JP2001166855A - 発電機能を備えた電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子機器の本体の動作によって発電し、蓄電
することによって、電池の消耗を小さくし、電池が消耗
しても続けて使用することができる発電機能を備えた電
子機器を提供することである。 【解決手段】 ヒンジ部３を介して回動自在に連結され
た第１の筐体１と第２の筐体２からなり、ヒンジ部３
は、第１の筐体１に形成した回転軸１０と、回転軸１０
を第２の筐体２に形成して軸支する軸受け部１１とで構
成され、さらに、回転軸１０の両端には小型発電装置１
４、１４、シャフト１３、１３を介して連結した回転体
１２、１２とが、ギヤ結合された構成の電子機器におい
て、第１の筐体１を開閉すると、回転軸１０が回転し、
回転軸１０に連結している回転体１２を回転させ、この
回転体１２の回転力がシャフト１３を介して小型発電装
置１４へ伝達されて発電することで実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自己発電装置を備
えるパーソナルコンピュータ、携帯情報端末機器、携帯
電話器、ゲーム器、ロボット、おもちゃ（人形や動物や
模型も含む）等の電子機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に電子機器の電源は、室内や屋外
のコンセントからのAC電源に接続して供給されたり、自
己発電装置から直接供給されたり、外部機器から供給さ
れたり、電子機器に内蔵されている電池から供給されて
いる。近年その中でも自己発電機能を備えた技術がいろ
いろ開示されている。

【０００３】例えば、実開平５−６６７４２号公報に
は、ワイヤレスマウスにおいて、マウス上面に太陽電池
を配置し、マウス内に自己の移動力によって発電する小
型発電機と、太陽電池と小型発電機によって得られた電
力を蓄積する電源部とを備え、この電源部に蓄積された
電力がマウスの駆動電力として使用できるという技術が
開示されている。

【０００４】また、特許番号第２９１０３６２号公報に
は、磁気カードの手動操作力に着目し、この手動操作力
を自己発電に有効に活用して、外部機器からの電源供給
や電池の内蔵を要せずに電力供給することができる手動
式の磁気カード処理装置に関する技術が開示されてい
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記記
載の技術においては、なお以下のような課題を有してい
る。

【０００６】実開平５−６６７４２号公報や特許番号第
２９１０３６２号公報に記載の技術は、マウスの移動力
や磁気カードの手動操作力など、電子機器の付属品によ
って発電が行われ、この発電による電力は、電子機器の
付属品を動作させるために使用され、電子機器本体を動
作させるものではなかった。

【０００７】また、前記技術を含めて自己発電機能を備
えた電子機器を使用するにあたり、どのくらい充電（発
電）する必要があるのか等の情報を使用者に提供するも
のも無く、この情報を使用者が知ることができなかっ
た。

【０００８】さらに、動作電圧が不足している場合等、
使用者にとってどうすればよいか全くわからないことも
あった。

【０００９】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、電子機器本体
に備えられた構造の利用、例えば、電子機器のカバーの
開閉や電子機器の保護ゴムの回転、によって発電し、蓄
電するため、電池の消耗を小さくし、電池が消耗しても
続けて使用することができる発電機能を備えた電子機器
を提供することである。

【００１０】また、電子機器の動作に必要な電力を得る
ための回転数を表示するため、どのくらい回転させれば
良いかの目安を使用者が知ることができる発電機能を備
えた電子機器を提供することである。

【００１１】さらに、電子機器のカバーを１回開閉させ
るだけで必要最低限の電力を発電するため、動作電圧が
無い場合でも、どうすれば使えるようになるかを使用者
に知らせることができる発電機能を備えた電子機器を提
供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明における発電機能
を備えた電子機器は、動作用電源としての１次電源を有
した電子機器において、電子機器筐体内に配置されて手
動操作によって回動する回動手段と、前記回動手段によ
る回転を伝達する回転伝達手段と、前記回転伝達手段に
連結された発電器と、前記発電器から電源供給された電
源を２次電源として蓄電する蓄電器と、を備えてなるこ
とを特徴とする。

