JP5192639B2 - 燃料電池内蔵型の携帯端末装置及びプログラム - Google Patents

Description

この発明は、内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の携帯端末装置及びプログラムに関する。

近年、携帯端末装置の多機能化及び画面サイズの大型化などに伴って電池容量の増大が要望されているが、この要望に応じたものとして、例えば、二次電池及び燃料電池を内蔵したハイブリッドバッテリ式の携帯端末装置が知られている。
そして、燃料電池を内蔵した携帯端末装置としては、例えば、燃料電池（メタノール燃料電池）とニッケル水素電池の電池残量を検出し、この検出結果に基づいて使用する電池をその何れかに切り換えるようにした電源切替装置が知られている（特許文献１参照）。また、負荷の大きさに応じて燃料電池と二次電池とを切り替えるほか、二次電池の残量が少なくなった場合あるいは電源をオフする場合に無条件に燃料電池から二次電池への充電を行うようにした携帯装置が知られている（特許文献２参照）。
特開２００４−１２０８８７号公報 特開２００５−１１６２６号公報

上述した各特許文献の技術にあっては、燃料電池を内蔵する構成であるため、メタノール燃料を使用して発電する燃料電池では、空気を導入供給する供給口と、その発電時の化学反応によって発生する水蒸気及び二酸化炭素を排出する排気口とを装置本体に形成する必要があった。
とこころで、携帯端末装置は、台所、工事現場などのように水仕事をするような場所でも使用される可能があるために生活防水程度の機能が備えられているが、携帯端末装置に燃料電池を内蔵すると、上述したような供給口及び排気口を装置本体に形成しなければならず、装置本体の防水性を損なうという問題があった。

この発明の課題は、燃料電池内蔵型の携帯端末装置において、燃料電池に空気を導入供給する供給口を装置本体に設けたとしても、装置本体の防水性を維持することができるほか、安定した発電を実現できるようにすることである。

請求項１記載の発明は、内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の携帯端末装置であって、前記携帯端末装置の外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口と、燃料電池の発電によって生成された物質を、前記携帯端末装置の外部へ排出する排出口と、を一体的に形成した、供給排出口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する、防水性能を備えた防水シャッタによって前記供給排出口を開閉する開閉手段と、燃料電池の発電を開始する際に前記供給排出口の開閉状態を判別する判別手段と、前記判別手段によって前記供給排出口が開状態にあることが判別された際に、前記供給排出口から供給される前記外部からの空気を利用して燃料電池の発電を開始する発電制御手段と、を具備したことを特徴とする。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項１記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項１２記載の発明）。

なお、請求項１記載の発明は次のようなものであってもよい。
前記供給排出口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部をさらに設け、前記判別手段によって前記供給排出口が閉状態にあることが判別された際に、前記発電制御手段は、前記空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して燃料電池の発電を開始する（請求項２記載の発明）。

前記開閉手段を構成する防水シャッタを駆動するシャッタ駆動手段を設け、前記シャッタ駆動手段は、燃料電池の発電開始時に防水シャッタを駆動して前記供給排出口を開状態とし、燃料電池の発電終了時に防水シャッタを駆動して前記供給排出口を閉状態に変更する（請求項３記載の発明）。
また、前記開閉手段を構成する防水シャッタを手動操作する操作部を設け、燃料電池の発電開始時には防水シャッタを手動操作して前記供給排出口を開放すべきことを案内出力し、燃料電池の発電終了時には防水シャッタを手動操作して前記供給排出口を遮断すべきことを案内出力する（請求項４記載の発明）。

請求項５記載の発明は、内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の携帯端末装置であって、外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する、防水性能を備えた防水シャッタによって前記供給口を開閉する開閉手段と、燃料電池の発電を開始する際に前記供給口の開閉状態を判別する判別手段と、前記供給口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部と、前記判別手段によって前記供給口が開状態にあることが判別された際には、外部から供給された空気を利用し、前記供給口が閉状態にあることが判別された際には、前記空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して、燃料電池の発電を開始する発電制御手段と、を具備したことを特徴とする。
更に、コンピュータに対して、上述した請求項５記載の発明に示した主要機能を実現させるためのプログラムを提供する（請求項１３記載の発明）。

なお、請求項５記載の発明は次のようなものであってもよい。
前記空気備蓄部は、前記供給口と燃料電池との連結部分に設けられる（請求項６記載の発明）。

また、前記空気備蓄部内の空気残量を検出する検出手段を設け、前記検出手段によって検出された空気残量を識別表示する（請求項７記載の発明）。
また、前記空気備蓄部内の空気残量を検出する検出手段を設け、前記検出手段によって空気残量が無いことが検出された場合に、前記発電制御手段は、前記空気備蓄部内の空気を利用しての発電を禁止する（請求項８記載の発明）。

また、外部供給された空気を利用して燃料電池の発電を行うか、前記空気備蓄部内の空気を利用して燃料電池の発電を行うかの発電方式を任意に選択する選択手段を設け、前記選択手段によって選択された発電方式によって前記発電制御手段は、燃料電池の発電を行う（請求項９記載の発明）。
この場合、前記空気備蓄部内の空気を利用して燃料電池の発電を行うことが選択された場合に、前記判別手段によって前記供給口が閉状態にあることを確認したうえで、前記発電制御手段は、前記空気備蓄部内の空気を利用しての発電を開始するようにしてもよい（請求項１０記載の発明）。

また、燃料電池によって発電された電力で充電される二次電池を設け、前記空気備蓄部内の空気を利用して発電を行いながら二次電池を充電している充電中に、空気残量が無くなった場合あるいは前記二次電池の充電が完了した場合に、その発電を停止する（請求項１１記載の発明）。

