CN1291369A - 电力供给装置、电力接收装置、电力传输系统、电力传输方法、便携式机器和计时装置 - Google Patents

Abstract

在电力供给装置A1中,驱动电路11从电源10接收供电而生成驱动信号V时,调节器12发生振动,该振动通过振动传递部件14、20传递给电力接收装置B1的变换器21。变换器21具有压电元件,这样,便将振动变换为电压,发生电动势Vg。电动势Vg由整流电路23进行整流,由整流电压向大容量电容器24充电。计时电路25接收大容量电容器24的供电,计量时刻。

Description

电力供给装置、电力接收装置、电力传输系统、电力传输方法、便携式机器和计时装置

技术领域

本发明涉及极适合于传输电力的电力供给装置、电力接收装置、电力传输系统、电力传输方法、便携式机器和计时装置。

背景技术

在手表类等小型的电子表中，内藏着小型的一次电池、计时电路和指针运行机构，通常，利用一次电池的电力驱动计时电路及指针运行机构。但是，内藏一次电池的电子仪器存在更换电池的麻烦和电池的废弃这样的问题。

因此，在电子仪器中，也考虑了内藏可以充电的二次电池，在电子仪器的外壳上设置用于向二次电池充电的馈电端子。

但是，在电子仪器的外壳上设置馈电端子时，则存在该端子电极腐蚀的问题。特别是像电子表那样用表带带在人的手腕上使用的电子表，由于使用者的出汗或淋水，馈电端子更容易腐蚀。因此，充电的可靠性将降低。此外，端子电极露出的电子仪器，也难于实现防水。

另外，还有可能噪音从电子束电极混入到电子仪器的内部电路中，引起电子仪器发生误动作。例如，用手腕上带着电子表的手使用手机时等从手机辐射出的电磁波就可能通过馈电电子束作为噪音进入电子表内，引起误动作。在具有数据输入输出端子而可以输入输出数据的电子仪器中，在噪音的混入这一方面，存在同样的问题。

另外，为了解决电池废弃的问题，可以考虑从外部向电子表照射电磁波而在电子表的内部接收该电磁波并将接收的电磁波变换为电力的系统。但是，由于金属有屏蔽的效果，所以，在该系统中，电子仪器的外壳部分就不能使用金属。

另外，向内藏二次电池的手机充电的充电器比手机大，并且从商用电源接收供电而发生用于向二次电池充电的电压，所以，不能很方便地进行充电。

发明的公开

本发明就是在上述背景下提案的，目的旨在提供通过振动而供给电力的电力供给装置和通过电力供给装置的振动而接收供电的电力接收装置。另外，本发明的其他目的在于使用振动传输数据。

本发明的电力供给装置是将电力变换为振动而向电力接收装置传输的电力供给装置，其特征在于：包括具有与上述电力接收装置接触的接触面和接收施加振动的加振面的加振体、向上述加振体的加振面施加振动的调节器、供给电力的电源和从电源接收供电并输出驱动上述调节器的驱动信号的驱动电路。

按照本发明，电力供给装置将电力变换为振动后向电力接收装置输出。因此，在电力供给装置上就不必设置用于馈电的端子电极，所以，可以从根本上解决端子电极的腐蚀和从端子电极混入的噪音。

这里，上述调节器最好具有压电元件。压电元件可以实现薄型化，所以，适用于装置的小型化。另外，上述调节器可以是使上述加振体产生纵振动，即在与上述接触面成直角的方向振动。另外，上述调节器也可以使上述加振体产生扭曲振动。

此外，加振体可以是该电力供给装置的外壳的一部分。这时，在形成外壳时便可同时形成加振体，所以，可以减少电力供给装置的部件数。

另外，本发明的电力接收装置的特征在于：具有通过装置的摇动而发生位移的振动体、将上述振动体的位移变换为电力的变换器和贮蓄由该变换器得到的电力的二次电池。按照本发明，在电力接收装置上不必设置用于接收电力的端子电极，所以，可以从根本上解决端子电极的腐蚀和从端子电极混入噪音。另外，可以贮蓄传输给二次电池的电力，所以，在电力的传输结束之后也可以取出电力来使用。