【００１３】本発明における発電機能を備えた電子機器
は、さらに、前記１次電源または前記蓄電器に蓄電され
ている２次電源に対する電源電圧を検出する電圧検出手
段と、 本電子機器が動作するのに必要な動作可能電力
情報と、前記回動手段の回動に伴う発電量情報とを記憶
する記憶手段と、前記動作可能電力情報と発電量情報を
もとに動作に必要な電力に達するまでの前記回動手段の
回動量を算出する算出手段と、前記算出手段によって得
られた回動量を視覚的に表示する表示手段と、を備えて
なることを特徴とする。

【００１４】本発明における発電機能を備えた電子機器
は、さらにこの電子機器の筐体は、ヒンジ手段を介して
折りたたみ開閉自在に形成した第１の筐体と第２の筐体
とを有する構成であって、前記回動手段は、前記第１の
筐体を開閉するための手動操作に連動して回動するよう
に構成されてなることを特徴とする。

【００１５】本発明における発電機能を備えた電子機器
は、さらにこの電子機器の筐体は、該筐体表面に一体的
でかつ摺動自在に巻装できる構造で形成されて、手動操
作によって巻装できる構造が回動自在に構成されてなる
ことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明における発電機能
を備えた電子機器の実施形態に関して図面を用いて詳細
に説明する。

【００１７】（第１の実施例）以下に、本発明の第１の
実施例における発電機能を備えた電子機器について説明
する。

【００１８】図１は、本実施例における発電機能を備え
た電子機器の概略図である。図１において、第１の筐体
１と第２の筐体２はヒンジ部３にて回動自在に連結され
ている。ヒンジ部３は、第１の筐体１に形成した回転軸
１０と、回転軸１０を第２の筐体２に形成して軸支する
軸受け部１１とで構成され、さらに、回転軸１０の両端
には小型発電装置１４、１４、シャフト１３、１３を介
して連結した回転体１２、１２とが、ギヤ結合された構
成となっている。

【００１９】第１の筐体１には液晶ディスプレイ等の表
示装置４が設けられ、また、第２の筐体２には電子機器
回路ユニット、キーボードが設けられ、前記ヒンジ部３
を貫通するケーブルにてそれぞれ接続されている。そし
て、第１の筐体１をヒンジ部３にて折り畳み第２の筐体
２の表面を覆う閉鎖状態から第２の筐体２の表面を露出
させる開放状態に回動することによって電子機器の操作
が可能となり、電子機器を操作するごとに幾度となくこ
の開閉動作が繰り返されることになる。

【００２０】尚、上記説明では、第１の筐体１には表示
装置４を設けたが、単に第２の筐体２を覆う保護カバー
筐体であってもよく、また、キーボードユニットを設け
る構成であってもよい。つまり、第１の筐体１は単に第
２の筐体２を覆う保護カバー筐体であって、第２の筐体
２に液晶ディスプレイ等の表示装置４、電子機器回路ユ
ニット、キーボードが設けられた構成であってもよい。

【００２１】また、この回転軸１０と回転体１２の連結
機構は、効率よく回転を伝達するために歯車型が望まし
いが、回転を伝達できるように接していれば、どのよう
な形状・材質を使用してもよい。

【００２２】このように構成することによって、電子機
器の第１の筐体１を開閉することで、回転軸１０が回転
し、回転軸１０に連結している回転体１２を回転させ、
この回転体１２の回転力がシャフト１３を介して小型発
電装置１４へ伝達されて発電が行われる。

【００２３】図２は、本実施例における発電機能を備え
た電子機器に設けられた小型発電装置の構造の一例を示
した構造図である。シャフト１３は、小型発電装置１４
内でコイル２３を巻いた回転子２２に連結されており、
この回転子２２の周辺にはそれぞれＮ極永久磁石２０と
Ｓ極永久磁石２１とが設けられている。カバーの回転軸
１０が回転すると、回転体１２が回転し、この回転に伴
って回転子２２が回転する。回転子２２が回転すると、
この回転子２２の周辺に設けられたＮ極永久磁石２０及
びＳ極永久磁石２１による磁界の作用でコイル２３に電
流が流れる。尚、回転体１２は、第１の筐体１の開閉動
作により、図２の矢印ＡまたはＢの双方に回転するた
め、コイル２３には２方向の電流が流れることになる
が、整流子２４を設けていることから、発生した電流は
直流電流に変換される。この直流電流に変換された電流
は、ブラシ２５を経由して出力端子２６へ出力され、出
力端子２６に接続された電子機器の電源部へ電流を供給
する。

