JP2005235167A - Information processor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、燃料電池を電源とする情報処理装置に関する。 The present invention relates to an information processing apparatus using a fuel cell as a power source.
近年、パソコン、携帯電話などのコードレス機器の普及に伴い、その電源である二次電池はますます小型化、高容量化が要望されている。現在、エネルギーが高く、小型軽量化が図れる二次電池としてリチウムイオン二次電池が実用化されており、ポータブル電源として需要が増大している。しかしながら、使用されるコードレス機器の種類によっては、このリチウム二次電池では未だ充分な連続使用時間を保証する程度までには至っていない。 In recent years, with the widespread use of cordless devices such as personal computers and mobile phones, secondary batteries as power sources are increasingly required to be smaller and have higher capacities. Currently, lithium ion secondary batteries have been put into practical use as secondary batteries that have high energy and can be reduced in size and weight, and demand for portable power sources is increasing. However, depending on the type of cordless device used, this lithium secondary battery has not yet reached a level that guarantees sufficient continuous use time.
このような状況の中で、上記要望に応え得る電池として、燃料電池が期待されている。なかでも、液体燃料を直接電池の反応に利用する直接メタノール型燃料電池などの液体燃料は、小型化が可能であり、将来のポータブル電源として有望視されている。 Under such circumstances, a fuel cell is expected as a battery that can meet the above-mentioned demand. Among these, liquid fuels such as direct methanol fuel cells that directly use liquid fuel for cell reactions can be reduced in size, and are promising as future portable power sources.
この種のノート型パソコンなどのポータブル機器の電源として適した燃料電池は、例えば特許文献1に記載されている。
A fuel cell suitable as a power source for portable devices such as notebook computers of this type is described in
この特許文献1に記載の燃料電池の発電部は、多数個の単電池をマトリクス状に組み合わせた平板状を呈している。各単電池は空気極である正極と、燃料極である負極と、これら正極と負極の間に配設された電解質層とで構成されている。
The power generation unit of the fuel cell described in
また、ノート型パソコンに代表される情報処理装置の表示部の筐体内に、燃料電池の発電部を組み込むことは、例えば特許文献2に記載されている。
Further, for example,
しかしながら、この特許文献2に記載の情報処理装置では、情報処理装置の作動状態に関係なく液体燃料が発電部に供給されるため、燃料電池からの電力供給が少なくてもよい場合、例えば、表示部を閉じて表示部への電力供給が遮断される待機時などでも、燃料が負極に供給され無駄に利用されるという問題があった。また、表示部の上端部に燃料貯蔵用の燃料カートリッジが載置されているため、機器の薄型化、小型化を図ることができないという問題もあった。
However, in the information processing apparatus described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、制御装置を備えた本体部と、表示部と、燃料電池の発電部とを備えた情報処理装置であって、前記表示部が、前記本体部に対して開閉可能に連結されているか、または、前記本体部が、前記表示部に対して開閉可能な蓋体を備えており、前記表示部または前記蓋体の開閉動作に関連して、前記発電部の負極への燃料の供給が制御されることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is an information processing apparatus including a main body unit including a control device, a display unit, and a power generation unit of a fuel cell, wherein the display unit is The main body is connected to the main body so as to be openable or closable, or the main body includes a lid that can be opened and closed with respect to the display, and is related to the opening / closing operation of the display or the lid And supply of the fuel to the negative electrode of the said electric power generation part is controlled, It is characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、燃料電池の発電部が組み込まれ、燃料電池を電源とする情報処理装置において、表示部の利用状況に応じて燃料の供給を調整することができるので、燃料の効率的な利用による機器の長時間作動が可能となる。 According to the present invention, in an information processing apparatus that incorporates a power generation unit of a fuel cell and uses the fuel cell as a power source, the fuel supply can be adjusted according to the usage status of the display unit. The device can be operated for a long time by use.
また、上記燃料利用の効率化により、燃料カートリッジを小型化することもできるため、情報処理装置の薄型化、小型化を図ることもできる。 Further, since the fuel cartridge can be downsized by increasing the efficiency of fuel utilization, the information processing apparatus can be reduced in thickness and size.
本発明の情報処理装置をより具体的に示すために、図1〜図5に本発明の情報処理装置の一例を示す。本発明の情報処理装置の一実施形態は、図1〜2に示すように、制御装置を備えた本体部3と、上記本体部3に対してヒンジ部4を介して折りたたみ可能に連結された表示部5とからなり、表示部5の筐体6内に表示パネル10が組み込まれ、図3に示すように、本体部3の筐体7内に燃料電池の発電部11が組み込まれている。また、図2に示すように、燃料カートリッジ14は、本体部3側の取付部40に装着される。すなわち、図3に示すように、燃料カートリッジ14には燃料供給ノズル50が形成されており、取付部40内に燃料カートリッジ14を差し込むことにより、その燃料供給ノズル50が取付部40の開口部51内に弾性復元力を以って嵌入係合されて、燃料カートリッジ14が本体部3に対して完全に装着される。そして、図3〜図4に示すように、前記燃料カートリッジ14が燃料電池の発電部11の負極24に液体燃料を供給するための燃料流路(燃料カートリッジ14から燃料接続弁61へ液体燃料を誘導するための燃料誘導部材64、燃料接続弁61、燃料供給部材63、燃料供給部材63から液体燃料をヒンジ部4の中空部を介して燃料電池の発電部11へ誘導するための燃料誘導部材55などで構成される)が、ヒンジ部4の周辺部に設けられていて、その燃料流路における燃料接続弁61の開閉動作が、表示部5の開閉動作に関連して制御される。
In order to show the information processing apparatus of the present invention more specifically, FIGS. 1 to 5 show an example of the information processing apparatus of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, an information processing apparatus according to an embodiment of the present invention is connected to a
本発明の情報処理装置は、上記例示形態のものに限られることなく、本発明の情報処理装置には、例えば、次の形態のものも含まれる。
a.燃料電池の発電部および燃料カートリッジが、表示部と本体部とに分かれて組み込まれているもの
b.燃料電池の発電部および燃料カートリッジが、共に表示部に組み込まれているもの
c.燃料電池の発電部のみが情報処理装置に組み込まれ、燃料を情報処理装置の外部から供給する形態のもの
d.表示部が本体部に固定されて本体部の一部となっており、表示部を覆いかつ開閉可能な蓋を備える形態のもの
The information processing apparatus of the present invention is not limited to the above-described exemplary form, and the information processing apparatus of the present invention includes, for example, the following forms.
a. A fuel cell power generation unit and a fuel cartridge are separately assembled into a display unit and a main body unit b. A fuel cell power generation unit and a fuel cartridge are both incorporated in the display unit c. Only the power generation unit of the fuel cell is incorporated in the information processing apparatus, and fuel is supplied from the outside of the information processing apparatus. D. The display unit is fixed to the main unit and is a part of the main unit, and has a cover that covers the display unit and can be opened and closed.
