(57)【要約】      （修正有） 【課題】低コストであり、且つ限られた空間に効率よく燃料を貯蔵して、小型化することが可能な教材用燃料電池装置を提供する。【解決手段】気体燃料１１を化学反応させて電気エネルギに変換する燃料電池セルを備えた燃料電池１３と、気体燃料貯蔵部１６と、エネルギ変換手段１７とを有する教材用燃料電池装置１０であって、気体燃料貯蔵部１６は、気体燃料を貯蔵する貯蔵空隙部１８を備えた気体燃料貯蔵部本体部１９より形成され、気体燃料貯蔵部本体部には、気体燃料を貯蔵空隙部へと導入するための入口孔部２０、及び貯蔵空隙部より供給経路１５へと供給するための出口孔部２１が形成され、入口孔部と出口孔部との間には仕切板部２２により密閉形成された連続する細幅の気体燃料流路２３が設けられている。【選択図】図１
0003199921.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
気体燃料を化学反応させて電気エネルギに変換する燃料電池セルを備えた燃料電池と、前記気体燃料を一時貯蔵すると共に、前記気体燃料を、供給経路を介して前記燃料電池へと供給しうる気体燃料貯蔵部と、前記燃料電池と導電可能に接続され、前記燃料電池にて発電された電気エネルギを他のエネルギへと変換するエネルギ変換手段と、を有する教材用燃料電池装置であって、
前記気体燃料貯蔵部は、気体燃料を貯蔵する貯蔵空隙部を備えた気体燃料貯蔵部本体部より形成され、前記気体燃料貯蔵部本体部は、前記気体燃料を前記貯蔵空隙部へと導入するための入口孔部及び前記貯蔵空隙部より供給経路へと供給するための出口孔部が形成され、前記入口孔部と前記出口孔部との間には仕切板部により密閉形成された連続する細幅の気体燃料流路が設けられていることを特徴とする教材用燃料電池装置。
【請求項２】
前記気体燃料貯蔵部本体部は、上面を形成する天板部と、前記天板部に連設して高さ方向に沿って配される側面部と、下面を形成する底板部とにより形成され、全体略薄型中空板状に形成されており、前記仕切板部は、対向する側面部から互い違いに延設されて前記貯蔵空隙部を細長流路状に仕切るように配設されており、前記入口孔部は底板部に形成されると共に、前記出口孔部は天板部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の教材用燃料電池装置。
【請求項３】
前記気体燃料貯蔵部本体部は、前記天板部、前記側面部及び前記仕切板部は一体に蓋状に形成されて、前記底板部上に配されており、前記気体燃料は、水素および酸素であり、前記燃料電池は、略四角形状に形成された燃料電池セルを、保護材により両面から挟持固定されて形成されており、前記保護材の両面には其々、前記燃料電池セルに連通する供給口が設けられ、前記供給口には前記供給経路が接続されていると共に、燃料電池セルより排出される未反応気体を外部へ排出しうる排出口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の教材用燃料電池装置。
【請求項４】
前記気体燃料貯蔵本体部および前記供給経路は、前記水素および前記酸素の其々について設けられていることを特徴とする請求項３に記載の教材用燃料電池装置。
【請求項５】
前記気体燃料は水素および酸素であり、前記入口孔部には、水の電気分解によって水素および酸素を発生する水素・酸素発生装置が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の教材用燃料電池装置。
【請求項６】
