JP2010259302A

JP2010259302A - フレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器

Info

Publication number: JP2010259302A
Application number: JP2009110096A
Authority: JP
Inventors: Zenzo Nakamura; 善蔵中村
Original assignee: STRAPYA NEXT KK; Strapyanext; Tokyo Coil Engineering Co Ltd
Current assignee: STRAPYA NEXT KK; Strapyanext; Tokyo Coil Engineering Co Ltd
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2010-11-11

Abstract

【課題】太陽光の受光効率をアップさせることができるフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器を提供する。
【解決手段】電子部品ユニット１６が内蔵された充電器本体１１と、充電器本体１１に電子部品ユニット１６と電気的に接続された状態に設けられ、携帯機器の充電端子と接続可能な充電コネクタ２８と、充電器本体１１の内部に収納され、充電時に充電器本体１１から繰り出すことにより、展開されるフレキシブルフイルム２０，２１とからなり、フレキシブルフイルム２０，２１は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部２３と、この太陽電池機能部２３で発電した電力を蓄電する蓄電機能部２４とを有していることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、フレキシブル太陽電池を備え、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換し、変換した電気エネルギーを蓄電して携帯電話機等のバッテリーに充電できるフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器に関する。

携帯機器としての例えば携帯電話機は、本体の内部にバッテリーを備えており、充電が必要になって時には専用のＡＣ充電器を使用してバッテリーに充電することが行なわれている。しかし、専用のＡＣ充電器は嵩張るため、旅行や出張等の外出時にＡＣ充電器を持ち運ぶことは煩雑である。

また、乾電池を内蔵した充電器も市販されているが、乾電池自体に重量があるため、持ち運びに困難であり、最近では、太陽電池パネルを搭載した携帯電話機用充電器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許文献１に示す携帯電話機用充電器は、直方体形状のボディの内部にバッテリーを備えるとともに、ボディの表面に太陽電池パネルを装着し、さらにボディの端部に充電コネクタを設けたものである。そして、太陽電池パネルが太陽光エネルギーを受けると、そのエネルギーが電気エネルギーに変換され、ボディの内部のバッテリーに蓄電される。したがって、充電コネクタを携帯電話機の充電端子に接続することにより、携帯電話機のバッテリーに充電することができる。

また、充電器本体の周側縁部にヒンジ機構を介して枢支される複数枚の展開パネルを設け、この展開パネルに充電用電池に電気的に接続される太陽電池を設けた携帯電話機用充電器が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

特許文献２に示す携帯電話機用充電器は、ヒンジ機構を支点として回動することにより充電器本体の平面に重ねて格納される第１の使用形態と充電器本体の側縁部から外側に展開される第２の使用形態に切り換えられ、複数枚の展開パネルを展開することにより、太陽電池の受光面を拡大できる。

さらに、導電性高分子膜と、この導電性高分子膜内に分散し、光が照射されると電解質と前記導電性高分子膜との間に酸化還元反応を誘発する複数の光触媒粒子を設けた光蓄電池が知られている。この光蓄電池は、光触媒粒子の触媒作用により、電解質と導電性高分子膜との間に酸化還元反応が誘発されて蓄電されるように構成されている（例えば、特許文献３参照。）。

特許第３５８０８０６号公報特許第３９７４９２０号公報特開２００８−２４３５７３号公報

しかしながら、特許文献１に示す携帯電話機用充電器は、太陽電池パネルが露出しているために、落下等の衝撃を受けたとき破損しやすく、さらに太陽電池パネルの受光面に傷が付き易く太陽光の受光効率が悪くなり、電気エネルギーへの変換効率が低下するという問題がある。さらに、ボディは上下２分割され、固定ねじで結合された構造であるため、防水機能はなく、水の浸入によって故障しやすいという問題がある。また、ボディのサイズが、幅５０ｍｍ×長さ１７０ｍｍ×厚さ２０ｍｍ前後であり、大型であるとともに、特に長さが長いために携帯に不便である。

