专利名称：便携式电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携式电子装置，特别涉及在电源的提供上进行了深入研 究的便携式电子装置。
背景技术：
便携电话、PHS (Handy —phone System,个人手持式电话系统)、 PDA (Personal Digital Assistant,个人数字助理)、小型的个人计算机等能 够携带的便携式电子装置被广泛地使用。
这些便携式电子装置随着各种功能的增加、所安装的CPU (Central Processing Unit,中央处理器)的处理速度的提高而出现了消耗功率增大的 倾向。
由于二次电池的性能的提高，电池的耐久性也得以提高，但是在长时 间使用通信功能等使用方式下，便携式电子装置的电池例如在一天这样的 比较短的时间内就会断电。如果电池断电，则便携式电子装置的所有功能 都将变得无法使用。
以往，作为这种情况下的应对措施，如果附近有商用电源的插座或车 辆的点火器插座(cigar lighter socket)，则移动到该插座或点火器插座处 并将专用的充电器与其连接来进行充电。另外，如果经常携带有已充电的 预备电池，则能够通过交换电池来解决电池断电的问题。
但是，未必总是携带着专用充电器或已充电的预备电池。虽然也有将 干电池置于预定的电池箱中并与便携式电子装置的电源端子连接来提供电 源的装置、具有手摇把手和太阳能电池的充电装置，但是如果这些装置不 与便携式电子装置一起携带，则仍然无法应对电池断电的问题。
当这样在户外发生了电池断电时，有时如果幸运的话附近就有便利店 或电器商店，可以购买一次性的充电器、电池箱、或电池组。但是像这样用于应急的产品的价格较高，会造成浪费。另外，如果在发生了地震等大 规模灾害时、或者在登山时等无法进行充电的环境下电池断电，则连这些 产品也无法购买到，因此无法充分地发挥在紧急情况下进行通信这样的通 过携带便携式电子装置而获得的益处。
如上所述，即使从预防灾害的观点出发，使便携式电子装置自身具有 应对电池断电的完善的对策也才是理想的。
因此，提出了第一方案在周围缠绕了线的鼓状物的内部配置盘簧， 使发电转子旋转来获得电力(例如参照专利文献1)。在该第一方案中， 重复地进行通过盘簧使线往复运动的动作，当线向 一个方向移动时鼓状物 旋转。
一旦鼓状物旋转，则与DOBO齿轮啮合的发电机的转子旋转，由此 通过产生的电力对电池充电。
在该第一方案中，由于在线的往复运动之中的、 一个方向的运动中鼓 状物旋转，因此该旋转是间歇性的。因此，无法将该电能直接地提供给电 子电路等电气部件。在第一方案中采用通过发电机的输出对电池充电的结 构。因此， 一旦电池断电，则为了使电池的输出电压恢复到正常值，需要 以非常多的电能来进行充电。因此，需要长时间、非常多次地重复线的往 复运动。例如用手转动把手而使发电机的转子更有效地旋转来发电并由此 来进行充电的装置也己经被产品化，但是在现实中由于同样的理由而难以 使电池从断电状态恢复到能够使用的状态。
因此，作为第二方案而提出了以下便携电话将折叠式的便携电话的 开闭转矩蓄积在盘簧中，作为连续振动源而对压电元件列进行励振(例如 参照专利文献2)。在该第二方案中，每当打开关闭折叠式便携电话时就 将旋转转矩蓄积在未图示的盘簧中。该旋转转矩持续地对同样未进行图示 的压电元件列施加上下振动。
专利文献1:日本专利文献特开2001 — 189152号公报(第0008段、 第0011段、图1);
专利文献2:日本专利文献特开2003—204091号公报(第0010段 0014段、图3)。
发明内容
发明所要解决的问题
