燃料電池システム及び端末用機器
【課題】水素吸蔵合金容器と燃料電池セルユニットとを結合する際に、簡単な位置決め作業や組立工程を簡素化した燃料電池システム及び端末用機器を提供することである。
【解決手段】水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニット２０と、該燃料電池セルユニット２０に水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体１８と、該水素吸蔵合金容器筐体１８内に配置された配管経路Ａと、燃料電池セルユニット２０に配置された配管経路Ｂとの間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁とを備えている。そして、燃料電池セルユニット２０は水素吸蔵合金容器筐体１８と結合し、該燃料電池セルユニット２０の上面に複数の突起部５２ａ〜５２ｃを有している。
【解決手段】水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニット２０と、該燃料電池セルユニット２０に水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体１８と、該水素吸蔵合金容器筐体１８内に配置された配管経路Ａと、燃料電池セルユニット２０に配置された配管経路Ｂとの間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁とを備えている。そして、燃料電池セルユニット２０は水素吸蔵合金容器筐体１８と結合し、該燃料電池セルユニット２０の上面に複数の突起部５２ａ〜５２ｃを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、携帯用電子機器等に水素等の燃料電池を電源とする燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯用電話機、携帯情報端末機（Personal Digital Assistants :ＰＤＡ）、オーディオプレーヤといった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【０００３】
本発明は、水素吸蔵合金材料を適用した水素吸蔵合金容器及びそれを用いた燃料電池システムに関するもので、特に携帯機器用に使用する燃料電池システムが提案されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、ガス放出機構は圧電体を用いた水素逃がし弁と流路とで構成され、その構造は圧力調節機構と同様である携帯機器用燃料電池システムが記載されている。このシステムは、また、水素吸蔵合金容器内の水素圧力を検知するために１次圧力検知機構を有し、圧電体水素逃がし弁の動作を圧力制御回路により行う。
【０００５】
１次圧力検知機構で生じた電位差は、リード線により圧力制御回路に伝達される。水素吸蔵合金容器内の圧力が規定圧力以上となった場合、圧力制御回路から圧電体水素逃がし弁に電圧を印加して、水素を外部に放出する。この結果、水素を安全に外部に放出できる。
【０００６】
水素吸蔵合金容器の内圧が規定圧力以上となった場合、１次圧力検知機構により規定圧力以上となったことを検知し、燃料電池セルが動作するよう圧力制御回路によって圧力調節機構の圧電体に電圧を印加し、水素を供給して燃料電池セルを駆動させる。燃料電池セルが駆動していない場合に圧電体制御弁を動作させるための電圧印加は、２次電池に予め蓄積された電力を利用する。
【０００７】
また、下記特許文献２では、一般的に燃料電池ユニットの場合には板状の固体高分子電解質と、その一方側に配置されたカソード側電極板と、他方側に配置されたアノード側電極板と、上記カソード側電極板の表面に配置され内面側へのガスの流通を可能とするカソード側金属板と、上記アノード側電極板の表面に配置され内面側への燃料の流通を可能とするアノード側金属板とを備える燃料電池が記載されている。この燃料電池は、両側の金属板の周縁を電気的に絶縁した状態でカシメにより封止してあり、該金属板により挟持されている。
【特許文献１】特開２００４−３６２７８６号公報
【特許文献２】特開２００６−０９２７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、上記特許文献１等のような水素吸蔵材料及びそれを貯蔵する容器を具備する小型燃料電池システムに於いて、上記特許文献１及び特許文献２の技術を組み合わせた場合には、以下の問題点がある。
【０００９】
通常、水素吸蔵合金容器筐体と燃料電池セルユニットとの組み合わせに於いて、上記燃料電池セルユニットの上面には、複数の通気口を設けることが一般的である。しかしながら、外部から供給される空気をどのようにして燃料電池セルユニット上面の通気口へ導くか、或いは携帯用電池収納室へ燃料電池を挿入後に保持したとき、安定性や信頼性を確保できるかは、上記特許文献１及び特許文献２に明確な記載はされていない。
【００１０】
上記水素吸蔵合金容器筐体の上面にガラス基板が露出し、上記燃料電池セルユニットの水素吸引口を結合したことで組み立て作業が困難となる。また、上記水素吸蔵合金容器筐体の上面には、上記燃料電池ユニットとの位置合わせをするための位置決めを要し、燃料電池セル側に設けた水素吸入口を接着剤で接合するときに作業者のミスが発生する虞れがある。更に、機械的な負荷を加えるために、電極板を保護する工具及びカシメ等の特殊工具も必要とする。そのため、作業が複雑で、熟練者による作業工程が必要となる。
【００１１】
したがって本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルユニットとを結合する際に、簡単な位置決め作業や組立工程を簡素化した燃料電池システム及び端末用機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち請求項１に記載の発明は、水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、を具備した燃料電池システムに於いて、上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に複数の突起部を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記水素吸蔵合金容器筐体の上面に突起した配管経路を設けたガラス基板を露出し、上記配管経路と上記燃料電池セルユニットの水素注入口を結合したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記燃料電池セルユニット内に配置された第１の金属板と第２の金属板の間に電極板を有し、上記電極板の接触圧力は、上記第１の金属板に配置された永久磁石と上記第２の金属板に配置された磁性材との吸引力から成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記燃料電池セルユニット内に配置された上記第１の金属板には上記第２の金属板との位置合わせをするための複数の位置決めピンが立設されていることを特徴する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記第２の金属板内に曲げ作用を有する弾性変形部分を形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明に於いて、上記水素吸蔵合金の筐体の外表面に、フィンと、該フィンの凹部に通気口を形成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池システムと、更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池システムとの間に配置された切り替えスッチを具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に形成された複数の突起部と、を有する燃料電池ユニットと、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池ユニットとの間に配置された切り替えスッチと、を有する端末用機器と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明に於いて、上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルユニットとを結合する際に、簡単な位置決め作業や組立工程を簡素化し、且つ機器全体の小型化及び信頼性を高くすることが可能な燃料電池システム及び端末用機器を提供することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、水素吸蔵合金容器筐体の上面に突起した配管経路を設けたガラス基板を露出し、上記配管経路と上記燃料電池セルユニットの水素注入口を結合したことで組み立て作業が簡単となる。
【００２４】
更に、本発明によれば、水素吸蔵合金容器筐体の上面には上記燃料電池ユニットとの位置合わせをするための位置決めピンが形成されていることで、燃料電池セル側に設けた水素吸入口を遊嵌し、接着剤で接合するときに作業者ミスの発生を防止できる。
【００２５】
本発明によれば、機械的な負荷を加えることなく、特殊の工具などを必要とせず、作業工程が簡単となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１Ａ（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す断面図である。
【００２８】
図１Ａ（ａ）に於いて、燃料電池システム１０は、燃料電池セルユニット２０へ水素を供給する際の水素圧力を水素吸蔵合金の平衡圧力以下に調整する機能を有する圧力調整機構が第２のシリコン基板１４上に形成された水素流路の上層と、第１のガラス基板１１上に形成された第１のシリコン基板１３により設けられた水素流路の下層とが、水素吸蔵合金容器筐体１８に設けられて構成されている。
【００２９】
第１のガラス基板１１上には、第１のシリコン基板１３及び第２のシリコン基板１４が配置されている。第１のガラス基板１１上に載置された第２のシリコン基板１４には、温度センサ１５や振幅検出回路（信号増幅回路）用のヘッドアンプチップ（ＨＡチップ）１６が埋め込まれている。一方、第１のシリコン基板１３上の第２のシリコン基板１４には、第１のガラス基板１１を介して水素吸蔵合金容器１７に延出された配管経路Ａ２１と、第２のガラス基板１２及び断熱部材１９を介して燃料電池セルユニット２０に延出された配管経路Ｂ２２が設けられている。これら配管経路Ａ２１及び配管経路Ｂ２２は、燃料電池セルユニット２０に水素を供給するために接続されている。
【００３０】
上記第２のガラス基板１２は、第１のガラス基板１１との空間に配置された各圧力センサや圧力調整弁の素子が静電破壊を防止するため、第１のガラス基板１１と平行に位置するように図示されない保持板に接着されている。燃料電池セルユニット２０は水素を燃料として電力を供給するもので、導電性粉体を芯材とし、この芯材を不織布から成る袋中に封入し、外皮で被覆した真空断熱材である断熱部材１９を介して第２のガラス基板１２が密着されている。この真空断熱材を用いるときは、断熱部材１９の厚みが数ｍｍとなるために、第２のガラス基板を用いずに直接、真空断熱材を水素吸蔵合金容器筐体１８に接着することが望ましい。
【００３１】
また、水素吸蔵合金容器１７及び水素吸蔵合金容器筐体１８には、水素補給口２４が設けられている。この水素補給口２４は、着脱式で接続することにより弁が開くような機構を有している。そして、水素補給口２４に、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル等の孔質によって水素を発生する水素発生器等の水素補給ボンベが接続されて注入されることによって、水素吸蔵合金容器１７内の水素吸蔵合金へ水素が補給、貯蔵される。
【００３２】
水素吸蔵合金容器１７は、厚み方向の長さが短い直方体形状を呈し、厚み方向の水素吸蔵合金容器１７上に、燃料電池セルユニット２０が密着して配置されている。水素吸蔵合金容器筐体１８の外形寸法の一例として、矩形形状した水素吸蔵合金容器筐体１８を構成する材料としては、水素吸蔵合金容器１７の圧力に耐えるように、アルミニウム或いはステンレス等の金属が用いられる。水素吸蔵合金容器筐体１８の外表面は、アルミニウムの場合は多数の溝加工等により冷却用のフィン２６が複数形成されている。
【００３３】
また、第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２との間には、空気吸引口２５が挿入されている。空気吸引口２５は、図１Ａ（ｂ）に示される端子用基板３０ａ、３０ｂが取り付けられた水素吸蔵合金容器筐体１８の一面を除くフィン２６の溝部に開口を設けることにより、携帯用機器を挿入時に端子用基板３０ａの端子に押圧するための板ばね部材（図示せず）に妨げられることなく、空気吸引することができる。また、燃料電池セル２０と第２のガラス基板１２との間に断熱部材１９を介することで、燃料電池セルユニット２０から発生する熱を遮断することができ、第２のシリコン基板１４上に配置した温度センサ１５の誤検出を防ぐことができる。更に、上記端子用基板３０ａ、３０ｂにはピン端子２９、３３が結合されている。上記ピン端子３３は燃料電池セルの出力電圧用に用いられる。また、上記ピン端子２９、温度センサ１５、ＨＡチップ１６や中継端子基板は、ボンディングワイヤ２８によって接続されている。
