JP2002110256A

JP2002110256A - 携帯用機器

Info

Publication number: JP2002110256A
Application number: JP2000302181A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kayama; 博之香山; Hidetaka Yabuuchi; 秀隆藪内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2002-04-12

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の携帯用機器は電源である電池の取り扱
いが困難であるという課題を有している。【解決手段】燃料タンクから取り出した燃料を燃焼す
る燃焼器３２の発熱により加熱される熱電素子３１を備
え、この熱電素子３１が発生する起電力を電力取り出し
部６４によって取り出すようにして、頻繁な電池の交換
や、交流電源からの充電作業を不要とし、かつ軽量の携
帯用機器としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、携帯型情
報端末、携帯型電話機、携帯型コンピュータ、携帯型電
卓、携帯型無線機、携帯型ラジオ、携帯型テレビ、携帯
型ナビゲーション、携帯型録音再生機器、携帯型ゲーム
機等の携帯用機器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在携帯型機器は、電源として主に一次
電池もしくは二次電池を使用している。また携帯用電話
に代表されるように、このとき使用されている二次電池
は、デザイン上、機器の筐体の形状に特化した専用の形
態となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の携帯用機器は、
機器の筐体の形状に特化した専用の形態の二次電池が使
われているものである。このため、電池切れとなる場合
に備えて予備の電池を携帯する必要があるものである。
このとき、専用の形状とした二次電池は、一般的な一次
電池（乾電池等）に比べて入手が困難なものである。ま
た、予備の二次電池を携帯することは、携帯用機器の本
来の利便性を損なう恐れがある。また、使用済みの電池
は、水銀あるいは亜鉛、マンガン等が環境を汚染する可
能性があるため、一般の廃棄物と同じ扱いで廃棄するこ
とができないものである。

【０００４】すなわち、従来の携帯用機器は電源である
電池の取り扱いが困難であるという課題を有している。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、燃料タンクか
ら取り出した燃料を燃焼する燃焼器の発熱により加熱さ
れる熱電素子を備え、この熱電素子が発生する起電力を
電力取り出し部によって取り出すようにして、頻繁な電
池の交換や、交流電源からの充電作業を不要とし、かつ
軽量の携帯用機器としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載した発明は、燃料
タンクから取り出した燃料を燃焼する燃焼器の発熱によ
り加熱される熱電素子を備え、この熱電素子が発生する
起電力を電力取り出し部によって取り出すようにして、
頻繁な電池の交換や、交流電源からの充電作業を不要と
し、かつ軽量の携帯用機器としている。

【０００７】請求項２に記載した発明は、燃焼器は、燃
焼用の触媒によって燃料ガスを触媒燃焼するようにし
て、無炎燃焼によって低温域で燃焼熱を得ることがで
き、安全性を確保した携帯用機器としている。

【０００８】請求項３に記載した発明は、熱電素子は、
放熱側に筐体外の外気と接触する熱交換部を備えるよう
にして、熱電素子の放熱側の冷却効率が向上して、より
大きな発電起電力が得られて、動作が安定した携帯用機
器としている。

【０００９】請求項４に記載した発明は、熱交換部は別
途設けた放熱部と接続している構成として、熱電素子の
放熱側の冷却効率が向上して、より大きな発電起電力が
得られて、動作が安定した携帯用機器としている。

【００１０】請求項５に記載した発明は、熱電素子の起
電力が所定値以下のときにこれをバックアップする補助
電源を有するので、一時的に消費電力量が増加した場合
や故障などで発電が停止した場合でも一定時間の電力供
給が可能となるからこれによる被害を最小限に抑えるこ
とができる。

【００１１】請求項６に記載した発明は、二次電池を脱
着可能に有するようにして、携帯用機器が未使用時には
充電し続けることができ、携帯用機器のサイズや重量が
増しても利便性を損ねることなく使用できる。

【００１２】請求項７に記載した発明は、携帯用機器を
収容ケースと一体化して、接続作業を必要とせずに、携
帯用機器を収納すると同時に充電が開始され、使用時に
収容ケースから取り出すと同時に充電が自動的に停止で
き、使い勝手の良い携帯用機器としている。