請求項１記載の発明によれば、外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口と、燃料電池の発電によって生成された物質を排出する排出口と、を一体的に形成した、供給排出口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する防水性能を備えた防水シャッタによって開閉される供給排出口の開閉状態を判別し、燃料電池の発電を開始する際に供給排出口が開状態にあることが判別された際に、供給排出口から供給される外部からの空気を利用して燃料電池の発電を開始するようにしたから、燃料電池の発電時に防水シャッタによって供給排出口を開き、非発電時には供給排出口を閉じておけばよく、燃料電池に空気を導入供給する供給口を装置本体に設けたとしても、供給排出口の近傍に防水シャッタを配置するという簡単な構成で装置本体全体の防水性を維持することが可能となるほか、防水シャッタが供給排出口を開放していることを確認したうえで、燃料電池の発電を開始することができ、確実かつ安定した発電が可能となる。
また、外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口と、燃料電池の発電によって生成された物質を排出する排出口とを一体的に形成し、この供給排出口の近傍に配置された防水シャッタによって当該供給排出口を開閉するようにしたから、供給口のほかに排出口を設けても装置本体の防水性を維持することが可能となると共に、防水シャッタを１箇所に設ければ足りる。

請求項２記載の発明によれば、上述した請求項１記載の発明と同様の効果を有するほか、供給排出口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部を設け、この供給排出口が閉状態にあることが判別された際に、空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して燃料電池の発電を開始するようにしたから、供給排出口を閉じた状態でも燃料電池を発電することができる。

なお、空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して燃料電池の発電を行う場合とは、
装置本体の防水性を維持しながら携帯端末を使用するような場合、例えば、台所あるいは工事現場などで水仕事を行いながら携帯端末を使用するような場合であり、二次電池、バックアップ電池が電池切れとなる寸前に、緊急発電によってその場を回避するようなときに有効なものとなるが、これに限らないことは勿論である。また、空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用しての発電時間は、空気備蓄部の容量（備蓄量）及び発電に伴う単位時間当たりの空気（酸素）の消費量などによって大きく異なるが、少なくとも、上述した電池切れなどに緊急対応が可能な時間であればよい。

請求項３記載の発明によれば、上述した請求項１記載の発明と同様の効果を有するほか、燃料電池の発電開始時に防水シャッタを駆動して供給排出口を開状態とし、燃料電池の発電終了時に防水シャッタを駆動して供給排出口を閉状態に変更するようにしたから、供給排出口の開閉の自動化が可能となり、確実な防水維持が可能となる。

請求項４記載の発明によれば、上述した請求項１記載の発明と同様の効果を有するほか、燃料電池の発電開始時には防水シャッタを手動操作して供給排出口を開放すべきことを案内出力し、燃料電池の発電終了時には防水シャッタを手動操作して供給排出口を遮断すべきことを案内出力するようにしたから、防水シャッタを自動化しなくても、非発電時の防水性を確実に維持することが可能となる。

請求項５記載の発明によれば、外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する防水性能を備えた防水シャッタによって開閉される供給口の開閉状態を判別し、燃料電池の発電を開始する際に供給口が開状態にあることが判別された際に、燃料電池の発電を開始するようにしたから、燃料電池の発電時に防水シャッタによって供給口を開き、非発電時には供給口を閉じておけばよく、燃料電池に空気を導入供給する供給口を装置本体に設けたとしても、供給口の近傍に防水シャッタを配置するという簡単な構成で装置本体全体の防水性を維持することが可能となるほか、防水シャッタが供給口を開放していることを確認したうえで、燃料電池の発電を開始することができ、確実かつ安定した発電が可能となる。
また、供給口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部を設け、この供給口が閉状態にあることが判別された際に、空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して燃料電池の発電を開始するようにしたから、供給口を閉じた状態でも燃料電池を発電することができる。

この場合、空気備蓄部内の空気残量を検出して識別表示するようにしたから（請求項７記載の発明）、備蓄有無を知ることができるほか、複数段階に分けて残量レベルを表示するようにすれば、おおよその発電可能時間を知ることもできる。
また、空気備蓄部内の空気残量が無いことが検出された場合に、空気備蓄部内の空気を利用しての発電を禁止するようにしたから（請求項８記載の発明）、燃料の無駄な消費を抑えることができる。

また、外部供給された空気を利用して燃料電池の発電を行うか、空気備蓄部内の空気を利用して燃料電池の発電を行うかの発電方式を任意に選択可能とし、選択された発電方式によって燃料電池の発電を行うようにしたから（請求項９記載の発明）、例えば、防水性を維持するよりも長時間発電の方を希望するのか、発電時間よりも防水性維持を希望するのかによって発電方式を任意に選択することができ、使用者の希望に応じた発電が可能となる。

この場合、空気備蓄部内の空気を利用して燃料電気の発電を行うことが選択された場合に、供給口が閉状態にあることを確認したうえで、空気備蓄部内の空気を利用しての発電を開始するようにしたから（請求項１０記載の発明）、発電方式を選択する選択操作を誤ったとしても、防水性が損なわれることはない。

また、空気備蓄部内の空気を利用して発電を行いながら二次電池を充電している充電中に、空気残量が無くなった場合あるいは二次電池の充電が完了した場合に、その発電を停止するようにしたから（請求項１１記載の発明）、燃料の無駄な消費を抑えることができる。

