(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間の手で振る振り方によりその速度を早くしたり、遅くしたりして周回軌道上を周回可能な起電力誘導コイルを有し、回転中心から偏心した重心を有する周回錘部と、
前記周回軌道上の全周にわたって配置される磁石によって空間的不均一磁場を形成する磁場形成部と、
からなり、前記振り方に応じて、前記周回錘部の速度がゼロにならない限り周回錘部の起電力誘導コイルに発生する起電力によって発電し続けることが可能であるとともに、発電量の多少を制御可能である第一発電機を有し、
前記磁場形成部は、前記周回錘部の周回方向と同一方向の回転を防止するためのラッチ機構を内蔵し、前記円周軌道上を前記周回錘部の周回方向と逆方向に回動する磁場を形成するための第一周回手段を有する携帯電話。
【請求項２】
人間の手で振る振り方によりその速度を早くしたり、遅くしたりして周回軌道上を周回可能な起電力誘導コイルを有し、回転中心から偏心した重心を有する周回錘部と、
前記周回軌道上の全周にわたって配置される磁石によって空間的不均一磁場を形成する磁場形成部と、
からなり、前記振り方に応じて、前記周回錘部の速度がゼロにならない限り周回錘部の起電力誘導コイルに発生する起電力によって発電し続けることが可能であるとともに、発電量の多少を制御可能である第一発電機を有し、
前記周回錘部は、人間の手で振る力により回転させて発電をしながら巻き上げるぜんまいを有し、人間の手で振る力がとまった後には、巻き上げられた前記ぜんまいの開放力により周回錘部を回転させて発電をするぜんまいシステム手段を有する携帯電話。
【請求項３】
前記周回錘部は、人間の手で振る力により回転させて発電をしながら巻き上げるぜんまいを有し、人間の手で振る力がとまった後には、巻き上げられた前記ぜんまいの開放力により周回錘部を回転させて発電をするぜんまいシステム手段を有する請求項１に記載の携帯電話。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発電機を有する携帯電話に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来は、携帯電話のバッテリー容量を向上させることによって、携帯電話の通話時間を延長するという技術が開発されてきた。しかし、この技術開発にも限界があり、携帯電話のバッテリー切れの問題は解決されない。特に、緊急時においてバッテリーが不足しても連絡が途絶えないように携帯電話が発電機を内蔵しておれば、携帯電話の緊急時の連絡用手段としての利用が可能である。一方、こうしたバッテリー不足を解消するために、発電機を内蔵もしくは外部に設置する発明は先行技術としてあるが、発電機の回転子を回すために紐を引っ張る、手でハンドルを回すなど手軽さにおいて携帯電話にふさわしい簡便な方法ではない。
【０００３】
このために、携帯電話を振ることによって発電させるという方法が考えられている。携帯電話に振動子とばねを内蔵し、携帯電話を携行する際に常に生じる振動による力学的エネルギーを内蔵する発電機によって電気エネルギーに変換するというものである。
【特許文献１】特開２００１−４５１２６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、このような振動子を有する発電機は決して発電効率が良いとは言えない。単振動メカニズムにおいては、振動の最大変位においては、振動子の速度はゼロになること、また振動の速度は、振動子とばねからなる系の固有振動によって決定されて、最大速度に限界があることである。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、携帯電話を振るという簡単な動作で発電でき、かつ、振動子を有する携帯電話よりも遥かに効率よく発電できる発電機を有する携帯電話を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、携帯電話を振るという簡単な動作で最大の発電能力を有する発電機付携帯電話にかかるものである。すなわち、円周軌道上を周回可能な起電力誘導コイルを有する周回錘部と、前記円周軌道上に空間的不均一磁場を形成する磁場形成部と、からなる発電機を有する携帯電話であり、さらに、前記磁場形成部は、前記円周軌道上を回動する磁場を形成するための周回手段を有することにより、最大の発電能力を得る発電機を有する携帯電話に関するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の請求項１、２、３記載の発電機を有する携帯電話によれば、以下のような優れた効果を奏し得る。
