(57)【要約】【課題】電源切れを心配することなく連携して使用可能な電子機器システムを提供する。【解決手段】互いに認証された複数の電子機器ＭＰが連携して動作する電子機器システムであって、夫々の電子機器ＭＰは、電源１００と、通信手段ＢＴと、通信手段ＢＴによって得られた信号を認証する認証手段２０４と、通信手段ＢＴと認証手段２０４とを制御する制御手段２０２と、を備え、電源１００は、燃料電池１Ａを有している電子機器システム。【選択図】図１
2010010084.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに認証された複数の電子機器が連携して動作する電子機器システムであって、
夫々の電子機器は、電源と、
通信手段と、
前記通信手段によって得られた信号を認証する認証手段と、
前記通信手段と前記認証手段とを制御する制御手段と、を備え、
前記電源は、燃料電池を有している電子機器システム。
【請求項２】
前記制御手段は、前記通信手段および前記認証手段を制御して、前記複数の電子機器を同時に稼働させる稼働手段を有している請求項１記載の電子機器システム。
【請求項３】
前記制御手段は、前記通信手段および前記認証手段を制御して、前記複数の電子機器を同時に停止させる停止手段を有している請求項１または請求項２記載の電子機器システム。
【請求項４】
前記電子機器は、メモリと、前記メモリに保存されたオーディオデータを再生する再生手段を有している請求項１乃至３のいずれか1記載の電子機器システム。
【請求項５】
前記電子機器は携帯可能であって、
前記電子機器は、オーディオ出力手段をさらに有し、
前記オーディオ出力手段は、前記再生手段と、有線あるいは無線で電気的に接続されている請求項４記載の電子機器システム。
【請求項６】
前記燃料電池は、燃料の残量を示す燃料残量表示手段を有する請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の電子機器システム。
【請求項７】
前記燃料電池は、燃料極と、前記燃料極に燃料を供給するための燃料供給手段と、を有し、
前記燃料供給手段は、前記複数の電子機器に共通の、前記燃料電池に燃料を注入するための燃料注入構造を有している請求項１乃至請求項６のいずれか１項記載の電子機器システム。
【請求項８】
前記燃料電池は、空気極と、前記空気極に空気を供給するための空気取り入れ口と、前記空気取り入れ口が開放空間に向けて設置可能な設置部材を有している請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の電子機器システム。
【請求項９】
前記電子機器は、前記認証手段によって、前記通信手段で得られた信号を認証した場合に、認証したことをユーザに知らせる手段を有している請求項１乃至請求項８記載の電子機器システム。
【請求項１０】
前記電子機器は、前記燃料電池の燃料残量が所定の値以下となったときに、ユーザに警告する警告手段を有している請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載の電子機器システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いに認証された複数の電子機器を連携して動作させる電子機器システムに関し、特に、電源として燃料電池を具備する携帯電子機器の電子機器システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数人で同時に音楽、音声等のオーディオや画像等を視聴する場合、例えば、複数の人が同時にダンス等のパフォーマンスを行う際、通常は音楽や音声等（以下音楽等という）を音響機器によって発生させることが行われている。しかしながら、特に人数が多い場合には全員に伝わらせるための音響設備が必要であり、戸外などでは電源の問題があった。
【０００３】
また、電源が用意できた場合でも、全員に聞かせるための音量が必要な場合、周囲への騒音となる可能性も有していた。さらに、同じ場所で同時に多数のパフォーマンスが行われる場合には、複数の音楽等が混同される恐れがあり、パフォーマンス自体にも支障をきたしていた。
【０００４】
一方、近年、電子機器の小型化に伴い、携帯可能な様々な電子機器が提案されている。例えば、外出先等であっても、使用者の好きな時にラジオやテレビ、音楽等や映像等を楽しむことができるヘッドホン等が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００６−１２１４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、例えば、上記のように屋外で音楽等を楽しむことができる携帯用電子機器の電源としてリチウムイオン電池等の二次電池を採用した場合には、定期的に二次電池を充電しなければならず、特に戸外においては長時間継続して使用することが困難であった。さらに、このような携帯用電子機器において、電源切れを事前に認知し、電源切れが起きた場合でもすぐに復帰できる機能を有していなかった。
【０００６】
