燃料供給システムおよび燃料供給方法
【課題】ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況において、外部電池の電池電力などの別の電力がない場合にも、燃料電池を起動させる。
【解決手段】本発明の燃料システムは、燃料電池１０、二次電池１１、燃料カートリッジ１２、第１電動ポンプ１３、第２電動ポンプ１４、サブタンク１５、残量センサ１６、手動ポンプ１７、ポンプ動作機構１８、および制御部１９から構成されている。二次電池１１に電力が充電されていれば、制御部１９が二次電池１１の充電電力により第１電動ポンプ１３を動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。一方、二次電池１１に電力が充電されていなければ、ユーザがポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を手動で動作させて、サブタンク１５に貯留された燃料を手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に供給する。
【解決手段】本発明の燃料システムは、燃料電池１０、二次電池１１、燃料カートリッジ１２、第１電動ポンプ１３、第２電動ポンプ１４、サブタンク１５、残量センサ１６、手動ポンプ１７、ポンプ動作機構１８、および制御部１９から構成されている。二次電池１１に電力が充電されていれば、制御部１９が二次電池１１の充電電力により第１電動ポンプ１３を動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。一方、二次電池１１に電力が充電されていなければ、ユーザがポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を手動で動作させて、サブタンク１５に貯留された燃料を手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に供給する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムおよび燃料供給方法に関し、特に、電子機器へ電力を供給する燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムおよび燃料供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機などの携帯型の電子機器の電源として、高出力で携帯性に優れた小型の燃料電池が新たな電源として期待されている。燃料電池の代表的なものとしては、水素を燃料とする燃料電池（ＰＥＦＣ：Poly-mar Electrolyte Fuel Cell）や、メタノール溶液を燃料とする燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）などが挙げられる。
【０００３】
燃料電池が設けられているシステムにおいては、燃料電池へ燃料を供給する電動ポンプなどが装備されており、その電源として主に二次電池が設けられる場合が多い。なお、二次電池は、燃料電池による電子機器への電力供給だけでは不足が生じるときに電力供給をアシストすることも行っている。また、二次電池は、燃料電池による電子機器への電力供給に余剰があるときに、その余剰電力により充電が行われる。
【０００４】
そのため、電子機器に対し電源コンセントからＡＣアダプタを介した電力供給ができない状況において、二次電池への充電も行われていない場合は、電動ポンプにより燃料を供給することができないことから燃料電池を起動させることができず、その結果として電子機器を起動させることができない。
【０００５】
そこで、最近は、ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況でも、燃料電池を起動させることができる様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、上記のよう状況において、電子機器に外部電池を接続し、外部電池の電池電力を用いて燃料電池を起動させる電子機器が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−９５１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示された電子機器においては、ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況になったときでも、外部電池の電池電力という別の電力を用いることで燃料電池を起動させることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記のような状況になったときに、外部電池を持ち合わせていない場合など、別の電力が全くない場合もあり、そのような場合には燃料電池を起動させることができない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況において、外部電池の電池電力などの別の電力がない場合にも、燃料電池を起動させることができる燃料供給システム、燃料電池への燃料供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、
燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムにおいて、
前記燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、
前記ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていない場合には、ユーザは、ポンプ動作機構を介してポンプを手動で動作させれば、このポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができる。
【００１１】
また、燃料を所定量貯留するサブタンクをさらに有し、
前記ポンプは、前記サブタンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することとしても良い。
【００１２】
この構成によれば、ポンプにより手動で燃料電池に電力を供給する場合、専用のサブタンクから燃料を供給することができる。
【００１３】
また、補助電源と、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給するための第１電動ポンプと、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記第１電動ポンプを動作させて、該第１電動ポンプにより前記燃料電池に燃料を供給させる制御を行う制御部とをさらに有することとしても良い。
【００１４】
この構成によれば、補助電源に電力が充電されている場合には、補助電源の充電電力を用いて第１電動ポンプにより燃料電池に燃料を供給する通常動作を行うことができる。
【００１５】
また、前記サブタンクに貯留された燃料の残量を検知する残量センサをさらに有し、
前記制御部は、前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うこととしても良い。
【００１６】
また、前記燃料タンクに貯留された燃料を前記サブタンクに供給するための第２電動ポンプをさらに有し、
前記制御部は、前記補助電源に電力が充電されているときに前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記補助電源の充電電力により前記第２電動ポンプを動作させて、該第２電動ポンプにより前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うこととしても良い。
【００１７】
この構成によれば、サブタンクの燃料の貯留量を、常時、所定量にすることができる。
【００１８】
また、前記サブタンクと前記燃料電池との間の燃料の供給路に設けられ、前記サブタンクへの燃料の逆流を防止する逆流防止弁をさらに有することとしても良い。
【００１９】
この構成によれば、ポンプにより手動で燃料電池へ供給された燃料がサブタンクへ逆流することを防止することができる。
【００２０】
また、前記ポンプは電動でも動作可能であり、
前記燃料供給システムは、
補助電源と、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記ポンプを電動で動作させて、該ポンプにより前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給させる制御を行う制御部とをさらに有することとしても良い。
【００２１】
この構成によれば、補助電源に電力が充電されている場合には、補助電源の充電電力を用いてポンプにより電動で燃料電池に燃料を供給する通常動作を行うことができ、また、電動ポンプを別に設ける必要もない。
【００２２】
また、前記燃料電池により電子機器へ電力を供給することとしても良い。この場合、電子機器の形態に応じてポンプ動作機構を次のような構成としても良い。
【００２３】
すなわち、前記電子機器は、２つの筐体がヒンジ部を介して結合された構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記ヒンジ部と同じ回転軸を具備し、該ヒンジ部と一体に回転する第１ギアと、
前記第１ギアの回転に応じて回転する第２ギアと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記第２ギアの回転方向に応じて前記手動ポンプの動作方向に往復運動を行うアームとを有することとしても良い。
【００２４】