压电元件由于机械性加压而放电的时间段极短。因此，无法直接将由 此产生的脉冲状的电力用于电路部件。因此，在第二方案中准备了多个压 电元件并将它们的输出与充电电池连接来进行充电。因此，与第一方案相 同，在发生了电池断电的情况下，也需要多次重复地进行折叠式便携电话 的开闭操作。另外，由于每单位时间的电能的产生量非常微弱，因此如果 考虑从通常的电源插座进行充电的充电时间，则在充电电池变为能够使用 之前需要待机几个小时，因此在发生了电池断电时无法应对紧急情况下的 联络。
因此，本发明的目的在于提供一种即使发生了电池断电也能够不依赖 于电池而立即工作的便携式电子装置。 用于解决问题的手段
本发明的第一方面的便携式电子装置包括(1)盘簧，通过将带状
的弹性体巻成涡巻状而形成；(2)外力施加单元，施加用于使所述盘簧 巻起而蓄积机械能的外力；(3)电力产生单元，通过盘簧松开的转矩来 产生电力；(4)电源消耗部件，以预定的额定电压接受电源的供应；
(5)恒压调整单元，接受电力产生单元产生的电力的供应并调整为所述 预定的额定电压；以及(6)电压施加单元，将通过所述电压调整单元调 整后的所述预定的额定电压施加给电源消耗部件。
艮P，根据本发明，具有通过盘簧松开的转矩来产生电力的电力产生单 元，由该电力产生单元产生的电力被恒压调整单元调整为预定的额定电压 后被施加给电源消耗部件。即，通过盘簧产生电力的电力产生单元能够通 过将电力供应给恒压调整单元而在不经由充电电池的情况下向电源消耗部 件供电。因此，即使发生了断电，也能够立即使便携式电子装置工作。
本发明的第二方面的便携式电子装置包括(1)盘簧，通过将带状 的弹性体巻成涡巻状而形成；(2)外力施加单元，施加用于使所述盘簧 巻起而蓄积机械能的外力；(3)电力产生单元，通过盘簧松开的转矩来 产生电力；(4)电源消耗部件，以预定的额定电压接受电源的供应；(5)内置的充电电池；(6)恒压调整单元，接受电力产生单元产生的电
力的供应并调整为所述预定的额定电压；以及(7)开关，将通过所述电 压调整单元调整后的所述预定的额定电压和充电电池输出的电压选择性地 施加给电源消耗部件。
艮口，根据本发明，与第一方面的发明不同，能够在便携电话设置有充 电电池的状态下将通过盘簧松开的转矩而产生的电力供应给电源消耗部 件。为此，设置有将通过电压调整单元调整后的预定的额定电压和充电电 池输出的电压选择性地施加给电源消耗部件的开关。开关可以是机械式开 关，如果是在恒压调整单元输出的电压比内置的充电电池的电压高时选择 恒压调整单元输出的电压而输出的电路结构的部件，则能够获得以下效
果即能够分时地利用充电电池的电力和由于盘簧松开的转矩而产生的电 力中的电压较高的一者。 发明的效果
如上所述，根据本发明，由于通过盘簧松开的转矩来产生电力，因此 与太阳能电池不同，能够与天气、昼夜无关地使便携电话等便携式电子装 置以预定的时间在无公害的情况下工作。另外，由于将通过恒压调整单元 调整后的电压提供给电源消耗部件，因此不需要先对充电电池充一次电就 可以作为电源来使用。并且，由于不使用交换用预备电池、 一次性充电电 池等电池，因此不仅经济，而且不会由于时效变化而发生损耗，在任何时 候都能够作为电源来使用。另外，由于不产生废弃物，因此有利于保护环 境。
图1是作为本发明的实施例一的便携式电子装置的便携电话的正面
