(57)【要約】【課題】燃料残量を容易に検出でき、安全な駆動および燃料の有効利用が可能な燃料電池ユニットを提供する。【解決手段】燃料電池ユニットは、起電部を有したユニット本体と、ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料Ｌを収容した燃料カートリッジ５０と、燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備えている。残量検出部は、ユニット本体に設けられ燃料カートリッジに向けて音波を発信する音波発信器７０と、燃料カートリッジを間に挟んで音波発信器と対向して設けられ、音波発信器から発信された音波を受信する音波受信器７２と、を有している。制御部は、音波受信器の受信信号に応じて燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する。【選択図】      図５
2007157365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
起電部を有したユニット本体と、
前記ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料を収容した燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備え、
前記残量検出部は、前記ユニット本体に設けられ前記燃料カートリッジに向けて音波を発信する音波発信器と、前記燃料カートリッジを間に挟んで前記音波発信器と対向して設けられ、前記音波発信器から発信された音波を受信する音波受信器と、前記音波受信器の受信信号に応じて前記燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する制御部と、を有している燃料電池ユニット。
【請求項２】
前記燃料カートリッジは、燃料を収納した外容器と、前記外容器に設けられ前記ユニット本体に燃料を供給する供給口と、を備え、前記外容器は、前記供給口の近傍でそれぞれ前記音波受信器および音波発信器に対向する検出領域を有し、前記検出領域は、外容器の他の部分よりも肉薄に形成されている請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項３】
前記燃料カートリッジは、燃料を収納した外容器と、前記外容器に設けられ前記ユニット本体に燃料を供給する供給口と、を備え、前記外容器は、前記供給口の近傍でそれぞれ前記音波受信器および音波発信器に対向する検出領域を有し、前記検出領域間の幅は外容器の他の部分よりも狭く形成されている請求項１に記載の燃料電池ユニット。
【請求項４】
起電部を有したユニット本体と、
前記ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料を収容した燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備え、
前記残量検出部は、前記燃料カートリッジに設けられ前記燃料に接触した一対の電極と、前記一対の電極に接触可能に前記ユニット本体に設けられた接触端子を有し、前記電極間の液抵抗値を測定する抵抗測定器と、前記抵抗測定器により測定された液抵抗に応じて前記燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する制御部と、を有している燃料電池ユニット。
【請求項５】
起電部を有したユニット本体と、
前記ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料を収容した燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備え、
前記残量検出部は、前記ユニット本体に設けられ、前記燃料カートリッジを支持しているとともに燃料カートリッジの重量に応じた圧力を検出する圧力検出器と、前記圧力検出器の検出信号に応じて前記燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する制御部と、を有している燃料電池ユニット。
【請求項６】
前記燃料カートリッジは、燃料を収納した外容器と、前記外容器に設けられ前記ユニット本体に燃料を供給する供給口と、を備え、前記外容器は、前記圧力検出器に当接する凸部を有している請求項５に記載の燃料電池ユニット。
