燃料电池盒连接器的制作方法

专利名称：燃料电池盒连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种燃神牛电池盒连4妄器，且更具体地，涉及一种用 于连接至使用燃料电池的设备的结构。
背景技术：
在本:^支术领域中，燃料电池作为 一种能量转换装置是公知的， 在该装置中，氢离子穿过将氧气与氢气、曱醇或类似燃料分开的电 解质膜，乂人而在氢气与氧气之间发生的化学反应产生电。目前，由 于预计燃料电池的工作温度可以4交^f氐，并且装置的尺寸可以减小， 所以燃料电池已得到了 一些实际应用。已经在燃料电池作为用于笔 记本型电脑和各种便携装置(例如移动电话)的耐久持续操作的电 源的方向上进行了研发。
通常地，作为移动装置电源的燃料电池是内置在这种装置中的， 并且当这种电源中容纳的燃料耗尽时，可通过补充新的燃料以便直 接转换为电能。通过燃料容器(燃料电池盒)将燃料填充到上述内
置式燃料电池(见日本未审定的专利申请公开(Kokai )2006-54055 )。

发明内容
上述燃料电池盒可以是下列类型插入型燃料电池盒，其结合 到燃料支持设备(holding appliance)中；卫星型燃料电池盒，其连 接至设备的连接部分，该设备具有用于保留燃料的空间，该燃料电池盒7人外部连接至该i殳备并JM又在补充燃并牛时连^妾至该"i殳备；附属 (attachmengt)型燃#+电池盒，其从外部连4妄至i殳备的连接部分， 并且当它们处于与设备连接的状态时使用；外部型燃料电池盒，其 使用方式与附属型燃料电池盒的使用方式类似，4旦要与其作为装饰 净勿的i史i十才目匹酉己。
由于i殳计型、附属型和外部型的燃料电池盒需要可拆卸地、刚 性地连接至燃料电池支持"i殳备，因此燃料电池盒和燃料电池支持i殳 备的连接部分应足够坚固以承受连接和拆卸时施加于这些部分的 力。
然而，当施加于燃料电池盒的外力超过用于正常操作的规定值 (即该外力超过规定范围或能够损坏燃料盒部件)时，上述设备的 连接部分可能会损坏，并且由于通常燃料电池支持设备比燃料电池 盒本身贵得多，因此希望的是保护设备的部件不受损坏。
考虑上述信息，本发明的目的是4是供一种燃料电池盒连接器， 这种燃料电池盒连4妄器足够坚固以承受正常的l喿作力，并且由于4吏 用了可破坏的和/或可分离的元件，这种燃料电池盒连接器还保护燃 料电池支持设备免受由于超过正常允许范围的力而损坏或石皮坏。
本发明的燃料电池盒连接器包括:
面朝外的燃料供应口， i殳置在燃冲+电池盒本体的一端上，该燃
池室；以及围绕上述燃料供应口的连接凸出件；所述燃料电池连接 器旨在与包含燃料电池的设备可释放地连接，该燃料电池连接器具 有用于接收燃料的面朝外的燃料接收口 ，并具有与上述连接凸出件 对应的连接部分；该燃料电池连接器的特征在于，其提供了至少一 个或多个如下结构在离上述燃冲牛电池室预定3巨离处可乂人上述燃辨-
5电池室破坏的多个结构以及多个可分离结构，当连接凸出件连接至 连接部分以使燃料接收口与燃料接收口连接时以及当施加于燃料电 池盒的外力超过预定值时，这些可分离的结构可以与连接部分分离。
在本发明的上下文中，术语"超过预定值的外力"表示不同于 在正常使用时所使用的力，且该力超过规定范围或损坏部件。
在本发明的燃料电池盒连4妾器中，上述可石皮坏结构可以包括形 成于连接凸出件中的薄壁部分。
在本发明的燃料电池盒连接器中，上述薄壁部分沿连接凸出件 的周向形成。
在本发明的燃并+电池盒连4妻器中，上述薄壁部分沿连4妄至i殳备 的方向形成。
在本发明的燃料电池盒连接器中，上述连接凸出件具有至少两 个或多个接合齿，这些接合齿布置在所述凸出件的外圆周
(periphery)的端部上且在所述凸出件的设备连接侧上，并且这些 接合齿可与连接部分的向外延伸的部分接合；所述薄壁部分在上述 4妄合齿的底部形成。
在本发明的燃料电池盒连接器中，上述连接凸出件具有至少两 个或更多个接合齿，这些接合齿布置在所述凸出件的外圆周的端部 上且在所述凸出件的i殳备连"l妾侧上，并且这些4妾合齿可与连接部分 的向外延伸的部分接合；所述接合齿具有通过斜切燃料电池盒本体 侧面上的边纟彖而形成的刮-切部分(chamfered portion ),所述可分离 结构是上述杀+切部分。
