JP2004328872A

JP2004328872A - 充電型バッテリ装置

Info

Publication number: JP2004328872A
Application number: JP2003118892A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Tsukamoto; 明弘塚本; Masami Yuyama; 将美湯山; Noriyasu Murata; 憲保村田
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2003-04-23
Filing date: 2003-04-23
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-23
Also published as: JP3724646B2

Abstract

【課題】充電器を用いずに二次電池の充電を可能とする。
【解決手段】充電型バッテリ装置（２）は電子機器から取り外すことが可能であり、前記取り外した状態で手持ち可能な形状のケース（１１）と、該ケースに収められた板状発電素子（１２）と、前記ケースと前記板状発電素子を電気的に接続するための端子（１０）とを備える。前記板状発電素子は厚み方向に磁化された磁石板（１２ａ）とコイル基板（１２ｂ）とを所定の間隔で対向配置したものであり、前記ケースに加えられた圧に応答して前記間隔を変化させて、前記コイル基板のコイルパターンに電流を誘起させ、この誘起電流を用いて前記ケースに収められた二次電池（１４）を充電する。指先でケースに圧を加える操作を繰り返すだけで、板状発電素子に誘起電流が発生し、この誘起電流を用いて二次電池が充電される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気エネルギーを充・放電する二次電池で構成された充電型バッテリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、我々の身の回りには持ち運び可能な多種多様な電子機器、たとえば、携帯電話機、デジタルカメラ、ポケットコンピュータ、ゲーム機などが満ちあふれている。これらの電子機器はいずれも電池を内蔵しているので、商用コンセントが見あたらない屋外等においても使用することができる。しかし、電池の寿命が尽きたときは新品の電池と交換しなければならず、コストがかかるし、廃棄物の問題もあるため、再利用（リサイクル）可能な電池、すなわち、二次電池で構成された充電型バッテリ装置を用いることが多い。
【０００３】
従来より、二次電池の充電は、専用の充電器を用いて行うことが一般的である（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、二次電池を内蔵した電子機器を専用の充電器にセットすると、充電器から電子機器に電源電流が供給され、電子機器に内蔵された二次電池が、この電源電流によって充電されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
実開平５−４６３８号公報（〔０００７〕〜〔０００９〕、第１〜３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、専用の充電器を用いて二次電池を充電するものにあっては、充電器の設置場所以外では充電ができないという問題点がある。また、充電器を一緒に持ち運ぶこともあるが、荷物になるという問題点があるし、とりわけデジタルカメラや携帯電話機などの電子機器に付属する充電器はサイズが大きいので、せっかくの電子機器の携帯性を損なうという問題点がある。
【０００６】
したがって、本発明の究極の目的は、充電器を用いずに二次電池の充電を可能とする技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る充電型バッテリ装置は、電子機器から取り外すことが可能な充電型バッテリ装置であって、前記取り外した状態で手持ち可能な形状のケースと、該ケースに収められた板状発電素子と、前記ケースと前記板状発電素子を電気的に接続するための端子とを備え、前記板状発電素子は厚み方向に磁化された磁石板とコイル基板とを所定の間隔で対向配置したものであり、前記ケースに加えられた圧に応答して前記間隔を変化させて、前記コイル基板のコイルパターンに電流を誘起させ、この誘起電流を用いて前記ケースに収められた二次電池を充電することを特徴とするものである。