(57)【要約】【課題】燃料電池を備えた電子機器において、電源手段の電圧が低い場合に、燃料供給口から供給される液体燃料の燃料電池への供給量を制御するバルブを確実に開く。【解決手段】本発明の電子機器は、燃料供給口３１と、燃料供給口３１から第１流路３２を介して供給される液体燃料Ｆを貯留する燃料タンク３３と、燃料タンク３３から第２流路３４を介して供給される液体燃料Ｆを使用して発電を行う燃料電池３５と、第２流路３４の途中に設けられ、燃料電池３５への液体燃料Ｆの供給を制御する第１バルブ３６と、第１流路３２に設けられ、燃料供給口３１から供給される液体燃料Ｆの圧力により電圧を発生させる圧電素子（電圧発生手段）３７と、電圧の印加に応じて第１バルブ３６を閉状態から開状態に切換えるように構成されたバルブ制御回路５０Ａとを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料供給口と、
前記燃料供給口から第１流路を介して供給される液体燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクから第２流路を介して供給される液体燃料を使用して発電を行う燃料電池と、
前記第２流路に設けられ、前記燃料電池への液体燃料の供給を制御する第１バルブと、
前記第１流路に設けられ、前記燃料供給口から供給される液体燃料の圧力により電圧を発生させる電圧発生手段と、
電圧の印加に応じて前記第１バルブを閉状態から開状態に切換えるように構成されたバルブ制御回路と、
を備えたことを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記バルブ制御回路は、前記電圧発生手段で発生した電圧に基づいて前記第１バルブを開状態に切換えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記バルブ制御回路を用いて前記第１バルブと導通状態又は非導通状態に切換えられる補助電源を備え、
前記バルブ制御回路は
前記電圧発生手段で発生した電圧が印加されることにより前記補助電源と前記第１バルブとを非導通状態から導通状態に切換え、前記補助電源の電圧を前記第１バルブに印加することにより前記第１バルブを閉状態から開状態に切換えるように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記バルブ制御回路は、
前記電圧発生手段に電圧が発生しなくなった後で前記補助電源と前記第１バルブとの導通を維持するためのラッチ回路を有することを特徴とする請求項３に記載の電子機器。
【請求項５】
前記第１流路と前記第２流路とを接続するバイパス流路と、
前記第１流路と前記バイパス流路との接続部に設けられ、前記燃料供給口から供給される液体燃料を、前記第１流路と前記バイパス流路のどちらかに選択的に供給する第２バルブと、を備え、
前記電圧発生手段は、
前記第１流路において前記燃料供給口と前記第２バルブとの間に設けられ、
前記バルブ制御回路は、
前記電圧発生手段で発生した電圧を前記第２バルブに印加することにより、前記バイパス流路を前記第１流路に連通させるように前記第２バルブを切換え、前記バイパス流路を介して液体燃料を前記燃料電池に供給することにより前記燃料電池で発電させ、この発電により発生した電圧を前記第１バルブに印加することにより前記第１バルブを閉状態から開状態に切換えるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項６】
前記電圧発生手段が圧電素子であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の電子機器。
【請求項７】
二次電池を備え、前記燃料電池で発生した電圧により前記二次電池に充電を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を搭載した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような電子機器としては、燃料電池を搭載した携帯電話機が知られている。例えば特許文献１には、筐体内部に燃料電池と燃料タンクとが収容され、筐体外部に設けられた燃料供給口からメタノールなどの燃料を注入することで燃料電池を発電させるように構成された携帯電話機が示されている。また、特許文献２には、筐体内部に燃料電池と二次電池（リチウムイオン電池等）とが収容され、燃料電池から二次電池へ充電を行うように構成されたハイブリッド型の携帯電話機が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−８８８０４号公報
