JP2007312509A

JP2007312509A - 携帯電話器用充放電装置及び充電方法

Info

Publication number: JP2007312509A
Application number: JP2006139062A
Authority: JP
Inventors: Kiyotsugu Tsuji; 清嗣辻; Soji Terakawa; 壮二寺川
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2007-11-29

Abstract

【課題】外出先等で簡単に携帯電話に充電することのできる充放電装置を提供する。
【解決手段】商用電源に接続される定置式共用充放電器と、接続状態で該共用充放電器から供給される電気エネルギを蓄える電気化学二重層コンデンサから成る蓄電部と、定電圧出力部と、上記共用充放電器に接続分離自在であって携帯可能な複数個の携帯充放電器とを具備し、上記携帯充放電器の上記定電圧出力部を、携帯電話器のバッテリに接続分離自在に接続して充電するように構成した携帯電話器用充放電装置。
【選択図】図４

Description

本発明は、携帯電話器用充放電装置及び充電方法に関する。

従来、以下に示すような種々の携帯電話器等の充放電器が知られており、それぞれに問題があった。まず、商用電源に充電器を接続し、その充電器に携帯電話器のバッテリを接続して長時間掛けて充電するものが一般的であったが、この充放電器は、充電器設置場所に携帯電話器が拘束されるという問題点があった。また、携帯電話器に制御器を通じて乾電池を接続して充電するものはあったが、乾電池が消耗すると取り替える必要があり、コスト高になっていた。さらに、予備の携帯用バッテリを用意する例もあるが、高価であり、サイクルの早い携帯電話器の予備電池の需要は少ない。

一方、電気二重層コンデンサを二次電池に変えて電源とし複数のコ−ドレス機器を共通の充電器で充電するものも知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このものは、携帯電話器の移動携行用に適さない。また、コ−ドレス機器の電気二重層コンデンサと接続される充電用直流電源と、その直流電源と電気二重層コンデンサ間に並列に接続される充電用コンデンサを直流電源で充電し、その充電された充電用コンデンサでもって電気二重層コンデンサに充電する技術は知られている（例えは上記特許文献１の請求項１参照）。しかし、充電用コンデンサに充電された電気エネルギを電気二重層コンデンサに移し変えるのみで携帯電話器の急速バッテリ充電には適さない。

特公平３−３１３３９号公報

このように上記従来のいずれの充電器（充放電器）も、携帯電話器用としては適切なものが知られていなかった。例えば、商用電源をバッテリに見合う直流電圧に変換して、充電器と携帯電話器を接続し、一定時間を掛けて充電するものは、バッテリが満充電になるまで携帯電話器の使用は制限されるという大きな欠点があった。特に、外出先で携帯電話器のバッテリの電力が無くなったとき、迅速容易にその携帯電話器に充電できる好適な充放電システム（装置・設備）が無く、不便であった。なお、一部に、６０分〜９０分を掛けて充電する設置式充放電器は用いられている。

そこで本発明の目的は、コンビニエンスストア等に定置式の大型の共用充放電器を設置し、常時充分な電気エネルギを蓄えておき、これに小型の携帯充放電器を次々と接続して、各携帯充放電器に高速充電し、その後、この携帯充放電器を共用充放電器から取り外し、携帯充放電器を携行したまま携帯電話器のバッテリに、十分な時間を掛けて充電する等の全く新しい使用方法を提案することにある。

上記の目的を達成するため、本発明に係る携帯電話器用充放電装置は、次のような構成とした。まず、請求項１に記載の充放電装置は、商用電源に接続される定置式共用充放電器と、接続状態で該共用充放電器から供給される電気エネルギを蓄える電気化学二重層コンデンサから成る蓄電部と、定電圧出力部と、上記共用充放電器に接続分離自在であって携帯可能な複数個の携帯充放電器とを具備し、上記携帯充放電器の上記定電圧出力部を、携帯電話器（Ｔ）のバッテリに接続分離自在に接続して充電するように構成したことを特徴としている。上記定置式共用充放電器は、請求項２に記載のように、コンビニエンスストア，ホテル，駅等公共場所に設置されるボックス型で、コイン投入孔と、該コイン納入孔へコインが投入されたことを検知するセンサ・スイッチとを備え、該センサ・スイッチの検知作動によって、接続状態の上記携帯充放電器の上記蓄電部へ電気エネルギを供給するように制御するＯＮ・ＯＦＦ制御手段が設けられているものが好ましい。

