(57)【要約】【課題】本発明は、小型で軽量な燃料電池搭載機器と、これに適した燃料カートリッジを提供する。【解決手段】カメラ付き携帯電話機１０のヒンジ軸１４に、燃料電池５２に供給される燃料９４と圧縮空気９６とが封入された燃料カートリッジ６８を保持するカートリッジ保持室６６を設ける。カートリッジ保持室６６に燃料電池５２を保持させた後、燃料カートリッジ６８に封入された燃料９４を、カメラ付き携帯電話機１０の燃料電池５２に供給する。この場合、同じく燃料カートリッジ６８に封入された圧縮空気９６の圧力により、燃料供給管６２を介して燃料９４を圧送する。これにより、燃料９４をポンプを設けることなく燃料電池５２に供給できる。また、カメラ付き携帯電話機１０のデッドスペースであるヒンジ軸１４の中空部にカートリッジ保持室６６を形成したので、カメラ付き携帯電話機１０を大きくすることなくカートリッジ保持室６６をカメラ付き携帯電話機１０に持たせることができる。【選択図】      図３
2006196313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池が搭載された燃料電池搭載機器において、
前記燃料電池に供給される燃料と圧縮空気とが封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられていることを特徴とする燃料電池搭載機器。
【請求項２】
燃料電池が搭載された燃料電池搭載機器において、
前記燃料電池に供給される燃料が封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられ、
前記保持部は、前記燃料カートリッジを前記燃料電池に前記燃料を供給不能な位置に保持する第１の保持状態と、前記燃料電池に前記燃料を供給可能な位置に保持する第２の保持状態とを取り得ることを特徴とする燃料電池搭載機器。
【請求項３】
燃料電池が搭載された燃料電池搭載機器において、
前記燃料電池に供給される燃料が封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられ、
前記保持部は、前記燃料電池搭載機器のヒンジ部に設けられていることを特徴とする燃料電池搭載機器。
【請求項４】
前記燃料電池搭載機器は、前記燃料電池の発生電圧が所定の電圧よりも降下した際に、前記燃料カートリッジを前記保持部に保持させることを表示部に表示させ、前記燃料電池の発生電圧が限界電圧よりも降下した際に、前記燃料カートリッジの燃料を前記燃料電池に供給することを前記表示部に表示させる制御部を備えたことを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれか一つに記載の燃料電池搭載機器。
【請求項５】
前記燃料電池搭載機器の前記保持部には、燃料供給部が設けられ、
前記燃料供給部によって前記燃料カートリッジ内の燃料が、前記燃料電池に供給されることを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれか一つに記載の燃料電池搭載機器。
【請求項６】
前記燃料電池搭載機器の前記燃料供給部には、燃料供給管が設けられ、
前記燃料供給管の基端部は前記燃料電池に連通されるとともに、その先端部には前記燃料カートリッジを突き刺す尖鋭部が形成されていることを特徴とする請求項５に記載の燃料電池搭載機器。
【請求項７】
請求項２に記載の燃料電池搭載機器に使用される燃料カートリッジにおいて、
前記燃料カートリッジを前記第１の保持状態に位置決めさせるための第１の位置決め部と、前記第２の保持状態に位置決めさせるための第２の位置決め部とが形成されていることを特徴とする燃料カートリッジ。
【請求項８】
請求項６に記載の燃料電池搭載機器に使用される燃料カートリッジにおいて、
前記燃料カートリッジは、剛体部分と弾性体部分とから構成され、該弾性体部分に前記燃料供給管の前記尖鋭部が突き刺されることを特徴とする燃料カートリッジ。
【請求項９】
請求項６に記載の燃料電池搭載機器に使用される燃料カートリッジにおいて、
前記燃料カートリッジは、二重袋体構造に構成され、内側の袋体には前記燃料が封入され、外側の袋体には前記内側の袋体に圧力を与える圧縮空気が封入されていることを特徴とする燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は燃料電池搭載機器及び燃料カートリッジに係り、特にメタノール水溶液（燃料）を使用するメタノール直接型燃料電池等の燃料電池が搭載された機器及びその燃料が封入された燃料カートリッジに関する。  
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機等の携帯電子機器に、燃料電池を搭載し、燃料電池により得られた電力によってこれらの携帯電子機器を駆動する燃料電池搭載機器が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような携帯電子機器に搭載されている燃料電池として、燃料であるメタノール水溶液を燃料電池の燃料極（アノード）に供給するとともに、燃料電池の空気極（カソード）に酸素を供給することによりプロトン導電膜などの電解質膜を介して電力を得る、メタノール直接型燃料電池が知られている。
【０００４】