特許文献１に示す携帯電話機用充電器は、複数枚の展開パネルを展開することにより、太陽電池の受光面を拡大できるという効果があるが、展開パネル及び太陽電池が剛性を有するために、充電器本体の平面に重ねて格納したときに嵩張り、携帯電話機用充電器が大型化して携帯に不便である。

本発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、太陽光の受光効率をアップさせることができるとともに、電気エネルギーを蓄電して携帯電話機等のバッテリーに充電できるフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器を提供することにある。

本発明は、前述した目的を達成するために、請求項１は、電子部品ユニットが内蔵された充電器本体と、前記充電器本体に前記電子部品ユニットと電気的に接続された状態に設けられ、携帯機器の充電端子と接続可能な充電コネクタと、前記充電器本体の内部に収納され、充電時に前記充電器本体から繰り出すことにより、展開されるフレキシブルフイルムとからなり、前記フレキシブルフイルムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部と、この太陽電池機能部で発電した電力を蓄電する蓄電機能部とを有していることを特徴とするフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器にある。

請求項２は、請求項１の前記フレキシブルフイルムは、前記充電器本体の内部に巻取り、または折畳み収納されていることを特徴とする。

請求項３は、請求項１の前記フレキシブルフイルムは、前記充電器本体の内部の巻く軸に２枚重ね状態に巻取り収納され、一方のフレキシブルフイルムを前記充電器本体から引き出す作用に伴って前記巻き軸が回転し、他方のフレキシブルフイルムも同時に引き出され、前記太陽電池機能部の受光面が露出することを特徴とする。

請求項４は、請求項１の前記充電器本体は、中空円筒状の筆記具形状であり、前記充電器本体の内部には前記フレキシブルフイルムが巻き胴に巻取り、繰り出し可能に収納され、前記充電器本体の端部には携帯機器の充電端子と接続可能な充電コネクタが設けられていることを特徴とする。

請求項５は、請求項４の前記充電器本体の端部には前記充電コネクタを覆うクリップ付き保護キャップが着脱可能に設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、充電器本体の内部に、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部と、この太陽電池機能部で発電した電力を蓄電する蓄電機能部とを有するフレキシブルフイルムを収納したことを特徴とする。したがって、充電時に充電器本体から引き出したとき、受光面を大幅に拡大でき、太陽光の受光効率を大幅にアップさせることができ、また、フレキシブルフイルムに蓄電機能部を有しているため、充電器本体に別途バッテリーを備える必要がなく、充電器本体の小型、軽量化を図ることができ、携帯に便利であるという効果がある。

本発明の実施例１を示すフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器の斜視図。同実施例を示し、フレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器の充電状態の斜視図。同実施例を示し、フレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器の横断面図。同実施例を示し、充電器本体の充電コネクタの下面図。同実施例を示し、充電器本体の充電コネクタの縦断側面図。同実施例を示し、フレキシブルフイルムの断面図。同実施例を示し、フレキシブルフイルムの断面図。本発明の実施例２を示すフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器の充電状態の斜視図。同実施例を示し、フレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器の斜視図。同実施例を示し、フレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器の横断面図。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図７に示すように、充電器本体としてのケース本体１１は合成樹脂材料によって成形された下部ケース１２と合成樹脂材料によって成形された上部ケース１３とから偏平楕円状に構成されている。下部ケース１２は底面部１４にはボス１５が設けられ、このボス１５には電子部品ユニット１６が水平に固定されている。下部ケース１２と上部ケース１３は、その周壁部に設けられた嵌合部で嵌合され、複数本のビス(図示しない)によって固定されている。さらに、上部ケース１３の上面部には充電状態（充電時に点灯）を表示する表示素子としてのＬＥＤ１７が設けられている。

