JP2006024398A - 燃料電池用のシャッター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 開口部の開閉動作を自動的に行わせることにより、不使用時に前記開口部からの塵埃等の侵入を確実に防止できるようにした燃料電池用のシャッター装置を提供する。
【解決手段】 使用開始時には、閉鎖位置から駆動モータ７０を始動させてピニオン歯車７３を回転させ、これに噛み合う伝達歯車６０を反時計回り方向に回転させる。このとき前記伝達歯車６０に設けられた小歯車６３がラック部材４１ｂをＸ１方向に移動させるため、シャッター装置を可動部材４０が開放位置に移動した開放状態に設定することができる。また使用停止時には、開放状態から前記駆動モータ７０を逆回転させることにより、シャッター装置を閉鎖状態に戻すことができる。シャッター装置を自動的に開閉動作さることにより、不使用時中の塵埃等の侵入を確実に防止できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気の供給を行う給気口と排出を行う排気口とを備えた燃料電池に係わり、特に前記給気口又は排気口から内部への塵埃の侵入を防止できるようにした燃料電池用のシャッター装置に関する。

特許文献１には、パーソナルコンピュータに搭載されるポータブル電源としての固体高分子型燃料電池装置２が開示されている。図９は特許文献１に図２として記載されている燃料電池装置の斜視図を示している。なお、図９では説明の都合上符号の一部を変更している。

図９に示すように、電池装置２の外郭を構成する電池装置ケース３の中には、燃料電池本体４と、水素吸蔵ボンベ５と、水素を前記水素吸蔵ボンベ５から燃料電池本体４に導く水素供給手段６ａと、燃料電池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４に供給するファン等からなる送気手段７と、燃料電池本体４で生成された水を回収して保水する保水手段８と、上記燃料電池本体４の発電動作を制御する制御部９を備えている。

また電池装置ケース３には、通気性を確保し空気の吸入と排出とを行う吸気口３ａと排気口３ｂとが設けられており、空気に含まれる酸素が前記燃料電池本体４に供給されるようになっている。
特開平９−２１３３５９号公報

しかし、上記特許文献１に記載されている電池装置２では、常に吸気口３ａおよび排気口３ｂなどを構成する開口部を開放状態にしておくと、塵埃などが前記開口部から電池装置２の内部に入り込むという問題がある。

一方、前記開口部に開閉式の扉を設けた構成とし、使用者が使用開始前に前記扉を開放位置に設定し、使用停止後に前記扉を閉鎖位置に戻すようにすると、塵埃が不使用中に前記開口部から侵入することを防止することが可能となる。

しかし、使用のたびに扉を開閉操作するのは面倒である。また使用者が扉の開閉操作を忘れる場合も想定され、常に開閉操作が行われるとは限らない。

本発明は上記従来の課題を解決するためのものであり、使用時に開口部を開放し、不使用時には開口部を閉鎖する開閉動作を自動的に行わせることにより、不使用時に前記開口部からの塵埃等の侵入を確実に防止できるようにした燃料電池用のシャッター装置を提供することを目的としている。

本発明は、給気口又は排出口として機能する開口部を開閉することにより、空気の給排とその遮断とを行う燃料電池用のシャッター装置であって、
前記開口部に開閉自在に設けられた開閉部材と、前記開閉部材を開放位置および閉鎖位置に設定する駆動手段と、前記開放位置と閉鎖位置とを検出する検出手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明では、使用開始時および終了時に、シャッターの開閉動作を自動的に行うため、使用者に開閉動作を行わせる必要がなく、燃料電池の開口部の開閉を確実に行うことができる。よって、塵埃の侵入防止と空気の給排とを確実に行うことができる。

上記において、前記開閉部材は、複数のスリットと閉塞部とを交互に備えた固定部材と、同じく複数のスリットと閉塞部とを交互に備えた可動部材とを備えており、前記可動部材が前記固定部材に対して摺動自在に設けられているものが好ましい。

上記手段では、可動部材をスライド動作させることにより、開口部に空気の給排のための流通経路を確保することができるため、扉を開閉して通路を確保する機構に比較し、シャッター装置を薄型化または小型化することができる。

