性を有する比較的軟質の材料で一体成形されているため、燃料電池のバルブに燃料補給器をねじ込むためのねじ部の形状がシャープに現れにくかったり、強度が不足したりして、両者の係合が確実に行われないおそれがあるという問題がある。

特許文献１の図２などから、ねじ部は、バルブをなすピストンの抜け止めとしても機能するように、燃料補給器の先端に接合一体化された別部材とされていることが伺え、この部材を硬質の素材で形成することによって、ねじ部の形状をシャープにしたり、強度を確保したりすることも考えられる。

しかしながら、接着、溶着のいずれの場合であっても、異なる材質のものどうしを接合一体化するには、その組み合わせが制限されてしまうため、可撓性材料からなる燃料補給器に、硬質の素材からなる部材を接合するのは、一般には困難である。特に、補給容器本体を多層化した場合は、これと接合一体化する部材の材料の選択の幅が著しく狭くなってしまう。

これに対して、ねじ締めにより、機械的に接合一体化することも考えられるが、この場合には、ねじ締めの際に部材どうしが擦れ合うことにより、粉状の擦れかすが発生してしまうおそれがある。そして、このような擦れかすが、燃料補給器に充填された燃料に混入してしまうと、燃料の変質や、目詰まりなどの不具合が生じてしまうという問題がある。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、燃料電池側のバルブに接合されるバルブ機構を有するカプラーを補給容器本体に取り付けるにあたり、部材どうしが擦れ合うことによる擦れかすの発生を抑制することができる燃料補給容器の提案を目的とする。

上記課題を解決する本発明に係る燃料補給容器は、燃料電池の燃料収容部に、外部から燃料を注入、補給するための燃料補給容器であって、容器本体のノズル部に、燃料電池側のバルブに接続されるバルブ機構を有するカプラーを載置し、前記カプラーと係合する筒状部材によって、前記カプラーを前記ノズル部の開口端縁に密着固定した構成としてある。

このような構成とすることにより、ノズル部にカプラーを載置した状態のまま、筒状部材によってノズル部の開口端縁にカプラーを密着固定させることができるため、部材どうしが互いに擦れ合うことにより生じ得る粉状の擦れかすの発生を抑止して、このような擦れかすが容器本体に充填された燃料に混入してしまうのを有効に回避することができる。

また、本発明に係る燃料補給容器は、可撓性材料からなる前記容器本体が、前記ノズル部の基部側の周囲を覆う立ち上がり部が形成された剛性体からなるホルダーに収容されている構成とすることができる。
このような構成とすれば、燃料補給容器の携帯性が格段に向上するとともに、悪戯などによる容器本体の破断も防止することができる。

また、本発明に係る燃料補給容器は、前記筒状部材が、前記ノズル部又は前記立上り部に螺着されているとともに、前記立上り部には、前記筒状部材に対する回り止めが形成されている構成とすることができる。
このような構成とすれば、燃料補給容器からカプラーが取り外されるのを確実に防止して、燃料の再充填などができないようにすることができる。

また、本発明に係る燃料補給容器は、前記筒状部材が、前記カプラーと前記立ち上がり部の側面に跨って装着されている構成とすることができる。
このような構成とすれば、剛性体からなるホルダーに形成された立上り部に筒状部材が装着されることにより、より確実に、ノズル部の開口端縁にカプラーを密着固定させることができる。

また、本発明に係る燃料補給容器は、前記立上り部の内周面と、これに対向する前記ノズル部の外周面とに、前記ホルダーに対する前記容器本体の位置決め手段が設けられている構成とすることができる。
このような構成とすれば、カプラーや筒状部材の装着部位により近接した位置で容器本体の位置決めをすることができ、各部材の組み込み精度が向上するとともに、これに伴ってノズル部の開口端縁とカプラーとの密着性（密封性）もよりいっそう向上させることができる。

また、本発明に係る燃料補給容器は、前記ノズル部に対する前記カプラーの回転を抑止する回り止め手段を備えた構成とすることができる。
このような構成とすれば、筒状部材をカプラーに係合させる際に、ノズル部に対してカプラーが回転してしまうのを確実に防止して、擦れかすの発生をより効果的に抑止することができるだけでなく、燃料電池の燃料収容部にカプラーを接合させるに際してもカプラーの回転を防止するとともに、カプラーの取り付け位置の位置決めを行うこともできる。

また、本発明に係る燃料補給容器は、前記カプラーに、前記燃料電池の燃料収容部との係合手段が設けられている構成とすることができる。
このような構成とすれば、燃料電池の燃料収容部にカプラーを接合させた状態を容易に維持して、連続的な燃料注入操作が安定して行えるようにすることができる。

