WO2006104014A1 - カプラー、そのカプラーを使用する燃料電池及び燃料カートリッジ - Google Patents

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Kenichi Takahashi
Hideaki Yasui
Hiroyuki Hasebe
Koichi Kawamura
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Kabushiki Kaisha Toshiba
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    • Y10T137/87965Valve- or closure-operated by coupling motion

Definitions

  • the present invention relates to a coupler that includes a nozzle and a socket in which the nozzle is mounted, and that feeds fluid from the nozzle side to the socket side.
  • the present invention relates to a coupler used for attaching and detaching a fuel cartridge to / from a fuel tank when supplying methanol from the fuel cartridge to a fuel tank of a nossive fuel cell.
  • DMFCs direct methanol fuel cells
  • DMFC fuel supply methods include gas supply type DMFC that vaporizes liquid fuel and sends it into the fuel cell with a blower, etc., liquid supply type DMFC that supplies liquid fuel directly into the fuel cell with a pump, etc.
  • An internal vaporization type DMFC that vaporizes liquid fuel inside the fuel cell and supplies it to the fuel electrode is known.
  • the internal vaporization type DMFC includes a fuel permeation layer that holds liquid fuel, and a vaporized component of the liquid fuel that is held in the fuel permeation layer.
  • a fuel vaporization layer for diffusion is provided, and the vaporized liquid fuel is supplied from the fuel vaporization layer to the fuel electrode.
  • an aqueous methanol solution in which methanol and water are mixed at a molar ratio of 1: 1 is used as the liquid fuel. Is supplied to the fuel electrode.
  • a fuel cell using such an aqueous methanol solution as a fuel has a problem that it is difficult to obtain sufficient output characteristics due to the difference in vaporization rates of methanol and water. Therefore, in order to improve the output characteristics and further reduce the size of the fuel cell, development of a fuel cell using pure methanol as a fuel is being promoted.
  • the present invention is directed to connecting a fuel cartridge to a fuel tank of a nossive fuel cell.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems with the quick attach / detach coupler.
  • An object of the present invention is to provide a coupler that can prevent a phenomenon that metal ions are dissolved into a liquid fuel when a fuel tank is replenished with a liquid fuel such as a fuel cartridge.
  • a coupler composed of a nozzle and a socket to which the nozzle is mounted, for feeding fluid from the nozzle side to the socket side,
  • the nozzle has a first valve incorporated therein, and the first valve closes the flow path in the nozzle when the nozzle is disconnected from the socket, and flows in the nozzle when the nozzle is mounted in the socket. Configured to open the road,
  • the socket has a second valve incorporated therein, and the second valve closes the flow path in the socket when disconnected from the nozzle force S socket, and in the socket when mounted in the nozzle force S socket. Configured to open the flow path of
  • the inner surface of the nozzle, the inner surface of the socket, the components of the first valve, and the components of the second valve are all made of rubber and Z or plastic only.
  • the inner surface of the nozzle, the inner surface of the socket, the components of the first valve, and the components of the second valve are all made of rubber and Z or plastic, so they pass through the coupler. There is no risk that metal ions will dissolve into the fluid.
  • the coupler of the present invention comprises
  • a coupler composed of a nozzle and a socket to which the nozzle is mounted, for feeding fluid from the nozzle side to the socket side,
  • the nozzle is
  • a nozzle body having a nose portion provided with a nozzle opening at the tip;
  • It is housed in the nose and can move forward and backward in the axial direction, closing the nozzle opening at the forward position.
  • a first support member that is attached to the rear end of the movable pin, is fixed to the nozzle body at the periphery, and is a flange-like elastic material force that pushes the movable pin into the advanced position, and the socket includes:
  • a cylindrical housing provided with a ring-shaped convex portion protruding radially inward on the inner peripheral surface;
  • a ring-shaped packing that is inserted into the housing at an inner portion in the axial direction from the convex portion, and a back surface is supported by an inner side surface of the convex portion;
  • a valve stem that penetrates the inside of the collar, the convex portion and the ring-shaped packing, and is movable back and forth in the axial direction;
  • valve stem Mounted near the rear end of the knob stem, when the valve stem is in the forward position, it contacts the ring packing to close the flow path in the socket, and when the valve stem is in the backward position, the ring packing force is also released.
  • a valve head that opens the flow path in the socket, and a second support member that is attached to the rear end portion of the noreb stem and pushes the valve stem into the advanced position.
  • the inner surface of the nozzle body, the inner surface of the housing, the movable pin, the first support member, the collar, the ring packing, the valve stem, the valve head, and the second support member are all made of rubber and Z or plastic only. It is characterized by being.
  • the coupler By configuring the coupler as described above, the number of parts incorporated in the nozzle and the socket can be reduced.
  • the first support member that pushes the movable pin into the forward position and the second support member that pushes the valve stem into the forward position can be composed only of rubber and z or plastic, when passing through the coupler It is possible to prevent a phenomenon in which metal ions are dissolved in the fluid.
  • the inner surface of the nozzle body, the inner surface of the housing, the valve stem, and the valve head are made of PEEK (polyether ether ketone), PPS (polyphenylene sulfide), LCP (liquid crystal polymer), PBT (Polybutylene terephthalate), POM (polyacetal), and PET (polyethylene terephthalate) forces are also made of at least one selected resin.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PPS polyphenylene sulfide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • POM polyacetal
  • PET polyethylene terephthalate
  • the movable pin, the first support member, the collar, the ring-shaped packing, and the second support member are EPDM (ethylene monopropylene diene), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), FKM ( It is made of at least one rubber which is also selected from the group consisting of Fluoro Rubber) and NMQ (Silicone Rubber).
  • the nozzle When the nozzle is configured in this manner, when the nozzle force is mounted in the S socket, the joint between the nozzle body and the housing is sealed by the collar, and the elastic ball hits the valve stem. As the ball is compressed and moved away from the nozzle locus, the valve stem is pushed to the retracted position, thereby opening the flow path in the nozzle and the flow path in the socket.
  • the partial force with which the fluid comes into contact when the fluid passes through the coupler is made of only rubber and Z or plastic, so that when the fluid passes through the coupler, There is no risk of metal ions melting out.
  • the coupler of the present invention is used in a connection part between a fuel tank and a fuel cartridge provided in a fuel cell main body, the metal ion that has melted into the fuel is used as a fuel. A phenomenon that causes a decrease in the output of the battery can be prevented.
  • Figure 1 shows a trace amount of aluminum contained in pure methanol. It is a figure which shows an example of the influence which acts on the output characteristic of a fuel cell.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view (state before connection) showing an example of a coupler according to the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view (connected state) showing an example of a coupler according to the present invention.
  • FIG. 4A is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 1 and 2 (state before connection).
  • FIG. 4B is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4C is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4D is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 4E is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIG. 1 and FIG. 2 (connected state).
  • FIG. 5 is a cross-sectional view (a state before connection) showing another example of the coupler according to the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view (connected state) showing another example of the coupler according to the present invention.
  • FIG. 7A is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 5 and 6 (state before connection).
  • FIG. 7B is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 7C is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 7D is a diagram for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 5 and 6.
  • FIG. 7E is a view for explaining the operation of the coupler shown in FIGS. 5 and 6 (connected state).
