JP2005011560A - 燃料タンクおよび携帯機器 - Google Patents

Abstract

【課題】燃料電池を電源とする携帯機器に使用でき、前記燃料電池に使用される燃料を大量に収容でき、携帯機器寸法が大きくなることのない燃料タンク、および前記燃料タンクを備えた携帯機器の提供。
【解決手段】燃料電池を電源とする携帯機器の備える燃料電池または前記燃料電池に設けられた改質器に燃料を供給する燃料タンクであって、前記携帯機器において使用者が把持する把持部の表面に設けられてグリップを形成した燃料タンク、および前記燃料タンクを備える携帯機器。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃料タンクおよび携帯機器にかかり、特に、デジタルカメラなどの携帯機器の備える燃料電池部に供給する燃料を大量に収容でき、しかも、前記携帯機器の寸法が大きくなることのない燃料タンク、および前記燃料タンクを備える携帯機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ、ラップトップ型コンピュータやノートブック型コンピュータ、携帯電話などの携帯機器は、現在広く使用されている。
【０００３】
前記形態機器の電源としては、従来、アルカリマンガン電池などの一次電池、およびニッケル水素電池やリチウム電池などの二次電池などが一般的であった。
【０００４】
近年、これらの携帯機器をより長時間使用したいとの要求が高まって来たが、前記一次電池や二次電池は、これらの要求には充分には応えられなかった。
【０００５】
そこで、これらの電池パックよりも軽量、小型であって、長時間電力を供給できる電源として、燃料電池を用いた電源システムが注目されている。
【０００６】
このような電源システムとしては、たとえば発電用燃料が封入された燃料封入部と、外燃料封入部から供給される発電用燃料によって電力を発生させる発電モジュールとを備え、前記燃料封入部と前記発電モジュールとが互いに着脱可能に構成されている電源システムが提案された（特許文献１、２）。また、燃料電池本体と水素吸蔵ボンベと制御部と水素供給手段等とを有し、前記水素吸蔵ボンベが前記水素供給手段に対して着脱可能に設けられた機器搭載用燃料電池装置が提案された（特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２８９２１１号公報
【特許文献２】
特開２００３−３６８７９号公報
【特許文献３】
特開平９−２１３３５９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、燃料電池は、燃料の量で発電量が制限されるので、燃料電池を搭載した携帯機器を長時間に亘って使用しようとすると、前記携帯機器に大量の燃料を収容しなければならない。
【０００９】
前記特許文献１〜３に記載された着脱型の燃料封入部や水素吸蔵ボンベにおいては大量の燃料を収容しようとすると寸法が大きくなるので、携帯機器も、寸法の大きな燃料封入部や水素吸蔵ボンベを収納できるように寸法を大きくする必要があった。
【００１０】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたものであり、燃料電池を電源とする携帯機器に使用でき、前記燃料電池に使用される燃料を大量に収容できるにも関わらず、携帯機器の外形、寸法が大きくなることのない燃料タンク、および前記燃料タンクを備えた携帯機器の提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、燃料電池を電源とする携帯機器において、前記燃料電池または前記燃料電池に設けられた改質器に燃料を供給する燃料タンクであって、前記携帯機器において使用者が把持する把持部の表面に設けられてグリップを形成してなることを特徴とする燃料タンクに関する。
【００１２】
前記燃料タンクは、前述のように携帯機器の把持部の表面に設けられているから、大きな面積を確保でき、したがって厚さは薄くても大きな内容量を確保できる。したがって、多くの燃料を収容できるにも関わらず、携帯機器の外形、寸法が大きくなることはない。