また、その好ましい態様は、前記ケースの少なくとも前記板状発電素子に面した部分を弾性変形可能または前記圧に応じて厚み方向に移動可能な構造としたことを特徴とするものである。また、その好ましい態様は、前記磁石板と前記コイル基板を弾性体を挟んだ積層構造としたことを特徴とするものである。また、その好ましい態様は、前記磁石板と前記コイル基板の相対的な位置を平行方向に移動可能に構成したことを特徴とするものである。この発明では、前記ケースを手持ちし、指先でケースに圧を加える操作を繰り返すだけで、板状発電素子に誘起電流が発生し、この誘起電流を用いて二次電池が充電される。したがって、充電器が手元にない場合であっても二次電池を充電することができる。
また、その好ましい態様では、指先でケースに圧を加える操作を繰り返すことにより、ケースの少なくとも板状発電素子に面した部分が弾性変形し、または圧に応じて厚み方向に移動して板状発電素子の発電動作が促される。また、その好ましい態様では、指先でケースに圧を加える操作を繰り返すことにより、磁石板とコイル基板の間の弾性体の厚みが変化し、磁石板とコイル基板の間隔が変化して板状発電素子の発電動作が促される。また、その好ましい態様では、磁石板とコイル基板の相対的な位置を平行方向に移動させることにより、コイル基板に対して磁石板から働く磁束が変化し、板状発電素子の発電動作が促される。
【０００８】
また、前記板状発電素子の発電は、磁石板とコイル基板との間隔を変化させた場合だけでなく、間隔固定のまま磁石板とコイル基板との相対位置関係を変化させた場合にも行うことができる。この原理を利用して、次のようにしてもよい。すなわち、本発明に係る充電型バッテリ装置は、電子機器から取り外すことが可能な充電型バッテリ装置であって、前記取り外した状態で手持ち可能な形状のケースと該ケースに収められた板状発電素子を備え、前記板状発電素子は厚み方向に磁化された磁石板とコイル基板とを所定の間隔を維持して相対的な位置関係を変更可能に対向配置したものであり、該磁石板とコイル基板の相対位置関係を変化させることによって、前記コイル基板のコイルパターンに電流を誘起させ、この誘起電流を用いて前記ケースに収められた二次電池を充電することを特徴とするものであってもよい。
この発明では、前記ケースを手持ちし、指先で磁石板とコイル基板との相対的な位置関係を周期的に変化させるだけで、板状発電素子に誘起電流が発生し、この誘起電流を用いて二次電池が充電される。したがって、上記の発明と同様に、充電器が手元にない場合であっても二次電池を充電することができる。
また、この場合の好ましい態様として、前記磁石板と前記コイル基板の相対位置関係を変化させるための位置変更手段は、該磁石板または該コイル基板の一方を、前記ケースの長手方向のみに移動可能に弾性保持させて移動体とすると共に、該移動体の上面に“コ”の字状のリブを一体的に取り付け、該リブの内部にバネによって付勢されたピンを挿入し、該ピンの先端を前記ケースの一側端にスライド可能に保持された操作部の等間隔な半円形突起に当接させた構成を有するものとしてもよい。
このようにすると、指先で操作部を所定方向に移動させると、ピンは、半円形突起の曲面部分（“山”）を乗り越えて半円形突起と半円形突起の間の“谷”の部分に落ち込み、半円形突起に押されながら操作部に追従して移動すると共に、磁石板もピンと一緒に追従移動する。そして、ピンに加わる力がバネの付勢力を上回ると、ピンは隣の谷に落ち込み、磁石板は元の位置に復帰する。したがって、操作部を所定方向に往復移動させるだけで、磁石板が半円形突起の数ｍに対応した周期で同方向に微小に往復移動し、操作部の一往復運動当たり２ｍ回の往復運度を磁石板に生じさせることができ、少ない手間で効率的な発電を行うことができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、カード型またはそれに類似した形状の薄型バッテリ装置を例にして図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００１０】
図１は、薄型バッテリ装置の代表例を示す図である。（ａ）にはデジタルカメラ１用のバッテリ２が示されており、また、（ｂ）には携帯電話機３用のバッテリ４が示されている。いずれのバッテリ２、４も、対象電子機器（図示の例ではデジタルカメラ１や携帯電話機３）のデザインを損なわない適当な外観（カード型またはそれに類似した形状）を有しており、対象電子機器に装着及び取り外し可能になっている。