本発明によれば、ノズル部にカプラーを載置した状態のまま、カプラーと係合する筒状部材によって、ノズル部の開口端縁にカプラーを密着固定させることにより、部材どうしが互いに擦れ合うことにより生じ得る粉状の擦れかすの発生を抑止して、このような擦れかすが容器本体に充填された燃料に混入してしまうのを有効に回避することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［第一実施形態］
まず、本発明に係る燃料補給容器の第一実施形態について説明する。
ここで、図１（ａ）は、本実施形態の概略を示す一部切欠正面図、図１（ｂ）は、本実施形態の概略側面図である。また、図２は、図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。

本実施形態の燃料補給容器１は、ノズル部１１、胴部１２及び底部１３を有する容器本体１０を備えている。
本実施形態において、容器本体１０は、その容積を縮減させることによって、内部に充填されたメタノールなどの燃料を、燃料電池の燃料収容部内に所定量注入し、その後に、燃料収容部内の雰囲気ガスを吸入しながら容積が復元され、これを繰り返すことによって連続的な燃料注入操作ができるようにしてある。

このような容器本体１０は、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ），低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ），直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ），ポリプロピレン（ＰＰ），環状オレフィン（ＣＯＣ）等のオレフィン系樹脂、及びこれらの共重合体や、これらのブレンド樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリ乳酸（ＰＬＡ）等のポリエステル系樹脂、及びこれらの共重合体や、これらのブレンド樹脂などの合成樹脂材料のなかから、燃料注入操作時の容積の縮減と、復元が容易な可撓性を有する材料を用いて、ダイレクトブロー成形や、二軸延伸ブロー成形などの適宜手段により所定形状に成形することによって得ることができるが、容器本体１０内の燃料の残量を目視できるように、透明性のある材料を用いるのが好ましい。

このような合成樹脂材料を用いて成形される容器本体１０は、単層構成とするに限らず、多層構成とすることもできる。容器本体１０を多層構成とする場合には、少なくとも最内層は、上記した合成樹脂材料を用いて形成するのが好ましい。また、中間層として、燃料に対するバリア機能を有する樹脂（例えば、環状オレフィンや、ポリアミド系樹脂など）、接着性樹脂などで形成される機能性樹脂層の他、リグラインド層などを設けてもよい。

また、図示する例において、容器本体１０のノズル部１１には、燃料注出口２１が突出して設けられた、燃料電池側のバルブに接合されるバルブ機構を有するカプラー２０が取り付けられている。このカプラー２０は、燃料注出口２１と連通して内周側にバルブ機構が設けられる筒状部２４と、筒状部２４の外周側に張り出す天板部２３とを有している。
そして、本実施形態では、ノズル部１１の開口部に筒状部２４を挿入するとともに、ノズル部１１の開口端縁と天板部２３との間にシール部材２５を介在させつつ、ノズル部１１にカプラー２０を載置した状態で、カプラー２０と係合する筒状部材５０をノズル部１１に螺着させることによって、カプラー２０がノズル部１１の開口端縁に密着固定されるようになっている。

ここで、図示する例では、筒状部材５０の上方側の開口縁に形成された段部５３を、カプラー２０の天板部２３の上面と当接させることによって、筒状部材５０がカプラー２０と係合するようになっているが、筒状部材５０をカプラー２０に係合させるための具体的な手段は、これに限られない。

このように、本実施形態にあっては、カプラー２０は、ノズル部１１に載置された状態のまま、筒状部材５０に係合しつつ、ノズル部１１の開口端縁に密着固定されている。このため、カプラー２０を取り付けるに際して、カプラー２０自身はノズル部１１に対して相対的に静止しており、カプラー２０、シール部材２５、及びノズル部１１が、これらの部材間で互いに擦れ合うことにより生じ得る粉状の擦れかすの発生を抑止することができ、このような擦れかすが、容器本体１０に充填される燃料に混入することによる燃料の変質や、目詰まりなどの不具合が生じるのを有効に回避することができる。
しかも、カプラー２０は、筒状部材５０によって、容器本体１０のノズル部１１に押さえつけられており、容易に取り外すことができないようになっているため、容器本体１０のノズル部１１からカプラー２０が不用意に外れてしまうのを防止することもできる。

