(57)【要約】【課題】燃料電池を内部電源とする情報処理装置において、燃料の無駄な消費を防止して、燃料カートリッジの長寿命化を達成し、情報処理装置に必要な負荷にあわせて効率よく燃料電池の使用を調整して、情報処理装置への燃料積載量を少なくし、燃料カートリッジの大型化を最小限に抑制して、情報処理装置の薄型化、小型化を達成する。【解決手段】制御装置を備えた本体部と表示部とを有し、さらに、燃料電池の発電部が組み込まれており、前記表示部が本体部に対して開閉可能に連結されているか、または、前記表示部を覆いかつ本体部に対して開閉可能な蓋を備えた情報処理装置において、前記表示部または蓋の開閉動作に関連して、前記発電部の負極への液体燃料の供給を制御する機能を情報処理装置に備える。【選択図】図３
2005235167.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置を備えた本体部と、表示部と、燃料電池の発電部とを備えた情報処理装置であって、
前記表示部が、前記本体部に対して開閉可能に連結されているか、または、前記本体部が、前記表示部に対して開閉可能な蓋体を備えており、
前記表示部または前記蓋体の開閉動作に関連して、前記発電部の負極への燃料の供給が制御されることを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記燃料が液体燃料であり、前記本体部が、着脱可能な燃料貯蔵用の燃料カートリッジを備えた請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記燃料カートリッジが、前記本体部に装着される際に開放される弁を備えた請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記弁の開放が、前記本体部からの押圧によりなされる請求項３に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記燃料カートリッジが、気液分離膜を有する請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記本体部が、前記燃料カートリッジの着脱に伴い開閉動作を行う弁を備えている請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記本体部が、前記燃料カートリッジの着脱に伴い開閉動作を行う弁を備えており、前記燃料カートリッジが、前記本体部に装着される際に開放される弁を備えたことを特徴とする請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記燃料カートリッジを前記本体部に装着する際に、前記本体部の弁が、前記燃料カートリッジの弁と同時か、あるいはこれより先に開放されることを特徴とする請求項７に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路を備え、当該燃料流路に、前記表示部または前記蓋体の開閉動作に関連して燃料の供給を制御する燃料接続弁を設けた請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記燃料流路に、燃料吸い上げ材を配置した請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記本体部と、前記表示部または前記蓋体とがヒンジ部を介して折りたたみ可能に連結されている請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記本体部と、前記表示部または前記蓋体とが、ヒンジ部を介して折りたたみ可能に連結され、前記燃料接続弁を前記ヒンジ部の内部または周辺部に配置した請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記発電部が、正極、負極および電解質層を含む複数個の単電池を平板状に並べてなる発電ユニットを備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記発電部が、前記表示部に組み込まれた請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記発電部が、前記本体部または前記蓋体に組み込まれた請求項１３に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
正極で発生する水を前記発電部から排出するための排水部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池を電源とする情報処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、パソコン、携帯電話などのコードレス機器の普及に伴い、その電源である二次電池はますます小型化、高容量化が要望されている。現在、エネルギーが高く、小型軽量化が図れる二次電池としてリチウムイオン二次電池が実用化されており、ポータブル電源として需要が増大している。しかしながら、使用されるコードレス機器の種類によっては、このリチウム二次電池では未だ充分な連続使用時間を保証する程度までには至っていない。
【０００３】
このような状況の中で、上記要望に応え得る電池として、燃料電池が期待されている。なかでも、液体燃料を直接電池の反応に利用する直接メタノール型燃料電池などの液体燃料は、小型化が可能であり、将来のポータブル電源として有望視されている。
【０００４】
この種のノート型パソコンなどのポータブル機器の電源として適した燃料電池は、例えば特許文献１に記載されている。
【０００５】
この特許文献１に記載の燃料電池の発電部は、多数個の単電池をマトリクス状に組み合わせた平板状を呈している。各単電池は空気極である正極と、燃料極である負極と、これら正極と負極の間に配設された電解質層とで構成されている。
【０００６】
また、ノート型パソコンに代表される情報処理装置の表示部の筐体内に、燃料電池の発電部を組み込むことは、例えば特許文献２に記載されている。
