説明

充電器、電子機器、および収納ケース

【課題】十分な空気供給を確保するとともに被充電機器への排出物の影響をなくし、信頼性の向上した充電器、この充電器により充電可能な電子機器、および、この充電器および電子機器を収納する収納ケースを提供する。
【解決手段】充電器は、発電する燃料電池セルと、前記燃料電池セルに空気を供給するとともに燃料電池セルからの排出物を排出する吸排気部と、前記燃料電池セルに燃料を供給する燃料タンクと、前記燃料電池セルで発電した電力を非接触で伝送する電力送信部と、を備え、前記電力送信部と前記吸排気部とは、互いに異なる向きに設けられている。充電される電子機器は、電力を蓄える蓄電池と、前記充電器の電力送信部から伝送される電力を受け、前記蓄電池に供給する電力受信部と、を備え、前記電力受信部は、前記充電器の電力送信部と対向可能に設けられている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子機器に電力を充電する非接触型の充電器、この充電器により充電される電子機器、および充電器、電子機器を収納する収納ケースに関する。
【背景技術】
【0002】
パーソナルコンピュータ(以下、ノートPCと称する)、携帯端末、ゲーム機器、モバイル機器等の電子機器の電源として、主に、ニッケル水素電池やリチウムイオン二次電池等の蓄電池が用いられている。近年、これら電子機器の蓄電池を充電する充電器として、非接触で電力送信を行い、蓄電池を充電するものが提案されている(例えば、特許文献1)。この充電器は、燃料カートリッジから、燃料を燃料電池セルに供給して発電を行い、発生する電力を送信コイルによって非接触で携帯機器に伝送する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2006−320047号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
燃料電池セルにより発電する場合、空気の供給が必要であるとともに、発電動作に伴い、水蒸気や二酸化炭素が排出される。上述の充電器は、このような空気の供給、水蒸気や二酸化炭素の排出といった燃料電池固有の課題を解決するための工夫がなされていない。そのため、空気供給が不足し、あるいは、排出された水蒸気や二酸化炭素が電子機器に影響を与える虞がある。
【0005】
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、十分な空気供給を確保するとともに被充電機器への排出物の影響をなくし、信頼性の向上した充電器、この充電器により充電可能な電子機器、および、この充電器および電子機器を収納する収納ケースを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を達成するため、この発明の態様に係る充電器は、発電する燃料電池セルと、前記燃料電池セルに空気を供給するとともに燃料電池セルからの排出物を排出する吸排気部と、前記燃料電池セルに燃料を供給する燃料タンクと、前記燃料電池セルで発電した電力を非接触で伝送する電力送信部と、を備え、前記電力送信部と前記吸排気部とは、互いに異なる向きに設けられている。
【0007】
この発明の他の態様に係る電子機器は、前記充電器により充電される被充電の電子機器であって、電力を蓄える蓄電池と、前記充電器の電力送信部から伝送される電力を受け、前記蓄電池に供給する電力受信部と、を備え、前記電力受信部は、前記充電器の電力送信部と対向可能に設けられている。
【0008】
この発明の他の形態に係る前記充電器および電子機器を収納する収納ケースは、前記電子機器を収納し前記電子機器の外周を覆う機器収納部と、空気を流通する通気部を有し、前記充電器の吸排気部が前記通気部と向かい合い、前記電力送信部が前記主収納部内の電子機器の電力受信部と向かい合う状態で、前記充電器を収納する充電器収納部と、を備えている。
【発明の効果】
【0009】
上記構成によれば、十分な空気供給を確保するとともに被充電機器への排出物の影響をなくし、信頼性の向上した充電器、この充電器により充電可能な電子機器、並びに、充電器および電子機器を収納する収納ケースを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】図1は、この発明の実施形態に係る非接触型の充電器を一部破断して示す斜視図。
【図2】図2は、前記充電器、およびこの充電器によって充電されるノート型のパーソナルコンピュータを示す側面図。
【図3】図3は、前記パーソナルコンピュータを示す斜視図。
【図4】図4は、前記充電器およびパーソナルコンピュータを収納するための、実施形態に係る収納ケースを示す正面図。
【図5】図5は、図4の線A−Aに沿った前記収納ケースの断面図。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、図面を参照しながら、この発明の実施形態に係る充電器、電子機器、および収納ケースについて詳細に説明する。
