JP2007235562A - 折り畳み式携帯端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型軽量の携帯性を維持しつつ必要時に内蔵電池の充電を行う充電器を備える折り畳み式携帯端末装置を提供する。
【解決手段】それぞれ一端がヒンジ１５により旋回可能に結合された第１筐体２０および第２筐体３０よりなる折り畳み式携帯端末装置１０の筐体２０、３０の開閉動作をスライド動作に変換する開閉／スライド変換手段を設け、この開閉／スライド変換手段のスライド動作により磁石２３とコイル２４を相対移動させてコイル２４内に起電力を誘起させて発電する。開閉／スライド変換手段は、例えば一端がヒンジ１５の回転軸１６に固定されたフレキシブル基板２２等により構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は携帯端末装置に関し、特に内蔵電池を必要時に充電する充電器を備える折り畳み式携帯端末装置に関する。

通信技術、半導体技術およびその他の関連する要素技術の進歩により、携帯移動無線電話機（以下、携帯電話という場合もある）の小型高性能化を促進し、その用途が広がりおよび利便性が著しく改善されている。

また、携帯電話のマルチメディア化の発達により、利便性が改善され用途が拡大されたために、別の課題も生じている。その１つは、内蔵する電池（バッテリ又は充電可能な二次電池）の容量には限界があるにも拘らず、携帯電話の使用（動作）時間が増すにつれて消費電力が増加し、電池の消耗が激しくなった。その結果、例えば外出時に電池切れが生じ、携帯電話が使用不能になる場合が多くなった。

電池切れが生じた場合には、携帯電話が全く使用不能になり、例えば、重要事案に対して相手先への連絡が不能になる。その場合には、止むを得ず公衆電話等の使用が考えられるが、必ずしも近くに公衆電話があるとは限らず、しかも公衆電話を使用するにも相手先の電話番号（電話帳）等の情報は携帯電話のメモリに登録されている場合が多く、利用できないという事態となる。また、事故や災害等の緊急事態が発生した場合にも、肝心なときに携帯電話が使用できないこともあり得る。

斯かる事態を回避する１つの方法は、専用の充電器を携帯電話と共に持ち歩き、電池切れが発生した場合又は発生しそうな場合に、その充電器を使用して内蔵電池を充電することである。しかし、この場合にも、充電器を使用して電池を充電する電源（例えば、商用電源のコンセント）を借りる必要があり、必ずしも斯かる電源が利用できるとは限らないので、非常時又は緊急時には不便である。

上述の如き課題又はニードに対応して、携帯電話自体に発電機構を設け、必要時にこの発電機構を使用して携帯電話に内蔵された電池を充電する携帯電話機が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。即ち、この特許文献１には、ヒンジ内部に組み込まれた複数の永久磁石および誘導コイルを備え、筐体の開閉に応じて永久磁石を回転させて誘導コイルに起電力を生じさせ、この起電力にて内蔵電池を充電する折り畳み式端末装置が開示されている。

特開２００５−１０１８８０号公報（第４−５頁、第１図）

しかし、上述の如く、携帯電話は、その携帯性向上させるために小型化されている。折り畳み式携帯電話のヒンジも当然ながら小型化されている。斯かる小型化されたヒンジ内に実装される発電機構、特に永久磁石も小型に限定されるので、折り畳み機構を回動させても誘起される起電力には限界がある。また、回転磁石の回転による小さな次回の変化により大きい起電力を誘起するには、誘導コイルの巻回数を増加する必要が生じ、必然的に携帯電話の小型軽量化に逆行するという課題を有する。

本発明は、従来技術の上述した課題に鑑みなされたものであり、小型軽量化を犠牲にすることなく且つ必要な起電力を誘起可能にする発電機構を含む充電器を備える折り畳み式携帯端末装置を提供することを目的とする。

