JP3151303U - 充電器 - Google Patents

Abstract

【課題】充電器の美観を損ねずに、効率よく発電及び充電を行うことができる携帯機器用の充電器を提供する。【解決手段】充電器１は、太陽電池２０と、太陽電池２０の表面に設けられた複数の誘電体アンテナ４０と、太陽電池の表面において、誘電体アンテナのない箇所を覆う充填材４４と、太陽電池の発電電力を利用して二次電池の充電を行う充電回路とを備える。携帯機器１００としては、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型音楽プレイヤー、携帯型ゲーム機などが挙げられる。【選択図】図１

Description

本考案は、携帯機器用の充電器に関するものである。

近年、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型音楽プレイヤー、携帯型ゲーム機などの携帯機器が普及している。これらの携帯機器はリチウムイオン二次電池などの二次電池を電源にしている。

二次電池の電池残量が無くなると充電を行う必要がある。充電は、商用電源と二次電池とを充電器を介して接続し、充電器によって二次電池に電気エネルギーを蓄電させる。

外出先であれば商用電源のない場合が多く、充電を行えない。そのため、携帯型の充電器が開発、開示されている。例えば、下記の特許文献１に太陽電池を用いた充電器が開示されている。

しかし、特許文献１の充電器は、太陽電池が露出しており、外観の自由度を低下させている。このため、充電器の美観が損なわれている。充電器は携行することによって位置が変わるため、常に太陽光が太陽電池に当たるとは限らない。太陽光に対する太陽電池の角度によっても発電電力が変化する。したがって、太陽電池の発電電力にムラが生じ、効率よく二次電池の充電が行えない。

実願２０００−４１０５号公報

本考案の目的は、充電器の美観を損ねずに、効率よく発電及び充電を行うことができる携帯機器用の充電器を提供することにある。

本考案の充電器は、携帯機器の二次電池を充電し、携行可能な充電器であって、太陽電池と、太陽電池の表面に設けられた複数の誘電体アンテナと、太陽電池の表面において、誘電体アンテナのない箇所に充填して太陽電池の表面を覆う充填材と、太陽電池の発電電力を利用して二次電池の充電を行う充電回路とを備えたことを特徴とする。太陽電池は誘電体アンテナと充填材によって表面を覆われているため美観を損ねることがない。太陽電池は誘電体アンテナにより効率よく太陽光を受光し発電する。充電回路によって携帯機器の二次電池の充電が行われる。

本考案の充電器は、携帯機器を収納するケースを備え、充填材がケースの一部であることを特徴とする。充電器自体が携帯機器を収納するケースとして使用される。

本考案の充電器は、ケースに対して回転可能な装着手段をケースに設けたことを特徴とする。充電器が使用者の衣類や携行物に装着される。

本考案の充電器は、ケースに太陽電池の発電電力を蓄電しておく蓄電手段を設けたことを特徴とする。

本考案の充電器によると、充電器の美観を損ねずに、効率よく発電及び充電を行うことができる。

本考案の充電器によると、充電器の外面にデザインを施すことができる。

本考案の充電器によると、多様な装着形態に対応でき、携行するのに便利である。

本考案の充電器によると、昼夜を問わず充電を行うことができる。

本考案に係る充電器を示す斜視図である。 本考案に係る充電器を示す断面図である。 本考案に係る太陽電池の断面図である。 本考案に係る充電器の充電回路のブロック図である。 他の実施形態に係る充電器の断面図である。 他の実施形態に係る充電器の電子回路のブロック図である。

本考案に係る携帯機器用の充電器について図面を用いて説明する。携帯機器としては、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型音楽プレイヤー、携帯型ゲーム機などが挙げられる。これらの携帯機器の二次電池が充電器によって充電される。

図１及び図２に示す充電器１は、太陽電池２０と、太陽電池２０の表面に設けられた複数の誘電体アンテナ４０と、太陽電池２０の表面において、誘電体アンテナ４０のない箇所に設けられた充填材４４と、充電回路３０（図４参照）とを備える。また、これらの手段は、ケース３に設けられる。

図２に示すように、誘電体アンテナ４０と充填材４４によって太陽電池２０は外部に露出しない。太陽電池２０が露出しないため、充電器１の美観を損ねることはない。多結晶Ｓｉ型太陽電池、単結晶Ｓｉ型太陽電池、薄膜Ｓｉ型太陽電池など太陽電池２０の種類は任意である。

