JP2009154883A - Liquid storing container and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体収納容器及びその製造方法に関し、特に、皺の生じにくい液体収納容器及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid container and a method for manufacturing the same, and more particularly to a liquid container and a method for manufacturing the same that are less prone to wrinkles.
近年では、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、PDA(Personal Digital Assistance)、電子手帳等といった小型電子機器がめざましい進歩・発展を遂げている。電子機器の電源として一次電池又は二次電池を用いるのが一般的であるが、エネルギー利用効率のよい燃料電池を電子機器の電源に用いるための研究開発が行われている。電子機器に用いる燃料電池として、直接燃料方式と呼ばれるものや、改質方式と呼ばれるものがある。直接燃料方式とは、燃料電池に直接供給された燃料の電気化学反応により発電する方式である。一方、改質方式とは、燃料を水素にいったん改質し、燃料電池に供給された水素の電気化学反応により発電する方式である。何れの方式にしても液体燃料が必要であるため、液体燃料を収納する容器が電子機器に必要となる。 In recent years, small electronic devices such as mobile phones, notebook personal computers, digital cameras, watches, PDAs (Personal Digital Assistance), and electronic notebooks have made remarkable progress and development. In general, a primary battery or a secondary battery is used as a power source of an electronic device. However, research and development for using a fuel cell with high energy utilization efficiency as a power source of the electronic device has been performed. As fuel cells used in electronic devices, there are a so-called direct fuel system and a so-called reforming system. The direct fuel system is a system that generates electricity by an electrochemical reaction of fuel directly supplied to the fuel cell. On the other hand, the reforming method is a method in which the fuel is once reformed into hydrogen and electric power is generated by an electrochemical reaction of hydrogen supplied to the fuel cell. In any method, liquid fuel is required, and thus a container for storing the liquid fuel is required for the electronic device.
液体燃料の収納容器には、可撓性の袋体を用いたものがある(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。可撓性の袋体には液体燃料が収納されており、液体燃料が消費されていくと、袋体の容積が減少していく。
しかしながら、袋体が可撓性であるため、液体燃料が消費されていく過程で袋体に皺が生じてしまう。袋体に皺が生じると、その皺部分に液体燃料が残留し、袋体内の液体燃料を使い切ることができない。
そこで、本発明の課題は、皺が生じ難くすることである。
However, since the bag body is flexible, wrinkles occur in the bag body in the process of consuming the liquid fuel. If soot is generated in the bag body, liquid fuel remains in the bag part, and the liquid fuel in the bag body cannot be used up.
Then, the subject of this invention is making it hard to produce a wrinkle.
以上の課題を解決するため、請求項1に係る発明は、
凹部を有するとともに、前記凹部に通じたポートを有する剛性のケースと、
前記凹部を覆って、前記凹部の縁部分において前記ケースに貼着され、前記凹部の開口に比して撓んだ状態に設けられた可撓性シートと、を備え、
前記可撓性シート及び前記凹部の内面に囲繞された収納室に液体が収納されていることを特徴とする液体収納容器が提供される。
In order to solve the above problems, the invention according to claim 1
A rigid case having a recess and a port leading to the recess;
A flexible sheet that covers the recess, is attached to the case at the edge of the recess, and is bent in comparison with the opening of the recess,
A liquid storage container is provided in which a liquid is stored in a storage chamber surrounded by the flexible sheet and the inner surface of the recess.
請求項2に係る発明によれば、
前記収納室に液体が充填された状態において前記可撓性シートが前記凹部の反対側に凸になって膨らんでいることを特徴とする請求項1に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 2,
2. The liquid container according to claim 1, wherein the flexible sheet protrudes on the opposite side of the concave portion and swells in a state where the liquid is filled in the storage chamber.
請求項3に係る発明によれば、
前記収納室に液体が充填された状態において前記可撓性シートが前記凹部の内面形状に対して面対称となっていることを特徴とする請求項2に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 3,
The liquid storage container according to claim 2, wherein the flexible sheet is symmetrical with respect to the shape of the inner surface of the recess when the storage chamber is filled with liquid.
請求項4に係る発明によれば、
前記可撓性シートを内側に収容するよう前記ケースに組み合わせられた剛性の第2のケースを更に備え、
前記両ケースの組み体の内部空間が前記可撓性シートによって2つの収納室に区分けされていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 4,
A rigid second case combined with the case to accommodate the flexible sheet therein;
4. The liquid storage container according to claim 1, wherein an internal space of the assembly of both cases is divided into two storage chambers by the flexible sheet. .
請求項5に係る発明によれば、
前記可撓性シートが前記第2のケースの内面に張り付いていることを特徴とする請求項4に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 5,
The liquid storage container according to claim 4, wherein the flexible sheet is attached to an inner surface of the second case.
請求項6に係る発明によれば、
前記両ケースの組み体に設けられ、前記2つの収納室のうち前記第2のケース側の収納室に通じる第2のポート及び排気口を更に備えることを特徴とする請求項4又は5に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 6,
6. The apparatus according to claim 4, further comprising a second port and an exhaust port that are provided in the assembly of the two cases and communicate with the storage chamber on the second case side of the two storage chambers. A liquid storage container is provided.
