JP2006254646A - 携帯電子機器用充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電子機器を充電するための簡便で、機械的な衝撃や振動に影響されない携帯電子機器用充電器の提供を目的とする。
【解決手段】ダイナモ１１と、ダイナモ１１と携帯電子機器装着部１３をつなぐコード１２と、充電電子回路部とを備え、充電電子回路部は、ダイナモ１１により発電される電力を整流するための整流回路と、整流回路で整流された電力を一時的に蓄え、所定値以上になると電力を出力する蓄電回路と、蓄電回路から出力された電力を所定の直流電圧および直流電流に変換する定電圧定電流回路と、整流回路、蓄電回路および定電圧定電流回路を制御する制御回路とにより携帯電子機器用充電器１０が構成されるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電子機器の充電用の電源としてダイナモを用いた携帯電子機器用充電器に関する。

近年、携帯電話、ＰＤＡ、ＨＤＤ内蔵の音楽プレーヤー、携帯ＭＤプレーヤーなどに代表される携帯電子機器が広く普及してきている。携帯電子機器においては、本質的に屋外あるいは近くに電力供給源がない場所で使用されることが多く、携帯電子機器を長時間使用するために省電力化への取り組みがなされている。

しかし、一方では携帯電子機器の高機能化にともない電力消費量は増大する傾向にある。このため、携帯電子機器の省電力化への取り組みのほかに、屋外使用時での充電や電力供給についての技術開発も重要なものとなっている。

従来、携帯電子機器を充電するために用いる充電器としては、自動車やバイクなどのエンジンなどの原動機などにより発生する電力を電源としシガレットライター取り付け部から延長コードを用いて取り出すものや、家庭用コンセントの差込口を利用し電源としていたものや、乾電池などの１次電池やＮｉ−Ｃｄ電池などの２次電池を使い充電器とするものが知られている。

さらに、携帯電話用充電器として、原動機のない自転車などの前照ライト用ダイナモに携帯電話充電器をコードで取り付け、自転車使用時に前照ライト用ダイナモの駆動（例えば、回転運動など）により発生した電気を整流変換した後、携帯電話本体の内部に搭載された、例えば２次電池などを充電するものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

以下に、特許文献１に示されている電源に自転車のダイナモを用いた従来の携帯電話用充電器について、図６を用いて説明する。

まず、図６に示すように、原動機のない自転車の前照ライト用ダイナモ６１に、携帯電話用充電器６３に巻き取り収納されているコード６２を取り付ける。そして、自転車使用時において、前照ライト用ダイナモ６１により発生する電気を携帯電話用充電器６３に送る。さらに、携帯電話用充電器６３に送り込まれた電気を整流変換した後、整流変換された電気で携帯電話本体６４内部に搭載されたバッテリーを充電するものである。
実用新案登録第３０９８７３２号公報

しかしながら、従来の携帯電子機器用充電器を用いて携帯電子機器を充電する場合、必ずエンジンや電動力のあるもの、または使い捨ての充電用電池パックなどが必要であった。

また、特許文献１に開示されている携帯電話用充電器は、携帯電話のみを充電対象としたものであり、充電電圧や充電電流の異なる、例えばＰＤＡやＭＤプレーヤーなどの携帯電子機器への充電については考慮がなされていなかった。

そして、電源として自転車の前輪のタイヤと接触させて回転するダイナモを利用するため、発電する場合には前照ライトを点灯する場合と同じくユーザーが前もってダイナモを車輪のタイヤに接触させる動作が必要であった。さらに、ダイナモを接触させて回転することによって発電するため、車輪の回転負荷が増大し、自転車の使用者に、必要以上の負荷がかかることも課題であった。

また、最近急速に普及しているＨＤＤ内蔵の音楽プレーヤーなど、機械的な衝撃、振動に弱い携帯電子機器などへの考慮は一切なされていなかった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、携帯電子機器の充電のためにエンジンや電動力のあるもの、または使い捨ての充電用電池パックを必要とせずに、充電電圧などの充電仕様の異なる携帯電子機器の充電が可能な携帯電子機器用充電器を提供することを目的とする。

上述したような課題を解決するために、本発明の携帯電子機器用充電器は、ダイナモと、充電電子回路部を有する携帯電子機器装着部と、ダイナモと充電電子回路部とを接続するコードとを備え、充電電子回路部は、ダイナモにより発電される電力を整流するための整流回路と、整流回路で整流された電力を一時的に蓄え、所定値以上になると電力を出力する蓄電回路と、蓄電回路から出力された電力を所定の直流電圧および直流電流に変換する定電圧定電流回路と、整流回路、蓄電回路および定電圧定電流回路を制御する制御回路を有する構成からなる。