以下、図１〜図７を参照して本発明の実施例を説明する。
この実施例は、携帯端末装置として携帯電話装置に適用した場合を例示したもので、図１は、この携帯電話装置の基本的な構成要素を示したブロック図である。
ＣＰＵ１は、記憶部２内の各種のプログラムに応じてこの携帯電話装置の全体動作を制御する中央演算処理装置である。記憶部２は、不揮発性メモリ(内部メモリ)であり、例えば、フラッシュメモリなどによって構成され、プログラム領域とデータ領域とを有し、このプログラム領域には、後述する図４〜図６に示す動作手順に応じて本実施例を実現するためのプログラムが格納されている。記録メディア３は、着脱自在な可搬型メモリで、撮影画像データ、各種のデータ、プログラムを外部供給するもので、例えば、スマートメディア、ＩＣカードなどによって構成されている。メモリ４は、ワーク領域を有する内部メモリで、例えば、ＤＲＡＭ（Direct Random Access Memory）、ＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）などによって構成されている。

電話通信部５は、アンテナ６に接続された送受信デュプレクサの受信側から信号を取り込んで受信ベースバンド信号に復調した後に、音声データ、映像データとして出力し、映像データは、ＬＣＤ（液晶表示器）などのメイン表示部７から表示出力され、また、音声データは、スピーカ８から音声出力される。また、電話通信部５は、マイクロフォン９から入力された音声データを送信ベースバンド信号に符号化した後に、送受信デュプレクサの送信側に与えられ、アンテナ６から発信出力される。

なお、メイン表示部７は、文字情報、画像情報、各種のアイコンなどの高品位に表示するもので、このメイン表示部７のほか、装置本体の背面部にはサブ表示部１０が設けられており、現在日時、簡易なメッセージ、アイコンなどが表示される。報知部１１は、着信報知などの報知用のスピーカ、ＬＥＤ(発光ダイオード)、振動モータを備え、電話・メール着信時には着信報知を行ったり、警告アラームなどの報知時にも駆動される。キー操作部１２は、押しボタン式の各種のキーを備え、ダイヤル入力、文字入力、コマンド入力などを行うもので、ＣＰＵ１は、キー操作部１２からのキー入力信号に応じた処理を実行する。

電源制御部１３は、主駆動源として装置本体に内蔵された二次電池１４及び燃料電池１５をＣＰＵ１からの指示によって制御下するもので、充電回路１６、残量検出回路１７、電池切り替え回路１８、シャッタ駆動回路１９、シャッタ開閉検出回路２０などを有する構成となっている。なお、二次電池１４及び燃料電池１５は、装置本体から任意に着脱可能に内蔵されたもので、必要に応じて交換可能となっている。二次電池１４は、例えば、ニッカド電池、ニッケル水素電池、リチウム・イオン電池などであり、交流電源にケーブル接続される充電機能付きのクレードルスタンド３１に装置本体を載置（接続）した際に、交流電源によって二次電池１４への充電を行うことができるが、この実施例においては、クレードルスタンド３１に装置本体を載置した状態では、燃料電池１５を発電させることによって二次電池１４への充電も可能となっている。この場合、クレードルスタンド３１に載置した際に、交流電源を使用して充電するか、燃料電池１５を使用して充電するかを任意に選択可能となっている。

燃料電池１５は、例えば、メタノール燃料を使用したダイレクトメタノール型の電池であり、燃料カートリッジ１５Ａ内の圧縮空気によってメタノール水を電池内に直接供給すると同時に外部から空気を供給すると、それらの化学反応によって発電するもので、その化学反応時には発熱と共に水蒸気、二酸化炭素が発生するが、この水蒸気、二酸化炭素は、外部に排出される。ここで、燃料電池１５に対する空気の供給と、水蒸気、二酸化炭素の排出は、図２に示したように装置本体の一側部に形成されている供給排出口２１から行われる。なお、燃料電池１５に対する発電の開始／停止は、メタノール水及び空気の供給／遮断によって制御される。なお、燃料電池１５に対してメタノール水及び空気を供給／遮断する場合の駆動源として、二次電池１４を電源としている。また、燃料カートリッジ１５Ａは、装置本体から着脱自在となっており、燃料を使い果たした場合には、新規カートリッジ１５Ａに交換可能となっている。

充電回路１６は、燃料電池１５によって発電された起電力に基づいて二次電池１４に対して充電電流を供給するもので、ＣＰＵ１からの充電（発電）開始／停止指令に応じて制御される。また、ＣＰＵ１は、充電回路１６の動作有無に応じて充電中（発電中）か否かの判別を行うようにしている。残量検出回路１７は、二次電池１４の電池電圧からその残量を検出するもので、この電池残量は、待受画面内に識別可能にアイコン表示される。なお、残量検出回路１７は、燃料電池１５の電池残量（燃料残量）を検出するようにしてもよい。例えば、ＣＰＵ１は、燃料電池１５の放電時間あるいは放電電流に応じて累積放電量を求め、全電池容量に対する累積放電量に応じて燃料残量を算出すればよい。

電池切り替え回路１８は、主駆動源として二次電池１４を使用するか、燃料電池１５を使用するかを切り替えるもので、ＣＰＵ１からの切り替え指令に応じて制御される。この場合、二次電池１４の電池残量が少なくなり、所定容量以下となった際に、ＣＰＵ１は、燃料電池１５を発電させて二次電池１４の充電を行うと共に主駆動源として二次電池１４から燃料電池１５に切り替えるようにしている。

シャッタ駆動回路１９は、上述の供給排出口２１を開閉するための防水シャッタ（後述する）を駆動するもので、専用モータを起動させてシャッタ機構を作動させることによって防水シャッタの開閉動作を制御する。この場合、防水シャッタで供給排出口２１を閉じることによって装置本体全体の防水性を維持するようにしている。シャッタ開閉検出回路２０は、例えば、マイクロスイッチなどによって防水シャッタによって供給排出口２１が開閉されているか否かを検出するもので、その検出信号をＣＰＵ１に与える。

