JP2009140635A - 燃料カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料供給部の破損を防止し、燃料を発電部側へ確実に送ることができる汎用性と利便性に優れた燃料カートリッジを提供することを目的とする。
【解決手段】燃料電池で構成された発電部４４の少なくとも一部を含み燃料注入部４６を有する機器４０と接続する燃料供給部１４を有する燃料カートリッジ１０であって、燃料カートリッジ１０は、少なくとも燃料カートリッジ本体１２と燃料供給部１４をカバーするキャップ部材２０とを備え、キャップ部材２０が開放され、燃料供給部１４と燃料注入部４６を結合した状態において、キャップ本体２４の開放端面３０が機器４０の燃料注入部４６を備えた面と同一平面となる構成を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、燃料電池で構成された発電部を含む機器と接続する燃料カートリッジに関し、特に燃料供給部を収納するキャップ部材に関する。

近年、電子機器のポータブル化、コードレス化が急速に進んでおり、これらの駆動用電源として、小型かつ軽量で、高エネルギー密度を有する二次電池への要望が高まっている。また、充電の必要な二次電池よりも燃料の供給をすることによって長時間連続使用が可能な燃料電池が注目されている。

このとき、小型携帯電子機器に搭載される小型の燃料電池として、メタノールやメタノール水溶液、蟻酸水溶液などの液体燃料を用いるタイプの燃料電池が注目されている。しかし、このような燃料は、一般に人体に対して有害である。

そのため、上記燃料電池に燃料を供給する形態としては、燃料供給部を有する液体燃料を封入した燃料カートリッジが一般的に利用される。

また、一般に電子機器は、燃料の種類や濃度の合致した専用の燃料カートリッジと接続する必要があるため、燃料カートリッジの燃料供給部と電子機器の燃料注入部とを、一対の専用のメカニカルキーを設けて誤挿入を防止する構造が採用されている。

その場合、燃料カートリッジの燃料供給部と、電子機器に内蔵された燃料電池に燃料を供給する燃料注入部が嵌合したときに、例えばばねの押圧力で密閉されている燃料を通液することにより、燃料電池に燃料が供給される。その場合、燃料カートリッジの燃料が漏れないことが強く求められている。

そこで、コネクタ間の接続時や燃料の供給時に、燃料供給部と燃料注入部との接続部に不測の力が加わっても、燃料が漏れないように工夫された形状の燃料供給部と燃料注入部が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

また、燃料カートリッジの燃料供給部と螺合するキャップを設けた例が開示されている（例えば、特許文献２参照）。これにより、幼児などが誤って燃料供給部を口に入れることや破損を防止し、安全性を確保できるとしている。
特開２００７−１２８８５０号公報 特開２００７−２２７０９２号公報

しかしながら、燃料供給部と燃料注入部の小型化により、電子機器と燃料カートリッジとを接続させながら燃料カートリッジを手で押圧して燃料を電子機器側へ供給することが、使用者にとって困難となっている。これらは、特に子供や高齢者において顕著である。さらに、燃料カートリッジが電子機器に接続された状態で、押圧して通液する押圧時に無理な力が作用して、燃料供給部と燃料注入部との位置関係が変化することにより、接続部近傍に応力が集中し、燃料カートリッジの燃料供給部や電子機器の燃料注入部が破損する可能性が高くなっている。

そこで、燃料カートリッジと電子機器との直接接続により生じる問題を解決するために、携帯電話の充電器ホルダのような機構が考えられる。しかし、充電器ホルダは、家庭などでの使用を前提としているため、携帯性が低く外出中などでの使用が困難で、利便性が著しく低下するという課題がある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、燃料供給部の破損を防止し、燃料を発電部側へ確実に送ることができる汎用性と利便性に優れた燃料カートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、燃料電池で構成された発電部の少なくとも一部を含み燃料注入部を有する機器と接続する燃料供給部を有する燃料カートリッジであって、燃料カートリッジは、少なくとも燃料カートリッジ本体と燃料供給部を収納するキャップ本体を有するキャップ部材とを備え、キャップ部材が開放され、燃料供給部と燃料注入部を結合した状態において、キャップ本体の開放端面が機器の燃料注入部を備えた面と同一平面となる構成を有する。

