(57)【要約】  【課題】  その充電状態を適正に制御してその電源電圧や通信操作を安定に維持することができるとともに、構造をコンパクト化することができ発電効率性に優れた携帯電話器を提供する。  【解決手段】  携帯電話器本体内に設けられた回動軸にその一端が軸支されて双方向に自由回動される永久磁石を備えた遊動錘と、永久磁石の磁極に対向して配置された誘導コイルと、誘導コイルに誘起される電力を整流して蓄電する蓄電部と、蓄電部により充電される電話駆動電源と、蓄電部及び電話駆動電源間を接続してオンオフするスイッチ回路部と、を具備するように携帯電話器を構成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯電話器本体内に設けられた回動軸にその一端が軸支されて双方向に自由回動される永久磁石を備えた遊動錘と、
前記永久磁石の磁極に対向して配置された誘導コイルと、
前記誘導コイルに誘起される電力を整流して蓄電する蓄電部と、
前記蓄電部により充電される電話駆動電源と、
前記蓄電部及び前記電話駆動電源間を接続してオンオフするスイッチ回路部と、
を具備することを特徴とする携帯電話器。
【請求項２】
前記電話駆動電源には電源電圧を検知する電圧センサが設けられ、前記電源電圧が規定値に低下したときに前記スイッチ回路部を介して前記蓄電部の電力を前記電話駆動電源に供給する充電モードに切り換えることを特徴とする請求項１記載の携帯電話器。
【請求項３】
前記充電モードへの切換に連動して受話機能のみを残して他の機能を停止する省エネモードに移行させることを特徴とする請求項２記載の携帯電話器。
【請求項４】
前記携帯電話器本体の表示部には前記電話駆動電源及び／又は前記蓄電部をフル充電するのに必要な携帯歩数の指標が表示されることを特徴とする請求項１〜３の内いずれか１項に記載の携帯電話器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電話機本体を持ち運ぶことによって生じる揺動や振動などの運動エネルギーによって発電してその駆動電源を充電できるようにした携帯電話器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池容量を向上させることによって携帯電話器の長時間通話が図られているがバッテリー切れの問題は解決されない。特に、緊急時などにおいては、バッテリー切れは深刻で切実な問題である。このような予期せぬ事態などに備えて携帯電話を振って動かすことによって発電させる技術が開発されており、例えば以下のようなものが開示されている。
特許文献１には、携帯電話本体に往復振動する振動子とばねを内蔵させ、携帯電話を携行する際に常に生じ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ようにした携帯電話器が記載されている。
特許文献２には、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、からなる発電機付き携帯電話が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−４５１２６号公報
【特許文献２】特開２００５−８６９０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前記特許文献に記載の従来の技術のものは以下のような課題があった。
従来の発電機を備えた携帯電話器は、携帯電話の駆動電源が常時充電状態となるために、逆に放電、干渉してその電源電圧や通信通話操作が不安定になったり、携帯電話の持ち運びにより補給される運動エネルギーを駆動電源に効果的に供給できなかったりするなどの課題があった。
特に特許文献１に記載の振動子を有する携帯電話器では、振動子の最大変位において振動子の速度はゼロになること、振動子及びばね系の固有振動によって振動子の最大速度が規定されることなどから発電効率が低いという課題があった。
また、特許文献２に記載の周回錘部を回転させるようにした携帯電話器では、その可動部分に構造が複雑となる誘導コイルを設けているので、発電部分のコンパクト化が困難であるうえに、運動エネルギーを蓄えるための質量を可動部分に集中して確保しにくいという欠点があった。さらに、周回錘部が一定方向に回転する場合にその誘起電力を取得できるようにしているので、逆回転の際の運動エネルギーを取り出すことができず発電効率が低下することがあった。