【００１３】
また、携帯機器の把持部は、携帯機器の全体から見れば小さな部分であるから、把持部の表面に燃料タンクを設けても外観に大きな違和感が生じることは無い。
【００１４】
前記携帯機器の備える燃料電池は、メタノールなどの燃料を直接酸化して発電する直接型燃料電池であってもよく、また燃料を改質して水素を取り出す改質器を併用する場合には、前記改質器で得られた水素を燃料とする水素燃料型燃料電池であってもよい。
【００１５】
前記携帯機器は、通常の形態として把持部を有する携帯機器が挙げられ、具体的にはデジタルカメラ、ビデオカメラ、および卓上掃除機などが挙げられる。
【００１６】
前記携帯機器がデジタルカメラであるときは、前記燃料タンクは、前記デジタルカメラにおける撮影者が把持する側の端部に設けることができる。
【００１７】
一方、前記携帯機器がビデオカメラであるときは、前記燃料タンクは、前記ビデオカメラにおいて撮影者が撮影時に把持するハンドル状またはグリップ状の部分であるハンドル部に設けることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、使用者が把持する側の面が柔軟性と弾力性とを有する材料から形成されてなる燃料タンクに関する。
【００１９】
前記燃料タンクは、携帯機器の把持部を形成するとともに、少なくとも使用者が把持する側の面が柔軟性と弾力性とを有するから、把持部の感触が向上する。
【００２０】
さらに、前記燃料タンクは、使用者が把持することにより圧縮力を受けるから、前記燃料タンクと燃料電池部とを接続する配管に、燃料の逆流を防止する逆止弁を設けるだけで、この圧縮力を利用して内部の燃料を燃料電池または改質器に強制的に送り込むことができる。したがって、燃料送入ポンプを前記配管上に設けなくてもよいから、携帯機器を更にコンパクトに構成できる。
【００２１】
前記燃料タンクは、前記携帯機器の表面に配設された後述する袋体であってもよく、また、前記携帯機器の一部分を覆って把持部を形成するブーツ状部材と前記携帯機器の前記ブーツ状部材で覆われた表面との間に形成される空間であってもよい。前記ブーツ状部材で携帯機器の表面を覆って燃料タンクを形成する場合には、前記ブーツ状部材と前記携帯機器との接触部は燃料に対して液密であることが好ましい。
【００２２】
前記袋体およびブーツ状部材は、常温でゴム弾性を有するゴム弾性材料から形成することができる。
【００２３】
前記ゴム弾性材料としては、
軟質塩化ビニル樹脂、塩化ビニル・酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン・ビニルアルコール共重合体樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体樹脂などの軟質樹脂、
ポリウレタン系エラストマ、ポリアミド系エラストマ、ポリオレフィン系エラストマ、ポリエステル系エラストマ、ゴム状エポキシ樹脂などの熱可塑性または熱硬化性のエラストマ、
天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、ブチルゴム、クロロプレンゴム、アクリルゴム、ニトリルゴム、エチレン・プロピレンゴム、イソプレンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体ゴムなどのジエン系ゴムなどが挙げられる。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、前記携帯機器における前記グリップを形成するとともに、内部に前記燃料が収容される１または２以上の袋体を有する燃料タンクに関する。
【００２５】
前記燃料タンクにおいては、燃料は袋体に密閉されているから、燃料漏れの危険が特に少ない点で好ましい。
【００２６】
袋体は、１個であっても複数であってもよい。また、袋体の形態としては、後述するチューブ状袋体のほか、平面形状が四角形の封筒状袋体などが挙げられる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、前記袋体がチューブ状の形態を有してなる燃料タンクに関する。
