(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の発電燃料を貯留する燃料容器と、前記燃料容器から供給する燃料の化学反応により電気エネルギを生成する発電装置を備えた電子機器において、前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体の外側に設けられた吸気口及び排気口と、前記吸気口及び前記排気口から前記発電装置に連通する気体の流路と、前記吸気口及び前記排気口の少なくとも一方に設けられたシャッタと、前記シャッタを開閉する電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記シャッタは、前記電動アクチュエータの駆動力方向と略反対方向に付勢力を有する弾性体を備え、前記シャッタは電動アクチュエータの駆動力により開口され、前記弾性体の付勢力により閉口されることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
請求項１に記載の電子機器において、前記制御装置は、前記電子機器の使用開始時に前記電動アクチュエータを駆動させる開始処理と、前記電子機器の使用終了時に前記電動アクチュエータを停止させる停止処理を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれか一項に記載の電子機器において、前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体外側に設けられた凹部と、前記凹部の底部に設けられた前記吸気口または前記排気口とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子機器において、前記吸気口及び前記排気口は、前記筐体外側の略対称となる位置に離間して設けることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
所定の発電燃料を貯留する燃料容器と、前記燃料容器から供給する燃料の化学反応により電気エネルギを生成する発電装置を備えた電子機器において、前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体の外側に設けられた吸気口及び排気口と、前記吸気口及び前記排気口から前記発電装置に連通する気体の流路と、前記吸気口及び前記排気口の少なくとも一方に設けられたシャッタと、前記シャッタを開閉する電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体外側に設けられた凹部と、前記凹部の底部に設けられた前記吸気口または前記排気口とを備えることを特徴とする電子機器。
【請求項６】
請求項５に記載の電子機器において、前記制御装置は、前記電子機器の使用開始時に前記電動アクチュエータを駆動させる開始処理と、前記電子機器の使用終了時に前記電動アクチュエータを停止させる停止処理を行うことを特徴とする電子機器。
【請求項７】
請求項５又は６のいずれか一項に記載の電子機器において、前記吸気口及び前記排気口は、前記筐体外側の略対称となる位置に離間して設けることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に係り、特に燃料電池発電装置の吸排気装置を備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラ、腕時計、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の小型電子機器は、高機能、高性能及び液晶表示部のカラー化等飛躍的な進歩を遂げている。
【０００３】
上記小型電子機器の電源としては、アルカリ乾電池、マンガン乾電池といった一次電池又はニッケル−カドミウム蓄電池、ニッケル−水素蓄電池、リチウムイオン電池といった二次電池が用いられている。ところが、これら一次電池又は二次電池は、エネルギの利用効率からは必ずしも有効利用が図られているとはいえず、上記高機能化等の要請に十分に適うものとはいえなくなってきた。
【０００４】
このような背景から、前記一次電池又は二次電池の代替電源として電子機器用の燃料電池の研究・開発が盛んに行われている。電子機器用の燃料電池としては固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）として高分子電解質膜燃料電池（ＰＥＭＦＣ）や直接メタノール形燃料電池（ＤＭＦＣ）が用いられる。これら固体高分子型燃料電池は作動温度が常温から１００℃前後と低温である等の理由から携行性が求められる電子機器用として適している。