本发明的燃料电池盒连接器可包括
6一个可-皮坏结构，其包4舌沿连4妄至上述i殳备的方向而形成于连 接凸出部件中的薄壁部分，其中，上述连接凸出件具有至少两个或 多个接合齿，这些接合齿位于连接凸出件的圓周的端部上、沿向外
的方向凸出、并且与所述连4妄部分4妄合；
一个可^皮坏结构，其包括形成在上述4妄合齿的底部的薄壁部分 的；以及
多个可分离结构，包括通过斜切燃料电池盒本体侧面上的齿的 边纟彖而形成的斜切部分。
本发明的燃料电池盒连接器可包括
一个可破坏结构，其包括沿连接凸出件的周向形成的薄壁部分， 所述连4妄凸出件具有至少两个或多个4妄合齿，这些4妄合齿位于连4妄 至设备的侧面上的连接凸出件的圆周的端部上；以及
一个可分离结构，包括通过杀牛切燃^1"电池盒本体侧面上的齿的 边纟彖而形成的上述齿的在牛切部分。
由于本发明的燃料电池盒连接器具有至少 一个或多个以下结 构位于离燃料容器结构的预定位置处并且可从上述燃料电池室破 坏的多个结构以及多个可分离结构，当连接凸出件连接至连接部分 以使燃料接收口与燃料接收口连接时以及当超过预定值的外力(即 超过正常操作所允许的力的范围的力和能够损坏燃料电池盒的力) 施加于燃冲+电池盒时，这些可分离结构能够与连4妄部分分离，连4妄 器被破坏或者从设备的连接部分分离，从而防止设备被损坏。当连 接器破坏时，破坏发生在离设备的预定距离处，且因此防止了燃料 从燃料容器泄漏的可能性。


立体图，燃料电池盒处于从包含燃料电池的便携电话脱离的状态。
图2是图1中所示的燃料电池盒3的立体截面图。 图3是图2的燃料电池盒连接器的》文大比例的立体截面图。 图4是便携电话的连接部分的》文大立体图。 图5是接合齿和刚性齿的放大视图。 图6是根据本发明另一实施方式的连接器的放大视图。
具体实施例方式
现在将参照附图更详细地描述冲艮据本发明的一个实施方式制造 的用于燃料电池盒3的连接器1 (以下仅称为"连接器l")。图1 是装配有本实施方式的连接器的燃料电池盒3的立体图，该燃料电 池盒处于从便携电话4脱离的状态，便携电话代表包含了一个燃料 电池的设备(燃料电池支持设备)。图2是图1中所示的燃料电池盒 3的立体截面图。在后面的描述中，本实施方式的连4妄器1的将祐二 连接至便携电话4的部分是图2和图3中所示的装置的上部。
如图l和图2所示，本实施方式的燃料电池盒3的连接器l通 过连接才几构S可拆卸地连4妄至i殳置在便携电话4中的连接部分2(图 1)，便携电话在本实施方式中代表包含燃料电池(诸如直接甲醇型 燃料电池(DMFC)(未在附图中示出))的燃料电池支持^殳备，该 连接器位于燃料电池盒的上端。如图2所示，燃料电池盒3具有圆柱形容器本体31,该容器本 体用于填充燃料F并且该容器本体具有双容器结构，该双容器结构 由燃料接收内容器312和外容器313组成，燃料接收内容器具有由 活塞32隔开的燃一牛4妄收室311,外容器的顶部打开且旨在4妄收用来 通过活塞32移动燃料F的压缩气体G。形成在内容器312的外表 面与外容器313的内表面之间的空间限定了压缩气体室314。燃剩-接收室311与压缩气体室314的容积比耳又决于活塞32的位置。当燃 料F的量减小并且活塞32向上移动时，压缩气体室314的一部分 朝着燃料接收内容器312延伸。
才艮据本实施方式，为了给DMFC供应燃料F，将甲醇与纯水混 合以形成液体燃4+混合物。然而，本发明不限于此具体实施例，并 且根据具体需求，燃料可包括乙醇和纯水的混合物以形成预定浓度 的酒精或仅是酒精，等等。
此外，为了防止燃料F与氧气混合(氧气会对发生在燃料电池 中的反应造成不利影响)，并且为了防止燃料氧化，优选地使用不含 氧气的压缩气体G，例如氮气、二氧化^友、去除了氧气的空气等。 在本实施方式的装置中使用的压缩气体G是诸如二甲基乙醚 (DME)的液化气体，4旦本发明不限于此特定气体。
固定至外容器313的上端的是连接器1，该连接器可连接至燃 料电池支持设备的连接部分2 (下面将更详细地描述)。连接器1主 要由刚性地连接至外容器313的连接器本体11和刚性地连接至连接 器本体11的盒侧阀12构成。
