JP2005301555A - 携帯用情報機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 固体高分子型燃料電池を使用した場合でも、携帯用情報機器のサイズ寸法を大きくすることなく、携帯用情報機器本体を固体高分子型燃料電池の発電に伴い発生する水から保護した携帯用情報機器の提供。
【解決手段】 携帯用情報機器本体と、該携帯用情報機器本体にケーブルで接続する座標位置入力装置（マウス装置）とを有する携帯用情報機器において、該座標位置入力装置（マウス装置）内に、燃料電池本体と燃料容器と生成物回収容器とを有する燃料電池装置を具備したことを特徴とする携帯用情報機器。
【選択図】 図１

Description

本発明は、携帯用情報機器本体と携帯用情報機器本体にケーブルで接続する座標位置入力装置（マウス装置）とを有する携帯用情報機器に関し、更に詳しくは燃料電池装置を内蔵した座標位置入力装置（マウス装置）を用いる携帯用情報機器に関する。

携帯用情報機器の一つとしてノート型パーソナルコンピュータが挙げられる。近年、ノート型パーソナルコンピュータの市場拡大に伴ってコンピュータを携帯することが日常化してきている。ノート型パーソナルコンピュータにはパッド型座標位置入力装置やボール型座標位置入力装置が内蔵されているが、これらの座標位置入力装置（マウス装置）に比べて操作性の優れた外付け型マウスもコンピュータと共にバッグ等へ収納し携帯することが多い。

これら座標位置入力装置（マウス装置）は、下面をテーブル等の面に接触させ移動させることにより、移動方向と距離に対応した量を入力し、ディスプレイ上のカーソルマークを移動させることのできる座標位置入力装置である。座標位置入力装置としては、他に、ライトペン、タブレット、ジョイステック、アキュアポイント、スライドパッド等がある。

座標位置入力装置（マウス装置）には、本体の移動により下面に配置したボールを回転させ、ボールの回転をロータリエンコーダで検出する方式、直行する平行線群が描かれた面上を移動させ、横切った平行線の数を光学的にカウントする方式、下面をテーブル面に摩擦させ、摩擦音の継続時間から移動距離を、また、本体全体に対する下面のずれから移動方向を検出する方式等がある。

又、携帯用情報機器はポータブル電源を内蔵しており、ポータブル電源として、燃料電池装置を用いる技術が、特開平９−２１３３５９号公報に提案されている。これには、水素と空気を用いて発電する燃料電池本体と、この燃料電池本体に供給する水素を貯蔵するための水素吸蔵ボンベと、それを着脱する手段と、空気を供給するための手段と、発電で生成した水を膨潤により保水する材料とで燃料電池装置を構成し、燃料電池の発生熱で保水材料を加熱し水分を蒸発させると共に、供給する水素を加熱、加湿する手段を用い、燃料電池装置をコンパクト化する発明が開示されている。

しかしながら、最近では携帯用情報機器の小型化は進んでいるため、特開平９−２１３３５９号公報に開示されている燃料電池では内蔵することが困難であることから燃料電池の小型化の検討がなされ、最近では単位体積、単位質量あたりの出力が大きく、小型、軽量、低温で作動し起動・停止などの取り扱い及びメインテナンスが容易な固体高分子型燃料電池が開発され、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、デジタルカメラ、携帯電話、ＰＤＡ等に使用されている。この固体高分子型燃料電池のＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話、ＰＤＡ等への使用方法としては、例えば、固体高分子型燃料電池に取り付けたコネクタを介してＰＣ、デジタルカメラ、携帯電話、ＰＤＡ等に接続する使用方法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。

しかしながら、特許文献１に記載の使用方法では固体高分子型燃料電池が外側に飛び出した状態になるため携帯する際に障害なり、携帯用情報機器としての利便性を損なうおそれがある。又、携帯用情報機器を携帯するときは取り外して携帯し、使用するときに装着する場合、固体高分子型燃料電池を忘れてしまい、使用出来なくなる場合がある。