図３は、燃料電池１５と装置本体側の供給排出口２１とを繋ぐ経路上に配置された防水シャッタ２２、空気備蓄タンク２３を説明するために、この供給排出口２１の付近を拡大した部分断面図である。
装置本体の一側部に形成された供給排出口２１は、装置本体の内外を貫通する小径の貫通孔であり、この供給排出口２１内には、上下フランジ付きの筒状パッキンリング２４が圧入固定されている。この筒状パッキンリング２４の下側（内側）フランジ部と後述する空気備蓄タンク２３との間には、ゴム製のシャッタボックス２５が挿入固定（密着固定）されている。このシャッタボックス２５は、その中心部分に供給排出口２１と同径の開口部２５ａが貫通形成されている。この場合、供給排出口２１の延長線上に、それと同径の開口部２５ａを形成することによって供給排出口２１と空気備蓄タンク２３とを連絡する経路が形成されている。

また、シャッタボックス２５の内部には、供給排出口２１に連結されている開口部２５ａを開閉するためのスライド式の防水シャッタ２２が水平移動可能（装置本体の取り付け面に対して平行移動可能）に収納されている。この防水シャッタ２２は、撥水防水性を備えた板部材（シャッタ板）であり、供給排出口２１（開口部２５ａ）を閉じた状態では確実な防水機能を発揮する構成となっている。なお、防水シャッタ２２は、例えば、撥水性、防水性と共に僅かな通気性を併せ持った非可撓性フイルムシートによって構成したものであってもよい。そして、この防水シャッタ２２は、その機構部２６を介してシャッタ駆動回路１９に連結されている。シャッタ機構部２６は、例えば、スプリング（図示せず）によって一方向に常時付勢されている防水シャッタ２２を引っ張ることによって水平移動させるもので、防水シャッタ２２の位置を変化させることによって供給排出口２１（開口部２５ａ）を開閉させる。

空気備蓄タンク２３は、上述のシャッタボックス２５と燃料電池１５との連結部分に配置され、供給排出口２１からシャッタボックス２５を介して供給された空気を備蓄するもので、装置本体の空きスペースを最大限に利用した構成となっている。この場合、防水シャッタ２２によって供給排出口２１（開口部２５ａ）が閉じられている状態において、燃料電池１５の発電がユーザ指示された際に、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気を利用して発電を行うようにしている。その際、発電時の化学反応によって生成された水蒸気、二酸化炭素は、供給排出口２１（開口部２５ａ）が閉じられているため、外部には排出されず、空気備蓄タンク２３に溜められる。

なお、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気を利用して燃料電池１５の発電を行う場合とは、上述したように、装置本体の防水性を維持しながら携帯端末を使用するような場合、例えば、台所あるいは工事現場などで水仕事を行いながら携帯端末を使用するような場合であり、二次電池１４、バックアップ電池（図示せず）が電池切れとなる寸前に、緊急発電によってその場を回避するようなときに有効なものとなるが、これに限らないことは勿論である。また、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気を利用しての発電時間は、空気備蓄タンク２３の容量（備蓄量）及び発電に伴う単位時間当たりの空気（酸素）の消費量などによって大きく異なるが、少なくとも、電池切れなどに緊急対応が可能な時間であればよい。

次ぎに、この実施例における携帯電話装置の動作概念を図４〜図６に示すフローチャートを参照して説明する。ここで、これらのフローチャートに記述されている各機能は、読み取り可能なプログラムコードの形態で格納されており、このプログラムコードにしたがった動作が逐次実行される。また、伝送媒体を介して伝送されてきた上述のプログラムコードに従った動作を逐次実行することもできる。すなわち、記録媒体のほかに、伝送媒体を介して外部供給されたプログラム／データを利用してこの実施例特有の動作を実行することもできる。

図４〜図６は、電源投入に伴って実行開始される携帯電話装置の全体動作を示したフローチャートである。
先ず、ＣＰＵ１は、待ち受け状態において所定の待ち受け画像を読み出して表示出力させる（ステップＳ１）。そして、ＣＰＵ１は、電源制御部１３の残量検出回路１７を動作させて二次電池１４の電池残量を検出測定すると共に（ステップＳ２）、この残量を示す各アイコンを待受画面のピクトエリア内に識別表示させる（ステップＳ３）。そして、電話あるいはメールの着信有無をチェックし(ステップＳ４)、電話着信あるいはメール着信を検出すると、着信対応処理を実行し、報知部１１を駆動して着信報知を行うと共に、通話処理あるいは受信メール格納処理を実行した後に(ステップＳ５)、最初のステップＳ１に戻る。

上述のステップＳ４で着信無しが検出された場合には、ステップＳ６に移り、充電回路１６の動作有無に応じて充電中（発電中）か否かを判別し、充電中（発電中）であれば、後述する図６のステップＳ３１に移るが、充電中（発電中）でなければ、ステップＳ７に移り、定期的（例えば、５秒間隔毎）に燃料電池１５の発電可否を判定するためにその判定タイミングとなったかをチェックする。ここで、発電可否判定タイミングで無ければ（ステップＳ７でＮＯ）、入力操作の有無をチェックし（ステップＳ８）、入力操作に応じた操作対応処理（例えば、発信処理、メール作成処理など）を実行した後（ステップＳ９）、最初のステップＳ１に戻る。

また、発電可否判定タイミングであれば、二次電池１４の電池残量は、その全容量の１／５以下まで少なくなったか（残量不足か）をチェックし（ステップＳ１０）、二次電池残量が十分あれば（ステップＳ１０でＮＯ）、入力操作の有無をチェックするステップＳ８に移るが、残量不足であれば、装置本体がクレードルスタンド３１に載置（接続）されているかをチェックする（ステップＳ１１）。なお、この場合のチェック処理は、装置本体とクレードルスタンド３１とのコネクタ部（図示せず）から接続有無信号を取得することによって行う。