  • FIG. 1 shows an example of the influence on the output characteristics of a trace amount of aluminum contained in pure methanol as a liquid fuel.
  • This data is a plot of the change in output voltage ( ⁇ ) with the lapse of power generation time, with the amount of aluminum mixed as a parameter.
  • the dimensions of the electrode membrane structure are: length 32mm x width 32mm x thickness lmm. With this fuel cell, power generation is performed under a condition of constant current of 150mAZcm 2.
  • FIG. 2 and 3 show an example of a coupler according to the present invention.
  • Fig. 2 shows the state before the coupler is connected, and
  • Fig. 3 shows the state after the coupler is connected.
  • This coupler is used for noisy fuel cells! It is used for connecting the fuel tank and fuel cartridge provided in the fuel cell body.
  • 10 is a nose
  • 20 is a socket
  • 11 is a nose body
  • 12 is a nose part
  • 13 is a nose port
  • 14 is a movable pin
  • 15 is a first support member
  • 21 is a housing
  • 22 is a ring-shaped convex
  • 23 is a collar
  • 24 is a ring packing
  • 25 is a valve stem
  • 26 is a valve head
  • 27 is a second support member.
  • the coupler includes a nozzle 10 and a socket 20.
  • Nozzle 10 is attached to the mouth of cartridge bottle 1 and socket 20 is attached to inlet 2 of the fuel tank.
  • Liquid fuel for example, pure methanol
  • the main part of the nozzle 10 is composed of a nozzle body 11, a movable pin 14 and a first support member 15.
  • the nozzle body 11 has a nose portion 12, and a nozzle port 13 is formed at the tip of the nose portion 12.
  • a movable pin 14 is accommodated in the nose portion 12.
  • the movable pin 14 can advance and retreat in the axial direction in the nose portion 12, closes the nozzle port 13 in the forward position and closes the flow path in the nozzle, and moves away from the nozzle port 13 in the backward position and flows in the nozzle. It is configured to open the road.
  • the rear end portion of the movable pin 14 is fixed to the nozzle body 11 via the first support member 15.
  • the first support member 15 also has a flange-like elastic material force, and is connected to the nozzle body 11 on the outer peripheral side thereof and connected to the rear end portion of the movable pin 14 on the center side thereof.
  • the first support member 15 moves the movable pin 14 forward when the nozzle 10 is disconnected from the socket 20.
  • the channel in the nozzle is closed.
  • the first support member 15 also serves as a seal for the connection between the mouth of the cartridge bottle 1 and the nozzle body 11.
  • the main part of the socket 20 includes a housing 21, a collar 23, a ring packing 24, a valve stem 25, a valve head 26 and a second support member 27.
  • the housing 21 has a substantially cylindrical shape, and a ring-shaped convex portion 22 that protrudes radially inward is formed on the inner peripheral surface at an intermediate position in the axial direction.
  • a collar 23 which also has an elastic material force, is inserted in a portion on the outer side in the axial direction than the convex portion 22 (that is, the inlet side of the socket).
  • the rear end surface of the collar 23 is supported on the side surface outside the convex portion 22 (that is, the inlet side of the socket).
  • a ring-shaped packing 24 is inserted into the housing 21 at a portion on the inner side in the axial direction (that is, the back side of the socket) than the convex portion 22.
  • the back surface of the ring-shaped packing 23 is supported by the side surface inside the convex portion 22 (that is, the back side of the socket).
  • a valve stem 25 is accommodated in a cylindrical space formed inside the collar 23, the convex portion 22 and the ring-shaped packing 24.
  • the valve stem 25 can advance and retreat in the axial direction within this cylindrical space.
  • a nozzle head 26 is attached in the vicinity of the rear end portion of the valve stem 25 in the vicinity of the rear end portion of the valve stem 25 .
  • the rear end portion of the valve stem 25 is supported by the bottom surface of the inlet portion 2 of the fuel tank via the second support member 27.
  • the second support member 27 also has a cylindrical elastic material force, and is in contact with the back surface of the nozzle head 26 at one end and in contact with the bottom surface of the inlet portion 2 of the fuel tank at the other end.
  • the portion where the liquid fuel contacts when the liquid fuel passes through the coupler that is, the inner surface of the nozzle body 11, the inner surface of the housing 21, the movable pin 14, the first support member 15, collar 23, ring packing 24, valve stem 25, valve head 26, and second support member 27 are all made of rubber or plastic only. It is.
  • the inner surface of the nozzle body 11, the inner surface of the housing 21, the valve stem 25 and the valve head 26 are made of an aromatic rosin-based resin LCP.
  • the movable pin 14 and the first support member 15 are made of ethylene propylene-gen terpolymer rubber EPDM (75H S), and the collar 23 and the second support member 27 are similarly made of ethylene-propylene-gen.
  • the terpolymer rubber EPDM (50HS) is made, and the ring packing 24 is made of ethylene propylene terpolymer rubber EPDM (30HS) as well!
  • the inner surface of the nozzle body, the inner surface of the housing, the valve stem and the valve head are PEEK (polyether ether ketone), PPS (polyferene sulfide), LCP (liquid crystal polymer), PBT (polybutylene terephthalate). ⁇ , such as POM (polyacetal) and PET (polyethylene terephthalate) can be used.
  • PEEK polyether ether ketone
  • PPS polyferene sulfide
  • LCP liquid crystal polymer
  • PBT polybutylene terephthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the movable pin, the first support member, the collar, the ring packing and the second support member include EPDM (ethylene monopropylene gen), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), FKM (fluoro rubber) and Rubber such as VMQ (silicone rubber) can be used.
  • EPDM ethylene monopropylene gen
  • NBR acrylonitrile butadiene rubber
  • FKM fluoro rubber
  • Rubber such as VMQ (silicone rubber)
  • VMQ silicone rubber
  • Figures 4A-E show the movement of each part when this coupler is connected.
  • the tip of the movable pin 14 is pressed against the nozzle port 13 to close the nozzle 10, so that fuel is supplied from the fuel cartridge to the fuel tank. After that, when the nozzle 10 is removed from the socket 20, the fuel remaining in the nozzle 10 does not leak out from the nozzle port 13.
  • the fuel cartridge side can be composed of three parts, that is, the cartridge bottle 1, the nozzle body 11, and the movable pin 14 (including the first support member 15), the fuel cartridge (disposable container) Can be used as a manufacturing cost).
  • FIG. 5 and 6 show other examples of couplers according to the present invention.
  • Fig. 5 shows the state before the coupler is connected
  • Fig. 6 shows the state after the coupler is connected.
  • 31 represents a nozzle body
  • 33 represents a nozzle port
  • 34 represents an elastic ball.
  • the main part of the nozzle 10 is composed of a nozzle body 31 and an elastic ball 34.
  • a nozzle port 33 is formed at the tip of the nozzle body 31, and an elastic ball 34 is accommodated in the nozzle body 31.
  • a back plate 35 is fixed to the rear end of the nozzle body 31, and the elastic ball 34 is supported by the back plate 35 from behind.
  • Nozzle 10 force When disconnected from the S socket 20, the elastic ball 34 is pressed against the nozzle port 33 by the back plate 35, and the flow path in the nozzle 10 is closed.