连^妄器本体11可由诸如聚石灰酸酯(PC)的^J"脂制成，并且包 括具有中心孔的盘状法兰部分lla;连接凸出件llc,从法兰部分 lla向上延伸并具有连接口 lib;以及环形的插入部分lld，其从法 兰部分lla的下部外圆周向下延伸并且其外圓周与外容器313的内
9表面4妄触。此夕卜，在从插入部分lid径向向内的一定3巨离处，法兰 部分lla具有内插入部分lie,由此该内插入部分lie与第一次^是到 的插入部分lid形成双容器结构，并且在内插入部分lie的内表面 上有螺紋。
如图3所示，连接凸出件llc设置有沿周向等距地隔开的接合 齿111,这些接合齿在连4妾凸出件lie的上部外圆周表面上与该连4妾 凸出件lie制成一体。连接凸出件lie还设置有在其下端的外圓周 上形成的压力肩112。此外，连4妾凸出件llci殳置有一个参考齿113， 该参考齿在连接凸出件lie的内圓周上的预定位置处形成并且位于 连接凸出件lie的上端。此参考齿113用作绝对参考位置的参考点 并且/人连^^妾凸出件lie的上端面向下延伸。连4妄凸出件lie进一步 设置有多个选4奪齿(在本实施方式中仅示出了两个，即114和115 ), 这些选纟奪齿从上端面向下延伸并且位于相对于参考齿113预先选^奪 的位置中，上述预先选择的位置取决于使用的燃料电池盒的具体类 型。本实施方式的参考齿113比选4奪齿114和115宽。此外，根据 使用的燃料电池盒3的类型，选择齿114和115在插入方向上可具 有不同的宽度和长度。总而言之，参考齿113和选择齿114及ll5 形成了盒侧接合键K1。连接口 lib在其上端具有用于供应燃料F 的燃并+供应口 12a以及用于打开和关闭上述燃并+供应口 12a的盒侧 关闭阀12 (下面将更详细地描述)。
本发明的 一个特殊的特征在于其冲是供了位于离燃料接收室 311预定位置处的多个可^^坏结构中的至少一个，以及提供了多个 可分离结构中的至少一个，当连4娄凸出4牛llc连4妄至4更携电话4的 连4姿部分2以使燃津十供应口 12a与燃料接收口 2a '彼此连通时、以,及 当超过预定值的外力施加于燃料电池盒3时，^是供的可分离结构能 够与^更携电话4的连4妄部分2分离。如图3所示，在本实施方式的连接器1中，可破坏结构由在垂 直方向(即连接凸出件lie连接至便携电话4的连接部分2的方向) 上延伸的凸出侧薄壁部分116形成。此外，位于接合齿侧面上的薄 壁部分llla形成于接合齿111的底部上，并且上述可分离结构由从 每个接合齿111的下边缘斜切而成的斜切部分lllb形成。
凸出侧薄壁部分116位于参考齿113的两侧上，并且平4亍于参 考齿113且靠近参考齿而布置。这些薄壁部分116从连接凸出件llc 的内圓周和外圓周同时切削而成，并且具有予贞定壁厚。切口乂人连才妄 凸出件llc的上端面向下延伸大约0.5mm。此外，位于接合齿的侧 面上的薄壁部分llla形成于连接凸出件llc的外圓周上，该薄壁部 分llla通过乂人4妾合齿111的上端面沿向下的方向制造出达到预定位 置的切口而形成。每个齿的斜切部分lib均由4妻合齿111的下端面 和基本上倾斜45。的斜切平面形成。此结构的具体描述将在下面给 出。
内容器312包括具有开》文下端的圓柱形本体，然而，此开方文下 端不接触外容器313的底部。此外，内容器312在其外圆周面上的 下端处具有多个》从向延伸的狭槽312a, /人而当活塞32 4丸4亍其向下 的冲程时，内容器312的内部仍可与外容器313的内部相通。如图 2和图3所示，内容器312具有乂人其上壁的中心部分向下凸出的管 状部分312c和与盒侧阀34相通的贯通开口 312b。环形的、向外张 开的管状部分312d沿向外的方向以预定距离隔开，该管状部分312d 从管状部分312c延伸并且沿向外的方向以特定角度张开。上述向外 张开的管状部分312d在其外表面上具有四个连接元件(在附图中 未示出)，这些连4妄元件,人其上端的下侧向下延伸以与内插》、部分 lie的相应的内螺紋4妄合。上述连4妄元件的外端螺紋连4妄至连4妄器 本体11的内插入部分lie的内表面中，并且当来自上方的压力通过 盘状上盖12b施加于这些连4妄元件时，它们就与连4妄器本体114妾触。盒侧阀12主要包括壳体121、沿图3中所示的图象的垂直方 向可移动的芯轴(stem) 122、沿关闭(向上)方向马区动芯轴122的 弹簧123、打开或关闭燃料通道的阀本体124 (密封环)、以及连接 器密封环125。用于供应燃并牛F的上述燃津+供应口 12a在盒侧阀12 的上端处形成。