この構成によれば、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていない場合には、ユーザは、２つの筐体を開閉させてポンプを手動で動作させれば、ポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができる。
【００２５】
また、連結ピンを挿入してシリンダとアームとを連結させない限りポンプは動作しないため、通常時に、ポンプを誤って動作させることもない。
【００２６】
また、前記電子機器は、電源ボタンを有する構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると前記電子機器の電源をオンオフする電源スイッチが実装された第１基板と、
前記第１基板を前記電源ボタンの押下方向と垂直な方向にスライドさせるスライドスイッチと、
前記第１基板をスライドさせた状態で前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると押下された方向に移動可能な第２基板と、
一端が前記第２基板と結合された第１アームと、
前記第１アームの他端と結合され、前記第２基板の移動に応じて回転するギアと、
前記第２基板と前記ギアとの間に配置されたバネと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記ギアの回転方向に応じて前記ポンプの動作方向に往復運動を行う第２アームとを有することとしても良い。
【００２７】
この構成によれば、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていない場合には、ユーザは、電源ボタンを押下してポンプを手動で動作させれば、ポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができる。
【００２８】
また、連結ピンを挿入してシリンダと第２アームとを連結させ、かつスライドスイッチにより第１基板をスライドさせない限りポンプは動作しないため、通常時に、ポンプを誤って動作させることもない。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを設けた構成としたため、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていないような状況で、別の電力がない場合にも、ユーザは、ポンプ動作機構を介してポンプを手動で動作させれば、ポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１を参照すると、本実施形態の燃料供給システムは、燃料電池１０、二次電池１１、燃料カートリッジ１２、第１電動ポンプ１３、第２電動ポンプ１４、サブタンク１５、残量センサ１６、手動ポンプ１７、ポンプ動作機構１８、および制御部１９から構成されている。この燃料供給システムは、燃料電池１０により電力供給を受ける、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話機などの電子機器に内蔵されるかまたは外付けされる。
【００３２】
燃料電池１０は、燃料が供給されると、供給された燃料を用いて電力を発生するＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）１０１を備え、ＭＥＡ１０１で発生した電力を電子機器に供給するものであり、水素を燃料とする燃料電池（ＰＥＦＣ）や、メタノール溶液を燃料とする燃料電池（ＤＭＦＣ）などである。また、燃料電池１０は、電子機器への電力供給に余剰があるときは、その余剰電力を二次電池１１に供給する。
【００３３】
ＭＥＡ１０１は、電解質膜の両側をアノード（燃料極）とカソード（空気極）とで挟んだ構成となっており、アノード側から燃料が供給され、カソード側から空気（酸素）が供給される。例えば、燃料電池１０がＤＭＦＣであれば、アノード側では、メタノールと水分子とが反応してＣＯ2とＨ+が生成され、カソード側では、アノードから移動してきたＨ+と酸素とが反応して水が生成される。このとき、アノード側からカソード側に電流が流れることで電気エネルギー（電力）が発生する。
【００３４】
二次電池１１は、第１電動ポンプ１３、第２電動ポンプ１４、残量センサ１６、および制御部１９の電源となるもので、リチウムイオン二次電池（ＬＩＢ）などである。ただし、二次電池１１は、燃料電池１０による電子機器への電力供給だけでは不足が生じるときに電力供給をアシストする補助電源となる。また、二次電池１１は、燃料電池１０による電子機器への電力供給に余剰があるときに、その余剰電力により充電される。
【００３５】
燃料カートリッジ１２は、燃料を貯留する燃料タンクである。
【００３６】
第１電動ポンプ１３は、二次電池１１の充電電力により電動で動作する電動ポンプであり、制御部１９による制御の元で、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。
【００３７】
第２電動ポンプ１４は、二次電池１１の充電電力により電動で動作する電動ポンプであり、制御部１９による制御の元で、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料をサブタンク１５に供給する。
【００３８】
サブタンク１５は、第２電動ポンプ１４により供給された燃料を貯留するタンクである。
【００３９】
残量センサ１６は、サブタンク１５に貯留された燃料の残量を検知するセンサである。
【００４０】
手動ポンプ１７は、ポンプ動作機構１８を介して手動で動作する手動ポンプであり、サブタンク１５に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。
【００４１】
ポンプ動作機構１８は、手動ポンプ１７を手動で動作させるための機構である。
【００４２】
本実施形態では、二次電池１１に電力が充電されていれば、二次電池１１の充電電力により第１電動ポンプ１３および制御部１９が起動され、制御部１９が第１電動ポンプ１３を動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。
【００４３】
一方、二次電池１１に電力が充電されていなければ、第１電動ポンプ１３および制御部１９が起動せず、第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料を供給することはできない。そのため、ユーザがポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を手動で動作させて、サブタンク１５に貯留された燃料を手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に供給する。
【００４４】
よって、ユーザは、ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１に電力が充電されていない場合であっても、ポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を手動で動作させれば、手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に燃料を供給し、燃料電池１０を起動させることができる。
【００４５】
なお、手動ポンプ１７からの燃料により燃料電池１０が起動されると、ＭＥＡ１０１にて発生した電力の余剰分が二次電池１１に供給され、以降は、二次電池１１の充電電力により起動された第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料が供給される。従って、サブタンク１５には、ＭＥＡ１０１にて二次電池１１へ供給できる電力を発生させる程度の所定量の燃料が貯留されていれば良く、そのために、制御部１９は、所定のタイミングで図２に示すような制御を行う。
【００４６】
図２を参照すると、制御部１９は、サブタンク１５に所定量の燃料が貯留されていないと残量センサ１６にて検知されると（ステップ２０１のＮｏ）、第２電動ポンプ１４を動作させ（ステップ２０２）、所定量の燃料が貯留されたと検知された時点で（ステップ２０３のＹｅｓ）、第２電動ポンプ１４を停止させる（ステップ２０４）。
【００４７】
制御部１９が上記制御を行うタイミングは、例えば、二次電池１１により起動されたタイミング、起動後の一定期間ごとのタイミングなどである。なお、二次電池１１により起動されたタイミングで上記制御を行う場合、ステップ２０４で第２電動ポンプ１４を停止させた後に第１電動ポンプ１３を動作させるのが好ましい。また、起動後の一定期間ごとのタイミングで上記制御を行う場合、第２電動ポンプ１４の動作中は、第１電動ポンプ１３の動作を継続させても良いし、停止させても良い。
【００４８】
以下、ポンプ動作機構１８の具体例について説明する。
（ポンプ動作機構１８の具体例１）
図３は、ポンプ動作機構１８の具体例１を側面から見た図であり、図４は、ポンプ動作機構１８の具体例１を上面から見た図である。
【００４９】
なお、図３および図４は、本具体例のポンプ動作機構１８を、ＬＣＤパネル２０Ａとコンピュータ本体部２０Ｂとがヒンジ部（不図示）を介して結合されたノート型のパーソナルコンピュータに適用した場合の例を示している。この例では、燃料供給システムは、コンピュータ本体部２０Ｂの側面に外付けされるか、またはコンピュータ本体部２０Ｂの側面部分に内蔵されることになる。ただし、本具体例のポンプ動作機構１８は、２つの筐体がヒンジ部を介して結合されていればノート型のパーソナルコンピュータ以外の電子機器にも適用可能であり、例えば、表示部が配置された筐体と操作部が配置された筐体とがヒンジ部を介して結合された折り畳み型の携帯電話機などにも適用することができる。
【００５０】