【請求項７】
前記カートリッジは、前記外容器内に配設され燃料を収容しているとともに、燃料の減少に応じて収縮し燃料を前記供給口に向けて加圧する変形可能な内容器を有している請求項２，３，６のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【請求項８】
起電部を有したユニット本体と、
前記ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料を収容した燃料カートリッジと、
前記燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備え、
前記残量検出部は、前記燃料カートリッジに取り付けられ、燃料を挟んで対向しコンデンサを構成した一対の電極と、前記ユニット本体に前記一対の電極に接続可能に設けられ、前記コンデンサの容量を検出する容量検出器と、前記容量検出器の検出信号に応じて前記燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する制御部と、を有している燃料電池ユニット。
【請求項９】
前記燃料カートリッジは、外容器と、前記外容器に設けられ前記ユニット本体に燃料を供給する供給口と、前記外容器内に配設され燃料を収容しているとともに、燃料の減少に応じて収縮し燃料を前記供給口に向けて加圧する変形可能な内容器と、を有している請求項８に記載の燃料電池ユニット。
【請求項１０】
前記ユニット本体は、前記燃料カートリッジの供給口近傍部位の傾斜を検出する傾斜検出器を備えている請求項１ないし９のいずれか１項に記載の燃料電池ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器等の電源として使用される燃料電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータ（以下、ノートＰＣと称する）、モバイル機器等の電子機器の電源としては、主に、リチウムイオンバッテリなどの二次電池が用いられている。近年、これら電子機器の高機能化に伴う消費電力の増加や更なる長時間使用の要請から、高出力で充電の必要のない小型燃料電池が新たな電源として期待されている。燃料電池には種々の形態があるが、特に、燃料としてメタノール溶液を使用するダイレクトメタノール方式の燃料電池（以下、ＤＭＦＣと称する）ユニットは、水素を燃料とする燃料電池に比べて燃料の取扱いが容易で、システムが簡易であることから、電子機器の電源として注目されている。
【０００３】
燃料電池ユニットは、一次電池や２次電池と異なり、燃料を充填することで連続的な発電時間を延ばすことができる。そこで、この種の燃料電池ユニットは、起電部を有する燃料電池本体と、燃料電池本体に交換可能に取付けられる燃料カートリッジとを有している。燃料カートリッジの内部には、例えば、燃料としての高濃度のメタノールが充填されている。そして、燃料が無くなった場合には、燃料カートリッジを交換することにより、連続して発電を行うことが可能となる。
【０００４】
このような燃料電池ユニットにおいては、燃料カートリッジの交換時期を認識するため、燃料カートリッジ内の燃料残量を検出することが望ましい。燃料残量を検出することにより、燃料を使い切った後に燃料カートリッジを交換することができるとともに、燃料のない状態での発電動作を防止することが可能となる。
【０００５】
例えば、特許文献１には、燃料電池および燃料検知センサユニットを備えたカメラが開示されている。燃料検知センサユニットは、燃料貯留部の下部左右に配置された投光素子および受光素子を有し、液体燃料に光が吸収されて受光素子に光が届くか否かによって燃料の残量を検知するように構成されている。
【特許文献１】特開２００５−１７２６３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１は、独立して交換可能な燃料カートリッジを備えた燃料電池ユニットおよびこのような燃料カートリッジの燃料残量を検出する構成については開示されていない。このことから、独立して交換可能な燃料カートリッジを備えた燃料電池ユニットにおいて、燃料残量を容易に検出でき、安全な駆動および燃料の有効利用が可能な燃料電池ユニットが望まれている。
【０００７】