前記底板部は車両玩具のシャーシにより形成されており、前記エネルギ変換手段はモータであり、前記燃料電池は可逆性燃料電池であり、前記燃料電池、前記モータは前記シャーシに固定され、前記モータより発生される駆動エネルギは、車両の車輪を駆動させるように構成された請求項３に記載の教材用燃料電池装置を備えることを特徴とする車両玩具。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、教材用燃料電池装置及び教材用燃料電池装置を備える車両玩具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、燃料電池は、化石燃料によらない新規のエネルギ創出方法として注目を集めており、近年では、様々な産業分野において実用化に向けた開発が行われている。
【０００３】
燃料電池には複数の種類があるが、そのうちの１つとしては、例えば、水素および酸素を用いるものがあり、これは負極側においては、触媒を用いて水素をイオン化して電子を放出させ、正極側においては、負極側で生じた電子と酸素を反応させてイオン化し、さらに電解質中の水素と化学反応させて水を生成する燃料電池である。
【０００４】
このような燃料電池においては、電極間に電子の移動が発生することにより、電気エネルギを得ることができる。そこで、発生した電気エネルギを利用して、例えば、モータを駆動させてプロペラを回転させることにより、実際に発電していることを視覚的に確認することができる装置を得ることができる。
【０００５】
また、このような装置を小型化して製造販売し、家庭あるいは学校における授業等において利用可能とすることにより、燃料電池の仕組みを学ぶための教材として利用することができ有用である。
【０００６】
このように教材として利用することが可能な燃料電池システムを備える玩具としては、例えば、特許文献１が開示されている。特許文献１においては、燃料の貯蔵手段としては交換可能なカートリッジタイプの燃料タンクが用いられ、燃料はチューブポンプによって燃料電池へと供給されることが開示されている。
【０００７】
しかしながら、教材として用いられる燃料電池装置は、燃料電池に関する知識を深めることに利用され、多くの人に触れてもらうことが望ましく、できるだけ簡素な構成で低コストなものが要望されており、特許文献１は、このような要望に応えるものではなかった。
【０００８】
また、前述のような燃料タンクを形成することなく可撓性のある細径の長尺チューブ内に気体燃料を貯蔵することができる教材用燃料電池装置は、特許文献２に開示されている。特許文献２の教材用燃料電池装置は、チューブ内部の空隙を利用して燃料を貯蔵するため、燃料タンクを製造する必要がない。
【０００９】
また、チューブに貯められた燃料は、燃料電池側において燃料が消費されることによりチューブ両端の圧力差から順次燃料電池へと供給されるため供給用ポンプが不要であり低コストである。
【００１０】
しかしながら、長尺チューブは取り回しが煩雑であると共に、長尺チューブを巻回して形成される燃料の貯蔵部は、設置容積が大きくなってしまい、例えば大きさに制限がある玩具等に適用することは困難であった。
【特許文献１】公開特許第２００４−１６４９５４号公報
【特許文献２】登録実用新案第３１９７６６３号公報
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本考案は、このような従来の要請に基づくものであって、低コストであり、且つ限られた空間に効率よく燃料を貯蔵して、小型化することが可能な教材用燃料電池装置を提供することを課題とする。
【００１２】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の教材用燃料電池装置にあっては、気体燃料を化学反応させて電気エネルギに変換する燃料電池セルを備えた燃料電池と、前記気体燃料を一時貯蔵すると共に、前記気体燃料を、供給経路を介して前記燃料電池へと供給しうる気体燃料貯蔵部と、前記燃料電池と導電可能に接続され、前記燃料電池にて発電された電気エネルギを他のエネルギへと変換するエネルギ変換手段と、を有する教材用燃料電池装置であって、