図３および図４を参照すると、本具体例のポンプ動作機構１８は、上述のヒンジ部と同じ回転軸を具備し、ヒンジ部と一体に回転する第１ギア２１と、第１ギア２１の回転に応じて回転する第２ギア２２および第３ギア２３と、手動ポンプ１７と当接し、手動ポンプ１７を動作させるために設けられたシリンダ２４と、連結ピンであるエマージェンシーピン２６の挿抜によりシリンダ２４と連結可能に構成され、第２ギア２２の回転方向に応じて手動ポンプ１７の動作方向に往復運動を行うアーム２５とを有している。
【００５１】
なお、シリンダ２４により手動ポンプ１７を押したときに、燃料がサブタンク１５へ逆流しないようにするため、サブタンク１５とＭＥＡ１０１との間の燃料の供給路には、逆流防止弁２７が設けられている。
【００５２】
以下、本具体例のポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を動作させる場合の手順について説明する。
【００５３】
ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がないために、第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に燃料を供給できず、燃料電池１０によってもパーソナルコンピュータを起動させることができない場合を考える。この場合、ユーザは、手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に燃料を供給するため、まず、燃料供給システムの外部（側面）からエマージェンシーピン２６を挿入する。すると、シリンダ２４とアーム２５とがエマージェンシーピン２６により連結される。
【００５４】
次に、ユーザは、ＬＣＤパネル２０Ａを開いた状態から閉じる。すると、ＬＣＤパネル２０Ａとコンピュータ本体部２０Ｂとを結合するヒンジ部の回転により第１ギア２１が回転し、それにより第３ギア２３を介して第２ギア２２も回転する。すると、第２ギア２２の回転に伴いアーム２５およびこれに連結しているシリンダ２４が移動して手動ポンプ１７を押す。ユーザがＬＣＤパネル２０Ａを開くと、シリンダ２４が元の位置に戻る。以降、ユーザは、ＬＣＤパネル２０Ａの開閉を連続して行って、手動ポンプ１７を押す動作を繰り返す。
【００５５】
手動ポンプ１７を押す動作を繰り返すことで、サブタンク１５の燃料がＭＥＡ１０１に供給されると、その燃料を用いてＭＥＡ１０１にて発生した電力の余剰分が二次電池１１に供給される。そうすると、以降は、二次電池１１の充電電力により起動された第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料が供給されるため、通常の燃料電池１０によるパーソナルコンピュータの駆動が可能となる。
【００５６】
上述したように本具体例においては、ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がない場合であっても、ＬＣＤパネル２０Ａを開閉させることにより手動ポンプ１７を動作させ、手動ポンプ１７によりサブタンク１５の燃料をＭＥＡ１０１に供給することができ、よって燃料電池１０の発電を可能にすることができる。
【００５７】
また、エマージェンシーピン２６を挿入して、シリンダ２４とアーム２５とを連結させない限り手動ポンプ１７は動作しないため、通常時に、手動ポンプ１７を誤って動作させることもない。
【００５８】
なお、本具体例においては、第１ギア２１と第２ギア２２の間に第３ギア２３を設けた構成としたが、本発明はこれに限定されず、第１ギア２１と第２ギア２２を直接噛み合わせる構成としても良い。
（ポンプ動作機構１８の具体例２）
図５は、ポンプ動作機構１８の具体例２を側面から見た図であり、図６は、ポンプ動作機構１８の具体例２を上面から見た図である。
【００５９】
なお、図５および図６は、本具体例のポンプ動作機構１８を、ＬＣＤパネル３０Ａとコンピュータ本体部３０Ｂとからなり、コンピュータ本体部３０Ｂに電源ボタン３１が配置されたノート型のパーソナルコンピュータに適用した場合の例を示している。この例では、燃料供給システムは、コンピュータ本体部３０Ｂの下方に外付けされるか、またはコンピュータ本体部３０Ｂの下部に内蔵されることになる。ただし、本具体例のポンプ動作機構１８は、電源ボタンが配置されていればノート型のパーソナルコンピュータ以外の電子機器、例えば、ＰＤＡ、携帯電話機などにも適用することができる。
【００６０】
図５および図６を参照すると、本具体例のポンプ動作機構１８は、電源ボタン３１により押下可能に構成され、電源ボタン３１により押下されるとパーソナルコンピュータの電源をオンオフする電源スイッチ３２が実装された第１基板３３と、第１基板３３を電源ボタン３１の押下方向とは垂直な方向にスライドさせるエマージェンシースライドスイッチ３４と、第１基板３３をスライドさせた状態で電源ボタン３１により押下可能に構成され、電源ボタン３１により押下されると、押下された方向に移動可能な第２基板３５と、一端が第２基板３５と結合された第１アーム３６と、第１アーム３６の他端と結合され、第２基板３５の移動に応じて回転するギア３７と、第２基板３５とギア３７との間に配置されたバネ３８と、手動ポンプ１７に当接し、手動ポンプ１７を動作させるために設けられたシリンダ３９と、連結ピンであるエマージェンシーピン４１の挿抜によりシリンダ３９と連結可能に構成され、ギア３７の回転方向に応じて手動ポンプ１７の動作方向に往復運動を行う第２アーム４０とを有している。
【００６１】
なお、シリンダ３９により手動ポンプ１７を押したときに、燃料がサブタンク１５へ逆流しないようにするため、サブタンク１５とＭＥＡ１０１との間の燃料の流路には、逆流防止弁４２が設けられている。
【００６２】
以下、本具体例のポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を動作させる場合の手順について説明する。
【００６３】
ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がないために、第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に燃料を供給できず、燃料電池１０によってもパーソナルコンピュータを起動させることができない場合を考える。この場合、ユーザは、手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に燃料を供給するため、まず、燃料供給システムの外部（側面）からエマージェンシーピン４１を挿入する。すると、シリンダ３９と第２アーム４０とがエマージェンシーピン４１により連結される。さらに、ユーザは、エマージェンシースライドスイッチ３４により第１基板３３をスライドさせる。すると、電源ボタン３１により第２基板３５を押下することが可能となる。
【００６４】
次に、ユーザは、電源ボタン３１を押し込む。このとき、ユーザは、電源をオンオフする時よりも押し込む量を大きくする。すると、電源ボタン３１の押下により第２基板３５が押下方向に移動し、それによりギア３７も回転する。すると、ギア３７の回転に伴い第２アーム４０およびこれに連結しているシリンダ３９が移動して手動ポンプ１７を押す。ユーザが電源ボタン３１を離すと、バネ３８の弾性力により電源ボタン３１の位置が元の位置に戻り、これに伴いシリンダ３９も元の位置に戻る。以降、ユーザは、電源ボタン３１を連続して押下して、手動ポンプ１７を押す動作を繰り返す。
【００６５】
手動ポンプ１７を押す動作を繰り返すことで、サブタンク１５の燃料がＭＥＡ１０１に供給されると、その燃料を用いてＭＥＡ１０１にて発生した電力の余剰分が二次電池１１に供給される。そうすると、以降は、二次電池１１の充電電力により起動された第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料が供給されるため、通常の燃料電池１０によるパーソナルコンピュータの駆動が可能となる。
【００６６】
上述したように本具体例においては、ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がない場合であっても、電源ボタン３１を押下することにより手動ポンプ１７を動作させ、手動ポンプ１７によりサブタンク１５の燃料をＭＥＡ１０１に供給することができ、よって燃料電池１０の発電を可能にすることができる。
【００６７】
また、エマージェンシーピン４１を挿入してシリンダ３９と第２アーム４０とを連結させ、かつエマージェンシースライドスイッチ３４により第１基板３３をスライドさせない限り手動ポンプ１７は動作しないため、通常時に、手動ポンプ１７を誤って動作させることもない。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００６８】
図７を参照すると、本実施形態の燃料供給システムは、図１に示した第１の実施形態と比較して、第１電動ポンプ１３および手動ポンプ１７の代わりに、手動でも電動でも動作可能なポンプ７１を設けた点が異なる。なお、ポンプ７１は、第１電動ポンプ１３および手動ポンプ１７の動作を兼用する。これに伴い、第２電動ポンプ１４、サブタンク１５および残量センサ１６は削除されている。
【００６９】
本実施形態においては、二次電池１１に電力が充電されている場合は、制御部１９がポンプ７１を電動で動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。一方、二次電池１１に電力が充電されていない場合は、ユーザがポンプ動作機構１８を介してポンプ７１を手動で動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料をＭＥＡ１０１に供給する。
