JP2007109443A - 携帯機器及び燃料カートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】衝撃が加わっても燃料電池の燃料が外部に漏れることを防止した携帯機器及び燃料カートリッジを提供する。
【解決手段】収納部１９には、燃料電池２６に燃料を供給する燃料カートリッジ２０が着脱自在に収納される。燃料カートリッジ２０は、本体２１が壁２１ａ，２１ｂで構成され、この二重壁構造内には、燃料を吸着する吸着剤２４が設けられている。また、収納部１９は、壁１９ａ，１９ｂで構成されており、この二重壁構造内には、同様に、吸着剤２４が設けられている。このため、燃料カートリッジ２０は、衝撃によって破損しても、吸着剤２４によって燃料が吸着されるので、本体２１の外部に漏れる燃料を低減できる。また、収納部１９が破損しても、同様に、吸着剤２４によって燃料が吸着されるため、カメラ本体の外部に燃料が漏れることを防止できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジ、及び燃料電池によって駆動される携帯機器に関する。

近年、携帯電話や、ノートパソコンや、デジタルカメラ等の携帯機器には、二次電池（例えば、リチウムイオン電池）が使用されている。しかし、このような携帯機器では、機器本体の高性能化、多機能化が進んでおり、消費電力が大きくなっている。このため、リチウムイオン電池等の二次電池では機器本体を長時間駆動することが難しく、リチウムイオン電池等の二次電池に代えて燃料電池を携帯機器の電源として用いることが考えられており、ノートパソコンのパームレストの下に燃料電池を搭載したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このように、燃料電池を携帯機器の電源として用いることによって、携帯機器の長時間駆動を実現することが可能であり、コンセントを使用せずに燃料を補充すれば、すぐに携帯機器が使用可能となるという利点もある。

このような携帯機器では、燃料が収納された燃料カートリッジと、この燃料カートリッジから供給される燃料によって電力を発生させる発電モジュール（燃料電池）とを備えており、燃料カートリッジが、燃料電池に対して着脱自在にされている。しかし、このような燃料カートリッジ内の燃料を全て使用し尽くすことは極めて困難であり、少量の燃料がカートリッジ内に残存した状態でカートリッジを廃棄して、新たなカートリッジと交換される。このため、少量の燃料が残存したカートリッジが廃棄されると、残存した燃料が自然界に放出されて環境汚染の原因になるという問題がある。

前述のような問題を解決するために、燃料カートリッジの壁面の一部を薄くし、注射器を貫通させて燃料を抜き取りやすくしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００４−１９２１７１号公報 特開２００５−１１６１３号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の燃料カートリッジでは、携帯機器を地面に落下させてしまった場合等に、機器本体へ衝撃が加わって燃料カートリッジが破損し、燃料漏れが発生する。このため、火災や火傷等の危険や、漏れ出した燃料によって環境汚染の原因になるという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、携帯機器に衝撃が加わっても燃料電池の燃料が機器本体の外部に漏れ出すことを防止した携帯機器、及び燃料カートリッジを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の携帯機器は、燃料電池によって駆動され、前記燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジが着脱自在に収納される収納部を有する携帯機器であり、前記収納部は、多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料をゲル化するゲル化剤が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の携帯機器は、前記収納部が多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料を吸着する吸着剤が設けられていることを特徴とするものである。

さらに、前記多重構造には、肉厚の薄い薄肉部が形成されており、この多重壁構造内は、真空にされていることが好ましい。

また、本発明の燃料カートリッジは、燃料電池に供給するための燃料が充填された燃料カートリッジであり、カートリッジ本体は、多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料をゲル化するゲル化剤、または前記燃料を吸着する吸着剤が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の携帯機器によれば、燃料カートリッジが収納される収納部を多重壁構造にして、この多重壁構造内に燃料をゲル化するゲル化剤を設けたので、衝撃が加わって燃料カートリッジが破損した場合でも、燃料電池の燃料が機器本体の外部へ漏れ出すことを防止できる。このため、火災や、火傷等を防止するとともに、環境汚染を防止できる。