壳体121具有圆柱形的形状，并且设置有用于上述上盖12b的 插入的环形凹槽121a。环形凹槽121a在壳体121的下部中形成， 并且处于在垂直方向上离壳体121的中心部分预定距离处。上述环 形凹槽121a下方的壳体部分具有管状喷嘴底部121b的张开部分 121b2,并且张开部分121b2的下端面与壳体弹簧126 4妾触，该壳 体弹簧围绕喷嘴底部121b的下端并通过喷。觜底部的垂直移动而净皮 压缩。此外，壳体121具有连接密封环125，该连冲妄密封环插入壳 体121外圆周上的并靠近壳体上端的凹槽中，且旨在密封便携电话 4的连接部分2 (将在下面描述)。形成于壳体121中的燃料供应口 12a沿向下的方向从壳体的上端延伸至预定位置，此开口的直径从 此4立置处沿向下的方向是减小的。
芯轴122包括杆状本体，其具有沿垂直方向从芯轴122的中间 部分径向向外延伸的大直径部分122a、从大直径部分12h向上延 伸的上轴向部分122b、以及A人大直径部分12h向下延伸的下轴向 部分122c。芯轴122还具有位于大直径部分122a之上的小直径部 分122d，以及安装到小直径部分122d与大直径部分122a之间的芯 轴上的密封环124。芯轴122插入至壳体121中，可以垂直地移动， 并且在阀关闭方向上被弹簧123持续地向上推动，弹簧位于大直径 部分122的下表面与喷嘴底部121b的上表面之间。轴向部分122b 的端面旨在插入至燃料接收口 12a,并且由于弹簧123将接触压力 施加给壳体121的内表面与燃并牛供应口 12a之间的肩部，因此阀本 体124关闭，进而阻塞燃料F的通道。当将芯轴122往下推时，弹
12簧123净皮压缩并且向下移动芯轴122，由》匕阀本体124与上述肩部分开，从而燃料供应口 12a打开并且燃料F可以通过燃料供应口 12a流入燃料接收室311。
如图2所示，活塞32具有弹性密封环32a,该弹性密封环插入至形成于活塞32的外圓周上的槽中。此密封环用作将燃料接收室311 (该燃料接收室包括位于活塞32的上表面之上的空间)与压缩气体室进行分隔的可移动隔离物，从而使得压缩气体施加于活塞下表面的压力借助活塞的上表面传递至燃并牛F，并且当阀打开时，活塞就移动燃纟牛F。
下列描述解释了用压缩气体G填充压缩气体室314以及将燃料F供应至燃料*接收室311的过程。在将燃并+供应至燃料接收室311之前，用气体G填充燃料接收室。首先，将压缩气体供应装置(未在附图中示出)的气体供应口连接至盒侧阀12,并且沿阀打开的方向推进芯轴122来打开阀12,压缩气体通过该阀注入至燃剩-4妻收室311中。响应于此，活塞32向下位移至外容器313的底部。在活塞32的最靠下的位置处，狭槽312a的上端位于弹性密封环之上，人人而压缩气体G经由3失槽312a A人燃刺4妻收室311 :流动至压缩气体室314。在压缩气体室314中的压力达到预定值后，进入此压缩气体室的气体G的供应就/f亭止。
接下来，芯轴122再次沿阀打开的方向移动，从而将燃料接收室311中包含多余的压缩气体排出。这导致活塞32沿向上的方向上升，从而使燃料接收室311返回至密封状况。现在，在上述多余压缩气体的排出的效果下，活塞32的下侧将承受容纳在压缩气体室314中的气体G的压力并将^U是升至燃^N妄收内容器312的上端，并且从燃料接收室311排出多余的压缩气体将导致气体填充燃料接收室311和压缩气体室314。燃冲牛电池盒3 ^皮构造成如果上述4乘作之后盒侧阀34被连接至注入装置(未在附图中示出)并且将燃料F注入至燃料接收室311以沿向下的方向移动活塞32,则燃料^接收室 311将由预定量的燃料F填充。