この構成により、携帯電子機器の充電のためにエンジンや電動力のあるもの、または使い捨ての充電用電池パックを必要としないものとなる。さらに、自転車などのダイナモにより発電された電力を効率よくかつ、安定して携帯電子機器に充電することができる。

さらに、ダイナモが、自転車の車輪のハブ部に取り付けられてもよい。

この構成により、ダイナモが取り付けられた車輪が動いている限り自動的に発電を行うことができる。さらに発電中においても車輪の回転負荷の増加がほとんどないために自転車の使用者は、特に意識せずに自転車を使用することができ、発電のために余計な体力を使う必要がないものである。

さらに、定電圧定電流回路は、携帯電子機器装着部に装着される携帯電子機器に応じて、出力電圧および出力電流を調整することもできる。

この構成により、携帯電子機器の充電に必要な充電電圧や充電電流がそれぞれ異なった場合でも対応が可能となるものである。

また、携帯電子機器装着部は、緩衝機構部を備えてもよい。

さらに、緩衝機構部は、緩衝部材を備えてもよい。

さらに、緩衝部材は、バネ材またはゲル状緩衝材で構成してもよい。

これらの構成により、機械的な衝撃、振動に弱い携帯電子機器においても、安全にかつ簡便に充電を行うことが可能となる。

また、携帯電子機器装着部と緩衝機構部とが着脱可能であってもよい。

この構成により、携帯電子機器の充電動作を行わないときは、携帯電子機器用充電器の主要部を自転車から取り外せるため、自転車を屋外などに置いておく場合など、携帯電子機器用充電器の盗難防止や耐環境性能に関して特別の部材や構成を考慮する必要がなくなり、充電器を簡便にできる。

本発明の携帯電子機器用充電器によれば、携帯電子機器の充電のためにエンジンや電動力のあるもの、または使い捨ての充電用電池パックを必要としないものであり、ダイナモにより発電された電力を効率よく、かつ安定して携帯電子機器に充電することができる。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における携帯電子機器用充電器を自転車に装着した図である。

図１において、自転車のタイヤ１６が回転し、ダイナモ１１を駆動することによって発電される電力を、コード１２を通じて携帯電子機器装着部１３内の充電電子回路部（図示せず）に供給する。そして、例えば携帯電話などの携帯電子機器１４への充電は、自転車のハンドル部１７に固定されている携帯電子機器装着部１３に携帯電子機器１４を装着し、接続することにより行われるものである。なお、ダイナモ１１は携帯電子機器用充電器１０の電源として用いるとともに、自転車の前照ライト１５の電源としても用いられるものである。

また、ダイナモ１１は自転車のタイヤ１６に接触して発電するタイプのものでもよいが、特に自転車のハブ部に取り付けられるダイナモであることが好ましい。つまり、ハブ部に取り付けられるタイプのダイナモ１１は、自転車のタイヤ１６が動いている限り自動的に発電ができるだけでなく、タイヤ１６に接触させて発電するタイプと比較して、タイヤ１６を回転させるときの回転負荷の増加がほとんどないものである。そのため、自転車の使用者は、特にダイナモ１１が発電していることを意識せずに自転車を使用でき、携帯電子機器を充電するために余計な体力を使う必要がないなど、その効果が大きいものである。

なお、ハブ部に取り付けられるタイプのダイナモ１１は、一般的に市販されているものを用いても、約２〜３Ｗ程度の発電が可能であり、充分に携帯電子機器用充電器として用いることができる。

なお、本発明の実施の形態１では、携帯電子機器装着部１３をハンドル部１７の部分に装着した例で説明したが、これに限られない。例えばフレームなど、使用者が自転車で走行する際に支障をきたすことのない位置であれば携帯電子機器装着部１３の装着場所はどこであってもよい。

図２は、携帯電子機器用充電器の充電電子回路部のブロック図である。

図２において、携帯電子機器用充電器の充電電子回路部２１は、整流回路２２、蓄電回路２３、定電圧定電流回路２４と、それらを制御する制御回路２５を備えた構成となっている。そして自転車のハブ部に取り付けられたダイナモ２０によって発電された電力が、充電電子回路部２１に入力される。

以下に、図３を用いて、本発明の実施の形態１における携帯電子機器用充電器の充電電子回路部２１の充電動作について説明する。

図３は、携帯電子機器用充電器の充電動作の概略を示すブロック図である。図３中には、各回路部から出力される電力の電圧波形を、例として模式的に示している。

まず、ダイナモ２０を駆動することによって発電された電圧波形２０Ａに示す電力が整流回路２２に入力され、整流回路２２によって整流される。なお、整流回路２２としては、例えば、半端整流や全波整流回路などを用いることができる。

