JP2009032806A - 電子機器用電力供給ケース - Google Patents

Abstract

【課題】内部に収容した電子機器を保護するとともに、太陽光発電により効率よく電力を供給することができる電子機器用電力供給ケースを提供する
【解決手段】本発明の電子機器ケース１は、一方の端部に開口部５を有し、内部に電子機器を収容できるケース本体２と、ケース本体２の他端部にヒンジ１１を介して回動可能に取り付けられた発電パネル３と、発電パネル３に設けられ、発電パネルをケース本体２に沿わせた際にケース本体２の開口部５を塞ぐ蓋部４と、発電パネル３に配置された単結晶または多結晶のソーラーセル１０と、ソーラーセル１０からの電流を収容した電子機器に供給するための電流供給部１４とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯オーディオ機器、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型ＧＰＳ等の携帯型電子機器を収容し、太陽電池により発電した電力を、収容した電子機器へ供給する機能を有する電子機器用電力供給ケースに関する。

携帯オーディオ機器、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型ＧＰＳ等の携帯が可能な電子機器は、使用によって内蔵電池が消耗し使用不可能になる恐れがある。このため、ユーザは、常時、電池寿命を気にしながら使用しなければならない。

また、通常これら携帯電子機器を充電するための充電器を持ち歩くことは少なく、たとえ所持していたとしても、屋外では充電はできない。このため、一度、家を出ると帰宅するまで充電する機会が少なく、外出時に長時間使用することができないという問題があった。

このような問題を解決する従来の技術として、特許文献１には、携帯電話機の表面に太陽電池を設け、その太陽電池の発電によって携帯電話機に電力を供給する技術が開示されている。また、特許文献２には、外面に太陽電池を取付けた携帯無線端末用ケースが開示されている。
特開２００２−３５９６７６号公報 特開２０００−１７５７２０号公報

しかしながら、特許文献１の技術においては、携帯電話の表面に太陽電池が設けられているが、携帯電話等の携帯電子機器は屋外などの比較的過酷な状況下で使用されるだけでなく、携帯中に他の物品と衝突するなど、強い外力にさらされる結果、太陽電池が破損するおそれもある。

また、電力供給源としての太陽電池を構成するソーラーセルは、脆くて割れやすく、携帯電話やケースの外面に配置するのは現実には困難である。また、配置できたとしてもデザイン上の制約が大きいという問題がある。

プラスチックフィルムやステンレス、アルミシートを蒸着ベースとしたフィルム蒸着型ソーラーセルは、上記のような配置は可能であるが、その発電効率は結晶型ソーラーセルに比して大きく劣る。従って、電力消費量の大きい携帯電話等の電子機器には、充分な電力が供給できないという問題がある。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、内部に収容した電子機器を保護するとともに、太陽光発電により効率よく電力を供給する機能を有する電子機器用電力供給ケースを提供することを目的とする。

本発明の電子機器用電力供給ケースは、一方の端部に開口部を有し、内部に電子機器を収容できるケース本体と、前記ケース本体の他端部にヒンジを介して回動可能に取り付けられた発電パネルと、前記発電パネルに設けられ、前記発電パネルを前記ケース本体に沿わせた際に前記ケース本体の前記開口部を塞ぐ蓋部と、前記発電パネルに配置された結晶型のソーラーセルと、前記ソーラーセルからの電流を電子機器に供給するための電流供給部とを備えることを特徴とする。

本発明の電子機器用電極供給ケースによれば、発電パネルの単結晶又は多結晶の結晶型ソーラーセルで効率よく発電された電力が、電力供給部を介してケース本体に収容された電子機器に供給される。

前記発電パネルは、上面が曲面に形成され、下面に平面を含むソーラーセル設置面が形成された基板と、前記基板に配置された前記ソーラーセルを下面側から封止する封止樹脂層と、前記封止樹脂層の下面に設けられた被覆層とを有し、前記ソーラーセルは、前記ソーラーセル設置面に密着された状態で前記封止樹脂層内に封止されてもよい。この場合、ソーラーセルが破損しにくい電力供給ケースを構成することができる。

前記電流供給部は、前記ソーラーセルからの電流を蓄える二次電池と、前記ソーラーセル、前記二次電池、および前記電子機器間の電流量を制御する制御部とを有するものでもよい。この場合、状況に応じてソーラーセルからの電流を二次電池に蓄えながら、電子機器に電力を供給することができる。

前記電流供給部は、前記電子機器と接続されるコネクタを有し、前記コネクタは前記ケース本体の開口部側の内面に配置されていてもよい。この場合、電子機器のコネクタ設置位置にかかわらずコネクタを接続して電力供給を行うことができる。