本实施方式的燃料电池盒3的容器本体31具有双容器结构。然 而，结合本发明的燃料电池盒连接器1的容器本体31不限于此特定 结构，而适当的改变和^,改是可能的。例如，容器本体可包4舌单个 容器，可与燃料F—起用液化石油气(LPG)、 二甲基乙醚(DME)、 含氯氟烃(CFC)、或类似的液化气体、或例如作为喷雾剂的氮气的 压缩气体来填充上述的单个容器，从而在由压缩气体在容器内部产 生的压力的影响下，燃料能够以薄雾或小滴的形式自动地从容器排 出。可替代地，容器可以是弹性的。使用可以用燃并牛F再填充的可 循环使用的容器是优选的。
下面的描述涉及连接部分2或便携电话4的结构，上述燃料电 池盒3的连接器1能够可拆卸地连接至便携电话。图4示出了便携 电话的连4妄部分2的立体仰一见图。如图4所示，连4妄部分2具有一 个燃料接收口 2a，该燃料接收口朝向外侧并旨在接收来自上述燃料 电池盒3的燃料F。燃料冲妄收口 2a可连4妄至燃料电池，燃料电池在 附图中未示出且包含在便携电话4中。此外，燃料接收口 2a接收杆 状锥形柱塞21。当连接部分2连4妾至燃冲牛电池盒3的上述连4妄器1 时，柱塞21推动芯轴122的上端，使该芯轴沿阀打开的方向移动。 在附图中未示出且插入至柱塞21的一个阀本体^皮弹簧或类似的元 件向内移动，并由此将燃料接收口 2a保持在打开状态。
连接部分2i殳置有围绕燃料4妻收口 2a的向外凸出的连接管状元 件22，并设置有围绕管状元件22的连接口 23。在连接口 23的内表 面中形成导槽23a,这些导槽用于当连4妻部分2连4妄至燃^h电池盒 时来引导上述连^妾器1的4妄合齿111。连4妾部分还i殳置有刚性齿24a 和弹性锁定环24，这些刚性齿向内延伸至连接口 23、与接合齿lll 接合并由此锁定连接器1,弹性锁定环由聚甲醛(POM)或类似弹性材料制成。施加至连接凸出件lie的压力导致锁定环24的转动，
从而接合齿111与刚性齿24a接合进而将连4妄器1锁定至连4妄元件 2。进一步推进连接凸出件lie将再次转动锁定环，并导致接合齿 111从刚性齿24a脱离，,人而连4姿器1可与连4妻部分2分离。
连接部分2与连接器1之间的连接的锁定通过装配有锁定件的 连接器机构实现，该机构在相同申请人的在先专利申请Kokai 2006-112635中进行了描述。因此，此^/L构的描述在本专利申请中省略。
如图4所示，管状元件22在其外侧上具有参考槽221和选择 槽222及223，该参考槽221位于连4妾部分的侧面上并且与上述盒 侧接合4建1的参考齿Kl对应，这些选4奪槽222及223位于连4妄部 分的侧面上并且与选4奪齿114及115对应。在图示的实施方式中， 位于连接部分的侧面上的参考槽221比位于连接部分的侧面上的选 才奪槽222及223宽。总而言之，参考槽221和选择槽222及223形 成了位于连接部分侧面上的接合4建K2 。
虽然已参考具体构造描述了本实施方式的连接部分2和4妄合键
变是可能的。例如，可使用多个参考齿113和参考槽221。参考齿 113、参考槽221、选择齿114、 115以及选择槽222和223可形成 于内表面上，或同时形成于内表面和外表面上，并且可具有不同的
布置方式。
为了将燃料电池盒3的连接器1连接至连接部分2，首先将管 状元件22插入至连接凸出件llc的连接口 lib中。连接器1的参考 齿113和选择齿114及115 (即盒侧接合4定Kl)与连接部分侧参考 槽221和连接部分侧选择槽222及223 (即连接部分侧接合键K2 ) 接合，并且壳体121 (见图3)的顶端可伸缩地插入至管状元件22的开口。在连接器1的连接密封环345与管状元件开口的内表面接 触进而可靠地密封连4妻后，芯轴342的上端将压力施加于活塞21 的端部，燃料接收口 2a打开，并且如果压力进一步从芯轴342的上 端施加至活塞21的端部，则此动4乍将压缩弹簧123,打开盒侧阀12 并从而打开燃料接收口 12a。因此，包含在燃料电池盒3内的燃料F 将通过连4妄器1和连接部分2供应至燃料电池(未示出)。
在上述条件下，只有具有与连4妄部分侧4秦合4定K2对应的纟妄合 《建Kl的连4妾器1可连接至连4妻部分2。
