JP4846403B2 - 燃料容器 - Google Patents

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Description

本発明は、液体燃料を収容した燃料容器に関する。
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、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池又はニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。ところが、一次電池及び二次電池は、エネルギーの利用効率の観点から検証すると、必ずしもエネルギーの有効利用が図られているとは言えない。そのため、今日では、一次電池及び二次電池の代替えのために、高いエネルギー利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んにおこなわれている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に記載されている燃料電池は、電解質板が燃料極と酸化剤極との間に挟持されてなる燃料電池本体と、メタノール等の液体燃料と水の混合液を収容するとともに燃料電池本体に接続された燃料容器と、から構成されている。燃料容器には接続部が形成され、その接続部で導入管に接続され、液体燃料が供給される。燃料容器が空になれば、新しい燃料容器に交換すれば良い。
特開2001−93551号公報
ところで、上述のように燃料電池の燃料をカートリッジ状にして供給する場合、燃料カートリッジは消耗品として製品本体メーカー等から販売供給され、これら消耗品を運搬して販売店などに供給することが予想される。また、携帯用機器を燃料電池にて駆動させる場合でも様々な方法で携帯用機器に搭載した状態で燃料電池を運搬、移動することになり、携帯用機器や燃料カートリッジの運搬、移動させた際に発生する振動によって燃料電池用のカートリッジが動作不良になるような不具合が発生してはならない。燃料電池用のカートリッジの振動や衝撃による不具合により、小型携帯機器の動作不良が起きないように十分な振動特性を燃料電池用カートリッジに付与することが重要とされている。
そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、振動特性を向上させることのできる燃料容器を提供することを目的としている。
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、液体燃料が収容され、前記液体燃料を外部に排出する燃料排出口が形成された容器本体と、
前記容器本体内の前記液体燃料の末端側に位置し、前記液体燃料の排出に伴って前記燃料排出口側に移動する固体状の追従補助部材と、
前記液体燃料の末端側に位置し、前記容器本体の内周面と前記追従補助部材の外周面とによって形成される空間内に充填され、前記液体燃料の排出に伴って前記燃料排出口に移動する追従体と、を備え、
互いに対向する前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とのうち少なくとも一方の面が凹凸であることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載の燃料容器において、
互いに対向する前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とが互いに噛み合う形状であることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項2に記載の燃料容器において、
前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とがそれぞれ櫛歯状であることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1〜請求項3のいずれかに記載の燃料容器において、
前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とのうち少なくとも一方の面は、当該一方の面が平滑である場合に比べて表面積が大きいことを特徴とする。
本発明によれば、追従体と燃料容器又は追従体と追従補助部材との有効接触面積を増加させることによって追従体の変形を抑え、振動特性を向上させることができる。
以下に、本発明を実施するための最良の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。
図1は、本発明を適用した実施形態における燃料容器1の斜視図である。図1に示すように、燃料容器1は、液体燃料が収容された略直方体状の容器本体2と、容器本体2を包装した包装材9と、を備える。
容器本体2について図1〜図8を用いて説明する。ここで、図2は燃料容器1の分解斜視図である。図3は、燃料容器1の長手方向Xに沿った中心線Lを通り且つ燃料容器1の厚み方向Zに平行な切断面を燃料容器1の幅方向Yに向けて見た端面図であり、図4は、図3の端面図において燃料容器1の前部を拡大した図であり、図5は、図3の端面図において燃料容器1の後部を拡大した図である。また、図6は、中心線Lを通り且つ燃料容器1の幅方向Yに平行な切断面を燃料容器1の厚み方向Zに向けて見た端面図であり、図7は、図6の端面図において燃料容器1の前部を拡大した図であり、図8は、図6の端面図において燃料容器1の後部を拡大した図である。なお、図6〜図8においては、包装材9の耳部92,93を除去した状態を示している。また、図9(a)は、燃料容器の容器本体2の概略を示した全体斜視図、図9(b)は、追従補助部材71において、中心線Lと直交するY−Z平面に平行な切断面を燃料容器1の長手方向Xに向けて見た端面図である。なお、図面の関係上、図9(a)において、後述する前側内蓋部材20、後ろ内蓋部材40、水収容管70及び追従体7等の図示は省略している。
容器本体2は合成樹脂又は金属からなるケース10を具備し、ケース10に前側内蓋部材20、前側外蓋部材30、後ろ内蓋部材40、後ろ外蓋部材60及び水収容管70が取り付けられることで容器本体2が構成されている。
図2に示すように、ケース10はその内側が中空となる略矩形管状のものであり、ケース10の前端及び後端が開口し、ケース10を長手方向Xに向けて見た場合にケース10が矩形枠状に形成されている。ケース10の開口面積は長手方向Xにわたって一様である。ケース10の外周面は平面であり、ケース10の内周面は方向Xから見た場合、櫛歯状となっている。すなわち、図9に示すように、ケース10の内周面に、一定間隔に窪む矩形状の複数の凹部13がケース10の後端から前端まで直線状に延在して形成され、隣り合う凹部13間には矩形状の凸部14がケース10の後端から前端まで直線状に延在して形成され、このように凹部13及び凸部14が互い違いに隣接することで櫛歯状の形状となっている。凸部14の幅は、凹部13の幅より小さく、隣り合う凸部14及び凹部13の高低差H1は、凹部13の幅W1より短くかつ凸部14の幅W2より長い。このようなケース10の櫛歯状の内周面は、後述する追従補助部材71の外周面に噛み合うようになっている。なお、ケース10の外周面が容器本体2の外面となり、ケース10の内周面が容器本体2の内面となり、ケース10の外周面と内周面との間の厚肉部が容器本体2の厚肉部となる。