【００２４】このように、電子機器の第１の筐体１を開
閉する動作を行うことによって発電することができ、電
源として使用される２次電源への充電を行うことができ
る。

【００２５】次に、本実施例の発電機能を備えた電子機
器における電源制御について詳細に説明する。

【００２６】図３は、本実施例における発電機能を備え
た電子機器の電源部の機能ブロック図である。５１は乾
電池などの１次電池であり、５３は小型発電装置１４か
ら得られた電力を蓄えておくための２次電池であり、５
２は２次電池５３から１次電池５１へ電流が逆流するこ
とを防止する逆流防止用のダイオードであり、５４は１
次電池５１の電圧を検出するとともに２次電池５３の電
圧を検出する電圧検出装置であり、５５は電圧検出装置
５４によって検出された１次電池５１の電圧の電流と２
次電池５３の電圧の電流が出力される電子機器回路であ
る。

【００２７】図４は、電子機器回路５５の構成を示すシ
ステムブロック図である。電子機器回路５５は、ＣＰＵ
６１と、このＣＰＵ６１に接続された表示装置４と、入
力装置６２と、ＲＡＭ６３と、ＲＯＭ６４等から構成さ
れており、さらに、電圧検出装置５４と接続されてい
る。ＣＰＵ６１は、上記ＲＯＭ６４に格納されている制
御用プログラムに基づいて本電子機器回路５５全体及び
接続されている電圧検出装置５４を制御する。上記構成
は、一般的な情報端末を含めた電子機器の回路構成を想
定したものである。

【００２８】図５は、ＲＯＭ６４の構成の一例を示す構
成図である。ＲＯＭ６４は固定データエリア７０とプロ
グラムエリア７１の構成となっている。固定データエリ
ア７０には、小型発電装置１４内の回転子２２の１回転
当たりの発電量７２と本電子機器の動作可能な電圧値
（閾値）である動作可能電圧７３が格納されており、プ
ログラムエリア７１には、発電必要回数表示プログラム
７４が格納されている。

【００２９】このように構成することによって、電圧検
出装置５４により電源部の電圧を検出し、検出した電圧
とＲＯＭ６４に格納されている動作可能電圧７３とを比
較し、検出した電圧の方が高い場合はそのまま動作し、
検出した電圧の方が低い場合は動作するのに必要な電圧
になるまでの発電必要回数を求め、この結果を表示装置
４に表示する。

【００３０】図６は、本実施例における発電機能を備え
た電子機器の電源制御の処理の流れを示したフローチャ
ートである。図６のフローチャートを用いて、電源制御
の処理の流れを詳細に説明する。

【００３１】本電子機器を起動するために、電源スイッ
チがＯＮされた場合、ＣＰＵ６１はＲＯＭ６４に格納さ
れているプログラムに基づいて電子機器回路５５を含め
た電子機器の立ち上げ制御の処理が行われる。例えば、
この起動制御処理の何れかの時点において、ＲＯＭ６４
に格納されている発電必要回数表示プログラム７４が呼
び出されると、ＲＯＭ６４の固定データエリア７０に格
納されている１回転当たりの発電量７２を取得し（ステ
ップＳ１）、さらにＲＯＭ６４の固定データエリア７０
に格納されている動作可能電圧７３を取得する（ステッ
プＳ２）。次に、電圧検出装置５４の出力から現在電子
機器回路５５に供給されている電圧（１次電池５１と２
次電池５３の電圧）を取得する（ステップＳ３）。これ
らの情報をもとにして、発電必要回数を算出する（ステ
ップＳ４）。この発電必要回数は、ＲＯＭ６４内の動作
可能電圧７３の値と電圧検出装置５４によって検出され
た現在電子機器回路５５に供給されている電圧（１次電
池５１と２次電池５３の電圧の合計）値との差を１回転
当たりの発電量７２の値で割ることで求められる。上記
算出された計算結果である発電必要回数を表示装置４に
表示する（ステップＳ５）。尚、この算出された発電必
要回数の表示、つまり必要な回転量の表示は、バー表示
やＬＥＤ等によるランプ表示等であってもよい。