【００３４】
また、上記端子用基板３０ａには、図１Ａ（ｂ）に示されるように、後述する温度センサ、検出用圧力センサ、圧力調節弁から制御回路へ送信する信号線３１ａ〜３１ｈと、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線と安全弁、検出用圧力センサと圧力調節弁へ電力供給する駆動線３２ａ〜３２ｇの端子が設けられている。また、端子用基板３０ｂには、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線の１端子３０ｂとアース端子（ＧＮＤ）３１ｉとが設けられている。
【００３５】
同一端子用基板上に異なる２組の電力供給する駆動線を配置することで、燃料電池システム内の配線の引き回しをすることなく、組み立て工数を削減することができ、燃料電池システム内を簡素化することができる。尚、上記第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２の間は、圧力調整機構として構成されている。
【００３６】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの他の構成例について説明する。
【００３７】
図１Ｂは、図１Ａ（ａ）に示される第２のガラス基板１２及び断熱部材１９に代えてステンレス金属（ステンレス鋼）の金属板１２ａを用いた燃料電池システムの構成例を示す断面図、図１Ｂ（ｂ）は図１Ｂ（ａ）の端子用基板３０ａ及び３０ｂの配置例を示した構成図である。
【００３８】
図１Ｂ（ａ）に於いて、この金属板１２ａには、第２のシリコン基板１４側に燃料電池セル２０の冷却用に多数個の凹形状したフィン２６と燃料電池セル２０を支持する数個の突起部１２ｂが設けられている。更に、燃料電池セル２０の下面で、配管経路２２の近くには温度センサ１５が配置され、該温度センサ１５の配線を整列配置するために、金属板１２ａに、図示されていない長溝が形成されている。この温度センサ１５の表面と燃料電池セル２０の下面とは、接触または微小の隙間を有している。また、温度センサ１５は、燃料電池セル２０の背面位置で対向するようにしてもよい。
【００３９】
第１のガラス基板１３上に第２のシリコン基板１４を形成し、この第２のシリコン基板１４上にＨＡチップ１６や正弦波発生回路３８が接合されている。その他の各部品の配置は、図１Ａ（ａ）に示される燃料電池システムと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４０】
また、端子用基板３０ａには、図１Ｂ（ｂ）に示されるように、後述する検出用圧力センサ、圧力調整弁から制御回路（図８に示されるＣＰＵ１２５）へ送信する信号線３１ａ〜３１ｇと、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線や安全弁、検出用圧力センサと圧力調整弁へ電力を供給する駆動線３２ａ〜３２ｅの端子が設けられている。また、端子用基板３０ｂには、温度センサへ電力を供給する駆動線３２ｇと、温度センサから制御回路（ＣＰＵ１２５）へ送信する信号線３１ｇとが設けられている。ここでは、ピン端子２９が半導体基板に整列しやすいように、端子用基板３０ａの複数のピン端子２９が奥から手前に整列配置になるように、端子基板３０ａが水素吸蔵合金筐体１８に接合されている。
【００４１】
このように、燃料電池セル近傍に温度センサを配置すると、燃料電池セルの温度上昇をほぼ直接的に温度センサで温度監視することができ、燃料電池システムを円滑に起動することができ、デバイス負荷部や２次電池への電力供給を行うことができる。
【００４２】
水素吸蔵合金の平衡圧力は水素吸蔵合金の温度によっても変化し、温度上昇に伴って平衡圧力も増加する。例えば、ＡＢ５型のＬａＮｉ５を主成分とする水素吸蔵合金を用いた場合、使用環境が０〜４５℃程度であることを想定し、平衡圧力が０℃で常圧以上、４５℃で０．６ＭＰａ、そして６０℃で１．０ＭＰａを越えないように２０℃の平衡圧力が０．２５〜０．３５ＭＰａ程度の水素吸蔵合金用材料を用いると好適である。水素吸蔵合金容器筐体１８は、燃料電池セルユニット２０と組み合わされ、水素吸蔵容器１７から燃料電池セルユニット２０への経路が一体化されることにより、本実施形態の燃料電池システムとなる。上記温度センサ１５は、こうした水素吸蔵合金容器筐体１８内の温度を測定するために設けられている。
【００４３】
このように、水素吸蔵容器筐体は燃料電池セルと組み合わされ、水素吸蔵容器から燃料電池セルへの経路が一体化されることにより、本実施形態の燃料電池システムとなる。
【００４４】
図２は、図１Ａ（ａ）に示された燃料電池システム１０の圧力調整機構の部分の詳細な構成を示す断面図である。
【００４５】
図２に於いて、第１のガラス基板１１は、水素吸蔵合金容器１７上に、傾き調整部材３５及びＯリング（パッキン材）３６を介して配置されている。そして、第１のシリコン基板１３上に第２のシリコン基板１４と第３のシリコン基板３７とが形成され、及び温度センサ１５は第３のシリコン基板３７上に配置されている。尚、ここでは温度センサ１５は第３のシリコン基板３７上としているが、図１Ａ（ａ）に示されるように第２のシリコン基板１４としてもよい。
【００４６】
第２のシリコン基板１４上の上部位置には、ダイヤフラム４３に接合された可動側の駆動電極板４５が設けられている。また、中継端子基板４７には固定側の駆動電極板４６が設けられている。この可動側駆動電極板４５と固定側駆動電極板４６は、対向する位置に配置され、静電容量変化を検出するように１組として構成されている。この場合には、図示されないが、２組の駆動電極板を配置するとよい。
【００４７】
下面側に流路を形成する第１のシリコン基板１３と検出用圧力センサとの間には、空洞部４４を有している。この空洞部４４の内表面には、第２のシリコン基板１４がガス等で腐食するのを保護するための保護膜４２が形成されている。
【００４８】
一方、第３のシリコン基板３７には上面には、水晶発振器を用いた正弦波電圧回路４０と振幅検出（駆動回路／振幅検出）回路用のＩＣチップ３８が結合されている。更に、第３シリコン基板３７の上側には、複数のピン端子２９ａが結合されている。第３のシリコン基板３７の下部には、温度センサ１５が固着され、その両サイドはリード線用の貫通した孔が形成されている。
【００４９】
以上のＩＣチップや中継端子基板、複数のピン端子は、ボンディングワイヤ群２８ａ（ボンディングワイヤ２８）で接続されている。動作は、制御回路（図８に示されるＣＰＵ１２５）の指示信号により正弦波電圧回路４０（発振器及び駆動回路／振幅検出回路用のＩＣチップ３８の駆動回路）は強制振動するダイヤフラム４３に圧力が加圧したり減圧すると、その出力信号に応じた振幅を検出する駆動回路／検出回路用のＩＣチップ３８の振幅回路からの出力信号を制御回路（ＣＰＵ１２５）に入力する。制御回路（ＣＰＵ１２５）は、温度センサからの出力信号からＲＯＭ（温度特性のデータ）から読み出し、流体流路の管内圧力値に基づいてフィードバック制御が行われる。
【００５０】
尚、水素吸蔵合金容器筐体と開閉弁との間に細い配管（キャピラリー）を配置すると、水素が通過する際の圧力損により圧力調整弁駆動時の圧力を下げるものであるため、圧力調整器が負荷を低減することもできる。
【００５１】
図３は、上述した燃料電池セルユニット２０と水素吸蔵合金容器筐体１８を接合して組み込んだ例を示した外観斜視図である。
【００５２】
このように、燃料電池セルユニット２０は、水素吸蔵合金容器筐体１８に装着されて、図示されない紫外線硬化型の接着材でシールした構造である。上記燃料電池セルユニット２０は、複数の通気口５１が設けられたステンレス金属で覆われたカソード電極が、燃料電池セルの上面に露出される。更に、燃料電池セルユニット２０の上面には、複数の突起部５２ａ、５２ｂ、５２ｃが設けられている。
【００５３】
この燃料電池システムの本体は、水素吸蔵合金容器筐体１８と燃料電池セルユニット２０のそれぞれのユニットで結合されている。図３に於いて手前の突起部５２ｂと５２ｃの間には、空気を通過させるための開口部（例えば、携帯用電池収納室に燃料電池システムが挿入されると空間部（空気の流通できる）となる空気流入口５５が設けられている。この空気流入口５５と冷却用フィン５４の突起との交わる線上は、半径０．３〜１ｍｍ程度の面取りが設けてある。また、開口部間に位置する立設された突起部端のエッジ部にも、同様の面取り（半径０．３〜１ｍｍ程度）が設けられている。
【００５４】
更に、燃料電池システムの正面には、短冊状に凹凸の形状に形成された複数の冷却用フィン５４が設けられている。これらの冷却用フィン５４の凹部には、空気吸入口５７、水素排出口５８、水素補給口５９が設けられている。
【００５５】
このような構成に於いて、図示されていない電池収納室に燃料電池システムが挿入されると、燃料電池システム側の空気流入口５５とモルトプレーンが接合された電池蓋（図示せず）とは、所望の間隔で離間している。電池蓋のモルトプレーンから吸引されて空気流入口５５を通過した空気は、複数設けられた通気口５１へ吸い込まれる。このとき、図３に示されるように、空気流入口５５の突起部や冷却用フィン５４の凸部を面取りすることで、流入した空気が空気流入口５５の出口での渦巻き流（キャビテーション現象）を低減することが可能となる。
【００５６】
図４は燃料電池セルユニットの構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は一方の端部近傍の断面図、図４（ｂ）は他方の端部近傍の断面図である。
【００５７】
燃料電池セルユニット２０は、例えば７５〜１００μｍ程度の板材から成る高分子固体電解膜６１、アノード側電極板６２、０．５〜１ｍｍ程度のステンレス鋼で構成される第１の金属板６４、カソード側電極板６３と、例えば０．５〜１ｍｍ程度の磁性材から成る第２の金属板６６を備えている。この第２の金属板６６には、エッチングにより形成された複数の通気口（空気吸引口６７）が形成されている。
【００５８】
第１の金属板６４上に配置された高分子固体電解膜６１と第１の金属板６４の内側の側壁との隙間（空間部）には、厚さ方向に磁化されたフィルム磁石層７１ａが接着されている。フィルム磁石層７１ａは、ＳｍＣｏ等の希土類磁石から成るフィルム層と、第１の金属板６４とが紫外線硬化型接着剤で接合されている。
【００５９】
また、第１の金属板６４上には、水素注入口６５が形成されていると共に、複数の位置決めピン７２ａが立設されている。そして、高分子固体電解膜６１と、アノード側電極板６２及びカソード側電極板６３とが積層されており、第２の金属板６６に絶縁材料から成るブッシュ７５ａが埋め込まれている。
【００６０】
組み立て手順としては、第２の金属板６６のブッシュ７５ａを位置決めピン７２ａに挿入することにより、フィルム磁石層７１ａの吸着力により、第１の金属板６４と第２の金属板６６が結合する。したがって、高分子固体電解膜６１、アノード側電極板６２、カソード側電極板６３の積層構造から、相互に加圧される構造になっている。
【００６１】
この燃料電池システムは、上述したように、ユニットの両端を合成樹脂やゴム材から成るシール材で封印して、外形形状を矩形形状とすると共に、上面に複数の突起部が形成されている。更に、水素吸蔵合金容器筐体の上面に、燃料電池セルの長手方向に沿って凹面を形成し、該凹面の深さは断熱部材１９の上面または第２のガラス基板１２の上面とする。露出する配管経路Ｂ２２の孔位置と水素注入口６５を一致させるように、紫外線硬化型接着剤で接合する。
【００６２】
このように、水素吸蔵合金容器筐体の上面に凹部を設け、この凹部に燃料電池セルユニットを挿入し、合成樹脂部の両側を圧入し、図示されない小ネジや接着剤で結合し、上面に複数の突起部が露出するようにする。このように、燃料電池セルユニット２０に突起部を形成することで、組み立てが簡単となる。
【００６３】
また、フィルム磁石層７１ａの吸引力を適宜に選択することで、高分子固体電解膜６１、アノード側電極板６２とカソード側電極板６３との積層構造から、相互に加圧量を調整し、第１及び第２の金属板６４、６５を一体化させることができる。この場合、第２の金属板６６内に曲げ作用を有する複数のスリ割り６８と、カソード側電極板６３と押圧する押圧部６９を有している。
【００６４】
このように、第２の金属板６６内に於いて、部分的に押圧部６９を設けることで、カソード側電極板６３への周辺部に一様に接触させるために２次加工面とすることで、平坦性を維持することができる。
【００６５】