また、ケース10の外周面のうち底面及び上面には、外周面側から見て流路溝11,12がそれぞれ凹設されている。流路溝11,12はケース10の後端から前端まで直線状に延在している。
ケース10としては、例えば、透光性を要求されない場合であれば、アルミニウム、ステンレス等の金属、樹脂、有色ガラス、陶器、磁器等が挙げられるが、例えばケース10内部に封入されている液体燃料4が外部から見えるような透光性や、ガス不透過性、製造や組立時のコスト低減及び製造の容易性等のいずれかを考慮する場合には、好ましくは上記各特定を有するポリプロピレン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の単独又は二種以上の樹脂の混合物、無色ガラス、あるいは、前記樹脂または樹脂の混合物表面にアルミナ、シリカ、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)をコートしたものを含む単層構造、二層構造以上の多層構造からなるものが挙げられる。多層構造の場合は、少なくとも一層が、前記した性能(ガス不透過性)を持つ樹脂で構成されていれば、残りの層はガス透過性の樹脂でも問題はなく、前記包装材のガス遮蔽性を補う効果が期待出来る。
ケース10の前端側の開口が前側内蓋部材20によって閉塞され、この前側内蓋部材20の前面には前側外蓋部材30の後面が接合されている。そのため、前側内蓋部材20の後面が容器本体2の前側の内面となり、前側外蓋部材30の前面が容器本体2の前側の外面となり、前側内蓋部材20の後面と前側外蓋部材30の前面との間の部分が容器本体2の前側の厚肉部となる。
また、ケース10の後端側の開口が後ろ内蓋部材40によって閉塞され、この後ろ内蓋部材40の後面には後ろ外蓋部材60の前面が接合されている。そのため、後ろ内蓋部材40の前面が容器本体2の後ろ側の内面となり、後ろ外蓋部材60の後面が容器本体2の後ろ側の外面となり、後ろ内蓋部材40の前面と後ろ外蓋部材60の後面との間の部分が容器本体2の後ろ側の厚肉部となる。
前側内蓋部材20について図10〜図12を用いて説明する。図10は、斜め前から見た前側内蓋部材20の斜視図であり、図11は、斜め後ろから見た前側内蓋部材20の斜視図であり、図12は、ケース10を閉塞した状態の前側内蓋部材20の正面図である。
前側内蓋部材20は、第一層21と、第一層21に強固に接着又は固定された第二層22と、から構成されている。第一層21の周縁は第二層22の周縁よりも大きく、第一層21の周縁がケース10の前端面の外縁に一致し、第二層22の周縁がケース10の前側開口の内縁に一致している。
第二層22の周縁がケース10の前端の肉厚分だけ第一層21の周縁よりも内側に位置するので、前側内蓋部材20がケース10の前側開口を閉塞した状態では、第二層22がケース10の前側開口に嵌合して第二層22の周縁がケース10の内壁に密着し、第一層21の周縁がケース10の前端面の外縁と一致し、第一層21の縁部がケース10の前端面に重なる。
前側内蓋部材20の中央部には、第一層21の前面から第二層22の後面に貫通した水排出口23が穿孔されており、この水排出口23の右方には、第一層21の前面から第二層22の後面に貫通した燃料排出口24が穿孔されている。
また、第一層21には、スリット25が形成されており、第一層21に第二層22が接着又は固定されることによってスリット25が溝状になる。スリット25は、第一層21の上縁から第一層21の下縁にまで連続して形成され、水排出口23を避けるようにして屈曲し、後述する空気排出口32に対応する位置で幅が広がっている。
第二層22の上縁部であってスリット25の上端部に重なる箇所には、切欠き26が形成され、スリット25の上端部が切欠き26を介してケース10の流路溝11の前端部に連通している。第二層22の下縁部であってスリット25の下端部に重なる箇所には、切欠き27が形成され、スリット25の下端部が切欠き27を介してケース10の流路溝12の前端部に連通している。
図13は、前側内蓋部材20の前面に重ねた状態の前側外蓋部材30の正面図である。図13に示すように、前側外蓋部材30が前側内蓋部材20の第一層21に重ねられているのでスリット25が前側外蓋部材30によって被覆され、スリット25による流路が形成される。この前側外蓋部材30には、燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33が前側外蓋部材30の前面から後面に貫通するよう穿孔されている。水排出口33が前側外蓋部材30の中央部に形成され、燃料排出口31、水排出口33、空気排出口32がこれらの順に燃料容器1の幅方向に沿って一直線状に配列されている。そして、燃料排出口31が前側内蓋部材20の燃料排出口24に相対向し、水排出口33が前側内蓋部材20の水排出口23に相対向し、空気排出口32がスリット25の幅が広い部分に相対向している。
図1、図2、図3、図6及び図7に示すように、前側外蓋部材30の前面において、燃料排出口31及び空気排出口32はそれぞれの周囲が凸設されたニップル部38及びニップル部39に設けられているが、水排出口33は貫通孔となっているため、水収容管70が挿入されていない状態では前側外蓋部材30の前面に対して突出していないが、水収容管70が水排出口33に挿入されている状態では、水収容管70の先端が前側外蓋部材30の前面に対して凸設されている。前側外蓋部材30の後面は、ニップル部38及びニップル部39においてそれぞれ凹設されている。
後ろ内蓋部材40について図14〜図15を用いて説明する。図14は、斜め後ろから見た後ろ内蓋部材40の斜視図であり、図15は、斜め前から見た後ろ内蓋部材40の斜視図である。
後ろ内蓋部材40は、第一層41と、第一層41に強固に接着又は固定された第二層42と、から構成されている。第一層41の周縁は第二層42の周縁よりも小さく、第一層41の周縁がケース10の後ろ側開口の内縁に一致し、第二層42の周縁がケース10の後端面の外縁に一致している。
図5及び図8に示すように、第一層41の周縁がケース10の後端の肉厚分だけ第二層42の周縁よりも内側に位置するので、後ろ内蓋部材40がケース10の後ろ側開口を閉塞した状態では、第一層41がケース10の後ろ側開口に嵌合して第一層41の周縁がケース10の内壁に密着し、第二層42の周縁がケース10の周縁と一致し、第二層42の縁部がケース10の後端面に重なる。
図14及び図15に示すように、後ろ内蓋部材40の中央部には、第一層41の前面から第二層42の後面まで貫通した保持口43が穿孔されている。第二層42における保持口43の左右には、横スリット44,45が形成され、この横スリット44,45と保持口43が一体となって連続している。第一層41における保持口43の左方及び右方には、通気孔46,47が穿孔されており、通気孔46が横スリット44の端部に連通し、通気孔47が横スリット45の端部に連通している。
第二層42には、第一層41側に凸設されているニップル部52が設けられており、第一層41には貫通する貫通孔が設けられている。ニップル部52が第一層41の貫通孔に挿入されると、その先端が第一層41の前面に対して突出された状態となる。ニップル部52には、通気孔51が設けられており、後ろ内蓋部材40の前後を通気している。
また、第二層42には、スリット48が形成されており、第二層42に第一層41が接着又は固定されることによってスリット48が溝状になる。スリット48は、第二層42の上縁から第二層42の下縁にまで連続して形成され、保持口43を避けるようにして屈曲し、後述する第2の空気導入口62に対応する位置で幅が広がっている。