【０００５】
改質型燃料電池は、燃料である水やメタノール等を気化し、改質器中で触媒の反応により水素と二酸化炭素を生成し、水素を燃料極触媒の作用により水素イオンと電子に分離することで電力を発生させ、その後水素イオン、燃料極触媒により取り出された電子及び外部から取り入れた空気（酸素）とが反応して副生成物として水が生成される。また、前記改質器では水素と二酸化炭素との完全な生成がなされずに電解質膜に対し触媒毒として作用する一酸化炭素が生成される場合もあり、このような一酸化炭素を除去するために、一酸化炭素除去装置によって外部から取り入れた空気（酸素）と前記一酸化炭素とを触媒によって反応させて二酸化炭素を生成し排出する。
【０００６】
このように燃料電池による発電には、外部からの空気（酸素）の吸入や前記二酸化炭素及び水等の副生成物の排出も重要な要素である。例えば特許文献１では、特定多孔質担体からなる触媒の組合せにより、改質器で生成された一酸化炭素を二酸化炭素に酸化反応させることを特徴とするが、このような選択的酸化反応にも空気（酸素）が不可欠であり外部からの空気取入通路を設けている。
【特許文献１】特開２００３−４８７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、電子機器用の燃料電池は、実装利用した場合に、埃によるフィルター詰まりを始め、触媒である電解質膜の性能劣化を招く化学物質が混入する危険性が高い。また小型電子機器は未使用時の時間の方が長く、環境的にも厳しい状態に置かれる点を鑑みても、早期実用化のために内部機構の保守といった側面の研究・開発は重要である。
【０００８】
本発明の目的は、燃料電池システムの吸排気装置を備えた電子機器において、酸化剤や電気化学反応に必須要素である気体(酸素)の取入口や副生成物である気体（二酸化炭素）の排出口に、前記埃や化学物質等の混入を防ぐ装置を設けることで発電装置の内部機構を保守し、長期にわたって発電装置の性能を維持し、十分な電力を確保して好適な作動を可能にする電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために請求項１に記載の発明は、所定の発電燃料を貯留する燃料容器と、前記燃料容器から供給する燃料の化学反応により電気エネルギを生成する発電装置を備えた電子機器において、前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体の外側に設けられた吸気口及び排気口と、前記吸気口及び前記排気口から前記発電装置に連通する気体の流路と、前記吸気口及び前記排気口の少なくとも一方に設けられたシャッタと、前記シャッタを開閉する電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの作動を制御する制御装置とを備え、前記シャッタは、前記電動アクチュエータの駆動力方向と略反対方向に付勢力を有する弾性体を備え、前記シャッタは電動アクチュエータの駆動力により開口され、前記弾性体の付勢力により閉口されることを特徴とする。
【００１０】
請求項１に記載の発明により、所定の液体燃料と気体（酸素）との電気化学反応によって電力を発生する発電装置に、前記電気化学反応に要する気体（酸素）を供給するに際して、前記発電装置と気体の流路を通じて連通する吸気口に開閉自在のシャッタを設けると、前記吸気口から発電装置内部への異物の混入を防ぐことができる。また、前記電気化学反応の結果生成される副生成物である気体（主に二酸化炭素）を排出する排気口にも開閉自在のシャッタを設けると、前記気体排気口からの異物の混入も防ぐことができる。
更には、前記シャッタは制御装置の制御による電動アクチュエータの駆動力により開閉されることから、電子機器の起動時には必要な気体（酸素）の供給のために開閉し、電子機器の使用態様に応じて異物の混入を防ぐことができる。
【００１１】
そして、請求項１に記載の電子機器において、前記シャッタは、前記電動アクチュエータの駆動力方向と略反対方向に付勢力を有する弾性体を備え、前記シャッタは電動アクチュエータの駆動力により開口され、前記弾性体の付勢力により閉口されることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、前記シャッタは前記電動アクチュエータの駆動力により開口されるが、閉口時には前記電動アクチュエータの駆動力は喪失する。その後、前記シャッタに連結され前記電動アクチュエータの駆動方向と略反対方向に付勢力を有する弾性体が、シャッタを開口時と逆の方向に引っ張ることで閉口及び閉口の維持をさせるため、前記電動アクチュエータのシャッタの閉口及び閉口の維持に要する電力を節約することができる。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の電子機器において、前記制御装置は、前記電子機器の使用開始時に前記電動アクチュエータを駆動させる開始処理と、前記電子機器の使用終了時に前記電動アクチュエータを停止させる停止処理を行うことを特徴とする。