請求項7に係る発明によれば、
前記凹部の内面及び前記可撓性シートに成膜された高分子樹脂被膜を更に備えることを特徴とする請求項1から6の何れか一項に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 7,
The liquid container according to any one of claims 1 to 6, further comprising a polymer resin film formed on the inner surface of the recess and the flexible sheet.
請求項8に係る発明によれば、
前記高分子樹脂被膜がパラキシリレン系樹脂であることを特徴とする請求項7に記載の液体収納容器が提供される。
According to the invention of claim 8,
The liquid container according to claim 7, wherein the polymer resin film is a paraxylylene resin.
請求項9に係る発明によれば、
凹部及び前記凹部に通じたポートを有した剛性のケースの前記凹部を可撓性シートで覆って、前記凹部の縁部分に前記可撓性シートを貼着し、
前記可撓性シートを前記凹部に沿って凹ませ、前記凹部の内面形状を前記可撓性シートに転写することで前記可撓性シートを前記凹部の開口に比して撓んだ状態にし、
前記可撓性シートを前記凹部の内面から剥離し、前記可撓性シート及び前記凹部の内面に囲繞された収納室に前記ポートから液体を注入することを特徴とする液体収納容器の製造方法が提供される。
According to the invention of claim 9,
Covering the concave portion of the rigid case having a concave portion and a port leading to the concave portion with a flexible sheet, and sticking the flexible sheet to an edge portion of the concave portion,
The flexible sheet is recessed along the recess, and the inner surface shape of the recess is transferred to the flexible sheet so that the flexible sheet is bent compared to the opening of the recess,
A method of manufacturing a liquid storage container, comprising: peeling the flexible sheet from an inner surface of the recess, and injecting liquid from the port into a storage chamber surrounded by the flexible sheet and the inner surface of the recess. Provided.
請求項10に係る発明によれば、
前記可撓性シート及び前記凹部の内面に囲繞された収納室に液体を充填することで、前記可撓性シートを前記凹部の反対側に凸にして膨らませた状態にすることを特徴とする請求項9に記載の液体収納容器の製造方法が提供される。
According to the invention of
The storage chamber surrounded by the inner surface of the flexible sheet and the concave portion is filled with a liquid so that the flexible sheet protrudes on the opposite side of the concave portion and is inflated.
請求項11に係る発明によれば、
前記可撓性シート及び前記凹部の内面に囲繞された収納室に液体を充填することで、前記可撓性シートを前記凹部の内面形状に対して面対称にした状態にすることを特徴とする請求項10に記載の液体収納容器の製造方法が提供される。
According to the invention of
Filling the storage chamber surrounded by the flexible sheet and the inner surface of the recess to fill the flexible sheet with the inner shape of the recess makes the surface symmetrical. A method for producing a liquid container according to
請求項12に係る発明によれば、
剛性の第2のケースを前記ケースに組み合わせて前記両ケースの組み体の内側に前記可撓性シートを内側に収容し、前記両ケースの組み体の内部空間を前記可撓性シートによって2つの収納室に区分けすることを特徴とする請求項9から11の何れか一項に記載の液体収納容器の製造方法が提供される。
According to the invention of
A rigid second case is combined with the case, the flexible sheet is accommodated inside the assembly of the two cases, and the internal space of the assembly of the two cases is separated into two by the flexible sheet. The method for producing a liquid container according to any one of claims 9 to 11, wherein the container is divided into storage chambers.
請求項13に係る発明によれば、
前記可撓性シートを前記凹部の内面から剥離した後であって、前記ポートから前記凹部内に液体を注入する前に、前記ポートを通じて前記収納室に樹脂材料の蒸気を注入し、前記収納室の内面に高分子樹脂被膜を形成することを特徴とする請求項9から12の何れか一項に記載の液体収納容器の製造方法が提供される。
According to the invention of
After peeling the flexible sheet from the inner surface of the recess and before injecting liquid from the port into the recess, a vapor of a resin material is injected into the storage chamber through the port, and the storage chamber A method for producing a liquid container according to any one of claims 9 to 12, wherein a polymer resin film is formed on the inner surface of the liquid container.
請求項14に係る発明によれば、
前記収納室に注入する前記樹脂材料及び前記収容室内面に形成される前記高分子樹脂被膜がパラキシリレン系樹脂であることを特徴とする請求項13に記載の液体収納容器の製造方法が提供される。
According to the invention of
14. The method for producing a liquid container according to
本発明によれば、可撓性シートが凹部の開口に比して撓んだ状態に設けられているから、収納室内の液体が消費されて収納室の容積が減少すると、可撓性シートが凹部の底に凹む。可撓性シートが凹部の底に凹む際には、可撓性シートに生じた皺が伸びていく。そのため、可撓性シートに皺が生じにくく、皺部分に液体が残留しないようにすることができる。 According to the present invention, since the flexible sheet is provided in a bent state as compared with the opening of the recess, when the liquid in the storage chamber is consumed and the volume of the storage chamber is reduced, the flexible sheet is Recess in the bottom of the recess. When the flexible sheet is recessed at the bottom of the recess, wrinkles generated in the flexible sheet are extended. Therefore, wrinkles are unlikely to occur in the flexible sheet, and liquid can be prevented from remaining in the wrinkles.
