JP2009081036A - 通気装置、発電ユニット及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】給気口や排気口といった通気口を塞がれないようにする。
【解決手段】通気装置４１は、中空を有した中空体６１と、中空体６１を回転可能に支持したベース４２と、中空体６１の中空を２つの領域に区切る隔壁６８と、を備え、通気口７８，７９が中空体６１の側壁を貫通して中空に通じ、通気ポート６４，６５が中空体６１の軸心に沿って中空体６１の両側面６２，６３を貫通し、流路４８，４９がベース４２に形成され、流路４８，４９と通気ポート６４，６５が通じている。
【選択図】図１

Description

本発明は、通気装置に関し、特に通気口が回転する通気装置、それを備える発電ユニット及び電子機器に関する。

近年、エネルギー変換効率の高いクリーンな電源として燃料電池が注目されるようになり、燃料電池自動車や電化住宅などへの実用化が進められてきている。また、携帯電話機やノート型パソコンといった携帯型電子機器においても、燃料電池を電源として用いる研究・開発が進められている。

燃料電池は、酸素と水素の電気化学反応を利用して発電するものである。更に、燃料電池に使用する水素は液体燃料の改質により得られたものであり、液体燃料を改質すべく改質器等が燃料電池の周辺に設けられている。

燃料電池に使用する酸素は外気から取り込んだものである。また、燃料電池の周辺装置における化学反応にも酸素が利用され、その酸素も外気から取り込んだものである。それゆえ、外気を取り込むべく、燃料電池を備え付けた電子機器には、給気口が設けられている（例えば、特許文献１参照）。一方、燃料電池や周辺装置において化学反応が起こる結果、生成物が生成されるが、そのような生成物を外部に排出すべく、排気口が電子機器に設けられている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２６５８３５号公報

ところで、ユーザが電子機器を使用する場合に、何らかの遮蔽物によって排気口や通気口が塞がれてしまうことがある。また、排気口や給気口が塞がれないように、ユーザは電子機器の設置場所を考慮しなければならないが、適切な設置場所が無いこともある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、給気口や排気口といった通気口を塞がれないようにすることを課題とする。

以上の課題を解決するために、請求項１に係る発明によれば、
中空を有した中空体と、
前記中空体を回転可能に支持したベースと、を備え、
通気口が前記中空体の側壁を貫通して前記中空に通じ、
通気ポートが前記中空体の軸心に沿って前記中空体を内外に貫通し、
流路が前記ベースに形成され、前記流路と前記通気ポートが通じていることを特徴とする通気装置が提供される。

請求項２に係る発明によれば、
別の通気ポートが前記通気ポートの反対側において前記中空体の軸心に沿って前記中空体を内外に貫通し、
別の流路が前記ベースに形成され、前記別の流路と前記別の通気ポートが通じていることを特徴とする請求項１に記載の通気装置が提供される。

請求項３に係る発明によれば、
前記中空内に設けられ、当該中空を一方の通気ポート側の領域と他方の通気ポート側の領域に区切る隔壁を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の通気装置が提供される。

請求項４に係る発明によれば、
前記通気口が前記中空のうち一方の通気ポート側の領域に通じ、別の通気口が前記中空体の側壁を貫通して他方の通気ポート側の領域に通じることを特徴とする請求項３に記載の通気装置が提供される。

請求項５に係る発明によれば、
前記中空体を回転させる駆動機構を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通気装置が提供される。

請求項６に係る発明によれば、
前記通気口の近傍において前記中空体に設けられたセンサを更に備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の通気装置が提供される。

請求項７に係る発明によれば、
前記中空体を回転させる駆動機構と、
前記通気口の近傍において前記中空体に設けられ、遮蔽物の有無を検知する近接センサと、
前記近接センサにより遮蔽物の存在が検出された場合に前記駆動機構を作動させ、前記近接センサにより遮蔽物の無い状態が検出された場合に前記駆動機構を停止する制御部と、を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通気装置が提供される。

請求項８に係る発明によれば、
前記制御部は、前記近接センサにより遮蔽物の無い状態が検出されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記駆動機構を停止することを特徴とする請求項７に記載の通気装置が提供される。

請求項９に係る発明によれば、
報知器を更に備え、
前記制御部は、前記近接センサにより遮蔽物の無い状態が検出されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記報知器を作動させることを特徴とする請求項７又は８に記載の通気装置が提供される。

請求項１０に係る発明によれば、
前記中空体を回転させる駆動機構と、
前記通気口の近傍において前記中空体に設けられ、遮蔽物までの距離を検出する測距センサと、
燃料電池の出力電力を検出する電力検出手段と、
前記電力検出手段による検出距離に基づき閾値を設定する閾値設定手段と、
前記測距センサによる検出距離と前記閾値設定手段による設定閾値を比較する比較手段と、
前記比較手段により検出距離が設定閾値未満であると判断された場合に前記駆動機構を作動させ、前記比較手段により検出距離が設定閾値以上であると判断された場合に前記駆動機構を停止する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通気装置が提供される。

請求項１１に係る発明によれば、
前記制御手段は、前記比較手段により検出距離が設定閾値以上であると判断されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記駆動機構を停止することを特徴とする請求項１０に記載の通気装置が提供される。

請求項１２に係る発明によれば、
報知器を更に備え、
前記制御手段は、前記比較手段により検出距離が設定閾値以上であると判断されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記報知器を作動させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通気装置が提供される。

請求項１３に係る発明によれば、
請求項１から１２の何れか一項に記載の通気装置を備えることを特徴とする発電ユニットが提供される。

請求項１４に係る発明によれば、
請求項１から１２の何れか一項に記載の通気装置を備えることを特徴とする電子機器が提供される。

本発明によれば、中空体が回転可能に設けられているので、中空体が回転することで、通気口が障害物等によって塞がれないように、通気口の位置を調整することができる。
また、通気ポートが中空体の軸心に沿って形成されているから、中空体が回転したものとしても通気ポートが移動しないので、通気ポートと流路を常に接続した状態を保つことができる。そのため、通気装置をシンプルな構造とすることができる。