また、前記電流供給部は、交流電流を直流電流に変換して前記電子機器に供給するコンバータを具備してもよい。この場合、ソーラーセルの発電電力に加えて商用の交流電源も電力供給源として利用することができる。

本発明の電子機器用電力供給ケースによれば、内部に収容した電子機器を保護するとともに、太陽光発電により電子機器に効率よく電力を供給することができる。

以下、本発明の第１実施形態について、説明する。図１は本実施形態の電子機器ケース（電子機器用電力供給ケース）１の構成を示す斜視図である。電子機器ケース１は携帯オーディオ機器、携帯電話、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型ＧＰＳ等の各種携帯電子機器を収容対象とする電子機器ケースである。

図１に示すように、電子機器ケース１は、本体（ケース本体）２と、本体２の上面に配置された発電パネル３と、発電パネル３の一端に設けられた蓋部４とを備えて構成されている。
図２は、電子機器ケース１の発電パネル３を開いた状態を示す図である。本体２は略長方形の箱型の部材であり、図２に示すように一方の端部に開口部５を有し、内部に上述の各種携帯電子機器を収容することができる。本体２は例えばステンレスやチタンなどの金属又はプラスチックなどを、箱型に形成して構成されている。

図３は、発電パネル３を除いて本体２を示す斜視図である。本体２の内面は、例えばネオプレンやエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等の防水性と柔軟性を有する内面部材６によって全面にわたって覆われている。すなわち、本体２は全体として一定の防水性を有する構造になっている。

本体２の開口部５付近の内面には、収容される携帯電子機器と接続するためのコネクタ７が配置されている。コネクタ７に接続されたコード７Ａは、本体２と内面部材６との間に一部収容されており、所定の範囲内で伸縮できるように構成されている。

また、コード７Ａが内面部材６を挿通して本体２の内部に延びる部分には、コード６Ａの向きを変えるための管状の方向変換部材７Ｂが、内面部材６に対して回転自在に取付けられている。そして、コード７Ａは方向変換部材７Ｂを挿通して本体２の内部に延びている。従って、コード７Ａの向き及び長さを調節することによって、携帯電子機器側のコネクタの設置位置にかかわらず、コネクタ７を携帯電子機器に接続して本体２の内部に収容することができる。

図４は、電子機器ケース１の背面図である。本体２の後端部には、ミニＵＳＢコネクタ８が設けられており、図示しないケーブルを介してパソコン等のＵＳＢポートに接続することによって、後述するように電子機器ケース内部のバッテリや携帯電子機器の充電を行うことができるように構成されている。
なお、ミニＵＳＢコネクタ８に代えて、公知のＡＣ入力端子等を設けることによって、バッテリ等をコンセントから直接充電可能に構成してもよい。

図５は、電子機器ケース１の底面図である。本体２の底面には、切欠き９Ａ及びホール９Ｂを有する取付け部材９がビス等の固定手段によって固定されている。取付け部材の切欠き９Ａやホール９Ｂにベルトや紐を通すことによって、電子機器ケース１を携帯しやすくすることができる。

図６は発電パネル３を示す斜視図である。発電パネル３は、複数のソーラーセル１０を有しており、一方の端部がヒンジ１１を介して本体の開口部５と反対側の端部に取付けられている。発電パネル３は、図２に示すように、ヒンジ１１を回動中心として、本体と約６０度までの任意の角度をなした状態で固定可能となっており、ソーラーセル１０と太陽との角度を調節して、発電を効率よく行えるように構成されている。発電パネル３におけるソーラーセル１０の配置態様とその構造については後述する。

図１に戻って、蓋部４は、発電パネル３のヒンジ１１と反対側の端部に取付けられている。蓋部４は、図１に示すように、発電パネル３が本体２の上面を覆った状態において、本体２の開口部５を塞ぐような位置及び形状に構成されている。蓋部４は透明な樹脂等からなるカバー部材４Ａで形成されており、内部に電子機器ケース１の各種状態を示す表示部１２と、ソーラーセル１０で発電された電気を蓄えるバッテリ（二次電池）１３（不図示）と、ソーラーセル１０で発電された電気を本体２の内部に収容された携帯電子機器に供給する電力供給部１４とが格納されている。電力供給部１４の構成については後述する。

蓋部４の表示部１２には、複数の第１ＬＥＤ１２Ａが整列して設けられており、１個の第２ＬＥＤ１２Ｂが、第１ＬＥＤ１２Ａが整列した領域の中央に設置されている。
第１ＬＥＤ１２Ａは点滅の早さによってソーラーセル１０の充電量を表示するほか、蓋部４の外側面に設けられた図示しないボタン等の操作入力手段によってすべての第１ＬＥＤ１２Ａが発光して懐中電灯としても機能する。

