(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電話機本体に電話機側回路へ電力を供給する第１蓄電池を備える携帯電話機であって、前記電話機本体には、該電話機本体の姿勢が変化することで回転する回転錘による機械エネルギー及び前記電話機本体側面に臨まされた手動操作による回転つまみを指で回すことによる機械エネルギーを生成する機械エネルギー生成部と、この機械エネルギー生成部で生成された機械エネルギーを伝達する歯車列と、この歯車列で伝達された機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、この発電機で発電された電気を直流電圧に変換する電圧制御回路と、この電圧制御回路から出力される電気を蓄電する第２蓄電池と、通話中及び前記第２蓄電池が十分に充電されていないとき前記第１蓄電池から電力を供給するよう前記電話機側回路へ切換え、待受中で前記第２蓄電池が十分に充電されているとき前記第２蓄電池から電力を供給するよう前記電話機側回路へ切換える切換回路とを有する発電装置を内蔵したことを特徴とする発電装置を備えた携帯電話機。
【請求項２】
前記電話機本体には、前記機械エネルギー生成部により生成された機械エネルギーをばねに蓄積する機構の機械エネルギー蓄積部を有し、この機械エネルギー蓄積部に蓄積した機械エネルギーを前記歯車列へ伝達することを特徴とする請求項１記載の発電装置を備えた携帯電話機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動あるいは手動操作により発電することができる発電装置を備えた携帯電話機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、移動体通信が注目され、特に携帯電話機は、ますます小型軽量化され、急速に普及しつつある。この携帯電話機の電源は、通常リチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などの蓄電池が使用されており、通話中に最も電力を必要とし、待受状態では電力の消費を小さくできるようになっている。この携帯電話機の蓄電池では、例えば、連続通話で９０〜１００分程度使用でき、連続待受では９０〜１００時間程度使用することができる。したがって、通話中あるいは待受などの使用状態に応じて蓄電池の使用できる時間が異なり、消費時間に対応して適宜蓄電池の充電が必要になる。この蓄電池の充電時間は、約８０〜９０分程度である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、従来の携帯電話機では、通話中あるいは待受中等の使用状態に応じて蓄電池の使用時間が大きく異なるため、常に蓄電池の充電残量に注意しなければならず、また通話時間が多くなると頻繁に充電しなければならなかった。また、外出中等において蓄電池の蓄電残量が不足した時には、使用不可能になることがあった。なお、自動あるいは手動操作による発電機構を備えた電子腕時計が知られているが、携帯電話機では腕時計より機構的に大きくでき発電能力を高めることができ、かつ通話中と待受中では使用電力が大きく異なる特別の事情が存在する。
【０００４】
そこで本発明は、蓄電池の使用時間を長くすることができ、蓄電池の蓄電量が不足したときでもその場で使用状態を確保することができる発電装置を備えた携帯電話機を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の発電装置を備えた携帯電話機は、電話機本体に電話機側回路へ電力を供給する第１蓄電池を備える携帯電話機であって、前記電話機本体には、該電話機本体の姿勢が変化することで回転する回転錘による機械エネルギー及び前記電話機本体側面に臨まされた手動操作による回転つまみを指で回すことによる機械エネルギーを生成する機械エネルギー生成部と、この機械エネルギー生成部で生成された機械エネルギーを伝達する歯車列と、この歯車列で伝達された機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機と、この発電機で発電された電気を直流電圧に変換する電圧制御回路と、この電圧制御回路から出力される電気を蓄電する第２蓄電池と、通話中及び前記第２蓄電池が十分に充電されていないとき前記第１蓄電池から電力を供給するよう前記電話機側回路へ切換え、待受中で前記第２蓄電池が十分に充電されているとき前記第２蓄電池から電力を供給するよう前記電話機側回路へ切換える切換回路とを有する発電装置を内蔵したことを特徴とするものである。