一方、燃料電池は燃料と空気を供給するだけで発電することができ、燃料を補給すれば連続して長時間発電することが可能であるという特徴を有している。このため、小型化可能な燃料電池は、戸外で使用する携帯用電子機器の電源として極めて有利なシステムといえる。
【０００７】
例えば、メタノールを燃料として用いた直接メタノール型燃料電池（Direct Methanol Fuel Cell：ＤＭＦＣ）は小型化が可能であり、さらに燃料の取り扱いも容易であるため、携帯用電子機器の電源として有望視されている。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであって、電源切れを心配することなく連携して使用可能な電子機器システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様による電子機器システムは、互いに認証された複数の電子機器が連携して動作する電子機器システムであって、夫々の電子機器は、電源と、通信手段と、前記通信手段によって得られた信号を認証する認証手段と、前記通信手段と前記認証手段とを制御する制御手段と、を備え、前記電源は、燃料電池を有している。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電源切れを心配することなく連携して使用可能な電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施の形態に係る電子機器システムについて図面を参照して説明する。本実施形態に係る電子機器システムは、複数の電子機器として例えば複数の携帯用再生装置間を、認証機能のある通信システムに通信可能であって、この通信システムによって認証された携帯用再生装置を同時に稼動し、同時に停止させる等、連携して動作させることを可能とするものである。
【００１２】
また、この携帯用再生装置は、燃料表示機能のある燃料電池により電力を供給することで、通信システムで繋がった携帯用再生装置のうち一つでも電源切れになることを、事前に回避できる。
【００１３】
すなわち、図１に示すように、本実施形態に係る電子機器システムは、複数の携帯用再生装置ＭＰを有している。図１に示す携帯用再生装置ＭＰは、ユーザ（利用者）からの制御信号の入力や選択指示信号の入力に用いられる操作部（Key Pad Control）８００、例えば現在再生中の音声／音楽プログラムのファイル名や音声プログラム中に含まれる文字情報あるいは映像データを再生した動画もしくは静止画が表示可能なディスプレイ５００、メモリ４００、主として携帯して用いられる際の電源１００、他の携帯用再生装置ＭＰとの無線通信をする通信部ＢＴ、及び主制御部である制御部２００等を有する。なお、メモリ４００は、携帯用再生装置ＭＰから取り外すことが可能なものであってもよい。
【００１４】
制御部２００は、ユーザによる操作部８００の操作により制御信号が入力されるコントローラ（Control Processor）２０２を有している。コントローラ２０２は、ディスプレイ５００に表示すべき画像や文字列を表示させるためのディスプレイ駆動信号をディスプレイ５００に出力する。また、コントローラ２０２は、メモリ４００に保持されている画像オーディオデータ（音楽データおよび音声データを含む）をアナログ出力に変換して出力するオーディオコーデック（Audio codec）に接続されている。
【００１５】
制御部２００は、メモリ４００に記憶されたデータの再生およびメモリ４００へのデータの記録、ならびにメモリ４００の起動あるいは図示しない主電源のオン／オフ等の制御に利用されるシステムメモリであるＲＯＭ（Read Only Memory）、制御信号に対応する制御情報やコマンド等が一次的に保持するとともに、メモリ４００から読み出された一定量のデータをバッファするワークメモリ、すなわちＲＡＭ（Random Access Memory）が、制御バスを経由して接続されている。
【００１６】
通信部ＢＴは、他の携帯用再生装置ＭＰからの信号を受信するためのアンテナＡＴと、アンテナＡＴで受信された信号のノイズを除去するためのＲＦフィルタ７００と、無線通信回路（Single chip Wireless Link solution）３００と、ＲＦフィルタ７００の出力端子と無線通信回路３００の入力端子とを接続するバラン６００とを有している。
【００１７】
コントローラ２０２は、無線通信回路３００を制御して、通信により他の携帯用再生装置ＭＰの認証データを受信させる。通信部ＢＴによって受信された認証データは、制御部２００の認証回路２０４で、認証処理が成される。認証された携帯用再生装置ＭＰの固有データは、例えばメモリ４００に保存される。
【００１８】
なお、このときメモリ４００に保存される固有データは、一定期間保存された後、自動的に削除されるようにしてもよく、ユーザが操作部８００の操作することによって管理可能としても良い。
【００１９】
本実施形態に係る電子機器システムでは、例えば操作部８００からの制御信号によって、コントローラ２０２は、通信部ＢＴを制御して認証された他の携帯用再生装置を稼働、すなわち所定の音楽等を再生させたり、再生動作を停止させたりすることが可能である。
【００２０】