这里，上述变换器最好具有压电元件，将通过该压电元件发生位移而发生的电压作为电力而取出。另外，上述振动体和上述变换器可以构成为一体，上述变换器可以是在机械的共振状态取出电力。这时，压电元件发生大的机械位移，所以，可以从压电元件中取出大的电动势。

另外，上述振动体可以与该装置的外壳连结。此外，该装置的外壳的一部分也可以是振动体。这时，在形成外壳时便可形成振动体，所以，可以减少部件数。

另外，本发明的便携式机器的特征在于：具有电力接收装置和从上述二次电池接收供电而动作的电力消耗部。

便携式机器收纳在具有从内壁突出的凸部的收纳体中，具有插入上述凸部的凹部，可以用上述振动体构成该凹部。此外，该便携式机器收纳在底面的内壁具有凹部的收纳体中，在该机器的底面形成与上述凹部嵌合的凸部，上述振动体可以是该机器的外壳。这时，使用者将便携式机器收纳在收纳体中步行时，通过伴随步行的振动，便携式机器发生摇动。于是，作为振动体的凹部或外壳本身就发生振动，从而电力向二次电池充电。

另外，本发明的计时装置是具有电力接收装置的计时装置，其特征在于：具有从上述二次电池接收供电并计量时间的计时部。

另外，本发明的电力传输系统的特征在于：具有电力供给装置和电力接收装置，通过将上述加振体的振动传递给上述振动体而从上述电力供给装置向上述电力接收装置传输电力。

这时，上述加振体最好从上述电力供给装置突出，构成为保持上述电力供给装置。按照本发明，可以兼用加振体和保持体。

另外，可以在上述加振体和上述振动体中的某一方上形成凹部，而在另一方上形成凸部，该凹部与该凸部相互啮合。这时，可以使加振体与振动体紧密结合，所以，可以有效地传递振动，从而可以提高电力的传输效率。

另外，为了使上述加振体在综合上述振动体和上述变换单元的固有振动频率的附近振动，最好上述驱动电路驱动上述调节器。这时，可以利用共振传递振动，所以，可以从变换器取出大的电力。

另外，上述加振体可以间歇式地激励振动体，上述振动体在衰减振动的过程中取出电力。

另外，本发明的电力传输方法是从具有电源、调节器和加振体的电力供给装置向具有振动体的电力接收装置供给电力的方法，其特征在于：从上述电源接收供电，驱动调节器，由上述调节器对上述加振体施加振动，由上述加振体使上述振动体发生振动，将上述振动体的振动变换为电力。按照本发明，可以通过振动传输电力。

另外，本发明的电力传输方法是在具有第1压电元件和与其连结的第1振动传递部件的电力供给装置与具有第2压电元件和与其连结的第2振动部件的电力接收装置之间利用振动传输电力和数据的方法，其特征在于：使上述第1振动传递部件与上述第2振动传递部件接触，分时执行从上述电力供给装置向上述电力接收装置传输电力的第1期间、从上述电力供给装置向上述电力接收装置传输第1数据的第2期间和从上述电力接收装置向上述电力供给装置传输第2数据的第3期间。按照本发明，不仅可以传输电力，而且可以相互传输数据。

这时，在上述第1期间，可以将电压加到上述第1压电元件上，使上述第1压电元件发生振动，由上述第1压电元件向上述第1振动传递部件施加振动，由上述第1振动传递部件使上述第2振动传递部件发生振动，由上述第2振动传递部件使第2压电元件发生振动，根据上述第2压电元件的电动势取出电力；在上述第2期间，可以加上与上述第1数据相应的电压，使上述第1压电元件发生振动，由上述第1压电元件向上述第1振动传递部件施加振动，由上述第1振动传递部件使上述第2振动传递部件发生振动，由上述第2振动传递部件使上述第2压电元件发生振动，根据上述第2压电元件的电动势再生上述第1数据；在上述第3期间，可以加上与上述第2数据相应的电压，使第2压电元件发生振动，由上述第1压电元件向上述第1振动传递部件施加振动，由上述第1振动传递部件使上述第2振动传递部件发生振动，由上述第2振动传递部件使上述第2压电元件发生振动，根据上述第2压电元件的电动势再生上述第2数据。