太陽電池２０は、図３に示すように、表面電極層４１と裏面電極層４２の間に半導体発電層２を設けて構成されている。また、表面電極層４１上に誘電体アンテナ４０と充填材４４とを備える。誘電体アンテナ４０の下に位置する表面電極層４１には整合層４３が形成されている。

半導体発電層２はｐ型半導体層２ａとｎ型半導体層２ｂとを接合して形成されている。半導体発電層２の材料としては、多結晶Ｓｉ、単結晶Ｓｉ、薄膜Ｓｉ等のシリコン系の半導体が好ましいが、これに限定されない。例えば、化合物系や有機物系の半導体を材料として形成してもよい。

半導体発電層２に太陽光が照射されると正孔と電子が発生する。発生した正孔はｐ型半導体層２ａ側に、電子はｎ型半導体層２ｂ側に引き寄せられる。これによりｐ型半導体層２ａとｎ型半導体層２ｂとの間に起電力が生じる。

表面電極層４１は金属電極で形成されている。表面電極層４１は、例えばアルミニウム、銅、銀等の金属薄膜で形成することが好ましいが、これに限定されない。裏面電極層４２もこれと同様である。

表面電極層４１は整合層４３から太陽光を透過させる。整合層４３は、透光孔等を形成するのが好ましいが、例えば、高屈折率媒質層及び低屈折媒質層を組み合わせたもの等であってもよい。整合層４３はナノサイズの微小なものでよい。金属電極は透光性を有さないが、整合層４３上に誘電体アンテナ４０が設けられているため表面電極層４１の透光率は低下しない。金属電極は電気抵抗が極めて小さいため発電した電力を効率よく出力できる。

複数の誘電体アンテナ４０は、太陽電池２０の表面に設けられる（図２、図３参照）。誘電体アンテナ４０は、角柱、円柱、角錐台、円錐台などの形状である。誘電体アンテナ４０の材料としては、ポリプロピレンやフッ素樹脂などの有機誘電体が挙げられ、ガラスや二酸化ケイ素などの無機誘電体であってもよい。

誘電体アンテナ４０は光を電磁波としてとらえ、特定の波長の光を受光し透過させるものである。誘電体アンテナ４０は、特定の波長の太陽光を効率よく太陽電池２０に導く。誘電体アンテナ４０が導く太陽光の波長は、太陽電池２０で効率よく発電が行われる波長にするとよい。このような波長を最大感度波長とよぶ。太陽電池２０の表面は誘電体アンテナ４０と充填材４４によって覆われるが、誘電体アンテナ４０によって太陽光が太陽電池２０に導かれる。

誘電体アンテナ４０の高さは、最大感度波長の０．５倍〜１０倍にするのが好ましい。また、誘電体アンテナ４０の最小幅は高さの０．５倍〜２倍とし、隣接する誘電体アンテナ４０の間隔は最大感度波長の０．５倍〜１０倍とするのが好ましい。誘電体アンテナ４０の最適な高さは、太陽電池２０の材質等により変化する。したがって、太陽電池２０の材質によって適宜選択される。

誘電体アンテナ４０は、太陽電池２０に対して垂直方向に設けられる。太陽電池２０から見て±６０°の仰角からの太陽光も誘電体アンテナ４０によって太陽電池２０に垂直に導かれる。太陽電池２０に対して垂直方向以外の太陽光も垂直に太陽電池２０に照射されるため、太陽電池２０の発電効率がよい。充電器１は携行可能であるため、充電器１の太陽に対する角度が常に変化するが、太陽電池２０に対する太陽光の照射角度が発電効率のよい角度となる。

充填材４４は、ケース３の一部である。充填材４４及びケース３の材料としては、ポリカーボネート樹脂などが挙げられる。充填材４４及びケース３は着色されていてもよい。充填材４４によって太陽電池２０の前面にデザインを施すことができる。ケース３の大きさや形状は携帯機器１００の大きさや形状によって適宜設計する。

ケース３には、ケース３に対して回転可能な装着手段２３が設けられている。装着手段２３は、例えば、クリップなど装着対象物を挟んで支持するものであり、クリップなどが回転機構を介してケース３に取り付けられている。装着手段２３によって、衣服、鞄などに充電器１を装着することができる。また、装着手段２３がケース３に対して回転するため、衣類などに装着しやすい。充電器１を回転させることによって、太陽電池２０や誘電体アンテナ４０の方向も変えることができ、発電効率のよい角度に変更することができる。