以下に、本発明を実施するための好ましい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に技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

〔第１の実施の形態〕
図１は電子機器１の上面側を主に示した斜視図であり、図２は電子機器１の下面側を主に示した斜視図である。
この電子機器１は、下本体２と、上本体３と、を有する。下本体２の上面には、タッチパッド４及びキーボード装着部５が設けられ、キーボード装着部５にはキーボードが装着される。下本体２の背面部がヒンジ結合を介して上本体３に結合されている。上本体３にはディスプレイ６が設けられ、上本体３が下本体２に重ねられてこれらが閉じると、ディスプレイ６がキーボード装着部５に対向する。

下本体２の背面部には、発電ユニット１０が設けられている。この発電ユニット１０は下本体２に対して着脱可能とされており、下本体２から取り外した状態の発電ユニット１０を図３に示す。また、発電ユニット１０の内部には、図４に示すような各種の小型反応器、小型流体機器等が設けられている。燃料カートリッジ１１は、液体燃料と水を別々に貯留するものである。燃料カートリッジ１１は、発電ユニット１０に対して着脱可能とされている。

液体ポンプ１２は、燃料カートリッジ１１内の液体燃料を吸引して、ＯＮ−ＯＦＦバルブ１４を介して気化器１５に送液するものである。液体ポンプ１３は、燃料カートリッジ１１内の水を吸引して、ＯＮ−ＯＦＦバルブ１４を介して気化器１５に送液するものである。

外部の空気がエアポンプ２０によって燃料電池２５の空気極２８、一酸化炭素除去器１７及び燃焼器１８に送られる。エアポンプ２０によって吸い込まれる空気はエアフィルタ１９を通過するので、空気中の塵埃が除去される。エアポンプ２０と一酸化炭素除去器１７との間には流量センサ２１及び流量制御バルブ２３が設けられ、エアポンプ２０と燃焼器１８との間には流量センサ２２及び流量制御バルブ２４が設けられている。流量制御バルブ２３，２４は空気流量を制御するものであり、流量センサ２１，２２は空気流量を検出して電気信号に変換するものである。

気化器１５は、燃料と水の混合液を気化させるものである。気化器１５で気化した混合気は改質器１６へ送出される。改質器１６は、気化した水と燃料から水素ガス等を下記化学反応式（１）のように触媒反応により生成し、更に微量ながら一酸化炭素ガスを下記化学反応式（２）のように生成する。
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→３Ｈ₂＋ＣＯ₂ …（１）
Ｈ₂＋ＣＯ₂→Ｈ₂Ｏ＋ＣＯ …（２）

改質器１６で生成されたガスが一酸化炭素除去器１７に送出される。一酸化炭素除去器９は、一酸化炭素を触媒により優先的に酸化させることで、一酸化炭素を選択的に除去する（下記化学反応式（３）参照）。
２ＣＯ＋Ｏ₂→２ＣＯ₂ …（３）

一酸化炭素除去器１７を経た生成ガスが燃料電池２５の燃料極２６に送出される。燃料電池２５は、燃料極２６と、空気極２８と、燃料極２６と空気極２８との間に挟まれた電解質膜２７とを有する。燃料電池２５においては、燃料極２６に供給された生成ガスのうち水素が電解質膜２７を介して、空気極２８に供給された空気中の酸素と電気化学反応することによって、燃料極２６と空気極２８との間で電力が生じる。

電解質膜２７が固体高分子電解質膜である場合、燃料極２６では次式（４）のような反応が起き、燃料極２６で生成された水素イオンが電解質膜２７を透過し、空気極２８では次式（５）のような反応が起こる。
Ｈ₂→２Ｈ⁺＋２ｅ^- …（４）
２Ｈ⁺＋１／２Ｏ₂＋２ｅ^-→Ｈ₂Ｏ …（５）

空気極２８を経た空気等が外部に排出される。一方、燃料極２６で電気化学反応せずに残った水素ガス等が燃焼器１８に送られる。燃焼器１８は、未反応の水素ガス等を触媒により燃焼させるものである。燃焼器１８において燃焼熱が生じ、その燃焼熱が気化器１５における気化潜熱として用いられたり、改質器１６で起こる吸熱反応に用いられたりする。燃焼器１８を経た生成物が外部に排出される。

燃料電池２５の燃料極２６と空気極２８との間で生じた電力はＤＣ／ＤＣコンバータ２９に供給される。なお、液体ポンプ１２，１３の動作速度が高くなるにつれて、燃料電池２５への水素の供給速度も高くなるので、燃料電池２５で生じる電力も大きくなる。

ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は燃料電池２５により生成された電気を適切な電圧に変換して電子機器１の各部に供給する機能の他に、燃料電池２５により生成された電気を２次電池３１に充電する機能を有する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９は、２次電池３１に蓄電された電力を電子機器１の各部に供給する機能を有する。燃料電池２５の出力電力を表す信号がＤＣ／ＤＣコンバータ２９によって生成され、その信号が制御回路３０に出力される。制御回路３０は、ポンプ１２，１３，２０やバルブ１４，２３，２４を制御する。更には、流量センサ２１，２２により検知された流量が制御回路３０に入力される。更に、２次電池３１の蓄電量が制御回路３０に入力される。また、制御回路３０はディスプレイ６に表示制御信号を出力し、ディスプレイ６に各種の表示を行う。制御回路３０はマイコン、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を有するものである。

図３に示すように発電ユニット１０が筐体４０を有し、図４に示された発電ユニット１０の構成要素は筐体４０に内蔵されている。筐体４０の中央部には、通気装置４１が設けられている。

以下、通気装置４１について図３、図５、図６、図７及び図８を用いて説明する。この通気装置４１は、筐体４０の中央部に取り付けられたベース４２と、ベース４２に取り付けられた通気部材６０と、を備える。