また前記駆動手段は、可動部材に形成されたラック部と、駆動モータと、前記駆動モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と、前記ピニオン歯車に噛み合って前記駆動モータの動力を前記ラック部に伝達する伝達歯車と、を備えたものとして構成することができる。

上記手段では、少ない部品点数で構成することができるため、故障が発生し難く、開閉部材を確実に開閉動作させることができる。

また前記ピニオン歯車として、多条ねじが用いられているものが好ましい。
上記手段では、ピニオン歯車を構成するねじ山の傾斜角度が小さいため、外部から前記ねじ山に力を与えると前記ピニオン歯車（モータの軸部）を容易に回転させることができる。よって、可動部材を手動で開閉動作させることが可能となり、駆動モータが故障し開閉動作が自動的に行われないような場合にも対応できる。また、少ない消費電力で可動部材をスライド移動させることができる。

上記においては、前記開閉部材に、前記駆動手段と検出手段が一体に組み付けられてユニット化されており、前記開口部に対し着脱自在とされているものが好ましい。

上記手段では、シャッター装置がユニット化されているため、シャッター装置に故障や破損等が発生しても前記シャッター装置だけを交換することが可能となり、燃料電池全体を交換する必要がない。

本発明では、燃料電池に設けられた開口部を、使用時には開放状態に、また不使用時には閉鎖状態に、それぞれ自動的に設定することができる。よって、燃料電池内部への塵埃の侵入防止と空気の給排のための開口部の確保とを確実に行うことができる。

また可動部材をスライド動作させることにより、開口部に空気の給排のための流通経路を確保することができるため、扉を開閉して通路を確保する機構に比較し、シャッター装置を薄型化または小型化することができる。

また少ない部品点数で構成することができるため、故障が発生し難く、開閉部材を確実に開閉動作させることができる。

また駆動モータが故障し開閉動作が自動的に行われないような場合にも、可動部材を手動で開閉動作させることができる。

さらに、シャッター装置をユニット化したため、シャッター装置に故障や破損等が発生しても前記シャッター装置だけを交換することができる。

図１は本発明の実施の形態としてパーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという。）と前記ＰＣに搭載された燃料電池用のシャッター装置を示す斜視図である。

図２はシャッター装置を構成する部材を示し、Ａは固定部材の平面図、Ｂは可動部材の平面図である。図３はシャッター装置の駆動手段の構成を示す分解斜視図、図４は駆動手段の動作を高さ方向（Ｚ２方向）から見た平面図であり、Ａは閉鎖状態（初期状態）、Ｂは開放状態を示している。なお、図４では後述の検出手段８０および取付け部材５１の上面５２を除いた状態を示している。また図５はピニオン歯車を示す平面図、図６はシャッター装置の動作を図示Ｙ１方向から見た場合の平面図であり、Ａは閉鎖状態（初期状態）、Ｂは開放状態を示している。図７は検出手段の動作を示すシャッター装置の部分平面図、図８は図６Ａ，Ｂを矢印方向から見た場合の部分断面図を示しており、Ａは閉鎖状態（初期状態）、Ｂは開放状態である。

本発明の燃料電池用のシャッター装置Ａは、例えば図１に示すようなノートブックＰＣなど燃料電池を積んで携帯することが可能なモバイル電子機器に搭載されている。

図１に示すＰＣ１０は、キーボード１２、タッチセンサ１３、電源スイッチ１４などを備えたＰＣ本体部１１と、液晶表示装置などの薄型ディスプレイ１６を備えた蓋体部１５とを有している。そして、前記ＰＣ本体部１１の底部には、薄型の燃料電池２０が設けられている。

前記燃料電池２０は、例えば固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ；PolymerElectrolyte Fuel Cell）やダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ；Direct Methanol Fuel Cell）などであり、いずれの形式の燃料電池２０においても燃料電池２０の外郭を覆うケース２１を有している。