また、燃料電池搭載のデジタルカメラに燃料パック及びサブパックを備え、これらのパックに封入された燃料を、デジタルカメラに設けられたポンプの駆動力により燃料電池に供給するように構成した携帯電子機器も提案されている（例えば、特許文献２）。更に、送液ポンプを内蔵し、この送液ポンプの駆動力によって燃料カートリッジ内の燃料を燃料電池に供給する携帯機器も提案されている（例えば、特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−３５５８７１号公報
【特許文献２】特開２００４−１３９７４２号公報
【特許文献３】特開２００４−１１９０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、パックや燃料カートリッジに封入された燃料をポンプによって燃料電池に供給する前記従来の携帯電子機器は、機器本体にポンプを内蔵しているため、大型で重量物となり携帯にふさわしくないという欠点があった。
【０００６】
また、従来の燃料電池搭載機器では、パックや燃料カートリッジが同一箇所で保持されるものなので、保持されているパックや燃料カートリッジが燃料を供給前状態であるのか、供給状態であるのかを外見的に確認することができず、供給前のパックを新たなパックと交換したり、供給中のパックを保持部から取り出したりする場合があるという問題があった。
【０００７】
更にまた、従来の燃料電池搭載機器では、パックや燃料カートリッジを保持するために、そのスペース分だけ燃料電池搭載機器が大型になるという問題もあった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、小型で軽量、且つ燃料カートリッジの状態を外見的に確認することができる燃料電池搭載機器、及びこれに適した燃料カートリッジを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、前記目的を達成するために、燃料電池が搭載された燃料電池搭載機器において、前記燃料電池に供給される燃料と圧縮空気とが封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられていることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の燃料電池搭載機器によれば、燃料電池に供給される燃料と圧縮空気とが封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられている。この保持部に燃料カートリッジを保持させた後、燃料カートリッジに封入された燃料を、携帯電子機器の燃料電池に供給する場合には、同じく燃料カートリッジに封入された圧縮空気の圧力によって燃料を急速で圧送することにより供給する。これにより、燃料をポンプを設けることなく燃料電池に供給できるので、小型で軽量な燃料電池搭載機器を提供できる。また、前記保持部に予備の燃料カートリッジを保持させることもできる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、前記目的を達成するために、燃料電池が搭載された燃料電池搭載機器において、前記燃料電池に供給される燃料が封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられ、前記保持部は、前記燃料カートリッジを前記燃料電池に前記燃料を供給不能な位置に保持する第１の保持状態と、前記燃料電池に前記燃料を供給可能な位置に保持する第２の保持状態とを取り得ることを特徴している。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、燃料カートリッジの保持部において、燃料カートリッジを燃料電池に燃料を供給不能な位置に保持する第１の保持状態と、燃料電池に燃料を供給可能な位置に保持する第２の保持状態とを取り得るように構成したので、燃料電池搭載機器の状態を外観的に確認することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記目的を達成するために、燃料電池が搭載された燃料電池搭載機器において、前記燃料電池に供給される燃料が封入された燃料カートリッジを保持する保持部が設けられ、前記保持部は、前記燃料電池搭載機器のヒンジ部に設けられていることを特徴している。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、燃料カートリッジの保持部を、燃料電池搭載機器のデッドスペースであるヒンジ部に設けたので、燃料電池搭載機器を大型にすることなく燃料カートリッジを保持できる。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記燃料電池搭載機器は、前記燃料電池の発生電圧が所定の電圧よりも降下した際に、前記燃料カートリッジを前記保持部に保持させることを表示部に表示させ、前記燃料電池の発生電圧が限界電圧よりも降下した際に、前記燃料カートリッジの燃料を前記燃料電池に供給することを前記表示部に表示させる制御部を備えたことを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、燃料電池の発生電圧が所定の電圧よりも降下した際に、燃料カートリッジを保持部に保持させることが表示部に表示され、燃料電池の発生電圧が限界電圧よりも降下した際に、燃料カートリッジの燃料を燃料電池に供給することが表示部に表示されるので、燃料カートリッジの保持部への挿入操作、及び燃料カートリッジの燃料供給操作を円滑に行うことができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１、２又は３に記載の発明において、前記燃料電池搭載機器の前記保持部には、燃料供給部が設けられ、前記燃料供給部によって前記燃料カートリッジ内の燃料が、前記燃料電池に供給されることを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の燃料電池搭載機器によれば、燃料カートリッジの燃料は、圧縮空気の圧力により燃料供給部を介して燃料電池に供給される。