JP2009070612A - 電子機器用容器及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化することができ、可搬性及び操作性が良好で、発電ユニットを搭載した電子機器の汎用性を高めることができる電子機器用容器及び電子機器を提供する
【解決手段】防水ケース１００は、燃料により発電する発電ユニット４を有する電子機器１と、酸素を発生し、発生した酸素を発電ユニット４に供給する酸素発生部２と、を収容する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器を収容する電子機器用容器及び電子機器に関する。

近年では、高いエネルギー利用効率を実現できる燃料電池についての研究・開発が盛んに行われており、めざましい進歩を遂げる小型電子機器（例えば、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ(Personal Digital Assistance、電子手帳等)用の電源としても注目されている。燃料電池は、燃料と大気中の酸素とを電気化学的に反応させて化学エネルギーから電気エネルギーを直接取り出すものであり、将来性に富む有望な電池であると位置づけられている。燃料電池には直接型と改質型があり、直接型は、アルコール類及びガソリンといった液体燃料を直接燃料電池の燃料極に供給して発電させるものであり、改質型は燃料を水素に改質して改質された水素を燃料極に供給するものである。
燃料電池は、燃料極と、酸素極と、燃料極と酸素極との間に狭持された電解質膜とを備える。燃料極に送られたガス中の水素と、酸素極に送られた空気中の酸素が、電解質膜を介して電気化学反応をすることにより電力が生じる。なお、電解質膜が水素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体電解質膜）の場合には、燃料極では下記電気化学反応式（１）のような反応が起き、燃料極で生成された水素イオンが電解質膜を透過し、酸素極では下記電気化学反応式（２）のような反応が起こる。
Ｈ_２→２Ｈ⁺+２ｅ^-・・・（１）
２Ｈ⁺+１／２Ｏ_２+２ｅ^-→Ｈ_２Ｏ・・・（２）
このように燃料電池で電力を得るためには、酸素極側に供給する酸素が必要で、酸素の供給手段として大気空気を用いるのが一般的である。例として、固体分子電解質膜（ＰＥＭＦＣ）の場合を挙げたが、直接メタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ）や固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）も同様に酸素を必要とし、その供給手段は大気を用いることが常用である。

ところで、前述の小型電子機器は、その携帯利便性から様々な場面で使用できることがユーザーから望まれている。携帯機器、特にビデオカメラやデジタルカメラにおいては、その使い方として水中撮影を行うことがある。カメラ本体を防水ケースで覆い、密閉封止し、外部から各種操作ボタンを操作可能な機能を防水ケースに持たせることで、水中でも撮影を楽しむことができる。
しかしながら、燃料電池システムを搭載した場合、酸化剤を外部から得る手段を講じなければ酸素を得ることができない。そこで、酸化剤を得る手段としてユーザーが潜水時に使用する空気タンクや浮力調整器から得る技術が知られている（特許文献１参照）。その他、酸化剤を得る手段として、燃料電池のケーシングに空気室が設けられた技術が知られている（特許文献２参照）。
特開２００４−８７２２３号公報 特開２００５−９２０７０号公報

しかしながら、上記特許文献１のように空気タンクや浮力調整器から空気を供給する場合、潜水用の道具を別途用意しなければならず、携帯機器という容易な可搬性や操作性が失われてしまうという問題がある。
一方、上記特許文献２のように空気室を設けた場合、水中撮影を行うことに対してコンパクトで容易であり、非常に有効な手段であるが、携帯機器を水中以外で使用する場合はわざわざ外部から得られる酸化剤を携帯機器の内部に空気室を実装することになり、燃料電池システムの体積効率が悪くなり、本来の燃料電池が有するメリットが無くなってしまうという問題がある。
以上のように、水中撮影など、特殊な使い方を行う場合には、リチウムイオン等の二次電池では防水ケースに注力すれば実現できる事項も、燃料電池を搭載した場合は防水ケースに入れるなど特別な手段を講じなければならず、非現実的である。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、小型化することができ、可搬性及び操作性が良好で、発電ユニットを搭載した電子機器の汎用性を高めることができる電子機器用容器及び電子機器を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、電子機器用容器において、
燃料により発電する発電部を有する電子機器と、
酸素を発生し、発生した酸素を前記発電部に供給する酸素発生部と、を収容することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電子機器用容器において、
防水性を有することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の電子機器用容器において、
前記発電部から排出される排出物及び前記酸素発生部で発生した酸素のうち余剰分の酸素を、前記電子機器用容器の外部に排出する排出部を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載の電子機器用容器において、
前記排出部は可撓性を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子機器用容器において、
前記酸素発生部は、過酸化水素水溶液と、その分解触媒とを備えることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項５に記載の電子機器用容器において、
前記分解触媒が、金属又は酸化物であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項５に記載の電子機器用容器において、
前記分解触媒が、二酸化マンガン、白金、パラジウム、タングステン、チタンのいずれか、もしくはそれらの合金であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子機器用容器において、
前記酸素発生部で発生した酸素を前記酸素発生部から排出する排出経路において、所定圧力に応じて前記電子機器用容器の外部に排出するよう調整する排出調整部を備えることを特徴とする。
請求項９の発明は、電子機器において、
燃料により発電する発電部を有する電子機器と、
酸素を発生し、発生した酸素を前記発電部に供給する酸素発生部と、
前記電子機器と、前記酸素発生部を収容する電子機器用容器と、
前記電子機器用容器内に前記電子機器が収容されることを検出する装着検知部を有することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項９に記載の電子機器において、
前記電子機器が前記電子機器用容器に装着されている場合に、前記酸素発生部から前記発電部を有する電子機器に酸素を供給し、
前記電子機器が前記電子機器用容器に装着されていない場合に、前記電子機器用容器の外部から前記発電部を有する電子機器に空気を供給するよう制御する制御部を有することを特徴とする。
請求項１１の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子機器用容器において、
前記電子機器は、デジタルカメラであることを特徴とする。
請求項１２の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子機器用容器において、
前記電子機器は、ビデオカメラであることを特徴とする。
請求項１３の発明は、請求項９又は１０に記載の電子機器において、
前記電子機器は、デジタルカメラであることを特徴とする。
請求項１４の発明は、請求項９又は１０に記載の電子機器において、
前記電子機器は、ビデオカメラであることを特徴とする。