又、固体高分子型燃料電池をＰＣの本体に内蔵し、使用する方法が知られている（例えば、特許文献２を参照。）。

しかしながら、特許文献２に記載の使用方法では、使用する固体高分子型燃料電池に発生する水の漏洩対策が取られた固体高分子型燃料電池を使用しているのであるが、安定した場所に置いて使用するＰＣでは問題がないが、携帯用ＰＣの場合、携帯することに伴う、振動、揺れ、表裏でカバンに入れる等のあらゆる環境を想定したとき対策が十分とはなっていない。発生した水が本体内で漏洩した場合は高価な機器本体が使用出来なくなる危険がある。

この様な状況から、固体高分子型燃料電池を使用した場合でも、携帯用情報機器のサイズ寸法を大きくすることなく、携帯用情報機器本体を固体高分子型燃料電池の発電に伴い発生する水から保護した携帯用情報機器の開発が望まれている。
特開２００３−７３２２号公報 特開平９−２１３３５９号公報

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、その目的は固体高分子型燃料電池を使用した場合でも、携帯用情報機器のサイズ寸法を大きくすることなく、携帯用情報機器本体を固体高分子型燃料電池の発電に伴い発生する水から保護した携帯用情報機器を提供することである。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成された。

（請求項１）
携帯用情報機器本体と、該携帯用情報機器本体にケーブルで接続する座標位置入力装置（マウス装置）とを有する携帯用情報機器において、該座標位置入力装置（マウス装置）内に、燃料電池本体と燃料容器と生成物回収容器とを有する燃料電池装置を具備したことを特徴とする携帯用情報機器。

（請求項２）
前記燃料電池装置が、座標位置入力装置（マウス装置）の本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用情報機器。

（請求項３）
前記燃料容器及び生成物回収容器が、座標位置入力装置（マウス装置）の本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯用情報機器。

（請求項４）
前記燃料容器は、燃料の注入が可能な接続口（バルブ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の携帯用情報機器。

（請求項５）
前記生成物回収容器は、生成物の回収を可能とする接続口（バルブ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の携帯用情報機器。

（請求項６）
前記携帯用情報機器本体は二次電池を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の携帯用情報機器。

（請求項７）
前記燃料電池装置は、二次電池を充電することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の携帯用情報機器。

固体高分子型燃料電池を使用した場合でも、携帯用情報機器のサイズ寸法を大きくすることなく、携帯用情報機器本体を固体高分子型燃料電池の発電に伴い発生する水から保護した携帯用情報機器を提供することが出来、携帯用情報機器を携帯する際に携帯方法に条件を付けることなく、気軽に携帯が出来、安心して使用することが出来る様になった。

本発明に係る実施の形態を図１〜図３を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は携帯用情報機器の概略図を示す。図１の（ａ）は携帯用情報機器本体にケーブルで接続した座標位置入力装置（マウス装置）を有する携帯用情報機器の概略斜視図である。図１の（ｂ）は座標位置入力装置（マウス装置）の拡大概略斜視図である。図１の（ｃ）は座標位置入力装置（マウス装置）概略平面図である。

図中、１は携帯用情報機器を示す。携帯用情報機器１は、携帯用情報機器本体２とケーブル３０１で携帯用情報機器本体２に接続した座標位置入力装置（マウス装置）３とを有している。座標位置入力装置（マウス装置）３は、ケーブル３０１の先端部に取り付けた接続用のコネクタ（例えば、ＵＳＢ端子）を介して本体３０２に接続している。座標位置入力装置（マウス装置）３は、本体３０２に設けられた右ボタン３０３と、左ボタン３０４と、ホイールボタン３０５と、本体３０２に内蔵された燃料電池装置４の燃料の消費量と生成物の生成量を表示するインジケータ３０６と、燃料電池装置４の使用・不使用の切り換えスイッチ３０７とを有している。携帯用情報機器本体２は、情報入力部２０１と、情報表示部２０２とを有している。

燃料電池装置４としては、例えば特開平４−３０８６６２号公報や特開平６−６０８９４号公報に記載されているリン酸型燃料電池、特開昭５４−２２５３７号公報や特開平２−２６０３７１号公報に記載されている固体高分子型燃料電池等が挙げられる。
本発明に係る座標位置入力装置（マウス装置）としては特に限定はなく、例えば、特開２００１−６７１８２号公報、同２０００−１０５６６８号公報に記載のボール式、特開２００３−８４９０８号公報、同２００２−１３２４３９号公報に記載の光学式等があげられる。