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、燃料残量を容易に検出でき、安全な駆動および燃料の有効利用が可能な燃料電池ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を達成するため、この発明の態様に係る燃料電池ユニットは、起電部を有したユニット本体と、前記ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料を収容した燃料カートリッジと、前記燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備え、前記残量検出部は、前記ユニット本体に設けられ前記燃料カートリッジに向けて音波を発信する音波発信器と、前記燃料カートリッジを間に挟んで前記音波発信器と対向して設けられ、前記音波発信器から発信された音波を受信する音波受信器と、前記音波受信器の受信信号に応じて前記燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する制御部と、を有している。
【０００９】
この発明の他の態様に係る燃料電池ユニットは、起電部を有したユニット本体と、前記ユニット本体に脱着可能に装着され、燃料を収容した燃料カートリッジと、前記燃料カートリッジ内における燃料の残量を検出する残量検出部と、を備え、前記残量検出部は、前記燃料カートリッジに設けられ前記燃料に接触した一対の電極と、前記一対の電極に接触可能に前記ユニット本体に設けられた接触端子を有し、前記電極間の液抵抗値を測定する抵抗測定器と、前記抵抗測定器により測定された液抵抗に応じて前記燃料カートリッジ内の燃料の残量を検知する制御部と、を有している。
【発明の効果】
【００１０】
上記構成によれば、燃料カートリッジ内の燃料残量を容易に検出でき、安全な駆動および燃料の有効利用が可能な燃料電池ユニット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】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、この発明の第１の実施形態に係る燃料電池装置について詳細に説明する。  
図１は燃料電池装置の外観を示し、図２は燃料電池装置にパーソナルコンピュータを接続した状態を示している。燃料電池装置１０は、例えば、メタノールを液体燃料としたＤＭＦＣとして構成され、電子機器、例えば、パーソナルコンピュータ１１の電源として使用可能に構成されている。
【００１２】
燃料電池装置１０は筐体１２を備えている。この筐体１２は、パーソナルコンピュータ１１の幅方向に沿って延びたほぼ角柱状の本体１４と、本体から前方に向かってほぼ水平に延出した載置部１６とを有している。後述するように、本体１４内には、燃料電池ユニットが配置されている。本体１４の一側部は、燃料カートリッジの脱着時に取り外し可能なカバー５１として形成されている。また、本体１４の上面には、装置の動作状態および燃料カートリッジの残量の有無を示す指示手段として、複数のインジケータ１７が設けられている。
【００１３】
載置部１６は、平坦な矩形状に形成され、パーソナルコンピュータ１１の後部を載置可能に形成されている。載置部１６には、電源コネクタ３２が配置されている。電源コネクタ３２は、パーソナルコンピュータ１１を載置部１６の上に載せた際、パーソナルコンピュータに電気的に接続される。載置部１６の３箇所には、ロック機構を構成する位置決め突起４１およびフック３８が設けられている。これらの位置きめ突起４１およびフック３８は、パーソナルコンピュータ１１の底面後部と係合し、載置部１６に対してパーソナルコンピュータ１１を位置決め、保持する。また、載置部１６には、パーソナルコンピュータ１１を燃料電池装置１０から取り外す際、ロック機構のロックを解除するイジェクトボタン４０が設けられている。
【００１４】
図３は、本体１４内に配設された燃料電池ユニット２０を示している。燃料電池ユニット２０は、ユニット本体２２、およびユニット本体に脱着自在に装着された燃料カートリッジ５０を備えている。ユニット本体２２は、一側部に設けられたホルダ２４、本体内の中央部に設けられ化学反応により発電を行う起電部２７、起電部と燃料タンクとの間に設けられた混合部２５、吸気部２６、他側部に設けられたアノード冷却器２８ａおよびカソード冷却器２８ｂを備えている。ユニット本体２２は、その他、送液ポンプ、送気ポンプ、燃料、水、二酸化炭素等を流す種々の配管が設けられている。