附图的简单说明

图1是本发明实施例1的电力传输系统的框图。

图2是表示实施例1的电力传输系统的机械结构的剖面图。

图3是实施例2的电力传输系统的框图。

图4是用于说明实施例2的第1模式的动作的时序图。

图5是用于说明实施例2的第2模式的动作的时序图。

图6是在变形例(1)中以间歇式的脉冲驱动压电元件时的时序图。

图7是表示在变形例(2)中将振动传递部件与外壳作为一体而形成时的一例的剖面图。

图8是表示在变形例(3)中将压电元件固定在外壳的内周底面上的一例的剖面图。

图9是表示在变形例(4)中在振动传递部件上形成凸部和凹部的一例的剖面图。

图10是表示在变形例(5)中在振动传递部件上形成突起部和凹部的一例的透视图。

图11是表示在变形例(5)中扭曲振动的情况的图。

图12是在变形例(6)中收纳在便携式盒内的手机的剖面图。

图13是变形例(6)的插座部的平面图。

图14是表示在变形例(6)中收纳在便携式盒内的手机的其他例的部分剖面图。

图15是将变形例(6)的手机与电力供给装置连结的状态的剖面图。

图16是表示在变形例(6)中收纳在便携式盒内的手机的其他例的剖面图。

图17是变形例(6)的压电元件的平面图。

图18是表示变形例(6)中收纳在便携式盒内的手机的其他例的部分剖面图。

实施发明的最佳形式

[1．实施例1]

下面，参照附图说明本发明实施例1的电力传输系统。

[1-1：实施例1的结构]

图1是本发明实施例1的电力传输系统的框图，图2是表示其机械结构的剖面图。

图1所示的电力传输系统由电力供给装置A1和电力接收装置B1构成。电力供给装置A1将电能变换为机械能，以振动的形式输出能量。电力接收装置B1以振动的形式输入能量，将机械能变换为电能。这里，电力供给装置A1和电力接收装置B1是可以分离的，例如，电力接收装置B1是用户外出时携带的手表类的电子表，电力供给装置A1相当于在家庭等兼用作电子表的台座将电力向电子表充电的充电装置。

[1-1-1：电力供给装置的结构]

电力供给装置A1的主要部分由电源10、驱动电路11、调节器12、固定部件13、振动传递部件14和外壳15构成。

首先，电源10是发生直流电压的装置。电源10由将商用电源的交流电压整流后发生指定的电压的交流-直流(AC-DC)变换器或干电池等一次电池等构成。

其次，驱动电路11从电源10接收供电，发生驱动调节器12的驱动信号V。作为驱动电路11，可以使用例如科耳皮兹型的振荡电路。

调节器12呈圆盘状的形状。如图2所示，调节器12是分别将压电元件121、122的上下面与垫片板120叠合粘接而成的层状结构。垫片板120由例如磷青铜等薄板构成，起弹性板的作用，同时起压电元件121、122的中间电极的作用。作为压电元件121、122的材料，可以使用晶体、铌酸锂、钛酸钡、钛酸铅、偏铌酸铅、聚氟亚乙烯基、钛酸锆酸铅、锌酸铌酸铅((Pb(Zn1／3-Nb2／3) 031-x-Pb Ti 03x)x随组成而不同。约为x=0．09)、钪铌酸铅((Pb{(Sc1／2Nb1／2)1-x Tix)}03)x随组成而不同。约为X=0．09)等各种材料。

通常，将加到压电元件上的电场的方向与位移方向(应变方向)一致的情况称为纵效应，将电场的方向与位移方向正交的情况称为横效应，在本例中，利用纵效应驱动压电元件121、122。