前記燃料電池２０がＰＥＦＣの場合には、従来の技術同様、前記ケース２１の中には、燃料電池本体、水素吸蔵ボンベ、水素を前記水素吸蔵ボンベから燃料電池本体に導く水素供給手段、燃料電池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に供給するファン等からなる送気手段、燃料電池本体で生成された水を回収して保水する保水手段および前記燃料電池本体の発電動作を制御する制御部などを有している（いずれも図示せず）。

またＤＭＦＣである場合には、燃料電池本体、前記燃料電池本体にメタノールや空気を送るポンプ、メタノール濃度やその供給量、空気の供給量、発電温度の管理などを行う制御部等を有している。

図１に示すように、前記ケース２１の前面には燃料電池２０の内部と外部との間で空気の出入りを行う給気口又は排気口として機能する長方形状の開口部２２が形成されており、前記シャッター装置Ａはこの開口部２２に取り付けられている。なお、シャッター装置Ａはケース２１の前面（Ｙ１側の面）とこれに対向する後面（Ｙ２側の面）に設けられていてもよい。あるいはケース２１のＸ方向の一方の側面又は両側面に設けられた構成であってもよい。シャッター装置Ａを前後方向（Ｙ方向）または左右方向（Ｘ方向）において対向させた構成では、ケース２１内を流れる空気の流通経路を直線状とすることができるため、空気の流れ（通気性）を向上させるこことが可能である。

図１および図２Ａ，Ｂに示すように、前記シャッター装置Ａは、ケース２１の外側に固定され且つ前記ケース２１のＹ１側の面（前面）を形成する固定部材３０と、前記固定部材３０の内側に摺動自在に設けられる可動部材４０とを有しており、前記固定部材３０と可動部材４０とは共に合成樹脂等で形成されている。前記固定部材３０と可動部材４０とは、後述するように前記開口部２２に設けられた開閉部材としての機能を有しており、前記ケース２１の内部と外部との間における空気の給排の許容とその遮断を行うものである。

なお、図２Ａでは固定部材３０の内側の面（Ｙ２側の内面）を斜線で示しており、同様に図２Ｂでは可動部材４０の内側の面（Ｙ２側の内面）を斜線で示している。

図２Ａに示すように、前記固定部材３０のＸ１側の端部には後述する駆動手段５０の一部を構成する固定側始端部３１が形成され、図示Ｘ２側の端部には固定側終端部３２が形成されている。そして、前記固定側始端部３１と固定側終端部３２との間には、複数のブロックに区切られた固定側スリット部３３，３３，・・・が設けられている。前記固定部材３０の縁部にはＹ２方向に突出する外枠部３４が形成されており、上下の外枠部３４には前記外枠部３４から内方（Ｚ１方向またはＺ２方向）に突出する半円状の凸部３５，３５，・・・が複数形成されている。すなわち、前記固定側始端部３１と固定側スリット部３３との間、隣り合う固定側スリット部３３と固定側スリット部３３との間、および固定側スリット部３３と固定側終端部３２との間は、上下の外枠部３４に対向して設けられた一対の凸部３５，３５によって区切されている。

図３に示すように、前記固定側始端部３１は、固定部材３０のＹ１側の面を形成する前面部３１Ａを有している。また、固定側始端部３１は前記前面部３１Ａから図示Ｙ２方向に突出する下面３１Ｂと側面３１Ｃとを有している。前記前面部３１Ａの内面（Ｙ２側の面）には前記前面部３１Ａ内に陥没する薄肉部３１ａが形成されており（図２参照）、前記下面３１Ｂには円柱状に形成された支持部３１ｂ、挿通穴３１ｃおよび切欠孔３１ｄが設けられている（図３参照）。なお、図４に示すように、前記薄肉部３１ａは断面円弧形状に形成されている。また前記支持部３１ｂの上面には図示Ｚ２方向に延びるネジ穴３１ｂ１が形成されている。

前記固定側終端部３２は、外枠部３４と、前記外枠部３４の上下方向から突出する一対の凸部３５，３５とで構成されている。そして、前記凸部３５と凸部３５とで挟まれた領域が被挿入部３２ａである。前記被挿入部３２ａには、Ｘ方向に延びる長孔３６が形成されている。