以下に、本発明を実施するための好ましい形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.
図1は、液体収納容器1の上面、前面及び右側面を示した斜視図である。図2は、液体収納容器1を分解した状態でその上面、前面及び右側面を示した分解斜視図である。図3は、液体収納容器1の一部の上面、後面及び左側面を示した斜視図である。図4及び図5は、図1に示されたIV−IVに沿った面の矢視断面図である。 FIG. 1 is a perspective view showing an upper surface, a front surface, and a right side surface of the liquid storage container 1. FIG. 2 is an exploded perspective view showing an upper surface, a front surface, and a right side surface of the liquid storage container 1 in an exploded state. FIG. 3 is a perspective view illustrating a part of the upper surface, the rear surface, and the left side surface of the liquid storage container 1. 4 and 5 are sectional views taken along the line IV-IV shown in FIG.
液体収納容器1は内部に液体99を収納するものであって、本体に着脱可能な交換用のカートリッジである。この液体収納容器1においては、剛性の下ケース10の上面側に剛性の上ケース20が組み合わせられ、下ケース10と上ケース20によって内部空間が形成され、その内部空間が可撓性シート40によって上下に分けられている。
The liquid storage container 1 stores the liquid 99 therein, and is a replacement cartridge that can be attached to and detached from the main body. In the liquid storage container 1, a rigid
下ケース10の上側が凹んだ状態に設けられ、これにより下ケース10が上面側で開口した箱状に設けられている。下ケース10は、ポリプロピレンとポリエチレンの両方又は一方を材料とする樹脂成型品又はAlとMgの両方又は一方を材料とする金属成型品である。なお、下ケース10の材料はこれらに限るものではない。
The upper side of the
下ケース10の周壁11の内側であってその内側には、ランド部12が形成されている。ランド部12は下ケース10の前面側から後面側にわたって形成され、ランド部12がその前後で周壁11に連なり、周壁11の高さとランド部12の高さが揃っている。周壁11によって囲繞された内側の領域が、ランド部12よりも右側の凹部13とランド部12よりも左側の凹部14に仕切られている。
A
周壁11の前面右側には、アウトレットポート15が形成されている。アウトレットポート15には、一方向弁16が取り付けられている。一方向弁16は、周壁11の内側からアウトレットポート15を通って周壁11の外に向かった液体の流れを阻止するものである。一方向弁16が強制的に開かれることによって、周壁11の内側の流体が外に向かって流れる。
An
具体的には、一方向弁16は、可撓性・弾性を有する材料(例えば、ブチルゴム、クロロブレンゴム又はエチレン・プロピレンゴム)をダックビル状に形成したダックビル弁であり、この一方向弁16はそのダックビル状の先端を周壁11の内側に向けた状態でアウトレットポート15に嵌め込まれている。管等が外側から一方向弁16に差し込まれると、一方向弁16が強制的に開かれ、周壁11の内側の液体が外に向かって流れる。一方向弁16が弁押え17によって下ケース10に押さえられ、一方向弁16がアウトレットポート15から外れないようになっている。
Specifically, the one-
凹部13の縁部分には、つまり、ランド部12及びランド部12から周壁11の右側の部分には、可撓性シート40が貼着されている。可撓性シート40の表面積が凹部13の開口面積よりも大きく、可撓性シート40が凹部13の開口に比して撓んだ状態に設けられている。
A
可撓性シート40は、ガスバリア性・低水蒸気透過性等を有する各種の薄膜を積層したものである。例えば、可撓性シート40は、10μm厚のポリエチレンテレフタレートの層、15μm厚のナイロン層、30μm厚の低分子量ポリエチレン層等を積層したものである。それら層間に接着剤が介在してもよい。特に、可撓性シート40の各層の材料は熱可塑性の材料からなるものであり、加熱によって軟化・延伸し得るものである。なお、可撓性シート40は、常温では伸縮しない。
The
また、可撓性シート40の内面(凹部13側の面)や凹部13の内面には、気相蒸着によりパラキシリレン系樹脂(例えば、パリレン(登録商標))が被膜されている。パラキシリレン系樹脂被膜に利用されるパラキシリレン系樹脂としては、例えば、ポリモノクロロパラキシリレン(パリレンC)、ポリパラキシリレン(パリレンN)、パリレンHTがある。パラキシリレン系樹脂はガスや水蒸気の透過性が低い。また、本実施形態ではパラキシリレン系樹脂が被膜されているが、本発明が、これに限定されるものではなく、ガスバリア性・低水蒸気透過性等を有する高分子樹脂であればよく、例えばポリイミド又はポリ尿素の被膜であってもよい。
Moreover, paraxylene resin (for example, Parylene (registered trademark)) is coated on the inner surface (the surface on the
可撓性シート40が凹部13に覆うようにしてランド部12及び周壁11に貼着されることで、収納室19が形成される。収納室19には液体99が収容されている。収納室19に液体99が満たされた状態では、可撓性シート40と凹部13の内面が面対称になっている。また、収納室19内の液体99が無くなった状態では、可撓性シート40が凹部13の内面のほぼ全体に張り付いた状態となり、収納室19の容積が最小になっている。