前記気体燃料貯蔵部は、気体燃料を貯蔵する貯蔵空隙部を備えた気体燃料貯蔵部本体部より形成され、前記気体燃料貯蔵部本体部は、前記気体燃料を前記貯蔵空隙部へと導入するための入口孔部及び前記貯蔵空隙部より供給経路へと供給するための出口孔部が形成され、前記入口孔部と前記出口孔部との間には仕切板部により密閉形成された連続する細幅の気体燃料流路が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
従って、請求項１に記載の教材用燃料電池装置は、気体燃料貯蔵部本体部には入口孔部と出口孔部とが形成され、入口孔部と出口孔部との間には密閉された連続する細幅の気体燃料流路が設けられていることから、気体燃料は、気体燃料流路に貯蔵される。
【００１４】
また、気体燃料流路は、細幅に形成されていることから、出口孔部側において気体燃料が消費されて気体燃料圧力が低下した際には、入口孔部側との圧力差により気体燃料は順次出口孔部側へと供給される。
【００１５】
可撓性のある細径の長尺チューブからなる気体燃料流路を利用して気体燃料貯蔵部本体部を形成した場合には、長尺のチューブの取り回し及び装着が煩雑であると共に、長尺チューブにより形成される燃料貯蔵部の設置容積が大きくなる、という不具合があったが、気体燃料流路が仕切板により細幅に密閉形成されていることからこのような従来の不具合を解消することができる。
【００１６】
請求項２に記載の教材用燃料電池装置にあっては、前記気体燃料貯蔵部本体部は、上面を形成する天板部と、前記天板部に連設して高さ方向に沿って配される側面部と、下面を形成する底板部とにより形成され、全体略薄型中空板状に形成されており、前記仕切板部は、対向する側面部から互い違いに延設されて前記貯蔵空隙部を細長流路状に仕切るように配設されており、前記入口孔部は底板部に形成されると共に、前記出口孔部は天板部に形成されていることを特徴とする。
【００１７】
従って、請求項２に記載の教材用燃料電池装置は、全体略薄型中空板状に形成されており、占有容積を小さくすることができる。また、気体燃料流路は、貯蔵空隙部を仕切板部によって仕切られることにより形成されており、仕切板部は、対向する側面部から互い違いに延設されて貯蔵空隙部を細長流路状に仕切るように配設されていることから、各仕切板部の両面には気体燃料流路が形成され、非貯蔵容積を小さくすることができるため、占有容積を小さくすることができる。
【００１８】
請求項３に記載の教材用燃料電池装置にあっては、前記気体燃料貯蔵部本体部は、前記天板部、前記側面部及び前記仕切板部は一体に蓋状に形成されて、前記底板部上に配されており、前記気体燃料は、水素および酸素であり、前記燃料電池は、略四角形状に形成された燃料電池セルを、保護材により両面から挟持固定されて形成されており、前記保護材の両面には其々、前記燃料電池セルに連通する供給口が設けられ、前記供給口には前記供給経路が接続されていると共に、燃料電池セルより排出される未反応気体を外部へ排出しうる排出口が設けられていることを特徴とする。
【００１９】
従って、請求項３に記載の教材用燃料電池装置は、気体燃料貯蔵部本体部は、天板部、側面部及び仕切板部が一体に蓋状に形成されて、底板部上に配されていることから、底板部は、板状の他の部材と兼用とすることができるため、占有容積を小さくすることができる。
【００２０】
請求項４に記載の教材用燃料電池装置にあっては、前記気体燃料貯蔵本体部および前記供給経路は、前記水素および前記酸素の其々について設けられていることを特徴とする。従って、水素および酸素の其々を一時貯蔵して燃料電池へと供給することができるため、エネルギ変換手段へと一定時間安定的に電気エネルギを供給することができる。
【００２１】
請求項５に記載の教材用燃料電池装置にあっては、前記気体燃料は水素および酸素であり、前記入口孔部には、水の電気分解によって水素および酸素を発生する水素・酸素発生装置が接続されていることを特徴とする。従って、水素・酸素発生装置において発生した水素および酸素は、貯蔵空隙部に導入される。
【００２２】
