(57)【要約】【課題】内蔵電池の充電のための発電用の回転共用軸と携帯端末の筐体の開閉軸とを分離して、携帯端末の寿命を維持する。【解決手段】用途の異なる多軸回転機構を有する折り畳み式携帯端末であって、筺体の開閉機能用の軸とは異なる用途の機能軸５の回転を共用して駆動する内蔵電池の充電用の発電機１４を具備することを特徴とする【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用途の異なる多軸回転機構を有する折り畳み式携帯端末であって、筺体の開閉機能用の軸とは異なる用途の機能軸の回転を共用して駆動する内蔵電池の充電用の発電機を具備することを特徴とする折り畳み式携帯端末。
【請求項２】
前記機能軸と前記発電機の駆動軸との間にクラッチ機構を備えることを特徴とする請求項１記載の折り畳み式携帯端末。
【請求項３】
前記機能軸は、表示部が実装された表示筐体の回転軸であることを特徴とする請求項１又は２記載の折り畳み式携帯端末。
【請求項４】
前記機能軸は、トラックボールのガイド用のローラー軸であることを特徴とする請求項１又は２記載の折り畳み式携帯端末。
【請求項５】
所定量以上の電池の残量及び前記発電機による電池の充電操作状態を検出して、電池の過充電を警告する表示を行う制御部を備えることを特徴とする請求項１ないし４の何れかの請求項記載の折り畳み式携帯端末。
【請求項６】
前記制御部は、充電操作状態で一定時間毎に電池の残量を検出し、前記残量が前記所定量未満の場合に充電が可能である旨、前記所定量以上の場合に充電が完了した旨の表示を行うことを特徴とする請求項１ないし５の何れかの請求項記載の折り畳み式携帯端末。
【請求項７】
用途の異なる多軸回転機構を有する折り畳み式携帯端末の充電方法であって、筺体の開閉機能用の軸とは異なる用途の機能軸の回転を共用することにより発電機を駆動して内蔵電池を充電することを特徴とする折り畳み式携帯端末の充電方法。
【請求項８】
前記機能軸の回転をクラッチ機構を介して前記発電機の駆動軸を駆動することを特徴とする請求項７記載の折り畳み式携帯端末の充電方法。
【請求項９】
前記機能軸は、表示部が実装された筐体の回転軸であることを特徴とする請求項７又は８記載の折り畳み式携帯端末の充電方法。
【請求項１０】
前記機能軸は、トラックボールのガイド用のローラー軸であることを特徴とする請求項７又は８記載の折り畳み式携帯端末の充電方法。
【請求項１１】
電池の残量が所定量以上、かつ前記発電機による電池の充電操作状態で、電池の過充電を警告することを特徴とする請求項７ないし１０の何れかの請求項記載の折り畳み式携帯端末の充電方法。
【請求項１２】
前記発電機による電池の充電操作状態で一定時間毎に電池の残量を検出し、前記残量が前記所定量未満の場合に充電が可能である旨、前記所定量以上の場合に充電が完了した旨の表示を行うことを特徴とする請求項７ないし１１の何れかの請求項記載の折り畳み式携帯端末の充電方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機を備える折り畳み式携帯端末及び折り畳み式携帯端末の充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部から電力を供給すること無く、発電機により独立して内蔵電池を充電できるようにした折り畳み式携帯電話機の充電方式が知られている（特許文献１）。
【０００３】
図９は特許文献１に記載された折り畳み式携帯電話機を示す図である。折り畳み式携帯電話機の上部筐体５３と下部筐体５１を連結するヒンジ部５２内に発電機５４を実装したものである。上下筐体５１、５３の開閉を繰り返すことにより発電機の駆動軸を回転して電力を発生し、折り畳み式携帯電話機の２次電池を充電する。
