(57)【要約】【課題】従来よりも装置の小型化や操作負担の軽減が可能でありながら、同時に、出力電力を増大させることができる充電装置、及びこれを用いた携帯電話、携帯電話セットを提供する。【解決手段】ケーシング１６と、一部がケーシング１６外に突出された状態で回転可能な回転体１８と、この回転体１８の回転に伴って発生するトルクを伝達可能な伝達部２０と、この伝達部２０によって伝達されるトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生する発電部２２と、発電部２２から発生する電力を外部に供給可能に構成された電力供給部２６と、を有して構成された充電装置１０とした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、少なくとも一部が前記ケーシング外に突出された状態で回転可能な回転体と、該回転体の回転に伴って発生するトルクを伝達可能な伝達部と、該伝達部によって伝達される前記トルクを電気エネルギーに変換して電力を発生する発電部と、該発電部から発生する電力を外部に供給するための電力供給部と、を有して構成されていることを特徴とする充電装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記回転体が、一方向に回転する際に前記伝達部に前記トルクを伝達すると共に、他方向に回転する際には該伝達部に前記トルクを伝達しないように構成されていることを特徴とする充電装置。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記発電部から発生する電力を蓄電する蓄電部を更に備え、
前記電力供給部は、前記発電部から発生する電力と前記蓄電部に蓄電された電力の少なくとも一方を外部に供給可能に構成されていることを特徴とする充電装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３において、
前記回転体の回転に伴って巻き上げられる渦巻きバネを更に備え、
前記発電部は、前記回転体の回転に伴って発生するトルクに加え、前記渦巻きバネが開放されて巻き戻される際に発生するトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生可能に構成されていることを特徴とする充電装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかにおいて、
前記回転体、前記伝達部を構成する回転部材、及び前記発電部を構成する回転部材の少なくとも一つに回転慣性力を与えるためのフライホイールを設けたことを特徴とする充電装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかにおいて、
前記回転体の外縁部が弾性部材で被覆されていることを特徴とする充電装置。
【請求項７】
請求項６において、
前記弾性部材の表面に所定の凹凸パターンが形成されていることを特徴とする充電装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれかにおいて、
前記ケーシングは、先端に向かって外径が細くなる先細部を有し、
前記回転体は、前記ケーシングにおける前記先細部先端から突出されていることを特徴とする充電装置。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれかに記載の充電装置を一体的に備えていることを特徴とする携帯電話。
【請求項１０】
請求項１乃至８のいずれかに記載の充電装置と、携帯電話と、前記充電装置の電力供給部と前記携帯電話の充電用端子を接続するためコードと、を備え、
前記コードは伸縮自在に構成されていることを特徴とする携帯電話セット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話や髭剃り等が備える蓄電池の充電が可能な充電装置、及びこれを用いた携帯電話、携帯電話セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯電話や髭剃り等が備える蓄電池の充電が可能な充電装置が広く知られており、例えば、特許文献１には、ラックギアの往復運動に伴う機械エネルギーを電気エネルギーに変換して電力を発生させ、蓄電池の充電を行うように構成された充電装置が開示されている。
【特許文献１】登録実用新案第３０５３１３９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、上記特許文献１の充電装置において出力電力を増大させるためには、ラックギアの移動量を大きくして機械エネルギーを増大させる必要があり、装置の小型化と出力電力の増大を両立させることが困難であった。又、ラックギアの往復運動を手動且つ複数回行う必要があるため、使用者が操作負担を感じる場合があった。
【０００４】