この構成により、機器の燃料注入部と燃料カートリッジの燃料供給部の接続部への応力集中を分散して、その破損を防止できる。また、携帯性や汎用性の高い、ユーザフレンドリーで利便性に優れた燃料カートリッジを実現できる。

本発明によれば、燃料を機器に注入する際の燃料供給部の破損を未然に防止できる、携帯性や利便性に優れユーザフレンドリーな燃料カートリッジを実現できる。

本発明の第１の発明は、本発明は、燃料電池で構成された発電部の少なくとも一部を含み燃料注入部を有する機器と接続する燃料供給部を有する燃料カートリッジであって、燃料カートリッジは、少なくとも燃料カートリッジ本体と燃料供給部を収納するキャップ本体を有するキャップ部材とを備え、キャップ部材が開放され、燃料供給部と燃料注入部を結合した状態において、キャップ本体の開放端面が機器の燃料注入部を備えた面と同一平面となる構成を有する。

この構成により、機器の燃料注入部や燃料カートリッジの燃料供給部の破損を防止できる。また、携帯性や汎用性の高い、ユーザフレンドリーで利便性に優れた燃料カートリッジを実現できる。

本発明の第２の発明は、第１の発明において、キャップ部材は、断面形状が凹部を有するキャップ本体を備え、燃料供給部と燃料注入部を結合した状態において、開閉部材を介してキャップ部材が１８０°開かれてキャップ本体の開放端面が機器の燃料注入部を備えた面と同一平面となる構成を有する。これにより、当接する面積や、燃料供給部と燃料注入部の接続部からの距離を拡大し、傾きなどで接続部に発生する応力を低減できる。

本発明の第３の発明は、第１の発明において、キャップ部材は、断面形状がＬ字状に少なくとも２分割されたキャップ本体を備え、燃料供給部と燃料注入部を結合した状態において、それぞれに設けられた開閉部材を介して１８０°開かれてキャップ本体の開放端面が機器の燃料注入部を備えた面と同一平面となる構成を有する。これにより、燃料カートリッジの燃料供給部と機器の燃料注入部との確実な接続および、機械的強度をさらに高めることにより破損などを確実に防止できる。

本発明の第４の発明は、第１の発明から第３の発明のいずれかにおいて、キャップ部材のキャップ本体の少なくとも一部に、機器と対応する一対のメカニカルキーを設ける。これにより、燃料カートリッジの燃料供給部と機器の燃料注入部とを確実に、かつ信頼性よく接続できる。また、メカニカルキーの機械的強度を高めることが容易で、過剰な外力による接続部の破損を確実に防止できる。

本発明の第５の発明は、第４の発明において、メカニカルキーが、キャップ部材のキャップ本体の一部に収納可能に設けられている。これにより、燃料カートリッジの燃料供給部と機器の燃料注入部とを確実に、かつ信頼性よく接続できる。また、メカニカルキーの機械的強度を高めることが容易で、過剰な外力が加わっても接続部の破損を確実に防止できる。

本発明の第６の発明は、第１の発明から第５の発明のいずれかにおいて、キャップ部材のキャップ本体の外側面に第１突出部を設け、燃料カートリッジ本体の外側面に第１突出部と当接する第２突出部を設けた。これにより、機器と燃料カートリッジとのさらに安定した接続を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は、本明細書に記載された基本的な特徴に基づく限り、以下に記載の内容に限定されるものではない。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における燃料カートリッジの構成について、図１を用いて説明する。

図１（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図１（ｃ）は、本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図１（ｄ）は、図１（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。