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−５６８５５号公報
【特許文献２】特開２００２−４９４４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、この特許文献２に記載の情報処理装置では、情報処理装置の作動状態に関係なく液体燃料が発電部に供給されるため、燃料電池からの電力供給が少なくてもよい場合、例えば、表示部を閉じて表示部への電力供給が遮断される待機時などでも、燃料が負極に供給され無駄に利用されるという問題があった。また、表示部の上端部に燃料貯蔵用の燃料カートリッジが載置されているため、機器の薄型化、小型化を図ることができないという問題もあった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、制御装置を備えた本体部と、表示部と、燃料電池の発電部とを備えた情報処理装置であって、前記表示部が、前記本体部に対して開閉可能に連結されているか、または、前記本体部が、前記表示部に対して開閉可能な蓋体を備えており、前記表示部または前記蓋体の開閉動作に関連して、前記発電部の負極への燃料の供給が制御されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃料電池の発電部が組み込まれ、燃料電池を電源とする情報処理装置において、表示部の利用状況に応じて燃料の供給を調整することができるので、燃料の効率的な利用による機器の長時間作動が可能となる。
【００１１】
また、上記燃料利用の効率化により、燃料カートリッジを小型化することもできるため、情報処理装置の薄型化、小型化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の情報処理装置をより具体的に示すために、図１〜図５に本発明の情報処理装置の一例を示す。本発明の情報処理装置の一実施形態は、図１〜２に示すように、制御装置を備えた本体部３と、上記本体部３に対してヒンジ部４を介して折りたたみ可能に連結された表示部５とからなり、表示部５の筐体６内に表示パネル１０が組み込まれ、図３に示すように、本体部３の筐体７内に燃料電池の発電部１１が組み込まれている。また、図２に示すように、燃料カートリッジ１４は、本体部３側の取付部４０に装着される。すなわち、図３に示すように、燃料カートリッジ１４には燃料供給ノズル５０が形成されており、取付部４０内に燃料カートリッジ１４を差し込むことにより、その燃料供給ノズル５０が取付部４０の開口部５１内に弾性復元力を以って嵌入係合されて、燃料カートリッジ１４が本体部３に対して完全に装着される。そして、図３〜図４に示すように、前記燃料カートリッジ１４が燃料電池の発電部１１の負極２４に液体燃料を供給するための燃料流路（燃料カートリッジ１４から燃料接続弁６１へ液体燃料を誘導するための燃料誘導部材６４、燃料接続弁６１、燃料供給部材６３、燃料供給部材６３から液体燃料をヒンジ部４の中空部を介して燃料電池の発電部１１へ誘導するための燃料誘導部材５５などで構成される）が、ヒンジ部４の周辺部に設けられていて、その燃料流路における燃料接続弁６１の開閉動作が、表示部５の開閉動作に関連して制御される。
【００１３】
本発明の情報処理装置は、上記例示形態のものに限られることなく、本発明の情報処理装置には、例えば、次の形態のものも含まれる。
ａ．燃料電池の発電部および燃料カートリッジが、表示部と本体部とに分かれて組み込まれているもの
ｂ．燃料電池の発電部および燃料カートリッジが、共に表示部に組み込まれているもの
ｃ．燃料電池の発電部のみが情報処理装置に組み込まれ、燃料を情報処理装置の外部から供給する形態のもの
ｄ．表示部が本体部に固定されて本体部の一部となっており、表示部を覆いかつ開閉可能な蓋を備える形態のもの
【００１４】
このような形態のものであっても、前記例示のものと同様に、表示部または表示部を覆う蓋の開閉動作に関連して、情報処理装置に組み込まれた発電部の負極への液体燃料の供給を制御する機能を持たせることができ、本発明は、そのような形態の情報処理装置への適用が可能である。
【００１５】
また、本発明の情報処理装置は、本体部と表示部または表示部を覆う蓋との連結がヒンジ部を介して行われるものに限定されることはなく、本体部に対してスライドすることにより開閉する形態のものや、表示部または表示部を覆う蓋が本体部に対して完全に脱着可能な形態のものであってもよい。
【００１６】
さらに、以下では、情報処理装置と組み合わされる燃料電池の燃料として、メタノールなどの液体燃料を用いた例を以下に詳述するが、水素ガスなどの気体を燃料とする場合でも本発明の適用は可能である。
【００１７】
本発明の情報処理装置では、燃料カートリッジ１４から発電部１１の負極２４に液体燃料を供給するための燃料流路に配置された燃料接続弁６１の開閉動作が、例えば、表示部５の開閉動作に関連して制御されるため、装置使用者が作業を終えて表示部を閉じるという簡単な操作で、発電部１１の負極２４への燃料の供給を遮断することができる。このため、その使用者が意識しなくても、燃料の無駄な消費を防止することができ、例えば、燃料カートリッジ１４を情報処理装置に組み込んだ場合には、燃料カートリッジ１４の長寿命化を図ることができる。また、上記燃料流路における燃料接続弁６１の開放量を制御し調整することで、情報処理装置に必要な負荷にあわせて効率よく燃料電池の使用を調整することができる。その結果、情報処理装置への燃料積載量を少なくでき、燃料カートリッジ１４の大型化を最小限度に抑制して、情報処理装置の薄型化、小型化を達成することができる。
【００１８】
また、本発明の情報処理装置では、負極２４への燃料の流入を完全に遮断するのではなく、必要に応じて流入を制限することにより、表示部５を使用しない待機時に、本体部３の制御装置を作動させておくことも可能である。このような場合には、負極２４への燃料の流入を制限する機能と、表示部５への電力供給も遮断する機能とを情報処理装置に併せて持たせることが望ましい。すなわち、情報処理装置が表示部５への電力供給を遮断する機能を有していなければ、待機時であっても情報処理装置の消費電力が低減しないため、燃料電池の供給電力が不足することになるからである。表示部５への電力供給の遮断は、例えば、表示部５の開閉に連動してスイッチを開閉させることにより行うことができる。