このような形態のものであっても、前記例示のものと同様に、表示部または表示部を覆う蓋の開閉動作に関連して、情報処理装置に組み込まれた発電部の負極への液体燃料の供給を制御する機能を持たせることができ、本発明は、そのような形態の情報処理装置への適用が可能である。 Even in such a configuration, the liquid fuel to the negative electrode of the power generation unit incorporated in the information processing apparatus is related to the opening / closing operation of the display unit or the lid that covers the display unit, as in the above-described example The present invention can be applied to an information processing apparatus of such a form.
また、本発明の情報処理装置は、本体部と表示部または表示部を覆う蓋との連結がヒンジ部を介して行われるものに限定されることはなく、本体部に対してスライドすることにより開閉する形態のものや、表示部または表示部を覆う蓋が本体部に対して完全に脱着可能な形態のものであってもよい。 In addition, the information processing apparatus of the present invention is not limited to the connection between the main body unit and the display unit or the lid covering the display unit via the hinge unit, but by sliding with respect to the main body unit. The thing of the form which opens and closes, and the form which the cover which covers a display part or a display part is completely removable with respect to a main-body part may be sufficient.
さらに、以下では、情報処理装置と組み合わされる燃料電池の燃料として、メタノールなどの液体燃料を用いた例を以下に詳述するが、水素ガスなどの気体を燃料とする場合でも本発明の適用は可能である。 Further, in the following, an example in which liquid fuel such as methanol is used as the fuel of the fuel cell combined with the information processing device will be described in detail below, but the present invention can be applied even when a gas such as hydrogen gas is used as the fuel. Is possible.
本発明の情報処理装置では、燃料カートリッジ14から発電部11の負極24に液体燃料を供給するための燃料流路に配置された燃料接続弁61の開閉動作が、例えば、表示部5の開閉動作に関連して制御されるため、装置使用者が作業を終えて表示部を閉じるという簡単な操作で、発電部11の負極24への燃料の供給を遮断することができる。このため、その使用者が意識しなくても、燃料の無駄な消費を防止することができ、例えば、燃料カートリッジ14を情報処理装置に組み込んだ場合には、燃料カートリッジ14の長寿命化を図ることができる。また、上記燃料流路における燃料接続弁61の開放量を制御し調整することで、情報処理装置に必要な負荷にあわせて効率よく燃料電池の使用を調整することができる。その結果、情報処理装置への燃料積載量を少なくでき、燃料カートリッジ14の大型化を最小限度に抑制して、情報処理装置の薄型化、小型化を達成することができる。
In the information processing apparatus of the present invention, the opening / closing operation of the
また、本発明の情報処理装置では、負極24への燃料の流入を完全に遮断するのではなく、必要に応じて流入を制限することにより、表示部5を使用しない待機時に、本体部3の制御装置を作動させておくことも可能である。このような場合には、負極24への燃料の流入を制限する機能と、表示部5への電力供給も遮断する機能とを情報処理装置に併せて持たせることが望ましい。すなわち、情報処理装置が表示部5への電力供給を遮断する機能を有していなければ、待機時であっても情報処理装置の消費電力が低減しないため、燃料電池の供給電力が不足することになるからである。表示部5への電力供給の遮断は、例えば、表示部5の開閉に連動してスイッチを開閉させることにより行うことができる。
Further, in the information processing apparatus of the present invention, the inflow of fuel to the
次に、本発明の情報処理装置の実施例を図面に基づき説明する。
(実施例1)
図1〜図5に本発明に係る情報処理装置をノート型パソコンに適用した一例を示す。すなわち、図1は、本実施例の情報処理装置を正面方向から見た斜視図である。図2は、本実施例の情報処理装置を背面方向から見た斜視図である。図3と図4は、本実施例の情報処理装置の要部断面図であり、主として燃料カートリッジと、その取付部、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路などを示している。そのうち、図3は、上記燃料流路における燃料接続弁が開き、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路が確保されている状態を示している。また、図4は、上記燃料接続弁が閉じ、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路が遮断されている状態を示している。図5は、本実施例の情報処理装置の主として発電部を示す要部断面図とその部分拡大図である。
Next, an embodiment of the information processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Example 1)
1 to 5 show an example in which the information processing apparatus according to the present invention is applied to a notebook personal computer. That is, FIG. 1 is a perspective view of the information processing apparatus of this embodiment as viewed from the front. FIG. 2 is a perspective view of the information processing apparatus according to the present embodiment as viewed from the back side. 3 and 4 are cross-sectional views of the main part of the information processing apparatus according to the present embodiment. Mainly, the fuel cartridge, its mounting portion, a fuel flow path for supplying liquid fuel from the fuel cartridge to the negative electrode of the power generation unit, and the like. Is shown. FIG. 3 shows a state where the fuel connection valve in the fuel flow path is opened and a fuel flow path for supplying liquid fuel from the fuel cartridge to the negative electrode of the power generation unit is secured. FIG. 4 shows a state in which the fuel connection valve is closed and the fuel flow path for supplying liquid fuel from the fuel cartridge to the negative electrode of the power generation unit is shut off. FIG. 5 is an essential part cross-sectional view mainly showing a power generation unit of the information processing apparatus of the present embodiment and a partially enlarged view thereof.