压电元件121、122的极化方向如图的箭头所示的那样设定为两者一致的方向。因此，加上驱动信号V时，一边的压电元件在与长度方向垂直的方向(以下，称为纵方向)伸长时，另一边的压电元件也同时伸长，一边的压电元件在纵方向收缩时，另一边的压电元件也同时收缩。因此，加上交流电压时，调节器12就在纵方向进行伸缩运动。该调节器12起将电压变换为振动的变换器的作用。

其次，固定部件13固定在外壳15的侧面的内周壁上(图中未示出)，另外，其上面与压电元件122的下面接触。因此，即使将调节器12激励起振动，压电元件122的下面也起固定面的作用。

振动传递部件14呈圆柱状的形状，其下面与压电元件121的上面接触。另外，在外壳15上形成直径比振动传递部件14的直径大若干的贯通孔，振动传递部件14插入在该贯通孔中。因此，振动传递部件14从外壳15中突出来。振动传递部件14就可以以振动的形式输出能量，起给电力供给装置B施加振动的加振体的作用。

[1-1-2：电力接收装置的结构]

电力接收装置B1的主要部分由振动传递部件20、变换器21、固定部件22、整流电路23、大容量电容器24、计时电路25和外壳26构成。

首先，振动传递部件20呈圆柱状的形状，通过在外壳26上形成的贯通孔从电力接收装置B1的下面突出去。在进行电力的送电时，如图2所示，将电力接收装置B1置于电力供给装置A1之上，这时，振动传递部件20的下面就与振动传递部件14的上面接触。振动传递部件14在纵方向振动时，即在与振动传递部件20和振动传递部件14的接触面成直角方向振动时，振动传递部件20就在相同的方向振动。换言之，在振动传递部件20捕捉到将振动传递部件14作为加振体时，就由加振体起施加振动的振动体的作用。

其次，变换器21呈圆盘状的形状。变换器21是分别将压电元件211、212的上下面与垫片板210叠合粘接而成的层状结构。另外，在压电元件211的上面设置有固定部件22。该固定部件22固定在外壳26的侧面的内周壁上。因此，振动传递部件20振动时，压电元件211、212就发生位移，所以，在压电元件211、212中发生电动势Vg。即，变换器21将振动变换为电压。

图1所示的整流电路23将电动势Vg整流，并将整流后的电压向大容量电容器24充电。整流电路23可以是进行半波整流的电路，也可以是进行全波整流的电路，但是，从效率的角度考虑，最好是进行全波整流的电路。

计时电路25接收大容量电容器24的供电，计量时刻。此外，计时电路25与检测的时刻对应地驱动使图中未示出的计时指针运行的指针运行电机。

在使对机械的构造物施加的力的大小一定的条件下，逐渐地增大加振频率时，就反复进行在某一频率下构造物的振幅取极大值、然后就取极小值的应答。即，振幅成为极大的频率存在多个。将与各个极大对应的各频率统一称为固有振动频率。并且，将与最低的固有振动频率对应的振动的形式晁1次振动模式、将与其次低的固有振动频率对应的振动的形式称为2次振动模式、…。

如所周知，构造物以这些振动模式的固有振动频率振动时，其机械的阻抗为极小，在小的驱动力作用下就容易得到大位移。

因此，在本例中，将驱动信号V的频率设定为与将振动传递部件14和振动传递部件20视为一体时的固有振动频率大致一致。

[1-2：实施例1的动作]

下面，说明本实施例的电力传输系统的动作。

从电力供给装置A1向电力接收装置B1馈送电力时，首先，将电力接收装置B1置于电力供给装置A1之上，使振动传递部件14与振动传递部件20物理接触。

在该状态下，使电力供给装置A1动作时，驱动电路11从电源10接收供电，生成驱动信号V。驱动信号V供给调节器12时，调节器12就在纵方向振动。与此相应地，振动传递部件14也在纵方向振动。这时，振动传递部件14起加振体的作用，并向起振动体的作用的振动传递部件20施加振动。于是，振动传递部件20发生振动，从而构成变换器21的压电元件211、212发生振动。由于驱动信号V的频率设定为与将振动传递部件14和振动传递部件20视为一体时的固有振动频率大致一致，所以，可以使振动传递部件14和20在低的机械阻抗下发生振动。这样，便可使压电元件211、212发生大的位移，从而可以获得大的电动势Vg。