【００１９】
次に、本発明の情報処理装置の実施例を図面に基づき説明する。
（実施例１）
図１〜図５に本発明に係る情報処理装置をノート型パソコンに適用した一例を示す。すなわち、図１は、本実施例の情報処理装置を正面方向から見た斜視図である。図２は、本実施例の情報処理装置を背面方向から見た斜視図である。図３と図４は、本実施例の情報処理装置の要部断面図であり、主として燃料カートリッジと、その取付部、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路などを示している。そのうち、図３は、上記燃料流路における燃料接続弁が開き、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路が確保されている状態を示している。また、図４は、上記燃料接続弁が閉じ、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路が遮断されている状態を示している。図５は、本実施例の情報処理装置の主として発電部を示す要部断面図とその部分拡大図である。
【００２０】
まず、図１に示すように、このノート型パソコン１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）やメモリなどの制御装置とキーボード２を備えた本体部３と、この本体部３の背面側端においてヒンジ部４を介して折りたたみ可能に連結された表示部５とを有している。表示部５の筐体６には、出力デバイスである液晶型の表示パネル１０が組み込まれており、図５に示すように、本体部３の内部には、内蔵電源である燃料電池の発電部１１が組み込まれている。図示はされていないが、筐体６は、上面が開口する角皿状の後カバー６ａと、四角枠状の前カバー６ｂとが蓋合わせ状に結合して形成されている。これらカバー６ａ、６ｂは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（以下、「ＰＴＦＥ」で表す）、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチックを素材とするが、ステンレス鋼などの耐食性金属からなるものであってもよい。そして、図２および図３に示すように、発電部１１に対する液体燃料の供給は、本体部３の背面側端に対して着脱可能に装着された燃料カートリッジ１４から、本体部３と表示部５との回転接続部であるヒンジ部４の近傍に設けられた燃料接続弁６１などを含む燃料流路を通してなされる。
【００２１】
燃料電池の発電部１１は、例えば、図５に示すように、複数個の単電池１６からなる平板状の発電ユニット１７と、発電ユニット１７に燃料を供給する燃料吸い上げ材１８と、本体部３の厚み方向において上面側に配設されて、燃料吸い上げ材１８の上面全体を覆う上カバー８と、本体部３の厚み寸法において底面側に配設されて、燃料吸い上げ材１８の背面を覆う隔壁２０と、発電ユニット１７の下部全体を覆う下カバー９とからなる。隔壁２０には、各単電池１６に対応して多数独立の貫通孔２１が形成されており、これら貫通孔２１内にも燃料吸い上げ材１８が充填されている。また、下カバー９にも、各単電池１６に対して多数独立の空気孔２７が形成されている。
【００２２】
発電ユニット１７は、酸素を還元する正極２３と、燃料を酸化する負極２４と、該正極２３と負極２４との間に設けられた電解質層２５とを含む単電池１６を平板状に規則正しく並べたもので、本体部３に対して、本体部３の厚み方向において底面側に組み付けられている。発電ユニット１７の面寸法は、発電ユニットの下にある下カバー９の内面寸法とほぼ同等に設定されており、発電ユニット１７は下カバー９の上面に密着状に装着されている。
【００２３】
これをより詳しく説明すると、各単電池１６は、例えば縦８０ｍｍ、横５ｍｍの四角形状を呈している。そして、複数個の単電池１６を、本体部３の厚み方向において正極２３が本体部３の底面側に位置し、負極２４が正極２３よりも本体部３の内部側に位置するように平面状に並べ、互いに隣接する一方の単電池１６の正極２３と、他方の単電池１６の負極２４とを導電性の接続板２６で電気的に直列接続して発電ユニット１７を構成している。下カバー９の正極２３と接する部分には、多数独立の空気孔２７が設けられており、さらに、本体部３の筐体７の内側底部には凹凸の空気流入溝６８が設けられており、本体部３の筐体７の側面にある空気孔１２を通して大気中の酸素が正極２３に供給される。先に述べたように、本実施例の発電ユニット１７は、下カバー９の内面寸法とほぼ同等に設定されている。従って、ここでは本体部３の筐体７の内側底部の全面にわたって、多数個の凹凸の空気流入溝６８が形成されている。
【００２４】
正極２３は、例えば、多孔性の炭素材料からなる拡散層３０と、触媒を担持した炭素粉末からなる触媒層３１とを積層して構成される。触媒層３１に含まれる触媒としては、例えば、白金微粒子や、鉄、ニッケル、コバルト、錫、ルテニウムまたは金などと白金との合金微粒子を挙げることができる。触媒層３１には、ＰＴＦＥ樹脂粒子やプロトン交換樹脂粒子を含ませることができる。プロトン交換樹脂粒子としては、例えば、ポリパーフルオロスルホン酸樹脂や、スルホン化ポリエーテルスルホン酸樹脂、スルホン化ポリイミド樹脂などを用いることができる。拡散層３０の触媒層３１側の面には、撥水性向上のため、ＰＴＦＥ樹脂粒子を含む炭素粉末のペーストを塗布することができる。
【００２５】
電解質層２５は、電子伝導性を持たず、プロトンを輸送することが可能な材料により構成される。当該材料としては、例えばポリパーフルオロスルホン酸樹脂膜を挙げることができ、具体的には、ディポン社製の「ナフィオン膜」、旭硝子社製の「フレミオン膜」、旭化成工業社製の「アシプレックス膜」などを用いることができるが、それら以外にも、スルホン化ポリエーテルスルホン酸樹脂膜、スルホン化ポリイミド樹脂膜、硫酸ドープポリベンズイミダゾール膜などを用いてもよい。