請求項３に記載の発明では、上記定置式共用充放電器は、商用電源からの交流電力を整流・降圧する電源部と、該電源部からの直流電力を蓄える蓄電池と、接続状態の携帯充放電器に対して定電力を供給するように制御する定電力制御部と、携帯充放電器が接続分離自在に接続される端子とを備えている。また、請求項４に記載の発明は、携帯充放電器の上記蓄電部は、共用充放電器から供給される電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサを直列接続して構成している。

さらに請求項５に記載の発明は、上記共用充放電器から携帯充放電器の上記蓄電部へ充電のために流れる電流を（Ｉ₁ ）とし、上記携帯電話器（Ｔ）のバッテリを充電するために上記蓄電部から定電圧出力部へ流れる電流を（Ｉ₂ ）とすると、Ｉ₁ 》Ｉ₂ となるように構成している。この場合、請求項６に記載の発明のように、５≦Ｉ₁ ／Ｉ₂ ≦２００に設定しておくのが好ましい。

また、請求項７に記載の携帯電話器への充電方法は、コンビニエンスストア，ホテル，駅等公共場所にボックス型の共用充放電器を設置し、電気化学二重層コンデンサを有する携帯充放電器を上記共用充放電器から分離して携帯し、携帯中に上記携帯充放電器を携帯電話器（Ｔ）に接続して、充電させることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、１台の定置式共用充放電器で多数の携帯充放電器を次々と短時間に充電できる。従って、定置式共用充放電器の場所に拘束される時間が短時間で済み、携帯充放電器の充電後は、直ちに、移動できるので便利である。さらに、携帯充放電器のコンパクト化を図り易く、携帯電話器Ｔと共に充電した携帯充放電器内を、カバンやハンドバッグやポケットに入れて持ち運べば、出先で必要な時、いつでも携帯電話器Ｔへ充電できる。また、定電圧出力部によって、携帯電話器Ｔのバッテリに定電圧を供給して充電するので、長い時間にわたって十分に充電させることができる。なお、本発明では、蓄電手段として、従来の電気二重層コンデンサではなく、電解質を含む電気化学二重層コンデンサを用いるので、同じ寸法の従来の電気二重層コンデンサに比べて蓄電容量が大きく、従来の電気二重層コンデンサの２倍程度の体積エネルギー密度を達成することができるので、この点でもコンパクトで便利なものとすることができる。

請求項２に記載の発明によれば、共用充放電器は一般の人が利用に便利な場所に設置（固定）されているので、使い易く、また、コイン投入によって携帯充放電器への電気エネルギ供給が自動的に開始されるので便利である。また、請求項３に記載の発明によれば、定置式充放電器は定置式であるから重量大であっても問題がなく、従って、携帯充放電器側を十分に軽量化して、コンパク化を図り得る。

請求項４に記載の発明によれば、直列接続の電気二重層コンデンサは、携帯充放電器の軽量・コンパクト化を図る上で有効であり、かつ、携帯電話器Ｔのバッテリを充電するに必要な電気エネルギを十分に蓄え得る。

請求項５又は請求項６に記載の発明によれば、人の自由が拘束されるところの定置式充放電器では十分急速な充電ができ、他方、人の自由が拘束されない（出先でのハンドバッグやポケット等内での充電が可能な）携帯電話器Ｔへの充電では、（リチウム・イオン又はニッカド電池等から成る）バッテリに好適なゆっくりとした充電が行われるので、合理的であり、使い勝手が著しく優れている。

請求項７に記載の発明によれば、急いで充電したいときには、コンビニエンスストア等で、一旦、携帯充放電器に急速充電し、その後、出先に於て、ゆっくりと時間を掛けて、携帯電話器Ｔのバッテリを充電するので、従来の充電方法の不便を解決でき、極めて便利である。

以下、実施の形態を示す図面に基づき、本発明を詳説する。

図１及び、図２に於て、１６はボックス型（箱型）の定置式共用充放電器であり、２０・・・は、ハンドバッグ、袋物、ポケット等に収納して携帯可能な（小型の）複数個の携帯充放電器を示す。ボックス型の共用充放電器１６は、コンビニエンスストア，ホテル，（列車やバス等の乗物の）駅やその他の公共場所に設置されるもので、コイン投入孔１２と、携帯充放電器２０を接続するための差込口（端子）５を有している。