【０００６】
また前記電話機本体には、前記機械エネルギー生成部により生成された機械エネルギーをばねに蓄積する機構の機械エネルギー蓄積部を有し、この機械エネルギー蓄積部に蓄積した機械エネルギーを前記歯車列へ伝達することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態により具体的に説明する。図１乃至図４は本発明の第１実施形態の発電装置を備えた携帯電話機であり、図１は携帯電話機の発電装置の構成を説明するブロック図、図２は携帯電話機の外観を示す斜視図、図３は発電装置部分を説明する平面図、図４は蓄電池の切換え動作を説明するフローチャートである。
【０００９】
これらの図において、本実施形態の携帯電話機１０は、その本体１１の背面側にリチウムイオン電池あるいはニッケル水素電池などのパック型の第１蓄電池が着脱自在に装着され、また本体１１内には自動及び手動操作により発電する発電装置２０が内蔵されているものである。この発電装置２０は、図１に示すように、自動及び手動操作により機械エネルギーを生成する機械エネルギー生成部２１と、この機械エネルギー生成部２１で生成された機械エネルギーを伝達する歯車列２２と、この歯車列２２で伝達された機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機２３と、この発電機２３で発電された電気を所定のレベルの直流電圧に変換する電圧制御回路２４と、この電圧制御回路２４から出力される電気を蓄電する第２蓄電池２５と、この第２蓄電池２５と第１蓄電池１２とを電話機側回路１３側からの使用状態信号あるいは第２蓄電池の電圧信号に応じて選択的に切換える切換回路２６とから構成されており、これらの各部が電話機本体１１に内蔵されている。なお、図２において、１４はダイヤルボタンや操作ボタン等のボタン類、１５はディスプレイ、１６はレシーバー、１７はマイク、１８はアンテナである。
【００１０】
上記機械エネルギー生成部２１（２１ａ，２１ｂ）は、図３に示すように、電話機本体１１に設けられた中心軸２７に回転自在に取り付けられた回転錘２８、及び電話機本体１１の側面側に一部が臨まされている手動操作により回転する回転つまみ２９である。この回転錘２８は、その重心が中心軸２７の位置から大きく離れた形状に形成されており、電話機本体１１の姿勢変化により重力で回転することで機械エネルギーを生成し、また回転つまみ２９は、指で回すことで直接に機械エネルギーを生成することができる。この回転錘２８による機械エネルギーは、その中心軸側に設けられた歯車３０ａ、中間歯車３１ａ，３２ａ等の歯車列２２ａを介して発電機２３ａの磁石回転子に伝達され、また回転つまみ２９の機械エネルギーは、その中心に設けられた歯車３０ｂ、中間歯車３１ｂ，３２ｂ等の歯車列２２ｂを介して発電機２３ｂの磁石回転子に伝達されるようになっている。これら歯車列２２ａ，２２ｂは、それぞれ回転錘２８及び回転つまみ２９の回転数を増速して、対応する発電機２３ａ，２３ｂが発電するに適した回転数が得られるように歯数比が決められている。発電機２３ａ，２３ｂは、それぞれ磁石回転子３３ａ，３３ｂ、固定子３４ａ，３４ｂ及びコイル３５ａ，３５ｂから構成されており、磁石回転子３３ａ，３３ｂが回転することでコイル３５ａ，３５ｂに起電力が誘起され、発電が行われるようになっている。
【００１１】
上記電圧制御回路２４は、発電機２３ａ，２３ｂで発電された交流電圧を整流して直流電圧に変換するとともに所定の電圧レベルに調整する回路であり、その出力は第２蓄電池２５に蓄電される。この第２蓄電池２５は、第１蓄電池１２と同じ種類の蓄電池等を使用することができる。上記切換回路２６は、第２蓄電池２５の電圧信号及び電話機側回路１３から与えられる通話中か待受中か等の使用状態に関する信号に応じて第１蓄電池１２と第２蓄電池２５を選択的に切換える回路である。
【００１２】
上記切換回路２６の動作は、図４に示すように、まず、電話機側回路１３から与えられる使用状態信号に基づいて通話中か待受中かを判断し（ＳＴ１，ＳＴ２）、通話中であれば第１蓄電池１２側へ切換え（ＳＴ４）、待受中であれば第２蓄電池の電圧信号を判断し回路を駆動するに適正な電圧のときに第２蓄電池２５側へ切換え（ＳＴ３，ＳＴ５）、適正な電圧でないときには第１蓄電池１２側へ切換える（ＳＴ３，ＳＴ４）。すなわち、切換回路２６は、通話中と第２蓄電池２５が十分に充電されていないときに第１蓄電池２５から電力を供給するよう切換え、待受中で第２蓄電池２５が十分に充電されているときに第２蓄電池２５から電力を供給するよう切換える。
