JP2013165075A - 燃料電池システム - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池システムのパワーユニットとカートリッジとの締結において漏れ安定性、操作安定性および締結安定性を確保することが可能なパワーユニットおよびカートリッジを備える燃料電池システムを提供する。
【解決手段】本発明のパワーユニットは、燃料カートリッジから燃料を供給されるノズルと、ノズルの燃料流入路を遮断する第１位置と燃料流入路を露出させる第２位置との間を移動可能に設けられる第１ポペットとを備え、燃料カートリッジは、ノズルに燃料を供給する燃料供給路と、パワーユニットと燃料カートリッジとの締結時に第１ポペットを第１位置から第２位置に移動させる第１露出誘導部とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、パワーユニットおよびカートリッジを備える燃料電池システムに関する。

燃料電池システムはパワーユニットおよびカートリッジを備える。カートリッジは、電力生産に使われる燃料を保存し、パワーユニットは、カートリッジと締結されて燃料を供給されて電力を発生させる。パワーユニットとカートリッジとは容易に脱着できる締結構造を有する必要がある。また、締結構造は、パワーユニットとカートリッジとの締結過程および締結解除過程で燃料漏れを防止でき、締結安定性を高めることができ、さらには認証されていないカートリッジの締結を防止できる、すなわち、操作安定性を確保できる構造でなければならない。

操作安定性が確保されれば、該当パワーユニットで規定している燃料濃度や燃料保存方式ではないカートリッジの締結を防止できる。したがって、操作安定性を確保することにより、不適切な濃度を持つ燃料の流入や非正常的速度の燃料の流入によるパワーユニットの性能低下および信頼性減少を事前に防止することができる。

また、締結安定性が高ければカートリッジとパワーユニットとが締結された後、燃料電池システムの使用中に燃料電池システムの移動や燃料電池システムに加えられる衝撃によっても締結が解除されず、安定的に締結状態が維持される。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、燃料電池システムのパワーユニットとカートリッジとの締結において漏れ安定性、操作安定性および締結安定性を確保することが可能な、新規かつ改良されたパワーユニットおよびカートリッジを備える燃料電池システムを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、パワーユニットと当該パワーユニットに締結される燃料カートリッジとを備える燃料電池システムが提供される。かかる燃料電池システムにおいて、パワーユニットは、燃料カートリッジから燃料を供給されるノズルと、ノズルの燃料流入路を遮断する第１位置と燃料流入路を露出させる第２位置との間を移動可能に設けられる第１ポペットと、を備え、燃料カートリッジは、 ノズルに燃料を供給する燃料供給路と、パワーユニットと燃料カートリッジとの締結時に第１ポペットを第１位置から第２位置に移動させる第１露出誘導部と、を備えることを特徴とする。

燃料カートリッジは、燃料供給路を遮断する第３位置と燃料供給路を露出させる第４位置との間を移動可能に設けられる第２ポペットをさらに備え、パワーユニットは、パワーユニットと燃料カートリッジとの締結時に燃料カートリッジの第２ポペットを第３位置から第４位置に移動させる第２露出誘導部を備えてもよい。

パワーユニットは、燃料カートリッジと締結される第１締結部を備え、第１締結部は、燃料カートリッジを選別するための選別キーと、ノズルを取り囲む外郭部をさらに備え、第１締結部のノズルの先端は、選別キーと外郭部の先端との間に位置してもよい。

第１締結部の選別キーは、燃料カートリッジとパワーユニットとが締結されて、ノズルが燃料カートリッジから燃料を供給される前に選別が完了する位置に設けられてもよい。

第１締結部の選別キーは、第１締結部の外郭部の外周面に形成される、請求項３または４に記載の燃料電池システム。

第１選別キーは、第１固定キーと、第１固定キーに対して位置が固定された第２固定キーと、第１固定キーと第２固定キーとの間に位置する補助キーと、を備えてもよい。

ノズルの内径は、０．７９〜０．８１ｍｍであってもよい。

第１締結部の選別キーは、外郭部の先端から後方に向かって４．５９〜４．６１ｍｍの位置に存在してもよい。

ノズルは、燃料カートリッジとパワーユニットとの締結時に、第１位置から第２位置に移動するポペットおよび流路を形成してもよい。

カートリッジは、パワーユニットと締結される第２締結部を備え、第２締結部は、第１締結部の外郭部が挿入される内周面部を備え、内周面部に第１締結部の選別キーを収容する溝が形成されてもよい。

以上説明したように本発明によれば、燃料電池システムのパワーユニットとカートリッジとの締結において漏れ安定性、操作安定性および締結安定性を確保することが可能なパワーユニットおよびカートリッジを備える燃料電池システムを提供することができる。

本発明の実施形態にかかる電子機器に装着された燃料電池システムでパワーユニットとカートリッジとが分離された状態を概略的に示す平面図である。 図１でパワーユニットとカートリッジとが締結された状態を示す平面図である。 図１で燃料電池システムを備えた形態の変形例として、パワーユニットとカートリッジとが分離された状態を概略的に示すものであり、パワーユニットのノズルが電子機器の内部に備えられた場合を示す平面図である。 図３でパワーユニットとカートリッジとが締結された状態を示す平面図である。 同実施形態にかかる燃料電池システムが電子機器に内蔵された場合を概略的に示す平面図である。 同実施形態にかかる燃料電池システムが電子機器に内蔵された場合を概略的に示す平面図である。 同実施形態にかかる燃料電池システムでパワーユニット自体にリセスされた部分が存在して、この部分に締結部が備えられた場合を示す平面図である。 図１または図３でカートリッジと締結するためのパワーユニット側締結部の斜視図である。 図１または図３でパワーユニットと締結するためのカートリッジ側締結部の斜視図である。 図８のパワーユニット側締結部を１０−１０’方向に切断した状態を示す断面図である。 図１０の断面を示すパワーユニット側締結部の斜視図である。 図１０の断面を示すパワーユニット側締結部の斜視図である。 図９のカートリッジ側締結部を１３−１３’方向に切断した状態を示す断面図である。 図１３の断面を示すカートリッジ側締結部の斜視図である。 図１３の断面を示すカートリッジ側締結部の斜視図である。 図１０および図１３に示すパワーユニット側締結部とカートリッジ側締結部との締結過程をステップ別に示す断面図である。 図１０および図１３に示すパワーユニット側締結部とカートリッジ側締結部との締結過程をステップ別に示す断面図である。 図１０および図１３に示すパワーユニット側締結部とカートリッジ側締結部との締結過程をステップ別に示す断面図である。 図１０および図１３に示すパワーユニット側締結部とカートリッジ側締結部との締結過程をステップ別に示す断面図である。 図１６〜図１９のパワーユニット側締結部とカートリッジ側締結部との締結過程中、図１８の斜視図である。 図１６〜図１９のパワーユニット側締結部とカートリッジ側締結部との締結過程中、図１９の斜視図である。 パワーユニット側締結部に備えられた補助キーの多様な位置変化を示す正面図である。 固定キーおよび補助キーに対するリテンションキーの相対的位置を示す正面図である。 図２３を矢印（ＡＡ１）方向から見た側面図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