前記固定側スリット部３３の前面には、Ｘ方向に並ぶ複数の開口スリット３３ａ，３３ａ，・・・・が形成されており、開口スリット３３ａと開口スリット３３ａとの間が閉塞部３３ｂである。すなわち、開口スリット３３ａと閉塞部３３ｂとはＸ方向に向かって交互に設けられている。なお、前記開口スリット３３ａと前記閉塞部３３ｂのＸ方向の幅寸法は共に同じ大きさである。

図２Ｂに示すように、前記可動部材４０のＸ１側の端部にも後述の駆動手段５０の一部を構成する可動側始端部４１が形成されており、図示Ｘ２側の端部にはＸ２方向に突出する可動側終端部４２が形成されている。前記可動側終端部４２にはＹ１方向に突出する操作凸部４６が形成されている。

前記可動側始端部４１と可動側終端部４２との間には、複数のブロックに区切られた可動側スリット部４３，４３，・・・が設けられている。前記可動部材４０の縁部には図示Ｙ２方向に突出する内枠部４４が形成されており、この内枠部４４の上下には前記内枠部４４から内方（Ｚ１およびＺ２方向）に陥没するとともに略円弧形状に形成された凹部４５，４５・・・が設けられている。前記凹部４５の幅寸法（Ｘ方向の寸法）Ｗ２は、前記固定部材３０に設けられた前記凸部３５の幅寸法Ｗ１よりも十分に大きな幅寸法で形成されており、図６に示すように前記固定部材３０内に前記可動部材４０を嵌め込むと、前記可動部材４０の凹部４５内に前記固定部材３０の凸部３５が入り込めるようになっている。なお、前記可動部材４０は、前記凹部４５の左右の円弧上の端部が、固定部材３０の凸部３５に当接する範囲で図示Ｘ方向に移動できるようになっている。

前記可動側始端部４１と可動側スリット部４３との間、隣り合う可動側スリット部４３と可動側スリット部４３との間および可動側スリット部４３と可動側終端部４２との間は、上下の内枠部４４に互いに対向して設けられる一対の凹部４５，４５とによって区切されている。

前記可動側スリット部４３の前面には、複数の開口スリット４３ａ，４３ａ，・・・・が形成されており、開口スリット４３ａと開口スリット４３ａとの間が閉塞部４３ｂである。すなわち、開口スリット４３ａと閉塞部４３ｂとはＸ方向に向かって交互に設けられており、前記開口スリット４３ａと前記閉塞部４３ｂのＸ方向の幅寸法は共に同じ大きさである。

また各開口スリット４３ａと閉塞部３３ｂの幅寸法は、前記固定側スリット部３３の開口スリット３３ａおよび閉塞部３３ｂと同じ大きさである。そして、前記固定側スリット部３３に形成された開口スリット３３ａの数と前記可動側スリット部４３に形成された開口スリット４３ａの数は同数である。

図２Ｂおよび図３に示すように、前記可動側始端部４１は図示Ｙ１側の面を形成する前面部４１Ａを有しており、この前面部４１Ａには長孔４１ａが形成されている。前記長孔４１ａの下方側の縁部にはラック部４１ｂが、前記前面部４１Ａの上縁には押圧部４１ｃがそれぞれ一体で形成されている。

図３に示すように、前記駆動手段５０は取付け部材５１、伝達歯車６０、駆動モータ７０および検出手段８０を有している。

前記取付け部材５１は上面５２とモータ取付面５３などを有しており、前記固定側始端部３１を構成する前面部３１Ａ、下面３１Ｂおよび側面３１Ｃの３つの面で囲まれる領域内に固定されている。前記取付け部材５１の前記上面５２には、Ｚ２方向に延びる棒状の軸５４と規制軸５５、および貫通穴５６が形成されている。また前記モータ取付面５３にはＹ方向に抜ける貫通孔５３ａが形成されている。