なお、通信部ＢＴは、２．４ＧＨｚ帯の電波を用いた通信規格のプロトコルに準拠したブルートゥース（Bluetooth(登録商標)）のみが設けられてもよいし、ＩＥＥＥ８０２．２２ａ／ｂ／ｇに準拠した汎用の無線ＬＡＮ装置のみが設けられてもよいし、両者が併用されてもよいことはいうまでもない。
【００２１】
すなわち、無線ＬＡＮ装置あるいはブルートゥースが組み込まれることで、例えば家庭内もしくは所定の条件を満足する特定の範囲に位置されたサーバコンピュータやパーソナルコンピュータとの間で、データの受け渡しが可能である。従って、例えば市中に展開されているダウンロードセンタ等に携帯用再生装置ＭＰを持ち込むことで、直接コンテンツをダウンロードすることも可能である。
【００２２】
出力端子ＯＰには、オーディオコーデック（Audio codec）９００によりアナログ信号に復調された音楽等がアンプＡＰを介して供給される。従って、出力端子ＯＰに、例えばヘッドホン（Head phone）あるいはスピーカを装着することで、音楽等が再生される。
【００２３】
なお、オーディオコーデック９００は、図示しないマイクまたはライン入力（外部入力）端から直接入力されるアナログ信号をＡＤ変換してデジタル信号として入力することも可能である。
【００２４】
上述した携帯用再生装置ＭＰにおいては、メモリ４００には、予め圧縮されたオーディオデータや画像データ、ビデオデータ等の（コンテンツ）が、所定の規則に従って記録される。なお、データの圧縮において、オーディオデータの圧縮には、例えばＭＰ３、ＷＭＡ等の方式が、画像データの圧縮には、例えばＪＰＧ、ＧＩＦあるいはＢＭＰ等の方式が、ビデオデータの圧縮には、例えばＷＭＶ、ＭＰＥＧ等の方式が、それぞれ用いられる。
【００２５】
また、詳述しないが、メモリ４００に記憶されるデータは、著作権法で定められた「私的利用」以外の複製（回数を定めた複製以外）等を抑止するため、携帯用再生装置ＭＰを用いた直接の再生およびアナログ信号での外部スピーカ等への出力のみを可能として、暗号化された形式で保存することも可能である。
【００２６】
コントローラ２０２、通信部ＢＴ、および、オーディオコーデック９００には、電源１００により提供される電力、すなわち、所定の直流電圧が供給される。本実施形態に係る電子機器システムでは、電源１００は、燃料電池１Ａと、二次電池としてのリチウムイオン電池１Ｂと、ＤＣ／ＤＣ回路１Ｃとを有している。燃料電池１Ａと、リチウムイオン電池１Ｂとは、それぞれＤＣ／ＤＣ回路１Ｃに接続されている。
【００２７】
燃料電池１Ａによる電力供給と、リチウムイオン電池１Ｂによる電力供給との切替は、コントローラ２０２によって行われる。さらに、燃料電池１Ａはリチウムイオン電池１Ｂに接続され、燃料電池１Ａによってリチウムイオン電池１Ｂを充電可能となっている。したがって、リチウムイオン電池１Ｂの充電残量が少なくなったときに、コントローラ２０２は、燃料電池１Ａによってリチウムイオン電池１Ｂを充電するように制御可能である。
【００２８】
燃料電池１Ａへの液体燃料の供給方式としては、気体供給型や液体供給型等のアクティブ方式、また燃料収容部４内の液体燃料を電池内部で気化させて燃料極に供給する内部気化型等のパッシブ方式が知られている。さらには燃料供給など一部にポンプ等を用いたセミパッシブと称される型の燃料電池に対しても本発明を適用することができる。セミパッシブ型の燃料電池は、燃料収容部から膜電極接合体に供給された燃料は発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部に戻されることはない。セミパッシブ型の燃料電池は、燃料を循環しないことから、従来のアクティブ方式とは異なるものであり、装置の小型化等を損なうものではない。また、燃料電池は、燃料の供給にポンプを使用しており、従来の純パッシブ方式とも異なる。このため、燃料電池は、上述したようにセミパッシブ方式と呼称される。これらのうち、内部気化型等のパッシブ方式、セミパッシブ方式は燃料電池１Ａの小型化に対して有利である。
【００２９】
この実施の形態の図２に示す燃料電池１Ａは、例えばセミパッシブ型と呼称される方式を適用したものである。
【００３０】
本実施形態に係る電子機器システムの携帯用再生装置ＭＰは、携帯用電子機器に搭載可能なように小型化された燃料電池１Ａを有している。図２に示すように燃料電池１Ａは、膜電極接合体（Membrane Electrode Assembly：ＭＥＡ）を備える起電部２と、起電部２に燃料を供給する燃料供給機構３と、液体燃料を収容する燃料収容部４と、から主として構成されている。
【００３１】
起電部２は、アノード触媒層５とアノードガス拡散層６とを有するアノード（燃料極）７と、カソード触媒層８とカソードガス拡散層９とを有するカソード（空気極／酸化剤極）１０と、アノード触媒層５とカソード触媒層８とで挟持されたプロトン（水素イオン）伝導性の電解質膜１１とから構成される膜電極接合体（ＭＥＡ）１２を有している。アノード触媒層５やカソード触媒層８に含有される触媒としては、例えば白金（Ｐｔ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、オスミウム（Ｏｓ）、パラジウム（Ｐｄ）等の白金族元素の単体、白金族元素を含有する合金等が挙げられる。
【００３２】