請求項６に記載の教材用燃料電池装置を備える車両玩具にあっては、前記請求項３に記載の構成を備え、前記底板部は車両玩具のシャーシにより形成されており、前記エネルギ変換手段はモータであり、前記燃料電池は可逆性燃料電池であり、前記燃料電池、前記モータは前記シャーシに固定され、前記モータより発生される駆動エネルギは、車両の車輪を駆動させるように構成されたことを特徴とする。
【００２３】
従って、請求項６に記載の教材用燃料電池装置を備える車両玩具は、底板部とシャーシが兼用であり、気体燃料貯蔵部の占有容積を小さくすることができる。
【００２４】
また、前記エネルギ変換手段はモータであり、前記燃料電池、前記モータは前記シャーシに固定され、前記モータより発生される駆動エネルギは、車両の車輪を駆動させるように構成されていることから、燃料電池において発電された電気エネルギを、モータによって駆動エネルギへ変換し、車輪を駆動させることにより、車両玩具を走行させることができる。
【００２５】
燃料電池は可逆性燃料電池であるため、例えば、水素および酸素を供給して電気エネルギを取出すことができ、また、電気エネルギを供給して水素および酸素を生成させることができる。
【考案の効果】
【００２６】
請求項１に記載の教材用燃料電池装置にあっては、気体燃料流路は、細幅に形成されていることから、出口孔部側において気体燃料が消費されて気体燃料圧力が低下した際には、入口孔部側との圧力差により気体燃料は順次出口孔部側へと供給されるため、気体燃料を燃料電池へと供給するためのポンプ等は不要であり、低コストに提供することができる。
【００２７】
また、例えば、気体燃料貯蔵部をチューブを巻回して形成した場合の巻回した芯部分のような占有容積中の非貯蔵容積を小さくすることができるため、結果として占有容積を小さくすることができるため、気体燃料貯蔵部を小型化することができ装置全体を小型化することが可能となる。
【００２８】
請求項２に記載の教材用燃料電池装置にあっては、全体略薄型中空板状に形成されており、占有容積を小さくすることができる。また、各仕切板部の両面には気体燃料流路が形成され、非貯蔵容積を小さくすることができるため、占有容積を小さくすることができる。従って、気体燃料貯蔵部を小型化することができ装置全体を小型化することが可能となる。
【００２９】
請求項３に記載の教材用燃料電池装置にあっては、底板部は、板状の他の部材と兼用とすることが可能であり、占有容積を小さくすることができるため、気体燃料貯蔵部を小型化することができ装置全体を小型化することが可能となる。
【００３０】
請求項４に記載の教材用燃料電池装置にあっては、水素および酸素の其々を一時貯蔵して燃料電池へと供給することができるため、エネルギ変換手段へと一定時間安定的に電気エネルギを供給することができる。
【００３１】
例えば、エネルギ変換手段がモータである場合には、一定時間安定的にモータを駆動させることができ、利用者は、モータの回転を視認して、水素および酸素から電気エネルギが生みだされたことを確実に認識することができる。
【００３２】
請求項５に記載の教材用燃料電池装置にあっては、水素・酸素発生装置において発生した水素および酸素は、貯蔵空隙部に導入されて、燃料電池へと供給されることから、利用者は、燃料電池装置の仕組みだけでなく、水の電気分解によって水素および酸素が発生していることを認識して学ぶことができる。
【００３３】
請求項６に記載の教材用燃料電池装置を備える車両玩具にあっては、燃料電池において発電された電気エネルギを、モータによって駆動エネルギへ変換し、車輪を駆動させることにより、車両玩具を走行させることができるため、利用者は、走行した車両玩具を観て、水素および酸素から電気エネルギが生みだされたことを認識することができると共に、走行させて遊びながら燃料電池について学ぶことができる。
【００３４】