前記伝達歯車６０は、中心孔６１、略扇型形状をした部分歯車６２と、半径方向の寸法が前記部分歯車よりも小さな寸法からなる小歯車６３とが一体の形成された２段歯車であり、前記部分歯車６２の面内には円弧形状に形成された規制孔６４が設けられている。なお、前記部分歯車６２の円弧部分および小歯車６３の外周面にはギヤ歯が周設されている。

前記駆動モータ７０は、モータ本体７１に対して回転自在に設けられた回転軸７２を有しており、この回転軸７２の先端にはピニオン歯車７３が固定されている。図５に示すように、前記ピニオン歯車７３は１ピッチＰの間に２条以上の螺旋が形成された多条ねじであり、図５に示す実施に形態では三条ねじが用いられている。このピニオン歯車７３が１回転する間のねじ送り量はＬであり、Ｌ＝３Ｐとなっている。

前記検出手段８０は、配線部材がプリントされた基板８１、第１のスイッチ８２および第２のスイッチ８３とで構成されている。前記第１，第２のスイッチ８２，８３は、Ｘ１およびＸ２方向の操作力が与えられるとスイッチの状態が切り換わるアクチュエータ８２ａ，８３ａを有している。前記第１，第２のスイッチ８２，８３は、前記アクチュエータ８２ａ，８３ａを前記基板８１のＹ１側の縁部からＹ１方向に突出させられた状態で前記基板８１上に固定されている。

前記シャッター装置の組み立て方法について説明する。
図６Ａに示すように、先ず固定部材３０内に可動部材４０が嵌め込まれる。この状態では、固定部材３０の外枠部３４の内面に可動部材４０の内枠部４４の外面が対向しており、前記可動部材４０は固定部材３０の内部においてＸ方向に摺動自在な状態にある。また前記固定部材３０側の薄肉部３１ａと前記可動部材４０側の長孔４１ａとが重なり合っている。さらには前記可動部材４０に形成されている前記操作凸部４６が、前記固定部材３０に形成されている前記長孔３６内に挿入されており、前記操作凸部４６の先端が固定部材３０の前面部３１Ａからシャッター装置Ａの外部に突出されている。

次に、図３に示すように、前記取付け部材５１に駆動モータ７０と伝達歯車６０が取り付けられる。すなわち、前記駆動モータ７０は、前記ピニオン歯車７３を前記貫通孔５３ａに挿通させた状態でモータ本体７１が前記モータ取付面５３に固定される。また前記伝達歯車６０は、前記取付け部材５１の軸５４が前記中心孔６１に挿通され、且つ規制軸５５が規制孔６４に挿入される。この状態では、図４Ａ，Ｂに示すように前記伝達歯車６０の部分歯車６２のギヤ歯と前記駆動モータ７０のピニオン歯車７３とが噛み合っている。前記伝達歯車６０は前記軸５４に対し回転自在に支持されているが、その回転許容範囲は前記規制軸５５が前記規制孔６４の周方向の一方の端部６４ａと他方の端部６４ｂに当接する回転角αの範囲内である。

前記取付け部材５１は、駆動モータ７０と伝達歯車６０とが設けられた状態で、前記前面部３１Ａ、下面３１Ｂおよび側面３１Ｃの３つの面で囲まれる領域内に固定される。このとき、前記軸５４の先端が前記下面３１Ｂに形成された前記挿通穴３１ｃに挿入される。同時に、前記モータ本体７１の下端部７１ａが下面３１Ｂの切欠孔３１ｄ内に嵌合する。

最後に、取付けネジ８５によって前記基板８１が前記取付け部材５１の上面５２に固定される。すなわち、取付けネジ８５が前記基板８１に形成された取付け穴８１ａと前記取付け部材５１の上面５２の貫通穴５６に挿通され、さらに前記取付けネジ８５が前記支持部３１ｂに形成されたネジ穴３１ｂ１に螺着させられることにより、前記基板８１と取付け部材５１とが前記下面３１Ｂ上に固定されることにより、シャッター装置Ａの組み立てが完了する。

このように、組み立て完了後の前記シャッター装置Ａは１つのユニットを構成している。よって、例えばシャッター装置Ａが故障や破損等とした場合であってもシャッター装置Ａだけを交換することができるため、燃料電池２０全体を交換する必要がない。