まず、図１および図２に基づいて、本発明の実施形態にかかる燃料電池システムＳについて説明する。なお、図１は、電子機器１００の電力供給源として使われる燃料電池システムＳを示す説明図である。図２は、図１に示すパワーユニットとカートリッジとが締結された状態を示す平面図である。

本実施形態にかかる燃料電池システムＳは、図１に示すように、パワーユニット１０と燃料が保存されたカートリッジ２０とを備える。パワーユニット１０は、カートリッジ２０から燃料を供給されて電気化学的反応を通じて電力を発生させる装置であって、電子機器１００に装着されている。電子機器１００は、カートリッジ２０の燃料をパワーユニット１０に供給する燃料供給装置および電力生産を支援して制御するための付属装置を備えることができる。例えば、付属装置として、制御回路部、燃料供給装置、ＤＣ−ＤＣコンバーター、補助バッテリーなどを電子機器１００に備えることができる。電力が発生する燃料電池セルと共に、燃料供給装置または付属装置はパワーユニット１０に備えられる。燃料供給装置の構成は、カートリッジ２０の種類によって変わる。例えば、カートリッジ２０が非加圧式である場合、燃料供給装置はポンプや弁などを備えることができる。しかし、カートリッジ２０が加圧式である場合、燃料供給装置はポンプを備える必要がないが、燃料遮断のための弁は備えることができる。燃料電池セルに供給される燃料は、燃料電池セルのアノードに水素を供給するためのものであり、例えば、所定濃度のメタノールを用いることができる。カートリッジ２０には、燃料が保存された燃料パックを加圧するための加圧手段が備えられた加圧式のカートリッジや、あるいは加圧手段のない非加圧式のカートリッジを用いることができる。パワーユニット１０は第１締結部１２を備え、カートリッジ２０は第２締結部２２を備える。第１締結部１２および第２締結部２２は、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結に用いられる。第１締結部１２は、パワーユニット１０とカートリッジ２０とが締結されるとき、図２に示したように、第２締結部２２に挿入される構造とすることができる。

パワーユニット１０が装着された電子機器１００は、例えば、携帯用コンピュータ、携帯電話、ＰＭＰ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｐｌａｙｅｒ）、携帯音響再生器（例：ＭＰ３プレーヤー）など、多様な携帯用電子製品およびその他の固定された場所で使用する電子製品でありうる。

ここで、第１締結部１２は電子機器１００内に備えられてもよい。図３に、この場合についての一例を示す。

図３を参照すれば、電子機器１００にパワーユニット１０が装着されており、第１締結部１２が位置できるホール１２Ｒが存在する。第１締結部１２の長さＨは、ホール１２Ｒの深さＤより小さい。しかし、本発明はかかる例に限定されず、第１締結部１２の長さＨは、ホール１２Ｒの深さＤと同じか、または大きくすることもできる。図３のパワーユニット１０にカートリッジ２０が締結されると、図４に示すように、カートリッジ２０の第２締結部２２はホール１２Ｒに挿入され、第１締結部１２は第２締結部２２内に挿入される。

このように燃料電池システムＳは、電子機器１００内に備えることができるが、図５に示すように、カートリッジ２０の先端が電子機器１００の一端と一致するように備えられてもよく、図６に示すように、燃料電池システムＳ全体が電子機器１００内に完全に内蔵されて備えられてもよい。

一方、前述した燃料電池システムＳの場合、第１締結部１２がパワーユニット１０の外に突出して備えられたが、図７に示すように、第１締結部１２をパワーユニット１０自体に形成されたグルーブ１０Ｒに備えてもよい。このとき、グルーブ１０Ｒの深さＤ１および幅Ｗ１は、電子機器１００に形成されるホール１２Ｒの深さＤおよび幅Ｗと同一にしてもよい。