図１に示すように、本発明の実施の形態１の燃料カートリッジ１０は、少なくとも燃料カートリッジ本体１２とキャップ部材２０が一体的に設けられた構成を有している。

そして、燃料カートリッジ本体１２には、例えば携帯電話などの機器（図示せず）の燃料注入部（図示せず）と接続する燃料供給部１４を備えている。このとき、燃料カートリッジ本体１２に機器の燃料注入部と当接する当接面１８を設け、高さ寸法精度の高い燃料供給部１４により、燃料注入部と確実に接続することができる。また、燃料供給部１４には、その外周にメカニカルキー１５を有している。なお、メカニカルキー１５は、機器の燃料電池の動作に合致した燃料の種類、濃度および燃料カートリッジが加圧タイプか非加圧タイプかを識別するために、機器の燃料注入部のメカニカルキー（図示せず）と結合可能な一対の専用形状からなる。

また、キャップ部材２０は、閉塞時に燃料カートリッジ本体１２の燃料供給部１４を収納する凹部２２を有するキャップ本体２４で構成され、例えばヒンジ部などからなる開閉部材２８を介して燃料カートリッジ本体１２と連結されている。また、キャップ部材２０は、燃料カートリッジ本体１２の燃料供給部１４を収納したとき、キャップ部材２０と燃料供給部１４とが接触しないように空間を形成する構成である。

このとき、開閉部材２８は、図１（ｄ）に示すように、キャップ部材２０の凹部２２の開放端面３０が燃料カートリッジ本体１２の当接面１８と同一平面となるように、キャップ部材２０を１８０°の範囲で開閉する。ここで、この１８０°の開閉は、一般に、キャップ部材２０の外周側面と燃料カートリッジ本体１２の側面との接触により実現される。しかし、この構成に限定する必要はなく、１８０°の開閉を実現できるものであればよい。

以下に、本実施の形態の燃料カートリッジ１０と機器との接続について、図２を用いて説明する。

図２（ａ）は本発明の実施の形態１の燃料カートリッジと機器との接続する前の状態を示す断面図で、図２（ｂ）は本発明の実施の形態１の燃料カートリッジと機器とを接続した後の状態を示す断面図である。

図２（ａ）に示すように、機器４０は、燃料電池で構成された発電部４４を備えた機器本体４２と、燃料カートリッジ１０の燃料供給部１４と接続される燃料注入部４６とで構成されている。このとき、機器４０の燃料注入部４６には、燃料供給部１４のメカニカルキー１５と接続できるメカニカルキー４５が形成されている。このメカニカルキー４５は、燃料供給部１４のメカニカルキー１５と同様に、燃料の種類、濃度および燃料カートリッジが加圧タイプか非加圧タイプかを識別するために、燃料カートリッジ１０の燃料供給部１４のメカニカルキー１５と結合可能な一対の専用形状からなる。また、発電部４４は燃料電池（図示せず）とこの燃料電池の燃料を蓄えるためのタンク（図示せず）とを少なくとも有している。なお、機器４０や燃料カートリッジ１０の内部の詳細な構造は省略する。

そして、燃料カートリッジの燃料は、以下に示す方法で機器に供給される。

まず、図２（ａ）に示すように、キャップ部材２０を１８０°開放した状態で燃料カートリッジ１０の燃料供給部１４と機器４０の燃料注入部４６とを対向して配置する。

つぎに、図２（ｂ）に示すように、燃料供給部１４と燃料注入部４６とが、一対の専用形状のメカニカルキー１５、４５を合致させて接続される。このとき、燃料カートリッジ本体１２の当接面１８およびキャップ部材２０のキャップ本体２４の凹部２２の開放端面３０と、機器４０が同一平面で当接する。

これにより、燃料カートリッジ本体１２の押圧により機器に燃料を供給するときに生じやすい、例えば図面中に示す矢印方向から加えられる不測の力に対して、従来その接続部に生じる応力集中を分散し、その変形に対する耐力を強化できる。これは、不測の力に対して、従来は燃料カートリッジ本体１２の当接面１８の外周端が作用点となるからである。これに対して、上記実施の形態では、キャップ本体２４の外周端まで作用点距離を伸ばすことができる。つまり、作用点までの距離を伸ばすことで、より大きな力に対抗することができるものである。その結果、燃料供給部の破損などを未然に防止できる。

