JP2006278271A - 燃料電池式携帯機器の燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ポンプ等を用いる必要のない簡単な構造で、携帯機器に燃料を容易且つ確実に供給し得ると共に、誤操作による燃料の漏れを防止し得、更にコストアップも回避し得る燃料電池式携帯機器の燃料供給装置を提供する。
【解決手段】携帯機器１を着脱自在なホルダ２に、燃料用カートリッジ３を昇降自在に配設し、該燃料用カートリッジ３の底部に、携帯機器１の燃料供給孔に接続可能な燃料注入ノズル５を突設し、前記ホルダ２に携帯機器１を装着する際に前記燃料用カートリッジ３をホルダ２内に納められた格納位置から燃料供給位置へ上昇させるリフト手段６を、前記ホルダ２内に配設し、前記リフト手段６により燃料用カートリッジ３を燃料供給位置に上昇させた際、前記燃料注入ノズル５がホルダ２のスリット部７から露出して前記ホルダ２に装着される携帯機器１の燃料供給孔に接続可能となるよう構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池を搭載した携帯電話、ＰＤＡ、カメラ等の燃料電池式携帯機器の燃料供給装置に関するものである。

一般に、燃料電池は、水の電気分解とは逆に水素と酸素を結合させて、その時に発生する電気と熱を取り出すものであり、その発電効率の高さや環境への適合性から、家庭用燃料電池コージェネレーションシステムや燃料電池自動車としての開発が盛んに行われているが、近年、携帯電話やデジタルカメラ等の携帯機器の駆動源として燃料電池を用いることが提案され、実現されつつある。因みに、燃料電池は、従来のリチウムイオン電池等のバッテリーと比較して、外出先での長時間の駆動を可能にするというメリットがあり、その試作品等も公開されている。

ところで、携帯機器に搭載する燃料電池としては、例えば、メタノール水溶液等の液体燃料を直接供給する直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）がある。

ここで、前記燃料電池を電源として利用する携帯電話の場合、そのサイズがあまり大きくならないように、内蔵される燃料容器の容量を必要最小限にする必要があるが、携帯電話で例えば二時間程度の通話を行うためには、およそ１８［ｃｃ］程度の容量を持つ燃料容器が必要となる。

しかし、近年の携帯電話では、ゲームを楽しんだり、インターネットに接続したりすることも多く、しかも、今後は地上波デジタルテレビを視聴したりすることも予想され、長時間の使用機会が増えることは確実となっており、このため、携帯電話の使用者は、メタノール水溶液等の燃料を携帯電話に頻繁に補充する必要がある。

ここで、前記メタノール水溶液等の燃料の補充については様々な装置が考えられているが、その一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献１があり、該特許文献１に記載された燃料供給装置は、携帯電話のアクセサリーとして用いられるストラップにスポイト付きの予備燃料容器を設け、該予備燃料容器内に充填された燃料を必要に応じてスポイトで吸い上げて携帯電話に注入するようにしたものである。
特許第３５５０３９６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された燃料供給装置の場合、予備燃料容器内に充填された燃料をスポイトで一旦吸い上げてから携帯電話に注入しなければならず、手間がかかると共に、燃料をこぼして衣服等に付着させてしまう虞もあった。

又、ポンプ等を使い燃料を携帯電話に供給することも可能ではあるが、この場合、ポンプ等の余分な機器が必要となり、コストアップにつながるという不具合を有していた。

本発明は、斯かる実情に鑑み、ポンプ等を用いる必要のない簡単な構造で、携帯機器に燃料を容易且つ確実に供給し得ると共に、誤操作による燃料の漏れを防止し得、更にコストアップも回避し得る燃料電池式携帯機器の燃料供給装置を提供しようとするものである。

本発明は、携帯機器を着脱自在なホルダと、
該ホルダ内に納まるように昇降自在に配設される燃料用カートリッジと、
該燃料用カートリッジの底部から突設され且つ携帯機器の燃料供給孔に接続可能な燃料注入ノズルと、
前記ホルダに携帯機器を装着する際に前記燃料用カートリッジをホルダ内に納められた格納位置から燃料供給位置へ上昇させるリフト手段と
を備え、
前記リフト手段により燃料用カートリッジを燃料供給位置に上昇させた際、前記燃料注入ノズルがホルダから露出して前記ホルダに装着される携帯機器の燃料供給孔に接続可能となるよう構成したことを特徴とする燃料電池式携帯機器の燃料供給装置にかかるものである。