図２は燃料電池の一般的な構成を示す概略断面図である。

図中、４は燃料電池の一例として固体高分子型燃料電池を示す。４０１はイオン交換膜、４０２はイオン交換膜４０１の一面に層状に形成された正極、４０３はイオン交換膜４０１の他の面に層状に形成された負極を示し、イオン交換膜４０１と正極４０２と負極４０３とで単位電池４０４を構成している。

４０５ａは燃料である水素ガスの導入口を示し、４０５ｂは燃料である水素ガスの循環口を示し、燃料カートリッジに着脱可能に接続している。水素ガスの導入口４０５ａ或いは水素ガスの循環口４０５ｂには水素流量の制御弁（不図示）があり、この制御弁の開閉によって発電量を制御することが可能となっている。４０６は空気導入口を示し、空気導入口４０６には空気送気量の制御弁（不図示）があり、この制御弁の開閉によっても発電量を制御することが可能となっている。４０７は生成した水の排出口を示す。

イオン交換膜４０１を用いた構成では、水素を燃料とした場合、負極４０３では触媒とイオン交換膜４０１を構成する高分子電解質の接触界面で、Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^-の反応が発生する。酸化剤とし空気中の酸素を使用した場合、正極４０２では負極４０３と同様に１／２Ｏ₂＋２Ｈ⁺＋２ｅ^-＝Ｈ₂Ｏの反応が起こり、水が生成される。ここで触媒は反応の活性点になり、負極４０３及び正極４０２はこれらの反応の電子の伝導体であり、イオン交換膜４０１の高分子電解質は水素イオンの伝導体となる。ただし、高分子電解質は含水して初めて実用的な水素イオンの透過性を示す。

図３は、図１の（ｃ）に示される燃料電池の概略分解斜視図である。

図中、４ａは燃料電池装置４の外郭を構成する燃料電池装置ケースを示す。燃料電池装置ケース４ａは、燃料電池本体（不図示）用のケース４ａ１と、燃料用カートリッジ４ｃと水回収用カートリジ４ｄとを収納する収納用ケース４ａ２とを有している。４ａ２１は収納用ケース４ａ２の蓋部を示し、４ａ２２は燃料電池本体（不図示）で使用される水素を貯蔵する燃料用カートリッジ４ｃと、発電により発生した水を回収する回収カートリジ４ｄとを収納する収納部を示す。４ｂは座標位置入力装置（マウス装置）に燃料電池装置４に収納するときの座標位置入力装置（マウス装置）側との接合のためのコネクタを示し、コネクタを介して座標位置入力装置（マウス装置）に着脱可能に収納されている。４ｂ１はコネクタに設けられた端子を示す。
この接合は、従来のニッケル水素等からなる電池装置における結合と同様のものでよく、電気的、かつ機械的に着脱できるように構成されている。

燃料電池装置４の外郭を構成する燃料電池装置ケース４ａの中には、燃料電池本体（不図示）と、この燃料電池本体（不図示）で使用される水素を貯蔵する燃料用カートリッジ４ｃと、この燃料用カートリッジ４ｃと燃料電池本体（不図示）とを連結し、水素を燃料用カートリッジ４ｃから燃料電池本体（不図示）に導く水素供給手段（不図示）と、燃料電池本体の発電に必要な酸素を供給するための空気を燃料電池本体（不図示）に供給するファン等からなる吸気口（不図示）と排気口（不図示）とを有する送気手段（不図示）と、燃料電池本体で生成された水を回収して保水する水回収用カートリッジ４ｄと、上記燃料電池本体の発電動作を制御する制御部（不図示）と、発生した電力をコントロールするパワーコントローラ（不図示）が収納されている。