第２ＬＥＤ１２Ｂは後述するようにソーラーセル１０と直接接続されており、所定値以上の電圧がかかったときに発光する。従って、ユーザは第２ＬＥＤ１２Ｂの発光状況を観察することによって、ソーラーセル１０で発電が行われているか否かを容易に確認することができる。

発電パネル３の構成および構造について、図７および図８を参照して説明する。図６は、発電パネル３を分解して示す図である。発電パネル３は、電子機器ケース１の外面を構成するパネルカバー１５と、ソーラーセル１０が配置された発電基板１７と、パネルカバー１５と発電基板１７との間に介装された緩衝部材１６とを備えて構成されている。

パネルカバー１５は、ポリカーボネート等の透明な樹脂で形成されている。パネルカバー１５の上面は曲面状に形成されており、外部の衝撃から発電基板１７及び本体２に収容された携帯電子機器等を保護する。
緩衝部材１６は、ポリウレタン系エラストマーや、ゴム等の弾力性を有する材料で形成された、略四角形の枠状の部材であり、パネルカバー１５に加えられた衝撃を吸収して、発電基板１７及び本体２に収容された携帯電子機器等に伝わりにくくする機能を有する。

図８は、発電基板１７の構成を示す拡大断面図である。発電基板１７は、パネルカバー１５側に配置されるソーラートレイ１８と、ソーラートレイ１８の下面に配置されるソーラーセル１０と、ソーラーセル１０を下面側から封止する封止樹脂層１９と、封止樹脂層１９の下面に配置されるシート部材２０と、シート部材２０を下方から被覆する被覆層２１とを備えて構成されている。

ソーラートレイ１８はポリカーボネート等の透明な樹脂で形成されている。ソーラートレイ１８のパネルカバー１５側に配置される第１面１８Ａは、パネルカバー１５に沿うように曲面状に形成されている。一方、第１面１８Ａと反対側の第２面１８Ｂは、長方形の複数の平面１８Ｃが幅方向に互いに所定の角度をなして整列することによって形成されている。

ソーラーセル１０は、略短冊状の単結晶型又は多結晶型等の結晶型のソーラーセルである。携帯電子機器の充電に充分な発電量を確保するためには、単結晶型のソーラーセルを用いるのが好ましい。ソーラーセル１０は、ソーラートレイ１８の第２面１８Ｂの各平面１８Ｃに１枚ずつ配置されており、配置されたソーラーセル１０は、全体として略曲面を形成するように構成されている。各ソーラーセル１０は、導線２２によって直列接続されており、発電基板１７全体として、ＤＣ５Ｖ、８００ｍＡ程度の発電が行えるように構成されている。

封止樹脂層１９としては、透明エポキシ又はシリコン系の硬化性樹脂が使用され、ソーラートレイ１８の第２面１８Ｂ上に配置されたソーラーセル１０間の間隙を埋めてソーラーセル１０の下方を平坦に形成している。シート部材２０はゴム等の弾性を有する材料からなり、ソーラーセル１０に加えられた衝撃を吸収する。

被覆層２１は樹脂や金属からなり、発電基板１７を発電パネル３の内部に完全に封止して、ソーラーセル１０を保護している。被覆層２１は、封止樹脂層１９と同様に液状の材料を流し込んで形成してもよいし、板状の部材が固定されて形成されてもよい。

発電基板１７の製造方法について、図９から図１３を参照して説明する。
まず、ソーラートレイ１８を、図９に示すように第２面１８Ｂを上にして設置する。次に、図１０に示すように、第２面１８Ｂの各平面１８Ｃ上にソーラーセル１０を配置し、導線２２で直列に接続する。

続いて、ソーラーセル１０の上方から透明エポキシ又はシリコン系硬化性樹脂を流し込み、図１１に示すように封止樹脂層１９を形成する。このとき、各ソーラーセル１０が平面１８Ｃ上にあるため、ソーラートレイ１８とソーラーセル１０の下面とは密着している。従って、ソーラーセル１０とソーラートレイ１８との界面には樹脂が流入せず、図１１におけるソーラーセル１０の下面（電子機器ケース１に配置された状態においては上面）の透明度が高い状態が保持される。

封止樹脂層１９の形成後、図１２に示すように、シート部材２０を封止樹脂層１９の上面に固定する。固定は接着等の方法で行われてもよいし、後述するように被覆層２１によって固定されてもよい。