図１〜図４に於て、定置式共用充放電器１６は、商用電源１８に入力プラグ（接続端子部）１９を介して接続され、電源部１にて１００Ｖ交流を例えば１２Ｖ直流に整流・降圧する。この直流電源は制御部２を経て蓄電池３に供給され、電気エネルギとして蓄えられる。定置式の共用充放電器１６としては、上記蓄電池３は十分に大型のものを使用可能である。

４は定電力制御部であり、蓄電池３からの出力側に接続され、この定電力制御部４の出力側は前記端子（差込口）５に接続される。前記コイン投入孔１２へコイン１３が投入されたことを検知するセンサ・スイッチ１４が共用充放電器１６のボックスＢ内に設けられている。このセンサ・スイッチ１４からのコイン検出信号Ｉ₁₄は前記定電力制御部４へ送られる。そして、この定電力制御部４によって、接続状態の携帯充放電器２０の蓄電部７へ電気エネルギを供給するように制御される。

即ち、定置式共用充放電器１６は、センサ・スイッチ１４の検知作動によって、接続状態の携帯充放電器２０の蓄電部７へ電気エネルギを供給するよう制御するＯＮ・ＯＦＦ制御手段３０を有しており、このＯＮ・ＯＦＦ制御手段３０は、上記センサ・スイッチ１４と、（上記検出信号Ｉ₁₄を送る）配線と、定電力制御部４とから構成される。

要するに、定置式共用充放電器１６は、商用電源１８からの交流電力を整流・降圧する電源部１と、この電源部１からの直流電力を蓄える蓄電部３と、この蓄電部３への充電量を管理する制御部２と、接続状態の携帯充放電器２０に対して定電力を供給するように制御する定電力制御部４と、携帯充放電器２０が接続分離自在に接続される端子（差込口）５、及び、センサ・スイッチ１４等を備えている。しかも、コイン１３の投入をセンサ・スイッチ１４が検知作動すると、携帯充放電器２０への電気エネルギを供給開始するように制御するＯＮ・ＯＦＦ制御手段３０が設けられている。

図１に於て、１５はＬＥＤランプや液晶等の充電管理表示部であり、ＯＮ・ＯＦＦ制御手段３０によるＯＮ・ＯＦＦの各表示、及び携帯充放電器２０の蓄電部７への充電状態又は充電量をこの表示部１５に表示する。携帯充放電器２０の保持者は、この表示部１５に従って、接続端子６を差込口（端子）５から分離すればよい。なお、蓄電池３は固定ボックスＢ内に設置されているので、大型のバッテリ大容量のものを使用でき、しかも、電源部１及び制御部２によって、フロ−ト充電を行って、常時この蓄電池３を満充電状態で待機させることが望ましい。

図３は、図１に示したコイン投入口１２の下方に続く（ボックスＢ内の）コイン通路３１を示すもので、桶状誘導部材３２をもってコイン通路３１を形成しており、前記センサ・スイッチ１４はコ字状で、桶状誘導部材３２を抱き込むように付設されている。

携帯充放電器２０は、薄い扁平箱型ケ−ス１７を有し、例えば、縦辺Ｌ₁ が１０ｃｍ〜１５ｃｍ，横辺Ｌ₂ が８ｃｍ〜１０ｃｍ，厚さＬ₃ が０．５ｃｍ〜３ｃｍの小型で、ハンドバッグやカバンに容易に収納して携帯可能な大きさ（サイズ）となっている。この携帯用ケ−ス１７から２本の細いコ−ド３３，３４が突設されている。一方のコ−ド３３の先端には、前記端子５に接続分離自在に接続される入力端子６が設けられ、他方のコ−ド３４の先端には出力端子３５が付設される。

携帯充放電器２０は、端子５と端子６の接続状態で、共用充放電器１６から供給される電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサ８・・・から成る蓄電部７と、定電圧出力部１０とを備えている。そして、この携帯充放電器２０の定電圧出力部１０を、携帯電話器Ｔのバッテリ１１に接続分離自在に接続することにより充電が可能である。具体的には、出力端子３５が携帯電話器Ｔの接続端子部３６に接続される。

図８と図４に示す如く、携帯充放電器２０の蓄電部７は、共用充放電器１６からの電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサ８・・・を、直列接続して構成されている。つまり、この直列接続される電気化学二重層コンデンサ８・・・は、静電容量Ｃ₁ ，Ｃ₂・・・・・，Ｃ_n を有し、Ｖ₁ ，Ｖ₂ ，・・・・・,Ｖ_n は端子電圧を示す。Ｅは蓄電部７の供給電圧であって、Ｅ＝Ｖ₁ ＋Ｖ₂ ＋・・・・・＋Ｖ_n （総電圧）に相当する。