本発明は、このような問題点を解決したものであって、従来よりも装置の小型化や操作負担の軽減が可能でありながら、同時に、出力電力を増大させることができる充電装置、及びこれを用いた携帯電話、携帯電話セット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】
【０００５】
本発明に係る充電装置は、ケーシングと、少なくとも一部が前記ケーシング外に突出された状態で回転可能な回転体と、該回転体の回転に伴って発生するトルクを伝達可能な伝達部と、該伝達部によって伝達される前記トルクを電気エネルギーに変換して電力を発生する発電部と、該発電部から発生する電力を外部に供給するための電力供給部と、を有して構成されていることによって、上記課題を解決したものである。
【０００６】
本発明によれば、従来の手を繰り返し握り締めたり、レバーを回転させたりすることによる往復運動（回転運動）を利用した充電装置に比べ、効率的に機械エネルギーを生成することができる上に、大きなスペースを必要としない。そのため、従来よりも装置の小型化が可能でありながら、同時に、出力電力を増大させることができる。
【０００７】
なお、この回転体が、一方向に回転する際に前記伝達部に前記トルクを伝達すると共に、他方向に回転する際には該伝達部に前記トルクを伝達しないように構成することも望ましい。このようにすると、特に、回転体は一方向に係合しながら回転可能とされているため、例えば、回転体を机等の固定物に接触させた状態で固定物に沿って往復運動させたとしても、一方向に断続的に回転駆動させたことになり、回転体のトルクを容易に高めることができる。又、使用者は、固定物上において回転体を往復させるように転がすだけよく、従来の充電装置のようにラックギアを手動で往復操作する場合に比べて楽に操作を行うことができ、使用者の操作負担を軽減することができる。この種の構造の一例として、ラチェット構造が挙げられる。
【０００８】
なお、前記発電部から発生する電力を蓄電する蓄電部を更に備え、前記電力供給部は、前記発電部から発生する電力と前記蓄電部に蓄電された電力の少なくとも一方を外部に供給可能に構成されていれば、発電部から発生する電力の一部を蓄電し、その電力を必要に応じて外部に供給することができ、回転体によって生成されるトルクを無駄なく利用することができる。
【０００９】
更に、前記回転体の回転に伴って巻き上げられる渦巻きバネを更に備え、前記発電部は、前記回転体の回転に伴って発生するトルクに加え、前記渦巻きバネが開放されて巻き戻される際に発生するトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生可能に構成されていれば、出力電力をより一層増大させることができる。
【００１０】
更に又、前記回転体、前記伝達部を構成する回転部材、及び前記発電部を構成する回転部材の少なくとも一つに回転慣性力を与えるためのフライホイールを設ければ、回転体によって生成されるトルクを一層効率的に利用することができる。
【００１１】
又、前記回転体の外縁部が弾性部材で被覆されていれば、回転体を机等の固定物に密着させた状態で回転させることができ、操作時における回転体の滑りを防止し、回転体の回転効率を高めることができる。特に、前記弾性部材の表面に所定の凹凸パターンが形成されていれば、操作時における回転体の滑りをより確実に防止することができる。
【００１２】
更に、前記ケーシングは、先端に向かって外径が細くなる先細部を有し、前記回転体は、前記ケーシングにおける前記先細部先端から突出されていれば、回転体を円滑に回転させることができ、操作性をより一層高めることができる。
【００１３】
又、上述の充電装置を一体的に備えた携帯電話とすれば、携帯電話の蓄電容量が不足した場合であっても充電装置による電力供給が可能となり、携帯電話の利便性を高めることができる。
【００１４】
更に、上述の充電装置と、携帯電話と、前記充電装置の電力供給部と前記携帯電話の充電用端子を接続するためコードと、を備え、前記コードは伸縮自在に構成されている携帯電話セットとすれば、携帯電話の蓄電容量が不足した場合であっても充電装置による電力供給が可能となる上に、携帯電話を使用しながら充電装置での充電が可能となり、携帯電話の利便性を高めることができる。しかも、コードが伸縮自在に構成されているため、コードによって充電装置の移動が妨げられるのを回避可能である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る充電装置によれば、従来よりも装置の小型化や操作負担の軽減が可能でありながら、同時に、出力電力を増大させることができる。
又、本発明に係る携帯電話及び携帯電話セットによれば、携帯電話の蓄電容量が不足した場合であっても充電装置による電力供給が可能となり、携帯電話の利便性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を用いて、本発明の実施例１及び２に係る充電装置が適用された携帯電話セットについて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本実施例１に係る充電装置１０を備えた携帯電話セットＣＳを示した全体構成図である。