本発明によれば、小型化することができ、可搬性及び操作性が良好で、電子機器の汎用性を高めることができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するための技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を実施形態及び図示例に限定するものではない。
[第一の実施の形態]
図１は、防水ケース１００内に電子機器１及び酸素発生部２が収容された状態を示した斜視図である。
防水ケース１００は、主に、透明で防水性を有するポリカーボネート樹脂等から形成されており、密閉状態を確保できるものである。防水ケース１００の上面には、排出管（排出部）１０１が接続されている。排出管１０１は可撓性を有し、例えばポリエチレン等の樹脂、アルミニウム合金等の金属、ポリエチレン等の樹脂の、三相構造の管から形成されているので、手曲げ加工も容易に行うことができ、自在に可動させることができる。また、排出管１０１の先端開口は気液分離膜１０２によって塞がれている。
気液分離膜１０２はその膜の表面に接触される液体に対してその膜の厚み方向へ透過させない液体遮断性を有するとともに、その表面に接触される気体に対してその膜の厚み方向へ透過させる気体透過性を有する。気液分離膜１０２としては、疎水性多孔質膜が好適であり具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、セルロースアセテートやセルローストリアセテートなどのセルロース系樹脂、ポリエーテルスルホンやポリスルホンなどのポリスルホン系樹脂等からなるものが挙げられる。

防水ケース１００内は、上下に仕切る仕切り板１０３が設けられており、上下に二つの空間１０３a，１０３bが形成されている。防水ケース１００の上側の空間１０３aには電子機器１が収容され、下側の空間１０３bには酸素発生部２が収容されている。また、上側の空間１０３aには、後述の発電ユニット４から排出される排出物を排出するための接続管１０４が収容され、接続管１０４は排出管１０１に接続されている。さらに、仕切り板１０３を貫通して酸素発生部２と電子機器１とを接続する酸素供給管１０５が設けられ、また、仕切り板１０３を貫通して酸素発生部２で発生した酸素のうち余剰の酸素を排出する接続管１０６が設けられている。
さらに、仕切り板１０３の電子機器１側を向く上面には、電子機器１側に突出する凸部５１が形成され、電子機器１の仕切り板１０３側を向く下面には凸部５１に嵌合する凹部５２が形成されている。これら凸部５１及び凹部５２によって防水ケース１００への電子機器１の装着の有無の検出を行う装着検出部５が構成されている。

電子機器１は、自己発電機能及びデジタルカメラ機能を有するものであり、自己発電機能によって電子機器１の各部が動作する。なお、電子機器１のデジタルカメラ機能は周知の技術である。
電子機器１の筐体１１にはレンズ部１２及び表示部１３が取り付けられている。筐体１１の上面には電子機器１の電源ボタン１４及び操作ボタン１５が取り付けられている。操作ボタン１５は、防水ケース１００の外側に露出しており、電子機器１が防水ケース１００に収容された状態でユーザーが使用又は操作できるようになっている。
筐体１１内には、自己発電機能を有する発電ユニット４が収納されている（図１では図示略）。また、筐体１１の上面には排出孔１６が形成され、排出孔１６には接続管１０４が接続され、接続管１０４は防水ケース１００の上面に突出して設けられた排出管１０１に接続されている。また、この排出管１０１は、防水ケース１００内で酸素発生部２に接続された接続管１０６に接続されている。この接続管１０６は、圧力弁（排出調整部）１０７を介して排出管１０１に接続されている。酸素発生部２には、後述する操作部２３２が取り付けられており、操作部２３２は防水ケース１００の側面を貫通し、ユーザーが操作できるようになっている。