这种构造排除了偶然地将连接器l连接至错误的燃料电池盒的 可能性，该错-i吴的燃并+电池盒不具有与连4妄部分侧4妄合4建K2对应 的接合键Kl，因为除了具有与连接器的接合键Kl配合的接合键 K2的燃料电池盒以外，其他的燃料电池盒都不可以;敗连接。
因此，当连接凸出件llc连接至连接部分2并且燃料供应口 12a 与燃料接收口 2a连通时，连接器1的上述4妄合齿111与刚性齿24a 接合，乂人而连4妄器1可拆卸地连4妄至连4矣部分2。
如上所述，本实施方式的燃并牛电池盒3的连4妄器1具有可石皮坏 结构(采用凸出侧薄壁部分116和齿侧薄壁部分llla的形式)以及 可分离结构(采用^1"切部分lllb的形式)。因此，当超过预定值的 外力(即超过专门针对正常操作的值的范围的力或能够损坏燃料电 池盒的力)施加至燃料电池盒3时，连接器1的上述薄壁结构弯曲、 :扭曲进而在凸出侧薄壁部分116和/或薄壁部分llla处石皮坏。
当连接器1在凸出侧薄壁部分116处破坏时，参考齿113可朝 着连4姿凸出件llc的内侧弯曲。因此连4妄凸出件llc的外径可减小， 因而连接凸出件llc及由此连接器1可轻+>地从连接部分2脱离。 由于在此情况下连接器在没有分离的情况下破坏，因此连接器1的
16一部分留在连接部分2的侧面上的可能性非常小。因此，不需要将
残留碎片从连接部分2清除，并且这防止工具损坏连接部分2，即 1更携电i舌4。
当连接器1在齿侧薄壁部分llla处破坏时，连接器1的接合齿 111与连接器的残留的主要部分分开。由于在此情况下与刚性齿24a 接合的接合齿111与连接器1的主要部分分开，因此上述主要部分 从连接部分2脱离，从而连接器1的主要部分可与连接部分2分开。 即使纟妄合齿111 4呆留在连4妄部分2的内部，由于这些4妄合齿与连接 器1和连接部分2相比相对较小，因此它们可轻松地从连接部分2 移除。
即使连接器1可如上所述被破坏，容纳在燃料接收室311中的 燃料F也不会泄漏至外部，因为凸出侧薄壁部分116和薄壁部分 llla与燃并牛接收室311隔开了预定距离，因此连接器1将在远离燃 料接收室的位置处《皮坏。
如果施加的力是拉力P，那么，如图5所示，接合齿111将沿 着它们的斜切部分lllb #皮引导，并且刚性齿24a将沿朝外且向下的 方向被推动。在此情况下，刚性齿24a将使如上所提到的具有塑性 的锁定环24变形。因此，施加至锁定环24的压缩力将使锁定环24 沿弯曲力的方向向下延伸，从而4吏锁定环24变形。这将使4妾合齿 111从刚性齿24a脱离，并将允许连接器1 (即燃料电池盒3 )从连 接部分脱离。当连接器1与连接部分2分开时，锁定环24恢复其原 始形状。在此情况下，连4娄器1可不破坏》也分离并可与燃料电池盒 3 —起重朝4吏用。
如上所示出的，由于连接器1或者^皮坏或者与Y更携电话4的连 接部分2分开，因此当超过允许范围的力施加至燃料电池盒时，连 接部分2 (即便携电话)将被保护不受损坏。根据耳又自名为"标准数值公式的人机工程学手册(Ergonomics Manual of Standard Numerical Formulae )，， ( Gihodo出片反牙土 )的非专 利文献来源的数据，人手可产生如下的最大力能够以110N.cm的 最大转矩4丑曲用手指抓住的20 mm的圆筒；在离支点50 mm处用 手冲旨施力口 102 N的力4,动4勿体产生的力头巨达到'510N-cm;手才旨4立动 15 mm边长的矩形橫截面的杆而产生的拉力为60N。
如果在上述电池盒的情况下，容器本体31的外径是20 mm, 燃料电池盒在纵向上的长度是50mm,燃料容量是5mL,并且充满 燃料F的电池盒3的重量是18 g，则在正常，喿作条件下施加至连接 器1的力将是下列各项扭矩55 N.cm;弯矩7.1 N.cm;以及拉力30N。
因此，在上述燃料电池盒3的情况下，可能超过上述预定值的 :扭矩可大于55 Nxm，但小于110 N'cm;可能超过上述预定l直的弯 矩可大于7.1 N'cm， ^f旦小于510N.cm;以及可能超过上述预定值的 4立力可大于30N， ^旦小于60N。