【００２８】
前記燃料タンクは、燃料を収容する袋体を備える形態の燃料タンクのうち、前記袋体がチューブ状の形態を有するチューブ状袋体であるものの例である。
【００２９】
前記燃料タンクにおいては、袋体の長さを長く取れるから、内部に大量の燃料を収容できる点で好ましい。加えて、把持部の表面に前記袋体を複数列巻回すれば、握り心地の特に良好なグリップを形成できる。
【００３０】
請求項５に記載の発明は、前記燃料電池部に供給する燃料を収容する燃料収容室と、前記燃料収容室の外側または内側に設けられ、前記燃料電池部で生じた水を収容する水収容室とを備えてなる燃料タンクに関する。
【００３１】
前記燃料タンクにおいては、燃料収容室中の燃料電池部で燃料が消費されるにつれ、前記燃料電池で生成した水が水収容室に注入されるから、燃料タンク全体としては、当初の膨らんだ状態を維持できる。
【００３２】
したがって、前記燃料タンクによって形成されるグリップは、燃料が消費されても当初の良好な握り心地を保持し、握り心地が悪化することはない。
【００３３】
請求項６に記載の発明は、燃料電池を電源とし、使用者が把持する把持部を有する携帯機器であって、前記把持部の表面に設けられた請求項１〜５の何れか１項に記載の燃料タンクによってグリップが形成されてなることを特徴とする携帯機器に関する。
【００３４】
前記携帯機器においては、燃料タンクは前記携帯機器の表面に設けられているから、燃料電池用の燃料を大量に収容したときでも、外形や寸法が大きくなることはない。
【００３５】
また、前記携帯機器の使用者が、前記燃料タンクによって形成されたグリップを把持することによって受ける圧縮力によって、前記携帯機器内部の燃料電池部に燃料を強制的に送り込むことができる。したがって、前記携帯機器においては、燃料を燃料電池または改質器に送入する燃料送入ポンプが不要になるから、前記携帯機器をコンパクトに構成できる。
【００３６】
加えて、前記携帯機器は、把持部の表面に燃料タンクを有しているから、違和感の無い外観を有している。
【００３７】
【発明の実施の形態】
１．実施形態１
本発明に係る携帯機器に包含されるデジタルカメラの一例について、外観を図１に、燃料タンク周辺の内部構造を図２に示す。
【００３８】
図１に示すように、実施形態１に係るデジタルカメラ１００は、正面中央部にレンズ部１０２を、正面の向かって右上部にストロボ１０４を有する。
【００３９】
デジタルカメラ１００の上面には、シャッターボタン１０６が設けられている。
【００４０】
デジタルカメラ１００の向かって左側の端部には、デジタルカメラ１００に内蔵された燃料電池１２にメタノールを供給する燃料タンク２が装着され、撮影者が撮影時に把持するグリップ１０８が形成されている。デジタルカメラ１００におけるグリップ１０８が形成された側の端部は、撮影者が撮影時に把持する部分であるから、把持部とも称することができる。
【００４１】
また、図２に示すように、デジタルカメラ１００の筐体１１０におけるチューブ２を嵌装する部分には、円形溝状の凹陥部１１０Ａが形成され、燃料タンク２の脱落を防止している。
【００４２】
燃料タンク２は、ゴム弾性材料からなる環状のチューブ状袋体であり、外袋２０と外袋２０の内側に設けられた内袋２２とからなっている。
【００４３】
内袋２２にはメタノールが収容され、内袋２２と外袋２０との間の空間には燃料電池１２で生成した水が貯留される。
【００４４】
デジタルカメラ１００の筐体１１０の内側には、メタノールを分解して水素と炭酸ガスとに改質する改質器１４と、改質器１４で得られた水素により発電する燃料電池１２とが設けられている。
【００４５】
内袋２２と改質器１４とは燃料供給管路４によって接続されている。燃料供給管路４には、内袋２２から改質器１４に向かう方向にのみメタノールを流通させる逆止弁６が介装されている。
【００４６】
一方、燃料電池１２と外袋２０とは水排出管路８によって接続されている。水排出管路８には、燃料電池１２から外袋２０に向かい方向にのみ水を流通させる逆止弁１０が設けられている。