【００１１】
デジタルカメラ１用のバッテリ２は、通常、デジタルカメラ１の側面に設けられたバッテリスロット１ａに挿入して用いられる。この状態でデジタルカメラ１を専用の置き台（以下「クレードル」という）にセットしてバッテリ２を充電する。また、携帯電話機３用のバッテリ４も、通常、携帯電話機３の背面に設けられたバッテリスロット３ａに装着して用いられる。同様に、この状態で携帯電話機３をクレードルにセットしてバッテリ４を充電する。さらに、バッテリ２、４は必要に応じて対象電子機器から取り外すことも可能であり、たとえば、予備のバッテリと交換したり、取り外したバッテリ２、４をクレードルにセットして充電したりできる。したがって、バッテリ２、４は発明の要旨に記載の充電型バッテリ装置に相当する。
【００１２】
これらのバッテリ２、４は、可逆的化学反応によって電気エネルギーを充電及び放電する蓄電池、すなわち、二次電池で構成されている。二次電池は、特に限定しないが、たとえば、リチウムイオン電池である。
【００１３】
かかる二次電池で構成されたバッテリ２、４は、図示の例からも明らかなとおり、対象電子機器（図示の例ではデジタルカメラ１や携帯電話機３）の専用構成品であり、使い捨て型の電池、つまり、充電不能な一次電池（単三型等の乾電池）と違って再利用（充電しながら継続使用）することができ、資源の無駄がなく、また、廃棄物の問題も招かないという利点がある。
【００１４】
しかし、その反面、二次電池は、専用の充電器（前記のクレードル）がなければ充電を行うことができないという欠点を併せ持っており、このため、デジタルカメラ１や携帯電話機３を長時間使用するときには、▲１▼充電器を持ち歩く、▲２▼予備のバッテリを持ち歩く、▲３▼市販の汎用充電ツール（たとえば、００６Ｐ型アルカリ電池１個を使用した充電器などが知られている）を持ち歩くなどの対策を講じなければならないが、▲１▼の対策は充電器が荷物になる（多くの充電器は重く大きいうえ、電源アダプタや電源ケーブルなどの付属品も一緒に持ち歩かなければならない）、▲２▼の対策はコストがかさむ（予備バッテリ１個の値段は数千円もする）、▲３▼の対策はデジタルカメラ１に適用できない（デジタルカメラ用の汎用充電ツールは現時点で市販されていない）などの問題点がある。
【００１５】
そこで、本実施の形態では、上記いずれの対策（▲１▼〜▲３▼）にも該当しない新規の技術、詳しくは、他の器具や装置を一切必要とせずに、バッテリ２、４だけで一応の充電を可能とする有益な技術を開示する。なお、以下では、説明の便宜上、図１のデジタルカメラ１のバッテリ２を例にするが、これに限定されない。携帯電話機３のバッテリ４であってもよい。要は、対象電子機器から取り外すことができる充電型バッテリ装置であればよい。
【００１６】
図２（ａ）は、バッテリ２の簡略断面図である。バッテリ２は、外面の任意位置（図では左端）に電極１０を取り付けたケース１１と、そのケース１１の内部に実装された板状発電素子１２と、板状発電素子１２の交流起電力を直流に変換する整流器（平滑回路を含む）１３と、整流器の直流出力で充電され、且つ、電極１０を介してその放電電圧を出力する二次電池（たとえば、リチウムイオン電池）１４とを備える。なお、板状発電素子１２と整流器１３の間は配線１５によって接続され、整流器１３と二次電池１４の間は配線１６によって接続され、さらに、二次電池１４と電極１０の間は配線１７によって接続されている。
【００１７】
ここで、板状発電素子１２は、「特許第２８３６０３０号」、「特許第２８７０３２９号」または「特許第２８７０３３０号」の原理に基づく構成を有するものである。すなわち、その詳細は後述するが、板状発電素子１２は、磁性材料を薄板状に形成してその厚み方向に磁化された磁石板１２ａと、基板内に導電材料により所定巻数のコイルパターンを形成して該コイルパターンの両端部に接続端子を形成したコイル基板１２ｂと、弾性材料を薄板状に形成したクッション板１２ｃとを備えるものであり、前記磁石板１２ａと前記コイル基板１２ｂとの間に前記クッション板１２ｃを挟み密着させて一体構造とし、該磁石板１２ａと該コイル基板１２ｂに垂直方向の繰り返し荷重（望ましくは規則的な交番荷重）Ｆが加えられた時に、該クッション板１２ｃが弾性変形して該磁石板１２ａと該コイル基板１２ｂとの間隔を周期的に変化させ、該板間隔の周期的変化に応答して該磁石板１２ａから発生して該コイル基板１２ｂ内のコイルパターンと鎖交する磁束数を変化させ、これに伴ってコイルパターンに誘起される電流を該コイル基板１２ｂに形成した接続端子から取り出すようにしたものである。