【０００８】
（１）携帯電話をカバンに入れ持ち歩いても、身に付けていても携帯電話が動いている間は常時発電しているので、携帯電話のバッテリー残量が現象しにくい。
【０００９】
（２）通話時間が連続して続き、携帯電話本体のバッテリー残量が足らなくなった場合は、その場で数回から数十回、携帯電話を振ることにより発電し、通話を続けることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、本発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。
【００１１】
実施形態１は主に請求項１、２、３に関する。
【００１２】
実施形態２は実施形態１と異なる発明の実施態様を示す。すなわち、円周軌道上を周回可能な磁石からなる磁石錘部と、前記磁石錘部の周回により誘導起電力を取得する前記円周軌道にそって配置される起電力誘導コイル部と、からなる第二発電機を有する携帯電話について説明する。さらに、この携帯電話を基本として、前記起電力誘導コイル部は、前記円周軌道上を逆方向に回動するための第二周回手段を有する前述の携帯電話について説明する。さらに、これらの携帯電話を基本として、前記磁石錘部は、磁石錘部の回転によってぜんまいが巻き上げられるぜんまいシステム手段を有する携帯電話について説明する。また、これらの携帯電話を基本として、前記第二発電機は、着信用バイブレータと共用されている携帯電話について説明する。
【００１３】
≪実施形態１≫
【００１４】
実施形態１は、第一発電機を有する携帯電話に関するものである。
【００１５】
<概念>
図１は、本実施形態1の概念を説明するための図である。
【００１６】
携帯電話のバッテリーの補助電源として、ひとつの方法として別筐体の発電機あるいは電池を携帯電話につなぎこんで電源補給する方法（２）があげられる。また、別の方法として携帯電話の表面に太陽電池を貼り付けたり（１）、あるいは、携帯電話に発電機そのものを内蔵させる方法も考えられる。本実施形態は、これらの発電方法の中で、発電機を内蔵させる方法に属するものであり、さらに、この内蔵させた発電機の発電効率を向上させるものである。また、歯車でぜんまいを巻き上げるタイプ（４）のものも提案されている。また、振動子を内蔵させるタイプ（３）のものがあり、携帯電話を繰り返し振る動作を行うことによって、発電し電力を得る。
【００１７】
本実施形態の発電機は、さらに、こうした発電機の効率を上げたものであり、磁場を形成する中空の円環状に形成された磁石が一定間隔にて規則的に配置され、その中を起電力誘導コイルを有する周回錘を、高速に磁場中を非接触にて動かすことによって、発電効率を上げるものである。この周回錘を回転させるのは、単に携帯電話を振るだけでよく、適切な振り方によって、周回錘の回転速度を制御しまた回転速度も自由に変えられる。携帯電話を早く振ることによって、周回錘の回転速度は高速になり、回転速度が高速化することによって発電量は増加する。固有周期はないために、摩擦などの減衰力に依存するが、回転速度を高速に維持することができるために、振動子を用いた発電機よりも遥かに大きな発電量を得られる。また、速度は回転中も変わることなく、振動子の場合においてのように速度がゼロになることはないために、発電しつづけることができる。その結果として、磁石を小型化できるという効果も得られる。
【００１８】
さらに、磁場を形成する磁石が起電力誘導コイルである錘と逆回転する機構を内蔵させることによって、両者の相対速度を上げることが可能になり、さらに高い発電力を得ることができる。
【００１９】
ただし、このような発電機の場合に、周回錘の回転速度は携帯電話を振る動作の速さに依存するため、発電力が不安定になることが考えられる。そのため、ぜんまいシステムを導入し、錘の回転によって発生する力学的なエネルギーを一度ぜんまいシステムに蓄積し、ぜんまいシステムが開放する安定な一定の回転力を発電機に作用させ、安定した発電を実現するという方法が考えられる。もちろん、このぜんまいシステムは、補助的な方法として考えることもできる。