更に、図示されない電池収納室に、燃料電池システムが挿入され、燃料電池システムの突起部と、電池収納室の内表面のガイド面との接触圧による加圧量増減がないようにする。また、水素吸蔵合金容器筐体１８の上面に複数の位置決めピンを立設して、燃料電池セルユニット２０内の第１の金属板６４または合成樹脂部に複数の嵌合孔を設け、この燃料電池セルユニット内の嵌合孔を水素吸蔵合金容器筐体の位置決めピン７２ａに沿って挿入した後、紫外線硬化型接着剤で接合することで、水素吸蔵合金容器筐体１８と燃料電池セルユニット２０とは正確な位置決めが可能となる。
【００６６】
図４（ｂ）は、上述した図４（ａ）に示される燃料電池セルユニットの他方の端部近傍を表している。
【００６７】
この他方の端部についての構造は、図４（ａ）に示される燃料電池セルユニット２０の構造とほぼ同じ形状である。したがって、図４（ａ）と同一の構成要素にて参照番号のａをｂに代える以外は同一の参照番号を付すものとし、ここでの説明は省略する。但し、上面の突起部は幅方向に全面となり、空気流入口となる段差は設けられていない。
【００６８】
図５は、第１の実施形態に於ける２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【００６９】
図５（ａ）に於いて、上述した水素吸蔵合金容器筐体１８内には水素吸蔵合金容器８０を有している。この水素吸蔵合金容器８０からは、図示されない配管経路Ａを介して開閉弁８１、検出用圧力センサ８２、更に安全弁８３、圧力調整弁８４及び補助用圧力調整弁８５が配置されている。圧力調整弁８４及び補助用圧力調整弁８５は、図示されない配管経路Ｂを介して燃料電池セル８６に接続されている。
【００７０】
開閉弁８１は、配管経路Ａに接続された際に開き、接続が解除された際に閉じる弁機構を兼ね備えた水素補給の開閉弁である。安全弁８３は、検出用圧力センサ８２と外気口との間に接続され、公知技術である静電駆動方式のマイクロバルブや熱変形導電材料（例えば、形状記憶合金材料）のダイヤフラムによる構成であり、オン（弁が開く）やオフ（弁が閉じる）が可能なスイッチ機能を有している。
【００７１】
また、図５（ｂ）に於いて、水素吸蔵合金容器９０からは、図示されない配管経路Ａを介して第１及び第２の開閉弁９１及び９２、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４が配置されている。そして、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４と外気口との間には、第１及び第２の安全弁９５及び９６が配置されている。また、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４と燃料電池セル９９の間には、第１及び第２の圧力調整弁９７及び９８が配置されている。
【００７２】
次に、水素吸蔵合金容器への水素の補給と燃料電池セル駆動時の動作について説明する。
【００７３】
図５（ｂ）を参照すると、図示されていない水素補給時には、水素吸蔵合金容器９０は着脱式で接続することにより弁が開くような機構を有する水素補給口に、上述した水素補給ボンベが接続され、水素補給口を介して水素吸蔵合金容器９０内の水素吸蔵合金へ水素が補給、貯蔵される。補給された水素は水素吸蔵合金中に貯蔵される他、配管経路、更に開閉弁以降は遮断された状態で、第１及び第２の開閉弁９１及び９２から燃料電池セル９９までの配管経路に残量水素ガスが存在する。携帯用機器の電源スイッチがオンされると第１及び第２の開閉弁９１及び９２が開き、水素吸蔵合金に貯蔵されたが圧力調整弁まで供給されて残量水素ガスと混合され、水素吸蔵合金内の内圧と同じとなる。
【００７４】
次に、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４の検出器からの出力信号を、図示されないメモリ（ＲＯＭ）に格納された温度特性のテーブル表（例えば、図６（ａ）の表）に換算して圧力調整弁を開く。水素燃料電池セル動作時は、燃料電池セル９９への水素ガス圧が０．１ＭＰａになると燃料電池セル９９が動作を開始する。消費された水素を補給すべく水素吸蔵合金に貯蔵された水素が、図５（ａ）に示される例（Ａ社）では開閉弁があり、この開閉弁８１から、検出用圧力センサ８２、圧力調整弁８４を順次経由して燃料電池セル８６に供給される。燃料電池セル８６側の水素圧力を一定に保持しながら燃料電池セル８６が継続的に動作して、図示されていない携帯用機器等に安定に電力を供給する。この場合、検出用圧力センサ８２と安全弁８１とは直接接続されている。尚、図６（ａ）の表には水素吸蔵合金種類、水素吸蔵量、安全弁と流路数、電気容量、管内圧力限界値、圧力センサ感度、製造年月等の管理する管理データが格納されている。更に、図６（ａ）の表に基づいて、圧力調整弁の放出流量の演算をする場合は、検出用圧力センサから出力される実測値と圧力調整弁から出力される実測値の差圧を求めることにより検出できる。
【００７５】
本実施形態では、高圧水素ガスによる圧力調整弁にかかる負荷を軽減するために、図６（ｂ）に示される例（Ｂ社）では複数（ここでは２個）の開閉弁９１、９２と検出用圧力センサ９３、９４、圧力調整弁９７、９８が並列に配置されている。第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４が、それぞれの第１及び第２の安全弁９５及び９６と直接接続されている。そして、第１及び第２の安全弁９５及び９６は外気口に接続されている。第１及び第２開閉弁９４及び９２と第１及び第２の安全弁９５及び９６は公知技術である静電駆動方式のマイクロバルブや熱変形導電材料（例えば、形状記憶合金材料）から構成された、オン（弁が開く）やオフ（弁が閉じる）が可能なスイッチ機能を有したダイヤフラムの動作で、それぞれの弁が開く。尚、他の例（Ｃ社）として、第２の安全弁を使用しない場合には、ダミー用として形成されている。
【００７６】
ここで、Ｂ社の場合には、水素ガスが分圧される所定時間後、検出用圧力センサが所望値になると第１の開閉弁９１は閉じ、第２の開閉弁９２を開いた後、第２の検出用圧力センサ９４が監視を行う。第１及び第２の開閉弁９５及び９６は検出用圧力センサの監視の基にオン・オフ動作を繰り返す。検出用圧力センサが所望の水素ガス圧になると、圧力調整弁が制御を開始し、燃料電池セル内では０．１ＭＰａ圧になるように制御する。更に、圧力調整弁を保護するために複数の開閉弁を同時に使用することも可能である。
【００７７】
このようなオン・オフ動作を繰り返す構成に於いては、ＣＰＵやアナログスイッチ等のチップが第２のシリコン基板に埋め込まれていることが望ましい。
【００７８】
次に、図７を参照して、シリコン基板上の検出用圧力センサから圧力調整弁への印加電圧について説明する。
【００７９】
図７に示されるように、燃料吸蔵合金材料であるＡＢ５型のＬａＮｉ５やＡＢ２型合金を例として説明する。これらの合金材料の温度特性は、メーカや同じメーカで製造される種別により異なることになる。本実施形態では、この温度特性のテーブル表に基づき、圧電調整弁に印加する電圧を決定することにより、燃料吸蔵合金材料による誤差値（例えば、Ａ社、Ｂ社製造による水素吸蔵合金の温度特性が異なる場合、現使用温度３５℃の状態下に於いて、δ値）を補正することができる。（この場合、２０℃に於けるＡ社製では０．２５ＭＰa、Ｂ社製では０．４０ＭＰaとしている。また、限界値はＡ社製とＢ社製も１ＭＰaとしている。）
残量表示用圧力基準温度を２７℃とする。例えば、水素やメタノール等の燃料電池を電源とする一眼レフ型デジタルカメラ等の情報機器では、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子やＬＥＤ（発光ダイオード）等による表示照明装置は消費電力が多く、照明表示制御は使い難いものとなる。或いは、交換レンズとカメラ本体との通信による交換レンズ着脱検出等の撮影準備動作等を含め、実際に使用している場合（例えば、シャッタチャンスを待つとき）に於いて撮影しようとすると、使用者の意思に反する動作を引き起こすことになり、デジタルカメラ側に依存しきった姿勢制御による燃料電池の残量表示や機器動作可能時間表示等の自動的な管理は、使用者の意思と一致しないという問題がある。
【００８０】
以上のことから、残量表示をする際には、できるだけ、温度特性に影響を受けないことから、現在の環境使用時の温度を３５度とする。
【００８１】
ここで、水素吸蔵合金材料に要求される性質は反応が早く、吸蔵圧と放出平衡圧のヒステリシスがあり、材料等の違いによる発生する誤差を補正することを目的とする。温度センサが配置されている場所と、水素吸蔵合金容器筐体からの配管経路Ａの内圧温度との温度差及び圧力センサの内圧温度差がある。電子機器の使用状況に於いて、その都度、測定して残量表示をすることは困難である。初期値を２０℃とし、その平均である２７．５℃（例えば、予め決められたグループの範囲でＣＰＵからの指示は２７℃）の圧力センサ値からＰＣＴ線図により残量表示値を求めることができ、温度変化による過圧力の影響を受けることなく残量表示誤差を抑えることができる。
【００８２】
ここで、平均値やグループ化（温度測定範囲を予め２℃から３℃毎にプロットして測定点を決め、その上下範囲を測定点と見なす方法）することにより、工場出荷時に於いて、予め測定された温度毎の圧力線図を格納するメモリの記憶容量を少なくすることができる。或いは、図示されないが、水素吸蔵合金容器内の壁に発振器を用いた複数から成る一対の駆動電極板からダイヤフラムを接合するような圧力センサを内蔵した場合等も、温度センサが配置している位置と金属材料で覆われた水素吸蔵合金容器内では温度差がある。水素吸蔵合金容器内の一対から成る駆動電極板は離間して配置し、残存量が少なくなった場合には差動出力信号に切り替えることもできる。このように、環境下での違いがあることから、現在の使用環境温度３５℃と温度特性に用いられる常温２０℃の平均値の温度テーブル表を用いる。
【００８３】
水素吸蔵合金容器内に、一対から成る駆動電極板を用いて残量容量を測定する場合や、公知の歪ゲージによる残量水素量を測定する場合（特開平６−３３７８７号公報）等に於いて、出荷前に予めデータ特性表を求めるために製品と同じ容器を２次加工して、温度センサの出力が２０℃、２３℃、２７℃、３０℃、３２℃、３５℃、４０℃、４５℃毎に変化できるためにサーモモジュールを容器の外表面に取り付ける。水素吸蔵合金容器のバルブを開き、温度毎の水素流量計で放出水素量を求め、対応する一対の駆動電極板からの振幅電圧回路を経て残量水素量を求める。すなわち、図５（ａ）の燃料電池の構成に於いて、この放出水素量毎に於ける燃料電池の消費総時間の関係が求まる。
【００８４】
残量表示は、残量時間または（残量時間／消費総時間）の％表示とし、残量時間は消費総時間から圧力調整弁と安全弁の使用回数及び使用時間の累積を減算することで求まる。また、各温度に於けるＰＣＴ係数を決め、相関（重み付け）を決めておくことになる。ここで得られたデータ（図６（ａ）、（ｂ）の表）がＲＯＭに格納される。このようにすると、水素吸蔵合金容器に設けた残量検出センサを省略することもできる。
【００８５】
金属材料のステンレス材料から成る水素吸蔵合金容器筐体の外表面の凹面内にサーモモジュール（例えば、ペルチェ素子）配線基板を配置することで、ＣＰＵによる温度コントロールを２０℃（常温）になるように行うことができる。その結果、検出用圧力センサの出力信号を安定化することができる。したがって、常温（２０℃）に近傍のデータのみを格納することできる。したがって、メモリ（例えば、ＲＯＭ等）の記憶容量を大幅に減らすことができる。
【００８６】
次に、図８（ａ）及び（ｂ）を参照して、燃料電池システムと２次電池やＣＰＵが内蔵された電子機器の残量表示の組み合わせについて説明する。
【００８７】
水素吸蔵合金容器筐体は、水素吸蔵合金容器１００と、シリコン基板１０１上に配置された開閉１０２弁、検出用圧力センサ１０３、圧力調整弁１０４が形成されており、更に温度センサ１０５を有している。燃料電池セル１１０は、アノード電極１１１、カソード電極１１２及び高分子固体電解膜１１３から成っている。携帯用の電子機器（例えば、クレードル）１２０には、ＣＰＵ１２５と、上述した開閉弁１０２や検出用圧力センサ１０３及び圧力調整弁１０４を初期駆動する２次充電器（２次電池）１２１と、該２次電池１２１の残量を検出する電流検出器、撮像ユニットや電子カメラ等（デバイス負荷部）１２３と、切り替えスイッチ１２２と、温度特性のデータ（ベンダや機種毎の管内圧力限界値：図６（ａ）、（ｂ）の表）が格納されたメモリ（記憶手段）１２７と、燃料電池の残量表示を行う表示部１２８及びユーザ操作用入力キーから成る入力操作部１２６とが備えられている。
【００８８】
圧力調整弁１０４からの配管経路は、アノード電極１１１に接続されている。ＣＰＵ（制御回路）１２５は、シリコン基板１０１に埋め込まれた温度センサ１０５の出力信号をモニタする。また、燃料電池セル１１０の残量表示やデバイス負荷部１２３の電流値を監視する。ＣＰＵ１２５は、燃料電池セル１１０が電子機器１２０に接続されると、切り替えスイッチ（ＳＷ）１２２によりデバイス負荷部１２３の出力信号から残量検出ができる。しかしながら、ここでは無視することで、検出用圧力センサ１０３の出力信号及び温度センサ１０５からの出力信号を優先して、メモリ１２７に格納されたユーザが指定したＢ社の水素吸蔵合金容器で、ＡＢ５型の水素吸蔵合金容器の種別及び温度特性から、データ（図６の（ａ）、（ｂ）の表）の残量演算値を利用して、表示部（ディスプレイ）１２８に表示する。これにより、ユーザが確認することができる。