【００２６】
負極２４は、拡散層３３と触媒層３４からなり、燃料からプロトンを生成する機能、すなわち燃料を酸化する機能を有しており、例えば、正極２３と同様の構成にすることができる。
【００２７】
また、接続板２６は、例えば、白金、金などの貴金属のほか、ステンレス鋼などの耐食性金属、またはカーボンなどから構成される。
【００２８】
燃料吸い上げ材１８は、ガラス繊維を素材とする不織布であり、上カバー８と隔壁２０とで構成される空隙内に収納されている。もっとも、燃料の含浸によって寸法が余り変化せず、化学的にも安定なものであれば他の材料を用いることもできる。
【００２９】
また、燃料が正極２３側や電池外に流出することがないように、隣接する単電池１６同士を絶縁体３５で封止してある。この絶縁体３５は、シリコーンゴム、フッ素系ゴム、ブチルゴム、ウレタンゴムやポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンなどの弾性絶縁樹脂で構成される。
【００３０】
また、図２に示すように、本体部３の背面側端の中央部には、内部側に向かって凹み形成された取付部４０が設けられていて、この取付部４０に燃料カートリッジ１４が着脱可能に装着される。これを詳しく説明すると、本体部３側の取付部４０を区画する左右の側壁４１、４１の下端には、前後方向に長いフランジ４２、４２を対向状に張り出し形成してあり、このフランジ４２、４２に臨む燃料カートリッジ１４の左右壁面の前後方向に伸びるコーナー部に、逃げ溝４３、４３を切り欠き形成している。そして、フランジ４２と逃げ溝４３とを位置合わせしてから、取付部４０内に燃料カートリッジ１４を差し込み操作することにより、該カートリッジ１４はフランジ４２に沿ってスライド可能に支持されて、本体部３に装着される。また、逆の手順で燃料カートリッジ１４を背面側に引き出し操作することにより、該カートリッジ１４を本体部３から取り外すことができる。
【００３１】
そして、図３に示すように、燃料カートリッジ１４は、前後方向に長尺部４５を有し、上下の縦方向に短尺部４６を有する断面Ｌ字状を呈しており、これに対応して本体部３側の取付部４０は、後方側に位置する第１受面４７と、該第１受面４７よりも前方側に位置する第２受面４８とからなる段差形状となっている。燃料カートリッジ１４の短尺部４６には、ゴム製の燃料供給ノズル５０が前方側に向かって張り出し形成されており、取付部４０の第１受面４７には、該ノズル５０を受け入れる開口部５１を設けてある。そして、取付部４０内に燃料カートリッジ１４を差し込んだとき、燃料供給ノズル５０が、図３に示すように、開口部５１内に弾性復元力をもって嵌入係合し、それによって、燃料カートリッジ１４は本体部３に対して完全に装着された状態となる。すなわち、装着状態における燃料カートリッジ１４を、スライド移動不能にロック保持できる。
【００３２】
図３に示すような燃料カートリッジ１４の装着状態において、燃料カートリッジ１４の上下面は、本体部３と表示部５とをあわせたときの上下面と略面一状態となる。また、カートリッジ１４の背面も、本体部３のそれと略面一状態となるようにしてある。従って、装着状態にある燃料カートリッジ１４は目立たず、この第１実施例の情報処理装置１を構成するノート型パソコンの外観体裁が損なわれることはない。
【００３３】
燃料カートリッジ１４は、例えば、燃料タンク５３と、該燃料タンク５３と燃料供給ノズル５０との間に配設された燃料吸収体５４とからなる。燃料吸収体５４は、スポンジなどの多孔質材料で構成され、この多孔質材料からなる燃料吸収体５４の毛細管現象を利用して、燃料タンク５３内の燃料を燃料供給ノズル５０に至らしめる。燃料タンク５３内に充填される燃料としては、例えば、メタノール水溶液、エタノール水溶液、ジメチルエーテル、水酸化ホウ素ナトリウム水溶液、水酸化ホウ素カリウム水溶液、水酸化ホウ素リチウム水溶液などが用いられる。燃料カートリッジ１４は、例えば、ＰＴＦＥ、硬質ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのプラスチック、あるいはステンレス鋼などの耐食性金属を素材として構成される。
【００３４】
取付部４０の開口部５１と、発電部１１の燃料吸い上げ材１８との間には、燃料カートリッジ１４から燃料接続弁６１への液体燃料を誘導するための燃料誘導部材６４、燃料接続弁６１、燃料供給部材６３、その燃料供給部材６３から液体燃料をヒンジ部４の中空部を介して本体部３の燃料電池の発電部１１へ誘導するための燃料誘導部材５５が配設されている。そして、燃料誘導部材５５とクランク状の燃料供給部材６３はリング状接続部材６５で連結され、燃料接続弁６１は、逆止弁６６と逆止弁６７とで構成され、燃料誘導部材６４と燃料供給部材６３との間に設けられていて、この燃料接続弁６１を介して燃料誘導部材６４と燃料供給部材６３とが接続されている。燃料供給部材６３は常に引張バネ６２の復元力によって、燃料接続弁６１側に押圧されているが、情報処理装置の使用者が表示部５を閉じている時は、図４に示すように、ヒンジ部４に設けられたＣ字状の開閉作動突起６０が燃料供給部材６３を押し上げ、燃料接続弁６１は開放状態となる。一方、情報処理装置の使用者が表示部５を開くと、元の図３に示すように、ヒンジ部４に設けられたＣ字状の開閉作動突起６０が同時に回転し、引張バネ６２の復元力によって燃料供給部材６３を引き下げ、燃料接続弁６１は接続状態となる。
【００３５】
燃料誘導部材６４、燃料供給部材６３および燃料誘導部材５５は、可撓性を有するチュ−ブや管状部材内に充填された繊維束で構成され、毛細管現象により開口部５１から燃料吸い上げ材１８の下部に向かって一方向に燃料を導く。燃料誘導部材６４、燃料供給部材６３および燃料誘導部材５５を構成する繊維には、燃料に対して化学的に安定であることと、ぬれ性に優れることが求められ、通常、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの合成繊維が用いられるが、金属、ガラス、カーボンなどのファイバーも用いることができる。