【特許文献２】特開２００４−２４７９９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃料電池を搭載した携帯電話機等の電子機器においては、燃料タンクと燃料電池との間に燃料の供給・停止を行うためのバルブや流量制御用のバルブが設けられている。このようなバルブは、安全性の観点から常閉状態に維持され、発電・充電を行うときのみ、電子機器の筺体内部に設けられた二次電池等の電源から電圧が印加されることにより開くようになっている。しかしながら、電源の出力電圧が所定値以下となり、電源からバルブに電圧を印加することができない場合には、バルブを開くことができなくなる。その結果、燃料電池に燃料が供給されず燃料電池を起動させることができなくなることが懸念されている。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、電源の出力電圧が低く電源からバルブに電圧を印加することができない場合であっても、バルブを開くことのできる電子機器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】
【０００６】
本発明の電子機器は、燃料供給口と、前記燃料供給口から第１流路を介して供給される液体燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクから第２流路を介して供給される液体燃料を使用して発電を行う燃料電池と、前記第２流路に設けられ、前記燃料電池への液体燃料の供給を制御する第１バルブと、前記第１流路に設けられ、前記燃料供給口から供給される液体燃料の圧力により電圧を発生させる電圧発生手段と、電圧の印加に応じて前記第１バルブを閉状態から開状態に切換えるように構成されたバルブ制御回路と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の電子機器は、前記バルブ制御回路が前記電圧発生手段で発生した電圧に基づいて前記第１バルブを開状態に切換えることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電子機器は、前記バルブ制御回路を用いて前記第１バルブと導通状態又は非導通状態に切換えられる補助電源を備え、前記バルブ制御回路は前記電圧発生手段で発生した電圧が印加されることにより前記補助電源と前記第１バルブとを非導通状態から導通状態に切換え、前記補助電源の電圧を前記第１バルブに印加することにより前記第１バルブを閉状態から開状態に切換えるように構成されていることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電子機器は、前記バルブ制御回路が、前記電圧発生手段に電圧が発生しなくなった後で前記補助電源と前記第１バルブとの導通を維持するためのラッチ回路を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の電子機器は、前記第１流路と前記第２流路とを接続するバイパス流路と、前記第１流路と前記バイパス流路との接続部に設けられ、前記燃料供給口から供給される液体燃料を、前記第１流路と前記バイパス流路のどちらかに選択的に供給する第２バルブと、を備え、前記電圧発生手段は、前記第１流路において前記燃料供給口と前記第２バルブとの間に設けられ、前記バルブ制御回路は、前記電圧発生手段で発生した電圧を前記第２バルブに印加することにより、前記バイパス流路を前記第１流路に連通させるように前記第２バルブを切換え、前記バイパス流路を介して液体燃料を前記燃料電池に供給することにより前記燃料電池で発電させ、この発電により発生した電圧を前記第１バルブに印加することにより前記第１バルブを閉状態から開状態に切換えるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子機器は、前記電圧発生手段が圧電素子であることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の電子機器は、二次電池を備え、前記燃料電池で発生した電圧により前記二次電池に充電を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の電子機器によれば、電源の電圧が低く電源からバルブに電圧を供給することができない場合であってもバルブを開くことができ、燃料電池を起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、実施の形態１に係る電子機器（携帯電話機）の外観斜視図である。
【図２】図２は、第１流路内に配置される圧電素子の概略図である。
【図３】図３は、実施の形態１における燃料電池ユニットとバルブ制御回路のブロック図である。
【図４】図４は、実施の形態１におけるバルブ制御回路を用いて燃料電池を起動させる手順を示したフローチャートである。
【図５】図５は、実施の形態２における燃料電池ユニットとバルブ制御回路のブロック図である。
【図６】図６は、実施の形態２におけるバルブ制御回路を用いて燃料電池を起動させる手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。以下では電子機器の一例として携帯電話機を説明するが、本発明の適用対象は携帯電話機に限定されず、例えば、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）、ＰＤＡ（Personal Data Assistant）、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン、携帯ゲーム機にも本発明を適用することができる。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る携帯電話機（電子機器）１０を示す外観斜視図である。また、図２は、図１に示した携帯電話機１０内部の第１流路３２内に配置される圧電素子３７の概略図であり、図３は、携帯電話機１０の内部に収容される燃料電池ユニット３０とバルブ制御回路５０Ａのブロック図である。