図８および図９は、それぞれ第１締結部１２および第２締結部２２の外形を立体的に示す斜視図である。

図８を参照すれば、パワーユニット１０の第１締結部１２は、パワーユニット１０と接触する接触部ＰＴ１および接触部ＰＴ１に固定された外郭部ＰＴ２を備える。外郭部ＰＴ２は接触部ＰＴ１の面に対して垂直して設けられている。外郭部ＰＴ２は、締結時にカートリッジ２０の第２締結部２２の内周面部に挿入される部分である。外郭部ＰＴ２は円柱形状に形成されており、中空のシリンダー形状とすることができる。外郭部ＰＴ２は円柱以外にも非円柱形状、例えば、楕円柱形状または四角柱形状とすることもできる。外郭部ＰＴ２の中空の内部空間は、中間板４２Ａにより外側部分と内側部分とに分けられる。中間板４２Ａは、外郭部ＰＴ２の先端から所定の深さに存在する。中間板４２Ａの外面、すなわち、締結時に第２締結部２２との対向面にノズル４２Ｂが設けられる。ノズル４２Ｂは、中間板４２Ａに対して垂直に設けられ、外郭部ＰＴ２によりその周囲を取り囲まれている。ノズル４２Ｂは中間板４２Ａに固定されており、その中心を貫通する貫通孔が形成されている。ノズル４２Ｂの内径は約１．５ｍｍ以下、望ましくは、約０．８ｍｍ（±０．０ｍｍ）であるのがよい。そして、ノズル４２Ｂの外径は約３．５ｍｍ以下、望ましくは、約２．５ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。ノズル４２Ｂの周囲には、第１ホールｈ１および第２ホールｈ２が形成されている。カートリッジ２０がパワーユニット１０に締結されるとき、カートリッジ２０の突出部（図９の５２Ｂ、５２Ｃ）は、第１ホールｈ１および第２ホールｈ２を通過する。突出部（図９の５２Ｂ、５２Ｃ）により締結するときに、第１締結部１２に備えられたポペット（図１０の４２Ｃ）は後方に移動して、ノズルの燃料供給路が露出される。したがって、カートリッジ２０の突出部（図９の５２Ｂ、５２Ｃ）は、ノズル４２Ｂの燃料供給路を露出させる露出誘導部の役割を行うといえる。これについては後述する。第１ホールｈ１および第２ホールｈ２は同一形状であることが望ましいが、形状や直径を相異なるように形成してもよい。第１ホールｈ１および第２ホールｈ２は、ノズル４２Ｂを中心に略対称であり、ノズル４２Ｂと第１ホールｈ１および第２ホールｈ２とは略同一線上に位置できる。

第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の接触部ＰＴ１側の部分、すなわち、外郭部ＰＴ２の下部周囲に第１固定キーＭＫ１、補助キーＳＫ１、第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２が設けられる。図８には示していないが、第１固定キーＭＫ１の対向側に第２固定キー（図２２のＭＫ２）が設けられる。第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２は、締結および維持のために設けられる締結手段の一つであり、対向位置に備えられている。第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２のような締結手段は、第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の外周面に備えられ、下記の選別キーよりノズル４２Ｂに近い。補助キーＳＫ１の位置は変更可能である。第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２と補助キーＳＫ１とは、カートリッジ２０の種類を認識または選別できるキーとして用いられる。このような選別キーは、第１締結部１２の外郭部ＰＴ１の外周面に備えることができる。ノズル４２Ｂの先端は、このような選別キーと第１締結部１２の外郭部ＰＴ１の先端との間に位置する。

選別キーは、カートリッジ２０とパワーユニット１０とが締結される過程でノズル４２Ｂが最初に力を受ける時点において、カートリッジ２０の対応領域、例えば、グルーブに挿入され始めて締結が完了する時点まで、対応領域に挿入が完了される位置に備えられる。言い換えれば、選別キーは、カートリッジ２０とパワーユニット１０とが締結されてノズル４２Ｂがカートリッジ２０から燃料を供給される前に選別が完了できる位置に備えられる。

第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２は、第１および第２締結部１２、２２の締結を維持させる手段である。第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２は大きくないが、弾力を持つ材質からなる。

図９を参照すれば、カートリッジ２０の第２締結部２２の外形は円柱形状である。なお、第２締結部２２の形状はかかる例に限定されず、第１締結部１２と同様に楕円柱形状、四角柱形状であってもよい。第２締結部２２は中空の空間を備える。第２締結部２２の中空の内部空間は、突出構造物５２Ａ（図１３または図１４参照）により外側部分（図１３のＯＡ１）と内側部分（図１３のＩＡ２）とからなる。内側部分はポペットに内在され、外側部分は第２締結部２２で第１締結部１２の外郭部ＰＴ２が挿入される内周面部（図１３の２２Ｐ）になる部分を規定する。突出構造物５２Ａの上板５２Ａ１は、第２締結部２２の上段から所定の深さに存在する。突出構造物５２Ａの上板５２Ａ１の中心に第３ホールｈ３が存在する。パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時に、第１締結部１２のノズル４２Ｂは第３ホールｈ３を通過する。したがって、第３ホールｈ３の直径はノズル４２Ｂの直径より大きいことが望ましい。また、第３ホールｈ３の直径は上板５２Ａ１の外面から内面へ行くほど狭くなる。言い換えれば、第３ホールｈ３の内面は垂直面ではなく傾斜面である。この場合にも、内面での第３ホールｈ３の直径はノズル４２Ｂの外径と同じであるか、大きくなるように形成される。

突出構造物５２Ａの上板５２Ａ１の外面側には、第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃが存在する。第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃは、上板５２Ａ１に対して垂直に備えられ、外側に向かって所定の長さを有している。第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃの長さは第２締結部２２の上段までは達しない。パワーユニット１０とカートリッジ２０とが締結されるとき、第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃは、第１締結部１２の第１ホールｈ１および第２ホールｈ２を通過する。第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃは、第３ホールｈ３を中心に略対称に存在する。第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃと第３ホールｈ３とは略同一線上に存在する。突出構造物５２Ａの上板５２Ａ１と第２締結部２２の上段との間の内面、すなわち、パワーユニット１０の外郭部ＰＴ２が挿入される内周面部の内周面には、第１円形グルーブＧ１および第２円形グルーブＧ２が形成されている。

第２円形グルーブＧ２と比較して上板５２Ａ１に相対的に近い第１円形グルーブＧ１には、図１４および図１５に示すように密閉のためのＯリングＯＲ１が設けられる。第１円形グルーブＧ１に設けられたＯリングＯＲ１は密封手段であり、締結時に第１締結部１２のノズル４２Ｂが第２締結部２２の燃料供給路、例えば第２ポペット５２Ｄの第６ホールｈ６と接触する前に第１締結部１２および第２締結部２２を密封する。すなわち、ＯリングＯＲ１は、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時に、ノズル４２Ｂと第６ホールｈ６との接触前にパワーユニット１０の第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の外周面と密封接触される。これにより、パワーユニット１０とカートリッジ２０とが締結されている間、第１締結部１２の外郭部ＰＴ２とカートリッジ２０の第２締結部２２の内周面部のＯリングＯＲ１内側の内周面との間は完全に密封される。