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記燃料電池搭載機器の前記燃料供給部には、燃料供給管が設けられ、前記燃料供給管の基端部は前記燃料電池に連通されるとともに、その先端部には前記燃料カートリッジを突き刺す尖鋭部が形成されていることを特徴としている。
【００２０】
請求項６に記載の燃料電池搭載機器によれば、保持部に保持させて押し込むと、その動作により、燃料供給部に設けられた燃料供給管の尖鋭部に突き刺されるので、燃料カートリッジ内の燃料が燃料供給管を介して燃料電池に供給される。よって、いたって簡単な構造により、燃料カートリッジ内の燃料を燃料電池に供給できる。
【００２１】
請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の燃料電池搭載機器に使用される燃料カートリッジにおいて、前記燃料カートリッジを前記第１の保持状態に位置決めさせるための第１の位置決め部と、前記第２の保持状態に位置決めさせるための第２の位置決め部とが形成されていることを特徴としている。
【００２２】
請求項７に記載の燃料電池搭載機器によれば、燃料カートリッジが第１の保持状態にあるときに、燃料カートリッジは、自身に形成された第１の位置決め部によって第１の保持状態に位置決めされ、また、自身に形成された第２の位置決め部によって第２の保持状態に位置決めされるので、第１の保持状態及び第２の保持状態に確実に位置決めされる。
【００２３】
請求項８に記載の発明によれば、請求項６に記載の燃料電池搭載機器に使用される燃料カートリッジにおいて、前記燃料カートリッジは、剛体部分と弾性体部分とから構成され、該弾性体部分に前記燃料供給管の前記尖鋭部が突き刺されることを特徴としている。
【００２４】
請求項８に記載の燃料カートリッジによれば、請求項６に記載された燃料供給管の尖鋭部が突き刺される部分を弾性体部分とすることにより、尖鋭部によって容易に突き刺すことができるとともに、突き刺し後、弾性体部分の弾性復帰力により弾性体部分が燃料供給管の外周面に密着するので、燃料の漏れを防止できる。また、他の部分を剛体部分とすることで、燃料カートリッジに剛性を与えることができる。
【００２５】
請求項９に記載の発明によれば、請求項６に記載の燃料電池搭載機器に使用される燃料カートリッジにおいて、前記燃料カートリッジは、二重袋体構造に構成され、内側の袋体には前記燃料が封入され、外側の袋体には前記内側の袋体に圧力を与える圧縮空気が封入されていることを特徴としている。
【００２６】
請求項９に記載の燃料カートリッジによれば、内側の袋体に燃料を封入し、内側の袋体に圧力を与える圧縮空気を外側の袋体に封入することにより、請求項６に記載された燃料供給管の尖鋭部が突き刺されると、外側の袋体に封入された圧縮空気の圧力により、内側の袋体に封入された燃料が燃料供給管に押し出されて供給される。このように、燃料と圧縮空気とを封入する袋体を別々にすることにより、外側の袋体内の圧縮空気の圧力を、内側の袋体の表面に略均等に与えることができるので、燃料補給の確実性が向上する。
【発明の効果】
【００２７】
以上の如く本発明に係る燃料電池搭載機器によれば、燃料電池に供給される燃料と圧縮空気とが封入された燃料カートリッジを保持する保持部を設け、燃料をポンプを設けることなく燃料電池に供給可能としたので、小型で軽量な燃料電池搭載機器を提供できる。
【００２８】
また、本発明に係る燃料電池搭載機器によれば、燃料カートリッジの保持部において、燃料カートリッジを燃料電池に燃料を供給不能な位置に保持する第１の保持状態と、燃料電池に燃料を供給可能な位置に保持する第２の保持状態とを取り得るように構成したので、燃料電池搭載機器の状態を外観的に確認することができる。
【００２９】
更に、本発明に係る燃料電池搭載機器によれば、燃料カートリッジの保持部を、燃料電池搭載機器のデッドスペースであるヒンジ部に設けたので、燃料電池搭載機器を大型にすることなく燃料カートリッジを保持できる。
【００３０】
本発明に係る燃料カートリッジによれば、燃料カートリッジが第１の保持状態にあるときに、燃料カートリッジは、自身に形成された第１の位置決め部によって第１の保持状態に位置決めされ、また、自身に形成された第２の位置決め部によって第２の保持状態に位置決めされるので、燃料カートリッジを第１の保持状態及び第２の保持状態に確実に位置決めすることができる。
【００３１】
また、本発明に係る燃料カートリッジによれば、剛体部分と弾性体部分とから構成し、弾性体部分に燃料供給管の尖鋭部を突き刺すようにしたので、突き刺し後の燃料の漏れを防止できるとともに、他の部分を剛体としたので燃料カートリッジの剛性を向上させることができる。
【００３２】
