WO2007032309A1

WO2007032309A1 - 燃料電池用燃料補給容器、燃料補給方法、及び燃料補給容器用ホルダー

Info

Publication number: WO2007032309A1
Application number: PCT/JP2006/317974
Authority: WO
Inventors: Masayoshi Tanaka; Kenji Yoshihiro; Kenjiro Tanaka; Daisuke Imoda; Kenichi Takahashi; You Yamamori; Shouzou Shintani; Koichi Narutaki
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha, Ltd.; Kabushiki Kaisha Toshiba
Priority date: 2005-09-12
Filing date: 2006-09-11
Publication date: 2007-03-22
Also published as: CN101258632B; TW200721584A; JPWO2007032309A1; JP4974895B2; US8393364B2; EP1933409B1; EP1933409A1; CN101258632A; EP1933409A4; KR20080043310A; US20110139300A1

Abstract

　ダイレクトメタノール型燃料電池などにおいて、燃料が残り少なくなった燃料電池本体側の燃料収容部内に、外部から燃料を注入、補給するに際し、少量ずつの連続注入を可能とし、さらに、燃料注入時の燃料収容部内の圧力を一定以下に維持することにより、起電部の破損を防止するために、燃料補給容器Ｃ内に充填された燃料ＣＬを、複数回に分けて燃料収容部Ｔ内に注入するに際して、燃料補給容器Ｃの容積を縮減させて燃料ＣＬを燃料収容部Ｔ内に量注入し、次いで、容積が復元することによって燃料収容部Ｔ内の雰囲気ガスを吸入する燃料注入操作を繰り返すことにより、燃料の注入に支障を来すことなく、連続的な燃料注入操作を可能とする。

Description

明細書

燃料電池用燃料補給容器、燃料補給方法、及び燃料補給容器用ホルダ技術分野

[0001] 本発明は、例えば、ダイレクトメタノール型燃料電池など、改質器を用いることなくァルコール類などの液体燃料を直接供給して電気化学反応を生じさせる方式の燃料電池において、燃料の残量が少なくなつた本体側の燃料収容部内に、外部から燃料を注入、補給するための燃料電池用燃料補給容器、燃料補給方法、及び燃料補給容器を収容する燃料補給容器用ホルダーに関する。

背景技術

[0002] 近年、水素（プロトン)を取り出すための改質器を用いることなぐ燃料であるメタノールを直接アノード極 (燃料極）に供給して、電気化学反応を生じさせることができるダィレクトメタノール型燃料電池 (DMFC)力機器の小型化に適していることから、特に、携帯機器用の燃料電池として注目されている。そして、このような DMFCにおける燃料の供給手段も種々提案されて、る。

[0003] 例えば、特許文献 1には、少なくとも一部が柔軟性を有する部材から構成された燃料容器を備え、ポンプにより燃料が供給される携帯機器用燃料電池が記載されてヽる。

[0004] また、特許文献 2には、筐体内に設けられる燃料タンクと、燃料タンクの装着部に着脱自在に装着される燃料カートリッジとから燃料収容容器を構成し、燃料カートリッジを、ハードケースにより構成された外部容器と、この外部容器内に収容される高収縮性を有する内部容器とからなる二重構造として、内部容器内に液体燃料を収容した液体型燃料電池が記載されてヽる。

[0005] また、特許文献 3には、可撓性を有する榭脂で一体成形され、メタノールが封入された燃料補給器を、人手にて押し潰すことで燃料電池の燃料収納部にメタノールを注入することが記載されて、る。

[0006] 特許文献 1 :特開 2004— 319388号公報特許文献 2：特開 2005— 71713号公報

特許文献 3：特開 2005— 63726号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0007] ところで、 DMFCにあっては、その燃料の供給方式により、アクティブ型と、パッシブ型とに大別される。アクティブ型は、ポンプなどを利用して燃料電池に燃料を供給、循環させる方式のものであり、例えば、特許文献 1に記載されたもの（特許文献 1の図 6に示される燃料電池システム）力その典型例といえる力このようなアクティブ型の DMFCは、大きな電力が得られやすい反面、ポンプなどの機械的な燃料供給手段を必要とするため、機器を小型化する上での不利がある。

[0008] また、特許文献 2に開示されたものは、ポンプなどを直接には用いてはいないが、 D MFCの筐体内に燃料タンクを設け、さらに、この燃料タンクの装着部にハードケースを備えた燃料カートリッジが装着される嵩高い燃料収容容器を有しているため、機器の小型化には不利な構造といえる。

[0009] 一方、パッシブ型は、対流や、濃度勾配などを利用して燃料を供給する方式のものであり、機械的な燃料供給手段を用いないため、機器の小型化に最も適している。例えば、特許文献 3に記載されている燃料電池システム (特許文献 3の図 1参照）が、その典型例といえ、小型化の要求が強い携帯機器、そのなかでも特に消費電力が小さいものに適用するには、燃料供給手段や、燃料収納部の構造をできる限り簡略ィ匕するとともに、燃料の収納量も必要最小限とし、燃料が不足する都度、必要に応じて外部から燃料を注入、補給するようにするのが、現実的、かつ、実用的な構造であると考えられる。

[0010] しカゝしながら、燃料電池本体側の燃料収容部に、外部から燃料を注入、補充するに際して、特許文献 3に記載されているように、可撓性の燃料補給器を人の手で押し潰して燃料を注入する場合には、その注入量が多すぎるなどして、燃料収容部内の圧力が高くなつてしまうことにより、電極や、電解質膜など力なる起電部を破損してしまうことが考えられる。このため、外部からの燃料注入によって起電部を破損しないようにするためには、燃料注入時の燃料収容部内の圧力を一定以下に維持し、起電部への負荷を抑制するのが有効と考えられるが、特許文献 3では、そのような検討は一切なされていない。

[0011] また、特許文献 1には、筐体内に収容された燃料容器を、ばねの弾性力によって平板を介して圧迫するようにした態様について記載されている力これは、燃料容器内の燃料が減少しても、安定した燃料供給が行えるようにするためのものでしかなぐ人の手で燃料容器を押し潰して燃料を注入する際の起電部への負荷については何ら考慮されていない。

[0012] さらに、外部から燃料を注入するにあたり、燃料の注入によって本体側の燃料収容部内は陽圧になり、その陽圧状態を解消するには燃料収容部内のガス抜きをしなければならず、特に燃料注入時の燃料収容部内の圧力を一定以下に維持するために、燃料を少量ずつ数回に分けて連続的に注入しょうとする場合には、燃料収容部内のガス抜きがなされないと燃料の注入に支障を来すことが考えられる。

[0013] し力しながら、特許文献 1では、燃料の排出にともなって、柔軟性を有する部材が縮んで燃料の残量を容器形状から容易に把握できるとして、ることからも明らかなように、燃料注入後の燃料収容部内のガス抜きができない構造となっており、特許文献 1に記載された燃料供給手段を、そのまま外部から燃料を注入、補給する燃料供給手段に適用するのは困難である。また、特許文献 2には、燃料カートリッジの内部容器をゴム状の材質により構成し、これを風船のように膨らませた状態で液体燃料を収容して、燃料を補給する態様についての記載があるが、このような態様のものも、特許文献 1と同様の理由から、外部から燃料を注入、補給する燃料供給手段にそのまま適用するのは困難である。

[0014] 本発明は、上記のような本発明者らによる検討に基づいてなされたものであり、ダイレクトメタノール型燃料電池などにぉヽて、燃料が残り少なくなつた燃料電池本体側の燃料収容部内に、外部から燃料を注入、補給するに際し、少量ずつの連続注入を可能とし、さらに、燃料注入時の燃料収容部内の圧力を一定以下に維持することにより、起電部の破損を防止することができる燃料電池用燃料補給容器、燃料補給方法、及び燃料補給容器用ホルダーの提供を目的とする。