第２円形グルーブＧ２は、第２締結部２２の上段に近く形成されている。第２円形グルーブＧ２は、パワーユニット１０側の締結手段である第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２に対応するカートリッジ２０側の締結手段である。第２円形グルーブＧ２は、パワーユニット１０とカートリッジ２０とが締結されるとき、パワーユニット１０の第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の下部外周面に存在する第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２を収容する。第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃの長さは、その先端が第１円形グルーブＧ１と第２円形グルーブＧ２との間に位置する程度とされる。

第２締結部２２の上段から内側面に沿って、すなわち、内周面部の内周面に沿って所定の深さおよび長さで第１〜第３グルーブＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３が形成されている。第１〜第３グルーブＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３の一端は、第２円形グルーブＧ２内にある。第１〜第３グルーブＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３は、それぞれパワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時に、第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の外周面に備えられた選別キーを収容するためのものである。言い換えれば、第１グルーブＧ１１および第２グルーブＧ１２は、第１締結部１２の第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２を収容するためのものであり、第３グルーブＧ１３は補助キーＳＫ１を収容するためのものである。したがって、第１グルーブＧ１１および第２グルーブＧ１２のそれぞれの長さ、深さおよび幅は、第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２のそれぞれの長さ、厚さおよび幅によって決定される。補助キーＳＫ１の位置は、カートリッジ２０の種類によって変わるところ、第３グルーブＧ１３の位置もカートリッジ２０の種類によって変わりうる。

図１０は、図８に示すパワーユニット１０の第１締結部１２を１０−１０’方向に切開した断面を示す断面図である。図１０において、参照符号ＯＡ１とＩＡ１とは、それぞれ第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の内部空間中、中間板４２Ａにより分けられた外側部分と内側部分とを表す。

図１０を参照すれば、内側部分ＩＡ１は接触部ＰＴ１内側まで拡張されたことが分かる。内側部分ＩＡ１に第１ポペット４２Ｃが存在する。第１ポペット４２Ｃは、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時に一部がパワーユニット１０の内部に移動する。第１ポペット４２Ｃは、便宜上、頭部４２Ｃ１と残りの部分４２Ｃ２とに区分して説明する。第１ポペット４２Ｃの頭部４２Ｃ１は、所定の厚さを持つ円形である。頭部４２Ｃ１の中心に第４ホールｈ４が形成されている。第４ホールｈ４はノズル４２Ｂと同一線上に存在する。したがって、図１０に示したように、第１ポペット４２Ｃが中間板４２Ａと接触されている場合、第４ホールｈ４は、ノズル４２Ｂが第１ポペット４２Ｃまで拡張されたこととなる。第４ホールｈ４は、第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２に拡張されている。

一方、残りの部分４２Ｃ２の下段から僅かに上側に円形グルーブＧ４が形成されている。第４ホールｈ４は、円形グルーブＧ４付近まで拡張されている。したがって、第１ポペット４２Ｃに形成された第４ホールｈ４は所定長さのチューブになる。第４ホールｈ４の拡張された部分の先端は、第５ホール（図２１のｈ５）と連結される。

図２１を参照すれば、第５ホールｈ５は、第４ホールｈ４に垂直に第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２を貫通する。したがって、第５ホールｈ５も一つのチューブと見なすことができる。これにより、第４ホールｈ４および第５ホールｈ５は、ノズル４２Ｂを通じて流入される燃料をパワーユニット１０の内部に供給する燃料供給管として機能することができる。したがって、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時にパワーユニット１０の内部に第５ホールｈ５が露出されるように一部がパワーユニット１０内部に移動し、第４ホールｈ４および第５ホールｈ５が形成された第１ポペット４２Ｃおよびノズル４２Ｂは燃料供給路を形成する。

図２１に示したように、パワーユニット１０の第１締結部１２とカートリッジ２０の第２締結部２２とが締結されるとき、第１ポペット４２Ｃがカートリッジ２０の第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃによりパワーユニット１０側に押される。その結果、第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２の下部が貫通ホールｈ６６の外に突出するが、第５ホールｈ５は、締結が完了しつつ貫通ホールｈ６６の外に露出される位置に形成される。この締結時に第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃにより第１ポペット４２Ｃが後方に押されつつ、締結前に第１ポペット４２Ｃと接触されており露出されていないノズル４２Ｂの燃料供給路（図１９の４２ＢＡ）のパワーユニット１０と対向する部分が露出される。したがって、カートリッジ２０の第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃは、締結時にノズル４２Ｂの燃料供給路４２ＢＡを露出させる露出誘導部になりうる。

再び図１０を参照すれば、円形グルーブＧ４には第２ＯリングＯＲ２が収容されている。第１ポペット４２Ｃが図１０のように中間板４２Ａの内面と接触し、第１ホールｈ１および第２ホールｈ２を覆っている状態であるとき、第２ＯリングＯＲ２は、接触部ＰＴ１に形成された貫通ホールｈ６６の側面と、貫通ホールｈ６６を通過する第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２との間を密封する。これにより、カートリッジ２０から燃料供給が遮断された状態で、パワーユニット１０に供給された燃料が貫通ホールｈ６６の側面と第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２との間を通じて逆流することを防止できる。

貫通ホールｈ６６は内側部分ＩＡ１に拡張されているが、貫通ホールｈ６６周囲の内側部分ＩＡ１の底面よりすこし高い位置まで拡張されている。したがって、貫通ホールｈ６６と内側部分ＩＡ１の底部との間に突出部４２Ｐ、すなわち、所定高さの円筒形壁が形成される。内側部分ＩＡ１に第１弾性部材４２Ｓが存在する。第１弾性部材４２Ｓは、例えば、バネを用いることができる。第１弾性部材４２Ｓは、第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２の一部を取り囲む。第１弾性部材４２Ｓは、貫通ホールｈ６６周囲の内側部分ＩＡ１の底部を支持台として、第１ポペット４２Ｃの頭部４２Ｃ１に中間板４２Ａに向かう力を加える。言い換えれば、第１ポペット４２Ｃの頭部４２Ｃ１は、第１弾性部材４２Ｓから常に中間板４２Ａに向かう力を受ける。このような力は、パワーユニット１０にカートリッジ２０が締結されつつ第１ポペット４２Ｃが中間板４２Ａから遠ざかる方向に移動するときさらに大きくなる。したがって、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結が解除されると同時に、第１ポペット４２Ｃは元来の位置に移動する。第１弾性部材４２Ｓにより第１ポペット４２Ｃが中間板４２ａＡと近づく方向に力を受けつつ、円形グルーブＧ４に収容された第２ＯリングＯＲ２も中間板４２Ａと近づく方向に力を受ける。これにより、カートリッジ２０からの燃料供給が遮断された状態で第２ＯリングＯＲ２の密封能力を向上できる。