第一層41の上縁部であってスリット48の上端部に重なる箇所には、切欠き49が形成され、スリット48の上端部が切欠き49を介してケース10の流路溝11の後端部に連通している。第一層41の下縁部であってスリット48の下端部に重なる箇所には、切欠き50が形成され、スリット48の下端部が切欠き50を介してケース10の流路溝12の後端部に連通している。
図16は、後ろ内蓋部材40の後面に重ねた状態の後ろ外蓋部材60を後ろ側から見た正面図である。図16に示すように、後ろ外蓋部材60が後ろ内蓋部材40の第二層42に重ねられているのでスリット48が後ろ外蓋部材60によって被覆され、スリット48による流路が形成される。更に、横スリット44,45も後ろ外蓋部材60によって被覆される。図2、図16に示すように、後ろ外蓋部材60には、円形状の圧力調整口61が形成されているとともに、矩形状の第2の空気導入口62が形成されている。圧力調整口61は、後述する追従体5、7の後方にできる空間65の圧力を調整するために外部の空気を取り込むための口であり、通気孔51に相対する位置に形成され、空気導入口62は、スリット48の幅広となった部分に相対する位置に形成されている。
図2〜図8に示すように、ケース10内には水収容管70が配設されている。水収容管70の一端部が水排出口33及び水排出口23に挿入され、その一端部が前側外蓋部材30の前面よりも前方へ突出し、この突出部分の突出高さは燃料排出口31のニップル部38及び空気排出口32のニップル部39の突出高さとほぼ同じである。一方、水収容管70の他端部が後ろ内蓋部材40の保持口43に挿入されているが、水収容管70の後端面は第二層42まで達していない。そのため、保持口43内には保持口43との間で空間が生じ、横スリット44,45が水収容管70内まで連通している。
燃料排出口31及び燃料排出口24には、ケース10に外力が加わってもケース10の内から燃料排出口31及び燃料排出口24を通ってケース10の外へ向かう流体の不要な流れを阻止する逆止弁35が嵌め込まれている。逆止弁35の外径はニップル部38の内径より小さく、燃料排出口31の径より大きい。このため逆止弁35が燃料排出口31から外部に出ることはない。具体的には、逆止弁35はダックビル状に形成されたダックビル弁であり、逆止弁35はそのダックビル状の先端をケース10の内側に向けた状態でニップル部38内及び燃料排出口24の凹部に収納されている。
空気排出口32には、ケース10に外力が加わっても燃料容器1の内側のスリット25から空気排出口32を通って外へ向かう流体の不要な流れを阻止する逆止弁36が嵌め込まれている。逆止弁36の外径はニップル部39の内径より小さく、空気排出口32の径より大きい。このため逆止弁35が空気排出口32から外部に出ることはない。具体的には、逆止弁36はダックビル状に形成されたダックビル弁であり、逆止弁36はそのダックビル状の先端をケース10の内側に向けた状態でニップル部39内及びスリット25内に収納されている。
水収容管70内であって水排出口33側の端部寄りには、ケース10を介して水収容管70に外力が加わっても水収容管70内からその端部開口へ向かう流体の不要な流れを阻止する逆止弁73が嵌め込まれている。具体的には、逆止弁73はダックビル状に形成されたダックビル弁であり、逆止弁73はそのダックビル状の先端を後ろ内蓋部材40の方に向けた状態で水収容管70に嵌め込まれている。
圧力調整口61には、ケース10の内から通気孔51及び圧力調整口61を通って外へ向かった流体の流れを阻止する逆止弁64が嵌め込まれている。具体的には、逆止弁64はダックビル状に形成されたダックビル弁であり、逆止弁64はそのダックビル状の先端をケース10の内側に向けた状態で圧力調整口61の周囲の凹部に嵌め込まれている。逆止弁64は、追従体5、7より後方の内部空間65の気圧が容器本体2外の気圧より著しく低くなったときに圧力差を緩衝するために容器本体2外から内へ空気の進入を許容するものである。
逆止弁35,36,64,73は、弾性を有する材料からなる。逆止弁35,36,64,73の材質としては、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、セロハン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、1,2−ポリブタジエンゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、エピクロルヒドリンゴム、多硫化ゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、ウレタンゴム等のゴム、エラストマーが挙げられる。
また、水収容管70は、流動性のない固体である追従補助部材71の貫通孔72に貫通している。追従補助部材71は、後述する液体燃料4の消費に伴って液体燃料4との間の界面の移動により生じるゆっくりとした小さな応力の作用によってケース10の内壁と水収容管70との外壁との間の空間内で液体燃料4との間の界面とともに効率的に摺動するように、嵩に対して軽い構造とするために内部が中空状になっている。追従補助部材71の中央部には水収容管70を挿入するための貫通孔72が形成されている。また、追従補助部材71は水収容管70に案内されて方向Xに沿って移動可能となっている。
また、方向Xから見た場合、追従補助部材71の外縁形状は櫛歯状となっている。すなわち、図9に示すように、追従補助部材71の外周面に、一定間隔に窪む矩形状の複数の凹部74が厚み方向に延在して形成され、これによって複数の矩形状の凸部75が厚み方向に延在して形成され、各凸部75毎に切り離された櫛歯状の形状となっている。追従補助部材71の外周面には、凸部75と凹部74が互い違いに隣接しており、追従補助部材71の外周面の凸部75が凹部13に対応し、追従補助部材71の外周面の凹部74が凸部14に対応している。凸部75の幅は、凹部74の幅より小さく、隣り合う凸部75及び凹部73の高低差H2は、凹部74の幅W3より短くかつ凸部74の幅W4より長い。また、凸部14の幅W2は凹部74の幅W3より狭く、凸部74の幅W4は凹部13の幅W1より狭い。
したがって、このような追従補助部材71がケース10内に挿入されることにより、追従補助部材71の凸部75がケース10の内周面に形成された凹部13内に配置され、ケース10の内周面に形成された凸部14が追従補助部材71の凹部74内に配置され、凹部13,74と凸部14,75とが互いに噛み合っている。そして、このような追従補助部材71の外周面とケース10の内周面との間(凹部74,13と凸部14,75との間)に形成される空間内に後述の追従体5が充填される。
追従補助部材71としては、例えば、ポリプロピレン、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアクリルニトリル、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、各種ゴムなどから構成されるものが挙げられる。
ケース10の内部空間のうち追従補助部材71よりも前方には、液体燃料4が収容されている。ケース10の内部空間のうち液体燃料4よりも後方には、液体燃料4に対して親和性の低い液体、ゾル又はゲルからなる追従体5が収容され、ケース10の内部空間が追従体5によって閉塞されている。ケース10の内部空間は、追従体5よりも前方の領域と追従体5よりも後方の領域に追従体5によって区切られている。そして、追従体5は、追従補助部材71とケース10との隙間を埋設しているため、液体燃料4が追従補助部材71とケース10の間の隙間から漏洩することがない。このように追従補助部材71は液体燃料4と追従体5との接触部にあり、追従補助部材71の後部が液体燃料4に浸漬し、追従補助部材71の後部が追従体5に浸漬している。