更に、本発明に係る燃料カートリッジによれば、二重袋体構造に構成し、内側の袋体に燃料を封入し、内側の袋体に圧力を与える圧縮空気を外側の袋体に封入したので、外側の袋体内の圧縮空気の圧力を、内側の袋体の表面に略均等に与えることができ、よって、燃料補給の確実性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、添付図面に従って本発明に係る燃料電池搭載機器及び燃料カートリッジの好ましい実施の形態について詳説する。
【００３４】
図１は、本発明の燃料電池搭載機器が適用された実施の形態に係るカメラ付き携帯電話機１０の全体斜視図である。
【００３５】
同図に示すカメラ付き携帯電話機１０は、本体１２が中央部のヒンジ軸（ヒンジ部）１４を介して開閉可能に折り畳まれる二つ折りの携帯電話機であり、このヒンジ軸１４の中空部に燃料電池が搭載されている。この燃料電池については後述する。
【００３６】
カメラ付き携帯電話機１０の本体１２は、ヒンジ軸１４を中心に開放された際に、電源ボタン１６、通話ボタン１８、ダイヤルボタン２０、メニュー選択ボタンである十字ボタン２２等の各種操作ボタンが露出する操作部２４と、メインディスプレイ２６が露出する表示部２８とから構成されている。メインディスプレイ２６は、例えば約２．２インチのＱＶＧＡ（Quarter Video Graphics Array：２４０×３２０ドット）の透過型ＴＦＴ液晶ディスプレイであり、ヒンジ軸１４に隣接して設けられたカメラ・モジュール３０の画素数に合わせて高精細な画像を表示するものが取り付けられている。このカメラ・モジュール３０は、例えばオートフォーカス機能を有し、最大７倍の電子ズーム機能を備えた１００万画素のＣＣＤ又はＣ−ＭＯＳ等のカメラである。
【００３７】
なお、表示部２８の背面には、サブディスプレイ（不図示）が設けられている。このサブディスプレイは、例えば約１．１インチ（１２０×１２０ドット）の半透過型ＴＦＴ液晶ディスプレイであり、カメラ付き携帯電話機１０が通話モードの場合には時刻及び電波感度等が表示され、通話モードからカメラモードに切り替えられると、カメラ・モジュール３０によって撮像されている画像が表示される。通話モードとカメラモードの切り替えは、操作部２４の十字ボタン２２を操作することによって行われる。
【００３８】
カメラ付き携帯電話機１０の撮影時において、十字ボタン２２の操作により通話モードからカメラモードに切り替えられると、表示部２８のメインディスプレイ２６及びサブディスプレイが電子ビューファインダとして機能する。そして、撮影者がレリーズスイッチ３２を押圧操作すると、カメラ・モジュール３０で取り込んだ被写体像が撮像され、メインディスプレイ２６及びサブディスプレイには、撮像した画像が静止画像として表示される。撮像した被写体の画像データは、十字ボタン２２による登録操作によりメモリースティック、メモリーカード等の例えば６４ＭＢの外部メモリースロット３４に電子データとして記録される。なお、レリーズスイッチ３２及び外部メモリースロット３４の差込口３６は、操作部２４の側面にそれぞれ隣接して配置されている。
【００３９】
図２は、カメラ付き携帯電話機１０の構成を示すブロック図である。
【００４０】
同図によれば、レリーズスイッチ３２が押されると、カメラ・モジュール３０のシャッタ３８が開き、レンズ４０から入射した被写体光はＣＣＤ（又はＣ−ＭＯＳ）４２の結像面にて結像され、光学データが電気的な画像データに変換される。この画像データは画像処理部４４によって画像処理された後、画像データとして外部メモリースロット３４に保存される。
【００４１】
また、カメラ付き携帯電話機１０を構成する各部は、ＣＰＵ４６によって統括制御されている。このＣＰＵ４６には、二次電池（バッテリ）４８が接続されており、カメラ付き携帯電話機１０を構成する各部は、二次電池４８に充電された電力によって駆動される。この二次電池４８は、操作部２４の背面に着脱自在に取り付けられている。
【００４２】
また、ＣＰＵ４６は、二次電池４８に充電された電力が不足していると、コンバータ５０を作動させて燃料電池５２の発電を行う。そして、燃料電池５２から電力が二次電池４８に供給されて二次電池４８の充電が行われる。そして、充電が完了すると、ＣＰＵ４６は、コンバータ５０の作動を停止させて燃料電池５２の発電を停止させる。この燃料電池５２は、前述の如く図１に示したヒンジ軸１４の中空部に搭載されている。
【００４３】
次に、燃料電池５２について説明する。
【００４４】
実施の形態の燃料電池５２は、メタノール直接型燃料電池であり、図３の如く燃料電池５２のケーシング５４は電池セル５６によって燃料室５８と空気室６０とに区分けされている。燃料室５８には、燃料供給部を構成する燃料供給管６２の基端部６２Ａが接続され、燃料供給管６２の先端部６２Ｂは、ヒンジ軸１４の内部に形成された仕切壁６４を貫通してカートリッジ保持室（保持部）６６に延設されている。燃料供給管６２の先端部６２Ｂは、後述する燃料カートリッジ６８を突き刺せるように尖鋭状に形成されている。また、カートリッジ保持室６６は、図１の如くヒンジ軸１４を中空に形成することによりヒンジ軸１４と一体に構成され、ここにヒンジ軸１４と同軸上に円筒形状のカートリッジ保持室６６が形成される。
【００４５】