压电元件211、212发生电动势Vg时，整流电路23就对电动势Vg进行整流，并将整流后的电压向大容量电容器24充电。这样，便可从电力供给装置A向电力接收装置B传输电力。

如上所述，按照本实施例，以振动的形式传输能量，所以，只要使振动传递部件14和振动传递部件20机械接触，就可以传输充分的能量。因此，为了传输能量，不必进行电气接触。即，不需要用于电力传输的电极，所以，可以防止电极的腐蚀或静电引起的噪音的混入等问题。

另外，由于使振动传递部件14与振动传递部件20直接接触，所以，可以以高传输效率传输能量。此外，由于驱动信号V的频率设定为与振动传递部件14和20的固有振动频率对应，所以，可以得到大的电动势Vg。

[2．实施例2]

下面，参照附图说明本发明实施例2的电力传输系统。该电力传输系统是在实施例1中说明的电力传输系统上附加了数据传输的功能。本例的电力供给装置A2具有与微电脑的接口。另外，电力接收装置B2在手表型的电子表中具有使用操作按钮的数据输入功能和将模拟声音信号变换为数字信号后存储数据的功能。

[2-1：实施例2的结构]

实施例2的电力传输系统的机械结构和图2所示的实施例1的结构相同，所以，这里省略其说明。图3是实施例2的电力传输系统的电气框图。

电力供给装置A2除了电源10、驱动电路11和变换器12’(与实施例1的调节器12相当)外，还包括选择电路16、调制解调电路17、处理电路18和控制电路19。

这里，变换器12’在机械方面与实施例1的调节器12的结构相同。但是，变换器12’在起将电能变换为动能、同时将动能变换为电能的变换装置的功能方面，与将电能变换为动能而不进行逆变换的实施例1的调节器12不同。

其次，选择电路16根据控制电路19供给的控制信号控制使驱动电路11与变换器12’连接或使调制解调电路17与变换器12’连接。

调制解调电路17在控制电路19的控制下，在从电力供给装置A2向电力接收装置B2传输数据Da时起调制电路的作用，在从电力接收装置B2向电力供给装置A2传输数据Db时，就起解调电路的作用。作为调制方式，可以使用各种调制方式，但是，在本例中，使用返回零值(RZ)调制。返回零值调制没有直流成分，所以，极适合于利用栈进行数据传输。

另外，作为数据Da，就是例如调整时刻的时间信息或电话号码信息等。另外，作为数据Db，就是用户在外出地输入电力接收装置B2的信息或声音信息等。

处理电路18包括接口181、存储器182就计时电路183。接口181与外部的微电脑连接，可以输入输出数据。存储器182存储通过接口181从微电脑取入的数据，或存储从电力接收装置B2传输来的数据。这样，便可将存储器182存储的数据Db通过接口181向微电脑传输，因此，可以对数据Db进行加工。另外，如果数据Db是声音数据，微电脑就可以自身该数据并从扬声器发出声音。另外，计时电路183总是在动作，剿正确的时间，并生成表示现在的时刻的数据。该数据根据需要从处理电路18向调制解调电路17输出。

其次，控制电路19控制选择电路16、调制解调电路17和处理电路18。

电力接收装置B2除了变换器21’(与实施例1的变换器21相当)、整流电路23、大容量电容器24和计时电路25外，还包括选择电路27、调制解调电路28、处理电路29还控制电路30。

这里，变换器21’在机械方面与实施例1的变换器21的结构相同，但是，在起将电能变换为动能、同时将动能变换为电能的变换装置的功能方面与将动能变换为电能而不进行逆变换的实施例1的变换器21不同。

其次，选择电路27由控制电路30控制，控制使整流电路23与变换器21’连接或者使调制解调电路28与变换器21’连接。

调制解调电路28与调制解调电路是互补的关系，进行返回零值调制和解调。调制解调电路28在从电力接收装置B2向电力供给装置A2传输数据Db时作为调制电路而动作，在从电力供给装置A2向电力接收装置B2传输数据Da时作为解调电路而动作。