图2是实施例一的便携电话的背面图3是表示取出了实施例一的便携电话的操作拉环的状态的正面图； 图4是表示实施例一的便携电话的发电步骤的说明图，(a)是表示开 始发电之前的状态的图，(b)是表示用户将未图示的手指扣在操作拉环112上并最大限度地拉出了拉线113的状态的图，(c)是表示进行发电的 状态的图5是容纳在实施例一的便携电话的装置主体内的发电单元的简要构 成图6是表示实施例一的便携电话的电路结构的简要情况的框图； 图7是实施例二的便携电话的正面图8是表示实施例二中的便携电话的旋转的情况的说明图，(a)是表 示与图7相同的状态的图，(b)是表示使第一框体101A旋转了 270度后 的状态的图9是原理性地表示实施例二中的发电单元的主要部分的原理图； 图IO是表示实施例三中的便携电话的原理性的结构的侧面图； 图11是从侧面表示实施例三中的便携电话的关闭状态的原理图。 标号说明
100、 100A、 100B便携电话
101装置主体
101A、 101B第一框体
102A、 102B第二框体
106锁定(latch)解除按钮
112操作拉环
113、 113B拉线
131发电单元
133盘簧
135带轮
136、 136A第一齿轮 137第二齿轮 138第三齿轮 139第四齿轮 141转矩传递盘 142马达144、 144A锁定机构 151充电电池 152恒压电路 153电源消耗部件 154开关电路 212第一结合部 213固定部 215第二结合部 216传动轴 217转子 218、 219齿 251辊
具体实施例方式
以下，基于实施例来详细地说明本发明。 实施例一
图1是作为本发明的实施例一的便携式电子装置的便携电话的正面图。
在便携电话100中，扬声器102配置在便携电话100的装置主体101 的前表面的上端附近，在下端附近配置有扩音器103。在它们之间配置有 液晶显示器或有+几EL (organic electroluminescence,有丰几电至文发光)显示 器104、以及操作部105。
在装置主体101的侧部配置有锁定解除按钮106。锁定解除按钮106 是为了在按下该按钮的状态下进行发电而设置的机械性按钮。 一旦在按下 了该锁定解除按钮106的状态下进一步按下，则通过未图示的弹簧恢复到 原位置并变为锁定状态。
图2是从背面观察该便携电话时的图。
在便携电话100的装置主体101的背面设置有具有键孔形状的凹部 111，在该凹部111中可自由插入、退出地嵌入有操作拉环112。操作拉环112在发电时被从装置主体101中取出并被用于使安装在其端部的拉线
113如同向图中的下方拉出那样向下方移动。
图3表示了取出该移动电话的操作拉环后的状态。
操作拉环H2如同从装置主体101的下端部垂下那样被配置。
图4表示了该便携电话的发电的步骤。
图4的(a)表示了开始发电之前的状态，表示了与图3相同的状态。 图4的(b)表示了用户将未图示的手指扣在操作拉环112上并最大 限度地拉出了拉线113的状态。在拉出引线113时，锁定解除按钮106被 压下，锁定被解除。然后，如图4的(b)所示那样进行锁定而成为发电 待机状态。从便携电话101将拉线113向箭头121的方向拉出的长度越 长，进行发电的时间越长。
图4的(c)表示了正在进行发电的状态。锁定解除按钮106被按下， 拉线113向箭头122的方向缓慢地移动。用户能够通过使锁定解除按钮 106恢复为原来的状态(图4的(a)或(b)的状态)而使发电暂时停 止。另外，如果拉线113返回至图4的(a)的状态，则发电停止。 图5表示了容纳在该便携电话的装置主体中的发电单元。 发电单元131在箱状的壳体132内包括盘簧133、安装在巻起该盘簧 133的旋转轴134上的带轮135、以及与带轮135 —体地安装的大直径的第 一齿轮136。在带轮135上巻绕有拉线113。
第一齿轮136通过第二至第四齿轮137、 138、 139来传递动力并使旋 转加速。