図４に於て、端子５に端子６を接続し、共用充放電器１６から携帯充放電器２０の蓄電部７へ充電のために流れる電流をＩ₁ とし、その後の端子３５と接続端子部３６を接続した状態で携帯電話器Ｔのバッテリ１１を充電するために蓄電部７から定電力出力部１０へ流れる電流をＩ₂ とすると、Ｉ₁ ≫Ｉ₂ となるように設定する。即ち、５≦Ｉ₁ ／Ｉ₂ ≦２００のように設定する。例えば、Ｉ₁ ＝４０Ａ，Ｉ₂ ＝０．５Ａのように設定すれば、Ｉ₁ ／Ｉ₂ ＝８０（倍）となり、Ｉ₁ ＝１００Ａ，Ｉ₂ ＝０．５Ａのように設定すれば、Ｉ₁ ／Ｉ₂ ＝２００（倍）となる。大容量の蓄電部７によって、直列接続された電気化学二重層コンデンサ８・・・に充電するに要する時間ｔ₁ は、例えば約１０ｓｅｃ〜約４０ｓｅｃであるので、便利であり、コンビニエンスストアや公共場所等にて、次々と、持ち込まれる多数の携帯電話器２０に能率よく充電を完了してゆくことができる。充電が終われば、その満充電の携帯放充電器２０を携帯（持ち歩き）しつつ、携帯電話器２０に、十分な時間（一般に６０分〜９０分）を掛けて充電するすることが可能である。言い換えれば、コンビニエンスストアや公共場所等に設置された共用充放電器１６の場所には、短時間拘束されるのみで、高速（１０ｓｅｃ〜４０ｓｅｃ）の充電の後は、直ちに携帯して持ち運び（移動）が可能であり、その間にも通話ができるので便利である。

次に、電源部１としては、例えば、図５又は図６若しくは図７に示す回路図が適用できる。図５に於て、この電源部１は、商用電源１８から電力が供給される整流回路２２と、整流回路２２から電気エネルギが供給されるスイッチング部２３及び補助電源２４と、スイッチング部２３から出力トランス２５を介して電気エネルギが供給される高周波整流回路２６とを備えている。さらに、高周整流回路２６から制御部２・蓄電池３（図４参照）へ供給される電気エネルギの電圧を検出して定電圧とするための定電圧制御部２７及びＰＷＭ制御部２８からスイッチング部２３へ制御信号が送信される駆動トランス２９とを備えている。

また、図６に示す電源部１では、商用電源１８からの電力が供給される整流器３８と、平滑コンデンサ３９，４０と、チョ−クコイル４１をもって構成される。図７では、商用電源１８を、まず、降圧トランス４２へ供給し、その後に、整流器３８、及び、平滑コンデンサ３９，４０と、チョ−クコイル４１に送るように構成されている。

上述のような充放電装置（システム）を用いて、携帯電話器Ｔへ充電する方法について、以下に説明する。コンビニエンスストア、ホテル、駅、その他の公共場所等にボックス型の共用充放電器１６を設置し、商用電源１８に接続し、蓄電池３を充電して、フロ−ト充電として満充電状態で待機させておく。予め多数の（一揃えの）携帯充放電器２０・・・を多数の使用者に販売しておき、使用者は、必要に応じて上記コンビニエンスストアや公共場所等に設置の共用充放電器１６の差込口（端子）５に、携帯充放電器２０の端子６を接続すると共に共用充放電器路１６のコイン投入孔１２にコイン１３を投入する。センサ・スイッチ１４がそのコイン１３の投入を検知し、検出信号Ｉ₁₄によって定電力制御部４から、電流Ｉ₁ のように、急速充電される。長くとも、１分〜２分にてその急速充電は完了する。好ましくは、１０ｓｅｃ〜４０ｓｅｃ、さらに望ましくは、１３ｓｅｃ〜２０ｓｅｃとする。充電管理表示部１５にてその充電の完了を知ることができる。

その後、携帯充放電器２０を共用充放電器１６から分離する。この分離によって、直ちに携帯（移動）が可能となり、ハンドバッグやポケットやカバンに収納して移動し、その移動中に、携帯充放電器２０を携帯電話器Ｔに接続して、充電することができる。