前述の課題を解決するため、本発明の折り畳み式携帯端末装置は、次のような特徴的な構成を採用している。

（１）第１および第２筐体のそれぞれ一端をヒンジを介して旋回させて開閉可能に形成し、該開閉動作により発電機を動作させて内蔵された電池の充電器を備える折り畳み式携帯端末装置において、
前記第１および第２筐体の開閉動作をスライド動作に変換する開閉／スライド変換手段を設け、該開閉／スライド変換手段により前記発電機の磁石およびコイルを相互移動させて該コイルに起電力を誘起させることにより前記電池の充電器とする折り畳み式携帯端末装置。
（２）前記開閉／スライド変換手段は、一端が前記ヒンジの回転軸に固定されたフレキシブル基板により構成される上記（１）の折り畳み式携帯端末装置。
（３）前記磁石は、前記フレキシブル基板の非固定端部の近傍に取り付けられた平板状とし、前記コイルの断面形状も前記磁石の形状に対応する薄型にする上記（２）の折り畳み式携帯端末装置。
（４）前記開閉／スライド変換手段は、一端が前記第１および第２筐体の一方の前記ヒンジ近傍の端部に固定され、他端が前記第１および第２筐体の他方へ延びる線材により構成される上記（１）の折り畳み式携帯端末装置。
（５）前記筐体を開くとき、前記線材の他端を巻き取る巻取り軸を備える上記（４）の折り畳み式携帯端末装置。
（６）前記線材の他端は巻き癖が付けられ、前記線材の余長部分を軸に巻き取る上記（４）の折り畳み式携帯端末装置。
（７）前記開閉／スライド変換手段には、そのスライド部のスライド方向に沿って複数の磁石が配置される上記（１）乃至（６）の何れかの折り畳み式携帯端末装置。

本発明の折り畳み式携帯端末装置によると、次の如き実用上の顕著な効果が得られる。即ち、ヒンジ結合された２個の筐体の開閉動作をスライド動作に変換する開閉／スライド変換手段を設け、これにより磁石とコイルを相互移動させて発電するので、極めて小型（薄型）且つ軽量に構成可能であり、携帯端末装置の携帯性を犠牲にすることがない。また、これら２個の筐体の開閉動作により大きなスライド（移動）量が得られるので、効率的な発電が可能である。更に、スライド部のスライド方向に沿って複数の磁石とコイルを配置し、コイルを直列接続することにより十分大きい起電力を得ることが可能である。例えば、一端がヒンジの回転軸に固定された細長いフレキシブル基板により開閉／スライド変換手段が形成可能であるので、少ない部品により簡単且つ安価に構成可能である。尚、充電器を内蔵することにより、内蔵電池の充電量（残量）に対するユーザの不安を軽減できることは勿論である。

以下、本発明による折り畳み式携帯端末装置の好適実施の形態の構成および動作を、添付図面を参照して詳細に説明する。

先ず、図１は、本発明による折り畳み式携帯端末装置（例えば、折り畳み式携帯移動無線電話機）の好適実施の形態の主要部構成を示す側断面である。この折り畳み式携帯端末装置（以下、単に携帯端末装置という場合もある）１０は、回転軸１６を有するヒンジ１５によりヒンジ（又は旋回）可能に連結された第１筐体２０および第２筐体３０により構成される。例えば、第１筐体２０には、電池（バッテリ）２１が内蔵されると共に各種の操作キー（図示せず）等が配置されており、第２筐体３０には液晶パネル（ＬＣＤ）等の表示装置（図示せず）やアンテナ（図示せず）等が配置されている。

図１に示す携帯端末装置１０において、第１筐体２０内には、ヒンジ１５の回転軸１６に一端が接続されたフレキシブル基板２２と、このフレキシブル基板２２の他端部に取り付けられた永久磁石２３と、この永久磁石２３の周囲に配置されたコイル２４およびダイオード、オペアンプ等で構成される整流回路２５とが設けられている。ここで、一端が回転軸に固定され、他端が筐体内を移動可能に構成されたフレキシブル基板２２は、開閉／スライド変換手段を構成する。また、フレキシブル基板２２、永久磁石２３、コイル２４および整流回路２５は、後述する如く、電池２１の充電器を構成する。