アノード触媒層５には、メタノールや一酸化炭素等に対して強い耐性を有するＰｔ−ＲｕやＰｔ−Ｍｏ等を用いることが好ましい。カソード触媒層８には、ＰｔやＰｔ−Ｎｉ等を用いることが好ましい。
【００３３】
ただし、触媒は、これらに限定されるものではなく、触媒活性を有する各種の物質を使用することができる。また、触媒は、炭素材料のような導電性担持体を使用した担持触媒、あるいは無担持触媒のいずれであってもよい。
【００３４】
電解質膜１１を構成するプロトン伝導性材料としては、例えばスルホン酸基を有するパーフルオロスルホン酸重合体のようなフッ素系樹脂（ナフィオン（商品名、デュポン社製）やフレミオン（商品名、旭硝子社製）等）、スルホン酸基を有する炭化水素系樹脂等の有機系材料、あるいはタングステン酸やリンタングステン酸等の無機系材料が挙げられる。ただし、プロトン伝導性の電解質膜１１はこれらに限られるものではない。
【００３５】
アノード触媒層５は、電解質膜１１上に配置されている。アノードガス拡散層６は、アノード触媒層５に積層されている。このアノードガス拡散層６は、アノード触媒層５に燃料を均一に供給する役割を果たすと同時に、アノード触媒層５の集電機能を有するものである。
【００３６】
カソード触媒層８は、電解質膜１１上に配置されている。カソードガス拡散層９は、カソード触媒層８に積層されている。このカソードガス拡散層９は、カソード触媒層８に酸化剤を均一に供給する役割を果たすと同時に、カソード触媒層８の集電機能を有するものである。アノードガス拡散層６やカソードガス拡散層９は、例えばカーボンペーパーのような導電性を有する多孔質基材で構成されている。
【００３７】
アノードガス拡散層６やカソードガス拡散層９には、必要に応じて導電層が積層される。これらの導電層としては、例えば金（Ａｕ）のような導電性金属材料からなるメッシュ、多孔質膜、薄膜または箔体、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材等が用いられる。
【００３８】
なお、図３に示した例においては、膜電極接合体１２は、単一の電解質膜１１を複数のアノード７と、アノード７と同数のカソード１０とによってそれぞれ挟持し、これらのアノード７とカソード１０との各組み合わせが単セル１６をなす構造のものを示している。ここでは、単セル１６のそれぞれは、電解質膜１１の平面内において、分離して配置されている。なお、膜電極接合体１２の構造は、この例に限らず他の構造であっても良い。
【００３９】
起電部２は、上述したような膜電極接合体１２をアノード集電体１３とカソード集電体１４とで挟持することによって構成されている。このような集電体は、特に、図３に示したような複数の単セル１６を有する膜電極接合体１２において、各単セル１６を直列に電気的に接続するものである。
【００４０】
アノード集電体１３は、アノードガス拡散層６に積層されている。また、カソード集電体１４は、カソードガス拡散層９に積層されている。アノード集電体１３及びカソード集電体１４としては、例えば金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）のような導電性金属材料からなる多孔質層（例えばメッシュ）または箔体、あるいはステンレス鋼（ＳＵＳ）などの導電性金属材料に金などの良導電性金属を被覆した複合材などをそれぞれ使用することができるや。アノード集電体１３及びカソード集電体１４は、燃料や酸化剤（空気）等を流通させる貫通孔を有している。
【００４１】
起電部２は、電解質膜１１のアノード７側及びカソード１０側にそれぞれ配置されたゴム製のＯリング等のシール部材１５によってシールされている。これにより、膜電極接合体１２からの燃料漏れや酸化剤漏れが防止されている。
【００４２】
上述した起電部２は、燃料供給機構３とカバープレート２２との間に配置されている。カバープレート２２は、外観が略箱状のものであり、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）によって形成されている。
【００４３】
カバープレート２２は、酸化剤である空気を取入れるための複数の開口部（空気導入孔）２２Ａを有している。図示を省略したが、カバープレート２２とカソード１０との間には、必要に応じて保湿層や表面層として機能する板状体が配置される。
【００４４】
保湿層は、カソード触媒層８で生成された水の一部が含浸されて水の蒸散を抑制するとともに、カソード触媒層８への空気の均一拡散を促進するものである。表面層は、空気の取入れ量を調整するものであり、空気の取入れ量に応じて個数や大きさ等が調整された複数の空気導入口を有する。このような板状体としては、たとえば多孔質構造の部材で構成され、具体的な構成材料としては、ポリエチレンやポリプロピレンの多孔質体などが挙げられる。
【００４５】
燃料供給機構３は、上部が開口された箱状に形成された容器１９を備え、燃料収容部４と流路２４を介して接続されている。すなわち、容器１９は、燃料導入口２３を有しており、この燃料導入口２３と流路２４とが接続されている。
【００４６】