前記リフト手段は、燃料用カートリッジを付勢して格納位置から燃料供給位置へ上昇させるようホルダ内に配設される弾性部材と、
該弾性部材の付勢力に抗して燃料用カートリッジを格納位置にロックする一方、ホルダに携帯機器を装着する際には前記ロックが解除されるようにしたロック機構とを含むことができる。

又、前記リフト手段は、燃料用カートリッジに上下方向へ延びるように取着されたラックと、
該ラックに噛合するようにホルダに回転自在に配設されたピニオンと、
ホルダに携帯機器を装着する際に前記ピニオンを回転させて前記燃料用カートリッジを格納位置から燃料供給位置へ上昇させる駆動機構とを含むこともできる。

本発明の燃料電池式携帯機器の燃料供給装置によれば、ポンプ等を用いる必要のない簡単な構造で、携帯機器に燃料を容易且つ確実に供給し得ると共に、誤操作による燃料の漏れを防止し得、更にコストアップも回避し得るという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１〜図６は本発明を実施する形態の一例であって、携帯機器１を着脱自在で且つ卓上等に設置可能なホルダ２に、該ホルダ２内に納まるように燃料用カートリッジ３を昇降自在に配設し、該燃料用カートリッジ３の底部に、携帯機器１の燃料供給孔４に接続可能な燃料注入ノズル５を突設し、前記ホルダ２に携帯機器１を装着する際に前記燃料用カートリッジ３をホルダ２内に納められた格納位置から燃料供給位置へ上昇させるリフト手段６を、前記ホルダ２内に配設し、前記リフト手段６により燃料用カートリッジ３を燃料供給位置に上昇させた際、前記燃料注入ノズル５がホルダ２のスリット部７から露出して前記ホルダ２に装着される携帯機器１の燃料供給孔４に接続可能となるよう構成したものである。

本図示例の場合、前記ホルダ２は、図１〜図５に示す如く、中空箱型部材の上面から前面にかけての部分に、携帯機器１が嵌め込まれる凹部８を形成し、該凹部８における携帯機器１の背面９が当接する面を所要角度で後方へ傾く傾斜面１０とし、該傾斜面１０の後方位置に、前記燃料用カートリッジ３が納まる格納空間１１を形成すると共に、前記傾斜面１０の上部に、前記燃料用カートリッジ３の上昇に伴って燃料注入ノズル５が露出可能なスリット部７を形成した構造としてある。

そして、前記ホルダ２の格納空間１１内に、前記燃料用カートリッジ３を付勢して格納位置から燃料供給位置へ上昇させるための圧縮コイルスプリング等の弾性部材１２と、該弾性部材１２の付勢力に抗して燃料用カートリッジ３を格納位置にロックする一方、ホルダ２に携帯機器１を装着する際には前記ロックが解除されるようにしたロック機構１３とを配設することにより、前記リフト手段６を構成してある。

ここで、前記ロック機構１３は、前記燃料用カートリッジ３の前面下部にロック溝１４を設け、前記ホルダ２の格納空間１１内底部に、支持軸１５を中心として回動自在で且つその先端爪部１６が前記ロック溝１４に係合・離脱可能なロック部材１７を配設し、該ロック部材１７の前記先端爪部１６と反対側の部分を、前記支持軸１５による支持点から緩やかに湾曲させるように前方へ向け延出せしめ、その延出端に形成したスイッチ部１８を、前記ホルダ２の凹部８における携帯機器１の下面１９が当接する底面２０に穿設されたスイッチ用開口２１から突出させると共に、該スイッチ用開口２１からスイッチ部１８を突出させる方向へ付勢する圧縮コイルスプリング等の弾性体２２を、前記スイッチ部１８の下側に設置してなる構成を有している。