【００８９】
例えば、図９（ａ）に示される例では、表示部１２８には水素吸蔵合金１３１とメタノール１３２が表示されているが、ユーザが操作入力部１２６を操作することによって、例えば図９（ｂ）に示されるように、ＡＢ５型水素合金１３３とＡＢ２型水素合金１３４を選択して表示させることができる。
【００９０】
或いは、図９の一覧表示として、図９（ｃ）や（ｄ）に示されるように表示することもできるが、ユーザにとって、このような一覧表示から装着した燃料電池を選択することは使いにくいということも考えられる。したがって、デバイス負荷部１２３を製造する時には、メモリ１２７にデバイス負荷部１２３が使用できる水素吸蔵合金の種類の許可データを格納することが望ましい。
【００９１】
デバイス負荷部１２３の動作開始信号が入力されたときの起動時は、ＣＰＵ１２５が２次電池１２１を動作させる。つまり、図８（ｂ）に示されるように、燃料電池セル１１０から２次電池１２１へは、切り替えスイッチ１２２によって充電時に接続されるようになっている。携帯用機器であるクレードルの場合には、デバイス負荷部（例えば、電子カメラ等）１２３が搭載され、燃料電池セル１１０が動作をすると、ＣＰＵ１２５は切り替えスイッチ１２２を動作させ、２次電池１２１は休止する。そして、圧力調整弁１０４の制御や燃料電池セル１１０は動作状態となり、デバイス負荷部１２３が動作を行う。このようなとき、ＣＰＵ１２５は、燃料電池セル１１０のみの使用や、燃料電池セル１１０と２次電池１２１の併用使用により、コンセントのない屋外等でも利用することができるというメリットがある。
【００９２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００９３】
上述した図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように燃料電池セルユニットを構成すると、第１の金属板６４と第２の金属板６６の形状については、内部圧力より該第１の金属板６４と第２の金属板６６の変形により、アノード側電極板６２またはカソード側電極板６３との接触不良が生じる虞れがある。この場合、第１の金属板６４または第２の金属板６６とアノード側電極板６２またはカソード側電極板６３との接触面積は、第２の金属板６６の通気口の占有面積に大きく依存される。一般的には、第２の金属板６６は第１の金属板６４に比べて１／３〜１／２程度となる。
【００９４】
このため、第２の実施形態では以下のように燃料電池セルユニットを構成している。
【００９５】
図１０は、本発明の第２の実施形態に於ける燃料電池セルユニットの構造を示すもので、（ａ）は第２の金属板側を示す斜視図、（ｂ）は第１の金属板側を示す斜視図である。
【００９６】
上述した高分子固体電解膜、電導性多孔質材から成るアノード側電極板とカソード側電極板とが積層され一体化されている。また、第１の金属板と第２の金属板によって狭持される燃料電池セルユニットを組み立てた場合には、第１の金属板と第２の金属板５の平坦性が要求される。
【００９７】
例えば、厚さ０.１ｍｍで第２の金属板（ステンレス材）１５１には、図示されるような形状にエッチング加工で通気口１５３が形成され、通気口１５３が設けられていない上層カバー１５０の上に重ねて結合される。このように形成することで、第２の金属板の深さ０・１ｍｍの通気口の平坦性を確保することができ、ばらつきがなく正確に構成することができる。
【００９８】
上層カバー１５０の中央部には、矩形形状した開口部１５３が形成されている。この開口部１５３は、第２の金属板１５１の通気口１５３に空気を送り込むための開口である。この開口部１５２と連結して、段差部１５５が形成されている。この段差部１５５と手前の側面部１５９との交わる直線部は、半径１ｍｍ程度のなめらかな球形状をしている。同様に、段差部１５５の両側の側面部１５６と上面との交わる直線部も、半径０．５ｍｍ程度のなめらかな球形状をしている。
【００９９】
このように、中央手前の部分に段差部１５５を形成することにより、段差部１５５の両側に第１の突起部１６１と第２の突起部１６２が設けられている。第２の突起部１６２の高さは、第１の突起部１６１に比べ、０．５ｍｍ程度高く、段差になっている。これらは、図示されない携帯用機器の電池収納室に燃料電池システムを挿入する際に於けるガイド面となり、電池蓋から吸引された空気は、段差部１５５、開口部１５２から第２の金属板１５１の通気口１５３へと供給される。
【０１００】
尚、開口部１５２の表面は、１００個程度の円形、三角形、矩形等の小孔が分散した形状の開口部１５２の表面に置き換え、多数の小孔から空気を吸引させる変形とすることも容易である。
【０１０１】
通気口１５３を有するステンレス材料から成る平坦な第２の金属板１５１と合成樹脂製の上層カバー１５０は、リベット１６３で結合される。リベット１６３等の機械的な結合ではなく、接着剤による接合でもよい。
【０１０２】
上層カバー１５０の裏面部１５７には、長手方向に一対の磁性材（例えば、ステンレス３０４材）１５８が接着剤で結合されている。また、磁性材１５８の近傍には、位置決め穴１５６ｂと対を為す位置決め穴１５６ａが設けられている。
【０１０３】
一方、高分子固体電解膜、アノード側電極板、カソード側電極板、第１の金属板と、第２の金属板との大きさを同一な面積とし、第１の金属板に水素流路を形成した場合には、水素流路の深さを均一にすることも問題とされる。
【０１０４】
これらの問題を解決するために、配管経路Ｂと嵌合するステンレス材料の第１の金属板にＮｉ材をホットプレスやリベット等の機械的な結合で積層した後に重合する。そして、結合する以前に、このＮｉ材に水素流路をエッチング加工により形成しておくことになる。
【０１０５】
例えば、厚さ０．１ｍｍでＮｉ板１４２には、図１０（ｂ）に示されるような形状にエッチング加工で通気口を形成し、配管経路Ｂ１４４の穴のみを有する第１の金属板１４１の上に重ねて結合する。このように形成することで、Ｎｉ板１４２の深さ０．１ｍｍの水素流路１４３の平坦性を確保することができ、ばらつきなく正確に構成することができる。
【０１０６】
また、ステンレス材１４０から成る第１の金属板１４１には、長手方向の一対の永久磁石材料等のフィルム磁石層１４６ａ、１４６ｂを接着材で固着しておく。フィルム磁石層１４６ａ、１４６ｂの近傍には、一対の金属製の位置決めピン１４７ｑ、１４７ｂが立設されている。尚、フィルム磁石層１４６ａ、１４６ｂは、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石（例えば、ＳｍＣ０等）の永久磁石を使用すると磁力が強く、磁石の肉厚を薄くすることができるが、高価である。したがって、ここでは、フェライトボンド磁石やプラスチックボンド磁石、或いはやゴムボンド磁石とする。
【０１０７】
ボンド磁石は安価であり、ボンド磁石が外面に露出しないので、磁石の破損もなく使用が可能である。ポンド磁石をエポキシ樹脂で第１の金属板１４１に接着できる。また、錆止めまたは絶縁用にボンド磁石の表面にコーティングを施すことが好ましい。更に、Ｎ極やＳ極の方向性を選択することがなく、ボンド磁石を組み立てる際に作業ミスが発生する虞れがない。
【０１０８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。例えば、ガラス基板と半導体基板であるシリコン基板を接合した構成であるが、ガラス基板を半導体基板に置き換え、半導体基板の双方を接合することもできる。
【０１０９】
更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１Ａ】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の端子用基板３０ａ及び３０ｂの配置例を示した構成図である。
【図１Ｂ】（ａ）は図１Ａ（ａ）に示される第２のガラス基板１２及び断熱部材１９に代えてステンレス金属（ステンレス鋼）の金属板１２ａを用いた燃料電池システムの構成例を示す断面図、（ｂ）は図１Ｂ（ａ）の端子用基板３０ａ及び３０ｂの配置例を示した構成図である。
【図２】図１Ａ（ａ）に示された燃料電池システム１０の圧力調整機構の部分の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】燃料電池セルユニット２０と水素吸蔵合金容器筐体１８を接合して組み込んだ例を示した外観斜視図である。
【図４】燃料電池セルユニットの構造を示す断面図であり、図４（ａ）は一方の端部近傍の断面図、図４（ｂ）は他方の端部近傍の断面図である。
【図５】第１の実施形態に於ける２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【図６】ＲＯＭに格納されるデータ項目を表した表である。
【図７】シリコン基板上の検出用圧力センサから圧力調整弁への印加電圧について説明するための図である。
【図８】燃料電池システムと２次電池やＣＰＵが内蔵された電子機器の残量表示の組み合わせについて説明するブロック構成図である。
【図９】ユーザの指定による選択される燃料電池の画面の表示例を示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に於ける燃料電池セルユニットの構造を示すもので、（ａ）は第２の金属板側を示す斜視図、（ｂ）は第１の金属板側を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…燃料電池システム、１１…第１のガラス基板、１２…第２のガラス基板、１３…第１のシリコン基板、１４…第２のシリコン基板、１５…温度センサ、１６…ヘッドアンプチップ（ＨＡチップ）、１７…水素吸蔵合金容器、１８…水素吸蔵合金容器筐体、１９…断熱部材、２０…燃料電池セルユニット、２１…配管経路Ａ、２２…配管経路Ｂ、２４…水素補給口、２５…空気吸引口、２６…フィン、２８…ボンディングワイヤ、２９、３３…ピン端子、３０ａ、３０ｂ…端子用基板、４３…ダイヤフラム、４４…空洞部、４７…中継端子基板、５１…通気口、５２ａ〜５２ｃ…突起部、５４…冷却用フィン、５５…空気流入口、５７…空気吸入口、５８…水素排出口、５９…水素補給口。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、携帯用電子機器等に水素等の燃料電池を電源とする燃料電池システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水素やメタノール等の燃料電池は、軽量化や利便性等に起因して、例えば、ビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯用電話機、携帯情報端末機（Personal Digital Assistants :ＰＤＡ）、オーディオプレーヤといった各種情報処理装置の燃料電池としての用途が考えられる。
【０００３】
本発明は、水素吸蔵合金材料を適用した水素吸蔵合金容器及びそれを用いた燃料電池システムに関するもので、特に携帯機器用に使用する燃料電池システムが提案されている。
【０００４】
例えば、下記特許文献１には、ガス放出機構は圧電体を用いた水素逃がし弁と流路とで構成され、その構造は圧力調節機構と同様である携帯機器用燃料電池システムが記載されている。このシステムは、また、水素吸蔵合金容器内の水素圧力を検知するために１次圧力検知機構を有し、圧電体水素逃がし弁の動作を圧力制御回路により行う。
【０００５】
１次圧力検知機構で生じた電位差は、リード線により圧力制御回路に伝達される。水素吸蔵合金容器内の圧力が規定圧力以上となった場合、圧力制御回路から圧電体水素逃がし弁に電圧を印加して、水素を外部に放出する。この結果、水素を安全に外部に放出できる。
【０００６】
水素吸蔵合金容器の内圧が規定圧力以上となった場合、１次圧力検知機構により規定圧力以上となったことを検知し、燃料電池セルが動作するよう圧力制御回路によって圧力調節機構の圧電体に電圧を印加し、水素を供給して燃料電池セルを駆動させる。燃料電池セルが駆動していない場合に圧電体制御弁を動作させるための電圧印加は、２次電池に予め蓄積された電力を利用する。
【０００７】
また、下記特許文献２では、一般的に燃料電池ユニットの場合には板状の固体高分子電解質と、その一方側に配置されたカソード側電極板と、他方側に配置されたアノード側電極板と、上記カソード側電極板の表面に配置され内面側へのガスの流通を可能とするカソード側金属板と、上記アノード側電極板の表面に配置され内面側への燃料の流通を可能とするアノード側金属板とを備える燃料電池が記載されている。この燃料電池は、両側の金属板の周縁を電気的に絶縁した状態でカシメにより封止してあり、該金属板により挟持されている。
【特許文献１】特開２００４−３６２７８６号公報