この容器１９は、例えば樹脂製容器によって構成される。容器１９を形成する材料としては、耐メタノール性などを有していることが好ましい。容器１９を形成する樹脂材料としては、例えばポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート、環状オレフィンコポリマー、シクロオレフィンポリマー、ポリメチルペンテン、ポリフェニルサルホンなどが挙げられる。ただし、一般的なポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂などのオレフィン系樹脂などで構成した容器１９を除外するものではない。
【００４７】
燃料供給機構３は、膜電極接合体１２のアノード７の面方向に燃料を分散並びに拡散させつつ供給する燃料供給部２１を備えている。この実施の形態においては、燃料供給部２１は、燃料分配板３４を備えた構成であるが、他の構成であっても良い。
【００４８】
すなわち、図４に示すように、燃料分配板３４は、少なくとも１つの燃料注入口３１と、複数の燃料排出口３２とを有しており、細管３３のような燃料通路を介して燃料注入口３１と燃料排出口３２とを接続した構成である。
【００４９】
燃料通路は、燃料分配板３４内に形成した細管３３に代えて燃料流通溝等で構成してもよい。この場合、燃料流通溝を有する流路板を複数の燃料排出口を有する拡散板で覆うことによって、燃料分配板３４を構成することも可能である。
【００５０】
図４に示した例では、燃料注入口３１は、１箇所にあり、容器１９の燃料導入口２３と連通している。これにより、燃料分配板３４の燃料注入口３１が流路２４を介して燃料収容部４に接続される。燃料排出口３２は、１２８箇所にあり、液体燃料もしくはその気化成分を排出する。
【００５１】
細管３３の一端（始端部）には、燃料注入口３１が設けられている。細管３３は、途中で複数に分岐しており、これらの分岐した細管３３の各終端部に燃料排出口３２がそれぞれ設けられている。毛細管現象により燃料を燃料分配板３４の平面方向へ行き渡らせるために、細管３３は、例えば内径が０．０５〜５ｍｍの貫通孔であることが好ましい。
【００５２】
燃料注入口３１から注入された液体燃料は、複数に分岐した細管３３を介して複数の燃料排出口３２にそれぞれ導かれる。このような燃料分配板３４を使用することによって、燃料注入口３１から注入された液体燃料を方向や位置に係わりなく、複数の燃料排出口３２に均等に分配することができる。従って、膜電極接合体１２の面内における発電反応の均一性をより一層高めることが可能となる。
【００５３】
さらに、細管３３で燃料注入口３１と複数の燃料排出口３２とを接続することによって、燃料電池の特定箇所により多くの燃料を供給するような設計も可能となる。これは、膜電極接合体１２の発電度合いの均一性の向上等に寄与する。このような燃料分配板３４を用いることによって、小型化された燃料電池であっても高い出力をえることが可能となる。
【００５４】
膜電極接合体１２は、そのアノード７が上述したような燃料分配板３４の燃料排出口３２に対向するように容器１９に配置されている。カバープレート２２は、燃料供給機構３との間に膜電極接合体１２を保持した状態で容器１９に対してカシメあるいはネジ止めなどの手法により固定されている。これにより、燃料電池１Ａの発電ユニットが構成されている。
【００５５】
燃料供給部２１は、燃料分配板３４と膜電極接合体１２との間に燃料拡散室１８として機能する空間を形成するような構成であることが望ましい。この燃料拡散室１８は、燃料排出口３２から液体燃料が排出されたとしても気化を促進するとともに、面方向への拡散を促進する機能を有している。
【００５６】
膜電極接合体１２と燃料供給部２１との間には、膜電極接合体１２をアノード７側から支持する支持部材を配置しても良い。また、膜電極接合体１２と燃料供給部２１との間には、少なくとも１つの多孔体を配置しても良い。
【００５７】
燃料収容部４には、膜電極接合体１２に応じた液体燃料が収容されている。液体燃料としては、各種濃度のメタノール水溶液や純メタノール等のメタノール燃料が挙げられる。なお、液体燃料は、必ずしもメタノール燃料に限られるものではない。液体燃料は、例えば、エタノール水溶液や純エタノール等のエタノール燃料、プロパノール水溶液や純プロパノール等のプロパノール燃料、グリコール水溶液や純グリコール等のグリコール燃料、ジメチルエーテル、ギ酸、その他の液体燃料であってもよい。いずれにしても、燃料収容部４には、膜電極接合体１２に応じた液体燃料が収容される。
【００５８】
さらに、流路２４には、ポンプ２５が介在していても良い。ポンプ２５は、燃料を循環させる循環ポンプではなく、あくまでも燃料収容部４から燃料供給部２１に液体燃料を送液する燃料供給ポンプである。燃料供給部２１から膜電極接合体１２に供給された燃料は、発電反応に使用され、その後に循環して燃料収容部４に戻されることはない。
【００５９】
ポンプ２５の種類は、特に限定されるものではないが、少量の液体燃料を制御性よく送液することができ、さらに小型軽量化が可能という観点から、ロータリーベーンポンプ、電気浸透流ポンプ、ダイアフラムポンプ、しごきポンプ等を使用することが好ましい。ロータリーベーンポンプは、モータで羽を回転させて送液するものである。電気浸透流ポンプは、電気浸透流現象を起こすシリカ等の焼結多孔体を用いたものである。
【００６０】