水収容管70内には水6が収容されている。この水6は、図20(a)に示すような発電ユニット901に適用される場合、液体燃料4と混合されて気化器902に供給されたり、燃料電池905の電解質膜を移動するプロトンのキャリアとして利用するため、電解質膜に水素が供給される前に事前に電解質膜に供給されるものである。また、水6は、図20(b)に示すような発電ユニット901に適用される場合、液体燃料4と混合されて気化器906に供給されたり、燃料電池907の電解質膜を移動するプロトンのキャリアとして利用するため、電解質膜に燃料が供給される前に事前に電解質膜に供給されるものである。なお、図20(b)のように直接燃料を燃料電池907に供給する場合、直接水6のみを加湿のために電解質膜に供給しなくてもよい。また燃料電池905、907では、発電を引き起こす電気化学反応で水を生成するので、この生成水を液体燃料4に混合して気化器902、906に供給したり燃料電池905、907の加湿に再利用できるので、水収容管70で収容される水6の量は発電ユニット901の起動時に利用する量に抑えられている。水収容管70内であって水6よりも後方には、液体、ゾル又はゲルからなる追従体7が収容され、水収容管70は追従体7によって閉塞されている。追従体7よりも前側は水6によって充填されており、水6と追従体7は接触し、水6が追従体7によって封止されている。そして、水収容管70内のうち追従体7よりも後方の空間は、追従体5よりも後方の空間に連通している。
追従体5は、液体燃料4の燃料排出口31からの排出による液体燃料4の後方末端での移動に伴って液体燃料4との界面を維持した状態で液体燃料4側に移動するものであり、液体燃料4の漏出・蒸発を防止するとともに液体燃料4への空気の浸入を防止する。追従体7は、水6の消費に伴い水6に接触した状態で移動するものであり、水6の漏出・蒸発を防止するとともに水6への空気の浸入を防止する。
追従体5は、液体燃料4に対して親和性の低く、液体燃料4に対して溶解せず且つ拡散しないものであり、より好ましくは液体燃料4よりも表面エネルギーが低いものである。追従体7は、水6に対して親和性の低く、水6に対して溶解せず且つ拡散しないものであり、より好ましくは水6よりも表面エネルギーが低いものである。
追従体5,7は、ずれ応力(又は、ずれ速度)が増大すると見かけの応力が減少する構造粘性流体(異常粘性流体)の性質を有している。
追従体5,7としては、ポリグリコール、ポリエステル、ポリブテン、流動パラフィン、スピンドル油、その他の鉱油類、ジメチルシリコン油、メチルフェニルシリコン油、その他のシリコン油類、脂肪族金属石鹸、変性クレー、シリカゲル、カーボンブラック、天然ゴム、合成ゴム、その他の合成ポリマー、これらの組み合わせを用いることができる。また、これらに溶剤等を加えることにより増粘させたものを追従体5,7として用いても良い。
このように、追従体5,7は、適度な粘性を有しているので燃料容器1を振ってもその形状を維持し続けようとする。ただし、追従体5は、燃料容器1内での液体燃料4の減少に伴い移動するが、一部が移動せずに容器本体2の内周面に付着してしまうことがあり、徐々に液体燃料4との界面を保持する追従体5の量が減ってしまうことがある。このため液体燃料4と追従体5との界面面積が比較的大きい場合、追従補助部材71が設けられていないと液体燃料4が移動するにしたがって界面中央の追従体5の厚さが薄くなりやがて液体燃料4が露出して揮発されやすい状態に陥ってしまう。しかし、固形体である追従補助部材71は上述したように櫛歯状であるため、振動によって液体燃料4が移動しても変形することがない。そのため、仮に追従体5の厚さが徐々に薄くなっても、液体燃料4が揮発しないように液体燃料4との界面に介在し続けることができる。
ここで、特に上述のようにケース10の内周面と追従補助部材71の外周面とを互いに噛み合う櫛歯状とした場合に、過酷な条件下(例えば加速度8G、周波数200Hz)で振動させても変形せず、ケース10の内周面及び追従補助部材71の外周面が互いに平面である場合に比較して優位となる理論について以下の振動試験を例に挙げて説明する。
[振動試験]
図23は、従来例を示した燃料容器の容器本体2Aの概略を示した全体斜視図、図24は、図23の線L1−L1に沿った横切断面の端面図、図25(a)は、図23のZ方向に加振した際の線L1−L1に沿った縦切断面の端面図、図25(b)は、図23のY方向に加振した際の線L1−L1に沿った横切断面の端面図、図25(c)は、図23のX方向に加振した際の線L1−L1に沿った横切断面の端面図である。なお、図面の関係上、図23〜後述の図27において前側内蓋部材20、後ろ内蓋部材40、水収容管70及び追従体7等の図示は省略している。また、貫通孔72は図23のみ図示している。
使用する従来例の容器本体2Aは、ケース10Aの内周面と追従補助部材71Aの外周面とがいずれも平面となっているもので、その他は上述した本発明における燃料容器1と同様であり、図中、同様の構成部分については同様の数字を付したものに英字のみをAに変更して示した。
振動試験は、リチウムイオン電池に関するUN(国連)の規格のドラフトに基づき行われた試験であって、従来例としての容器本体2Aに振動を加える試験であり、振動周波数7Hzから200Hzの対数掃引のサインカーブ波形で7Hzから200Hzに上がるまでに1分とし、200Hzまで上がったら13分保持し、その後1分かけて200Hzから7Hzに下げて終了する。このセットを1回(15分)と数え、図23に示したZ方向、Y方向、X方向の三方向について、このセットをそれぞれ12回繰り返す。X方向については追従体5Aが液体燃料4Aの下部になる状態で容器本体2Aを直立させて試験を行う。試験時間は各方向の合計9時間となる。対数掃引速度は7Hzから18Hzに達するまでピーク加速度を1Gに維持する。18Hzに達したら振幅を0.8(合計変位1.6mm)に保ち、ピーク加速度が8Gとなるまで振動を増加する。その後、振動を200Hzまで増加する。
[試験結果]
図26(a)は、Z方向における振動試験後の線L1−L1に沿った縦断面図の要部拡大図、図26(b)は、Y方向における振動試験後の線L1−L1に沿った横断面図の要部拡大図、図26(c)は、X方向における振動試験後の線L1−L1に沿った縦断面図、図26(d)は、X方向における振動試験後の線L1−L1に沿った横断面図である。
燃料容器に振動方向Z及び振動方向Yの振動試験を行った結果、振動方向Z及び振動方向Yの場合には、図26(a),(b)に示すように、追従体5Aが少し変形したが、液体燃料4Aが漏れたり、機能が損なわれたりすることは無かった。
振動方向Z及び振動方向Yの場合には追従体5Aが追従補助部材71Aから剥離することはなかったが、振動方向Xの場合には図26(c),(d)に示すように追従体5Aが追従補助部材71Aから完全に剥離して、液体燃料4Aが後部側にリークし、機能低下を引き起こした。さらに、追従補助部材71Aと前側外蓋部材30Aとの間に気泡81が発生していた。このような気泡は、燃料排出口31から燃料を定量的に取り込む際に、流量検出センサーの検知障害となりかねない。