【００３６】
図３に示すような燃料カートリッジ１４の装着状態において、燃料供給ノズル５０側の燃料吸収体５４と、開口部５１側の燃料誘導部材６４とは、逆止弁５６を介して所定の押圧力で密着状態となる。このようにして、燃料カートリッジ１４の燃料タンク５３から、燃料吸収体５４、燃料誘導部材６４、燃料供給部材６３、燃料誘導部材５５、燃料吸い上げ材１８などを介して、発電ユニット１７の負極２４に液体燃料を供給するための燃料流路が形成される。
【００３７】
図３に示すように、燃料カートリッジ１４の上面の二箇所には、燃料タンク５３に至る貫通孔５７を形成してあり、該貫通孔５７には気液分離膜５８を備えたキャップ部材５９が着脱可能に装着されている。このキャップ部材５９は、ゴムを素材とし、貫通孔５７に弾性復元力をもって嵌入係合されている。気液分離膜５８は、細孔を持つＰＴＦＥ製シートからなり、放電反応で生成した二酸化炭素などを、燃料を漏液させることなく、燃料タンク５３から放出させることができる。また、キャップ部材５９を取り外して、貫通孔５７から燃料タンク５３内に燃料を補充することもできる。すなわち、貫通孔５７は、燃料を補充するときの補充口としての機能を兼ね備えている。なお、図３と図４は表示部５の開閉操作に伴い燃料接続弁６１の接続状態（開いている状態）（図３）と燃料接続弁６１の切断状態（閉じている状態）（図４）との相違を示すものである。図４ではその燃料接続弁６１の開閉に関与しない部材に関しては、参照符号の記載を省略しているが、この図４に示すものでも、それらの部材に関しては、図３の場合と同様に構成されている。
【００３８】
上述した本実施例のノート型パソコン１では、その装置使用者が作業を終えて表示部５を閉じるという簡単な操作で、その使用者が意識しなくても、燃料接続弁６１が切断状態になって、燃料カートリッジ１４から発電部１１の負極２４への燃料の流入が遮断される。これによって、無駄な燃料の消費が防止されて、燃料カートリッジ１４の長寿命化を達成することができる。さらに、燃料接続弁６１の開放量を制御し調整することで、ノート型パソコン１に必要な負荷に合わせて効率よく燃料電池の使用を調整することができる。したがって、ノート型パソコンなどの情報処理装置への燃料積載量を少なくすることができ、燃料カートリッジの大型化を最小限に抑制して、情報処理装置の薄型化、小型化を達成することができる。
【００３９】
本発明においては、負極への燃料の流入を完全に遮断するのではなく、必要に応じて流入を制限することにより、表示部を使用しない待機時に、本体部の制御装置を作動させておくことも可能である。このような場合には、負極への燃料の流入を制限する機能と、表示部への電力供給も遮断する機能とを情報処理装置に併せて持たせることが望ましい。すなわち、情報処理装置が上記表示部への電力供給を遮断する機能を有していなければ、待機時であっても情報処理装置の消費電力が低減しないため、燃料電池の供給電力が不足することになるからである。表示部への電力供給の遮断は、例えば、表示部の開閉に連動してスイッチを開閉させることにより行うことができる。
【００４０】
また、本実施例では、図５に示すように、正極２３を本体部３の厚み方向において該本体部３の底面側に位置するように配置し、空気孔２７および空気流入溝６８を本体部３の底面部に設ける形態をとっているので、本体部３の底面部全体に空気孔２７および空気流入溝６８を設けることができる。その結果、正極２３の空気取り入れ面を広く確保できるので、正極２３の発電有効面積率を高めて、電池性能の向上を図ることができる。
【００４１】
従来、この種のノート型パソコンの本体部においては、ヒンジ部の近傍の背面側端部にデッドスペースが生じていることが多い。しかし、本実施例のように、そのデッドスペースとなる部分に燃料カートリッジ１４を装着することにより、燃料カートリッジ１４の装着によるノート型パソコン１の大型化を最小限に抑制し、その小型化や薄型化を達成することができる。また、本体デッドスペースであった部分を活用するので、本体部３の設計変更は最小限で済み、製造コストの削減に寄与できる。
【００４２】
また、本実施例では、本体部３に対して燃料カートリッジ１４を着脱可能な構成としているので、燃料がなくなったときに、すぐに別の燃料カートリッジに取り替えることができ、機器の作動を中断させることがなく、機器を長時間連続で作動させることができる。
【００４３】
さらに、燃料カートリッジ１４から発電部１１の負極２４に液体燃料を供給するための燃料流路を、燃料吸い上げ材１８、燃料吸収体５４、燃料誘導部材５５、燃料供給部材６３、燃料誘導部材６４などを含む構成とし、それらの毛細管現象により燃料を吸い上げる形態にしているので、燃料供給のためのポンプなどを必要とせず、装置の省電力化、小型軽量化に資することができる。しかも、燃料カートリッジ１４内の燃料をすべて吸い上げることができるので、燃料カートリッジ１４内の燃料が少なくなったときに送液能力が著しく低下してしまうという問題を抱えるポンプによる燃料供給に比べ、燃料を効率的に利用できるという利点もある。
【００４４】
また、単電池１６が、正極２３と負極２４と電解質層２５とを含んでユニット部品化されているので、発電部１１を構成する部品点数を削減することができ、組立工程の簡略化、情報処理装置の製造コストの削減に寄与できる。
【００４５】
さらに、燃料カートリッジ１４に気液分離層５８を設けておくと、燃料カートリッジ１４内の液体燃料を漏出させることなく、放電反応で生成された二酸化炭素などを大気中に放出することができる。
【００４６】
また、本実施例では、発電部１１の前記下カバー９と、本体部３の筐体７の内面底部との間に、正極２３で発生した水を排水するための排水吸い上げ材６９を設けることができ、排水吸い上げ材６９を空気孔１２まで導くことにより、装置内で発生した水分を装置外に排出することができる。排水吸い上げ材６９は、スポンジ状または布状の繊維束で構成されていて、毛細管現象により、正極２３で発生した水を吸収して排水する。この排水吸い上げ材６９を構成する繊維としては、燃料に対して化学的に安定であることと、ぬれ性に優れていることが求められ、通常、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの合成繊維が用いられるが、金属、ガラス、カーボンなどのファイバーも用いることができる。