ここで、燃料とは、メタノールやその水溶液、蟻酸などの液体燃料を意図している。

また、燃料カートリッジ本体１２、燃料供給部１４、キャップ本体２４や開閉部材２８は、例えば耐エタノール性を有するポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアプラスチック、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）、ポリアセタール（ＰＯＭ）などの樹脂材料で構成されている。特に、燃料供給部１４は、残渣や金属カチオンなどが燃料との接触により母材から溶出しない材料で構成することが好ましい。

本実施の形態によれば、キャップ部材に外力が加わっても燃料カートリッジの燃料供給部をキャップ部材で安全で確実に保護することができる。

また、本実施の形態によれば、燃料供給部と燃料注入部の接続部に生じる応力集中を、キャップ部材の端面と機器とを平行に当接することにより分散し、過大な力が燃料カートリッジに加わっても、燃料供給部などの破損を未然に防止できる。

以下に、本発明の実施の形態１における燃料カートリッジの別の例について、図３を用いて説明する。

図３（ａ）は、本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図３（ｃ）は、本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図３（ｄ）は、図３（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。

図３に示すように、燃料カートリッジ６０は、燃料カートリッジ本体６２に第２突出部６２ａ、キャップ本体７４に第１突出部７４ａを設けた点で、上記実施の形態とは異なる。

具体的には、例えば円筒形の燃料カートリッジ本体６２の外側面に形成した第２突出部６２ａと、例えば円筒形のキャップ本体７４の外側面に形成した第１突出部７４ａとを互いに当接して、キャップ部材７０を１８０°開閉する構成である。

つまり、第１突出部７４ａと第２突出部６２ａとを平面で当接するものである。

従来、特に円筒形状の燃料カートリッジの場合においては、キャップ部材７０を１８０°開閉した場合、燃料カートリッジ本体６２とキャップ部材７０のキャップ本体７４とは、線上で当接する。

しかし、本実施の形態により、円筒形の燃料カートリッジの形態においても、１８０°開放したキャップ部材と燃料カートリッジ本体とを、安定に当接させることができる。また、燃料カートリッジ本体６２が内蔵された燃料の量により変形する場合、第１突出部を設けて変形しにくくすることにより、キャップ部材の端面と機器との当接面の平行性を確保することができる。その結果、燃料カートリッジ本体が可撓性を有する場合でも、燃料供給部と燃料注入部などの破損を効果的に防止できる。

なお、本実施の形態では、円筒形の燃料カートリッジや円筒形のキャップ本体を例に説明したが、これに限られない。例えば、楕円形や多角形などの柱形状でもよい。

また、本実施の形態では、第１突出部と第２突出部が平面で当接する例で説明したが、これに限られない。例えば、第１突出部を凹部または凹面形状とし、第２突出部を凸部または凸面として、それらを当接してもよく、この関係は逆でもよい。さらに、キャップ本体と燃料カートリッジ本体が円筒形状の場合、どちらか一方の外側面に第１突出部または第２突出部として、凸面を形成する構成でもよい。これにより、図２（ｂ）の紙面と直交する方向の力に対する、燃料供給部と燃料注入部との接続部に生じる応力を低減できる。これは、第１突出部と第２突出部が嵌め合う構造により、平面で当接していないため滑りあわず、キャップ本体と燃料カートリッジ本体とが一体化して動いて紙面と直交する方向の力に対抗できるからである。

また、本実施の形態では、キャップ部材をヒンジ構造などの開閉部材で開閉する構成を例に説明したが、これに限られない。例えば、燃料カートリッジ本体にねじ部を設け、それに螺合するキャップ部材としてもよい。また、燃料カートリッジ本体の一部に凹部または凸部を設け、キャップ部材に、燃料カートリッジの凹部または凸部と嵌合する凸部または凹部を全周囲または部分的に設ける構成としてもよい。この場合、燃料カートリッジ本体の外側面に凹部を設け、キャップ本体の外側面に凸部を設け、凹部と凸部を嵌合する構成とする必要がある。そして、このとき、凹部と凸部を嵌合した状態で、キャップ本体の端面と燃料カートリッジ本体の当接面が同一平面となる位置で嵌合が止まる構造とする。また、凹部と凸部はどちらに設けてもよく、さらに、逆台形状の凸部とそれとスライドさせて嵌め合う凹部形状としてよい。これにより、開閉部材を不要とするとともに、燃料カートリッジ本体とキャップ本体との位置関係の保持力を向上させ、変形に対する耐力を高め、安定した接続を実現できる。