ＣＰＵ１は、装置本体がクレードルスタンド３１に載置（接続）されているか否かに応じて発電開始確認メッセージを表示するか否かを決定し、載置されていなければ、発電開始確認メッセージを表示出力させるが（ステップＳ１２）、載置されていれば、発電開始確認メッセージの表示を省略する。図７（Ａ）は、発電開始確認メッセージ画面を示した図で、この確認メッセージ画面には、受信電界強度を示すアイコン、現在の時刻（２２時：５７分）、二次電池１４の電池残量を示すアイコンが配列表示されるほか、二次電池残量が少なくなったことを案内する発電開始メッセージが表示出力される。そして、発電開始するか否かを「ＹＥＳ」、「ＮＯ」形式で問い合わせ、「ＹＥＳ：今すぐ開始する」、「ＮＯ：後で再確認する」の何れかの項目が選択指定されると、ＣＰＵ１は、その選択項目を判別し（ステップＳ１３）、「ＹＥＳ：今すぐ開始する」が選択された場合には、図５のステップＳ１５に移るが、「ＮＯ：後で再確認する」が選択された場合には、最初のステップＳ１に戻る。

図５のステップＳ１５では、発電開始確認メッセージ画面から発電方式の選択メッセージ画面に切り替える表示切り替え処理を実行するもので、図７（Ｂ）は、発電方式選択メッセージ画面を示している。この選択メッセージ画面は、供給排出口２１から外部供給された空気を利用して燃料電池１５の発電を行う発電方式（通常発電方式）と、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気を利用して燃料電池１５の発電を行う発電方式（防水発電方式）を任意に選択させるための選択画面であり、このメッセージ画面には「防水発電（備蓄空気利用）」、「通常発電（防水機能解除）」のメニュー項目が表示されており、その何れかのメニュー項目を任意に選択可能としている。

ここで、ＣＰＵ１は、「空気備蓄有りフラグ」の“ＯＮ／ＯＦＦ”状態をチェックする（ステップＳ１６）。この「空気備蓄有りフラグ」は、空気備蓄タンク２３の中に空気が存在していることを示すもので、後述するように防水シャッタ２２によって供給排出口２１（開口部２５ａ）が開放された場合（通常発電の実行時）に“ＯＮ”され、供給排出口２１（開口部２５ａ）が閉じられている状態で防水発電が実行された場合（防水発電の完了時）に“ＯＦＦ”されるフラグである。この「空気備蓄有りフラグ」の“ＯＮ／ＯＦＦ”状態に応じてＣＰＵ１は、上述の発電方式選択メッセージ画面内に空気備蓄タンク２３の中に空気が存在しているか否かを示す空気備蓄有無を示すアイコンを表示出力させる（ステップＳ１６〜Ｓ１８）。

すなわち、「空気備蓄有りフラグ」が“ＯＮ”されていれば、空気備蓄有りを示すアイコン「ａｉｒ」を表示出力させ（ステップＳ１７）、“ＯＦＦ”されていれば、空気備蓄有りアイコン上に「×」のマークを合成表示させることによって空気備蓄無しを示すアイコンを表示出力させる（ステップＳ１８）。
図７（Ｂ）は、受信電界強度を示すアイコン、二次電池１４の電池残量を示すアイコンと共に、空気備蓄有りを示すアイコン「ａｉｒ」が表示された状態を示している。この場合、「発電方法」の選択を促すメッセージと共に、「備蓄空気有り」を示すメッセージも併せて表示出力される。

そして、ＣＰＵ１は、発電方式選択メッセージ画面の中から「防水発電（備蓄空気利用）」が選択されたか、「通常発電（防水機能解除）」が選択されたかを調べ（ステップＳ１９）、「通常発電」が選択された場合には（ステップＳ１９でＹＥＳ）、シャッタ開閉検出回路２０の出力に基づいて防水シャッタ２２の開閉状態をチェックし（ステップＳ２０）、防水シャッタ２２が既に開放されていれば、次ぎのステップＳ２２に移るが、閉じられていれば、シャッタ駆動回路１９に対して開放指令を与えて防水シャッタ２２を作動させ、供給排出口２１（開口部２５ａ）を開放させる（ステップＳ２１）。

このようにして供給排出口２１（開口部２５ａ）が開放されていることを確認した後に、ＣＰＵ１からの発電開始指令によって燃料電池１５に対して燃料カートリッジ１５Ａ内のメタノール水を直接供給すると同時に、供給排出口２１から空気が供給されることによって燃料電池１５内で化学反応を引き起こさせて発電を開始させる（ステップＳ２２）。そして、「空気備蓄有りフラグ」を“ＯＮ”させると共に（ステップＳ２３）、充電回路１６を動作させる（ステップＳ２９）。これによって、燃料電池１５によって発電された起電力に基づいて二次電池１４に対して充電電流が供給されるため、二次電池１４の充電が開始される。これと同時にＣＰＵ１は、電池切り替え回路１８に対して切り替え指令を与えることによって、主駆動源を二次電池１４から燃料電池１５に切り替える（ステップＳ３０）。

一方、発電方式選択メッセージ画面の中から「防水発電」が選択された場合には（ステップＳ１９でＮＯ）、「空気備蓄有りフラグ」が“ＯＮ”されているか否かをチェックする（ステップＳ２４）。つまり、上述したように「空気備蓄有りフラグ」は、防水発電の完了時に“ＯＦＦ”されるものであり、防水発電の完了後に連続して再度の「防水発電」が選択された場合には、「空気備蓄有りフラグ」は“ＯＦＦ”のままとなっている。このため、ステップＳ２４では、防水発電が連続して選択されたか否かをチェックするもので、「空気備蓄有りフラグ」が“ＯＦＦ”されている場合（防水発電が連続選択された場合）には、今回の選択操作を無効とするために最初のステップＳ１に戻る。