図５及び図６は、電子機器１を破断して示した概略断面図である。図７は、通気装置４１を破断して示した断面図である。図８は、通気部材６０をその中心線を通った面で破断して示した斜視断面図である。
図８に示すように、通気部材６０は、内部空間を有した中空体６１と、中空体６１の両側面６２，６３にそれぞれ形成された通気ポート６４，６５と、通気ポート６４の周囲において側面６２に凸設されたリング状の軸部６６と、通気ポート６５の周囲において側面６３に凸設されたリング状の軸部６７と、中空体６１の内側において両側面６２，６３の間に設けられた隔壁６８と、中空体６１の側壁に形成された複数の通気口７８，７９と、中空体６１の中心線に関して通気口７８，７９の反対となる位置において中空体６１の側壁に凸設された規制突起７０と、を有する。

中空体６１は中空円柱状に形成されおり、側面６２，６３が円柱の両底面である。通気口７８，７９が中空体６１の円柱面側壁を貫通している。隔壁６８は中空体６１の側面６２，６３に対してほぼ平行に設けられている。この隔壁６８は、中空体６１の内部空間を側面６３側の領域と側面６２側の領域に区切る。通気口７８が中空体６１の中空のうち側面６２側の領域に通じ、通気口７９が中空体６１の中空のうち側面６３側の領域に通じている。

通気ポート６５は中空体６１の中心線に沿って側面６３を貫通し、通気ポート６４は中空体６１の中心線に沿って側面６２を貫通している。通気ポート６５は中空体６１の内部空間のうち側面６３側の領域に通じ、通気ポート６４は側面６２側の領域に通じる。

図３、図５〜図７に示すように、筐体４０の中央部に空間凹所が形成され、その空間凹所にベース４２が取り付けられている。なお、ベース４２が筐体４０に取り付けられているが、ベース４２が筐体４０と一体形成され、ベース４２が筐体４０の一部であってもよい。

ベース４２の上面から背面にかけて開口４３が形成されている。そして、ベース４２の内側には、通気部材６０を収容するための収容スペース４５が形成され、その収容スペース４５が開口４３において開口している。収容スペース４５の内壁面は円柱面を成しており、収容スペース４５の内壁面であって開口４３に相対する部分には、凹部４４が形成されている。凹部４４は、中空体６１の軸心を中心にして９０度の範囲で形成されている。

中空体６１の両側面６２，６３が左右方向を向いて、中空体６１が収容スペース４５に収容されている。ここで、収容スペース４５の内側左右の側面には軸孔４６，４７がそれぞれ形成され、通気部材６０の軸部６６，６７が軸孔４６，４７にそれぞれ挿入されて軸支されている。これにより、中空体６１はその中心線を軸心としてベース４２に回転可能に支持されている。

ベース４２には流路４８，４９が形成されており、流路４８が軸孔４６に通じ、流路４９が軸孔４７に通じている。そのため、通気ポート６４が流路４８に接続され、通気ポート６５が流路４９に接続されている。流路４８は図４に示されたエアフィルタ１９を介してエアポンプ２０に通じており、流路４９は燃料電池２５の空気極２８や燃焼器１８に通じている。そのため、給気は通気口７８、通気ポート６４及び流路４８を通じて行われ、排気は流路４９、通気ポート６５、通気口７９を通じて行われる。従って、通気口７８が給気口として機能し、通気口７９が排気口として機能する。

また、軸部６６がパッキン５０に挿入され、パッキン５０が側面６２と収容スペース４５の側面に挟まれることで、軸部６６と軸孔４６の接続部における気密性が保たれている。同様に、軸部６７と軸孔４７の接続部における気密性がパッキン５１によって保たれている。

中空体６１が収容スペース４５に収容された状態では、通気口７８，７９が開口４３から露出し、規制突起７０が凹部４４に入り込んでいる。軸部６６，６７が軸孔４６，４７に軸支されることで、通気部材６０がその中心線を中心にして回転可能となっている。これにより、通気口７８，７９が開口４３内に位置した状態で周方向に移動可能となっているとともに、規制突起７０が凹部４４に入り込んだ状態で周方向に移動可能となっている。通気部材６０の回転可能な範囲は規制突起７０と凹部４４によって決められている。つまり、規制突起７０が凹部４４の周方向端部における段部５２に当接したら、通気部材６０がそれ以上回転できなくなり、規制突起７０が凹部４４の周方向他方の端部における段部５３に当接したら、通気部材６０がそれ以上回転できなくなる。規制突起７０と凹部４４によって定まる範囲では、常に通気口７８，７９が開口４３から露出している。なお、通気部材６０の回転は手動で行う。

本実施形態によれば、通気口７８，７９が可動式の通気部材６０に形成されているため、通気口７８，７９が必要な機能であることがユーザに意識される。また、通気口７８，７９が障害物等によって塞がった場合でも、障害物等を退かせることなく、通気部材６０を回転させることで通気口７８，７９の位置を変えて、通気口７８，７９を開けることができる。特に、障害物等があるために電子機器１の適切な設置場所がない場合でも、通気口７８，７９の位置を調整することで、障害物等によって通気口７８，７９が塞がれないようにすることができる。

また、回転軸となる軸部６６，６７に通気ポート６４，６５を形成し、通気ポート６４，６５や軸孔４６，４７を通じて給排気が行われるので、中空体６１を軸部６６，６７及び軸孔４６，４７によって回転可能とした場合でも、流路４８，４９をフレキシブルなチューブやホースによって形成せずとも済む。そのため、部品点数の削減を図ることができるとともに、設計の自由度を高めることができる。それのため、通気装置４１の構造をシンプルにすることができる。

また、中空体６１の内部空間を隔壁６８によって区分けしているので、給気と排気を別々の経路で行うことができる。つまり、排出した排ガスがそのまま給気されずに済む。

また、通気部材６０の回転可能範囲を規制突起７０及び凹部４４によって制限することによって、通気口７８，７９がベース４２によって塞がれず、通気口７８，７９が常に開口４３から露出する。

また、通気部材６０を操作しやすい。

〔第２の実施の形態〕
第２実施形態における通気装置１４１について図９〜図１１を用いて説明する。図９は通気装置１４１を設けた発電ユニット１０を示す斜視図であり、図１０は通気装置１４１を示す分解斜視図であり、図１１は通気装置１４１を示す断面図である。なお、図９〜図１１において、通気装置１４１と通気装置４１との間で互いに対応する構成要素には下二桁共通数字を付す。