【００１３】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の携帯用機器の実
施例について説明する。本実施例では、携帯用機器は携
帯型電話器としている。図１は本実施例の携帯型電話器
の構成を示す平面図である。携帯型電話器１１は、筐体
１２の表面に、表示部１３と操作部１４とスピーカ１５
とマイク１６と通信用アンテナ１７など通話に必要な基
本構成を有している。また筐体１２の内部には、通話や
電力制御、燃焼制御に必要な制御回路１８と発電部２１
等を有している。

【００１４】発電部２１は、筐体１２の内部に設けてい
る燃料タンク２３から電磁弁２４を介して供給された液
化石油ガスを使用して発電するものであり、ここで発電
した電力は、前記した制御回路１８等に供給されてい
る。また余剰の電力は、二次電池やコンデンサからなる
補助電源２２に蓄電している。

【００１５】２５は、外部から燃料タンク２３に燃料を
注入する注入部である。前記発電部２１と補助電源２２
と燃料タンク２３とは、電源装置として作用している。

【００１６】図２は、発電部２１の構成を示す断面図で
ある。発電部２１は、熱電素子３１と、熱電素子３１の
吸熱面３１ａを加熱する燃焼器３２と、熱電素子３１の
放熱面３１ｂを冷却する熱交換部３３とを備えている。
熱電素子３１は、金属あるいは半導体両端に温度差を設
けるとその高温部と低温部との間に電位差が発生すると
いうゼーベック効果を利用しているペルチェ素子を使用
しており、本実施例では図３に示す構成となっている。
すなわち、接続電極４１または出力電極４２を設けた絶
縁板からなる吸熱側基板４３と、放熱側基板４４の間
に、ｎ型半導体４５およびｐ型半導体４６を挟み込んで
おり、これらを電気的に直列に接続した構成としてい
る。前記高温部は、本実施例では吸熱面３１ａとしてお
り、低温部は放熱面３１ｂとしている。

【００１７】ここで使用している半導体は、Ｂｉ−Ｔｅ
系、Ｐｂ−Ｔｅ系、Ｓｉ−Ｇｅ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｃｏ
−Ｓｂ系などの材料に微量の不純物をドーピングしてｎ
型、ｐ型としているものである。例えばＢｉ−Ｔｅ系の
半導体では、１個当たり最大で約２００μＶ／Ｋの熱起
電力が得られる。したがって、この半導体を３００ケ直
列に接続して熱電素子を構成し、吸熱面の温度を１００
℃、放熱面の温度を５０℃と設定すると、出力電極に接
続した出力線６４には最大３Ｖの電圧が発生する。前記
出力線６４は、熱電素子３１が発生する起電力の取り出
し部として作用する。

【００１８】図２に示している燃焼器３２は、アルミダ
イキャスト等の金属で構成しており、外面は前記熱電素
子３１の吸熱面３１ａに熱的に接続するように密着して
取り付けている。燃焼器３２を構成するノズル５２に
は、図１に示している燃料タンク２３と電磁弁２４に接
続している燃料供給配管５３を接続している。従って、
ノズル５２は燃料タンク２３が貯留している液化石油ガ
スが噴出する。この液化石油ガスの噴出によるエジェク
ター効果によって、吸気通路５４を通って外気から空気
が吸引される。この空気と燃料である液化石油ガスと
は、混合室５５で混合されて可燃性の混合ガスとなる。
この混合ガスは、触媒５６を収容している燃焼室５７に
入る。スタータ５９は、高電圧を発生することによって
燃焼室５７内にスパークを発生させて、前記混合ガスを
着火させるものである。図１に示している制御回路１８
は、燃焼器３２にガスの供給が始まった時に、前記スタ
ータ５９を動作させて混合ガスを着火させている。この
高電圧の発生に必要な電源は、図１に示している補助電
源２２を使用しており、補助電源２２から供給される電
圧は供給線６０を介してスタータ５９に供給されてい
る。

