CN111541397A - 便携终端用发电装置 - Google Patents

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CN111541397A CN202010079592.6A CN202010079592A CN111541397A CN 111541397 A CN111541397 A CN 111541397A CN 202010079592 A CN202010079592 A CN 202010079592A CN 111541397 A CN111541397 A CN 111541397A
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胜部诚
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Abstract

一种便携终端用发电装置,具有:装配构件,装配在具有充电部的便携终端上;悬臂状的弹性板,设置在所述装配构件上,一端侧经由所述装配构件固定在所述便携终端上;基板,具有挠性,在所述弹性板的板厚方向上与所述弹性板相向配置;片状的压电构件,被所述基板与所述弹性板夹持;操作构件,设置在所述装配构件上,通过手动操作使所述压电构件与所述基板以及所述弹性板一起变形并进行发电;连接单元,将所述压电构件与所述充电部电连接。

Description

便携终端用发电装置
技术领域
本发明涉及便携终端用发电装置。
背景技术
以往,面向便携电话等便携终端的发电装置公知使用压电元件(例如参照日本特开2003-061367号公报、日本特开2003-061368号公报、日本特开2003-061369号公报、日本特许第4048175号公报)。
但是,目前的智能手机以及平板电脑等便携终端均存在电池寿命短且需要频繁充电这样的问题。充电作业使用AC电源,而每种便携终端均需要使用其专用的充电器。
另外,目前的便携终端的电源使用锂离子电池。将来估计会有锂离子电池的改良或应用利用燃料电池等实现的长寿命的电源,但是现阶段还没有上市。
因此,市场上需要一种通过简单的操作就能够对便携终端的充电部进行充电的发电装置。
发明内容
鉴于上述实际情况,本发明的目的在于提供一种便携终端用发电装置,其通过简单的手动操作就可以对具有充电部的便携终端进行充电。
本发明的第一方式的便携终端用发电装置具有:装配构件,装配在具有充电部的便携终端上,悬臂状的弹性板,设置在所述装配构件上,一端侧固定在所述便携终端上,基板,具有挠性,在所述弹性板的板厚方向上与所述弹性板相向配置,片状的压电构件,被所述基板与所述弹性板夹持,操作构件,设置在所述装配构件上,通过手动操作使所述压电构件与所述基板以及所述弹性板一起变形并进行发电,连接单元,将所述压电构件与所述充电部电连接。
本发明的第二方式的便携终端用发电装置,在第一方式的便携终端用发电装置的基础上,所述操作构件是通过作为所述手动操作的握持操作而发生弹性变形的握持构件,所述握持构件向所述便携终端的侧方伸出,通过所述握持操作按压所述弹性板的自由端侧,使所述压电构件发生变形。
本发明的第三方式的便携终端用发电装置,在第二方式的便携终端用发电装置的基础上,所述弹性板具有平板部以及圆弧状部,所述平板部包括所述一端,并且固定在所述便携终端上且与所述便携终端的侧面平行配置,所述圆弧状部包括所述自由端,并且从所述平板部起朝向所述便携终端的侧方凸出,通过所述握持操作而发生弹性变形。
本发明的第四方式的便携终端用发电装置,在第一方式的便携终端用发电装置的基础上,所述操作构件是通过作为所述手动操作的转动操作而进行转动的转动凸轮,所述转动凸轮的一部分向所述便携终端的侧方伸出,通过所述转动操作按压所述弹性板的自由端侧,使所述压电构件发生变形。
本发明的第五方式的便携终端用发电装置,在第一方式~第四方式中任一方式的便携终端用发电装置的基础上,所述连接单元具有对所述压电构件产生的电流进行整流的整流电路。
本发明的第六方式的便携终端用发电装置,在第一方式~第五方式中任一方式的便携终端用发电装置的基础上,所述装配构件包括容纳所述便携终端的外壳,在所述外壳中内置有所述连接单元。