【特許文献２】特開２００６−０９２７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、上記特許文献１等のような水素吸蔵材料及びそれを貯蔵する容器を具備する小型燃料電池システムに於いて、上記特許文献１及び特許文献２の技術を組み合わせた場合には、以下の問題点がある。
【０００９】
通常、水素吸蔵合金容器筐体と燃料電池セルユニットとの組み合わせに於いて、上記燃料電池セルユニットの上面には、複数の通気口を設けることが一般的である。しかしながら、外部から供給される空気をどのようにして燃料電池セルユニット上面の通気口へ導くか、或いは携帯用電池収納室へ燃料電池を挿入後に保持したとき、安定性や信頼性を確保できるかは、上記特許文献１及び特許文献２に明確な記載はされていない。
【００１０】
上記水素吸蔵合金容器筐体の上面にガラス基板が露出し、上記燃料電池セルユニットの水素吸引口を結合したことで組み立て作業が困難となる。また、上記水素吸蔵合金容器筐体の上面には、上記燃料電池ユニットとの位置合わせをするための位置決めを要し、燃料電池セル側に設けた水素吸入口を接着剤で接合するときに作業者のミスが発生する虞れがある。更に、機械的な負荷を加えるために、電極板を保護する工具及びカシメ等の特殊工具も必要とする。そのため、作業が複雑で、熟練者による作業工程が必要となる。
【００１１】
したがって本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルユニットとを結合する際に、簡単な位置決め作業や組立工程を簡素化した燃料電池システム及び端末用機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
すなわち請求項１に記載の発明は、水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、を具備した燃料電池システムに於いて、上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に複数の突起部を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記水素吸蔵合金容器筐体の上面に突起した配管経路を設けたガラス基板を露出し、上記配管経路と上記燃料電池セルユニットの水素注入口を結合したことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に於いて、上記燃料電池セルユニット内に配置された第１の金属板と第２の金属板の間に電極板を有し、上記電極板の接触圧力は、上記第１の金属板に配置された永久磁石と上記第２の金属板に配置された磁性材との吸引力から成ることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記燃料電池セルユニット内に配置された上記第１の金属板には上記第２の金属板との位置合わせをするための複数の位置決めピンが立設されていることを特徴する。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明に於いて、上記第２の金属板内に曲げ作用を有する弾性変形部分を形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至３の何れか１項に記載の発明に於いて、上記水素吸蔵合金の筐体の外表面に、フィンと、該フィンの凹部に通気口を形成したことを特徴とする。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載の燃料電池システムと、更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池システムとの間に配置された切り替えスッチを具備することを特徴とする。
【００１９】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明に於いて、上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する。
【００２０】
請求項９に記載の発明は、水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に形成された複数の突起部と、を有する燃料電池ユニットと、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池ユニットとの間に配置された切り替えスッチと、を有する端末用機器と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明に於いて、上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、水素吸蔵合金容器と燃料電池セルユニットとを結合する際に、簡単な位置決め作業や組立工程を簡素化し、且つ機器全体の小型化及び信頼性を高くすることが可能な燃料電池システム及び端末用機器を提供することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、水素吸蔵合金容器筐体の上面に突起した配管経路を設けたガラス基板を露出し、上記配管経路と上記燃料電池セルユニットの水素注入口を結合したことで組み立て作業が簡単となる。
【００２４】
更に、本発明によれば、水素吸蔵合金容器筐体の上面には上記燃料電池ユニットとの位置合わせをするための位置決めピンが形成されていることで、燃料電池セル側に設けた水素吸入口を遊嵌し、接着剤で接合するときに作業者ミスの発生を防止できる。
【００２５】
本発明によれば、機械的な負荷を加えることなく、特殊の工具などを必要とせず、作業工程が簡単となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【００２７】
（第１の実施形態）
図１Ａ（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す断面図である。
【００２８】
図１Ａ（ａ）に於いて、燃料電池システム１０は、燃料電池セルユニット２０へ水素を供給する際の水素圧力を水素吸蔵合金の平衡圧力以下に調整する機能を有する圧力調整機構が第２のシリコン基板１４上に形成された水素流路の上層と、第１のガラス基板１１上に形成された第１のシリコン基板１３により設けられた水素流路の下層とが、水素吸蔵合金容器筐体１８に設けられて構成されている。
【００２９】
第１のガラス基板１１上には、第１のシリコン基板１３及び第２のシリコン基板１４が配置されている。第１のガラス基板１１上に載置された第２のシリコン基板１４には、温度センサ１５や振幅検出回路（信号増幅回路）用のヘッドアンプチップ（ＨＡチップ）１６が埋め込まれている。一方、第１のシリコン基板１３上の第２のシリコン基板１４には、第１のガラス基板１１を介して水素吸蔵合金容器１７に延出された配管経路Ａ２１と、第２のガラス基板１２及び断熱部材１９を介して燃料電池セルユニット２０に延出された配管経路Ｂ２２が設けられている。これら配管経路Ａ２１及び配管経路Ｂ２２は、燃料電池セルユニット２０に水素を供給するために接続されている。
【００３０】
上記第２のガラス基板１２は、第１のガラス基板１１との空間に配置された各圧力センサや圧力調整弁の素子が静電破壊を防止するため、第１のガラス基板１１と平行に位置するように図示されない保持板に接着されている。燃料電池セルユニット２０は水素を燃料として電力を供給するもので、導電性粉体を芯材とし、この芯材を不織布から成る袋中に封入し、外皮で被覆した真空断熱材である断熱部材１９を介して第２のガラス基板１２が密着されている。この真空断熱材を用いるときは、断熱部材１９の厚みが数ｍｍとなるために、第２のガラス基板を用いずに直接、真空断熱材を水素吸蔵合金容器筐体１８に接着することが望ましい。
【００３１】
また、水素吸蔵合金容器１７及び水素吸蔵合金容器筐体１８には、水素補給口２４が設けられている。この水素補給口２４は、着脱式で接続することにより弁が開くような機構を有している。そして、水素補給口２４に、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル等の孔質によって水素を発生する水素発生器等の水素補給ボンベが接続されて注入されることによって、水素吸蔵合金容器１７内の水素吸蔵合金へ水素が補給、貯蔵される。
【００３２】
水素吸蔵合金容器１７は、厚み方向の長さが短い直方体形状を呈し、厚み方向の水素吸蔵合金容器１７上に、燃料電池セルユニット２０が密着して配置されている。水素吸蔵合金容器筐体１８の外形寸法の一例として、矩形形状した水素吸蔵合金容器筐体１８を構成する材料としては、水素吸蔵合金容器１７の圧力に耐えるように、アルミニウム或いはステンレス等の金属が用いられる。水素吸蔵合金容器筐体１８の外表面は、アルミニウムの場合は多数の溝加工等により冷却用のフィン２６が複数形成されている。
【００３３】
また、第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２との間には、空気吸引口２５が挿入されている。空気吸引口２５は、図１Ａ（ｂ）に示される端子用基板３０ａ、３０ｂが取り付けられた水素吸蔵合金容器筐体１８の一面を除くフィン２６の溝部に開口を設けることにより、携帯用機器を挿入時に端子用基板３０ａの端子に押圧するための板ばね部材（図示せず）に妨げられることなく、空気吸引することができる。また、燃料電池セル２０と第２のガラス基板１２との間に断熱部材１９を介することで、燃料電池セルユニット２０から発生する熱を遮断することができ、第２のシリコン基板１４上に配置した温度センサ１５の誤検出を防ぐことができる。更に、上記端子用基板３０ａ、３０ｂにはピン端子２９、３３が結合されている。上記ピン端子３３は燃料電池セルの出力電圧用に用いられる。また、上記ピン端子２９、温度センサ１５、ＨＡチップ１６や中継端子基板は、ボンディングワイヤ２８によって接続されている。
【００３４】
また、上記端子用基板３０ａには、図１Ａ（ｂ）に示されるように、後述する温度センサ、検出用圧力センサ、圧力調節弁から制御回路へ送信する信号線３１ａ〜３１ｈと、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線と安全弁、検出用圧力センサと圧力調節弁へ電力供給する駆動線３２ａ〜３２ｇの端子が設けられている。また、端子用基板３０ｂには、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線の１端子３０ｂとアース端子（ＧＮＤ）３１ｉとが設けられている。
【００３５】
同一端子用基板上に異なる２組の電力供給する駆動線を配置することで、燃料電池システム内の配線の引き回しをすることなく、組み立て工数を削減することができ、燃料電池システム内を簡素化することができる。尚、上記第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２の間は、圧力調整機構として構成されている。
【００３６】
ここで、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの他の構成例について説明する。
【００３７】
図１Ｂは、図１Ａ（ａ）に示される第２のガラス基板１２及び断熱部材１９に代えてステンレス金属（ステンレス鋼）の金属板１２ａを用いた燃料電池システムの構成例を示す断面図、図１Ｂ（ｂ）は図１Ｂ（ａ）の端子用基板３０ａ及び３０ｂの配置例を示した構成図である。
【００３８】
図１Ｂ（ａ）に於いて、この金属板１２ａには、第２のシリコン基板１４側に燃料電池セル２０の冷却用に多数個の凹形状したフィン２６と燃料電池セル２０を支持する数個の突起部１２ｂが設けられている。更に、燃料電池セル２０の下面で、配管経路２２の近くには温度センサ１５が配置され、該温度センサ１５の配線を整列配置するために、金属板１２ａに、図示されていない長溝が形成されている。この温度センサ１５の表面と燃料電池セル２０の下面とは、接触または微小の隙間を有している。また、温度センサ１５は、燃料電池セル２０の背面位置で対向するようにしてもよい。
【００３９】
第１のガラス基板１３上に第２のシリコン基板１４を形成し、この第２のシリコン基板１４上にＨＡチップ１６や正弦波発生回路３８が接合されている。その他の各部品の配置は、図１Ａ（ａ）に示される燃料電池システムと同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００４０】
また、端子用基板３０ａには、図１Ｂ（ｂ）に示されるように、後述する検出用圧力センサ、圧力調整弁から制御回路（図８に示されるＣＰＵ１２５）へ送信する信号線３１ａ〜３１ｇと、燃料電池セル側からデバイス負荷部や２次電池へ電力供給する駆動線や安全弁、検出用圧力センサと圧力調整弁へ電力を供給する駆動線３２ａ〜３２ｅの端子が設けられている。また、端子用基板３０ｂには、温度センサへ電力を供給する駆動線３２ｇと、温度センサから制御回路（ＣＰＵ１２５）へ送信する信号線３１ｇとが設けられている。ここでは、ピン端子２９が半導体基板に整列しやすいように、端子用基板３０ａの複数のピン端子２９が奥から手前に整列配置になるように、端子基板３０ａが水素吸蔵合金筐体１８に接合されている。
【００４１】