ダイアフラムポンプは、電磁石や圧電セラミックスによりダイアフラムを駆動して送液するものである。しごきポンプは、柔軟性を有する燃料流路の一部を圧迫し、燃料をしごき送るものである。これらのうち、駆動電力や大きさ等の観点から、電気浸透流ポンプや圧電セラミックスを有するダイアフラムポンプを使用することがより好ましい。
【００６１】
なお、ポンプ２５と燃料供給部２１との間にリザーバを設けてもよい。また、燃料電池１Ａの安定性や信頼性を高めるために、ポンプ２５と直列に燃料遮断バルブを配置してもよい。燃料遮断バルブには、電磁石、モータ、形状記憶合金、圧電セラミックス、バイメタル等をアクチュエータとして、開閉動作を電気信号で制御することが可能な電気駆動バルブが適用される。燃料遮断バルブは、状態保持機能を有するラッチタイプのバルブであることが好ましい。
【００６２】
また、燃料収容部４や流路２４には、燃料収容部４内の圧力を外気とバランスさせるバランスバルブを装着してもよい。燃料収容部４から燃料供給機構３で膜電極接合体１２に燃料を供給する場合、ポンプ２５に代えて燃料遮断バルブのみを配置した構成とすることも可能である。この際の燃料遮断バルブは、流路２４による液体燃料の供給を制御するために設けられるものである。
【００６３】
この実施の形態の燃料電池１Ａにおいては、ポンプ２５を用いて燃料収容部４から燃料供給部２１に液体燃料が間欠的に送液される。ポンプ２５で送液された液体燃料は、燃料供給部２１を経て膜電極接合体１２のアノード７の全面に対して均一に供給される。
【００６４】
すなわち、複数の単セル１６の各アノード７の平面方向に対して均一に燃料が供給され、これにより発電反応が生起される。燃料供給用（送液用）のポンプ２５の運転動作は、燃料電池１Ａの出力、温度情報、電力供給先である電子機器の運転情報等に基づいて制御することが好ましい。
【００６５】
上述したように、燃料供給部２１から放出された燃料は、膜電極接合体１２のアノード７に供給される。膜電極接合体１２内において、燃料は、アノードガス拡散層６を拡散してアノード触媒層５に供給される。液体燃料としてメタノール燃料を用いた場合、アノード触媒層５で下記の（１）式に示すメタノールの内部改質反応が生じる。なお、メタノール燃料として純メタノールを使用した場合には、カソード触媒層８で生成した水や電解質膜１１中の水をメタノールと反応させて（１）式の内部改質反応を生起させる。あるいは、水を必要としない他の反応機構により内部改質反応を生じさせる。
【００６６】
ＣＨ3ＯＨ＋Ｈ2Ｏ → ＣＯ2＋６Ｈ+＋６ｅ− …（１）
この反応で生成した電子（ｅ−）は、アノード集電体１３を経由して外部に導かれ、いわゆる電気として携帯用電子機器等を動作させた後、カソード集電体１４を経由してカソード１０に導かれる。（１）式の内部改質反応で生成したプロトン（Ｈ+）は、電解質膜１１を経てカソード１０に導かれる。カソード１０には、酸化剤として空気が供給される。カソード１０に到達した電子（ｅ−）とプロトン（Ｈ+）は、カソード触媒層８で空気中の酸素と下記の（２）式にしたがって反応し、この反応に伴って水が生成する。
【００６７】
６ｅ−＋６Ｈ+＋（３／２）Ｏ2 → ３Ｈ2Ｏ …（２）
上述した燃料電池１Ａの発電反応において、発電する電力を増大させるためには触媒反応を円滑に行わせるとともに、膜電極接合体１２の電極全体に均一に燃料を供給し、電極全体をより有効に発電に寄与させることが重要となる。
【００６８】
複数の単セル１６を有する膜電極接合体１２に対して燃料を均一に供給するためには、（ａ）ポンプ２５の供給量自体が適量に制御されていること、（ｂ）供給する燃料の面内拡散が均一であること、（ｃ）発電反応により生成される二酸化炭素ガスや水蒸気等のガス成分を速やかに除去し、供給された燃料を均一に反応部に到達させること、などが肝要である。
【００６９】
ポンプ２５の流量は、ポンプ入り口にかかる背圧に影響されるため、ポンプ２５と流路２４を介して接続された燃料拡散室１８の内部圧力が増加すると、ポンプ２５の流量が減少する。二酸化炭素ガスや水蒸気等のガス成分は、膜電極接合体１２のアノード７側で発生するため、発電反応により生じるガス成分は、燃料拡散室１８の内部圧力の増加要因となる。さらに、ガス成分自体は、供給された燃料が反応部に到達することを阻害する要因となる。すなわち、膜電極接合体１２に対する燃料の均一供給性や供給量を高めるためには、発電反応によりアノード７側で発生したガス成分を速やかに系外、つまり燃料電池１Ａの外側に放出する必要がある。
【００７０】
そこで、図３に示した例の燃料電池１Ａにおいては、容器１９に形成されたガス抜き孔１７が設けられている。なお、図３に示した例に限らず、膜電極接合体１２をアノード７側からカソード１０側まで貫通するように形成したガス抜き孔を設けても良い。これにより、アノード７側で生成した反応性生物、特にガス成分を速やかに除去することが可能になる。
【００７１】
このように、膜電極接合体１２の各部で発生する反応生成物としてのガス成分は、膜電極接合体１２の面内で均一に除去することが可能となり、アノード７側に供給された燃料を膜電極接合体１２の全体に均一に到達させることができる。また、ガス成分の除去と同時に燃料拡散室１８の内部圧力が低下し、低圧状態を保つことができるため、ポンプ入り口にかかる背圧が低減される。このため、ポンプ２５による液体燃料の流量を十分に保つことができる。