发明的效果
根据本发明,能够提供一种通过简单的手动操作就可以对具有充电部的便携终端进行充电的便携终端用发电装置。
附图说明
图1A是装配有第一实施方式的便携终端用发电装置的便携终端的主视图。
图1B是图1A中的便携终端的侧视图。
图1C是图1A中的便携终端的后视图。
图2A是图1C中的箭头A所指的部分的放大剖视图。
图2B是示出对图2A中的操作构件进行操作后的状态的放大剖视图。
图3A是装配有第二实施方式的便携终端用发电装置的便携终端的主视图。
图3B是图3A中的便携终端的侧视图。
图3C是图3A中的便携终端的后视图。
图4A是图3C中的箭头B所指的部分的放大剖视图。
图4B是示出对图4A中的操作构件进行操作后的状态的放大剖视图。
图5A是示出便携终端容纳在第三实施方式的便携终端用发电装置所具有的外壳中的状态的便携终端的主视图。
图5B是图5A中的便携终端的侧视图。
图5C是图5A中的便携终端的后视图。
附图标记说明
20发电装置(便携终端用发电装置)
22壳体(装配构件)
24弹性板
24A一端
24B平板部
24C自由端
24D圆弧状部
26基板
28压电构件
30握持构件(操作构件)
32连接装置(连接单元)
34整流电路
50发电装置(便携终端用发电装置)
52壳体(装配构件)
54弹性板
54A一端
54B自由端
56基板
58转动凸轮(操作构件)
70发电装置(便携终端用发电装置)
72壳体(装配构件)
74外壳
100便携终端
102电池(充电部)
具体实施方式
(第一实施方式)
下面,参照附图对本发明的第一实施方式的便携终端用发电装置(下面,会酌情记载为“发电装置”。)进行说明。其中,在各图中适当示出的箭头X、箭头Y、箭头Z分别表示装配有发电装置20的便携终端100的高度方向、宽度方向、厚度方向。下面,当记载为高度方向X、宽度方向Y、厚度方向Z时,指的是便携终端100的高度方向、宽度方向、厚度方向。
首先,对装配有本实施方式的发电装置20的便携终端100进行说明,之后,对本实施方式的发电装置20进行说明。
如图1A、图1B以及图1C所示,本实施方式的便携终端100是具有作为充电部的电池102的便携信息终端(也就是移动终端),其一个示例为智能手机。此外,本发明并不仅限于此结构。便携终端也可以是便携电话、平板电脑等。
便携终端100呈大致矩形板状,利用储存在电池102中的电进行工作。该电池102例如使用锂离子电池。
[发电装置]
如图2A所示,发电装置20包括壳体22(参照图1C)、弹性板24、基板26、压电构件28、握持构件30以及连接装置32。
(装配构件)
作为装配构件的一个示例的壳体22是装配在便携终端100的背面100B(将操作面设为正面100A时的背面)的构件,呈盒状。该壳体22的内部容纳有后述的整流电路34以及配线类。另外,壳体22由树脂材料形成,通过胶带等粘接构件粘接在便携终端100的背面100B。此外,在本实施方式中,壳体22粘接在便携终端100的背面100B,然而本发明并不仅限于该结构。例如,也可以是在便携终端100上安装托架等并将壳体22装配在该托架上的结构,还可以是将壳体22装配在便携终端100的专用外壳的背面的结构。
(弹性板)
如图2A所示,弹性板24为具有挠性的能够弹性变形的板材,在本实施方式中使用板簧。该弹性板24设置在壳体22的侧面22A,形成为一端24A(在图1A、图1B以及图1C中为高度方向X上的上端部)侧固定在侧面22A而构成的悬臂状态。具体来说,弹性板24的一端24A侧经由基板26、压电构件28以及壳体22固定在便携终端100上。
另外,弹性板24具有平板部24B,平板部24B包括弹性板24的一端24A并且经由壳体22固定在便携终端100上且沿着壳体22的侧面22A配置。其中,当壳体22妥当地装配到便携终端100的背面100B时,壳体22的侧面22A与便携终端100的侧面100C平行。因此,弹性板24的平板部24B与便携终端100的侧面100C平行配置。
进一步,弹性板24具有圆弧状部24D,圆弧状部24D包括弹性板24的自由端24C并且从平板部24B起朝向便携终端100的侧方凸出,通过握持构件30的握持操作而发生弹性变形。其中,弹性板24的圆弧状部24D以使自由端24C离开侧面22A的距离最大的方式弯曲。