課題を解決するための手段 [0015] 上記課題を解決する本発明に係る燃料電池用燃料補給容器は、燃料電池本体の燃料収容部に、外部カゝら燃料を注入、補給するための燃料補給容器であって、前記燃料収容部内との気密状態を維持しつつ、容積を縮減させて燃料を前記燃料収容部内に所定量注入した後に、容積が復元することによって前記燃料収容部内の雰囲気ガスを吸入するようにした構成としてある。

[0016] このような構成とした本発明に係る燃料電池用燃料補給容器によれば、燃料電池本体の燃料収容部内に燃料を注入するに際して、燃料収容部内の燃料注入時の圧力を一定以下に維持するために、燃料を少量ずつ数回に分けて連続的に注入する場合であっても、燃料の注入に支障を来すことなぐ連続的な燃料注入操作が可能となる。

[0017] また、本発明に係る燃料電池用燃料補給容器は、可撓性を有する材料により形成されて！/、る構成とすることができる。

このような構成とすることにより、燃料注入操作時の容積の縮減と、復元が容易になる。

[0018] また、本発明に係る燃料電池用燃料補給容器は、前記燃料収容部の容積を V 、

T

燃料注入操作直前の前記燃料収容部内の燃料の量を V 、前記燃料補給容器の容

TL

積を V、燃料注入操作直前の前記燃料補給容器内の燃料の量を V 、燃料注入時

C Cしにおける前記燃料補給容器の容積縮減量を Vs、許容される前記燃料収容部内の圧力を Ptf、大気圧を Pとしたときに、下記式（1)の関係が成り立つ構成とすることができる。

(V -V +V -V ) / (V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P · · · (1)

C CL T TL C CL T TL

このような構成とすることにより、燃料電池本体の燃料収容部内に燃料を注入するに際して、燃料収容部内の圧力を、許容される一定以下の圧力に維持して、燃料電池の燃料収容部に隣設された起電部への負荷を抑制することが可能となり、燃料電池の燃料収容部に隣設された起電部の破損を防止することができる。

[0019] また、本発明に係る燃料電池用燃料補給容器は、前記燃料収容部に収容する燃料の目標量を Vf、前記目標量 Vfになるまでに要する燃料注入操作の回数を X、 i回目の燃料注入操作の直前における前記燃料収容部内の燃料の量を V i、 i回目の燃料注入操作の直前における前記燃料補給容器の燃料の量を V iとしたときに、下

CL

記式 (2)の関係が成り立つ構成とすることができる。

[数 1] f -V_XL=∑ ((V_T— V_TL i ) X V s / (V_C-V_CL i +V_T-V_TL i )) - ' ' ( 2)

1 = 1

[但し、 iは、 1〜Xまでの整数]

このような構成とすることにより、上記式（2)が成り立つように燃料注入操作の回数を規定して、燃料収容部内の圧力を許容される一定以下の圧力に維持しつつ、燃料収容部内の燃料が収容可能な最大量に達するまでに要する燃料注入操作の回数が少なくなるように、燃料補給容器を設計することが可能となる。

[0020] また、本発明に係る燃料電池用燃料補給容器は、前記燃料補給容器の容積を縮減させる操作部を備えた、剛性体力ゝらなるホルダーに収納された構成とすることができる。

このような構成とすることにより、燃料補給容器の携帯を容易にし、特に、可撓性を有する材料により形成した場合に、燃料漏れなどを有効に回避して、携帯時の安全性を高めることができる。

[0021] また、本発明に係る燃料電池用燃料補給容器は、前記燃料補給容器の容積の縮減量が一定量を超えないように、前記ホルダーの操作部に制限機構を設けた構成とすることができる。

このような構成とすることにより、燃料補給容器自体には容器の縮減量が一定量を越えないようにするための制限機構を設ける必要がなぐ燃料補給容器そのものは簡便な構成としながらも、燃料電池本体の燃料収容部内に燃料を注入する際の注入量が一定以上とならないようにして、燃料電池の燃料収容部に隣設された起電部の破損をより確実に防止することができる。

[0022] また、本発明に係る燃料補給方法は、燃料電池本体の燃料収容部に、燃料補給容器に封入された燃料を外部から注入、補給する燃料電池への燃料補給方法であつて、前記燃料収容部内との気密状態を維持しつつ、前記燃料補給容器の容積を縮減させることにより、前記燃料補給容器の燃料を前記燃料収容部内に所定量注入し、次いで、前記燃料補給容器の容積を復元させながら、前記燃料収容部内の雰囲気ガスを前記燃料補給容器内に吸入する燃料注入操作を、少なくとも 1以上回行うに際し、前記燃料収容部の容積を V、燃料注入操作直前の前記燃料収容部内の燃

τ

料の量を V 、前記燃料補給容器の容積を V、燃料注入操作直前の前記燃料補給

TL C

容器内の燃料の量を V 、燃料注入時における前記燃料補給容器の容積縮減量を

CL

Vs、許容される前記燃料収容部内の圧力を Ptf、大気圧を Pとしたときに、下記式（1 )の関係が成り立つ方法としてある。

(V -V +V -V ) / (V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P · · · (1)

C CL T TL C CL T TL

[0023] このような方法とした本発明に係る燃料補給方法によれば、燃料電池本体の燃料収容部内に燃料を注入するに際して、燃料収容部内の圧力を、許容される一定以下の圧力に維持して、燃料電池の燃料収容部に隣設された起電部の破損を防止することができる。

[0024] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、燃料電池本体の燃料収容部内との気密状態を維持しつつ、容積を縮減させて燃料を前記燃料収容部内に所定量注入した後に、容積が復元することによって前記燃料収容部内の雰囲気ガスを吸入する燃料注入操作を行うことにより、前記燃料収容部に、外部カゝら燃料を注入、補給する燃料補給容器を収容するための剛性体力ゝらなるホルダーであって、前記燃料補給容器の容積を縮減させる操作部を備えて!/、る構成としてある。

[0025] このような構成とした本発明に係る燃料補給容器用ホルダーによれば、燃料補給容器に充填された燃料を少量ずつ数回に分けて、燃料電池本体の燃料収容部内に連続的に注入する燃料注入操作を可能としつつ、そのような燃料補給容器の携帯を容易にし、また、燃料漏れなどをも有効に回避して、燃料補給容器の携帯時の安全性を高めることができる。

[0026] このような本発明に係る燃料補給容器用ホルダーにおヽて、前記操作部は、回動可能に取り付けられたレバーを備え、回動操作によって前記レバーを押し下げたときに、前記レバーが燃料補給容器を押圧して前記燃料補給容器の容積を縮減させるちのとすることがでさる。

[0027] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、少なくとも前記レバーを透明性の高、材料にて成形した構成とすることができる。

このような構成とすることにより、収容された燃料補給容器の状態、例えば、燃料補給容器内に残存する燃料の量を目視することができる。

[0028] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、前記レバーの側面を部分的に囲み、かつ、前記レバーの操作面と面一又は突出するように隆起して形成された隆起部を設けることにより、前記レバーの操作範囲を制限した構成とすることができる。このような構成とすることにより、鞫などに入れて携行する場合や、誤って落としてしまった場合などに、レバーが不用意に押し下げられないようにすることができる。

[0029] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、前記燃料補給容器が、前記燃料収容部の容積を V、燃料注入操作直前の前記燃料収容部内の燃料の量を V 、前

T TL

記燃料補給容器の容積を V、燃料注入操作直前の前記燃料補給容器内の燃料の

C

量を V 、燃料注入時における前記燃料補給容器の容積縮減量を Vs、許容される

CL

前記燃料収容部内の圧力を Ptf、大気圧を Pとしたとき〖こ、下記式（1)の関係が成り立つように設計されてヽる構成とすることができる。

(V -V +V -V ) / (V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P · · · (1)