図１０において、ノズル４２の先端は外郭部ＰＴ２の先端より低い。したがって、ノズル４２と外郭部ＰＴ２との間に段差ｉが存在する。段差ｉは、例えば、約４ｍｍ以下であるが、望ましくは約３．１ｍｍ（±０．０５ｍｍ）であるのがよい。そして、補助キーＳＫ１の高さａは約３．０ｍｍ以下であるが、望ましくは、約１．５ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。また、補助キーＳＫ１の厚さｂは約２ｍｍ以下、望ましくは、約０．５ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。ここで、第１固定キーおよび第２固定キー（図８のＭＫ１、ＭＫ２）の高さおよび厚さは補助キーＳＫ１と同じであるので、補助キーＳＫ１の高さａおよび厚さｂに対する上記値は、第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２にもそのまま適用できる。また、外郭部ＰＴ２の先端から固定キーまたは補助キーまでの最短距離ｇは約６ｍｍ以下、望ましくは、約４．６ｍｍ（±０．０１ｍｍ）である。これは、第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２と補助キーＳＫ１のような選別キーは、外郭部ＰＴ２の先端から後方に約４．６ｍｍの位置に備えられることを意味する。また、外郭部ＰＴ２の外径Ｄ１は約１０ｍｍ以下、望ましくは、約７．４ｍｍ（±０．０１ｍｍであるのがよい。また、外郭部ＰＴ２のノズル４２Ｂを取り囲む部分の内径ｃ１（外側部分ＯＡ１の外径と同一である）は約７ｍｍ下、望ましくは、約４．８ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。

一方、二点鎖線で示したように、接触部ＰＴ１に外郭部ＰＴ２と同心であり、外郭部ＰＴ２と略平行の他の外郭部ＰＴ３をさらに備えることができる。他の外郭部ＰＴ３は、外郭部ＰＴ２と離隔した状態で外郭部ＰＴ２を包む形状に形成することができる。第１締結部１２にこのような他の外郭部ＰＴ３が存在するとき、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結過程で、第２締結部２２の外周面は他の外郭部ＰＴ３の内周面と接触する。他の外郭部ＰＴ３の内径ｆは、例えば、約１６ｍｍ以下、望ましくは、約１３．０ｍｍ（±０．０２ｍｍ）であるのがよい。図３では、リセス領域１２Ｒの側面が他の外郭部ＰＴ３になりうる。

図１１および図１２は、図１０の断面を持つ第１締結部１２を相異なる方向から示した斜視図である。図１１および図１２を参照すれば、円形グルーブＧ４に収容された第２ＯリングＯＲ２の形状が明確に分かり、図１２から第１ポペット４２Ｃの３次元形状も分かる。なお、図１１および図１２には、便宜上、第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２の一部Ｐ４を取り囲む第１弾性部材（図１０の４２Ｓ）は図示していない。

図１３は、カートリッジ２０の第２締結部２２の断面を示す断面図である。図１３は、図９を１３−１３’方向に切断した図である。図１４および図１５は、図１３の断面を含む第２締結部２２を相異なる方向から示す斜視図である。

図１３〜図１５を共に参照すれば、第２締結部２２の中空の空間ＥＡは、突出構造物５２Ａにより外側の領域ＯＡ２と内側領域ＩＡ２とに分けられている。パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時に、外側の領域ＯＡ２は第１締結部１２の外郭部ＰＴ２で満たされる。ただし、この締結時にノズル４２Ｂは、突出構造物５２Ａの残りの部分板５２Ａ１に形成された第３ホールｈ３を通じて内側領域ＯＡ２に進入して、内側領域ＩＡ２に備えられた第２ポペット５２Ｄを後方に押す。このため、ノズル４２Ｂは、締結が完了した状態で内側領域ＯＡ２に位置する。第２ポペット５２Ｄは、第１締結部１２の内側部分ＩＡ１に備えられた第１ポペット４２Ｃと同一形状および構造を持つことができ、同一の接触状態で備えられる。すなわち、第２ポペット５２Ｄは第１ポペット４２Ｃと同様に、チューブ状の第６ホールｈ６と、これに垂直な方向に第２ポペット５２Ｄを貫通するチューブ状の第７ホールｈ７とを備えている。第６ホールｈ６および第７ホールｈ７は連結されている。第６ホールｈ６および第７ホールｈ７を通じてカートリッジ２０に保存された燃料が第１締結部１２のノズル４２Ｂに供給される。第２ポペット５２Ｄの頭部５２Ｄ１は、突出構造物５２Ａの上板５２Ａ１の内面と、第６ホールｈ６が上板５２Ａ１に形成された第３ホールｈ３と合致するように接触される。また、第２ポペット５２Ｄの頭部５２Ｄ１は内側領域ＩＡ２の内面と密封接触される。第２ポペット５２Ｄの残りの部分５２Ｄ２には、円形グルーブＧ５と、円形グルーブＧ５に収容された第３ＯリングＯＲ３とが存在する。第２ポペット５２Ｄの円形グルーブＧ５の形状および大きさと、第２ポペット５２Ｄに形成されたホールに対する相対的な位置とは、第１ポペット４２Ｃの残りの部分４２Ｃ２に形成された円形グルーブＧ４の形状および大きさと第１ポペット４２Ｃに形成されたホールに対する相対的な位置と同一である。第２締結部２２の内側領域ＩＡ２の底部に上板５２Ａ１に向かう突出部５２Ｐが存在し、第８ホールｈ８が突出部５２Ｐに形成されている。

パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結時にノズル４２Ｂに押されつつ、第２ポペット５２Ｄの残りの部分５２Ｄ２は、第８ホールｈ８を通じてカートリッジ２０の燃料パック（図示せず。）内部に突出する。締結が完了したとき、残りの部分５２Ｄ２に形成された第７ホールｈ７も、第８ホールｈ８の外に完全に突出して燃料パックに保存された燃料と接触する。したがって、締結の完了した状態で燃料パックに保存された燃料は第７ホールｈ７を通じて供給される。第７ホールｈ７は締結が完了した後に露出されるところ、締結が始まったとしても直ちに燃料が供給されるものではない。第２ポペット５２Ｄの第３ＯリングＯＲ３は、第７ホールｈ７を通じる燃料供給が中止したとき、第８ホールｈ８の側面と第２ポペット５２Ｄの残りの部分５２Ｄ２との間を密封する役割を行う。締結が解除される過程では、第２ポペット５２Ｄが原位置に戻って燃料パックに突出した第７ホールｈ７が第８ホールｈ８中へ入りつつ燃料供給が遮断され、以後に第３ＯリングＯＲ３が締結が始まる前の位置に到達してノズル４２Ｂと第２ポペット５２Ｄとが分離される。したがって、パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結解除時にも燃料漏れを防止または最小化できる。

第２締結部２２の内側領域ＩＡ２には、第２弾性部材５２Ｓが備えられる。第２弾性部材５２Ｓは、第２ポペット５２Ｄに対して第１締結部１２へ向かう力、または上板５２Ａ１に向かう力を加える。第２弾性部材５２Ｓは、第１締結部１２の第１弾性部材４２Ｓと同一とすることができる。第２弾性部材５２Ｓは、例えば、第２ポペット５２Ｄの残りの部分５２Ｄ２を包むように設けられたバネであってもよい。第２弾性部材５２Ｓは、第８ホールｈ８周囲の内側領域ＩＡ２の底部を支持台として、第２ポペット５２Ｄの頭部５２Ｄ１に上板５２Ａ１に向かう力を加える。なお、図１４および図１５には、便宜上第２弾性部材５２Ｓを図示していない。

図１６〜図１９は、パワーユニット１０にカートリッジ２０が締結されるとき、第１締結部１２と第２締結部２２との締結過程をステップ別に示す断面図である。すなわち、図１６は、第１締結部１２と第２締結部２２とが離隔された状態を示す断面図である。図１７は、第１締結部１２が第２締結部２２の入口に到達した状態を示す断面図である。図１８は、第１締結部１２が第２締結部２２の中へ進入して、ノズル４２Ｂが上板５２Ａ１の第３ホールｈ３を通過して第２ポペット５２Ｄの第６ホールｈ６と接触し、第２締結部２２の第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃが第１ホールｈ１および第２ホールｈ２を貫通して第１ポペット４２Ｃと接触した状態を示す断面図である。図１９は、第１締結部１２および第２締結部２２が完全に締結された場合を示す断面図である。

図１８を参照すれば、ノズル４２Ｂが第２ポペット５２Ｄの第６ホールｈ６と単純接触した状態で、外郭部ＰＴ２の外周面は既にＯリングＯＲ１と密封接触された状態であり、外郭部ＰＴ２の先端部分は第２締結部２２の突出構造物５２Ａの側面と接触している。この結果、外郭部ＰＴ２の外周面と第２締結部２２との間が密封され始める。また、第１〜第３グルーブＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３とそれに対応する第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２、そして補助キーＳＫ１は、この状態で結合が始まるか、あるいは結合開始直前の位置に互いに存在することができる。したがって、ノズル４２Ｂを通じて燃料を供給される前にカートリッジ２０に対する選別が完了できる。

一方、図１６〜図１８を参照すれば、第１締結部１２の第１ポペット４２Ｃはノズル４２Ｂと接触している。このような位置でパワーユニット１０内部と対向するノズル４２Ｂの燃料供給路、すなわち、ノズル４２Ｂの第１ポペット４２Ｃと対向する部分は露出されない。そして、第１ポペット４２Ｃの第５ホールｈ５もパワーユニット１０の内部に露出されない。したがって、第１ポペット４２Ｃは、ノズル４２Ｂを通じる燃料流入を遮断する。第１ポペット４２Ｃがこのような位置にあるとき、第１ポペット４２Ｃは第１位置にあるという。

このとき、第２締結部２２の第２ポペット５２Ｄは、第２ポペット５２Ｄは突出構造物５２Ａの上板５２Ａ１の底面と接触している。この状態で第２ポペット５２Ｄの第７ホールｈ７は露出されないので、第２ポペット５２Ｄを通じて燃料供給は行われない。第２ポペット５２Ｄがこのような状態にあるとき、第２ポペット５２Ｄは第３位置にあるという。

第２ポペット５２Ｄは、図１９に示すように、ノズル４２Ｂと圧着された状態でノズル４２Ｂに押されて、第２ポペット５２Ｄの第７ホールｈ７が第８ホールｈ８の外に露出される。そして、第１ポペット４２Ｃは第１露出誘導部である第１突出部５２Ｂおよび第２突出部５２Ｃに押されて、第５ホールｈ５が貫通ホールｈ６６の外に露出される。第１ポペット４２Ｃがこのような状態にあるとき、第１ポペット４２Ｃは第２位置にあるという。第２ポペット５２Ｄが第１締結部１２の第２露出誘導部、例えば、ノズル４２Ｂに押されて、第７ホールｈ７が第８ホールｈ８の外に露出されて第２ポペット５２Ｄの燃料供給路が露出された状態にあるとき、第２ポペット５２Ｄは第４位置にあるという。

このような締結過程で、第１ポペット４２Ｃは第１露出誘導部により第１位置から第２位置に移動し、第２ポペット５２Ｄは第２露出誘導部により第３位置から第４位置に移動する。