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００７０】
図８を参照すると、本実施形態の燃料供給システムは、図１に示した第１の実施形態と比較して、第２電動ポンプ１４を削除した点と、手動で動作するかまたは制御部１９の制御の元で二次電池１１の充電電力により電動で動作する切換弁８１，８２を追加した点とが異なる。なお、第１電動ポンプ１３は、第２電動ポンプ１４の動作を兼用する。
【００７１】
本実施形態においては、二次電池１１に電力が充電されている場合に、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する時は、切換弁８１，８２により燃料の供給路をＭＥＡ１０１側に切り換えた上で、制御部１９が第１電動ポンプ１３を動作させる。また、燃料をサブタンク１５に供給する時は、切換弁８１により燃料の供給路をサブタンク１５側に切り換えた上で、制御部１９が第１電動ポンプ１３を動作させる。一方、二次電池１１に電力が充電されていない場合は、切換弁８２をサブタンク１５からＭＥＡ１０１に燃料が供給できるように切り換え、ユーザがポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を動作させて、サブタンク１５に貯留された燃料をＭＥＡ１０１に供給する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【図２】サブタンクの貯留量を所定量とする処理を説明するフローチャートである。
【図３】ポンプ動作機構の具体例１を側面から見た図である。
【図４】ポンプ動作機構の具体例１を上面から見た図である。
【図５】ポンプ動作機構の具体例２を側面から見た図である。
【図６】ポンプ動作機構の具体例２を上面から見た図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 燃料電池
１１ 二次電池
１２ 燃料カートリッジ
１３ 第１電動ポンプ
１４ 第２電動ポンプ
１５ サブタンク
１６ 残量センサ
１７ 手動ポンプ
１８ ポンプ動作機構
１９ 制御部
２１ 第１ギア
２２ 第２ギア
２３ 第３ギア
２４ シリンダ
２５ アーム
２６ エマージェンシーピン
２７ 逆流防止弁
３１ 電源ボタン
３２ 電源スイッチ
３３ 第１基板
３４ エマージェンシースライドスイッチ
３５ 第２基板
３６ 第１アーム
３７ ギア
３８ バネ
３９ シリンダ
４０ 第２アーム
４１ エマージェンシーピン
４２ 逆流防止弁
７１ ポンプ
８１，８２ 切換弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムおよび燃料供給方法に関し、特に、電子機器へ電力を供給する燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムおよび燃料供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機などの携帯型の電子機器の電源として、高出力で携帯性に優れた小型の燃料電池が新たな電源として期待されている。燃料電池の代表的なものとしては、水素を燃料とする燃料電池（ＰＥＦＣ：Poly-mar Electrolyte Fuel Cell）や、メタノール溶液を燃料とする燃料電池（ＤＭＦＣ：Direct Methanol Fuel Cell）などが挙げられる。
【０００３】
燃料電池が設けられているシステムにおいては、燃料電池へ燃料を供給する電動ポンプなどが装備されており、その電源として主に二次電池が設けられる場合が多い。なお、二次電池は、燃料電池による電子機器への電力供給だけでは不足が生じるときに電力供給をアシストすることも行っている。また、二次電池は、燃料電池による電子機器への電力供給に余剰があるときに、その余剰電力により充電が行われる。
【０００４】
そのため、電子機器に対し電源コンセントからＡＣアダプタを介した電力供給ができない状況において、二次電池への充電も行われていない場合は、電動ポンプにより燃料を供給することができないことから燃料電池を起動させることができず、その結果として電子機器を起動させることができない。
【０００５】
そこで、最近は、ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況でも、燃料電池を起動させることができる様々な技術が提案されている。例えば、特許文献１には、上記のよう状況において、電子機器に外部電池を接続し、外部電池の電池電力を用いて燃料電池を起動させる電子機器が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−９５１８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１に開示された電子機器においては、ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況になったときでも、外部電池の電池電力という別の電力を用いることで燃料電池を起動させることが可能となる。
【０００７】
しかしながら、上記のような状況になったときに、外部電池を持ち合わせていない場合など、別の電力が全くない場合もあり、そのような場合には燃料電池を起動させることができない。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ＡＣアダプタを使用できず、かつ二次電池への充電が行われていないような状況において、外部電池の電池電力などの別の電力がない場合にも、燃料電池を起動させることができる燃料供給システム、燃料電池への燃料供給方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、
燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムにおいて、
前記燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、
前記ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを有することを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていない場合には、ユーザは、ポンプ動作機構を介してポンプを手動で動作させれば、このポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができる。
【００１１】
また、燃料を所定量貯留するサブタンクをさらに有し、
前記ポンプは、前記サブタンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することとしても良い。
【００１２】
この構成によれば、ポンプにより手動で燃料電池に電力を供給する場合、専用のサブタンクから燃料を供給することができる。
【００１３】
また、補助電源と、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給するための第１電動ポンプと、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記第１電動ポンプを動作させて、該第１電動ポンプにより前記燃料電池に燃料を供給させる制御を行う制御部とをさらに有することとしても良い。
【００１４】
この構成によれば、補助電源に電力が充電されている場合には、補助電源の充電電力を用いて第１電動ポンプにより燃料電池に燃料を供給する通常動作を行うことができる。
【００１５】
また、前記サブタンクに貯留された燃料の残量を検知する残量センサをさらに有し、
前記制御部は、前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うこととしても良い。
【００１６】
また、前記燃料タンクに貯留された燃料を前記サブタンクに供給するための第２電動ポンプをさらに有し、
前記制御部は、前記補助電源に電力が充電されているときに前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記補助電源の充電電力により前記第２電動ポンプを動作させて、該第２電動ポンプにより前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うこととしても良い。
【００１７】
この構成によれば、サブタンクの燃料の貯留量を、常時、所定量にすることができる。
【００１８】
また、前記サブタンクと前記燃料電池との間の燃料の供給路に設けられ、前記サブタンクへの燃料の逆流を防止する逆流防止弁をさらに有することとしても良い。
【００１９】
この構成によれば、ポンプにより手動で燃料電池へ供給された燃料がサブタンクへ逆流することを防止することができる。
【００２０】
また、前記ポンプは電動でも動作可能であり、
前記燃料供給システムは、
補助電源と、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記ポンプを電動で動作させて、該ポンプにより前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給させる制御を行う制御部とをさらに有することとしても良い。
【００２１】
この構成によれば、補助電源に電力が充電されている場合には、補助電源の充電電力を用いてポンプにより電動で燃料電池に燃料を供給する通常動作を行うことができ、また、電動ポンプを別に設ける必要もない。
【００２２】
また、前記燃料電池により電子機器へ電力を供給することとしても良い。この場合、電子機器の形態に応じてポンプ動作機構を次のような構成としても良い。
【００２３】
