JP4213519B2

JP4213519B2 - Fuel cell equipment and fuel tank

Info

Publication number: JP4213519B2
Application number: JP2003150104A
Authority: JP
Inventors: 嘉広伊藤; 成明後; 恒夫佐藤; 政望進小森
Original assignee: Fujinon Corp; Fujifilm Corp
Current assignee: Fujinon Corp; Fujifilm Corp
Priority date: 2003-05-28
Filing date: 2003-05-28
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2023-05-28
Also published as: JP2004355870A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は燃料電池を搭載する機器、及び燃料電池を搭載する機器に装着される燃料タンクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から燃料電池を搭載する機器が考案されている（例えば、特許文献１、又は２参照）。特許文献１では、回収された副生成物による圧力で燃料貯留部内の燃料を加圧して燃料電池へ供給する構成が開示されている。
【０００３】
しかし、副生成物の量が少なければ燃料貯留部内の燃料を加圧することはできず、確実に燃料を燃料電池へ供給できる方法ではない。また、特許文献２では、液体燃料を燃料電池へ供給するための構成は開示されていない。
【０００４】
そこで、燃料を確実に燃料電池へ供給するためにはポンプを燃料電池に設けることが考えられるが、専用の駆動源が必要となり、燃料電池システムが大掛かりになるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２１３３５９号公報
【特許文献２】
特開２００３−３６８７９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、燃料を燃料貯留部から燃料電池へ確実に供給できる簡素な構成を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の燃料電池搭載機器は、燃料を貯留する燃料貯留部から燃料を供給されて機器で消費される電力を発電する燃料電池と、前記機器に備えられた駆動部と、前記駆動部と、前記燃料貯留部内を移動して燃料を加圧することによって燃料を前記燃料貯留部から押し出して前記燃料電池へ供給する燃料供給手段と、に駆動力を付与する駆動力付与手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の燃料電池搭載機器では、燃料供給手段が、駆動部に駆動力を付与する駆動力付与手段から駆動力を付与されて燃料貯留部内を移動し、燃料貯留部に貯留された燃料を加圧して燃料貯留部から押し出して燃料電池へ供給する。これによって、燃料を燃料貯留部から燃料電池へ確実に供給できる。
【０００９】
また、駆動部と燃料供給手段の駆動源を兼用にしたことによって、燃料電池を簡素化でき、燃料電池のコスト、及び占有スペースを低減できる。
【００１０】
請求項２に記載の燃料電池搭載機器は、請求項１に記載の燃料電池搭載機器であって、前記駆動力付与手段は、モータと、前記モータの駆動力を前記駆動部に伝達する第１伝達手段と、前記モータの駆動力を前記燃料供給手段に伝達する第２伝達手段と、前記第１伝達手段、及び前記第２伝達手段を前記モータに連結させ、又は連結を解除させる連結切換え手段と、前記連結切換え手段を作動させて前記第１伝達手段、又は前記第２伝達手段を前記モータに連結させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の燃料電池搭載機器では、モータの駆動力が、第１伝達手段によって駆動部へ、第２伝達手段によって燃料供給手段へ伝達される。また、第１伝達手段、及び第２伝達手段は、連結切換え手段によってモータに連結され、又は連結を解除される。
【００１２】
制御手段が、連結切換え手段を作動させて第１伝達手段をモータに連結させ、モータを駆動させると駆動部が駆動される。また、制御手段が、連結切換え手段を作動させて第２伝達手段をモータに連結させ、モータを駆動させると燃料供給手段が駆動される。これによって、１個のモータで必要に応じて駆動部と燃料供給手段の一方のみを選択して駆動させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の燃料電池搭載機器は、請求項２に記載の燃料電池搭載機器であって、前記モータが、ステッピングモータであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の燃料電池搭載機器では、モータがステッピングモータであるため、燃料供給手段の移動量を正確に制御して燃料を所定量ずつ燃料電池へ供給することが可能である。
【００１５】
請求項４に記載の燃料電池搭載機器は、請求項１乃至３の何れかに記載の燃料電池搭載機器であって、前記駆動部が、レンズを移動させるレンズ移動手段であることを特徴とする。
【００１６】
請求項４に記載の燃料電池搭載機器では、レンズ移動手段によってレンズが移動され、ズーム調整、又はフォーカス調整が行われる。このレンズ移動手段の駆動源は、燃料供給手段を駆動させるための駆動源と兼用とされている。
【００１７】
これによって、カメラ等の燃料電池を電源とする光学機器において、燃料を燃料電池へ供給するための専用の駆動源を設ける必要がないので、低コスト、コンパクトな光学機器を提供できる。
【００１８】
請求項５に記載の燃料タンクは、燃料電池を備える機器に装着され、貯留した燃料を前記燃料電池へ供給する燃料タンクであって、燃料を貯留する燃料貯留部と、前記機器に設けられた駆動手段から駆動力を付与されて前記燃料貯留部内を移動し、燃料を加圧して前記燃料貯留部から押し出し前記燃料電池へ供給する燃料供給手段と、を有することを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の燃料タンクでは、燃料電池を備える機器に装着されて機器に設けられた駆動手段から駆動力を付与されると、燃料供給手段が燃料貯留部内を移動する。燃料貯留部に貯留された燃料は、燃料供給手段から加圧されて燃料貯留部から押し出され燃料電池へ供給される。これによって、燃料タンクの向きに関わらず、燃料を燃料電池へ確実に供給できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
図１に示すように、燃料電池搭載機器としてのデジタルカメラ１０には、メタノール水溶液（ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ）が充填された燃料タンク１２が、デジタルカメラ１０に設けられた収納部１４へ上方から装填される。収納部１４の底部には、メタノール水溶液と酸素（Ｏ₂）の化学反応によって発電を起し、副生成物として水（Ｈ₂Ｏ）、及び二酸化炭素（ＣＯ₂）を生成するメタノール直接型燃料電池（以下、燃料電池）１６が備えられている。
【００２２】
燃料タンク１２は、燃料を貯留する燃料貯留部１２Ａと、燃料電池１２で生成される水を回収する水回収部１２Ｂとの２槽構造となっている。燃料タンク１２と燃料電池１６は燃料供給口１８を給液口２０へ、水回収口２２を排水口２４へ勘合させることで、水密状態で接続される。図示は省略したが、燃料供給口１８、水回収口２２には、安全弁が設けられており、この安全弁は、燃料供給口１８と給液口２０、水回収口２２と排水口２４とが接続されると開かれる。
【００２３】
また、燃料タンク１２のケーシング２５の側面からはギア８４の歯面８４Ａが突出している。このギア８４にズームモータ３１（図４参照）から駆動力が付与されて燃料貯留部１２Ａに収納された燃料供給手段８２（図４参照）が駆動され、燃料貯留部１２Ａ内の燃料が燃料供給口１８、給液口２０を介して燃料電池１６の燃料極１３０Ａへ供給される。また、水は、燃料電池１６の空気極１３０Ｂで生成され、排水口２４、水回収口２２を介して水回収部１２Ｂへ回収される。
【００２４】
また、デジタルカメラ１０には、燃料電池１６に面してヒータ２３が設けられている。このヒータ２３は、デジタルカメラ１０を低温環境で使用する際に起動される。ここで、燃料電池１６は、氷点下等の低温環境では通常、化学反応を起すことができないが、ヒータ２３によって加熱されることで化学反応を起こし発電できる。
【００２５】
図２には、本実施形態のデジタルカメラ１０の回路構成を示すブロック図が示されている。
【００２６】
デジタルカメラ１０には、撮影レンズ２６、シャッタ２８及びＣＣＤ撮像素子３０が備えられている。撮影レンズ２６及びシャッタ２８を経由してＣＣＤ撮像素子３０上に結像された被写体像は、ＣＣＤ撮像素子３０によってアナログ画像信号に変換される。ここで、シャッタ２８によって、ＣＣＤ撮像素子３０からアナログ画像信号が読み出される際のスミアの発生が抑制される。
【００２７】
また、デジタルカメラ１０には、閃光装置３２が備えられている。この閃光装置３２は、低照度時、又は低照度時以外の必要時に閃光を発光し、被写体に補助光を照射する。