図1に示すように、燃料電池を用いた非接触型の充電器10は、例えば、矩形箱状の筐体12を備えている。充電器10は、燃料を蓄える燃料タンク14、電力を発生する燃料電池セルモジュール16、2次電池18、電力送信部20、電源回路22を備え、これらは筐体12内に配設されている。
【0012】
燃料電池セルモジュール16は、例えば、パッシブ型のDMFCとして構成されている。燃料電池セルモジュール16を構成する複数の単セルは、カソード(空気極)およびアノード(燃料極)と、これらカソード、アノード間に挟持された高分子電解質膜とを一体化した膜・電極接合体(MEA)を備えている。単セルに供給された燃料および空気は、アノードとカソードとの間に設けられた電解質膜で化学反応し、これにより、アノードとカソードとの間に電力が発生する。電気化学反応に伴い、単セルには反応生成物として、アノード側に二酸化炭素、カソード側に水蒸気が生成される。
【0013】
充電器10は吸排気部24を備えている。この吸排気部24は、燃料電池セルモジュール16の発電に必要な空気を外部から取り込んで燃料電池セルモジュール16に供給し、また、発電により燃料電池セルモジュール16で生成された水蒸気や二酸化炭素(DMFCの場合)を外部に排出する。吸排気部24は、筐体12の1つの主面12aに露出して設けられ、この主面12aに向いて配設されている。
【0014】
電力送信部20は、例えば、図示しない電力送信コイル(1次側コイル)を備え、筐体12の一面に露出して設けられ、この面に向いて配設されている。すなわち、電力送信部20は、筐体12において、吸排気部24が設けられた主面12aとは異なる面、ここでは、主面12aと相対する主面12bに設けられている。これにより、吸排気部24および電力送信部20は、背中合わせに対応し、互いに相反する方向を向いている。
【0015】
燃料タンク14は、燃料電池セルモジュール16に接続され、この燃料電池セルモジュール16に燃料、例えば、メタノール水溶液を供給する。燃料タンク14は、筺体12に対して脱着可能なカートリッジとして構成してもよい。筐体12内で、燃料タンク14は、吸排気部24、電力送信部20に対して上方に、すなわち、鉛直方向に関し吸排気部24、電力送信部20の上方に、配設されている。
【0016】
燃料電池セルモジュール16、2次電池18、電力送信部20は、電源回路22に電気的に接続され、電源回路22は、燃料電池セルモジュール16の発電、電力の送信、2次電池の充放電を制御する。2次電池18は、送信する電力が急激に変化したとき等に生じる燃料電池セルモジュール16の発電電力の過不足を補うために用いる。
【0017】
燃料電池セルモジュール16で発生する直流の電力は、電源回路22により交流電力に変換され、電力送信部20へ送られる。そして、交流電力は、電力送信部20の電力送信コイルにより無線で被充電機器へ伝送される。
【0018】
一方、図2および図3は、充電器10によって充電される電子機器として、実施形態に係る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)を示している。ノートPC30は、機器本体32と、この機器本体32に支持された表示ユニット33とを備えている。機器本体32は、例えば合成樹脂で形成された偏平な矩形状の筐体34を備えている。
【0019】
筐体34の上面には、パームレスト部36が形成され、このパームレスト部のほぼ中央にタッチパッド35およびクリックボタン37が設けられている。筐体34の上面前端部には、ノートPC30の動作状態を示す複数のLED38が設けられている。筐体34の上面において、パームレスト部36の後方には矩形状の開口39が形成され、この開口内に入力装置として機能するキーボード40が設けられている。なお、入力装置は、キーボードに限らずタッチパネル等を用いてもよい。
【0020】
筐体34の内部に、図示しない主回路基板、CPU、メモリ装置等が配設されている。また、筐体34の後部、底面側に、蓄電池として機能する二次電池41が着脱可能に装着されている。
【0021】
ディスプレイユニット33は、偏平な矩形箱状の筐体42と、筐体42内に収納され表示装置として機能する液晶表示パネル44とを備えている。液晶表示パネル44の表示面は、筐体42に形成された表示窓46を介して外部に露出している。表示ユニット33は、機器本体32の後端部に設けられた一対のヒンジ部48により、筐体34の後端部に回動可能に支持されている。これにより、表示ユニット33は、キーボード40を上方から覆うように倒される閉じ位置と、キーボードの後方において起立する図示の開き位置とに亘って回動可能となっている。
【0022】
表示ユニット33内において、液晶表示パネル44の背面側に電力受信部50が設けられている。電力受信部50は、例えば、受信コイル(2次側コイル)を有し、この受信コイルは、機器本体32内の主回路基板および充電制御回路に電気的に接続されている。電力受信部50は、前述した充電器10から伝送された電力を受信し、充電制御回路へ供給する。
【0023】