【００１７】
[携帯電話機の全体構成]
図１に例示される携帯電話機１０は、いわゆる折り畳み式の携帯電話機であり、図１では折り畳まれた状態が示されている。この携帯電話機１０は、第１筐体１１と第２筐体１２とを備えている。第１筐体１１は、第２筐体１２と対向する面に液晶ディスプレイ等から構成されるメインディスプレイ及びレシーバ（ともに図示せず）等が設けられたものであり、ヒンジ部１３によってその基端部１４が第２筐体１２に対して開閉可能に支持されている。第２筐体１２は、その内部に携帯電話機１０の各部を制御する制御部１５（図３を参照）を収容したものであり、第１筐体１１と対向する面には、複数の操作キーを備えた操作部及び通話用マイク（ともに図示せず）等が設けられている。
【００１８】
そして、第２筐体１２に対して第１筐体１１を開いた場合には、第１筐体１１のメインディスプレイが露出するとともに、第２筐体１２の操作部が開放された状態（通話可能な状態）となる。一方、この状態からヒンジ部１３を介して回転させると、図１に示すように第２筐体１２によって操作部及びメインディスプレイが同時に覆われた状態となる。
【００１９】
第１筐体１１の内部には燃料電池ユニット３０Ａが収容されている。図１に示すように、第１筐体１１におけるヒンジ部１３の一方の端面１６には、燃料電池ユニット３０Ａで用いる液体燃料（以下、「燃料」と称する）を外部から取り入れるための燃料供給口３１が設けられている。この燃料供給口３１に燃料カートリッジ２０の供給ノズル２１が挿入された状態で、燃料カートリッジ２０内の燃料が供給ノズル２１から放出されることにより、第１筐体１１内部の燃料電池ユニット３０Ａに燃料が供給され、燃料電池３５（図３を参照）による発電が行われるようになっている。
【００２０】
また、携帯電話機１０が折り畳まれた状態において携帯電話機１０の上面となる面１７には、燃料電池ユニット３０Ａから発生する熱を放出する複数の排熱口１８が形成されている。また、面１７には、液晶ディスプレイ等から構成されるサブディスプレイ１９が設けられている。このサブディスプレイ１９には、第２筐体１２の内部に収容される二次電池４０（図３を参照）の電池残量等が表示されるようになっており、電池残量が所定値以下となった場合には、使用者に対して燃料の補充を促す表示がなされるようになっている。
【００２１】
第２筐体１２の内部には、燃料電池ユニット３０Ａにおける燃料電池３５で発電した電力が充電される二次電池４０及び補助電源４１と、後述するバルブ制御回路５０Ａとが収容されている。
【００２２】
次に、図３を参照しながら、携帯電話機１０の内部に収容される燃料電池ユニット３０Ａ、二次電池４０、補助電源４１、バルブ制御回路５０Ａについて詳しく説明する。
【００２３】
［燃料電池ユニット］
燃料電池ユニット３０Ａは、図３に示すように、燃料供給口３１と、第１流路３２、燃料タンク３３、第２流路３４、燃料電池３５、第１バルブ３６、及び、圧電素子（圧力発生手段）３７とを備えている。
【００２４】
燃料供給口３１は、図１に示したように第１筐体１１におけるヒンジ部１３の一方の端面１６に設けられた円形の開口であり、燃料供給時以外は図示しない封止キャップにより閉塞されている。燃料供給口３１は、第１の筐体１１の内部において、図３に示すように第１流路３２を介して燃料タンク３２と接続されている。
【００２５】
第１流路３２は、燃料供給口３１と燃料タンク３３とを接続する配管であり、ベローズ型の伸縮管を用いて構成されている。この第１流路３２の内部には、後述する圧電素子３７が配置されている。
【００２６】
燃料タンク３３は、その内部に燃料Ｆを収容する空間を有したものであり、例えば樹脂材料から構成されている。燃料供給口３１から第１流路３２を介して供給された燃料Ｆは、燃料タンク３３に一旦貯留された後、第２流路３４及び第１バルブ３６とを介して燃料電池３５に供給される。
【００２７】
第２流路３４は、燃料タンク３３と燃料電池３５とを接続する配管であり、第１流路３２と同様にベローズ型の伸縮管を用いて構成されている。この第２流路３４の途中には第１バルブ３６が配置されている。
【００２８】
燃料電池３５は、燃料Ｆを消費して発電を行うものである。本実施の形態では、燃料としてメタノール（ＣＨ３ＯＨ）を使用するダイレクトメタノール型燃料電池（ＤＭＦＣ：Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｔｈａｎｏｌ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌｓ）を燃料電池３５に適用している。燃料電池３５は、燃料極、固体高分子膜および空気極を有する燃料電池セルを複数接続したセルスタックを有している。燃料電池３５は、セルスタックで、燃料Ｆと取り込まれた空気とを電気化学反応させることで、電力を発生させる。なお、本実施の形態では、燃料電池３５は、二次電池４０及び補助電源４１への充電のみに用いられ、燃料電池で発生した電力は、携帯電話機１０の各種負荷に対して供給されない構成としている。しかしながら、これに限定されず、燃料電池３５で発電した電力と二次電池４０の電力を併用して携帯電話機１０の各種負荷に対して供給するようにしてもよく、また、二次電池等の他の電源を備えず、燃料電池３５で発電した電力のみを携帯電話機１０の負荷に供給することも可能である。