すなわち、前記電子機器は、２つの筐体がヒンジ部を介して結合された構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記ヒンジ部と同じ回転軸を具備し、該ヒンジ部と一体に回転する第１ギアと、
前記第１ギアの回転に応じて回転する第２ギアと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記第２ギアの回転方向に応じて前記手動ポンプの動作方向に往復運動を行うアームとを有することとしても良い。
【００２４】
この構成によれば、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていない場合には、ユーザは、２つの筐体を開閉させてポンプを手動で動作させれば、ポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができる。
【００２５】
また、連結ピンを挿入してシリンダとアームとを連結させない限りポンプは動作しないため、通常時に、ポンプを誤って動作させることもない。
【００２６】
また、前記電子機器は、電源ボタンを有する構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると前記電子機器の電源をオンオフする電源スイッチが実装された第１基板と、
前記第１基板を前記電源ボタンの押下方向と垂直な方向にスライドさせるスライドスイッチと、
前記第１基板をスライドさせた状態で前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると押下された方向に移動可能な第２基板と、
一端が前記第２基板と結合された第１アームと、
前記第１アームの他端と結合され、前記第２基板の移動に応じて回転するギアと、
前記第２基板と前記ギアとの間に配置されたバネと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記ギアの回転方向に応じて前記ポンプの動作方向に往復運動を行う第２アームとを有することとしても良い。
【００２７】
この構成によれば、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていない場合には、ユーザは、電源ボタンを押下してポンプを手動で動作させれば、ポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができる。
【００２８】
また、連結ピンを挿入してシリンダと第２アームとを連結させ、かつスライドスイッチにより第１基板をスライドさせない限りポンプは動作しないため、通常時に、ポンプを誤って動作させることもない。
【発明の効果】
【００２９】
以上説明したように本発明によれば、燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを設けた構成としたため、ＡＣアダプタを使用できず、かつ補助電源への充電が行われていないような状況で、別の電力がない場合にも、ユーザは、ポンプ動作機構を介してポンプを手動で動作させれば、ポンプにより燃料電池に燃料を供給し、燃料電池を起動させることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００３１】
図１を参照すると、本実施形態の燃料供給システムは、燃料電池１０、二次電池１１、燃料カートリッジ１２、第１電動ポンプ１３、第２電動ポンプ１４、サブタンク１５、残量センサ１６、手動ポンプ１７、ポンプ動作機構１８、および制御部１９から構成されている。この燃料供給システムは、燃料電池１０により電力供給を受ける、携帯可能なノート型のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡ、携帯電話機などの電子機器に内蔵されるかまたは外付けされる。
【００３２】
燃料電池１０は、燃料が供給されると、供給された燃料を用いて電力を発生するＭＥＡ（Membrane Electrode Assembly）１０１を備え、ＭＥＡ１０１で発生した電力を電子機器に供給するものであり、水素を燃料とする燃料電池（ＰＥＦＣ）や、メタノール溶液を燃料とする燃料電池（ＤＭＦＣ）などである。また、燃料電池１０は、電子機器への電力供給に余剰があるときは、その余剰電力を二次電池１１に供給する。
【００３３】
ＭＥＡ１０１は、電解質膜の両側をアノード（燃料極）とカソード（空気極）とで挟んだ構成となっており、アノード側から燃料が供給され、カソード側から空気（酸素）が供給される。例えば、燃料電池１０がＤＭＦＣであれば、アノード側では、メタノールと水分子とが反応してＣＯ2とＨ+が生成され、カソード側では、アノードから移動してきたＨ+と酸素とが反応して水が生成される。このとき、アノード側からカソード側に電流が流れることで電気エネルギー（電力）が発生する。
【００３４】
二次電池１１は、第１電動ポンプ１３、第２電動ポンプ１４、残量センサ１６、および制御部１９の電源となるもので、リチウムイオン二次電池（ＬＩＢ）などである。ただし、二次電池１１は、燃料電池１０による電子機器への電力供給だけでは不足が生じるときに電力供給をアシストする補助電源となる。また、二次電池１１は、燃料電池１０による電子機器への電力供給に余剰があるときに、その余剰電力により充電される。
【００３５】
燃料カートリッジ１２は、燃料を貯留する燃料タンクである。
【００３６】
第１電動ポンプ１３は、二次電池１１の充電電力により電動で動作する電動ポンプであり、制御部１９による制御の元で、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。
【００３７】
第２電動ポンプ１４は、二次電池１１の充電電力により電動で動作する電動ポンプであり、制御部１９による制御の元で、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料をサブタンク１５に供給する。
【００３８】
サブタンク１５は、第２電動ポンプ１４により供給された燃料を貯留するタンクである。
【００３９】
残量センサ１６は、サブタンク１５に貯留された燃料の残量を検知するセンサである。
【００４０】
手動ポンプ１７は、ポンプ動作機構１８を介して手動で動作する手動ポンプであり、サブタンク１５に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。
【００４１】
ポンプ動作機構１８は、手動ポンプ１７を手動で動作させるための機構である。
【００４２】
本実施形態では、二次電池１１に電力が充電されていれば、二次電池１１の充電電力により第１電動ポンプ１３および制御部１９が起動され、制御部１９が第１電動ポンプ１３を動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。
【００４３】
一方、二次電池１１に電力が充電されていなければ、第１電動ポンプ１３および制御部１９が起動せず、第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料を供給することはできない。そのため、ユーザがポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を手動で動作させて、サブタンク１５に貯留された燃料を手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に供給する。
【００４４】
よって、ユーザは、ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１に電力が充電されていない場合であっても、ポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を手動で動作させれば、手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に燃料を供給し、燃料電池１０を起動させることができる。
【００４５】
なお、手動ポンプ１７からの燃料により燃料電池１０が起動されると、ＭＥＡ１０１にて発生した電力の余剰分が二次電池１１に供給され、以降は、二次電池１１の充電電力により起動された第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料が供給される。従って、サブタンク１５には、ＭＥＡ１０１にて二次電池１１へ供給できる電力を発生させる程度の所定量の燃料が貯留されていれば良く、そのために、制御部１９は、所定のタイミングで図２に示すような制御を行う。
【００４６】
図２を参照すると、制御部１９は、サブタンク１５に所定量の燃料が貯留されていないと残量センサ１６にて検知されると（ステップ２０１のＮｏ）、第２電動ポンプ１４を動作させ（ステップ２０２）、所定量の燃料が貯留されたと検知された時点で（ステップ２０３のＹｅｓ）、第２電動ポンプ１４を停止させる（ステップ２０４）。
【００４７】
制御部１９が上記制御を行うタイミングは、例えば、二次電池１１により起動されたタイミング、起動後の一定期間ごとのタイミングなどである。なお、二次電池１１により起動されたタイミングで上記制御を行う場合、ステップ２０４で第２電動ポンプ１４を停止させた後に第１電動ポンプ１３を動作させるのが好ましい。また、起動後の一定期間ごとのタイミングで上記制御を行う場合、第２電動ポンプ１４の動作中は、第１電動ポンプ１３の動作を継続させても良いし、停止させても良い。
【００４８】
以下、ポンプ動作機構１８の具体例について説明する。
（ポンプ動作機構１８の具体例１）
図３は、ポンプ動作機構１８の具体例１を側面から見た図であり、図４は、ポンプ動作機構１８の具体例１を上面から見た図である。
【００４９】
