(57)【要約】【課題】液体燃料カートリッジの双安定構造状態を通じて，容易，かつ正確に液体燃料の減少状態を把握することができる。【解決手段】本発明の液体燃料カートリッジは，ハウジング１１０と，ハウジング内で液体燃料を保存する保存部１２０と，一端を保存部に，他端をハウジング外に連結する燃料出口１２２と，保存部に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す双安定構造１４０と，双安定構造の状態表示を観察可能なウインドウ１１２と，を具備することを特徴としている。【選択図】図２
2006310297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングと；
前記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；
一端を前記保存部に，他端を前記ハウジング外に連結する燃料出口と；
前記保存部に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す双安定構造と；
前記双安定構造の状態表示を観察可能なウインドウと；
を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジ。
【請求項２】
前記双安定構造は，
対向する一対の壁部分と；
双安定状態を示す天井部分と；
前記壁部分と前記天井部分とを連結するフレキシブル部分と；
を具備し，
前記天井部分は，前記双安定構造内に燃料が充填されている状態では，上部位置に位置し，前記双安定構造内の燃料が使い果たされると，下部位置に位置することを特徴とする，請求項１に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項３】
前記双安定構造は，前記一対の壁部分のサイド側に互いに対向する一対の壁部分をさらに具備し，前記壁部分は，互いに連結されており，
前記壁部分と前記天井部分は，前記フレキシブル部分で連結されていることを特徴とする，請求項２に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項４】
前記フレキシブル部分の剛性は，前記保存部の剛性より強いことを特徴とする，請求項２に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項５】
前記天井部分の下部にマーカが設置されていることを特徴とする，請求項２に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項６】
前記ハウジング内で燃料電池から回収されたウォータを保存する回収部と；
前記回収部に前記ウォータを回収するように，前記ハウジング外に延びたウォータ入口と；
をさらに具備することを特徴とする，請求項１に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項７】
ハウジングと；
前記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；
一端を前記保存部に，他端を前記ハウジング外に連結する燃料出口と；
前記保存部に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す双安定構造と；
前記双安定構造の状態を検出するセンサ部と；
を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジ。
【請求項８】
前記双安定構造は，
対向する一対の壁部分と；
双安定状態を示す天井部分と；
前記壁部分と前記天井部分とを連結するフレキシブル部分と；
を具備し，
前記天井部分は，前記双安定構造内に燃料が充填されている状態では，上部位置に位置し，前記双安定構造内の燃料が使い果たされると，下部位置に位置することを特徴とする，請求項７に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項９】
前記双安定構造は，前記一対の壁部分のサイド側に前記互いに対向する一対の壁部分をさらに具備し，前記壁部分は，互いに連結されており，
前記壁部分と前記天井部分は，前記フレキシブル部分で連結されていることを特徴とする，請求項８に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１０】
前記フレキシブル部分の剛性は，前記保存部の剛性より強いことを特徴とする，請求項８に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１１】
前記センサ部は，
前記ハウジングの前記双安定構造に対応する位置に設置されたマグネットセンサと；
前記天井部分に設置されたマグネットと；
を具備することを特徴とする，請求項８に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１２】
前記センサ部は，
前記ハウジングの前記各双安定構造に対応する位置に設置されたホール効果センサと；
前記天井部分に設置された第１マグネットと；
前記双安定構造に対応する前記ハウジングに設置された第２マグネットと；
を具備し，
前記ホール効果センサは，前記第１マグネットと前記第２マグネットとが結合されていることを検出することを特徴とする，請求項８に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１３】
前記ハウジング内で燃料電池から回収されたウォータを保存する回収部と；
前記回収部に前記ウォータを回収するように，前記ハウジング外に延びたウォータ入口と；