【００１４】
請求項２に記載の発明によれば、電子機器の起動に際し、前記制御装置の制御により前記電動アクチュエータを駆動させて前記シャッタの開口を行い、電子機器の停止時には前記弾性体の付勢力により前記シャッタの閉口を行うことから、使用態様に応じた適宜の開閉を確実かつ自動的に行うことができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２のいずれか一項に記載の電子機器において、前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体外部に設けられた凹部と、前記凹部の底部に設けられた前記吸気口または排気口とを備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項３の発明によれば、請求項１又は２のいずれか一項に記載の電子機器において、前記筐体外側に設けた凹部の底部に前記吸気口または前記排気口を設けることで、吸気口または排気口に直接的に物体等が接触することを防ぐことができる。即ち、前記凹部を設けた前記筐体の外側の面のいずこかに物体等が接触し前記凹部方向に摩擦すると、前記凹部上に傾斜する手前の面が、凹部の中心方向と離間する方向へ前記物体を案内する。このような凹部の中心部分である前記底部に吸気口または排気口を設けることで、直接的な異物等の混入を防ぐとともに、物体等と吸気口または排気口のエッジ部とで生じる摩擦による埃や塵の発生も回避される。
【００１７】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の電子機器において、前記吸気口及び前記排気口は、前記筐体外側の略対称となる位置に離間して設けることを特徴とする。
本発明によれば、前記吸気口と前記排気口を前記筐体外側の互いに略対称となる離間した位置に設けることで、前記発電装置の電気化学反応に要する酸素の吸入に際し、前記電気化学反応により副生成された二酸化炭素を前記排気口から再吸入することがない。これにより電気化学反応に要する酸素を十分に吸気することができる。
また、請求項５に記載の発明は、所定の発電燃料を貯留する燃料容器と、前記燃料容器から供給する燃料の化学反応により電気エネルギを生成する発電装置を備えた電子機器において、前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体の外側に設けられた吸気口及び排気口と、前記吸気口及び前記排気口から前記発電装置に連通する気体の流路と、前記吸気口及び前記排気口の少なくとも一方に設けられたシャッタと、前記シャッタを開閉する電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの駆動を制御する制御装置と、を備え、
前記燃料容器と前記発電装置を格納する筐体外側に設けられた凹部と、前記凹部の底部に設けられた前記吸気口または前記排気口とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の電子機器は、所定の液体燃料と気体（酸素）との電気化学反応によって電力を発生する発電装置に、前記電気化学反応に要する気体（酸素）を供給するに際し、前記発電装置と気体の流路を通じて連通する吸気口に開閉自在のシャッタを設けることで、前記吸気口から発電装置内部への異物の混入を防ぐことができる。また、前記電気化学反応の結果生成される副生成物である気体（主に二酸化炭素）を排出する排気口にも開閉自在のシャッタを設けることで、前記気体排気口からの異物の混入も防ぐことができる。
更には、前記シャッタは制御装置に制御された電動アクチュエータの駆動力により開口され、前記弾性体の付勢力により閉口されることから、電子機器の起動時には発電に必要な気体（酸素）の供給のために開口し、電子機器の停止時には閉口させることが適宜可能になる。
このように本発明にかかる電子機器は、吸気口または排気口からの埃や電解質膜等の性能劣化を招く化学物質等の混入を防ぎ、発電装置の内部機構を保守し、長期にわたって発電装置の性能を維持し、十分な電力を確保して好適な作動を可能にする等の効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００２０】