また、底板部とシャーシが兼用であり、気体燃料貯蔵部の占有容積を小さくすることができるため、限られた空間に効率よく燃料を貯蔵して、気体燃料貯蔵部を小型化することができ装置全体を小型化することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本考案に係る教材用燃料電池装置の一実施の形態を示した概念図である。
【図２】図２は、本考案に係る教材用燃料電池装置の一実施の形態を示し、燃料電池の斜視図である。
【図３】図３は、本考案に係る教材用燃料電池装置を備えた車両玩具の一実施の形態を示し側面概念図である。
【図４】図４は、本考案に係る教材用燃料電池装置を備えた車両玩具の一実施の形態を示し、車両本体カバーを外した状態の平面図である。
【図５】図５は、本考案に係る教材用燃料電池装置を備えた車両玩具の一実施の形態を示し、（ａ）は気体燃料貯蔵部本体部のカバー部の平面図であり、（ｂ）は気体燃料貯蔵部本体部のカバー部のＡ−Ａ断面図である。
【考案を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本考案に係る教材用燃料電池装置を実施の形態に基づき、図面を参照して詳細に説明する。
【００３７】
図１又は図２に示すように、本実施の形態に係る教材用燃料電池装置１０は、気体燃料１１を化学反応させて電気エネルギに変換する燃料電池セル１２を備えた燃料電池１３と、気体燃料１１を一時貯蔵すると共に、気体燃料１１を、供給経路１５，１５を介して燃料電池１３へと供給しうる気体燃料貯蔵部１６，１６と、燃料電池１３と導電可能に接続され、燃料電池１３にて発電された電気エネルギを他のエネルギへと変換するエネルギ変換手段１７とを備えている。
本実施の形態においては、気体燃料１１は、水素１１ａおよび酸素１１ｂである。
【００３８】
図１に示すように、気体燃料貯蔵部１６は、気体燃料１１を貯蔵する貯蔵空隙部１８を備えた気体燃料貯蔵部本体部１９より形成されている。気体燃料貯蔵部本体部１９には、気体燃料１１を貯蔵空隙部１８へと導入するための入口孔部２０及び貯蔵空隙部１８より供給経路１５へと供給するための出口孔部２１が形成されている。
【００３９】
本実施の形態においては、気体燃料貯蔵部本体部１９は、密閉形成された平面視長方形状の全体略薄型中空板状に形成されている。入口孔部２０と出口孔部２１との間には気体燃料貯蔵部本体部１９内部に所定間隔を置いて設けられた仕切板部２２により形成された連続する細幅の気体燃料流路２３が設けられている。
【００４０】
即ち、仕切板部２２は気体燃料貯蔵部本体部１９の幅方向に多数設けられ、相互に隣接する仕切板部２２の端部は、夫々幅方向側面部２５ａ，２５ｂのいずれか一方に接合されることにより連続するＳ字状の気体燃料流路２３が形成されている。
【００４１】
図１に示すように、気体燃料貯蔵部本体部１９は、上面を形成する天板部２４と、天板部２４に連設して高さ方向に沿って配される側面部２５と、下面を形成する底板部（図示せず）とにより形成されている。
【００４２】
入口孔部２０及び出口孔部２１は短円筒形に形成されており、入口孔部２０は底板部（図示せず）に形成されると共に、出口孔部２１は、天板部２５に突出して形成されている。
【００４３】
図１に示すように、気体燃料貯蔵本体部１９および供給経路１５は、水素１１ａおよび酸素１１ｂの其々について設けられている。本実施の形態においては、供給経路１５は、可撓性チューブであり、一端部は出口孔部２１，２１に差込固定されている。
【００４４】
図１に示すように、気体燃料貯蔵部本体部１９は、分離板部３６によって気密に区切られ、貯蔵空隙部１８は、水素１１ａを貯蔵する水素貯蔵空隙部１８ａと酸素１１ｂを貯蔵する酸素貯蔵空隙部１８ｂとから形成されている。
【００４５】
水素１１ａと酸素１１ｂの反応割合が２：１であるため、水素貯蔵空隙部１８ａ及び酸素貯蔵空隙部１８ｂの容積比は、凡そ２：１になるように形成されている。
【００４６】