尚、前記燃料用カートリッジ３の上面には、燃料補給蓋２３によって開閉される燃料補給口を設けてある。

又、前記燃料注入ノズル５は、図６に示す如く、前記燃料用カートリッジ３の底部から、上面基端部に空気排出孔２４が穿設された外筒２５を突設し、該外筒２５の内部に内筒２６をグランドパッキン２７を介して軸線方向へスライド自在に配設し、該内筒２６の基端に、内筒２６より大径の燃料流入チャンバ２８を取り付け、該燃料流入チャンバ２８の前記グランドパッキン２７側のフランジ部２９に、前記燃料用カートリッジ３内と燃料流入チャンバ２８内とを連通させる複数の燃料流入孔３０を穿設し、該燃料流入孔３０を閉塞可能なＯリング３１を、前記グランドパッキン２７とフランジ部２９との間に介在せしめると共に、前記燃料用カートリッジ３内底部における所要箇所に突設したストッパ３２と前記燃料流入チャンバ２８との間に、前記フランジ部２９をＯリング３１に押し付けて燃料流入孔３０を閉塞する方向へ付勢する圧縮コイルスプリング等の弾性体３３を介在せしめてなる構成を有している。

次に、上記図示例の作用を説明する。

先ず、ホルダ２に携帯機器１を装着していない通常の状態では、図１及び図３（ａ），（ｂ）に示す如く、リフト手段６のロック機構１３におけるロック部材１７の先端爪部１６がロック溝１４に係合し、圧縮コイルスプリング等の弾性部材１２が押し縮められた状態に保持されているため、燃料用カートリッジ３は、前記弾性部材１２の付勢力に抗して格納位置にロックされている。

この時、前記燃料用カートリッジ３の底部に設けられている燃料注入ノズル５は、ホルダ２内の格納空間１１に隠れており、ユーザーが触れたりすることはできず、しかも、図６（ａ）に示す如く、弾性体３３の付勢力により燃料流入チャンバ２８のフランジ部２９がＯリング３１を押しつぶすように該Ｏリング３１に密着し、燃料流入孔３０が塞がれているため、前記燃料注入ノズル５から燃料が漏れる心配はない。

一方、図１及び図３（ａ），（ｂ）に示す状態から図２及び図４（ａ），（ｂ）に示す如く、前記ホルダ２の凹部８に対し携帯機器１を、その下面１９が底面２０に当接するように置いてやると、前記ロック部材１７のスイッチ部１８が弾性体２２の付勢力に抗してスイッチ用開口２１の内側に埋没し、前記ロック部材１７が支持軸１５を中心として回動し、その先端爪部１６がロック溝１４から離脱し、前記ロックが解除されて、前記弾性部材１２の付勢力により燃料用カートリッジ３が格納位置から燃料供給位置へ上昇し、前記燃料注入ノズル５がスリット部７から露出する。

続いて、前記携帯機器１をその背面９が傾斜面１０に当接するように倒すと、図５（ａ），（ｂ）に示す如く、該携帯機器１の燃料供給孔４が前記燃料注入ノズル５に接続される。このように携帯機器１の燃料供給孔４が燃料注入ノズル５に接続されると、図６（ｂ）に示す如く、弾性体３３の付勢力に抗して内筒２６と燃料流入チャンバ２８とがスライドし、燃料流入孔３０がＯリング３１から離反して開放され、前記燃料用カートリッジ３内の燃料が燃料流入孔３０から燃料流入チャンバ２８内を経て内筒２６内へ流れ込み、携帯機器１の燃料供給孔４へ導かれ、該携帯機器１の燃料容器（図示せず）内へ供給されると共に、該燃料容器内の空気が前記内筒２６と外筒２５の間の空間を流れ、外筒２５に穿設された空気排出孔２４から外部へ放出される。

尚、前記携帯機器１への燃料の供給が完了した後、該携帯機器１を燃料注入ノズル５から引き離すようにしつつ前記ホルダ２の凹部８から取り外すと、前記燃料注入ノズル５は、再び、図６（ａ）に示す如く、弾性体３３の付勢力により燃料流入チャンバ２８のフランジ部２９がＯリング３１を押しつぶすように該Ｏリング３１に密着し、燃料流入孔３０が塞がれた状態に復帰する。そして、前記燃料用カートリッジ３を弾性部材１２の付勢力に抗して押し込むようにすると、リフト手段６のロック機構１３におけるロック部材１７の先端爪部１６が再びロック溝１４に係合し、燃料用カートリッジ３は、図１及び図３（ａ），（ｂ）に示す如く、前記弾性部材１２の付勢力に抗して格納位置にロックされた状態に戻る。

この結果、特許文献１に記載された燃料供給装置のように、予備燃料容器内に充填された燃料をスポイトで一旦吸い上げてから携帯電話に注入しなくて済み、手間がかからなくなると共に、燃料をこぼして衣服等に付着させてしまう心配もなく、又、ポンプ等の余分な機器も全く不要となる。