さらに、下部ケース１２と上部ケース１３との間には後述する２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を収納するための凹陥部からなる収納部１８が設けられている。この収納部１８の内部にはケース本体１１の長手方向に巻き軸２２が回転自在に軸支されている。この巻き軸２２には２枚のフレキシブルフイルム２０，２１がロール状に巻取り収納されている。

２枚のフレキシブルフイルム２０，２１は、図６に示すように、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部２３と、この太陽電池機能部２３で発電した電力を蓄電する蓄電機能部２４とを有している。フレキシブルフイルム２０，２１は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）＋導電性高分子（ポリアニリン：ＰＡＮｉ）からなる光触媒と蓄電電極の複合材料であり、１つのデバイスで、光電変換と蓄電が可能である。なお、その他に、太陽電池機能部２３と蓄電機能部２４は、ＴｉＯ_２−ＷＯ_３またはＴｉＯ_２−ＣＮＴ等からなる光触媒と蓄電電極の複合材料も可能である。

フレキシブルフイルム２０，２１の片面には光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部２３が設けられ、この太陽電池機能部２３の裏面には太陽電池機能部２３で発電した電力を蓄電する蓄電機能部２４が層状に設けられている。フレキシブルフイルム２０，２１に太陽電池機能部２３と蓄電機能部２４を施すことにより、巻取り、蛇行折畳みが可能である。なお、フレキシブルフイルム上に複合電極を形成する方法として、導電性高分子：酸化剤や電着による重合（製膜）、沈殿重合：光触媒粒子を沈殿させて酸化・電着重合が考えられる。

フレキシブルフイルム２０，２１は、ケース本体１１の長手方向の長さより僅かに狭く、長さはケース本体１１の長さの数倍である。フレキシブルフイルム２０，２１は受光面２０ａ，２１ａを互いに対向させた状態に重ね合わせている。そして、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１の基端部は巻き軸２２の外周面の一部に固定され、この固定部を巻き始めとして複数巻回されている。したがって、巻き終わりは外周部に位置している。

さらに、ケース本体１１の上部側には長手方向にスリット状の開口部２５が設けられ、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１はスリット状の開口部２５からケース本体１１の外部に引き出し可能であり、先端部には開口部２５の長さより長い摘みロッド２０ｂ、２１ｂが設けられている。２枚のフレキシブルフイルム２０，２１は、リード線(図示しない)を介して電子部品ユニット１６に電気的に接続され、太陽光エネルギーを受けると、そのエネルギーが電気エネルギーに変換され、電気エネルギーは蓄電機能部２４に蓄電されるようになっている。

巻き軸２２の一端部には操作部２６が設けられ、この操作部２６の外周面の一部は上部ケース１３の上面部に設けられたスリット２７から上部へ突出しており、手指で回転できるようになっている。すなわち、操作部２６によって巻き軸２２を回転させ、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を同時に巻取り、または繰り出しできるようになっている。

なお、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を繰り出す際には、一方のフレキシブルフイルム２０の摘みロッド２０ｂを手指によって摘んでケース本体１１から引き出すと、巻き軸２２が回転するため、他方のフレキシブルフイルム２１が同時にケース本体１１から繰り出される。

また、摘みロッド２０ｂ、２１ｂはスリット状の開口部２５より長く、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を巻き取ったとき、その両端部が開口部２５の両端縁部に当接して２枚のフレキシブルフイルム２０，２１の巻取り完了ストッパとして機能し、巻取り完了したことが分かるようになっている。

２枚のフレキシブルフイルム２０，２１は、巻き軸２２に巻き付けられているが、繰り出すことにより、略フラット状に延伸する癖が付けられていることが望ましく、摘みロッド２０ｂ、２１ｂを手指で摘んで引き出すと、巻き軸２２が回転してケース本体１１から引き出されて受光面２０ａ，２１ａがフラット状に露出した状態に保持される。このとき、一方のフレキシブルフイルム２０はケース本体１１の左側に延伸し、他方のフレキシブルフイルム２１はケース本体３１の右側に延伸して受光面２０ａ，２１ａが太陽に向かって露出する。