【００１８】
この携帯電話セットＣＳは、充電装置１０と、携帯電話１２と、これら充電装置１０及び携帯電話１２を接続するためのコード１４と、を有して構成されている。なお、コード１４は、充電装置１０の電力供給部２６（図２参照）と携帯電話１２の充電用端子（図示省略）を接続するためのもので、本実施例１では、伸縮自在な構造とされている。
以下、本発明の特徴的部分である充電装置１０について詳細に説明する。
図２は、第１ケーシングを取り外した状態における充電装置１０の平面を概略的に示した略示平面図、図３は充電装置１０の略示側面図である。
【００１９】
この充電装置１０は、ケーシング１６と、一部がケーシング１６外に突出された状態で一方向に回転可能な回転体１８と、この回転体１８の回転に伴って発生するトルクを伝達可能な伝達部２０と、この伝達部２０によって伝達されるトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生する発電部２２と、この発電部２２から発生する電力を蓄電する蓄電部２４と、発電部２２から発生する電力と蓄電部２４に蓄電された電力を外部に供給可能に構成された電力供給部２６と、を有して構成されている。
【００２０】
ケーシング１６は、この例では、２つの第１ケーシング２８及び第２ケーシング３０によって構成されており、これら第１ケーシング２８及び第２ケーシング３０の開口部が対向して組み合わされて全体として略直方体の形状となっている。又、このケーシング１６は、先端に向かって外径が細くなる先細部１６Ａを有している。
【００２１】
回転体１８は、図２の矢印Ｂの方向にのみ回転可能な構造とされていると共に、回転体１８の一部は、ケーシング１６の先細部１６Ａの先端からケーシング１６外に突出されている。
【００２２】
伝達部２０は、回転体１８の厚み方向に同軸的に配設された第１歯車３２と、この第１歯車３２と噛合する第２歯車３４と、この第２歯車３４と噛合する第３歯車３６と、この第３歯車３６と噛合する第４歯車３８と、この第４歯車３８と噛合する第５歯車４０と、によって構成されている。なお、本発明に係る「伝達部」は、本実施例１に係る伝達部２０の構成に限定されるものではなく、回転体１８の回転に伴って発生するトルクを伝達可能に構成されていればよい。
【００２３】
発電部２２は、伝達部２０の第５歯車４０の厚み方向に同軸的に配設された永久磁石からなる発電ロータ４２と、この発電ロータ４２の内周部に固設されたコイルからなる発電コア４４と、発電ロータ４２における第５歯車４０側の側面に固定され、発電ロータ４２に回転慣性力を与えるためのフライホイール４６（図３にのみ図示）と、を有して構成されている。なお、本発明に係る「発電部」は、本実施例１に係る発電部２２の構成に限定されるものではなく、伝達部２０によって伝達されるトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生可能に構成されていればよい。
【００２４】
蓄電部２４は、発電部２２から発生する電力を蓄電するためのもので、例えば、バッテリー等を適用することができる。
【００２５】
電力供給部２６は、発電部２２の発電コア４４に接続されたＤＣジャックによって構成されている。なお、本発明に係る「電力供給部」は、本実施例１に係る電力供給部２６の構成に限定されるものではなく、例えば、更に切替スイッチを配設し、この切替スイッチによって発電部２０から発生する電力と蓄電部２４に蓄電された電力のいずれか一方を外部に供給可能な構造としてもよい。
【００２６】
次に、本実施例１に係る充電装置１０の作用について説明する。
【００２７】
この充電装置１０を用いて携帯電話１２の蓄電池を充電する場合には、図２に示されるように、回転体１８を机などの固定物４８に接触させた状態で、同図の矢印Ａの方向に充電装置１０全体を手動で移動することによって回転体１８を矢印Ｂの方向に回転させる。
このようにして回転体１８が回転すると、まず伝達部２０の第１歯車３２が回転体１８と共に回転し、この回転は、第２歯車３４、第３歯車３６、第４歯車３８、第５歯車４０の順に伝達され、最後に発電部２２の発電ロータ４２が回転する。この結果、回転体１８の回転に伴うトルクは、伝達部２０の第１歯車３２、第２歯車３４、第３歯車３６、第４歯車３８、第５歯車４０を介して、発電部２２の発電ロータ４２に伝達される。
【００２８】
そして、この発電ロータ４２の回転に伴って発電コア４４に電力が励起され（回転体１８のトルクが電気エネルギーに変換され）、この電力は、電力供給部２６を介して携帯電話１２の蓄電池に供給される。又、発電部２２によって生成された電力の一部は蓄電部２４に蓄電され、この蓄電部２４に蓄電された電力は、発電部２２から供給可能な電力が不足している場合等に補助的に携帯電話１２の蓄電池に供給される。