まず、図1に示すように、このノート型パソコン1は、CPU(中央演算処理装置)やメモリなどの制御装置とキーボード2を備えた本体部3と、この本体部3の背面側端においてヒンジ部4を介して折りたたみ可能に連結された表示部5とを有している。表示部5の筐体6には、出力デバイスである液晶型の表示パネル10が組み込まれており、図5に示すように、本体部3の内部には、内蔵電源である燃料電池の発電部11が組み込まれている。図示はされていないが、筐体6は、上面が開口する角皿状の後カバー6aと、四角枠状の前カバー6bとが蓋合わせ状に結合して形成されている。これらカバー6a、6bは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」で表す)、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチックを素材とするが、ステンレス鋼などの耐食性金属からなるものであってもよい。そして、図2および図3に示すように、発電部11に対する液体燃料の供給は、本体部3の背面側端に対して着脱可能に装着された燃料カートリッジ14から、本体部3と表示部5との回転接続部であるヒンジ部4の近傍に設けられた燃料接続弁61などを含む燃料流路を通してなされる。
First, as shown in FIG. 1, the
燃料電池の発電部11は、例えば、図5に示すように、複数個の単電池16からなる平板状の発電ユニット17と、発電ユニット17に燃料を供給する燃料吸い上げ材18と、本体部3の厚み方向において上面側に配設されて、燃料吸い上げ材18の上面全体を覆う上カバー8と、本体部3の厚み寸法において底面側に配設されて、燃料吸い上げ材18の背面を覆う隔壁20と、発電ユニット17の下部全体を覆う下カバー9とからなる。隔壁20には、各単電池16に対応して多数独立の貫通孔21が形成されており、これら貫通孔21内にも燃料吸い上げ材18が充填されている。また、下カバー9にも、各単電池16に対して多数独立の空気孔27が形成されている。
For example, as shown in FIG. 5, the
発電ユニット17は、酸素を還元する正極23と、燃料を酸化する負極24と、該正極23と負極24との間に設けられた電解質層25とを含む単電池16を平板状に規則正しく並べたもので、本体部3に対して、本体部3の厚み方向において底面側に組み付けられている。発電ユニット17の面寸法は、発電ユニットの下にある下カバー9の内面寸法とほぼ同等に設定されており、発電ユニット17は下カバー9の上面に密着状に装着されている。
The
これをより詳しく説明すると、各単電池16は、例えば縦80mm、横5mmの四角形状を呈している。そして、複数個の単電池16を、本体部3の厚み方向において正極23が本体部3の底面側に位置し、負極24が正極23よりも本体部3の内部側に位置するように平面状に並べ、互いに隣接する一方の単電池16の正極23と、他方の単電池16の負極24とを導電性の接続板26で電気的に直列接続して発電ユニット17を構成している。下カバー9の正極23と接する部分には、多数独立の空気孔27が設けられており、さらに、本体部3の筐体7の内側底部には凹凸の空気流入溝68が設けられており、本体部3の筐体7の側面にある空気孔12を通して大気中の酸素が正極23に供給される。先に述べたように、本実施例の発電ユニット17は、下カバー9の内面寸法とほぼ同等に設定されている。従って、ここでは本体部3の筐体7の内側底部の全面にわたって、多数個の凹凸の空気流入溝68が形成されている。
This will be described in more detail. Each
正極23は、例えば、多孔性の炭素材料からなる拡散層30と、触媒を担持した炭素粉末からなる触媒層31とを積層して構成される。触媒層31に含まれる触媒としては、例えば、白金微粒子や、鉄、ニッケル、コバルト、錫、ルテニウムまたは金などと白金との合金微粒子を挙げることができる。触媒層31には、PTFE樹脂粒子やプロトン交換樹脂粒子を含ませることができる。プロトン交換樹脂粒子としては、例えば、ポリパーフルオロスルホン酸樹脂や、スルホン化ポリエーテルスルホン酸樹脂、スルホン化ポリイミド樹脂などを用いることができる。拡散層30の触媒層31側の面には、撥水性向上のため、PTFE樹脂粒子を含む炭素粉末のペーストを塗布することができる。
The
電解質層25は、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能な材料により構成される。当該材料としては、例えばポリパーフルオロスルホン酸樹脂膜を挙げることができ、具体的には、ディポン社製の「ナフィオン膜」、旭硝子社製の「フレミオン膜」、旭化成工業社製の「アシプレックス膜」などを用いることができるが、それら以外にも、スルホン化ポリエーテルスルホン酸樹脂膜、スルホン化ポリイミド樹脂膜、硫酸ドープポリベンズイミダゾール膜などを用いてもよい。
The
負極24は、拡散層33と触媒層34からなり、燃料からプロトンを生成する機能、すなわち燃料を酸化する機能を有しており、例えば、正極23と同様の構成にすることができる。
The
また、接続板26は、例えば、白金、金などの貴金属のほか、ステンレス鋼などの耐食性金属、またはカーボンなどから構成される。
The
燃料吸い上げ材18は、ガラス繊維を素材とする不織布であり、上カバー8と隔壁20とで構成される空隙内に収納されている。もっとも、燃料の含浸によって寸法が余り変化せず、化学的にも安定なものであれば他の材料を用いることもできる。
The
また、燃料が正極23側や電池外に流出することがないように、隣接する単電池16同士を絶縁体35で封止してある。この絶縁体35は、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、ブチルゴム、ウレタンゴムやポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンなどの弾性絶縁樹脂で構成される。
Further,
また、図2に示すように、本体部3の背面側端の中央部には、内部側に向かって凹み形成された取付部40が設けられていて、この取付部40に燃料カートリッジ14が着脱可能に装着される。これを詳しく説明すると、本体部3側の取付部40を区画する左右の側壁41、41の下端には、前後方向に長いフランジ42、42を対向状に張り出し形成してあり、このフランジ42、42に臨む燃料カートリッジ14の左右壁面の前後方向に伸びるコーナー部に、逃げ溝43、43を切り欠き形成している。そして、フランジ42と逃げ溝43とを位置合わせしてから、取付部40内に燃料カートリッジ14を差し込み操作することにより、該カートリッジ14はフランジ42に沿ってスライド可能に支持されて、本体部3に装着される。また、逆の手順で燃料カートリッジ14を背面側に引き出し操作することにより、該カートリッジ14を本体部3から取り外すことができる。
Further, as shown in FIG. 2, a mounting
そして、図3に示すように、燃料カートリッジ14は、前後方向に長尺部45を有し、上下の縦方向に短尺部46を有する断面L字状を呈しており、これに対応して本体部3側の取付部40は、後方側に位置する第1受面47と、該第1受面47よりも前方側に位置する第2受面48とからなる段差形状となっている。燃料カートリッジ14の短尺部46には、ゴム製の燃料供給ノズル50が前方側に向かって張り出し形成されており、取付部40の第1受面47には、該ノズル50を受け入れる開口部51を設けてある。そして、取付部40内に燃料カートリッジ14を差し込んだとき、燃料供給ノズル50が、図3に示すように、開口部51内に弾性復元力をもって嵌入係合し、それによって、燃料カートリッジ14は本体部3に対して完全に装着された状態となる。すなわち、装着状態における燃料カートリッジ14を、スライド移動不能にロック保持できる。
As shown in FIG. 3, the
図3に示すような燃料カートリッジ14の装着状態において、燃料カートリッジ14の上下面は、本体部3と表示部5とをあわせたときの上下面と略面一状態となる。また、カートリッジ14の背面も、本体部3のそれと略面一状態となるようにしてある。従って、装着状態にある燃料カートリッジ14は目立たず、この第1実施例の情報処理装置1を構成するノート型パソコンの外観体裁が損なわれることはない。