つぎに、整流された電圧波形２２Ａに示す電力を一時的に蓄電回路２３に蓄積する。そして、例えば携帯電話などに搭載された２次電池などを充電できる所定の電力量を蓄電した後、電圧波形２３Ａに示す電力を定電圧定電流回路２４に供給する。ここで、定電圧定電流回路２４は、携帯電子機器用充電器に接続される携帯電子機器を充電するのに必要な所定の充電電圧および充電電流に応じて、例えば電圧波形２４Ａに示す電圧Ｖ１、Ｖ２のような出力電圧および出力電流に調整するものである。例えば、一般的に携帯電話などに用いられる６５０ｍＡｈの電力量を有する一本のリチウムイオン電池では、出力電圧４．２Ｖ、充電電流６５０ｍＡに調整される。

また、制御回路２５は、整流回路２２、蓄電回路２３および定電圧定電流回路２４の一連の動作を制御するものである。例えば、各回路の動作のタイミングや蓄電回路２３に蓄えられた電力量に応じて、出力許可信号などの情報や携帯電子機器の充電特性に対応した最適な充電電圧値および充電電流値の制御などである。これらは、例えば、携帯電子機器装着部１３に備えたスイッチを手動で設定してもよく、その設定値に応じて制御回路２５が充電のタイミングなどを制御することができる。

また、蓄電回路２３は、整流回路２２から出力された電力を一時的に蓄え、その蓄えられた電力が一定値以上になると定電圧定電流回路２４に電力（電圧）の供給を開始するものである。これによって、例えば自転車の走行状態（低速回転や高速回転など）によって変動するダイナモ２０の発電量の変化の影響を抑えることができる。なお、蓄電回路２３は、例えばＮｉ−Ｃｄ電池、Ｎｉ−ＭＨ電池やリチウムイオン電池などの２次電池や電気２重層型の大容量コンデンサーなどで構成される。

また、定電圧定電流回路２４は、例えば一般的な３端子レギュレーターや昇圧が可能なスイッチングレギュレーターなどを用いて構成される。そして、定電圧定電流回路２４は、接続される携帯電子機器１４の充電に必要な充電電圧および充電電流に応じて、制御回路２５により、例えば出力電圧の異なる３端子レギュレーターの切り替えやスイッチングレギュレーターのスイッチング周波数などを制御することにより調整することができる。

以上のような構成により、携帯電子機器の充電のためにエンジンや電動力のあるもの、または使い捨ての充電用電池パックを必要しないため、充電環境が制限されない。さらに、充電電子回路部２１の蓄電回路２３により、自転車のダイナモ２０で発電した電力を効率よく、かつ安定して携帯電子機器に充電できるため、信頼性の高い携帯電子機器用充電器を実現できる。

また、自転車のダイナモ２０が取り付けられた車輪が動いている限り自動的に発電されるとともに、ダイナモ２０が車輪のハブ部に取り付けられているため、発電中においても車輪の回転負荷の増加がほとんどない。そのため、発電を意識せずに自転車を使用できるため、使用者への負荷が小さい携帯電子機器用充電器を実現できる。

さらに、充電に必要な充電電圧が異なる携帯電子機器でも、充電電子回路部により任意の対応が可能であり、その適用範囲が広いものである。

（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２における携帯電子機器用充電器のブロック図である。図４において、図２と同じ構成要素については同一符号を用い、説明を省略する。

本発明の実施の形態２は、自転車ハンドル部４０と携帯電子機器用充電器の整流回路２２、蓄電回路２３、定電圧定電流回路２４とそれらを制御する制御回路２５からなる充電電子回路部２１を有する携帯電子機器装着部４１との間に、緩衝機構部４２を設けるものである。さらに、緩衝機構部４２と携帯電子機器装着部４１の間を着脱可能な構成としてもよい。

以下に、図５を用いて、緩衝機構部４２を説明する。

図５は、本発明の実施の形態２における携帯電子機器用充電器の緩衝機構部を説明する模式図である。

図５において、緩衝機構部４２は、携帯電子機器用充電器の携帯電子機器装着部４１と自転車ハンドル部に取り付けるためのハンドル取り付け部材４３との間に設けられている。そして、緩衝機構部４２とハンドル取り付け部材４３との間には、例えば制振ゴムや空気層を含む低弾性材料やバネ材などからなる緩衝部材４４を設け、携帯電子機器４５へ自転車ハンドル部４０から伝わる振動や衝撃が直接伝わらないようにしている。さらに、緩衝機構部４２の携帯電子機器４５と接触する部分（例えば、携帯電子機器の外側面など）においては、携帯電子機器装着部４１に接続される携帯電子機器４５の形状に応じて可動可能な機構（例えば、スライド機構など）を備え、緩衝部材４６を介して携帯電子機器４５を、緩衝機構部４２で保持する構成としている。

また、上述したように緩衝機構部４２と携帯電子機器装着部４１に内蔵されている充電電子回路部４７とは、第１のコネクト部４８を介して着脱が可能に接続される。また、同様に、携帯電子機器４５と充電電子回路部４７とは、第２のコネクト部４９を介して着脱可能に接続され、通常の使用時には、携帯電子機器４５が第２のコネクト部４９から取り外されて使用されるものである。