このように、燃料電池セル近傍に温度センサを配置すると、燃料電池セルの温度上昇をほぼ直接的に温度センサで温度監視することができ、燃料電池システムを円滑に起動することができ、デバイス負荷部や２次電池への電力供給を行うことができる。
【００４２】
水素吸蔵合金の平衡圧力は水素吸蔵合金の温度によっても変化し、温度上昇に伴って平衡圧力も増加する。例えば、ＡＢ５型のＬａＮｉ５を主成分とする水素吸蔵合金を用いた場合、使用環境が０〜４５℃程度であることを想定し、平衡圧力が０℃で常圧以上、４５℃で０．６ＭＰａ、そして６０℃で１．０ＭＰａを越えないように２０℃の平衡圧力が０．２５〜０．３５ＭＰａ程度の水素吸蔵合金用材料を用いると好適である。水素吸蔵合金容器筐体１８は、燃料電池セルユニット２０と組み合わされ、水素吸蔵容器１７から燃料電池セルユニット２０への経路が一体化されることにより、本実施形態の燃料電池システムとなる。上記温度センサ１５は、こうした水素吸蔵合金容器筐体１８内の温度を測定するために設けられている。
【００４３】
このように、水素吸蔵容器筐体は燃料電池セルと組み合わされ、水素吸蔵容器から燃料電池セルへの経路が一体化されることにより、本実施形態の燃料電池システムとなる。
【００４４】
図２は、図１Ａ（ａ）に示された燃料電池システム１０の圧力調整機構の部分の詳細な構成を示す断面図である。
【００４５】
図２に於いて、第１のガラス基板１１は、水素吸蔵合金容器１７上に、傾き調整部材３５及びＯリング（パッキン材）３６を介して配置されている。そして、第１のシリコン基板１３上に第２のシリコン基板１４と第３のシリコン基板３７とが形成され、及び温度センサ１５は第３のシリコン基板３７上に配置されている。尚、ここでは温度センサ１５は第３のシリコン基板３７上としているが、図１Ａ（ａ）に示されるように第２のシリコン基板１４としてもよい。
【００４６】
第２のシリコン基板１４上の上部位置には、ダイヤフラム４３に接合された可動側の駆動電極板４５が設けられている。また、中継端子基板４７には固定側の駆動電極板４６が設けられている。この可動側駆動電極板４５と固定側駆動電極板４６は、対向する位置に配置され、静電容量変化を検出するように１組として構成されている。この場合には、図示されないが、２組の駆動電極板を配置するとよい。
【００４７】
下面側に流路を形成する第１のシリコン基板１３と検出用圧力センサとの間には、空洞部４４を有している。この空洞部４４の内表面には、第２のシリコン基板１４がガス等で腐食するのを保護するための保護膜４２が形成されている。
【００４８】
一方、第３のシリコン基板３７には上面には、水晶発振器を用いた正弦波電圧回路４０と振幅検出（駆動回路／振幅検出）回路用のＩＣチップ３８が結合されている。更に、第３シリコン基板３７の上側には、複数のピン端子２９ａが結合されている。第３のシリコン基板３７の下部には、温度センサ１５が固着され、その両サイドはリード線用の貫通した孔が形成されている。
【００４９】
以上のＩＣチップや中継端子基板、複数のピン端子は、ボンディングワイヤ群２８ａ（ボンディングワイヤ２８）で接続されている。動作は、制御回路（図８に示されるＣＰＵ１２５）の指示信号により正弦波電圧回路４０（発振器及び駆動回路／振幅検出回路用のＩＣチップ３８の駆動回路）は強制振動するダイヤフラム４３に圧力が加圧したり減圧すると、その出力信号に応じた振幅を検出する駆動回路／検出回路用のＩＣチップ３８の振幅回路からの出力信号を制御回路（ＣＰＵ１２５）に入力する。制御回路（ＣＰＵ１２５）は、温度センサからの出力信号からＲＯＭ（温度特性のデータ）から読み出し、流体流路の管内圧力値に基づいてフィードバック制御が行われる。
【００５０】
尚、水素吸蔵合金容器筐体と開閉弁との間に細い配管（キャピラリー）を配置すると、水素が通過する際の圧力損により圧力調整弁駆動時の圧力を下げるものであるため、圧力調整器が負荷を低減することもできる。
【００５１】
図３は、上述した燃料電池セルユニット２０と水素吸蔵合金容器筐体１８を接合して組み込んだ例を示した外観斜視図である。
【００５２】
このように、燃料電池セルユニット２０は、水素吸蔵合金容器筐体１８に装着されて、図示されない紫外線硬化型の接着材でシールした構造である。上記燃料電池セルユニット２０は、複数の通気口５１が設けられたステンレス金属で覆われたカソード電極が、燃料電池セルの上面に露出される。更に、燃料電池セルユニット２０の上面には、複数の突起部５２ａ、５２ｂ、５２ｃが設けられている。
【００５３】
この燃料電池システムの本体は、水素吸蔵合金容器筐体１８と燃料電池セルユニット２０のそれぞれのユニットで結合されている。図３に於いて手前の突起部５２ｂと５２ｃの間には、空気を通過させるための開口部（例えば、携帯用電池収納室に燃料電池システムが挿入されると空間部（空気の流通できる）となる空気流入口５５が設けられている。この空気流入口５５と冷却用フィン５４の突起との交わる線上は、半径０．３〜１ｍｍ程度の面取りが設けてある。また、開口部間に位置する立設された突起部端のエッジ部にも、同様の面取り（半径０．３〜１ｍｍ程度）が設けられている。
【００５４】
更に、燃料電池システムの正面には、短冊状に凹凸の形状に形成された複数の冷却用フィン５４が設けられている。これらの冷却用フィン５４の凹部には、空気吸入口５７、水素排出口５８、水素補給口５９が設けられている。
【００５５】
このような構成に於いて、図示されていない電池収納室に燃料電池システムが挿入されると、燃料電池システム側の空気流入口５５とモルトプレーンが接合された電池蓋（図示せず）とは、所望の間隔で離間している。電池蓋のモルトプレーンから吸引されて空気流入口５５を通過した空気は、複数設けられた通気口５１へ吸い込まれる。このとき、図３に示されるように、空気流入口５５の突起部や冷却用フィン５４の凸部を面取りすることで、流入した空気が空気流入口５５の出口での渦巻き流（キャビテーション現象）を低減することが可能となる。
【００５６】
図４は燃料電池セルユニットの構造を示す断面図であり、図４（ｂ）は一方の端部近傍の断面図、図４（ｂ）は他方の端部近傍の断面図である。
【００５７】
燃料電池セルユニット２０は、例えば７５〜１００μｍ程度の板材から成る高分子固体電解膜６１、アノード側電極板６２、０．５〜１ｍｍ程度のステンレス鋼で構成される第１の金属板６４、カソード側電極板６３と、例えば０．５〜１ｍｍ程度の磁性材から成る第２の金属板６６を備えている。この第２の金属板６６には、エッチングにより形成された複数の通気口（空気吸引口６７）が形成されている。
【００５８】
第１の金属板６４上に配置された高分子固体電解膜６１と第１の金属板６４の内側の側壁との隙間（空間部）には、厚さ方向に磁化されたフィルム磁石層７１ａが接着されている。フィルム磁石層７１ａは、ＳｍＣｏ等の希土類磁石から成るフィルム層と、第１の金属板６４とが紫外線硬化型接着剤で接合されている。
【００５９】
また、第１の金属板６４上には、水素注入口６５が形成されていると共に、複数の位置決めピン７２ａが立設されている。そして、高分子固体電解膜６１と、アノード側電極板６２及びカソード側電極板６３とが積層されており、第２の金属板６６に絶縁材料から成るブッシュ７５ａが埋め込まれている。
【００６０】
組み立て手順としては、第２の金属板６６のブッシュ７５ａを位置決めピン７２ａに挿入することにより、フィルム磁石層７１ａの吸着力により、第１の金属板６４と第２の金属板６６が結合する。したがって、高分子固体電解膜６１、アノード側電極板６２、カソード側電極板６３の積層構造から、相互に加圧される構造になっている。
【００６１】
この燃料電池システムは、上述したように、ユニットの両端を合成樹脂やゴム材から成るシール材で封印して、外形形状を矩形形状とすると共に、上面に複数の突起部が形成されている。更に、水素吸蔵合金容器筐体の上面に、燃料電池セルの長手方向に沿って凹面を形成し、該凹面の深さは断熱部材１９の上面または第２のガラス基板１２の上面とする。露出する配管経路Ｂ２２の孔位置と水素注入口６５を一致させるように、紫外線硬化型接着剤で接合する。
【００６２】
このように、水素吸蔵合金容器筐体の上面に凹部を設け、この凹部に燃料電池セルユニットを挿入し、合成樹脂部の両側を圧入し、図示されない小ネジや接着剤で結合し、上面に複数の突起部が露出するようにする。このように、燃料電池セルユニット２０に突起部を形成することで、組み立てが簡単となる。
【００６３】
また、フィルム磁石層７１ａの吸引力を適宜に選択することで、高分子固体電解膜６１、アノード側電極板６２とカソード側電極板６３との積層構造から、相互に加圧量を調整し、第１及び第２の金属板６４、６５を一体化させることができる。この場合、第２の金属板６６内に曲げ作用を有する複数のスリ割り６８と、カソード側電極板６３と押圧する押圧部６９を有している。
【００６４】
このように、第２の金属板６６内に於いて、部分的に押圧部６９を設けることで、カソード側電極板６３への周辺部に一様に接触させるために２次加工面とすることで、平坦性を維持することができる。
【００６５】
更に、図示されない電池収納室に、燃料電池システムが挿入され、燃料電池システムの突起部と、電池収納室の内表面のガイド面との接触圧による加圧量増減がないようにする。また、水素吸蔵合金容器筐体１８の上面に複数の位置決めピンを立設して、燃料電池セルユニット２０内の第１の金属板６４または合成樹脂部に複数の嵌合孔を設け、この燃料電池セルユニット内の嵌合孔を水素吸蔵合金容器筐体の位置決めピン７２ａに沿って挿入した後、紫外線硬化型接着剤で接合することで、水素吸蔵合金容器筐体１８と燃料電池セルユニット２０とは正確な位置決めが可能となる。
【００６６】
図４（ｂ）は、上述した図４（ａ）に示される燃料電池セルユニットの他方の端部近傍を表している。
【００６７】
この他方の端部についての構造は、図４（ａ）に示される燃料電池セルユニット２０の構造とほぼ同じ形状である。したがって、図４（ａ）と同一の構成要素にて参照番号のａをｂに代える以外は同一の参照番号を付すものとし、ここでの説明は省略する。但し、上面の突起部は幅方向に全面となり、空気流入口となる段差は設けられていない。
【００６８】
図５は、第１の実施形態に於ける２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【００６９】
図５（ａ）に於いて、上述した水素吸蔵合金容器筐体１８内には水素吸蔵合金容器８０を有している。この水素吸蔵合金容器８０からは、図示されない配管経路Ａを介して開閉弁８１、検出用圧力センサ８２、更に安全弁８３、圧力調整弁８４及び補助用圧力調整弁８５が配置されている。圧力調整弁８４及び補助用圧力調整弁８５は、図示されない配管経路Ｂを介して燃料電池セル８６に接続されている。
【００７０】
開閉弁８１は、配管経路Ａに接続された際に開き、接続が解除された際に閉じる弁機構を兼ね備えた水素補給の開閉弁である。安全弁８３は、検出用圧力センサ８２と外気口との間に接続され、公知技術である静電駆動方式のマイクロバルブや熱変形導電材料（例えば、形状記憶合金材料）のダイヤフラムによる構成であり、オン（弁が開く）やオフ（弁が閉じる）が可能なスイッチ機能を有している。
【００７１】
また、図５（ｂ）に於いて、水素吸蔵合金容器９０からは、図示されない配管経路Ａを介して第１及び第２の開閉弁９１及び９２、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４が配置されている。そして、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４と外気口との間には、第１及び第２の安全弁９５及び９６が配置されている。また、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４と燃料電池セル９９の間には、第１及び第２の圧力調整弁９７及び９８が配置されている。
【００７２】
次に、水素吸蔵合金容器への水素の補給と燃料電池セル駆動時の動作について説明する。
【００７３】
図５（ｂ）を参照すると、図示されていない水素補給時には、水素吸蔵合金容器９０は着脱式で接続することにより弁が開くような機構を有する水素補給口に、上述した水素補給ボンベが接続され、水素補給口を介して水素吸蔵合金容器９０内の水素吸蔵合金へ水素が補給、貯蔵される。補給された水素は水素吸蔵合金中に貯蔵される他、配管経路、更に開閉弁以降は遮断された状態で、第１及び第２の開閉弁９１及び９２から燃料電池セル９９までの配管経路に残量水素ガスが存在する。携帯用機器の電源スイッチがオンされると第１及び第２の開閉弁９１及び９２が開き、水素吸蔵合金に貯蔵されたが圧力調整弁まで供給されて残量水素ガスと混合され、水素吸蔵合金内の内圧と同じとなる。
【００７４】