In the mounted state of the
燃料カートリッジ14は、例えば、燃料タンク53と、該燃料タンク53と燃料供給ノズル50との間に配設された燃料吸収体54とからなる。燃料吸収体54は、スポンジなどの多孔質材料で構成され、この多孔質材料からなる燃料吸収体54の毛細管現象を利用して、燃料タンク53内の燃料を燃料供給ノズル50に至らしめる。燃料タンク53内に充填される燃料としては、例えば、メタノール水溶液、エタノール水溶液、ジメチルエーテル、水酸化ホウ素ナトリウム水溶液、水酸化ホウ素カリウム水溶液、水酸化ホウ素リチウム水溶液などが用いられる。燃料カートリッジ14は、例えば、PTFE、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチック、あるいはステンレス鋼などの耐食性金属を素材として構成される。
The
取付部40の開口部51と、発電部11の燃料吸い上げ材18との間には、燃料カートリッジ14から燃料接続弁61への液体燃料を誘導するための燃料誘導部材64、燃料接続弁61、燃料供給部材63、その燃料供給部材63から液体燃料をヒンジ部4の中空部を介して本体部3の燃料電池の発電部11へ誘導するための燃料誘導部材55が配設されている。そして、燃料誘導部材55とクランク状の燃料供給部材63はリング状接続部材65で連結され、燃料接続弁61は、逆止弁66と逆止弁67とで構成され、燃料誘導部材64と燃料供給部材63との間に設けられていて、この燃料接続弁61を介して燃料誘導部材64と燃料供給部材63とが接続されている。燃料供給部材63は常に引張バネ62の復元力によって、燃料接続弁61側に押圧されているが、情報処理装置の使用者が表示部5を閉じている時は、図4に示すように、ヒンジ部4に設けられたC字状の開閉作動突起60が燃料供給部材63を押し上げ、燃料接続弁61は開放状態となる。一方、情報処理装置の使用者が表示部5を開くと、元の図3に示すように、ヒンジ部4に設けられたC字状の開閉作動突起60が同時に回転し、引張バネ62の復元力によって燃料供給部材63を引き下げ、燃料接続弁61は接続状態となる。
Between the
燃料誘導部材64、燃料供給部材63および燃料誘導部材55は、可撓性を有するチュ−ブや管状部材内に充填された繊維束で構成され、毛細管現象により開口部51から燃料吸い上げ材18の下部に向かって一方向に燃料を導く。燃料誘導部材64、燃料供給部材63および燃料誘導部材55を構成する繊維には、燃料に対して化学的に安定であることと、ぬれ性に優れることが求められ、通常、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの合成繊維が用いられるが、金属、ガラス、カーボンなどのファイバーも用いることができる。
The
図3に示すような燃料カートリッジ14の装着状態において、燃料供給ノズル50側の燃料吸収体54と、開口部51側の燃料誘導部材64とは、逆止弁56を介して所定の押圧力で密着状態となる。このようにして、燃料カートリッジ14の燃料タンク53から、燃料吸収体54、燃料誘導部材64、燃料供給部材63、燃料誘導部材55、燃料吸い上げ材18などを介して、発電ユニット17の負極24に液体燃料を供給するための燃料流路が形成される。
In the mounted state of the
図3に示すように、燃料カートリッジ14の上面の二箇所には、燃料タンク53に至る貫通孔57を形成してあり、該貫通孔57には気液分離膜58を備えたキャップ部材59が着脱可能に装着されている。このキャップ部材59は、ゴムを素材とし、貫通孔57に弾性復元力をもって嵌入係合されている。気液分離膜58は、細孔を持つPTFE製シートからなり、放電反応で生成した二酸化炭素などを、燃料を漏液させることなく、燃料タンク53から放出させることができる。また、キャップ部材59を取り外して、貫通孔57から燃料タンク53内に燃料を補充することもできる。すなわち、貫通孔57は、燃料を補充するときの補充口としての機能を兼ね備えている。なお、図3と図4は表示部5の開閉操作に伴い燃料接続弁61の接続状態(開いている状態)(図3)と燃料接続弁61の切断状態(閉じている状態)(図4)との相違を示すものである。図4ではその燃料接続弁61の開閉に関与しない部材に関しては、参照符号の記載を省略しているが、この図4に示すものでも、それらの部材に関しては、図3の場合と同様に構成されている。
As shown in FIG. 3, through
上述した本実施例のノート型パソコン1では、その装置使用者が作業を終えて表示部5を閉じるという簡単な操作で、その使用者が意識しなくても、燃料接続弁61が切断状態になって、燃料カートリッジ14から発電部11の負極24への燃料の流入が遮断される。これによって、無駄な燃料の消費が防止されて、燃料カートリッジ14の長寿命化を達成することができる。さらに、燃料接続弁61の開放量を制御し調整することで、ノート型パソコン1に必要な負荷に合わせて効率よく燃料電池の使用を調整することができる。したがって、ノート型パソコンなどの情報処理装置への燃料積載量を少なくすることができ、燃料カートリッジの大型化を最小限に抑制して、情報処理装置の薄型化、小型化を達成することができる。
In the notebook type
本発明においては、負極への燃料の流入を完全に遮断するのではなく、必要に応じて流入を制限することにより、表示部を使用しない待機時に、本体部の制御装置を作動させておくことも可能である。このような場合には、負極への燃料の流入を制限する機能と、表示部への電力供給も遮断する機能とを情報処理装置に併せて持たせることが望ましい。すなわち、情報処理装置が上記表示部への電力供給を遮断する機能を有していなければ、待機時であっても情報処理装置の消費電力が低減しないため、燃料電池の供給電力が不足することになるからである。表示部への電力供給の遮断は、例えば、表示部の開閉に連動してスイッチを開閉させることにより行うことができる。 In the present invention, the control device of the main body is operated during standby when the display unit is not used by restricting the inflow as necessary rather than completely blocking the inflow of fuel to the negative electrode. Is also possible. In such a case, it is desirable that the information processing apparatus has a function of restricting the inflow of fuel to the negative electrode and a function of cutting off the power supply to the display unit. That is, if the information processing device does not have a function to cut off the power supply to the display unit, the power consumption of the information processing device will not be reduced even during standby, and the power supplied to the fuel cell will be insufficient. Because it becomes. The power supply to the display unit can be shut off by, for example, opening and closing the switch in conjunction with opening and closing of the display unit.