【００４７】
（実施例２）
図６〜図８に本発明に係る情報処理装置をノート型パソコンに適用した他の一例を示す。すなわち、図６は、本実施例の情報処理装置を背面方向から見た斜視図である。図７は、本実施例の情報処理装置の主として表示部を示す要部断面図とその部分拡大図である。図８は、本実施例の情報処理装置の要部断面図であり、主として燃料カートリッジと、その取付部、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路などを示しており、上記燃料流路における燃料接続弁が開き、燃料カートリッジから発電部の負極に液体燃料を供給するための燃料流路が確保されている状態を示している。
【００４８】
そして、図７に示すように、表示部５の筐体６は、上面が開口する角皿状の後カバー６ａと、四角枠状の前カバー６ｂとを蓋合わせ状に結合してなり、この筐体６の内部に、出力デバイスである液晶型の表示パネル１０と、ノート型パソコンの内蔵電源である燃料電池の発電部１１とが組み込まれている。前カバー６ｂは、その前面中央に四角形状の開口１３を有し、この開口１３から液晶型の表示パネル１０が前面側に大きく現出している。本実施例における発電部１１、燃料カートリッジ１４、発電部１１に対する液体燃料の供給方法などは、基本的には第１実施例と同様である。なお、本実施例では、後カバー６ａは、前記発電部１１の下カバー９を兼ねている。
【００４９】
なお、本実施例の図６〜図８と、第１実施例の図１〜図５において、それぞれ対応する部分は同一符号を付けている。
【００５０】
図７に示すように、表示部５の筐体６は、上面が開口する角皿状の後カバー６ａと、四角枠状の前カバー６ｂとを蓋合わせ状に結合してなり、この筐体６の内部に、出力デバイスである液晶型の表示パネル１０と、ノート型パソコンの内蔵電源である燃料電池の発電部１１とが組み込まれている。前カバー６ｂは、その前面中央に四角形状の開口１３を有し、この開口１３から液晶型の表示パネル１０が前面側に大きく現出している。本実施例における発電部１１、燃料カートリッジ１４、発電部１１に対する液体燃料の供給方法などは、基本的には第１実施例と同様である。なお、本実施例では、後カバー６ａは、前記発電部１１の下カバー９を兼ねている。
【００５１】
発電ユニット１７は、酸素を還元する正極２３と、燃料を酸化する負極２４と、該正極２３と負極２４との間に設けられた電解質層２５とを含む単電池１６をマトリクス状に並べた平板状を呈しており、表示パネル１０の背面側に組み付けられている。発電ユニット１７の面寸法は、後カバー６ａの内面寸法と略同等に設定されており、発電ユニット１７は後カバー６ａの内側底面に密着した状態に装着されている。
【００５２】
また、後カバー６ａの正極２３と接する部分には、独立した多数の空気孔２７が設けられており、これら空気孔２７を通して大気中の酸素が正極２３に供給される。本実施例では、空気孔２７を筐体６の背面全体に設けることができるので、正極２３の空気の取り入れ面を広く確保でき、正極２３の発電効率を高めて、電池性能の向上を図ることができる。
【００５３】
（実施例３）
本実施例は、図９に示すように、上記第２実施例において、表示パネル１０の背面側だけでなく、表示パネル１０が現出する表示部５の前面側にも発電ユニット１７を組み込んだものである。本実施例で示される形態とすることにより、発電ユニット１７の数を増やして燃料電池の発電量を大きくすることができる。
【００５４】
なお、本実施例の図９と、他の実施例の図面において、それぞれ対応する部分は同一符号を付けている。
【００５５】
ところで、本発明で示される情報処理装置に限らず、燃料電池が組み込まれる電子機器においては、燃料タンクを有する燃料カートリッジを電子機器本体に装着する際、および、燃料カートリッジを電子機器本体から脱離する際などに、液体燃料の漏出による電子機器の汚損が問題となる場合がある。また、燃料カートリッジは、それ単体で持ち運ばれることもあり、燃料カートリッジが電子機器本体に装着されていないときにも、燃料の漏液を防止する必要がある。このような問題を防ぐためには、燃料カートリッジ１４が本体部３に装着されていないときには閉じているが、本体部３に装着された際に開放されて、本体部３への燃料の供給を可能とする弁を燃料カートリッジ１４に備えておくことが望ましい。このような弁は、燃料カートリッジ１４の燃料供給ノズル５０の内部に備えるのがよく、例えば、本体部３からの押圧により開放される機構を備えた弁を採用することができる。
【００５６】
また、本体部３からの燃料の漏出を防ぐために、本体部３には、燃料カートリッジ１４の着脱に伴い開閉動作を行う弁を備えておくことが望ましい。すなわち、燃料カートリッジ１４が装着されていないときには閉じているが、燃料カートリッジ１４が装着された際に開放されて、燃料カートリッジ１４からの燃料の受け入れを可能とする弁を本体部３に備えることが望ましい。この本体部の弁は、本体部３の開口部５１に備えるのがよく、例えば、燃料カートリッジ１４の構成要素からの押圧により開放される機構を備えた弁を採用することができる。
【００５７】
上記燃料カートリッジの弁と、本体部の弁は、いずれか一方のみでもその効果を発揮するが、両者を備えることにより液体燃料の液漏れを防止する機能がより確実なものとなり、機器の信頼性をより一層向上させることができる。この場合、燃料カートリッジの弁と、本体部の弁とは、連動して作動するように設計することが望ましい。燃料カートリッジからの燃料の流出と、本体部への燃料の受け入れとをうまく連動させることができるからである。
【００５８】
さらに、液体燃料が流入する側の弁の開放圧力が、液体燃料が流出する側の前記弁の開放圧力より小さいか、等しく設定されているのが望ましい。上記本体部の弁が、前記燃料カートリッジの弁と同時か、あるいはこれより先に開放されるようにすれば、燃料カートリッジからの燃料の流出に遅れることなく本体部への燃料の受け入れが可能となり、燃料カートリッジ装着の際に燃料漏れが生じにくくなるからである。