また、収納部を多重壁構造にして、この多重壁構造内に燃料を吸着する吸着剤を設けたので、衝撃が加わって燃料カートリッジが破損した場合でも、同様に、燃料電池の燃料が機器本体の外部へ漏れ出すことを防止できる。

また、多重壁構造には、厚さの薄い薄肉部が形成され、多重壁構造内が真空にされているので、機器本体に衝撃が加わった時に、薄肉部が断裂するので、燃料カートリッジから漏れ出した燃料が、気圧の低い多重壁構造内に流れ込みやすくなり、多重壁構造内の吸着剤によって燃料が効率良く吸着される。このため、燃料が機器本体の外部に漏れ出すことを防止することができる。

また、本発明の燃料カートリッジは、多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料をゲル化するゲル化剤、または前記燃料を吸着する吸着剤が設けられているので、燃料カートリッジが破損した場合でも、カートリッジ本体の外部に燃料が流出することを防止できる。このため、燃料が機器本体の外部に漏れ出すことを防止することができる。

図１に示すデジタルカメラ１０は、略直方体形状のカメラ本体１１の前面に、撮影レンズ１２と、対物ファインダ窓１３と、ストロボ発光部１４とが設けられている。また、カメラ本体１１の上面には、シャッタボタン１５と、蓋１６とが設けられている。

さらに、カメラ本体１１の側面には、画像データが記憶されるメモリカードが着脱自在に装填されるスロット１７が設けられており、下面には、蓋１８が設けられている。また、カメラ本体１１の図示せぬ背面には、接眼ファインダ窓や、ＬＣＤ等が設けられている。

図２に示すように、蓋１６は、開閉自在にされており、この蓋１６を開放することにより、収納部１９が露呈される。この収納部１９には、燃料電池（図３参照）２６に対して燃料を供給する燃料カートリッジ２０が収納される。

燃料カートリッジ２０は、燃料（例えば、メタノールと水の混合物）が充填されている本体２１と、この燃料を燃料電池（図３参照）２６に流出させる流出部２２とで構成されている。燃料カートリッジ２０を収納部１９に収納する場合、流出部２２を鉛直下方に向けて収納部１９へ挿入し、下方に押圧した状態で、蓋１６を閉めることによって収納される。

収納部１９は、略円筒形状にされており、図３に示すように、壁１９ａ，１９ｂで構成され、二重壁構造にされている。これらの壁１９ａ，１９ｂ間には、燃料を吸着する吸着剤２４が多数設けられている。この吸着剤２４としては、例えば、燃料（メタノールと水の混合物）を吸着することが可能なオイル吸着マット等が使用される。また、燃料カートリッジ２０の本体２１も同様に、壁２１ａ，２１ｂで構成され、二重壁構造にされており、これらの壁２１ａ，２１ｂ間にも同様に、吸着剤２４が多数設けられている。

収納部１９内には、受け皿２５と、燃料電池２６と、水回収カートリッジ２７とが設けられている。受け皿２５は、燃料カートリッジ２０が収納部１９に収納された時に、流出部２２と当接する。

燃料電池２６は、メタノールと水との混合物を燃料として発電を行うダイレクトメタノール方式燃料電池である。この燃料電池２６は、燃料側電極（アノード）と、この燃料側電極と対向して配置された空気側電極（カソード）と、これらの電極間に設けられた電解質層とで構成されており、これらの電極は、例えば、白金合金で構成されている。

メタノールが燃料側電極（アノード）へ注入されると、白金に触れて分解され、水素イオン、電子、二酸化炭素が発生する。水素イオンは中央の電解質層を通って空気側電極へと移動し、空気中の酸素と反応して水になる。また、電子は端子を通って外部に電力として供給される。つまり、燃料は、メタノールと水との混合物であり、排出されるのは二酸化炭素と水である。

