(57)【要約】　　　（修正有）【課題】水中撮影で通常使用するダイビング用器材である、空気タンクまたは浮力調整器から燃料電池に空気を供給する水中燃料電池及び前記水中燃料電池を電源とするカメラを提供する。【解決手段】水中カメラ１０は水密構造となるハウジング１２を備えており、ハウジング１２は接続部１４を備え、接続部１４で給気管１６と接続している。給気管１６は接続部２０で浮力調整器１８の排気バルブ２２と接続しており、浮力調整器１８に空気が入っている状態で排気バルブ２２を作動させると、接続部２０、給器管１６、接続部１４を経てハウジング１２へ浮力調整器から空気が供給される。ハウジング１２にはカメラ本体３４と燃料電池４０が水密状態で収納されている。かつ、燃料電池４０とカメラ本体３４は電源ケーブル２８で接続され、燃料電池４０で発電して得られた電気をカメラ本体３４に供給する。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源として使用する燃料電池と、
前記燃料電池を水密状態に保つハウジングと、
前記ハウジングを空気補給手段と接続する接続手段と、
を備えたことを特徴とする水中燃料電池。
【請求項２】
前記空気補給手段が呼吸用空気タンクまたは浮力調整器であることを特徴とする請求項１に記載の水中燃料電池。
【請求項３】
前記ハウジング内の空気を排気する排気弁を前記ハウジングに設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の水中燃料電池。
【請求項４】
前記燃料電池が電源であることを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は水中燃料電池及びカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
長時間に渡り安定して電力を供給できる燃料電池は携帯用電子機器の電源として有望であり、例としてカメラへの応用も提案されている。
【０００３】
しかし燃料電池はその発電原理上、酸素を定常的に消費するため特に水中用の器材、例えば水中カメラへの応用は難しい。また、水中カメラに独立した酸素タンクを設ければ装置の大型化を招くため携行性や使い勝手が悪くなる。
【０００４】
従来例としては、固体高分子型燃料電池に水素を供給する容器を備えて小型軽量化を図ったものが存在する（例えば、特許文献１参照）。しかし、これらは大気中での使用を前提としており水中で用いることはできない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−６４５６７号公報　（請求項１、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記事実を考慮し、水中撮影で通常使用するダイビング用器材である、空気タンクまたは浮力調整器から燃料電池に空気を供給する水中燃料電池及び前記水中燃料電池を電源とするカメラを提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の水中燃料電池は電源として使用する燃料電池と、前記カメラを水密状態に保つハウジングと、前記ハウジングを空気補給手段と接続する接続手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成の発明では、カメラ用電源として好適な燃料電池を水密構造のハウジングに収納し、このハウジングへ空気タンクなどの空気補給手段から接続手段を通じて空気を送り込む。これにより、燃料電池による発電に必要な空気が補給され、水中での燃料電池使用が可能となる。
【０００９】
請求項２に記載の水中燃料電池は前記空気補給手段が呼吸用空気タンクまたは浮力調整器であることを特徴とする。
【００１０】
上記構成の発明では、通常のダイビング用器材である空気タンクや浮力調整器からハウジングへ空気を補給可能としたことで、燃料電池専用の空気補給手段を必要としないため器材が少なくて済む。
【００１１】
請求項３に記載の水中燃料電池は前記ハウジング内の空気を排気する排気弁を前記ハウジングに設けたことを特徴とする。
【００１２】
上記構成の発明では、燃料電池で消費されるのは酸素であるのに対し、補給されるのは空気であるため、消費されなかった窒素や燃料電池で発生した炭酸ガスでハウジング内部の気圧が上昇し、新たに空気を補給しにくくなる状況に対して、ハウジングに排気弁を設けハウジング内の空気を排出して気圧を下げ、空気を補給し易くしている。
【００１３】
請求項４に記載のカメラは前記燃料電池がカメラ用の電源であることを特徴とする。
【００１４】