【００２８】
また、デジタルカメラ１０には、アナログ信号処理部３４、Ａ／Ｄ変換部３６、デジタル信号処理部３８、テンポラリメモリ４０、圧縮伸長部４２、内蔵メモリ（又はメモリカード）４４、画像モニタ４６、及び駆動回路４８が備えられている。
【００２９】
ＣＣＤ撮像素子３０は、駆動回路４８内のタイミング発生回路（図示省略）によって発生されたタイミングで駆動され、アナログ画像信号を出力する。また、駆動回路４８には、撮影レンズ２６のズーム駆動の駆動源であるズームモータ３１、撮影レンズ２６のフォーカス駆動の駆動源であるフォーカスモータ３３、シャッタ２８の駆動源であるシャッタモータ３５、絞り２９の駆動源である絞りモータ３７、及びズームモータ３１に欠歯ギア１０６、１０８（図６参照）を連結させるフラッパーソレノイド１１６、１１８等を駆動する駆動回路も含まれている。なお、ズームモータ３１は燃料供給手段８２の駆動源にもなるがこの点については後述する。
【００３０】
ＣＣＤ撮像素子３０から出力されたアナログ画像信号は、アナログ信号処理部３４でアナログ信号処理され、Ａ／Ｄ変換部３６でＡ／Ｄ変換され、そして、デジタル信号処理部３８でデジタル信号処理される。デジタル信号処理されたデジタル画像データは、テンポラリメモリ４０に一時的に格納される。
【００３１】
テンポラリメモリ４０に格納されたデジタル画像データは、圧縮伸長部４２で圧縮されて内蔵メモリ（又はメモリカード）４４に記録される。尚、撮影モードによっては、圧縮の過程を省いて内蔵メモリ４４に直接記録しても良い。そして、テンポラリメモリ４０に格納されたデジタル画像データは画像モニタ４６に読み出され、画像モニタ４６に被写体像が映し出される。
【００３２】
また、デジタルカメラ１０には、デジタルカメラ１０全体の制御を司るＣＰＵ５０、ズーム操作スイッチ等を含む操作スイッチ群５２、及びシャッタボタン５４が備えられている。操作スイッチ群５２を操作して所望の撮影状態に設定し、シャッタボタン５４を押下することによって、写真撮影が行われる。
【００３３】
また、デジタルカメラ１０には、２次電池５１、コンバータ５３、及び燃料電池１６が備えられており、デジタルカメラ１０を構成する各部は、２次電池５１にバッファされた電気エネルギーで作動される。この２次電池５１にバッファされた電気エネルギーが不足していると、ＣＰＵ５０は、コンバータ５３を作動させて燃料電池１６を発電させる。そして、燃料電池１６から電気エネルギーが供給されて２次電池５１の充電が完了すると、コンバータ５３の作動を停止させて燃料電池１６の発電を停止させる。
【００３４】
さらに、デジタルカメラ１０には、駆動検出部５５、パラメータ記憶部５７、不揮発メモリ５９が備えられている。駆動検出部５５は、ズームモータ３１、フォーカスモータ３３等の駆動部が駆動されたこと、又は画像モニタ４６の表示時間等を検出する。
【００３５】
パラメータ記憶部５７には、ズームモータ３１、フォーカスモータ３３、又はストロボ等の１度の駆動によって、又は画像モニタ４６の所定時間の表示によって消費される電気エネルギーを発電させるだけの燃料の量のパラメータテーブルが記憶されている。
【００３６】
不揮発メモリ５９には、駆動検出部５５によってズームモータ３１等の駆動部が駆動されたことが検出されると、各駆動部の駆動回数、及び画像モニタ４６の表示時間が記憶される。なお、デジタルカメラ１０の電源がオフになっても、不揮発メモリ５９から駆動記録が消えることはない。
【００３７】
ＣＰＵ５０は、不揮発メモリ５９から駆動記録を読み出し、パラメータ記録部５７から各駆動部の駆動によって消費される燃料の量を読み出し、これらを乗じて燃料電池１６で消費された累積消費量を演算する。
【００３８】
そして、ＣＰＵ５０は、この累積消費量が所定量になると、燃料供給手段８２を駆動させ、燃料電池１６内で消費された分の燃料をまとめて燃料貯留部１２Ａから燃料極１３０Ａへ供給させる。
【００３９】
図３に示すように、デジタルカメラ１０の背面には、ファインダ５６、ファインダＬＥＤ５８、撮影／再生モード選択スイッチ６０、充電モード選択スイッチ６１、撮影モード選択ダイヤル６２、マルチファンクションの十字キー６４、カメラの動作モードや十字キー６４の機能等を文字やアイコンで表示するドットマトリクスの液晶表示機６６、バックスイッチ６８、メニュー／ＯＫスイッチ７０、画像モニタ４６、及びスピーカ７２等が設けられている。
【００４０】
また、デジタルカメラ１０の上面には、電源スイッチ７４及びシャッターボタン５４が設けられ、デジタルカメラ１０の側面には、音声／映像（Ａ／Ｖ）出力端子７６、デジタル（ＵＳＢ）端子７８、及びＤＣ入力端子８０が設けられている。
【００４１】
デジタルカメラ１０は、撮影／再生モード選択スイッチ６０によって撮影モード、又は再生モードが選択できるようになっており、撮影モード時には撮影モード選択ダイヤル６２によってマニュアル撮影、オート撮影、動画、ボイスレコーダー等の各モードが選択できるようになっている。尚、ボイスレコーダは、音声のみを記録するモードである。
【００４２】
また、デジタルカメラ１０は、充電モード選択スイッチ６１によって充電モードが選択できるようになっており、充電モード時には燃料電池１６によって発電が行われ、２次電池５１が充電される。尚、充電モード時以外にも燃料電池１６の発電は行うが、この点については後述する。
【００４３】
画像モニタ４６は、電子ビューファインダとして使用できると共に、内蔵メモリ（又はメモリカード）４４から読み出した再生画像等を表示することができる。また、画像モニタ４６は、撮影可能コマ数や再生コマ番号の表示、ストロボ発光の有無、マクロモード表示、記録画質（クオリティー）表示、画素数表示等の情報も表示され、更に各種のメニュー等がメニュー／ＯＫボタン７０や十字キー６４の操作に応じて表示される。
【００４４】
次に、燃料タンク１２の構造について説明する。
【００４５】
図４に示すように、燃料タンク１２のケーシング２５は仕切り板２５Ａによって仕切られて燃料貯留部１２Ａと水回収部１２Ｂとの２槽構造となっている。燃料貯留部１２Ａと水回収部１２Ｂはキャップ２７によって封止されている。キャップ２７には、燃料貯留部１２Ａに面して燃料供給口１８が設けられ、水回収部１２Ｂに面して水回収口２２が設けられている。
【００４６】
水回収部１２Ｂには水を回収する袋体８６が収納され、口部を水回収口２２に取り付けられている。燃料貯留部１２Ａには燃料を貯留する袋体８８が収納され、口部を燃料供給口１８に取り付けられている。袋体８８はテフロン（Ｒ）ゴム等の耐アルコール性材料で、伸縮自在とされている。但し、袋体８８は、伸縮自在の材料でなくても、以下に述べる燃料供給手段８２によって押し潰すことができ、且つ押し潰された状態から復元できる柔軟な残量であれば良い。
【００４７】
また、燃料貯留部１２Ａには、燃料供給手段８２が収納されている。燃料供給手段８２は、シリンダとなる燃料貯留部１２Ａ内を摺動する可動部９０と、可動部９０に駆動力を伝達する駆動伝達部９２とで構成されている。
【００４８】
駆動伝達部９２は、可動部９０の摺動方向の一端部に回転可能に設けられたギア８４と、ギア８４の中心部から摺動方向に延出したネジ部９４とで構成されている。上述したように、ギア８４の歯面８４Ａの一部が、ケーシング２５の側面の孔２５Ｂから突出している。
【００４９】
可動部９０は、ネジ部９４が螺合するネジ穴９６Ａが形成された駆動板９６と、袋体８８に当接して加圧する加圧板９８と、駆動板９６と加圧板９８を繋ぐ軸部９９とで構成されている。ケーシング２５の仕切り板２５Ａと仕切り板２５Ａと向き合うケーシング２５の内壁２５Ｃには、摺動方向に延出するガイドリブ２５Ｄ、２５Ｅが形成されている。そして、駆動板９６と加圧板９８には、溝９６Ｂ、９８Ａが形成され、それぞれガイドリブ２５Ｄ、２５Ｅに嵌合している。
【００５０】
このため、ギア８４が回転されると一緒にネジ部９４が回転し、このネジ部９４の回転によって可動部９０が燃料貯留部１２Ａ内を摺動する。これによって、燃料タンク１２の向きに関わらず、袋体８８内の燃料が加圧されて袋体８８から押し出されて燃料電池１６へ供給される。
【００５１】
次に、ギア８４に駆動力を付与する機構について説明する。
【００５２】
図５に示すように、平歯車であるギア８４に噛合する平歯車１０２Ａを一端に備え、他端部にはすば歯車１０２Ｂを供える２段ギア１０２が設けられている。また、はすば歯車１０２Ｂに噛合すると共に、駆動伝達方向を９０度転換するはすば歯車と平歯車が形成された２段ギア１０４が設けられている。そして、２段ギア１０４の平歯車に噛合する欠歯ギア（平歯車）１０６、欠歯ギア１０６に駆動力を付与するズームモータ３１が設けられている。このズームモータ３１はステッピングモータで、正確に駆動を制御できる。
【００５３】
欠歯ギア１０６の周面には、歯車部１０６Ａと欠歯部１０６Ｂとが形成されている。欠歯部１０６Ｂは対称位置に２箇所形成され、欠歯部１０６Ｂ以外の部分が歯車部１０６Ａとされている。
【００５４】
図６（Ａ）に示すように、ズームモータ３１のモータギア３１Ａを間に置いて欠歯ギア１０６側の反対側には、欠歯ギア１０８が設けられている。この欠歯ギア１０８は、撮影レンズ２６（図２参照）をズーム駆動させるレンズ移動手段としてのズームギア１１０へ、ギア１１２、ギア１１４によって連結されている。また、欠歯ギア１０８は、欠歯ギア１０６と同じ形状をしており、周面には、歯車部１０８Ａと欠歯部１０８Ｂとがそれぞれ２箇所に対称に形成されている。