【００２９】
第１バルブ３６は、第２流路３４の途中に設けられることにより、燃料タンク３３から燃料電池３５へ供給される燃料Ｆの供給を制御するものである。ここで、「バルブ」とはバルブ本体とバルブの開閉を制御するバルブ開閉手段とを総称したものであり、バルブ開閉手段に電圧が印加されることにより、バルブ本体の開閉が行われるものである。以下では、「第１バルブ３６のバルブ開閉手段に対して電圧を印加する」ことを「第１バルブ３６に対して電圧を印加する」と記載し、「第１バルブのバルブ開閉手段と補助電源４１とが導通状態になる」ことを「第１バルブと補助電源４１とが導通状態になる」と記載する。
【００３０】
第１バルブ３６は、具体的には、第２流路３４を開状態・閉状態の２状態にのみ切換える開閉バルブ、あるいは、開度調整が可能な流量制御バルブとして構成されている。第１バルブ３６としては、電圧を印加すると変形する圧電素子により流体の流れを制御する圧電バルブあるいは電磁バルブ等を用いることができる。本実施の形態では、軽量且つコンパクトであることから、圧電バルブを用いる。また、本実施の形態で適用する圧電バルブは、開状態・閉状態の２状態に切換え可能なタイプを用いている。
【００３１】
上記の第１バルブ３６を設ける理由としては、以下の２つが挙げられる。第１に、燃料電池３５での発電は、高温時、低温時、酸欠時など発電環境に応じて、発電量を制御する必要があり、状況に応じて燃料電池３５に供給する流量を制限する必要があるからである。第２に、近年、携帯電話機１０は小型・軽量化が求められているため、燃料電池３５を携帯電話機１０の内部に搭載するにあたり、携帯電話機１０のシステム全体を制御するのに十分な量の燃料電池セルを搭載することは困難であり、二次電池４０と併用して用いられるのが一般的である。そのため、携帯電話機１０から二次電池４０が取り外されたり、二次電池４０の出力電圧が低くなる等の理由により二次電池４０から携帯電話機１０の各種負荷に対して電力を供給できなくなった場合に、燃料電池３５で発生した電力のみで負荷の電力を賄うと、システムの制御が不安定になることも考えられる。このため、システムの安定性を確保するために、第１バルブ３６は二次電池４０及び補助電源４１への充電を行うとき以外は常閉に保たれている。さらに、発電時・充電時であっても、二次電池４０が携帯電話機１０から取り外された場合には、第１バルブ３６を閉じ、燃料電池３５への燃料の供給を停止するようにしている。
【００３２】
上記の第１バルブ３６は、通常時は二次電池４０から電力が供給されることにより開閉が行われるようになっている。このため、二次電池４１の出力電圧が不足し、且つ、燃料タンク３３に燃料Ｆが貯留されていない場合には、第１バルブ３６に対して電力が供給されないため、閉状態にある第１バルブ３６を開くことができなくなるといった事態が生じるおそれがある。そのため、このような非常時においては、第１バルブ３６は、後述するバルブ制御回路５０Ａを介して補助電源４１と導通状態になり、補助電源４１から電力供給を受けることにより開くように構成されている。
【００３３】
圧電素子（電圧発生手段）３７は、圧力が加えられることにより電圧を発生する素子であり、図２に示すように、第１流路３２の内部において燃料供給口３１の近傍に配置されている。そして、燃料カートリッジ２０の供給ノズル２１が燃料供給口３１に挿入された状態で、供給ノズル２１から燃料Ｆが所定の圧力で第１流路３２に注入されると、圧電素子３７は、燃料Ｆの圧力によって変形することにより電圧を発生する。圧電素子３７は、図３に示すように、第１バルブ３６の開閉を制御するバルブ制御回路５０Ａに接続されている。そして、圧電素子３７で発生した電圧がバルブ制御回路５０Ａに印加されることにより、補助電源４１と第１バルブ３６とが非導通状態から導通状態に切換えられ、補助電源４１から第１バルブ３６に電力が供給されることで第１バルブ３６が閉状態から開状態に切換えられるようになっている。圧電素子３７としては、圧電セラミックスや水晶振動子等の公知のものを用いることができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、電圧発生手段の一例として圧電素子３７を用いるが、これに限定されるものではなく、圧電素子３７以外の手段を用いることも可能である。例えば、電圧発生手段として羽車を用いた発電機構を用いてもよい。具体的には、羽車を第１流路３２内に設置し、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆにより歯車を回転させ、この回転を発電機に伝えることにより電圧を発生させるようにしてもよい。
【００３５】
[二次電池及び補助電源]