其次，处理电路29具有输入送话器191、AD变换器192、输入按钮193和存储器194等。输入送话器191将声音变换为电信号后，向AD变换器192输出。AD变换器192将模拟声音信号变换为数字数据，供给存储器194。存储器194存储声音数据及输入数据，同时存储从电力供给装置A2传输来的数据Da。输入数据通过用户操作输入按钮193而输入。

另外，处理电路29在从电力供给装置A2传输来表示时间信息的数据Da时，将其传输给计时电路25。这样，计时电路25便可检测现在的正确的时刻，并根据该时刻自动地进行时刻调整。另外，处理电路29在控制电路30的控制下根据需要输入声音数据及输入数据。

另外，控制电路30也控制选择电路27、调制解调电路28和处理电路29。并且，控制电路30间大容量电容器24的充电电压，并将该电压与第1基准电压和第2基准电压进行比较。

[2-1：实施例2的动作]

下面，说明实施例2的电力传输系统的动作。

在该电力传输系统中，最初有以电力传输为主体的第1模式，其次有进行电力传输和数据传输的第2模式，再其次有进行数据传输的第3模式。

图4是用于说明第1模式的动作的时序图。在第1模式中，从电力供给装置A2向电力接收装置B2进行电力的传输。在电力接收装置B2长时间使用而大容量电容器24上几乎已没有积蓄电力时，大容量电容器24的电压将降低，从而不能使调制解调电路28及处理电路29正常动作。因此，这时，即使从电力供给装置A2向电力接收装置B2传输数据Da，也没有用。因此，首先，在第1模式中进行以电力传输为主体的动作，向电力接收装置B2的大容量电容器24充电。并且，在利用充电的电力而调制解调电路28及处理电路29等可以正常地动作时，就控制系统全体从第1模式向第2模式转移。

下面，具体地说明这一点。如图4所示，控制信号CTL供给选择电路16。控制信号CTL是在期间Ta成为高电平、在期间Tb成为低电平的信号。选择电路16在控制信号CTL为高电平时使驱动电路11与变换器21’连接，另一方面，在控制信号CTL为低电平时使调制解调电路17与变换器12’连接。调制解调电路17在第1模式中作为解调电路而动作。

因此，在期间Ta，正弦波状的驱动信号V加到电力供给装置A2的压电元件121、122上。于是，压电元件121、122发生振动。该振动通过振动传递部件14和20传递给电力接收装置B2的压电元件211、212。这样，在压电元件211、212中就激励起图中所示的电动势Vg。

另一方面，在期间Tb，电力供给装置A2处于等待接收从电力接收装置B2传输来的数据Db1的状态。数据Db1指示从第1模式向第2模式的切换。在本例中，大容量电容器24的充电不充分，数据Db1不从电力接收装置B2向电力供给装置A2传输。因此，反复进行期间Ta和期间Tb的处理，继续进行第1模式，直至大容量电容器24的电压超过第1基准电压为止。这里，将期间Ta与期间Tb比较时，两者的关系为Ta＞Tb。这样，通过将期间Ta设定为比期间Tb长，可以延长充电期间，可以使第1模式在短时间内结束，迅速地向第2模式转移。

图5是用于说明第2模式的动作的时序图。在该图所示的期间Ta中，大容量电容器24的电压上升到第1基准电压、调制解调电路28及处理电路29可以动作时，控制电路30检测该情况。于是，如图所示，控制电路30在期间Tb中就指示向处理电路29输出数据Db1。处理电路29按照该指示输出数据Db1时，数据Db1由调制解调电路28进行调制，并供给变换器21’的压电元件211、212。于是，压电元件211、212就发生振动。该振动通过振动传递部件20和14传递给电力供给装置A2的压电元件121、122时，压电元件121、122中就激励起如图所示的电动势Vg1。

