JPH11206032A - 携帯用充電器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内部に発電機構と蓄電機構と外部出力端子を
有した携帯用充電器で、外部の電話、時計等の携帯用機
器を充電できる携帯用充電器を提供する。 【解決手段】 携帯用充電器は、熱電発電素子を有する
熱電発電ユニットと、複数個の発電ユニットが湾曲自在
にかつ電気的に接続されたバンドと、バンドの一端に、
バンドと電気的に接続された畜電池からなり、畜電池の
一端に電力出力端子が設けられている。また、バンドの
一部に、電気的に接続された蓄電池を電源として使用す
る電子時計が接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、携帯用充電器に
関し、特に周囲温度と人体温度の温度差を電流に変換す
る発電機構と蓄電機構と外部へ電気エネルギーを出力す
る出力端子を有し、外部の電子機器、電話、時計等の他
の携帯用機器を充電するのに適した携帯用充電器に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】最近、技術の進歩により機器の小型化が
進み、携帯用機器の種類が増加している。しかし、これ
らの携帯用機器にエネルギーを供給する電源部分は小型
化にはなったものの高容量化が進まず、突然の電池容量
切れに対する改善が望まれている。そこで、携帯用機器
の内部に電源とは別にエネルギー変換素子を組み込み、
エネルギー変換素子で発生させた電気エネルギーを携帯
用機器の内部の電源に充電するシステムが採用されてい
る。従来、この種の変換においては、時計の内部に組み
込まれた太陽電池が携帯用に適した変換素子として使わ
れていた。また、熱電変換素子も使われてはいたが、や
はり携帯用としては、時計本体の中に組み込まれてお
り、いずれもその携帯用機器に対し専用の充電器として
携帯用機器の内部に構成されていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の携
帯用機器の内部に構成された充電器においては、太陽電
池の場合、腕に取り付けられた時計は、衣類の遮蔽によ
って充電量が十分でなかったり、熱電変換素子の場合、
腕時計の中だけでは素子を取り付ける面積が小さく、時
計を動かすに十分な充電が出来ず、充電器として十分な
性能を有していなかった。また、商用電源から電力を取
る電源アダプタから充電して携帯機器を使用する場合、
携帯機器の使用中に突然に電池切れを起こした場合、対
応できないという問題があった。そこで、充電器を携帯
型にし、いつでもどこでも携帯用電子機器を充電できる
携帯用充電器が望まれている。

【０００４】この発明は、上記課題を解決するためにな
されたものであり、その目的とするところは、携帯型充
電器に発電機構であるエネルギー変換素子を内蔵し、発
電したエネルギーを内部の蓄電池に充電し、この蓄電さ
れた電気エネルギーを外部に出力するための端子を有し
た携帯用充電器を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の携帯用充電器は、熱電発電素子を有する
熱電発電ユニットと、 複数個の発電ユニットが湾曲自
在にかつ電気的に接続されたバンドと、バンドの一端
に、バンドと電気的に接続された畜電池からなり、畜電
池の一端に電力出力端子が設けられている。また、バン
ドの一部に電気的に接続された蓄電池を電源とする電子
時計が接続されている。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面に
基づいて説明する。図１はこの発明の実施例の構成を示
す斜視図である。図２はこの発明の連結された熱電発電
ユニットの（Ａ）平面図、（Ｂ）側面図である。

【０００７】図１において、バンド１０は結合ピン１６
によって結合された複数個の熱電発電ユニット１１と、
蓄電池１３と制御回路１４からなる出力ユニット１２か
ら構成されている。出力ユニット１２には電力出力端子
１５が設けられている。熱電発電ユニット１１は図２に
示すような構造になっている。樹脂などのような熱伝導
率の低い材料からなるフレーム２１をくり貫き、その底
部に金属板２２を張り付ける。この金属板２２の上に熱
電発電素子２３が平面上に多数配列されており、各素子
はそれぞれの端子同士が直列に配線されている。直列に
配線された端子の一端は接続片２４を通して次の熱電発
電ユニット１１の接続片２４と接続される。この状態で
カバー２５を張り付けて熱電発電ユニット１１が完成す
る。この熱電発電ユニット１１が結合ピン１６によって
結合される。この複数個結合された熱電発電ユニットが
バンド２０になる。