次に、発電ユニット４、酸素発生部２及び装着検出部５についての機能を説明する。
図２は、電子機器１、発電ユニット４及び酸素発生部２等の概略構成を示したブロック図である。
発電ユニット４は、燃料容器４１、反応部４２、発電セル４３、第一の加湿器４４、第二の加湿器４５、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６、二次電池４７、制御部４８等を備えている。
燃料容器４１には、液体燃料（例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル）と水の混合液が貯留されている。また、この燃料容器４１は電子機器１の筐体１１に対して着脱可能とされており、燃料容器４１内の液体が無くなったら、燃料容器４１を交換することができる。

反応部４２は、燃料容器１から供給された燃料を気化させて燃料ガス（気化された燃料と水蒸気の混合気）を生成する気化器４２１と、化学反応式（３）に示すように気化器４２１から供給された燃料ガスを改質して改質ガスを生成する改質器４２２と、改質器４２２を加熱して化学反応式（３）の反応を良好に行うために必要な温度に設定する触媒燃焼器４２３と、化学反応式（３）についで逐次的に起こる化学反応式（４）によって微量に副成される一酸化炭素ＣＯを、化学反応式（５）に示すように酸化させて除去する一酸化炭素除去器４２４とを備えている。また、気化器４２１、触媒燃焼器４２３及び一酸化炭素除去器４２４を加熱する電気ヒータとして機能するとともにこれらの温度を測定する温度計としても機能するヒータ兼温度計（図示しない）とを備えている。
ＣＨ_３ＯＨ＋Ｈ_２Ｏ→３Ｈ_２＋ＣＯ_２・・・（３）
Ｈ_２＋ＣＯ_２→Ｈ_２Ｏ＋ＣＯ・・・（４）
２ＣＯ＋Ｏ_２→２ＣＯ_２・・・（５）

第一の加湿器４４は、一酸化炭素除去器４２４で一酸化炭素が除去された改質ガスを加湿して、発電セル４３のアノードに供給する。
第二の加湿器４５は、空気ポンプＰ２から供給された空気を加湿して、発電セル４３のカソードに供給する。

発電セル４３は、触媒微粒子を担持したアノードと、触媒微粒子を担持したカソードと、アノードとカソードとの間に介在されたフィルム状の固体高分子電解室膜とを備えている。発電セル４３のアノードには、一酸化炭素除去器４２４を通った改質ガスが供給され、発電セル４３のカソードには、後述の空気ポンプＰ２によって外部から空気が供給される。アノードにおいては、改質ガス中の水素が、下記電気化学反応式（６）に示すように、アノードの触媒微粒子の作用を受けて水素イオンと電子とに分離する。水素イオンは固体高分子電解質膜を通じてカソードに伝導し、電子はアノードにより電気エネルギー（発電電力）として取り出される。カソードにおいては、下記電気化学反応式（７）に示すように、カソードに移動した電子と、空気中の酸素と、固体高分子電解質膜を通過した水素イオンとが反応して水が生成される。そして、アノードで未反応の水素を含むオフガスは触媒燃焼器４２３に送られ、カソードで生成された水や未反応の空気は排出物として排出管１０１へ送られるようになっている。
Ｈ_２→２Ｈ^＋＋２ｅ⁻・・・（６）
２Ｈ^＋＋１／２Ｏ_２＋２ｅ⁻→Ｈ_２Ｏ・・・（７）

また、発電ユニット４は、燃料容器４１、反応部４２及び発電セル４３等の他に、燃料容器４１内の燃料を気化器４２１に供給する燃料ポンプＰ１と、外気から空気又は酸素発生部２から酸素を発電ユニット４中に導入する空気ポンプＰ２とを備えている。
燃料ポンプＰ１には、第一のバルブＶ１が接続され、第一のバルブＶ１には第一の流量計Ｆ１が接続されている。第一のバルブＶ１は、燃料ポンプＰ１と気化器４２１との間に設けられており、その開閉動作で燃料ポンプＰ１から気化器４２１への燃料の流通を遮断又は許容するようになっている。第一の流量計Ｆ１は第一のバルブＶ１と気化器４２１との間に設けられており、第一のバルブＶ１を通過した燃料の流量を測定するようになっている。
また、燃料ポンプＰ１と燃料容器４１との間には、燃料容器４１に貯蔵された燃料の残量検出を行う燃料残量センサＳが設けられている。燃料残量センサＳは、燃料容器４１に貯蔵された燃料の残量を測定し、その測定結果となる電気信号を制御部４８に出力する。