【００５５】
ここで、欠歯ギア１０６の回転を制止するフラッパーソレノイド１１６、及び欠歯ギア１０８の回転を制止するフラッパーソレノイド１１８が設けられている。欠歯ギア１０６にはフラッパーソレノイド１１６のアームチュア１１６Ａが係止する係止部１０６Ｃが形成され、欠歯ギア１０８には、フラッパーソレノイド１１８のアームチュア１１８Ａが係止する係止部１０８Ｃが形成されている。また、欠歯ギア１０６、１０８は、図示しないバネによって時計回り方向（図中矢印Ａ方向、及びＢ方向）に付勢されている。
【００５６】
この状態では、欠歯ギア１０６は欠歯部１０６Ｂをモータギア３１Ａ、２段ギア１０４に対面させており、欠歯ギア１０６は、モータギア３１Ａ、および２段ギア１０４に噛合していない。また、欠歯ギア１０８も同様に、モータギア３１Ａ、及びギア１１０に噛合していない。
【００５７】
図６（Ｂ）に示すように、フラッパーソレノイド１１８が励磁されると、アームチュア１１８Ａがコイル１１８Ｂ側に移動され、係止部１０８Ｃから外れる。バネによって矢印Ｂ方向に付勢されている欠歯ギア１０８は矢印Ｂ方向に回転し、欠歯ギア１０８の歯車部１０８Ａが、モータギア３１Ａ、及びギア１１０に噛合する。これによって、ズームモータ３１が駆動されズームギア３１Ａが回転すると、駆動力がズームギア１１０まで伝達されてズーム駆動される。
【００５８】
この時、欠歯ギア１０６はモータギア３１Ａに噛合していないので、ズームモータ３１の駆動力は燃料供給手段８２まで伝達されない。このため、燃料を供給する必要がない時に、燃料供給手段８２を駆動させてしまうことはない。
【００５９】
また、フラッパーソレノイド１１８が励磁される前は、欠歯ギア１０８はギア１１２に噛合していないので、アームチュア１１８Ａが係止部１０８Ｃから外れて欠歯ギア１０８がバネの不勢力によって回転する時に、ギア１１２は回転されない。このため、欠歯ギア１０８がギア１１２に噛合する時にズームギア１１０が駆動されてズーム駆動されてしまうことがない。従って、ズーム駆動を正確に制御できる。
【００６０】
また、図６（Ｃ）に示すように、フラッパーソレノイド１１６が励磁されると、アームチュア１１６Ａがコイル１１６Ｂ側に移動され、係止部１０６Ａから外れる。バネによって矢印Ａ方向に付勢されている欠歯ギア１０６は矢印Ａ方向に回転し、欠歯ギア１０６の歯車部１０６Ａが、モータギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合する。これによって、ズームモータ３１が駆動されると、駆動力が燃料供給手段８２まで伝達され、燃料が燃料電池１６へ供給される。
【００６１】
この時、欠歯ギア１０８はモータギア３１Ａに噛合していないので、ズームモータ３１の駆動力はズームギア１１０へ伝達されない。このため、ズーム駆動させる必要がない時に、ズーム駆動させてしまうことはない。
【００６２】
また、フラッパーソレノイド１１６が励磁される前は、欠歯ギア１０６は２段ギア１０４にも噛合していないので、アームチュア１１６Ａが係止部１０６Ｃから外れて欠歯ギア１０６がバネの不勢力によって回転する時に、２段ギア１０４は回転されない。このため、欠歯ギア１０６が２段ギア１０４に噛合する時に燃料供給手段８２が駆動されて燃料が供給されてしまうことがない。従って、燃料の供給量を正確に制御できる。
【００６３】
上述したように、ズームモータ３１の駆動力によって燃料供給手段８２を駆動させるようにし、燃料供給手段８２を駆動させるだけの駆動源が不要となったので、コストダウンできる。尚、デジタルカメラ１０では、ズームモータ３１を燃料供給手段８２の駆動源としたが、これに限らず、フォーカスモータ３３やシャッタモータ３５、及び絞りモータ３７等、デジタルカメラ１０に備えられた他の駆動源を用いても良い。
【００６４】
次に燃料電池１６について説明する。
【００６５】
図５に示すように、燃料電池１６のケーシング１２８は、電池セル１３０によって燃料室１６Ａと空気室１６Ｂに室が分けられている。燃料室１６Ａと空気室１６Ｂは、燃料タンク１２が載置される台座１３２によって封止されている。
【００６６】
台座１３２には、燃料室１６Ａに面して給液口２０が設けられ、空気室１６Ｂに面して排水口２４が設けられ、袋体８８から燃料室１６Ａへ燃料を供給でき、空気室１６Ｂから袋対８６へ水を回収できるようになっている。
【００６７】
電池セル１３０は、燃料室１６Ａの壁面を構成する燃料極１３０Ａ、空気室１６Ｂの壁面を構成する空気極１３０Ｂ、及び燃料極１３０Ａと空気極１３０Ｂに挟まれるプロトン導電膜１３０Ｃとで構成されている。
【００６８】
燃料タンク１２から燃料室１６Ａへメタノールが供給され、燃料極１３０Ａに電圧が印加されると、メタノールが化学反応式（１）に示すように、二酸化炭素、水素イオン、及び電子に分解される。
【００６９】
ＣＨ₃ＯＨ＋Ｈ₂Ｏ→ＣＯ₂＋６Ｈ⁺＋ｅ^- …（１）
二酸化炭素は、燃料室１６Ａの壁面に設けられた気液分離フィルタ１３４によって燃料室１６Ａから放出され、水素イオンは、プロトン導電膜１３０Ｃを透過して空気極１３０Ｂへ移動する。そして、電子は、２次電池５１（図２参照）へ向かい、２次電池５１を充電させる。
【００７０】
空気極１３０Ｂへ移動した水素イオンＨ⁺は、空気室１６Ｂの壁面に設けられた気液分離フィルタ１３６を透過して空気室１６Ｂへ流入した酸素、及び電子と結合して水となる。この水は、排水口２４、及び水回収口２２を通過して袋体８６に回収される。
【００７１】
次に、燃料タンク１２を着脱させる機構について説明する。
【００７２】
図５に示すように、燃料タンク１２を収納部１４へ出し入れするためのスライド式の蓋１２０が設けられている。蓋１２０の内面にはコ字状のフック１２２が設けられている。そして、このフック１２２にアームチュア１２４Ａを係止させるフラッパーソレノイド１２４が、デジタルカメラ１０の上面の内側に取り付けられている。
【００７３】
このフラッパーソレノイド１２４が励磁されると、アームチュア１２４Ａがコイル１２４Ｂ側に移動し、アームチュア１２４Ａの引掛け部１２４Ｃがフック１２２に係止する。これによって、蓋１２０がロックされ、開閉できなくなる。
【００７４】
また、燃料タンク１２のケーシング２５の水回収部１２Ｂ側の側面にはラック２５Ｆが形成されている。このラック２５Ｆにモータギア１２６Ａを噛合させるモータ１２６が、収納部１４に設けられている。
【００７５】
燃料タンク１２を収納部１４から取り出したい時に、取出しスイッチ１３８（図３参照）が操作されると、フラッパーソレノイド１２４の励磁が停止され、蓋１２０のロックが解除される。
【００７６】
そして、蓋１２０が開かれると図示しない図示しない開閉検出スイッチがオンになり、モータ１２６が駆動される。これによって、燃料タンク１２が収納部１４から頭を出し、燃料タンク１２を掴んで収納部１４から取り出すことができる。
【００７７】
次に、燃料供給方法について説明する。
【００７８】
図７のフローチャートに示すように、デジタルカメラ１０の電源が投入されると、本フローが開始され、ステップ２０１へ進む。ステップ２０１では、フラッパーソレノイド１２４が励磁され、蓋１２０がロックされる。ステップ２０２では、充電モード選択スイッチ６１によって充電モードが選択されたか否かが判定され、肯定されると図８のフローチャートのステップ３０１へ進み、否定されるとステップ２０３へ進む。
【００７９】
ステップ２０３では、デジタルカメラ１０の各駆動部が駆動されたことが駆動検出部５５によって検出されるまで否定判定が繰り返される。例えば、シャッタボタン５４が操作され、閃光発光装置３２からフラッシュが発光され、又は撮影／再生モード選択スイッチ６０によって撮影モード又は再生モードが選択されて画像モニタ４６が表示されると、駆動部検出部５５によって検出されて不揮発メモリ５９に記憶される。ここで、画像モニタ４６の表示に関しては表示時間が記憶され、その他の駆動部に関しては駆動回数が記憶される。
【００８０】
そして、ステップ２０４に進み、燃料の消費量が所定量を超えるまで否定判定が繰り返され、ステップ２０３へ戻り、繰り返して各駆動部の駆動検出が行われる。ここで、各駆動部が駆動されて２次電池５１の電気エネルギーが消費されると燃料電池１６の発電は行われ、燃料電池１６内の燃料は消費される。この消費量は、例えば、閃光発光装置が駆動された時に多くなり、又は画像モニタ４６を長時間表示していると多くなる。
【００８１】
このようにデジタルカメラ１０の使用状態によって異なる燃料の消費量のパラメータテーブルがパラメータ記憶部５７に記憶されている。このパラメータテーブルとは、例えば、シャッタボタンが１回操作されると燃料が１ｍｌ消費され、閃光発光装置３２が１回駆動されると燃料が５ｍｌ消費され、画像モニタ４６が１分表示されると燃料が３ｍｌ消費されるというようなものである。
【００８２】
ＣＰＵ５０は、不揮発メモリ５９に累積して記憶されたシャッタボタン５４の使用回数、閃光発光装置３２の発光回数、又は画像モニタ４６の表示時間等を不揮発メモリ５７から読み出し、パラメータ記憶部５７から各駆動に対応する燃料の消費量を読み出す。そして、ＣＰＵ５０は、これらを乗じてこれまで消費された累積消費量を演算し、燃料の累積消費量が所定量を超えるとステップ２０５へ進む。