【００１５】
ホルダ２４には、燃料カートリッジ５０の供給口部分が嵌合する嵌合部２４ａが設けられている。燃料カートリッジ５０は、ホルダ２４に脱着自在に装着され、嵌合部２４ａを介してユニット本体２２に接続されている。
【００１６】
混合部２５は、混合タンク３１、混合槽３３を有している。燃料カートリッジ５０から供給された燃料は、混合槽３３を介して混合タンク３１へ送られ、ここで、水と混合され所望の濃度に希釈されたメタノール水溶液が生成される。混合部２５は、生成したメタノール水溶液を起電部２７へ送る。
【００１７】
吸気部２６は、ユニット本体２２の外部に開口する吸気孔２６ａを有している。吸気部２６は、吸気孔２６ａを通じて外部の空気をユニット本体２２の内部に取込み、その取込んだ空気を起電部２７へ供給する。
【００１８】
起電部２７は、複数のセルを積層したＤＭＦＣスタックにより構成されている。各セルは、アノード（燃料極）、カソード（空気極）、およびこれらの間に挟持された電解質膜を有している。起電部２７は、供給されたメタノール水溶液および空気中の酸素を化学反応させて、発電動作を行なう。この発電動作により、二酸化炭素および水蒸気が生成される。生成された二酸化炭素、水蒸気および未反応のメタノールは、冷却部２８へと送られる。
【００１９】
アノード冷却器２８ａおよびカソード冷却器２８ｂは、起電部２７で生成された水蒸気、二酸化炭素、および未反応のメタノールを冷却する。冷却されて液体の状態に戻った水、およびメタノールは、再び混合部２５に還流され、メタノール水溶液の生成に用いられる。生成された二酸化炭素は、本体１４の外部に排気される。
【００２０】
図１に示すように、載置部１６内には、燃料電池装置１０の動作を制御する制御部４７が設けられている。制御部４７は、混合部２５、吸気部２６、起電部２７、およびアノード冷却器２８ａ、カソード冷却器２８ｂの状態を監視するとともに、これらの動作を制御する。また、制御部４７は、起電部２７で発電された電力を電源コネクタ３２を介してパーソナルコンピュータ１１に供給する。
【００２１】
燃料電池装置１０は、燃料カートリッジ５０における燃料の残量を検出する残量検出部を備えている。以下、燃料カートリッジ５０および残量検出部について説明する。  
図４および図５に示すように、燃料カートリッジ５０は、外容器５２と、外容器内に収容された内容器５４とを有している。外容器５２は、合成樹脂等により内部が中空の箱状に形成され、外形を維持する充分な強度を有している。内容器５４は、内部が中空の袋状に形成され、この内容器内に燃料Ｌが充填されている。内容器５４は、合成樹脂、ゴム等の伸縮性または可撓性を有する材料で変形可能に形成され、図４に２点鎖線で示すように、燃料Ｌの内蔵量が減るに伴って内側にしぼむ。内容器５４は、内部の燃料を外側から加圧し、外容器５２の供給口５５に向かって押圧する。そのため、燃料カートリッジ５０内の燃料が減少した場合でも、内部の燃料を供給口５５に導き、余すことなく使いきることができる。
【００２２】
図３ないし図５に示すように、外容器５２は、その一側面下部から外側に突出したほぼ角柱形状の係合部５６を有している。係合部５６は、ホルダ２４の嵌合部２４ａに挿入可能、つまり、嵌合可能に形成されている。係合部５６の延出端には、燃料を供給する供給口５５が形成され、この供給口５５は内容器５４内に連通している。係合部５６内には、供給口５７を開閉する逆止弁５８が設けられている。燃料カートリッジ５０を燃料電池ユニット２０から取り外した状態において、逆止弁５８は図示しない付勢手段により付勢され、供給口５５を閉塞する位置に保持されている。
【００２３】
係合部５６の内、内部の燃料を挟んで対向する２つの壁部、例えば、上下の壁部には、それぞれ凹所６０が形成されている。係合部５６の内、凹所６０が形成された領域は、燃料残量を検出する際の検出領域を構成し、他の壁部よりも肉薄に形成されている。
【００２４】
図４および図５に示すように、ホルダ２４の嵌合部２４ａは、ホルダの壁部に形成された凹所によって構成されている。嵌合部２４ａは、燃料カートリッジ５０の係合部５６に対応した矩形状に形成されている。嵌合部２４ａの底部には燃料注入口６２が形成され、この燃料注入口６２には、ユニット本体２２に設けられた燃料供給管６３が接続されている。燃料注入口６２内には押圧突起６４が設けられている。図５に示すように、燃料カートリッジ５０が装着された際、押圧突起６４は、逆止弁５８を押圧して開放し、燃料カートリッジの供給口５５と燃料注入口６２とを連通させる。