【００２９】
本発明の発明者は、本実施例１に係る充電装置１０の試作品を製作し、充電装置１０から出力されるピーク電圧を電圧計で測定した。又、比較例として、ハンドルを手動で回して発電を行う携帯型の手回し充電装置（比較例１）とラックギアを往復操作して発電を行う充電装置（比較例２）のピーク電圧をそれぞれ測定した。なお、本測定に用いた充電装置１０の大きさは、高さ（長手方向の長さ）１６０ｍｍ、幅７５ｍｍ、厚み６０ｍｍとした。この測定結果を表１に示す。
【表１】
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【００３０】
表１に示されるように、比較例１に係る充電装置の平均電圧値を１として正規化した場合、比較例２に係る充電装置の平均電圧値は４．７、本実施例１に係る充電装置１０の平均電圧値は７．９となり、本実施例１に係る充電装置１０は、比較例１に係る充電装置に比べ、約７．９倍のピーク電圧が得られることが分かった。
【００３１】
又、比較例２に係る充電装置の平均電圧値を１として正規化した場合、本実施例１に係る充電装置１０の平均電圧値は１．７となり、本実施例１に係る充電装置１０は、比較例２に係る充電装置に比べ、約１．７倍のピーク電圧が得られることが分かった。
【００３２】
本実施例１に係る充電装置１０によれば、ケーシング１６と、少なくとも一部がケーシング１６外に突出された状態で一方向に回転可能な回転体１８と、この回転体１８の回転に伴って発生するトルクを伝達可能な伝達部２０と、この伝達部２０によって伝達されるトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生する発電部２２と、この発電部２２から発生する電力を外部に供給するための電力供給部２６と、を有して構成されているため、従来の往復運動を利用した充電装置に比べ、効率的に機械エネルギーを生成することができる上に、大きなスペースを必要としない。そのため、従来よりも装置の小型化が可能でありながら、同時に、出力電力を増大させることができる。特に、回転体１８は一方向に回転可能とされているため、例えば、回転体を机等の固定物に接触させた状態で固定物に沿って一方向に連続的に回転させることによって、回転体を両方向に断続的に回転させる場合に比べ、回転体の回転速度を容易に高めることができる。又、使用者は回転体を回転操作すればよく、従来の充電装置のようにラックギアを往復操作する場合に比べて楽に操作を行うことができ、使用者の操作負担を軽減することができる。
【００３３】
又、ケーシング１６は、先端に向かって外径が細くなる先細部１６Ａを有し、回転体１８は、ケーシング１６における先細部１６Ａ先端から突出されているため、回転体１８を円滑に回転させることができ、操作性をより一層高めることができる。なお、本発明に係る充電装置は、本実施例１に係る充電装置１０の形状に限定されるものではなく、例えば、ケーシングから回転体を突出させると共に、この回転体の周囲に回転体と共に空転する補助輪を複数設けた構造としてもよい。この場合、複数の補助輪によって回転体を安定的に回転させることができる。
【００３４】
更に、発電部２２から発生する電力を蓄電する蓄電部２４を更に備え、電力供給部２６は、発電部２２から発生する電力と蓄電部２４に蓄電された電力の少なくとも一方を外部に供給可能に構成されているため、発電部２２から発生する電力の一部を蓄電し、その電力を必要に応じて外部に供給することができ、回転体１８によって生成されるトルクを無駄なく利用することができる。
【００３５】
更に又、発電部２２を構成する回転部材（本実施例１では発電ロータ４２）に回転慣性力を与えるためのフライホイール４６を設けているため、回転体１８によって生成されるトルクを一層効率的に利用することができる。なお、本実施例１では、フライホイール４６を発電ロータ４２に設けたが、本発明はこれに限定されず、回転体１８と、伝達部２０を構成する回転部材（本実施例１では第１歯車３２、第２歯車３４、第３歯車３６、第４歯車３８、第５歯車４０）の少なくとも一つに設けてもよい。
【００３６】
更に、本実施例１に係る携帯電話セットＣＳによれば、充電装置１０と、携帯電話１２と、充電装置１０の電力供給部２６と携帯電話１２の充電用端子を接続するためコード１４と、を備え、コード１４は伸縮自在に構成されているため、携帯電話１２の蓄電容量が不足した場合であっても充電装置１０による電力供給が可能となる上に、携帯電話１２を操作しながら充電装置１０での充電が可能となり、携帯電話１２の利便性を高めることができる。しかも、コード１４が伸縮自在に構成されているため、コード１４によって充電装置１０の移動が妨げられるのを回避可能である。なお、コード１４を、複数の充電用端子を有する充電ターミナルに接続すれば、この充電ターミナルを介して、携帯電話１２のみならず、携帯型ラジオ、携帯型テレビ、携帯型ＣＤ／ＭＤプレーヤ、髭剃り等をまとめて接続することができ、複数の電子機器の充電が可能となる。