この通気装置１４１は、第１実施形態における通気装置４１に代えて発電ユニット１０の中央部に設けられている。通気装置１４１は、筐体４０の中央部に取り付けられたベース１４２と、ベース１４２に取り付けられた通気部材１６０と、を備える。

第１実施形態における通気部材６０では、通気ポート６４，６５の周囲に軸部６６，６７が凸設されていたのに対し、第２実施形態における通気部材１６０では通気ポート１６４，１６５の周囲に軸部が形成されていない。そして、通気ポート１６４，１６５は軸孔を兼ねたものである。そのため、ベース１４２に軸部１５６，１５７が設けられている。つまり、収容スペース１４５の内側左右の側面には軸部１５６，１５７が凸設され、軸部１５６が通気ポート１６４に挿入されて軸支され、軸部１５７が通気ポート１６５に挿入されて軸支されている。これにより、通気部材１６０がその中心線を中心にして回転可能となっており、その回転可能範囲は、規制突起１７０が段部１５２に当接する位置から規制突起１７０が段部１５３に当接する位置まである。

第１実施形態では、通気部材６０が手動で回転するものであったが、本実施形態では、通気部材１６０が電動で回転するものである。即ち、中空体１６１の側壁にセクタギア１７３が形成され、セクタギア１７３にピニオン１７４が噛み合い、そのピニオン１７４がモータ１７５のスピンドルに直結されている。モータ１７５は、ステッピングモータである。また、モータ１７５は、収容スペース１４５内においてベース１４２に固定されている。

本実施形態では、制御回路３０が発電ユニット１０の制御部のほか、通気装置１４１の制御部も兼ねている。図１２のブロック図に示すように、モータ１７５はモータドライバ１７６によって駆動され、モータ１７５の制御は制御回路３０によって行われる。つまり、制御回路３０がパルスを順次モータドライバ１７６に出力することによってモータ１７５を動作させる。ここで、１回のパルスにつき、モータ１７５が基本ステップ角だけ回転するので、制御回路３０がパルス数によってモータ１７５の回転角度を制御するとともに、その周波数によってモータ１７５の回転速度を制御する。

また、図９〜図１１に示すように、軸部１５６，１５７がリング状に設けられ、軸部１５６の中央に形成された通気ポート１５４が流路１４８に通じ、軸部１５７の中央に形成された通気ポート１５５が流路１４９に通じている。

また、中空体１６１の内部空間が隔壁１６８によって区切られ、この隔壁１６８には貫通孔１７１が形成されている。この貫通孔１７１は中空体１６１の径方向（径方向は中空体１６１の中心線に直行する方向である。）に貫通しており、貫通孔１７１の両端が中空体１６１の側壁において開口している。貫通孔１７１の一方の開口は通気口１７８，１７９の近傍に位置している。

貫通孔１７１の両開口のうち通気口１７８，１７９近くの開口には、センサ１７２が設けられている。

このセンサ１７２は、貫通孔１７１の延長上における遮蔽物の有無を検出する近接センサである。センサ１７２に用いる近接センサは、誘導型、静電容量型、超音波型、光電型、磁気型の何れであってもよい。貫通孔１７１の延長線に沿って所定距離の範囲内に遮蔽物が存在する場合には、センサ１７２の出力信号がハイであり、その範囲内に遮蔽物が存在しない場合には、センサ１７２の出力信号がローである。センサ１７２の信号は制御回路３０（図１２に図示）に出力される。なお、遮蔽物の有無とハイ・ローの関係は逆であってもよい。

制御回路３０はセンサ１７２の出力信号に応じてディスプレイ６やモータ１７５の制御を行う。以下、図１３のフローチャートを用いて制御回路３０の制御動作について説明するとともに、それに伴う通気装置１４１の動作について説明する。

図１３に示す処理が開始した時点では、モータ１７５が止まっている。まず、通気部材１６０が任意の位置にある状態で、制御回路３０がセンサ１７２の出力信号から遮蔽物の有無を判断する。（ステップＳ１）。センサ１７２の前に遮蔽物が存在しない場合には、センサ１７２の出力信号がローであるから、制御回路３０の処理がステップＳ１に戻り（ステップＳ１：Ｎｏ）、センサ１７２の前に遮蔽物が存在する場合には、センサ１７２の出力信号がハイであるから、制御回路３０の処理がステップＳ２に移行する（ステップＳ１：Ｙｅｓ）。

次に、通気装置１４１における通気部材１６０を基準の位置に回転させる基準設定（ステップＳ２）を行う。制御回路３０は、モータ１７５に出力するパルス数を表すカウンタ値Ｎ（Ｎは変数で正数）を通気部材１６０の回転可能範囲の回転角度に対応するパルス数である所定回数Ｍ（Ｍは正数）を上回る値（例えば、Ｎ＝Ｍ＋１）をモータ１７５に出力し、モータ１７５を動作させる。モータ１７５の動作によって、通気部材１６０は通気装置１４１の段部１５３側（または段部１５２側）に回転動作の限界の位置まで回転する。このときモータ１７５は、カウンタ値Ｎに相当するパルス数だけ動作して通気部材１６０を回転させるが、規制突起１７０が段部１５３に当接する位置（または段部１５２に当接する位置）まで通気部材１６０が回転すると、カウンタ値Ｎに満たなくても、モータ１７５に負荷がかかり、モータ１７５は前記パルスを受信していても、回転動作しない。このようにすることで、任意の位置にある通気部材１６０は基準となる位置に定まることとなる（ステップＳ３）。

次に、制御回路３０は、ＲＡＭに記憶するカウンタ値Ｎをゼロに設定する（ステップＳ４）。

次に、基準位置まで通気部材１６０が回転した後、制御回路３０は、センサ１７２の出力信号から遮蔽物の有無を判断する。（ステップＳ５）。センサ１７２の前に遮蔽物が存在しない場合には、センサ１７２の出力信号がローであるから、制御回路３０の処理がステップＳ５に戻り（ステップＳ５：Ｎｏ、Ｎ＝０）、センサ１７２の前に遮蔽物が存在する場合には、センサ１７２の出力信号がハイであるから、制御回路３０の処理がステップＳ６に移行する。