【００８３】
ステップ２０５では、ＣＰＵ５０が、ステップ２０４で演算された燃料の累積消費量データを駆動回路４８へ送信する。駆動回路４８はこの累積消費量データを受け取ると、図６（Ｃ）に示すように、フラッパーソレノイド１１６を励磁して欠歯ギア１０６をモータギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合させる。
【００８４】
そして、ステップ２０６へ進み、ステッピングモータであるズームモータ３１を駆動させて燃料供給手段８２を作動させる。この時、ズームモータ３１の回転数を調整して燃料電池１６で消費された分だけの燃料を供給する。これによって、常時、燃料電池１６内の燃料を所定量に維持することができるので、燃料電池１６内の燃料切れを防止できる。
【００８５】
そして、ステップ２０７に進み、ズームモータ３１を逆回転させて欠歯ギア１０６とズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４との噛み合いを解除させる共に、フラッパーソレノイド１１６の励磁を停止してアームチュア１１６Ａを欠歯ギア１０６の係止部１０６Ｃに係止させる。
【００８６】
そして、ステップ２０８に進み、デジタルカメラ１０の電源がオフになるまで否定判定が繰り返されてステップ２０１へ戻り、ステップ２０１〜２０６が繰り返し行われる。
【００８７】
また、充電モード時には、図８のフローチャートに示すように、ステップ３０１において、２次電池５１の充電が完了しているか否かが判定される。ここで、２次電池５１の充電量の検出は、２次電池５１の駆動電圧の変動状態を検出する等の公知の検出方法で行われる。
【００８８】
ステップ３０１で肯定されると、ステップ３０２に進み、液晶表示機６６に充電が完了したことを知らせるアイコンを表示する。ステップ３０１で否定されると、ステップ３０３に進む。ステップ３０３では、ＣＰＵ５０によって、ステップ３０１で検出された２次電池５１の充電量に基づいて、２次電池５１の充電を完了するために必要な発電量、及び燃料の量が算出される。
【００８９】
そして、ステップ３０４へ進み、ＣＰＵ５０は、ステップ３０３で算出された燃料の必要量データを駆動回路４８へ送信する。駆動回路４８はこのデータを受け取ると、図６（Ｃ）に示すように、フラッパーソレノイド１１６を励磁して欠歯ギア１０６をモータギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合させる。
【００９０】
そして、ステップ３０５へ進み、ズームモータ３１を駆動させて燃料供給手段８２を作動させる。この時、燃料電池１６の発電が停止されるまでズームモータ３１の駆動を微調整しながら必要量の燃料を少量ずつ供給する。
【００９１】
そして、ステップ３０６へ進み、２次電池５１の充電が完了するまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ３０７へ進み、液晶表示機６６に充電が完了したことを知らせるアイコンを表示する。そして、図７のステップ２０６へ進み、同様に、燃料供給手段８２とズームモータ３１の連結を解除し、ステップ２０７で電源がオフになると、本フローが終了する。
【００９２】
なお、本フローでは、デジタルカメラ１０の各駆動部が駆動されて消費された燃料を累積して供給するようにした。このため、ズームモータ３１を起動させる回数が少なくなり起動電力を節約できる。しかし、これに限らず、デジタルカメラ１０の各駆動部が駆動される度に燃料を供給するようにしても良い。
【００９３】
次に、燃料タンク１２を収納部１４から取り出す方法について説明する。
【００９４】
図９のフローチャートに示すように、デジタルカメラ１０の電源が投入されると本フローが開始され、ステップ４０１へ進む。ステップ４０１では、燃料タンク取出しスイッチ１３８が操作されるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ４０２へ進む。
【００９５】
ステップ４０２では、フラッパーソレノイド１１６が励磁され、欠歯ギア１０６とズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４の噛合が解除されるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ４０３へ進む。ここで、欠歯ギア１０６がズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合していると、２段ギア１０４、２段ギア１０２には回転方向の遊びが無くなる。このため、燃料タンク１２を収納部１４に挿入した時、燃料タンク１２のギア８４の歯先と２段ギア１０２の平歯車１０２Ａの歯先が衝突すると、ギア８４と２段ギア１０２が噛合できない。
【００９６】
しかし、欠歯ギア１０６がズームギア３１Ａ、及び２段ギア１０４に噛合していなければ２段ギア１０４、２段ギア１０２には回転方向に遊びが生まれる。また、２段ギア１０４と２段ギア１０２の互いに衝突する箇所をテーパ状とすることで、燃料タンク１２が挿入される時にギア８４と２段ギアの歯先が衝突してもギア８４と２段ギア１０２の双方が逆方向に回転するので、２段ギア１０４と２段ギア１０２は噛合できる。
【００９７】
そして、ステップ４０３では、蓋１２０をロックしているフラッパーソレノイド１２４が励磁されて蓋１２０のロックが解除される。そして、ステップ４０４へ進み、蓋１２０が開かれたことが、図示しない開閉検出スイッチによって検出されるまで否定判定が繰り返され、肯定されるとステップ４０５へ進む。
【００９８】
ステップ４０５では、モータ１２６が駆動されて、燃料供給口１８と給液口２０、及び水回収口２２と排水口２４との接続が切り離され、燃料タンク１２が収納部１４から押し出される。これで本フローが終了する。
【００９９】
なお、本実施形態では、デジタルカメラ１０を例に取って本発明の燃料電池搭載機器を説明したが、これに限らず、アナログカメラや、カメラ付携帯電話等、他の機器に付いても適用可能である。図１０に示すように、本発明をカメラ１０１を備えるカメラ付携帯電話１００に適用する場合は、カメラ付携帯電話１００に設けられたバイブレーション用のモータを駆動源とすることができる。
また、メタノール直接型燃料電池について説明したが、他の種類の燃料電池にも適用可能である。
【０１００】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、燃料を燃料貯留部から燃料電池へ確実に供給できる簡素な構成を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のデジタルカメラを示す斜視図である。
【図２】本実施形態のデジタルカメラの回路構成を示すブロック図である
【図３】本実施形態のデジタルカメラを示す斜視図である。
【図４】本実施形態のデジタルカメラの燃料タンクを示す斜視図である。
【図５】本実施形態のデジタルカメラの燃料電池、燃料タンク、及び駆動力付与機構を示す図である。
【図６】本実施形態のデジタルカメラの駆動力付与機構を示す図である。
【図７】本実施形態のデジタルカメラの燃料供給方法を示すフローチャートである。
【図８】本実施形態のデジタルカメラの燃料供給方法を示すフローチャートである。
【図９】本実施形態のデジタルカメラの燃料タンクの取出し方法を示すフローチャートである。
【図１０】本実施形態の変形例であるカメラ付携帯電話を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０デジタルカメラ（燃料電池搭載機器）
１２Ａ燃料貯留部
１６燃料電池
３１ズームモータ（駆動力付与手段、モータ、駆動手段）
５０ＣＰＵ（制御手段）
８２燃料供給手段
１００カメラ付携帯電話（燃料電池搭載機器）
１０２２段ギア（第２伝達手段）
１０４２段ギア（第２伝達手段）
１０６欠歯ギア（第２伝達手段）
１０８欠歯ギア（第１伝達手段）
１１０ズームギア（駆動部、レンズ移動手段）
１１２ギア（第１伝達手段）
１１４ギア（第１伝達手段）
１１６フラッパーソレノイド（連結切換え手段）
１１８フラッパーソレノイド（連結切換え手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a device equipped with a fuel cell, and a fuel tank attached to a device equipped with a fuel cell.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a device equipped with a fuel cell has been devised (see, for example, Patent Document 1 or 2). Patent Document 1 discloses a configuration in which the fuel in the fuel storage unit is pressurized with the pressure of the recovered by-product and supplied to the fuel cell.