【００４７】
以下、デジタルカメラ１００の作用について説明する。
【００４８】
図２および図３に示すように、撮影者がグリップ１０８を把持すると、燃料タンク２が圧縮され、燃料タンク２の内部の内袋２２も圧縮される。これにより、メタノールが燃料供給管路４を通って改質器１４に送られる。
【００４９】
改質器１４に供給されたメタノールは燃料電池１２で生成した水によって水素と炭酸ガスとに分解される。分解によって得られた水素は、燃料電池１２に供給される。
【００５０】
燃料電池１２においては、改質器１４からの水素が酸化されて発電が行われる。そして、前記酸化反応によって生じた水は、一部は改質器１４に回され、残りは水排出管路８によって燃料タンク２に戻され、外袋２０と内袋２２との間に溜まる。
【００５１】
したがって、内袋２２に収容されたメタノールが消費されるにつれ、図３において（Ａ）に示すように、内袋２２にメタノールが充填された状態から、図３において（Ｂ）に示すように、内袋２２と外袋２０との間に水が充填された状態に移行する。
【００５２】
したがって、内袋２２に収容されていたメタノールが消費されても、燃料タンク２は常に膨らんだ状態に保たれるから、グリップ１０８は常に良好な握り心地に保持される。
【００５３】
また、燃料タンク２には通常の燃料カートリッジに比較して大量のメタノールを収容できるから、デジタルカメラ１００は長時間使用できる。加えて、燃料タンク２はグリップ状の外観を有し、しかも、デジタルカメラに把持部が通常形成される位置に設けられているから、外観的にも違和感がない。
【００５４】
更に、前述のように、撮影者がグリップ１０８を把持する力によって燃料タンク２が圧縮されるから、外袋２０と同時に内袋２２も圧縮されてメタノールが改質器１４に送られる。したがって、燃料供給管路４に燃料供給ポンプを設ける必要はない。
【００５５】
また、燃料供給管路４には逆止弁６が設けられているから、撮影者がグリップ１０８を把持する把持力を緩めて燃料タンク２内部が減圧状態になってもメタノールが改質器１４から内袋２２に向かって逆流することがない。
【００５６】
デジタルカメラ１００では、燃料電池１２と改質器１４とが使用されているが、燃料電池１２および改質器１４に代えて、メタノールで直接発電する直接型燃料電池を使用してもよい。この場合は、燃料供給管路４を燃料電池に直結することができる。
【００５７】
２．実施形態２
本発明に係る携帯機器に包含されるデジタルカメラの別の例について、外観を図４に、燃料タンクおよびその周囲の内部構造を図５に示す。
【００５８】
図４に示すように、実施形態２に係るデジタルカメラ２００は、実施形態１に係るデジタルカメラと同様に、正面中央部にレンズ部２０２を、正面の向かって右上部にストロボ２０４を有する。
【００５９】
デジタルカメラ２００の上面には、シャッターボタン２０６が設けられている。
【００６０】
デジタルカメラ２００の向かって左側の端部は、本発明における把持部に相当し、ゴム弾性材料からなるブーツ状部材３２が装着され、撮影者が撮影時に把持するグリップ２０８が形成されている。
【００６１】
デジタルカメラ２００の筐体２１０におけるブーツ状部材３２が装着される部分には、円形溝状の凹陥部２１０Ａが互いに隣接して３列に形成されている。一方、ブーツ状部材３２における凹陥部２１０Ａに対応する位置にも、内部が中空状に形成された膨出部３２Ａが円周方向に３列形成されている。そして膨出部３２Ａと凹陥部２１０Ａとによって燃料タンク３０が形成され、内部にメタノールが収容される。
【００６２】
ブーツ状部材３２の両端には断面が三角形状に形成されたビード部３２Ｂが形成されている。筐体２１０におけるブーツ状部材３２が装着される部分と、前記部分に隣接する部分との間には段差２１０Ｂが形成されている。段差２１０Ｂとブーツ状部材３２との間には押え部材２１２が固定されている。一方、筐体２１０のブーツ状部材３２が装着される側の端面には端板２１４が被せられている。
【００６３】