第１ポペット４２Ｃが第１位置から第２位置に移動すると、ノズル４２Ｂと第１ポペット４２Ｃとの間の間隔ができて、ノズル４２Ｂと第１ポペット４２Ｃとの間に空間ＩＡＩＣが形成される。これにより、ノズル４２Ｂの燃料供給路の第１ポペット４２Ｃと対向する部分は空間ＩＡＩＣに露出される。第１ポペット４２Ｃが第２位置に到達すると、第１〜第３グルーブＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３とそれに対応する第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２、そして補助キーＳＫ１とは結合が完了する。

第１ポペット４２Ｃが第２位置にあり、第２ポペット５２Ｄが第４位置にあるとき、カートリッジ２０の燃料は、矢印に沿って第７ホールｈ７、第６ホールｈ６、ノズル４２Ｂ、第１ポペット４２Ｃが押されて形成された空間ＩＡ１Ｃ、第１ポペット４２Ｃの第４ホールｈ４および第５ホールｈ５を経由してパワーユニット１０に供給される。このように燃料が供給されるとき、空間ＩＡＣ１に満たされる燃料の漏れは、第１グルーブＧ１に収容されたＯリングＯＲ１により防止できる。パワーユニット１０とカートリッジ２０との締結解除過程は、図１９に示す状態から図１６に示す状態へと進む。締結解除中に第１ポペット４２Ｃは第２位置から第１位置に移動する。

図２０は、図１８に示すパワーユニット１０の締結部とカートリッジ２０の締結部との締結ステップを示す斜視図であり、図２１は、図１９に示すパワーユニット１０の締結部とカートリッジ２０の締結部との締結ステップを示す斜視図である。

図２２は、第１締結部１２の正面から見た図であり、第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２に対する補助キーＳＫ１の様々な位置を示す。なお、図２２には第１締結部１２の外郭部ＰＴ２のみを示し、ノズル４２Ｂと第１ホールｈ１および第２ホールｈ２は便宜上示していない。また、図２２は、一つの補助キーＳＫ１を備える実施形態を示しているが、本発明はかかる例に限定されず、補助キーは複数から構成されてもよい。

図２２において、補助キーＳＫ１と第１固定キーＭＫ１とがなす角度は、（ａ）は４０゜、（ｂ）は７０゜、（ｃ）は１００゜、（ｄ）は２３０゜、（ｅ）は２７０゜、（ｆ）は３００゜となっている。図２２には示していないが、第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２も、補助キーＳＫ１の位置によって様々な位置に設けることができる。

第１締結部１２と第２締結部２２とが正確に締結されるためには、第１締結部１２の第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２と補助キーＳＫ１と第２締結部２２に形成された第１〜第３グルーブＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３とは互いに正確に合致されねばならない。

したがって、第１締結部１２の第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２と補助キーＳＫ１とが図２２の（ａ）に示したような配列を持つ場合、カートリッジ２０がパワーユニット１０に締結されるためには、カートリッジ２０の第２締結部２２で補助キーＳＫ１の収容のための第３グルーブＧ１３は、補助キーＳＫ１に対応する位置に、すなわち、第１グルーブＧ１１が上に位置するように、第２締結部２２を正面から見たときに第１グルーブＧ１１から逆時計回り方向に４０゜回転した位置になければならない。

このように、第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２が固定されているとき、補助キーＳＫ１の位置によってパワーユニット１０に締結されるカートリッジ２０の種類が決定される。したがって、補助キーＳＫ１の位置別に、全体的に考慮するときは第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２と補助キーＳＫ１の配列別に特定カートリッジを指定できる。したがって、補助キーＳＫ１はパワーユニット１０に締結されるカートリッジを認証する認証キーとして用いることができる。

例えば、補助キーＳＫ１と第１固定キーＭＫ１とが図２２の（ａ）に示すように配列されているとき、補助キーＳＫ１は、燃料濃度が９８±１．５ｍａｓｓ％である非加圧式カートリッジ（以下、第１カートリッジ）を認証するキーとなる。これは、言い換えれば、第１カートリッジは、図２２の（ａ）に配列された第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２と補助キーＳＫ１とを正確に収容できる３つのグルーブを備えることを意味する。

同様に、図２２の（ｂ）のように第１固定キーＭＫ１と７０゜の角をなす補助キーＳＫ１は、例えば、燃料濃度が６４．０±１．５ｍａｓｓ％である非加圧式カートリッジ（以下、第２カートリッジ）を認証するキーとして用いることができる。そして、図２２の（ｃ）の補助キーＳＫ１は、例えば、燃料濃度６１．８±１．５ｍａｓｓ％である非加圧式カートリッジ（以下、第３カートリッジ）を認証するキーとして用いることができる。また、図２２の（ｄ）の補助キーＳＫ１は、例えば、燃料濃度９８±１．５ｍａｓｓ％である加圧式カートリッジ（第４カートリッジ）を認証するキーとして用いることができる。また、図２２の（ｅ）の補助キーＳＫ１は、例えば、燃料濃度が６４．０±１．５ｍａｓｓ％である加圧式カートリッジ（以下、第５カートリッジ）を認証するキーとして用いることができる。また、図２２の（ｆ）の補助キーＳＫ１は、例えば、燃料濃度６１．８±１．５ｍａｓｓ％である加圧式カートリッジ（以下、第６カートリッジ）を認証するキーとして用いることができる。

下記表１は、図２２（ａ）〜（ｆ）の補助キーと、この補助キーを認証する対応カートリッジとをまとめたものである。

図２２において、第１固定キーＭＫ１の幅Ｃは約４．０ｍｍ以下、望ましくは、約２．２ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。そして、第２固定キー（ＭＫ２）の幅ｅは約２．５ｍｍ以下、望ましくは、約１．４ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。また、補助キーＳＫ１の幅Ｄは約２ｍｍ以下、望ましくは、約１．４ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。

図２３は、固定キーＭＫ１、ＭＫ２と補助キーＳＫ１とに対する第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２の相対的位置を示す正面図である。図２４は、図２３を矢印（ＡＡ１）方向から見た側面図である。