【００１８】
このような板状発電素子１２を内蔵した本実施の形態のバッテリ２にあっては、上記の繰り返し荷重Ｆをケース１１から板状発電素子１２に伝えるために、たとえば、ケース１１の少なくとも板状発電素子１２の直上及び直下の部分を弾性変形可能な構造（たとえば、ケース１１の当該部分をバネ性素材とするなど）にしている。
【００１９】
図２（ｂ）は、ケース１１の弾性変形状態を示す図である。指先等でケース１１の両面を保持して圧を加えると、ケース１１は波線で示す初期位置からケース１１の厚みを減じる方向に弾性変形し、それに伴って板状発電素子１２のクッション板１２ｃの厚みが減り、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの間隔が減少変化する。そして、ケース１１への圧を解放すると、ケース１１は波線で示す初期位置に復帰し、それに伴って板状発電素子１２のクッション板１２ｃの厚みが元に戻り、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの間隔が拡大変化する。したがって、このようなケース１１の弾性変形操作（圧を加え及びその圧を解放する操作）を周期的に繰り返すことにより、板状発電素子１２のコイル基板１２ｂから交流電圧を取り出すことができる。
【００２０】
図３（ａ）は、整流器１３のブロック図である。この図において、整流器１３は、板状発電素子１２から出力された交流電圧Ｖａを半波整流または全波整流した整流電圧Ｖｂを出力する整流回路１３ａと、整流回路１３ａの出力を平滑化した脈流電圧Ｖｃを出力する平滑回路１３ｂとを含む。
【００２１】
図３（ｂ）は、整流回路１３ａ及び平滑回路１３ｂの一例構成図である。この例では、整流回路１３ａは一個の整流素子（ダイオード等）Ｄａを含み、板状発電素子１２から出力された交流電圧Ｖａの一方極性成分（図示の例では正極性成分）だけを取り出し、同成分からなる整流電圧Ｖｂを出力する。つまり、この場合の整流回路１３ａは「半波整流回路」として動作する。また、平滑回路１３ｂは、いわゆるコンデンサインプット型のものであり、コンデンサ等の電荷蓄積要素Ｃａの充電動作により、整流電圧Ｖｂの波形の凸凹をおおむね均一化した脈流電圧Ｖｃを出力する。
【００２２】
図３（ｃ）、（ｄ）は、整流回路１３ａと平滑回路１３ｂの他の構成例を示す図である。この例（ｃ）では、整流回路１３ａはブリッジ接続された四個の整流素子（ダイオード等）Ｄｂ〜Ｄｅを含み、板状発電素子１２から出力された交流電圧Ｖａの双方極性成分（正極性成分と負極性成分）を取り出し、それらの双方極性成分を一方極性（図示の例では正極）に揃えた整流電圧Ｖｂを出力する。つまり、この場合の整流回路１３ａは「全波整流回路」として動作する。また、この例（ｄ）では、平滑回路１３ｂは、いわゆるチョークコイルインプット型のものであり、チョークコイルＬａ（または抵抗素子Ｒａでもよい）と、コンデンサ等の電荷蓄積要素ＣｂとでＬ型（あるいはＬａやＲａの両端にそれぞれＣｂを接続したπ型）の充放電回路１３ｃを構成し、この充放電回路１３ｃによって、整流電圧Ｖｂの波形の凸凹をほぼ均一化した脈流電圧Ｖｃを出力する。
【００２３】
次に、板状発電素子１２の詳細を説明する。
図４（ａ）は、板状発電素子１２の簡略構造図である。板状発電素子１２は磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの間にクッション板１２ｃを挟み込んだサンドイッチ構造を有している。クッション板１２ｃは、ゴム材やスポンジ材等の弾性材料を薄板状に形成したものであり、コイル基板１２ｂ及び磁石板１２ａの形状と一致するようにカットしたものを使用する。
【００２４】
図４（ｂ）、（ｃ）は、磁石板１２ａの断面図である。磁石板１２ａは磁性材料を薄板状に形成して、その厚さ方向に磁化したものが用いられる。磁化方向は、同図（ｂ）に示すように上方がＳ極で下方がＮ極でもよいし、同図（ｃ）に示すように上方がＮ極で下方がＳ極でもよい。
【００２５】
図５（ａ）、（ｂ）は、コイル基板１２ｂを両面方向から見た外観図である。また、図５（ｃ）は、コイル基板１２ｂの拡大断面図である。図５（ａ）、（ｂ）において、コイル基板１２ｂは、約０．６ミリメートルの厚さのプリント基板２０の上下面にそれぞれ導体材料からなる約４０ミクロンのピッチ間隔のコイルパターン２１、２２が形成されている。コイルパターン２１、２２は、矩形状に所定巻数分形成されており、その各面のコイルパターン２１、２２の一端部は、スルーホール２３を通して相互に接続され、各面のコイルパターン２１、２２の他端部には、誘起電流を取り出すための端子２４、２５が形成されている。