【００３２】また、発生させる電力を大きいものにする
ために、図２に示した電子機器の回転体１２の大きさを
調整し、１回のカバーの開閉動作だけでＲＯＭ６４に格
納されているデータを表示できるだけの電力を発電する
ようにすることも可能である。

【００３３】さらに、例えば、動作電圧が全く無い場合
であっても、使用する際に回転体１２の回転操作（例え
ばカバーを開閉する動作等）を行うことにより、ＲＯＭ
６４に予め格納されているデータである「電圧が足りま
せんのでカバーを１０回開閉して下さい」等のメッセー
ジを表示させることも可能である。これにより、動作電
圧が無い場合でも使用者がどうすれば良いかを表示によ
って知らせることが可能となり、ユーザーにとってフレ
ンドリーな操作指示を提供することができる。

【００３４】尚、上記フローチャートの説明では、本電
子機器を起動するために、電源スイッチがＯＮされた場
合を例にとって説明したが、実際には電子機器の動作中
についても適用できる。例えば、電圧検知装置５４から
電子機器回路５５に割り込みがかかる仕組みにしておけ
ば、動作中においても、電圧が下がった場合の警告を報
知することができる。

【００３５】また、上記説明では、電圧検出装置５４が
検出する対象を１次電池５１と２次電池５３の両方とし
ていますが、２次電池５３のみを対象としていてもよ
い。

【００３６】これらの動作により、利用者が電子機器の
動作に本当に必要な発電必要回数を認識、確認すること
ができる。

【００３７】（第２の実施例）以下に、本発明の第２の
実施例における発電機能を備えた電子機器について説明
する。

【００３８】図７は、本実施例における発電機能を備え
た電子機器の概略図である。また、図８は、本実施例に
おける発電機能を備えた電子機器の発電部分の断面図で
あり、図７のａ−ａ’で切断したものである。尚、図７
及び図８に関しては、上記第１の実施例の形態と同一部
分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。

【００３９】図７及び図８において、第１の筐体１と第
２の筐体２はヒンジ部３にて回動自在に連結され、第２
の筐体２の周側面には、衝撃から電子機器を保護するた
めの保護ゴム３０を巻装するための案内溝（図示せず）
を設け、保護ゴム３０を図中の矢印方向に摺動自在に巻
装している。

【００４０】さらに、第２の筐体２には２隅位置の案内
溝に保護ゴム３０と圧接する回転体３１が設けられ、回
転体３１はシャフト３２にて小型発電装置１４に連結さ
れている。

【００４１】このように構成することによって、保護ゴ
ム３０を図７の矢印Ａ、Ｂで示したように左右に動かす
と、保護ゴム３０と接して支えている回転体３１が回転
されて、この回転体３１の回転がシャフト３２を介して
小型発電装置１４へ伝達され、上記第１の実施例の図２
で説明したように、小型発電装置１４内で発生した電流
（直流電流）は接続された電子機器の電源部へ供給され
る。

【００４２】尚、回転体３１の形状は、保護ゴム３０が
はずれにくい形状が望ましいが、保護ゴム３０と回転体
３１が接していればどのような形状・材質を使用しても
よい。この回転体３１は、上記第１の実施例における回
転体１２と実質的には同じ役割をするものである。

【００４３】また、保護ゴム３０の動きをさらに加速さ
せるためのはずみ車をシャフト３２に取り付け、少ない
力で多量の電流を発生させる構成であってもよい。

【００４４】このように、衝撃から電子機器（本体）を
保護するための保護ゴム３０を利用して発電することが
でき、電源として使用される２次電源への充電を行うこ
とができる。