ここで、シール部材２５は、例えば、熱可塑性エラストマーやゴム、発泡シートなどを材料に用いて形成することができる。
熱可塑性エラストマーとしては、スチレン・ブタジエン・スチレンブロックコポリマー、エポキシ化スチレン系エラストマー、スチレン・イソプレン・スチレンブロックコポリマー、水添スチレンブロックコポリマー、水添ＳＢＣコンパウンド、単純ブレンド型オレフィン系エラストマー、架橋型エラストマー、塩ビ系エラストマー、塩素化エチレンコポリマー架橋体アロイ、塩素化ポリエチレン系エラストマー、シンジオタクチック１，２−ポリブタジエン、ウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ポリアミド系エラストマー、フッ素系エラストマー、シリコーン系エラストマーなどを挙げることができる。
また、ゴム（ＡＳＴＭのゴム分類に基づくもの）としては、１）ポリメチレンタイプの飽和主鎖をもつゴム、例えば、エチレン−プロピレン−ジエン三元系共重合体、エチレン−プロピレン共重合体、完全水素化アクリルニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、完全水素化スチレン−ブタジエンゴム、完全水素化スチレン−イソプレンゴムなど、２）主鎖に酸素を持つゴム、例えば、エピクロロヒドリンゴムなど、３）主鎖にケイ素と酸素を持つゴム、例えば、ビニルメチルシリコーンゴムなど、４）天然ゴムやジエン系ゴムのように、主鎖に不飽和炭素結合を持つゴム、例えば、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、水素化アクリロニトリル−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、イソブテン−イソプレンゴム、天然ゴム、水素化スチレン−ブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、水素化スチレン−イソプレンゴム、スチレン−イソプレンゴムなど、５）主鎖に炭素、酸素、及び窒素を持つゴム、例えば、ポリエーテルウレタンなど、６）主鎖に酸素、又はリンを持たないで窒素を持つゴム、７）主鎖に硫黄を持つゴム、例えば、ポリスルフィドゴムなど、８）主鎖にリン、及び窒素を持つゴム、例えば、フォスファゼンゴムなど、を挙げることができる。
また、発泡シートしては、ポリエチレンを発泡させたものが好適に用いられ、必要に応じて、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂などをフィルムとしたものをラミネートしてもよい。

ゴム系素材は耐熱性に優れる反面、擦れかすが生じやすいが、本実施形態では、前述したように擦れかすの発生を抑制することができる。このため、本実施形態にあっては、耐熱性に優れたゴム系素材からなるシール部材２５であっても不具合なく使用することができる。

なお、特に図示しないが、カプラー２０をノズル部１１に載置するに際しては、凹凸嵌合によってカプラー２０をノズル部１１に嵌着させるようにしてもよい。上記したようにして、ノズル部１１に対して相対的に静止した状態で、カプラー２０をノズル部１１の開口端縁に密着固定させることができれば、カプラー２０の載置のさせ方は特に制限されない。

また、本実施形態にあっては、図３及び図４に示すように、ノズル部１１の開口端縁側の外周面に切欠溝１１ａを形成しておくとともに、この切欠溝１１ａと係合する突片２３ａをカプラー２０の天板部２３の外周縁から垂下するように形成しておくことによって、ノズル部１１に対するカプラー２０の回転を抑止する回り止めを構成することができる。
これにより、カプラー２０に筒状部材５０を係合させる際などに、ノズル部１１に対してカプラー２０が回転してしまうのを確実に防止して、部材どうしが擦れ合うことによる擦れかすの発生をより効果的に抑止することができる。
しかも、燃料電池の燃料収容部にカプラー２０を接合させるに際してもカプラー２０の回転を防止するとともに、カプラー２０の取り付け位置の位置決めを行うこともでき、容器本体１０の断面形状が楕円形などの場合、燃料注入操作時の容器本体１０の方向性を規制することもできる。

ここで、図３は、カプラー２０の回り止め手段の一例を示す説明図であり、ノズル部１１から、カプラー２０、シール部材２５を取り外した状態を示している。また、図４（ａ）は、図３のＤ−Ｄ要部断面図、図４（ｂ）は、図３のＥ−Ｅ要部断面図である。

本実施形態において、カプラー２０が有するバルブ機構には特に制限はない。例えば、図示するように、内周筒状部２４の内周側に弁体２１１と、この弁体２１１により燃料注出口が閉塞されるように、弁体２１１を弁座２１２に向けて付勢するばね２１３を挿入し、内周筒状部２４の下端にばね受け２１４を接合することによって構成することができる。

ここで、図５は、燃料電池の燃料収容部との間の気密状態を維持しながら、容器本体１０に取り付けられたカプラー２０の燃料注出口２１を、燃料電池の燃料収容部に設けられた燃料注入口６０に接合するためのバルブ機構の一例を概念的に示す説明図であり、カプラー２０側のバルブ機構の概略断面と、燃料電池側の燃料注入口６０に設けられたバルブ機構の概略断面を示している。また、図６は、燃料注入口６０に、カプラー２０の燃料注出口２１を挿入、嵌合させた状態を示している。

図示する例において、カプラー２０の燃料注出口２１が、燃料注入口６０に挿入されると、カプラー２０側のバルブ機構をなす弁体２１１と、燃料電池側の燃料注入口６０に設けられたバルブ機構をなす弁体６１とが当接して互いに押し合うことになる。通常は、燃料注入口６０側の弁体６１を付勢するバネ６１の付勢力が、燃料注出口２１側の弁体２１１を付勢するバネ２１２の付勢力よりも弱く設定されており、先に、燃料注入口６０側の弁体６１が弁座６２から離れ、燃料注入口６０側のバルブ機構を開放する。このとき、カプラー２０の燃料注出口２１と、燃料収容部に設けられた燃料注入口６０とが密に嵌合するように、両者の間に図示しない適当なシール部材を介在させることで、燃料収容部内の気密状態を維持することができる。