在第四齿轮139上一体地配置有中央隆起的圆盘状的转矩传递盘 141，并在其表面上覆盖有橡胶。在发电用的马达142的旋转轴上安装有 圆锥状的转子143，该圆锥状的转子143与转矩传递盘141的表面滑动接 触。由此，转矩传递盘141的旋转被传递给马达142。
在第三齿轮138的形成外齿的凹凸部分上可自由进退地配置有原理性 地进行了图示的锁定机构144的顶端部。在锁定机构144的顶端部插入到 形成外齿的凹部中的状态下，第三齿轮138被锁定而停止旋转。在锁定解 除按钮106被按下的状态下，锁定被解除，第三齿轮138变为能够旋转的状态。
图6表示了本实施例的便携电话的电路结构的简要情况。
便携电话100包括发电单元131和充电电池151的两个系统等的电源。
图5所示的发电单元131的马达142的输出被输入给恒压电路152， 通过由未图示的电容等电路部件构成的平滑电路来进行平滑化以消除直流 的波动，并调整为电源消耗部件153的额定电压，然后向开关电路154的 一个输入侧输出。这里，与开关电路154的输出侧连接的电源消耗部件 153是指便携电话100的、包括未图示的控制部和通信电路等的消耗电源 的全部电路。充电电池151与开关电路154的另一个输入侧连接。
开关电路154也可以由机械性的开关构成，在本实施例中， 一旦从恒 压电路152施加了电压，贝U当该电压比充电电池151的输出电压高时，将 该输出侧与恒压电路152连接并在该状态下断开与充电电池151的电连 接。
另外，恒压电路152的电源不是在任何时候均被提供给充电电池151 侧。在通过机械性的开关来构成开关电路154的情况下，将恒压电路152 或充电电池151选择性地与输出侧的电源消耗部件153连接即可。
在上述构成方式的便携电话100中，当充电电池151发生了电池断电 时，从图2所示的装置主体101的背面的凹部111取出操作拉环112。并 且，如图4的(b)所示那样用户将手指扣在操作拉环112中并在按下了 锁定解除按钮106的状态下将拉线113例如最大限度地拉出。由此，图5 所示的带轮135旋转，盘簧133被巻起。
这里，用户暂时将锁定解除按钮106恢复为锁定状态。然后，确认在 操作拉环112和拉线113上确实没有為住什么东西，并为打电话等便携电 话IOO的操作进行准备，然后对锁定解除按钮106进行操作来解除锁定。 与此同时，带轮135和第一至第四齿轮136 139开始旋转，发电单元131 开始发电。与此同时，拉线113向图3的(c)所示的箭头122的方向缓慢 地移动并被收巻在带轮135上。
在本实施例中，当最大限度地拉出了拉线113时，在几分钟的期间内图6所示的恒压电路152的输出经由开关电路154被提供给电源消耗部件 153。因此，用户能够进行简单的通话，或者能够写邮件或发送、接收邮
件。在处理邮件的情况下，也可以如下将处理分成多个处理在最初的阶
段写邮件，然后再次最大限度地拉出引线113来进行发送、接收。
在以上说明的实施例中，在开始发电的同时拉线113被巻到装置主体 101中，其长度改变。因此，用户能够通过观察其长度而容易地确认出进 行通电的剩余时间。
根据本实施例的构成方式，电源消耗部件153是指便携电话100的全 部电路，但是也可以将其进一步分为使得能够进行通信的最低限度的电路 部分和除此之外的电路部分并使恒压电路152的输出经由开关电路154而 仅被提供给使得能够进行通信的最低限度的电路部分。由此，能够在非常 时期更可靠地在更长的时间内提供通信所需要的电力。
另外，在实施例中将操作拉环112仅拉出一次来进行发电，但是也可 以使用棘轮机构将操作拉环112拉出数次并一点儿一点儿地巻起盘簧 133。在该情况下，也可以设置过巻起防止锁定机构，使得当盘簧133被 充分地巻起了时，即使将操作拉环112进一步拉出，盘簧133也不会再被 进一步巻起。