上記充電器10を用いてノートPC30の二次電池41を充電する場合、図2に示すように、充電器10は、電力送信部20および吸排気部24が立位した状態で、例えば、机上に載置される。ノートPC30は、表示ユニット33を開いた状態で机上に置かれ、更に、表示ユニット33の背面側に設けられた電力受信部50が充電器10の電力送信部20と対面する状態に配置される。この状態で、充電器10を作動させ、燃料電池セルモジュール16で発電し、発生した電力を電力送信部20からノートPC30の電力受信部50へ非接触で伝送する。すなわち、燃料電池セルモジュール16で発生した直流電力を電源回路22により交流電力に変換して電力送信部20へ送り、電力送信コイルに入力する。交流電力は電力送信コイルにより磁束のエネルギに変換され、この磁束は、電力受信部50へ入力される。ノートPC30の電力受信部50では、入力される磁束によって電力受信コイルが励起され、交流電力を出力する。この交流電力は、ノートPC30の電源回路により直流電力に変換され、更に、充電制御回路を介して二次電池41に入力される。これにより、二次電池41が充電される。
【0024】
一方、充電器10の吸排気部24は、ノートPC30と反対側に位置し、充電の間、この吸排気部24から外気が取り込まれ燃料電池セルユニット16へ供給されるとともに、発電により生じた生成物は、吸排気部24からノートPC30と反対側へ排気される。
【0025】
上記のように構成された充電器10によれば、吸排気部24と電力送信部20は充電器の相対する面に配置されている。そのため、充電するために電力送信部20と被充電機器の電力受信部50を重ね合わせた場合でも、被充電機器により吸排気部24が塞がれてしまうことがなく、発電に必要な空気を安定して取り込むことができる。同時に、発電により発生した水蒸気や二酸化炭素を電力送信部20と異なる方向、ここでは、反対方向に排気することができ、排気された生成物が被充電機器に当たらないようにすることができる。上記充電器10によれば、発電に必要な空気の確保及び、発生する水蒸気や二酸化炭素から被充電機器を保護するこができる。これにより、信頼性の向上した充電器が得られる。
【0026】
また、上記構成のノートPCによれば、開閉可能な表示ユニットの背面部に電力受信部50が設けられている。そのため、充電器10は、電力送信部20および吸排気部24が外部に露出した状態で使用することができ、充電器10の吸排気部24が机と充電器との間に挟まれて閉塞したり、あるいは、充電器を安定して机上に置くことが出来なくなるといった不具合を生じることがなく充電を行うことができる。すなわち、電力受信部の配置された面がノートPCの底面側であったとすると、ノートPCを机上に置いた状態で充電しようとした場合、充電器の吸排気部が机と充電器本体の間に挟まれて閉塞してしまう。また、ノートPCのフットプリントに対して充電器の電力送信部(吸排気部)の配置された面が小さいと安定して机上に置くことが出来なくなる。本実施形態によれば、これらの問題を生じることなく、充電器10によりノートPCを充電することが可能となる。
【0027】
図4および図5は、前述した充電器10および披充電機器としてのノートPC30を収納するための収納ケース60を示している。この収納ケース60は、充電器10が非接触型であることを活かし、充電器10と被充電機器を個別の空間に収納して充電可能にすることで、通気性の確保と被充電機器の保護を両立する。
【0028】
詳細に述べると、収納ケース60は、ノートPC30を収納しノートPCの外周を覆う機器収納部を形成する主ケース62と、充電器10を収納する充電器収納部を形成する副ケース64と、を備え、2つの収納空間に分かれている。主ケース62は、例えば、ノートPCよりも大きな偏平な矩形箱状を有し、例えば、合成樹脂等の電気シールド性および磁気シールド性を持たない材料、かつ、所望の機械的強度を有する材料で形成されている。主ケース62は、開閉可能に形成されている。更に、主ケース62の外面に取っ手66が取り付けられ、これにより、収納ケース60を持ち運び可能となっている。
【0029】
主ケース62内には位置決め部材68が配設されている。位置決め部材68は、主ケース62に収納されたノートPC30の一部と係合し、ノートPCを主ケース62内の所定位置に位置決め保持する。ここでは、ノートPC30は、その電力受信部50が、充電器収納部を向くように、位置決めされる。
【0030】
副ケース64は、主ケース62の1つの外面上に固定されている。副ケース64は、充電器10よりも僅かに大きな矩形箱状に形成され、その1つの主面側が主ケース62に向かい合って配置されている。副ケース64の主ケース62と反対側、つまり、大気側に位置する面に、空気を流通可能な通気部70が形成されている。通気部70は、例えば、多数の通気孔あるいは図示のメッシュにより形成される。
【0031】
充電器10は、吸排気部24が通気部70と向かい合い、電力送信部20が主ケース62内の電子機器の電力受信部50と向かい合う状態で、副ケース64内に収納される。
【0032】
上記収納ケース60によれば、主ケース62は被充電機器を保護するため、被充電機器の外周を覆うように構成され、被充電機器の電力受信部50が充電器収納部側を向くように収納できる。副ケース64は、充電器10の吸排気部24周囲の通気性を確保するために、外側(大気側)の面がメッシュに形成されている。充電器10は、吸排気部24がメッシュ状の面を、電力送信部20が主ケース62側を向いた状態で副ケース64に収納される。これにより、ノートPCを収納ケース60に収納したとき、電力受信部50が充電器10の電力送信部20と重なるように配置されている。