図１は、本発明に係る電子機器を携帯電話機に搭載した実施形態の構成の一部分を示したものである。図１（ａ）は発電装置３及び制御装置４等の配置部分を部分的に開放して示した携帯電話機の背面図であり、図１（ｂ）は側面図である。図１（ｂ）に示すように、本実施例に係る携帯電話機の筐体１の正面、即ち図１（ｂ）の右側部分には、操作ボタン５０と表示部５１が備えられている。
【００２１】
前記筐体１の内部には、燃料４４が貯留される燃料容器２が備えられるとともに、後述する燃料用ポンプ２９（図３参照）によって燃料４４が供給される発電装置３が備えられている。前記発電装置３には、吸気された気体が流通する流路５ａ及び排気される気体が流通する流路５ｂが前記筐体１の外部と連通するように備えられている。前記流路５ａには、前記発電装置３に気体を供給する流れを作る空気用ポンプ６が備えられている吸気口７からフィルタ１８を介して吸気するようになっている。
【００２２】
前記携帯電話機の筐体１の外側には、前記発電装置３で副生成され排気口９から排気される二酸化炭素が吸気口７から再吸気されることを防止するために、吸気口７と排気口９とが前記筐体１の外側上の互いに離間した位置に設けられている。また、排気口９は、前記筐体の裏面全体より低い位置に備えられている。具体的には、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、前記筐体の裏面には凹部１０が設けられており、排気口９は前記凹部１０の底面に設けられている。そして前記凹部１０には、図１（ｃ）に示すように、後述するシャッタ羽根１５を保護するために、前記凹部１０の全体が覆われるように保護カバー１１が備えられるようになっている。前記保護カバー１１は前記筐体１の裏面と同一となるように配設されている。
また、保護カバー１１には、前記排気口９から排気される気体を逃がすために気体排出用窓１２が設けられている。
【００２３】
前記空気用ポンプ６と前記吸気口７の間には、シャッタ８が備えられており、前記シャッタ８には、後述する制御装置４の制御によってシャッタ８を開口する電動アクチュエータとしてのソレノイド１７が備えられている。
また一方、前記排気口９には前記吸気口７と同様に、シャッタ８が備えられている。
【００２４】
次に図２を用いて、前記吸気口７及び排気口９に備えられたシャッタ８について説明する。図２（ａ）はシャッタ８の構成の概略であり、シャッタ８が閉じられている状態を示した正面図である。また図２（ｂ）はシャッタ８が開かれている状態を示している。
【００２５】
図２に示すように、シャッタ８には、三角形状を有する２枚のシャッタ羽根１５が、最も長い辺同士が接触するように備えられている。各シャッタ羽根１５は、互いに接触したときに、吸気口７または排気口９の開口面積と同一もしくはより大きい面積の範囲を覆う大きさに形成されている。
【００２６】
前記シャッタ羽根１５の互いに接触する辺における一方の角の近傍には、シャッタ羽根１５を回動可能に支持する回転軸１６が設けられている。
【００２７】
前記シャッタ羽根１５の、回転軸１６の近傍には、ソレノイド１７の端部が連結部２１ａと連結されるようになっている。
【００２８】
ソレノイド１７は、前記各シャッタ羽根１５が互いに離される方向への駆動力を有するものであり、前記連結部２１ａに連結されるプランジャ２１を備えている。前記プランジャ２１は、通電により前記ソレノイド１７の本体に引き込まれるものであり、このソレノイド１７の動作によりシャッタ羽根１５が回転軸１６を軸に開動作させることができるようになっている。
【００２９】
ここで、特に始動時に気体の取入れを急ぐ必要のある携帯電話機では、シャッタ８をすばやく完全に開口する必要があり、そのためにシャッタ８の開口には相当の駆動力が要求されることとなる。この点ソレノイド１７は、吸引力がプランジャ２１のストローク（移動距離）の２乗に反比例する性質を有するものである。したがって、プランジャ２１が回転軸１６の近傍に連結され、前記回転軸１６と前記連結部２１ａの距離を短くする構成とした場合でも、てこの原理により短いストロークでシャッタ羽根１５を最大限に開くことができ、吸気口７及び排気口９を完全に開口することができることとなる。
【００３０】
また、シャッタ羽根１５とソレノイド１７との連結部２１ａと筐体１との間には、シャッタ羽根１５をソレノイド１７の駆動方向と略反対方向に付勢する、弾性体としてのコイルばね２５が取り付けられている。なお、コイルばね２５の他、例えば板ばね、天然ゴム、合成ゴムまたはこれらの組合せ等の弾性体を用いるようにしてもよい。本実施形態には、コイルばね２５が使用されている。
【００３１】
