JP2015118747A - カプラー、供給体及び燃料カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、液体燃料の移動を容易に行うことが可能なカプラー、供給体及び燃料カートリッジを提供すること。
【解決手段】カプラー１は、燃料電池２に設けられる接続体６と、燃料カートリッジ３に設けられる被接続体７を備え、被接続体７は、円筒状に形成され、一方の端部に接続体６の第１接続口２１と接続可能な第２接続口７１を有し、その内部に燃料の流路Ｆ２及び空気の流路Ｇを形成する第２外郭部材５１、第２外郭部材５１内に設けられ、燃料の流路Ｆ２及び空気の流路Ｇを閉塞し、且つ、第１接続口２１及び第２接続口７１の接続時に接続体６の１弁体１２と互いに押圧して移動することで流路Ｆ２及び流路Ｇを開放する第２弁体５２、第２外郭部材５１内に配置され、第２接続口７１を閉塞する位置に第２弁体５２を付勢する第２付勢部材５４、並びに、第２外郭部材５１及び第２弁体５２とともに第２付勢部材５４を配置する空間を形成する第２支持体５３を具備する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、気体又は液体の燃料により発電を行う燃料電池及びこの燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジを接続するカプラー、燃料カートリッジに用いられる供給体及び燃料カートリッジに関する。

現在、電子機器に、液体燃料により発電が可能な燃料電池を用いる技術が知られている。このような電子機器に用いられる燃料電池は、電子機器の運転や使用によって液体燃料を消費しても、燃料カートリッジによって液体燃料を供給することで、繰り返し発電することが可能に形成されている。

また、燃料電池への燃料の供給を行うために、燃料電池及び燃料カートリッジにそれぞれカプラーを設け、当該カプラー同士を係合させることで、燃料の供給を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、このようなカプラーとして、内部に開閉弁を有する円筒状の受給口が燃料電池に設けられ、受給口に挿入可能な、内部に開閉弁を有する円柱状の供給口が燃料カートリッジに設けられる。

燃料電池及び燃料カートリッジは、受給口及び供給口を接続することで、受給口及び供給口に設けられた開閉弁が開状態となり、燃料カートリッジから燃料電池に燃料が供給される。

特開２００７−５７００７号公報

上述したカプラーを用いた燃料電池及び燃料カートリッジでは、以下の問題があった。即ち、上述したカプラーは、液体燃料を供給する場合に、供給側の燃料カートリッジから液体燃料が流れることで、燃料電池に燃料が供給される。このとき、燃料カートリッジは、その内部に貯留された液体燃料が燃料電池に移動するため、燃料カートリッジ内の圧力が低下し、結果、燃料カートリッジから燃料電池への液体燃料の移動が滞る虞がある。

このため、燃料カートリッジは、その低下した内圧を大気圧とするための開放弁を設ける構成や、燃料カートリッジ内に燃料を貯留させる柔軟性又は可撓性を有する内容器を設け、内容器を加圧して燃料を押し出すための加圧手段を設けることが必要となる。このため、燃料カートリッジの構成が複雑となり、燃料カートリッジの製造コストが増加する、という問題があった。また、燃料カートリッジ内が陰圧となることを防止するために、開放弁を操作する構成では、操作や加圧を行う工程が必要となり、液体燃料を短時間で容易に移動させることが困難である、という問題があった。

そこで本発明は、簡単な構成で、液体燃料の移動を容易に行うことが可能なカプラー、供給体及び燃料カートリッジを提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明のカプラー、供給体及び燃料カートリッジは、次のように構成されている。

本発明の一態様として、カプラーは、円筒状に形成され、その一方の端部に形成された第１接続口を有し、その内部に燃料の流路を形成する第１外郭部材、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１接続口を閉塞するとともに、移動することで前記燃料の流路を開放する第１弁体、前記第１弁体の端面に支持されて前記第１外郭部材内に配置され、前記第１接続口を閉塞する位置に前記第１弁体を付勢する第１付勢部材、並びに、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１付勢部材を支持するとともに、前記第１弁体の移動の案内及び前記第１弁体の移動量を規制する第１支持体を具備する、燃料電池に設けられる接続体と、円筒状に形成され、その一方の端部に前記第１接続口と接続可能な第２接続口を有し、その内部に燃料の流路及び外気と連続する空気の流路を形成する第２外郭部材、前記第２外郭部材内に設けられ、前記燃料の流路及び前記空気の流路を閉塞するとともに、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に前記第１弁体と当接して前記第１弁体と互いに押圧して移動することで前記燃料の流路及び前記空気の流路を開放する第２弁体、前記第２弁体の端面に支持されて前記第２外郭部材内に配置され、前記第２接続口を閉塞する位置に前記第２弁体を付勢する第２付勢部材、並びに、前記第２外郭部材及び前記第２弁体とともに前記第２付勢部材を配置する空間を形成し、且つ、前記第２弁体の移動の案内及び前記移動量を規制する第２支持体を具備する、燃料カートリッジに設けられる被接続体と、を備える。

本発明の一態様として、供給体は、円筒状に形成され、その一方の端部に形成された第１接続口を有し、その内部に燃料の流路を形成する第１外郭部材、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１接続口を閉塞するとともに、移動することで前記燃料の流路を開放する第１弁体、前記第１弁体の端面に支持されて前記第１外郭部材内に配置され、前記第１接続口を閉塞する位置に前記第１弁体を付勢する第１付勢部材、並びに、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１付勢部材を支持するとともに、前記第１弁体の移動の案内及び前記第１弁体の移動量を規制する第１支持体を具備する、燃料電池に設けられる受給体に接続される、燃料カートリッジに設けられる供給体であって、円筒状に形成され、その一方の端部に前記第１接続口と接続可能な第２接続口を有し、その内部に燃料の流路及び外気と連続する空気の流路を形成する第２外郭部材と、前記第２外郭部材内に設けられ、前記燃料の流路及び前記空気の流路を閉塞するとともに、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に前記第１弁体と当接して前記第１弁体と互いに押圧して移動することで前記燃料の流路及び前記空気の流路を開放する第２弁体と、前記第２弁体の端面に支持されて前記第２外郭部材内に配置され、前記第２接続口を閉塞する位置に前記第２弁体を付勢する第２付勢部材と、前記第２外郭部材及び前記第２弁体とともに前記第２付勢部材を配置する空間を形成し、且つ、前記第２弁体の移動の案内及び前記移動量を規制する第２支持体と、を備える。