次に、前記シャッター装置の動作について説明する。
（電源投入前の初期状態）
先ず電源投入前の初期状態について、図４Ａおよび図６Ａを用いて説明する。

図４Ａに示すように、電源投入前の初期状態では、前記伝達歯車６０が時計回り方向に回転させられている。すなわち、前記規制孔６４の一方の端部６４ａが前記規制軸５５に当接する方向に回転させられており、伝達歯車６０の部分歯車６２の外縁部の一部が前記可動部材４０側の長孔４１ａと前記固定部材３０側の薄肉部３１ａ内に進入している。

また前記ラック部４１ｂを備えた可動部材４０がＸ２方向に移動させられており、図６Ａに示すように可動部材４０側の各閉塞部４３ｂが前記固定部材３０側の各開口スリット３３ａに重なっている。このため、前記固定部材３０側の開口スリット３３ａは前記可動部材４０側の閉塞部４３ｂによって塞がれており、且つ前記可動部材４０側の開口スリット４３ａは前記固定部材３０側の閉塞部３３ｂで塞がれており、外部からシャッター装置Ａ内への塵埃が侵入することができない閉鎖状態になっている。

このとき、図７に実線で示すように、前記第１のスイッチ８２のアクチュエータ８２ａには、前記可動部材４０の押圧部４１ｃによるＸ２方向の操作力が与えられており、前記第１のスイッチ８２はＯＮ状態、第２のスイッチ８３はＯＦＦ状態に設定されている。

（シャッター装置の開放動作）
次に、図１に示すＰＣ１０に設けられた電源スイッチ１４が操作された場合の動作について説明する。

電源スイッチ１４が操作されると、上記燃料電池２０からＰＣ本体部１１に電力が供給される。そして、ＰＣ本体部１１が立ち上がると、ＰＣ本体部１１内の制御部（図示せず）は、前記第１，第２のスイッチ８２，８３の状態を検知することにより、前記シャッター装置Ａが正常な初期状態である閉鎖状態（閉鎖位置）に設定されていると把握する。

次に、制御部はＰＣ本体部１１内に設けられた電力制御用の駆動ドライバ（図示せず）を介して前記駆動モータ７０に最適な電力が与え、ピニオン歯車７３を有する回転軸７２が回転させる。そして、前記駆動モータ７０の動力が前記ピニオン歯車７３に噛み合う伝達歯車６０に伝達され、図４Ｂに示すように前記伝達歯車６０が反時計回り方向に回転させられる。このとき、前記伝達歯車６０は前記規制孔６４の他方の端部６４ｂが、前記規制軸５５に当接するまで回転させられる。これにより、前記伝達歯車６０の小歯車６３が前記ラック部４１ｂを駆動するため、前記可動部材４０がＸ１方向に移動させられる。すなわち、前記ピニオン歯車７３、伝達歯車６０およびラック部４１ｂは、前記駆動モータ７０が発生した動力を前記可動部材４０に伝える伝達機構として機能している。

そして、図６Ｂに示すように、可動部材４０がＸ１方向に移動させられると、前記シャッター装置Ａは前記固定部材３０側の閉塞部３３ｂと前記可動部材４０側の閉塞部４３ｂとが重なり、且つ固定部材３０側の開口スリット３３ａと可動部材４０側の開口スリット４３ａとが重なる開放状態（開放位置）に自動的に設定させられる。よって、前記開口スリット３３ａおよび開口スリット４３ａを通して、外部の空気を前記燃料電池２０のケース２１内に導くこと（給気）、およびケース２１内の空気を外部に排出すること（排気）ができる。すなわち、燃料電池２０のケース２１内の通気性を高めることが可能となる。