  • the elastic ball 34 force is compressed by the noble stem 25 built in the socket 20, away from the nozzle port 33, and the flow path in the nozzle 10 is opened.
  • the portion where the liquid fuel contacts that is, the inner surface of the nozzle body 31, the inner surface of the housing 21, and the elasticity
  • Body ball 34, back plate 35, collar 23, ring-shaped packing 24, valve stem 25, valve head 26, and second support member 27 are all made of rubber or plastic as in the previous example. Yes.
  • the inner surface of the nozzle body 11, the back plate 35, the inner surface of the housing 21, the valve stem 25 and the valve head 26 are made of LCP of an aromatic resin-based resin.
  • the movable pin 14 is made of EPDM (75HS), an ethylene propylene terpolymer rubber, and the collar 23 and the second support member 27 are similarly made of an ethylene-propylene terpolymer rubber.
  • EPDM 50HS
  • the ring packing 24 is similarly made of EPDM (30HS), an ethylene propylene terpolymer rubber.
  • the inner surface of the nozzle body, the back plate, the inner surface of the housing, the valve stem and the valve head have PEEK (polyether ether ketone), PPS (polyferene sulfide), LCP (liquid crystal polymer), PBT (polybutylene). Coffins such as terephthalate), POM (polyacetal) and PET (polyethylene terephthalate) can be used.
  • movable pins, collars, ring packings and second support members include EPDM (ethylene-propylene gen), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), FKM (fluoro rubber) and VMQ (silicone rubber). Rubber can be used.
  • Figures 7A-E show the movement of each part when this coupler is connected.
  • the flow path in the nozzle is opened first, and then the flow path in the socket is opened.
  • the hardness of the movable pin in the nozzle is set to the second hardness in the socket. It is also possible to adopt a configuration in which the flow path in the socket is opened first and then the flow path in the nozzle is opened by making it harder than the hardness of the support member or making it elastically deformable in shape.
  • liquid fuel used is not necessarily limited to methanol fuel, for example, ethanol fuel such as ethanol aqueous solution or pure ethanol, propanol fuel such as propanol aqueous solution or pure propanol, glycol aqueous solution such as glycol aqueous solution or pure glycol.
  • ethanol fuel such as ethanol aqueous solution or pure ethanol
  • propanol fuel such as propanol aqueous solution or pure propanol
  • glycol aqueous solution such as glycol aqueous solution or pure glycol.
  • Fuel oil, dimethyl ether, formic acid, or other liquid fuel is used.
  • liquid fuel suitable for the fuel cell is used.

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Abstract

 カプラーは、ノズル10とソケット20から構成される。ノズル10は、ノズルボディ11、可動ピン14及び第一支持部材15などから構成される。可動ピン14は、ノーズ部12の中で軸方向に進退可能であり、ノズル内の流路を開閉する。ソケット20は、ハウジング21、カラー23、リング状パッキン24、バルブステム25、バルブヘッド26及び第二支持部材27などから構成される。バルブステム25は、ソケット20内で軸方向に進退可能であり、ソケット内の流路を開閉する。カプラー内で液体燃料に接する部分は、いずれも、ゴムおよび/またはプラスチックのみで作られている。

Description

明 細 書
カプラー、そのカプラーを使用する燃料電池及び燃料カートリッジ 技術分野
[0001] 本発明は、ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル 側からソケット側へ送り込むためのカプラーに係る。本発明は、特に、ノッシブ型燃料 電池の燃料タンクに燃料カートリッジからメタノールを補給する際、燃料カートリッジを 燃料タンクに対して着脱するために使用されるカプラーに係る。
背景技術
[0002] 近年、ノートパソコンや携帯電話などの各種の携帯用電子機器を長時間充電無し で使用可能にすることを目的として、これらの携帯用機器の電源に燃料電池を用い る試みが各所で進められている。燃料電池は、燃料と空気を供給するだけで発電が 行われ、燃料のみを補給すれば、連続して長時間発電することができるという特徴を 有しているので、小型化が実現されれば、携帯用機器の電源として極めて有利なシ ステムと言える。
[0003] 特に、直接メタノール型燃料電池(DMFC; direct methanol foel cell)は、エネルギ 一密度の高いメタノールを燃料に用い、メタノールから触媒層及び固体電解質膜を 用いて電流を直接取り出すので、改質器が不要で小型化が可能であり、且つ、燃料 の取り扱いも水素ガスに比べて容易なことから、小型の携帯用機器用の電源として有 望である。 DMFCの燃料の供給方式としては、液体燃料を気化させてブロア等で燃 料電池内に送り込む気体供給型 DMFC、液体燃料をそのままポンプ等で燃料電池 内に送り込む液体供給型 DMFC、更に、送り込まれた液体燃料を燃料電池の内部 で気化させて燃料極に供給する内部気化型 DMFCなどが知られている。
[0004] 特開 2000— 106201号公報に記載されているように、内部気化型 DMFCは、液 体燃料を保持する燃料浸透層と、燃料浸透層中に保持された液体燃料のうち気化 成分を拡散させるための燃料気化層とを備え、気化した液体燃料が、燃料気化層か ら燃料極に供給される。上記公報では、液体燃料として、メタノールと水が 1: 1のモル 比で混合されたメタノール水溶液が使用され、メタノールと水の双方力 ガスの状態 で燃料極に供給される。このようなメタノール水溶液を燃料として用いる燃料電池は、 メタノールと水の気化速度の相違に起因して、十分な出力特性を得ることが難しいと 言う問題がある。そこで、燃料電池の出力特性の向上及び一層の小型化を図るべく 、純メタノールを燃料に用 、る燃料電池の開発が進められて 、る。