【００７２】
これにより、膜電極接合体１２の各単セル１６に対して燃料が安定して均一かつ十分に供給されるため、膜電極接合体１２全体で効率的にかつ継続的に発電反応を生起させることが可能となる。
【００７３】
上述した本実施形態に係る電子機器システムの燃料電池１Ａは、各種の液体燃料を使用した場合に効果を発揮し、液体燃料の種類や濃度は限定されるものではない。ただし、燃料を面方向に分散させつつ供給する燃料供給部２１は、特に燃料濃度が濃い場合に有効である。
【００７４】
このため、本実施形態に係る電子機器システムの燃料電池１Ａは、濃度が８０ｗｔ％以上のメタノールを液体燃料として用いた場合に、その性能や効果を特に発揮することができる。したがって、本実施形態に係る電子機器システムには、メタノール濃度が８０ｗｔ％以上のメタノール水溶液や純メタノールを液体燃料として用いた燃料電池１Ａが好適である。
【００７５】
さらに、上述した実施形態に係る電子機器システムでは、燃料電池１Ａとしてセミパッシブ型の燃料電池を適用した場合について説明したが、これに限られるものではなく、内部気化型の純パッシブ型の燃料電池に対しても適用可能である。
【００７６】
このように、本実施形態に係る電子機器システムでは、小型化が可能なパッシブ型やセミパッシブ型等の燃料電池を適用することができ、これらの場合に発電反応により生じるガス成分の除去に伴う効果を得ることができる。
【００７７】
上記のように、電源として小型の燃料電池１Ａを携帯電子機器に搭載することで、液体燃料を注入することにより二次電池のように充電する必要がなく、長時間に渡って携帯用電子機器ＭＰを使い続けることが可能となる。
【００７８】
図５及び図６に、上記の電子機器システムを使用状態について示した模式図である。図２では、説明のため、燃料収容部４は、流路２４を介して燃料供給機構３に接続され、別体のように記載されているが、図５および図６に示す電子機器システムに用いた燃料電池１Ａでは、燃料収容部４、流路２４およびポンプ２５は、起電部２および燃料供給機構３と一体となるように構成されている。
【００７９】
図５に示すように、携帯用再生装置ＭＰは、燃料電池１Ａへの空気の供給を容易にするための空気取り入れ窓ＡＷＮや、ユーザが操作可能な操作ボタン等のインターフェイスＵＩＦが開放空間側に設けられている。携帯用再生装置ＭＰが、図５に示すように空気取り入れ窓ＡＷＮやインターフェイスＵＩＦを有することによって、空気取り入れ口の確保と操作性良さとの両面を兼ね備えた構成とすることができる。
【００８０】
図５に示すように、認証された携帯用再生装置ＭＰ同士は、通信システムによって同時に稼動・停止等の動作が連携して行われるように制御ができるが、非認証の携帯用再生装置ＭＰは反応しない。すなわち、制御部２００は、通信部ＢＴおよび認証回路２０４を制御して、複数の電子機器を同時に稼働させる稼働手段、および、複数の電子機器を同時に停止させる停止手段を有している。
【００８１】
また携帯用再生装置ＭＰには、それぞれに燃料電池１Ａが搭載され、燃料電池１Ａは、燃料の残量を警告する手段として、燃料収容部４の燃料残量を視認可能とする燃料窓ＷＮＤを有している。そのため、燃料電池１Ａの燃料の残量が一目で分かり、燃料切れが近いか否かを事前に予測することができる。
【００８２】
なお、図５に示す場合では、燃料電池１Ａに燃料窓ＷＮＤが設けられていたが、これに限らず、燃料の残量をユーザに知らせるために、出力された電流によって燃料残量を測定する測定手段を備え、この測定手段によって測定された燃料残量が一定の値以下となったときに、コントローラ２０２が例えばディスプレイ５００に警告表示をさせるようにしてもよい。また、携帯用再生装置ＭＰが、燃料残量が一定の値以下となったときに点灯する発光ダイオード等のランプを有していても良い。
【００８３】
また、コントローラ２０２は、ディスプレイ５００に燃料残量を、常に表示させるようにしても良い。例えば、燃料収容部４に十分供給されている際に一定の長さのバーを表示させ、燃料残量に合わせてバーの長さを短くする等の表示によって燃料残量をユーザに警告してもよい。
【００８４】
また、測定手段によって測定された燃料残量が一定の値以下となったときに、コントローラ２０２が出力端子ＯＰから警告音又は警告音声を出力してユーザに知らせても良く、ユーザの注意を惹くために携帯用再生装置を振動させる振動手段を備えていても良い。
【００８５】
さらに、これら複数の携帯用再生装置ＭＰは、燃料注入部分（図示せず）の構造が共通化されている。従って、いずれかの携帯用再生装置ＭＰの燃料が切れた場合に、共通の燃料注入機材を用いて燃料を供給することが可能である。
【００８６】
すなわち、上記のように燃料注入部分の構造を共通化することによって、一つの携帯用再生装置ＭＰの燃料が切れた場合であっても、他の携帯用再生装置ＭＰのユーザが燃料注入機材を持っていれば、燃料が切れた燃料電池１Ａに燃料を注入して、音楽等の再生を開始することが可能となる。
【００８７】
携帯用再生装置ＭＰは、図６に示すように、例えばユーザの腕等に固定されて携帯される。図６に示す場合では、携帯用再生装置ＭＰは燃料電池１Ａの空気取り入れ面（カソード側）を開放空間側に設定するように、ベルト状の取り付け装置によって固定されている。