こうして、ポンプ等を用いる必要のない簡単な構造で、携帯機器１に燃料を容易且つ確実に供給し得ると共に、誤操作による燃料の漏れを防止し得、更にコストアップも回避し得る。

図７〜図１０は本発明を実施する形態の他の例であって、図中、図１〜図６と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図１〜図６に示すものと同様であるが、リフト手段６の構成を変えたものである。

即ち、燃料用カートリッジ３の前面両端部に、上下方向へ延びるラック３４を取り付け、ホルダ２内の格納空間１１上部所要箇所に、前記ラック３４に噛合するようピニオン３５を回転自在に配設すると共に、ホルダ２に携帯機器１を装着する際に前記ピニオン３５を回転させて燃料用カートリッジ３を格納位置から燃料供給位置へ上昇させる駆動機構３６を装備することにより、リフト手段６を構成したものである。

前記ピニオン３５は、図１０に示す如く、その軸線方向中央部にワイヤ３７を巻き取り・繰り出し自在なドラム部３８を形成してあり、又、図７〜図９に示す如く、前記ホルダ２の凹部８における両方の側面には、上下方向へ延びるガイド溝３９を形成し、該ガイド溝３９に沿ってスライドプレート４０を昇降自在に配設してあり、前記ピニオン３５のドラム部３８から繰り出されたワイヤ３７を、ワイヤ掛軸４１に掛け回して前記スライドプレート４０の基軸部４２に連結することにより、前記駆動機構３６を構成してある。

尚、前記ホルダ２内の格納空間１１底部には、燃料用カートリッジ３が設置される台部４３を形成してある。

図７〜図１０に示す例においては、先ず、ホルダ２に携帯機器１を装着していない通常の状態では、図７（ａ），（ｂ）に示す如く、リフト手段６の駆動機構３６におけるスライドプレート４０はガイド溝３９の上端部に位置しており、燃料用カートリッジ３は、台部４３上に載置され格納位置に保持されている。

この時、前記燃料用カートリッジ３の底部に設けられている燃料注入ノズル５は、ホルダ２内の格納空間１１に隠れており、ユーザーが触れたりすることはできず、しかも、図６（ａ）に示す如く、弾性体３３の付勢力により燃料流入チャンバ２８のフランジ部２９がＯリング３１を押しつぶすように該Ｏリング３１に密着し、燃料流入孔３０が塞がれているため、前記燃料注入ノズル５から燃料が漏れる心配はない。

一方、図７（ａ），（ｂ）に示す状態から図８（ａ），（ｂ）に示す如く、前記ホルダ２の凹部８に対し携帯機器１を、その下面１９がスライドプレート４０上面に当接するように置いてやると、該スライドプレート４０がガイド溝３９に沿って下降し、ピニオン３５のドラム部３８に巻き取られているワイヤ３７が繰り出されることにより、ピニオン３５が回転し、該ピニオン３５と噛み合うラック３４を有する燃料用カートリッジ３が格納位置から燃料供給位置へ上昇し、前記燃料注入ノズル５がスリット部７から露出する。

続いて、前記携帯機器１をその背面９が傾斜面１０に当接するように倒すと、図９（ａ），（ｂ）に示す如く、該携帯機器１の燃料供給孔４が前記燃料注入ノズル５に接続される。このように携帯機器１の燃料供給孔４が燃料注入ノズル５に接続されると、図６（ｂ）に示す如く、弾性体３３の付勢力に抗して内筒２６と燃料流入チャンバ２８とがスライドし、燃料流入孔３０がＯリング３１から離反して開放され、前記燃料用カートリッジ３内の燃料が燃料流入孔３０から燃料流入チャンバ２８内を経て内筒２６内へ流れ込み、携帯機器１の燃料供給孔４へ導かれ、該携帯機器１の燃料容器（図示せず）内へ供給されると共に、該燃料容器内の空気が前記内筒２６と外筒２５の間の空間を流れ、外筒２５に穿設された空気排出孔２４から外部へ放出される。