追従体5Aが追従補助部材71Aから剥離した原因を以下に説明する。振動によって追従体5Aがケース10Aの内周面に沿った移動をした場合、追従体5Aは粘度を持った流体であるため、追従体5Aとケース10Aの内周面に速度差が生じることで、固体の滑り摩擦と同じように運動を妨げようとする傾向を生じる。よって、ケース10Aの内周面と追従体5Aとの間に移動を妨げるように働く力、摩擦力が生じている。摩擦力は一般的に剪断力として定義されるベクトルである。
図27は、追従補助部材71A、追従体5A及びケース10Aの内周面との関係を示した容器本体2Aの線L1−L1に沿った横断面図である。
この図27から、振動試験を行った際に追従体5Aが移動した時の速度を(u)、追従補助部材71Aとケース5Aの内周面との距離を(x)、追従体の粘度を(μ)とした場合に、追従体5Aとケース10Aとの間に速度差が生じた場合に発生する剪断力τは、τ=μ(u/x)により求めることができる。
そして、上記の剪断力(τ)より大きい力が追従体5Aにかかってしまうと、追従体5Aはすべりを起こして追従体5Aは移動する。よって、前述の振動試験を行った結果、追従体5Aが追従補助部材71Aから剥離したのは上記の剪断力(τ)よりも大きい力が追従体5Aにかかっていることに起因している。上記の剪断力(τ)よりも大きい力が働いている原因として、燃料重量(m)と加振速度(a)から追従体5Aにかかる力(F)を、F=maにより求めることができる。
振動試験の影響から追従体5Aが内周面に付着している部分にかかる単位面積当たりの力(F’)は、追従体5Aがケース10Aの内周面に接触している有効接触面積(S)とすると、F’=F/Sにより求めることができ、単位面積当たりの力F’が、F’>τの関係のように追従体5Aが内周面に接している剪断力(τ)より大きいために追従体5Aが追従補助部材71Aから剥離を起こしている。
よって、F’=F/Aの関係式とF’>τ=μ(u/x)の関係式から、追従補助部材71Aとケース10Aの内周面との距離(x)を小さくすれば剪断力(τ)は大きくなり、また、力(F’)を小さくするには固体間の距離が(x)一定の場合、有効接触面積(S)を大きくするとF’は小さくなることが自明である。このことから追従体5Aの変形を抑え、耐振動性を向上させるためには追従体5Aとケース10A又は追従体5Aと追従補助部材71Aとの有効接触面積(S)を大きくすることが必要であることが理解できる。
したがって、上述した本発明のように追従補助部材71を櫛歯状とすることにより、追従補助部材71の形状を大きくすることなく、追従体5とケース10及び追従補助部材71との有効接触面積(S)は増大するため、追従体5がケース10の内周面に付着している部分にかかる単位面積当たりの力F’は減少する。その結果、剪断力(τ)と単位面積当たりの力F’との差が小さくなり、追従体5が追従補助部材10から剥離することを抑えることができる。よって、振動方向Xの振動に対しても不具合が生じることがなくなり、例えば図9に示すように、追従補助部材71側の凹部74の幅、凸部75の幅、凹部74及び凸部75の高さが1:1:1であれば有効接触面積(S)は3倍となり、3倍の剛性が得られることになる。さらに櫛歯形状とすることで、追従補助部材71、追従体5の容積を従来例の追従補助部材71A、追従体5Aと遜色ない容積で且つ有効接触面積(S)を増大させているので、有効接触面積(S)を増大するために追従補助部材71の寸法を大きくしたり追従体5の量を増やす必要がなく、このため燃料容器1内に封入できる液体燃料4の量を実質的に減らす必要がない。
なお、追従補助部材71側の凹部74及び凸部75、ケース10側の凹部13及び凸部14の高さや幅は適宜変更可能であり、これらの高さ及び幅をそれぞれ変えることによってその倍率をさらに大きくする設計が可能となる。
また上記実施形態では、追従補助部材71の外周面及びケース10の内周面をともに櫛歯形状としたが、追従補助部材71の外周面のみを櫛歯形状とした場合や、ケース10の内周面のみを櫛歯形状とした場合であっても、表面積を増大させて振動特性が向上し、剥離等の不都合を抑制することができる。
以上のように構成された容器本体2は、図1〜図2に示すように、ガス遮蔽性を有する包装材9によって包装されている。包装材9は、内部を真空吸引して容器本体2を包装することが好ましい。包装材9は、ポリエチレンテレフタレート(PET)からなる上層と、同様にPETからなる下層との間に、エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、ポリアミド若しくはポリグリコール酸(PGA)又はこれらのうちの二種以上の混合体からなる中間層を挟んだ積層体である。このような中間層はPETよりもガスバリア性が低く、PETは中間層の保護膜、防湿膜として機能するため、ガスバリア性は中間層の厚さに最も依存される。エチレン・ビニルアルコール共重合樹脂としては、EVAL(登録商標 株式会社クラレ製)があり、ガスバリア性の観点から共重合比率が低い方が好ましく、特にEVAL(登録商標)のL101、F101、H101、E105が好ましい。ポリアミドとしては、ナイロンMXD6(三菱ガス化学株式会社製)がある。
なお、包装材9として、以下の(A)〜(E)の何れかを用いても良い。
(A)…ポリエチレンテレフタレートエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリグリコール酸、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリル、セロハン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルの群から選ばれる一種または二種以上の混合体からなる樹脂フィルムの単層体。
(B)…上記(A)の単層体を一層だけ含む複数の層からなる積層体。
(C)…上記(A)の単層体を複数含む複数の層からなる積層体。
(D)…ポリエチレンテレフタレートエチレン・ビニルアルコール共重合樹脂、ポリアミド樹脂、ポリグリコール酸、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリアクリルニトリル、セロハン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニルの群から選ばれる一種からなる樹脂フィルムと、前記群から別の種からなる樹脂フィルムと、の複数の層を有する積層体。
(E)…上記(A)〜(D)の上記樹脂フィルムの何れかに金属を蒸着させた積層体。
包装材9は、ケース10の胴回りに巻かれた胴巻き部91と、胴巻き部91から前方に延出して容器本体2の前端面(前側外蓋部材30の前面)を封止した第一耳部92と、胴巻き部91から後方に延出して容器本体2の後端面(後ろ外蓋部材60の後面)を封止した第二耳部93と、から構成されている。第一耳部92によって燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33が覆われ、第二耳部93によって圧力調整口61及び空気導入口62が覆われている。
胴巻き部91と第一耳部92との間には、前側外蓋部材30の前面の縁に沿った切取線94が形成されており、胴巻き部91と第二耳部93との間には、後ろ外蓋部材60の後面の縁に沿った切取線95が形成されている。包装材9が切取線94に沿って切断されることによって第一耳部92が胴巻き部91から容易に分離可能であり、包装材9が切取線95に沿って切断されることによって第二耳部93が胴巻き部91から容易に分離可能である。なお、胴巻き部91は、ケース10の外面、前側外蓋部材30の縁、後ろ外蓋部材60の縁、前側内蓋部材20の第一層21の縁、後ろ内蓋部材40の第二層42の縁に接着されていることが好ましい。