【００５９】
また、開放前の前記本体部の弁と、開放前の前記燃料カートリッジの弁とは、それぞれ環状の液体燃料封止部材（例えば、封止リング）に押圧されていることが好ましい。弁が閉じている状態での液体燃料の流出を防止できるからである。さらに、本体部の開口部と燃料カートリッジの燃料供給ノズルとの隙間をなくし、封止性を高めるために、前記燃料カートリッジの燃料供給ノズルには、環状部材（例えば、タンクシールガスケット）を配置することが好ましい。前記液体燃料封止部材および前記環状部材は、液体燃料の密閉性に優れたシリコーンゴム、フッ素ゴム、ブチルゴム、ウレタンゴム、ポリプロピレン、ナイロンおよびポリエチレンなどから選択することが好ましい。
【００６０】
さらに、前記燃料カートリッジの燃料供給ノズルの外面に凸部（例えば、固定用プランジャ）を備え、前記本体部の開口部の内面には凹部（例えば、固定用爪）を備え、前記凸部と前記凹部とを嵌合させることにより、本体部と燃料カートリッジとの固定を行うこともできる。もちろん、前記凸部と凹部は、逆に形成してもよい。
【００６１】
なお、本発明において、燃料カートリッジは、燃料の貯蔵および供給のために利用するだけでなく、燃料廃液の排出用タンクとして利用することもできる。燃料を供給した後の空の燃料カートリッジに廃液を流入させるか、または、廃液用に用意された別のカートリッジを取り付け、これに廃液を流入させることにより、燃料廃液を電子機器の外部に排出することができる。
【００６２】
（実施例４）
本実施例は、図１０に示されるように、燃料カートリッジ１４が本体部３に装着される際に開放される弁７２ａを、燃料カートリッジ１４の燃料供給ノズル５０の内部に備え、また、図１１に示されるように、燃料カートリッジ１４の着脱に伴い開閉動作を行う弁７２ｂを、本体部３の開口部５１に備えることにより、燃料カートリッジ１４とノート型パソコン（情報処理装置）１の液漏れ防止性能を向上させたものである。
【００６３】
本体部３の開口部５１には樹脂製または金属製である球状の弁７２ｂが備えられ、弁７２ｂは圧縮バネ７３ｂにより封止リング８１ｂに押圧されている。また、封止リング８１ｂに対向する位置にはストッパー７４ｂが設けられ、その下部にはストッパーガスケット７５ｂが配置されている。開口部５１の内面には、環状スリット８０が設けられている。さらに、環状スリット８０に隣接して圧縮吸収材７８が備えられている
【００６４】
次いで、液体燃料電池の液体燃料の供給方法について説明する。
【００６５】
燃料カートリッジ１４は本体部３の取付部４０に挿入でき、着脱が可能である。燃料カートリッジ１４の先端部には、液体燃料を供給するための燃料ノズル５０が設けられている。燃料ノズル５０には樹脂製または金属製である球状の弁７２ａが備えられ、弁７２ａは圧縮バネ７３ａにより封止リング８１ａに押圧されている。また、封止リング８１ａに対向する位置にはストッパー７４ａが設けられ、その下部にはストッパーガスケット７５ａが配置されている。
【００６６】
また、本体部３の弁７２ｂの圧縮バネ７３ｂの圧縮力は、燃料カートリッジ１４の弁７２ａの圧縮バネ７３ａの圧縮力より小さく設定してある。これにより、本体部３に燃料カートリッジ１４を接続する際には、本体部３の弁７２ｂが最初に開放され、その後に燃料カートリッジ１４の弁７２ａが開放される。逆に、本体部３から燃料カートリッジ１４を離脱する際には、燃料カートリッジ１４の弁７２ａが最初に閉じられ、その後に本体部３の弁７２ｂが閉じられる。
【００６７】
また、燃料カートリッジ１４の弁７２ａと本体部３の弁７２ｂとの接触面は、本体部３の外装面より凹部にあり、本体部３の開口部５１へ燃料カートリッジ１４の燃料ノズル５０を挿入することで液体燃料を供給する。
【００６８】
次に、本体部３と燃料カートリッジ１４との着脱方法をさらに詳しく説明する。図１２〜図１５は、本体部３に燃料カートリッジ１４を装着している状態の断面図である。図１２は、本体部３の開口部５１に燃料カートリッジ１４の燃料ノズル５０を挿入した最初の段階を示しており、弁７２ａおよび弁７２ｂはともに閉じている。
【００６９】
ここで、燃料ノズル５０を開口部５１に押し込むと、燃料カートリッジ１４の弁７２ａと本体部３の弁７２ｂが衝突する。燃料ノズル５０をさらに押し込むと、本体部３の弁７２ｂの圧縮バネ７３ｂの圧縮力は、燃料カートリッジ１４の弁７２ａの圧縮バネ７３ａの圧縮力より小さく設定してあるので、図１３に示すように、本体部３の弁７２ｂが封止リング８１ｂから離れ、弁７２ｂが最初に開放される。
【００７０】
次に、燃料ノズル５０を、さらに開口部５１に押し込むと、本体部３の弁７２ｂがストッパー７４ｂに当接し、さらに、図１４に示すように、燃料カートリッジ１４の弁７２ａは封止リング８１ａから離れ、弁７２ａが開放され、液体燃料が、燃料カートリッジ１４の燃料ノズル５０内部、および、接続部中間室７９を流通して、本体部３の燃料誘導部材６４に供給される。
【００７１】
次に、燃料カートリッジ１４を引き抜くときは、挿入の際とは逆の順番となり、図１４の状態から燃料カートリッジ１４の弁７２ａが最初に閉じられ、次いで、本体部３の弁７２ｂが閉じられ、図１３の状態へと戻る。
【００７２】
本実施例では、前記環状スリット８０を設けることで、接続部中間室７９に残存する液体燃料を保持することができ、外部への液体燃料の流出を防止できる。なお、環状スリット８０は複数設けることが好ましい。また、前記圧縮吸収材７８の本来の目的は、本体部３と燃料カートリッジ１４との接続時の衝撃を緩和するためのものであるが、前記環状スリット８０と同様の機能を持たせることもできる。即ち、圧縮吸収材７８を設けることで、接続部中間室７９に残存する液体燃料を吸収することができ、外部への液体燃料の流出を防止できる。
【００７３】
なお、本発明においては、発電部１１の構成や情報処理装置への組み込み方法、燃料カートリッジ１４の構成や本体部３に対する装着方法などは、上記実施例に限定されるものではない。