次に、第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４の検出器からの出力信号を、図示されないメモリ（ＲＯＭ）に格納された温度特性のテーブル表（例えば、図６（ａ）の表）に換算して圧力調整弁を開く。水素燃料電池セル動作時は、燃料電池セル９９への水素ガス圧が０．１ＭＰａになると燃料電池セル９９が動作を開始する。消費された水素を補給すべく水素吸蔵合金に貯蔵された水素が、図５（ａ）に示される例（Ａ社）では開閉弁があり、この開閉弁８１から、検出用圧力センサ８２、圧力調整弁８４を順次経由して燃料電池セル８６に供給される。燃料電池セル８６側の水素圧力を一定に保持しながら燃料電池セル８６が継続的に動作して、図示されていない携帯用機器等に安定に電力を供給する。この場合、検出用圧力センサ８２と安全弁８１とは直接接続されている。尚、図６（ａ）の表には水素吸蔵合金種類、水素吸蔵量、安全弁と流路数、電気容量、管内圧力限界値、圧力センサ感度、製造年月等の管理する管理データが格納されている。更に、図６（ａ）の表に基づいて、圧力調整弁の放出流量の演算をする場合は、検出用圧力センサから出力される実測値と圧力調整弁から出力される実測値の差圧を求めることにより検出できる。
【００７５】
本実施形態では、高圧水素ガスによる圧力調整弁にかかる負荷を軽減するために、図６（ｂ）に示される例（Ｂ社）では複数（ここでは２個）の開閉弁９１、９２と検出用圧力センサ９３、９４、圧力調整弁９７、９８が並列に配置されている。第１及び第２の検出用圧力センサ９３及び９４が、それぞれの第１及び第２の安全弁９５及び９６と直接接続されている。そして、第１及び第２の安全弁９５及び９６は外気口に接続されている。第１及び第２開閉弁９４及び９２と第１及び第２の安全弁９５及び９６は公知技術である静電駆動方式のマイクロバルブや熱変形導電材料（例えば、形状記憶合金材料）から構成された、オン（弁が開く）やオフ（弁が閉じる）が可能なスイッチ機能を有したダイヤフラムの動作で、それぞれの弁が開く。尚、他の例（Ｃ社）として、第２の安全弁を使用しない場合には、ダミー用として形成されている。
【００７６】
ここで、Ｂ社の場合には、水素ガスが分圧される所定時間後、検出用圧力センサが所望値になると第１の開閉弁９１は閉じ、第２の開閉弁９２を開いた後、第２の検出用圧力センサ９４が監視を行う。第１及び第２の開閉弁９５及び９６は検出用圧力センサの監視の基にオン・オフ動作を繰り返す。検出用圧力センサが所望の水素ガス圧になると、圧力調整弁が制御を開始し、燃料電池セル内では０．１ＭＰａ圧になるように制御する。更に、圧力調整弁を保護するために複数の開閉弁を同時に使用することも可能である。
【００７７】
このようなオン・オフ動作を繰り返す構成に於いては、ＣＰＵやアナログスイッチ等のチップが第２のシリコン基板に埋め込まれていることが望ましい。
【００７８】
次に、図７を参照して、シリコン基板上の検出用圧力センサから圧力調整弁への印加電圧について説明する。
【００７９】
図７に示されるように、燃料吸蔵合金材料であるＡＢ５型のＬａＮｉ５やＡＢ２型合金を例として説明する。これらの合金材料の温度特性は、メーカや同じメーカで製造される種別により異なることになる。本実施形態では、この温度特性のテーブル表に基づき、圧電調整弁に印加する電圧を決定することにより、燃料吸蔵合金材料による誤差値（例えば、Ａ社、Ｂ社製造による水素吸蔵合金の温度特性が異なる場合、現使用温度３５℃の状態下に於いて、δ値）を補正することができる。（この場合、２０℃に於けるＡ社製では０．２５ＭＰa、Ｂ社製では０．４０ＭＰaとしている。また、限界値はＡ社製とＢ社製も１ＭＰaとしている。）
残量表示用圧力基準温度を２７℃とする。例えば、水素やメタノール等の燃料電池を電源とする一眼レフ型デジタルカメラ等の情報機器では、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子やＬＥＤ（発光ダイオード）等による表示照明装置は消費電力が多く、照明表示制御は使い難いものとなる。或いは、交換レンズとカメラ本体との通信による交換レンズ着脱検出等の撮影準備動作等を含め、実際に使用している場合（例えば、シャッタチャンスを待つとき）に於いて撮影しようとすると、使用者の意思に反する動作を引き起こすことになり、デジタルカメラ側に依存しきった姿勢制御による燃料電池の残量表示や機器動作可能時間表示等の自動的な管理は、使用者の意思と一致しないという問題がある。
【００８０】
以上のことから、残量表示をする際には、できるだけ、温度特性に影響を受けないことから、現在の環境使用時の温度を３５度とする。
【００８１】
ここで、水素吸蔵合金材料に要求される性質は反応が早く、吸蔵圧と放出平衡圧のヒステリシスがあり、材料等の違いによる発生する誤差を補正することを目的とする。温度センサが配置されている場所と、水素吸蔵合金容器筐体からの配管経路Ａの内圧温度との温度差及び圧力センサの内圧温度差がある。電子機器の使用状況に於いて、その都度、測定して残量表示をすることは困難である。初期値を２０℃とし、その平均である２７．５℃（例えば、予め決められたグループの範囲でＣＰＵからの指示は２７℃）の圧力センサ値からＰＣＴ線図により残量表示値を求めることができ、温度変化による過圧力の影響を受けることなく残量表示誤差を抑えることができる。
【００８２】
ここで、平均値やグループ化（温度測定範囲を予め２℃から３℃毎にプロットして測定点を決め、その上下範囲を測定点と見なす方法）することにより、工場出荷時に於いて、予め測定された温度毎の圧力線図を格納するメモリの記憶容量を少なくすることができる。或いは、図示されないが、水素吸蔵合金容器内の壁に発振器を用いた複数から成る一対の駆動電極板からダイヤフラムを接合するような圧力センサを内蔵した場合等も、温度センサが配置している位置と金属材料で覆われた水素吸蔵合金容器内では温度差がある。水素吸蔵合金容器内の一対から成る駆動電極板は離間して配置し、残存量が少なくなった場合には差動出力信号に切り替えることもできる。このように、環境下での違いがあることから、現在の使用環境温度３５℃と温度特性に用いられる常温２０℃の平均値の温度テーブル表を用いる。
【００８３】
水素吸蔵合金容器内に、一対から成る駆動電極板を用いて残量容量を測定する場合や、公知の歪ゲージによる残量水素量を測定する場合（特開平６−３３７８７号公報）等に於いて、出荷前に予めデータ特性表を求めるために製品と同じ容器を２次加工して、温度センサの出力が２０℃、２３℃、２７℃、３０℃、３２℃、３５℃、４０℃、４５℃毎に変化できるためにサーモモジュールを容器の外表面に取り付ける。水素吸蔵合金容器のバルブを開き、温度毎の水素流量計で放出水素量を求め、対応する一対の駆動電極板からの振幅電圧回路を経て残量水素量を求める。すなわち、図５（ａ）の燃料電池の構成に於いて、この放出水素量毎に於ける燃料電池の消費総時間の関係が求まる。
【００８４】
残量表示は、残量時間または（残量時間／消費総時間）の％表示とし、残量時間は消費総時間から圧力調整弁と安全弁の使用回数及び使用時間の累積を減算することで求まる。また、各温度に於けるＰＣＴ係数を決め、相関（重み付け）を決めておくことになる。ここで得られたデータ（図６（ａ）、（ｂ）の表）がＲＯＭに格納される。このようにすると、水素吸蔵合金容器に設けた残量検出センサを省略することもできる。
【００８５】
金属材料のステンレス材料から成る水素吸蔵合金容器筐体の外表面の凹面内にサーモモジュール（例えば、ペルチェ素子）配線基板を配置することで、ＣＰＵによる温度コントロールを２０℃（常温）になるように行うことができる。その結果、検出用圧力センサの出力信号を安定化することができる。したがって、常温（２０℃）に近傍のデータのみを格納することできる。したがって、メモリ（例えば、ＲＯＭ等）の記憶容量を大幅に減らすことができる。
【００８６】
次に、図８（ａ）及び（ｂ）を参照して、燃料電池システムと２次電池やＣＰＵが内蔵された電子機器の残量表示の組み合わせについて説明する。
【００８７】
水素吸蔵合金容器筐体は、水素吸蔵合金容器１００と、シリコン基板１０１上に配置された開閉１０２弁、検出用圧力センサ１０３、圧力調整弁１０４が形成されており、更に温度センサ１０５を有している。燃料電池セル１１０は、アノード電極１１１、カソード電極１１２及び高分子固体電解膜１１３から成っている。携帯用の電子機器（例えば、クレードル）１２０には、ＣＰＵ１２５と、上述した開閉弁１０２や検出用圧力センサ１０３及び圧力調整弁１０４を初期駆動する２次充電器（２次電池）１２１と、該２次電池１２１の残量を検出する電流検出器、撮像ユニットや電子カメラ等（デバイス負荷部）１２３と、切り替えスイッチ１２２と、温度特性のデータ（ベンダや機種毎の管内圧力限界値：図６（ａ）、（ｂ）の表）が格納されたメモリ（記憶手段）１２７と、燃料電池の残量表示を行う表示部１２８及びユーザ操作用入力キーから成る入力操作部１２６とが備えられている。
【００８８】
圧力調整弁１０４からの配管経路は、アノード電極１１１に接続されている。ＣＰＵ（制御回路）１２５は、シリコン基板１０１に埋め込まれた温度センサ１０５の出力信号をモニタする。また、燃料電池セル１１０の残量表示やデバイス負荷部１２３の電流値を監視する。ＣＰＵ１２５は、燃料電池セル１１０が電子機器１２０に接続されると、切り替えスイッチ（ＳＷ）１２２によりデバイス負荷部１２３の出力信号から残量検出ができる。しかしながら、ここでは無視することで、検出用圧力センサ１０３の出力信号及び温度センサ１０５からの出力信号を優先して、メモリ１２７に格納されたユーザが指定したＢ社の水素吸蔵合金容器で、ＡＢ５型の水素吸蔵合金容器の種別及び温度特性から、データ（図６の（ａ）、（ｂ）の表）の残量演算値を利用して、表示部（ディスプレイ）１２８に表示する。これにより、ユーザが確認することができる。
【００８９】
例えば、図９（ａ）に示される例では、表示部１２８には水素吸蔵合金１３１とメタノール１３２が表示されているが、ユーザが操作入力部１２６を操作することによって、例えば図９（ｂ）に示されるように、ＡＢ５型水素合金１３３とＡＢ２型水素合金１３４を選択して表示させることができる。
【００９０】
或いは、図９の一覧表示として、図９（ｃ）や（ｄ）に示されるように表示することもできるが、ユーザにとって、このような一覧表示から装着した燃料電池を選択することは使いにくいということも考えられる。したがって、デバイス負荷部１２３を製造する時には、メモリ１２７にデバイス負荷部１２３が使用できる水素吸蔵合金の種類の許可データを格納することが望ましい。
【００９１】
デバイス負荷部１２３の動作開始信号が入力されたときの起動時は、ＣＰＵ１２５が２次電池１２１を動作させる。つまり、図８（ｂ）に示されるように、燃料電池セル１１０から２次電池１２１へは、切り替えスイッチ１２２によって充電時に接続されるようになっている。携帯用機器であるクレードルの場合には、デバイス負荷部（例えば、電子カメラ等）１２３が搭載され、燃料電池セル１１０が動作をすると、ＣＰＵ１２５は切り替えスイッチ１２２を動作させ、２次電池１２１は休止する。そして、圧力調整弁１０４の制御や燃料電池セル１１０は動作状態となり、デバイス負荷部１２３が動作を行う。このようなとき、ＣＰＵ１２５は、燃料電池セル１１０のみの使用や、燃料電池セル１１０と２次電池１２１の併用使用により、コンセントのない屋外等でも利用することができるというメリットがある。
【００９２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００９３】
上述した図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように燃料電池セルユニットを構成すると、第１の金属板６４と第２の金属板６６の形状については、内部圧力より該第１の金属板６４と第２の金属板６６の変形により、アノード側電極板６２またはカソード側電極板６３との接触不良が生じる虞れがある。この場合、第１の金属板６４または第２の金属板６６とアノード側電極板６２またはカソード側電極板６３との接触面積は、第２の金属板６６の通気口の占有面積に大きく依存される。一般的には、第２の金属板６６は第１の金属板６４に比べて１／３〜１／２程度となる。
【００９４】
このため、第２の実施形態では以下のように燃料電池セルユニットを構成している。
【００９５】
図１０は、本発明の第２の実施形態に於ける燃料電池セルユニットの構造を示すもので、（ａ）は第２の金属板側を示す斜視図、（ｂ）は第１の金属板側を示す斜視図である。
【００９６】
上述した高分子固体電解膜、電導性多孔質材から成るアノード側電極板とカソード側電極板とが積層され一体化されている。また、第１の金属板と第２の金属板によって狭持される燃料電池セルユニットを組み立てた場合には、第１の金属板と第２の金属板５の平坦性が要求される。
【００９７】
例えば、厚さ０.１ｍｍで第２の金属板（ステンレス材）１５１には、図示されるような形状にエッチング加工で通気口１５３が形成され、通気口１５３が設けられていない上層カバー１５０の上に重ねて結合される。このように形成することで、第２の金属板の深さ０・１ｍｍの通気口の平坦性を確保することができ、ばらつきがなく正確に構成することができる。
【００９８】
上層カバー１５０の中央部には、矩形形状した開口部１５３が形成されている。この開口部１５３は、第２の金属板１５１の通気口１５３に空気を送り込むための開口である。この開口部１５２と連結して、段差部１５５が形成されている。この段差部１５５と手前の側面部１５９との交わる直線部は、半径１ｍｍ程度のなめらかな球形状をしている。同様に、段差部１５５の両側の側面部１５６と上面との交わる直線部も、半径０．５ｍｍ程度のなめらかな球形状をしている。