（実施の形態２）
以下、本発明の実施の形態２における燃料カートリッジの構成について、図４を用いて説明する。

図４（ａ）は、本発明の実施の形態２におけるキャップ部材９０を閉塞した状態の燃料カートリッジ８０をキャップ部材９０の装着側から見た概略透視図で、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図４（ｃ）は、本発明の実施の形態２におけるキャップ部材９０を開放した状態の燃料カートリッジ８０をキャップ部材９０の装着側から見た概略透視図で、図４（ｄ）は、図４（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。

図４に示すように、燃料供給部８４にメカニカルキーを設けず、キャップ部材９０のキャップ本体９４の一部にメカニカルキー９５を設けた点で、実施の形態１とは異なる。すなわち、図４（ｃ）、図４（ｄ）に示すように、キャップ本体９４の一部に、機器（図示せず）と当接するキャップ本体９４の開放端面１００から突出した部分を設け、メカニカルキー９５を構成するものである。

つまり、図４に示すように、本発明の実施の形態２の燃料カートリッジ８０は、少なくとも燃料カートリッジ本体８２とキャップ部材９０が一体的に設けられた構成を有している。

そして、燃料カートリッジ本体８２には、例えば携帯電話などの機器（図示せず）の燃料注入部（図示せず）と接続する燃料供給部８４を備えている。このとき、燃料カートリッジ本体８２には機器の燃料注入部と当接する当接面８８を設け、高さ寸法精度の高い燃料供給部８４により、燃料注入部と確実に接続することができる。

また、キャップ部材９０は、閉塞時に燃料カートリッジ本体８２の燃料供給部８４を収納する凹部９２を有するキャップ本体９４で構成され、例えばヒンジ部などからなる開閉部材９８を介して燃料カートリッジ本体８２と連結されている。また、キャップ部材９０が燃料カートリッジ本体８２の燃料供給部８４を収納したとき、キャップ部材９０と燃料供給部８４とが接触しないように空間を形成する。さらに、キャップ本体９４の凹部９２の開放端面１００の一部には、メカニカルキー９５を有している。なお、メカニカルキー９５は、機器の燃料電池の動作に合致した燃料の種類、濃度および燃料カートリッジが加圧タイプか非加圧タイプかを識別するために、機器に設けられたメカニカルキー（図示せず）と結合可能な一対の専用形状からなる。

そして、開閉部材９８は、図４（ｄ）に示すように、キャップ部材９０の凹部９２のメカニカルキー９５以外の開放端面１００が燃料カートリッジ本体８２の当接面８８と同一平面となるように、キャップ部材９０を１８０°の範囲で開閉する。ここで、この１８０°の開閉は、実施の形態１と同様に、キャップ部材９０の外周側面と燃料カートリッジ本体８２の側面との接触により実現される。

以下に、本実施の形態の燃料カートリッジ８０と機器との接続について、図５を用いて説明する。

図５（ａ）は本発明の実施の形態２の燃料カートリッジと機器との接続する前の状態を示す断面図で、図５（ｂ）は本発明の実施の形態２の燃料カートリッジと機器とを接続した後の状態を示す断面図である。

図５（ａ）に示すように、機器１４０は、燃料電池で構成された発電部１４４を備えた機器本体１４２と、燃料カートリッジ８０の燃料供給部８４と接続される燃料注入部１４６とで構成されている。このとき、機器１４０の燃料注入部１４６の形成される面に、キャップ本体９４に形成されたメカニカルキー９５と接続できるメカニカルキー１４５が形成されている。このメカニカルキー１４５は、キャップ本体９４のメカニカルキー９５と同様に、燃料の種類、濃度および燃料カートリッジが加圧タイプか非加圧タイプかを識別するために、燃料カートリッジ８０のキャップ本体９４のメカニカルキー９５と結合可能な一対の専用形状からなる。