充電回路３０は、図４に示すように、太陽電池２０で発電された電気エネルギーを送電手段２２によって携帯機器１００の二次電池に電気エネルギーを送電するものである。送電手段２２は携帯機器１００に対して接触または非接触で電気エネルギーを送電する。携帯機器１００の二次電池の仕様に合わせて定電圧に変換したりして充電を行う回路を含む。

充電回路３０には二次電池３１を設ける。携帯機器１００の二次電池に充電を行わず、太陽電池２０が発電を行っているときに充電回路３０の二次電池３１の充電を行う。二次電池３１に電気エネルギーを蓄電しておき、夜間などに二次電池３１を介して携帯機器１００の二次電池に充電を行う。必要に応じて二次電池３１に過充電保護手段３２や定電圧充電回路（図示省略）を備えた電池パック２１として設けてもよい。

充電回路３０の制御手段１１は、太陽電池２０または充電回路３０の二次電池３１を送電手段２２に接続するスイッチの働きをする。携帯機器１００をケース３に収納した後、ケース３のスイッチ１３を切り替えることによって、制御手段１１を介して電気エネルギーが送電手段２２に送られる。

充電回路３０は、二次電池３１の蓄電容量を表示する表示手段１２を備える。表示手段１２は、制御手段１１によって二次電池３１の蓄電容量を計測し、表示ライト１５にその情報を送信する。表示ライト１５はＬＥＤなどであり、ＬＥＤの点灯、点滅、消灯によって蓄電容量を表示してもよいし、色の異なる複数のＬＥＤによって発光色を異ならせて蓄電容量を表示してもよい。

充電回路３０は、太陽電池２０で発電された電気エネルギーが太陽電池２０に逆流しないように逆流防止ダイオード３３が設けられている。

その他、ケース３の内面に携帯機器１００の固定手段２５を設けてもよい。固定手段２５は、シリコーンゴムなどの弾性部材である。固定手段２５によって携帯機器１００がケースからはずれにくくする。また、携帯機器１００と送電手段２２とが確実に接続されるようになる。

充電器１は本実施形態に限定されず、その他の形態で実施することができる。例えば、図５及び図６に示すように、充電器１は、充電回路３０が、太陽電池２０で発電した電気エネルギーを携帯機器１００に送電する手段として、送電手段２２と無接点電力伝送手段５１を同時に備え、これらを制御手段１１によって選択的に使用できる形態であってもよい。

また他の実施形態として、充電器１は、充電回路３０に急速充電を行うための回路を設けてもよい。

以上に例示した本考案の実施形態に係る充電器の技術的思想を実質的に限定するものと解してはならない。本考案の実施は、上記に示された複数の実施形態、あるいは使用例を組合せて実施することも可能である。よって、本考案は、その要旨を逸脱しない範囲で、当業者の創意と工夫により、適宜に改良、変更又は追加をしながら実施されるものである。

１…充電器、２…半導体発電層、２ａ…ｐ型半導体層、２ｂ…ｎ型半導体層、３…ケース、１１…制御手段、１２…表示手段、１３…スイッチ、１５…表示ライト、２０…太陽電池、２１…電池パック、２２…送電手段、２３…装着手段、２４…開口部、２５…固定手段、３０…充電回路、３１…二次電池、３２…過充電保護手段、４０…誘電体アンテナ、４１…表面電極層、４２…裏面電極層、４３…整合層、４４…充填材、５１…無接点電力伝送手段、１００…携帯機器。

Claims (4)

1. 携帯機器の二次電池を充電し、携行可能な充電器であって、
   太陽電池と、
   前記太陽電池の表面に設けられた複数の誘電体アンテナと、
   前記太陽電池の表面において、前記誘電体アンテナのない箇所に充填して該太陽電池の表面を覆う充填材と、
   前記太陽電池の発電電力を利用して二次電池の充電を行う充電回路と、
   を備えた充電器。
2. 前記携帯機器を収納するケースを備え、前記充填材が該ケースの一部である、請求項１に記載の充電器。
3. 前記ケースに対して回転可能な装着手段を該ケースに設けた請求項２に記載の充電器。
4. 前記ケースに太陽電池の発電電力を蓄電しておく蓄電手段を設けた請求項２又は請求項３に記載の充電器。

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