本発明は斯かる課題に鑑みてなされたもので、充電状態を適正に制御してその電源電圧や通信操作を安定に維持することができるとともに、構造をコンパクト化することができ発電効率性に優れた携帯電話器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）前記従来の課題を解決するためになされた本発明の携帯電話器は、携帯電話器本体内に設けられた回動軸にその一端が軸支されて双方向に自由回動される永久磁石を備えた遊動錘と、前記永久磁石の磁極に対向して配置された誘導コイルと、前記誘導コイルに誘起される電力を整流して蓄電する蓄電部と、前記蓄電部により充電される電話駆動電源と、前記蓄電部及び前記電話駆動電源間を接続してオンオフするスイッチ回路部と、を具備するように構成される。
【０００５】
（２）本発明の携帯電話器は、前記（１）において、前記電話駆動電源には電源電圧を検知する電圧センサが設けられ、前記電源電圧が規定値に低下したときに前記スイッチ回路部を介して前記蓄電部の電力を前記電話駆動電源に供給する充電モードに切り換えることにも特徴を有している。
【０００６】
（３）本発明の携帯電話器は、前記（２）において、前記充電モードへの切換に連動して受話機能のみを残して他の機能を停止する省エネモードに移行させることにも特徴を有している。
【０００７】
（４）本発明の携帯電話器は、前記（１）〜（３）において、前記携帯電話器本体の表示部には前記電話駆動電源及び／又は前記蓄電部をフル充電するのに必要な携帯歩数の指標が表示されることにも特徴を有している。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、双方向に自由回動される永久磁石に対向して固定配置された誘導コイルを介して発生する電力を整流して蓄電部に蓄えるとともに、前記蓄電部及び携帯電話電源間を接続してオンオフするスイッチ回路部を備えるので、充電状態を適正に制御してその電源電圧や通信操作を安定に維持することができる。また、これによって携帯電話器本体の構造をコンパクト化することができ、しかも発電効率性に優れた携帯電話器を提供することができる。携帯電話を携行して揺動している間は常時発電できるので、携帯電話器のバッテリー残量が減少しにくい。また、通話中などにバッテリー残量が足らなくなった場合は、その場で携帯電話器を振ることにより発電して通話を続けることができるので心理的安定性や利便性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本実施形態の携帯電話器は、携帯電話器本体内に設けられた回動軸にその一端が軸支されて双方向に自由回動される永久磁石を備えた遊動錘と、前記永久磁石の磁極に対向して配置された誘導コイルと、前記誘導コイルに誘起される電力を整流して蓄電する蓄電部と、前記蓄電部により充電される電話駆動電源と、前記蓄電部及び前記携帯電話電源間を接続してオンオフするスイッチ回路部と、を具備する。このスイッチ回路部を設けることによって、充電状態を適正に制御することができ、駆動電源における電源電圧や携帯電話の通信通話操作を安定に維持することができる。
【００１０】
携帯電話器は、基地局と呼ばれる有線ネットワークとの中継点と電話機とが無線で通信し、さまざまな通信サービスを移動しながら受けられるようにした駆動電源を内蔵した電話機である。携帯電話器は基地局との間の通信方式によって世代種別が分けられているが、本実施形態の蓄電部はいずれのものにもその補助電源として適用できる。
遊動錘は所定の回転モーメントを有して略半割円盤状に形成され、携帯電話器本体の基板に設けられた回動軸にその一端が軸支されて双方向に自由回動するようになっている。遊動錘には希土類磁石やアルニコ磁石、フェライト磁石などの永久磁石が、そのＮＳ磁極を前記半割円盤面に垂直方向となるようにして埋設され、又はこれに一体に形成されている。
誘導コイルは、前記遊動錘が回動する回動面に所定の間隔を有して固定配置され、永久磁石によって形成される磁場内を相対的に掃引することによって、誘導起電力が発生するようになっている。
【００１１】