[0005] 主にモパイル機器で使用される小型の燃料電池として、純メタノールを燃料に用い 、且つ純メタノールを燃料極へ供給するために燃料ポンプなどの能動的な移送手段 を使用しな 、パッシブ型燃料電池が開発されて 、る。このようなパッシブ型燃料電池 では、燃料電池本体に設けられた燃料タンクに燃料カートリッジ力ゝら純メタノールを補 給する作業を容易にするため、燃料タンクに燃料カートリッジを接続する部分に、急 速着脱式のカプラーが使用される。急速着脱式のカプラーでは、カプラーを構成す る一対の継手の内部に、それぞれバルブが組み込まれ、各バルブは、継手が切り離 された状態では各継手内部の流路を閉じ、継手が接続された状態では各継手内部 の流路を開くように構成される。このような急速着脱式のカプラーでは、継手の着脱 に伴うバルブの開閉を可能にするため、通常、継手の内部に鋼製のスプリングが収 容されている。
[0006] ところで、純メタノールを燃料に用いる燃料電池では、メタノール中に金属イオンが 混入すると、電極膜構造体を構成する固体電解質膜に金属イオンが捕捉されて、燃 料電池の出力の低下を招くと言う問題がある。特に、モパイル機器用の小型の燃料 電池では、上記のように、燃料電池本体に設けられた燃料タンクに燃料カートリッジ から直接、メタノールが補給され、且つ、燃料タンク内のメタノールは、特別な処理が なされることなくそのまま電極膜構造体に供給されるので、メタノール中への金属ィォ ンの混入を極力避ける必要がある。
[0007] しかし、燃料タンクに燃料カートリッジを接続する部分に急速着脱式のカプラーを使 用した場合、バルブの構成部品中に含まれる金属部材力 純メタノール中に金属ィ オンが溶け出し、電極膜構造体を劣化させる要因となる。特に、鋼中に含まれる微量 のアルミニウムに起因するアルミニウム.イオンは有害である。 発明の開示
[0008] 本発明は、ノ ッシブ型燃料電池の燃料タンクに燃料カートリッジを接続するための 急速着脱式のカプラーについての以上のような問題点に鑑み成されたものである。 本発明の目的は、燃料タンクに燃料カートリッジカゝら液体燃料を補給する際、液体燃 料中に金属イオンが溶け出す現象を防止することができるカプラーを提供することに ある。
[0009] 本発明のカプラーは、
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側カゝらソケッ ト側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、その内部に第一バルブが組み込まれ、この第一バルブは、ノズルが ソケットから切り離された状態ではノズル内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着され た状態ではノズル内の流路を開くように構成され、
前記ソケットは、その内部に第二バルブが組み込まれ、この第二バルブは、ノズル 力 Sソケットから切り離された状態ではソケット内の流路を閉じ、ノズル力 Sソケットに装着 された状態ではソケット内の流路を開くように構成され、
ノズルの内面、ソケットの内面、第一バルブの各構成部品、及び第二バルブの各構 成部品は、いずれも、ゴムおよび Zまたはプラスチックのみで作られていることを特徴 とする。
[0010] 本発明のカプラーによれば、流体がカプラー内を通過する際に流体が接する部分
、即ち、ノズルの内面、ソケットの内面、第一バルブの各構成部品、及び第二バルブ の各構成部品が、いずれも、ゴムおよび Zまたはプラスチックのみで作られているの で、カプラー内を通過する際に流体中に金属イオンが溶け出すおそれがない。
[0011] 好ましくは、本発明のカプラーは、
ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側カゝらソケッ ト側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノーズ部を備えたノズルボディと、
ノーズ部の中に収容され、軸方向に進退可能で、前進位置においてノズル口を塞
Vヽでノズル内の流路を閉じ、後退位置にお!ヽてノズル口力 離れてノズル内の流路 を開く可動ピンと、 可動ピンの後端部に取り付けられ、周縁部でノズルボディに固定され、可動ピンを 前進位置に押し込むフランジ状の弾性材料力 なる第一支持部材と、を備え、 前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジング と、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸 部の外側の側面で支持され、弾性材料カゝらなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部 の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバル ブステムと、
ノ レブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときに はリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあ るときにはリング状パッキン力も離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、 ノ レブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性 材料力 なる第二支持部材と、を備え、
当該カプラーは、ノズル力 Sソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジング の接合部がカラーによってシールされるとともに、可動ピン力 Sバルブステムに突き当 たって互いを後退位置まで押し込むことにより、ノズル内の流路及びソケット内の流路 を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、可動ピン、第一支持部材、カラー、 リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、及び第二支持部材は、いずれも、ゴ ムおよび Zまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とする。
カプラーを以上のように構成することにより、前記ノズル及び前記ソケットの内部に 組み込まれる部品の点数を少なく抑えることができる。また、可動ピンを前進位置に 押し込む第一支持部材、及びバルブステムを前進位置に押し込む第二支持部材を 、ゴムおよび zまたはプラスチックのみで構成することができるので、カプラー内を通 過する際に流体中に金属イオンが溶け出す現象を防止することができる。 [0013] 好ましくは、前記ノズルボディの内面、前記ハウジングの内面、前記バルブステム及 び前記バルブヘッドは、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン)、 PPS (ポリフエ-レン サルファイド)、 LCP (液晶ポリマー)、 PBT (ポリブチレンテレフタレート)、 POM (ポリ ァセタール)及び PET (ポリエチレンテレフタレート)力もなるグループの中力も選ば れる少なくとも一つの榭脂で作られる。これに対して、前記可動ピン、前記第一支持 部材、前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記第二支持部材は、 EPDM ( エチレン一プロピレン一ジェン)、 NBR (アクリロニトリル 'ブタジエンゴム)、 FKM (フ ッ素ゴム)及び NMQ (シリコ ンゴム)からなるグループの中力も選ばれる少なくとも 一つのゴムで作られる。
[0014] なお、上記のカプラーにおいてノズル側の構造を一部変形し、前記可動ピンの代 わりに弾性体ボールを用いることもできる。その場合、ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノズルボディと、
ノズルボディの中に収容された弾性体ボールと、
ノズルボディの後端に固定され、弾性体ボールを後方力 支持してノズル口に対し 押し付けることにより、ノズル内の流路を閉じる背面板と、を備える。
[0015] このようにノズルを構成した場合、ノズル力 Sソケットに装着された状態では、ノズルボ ディとハウジングの接合部がカラーによってシールされ、且つ弾性体ボールがバルブ ステムに突き当たることによって、弾性体ボールが圧縮されてノズルロカ 離れるとと もに、バルブステムが後退位置まで押し込まれ、それによりノズル内の流路及びソケ ット内の流路が開かれる。
[0016] 本発明のカプラーによれば、流体がカプラー内を通過する際に流体が接する部分 力 いずれもゴムおよび Zまたはプラスチックのみで作られているので、カプラー内を 通過する際に流体中に金属イオンが溶け出すおそれがない。
[0017] ノッシブ型燃料電池にぉ 、て、本発明のカプラーを、燃料電池本体に設けられた 燃料タンクと燃料カートリッジの接続部に使用すれば、燃料中に溶け出した金属ィォ ンが燃料電池の出力の低下を招く現象を防止することができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]図 1は、純メタノール中に含まれる微量のアルミニウム 'イオン力 パッシブ型燃 料電池の出力特性に及ぼす影響の一例を示す図である。
[図 2]図 2は、本発明に基づくカプラーの一例を示す断面図 (接続前の状態)である。