図１に示す携帯端末装置１０の動作乃至作用は、次の通りである。不使用時（即ち、通話その他の通信を行わないとき）には、ヒンジ１５を中心に両筐体２０および３０を回動して閉じている。この状態において、携帯端末装置１０は、コンパクト構成となり携帯に便利であり、相手からの通話待ちの状態である。この携帯端末装置１０を使用して通信（送受信）を行うには、ヒンジ１５を中心に両筐体２０および３０を適当な角度に開いて、例えば図１に示す状態とする。この状態で、携帯端末装置１０の電気回路は、電池（バッテリ）２１から必要な動作電力の供給を受けて、例えば第１筐体２０の通信キーおよび操作キーを操作することにより、希望する相手と通信又は通話可能である。

この携帯端末装置１０による通話又は通信が所定時間を超えると、電池２１が消耗して最早携帯電話１０の動作に必要な動作電力が供給不可能になる。この場合には、筐体２０および３０を反復的に開閉することにより、上述した充電器２２〜２５を動作させて電池２１の充電を行う。

充電器２２〜２５による電池２１の充電は、携帯端末装置１０の筐体２０および３０を反復的に開閉運動させることにより行う。図１に示す携帯端末装置１０の場合には、筐体２０および３０を閉じたとき、フレキシブル基板２２はヒンジ１５の回転軸１６に巻き付けられ、開いたときには斯かるフレキシブル基板２２の巻き付きが解かれる。即ち、筐体２０および３０の開閉動作に応じて永久磁石２３は、コイル２４の内部を左右に移動又はコイル２４へ出し入れされることになる。この永久磁石２３の左右方向への移動により、コイル２４内の磁界が変動し、その結果コイル２４にファラデーの法則による起電力を誘起させる。コイル２４の巻回数とその内部における磁束の変化に比例する起電力は、整流回路２５により直流電流に変換されて電池２１に供給され、これを充電する。

フレキシブル基板２２は、ヒンジ１５により連結された両筐体２０および３０間の電気回路の相互接続やプリンタのヘッド等とその駆動回路の相互接続等の相互に往復移動する回路部分の相互接続に多用されている、可撓性および耐久性に富んだ材料である。従って、筐体２０および３０の他数回の開閉動作に十分耐えて、この開閉動作に応じて永久磁石２３をコイル２４に対して安定的に出し入れして、コイル２４に起電力を誘起することが可能である。ここで、永久磁石２３は、回転ではなくスライド動作であり、この永久磁石２３として比較的薄い形状の強力な磁石を使用し、それに応じてコイル２４の断面形状も比較的薄い矩形に形成することにより、充電器の全体構成を薄型となし得ることに注目されたい。この構成により、小型（薄型）であってもコイル２４に十分な起電力を誘起させることが可能である。尚、永久磁石２３は、図１に示す如くフレキシブル基板２２の移動方向に１個のみでなく、フレキシブル基板２２の移動距離が大きい場合には、複数個の永久磁石を移動方向に離間して配置してもよい。

次に、図２を参照して、本発明による折り畳み式携帯端末装置（携帯端末装置）の他の実施の形態を説明する。この他の実施の形態の携帯端末装置４０は、図１に示す携帯端末装置１０と類似するので、相違点を中心に以下に説明する。

携帯端末装置４０は、回転軸４６を有するヒンジ４５により一端が連結され、相互に旋回可能な第１筐体５０および第２筐体６０により構成されている。しかし、この携帯電話４０にあっては、携帯端末装置１０におけるフレキシブル基板２２の代わりに、線材（又はワイヤ）５２を永久磁石５３の両端に接続し、片側（図２右側）をヒンジ４５の回転軸４６を通り、携帯端末装置４０の第２（又はレシーバ側）筐体６０の端部に固定する。そして、線材５２の他側（図２の左側）を巻取り軸５６に接続する。この巻取り軸５６は、線材５２を巻き取る方向にばね等により巻取り力を常時作用させるか又は例えば柱時計のゼンマイの如く線材５２自体に予め巻き癖をつけてもよい。

図２に示す携帯端末装置４０において、筐体５０および６０を折り畳んで閉じた場合には、第２筐体６０に線材５２が引っ張られ、ヒンジ４５の回転軸４６に線材５２が巻き付き、巻取り軸５６からは線材５２が解ける。そこで、図２の右方向へ永久磁石５３が移動する。一方、携帯電話４０を開いた場合には、巻取り軸５６は、線材５２を巻き取る方向に力が作用しているため、線材５２は巻取り軸５６に巻き付き、永久磁石５３が図２の左方向に移動する。