【００２６】
図６（ａ）、（ｂ）は、板状発電素子１２の発電原理図である。同図（ａ）に示すように、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂが、ある距離ｄ１だけ離れているときの磁石板１２ａから発生してコイル基板１２ｂと鎖交する磁束数をφ１とし、また、同図（ｂ）に示すように、磁石板１２ａを下方移動させてて距離ｄ２までコイル基板１２ｂに近づけたときに磁石板１２ａから発生してコイル基板１２ｂと鎖交する磁束数をφ２とし、さらに、コイル基板１２ｂ内のコイルパターンの巻数をＮすると、ファラデーの電磁誘導の法則に従って次式（１）に示す誘起電圧Ｖが発生する。
【００２７】
Ｖ＝〔ｄ（φ２−φ１）／ｄｔ〕×Ｎ・・・・（１）
【００２８】
本実施の形態における板状発電素子１２は、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂの間にゴム材等の弾性材料で薄板状に形成したクッション板１２ｃを挟み込んで密着させて一体構造とし、この板状発電素子１２に垂直方向の繰り返し荷重Ｆを加えた時に、クッション板１２ｃを弾性変形させて磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの間隔を周期的変化させ、この間隔の周期的変化に応答して磁石板１２ａから発生してコイル基板１２ｂ内のコイルパターンと鎖交する磁束数が変化し、これに伴って、上式（１）の誘起電圧Ｖによりコイルパターンに誘起される誘起電流をコイル基板１２ｂに形成した出力端子から取り出すというものである。
【００２９】
すなわち、図４に示すように、板状発電素子１２に対して図中垂直方向の繰り返し荷重Ｆが加えられると、クッション板１２ｃが弾性変形し、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂの間隔ｄが変化する。このため、磁石板１２ａから発生してコイル基板１２ｂと鎖交する磁束数φが変化し、前式（１）に基づく誘起電圧Ｖがコイルパターン２１、２２に発生する。このように、繰り返し荷重Ｆの強さや周期に応じた誘起電流がコイル基板１２に発生するが、この電流は脈流であるため、脈流を整流器１３で整流・平滑化して直流に変換し、それを二次電池１４に印加することにより、二次電池１４を充電できる。
【００３０】
図７は、本実施の形態におけるバッテリ２の充電操作の様子を示す図である。バッテリ２は、先にも説明したとおり、ケース１１の内部に板状発電素子１２を備えると共に、少なくとも、ケース１１の板状発電素子１２に面した部分を弾性変形可能に構成したから、図示のように、指先でケース１１の両面を挟み込み、ケース１１の両面に周期的な圧（繰り返し荷重Ｆ）を加えるだけで、バッテリ２（の内部の二次電池１４）を充電することができる。
【００３１】
したがって、デジタルカメラ１等の電子機器を使用中にバッテリ残量警告が出た際に、身近に充電器がなく、しかも、予備のバッテリや汎用の充電ツールもない場合には、今までであれば、どうにも対処のしようがなく電子機器の使用を断念せざるを得なかったところ、本実施の形態のバッテリ２にあっては、電子機器からバッテリ２を取り出して、ケース１１の両面に繰り返し荷重を加えるという至極簡単な操作を行うだけで、バッテリ２を充電して復旧させることができる。その結果、他の器具や装置を一切必要とせずに、そのまま電子機器を継続使用できるという従来技術にない格別有益な効果を奏することができる。
【００３２】
なお、板状発電素子１２の起電力は専用の充電器などに比べて弱いため、上記の充電操作（バッテリ２のケース１１に繰り返しか自由を加えて行うもの）は、あくまでも緊急対応的なものと考えるべきである。つまり、本実施の形態の技術は専用の充電器に置き換わるものではない。この緊急避難的充電操作は、とりわけ、身近に充電器がなく、しかも、予備のバッテリや汎用の充電ツールもない場合にきわめて有益である。わずかでもバッテリ２の機能を回復できれば、少なくともその分、電子機器の使用を継続できる（たとえば、デジタルカメラ１で数枚程度の写真撮影が可能になる、あるいは、携帯電話機２で短時間の通話が可能になる）からである。
【００３３】