携帯電話器Ｔのバッテリ１１は、イチウム・イオン又はニッカド電池が用いられているので、電池の性質上、満充電に達するまでには、一般に、６０分〜９０分も掛かるが、人が移動中（外出中）に小型の携帯充放電器２０から容易に充電させることができるのである。このように、携帯充放電器２０を介して充電することにより、電定置式の共用充放電器１６の設置場所に、携帯電話が６０分〜９０分も拘束される不便が生じない。

本発明に係る携帯電話器用充放電装置及び充電方法は、比較的簡単な構成で、工業生産が容易であり、従来不便を感じていた携帯電話機の充電を外出先等で適宜行うことができるので、情報の伝達上きわめて便利なものである。

本発明の実施の一形態を示す斜視図である。要部説明用斜視図である。要部斜視図である。基本的構成説明用回路図である。電源部の一例を示す回路図である。電源部の他の例を示す回路図である。電源部の別の例を示す回路図である。直列接続を示す回路説明図である。

符号の説明

１電源部
３蓄電池
４定電力制御部
５端子
７蓄電部
８電気化学二重層コンデンサ
１０定電圧出力部
１１バッテリ
１２コイン投入孔
１３コイン
１４センサ・スイッチ
１６共用充放電器
１８商用電源
２０携帯充放電器
３０ＯＮ・ＯＦＦ制御手段
Ｔ携帯電話器
Ｉ₁ 電流
Ｉ₂ 電流

Claims

商用電源（１８）に接続される定置式共用充放電器（１６）と、接続状態で該共用充放電器（１６）から供給される電気エネルギを蓄える電気化学二重層コンデンサ（８）から成る蓄電部（７）と、定電圧出力部（１０）と、上記共用充放電器（１６）に接続分離自在であって携帯可能な複数個の携帯充放電器（２０）・・・とを具備し、上記携帯充放電器（２０）の上記定電圧出力部（１０）を、携帯電話器（Ｔ）のバッテリ（１１）に接続分離自在に接続して充電するように構成したことを特徴とする携帯電話器用充放電装置。
定置式共用充放電器（１６）は、コンビニエンスストア，ホテル，駅その他の等公共場所に設置されるボックス型で、コイン投入孔（１２）と、該コイン納入孔（１２）へコイン（１３）が投入されたことを検知するセンサ・スイッチ（１４）とを備え、該センサ・スイッチ（１４）の検知作動によって、接続状態の上記携帯充放電器（２０）・・・の上記蓄電部（７）へ電気エネルギを供給するように制御するＯＮ・ＯＦＦ制御手段（３０）が設けられている請求項１記載の携帯電話器用充放電装置。
定置式共用充放電器（１６）は、商用電源（１８）からの交流電力を整流・降圧する電源部（１）と、該電源部（１）からの直流電力を蓄える蓄電池（３）と、接続状態の携帯充放電器（２０）に対して定電力を供給するように制御する定電力制御部（４）と、携帯充放電器（２０）が接続分離自在に接続される端子（５）を備えている請求項１又は２記載の携帯電話器用充放電装置。
携帯充放電器（２０）の上記蓄電部（７）は、共用充放電器（１６）から供給される電気エネルギを蓄える複数の電気化学二重層コンデンサ（８）・・・を直列接続して構成されている請求項１，２又は３記載の携帯電話器用充放電装置。
共用充放電器（１６）から携帯充放電器（２０）の上記蓄電部（７）へ充電のために流れる電流を（Ｉ₁ ）とし、上記携帯電話器（Ｔ）のバッテリ（１１）を充電するために上記蓄電部（７）から定電圧出力部（１０）へ流れる電流を（Ｉ₂ ）とすると、Ｉ₁ 》Ｉ₂ となるように構成されている請求項１，２，３又は４記載の携帯電話器用充放電装置。
５≦Ｉ₁ ／Ｉ₂ ≦２００に設定した請求項５記載の携帯電話器用充放電装置。
コンビニエンスストア，ホテル，駅その他の公共場所にボックス型の共用充放電器（１６）を設置し、電気化学二重層コンデンサ（８）・・・を有する携帯充放電器（２０）を上記共用充放電器（１６）から分離して携帯し、携帯中に上記携帯充放電器（２０）を携帯電話器（Ｔ）に接続して、充電させることを特徴とする携帯電話器への充電方法。