水素供給手段（不図示）は、端部に燃料用カートリッジ４ｃと着脱自在に結合し、燃料用カートリッジ４ｃの水素を漏洩させることなく、燃料用カートリッジ４ｃからの燃料（水素）を燃料電池本体（不図示）に導く複数の燃料（水素）供給管（不図示）と、この複数の燃料（水素）供給管をまとめ、燃料電池本体（不図示）の水素供給口に連結する電池側連結部４ｃ１とから構成されている。燃料用カートリッジ４ｃには、燃料である水素ガスを注入可能な逆止弁を有する接続口（バルブ）を設けることが好ましい。

燃料電池の作動時間を検知する方法としては、燃料用カートリッジ４ｃに水素残量を検知するための圧力センサを用いる方法や、水素の積算流量を検知する方法、発電した電気量を積算し、水素の反応量を求めて水素の残量を計算する方法、生成水量を検知し、水素消費量を計算する方法等を用いることが可能である。これらの情報はコネクタ４ｂに設けられた端子４ｂ１を介して、図１に示す座標位置入力装置（マウス装置）に設けられたインジケータに表示しても良いし、携帯用情報機器本体の情報表示部に表示するようにすることも可能である。インジケータに表示された情報、情報表示部に表示された情報に従って、燃料用カートリッジ交換又は水素ガスを供給することが可能である。

水回収用カートリッジ４ｄは、燃料電池本体（不図示）の水排出口に連結する電池側連結部４ｄ１を有している。尚、水回収用カートリッジ４ｄに保水された水を水素ガスを加湿するのに使用することも可能である。水回収用カートリッジ４ｄには、保水材料として例えば雑誌「表面、Ｖｏｌ．３３、Ｎｏ．４、５２−５９、（１９９５）」に記述されているような紙おむつや生理用品などの衛生用品、土壌保水材などの農業園芸用品等に使用される各種の高吸水性高分子がを使用することも可能であるし、直接回収してもかまわない。水回収用カートリッジ４ｄには、水回収用カートリッジ４ｄ内にたまった生成物である水を回収するための逆止弁を有する接続口（バルブ）を設けることが好ましい。

水回収用カートリッジ４ｄに回収された水（保水された水）を検知するには次の方法が一例として挙げられる。例えば、１）水回収用カートリッジ４ｄに保水材料を使用した場合、水回収用カートリッジ４ｄに検出手段を設け、水回収用カートリッジ４ｄに使用した保水材料の膨張量を検出する方法、保水材料の誘電率や抵抗値の変化で感知する方法等が採用できる。２）直接に回収する場合、水回収用カートリッジ４ｄにフロートスイッチ等の検知手段を設け感知する方法等が採用できる。

水回収用カートリッジ４ｄに設けられた検知手段からの情報はコネクタ４ｂに設けられた端子４ｂ１を介して図１に示す座標位置入力装置（マウス装置）に設けられたインジケータに表示しても良いし、携帯用情報機器本体の情報表示部に表示するようにすることも可能である。インジケータに表示された情報、情報表示部に表示された情報に従って、保水材料の交換や、水回収用カートリッジ取り外し等の手段により、外部に放出するようにすることが可能である。

又、燃料電池装置４から、携帯用情報機器本体に持っている二次電池を充電することも可能である。

図４は本発明の携帯用情報機器の構成を示すブロック図である。
本図に示される携帯用情報機器の構成を示すブロック図に従い、燃料電池装置４と携帯用情報機器本体２と座標位置入力装置（マウス装置）３の関連に付き説明する。燃料電池装置４は燃料電池装置ケース４ａに設けられた制御部による制御の一例を携帯用情報機器本体を使用している状態の場合で説明する。

座標位置入力装置（マウス装置）に設けられた燃料電池装置の使用・不使用の切り換えスイッチ３０７をＯＮにし、燃料電池装置を使用する情報が制御部に入力される。

携帯用情報機器本体より携帯用情報機器の使用状況（必要電気量、使用時間等）に関する情報が制御部に入力される。入力された情報に基づき携帯用情報機器の構成している各部を次の如く制御することが可能となっている。

送気手段は、燃料電池本体の発電量に応じて燃料電池本体の発電に必要な酸素を供給するために送気手段を構成している送風用のファンの回転数、吸気口の開閉、排気口の開閉を制御部により制御し発電量を調整する。