【特許文献１】特開２００５−２５２４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の充電方式では、携帯電話機の筐体の開閉用の軸と発電機の充電用の回動軸とを同一軸として構成する為、携帯電話機の上部筐体５１と下部筐体５３を繋ぎ留めるヒンジ部５２に多大な負荷がかかり、ヒンジ部５２の故障時期を早め、携帯電話機の寿命をはやめるという点で問題がある。
【０００５】
（目的）
本発明の目的は、携帯端末としての寿命を維持できるようにした折り畳み式携帯端末及び折り畳み式携帯端末の充電方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の折り畳み式携帯端末は、用途の異なる多軸回転機構を有する折り畳み式携帯端末であって、筺体の開閉機能用の軸とは異なる用途の機能軸の回転を共用して駆動する内蔵電池の充電用の発電機を具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明の折り畳み式携帯端末の充電方法は、用途の異なる多軸回転機構を有する折り畳み式携帯端末の充電方法であって、筺体の開閉機能用の軸とは異なる用途の機能軸の回転を共用することにより発電機を駆動して内蔵電池を充電することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、折り畳み式携帯端末の機能軸を内蔵電池の充電用の発電に共用するとともに、筐体の開閉軸と発電用の回転軸とを完全に分離したことにより、発電専用の回転軸を不要とし、且つ折り畳み式携帯端末の寿命を市販されている製品並に維持することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
（構成の説明）
本発明の折り畳み式携帯端末及び折り畳み式携帯端末の充電方法の第１の実施形態を説明する。
【００１０】
図１は本実施形態の折り畳み式携帯端末の構成を示す図である。本折り畳み式携帯端末は、各種のキー操作部を備える下部筐体１と、上部筐体３と、上部筐体３上で回動可能な表示部（液晶パネル等）を実装した筐体（表示筐体）４と、下部筐体１と上部筐体３を連結するヒンジ部２と、から構成されている。
【００１１】
ヒンジ部２は下部筐体１と上部筐体３の折り畳み式の開閉を可能にするメイン軸としての第１のヒンジ軸を構成する。また、上部筐体３の筐体前面には表示筐体４の裏面が接し、上部筐体３の前面上で回転するように筐体３、４の接合面を貫通する接合面と直角方向のサブ軸としての第２の軸５を備える。
【００１２】
図２は表示筐体の操作状態を示す図である。表示筐体４は上部筐体３上で軸５を中心に少なくとも一定角度の回転が可能である。例えば、図示のように一方向に９０°の回転操作が可能であり、長方形の表示部を縦長又は横長等の表示画面として切り替えて使用することができる。
【００１３】
図３は本実施形態の上部筐体及び表示筐体の発電系の内部構造を示しており、（ａ）は表示筐体の断面（側面）図、（ｂ）は上部筐体の断面（正面）図である。
【００１４】
図３に示すように、折り畳み式携帯端末の発電系の構造は、上部筐体３に固定され表示筐体４へ貫通する軸５と、前記軸５に固定された大径の歯車(ギア)１１と、前記軸５と異なる方向の回転軸を有する小型発電機（発電機）１４と、前記発電機１４の回転軸に固定されたクラウン型等の歯車１３と、前記大径の歯車１１及び歯車１３に嵌合及び離脱が可能に、軸の両端が２つのスリット板１６のスリット（溝）１５に遊挿し、クラッチ機能を有する小径の歯車(可動歯車)１２と、から構成される。
【００１５】
また、２つのスリット板１６は筺体の内壁等に固定されており、可動歯車１２の軸の両端の可動範囲を規定する可動用のスリット（溝）１５が形成されている。可動歯車１２の軸の両端をスリット１５内で移動させることにより歯車５及び歯車１３と嵌合、離脱が可能でありクラッチ機能が実現される。
【００１６】