第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２は、図２３に示すように、第１締結部１２の外郭部ＰＴ２の表面に、中空部分に対して対称となるように設けられ、第１固定キーＭＫ１および第２固定キーＭＫ２の間にそれぞれ位置する。第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２は同一線上に位置する。第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２を結ぶ線と第１固定キーＭＫ１とがなす角ｇ２は、時計回り方向に測定したとき、約１５０゜である。第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２の外郭部ＰＴ２の円周に沿って測定した長さを幅としたとき、第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２の幅ｅ２は約３ｍｍ以下、望ましくは、約１．７６ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。また、第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２の第１円弧ｆ２を作る円の直径は約５ｍｍ以下、望ましくは、約３．９７ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。

図２４を参照すれば、外郭部ＰＴ２の先端から第１リテンションキーＰ１または第２リテンションキーＰ２までの最短距離ａ２は約７ｍｍ以下、望ましくは、約４．３５ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。そして、外郭部ＰＴ２の先端から第１リテンションキーＰ１または第２リテンションキーＰ２の下側境界までの距離ｂ２は約８ｍｍ以下、望ましくは、約５．４５ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。また、第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２の最大厚さｄ２は約１ｍｍ以下、望ましくは、約０．２７ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。また、第１リテンションキーＰ１および第２リテンションキーＰ２の第２円弧ｃ２を作る円の直径は約２ｍｍ以下、望ましくは、約０．７０ｍｍ（±０．０１ｍｍ）であるのがよい。

以上、本発明の実施形態によれば、カートリッジからパワーユニットへの燃料供給は、カートリッジ締結部のポペットに形成されたホールとパワーユニット側ノズルとが完全に密封圧着された後に開始される。そして、ポペットとノズルとの締結解除は、燃料供給が遮断された後に開始される。したがって、パワーユニットにカートリッジを脱着する過程での燃料漏れを防止または最小化できる。

また、パワーユニットの締結部に備えられた固定キーと補助キー配列形態、特に補助キーの位置により、締結部に締結できるカートリッジを特定する。このように補助キーを特定カートリッジ選別キーとして使用することによって、パワーユニットの締結部に不適切なカートリッジが締結されることを防止し、操作安定性を高めることができる。

さらに、パワーユニットの締結部にパワーユニットとカートリッジとの締結状態を堅く維持するリテンションキーを備えることにより、締結安定性を高めることができる。カートリッジからパワーユニットへの燃料供給は、カートリッジ締結部のポペットに形成された第６ホールとパワーユニット側締結部のノズルとが完全に密封圧着された後に開始される。そして、ポペットとノズルとの締結解除は、燃料供給が遮断された後に開始される。したがって、パワーユニットにカートリッジを脱着する過程での燃料漏れを防止または最小化できる。また、パワーユニットの締結部に備えられた固定キーおよび補助キーの配列形態、特に補助キーの位置は締結部に締結できるカートリッジを特定する。このように補助キーを特定カートリッジ選別キーとして使用することによって、締結部に不適切なカートリッジが締結されることを防止して操作安定性を高めることができる。また、パワーユニットの締結部にパワーユニットとカートリッジとの締結状態を堅く維持するリテンションキーを備えていて締結安定性を高めることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ パワーユニット
１２ 第１締結部
２０ カートリッジ
２２ 第２締結部
１００ 電子機器
Ｓ 燃料電池システム

Claims (10)

1. パワーユニットと当該パワーユニットに締結される燃料カートリッジとを備える燃料電池システムにおいて、
   前記パワーユニットは、
   前記燃料カートリッジから燃料を供給されるノズルと、
   前記ノズルの燃料流入路を遮断する第１位置と前記燃料流入路を露出させる第２位置との間を移動可能に設けられる第１ポペットと、
   を備え、
   前記燃料カートリッジは、
   前記ノズルに燃料を供給する燃料供給路と、
   前記パワーユニットと前記燃料カートリッジとの締結時に前記第１ポペットを前記第１位置から前記第２位置に移動させる第１露出誘導部と、
   を備える、燃料電池システム。
2. 前記燃料カートリッジは、
   前記燃料供給路を遮断する第３位置と前記燃料供給路を露出させる第４位置との間を移動可能に設けられる第２ポペットをさらに備え、
   前記パワーユニットは、
   前記パワーユニットと前記燃料カートリッジとの締結時に前記燃料カートリッジの前記第２ポペットを前記第３位置から前記第４位置に移動させる第２露出誘導部を備える、請求項１に記載の燃料電池システム。
3. 前記パワーユニットは、前記燃料カートリッジと締結される第１締結部を備え、
   前記第１締結部は、
   前記燃料カートリッジを選別するための選別キーと、
   前記ノズルを取り囲む外郭部をさらに備え、
   前記第１締結部のノズルの先端は、前記選別キーと前記外郭部の先端との間に位置する、請求項１または２に記載の燃料電池システム。
4. 前記第１締結部の選別キーは、
   前記燃料カートリッジと前記パワーユニットとが締結されて、前記ノズルが前記燃料カートリッジから燃料を供給される前に選別が完了する位置に設けられる、請求項３に記載の燃料電池システム。
5. 前記第１締結部の選別キーは、前記第１締結部の外郭部の外周面に形成される、請求項３または４に記載の燃料電池システム。
6. 前記第１締結部の選別キーは、
   第１固定キーと、
   前記第１固定キーに対して位置が固定された第２固定キーと、
   前記第１固定キーと前記第２固定キーとの間に位置する補助キーと、
   を備える、請求項３〜５のいずれかに記載の燃料電池システム。
7. 前記ノズルの内径は、０．７９〜０．８１ｍｍである、請求項１〜６のいずれかに記載の燃料電池システム。
8. 前記第１締結部の選別キーは、前記外郭部の先端から後方に向かって４．５９〜４．６１ｍｍの位置に存在する、請求項３に記載の燃料電池システム。
9. 前記ノズルは、
   前記燃料カートリッジと前記パワーユニットとの締結時に、前記第１位置から前記第２位置に移動するポペットおよび流路を形成する、請求項１〜８のいずれかに記載の燃料電池システム。
10. 前記燃料カートリッジは、前記パワーユニットと締結される第２締結部を備え、
    前記第２締結部は、前記第１締結部の外郭部が挿入される内周面部を備え、
    前記内周面部に前記第１締結部の選別キーを収容する溝が形成される、請求項３に記載の燃料電池システム。
    

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