(基板)
如图2A所示,基板26为具有挠性的能够弹性变形的板材,在本实施方式中使用板簧。该基板26在弹性板24的板厚方向上与弹性板24相向配置。具体来说,基板26的与壳体22的侧面22A侧相反的一侧与弹性板24隔着(夹持固定着)压电构件28相向配置。此外,本实施方式的基板26在整体上从弹性板24起离开相当于压电构件28厚度的距离,然而本发明并不仅限于该结构。另外,基板26形成为与弹性板24相对应的形状。具体来说,基板26具有平板部26B以及圆弧状部26D,平板部26B具有与弹性板24的平板部24B相对应的形状,圆弧状部26D具有与圆弧状部24D相对应的形状。此外,与弹性板24相同,基板26的圆弧状部26D的平板部26B侧的相反侧的端部也为自由端26C。另外,基板26的一端26A与弹性板24的一端24A一起固定在壳体22的侧面22A。
另外,在本实施方式中,基板26的平板部26B利用未图示的粘接构件固定在侧面22A。作为该粘接构件例如列举双面胶等。此外,固定方法不限,只要能将基板26的平板部26B固定在侧面22A即可。
(压电构件)
如图2A所示,压电构件28为利用压电效果进行发电的片状的构件(所谓的压电元件)。该压电构件28为压电薄膜,装配在基板26的与壳体22的侧面22A相反的一侧的表面。此外,在本实施方式中,压电构件28分别粘贴在弹性板24以及基板26上。具体来说,弹性板24与基板26经由压电构件28粘接。
其中,作为压电构件28例如可以使用由聚偏氟乙烯(PVDF)、锆钛酸铅(PZT)、钛酸钡(BaTiO3)等形成的薄膜状(作为一个示例,厚度为20μm~200μm)的构件。
(操作构件)
作为操作构件的一个示例的握持构件30是设置于壳体22上且通过手动操作而工作的构件。具体来说,如图2B所示,握持构件30是通过作为手动操作的握持操作而发生弹性变形的构件。形成该握持构件30的材料例如可以使用缓冲材料或橡胶材料等具有伸缩性的材料。
另外,握持构件30以朝向便携终端100的侧方凸出的方式伸出,并盖住在壳体22的侧面22A上下相向配置的(自由端24C相互相向配置)弹性板24、基板26以及压电构件28。此外,由弹性板24、基板26以及压电构件28构成的发电单元在壳体22的侧面22A上下相向设置且分别设置在壳体22的两个侧面22A。即,在本实施方式中总共使用了4个发电单元。该握持构件30的高度方向X上的中央部突出,从而容易用母指以及母指的根部附近的平坦部与其他手指(母指以外的手指)进行握持(参照图1A)。另外,弹性板24分别以自由端24C位于握持构件30的上述中央部附近的方式配置。因此,如图2B所示,当握持操作握持构件30时,弹性板24的自由端24C侧被按向侧面22A,从而使压电构件28与弹性板24以及基板26一起发生变形并进行发电。
(连接单元)
作为连接单元的一个示例的连接装置32是用于对压电构件28与便携终端100的电池102进行电连接的装置。该连接装置32包括对压电构件28产生的电流进行整流的整流电路34、与便携终端100上的未图示的充电端子进行***连接的连接端子36以及从压电构件28到连接端子36的电气配线38。
接着,对本实施方式的发电装置20的作用、效果进行说明。
如图2B所示,对于发电装置20,拿着便携终端100并握持握持构件30的操作者通过反复进行握持操作来将配置在握持构件30内的弹性板24的自由端24C侧反复地按向侧面22A,在本实施方式中,是通过反复挤扁分别从便携终端100的两个侧面100C突出的握持构件30的动作来将配置在握持构件30内的弹性板24的自由端24C侧反复地按向侧面22A。由此,使压电构件28与弹性板24以及基板26一起变形并进行发电。具体来说,当自由端26C侧被按压时,弹性板24的圆弧状部24D会沿着壳体22的侧面22A进行伸长变形。随着该变形,压电构件28也会伸长变形,从而利用压电效果进行发电。此时产生的电流虽然为脉冲状,但通过整流电路34被平滑化,再通过电气配线38从连接端子36向便携终端100的电池102进行供给,从而对电池102进行充电。