空気ポンプＰ２は、後述の酸素発生部２と、第二のバルブＶ２、第三のバルブＶ３及び第二の加湿器４５との間に設けられている。第二のバルブＶ２は、空気ポンプＰ２と触媒燃焼器４２３との間に設けられており、その開閉動作で空気ポンプＰ２から触媒燃焼器４２３への空気又は酸素の流通を遮断又は流量調整を行うようになっている。また、第三のバルブＶ３は、空気ポンプＰ２と一酸化炭素除去器４２４との間に設けられており、その開閉動作で空気ポンプＰ２から一酸化炭素除去器４２４への空気又は酸素の流通を遮断又は流量調整を行うようになっている。

制御部４８には、燃料ポンプＰ１及び空気ポンプＰ２がドライバＤ１，Ｄ２を介して電気的に接続されている。制御部４８は、例えば汎用のＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成されているもので、燃料ポンプＰ１及び空気ポンプＰ２に制御信号を送信し、燃料ポンプＰ１及び空気ポンプＰ２の各ポンピング動作（送出量の調整を含む。）を制御するようになっている。

また、制御部４８には、第一のバルブＶ１、第二のバルブＶ２及び第三のバルブＶ３がドライバＤ１１，Ｄ１２、Ｄ１３を介して電気的に接続され、また、第一の流量計Ｆ１、第二の流量計Ｆ２、第三の流量計Ｆ３も電気的に接続されている。制御部４８は、第一の流量計Ｆ１、第二の流量計Ｆ２、第三の流量計Ｆ３の測定結果を受けて燃料及び空気の流量を認識することができるとともに、第一のバルブＶ１、第二のバルブＶ２及び第三のバルブＶ３の開閉動作（開き量の調整を含む。）を制御することができるようになっている。

さらに、制御部４８には、気化器４２１、触媒燃焼器４２３及び一酸化炭素除去器４２４をそれぞれ加熱する電気ヒータがドライバＤ２１を介して電気的に接続されている。制御部４８は、電気ヒータの発熱量とその停止とを制御するとともに、温度によって変化する電気ヒータの抵抗値等の電気的特性を計測することによって気化器４２１、触媒燃焼器４２３及び一酸化炭素除去器４２４の各反応器の温度を検出することができるようになっている。電気ヒータは、反応部４２の起動時に気化器４２１、触媒燃焼器４２３及び一酸化炭素除去器４２４を加熱し、触媒燃焼器４２３が安定して加熱できるようになったら、停止あるいは熱量を低減させてもよい。

また、制御部４８には、燃料残量センサＳが電気的に接続されている。制御部４８は、燃料残量センサＳで測定された残量が所定量未満であれば、発電ユニット４を起動しない又は動作を停止し、残量が所定量以上であれば、発電ユニット４を起動する又は動作を維持するよう制御している。
また、制御部４８には、後述の装着検出部５の電極部５３，５４に電気的に接続されており、電子機器１側の電極部５４と防水ケース１００側の電極部５３との導通を検出し、導通を検出した場合には電子機器１を酸素供給モードとし、酸素発生部２における操作部２３２のＯＮ／ＯＦＦを検出する。両電極部５３，５４の導通を検出しない場合には電子機器１を大気モードとし、発電ユニット４を外気の空気で発電させるよう制御する。
また、制御部４８には、後述の酸素発生部２の操作部検出手段２３４と電気的に接続されており、操作部検出手段２３４が操作部２３２の操作を検出し、その検出情報を受けて、操作部２３２がＯＮであれば、酸素発生部２で発生させた酸素を用いることにより発電ユニット４の起動を開始させ、操作部２３２がＯＦＦであれば操作部２３２をＯＮにするように操作メッセージを電子機器１の表示部１３に表示する。

発電セル４３には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６が接続されており、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６には外部電源、つまり発電ユニット４から電力の供給を受けて作動可能な電子機器（負荷）１が接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４６は発電セル４３から出力された電圧を電子機器１の規格に応じて所定の電圧に変換して電子機器１に出力する装置であり、制御部４８に接続され、制御部４８は発電セル４３からＤＣ／ＤＣコンバータ４６に入力される入力電力を検出することができるようになっている。
さらに、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６には二次電池４７が接続されている。そして、例えば発電セル４３で得た余剰の電気エネルギーを蓄え、発電セル４３での電気エネルギーの生成が停止している場合に発電セル４３の代替として電子機器１に電力を供給できるようになっている。制御部４８や、各ドライバ、各センサ、反応部４２の電気ヒータは、起動時において、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６を介して二次電池４７の出力の一部によって電気的に駆動され、発電セル４３の出力が定常状態になったら、ＤＣ／ＤＣコンバータ４６を介して発電セル４３の出力の一部によって電気的に駆動される。