燃料電池本体に発電用の燃料を供給する燃料用カートリッジ４ｃは、燃料電池本体の発電量に応じて燃料用カートリッジに設けられた燃料（水素）供給管の制御弁の開閉を制御部により制御され燃料電池本体に送る燃料（水素）の量を制御し発電量を調整する。燃料用カートリッジ４ｃからは燃料電池本体に送られた燃料（水素）の量に関する情報が入力される。

パワーコントローラは発電された電力を燃料電池本体に供給する量を制御部により制御し供給量を調整する。発電された電力量と燃料電池本体に供給する量とから二次電池の充電を行うか否かを制御する。

水回収カートリッジ４ｄは、水回収カートリッジに設けられた検知手段からの燃料電池本体の発電に伴い発生した水の水回収カートリッジ内の水量に関する情報を制御部に入力する。制御部は入力された情報に従って水回収カートリッジ内の水量に関する情報を座標位置入力装置（マウス装置）に設けられたインジケータ３０６又は、携帯用情報機器本体２の情報表示部２０２に表示する。インジケータ又は、携帯用情報機器本体２の情報表示部の情報に従って水回収カートリッジの交換を行う。

燃料電池本体からは発電された電力量に関する情報が制御部に入力される。

携帯用情報機器本体２からは携帯用情報機器の使用時間に関する情報が制御部に入力される。

制御部は、携帯用情報機器の使用時間に関する情報と、燃料電池本体からの発電された電力量に関する情報と、燃料用カートリッジからの燃料電池本体に送られた燃料（水素）の量に関する情報とから燃料用カートリッジの交換時期に関する情報をインジケータ又は、携帯用情報機器本体２の情報表示部に表示する。インジケータ又は携帯用情報機器本体２の情報表示部に表示の情報に従って燃料用カートリッジに燃料を供給する。

図１〜図４に示す様に座標位置入力装置（マウス装置）内に燃料電池装置を内蔵させることにより次に示す効果が得られた。

１）携帯に伴い、万一水が漏れた場合は、被害を最小に抑えることができる。

２）座標位置入力装置（マウス装置）を使用する携帯用情報機器であれば、端子を変更することなく携帯用情報機器に応じて共通に燃料電池装置を提供することが可能となる。

３）対応機器の接続ハード仕様を変更したり、複数種類用意することなく燃料電池装置を提供することが可能となる。

４）座標位置入力装置（マウス装置）のサイズ拡張を伴うことなく、従来ノサイズ構成のまま燃料電池装置を提供することが可能となるので、従来の感覚で座標位置入力装置（マウス装置）の使用が可能となる。

携帯用情報機器の概略図を示す。 燃料電池の一般的な構成を示す概略断面図である。 図１の（ｃ）に示される燃料電池の概略分解斜視図である。 本発明の携帯用情報機器の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 携帯用情報機器
２ 携帯用情報機器本体２
３ 座標位置入力装置（マウス装置）
３０１ ケーブル
３０６ インジケータ
４ 固体高分子型燃料電池
４ａ 燃料電池装置ケース
４ｂ コネクタ
４ｃ 燃料用カートリッジ
４ｄ 水回収用カートリジ

Claims (7)

1. 携帯用情報機器本体と、該携帯用情報機器本体にケーブルで接続する座標位置入力装置（マウス装置）とを有する携帯用情報機器において、該座標位置入力装置（マウス装置）内に、燃料電池本体と燃料容器と生成物回収容器とを有する燃料電池装置を具備したことを特徴とする携帯用情報機器。
2. 前記燃料電池装置が、座標位置入力装置（マウス装置）の本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯用情報機器。
3. 前記燃料容器及び生成物回収容器が、座標位置入力装置（マウス装置）の本体に着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の携帯用情報機器。
4. 前記燃料容器は、燃料の注入が可能な接続口（バルブ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の携帯用情報機器。
5. 前記生成物回収容器は、生成物の回収を可能とする接続口（バルブ）が設けられていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の携帯用情報機器。
6. 前記携帯用情報機器本体は二次電池を有することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の携帯用情報機器。
7. 前記燃料電池装置は、二次電池を充電することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の携帯用情報機器。

Images