[0003]
However, if the amount of by-products is small, the fuel in the fuel reservoir cannot be pressurized, and this is not a method that can reliably supply the fuel to the fuel cell. Patent Document 2 does not disclose a configuration for supplying liquid fuel to the fuel cell.
[0004]
In order to reliably supply fuel to the fuel cell, it is conceivable to provide a pump in the fuel cell. However, there is a problem that a dedicated drive source is required and the fuel cell system becomes large.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-9-213359
[Patent Document 2]
JP 2003-368879 A
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described facts, and an object of the present invention is to provide a simple configuration that can reliably supply fuel from a fuel reservoir to a fuel cell.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The fuel cell-equipped device according to claim 1 is a fuel cell that generates electric power that is supplied from a fuel storage unit that stores fuel and is consumed by the device, a drive unit provided in the device, and the drive A driving force applying means for applying a driving force to the fuel cell and a fuel supply means for pushing the fuel from the fuel storing section and supplying the fuel cell by pressurizing the fuel by moving in the fuel storing section. It is characterized by having.
[0008]
In the fuel cell-equipped device according to claim 1, the fuel supply unit is moved by the driving force applied from the driving force applying unit that applies the driving force to the driving unit, moves in the fuel storing unit, and is stored in the fuel storing unit. The fuel is pressurized, pushed out from the fuel reservoir, and supplied to the fuel cell. As a result, fuel can be reliably supplied from the fuel reservoir to the fuel cell.
[0009]
Further, since the drive unit and the drive source of the fuel supply means are combined, the fuel cell can be simplified, and the cost and occupied space of the fuel cell can be reduced.
[0010]
The fuel cell-equipped device according to claim 2 is the fuel cell-equipped device according to claim 1, wherein the driving force applying means transmits a motor and a driving force of the motor to the driving unit. Transmission means, second transmission means for transmitting the driving force of the motor to the fuel supply means, and connection switching means for connecting the first transmission means and the second transmission means to the motor or releasing the connection. And control means for operating the connection switching means to connect the first transmission means or the second transmission means to the motor.
[0011]
In the fuel cell-equipped device according to the second aspect, the driving force of the motor is transmitted to the drive unit by the first transmission unit and to the fuel supply unit by the second transmission unit. The first transmission means and the second transmission means are connected to the motor by the connection switching means, or the connection is released.
[0012]
When the control means operates the connection switching means to connect the first transmission means to the motor and drives the motor, the drive unit is driven. Further, when the control means operates the connection switching means to connect the second transmission means to the motor and drives the motor, the fuel supply means is driven. Thereby, only one of the drive unit and the fuel supply means can be selected and driven by one motor as required.
[0013]
A fuel cell-equipped device according to claim 3 is the fuel cell-equipped device according to claim 2, wherein the motor is a stepping motor.
[0014]
In the fuel cell-equipped device according to the third aspect, since the motor is a stepping motor, it is possible to accurately control the moving amount of the fuel supply means and supply the fuel to the fuel cell by a predetermined amount.
[0015]
A fuel cell-equipped device according to a fourth aspect is the fuel cell-equipped device according to any one of the first to third aspects, wherein the driving unit is a lens moving unit that moves a lens. .
[0016]
In the fuel cell-equipped device according to the fourth aspect, the lens is moved by the lens moving means, and zoom adjustment or focus adjustment is performed. The driving source of the lens moving unit is also used as a driving source for driving the fuel supply unit.
[0017]
This eliminates the need to provide a dedicated drive source for supplying fuel to the fuel cell in an optical device that uses a fuel cell as a power source, such as a camera, thereby providing a low-cost and compact optical device.
[0018]
The fuel tank according to claim 5 is a fuel tank that is attached to a device including a fuel cell and supplies the stored fuel to the fuel cell, and is provided in the fuel storage unit that stores fuel and the device. And a fuel supply unit that is supplied with a driving force from the driving unit and moves in the fuel storage unit, pressurizes the fuel, pushes the fuel out of the fuel storage unit, and supplies the fuel cell to the fuel cell.
[0019]
In the fuel tank according to the fifth aspect, when the driving force is applied from the driving means mounted on the equipment including the fuel cell and provided in the equipment, the fuel supply means moves in the fuel reservoir. The fuel stored in the fuel storage section is pressurized from the fuel supply means, pushed out of the fuel storage section, and supplied to the fuel cell. Thereby, fuel can be reliably supplied to the fuel cell regardless of the direction of the fuel tank.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0021]
As shown in FIG. 1, a digital camera 10 as a fuel cell-equipped device has a methanol aqueous solution (CH _Three OH + H ₂ The fuel tank 12 filled with O) is loaded into the storage portion 14 provided in the digital camera 10 from above. A methanol aqueous solution and oxygen (O ₂ ) To generate electricity, and water (H ₂ O) and carbon dioxide (CO ₂ ) To produce a methanol direct fuel cell (hereinafter referred to as a fuel cell) 16.
[0022]
The fuel tank 12 has a two-tank structure including a fuel storage unit 12A for storing fuel and a water recovery unit 12B for recovering water generated by the fuel cell 12. The fuel tank 12 and the fuel cell 16 are connected in a watertight state by fitting the fuel supply port 18 to the liquid supply port 20 and the water recovery port 22 to the drain port 24. Although not shown, the fuel supply port 18 and the water recovery port 22 are provided with safety valves. The safety valve is connected to the fuel supply port 18 and the liquid supply port 20, and the water recovery port 22 and the drainage port 24. It will be opened when done.
[0023]
Further, a tooth surface 84 A of the gear 84 projects from the side surface of the casing 25 of the fuel tank 12. Driving power is applied to the gear 84 from the zoom motor 31 (see FIG. 4) to drive the fuel supply means 82 (see FIG. 4) stored in the fuel storage section 12A, and the fuel in the fuel storage section 12A is supplied with fuel. The fuel is supplied to the fuel electrode 130 A of the fuel cell 16 through the port 18 and the liquid supply port 20. Further, water is generated at the air electrode 130 B of the fuel cell 16 and is recovered to the water recovery unit 12 B via the drain port 24 and the water recovery port 22.
[0024]
In addition, the digital camera 10 is provided with a heater 23 facing the fuel cell 16. The heater 23 is activated when the digital camera 10 is used in a low temperature environment. Here, the fuel cell 16 normally cannot cause a chemical reaction in a low temperature environment such as below freezing point, but can generate a chemical reaction by being heated by the heater 23 to generate electric power.
[0025]
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the digital camera 10 of the present embodiment.
[0026]
The digital camera 10 includes a photographic lens 26, a shutter 28, and a CCD image sensor 30. A subject image formed on the CCD image sensor 30 via the photographing lens 26 and the shutter 28 is converted into an analog image signal by the CCD image sensor 30. Here, the occurrence of smear when the analog image signal is read from the CCD image sensor 30 is suppressed by the shutter 28.
[0027]
The digital camera 10 also includes a flash device 32. The flash device 32 emits flash when low illuminance or when necessary other than low illuminance, and irradiates the subject with auxiliary light.
[0028]
The digital camera 10 also includes an analog signal processing unit 34, an A / D conversion unit 36, a digital signal processing unit 38, a temporary memory 40, a compression / decompression unit 42, a built-in memory (or memory card) 44, an image monitor 46, and A drive circuit 48 is provided.