【００２５】
残量検出部は、嵌合部２４ａに設けられた音波発信器７０および音波受信器７２を有している。燃料カートリッジ５０が装着された状態において、音波発信器７０は、燃料カートリッジ５０に向けて音波を発信する。音波受信器７２は、燃料カートリッジ５０を間に挟んで音波発信器と対向して設けられ、音波発信器から発信された音波を受信する。音波発信器７０および音波受信器７２は、燃料カートリッジ５０の凹所６０とそれぞれ対向する位置に設けられている。これにより、音波発信器７０および音波受信器７２は、燃料カートリッジ５０の肉薄部分および燃料カートリッジ内に収容された燃料を挟んで対向している。図５および図６に示すように、ホルダ２４の嵌合部２４ａには、燃料電池ユニット２０の傾斜と検知する傾斜センサ７４が設けられている。
【００２６】
残量検出部は制御部４７を有している。図７に示すように、制御部４７は例えば、マイコンにより構成されている。制御部４７には、音波発信器７０、音波受信器７２、傾斜センサ７４、インジケータ１７、電源コネクタ３２が接続されている。また、制御部４７には、ドライバ７６を介してユニット本体２２の送気、送液ポンプ７７が接続され、更に、ドライバ７８を介して冷却ファン８０が接続されている。制御部４７は、これら各構成部の動作を監視および制御する。
【００２７】
制御部４７は、音波受信器７２の受信信号に応じて燃料カートリッジ５０内の燃料の残量を検知する。図８に示すように、燃料の残量検出時、音波発信器７０は、燃料カートリッジ５０に向けて音波信号Ａを発信する。音波受信器７２は、発信された音波信号を、燃料カートリッジ５０および燃料カートリッジ内の燃料Ｌを通して受信し、受信信号を制御部４７に入力する。物体中の音速は、物体の密度によって異なる。音波の発信から受信までの時間は、物体の密度によって変化する。そのため、音波の伝播時間を測定することにより、燃料カートリッジ５０内に燃料が存在するか否かを検出することができる。
【００２８】
図８に示すように、燃料カートリッジ５０内に燃料が残っている場合、音波受信器７２の受信信号はＢ、燃料が残ってない場合、受信信号はＣとなる。制御部４７は、音波受信器７２からの受信信号の時間差を検出し、燃料カートリッジ５０内の燃料Ｌの有無を検知する。燃料カートリッジ５０の検出領域は、凹所６０が設けられ肉薄に形成されていることから、音波発信器７０および音波受信器７２間における燃料カートリッジの測定距離を短くすることができ、正確な音波測定を行うことが可能となる。
【００２９】
制御部４７は、燃料カートリッジ５０内の燃料が残っていないことを検出した場合、これを利用者に報知する。例えば、制御部４７は、インジケータ１７を点灯させ、あるいは、ブザー等を鳴らすことにより、利用者に燃料残量が無いことを報知する。また、制御部４７は、傾斜センサ７４により、ユニット本体２２および燃料カートリッジ５０の傾斜を検出した際、残量検出部による燃料残量検出を停止する。これにより、装置の傾斜に伴なう、燃料残量の誤検出を防止する。
【００３０】
上記の構成によれば、独立して交換可能な燃料カートリッジを備えた燃料電池装置１０において、燃料残量を容易に検出でき、安全な駆動および燃料の有効利用が可能な燃料電池装置を得ることができる。すなわち、燃料残量を検出することにより、燃料カートリッジ５０内の燃料を使いきることができ、経済性の向上を図ることができる。また、燃料のない状態で燃料電池装置の発電動作を行うことを防止し、安全性の向上を図ることが可能となる。残量検出部は、主にユニット本体側に設けられているため、燃料カートリッジ自体は、凹所６０を設けるだけの簡単な構成とすることができ、コストの削減が可能となる。残量検出部として音波発信器を用いることにより、非接触で燃料残量を検出することができ、安全性を損なうことがない。
【００３１】
上述した実施形態において、燃料カートリッジ５０は伸縮性を有した内容器５４を有し、収容した燃料Ｌを供給口５５側へ押圧している。そのため、燃料電池ユニット２０が傾斜している場合でも、燃料自在の傾斜を防止することができる。そのため、このような燃料カートリッジを用いる場合には、傾斜センサを省略してもよい。
【００３２】