【００１９】混合ガスの一部が着火すると、この熱エネ
ルギーが触媒５６に伝達されて、触媒５６が加熱され、
触媒５６の温度が上昇して、触媒燃焼可能温度にまで到
達する。触媒５６が触媒燃焼可能温度に達すると、燃焼
室５７の全体が触媒燃焼を起こして燃焼熱を発生する。
触媒５６は、金属やセラミック等の耐熱材料をハニカム
状、ネット状、繊維状などに加工し、内部をガスが通過
できる構成とした担体を使用している。この担体の表面
には、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等からなる金属触媒を担持して
いる。これらの金属触媒は、２００℃〜３００℃程度以
上の温度のときに、前記混合ガスが空気とともに触れる
と酸化反応を継続して起こすものである。すなわち、２
００℃〜３００℃程度以上の温度が、前記触媒燃焼可能
温度となっているものである。この触媒燃焼では、温度
が低いため火炎は発生しない。通常、触媒温度を５００
℃〜６００℃程度まで上げれば、供給された燃料ガスは
ほぼ１００％触媒燃焼させることができる。この触媒燃
焼によって発生した熱エネルギーは、前記しているよう
に、熱電素子３１の吸熱面３１ａに供給されている。

【００２０】この触媒燃焼によって発生する排気ガス
は、排気通路５８を通って外部へ排出される。

【００２１】また熱交換部３３は、熱電素子３１の放熱
面３１ｂに密着して取り付けている。すなわち、熱交換
部３３は熱電素子３１の放熱面３１ｂと熱的に接続され
ている。熱交換部３３は、前記した熱電素子３１の放熱
面３１ｂと熱的に接続されている熱伝導板６１と、放熱
部６３で構成している。放熱部６３は、筐体１２の外部
に設けた下げ手（ストラップ）に設けている。すなわ
ち、熱電素子３１の放熱面３１ｂは、下げ手６２に設け
ている放熱部６３と熱的に接続されており、放熱部６３
を介して外気と熱交換されるようになっている。

【００２２】以下、本実施例の動作について説明する。
使用者が操作部１４に設けているスタートスイッチを押
すと、制御回路１８は動作を開始する。すなわち、まず
電磁弁２４を開いて、燃料タンク２３から燃料である液
化石油ガスをノズル５２に供給する。続いてスタータ５
９に補助電源２２から電圧を供給して、スタータ５９を
動作させて、燃焼室５７にスパークを発生させる。こう
して、燃焼室５７は触媒燃焼を開始する。触媒燃焼が開
始されると、燃焼室５７に発生している火炎は消滅し
て、無炎燃焼が行われる。この触媒燃焼による発熱は、
熱電素子３１の高温側である吸熱面３１ａに供給され
て、吸熱面３１ａは温度上昇する。一方、熱電素子３１
の低温側である放熱面３１ｂは、これに取り付けた熱交
換部３３が外気と接触して放熱を行なっているため、外
気温度を維持しているものである。このため、熱電素子
３１の吸熱面３１ａと放熱面３１ｂとの間には温度差が
発生する。この温度差によるゼーベック効果によって、
熱電素子３１は起電力を発生する。この起電力による電
圧は、電力取り出し部である出力線６４によって制御回
路１８、補助電源２２に供給されている。このとき、
燃焼器３２では、燃料タンク２３からガスが供給されて
いる間は発熱し続けるが熱交換部３３からの放熱との熱
バランスによって一定時間後には飽和温度に達するもの
である。従って、定常的には熱電素子３１の吸熱面３１
ａの温度と放熱面３１ｂの温度とは一定となり、従って
この間の温度差も一定値で安定するものである。したが
って、熱電素子３１で発生する起電力もほぼ一定とな
り、常に所定の発電力が得られることとなる。また定常
の消費電力は、この発電電力より小さいので、余剰電力
は補助電源２２の蓄電に使用できるものである。