C CL T TL C CL T TL

このような構成とすることにより、燃料電池本体の燃料収容部内に燃料を注入するに際して、燃料収容部内の圧力を、許容される一定以下の圧力に維持して、燃料電池の起電部への負荷を抑制することが可能となり、燃料電池の燃料収容部に隣設された起電部の破損を防止することができる。

[0030] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、前記燃料補給容器が、前記燃料収容部に収容する燃料の目標量を Vf、前記目標量 Vfになるまでに要する燃料注入操作の回数を X、 i回目の燃料注入操作の直前における前記燃料収容部内の燃料の量を V i、 i回目の燃料注入操作の直前における前記燃料補給容器の燃料の量を V

TL

iとしたときに、下記式 (2)の関係が成り立つように設計されている構成とすることが

CL

できる。

[数 2]

V f -V_TL=∑ ((V_T-V_XL i ) X V s / (V_C-V_CL i +V_T-V_TL i )) - ' ' ( 2)

1 = 1 [但し、 iは、 1〜Xまでの整数]

[0031] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、前記燃料補給容器の容積の縮減量が一定量を超えないように、前記ホルダーの操作部に制限機構を設けた構成とすることができる。

[0032] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、前記燃料補給容器の口部を覆うように立ち上がらせた保護壁を設け、前記保護壁にキャップを螺着させるようにした構成とすることができる。

このような構成とすることにより、燃料補給容器の口部が変形などしてキャップのねじ締めに支障が生じたり、キャップが脱落してしまったりするのを防止することができ、このような態様は、可撓性を有する軟質材料により燃料補給容器を形成し、キャップのねじ締めに対する口部の強度の確保が困難となる場合に、特に好ましい。

[0033] また、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーは、胴部の水平方向断面を楕円形状とした前記燃料補給容器が、前記胴部の長径方向に沿う面に前記操作部が対向するようにして収容される構成とすることができる。

このような構成とすることにより、一般には、燃料補給容器の胴部の長径方向に沿う面の方が、成形時に短径方向に沿う面に比べて延伸されて肉薄となるので、この面を操作部が押圧して燃料補給容器を弾性変形させるようにすれば、燃料容器の容積を縮減させやすくなり、その縮減量の調整なども容易に行うことができる。

発明の効果 [0034] 本発明によれば、燃料電池本体の燃料収容部内に、外部から燃料を注入するに際して、充填された燃料を少量ずつ数回に分けて連続的に注入する燃料注入操作が可能となる。また、そのような燃料注入操作が可能とされた燃料補給容器の携帯を容易にし、燃料補給容器力ゝらの燃料漏れなどを有効に回避して、携帯時の安全性を高めることができる。

図面の簡単な説明

[0035] [図 1]本発明に係る燃料電池用燃料補給容器により、燃料電池本体の燃料収容部に外部から燃料を注入、補給する燃料注入操作の一サイクルを概念的に示す説明図である。

[図 2]燃料補給容器をホルダーに収容した状態の一例を示す説明図である。

[図 3]ホルダーを表面部材と裏面部材とに分割した状態を示す説明図である。

[図 4]図 3の B— B要部断面図である。

[図 5]裏面部材の内側力みたレバーの取り付け状態を示す説明図である。

[図 6]燃料注入操作時のレバーの動作を示す説明図である。

[図 7]燃料補給容器をホルダーに収容した状態の他の例を示す説明図である。

[図 8]燃料補給容器をホルダーに収容した状態の他の例を示す説明図である。

[図 9]キャップを構成する外キャップの一例を示す説明図である。

[図 10]キャップを構成する内キャップの一例を示す説明図である。

[図 11]内キャップに対して外キャップが空回りする際の動作を示す説明図である。

[図 12]キャップを締め付ける際の動作を示す説明図である。

[図 13]燃料補給容器を燃料収容部に接合するためのバルブ機構の一例を概念的に示す説明図である。

[図 14]燃料収容部の燃料注入口に燃料補給容器の燃料注出口を嵌合させた状態を概念的に示す説明図である。

[図 15]ホルダーの他の例にぉヽて、表面部材と裏面部材とに分割した状態を示す説明図である。

[図 16]ホルダーの第二実施形態の概略を示す説明図である。

[図 17]ホルダーの第二実施形態におけるレバーの概略を示す説明図である。圆 18]ホルダーの第二実施形態における表面部材の概略を示す説明図である。圆 19]ホルダーの第二実施形態における裏面部材の概略を示す説明図である。圆 20]ホルダーの第二実施形態の変形例を示す説明図である。

符号の説明

1 カプラー

la 燃料注出口

2 燃料注入口

10 ホノレダー

10b 隆起部

13 保護壁

30 レバー (操作部)

C 燃料補給容器

T 燃料収容部

発明を実施するための最良の形態

[0037] 以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。

なお、本発明は、以下に説明する実施形態にのみ限定されるものではなぐ本発明の範囲で種々の変更実施が可能であることは言うまでもない。

[0038] [燃料電池用燃料補給容器、燃料補給方法]

まず、本発明に係る燃料電池用補給容器と燃料補給方法にっヽて説明する。ここで、図 1は、本発明に係る燃料電池用燃料補給容器により、燃料電池本体の燃料収容部 Τに、外部カゝら燃料を注入、補給する燃料注入操作の 1サイクルを概念的に示す説明図である。

[0039] 図 1に示す例におヽて、燃料補給容器 Cは、燃料電池本体の燃料収容部 Τに、外部から燃料を注入、補給するに際して、燃料収容部 τ内との気密状態を維持しつつ、燃料収容部 Τに対して着脱自在に接合されている。そして、燃料補給容器 Cは、その容積を縮減させることによりメタノールなどの燃料（内容液) CLを燃料収容部 Τ内に所定量注入し (図 1 (b)参照）、その後に、燃料補給容器 Cの容積が復元することによって燃料収容部 Τ内の雰囲気ガスを吸入するようにしてある（図 1 (c)参照)。 [0040] このような燃料注入操作を行うにあたり、燃料収容部 Tへの燃料の注入量が多すぎると、燃料収容部 T内の圧力が高くなつてしまう。これによつて、燃料収容部 Tに隣設された図示しない電極や、電解質膜などカゝらなる起電部を破損してしまうことにもなりかねない。このため、本実施形態では、燃料収容部 Tの容積や、起電部が耐えることができる燃料収容部 T内の圧力、すなわち、許容される燃料収容部 T内の圧力などに応じて、燃料補給容器 cを設計している。

具体的には、燃料補給容器 cは、次のようにして設計することができる。

[0041] まず、燃料収容部 Tの容積を V、燃料注入操作直前の燃料収容部 T内の燃料 TL

T

の量を V とすると、燃料の残存量が V となったときに、燃料収容部 τ内において雰

TL TL

囲気ガスが占める体積 (燃料収容部 T内のヘッドスペース量）は、（V -V )となる（

T TL

図 1 (a)参照)。また、一回の燃料注入操作によって燃料収容部 T内に注入される燃料の量 (補給量)を L1とすると、燃料注入操作時の燃料収容部 T内のヘッドスペース量は、（V— V —L1)となる（図 1 (b)参照)。

T TL

したがって、燃料注入操作を行う前の燃料収容部 T内の圧力が大気圧 Pに等しぐ雰囲気ガスを理想気体に近似できるとすると、燃料注入操作時の燃料収容部 τ内の圧力 Ptは、ボイルの法則により下記式（3)で表される。

Pt = P X (V -V ) / (V -V -LI) · · · (3)

T TL Τ TL

[0042] 一方、燃料補給容器 Cの容積を V、燃料注入操作直前の燃料補給容器 C内の燃

C

料 CLの量を V とすると、燃料注入操作を行う前の燃料補給容器 C内において雰囲

CL

気ガスが占める体積 (燃料補給容器 C内のヘッドスペース量）は、（V -V )となる（

C Cし図 1 (a)参照)。また、一回の燃料注入操作によって燃料補給容器 Cから注出される燃料の量 (注出量)を LO、燃料注入操作時における燃料補給容器 Cの容積縮減量を Vsとすると、燃料注入操作時の燃料収容部 T内のヘッドスペース量は、（(V -V