なお、図３および図４は、本具体例のポンプ動作機構１８を、ＬＣＤパネル２０Ａとコンピュータ本体部２０Ｂとがヒンジ部（不図示）を介して結合されたノート型のパーソナルコンピュータに適用した場合の例を示している。この例では、燃料供給システムは、コンピュータ本体部２０Ｂの側面に外付けされるか、またはコンピュータ本体部２０Ｂの側面部分に内蔵されることになる。ただし、本具体例のポンプ動作機構１８は、２つの筐体がヒンジ部を介して結合されていればノート型のパーソナルコンピュータ以外の電子機器にも適用可能であり、例えば、表示部が配置された筐体と操作部が配置された筐体とがヒンジ部を介して結合された折り畳み型の携帯電話機などにも適用することができる。
【００５０】
図３および図４を参照すると、本具体例のポンプ動作機構１８は、上述のヒンジ部と同じ回転軸を具備し、ヒンジ部と一体に回転する第１ギア２１と、第１ギア２１の回転に応じて回転する第２ギア２２および第３ギア２３と、手動ポンプ１７と当接し、手動ポンプ１７を動作させるために設けられたシリンダ２４と、連結ピンであるエマージェンシーピン２６の挿抜によりシリンダ２４と連結可能に構成され、第２ギア２２の回転方向に応じて手動ポンプ１７の動作方向に往復運動を行うアーム２５とを有している。
【００５１】
なお、シリンダ２４により手動ポンプ１７を押したときに、燃料がサブタンク１５へ逆流しないようにするため、サブタンク１５とＭＥＡ１０１との間の燃料の供給路には、逆流防止弁２７が設けられている。
【００５２】
以下、本具体例のポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を動作させる場合の手順について説明する。
【００５３】
ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がないために、第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に燃料を供給できず、燃料電池１０によってもパーソナルコンピュータを起動させることができない場合を考える。この場合、ユーザは、手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に燃料を供給するため、まず、燃料供給システムの外部（側面）からエマージェンシーピン２６を挿入する。すると、シリンダ２４とアーム２５とがエマージェンシーピン２６により連結される。
【００５４】
次に、ユーザは、ＬＣＤパネル２０Ａを開いた状態から閉じる。すると、ＬＣＤパネル２０Ａとコンピュータ本体部２０Ｂとを結合するヒンジ部の回転により第１ギア２１が回転し、それにより第３ギア２３を介して第２ギア２２も回転する。すると、第２ギア２２の回転に伴いアーム２５およびこれに連結しているシリンダ２４が移動して手動ポンプ１７を押す。ユーザがＬＣＤパネル２０Ａを開くと、シリンダ２４が元の位置に戻る。以降、ユーザは、ＬＣＤパネル２０Ａの開閉を連続して行って、手動ポンプ１７を押す動作を繰り返す。
【００５５】
手動ポンプ１７を押す動作を繰り返すことで、サブタンク１５の燃料がＭＥＡ１０１に供給されると、その燃料を用いてＭＥＡ１０１にて発生した電力の余剰分が二次電池１１に供給される。そうすると、以降は、二次電池１１の充電電力により起動された第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料が供給されるため、通常の燃料電池１０によるパーソナルコンピュータの駆動が可能となる。
【００５６】
上述したように本具体例においては、ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がない場合であっても、ＬＣＤパネル２０Ａを開閉させることにより手動ポンプ１７を動作させ、手動ポンプ１７によりサブタンク１５の燃料をＭＥＡ１０１に供給することができ、よって燃料電池１０の発電を可能にすることができる。
【００５７】
また、エマージェンシーピン２６を挿入して、シリンダ２４とアーム２５とを連結させない限り手動ポンプ１７は動作しないため、通常時に、手動ポンプ１７を誤って動作させることもない。
【００５８】
なお、本具体例においては、第１ギア２１と第２ギア２２の間に第３ギア２３を設けた構成としたが、本発明はこれに限定されず、第１ギア２１と第２ギア２２を直接噛み合わせる構成としても良い。
（ポンプ動作機構１８の具体例２）
図５は、ポンプ動作機構１８の具体例２を側面から見た図であり、図６は、ポンプ動作機構１８の具体例２を上面から見た図である。
【００５９】
なお、図５および図６は、本具体例のポンプ動作機構１８を、ＬＣＤパネル３０Ａとコンピュータ本体部３０Ｂとからなり、コンピュータ本体部３０Ｂに電源ボタン３１が配置されたノート型のパーソナルコンピュータに適用した場合の例を示している。この例では、燃料供給システムは、コンピュータ本体部３０Ｂの下方に外付けされるか、またはコンピュータ本体部３０Ｂの下部に内蔵されることになる。ただし、本具体例のポンプ動作機構１８は、電源ボタンが配置されていればノート型のパーソナルコンピュータ以外の電子機器、例えば、ＰＤＡ、携帯電話機などにも適用することができる。
【００６０】
図５および図６を参照すると、本具体例のポンプ動作機構１８は、電源ボタン３１により押下可能に構成され、電源ボタン３１により押下されるとパーソナルコンピュータの電源をオンオフする電源スイッチ３２が実装された第１基板３３と、第１基板３３を電源ボタン３１の押下方向とは垂直な方向にスライドさせるエマージェンシースライドスイッチ３４と、第１基板３３をスライドさせた状態で電源ボタン３１により押下可能に構成され、電源ボタン３１により押下されると、押下された方向に移動可能な第２基板３５と、一端が第２基板３５と結合された第１アーム３６と、第１アーム３６の他端と結合され、第２基板３５の移動に応じて回転するギア３７と、第２基板３５とギア３７との間に配置されたバネ３８と、手動ポンプ１７に当接し、手動ポンプ１７を動作させるために設けられたシリンダ３９と、連結ピンであるエマージェンシーピン４１の挿抜によりシリンダ３９と連結可能に構成され、ギア３７の回転方向に応じて手動ポンプ１７の動作方向に往復運動を行う第２アーム４０とを有している。
【００６１】
なお、シリンダ３９により手動ポンプ１７を押したときに、燃料がサブタンク１５へ逆流しないようにするため、サブタンク１５とＭＥＡ１０１との間の燃料の流路には、逆流防止弁４２が設けられている。
【００６２】
以下、本具体例のポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を動作させる場合の手順について説明する。
【００６３】
ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がないために、第１電動ポンプ１３により燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に燃料を供給できず、燃料電池１０によってもパーソナルコンピュータを起動させることができない場合を考える。この場合、ユーザは、手動ポンプ１７によりＭＥＡ１０１に燃料を供給するため、まず、燃料供給システムの外部（側面）からエマージェンシーピン４１を挿入する。すると、シリンダ３９と第２アーム４０とがエマージェンシーピン４１により連結される。さらに、ユーザは、エマージェンシースライドスイッチ３４により第１基板３３をスライドさせる。すると、電源ボタン３１により第２基板３５を押下することが可能となる。
【００６４】
次に、ユーザは、電源ボタン３１を押し込む。このとき、ユーザは、電源をオンオフする時よりも押し込む量を大きくする。すると、電源ボタン３１の押下により第２基板３５が押下方向に移動し、それによりギア３７も回転する。すると、ギア３７の回転に伴い第２アーム４０およびこれに連結しているシリンダ３９が移動して手動ポンプ１７を押す。ユーザが電源ボタン３１を離すと、バネ３８の弾性力により電源ボタン３１の位置が元の位置に戻り、これに伴いシリンダ３９も元の位置に戻る。以降、ユーザは、電源ボタン３１を連続して押下して、手動ポンプ１７を押す動作を繰り返す。
【００６５】
手動ポンプ１７を押す動作を繰り返すことで、サブタンク１５の燃料がＭＥＡ１０１に供給されると、その燃料を用いてＭＥＡ１０１にて発生した電力の余剰分が二次電池１１に供給される。そうすると、以降は、二次電池１１の充電電力により起動された第１電動ポンプ１３によりＭＥＡ１０１に燃料が供給されるため、通常の燃料電池１０によるパーソナルコンピュータの駆動が可能となる。
【００６６】
上述したように本具体例においては、ＡＣアダプタを使用できない状況において、二次電池１１の充電電力がない場合であっても、電源ボタン３１を押下することにより手動ポンプ１７を動作させ、手動ポンプ１７によりサブタンク１５の燃料をＭＥＡ１０１に供給することができ、よって燃料電池１０の発電を可能にすることができる。
【００６７】
また、エマージェンシーピン４１を挿入してシリンダ３９と第２アーム４０とを連結させ、かつエマージェンシースライドスイッチ３４により第１基板３３をスライドさせない限り手動ポンプ１７は動作しないため、通常時に、手動ポンプ１７を誤って動作させることもない。
（第２の実施形態）
図７は、本発明の第２の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００６８】
図７を参照すると、本実施形態の燃料供給システムは、図１に示した第１の実施形態と比較して、第１電動ポンプ１３および手動ポンプ１７の代わりに、手動でも電動でも動作可能なポンプ７１を設けた点が異なる。なお、ポンプ７１は、第１電動ポンプ１３および手動ポンプ１７の動作を兼用する。これに伴い、第２電動ポンプ１４、サブタンク１５および残量センサ１６は削除されている。
【００６９】