図３は、本実施形態における携帯電話機の構成の概略を示したブロック図である。図３に示すように発電装置３は、燃料容器２に貯留された燃料４４が燃料用ポンプ２９によって供給されるようになっている。気化器３０には、前記燃料ポンプ２９によって供給された燃料４４が二次電池４３から供給される電力により加熱されるヒータ３１が備えられており、燃料４４がメタノール及び水蒸気の混合気とされる。
【００３２】
気化器３０において気化された前記混合気は改質器３２に供給されるようになっている。改質器３２では、備えられた触媒の作用により水素と、二酸化炭素と、一酸化炭素とに分けられるようになっている。
【００３３】
前記水素と、二酸化炭素と、一酸化炭素とは、混合器３３に供給されるようになっている。混合器３３では吸気口７から流路５ａを流通し空気用ポンプ６により外部から供給される気体（酸素）と前記水素等が混合されるようになっている。
【００３４】
前記混合器３３で混合された気体は一酸化炭素除去器３４に供給されるようになっている。一酸化炭素除去器３４では、備えられた触媒の作用により前記混合された気体中の一酸化炭素と、前記混合器３３にて外部から供給された気体（酸素）とを選択的に反応させて二酸化炭素を生成するようになっている。
【００３５】
このように生成された水素と二酸化炭素とが燃料電池３５に供給され、前記吸気口７から取り入れられた気体（酸素）が前記空気用ポンプ６により流路５ａを経て燃料電池３５のカソード３７に供給されるようになっている。アノード３６の水素が水素イオンと電子に分離され水素イオンは電解質膜内をカソード側へと移動するようになっている。電子は外部回路から移動される。この電子の移動によって電気エネルギを発生させることができる。電子はその後カソード側に達し、電解質膜内を移動した水素イオン及び外部から取り入れた気体（酸素）とともに電気化学反応により副生成物としての水が生成されるようになっている。前記水は図示しない水回収器によって回収されるようになっている。
【００３６】
次に、図３を用いて以上のように構成された発電装置の動作原理について説明する。
図３に示されるように、燃料容器２から燃料用ポンプ２９の作動により燃料４４を供給された発電装置３は、前記燃料４４等の電気化学反応により電気エネルギを生成するようになっている。燃料４４は、液状の化学燃料と水の混合液であり、化学燃料としてはメタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類やジエチルエーテルなどのエーテル類、ヒドラジン、あるいはガソリンといった組成中に水素を含む化合物が適用可能である。本実施形態では、燃料４４としてメタノールと水の混合液が用いられている。
【００３７】
燃料４４は、まず気化器３０に供給されるようになっている。気化器３０では供給された燃料４４がヒータ３１に加熱されて気化（蒸発）し、メタノールおよび水（水蒸気）の混合気となる。気化器３０において生成された混合気は改質器３２に供給されるようになっている。
【００３８】
改質器３２では、気化器３０で気化した燃料４４から水素および二酸化炭素が生成されている。具体的には、化学反応式（１）のように、気化器３０で混合気とされたメタノールと水蒸気が反応して二酸化炭素および一酸化炭素が生成されるようになっている。
ＣＨ3ＯＨ+Ｈ2Ｏ→３Ｈ2+ＣＯ2  …  （１）
【００３９】
改質器３２では、気化器３０で混合気とされたメタノールと水蒸気が完全に二酸化炭素および水素に改質されない場合もあり、この場合、化学反応式（２）のように、メタノールと水蒸気が反応して二酸化炭素および一酸化炭素が生成されるようになっている。
２ＣＨ3ＯＨ+Ｈ2Ｏ→５Ｈ2+ＣＯ+ＣＯ2  …  （２）
【００４０】
一酸化炭素除去器３４では、改質器３２から供給された混合気に含まれる一酸化炭素を選択的に酸化させて混合気中から一酸化炭素が除去されるようになっている。具体的には、化学反応式（３）のように、改質器３２から供給された混合気の中から特異的に選択された一酸化炭素と、取り込んだ空気中の酸素とが触媒により反応して二酸化炭素が生成されるようになっている。
２ＣＯ+Ｏ2→２ＣＯ2  …  （３）
その後、一酸化炭素が除去された混合気が燃料電池３５に供給されるようになっている。
【００４１】
燃料電池３５のアノード３６では、電気化学反応式（４）に示すように、一酸化炭素除去器３４から供給された混合気のうち、水素ガスを燃料極の触媒の作用を受けて水素イオンと電子とに分離されている。水素イオンはイオン伝導膜を通じて空気極に伝導し、電子はアノード３６により取り出されるようになっている。
３Ｈ2→６Ｈ++６ｅ‐  …  （４）
【００４２】