The
上ケース20の下側が凹んだ状態に設けられ、これにより上ケース20が下面側で開口した箱状に設けられている。上ケース20は、ポリプロピレンとポリエチレンの両方又は一方を材料とする樹脂成型品又はAlとMgの両方又は一方を材料とする金属成型品である。なお、上ケース20の材料はこれらに限るものではない。
The lower side of the
上ケース20の周壁21が下ケース10の周壁11に突き合わされて、上ケース20と下ケース10が接合されている。上ケース20と下ケース10の接合は、例えばネジ、爪又は接着剤によるものである。また、ゴム製の枠状止水材が上ケース20の周壁21と下ケース10の周壁11の間に挟持されてもよい。
The
上ケース20の下側が凹んだ状態に設けられているので、上ケース20と下ケース10がこれらの間に可撓性シート40をおいて接合されることによって上ケース20の凹部が収納室29となる。また、下ケース10の凹部14が収納室29の一部になっている。
Since the lower side of the
下ケース10と上ケース20の組み体の左側面には、インレットポート22が形成されている。このインレットポート22は上ケース20の内側の収納室29に通じている。インレットポート22に一方向弁23が取り付けられ、弁押え24によって一方向弁23が下ケース10及び上ケース20に押さえられ、一方向弁23がインレットポート22から外れないようになっている。一方向弁23は一方向弁16と同様のものを用いることができ、下ケース10と上ケース20の組み体の内側から外に向かった液体の流れを阻止するものである。一方、この一方向弁23は、下ケース10と上ケース20の組み体の内から内側に向かった液体の流れを許容する。
An
下ケース10と上ケース20の組み体の後面には、複数の排気口25が形成されている。これら排気口25は収納室29に通じている。これら排気口25が気液分離膜26によって覆われ、これら排気口25が気液分離膜26によって閉塞されている。気液分離膜26は気体を透過する性質と、液体の遮蔽する性質とを併せ持つ。気液分離膜26は、例えば、例えばポリテラフルオロエチレン(PTFE)の多孔質膜である。
A plurality of
下ケース10と上ケース20の組み体の後部左側には、空気孔27が形成されている。この空気孔27は下ケース10と上ケース20の組み体を貫通しているが、その組み体内の空間には通じていない。空気孔27にエアフィルタ28が設けられ、空気孔27がエアフィルタ28によって閉塞されている。エアフィルタ28は、メッシュ状の静電吸着フィルタに化学吸着フィルタ(不織布に活性炭などを担持したもの)を積層したものである。
An
なお、上ケース20、気液分離膜26及びエアフィルタ28が下ケース10に組み付けられてなくてもよい。上ケース20、気液分離膜26及びエアフィルタ28が無くても、液体収納容器1の用途を液体99の収納だけのために用いることができる。
Note that the
この液体収納容器1の使用方法について説明する。
図4に示すように、初期には、この液体収納容器1の収納室19に液体99が満たされており、可撓性シート40が下ケース10の凹部13の内面形状に対して面対称となって上ケース20側に凸となっており、可撓性シート40が上ケース20の内面に面接触してその内面に張り付いている。この状態では、収納室29の容積が最小になっている。
A method of using the liquid storage container 1 will be described.
As shown in FIG. 4, initially, the
管等がアウトレットポート15に挿入され、更に一方向弁16に差し込まれると、一方向弁16が強制的に開かれ、収納室19内の液体99が一方向弁16を通って排出される。収納室19内の液体99が減少していくと、可撓性シート40が上ケース20の内面から剥がれていく。液体99が減少していく過程で、一方向弁16を通じて収納室19内にガスが混入せず、可撓性シート40が変形していくことで、収納室19の容積が減っていく。更に液体99が減少すると、図5に示すように、可撓性シート40が下ケース10側に凹んでいく。可撓性シート40が下ケース10の凹部13の底に凹んでいく際には、可撓性シート40に生じた皺が伸びていき、可撓性シート40が下ケース10の凹部13の内面に張り付いていく。やがて、収納室19内の液体99の殆どが無くなると、可撓性シート40が全体的に下ケース10の凹部13の内面に張り付く。
When a pipe or the like is inserted into the
一方、収納室19内の液体99が減少する過程で、蒸気を含むガス及び液体がインレットポート22及び一方向弁23を通って収納室29に送り込まれる。収納室29内に送り込まれた液体98が気液分離膜26を透過しないので、液体98が収納室29内に貯留されていく。収納室29内に送り込まれたガスは気液分離膜26を透過して、外部に排出される。収納室29に送り込まれるガスや液体の圧力によって収納室19内の液体99が圧縮され、収納室19内の液体99が効率よく減少していく。また、収納室29内に送り込まれたガス等の圧力によって、可撓性シート40に生じた皺が伸び、収納室19内の液体99が殆ど無駄なく使用され、収納室19内の液体99の殆どを排出することができる。
On the other hand, in the process in which the liquid 99 in the
また、収納室19内の液体99が減少する過程で、空気孔27を空気が通過する過程で、空気中の塵埃、硫黄、窒素酸化物(NOx)等がエアフィルタ28によって捕捉され、又は吸着される。
Further, dust, sulfur, nitrogen oxides (NOx), etc. in the air are captured or adsorbed by the
この液体収納容器1の製造方法について説明する。
予め、剛体の上ケース20及び剛体の下ケース10を成型する。
まず、下ケース10の凹部13の内面に離型剤を塗りつける。離型剤には、例えばフッ素系離型剤又はシリコーン系離型剤を用いる。
A method for manufacturing the liquid storage container 1 will be described.