本実施形態においては、二次電池１１に電力が充電されている場合は、制御部１９がポンプ７１を電動で動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する。一方、二次電池１１に電力が充電されていない場合は、ユーザがポンプ動作機構１８を介してポンプ７１を手動で動作させて、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料をＭＥＡ１０１に供給する。
（第３の実施形態）
図８は、本発明の第３の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【００７０】
図８を参照すると、本実施形態の燃料供給システムは、図１に示した第１の実施形態と比較して、第２電動ポンプ１４を削除した点と、手動で動作するかまたは制御部１９の制御の元で二次電池１１の充電電力により電動で動作する切換弁８１，８２を追加した点とが異なる。なお、第１電動ポンプ１３は、第２電動ポンプ１４の動作を兼用する。
【００７１】
本実施形態においては、二次電池１１に電力が充電されている場合に、燃料カートリッジ１２に貯留された燃料を燃料電池１０内のＭＥＡ１０１に供給する時は、切換弁８１，８２により燃料の供給路をＭＥＡ１０１側に切り換えた上で、制御部１９が第１電動ポンプ１３を動作させる。また、燃料をサブタンク１５に供給する時は、切換弁８１により燃料の供給路をサブタンク１５側に切り換えた上で、制御部１９が第１電動ポンプ１３を動作させる。一方、二次電池１１に電力が充電されていない場合は、切換弁８２をサブタンク１５からＭＥＡ１０１に燃料が供給できるように切り換え、ユーザがポンプ動作機構１８を介して手動ポンプ１７を動作させて、サブタンク１５に貯留された燃料をＭＥＡ１０１に供給する。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第１の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【図２】サブタンクの貯留量を所定量とする処理を説明するフローチャートである。
【図３】ポンプ動作機構の具体例１を側面から見た図である。
【図４】ポンプ動作機構の具体例１を上面から見た図である。
【図５】ポンプ動作機構の具体例２を側面から見た図である。
【図６】ポンプ動作機構の具体例２を上面から見た図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の燃料供給システムの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 燃料電池
１１ 二次電池
１２ 燃料カートリッジ
１３ 第１電動ポンプ
１４ 第２電動ポンプ
１５ サブタンク
１６ 残量センサ
１７ 手動ポンプ
１８ ポンプ動作機構
１９ 制御部
２１ 第１ギア
２２ 第２ギア
２３ 第３ギア
２４ シリンダ
２５ アーム
２６ エマージェンシーピン
２７ 逆流防止弁
３１ 電源ボタン
３２ 電源スイッチ
３３ 第１基板
３４ エマージェンシースライドスイッチ
３５ 第２基板
３６ 第１アーム
３７ ギア
３８ バネ
３９ シリンダ
４０ 第２アーム
４１ エマージェンシーピン
４２ 逆流防止弁
７１ ポンプ
８１，８２ 切換弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムにおいて、
前記燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、
前記ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給システムにおいて、
燃料を所定量貯留するサブタンクをさらに有し、
前記ポンプは、前記サブタンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料供給システムにおいて、
補助電源と、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給するための第１電動ポンプと、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記第１電動ポンプを動作させて、該第１電動ポンプにより前記燃料電池に燃料を供給させる制御を行う制御部とをさらに有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料供給システムにおいて、
前記サブタンクに貯留された燃料の残量を検知する残量センサをさらに有し、
前記制御部は、前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料供給システムにおいて、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記サブタンクに供給するための第２電動ポンプをさらに有し、
前記制御部は、前記補助電源に電力が充電されているときに前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記補助電源の充電電力により前記第２電動ポンプを動作させて、該第２電動ポンプにより前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか１項に記載の燃料供給システムにおいて、
前記サブタンクと前記燃料電池との間の燃料の供給路に設けられ、前記サブタンクへの燃料の逆流を防止する逆流防止弁をさらに有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料供給システムにおいて、
前記ポンプは電動でも動作可能であり、
前記燃料供給システムは、
補助電源と、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記ポンプを電動で動作させて、該ポンプにより前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給させる制御を行う制御部とをさらに有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の燃料供給システムにおいて、
前記燃料電池は、電子機器へ電力を供給する燃料電池であることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料供給システムにおいて、
前記電子機器は、２つの筐体がヒンジ部を介して結合された構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記ヒンジ部と同じ回転軸を具備し、該ヒンジ部と一体に回転する第１ギアと、
前記第１ギアの回転に応じて回転する第２ギアと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記第２ギアの回転方向に応じて前記ポンプの動作方向に往復運動を行うアームとを有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料供給システムにおいて、
前記電子機器は、電源ボタンを有する構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると前記電子機器の電源をオンオフする電源スイッチが実装された第１基板と、
前記第１基板を前記電源ボタンの押下方向と垂直な方向にスライドさせるスライドスイッチと、
前記第１基板をスライドさせた状態で前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると押下された方向に移動可能な第２基板と、
一端が前記第２基板と結合された第１アームと、
前記第１アームの他端と結合され、前記第２基板の移動に応じて回転するギアと、
前記第２基板と前記ギアとの間に配置されたバネと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記ギアの回転方向に応じて前記ポンプの動作方向に往復運動を行う第２アームとを有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１１】
燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給方法であって、
前記燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、前記ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを設け、
前記ポンプ動作機構が動作された場合に、前記ポンプ動作機構を介して前記ポンプを動作させ、前記ポンプにより前記燃料電池に燃料を供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の燃料供給方法において、
燃料を所定量貯留するサブタンクを設け、
前記ポンプにより前記サブタンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料供給方法において、
補助電源と、燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留された燃料を燃料電池に供給するための第１電動ポンプとを設け、
前記補助電源に電力が充電されている場合に、前記補助電源の充電電力により前記第１電動ポンプを動作させ、前記第１電動ポンプにより前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃料供給方法において、
前記サブタンクに貯留された燃料の残量を検知する残量センサを設け、