【００４５】尚、上記説明では、第１の筐体と第２の筐
体から構成されてなる電子機器を対象として説明した
が、第２の筐体のみからなる電子機器に対しても本実施
例の内容は適用できる。

【００４６】また、本実施例における発電機能を備えた
電子機器の構成は、上記第１の実施例で説明した発電機
能を備えた電子機器の構成と対比させると、例えば、図
１と図２のシャフト１３は図８のシャフト３２に相当
し、図１と図２の回転体１２は図８の回転体３１に相当
していることから実質的には同じ構成となっている。

【００４７】そのため、本実施例における発電機能を備
えた電子機器の電源制御については、上記第１の実施例
で説明した内容と同じとなる。故に、本実施例での詳細
な説明は、上記第１の実施例で説明した内容と重複する
ことから省略する。

【００４８】（第３の実施例）図示はしていないが、本
発明の発電機能を備えた電子機器の第３の実施例につい
て説明する。

【００４９】上記第１の実施例では、第２の筐体２に対
して第１の筐体１を手動で開閉させることでヒンジ３を
介してその回転を発電装置１４に伝達させて発電させる
構成であった。また上記第２の実施例では、第２の筐体
２の周側面に衝撃から電子機器を保護するための保護ゴ
ム３０を巻装するための案内溝（図示せず）を設け、保
護ゴム３０を摺動自在に巻装し、この保護ゴム３０を摺
動させてその回転を発電装置１４に伝達させて発電させ
る構成であった。

【００５０】本実施例では、ノート型パソコンに設けら
れているポインティングデバイスの一種であるトラック
ボールを用いて発電させる構成を対象としている。例え
ば、図８に示されるように、円形の保護ゴム３０をここ
では回転できるトラックボールとする。このトラックボ
ールを回転させることによって、上記第２の実施例での
動作と同じようにこのトラックボールの回転が回転体３
１に伝達され、この回転がシャフト３２に伝わり、さら
にこの回転が小型発電装置１４に伝わり発電が行われ、
発電によって作られた電流（直流電流）が電源部に供給
される。

【００５１】上記第１から第３の実施例で説明してきた
内容は、コンピュータやワープロや携帯型情報ツール
（モバイルツール）を含む情報処理装置を例にとって説
明してきた。しかし、実際に情報処理装置以外では、ロ
ボット、人形、動物などのおもちゃや、プラモデル、模
型、ミニチュア（車、電車、船等の乗り物）の電池等で
動作させることができるものに対しても適用できる。つ
まり、そのものの一部を回転あるいは動かすことで、例
えば、ロボット、人形、動物などのおもちゃの場合は、
手や足を回転させることで、また、車・電車・船等の乗
り物の模型の場合には、車輪やスクリューを回転させる
ことで実現できる。

【００５２】以上、ここまで挙げた実施形態における内
容は、本発明の主旨を変えない限り、上記記載に限定さ
れるものではない。

【００５３】

【発明の効果】本発明における発電機能を備えた電子機
器においては、以下の効果が得られる。

【００５４】本発明の発電機能を備えた電子機器は、電
子機器の筐体内に設けた手動回転体の回転により発電
し、蓄電することができるので、１次電池が消耗しても
続けて使用することができる。また、１次電池が消耗す
る度合いを小さくすることができ、電池交換の回数が減
ることにより、低コスト化が図れ、かつ、環境問題に対
しても貢献することができる。

【００５５】また、本発明の発電機能を備えた電子機器
は、電子機器の開閉動作、あるいは、保護ゴムの回転動
作により発電し、蓄電することができるので、１次電池
が消耗しても続けて使用することができる。また、１次
電池が消耗する度合いを小さくすることができ、電池交
換の回数が減ることにより、低コスト化が図れ、かつ、
環境問題に対しても貢献することができる。