The rigid
First, a release agent is applied to the inner surface of the
次に、図6に示すように、下ケース10の凹部13の上から可撓性シート40で覆って、図7に示すように、可撓性シート40を張った状態で下ケース10の凹部13の縁部分(図7の矢印で示す部分)に貼着する。可撓性シート40の縁部分をランド部12及び周壁11に貼着する方法は特に限定するものではないが、例えば、熱溶着法や超音波ウェルディング法を用いる。また、接着剤を用いて可撓性シート40の縁部分を下ケース10のランド部12及び周壁11に接着してもよい。
Next, as shown in FIG. 6, the concave portion of the
次に、可撓性シート40をガラス転移点温度まで加熱し、可撓性シート40を加熱した状態でその可撓性シート40を下ケース10の凹部13の内面に沿って凹ませ、凹部13の内面形状を可撓性シート40に転写する。可撓性シート40を加熱しているので、可撓性シート40が凹部13の縁部分に貼着した状態を保ったまま可撓性シート40を延伸することができ、可撓性シート40を凹部13の開口に比して撓んだ状態にすることができる。そのため、凹部13の内面形状を可撓性シート40に転写することができる。また、アウトレットポート15が形成されているので、凹部13内の気体がアウトレットポート15を通って排出されるので、可撓性シート40を凹部13に沿って凹ませることができる。
Next, the
転写の際には、図8に示すように、加熱した金型60を用いる。金型60の外面形状は凹部13の内面形状を転写した形状を呈しており、金型60の外面が凹部13の内面に合致して金型60が凹部13に嵌め込めるようになっている。そして、加熱した金型60を可撓性シート40の上から凹部13に嵌め込んでいくと、金型60の熱により可撓性シート40が加熱されて、可撓性シート40が伸びていく。そして、金型60が凹部13に完全に嵌ると、可撓性シート40が金型60の外面と凹部13の内面との間に挟まれた状態になり、凹部13の内面形状が可撓性シート40に転写される。
At the time of transfer, a
転写の際には、図9に示すように、アウトレットポート15を通じて凹部13内の空気を吸引してもよい。具体的には、可撓性シート40を加熱した状態で、真空ポンプ等によって真空吸引すると、可撓性シート40が凹んでいくことで可撓性シート40が伸び、可撓性シート40が凹部13の内面に張り付くことによって、凹部13の内面形状が可撓性シート40に転写される。可撓性シート40を加熱する際には、アウトレットポート15から遠い部分を先にヒータで加熱し、その遠い部分からアウトレットポート15に近い部分に向かってヒータを移動させる。これにより、凹部13の内面形状が可撓性シート40に転写される前に、可撓性シート40によってアウトレットポート15が塞がれて真空吸着ができなくなるようなことを防止することができる。
During the transfer, the air in the
可撓性シート40が熱可塑性樹脂であるので、その後、可撓性シート40を自然に又は強制的に冷却しても、図10に示すように、可撓性シート40の変形が保たれる。なお、金型60を用いた場合にあっては、可撓性シート40を冷却した後に金型60を凹部13から引き抜き、真空吸引による場合にあっては、可撓性シート40を冷却した後に真空吸引を止める。
Since the
その後、図11に示すように、可撓性シート40を凹部13の内面から剥離し、可撓性シート40を凹部13の反対側に凸にする。こうして、収納室19の容積を広げる。転写前に凹部13の内面に離型剤を塗布したので、可撓性シート40が凹部13の内面から容易に剥離する。ここで、可撓性シート40を凹部13の反対側に凸にして膨らませると、凹部13の内面形状が可撓性シート40に転写されているので、可撓性シート40が凹部13の内面形状に対して面対称になる。
Thereafter, as shown in FIG. 11, the
可撓性シート40を凹部13の反対側に凸にして膨らませる方法としては、例えば、アウトレットポート15を通じて凹部13内にガスを注入する方法を用いる。凹部13内にガスを注入すると、可撓性シート40が凹部13の内面から剥離して、可撓性シート40が膨らんでいく。
For example, a method of injecting gas into the
次に、可撓性シート40の内面及び凹部13の内面に高分子樹脂(例えば、パラキシリレン系樹脂、ポリイミド又はポリ尿素)の被膜を蒸着により施す。即ち、図12に示すように、樹脂材料を加熱蒸発させて、樹脂材料の蒸気をアウトレットポート15から収納室19内に注入すると、可撓性シート40の内面及び凹部13の内面に高分子樹脂の被膜41が成膜される。具体的には、パラキシリレン系樹脂(パリレン)の原料となるダイマー(粉末パラキシリレン2量体)を加熱蒸発させて、パラキシリレン系樹脂の蒸気をアウトレットポート15から収納室19内に注入すると、可撓性シート40の内面及び凹部13の内面にパラキシリレン系樹脂の被膜41が成膜される。ポリ尿素の被膜41を成膜する場合には、4,4‘-ジアミノジフェニルメタン(MDA)及び4,4’-ジフェニルメタンジイソシアナート(MDI)等を蒸発させ、これらの蒸気を収納室19内に注入して重合する。ポリイミドの被膜41を成膜する場合には、無水ピロメリト酸(PMDA)及びビス(4-アミノフェニル)エーテル(ODA)等を蒸発させ、これらの蒸気を収納室19内に注入して重合する。パラキシリレン系樹脂、ポリ尿素、ポリイミドは金属と比べてもヤング率が低いので、パラキシリレン系樹脂の被膜41によって可撓性シート40の可撓性が損なわれない。
Next, a coating of a polymer resin (for example, paraxylylene resin, polyimide, or polyurea) is applied to the inner surface of the