【００２３】こうして発電部２１は、十分な電源を有す
るものとして、制御回路１８と、補助電源２２に電力を
供給するものである。こうして、例えば使用者が電話を
かける、あるいはかかってきた電話を受ける等の際に、
スピーカ１５あるいはマイク１６が消費する電力は、あ
るいは制御回路１８が消費する電力は、発電部２１が供
給することができるものである。

【００２４】また、何かの原因によって熱電素子３１の
起電力が所定値以下になったときあるいは回路の消費電
力が一時的に増加する場合等は、補助電源２２が蓄電し
た電力を使用できるものである。

【００２５】特に、補助電源２２を二次電池で構成する
ようにした場合は、小型で大容量の蓄電ができるから長
期に亘って安定した電力供給が可能となる。また、補助
電源２２をコンデンサで構成すれば、蓄電量は小さいが
頻繁な充放電に対しての耐久力が優れているものであ
る。このため、携帯型機器１１の種類が電力の消費変動
が大きい駆動回路を用いる構成のものである場合に適し
たものとなる。

【００２６】このとき本実施例によれば、燃料タンク２
３のガスを使い切った場合には、別途携帯している軽量
の小型高圧燃料ボンベ（図示せず）を使用して、注入部
２５から燃料の液化石油ガスを補給できる。

【００２７】また本実施例によれば、燃料ボンベを携帯
することによって、携帯型機器１１である電話器の携帯
時での連続使用時間を延長できるものである。すなわ
ち、頻繁な電池交換や交流電源からの充電作業を伴うこ
とがなく、連続使用時間を延長できるものである。

【００２８】また本実施例によれば、燃焼器３２は触媒
５６を使用した触媒燃焼によって燃焼熱を得るようにし
ているものである。このため、火炎を使用することな
く、低温域で燃焼熱を得ることができる。したがって、
安全性の確保が容易となるとともに小型化が図れるもの
である。さらに、触媒燃焼を使用しているため、微少燃
焼であっても安定した燃焼が可能となるから、必要電力
に適した小型の燃焼器３２が実現できる。

【００２９】また本実施例では、熱交換部３３に下げ手
６２に接続した放熱部６３を使用している。このため、
下げ手６２自体も位置が固定されていないため、携帯型
機器１１を電話器としたときに、使用時には放熱部６３
が使用者の手や顔で覆われることなく、放熱部６３の全
体が外気に接触できるものである。すなわち、熱電素子
３１の低温側である放熱面３１ｂの温度を低く保つこと
が容易にできるものである。このため、冷却効率が向上
して、熱電素子３１の吸熱面３１ａと放熱面３１ｂとの
温度差を大きくとることができ、より大きな発電起電力
が得られるものである。

【００３０】なお本実施例では、発電部２１および補助
電源２２を携帯型機器１１に内蔵しているが、例えばこ
れらを別電源ユニットとして携帯型機器１１の外面に設
けても良い。

【００３１】また本実施例では、熱電素子３１に半導体
材料を用いているが、例えばインコネル−コンスタンタ
ン等の金属材料を用いても良い。

【００３２】また本実施例では、燃焼器３２での燃焼を
制御回路１８によって自動的に行うようにしているが、
手動で行うようにしても支障はないものである。

【００３３】（実施例２）続いて本発明の第２の実施例
について説明する。図４は本実施例の構成を示す平面図
である。本実施例では、筐体１２内に、二次電池７１
と、二次電池７１を充電するための受電用電磁コイル７
２を設けている。受電用電磁コイル７２は、外部から非
接触で二次電池７２を充電できるものである。

【００３４】また本実施例では、携帯型電話器１１は、
収容ケース７３内に収容している。この収容ケース７３
の筐体７４は、表面に燃料タンク２３に燃料を注入する
注入部２５を設けている。また、筐体７４の内部には、
発電部２１、補助電源２２、燃料タンク２３、そして発
電部２１の電力を高周波に変換するインバータ３０と、
インバータ３０に接続した送電用電磁コイル７５を備え
ている。送電用電磁コイル７５は、前記受電用電磁コイ
ル７２と相対する位置に設けている。前記受電用電磁コ
イル７２と送電用電磁コイル７５とは、熱電素子３１を
有している発電部２１の電力を取り出す電力取り出し部
として作用する。