図１に示すように、入口孔部２０，２０には、水の電気分解によって水素および酸素を発生する水素・酸素発生装置２９が燃料供給チューブ３５，３５を介して接続されている。水素・酸素発生装置２９には水素発生槽２７ａと酸素発生槽２７ｂが設けられており、其々に燃料供給チューブ３５，３５の一端部が固定されており、燃料供給チューブ３５，３５の他端部は入口孔部２０，２０に差込固定されている。
【００４７】
本実施の形態においては、エネルギ変換手段１７は、モータであり、電気エネルギは駆動エネルギへと変換される。モータ１７は、導電ケーブル３８により燃料電池１３と導電可能に接続されている。導電ケーブル３８は、端部にコネクタを備えており、燃料電池１３の上端部に形成された電気エネルギ送出部３９に挿入して係合されている。モータ１７には、プロペラ３７が設けられている。
【００４８】
図２に示すように、燃料電池１３は、略四角形状に形成された燃料電池セル１２を、硬質樹脂の保護材２６，２６により両面から挟持固定されて形成されており、保護材２６の両面には其々、燃料電池セル１２に連通する供給口３０が設けられている。
【００４９】
図２に示すように、保護材２６は、ボルト３１により挟持固定されており、供給口３０は保護材２６の上端部において、厚さ方向外方へ円筒状に突出して設けられている。供給口３０は、供給経路１５を構成する可撓性チューブの内径よりもやや大きい径に形成されている。
【００５０】
図１および図２に示すように、供給口３０には供給経路１５の他端部がやや拡開しながら装着されて接続されている。燃料電池１３には、燃料電池セル１２より排出される未反応気体を外部へと排出しうる排出口３２が保護材２６を厚さ方向に貫通して設けられている。排出口３２は、保護材２６の下端部において厚さ方向外方へ円筒状に突出して設けられ、供給口３０と同径に形成されている。
【００５１】
排出口３２には、排出チューブ３３が固定されており、排出チューブ３３は、供給経路１５と同一内径のチューブであり、やや拡開しながら排出口３２に装着されている。
【００５２】
以下、本実施の形態に係る教材用燃料電池装置の作用について、図面を参照して詳細に説明する。
【００５３】
本実施の形態に係る教材用燃料電池装置１０を利用する際には、図１に示すように、水素・酸素発生装置２９を電源へ接続して、電極に通電させることにより水が電気分解されて水素発生槽２７ａおよび酸素発生槽２７ｂにおいて水素１１aおよび酸素１１ｂが其々生成する。
【００５４】
図１に示すように、生成した水素１１aおよび酸素１１ｂは、燃料供給チューブ３５，３５を介して、入口孔部２０，２０より水素貯蔵空隙部１８ａ及び酸素貯蔵空隙部１８ｂへ其々導入される。
【００５５】
図１又は図２に示すように、水素１１ａおよび酸素１１ｂは、気体燃料貯蔵部本体部１９において長さ方向に沿って折り返すように全体として連続するＳ字状に形成された気体燃料流路２３，２３を通り、出口孔部２１，２１より供給経路１５，１５を介して燃料電池１３内部に備えられた燃料電池セル１２へと導入される。
【００５６】
図１に示すように、燃料供給チューブ３５、水素貯蔵空隙部１８ａ及び酸素貯蔵空隙部１８ｂ、供給経路１５及び燃料電池１３に残存していた空気は、水素１１aまたは酸素１１ｂによって押し出されて排出口３２より排出チューブ３３へと送られて大気放出される。
【００５７】
図１に示すように、燃料電池セル１２は、残存空気がなくなり水素１１aおよび酸素１１ｂで満たされると、化学反応を開始して水が生成すると共に電気エネルギが発生する。
【００５８】
図１又は図２に示すように、燃料電池セル１２で生成された水は、保護材２６，２６の間隙より排出される。電気エネルギは、電気エネルギ送出部３９を介して、導電ケーブル３８に送電され、導電ケーブル３８を通じてモータ１７へと供給される。
【００５９】