次に、下ケース10のアウトレットポート15に一方向弁16を取り付け、一方向弁16を弁押え17で押さつける。また、一方向弁23を下ケース10のインレットポート22に取り付け、一方向弁23を弁押え24で押さえつける。また、エアフィルタ28を空気孔27に取り付ける。そして、上ケース20の凹部に可撓性シート40が嵌るようにして、下ケース10に上ケース20を組み付け、下ケース10と上ケース20を接合する。
Next, the one-
そして、アウトレットポート15及び一方向弁16を通じて下ケース10の凹部13内に液体99を注入する。こうすることで、収納室19内に液体99を充填する。液体99が収納室19内に充填されることによって、可撓性シート40が凹部13の反対側に膨らんで凹部13の内面に対して面対称になった状態が保たれる。なお、収納室19に液体99が充填されても、一方向弁16によって液体99の漏れはない。
なお、高分子樹脂の被膜を収納室19の内面に加工しないのであれば、凹部13の内面形状が可撓性シート40に転写された図10の状態から、一方向弁16及び弁押え17をアウトレットポート15に取り付けた後に、アウトレットポート15及び一方向弁16を通じて下ケース10の凹部13内に液体99を充填させてもよい。こうすることで、可撓性シート40を凹部13の内面から剥がし、可撓性シート40を凹部13の内面形状に対して面対称となるよう可撓性シート40を膨らませる。
Then, the liquid 99 is injected into the
If the polymer resin coating is not processed on the inner surface of the
以上のように、本実施形態によれば、可撓性シート40が伸びて可撓性シート40の面積が凹部13の開口面積よりも大きくなっているので、液体99が減少すると可撓性シート40が凹部13の底に凹んだ形状になる。可撓性シート40が凹んでいくことによって、可撓性シート40に生じた皺が伸びていき、皺部分にある液体99が残留しないようになる。
As described above, according to the present embodiment, since the
可撓性シート40が凹部13の底に凹むので、収納室19内の液体99をより多く用いることができ、収納室19内に残留した液体99の量を最小限に抑えることができる。特に、凹部13の内面形状が可撓性シート40に転写されているので、収納室19内の液体99の殆どを使い切ることができる。
Since the
また、可撓性シート40を下ケース10に貼着する前に可撓性シート40を凹部13の内面に合わせて予め成型したのではなく、可撓性シート40を下ケース10に貼着した後に凹部13の内面形状を可撓性シート40に転写したので、凹部13の内面形状に自由度をもたすことができる。つまり、凹部13の内面形状に依存せず、液体99の充填量を高めることができる。
In addition, the
また、凹部13の内面形状を可撓性シート40に転写した後に、パラキシリレン系樹脂の被膜を加工したので、凹部13や可撓性シート40の形状の自由度を保ったまま、可撓性シート40の可撓性を保つことができるとともに、可撓性シート40や下ケース10の水蒸気透過性・ガス透過性を低く抑えることができる。
Moreover, since the coating of the paraxylylene resin was processed after the inner surface shape of the
また、下ケース10の凹部13の縁部分に貼着された可撓性シート40が更に剛性の上ケース20によって覆われているので、可撓性シート40の損傷を抑えることができる。更に、下ケース10と上ケース20の組み体の内部空間が可撓性シート40によって分けられ、アウトレットポート15が一方の収納室19に通じ、インレットポート22が他方の収納室29に通じているので、収納室19内の液体99が無くなっていき、収納室29の容積が増えていくので、収納室29を別の液体98の収納のめに用いることができる。液体98が収納室29に貯まっていく時には、その圧力によって液体99が圧縮されるので、液体99を収納室19から排出する際の圧損を抑えることができる。
In addition, since the
また、収納室19内に液体99が充填されている状態では、可撓性シート40が上ケース20側に凸となっており、可撓性シート40が上ケース20の内面に張り付いているので、下ケース10と上ケース20の組み体の内部空間に対して液体99の占める割合を最大限に確保することができる。
In the state in which the
なお、液体収納容器1の用途は特に限定されるものではない。例えば、液体99が液体燃料(例えば、メタノール)若しくは水又はこれらの混合液である場合、液体収納容器1を小型燃料電池システムに用いることができる。液体99がインクである場合、液体収納容器1をインクジェットプリンタに用いることができる。 The application of the liquid storage container 1 is not particularly limited. For example, when the liquid 99 is liquid fuel (for example, methanol), water, or a mixture thereof, the liquid storage container 1 can be used for a small fuel cell system. When the liquid 99 is ink, the liquid storage container 1 can be used for an ink jet printer.