図８は、上記実施の形態の変形例を示す図である。上記の実施の形態では、バッテリ２のケース１１を弾性変形可能にすることにより、ケース１１に加えられた繰り返し荷重Ｆをケース１１の内部の板状発電素子１２に伝えているが、これに限定されない。図示の変形例のように、ケース１１の上下面に開口を形成し、その開口に挿入した可動板１１ａ、１１ｂを板状発電素子１２の両面に当接させてもよい。可動板１１ａ、１１ｂは、通常は板状発電素子１２の弾性力（クッション版１２ｃの弾性力；図２参照）によってケース１１と面一になっているが、指先等で圧を加えた場合に、可動板１１ａ、１１ｂがケース１１の内部側に移動し、板状発電素子１２の積層寸法を減じさせるようになっている。
【００３４】
このようにしても、上記の実施の形態と同様に、電子機器からバッテリ２を取り出して、ケース１１の両面（の可動板１１ａ、１１ｂ）に繰り返し荷重を加えるという至極簡単な操作を行うだけで、バッテリ２を充電して復旧させることができ、結局、他の器具や装置を一切必要とせずに、そのまま電子機器を継続使用できるという格別有益な効果を奏することができる。
【００３５】
図９（ａ）は、他の変形例を示す図である。前記の板状発電素子１２は、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの“間隔”を変化させることによって、コイル基板１２ｂのコイルパターン２１、２２に電流を誘起させているが、これ（間隔の変化）に限定されない。他の方法でもコイル基板１２ｂのコイルパターン２１、２２への電流誘起は可能である。図９（ａ）において、図示の板状発電素子１２は、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとを有する点で、前記の実施の形態のものと同じであるが、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの間隔が固定となっている点、及び、磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの相対的な位置関係が変化し得るようになっている点で相違する。今、磁石板１２ａがコイル基板１２ｂに対して矢印Ａの方向に水平移動可能であると仮定する。磁石板１２ａを矢印Ａの方向に往復移動させると、磁石板１２ａから発生してコイル基板１２ｂと鎖交する磁束の数が変化するので、やはり、上記の実施の形態のものと同様に、コイル基板１２ｂのコイルパターン２１、２２に電流が誘起する。
【００３６】
この変形例を前記のバッテリ２、４に適用する場合、人の手によって直接的に磁石板１２ａとコイル基板１２ｂとの間の相対運動（往復運動）を行わせる仕組みにしてもよい。また、単位時間あたりの往復数によって発電周波数が決まり、望ましくは、毎秒数十回程度の往復運動が求められるので、発電効率を高める工夫をするとよい。
【００３７】
図９（ｂ）は、かかる他の変形例に適用して好ましい往復運動機構の概念図である。図において、バッテリ２のケース３０の内部には、固定間隔の磁石板１２ａとコイル基板１２ｂ（不図示）が設けられている。磁石板１２ａはケース３０の長手方向のみに移動可能になっており、さらに、磁石板１２ａの両端がそれぞれバネ３１、３２を介してケース３０に弾性保持されている。磁石板１２ａの上面には“コ”の字状のリブ３３が一体的に取り付けられており、このリブ３３の内部にはバネ３４によって付勢されたピン３５が挿入されている。ピン３５の先端は、ケース３０の一側端にスライド可能に保持された操作部３６の等間隔な半円形突起３７にバネ３４の付勢力で当接している。
【００３８】
このような構成において、操作部３６の外向突出ボタン３８を指先で矢印Ｂ方向に移動させると、ピン３５は、半円形突起３７の曲面部分（以下“山”という。）を乗り越えて半円形突起３７と半円形突起３７の間の“谷”の部分に落ち込み、半円形突起３７に押されながら操作部３６に追従して移動（矢印Ｂ方向に移動）する。このとき、磁石板１２ａもピン３５と一緒に同方向に追従移動する。そして、ピン３５に加わる力がバネ３４の付勢力を上回ると、ピン３５は隣の谷に落ち込み、磁石板１２ａはバネ３１、３２の付勢力によって元の位置に復帰する。したがって、操作部３６を矢印Ｂ方向に往復移動させることにより、磁石板１２ａが半円形突起３７の数ｍに対応した周期で矢印Ｃ方向に微小に往復移動し、これによって、操作部３６の一往復運動当たり、２ｍ回の往復運度を磁石板１２ａに生じさせることができ、少ない手間で効率的な発電を行うことができる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、ケースを手持ちし、指先でケースに圧を加える操作を繰り返すだけで、または、指先で磁石板とコイル基板との相対的な位置関係を周期的に変化させるだけで、板状発電素子に誘起電流が発生し、この誘起電流を用いて二次電池が充電される。したがって、充電器が手元にない場合であっても二次電池を充電することができる。