また、本実施例では、図5に示すように、正極23を本体部3の厚み方向において該本体部3の底面側に位置するように配置し、空気孔27および空気流入溝68を本体部3の底面部に設ける形態をとっているので、本体部3の底面部全体に空気孔27および空気流入溝68を設けることができる。その結果、正極23の空気取り入れ面を広く確保できるので、正極23の発電有効面積率を高めて、電池性能の向上を図ることができる。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5, the
従来、この種のノート型パソコンの本体部においては、ヒンジ部の近傍の背面側端部にデッドスペースが生じていることが多い。しかし、本実施例のように、そのデッドスペースとなる部分に燃料カートリッジ14を装着することにより、燃料カートリッジ14の装着によるノート型パソコン1の大型化を最小限に抑制し、その小型化や薄型化を達成することができる。また、本体デッドスペースであった部分を活用するので、本体部3の設計変更は最小限で済み、製造コストの削減に寄与できる。
2. Description of the Related Art Conventionally, in this type of notebook personal computer main body, there is often a dead space at the rear side end near the hinge. However, as in the present embodiment, by mounting the
また、本実施例では、本体部3に対して燃料カートリッジ14を着脱可能な構成としているので、燃料がなくなったときに、すぐに別の燃料カートリッジに取り替えることができ、機器の作動を中断させることがなく、機器を長時間連続で作動させることができる。
Further, in this embodiment, since the
さらに、燃料カートリッジ14から発電部11の負極24に液体燃料を供給するための燃料流路を、燃料吸い上げ材18、燃料吸収体54、燃料誘導部材55、燃料供給部材63、燃料誘導部材64などを含む構成とし、それらの毛細管現象により燃料を吸い上げる形態にしているので、燃料供給のためのポンプなどを必要とせず、装置の省電力化、小型軽量化に資することができる。しかも、燃料カートリッジ14内の燃料をすべて吸い上げることができるので、燃料カートリッジ14内の燃料が少なくなったときに送液能力が著しく低下してしまうという問題を抱えるポンプによる燃料供給に比べ、燃料を効率的に利用できるという利点もある。
Further, the fuel flow path for supplying liquid fuel from the
また、単電池16が、正極23と負極24と電解質層25とを含んでユニット部品化されているので、発電部11を構成する部品点数を削減することができ、組立工程の簡略化、情報処理装置の製造コストの削減に寄与できる。
Further, since the
さらに、燃料カートリッジ14に気液分離層58を設けておくと、燃料カートリッジ14内の液体燃料を漏出させることなく、放電反応で生成された二酸化炭素などを大気中に放出することができる。
Furthermore, if the gas-
また、本実施例では、発電部11の前記下カバー9と、本体部3の筐体7の内面底部との間に、正極23で発生した水を排水するための排水吸い上げ材69を設けることができ、排水吸い上げ材69を空気孔12まで導くことにより、装置内で発生した水分を装置外に排出することができる。排水吸い上げ材69は、スポンジ状または布状の繊維束で構成されていて、毛細管現象により、正極23で発生した水を吸収して排水する。この排水吸い上げ材69を構成する繊維としては、燃料に対して化学的に安定であることと、ぬれ性に優れていることが求められ、通常、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの合成繊維が用いられるが、金属、ガラス、カーボンなどのファイバーも用いることができる。
Further, in this embodiment, a
(実施例2)
図6〜図8に本発明に係る情報処理装置をノート型パソコンに適用した他の一例を示す。すなわち、図6は、本実施例の情報処理装置を背面方向から見た斜視図である。図7は、本実施例の情報処理装置の主として表示部を示す要部断面図とその部分拡大図である。図8は、本実施例の情報処理装置の要部断面図であり、主として燃料カートリッジと、その取付部、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路などを示しており、上記燃料流路における燃料接続弁が開き、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路が確保されている状態を示している。
(Example 2)
6 to 8 show other examples in which the information processing apparatus according to the present invention is applied to a notebook personal computer. That is, FIG. 6 is a perspective view of the information processing apparatus according to the present embodiment as viewed from the back side. FIG. 7 is a main part sectional view mainly showing a display part of the information processing apparatus of the present embodiment and a partially enlarged view thereof. FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of the information processing apparatus according to the present embodiment, mainly showing a fuel cartridge, its mounting portion, a fuel flow path for supplying liquid fuel from the fuel cartridge to the negative electrode of the power generation unit, and the like. The fuel connection valve in the fuel flow path is opened, and a fuel flow path for supplying liquid fuel from the fuel cartridge to the negative electrode of the power generation unit is shown.