そして、燃料カートリッジの燃料は、以下に示す方法で機器に供給される。

まず、図５（ａ）に示すように、キャップ部材２０を１８０°開放した状態で燃料カートリッジ８０の燃料供給部８４と機器１４０の燃料注入部１４６とを対向して配置する。

つぎに、図５（ｂ）に示すように、キャップ本体９４と燃料注入部１４６とが、一対の専用形状のメカニカルキー９５、１４５を合致させて接続される。このとき、燃料カートリッジ本体８２の当接面８８およびキャップ部材９０のキャップ本体９４の凹部９２の開放端面１００と、機器１４０が同一平面で当接する。

これにより、実施の形態１と同様に、燃料供給部８４と燃料注入部１４６との接続部に生じる応力集中を分散し、その変形に対する耐力を強化できる。また、従来の燃料供給部や燃料注入部に設けたメカニカルキーを省略できるため、燃料供給部の構造を簡略化できる。その結果、接続が容易で燃料供給部の破損がしにくい信頼性に優れた燃料カートリッジを実現できる。

以下に、本発明の実施の形態２における燃料カートリッジの別の例について、図６と図７を用いて説明する。

図６（ａ）は、本発明の実施の形態２におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図６（ｃ）は、本発明の実施の形態２におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図６（ｄ）は、図６（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図７（ａ）は本発明の実施の形態２の燃料カートリッジの別の例と機器との接続する前の状態を示す断面図で、図７（ｂ）は本発明の実施の形態２の燃料カートリッジの別の例と機器とを接続した後の状態を示す断面図である。なお、上記実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付し説明する。

図６と図７に示すように、燃料カートリッジ１６０のキャップ本体９４の凹部９２の開放端面１００の一部に、例えばコイルばねなどの押圧部材１０２で押圧されているメカニカルキー１０４を内蔵している点で、上記実施の形態とは異なる。

つまり、図６（ｂ）に示すように、キャップ本体の内蔵されたメカニカルキー１０４は、キャップ部材９０の開放とともに、キャップ本体９４の開放端面１００から押圧部材１０２の反力により、図６（ｄ）に示すように突出する。

そして、突出したメカニカルキー１０４は、図７（ｂ）に示すように、機器１７０に設けられたメカニカルキー１５５と嵌合する。これにより、機器１７０の燃料電池に適合した燃料を確実に供給できる。

なお、本実施の形態では、燃料供給部にメカニカルキーを設けない例で説明したが、これに限られず、メカニカルキーを設けてもよいことはいうまでもない。

（実施の形態３）
以下、本発明の実施の形態３における燃料カートリッジの構成について、図８を用いて説明する。

図８（ａ）は、本発明の実施の形態３におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。図８（ｃ）は、本発明の実施の形態３におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図で、図８（ｄ）は、図８（ｃ）のＡ−Ａ線断面図である。

図８に示すように、本発明の実施の形態３の燃料カートリッジ１８０は、少なくとも燃料カートリッジ本体１８２と、少なくとも２分割されたキャップ部材１９０が一体的に設けられた構成を有している。

そして、キャップ部材１９０は、閉塞時に燃料カートリッジ本体１８２の燃料供給部１８４を収納する凹部１９２を形成する、少なくとも２分割された断面形状がＬ字状の第１キャップ部１９３と第２キャップ部１９５からなるキャップ本体１９４で構成されている。そして、キャップ本体１９４の第１キャップ部１９３と第２キャップ部１９５は、例えばヒンジ部などからなる第１開閉部材１９８と第２開閉部材１９９を介して燃料カートリッジ本体１８２と連結されている。また、キャップ部材１９０が燃料カートリッジ本体１８２の燃料供給部１８４を収納したとき、キャップ部材１９０と燃料供給部１８４とが接触しないように空間を形成する。