ここで、図１に示すように、気体燃料流路２３は、細幅に形成されているため、燃料電池１３において水素１１ａおよび酸素１１ｂが消費され、供給経路１５および出口孔部２１近傍の気体燃料１１の圧力が低下すると、入口孔部２０側の気体燃料１１の圧力との差により、出口孔部２１側へ順次自然供給されるため、供給用のポンプ等は不要である。
【００６０】
また、気体燃料貯蔵部本体部１９は、天板部２４、側面部２５、底板部（図示せず）及び内部に設けられた仕切板部２２から形成され、且つ、各仕切板部２２の両側には気体燃料流路２３が形成されていることから、従来のように例えば長尺の可撓性チューブにより気体燃料貯蔵部本体部１９を形成する場合とは異なり、気体燃料貯蔵部本体部１９の占有容積のうち非貯蔵容積を小さくすることができる。
【００６１】
図１に示すように、送電された電気エネルギは、モータ１７において、駆動エネルギに変換されてモータ１７の軸を回転させる。モータ１７の軸にはプロペラ３７が備えられており、利用者はプロペラ３７が回転する様子を見て、水素１１ａおよび酸素１１ｂから電気エネルギが得られたことを認識することができる。
【００６２】
以下、本実施の形態に係る教材用燃料電池装置を備えた車両玩具について図面を参照して詳細に説明する。同一部材については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６３】
図３又は図４に示すように、教材用燃料電池装置を備えた車両玩具５０においては、エネルギ変換手段１７はモータであり、車両本体カバー５６を備えられる。シャーシ４２は、略長方形状の板状に形成されており、シャーシ４２の進行方向後端部にはモータ載置部４５が形成されている。
【００６４】
燃料電池５２は可逆性燃料電池であり、モータ１７は、シャーシ４２に固定され、燃料電池５２は、気体燃料貯蔵部本体部１９を介してシャーシ４２に固定されている。
【００６５】
モータ１７より発生される駆動エネルギは、複数の歯車（図示せず）を介して車両の車輪５１を駆動させるように構成されている。本実施の形態においては車輪５１は車軸５３を介してシャーシ４２に対して回転可能に取り付けられており、駆動される車輪５１は後輪である。
【００６６】
燃料電池５２及びモータ１７は、導電ケーブル（図示せず）により互いに導電可能に連結されている。
シャーシ４２側面には、燃料電池５２において水素１１ａおよび酸素１１ｂから発生した電気エネルギを消費して車両を走行させる走行ＯＮ／ＯＦＦボタン部５５が設けられている。また、燃料電池５２に電気エネルギを供給するための電源入力部５４が形成されている。
【００６７】
図４又は図５に示すように、気体燃料貯蔵部本体部１９は、上面を形成する天板部４０と、天板部４０に連設して高さ方向に沿って配される側面部４１と、下面を形成する底板部４２とにより形成されている。本実施の形態においては、底板部４２は車両玩具のシャーシにより形成されている。
【００６８】
入口孔部２０および出口孔部２１は其々短円筒形状に形成され、入口孔部２０はシャーシ４２裏面側に突出するように形成されると共に、出口孔部２１は天板部４０上面に突出するように形成されている。
【００６９】
天板部４０、側面部４１及び仕切板部２２は一体に蓋状に形成されてカバー部４３を形成しており、カバー部４３はシャーシ４２上に配されている。
【００７０】
以下、本実施の形態に係る教材用燃料電池装置を備えた車両玩具の作用について図面を参照して詳細に説明する。
【００７１】
本実施の形態に係る教材用燃料電池装置を備えた車両玩具５０は以上のように構成されていることから、気体燃料貯蔵部本体部１９は底板部４２をシャーシと兼用して形成されており、気体燃料貯蔵部１６の占有容積を小さくすることができる。
【００７２】
水素貯蔵空隙部１８ａおよび酸素貯蔵空隙部１８ｂに其々水素１１ａ及び酸素１１ｂを供給して走行ＯＮ／ＯＦＦボタン部５５をＯＮにすることにより、燃料電池５２において水素１１ａ及び酸素１１ｂが消費されて電気エネルギを発生する。
【００７３】