一方、図３の如く空気室６０に隣接して貯水部７０が設けられている。この貯水部７０は、排水口７２を介して空気室６０に連通されている。これにより、空気室６０にて生成された水が排水口７２を介して貯水部７０に貯留される。貯水部７０に貯留された水は、貯留部７０に隣接されたヒータ７４の熱により加熱され、水蒸気となってフィルタ７６を介して外気に放出される。貯水部７０及びヒータ７４はヒンジ軸１４の中空部に収納され、フィルタ７６は、ヒンジ軸１４に形成された貫通孔７８に取り付けられている。また、ヒータ７４は、カメラ付き携帯電話機１０を低温環境で使用する際にも駆動される。つまり燃料電池５２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７４によって加熱されることにより化学反応を起こし発電する。したがって、水を蒸発させるヒータと燃料電池５２を加熱させるヒータとが、１台のヒータ７４によってまかなわれている。
【００４６】
電池セル５６は、燃料室５８の壁面を構成する燃料極８０、空気室６０の壁面を構成する空気極８２、及び燃料極８０と空気極８２に挟まれるプロトン導電膜８４とで構成されている。
【００４７】
燃料室５８にメタノール水溶液（以下、「燃料」という）が供給され、燃料極８０に電圧が印加されると、燃料極８０での触媒反応により燃料が二酸化炭素、水素イオン、及び電子に分解される。二酸化炭素は、燃料室５８の壁面に設けられた気液分離フィルタ（不図示）及びヒンジ軸に形成された空気抜き孔（不図示）を介して燃料室５８から外気に放出され、水素イオンは、プロトン導電膜８４を透過して空気極８２へ移動する。そして、電子は、コンバータ５０により二次電池４８へ流れ、これにより二次電池５１が充電される。
【００４８】
また、空気極８２へ移動した水素イオンは、空気室６０の壁面に設けられた気液分離フィルタ（不図示）を透過した後、ヒンジ軸１４の空気取入れ孔８６（図１参照）を介して空気室６０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７２を介して貯水部７０に貯留された後、前述の如くヒータ７４の熱により水蒸気となって外気に放出される。
【００４９】
燃料カートリッジ６８は、略円筒形状のカートリッジ本体９０とキャップ９２とから構成される。カートリッジ本体９０は、テフロンゴム等の耐アルコール性材料で作られた伸縮自在な袋体であって、図４の如くカートリッジ保持室６６に収納可能な大きさに形成され、内部に燃料である燃料９４と所定の圧力の圧縮空気９６とが封入されている。
【００５０】
図５の如くカートリッジ本体９０がカートリッジ保持室６６に完全に収納されると、カートリッジ本体９０が燃料供給管６２の先端部（尖鋭部）６２Ｂに突き刺される。この動作によって、カートリッジ本体９０に封入された燃料９４が圧縮空気９６の圧力により、燃料供給管６２を介して燃料電池５２の燃料室５８に圧送（供給）される。また、キャップ９２は、図５の如く燃料カートリッジ６８がカートリッジ保持室６６に完全に収納された際に、カートリッジ保持室６６の開口端部６７に嵌入される大きさに形成されている。なお、キャップ９２はカートリッジ本体９０と別体に構成してもよい。また、燃料供給管６２内に逆止弁を設け、燃料室５８に供給された燃料９４がカートリッジ本体９０に逆流するのを防止することが好ましい。更に、燃料９４のみ封入する燃料カートリッジの場合には、別途ポンプを設け、ポンプによって燃料９４を燃料室５８に供給すればよい。
【００５１】
ところでカートリッジ保持室６６には、図５の如くカートリッジ保持室６６に対する燃料カートリッジ６８の不用意な脱落を防止するロック爪９８が設けられている。このロック爪９８は、カートリッジ保持室６６に形成された開口部１００に配置されるとともに、カートリッジ保持室６６の外側に配置されたアーム１０２と一体形成され、アーム１０２が軸１０４を介して本体１２に回動自在に支持されることにより、カートリッジ保持室６６に対して進退移動可能となっている。また、ロック爪９８は、ヒンジ軸１４とアーム１０２とに取り付けられたスプリング１０６の付勢力により、図３の如くカートリッジ保持室６６に対して進出する方向に付勢されるとともに、図５の如く燃料カートリッジ６８がカートリッジ保持室６６に完全に収納された際にカートリッジ本体９０の基部に所定の付勢力をもって当接される。これにより、燃料カートリッジ６８の不用意な抜けが防止されている。なお、カートリッジ保持室６６から燃料カートリッジ６８を取り出す場合には、キャップ９２を摘んで引き抜くと、その引き抜き力によりロック爪９８がスプリング１０６の付勢力に抗してカートリッジ保持室６６から退避するので、カートリッジ保持室６６から燃料カートリッジ６８を問題なく取り出すことができる。
【００５２】
また、ロック爪９８には、アーム１０２を介してマイクロスイッチ１０８が連結されている。マイクロスイッチ１０８は、アーム１０２の端部に突設された突起部１０３によってＯＮ／ＯＦＦする一対の接片１１０、１１２を有している。すなわち、図３、図５の如く突起部１０３によって接片１１０が押圧され、接片１１０、１１２が導通されることによりＯＮになり、図４の如く接片１１０から突起部１０３が退避し、接片１１０、１１２が非導通となることによりＯＦＦになる。このマイクロスイッチ１０８のＯＮ／ＯＦＦ信号は図２に示したＣＰＵ４６に出力される。ＣＰＵ４６は、マイクロスイッチ１０８からのＯＮ信号により燃料カートリッジ６８の完全挿入を検出し、この後に、カメラ付き携帯電話機１０を構成する各部に電源を投入する。また、ＣＰＵ４６は、カメラ付き携帯電話機１０の電源ＯＮ時に、マイクロスイッチ１０８からＯＦＦ信号を検出すると、すなわち、図４の如く燃料カートリッジ６８の収納を検出すると、電源ＯＮ時に燃料９４が供給されることを防止するため、カメラ付き携帯電話機１０の電源を強制的にＯＦＦにする。なお、マイクロスイッチ１０８からの信号に限定されるものではなく、カートリッジ保持室６６に蓋がある場合には、蓋の開動作をセンサにより検出した時に、カメラ付き携帯電話機１０の電源を強制的にＯＦＦにしてもよい。