未使用時の容器本体2が包装材9内に封入されているので、燃料排出口31からの液体燃料4の排出或いは水排出口33からの水6の排出を未然に防ぐことができるとともに、空気導入口62においてエアフィルタ63が露出されていないため、フィルタの劣化を防止できる。
また、包装材9がガス遮蔽性を有するため、容器本体2自体がガス遮蔽性を有しなくても、気化した燃料が漏れない。容器本体2がガス遮蔽性を有しなくても良いから、容器本体2の材料を選択範囲が広がり、どのような材料でも容器本体2として用いることができる。特に、容器本体2としてガス遮蔽性の低い樹脂を用いることができ、容器本体2を軽くすることができる。
燃料電池等を搭載した電子機器に容器本体2から水6及び液体燃料4を供給する際には、第一耳部92を引っ張ることによって切取線94に沿って第一耳部92を胴巻き部91から切り離して燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33を露出させる。同様に、第二耳部93を引っ張ることによって切取線95に沿って第二耳部93を胴巻き部91から切り離して圧力調整口61及び空気導入口62を露出させる。この後、胴巻き部91を残した状態の容器本体2を機器にセットする。
なお、図17に示すように、胴巻き部91との第一耳部92との間の一部にわずかな切り込みを入れて、端部がこの切り込みと重なるように前側外蓋部材30の周縁に沿って切取ガイドテープ96を設け、この切取ガイドテープ96を引っ張ることによって第一耳部92を引き剥がしてもよい。流路溝11,12が露出してしまわないように切取ガイドテープ96の下に切取線94が設けられていることが望ましい。
後ろ側についても同様に、胴巻き部91と第二耳部93との間の一部にわずかな切り込みを入れて、端部がこの切り込みと重なるように後ろ外蓋部材60の前面の周縁に沿って切取ガイドテープ97を設け、この切取ガイドテープ97を後ろ外蓋部材60の周縁方向に引っ張ることによって第二耳部93を引き剥がしてもよい。流路溝11,12が露出してしまわないように切取ガイドテープ97の下に切取線95が設けられていることが望ましい。
包装材9の代わりに、図18のような包装材109によって容器本体2を包装しても良い。包装材109は、空気を十分透過しない合成樹脂で形成されている。包装材109は、内部を真空吸引して容器本体2を包装することが好ましい。
包装材109による容器本体2の包装は以下の工程によりなされる。図19に示すように、流路溝11,12に包装材109が埋まらないように包装材109をケース10に胴巻きし、包装材109の胴巻き部191をケース10の外面に密着させる。そして、前側外蓋部材30の前面より延出した短辺側の一対の耳部192を先行して内側に耳折りし、次に長辺側の一対の耳部198を耳折りし、耳部192,198の重なった部分を接着する。これにより、前側外蓋部材30の前面を耳部192,198によって被覆し、燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33を耳部192,198によって塞ぐ。後ろ側について同様に、後ろ外蓋部材60の後面より延出した短辺側の一対の耳部193を耳折りし、次に長辺側の一対の耳部199を耳折りし、耳部193,199の重なった部分を接着する。これにより、後ろ外蓋部材60の後面を耳部193,199によって被覆し、圧力調整口61及び空気導入口62を耳部193,199によって閉塞する。
以上のように包装されると、燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33は包装材9の耳部192,198によって覆われ、空気導入口61,62は耳部193,199によって覆われている。そのため、ケース10内に収容されている液体燃料4の保存性を高めることができる。このような保存性の高い包装にも拘わらず、構造はシンプルである。
図18〜図19に示すように、前側外蓋部材30の前面の縁に沿った切取線194が包装材109に形成されているとともに、後ろ外蓋部材60の後面の縁に沿った切取線195が包装材109に形成されている。そして、使用時には、切取線194に沿って耳部192,98を切り取ることによって、燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33を露出させる。一方、切取線195に沿って耳部193,199を切り取ることによって、空気導入口61,62を露出させる。このように、切取線194,195が形成されているから、使用者が燃料容器1を使用する時に耳部192,193,198,199を簡単に切り取ることができ、燃料排出口31、空気排出口32、水排出口33及び空気導入口61,62を簡単に露出させることができる。
耳部192,193,198,199を切り取った状態では残留した胴巻き部191がケース10に胴巻きされているから、上述したような空気用の流路が形成されている。更に、残留した胴巻き部191によって流路溝11,12を通る空気が空気排出口32に到達する前に拡散してしまうことを防止できる。
使用時においては、上述したように、前側外蓋部材30の前面及び後ろ外蓋部材60の後面を除いて、前側外蓋部材30、前側内蓋部材20、後ろ内蓋部材40及び後ろ外蓋部材60の縁並びにケース10の側面全体が胴巻き部91又は胴巻き部191によって覆われて包装されている。そして、その側面は流路溝11及び流路溝12を除いて胴巻き部91又は胴巻き部191に密着され又は接着されている。流路溝11及び流路溝12が胴巻き部91又は胴巻き部191によって覆われることによって、空気導入口62を介して取り込まれる容器本体2の外からの空気を空気排出口32に流す流路が形成される。
このように、ケース10の外側側面に流路溝11,12を形成して流路溝11,12を1mm以下の薄い合成樹脂からなる胴巻き部91又は胴巻き部191で覆うことによって、空気を流す流路を形成したので、空気を流すための厚い管等を容器本体2に設ける必要がない。そのため、容器本体2の容積に対する液体燃料4の収容量を増やすことができる。
胴巻き部91又は胴巻き部191を残した容器本体2は、燃料電池等を搭載した電子機器に取り付けてその電子機器に液体燃料4、水6を供給するものであり、容器本体2内の液体燃料4が空になったら、この容器本体2をその電子機器から取り外し、新たな燃料容器1の容器本体2をその電子機器に取り付ける。電子機器は、液体燃料4を用いて燃料電池で発電し、その電力により作動するよう設けられている。以下、この容器本体2が取り付けられる電子機器について説明する。
電子機器には、燃料導入管、空気導入管及び水導入管が設けられている。燃料導入管は燃料排出口31に対応し、空気導入管は空気排出口32に対応し、水導入管は水収容管70の先端に対応する。そして、容器本体2の前側外蓋部材30の前面を電子機器に向けて、容器本体2を電子機器に取り付ける。これにより、燃料導入管を燃料排出口31に挿入するが、更に燃料導入管が逆止弁35に挿入され、燃料導入管によって逆止弁35が開く。同様に、空気導入管が空気排出口32内の逆止弁36に挿入され、水導入管が水収容管70内の逆止弁73に挿入される。これにより、容器本体2内の液体燃料4が燃料導入管を通って電子機器に供給され、水収容管70内の水6が水導入管を通って電子機器に供給される。更に、外部の空気がエアフィルタ63を通じてスリット48に吸い込まれ、更にスリット48から流路溝11,12、スリット25、空気導入管を通って電子機器に供給される。
燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33が同一の面(つまり、前側外蓋部材30の前面)に設けられているから、一回の簡単な装着操作によって、燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33を電子機器に同時に接続することができる。そのため、容器本体2の装着操作を容易に行うことができる。
また、この容器本体2の使用に伴い、エアフィルタ63が詰まっていく。ところが、容器本体2にエアフィルタ63が取り付けられているから、容器本体2の交換によってエアフィルタ63も一緒に交換することができる。そのため、エアフィルタ63の点検をしなくても済む。
図3、図6に示すように、容器本体2内の液体燃料4が減っていくと、それに伴い追従体5にずれ応力が発生して追従体5の粘性率が低下し、液体燃料4の消費に伴い追従体5が液体燃料4の後端側液面に接した状態でその液面に追従する。追従補助部材71も、液体燃料4の消費に伴い、液体燃料4と追従体5に接触しながら液体燃料4の後端側液面に追従する。
一方、水収容管70内の水6が減っていくと、それに伴い追従体7にずれ応力が発生して追従体7の粘性率が低下し、水6の消費に伴い追従体7が水6の後端側液面に接した状態でその液面に追従する。液体燃料4及び水6が減ると、追従体5及び追従体5よりも後ろ側の空間が減圧されるが、その空間の減圧によって逆止弁64が開いて、その空間に空気が供給されるから、その空間は常にほぼ大気圧に保たれる。なお、追従体7及び追従体5は、瞬発的に生じたずれ応力に対しては移動しにくいような材質で構成されている。
電子機器には、図20に示すような発電ユニット901が内蔵されている。発電ユニット901は、燃料容器1の液体燃料4を用いて発電を行うものであり、図20(a)又は図20(b)のように構成されている。図20(a)、図20(b)の何れの場合でも、液体燃料4の一例としてメタノールを挙げるが、その他のアルコール類、ガソリンといった水素元素を含む化合物を用いても良い。
図20(a)の場合には、発電ユニット901が、気化器902と、改質器903と、一酸化炭素除去器904と、燃料電池905と、から構成されている。
発電動作を起こす直前に、ポンプによって水6を燃料電池905の電解質膜に供給して電解質膜が十分に後述するプロトンを移動できる状態に設定しておく。そして、それぞれポンプによって液体燃料4及び水6が発電ユニット901に供給されて混合される。そして、液体燃料4と水6の混合液は、まず気化器902に供給される。気化器902では、供給された混合液が加熱されて気化し、燃料と水の混合気になる。気化器902において生成された混合気は改質器903に供給される。
改質器903では、気化器902から供給された混合気から水素及び二酸化炭素が生成される。具体的には、化学反応式(1)のように、混合気が触媒により反応して二酸化炭素及び水素が生成される。
CH3OH+H2O→3H2+CO2 … (1)
改質器903では、メタノールと水蒸気が完全に二酸化炭素及び水素に改質されない場合もあり、この場合、化学反応式(2)のように、メタノールと水蒸気が反応して二酸化炭素及び一酸化炭素が生成される。
2+CO2→H2O+CO … (2)
改質器903で生成された混合気は一酸化炭素除去器904に供給される。
一酸化炭素除去器904では、改質器903から供給された混合気に含まれる一酸化炭素が選択的に酸化して混合気中から一酸化炭素が除去される。具体的には、改質器903から供給された混合気のなかから特異的に選択された一酸化炭素と、ポンプによって容器本体2の空気排出口32から送り込まれた空気中の酸素とが触媒により反応して二酸化炭素が生成される。
2CO+O2→2CO2 … (3)
そして、混合気が一酸化炭素除去器904から燃料電池905の燃料極に供給される。
燃料電池905の燃料極では、電気化学反応式(4)に示すように、一酸化炭素除去器904から供給された混合気のうち水素ガスが、燃料極の触媒の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは燃料電池905の固体高分子電解質膜を通じて空気極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
3H2→6H++6e- … (4)
燃料電池905の空気極には、ポンプによって空気排出口32から空気が送り込まれる。そして、電気化学反応式(5)に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、電子とが反応して水が副生成物として生成される。
6H++3/2O2+6e-→3H2O … (5)
以上のように、燃料電池905で上記(4)、(5)に示す電気化学反応が起こることにより電気エネルギーが生成される。生成された生成物としての水、二酸化炭素、空気等の混合気は外部に排出される。
図20(b)の場合には、発電ユニット901が、気化器906と、燃料電池907と、から構成されている。
発電動作を起こす直前に、ポンプによって水6を燃料電池907の電解質膜に供給して電解質膜が十分に後述するプロトンを移動できる状態に設定しておく。そして、それぞれポンプによって液体燃料4及び水6が発電ユニット901に供給されて混合される。その混合液は、気化器906において気化されて、メタノール及び水蒸気の混合気となる。気化器906において生成された混合気は燃料電池907の燃料極に供給される。
燃料電池907の燃料極では、電気化学反応式(6)に示すように、気化器906から供給された混合気を、燃料極の触媒の作用を受けて水素イオンと電子と二酸化炭素に分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じて空気極に伝導し、電子は燃料極により取り出される。
CH3OH+H2O→CO2+6H++6e- … (6)
燃料電池907の空気極には、ポンプによって容器本体2の空気排出口32から送り込まれた空気が送り込まれる。そして、電気化学反応式(7)に示すように、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンと、燃料極により取り出された電子とが反応して水が生成される。
6H++3/2O2+6e-→3H2O … (7)
以上のように、燃料電池907で上記(6)、(7)に示す電気化学反応が起こることにより電気エネルギーが生成される。生成された生成物としての水、二酸化炭素、空気等の混合気は外部に排出される。
容器本体2に収容された水6は発電ユニット901の初期動作の際に用いられるが、容器本体2内の水6が消尽した場合、燃料電池905,907で生成された水が気化器902,906に送り込まれる。
この発電ユニット901を携帯電話、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)、電子手帳等の電子機器に設けた場合、電
子機器に対して燃料容器1が着脱自在となり、発電ユニット901で生成された電気エネルギーにより電子機器が動作することになる。
電子機器101としてノート型パーソナルコンピュータを適用した場合を図21及び図22に示す。本実施形態の電子機器101は、表示部103を有する第一筐体106と、入力部107を有する第二筐体108とを備え、第一筐体106及び第二筐体108はヒンジ構造により連結されている。