そして、カプラー２０の燃料注出口２１をさらに押し込むと、燃料注出口２１側の弁体２１１が弁座２１２から離れ、燃料注出口２１側のバルブ機構も開放される。これにより、燃料電池の燃料収容部と容器本体１０とが、気密状態を維持したまま連通し、前述したような燃料注入操作を行うことによって、容器本体１０内の燃料を、燃料電池の燃料収容部に、外部から燃料を注入、補給することができるようになっている。

このとき、カプラー２０には、燃料電池の燃料収容部との係合手段として、図示するような係合突起２２を設けておくことにより、燃料電池の燃料収容部に接合させた状態を容易に維持して、連続的な燃料注入操作が安定して行えるようにすることができる。図示する係合突起２２は、先端の係合部２２ａを燃料収容部側に設けられた受け穴に挿入した後に、燃料補給容器１ごと回動させて、係合部２２ａが燃料収容部の受け穴に係合されるツイストロック機構を採用している。

なお、図５及び図６では、作図上このような係合突起２２や、受け穴の図示を省略している。また、係合突起２２は、カプラー２０と一体とする態様に限らず、カプラー２０がノズル部１１に密着固定された後に、その位置決めがなされてからカプラー２０に接合することができるように、カプラー２０とは別体に形成することもできる。また、このようなツイストロック機構は一例であり、燃料電池の燃料収容部との係合手段は、係合突起２２と、燃料収容部側に設けられた受け穴との凹凸嵌合のみによるものであってもよい。

また、本実施形態の燃料補給容器は、その携帯性を考慮して、容器本体１０を剛性体からなるホルダー３０に収容してある。これによって、鞄などに入れて携行する際に、鞄のなかで押し潰されるなどして燃料が漏れ出してしまうというような不具合を有効に回避して、携帯時の安全性を高めている。
すなわち、本実施形態にあっては、燃料注入操作時の容積の縮減や、復元が容易となるように、可撓性を有する材料によって容器本体１０が形成されているが、このような容器本体１０をホルダー３０に収容することで、携帯性が格段に向上するとともに、悪戯などによる容器本体１０の破断も防止することができる。

本実施形態において、ホルダー３０は、縦方向に分割される表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとからなっている。そして、図７に示すように、表面部材３０ａ側に設けられた係合爪３０１ａを、裏面部材３０ｂ側に設けられた係合孔３０１ｂに係合させることによって、一体化された表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとの間に、容器本体１０が収容されるようにしてある。このとき、図示するように、表面部材３０ａ側に設けられた隣り合う係合爪３０１ａの間に挿入される突片３０１ｃを裏面部材３０ｂ側に設けることにより、表面部材３０ａを変形させて係合爪３０１ａと係合孔３０１ｂとの係合を解除しようとする力に抗して、表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとが容易に外れないようにすることができる。

ここで、図７は、燃料補給容器１の分解図であり、図８（ａ）は、図７のＦ−Ｆ要部断面図、図８（ｂ）は、図７のＧ−Ｇ要部断面図、図９（ａ）は、図７のＨ−Ｈ要部断面図、図９（ｂ）は、図７のＩ−Ｉ要部断面図である。

なお、容器本体１０に、燃料としてメタノールなどが充填される場合には、安全性確保の観点からホルダー３０から容器本体１０が容易に取り外せないようにすることが求められるが、表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとのそれぞれに、係合爪３０１ａと係合孔３０１ｂとを交互に配置して、これらを互いに係合させるようにしたり、表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとを接着、又は溶着により接合したりすることによっても、表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとが容易に外れないようにすることができる。

また、ホルダー３０をなす表面部材３０ａと裏面部材３０ｂは、それぞれのほぼ中央に開口部３４を備えており、この開口部３４には、下端側を軸にして、これらの部材３０ａ，３０ｂの内側に向かって回動可能とされたレバー４０が取り付けられている。このようにして取り付けられたレバー４０は、その回動操作によってレバー４０を押し下げたときに、レバー４０の作用部３０ａが容器本体１０に当接し、レバー４０を押し下げた分だけ容器本体１０の容積を縮減させて、前述したような燃料注入操作を行うための操作部として機能する（図１０参照）。

ここで、図１０は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面に相当し、図１０（ａ）は、レバー４０が定常位置にある状態を示しており、図１０（ｂ）は、レバー４０を押し下げた状態を示している。図１０（ｂ）に示すように、レバー４０を押し下げることにより、レバー４０の作用部４０ａに押圧されて容器本体１０が弾性変形するが、容器本体１０はレバー４０を押し下げた方向のみならず、図１（ａ）に一点破線で示すように、レバー４０の押し下げ方向に直交する方向にも弾性変形する。このため、ホルダー３０の内寸は、このような方向への容器本体１０の弾性変形を考慮して設計するのが好ましい。
より具体的には、容器本体１０の容積の縮減量の最適化を図り、この最適な縮減量に相当する燃料注出操作を行う際の容器本体１０の変形量（通常、容器本体１０は、レバー４０の押し下げ方向に直交する方向に変形する）を求め、このときの変形量を吸収できる程度の余裕をもつように、ホルダー３０の内寸を設計するのが好ましい。