【００５３】
図１の如くヒンジ軸１４には、透明プラスチック板１１４が嵌め込まれた覗き窓１１６が形成され、この覗き窓１１６を介してカートリッジ本体９０内の燃料９４の残量を視認できる。これにより、カートリッジ本体９０内の燃料９４を使い切り、カートリッジ本体９０内の燃料９４が完全に空になった時に新品の燃料カートリッジ６８と交換することができる。
【００５４】
上記の如く構成されたカメラ付き携帯電話機１０によれば、燃料電池５２に供給される燃料９４と圧縮空気９６とが封入された燃料カートリッジ６８を保持するカートリッジ保持室６６が設けられている。このカートリッジ保持室６６に燃料電池５２を保持させて、燃料カートリッジ６８に封入された燃料９４を、カメラ付き携帯電話機１０の燃料電池５２に供給する場合には、同じく燃料カートリッジ６８に封入された圧縮空気９６の圧力により、燃料供給管６２を介して燃料９４を急速で圧送することにより行われる。これにより、燃料９４をポンプを設けることなく燃料電池５２に供給できるので、小型で軽量なカメラ付き携帯電話機１０を提供できる。
【００５５】
また、実施の形態の燃料カートリッジ６８によれば、カートリッジ本体９０に燃料９４と圧縮空気９６とを封入しただけの簡単な構成で燃料９４を燃料電池５２に確実に供給することができる。
【００５６】
更に、このカメラ付き携帯電話機１０によれば、カメラ付き携帯電話機１０のデッドスペースであるヒンジ軸１４の中空部にカートリッジ保持室６６を形成したので、カメラ付き携帯電話機１０を大きくすることなくカートリッジ保持室６６をカメラ付き携帯電話機１０に持たせることができる。また、ヒンジ軸１４の円筒空間スペースに余裕がある場合には、燃料電池５２とカートリッジ保持室６６との間に予備タンクを形成し、この予備タンクに燃料カートリッジ６８の燃料を一旦溜めて燃料電池５２に供給するようにしてもよい。
【００５７】
図６は、他の実施の形態の燃料カートリッジ１６８が、ヒンジ軸１４のカートリッジ保持室６６に第１の保持状態で保持、位置決めされた状態を示す断面図、図７は、燃料カートリッジ１６８がカートリッジ保持室６６に第２の保持状態で保持、位置決めされた状態を示す断面図である。
【００５８】
燃料カートリッジ１６８のカートリッジ本体１９０は、その大部分は透明プラスチック等の剛性部材（剛体部分）１９２によって構成されるとともに、燃料供給管６２に突き刺される部分がゴム等の弾性部材（弾性体部分）１９４によって構成されている。
【００５９】
図６に示した第１の保持状態では、燃料カートリッジ１６８のカートリッジ本体１９０に形成されたくびれ部（第１の位置決め部）１９１に、ロック爪９８が係合されている。この第１の保持状態において、燃料カートリッジ１６８は、燃料供給管６２に突き刺される直前位置に保持される。また、第１の保持状態は、燃料カートリッジ１６８の挿入位置を確認することにより、外観から確認できる。また、図７に示した第２の保持状態では、カートリッジ本体１９０の後端曲部１９３にロック爪９８が係合されている。第２の保持状態において、燃料カートリッジ１６８は、燃料供給管６２に突き刺された状態で保持される。また、第２の保持状態は、燃料カートリッジ１６８の挿入位置及びロック爪９８を確認することにより、外観から確認できる。
【００６０】
このように構成された燃料カートリッジ１６８によれば、図６の第１の保持状態に燃料カートリッジ１６８を保持、位置決めさせることにより、燃料カートリッジ１６８をカメラ付き携帯電話機１０から脱落することなく、且つ予備の燃料９４を供給しない状態でカメラ付き携帯電話機１０に保持させておくことができる。この後、二次電池４８の残量が少なくなり、カメラ付き携帯電話機１０に設けられたバッテリ警告灯（不図示）が点灯すると、燃料９４を燃料電池５２に供給する。この場合には、燃料カートリッジ１６８を第１の保持状態の位置から図７の第２の保持状態の位置に移動させる。この移動により、カートリッジ本体１９０の弾性部材１９４が燃料供給管の尖鋭部６２Ｂに突き刺されるので、燃料カートリッジ１６８内の燃料９４が圧縮空気９６の圧力により燃料供給管６２を介して燃料電池５２に圧送される。よって、いたって簡単な構造により、燃料カートリッジ１６８内の燃料９４を燃料電池５２に供給できる。
【００６１】
また、弾性部材１９４を先頭にして差し込まれるように、弾性部材１９４のある端部の径を細くするとともに、反対の端部の径をカートリッジ保持室６６の開口端部６７の径よりも若干大きくし、反対の端部からではカートリッジ保持室６６に収納し難いようにカートリッジ本体１９０の形状を変えてもよい。すなわち、燃料カートリッジ１６８に挿入方向性を持たすことが好ましい。
【００６２】
更にまた、燃料供給管６２の尖鋭部６２Ｂが突き刺される部分を弾性部材１９４とすることにより、尖鋭部６２Ｂによって容易に突き刺すことができるとともに、突き刺し後、弾性部材１９４の弾性復帰力により弾性部材１９４が燃料供給管６２の外周面に密着するので、燃料９４の漏れを防止できる。また、他の部分を剛性部材１９２とすることで、燃料カートリッジ１６８に剛性を与えることができる。
【００６３】