可動歯車１２の可動操作は筺体３の外部からの機械的な操作機構又は電気的スイッチ等による電磁的な可動機構によりクラッチ機能を実現することが可能である。また、発電機１４の発電電力は２次電池（バッテリ）の充電回路に出力するように構成し、充電回路は発電電圧を好適な電圧（直流）に変換して内蔵電池を充電する。また、発電機１４としては回転エネルギーを磁束の変化に変え、コイルに電流を発生させるダイナモが利用可能である。
【００１７】
以上の機構を構成する歯車１１、１２、１３は１ｍｍ厚、発電機１４はφ４（４ｍｍ厚）のものを利用可能である。これらの機構は全体的に２ｍｍ厚程度増加したとしても、筐体内の実装密度が高い実際の携帯電話機内等に実装することが可能である。
【００１８】
（動作の説明）
次に本実施形態の折り畳み式携帯端末の動作について説明する。
【００１９】
携帯端末の電池が充分充電されている状態では、可動歯車（可動ギア）１２の軸の両端をスリット板１６のスリット１５に沿って右側にスライドさせ、クラッチとしての可動歯車１２を歯車１３又は歯車１１及び１３と噛み合わないようにする。この状態では発電機１４には回転エネルギーが伝達されないから、ユーザが表示筐体４を回動させても電池の充電は行われず通常の携帯端末として使用可能である。
【００２０】
電池を充電する場合は、可動歯車１２の軸の両端をスリット板１６のスリット１５に沿って図３に示すように左側にスライドさせ、可動歯車１２を歯車１１及び１３と噛み合わせる。この状態では図２に示すように表示筐体４を回転させることにより、軸５と固定されている歯車１１が回転して可動歯車１２が回転し、また可動歯車１２が回転することにより歯車１３が回転し、発電機１４の軸に回転エネルギーが伝達される。発電機１４の発電電力は電池の充電回路に出力され電池の充電が行われる。
【００２１】
（第２の実施形態）
本発明の折り畳み式携帯端末の第２の実施形態として、発電機を駆動する他の機能の共用のサブ軸としてマウスポインタ機構の回転軸を利用することが可能である。
【００２２】
図４は折り畳み式携帯端末のマウスポインタ機構を示す図である。本実施形態では端末の下側筐体のキー入力部の面にマウスポインタのトラックボール２０を備え、トラックボール２０の回転をガイドするローラーの回転軸（ローラー軸）２１を利用して発電機を駆動する。
【００２３】
図５はトラックボール２０の受け側の構造を示す図である。回路基板上の基台２２に３つの軸受け部２４ａ〜２４ｃと、各軸受け部２４ａ〜２４ｃが軸受けする３つのローラー２３ａ〜２３ｃと、ローラー２３ａ〜２３ｃに固定されたローラー軸２５ａ〜２５ｃ（２５ｂ、２５ｃは図示を省略）と、ローラー軸をサブ軸とし、これにより駆動される３つの発電機３３ａ〜３３ｃと、から構成される。
【００２４】
図６は本実施形態のローラー軸の回転を発電機に伝達する機構の詳細を示す図である。ローラー軸２５ａの回転を発電機３３ａの駆動に共用する機構を軸受け部２４ａの一方の内部に設けた構成例を示している。
【００２５】
トラックボール２０の回転を案内するローラー２３ａのローラー軸２５ａの軸受け部２４ａにおいて、内部空間３４ａを有する筺体構造として機構を収容する。内部空間３４ａ内のローラー軸２５ａに固定した大径の歯車２６ａと、軸受け部２４ａの外壁に固定され、空間３４ａ内でその回転軸３２ａが歯車３１ａと固定した発電機３３ａと、空間３４ａの内壁の対向面に固定さしたスリット２９ａを有する２つのスリット板３０ａと、前記スリット２９ａに軸の両端が遊嵌し、歯車２６ａ及び歯車３１ａと嵌合、離脱が可能な可動歯車２８ａと、を備える。本実施形態の動作は以下のとおりである。
【００２６】
折り畳み式携帯端末の電池が充分充電されている状態では、携帯端末の可動歯車２８ａの軸の両端をスリット板３０ａのスリット２９ａに沿って右側にスライドさせ、クラッチとしての可動歯車２８ａを歯車３１ａ又は歯車２６ａ及び歯車３１ａと噛み合わないようにする。