センサ１７２によって遮蔽物が検出されると、制御回路３０がモータ１７５を作動させる。つまり、制御回路３０がパルスを一回出力すると（ステップＳ６）、モータ１７５が基準ステップ角を回転するので、制御回路３０がパルスを順次出力することで、モータ１７５が回転し続ける（ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８：Ｎｏ、ステップＳ５：Ｙｅｓの処理の繰り返し）。このとき、モータ１７５の回転は、その直前の回転方向に対し、逆回転になるように制御回路３０から制御信号がモータ１７５に送られ、モータ１７５は作動する。図１３に示すフローチャートにおいて、モータ１７５の回転は、カウンタ値Ｎをゼロに設定するステップ（ステップＳ４、ステップＳ９）の前後で、互いに反転するように制御される。

モータ１７５が回転すると、モータ１７５によって通気部材１６０が回転する。これにより、センサ１７２及び通気口１７８，１７９が周方向に移動する。

ここで、モータ１７５が回転している時、制御回路３０がパルスを一回出力する毎に、制御回路３０がカウンタ値Ｎに１を加算して（ステップＳ７）、そのカウンタ値Ｎを所定回数Ｍと比較する（ステップＳ８）。

ステップＳ８において、制御回路３０がカウンタ値Ｎを所定回数Ｍ未満であると判断したら（ステップＳ８：Ｎｏ）、制御回路３０の処理がステップＳ５に戻って、制御回路３０がセンサ１７２の出力信号から遮蔽物の有無を判断する（ステップＳ５）。制御回路３０の処理がステップＳ５に戻ったときには、モータ１７５が所定回数Ｍに基本ステップ角を乗じて得た回転角度を未だ回転していないが、カウンタ値Ｎに基本ステップ角を乗じて得た回転角度を回転したことになる。それだけモータ１７５が回転して、通気部材１６０も回転すると、センサ１７２が遮蔽物の前から退き、センサ１７２によって遮蔽物が検出されなくなることがある。そうなると、センサ１７２の出力信号がローとなるから、制御回路３０の処理がステップＳ１に移行する（ステップＳ５：Ｎｏ、Ｎ≠０）。その後は、制御回路３０がパルスを出力しないので、モータ１７５が停止する。そして、センサ１７２によって遮蔽物が検出されるまで（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御回路３０はステップＳ１の処理を繰り返す。

一方、センサ１７２によって遮蔽物が検出されている状態が継続すると、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８：Ｎｏ、ステップＳ５：Ｙｅｓの処理が繰り返さるので、モータ１７５が回転し続ける。そして、ステップＳ６、ステップＳ７、ステップＳ８：Ｎｏ、ステップＳ５：Ｙｅｓの処理の繰り返しにより、制御回路３０が所定回数Ｍだけパルスを出力すると、モータ１７５が所定回数Ｍに基本ステップ角を乗じて得た回転角度を回転し、通気部材１６０が回転可能範囲の回転角度を回転する。通気部材１６０がそれだけ回転しても、センサ１７２により遮蔽物が検出されているのだから、遮蔽物が開口１４３全体を覆っていることになり、通気口１７８，１７９が遮蔽物に隠れてしまっている。

そして、ステップＳ８において、制御回路３０がカウンタ値Ｎと所定回数Ｍが等しいと判断したら（ステップＳ８：Ｙｅｓ）、制御回路３０がカウンタ値Ｎをゼロに設定する（ステップＳ９）。その後は、制御回路３０がパルスを出力しないので、モータ１７５が停止する。

そして、制御回路３０がディスプレイ６に表示制御信号を出力し、ディスプレイ６によってエラー表示が行われる（ステップＳ１０）。この時、液体ポンプ１２，１３やエアポンプ２０が作動しているのであれば、制御回路３０が液体ポンプ１２，１３やエアポンプ２０を停止してもよい。これにより、燃料電池２５における発電が止まる。

ディスプレイ６にエラー表示が行われると、ディスプレイ６は警告をユーザに報知するための報知器として機能し、これを見たユーザはエラーを認識して、遮蔽物による通気口１７８，１７９の閉塞を認識する。なお、報知器としてディスプレイ６を用いるのではなく、報知ブザーや報知灯が下本体２、上本体３又は筐体４０に設けられ、制御回路３０が報知ブザーを鳴らしたり、報知灯を点灯又は点滅したりしてもよい。

その後、センサ１７２によって遮蔽物が検出されなくなるまで（ステップＳ１１：Ｎｏ）、制御回路３０がディスプレイ６のエラー表示を継続する（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）。センサ１７２によって遮蔽物が検出されなくなったら、制御回路３０の処理がステップＳ５に戻り、センサ１７２によって遮蔽物が検出されるまで（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御回路３０はステップＳ５の処理を繰り返す。

本実施形態によれば、遮蔽物によって通気口１７８，１７９が覆われた場合、通気部材１６０が自動的に回転するので、その覆いが自動的に除かれる。また、通気部材１６０が回転しても、通気口１７８，１７９の覆いが除かれなければ、そのことがディスプレイ６によりユーザに報知されるので、ユーザが遮蔽物の覆いに気づいて、その遮蔽物を退かす。

近接センサをセンサ１７２に用いたが、測距センサをセンサ１７２に用いてもよい。測距センサは、貫通孔１７１の延長上にある遮蔽物とその測距センサとの距離を検出し、その距離を電気信号に変換するものである。測距センサであるセンサ１７２によって検出された距離を表す信号は、制御回路３０に出力される。センサ１７２によって検出された距離が大きくなるにつれて、センサ１７２から出力される信号のレベルが高くなる。

センサ１７２が測距センサである場合、図１４のフローチャートを用いて制御回路３０の制御動作について説明するとともに、それに伴う通気装置１４１の動作について説明する。