図３は、酸素発生部２を示した側断面図である。
酸素発生部２は酸素を発生させ、発生した酸素は空気ポンプＰ２を介して上述の触媒燃焼器４２３及び第二の加湿器４５に送られ、また、発生した酸素のうち余剰の酸素は接続管１０６及び圧力弁１０７を介して排出管１０１から防水ケース１００の外部に排出される。なお、圧力弁１０７は、接続管１０６内の圧力が所定圧力以上となった場合に自発的に開き、所定圧力を下回った場合に自発的に閉じる弁である。
酸素発生部２は、過酸化水素水タンク２１と、過酸化水素水分解触媒２２と、過酸化水素水分解触媒２２を過酸化水素水タンク２１に供給するための触媒供給部２３等を備えている。
過酸化水素水タンク２１は内部空間を有し、内部空間に過酸化水素水溶液２０が貯蔵されている。
過酸化水素水タンク２１は全体として箱状をなしており、例えばポリエチレン、ＰＴＦＥ、硬質塩化ビニル、などの樹脂材料や、ガラスやセラミックなど、高純度のアルミニウムやＳＵＳなどのステンレス鋼などの金属材料（硝酸や過酸化水素で、あらかじめ不活性化処理されているもの）などの何れかの材料で構成されるものである。

過酸化水素水タンク２１の内部空間には過酸化水素水溶液２０に接するように気液分離フィルター２４が収容されている。そして、過酸化水素水タンク２１の長手方向一端面で気液分離フィルター２４に対向する面には、その端面を貫通し、気液分離フィルター２４で分離された酸素が外部に排出されて、上述の発電ユニット４へ酸素を供給する供給孔２５が形成されている。供給孔２５は、上述の空気ポンプＰ２及び接続管１０６に接続されている。
気液分離フィルター１０４は供給孔２５を塞ぎ、その気液分離フィルター２４の表面に接触される液体に対してそのフィルター２４の厚み方向へ透過させない液体遮断性を有するとともに、その表面に接触される気体に対してそのフィルター２４の厚み方向へ透過させる気体透過性を有する。気液分離フィルター２４としては、過酸化水素水に対し不活性で、疎水性多孔質膜が好適であり、例えば、多孔質化処理されたＰＴＦＥなどが望ましい。

触媒供給部２３は、過酸化水素水タンク２１の長手方向他端面の上部分に形成されて、過酸化水素水溶液２０が貯蔵される内部空間に連通する連通路２３１と、連通路２３１に挿入されて前後に押圧自在な操作部２３２と、過酸化水素水溶液２０が貯蔵される内部空間を形成する上側内壁面に形成されて過酸化水素水分解触媒２２が貯蔵される貯蔵部２３３と、を備える。
操作部２３２は、その前後方向における略中央部分に過酸化水素水分解触媒２２が通過可能なスリット２３２aが形成されている。また、操作部２３２には操作部２３２が過酸化水素水タンク２１内へ押されたか否かを検出する操作部検出手段２３４が設けられている。操作部検出手段２３４としては、例えば、ピン押し型スイッチ等が挙げられ、制御部４８に電気的に接続されており、操作部２３２が押し込められると、押し型スイッチである操作部検出手段２３４を押し、操作部２３２が操作されたか検出することができる。
過酸化水素水分解触媒２２としては、例えば、金属、金属酸化物などを使用することができ、例えば、二酸化マンガン、白金、パラジウム、タングステン、チタン等、さらにはその合金等を使用することができ、微粒子とすることが好ましい。
操作部２３２が過酸化水素水タンク２１内へと押される前は、操作部２３２の前端部２３２bによって貯蔵部２３１が塞がれているため、貯蔵部２３１に貯蔵された過酸化水素水分解触媒２２は過酸化水素水溶液２０内に落下しないようになっている。操作部２３２が過酸化水素水タンク２１内へと押されることによって、操作部２３２が前方に移動し、スリット２３２aが貯蔵部２３１の下方に位置した時に、過酸化水素水分解触媒２２がスリット２３２aを通過して過酸化水素水溶液２０内に落下するようになっている。そして、過酸化水素水溶液２０内に落下した過酸化水素水分解触媒２２は、自発的に触媒反応によって過酸化炭素水溶液２０を分解し酸素を発生させる。過酸化水素水溶液２０がなくなるまで酸素は発生し続ける。発生した酸素は、気液分離フィルター２４を通過して供給孔２５から排出されて、空気ポンプＰ２を介して触媒燃焼器４２３や第二の加湿器４５へ供給される。このとき、接続管１０６内の圧力が所定圧力以上の場合には、圧力弁１０７が開くので、圧力弁１０７を介して排出管１０１から外部に排出される。接続管１０６内の圧力が所定圧力を下回る場合には、圧力弁１０７は閉じられているので、空気ポンプＰ２を介して発電ユニット４にのみ供給される。

図４は、装着検出部５の概略を示した側断面図である。
装着検出部５は、防水ケース１００内の仕切り板１０３に形成された凸部５１と、電子機器１の筐体１１の下面に形成された凹部５２と、凸部５１の表面に形成された電極部５３と、凹部５２内に延在する電極部５４と、を備える。凹部５２側に設けられた電極部５４は、制御部４８に電気的に接続されており、凸部５１を凹部５２内に嵌め込むことによって電極部５３と電極部５４とが導通し、これによって防水ケース１００に電子機器１が装着されたことが検出される。