【００５６】さらに、本発明の発電機能を備えた電子機
器は、電子機器の動作に必要な発電回転数を知ることが
できるので、使用者はどれだけ回転させれば良いかの目
安を知ることができ、効果的・効率的な発電を行うこと
ができる。

【００５７】さらに、本発明の発電機能を備えた電子機
器は、電子機器のカバーを１回開閉させるだけでＲＯＭ
６４に予め格納されているデータを表示できるだけの電
力を発電するため、動作電圧が無い場合でも表示によっ
て、「動作電力が無い」ためにどうすれば使用できるよ
うになるかを使用者に知らせることができるので、さら
にユーザーにとってフレンドリーな電子機器を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の発電機能を備えた電子機器の第１の実
施例に係る概略図である

【図２】本発明の発電機能を備えた電子機器の第１の実
施例に設けられた小型発電装置の構造の一例を示した構
造図である。

【図３】本発明の発電機能を備えた電子機器における電
源部の機能ブロック図である。

【図４】電子機器回路の構成を示すシステムブロック図
である。

【図５】ＲＯＭの構成の一例を示す構成図である。

【図６】本発明の発電機能を備えた電子機器における電
源制御のフローチャートである。

【図７】本発明の発電機能を備えた電子機器の第２の実
施例に係る概略図である。

【図８】本発明の発電機能を備えた電子機器の第２の実
施例に設けられた小型発電装置の構造の一例を示した断
面図である。

【符号の説明】

１ 第１の筐体 ２ 第２の筐体 ３ ヒンジ部 ４ 表示装置 １０ 回転軸 １１ 軸受け部 １２ 回転体 １３ シャフト １４ 小型発電装置 ２０ Ｎ極永久磁石 ２１ Ｓ極永久磁石 ２２ 回転子 ２３ コイル ２４ 整流子 ２５ ブラシ ２６ 出力端子 ３０ 保護ゴム ３１ 回転体 ３２ シャフト ５１ １次電池 ５２ ダイオード ５３ ２次電池 ５４ 電圧検出装置 ５５ 電子機器回路 ６１ ＣＰＵ ６２ 入力装置 ６３ ＲＡＭ ６４ ＲＯＭ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B011 DA07 DA12 DA13 EA04 GG03 HH07 5G003 AA07 BA01 CA11 DA05 DA18 FA08 GC05 5H410 BB04 CC02 CC05 DD02 EB25 EB27 EB37 FF03 FF22 FF28 LL04

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動作用電源としての１次電源を有した電
   子機器において、 電子機器筐体内に配置されて手動操作によって回動する
   回動手段と、 前記回動手段による回転を伝達する回転伝達手段と、 前記回転伝達手段に連結された発電器と、 前記発電器から電源供給された電源を２次電源として蓄
   電する蓄電器と、を備えてなることを特徴とする発電機
   能を備えた電子機器。
2. 【請求項２】 前記１次電源または前記蓄電器に蓄電さ
   れている２次電源に対する電源電圧を検出する電圧検出
   手段と、 本電子機器が動作するのに必要な動作可能電力情報と、
   前記回動手段の回動に伴う発電量情報とを記憶する記憶
   手段と、 前記動作可能電力情報と発電量情報をもとに動作に必要
   な電力に達するまでの前記回動手段の回動量を算出する
   算出手段と、 前記算出手段によって得られた回動量を視覚的に表示す
   る表示手段と、をさらに備えてなることを特徴とする請
   求項１記載の発電機能を備えた電子機器。
3. 【請求項３】 電子機器の筐体は、ヒンジ手段を介して
   折りたたみ開閉自在に形成した第１の筐体と第２の筐体
   とを有する構成であって、 前記回動手段は、前記第１の筐体を開閉するための手動
   操作に連動して回動するように構成されてなることを特
   徴とする請求項１または２記載の発電機能を備えた電子
   機器。
4. 【請求項４】 電子機器の筐体は、該筐体表面に一体的
   でかつ摺動自在に巻装できる構造で形成されて、手動操
   作によって巻装できる構造が回動自在に構成されてなる
   ことを特徴とする請求項１または２記載の発電機能を備
   えた電子機器。