【００８８】
すなわち、図６に示す携帯用再生装置ＭＰの、ユーザの腕に対向する側がアノード側であって、ユーザの腕とは反対側がカソード側となるように固定されている。このように電子機器を固定することで、燃料電池１Ａのカソードへの空気の取り入れが容易となり、燃料電池１Ａをよりよく稼動させることができる。さらに、図５に示す場合では、携帯用再生装置ＭＰの開放空間側に空気取り入れ窓ＡＷＮが設けられているため、燃料電池１Ａへの空気の取り入れがより容易となり、燃料電池１Ａの稼動が促進される。
【００８９】
なお、図６に示す使用状態は一例にすぎず、この図に示すように使用状態が限定されるものではない。例えば、ヘッドホンと一体となった装置であって、ユーザの頭部に固定されるものでもよい。また、図６に示す場合では、ベルト状の取り付け装置によってユーザの腕に固定されていたが、例えば、ネックストラップ等によってユーザが首に提げられるようにしても良く、クリップ等でユーザの衣服等に固定されるものであってもよい。
【００９０】
上記のような携帯用再生装置ＭＰを用いた電子機器システムを使用すると、大規模な音響設備が無くても、複数の人が同時にパフォーマンスを行うことを可能となる。さらに、大音響による騒音を作り出すことなく、電源切れを心配することなく、複数の人達が同時に音楽パフォーマンス等を行うことができ、さらに複数組のパフォーマンスが同じ場所で、音楽等を干渉させることなく同時に別個のパフォーマンスを繰り広げることを可能とする携帯用再生装置システムを提供することができる。
【００９１】
すなわち、本実施形態に係る電子機器システムによれば、電源切れを心配することなく連携して使用可能な電子機器システムを提供することができる。
【００９２】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記の実施形態に係る電子機器システムでは、それぞれの電子機器がメタノール燃料を用いた燃料電池を有していたが、これにかぎらず、液体燃料を使用した各種の燃料電池を採用することができる。
【００９３】
また、燃料電池の具体的な構成や燃料の供給状態等も特に限定されるものではなく、膜電極接合体１２に供される燃料の全てが液体燃料の蒸気、全てが液体燃料、または一部が液体状態で供給される液体燃料の蒸気等、種々形態に本発明を適用することができる。実施段階では本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。
【００９４】
また、制御部２００にはまた、映像データ（文字データを含む）や音楽データ（音声データを含む）の供給元となる、例えばパーソナルコンピュータとの間で、データの受け渡しに用いられるＵＳＢ（Universal serial Bus）ポートが接続されてもよい。
【００９５】
ＵＳＢポートは、ＵＳＢコネクタを介して、携帯用再生装置ＭＰから、半導体メモリを収容したオーディオ専用再生装置（ＵＳＢフラッシュメモリプレーヤ）やＵＳＢスピーカ等の外部装置への音楽データ（音声データ）の転送、あるいはマイク（外部入力）からの音楽／音声信号の入力に利用される。
【００９６】
なお、ＵＳＢコネクタには、メモリ４００とは独立した記憶媒体である半導体メモリ、例えば「ＳＤカード」、「ｍｉｎｉ−ＳＤカード（登録商標）」、「コンパクトフラッシュ（登録商標）」、「メモリスティック（登録商標）」等との間で、データの受け渡しを可能とするカードスロット（マルチアダプタ）等が接続可能である。
【００９７】
さらに、更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合わせてもよい。上記実施形態に示される複数の構成要素を適宜に組み合わせたり、また実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除したりする等、種々の変形が可能である。本発明の実施形態は本発明の技術的思想の範囲内で拡張もしくは変更することができ、この拡張、変更した実施形態も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子機器システムに用いられる複数の電子機器の一構成例を説明するための図。
【図２】図１に示す電子機器に用いられる燃料電池の一構成例を説明するための図。
【図３】図２に示す燃料電池の膜電極接合体の一構成例を説明するための図。
【図４】図２に示す燃料電池の燃料供給部の構成を説明するための図。
【図５】本発明の一実施形態に係る電子機器システムの使用状態の一例を説明するための図。
【図６】本発明の一実施形態に係る電子機器システムの使用状態の一例を説明するための図。
【符号の説明】
【００９９】
ＭＰ…携帯用再生装置、ＢＴ…通信部、１００…電源、１Ａ…燃料電池、２００…制御部、２０２…コントローラ、２０４…認証回路
【図１】
2010010084.tif 000003
【図２】
2010010084.tif 000004
【図３】
2010010084.tif 000005
【図４】
2010010084.tif 000006
【図５】
2010010084.tif 000007
【図６】
2010010084.tif 000008