【００３５】また本実施例では、熱交換部３３の放熱面
３１ｂは、筐体７４と熱的に接続され、筐体７４を介し
て外気と熱交換するようになっている。

【００３６】以下、本実施例の動作について説明する。
本実施例では、発電部２１は、筐体７４内に設けてい
る。従って、携帯型電話器１１を収容ケース７３内に収
容しておくと、二次電池７１は発電部２１の発電を電力
取り出し部である受電用電磁コイル７２と送電用電磁コ
イル７５を介して受けて充電されているものである。

【００３７】すなわち、発電部２１が発生した起電力
は、インバータ３０によって約２０ｋＨｚ程度の高周波
に変換されて送電用電磁コイル７５に供給される。送電
用電磁コイル７５は、この高周波電力に相当する高周波
磁界を発生する。この高周波磁界は、送電用電磁コイル
７５に相対して設けている受電用電磁コイル７２に鎖交
する。このため、受電用電磁コイル７２は発電部２１が
発生した起電力に相当する電圧を発生する。この起電力
は二次電池７１に供給されており、二次電池７１はこの
起電力によって充電される。この二次電池７１の蓄電量
が限界に達すると、制御回路１８は、電磁弁２４を閉じ
燃料タンク２３からの液化石油ガスの供給を停止する。
すなわち、二次電池７１の蓄電を終了する。

【００３８】この状態で使用者が携帯型電話器１１を使
用するために、収容ケース７３から携帯型電話器１１を
取り出すと、このときは、二次電池７１は十分な電力を
蓄電しているものであり、電話をかける、あるいはかか
ってきた電話に応対することが容易にできるものであ
る。

【００３９】以上のように本実施例によれば、携帯型電
話器１１を未使用時のときは、収容ケース７３の筐体７
４内に収容しておくことによって、二次電池７１の充電
を実行できるものである。このため、携帯型電話器１１
のサイズや重量が増すことがなく、利便性を損ねること
なく、使用することが可能となる。

【００４０】また本実施例によれば、携帯型電話器１１
を収容ケース７３と一体化して収容する構成としている
ため、接続作業などをせずとも携帯型電話器１１を収容
すると同時に充電が開始され、使用時に充電が自動的に
停止し簡易に取り出すことができるという利便性に富ん
だ運用を行うことができる。

【００４１】また本実施例によれば、筐体７４そのもの
を熱交換手段として用いている。このため、表面積の大
きい筐体７４を熱交換手段として利用でき、良好な放熱
特性を得ることができ、大きな起電力を得ることができ
るものである。

【００４２】なお本実施例では、筐体７４を携帯型電話
器１１より一回り大きな専用ケースとしているが、手提
げ鞄、肩掛け鞄、背負い鞄などの鞄類、袋類、またジャ
ケットなどの衣類、ベルト類と一体化することで、さら
に大きな表面積のものを放熱手段として利用することも
可能である。

【００４３】なお本実施例では、筐体７４のみを熱交換
手段としているが、筐体７４に熱伝導率の高いアクセサ
リー類を装着したものを熱交換手段として利用すること
もできるものである。すなわち、アクセサリー部が使用
者の移動に伴いランダムに移動して、さらに良好な放熱
特性を得ることができるものである。

【００４４】

【発明の効果】請求項１に記載した発明は、燃料を収容
する燃料タンクと、前記燃料タンクから取り出した燃料
を燃焼させる燃焼器と、前記燃焼器の発熱により加熱さ
れる熱電素子と、前記熱電素子が発生した起電力を取り
出す電力取り出し部を有する構成として、頻繁な電池の
交換や、交流電源からの充電作業を不要とし、かつ軽量
の携帯用機器を実現するものである。

【００４５】請求項２に記載した発明は、燃焼器は、燃
焼用の触媒によって燃料ガスを触媒燃焼する構成とし
て、無炎燃焼によって低温域で燃焼熱を得ることがで
き、安全性を確保した携帯用機器を実現するものであ
る。