[図 3]図 3は、本発明に基づくカプラーの一例を示す断面図 (接続された状態)である
[図 4A]図 4Aは、図 1及び図 2に示したカプラーの動作について説明する図である( 接続前の状態)。
[図 4B]図 4Bは、図 1及び図 2に示したカプラーの動作について説明する図である。
[図 4C]図 4Cは、図 1及び図 2に示したカプラーの動作について説明する図である。
[図 4D]図 4Dは、図 1及び図 2に示したカプラーの動作について説明する図ある。
[図 4E]図 4Eは、図 1及び図 2に示したカプラーの動作について説明する図である(接 続された状態)。
[図 5]図 5は、本発明に基づくカプラーの他の例を示す断面図 (接続前の状態)である
[図 6]図 6は、本発明に基づくカプラーの他の例を示す断面図 (接続された状態)であ る。
[図 7A]図 7Aは、図 5及び図 6に示したカプラーの動作について説明する図である( 接続前の状態)。
[図 7B]図 7Bは、図 5及び図 6に示したカプラーの動作について説明する図である。
[図 7C]図 7Cは、図 5及び図 6に示したカプラーの動作について説明する図である。
[図 7D]図 7Dは、図 5及び図 6に示したカプラーの動作について説明する図である。
[図 7E]図 7Eは、図 5及び図 6に示したカプラーの動作について説明する図である(接 続された状態)。
発明を実施するための最良の形態
[0019] 先ず、図 1に、液体燃料の純メタノール中に含まれる微量のアルミニウム 'イオン力 ノ ッシブ型燃料電池の出力特性に及ぼす影響の一例を示す。
[0020] このデータは、発電時間の経過に伴う出力電圧の変化(Δν)を、アルミニウムの混 入量をパラメータにしてプロットしたものである。この燃料電池の中で使用されている 電極膜構造体の構成は次の通りである:固体電解質膜 =ナフイオン (商品名:デュポ ン社製)、燃料極触媒層 = Pt— Ru (白金—ルテニウム)、空気極触媒層 =Pt (白金) 。電極膜構造体の寸法は:縦 32mmx横 32mmx厚さ lmmである。この燃料電池を 用いて、 150mAZcm2の定電流の条件で発電が行われた。
[0021] 図 1に示されているように、純メタノール中に含まれているアルミニウム 'イオンは、た とえ極めて微量であっても、燃料電池の出力特性に有害な影響を及ぼすことが分か る。
[0022] (例 1)
図 2及び図 3に、本発明に基づくカプラーの一例を示す。図 2はカプラーを接続す る前の状態、図 3はカプラーを接続した後の状態である。このカプラーは、ノ¾シブ型 燃料電池にお!ヽて、燃料電池本体に設けられた燃料タンクと燃料カートリッジを接続 する部分に使用される。
[0023] 図中、 10はノズノレ、 20はソケット、 11はノズノレボディ、 12はノーズ部、 13はノズノレ口 、 14は可動ピン、 15は第一支持部材、 21はハウジング、 22はリング状の凸部、 23は カラー、 24はリング状パッキン、 25はバルブステム、 26はバルブヘッド、 27は第二支 持部材を表す。
[0024] このカプラーは、ノズル 10とソケット 20から構成される。ノズル 10はカートリッジボト ル 1の口部に取り付けられ、ソケット 20は燃料タンクの入口部 2に取り付けられる。液 体燃料 (例えば、純メタノール)は、ノズル 10側からソケット 20側へ送り込まれる。
[0025] ノズル 10の主要部は、ノズルボディ 11、可動ピン 14及び第一支持部材 15から構 成されている。ノズルボディ 11はノーズ部 12を有し、ノーズ部 12の先端にノズル口 1 3が形成されている。ノーズ部 12の中には可動ピン 14が収容されている。可動ピン 1 4は、ノーズ部 12の中で軸方向に進退可能であり、前進位置においてノズル口 13を 塞いでノズル内の流路を閉じ、後退位置においてノズル口 13から離れてノズル内の 流路を開くように構成されて ヽる。
[0026] 可動ピン 14の後端部は、第一支持部材 15を介してノズルボディ 11に固定されてい る。この第一支持部材 15は、フランジ状の弾性材料力もなり、その外周側でノズルボ ディ 11に接続され、その中心側で可動ピン 14の後端部に接続されている。第一支 持部材 15は、ノズル 10がソケット 20から切り離されているとき、可動ピン 14を前進位 置に押し込んでノズル内の流路を閉じる。また、この第一支持部材 15は、カートリッジ ボトル 1の口部とノズルボディ 11との間の接続部のシールも兼ねて 、る。
[0027] ソケット 20の主要部は、ハウジング 21、カラー 23、リング状パッキン 24、バルブステ ム 25、バルブヘッド 26及び第二支持部材 27から構成されて 、る。
[0028] ハウジング 21は、略円筒状の形状を備え、軸方向の中間の位置でその内周面に、 径方向内側に突出するリング状の凸部 22が形成されている。ハウジング 21の中には 、上記凸部 22よりも軸方向外側 (即ち、ソケットの入口側)の部分に、弾性材料力もな るカラー 23が挿入されている。このカラー 23の後端面は、上記凸部 22の外側(即ち 、ソケットの入口側)の側面で支持されている。更に、ハウジング 21の中には、上記凸 部 22よりも軸方向内側(即ち、ソケットの奥側)の部分に、リング状パッキン 24が挿入 されている。このリング状パッキン 23の背面は、上記凸部 22の内側(即ち、ソケットの 奥側)の側面で支持されて 、る。
[0029] カラー 23、上記凸部 22及びリング状パッキン 24の内側に形成された筒状の空間に 、バルブステム 25が収容されている。バルブステム 25は、この筒状の空間内で軸方 向に進退可能である。バルブステム 25の後端部の近傍には、ノ レブヘッド 26が取り 付けられている。バルブヘッド 26は、バルブステム 25が前進位置にあるときにはリン グ状パッキン 24に接触してソケット内の流路を閉じ、ノ レブステム 25が後退位置にあ るときにはリング状パッキン 24から離れてソケット内の流路を開くように構成されてい る。
[0030] バルブステム 25の後端部は、第二支持部材 27を介して燃料タンクの入口部 2の底 面に支持されている。この第二支持部材 27は、筒状の弾性材料力もなり、一方の端 でノ レブヘッド 26の背面に接し、もう一方の端で、燃料タンクの入口部 2の底面に接 している。この第二支持部材 27は、ノズル 10がソケット 20から切り離されているとき、 バルブステム 25を前進位置に押し込んでソケット内の流路を閉じる。
[0031] 以上のように構成されたカプラーにおいて、カプラー内を液体燃料が通過する際に 液体燃料が接する部分、即ち、ノズルボディ 11の内面、ハウジング 21の内面、可動 ピン 14、第一支持部材 15、カラー 23、リング状パッキン 24、バルブステム 25、バル ブヘッド 26、及び第二支持部材 27は、いずれも、ゴムまたはプラスチックのみで作ら れている。
[0032] この例では、ノズルボディ 11の内面、ハウジング 21の内面、バルブステム 25及びバ ルブヘッド 26は、芳香族榭脂系榭脂の LCPで作られている。可動ピン 14及び第一 支持部材 15は、エチレン プロピレン—ジェン 3元系共重合体ゴムの EPDM (75H S)で作られ、カラー 23及び第二支持部材 27は、同様にエチレン—プロピレン—ジェ ン 3元系共重合体ゴムの EPDM (50HS)で作られ、リング状パッキン 24は、同様に エチレン プロピレン ジェン 3元系共重合体ゴムの EPDM (30HS)で作られて!/ヽ る。
[0033] なお、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、バルブステム及びバルブヘッドには 、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン)、 PPS (ポリフェレンサルファイド)、 LCP (液 晶ポリマー)、 PBT (ポリブチレンテレフタレート)、 POM (ポリアセタール)及び PET ( ポリエチレンテレフタレート)などの榭脂を使用することができる。これら 7種の樹脂に っ 、て、 JIS -K7114「プラスチックの耐薬品性試験方法」に従 、静的浸漬試験を実 施したところ、重量変化及び寸法変化 (面方向、厚み方向)に変化が認められず、耐 メタノール性を有する樹脂であることが確認された。
[0034] 他方、可動ピン、第一支持部材、カラー、及びリング状パッキン及び第二支持部材 には、 EPDM (エチレン一プロピレン一ジェン)、 NBR (アクリロニトリル 'ブタジエンゴ ム)、 FKM (フッ素ゴム)及び VMQ (シリコーンゴム)などのゴムを使用することができ る。これら 3種のゴム材について、 JIS— K6258「加硫ゴムの浸漬試験方法」に従い 静的浸漬試験を実施したところ、重量変化、寸法変化 (面方向、厚み方向)及び荷重 変化に変化が認められず、耐メタノール性を有するゴム材であることが確認された。
[0035] 次に、このカプラーの動作について説明する。図 4A〜Eに、このカプラーを接続す る際における各部分の動きを示す。
[0036] ノズル 10をソケット 20に装着するためにノズル 10をソケット 20に押し込んで行くと、 先ず、ノーズ部 12がカラー 23の前端面に接触して、ノズルボディ 11とハウジング 21 の接合部がシールされる(図 4A, B)。ノズル 10を更に押し込んで行くと、カラー 23が ノーズ部 12で圧縮されて、バルブステム 25が可動ピン 14に突き当たり(図 4C)、可 動ピン 14が後退位置まで押し込まれる(図 4D)。これによつて、ノズル内の流路が開 かれる。ノズル 10を更に押し込んで行くと、後退した可動ピン 14により第二支持部材 27が圧縮されてバルブステム 25が後退位置まで押し込まれ、バルブヘッド 26がリン グ状パッキン 24から離れ、ソケット内の流路を開かれる(図 4E)。