をさらに具備することを特徴とする，請求項７に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１４】
ハウジングと；
前記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；
一端を前記保存部に，他端を前記ハウジング外に連結する燃料出口と；
前記保存部に一列に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す複数の双安定構造と；
前記双安定構造の状態を示すウインドウと；
を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジ。
【請求項１５】
前記双安定構造は，
対向する一対の壁部分と；
双安定状態を示す天井部分と；
前記壁部分と前記天井部分とを連結するフレキシブル部分と；
を具備し，
前記天井部分は，前記双安定構造内に燃料が充填されている状態では，上部位置に位置し，前記双安定構造内の燃料が使い果たされると，下部位置に位置することを特徴とする，請求項１４に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１６】
前記双安定構造は，前記一対の壁部分のサイド側に前記互いに対向する一対の壁部分をさらに具備し，前記壁部分は，互いに連結されており，
前記壁部分と前記天井部分は，前記フレキシブル部分で連結されていることを特徴とする，請求項１５に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１７】
前記フレキシブル部分の剛性は，前記保存部の剛性より強いことを特徴とする，請求項１５に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１８】
前記天井部分の下部にマーカが設置されていることを特徴とする，請求項１５に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項１９】
前記ハウジング内で燃料電池から回収されたウォータを保存する回収部と；
前記回収部に前記ウォータを回収するように，前記ハウジング外に延びたウォータ入口と；
をさらに具備することを特徴とする，請求項１４に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項２０】
ハウジングと；
前記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；
一端を前記保存部に，他端を前記ハウジング外に連結する燃料出口と；
前記保存部に直列に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す複数の双安定構造と；
前記各双安定構造の状態を検出するセンサ部と；
を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジ。
【請求項２１】
前記双安定構造は，対向する一対の壁部分と；
双安定状態を示す天井部分と；
前記壁部分と前記天井部分とを連結するフレキシブル部分と；
を具備し，
前記天井部分は，前記双安定構造内に燃料が充填されている状態では，上部位置に位置し，前記双安定構造内の燃料が使い果たされると，下部位置に位置することを特徴とする，請求項２０に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項２２】
前記双安定構造は，前記一対の壁部分のサイド側に前記互いに対向する一対の壁部分をさらに具備し，前記壁部分は，互いに連結されており，
前記壁部分と前記天井部分は，前記フレキシブル部分で連結されていることを特徴とする，請求項２１に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項２３】
前記フレキシブル部分の剛性は，前記保存部の剛性より強いことを特徴とする，請求項２１に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項２４】
前記センサ部は，
前記各双安定構造に対応する前記ハウジングの下部に設置されたマグネットセンサと；
前記天井部分に設置されたマグネットと；
を具備することを特徴とする，請求項２１に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項２５】
前記センサ部は，
前記双安定構造に対応する前記ハウジングの下部に設置されたホール効果センサと；
前記天井部分の下部設置された第１マグネットと；
前記双安定構造に対応する前記ハウジングの上部に設置された第２マグネットと；
を具備し，
前記ホール効果センサは，前記第１マグネットと前記第２マグネットとが結合されていることを検出することを特徴とする，請求項２１に記載の液体燃料カートリッジ。
【請求項２６】
前記ハウジング内で燃料電池から回収されたウォータを保存する回収部と；
前記回収部に前記ウォータを回収するように，前記ハウジング外に延びたウォータ入口と；
をさらに具備することを特徴とする，請求項２０に記載の液体燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，液体燃料カートリッジに係り，さらに詳細には，液体燃料の残存量を示す双安定構造（ＢＩＳＴＡＢＬＥ  ＳＴＲＵＣＴＵＲＥ）を具備した液体燃料カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