図１３に示すように、シート部材２０の上面を被覆層２１で封止すると、発電基板１７が完成する。ソーラートレイ１８の第１面１８Ａを上にした状態で、パネルカバー１５と発電基板１７との間に緩衝部材１６を介装してビス等の固定手段で一体に固定すると、本実施系形態における発電パネル３が得られる。

図１４は電力供給部１４の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、電力供給部１４には、本体２の内部に収容された携帯電子機器への電力供給とバッテリ１３への充電を切り換えるドライブ／チャージ回路２３と、ドライブ／チャージ回路２３への電力供給源を切り替える切替回路２４とが設けられている。ドライブ／チャージ回路２３と切替回路２４とによって、ソーラーセル１０、バッテリ１３、及び本体２に収容された携帯電子機器の間の電流量を制御する制御部２５が構成されている。また、ドライブ／チャージ回路２３とコネクタ７との間には入出力調整用のＩ／Ｏ回路２６が介装されている。

上記のように構成された電子機器ケース１の使用時の動作について説明する。
発電パネル３を太陽光または室内光に向けると、ソーラーセル１０が発電する。このとき、図１４に示すようにソーラーセル１０と表示部１２の第２ＬＥＤ１２Ｂとは直接接続されているので、ソーラーセル１０の発電によって第２ＬＥＤ１２Ｂに所定値以上の電圧がかかると、第２ＬＥＤ１２Ｂが発光する。ソーラーセル１０で発電された電流は、蓋部４の内部に設けられた制御部２５の切替回路２４に送られる。
一方、ミニＵＳＢコネクタ８を、電源の入ったパソコン等のＵＳＢポートに接続すると、ＵＳＢポートからの電流が切替回路２４に送られる。

切替回路２４はミニＵＳＢコネクタ８から電流が出力される時はその電流をドライブ／チャージ回路２３へ出力し、ミニＵＳＢコネクタ８の出力が０の時は、ソーラーセル１０の出力をドライブ／チャージ回路２３へ出力する。
なお、上述のように、ミニＵＳＢコネクタ８に代えてＡＣ入力端子を設ける場合は、１００ボルト商用電源を降圧、整流して直流電圧に変換するコンバータ２７を、図１４に示すように当該ＡＣ入力端子と切替回路２４との間に配置する。

ドライブ／チャージ回路２３は、切替回路２４の出力によってバッテリ１３を充電すると共に、バッテリ１３の出力電圧をＩ／Ｏ回路２６を介して表示部の第１ＬＥＤ１２Ａ、およびコネクタ７へ加える。

ユーザは携帯電子機器の接続端子とコネクタ７とを接続し、本体２の内部に収容する。すると、バッテリ１３の出力電圧がドライブ／チャージ回路２３及びＩ／Ｏ回路２６を介してコネクタ７から携帯電子機器に加えられ、携帯電子機器の電池がバッテリ１３の出力電圧によって充電される。
第１ＬＥＤ１２Ａはバッテリ１３の出力電圧値や携帯電子機器の電圧値等に応じて点灯し、図示しないボタン等の操作による切り換えによって、ユーザに携帯電子機器の電池の充電状態（残量）、バッテリ１３の異常の有無、携帯電子機器が充電中であるか否か等の情報をそれぞれ色彩や点滅状態が異なる複数の発光パターンで表示する。

本実施形態の電子機器ケース１によれば、携帯電子機器をコネクタ７と接続して本体２に収容すると、バッテリ１３の電力によって携帯電子機器内の電池が自動的に充電される。また、バッテリ１３は、ソーラーセル１０の発電電力によって、電子機器ケース１が太陽光または室内光の下にある限り、自動的に充電され、また、太陽光、室内光がない状態においても、ミニＵＳＢコネクタ８をＵＳＢポートに差し込むことによって自動的に充電される。この結果、携帯電子機器のユーザは内蔵電池の消耗をほとんど気にすることなく携帯電子機器を使用することができる。

また、携帯電子機器を本体の内部に収容した形で充電を行えるので、従来の充電器に比して、コードなどのわずらわしさがない。
さらに、コネクタ７は本体の開口部付近に設けられ、かつコネクタ７のコード７Ａの長さ及び向きは方向変換部材７Ｂを介して一定範囲自由に変更できるようになっているので、収容しようとする携帯電子機器のコネクタがどこに設けられていても、コネクタ７を接続した状態で確実に本体２の内部に収容することができる。

また、発電パネル３の発電基板１７においては、複数の平面からなるソーラートレイ１８の第２面１８Ｂにソーラーセル１０が設置されるので、脆くて割れやすい単結晶のソーラーセルであっても容易に略曲面状に配置することができ、発電パネル３の発電効率を高めるとともに、デザイン上の要請にも応えることができる。