【０００８】一方、出力ユニット１２は畜電器１３、制
御回路１４、電力出力端子１５からなる。この出力ユニ
ット１２と前述の熱電発電ユニット１１を結合したバン
ド２０の端部を前述の結合ピン１６で結合する。熱電発
電ユニット１１との電気的接続は、図示はしないが、熱
電発電ユニット１１の接続片２４と同様に接続片を設け
て接続し、出力ユニット内に電気を取り込む。これらの
関係は後述の動作において説明する。

【０００９】この発明の動作について説明する。熱電発
電素子２３は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換す
る直接発電をするための素子で、熱起電力が大で電気抵
抗と熱伝導率が小さい半導体からなり、ゼーベック効果
による起電力で負荷に電流を流し発電する。具体的には
二枚の半導体を重ねあわせ、一方の面を図２の底板２２
に、他方の面をカバー２５に接触させている。底板２２
が人体(腕）に接する部分であり、カバー２５側が外気
（周囲温度）に接するようになっている。このような構
造において、熱電発電素子２３の一方の面は体温に保た
れており、他方の面は周囲温度になっている。この温度
差に比例した起電力が生じ、電流が流れる。

【００１０】流れた電流は図３の制御回路で処理され
る。図３はこの発明の制御回路のブロック図である。熱
電発電ユニット１１で流れた電流は昇圧回路３２に送ら
れるが、昇圧の比率は、流れる電流に応じて発生する電
圧を電圧検出器３３により検出し、その電圧によって、
昇圧しない場合から１０倍に昇圧する場合まで変化す
る。昇圧回路３２の出力には、畜電器１３が並列に接続
され、出力した電流が蓄えられる。従って、入力された
電圧に関係なく一定の電圧が電力出力端子１５に出力さ
れる。

【００１１】次に、この発明の充電器を腕時計と組み合
わせた実施例について、図４を参照して説明する。図４
は、本発明の充電器を取り付けた腕時計の斜視図であ
る。この腕時計は腕時計本体４１とバンド４０からな
る。この充電器は前述の充電器１０と本質的には同じで
あり、バンドに腕時計本体４１が取り付けられるように
分断され、腕時計本体４１と結合ピン１６で機械的に接
続されている。同時に接続片２４で電気的に接続され
る。このような構造にすると、従来の腕時計本体だけに
熱電発電素子を設けたときに比べて、その面積は約１０
倍になり、従って、発電量も１０倍になり、時計を駆動
するに十分な電力となる。この十分な電力を電力出力端
子１５から他の携帯機器、たとえば、携帯電話などに供
給することも可能である。

【００１２】以上、この発明を二つの実施例について述
べたが、いずれの場合にも実際に本発明の充電器の発電
量は、周囲温度２５℃で一日８時間携帯して９Ｗであっ
た。この発電量は、周囲温度と腕の温度の差に比例して
発電するので、雰囲気温度が下がればさらに発電量は増
すことになる。

【００１３】なお、この発明の原理、構造、応用例につ
いて述べたが、上記の例に限らず、いろいろな構造も考
えられる。たとえば、熱電発電ユニットは腕に装着しや
すいように適当な大きさに分けて、結合ピンで結合した
が、湾曲可能な熱伝導率のよい材料であれば一体で構成
してもよい。また、実施例では、電力出力端子の構造を
ジャック式にしたが、バンドに押し付ける構造や、バン
ドの両脇から挟み付ける構造なども考えられる。また、
発電ユニットの発電機構は、熱電素子を使用する例で説
明したが、太陽電池などの他の発電素子を使用すること
もできる。