図８〜図１１には、他の実施の形態の燃料カートリッジ２６８が示されている。この燃料カートリッジ２６８のカートリッジ本体２９０は、内袋２９２と外袋２９４とからなる二重袋体構造に構成され、内袋２７０には燃料９４が封入され、外袋２９４には内袋２９２に圧力を与える圧縮空気９６が封入されている。
【００６４】
この燃料カートリッジ２６８を図９の如くカートリッジ保持室６６に差し込んでいき、図１０の如く燃料供給管６２の尖鋭部６２Ｂを外袋２９４から内袋２９２を突き刺すと、外袋２９４に封入された圧縮空気９６の圧力により、内袋２９２に封入された燃料９４が燃料供給管６２に押し出され、燃料電池５２に圧送される。このように、燃料９４と圧縮空気９６とを封入する袋体２９２、２９４を別々にすることにより、図１１の如く外袋２９４内の圧縮空気９６の圧力を、内袋２９２の表面に略均等に与えることができるので、燃料補給の確実性が向上する。
【００６５】
図１２は、燃料電池５２に燃料を供給する燃料供給装置の他の実施の形態を示す構成図である。燃料供給装置３００は、尖鋭部６２Ｂが形成された燃料供給管６２、バッファタンク３０２、及びポンプ３０４等を備えている。また、ポンプ３０４は、バッファタンク３０２と燃料電池５２とを連結するゴム製チューブ３０６を変形させてゴム製チューブ３０６内の燃料９４を燃料電池５２に圧送する一対のローラ３０８、３０８と、これらのローラ３０８、３０８を軸３０９を中心に回転させるモータ３１０とから構成される。
【００６６】
燃料供給管６２の尖鋭部６２Ｂに、燃料カートリッジ３６８の弾性部材３７０が突き刺されると、ポンプ３０４が駆動される。これにより、燃料カートリッジ３６８内の燃料９４がポンプ３０４により吸引され、燃料供給管６２からバッファタンク３０２に貯留された後、チューブ３０６を介して燃料電池５２に供給される。また、バッファタンク３０２に貯留された燃料９４は、燃料供給管６２内に設けられた逆止弁３１２によって逆流が防止されている。
【００６７】
なお、図６、図７において第１の保持状態及び第２の保持状態を、ロック爪９８や燃料カートリッジ１６８にくびれ部１９１等を形成することにより取り得るようにしたが、これに限定されるものではなく、図１３に示すように、カートリッジ保持室６６の内周面に燃料カートリッジ６８の外周面を接触させ、これによって生じる摩擦抵抗により第１の保持状態に保持、位置決めするとともに、図１４に示すように前記摩擦抵抗により第２の保持状態に保持、位置決めしてもよい。この場合、摩擦抵抗が有効に発生するように、カートリッジ保持室６６の内周面及び／又は燃料カートリッジ６８の外周面を梨子地状に形成することが好ましい。
【００６８】
図１５〜図１８は、燃料９４のみ封入された燃料カートリッジ４００の燃料供給装置４０２の一例を示した断面図であり、図１２に示した燃料供給装置３００と同一若しくは類似の部材については同一の符号を付して説明する。
【００６９】
燃料供給装置４０２は、燃料カートリッジ４００を保持する保持室４０４、燃料カートリッジ４００が第１の保持状態であることを検知するスイッチ４０６、燃料カートリッジ４００が第２の保持状態であることを検知するスイッチ４０８、空気導入管４１０、及び燃料カートリッジ取り出し用イジェクトレバー４１２等から構成される。
【００７０】
保持室４０４は、図１８の如くカメラ４１４の上面のレリーズボタン４１６の近傍に設けられ、この内周に燃料カートリッジ４００を保持する保持部４０４Ａ（図１７参照）が形成されている。燃料カートリッジ４００は、カメラ４１４の上面から保持室４０４に対して出し入れされる。この時、保持部４０４Ａは摩擦力によって燃料カートリッジ４００を保持する。また、カメラ４１４の背面にはＬＣＤ（表示部）４１８が設けられ、このＬＣＤ４１８が警告表示用として利用されている。
【００７１】
図１５の如くスイッチ４０６は、燃料カートリッジ４００が保持部４０２に押し込まれて第１の保持状態にある時に、ピン４２０に押下されて閉じるスイッチである。また、図１６の如くスイッチ４０８は、燃料カートリッジ４００が第１の保持状態から更に押し込まれて第２の保持状態にある時に、ピン４２２に押下されて閉じるスイッチである。スイッチ４０６、４０８のＯＮ／ＯＦＦ信号は、図１６に示したＣＰＵ（制御部）４２５に出力され、ＣＰＵ４２５はその信号に基づいてＬＣＤ４１８に表示するメッセージを選択表示する。
【００７２】
空気導入管４１０は、燃料供給管６２とともに燃料カートリッジ４００に突き刺され、ポンプ３０４による燃料吸引動作時に、それと同容積の空気を燃料カートリッジ４００内に導入させるための管である。
【００７３】
また、イジェクトレバー４１２は、スプリング４２４の付勢力によって図１５、図１６に示した位置に保持されているが、燃料カートリッジ４００を保持部４０２が抜き出す際には、図１７の如くスプリング４２４の付勢力に抗して抜き出し方向に操作される。これにより、イジェクトレバー４１２の端部に形成されたフック部４１３が燃料カートリッジ４００の端部を押圧するので、燃料カートリッジ４００が空気導入管４１０及び燃料供給管６２から引き抜かれ、保持部４０２から抜き出される。
【００７４】
図１９は、図１８に示したカメラ４１４における燃料カートリッジ４００の使用方法の一例を示したフローチャートである。
【００７５】