また、ソーラーセル１０の周囲は封止樹脂層１９によって封止されているので、発電基板１７において、ソーラーセル１０が好適に保護され、破損が抑制される。さらに、ソーラーセル１０は、ソーラートレイ１８の第２面１８Ｂに密着した状態で封止されるので、ソーラーセル１０の光が入射する面の透明度が高い状態で保持され、効率の良い発電が行われる。

さらに、発電基板１７のソーラーセル１０は、緩衝部材１６と発電基板１７のシート部材２０とに挟まれた状態でパネルカバー１５に設置されるので、電子機器ケース１の外部からの衝撃が上記各部材によって良好に吸収される。従って、ソーラーセル１０が確実に保護される電子機器ケースを構成することができる。
そして、上述のように耐衝撃性に優れた発電パネル３が本体２の上面を覆うので、本体２の内部に収容された携帯電子機器を衝撃等から好適に保護することができる。

さらに発電パネル３と本体２の開口部５を塞ぐ蓋部４とが一体に設けられているので、簡素でありながら耐衝撃性も確保する構造となっている。
加えて、表示部１２に設けられた第１ＬＥＤ１２Ａによって、ユーザはバッテリ１３の充電状況や携帯電子機器の充電状況など、各種情報を容易に把握することができる。そして、ソーラーセル１０と第２ＬＥＤ１２Ｂが直接接続されているので、ユーザはソーラーセル１０の発電状況を容易に確認することができ、充分発電が行われていない場合等は、発電パネル３と本体２とがなす角度を調整したり、電子機器ケース１の設置場所を変えたりする等の必要な対策を講じることができる。

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。例えば二次電池としてのバッテリ１３を設けずに、ソーラーセル１０で発電された電力が収容された携帯電子機器に直接供給されるよう構成されてもよいし、ミニＵＳＢコネクタ８を設けずに、ソーラーセル１０のみを電力供給源とする構成としてもよい。本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。

本発明の第１実施形態の電子機器ケースを示す斜視図である。 同電子機器ケースの発電パネルカバーを開いた状態を示す図である。 同電子機器ケースの本体を、発電パネルを除いて示す斜視図である。 同電子機器ケースの背面図である。 同電子機器ケースの底面図である。 同電子機器ケースの発電パネルを示す斜視図である。 同発電パネルを分解して示す図である。 同発電パネルの発電基板を拡大して示す断面図である。 同発電パネルの製造工程を示す図である。 同発電パネルの製造工程を示す図である。 同発電パネルの製造工程を示す図である。 同発電パネルの製造工程を示す図である。 同発電パネルの製造工程を示す図である。 同電子機器ケースの電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

１ 電子機器ケース（電子機器用電力供給ケース）
２ 本体（ケース本体）
３ 発電パネル
４ 蓋部
５ 開口部
７ コネクタ
１０ ソーラーセル
１１ ヒンジ
１３ バッテリ（二次電池）
１４ 電力供給部
１８ ソーラートレイ（基板）
１９ 封止樹脂層
２１ 被覆層
２５ 制御部
２７ コンバータ

Claims (5)

1. 一方の端部に開口部を有し、内部に電子機器を収容できるケース本体と、
   前記ケース本体の他端部にヒンジを介して回動可能に取り付けられた発電パネルと、
   前記発電パネルに設けられ、前記発電パネルを前記ケース本体に沿わせた際に前記ケース本体の前記開口部を塞ぐ蓋部と、
   前記発電パネルに配置された結晶型のソーラーセルと、
   前記ソーラーセルからの電流を電子機器に供給するための電流供給部と、
   を備えることを特徴とする電子機器用電力供給ケース。
2. 前記発電パネルは、
   上面が曲面に形成され、下面に平面を含むソーラーセル設置面が形成された基板と、
   前記基板に配置された前記ソーラーセルを下面側から封止する封止樹脂層と、
   前記封止樹脂層の下面に設けられた被覆層と、を有し、
   前記ソーラーセルは、前記ソーラーセル設置面に密着された状態で前記封止樹脂層内に封止されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器用電力供給ケース。
3. 前記電流供給部は、前記ソーラーセルからの電流を蓄える二次電池と、前記ソーラーセル、前記二次電池、および前記電子機器間の電流量を制御する制御部とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子機器用電力供給ケース。
4. 前記電流供給部は、前記電子機器と接続されるコネクタを有し、前記コネクタは前記ケース本体の開口部側の内面に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子機器用電力供給ケース。
5. 前記電流供給部は、交流電流を直流電流に変換して前記電子機器に供給するコンバータを具備することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器用電力供給ケース。

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