そして、図7に示すように、表示部5の筐体6は、上面が開口する角皿状の後カバー6aと、四角枠状の前カバー6bとを蓋合わせ状に結合してなり、この筐体6の内部に、出力デバイスである液晶型の表示パネル10と、ノート型パソコンの内蔵電源である燃料電池の発電部11とが組み込まれている。前カバー6bは、その前面中央に四角形状の開口13を有し、この開口13から液晶型の表示パネル10が前面側に大きく現出している。本実施例における発電部11、燃料カートリッジ14、発電部11に対する液体燃料の供給方法などは、基本的には第1実施例と同様である。なお、本実施例では、後カバー6aは、前記発電部11の下カバー9を兼ねている。
As shown in FIG. 7, the
なお、本実施例の図6〜図8と、第1実施例の図1〜図5において、それぞれ対応する部分は同一符号を付けている。 In FIGS. 6 to 8 of the present embodiment and FIGS. 1 to 5 of the first embodiment, corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
図7に示すように、表示部5の筐体6は、上面が開口する角皿状の後カバー6aと、四角枠状の前カバー6bとを蓋合わせ状に結合してなり、この筐体6の内部に、出力デバイスである液晶型の表示パネル10と、ノート型パソコンの内蔵電源である燃料電池の発電部11とが組み込まれている。前カバー6bは、その前面中央に四角形状の開口13を有し、この開口13から液晶型の表示パネル10が前面側に大きく現出している。本実施例における発電部11、燃料カートリッジ14、発電部11に対する液体燃料の供給方法などは、基本的には第1実施例と同様である。なお、本実施例では、後カバー6aは、前記発電部11の下カバー9を兼ねている。
As shown in FIG. 7, the
発電ユニット17は、酸素を還元する正極23と、燃料を酸化する負極24と、該正極23と負極24との間に設けられた電解質層25とを含む単電池16をマトリクス状に並べた平板状を呈しており、表示パネル10の背面側に組み付けられている。発電ユニット17の面寸法は、後カバー6aの内面寸法と略同等に設定されており、発電ユニット17は後カバー6aの内側底面に密着した状態に装着されている。
The
また、後カバー6aの正極23と接する部分には、独立した多数の空気孔27が設けられており、これら空気孔27を通して大気中の酸素が正極23に供給される。本実施例では、空気孔27を筐体6の背面全体に設けることができるので、正極23の空気の取り入れ面を広く確保でき、正極23の発電効率を高めて、電池性能の向上を図ることができる。
In addition, a large number of
(実施例3)
本実施例は、図9に示すように、上記第2実施例において、表示パネル10の背面側だけでなく、表示パネル10が現出する表示部5の前面側にも発電ユニット17を組み込んだものである。本実施例で示される形態とすることにより、発電ユニット17の数を増やして燃料電池の発電量を大きくすることができる。
(Example 3)
As shown in FIG. 9, in this embodiment, the
なお、本実施例の図9と、他の実施例の図面において、それぞれ対応する部分は同一符号を付けている。 In addition, in FIG. 9 of the present embodiment and the drawings of other embodiments, corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
ところで、本発明で示される情報処理装置に限らず、燃料電池が組み込まれる電子機器においては、燃料タンクを有する燃料カートリッジを電子機器本体に装着する際、および、燃料カートリッジを電子機器本体から脱離する際などに、液体燃料の漏出による電子機器の汚損が問題となる場合がある。また、燃料カートリッジは、それ単体で持ち運ばれることもあり、燃料カートリッジが電子機器本体に装着されていないときにも、燃料の漏液を防止する必要がある。このような問題を防ぐためには、燃料カートリッジ14が本体部3に装着されていないときには閉じているが、本体部3に装着された際に開放されて、本体部3への燃料の供給を可能とする弁を燃料カートリッジ14に備えておくことが望ましい。このような弁は、燃料カートリッジ14の燃料供給ノズル50の内部に備えるのがよく、例えば、本体部3からの押圧により開放される機構を備えた弁を採用することができる。
By the way, not only in the information processing apparatus shown in the present invention but in an electronic device in which a fuel cell is incorporated, when a fuel cartridge having a fuel tank is attached to the electronic device body, and the fuel cartridge is detached from the electronic device body. In such cases, the electronic device may be contaminated due to liquid fuel leakage. Further, the fuel cartridge may be carried by itself, and it is necessary to prevent fuel leakage even when the fuel cartridge is not attached to the electronic device main body. In order to prevent such a problem, the
また、本体部3からの燃料の漏出を防ぐために、本体部3には、燃料カートリッジ14の着脱に伴い開閉動作を行う弁を備えておくことが望ましい。すなわち、燃料カートリッジ14が装着されていないときには閉じているが、燃料カートリッジ14が装着された際に開放されて、燃料カートリッジ14からの燃料の受け入れを可能とする弁を本体部3に備えることが望ましい。この本体部の弁は、本体部3の開口部51に備えるのがよく、例えば、燃料カートリッジ14の構成要素からの押圧により開放される機構を備えた弁を採用することができる。
In order to prevent leakage of fuel from the
上記燃料カートリッジの弁と、本体部の弁は、いずれか一方のみでもその効果を発揮するが、両者を備えることにより液体燃料の液漏れを防止する機能がより確実なものとなり、機器の信頼性をより一層向上させることができる。この場合、燃料カートリッジの弁と、本体部の弁とは、連動して作動するように設計することが望ましい。燃料カートリッジからの燃料の流出と、本体部への燃料の受け入れとをうまく連動させることができるからである。 The fuel cartridge valve and the main body valve are effective only in either one, but by providing both, the function of preventing liquid fuel leakage is more reliable, and the reliability of the equipment Can be further improved. In this case, it is desirable that the fuel cartridge valve and the main body valve be designed to operate in conjunction with each other. This is because the outflow of fuel from the fuel cartridge and the acceptance of the fuel into the main body can be linked well.