【００１４】

【発明の効果】以上述べたように、この発明は、周囲温
度と人体温度の温度差を電流に変換し、自動的に充電す
ることが出来るので、次のような効果を有する。

【００１５】従来、狭い面積にしか取り付けられなかっ
た熱電発電素子を腕を取り巻くように広く取り付けるこ
とが出来るので、発電量が従来の１０倍になる。また、
従来の商用電源から取る電源アダプタに比べ、小型で、
携帯出来、さらに外部端子を設けているのであらゆる携
帯用機器に電力を送ることが出来る。従って、その応用
範囲はきわめて広く有益である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の斜視図である。

【図２】この発明の実施例のバンドの（Ａ）正面図、
（Ｂ）側面図である。

【図３】この発明の制御回路のブロック図である。

【図４】この発明の別の実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１０ 充電器 １１ 熱電発電ユニット １２ 出力ユニット １３ 蓄電池 １４ 制御回路 １５ 電力出力端子 １６ 結合ピン ２０ バンド ２１ フレーム ２２ 金属板 ２３ 熱電発電素子 ２４ 接続片 ３２ 昇圧回路 ３３ 電圧検出器 ４０ バンド ４１ 腕時計本体

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【手続補正書】

【提出日】平成１１年３月１６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の携帯用充電器は、熱電発電素子を有する
熱電発電ユニットと、 複数個の発電ユニットが湾曲自
在にかつ電気的に接続されたバンドと、バンドの一端
に、バンドと電気的に接続された蓄電池からなり、蓄電
池の一端に電力出力端子が設けられている。また、バン
ドの一部に電気的に接続された蓄電池を電源とする電子
時計が接続されている。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００７】 図１において、充電器１０は結合ピン１
６によって結合された複数個の熱電発電ユニット１１
と、蓄電池１３と制御回路１４からなる出力ユニット１
２から構成されている。出力ユニット１２には電力出力
端子１５が設けられている。熱電発電ユニット１１は図
２に示すような構造になっている。樹脂などのような熱
伝導率の低い材料からなるフレーム２１をくり貫き、そ
の底部に金属板２２を張り付ける。この金属板２２の上
に熱電発電素子２３が平面上に多数配列されており、各
素子はそれぞれの端子同士が直列に配線されている。直
列に配線された端子の一端は接続片２４を通して次の熱
電発電ユニット１１の接続片２４と接続される。この状
態でカバー２５を張り付けて熱電発電ユニット１１が完
成する。この熱電発電ユニット１１が結合ピン１６によ
って結合される。この複数個結合された熱電発電ユニッ
トがバンド２０になる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】 一方、出力ユニット１２は蓄電器１３、
制御回路１４、電力出力端子１５からなる。この出力ユ
ニット１２と前述の熱電発電ユニット１１を結合したバ
ンド２０の端部を前述の結合ピン１６で結合する。熱電
発電ユニット１１との電気的接続は、図示はしないが、
熱電発電ユニット１１の接続片２４と同様に接続片を設
けて接続し、出力ユニット内に電気を取り込む。これら
の関係は後述の動作において説明する。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】 流れた電流は図３の制御回路で処理され
る。図３はこの発明の制御回路のブロック図である。熱
電発電ユニット１１で流れた電流は昇圧回路３２に送ら
れるが、昇圧の比率は、流れる電流に応じて発生する電
圧を電圧検出器３３により検出し、その電圧によって、
昇圧しない場合から１０倍に昇圧する場合まで変化す
る。昇圧回路３２の出力には、蓄電器１３が並列に接続
され、出力した電流が蓄えられる。従って、入力された
電圧に関係なく一定の電圧が電力出力端子１５に出力さ
れる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱電発電ユニットと、 複数個の発電ユニットが湾曲自在にかつ電気的に接続さ
   れたバンドと、 バンドの一端に、バンドと電気的に接続された畜電池か
   らなり、 畜電池の一端に電力出力端子が設けられていることを特
   徴とする携帯用充電器。
2. 【請求項２】 前記熱電発電ユニットが熱電発電素子か
   らなることを特徴とする請求項１記載の携帯用充電器。
3. 【請求項３】 さらに前記バンドの一部に、電気的に接
   続された前記蓄電池を電源として使用する電子時計が接
   続されていることを特徴とする請求項１記載の携帯用充
   電器。