该电动势Vg1通过选择电路16供给调制解调电路17，在该处进行解调，并作为数据Db1而输出。该数据Db1通过处理电路18传输给控制电路19。这样，控制电路19就检测电力接收装置B2的充电进行到某一程度从而可以从第1模式向第2模式转移的情况。

于是，控制电路19就与第2模式对应地进行控制，用以反复进行电力传输、数据受信和数据发信，使电力供给装置A2分时进行动作。图中所示的Tc相当于电力传输期间、Td相当于数据受信期间、Te相当于数据发信期间。这时，电力传输期间Tc在全体中占的比例比第1模式减少了。但是，大容量电容器24的电压值已上升到可以使调制解调电路28及处理电路29动作的程度，所以，没有什么问题。

在数据受信期间Td，从电力接收装置B2的处理电路29输出数据Db2时，调制解调电路28就对数据Db2进行调制，生成调制信号。该调制信号通过选择电路27供给变换器21’时，与调制信号对应的电压就加到压电元件211、212上。这样，压电元件211、212就发生振动。该振动通过振动传递部件20和14传递给电力供给装置A2的压电元件121、122，在压电元件121、122中就激励起如图所示的电动势Vg2。该电动势Vg2通过选择电路16供给调制解调电路17，在该处进行解调，作为数据Db2而输出。这样，电力供给装置A2便可取得数据Db2。

其次，在数据发信期间Te，从电力供给装置A2向电力接收装置B2发信数据Da。该过程与数据受信期间Td是相反的，所以，省略其说明。数据Da是表示现在时刻的时刻信息时，处理电路29检测该数据，并将数据Da向计时电路25传输。于是，计时电路25就根据数据Da表示的时刻信息进行时刻调整。这样，便可自动地进行时刻调整。

在第2模式中，电力也向大容量电容器24充电，但是，通常如果二次电池发生过充电时，性能将发生劣化。因此，控制电路30监视大容量电容器24的电压，在该电压达到第2基准电压时，就控制处理电路29输出指示从第2模式向第3模式转移的数据Db3。这样，在处理电路29生成数据Db3时，数据Db2就通过调制解调电路28→选择电路27→变换器21’→振动传递部件20、14→变换器12’→调制解调电路17→处理电路18→控制电路19的路径向电力供给装置A2传输。于是，控制电路19就从第2模式向第3模式转移，反复进行数据受信期间Td和数据发信期间Te的处理。

在数据的收发结束时，就相互传输表示该情况的数据，从而所有的动作即告结束。

这样，在实施例2中，不仅在电力供给装置A2与电力接收装置B2逐渐进行电力传输，而且也进行数据传输，所以，不通过数据输入输出端子便可进行数据的相互传输。

另外，可以飞速地扩大电力接收装置B2的用途。例如，如果将电力接收装置B2应用于手机，就可以将在外出地相会的人的电话号码等存储到手机中，在回到家中后便可边进行充电边用电脑整理电话号码。

[3．变形例]

本发明并不限于上述各实施例，可以是以下所述的各种变形。

(1)在上述各实施例中，在传输电力时，使用连续的驱动信号V驱动电力供给装置的压电元件121、122。但是，本发明并不限定如此。例如，在电力供给装置中，也可以如图6所示的那样用间歇式的脉冲(占空比不同的驱动信号)驱动压电元件121、122。这时，在振动衰减的过程中，可以从压电元件211、212中取出电力。特别是，在固有振动频率f的共振特性的Q值高时是有效的。这时，如果将脉冲宽度W设定为与固有振动频率f的1／2周期相当时，在脉冲的前沿和后沿就使振动相互加强，所以，可以延长衰减期间。

(2)在上述各实施例中，振动传递部件14、20是与外壳15、26独立地形成的。但是，本发明并不限定如此，也可以将振动传递部件14、20与外壳15、26作为一体而形成。图7是表示将振动传递部件与外壳作为一体而形成时的一例的剖面图。如图所示，在电力供给装置A3的外壳15上形成了圆柱状的振动传递部件14’。另外，在电力接收装置B3的外壳26上形成了圆柱状的振动传递部件20’。并且，环状的压电元件121’、122’与其上下面相互粘接。这里，振动传递部件14’在纵方向振动时，振动传递部件20’也在纵方向振动，从而压电元件121’、122’就在图箭头所示方向振动，发生电动势。按照该结构，可以省略固定部件。此外，该结构例可以将振动传递部件14’和20’与外壳15、26分别作为一体而形成，所以，可以减少部件数。