電気エネルギは、導電ケーブル（図示せず）によりモータ１７に供給され、駆動エネルギに変換される。駆動エネルギは複数の歯車を介して車輪５１に伝達されて車両玩具を走行させる。
【００７４】
その際、気体燃料流路２３は、細幅に形成されていることから、出口孔部２１側において水素１１ａ及び酸素１１ｂが消費されて気体燃料圧力が低下した際には、入口孔部２０側との圧力差により水素１１ａ及び酸素１１ｂは順次出口孔部２１側へと供給される。
【００７５】
水素貯蔵空隙部１８ａおよび酸素貯蔵空隙部１８ｂに其々水素１１ａ及び酸素１１ｂを供給する方法は２通りある。１つ目の方法は、水素１１ａと酸素１１ｂを其々、外部より出口孔部２１を通じて供給する方法であり、２つ目の方法は、可逆性燃料電池５２の作用を利用する方法である。
【００７６】
可逆性燃料電池５２を利用して水素１１ａと酸素１１ｂを供給し貯蔵する際には、まず、走行ＯＮ／ＯＦＦボタン部５５をＯＦＦにして、電源入力部５４に外部から電気エネルギを供給する。
【００７７】
電気エネルギは電源入力部５４から可逆性燃料電池５２へと供給される。このとき可逆性燃料電池５２の燃料電池セル（図示せず）に存在する湿気による僅かな水分が電気分解され水素１１ａと酸素１１ｂが生成すると共に、供給経路１５，１５を介して出口孔部２１，２１より水素貯蔵空隙部１８ａおよび酸素貯蔵空隙部１８ｂに供給される。
【００７８】
その際、水素貯蔵空隙部１８ａおよび酸素貯蔵空隙部１８ｂの容量を超えた分については入口孔部２０，２０より大気放出される。
【００７９】
本実施の形態においては、気体燃料貯蔵部本体部１９は、１つである例を説明したがこれに限定されることはなく、例えば、２つ以上の気体燃料貯蔵部本体部１９を厚さ方向に重ねて配置して、水素貯蔵空隙部１８ａ及び酸素貯蔵空隙部１８ｂを互いに連続するように結合することもできる。この場合、全体は薄型であるため、シャーシ４２上のモータ１７や燃料電池５２等の設置場所を確保しつつ、気体の一時貯蔵容量を大きくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本考案に係る教材用燃料電池装置及び教材用燃料電池装置を備えた車両玩具は、家庭あるいは学校における授業等において教材として利用することができ、産業上利用可能性を有している。
【符号の説明】
【００８１】
１０    教材用燃料電池装置
１１    気体燃料
１１ａ  水素
１１ｂ  酸素
１２    燃料電池セル
１３    燃料電池
１４    燃料供給側端部
１５    供給経路（可撓性チューブ）
１６    気体燃料貯蔵部
１７    エネルギ変換手段（モータ）
１８    貯蔵空隙部
１８ａ    水素貯蔵空隙部
１８ｂ    酸素貯蔵空隙部
１９    気体燃料貯蔵部本体部
２０    入口孔部
２１    出口孔部
２２    仕切板部
２３    気体燃料流路
２４    天板部
２５    側面部
２５ａ，２５ｂ  幅方向側面部
２６    保護材
２７ａ    水素発生槽
２７ｂ    酸素発生槽
２９    水素・酸素発生装置
３０    供給口
３１    ボルト
３２    排出口
３３    排出チューブ
３５    燃料供給チューブ
３６    分離板部
３７    プロペラ
３８    導電ケーブル
３９    電気エネルギ送出部
４０    天板部
４１    側面部
４２    底板部（シャーシ）
４３    カバー部
４５    モータ載置部
４７    ステージ
５０    教材用燃料電池装置を備えた車両玩具
５１    車輪
５２    燃料電池（可逆性燃料電池）
５３    車軸
５４    電源入力部
５５    走行ＯＮ／ＯＦＦボタン部
５６    車両本体カバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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