ケース本体１１の一端部側には携帯電話機Ｋの充電端子Ｋ１と接続可能な充電コネクタ２８が突出して設けられている。充電コネクタ２８は電子部品ユニット１６と電気的に接続されている。充電コネクタ２８はヒンジ軸２８ａによって上部ケース１２に回動可能に枢支されている。下部ケース１３の底部には凹陥部１３ａが設けられ、不使用時に充電コネクタ２８をヒンジ軸２８ａを支点として下側に回動して凹陥部１３ａに収納できる。したがって、携帯時に充電コネクタ２８を保護できる。

また、ケース本体１１の他端部側には電子部品ユニット１６と電気的に接続され、ＡＣ充電コネクタ(図示しない)と接続可能なＡＣ充電結合部２９が設けられている。ＡＣ充電結合部２９は開閉可能なＡＣキャップ(図示しない)によって保護されている。ＡＣ充電コネクタ２９をＡＣコンセントに接続することにより、ＡＣ電源によって蓄電機能部２４に充電することもできる。

なお、ケース本体１１の端部における角部にはストラップ孔を設け、ボールチェーン式ストラップもしくはカニカンリング付きストラップ３０を挿通して携帯電話機に吊り下げることができるようにしてもよい。

なお、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１は、巻き軸２２への巻き癖をつけ、摘みロッド２０ｂ，２１ｂを手指で摘んで２枚のフレキシブルフイルム２０，２１をケース本体１１方向に押し戻すと、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１が巻き軸２２に自動的に巻き取られるようにしてもよい。

なお、巻き軸２２にぜんまいばねを設け、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を巻取り方向に付勢することにより、巻く軸２２をぜんまいばねによって巻き戻し方向に蓄積し、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を自動的に巻き取ることも可能であり、ラチェット機構によって２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を所望位置まで引き出した状態でロックさせることも可能である。

このように構成されたフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器は、ケース本体１１の上面に固定的に設けられた２枚のフレキシブルフイルム２０，２１の受光面２０ａ，２１ａが太陽光エネルギーを受けると、太陽電池機能部２３によって電気エネルギーに変換され、この太陽電池機能部２３で発電した電力を蓄電する蓄電機能部２４に蓄電される。

フレキシブルフイルム２０，２１の受光面２０ａ，２１ａは、ケース本体１１の上面の面積より数倍の受光面積を有しているため、太陽光の受光効率を大幅にアップさせることができる。

図８〜図１０は実施例２を示し、実施例１と同一構成部分には同一番号を付して説明を省略する。本実施例は、充電器本体３１は、中空円筒状の筆記具形状であり、充電器本体３１の内部には軸方向に沿って巻き胴３２が回転自在に設けられている。巻き胴３２の一端部における外周面にはギア部３３が設けられ、このギア部３３は充電器本体３１の外周部の一部に設けられた操作部としての操作ギア３４と噛合されている。そして、操作ギア３４を手指によって回転することにより、ギア部３３を介して巻き胴３２を回転できるようになっている。

巻き胴３２には２枚のフレキシブルフイルム２０，２１がロール状に巻取り収納されている。２枚のフレキシブルフイルム２０，２１は、実施例１と同様に、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部２３と、この太陽電池機能部２３で発電した電力を蓄電する蓄電機能部２４とを有している。フレキシブルフイルム２０，２１は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）＋導電性高分子（ポリアニリン：ＰＡＮｉ）の他ＴｉＯ_２−ＷＯ_３，ＴｉＯ_２−ＣＮＴ等からなる光触媒と蓄電電極の複合材料が考えられる。

実施例１と同様に、フレキシブルフイルム２０，２１の片面には光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部２３が設けられ、この太陽電池機能部２３の裏面には太陽電池機能部２３で発電した電力を蓄電する蓄電機能部２４が層状に設けられている。