直接液体燃料電池（Ｄｉｒｅｃｔ ｌｉｑｕｉｄ ｆｅｅｄ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）は，メタノール，エタノールのような有機化合物燃料と，酸化剤としての酸素との電気化学反応により電気を生成する発電装置であり，エネルギー密度および電力密度が非常に高い。また，メタノールのような液体燃料を直接使用するため，燃料改質器など周辺装置が不要であり，かつ燃料の保存および供給が容易であるという長所を有している。
【０００３】
直接液体燃料電池は，図１に図示されているように，アノード電極２とカソード電極３との間に，電解質膜１が介在されている構造を有する。アノード電極２とカソード電極３の構造は，それぞれ，燃料の供給および拡散のための燃料拡散層２２，３２と，燃料の酸化／還元反応が起きる触媒層２１，３１と，電極支持体２３，３３とを具備する。電極反応のための触媒は，低温でも優秀な特性を有する白金のような貴金属触媒が使用され，反応副生成物である一酸化炭素による触媒被毒現象を防止するために，ルテニウム，ロジウム，オスミウム，ニッケルのような遷移金属を含む合金触媒を使用することができる。電極支持体は，カーボンペーパー，カーボンファイバなどが使われ，燃料の供給と反応生成物の排出とを容易にするため，撥水処理して使用される。電解質膜１は，厚さが５０〜２００μｍの高分子膜で，水分を含有し，イオン伝導性を有する水素イオン交換膜である。
【０００４】
直接液体燃料電池のうち，メタノールと水とを混合燃料として使用する直接メタノール燃料電池（ＤＭＦＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）の電極反応は，燃料が酸化されるアノード反応と，水素イオンと酸素との還元によるカソード反応とから構成され，反応式は，次の通りである。
【化１】
2006310297.tif 000003
【化２】
2006310297.tif 000004
【化３】
2006310297.tif 000005
【０００５】
酸化反応（反応式１）の起こるアノード電極２では，メタノールと水との反応により，二酸化炭素，水素イオンおよび電子が生成され，生成された水素イオンは，電解質膜１を介してカソード電極３に伝えられる。還元反応（反応式２）の起こるカソード電極３では，水素イオンと，外部回路を介して伝えられた電子と，酸素との反応により水が生成される。従って，ＤＭＦＣ総括反応（反応式３）は，メタノールと酸素との反応により，水と二酸化炭素とが生成されるという反応になる。このとき，メタノールの１つの分子が酸素と反応し，２モルの水が生成される。
【０００６】
一方，燃料電池に使われる燃料は，別途の燃料タンクに保存して使われるか，または交換可能な別途のカートリッジに燃料が保存されて使われる。カートリッジ内の燃料の残量を知るためには，使われるポンプの流量とカートリッジに保存された流量とを正確に把握しなければならない。しかし，ポンプの流量は，圧力変化と残量とに応じて変化するので，一定でない。従って，カートリッジ内の液体燃料の量を，高い信頼性で知らせる装置が要求されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は，従来の技術が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，カートリッジ内の残存量を把握することが可能な，新規かつ改良された液体燃料カートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，ハウジングと；上記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；一端を上記保存部に，他端を上記ハウジング外に連結する燃料出口と；上記保存部に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す双安定構造と；上記双安定構造の状態表示を観察可能なウインドウと；を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジが提供される。
【０００９】
上記双安定構造は，対向する一対の壁部分と；双安定状態を示す天井部分と；上記壁部分と上記天井部分とを連結するフレキシブル部分と；を具備し，上記天井部分は，上記双安定構造内に燃料が充填されている状態では，上部位置に位置し，上記双安定構造内の燃料が使い果たされると，下部位置に位置するとしてもよい。
【００１０】
上記双安定構造は，上記一対の壁部分のサイド側に互いに対向する一対の壁部分をさらに具備し，上記壁部分は，互いに連結されており，上記壁部分と上記天井部分は，上記フレキシブル部分で連結されるとしてもよい。
【００１１】
上記フレキシブル部分の剛性は，上記保存部の剛性より強いとしてもよい。
【００１２】
上記天井部分の下部にマーカが設置されるとしてもよい。
【００１３】
上記ハウジング内で燃料電池から回収されたウォータを保存する回収部と；上記回収部に上記ウォータを回収するように，上記ハウジング外に延びたウォータ入口と；をさらに具備するとしてもよい。
【００１４】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，ハウジングと；上記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；一端を上記保存部に，他端を上記ハウジング外に連結する燃料出口と；上記保存部に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す双安定構造と；上記双安定構造の状態を検出するセンサ部と；を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジが提供される。