【００１３】
上記構成の発電装置を備えた携帯電話機では、電話機本体１１の姿勢が変化し重力により回転錘２８が回転軸２７を中心に回転すると、その回転による機械エネルギーは歯車列２２ａを介して発電機２３ａ側へ伝達され、この発電機２３ａの磁石回転子３３ａが高速で回転されコイル３５ａに起電力が誘起され、電気エネルギーに変換される。一方、指先で回転つまみ２９を回すと、その回転による機械エネルギーは歯車列２２ｂを介して発電機２３ｂ側へ伝達され、この発電機２３ｂの磁石回転子３３ｂが高速で回転されコイル３５ｂに起電力が誘起され、電気エネルギーに変換される。これら発電機２３ａ，２３ｂで発電された起電力は、電圧制御回路２４で交流から直流に変換されるとともに回路駆動に適した電圧レベルに変換されて第２蓄電池２５に蓄電される。すなわち、携帯電話機を持ち歩くことにより回転錘２８の回転による機械エネルギーが発電機２３ａで電気エネルギーに変換され、また適宜指で回転つまみ２９を回すことで機械エネルギーが発電機２３ｂで電気エネルギーに変換され、それぞれ電圧制御回路２４を介して第２蓄電池２５に蓄電することができる。この第２蓄電池２５に蓄電された電力は、待受中であって十分に充電されて回路を駆動するのに適正な電圧であるときにのみ切換回路２６により切換えられ、電話機側回路１３へ供給される。したがって、電力消費が少ない待受中では、持ち歩くことで自動的に発生した電力あるいは任意に指で動かすことで発生した電力を蓄電した第２蓄電池２５を使用し、電力消費が多い通話中では第１蓄電池１２を使用するため、第１蓄電池１２を補助して電力消費を少なくすることができ長時間使用することができようになる。また、第２蓄電池２５の蓄電量が不足しているときには、携帯機本体１１の姿勢が変化するように動かしたり、回転つまみ２９を回すことでその場で発電して蓄電することができる。
【００１４】
図５及び図６は本発明の第２実施形態の発電装置を備えた携帯電話機であり、図５は携帯電話機の発電装置の構成を説明するブロック図、図６は蓄電池の切換え動作を説明するフローチャートである。
【００１５】
これらの図において、本実施形態の携帯電話機は、第１実施形態と同様の第１蓄電池１２が本体１１の背面側に装着され、また本体１１内には自動及び手動操作により発電する発電装置４０が内蔵されているものである。この発電装置４０は、本体１１内に自動及び手動操作によりばねを巻き上げることで機械エネルギーを蓄積する機械エネルギー蓄積部４１と、この機械エネルギー蓄積部４１で生成された機械エネルギーを伝達する歯車列４２と、この歯車列４２で伝達された機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機４３と、この発電機４３で発電された電気を所定のレベルの直流電圧に変換する電圧制御回路４４と、この電圧制御回路４４から出力される電気を蓄電する第２蓄電池４５と、この第２蓄電池４５と第１蓄電池１２とを第２蓄電池４５の電圧信号に応じて選択的に切換える切換回路４６とから構成されており、これらの各部が電話機本体１１に内蔵されている。
【００１６】
上記機械エネルギー蓄積部４１は、電話機本体１１の姿勢変化による回転錘の回転でばねを巻き上げる自動巻き機構及び第１実施形態と同様に電話機本体１１に設けた回転つまみ等によりばねを手動操作で巻き上げる機構から構成されている。このような自動巻き機構及び手動巻き機構は、それぞれ別々のばねを巻き上げるものであっても、１つのばねを両機構で巻き上げるものであってもよい。歯車列４２、発電機４３、電圧制御回路４４及び第２蓄電池４５は、第１実施形態と同様である。
【００１７】
上記切換回路４６の動作は、図６に示すように、使用状態が通話中か待受中かにかかわらず、第２蓄電池４５の電圧信号を判断し回路を駆動するに適正な電圧のときに第２蓄電池２５側へ優先的に切換え（ＳＴ１１，ＳＴ１３）、適正な電圧でないときには第１蓄電池１２側へ切換る（ＳＴ１１，ＳＴ１２）。すなわち、切換回路４６は、第２蓄電池４５が十分に蓄電されていれば第２蓄電池４５から優先して電力を供給し、十分に充電されていないときに第１蓄電池１２から電力を供給するよう切換える。
【００１８】