【００９９】
このように、中央手前の部分に段差部１５５を形成することにより、段差部１５５の両側に第１の突起部１６１と第２の突起部１６２が設けられている。第２の突起部１６２の高さは、第１の突起部１６１に比べ、０．５ｍｍ程度高く、段差になっている。これらは、図示されない携帯用機器の電池収納室に燃料電池システムを挿入する際に於けるガイド面となり、電池蓋から吸引された空気は、段差部１５５、開口部１５２から第２の金属板１５１の通気口１５３へと供給される。
【０１００】
尚、開口部１５２の表面は、１００個程度の円形、三角形、矩形等の小孔が分散した形状の開口部１５２の表面に置き換え、多数の小孔から空気を吸引させる変形とすることも容易である。
【０１０１】
通気口１５３を有するステンレス材料から成る平坦な第２の金属板１５１と合成樹脂製の上層カバー１５０は、リベット１６３で結合される。リベット１６３等の機械的な結合ではなく、接着剤による接合でもよい。
【０１０２】
上層カバー１５０の裏面部１５７には、長手方向に一対の磁性材（例えば、ステンレス３０４材）１５８が接着剤で結合されている。また、磁性材１５８の近傍には、位置決め穴１５６ｂと対を為す位置決め穴１５６ａが設けられている。
【０１０３】
一方、高分子固体電解膜、アノード側電極板、カソード側電極板、第１の金属板と、第２の金属板との大きさを同一な面積とし、第１の金属板に水素流路を形成した場合には、水素流路の深さを均一にすることも問題とされる。
【０１０４】
これらの問題を解決するために、配管経路Ｂと嵌合するステンレス材料の第１の金属板にＮｉ材をホットプレスやリベット等の機械的な結合で積層した後に重合する。そして、結合する以前に、このＮｉ材に水素流路をエッチング加工により形成しておくことになる。
【０１０５】
例えば、厚さ０．１ｍｍでＮｉ板１４２には、図１０（ｂ）に示されるような形状にエッチング加工で通気口を形成し、配管経路Ｂ１４４の穴のみを有する第１の金属板１４１の上に重ねて結合する。このように形成することで、Ｎｉ板１４２の深さ０．１ｍｍの水素流路１４３の平坦性を確保することができ、ばらつきなく正確に構成することができる。
【０１０６】
また、ステンレス材１４０から成る第１の金属板１４１には、長手方向の一対の永久磁石材料等のフィルム磁石層１４６ａ、１４６ｂを接着材で固着しておく。フィルム磁石層１４６ａ、１４６ｂの近傍には、一対の金属製の位置決めピン１４７ｑ、１４７ｂが立設されている。尚、フィルム磁石層１４６ａ、１４６ｂは、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類磁石（例えば、ＳｍＣ０等）の永久磁石を使用すると磁力が強く、磁石の肉厚を薄くすることができるが、高価である。したがって、ここでは、フェライトボンド磁石やプラスチックボンド磁石、或いはやゴムボンド磁石とする。
【０１０７】
ボンド磁石は安価であり、ボンド磁石が外面に露出しないので、磁石の破損もなく使用が可能である。ポンド磁石をエポキシ樹脂で第１の金属板１４１に接着できる。また、錆止めまたは絶縁用にボンド磁石の表面にコーティングを施すことが好ましい。更に、Ｎ極やＳ極の方向性を選択することがなく、ボンド磁石を組み立てる際に作業ミスが発生する虞れがない。
【０１０８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施が可能であるのは勿論である。例えば、ガラス基板と半導体基板であるシリコン基板を接合した構成であるが、ガラス基板を半導体基板に置き換え、半導体基板の双方を接合することもできる。
【０１０９】
更に、上述した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１Ａ】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る燃料電池システムの構成を示す断面図、（ｂ）は（ａ）の端子用基板３０ａ及び３０ｂの配置例を示した構成図である。
【図１Ｂ】（ａ）は図１Ａ（ａ）に示される第２のガラス基板１２及び断熱部材１９に代えてステンレス金属（ステンレス鋼）の金属板１２ａを用いた燃料電池システムの構成例を示す断面図、（ｂ）は図１Ｂ（ａ）の端子用基板３０ａ及び３０ｂの配置例を示した構成図である。
【図２】図１Ａ（ａ）に示された燃料電池システム１０の圧力調整機構の部分の詳細な構成を示す断面図である。
【図３】燃料電池セルユニット２０と水素吸蔵合金容器筐体１８を接合して組み込んだ例を示した外観斜視図である。
【図４】燃料電池セルユニットの構造を示す断面図であり、図４（ａ）は一方の端部近傍の断面図、図４（ｂ）は他方の端部近傍の断面図である。
【図５】第１の実施形態に於ける２種類の燃料電池システムのブロック構成図である。
【図６】ＲＯＭに格納されるデータ項目を表した表である。
【図７】シリコン基板上の検出用圧力センサから圧力調整弁への印加電圧について説明するための図である。
【図８】燃料電池システムと２次電池やＣＰＵが内蔵された電子機器の残量表示の組み合わせについて説明するブロック構成図である。
【図９】ユーザの指定による選択される燃料電池の画面の表示例を示した図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に於ける燃料電池セルユニットの構造を示すもので、（ａ）は第２の金属板側を示す斜視図、（ｂ）は第１の金属板側を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０…燃料電池システム、１１…第１のガラス基板、１２…第２のガラス基板、１３…第１のシリコン基板、１４…第２のシリコン基板、１５…温度センサ、１６…ヘッドアンプチップ（ＨＡチップ）、１７…水素吸蔵合金容器、１８…水素吸蔵合金容器筐体、１９…断熱部材、２０…燃料電池セルユニット、２１…配管経路Ａ、２２…配管経路Ｂ、２４…水素補給口、２５…空気吸引口、２６…フィン、２８…ボンディングワイヤ、２９、３３…ピン端子、３０ａ、３０ｂ…端子用基板、４３…ダイヤフラム、４４…空洞部、４７…中継端子基板、５１…通気口、５２ａ〜５２ｃ…突起部、５４…冷却用フィン、５５…空気流入口、５７…空気吸入口、５８…水素排出口、５９…水素補給口。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、を具備した燃料電池システムに於いて、
上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に複数の突起部を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
上記水素吸蔵合金容器筐体の上面に突起した配管経路を設けたガラス基板を露出し、上記配管経路と上記燃料電池セルユニットの水素注入口を結合したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
上記燃料電池セルユニット内に配置された第１の金属板と第２の金属板の間に電極板を有し、
上記電極板の接触圧力は、上記第１の金属板に配置された永久磁石と上記第２の金属板に配置された磁性材との吸引力から成ることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
上記燃料電池セルユニット内に配置された上記第１の金属板には上記第２の金属板との位置合わせをするための複数の位置決めピンが立設されていることを特徴する請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
上記第２の金属板内に曲げ作用を有する弾性変形部分を形成したことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
上記水素吸蔵合金の筐体の外表面に、フィンと、該フィンの凹部に通気口を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料電池システムと、
更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池システムとの間に配置された切り替えスッチを具備することを特徴とする端末用機器。
【請求項８】
上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する請求項７に記載の端末用機器。
【請求項９】
水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に形成された複数の突起部と、を有する燃料電池ユニットと、
２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池ユニットとの間に配置された切り替えスッチと、を有する端末用機器と、
を具備することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する請求項９に記載の燃料電池システム。
【請求項１】
水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、を具備した燃料電池システムに於いて、
上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に複数の突起部を有することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項２】
上記水素吸蔵合金容器筐体の上面に突起した配管経路を設けたガラス基板を露出し、上記配管経路と上記燃料電池セルユニットの水素注入口を結合したことを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項３】
上記燃料電池セルユニット内に配置された第１の金属板と第２の金属板の間に電極板を有し、
上記電極板の接触圧力は、上記第１の金属板に配置された永久磁石と上記第２の金属板に配置された磁性材との吸引力から成ることを特徴とする請求項１に記載の燃料電池システム。
【請求項４】
上記燃料電池セルユニット内に配置された上記第１の金属板には上記第２の金属板との位置合わせをするための複数の位置決めピンが立設されていることを特徴する請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項５】
上記第２の金属板内に曲げ作用を有する弾性変形部分を形成したことを特徴とする請求項３に記載の燃料電池システム。
【請求項６】
上記水素吸蔵合金の筐体の外表面に、フィンと、該フィンの凹部に通気口を形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の燃料電池システム。
【請求項７】
請求項１に記載の燃料電池システムと、
更に、２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池システムとの間に配置された切り替えスッチを具備することを特徴とする端末用機器。
【請求項８】
上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する請求項７に記載の端末用機器。
【請求項９】
水素を燃料として電力を発電する燃料電池セルユニットと、該燃料電池セルユニットに水素を供給する水素吸蔵合金容器筐体と、該水素吸蔵合金容器筐体内に配置された第１の接続口と、上記燃料電池セルに配置された第２の接続口との間に配設されたシリコン基板に形成された検出用圧力センサと、圧力調節弁と、上記水素吸蔵合金容器筐体と上記燃料電池セルユニットとを結合し、該燃料電池セルユニットの上面に形成された複数の突起部と、を有する燃料電池ユニットと、
２次電池と、デバイス負荷部と、複数の温度特性に於ける圧カ−組成等温線（ＰＣＴ）係数を有する記憶手段と、上記デバイス負荷部及び２次電池と上記燃料電池ユニットとの間に配置された切り替えスッチと、を有する端末用機器と、
を具備することを特徴とする燃料電池システム。
【請求項１０】
上記端末用機器は、上記デバイス負荷部を載置したクレードル装置であることを特徴する請求項９に記載の燃料電池システム。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−４７５０４（Ｐ２００８−４７５０４Ａ）
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３３１１２５（Ｐ２００６−３３１１２５）
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２８日（２００８．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１２月７日（２００６．１２．７）
【出願人】（５０４３７１９７４）オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Ｆターム（参考）】
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