二次電池４０は、燃料電池３５で発電した電力を蓄電するリチウムイオン電池等の蓄電手段である。二次電池４０は、携帯電話機１０の主電源を成すものであり、携帯電話機１０の各種負荷に対して電力を供給する。また、二次電池４０は、上述したように燃料電池ユニット３０Ａにおける第１バルブ３６に対して電圧を供給することにより、第１バルブ３６を開閉させる。
【００３６】
補助電源４１は、燃料電池３５で発電した電力を蓄電する蓄電手段である。補助電源４１としては、例えばスーパーキャパシタ（電気二重層コンデンサ）等が用いられる。この補助電源４１は、通常時においては携帯電話機１０の各種負荷に対して電力を供給するものではなく、後述するように、二次電池４０の出力電力が不足した場合に二次電池４０に替わって第１バルブ３６に対して電力を供給し、第１バルブを閉状態から開状態に切換えるための補助的な電源として用いられるものである。具体的には、補助電源４１は、バルブ制御回路５０Ａを用いて燃料電池ユニット３０Ａの第１バルブ３６と導通状態又は非導通状態に切換えられるように構成されており、通常時は非導通状態に維持される一方、二次電池４１の出力電力が不足する場合には導通状態に切換えられ、二次電池４０に替わって第１バルブ３６に対して電力を供給するように構成されている。
【００３７】
［バルブ制御回路］
バルブ制御回路５０Ａは、圧電素子３７で発生した圧力に基づいて第１バルブ３６の開閉を制御する回路の一例である。具体的には、バルブ制御回路５０Ａは、圧電素子３７で発生した電圧が印加されることにより、非導通状態にある補助電源４１と第１バルブ３６とを導通状態にして、第１バルブ３６を開くように構成されている。
【００３８】
バルブ制御回路５０Ａは、第１の電界効果トランジスタ５１（以下、「ＦＥＴ５１」とよぶ）と、第２の電界効果トランジスタ５２（以下、「ＦＥＴ５２」とよぶ）と、第３の電界効果トランジスタ５６（以下、「ＦＥＴ５６」とよぶ）を有するラッチ回路５３とを備えている。また、バルブ制御回路５０Ａは、燃料電池３５と二次電池４０との間にＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電圧変換器）５４を有し、燃料電池３５からの出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ５４により昇圧させた後、二次電池４０及び補助電源４１に電力を供給するように構成されている。
【００３９】
なお、二次電池４０には、二次電池４０に固有のＩＤ抵抗５５が備えられている。制御部１５は、二次電池検出端子６１を通じてＩＤ抵抗５５の検出を行う。これは、二次電池４０が携帯電話機１０から取り外された状況下で、第１バルブ３６が開状態となるのを防止するためである。制御部１５は、ＩＤ抵抗５５が検出されなかった場合には二次電池４０が接続されていないと判定し、第１バルブ３６を開放しない制御を行う。
【００４０】
図４は、二次電池４０の出力電力が不足する場合にバルブ制御回路５０Ａを用いて第１バルブ３６を開放させて燃料電池３５を起動させる手順を示すフローチャートである。以下、図３及び図４を参照しながら、上記手順について説明する。なお、補助電源４１は、第１バルブ３６を開放させるのに十分な電圧を有しているものとする。
【００４１】
通常時、第１バルブ３６は閉状態に維持されている。この状態で、二次電池４０の出力電圧が所定値以下となり、第１バルブ３６を開くことができない状態にあるとする。この状態において、使用者によって燃料カートリッジ２０の供給ノズル２１が燃料供給口３１に挿入され、燃料供給口３１から燃料Ｆが所定の圧力で注入されると（ステップＳ１１）、第１流路３２に設置された圧電素子３７は、液体燃料Ｆの圧力により変形することで電圧を発生する（ステップＳ１２）。そして、圧電素子３７で発生した電圧がＦＥＴ５１のゲートに印加されることによりＦＥＴ５１がオン（導通）される。ＦＥＴ５１がオンされることで、ＦＥＴ５２のゲートがＬｏｗになり、ＦＥＴ５２がオンされる。ＦＥＴ５２がオンされると、補助電源４１と第１バルブ３６とが導通され（ステップＳ１３）、補助電源４１の電圧が第１バルブ３６に印加されることにより第１バルブ３６が開状態に切換えられる（ステップＳ１４）。
【００４２】
ここで、圧電素子３７からの電圧が０になった後も第１バルブ３６の開状態を維持するために、ラッチ回路５３が設けられている。すなわち、圧電素子３７の電圧が一瞬しか発生しない場合には、電圧が０になるとＦＥＴ５１がオフされ、ＦＥＴ５２のゲートがＬｏｗでなくなり、ＦＥＴ５２がオフされるため、第１バルブ３６が閉じるといった事態が生じてしまう。これを回避するために、図３に示すようにＦＥＴ５６からなるラッチ回路５３が設けられている。
【００４３】
ステップＳ１３においてＦＥＴ５２がオンされると、補助電源４１からラッチ回路５３のＦＥＴ５６のゲートに電圧が印加されることで、ＦＥＴ５６がオンされて、ＦＥＴ５２のゲートがＬｏｗに下がり、ＦＥＴ５２がオンし続ける。その結果、補助電源４１と第１バルブ３６との導通状態が維持されるため、第１バルブ３６は開状態に維持されることになる。
【００４４】