【００２０】
この周回錘を回転させる力は、周回錘が回転軸に対して重心が偏心していることにより発生するモーメントに起因するものである。そのため、本実施形態における周回錘はその重心が偏心しているが、逆に上記発電システムをモーターとして考えるならば、これに通電することによって、この周回錘を回転させることができる。電話着信時のバイブレーターと共用にすることによって、バイブレーター用のモーターと発電機を共用することが可能になる。
【００２１】
<実施形態１の構成>
図２、図３、図４、図５、図６は、周回錘部と、磁場形成部と、を有する携帯電話の概念図である。
【００２２】
<全体構成>
【００２３】
実施形態１は、周回錘部０２０１と、磁場形成部０２０２と、からなる第一発電機０２０３を有する携帯電話であって、前記磁場形成部０２０２は、第一周回手段０５０１を有し、前記周回錘部０２０１は、ゼンマイシステム手段０６０３をさらに有し、前記第一発電機０２０３は、着信用バイブレータと共用されている携帯電話。
【００２４】
<実施形態１の構成の説明>
【００２５】
実施携帯１の「携帯電話」は、周回錘部と、磁場形成部を有する。動力発電機を有する。
【００２６】
「周回錘部」は、起電力誘導コイルを有し、前記「起電力誘導コイル」は、円周軌道上を周回可能である。
【００２７】
「磁場形成部」は、空間的不均一磁場を形成し、「不均一磁場」は、前記円周軌道上に形成される。例えば、磁石を一定の間隔を置いて円形状に配置０４０２される。さらに、この磁石は、効率の良い発電が可能なように、断面は円形状断面をしている。ただし、起電力誘導コイルを有する周回錘部０３０２がその回転中心軸と接合される円盤もしくはスポークによって、つながっているために、この磁石０３０１は断面の一部に切り欠きが入った形状となる。この不均一磁場の中を、起電力誘導コイルが通過することによって、コイル中に電流が発生する。この電流は、携帯電話のバッテリーに蓄積されるか、あるいは、直接電気エネルギーに変換されずに、一度ぜんまいシステム手段０６０３に力学的エネルギーとして蓄積される。また、この周回錘部の回転がうまくいかない場合には、機動力となる初期回転を与える装置を内蔵することが望ましい。
【００２８】
前記磁場形成部の「第一周回手段」０５０１とは、前記円周軌道上を逆方向に回動する磁場を形成する機能を有する。たとえば、磁場を形成する磁石からなる磁場形成部そのものを周回錘の周回する円周軌道と同心円状に逆方向に回転させるというものである。この方法には、例えば、磁場自身の重心を偏心させて、携帯電話が振られる際に、中心軸に対して生じるモーメントを利用させて回転する方法がある。しかし、この回転が前記周回錘と同方向の回転であると、その発電能力はむしろ減少してしまうために、逆回転させることが必要である。この逆回転を行うために、歯車を介して、周回錘部と磁場形成部が第一周回手段により逆回転する機構を有する必要がある。なお、この場合には、磁場形成部の重心を偏心させる必要はなく、周回錘部の運動によって生じる回転によって、歯車が回転し、この歯車を介して、磁場形成部が逆回転を始めるために、偏心させる部分は、周回錘部だけでよい。
【００２９】
前記周回錘部の「ぜんまいシステム手段」０６０３は、周回錘部０６０１の回転によってぜんまいが巻き上げられる。ぜんまいは、周回錘部の回転によってまきあげられるが、そのぜんまいシステムが巻き戻される力もまた利用して発電を行うというものである。ただし、その向きが逆になるために、周回錘部の回転を始める際には、回転方向を同一にするための機械的機構、あるいは、逆向きに回転した場合に、プラスマイナスを逆転させる電気的機構が必要である。しかし、このような機械的機構もしくは電気的機構はかならずしも必要ではない。また、このぜんまいシステム手段は、その力を解放するときに一定の力を解放するために、周回錘部の回転が一定し、良質の電気を発電するという効果も奏する。
【００３０】
前記第一発電機が、着信用バイブレータと共用されているとは、重心が偏心した周回錘部の特徴を活かして、電話着信時のバイブレータとしても用いるというものである。第一発電機は、通電すればモーターとして利用することが可能であり、偏心しているために、この周回錘部の回転による偏心モーメントによってバイブレータとしての振動を生じせしめる。これによって、バイブレータ用のモータが不要になる、あるいは、両者を共用することにより、携帯電話内に新たなスペースを設ける必要がないという効果が得られる。