また、音波発信器および音波受信器は、燃料カートリッジを挟んで対向配置されていればよく、上述した実施形態に限らず、任意の位置に設けることができる。燃料カートリッジの内、音波発信器および音波受信器と対向する検出領域を他の部分に対して肉薄に形成したが、他の部分と同一の厚さに形成してもよい。この場合においても、燃料の残量を充分に検出することができる。
【００３３】
図９に示すように、この発明の第２の実施形態に係る燃料電池装置によれば、燃料カートリッジ５０の外容器５２は、突出した係合部５６を有し、係合部の延出端にはユニット本体２２に燃料を供給する供給口５５が形成されている。外容器５２の係合部５６は、供給口５５の近傍でそれぞれ音波発信器７０および音波受信器７２に対向する検出領域を有している。各検出領域は、壁面全体が内側に凹んだ凹所６１に形成されている。従って、検出領域間の幅は、外容器５２の他の部分よりも狭く形成されている。そして、音波発信器７０および音波受信器７２は、この幅の狭い領域を挟んで対向配置されている。そのため、燃料カートリッジ内における燃料残量を、音波発信器７０および音波受信器７２によって正確に検出することができる。  
第２の実施形態において、燃料電池装置の他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略した。
【００３４】
次に、この発明の第３の実施形態に係る燃料電池装置の残量検出部について説明する。図１０に示すように、本実施形態によれば、残量検出部は、燃料カートリッジ５０の係合部５６に取り付けられた一対の電極８２、ユニット本体２２のホルダ側に設けられ、電極と接触する接触端子８４と、を備え、接触端子８４は前述した制御部４７に接続されている。各電極８２は例えばピン状に形成され、その一端部は、燃料カートリッジ５０内に突出し、燃料Ｌに接触している。各電極８２の他端部は、係合部５６の外面に露出している。燃料カートリッジ５０がホルダ２４に装着されると、電極８２の他端部は、それぞれ嵌合部２４ａに設けられた接触端子８４に接触し、電気的に接続される。
【００３５】
制御部４７は、一対の電極８２間の液抵抗を測定する抵抗測定器として機能し、測定された液抵抗に応じて燃料の有無を検出する。すなわち、燃料の有無により電極８２間の抵抗値が異なる。燃料カートリッジ５０内に燃料が存在し、一対の電極８２が燃料に接触している場合、電極間の抵抗は無限大となる。燃料の残量がなく、一対の電極８２が燃料に接触していない場合、電極間の抵抗は測定可能な所定の値となる。従って、制御部４７は電極８２間の抵抗値を検出し、燃料の有無を検出する。
【００３６】
第３の実施形態において、燃料電池装置の他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。上記のように構成された第３の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００３７】
次に、この発明の第４の実施形態に係る燃料電池装置の残量検出部について説明する。図１１に示すように、本実施形態によれば、残量検出部は、圧力検出器８６を有している。圧力検出器８６は、ユニット本体２２においてホルダ２４の底部に設けられている。ホルダ２４に装着された燃料カートリッジ５０は、圧力検出器８６上に支持される。圧力検出器８６は、前述した制御部４７に接続され、検出信号を制御部４７に入力する。
【００３８】
燃料カートリッジ５０内に収容された燃料の残量により、燃料カートリッジの重量が変化し、圧力検出器８６に作用する力が変化する。そのため、制御部４７は、圧力検出器８６によって検出された圧力により、燃料カートリッジ５０内の燃料残量を検出することができる。燃料カートリッジ５０の重量が圧力検出器８６に確実に掛かるように、燃料カートリッジ５０の外容器５２の底面に凸部８７が形成され、この凸部が圧力検出器８６上に当接している。
【００３９】
第４の実施形態において、燃料電池装置の他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。上記のように構成された第４の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
次に、この発明の第５の実施形態に係る燃料電池装置の残量検出部について説明する。図１２および図１３に示すように、本実施形態によれば、残量検出部は、燃料カートリッジ５０の外容器５２の外面に固定された一対の電極９０ａ、９０ｂを有している。電極９０ａ、９０ｂは、平坦な板状に形成され、外容器５２の上面および底面にそれぞれ固定されている。電極９０ａ、９０ｂは、外容器５２および内部の燃料Ｌを間に挟んで互いに対向して位置し、コンデンサを構成している。