第１バルブ３６が開状態に維持されると、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆは燃料電池３５へ供給され、燃料電池３５で発電が開始される（ステップＳ１５）。燃料電池３５で出力された電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５４で昇圧され、二次電池４０に充電されるとともに、ダイオード５７を介して補助電源４１に充電される（ステップＳ１６）。
【００４５】
以上説明したように、本実施の形態の携帯電話機１０（電子機器）は、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆの圧力により電圧を発生させる圧電素子（圧力発生手段）３７と、圧電素子３７で発生した電圧に基づいて第１バルブ３６を閉状態から開状態に切換えるバルブ制御回路５０Ａと、バルブ制御回路５０を用いて第１バルブ３６と導通状態又は非導通状態に切換えられる補助電源４１とを備えている。そして、バルブ制御回路５０Ａでは、圧電素子３７で発生した電圧が印加されることにより補助電源４１と第１バルブ３６とが非導通状態から導通状態に切換えられ、補助電源４１の電圧が第１バルブ３６に印加されることにより第１バルブ３６が閉状態から開状態に切換えられるように構成されている。上記のように構成された携帯電話機１０によれば、二次電池４０の出力電圧が低い場合であっても、第１バルブ３６を確実に開くことができ、燃料電池３５を起動させることが可能となる。
【００４６】
また、本実施の形態の携帯電話機１０によれば、燃料電池ユニット１０に新たな部材等を追加することなく、バルブ制御回路５０Ａと補助電源４１の追加のみで第１バルブ３６を開くことができる。
【００４７】
また、本実施の形態の携帯電話機１０によれば、電圧発生手段として圧電素子３７を用いたので、軽量・コンパクトな構成であるとともに、携帯電話機１０への燃料供給時のような燃料Ｆの小さな圧力であっても電圧を確実に発生させることができる。
【００４８】
また、バルブ制御回路５０Ａは、圧電素子３７に電圧が発生しなくなった後で補助電源４１と第１バルブ３６との導通状態を維持するためのラッチ回路５３を有しているため、圧電素子３７で発生する電圧が一瞬であっても、補助電源４１と第１バルブ３６との導通状態を維持することができ、第１バルブ３６を開状態に維持することができる。
【００４９】
さらに、本実施の形態の携帯電話機１０によれば、燃料電池３５で発生した電圧を一旦二次電池４０に充電して、充電した電力を携帯電話機１０の各種負荷に供給する構成としたので、燃料電池３５で発電した電力を直接負荷に供給する場合と比べて、安定な電源で携帯電話機１０を駆動させることができる。
【００５０】
（実施の形態２）
図５は、本発明の実施の形態２における燃料電池ユニット３０Ｂとバルブ制御回路５０Ｂのブロック図である。以下、実施の形態２に係る携帯電話機について説明する。なお、実施の形態２に係る携帯電話機の基本的構成は、図１に示した携帯電話機１０と同じであるため、図１及び図２を利用して説明する。また、上記実施の形態１で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００５１】
上述した実施の形態１と同様に、実施の形態２に係る携帯電話機１０の第１筐体１１の内部には、燃料電池ユニット３０Ｂが収容されており、ヒンジ部１３の一方の端面１６には、燃料電池ユニット３０Ｂで用いる燃料Ｆを外部から取り入れるための燃料供給口３１が設けられている。また、実施の形態１と同様に、第２筐体１２の内部には、燃料電池３５で発電した電気が充電される二次電池４０及び補助電源４１と、燃料電池ユニット３０Ｂの第１バルブ３６の開閉を制御するためのバルブ制御回路５０Ｂとが収容されている。
【００５２】
燃料電池ユニット３０Ｂは、図５に示すように燃料供給口３１、第１流路３２、燃料タンク３３、第２流路３４、燃料電池３５、第１バルブ３６、圧電素子（圧力発生手段）３７に加えて、バイパス流路３８及び第２バルブ３９とを有している。
【００５３】
バイパス流路３８は、第１流路３２と第２流路３４とを接続する配管である。第２バルブ３９は、第１流路３２とバイパス流路３９との接続部に設けられ、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆを、第１流路３２とバイパス流路３８のどちらかに選択的に供給する方向切換弁として構成されている。第２バルブ３９としては、圧電バルブあるいは電磁バルブ等が用いられる。本実施の形態では、軽量且つコンパクトであることから、圧電バルブを用いている。
【００５４】
図５に示すように、圧電素子３７は、第１流路３２の内部において、燃料供給口３１と第２バルブ３９との間に設けられている。また、第１バルブ３６は、第２の流路３４において、バイパス流路３８の接続部４２と燃料タンク３３との間に設けられている。
【００５５】
第２バルブ３９がバイパス流路３８側に切換えられると、第１流路３２の上流側がバイパス流路３８と連通した状態となり、燃料タンク３３へと続く第１流路３２は遮断される。したがって、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆはバイパス流路３８に供給され、接続部４２を介して燃料電池３５に供給される。一方、第２バルブ３９が第１流路側に切換えられると、第1流路３２の上流側は、燃料タンク３３へと続く第１流路３２の下流側と連通状態となり、バイパス流路３８が遮断される。したがって、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆは燃料タンク３３に供給され、第１バルブ３６を介して燃料電池３５に供給される。なお、第２バルブ３９は、通常時においては第１流路側に切換えられた状態であり、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆは燃料タンク３３に供給されるようになっている。
【００５６】
第１バルブ３６は、充電時以外は閉状態に維持されており、二次電池４０から電力が供給されることにより閉状態から開状態に切換えられるようになっている。したがって、二次電池４１の出力電圧が不足し、且つ、燃料タンク３３に燃料Ｆが貯留されていない場合には、第１バルブ３６に電力が供給されなくなり、閉状態にある第１バルブ３６を開くことができなくなるといった事態が生じる。そのため、本実施の形態では、このような非常時に燃料供給口３１から燃料Ｆが供給された場合に、燃料Ｆの圧力により圧電素子３７で電圧を発生させ、この電圧を第２バルブ３９に対して印加することにより、第２バルブ３９をバイパス流路３８側に切換えるようにしている。そして、燃料Ｆをバイパス流路３８を介して燃料電池３５に供給し、燃料電池３５で発生した電圧を第１バルブ３６に印加することにより、第１バルブ３６を閉状態から開状態に切換える。
【００５７】
二次電池４０は、実施の形態１と同様に、携帯電話機１０の主電源を成すものであり、携帯電話機１０の各種負荷に対して電力を供給する。また、二次電池４０は、燃料電池ユニット３０Ｂにおける第１バルブ３６に対して電力を供給することにより第１バルブ３６を開閉させる。
【００５８】
補助電源４１は、実施の形態１と同様に、通常時において携帯電話機１０の各種負荷に対して電力を供給するものではなく、二次電池４０の出力電力が不足した場合の補助的な電源として用いられるものである。
【００５９】
バルブ制御回路５０Ｂは、第４の電界効果トランジスタ５８（以下、「ＦＥＴ５８」とよぶ）と、第２の電界効果トランジスタ５２（ＦＥＴ５２）とを有している。また、バルブ制御回路５０Ｂは、燃料電池３５と二次電池４０との間にＤＣ／ＤＣコンバータ（直流電圧変換器）５４を有し、燃料電池３５からの出力電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ５４により昇圧し、二次電池４０及び補助電源４１に電力を供給するように構成されている。
【００６０】
図６は、実施の形態２におけるバルブ制御回路５０Ｂを用いて燃料電池３５を起動させる手順を示したフローチャートである。以下、図５及び図６を参照しながら、上記手順について説明する。
【００６１】
通常時、第１バルブ３６は閉状態に維持され、第２バルブ３９は第１流路側に切換えられた状態に維持されている（ステップＳ２１）。この状態で、二次電池４０の出力電圧が所定値以下となり、第１バルブ３６を開くことができない状態にあるとする。制御部１５は、二次電池検出端子６１を通じて二次電池４０が接続されていないと判定した場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、第１バルブ３６を閉状態に維持するとともに、第２バルブ３９を第１流路側に切換えた状態を維持し、第１バルブ３６を開放しない制御を行う。一方、二次電池４０が接続されている場合には（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、制御部１５は補助電源４１の電池残量の有無を判定する。補助電源４１の電池残量が予め設定された閾値を下回る場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、バルブ制御回路５０Ｂを用いて第１バルブ３６を開放する制御を行う。
【００６２】
この状態において、使用者によって燃料カートリッジ２０の供給ノズル２１が燃料供給口３１に挿入され、燃料供給口３１から燃料Ｆが所定の圧力で注入されると（ステップＳ２４）、第１流路３２に設置された圧電素子３７が燃料Ｆの圧力により変形することにより電圧が発生し（ステップＳ２５）、圧電素子３７からの電圧がＦＥＴ５８のソースに印加される。このとき、補助電源４１の電圧が所定値以下であり、ＦＥＴ５８のゲートはＬｏｗになっている。このため、圧電素子３７が発生した電圧は、ＦＥＴ５８のソースからゲートを通って第２バルブ３９に印加される。これによって、第２バルブ３９は第１流路側からバイパス流路側に切換えられる（ステップＳ２６）。その結果、燃料Ｆはバイパス流路３８に供給され、接続部４２を介して燃料電池３５に供給され、燃料電池３５で発電が開始される（ステップＳ２７）。燃料電池３５で発生した電圧はＤＣ／ＤＣコンバータ５４で昇圧された後、ダイオード５７を介してＦＥＴ５２のソースに印加される。ここで、ＦＥＴ５２のゲートはＬｏｗになっている。このため、燃料電池３５の電圧は、ＦＥＴ５２のソースからゲートを通って第１バルブ３６に印加され、その結果、第１バルブ３６が開く（ステップＳ２８）。
【００６３】