【００７４】
さらに、本発明において、情報処理装置とは、上記実施例で例示したようなノート型パソコンに限定されることなく、例えば、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）や携帯電話などの各種モバイル機器を含む概念である。要するに、本発明はポータブル電源を必要とする情報処理装置に適用される。また、表示パネルも、例示したような液晶型の表示パネルに限られることなく、例えば、有機ＥＬディスプレイパネルなどであってもよい。また、表示部が本体部の一部となっていても、表示部を覆い、かつ本体部に対して開閉可能な蓋がある場合は、上記実施例と同様に、蓋の開閉動作に関連して燃料供給を制御することが可能である。
【００７５】
また、燃料電池の発電部および燃料カートリッジが、共に表示部に組み込まれている場合、さらには、燃料電池の発電部のみが情報処理装置に組み込まれており、燃料を情報処理装置の外部から供給する場合であっても、情報処理装置の負荷に合わせて燃料の使用量を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１実施例の情報処理装置を正面方向から見た斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の情報処理装置を背面方向から見た斜視図である。
【図３】本発明の第１実施例の情報処理装置において、燃料流路に備えられた燃料接続弁が開き、燃料流路が確保された状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例の情報処理装置において、燃料流路に備えられた燃料接続弁が閉じ、燃料流路が遮断された状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第１実施例の情報処理装置において、主として発電部を示す断面図であり、ａはその全体図、ｂはその詳細図である。
【図６】本発明の第２実施例の情報処理装置を背面方向から見た斜視図である。
【図７】本発明の第２実施例の情報処理装置において、主として表示部を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例の情報処理装置において、燃料流路に備えられた燃料接続弁が開き、燃料流路が確保された状態を示す断面図である。
【図９】本発明の第３実施例の情報処理装置の表示部を示す断面図である。
【図１０】本発明の第４実施例の情報処理装置において、燃料カートリッジの燃料供給ノズル内部に備えられた弁の構造を示す断面図である。
【図１１】本発明の第４実施例の情報処理装置において、本体部の開口部の内部に備えられた弁の構造を示す断面図である。
【図１２】本発明の第４実施例の情報処理装置の本体部に燃料カートリッジを接続する最初の段階を示す断面図である。
【図１３】本発明の第４実施例の情報処理装置の本体部に燃料カートリッジを接続する途中の段階であって、本体部に備えられた弁が開放された様子を示す断面図である。
【図１４】本発明の第４実施例の情報処理装置の本体部に燃料カートリッジが接続され、本体部に備えられた弁および燃料カートリッジに備えられた弁が共に開放された様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１    情報処理装置
２    キーボード
３    本体部
４    ヒンジ部
５    表示部
６    筐体（表示部）
６ａ    後カバー
６ｂ    前カバー
７    筐体（本体部）
８    上カバー
９    下カバー
１０    表示パネル
１１    発電部
１２    空気孔
１３    開口
１４    燃料カートリッジ
１６    単電池
１７    発電ユニット
１８    燃料吸い上げ材
２０    隔壁
２１    貫通孔
２３    正極
２４    負極
２５    電解質層
２６    接続板
２７    空気孔
３０    拡散層（正極）
３１    触媒層（正極）
３３    拡散層（負極）
３４    触媒層（負極）
３５    絶縁体
４０    取付部
４１    側壁
４２    フランジ
４３    逃げ溝
４５    長尺部
４６    短尺部
４７    第１受面
４８    第２受面
５０    燃料供給ノズル
５１    開口部
５３    燃料タンク
５４    燃料吸収体
５５    燃料誘導部材
５６    逆止弁
５７    貫通孔
５８    気液分離膜
５９    キャップ部材
６０    開閉作動突起
６１    燃料接続弁
６２    引張バネ
６３    燃料供給部材
６４    燃料誘導部材
６５    リング状接続部材
６６    逆止弁
６７    逆止弁
６８    空気流入溝
６９    排水吸い上げ材
７２ａ、７２ｂ    弁
７３ａ、７３ｂ    圧縮バネ
７４ａ、７４ｂ    ストッパー
７５ａ、７５ｂ    ストッパーガスケット
７６    タンクシールガスケット
７８    圧縮吸収材
７９    接続部中間室
８０    環状スリット
８１ａ、８１ｂ    封止リング
８２    固定用プランジャ
８３    固定用爪
【図１】
2005235167.tif 000003
【図２】
2005235167.tif 000004
【図３】
2005235167.tif 000005
【図４】
2005235167.tif 000006
【図５】
2005235167.tif 000007
【図６】
2005235167.tif 000008
【図７】
2005235167.tif 000009
【図８】
2005235167.tif 000010
【図９】
2005235167.tif 000011
【図１０】
2005235167.tif 000012
【図１１】
2005235167.tif 000013
【図１２】
2005235167.tif 000014
【図１３】
2005235167.tif 000015
【図１４】
2005235167.tif 000016