【００１５】
上記センサ部は，上記ハウジングの上記双安定構造に対応する位置に設置されたマグネットセンサと；上記天井部分に設置されたマグネットと；を具備するとしてもよい。
【００１６】
上記センサ部は，上記ハウジングの上記各双安定構造に対応する位置に設置されたホール効果センサと；上記天井部分に設置された第１マグネットと；上記双安定構造に対応する上記ハウジングに設置された第２マグネットと；を具備し，上記ホール効果（Ｈａｌｌ
ｅｆｆｅｃｔ）センサは，上記第１マグネットと上記第２マグネットとが結合されていることを検出するとしてもよい。
【００１７】
上記課題を解決するために，本発明のさらに別の観点によれば，ハウジングと；上記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；一端を上記保存部に，他端を上記ハウジング外に連結する燃料出口と；上記保存部に一列に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す複数の双安定構造と；上記双安定構造の状態を示すウインドウと；を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジが提供される。
【００１８】
上記課題を解決するために，本発明のさらに別の観点によれば，ハウジングと；上記ハウジング内で液体燃料を保存する保存部と；一端を上記保存部に，他端を上記ハウジング外に連結する燃料出口と；上記保存部に直列に連結され，燃料が充填されている状態と燃料が使い果たされている状態との二種状態を示す複数の双安定構造と；上記各双安定構造の状態を検出するセンサ部と；を具備することを特徴とする，液体燃料カートリッジが提供される。
【００１９】
上述した液体燃料カートリッジにおける従属項に対応する構成要素やその説明は，他の観点による液体燃料カートリッジにも適用可能である。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように本発明によれば，液体燃料カートリッジの双安定構造状態を通じて，容易，かつ正確に液体燃料の減少状態を把握することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に添付図面を参照しながら，本発明による直接液体燃料電池の燃料供給方法，およびこれを適用した直接液体燃料電池装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書および図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２２】
（第１の実施形態）
図２は，本発明の第１実施形態による液体燃料カートリッジ１００の概略的な断面図である。
【００２３】
図２を参照すると，本実施形態による液体燃料カートリッジ１００は，液体燃料が内部に保存されるハウジング１１０を具備する。この直方体のハウジング１１０内には，液体燃料が保存される保存部１２０と，燃料電池（図示せず）から回収された水を保存する回収部とが形成される。保存部１２０は，内蔵された流体の体積に応じて，保存部１２０自体の体積が変わるフレキシブルなパウチであることが望ましい。保存部１２０は，ポリプロピレンまたはポリエステルから製造することが可能である。ここで，回収部は，ハウジング１１０内，かつ保存部１２０外の空間である。
【００２４】
上記保存部１２０および回収部には，それぞれハウジング１１０外に延びた燃料出口１２２およびウォータ入口１３２が連結されている。上記回収部には，液体燃料が使われるにつれ，ウォータ入口１３２を介して燃料電池からの水（ウォータ）が入る。
【００２５】
保存部１２０には，双安定構造（ｂｉｓｔａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）１４０が形成されている。双安定構造１４０は，対向する一対の強固な壁部分（ｓｔｉｆｆ ｗａｌｌ ｐｏｒｔｉｏｎ）１４２と，双安定状態を有する強固な天井部分（ｓｔｉｆｆ ｒｏｏｆ ｐｏｒｔｉｏｎ）１４４と，上記壁部分１４２と天井部分１４４とを連結するフレキシブル部分１４６とを具備する。上記天井部分１４４は，双安定構造１４０内に液体燃料が充填されていれば，上部位置（ｈｉｇｈｅｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に位置し，保存部１２０内の液体燃料が使われ，双安定構造１４０内の液体燃料だけが残れば，燃料出口１２２の吐出圧力により，その位置が下部位置（ｌｏｗｅｒ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）に変位される。従って，双安定構造１４０は，上部位置および下部位置の二種の位置を表示する。
【００２６】
上記フレキシブル部分１４６の剛性は，上記天井部分１４４の荷重に耐えることができるほどに強くなければならない。また，上記フレキシブル部分１４６の剛性は，液体燃料が保存部１２０内に充填されるとき，上記天井部分１４４が上部位置に移動することができるように変形される。また，上記保存部１２０から液体燃料が抜け出た後，双安定構造１４０内の液体燃料の消費によって，双安定構造１４０がつぶれる（崩壊する）ように，上記フレキシブル部分１４６は変形される。
【００２７】
上記天井部分１４４の下部には，マーカ１５２，例えば，カラーマーカが設置されており，上記双安定構造１４０に該当するハウジング１１０には，透明ウインドウ１１２が形成されうる。液体燃料の使い切りにより，双安定構造１４０の天井部分１４４が下部に位置すると，ユーザは，ウインドウを介して液体燃料が使い果たされているということが分かる。