ブーツ状部材３２のビード部３２Ｂの一方は、押え部材２１２によって筐体２１０に固定され、前記ビード部３２Ｂの他方は、端板２１４によって筐体２１０に固定されている。更に、ブーツ状部材３２における膨出部３２Ａの間の部分も適宜の手段、たとえば接着によって筐体２１０に固定されている。
【００６４】
燃料電池３８にはメタノールを改質して水素を取り出す改質器４０が設けられている。
【００６５】
筐体２１０の内部には、燃料タンク３０から改質器４０にメタノールを供給する燃料供給管路３４、および燃料電池４０で生成した水を燃料電池３８から排出する水排出管路４４が設けられている。燃料供給管路３４には逆止弁３６が設けられ、改質器３８から燃料タンク３０へのメタノールの逆流を防止している。また水排出管路４４は排出水収容部４２に連通している。
【００６６】
以下、デジタルカメラ２００の作用について説明する。
【００６７】
撮影者がグリップ２０８を把持すると、膨出部３２Ａが押し潰されるように変形し、燃料タンク３０は圧縮力を受ける。前記圧縮力により、燃料タンク３０内のメタノールは、燃料供給管路３４を通って改質器４０に供給されて炭酸ガスと水とに分解される。
【００６８】
燃料電池３８には、改質器４０で生成した水素が供給されて発電が行われる。そして燃料電池３８で発生した水は、水排出管路４４を通って排出水収容部４２に排出される。
【００６９】
前記デジタルカメラ２００は、ブーツ状部材３２を筐体２１０に装着し、押え部材２１２および端板２１４によって固定することにより、燃料タンク３０を形成できる。したがって、実施形態１に係るデジタルカメラの特長に加えて燃料タンクおよびその周辺の構成が簡略化できるという特長を有する。
【００７０】
なお、燃料電池３８および改質器４０に代えてメタノールで直接発電する直接型燃料電池を使用できることは、実施形態１に係る燃料電池と同様である。
【００７１】
３．実施形態３
本発明に係る携帯機器に包含されるデジタルカメラの更に別の例について、外観を図６に、燃料タンクおよびその周囲の内部構造を図７に示す。
【００７２】
デジタルカメラ３００の上面には、シャッターボタン３０６が設けられている。
【００７３】
デジタルカメラ３００の向かって左側の端部は、本発明における把持部に相当し、封筒状の燃料タンク５０がそれぞれの面に１個づつ、合計４個固定されて撮影者が撮影時に把持するグリップ３０８が形成されている。
【００７４】
図７に示すように、デジタルカメラ３００におけるグリップ３０８の内側には、改質器６２と燃料電池６０とが設けられている。改質器６２および燃料電池６０は、それぞれ実施形態１における改質器１４および燃料電池１２と同様の改質器および燃料電池である。
【００７５】
燃料タンク５０は、封筒状の外袋５４と、外袋５４の内側に設けられた封筒状の内袋５２とを有する。外袋５４および内袋５２は、何れもゴム弾性材料から形成されている。
【００７６】
内袋５２の内部にメタノールが収容されている。一方、燃料電池６０で生成した水は、外袋５４と内袋５２との間の部分に貯留される。
【００７７】
内袋５２と改質器６２とは、燃料供給管路５４によって接続されている。燃料供給管路５４には、燃料タンク５０から改質器６２に向かう方向にのみメタノールを流通させる逆止弁５６が介装されている。
【００７８】
一方、外袋５４と内袋５２との間の空間と燃料電池６０とは、水排出管路７０によって接続されている。水排出管路７０には、燃料電池６０から外袋５４に向かう方向にのみ水を流通させる逆止弁７２が設けられている。
【００７９】
以下、デジタルカメラ３００の作用について説明する。
【００８０】
撮影者がグリップ３０８を把持すると、燃料タンク５０が外側から圧縮されるから、外袋５４および内袋５２も圧縮される。ここで、水排出管路７０には逆止弁７２が設けられているから、外袋５４が圧縮されても、外袋５４と内袋５２との間の空間の水が燃料電池６０に向かって逆流することはなく、前記空間内に保持される。したがって、燃料タンク５０に加わった圧縮力は、そのまま内袋５２に加わり、内袋５２内部のメタノールは燃料供給管路５４を通って改質器６２に向かって押し出される。
【００８１】
内袋５２から供給されたメタノールは、燃料電池６０で生じた水によって改質器６２において水素と炭酸ガスとに分解される。そして、水素のみが燃料電池６０に供給されて発電が行われる。