上記構成の発電装置を備えた携帯電話機では、機械エネルギー蓄積部４１では、持ち歩くことにより自動的にあるいは手動操作によりばねを巻き上げることで機械エネルギーを蓄積することができ、その機械エネルギーが歯車列４２を介して発電機４３に伝達されて電気エネルギーに変換され、その電気エネルギーが電圧制御回路４４により直流で所定の電圧レベルに調整されて第２蓄電池４５に蓄電される。この第２蓄電池４５に蓄電された電力は、切換回路４５により第２蓄電池４５から優先して電力を供給するように切換えられ、電話機側回路１３へ供給される。したがって、通話中あるいは待受中のいずれであってもまず第２蓄電池４５を使用し、蓄電量が不足したときに第１蓄電池１２を使用するため、第１蓄電池１２を補助して電力消費を小さくすることができ長時間使用することができようになる。また、第２蓄電池４５の蓄電量が不足しているときには、携帯機本体１１の姿勢が変化するように動かしたり、回転つまみを回すことでその場で発電することができるため、第１蓄電池１２を充電してその場で使用状態を確保することが可能になる。さらに、この第２実施形態では、機械エネルギー蓄積部４１におけるばねに蓄積した機械エネルギーを歯車列４２を介して伝達し発電機４３を回転して電気エネルギーに変換しているため、一定の回転速度で安定した電力を一定時間継続的に得ることができる利点がある。
【００１９】
なお、上記各実施形態において、機械エネルギー生成部２１及び機械エネルギー蓄積部４１において、それぞれ自動及び手動操作により機械エネルギーを生成したり、ばねに機械エネルギを蓄積する機構を設けた例を説明したが、いずれか一方あるいはそれら機構が複数設けられていてもよく、実施形態に限定されない。また、回転錘２８や自動巻き機構のばねは、電話機本体１１の大きさで許容される範囲で機械エネルギーの生成や蓄積が十分に大きくできるように形成することが好ましく、歯車列２２，４２も発電機２３，４３が最も効率よく発電される回転数になるように設定される。さらに、携帯電話機の形状、構造あるいは外観等は任意にでき実施形態に限定されない。ここで携帯電話機は、いわゆるＰＨＳ（パーソナル・ハンディフォン・システム）型の携帯電話機も含む。さらにまた、上記各実施形態では、電話機本体に第１蓄電池を備える携帯電話機を説明したが、発電機のみによる発電だけで電力を供給できるようにしてもよい。
【００２０】
本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明の精神を逸脱しない範囲内において種々の改良及び変更をなし得ることはもちろんである。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の発電装置を備えた携帯電話機では、自動あるいは手動操作により生成あるいは蓄積した機械エネルギーを歯車列を介して伝達し発電機で電気エネルギーへ変換し、電圧制御回路で直流電圧に変換して第２蓄電池へ蓄電し、切換回路により第１蓄電池と第２蓄電池を選択的に切換える発電装置を電話機本体に内蔵していることで、第１蓄電池を補助して電力消費を少なくでき長時間使用することができ、また第１蓄電池の蓄電量が不足したときでもその場で使用状態を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の携帯電話機の発電装置の構成を説明するブロック図である。
【図２】本発明第１実施形態の携帯電話機の外観を示す斜視図である。
【図３】本発明第１実施形態の発電装置部分を説明する平面図である。
【図４】本発明第１実施形態の蓄電池の切換え動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明第２実施形態の携帯電話機の発電装置の構成を説明するブロック図である。
【図６】本発明第２実施形態の蓄電池の切換え動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
１０  携帯電話機
１１  電話機本体
１２  第１蓄電池
１３  電話機側回路
１４  ボタン類
１５  ディスプレイ
１６  レシーバー
１７  マイク
１８  アンテナ
２０  発電装置
２１  機械エネルギー生成部
２２  歯車列
２３  発電機
２４  電圧制御回路
２５  第２蓄電池
２６  切換回路
２７  中心軸
２８  回転錘
２９  回転つまみ
３０，３１，３２  歯車
３３  磁石回転子
３４  固定子
３５  コイル
４０  発電装置
４１  機械エネルギー蓄積部
４２  歯車列
４３  発電機
４４  電圧制御回路
４５  第２蓄電池
４６  切換回路
【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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