虽然在本发明的本实施方式的连接器1中，参考具体的凸出侧 薄壁部分116和薄壁部分111a示出了可-皮坏结构，并且参考具体的 斜切部分111b示出了可分离结构，但是本发明的燃料电池连4妄器不 限于上述实施例，而适当的改变和^f奮改是可能的。例如，连接器可 ^f又具有凸出侧薄壁部分116, 4又具有薄壁部分111a,或^f又具有^H刀 部分lllb,具有凸出侧薄壁部分116和薄壁部分111a的组合，具有 凸出侧薄壁部分116和4牛切部分111b的组合，或具有薄壁部分111a 和斜切部分111b的组合。
下列描述将涉及在图6中以立体图的形式放大示出的燃津牛电池 盒连接器l，的另一实施方式。由于除了可石皮坏结构和可分离结构， 此实施方式的连接器l，具有与上述实施方式的连接器相同的部件，因此这些部件由相同的参考标记指示并且其描述省略。由于相同的 原因，说明将仅涉及可石皮坏结构和可分离结构。
如图6所示，连接器l，具有以凸出侧薄壁部分117的形式沿连 4妄凸出^f牛lie的圓周方向布置的可々史i不结外勾、和以4+卡"4卩0的形-式 位于接合齿111的下边全彖上的可分离结构。
凸出侧薄壁部分117在连4妾凸出件llc的外圓周表面中形成并 且处在/人盘状法兰部分lla的上表面向上隔开预定距离的位置中， 并且凸出侧薄壁部分117包括切入连接凸出件llc的外圆周中的一 个环形冲曹，该环形槽将连4妄凸出件的壁变薄至预定厚度。釗-切部分 lib包括与接合齿111的下边缘成45。倾斜的倾斜表面。
如上所描述的，本实施方式的燃料电池盒3的连4妄器l，具有采 用凸出侧薄壁部分11的形式的一个可石皮坏结构和采用在牛切部分 lllb的形式的一个可分离结构。因此，当超过预定值的外力(即超 过专门针对正常操作的值的范围的力或能够损坏燃料电池盒的力) 施加至燃料电池盒3时，连接器l，的上述薄壁结构弯曲、扭曲进而 在凸出侧薄壁部分117处石皮坏。
当连接器l，在凸出侧薄壁部分117处石皮坏时，包含接合齿111 的连接器的连接部分侧在^C坏的薄壁部分117处与容器本体31的侧 面分开。从而，具有处于脱离状态的齿111的燃料电池盒3可与连 接部分2分开。由于在此情况下位于包含接合齿的连接部分2侧面 上的连4姿器本体11的一部分随着这些齿111而保留在连接部分2上 (由于这些接合齿111与刚性齿24a接合)，并且由于连4妄器本体 ll的残留部分较小，且其残留位置保持在连接部分内部，从而该残 留部分不能轻松地与连接部分2分开。为了移除容器本体11的上述 残留部分，薄壁部分117以上述预定距离在连接凸出件llc的下端 处形成，从而通过将容器本体11的残留部分推入连接部分2，将能
19够转动锁定环24，佳_接合齿111从刚性齿24a脱离，然后轻爭〉地移 除容器本体11的残留部分。
此外，当施加外部拉力P时，如图5所示，与之前的实施方式 类似，接合齿111沿着由其斜切部分lllb形成的倾斜表面被引导进 而使刚性齿24a变形，从而4妄合齿111从刚性齿24a脱离，并且连 接器l，(如燃料电池盒3)可与连接部分分开。
由于如上所i兌明的，当超过允许范围的力施加至燃冲+电池盒时， 连接器l，破坏或者与便携电话4的连接部分2分开，因此连接部分 2 (即便携电话4)将被保护不受损坏。
虽然在本发明的本实施方式的连接器l，中，参考具体的凸出侧 薄壁部分117示出了可破坏结构，并且参考具体的斜切部分lllb示 出了可分离结构，l旦是本发明的燃料电池连接器不限于上述实施例， 且适当的改变和^奮改是可能的。例如，连4妾器可选择性地-f又具有凸 出侧薄壁部分U7，或4又具有薄壁部分llla。
虽然上述实施方式的燃料电池盒连接器1和l，被描述为用于可 拆卸地连接至便携电话的形式的燃料电池支持装置的连接部分2的 连接器，^旦是本发明不限于此具体应用，并且相同的连接器可用于 笔记本、个人电脑或任何其他包含了具有与连接器1、 l，配合的连 接部分的燃料电池的设备。
虽然上述实施方式的燃料电池盒连4妄器1和l，通过将上述可破 坏结构和/或可分离结构结合而形成，但是本发明的燃料电池盒连接 器不限于示出的实施例，并且可由其他适当选择的组合形成。
20附图标记
i, r燃料电池盒连接器ii连接器本体
lie连j妄凸出件
111接合齿