【0033】
ノートPC30および充電器10を収納ケース60に収納した状態で、ノートPC30の蓄電池に充電することができる。充電器10を作動させると、吸排気部24により通気部70を通して空気を取り込み燃料電池セルモジュール16に供給される。発電により生じる生成物は、吸排気部24により通気部70を通して外部に排出される。発電により発生した電力は、電力送信部20から主ケース62内に収納されたノートPC30の電力受信部50へ伝送され、更に、ノートPCの二次電池に充電される。このような充電は、収納ケース60を持ち運び中にも行うことができる。
【0034】
以上のように構成された収納ケース60によれば、充電器収納部と機器収納部とを個別に備え、また、充電器収納部は通気部を備えていることから、電子機器を収納状態で保管および持ち運びする際も空気供給を確保、および、電子機器の保護を両立した状態で利用することができる。
【0035】
なお、この発明は上記実施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。
【0036】
前述した実施形態において、充電器の吸排気部は、電力送信部と対向して設けられているが、これに限らず、電力送信部と異なる向きに設けられていればよい。また、被充電機器は、ノートPCに限らず、携帯端末、携帯電話器、レコーダ等の種々の電子機器に適用することができる。収納ケースの機器収納部および充電器収納部の形状は、矩形箱状に限定されることなく、必要に応じて、種々変更可能である。
【符号の説明】
【0037】
10…充電器、12…筺体、14…燃料タンク、16…燃料電池セルモジュール、
20…電力送信部、22…電源回路、24…吸排気部、
30…パーソナルコンピュータ、32…機器本体、33…表示ユニット、
41…2次電池、50…電力受信部、60…収納ケース、62…主ケース、
64…副ケース、70…通気部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発電する燃料電池セルと、
前記燃料電池セルに空気を供給するとともに燃料電池セルからの排出物を排出する吸排気部と、
前記燃料電池セルに燃料を供給する燃料タンクと、
前記燃料電池セルで発電した電力を非接触で伝送する電力送信部と、を備え、
前記電力送信部と前記吸排気部とは、互いに異なる向きに設けられている充電器。
【請求項2】
前記燃料電池セル、電力送信部、および吸排気部を収納する筺体を備え、前記電力送信部および吸排気部は、前記筺体の互いに異なる面に向いて設けられている請求項1に記載の充電器。
【請求項3】
前記電力送信部および吸排気部は、前記筺体の相対する面にそれぞれ設けられている請求項2に記載の充電器。
【請求項4】
前記燃料タンクは、前記燃料電池セルに対して、鉛直方向の上方に配置されている請求項1に記載の充電器。
【請求項5】
請求項1に記載の充電器により充電される電子機器であって、
電力を蓄える蓄電池と、
前記充電器の電力送信部から伝送される電力を受け、前記蓄電池に供給する電力受信部と、を備え、前記電力受信部は、前記充電器の電力送信部と対向可能に設けられている電子機器。
【請求項6】
前記蓄電池を保持するとともに入力装置が設けられた本体と、表示装置を有し前記本体に移動可能に支持された表示ユニットと、を備え、前記電力受信部は、前記表示ユニットの背面に設けられている請求項5に記載の電子機器。
【請求項7】
請求項5に記載の充電器および電子機器を収納する収納ケースであって、
前記電子機器を収納し前記電子機器の外周を覆う機器収納部と、
空気を流通する通気部を有し、前記充電器の吸排気部が前記通気部と向かい合い、前記電力送信部が前記機器収納部内の電子機器の電力受信部と向かい合う状態で、前記充電器を収納する充電器収納部と、を備える収納ケース。
【請求項8】
前記機器収納部は、電気シールド性を持たない材料で形成され、前記電子機器の外周を覆うように形成されている請求項7に記載の収納ケース。
【請求項9】
前記機器収納部内に配置され、前記電力受信部が前記充電器収納部内の充電器の電力送信部と向かい合う位置に前記電子機器を位置決め保持する保持部材を備える請求項7又は8に記載の収納ケース。

【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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【公開番号】特開2011−172416(P2011−172416A)
【公開日】平成23年9月1日(2011.9.1)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−35032(P2010−35032)
【出願日】平成22年2月19日(2010.2.19)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】