まず、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９により燃料電池２５の出力電力を検出する（ステップＳ２１）。次に、制御回路３０は、検出した出力電力に応じた閾値を設定する（ステップＳ２２）。つまり、燃料電池２５の出力電力が高くなるにつれて、閾値の設定値も高くなる。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９により燃料電池２５の出力電力が直接的に検出されたが、制御回路３０が液体ポンプ１２や液体ポンプ１３の駆動速度を制御するので、制御回路３０が液体ポンプ１２、１３のうち両方又は片方の駆動速度から燃料電池２５の出力電力を換算するものとしてもよい。つまり、液体ポンプ１２、１３の駆動速度が増すにつれて、燃料電池２５の出力電力も増すので、制御回路３０は、液体ポンプ１２、１３の駆動速度と燃料電池２５の出力電力との関係を表した換算式又は換算テーブルを利用して、液体ポンプ１２、１３の駆動速度から燃料電池２５の出力電力を換算する。

そして、制御回路３０がセンサ１７２により遮蔽物までの距離を検出し（ステップＳ２３）、検出距離が閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。そして、センサ１７２から遮蔽物までの距離が閾値以上である場合には、制御回路３０の処理がステップＳ２１に戻り（ステップＳ２４：Ｎｏ）、センサ１７２から遮蔽物までの距離が閾値未満である場合には、制御回路３０の処理がステップＳ２５に移行する。つまり、センサ１７２を基準として、閾値で表した距離の範囲内に遮蔽物があれば、制御回路３０の処理がステップＳ２５に移行し、その範囲内に遮蔽物がなければ、制御回路３０の処理がステップＳ２１に戻る。

従って、ステップＳ２４において、センサ１７２による検出距離が閾値以上であれば（ステップＳ２４：Ｎｏ）、ステップＳ２１〜ステップＳ２４：Ｎｏの処理が制御回路３０によって繰り返される。制御回路３０がステップＳ２１〜ステップＳ２４：Ｎｏの処理を繰り返すと、制御回路３０がステップＳ２２において出力電力に応じて閾値をその都度設定する。一方、センサ１７２による検出距離が閾値未満となると、制御回路３０がモータ１７５を作動させ、通気部材１６０を基準の位置にセットする。通気装置１４１における通気部材１６０を基準の位置に回転させる基準設定（ステップＳ２５）を行う。制御回路３０は、モータ１７５に出力するパルス数を表すカウンタ値Ｎ（Ｎは変数で正数）を通気部材１６０の回転可能範囲の回転角度に対応するパルス数である所定回数Ｍ（Ｍは正数）を上回る値（例えば、Ｎ＝Ｍ＋１）をモータ１７５に出力し、モータ１７５を動作させる。モータ１７５の動作によって、通気部材１６０は通気装置１４１の段部１５３側（または段部１５２側）に回転動作の限界の位置まで回転する。このときモータ１７５は、カウンタ値Ｎに相当するパルス数だけ動作して通気部材１６０を回転させるが、規制突起１７０が段部１５３に当接する位置（または段部１５２に当接する位置）まで通気部材１６０が回転すると、カウンタ値Ｎに満たなくても、モータ１７５に負荷がかかり、モータ１７５は前記パルスを受信していても、回転動作しない。このようにすることで、任意の位置にある通気部材１６０は基準となる位置に定まることとなる（ステップＳ２６）。次に、制御回路３０は、ＲＡＭに記憶するカウンタ値Ｎをゼロに設定する（ステップＳ２７）。

通気部材１４１が基準位置に定まった後、前述のステップＳ２１、ステップＳ２２、ステップＳ２３と同様に、出力電力の検出（ステップＳ２８）、出力電力から閾値を設定（ステップＳ２９）、距離の検出（ステップＳ３０）を行う。センサ１７２から遮蔽物までの距離が閾値以上である場合には、制御回路３０の処理がステップＳ２８に戻り（ステップＳ３１：Ｎｏ、Ｎ＝０）、センサ１７２から遮蔽物までの距離が閾値未満である場合には、制御回路３０の処理がステップＳ３２に移行する。（ステップＳ３１：Ｙｅｓ）制御回路３０がパルスを一回出力すると（ステップＳ３２）、モータ１７５が基準ステップ角を回転するので、制御回路３０がパルスを順次出力することで、モータ１７５が回転し続ける（ステップＳ２８〜ステップＳ３４：Ｎｏの処理の繰り返し）。このとき、モータ１７５の回転は、その直前の回転方向に対し、逆回転になるように制御回路３０から制御信号がモータ１７５に送られ、モータ１７５は作動する。図１４に示すフローチャートにおいて、モータ１７５の回転は、カウンタ値Ｎをゼロに設定するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）の前後で、互いに反転するように制御される。制御回路３０がステップＳ２８〜ステップＳ３４：Ｎｏの処理を繰り返すと、制御回路３０がステップＳ２９において出力電力に応じて閾値をその都度設定する。

以上のようにモータ１７５が回転すると、モータ１７５によって通気部材１６０が回転する。これにより、センサ１７２及び通気口１７８，１７９が周方向に移動する。モータ１７５が回転している時、制御回路３０がパルスを一回出力する毎に、制御回路３０がカウンタ値Ｎに１を加算して（ステップＳ３３）、そのカウンタ値Ｎを所定回数Ｍと比較する（ステップＳ３４）。

制御回路３０がカウンタ値Ｎを所定回数Ｍ未満であると判断したら（ステップＳ３４：Ｎｏ）、制御回路３０の処理がステップＳ２８に戻って、制御回路３０が出力電力より得た閾値と検出距離を比較する（ステップＳ２８〜Ｓ３０）。制御回路３０の処理がステップＳ２８に戻ったときには、モータ１７５が所定回数Ｍに基本ステップ角を乗じて得た回転角度を未だ回転していないが、カウンタ値Ｎに基本ステップ角を乗じて得た回転角度を回転したことになる。それだけモータ１７５が回転して、通気部材１６０も回転すると、センサ１７２と遮蔽物の距離が増し、閾値で表した距離の範囲内から遮蔽物が外れる。そうなると、制御回路３０の処理がステップＳ２１に移行する（ステップＳ３１：Ｎｏ、Ｎ≠０）。その後は、制御回路３０がパルスを出力しないので、モータ１７５が停止する。そして、センサ１７２による検出距離が閾値未満になるまで（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、制御回路３０がステップＳ２１〜ステップＳ２４の処理を繰り返す。