在此,在发电装置20中,能够一边拿着便携终端100,一边通过握持握持构件30的握持操作来对便携终端100的电池102进行充电。即,发电装置20具有能够通过简单的手动操作对具有电池102的便携终端100进行充电的特别的效果。此外,由于能够在操作便携终端100时等时候通过对握持构件30进行握持操作来对便携终端100的电池102进行充电,从而能够减少便携终端100的充电次数。进一步,不需要携带用于便携终端100的专用充电器。
在上述实施方式的发电装置20中,在弹性板24与基板26之间配置了一片压电构件28,然而本发明并不仅限于该结构。例如,也可以在弹性板24与基板26之间配置多片压电构件28。由此能够通过像这样配置多片压电构件28来提高发电装置20的输出电压。此外,使用非多个压电构件的结构也可以适用于后述的第二实施方式以及第三实施方式。
(第二实施方式)
接着,基于图3A、图3B、图3C、图4A以及图4B对本实施方式的发电装置50进行说明。其中,在本实施方式中,在便携终端100上装配有发电装置50。
[发电装置]
如图3C以及图4A所示,发电装置50具有壳体52、弹性板54、基板56、压电构件28、转动凸轮58以及连接装置32。
(装配构件)
作为装配构件的一个示例的壳体52是装配在便携终端100的背面100B的构件,呈盒状。该壳体52的内部容纳有整流电路34以及配线类。另外,壳体52由树脂材料形成,通过胶带等粘接构件粘接在便携终端100的背面100B。此外,壳体52相对于便携终端100的装配方法可以与第一实施方式的壳体22相同。
(弹性板)
弹性板54为平板状的板簧,形成为一端54A被设置在壳体52内的支持部55支撑而构成的悬臂状态。另外,弹性板54的自由端54B借助转动凸轮58的转动操作而被顶起。
(基板)
基板56为平板状的板簧,形成为一端56A被支持部55支撑而构成的悬臂状态。另外,基板56在弹性板54的板厚方向上与弹性板54相向配置。具体来说,基板56在高度方向Z上与弹性板54隔着(夹持固定着)片状的压电构件28相向配置。
(操作构件)
作为操作构件的一个示例的转动凸轮58是设置于壳体52上且通过手动操作来工作的构件。具体来说,如图3C以及图4A所示,转动凸轮58是通过作为手动操作的转动操作而转动的构件。在该转动凸轮58上,在周向上间隔地形成有多个向外周伸出的凸轮部58A。另外,转动凸轮58以能够相对于壳体52以厚度方向Z为转动轴方向进行转动的方式安装在壳体52上。在此,在对转动凸轮58进行转动操作时,弹性板54的自由端54B被凸轮部58A顶起,从而弹性板54发生弯曲变形。随着该变形,压电构件28也弯曲变形,从而利用压电效果进行发电。由压电构件28产生的电流通过整流电路34、电气配线38以及连接端子36被供给到便携终端100的电池102。
接着,对本实施方式的发电装置50的作用、效果进行说明。
在发电装置50中,通过拿着便携终端100的操作者用手指转动(转动操作)转动凸轮58,弹性板54的自由端54B被转动凸轮58的凸轮部58A顶起(参照图4B),从而弹性板54发生弯曲变形,随着该变形,压电构件28也发生弯曲变形并进行发电。并且,当凸轮部58A从自由端54B离开时,弹性板54通过恢复力恢复到原来的状态。即,通过转动凸轮58的转动,弹性板54反复地弯曲变形,随着该变形,压电构件28进行发电。此时产生的电流虽然为脉冲状,但通过整流电路34被平滑化,再通过电气配线38从连接端子36向便携终端100的电池102进行供给,从而对电池102进行充电。
在此,在发电装置50中,能够一边拿着便携终端100,一边通过使转动凸轮58进行转动的转动操作来对便携终端100的电池102进行充电。即,发电装置20具有能够通过简单的转动操作对具有电池102的便携终端100进行充电的特别的效果。此外,由于能够在操作便携终端100时等时候通过对转动凸轮58进行转动操作来对便携终端100的电池102进行充电,从而能够减少便携终端100的充电次数。进一步,不需要携带用于便携终端100的专用充电器。
(第三实施方式)
接着,基于图5A、图5B以及图5C对本实施方式的发电装置70进行说明。其中,在本实施方式中,在便携终端100上装配有发电装置70。