また、このようなホルダー３０に容器本体１０を収納するにあたっては、容器本体１０の胴部１２の水平断面を楕円形状とするとともに、胴部の長径方向に沿う面にレバー４０が対向するようにして、容器本体１０がホルダー３０に収容されるようにするのが好ましい。
このようにすれば、前述したような手段により容器本体１０を成形するに際し、一般には、容器本体１０の胴部１２の長径方向に沿う面の方が、成形時に短径方向に沿う面に比べて延伸されて肉薄となるので、この面をレバー４０の作用部４０ａが押圧して容器本体１０を弾性変形させるようにすれば、容器本体１０の容積を縮減させやすくなり、その縮減量の調整なども容易に行うことができる。

また、図１１に、表面部材３０ａの内側からみたレバー４０の取り付け状態を示すように、本実施形態において、レバー４０は、下端側に延長するアーム４１を有している。そして、図中鎖線で囲む部分を拡大して示すように、アーム４１の先端側に設けられた突部４２を、表面部材３０ａに設けられた突片３５の穿孔３５１に挿通することにより、表面部材３０ａに対して、レバー４０が回動可能となるように取り付けられている。
なお、図示する例において、レバー４０は、回動軸が下端側に位置するように取り付けられているが、回動軸は上端側に位置するようにしてもよく、レバー４０が燃料注入操作を行うための操作部として機能するかぎり、その具体的な取り付け手段は限定されない。

レバー４０を押し下げる力を緩めると、容器本体１０は、その弾性力と容器本体１０内のヘッドスペースの内圧により容積を復元し、これによりレバー４０は押し戻されて定常位置に復帰するが、このとき、レバー４０の作用部４０ａ側の端縁と、開口部３４との間に隙間が生じてしまうと、異物が入り込んでしまったり、レバー４０を再度押し下げて燃料注入操作を繰り返す際に、この隙間にレバー４０を操作する使用者の手指を挟んでしまったりするなどの不具合が考えられる。
このため、レバー４０には、開口部３４の縁部に内側から当接するストッパー４３が設けられており、これによって、表面部材３０ａの外側に向かうレバー４０の回動範囲を規制して、レバー４０の作用部４０ａ側の端縁と、開口部３４との間に隙間が生じないようにするとともに、例えば、高温環境下で容器本体１０が膨張したとしても、レバー４０が外側に突出してしまわないようにしている。

なお、特に図示しないが、裏面部材３０ｂに対しても、同様にしてレバー４０を取り付けることができる。

また、本実施形態において、表面部材３０ａと裏面部材３０ｂには、図示するように、それぞれその上方及び下方に、レバー４０の上端側と下端側の側面を部分的に囲み、かつ、レバー４０の操作面と面一となるように基準面３３から隆起して形成された隆起部３２を設けることができる。これにより、レバー４０の操作範囲を、レバー４０の中央部分の操作し易い部位に制限し、鞄などに入れて携行する場合や、誤って落としてしまった場合などに、レバー４０が不用意に押し下げられないようにしている。
したがって、図示する例にあっては、使用者は、レバー４０の中央部分の操作面を、例えば、親指と人差し指とで挟むようにして押し下げることによって、燃料注入操作を行うことができるようになっている。
なお、レバー４０の操作範囲を、レバー４０の中央部分の操作し易い部位に制限することができれば、隆起部１０ｂは、レバー４０の操作面から突出するように隆起して形成されていてもよい。

また、ホルダー３０には、レバー４０を押し下げて燃料注入操作を行うときに、容器本体１０の容積の縮減量が一定量を超えないようにする制限機構を設けておくことができる。このような制限機構の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、レバー４０の押し下げ可能な量、すなわち、レバー４０の操作面と、基準面１０ａとの差ｔを適宜調整することで、レバー４０の押し下げ量が一定以上にならないようにして、容器本体１０の容積の縮減量が一定量を超えないように制限することができる。

このような制限機構を設けることにより、燃料注入操作時における容器本体１０の容積縮減量を一定として、燃料電池本体の燃料収容部内への燃料の注入量が一定となるようにすることができる。燃料注入操作時に、燃料収容部内の圧力が過大となると、燃料収容部に隣接して設けられている燃料電池の起電部を破損してしまうおそれがあるが、燃料の注入量を一定として燃料収容部内の圧力上昇を抑制することで、このような不具合を有効に回避することができる。

また、レバー４０の横幅は任意に設定することができるが、図１２に示すように、レバー４０の横幅Ｗを細く（例えば、１３ｍｍ以下）することにより、レバー４０を押し下げるときに、使用者の指がレバー４０の操作面をはみ出して、レバー４０を押し切ったときに基準面１０ａに当たり、それ以上レバー４０が押し下げられないようになっているのが好ましい。これにより、よりいっそう確実に、燃料注入時の容器本体１０の容積縮減量を一定とすることができる。