[0029]
The CCD image pickup device 30 is driven at a timing generated by a timing generation circuit (not shown) in the drive circuit 48 and outputs an analog image signal. The driving circuit 48 includes a zoom motor 31 that is a driving source for zoom driving of the photographing lens 26, a focus motor 33 that is a driving source for focusing driving the photographing lens 26, a shutter motor 35 that is a driving source for the shutter 28, and an aperture. A drive circuit for driving flapper solenoids 116, 118 and the like for connecting the missing gears 106, 108 (see FIG. 6) to the zoom motor 31 and the zoom motor 31 are also included. The zoom motor 31 also serves as a drive source for the fuel supply means 82, which will be described later.
[0030]
The analog image signal output from the CCD image pickup device 30 is analog signal processed by the analog signal processing unit 34, A / D converted by the A / D conversion unit 36, and digital signal processed by the digital signal processing unit 38. . Digital image data that has undergone digital signal processing is temporarily stored in the temporary memory 40.
[0031]
The digital image data stored in the temporary memory 40 is compressed by the compression / decompression unit 42 and recorded in the built-in memory (or memory card) 44. Depending on the shooting mode, the compression process may be omitted and the recording may be performed directly in the built-in memory 44. Then, the digital image data stored in the temporary memory 40 is read out to the image monitor 46 and a subject image is displayed on the image monitor 46.
[0032]
The digital camera 10 also includes a CPU 50 that controls the entire digital camera 10, an operation switch group 52 including a zoom operation switch, and a shutter button 54. The operation switch group 52 is operated to set a desired shooting state, and when the shutter button 54 is pressed, a photograph is taken.
[0033]
Further, the digital camera 10 is provided with a secondary battery 51, a converter 53, and a fuel cell 16, and each part constituting the digital camera 10 is operated by electric energy buffered in the secondary battery 51. When the electric energy buffered in the secondary battery 51 is insufficient, the CPU 50 operates the converter 53 to generate power in the fuel cell 16. When electric energy is supplied from the fuel cell 16 and the charging of the secondary battery 51 is completed, the operation of the converter 53 is stopped and the power generation of the fuel cell 16 is stopped.
[0034]
Further, the digital camera 10 includes a drive detection unit 55, a parameter storage unit 57, and a nonvolatile memory 59. The drive detection unit 55 detects that drive units such as the zoom motor 31 and the focus motor 33 are driven, or the display time of the image monitor 46 and the like.
[0035]
The parameter storage unit 57 includes a parameter for the amount of fuel that can generate electric energy consumed by driving the zoom motor 31, the focus motor 33, or the strobe once, or by displaying the image monitor 46 for a predetermined time. The table is stored.
[0036]
When the drive detection unit 55 detects that the drive unit such as the zoom motor 31 has been driven, the nonvolatile memory 59 stores the number of times each drive unit is driven and the display time of the image monitor 46. Even when the power of the digital camera 10 is turned off, the drive recording does not disappear from the nonvolatile memory 59.
[0037]
The CPU 50 reads the drive record from the non-volatile memory 59, reads the amount of fuel consumed by driving each drive unit from the parameter recording unit 57, and multiplies these to calculate the cumulative consumption consumed by the fuel cell 16.
[0038]
When the accumulated consumption reaches a predetermined amount, the CPU 50 drives the fuel supply unit 82 to supply the fuel consumed in the fuel cell 16 to the fuel electrode 130A from the fuel reservoir 12A.
[0039]
As shown in FIG. 3, on the back of the digital camera 10, a viewfinder 56, a viewfinder LED 58, a shooting / playback mode selection switch 60, a charging mode selection switch 61, a shooting mode selection dial 62, a multi-function cross key 64, a camera A dot matrix liquid crystal display 66 for displaying the operation mode, the function of the cross key 64 and the like with characters and icons, a back switch 68, a menu / OK switch 70, an image monitor 46, a speaker 72, and the like are provided.
[0040]
A power switch 74 and a shutter button 54 are provided on the top surface of the digital camera 10, and an audio / video (A / V) output terminal 76, a digital (USB) terminal 78, and a DC are provided on the side surface of the digital camera 10. An input terminal 80 is provided.
[0041]
The digital camera 10 can select a shooting mode or a playback mode by a shooting / playback mode selection switch 60. In the shooting mode, the shooting mode selection dial 62 can be used for manual shooting, auto shooting, moving image, voice recorder, etc. The mode can be selected. The voice recorder is a mode for recording only sound.
[0042]
The digital camera 10 can select a charging mode by a charging mode selection switch 61. In the charging mode, the fuel cell 16 generates power and the secondary battery 51 is charged. It should be noted that the fuel cell 16 generates power even when it is not in the charging mode, which will be described later.
[0043]
The image monitor 46 can be used as an electronic viewfinder and can display a reproduced image read from the built-in memory (or memory card) 44. The image monitor 46 also displays information such as the number of frames that can be shot and the number of playback frames, the presence / absence of flash emission, macro mode display, recording image quality (quality) display, pixel number display, and various menus. Displayed in response to the operation of the menu / OK button 70 or the cross key 64.
[0044]
Next, the structure of the fuel tank 12 will be described.
[0045]
As shown in FIG. 4, the casing 25 of the fuel tank 12 is partitioned by a partition plate 25 A to form a two-tank structure including a fuel storage part 12 A and a water recovery part 12 B. The fuel storage unit 12A and the water recovery unit 12B are sealed with a cap 27. The cap 27 is provided with a fuel supply port 18 facing the fuel storage portion 12A, and a water recovery port 22 facing the water recovery portion 12B.
[0046]
A bag 86 for collecting water is accommodated in the water recovery portion 12B, and the mouth portion is attached to the water recovery port 22. A bag 88 for storing fuel is stored in the fuel storage portion 12 A, and a mouth portion is attached to the fuel supply port 18. The bag body 88 is made of an alcohol-resistant material such as Teflon (R) rubber, and is extendable. However, the bag body 88 may be a flexible remaining amount that can be crushed by the fuel supply means 82 described below and can be restored from the crushed state, even if it is not a stretchable material.
[0047]
A fuel supply means 82 is accommodated in the fuel storage portion 12A. The fuel supply means 82 includes a movable portion 90 that slides within the fuel storage portion 12 A serving as a cylinder, and a drive transmission portion 92 that transmits a driving force to the movable portion 90.
[0048]
The drive transmission unit 92 includes a gear 84 that is rotatably provided at one end of the movable unit 90 in the sliding direction, and a screw portion 94 that extends from the center of the gear 84 in the sliding direction. As described above, a part of the tooth surface 84 A of the gear 84 protrudes from the hole 25 B on the side surface of the casing 25.
[0049]
The movable portion 90 includes a drive plate 96 in which a screw hole 96 A into which the screw portion 94 is screwed, a pressure plate 98 that contacts and pressurizes the bag body 88, and a shaft portion 99 that connects the drive plate 96 and the pressure plate 98. It consists of and. Guide ribs 25D and 25E extending in the sliding direction are formed on the partition plate 25A of the casing 25 and the inner wall 25C of the casing 25 facing the partition plate 25A. The drive plate 96 and the pressure plate 98 are formed with grooves 96B and 98A, which are fitted into the guide ribs 25D and 25E, respectively.
[0050]
For this reason, when the gear 84 is rotated, the screw portion 94 is rotated together with the rotation of the screw portion 94, and the movable portion 90 slides in the fuel storage portion 12A. Accordingly, regardless of the direction of the fuel tank 12, the fuel in the bag body 88 is pressurized, pushed out of the bag body 88, and supplied to the fuel cell 16.
[0051]
Next, a mechanism for applying a driving force to the gear 84 will be described.
[0052]
As shown in FIG. 5, a spur gear 102A that meshes with a gear 84 that is a spur gear is provided at one end, and a two-stage gear 102 that is provided with a helical gear 102B is provided at the other end. Further, a two-stage gear 104 formed with a helical gear and a spur gear is provided which meshes with the helical gear 102B and changes the drive transmission direction by 90 degrees. Further, a missing gear (spur gear) 106 that meshes with the spur gear of the two-stage gear 104 and a zoom motor 31 that applies a driving force to the missing gear 106 are provided. The zoom motor 31 is a stepping motor and can accurately control driving.
[0053]
A gear part 106 A and a missing tooth part 106 B are formed on the peripheral surface of the missing tooth gear 106. The missing tooth portion 106B is formed at two symmetrical positions, and a portion other than the missing tooth portion 106B is a gear portion 106A.