このとき、第１開閉部材１９８と第２開閉部材１９９は、図８（ｄ）に示すように、対向する第１キャップ部１９３の第１端面２００と第２キャップ部１９５の第２端面２０２が燃料カートリッジ本体１８２の当接面１８８と同一平面となるように、第１キャップ部１９３と第２キャップ部１９５をそれぞれ１８０°の範囲で開閉する。ここで、この１８０°の開閉は、一般に、第１キャップ部１９３と第２キャップ部１９５の外周側面と燃料カートリッジ本体１８２の側面との当接により実現される。しかし、この構成に限定する必要はなく、１８０°の開閉を実現できるものであればよい。

また、燃料カートリッジ本体１８２には、実施の形態１と同様に、機器の燃料注入部と当接する当接面１８８を有し、その当接面１８８に燃料供給部１８４が設けられている。そして、当接面１８８に設けられた高さ寸法精度の高い燃料供給部１８４を介して、燃料注入部と確実に接続される。また、燃料供給部１８４には、その外周にメカニカルキー１８５を有している。なお、メカニカルキー１８５は、実施の形態１と同様に、機器の燃料注入部のメカニカルキー（図示せず）と結合可能な一対の専用形状からなる。これにより、燃料の種類、濃度および燃料カートリッジが加圧タイプか非加圧タイプかを識別し、機器の燃料電池の動作に合致しない燃料が誤って供給されることを防止できる。

以下に、本実施の形態の燃料カートリッジ１８０と機器との接続について、図９を用いて説明する。

図９（ａ）は本発明の実施の形態３の燃料カートリッジと機器との接続する前の状態を示す断面図で、図９（ｂ）は本発明の実施の形態３の燃料カートリッジと機器とを接続した後の状態を示す断面図である。

図９（ａ）に示すように、実施の形態１と同様に、機器４０は、燃料電池で構成された発電部４４を備えた機器本体４２と、燃料カートリッジ１８０の燃料供給部１８４と接続される燃料注入部４６とで構成されている。このとき、機器４０の燃料注入部４６には、燃料供給部１８４のメカニカルキー１８５と接続できるメカニカルキー４５が形成されている。このメカニカルキー４５は、燃料供給部１８４のメカニカルキー１８５と同様に、燃料の種類、濃度および燃料カートリッジが加圧タイプか非加圧タイプかを識別するために、燃料カートリッジ１８０の燃料供給部１８４のメカニカルキー１８５と結合可能な一対の専用形状からなる。

そして、燃料カートリッジの燃料は、以下に示す方法で機器に供給される。

まず、図９（ａ）に示すように、キャップ部材１９０の第１キャップ部１９３と第２キャップ部１９５をそれぞれ１８０°開放した状態で燃料カートリッジ１８０の燃料供給部１８４を機器４０の燃料注入部４６と対向して配置する。

つぎに、図９（ｂ）に示すように、燃料供給部１８４と燃料注入部４６とが、一対の専用形状のメカニカルキー１８５、４５を合致させて接続される。このとき、燃料カートリッジ本体１８２の当接面１８８および第１キャップ部１９３の第１端面２００と第２キャップ部１９５の第２端面２０２と、機器４０を同一平面で当接する。

これにより、燃料カートリッジ本体１８２の押圧により機器に燃料を供給するときに発生しやすい、例えば図面中の矢印方向で示す左右から加えられる不測の力に対して、左右に開いたキャップ部材１９０により燃料カートリッジ本体１８２の傾きを防止できる。その結果、燃料供給部の破損などを未然に防止できる。

なお、本実施の形態に上記各実施の形態を適用できることはいうまでもない。

また、上記各実施の形態では、液体燃料を用いた例で説明したが、これに限られず、例えばブタンや水素などの気体燃料に適用してもよい。

本発明の燃料カートリッジによれば、燃料を機器に注入する際の燃料供給部の破損を未然に防止できる。そのため、信頼性や安全性に優れ、携帯性が要望される携帯機器などの用途に対する燃料カートリッジとして有用である。