次に、電子機器１を防水ケース１００に装着し、電子機器１の起動時における動作について説明する。
図５は、電子機器１の起動時における動作を示したフローチャートである。
電子機器１の電源ボタン１４がＯＮとされ（ステップＳ１）、制御部４８に作動信号が入力されることによって、発電ユニット４が起動モードとなる（ステップＳ２）。そして、防水ケース１００に電子機器１が装着されているか否かを判断する（ステップＳ３）。電子機器１側の凹部５２と防水ケース１００側の凸部５１とが互いに嵌め合わされて、電子機器１の装着が検出されると、酸素供給モードとされる（ステップＳ４）。一方、電子機器１の装着が検出されない場合には、大気モードとされ（ステップＳ５）、発電ユニット４が起動し（ステップＳ８）、電子機器１が起動する（ステップＳ９）。このとき、発電ユニット４は、空気ポンプＰ２によって外部の空気が供給されることにより発電する。
酸素供給モードとされると、酸化剤である過酸化水素水溶液の流量を通常の大気モードで空気を供給する流量の１／５となるように設定する（ステップＳ６）。その後、酸素発生部２の操作部２３２のＯＮ／ＯＦＦを判断する（ステップＳ７）。操作部２３２がＯＮの場合には、酸素発生部２で酸素が発生するとともに、発電ユニット４が起動する（ステップＳ８）。そして、空気ポンプＰ２によって酸素が供給されることにより発電し、電子機器１が起動する（ステップＳ９）。また、操作部２３２がＯＦＦの場合には操作部２３２をＯＮとするメッセージを表示部１３に表示する（ステップＳ１０）。

次に、上述のフローチャートにおいて、発電ユニット４が起動した場合のその後の動作について説明する。
発電ユニット４が起動すると、制御部４８がドライバＤ１，Ｄ２を介して燃料ポンプＰ１及び空気ポンプＰ２を作動させ、さらにドライバＤ２１を介して電気ヒータを発熱させる。
発電ユニット４の作動中、制御部４８は、各電気ヒータからフィードバックされた温度のデータに基づき、各電気ヒータが所定温度になるように温度制御を行う。
燃料ポンプＰ１が作動すると、燃料容器４１内の燃料が第一のバルブＶ１、第一の流量計Ｆ１を介して反応部４２に向けて送られる。

空気ポンプＰ２が作動すると、大気モードの場合には、外気の空気が第二のバルブＶ２を介して触媒燃焼器４２３へ、第三のバルブＶ３を介して一酸化炭素除去器４２４へ、また第二の加湿器４５に送られる。一方、酸素モードの場合には、酸素発生部２で発生した酸素が第二のバルブＶ２を介して触媒燃焼器４２３へ、第三のバルブＶ３を介して一酸化炭素除去器４２４へ、また第二の加湿器４５に送られる。ここで、制御部４８は、各流量計Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３からフィードバックされた流量のデータに基づき、所定の流量となるように各バルブＶ１，Ｖ２、Ｖ３を制御する。

気化器４２１では、供給された燃料及び水が加熱されて気化（蒸発）し、メタノール及び水（水蒸気）の混合気となって改質器４２２に供給される。
改質器４２２では、気化器４２１から供給された混合気中のメタノールと水蒸気が触媒により反応して二酸化炭素及び水素が生成される（上記化学反応式（３）参照））。また、改質器４２２では、化学反応式（３）についで逐次的に一酸化炭素が生成される（上記化学反応式（４）参照）。そして、改質器４２２で生成された一酸化炭素、二酸化炭素及び水素等からなる混合気が一酸化炭素除去器４２４に供給される。

一酸化炭素除去器４２４では、改質器４２２から供給された改質ガス中の一酸化炭素と、第三のバルブＶ３から供給された空気に含まれる酸素とが反応して二酸化炭素が生成される（上記化学反応式（５）参照）。

このように、反応部４２の気化器４２１、改質器４２２及び一酸化炭素除去器４２４を経た燃料から二酸化炭素と水素が生成される。反応部４２で生成された改質ガス（二酸化炭素及び水素等）は、第一の加湿器４４に供給される。第一の加湿器４４では、改質ガスを加湿した後、発電セル４３のアノードに供給する。
発電セル４３のアノードに供給された改質ガス中の水素が上記電気化学反応式（６）に示すように水素イオンと電子とに分離する。

一方、空気ポンプＰ２を介して第二の加湿器４５に空気又は酸素が供給されると、第二の加湿器４５では、供給された空気又は酸素を加湿した後、発電セル４３のカソードに供給する。
発電セル４３のカソードに供給された空気又は酸素は、上記電気化学反応式（７）に示すように水素イオンと電子と反応し、副生成物として水が生成される。