上述した筐体５０および６０の開閉操作を繰り返して永久磁石５３がコイル５４内を移動することにより、上述の如くファラデーの法則によるコイル５４に起電力を誘起させる。このコイル５４の起電力は、整流回路５５により直流電流に変換されて電池（バッテリ）５１に供給され、これを充電する。

尚、上述した図２の実施の形態の携帯端末装置４０では、線材５２が永久磁石５３の両端に接続されているとしたが、線材５２を１本の連続した線材とし、その所定位置に永久磁石５３を周知の適当な固定手段により固定してもよいこと勿論である。

以上、本発明による折り畳み式携帯端末装置の好適実施の形態の構成および動作を詳述した。しかし、斯かる実施の形態は、本発明の単なる例示に過ぎず、何ら本発明を限定するものではない。本発明の要旨や精神を逸脱することなく、特定用途に応じて種々の変形変更が可能であること当業者には容易に理解できよう。

例えば、開閉／スライド変換手段は、上述したフレキシブル基板２２や線材５２以外でも、耐久性を有するフレキシブルな他の材料の部材を使用してもよい。また、永久磁石およびコイルは、相対移動することにより起電力を誘起するので、永久磁石を固定して、コイルを移動又はスライドしてもよい。例えばコイルをフレキシブル基板に固定して移動可能に構成する場合には、整流回路もフレキシブル基板上に形成してもよい。更に、筐体の開閉動作により十分大きいスライド長が得られる場合には、複数の磁石をスライド方向に沿って配置し、これに対応して複数のコイルを配置し、これら複数のコイルを直列接続してコイルに誘起する起電力の大きさ（電圧）を所定値に選定することも可能である。

本発明による折り畳み式携帯端末装置の好適な実施の形態の主要部を示す側断面図である。 本発明による折り畳み式携帯端末装置の他の実施の形態の主要部を示す側断面図である。

符号の説明

１０、４０ 折り畳み式携帯端末装置（携帯移動無線電話機）
２０、５０ 第１筐体
３０、６０ 第２筐体
１５、４５ ヒンジ
１６、４６ 回転軸
２１、５１ 電池（バッテリ）
２２ フレキシブル基板
２３、５３ 磁石
２４、５４ コイル
２５、５５ 整流回路
５２ 線材
５６ 巻取り軸

Claims (7)

1. 第１および第２筐体のそれぞれ一端をヒンジを介して旋回させて開閉可能に形成し、該開閉動作により発電機を動作させて内蔵された電池の充電器を備える折り畳み式携帯端末装置において、
   前記第１および第２筐体の開閉動作をスライド動作に変換する開閉／スライド変換手段を設け、該開閉／スライド変換手段により前記発電機の磁石およびコイルを相互移動させて該コイルに起電力を誘起させることにより前記電池の充電器とすることを特徴とする折り畳み式携帯端末装置。
2. 前記開閉／スライド変換手段は、一端が前記ヒンジの回転軸に固定されたフレキシブル基板により構成されることを特徴とする請求項１に記載の折り畳み式携帯端末装置。
3. 前記磁石は、前記フレキシブル基板の非固定端部の近傍に取り付けられた平板状とし、前記コイルの断面形状も前記磁石の形状に対応する薄型にすることを特徴とする請求項２に記載の折り畳み式携帯端末装置。
4. 前記開閉／スライド変換手段は、一端が前記第１および第２筐体の一方の前記ヒンジ近傍の端部に固定され、他端が前記第１および第２筐体の他方へ延びる線材により構成されることを特徴とする請求項１に記載の折り畳み式携帯端末装置。
5. 前記筐体を開くとき、前記線材の他端を巻き取る巻取り軸を備えることを特徴とする請求項４に記載の折り畳み式携帯端末装置。
6. 前記線材の他端は巻き癖が付けられ、前記線材の余長部分を軸に巻き取ることを特徴とする請求項４に記載の折り畳み式携帯端末装置。
7. 前記開閉／スライド変換手段には、そのスライド部のスライド方向に沿って複数の磁石が配置されることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の折り畳み式携帯端末装置。

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