〔応用例〕
液体99が液体燃料(例えば、メタノール)である場合に、この液体収納容器1を用いた燃料電池システムの例について説明する。
[Application example]
An example of a fuel cell system using the liquid storage container 1 when the liquid 99 is liquid fuel (for example, methanol) will be described.
図13は、液体収納容器1を用いた燃料電池システム100を示したブロック図である。この燃料電池システム100は携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、PDA(Personal Digital Assistance)、電子手帳等といった小型電子機器に搭載されている。この燃料電池システム100は液体収納容器1に貯留された液体99を用いて発電を行うものであり、燃料電池システム100で発電した電力によって電子機器本体123が動作する。
FIG. 13 is a block diagram showing a
液体収納容器1が交換品であり、液体収納容器1が燃料電池システム100の本体101に対して着脱可能とされており、液体99を消費したら、新たな液体収納容器1を用いる。燃料電池システム本体101には2つの液体収納容器1が装着可能である。
The liquid container 1 is a replacement, and the liquid container 1 can be attached to and detached from the
燃料電池システム本体101には、燃料供給ポート102、排出ポート103及び給気ポート104が設けられている。燃料供給ポート102は管状又は多孔質芯状のものであり、液体収納容器1が本体101に装着されると、燃料供給ポート102がアウトレットポート15及び一方向弁16に差し込まれる。また、排出ポート103はインレットポート22に接続され、給気ポート104は空気孔27に接続される。
The fuel
燃料供給ポート102にはポンプ105が接続され、収納室19内の液体99がポンプ105によって送液される。ポンプ105の下流に開閉バルブ106及び流量センサ130が設けられ、開閉バルブ106の下流に気化器107が設けられている。そのため、収納室19内の液体99が気化器107に送られ、その流量が流量センサ130によって検知されて電気信号に変換される。一方、水回収器110から水が流量制御バルブ111を介して気化器107に供給される。気化器107に送られる水の流量が流量制御バルブ111によって調整され、その流量が流量センサ112によって検知されて電気信号に変換される。
A
気化器107では、液体燃料である液体99と水が適正な割合で混合され、更にその混合液が気化される。気化器107で気化した燃料と水の混合気が改質器108に送られる。
In the
改質器108では、燃料と水から水素等が触媒により生成される。液体99がメタノールである場合、改質器108では次式(1)に示すような主反応である水蒸気改質反応が起こる。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 …(1)
In the
CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)
また、化学反応式(1)についで逐次的に起こる次式(2)のような副反応によって、副生成物として一酸化炭素が微量に(1%程度)生成される。
H2+CO2→H2O+CO …(2)
(1)式及び(2)式の反応による生成物が改質器108から一酸化炭素除去器109に送出される。
In addition, a small amount of carbon monoxide (about 1%) is produced as a by-product by a side reaction such as the following formula (2) that occurs sequentially after the chemical reaction formula (1).
H 2 + CO 2 → H 2 O + CO (2)
Products resulting from the reactions of the formulas (1) and (2) are sent from the
一方、一酸化炭素除去器109には空気がエアポンプ113によって供給される。エアポンプ113の上流には給気ポート104が設けられ、エアポンプ113の下流には流量制御バルブ114及び流量センサ115が設けられ、流量制御バルブ114の下流に一酸化炭素除去器109が設けられている。従って、外部の空気は液体収納容器1のエアフィルタ28を通過して、一酸化炭素除去器109に送られる。流量制御バルブ114は、一酸化炭素除去器109に送られる空気の流量を調整する。流量センサ115は、一酸化炭素除去器109に送られる空気の流量を検知して電気信号に変換する。
On the other hand, air is supplied to the
一酸化炭素除去器109では、生成物と空気が混合される。一酸化炭素除去器109は、生成物のうち一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させ(式(3)参照)、一酸化炭素を除去するものである。
2CO+O2→2CO2 …(3)
In the
2CO + O 2 → 2CO 2 (3)
一酸化炭素除去器109を経て得られた生成物が開閉バルブ116を介して燃料電池117の燃料極に供給される。一方、エアポンプ113によって吸引された空気は、流量制御バルブ118及び加湿器120を介して燃料電池117の酸素極に供給される。
The product obtained through the
燃料電池117の酸素極に送られる空気の流量が流量制御バルブ118によって調整され、その流量が流量センサ119によって検知されて電気信号に変換される。加湿器120では空気が加湿され、その加湿空気が燃料電池117の酸素極に送られることになる。なお、加湿器120で加湿に用いられる水は、水回収器110から送出されたものである。
The flow rate of air sent to the oxygen electrode of the
燃料電池117は固体高分子型燃料電池である。つまり、燃料電池117は、セパレータ、燃料極、固体高分子電解質膜、酸素極、セパレータの順に積層したものである。燃料電池117の燃料極側では、一酸化炭素除去器109から送出された生成物中の水素による次式(4)のような反応が起こり、生成した水素イオンが固体高分子電解質膜を透過して酸素極に到達する。
H2→2H++2e- …(4)
The
H 2 → 2H + + 2e − (4)
一方、燃料電池117の酸素極では、固体高分子電解質膜を透過した水素イオンと、空気中の酸素と、電子とにより、次式(5)に示すように水が生成される。
2H++1/2O2+2e-→H2O …(5)
On the other hand, at the oxygen electrode of the
2H + + 1 / 2O 2 + 2e − → H 2 O (5)