本实施方式的发电装置70与第一实施方式的发电装置20不同的是,作为装配构件的一个示例的壳体72包括容纳便携终端100的外壳74。发电装置70的其他结构与第一实施方式的发电装置20相同,因此省略其说明。另外,在附图中,与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记。
壳体72与外壳74为一体成型。该壳体72具有与第一实施方式的壳体22相同的结构。另外,外壳74为容纳便携终端100的外壳,内置有连接装置32。具体来说,在外壳74的背面壁74A的内侧,内置有电气配线38,电气配线38连接在从外壳74的下边框74B向外壳内侧突出的连接端子36上。
接着,对本实施方式的发电装置70的作用、效果进行说明。其中,对于与从第一实施方式得到的作用、效果相同的作用、效果,适当地省略其说明。
在本实施方式的发电装置70中,便携终端100的外壳74包括在壳体72中,因此,例如,与在便携终端100用外壳上另外装配发电装置的结构相比,容易进行发电装置70的装配作业。另外,在外壳74内穿有电气配线38,因此,例如,与电气配线38存在于外部的结构相比,美观且更方便使用。
此外,第三实施方式的结构也可以应用于第二实施方式。即,第二实施方式的发电装置50的壳体52也可以包括容纳便携终端100的外壳。
另外,可以成为第一实施方式的发电装置20的壳体22与第二实施方式的发电装置50的壳体52包括容纳便携终端100的同一外壳的结构。换言之,也可以在一个外壳中设置发电装置20、50。
以上,对本发明的一些实施方式进行了说明,然而本发明并不仅限于上述记载,显然,只要在不脱离其主旨的范围内,也可以进行上述以外的各种变形实施。

Claims (6)

1.一种便携终端用发电装置,其中,
具有:
装配构件,装配在具有充电部的便携终端上,
悬臂状的弹性板,设置在所述装配构件上,一端侧经由所述装配构件固定在所述便携终端上,
基板,具有挠性,在所述弹性板的板厚方向上与所述弹性板相向配置,
片状的压电构件,被所述基板与所述弹性板夹持,
操作构件,设置在所述装配构件上,通过手动操作使所述压电构件与所述基板以及所述弹性板一起变形并进行发电,
连接单元,将所述压电构件与所述充电部电连接;
所述操作构件是通过作为所述手动操作的握持操作而发生弹性变形的握持构件,
所述握持构件向所述便携终端的侧方伸出,通过所述握持操作按压所述弹性板的自由端侧,使所述压电构件发生变形。
2.根据权利要求1所述的便携终端用发电装置,其中,
所述弹性板具有平板部以及圆弧状部,所述平板部包括所述一端,并且经由所述装配构件固定在所述便携终端上且与所述便携终端的侧面平行配置,所述圆弧状部包括所述自由端,并且从所述平板部起朝向所述便携终端的侧方凸出,通过所述握持操作而发生弹性变形。
3.一种便携终端用发电装置,其中,
具有:
装配构件,装配在具有充电部的便携终端上,
悬臂状的弹性板,设置在所述装配构件上,一端侧经由所述装配构件固定在所述便携终端上,
基板,具有挠性,在所述弹性板的板厚方向上与所述弹性板相向配置,
片状的压电构件,被所述基板与所述弹性板夹持,
操作构件,设置在所述装配构件上,通过手动操作使所述压电构件与所述基板以及所述弹性板一起变形并进行发电,
连接单元,将所述压电构件与所述充电部电连接;
所述操作构件是通过作为所述手动操作的转动操作而进行转动的转动凸轮,
所述转动凸轮以能够相对于所述装配构件以所述便携终端的厚度方向为转动轴方向进行转动的方式安装在所述装配构件上,所述转动凸轮的一部分向所述便携终端的侧方伸出,通过所述转动操作按压所述弹性板的自由端侧,使所述压电构件发生变形。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的便携终端用发电装置,其中,所述连接单元具有对所述压电构件产生的电流进行整流的整流电路。
5.根据权利要求1~3中任一项所述的便携终端用发电装置,其中,
所述装配构件包括容纳所述便携终端的外壳,
在所述外壳中内置有所述连接单元。
6.根据权利要求4所述的便携终端用发电装置,其中,
所述装配构件包括容纳所述便携终端的外壳,
在所述外壳中内置有所述连接单元。
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