ここで、アノード側では未反応の多くの水素はオフガスとして触媒燃焼器４２３に送られて燃焼されて、改質反応及び蒸発のエネルギーとして利用された後、接続管１０４及び排出管１０１を介して防水ケース１００の外部に排出される。
カソード側では、供給された空気又は酸素が副生成物である水とともに排出され、同様に接続管１０４及び排出管１０１を介して防水ケース１００の外部に排出される。

発電セル４３によって生成された電気エネルギーは、二次電池４７に充電される。さらには、生成された電気エネルギーは、ＤＣ／ＤＣコンバータ４７に供給され、ＤＣ／ＤＣコンバータ４７によって直流電流の所定電圧に変換され、電子機器１に供給される。電子機器１は、供給された電気エネルギーにより動作する。

以上、本発明の第一の実施の形態によれば、防水ケース１００は、発電ユニット４を有する電子機器１と、酸素を発生し発電ユニット４に酸素を供給する酸素発生部２と、を収容するので、電子機器１及び酸素発生部２が防水ケース１００によって密閉されることにより水中で動作させることができ、発電ユニット４を搭載した電子機器１の汎用性を高めることができる。
また、酸素発生部２は電子機器１内には搭載されずに、防水ケース１００内に収容されているので、水中用として特別に設ける必要がない。しかも、防水ケース１００の外部に空気ボンベなどの酸素供給などの動作に必要な付属部材を設ける必要がなくなり、非常にコンパクトにすることができる。その結果、特に電子機器１を携帯用として使用する場合には、電子機器１が本来有する可搬性を損なうこともない。
また、発電ユニット４から排出される排出物及び酸素発生部２で発生した酸素のうち余剰分の酸素を防水ケース１００の外部に排出する排出管１０１を備え、排出管１０１は可撓性を有するので、排出管１０１を自在に曲げることができ、水中内で気体が排出された際に、その気泡によって電子機器１のレンズ部１２や表示部１３の前を通過することを防止でき、撮影に対する影響が抑制される。
酸素発生部２は、過酸化水素水溶液２０と、過酸化水素水分解触媒２２とを備え、操作部２３２がＯＮとされることにより、過酸化水素水タンク２１内の過酸化水素水溶液２０に過酸化水素水分解触媒２２が落下して酸素を発生させる構造となっているので、単純な構成で容易に酸素を発生させることができる。
装着検出部５は、電子機器１が防水ケース１００内に装着されたか否かを検出するので、装着検出部５によって電子機器１の装着が検出されると、電子機器１が酸素供給モードとされ、発電ユニット４に酸素が供給され、水中でも発電ユニット４が発電されて電子機器１が起動する。一方、電子機器１の装着が検出されない場合には、電子機器１は大気モードとされ、発電ユニット４に空気が供給され、通常状態で発電ユニット４が発電されて電子機器１が起動する。よって、用途に応じて電子機器１を効率的に使用することができる。
さらに、酸素発生部２に接続された接続管１０６の途中に、酸素発生部２で発生した酸素を、所定圧力に応じて防水ケース１００の外部に排出する圧力弁１０７が設けられているので、酸素発生部２で発生した酸素の排出を圧力弁１０７の開閉動作によって自動的に調整することができる。すなわち、酸素発生部２で発生した酸素のうち余剰分を自動的に排出することができる。

[第二の実施の形態]
図６は、電子機器１、発電ユニット４及び酸素発生部６等の概略構成を示したブロック
図である。
第二の実施の形態の酸素発生部６は、第一の実施の形態の酸素発生部２と構成が異なる。酸素発生部６は、過酸化水素水分解触媒が貯蔵された酸素発生チャンバ６１と、過酸化水素水溶液が貯蔵された過酸化水素水タンク６２と、過酸化水素水タンク６２から酸素発生チャンバ６１に過酸化水素水溶液を送る送りポンプＰ３と、を備える。送りポンプＰ３は、制御部４８にドライバ３を介して電気的に接続されており、制御部４８の信号を受けて送りポンプＰ３が制御される。酸素発生チャンバ６１は、特に図示しないが、上述した第一の実施の形態の過酸化水素水タンク２１と同様に気液分離フィルター２４や供給孔２５が形成されており、供給孔２５には空気ポンプＰ２に接続される酸素供給管１０５が接続されている。
なお、図６において、図２と同様の構成部分については同様の符号を付している。