以上により、燃料電池117にて発電が行われる。燃料電池117で生成された電気はDC/DCコンバータ121を介して二次電池122に充電されたり、DC/DCコンバータ121を介して電子機器本体123に供給されたりする。なお、燃料電池117にて発電が行われないときには、二次電池122に充電された電気がDC/DCコンバータ121を介して電子機器本体123に供給される。
As described above, power generation is performed in the
燃料電池117の燃料極ではすべての水素が反応するわけでなく、未反応の水素も存在する。その水素は他の生成物とともに触媒燃焼器124に送られる。一方、外部の空気がエアポンプ113によって触媒燃焼器124に送られる。エアポンプ113と触媒燃焼器124の間には流量制御バルブ125及び流量センサ126が設けられている。
Not all hydrogen reacts at the fuel electrode of the
触媒燃焼器124には、燃料電池117の燃料極から送られた生成物と空気が混合されたものが投入される。そして、触媒燃焼器124は、水素を触媒により燃焼するものである。触媒燃焼器124で水素燃焼が生じ、その燃焼熱は気化器107、改質器108及び一酸化炭素除去器109の加熱に利用される。なお、開閉バルブ128が開いている場合には、一酸化炭素除去器109から触媒燃焼器124へ水素等が送られる。
The catalyst combustor 124 is charged with a mixture of the product sent from the fuel electrode of the
触媒燃焼器124の燃焼熱以外に、ヒータ兼温度センサ127によって気化器107、改質器108及び一酸化炭素除去器109が加熱される。ヒータ兼温度センサ127は温度センサも兼ねており、改質器108の温度がヒータ兼温度センサ127によって検知される。なお、気化器107、改質器108、一酸化炭素除去器109、触媒燃焼器124及びヒータ兼温度センサ127は断熱パッケージ131に収容されている。
In addition to the combustion heat of the
触媒燃焼器124で生じた水及び燃料電池117の酸素極で生成された水は、水回収器110に送られる。水回収器110は水を液化するとともに、液化した水を気化器107及び加湿器120に送るものである。水回収器110で液化しなかった生成物や水の一部が、開閉バルブ129、排出ポート103及び液体収納容器1のインレットポート22を介して収納室29に送出される。水は液体収納容器1の気液分離膜26を透過せず、収納室29に貯留され、他の気体は気液分離膜26を透過して排出される。
The water generated in the
なお、液体収納容器1を燃料直接型の燃料電池システムや、液体燃料を用いる固体酸化物型燃料電池システムにも用いてもよい。 The liquid storage container 1 may also be used for a direct fuel type fuel cell system or a solid oxide fuel cell system using liquid fuel.
1 液体収納容器
10 下ケース
13 凹部
15 アウトレットポート
19 収納室
20 上ケース
22 インレットポート
25 排気口
26 気液分離膜
29 収納室
40 可撓性シート
41 被膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記凹部を覆って、前記凹部の縁部分において前記ケースに貼着され、前記凹部の開口に比して撓んだ状態に設けられた可撓性シートと、を備え、
前記可撓性シート及び前記凹部の内面に囲繞された収納室に液体が収納されていることを特徴とする液体収納容器。 A rigid case having a recess and a port leading to the recess;
A flexible sheet that covers the recess, is attached to the case at the edge of the recess, and is bent in comparison with the opening of the recess,
A liquid storage container, wherein a liquid is stored in a storage chamber surrounded by an inner surface of the flexible sheet and the recess.
前記両ケースの組み体の内部空間が前記可撓性シートによって2つの収納室に区分けされていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の液体収納容器。 A rigid second case combined with the case to accommodate the flexible sheet therein;
The liquid storage container according to any one of claims 1 to 3, wherein an inner space of the assembly of both cases is divided into two storage chambers by the flexible sheet.
前記可撓性シートを前記凹部に沿って凹ませ、前記凹部の内面形状を前記可撓性シートに転写することで前記可撓性シートを前記凹部の開口に比して撓んだ状態にし、
前記可撓性シートを前記凹部の内面から剥離し、前記可撓性シート及び前記凹部の内面に囲繞された収納室に前記ポートから液体を注入することを特徴とする液体収納容器の製造方法。 Covering the concave portion of the rigid case having a concave portion and a port leading to the concave portion with a flexible sheet, and sticking the flexible sheet to an edge portion of the concave portion,
The flexible sheet is recessed along the recess, and the inner surface shape of the recess is transferred to the flexible sheet so that the flexible sheet is bent compared to the opening of the recess,
A method for producing a liquid storage container, comprising: peeling the flexible sheet from an inner surface of the recess, and injecting a liquid from the port into a storage chamber surrounded by the flexible sheet and the inner surface of the recess.
Priority Applications (1)
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