【００２７】
この状態でユーザがトラックボール２０を回転すると、ローラー２３ａが回転し、ローラー２３ａに固定されているローラー軸２５ａ及び歯車２６ａが回転するが、歯車２６ａから歯車２８ａ（３１ａ）には回転エネルギーが伝達されないから、発電機３３ａは発電電力を出力せず電池の充電は行われない。
【００２８】
電池を充電する場合は、可動歯車２８ａの軸の両端をスリット板３０ａのスリット２９ａに沿って図６に示すように左側にスライドさせ、クラッチとしての可動歯車２８ａを歯車２６ａ及び３１ａと噛み合わせる。
【００２９】
この状態でユーザがトラックボール２０を回転すると、ローラー２３ａが回転し、ローラー２３ａに固定されているローラー軸２５ａ及び歯車２６ａが回転する。歯車２６ａの回転は可動歯車２８ａに伝達され、更に歯車３１ａに伝達され、発電機３３ａには回転エネルギーが伝達されるから、発電機３３ａの発電電力は電池の充電回路に出力され電池の充電が行われる。
【００３０】
図６に示す軸受け部の機構は、図５に示すように他の軸受け部２４ｂ、２４ｃにも設けられる。本実施形態では３つのローラー２３ａ〜２３ｃの回転軸を発電に利用できるから、トラックボール２０の回転により同時に３つの発電機から充電用電力を充電回路に供給することが可能である。
【００３１】
また、以上の実施形態では回転エネルギーの伝達機構を歯車で構成した例を示したが、歯車をローラー等に変更して構成することが可能である。例えば歯車１１、１３、２６ａ、３２ａを金属等の硬質材料でなる円盤状等のローラーとし、歯車１２、２８ａを弾性材料でなる円盤状等のローラーとして、前記硬質材料のローラーに対し弾性材料のローラーを圧接、離脱させてクラッチ機能を持たせ、回転エネルギーの伝達／非伝達の切り替えを可能に構成することができる。
【００３２】
（他の実施形態）
以上、折り畳み式携帯端末のサブ軸による電池の充電機構の実施形態について説明したが、電池の充電状態によっては手動充電が行われることは好ましくないことがあるので、過充電等、不要な充電操作を防止する表示機能をもたせる実施形態について以下説明する。
【００３３】
図７は本実施形態の折り畳み式携帯端末のブロック図を示す図である。電池残量、充電警告表示等を行う表示部４１と、キー入力操作、充電／非充電のクラッチ操作を行う可動歯車の移動操作等を行う操作部４２と、プログラム及び各種データを格納するメモリ部４３と、内蔵電池４４と、発電及び電池の充電を行う充電部４５と、各部を制御する制御部４６と、から構成される。
【００３４】
制御部４６はクラッチ操作や発電の有無等により動作モードを検出する機能、タイマ機能、端末の内蔵電池の残量を検出する機能、前記電池残量の検出出力を監視し、表示部４２に対する残量の目盛り表示、充電の動作モードでの充電可能表示と過充電の警告表示を行う機能等を備える。制御部４６は制御用プログラムをメモリ部４３から読み込み、読み込んだプログラムにより制御され、電池の残量、操作部の操作に関する前記機能により表示制御を実行する。
【００３５】
図８は制御部の制御動作のフローチャートを示す図である。本実施形態の制御部４６による過充電等の表示制御は以下のとおりである。
【００３６】
制御部４６は、折り畳み式携帯端末のクラッチ機能（可動歯車）が充電側に切り替わったか否か、発電電圧が発生しているか否か等により動作モードを確認する（ステップ１００）。充電の動作モードではなく携帯端末の通常利用の動作モードでは処理を行わずフローを終了する。
【００３７】
制御部４６は、充電の動作モードを検出した場合、折り畳み式携帯端末内の電池の残量を確認する（ステップ１０１）。残量が所定量未満（例えば、検出出力による表示の２目盛り以下等）の場合は、充電可能状態であることを表示部４１に表示して通知する（ステップ１０２）。
【００３８】