C C

) - (Vs-LO) )となる（図 1 (b)参照)。

し

したがって、燃料注入操作を行う前の燃料補給容器 C内の圧力が大気圧 Pに等しく

、雰囲気ガスを理想気体に近似できるとすると、燃料注入操作時の燃料補給容器 c 内の圧力 Pcは、上記と同様に、ボイルの法則により下記式 (4)で表される。

Pc = P X (V -V ) / ( (V -V ) - (Vs-LO) ) · · · (4) [0043] そして、燃料注入操作時に、燃料収容部 T内の圧力 Ptと、燃料補給容器 C内の圧力 Pcとは、圧平衡 (Pt=Pc)の関係にあるから、下記式（5)の関係が成り立つ。 PX (V -V )/(V -V -L1)

T TL T TL

=PX (V -V )/((V -V )-(Vs-LO)) ··· (5)

C CL C CL

[0044] 次に、この式（5)を変形すると下記式 (6)が得られる。

L1X (V -V )/(V -V )=Vs-LO ··· (6)

C CL T TL

ここで、補給量 LIと、注出量 LOとは等しいから、上記式 (6)に LO = Llを代入するととも〖こ、両辺を L1で割ると、下記式（7)が得られる。

(V -V )/(V -V )=Vs/Ll-l ··· (7)

C CL T TL

また、この式（7)を LIについて解くと、下記式 (8)が得られる。

Ll=VsX (V -V )/(V -V +V -V ) ··· (8)

T TL C CL Τ TL

[0045] 以上より、上記式 (3)に上記式 (8)を代入して整理すれば、燃料注入操作時の燃料収容部 T内の圧力 Ptは、下記式（9)で表される。

Pt = PX (V -V +V -V )/(V -V +V -V -Vs) ··· (9)

C CL T TL C CL T TL

したがって、燃料注入操作時の燃料収容部 T内の圧力 Ptが、許容される燃料収容部 T内の圧力 Ptfを超えないようにするには、すなわち、 Pt≤Ptfとするには、下記式

(1)が成り立つ範囲で、燃料補給容器 cを設計すればよい。

(V -V +V -V )/(V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P ··· (1)

C CL T TL C CL T TL

[0046] ここで、燃料注入操作直前の燃料収容部 T内の燃料 TLの量 V 、及び燃料注入

TL

操作直前の燃料補給容器 C内の燃料 CLの量 V は、想定される使用状況に応じて

CL

種々の値を取り得る。例えば、燃料収容部 T内の燃料が消費され、燃料収容部丁への燃料補給が必要となる燃料 TLの残存量を V とし、燃料補給容器 Cに充填する燃

TL

料 CLの初期量を V とすることができる。

CL

また、燃料収容部 T内の燃料が目標とする収容量力ほとんど消費されていない状況で、初期量を保った燃料補給容器 cから燃料を補給しょうとした場合には、燃料収容部 T内の圧力 Ptが最も高くなるので、このような状況を想定して上記式（1)を適用することちでさる。

[0047] 本実施形態にあっては、上記式（1)を満たすように燃料補給容器 Cを設計することにより、燃料電池本体の燃料収容部 τ内に燃料を注入するに際して、燃料収容部 Τ 内の圧力を、許容される燃料収容部 Τ内の圧力 Ptfを超えないように、一定以下の圧力に維持して、燃料電池の起電部への負荷を抑制することが可能となり、起電部の破損を有効に防止することができる。

[0048] また、前述したように、燃料補給容器 Cは、その容積を縮減させて燃料 CLを燃料収容部 T内に注入し、その後、容積が復元することによって燃料収容部 T内の雰囲気ガスを吸入するようにしてある。このため、本実施形態によれば、燃料補給容器 Cに充填された燃料 CLを複数回に分けて燃料収容部 T内に注入するにあたって、燃料の注入に支障を来すことなぐ連続的な燃料注入操作が可能となる。

[0049] ところで、上記式（1)を満たすように燃料補給容器 Cを設計しつつ、燃料注入時の燃料収容部 τ内の圧力を一定以下に維持するために、数回に分けて燃料を連続的に注入する場合には、その操作回数は可能な限り少なくなるのが好ましい。本実施形態では、上記式（1)を満たすとともに、燃料収容部 Tに収容する燃料の目標量 Vf になるまでの燃料注入操作回数が少なくなるように、燃料補給容器 Cを設計することちでさる。

[0050] すなわち、一回の燃料注入操作によって燃料収容部 T内に注入される燃料の補給量 L1は、前述したように式 (8)で表されるから、 i回目の燃料注入操作の直前における燃料収容部 T内の燃料の量 V i

TL、 i回目の燃料注入操作の直前における燃料補給容器 Cの内容液量 V iとすれば、 i回目の燃料注入操作によって燃料収容部 T内に

CL

注入される補給量 Liは、下記式（10)で表すことができる。

Li= (V -V i) XVs/ (V -V i+V -V i)

T TL C CL T TL …（10)

[0051] したがって、 X回の燃料注入操作で、燃料収容部 Tへの燃料補給が完了するのであれば、燃料収容部 Tに収容する燃料の目標量 Vfから、燃料注入操作を開始したときに燃料収容部 T内に残存する燃料量、すなわち、燃料注入操作直前の燃料収容部 T内の燃料の量 V を引いたものが、 X回の燃料注入操作で燃料収容部 T内に注

TL

入された燃料の総和に等しくなり、下記式 (2)が成立する。

[数 3]

V f -V_TL=∑ ((V_T-V_XL i ) X V s / (V_C-V_CL Ϊ +V_T-V_TL i )) - · ' ( 2)

1― 1 [但し、 iは、 1〜Xまでの整数]

[0052] このように、上記式（1)が成り立つ範囲で、上記式（2)が成り立つ Xの最小値により燃料注入操作の回数を規定することによって、燃料収容部 T内の圧力を許容される一定以下の圧力に維持しつつ、燃料収容部 T内の燃料が、燃料収容部 Tに収容する燃料の目標量 Vfに達するまでに要する燃料注入操作の回数が少なくなるように、燃料補給容器 Cを設計することが可能となる。

[0053] ここで、 V i、及び V iの初期値、すなわち、 i= lのときの V i (=V )、及び V i

TL CL TL TL CL

( =v )は、前述したように、想定される使用状況に応じて種々の値を取り得るところ

CL

、燃料収容部 T内の燃料の残存量がほぼ 0で、燃料補給容器 C内の燃料の量が、燃料収容部 Tに収容する燃料の目標量 Vfを僅かに超える程度のときに燃料注入操作を開始しょうとする場合に、燃料注入操作の回数が最も多くなるので、このような条件下で上記式（2)を適用するのが特に好ま U、。

[0054] なお、燃料収容部 T内の燃料が満杯の状態にあるときに、さらに燃料を注入すると、上記式（1)が成り立つ力否かに関わらず、燃料収容部 T内の圧力が過大となってしまう。このため、燃料収容部 Tに収容する燃料の目標量 Vfは、燃料収容部 Tの容積 Vよりも少なく見積もるのが好ましぐ具体的には、燃料収容部 Tの容積 Vの 80%程

T T

度とするのが好ましい。

[0055] 本実施形態にお!ヽて、燃料補給容器 Cの具体的な形状や、寸法などは、上記式（1 )、（2)を満たすものである限り、特に限定されない。通常は、口部 C1、胴部 C2、及び底部 C3を備えたボトル状の形態とすることができる。そして、燃料補給容器じの口部 C1には、例えば、燃料注出口 laが先端側に突出して設けられたカプラー 1を取り付け（図 2参照）、この燃料注出口 laを燃料収容部 Tの燃料注入口に挿入、嵌合することにより、燃料収容部 T内との気密状態を維持しつつ、燃料収容部 Tに燃料補給容器 Cを着脱自在に接合し、その状態で前述したような燃料注入操作が行えるようにすることができる。