【００８２】
燃料電池６０で生じた水は、一部が改質器６２に戻され、残りが水排出管路７０を通って外袋５４と内袋５２との間の空間に貯留される。
【００８３】
デジタルカメラ３００においても、グリップ３０８は、内部にメタノールが充填されて膨らんだ燃料タンク５０によって覆われた状態にあるから、握り心地が良好である。そして、内袋５２内のメタノールが消費されると、燃料電池６０で生じた水が外袋５４と内袋５２との間の空間に貯留される。したがって、燃料タンク５０は、メタノールが消費されても当初の膨らんだ状態を保持するから、グリップ３０８においては、当初の良好な握り心地が保持される。
【００８４】
また、燃料タンク５０における外袋５４および内袋５２は、何れも封筒状であるから、たとえば、ゴム弾性材料から形成された管状の成形体を、所定の長さ毎に熱融着するなどの方法により成形できる。したがって、実施形態１および実施形態２のデジタルカメラの有する燃料タンクに比較して成形が容易である。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、燃料電池を電源とする携帯機器に使用でき、前記燃料電池に使用される燃料を大量に収容できるにも関わらず、携帯機器の外形、寸法が大きくなることのない燃料タンク、および前記燃料タンクを備えた携帯機器が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施形態１に係るデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施形態１に係るデジタルカメラの把持部およびその周辺部の内部構造を示す断面図である。
【図３】図３は、実施形態１に係るデジタルカメラにおいて、燃料タンクにメタノールが充填された状態、およびメタノールが完全に消費された状態を示す断面図である。
【図４】図４は、実施形態２に係るデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施形態２に係るデジタルカメラの把持部およびその周辺部の内部構造を示す断面図である。
【図６】図６は、実施形態３に係るデジタルカメラの外観を示す斜視図である。
【図７】図７は、実施形態３に係るデジタルカメラの把持部およびその周辺部の内部構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 燃料タンク
４ 燃料供給流路
８ 水排出流路
１２ 燃料電池
２０ 外袋
２２ 内袋
３０ 燃料タンク
３２ ブーツ状部材
３８ 燃料電池
１００ デジタルカメラ
１０８ 把持部
２００ デジタルカメラ
２０８ 把持部

Claims (6)

1. 燃料電池を電源とする携帯機器において、前記燃料電池または前記燃料電池に設けられた改質器に燃料を供給する燃料タンクであって、
   前記携帯機器において使用者が把持する把持部の表面に設けられてグリップを形成してなることを特徴とする燃料タンク。
2. 使用者が把持する側の面が柔軟性と弾力性とを有する材料から形成されてなる請求項１に記載の燃料タンク。
3. 前記携帯機器における前記グリップを形成するとともに、内部に前記燃料が収容される１または２以上の袋体を有する請求項１または２に記載の燃料タンク。
4. 前記袋体はチューブ状の形態を有してなる請求項３に記載の燃料タンク。
5. 前記燃料電池部に供給する燃料を収容する燃料収容室と、前記燃料収容室の外側または内側に設けられ、前記燃料電池部で生じた水を収容する水収容室とを備えてなる請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料タンク。
6. 燃料電池を電源とし、使用者が把持する把持部を有する携帯機器であって、前記把持部の表面に設けられた請求項１〜５の何れか１項に記載の燃料タンクによってグリップが形成されてなることを特徴とする携帯機器。

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