蓄電部としては、例えば各種の電解コンデンサや電気二重層コンデンサ、積層セラミックコンデンサなどによって構成することができる。なお、蓄電部には誘導コイルとの間に整流回路が設けられ、これによって正転あるいは逆転する遊動錘によって誘導コイルに発生する誘起電力の正負が変動してもこれを有効に取得することができる。
電話駆動電源としては、携帯電話器に一般的に用いられる例えば、ニッケル水素電池やリチウム電池、その他のバックアップ用電池などを適用することができる。
スイッチ回路部は、蓄電部と電話駆動電源との間に配設され、例えば電話駆動電源の電源電圧が所定値以下に降下したときや携帯電話器本体に設けた切換ボタンの操作によって通電状態となって電話駆動電源を充電可能状態に移行させる機能を有している。
【００１２】
なお、本実施の形態の携帯電話器には、前記電話駆動電源の電源電圧を検知するための電圧センサを設けることができ、前記電源電圧が予め設定した規定値に低下したときにスイッチ回路部を介して蓄電部の電力を電話駆動電源に供給する充電モードに切り換えることも可能である。これによって蓄電部と電話駆動電源との放電や干渉を回避して、所定の必要時にのみ蓄電部からの電力が電話駆動電源に効率的に供給できるようにしている。
【００１３】
また、本実施の形態の携帯電話器は、前記充電モードへの切換に連動して受話機能のみを残して他の機能を停止する省エネモードに移行させることもできるので、消費電力を低減してさらに経済的かつ安定的に携帯電話機を取り扱うことができる。
【００１４】
本実施の形態の携帯電話器は、携帯電話器本体の表示部には前記電話駆動電源及び／又は前記蓄電部をフル充電するのに必要な携帯歩数の指標が表示されるようにすることができるので、ユーザに対してその目標とする歩数が常時表示された状態で携帯電話器を保持させることができ、電話駆動電源の維持管理のみならずユーザ自身の健康管理にも役立てることができる。
【００１５】
以下図面を参照しながら本実施の形態の携帯電話器についてさらに具体的に説明する。図１は本発明の実施の形態に係る携帯電話器の平面図であり、図２は同携帯電話器の側面断面図であり、図３は同携帯電話器の充電機能を説明するブロック構成図である。
図１〜図３において、１０は本実施の形態の携帯電話器、１１は携帯電話器本体１０ａの基板、１２は基板１１に固定された回動軸、１３はその一端が回動軸１２により軸支されて自由回動される半割円盤状に形成された遊動錘、１４は遊動錘１３に設けられた永久磁石の磁極面に対向して基板１１に配置された誘導コイル、１５は遊動錘１３の回動により誘導コイル１４に誘起される電力を整流して蓄電するためのコンデンサなどで構成された蓄電部、１６は蓄電部１５により充電され携帯電話を制御する制御部２０を駆動させるためのリチウム電池などの電話駆動電源、１７は蓄電部１５及び電話駆動電源１６間をオンオフするためのスイッチ回路部、１８は通信情報や操作指示情報などを表示させるための液晶表示部、１９は携帯電話器本体１０ａの前側に設けられたダイヤルボタンなどの操作部である。
なお、図３に示す発電部２１は、遊動錘１３、遊動錘１３に設けられた永久磁石、回動する永久磁石に対向して基板１１に配置された誘導コイル１４、遊動錘１３を回動自在に支持する回動軸１２などを有して構成されている。
また、携帯電話器本体１０ａの液晶表示部１８には電話駆動電源１６や蓄電部１５をフル充電するのに目安となる携帯歩数すなわち、携帯電話器１０を揺動させる回数などの指標が必要に応じて表示されるようにしている。
【００１６】
図３に示ように蓄電部１５はスイッチ回路部１７を介して電話駆動電源１６に接続されおり、電話駆動電源１６と蓄電部１５とを必要に応じて電気的に分断することによって、携帯電話器１０を独立に作動させる通常モードで用いることもできる。これによって、蓄電部１５が充填中や電圧不足の状態であっても、携帯電話器１０の電話駆動電源１６との間で干渉などを生じさせることなく安定的に作動させることができる。蓄電部１５には発電部２１を介して、携帯電話器１０の携行中などの運動エネルギーが電気エネルギーとして常時蓄積される。そして、この蓄えられた電力が所定値に達してときに、スイッチ回路部１７を介して充電モードに切り換えて、蓄電部１５から電話駆動電源１６に放電して、必要な電力補給がなされるようにしている。
【００１７】