【００３１】
<効果>
【００３２】
実施形態１の携帯電話は、携帯電話を振るという簡単な操作で大きな電力を得ることができるという、効果を奏する。
【００３３】
≪実施形態２≫
【００３４】
実施形態２は、磁石錘部と、起電力誘導コイル部と、からなる第二発電機を有する携帯電話に関するものである。
【００３５】
<概念>
図３は、実施形態２の概念を説明する図である。
【００３６】
本実施形態の携帯電話は、磁石とコイル部の関係が逆になっている。コイルが周囲にあり、コイルの内部を運動する。また、機構的な差異は、コイルの断面に切り欠きを作ることができないために、磁石錘部である磁石は、コイル断面内にあるということである。
【００３７】
<実施形態２の構成>
図７、図８、図９、図１０は、実施形態２の概念を表す図である。
【００３８】
<全体構成>
【００３９】
実施形態２は、磁石錘部０７０１と、起電力誘導コイル部０７０２と、からなる第二発電機０７０３を有する携帯電話であって、前記起電力誘導コイル部は、第二周回手段０９０１を有し、前記磁石錘部は、ぜんまいシステム手段１００３を有し、さらに前記第二発電機は、着信用バイブレータと共用されている携帯電話に関するものである。
【００４０】
<実施形態２の構成の説明>
【００４１】
「磁石錘部」０８０１は、円周軌道上を周回可能な磁石からなる。コイル内をすべりながら回転するために、摩擦力を減じるために、摩擦力の小さな表面コーティングがなされている必要がある。たとえば、テフロン（登録商標）のような摩擦力の小さな材料で覆われている、あるいはコーティングされていることが望ましい。また、形状は、例えば、回転を考慮して、さらに、頭部と尾部では断面のサイズが異なるものが望ましい。一例として、頭部の断面が大きく、尾部は断面が小さいほうが好ましい。また、断面形状は円形、角型、その他自由な形状が考えられるが、起電力誘導コイル部の内部断面と同じ形状が望ましい。また、起電力誘導コイル部の内面と、磁石錘部の外面でのクリアランスが必要である。このクリアランスは、例えば、円形断面であれば断面直径の２％から３％程度あればよい。
【００４２】
「起電力誘導コイル部」０８０２は、前記磁石錘部の周回により誘導起電力を取得する前記円周軌道にそって配置される。この起電力誘導コイル部の内面は、前記磁石錘部との摩擦力を低減するために、摩擦力の小さな材料でコーティングされていることが望ましい。また、起電力誘導コイル部は、磁石錘部の高速な回転に対して耐荷力を持たせるために、合成樹脂などでつくられたパイプの周りに、コイルを巻くという形状が望ましい。たとえば、その合成樹脂はテフロン（登録商標）であることが考えられ、摩擦を減じることができる。
【００４３】
前記起電力誘導コイル部の「第二周回手段」０９０１は、前記円周軌道上を逆方向に回動するためのものである。コイル自身が磁石錘部と同心円状に逆方向に回転する。コイル部の重心が中心軸に対して偏心される。例えば、コイル部の一部に重量物が設置されあるいは、比重の違う材料が用いられることによって、コイル部の重心が中心軸に対して偏心される。これにより、携帯電話を振る力によって、コイルにモーメントが生じ、回転を始める。また、磁石錘部からの摩擦によって、同じ向きの回転にならないように、一方向にしか回転しないような機構を設ける。この機構は、例えば、固定したつめであってよく、コイルから突出したつめにひっかかり動きを止めるものである。また、この例においては、このつめは、コイル部の回転と関連づれられており、指定した方向に回転する場合には、このつめが収納されコイル部のつめがひっかからないようにすることが望ましい。
【００４４】
前記磁石錘部の「ぜんまいシステム手段」１００３は、磁石錘部の回転によってぜんまいが巻き上げられる。コイル部内に収納されている磁石錘部は、ぜんまいシステムを直接回転させることはできないために、磁石錘部の磁力によって巻き上げられるばねである。ばねの先端に磁石がついており、発電時に回転する磁石錘部の磁石とコイルを介して互いに引き合い、ばねを巻き上げる。このような磁石にすることによって、ばねが巻き上げられ過ぎることがないという効果がある。すなわち、ばねが巻き上げられ、復元力が大きくなってくると、その力に耐え切れなくなった磁石錘部の磁石と、ばね先端の磁石が引き合うことができなくなり、両者がはなれ、それ以上ばねが巻き上げられることがないという効果である。