また、特に図示しないが、操作部としてのレバー４０は、ホルダー３０の片面だけに設けるようにしてもよい。このような態様は、燃料注入操作の際に、ホルダー３０の姿勢を安定させることができるとともに、ホルダー３０の他方の面には、使用上の注意などの注意書きを印刷、又は貼り付けるためのスペースとすることができるという利点がある。

また、図示する例では、ホルダー３０には、容器本体１０のノズル部１１の基部側の周囲を覆うように立ち上がる立上り部３１が形成されている。そして、図１３に、図２のＣ−Ｃ要部断面図を示すように、筒状部材５０の下端側の内周面には、筒状部材５０の内方に向かって斜めに突出する突片５０ａを形成するとともに、この突片５０ａと係合する凸部３１１が立上り部３１の外周面に形成されており、この筒状部材５０側の突片５０ａと、立上り部３１側の凸部３１１とによって、そのねじ締め方向と逆向きに筒状部材５０が回転してしまわないように、筒状部材５０に対する回り止めとして機能するラチェット機構が形成されている。
これにより、燃料補給容器からカプラー２０が取り外されるのを確実に防止して、燃料の再充填などができないようにしてある。

また、ホルダー３０に形成される立上り部３１の内周面と、これに対向するノズル部１１の外周面とには、ホルダー３０に対する容器本体１の位置決めをする位置決め手段を設けておくのが好ましい。図示する例では、立上り部３１の内周面に、周方向に沿う環状溝３１０を形成するとともに、この環状溝３１０に、ノズル部１１側に形成された環状突起１１０を係合させることで、ホルダー３０に対する容器本体１の位置決めがなされるようにしてある。このようにすることで、カプラー２０や筒状部材５０の装着部位により近接した位置で容器本体１の位置決めをすることができ、各部材の組み込み精度が向上するとともに、これに伴ってノズル部１１の開口端縁とカプラー２０との密着性（密封性）もよりいっそう向上させることができる。
なお、図示する例では、立上り部３１の内周面に形成される環状溝３１０と、ノズル部１１の外周面に形成される環状突起１１０とが、周方向に沿って連続するように形成されているが、位置決め手段として機能する限り、立上り部３１の内周面と、ノズル部１１の外周面とには、互いに嵌合する凹凸形状の対が一組以上形成されていればよい。また、図示する例のように、ノズル部１１側には、立上り部３１の上端面に当接する第二の環状突起１１１を形成してもよい。

さらに、本実施形態にあっては、筒状部材５０の外周面には、蓋体取り付け手段としてのねじ部５２が形成されており、このねじ部５２によって、図１２に示すように、蓋体７０を取り付けることができるようになっている。
このように、可撓性材料からなる容器本体１０とは別体に構成された筒状部材５０に、蓋体取り付け手段としてのねじ部５２を形成することにより、筒状部材５０に硬質の素材を用いることで、ねじ部５２の強度を確保するとともに、形状をシャープに形成し、蓋体７０が外れにくくすることができる。
これにより、可撓性材料からなる容器本体１０に蓋体７０を取り付けるようにした場合、蓋体７０のねじ締めに対するノズル部１１の強度の確保が困難となるため、容器本体１０のノズル部１１が変形などして、蓋体７０のねじ締めに支障が生じたり、蓋体７０が脱落してしまったりするが、本実施形態によれば、このような不都合を有効に回避することができる。

なお、蓋体取り付け手段としては、図示するようなねじ部５２を形成するに限らず、蓋体７０を筒状部材５０に嵌着するように構成することもできる。

また、本実施形態において、筒状部材５０に螺着される蓋体７０として、例えば、子どもが誤ってキャップを外してしまったりすることがないように、チャイルドレジスタンス機能を備えたものを用いるのが好ましい。チャイルドレジスタンス機能を備えた蓋体７０としては、図１４に示すような外キャップ７１と、図１５に示すような内キャップ７２とからなる二重構造を有しているものを、その一例として挙げることができる。

図１４は、外蓋７１の説明図であり、図１４（ａ）は外蓋７１の正面図、図１４（ｂ）は図１２（ａ）のＪ−Ｊ断面図、図１４（ｃ）は外蓋７１の底面図である。これらの図に示すように、外蓋７１の天面の内側には、複数の垂下片７１ａが周方向に沿って設けられている。
また、図１５は、内蓋７２の説明図であり、図１５（ａ）は内蓋７２の正面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＫ−Ｋ断面図、図１５（ｃ）は内蓋７２の平面図である。これらの図に示すように、内蓋７２の内周面にはねじ溝が形成されており、このねじ溝によって、容器本体１０のノズル部１１に蓋体７０が螺着される。さらに、内蓋７２の上面側には、立上り面７２ｂと傾斜面７２ｃとに挟まれて溝部７２ａが形成されており、外蓋７１内に内蓋７２を挿入したときに、外蓋７１の垂下片７１ａが、内蓋７２の溝部７２ａに入り込むようになっている。