さらに、充電器本体３１には周方向に離間し、かつ充電器本体３１の長手方向にスリット状の開口部３５、３６が設けられ、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１はスリット状の開口部３５，３６から充電器本体３１の外部に引き出し可能であり、先端部には開口部３５，３６の長さより長い摘みロッド２０ｂ、２１ｂが設けられている。２枚のフレキシブルフイルム２０，２１は、リード線(図示しない)を介して巻き胴３２内の電子部品ユニット１６に電気的に接続され、太陽光エネルギーを受けると、そのエネルギーが電気エネルギーに変換され、電気エネルギーは蓄電機能部２４に蓄電されるようになっている。なお、電子部品ユニット１６は一端部が充電器本体３１の端部の内壁に片持ち式に支持され、巻き胴３２内に臨んだ状態であり、巻き胴３２の回転に支障を来たすことはないが、巻き胴３２の内部に電子部品ユニット１６を固定することも可能である。

充電器本体３１の一端部側には携帯電話機の充電端子と接続可能な充電コネクタ２８が突出して設けられている。充電器本体３１の一端部側にはクリップ３７を有するキャップ３８がねじ回し式に着脱可能に設けられている。すなわち、充電器本体３１は筆記具形状であるため、不使用時は充電器本体３１の一端部にキャップ３８を装着し、充電コネクタ２８を保護できるようになっている。また、キャップ３８にはクリップ３７が設けられており、衣服のポケットや手帳に挟んで充電器を携帯することができる。

また、実施例１，２は、ケース本体１１（充電器本体３１）から２枚のフレキシブルフイルム２０，２１を引き出すように構成したが、ケース本体１１（充電器本体３１）から１枚を引き出すようにしてもよく、またケース本体１１（充電器本体３１）の形状は矩形状、円筒形状等に限定されるものではない。さらに、２枚のフレキシブルフイルム２０，２１の巻取り方法の形態は一例を示すものであり、蛇行状に折り畳んでもよく、ケース本体１１（充電器本体３１）の収納形態は適宜変更可能である。

なお、本発明は前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を組み合わせてもよい。

本発明のフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器は、携帯電話機、携帯ゲーム機器、パソコン等のバッテリーに充電することができる。

１１…ケース本体、１６…電子部品ユニット、２０、２１…フレキシブルフイルム、２３…太陽電池機能部、２４…蓄電機能部、２８…充電コネクタ

Claims

電子部品ユニットが内蔵された充電器本体と、
前記充電器本体に前記電子部品ユニットと電気的に接続された状態に設けられ、携帯機器の充電端子と接続可能な充電コネクタと、
前記充電器本体の内部に収納され、充電時に前記充電器本体から繰り出すことにより、展開されるフレキシブルフイルムとからなり、
前記フレキシブルフイルムは、光エネルギーを電気エネルギーに変換する太陽電池機能部と、この太陽電池機能部で発電した電力を蓄電する蓄電機能部とを有していることを特徴とするフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器。
前記フレキシブルフイルムは、前記充電器本体の内部に巻取り、または折畳み収納されていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器。
前記フレキシブルフイルムは、前記充電器本体の内部の巻き軸に２枚重ね状態に巻取り収納され、一方のフレキシブルフイルムを前記充電器本体から引き出す作用に伴って前記巻く軸が回転し、他方のフレキシブルフイルムも同時に引き出され、前記太陽電池機能部の受光面が露出することを特徴とする請求項１記載のフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器。
前記充電器本体は、中空円筒状の筆記具形状であり、前記充電器本体の内部には前記フレキシブルフイルムが巻き胴に巻取り、繰り出し可能に収納され、前記充電器本体の端部には携帯機器の充電端子と接続可能な充電コネクタが設けられていることを特徴とする請求項１記載のフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器。
前記充電器本体の端部には前記充電コネクタを覆うクリップ付き保護キャップが着脱可能に設けられていることを特徴とする請求項４記載のフレキシブル蓄電太陽電池搭載充電器。