上記構成の発明では、燃料電池を電源に用いることにより、長時間にわたり安定した電力の供給を受けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１には、第１形態に係る水中カメラの斜視図が示されている。
【００１６】
図１に示すように、水中カメラ１０は水密構造のハウジング１２に収納されており、特に水圧のかかる海中での撮影に対応している。
【００１７】
ハウジング１２は接続部１４を備え、接続部１４に給気管１６が接続されている。給気管１６は接続部２０で浮力調整器（ＢＣＤ）１８の排気バルブ２２と接続されている。浮力調整器１８に空気が入っている状態で排気バルブ２２を作動させると、接続部２０、給器管１６、接続部１４を経てハウジング１２へ浮力調整器から空気が供給される。
【００１８】
このとき、浮力調整器１８の排気バルブ２２に給気管１６が接続されているので本来の役割である浮力の調整ができなくなる恐れがある。そのため給気管１６の途中に、新たに排気バルブ２１を設け、この排気バルブ２１から排気することで浮力調整器の機能を損なわないようにしている。
【００１９】
図２には、第１形態に係る水中カメラの断面図が示されている。
【００２０】
図２に示すように、水中カメラ１０のハウジング１２にはカメラ本体３４と燃料電池４０が水密状態で収納されている。かつ、燃料電池４０とカメラ本体３４は電源ケーブル２８で接続され、燃料電池４０で発電して得られた電気をカメラ本体３４に供給する。また、ストロボ２４も燃料電池４０と電源ケーブル２６で接続され、電気を燃料電池４０から供給される。
【００２１】
ハウジング１２の内部はカメラ３４と燃料電池４０のための２区画に完全に分割されており、電源の供給も接続端子３０、３１を経由して行なう。これはカメラ３４が外の水圧よりも低い環境で水密を保つハウジング構造で保護されているのに対し、燃料電池４０は外の水圧よりも高い圧力に保つ必要があるためである。また、燃料電池４０は発電の際に発熱を伴うため、精密電子機器であるカメラ３４を熱から保護する意味でも燃料電池４０とは別の区画に収納する必要がある。
【００２２】
燃料電池４０は燃料室５０、電池セル３２、空気室６６からなり、燃料室のメタノールを消費しながら発電を行ない、発生した水は空気室６６内に滴下する。
【００２３】
空気室６６内の酸素が消費されると発電効率が低下するので、発電量に応じて空気室６６の空気を新鮮なものと交換する必要が生じる。このとき、給気管１６は浮力調整器１８などに接続されているので空気の供給が可能であり、接続部１４を介して空気室６６に接続されている給気管１６から新鮮な空気を供給する。
【００２４】
しかし空気室６６内部には使用済みの空気が溜まっており、また発電の過程で発生した炭酸ガスも溜まっているため単純に空気を送り込むだけでは換気が行なわれない。そこで空気室６６から排気路６４をハウジング１２の外へ向けて延長し、排気バルブ５２を設けて開閉自在な構造とする。これにより、給気管１６から空気を送りながら排気バルブ５２を開放すると、酸素を消費し炭酸ガスを含んだ古い空気と、電池セル３２から滴下した水とが排気路６４から排気バルブ５２を通ってハウジング１２の外すなわち水中へ排出される。
【００２５】
一方、カメラ本体３４はハウジング１２内部に緩衝材３８で固定されている。
カメラ本体３４は電源ケーブル２８、接続端子３０、３１を介して燃料電池４０から電源を供給され、水密構造のレリーズボタン３３でカメラ本体のレリーズを押下すると耐圧強化ガラス窓３５を通してレンズ３６で撮影が行なわれる。
【００２６】
図３には本形態に係る燃料電池の概念図が示されている。
【００２７】
本形態において使用されるメタノール直接型燃料電池（ＭＤＦＣ）の電池セル３２は、アノード（陰極）４２、プロトン導電膜４４、カソード（陽極）４６から構成されている。
【００２８】
アノード４２では燃料のメタノール水中に含まれるメタノールを水素イオン、電子および炭酸ガスに分離し、水素イオンはプロトン導電膜４４を透過してカソード４６側へ移動する。炭酸ガスは排ガスとして排出される。
【００２９】
一方、電子は抵抗４８を通過してカソード４６へと向かう。これが電気エネルギーとして取り出され、抵抗４８で仕事が行われる。本願においてはカメラ本体３４とストロボ２４がこの抵抗４８に相当する。
【００３０】
カソード４６ではプロトン導電膜４４を透過した水素イオンと抵抗４８を通って来た電子、および空気中の酸素が結合して水となり、排水として排出される。
【００３１】
以上のように、燃料電池によって発電を行なうためには燃料のメタノール以外に酸素が必要であり、特に水中カメラでは外気が使用できないため空気室６６の酸素を使い切ってしまうと以後の発電が不可能となる問題がある。