尚、前記携帯機器１への燃料の供給が完了した後、該携帯機器１を燃料注入ノズル５から引き離すようにしつつ前記ホルダ２の凹部８から取り外すと、前記燃料注入ノズル５は、再び、図６（ａ）に示す如く、弾性体３３の付勢力により燃料流入チャンバ２８のフランジ部２９がＯリング３１を押しつぶすように該Ｏリング３１に密着し、燃料流入孔３０が塞がれた状態に復帰する。そして、前記燃料用カートリッジ３は、自重により下降し、これに伴って下降するラック３４によりピニオン３５が前述と反対方向へ回転し、該ピニオン３５のドラム部３８にワイヤ３７が巻き取られ、スライドプレート４０がガイド溝３９に沿って上昇し、図７（ａ），（ｂ）に示す如く、前記燃料用カートリッジ３は、台部４３上に載置され格納位置に保持された状態に戻る。

こうして、図７〜図１０に示す例の場合にも、図１〜図６に示す例の場合と同様に、ポンプ等を用いる必要のない簡単な構造で、携帯機器１に燃料を容易且つ確実に供給し得ると共に、誤操作による燃料の漏れを防止し得、更にコストアップも回避し得る。

尚、本発明の燃料電池式携帯機器の燃料供給装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を実施する形態の一例においてホルダに携帯機器を装着していない状態を示す斜視図である。 本発明を実施する形態の一例においてホルダに携帯機器を装着した状態を示す斜視図である。 本発明を実施する形態の一例においてホルダに携帯機器を装着していない状態を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明を実施する形態の一例においてホルダに携帯機器を装着した状態を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明を実施する形態の一例においてホルダに携帯機器を装着し更に該携帯機器の燃料供給孔を燃料注入ノズルに接続した状態を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明を実施する形態の一例における燃料注入ノズルを示す拡大断面図であって、（ａ）は燃料注入ノズルに携帯機器の燃料供給孔を接続していない状態を示す拡大断面図、（ｂ）は燃料注入ノズルに携帯機器の燃料供給孔を接続した状態を示す拡大断面図である。 本発明を実施する形態の他の例においてホルダに携帯機器を装着していない状態を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明を実施する形態の他の例においてホルダに携帯機器を装着した状態を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明を実施する形態の他の例においてホルダに携帯機器を装着し更に該携帯機器の燃料供給孔を燃料注入ノズルに接続した状態を示す図であって、（ａ）は側断面図、（ｂ）は正面図である。 本発明を実施する形態の他の例におけるリフト手段を示す斜視図である。

符号の説明

１ 携帯機器
２ ホルダ
３ 燃料用カートリッジ
４ 燃料供給孔
５ 燃料注入ノズル
６ リフト手段
７ スリット部
１０ 傾斜面
１２ 弾性部材
１３ ロック機構
１４ ロック溝
１５ 支持軸
１６ 先端爪部
１７ ロック部材
１８ スイッチ部
３４ ラック
３５ ピニオン
３６ 駆動機構
３７ ワイヤ
３８ ドラム部
３９ ガイド溝
４０ スライドプレート
４１ ワイヤ掛軸

Claims (3)

1. 携帯機器を着脱自在なホルダと、
   該ホルダ内に納まるように昇降自在に配設される燃料用カートリッジと、
   該燃料用カートリッジの底部から突設され且つ携帯機器の燃料供給孔に接続可能な燃料注入ノズルと、
   前記ホルダに携帯機器を装着する際に前記燃料用カートリッジをホルダ内に納められた格納位置から燃料供給位置へ上昇させるリフト手段と
   を備え、
   前記リフト手段により燃料用カートリッジを燃料供給位置に上昇させた際、前記燃料注入ノズルがホルダから露出して前記ホルダに装着される携帯機器の燃料供給孔に接続可能となるよう構成したことを特徴とする燃料電池式携帯機器の燃料供給装置。
2. 前記リフト手段は、燃料用カートリッジを付勢して格納位置から燃料供給位置へ上昇させるようホルダ内に配設される弾性部材と、
   該弾性部材の付勢力に抗して燃料用カートリッジを格納位置にロックする一方、ホルダに携帯機器を装着する際には前記ロックが解除されるようにしたロック機構とを含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池式携帯機器の燃料供給装置。
3. 前記リフト手段は、燃料用カートリッジに上下方向へ延びるように取着されたラックと、
   該ラックに噛合するようにホルダに回転自在に配設されたピニオンと、
   ホルダに携帯機器を装着する際に前記ピニオンを回転させて前記燃料用カートリッジを格納位置から燃料供給位置へ上昇させる駆動機構とを含むことを特徴とする請求項１記載の燃料電池式携帯機器の燃料供給装置。

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