なお、緩衝部材４４は、例えばゲル状の緩衝部材やバネ材などを用いて、例えば１００Ｈｚ以下の振動を吸収することができる。また、緩衝部材４６も、同様にゲル状の緩衝部材やバネ材などで構成してもよい。

また、携帯電子機器装着部４１と着脱可能とする緩衝機構部４２の第１のコネクト部４８には、防水機構や異物の混入を防止するカバーを装着することが好ましい。

以上のように構成された携帯電子機器用充電器において、充電される携帯電子機器は、緩衝機構部を介して自転車に装着されるため、自転車走行時における振動や衝撃の影響を軽減できる。そのため、一般的に機械的な振動や衝撃に弱い、例えばＭＤやＨＤＤ内蔵の音楽プレーヤーなどへの充電も安心して行うことが可能となる。

また、携帯電子機器の充電を行わないときは、充電電子回路部４７を備えた携帯電子機器装着部４１を自転車から取り外すことができる。そのため、自転車を屋外などに置いておく場合、充電電子回路部４７を備えた携帯電子機器装着部４１の盗難防止に関して、例えば盗難防止用チェーンや警報装置などの特別な部材や水分などから保護するカバーなどの必要がなくなり、携帯電子機器用充電器を簡便なものにできる。さらに、取り外した携帯電子機器装着部４１に充電電子回路部４７と接続するプラグ機構を備えることにより、家庭内での充電を可能とできるなど適用範囲を大幅に拡大できる。

なお、本発明の各実施の形態では、自転車に取り付けられたダイナモを例として説明したが、これに限られない。例えば、手動でダイナモを駆動するハンドルを備えたものでもよく、携帯性に優れた携帯電子機器用充電器とすることができる。

本発明の携帯電子機器用充電器は、携帯電話のみならず、ＰＤＡ、ＭＤプレーヤー、さらに機械的な衝撃、振動に弱いＨＤＤ内蔵音楽プレーヤーなどの各種携帯電子機器の簡便な充電用途において有用である。

本発明の実施の形態１における携帯電子機器用充電器を自転車に装着した図 本発明の実施の形態１における携帯電子機器用充電器の充電電子回路部のブロック図 本発明の実施の形態１における携帯電子機器用充電器の充電動作の概略を示すブロック図 本発明の実施の形態２における携帯電子機器用充電器のブロック図 本発明の実施の形態２における携帯電子機器用充電器の緩衝機構部を説明する模式図 従来の携帯電話用充電器を自転車に装着した図

符号の説明

１０ 携帯電子機器用充電器
１１，２０ ダイナモ
１２ コード
１３，４１ 携帯電子機器装着部
１４，４５ 携帯電子機器
１５ 前照ライト
１６ タイヤ
１７ ハンドル部
２０Ａ，２２Ａ，２３Ａ，２４Ａ 電圧波形
２１，４７ 充電電子回路部
２２ 整流回路
２３ 蓄電回路
２４ 定電圧定電流回路
２５ 制御回路
４０ 自転車ハンドル部
４２ 緩衝機構部
４３ ハンドル取り付け部材
４４，４６ 緩衝部材
４８ 第１のコネクト部
４９ 第２のコネクト部

Claims (7)

1. ダイナモと、
   充電電子回路部を有する携帯電子機器装着部と、
   前記ダイナモと前記充電電子回路部とを接続するコードとを備え、
   前記充電電子回路部は、前記ダイナモにより発電される電力を整流するための整流回路と、前記整流回路で整流された電力を一時的に蓄え、所定値以上になると電力を出力する蓄電回路と、前記蓄電回路から出力された電力を所定の直流電圧および直流電流に変換する定電圧定電流回路と、前記整流回路、前記蓄電回路および前記定電圧定電流回路を制御する制御回路を有することを特徴とする携帯電子機器用充電器。
2. 前記ダイナモが、自転車の車輪のハブ部に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器用充電器。
3. 前記定電圧定電流回路は、前記携帯電子機器装着部に装着される携帯電子機器に応じて、出力電圧および出力電流を調整することを特徴とする請求項１に記載の携帯電子機器用充電器。
4. 前記携帯電子機器装着部は、緩衝機構部を備えることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の携帯電子機器用充電器。
5. 前記緩衝機構部は、緩衝部材を備えていることを特徴とする請求項４に記載の携帯電子機器用充電器。
6. 前記緩衝部材は、バネ材またはゲル状緩衝材からなることを特徴とする請求項５に記載の携帯電子機器用充電器。
7. 前記携帯電子機器装着部と前記緩衝機構部とが着脱可能であることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれかに記載の携帯電子機器用充電器。

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