【００３２】
本願では、水中における燃料電池使用のネックとなっている酸素の補給を、一般的なダイビング器材である浮力調整器１８や空気タンクなどから空気供給手段を用いて空気室６６に空気を補給することで解決している。
【００３３】
図４には、本形態に係る排気バルブの断面図が示されている。
【００３４】
図４に示すように排気路６４の終端は排気バルブ５２であり、排気バルブ５２を開放することで空気室６６内の古い空気Ａをハウジング１２の外へ排気することができる。
【００３５】
図４（Ａ）のように排気バルブ５２は支点５８で回動自在に支持された可動翼５４からなり、複数の可動翼５４が重なり合って水密状態を維持している。可動翼５４はリンク６０で互いに連結し、同時に開閉する構造となっている。
【００３６】
通常時は水密状態を保つため、外部の水圧または内部の気圧で開放されないよう図４（Ａ）のようにスライドストッパ５６で可動翼５４の端部を固定する。
【００３７】
排気時は空気室６３を加圧した状態で、図４（Ｂ）のようにスライドストッパ５６をスライドさせて可動翼５４を支点５８の回りに回動可能な状態とし、可動翼５４の端部に設けられた突起６２を押して可動翼５４を立てた状態に回動する。このとき可動翼５４は互いにリンク６０で連結されているので同時に回動し、排気路６４とハウジング１２の外側を連通する。このため排気路６４の古い空気Ａは可動翼５４の間を通ってハウジング１２の外部へと排気される。
【００３８】
排気を終了するときは可動翼５４を押圧すれば支点５８を中心として回動し、リンク６０により同時に全部の可動翼５４が重なり合う状態でバルブ５２を閉塞するので、スライドストッパ５６をスライドさせてロックをかける。
【００３９】
図５には、本形態に係る他の形式の排気バルブの斜視図および断面図が示されている。
【００４０】
図５（Ａ）に示すように排気バルブ５３は、排気孔７２が開けられた排気つまみ７０をハウジング１２上に設けた構造となっている。
【００４１】
図５（Ｂ）に示すように排気路６４は終端でハウジング１２から外へ向かう排気管７８へ繋がり、排気路７６となる。
【００４２】
排気つまみ７０は内側にネジが切ってあり、排気路６４の終端に設けられ外側にネジが切ってある排気管７８と螺合している。排気つまみ７０を閉めた状態では排気孔７２は排気管７８によって塞がれるため空気漏れ・浸水は起こらない。
【００４３】
排気の際には図５（Ｃ）に示すように排気つまみ７０を緩めて行くと排気口７２が排気路７６と連通する状態となり、空気室６６の加圧された古い空気Ａが、排気路６４から排気管７８を通り、排気孔７２を抜けてハウジングの外へ排気される。
【００４４】
このとき排気つまみ７０を緩めすぎて脱落するのを防止するため、ハウジング１２上には排気つまみ７０の回りに袴部７４を設け、排気つまみ７０のフランジ８０を押えている。
【００４５】
排気が終了した時点で排気つまみ７０を締め込むと排気孔７２は再び排気管７８によって塞がれるため図５（Ｂ）の状態に戻り、水密状態となる。
【００４６】
以上、本実施形態においては空気を浮力調整器の排気バルブから取っているが、それ以外にも空気タンクの一次レギュレータから分岐させる、オクトパスから取るなど様々な方法が考えられる。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、水中撮影で通常使用するダイビング用器材である、空気タンクまたは浮力調整器から燃料電池に空気を供給する水中燃料電池及び前記水中燃料電池を電源とするカメラを提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態１に係る水中カメラの斜視図である。
【図２】本実施形態１に係る水中カメラ断面図である。
【図３】本実施形態１に係る燃料電池の概念図である。
【図４】本実施形態に係る排気バルブの断面図である。
【図５】本実施形態に係る他の形の排気バルブの断面図である。
【符号の説明】
１０　　水中カメラ
１２　　ハウジング
１６　　給気管
１８　　浮力調整器
２２　　排気バルブ
２４　　ストロボ
３２　　電池セル
３４　　カメラ本体
３６　　レンズ
４０　　燃料電池
４２　　アノード（陰極）
４４　　プロトン導電膜
４６　　カソード（陽極）
５０　　燃料室
５２　　排気バルブ
５４　　可動翼
５６　　スライドストッパ
６０　　リンク
６４　　排気路
６６　　空気室
７０　　排気つまみ
７２　　排気孔
７８　　排気管
【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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