また、「空気備蓄有りフラグ」が“ＯＮ”されていれば（ステップＳ２４でＹＥＳ）、防水シャッタ２２の開閉状態をチェックし（ステップＳ２５）、防水シャッタ２２が閉じられていれば、次ぎのステップＳ２７に移るが、開いていれば、シャッタ駆動回路１９に対して閉鎖指令を与えて防水シャッタ２２を作動させ、供給排出口２１（開口部２５ａ）を閉じる（ステップＳ２６）。このようにして供給排出口２１（開口部２５ａ）が閉じられていることを確認した後に、ＣＰＵ１は、備蓄量タイマをクリアスタートさせると共に（ステップＳ２７）、防水発電を開始させる（ステップＳ２８）。

この備蓄量タイマは、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気量（備蓄量）に相当する発電可能時間を管理するもので、防水発電の開始時にＣＰＵ１は、備蓄量タイマをクリアスタートさせる。この場合、燃料電池１５に対して燃料カートリッジ１５Ａ内のメタノール水を直接供給すると同時に、空気備蓄タンク２３から空気が供給されることによって燃料電池１５内で化学反応を引き起こさせて発電が開始される。そして、上述した通常発電と同様に、充電回路１６を動作させて二次電池１４の充電を開始させると同時に（ステップＳ２９）、電池切り替え回路１８に対して切り替え指令を与えて、主駆動源を二次電池１４から燃料電池１５に切り替える（ステップＳ３０）。このようにして「通常発電」あるいは「防水発電」を開始させた後は、最初のステップＳ１に戻る。

他方、図４のステップＳ６で充電中（発電中）であることが検出された場合には、図６のステップＳ３１に移り、「通常発電」か「防水発電」かをチェックし、「通常発電中」であれば、二次電池１４がフル充電されたり（ステップＳ３２）、充電停止が指示された際に（ステップＳ３３）、通常発電を停止させる（ステップＳ３４）。すなわち、残量検出回路１７によって二次電池１４の充電完了が検出されたり、ユーザ操作によって充電停止が指示されると、燃料電池１５に対する燃料供給を停止させる。そして、シャッタ駆動回路１９に対して閉鎖指令を与えて供給排出口２１（開口部２５ａ）を閉じた後（ステップＳ３５）、充電回路１６を“ＯＦＦ”すると共に（ステップＳ４１）、電池切り替え回路１８に対して切り替え指令を与えて主駆動源を燃料電池１５から二次電池１４に切り替える（ステップＳ４２）。

また、「防水発電中」の場合には（ステップＳ３１でＮＯ）、上述した備蓄量タイマがタイムアップしたか（ステップＳ３６）、二次電池１４がフル充電されたか（ステップＳ３７）、充電停止が指示されたかをチェックし（ステップＳ３８）、備蓄量タイマがタイムアップとなって空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気量（備蓄量）を消費した場合あるいは残量検出回路１７によって二次電池１４の充電完了が検出された場合若しくはユーザ操作によって充電停止が指示された場合には、燃料供給の停止によって防水発電を停止させると共に（ステップＳ３９）、「空気備蓄有りフラグ」を“ＯＦＦ”する（ステップＳ４０）。その後、通常発電の場合と同様に、充電回路１６を“ＯＦＦ”すると共に（ステップＳ４１）、電池切り替え回路１８に対して切り替え指令を与えて主駆動源を燃料電池１５から二次電池１４に切り替える（ステップＳ４２）。

以上のように、この実施例における携帯電話装置は、主駆動源として二次電池１４のほか、燃料電池１５を備えてなり、ＣＰＵ１は、防水シャッタ２２によって開閉される供給排出口２１の開閉状態を判別し、燃料電池１５の発電時に供給排出口２１が開状態にあれば、燃料電池１５の発電を開始するようにしたから、燃料電池１５の発電時に防水シャッタ２２によって供給排出口２１を開き、非発電時には供給排出口２１を閉じておけばよく、燃料電池１５に空気を導入供給する供給排出口２１を装置本体に設けたとしても、供給排出口２１の近傍に防水シャッタ２２を配置するという簡単な構成で、装置本体の防水性を維持することが可能となるほか、防水シャッタ２２が供給排出口２１を開放していることを確認したうえで、燃料電池１５の発電を開始することができ、確実かつ安定した発電が可能となる。

この場合、外部からの空気を燃料電池１５に対して供給する供給口と、燃料電池１５の発電によって生成された物質を排出する排出口とを一体的に形成し、この供給排出口２１の近傍に配置された防水シャッタ２２によって当該供給排出口２１を開閉するようにしたから、供給口のほかに排出口を設けても装置本体の防水性を維持することが可能となると共に、防水シャッタ２２を１箇所に設ければ足りる。
また、シャッタ駆動回路１９によって防水シャッタ２２を駆動するようにしたから、供給排出口２１の開閉の自動化が可能となり、確実な防水維持が可能となる。

供給排出口２１と燃料電池１５との連結部分に当該供給排出口２１から導入された空気を備蓄する空気備蓄タンク２３を設け、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気を利用して燃料電池１５の発電を開始するようにしたから、供給排出口２１を閉じた状態でも燃料電池１５を発電することができ、例えば、二次電池１４などが電池切れとなる寸前に、緊急発電によってその場を回避するようなときに有効なものとなる。

この場合、空気備蓄タンク２３の使用状況に応じて“ＯＮ／ＯＦＦ”される「空気備蓄有りフラグ」に基づいて備蓄空気有りを示すアイコン、備蓄空気無しを示すアイコンを識別表示するようにしたから、備蓄の有無を知ることができる。
また、空気備蓄備蓄タンク２３に空気残量が無いことが検出された場合に、空気備蓄備蓄タンク２３の空気を利用しての防水発電を禁止するようにしたから、燃料の無駄な消費を抑えることができる。