まず、Ｓ（Ｓｔｅｐ）１００において、発生電圧等の燃料電池の作動状態をチェックする。次に、Ｓ１１０において、その発生電圧Ｖが所定の電圧（カメラ４１４を安定して動作させることができる電圧）Ｖ１よりも降下すると、又は燃料電池の燃料の残量が所定の量よりも少なくなると、Ｓ１２０において、図１６のＣＰＵ４２５はＬＣＤ４１８に「予備燃料カートリッジを挿入して下さい」のメッセージを表示させ、予備燃料カートリッジの挿入を警告表示する。このメッセージは、Ｓ１３０において、スイッチ４０６がＯＮされるまで表示される。そして、スイッチ４０６がＯＮされると、すなわち、図１５の如く予備燃料カートリッジ４００が第１の保持状態に保持されると、ＣＰＵ４２５は前記メッセージをＬＣＤ４１８から消去する。
【００７６】
次に、Ｓ１４０において、発生電圧等の燃料電池の作動状態をチェックする。次いで、Ｓ１５０において、その発生電圧Ｖが限界電圧（カメラ４１４の動作が不安定になる電圧）Ｖ２よりも降下すると、Ｓ１６０において、ＣＰＵ４２５はＬＣＤ４１８に「予備燃料カートリッジを奥まで押し込んで下さい」のメッセージを表示させ、予備燃料カートリッジの燃料供給操作を警告表示する。このメッセージは、Ｓ１７０において、スイッチ４０８がＯＮされるまで表示される。そして、スイッチ４０８がＯＮされると、すなわち、図１６の如く予備燃料カートリッジ４００が第２の保持状態に保持されると、ＣＰＵ４２５は前記メッセージをＬＣＤ４１８から消去する。
【００７７】
次いで、Ｓ１８０において、図１５のポンプ３０４が駆動され、燃料カートリッジ４００の燃料９４が燃料電池に供給されていく。この動作は、Ｓ１９０において、発生電圧Ｖが所定の電圧Ｖ１よりも上昇するまで継続される。
【００７８】
このフローによって、予備燃料カートリッジ４００の挿入操作、及び予備燃料カートリッジ４００の燃料供給操作を円滑に行うことができる。
【００７９】
なお、実施の形態では、燃料電池搭載機器としてカメラ付き携帯電話機１０について主として説明したが、一般的な銀塩フイルムを扱うカメラ、デジタルカメラ、又はＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等の多機能携帯電子通信機器に燃料電池を搭載し、これらの燃料電池搭載機器に燃料カートリッジを保持する保持部を設ければよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態のカメラ付き携帯電話機を示した全体斜視図
【図２】図１に示したカメラ付き携帯電話機の構成を示したブロック図
【図３】実施の形態の燃料カートリッジとヒンジ軸の断面とを示した説明図
【図４】図３のヒンジ軸に燃料カートリッジが収納されていく状態を示した断面図
【図５】図３のヒンジ軸に燃料カートリッジが完全に収納された状態を示した断面図
【図６】第１の保持部の位置を示したヒンジ軸の断面図
【図７】第２の保持部の位置を示したヒンジ軸の断面図
【図８】他の実施の形態の燃料カートリッジとヒンジ軸の断面とを示した断面図
【図９】図８のヒンジ軸に燃料カートリッジが挿入されていく状態を示した断面図
【図１０】図８のヒンジ軸に燃料カートリッジが完全に挿入された状態を示した断面図
【図１１】図８の燃料カートリッジの収縮動作を示した断面図
【図１２】燃料電池に燃料を供給する燃料供給部の他の実施の形態を示す構成図
【図１３】摩擦抵抗により燃料カートリッジを第１の保持状態で保持させた保持部の断面図
【図１４】摩擦抵抗により燃料カートリッジを第２の保持状態で保持させた保持部の断面図
【図１５】燃料供給装置の他の実施の形態を示した断面図
【図１６】燃料供給装置の他の実施の形態を示した断面図
【図１７】燃料供給装置の他の実施の形態を示した断面図
【図１８】燃料カートリッジが装填されるカメラの一例を示したカメラの斜視図
【図１９】図１８に示したカメラにおける燃料カートリッジの使用方法を示したフローチャート
【符号の説明】
【００８１】
１０…携帯電話機、１４…ヒンジ軸、４６…ＣＰＵ、４８…二次電池、５０…コンバータ、５２…燃料電池、５６…電池セル、５８…燃料室、６０…空気室、６２…燃料供給管、６６…カートリッジ保持室、６８…燃料カートリッジ、７４…ヒータ、８０…燃料極、８２…空気極、８４…プロトン導電膜、９０…カートリッジ本体、９２…キャップ、９４…燃料、９６…圧縮空気、９８…ロック爪、１０８…マイクロスイッチ、１６８…燃料カートリッジ、２６８…燃料カートリッジ、３００…燃料供給装置、３６８…燃料カートリッジ、４００…燃料カートリッジ、４０２…燃料供給装置、４０４…保持部、４１４…カメラ、４１８…ＬＣＤ、４２５…ＣＰＵ
【図１】
2006196313.tif 000003
【図２】
2006196313.tif 000004
【図３】
2006196313.tif 000005
【図４】
2006196313.tif 000006
【図５】
2006196313.tif 000007
【図６】
2006196313.tif 000008
【図７】
2006196313.tif 000009
【図８】
2006196313.tif 000010
【図９】
2006196313.tif 000011
【図１０】
2006196313.tif 000012
【図１１】
2006196313.tif 000013
【図１２】
2006196313.tif 000014
【図１３】
2006196313.tif 000015
【図１４】
2006196313.tif 000016
【図１５】
2006196313.tif 000017
【図１６】
2006196313.tif 000018
【図１７】
2006196313.tif 000019
【図１８】
2006196313.tif 000020
【図１９】
2006196313.tif 000021