燃料電池３５のカソード３７には、前記空気用ポンプ６により空気が取り込まれるようになっている。そして、電気化学反応式（５）に示すように、空気中の酸素と、イオン伝導膜を通過した水素イオンと、アノード３５により取り出された電子とが反応して水が副生成物として生成されるようになっている。
６Ｈ++３／２Ｏ2+６ｅ‐→３Ｈ2Ｏ  …  （５）
【００４３】
以上のように、燃料電池３５で上記（４）、（５）に示す電気化学反応が起こることにより電気エネルギが生成されるようになっている。
【００４４】
次に、図３に示す制御装置４について説明する。前記生成された電気エネルギは制御装置４に供給されるようになっている。前記制御装置４には発電制御回路４０、充放電制御回路４１、ＤＣ／ＤＣコンバータ４２および二次電池４３が備えられている。発電制御回路４０は、充放電制御回路４１に充電制御信号を送信するようになっている。前記充電制御信号が送信された充放電制御回路４１では、前記発電装置３から供給された電気エネルギの出力先をＤＣ／ＤＣコンバータ４２にするか又は二次電池４３に充電するかが制御されるようになっている。ＤＣ／ＤＣコンバータ４２は、前記発電装置３から供給される電気エネルギ又はその電気エネルギと二次電池４３からの放電電力との合計電気エネルギが、前記携帯電話機の負荷に適応した直流に変換されるようになっている。
【００４５】
そして、発電制御回路４０では、二次電池４３からの電力によりソレノイド１７を駆動してシャッタ８を開動作させ、吸気口７及び排気口９を開くように制御するようになっており、さらに、発電制御回路４０は、ヒータ３１、空気用ポンプ６、燃料用ポンプ２９の動作をそれぞれ制御するようになっている。
【００４６】
次に、本実施例の作用について述べる。
まず、携帯電話機が起動されると、制御装置４にて開始処理が行われ、図４（ａ）に示すように、吸気口７と排気口９に設けられたソレノイド１７が駆動されてシャッタ羽根１５が開かれる。
【００４７】
ここで、上記ソレノイドの吸引力特性から、プランジャ２１の連結部２１ａと回転軸１６の距離を短くすることで、てこの原理によりシャッタ羽根１５がすばやく完全に展開することが可能となる。またプランジャ２１の連結部２１ａと回転軸１６の距離を長くすると、シャッタ羽根１５を開く際のソレノイド１７にかかる応力を小さくすることができる。このように開口された吸気口７から、前記空気用ポンプ６によって気体が吸気される。
【００４８】
発電制御回路４０でヒータ３１の昇温処理がなされ、気化器３０及び改質器３２は二次電池４３の電力により加熱される。その後発電制御回路４０で燃料ポンプ２９の始動処理がなされ燃料容器２から燃料４４が気化器３０に供給される。気化器３０で気化された燃料４４は改質器３２に供給され燃料となる水素を抽出され、副生成された二酸化炭素と共に混合器３３に供給される。混合器３３では、前記吸気口７から吸気された気体と燃料の水素と副生成物の二酸化炭素及び一酸化炭素の混合気とされて一酸化炭素除去器３４に供給される。一酸化炭素除去器３４では、前記一酸化炭素が二酸化炭素に化学反応し、前記水素と二酸化炭素の混合気が燃料電池３５のアノード３６に供給される。アノード３６では、水素が水素イオンと電子に分離され水素イオンは電解質膜内をカソード３７側に移動し、前記分離された電子は図示しない外部回路からカソード３７側に移動する。この電子の移動によって電力エネルギを発生することができる。電子はその後カソード３７に達し電解質膜内を移動された水素イオン及び外部から取り入れた気体（酸素）と共に電気化学反応により副生成物としての水が生成されるようになっている。前記水は図示しない水回収器によって回収されている。
【００４９】
前記燃料電池３５に水素と共に供給された二酸化炭素は、図示しない熱交換器により熱交換された後、排気用流路５ｂを経て排気口９から排出される。
【００５０】
また排気口９は携帯電話機の裏面に設けられた凹部１０の底部に設けられている。即ち携帯電話機は、携行されることが多いため、運搬、使用または保存等のいかなる使用態様であっても物体等との接触を避けることができない。したがって、排気口９が、前記凹部１０の底部に設けられることにより、接触する物体が前記筐体の面に案内されて排気口９は物体の接触が防止され、シャッタ羽根１５が保護されることとなる。
また接触を防止されることで、特に繊維等が排気口９のエッジ部と接触されることが回避され、摩擦により生じる埃やチリの直接的な混入を防止することが可能となる。
なお、本実施例では排気口９に凹部１０を採用しているが、吸気口７あるいは両者に適用することも可能である。
【００５１】
また図１（ｃ）に示すように、前記凹部１０部分を覆う保護カバー１１が設けられることで、衝撃への耐久性が低い前記シャッタ羽根１５が完全に保護される。保護カバー１１に設けられた気体排出窓３９から排気される気体を外部に逃がしつつ、シャッタ羽根１５が保護される。