【００２８】
本実施形態では，上記壁部分１４２が対になって垂直に位置するが，必ずしもこれに限定されるものではない。すなわち，対向する一対の側面に他の強固な壁部分（図示せず）をさらに具備し，上記壁部分は，互いに密閉されるように連結され，上記壁部分と上記フレキシブル部分は，密閉されるように連結することができる。
【００２９】
（第２の実施形態）
図３は，本発明の第２実施形態による液体燃料カートリッジ２００の概略的な断面図である。ここで，第１実施形態と実質的に同じ構成要素には，同じ参照番号を使用し，詳細な説明は省略する。
【００３０】
本実施形態による液体燃料カートリッジ２００は，上記双安定構造１４０の双安定状態を検出するセンサ部を具備する。
【００３１】
上記センサ部は，上記天井部分１４４の下部に設置されたメタル２５２と，上記メタル２５２を検出するセンサ２５４とを具備する。上記センサ２５４は，上記双安定構造１４０に該当するハウジング１１０の下部，または液体燃料電池において本実施形態のカートリッジが装着される部分の対応箇所に設置されうる。
【００３２】
上記センサ２５４は，近接スイッチであってもよい。
【００３３】
また，上記メタル２５２がマグネットであり，上記センサ２５４は，マグネットセンサであってもよい。
【００３４】
本発明の第２実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジ２００の作用を，図面を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図４Ａ〜図４Ｃは，本発明の第２実施形態による双安定構造１４０を具備した液体燃料カートリッジ２００の作用を説明する断面図である。
【００３６】
図４Ａを参照すると，液体燃料カートリッジ２００内に液体燃料が充填されている。燃料出口１２２は，燃料供給装置（図示せず）により燃料電池（図示せず）に連結され，燃料電池からの廃水（廃ウォータ：ｗａｓｔｅ
ｗａｔｅｒ）は，ウォータ入口１３２に入る。燃料電池の使用により，保存部１２０内の液体燃料は減り，回収部内の水量は増加する。
【００３７】
図４Ｂを参照すると，燃料がほとんど使われることにより，双安定構造１４０の壁部分１４２は，センサ２５４に近接する。このときの天井部分１４４は，双安定構造１４０の上部位置にある。回収部は，ウォータ入口１３２から流入されたウォータ（図示せず）で充填されている。
【００３８】
図４Ｃを参照すると，燃料がさらに使用されることにより，フレキシブル部分１４６が崩壊されつつ，天井部分１４４が下部に位置する。従って，メタル２５２はセンサ２５４に近接する。センサ２５４は，メタル２５２の近接に応じて，燃料が使い果たされているということを検出し，燃料使い切りを知らせる信号を出力する。
【００３９】
（第３の実施形態）
図５は，本発明の第３実施形態による液体燃料カートリッジ３００の断面図である。ここで，第１実施形態と実質的に同じ構成要素には，同じ参照番号を使用し，詳細な説明は省略する。
【００４０】
図５を参照すると，双安定構造１４０の天井部分１４４の下部に，第１マグネット３５２が設置され，上記第１マグネット３５２に対応するハウジング１１０の底に，第２マグネット３５６が設置され，第２マグネット３５６の下方には，マグネットセンサ３５４が設置されている。上記マグネットセンサ３５４は，所定レベル以上の磁束を検出するホール効果センサである。すなわち，マグネットセンサ３５４は，第１マグネット３５２と第２マグネット３５６とが合わさった場合の磁束の変化を検出するように設計される。
【００４１】
上記第２マグネット３５２が図４Ｃのような位置に来れば，第２マグネット３５６が第１マグネット３５２に磁力を発し，第１マグネット３５２は，第２マグネット３５６と結合される。このとき，マグネットセンサ３５４は，増大した磁束を検出し，液体燃料が使い果たされているということを検出する。
【００４２】
（第４の実施形態）
図６は，本発明の第４実施形態による液体燃料カートリッジ４００の断面図である。
【００４３】
図６を参照すると，液体燃料カートリッジ４００は，液体燃料が内部に保存されるハウジング４１０を具備する。直六面体のハウジング４１０内には，液体燃料が保存される保存部４２０と，燃料電池（図示せず）から回収された水を保存する回収部とが形成される。保存部４２０は，内蔵された流体の体積に応じて，保存部１２０自体の体積が変わるフレキシブルなパウチであることが望ましい。保存部４２０は，ポリプロピレンまたはポリエステルから製造可能である。回収部は，ハウジング４１０内の空間でありうる。上記保存部４２０および回収部には，それぞれハウジング４１０外に延びた燃料出口４２２およびウォータ入口４３２が連結している。
【００４４】
保存部４２０には，複数の双安定構造４４０が形成されている。双安定構造４４０は，対向する一対の強固な壁部分４４２と，双安定状態を有する強固な天井部分４４４と，上記壁部分４４２と天井部分４４４とを連結するフレキシブル部分４４６とを具備する。上記天井部分４４４は，双安定構造４４０内に液体燃料が充填されていれば，上部位置に位置し，保存部４２０内の液体燃料が使われ，双安定構造４４０内の液体燃料が使い果たされると，その位置が下部位置に変位される。従って，双安定構造４４０は，上部位置および下部位置の二種の位置を表示する。
【００４５】
各天井部分４４４の下部には，メタル４５２が設置されており，各双安定構造４４０に該当する領域のハウジング４１０の下部には，上記メタル４５２を検出するセンサ４５４が設置されている。液体燃料の使い切りにより，双安定構造４４０の天井部分４４４が下部位置に順次に位置し，ユーザは，下部位置に位置する天井部分４４４の数により，液体燃料の使い切り程度が分かる。すなわち，崩壊された双安定構造４４０の数と，使われた液体燃料の量とを把握することができる。