さらに、液体燃料が流入する側の弁の開放圧力が、液体燃料が流出する側の前記弁の開放圧力より小さいか、等しく設定されているのが望ましい。上記本体部の弁が、前記燃料カートリッジの弁と同時か、あるいはこれより先に開放されるようにすれば、燃料カートリッジからの燃料の流出に遅れることなく本体部への燃料の受け入れが可能となり、燃料カートリッジ装着の際に燃料漏れが生じにくくなるからである。 Further, it is desirable that the opening pressure of the valve on the liquid fuel inflow side is set to be smaller than or equal to the opening pressure of the valve on the liquid fuel outflow side. If the valve of the main body is opened at the same time as or earlier than the valve of the fuel cartridge, the fuel can be received into the main body without delaying the outflow of fuel from the fuel cartridge. This is because fuel leakage is less likely to occur when the fuel cartridge is installed.
また、開放前の前記本体部の弁と、開放前の前記燃料カートリッジの弁とは、それぞれ環状の液体燃料封止部材(例えば、封止リング)に押圧されていることが好ましい。弁が閉じている状態での液体燃料の流出を防止できるからである。さらに、本体部の開口部と燃料カートリッジの燃料供給ノズルとの隙間をなくし、封止性を高めるために、前記燃料カートリッジの燃料供給ノズルには、環状部材(例えば、タンクシールガスケット)を配置することが好ましい。前記液体燃料封止部材および前記環状部材は、液体燃料の密閉性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、ポリプロピレン、ナイロンおよびポリエチレンなどから選択することが好ましい。 Moreover, it is preferable that the valve of the main body before opening and the valve of the fuel cartridge before opening are respectively pressed by an annular liquid fuel sealing member (for example, a sealing ring). This is because the liquid fuel can be prevented from flowing out with the valve closed. Further, an annular member (for example, a tank seal gasket) is disposed on the fuel supply nozzle of the fuel cartridge in order to eliminate the gap between the opening of the main body and the fuel supply nozzle of the fuel cartridge and improve the sealing performance. It is preferable. The liquid fuel sealing member and the annular member are preferably selected from silicone rubber, fluorine rubber, butyl rubber, urethane rubber, polypropylene, nylon, polyethylene, and the like, which have excellent liquid fuel sealing properties.
さらに、前記燃料カートリッジの燃料供給ノズルの外面に凸部(例えば、固定用プランジャ)を備え、前記本体部の開口部の内面には凹部(例えば、固定用爪)を備え、前記凸部と前記凹部とを嵌合させることにより、本体部と燃料カートリッジとの固定を行うこともできる。もちろん、前記凸部と凹部は、逆に形成してもよい。 Further, a convex portion (for example, a fixing plunger) is provided on the outer surface of the fuel supply nozzle of the fuel cartridge, and a concave portion (for example, a fixing claw) is provided on the inner surface of the opening of the main body portion. The main body and the fuel cartridge can be fixed by fitting the recess. Of course, you may form the said convex part and a recessed part reversely.
なお、本発明において、燃料カートリッジは、燃料の貯蔵および供給のために利用するだけでなく、燃料廃液の排出用タンクとして利用することもできる。燃料を供給した後の空の燃料カートリッジに廃液を流入させるか、または、廃液用に用意された別のカートリッジを取り付け、これに廃液を流入させることにより、燃料廃液を電子機器の外部に排出することができる。 In the present invention, the fuel cartridge can be used not only for storage and supply of fuel, but also as a fuel waste liquid discharge tank. The waste liquid is allowed to flow into the empty fuel cartridge after the fuel is supplied, or another cartridge prepared for the waste liquid is attached, and the waste liquid is allowed to flow into this to discharge the fuel waste liquid to the outside of the electronic device. be able to.
(実施例4)
本実施例は、図10に示されるように、燃料カートリッジ14が本体部3に装着される際に開放される弁72aを、燃料カートリッジ14の燃料供給ノズル50の内部に備え、また、図11に示されるように、燃料カートリッジ14の着脱に伴い開閉動作を行う弁72bを、本体部3の開口部51に備えることにより、燃料カートリッジ14とノート型パソコン(情報処理装置)1の液漏れ防止性能を向上させたものである。
Example 4
In this embodiment, as shown in FIG. 10, a
本体部3の開口部51には樹脂製または金属製である球状の弁72bが備えられ、弁72bは圧縮バネ73bにより封止リング81bに押圧されている。また、封止リング81bに対向する位置にはストッパー74bが設けられ、その下部にはストッパーガスケット75bが配置されている。開口部51の内面には、環状スリット80が設けられている。さらに、環状スリット80に隣接して圧縮吸収材78が備えられている
The
次いで、液体燃料電池の液体燃料の供給方法について説明する。 Next, a liquid fuel supply method for the liquid fuel cell will be described.