前記サブタンクに貯留された燃料の残量を前記残量センサにより検知し、前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていない場合に、前記サブタンクに燃料を供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料供給方法において、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記サブタンクに供給するための第２電動ポンプを設け、
前記補助電源に電力が充電されているときに前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合に、前記補助電源の充電電力により前記第２電動ポンプを動作させ、該第２電動ポンプにより前記サブタンクに燃料を供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の燃料供給方法において、
補助電源と、燃料を貯留する燃料タンクとを設け、
前記補助電源に電力が充電されている場合に、前記補助電源の充電電力により前記ポンプを電動で動作させ、前記ポンプにより燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１】
燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給システムにおいて、
前記燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、
前記ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給システムにおいて、
燃料を所定量貯留するサブタンクをさらに有し、
前記ポンプは、前記サブタンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項３】
請求項２に記載の燃料供給システムにおいて、
補助電源と、
燃料を貯留する燃料タンクと、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給するための第１電動ポンプと、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記第１電動ポンプを動作させて、該第１電動ポンプにより前記燃料電池に燃料を供給させる制御を行う制御部とをさらに有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料供給システムにおいて、
前記サブタンクに貯留された燃料の残量を検知する残量センサをさらに有し、
前記制御部は、前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料供給システムにおいて、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記サブタンクに供給するための第２電動ポンプをさらに有し、
前記制御部は、前記補助電源に電力が充電されているときに前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合、前記補助電源の充電電力により前記第２電動ポンプを動作させて、該第２電動ポンプにより前記サブタンクに燃料を供給させる制御を行うことを特徴とする燃料供給システム。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか１項に記載の燃料供給システムにおいて、
前記サブタンクと前記燃料電池との間の燃料の供給路に設けられ、前記サブタンクへの燃料の逆流を防止する逆流防止弁をさらに有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料供給システムにおいて、
前記ポンプは電動でも動作可能であり、
前記燃料供給システムは、
補助電源と、
前記補助電源に電力が充電されている場合、前記補助電源の充電電力により前記ポンプを電動で動作させて、該ポンプにより前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給させる制御を行う制御部とをさらに有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の燃料供給システムにおいて、
前記燃料電池は、電子機器へ電力を供給する燃料電池であることを特徴とする燃料供給システム。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料供給システムにおいて、
前記電子機器は、２つの筐体がヒンジ部を介して結合された構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記ヒンジ部と同じ回転軸を具備し、該ヒンジ部と一体に回転する第１ギアと、
前記第１ギアの回転に応じて回転する第２ギアと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記第２ギアの回転方向に応じて前記ポンプの動作方向に往復運動を行うアームとを有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１０】
請求項８に記載の燃料供給システムにおいて、
前記電子機器は、電源ボタンを有する構成であり、
前記ポンプ動作機構は、
前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると前記電子機器の電源をオンオフする電源スイッチが実装された第１基板と、
前記第１基板を前記電源ボタンの押下方向と垂直な方向にスライドさせるスライドスイッチと、
前記第１基板をスライドさせた状態で前記電源ボタンにより押下可能に構成され、該電源ボタンにより押下されると押下された方向に移動可能な第２基板と、
一端が前記第２基板と結合された第１アームと、
前記第１アームの他端と結合され、前記第２基板の移動に応じて回転するギアと、
前記第２基板と前記ギアとの間に配置されたバネと、
前記ポンプと当接し、該ポンプを動作させるために設けられたシリンダと、
前記シリンダと連結ピンの挿抜により連結可能に構成され、前記ギアの回転方向に応じて前記ポンプの動作方向に往復運動を行う第２アームとを有することを特徴とする燃料供給システム。
【請求項１１】
燃料電池に対して燃料を供給する燃料供給方法であって、
前記燃料電池に燃料を供給するためのポンプと、前記ポンプを手動で動作させるためのポンプ動作機構とを設け、
前記ポンプ動作機構が動作された場合に、前記ポンプ動作機構を介して前記ポンプを動作させ、前記ポンプにより前記燃料電池に燃料を供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の燃料供給方法において、
燃料を所定量貯留するサブタンクを設け、
前記ポンプにより前記サブタンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の燃料供給方法において、
補助電源と、燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンクに貯留された燃料を燃料電池に供給するための第１電動ポンプとを設け、
前記補助電源に電力が充電されている場合に、前記補助電源の充電電力により前記第１電動ポンプを動作させ、前記第１電動ポンプにより前記燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の燃料供給方法において、
前記サブタンクに貯留された燃料の残量を検知する残量センサを設け、
前記サブタンクに貯留された燃料の残量を前記残量センサにより検知し、前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていない場合に、前記サブタンクに燃料を供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の燃料供給方法において、
前記燃料タンクに貯留された燃料を前記サブタンクに供給するための第２電動ポンプを設け、
前記補助電源に電力が充電されているときに前記サブタンクに所定量の燃料が貯留されていないと前記残量センサにて検知された場合に、前記補助電源の充電電力により前記第２電動ポンプを動作させ、該第２電動ポンプにより前記サブタンクに燃料を供給することを特徴とする燃料供給方法。
【請求項１６】
請求項１１に記載の燃料供給方法において、
補助電源と、燃料を貯留する燃料タンクとを設け、
前記補助電源に電力が充電されている場合に、前記補助電源の充電電力により前記ポンプを電動で動作させ、前記ポンプにより燃料タンクに貯留された燃料を前記燃料電池に供給することを特徴とする燃料供給方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−８０７３１（Ｐ２００７−８０７３１Ａ）
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２６８５５４（Ｐ２００５−２６８５５４）
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（３０２０６９９３０）ＮＥＣパーソナルプロダクツ株式会社 (738)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年３月２９日（２００７．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月１５日（２００５．９．１５）
【出願人】（３０２０６９９３０）ＮＥＣパーソナルプロダクツ株式会社 (738)
【Ｆターム（参考）】
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