[0037] この例に示された構造によれば、ノズル口 13に可動ピン 14の先端を押し付けてノ ズル 10側を閉じるように構成されて ヽるので、燃料カートリッジから燃料タンクに燃料 を補給した後、ノズル 10をソケット 20から取り外したときに、ノズル 10内に残された燃 料がノズル口 13から漏れ出すことがない。
[0038] また、燃料カートリッジ側を、カートリッジボトル 1、ノズルボディ 11及び可動ピン 14 ( 第一支持部材 15を含む)の 3点の部品から構成することができるので、燃料カートリツ ジ (使い捨ての容器として使用される)の製造コストを引き下げることができる。
[0039] (例 2)
図 5及び図 6に、本発明に基づくカプラーの他の例を示す。図 5はカプラーを接続 する前の状態、図 6はカプラーを接続した後の状態である。図中、 31はノズルボディ 、 33はノズル口、 34は弾性体ボールを表す。
[0040] この例と先に図 2及び図 3に示した例との間の主要な相違点は、ノズル 10側におい て、先の例における可動ピン 14及び第一支持部材 15の代わりに、弾性体ボール 34 が使用されているところである。ソケット側 20の構造は、基本的に先の例と共通である ので、共通の部品に対して同一の符号を付して、その説明は省略する。
[0041] この例では、ノズル 10の主要部は、ノズルボディ 31及び弾性体ボール 34から構成 されている。ノズルボディ 31の先端にはノズル口 33が形成され、ノズルボディ 31の中 には弾性体ボール 34が収容されている。ノズルボディ 31の後端には背面板 35が固 定され、弾性体ボール 34は背後からこの背面板 35により支持されている。ノズル 10 力 Sソケット 20から切り離されているとき、弾性体ボール 34が背面板 35によりノズル口 3 3に対して押し付けられ、ノズル 10内の流路を閉じる。ノズル 10をソケット 20に接続し たとき、弾性体ボール 34力 ソケット 20に内蔵されているノ レブステム 25により圧縮 されてノズル口 33から離れ、ノズル 10内の流路を開く。
[0042] 以上のように構成されたカプラーにおいて、カプラー内を液体燃料が通過する際に 液体燃料が接する部分、即ち、ノズルボディ 31の内面、ハウジング 21の内面、弾性 体ボール 34、背面板 35、カラー 23、リング状パッキン 24、バルブステム 25、バルブ ヘッド 26、及び第二支持部材 27は、先の例と同様に、いずれもゴムまたはプラスチッ クのみで作られている。
[0043] この例では、ノズルボディ 11の内面、背面板 35、ハウジング 21の内面、バルブステ ム 25及びバルブヘッド 26は、芳香族榭脂系榭脂の LCPで作られている。可動ピン 1 4は、エチレン プロピレン ジェン 3元系共重合体ゴムの EPDM (75HS)で作られ 、カラー 23及び第二支持部材 27は、同様にエチレン—プロピレン—ジェン 3元系共 重合体ゴムの EPDM (50HS)で作られ、リング状パッキン 24は、同様にエチレン プロピレン ジェン 3元系共重合体ゴムの EPDM (30HS)で作られている。
[0044] なお、ノズルボディの内面、背面板、ハウジングの内面、バルブステム及びバルブ ヘッドには、 PEEK (ポリエーテルエーテルケトン)、 PPS (ポリフェレンサルファイド)、 LCP (液晶ポリマー)、 PBT (ポリブチレンテレフタレート)、 POM (ポリアセタール)及 び PET (ポリエチレンテレフタレート)などの榭脂を使用することができる。他方、可動 ピン、カラー、及びリング状パッキン及び第二支持部材には、 EPDM (エチレン—プ ロピレン一ジェン)、 NBR (アクリロニトリル 'ブタジエンゴム)、 FKM (フッ素ゴム)及び VMQ (シリコーンゴム)などのゴムを使用することができる。
[0045] 次に、このカプラーの動作について説明する。図 7A〜Eに、このカプラーを接続す る際における各部分の動きを示す。
[0046] ノズル 10をソケット 20に装着するためにノズル 10をソケット 20に押し込んで行くと、 先ず、ノズルボディ 31がカラー 23の前端面に接触して、ノズルボディ 31とハウジング 21の接合部がシールされる(図 7A、 B)。ノズル 10を更に押し込んで行くと、カラー 2 3がノズルボディ 31で圧縮され、バルブステム 25が弾性体ボール 34に突き当たり(図 7C)、次いで、弾性体ボール 34が圧縮されて(図 7D)、ノズル内の流路が開かれる。 ノズル 10を更に押し込んで行くと、圧縮された弾性体ボール 34により第二支持部材 27が圧縮されてバルブステム 25が後退位置まで押し込まれ、バルブヘッド 26がリン グ状パッキン 24から離れ、ソケット内の流路を開かれる(図 7E)。
[0047] この例(図 5〜図 7)に示された構造は、先の例(図 2〜図 4)に示された構造と較べ て、ノズル側の構造がシンプルになっているので、燃料カートリッジの製造コストを更 に引き下げることができる。
[0048] なお、上記各実施形態では、まずノズル内の流路を先に開き、次 、で、ソケット内の 流路を開く構成である力 ノズル内の可動ピンの硬度をソケット内の第二支持部材の 硬度に比較し硬くする、あるいは形状的に弾性変形しやすくすることにより、ソケット 内の流路を先に開き、次いで、ノズル内の流路を開く構成を採用することも可能であ る。
[0049] また、使用される液体燃料は必ずしもメタノール燃料に限られるものではなぐ例え ばエタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純 プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液ゃ純グリコール等のグリコー ル燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、もしくはその他の液体燃料であってもよい。いずれ にしても、燃料電池に応じた液体燃料が使用される。

Claims

請求の範囲
[1] ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側カゝらソケッ ト側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、その内部に第一バルブが組み込まれ、この第一バルブは、ノズルが ソケットから切り離された状態ではノズル内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着され た状態ではノズル内の流路を開くように構成され、
前記ソケットは、その内部に第二バルブが組み込まれ、この第二バルブは、ノズル 力 Sソケットから切り離された状態ではソケット内の流路を閉じ、ノズル力 Sソケットに装着 された状態ではソケット内の流路を開くように構成され、
ノズルの内面、ソケットの内面、第一バルブの各構成部品、及び第二バルブの各構 成部品は、いずれも、ゴムおよび Zまたはプラスチックのみで作られていることを特徴 とするカプラー。
[2] ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側カゝらソケッ ト側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノーズ部を備えたノズルボディと、
ノーズ部の中に収容され、軸方向に進退可能で、前進位置においてノズル口を塞
Vヽでノズル内の流路を閉じ、後退位置にお!ヽてノズル口力 離れてノズル内の流路 を開く可動ピンと、
可動ピンの後端部に取り付けられ、周縁部でノズルボディに固定され、可動ピンを 前進位置に押し込むフランジ状の弾性材料力 なる第一支持部材と、を備え、 前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジング と、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸 部の外側の側面で支持され、弾性材料カゝらなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部 の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、 カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバル ブステムと、
ノ レブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときに はリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあ るときにはリング状パッキン力も離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、 ノ レブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性 材料力 なる第二支持部材と、を備え、