あるいは、磁石板またはコイル基板の一方を、ケースの長手方向のみに移動可能に弾性保持させて移動体とすると共に、該移動体の上面に“コ”の字状のリブを一体的に取り付け、該リブの内部にバネによって付勢されたピンを挿入し、該ピンの先端を前記ケースの一側端にスライド可能に保持された操作部の等間隔な半円形突起に当接させた構成とすれば、操作部を所定方向に往復移動させるだけで、磁石板が半円形突起の数ｍに対応した周期で同方向に微小に往復移動し、操作部の一往復運動当たり２ｍ回の往復運度を磁石板に生じさせることができ、少ない手間で効率的な発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】薄型バッテリ装置の代表例を示す図である。
【図２】バッテリ２の簡略断面図及びケース１１の弾性変形状態を示す図である。
【図３】整流器１３のブロック図である。
【図４】板状発電素子１２の簡略構造図及び磁石板１２ａの断面図である。
【図５】コイル基板１２ｂを両面方向から見た外観図及びコイル基板１２ｂの拡大断面図である。
【図６】板状発電素子１２の発電原理図である。
【図７】本実施の形態におけるバッテリ２の充電操作の様子を示す図である。
【図８】実施の形態の変形例を示す図である。
【図９】実施の形態の他の変形例を示す図及び他の変形例に適用して好ましい往復運動機構の概念図である。
【符号の説明】
１デジタルカメラ（電子機器）
２バッテリ（充電型バッテリ装置）
３携帯電話機（電子機器）
４バッテリ（充電型バッテリ装置）
１１ケース
１２板状発電素子
１２ａ磁石板
１２ｂコイル基板
１４二次電池
３３リブ
３４バネ
３５ピン
３６操作部
３７半円形突起

Claims

電子機器から取り外すことが可能な充電型バッテリ装置であって、
前記取り外した状態で手持ち可能な形状のケースと、該ケースに収められた板状発電素子と、前記ケースと前記板状発電素子を電気的に接続するための端子とを備え、
前記板状発電素子は厚み方向に磁化された磁石板とコイル基板とを所定の間隔で対向配置したものであり、前記ケースに加えられた圧に応答して前記間隔を変化させて、前記コイル基板のコイルパターンに電流を誘起させ、この誘起電流を用いて前記ケースに収められた二次電池を充電することを特徴とする充電型バッテリ装置。
前記ケースの少なくとも前記板状発電素子に面した部分を弾性変形可能または前記圧に応じて厚み方向に移動可能な構造としたことを特徴とする請求項１記載の充電型バッテリ装置。
前記磁石板と前記コイル基板を弾性体を挟んだ積層構造としたことを特徴とする請求項１記載の充電型バッテリ装置。
前記磁石板と前記コイル基板の相対的な位置を平行方向に移動可能に構成したことを特徴とする請求項１記載の充電型バッテリ装置。
電子機器から取り外すことが可能な充電型バッテリ装置であって、
前記取り外した状態で手持ち可能な形状のケースと該ケースに収められた板状発電素子を備え、
前記板状発電素子は厚み方向に磁化された磁石板とコイル基板とを所定の間隔を維持して相対的な位置関係を変更可能に対向配置したものであり、該磁石板とコイル基板の相対位置関係を変化させることによって、前記コイル基板のコイルパターンに電流を誘起させ、この誘起電流を用いて前記ケースに収められた二次電池を充電することを特徴とする充電型バッテリ装置。
前記相対的な位置関係は互いに平行方向に変更可能であることを特徴とする請求項５記載の充電型バッテリ装置。
前記磁石板と前記コイル基板の相対位置関係を変化させるための位置変更手段は、
該磁石板または該コイル基板の一方を、前記ケースの長手方向のみに移動可能に弾性保持させて移動体とすると共に、
該移動体の上面に“コ”の字状のリブを一体的に取り付け、
該リブの内部にバネによって付勢されたピンを挿入し、
該ピンの先端を前記ケースの一側端にスライド可能に保持された操作部の等間隔な半円形突起に当接させた構成を有することを特徴とする請求項５記載の充電型バッテリ装置。
更に前記板状発電素子と接続される整流器を内蔵したことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の充電型バッテリ装置。