实施例二
图7表示了本发明的实施例二中的便携电话。
在图7中对与图1相同的部分标注相同的标号并省略了相关的说明。 在实施例二的便携电话100A中，第一框体101A和第二框体102A这 两个框体由铰链机构部103A连结，便携电话IOOA能够折叠。在第一框体 101A的侧部安装有锁定解除按钮106。如果在将便携电话IOOA如图l所 示那样完全打开的状态下按下了锁定解除按钮106，则能够以铰链机构部 103A为中心而使第一框体IOIA相对于第二框体102A旋转。 图8表示了便携电话旋转的情况。
图8的(a)表示了与图7相同的状态，图8的(b)表示了使第一框 体IOIA旋转了 270度后的状态。第一框体101A能够向箭头211所示的方 向旋转多次，通过该旋转来巻起第一框体101A内部的盘簧。图9原理性地表示了该实施例二中的发电单元的主要部分。
发电单元132A包括固定部213，其基部211固定在第二框体102A 上，其凹形的第二结合部212向铰链机构部103A突出；以及动力传递轴 216，在一端具有第二结合部215，在便携电话IOOA如图7所示那样完全 打开的状态下，所述第二结合部215随着第一框体101A以铰链机构部 103A为中心旋转而与第一结合部212结合而旋转。
在动力传递轴216的另一端加工形成了圆锥状的转子217。在该转子 217的周围形成有齿218，该齿218与在巻起盘簧133的大直径的第一齿轮 136A的盘面上加工成同心圆状并加工成放射状的齿219啮合。因此， 一旦 使第一框体101A以铰链机构部103A为中心而向预定的方向进行了旋转， 则第一齿轮136A以动力传递轴216为中心而旋转，与此同时第一齿轮 136A以旋转轴134为中心进行旋转并巻起盘簧133。
与锁定解除按钮106连结的锁定机构144A通过与第一齿轮136A的齿 或比其更靠近中心侧的未图示的凹凸部结合而锁定，并通过从该齿或凹凸 部退开而解除锁定。在锁定被解除、盘簧133被松开的状态下，通过第一 齿轮136A的旋转，图5所示的其他的齿轮旋转，图5所示的发电用的马 达142进行发电。
在该实施例二的便携电话100A中，当进行发电时第一框体101A以铰 链机构部103A为中心相对于第二框体102A旋转，但是其速度极慢。因 此，不会对操作造成大的障碍。当然，也可以进一步深入研究在发电时使 第一框体IOIA不会从动于第二框体102A而旋转的机构。
另外，在该实施例二的便携电话IOOA中，通过使第一框体IOIA相对 于第二框体102A向同一方向多次旋转来巻起盘簧133，但是也可以使用 棘轮机构例如在90度以内的范围内反复进行旋转而逐渐地间歇性地巻起 盘簧133。
实施例三
图IO表示了本发明的实施例三中的便携电话的原理性的结构。 在该实施例三中，在折叠式的便携电话100B的第一框体101B的内部 配置有与之前的实施例相同的未图示的发电单元，并且固定有拉线113的一端。该拉线113B与设置在铰链机构(未图示)上的辊251的外周滑动 接触并贯穿第二框体102B的内部，另一端固定在预定位置。
图11表示了该便携电话关闭的状态。 一旦从图10的打开状态关闭了 便携电话100B，则辊251根据拉线113B向箭头252、 253的方向的移动 而旋转。该辊251的旋转经由未图示的棘轮机构而使盘簧巻起。在该便携 电话100B中还设置有过巻起防止锁定机构。