燃料カートリッジ14は本体部3の取付部40に挿入でき、着脱が可能である。燃料カートリッジ14の先端部には、液体燃料を供給するための燃料ノズル50が設けられている。燃料ノズル50には樹脂製または金属製である球状の弁72aが備えられ、弁72aは圧縮バネ73aにより封止リング81aに押圧されている。また、封止リング81aに対向する位置にはストッパー74aが設けられ、その下部にはストッパーガスケット75aが配置されている。
The
また、本体部3の弁72bの圧縮バネ73bの圧縮力は、燃料カートリッジ14の弁72aの圧縮バネ73aの圧縮力より小さく設定してある。これにより、本体部3に燃料カートリッジ14を接続する際には、本体部3の弁72bが最初に開放され、その後に燃料カートリッジ14の弁72aが開放される。逆に、本体部3から燃料カートリッジ14を離脱する際には、燃料カートリッジ14の弁72aが最初に閉じられ、その後に本体部3の弁72bが閉じられる。
Further, the compression force of the
また、燃料カートリッジ14の弁72aと本体部3の弁72bとの接触面は、本体部3の外装面より凹部にあり、本体部3の開口部51へ燃料カートリッジ14の燃料ノズル50を挿入することで液体燃料を供給する。
Further, the contact surface between the
次に、本体部3と燃料カートリッジ14との着脱方法をさらに詳しく説明する。図12〜図15は、本体部3に燃料カートリッジ14を装着している状態の断面図である。図12は、本体部3の開口部51に燃料カートリッジ14の燃料ノズル50を挿入した最初の段階を示しており、弁72aおよび弁72bはともに閉じている。
Next, a method for attaching and detaching the
ここで、燃料ノズル50を開口部51に押し込むと、燃料カートリッジ14の弁72aと本体部3の弁72bが衝突する。燃料ノズル50をさらに押し込むと、本体部3の弁72bの圧縮バネ73bの圧縮力は、燃料カートリッジ14の弁72aの圧縮バネ73aの圧縮力より小さく設定してあるので、図13に示すように、本体部3の弁72bが封止リング81bから離れ、弁72bが最初に開放される。
When the
次に、燃料ノズル50を、さらに開口部51に押し込むと、本体部3の弁72bがストッパー74bに当接し、さらに、図14に示すように、燃料カートリッジ14の弁72aは封止リング81aから離れ、弁72aが開放され、液体燃料が、燃料カートリッジ14の燃料ノズル50内部、および、接続部中間室79を流通して、本体部3の燃料誘導部材64に供給される。
Next, when the
次に、燃料カートリッジ14を引き抜くときは、挿入の際とは逆の順番となり、図14の状態から燃料カートリッジ14の弁72aが最初に閉じられ、次いで、本体部3の弁72bが閉じられ、図13の状態へと戻る。
Next, when the
本実施例では、前記環状スリット80を設けることで、接続部中間室79に残存する液体燃料を保持することができ、外部への液体燃料の流出を防止できる。なお、環状スリット80は複数設けることが好ましい。また、前記圧縮吸収材78の本来の目的は、本体部3と燃料カートリッジ14との接続時の衝撃を緩和するためのものであるが、前記環状スリット80と同様の機能を持たせることもできる。即ち、圧縮吸収材78を設けることで、接続部中間室79に残存する液体燃料を吸収することができ、外部への液体燃料の流出を防止できる。
In this embodiment, by providing the
なお、本発明においては、発電部11の構成や情報処理装置への組み込み方法、燃料カートリッジ14の構成や本体部3に対する装着方法などは、上記実施例に限定されるものではない。
In the present invention, the configuration of the
さらに、本発明において、情報処理装置とは、上記実施例で例示したようなノート型パソコンに限定されることなく、例えば、PDA(personal digital assistance)や携帯電話などの各種モバイル機器を含む概念である。要するに、本発明はポータブル電源を必要とする情報処理装置に適用される。また、表示パネルも、例示したような液晶型の表示パネルに限られることなく、例えば、有機ELディスプレイパネルなどであってもよい。また、表示部が本体部の一部となっていても、表示部を覆い、かつ本体部に対して開閉可能な蓋がある場合は、上記実施例と同様に、蓋の開閉動作に関連して燃料供給を制御することが可能である。 Furthermore, in the present invention, the information processing apparatus is not limited to the notebook personal computer exemplified in the above embodiment, but includes a concept including various mobile devices such as a PDA (personal digital assistance) and a mobile phone. is there. In short, the present invention is applied to an information processing apparatus that requires a portable power source. Further, the display panel is not limited to the liquid crystal display panel as illustrated, and may be, for example, an organic EL display panel. In addition, even when the display unit is a part of the main body, when there is a lid that covers the display and can be opened and closed with respect to the main body, the operation is related to the opening / closing operation of the lid as in the above embodiment. It is possible to control the fuel supply.
また、燃料電池の発電部および燃料カートリッジが、共に表示部に組み込まれている場合、さらには、燃料電池の発電部のみが情報処理装置に組み込まれており、燃料を情報処理装置の外部から供給する場合であっても、情報処理装置の負荷に合わせて燃料の使用量を調整することができる。 Further, when both the power generation unit and the fuel cartridge of the fuel cell are incorporated in the display unit, only the power generation unit of the fuel cell is incorporated in the information processing device, and the fuel is supplied from the outside of the information processing device. Even in this case, the amount of fuel used can be adjusted according to the load of the information processing apparatus.
1 情報処理装置
2 キーボード
3 本体部
4 ヒンジ部
5 表示部
6 筐体(表示部)
6a 後カバー
6b 前カバー
7 筐体(本体部)
8 上カバー
9 下カバー
10 表示パネル
11 発電部
12 空気孔
13 開口
14 燃料カートリッジ
16 単電池
17 発電ユニット
18 燃料吸い上げ材
20 隔壁
21 貫通孔
23 正極
24 負極
25 電解質層
26 接続板
27 空気孔
30 拡散層(正極)
31 触媒層(正極)
33 拡散層(負極)
34 触媒層(負極)
35 絶縁体
40 取付部
41 側壁
42 フランジ
43 逃げ溝
45 長尺部
46 短尺部
47 第1受面
48 第2受面
50 燃料供給ノズル
51 開口部
53 燃料タンク
54 燃料吸収体
55 燃料誘導部材
56 逆止弁
57 貫通孔
58 気液分離膜
59 キャップ部材
60 開閉作動突起
61 燃料接続弁
62 引張バネ
63 燃料供給部材
64 燃料誘導部材
65 リング状接続部材
66 逆止弁
67 逆止弁
68 空気流入溝
69 排水吸い上げ材
72a、72b 弁
73a、73b 圧縮バネ
74a、74b ストッパー
75a、75b ストッパーガスケット
76 タンクシールガスケット
78 圧縮吸収材
79 接続部中間室
80 環状スリット
81a、81b 封止リング
82 固定用プランジャ
83 固定用爪
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
31 Catalyst layer (positive electrode)
33 Diffusion layer (negative electrode)
34 Catalyst layer (negative electrode)
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記表示部が、前記本体部に対して開閉可能に連結されているか、または、前記本体部が、前記表示部に対して開閉可能な蓋体を備えており、
前記表示部または前記蓋体の開閉動作に関連して、前記発電部の負極への燃料の供給が制御されることを特徴とする情報処理装置。 An information processing apparatus including a main body unit including a control device, a display unit, and a power generation unit of a fuel cell,
The display unit is connected to the main body part so as to be openable and closable, or the main body part includes a lid that can be opened and closed with respect to the display part,
An information processing apparatus, wherein supply of fuel to a negative electrode of the power generation unit is controlled in association with an opening / closing operation of the display unit or the lid.
The information processing apparatus according to claim 1, further comprising a drainage member for discharging water generated at the positive electrode from the power generation unit.
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