当該カプラーは、ノズル力 Sソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジング の接合部がカラーによってシールされるとともに、可動ピン力 Sバルブステムに突き当 たって互いを後退位置まで押し込むことにより、ノズル内の流路及びソケット内の流路 を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、可動ピン、第一支持部材、カラー、 リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、及び第二支持部材は、いずれも、ゴ ムおよび Zまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とするカプラー。
[3] 前記ノズルボディの内面、前記ハウジングの内面、前記バルブステム及び前記バル ブヘッドは、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフエ-レンサルファイド(PPS) 、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール(POM) 及びポリエチレンテレフタレート(PET)力もなるグループの中力も選ばれる少なくとも 一つの榭脂で作られ、
前記可動ピン、前記第一支持部材、前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前 記第二支持部材は、エチレン—プロピレン—ジェン (EPDM)、アクリロニトリル'ブタ ジェンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)及びシリコーンゴム(VMQ)からなるグループ の中力も選ばれる少なくとも一つのゴムで作られていることを特徴とする、請求項 2に 記載のカプラー。
[4] ノズル及びこのノズルが装着されるソケットから構成され、流体をノズル側カゝらソケッ ト側へ送り込むためのカプラーであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノズルボディと、 ノズルボディの中に収容された弾性体ボールと、
ノズルボディの後端に固定され、弾性体ボールを後方力 支持してノズル口に対し 押し付けることにより、ノズル内の流路を閉じる背面板と、を備え、
前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジング と、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸 部の外側の側面で支持され、弾性材料カゝらなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部 の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバル ブステムと、
ノ レブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときに はリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあ るときにはリング状パッキン力も離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、 ノ レブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性 材料力 なる第二支持部材と、を備え、
当該カプラーは、ノズル力 Sソケットに装着された状態では、ノズルボディとハウジング の接合部がカラーによってシールされ、且つ弾性体ボールがバルブステムに突き当 たることによって、弾性体ボールが圧縮されてノズルロカ 離れるとともに、バルブス テムが後退位置まで押し込まれ、それによりノズル内の流路及びソケット内の流路を 開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、ハウジングの内面、可動ピン、背面板、カラー、リング状 パッキン、バルブステム、バルブヘッド、及び第二支持部材は、いずれも、ゴムおよび zまたはプラスチックのみで作られていることを特徴とするカプラー。
前記ノズルボディの内面、前記背面板 35、前記ハウジングの内面、前記バルブス テム及び前記バルブヘッドは、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフエ-レン サルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリ ァセタール (POM)及びポリエチレンテレフタレート(PET)からなるグループの中か ら選ばれる少なくとも一つの榭脂で作られ、
前記弾性体ボール、前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記第二支持部 材は、エチレン一プロピレン一ジェン(EPDM)、アクリロニトリル 'ブタジエンゴム(NB R)、フッ素ゴム(FKM)及びシリコ ンゴム(VMQ)からなるグループの中カゝら選ば れる少なくとも一つのゴムで作られていることを特徴とする、請求項 4に記載の力ブラ
[6] 燃料電池の燃料タンクの中に燃料を補給するために、燃料カートリッジに設けられ たノズルが装着されるソケットを備えた燃料電池であって、
前記ソケットは、その内部にバルブが組み込まれ、このバルブは、ノズルがソケット 力も切り離された状態ではソケット内の流路を閉じ、ノズルがソケットに装着された状 態ではソケット内の流路を開くように構成され、
ソケットの内面、及びバルブの各構成部品は、いずれも、ゴムおよび Zまたはプラス チックのみで作られて!/ヽることを特徴とする燃料電池。
[7] 燃料電池の燃料タンクの中に燃料を補給するために、燃料カートリッジに設けられ たノズルが装着されるソケットを備えた燃料電池であって、
前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジング と、
前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸 部の外側の側面で支持され、弾性材料カゝらなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部 の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバル ブステムと、
ノ レブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときに はリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあ るときにはリング状パッキン力も離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、 ノ レブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性 材料からなる支持部材と、を備え、
前記ソケットは、ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルの先端部とハウジン グの接合部がカラーによってシールされるとともに、ノズルに内蔵された可動ピンがバ ルブステムに突き当たって互いを後退位置まで押し込むことにより、ソケット内の流路 を開くように構成され、
且つ、ハウジングの内面、カラー、リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、 及び支持部材は、いずれも、ゴムおよび zまたはプラスチックのみで作られていること を特徴とする燃料電池。
[8] ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノズル の先端部がカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノズルの先端部で圧縮され ると、バルブステムがノズルに内蔵された可動ピンに突き当たり、可動ピンを後退位 置まで押し込んでノズル内の流路を開き、次いで、カラーがノズルの先端部で更に圧 縮されると、可動ピンがバルブステムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を 開くように構成されていることを特徴とする請求項 7に記載の燃料電池。
[9] 前記ハウジングの内面、前記バルブステム及び前記バルブヘッドは、ポリエーテル エーテルケトン(PEEK)、ポリフエ-レンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、 ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール (POM)及びポリエチレンテレフタ レート(PET)からなるグループの中力 選ばれる少なくとも一つの榭脂で作られ、 前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記支持部材は、エチレン プロピレ ン一ジェン(EPDM)、アクリロニトリル 'ブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)及 びシリコーンゴム (VMQ)からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つのゴムで 作られて!/ヽることを特徴とする、請求項 7に記載の燃料電池。
[10] 燃料電池の燃料タンクの中に燃料を補給するために、燃料カートリッジに設けられ たノズルが装着されるソケットを備えた燃料電池であって、
前記ソケットは、
内周面に径方向内側に突出するリング状の凸部が設けられた円筒状のハウジング と、 前記凸部よりも軸方向外側の部分でハウジングの中に挿入され、後端面が前記凸 部の外側の側面で支持され、弾性材料カゝらなるカラーと、
前記凸部よりも軸方向内側の部分でハウジングの中に挿入され、背面が前記凸部 の内側の側面で支持されるリング状パッキンと、
カラー、前記凸部及びリング状パッキンの内側を貫通し、軸方向に進退可能なバル ブステムと、
ノ レブステムの後端部近傍に取り付けられ、バルブステムが前進位置にあるときに はリング状パッキンに接触してソケット内の流路を閉じ、バルブステムが後退位置にあ るときにはリング状パッキン力も離れてソケット内の流路を開くバルブヘッドと、 ノ レブステムの後端部に取り付けられ、バルブステムを前進位置に押し込む弾性 材料からなる支持部材と、を備え、
前記ソケットは、ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルの先端部とハウジン グの接合部がカラーによってシールされ、且つノズルに内蔵された弾性体ボールが バルブステムに突き当たることによって、弾性体ボールが圧縮されてノズルの口から 離れるとともに、バルブステムが後退位置まで押し込まれ、それによりノズル内の流路 及びソケット内の流路を開くように構成され、
且つ、ハウジングの内面、カラー、リング状パッキン、バルブステム、バルブヘッド、 及び支持部材は、いずれも、ゴムおよび zまたはプラスチックのみで作られていること を特徴とする燃料電池。
[11] ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノズル の先端部がカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノズルの先端部で圧縮され ると、ノズルに内蔵された弾性体ボールがバルブステムに突き当たり、弾性体ボール が圧縮されてノズルのロカも離れることによりノズル内の流路を開き、次いで、カラー がノズルの先端部で更に圧縮されると、弾性体ボールがバルブステムを後退位置ま で押し込んでソケット内の流路を開くように構成されていることを特徴とする、請求項 1 0に記載の燃料電池。
[12] 前記ハウジングの内面、前記バルブステム及び前記バルブヘッドは、ポリエーテル エーテルケトン(PEEK)、ポリフエ-レンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、 ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリアセタール (POM)及びポリエチレンテレフタ レート(PET)からなるグループの中力 選ばれる少なくとも一つの榭脂で作られ、 前記カラー、及び前記リング状パッキン及び前記支持部材は、エチレン プロピレ ン一ジェン(EPDM)、アクリロニトリル 'ブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)及 びシリコーンゴム (VMQ)からなるグループの中から選ばれる少なくとも一つのゴムで 作られて!/ヽることを特徴とする、請求項 10に記載の燃料電池。
[13] 燃料電池の燃料タンクの中に燃料を補給するために、燃料電池に設けられたソケッ トに装着されるノズルを備えた燃料カートリッジであって、
前記ノズルは、その内部にバルブが組み込まれ、このバルブは、ノズルが燃料電池 のソケットから切り離された状態ではノズル内の流路を閉じ、ノズル力ソケットに装着さ れた状態ではノズル内の流路を開くように構成され、
ノズルの内面、及びバルブの各構成部品は、いずれも、ゴムおよび Zまたはプラス チックのみで作られていることを特徴とする燃料カートリッジ。
[14] 燃料電池の燃料タンクの中に燃料を補給するために、燃料電池に設けられたソケッ トに装着されるノズルを備えた燃料カートリッジであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノーズ部を備えたノズルボディと、
ノーズ部の中に収容され、軸方向に進退可能で、前進位置においてノズル口を塞
Vヽでノズル内の流路を閉じ、後退位置にお!ヽてノズル口力 離れてノズル内の流路 を開く可動ピンと、
可動ピンの後端部に取り付けられ、周縁部でノズルボディに固定され、可動ピンを 前進位置に押し込むフランジ状の弾性材料力 なる支持部材と、を備え、
前記ノズルは、ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルボディとソケットの接 合部がソケットに内蔵されたカラーによってシールされるとともに、可動ピンがソケット に内蔵されたバルブステムに突き当たって互!、を後退位置まで押し込むことにより、 ノズル内の流路を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、可動ピン、及び支持部材は、いずれも、ゴムおよび Zま たはプラスチックのみで作られていることを特徴とする燃料カートリッジ。 [15] ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノーズ 部がソケットに内蔵されたカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノーズ部で圧 縮されると、ソケットに内蔵されたバルブステムが可動ピンに突き当たり、可動ピンを 後退位置まで押し込んでノズル内の流路を開き、次いで、カラーがノーズ部で更に圧 縮されると、可動ピンがバルブステムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を 開くように構成されていることを特徴とする、請求項 14に記載の燃料カートリッジ。
[16] 前記ノズルボディの内面は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフエ-レン サルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリ ァセタール (POM)及びポリエチレンテレフタレート(PET)からなるグループの中か ら選ばれる少なくとも一つの榭脂で作られ、
前記可動ピン及び前記支持部材は、エチレン プロピレン ジェン (EPDM)、ァ クリロ-トリル.ブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)及びシリコーンゴム(VMQ )からなるグループの中力も選ばれる少なくとも一つのゴムで作られて 、ることを特徴 とする、請求項 14に記載の燃料カートリッジ。
[17] 燃料電池の燃料タンクの中に燃料を補給するために、燃料電池に設けられたソケッ トに装着されるノズルを備えた燃料カートリッジであって、
前記ノズルは、
先端にノズル口が設けられたノズルボディと、
ノズルボディの中に収容された弾性体ボールと、
ノズルボディの後端に固定され、弾性体ボールを後方力 支持してノズル口に対し 押し付けることにより、ノズル内の流路を閉じる背面板と、を備え、
前記ノズルは、ノズルがソケットに装着された状態では、ノズルボディとソケットの接 合部がソケットに内蔵されたカラーによってシールされ、且つ弾性体ボール力ソケット に内蔵されたバルブステムに突き当たることによって、弾性体ボールが圧縮されてノ ズルロカゝら離れるとともに、バルブステムが後退位置まで押し込まれ、それによりノズ ル内の流路及びソケット内の流路を開くように構成され、
且つ、ノズルボディの内面、背面板、可動ピン、及び支持部材は、いずれも、ゴムお よび/またはプラスチックのみで作られていることを特徴とする燃料カートリッジ。 [18] ノズルをソケットに装着するためにノズルをソケットに押し込んで行くと、先ず、ノズル ボディの先端がソケットに内蔵されたカラーの前端面に接触し、次いで、カラーがノズ ルボディで圧縮されると、弾性体ボールがソケットに内蔵されたバルブステムに突き 当たり、弾性体ボールが圧縮されてノズル口カゝら離れることによりノズル内の流路を 開き、次いで、カラーがノズルボディで更に圧縮されると、弾性体ボール力 Sバルブス テムを後退位置まで押し込んでソケット内の流路を開くように構成されていることを特 徴とする、請求項 17に記載の燃料カートリッジ。
[19] 前記ノズルボディの内面及び前記背面板は、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK) 、ポリフエ-レンサルファイド(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリブチレンテレフタレー ト(PBT)、ポリアセタール (POM)及びポリエチレンテレフタレート(PET)からなるグ ループの中から選ばれる少なくとも一つの榭脂で作られ、
前記弾性体ボールは、エチレン—プロピレン—ジェン(EPDM)、アクリロニトリル' ブタジエンゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)及びシリコ ンゴム(VMQ)力もなるグル 一プの中力も選ばれる少なくとも一つのゴムで作られていることを特徴とする、請求項 17に記載の燃料カートリッジ。
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