一方、ステップ３１で、センサ１７２による検出距離が閾値未満である状態が継続すると、ステップＳ２８〜ステップＳ３４：Ｎｏの処理が繰り返さるので、モータ１７５が回転し続ける。そして、ステップＳ２８〜ステップＳ３４：Ｎｏの処理の繰り返しにより、制御回路３０が所定回数Ｍだけパルスを出力すると、モータ１７５が所定回数Ｍに基本ステップ角を乗じて得た回転角度を回転し、通気部材１６０が回転可能範囲の回転角度を回転する。通気部材１６０がそれだけ回転しても、検出距離が閾値以上にならないのだから、遮蔽物が開口１４３全体を覆っていることになり、通気口１７８，１７９が遮蔽物に隠れてしまっている。

そして、制御回路３０がカウンタ値Ｎと所定回数Ｍが等しいと判断したら（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、制御回路３０がカウンタ値Ｎをゼロに設定する（ステップＳ３５）。その後は、制御回路３０がパルスを出力しないので、モータ１７５が停止する。

そして、制御回路３０がディスプレイ６に表示制御信号を出力し、ディスプレイ６によってエラー表示が行われる（ステップＳ３６）。

次に、制御回路３０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２９により燃料電池２５の出力電力を検出し（ステップＳ３７）、その出力電力に応じた閾値を設定する（ステップＳ３８）。そして、制御回路３０がセンサ１７２により遮蔽物までの距離を検出し（ステップＳ３９）、検出距離が閾値未満であるか否かを判断する（ステップＳ４０）。

その後、センサ１７２による検出距離が閾値以上になるまで（ステップＳ４０：Ｎｏ）、制御回路３０がディスプレイ６のエラー表示を継続する（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）。センサ１７２による検出距離が閾値以上になると、制御回路３０の処理がステップＳ３６に戻り、センサ１７２による検出距離が閾値未満になるまで（ステップＳ４０：Ｙｅｓ）、制御回路３０はステップＳ３６〜ステップＳ４０の処理を繰り返す。

センサ１７２が測距センサである場合でも、遮蔽物によって通気口１７８，１７９が覆われた場合、通気部材１６０が自動的に回転するので、遮蔽物が通気口１７８，１７９から離れる。また、通気部材１６０が回転しても、通気口１７８，１７９から遮蔽物までの距離が大きくならなければ、そのことがディスプレイ６によりユーザに報知されるので、ユーザが遮蔽物の覆いに気づいて、その遮蔽物を退かす。この時、通気口１７８，１７９から遮蔽物までの距離が遠いか近いかについては、燃料電池２５の出力電力が考慮されので、燃料電池２５の駆動状態に適した動作が行われる。

本実施形態では、モータ１７５がステッピングモータであったが、他のモータ（例えば、サーボモータ）であってもよい。また、ステップＳ８、ステップＳ３４においてモータ１７５の回転角については開ループ制御を用いたが、モータ１７５の回転角をエンコーダ等によって検出し、検出回転角を制御回路３０にフィードバックする閉ループ制御を用いてもよい。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、上記実施形態に対して種々の設計変更を行ったものも本発明の範囲に含まれる。以下、上記第１実施形態に対して変更を行った変形例を挙げるが、下記のような変形を第２実施形態に対して行ってもよい。以下の変形例は、変更した部分を除いて、上記実施形態と同様に設けられている。また、以下の変形例を可能な範囲で組み合わせてもよい。

〔変形例１〕
図１５は、通気部材６０を電子機器１の上本体３に取り付けた場合を示した図面である。ヒンジ結合部と反対側の上本体３の縁部の中央部に通気部材６０が取り付けられている。この場合、図１５に示された上本体３が図７等に示されたベース４２の代わりである。そのため、図７等に示すように通気部材６０がベース４２に取り付けられたのと同様な構造で、図１５に示された通気部材６０が上本体３に取り付けられている。更に、図１５の場合、発電ユニット１０からの流路４９は図１６に示すように設けられている。流路４８は、図１６に示された流路４９と左右対称に設けられている。

〔変形例２〕
図１７は、通気部材６０を電子機器１の上本体３に取り付けた場合を示した図面である。図１７に示すように、ヒンジ結合部と反対側の上本体３の縁部の右端部に通気部材６０が取り付けられている。この場合、図１７に示された上本体３が図７等に示されたベース４２の代わりであり、図７等に示すように通気部材６０がベース４２に取り付けられたのと同様な構造で、図１７に示された通気部材６０が上本体３に取り付けられている。但し、図１７の場合では、軸部６６と軸部６７のどちらか一方だけが上本体３に軸支されており、他方は軸支されておらず、中空体６１の内側には隔壁６８が設けられていない点で、図１７の場合と図７の場合とが相違する。図１７では、右端部に取り付けているが、左端部にも取り付けることで、デザイン性を向上させてもよい。

〔変形例３〕
図１８は、２つの通気部材６０を電子機器１の上本体３の左右両端部にそれぞれ取り付けた場合を示した図面である。この場合、図１８に示された上本体３が図７等に示されたベース４２の代わりであり、図１８に示された通気部材６０と上本体３の取付構造は、図７等に示された通気部材６０とベース４２の取付構造と同じように設けられている。図１８では、左右両端部に取り付けているが、片側だけでもよい。

〔変形例４〕
図１９は、２つの通気部材６０を電子機器１の下本体２の左右両端部にそれぞれ取り付けた場合を示した図面である。この場合、図１９に示された下本体２が図７等に示されたベース４２の代わりであり、図１９に示された通気部材６０と下本体２の取付構造は、図７等に示された通気部材６０とベース４２の取付構造と同じように設けられている。但し、図１９の場合では、軸部６６と軸部６７のどちらか一方だけが下本体２に軸支されており、他方は軸支されておらず、中空体６１の内側には隔壁６８が設けられていない点で、図１９の場合と図７の場合とが相違する。図１９では、左右両端部に取り付けているが、片側だけでもよい。