[0056] このとき、燃料収容部 T内との気密状態を維持するには、例えば、図 13、及び図 14 に示すようなバルブ機構を用いることができる。

ここで、図 13は、燃料補給容器 Cと燃料収容部 Tとの間の気密状態を維持しながら、両者を接合するためのバルブ機構の一例を概念的に示す説明図であり、燃料補給容器 C側の燃料注出口 laに設けられたバルブ機構の概略断面と、燃料収容部 T側の燃料注入口 2に設けられたバルブ機構の概略断面を示している。また、図 14は、燃料収容部 T側の燃料注入口 2に、燃料補給容器 C側の燃料注出口 laを挿入、嵌合させた状態を示している。

[0057] 図示する例において、燃料補給容器 C側の燃料注出口 laが、燃料収容部 T側の燃料注入口 2に挿入されると、燃料補給容器 C側の弁体 lbと、燃料収容部 T側の弁体 2aとが当接して互いに押し合うことになる。通常は、燃料収容部 T側の弁体 2aを付勢するパネ 2cの付勢力が、燃料補給容器 C側の弁体 lbを付勢するパネ Idの付勢力よりも弱く設定されており、先に、燃料収容部 T側の弁体 2aが弁座 2bから離れ、燃料収容部 T側のバルブ機構を開放する。このとき、燃料補給容器 C側の燃料注出口 laと、燃料収容部 T側の燃料注入口 2とが密に嵌合するように、両者の間に図示しな Vヽ適当なシール部材を介在させることで、燃料収容部 T内の気密状態を維持することがでさる。

[0058] そして、燃料補給容器 C側の燃料注出口 laをさらに押し込むと、燃料補給容器 C 側の弁体 lbが弁座 lcから離れ、燃料補給容器 C側のバルブ機構も開放される。これにより、燃料収容部 Tと燃料補給容器 Cとが気密状態を維持したまま連通し、前述したような燃料注入操作を行うことによって、燃料補給容器 C内の燃料 CLを、燃料収容部 Tに注入することができる。

なお、特に図示しないが、燃料補給容器 Cと燃料収容部 Tとの間に、適当な係合手段を設けておけば、燃料補給容器 Cと燃料収容部 Tとを接合させた状態を容易に維持して、連続的な燃料注入操作を行うことができる。

[0059] 以上のような燃料補給容器 Cは、高密度ポリエチレン (HDPE) ,低密度ポリエチレン（LDPE) ,直鎖状低密度ポリエチレン (LLDPE) ,ポリプロピレン（PP) ,環状ォレフィン（COC)等のォレフィン系榭脂、及びこれらの共重合体や、これらのブレンド榭脂、ポリエチレンテレフタレート（PET) ,ポリエチレンナフタレート（PEN) ,ポリ乳酸（ PLA)等のポリエステル系榭脂、及びこれらの共重合体や、これらのブレンド榭脂などの合成樹脂材料を用いて、ダイレクトブロー成形や、二軸延伸ブロー成形などの適宜手段により所定形状に成形することによって得ることができるが、燃料補給容器 c 内の燃料 CLの残量を目視できるように、透明性のある材料を用いるのが好ましい。また、上記した合成樹脂材料のなかでも、燃料注入操作時の容積の縮減と、復元が容易な可撓性を有する材料によって燃料補給容器 Cを成形するのが好ましい。

[0060] また、このような合成樹脂材料を用いて成形される燃料補給容器 Cは、単層構成とするに限らず、多層構成とすることもできる。

燃料補給容器 Cを多層構成とする場合には、少なくとも最内層は、上記した合成榭脂材料を用いて形成するのが好ましい。また、中間層として、燃料に対するバリア機能を有する榭脂 (例えば、環状ォレフィンや、ポリアミド系榭脂など)、接着性榭脂などで形成される機能性榭脂層の他、リグラインド層などを設けてもょ、。

[0061] [燃料補給容器用ホルダー]

次に、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーの好まし、実施形態にっヽて説明する。

本実施形態において、燃料補給容器 Cは、その携帯性を考慮して、図 2に示すような、剛性体力ゝらなるホルダー 10に収納される。これにより、燃料補給容器 Cを鞫などに入れて携行する際に、燃料補給容器 Cが、鞫のなかで押し潰されるなどして、燃料が漏れ出してしまうというような不具合を有効に回避して、燃料補給容器 Cの携帯時の安全性を高めることができる。このような態様は、可撓性を有する材料によって燃料補給容器 Cを成形した場合に、特に好適である。

以下、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーの第一実施形態、及び第二実施形態について説明する。

[0062] [第一実施形態]

本発明に係る燃料補給容器用ホルダーの第一実施形態につき、図 2 (a)は、燃料補給容器 Cをホルダー 10に収容した状態を示す一部を切り欠いた正面図であり、図 2 (b)は、燃料補給容器 Cをホルダー 10に収容した状態を示す側面図である。また、図 3は、ホルダー 10を、表面部材 11と裏面部材 12とに分割した状態を示しており、図 4は、図 3の B— B要部断面図である。

これらの図に示す例において、ホルダー 10は、縦方向に分割される表面部材 11と裏面部材 12とからなっている。そして、表面部材 11側に設けられた係合爪 11aを、裏面部材 12側に設けられた係合孔 12aに係合させることによって、一体化された表面部材 11と裏面部材 12との間に、燃料補給容器 Cが収容されるようにしてある。

[0063] ホルダー 10をなす表面部材 11と裏面部材 12は、それぞれのほぼ中央に開口部 2 0を備えており、この開口部 20には、下端側を軸にして、これらの部材 11, 12の内側に向かって回動可能とされたレバー 30が取り付けられている。このようにして取り付けられたレバー 30は、その回動操作によってレバー 30を押し下げたときに、レバー 30 の作用部 30aが燃料補給容器 Cに当接し、レバー 30を押し下げた分だけ燃料補給容器 Cの容積を縮減させて、前述したような燃料注入操作を行うための操作部として機能する（図 6参照)。

[0064] ここで、図 6は、図 2 (a)の A— A断面に相当する。また、図 6 (a)は、レバー 30が定常位置にある状態を示しており、図 6 (b)は、レバー 30を押し下げた状態を示している。図 6 (b)に示すように、レバー 30を押し下げることにより、レバー 30の作用部 30a に押圧されて、燃料補給容器 Cが弾性変形する。これととも〖こ、燃料補給容器 Cは、レバー 30を押し下げた方向のみならず、図 2 (a)に一点破線で示すように、レバー 30 の押し下げ方向に直交する方向にも弾性変形する。このため、ホルダー 10の内寸は、このような燃料補給容器 Cの弾性変形を考慮して設計するのが好ま、。

より具体的には、燃料補給容器 Cの容積の縮減量の最適化を図り、この最適な縮減量に相当する燃料注出操作を行う際の燃料補給容器 Cの変形量 (通常、燃料補給容器 Cは、レバー 30の押し下げ方向に直交する方向に変形する）を求めておき、このときの変形量を吸収できる程度の余裕をもつように、ホルダー 10の内寸を設計するのが好ましい。

[0065] また、このようなホルダー 10に燃料補給容器 Cを収納するにあたっては、燃料補給容器 Cの胴部 C2の水平断面を楕円形状とするとともに、胴部の長径方向に沿う面にレバー 30が対向するようにして、燃料補給容器 Cがホルダー 10に収容されるようにするのが好ましい。

このようにすれば、前述したような手段により燃料補給容器 Cを成形するに際し、一般には、燃料補給容器 Cの胴部 C2の長径方向に沿う面の方が、成形時に短径方向に沿う面に比べて延伸されて肉薄となるので、この面をレバー 30の作用部 30aが押圧して燃料補給容器 Cを弾性変形させるようにすれば、燃料容器 Cの容積を縮減させやすくなり、その縮減量の調整なども容易に行うことができる。