[0054]
As shown in FIG. 6A, a missing gear 108 is provided on the opposite side of the missing gear 106 with the motor gear 31A of the zoom motor 31 in between. The toothless gear 108 is connected to a zoom gear 110 as a lens moving unit that zoom-drives the photographing lens 26 (see FIG. 2) by a gear 112 and a gear 114. The missing tooth gear 108 has the same shape as the missing tooth gear 106, and the gear portion 108 A and the missing tooth portion 108 B are formed symmetrically at two locations on the circumferential surface.
[0055]
Here, a flapper solenoid 116 for stopping the rotation of the toothless gear 106 and a flapper solenoid 118 for stopping the rotation of the toothless gear 108 are provided. The missing tooth gear 106 is formed with a locking portion 106C for locking the armature 116A of the flapper solenoid 116, and the missing gear 108 is formed with a locking portion 108C for locking the armature 118A of the flapper solenoid 118. ing. Further, the toothless gears 106 and 108 are urged clockwise (directions of arrows A and B in the drawing) by a spring (not shown).
[0056]
In this state, the toothless gear 106 has the toothless portion 106B facing the motor gear 31A and the second gear 104, and the toothless gear 106 is not meshed with the motor gear 31A and the second gear 104. Similarly, the missing gear 108 is not meshed with the motor gear 31 A and the gear 110.
[0057]
As shown in FIG. 6B, when the flapper solenoid 118 is energized, the armature 118A is moved to the coil 118B side and is disengaged from the locking portion 108C. The toothless gear 108 biased by the spring in the direction of arrow B rotates in the direction of arrow B, and the gear portion 108A of the toothless gear 108 meshes with the motor gear 31A and the gear 110. As a result, when the zoom motor 31 is driven and the zoom gear 31A rotates, the driving force is transmitted to the zoom gear 110 to perform zoom driving.
[0058]
At this time, since the toothless gear 106 is not meshed with the motor gear 31A, the driving force of the zoom motor 31 is not transmitted to the fuel supply means 82. For this reason, the fuel supply means 82 is not driven when it is not necessary to supply the fuel.
[0059]
Further, before the flapper solenoid 118 is energized, the toothless gear 108 is not meshed with the gear 112. Therefore, when the armature 118A is disengaged from the locking portion 108C and the toothless gear 108 is rotated by the spring bias. The gear 112 is not rotated. For this reason, the zoom gear 110 is not driven and zoomed when the missing gear 108 meshes with the gear 112. Therefore, zoom driving can be accurately controlled.
[0060]
Further, as shown in FIG. 6C, when the flapper solenoid 116 is excited, the armature 116A is moved to the coil 116B side and is disengaged from the locking portion 106A. The toothless gear 106 biased by the spring in the direction of arrow A rotates in the direction of arrow A, and the gear portion 106A of the toothless gear 106 meshes with the motor gear 31A and the two-stage gear 104. Thus, when the zoom motor 31 is driven, the driving force is transmitted to the fuel supply means 82 and the fuel is supplied to the fuel cell 16.
[0061]
At this time, since the toothless gear 108 is not meshed with the motor gear 31 A, the driving force of the zoom motor 31 is not transmitted to the zoom gear 110. For this reason, the zoom drive is not performed when it is not necessary to perform the zoom drive.
[0062]
Further, before the flapper solenoid 116 is energized, the toothless gear 106 is not meshed with the two-stage gear 104, so the armature 116A is disengaged from the locking portion 106C, and the toothless gear 106 is moved by the spring bias. When rotating, the two-stage gear 104 is not rotated. For this reason, the fuel supply means 82 is not driven to supply fuel when the toothless gear 106 meshes with the two-stage gear 104. Therefore, the fuel supply amount can be accurately controlled.
[0063]
As described above, since the fuel supply means 82 is driven by the driving force of the zoom motor 31 and a drive source for driving the fuel supply means 82 is not required, the cost can be reduced. In the digital camera 10, the zoom motor 31 is used as a drive source for the fuel supply unit 82. A drive source may be used.
[0064]
Next, the fuel cell 16 will be described.
[0065]
As shown in FIG. 5, the casing 128 of the fuel cell 16 is divided into a fuel chamber 16 A and an air chamber 16 B by battery cells 130. The fuel chamber 16A and the air chamber 16B are sealed by a pedestal 132 on which the fuel tank 12 is placed.
[0066]
The pedestal 132 is provided with a liquid supply port 20 facing the fuel chamber 16A and a drain port 24 facing the air chamber 16B. Fuel can be supplied from the bag 88 to the fuel chamber 16A, and the air chamber 16B. The water can be collected from the bag to the bag pair 86.
[0067]
The battery cell 130 includes a fuel electrode 130A that constitutes the wall surface of the fuel chamber 16A, an air electrode 130B that constitutes the wall surface of the air chamber 16B, and a proton conductive film 130C sandwiched between the fuel electrode 130A and the air electrode 130B. .
[0068]
When methanol is supplied from the fuel tank 12 to the fuel chamber 16A and a voltage is applied to the fuel electrode 130A, the methanol is decomposed into carbon dioxide, hydrogen ions, and electrons as shown in the chemical reaction formula (1).
[0069]
CH _Three OH + H ₂ O → CO ₂ + 6H ⁺ + E ^- ... (1)
Carbon dioxide is released from the fuel chamber 16A by the gas-liquid separation filter 134 provided on the wall surface of the fuel chamber 16A, and hydrogen ions permeate the proton conductive film 130C and move to the air electrode 130B. Then, the electrons go to the secondary battery 51 (see FIG. 2) to charge the secondary battery 51.
[0070]
Hydrogen ion H moved to air electrode 130B ⁺ Is combined with oxygen and electrons that permeate the gas-liquid separation filter 136 provided on the wall surface of the air chamber 16B and flow into the air chamber 16B to become water. This water passes through the drain port 24 and the water recovery port 22 and is collected in the bag body 86.
[0071]
Next, a mechanism for attaching and detaching the fuel tank 12 will be described.
[0072]
As shown in FIG. 5, a slide-type lid 120 for taking the fuel tank 12 into and out of the storage unit 14 is provided. A U-shaped hook 122 is provided on the inner surface of the lid 120. A flapper solenoid 124 for locking the armature 124 A to the hook 122 is attached to the inside of the upper surface of the digital camera 10.
[0073]
When the flapper solenoid 124 is excited, the armature 124A moves to the coil 124B side, and the hook portion 124C of the armature 124A is locked to the hook 122. As a result, the lid 120 is locked and cannot be opened and closed.
[0074]
A rack 25F is formed on the side surface of the casing 25 of the fuel tank 12 on the side of the water recovery unit 12B. A motor 126 that engages the motor gear 126 A with the rack 25 F is provided in the storage unit 14.
[0075]
When the take-off switch 138 (see FIG. 3) is operated when it is desired to take out the fuel tank 12 from the storage portion 14, the excitation of the flapper solenoid 124 is stopped and the lock of the lid 120 is released.
[0076]
When the lid 120 is opened, an unillustrated open / close detection switch (not shown) is turned on, and the motor 126 is driven. As a result, the fuel tank 12 protrudes from the storage portion 14, and the fuel tank 12 can be grasped and taken out from the storage portion 14.
[0077]
Next, a fuel supply method will be described.
[0078]
As shown in the flowchart of FIG. 7, when the digital camera 10 is powered on, this flow is started and the process proceeds to step 201. In step 201, the flapper solenoid 124 is excited and the lid 120 is locked. In step 202, it is determined whether or not the charging mode is selected by the charging mode selection switch 61. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 301 in the flowchart of FIG.
[0079]
In step 203, the negative determination is repeated until the drive detection unit 55 detects that each drive unit of the digital camera 10 has been driven. For example, when the shutter button 54 is operated, the flash is emitted from the flash light emitting device 32, or the photographing mode or the reproduction mode is selected by the photographing / reproduction mode selection switch 60 and the image monitor 46 is displayed, the drive unit detection unit 55 is detected and stored in the nonvolatile memory 59. Here, the display time is stored for the display on the image monitor 46, and the drive count is stored for the other drive units.
[0080]
Then, the process proceeds to step 204, where the negative determination is repeated until the fuel consumption exceeds a predetermined amount, the process returns to step 203, and the drive detection of each drive unit is repeated. Here, when each drive unit is driven and the electric energy of the secondary battery 51 is consumed, the fuel cell 16 generates power and the fuel in the fuel cell 16 is consumed. For example, the amount of consumption increases when the flash light emitting device is driven, or increases when the image monitor 46 is displayed for a long time.
[0081]
As described above, the parameter table of the fuel consumption amount that varies depending on the use state of the digital camera 10 is stored in the parameter storage unit 57. For example, when the shutter button is operated once, 1 ml of fuel is consumed. When the flash light emitting device 32 is driven once, 5 ml of fuel is consumed, and the image monitor 46 is displayed for one minute. It's like 3ml of fuel is consumed.