水回収カートリッジ２７は、燃料電池２６にて発生した水が貯められるタンクであり、収納部１９内に着脱自在に収納されている。水回収カートリッジ２７内の水が満タンになった場合、ユーザが、蓋１８を開放して、水回収カートリッジ２７を取り外した後、水を捨て、再び収納部１９内に収納させる。

燃料カートリッジ２０の流出部２２は、流出部本体３０と、開閉弁３１とを備えている。流出部本体３０には、本体２１に充填されている燃料を流出させる流路３２，３３が設けられている。開閉弁３０は、これらの流路３２，３３の本体２１側の開口３２ａ，３３ａを遮蔽する遮蔽位置（図４（Ａ）に示す位置）と、これらの開口３２ａ，３３ａを開放する開放位置（図４（Ｂ）に示す位置）との間で、鉛直方向（本体２１の長手方向と平行）に移動自在にされている。また、この開閉弁３１は、バネ３４によって遮蔽位置（図４（Ａ）に示す位置）に向けて付勢されており、燃料カートリッジ２０が収納部１９に収納されていない状態では、遮蔽位置にあり開口３２ａ，３３ａを遮蔽している。

次に、燃料カートリッジ２０を収納部１９に収納した時の作用を説明する。燃料カートリッジ２０が収納部１９に収納されると、開閉弁３１の先端部３１ａが受け皿２５に形成された凹部２５ａに挿入され、この凹部２５ａによって開閉弁３１が、鉛直上方に向けて押圧される。これにより、バネ３４の付勢力に抗して、開閉弁３１が開放位置（図４（Ｂ）に示す位置）に移動する。

この時、本体２１内に充填された燃料が、流路３２，３３内を流れて、下面に形成された開口３２ｂ，３３ｂを介して流出する。受け皿２５と燃料電池２６とは、２本のパイプ３５ａ，３５ｂが接続されており、開口３２ｂ，３３ｂから流出した燃料は、これらのパイプ３５ａ，３５ｂを介して燃料電池２６に供給される。

また、燃料電池２６には、内部で発生した水を排出するパイプ３６が設けられており、このパイプ３６には、水回収カートリッジ２７が着脱自在に接続されている。このため、燃料電池２６の内部で発生した水が、パイプ２６を介して水回収カートリッジ２７に排出される。なお、水回収カートリッジ２７を取り外した時に、パイプ２６から水が漏れるのを防止するために、パイプ２６に電磁弁等を設けても良い。

前述のように、燃料カートリッジ２０が収納部１９に収納された状態で、デジタルカメラ１０を落下させてしまった時に、本体２１が落下の衝撃で破損した場合でも、壁２１ａ，２１ｂ間に設けられた吸着剤２４によって燃料が吸着されるので、本体２１の外部に流出する燃料を低減できる。また、落下の衝撃で収納部１９が破損した場合でも、壁１９ａ，１９ｂ間に設けられた吸着剤２４によって燃料が吸着されるので、収納部１９からカメラ本体１１の外部に流出する燃料を防止することができる。

上記実施形態において、収納部１９、及び燃料カートリッジ２０の二重壁構造内に、燃料を吸着する吸着剤２４を設けた場合を例に説明したが、図５に示すように、収納部１９、及び燃料カートリッジ２０の二重壁構造内に、燃料をゲル化するゲル化剤４０を充填させても良い。なお、吸着剤２４の代わりにゲル化剤４０を用いる以外は、構成は変わらないので、同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

このように、二重壁構造内にゲル化剤４０を充填させた場合、本体２１が衝撃を受けて破損した時に、壁２１ａ，２１ｂ間に充填されたゲル化剤４０によって、燃料がゲル化されるので、本体２１の外部に燃料が流出しにくくなる。このため、収納部１９内に流出する燃料を低減できる。また、収納部１９が衝撃を受けて破損した場合でも、壁１９ａ，１９ｂ間に充填されたゲル化剤４０によって燃料がゲル化されるので、収納部１９の外部に燃料が漏れ出しにくくなる。このため、燃料カートリッジ２０が破損して、燃料が収納部１９内に漏れ出した場合でも、カメラ本体１１の外部に流出する燃料を防止することができる。