（ａ）本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｃ）本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｄ）図１（ｃ）のＡ−Ａ線断面図 （ａ）本発明の実施の形態１の燃料カートリッジと機器との接続する前の状態を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態１の燃料カートリッジと機器とを接続した後の状態を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｂ）図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｃ）本発明の実施の形態１におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｄ）図３（ｃ）のＡ−Ａ線断面図 （ａ）本発明の実施の形態２におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｂ）図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｃ）本発明の実施の形態２におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｄ）図４（ｃ）のＡ−Ａ線断面図 （ａ）本発明の実施の形態２の燃料カートリッジと機器との接続する前の状態を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態２の燃料カートリッジと機器とを接続した後の状態を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態２におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｂ）図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｃ）本発明の実施の形態２におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジの別の例をキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｄ）図６（ｃ）のＡ−Ａ線断面図 （ａ）本発明の実施の形態２の燃料カートリッジの別の例と機器との接続する前の状態を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態２の燃料カートリッジの別の例と機器とを接続した後の状態を示す断面図 （ａ）本発明の実施の形態３におけるキャップ部材を閉塞した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｂ）図８（ａ）のＡ−Ａ線断面図（ｃ）本発明の実施の形態３におけるキャップ部材を開放した状態の燃料カートリッジをキャップ部材の装着側から見た概略透視図（ｄ）図８（ｃ）のＡ−Ａ線断面図 （ａ）本発明の実施の形態３の燃料カートリッジと機器との接続する前の状態を示す断面図（ｂ）本発明の実施の形態３の燃料カートリッジと機器とを接続した後の状態を示す断面図

符号の説明

１０，６０，８０，１６０，１８０ 燃料カートリッジ
１２，６２，８２，１８２ 燃料カートリッジ本体
１４，８４，１８４ 燃料供給部
１５，４５，９５，１０４，１４５，１５５，１８５ メカニカルキー
１８，８８，１８８ 当接面
２０，７０，９０，１９０ キャップ部材
２２，９２，１９２ 凹部
２４，７４，９４，１９４ キャップ本体
２８，９８ 開閉部材
３０，１００ 開放端面
４０，１４０，１７０ 機器
４２，１４２ 機器本体
４４，１４４ 発電部
４６，１４６ 燃料注入部
６２ａ 第２突出部
７４ａ 第１突出部
１０２ 押圧部材
１９３ 第１キャップ部
１９５ 第２キャップ部
１９８ 第１開閉部材
１９９ 第２開閉部材
２００ 第１端面
２０２ 第２端面

Claims (6)

1. 燃料電池で構成された発電部の少なくとも一部を含み燃料注入部を有する機器と接続する燃料供給部を有する燃料カートリッジであって、
   前記燃料カートリッジは、少なくとも燃料カートリッジ本体と前記燃料供給部を収納するキャップ本体を有するキャップ部材とを備え、
   前記キャップ部材が開放され、前記燃料供給部と前記燃料注入部を結合した状態において、前記キャップ本体の開放端面が前記機器の前記燃料注入部を備えた面と同一平面となることを特徴とする燃料カートリッジ。
2. 前記キャップ部材は、断面形状が凹部を有する前記キャップ本体を備え、前記燃料供給部と前記燃料注入部を結合した状態において、開閉部材を介して前記キャップ部材が１８０°開かれて前記キャップ本体の開放端面が前記機器の前記燃料注入部を備えた面と同一平面となることを特徴とする請求項１に記載の燃料カートリッジ。
3. 前記キャップ部材は、断面形状がＬ字状に少なくとも２分割された前記キャップ本体を備え、前記燃料供給部と前記燃料注入部を結合した状態において、それぞれに設けられた開閉部材を介して１８０°開かれて前記キャップ本体の開放端面が前記機器の前記燃料注入部を備えた面と同一平面となることを特徴とする請求項１に記載の燃料カートリッジ。
4. 前記キャップ部材の前記キャップ本体の少なくとも一部に、前記機器と対応する一対のメカニカルキーを設けたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の燃料カートリッジ。
5. 前記メカニカルキーが、前記キャップ部材の前記キャップ本体の一部に収納可能に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の燃料カートリッジ。
6. 前記キャップ部材の前記キャップ本体の外側面に第１突出部を設け、前記燃料カートリッジ本体の外側面に前記第１突出部と当接する第２突出部を設けたことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の燃料カートリッジ。

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