【００４６】
本実施形態で，フレキシブルな部分の剛性により，双安定構造４４０の崩壊順序を調節できる。例えば，保存部４２０を，第１領域〜第７領域（＃１〜＃７）に区分し，第１領域のフレキシブル部分４４６から第６領域のフレキシブル部分４４６まで，剛性が順に高くなるように形成すると，まず，第一に，第７領域内の燃料が使い果たされ，次に，第１領域から第６領域まで順次に使われる。
【００４７】
本発明の第４実施形態による双安定構造４４０を具備した液体燃料カートリッジ４００の作用を，図面を参照して詳細に説明する。
【００４８】
図７Ａ〜図７Ｃは，本発明の第４実施形態による双安定構造４４０を具備した液体燃料カートリッジ４００の作用を説明する断面図である。
【００４９】
図７Ａを参照すると，液体燃料カートリッジ４００内に液体燃料が充填されている。燃料出口４２２は，燃料供給装置（図示せず）により燃料電池に連結され，燃料電池からの廃水（廃ウォータ）は，ウォータ入口４３２に連結される。燃料電池の使用により，保存部４２０内の液体燃料は減り，回収部内のウォータ量は，増加する。保存部４２０は，第１領域〜第７領域に区分されている。
【００５０】
図７Ｂを参照すると，液体燃料が燃料電池に使われることにより，第７領域の燃料から使われる。
【００５１】
図７Ｃを参照すると，第７領域の燃料が使い果たされると，フレキシブル部分４４６の剛性の弱い部分の双安定構造４４０，例えば，第１領域の双安定構造４４０が崩壊される。このとき，フレキシブル部分４４６が崩壊されつつ，天井部分４４４が下部に位置し，従って，メタル４５２がセンサ４５４に近接する。センサ４５４は，メタル４５２が近接したのを検出し，該当領域の燃料が使い果たされているということを信号として出力する。
【００５２】
従って，第１領域〜第６領域までの双安定構造４４０の崩壊数が分かり，液体燃料カートリッジ４００内の液体燃料の残存量が把握される。
【００５３】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明の双安定構造を具備した液体燃料カートリッジは，例えば，燃料電池関連の技術分野に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】直接液体燃料電池の基本的な構造を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態による液体燃料カートリッジの概略的な断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態による液体燃料カートリッジの概略的な断面図である。
【図４Ａ】本発明の第２実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジの作用を説明する断面図である。
【図４Ｂ】本発明の第２実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジの作用を説明する断面図である。
【図４Ｃ】本発明の第２実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジの作用を説明する断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態による液体燃料カートリッジの断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による液体燃料カートリッジの断面図である。
【図７Ａ】本発明の第４実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジの作用を説明する断面図である。
【図７Ｂ】本発明の第４実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジの作用を説明する断面図である。
【図７Ｃ】本発明の第４実施形態による双安定構造を具備した液体燃料カートリッジ４００の作用を説明する断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    電解質膜
２    アノード電極
３    カソード電極
２１，３１    触媒層
２２，２３    燃料拡散層
２３，３３    電極支持体
１００，２００，３００，４００    液体燃料カートリッジ
１１０，４１０    ハウジング
１１２    透明ウインドウ
１２０，４２０    保存部
１２２，４２２    燃料出口
１３２，４３２    ウォータ入口
１４０，４４０    双安定構造
１４２，４４２    壁部分
１４４，４４４    天井部分
１４６，４４６    フレキシブル部分
１５２    マーカ
２５２，４５２    メタル
２５４，４５４    センサ
３５２    第１マグネット
３５４    マグネットセンサ
３５６    第２マグネット
【図１】
2006310297.tif 000006
【図２】
2006310297.tif 000007
【図３】
2006310297.tif 000008
【図４Ａ】
2006310297.tif 000009
【図４Ｂ】
2006310297.tif 000010
【図４Ｃ】
2006310297.tif 000011
【図５】
2006310297.tif 000012
【図６】
2006310297.tif 000013
【図７Ａ】
2006310297.tif 000014
【図７Ｂ】
2006310297.tif 000015
【図７Ｃ】
2006310297.tif 000016