[0066] また、図 5に、裏面部材 12の内側力もみたレバー 30の取り付け状態を示すように、本実施形態において、レバー 30は、下端側に延長するアーム 31を有している。そして、図中鎖線で囲む部分を拡大して示すように、アーム 31の先端側に設けられた突部 32を、裏面部材 12に設けられた突片 12bの穿孔 12cに挿通することにより、裏面部材 12に対して、レバー 30が回動可能となるように取り付けられている。

なお、図示する例において、レバー 30は、回動軸が下端側に位置するように取り付けられているが、回動軸は上端側に位置するようにしてもよぐレバー 30が燃料注入操作を行うための操作部として機能する力ぎり、その具体的な取り付け手段は限定されない。

[0067] レバー 30を押し下げる力を緩めると、燃料補給容器 Cは、その弾性力とヘッドスぺースの内圧により容積を復元し、これによりレバー 30は押し戻されて定常位置に復帰する。このとき、レバー 30の作用部 30a側の端縁と、開口部 20との間に隙間が生じてしまうと、異物が入り込んでしまうという不具合や、レバー 30を再度押し下げて燃料注入操作を繰り返す際に、この隙間にレバー 30を操作する使用者の手指を挟んでしまつたりするなどの不具合が考えられる。

このため、レバー 30には、開口部 20の縁部に内側から当接するストッパー 33が設けられており、これによつて、裏面部材 12の外側に向力レバー 30の回動範囲を規制して、レバー 30の作用部 30a側の端縁と、開口部 20との間に隙間が生じないようにするとともに、例えば、高温環境下で燃料補給容器 Cが膨張したとしても、レバー 3 0が外側に突出してしまわな、ようにして!/、る。

[0068] なお、特に図示しないが、表面部材 11に対しても、同様にしてレバー 30を取り付けることがでさる。

[0069] また、本実施形態において、表面部材 11と裏面部材 12には、図示するように、それぞれその上方及び下方に、レバー 30の上端側と下端側の側面を部分的に囲み、かつ、レバー 30の操作面と面一となるように基準面 10aから隆起して形成された隆起部 10bを設けることができる。これにより、レバー 30の操作範囲を、レバー 30の中央部分の操作し易い部位に制限し、鞫などに入れて携行する場合や、誤って落としてしまった場合などに、レバー 30が不用意に押し下げられな、ようにして、る。

したがって、図示する例にあっては、使用者は、レバー 30の中央部分の操作面を、例えば、親指と人差し指とで挟むようにして押し下げることによって、燃料注入操作を行うことができるようになって!/ヽる。

なお、レバー 30の操作範囲を、レバー 30の中央部分の操作し易い部位に制限することができれば、隆起部 10bは、レバー 30の操作面力も突出するように隆起して形成されていてもよい。

[0070] また、ホルダー 10には、レバー 30を押し下げて燃料注入操作を行うときに、燃料補給容器 Cの容積の縮減量が一定量を超えないようにする制限機構を設けておくことができる。このような制限機構の具体的な構成は特に限定されないが、例えば、レバ一 30の押し下げ可能な量、すなわち、レバー 30の操作面と、基準面 10aとの差 tを適宜調整することで、レバー 30の押し下げ量が一定以上にならないようにして、燃料補給容器 Cの容積の縮減量が一定量を超えないように制限することができる。

このような制限機構を設けることにより、燃料注入操作時における燃料補給容器 C の容積縮減量 Vsを一定として、すなわち、燃料電池本体の燃料収容部 T内への燃料の注入量を一定として、起電部の破損をより確実に防止することができる。

[0071] なお、使用者が直接指で燃料補給容器 Cを押し潰して燃料注入操作を行うようにした場合であっても、燃料注入時における燃料補給容器 Cの容積縮減量 Vsは、燃料補給容器 Cの形状や、変形の度合いなどを調整することで一定にすることができるが、ホルダー 10に上記のような制限機構を設けておくことで、より確実に、燃料注入時の燃料補給容器 Cの容積縮減量 Vsが一定になるようにすることができる。

[0072] また、レバー 30の横幅は任意に設定することができる力図 8に示すように、レバー

30の横幅 Wを細く（例えば、 13mm以下）することにより、レバー 30を押し下げるときに、使用者の指がレバー 30の操作面をはみ出して、レバー 30を押し切ったときに基準面 10aに当たり、それ以上レバー 30が押し下げられないようになつているのが好ましい。これにより、よりいつそう確実に、燃料注入時の燃料補給容器 Cの容積縮減量 Vsを一定とすることができる。

[0073] また、操作部としてのレバー 30は、図 7に示すように、ホルダー 10の片面だけに設けるようにしてもよい。このような態様は、燃料注入操作の際に、ホルダー 10の姿勢を安定させることができるとともに、ホルダー 10の他方の面には、使用上の注意などの注意書きを印刷、又は貼り付けるためのスペースとすることができるという利点がある

[0074] また、本実施形態では、燃料補給容器じの口部 C1にねじ山を設け、口部 C1にキヤップ 40が螺着されるようにすることができる。口部 C1に螺着するキャップ 40は、例えば、子どもが誤ってキャップを外してしまったりすることがないように、チャイルドレジスタンス機能を備えたものを用いるのが好ましヽ。チャイルドレジスタンス機能を備えたキャップ 40としては、図 9に示すような外キャップと、図 10に示すような内キャップとからなる二重構造を有して、るものを、その一例として挙げることができる。

[0075] 図 9は、外キャップ 41の説明図であり、図 9 (a)は外キャップ 41の正面図、図 9 (b) は図 9 (a)の C C断面図、図 9 (c)は外キャップ 41の底面図である。これらの図に示すように、外キャップ 41の天面の内側には、複数の垂下片 41aが周方向に沿って設けられている。

また、図 10は、内キャップ 42の説明図であり、図 10 (a)は内キャップ 42の正面図、図 10 (b)は図 10 (a)の D— D断面図、図 10 (c)は内キャップ 41の平面図である。これらの図に示すように、内キャップ 42の内周面にはねじ溝が形成されており、このねじ溝によって、燃料補給容器 Cの口部 C1にキャップ 40が螺着される。さらに、内キヤップ 42の上面側には、立上り面 42bと傾斜面 42cとに挟まれて溝部 42aが形成されている。そして、外キャップ 41内に内キャップ 42を挿入したときに、外キャップ 41の垂下片 41aが、内キャップ 42の溝部 42aに入り込むようになっている。

[0076] このような外キャップ 41と内キャップ 42とは、内キャップ 42力外キャップ 41内で相対的に上下動可能となっているとともに、外キャップ 41の抜け止め 41bと、内キャップ 42の係止部 42dとにより、内キャップ 42が外キャップ 41から容易に外れないようにしてある。そして、図 11に示すように、燃料補給容器 Cの口部 C1からキャップ 40を外そうとして、単に図中矢印方向にキャップを回しただけでは、外キャップ 41の垂下片 41 aが、内キャップ 42側の傾斜面 42cを乗り上げて（図 11 (b)参照）、内キャップ 42に対して外キャップ 41が空回りするようになって、る（図 11 (c)参照)。

逆に、キャップ 40を燃料補給容器 Cの口部 C1に螺着するときには、図 12に示すように、図中矢印方向に外キャップ 41を回せば、外キャップ 41の垂下片 41aが、内キヤップ 42側の立上り面 42bに当接して（図 12 (b)参照）、外キャップ 41とともに、内キヤップ 41も回転して、キャップ 40を容易に締め付けることができるようになつている。なお、図 11、図 12では、着目する一つの垂下片 41aのみを図示し、これを斜線で示している。

[0077] 一方、燃料補給容器 Cの口部 C1からキャップ 40を外すには、内キャップ 42に対して外キャップ 41が空回りしないように、外キャップ 41に下向きの力をカ卩えて、外キヤップ 41の垂下片 41aの先端を、内キャップ 42の傾斜面 42cに押し付けながら回すようにすればよい。これにより、外キャップ 41とともに、内キャップ 41も回転して、キャップ 40を燃料補給容器じの口部 C1から外すことができる。