このような外蓋７１と内蓋７２とは、内蓋７２が、外蓋７１内で相対的に上下動可能となっているとともに、外蓋７１の抜け止め７１ｂと、内蓋７２の係止部７２ｄとにより、内蓋７２が外蓋７１から容易に外れないようにしてある。そして、図１６に示すように、容器本体１０のノズル部１１から蓋体７０を外そうとして、単に図中矢印方向に蓋体７０を回しただけでは、外蓋７１の垂下片７１ａが、内蓋７２側の傾斜面７２ｃを乗り上げて（図１６（ｂ）参照）、内蓋７２に対して外蓋７１が空回りするようになっている（図１６（ｃ）参照）。
逆に、蓋体７０を容器本体１０のノズル部１１に螺着するときには、図１７に示すように、図中矢印方向に外蓋７１を回せば、外蓋７１の垂下片７１ａが、内蓋７２側の立上り面７２ｂに当接して（図１７（ｂ）参照）、外蓋７１とともに、内蓋７２も回転して、蓋体７０を容易に締め付けることができるようになっている。
なお、図１６、図１７では、着目する一つの垂下片７１ａのみを図示し、これを斜線で示している。

一方、容器本体１０のノズル部１１から蓋体７０を外すには、内蓋７２に対して外蓋７１が空回りしないように、外蓋７１に下向きの力を加えて、外蓋７１の垂下片７１ａの先端を、内蓋７２の傾斜面７２ｃに押し付けながら回すようにすればよい。これにより、外蓋７１とともに、内蓋７２も回転して、蓋体７０を容器本体１０のノズル部１１から外すことができる。

本実施形態において、ホルダー３０を構成する表面部材３０ａ、裏面部材３０ｂ、レバー４０、蓋体７０は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂（ＡＢＳ），ポリスチレン（ＰＳ），アクリロニトリル−スチレン樹脂（ＡＳ），ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ），ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ），ポリカーボネート（ＰＣ），ポリプロピレン（ＰＰ），ポリエチレン（ＰＥ），ポリアセタール（ＰＯＭ），ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ），変性ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）などの合成樹脂材料を単独で、又は二種以上ブレンドして用い、あるいは、これらのものに必要に応じてガラス繊維や、タルクなどの充填材を配合した複合材料として用いて、射出成形などにより所定形状に成形することができるが、少なくともレバー４０を透明性の高い材料にて成形して、収容された容器本体１０の状態、例えば、容器本体１０内に残存する燃料の量などを目視できるようにするのが好ましい。一般に、耐落下衝撃性などの高い材料には、透明性の高いものが少ないので、レバー４０を透明性の高い材料で形成するのは、ホルダー３０の耐落下衝撃性を確保しつつ、容器本体１０内の燃料の残量を目視できるようにする上で、特に好適である。

［第二実施例］
次に、本発明に係る燃料補給容器の第二実施形態について説明する。
なお、図１８は、本実施形態の概略を示す要部断面図であり、前述した第一実施形態の図１（ｂ）Ｂ−Ｂ断面に相当する。

前述した第一実施形態において、筒状部材５０は、容器本体１０のノズル部１１に螺着されているが、本実施形態では、図１８に示すように、ホルダー３０に形成された立上り部３１に筒状部材５０を螺着させて、カプラー２０と立上り部３１の側面に筒状部材５０を跨らせて装着することによって、カプラー２０がノズル部１１に密着固定されるようにしている。
すなわち、本実施形態にあっては、立上り部３１を上方に延長して、その延長された部分に筒状部材５０が螺着されるようにしてある。

このようにすれば、剛性体からなるホルダー３０に形成された立上り部３１に筒状部材５０を螺着させることにより、変形などのおそれがある可撓性材料からなる容器本体１０のノズル部１１に筒状部材５０を螺着するのに比べて、筒状部材５０が外れにくくなり、カプラー２０の脱落を有効に回避することができる。

なお、図１８に示す例では、カプラー２０には、天板部２３の外周縁から垂下する外周筒状部２３１が、筒状部２４と同心状に形成されており、立上り部３１は、この外周筒状部２３１の下端近傍まで延長されている。そして、カプラー２０の筒状部２４と外周筒状部２３１との間に、シール部材２５とともに、ノズル部１１の開口端縁が挿入されるようになっている。
また、ホルダー３０に対する容器本体１の位置決め手段として設けられる立上り部３１側の環状溝３１０と、ノズル部１１側の環状突起１１０は、上下に二組設けられている。

本実施形態が前述した第一実施形態と異なるのは、以上の点であり、それ以外は同様の構成を備えているので、他の構成についての詳細な説明は省略するが、本実施形態においても、ノズル部１１に対するカプラー２０の回転を抑止する回り止め手段を備えることができる。