【００４１】
ユニット本体２２のホルダ２４には、燃料カートリッジ５０が装着された際、電極９０ａ、９０ｂに電気的に接触する接触端子９２ａ、９２ｂが取り付けられている。接触端子９２ａ、９２ｂは前述した制御部４７に電気的に接続され、検出信号を制御部に入力する。制御部４７は、コンデンサの容量を検出する容量検出部を有し、検出されたコンデンサ容量に応じて、カートリッジ内の燃料の残量を検知する。すなわち、燃料カートリッジ５０内の燃料残量に応じて、電極９０ａ、９０ｂ間の比誘電率が変化し、コンデンサ容量が変化する。制御部４７は、このコンデンサ容量により、燃料残量の有無を検出する。
【００４２】
第５の実施形態において、燃料電池装置の他の構成は前述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。上記のように構成された第５の実施形態によれば、前述した第１の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００４３】
なお、この発明は上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【００４４】
前述した実施形態において、燃料カートリッジは伸縮性を有した内容器５４を有した構成としたが、これに限らず、内部容器を持たない燃料カートリッジを用いても良い。ユニット本体および燃料カートリッジの形状、寸法等は、実施形態に限定されることなく、必要に応じて変更可能である。この発明に係る燃料電池ユニットは、上述したパーソナルコンピュータに限らず、モバイル機器、携帯端末等の他の電子機器の電源としても使用可能である。燃料電池の形式としは、ＤＭＦＣに限らず、ＰＥＦＣ（Polymer Electrolyte   Fuel Cell）等の他の形式としてもよい。更に、燃料電池ユニットを電子機器の筐体内に内蔵した構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態に係る燃料電池装置を示す斜視図。
【図２】図２は、前記燃料電池装置をパーソナルコンピュータに接続した状態を示す斜視図。
【図３】図３は、前記燃料電池装置の燃料電池ユニットを示す斜視図。
【図４】図４は、前記燃料電池ユニットのホルダおよび燃料カートリッジを示す断面図。
【図５】図５は、前記ホルダに燃料カートリッジを装着した状態を示す断面図。
【図６】図６は、前記燃料電池ユニットを傾斜した状態を示す断面図。
【図７】図７は、前記燃料電池装置の制御系を示すブロック図。
【図８】図８は、前記燃料電池ユニットにおける残量検出部の発信信号および受信信号を示す図。
【図９】図９は、この発明の第２の実施形態に係る燃料電池装置のホルダおよび燃料カートリッジを示す断面図。
【図１０】図１０は、この発明の第３の実施形態に係る燃料電池装置のホルダおよび燃料カートリッジを示す断面図。
【図１１】図１１は、この発明の第４の実施形態に係る燃料電池装置のホルダおよび燃料カートリッジを示す断面図。
【図１２】図１２は、この発明の第５の実施形態に係る燃料電池装置のホルダおよび燃料カートリッジを分離して示す断面図。
【図１３】図１３は、前記第５の実施形態に係る燃料電池装置のホルダに燃料カートリッジを装着した状態を示す断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１０…燃料電池装置、  １１…パーソナルコンピュータ、  １４…本体、
１６…載置部、  ２０…燃料電池ユニット、  ２２…ユニット本体、  ２４…ホルダ、  ２４ａ…嵌合部、  ２７…起電部、  ４７…制御部、  ５０…燃料カートリッジ、  ５２…外容器、  ５４…内容器、  ５５…供給口、  ５６…係合部、  ５８…逆止弁、  ６０…凹所、  ７０…音波発信器、  ７２…音波受信器、  ７４…傾斜センサ、  ８２…電極、  ８４…接触端子、  ８６…圧力検出器、  ８７…凸部、  ９０ａ、９０ｂ…電極
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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