【００５２】
携帯電話機の使用を終了する際には、例えば停止ボタン（図示せず）を操作することにより、前記発電制御回路４０が図４（ｂ）に示すように停止処理が開始される。即ち上記開始処理とは逆に、燃料ポンプ２９による燃料４４の供給が停止される。その後空気用ポンプ６による空気の供給が停止される。そして、また前記発電制御回路４０で停止処理がなされ、前記ソレノイド１７が駆動力を喪失し、反対方向に付勢力を有するコイルばね２５により、シャッタ羽根１５は閉じられる。
【００５３】
以上述べたように、本実施形態においては、作動に必要な電気エネルギを供給する燃料電池の発電に必要な外部からの酸素の吸気及び排気について、発電制御回路４０の制御により携帯電話機の使用時・未使用時に合わせて適宜に開閉するシャッタ８を吸気口７または排気口９に備えることで、流路５ａ、５ｂの詰まりの原因となる埃や燃料電池の電解質膜を劣化させる化学物質等の混入を確実に防ぐことができ、携帯電話機の内部機構が確実に保護され、長期にわたり好適に作動するという効果を奏する。
【００５４】
またシャッタ８については、前記シャッタ羽根１５が、開口時にソレノイド１７の電磁力を利用し、閉口時にコイルばね２５の付勢力を利用する構成とされている。即ち、携帯電話機は一般に未使用時の時間の方が長時間となることから、相対的に短時間となる使用時にのみシャッタ羽根１５の開口にソレノイド１７を駆動させることで相対的に電力を節約し、結果として燃料４４の補充・交換及び二次電池４３の放電が低減され、携帯電話機が長期にわたり作動するという効果を奏する。
【００５５】
更には、携帯電話機では、内部装置が設置される容積が限られており、機能上及び意匠上の制約により吸気（排気）口に最も好適な配置が確保されない場合もある。このような場合にも気体の流路を廻らせる構成とすることで吸気口７及び排気口９を好適な位置に配置することができるという効果を奏する。
【００５６】
そして、本実施例の発電装置３として採用されている燃料電池は、液体４０を熱して気化することから、排気される気体にも水分を含む場合がある。また、携帯電話機は人の手で保持されて使用されることを前提とすることから、皮膚から蒸発する水分が携帯電話機に付着することも多い。したがって、排気口９等を前記凹部１０の底部に設けることで、汚れの付着を未然に防止することができ、それに伴い排気口９からの異物の進入の可能性も確実に低減するという効果を奏する。
【００５７】
以上本発明に係る電子機器を携帯電話機に適用した実施形態についてに説明したが、本発明は上記実施例によって発明の範囲を限定するものではない。
例えば、吸気口７と排気口９は排気された気体の再吸気を防止するため、前記筐体上の互いに離間した位置に設けられそれぞれにシャッタ８が備えられることがよりのぞましいが、シャッタ駆動用の電力を低減するために１つのシャッタ機構を２つの開口部のシャッタに兼用させることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１（ａ）は、本発明に係る電子機器の実施形態である携帯電話機の構成の概略を示した部分背面図であり、図１（ｂ）は側面図である。
【図２】図２（ａ）は、本発明に係る電子機器の実施形態における吸気口及び排気口に設けられたシャッタが開かれた場合の構成の概要を示した図であり、図２（ｂ）は、シャッタが閉じられた場合の構成の概要を示した図である。
【図３】本発明に係る電子機器の実施形態における吸排気装置を備えた電子機器の構成を示したブロック図である。
【図４】図４（ａ）は、本発明に係る電子機器の実施形態における制御装置の開始処理を示したフローチャートであり、図４（ｂ）は、停止処理を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１  筐体
２  燃料容器
３  発電装置
４  制御装置
５ａ、５ｂ  流路
６  空気用ポンプ
７  吸気口
８  シャッタ
９  排気口
１０  凹部
１１  保護カバー
１５  シャッタ羽根
１６  回転軸
１７  ソレノイド
１８  フィルタ
２１  プランジャ
２１ａ  連結部
２５  コイルばね
３０  気化器
３１  ヒータ
３２  改質器
３３  混合器
３４  一酸化炭素除去器
３５  燃料電池
４０  発電制御回路
４３  二次電池
４４  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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