例えば、図１９及び図２０に示すように、立上り部３１の上端縁の内周面に切欠溝３１ａを形成するとともに、この切欠溝３１ａに係合する突片２３ａをカプラー２０の外周筒状部２３１の下端に突出させて形成したり、立上り部３１の上端縁に突片３１ｂを形成するとともに、この突片３１ｂに係合する切欠部２３ｂをカプラー２０の外周筒状部２３１の一部を切り欠いて形成したりすることにより、カプラー２０の回り止め手段とすることができる。

ここで、図１９は、カプラー２０の回り止め手段の一例を示す説明図であり、図２０（ａ）は、図１９のＬ−Ｌ要部断面図、図２０（ｂ）は、図１９のＭ−Ｍ要部断面図である。

以上、本発明について、好ましい実施形態を示して説明したが、本発明は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

例えば、前述した実施形態では、縦方向に分割される表面部材３０ａと裏面部材３０ｂとからなるホルダー３０に、容器本体１０が収容されるようにしてあるが、ホルダー３０の構成はこれに限定されず、特に図示しないが、横方向に分割可能として容器本体１０を収容するようにしたものであってもよい。

以上説明したように、本発明は、ダイレクトメタノール型燃料電池など、改質器を用いることなくアルコール類などの液体燃料を直接供給して電気化学反応を生じさせる方式の燃料電池において、燃料の残量が少なくなった本体側の燃料収容部内に、外部から燃料を注入、補給する燃料補給容器を提供する。

本発明に係る燃料補給容器の第一実施形態の概略を示す説明図である。 図１（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。 本発明に係る燃料補給容器の第一実施形態におけるカプラーの回転を抑止する回り止め手段の一例を示す説明図である。 図３のＤ−Ｄ要部断面図、及びＥ−Ｅ要部断面図である。 燃料補給容器を燃料収容部に接合するためのバルブ機構の一例を概念的に示す説明図である。 燃料収容部の燃料注入口に燃料補給容器の燃料注出口を嵌合させた状態を概念的に示す説明図である。 本発明に係る燃料補給容器の第一実施形態の分解図である。 図５のＦ−Ｆ要部断面図、及びＧ−Ｇ要部断面図である。 図５のＨ−Ｈ要部断面図、及びＩ−Ｉ要部断面図である 燃料注入操作時のレバーの動作を示す説明図である。 表面部材の内側からみたレバーの取り付け状態を示す説明図である。 本発明に係る燃料補給容器の第一実施形態の変形例を示す説明図である。 図２のＣ−Ｃ要部断面図である。 キャップを構成する外キャップの一例を示す説明図である。 キャップを構成する内キャップの一例を示す説明図である。 内キャップに対して外キャップが空回りする際の動作を示す説明図である。 キャップを締め付ける際の動作を示す説明図である。 本発明に係る燃料補給容器の第二実施形態の概略を示す要部断面図である。 本発明に係る燃料補給容器の第二実施形態におけるカプラーの回転を抑止する回り止め手段の一例を示す説明図である。 図１９のＬ−Ｌ要部断面図、及びＭ−Ｍ要部断面図である。

符号の説明

１ 燃料補給容器
１０ 容器本体
１１ ノズル部
１１ａ 切欠溝
１１０ 環状突起
２０ カプラー
２１ 燃料注出口
２２ 係合突起
２３ 天板部
２３ａ 突片
２３ｂ 切欠部
２４ 内周筒状部
３０ ホルダー
３１ 立上り部
３１ａ 切欠溝
３１ｂ 突片
３１０ 環状溝
５２ ねじ部
５３ 段部

Claims (7)

1. 燃料電池の燃料収容部に、外部から燃料を注入、補給するための燃料補給容器であって、
   容器本体のノズル部に、燃料電池側のバルブに接続されるバルブ機構を有するカプラーを載置し、
   前記カプラーと係合する筒状部材によって、前記カプラーを前記ノズル部の開口端縁に密着固定したことを特徴とする燃料補給容器。
2. 可撓性材料からなる前記容器本体が、前記ノズル部の基部側の周囲を覆う立上り部が形成された剛性体からなるホルダーに収容されている請求項１に記載の燃料補給容器。
3. 前記筒状部材が、前記ノズル部又は前記立上り部に螺着されているとともに、前記立上り部には、前記筒状部材に対する回り止めが形成されている請求項２に記載の燃料補給容器。
4. 前記筒状部材が、前記カプラーと前記立上り部の側面に跨って装着されている請求項２〜３のいずれか１項に記載の燃料補給容器。
5. 前記立上り部の内周面と、これに対向する前記ノズル部の外周面とに、前記ホルダーに対する前記容器本体の位置決め手段が設けられている請求項２〜４のいずれか１項に記載の燃料補給容器。
6. 前記ノズル部に対する前記カプラーの回転を抑止する回り止め手段を備えた請求項１〜５のいずれか１項に記載の燃料補給容器。
7. 前記カプラーに、前記燃料電池の燃料収容部との係合手段が設けられている請求項１〜６のいずれか１項に記載の燃料補給容器。

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