[0082]
The CPU 50 reads from the nonvolatile memory 57 the number of times the shutter button 54 is used, the number of times the flash light emitting device 32 emits light, or the display time of the image monitor 46, which is accumulated and stored in the nonvolatile memory 59. The fuel consumption corresponding to is read out. Then, the CPU 50 multiplies these to calculate the cumulative consumption consumed so far, and when the cumulative consumption of fuel exceeds a predetermined amount, the CPU 50 proceeds to step 205.
[0083]
In step 205, the CPU 50 transmits the accumulated fuel consumption data calculated in step 204 to the drive circuit 48. When the driving circuit 48 receives the accumulated consumption data, the flapper solenoid 116 is excited to engage the missing gear 106 with the motor gear 31A and the two-stage gear 104 as shown in FIG.
[0084]
In step 206, the zoom motor 31 as a stepping motor is driven to operate the fuel supply means 82. At this time, the amount of fuel consumed by the fuel cell 16 is supplied by adjusting the rotation speed of the zoom motor 31. As a result, the fuel in the fuel cell 16 can always be maintained at a predetermined amount, so that the fuel in the fuel cell 16 can be prevented from running out.
[0085]
In step 207, the zoom motor 31 is rotated in the reverse direction to release the meshing between the missing gear 106, the zoom gear 31A, and the two-stage gear 104, and the excitation of the flapper solenoid 116 is stopped to remove the armature 116A. The teeth are engaged with the engagement portion 106 C of the tooth gear 106.
[0086]
Then, the process proceeds to step 208, the negative determination is repeated until the power of the digital camera 10 is turned off, the process returns to step 201, and steps 201 to 206 are repeated.
[0087]
In the charging mode, as shown in the flowchart of FIG. 8, it is determined in step 301 whether or not the charging of the secondary battery 51 is completed. Here, the amount of charge of the secondary battery 51 is detected by a known detection method such as detecting a fluctuation state of the drive voltage of the secondary battery 51.
[0088]
If the determination in step 301 is affirmative, the process proceeds to step 302, and an icon notifying that the charging has been completed is displayed on the liquid crystal display 66. If the result in step 301 is negative, the process proceeds to step 303. In step 303, the CPU 50 calculates the amount of power generation and the amount of fuel necessary to complete the charging of the secondary battery 51 based on the charging amount of the secondary battery 51 detected in step 301.
[0089]
In step 304, the CPU 50 transmits the required fuel amount data calculated in step 303 to the drive circuit 48. When receiving this data, the drive circuit 48 excites the flapper solenoid 116 to engage the missing gear 106 with the motor gear 31A and the two-stage gear 104 as shown in FIG. 6C.
[0090]
In step 305, the zoom motor 31 is driven to operate the fuel supply unit 82. At this time, a required amount of fuel is supplied little by little while finely adjusting the drive of the zoom motor 31 until the power generation of the fuel cell 16 is stopped.
[0091]
Then, the process proceeds to step 306, and the negative determination is repeated until the charging of the secondary battery 51 is completed. If the determination is affirmative, the process proceeds to step 307, and an icon notifying that the charging is completed is displayed on the liquid crystal display 66. Then, the process proceeds to step 206 in FIG. 7. Similarly, when the connection between the fuel supply unit 82 and the zoom motor 31 is released and the power is turned off in step 207, this flow ends.
[0092]
In this flow, each drive unit of the digital camera 10 is driven and accumulated fuel is supplied. For this reason, the number of times of starting the zoom motor 31 is reduced, and the starting power can be saved. However, the present invention is not limited to this, and fuel may be supplied every time each drive unit of the digital camera 10 is driven.
[0093]
Next, a method for taking out the fuel tank 12 from the storage portion 14 will be described.
[0094]
As shown in the flowchart of FIG. 9, when the digital camera 10 is powered on, this flow is started and the process proceeds to step 401. In step 401, the negative determination is repeated until the fuel tank removal switch 138 is operated.
[0095]
In step 402, the negative determination is repeated until the flapper solenoid 116 is energized and the meshing between the missing gear 106, the zoom gear 31 A, and the two-stage gear 104 is released. Here, when the toothless gear 106 meshes with the zoom gear 31A and the second gear 104, the second gear 104 and the second gear 102 have no play in the rotational direction. Therefore, when the fuel tank 12 is inserted into the storage portion 14 and the gear tip of the gear 84 of the fuel tank 12 collides with the tooth tip of the spur gear 102A of the two-stage gear 102, the gear 84 and the two-stage gear 102 cannot mesh. .
[0096]
However, if the toothless gear 106 is not meshed with the zoom gear 31 A and the two-stage gear 104, the second-stage gear 104 and the second-stage gear 102 have a play in the rotational direction. Further, by making the portion where the two-stage gear 104 and the two-stage gear 102 collide with each other is tapered, even if the gear 84 and the tooth tip of the two-stage gear collide when the fuel tank 12 is inserted, the gears 84 and 2 Since both the step gears 102 rotate in the opposite direction, the two-step gear 104 and the two-step gear 102 can mesh with each other.
[0097]
In step 403, the flapper solenoid 124 that locks the lid 120 is excited and the lid 120 is unlocked. Then, the process proceeds to step 404, and the negative determination is repeated until it is detected by an open / close detection switch (not shown) that the lid 120 has been opened.
[0098]
In step 405, the motor 126 is driven to disconnect the fuel supply port 18 and the liquid supply port 20, and the water recovery port 22 and the drainage port 24, and the fuel tank 12 is pushed out of the storage unit 14. This is the end of this flow.
[0099]
In this embodiment, the digital camera 10 is taken as an example to describe the fuel cell-equipped device of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to other devices such as an analog camera and a camera-equipped mobile phone. It is. As shown in FIG. 10, when the present invention is applied to a camera-equipped mobile phone 100 including a camera 101, a vibration motor provided in the camera-equipped mobile phone 100 can be used as a drive source.
Although the methanol direct fuel cell has been described, the present invention can be applied to other types of fuel cells.
[0100]
【The invention's effect】
Since the present invention has the above-described configuration, it is possible to provide a simple configuration that can reliably supply fuel from the fuel reservoir to the fuel cell.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view illustrating a digital camera according to an embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 3 is a perspective view showing a digital camera of the present embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing a fuel tank of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 5 is a diagram illustrating a fuel cell, a fuel tank, and a driving force application mechanism of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 6 is a diagram illustrating a driving force application mechanism of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 7 is a flowchart showing a fuel supply method of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 8 is a flowchart showing a fuel supply method of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 9 is a flowchart showing a method of taking out the fuel tank of the digital camera of the present embodiment.
FIG. 10 is a perspective view showing a camera-equipped mobile phone which is a modification of the embodiment.
[Explanation of symbols]
10 Digital camera (equipment with fuel cell)
12A Fuel reservoir
16 Fuel cell
31 Zoom motor (driving force applying means, motor, driving means)
50 CPU (control means)
82 Fuel supply means
100 Mobile phone with camera (equipment with fuel cell)
102 Two-stage gear (second transmission means)
104 Two-stage gear (second transmission means)
106 Missing gear (second transmission means)
108 Missing gear (first transmission means)
110 Zoom gear (drive unit, lens moving means)
112 Gear (first transmission means)
114 Gear (first transmission means)
116 Flapper solenoid (connection switching means)
118 Flapper solenoid (connection switching means)

Claims

A fuel cell that generates electric power that is supplied from the fuel storage unit that stores the fuel and is consumed by the device;
A drive unit provided in the device;
A driving force applying means for applying a driving force to the driving section and a fuel supply means for moving the inside of the fuel storing section and pressurizing the fuel to push out the fuel from the fuel storing section and supply the fuel cell to the fuel cell; ,
A fuel cell-equipped device comprising:

The driving force applying means is
A motor,
First transmission means for transmitting the driving force of the motor to the driving unit;
Second transmission means for transmitting the driving force of the motor to the fuel supply means;
Connection switching means for connecting the first transmission means and the second transmission means to the motor or releasing the connection;
Control means for operating the connection switching means to connect the first transmission means or the second transmission means to the motor;
The fuel cell-equipped device according to claim 1, comprising:

The fuel cell-equipped device according to claim 2, wherein the motor is a stepping motor.

4. The fuel cell-equipped device according to claim 1, wherein the driving unit is a lens moving unit that moves a lens. 5.

A fuel tank that is attached to a device including a fuel cell and supplies the stored fuel to the fuel cell,
A fuel storage section for storing fuel;
A fuel supply unit that is applied with a driving force from a driving unit provided in the device, moves in the fuel storage unit, pressurizes fuel, pushes the fuel from the fuel storage unit, and supplies the fuel cell;
A fuel tank characterized by comprising: