(57)【要約】【課題】燃料電池システムに於ける微細流体流路内の温度或いは圧力の異常検出精度を向上させると共に、圧力調整弁を保護可能な水素吸蔵合金筐体を用いた燃料電池システム及び該燃料電池システムを用いた端末用機器を提供することである。【解決手段】水素吸蔵合金容器６０と燃料電池セル６９の間に、第１、第２の開閉弁６１、６２、第１、第２の検出用圧力センサ６３、６４、第１、第２の圧力調整弁６７、６８を配置し、第１、第２の開閉弁６１、６２または第１、第２の検出用圧力センサ６３、６４と第１、第２の安全弁６５、６６を直接接続する。水素吸蔵合金容器６０に接続した第１の配管と燃料電池セル６９に接続した第２の配管の間に、少なくとも１系統の微細流路と、該流路近傍または端末機器に具備した温度センサを有し、該温度センサの出力に応じて、異常発生時に使用していた開閉弁は開放したまままたは閉じて安全弁を開放する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素吸蔵合金容器と燃料電池セルの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配置されて成る微細流体流路で、且つ、上記開閉弁若しくは上記検出用圧力センサと安全弁とを直接接続して配置し、上記水素吸蔵合金容器に接続した第１の配管から上記燃料電池セルに接続した第２の配管までに、少なくとも１系統の微細流体流路と、温度センサを有する燃料電池システムに於いて、
上記流路近傍に配置した温度センサの出力に応じて、異常発生時に使用していた上記開閉弁を開閉状態若しくは閉じた後、上記安全弁を開放することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
水素吸蔵合金容器と燃料電池セルの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配置されて成る微細流体流路で、且つ、上記開閉弁若しくは上記検出用圧力センサと安全弁とを直接接続して配置し、上記水素吸蔵合金容器に接続した第１の配管から上記燃料電池セルに接続した第２の配管までに、少なくとも１系統の微細流体流路及び補助の微細流体流路と、温度センサを有する燃料電池システムに於いて、
上記流路近傍に配置した上記温度センサの出力に応じて、上記何れかの微細流体流路の開閉弁を閉じて上記補助の微細流体流路の安全弁を開放することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項３】
上記温度センサ及び上記圧力センサの出力には、リトライ動作が含まれることを特徴とする請求項１若しくは２に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
上記開閉弁、上記検出用圧力センサ、上記圧力調整弁が形成されるものでガラス基板と接合するシリコン基板を更に具備し、
上記シリコン基板は、上記ガラス基板上に微細流体流路用の下層を形成する第１のシリコン基板と、上記微細流体流路用の上層を形成する第２のシリコン基板とを有し、該第２のシリコン基板に上記検出用圧力センサと、上記圧力調整弁と、上記安全弁とを配置し、
上記ガラス基板に上記第１及び第２のシリコン基板を介して温度センサを配置したことを特徴とする請求項２に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧力−残量線図を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池セルとの間に配置された切り替えスイッチと、
を具備することを特徴とする請求項４に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
上記デバイス負荷部を載置した電子機器載置ユニットを更に具備することを特徴とする請求項５項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
請求項４に記載の燃料電池システムに、
更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧力−残量線図を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池セルとの間に配置された切り替えスイッチと、
を具備することを特徴とする燃料電池システムを用いた端末用機器。
【請求項８】
上記デバイス負荷部を載置した電子機器載置ユニットであることを特徴する請求項７に記載の燃料電池システムを用いた端末用機器。
【請求項９】
水素吸蔵合金容器と燃料電池セルとの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配且されて成る微細流体流路で、且つ、上記開閉弁若しくは上記検出用圧力センサと安全弁とを直接配置し、上記水素吸蔵合金容器に接続した第１の配管から上記燃料電池セルに接続した第２の配管までに、少なくとも１系統の微細流体流路及び補助の微細流体流路から成る燃料電池システムと、２次電池と、ユニット用温度センサと、制御回路とを具備した端末用機器に於いて、
上記制御回路は、上記ユニット用温度センサの出力信号に基づいて上記燃料電池システム内が温度異常と判断したとき、使用中の上記開閉弁を開放状態若しくは閉じた後、上記安全弁を開放することを特徴とする端末用機器。
【請求項１０】
水素吸蔵合金容器と燃料電池セルとの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配置されて成る微細流体流路で少なくとも１系統の微細流体流路及び補助の微細流体流路を有する燃料電池システムと、２次電池と、ユニット用温度センサと、制御回路とを具備した端末用機器に於いて、
上記制御回路は、上記ユニット用温度センサの出力信号に基づいて上記燃料電池システム内が温度異常と判断したとき、使用中の上記開閉弁を閉じた後、上記何れかの微細流体流路の開閉弁を閉じて上記補助の微細流体流路の安全弁を開放することを特徴とする端末用機器。
【請求項１１】
デバイス負荷部を更に具備し、
上記制御回路は、上記ユニット用温度センサの出力信号に基づいて上記燃料電池システムと上記デバイス負荷部を遮断することを特徴とする請求項９若しくは１０に記載の端末用機器。
【請求項１２】
上記ユニット用温度センサは、電池収納室近傍、ディスクの近傍または撮像素子の近傍やレンズ駆動回路用ＩＣチップに配置されたことを特徴とする請求項９若しくは１０に記載の端末用機器。
【請求項１３】
電子機器載置ユニットを更に具備することを特徴とする請求項１１若しくは１２に記載の端末用機器。
【請求項１４】
上記電子機器載置ユニットには、上記燃料電池システムと、充電制御回路を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の端末用機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯用電子機器等に水素等の燃料電池を電源とする燃料電池システム及び該燃料電池システムを用いた端末用機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯用電話機、携帯情報端末機（Personal Digital Assistants :ＰＤＡ）、オーディオプレーヤといった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【０００３】
本発明は、水素吸蔵合金材料を適用した水素吸蔵合金容器及びそれを用いた燃料電池システムに関するもので、特に携帯機器用に使用する燃料電池システムが提案されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１に記載された超小型減圧流量制御装置が、開閉弁と流体を流して流体の圧力を低減させる第１微細流体流路と、第１微細流体流路からの流体を流すためのＮ本（Ｎは２以上の整数）の第２微細流体量路と、各微細流体流路にそれぞれ設けられたマイクロバルブと、各微細流体流路からの流体を合流させて外部へ排出するための流体集積流路とを備えている。
【０００５】
更に、第１微細流体流路に、或いは第２微細流体流路に設けられ、温度の上昇に応じて熱膨張して各微細流体流路の断面積を減少させる温度補償部材が配置されている。
【０００６】
また、下記特許文献２には、燃料タンクから途中で枝分かれした燃料導入路により複数の燃料電池セル個々に燃料を供給する燃料電池の燃料供給装置であって、前記複数のセル個々に対応する複数の圧電式や電磁型の燃料バルブを備え、この出力側の燃料導入路が前記燃料電池セルに接続され、この入力側の燃料導入路が１つにまとまって１つの燃料ポンプと接続している燃料供給装置が開示されている。
【０００７】
更に、下記特許文献３には、タンク内温度または水素圧力が所定値以上のとき、水素吸蔵容器１から外部へ水素を逃がす水素逃がし弁５１がある装置が記載されている。そして、水素吸蔵合金２から配管経路Ａ５、１次圧力検知３０、圧力調節機構２０、２次圧力検知機構３１及び燃料電池セル３へ通じる配管経路Ｂ５が、この順に配列されている。
【特許文献１】特開２００６−２４０２８号公報
【特許文献２】特開２００６−１６４８７２号公報
【特許文献３】特開２００４−３６２７８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、例えば、特許文献１及び２に記載されたような、小刀微小流量を制御する水素吸蔵材料及びそれを貯蔵する容器を具備する小型燃料電池システムに於いては、以下のような問題点を有している。
【０００９】
上記微小流量制御装置に於いては、マイクロバルブをもちいれば小型化が可能であるが、圧力調節を行うマイクロバルブ弁は、一般的には流路開口が小さく、圧力調節機構への負荷が大きく、高い圧力の流体を制御できないことがある。これらを解決するために、上記特許文献１では、第１微細流路に寝或いは第２微細流路に、温度の上昇に応じて熱膨張して各微細流体流路の断面積を減少させる温度補償部材が設けられている。しかしながら、燃料電池システムを装着した装置本体では、外部環境（燃料電池システムを用いた端末用機器を使用したとき）による温度の変化が大きく、水素ガスに於ける流体温度の状況をコントロールすることが極めて難しいものとなっている。
【００１０】
一方、上記特許文献２の装置には、燃料ポンプ３５と複数の燃料電池セル３１から３４との間に、バルブ１から４が配置されている。そして、燃料ポンプ駆動回路３７から燃料ポンプ３５に供給されるパルスにより駆動されているときに、バルブ１から４の何れかが選ばれ、例えば、バルブ４が開くと燃料電池セル３４に送り込まれる燃料の量が制御されるようになっている。このように燃料ポンプ３５に供給されるパルス数を基準として、バルブ１から４の切り替えが行われる。しかしながら、圧力調節を行うマイクロバルブ弁については記載がされていないものであった。
【００１１】
更に、上記特許文献３に記載の配管経路には、水素逃がし弁５１が含まれていないが、同一基板上に配置されている。そのため、水素吸蔵容器内の温度または圧力が下がるのを待ちながら、その間、マイクロバルブである圧力調節機構２０に負担がかかるという問題を有している。
【００１２】
更に、電子機器に設けられた撮像素子や記録媒体の近傍（に於ける急激な温度上昇による画像データの記録不可）の温度異常が発生した時に燃料電池システム制御を怠ると電池の消費が無駄となる。
【００１３】
したがって、本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料電池システムに於ける微細流体流路内の温度或いは圧力の異常検出精度を向上させると共に、圧力調整弁を保護することが可能な水素吸蔵合金筐体を用いた燃料電池システム及び該燃料電池システムを用いた端末用機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち請求項１に記載の発明は、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配置されて成る微細流体流路で、且つ、上記開閉弁若しくは上記検出用圧力センサと安全弁とを直接接続して配置し、上記水素吸蔵合金容器に接続した第１の配管から上記燃料電池セルに接続した第２の配管までに、少なくとも１系統の微細流体流路と、温度センサを有する燃料電池システムに於いて、上記流路近傍に配置した温度センサの出力に応じて、異常発生時に使用していた上記開閉弁を開閉状態若しくは閉じた後、上記安全弁を開放することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配置されて成る微細流体流路で、且つ、上記開閉弁若しくは上記検出用圧力センサと安全弁とを直接接続して配置し、上記水素吸蔵合金容器に接続した第１の配管から上記燃料電池セルに接続した第２の配管までに、少なくとも１系統の微細流体流路及び補助の微細流体流路と、温度センサを有する燃料電池システムに於いて、上記流路近傍に配置した上記温度センサの出力に応じて、上記何れかの微細流体流路の開閉弁を閉じて上記補助の微細流体流路の安全弁を開放することを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１若しくは２に記載の発明に於いて、上記温度センサ及び上記圧力センサの出力には、リトライ動作が含まれることを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項２に記載の発明に於いて、上記開閉弁、上記検出用圧力センサ、上記圧力調整弁が形成されるものでガラス基板と接合するシリコン基板を更に具備し、上記シリコン基板は、上記ガラス基板上に微細流体流路用の下層を形成する第１のシリコン基板と、上記微細流体流路用の上層を形成する第２のシリコン基板とを有し、該第２のシリコン基板に上記検出用圧力センサと、上記圧力調整弁と、上記安全弁とを配置し、上記ガラス基板に上記第１及び第２のシリコン基板を介して温度センサを配置したことを特徴とする。
【００１８】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧力−残量線図を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池セルとの間に配置された切り替えスイッチと、を具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明に於いて、上記デバイス負荷部を載置した電子機器載置ユニットを更に具備することを特徴とする。
【００２０】
請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の発明に於いて、更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧力−残量線図を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池セルとの間に配置された切り替えスイッチと、を具備することを特徴とする。
【００２１】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、上記デバイス負荷部を載置した電子機器載置ユニットであることを特徴する。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルとの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配且されて成る微細流体流路で、且つ、上記開閉弁若しくは上記検出用圧力センサと安全弁とを直接配置し、上記水素吸蔵合金容器に接続した第１の配管から上記燃料電池セルに接続した第２の配管までに、少なくとも１系統の微細流体流路及び補助の微細流体流路から成る燃料電池システムと、２次電池と、ユニット用温度センサと、制御回路とを具備した端末用機器に於いて、上記制御回路は、上記ユニット用温度センサの出力信号に基づいて上記燃料電池システム内が温度異常と判断したとき、使用中の上記開閉弁を開放状態若しくは閉じた後、上記安全弁を開放することを特徴とする。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルとの間に、開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁が配置されて成る微細流体流路で少なくとも１系統の微細流体流路及び補助の微細流体流路を有する燃料電池システムと、２次電池と、ユニット用温度センサと、制御回路とを具備した端末用機器に於いて、上記制御回路は、上記ユニット用温度センサの出力信号に基づいて上記燃料電池システム内が温度異常と判断したとき、使用中の上記開閉弁を閉じた後、上記何れかの微細流体流路の開閉弁を閉じて上記補助の微細流体流路の安全弁を開放することを特徴とする。
【００２４】
請求項９または１０に記載の発明に於いては、温度センサを持たない燃料電池システムを端末用機器に装着したときにも使用することができ、温度制御回路を簡素化することができる。
【００２５】
請求項１１に記載の発明は、請求項９若しくは１０に記載の発明に於いて、デバイス負荷部を更に具備し、上記制御回路は、上記ユニット用温度センサの出力信号に基づいて上記燃料電池システムと上記デバイス負荷部を遮断することを特徴とする。
【００２６】
請求項１１に記載の発明によれば、制御回路はデバイス負荷部で急激な温度異常が発生したときに上記ユニット用温度センサの出力信号に基いて上記燃料電池システムと上記デバイス負荷部を遮断することで、燃料電池システムの電力消費を抑制することができる。
【００２７】
請求項１２に記載の発明は、請求項９若しくは１０に記載の発明に於いて、上記ユニット用温度センサは、電池収納室近傍、ディスクの近傍または撮像素子の近傍やレンズ駆動回路用ＩＣチップに配置されたことを特徴とする。
【００２８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１１若しくは１２に記載の発明に於いて、電子機器載置ユニットを更に具備することを特徴とする。
【００２９】
請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の発明に於いて、上記電子機器載置ユニットには、上記燃料電池システムと、充電制御回路を備えたことを特徴とする。
【００３０】
請求項１４に記載の発明に於いては、電子機器載置ユニットには、上記燃料電池システムと、充電制御回路を備えたことで、ユーザがＡＣアダプタを使用することができない野外活動に於いて、２次電池に自動的に充電することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、燃料電池システムに於ける微細流体流路内の温度或いは圧力の異常検出精度を向上させると共に、圧力調整弁を保護することが可能な水素吸蔵合金筐体を用いた燃料電池システム及び該燃料電池システムを用いた端末用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】
【００３２】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００３３】
（第１の実施形態）
図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す断面図である。
【００３４】
図１（ａ）に於いて、燃料電池システム１０は、燃料電池セル２０へ水素を供給する際の水素圧力を水素吸蔵合金の平衡圧力以下に調整する機能を有する圧力調整機構が第２のシリコン基板１４上に形成された水素流路の上層と、第１のガラス基板１１上に形成された第１のシリコン基板１３により設けられた水素流路の下層とが、水素吸蔵合金容器筐体１８に設けられて構成されている。
【００３５】
第１のガラス基板１１上には、第１のシリコン基板１３及び第２のシリコン基板１４が配置されている。第１のガラス基板１１上に載置された第２のシリコン基板１４には、温度センサ１５や振幅信号増幅回路用のヘッドアンプチップ（ＨＡチップ）１６が埋め込まれている。一方、第１のシリコン基板１３上の第２のシリコン基板１４には、第１のガラス基板１１を介して水素吸蔵合金容器１７に延出された配管経路Ａ２１と、第２のガラス基板１２及び断熱部材１９を介して燃料電池セル２０に延出された配管経路Ｂ２２が設けられている。これら配管経路Ａ２１及び配管経路Ｂ２２は、燃料電池セル２０に水素を供給するために接続されている。
【００３６】
上記第２のガラス基板１２は、第１のガラス基板１１との空間に配置された各圧力センサや圧力調整弁の素子が静電破壊を防止するため、第１のガラス基板１１と平行に位置するように図示されない保持板に接着されている。燃料電池セル２０は水素を燃料として電力を供給するもので、導電性粉体を芯材とし、この芯材を不織布から成る袋中に封入し、外皮で被覆した真空断熱材である断熱部材１９を介して第２のガラス基板１２が密着されている。この真空断熱材を用いるときは、断熱部材１９の厚みが数ｍｍとなるために、第２のガラス基板１２を用いずに直接、真空断熱材を水素吸蔵合金筐体１８に接着することが望ましい。
【００３７】
また、水素吸蔵合金容器１７及び水素吸蔵合金筐体１８には、水素補給口２４が設けられている。この水素補給口２４は、着脱式で接続することにより弁が開くような機構を有している。そして、水素補給口２４に、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル等の孔質によって水素を発生する水素発生器等の水素補給ボンベが接続されて注入されることによって、水素吸蔵合金容器１７内の水素吸蔵合金へ水素が補給、貯蔵される。
【００３８】
水素吸蔵合金容器１７は、厚み方向の長さが短い直方体形状を呈し、厚み方向の水素吸蔵合金容器１７上に、燃料電池セル２０が密着して配置されている。水素吸蔵合金容器筐体１８の外形寸法の一例として、矩形形状した水素吸蔵合金容器筐体１８を構成する材料としては、水素吸蔵合金容器１７の圧力に耐えるように、アルミニウム或いはステンレス等の金属が用いられる。水素吸蔵合金容器筐体１８の外表面は、アルミニウムの場合は多数の溝加工等により冷却用のフィン２６が複数形成されている。
【００３９】
また、燃料電池セル２０や第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２との間には、空気吸引口２５が挿入されている。空気吸引口２５は、端子用基板３０が取り付けられた水素吸蔵合金筐体１８の一面を除くフィン２６の溝部に開口を設けることにより、携帯用機器を挿入時に端子用基板３０の端子に押圧するための板ばね部材（図示せず）に妨げられることなく、空気吸引することができる。また、燃料電池セル２０と第２のガラス基板１２との間に断熱部材１９を介することで、燃料電池セル２０から発生する熱を遮断することができ、第２のシリコン基板１４上に配置した温度センサ１５の誤検出を防ぐことができる。更に、上記端子用基板３０にはピン端子２９が結合されている。上記ピン端子２９、温度センサ１５、ＨＡチップ１６や中継端子基板は、ボンディングワイヤ２８によって接続されている。
【００４０】
また、上記端子用基板３０には、図１（ｂ）に示されるように、後述する温度センサ、検出用圧力センサ、圧力調節弁から制御回路へ送信する信号線３１ａ〜３１ｈと、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線と安全弁、検出用圧力センサと圧力調節弁へ電力供給する駆動線３２ａ〜３２ｈのそれぞれ８本の端子が設けられている。同一端子用基板上に異なる２組の電力供給する駆動線を配置することで、燃料電池システム内の配線の引き回しをすることなく、組み立て工数を削減することができ、燃料電池システム内を簡素化することができる。尚、上記第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２の間は、圧力調整機構として構成されている。
【００４１】
水素吸蔵合金の平衡圧力は水素吸蔵合金の温度によっても変化し、温度上昇に伴って平衡圧力も増加する。例えば、ＡＢ５型のＬａＮｉ５を主成分とする水素吸蔵合金を用いた場合、使用環境が０〜４５℃程度であることを想定し、平衡圧力が０℃で常圧以上、４５℃で０．６ＭＰａ、そして６０℃で１．０ＭＰａを越えないように２０℃の平衡圧力が０．２５〜０．３５ＭＰａ程度の水素吸蔵合金用材料を用いると好適である。水素吸蔵合金容器筐体１８は、燃料電池セル２０と組み合わされ、水素吸蔵容器１７から燃料電池セル２０への経路が一体化されることにより、本実施形態の燃料電池システムとなる。上記温度センサ１５は、こうした水素吸蔵合金容器筐体１８内の温度を測定するために設けられている。
【００４２】
図２は、図１（ａ）に示された燃料電池システム１０の圧力調整機構の部分の詳細な構成を示す断面図である。
【００４３】
図２に於いて、第１のガラス基板１１は、水素吸蔵合金容器１７上に、傾き調整部材３３及びＯリング（パッキン材）３４を介して配置されている。そして、第２のシリコン板１４及び温度センサ１５上には第３のシリコン基板３５が配置されている。尚、ここでは第３のシリコン基板３５としているが、図１（ａ）に示されるように第２のシリコン基板１４としてもよい。
【００４４】
第２のシリコン基板１４上の上部位置には、ダイヤフラム４１に接合された可動側の駆動電極板４３が設けられている。また、中継端子基板４５には固定側の駆動電極板４４が設けられている。この可動側駆動電極板４３と固定側駆動電極板４４は、対向する位置に配置され、静電容量変化を検出するように１組として構成されている。この場合には、図示されないが、２組の駆動電極板を配置するとよい。
【００４５】
下面側に流路を形成する第１のシリコン基板１３と検出用圧力センサとの間には空洞部４２を有している。この空洞部４２の内表面には、第２のシリコン基板１４がガス等で腐食するのを保護するための保護膜４０が形成されている。
【００４６】
一方、第３のシリコン基板３５には上面には、水晶発振器を用いた正弦波電圧回路３８と振幅検出回路用のＩＣチップ３６が結合されている。更に、第３シリコン基板３５の上側には、複数のピン端子２９ａが結合されている。第３のシリコン基板３５の下部には、温度センサ１５が固着され、その両サイドはリード線用の貫通した孔が形成されている。
【００４７】
以上のＩＣチップや中継端子基板、複数のピン端子は、ボンディングワイヤ群２８ａ（ボンディングワイヤ２８）で接続されている。動作は発振回路の強制振動するダイヤフラム４１に圧力が加圧したり減圧すると、その出力信号に応じた振幅を検出する検出回路を用いたものである。
【００４８】
尚、水素吸蔵合金筐体と開閉弁との間に細い配管（キャピラリー）を配置すると、水素が通過する際の圧力損により圧力調整弁駆動時の圧力を下げるものであるため、圧力調整器が負荷を低減することもできる。
【００４９】
図３は、第１の実施形態に於ける２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【００５０】
図３（ａ）に於いて、上述した水素吸蔵合金筐体１８内には水素吸蔵合金容器５０を有している。この水素吸蔵合金容器５０からは、図示されない配管経路Ａを介して開閉弁５１、検出用圧力センサ５２、更に安全弁５３、圧力調整弁５４及び補助用圧力調整弁５５が配置されている。圧力調整弁５４及び補助用圧力調整弁５５は、図示されない配管経路Ｂを介して燃料電池セル５６に接続されている。
【００５１】
開閉弁５１は、配管経路Ａに接続された際に開き、接続が解除された際に閉じる弁機構を兼ね備えた水素補給の開閉弁である。安全弁５３は、検出用圧力センサ５２と外気口との間に接続され、公知技術である静電駆動方式のマイクロバルブや熱変形導電材料（例えば、形状記憶合金材料）のダイヤフラムによる構成であり、オン（弁が開く）やオフ（弁が閉じる）が可能なスイッチ機能を有している。
【００５２】
また、図３（ｂ）に於いて、水素吸蔵合金容器６０からは、図示されない配管経路Ａを介して第１及び第２の開閉弁６１及び６２、第１及び第２の検出用圧力センサ６３及び６４が配置されている。そして、第１及び第２の検出用圧力センサ６３及び６４と外気口との間には、第１及び第２の安全弁６５及び６６が配置されている。また、第１及び第２の検出用圧力センサ６３及び６４と燃料電池セル６９の間には、第１及び第２の圧力調整弁６７及び６８が配置されている。
【００５３】
次に、水素吸蔵合金容器への水素の補給と燃料電池セル駆動時の動作について説明する。
【００５４】
図３（ｂ）を参照すると、図示されていない水素補給時には、水素吸蔵合金容器６０は着脱式で接続することにより弁が開くような機構を有する水素補給口に、上述した水素補給ボンベが接続され、水素補給口を介して水素吸蔵合金容器６０内の水素吸蔵合金へ水素が補給、貯蔵される。補給された水素は水素吸蔵合金中に貯蔵される他、配管経路、更に開閉弁以降は遮断された状態で、第１及び第２の開閉弁６１及び６２から燃料電池セル６９までの配管経路に残量の水素ガスが存在する。端末用機器の電源スイッチがオンされると第１及び第２の開閉弁６１及び６２が開き、水素吸蔵合金に貯蔵されたが圧力調整弁まで供給されて残量の水素ガスと混合され、水素吸蔵合金内の内圧と同じとなる。
【００５５】
次に、第１及び第２の検出用圧力センサ６３及び６４の検出器からの出力信号を、図示されないメモリ（ＲＯＭ）に格納されたテーブル表（例えば、図１０（ａ）の表）に換算して圧力調整弁を開く。水素燃料電池セル動作時は、燃料電池セル６９への水素ガス圧が０．１ＭＰａになると燃料電池セル６９が動作を開始する。消費された水素を補給すべく水素吸蔵合金に貯蔵された水素が、図３（ａ）に示される例（Ａ社）では開閉弁があり、この開閉弁５１から、検出用圧力センサ５２、圧力調整弁５４を順次経由して燃料電池セル５６に供給される。燃料電池セル５６側の水素圧力を一定に保持しながら燃料電池セル５６が継続的に動作して、図示されていない端末用機器等に安定に電力を供給する。この場合、検出用圧力センサ５２と安全弁５１とは直接接続されている。尚、図１０（ａ）の表には水素吸蔵合金種類、水素吸蔵量、安全弁と流路数、電気容量、管内圧力限界値、圧力センサ感度、製造年月等の管理する管理データが格納されている。更に、表１に基づいて、圧力調整弁の放出流量の演算をする場合は、検出用圧力センサから出力される実測値と圧力調整弁から出力される実測値の差圧を求めることにより検出できる。
【００５６】
本実施形態では、高圧水素ガスによる圧力調整弁にかかる負荷を軽減するために、図３（ｂ）に示される例（Ｂ社）では複数（ここでは２個）の開閉弁６１、６２と検出用圧力センサ６３、６４、圧力調整弁６７、６８が並列に配置されている。第１及び第２の検出用圧力センサ６３及び６４が、それぞれの第１及び第２の安全弁６５及び６６と直接接続されている。そして、第１及び第２の安全弁６５及び６６は外気口に接続されている。第１及び第２開閉弁６４及び６２と第１及び第２の安全弁６５及び６６は公知技術である静電駆動方式のマイクロバルブや熱変形導電材料（例えば、形状記憶合金材料）から構成された、オン（弁が開く）やオフ（弁が閉じる）が可能なスイッチ機能を有したダイヤフラムの動作で、それぞれの弁が開く。尚、他の例（Ｃ社）として、第２の安全弁を使用しない場合には、ダミー用として形成されている。
【００５７】
ここで、Ｂ社の場合には、水素ガスが分圧される所定時間後、検出用圧力センサが所望値になると第１の開閉弁６１は閉じ、第２の開閉弁６２を開いた後、第２の検出用圧力センサ６４が監視を行う。第１及び第２の開閉弁６５及び６６は検出用圧力センサの監視の基にオン・オフ動作を繰り返す。検出用圧力センサが所望の水素ガス圧になると、圧力調整弁が制御を開始し、燃料電池セル内では０．１ＭＰａ圧になるように制御する。更に、圧力調整弁を保護するために複数の開閉弁を同時に使用することも可能である。
【００５８】
このようなオン・オフ動作を繰り返す構成に於いては、ＣＰＵやアナログスイッチ等のチップが第２のシリコン基板に埋め込まれていることが望ましい。
【００５９】
図４は、第１の実施形態に於ける更に他の２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【００６０】
図４（ａ）に示される構成例のＤ社の燃料電池システムでは、第１及び第２の開閉弁６１及び６２の弁動作に同期して補助バルブ７０も開閉する。この燃料電池システムは、燃料タンクである水素吸蔵合金容器６０と燃料電池セル６９間を配管経路で接続した主の微細流体流路である第１及び第２の開閉弁６１及び６２と第１及び第２の圧力調整弁６７及び６８を有している。また、水素吸蔵合金容器６０と燃料電池セル６９間には、副の微細流体流路の補助バルブ７０、補助検出用圧力センサ７１も、順に配置されている。加えて、上記補助検出用圧力センサ７１と安全弁７２とが直接接続されている。
【００６１】
温度センサの出力及び管内の補助検出用圧力センサ７１の出力が、予め決まられた基準データ（ユニット毎のベンダや水素の種別による管内温度限界値や管内圧力限界値所定値）に基づいて安全弁７２を開き、補助バルブ７０を開放のまま、水素吸蔵合金容器６０からの水素ガスを外部へ放出する。異常発生時に使用していた開閉弁（第１または第２の開閉弁６１または６２の何れか）を開放することで、第１及び第２のマイクロバルブである（第１及び第２の）圧力調整弁（６７及び６８）を保護することができる。
【００６２】
また、図４（ｂ）に示される構成例のＥ社の燃料電池システムでは、燃料タンクである水素吸蔵合金６０と第１、第２及び第３の開閉弁６１、６２及び７３との間に補助バルブ７０を介在させ、燃料電池セル動作に同期して補助バルブ７０も開閉するようにしている。この補助バルブ７０の開閉後に、第１、第２及び第３の開閉弁６１、６２及び７３が開く。また、上記補助バルブ７０と燃料電池セル６９間には、副の微細流体流路の第３の開閉弁７３、補助検出用圧力センサ７１が順に配置されている。そして、補助バルブ７０と安全弁７２は、直接接続されている。
【００６３】
温度センサの出力及び管内の補助検出用圧力センサ７１の出力が、予め決まられた基準データ（ユニット毎のベンダや水素の種別による管内温度限界値や管内圧力限界値所定値）に基づいて安全弁７２を開き、補助バルブ７０を開放のまま、水素吸蔵合金容器６０からの水素ガスを外部へ放出する。異常発生時に使用していた第１または第２の開閉弁６１または６２を開放することで、第１及び第２のマイクロバルブである第１及び第２の圧力調整弁６７及び６８を保護することができる。
【００６４】
尚、各開閉弁と各圧力調整弁との間にそれぞれ検出用圧力センサを配置してもよい。また、補助検出用圧力センサと燃料電池セルに接続する配管経路Ｂ間に、第３の補助用圧力調整弁を配置することも可能である。或いは、補助検出用圧力センサと安全弁を直接接続することもできる。
【００６５】
その他、水素吸蔵合金容器に水素ガスを供給するとき等、微細流体流路内の空気（大気）を水素ガスに置換するときには、使用開始時に開閉弁、補助バルブ、安全弁を全て開放することで達成することができる。
【００６６】
次に、燃料電池システムに於ける制御回路の要部の概略構成について、図５に示されるブロック図を参照して説明する。
【００６７】
図５に於いて、水素吸蔵合金容器１７と燃料電池セル２０を接続するシリコン基板７５上には、第１及び第２の開閉弁６１及び６２、第１及び第２の検出用圧力センサ７８及び７９、第１及び第２の圧力調整弁６７及び６８、第１及び第２の安全弁７６及び７７、補助バルブ８１、補助検出用圧力センサ７１、安全弁８０が配置されている。第１及び第２の検出用圧力センサ７８及び７９と補助検出用圧力センサ７１は、アナログスイッチ８４、Ａ／Ｄ変換器８５を介してマイクロプロセッサ８３に接続されている。
【００６８】
上記第１及び第２の検出用圧力センサ７８及び７９と補助検出用圧力センサ７１の出力に基づいて、マイクロプロセッサ８３は各駆動回路に制御信号を送出し、圧力センサや圧力調整弁の変位量を供されるようになっている。尚、各開閉弁の動作時間設定（例えば、３６０秒毎に設定）に従って、アナログスイッチ８４の切り替えはマイクロプロセッサ８３の指示により行われる。
【００６９】
電池システムユニット８２は、マイクロプロセッサ（後述する図１３のＣＰＵ１２５と同一、または別途具備した）８３と、入力操作部８６と、各開閉弁動作時間設定部９７と、Ｄ／Ａ変換器８７と、アナログスイッチ８８と、開閉弁と安全弁の駆動回路９０と、検出用圧力センサと補助検出用圧力センサ駆動回路９１と、圧力調整弁駆動回路９２と、残量及び温度（圧力）異常表示部９３を有して構成される。
【００７０】
また、マイクロプロセッサ８３は、テーブルデータ値（後述する図１０、または特開２００４−２４１２６１号公報に記載の図４または図５に示される水素圧力−水素残量のテーブルデータ値）が格納された記憶手段としてのＲＯＭ９５と、ユニット毎の基準データ値（ベンダ、水素吸蔵合金の種別や型式等による管内温度限界値または管内圧力限界値及び燃料の残量）が格納されている記憶部９６と、上述した温度センサ１５が接続されている。
【００７１】
尚、マイクロプロセッサ８３は、入力操作部８６の状態、温度センサ１５の出力に基づいて所定のプログラムに従って各開閉弁の設定時間駆動するための各開閉弁動作時間設定手段（タイマ等）を内蔵している。
【００７２】
残量及び異常温度（圧力）表示部９３は、マイクロプロセッサ８３によって制御されるもので、電池の種別やベンダ名等を表示する表示素子から構成される。温度（圧力）異常検出状態を表示する複数のＬＥＤを表示する。或いは、残量及び異常温度（圧力）表示部９３に、例えば、「電池残量が残り少ないです。電池交換の準備をしてください。」や、「異常検出のため、燃料電池を再セットしてください。」等のメッセージを表示するようにしてもよい。
【００７３】
このように、燃料電池の水素ガスの種別等を設定するスイッチ手段を設けたので、ベンダ、水素吸蔵合金の種別や型式等による管内温度限界値または管内圧力限界値を用いることで、燃料電池システムに於ける異常検出精度を向上することができる。
【００７４】
そして、このような構成に於いて、電源オンの状態で電池種別の設定面面が表示される。マイクロプロセッサ８３は、入力操作部８６のキー入力が行われたこと、及び入力操作部８６から指定された水素吸蔵合金の種別やベンダまたは型式を検知する。マイクロプロセッサ８３は、ＲＯＭ９５から入力された水素吸蔵合金の種別やベンダとの対応を示すテーブルデータ値を読み出す。そして、記憶部９６に、微細流体流路内の温度または検出用圧力限界値と同時に、燃料の残量が格納される。そして、マイクロプロセッサ８３は、残量及び異常温度（圧力）表示部９３に燃料の残量を表示させる。
【００７５】
次に、図６のフローチャートを参照して、本構成による燃料電池システムの動作について説明する。
【００７６】
本シーケンスが開始され、先ずステップＳ１にて開閉弁の切り替えが行われる。次いで、ステップＳ２にて第１の開閉弁６１が開放されると、続くステップＳ３にて第１の検出用圧力センサ７８の動作が開始される。そして、ステップＳ４に於いて、第１の検出用圧力センサ７８の値が所定範囲内であるか否かが判定される。ここで、所定範囲内でなければ上記ステップＳ３に移行して上記の処理動作が繰り返される。一方、第１の検出用圧力センサ７８の値が所定範囲内である場合はステップＳ５に移行する。
【００７７】
ステップＳ５では、第１の圧力調整弁６７の動作が開始されると共に、マイクロプロセッサ８３内の図示されないタイマがスタートされる。そして、ステップＳ６では、サブルーチン「温度センサ異常検出」が実行される。このサブルーチン「温度センサ異常検出」の詳細な動作については、後述する。次いで、ステップＳ７では、上記ステップＳ５でスタートされたタイマによる計時が所定時間経過したか否かが判定される。その結果、所定時間が経過していなければ上記ステップＳ６に移行し、上記の処理動作が繰り返される。一方、所定時間が経過していればステップＳ８に移行して、本開閉弁（例えば、２系統の微細流体流路の場合は第１または第２の開閉弁で、４系統で開閉弁が４個、８系統で開閉弁が８個等の場合にも適応できる。）の動作の終了が判定される。終了しない場合は上記ステップＳ１へ移行して以降の処理（例えば、第１の開閉弁が第２の開閉弁に切り替わり、または第２の開閉弁が第１の開閉弁に切り替わる。）動作が繰り返され、終了する場合は本シーケンスが終了する。
【００７８】
図７は、図６のフローチャートに於けるステップＳ６のサブルーチン「温度センサ異常検出」の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【００７９】
本ルーチンに入ると、先ず、ステップＳ１１にて温度センサ１５の監視動作が開始される。次いで、ステップＳ１２に於いて、温度異常か、または第１の検出用圧力センサ７８が所定値以上であるか否かが判定される。ここで、温度異常でない、または該センサの値が所定値内であれば、正常終了であるとして、本サブルーチンを抜けて図６のフローチャートに於けるステップＳ７へ移行する。一方、上記ステップＳ１２にて、温度異常か、または第１の検出用圧力センサ７８が所定値以上であると判定された場合は、ステップＳ１３に移行する。
【００８０】
ステップＳ１３では、これらの異常についてのリトライ動作が開始される。そして、ステップＳ１４に於いて、リトライの回数が判定される。例えば、この場合リトライ回数を３回とすると、３回未満の場合は上記ステップＳ１２に移行して上記処理動作が繰り返される。そして、リトライ回数が３回に達しても上記異常が検出された場合は、ステップＳ１５に移行する。
【００８１】
このステップＳ１５では、異常発生時に使用中の開閉弁（この場合第１の開閉弁６１）は開放のままで安全弁８０が開放される。次いで、ステップＳ１６にて、燃料電池システムが停止される。この燃料電池システムの停止とは、以下のように行われる。
【００８２】
図示されてない燃料電池セルとデバイス負荷部との間に、昇圧ＤＣ／ＤＣコンバータのスイッチングを用いて、燃料電池に接続されている負荷を切り離して発電を停止させる。そして、燃料電池による発電が中止されると、燃料電池セルは２次電池に切り替わり、所定時間後に、上記スイッチングを実施する。すなわち、ＣＰＵは燃料電池セルでの発電停止後、燃料電池の出力端を負荷から２次電池に接続することにより、燃料電池内に残留する水素及び空気から生ずる残存電力を２次電池へ充電することが可能となり、燃料電池内に残留する水素を外部へ放出する必要がなくなる。このとき、２次電池に所定値以上の空き容量を確保して充電を行う。
【００８３】
その後、ステップＳ１７に移行して異常終了処理が行われる。
【００８４】
図８は、上述した構成の燃料電池システムから、第１及び第２の検出用圧力センサを除き、補助バルブと補助圧力調整弁との間に補助の検出用圧力センサを配置し、補助の検出用圧力センサと補助圧力調整弁との間から分岐した位置に安全弁を配置した場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【００８５】
本シーケンスが開始されると、先ずステップＳ２１にて補助バルブ７０が開放され、続いてステップＳ２２にて開閉弁の切り替えが行われる。更に、ステップＳ２３にて第１の開閉弁６１が開放されると、続くステップＳ２４にて補助圧力調整弁の動作が開始されると共に、マイクロプロセッサ８３内の図示されないタイマがスタートされる。そして、ステップＳ２５に於いて、補助圧力センサの値が所定範囲内であるか否かが判定される。ここで、所定範囲内でなければ上記ステップＳ２４に移行して上記の処理動作が繰り返される。一方、補助圧力センサの値が所定範囲内である場合はステップＳ２６に移行する。
【００８６】
ステップＳ２６では、上述した図７に示されるサブルーチン「温度センサ異常検出」が実行される。このサブルーチン「温度センサ異常検出」の詳細な動作については省略する。次いで、ステップＳ２７では、上記ステップＳ２４でスタートされたタイマによる計時が所定時間経過したか否かが判定される。その結果、所定時間が経過していなければ上記ステップＳ２６に移行し、上記の処理動作が繰り返される。一方、所定時間が経過していればステップＳ２８に移行して、本開閉弁（例えば、２系統の微細流体流路の場合は第１または第２の開閉弁で、４系統で開閉弁が４個、８系統で開閉弁が８個等の場合にも適応できる。）の動作の終了が判定される。終了しない場合は上記ステップＳ２２へ移行して以降の処理（例えば、第１の開閉弁が第２の開閉弁に切り替わり、または第２の開閉弁が第１の開閉弁に切り替わる。）動作が繰り返され、終了する場合は本シーケンスが終了する。
【００８７】
次に、安全弁の動作について、図９のタイミングチャートを参照して説明する。
【００８８】
例えば、Ｂ社のフィン無し−一体型燃料電池システムを使用して、第２の開閉弁６２が動作中に携帯用機器内のＣＰＵの監視による温度センサからの異常検出が発生した場合である。ＣＰＵでは、５３℃以上で６０秒間に３回のリトライが行われ、５３℃以上が継続した場合に温度異常検出と判断される。
【００８９】
第２の検出用圧力センサ６４からの内圧が測定され、この内圧が所定以上の場合には安全弁が開放され、水素ガスが外気口へ流出される。このとき、第２の開閉弁６２は開放されたままとする。一定時間経過後、第２の検出用圧力センサ６４が規定以下の値になると安全弁が閉じられる。そして、第２の開閉弁６２が閉じられて第１の開閉弁６１が開かれた状態で復帰の状態となる。第１の開閉弁６１と第１の安全弁６５との間に圧力センサを配置することで、第１の開閉弁６１側に於ける流路内の圧力を減圧することもできる。
【００９０】
更に、第１の安全弁６５が閉じられるときには、第１の検出用圧力センサ６３の動作時に温度異常検出が発生し、第１の開閉弁６１は開放されたままとする。第１の検出用圧力センサ６３の出力信号が所望の範囲のときは第１の安全弁６５が閉じられる。或いは、シリコン基板上に複数の第１及び第２の開閉弁６１及び６２が組み合わされて使用される場合は、第１及び第２の開閉弁６１及び６２で接続された第１及び第２の検出用圧力センサ６３及び６４からの出力信号の平均値が求められることで安全弁が閉じられる。また、Ｃ社のように、１つの検出用圧力センサからの出力信号の監視を行い、所望の範囲のときに第１の安全弁を閉じることもできる。
【００９１】
尚、他の手段として温度異常が発生すると使用中の開閉弁を閉じた後、上記安全弁を開放すると、開閉弁を閉じたときに継続する圧力調整弁への高圧力の負担は、燃料電池セルからデバイス負荷や２次電池へと電力供給されて低減することができる。図中の破線は、第１及び第２の開閉弁の正常状態を示している。
【００９２】
本実施形態では、水素吸蔵合金筐体の側面に配置した端子板に信号線８本と駆動線８本を有する。このうち、第２開閉弁の使用数については水素吸蔵合金材料等により選択するようにするとよい。また、第１の開閉弁は、公知の機械的な電磁弁を水素吸蔵合金筐体に取り付けてもよい。更に、温度センサや振幅信号増幅回路用のＨＡチップが埋め込まれた第２のシリコン基板は、第１シリコン基板及び第２シリコン基板とは別に第１のガラス基板上に配置することもできる。
【００９３】
また、温度センサと加速度センサを第２のシリコン基板に埋め込むことができる。この加速度センサを設けることは、液体燃料電池に使用する場合等で液面センサを残量検出に利用する場合には、燃料電池の姿勢により残量測定に誤差が発生するので特に有効である。
【００９４】
また、本発明の実施形態では、燃料として水素吸蔵合金容器筐体としたが、アルコール系燃料（例えば、メタノール）の容器筐体にすることもできる。また、安全弁は、燃料タンクの交換時に大気が燃料流路内に混入する場合がある。燃料流路内に空気が混入すると、燃料電池セルの出力が低下するため、燃料交換後に燃料流路内の空気を水素ガスに置換するパージバルブとして用いることができる。
【００９５】
以上、燃料電池システムによると、水素吸蔵合金容器から燃料電池セルへ水素を供給する配管経路に配置された複数開閉弁、検出用圧力センサ、圧力調整弁と安全弁をガラス基板上のシリコン基板に設け、また、ガラス基板を水素吸蔵合金容器筐体内部に配置しとして一体化することにより、容積を小さくすることができる。また、安全弁を駆動することで、圧力調整弁の負荷を軽減することができる。この結果、携帯機器用燃料電池システム全体の小型化が可能となる。
【００９６】
次に、図１１を参照して、シリコン基板上の検出用圧力センサから圧力調整弁への印加電圧について説明する。
【００９７】
図１１に示されるように、燃料吸蔵合金材料であるＡＢ５型のＬａＮｉ５やＡＢ２型合金を例として説明する。これらの合金材料の温度特性は、メーカや同じメーカで製造される種別により異なることになる。本実施形態では、この温度特性をテーブル表に基づき、圧電調整弁に印加する電圧を決定することにより、燃料吸蔵合金材料による誤差値（例えば、Ａ社、Ｂ社製造による水素吸蔵合金の温度特性が異なる場合、現使用温度３５℃の状態下に於いて、δ値）を補正することができる。（この場合、２０℃に於けるＡ社製では０．２５ＭＰa、Ｂ社製では０．４０ＭＰaとしている。また、限界値はＡ社製とＢ社製も１ＭＰaとしている。）
残量表示用圧力基準温度を２７℃とする。例えば、水素やメタノール等の燃料電池を電源とする一眼レフ型デジタルカメラ等の情報機器では、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子やＬＥＤ（発光ダイオード）等による表示照明装置は消費電力が多く、照明表示制御は使い難いものとなる。或いは、交換レンズとカメラ本体との通信による交換レンズ着脱検出等の撮影準備動作等を含め、実際に使用している場合（例えば、シャッタチャンスを待つとき）に於いて撮影しようとすると、使用者の意思に反する動作を引き起こすことになり、デジタルカメラ側に依存しきった姿勢制御による燃料電池の残量表示や機器動作可能時間表示等の自動的な管理は、使用者の意思と一致しないという問題がある。
【００９８】
以上のことから、残量表示をする際には、できるだけ、温度特性に影響を受けないことから、現在の環境使用時の温度を３５度とする。
【００９９】
ここで、水素吸蔵合金材料に要求される性質は反応が早く、吸蔵圧と放出平衡圧のヒステリシスがあり、材料等の違いによる発生する誤差を補正することを目的とする。温度センサが配置されている場所と、水素吸蔵合金筐体からの配管経路Ａの内圧温度との温度差及び圧力センサの内圧温度差がある。電子機器の使用状況に於いて、その都度、測定して残量表示をすることは困難である。初期値を２０℃とし、その平均である２７．５℃（例えば、予め決められたグループの範囲でＣＰＵからの指示は２７℃）の圧力センサ値からＰＣＴ線図により残量表示値を求めることができ、温度変化による過圧力の影響を受けることなく残量表示誤差を抑えることができる。
【０１００】
ここで、平均値やグループ化（温度測定範囲を予め２℃から３℃毎にプロットして測定点を決め、その上下範囲を測定点と見なす方法）することにより、工場出荷時に於いて、予め測定された温度毎の圧力線図を格納するメモリの記憶容量を少なくすることができる。或いは、図示されないが、水素吸蔵合金容器内の壁に発振器を用いた複数から成る一対の駆動電極板からダイヤフラムを接合するような圧力センサを内蔵した場合等も、温度センサが配置している位置と金属材料で覆われた水素吸蔵合金容器内では温度差がある。水素吸蔵合金容器内の一対から成る駆動電極板は離間して配置し、残存量が少なくなった場合には差動出力信号に切り替えることもできる。このように、環境下での違いがあることから、現在の使用環境温度３５℃と温度特性に用いられる常温２０℃の平均値の温度テーブル表を用いる。
【０１０１】
水素吸蔵合金容器内に、一対から成る駆動電極板を用いて残量容量を測定する場合や、公知の歪ゲージによる残量水素量を測定する場合（特開平６−３３７８７号公報）等に於いて、出荷前に予めデータ特性表を求めるために製品と同じ容器を２次加工して、温度センサの出力が２０℃、２３℃、２７℃、３０℃、３２℃、３５℃、４０℃、４５℃毎に変化できるためにサーモモジュールを容器の外表面に取り付ける。水素吸蔵合金容器のバルブを開き、温度毎の水素流量計で放出水素量を求め、対応する一対の駆動電極板からの振幅電圧回路を経て残量水素量を求める。すなわち、図３（ａ）の燃料電池の構成に於いて、この放出水素量毎に於ける燃料電池の消費総時間の関係が求まる。
【０１０２】
残量表示は、残量時間または（残量時間／消費総時間）の％表示とし、残量時間は消費総時間から圧力調整弁と安全弁の使用回数及び使用時間の累積を減算することで求まる。また、各温度に於けるＰＣＴ係数を決め、相関（重み付け）を決めておくことになる。ここで得られたデータ（図１０（ａ）、（ｂ）の表）がＲＯＭ９５に格納される。また、ＲＯＭ９５には、記憶部９６に格納されているデータの書き込みや読み出すためのプログラムが格納されている。このようにすると、水素吸蔵合金容器に設けた残量検出センサを省略することもできる。
【０１０３】
金属材料のステンレス材料から成る水素吸蔵合金筐体の外表面の凹面内にサーモモジュール（例えば、ペルチェ素子）配線基板を配置することで、ＣＰＵによる温度コントロールを２０℃（常温）になるように行うことができる。その結果、検出用圧力センサの出力信号を安定化することができる。したがって、常温（２０℃）に近傍のデータのみを格納することできる。したがって、メモリ（例えば、ＲＯＭ等）の記憶容量を大幅に減らすことができる。
【０１０４】
ここで、ＰＣＴ係数について説明する。
【０１０５】
電子機器内の温度センサの配置されている場所と燃料電池システム内のシリコン基板上に配管された水素配管内の温度との温度差相関をとるために、ＰＣＴ係数を用いると、過大または過小な残量を検出することなく、正確な残量を表示することができる。
【０１０６】
燃料電池セルや２次電池ユニットに使用された温度を電気抵抗に変換するサーミスタ等の温度センサを用いる場合には、燃料電池セルや２次電池ユニットの表面に露出した温度検出部で検出した２次電池の温度は、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を介して残量表示するために、マイクロプロセッサ内のＰＣＴ係数の演算部に出力する。温度センサは所定の時間毎に数回のサンプリング周期で燃料電池セルや２次電池温度を検出して、検出した燃料電池セルや２次電池温度をＰＣＴ係数の演算部に出力する。ＰＣＴ係数演算部では、電子機器内に使用されている温度センサの配置位置と燃料電池内の管内温度との相関をとるためにＰＣＴ係数の演算を行う。
【０１０７】
図１２は、複数の温度特性に於ける圧力−残量線図である。図１２から、ＰＣＴ係数δPCT を用いた残量表示用テーブルＴ0 温度への変換について説明する。尚、実測温度に於ける燃料電池の残量を実線で示し、水素ガス流路内の燃料電池の残量を破線で示している。
【０１０８】
ここで、例えば、燃料電池セルの温度（３０℃）や２次電池温度をＴ4 （３０℃）で水素圧力値Ｐ4 ＭＰａとし、燃料電池内の検出用圧力センサが設けられた水素管内部の温度Ｔ0 を求めるために、機種毎にカメラ内の構造を予め実測しておくことになる。ここでは、例えば、水素管内部の温度Ｔ0 （２７℃）とした場合は、ＰＣＴ係数はδPCT ＝Ｔ0 −Ｔ4 となる。
【０１０９】
このように、温度差によるＰＣＴ係数の演算を行うことにより、燃料電池ユニットに温度センサが内蔵されていない場合にも水素管内部の温度を求めることができる。また、燃料電池セルの温度（３３℃）や２次電池温度をＴ4 （３３℃）に温度上昇すると、水素管内部の温度Ｔ0 （３０℃）となり、ＰＣＴ係数δPCT は３℃の差となる。
【０１１０】
同様に、本実施形態のように、一眼レフレックスカメラ等のカメラモジュールユニット内に温度検出部が配置されている場合、またはデジタルカメラの表面に露出した水深及び水圧／湿度、及び図示されていない水圧、温度（湿度換算付き）検出部を有し、撮影されたアルバムから上記データ等の位置情報に基づいて検索可能な防水付きデジタルカメラ等にも、ＰＣＴ係数を用いることができる。
【０１１１】
或いは、具体的には環境条件が寒く、低温度に於けるカメラ用レンズを保護するためのカバーを開閉する機構、及び駆動回路を具備したデジタルカメラ等に利用することができる。また、水中や海中を撮影する防水用デジタルカメラの場合には、表面温度をＴ3 （１０℃〜２０℃）で水素圧力値ＰS ＭＰａとし、或いは気圧が変化するアルプスの山々の場合等の利用環境条件毎に、ＰＣＴ係数を決めることができる。
【０１１２】
また、屋外での撮影用のデジタルカメラの場合には、表面温度をＴ1 （３５℃）とし、何れのデジタルカメラを利用する場合に於いても、図示されていない外気圧を補正する補正データをメモリに格納する。或いは、高山や水中等では残量表示を停止し、表示面面上に、例えば「残量表示停止中」の警告表示をするようにしてもよい。
【０１１３】
燃料電池内の検出用圧力センサが設けられた水素管内部の温度Ｔ0 （２７℃）が選択されるようにすると、ＰＣＴ係数は、δPCT ＝Ｔ0 −Ｔ1 となる。
【０１１４】
このようなＰＣＴ係数の演算を行うことにより、燃料電池ユニットに温度センサが内蔵されていない場合にも、水素管内部の温度差を求めることができる。
【０１１５】
更に、カメラモジュールユニット内の温度をＴ2 （２５℃）とし、燃料電池内の検出用圧力センサが設けられた水素管内部の温度Ｔ0 （２７℃）が選択されるようにすると、ＰＣＴ係数はδPCT ＝Ｔ0 −Ｔ2 となる。
【０１１６】
このように何処に配置された温度センサを使用するかを選択し、上記の各ＰＣＴ係数の演算を行うことにより、燃料電池ユニットに温度センサが内蔵されていない場合にも水素管内部の温度を求めることができる。
【０１１７】
その他の方法として、電子機器内の電池収納室に取り付けたサーミスタにより電池収納室の室内温度を測定し、電池収納室温度とシリコン基板上の水素流路内の温度との温度差、すなわち、ＰＣＴ係数から求めることに置き換えることもできる。
【０１１８】
次に、図１３（ａ）及び（ｂ）を参照して、燃料電池システムと２次電池やＣＰＵが内蔵された電子機器の残量表示の組み合わせについて説明する。
【０１１９】
水素吸蔵合金筐体は、水素吸蔵合金容器１００と、シリコン基板１０１上に配置された開閉１０２弁、検出用圧力センサ１０３、圧力調整弁１０４が形成されており、更に温度センサ１０５を有している。燃料電池セル１１０は、アノード電極１１１、カソード電極１１２及び高分子固体電解膜１１３から成っている。携帯用の電子機器載置ユニット（例えば、クレードル装置、プリンタドック（コダック社製品名）、プロジェクタ載置台）１２０には、制御回路（ＣＰＵ）１２５と、上述した開閉弁１０２や検出用圧力センサ１０３及び圧力調整弁１０４を初期駆動する２次充電器（２次電池）１２１と、該２次電池１２１の残量を検出する電流検出器（デバイス負荷部（電池を除く））１２３と、切り替えスイッチ１２２と、温度変化によるデータ（図１０（ａ）、（ｂ）の表）が格納されたメモリ１２７と、燃料電池の残量表示を行う表示部１２８及びユーザ操作用入力キーから成る入力操作部１２６とが備えられている。
【０１２０】
種類や製造年月毎の燃料電池毎に、配管径路内（例えば、２７℃や１５℃）を測定環境温度とし、電池の電池寿命は工場出荷前に、以下の作業で測定し、水素燃料電池毎に撮影回数、ストロボ発光回教をメモリ１２７に格納する（実際に使用するのは、１／５から１／１０の閾値である）。  
（１）液晶モニタは常時オンする。  
（２）３０秒毎に光学ズーム機構で望遠端と広角端で交互に撮影する。  
（３）ストロボのフル発光を２回に１回は行う。  
（４）１０枚撮影毎に電源のオン／オフ動作を行う。
【０１２１】
以上の条件（１）〜（４）で撮影を続ける。そして、最初に電源がシャットダウン若しくは撮影ができなくなった時点で測定を終了する。そして、各動作に於ける測定時間及び総回数をメモリ１２７に保存するようにする。格納された各動作に於ける測定時間及び総回数を、特に燃料電池の残量が１／５から１／１０の閾値を超えたときに残量表示は、表示面面に、例えば「残量が少ないです。」というメッセージを出力すると共に、燃料電池の残量表示から、１／５〜１／１０の残量に対応する各動作の総時間及び所要回数が格納されたメモリに演算処理を切り替えると、残量のうち可能な撮影回数や可能なストロボ発光回数等の表示に切り替えることができる。そして、ユーザが使用した各動作の回数を減算し、カメラが動作状態に於いて所定時間毎にサンプリングした時や電源オフ時等に、各動作の残り回数を更新するようにする。
【０１２２】
このようにすると、ユーザにとって、より利便性がよくなる。
【０１２３】
その他医療機器としては、例えば特開２００３−２１０３９５公報の図１に開示されている。電源等のスイッチをオンすることができるカプセル型内視鏡のカプセル型医療機器がある。図１に示されるようなカプセル内視鏡により撮影され、カプセル型内視鏡に内蔵されたアンテナから送信された、例えば、面像信号が受信するための、例えば、表面に露出された温度センサ、アンテナユニット、体内ユニット用電源（燃料電池）、面像表示、操作釦、制御回路、メモリ等が具備された体内ユニットがある。このような体内ユニットにも使用することができる。
【０１２４】
尚、例えば上記カプセル型医療機器の場合、途中に中継器を用いるようにしてもよい。
【０１２５】
圧力調整弁１０４からの配管経路は、アノード電極１１１に接続されている。ＣＰＵ（制御回路）１２５は、シリコン基板１０１に埋め込まれた温度センサ１０５の出力信号をモニタする。また、燃料電池セル１１０の残量表示やデバイス負荷部１２３の電流値を監視する。ＣＰＵ１２５は、燃料電池セル１１０が電子機器１２０に接続されると、切り替えスイッチ（ＳＷ）１２２によりデバイス負荷部１２３の出力信号から残量検出ができる。しかしながら、ここでは無視することで、検出用圧力センサ１０３の出力信号及び温度センサ１０５からの出力信号を優先して、メモリ１２７に格納されたユーザが指定したＢ社の水素吸蔵合金容器で、ＡＢ５型の水素吸蔵合金容器の種別及び温度特性から、データ（図１０の（ａ）、（ｂ）の表）の残量演算値を利用して、表示部（ディスプレイ）１２８に表示する。これにより、ユーザが確認することができる。
【０１２６】
例えば、図１４（ａ）に示される例では、表示部１２８には水素吸蔵合金１３１とメタノール１３２が表示されているが、ユーザが入力操作部１２６を操作することによって、例えば図１４（ｂ）に示されるように、ＡＢ５型水素合金１３３とＡＢ２型水素合金１３４を選択して表示させることができる。
【０１２７】
デバイス負荷部１２３の動作開始信号が入力されたときの起動時は、ＣＰＵ１２５が２次電池１２１を動作させる。つまり、図１３（ｂ）に示されるように、燃料電池セル１１０から２次電池１２１へは、切り替えスイッチ１２２によって充電時に接続されるようになっている。携帯用機器であるクレードルの場合には、デバイス負荷部（例えば、電子カメラ等）１２３が搭載され、燃料電池セル１１０が動作をすると、ＣＰＵ１２５は切り替えスイッチ１２２を動作させ、２次電池１２１は休止する。そして、圧力調整弁１０４の制御や燃料電池セル１１０は動作状態となり、デバイス負荷部１２３が動作を行う。このようなとき、ＣＰＵ１２５は、燃料電池セル１１０のみの使用や、燃料電池セル１１０と２次電池１２１の併用使用により、コンセントのない屋外等でも利用することができるというメリットがある。
【０１２８】
次に、図１５乃至図１７を参照して、本発明の第１の実施形態に於ける安全弁、開閉弁の構造について説明する。
【０１２９】
図１５は、安全弁を電磁アクチュエータにより構成した燃料電池システムの一例を示す断面図であり、（ａ）は安全弁が閉じられた状態を示した図、（ｂ）は安全弁が開かれた状態を示した図である。
【０１３０】
第１のシリコン基板１４１上に第２のシリコン基板１４２が配置され、その間に流路１５３が設けられている。そして、第１のシリコン基板１４１の上側の表面に、第２の磁性層１４４ｂがコーティングされた弁座受け皿１４３が配置されている。一方、第２のシリコン基板１４２の下層には、上面にリング形状の磁石層１４６から成るダイヤフラム１４５が形成されている。更に、第２のシリコン基板１４２の上層には、微細加工により上記磁石層１４６に対向した位置に駆動コイル層１４７が配置されている。この駆動コイル層１４７には、保護膜としてコイル保護層１４８が設けられている。そして、ダイヤフラム１４５の中央に円形または矩形の貫通孔が設けられ、磁石層１４６のＳ極面に第１の磁性層１４４ａが接合され、ダイヤフラム１４５の貫通孔に該第１の磁性層１４４ａが突出されるようにする。
【０１３１】
尚、大気圧が磁石層１４６及びダイヤフラム１４５の表面を押圧するために、駆動コイル層１４７の中央部には貫通孔を設けている。
【０１３２】
また、第１のシリコン基板１４１には配管経路Ａ１５１が、そして第２のシリコン基板１４２には配管経路Ｂ１５２が、それぞれ設けられている。
【０１３３】
このように構成された安全弁１５０に於いて、先ず、駆動コイルが通電されていない状態について説明する。
【０１３４】
第２のシリコン基板１４２上のダイヤフラム１４５の磁石層１４６と、第１のシリコン基板１４１の第２の磁性層１４４ｂを有する弁座受け皿１４３との間で吸引が行われる。したがって、この状態では安全弁１５０は閉じられた状態となる。したがって、流路１５３内の水素１５４は、配管経路Ａ１５１側の流路１５３に留まっている（図１５（ａ））。また、ダイヤフラム１４５上に配置された磁石層１４６と軟鉄合金等の第２の磁性層１４４ｂとの関係は、厚さ方向に磁化された希土類元素を含む合金材料（例えば、サマリウムコバルト合金）から成る磁石層のＳ層からの漏れ磁束により、第２の磁性層１４４ｂと吸着するようにする。
【０１３５】
駆動コイル層１４８の駆動電流を遮断したときに、確実に配管経路Ｂ側への水素を遮断することができる。
【０１３６】
次いで、駆動コイル層１４７が通電された状態について説明する。
【０１３７】
駆動コイル層１４７が通電されると、磁石層１４６と駆動コイル層１４７との間に吸引が発生する。すると、第１のシリコン基板１４１の第２の磁性層１４４ｂを有する弁座受け皿１４３との間で吸引が増加すると、ダイヤフラム１４５が上昇する。したがって、安全弁５０は開いた状態となる（図１５（ｂ））。ここでの第２の磁性層１４４ｂ及び磁石層１４６は、図１５（ａ）に示されるように、厚さ方向に磁化されたＮ及びＳ極のリング形状や矩形形状とした永久磁石に置き換えることができる。
【０１３８】
尚、ここでは安全弁１５０として説明したが、開閉弁であっても同様に構成することができる。
【０１３９】
図１６は、開閉弁を発熱体アクチュエータにより構成した燃料電池システムの一例を示す断面図であり、（ａ）は開閉弁が閉じられた状態を示した図、（ｂ）は開閉弁が開かれた状態を示した図である。
【０１４０】
第１のシリコン基板１４１上に第２のシリコン基板１４２が配置され、その間に流路１５４が設けられている。そして、第１のシリコン基板１４１上の上側の表面の凹部に発熱体１５６が配置され、その外周にはリング状の磁石層１４６が配置されている。一方、第２のシリコン基板１４２上に設けられたダイヤフラム１４５の下部には、磁性層１４４が形成されている。大気圧及び第１のシリコン基板１４１上の磁石層１４６とダイヤフラム１４５の磁性層１４４との吸引力により、ダイヤフラム１４５は下側（第１シリコン基板１４１の発熱体１５６側）に押圧されている。
【０１４１】
また、第１のシリコン基板１４１には配管経路Ａ１５１が、そして第２のシリコン基板１４２には配管経路Ｂ１５２が、それぞれ設けられている。
【０１４２】
このように構成された開閉弁に於いて、先ず、発熱体素子にパルス印加電圧が加えられていない状態では、大気圧及び第１のシリコン基板１４１上の磁石層１４６とダイヤフラム１４５の磁性層１４４との吸引力により、ダイヤフラム１４５は下側（第１シリコン基板１４１の発熱体１５６側）に押圧されている。したがって、この状態では、水素１５４は配管経路Ａ１５１側の流路１５３に留まっている（図１６（ａ））。
【０１４３】
次いで、発熱体１５６にパルス駆動電圧が印加されると、発熱体素子の表面には気泡１５７が発生する。この気泡１５７が膨張すると、磁石層１４６とダイヤフラム１４５の磁性層１４４の吸引力より気泡１５７が大きくなり、ダイヤフラム１４５が上側に移動する。したがって、弁は開放状態となる（図１６（ｂ））。
【０１４４】
そして、発熱体素子へのパルス駆動電圧が停止されると、気泡１５７は収縮する。すると、第１のシリコン基板１４１に設けられた磁石層１４６とダイヤフラム１４５の磁性層１４４の吸引力が大きくなり、ダイヤフラム１４５が元の位置へ戻り、弁が閉じられる（図１６（ａ））。
【０１４５】
尚、ここでは開閉弁として説明したが、安全弁であっても同様に構成することができる。
【０１４６】
図１７は、開閉弁を形状記憶合金材料により構成した燃料電池システムの一例を示す断面図であり、（ａ）は開閉弁が閉じられた状態を示した図、（ｂ）は開閉弁が開かれた状態を示した図である。
【０１４７】
ガラス基板１６０上に第１のシリコン基板１６１及び第２のシリコン基板１６２が配置され、その間に流路１５３が設けられている。そして、ガラス基板１６０の上側の表面に、弁座受け皿１４３が配置されている。また、第２のシリコン基板１６２の上層には、負局１６４及び正極１６５に積層されたマルテンサイト相の形状記憶合金材料を用いたダイヤフラム１６３が設けられている。更に、上記負極１６４と正極１６５の間には、絶縁板１６６が設けられている。
【０１４８】
また、ガラス基板１６０上に形成された弁座受け皿１４３は、直方体形状で中央部に凹部が形成されている。この直方体の凹部と形状記憶合金（ダイヤフラム）１６３の突起部１６３ａは嵌合するようになっている。
【０１４９】
更に、ガラス基板１６０には配管経路Ａ１５１が、そして第２のシリコン基板１４２には配管経路Ｂ１５２が、それぞれ設けられている。
【０１５０】
このように構成された開閉弁に於いて、非通電状態では、ダイヤフラム１６３は流路１５４側に球面形状をした凹面形状となると共に、中央に形成された突起部１６３ａが、弁座受け皿１４３の凹部に嵌合している。このため、水素１５４はダイヤフラム１６３によって堰き止められ、配管経路Ａ１５１側の流路１５３に留まっている（図１７（ａ））。
【０１５１】
そして、通電時に於いて、正極１６５及び負極１６４を介して電流が供給されると、ダイヤフラム１６３が発熱することにより温度が上昇する。すると、形状記憶合金は相変化されて扁平な形状となり、開閉弁は開いた状態となる（図１７（ｂ））。
【０１５２】
尚、ここでは開閉弁として説明したが、安全弁であっても同様に構成することができる。
【０１５３】
また、上述した安全弁及び開閉弁の形状は、図１５乃至図１７に示される構成に限られるものではない。
【０１５４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
【０１５５】
図１８は本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示した図、図１９は図１８の構成の燃料電池システムの動作を説明するための図である。
【０１５６】
第２の実施形態に於ける燃料電池システムは、２つの燃料電池セルと水素吸蔵合金容器を一体化した構成のものである。
【０１５７】
具体的には、筐体１７１に水素吸蔵合金容器で水素供給口を有する燃料タンク容器１７２と、半導体基板１７５上に配置された開閉弁１７６、検出用圧力センサ１７７、第１及び第２圧力調整弁１７９及び１８０、安全弁１７８を有している。燃料タンク容器１７２と開閉弁１７６は、配管経路Ａ１７３と接続されている。燃料電池セル側には、第１の圧力調整弁１７９と第１のアノード電極１８４を接続する配管経路Ｂ１１８３が設けられている。同様に、第２の圧力調整弁１８０と第２のアノード電極１８７を接続する配管経路Ｂ２１８６が設けられている。
【０１５８】
燃料電池セルは、上述した第１及び第２のアノード電極１８４及び１８７、第１及び第２の高分子固定電解膜１８５及び１８８と、カソード電極１９１と触媒とから構成される。燃料電池セルの中央部には、２つのカソード電極を構成する空気室が配置されている。該空気室は、外気と空気吸引口１９２から供給される。カソード電極側とアノード電極側との間に、第１及び第２の高分子固定電解膜１８５及び１８８が、複数のＯリング１９０である弾性部材で保持されている。第１及び第２の高分子固定電解膜１８５及び１８８は、Ｏリング１９０によって密封されている。尚、１９３は水素吸蔵合金容器、１９４は燃料電池セル、１９５はガラス基板、１９６は第１のシリコン基板である。
【０１５９】
このような構成の燃料電池システムに於ける動作は、図示されない携帯用機器の操作釦のスイッチがオンされると、２次電池が起動され、開閉弁１７５が開かれて第１アノード電極１８４及び第２アノード電極１８７側に水素ガスが補給される。次いで、検出用圧力センサ１７７が所望の圧力値かどうかが検出される。この検出された圧力値から、メモリデータ（図１０（ａ）、（ｂ）の表や図１９に示される）に基づき、第１及び第２の圧力調整弁１７９及び１８０の制御が開始される。
【０１６０】
カソード電極１９１側の空気室は、常時、空気吸引口１９２から空気が供給されている。各燃料電池セル１９４は、燃料タンク容器１７２及び外気からの空気が供給されることにより、燃料電池セルで発電した電力が、図示されない電極からデバイス負荷部や表示装置へ供給されるように構成されている。
【０１６１】
図１９に於いては、内圧が０．９２ｋＰａ（５３℃以下）の水素吸蔵合金容器１９３と高分子固体電解膜の機械的な強度が０．１ＭＰａ内圧の燃料電池セル１９４間で、ガラス基板１９５と該ガラス基板１９５上に第１のシリコン基板１９６が形成されている。そして、この第１のシリコン基板１９６上で、ＭＥＭＳ微細加工技術により形成された水素吸蔵合金容器１９３側から、開閉弁１７６と、該開閉弁１７６からの水素ガスの圧力を測定する検出用圧力センサ１７７と、上記開閉弁１７６からの水素ガスを減圧するための圧力調整弁１７９（１８０）が設けられている。この圧力調整弁１７９（１８０）は、運転動作時には１／９（圧力調整弁がｎ個配置されている場合はｎ／９とする）に減圧するように制御される。このとき、圧力調整弁の変化量δ（例えば、圧電体の静電容量の変化）は、図１０（ａ）に示される表に基づいて、両電極間に電圧が印加される。
【０１６２】
開閉弁１７６は、公知技術である燃料電池セル１９４側の水素圧力により、図示されないが、熱変形する熱変形導電材料が変化するように厚みが調整される。そして、開閉弁１７６の制御と、水素吸蔵合金容器１９３側から圧力を受ける面積を小さくして上部から電極間が絶縁膜を介在した熱変形材料が形成されたダイヤフラムにかかる力を減らすように、開閉弁１７６の下側に配置された弾性材料であるＯリング１９０で上方に押圧する構成である。熱変形材料に電圧が印加すると、Ｏリング１９０の押す作用力に打ち勝つようにダイヤフラムが変形して、水素吸蔵合金容器１９３から水素を送る配管経路と、圧力調整弁へ水素を供給する配管経路とが連通されるように構成されている。
【０１６３】
検出用圧力センサ１７７は、公知技術である歪み変形部材に接合したダイヤフラムが上面側に位置するように、絶縁膜形成とエッチング等の微細加工技術を用いて形成される。或いは、静電基板をダイヤフラムに接合してもよい。下面側に流路を形成する第１のシリコン基板１９６との間に空洞部を有している。
【０１６４】
他の変形例として、本願発明の圧力センサに於いて第１のシリコン基板の表面上で空洞部内の表面に温度センサを配置することもできる。このように構成すると、直接ガス温度を測定することができ、温度センサによるダイヤフラムの歪みもなく、温度センサが配置された損所の位置ずれによる誤差を含めることなく、ＰＣＴ係数（温度センサの出力温度が６０度で１ＭＰａの状態下で１．０と決める）を簡素化することができる。
【０１６５】
また、工場出荷前に圧力センサの空洞部及び圧力調整弁の温度毎の圧力差測定をから求め、圧力調整弁からの流量に変換するための関数演算式をＲＯＭ化したデータを格納することもできる。
【０１６６】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【０１６７】
本第３の実施形態は、上述した図３（ｂ）に示される第１の実施形態に於ける燃料電池システムを変形したものであり、複数の燃料タンク及び複数の燃料電池を備えた燃料電池システムについての例である。
【０１６８】
図２０は、本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示したブロック図である。
【０１６９】
水素吸蔵合金の異なる第１及び第２の燃料タンク（水素吸蔵合金容器）２０１及び２０２からは、図示されていないそれぞれの配管経路を介して、第１及び第２の検出用圧力センサ２０５及び２０６と、第１及び第２の開閉弁２０７及び２０８が、シリコン基板２０３上に並列に配置されている。そして、第１及び第２の開閉弁２０７及び２０８と外気との間には、安全弁２１１が配置されている。また、上記第１及び第２の開閉弁２０７及び２０８と第１及び第２の燃料電池セル２１３及び２１４の間には、それぞれ第１及び第２の圧力調整弁２０９及び２１０が配置されている。
【０１７０】
上記第１及び第２の燃料電池セル２１３及び２１４と、デバイス負荷部２１８及び２次電池２２０との間には、第１及び第２の切り替えスイッチ２１５及び２１６が、直列に配置されている。
【０１７１】
上記第１及び第２の燃料電池セル２１３及び２１４と第１及び第２の切り替えスイッチ２１５及び２１６は、以下のように動作する。
【０１７２】
第１の燃料電池セル２１３と第２の燃料電池セル２１４の選択により、デバイス負荷部（撮影時の取得できる撮影枚数や動画時間の制限や再生時のスライドショーの時間制限等）２１８の電池仕様条件が変えられるようにする。
【０１７３】
また、他の具体例として、垂直磁化膜記録材料や相変化記録材料から成るディスク（光ディスク；例えば、相変化型記録媒体、垂直磁化アモルファス記録媒体）状記録媒体内のユーザエリア内に撮影された動画や静止画データを記録するディスク・ビデオカメラに於いては、ディスク・ビデオカメラは、ディスク装置に内蔵するヘッド部の半導体レーザ、或いはヘッドを半径方向にシーク動作させるアクセス機構駆動系に内蔵された温度センサ、またはディスク状記録媒体の近傍に配置された温度センサから、温度を検出する温度検出手段を備えたものを利用することもできる。この場合、第１及び第２の燃料電池セル２１３及び２１４と、デバイス負荷部２１８と２次電池２２０との間には、第２の切り替えスイッチが並列に配置される（第１の燃料電池セル２１３と第２の燃料電池セル２１４を選択する第１の切り替えスイッチは持たない）。
【０１７４】
第１及び第２の燃料電池セルを有する燃料電池ユニットに於いて、上記燃料電池セルへ燃料を供給する一組の燃料タンク（水素吸蔵合金容器）を搭載するパッケージとから成り、燃料タンクの裏面の面積より小さい面積を有する冷却素子を、燃料タンクの近傍に配置する。そして、撮像装置に於いて、撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ）が被写体を撮像する起動時に冷却素子を動作させる制御を行う。
【０１７５】
或いは、レンズ駆動回路用ＩＣチップの表面温度を測定する温度センサとから成るデバイス負荷部に於いて、温度センサの測定結果に応じて、一対の燃料電池セルの動作を制御回路で制御する。この制御回路は、レンズ駆動回路用ＩＣチップの表面温度が予め定められた値に達した場合に、上記冷却素子の電力供給を開始、または燃料電池セルの電力供給量を下げる。
【０１７６】
更に、デバイス負荷部の動作時に於いては、制御回路が上記撮像動作を開始してから、上記撮像素子から静止画像信号をディスク装置へ転送するまでの間に、冷却素子によって燃料電池を冷却することもできる。このような場合、第１の燃料電池セルで撮像装置を駆動し、第２の燃料電池セルでディスク装置及びバッファメモリを駆動するように構成する。そして、第１及び第２の燃料電池セルを休止することなく、同時に動作するようにする。
【０１７７】
この動作から第１の燃料電池セルに接続した第１の燃料タンクの残量が撮像装置を駆動する限界値に達したとき、第２の燃料電池セルにより撮像装置とディスク装置及びバッファメモリを駆動するように切り替えられる。
【０１７８】
また、第２の燃料電池セルに接続した第２の燃料タンクの残量がディスク装置及びバッファメモリを駆動する限界値に達したとき、第１の燃料電池セルにより撮像装置とディスク装置及びバッファメモリを駆動するように切り替られる。
【０１７９】
したがって、ユーザが撮像装置を使用する際に、第１または第２の燃料電池セルの状態（燃料電池の双方を使用中、或いは何れかの燃料電池を使用中）がわかるように表示装置（ＬＣＤ）上に警告表示を行い、或いは発光ダイオード（ＬＥＤ）を点灯させ、警告メッセージ音や警告メッセージを発声するように構成することも可能である。これにより、ディスク装置を休止させることなく、ディスク装置内のディスク近傍に配置された温度センサ等を用いた微細流体流路管内の圧力センサをＣＰＵが検知して、第１及び第２の燃料電池セルを作動し、撮像装置を駆動することができる。
【０１８０】
電池残量警告表示に於いて、常温環境下に比べて低温環境下では使用可能な時間自体が短いという課題を有していた。そのため、温度を検出する温度センサをデバイス負荷部の外装に露出して設ける。検出される温度が所定の低温度となるときだけ、第１及び第２の燃料電池セルが作動するように、それぞれの開閉弁を開放すると、２つの燃料電池セルからデバイス負荷部内の各ドライバ回路への電力供給が可能となる。このようにすると、低温度による燃料残量検出の過小検出を保護することができる。
【０１８１】
したがって、ユーザにとって低温度の環境下に於いても、デバイス負荷部内の制御回路に誤動作なく、撮影モードを維持することができる。或いは、撮影モード時、ストロボ装置からストロボ光を発光させる際に電圧の負荷変動が大きくなるが、燃料電池は水素ガスを燃料とすることから、メタノールを燃料とする燃料電池よりも発電効率が高いので、負荷変動にも対応することができる。
【０１８２】
また、オートフォーカスモジュールユニットの温度補正用の温度検出センサと兼用することにより、デバイス負荷部の部材を削減できるため、本実施形態のデバイス負荷部を安価に製造することができる。
【０１８３】
その他の具体的な例としては、無接点充電用クレードル装置（例えば、特開２００６−２０３９９７号公報）がある。ここでは、無接点充電用のクレードル装置の電源として、種類の異なる２つの燃料電池を用いることができる。デバイス負荷部の重量や外形形状を認識する認識センサと、１次コイルと、を備えている。
【０１８４】
デバイス負荷部が載置されたクレードル装置としては、デバイス負荷部（例えば、電子カメラ）とクレードル装置に設けられた図示されていない無接点充電用のクレードル装置は、デバイス負荷部を無接点充電用のクレードル装置に装着して、デバイス負荷部に内蔵される２次電池を充電する。クレードル装置内の無接点充電用のクレードル装置は、１次コイルと、この１次コイルを直流で励磁するために異なる２種類の燃料電池を内蔵している。
【０１８５】
更には、目覚まし用や充電時間を設定する際に、タイマ表示用のバックライトに供給する電源としての単一の燃料電池と、１次コイルを直流で励磁するための単一の燃料電池を併用してクレードル装置内に内蔵してもよい。デバイス負荷部は、無接点充電用のクレードル装置の１次コイルに電磁結合される２次コイルと２次電池の充電状態を制御する充電制御回路とを内蔵している。デバイス負荷部がクレードル装置の無接点充電用のクレードル装置に装着されると、デバイス負荷部に内蔵される２次コイルに直流電力が誘導され、充電制御回路に制御されてデバイス負荷部に内蔵される２次電池を充電することも可能である。
【０１８６】
また、上記充電時間設定用のタイマ表示に代えて、２次電池が満充電になるとスイッチング素子がオンからオフに切り替えられる保護回路を備えた制御回路にすることもできる。
【０１８７】
更に、上記クレードル装置とデバイス負荷部との間で通信手段を設け、第１の燃料電池がデバイス負荷部の２次電池と接続された状態下に於いて、第１の燃料電池の残量が所定値以下のときは、制御回路は燃料電池セルと２次電池とを遮断し、２次電池への供給が停止した後、上記通信手段を介してデバイス負荷部の２次電池に対してクレードル装置内の第２の燃料電池からの供給開始を要求する信号を送信することで、デバイス負荷部の２次電池への補給も可能である。
【０１８８】
また、上述した第２の切り替えスイッチは、燃料タンクが高温高圧発生時に燃料電池の残量をデバイス負荷部から２次電池に切り替えるために設けられている。この燃料タンクの高温高圧状態は、第１または第２の検出用圧力センサの出力信号をＣＰＵに入力し、ＣＰＵが第２の切り替えスイッチを作動するように、図示されていないスイッチ駆動回路へ指示を出す。ＣＰＵは、ユーザによる電源投入を確認された後に、ＣＰＵの指示により選択された燃料タンク（水素吸蔵合金容器）と接続された第１または第２の検出用圧力センサの出力信号を監視する。
【０１８９】
そして、ＣＰＵはその出力信号が所定値以下のとき、第１または第２の開閉弁を開放した後、第１または第２の圧力調整弁の制御を開始する。そして、選択された燃料タンクの水素ガスは、第１または第２の圧力調整弁から燃料電池セルへ流れる。この燃料タンクから圧力調整弁間である流体流路内で実測された圧力値は、圧力調整弁が許容できる圧力を超えた所定値以上になると安全弁が開放されて水素ガスを外気に逃がすことが可能となり、圧力調整弁を保護することができる。
【０１９０】
尚、ここでは複数の燃料タンクからそれぞれの燃料電池セルに接続された２つの微細流体流路として説明したが、単一の燃料タンクと単一の燃料電池セルとを接続した微細流体流路にすることで、第１の切り替えスイッチを省略することができ、簡素化した微細流体流路を具備した燃料電池システムの構成とすることが可能である。
【０１９１】
次に、第３の実施形態の変形例について説明する。
【０１９２】
図２１（ａ）は、本発明の第３実施形態の変形例としての電子機器システムの構成を示したブロック図である。
【０１９３】
同図に於いて、この電子機器システムは、第１の燃料電池がデバイス負荷部の電池収納室に装着され、第２の燃料電池がクレードル装置の電池収納室に装着された構成となっている。
【０１９４】
すなわち、本電子機器システムは、デバイス負荷部２３０と、クレードル装置２４０とを有して構成される。
【０１９５】
デバイス負荷部２３０は、第１の燃料電池２３１と、２次電池２３２と、デバイス負荷（例えば、光ディスクドライブ装置、ズームレンズドライブ装置、フォーカス駆動装置等）２３３と、制御部（ＣＰＵ）２３４と、３つのスイッチ２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃとにより構成されている。これらの３つのスイッチ２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃは、ＣＰＵ２３４によって、その切り替え端子が制御される。
【０１９６】
これらのスイッチ２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃは、図２１（ｂ）に示されるように、通常動作時（クレードル装置２４０を取り外し可能である）はスイッチ２３５ａ、２３５ｂがオフ、スイッチ２３５ｃがオンとなり、バックアップ時（クレードル装置２４０は接続または非接続でも使用可能である）はスイッチ２３５ａ〜２３５ｃは何れもオンとなり、充電時にはスイッチ２３５ａがオン、スイッチ２３５ｂ、２３５ｃがオフとなる。尚、ストロボ発光時は、スイッチ２３５ａがオフ、スイッチ２３５ｂ、２３５ｃがオンとなる。特に、ストロボ発光時の負荷変動による２次電池の電力を供給すると、燃料電池の電力特性を補強することができる。
【０１９７】
クレードル装置２４０は、第２の燃料電池２４１と、充電制御部２４２とを有して構成されている。上記２次電池２３２は、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池で構成される。ここで、充電制御部２４２は、図示されないが、ＣＰＵ、ＤＣ−ＤＣコンバータ及び電磁リレーで構成されている。デバイス負荷部２３０側の２次電池２３２の残量が少なくなると、デバイス負荷部２３０側のＣＰＵ２３４からクレードル装置２４０側のＣＰＵに電力供給の要求信号が送信される。そして、クレードル装置２４０側のＣＰＵは、上記信号の受信後に、ＤＣ−ＤＣコンバータを駆動させて２次電池２３２へ電力供給を行う。その後、クレードル装置２４０側のＣＰＵからデバイス負荷部２３０側のＣＰＵ２３４に、満充電か否かの問い合わせを定期的に送信する。そして、２次電池２３２の容量が満充電になると、デバイス負荷部２３０側のＣＰＵ２３４からクレードル装置２４０側のＣＰＵに満充電情報が送信される。クレードル装置２４０側のＣＰＵは、電磁リレーをオフにして２次電池２３２の充電が終了する。
【０１９８】
例えば、ＤＶＤ記録媒体のビデオカメラの場合について説明する。
【０１９９】
ＤＶＤ±ＲＷやＨＤＤ記憶媒体やディスクカートリッジを用いた記録媒体のビデオカメラの構成に於いては、図２１に於いて、第１の燃料電池２３１がデバイス負荷２３３に接続されているとき、第２の燃料電池２４１は２次電池２３２に接続し、２次電池２３２もデバイス負荷２３３に並列接続すると、ビデオカメラで保存されるデータは主に動画や静止画であるため、そのデータ量も多く、バックアップをとるための時間と電力が必要とされる。このようなバックアップ状態に於いては、ディスク記録媒体近傍に配置した温度センサによる温度検出部で制御される第１の燃料電池２３１と２次電池２３２で、温度センサによる温度検出部で制御される第２の燃料電池２４１から充電された２次電池２３２との総合電力を供給することができる。
【０２００】
第１及び第２の燃料電池２３１及び２４１の出力電圧を検出する検出手段と、この検出手段が検出した出力電圧に応じて、切り替えスイッチの入／切を制御する制御布施２３４とを備えている。特に、デバイス負荷部２３０の２次電池２３２による光ディスク装置の立ち上がり時に、半導体レーザのパワーアジャスト（温度検出による再生光量調整や半導体レーザの個々のばらつき調整）開始に同期して、媒体近傍の温度検出に基づいて第１の燃料電池２３１の起動を開始する。
【０２０１】
光ディスク近傍の温度が加熱して所定の温度以上になるＣＰＵ２３４に、温度情報が入力されてデバイス負荷２３３との接続を遮断し、第１及び第２の燃料電池２３１及び２３４の動作をシャットダウンさせる機能を有している。そして、ＤＶＤやＨＤＤに保存された保存用画像データを、ある程度の容量を持つ外部記録媒体へ転送してバックアップをとる。この画像データを保存する時に燃料電池が途切れることなく、バックアップ用の電力を得ることができる。したがって、ユーザに意識させることなく確実に撮影データを外部記録媒体に転送して保存することができる。
【０２０２】
特開２００２−２１６７８２号公報では、燃料電池とこれによって充電される複数（３個）の２次電池を並列接続した燃料電池ハイブリッドシステムが開示されている。このシステムは、各２次電池の充電状態を検出する検出手段３９を有しており、この検出手段３９は各２次電池の電流を検出する電流センサと、電圧を検出する電圧センサ、及び温度を検出する温度センサによって構成されている。更に、管理手段が開示されている。ここでの暖機運転は、外気温度検出部１６及びセル温度検出部１７からの検出温度に基づいて、暖機運転制御部２０を介してヒータ６燃料電池２や冷却ファン７を駆動する。
【０２０３】
このようにすると、各２次電池の充放電能力を均一に保つことができ、過充電や充電不足を防ぐことができる。
【０２０４】
このように、燃料電池に保護機能を有することは、システム全体が大規模となり、外気温度検出部１６やセル温度検出部１７や温度センサを備えた各２次電池など、多数の温度センサを用いている。その結果、装置全体が大型化して、複雑な充放電管理なる。
【０２０５】
本発明では、例えば、温度センサを用いた温度検出部を新たに燃料電池や燃料タンク内に設ける必要がなく、部品を減らすことができる。
【０２０６】
更に、第１燃料電池と第２の燃料電池の温度検出位置を、同一な場所（例えば、ディスク記録媒体近傍に配置した温度センサや撮像素子に配置した温度センサのみ）にすることで、急に温度異常が発生したときに光ディスクや磁気ディスクへの撮影データの書き込みや撮像素子から記録媒体へのデータ転送を遮断させることに同期して燃料電池を遮断するため、システムのオン／オフ動作処理が簡素化される。そして、記録媒体の画像記録が可能である温度上限値と下限値に依存した燃料電池内の微細流体流路内の温度補償ができ、撮影された画像データが光ディスクの記録不可によりバッファに蓄積することの問題点を解決することができる。加えて、第１または第２の燃料電池切れが発生しても、残りの燃料電池によりデバイス負荷部の動作を補償することができる。
【０２０７】
また、他の具体的な実施としては、第１の燃料電池起動時に２次電池からデバイス負荷部へ電力を供給することもでき、第１の燃料電池の立ち上げる時間のロスをなくした優位性もある。所定時間後に、デバイス負荷部の２次電池から、第１の燃料電池への切換が行われる。更に、温度センサはクレードル装置の第２の燃料電池収納室の近傍に配置して、第２の燃料電池を制御することもできる。
【０２０８】
ユーザは、単にデバイス負荷部（例えば、デジタルカメラ）２３０をクレードル装置２４０にセットするだけで、デバイス負荷部２３０の２次電池２３２が充電されることを欲していると考えられる。そのため、ユーザにとってはＡＣ電源が使用できない野外活動時に於いて、デバイス負荷部２３０に自動的に充電されることが望ましい。デバイス負荷部２３０がクレードル装置２４０にセットされると、デフォルト状態に於いて、クレードル装置２４０はデバイス負荷部２３０に燃料電池から電力を供給してデバイス負荷部２３０の２次電池２３２を充電する。デバイス負荷部２３０の２次電池２３２の残量が少ない場合は、クレードル装置２４０に具備された第２の燃料電池２４１を含む充電制御部２４２を用いて充電する。
【０２０９】
デバイス負荷部２３０とクレードル装置２４０とは、図示されないが電気的インターフェイス（例えば、ＵＳＢインターフェイス）を介して接続されている。この２次電池の種類、容量、電池温度の固有情報をデバイス負荷部２３０が送受した後、デバイス負荷部２３０のＣＰＵ２３４は充電表示を制御して、液晶表示画面（図示せず）に充電状態（充電容量の進捗がわかりやすいようにＬＥＤ点滅あるいはＬＥＤ識別）の表示を行う。
【０２１０】
次に、プリンタドックの場合について説明する。
【０２１１】
デバイス負荷部（以下電子カメラと記す）とプリンタとをダイレクト接続し、電子カメラが、プリンタに対して画像情報を転送する転送手段と、プリンタから送信されるプリント終了情報を受信する受信手段とを備え、第１の燃料電池がデジタルカメラ内に配置し、第２の燃料電池をプリンタ（クレードル付）に配置したプリントシステムに於いて、プリンタの外表面に配置された温度センサによる温度検出部に基づいて制御するプリンタ内に配置された第２の燃料電池からデジタルカメラの２次電池に電力を供給することができる。そして、デジタルカメラ使用時には２次電池の残量不足もなく、画像データの印刷を自動的に行うことで、使用者に意識させることなく確実に画像データをプリンタに転送して印刷することができる。
【０２１２】
このような構成に於いては、無線通信機能を有する複数のデジタルカメラを有し、これらデジタルカメラのうち少なくとも１つの前記デジタルカメラがホストとなり、他の各デジタルカメラがスレーブとなって相互に無線通信を行う無線通信ネットワークが可能なデジタルカメラシステムにも利用できる。更に、１次電池を有するデバイス負荷部がセットされた場合、デバイス負荷部から電池の種類情報が送信されてくるので、クレードル装置側のＣＰＵでは充電制御を行わず、単にデバイス負荷部の動作用の電力が供給されて、デバイス負荷部の液晶表示画面に「電池の種類が異なり充電できません」等の表示を行う。
【０２１３】
また、充電時に於いて、燃料電池の残量が少ない場合等には、デバイス負荷部の動作に必要な電力を優先して供給し、２次電池への電力供給を停止する等を実施した後、デバイス負荷部の液晶表示画面に表示することも可能となる。この結果、デバイス負荷部の液晶表示画面が遮断することなく、２次電池への充電を停止することができる。したがって、ユーザにとって操作性や利便性が高くなる。
【０２１４】
ユーザは、単にデバイス負荷部（例えば、デジタルカメラ）をクレードル装置にセットするだけでデバイス負荷部の２次電池が充電されることを欲していると考えられる。したがって、ユーザにとってはＡＣ電源が使用できない野外活動時に於いて、デバイス負荷部に自動的に充電されることが望ましい。デバイス負荷部がクレードル装置にセットされると、デフォルト状態に於いてクレードル装置はデバイス負荷部に燃料電池から電力を供給してデバイス負荷部の２次電池を充電する。デバイス負荷部の２次電池の残量が少ない場合は、クレードル装置に具備された燃料電池を含む充電制御回路を用いて充電する。
【０２１５】
デバイス負荷部とクレードル装置とは、電気的インターフェイス（例えば、ＵＳＢインターフェイス）を介して接続されている。この２次電池の種類、容量、電池温度の固有情報をデバイス負荷部が送受した後、デバイス負荷部のＣＰＵは充電表示を制御して、液晶表示画面に充電状態（充電容量の進捗がわかりやすいようにＬＥＤ点滅、或いはＬＥＤ識別）の表示を行う。
【０２１６】
尚、ここではクレードル装置について説明をしたが、デバイス負荷部の記憶媒体に格納された画像データを印刷するプリント機能を付加することで、クレードル装置を用紙トレイ付きの携帯用プリンタに置き替えることもできる。また、デバイス負荷部を特開２００６−２０８８３２号公報に記載された燃料電池及び充電機能を備えたプロジェクタシステムに於ける開示された技術内容に上記記載された内容を付加することも可能である。
【０２１７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。例えば、ガラス基板と半導体基板であるシリコン基板を接合した構成であるが、ガラス基板を半導体基板に置き換え、半導体基板の双方を接合することもできる。
【０２１８】
更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【０２１９】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の端子用基板３０の配置例を示した構成図である。
【図２】図１（ａ）に示された燃料電池システム１０の圧力調整機構の部分の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施形態に於ける２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【図４】第１の実施形態に於ける更に他の２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【図５】燃料電池システムに於ける制御回路の要部の概略構成について示したブロック図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に於ける燃料電池システムの動作について説明するフローチャートである。
【図７】図６のフローチャートに於けるステップＳ６のサブルーチン「温度センサ異常検出」の詳細な動作を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４（ｂ）の燃料電池システムから、第１及び第２の検出用圧力センサを除き、補助バルブと補助圧力調整弁との間に補助の検出用圧力センサを配置し、補助の検出用圧力センサと補助圧力調整弁との間から分岐した位置に安全弁を配置した場合の動作を説明するためのフローチャートである。
【図９】安全弁の動作について説明するためのタイミングチャートである。
【図１０】ＲＯＭに格納されるデータ項目を表した表である。
【図１１】シリコン基板上の検出用圧力センサから圧力調整弁への印加電圧について説明するための図である。
【図１２】複数の温度特性に於ける圧力−残量線図である。
【図１３】燃料電池システムと２次電池やＣＰＵが内蔵された電子機器の残量表示の組み合わせについて説明するブロック構成図である。
【図１４】ユーザの指定による選択される燃料電池の画面の表示例を示した図である。
【図１５】安全弁を電磁アクチュエータにより構成した燃料電池システムの一例を示す断面図であり、（ａ）は安全弁が閉じられた状態を示した図、（ｂ）は安全弁が開かれた状態を示した図である。
【図１６】開閉弁を発熱体アクチュエータにより構成した燃料電池システムの一例を示す断面図であり、（ａ）は開閉弁が閉じられた状態を示した図、（ｂ）は開閉弁が開かれた状態を示した図である。
【図１７】開閉弁を形状記憶合金材料により構成した燃料電池システムの一例を示す断面図であり、（ａ）は開閉弁が閉じられた状態を示した図、（ｂ）は開閉弁が開かれた状態を示した図である。
【図１８】本発明の第２の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示した図である。
【図１９】図１８の構成の燃料電池システムの動作を説明するための図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示したブロック図である。
【図２１】（ａ）は本発明の第３実施形態の変形例としての電子機器システムの構成を示したブロック図、（ｂ）は（ａ）のスイッチ２３５ａ、２３５ｂ、２３５ｃの動作１状態を示した図である。
【符号の説明】
【０２２０】
１０…燃料電池システム、１１…第１のガラス基板、１２…第２のガラス基板、１３…第１のシリコン基板、１４…第２のシリコン基板、１５…温度センサ、１６…ヘッドアンプチップ（ＨＡチップ）、１７、６０…水素吸蔵合金容器、１８…水素吸蔵合金筐体、１９…断熱部材、２０、５６、６９…燃料電池セル、２１…配管経路Ａ、２２…配管経路Ｂ、２４…水素補給口、２５…空気吸引口、２６…フィン、２８…ボンディングワイヤ、３０…端子用基板、４１…ダイヤフラム、４２…空洞部、４５…中継端子基板、５０…水素吸蔵合金容器、５１…開閉弁、５２…検出用圧力センサ、５３…安全弁、５５…圧力調整弁、５５…補助用圧力調整弁、６１…第１の開閉弁、６２…第２の開閉弁、６３…第１の検出用圧力センサ、６４…第２の検出用圧力センサ、６５…第１の安全弁、６６…第２の安全弁、６７…第１の圧力調整弁、６８…第２の圧力調整弁、７０…補助バルブ、７１…補助検出用圧力センサ、７２…安全弁、７３…第３の開閉弁、８２…電池システムユニット。
【図１】
2008103171.tif 000003
【図２】
2008103171.tif 000004
【図３】
2008103171.tif 000005
【図４】
2008103171.tif 000006
【図５】
2008103171.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008103171.tif 000009
【図８】
2008103171.tif 000010
【図９】
2008103171.tif 000011
【図１０】
2008103171.tif 000012
【図１１】
2008103171.tif 000013
【図１２】
2008103171.tif 000014
【図１３】
2008103171.tif 000015
【図１４】
2008103171.tif 000016
【図１５】
2008103171.tif 000017
【図１６】
2008103171.tif 000018
【図１７】
2008103171.tif 000019
【図１８】
2008103171.tif 000020
【図１９】
2008103171.tif 000021
【図２０】
2008103171.tif 000022
【図２１】
2008103171.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月11日(2006.12.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
ところで、例えば、特許文献１及び２に記載されたような、小型微小流量を制御する水素吸蔵材料及びそれを貯蔵する容器を具備する小型燃料電池システムに於いては、以下のような問題点を有している。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３５】
第１のガラス基板１１上には、第１のシリコン基板１３及び第２のシリコン基板１４が配置されている。第１のガラス基板１１上に載置された第２のシリコン基板１４には、温度センサ１５や振幅検出回路（振幅信号増幅回路用のヘッドアンプ）チップ（ＨＡチップ）１６が埋め込まれている。一方、第１のシリコン基板１３上の第２のシリコン基板１４には、第１のガラス基板１１を介して水素吸蔵合金容器１７に延出された配管経路Ａ２１と、第２のガラス基板１２及び断熱部材１９を介して燃料電池セル２０に延出された配管経路Ｂ２２が設けられている。これら配管経路Ａ２１及び配管経路Ｂ２２は、燃料電池セル２０に水素を供給するために接続されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、上記端子用基板３０には、図１（ｂ）に示されるように、後述する温度センサ、検出用圧力センサ、圧力調節弁から後述する制御回路１２５へ送信する信号線３１ａ〜３１ｈと、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線と安全弁、検出用圧力センサと圧力調節弁へ電力供給する駆動線３２ａ〜３２ｈのそれぞれ８本の端子が設けられている。同一端子用基板上に異なる２組の電力供給する駆動線を配置することで、燃料電池システム内の配線の引き回しをすることなく、組み立て工数を削減することができ、燃料電池システム内を簡素化することができる。尚、上記第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２の間は、圧力調整機構として構成されている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
図２に於いて、第１のガラス基板１１は、水素吸蔵合金容器１７上に、傾き調整部材３３及びＯリング（パッキン材）３４を介して配置されている。そして、第１のシリコン基板１３上に第２のシリコン基板１４と第３のシリコン基板３５とが形成され、及び温度センサ１５は第３のシリコン基板３５上に配置されている。尚、ここでは温度センサ１５は第３のシリコン基板３５上としているが、図１（ａ）に示されるように第２のシリコン基板１４としてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
一方、第３のシリコン基板３５には上面には、水晶発振器を用いた正弦波電圧回路３８と振幅検出回路用（駆動回路／振幅検出回路）のＩＣチップ３６が結合されている。更に、第３シリコン基板３５の上側には、複数のピン端子２９ａが結合されている。第３のシリコン基板３５の下部には、温度センサ１５が固着されている。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
以上のＩＣチップや中継端子基板、複数のピン端子は、ボンディングワイヤ群２８ａ（ボンディングワイヤ２８）で接続されている。動作は正弦波電圧回路３８から駆動回路／振幅検出回路用のＩＣチップ３６の駆動回路を介して強制振動するダイヤフラム４１に圧力が加圧したり減圧すると、その出力信号に応じた振幅を検出する駆動回路／振幅検出回路用のＩＣチップ３６の振幅検出回路を用いたものである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
本実施形態では、水素吸蔵合金筐体の側面に配置した端子板に信号線８本と駆動線８本を有する。このうち、第２開閉弁の使用数については水素吸蔵合金材料等により選択するようにするとよい。また、第１の開閉弁は、公知の機械的な電磁弁を水素吸蔵合金筐体に取り付けてもよい。更に、温度センサや振幅信号増幅回路用のＨＡチップが埋め込まれた第２のシリコン基板は、第１のシリコン基板及び第２のシリコン基板とは別に第１のガラス基板上に配置することもできる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１９】
水素吸蔵合金筐体は、水素吸蔵合金容器１００と、シリコン基板１０１上に配置された開閉１０２弁、検出用圧力センサ１０３、圧力調整弁１０４が形成されており、更に温度センサ１０５を有している。燃料電池セル１１０は、アノード電極１１１、カソード電極１１２及び高分子固体電解膜１１３から成っている。携帯用の電子機器載置ユニット（例えば、クレードル装置、プリンタドック（コダック社製品名）、プロジェクタ載置台）１２０には、制御回路（ＣＰＵ）１２５と、上述した開閉弁１０２や検出用圧力センサ１０３及び圧力調整弁１０４を初期駆動する２次充電器（２次電池）１２１と、該２次電池１２１の残量を検出する電流検出器、電子カメラや撮像ユニットなど（デバイス負荷部（電池を除く））１２３と、切り替えスイッチ１２２と、温度変化によるデータ（図１０（ａ）、（ｂ）の表）が格納されたメモリ１２７と、燃料電池の残量表示を行う表示部１２８及びユーザ操作用入力キーから成る入力操作部１２６とが備えられている。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４０】
第１のシリコン基板１４１上に第２のシリコン基板１４２が配置され、その間に流路１５４が設けられている。そして、第１のシリコン基板１４１上の上側の表面の凹部に発熱体１５６が配置され、その外周にはリング状の磁石層１４６が配置されている。一方、第２のシリコン基板１４２上に設けられたダイヤフラム１４５の下部には、磁性層１４４が形成されている。大気圧及び第１のシリコン基板１４１上の磁石層１４６とダイヤフラム１４５の磁性層１４４との吸引力により、ダイヤフラム１４５は下側（第１のシリコン基板１４１の発熱体１５６側）に押圧されている。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４２】
このように構成された開閉弁に於いて、先ず、発熱体素子にパルス印加電圧が加えられていない状態では、大気圧及び第１のシリコン基板１４１上の磁石層１４６とダイヤフラム１４５の磁性層１４４との吸引力により、ダイヤフラム１４５は下側（第１のシリコン基板１４１の発熱体１５６側）に押圧されている。したがって、この状態では、水素１５４は配管経路Ａ１５１側の流路１５３に留まっている（図１６（ａ））。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2008103171.tif 000024
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2008103171.tif 000025