111a齿侧薄壁部分(可-皮坏结构)lllb《斗切部分(可分离结构)
116凸出個'J薄壁部分
117布置在圆周方向上的薄壁部分
12盒侧阀
12a燃料供应口
2连4妄部分
2a燃料接收口
燃料电池盒
31容器本体(燃料电池盒本体)
311燃料接收室
4便携电话(燃料电池支持设备)
F燃料
Kl连接器侧接合键
K2连接部分侧接合键。
2权利要求
1. 一种燃料电池连接器，包括设置在燃料电池盒本体的一端上的面朝外的燃料供应口，以及围绕上述燃料供应口的连接凸出件，所述燃料电池盒本体具有用于容纳待被供应至所述燃料电池盒的燃料的燃料电池室；所述燃料电池连接器旨在与包含所述燃料电池的设备可释放地连接，所述燃料电池连接器具有用于接收燃料的面朝外的燃料接收口，并具有与上述连接凸出件对应的连接部分，其特征在于，所述燃料电池连接器提供了至少一个或多个如下结构在离所述燃料电池室预定距离处可从所述燃料电池室破坏的多个结构以及多个可分离结构，当所述连接凸出件连接至所述连接部分以使所述燃料接收口与所述燃料接收口连接时以及当超过预定值的外力施加于所述燃料电池盒时，所述多个可分离结构能够与所述连接部分分离。
2. 根据权利要求1所述的燃料电池盒连接器，其中，上述可破坏 结构是形成于所述连接凸出件中的薄壁部分。
3. 根据权利要求2所述的燃料电池盒连接器，其中，上述薄壁部 分沿所述连接凸出件的周向形成。
4. 根据权利要求2所述的燃料电池盒连接器，其中，上述薄壁部 分沿连接至所述i殳备的方向形成。
5. 根据权利要求2所述的燃料电池盒连接器，其中，上述连接凸 出件具有至少两个或多个4妄合齿，所述4妄合齿布置在所述凸出 件的外圆周的端部上且在所述凸出件的"i殳备连接侧上，并且所部分在上述^妄合齿的底部形成。
6. 根据权利要求1所述的燃料电池盒连接器，其中，上述连接凸 出件具有至少两个或多个接合齿，所述接合齿布置在所述凸出 件的外圆周的端部上且在所述凸出件的i殳备连接侧上，并且所 述4妻合齿可与所述连4妄部分的向外延伸的部分4妄合；所述4妄合斜切部分，所述可分离结构是上述斜切部分。
7. 根据权利要求1所述的燃料电池盒连接器，包括一个包括沿连接至上述i殳备的方向而形成于所述连4妄凸 出部件中的薄壁部分的可^C坏结构，其中，上述连4妄凸出件具 有至少两个或多个接合齿，所述接合齿位于所述连接凸出件的 圆周的端部上、沿向外的方向上凸出、并且与所述连接部分接合；一个包括形成于上述接合齿的底部的薄壁部分的可A皮坏结构；以及多个可分离结构，包括通过斜切所述燃津牛电池盒本体侧面 上的齿的边纟彖而形成的斜切部分。
8. 根据权利要求1所述的燃料电池盒连接器，包括可破坏结构，包括沿所述连接凸出件的周向形成的薄壁部 分，所述连接凸出件具有至少两个或多个4妻合齿，所述4妄合齿 位于连接至所述i殳备的侧面上的所述连4妻凸出件的圆周的端 部上；以及可分离结构，包4舌通过杀牛切所述燃冲+电池盒本体侧面上的 齿的边缘而形成的上述齿的杀+切部分。
全文摘要
本发明提供了一种燃料电池盒连接器，当超过允许范围的外力施加至燃料电池盒时该燃料电池连接器保护燃料电池支持设备不受损坏。为解决问题提供的燃料电池连接器(1)包括设置在燃料电池盒本体(31)的一端上的朝外的燃料供应口(12a)以及围绕上述燃料供应口(12a)的连接凸出件(11c)，该燃料电池盒本体(31)具有用于容纳待被供应燃料电池盒(3)的燃料F的燃料电池室(311)；所述燃料电池连接器(1)旨在与包含燃料电池的设备(4)可释放地连接，并具有用于接收燃料F的朝外的燃料接收口(2a)和与上述连接凸出件(11c)对应的连接部分(2)；燃料电池连接器(1)的特征在于提供了至少一个或多个如下结构在离上述燃料电池室(311)预定距离处可从上述燃料电池室破坏的多个结构和多个可分离结构，当连接凸出件连接至连接部分以使燃料接收口与燃料接收口连接时以及当超过预定值的外力施加于燃料电池盒(3)时，可分离结构能够与连接部分(2)分离。
文档编号H01M2/00GK101490869SQ200780026049
公开日2009年7月22日 申请日期2007年6月6日 优先权日2006年7月12日
发明者中村保昭 申请人:东海国际控股公司