次に、電子機器１を防水ケース１００に装着し、電子機器１の起動時における動作について説明する。
図７は、電子機器１の起動時における動作を示したフローチャートである。
電子機器１の電源ボタン１４がＯＮとされ（ステップＳ１１）、制御部４８に作動信号が入力されることによって、発電ユニット４が起動モードとなる（ステップＳ１２）。そして、防水ケース１００に電子機器１が装着されているか否かを判断する（ステップＳ１３）。電子機器１側の凹部５２と防水ケース１００側の凸部５１とが互いに嵌め合わされて、電子機器１の装着が検出されると、酸素供給モードとされる（ステップＳ１４）。一方、電子機器１の装着が検出されない場合には、大気モードとされ（ステップＳ１５）、発電ユニット４が起動し（ステップＳ１８）、電子機器１が起動する（ステップＳ１９）。このとき、発電ユニット４は、空気ポンプＰ２によって外部の空気が供給されることにより発電する。
酸素供給モードとされると、酸化剤である過酸化水素水溶液の流量を通常の大気モードで空気を供給する流量の１／５となるように設定する（ステップＳ１６）。そして、酸素発生部２の送りポンプＰ３を起動させて、過酸化水素水タンク６２から過酸化水素水溶液を酸素発生チャンバ６１に供給する。これによって酸素が発生するとともに、発電ユニット４が起動する（ステップＳ１８）。その後、空気ポンプＰ２によって酸素が供給されることにより発電し、電子機器１が起動する（ステップＳ９）。

以上、本発明の第二の実施の形態によれば、酸素発生部６は、酸素発生チャンバ６１と、過酸化水素水タンク６２と、送りポンプＰ３とを備えているので、防水ケース１００に電子機器１が装着されたことが検出されると、酸素供給モードとされ、送りポンプＰ３の起動により過酸化水素水溶液が酸素発生チャンバ６１に送られて、自動的に酸素を発生させることができる。
その他、第一の実施の形態と同様の構成部分については同様の効果を得ることができる。

なお、上記説明では電子機器１としてデジタルカメラを例に挙げて説明したが、電子機器１はこの他にも例えば、ビデオカメラ、デスクトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、ゲーム機器、遊技機、家庭用電気機器にも適用することができ、防水ケース内に収納して使用できるものであれば良い。
また、上記実施の形態では、電子機器１を防水ケース１００内に収容するとしたが、電子機器１を収容し密閉できるものであれば上記防水ケース１００に限定するものではない。

防水ケース１００内に電子機器１及び酸素発生部２が収容された状態を示した斜視図である。 電子機器１、発電ユニット４及び酸素発生部２等の概略構成を示したブロック図である。 酸素発生部２を示した側断面図である。 装着検出部５の概略を示した側断面図である 電子機器１の起動時における動作を示したフローチャートである。 電子機器１、発電ユニット４及び酸素発生部６等の概略構成を示したブロック図である。 電子機器１の起動時における動作を示したフローチャートである。

符号の説明

１ 電子機器
２ 酸素発生部
４ 発電ユニット（発電部）
５ 装着検出部
２０ 過酸化水素水溶液
２２ 過酸化水素水分解触媒
４８ 制御部
１００ 防水ケース（電子機器用容器）
１０１ 排出管（排出部）
１０６ 接続管（排出経路）
１０７ 圧力弁（排出調整部）

Claims (14)

1. 燃料により発電する発電部を有する電子機器と、
   酸素を発生し、発生した酸素を前記発電部に供給する酸素発生部と、を収容することを特徴とする電子機器用容器。
2. 防水性を有することを特徴とする請求項１に記載の電子機器用容器。
3. 前記発電部から排出される排出物及び前記酸素発生部で発生した酸素のうち余剰分の酸素を、前記電子機器用容器の外部に排出する排出部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器用容器。
4. 前記排出部は可撓性を有することを特徴とする請求項３に記載の電子機器用容器。
5. 前記酸素発生部は、過酸化水素水溶液と、その分解触媒とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電子機器用容器。
6. 前記分解触媒が、金属又は酸化物であることを特徴とする請求項５に記載の電子機器用容器。
7. 前記分解触媒が、二酸化マンガン、白金、パラジウム、タングステン、チタンのいずれか、もしくはそれらの合金であることを特徴とする請求項５に記載の電子機器用容器。
8. 前記酸素発生部で発生した酸素を前記酸素発生部から排出する排出経路において、所定圧力に応じて前記電子機器用容器の外部に排出するよう調整する排出調整部を備えることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電子機器用容器。
9. 燃料により発電する発電部を有する電子機器と、
   酸素を発生し、発生した酸素を前記発電部に供給する酸素発生部と、
   前記電子機器と、前記酸素発生部を収容する電子機器用容器と、
   前記電子機器用容器内に前記電子機器が収容されることを検出する装着検知部を有することを特徴とする電子機器。
10. 前記電子機器が前記電子機器用容器に装着されている場合に、前記酸素発生部から前記発電部を有する電子機器に酸素を供給し、
    前記電子機器が前記電子機器用容器に装着されていない場合に、前記電子機器用容器の外部から前記発電部を有する電子機器に空気を供給するよう制御する制御部を有することを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
11. 前記電子機器は、デジタルカメラであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子機器用容器。
12. 前記電子機器は、ビデオカメラであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子機器用容器。
13. 前記電子機器は、デジタルカメラであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子機器。
14. 前記電子機器は、ビデオカメラであることを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子機器。

Images