【００４５】
前記第二発電機は、着信用バイブレータと共用されているとは、磁石錘部が電話の着信時に起電力誘導コイル内を回転することである。電話の着信時に、起電力誘導コイルに電流が流れることによって、磁石錘部が起電力誘導コイル内を回転を始める。この回転は、起電力誘導コイルの中心軸に対して偏心しているために、モーメントが発せする。この発生したモーメントが携帯電話を振動させてバイブレータとして同じ効果を奏する。
【００４６】
<効果>
【００４７】
バネと振動子との組み合わせの発電機の場合には、振動子の速度が振動子が一番端部に来た場合、つまり、バネの伸びもしくは縮み量が最大になったときには、振動子の速度はゼロになるが、本実施形態のような磁石錘部が回転する場合においては、その磁石錘部の速度はゼロにならないために、その発電力は大きく、発電効率はとてもよい、という効果を奏する。
【００４８】
また、バネの場合では固有周期が振動子の質量との関係で決まるために、ある一定の振り方でないと振動子はちぐはぐな動きとなってしまい効率よい発電はできないが、本実施形態である回転部を有する動体部は速度は自由に調節できること、すなわち遅ければ遅いなりに、速ければ速いなりにリズムを自由に調整して取ることができる。言い換えれば、外力の固有周期に応じて回転周期が決まるために、リズムを取りやすいという効果があげられる。
【００４９】
尚、本発明の動力発電機付携帯電話は、上記した実施の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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】さまざまな発電機を有する携帯電話の概念図
【図２】実施形態１の第一発電機の概念図
【図３】実施形態１の周回錘部と磁場形成部の磁石の関係を表す概念図
【図４】実施形態１の分散配置された磁場形成部の磁石と、円盤上に一体化された周回錘部の概念図
【図５】実施形態１の磁場形成部が回転するために円盤形状にした第一周回手段の概念図
【図６】実施形態１のぜんまいシステム手段の概念図
【図７】実施形態２の第二発電機の概念図
【図８】実施形態２の磁石錘部と起電力誘導コイル部との関係を表す概念図
【図９】実施形態２の第二周回手段として円盤形状にした起電力誘導コイル部の概念図
【図１０】実施形態２のぜんまいシステム手段の概念図
【符号の説明】
【００５１】
０２０１  携帯電話に内蔵された場合の周回錘部
０２０２  携帯電話に内蔵された場合の磁場形成部
０２０３  携帯電話に内蔵された第一発電機
０３０１  第一発電機の平面図
０３０２  第一発電機の部分断面図
０４０１  円板状の周回錘部とその直径方向断面
０４０２  磁場形成部において一定間隔で配置された磁石と磁石の断面
０５０１  逆方向に回動する磁場を形成するための第一周回手段を有する携帯電話
０６０１  周回錘部
０６０２  磁場形成部
０６０３  周回錘部と磁場形成部にとりつけられたぜんまいシステム
０７０１  携帯電話に内蔵された場合の磁石錘部
０７０２  携帯電話に内蔵された場合の起電力誘導コイル部
０７０３  携帯電話におさめられた第二発電機
０８０１  磁石錘部と起電力誘導コイルの平面図と部分断面図
０８０２  起電力誘導コイル部
０９０１  第二周回手段を有する携帯電話
１００１  磁力錘部
１００２  起電力誘導コイル部
１００３  ぜんまいシステム
【図１】
0003644684.tif 000002
【図２】
0003644684.tif 000003
【図３】
0003644684.tif 000004
【図４】
0003644684.tif 000005
【図５】
0003644684.tif 000006
【図６】
0003644684.tif 000007
【図７】
0003644684.tif 000008
【図８】
0003644684.tif 000009
【図９】
0003644684.tif 000010
【図１０】
0003644684.tif 000011