また、供給排出口２１から外部供給された空気を利用して燃料電池１５の発電を行う「通常発電」と、空気備蓄タンク２３の空気を利用して燃料電池１５の発電を行う「防水発電」とを任意に選択可能とし、選択された発電方式によって燃料電池１５の発電を行うようにしたから、例えば、防水性を維持するよりも長時間発電の方を希望するのか、発電時間よりも防水性維持を希望するのかによって発電方式を任意に選択することができ、使用者の希望に応じた発電が可能となる。

この場合、空気備蓄タンク２３を利用する防水発電が選択された場合に、供給排出口２１が閉じられていることを確認したうえで、空気備蓄タンク２３を利用しての防水発電を開始するようにしたから、発電方式を選択する選択操作を誤ったとしても、防水性が損なわれることはない。
また、空気備蓄部タンク２３を利用する防水発電を行いながら二次電池１４を充電している充電中に、タンク２３内の空気残量が無くなった場合あるいは二次電池１４の充電が完了した場合に、その発電を停止するようにしたから、燃料の無駄な消費を抑えることができる。

なお、上述した実施例においては、シャッタ駆動回路１９によって供給排出口２１を自動的に開閉するようにしたが、例えば、防水シャッタ２２を外部から操作可能とするために防水シャッタ２２に摘み部を設け、この摘み部を操作して防水シャッタ２２を水平移動するようにしてもよい。つまり、摘み部、押しボタンなどの操作部を設けることによって防水シャッタ２２を手動で操作可能としてもよい。
この場合、燃料電池１５の発電時には防水シャッタ２２を手動操作して供給排出口２１を開放すべきことを案内するメッセージを表示出力させ、燃料電池１５の発電終了時には防水シャッタ２２を手動操作して供給排出口２１を遮断すべきことを案内するメッセージを表示出力させるようにすれば、防水シャッタ２２を自動駆動しなくても、非発電時の防水性を確実に維持することが可能となる。なお、案内メッセージを表示する場合に限らず、音声メッセージ、アラーム音を発生させることによって案内するようにしてもよい。

上述した実施例においては、スライド式の防水シャッタ２２を例示したが、ロータリー式のシャッタであってもよい。すなわち、シャッタ板（回転板）をスプリングによって常時一方向に付勢されている状態においてカムなどの回転力でシャッタ板を回転移動させることによって供給排出口２１（開口部２５ａ）を開閉する形式の防水シャッタであってもよく、また、複数枚のシャッタ羽根を組み合わせ、各シャッタ羽根をその基端部を中心に回し動かすことによって供給排出口２１（開口部２５ａ）を開閉する形式の羽根型の防水シャッタであってもよく、確実な防水性を有していれば、その構造は任意である。

上述した実施例においては、防水シャッタ２２によって供給排出口２１が開放された場合（通常発電の実行時）に“ＯＮ”され、供給排出口２１が閉じられている状態で防水発電が実行された場合（防水発電の完了時）に“ＯＦＦ”される「空気備蓄有りフラグ」の“ＯＮ／ＯＦＦ”状態に応じて空気備蓄タンク２３の中に空気が存在しているか否かを判別するようにしたが、空気備蓄タンク２３に蓄えられている空気量（備蓄量）を複数段階に分けて検出し、この残量レベルを表示するようにすれば、おおよその発電可能時間を知ることもできる。

また、燃料電池１５は、ダイレクトメタノール型の電池に限らず、内蔵可能な小型電池であれば、固体高分子型の燃料電池であってもよい。
また、燃料電池１５からの供給電力を駆動電源としているか、二次電池１４からの供給電力を駆動電源としているのかを識別表示するようにしてもよい。この場合、ユーザ操作によって駆動電源として使用する使用電池を任意に選択可能としてもよい。つまり、上述した実施例では、燃料電池１５を主駆動源として使用するのは、二次電池１４を充電する場合を示したが、ユーザ操作によって燃料電池１５を発電させて主駆動源として使用するようにしてもよい。

また、交流電源にケーブル接続される充電機能付きのクレードルスタンド３１に装置本体を載置した際に、上述したように交流電源を使用して充電するのか、燃料電池１５を使用して充電するのかを任意に選択可能としてもよい。また、燃料電池１５が発電中であることを示すアイコンを表示したり、発電を開始する際にアラーム音、バイブレーションなどによって警告するようにしてもよい。
その他、上述した実施例では携帯電話装置に適用した場合を例示したが、例えば、電子腕時計、ＰＤＡ、電子カメラ装置、音楽再生機などの携帯端末に適用可能であることは勿論である。

一方、コンピュータに対して、上述した各手段を実行させるためのプログラムコードをそれぞれ記録した記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ＲＡＭカード等）を提供するようにしてもよい。すなわち、コンピュータが読み取り可能なプログラムコードを有する記録媒体であって、外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口の近傍に配置されていて、外気の導入・遮断を制御する防水性能を備えた防水シャッタによって開閉される前記供給口の開閉状態を判別する機能と、燃料電池の発電時に前記供給口が開状態にあることが判別された際に、燃料電池の発電を開始する機能とを実現させるためのプログラムを記録したコンピュータが読み取り可能な記録媒体を提供するようにしてもよい。

携帯端末装置を適用した携帯電話装置の基本的な構成要素を示したブロック図。 装置本体の一側部に形成された供給排出口２１を示した図。 燃料電池１５と装置本体側の供給排出口２１とを繋ぐ経路上に配置された防水シャッタ２２、空気備蓄タンク２３を説明するために、供給排出口２１の付近を拡大した部分断面図。 電源投入に伴って実行開始される携帯電話装置の全体動作を示したフローチャート。 図４に続く、フローチャート。 図４に続く、フローチャート。 （Ａ）は、発電開始確認メッセージ画面を示し、（Ｂ）は、発電方式選択メッセージ画面を示した図。