[0078] また、本実施形態にあっては、燃料補給容器じの口部 C1に直接キャップ 40を螺着させる態様に限らない。図 7に示すように、燃料補給容器 Cの口部 C1を覆うようにホルダー 30から立ち上がる保護壁 13を設け、この保護壁 13に形成されたねじ山にキヤップ 40を螺着するようにしてもょ、。

特に、燃料補給容器 Cを、可撓性を有する軟質材料により形成した場合には、キヤップ 40のねじ締めに対する口部 C1の強度の確保が困難となる。このため、このような態様は、燃料補給容器 Cの口部 C1が変形などしてキャップ 40のねじ締めに支障が生じたり、キャップ 40が脱落してしまったりするのを防止する上でも好ましい。

[0079] さらに、このような保護壁 13を設けるにあたり、燃料補給容器 Cの口部 C1と力ブラ一 1との接合部を保護壁 13で覆い隠すことによって、カプラー 1の取り外しを困難とし、燃料補給容器 Cの口部 C1からカプラー 1が不用意に取り外されてしまうのを防止することちでさる。

[0080] 本実施形態において、ホルダー 10を構成する表面部材 11、裏面部材 12、レバー 30、キャップ 40は、アクリロニトリル—ブタジエン—スチレン榭脂（ABS) ,ポリスチレン（PS) ,アクリロニトリル一スチレン榭脂（AS) ,ポリエチレンテレフタレート（PET) , ポリブチレンテレフタレート（PBT) ,ポリエチレンナフタレート（PEN) ,ポリカーボネ一 HPC) ,ポリプロピレン（PP) ,ポリエチレン（PE) ,ポリアセタール（POM) ,ポリメチルメタタリレート（PMMA) ,変性ポリフエ-レンエーテル（PPE)などの合成榭脂材料を単独で、又は二種以上ブレンドして用い、あるいは、これらのものに必要に応じてガラス繊維や、タルクなどの充填材を配合した複合材料として用いて、射出成形などにより所定形状に成形することができるが、少なくともレバー 30を透明性の高い材料にて成形して、収容された燃料補給容器 Cの状態、例えば、燃料補給容器 C内に残存する燃料の量などを目視できるようにするのが好ましい。一般に、耐落下衝撃性などの高い材料には、透明性の高いものが少ないので、レバー 30を透明性の高い材料で形成するのは、ホルダー 10の耐落下衝撃性を確保しつつ、燃料補給容器 C 内の燃料の残量を目視できるようにする上で、特に好適である。

[0081] [変形例]

以上、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーの第一実施形態にっヽて説明した力力かる実施形態はあっては、以下に説明するように、種々の変形実施が可能である。

[0082] 例えば、前述した実施形態では、縦方向に分割される表面部材 11と裏面部材 12とからなるホルダー 10に、燃料補給容器 Cが収容されるようにしてある力ホルダー 10 の構成はこれに限定されない。特に図示しないが、横方向に分割可能として燃料補給容器 Cを収容するようにしたものであってもよ、。

[0083] また、前述した実施形態では、表面部材 11側に設けられた係合爪 1 laを、裏面部材 12側に設けられた係合孔 12aに係合させることによって、一体化された表面部材 1 1と裏面部材 12との間に、燃料補給容器 Cが収容されるようにしてあるが、燃料補給容器 Cに、燃料としてメタノールなどが充填される場合には、安全性確保の観点からホルダー 10から燃料補給容器 Cが容易に取り外せないようにすることが求められる。

[0084] このためには、例えば、図 15に示すように、表面部材 11側に設けられた隣り合う係合爪 11aの間に挿入される突片 12dを裏面部材 12側に設け、表面部材 11を変形させて係合爪 1 laと係合孔 12aとの係合を解除しょうとする力に抗して、表面部材 11と裏面部材 12とが容易に外れな、ようにすることができる。ここで、図 15 (a)は、ホルダー 10を、表面部材 11と裏面部材 12とに分割した状態を示しており、図 15 (b)は、図 15 (a)の E— E要部断面図、図 15 (c)は、図 15 (a)の F F要部断面図である。

[0085] また、特に図示しないが、表面部材 11と裏面部材 12とのそれぞれに、係合爪 11a と係合孔 12aとを交互に配置して、これらを互いに係合させるようにしたり、表面部材 11と裏面部材 12とを接着、又は溶着により接合したりすることによつても、表面部材 1 1と裏面部材 12とが容易に外れな、ようにすることができる。

[0086] [第二実施形態]

次に、本発明に係る燃料補給容器用ホルダーの第二実施形態について説明するここで、図 16は、本実施形態における燃料補給容器用ホルダーの概略を示す説明図であり、図 17は、本実施形態におけるレバー 30の正面図である。また、図 16において、図 16 (a)は、キャップ 40が螺着されたホルダー 10の正面図、図 16 (b)は、同側面図、図 16 (c)は、図 16 (a)の G— G断面に相当するキャップ 40を外した状態 (ただし、カプラーの図示を省略)の断面図である。これらの図に示す例において、前述した第一実施形態と共通する部位や、部材などは、同一の符号で示して、その詳細な説明を省略するものとし、以下では、第一実施形態と異なる点を中心に説明する。

[0087] 図 18は、本実施形態における燃料補給容器用ホルダーをなす表面部材 11の概略を示す説明図であり、図 18 (a)は、表面部材 11の正面図、図 18 (b)は、同側面図、図 18 (c)は、同背面図であり、いずれの図も、レバー 30を取り付けた状態を示している。また、図 19は、本実施形態における燃料補給容器用ホルダーをなす裏面部材 1 2の概略を示す説明図であり、図 19 (a)は、裏面部材 12の正面図、図 19 (b)は、同側面図、図 19 (c)は、同背面図である。

本実施形態においても、ホルダー 10は、縦方向に分割される表面部材 11と裏面部材 12とからなるようにすることができ、一体ィ匕された表面部材 11と裏面部材 12との間に、燃料補給容器 Cを収容することができる。表面部材 11と裏面部材 12とは、前述したように、表面部材 11側に設けられた係合爪 11aを、裏面部材 12側に設けられた係合孔 12aに係合させることによって一体ィ匕するようにしてもよいが、裏面部材 12側には、表面部材 11側に設けられた係合爪 11aに対応する係合溝を設けて、両者を一体ィ匕するようにしてもよヽ。

[0088] 図示する例において、レバー 30は、表面部材 11側に対してのみ取り付けられており、これに伴って、燃料補給容器 Cの縦断面形状が、口部の中心軸に対して非対称となっている（図 16 (c)参照)。

また、レバー 30の上端側には、例えば、使用者が親指で操作することを想定した場合に、親指の腹力 Sフィットするような凹形状とされた操作部 30bが設けられている。一方、表面部材 11には、レバー 30の操作部 30bの周りを囲むようにして、表面部材 11 の表面力すり鉢状に陥没する窪み部 10cが形成されている。

[0089] このようにすることで、操作部 30を押圧しやすくするとともに、操作部 30bを押す指のうち、操作部 30bからはみ出した部分が窪み部 10cに触れることにより、レバー 30 力それ以上押し下げられるのを妨げて、制限機構として機能するようにしてある。なお、窪み部 10cよりも相対的に高くなつている周囲の部分が、前述した第一実施形態における隆起部に相当する。また、特に図示しないが、操作部 30bの周囲にフランジを設け、レバー 30を押し下げた際に窪み部 10cと干渉するようにして、これを制限機構とするようにしてもよ、。

[0090] さらに、図示する例では、レバー 30の作用部 30aが、操作部 30bよりもレバー 30の回動軸寄り、すなわち、アーム 31に設けられた凸部 32寄りに、ストッパー 33の左右幅にわたって位置している。そして、この作用部 30aが、燃料補給容器 Cの中央付近を広、面積で押圧するようになっており、軽、操作力でレバー 30を押し下げることができるようになつている。

[0091] 以上のように、本実施形態では、前述した第一実施形態に比べて小型化を図る上で好適となるように、表面部材 11、裏面部材 12、レバー 30の形状を変更しているが、これら以外の構成は、前述した第一実施形態と大きく変わるところはないので、詳細な説明は省略する。

[0092] また、本実施形態においても種々の変形実施が可能であり、例えば、図 20に示すように、表面部材 11には、レバー 30の操作部 30bのみが表面に露出するように開口部 20を形成し、レバー 30が表面に露出する部分を少なくすることによって、より誤操作し難、形態となるようにすることもできる。

なお、図 20は、図 16に対応させて第二実施形態の変形例を示す説明図であり、図 20 (a)は、図 16 (a)と同様の正面図、図 20 (b)は、同側面図、図 20 (c)は、 020 (a) の H— H断面に相当する断面図である。

産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明は、ダイレクトメタノール型燃料電池など、改質器を用いることなくアルコール類などの液体燃料を直接供給して電気化学反応を生じさせる方式の燃料電池において、燃料の残量が少なくなつた本体側の燃料収容部内に、外部から燃料を注入、補給する燃料電池用燃料補給容器、燃料補給方法、及び燃料補給容器を収容するための燃料補給容器用ホルダーを提供する。

Claims

請求の範囲

[1] 燃料電池本体の燃料収容部に、外部から燃料を注入、補給するための燃料補給容器であって、

前記燃料収容部内との気密状態を維持しつつ、容積を縮減させて燃料を前記燃料収容部内に所定量注入した後に、

容積が復元することによって前記燃料収容部内の雰囲気ガスを吸入するようにしたことを特徴とする燃料電池用燃料補給容器。

[2] 可撓性を有する材料により形成されてヽる請求項 1に記載の燃料電池用燃料補給谷器。

[3] 前記燃料収容部の容積を V、

T

燃料注入操作直前の前記燃料収容部内の燃料の量を V 、

TL

前記燃料補給容器の容積を V、

C

燃料注入操作直前の前記燃料補給容器内の燃料の量を V 、

CL

燃料注入時における前記燃料補給容器の容積縮減量を Vs、

許容される前記燃料収容部内の圧力を Ptf、

大気圧を P

としたときに、下記式（1)の関係が成り立つ請求項 1〜2のいずれ力 1項に記載の燃料電池用燃料補給容器。

(V -V +V -V ) / (V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P · · · (1)

C CL T TL C CL T TL

[4] 前記燃料収容部に収容する燃料の目標量を Vf、

前記目標量 Vfになるまでに要する燃料注入操作の回数を X、

i回目の燃料注入操作の直前における前記燃料収容部内の燃料の量を V i、

TL

i回目の燃料注入操作の直前における前記燃料補給容器の燃料の量を V i

CL

としたときに、下記式（2)の関係が成り立つ請求項 3に記載の燃料電池用燃料補給谷器。

画

V f -V_TL=∑ ((V_T-V_XL i ) X V s / (V_C-V_CL i +V_T-V_TL 0) - · ' ( 2)

i = 1 [但し、 iは、 1〜Xまでの整数]

[5] 前記燃料補給容器の容積を縮減させる操作部を備えた、剛性体力ゝらなるホルダーに収納された請求項 1〜4のいずれカゝ 1項に記載の燃料電池用燃料補給容器。

[6] 前記燃料補給容器の容積の縮減量が一定量を超えな!/、ように、前記ホルダーの操作部に制限機構を設けた請求項 5に記載の燃料電池用燃料補給容器。

[7] 燃料電池本体の燃料収容部に、燃料補給容器に封入された燃料を外部から注入

、補給する燃料電池への燃料補給方法であって、

前記燃料収容部内との気密状態を維持しつつ、前記燃料補給容器の容積を縮減させることにより、前記燃料補給容器の燃料を前記燃料収容部内に所定量注入し、次いで、前記燃料補給容器の容積を復元させながら、前記燃料収容部内の雰囲気ガスを前記燃料補給容器内に吸入する燃料注入操作を、少なくとも 1以上回行う〖こ際し、

前記燃料収容部の容積を V、

T

燃料注入操作直前の前記燃料収容部内の燃料の量を V 、

TL

前記燃料補給容器の容積を V、

C

燃料注入操作直前の前記燃料補給容器内の燃料の量を V 、

CL

燃料注入時における前記燃料補給容器の容積縮減量を Vs、

許容される前記燃料収容部内の圧力を Ptf、

大気圧を P

としたときに、下記式（1)の関係が成り立つことを特徴とする燃料補給方法。

(V -V +V -V ) / (V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P · · · (1)

C CL T TL C CL T TL

[8] 燃料電池本体の燃料収容部内との気密状態を維持しつつ、容積を縮減させて燃料を前記燃料収容部内に所定量注入した後に、容積が復元することによって前記燃料収容部内の雰囲気ガスを吸入する燃料注入操作を行うことにより、前記燃料収容部に、外部カゝら燃料を注入、補給する燃料補給容器を収容するための剛性体からなるホルダーであって、

前記燃料補給容器の容積を縮減させる操作部を備えていることを特徴とする燃料補給容器用ホルダー。

[9] 前記操作部が、回動可能に取り付けられたレバーを備え、回動操作によって前記レバーを押し下げたときに、前記レバーが燃料補給容器を押圧して前記燃料補給容器の容積を縮減させる請求項 8に記載の燃料補給容器用ホルダー。

[10] 少なくとも前記レバーを透明性の高い材料にて成形した請求項 9に記載の燃料補給容器用ホルダー。

[11] 前記レバーの側面を部分的に囲み、かつ、前記レバーの操作面と面一又は突出するように隆起して形成された隆起部を設けることにより、前記レバーの操作範囲を制限した請求項 9〜： LOのいずれか 1項に記載の燃料補給容器用ホルダー。

[12] 前記燃料補給容器が、

前記燃料収容部の容積を V、

T

燃料注入操作直前の前記燃料収容部内の燃料の量を V 、

TL

前記燃料補給容器の容積を V、

C

燃料注入操作直前の前記燃料補給容器内の燃料の量を V 、

CL

燃料注入時における前記燃料補給容器の容積縮減量を Vs、

許容される前記燃料収容部内の圧力を Ptf、

大気圧を P

としたときに、下記式（ 1)の関係が成り立つように設計されて!、る請求項 8〜 11のいずれ力 1項に記載の燃料補給容器用ホルダー。

(V -V +V -V ) / (V -V +V -V -Vs)≤Ptf/P · · · (1)

C CL T TL C CL T TL

[13] 前記燃料補給容器が、

前記燃料収容部に収容する燃料の目標量を Vf、

TL

CL

としたときに、下記式（2)の関係が成り立つように設計されている請求項 12に記載の燃料電池に用いる燃料補給容器用ホルダー。

[数 5]

V f -V_TL=∑ ((V_T-V_XL i ) X V s / (V_C-V_CL Ϊ +V_T-V_TL i )) - · ' ( 2)

1― 1 [但し、 iは、 1〜Xまでの整数]

[14] 前記燃料補給容器の容積の縮減量が一定量を超えないように、前記操作部に制限機構を設けた請求項 8〜13のいずれか 1項に記載の燃料補給容器用ホルダー。

[15] 前記燃料補給容器の口部を覆うように立ち上がらせた保護壁を設け、前記保護壁にキャップを螺着させるようにした請求項 1〜7の、ずれか 1項に記載の燃料補給容器用ホルダー。

[16] 胴部の水平方向断面を楕円形状とした前記燃料補給容器が、前記胴部の長径方向に沿う面に前記操作部が対向するようにして収容される請求項 8〜15のいずれか 1項に記載の燃料補給容器用ホルダー。