図４は発電部２１及び蓄電部１５における回路構成の模式説明図である。携帯電話器１０を服のポケットなどにいれて携行することによって遊動錘１３が回転又は回動して、遊動錘１３に設けられた永久磁石の磁束が誘導コイル１４内を掃引して、誘導起電力を誘導コイル１４に発生させる。この誘導電流によって誘導コイル１４に接続された発電回路のダイオードＤ２、Ｄ３を通して電解コンデンサなどからなる蓄電部１５が充電される。遊動錘１３が逆方向に回転した場合には、正負逆向きの誘導電流によって発電回路のダイオードＤ４、Ｄ１を通して蓄電部１５が充電される。こうして、誘導コイル１４に発生する誘導電流はダイオードＤ１〜Ｄ４によって全波整流されることによって、遊動錘１３が双方向に回動する都度、蓄電部１５が効率的に充電されるようになっている。
【００１８】
図５はスイッチ回路部１７を用いて携帯電話器１０の作動状態における充電モードと通常モードを切り換える際の一例を示すフロー図である。なお、ここでは携帯電話器１０の基板１１に電話駆動電源１６の電源電圧を検知するための図示しない電圧センサが設けられており、携帯電話器１０を制御する制御部２０に電圧センサからの検知信号が入力されるようにしている。
【００１９】
最初のステップＳ１では、制御部２０に内蔵されたタイマにより所定間隔で電話駆動電源１６や蓄電部１５に配置された電圧センサからのセンサデータを取得する。
ステップＳ２では、この取得された電源電圧のデータが電話駆動電源１０の充電可能レベルにあるか否かを予め設定してある規定値と比較することで判定して、規定電圧に満たない場合はステップＳ１に戻り、規定電圧以上の場合には次のステップＳ３に移行する。
ステップＳ３ではスイッチ回路部１７を介して蓄電部１５と電話駆動電源１０とを導通して電話駆動電源１０に給電する充電モードに移行する。
【００２０】
次のステップＳ４では、前記充電モードへの切換に連動して受話機能のみを残して他の機能を停止する省エネモードに移行させるとともにこの充電作動プログラムを終了して、制御部２０を制御するメインプログラムにリターンする。
こうして、電圧センサで取得される電源電圧がその規定値に低下したときに、携帯電話器１０を電話駆動電源１６のみで作動させ通常モードからスイッチ回路部１７を介して蓄電部１５の電力を電話駆動電源１６に供給する充電モードに切り換えることができる。
なお、充電モードから通常モードへの切り換えは、携帯電話器本体１０ａに切り換え用のボタンを設けておき、前記電圧センサなどを介することなくユーザ自身の判断で適宜行えるようにしてもよい。
【００２１】
以上本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれら実施例のものに限定されるものではない。本発明は、遊動錘の自由回動により誘導コイルを介して発生する電力を蓄電部に蓄えておき、蓄電部及び携帯電話電源間を接続するスイッチ回路部によってその充電状態を適正に制御してその通信状態を安定に維持できるようにしたことを要旨としたものであり、これに属するものは本発明の権利範囲である。例えば本実施形態では、携帯電話器本体の液晶表示部１８に電話駆動電源１６や蓄電部１５をフル充電するのに目安となる携帯歩数が表示されるようにしているが、このメインとなる液晶表示部とは別に専用のＬＥＤ表示ランプを表示部として設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る携帯電話器の平面図である。
【図２】同携帯電話器の側面断面図である。
【図３】同携帯電話器のブロック構成図である。
【図４】発電部及び蓄電部における回路構成の模式説明図である。
【図５】携帯電話器の充電モードと通常モードを切り換えるフロー図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  実施の形態の携帯電話器
１０ａ  携帯電話器本体
１１  基板
１２  回動軸
１３  遊動錘
１４  誘導コイル
１５  蓄電部
１６  電話駆動電源
１７  スイッチ回路部
１８  液晶表示部
１９  操作部
２０  制御部
２１  発電部
【図１】
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【図２】
2006303613.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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