符号の説明

１ ＣＰＵ
２ 記憶部
３ 記録メディア
５ 電話通信部
７ メイン表示部
１０ サブ表示部
１１ 報知部
１２ キー操作部
１３ 電源制御部
１４ 二次電池
１５ 燃料電池
１５Ａ 燃料カートリッジ
１６ 充電回路
１７ 残量検出回路
１８ 電池切り替え回路
１９ シャッタ駆動回路
２０ シャッタ開閉検出回路
２１ 供給排出口
２２ 防水シャッタ
２３ 空気備蓄タンク
２４ 筒状パッキンリング
２５ シャッタボックス
２５ａ 開口部
２６ シャッタ機構部
３１ クレードルスタンド

Claims (13)

1. 内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の携帯端末装置であって、
   前記携帯端末装置の外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口と、燃料電池の発電によって生成された物質を、前記携帯端末装置の外部へ排出する排出口と、を一体的に形成した、供給排出口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する、防水性能を備えた防水シャッタによって前記供給排出口を開閉する開閉手段と、
   燃料電池の発電を開始する際に前記供給排出口の開閉状態を判別する判別手段と、
   前記判別手段によって前記供給排出口が開状態にあることが判別された際に、前記供給排出口から供給される前記外部からの空気を利用して燃料電池の発電を開始する発電制御手段と、
   を具備したことを特徴とする燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
2. 前記供給排出口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部をさらに設け、
   前記判別手段によって前記供給排出口が閉状態にあることが判別された際に、前記発電制御手段は、前記空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して燃料電池の発電を開始する、
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
3. 前記開閉手段を構成する防水シャッタを駆動するシャッタ駆動手段を設け、
   前記シャッタ駆動手段は、燃料電池の発電開始時に防水シャッタを駆動して前記供給排出口を開状態とし、燃料電池の発電終了時に防水シャッタを駆動して前記供給排出口を閉状態に変更する、
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
4. 前記開閉手段を構成する防水シャッタを手動操作する操作部を設け、
   燃料電池の発電開始時には防水シャッタを手動操作して前記供給排出口を開放すべきことを案内出力し、燃料電池の発電終了時には防水シャッタを手動操作して前記供給排出口を遮断すべきことを案内出力する、
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
5. 内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の携帯端末装置であって、
   外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する、防水性能を備えた防水シャッタによって前記供給口を開閉する開閉手段と、
   燃料電池の発電を開始する際に前記供給口の開閉状態を判別する判別手段と、
   前記供給口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部と、
   前記判別手段によって前記供給口が開状態にあることが判別された際には、外部から供給された空気を利用し、前記供給口が閉状態にあることが判別された際には、前記空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して、燃料電池の発電を開始する発電制御手段と、
   を具備したことを特徴とする燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
6. 前記空気備蓄部は、前記供給口と燃料電池との連結部分に設けられる、
   ことを特徴とする請求項５記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
7. 前記空気備蓄部内の空気残量を検出する検出手段を設け、
   前記検出手段によって検出された空気残量を識別表示する、
   ようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
8. 前記空気備蓄部内の空気残量を検出する検出手段を設け、
   前記検出手段によって空気残量が無いことが検出された場合に、前記発電制御手段は、前記空気備蓄部内の空気を利用しての発電を禁止する、
   ようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
9. 外部供給された空気を利用して燃料電池の発電を行うか、前記空気備蓄部内の空気を利用して燃料電池の発電を行うかの発電方式を任意に選択する選択手段を設け、
   前記選択手段によって選択された発電方式によって前記発電制御手段は、燃料電池の発電を行う、
   ようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
10. 前記空気備蓄部内の空気を利用して燃料電池の発電を行うことが選択された場合に、前記判別手段によって前記供給口が閉状態にあることを確認したうえで、前記発電制御手段は、前記空気備蓄部内の空気を利用しての発電を開始する、
    ようにしたことを特徴とする請求項９記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
11. 燃料電池によって発電された電力で充電される二次電池を設け、
    前記空気備蓄部内の空気を利用して発電を行いながら二次電池を充電している充電中に、空気残量が無くなった場合あるいは前記二次電池の充電が完了した場合に、その発電を停止する、
    ようにしたことを特徴とする請求項５又は６記載の燃料電池内蔵型の携帯端末装置。
12. 外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口と、燃料電池の発電によって生成された物質を排出する排出口と、を一体的に形成した、供給排出口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する防水性能を備えた防水シャッタによって前記供給排出口を開閉する開閉手段を具備し、内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の装置を制御するコンピュータに対して、
    燃料電池の発電を開始する際に前記供給排出口の開閉状態を判別する機能と、
    前記供給排出口が開状態にあることが判別された際に、前記供給排出口から供給される前記外部からの空気を利用して燃料電池の発電を開始する機能と、
    を実現させるためのプログラム。
13. 外部からの空気を燃料電池に対して供給する供給口の近傍に配置され、外気の導入・遮断を制御する防水性能を備えた防水シャッタによって前記供給口を開閉する開閉手段と、前記供給口から導入された空気を備蓄する空気備蓄部と、を具備し、内蔵されている燃料電池の発電によって電力供給が可能な燃料電池内蔵型の装置を制御するコンピュータに対して、
    燃料電池の発電を開始する際に前記供給口の開閉状態を判別する機能と、
    前記供給口が開状態にあることが判別された際には、外部から供給された空気を利用し、前記供給口が閉状態にあることが判別された際には、前記空気備蓄部内に蓄えられている空気を利用して、燃料電池の発電を開始する機能と、
    を実現させるためのプログラム。

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