本発明の一態様として、燃料カートリッジは、円筒状に形成され、その一方の端部に形成された第１接続口を有し、その内部に燃料の流路を形成する第１外郭部材、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１接続口を閉塞するとともに、移動することで前記燃料の流路を開放する第１弁体、前記第１弁体の端面に支持されて前記第１外郭部材内に配置され、前記第１接続口を閉塞する位置に前記第１弁体を付勢する第１付勢部材、並びに、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１付勢部材を支持するとともに、前記第１弁体の移動の案内及び前記第１弁体の移動量を規制する第１支持体を具備する受給体を備える燃料電池に接続される燃料カートリッジであって、液体燃料を貯留するカートリッジ本体と、円筒状に形成され、その一方の端部に前記第１接続口と接続可能な第２接続口を有し、その内部に燃料の流路及び外気と連続する空気の流路を形成する第２外郭部材、前記第２外郭部材内に設けられ、前記燃料の流路及び前記空気の流路を閉塞するとともに、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に前記第１弁体と当接して前記第１弁体と互いに押圧して移動することで前記燃料の流路及び前記空気の流路を開放する第２弁体、前記第２弁体の端面に支持されて前記第２外郭部材内に配置され、前記第２接続口を閉塞する位置に前記第２弁体を付勢する第２付勢部材、並びに、前記第２外郭部材及び前記第２弁体とともに前記第２付勢部材を配置する空間を形成し、且つ、前記第２弁体の移動の案内及び前記移動量を規制する第２支持体を具備し、前記カートリッジ本体に設けられる供給体と、備える。

本発明によれば、簡単な構成で、液体燃料の移動を容易に行うことが可能なカプラー、供給体及び燃料カートリッジを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係るカプラーを用いた燃料電池及び燃料カートリッジの構成を模式的に示す説明図。 同カプラーの構成を示す断面図。 同燃料電池に用いられるカプラーの構成を示す断面図。 同燃料カートリッジの構成を示す断面図。 同燃料カートリッジに用いられるカプラーの構成を示す断面図。

以下、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池２及び燃料カートリッジ３、並びに、これら燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１の構成を、図１乃至図５を用いて説明する。

図１は本発明の第１の実施形態に係る電子機器４に設けられた燃料電池２及び燃料カートリッジ３に設けられたカプラー１の構成を模式的に示す説明図、図２は燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１の構成を示す断面図、図３は燃料電池２に用いられるカプラー１の受給体６の構成を示す断面図、図４は燃料カートリッジ３の構成を模式的に示す断面図、図５は燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１の供給体７の構成を示す断面図である。なお、図２中、矢印Ｆ１，Ｆ２は燃料の流路及びその流れ方向を、矢印Ｇは空気の流路及びその流れ方向を、それぞれ示す。

図１及び図２に示すように、カプラー１は、電子機器４に用いられる燃料電池２、及び、燃料Ｒを貯留し、且つ、燃料電池２に供給する燃料カートリッジ３に設けられる。カプラー１は、燃料電池２及び燃料カートリッジ３を接続可能に形成されている。

具体的には、図１乃至図５に示すように、カプラー１は、燃料電池２に設けられた受給体６と、燃料カートリッジ３に設けられた供給体７と、から成る。カプラー１は、受給体６及び供給体７が接続することで、燃料カートリッジ３に貯留された燃料Ｒを燃料電池２に供給可能に形成されている。

受給体６及び供給体７は、一方が接続体を構成し、他方が被接続体を構成する。本実施形態においては、受給体６を接続体とし、供給体７を被接続体として説明する。

燃料電池２は、ノートパソコン等の電子機器４に設けられる。燃料電池２は、起電部である燃料電池セル２Ａと、燃料ポンプ２Ｂと、燃料ポンプ２Ｂに接続され、燃料カートリッジ３に貯留する液体燃料を、供給体７を介して受給する受給体６と、を備えている。

燃料電池２は、燃料電池セル２Ａでの起電に用いる燃料Ｒとして、液体燃料であるメタノールが用いられる。このメタノールは、電子機器４及び燃料電池２の性能等に応じて、その濃度及び種類等が異なるものが用いられる。

燃料カートリッジ３は、単体で持ち運び可能に形成されている。図４に示すように、燃料カートリッジ３は、燃料Ｒを貯留する貯留部であるカートリッジ本体３ａと、カートリッジ本体３ａに設けられ、受給体６に燃料Ｒを供給する供給体７と、を備えている。

燃料カートリッジ３は、燃料Ｒを加圧しないで貯留する非加圧式のカートリッジ本体３ａが用いられる。カートリッジ本体３ａは、例えば、１０ｃｃ乃至１００ｃｃの容量を有する樹脂材料で形成されたタンクである。

カートリッジ本体３ａは、円筒状の外郭体８と、外郭体８の一端に設けられ、一部に開口部９ａが形成された開口蓋９と、外郭体８の他端を閉塞する閉塞蓋１０と、を備えている。外郭体８は、接着、熱溶着又は嵌合により、開口蓋９及び閉塞蓋１０が液密に固定される。外郭体８は、開口蓋９が設けられる一端側の内周面の一部に、開口蓋９の位置合わせを行う第１凸部８ａを備えている。外郭体８は、閉塞蓋１０が設けられる他端側の内周面の一部に、供給体７の後述するエアチューブ５９を嵌合固定可能な孔部８ｃが形成された第２凸部８ｂを備えている。

開口蓋９は、開口部９ａに供給体７を固定可能に形成されている。開口蓋９は、その外周面の一部に、第１凸部８ａと係合する第１溝９ｂが形成されている。また、開口蓋９は、開口部９ａの外面側の縁部の一部に設けられた、供給体７の一部と係合する第１突起部９ｃと、開口部９ａの内面側の縁部の一部に設けられた、供給体７の一部と係合する第２突起部９ｄと、を備えている。閉塞蓋１０は、円盤状に形成される。このようなカートリッジ本体３ａは、例えば、供給体７が固定された開口蓋９を外郭体８に固定後、燃料Ｒを充填し、その後に、閉塞蓋１０を外郭体８に固定することで形成される。

図２及び図３に示すように、受給体６は、第１外郭部材１１と、第１可動体１２と、第１支持体１３と、第１付勢部材１４と、第１密封部材１５と、第１案内部材１６と、第１燃料供給チューブ１７と、を備えている。

受給体６は、弁体である第１可動体（第１弁体）１２が往復動することで燃料の流路Ｆ１が開閉する開閉弁である。受給体６は、図２中矢印Ｆ１で示されるように、第１外郭部材１１内に燃料の流路Ｆ１が形成され、当該流路が第１燃料供給チューブ１７を介して燃料ポンプ２Ｂと連通する。受給体６は、供給体７から第１外郭部材１１内に供給された燃料を第１外郭部材１１内の流路Ｆ１及び燃料ポンプ２Ｂを介して燃料電池セル２Ａに供給する。

受給体６は、第１外郭部材１１、第１可動体１２、第１支持体１３、第１密封部材１５及び第１案内部材１６が、樹脂材料により形成されている。また、受給体６は、第１付勢部材１４が、金属材料、例えばステンレス鋼材により形成されている。

第１外郭部材１１、第１可動体１２、第１支持体１３及び第１案内部材１６は、熱硬化性樹脂材料、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が用いられる。

第１密封部材１５及び第１燃料供給チューブ１７は、弾性変形可能な樹脂材料、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴＥ、ＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）若しくはクロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴム系の樹脂材料、又は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）若しくはテフロン（登録商標）等の合成樹脂系の樹脂材料が用いられる。

第１外郭部材１１は、円筒状に形成される。第１外郭部材１１は、燃料電池２の一部に固定され、燃料ポンプ２Ｂに接続されている。具体的には、第１外郭部材１１は、第１シリンダ部１８と、第１固定部１９と、を備えている。第１外郭部材１１は、第１シリンダ部１８及び第１固定部１９に、第１支持体１３を固定可能に形成されている。

第１シリンダ部１８は、円筒状であって、その内部に、往復動する第１可動体１２を収納可能に形成されている。第１シリンダ部１８は、第１支持体１３の一部を挿通するとともに、第１支持体１３を固定可能に形成されている。

具体的には、第１シリンダ部１８は、供給体７の一部と係合可能な接続口である受給口（第１接続口）２１と、その内部に第１可動体１２、第１支持体１３の一部、第１付勢部材１４、及び、第１密封部材１５を収納する第１収納部２２と、を備えている。

第１シリンダ部１８は、受給口２１及び第１収納部２２が一体に形成される。第１シリンダ部１８は、受給口２１及び第１収納部２２間に、第１可動体１２の一部が出没可能な開口である第１口部２３が形成された仕切部２４を備えている。

換言すると、第１シリンダ部１８は、円筒状に形成されるとともに、その一方の端部側の内周面に、第１口部２３を有する円環状の仕切部２４が設けられる。第１シリンダ部１８は、この仕切部２４を挟んで一方に受給口２１が、他方に第１収納部２２が形成される。

受給口２１は、その内径が後述する供給体７の供給口７１の先端の外径と略同一に形成され、供給口７１が仕切部２４と当接するまで挿入可能に形成されている。

第１収納部２２は、その内部に、第１可動体１２及び第１密封部材１５を配置可能に形成されている。また、第１収納部２２は、その内周面の一部に、第１密封部材１５と当接する第１当接部２２ａを備えている。

第１収納部２２は、その内径が、第１可動体１２の外径よりも大径に形成されている。第１収納部２２は、その内周面と第１可動体１２の外周面との隙間によって、液体燃料の流路Ｆ１を形成する。また、第１収納部２２は、仕切部２４が形成された端部とは他方の端部に、第１固定部１９を固定する第１被固定部２２ｂと、第１支持体１３を固定する第２被固定部２２ｃと、を備えている。

第１当接部２２ａは、例えば、第１収納部２２の仕切部２４に隣接する内周面が他部よりも小径に形成されることで構成された、第１収納部２２の小径部である。第１当接部２２ａは、第１密封部材１５が当接することで、第１収納部２２及び第１可動体１２間を密封するとともに、第１密封部材１５が離間することで、第１収納部２２及び第１可動体１２間を非密封とする。より具体的には、第１当接部２２ａは、第１密封部材１５の後述する第１シール部材４８と離接することで、第１可動体１２の外周面及び第１収納部２２の内周面間の流路Ｆ１を開閉する。

第１被固定部２２ｂは、例えば、第１収納部２２の外周面に形成された雄ねじである。第２被固定部２２ｃは、例えば、第１収納部２２の内周面に形成された雌ねじである。

第１固定部１９は、燃料電池２の一部、例えば、燃料ポンプ２Ｂの外郭体の一部に一体に設けられる。第１固定部１９は、第１被固定部２２ｂと係合可能に形成された雌ねじ１９ａがその内周面に形成された円筒状の凹部であって、その底面に、第１燃料供給チューブ１７を挿入可能な孔部１９ｂを備えている。

第１可動体１２は、同軸上に異なる複数の径で形成された円柱状の部材であって、受給口２１及び第１収納部２２内に、その軸心方向に沿って往復動可能に配置される。具体的には、第１可動体１２は、その一端側から他端側に向かって第１先端部３１、第１中央部３２及び第１後端部３３を備えている。

第１先端部３１は、その外径が第１口部２３の内径よりも小さく形成されており、第１口部２３に挿通可能に形成されている。第１先端部３１は、受給口２１に供給体７が接続されたときに、供給体７の後述する第２可動体５２と当接し、且つ、互いに押圧可能な長さで、その先端が仕切部２４の受給口２１側の主面から突出する。

第１中央部３２は、その一方の端部が第１先端部３１に一体に形成される。第１中央部３２は、その外径が、第１先端部３１よりも大径であって、且つ、第１収納部２２及び第１当接部２２ａの内径よりも小径に形成される。第１中央部３２は、その端面が仕切部２４の第１収納部２２側の主面に当接可能に形成される。第１中央部３２は、その端面が仕切部２４の主面に当接したときに、第１当接部２２ａの端面と当接する、第１密封部材１５を配置可能に形成されたシール溝３２ａを、その外周面に備えている。

第１後端部３３は、第１中央部３２の他方の端部に一体に形成され、その端面が第１付勢部材１４の座面を成す。第１後端部３３は、その外径が、第１中央部３２よりも大径であって、且つ、第１収納部２２の内径よりも小径に形成されている。第１後端部３３は、その中心に形成された第１支持体１３の一部を挿通可能な円柱状の第１案内孔３３ａと、その外周面に形成され、第１案内孔３３ａと連通する第１連通孔３３ｂと、を備えている。また、第１後端部３３は、その外周面に第１密封部材１５を配置するシール溝３３ｃを備えている。

第１案内孔３３ａは、第１支持体１３の一部を挿入可能に形成されている。第１案内孔３３ａは、その長さが、第１可動体１２の移動距離及び挿入される第１支持体１３の一部の長さの和と同等か、又は、当該和よりも若干長めに形成されている。第１連通孔３３ｂは、シール溝３３ｃよりも第１中央部３２側に配置される。即ち、第１連通孔３３ｂは、第１中央部３２のシール溝３２ａ及び第１後端部３３のシール溝３３ｃ間に配置される。

第１支持体１３は、同軸上に異なる径で形成された円柱状の部材であって、第２被固定部２２ｃに固定可能に形成されている。具体的には、第１支持体１３は、その一端側から他端側に向かって第１案内部４１、第２固定部４２及び第１規制部４３を備えている。また、第１支持体１３は、その内部に、第１案内孔３３ａ及び第１連通孔３３ｂと連通する第２連通孔４５と、第１燃料供給チューブ１７と嵌合可能な円筒状の挿入部４６と、を備えている。

第１案内部４１は、その外径が第１案内孔３３ａの内径と略同一径に形成されている。第１案内部４１は、第１案内孔３３ａに挿通可能、且つ、第１案内孔３３ａと摺接可能に形成されている。第１案内部４１は、第１案内孔３３ａに挿通されることで、第１可動体１２を第１案内部４１の軸心に沿って移動可能に案内する。

第２固定部４２は、円柱状に形成されるとともに、その端面が第１付勢部材１４の座面を成す。第２固定部４２は、その外周面に雄ねじ部４２ａが形成されており、第２被固定部２２ｃと螺合することで、第２被固定部２２ｃに固定可能に形成されている。

第１規制部４３は、その端面が、第１シリンダ部１８の端面と当接することで、第２被固定部２２ｃと螺合する第２固定部４２の移動量を規制可能に形成されている。

第１付勢部材１４は、第１案内部４１が挿通されるとともに、第１後端部３３の座面及び第２固定部４２の座面に支持される、所謂コイルバネである。第１付勢部材１４は、第１可動体１２を、第１中央部３２の端面が仕切部２４の主面と当接する方向に常時付勢する。第１付勢部材１４は、第１シリンダ部１８の第１収納部２２、第１可動体１２及び第１支持体１３により形成されるとともに、これらが密着することで液密に密封された空間に配置される。

第１密封部材１５は、第１中央部３２のシール溝３２ａに設けられる第１シール部材４８と、第１後端部３３のシール溝３３ｃに設けられる第２シール部材４９と、を備えている。第１シール部材４８は、第１当接部２２ａ及び第１中央部３２のシール溝３２ａと当接することで、第１収納部２２の内周面及び第１可動体１２の外周面の隙間の流路Ｆ１を閉塞可能に形成されている。第２シール部材４９は、第１収納部２２及び第１後端部３３のシール溝３３ｃと当接することで、第１収納部２２の内周面及び第１可動体１２の外周面の隙間に形成される第１連通孔３３ｂの二次側（第１支持体１３側）の流路Ｆ１を常時閉塞可能に形成されている。

第１案内部材１６は、所謂キーロックリングである。第１案内部材１６は、受給口２１の外周面に固定される。第１案内部材１６は、円筒状に形成され、その内周面の一部であって、例えばその開口端側にキー１６ａを備えている。

このように構成された受給体６は、第１当接部２２ａから第１シール部材４８が離間することで、仕切部２４の第１口部２３の内周面及び第１先端部３１間の隙間、第１当接部２２ａの内周面及び第１中央部３２の外周面の隙間、第１収納部２２の内周面及び第１後端部３３の外周面間の隙間、第１連通孔３３ｂ、第１案内孔３３ａ、第１支持体１３の第２連通孔４５並びに挿入部４６に固定された第１燃料供給チューブ１７により順路が形成された液体燃料の流路Ｆ１が形成される。

図２、図４及び図５に示すように、供給体７は、第２外郭部材５１と、第２可動体５２と、第２支持体５３と、第２付勢部材５４と、第２密封部材５５と、被覆部材５６と、袋ナット５７と、第２燃料供給チューブ５８と、エアチューブ５９と、を備えている。

供給体７は、弁体である第２可動体（第２弁体）５２が往復動することで燃料の流路Ｆ２が開閉する開閉弁である。供給体７は、第２外郭部材５１内に燃料の流路Ｆ２が形成され、当該流路Ｆ２がカートリッジ本体３ａと連通する。供給体７は、カートリッジ本体３ａの燃料を第２外郭部材５１内の流路Ｆ２を介して受給体６に供給する。

供給体７は、第２外郭部材５１、第２可動体５２、第２支持体５３、第２密封部材５５、被覆部材５６、袋ナット５７、第２燃料供給チューブ５８及びエアチューブ５９が、樹脂材料により形成されている。また、供給体７は、第２付勢部材５４が、金属材料、例えばステンレス鋼材により形成されている。

第２外郭部材５１、第２可動体５２、第２支持体５３、被覆部材５６、袋ナット５７及び第２燃料供給チューブ５８は、熱硬化性樹脂材料、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等が用いられる。

第２密封部材５５及びエアチューブ５９は、弾性変形可能な樹脂材料、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴＥ、ＰＤＭ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）若しくはクロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴム系の樹脂材料、又は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、軟質塩化ビニル（ＰＶＣ）、ナイロン（ＰＡ）、ポリウレタン（ＰＵ）若しくはテフロン（登録商標）等の合成樹脂系の樹脂材料が用いられる。

第２外郭部材５１は、異なる複数の外径及び内径を有する円筒状に形成され、その一部が被覆部材５６内に固定される。第２外郭部材５１は、第２シリンダ部６１及び第３被固定部６２を備えている。第２外郭部材５１は、第３被固定部６２が第２支持体５３及び被覆部材５６に挟持されることによって、被覆部材５６に固定可能に形成されている。

第２シリンダ部６１は、円筒状であって、その内部に、往復動する第２可動体５２の一部を収納可能に形成される。具体的には、第２シリンダ部６１は、受給体６の受給口２１と係合可能な接続口である供給口（第２接続口）７１と、その内部に第２可動体５２の一部を収納する第２収納部７２と、を備えている。第２シリンダ部６１は、供給口７１及び第２収納部７２が一体に形成されている。

供給口７１は、第２収納部７２と連通し、第２収納部７２に収納された第２可動体５２の一部を往復動可能にする開口である第２口部７３を有している。供給口７１は、受給口２１に挿入可能に、その外径が受給口２１の内径と略同一に形成されている。供給口７１は、第１可動体１２の第１先端部３１及び第２可動体５２の一部を挿通可能な第２口部７３を有する円筒形状に形成されている。

具体的には、供給口７１は、受給口２１の外径よりも若干小径の円筒形状に形成されている。また、供給口７１は、その外周面に設けられ、受給口２１の内周面と当接するシール部７１ａを備えている。

シール部７１ａは、断面視で半円状の環状の突起であり、供給口７１の外周面に円環状に一体に設けられる。シール部７１ａは、供給口７１が受給口２１に挿入された場合に、一部弾性変形することで、供給口７１及び受給口２１の隙間を密閉する。

第２収納部７２は、その内部に、第２可動体５２及び第２密封部材５５を配置可能に形成されている。また、第２収納部７２は、その内周面の一部に、第２密封部材５５と当接する第２当接部７２ａを備えている。

また、第２収納部７２は、その外周面の一部に、その軸心方向に延設され、キー１６ａを通過可能な第１溝部（キー溝）７２ｂと、第２収納部７２の第３被固定部６２に隣接する外周面に形成され、キー１６ａを周方向に移動可能な、円弧状の第２溝部（キー溝）７２ｃと、を備えている。第２溝部７２ｃは、供給体７を回動することで、第１溝部７２ｂから挿入されたキー１６ａが挿入されるとともに、キー１６ａと係合可能に形成されている。このような、第１溝部７２ｂ及び第２溝部７２ｃは、第１案内部材１６と係合する第２案内部材を構成する。

第２収納部７２は、その内径が、第２可動体５２の外径よりも大径に形成されている。第２収納部７２は、その内周面と第２可動体５２の外周面との隙間によって、液体燃料の流路Ｆ２を形成する。また、第２収納部７２は、供給口７１が形成された端部とは他方の端部に、第３被固定部６２が一体に形成される。第２収納部７２は、第３被固定部６２と隣接する壁部の一部に、外部に露出する外気取入孔７２ｄを有している。

第２当接部７２ａは、例えば、第２収納部７２の供給口７１に隣接する内周面が他部よりも小径に形成されることで構成された、第２収納部７２の小径部である。第２当接部７２ａは、第２密封部材５５が当接することで、第２収納部７２及び第２可動体５２間を密封するとともに、第２密封部材５５が離間することで、第２収納部７２及び第２可動体５２間を非密封とする。より具体的には、第２当接部７２ａは、第２密封部材５５の後述する第３シール部材９１と離接することで、第２可動体５２の外周面及び第２収納部７２の内周面間の流路Ｆ２を開閉する。

第３被固定部６２は、その外径が、第２シリンダ部６１の外径よりも大径に形成されている。第３被固定部６２は、その一方の端部が第２シリンダ部６１と一体に形成され、且つ、その他方の端部が開口する円筒状に形成される。第３被固定部６２は、一方の端部が、被覆部材５６の端部と軸心方向で当接可能に形成されている。

第３被固定部６２は、その内部に、往復動する第２可動体５２の他部及び第２付勢部材５４を収納可能に形成されている。具体的には、第３被固定部６２は、その内径が、第２可動体５２及び第２付勢部材５４の外径よりも大径に形成されている。第３被固定部６２は、その端面が第２支持体５３と当接可能に形成されている。

第３被固定部６２は、その外周面の一部に、軸心方向に延設された第３溝部６２ａと、第３溝部６２ａと連通する第３連通孔６２ｂと、その外周面の一部に設けられ、軸心方向に延設された、回転を規制する面部６２ｃと、を備えている。

第３溝部６２ａは、第３被固定部６２の第３連通孔６２ｂから第３被固定部６２の他方の端部まで形成される。第３連通孔６２ｂは、第３被固定部６２の一方の端部側に設けられる。即ち、第３連通孔６２ｂは、第３被固定部６２の一方の端部から若干離間する位置に配置され、且つ、第３被固定部６２の内部空間及び第３溝部６２ａ間を連通する。第３連通孔６２ｂは、第２可動体５２に設けられる第２密封部材５５の後述する第４シール部材９２及び第５シール部材９３間に位置することで、第２収納部７２の外気取入孔７２ｄと連通する。面部６２ｃは、被覆部材５６の内周面の一部と係合することで、第３被固定部６２の周方向の移動、換言すると第３被固定部６２の回転が規制される。

第２可動体５２は、同軸上に異なる径で形成された円柱状の部材であって、その軸心方向に往復動可能に、第２シリンダ部６１の供給口７１及び第２収納部７２、第３被固定部６２、並びに、第２支持体５３に配置される。具体的には、第２可動体５２は、一端側から他端側に向かって第２先端部８１、第２中央部８２及び第２後端部８３を備えている。第２可動体５２は、その中心に設けられ、第２中央部８２の中途部及び第２後端部８３の端部を連通する第４連通孔５２ａと、第４連通孔５２ａ及び第２中央部８２の外周面の一部を連通する第５連通孔５２ｂと、を備えている。

第２先端部８１は、その外径が第２口部７３の内径よりも小さく形成されており、第２口部７３に挿通可能に形成されている。第２先端部８１は、供給口７１に受給体６が接続されたときに、受給体６の第１先端部３１と当接可能、且つ、互いに押圧可能な長さに形成されている。第２先端部８１は、その先端が第２口部７３内に位置する。

第２中央部８２は、一方の端部が第２先端部８１に一体に形成された第２中央前部８４と、第２中央前部８４の端部と一端に形成された第２中央後部８５と、を備えている。

第２中央前部８４は、その外径が、第２先端部８１よりも大径であって、且つ、第２収納部７２及び第２当接部７２ａの内径よりも小径に形成される。第２中央前部８４は、その端面が第２収納部７２の端面と当接可能に形成される。第２中央前部８４は、その外周面に、その端面が第２収納部７２の端面と当接したときに、第２当接部７２ａの端面と当接する第２密封部材５５を配置するシール溝８４ａを備えている。

第２中央後部８５は、第２中央前部８４の他方の端部に一体に形成され、その端面が第２付勢部材５４の座面を成す。第２中央後部８５は、その外径が第２中央前部８４よりも大径であって、且つ、その外径が第２収納部７２の内径よりも小径に形成されている。

第２中央後部８５は、その外周面に形成され第２密封部材５５を配置する二つのシール溝８５ａ，８５ｂを備えている。

第２中央部８２は、その軸心に第４連通孔５２ａが形成されるとともに、第２中央後部８５の外周面の一部であって、且つ、第２中央前部８４のシール溝８４ａ及び当該シール溝８４ａと隣接する第２中央後部８５のシール溝８５ａ間に第５連通孔５２ｂが形成される。

第２後端部８３は、第２中央後部８５の端部に一体に形成され、その端部が第２支持体５３の後述する第２案内孔５３ａに挿入可能に形成されている。第２後端部８３は、その軸心に第４連通孔５２ａが形成される。第２後端部８３は、その外径が第２中央部８２及び第２付勢部材５４よりも小径であって、且つ、その外径が第２支持体５３の第２案内孔５３ａと同径又は第２案内孔５３ａよりも小径に形成されている。第２後端部８３は、第２支持体５３の第２案内孔５３ａに挿入される端部の外周面に、第２密封部材５５を配置可能なシール溝８３ａを備えている。

第２支持体５３は、同軸状に異なる径で形成された円筒状の部材であって、被覆部材５６に挿入可能に形成されている。具体的には、第２支持体５３は、その一端側から他端側に向かって第２規制部８７及び段差部８８を備えている。第２支持体５３は、第２規制部８７に設けられ、第２後端部８３の端部が挿入される第２案内孔５３ａと、第２案内孔５３ａを介して第４連通孔５２ａと連通する第６連通孔５３ｂと、を備えている。

第２支持体５３は、その軸心方向に沿って第２規制部８７の外周面の一部に形成され、第３被固定部６２の第３溝部６２ａと連通する第４溝部５３ｃと、段差部８８の端面と第４溝部５３ｃとを連通する第７連通孔５３ｄを有する。

第２案内孔５３ａは、第２付勢部材５４で付勢された第２可動体５２の第２後端部８３が挿入される端部の長さ及び第２可動体５２の所定の移動距離の和と同一長さに形成されている。第２案内孔５３ａは、その底面が、所定の移動距離だけ移動した第２可動体５２の第２後端部８３の端面と当接可能に形成されている。

第２案内孔５３ａは、第２可動体５２をその軸心に沿って移動可能に案内するとともに、その底面が第２後端部８３の端面と当接することで、第２可動体５２の移動量を規制可能に形成されている。第６連通孔５３ｂは、その内径が、第２燃料供給チューブ５８の外径と略同一、より具体的には第２燃料供給チューブ５８の外径よりも若干小径に形成されている。

第７連通孔５３ｄは、円柱状の開口であって、その内径がエアチューブ５９の外径と略同一、又は、エアチューブ５９の外径よりも若干小径に形成されている。

第２規制部８７は、その外周面の一部に設けられ、軸心方向に延設された、回転を規制する面部８７ａを備えている。面部８７ａは、被覆部材５６の内周面の一部と係合することで、第２支持体５３の周方向の移動を規制する。

第２支持体５３は、第２支持体５３が被覆部材５６及び袋ナット５７に固定されたときに、第２規制部８７の端面が、第２外郭部材５１の第３被固定部６２の端面と当接可能に形成されている。また、第３被固定部６２及び第２支持体５３は、面部６２ｃ，８７ａが被覆部材５６の内周面の一部と係合して配置されることで、回動が規制されるとともに、互いの位置合わせがなされる。これにより、第３被固定部６２及び第２支持体５３は、第３溝部６２ａ及び第４溝部５３ｃが連通する。

被覆部材５６は、同軸上に異なる複数の径で形成された円筒状の部材であって、その一部が開口蓋９に固定されるとともに、第２外郭部材５１の第３被固定部６２及び第２支持体５３の一部を覆う。被覆部材５６は、大径部５６ａと、大径部５６ａよりも小径に形成された小径部５６ｂと、を備えている。被覆部材５６は、大径部５６ａの開口する端部の内周面に円環状に突出する突起部５６ｃを備えている。

被覆部材５６は、その内周面の一部に、第３被固定部６２及び第２規制部８７の面部６２ｃ，８７ａと係合可能な平面状の面部５６ｄを備えている。小径部５６ｂは、その外周面に雄ねじ部５６ｅが形成されている。

大径部５６ａは、その開口する突起部５６ｃが第３被固定部６２の端面と当接可能に形成されている。また、大径部５６ａは、小径部５６ｂと隣接する端部に開口蓋９の第１突起部９ｃと係合する凹部５６ｆが形成されるとともに、当該端部が開口蓋９の端面と当接可能に形成されている。

小径部５６ｂは、開口部９ａに挿入可能に、その外径が開口蓋９の開口部９ａの内径と略同一に形成されている。

突起部５６ｃは、その内径が被覆部材５６の他の部位の内径及び第３被固定部６２の外径よりも小径であって、且つ、第２シリンダ部６１の外径と略同一又は若干大径に形成されている。

袋ナット５７は、開口部５７ａが形成された端面５７ｂを有する円筒状に形成され、その内周面に、被覆部材５６の雄ねじ部５６ｅと螺合する雌ねじ部５７ｃが形成されている。端面５７ｂに形成された開口部５７ａは、第２支持体５３の段差部８８を挿入可能に形成されている。雌ねじ部５７ｃの長さは、開口蓋９の内面から端面５７ｂと対向する第２規制部８７の端面までの長さと略同一に形成されている。また、袋ナット５７は、開口蓋９と対向する端部に、開口蓋９の第２突起部９ｄと係合することで、袋ナット５７の回転を規制する複数の凹部５７ｄが形成されている。

袋ナット５７は、第２外郭部材５１及び第２支持体５３が挿入された被覆部材５６と螺合することで、その端面５７ｂと被覆部材５６の突起部５６ｃの開口する端部とによって、第３被固定部６２及び第２規制部８７を挟持可能に形成されている。

第２付勢部材５４は、第２後端部８３に挿通されるとともに、第２中央後部８５及び第２規制部８７に支持される、所謂コイルバネである。第２付勢部材５４は、第２可動体５２を、第２中央前部８４の端面が第２収納部７２の端面と当接する方向に常時付勢する。第２付勢部材５４は、第２外郭部材５１、第２可動体５２、第２支持体５３及び被覆部材５６により形成される、燃料の流路Ｆ２から隔離された空間に配置される。第２付勢部材５４は第１付勢部材１４よりも弾性係数（ばね常数）が大きく形成されている。

第２密封部材５５は、第２中央前部８４のシール溝８４ａに設けられる第３シール部材９１と、第２中央後部８５のシール溝８５ａに設けられる第４シール部材９２と、第２中央後部８５のシール溝８５ｂに設けられる第５シール部材９３と、第２後端部８３のシール溝８３ａに配置される第６シール部材９４と、を備えている。

第３シール部材９１は、第２当接部７２ａと当接することで、第２収納部７２の内周面及び第２可動体５２の外周面の隙間の流路Ｆ２を閉塞可能に形成されている。第４シール部材９２は、第２収納部７２と当接することで、第２収納部７２の内周面及び第２可動体５２の外周面の隙間に形成される流路Ｆ２であって、且つ、第５連通孔５２ｂから第２可動体５２の第２中央後部８５側に向かう流路Ｆ２を常時閉塞可能に形成されている。また、第４シール部材９２は、第２収納部７２と当接することで、第２収納部７２の内周面及び第２可動体５２の外周面の隙間の流路Ｇであって、且つ、外気取入孔７２ｄから第２中央前部８４側に向かう流路Ｇを常時閉塞可能に形成されている。

第５シール部材９３は、第２収納部７２と当接することで、第２収納部７２の内周面及び第２可動体５２の外周面の隙間に形成される、外気取入孔７２ｄから第２後端部８３側に向かう流路Ｇを常時閉塞可能、且つ、第２収納部７２の内周面及び第２可動体５２の外周面の隙間から第３連通孔６２ｂに向かう流路Ｇを開閉可能に形成されている。

このような第４シール部材９２及び第５シール部材９３は、第２付勢部材５４が配置される空間を、燃料の流路Ｆ２から隔離可能に形成されている。第６シール部材９４は、第２支持体５３の第２案内孔５３ａと当接することで、第２付勢部材５４が配置される空間を流路Ｆ２と隔離可能に形成されている。

第２燃料供給チューブ５８は、一端が第２支持体５３の第６連通孔５３ｂに嵌合されることで第２支持体５３に固定されるとともに、他端が、開口蓋９側に向かって配置される。

エアチューブ５９は、第２支持体５３の第７連通孔５３ｄ及び外郭体８の第２凸部８ｂに形成された孔部８ｃに嵌合固定される。エアチューブ５９は、第７連通孔５３ｄからカートリッジ本体３ａの閉塞蓋１０近辺へ流路Ｇを形成する。

このように構成された供給体７は、第２当接部７２ａから第３シール部材９１が離間することで、第２支持体５３に設けられた第２燃料供給チューブ５８、第２支持体５３の第２案内孔５３ａ、第４連通孔５２ａ、第５連通孔５２ｂ、第２収納部７２の内周面及び第２中央後部８５の外周面間の隙間、第２当接部７２ａの内周面及び第２中央前部８４の外周面の隙間、並びに、供給口７１の第２口部７３の内周面及び第２先端部８１の外周面の隙間により順路が形成された、カートリッジ本体３ａ内から供給口７１への液体燃料の流路Ｆ２が形成される。

また、供給体７は、第２可動体５２が移動し、第２中央後部８５に設けられた第４シール部材９２及び第５シール部材９３の間に第３連通孔６２ｂが位置することで、外気取入孔７２ｄ、第２収納部７２の内周面及び第２可動体５２の外周面の隙間の一部（第４シール部材９２及び第５シール部材９３間の隙間）、第３連通孔６２ｂ、第３溝部６２ａ、第４溝部５３ｃ及び第７連通孔５３ｄに挿入されたエアチューブ５９により順路が形成された、外気からカートリッジ本体３ａ内への空気の流路Ｇが形成される。なお、燃料の流路Ｆ２及び空気の流路Ｇは、燃料Ｒ及び空気が混合することを防止するように、第４シール部材９２、第５シール部材９３及び第６シール部材９４によって隔てられる。

次に、このように構成されたカプラー１を用いた受給体６及び供給体７の燃料の供給について説明する。
先ず、図２に示すように、受給体６の第１案内部材１６のキー１６ａ及び供給体７の第２収納部７２の第１溝部７２ｂを目視により位置合わせを行うとともに、受給体６の受給口２１に供給体７の供給口７１を挿入する。このとき、供給口７１のシール部７１ａが受給口２１の内周面と当接しながら移動して漸次変形することで、受給口２１及び供給口７１間が密閉される。さらに、受給口２１に供給口７１を挿入し、供給口７１の端面に仕切部２４の端面を当接させ、その後、受給体６を回動させて、キー１６ａを第２溝部７２ｃに挿入する。これにより、キー１６ａ及び第２溝部７２ｃが係合する。この係合により、受給体６及び供給体７を固定させる。

このとき、図２に示すように、第１可動体１２及び第２可動体５２が当接し、第１可動体１２及び第２可動体５２が互いに押圧する。

具体的に説明すると、第１付勢部材１４は第２付勢部材５４よりも弾性係数が低く形成されている。このため、受給口２１に供給口７１が挿入され、第１先端部３１及び第２先端部８１が当接すると、先ず、第１可動体１２が押し込まれる。第１可動体１２が移動することで、第１シール部材４８が第１当接部２２ａから離間し、燃料の流路Ｆ１が開放され、受給体６が開状態となる。

受給体６が開状態となり、第１可動体１２の案内孔３３ａの端部に第１支持体１３の第１案内部４１の先端部が当接し、第１可動体１２の移動が停止すると、第２可動体５２が移動し、第３シール部材９１が第２当接部７２ａから離間する。同時に、第２可動体５２の移動により、第４シール部材９２及び第５シール部材９３間に外気取入孔７２ｄが位置する。これにより、燃料の流路Ｆ２が開放されるとともに、空気の流路Ｇが開放され、供給体７が開状態となる。

受給体６及び供給体７が開状態となることで、燃料カートリッジ３のカートリッジ本体３ａから燃料の流路Ｆ２及び流路Ｆ１を順次介して燃料電池２の燃料ポンプ２Ｂへ燃料Ｒが供給される。なお、このとき、例えば、燃料カートリッジ３は、供給体７が下方に位置し、且つ、カートリッジ本体３ａが上方に位置するか又は水平に位置するように配置する。

これにより、燃料ポンプ２Ｂによって、燃料の流路Ｆ２及び流路Ｆ１を介して燃料Ｒが供給されると同時に、外気から空気の流路Ｇを介してカートリッジ本体３ａ内に供給され、カートリッジ本体３ａ内の内圧が、大気圧と同圧に維持される。カートリッジ本体３ａ内が大気圧となることで、カートリッジ本体３ａ内が陰圧となることによる燃料の滞りが発生することなく、燃料Ｒが燃料カートリッジ３から燃料電池２に供給される。

このように構成された燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１によれば、受給体６及び供給体７を係合させることで、弁体である第１可動体１２及び第２可動体５２が開状態となり、受給体６及び供給体７の燃料の流路Ｆ１，Ｆ２を介してカートリッジ本体３ａから燃料ポンプ２Ｂへ燃料Ｒを供給することが可能となる。また、燃料Ｒを供給するときに、外気からカートリッジ本体３ａ内へ空気を取り込む空気の流路Ｇが開放されることから、カートリッジ本体３ａの内圧を一定、即ち大気圧とすることが可能となる。また、カプラー１は、第１可動体１２及び第２可動体５２を開状態とすることで、燃料の流路Ｆ１，Ｆ２及び空気の流路Ｇを開放する簡単な構成でよい。このため、燃料カートリッジ３に別途カートリッジ本体３ａ内を加圧可能な構成を設ける必要がないことから、カプラー１の製造コストを増加させることがなく、結果、カートリッジ本体３ａの内圧を一定とする燃料カートリッジ３の製造コストを低減させることが可能となる。

また、第１付勢部材１４は、第１可動体１２、第１支持体１３及び第１シリンダ部１８の第１収納部２２により形成されるとともに、これら部材が密着することで液密に密封された空間に配置される。また、第２付勢部材５４は、第２外郭部材５１、第２可動体５２、第２支持体５３により燃料の流路Ｆ２から隔離された空間に配置される。

このように、金属材料で形成された第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４は、各構成によって形成される空間に配置されることで、燃料の流路Ｆ１，Ｆ２から隔離され、燃料Ｒに接触することがない。このため、カプラー１は、第１付勢部材１４及び第２付勢部材５４が燃料に接触して燃料内に金属イオンが溶出することを防止可能となる。

また、カプラー１は、開口端側にキー１６ａを備えたキーロックリングである第１案内部材１６を受給体６に設け、その軸心方向に延設され、キー１６ａを通過可能な第１溝部７２ｂ及びキー１６ａを径方向に移動可能な第２溝部７２ｃを具備する第２収納部７２を供給体７に設ける構成とする。このような構成のカプラー１によれば、接続可能な受給体６及び供給体７同士をキーロックリングによって確実に接続することが可能となり、燃料電池２に誤った燃料カートリッジを接続することを防止可能となる。これにより、カプラー１は、燃料電池２に適切に液体燃料Ｒを供給可能となり、信頼性を向上することが可能となる。

上述したように本発明の一実施形態に係る燃料電池２及び燃料カートリッジ３に用いられるカプラー１によれば、供給体７に開閉可能な空気の流路Ｇを設けることで、非加圧式のカートリッジ本体３ａを用いることが可能となり、簡単な構成で、液体燃料Ｒの移動を容易に行うことが可能となる。

なお、本発明は前記一実施形態に限定されるものではない。例えば、燃料カートリッジ３のカートリッジ本体３ａは、円筒状の外郭体８の両端に開口蓋９及び閉塞蓋１０を接着、熱溶着又は嵌合により液密に固定される構成を説明したがこれに限定されない。例えば、外郭体８の外周面に雄ねじ部を形成し、袋ナット等によって開口蓋９及び閉塞蓋１０を外郭体８に密着させて固定させる構成であってもよい。この他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能である。

１…カプラー、２…燃料電池、２Ａ…燃料電池セル、２Ｂ…燃料タンク、３…燃料カートリッジ、３ａ…カートリッジ本体、４…電子機器、５…チューブ、６…受給体（接続体）、７…供給体（被接続体）、８…外郭体、９…開口蓋、１０…閉塞蓋、１１…第１外郭部材、１２…第１可動体、１３…第１支持体、１４…第１付勢部材、１５…第１密封部材、１６…第１案内部材（キーロックリング）、１６ａ…キー、２１…受給口（第１接続口）、２２…第１収納部、２２ａ…第１当接部、２４…仕切部、２６…嵌合部材、２７…押圧部材、５１…第２外郭部材、５２…第２可動体（第２弁体）、５３…第２支持体、５４…第２付勢部材、５５…第２密封部材、５６…被覆部材、５７…袋ナット、５８…第２燃料供給チューブ、５９…エアチューブ、７１…供給口（第２接続口）、７２…第２収納部、７２ａ…第２当接部、７２ｂ…第１溝部（キー溝）、７２ｃ…第２溝部（キー溝）、Ｆ１、Ｆ２…燃料の流路、Ｇ…空気の流路、Ｒ…液体燃料。

Claims (8)

1. 円筒状に形成され、その一方の端部に形成された第１接続口を有し、その内部に燃料の流路を形成する第１外郭部材、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１接続口を閉塞するとともに、移動することで前記燃料の流路を開放する第１弁体、前記第１弁体の端面に支持されて前記第１外郭部材内に配置され、前記第１接続口を閉塞する位置に前記第１弁体を付勢する第１付勢部材、並びに、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１付勢部材を支持するとともに、前記第１弁体の移動の案内及び前記第１弁体の移動量を規制する第１支持体を具備する、燃料電池に設けられる接続体と、
   円筒状に形成され、その一方の端部に前記第１接続口と接続可能な第２接続口を有し、その内部に燃料の流路及び外気と連続する空気の流路を形成する第２外郭部材、前記第２外郭部材内に設けられ、前記燃料の流路及び前記空気の流路を閉塞するとともに、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に前記第１弁体と当接して前記第１弁体と互いに押圧して移動することで前記燃料の流路及び前記空気の流路を開放する第２弁体、前記第２弁体の端面に支持されて前記第２外郭部材内に配置され、前記第２接続口を閉塞する位置に前記第２弁体を付勢する第２付勢部材、並びに、前記第２外郭部材及び前記第２弁体とともに前記第２付勢部材を配置する空間を形成し、且つ、前記第２弁体の移動の案内及び前記移動量を規制する第２支持体を具備する、燃料カートリッジに設けられる被接続体と、
   を備えることを特徴とするカプラー。
2. 前記第１弁体は、前記第１外郭部材の内面の一部と当接及び離隔することで、前記燃料の流路を開閉する第１密封部材を備え、
   前記第２弁体は、前記第２外郭部材の内面の一部と当接及び離隔することで、前記燃料の流路を開閉するとともに、前記第２外郭部材の内面と当接することで、前記燃料の開閉及び前記空気の流路を隔離し、且つ、前記空気の流路を開閉する第２密封部材を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
3. 前記被接続体は、
   前記第２外郭部材の一部及び前記第２支持体の一部をその内部に配置するとともに、その外周面に雄ねじ部が形成された被覆部材と、
   前記被覆部材の前記雄ねじ部と螺合可能に形成された雌ねじ部がその内周面に形成され、前記被覆部材と螺合することで、前記被覆部材とともに前記第２外郭部材及び前記第２支持体を挟持する袋ナットと、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
4. 前記第１付勢部材はコイルバネばねであり、
   前記第２付勢部材は、前記第１付勢部材よりも弾性係数が大きく形成されたコイルバネであり、
   前記第１弁体が前記第２弁体と当接して移動し、前記１支持体により前記第１弁体の移動が規制された後、前記第２弁体が開放することを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
5. 前記被接続体は、前記空気の流路と接続されるエアチューブを備え、
   前記燃料カートリッジは、非加圧により燃料を貯留可能な筒状に形成され、一端に前記被接続体が設けられるとともに、他端の内周面に前記エアチューブを固定可能に形成されたカートリッジ本体を備えることを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
6. 前記接続体及び前記被接続体は、一方にキーを有するキーロックリングを有し、他方に、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に、前記キーと係合可能なキー溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカプラー。
7. 円筒状に形成され、その一方の端部に形成された第１接続口を有し、その内部に燃料の流路を形成する第１外郭部材、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１接続口を閉塞するとともに、移動することで前記燃料の流路を開放する第１弁体、前記第１弁体の端面に支持されて前記第１外郭部材内に配置され、前記第１接続口を閉塞する位置に前記第１弁体を付勢する第１付勢部材、並びに、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１付勢部材を支持するとともに、前記第１弁体の移動の案内及び前記第１弁体の移動量を規制する第１支持体を具備する、燃料電池に設けられる受給体に接続される、燃料カートリッジに設けられる供給体であって、
   円筒状に形成され、その一方の端部に前記第１接続口と接続可能な第２接続口を有し、その内部に燃料の流路及び外気と連続する空気の流路を形成する第２外郭部材と、
   前記第２外郭部材内に設けられ、前記燃料の流路及び前記空気の流路を閉塞するとともに、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に前記第１弁体と当接して前記第１弁体と互いに押圧して移動することで前記燃料の流路及び前記空気の流路を開放する第２弁体と、
   前記第２弁体の端面に支持されて前記第２外郭部材内に配置され、前記第２接続口を閉塞する位置に前記第２弁体を付勢する第２付勢部材と、
   前記第２外郭部材及び前記第２弁体とともに前記第２付勢部材を配置する空間を形成し、且つ、前記第２弁体の移動の案内及び前記移動量を規制する第２支持体と、
   を備えることを特徴とする供給体。
8. 円筒状に形成され、その一方の端部に形成された第１接続口を有し、その内部に燃料の流路を形成する第１外郭部材、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１接続口を閉塞するとともに、移動することで前記燃料の流路を開放する第１弁体、前記第１弁体の端面に支持されて前記第１外郭部材内に配置され、前記第１接続口を閉塞する位置に前記第１弁体を付勢する第１付勢部材、並びに、前記第１外郭部材内に設けられ、前記第１付勢部材を支持するとともに、前記第１弁体の移動の案内及び前記第１弁体の移動量を規制する第１支持体を具備する受給体を備える燃料電池に接続される燃料カートリッジであって、
   液体燃料を貯留するカートリッジ本体と、
   円筒状に形成され、その一方の端部に前記第１接続口と接続可能な第２接続口を有し、その内部に燃料の流路及び外気と連続する空気の流路を形成する第２外郭部材、前記第２外郭部材内に設けられ、前記燃料の流路及び前記空気の流路を閉塞するとともに、前記第１接続口及び前記第２接続口の接続時に前記第１弁体と当接して前記第１弁体と互いに押圧して移動することで前記燃料の流路及び前記空気の流路を開放する第２弁体、前記第２弁体の端面に支持されて前記第２外郭部材内に配置され、前記第２接続口を閉塞する位置に前記第２弁体を付勢する第２付勢部材、並びに、前記第２外郭部材及び前記第２弁体とともに前記第２付勢部材を配置する空間を形成し、且つ、前記第２弁体の移動の案内及び前記移動量を規制する第２支持体を具備し、前記カートリッジ本体に設けられる供給体と、
   を備えることを特徴とする燃料カートリッジ。

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