次に、収納部１９の変形例について説明する。収納部５０は、図６に示すように、壁５０ａ，５０ｂで構成され、二重壁構造にされている。壁５０ａ，５０ｂの表面は、凹凸が形成されており、壁５０ａの凹部と、壁５０ｂの凹部とが対面するように配置されている。

壁５０ａ，５０ｂの凹部は、凸部と比べて肉厚の薄い薄肉部であり、衝撃が加わった時に、お互いの凹部が対面する位置で断裂しやすくなっている。また、この壁５０ａ，５０ｂで形成される二重壁構造内は、真空にされており、吸着剤２４が多数設けられている。

収納部５０を上記構成にすることにより、衝撃によって燃料カートリッジ２０が破損した場合、収納部５０は、この衝撃によって薄肉部で断裂し、二重壁構造内は気圧が低いため、燃料が流入しやすい。また、二重壁構造内には吸着剤２４が設けられているので、この吸着剤２４によって燃料が吸着される。このため、燃料カートリッジ２０が破損して、燃料が収納部５０内に漏れ出した場合でも、カメラ本体１１の外部に燃料が流出することを防止できる。

なお、上記実施形態において、燃料カートリッジに充填される燃料が、メタノールと水の混合物である場合を例に説明したが、この燃料は、燃料電池の種類によって変更されるものであり、吸着剤やゲル化剤も燃料によって適宜種類を変更すれば良い。

また、上記実施形態において、収納部、及び燃料カートリッジの本体を二重壁構造にする場合を例に説明したが、二重壁に限らず、三重以上の多重壁構造にしても良い。

さらに、上記実施形態において、本発明をデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、燃料電池が使用される携帯機器であれば良く、例えば、携帯電話や、ノートパソコンや、ＰＤＡ等に本発明を適用しても良い。

デジタルカメラの構成を示す斜視図である。 燃料カートリッジが装填される収納部の位置を示す斜視図である。 二重壁構造内に吸着剤を設けた場合の収納部及び燃料カートリッジの構成を示す断面図である。 開閉弁の遮蔽位置及び開放位置を示す断面図である。 二重壁構造内にゲル化剤を充填した場合の収納部及び燃料カートリッジの構成を示す断面図である。 壁面に凹凸を有する二重壁構造内を真空にして、吸着剤を設けた場合の収納部及び燃料カートリッジの構成を示す断面図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ カメラ本体
１９，５０ 収納部
１９ａ，１９ｂ，２１ａ，２１ｂ，５０ａ，５０ｂ 壁
２０ 燃料カートリッジ
２４ 吸着剤
２６ 燃料電池
４０ ゲル化剤
５１，５２ 凹部

Claims (4)

1. 燃料電池によって駆動され、前記燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジが着脱自在に収納される収納部を有する携帯機器において、
   前記収納部は、多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料をゲル化するゲル化剤が設けられていることを特徴とする携帯機器。
2. 燃料電池によって駆動され、前記燃料電池に燃料を供給する燃料カートリッジが着脱自在に収納される収納部を有する携帯機器において、
   前記収納部は、多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料を吸着する吸着剤が設けられていることを特徴とする携帯機器。
3. 前記多重構造には、肉厚の薄い薄肉部が形成されており、この多重壁構造内は、真空にされていることを特徴とする請求項２記載の携帯機器。
4. 燃料電池に供給するための燃料が充填された燃料カートリッジにおいて、
   カートリッジ本体は、多重壁構造にされており、この多重壁構造内には、前記燃料をゲル化するゲル化剤、または前記燃料を吸着する吸着剤が設けられていることを特徴とする燃料カートリッジ。
   

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