このとき同時に、図７に一点鎖線で示すように、前記可動部材４０の押圧部４１ｃがＸ１方向に移動するため、前記第１のスイッチ８２のアクチュエータ８２ａがＯＦＦ状態に切り換えられ、且つ第２のスイッチ８３がＯＮ状態に切り換えられる。よって、前記制御部は、前記第１，第２のスイッチ８２，８３の状態の切り換わりを検知することにより、前記可動部材４０が閉鎖位置から開放位置に移動したこと、すなわち前記シャッター装置Ａの動作状態が閉鎖状態から開放状態に変更されたこと把握することが可能となっている。

（シャッター装置の閉鎖動作）
次に、ＰＣ１０がシャットダウンさせられた場合について説明する。

ＰＣ１０がシャットダウンさせられると、前記燃料電池２０からＰＣ本体部１１への電力の供給が停止させられるが、ＰＣ１０は電力の供給が完全に停止される前に前記駆動ドライバから前記駆動モータ７０に電力を与えて、前記ピニオン歯車７３を有する回転軸７２を前記開放動作のときとは逆方向に回転させる。

すなわち、図４Ｂの状態において前記伝達歯車６０が時計回り方向に回転させられるように、前記駆動モータ７０は回転させられる。

このとき、前記伝達歯車６０の小歯車６３が前記ラック部４１ｂを駆動するため、前記可動部材４０がＸ２方向に移動させられる。よって、前記シャッター装置Ａを図６Ａに示す初期状態、すなわち閉鎖状態に自動的に設定させることができる。これにより、ＰＣ１０が停止した後であっても、塵埃等がシャッター装置Ａの開口スリット３３ａおよび開口スリット４３ａを通って前記燃料電池２０のケース２１内へ侵入することを確実に防止することが可能となる。

なお、シャッター装置Ａが閉鎖状態（閉鎖位置）に設定されると、前記第１，２のスイッチ８２，８３は初期状態、すなわち前記第１のスイッチ８２はＯＮ状態、第２のスイッチ８３はＯＦＦ状態に設定される（図７の実線参照）。よって、制御部は、前記シャッター装置Ａの動作状態が開放状態から閉鎖状態に変更されたことを把握することができる。

ここで、前記ピニオン歯車７３は、上記のように三条ねじが使用されているため、前記ピニオン歯車７３が１回転させられるときのねじ送り量Ｌは、一条ねじに比較して３倍となる。このため、前記ピニオン歯車７３をわずかに回転させるだけで前記伝達歯車６０を図４Ａの状態から図４Ｂの状態へ、またその逆に図４Ｂの状態の状態から図４Ａの状態へ移行させることが可能である。すなわち、少ない電力を前記駆動モータ７０に与えるだけで、前記シャッター装置Ａを図６Ａの閉鎖状態（閉鎖位置）から図６Ｂの開放状態（開放位置）へ、またその逆に前記開放状態（開放位置）から前記閉鎖状態（閉鎖位置）に設定することができる。

ところで、何らかの原因により、駆動モータ７０への電力の供給が遮断されたり、あるいは駆動モータ７０自体の故障などにより、駆動モータ７０が動作しなくなると、シャッター装置Ａを開閉動作させることが不能となる。この場合、ケース２１内へ塵埃が侵入しやすくなったり、あるいはケース２１内へ空気の出入りが遮断させられてしまう不具合が生じることとなる。

しかし、本願発明ではピニオン歯車７３は三条ねじで形成されているため、ねじの中心線Ｏ−Ｏに対するねじ山７３ａの傾斜角度θが、一条ねじに比較して緩い（小さい）。このため、外部から力を与えて伝達歯車６０を回転させると、前記伝達歯車６０のギヤ歯が前記ピニオン歯車７３のねじ山７３ａを押圧する力によって前記ピニオン歯車７３を回転させることが可能となっている。

しかも、外部から力を与えて前記可動部材４０を強制的にＸ１又はＸ２方向に移動させると、前記ラック部４１ｂからの力が前記小歯車６３を回転させるため、前記伝達歯車６０を時計回り方向および反時計回り方向に回転させることが可能である。