また、第二筐体108には、燃料容器1が収納自在な収納部110が設けられ、収納部110では、燃料容器1の燃料排出口31、空気排出口32及び水排出口33にそれぞれ対応した取付口121、122、123が露出している。表示部103は、バックライト型液晶表示パネルやEL表示パネル等により構成され、制御部から出力される電気信号に基づいて画面表示を行い、文字情報又は画像等が表示される。入力部107は、ファンクションキー、テンキー、文字入力キーなどの各種のボタンを備え、第二筐体108の外部に突出したボタンを押圧操作すると、ボタンが弾性変形してボタン内部の可動接点を基盤上の固定接点に接離可能に接触させることにより、電気信号が出力される。電子機器101の制御部は、CPU(Central Processing Unit)等の演算手段と、メモリ等の記憶手
段とから構成され、コンピュータに読み込まれたソフトウェアと協働して入力された電気信号の加工又は演算を行う。
燃料容器1の前側外蓋部材30の外面を電子機器101の収納部110に向けて矢印Aの方向に挿入すると、燃料排出口31が取付口121に嵌め込まれ、空気排出口32が取付口122に嵌め込まれ、水収容管70の先端部の水排出口33が取付口123に嵌め込まれる。と同時に、電子機器101の燃料導入管が燃料排出口31に挿入して燃料導入管によって逆止弁35が開き、空気導入管が空気排出口32に挿入して逆止弁36が開き、水導入管が水排出口33に挿入して逆止弁73が開く。
燃料容器1は、電子機器101に収納された状態で、エアフィルタ63が電子機器101の側面から露出するように設定され、電子機器101の側面及び下方に突出しない形状が望ましい。燃料容器1を電子機器101から取り外す場合は矢印Aと逆方向に燃料容器1を引っ張り出せばよい。
このような電子機器101に燃料容器1を装填する場合でも包装材9、109の胴巻き部91、191がケース10を密閉しているので燃料容器1の機密性を向上することができる。
以上、本発明の実施の形態によれば、互いに対向するケース10の内周面と追従補助部材71の外周面とが、それぞれ櫛歯状であり、ケース10側の凹部13内に追従補助部材71側の凸部75が配置され、追従補助部材71側の凹部74内にケース10側の凸部14が配置されて互いに噛み合う形状であるので、追従体5とケース10の内周面及び追従補助部材71の外周面との有効接触面積(S)が増大する。これによって、追従体5のケース10の内周面に付着している部分にかかる単位面積当たりの力(F’)が減少する。そのため、追従体5が追従補助部材71から剥離することを抑えることができ、過酷な条件下における振動に対しても変形することなく、剛性を上げることができる。その結果、液体燃料4の充填率が変わることなく、容易に振動特性を向上させることができる。
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、ケース10の内周面に形成した凹部13及び凸部14、追従補助部材71の外周面に形成した凹部74及び凸部75は矩形状であるとしたが、ケース10側の凹部13と追従補助部材71側の凸部75、追従補助部材71側の凹部74とケース10側の凸部14とが互いに噛み合う形状であれば、矩形状に限らず山形状であっても構わない。
また、追従体5とケース10の内周面及び追従補助部材71の外周面との有効接触面積(S)を増大させれば良いことから、ケース10の内周面及び追従補助部材71の外周面のいずれも櫛歯状とするのではなく、ケース10の内周面又は追従補助部材71の外周面の少なくとも一方の面を櫛歯状とすれば良い。
さらに、包装材9,109の包装工程は上述したような工程に限定されない。
燃料容器1の斜視図である。 燃料容器1の分解斜視図である。 線L−Lに沿った縦切断面の端面図である。 図3の端面図において燃料容器1の前部を拡大した図である。 図3の端面図において燃料容器1の後部を拡大した図である。 線L−Lに沿った横切断面の端面図である。 図6の端面図において燃料容器1の前部を拡大した図である。 図6の端面図において燃料容器1の後部を拡大した図である。 (a)は、燃料容器の容器本体2の略斜視図、(b)は、追従補助部材71において線L−Lと直交する方向に沿った切断面の断面図である。 前側内蓋部材20の斜視図である。 前側内蓋部材20の斜視図である。 前側内蓋部材20をケース10に嵌めた状態の正面図である。 前側内蓋部材20に前側外蓋部材30を重ねた状態の正面図である。 後ろ内蓋部材40の斜視図である。 後ろ内蓋部材40の斜視図である。 後ろ内蓋部材40に後ろ外蓋部材60を重ねた状態の背面図である。 包装材9の変形例の斜視図である。 別の包装材109で容器本体2を包装した状態の斜視図である。 包装材109の包装工程を説明するための斜視図である。 発電ユニット901のブロック図である。 燃料容器1が収納された電子機器101の略斜視図である。 電子機器101の裏面を示した略斜視図である。 従来例を示した燃料容器の容器本体2Aの略斜視図である。 線L1−L1に沿った横切断面の端面図である。 (a)はZ方向に加振した際の線L1−L1に沿った縦切断面の端面図、(b)はY方向に加振した際の線L1−L1に沿った横切断面の端面図、(c)はX方向に加振した際の線L1−L1に沿った横切断面の端面図である。 (a)はZ方向における振動試験後の線L1−L1に沿った縦断面図の要部拡大図、(b)はY方向における振動試験後の線L1−L1に沿った横断面図の要部拡大図、(c)はX方向における振動試験後の線L1−L1に沿った縦断面図、(d)はX方向における振動試験後の線L1−L1に沿った横断面図である。 追従補助部材71A、追従体5A及びケース10Aの内周面との関係を示した容器本体2Aの線L1−L1に沿った横断面図である。
符号の説明
1 燃料容器
2 容器本体
4 液体燃料
5 追従体
10 ケース
13,74 凹部
14,75 凸部
24,31 燃料排出口
71 追従補助部材

Claims (4)

  1. 液体燃料が収容され、前記液体燃料を外部に排出する燃料排出口が形成された容器本体と、
    前記容器本体内の前記液体燃料の末端側に位置し、前記液体燃料の排出に伴って前記燃料排出口側に移動する固体状の追従補助部材と、
    前記液体燃料の末端側に位置し、前記容器本体の内周面と前記追従補助部材の外周面とによって形成される空間内に充填され、前記液体燃料の排出に伴って前記燃料排出口に移動する追従体と、を備え、
    互いに対向する前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とのうち少なくとも一方の面が凹凸であることを特徴とする燃料容器。
  2. 互いに対向する前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とが互いに噛み合う形状であることを特徴とする請求項1に記載の燃料容器。
  3. 前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とがそれぞれ櫛歯状であることを特徴とする請求項2に記載の燃料容器。
  4. 前記容器本体の内周面と、前記追従補助部材の外周面とのうち少なくとも一方の面は、当該一方の面が平滑である場合に比べて表面積が大きいことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の燃料容器。
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