【００４６】請求項３に記載した発明は、熱電素子は、
放熱側に筐体外の外気と接触する熱交換部を有する構成
として、熱電素子の放熱側の冷却効率が向上して、より
大きな発電起電力が得られて、動作が安定した携帯用機
器を実現するものである。

【００４７】請求項４に記載した発明は、熱交換部は、
別途設けた放熱部と接続している構成として、熱電素子
の放熱側の冷却効率が向上して、より大きな発電起電力
が得られて、動作が安定した携帯用機器を実現するもの
である。

【００４８】請求項５に記載した発明は、熱電素子の起
電力が所定値以下のときにこれをバックアップする補助
電源を有する構成として、一時的に消費電力量が増加し
た場合や故障などで発電が停止した場合でも一定時間の
電力供給が可能となる携帯用機器を実現するものであ
る。

【００４９】請求項６に記載した発明は、二次電池を脱
着可能に有する構成として、携帯用機器が未使用時には
充電し続けることができ、携帯用機器のサイズや重量が
増しても利便性を損ねることなく使用できる携帯用機器
を実現するものである。

【００５０】請求項７に記載した発明は、携帯用機器を
収容ケースと一体化した構成として、接続作業を必要と
せずに、携帯用機器を収納すると同時に充電が開始さ
れ、使用時に収容ケースから取り出すと同時に充電が自
動的に停止でき、使い勝手の良い携帯用機器を実現する
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例である携帯型機器の構成
を示す平面図

【図２】同、発電部の構造を示す断面図

【図３】同、熱電素子の構造を示す断面図

【図４】本発明の第２の実施例である携帯型機器の構成
を示す平面図

【符号の説明】

１１携帯型電話器１２筐体１３表示部１４操作部１５スピーカ１６マイク１７通信用アンテナ１８制御回路２１発電部２２補助電源２３燃料タンク２４電磁弁２５注入部３０インバータ３１熱電素子３１ａ吸熱面３１ｂ放熱面３２燃焼器３３熱交換部４１接続電極４２出力電極４３吸熱側基板４４放熱側基板４５ｎ型半導体４６ｐ型半導体５２ノズル５３燃料供給管５４吸気通路５５混合室５６触媒５７燃焼室５８排気通路５９スタータ６０供給線６１熱伝導板６２下げ手６３放熱部６４出力線７１二次電池７２受電用電磁コイル７３収容ケース７４筐体７５送電用電磁コイル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 35/16 Ｈ０１Ｌ 35/16 35/28 35/28 Ｚ 35/32 35/32 ＡＨ０１Ｍ 10/46 Ｈ０１Ｍ 10/46 Ｈ０２Ｎ 11/00 Ｈ０２Ｎ 11/00 ＡＦターム(参考） 3K017 BA07 BB07 BC03 BC09 BC10 BD00 3K065 TB13 TC10 TD05 TK02 TK06 TM05 TP09 TP10 5H030 AA03 AA04 AA06 AS11 AS14 BB12 BB21 DD20

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】燃料を収容する燃料タンクと、前記燃料
タンクから取り出した燃料を燃焼させる燃焼器と、前記
燃焼器の発熱により加熱される熱電素子と、前記熱電素
子が発生した起電力を取り出す電力取り出し部を有する
携帯用機器。
【請求項２】燃焼器は、燃焼用の触媒によって燃料ガ
スを触媒燃焼する請求項１に記載した携帯用機器。
【請求項３】熱電素子は、放熱側に筐体外の外気と接
触する熱交換部を有する請求項１または２に記載した携
帯用機器。
【請求項４】熱交換部は別途設けた放熱部と接続して
いる請求項３に記載した携帯用機器。
【請求項５】熱電素子の起電力が所定値以下のときに
これをバックアップする補助電源を有する請求項１から
４のいずれか１項に記載した携帯用機器。
【請求項６】二次電池を脱着可能に有する請求項１か
ら５のいずれか１項に記載した携帯用機器。
【請求項７】携帯用機器を収容ケースと一体化した請
求項６に記載した携帯用機器。