前記可動部材４０を強制的にＸ１又はＸ２方向させる方法としては、例えば図８Ａ，Ｂに示すような方法がある。

すなわち、このシャッター装置Ａでは、図８Ａに示すように、前記操作凸部４６をＸ１方向に押すと、前記可動部材４０をＸ１方向に移動させることができるため、前記図６Ｂ同様の開放状態に設定することが可能となる。また図８Ｂに示すように、前記操作凸部４６をＸ２方向に押すと、前記可動部材４０をＸ２方向に移動させることができるため、前記図６Ｂ同様の開放状態に設定することが可能である。

このように、上記本願発明では駆動モータ７０に起動しないような状態であっても、手動によりシャッター装置Ａの開閉動作を行わせることができる。よって、燃料電池２０内への塵埃の侵入防止をすることができるとともに、給気および排気のための流通経路を確保することが可能である。

本発明の実施の形態としてＰＣと前記ＰＣに搭載された燃料電池用のシャッター装置を示す斜視図、 シャッター装置を構成する部材を示し、Ａは固定部材の平面図、Ｂは可動部材の平面図、 シャッター装置の駆動手段の構成を示す分解斜視図、 駆動手段の動作を高さ方向（Ｚ２方向）から見た平面図であり、Ａは閉鎖状態（初期状態）、Ｂは開放状態、 ピニオン歯車を示す平面図、 シャッター装置の動作を図示Ｙ１方向から見た場合の平面図であり、Ａは閉鎖状態（初期状態）、Ｂは開放状態、 検出手段の動作を示すシャッター装置の部分平面図、 図６Ａ，Ｂを矢印方向から見た場合の部分断面図を示しており、Ａは閉鎖状態（初期状態）、Ｂは開放状態、 特許文献１に図２として記載されている燃料電池装置の斜視図、

符号の説明

１０ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
１１ ＰＣ本体部
２０ 燃料電池
２１ ケース
２２ 開口部（給気口又は排気口）
３０ 固定部材
３１ 固定側始端部
３１Ａ 前面部
３１ａ 薄肉部
３２ 固定側終端部
３３ 固定側スリット部
３３ａ 開口スリット
３３ｂ 閉塞部
３６ 長孔
４０ 可動部材
４１ 可動側始端部
４１ａ 長孔
４１ｂ ラック部
４１ｃ 押圧部
４２ 可動側終端部
４３ 可動側スリット部
４３ａ 開口スリット
４３ｂ 閉塞部
４６ 操作凸部
５０ 駆動手段
５１ 取付け部材
５３ モータ取付面
５４ 軸
５５ 規制軸
６０ 伝達歯車
６２ 部分歯車
６３ 小歯車
６４ 規制孔
７０ 駆動モータ
７３ ピニオン歯車
７３ａ ピニオン歯車のねじ山
８０ 検出手段
８１ 基板
８２ 第１のスイッチ
８３ 第２のスイッチ
Ａ シャッター装置

Claims (5)

1. 給気口又は排出口として機能する開口部を開閉することにより、空気の給排と遮断とを行う燃料電池用のシャッター装置であって、
   前記開口部に開閉自在に設けられた開閉部材と、前記開閉部材を開放位置および閉鎖位置に設定する駆動手段と、前記開放位置と閉鎖位置とを検出する検出手段とを備えたことを特徴とする燃料電池用のシャッター装置。
2. 前記開閉部材は、複数のスリットと閉塞部とを交互に備えた固定部材と、同じく複数のスリットと閉塞部とを交互に備えた可動部材とを備えており、前記可動部材が前記固定部材に対して摺動自在に設けられている請求項１記載の燃料電池用のシャッター装置。
3. 前記駆動手段は、可動部材に形成されたラック部と、駆動モータと、前記駆動モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と、前記ピニオン歯車に噛み合って前記駆動モータの動力を前記ラック部に伝達する伝達歯車と、を備えている請求項１または２記載の燃料電池用のシャッター装置。
4. 前記ピニオン歯車として、多条ねじが用いられている請求項３記載の燃料電池用のシャッター装置。
5. 前記開閉部材に、前記駆動手段と検出手段が一体に組み付けられてユニット化されており、前記開口部に対し着脱自在とされている請求項１ないし４のいずれか記載の燃料電池用のシャッター装置。

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