根据本实施例三的便携电话100B，每当用户平时打开或关闭第一框 体101B和第二框体102B时，辊251就使盘簧一点儿一点儿地巻起。因 此，当未图示的充电电池发生了断电时，仅通过按下锁定解除按钮106B 就能够在几分钟内进行发电，从而能够通过便携电话100B来应对紧急情 况。当然，此后用户也能够通过重复地打开、关闭第一框体101B和第二 框体102B预定次数以上来充分地巻起盘簧，从而能够进行发电。
在上述各实施例中以便携电话为例而进行了说明，但是本发明当然能 够应用于电力的消耗较小的、便携式的所有电子设备。另外，传递盘簧的 转矩的齿轮的数量、将转矩传递到马达的传递机构的种类不限于上述各实 施例。
权利要求
1. 一种便携式电子装置，其特征在于，包括盘簧，通过将带状的弹性体卷成涡卷状而形成；外力施加单元，施加用于使所述盘簧卷起而蓄积机械能的外力；电力产生单元，通过所述盘簧松开的转矩来产生电力；电源消耗部件，以预定的额定电压接受电源的供应；恒压调整单元，接受所述电力产生单元产生的电力的供应并调整为所述预定的额定电压；以及电压施加单元，将通过所述电压调整单元调整后的所述预定的额定电压施加给所述电源消耗部件。
2. —种便携式电子装置，其特征在于，包括 盘簧，通过将带状的弹性体巻成涡巻状而形成； 外力施加单元，施加用于使所述盘簧巻起而蓄积机械能的外力； 电力产生单元，通过所述盘簧松开的转矩来产生电力； 电源消耗部件，以预定的额定电压接受电源的供应； 内置的充电电池；恒压调整单元，接受所述电力产生单元产生的电力的供应并调整为所 述预定的额定电压；以及开关，将通过所述电压调整单元调整后的所述预定的额定电压和所述 充电电池输出的电压选择性地施加给所述电源消耗部件。
3. 如权利要求1或2所述的便携式电子装置，其特征在于， 所述电压调整单元具有用于使输出电压平滑的平滑电路。
4. 如权利要求1或2所述的便携式电子装置，其特征在于， 所述外力施加单元包括带轮，与巻起所述盘簧的旋转轴连结；线，在所述外力施加单元不施加外力的状态下在所述带轮上巻绕多巻；以及勾 挂部件，安装在所述线的一端上，在巻起所述盘簧时向放开线的方向拉出 线。
5. 如权利要求1或2所述的便携式电子装置，其特征在于，所述外力施加单元是使连结两个框体部分的连结部向预定方向旋转时 施加的外力。
6. 如权利要求1或2所述的便携式电子装置，其特征在于，所述外力施加单元是开闭两个框体部分的开闭部进行开闭时施加的外力。
7. 如权利要求1或2所述的便携式电子装置，其特征在于， 所述电力产生单元包括发电用的马达和将所述盘簧松开的转矩增速传递给所述马达的转矩传递单元，所述便携式电子装置还包括锁定单元，所 述锁定单元被配置成能够相对于转动部件的转动的凹凸部分自由进退，使 得能够暂时阻止通过所述转动部件进行的转矩传递，所述转动部件是构成 所述转矩传递单元的部件。
8. 如权利要求2所述的便携式电子装置，其特征在于，所述开关在所述恒压调整单元输出的电压比所述内置的充电电池的电 压高时选择所述恒压调整单元输出的电压而输出。
全文摘要
提供一种即使发生了电池断电、也能够在不依赖于电池的情况下立即工作的便携式电子装置。在便携式电子装置中内置有发电单元(131)。发电单元(131)包括拉出卷绕在带轮(135)上的拉线(113)来卷起盘簧(133)的机构、以及传递盘簧(133)松开的转矩而使马达(142)高速旋转的机构。马达(142)的输出被恒压电路进行电压调整和平滑化后作为电源被直接提供给电源消耗部件。在连结了两个框体的便携式电子装置中，也可以通过使两个框体进行开闭等动作来卷起盘簧(133)。
文档编号H02J7/00GK101548448SQ200780039409
公开日2009年9月30日 申请日期2007年8月30日 优先权日2006年10月26日
发明者吉田敏夫, 四方田朋也 申请人:恩益禧慕百霖株式会社