次に制御部４６はタイマ機能を起動して（ステップ１０３）、ユーザの充電作業を可能とし、タイマのタイムアップによる充電中の待ち時間が経過した後、再度電池の残量の確認を行う（ステップ１０４）。制御部４６は残量が通信等を行うために不十分と判断した場合は、ステップ１０３に戻り再度タイマ機能を起動し、待ち時間後に再度残量を確認する処理を繰り返す。
【００３９】
所定の待ち時間中のユーザの充電作業の結果、制御部４６が前記待ち時間後に電池が充電され残量が通信等を行うために十分と判断した場合は（ステップ１０４）、「充電完了」等の完了通知を表示部４１に表示し、処理を終了する（ステップ１０５）。
【００４０】
また、制御部４６はステップ１０１で残量が所定量以上（例えば、検出出力による表示の３目盛り等）の場合、通信を行うのに十分な容量であり、また残量が最大の際に過充電となる為、「電池残量が十分あるので、これ以上充電を行わないで下さい」等のＡＬＭ（alarm）通知を表示部４１に表示し、充電作業を行わないよう注意を促し（ステップ１０６）、処理を終了する。
【００４１】
なお、制御部としてソフトウエアにより動作させる例を説明したが、制御部はハードウエアにより構成できることはいうまでもない。
【００４２】
以上詳述したように本発明は端末筐体のメインの軸である開閉軸以外の２軸目以降の他の機能軸を共用して、前記開閉軸と発電機の駆動軸を完全に分離できる構成とし、携帯端末の寿命を維持し、更に過充電防止の表示機能を持たせたものである。
【００４３】
つまり、折り畳み式携帯端末において、筺体の開閉に用いられているメイン軸を用いることなく、画面表示の切り替え（横画面）やトラックボール等の他の機能軸や操作軸など、メイン軸ほど常用されない既存機構の２軸目以降の回転を発電用に流用して、携帯端末の寿命を維持しつつ、災害発生時や遭難時など、ＡＣアダプタなどによる外部からの充電が困難な場合でも内蔵電池の充電を可能とする。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は２軸目以降の他の機能の回動軸を共用して発電するものであるから、多軸式の各種の折り畳み式携帯端末に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本実施形態の折り畳み式携帯端末の構成を示す図である。
【図２】表示筐体の操作状態を示す図である。
【図３】本実施形態の上部筐体及び表示筐体の発電系の内部構造を示し、（ａ）は表示筐体の断面（側面）図、（ｂ）は上部筐体の断面（正面）図である。
【図４】折り畳み式携帯端末のマウスポインタ機構を示す図である。
【図５】トラックボール３０の受け側の構造を示す図である。
【図６】本実施形態のローラー軸の回転を発電機に伝達する機構の詳細を示す図である。
【図７】本実施形態の折り畳み式携帯端末のブロック図を示す図である。
【図８】制御部の制御動作のフローチャートを示す図である。
【図９】特許文献１に提案された折り畳み式携帯電話機を示す図である。
【符号の説明】
【００４６】
１、５１  下部筺体
２、５２  ヒンジ部
３、５３  上部筺体
４  表示筺体
５  表示筺体の回転軸
１１  歯車（大径）
１３、２６ａ、３１ａ  歯車
１２、２８ａ  歯車（小径）
１５、２９ａ  スリット
１６、３０ａ  スリット板
２０  トラックボール
２１、２５ａ  ローラー軸
２２  基台
２３ａ〜ｃ  ローラー
２４ａ〜ｃ  軸受け部
２７ａ  可動軸
３２ａ  発電機の駆動軸
３３ａ〜ｃ、５４  発電機（ダイナモ）
３４ａ  内部空間
４１  表示部
４２  操作部
４３  メモリ（記憶部）
４４  電池
４５  充電部
４６  制御部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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