またＦＥＴ５８のゲートに対して燃料電池３５の電圧が印加されることで、ＦＥＴ５８のゲートがｈｉｇｈになるから、ＦＥＴ５８はオフ（非導通）される。ＦＥＴ５８がオフされることで、第２バルブ３９はバイパス流路側から第１流路側に切換えられる。その結果、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆは、バイパス流路３８ではなく、第１流路３４から燃料タンク３３へと供給され、開状態の第１バルブ３６を通過した後、燃料電池３５に供給されることになる。そして、燃料電池３５で発電した電力はＤＣ／ＤＣコンバータ５４で昇圧された後、二次電池４０及び補助電源４１に充電される（ステップＳ２９）。
【００６４】
燃料電池３５で発生した電力が充電され、補助電源４１の電池残量が予め設定された閾値に達すると（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、通常の充電モードに移行する。すなわち、燃料供給口３１から燃料Ｆが供給されると（ステップＳ３０）、燃料タンク３３を経て燃料電池３５に供給されて発電が行われ（ステップＳ３１）、発電した電力は二次電池４０及び補助電源４１に充電される（ステップＳ３２）。
【００６５】
以上説明したように、実施の形態２の携帯電話機（電子機器）１０は、第１流路３２と第２流路３４とを接続するバイパス流路３８と、第１流路３２とバイパス流路３８との接続部に設けられ、燃料供給口３１から供給される燃料Ｆを第１流路３２とバイパス流路３８のどちらかに選択的に供給する第２バルブと、第１流路３２において燃料供給口３１と第２バルブ３９との間に設けられる圧電素子３７と、圧電素子３７で発生した電圧に基づいて第１バルブ３６を閉状態から開状態に切換えるバルブ制御回路５０Ｂとを備えている。そして、バルブ制御回路５０Ｂでは、圧電素子３７で発生した電圧を第２バルブ３９に印加することにより第２バルブ３９をバイパス流路３８側に切換え、バイパス流路３８を介して燃料Ｆを燃料電池３５に供給することにより燃料電池３５で発電させ、この発電により発生した電圧を第１バルブ３６に印加することにより第１バルブ３６を閉状態から開状態に切換えるように構成されている。上記のように構成された携帯電話機１０によれば、二次電池４０と補助電源４１の両方の電圧が低く、二次電池４０及び補助電源４１のどちらからも第１バルブ３６に対して電圧を供給することができない場合であっても、第１バルブ３６を確実に開くことができるようになり、燃料電池３５を起動させることが可能となる。
【００６６】
また、実施の形態２の携帯電話機１０によれば、実施の形態１で用いたラッチ回路が不要であり、バルブ制御回路を比較的簡易な構成とすることができ、また、補助電源４１等の他の電源を用いなくても第１バルブ３６を開くことができる。
【００６７】
また、実施の形態２の携帯電話機１０においても、電圧発生手段として圧電素子３７を用いたので、軽量・コンパクトな構成であるとともに、小さな圧力で電圧を確実に発生させることができる。
【００６８】
さらに、実施の形態２の携帯電話機１０においても、燃料電池３５で発生した電圧を一旦二次電池４０に充電して、充電した電力を携帯電話機１０の各種負荷に供給する構成としたので、燃料電池３５で発電した電力を直接負荷に供給する場合と比べて、安定な電源で携帯電話機１０を駆動させることができる。
【００６９】
なお、本発明で用いるバルブ制御回路は、圧電素子３７で発生した電圧に基づいて第１バルブ３６を閉状態から開状態に切換えることを要旨とするものであり、上述した実施の形態１におけるバルブ制御回路５０Ａ及び実施の形態２におけるバルブ制御回路５０Ｂの構成はあくまでも一例であり、これらに限定されないのはもちろんである。すなわち、上記の要旨を逸脱しない範囲で、バルブ制御回路の構成及び第１バルブ３６及び第２バルブ３９の配置を変更した場合についても、本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７０】
以上のように、本発明に係る電子機器は、燃料電池を搭載した携帯電話機、ＰＨＳ、ＰＤＡ、ポータブルナビゲーション装置、ノートパソコン等に適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０    携帯電話機（電子機器）
１１    第１筐体
１２    第２筐体
１５    制御部
３０Ａ，３０Ｂ    燃料電池ユニット
３１    燃料供給口
３２    第１流路
３３    燃料タンク
３４    第２流路
３５    燃料電池
３６    第１バルブ
３７    圧電素子（電圧発生手段）
３８    バイパス流路
３９    第２バルブ
４０    二次電池
４１    補助電源
５０Ａ，５０Ｂ    バルブ制御回路
５３    ラッチ回路
Ｆ      液体燃料
【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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【図６】
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