〔変形例５〕
図２０は、通気部材６０を電子機器１の下本体２の右端部に取り付けた場合を示した図面である。この場合、図２０に示された下本体２が図７等に示されたベース４２の代わりであり、図２０に示された通気部材６０と下本体２の取付構造は、図７等に示された通気部材６０とベース４２の取付構造と同じように設けられている。図２０では、右端部に取り付けているが、左端部にも取り付けることで、デザイン性を向上させてもよい。

また、変形例において、１つの電子機器１に通気部材６０が２つある場合、通気部材６０が、給気口、排気口の両方を一体として構成されなくてもよく、一方を給気口用の通気部材、他方を排気口用の通気部材としてもよい。

図１は、本発明の第１実施形態における電子機器の上面側を示した斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態における電子機器の下面側を示した斜視図である。 図３は、上記電子機器に備わる発電ユニットを示した斜視図である。 図４は、上記発電ユニットの構成を示したブロック図である。 図５は、上記電子機器を破断して示した概略断面図である。 図６は、上記電子機器を破断して示した概略断面図である。 図７は、上記発電ユニットに備わる通気装置を示した断面図である。 図８は、上記通気装置に備わる通気部材を示した斜視断面図である。 図９は、第２実施形態における通気装置を備える発電ユニットを示した斜視図である。 図１０は、第２実施形態における通気装置を示した分解斜視図である。 図１１は、第２実施形態における通気装置を示した断面図である。 図１２は、第２実施形態における通気装置を備える発電ユニットの構成を示したブロック図である。 図１３は、通気構造の制御回路による制御処理を示したフローチャートである。 図１４は、通気構造の制御回路による制御処理を示したフローチャートである。 図１５は、通気構造の設置位置を変更した場合の電子機器を示した斜視図である。 図１６は、図１５における要部を示した概略平面図である。 図１７は、通気構造の設置位置を変更した場合の電子機器を示した斜視図である。 図１８は、通気構造の設置位置を変更した場合の電子機器を示した斜視図である。 図１９は、通気構造の設置位置を変更した場合の電子機器を示した斜視図である。 図２０は、通気構造の設置位置を変更した場合の電子機器を示した斜視図である。

符号の説明

１ 電子機器
６ ディスプレイ
１０ 発電ユニット
２５ 燃料電池
３０ 制御回路
４１、１４１ 通気装置
４２、１４２ ベース
６１ 中空体
６４、６５、１６４、１６５ 通気ポート
７８、７９、１７８、１７９ 通気口
６８ 隔壁
４８、４９、１４８、１４９ 流路
１７２ センサ
１７５ モータ

Claims (14)

1. 中空を有した中空体と、
   前記中空体を回転可能に支持したベースと、を備え、
   通気口が前記中空体の側壁を貫通して前記中空に通じ、
   通気ポートが前記中空体の軸心に沿って前記中空体を内外に貫通し、
   流路が前記ベースに形成され、前記流路と前記通気ポートが通じていることを特徴とする通気装置。
2. 別の通気ポートが前記通気ポートの反対側において前記中空体の軸心に沿って前記中空体を内外に貫通し、
   別の流路が前記ベースに形成され、前記別の流路と前記別の通気ポートが通じていることを特徴とする請求項１に記載の通気装置。
3. 前記中空内に設けられ、当該中空を一方の通気ポート側の領域と他方の通気ポート側の領域に区切る隔壁を更に備えることを特徴とする請求項２に記載の通気装置。
4. 前記通気口が前記中空のうち一方の通気ポート側の領域に通じ、別の通気口が前記中空体の側壁を貫通して前記中空のうち他方の通気ポート側の領域に通じることを特徴とする請求項３に記載の通気装置。
5. 前記中空体を回転させる駆動機構を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通気装置。
6. 前記通気口の近傍において前記中空体に設けられたセンサを更に備えることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の通気装置。
7. 前記中空体を回転させる駆動機構と、
   前記通気口の近傍において前記中空体に設けられ、遮蔽物の有無を検知する近接センサと、
   前記近接センサにより遮蔽物の存在が検出された場合に前記駆動機構を作動させ、前記近接センサにより遮蔽物の無い状態が検出された場合に前記駆動機構を停止する制御部と、を更に備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通気装置。
8. 前記制御部は、前記近接センサにより遮蔽物の無い状態が検出されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記駆動機構を停止することを特徴とする請求項７に記載の通気装置。
9. 報知器を更に備え、
   前記制御部は、前記近接センサにより遮蔽物の無い状態が検出されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記報知器を作動させることを特徴とする請求項７又は８に記載の通気装置。
10. 前記中空体を回転させる駆動機構と、
    前記通気口の近傍において前記中空体に設けられ、遮蔽物までの距離を検出する測距センサと、
    燃料電池の出力電力を検出する電力検出手段と、
    前記電力検出手段による検出距離に基づき閾値を設定する閾値設定手段と、
    前記測距センサによる検出距離と前記閾値設定手段による設定閾値を比較する比較手段と、
    前記比較手段により検出距離が設定閾値未満であると判断された場合に前記駆動機構を作動させ、前記比較手段により検出距離が設定閾値以上であると判断された場合に前記駆動機構を停止する制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通気装置。
11. 前記制御手段は、前記比較手段により検出距離が設定閾値以上であると判断されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記駆動機構を停止することを特徴とする請求項１０に記載の通気装置。
12. 報知器を更に備え、
    前記制御手段は、前記比較手段により検出距離が設定閾値以上であると判断されずに前記駆動機構を継続して作動させ、前記中空体が所定回転角度を回転したら、前記報知器を作動させることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の通気装置。
13. 請求項１から１２の何れか一項に記載の通気装置を備えることを特徴とする発電ユニット。
14. 請求項１から１２の何れか一項に記載の通気装置を備えることを特徴とする電子機器。

Images