【実施例２】
【００３７】
次に、図４を用いて、本発明の実施例２に係る充電装置５０について詳細に説明する。なお、図４は、第１ケーシングを取り外した状態における充電装置５０の平面を概略的に示した略示平面図であり、上記図２に対応する図である。
【００３８】
この充電装置５０は、上記実施例１に係る充電装置１０に対して、回転体１８の回転に伴って巻き上げられる渦巻きバネ（いわゆるゼンマイ）５２を追加したものである。なお、他の構成については、上記実施例１に係る充電装置１０と略同一であるため、同一部分については、図中において同一の符号を付すと共に説明を省略する。
【００３９】
本実施例２に係る発電部２２は、回転体１８の回転に伴うトルクに加え、渦巻きバネ５２が開放されて巻き戻される際に発生するトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生可能に構成されている。
【００４０】
より具体的には、本実施例２に係る回転体１８及び第１歯車３２は図中のＣ方向に上下動自在に構成されており、第１歯車３２と第２歯車３４の接触・離間が可能な構造となっている。そのため、回転体１８を固定物４８に押し付けて回転体１８及び第１歯車３２を上方に移動させ、第１歯車３２を第２歯車３４に接触させながら充電装置５０を移動することによって、回転体１８のトルクを第１歯車３２を介して第２歯車３４に伝達することができる。又、この回転体１８の回転に伴って渦巻きバネ５２が巻き上げられることになるため、回転体１８を固定物４８から離して回転体１８及び第１歯車３２を下方に移動させ、第１歯車３２を第２歯車３４から離間することによって、渦巻きバネ５２が開放されて巻き戻される際に発生するトルクを第２歯車３４に伝達することができる。
【００４１】
本実施例２に係る充電装置５０によれば、回転体１８の回転に伴って巻き上げられる渦巻きバネ５２を更に備え、発電部２２は、回転体１８の回転に伴って発生するトルクに加え、渦巻きバネ５２が開放されて巻き戻される際に発生するトルクを電気エネルギーに変換して電力を発生可能に構成されているため、出力電力をより一層増大させることができる。
【００４２】
なお、上記実施例１及び２においては、充電装置と携帯電話を別体としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図５に示される携帯電話６０のように、充電装置１０を一体的に備えていてもよい。このような携帯電話６０によれば、携帯電話６０の蓄電容量が不足した場合であっても充電装置１０による電力供給が可能となり、携帯電話の利便性を高めることができる。又、充電装置１０と携帯電話６０を接続するためのコードが不要である。
【００４３】
又、図６に示されるように、回転体１８の外縁部が、例えばゴムやエラストマ等の弾性部材５４で被覆されていれば、回転体１８を机等の固定物に密着させた状態で回転させることができ、操作時における回転体１８の滑りを防止し、回転体１８の回転効率を高めることができる。特に、弾性部材５４の表面に所定の凹凸パターン（例えば、車や自転車のタイヤ表面に施されるようなトレッドパターン）が形成されていれば、操作時における回転体１８の滑りをより確実に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る充電装置は、携帯電話が備える蓄電池の充電に好適であるが、携帯電話以外の電化製品（例えば、髭剃りやノート型パソコンなど）が備える蓄電池の充電に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施例１に係る充電装置を備えた携帯電話セットを示した全体構成図
【図２】第１ケーシングを取り外した状態における、本実施例１に係る充電装置の平面を概略的に示した略示平面図
【図３】同充電装置の略示側面図
【図４】第１ケーシングを取り外した状態における、本実施例２に係る充電装置の平面を概略的に示した略示平面図
【図５】本実施例１に係る充電装置を一体的に備えた携帯電話を示した図
【図６】本実施例１に係る充電装置の回転体に所定の凹凸パターンが形成された弾性部材を被覆した様子を示した図
【符号の説明】
【００４６】
ＣＳ…携帯電話セット
１０、５０…充電装置
１２、６０…携帯電話
１４…コード
１６…ケーシング
１６Ａ…先細部
１８…回転体
２０…伝達部
２２、５４…発電部
２４…蓄電部
２６…電力供給部
２８…第１ケーシング
３０…第２ケーシング
３２…第１歯車
３４…第２歯車
３６…第３歯車
３８…第４歯車
４０…第５歯車
４２…発電ロータ
４４…発電コア
４６…フライホイール
４８…固定物
５２…渦巻きバネ
５４…弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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