(3)在上述各实施例的电力接收装置中，是通过振动传递部件20将振动传递给压电元件的，但是，也可以如图8所示的那样将压电元件固定在外壳26的内周底面上。在携带用的电子表中，作为报时用的发声单元，有的将压电元件与后盖接触。在这样的电子表中，有用本例时，就可以将报时用的压电元件兼用作用于传输电力及数据的压电元件。

不仅在电力接收装置中，而且在电力供给装置中也可以将压电元件直接固定在外壳的内周上面。

(4)在上述各实施例中，假定振动传递部件14的上面和振动传递部件20的下面是平面。但是，也可以如图9所示的那样在振动传递部件14的上面形成凸部，而在振动传递部件20的下面形成与其啮合的凹部。另外，也可以与上述情况相反。总之，可以在加振体和振动体中的任意一方形成凹部而在另一方形成凸部，使该凹部与该凸部啮合。这时，可以使加振体与振动体更紧密地连结，所以，可以更有效地传递能量。

(5)在上述各实施例中，振动传递部件14和振动传递部件20是通过纵方向的振动来进行电力及数据的传输的。但是，本发明并不限定如此，只要是通过振动传输电力及数据，则不论振动的种类如何都可以。例如，可以利用扭曲振动传输电力及数据。这时，如图10所示，在振动传递部件14上形成突起部14a、14b、14c，在振动传递部件20上形成与突起14a、14b、14c啮合的洞穴部20a、20b、20c。并且，如图11所示，将各突起部14a、14b、14c插入到各洞穴部20a、20b、20c中。在该状态下，振动传递部件14在图所示箭头方向发生扭曲振动时，振动传递部件20也随之发生扭曲振动，通过扭曲振动传输电力及数据。

(6)在上述各实施例中，是由电力供给装置强制地使振动传递部件14发生振动的，但是，本发明并不限定如此。例如，在用户将手机那样的便携式机器收纳在便携式机盒(收纳体)中移动时，可以利用伴随移动的振动而向便携式加供给电力。

图12是收纳在便携式机盒中的手机的剖面图。如图所示，在便携式机盒C的内周底面上与底面垂直地形成呈直方体的形状的连结销钉140。便携式机盒C由例如塑料构成。连结便携式机盒C与手机D的连结销钉140起弹性部件的作用。便携式机盒C也可以在汽车的仪表盘或门上作为收纳手机D的机盒使用。

另一方面，手机D在其外壳260的底面上具有与连结销钉140对应的插座部300。图13是插座部300的平面图。如图12、13所示，插座部300由筒部301、振动体302和压电元件303a及303b构成。筒部301与外壳260一体地形成。振动体302形成为将该筒部301覆盖。压电元件303a、303b粘贴在振动302的侧面。

在这样的结构中，用户携带便携式机盒C走动时，手机D利用其自重而发生振动时，振动体302即发生变形。于是，压电元件303a、303b便随之发生位移。这里，如图12所示，连结销钉140的长度设定为在与插座部300连结的状态下，在便携式机盒C的内周底面与手机D的外周底面之间留有间隙。这样，手机D便容易振动。

另外，也可以如图14所示的那样来构成插座部300。这时，由外壳260的一部分形成插座部300，省略了振动体302。换言之，外壳260兼作振动体。另外，在本例中，仅在连结销钉140的前端部使连结销钉140与插座部300嵌合，插座部300的开口面积比较大。因此，可以就连结销钉140很容易地插入到插座部300中。

其次，压电元件303a、303b用于将左右方向的位移变换为电力。压电元件303a、303b的电动势由整流电路分别整流后，向二次电池进行充电。手机的电子电路接收二次电池的供电而动作。

图15是将手机D与电力供给装置E连结的状态的剖面图。电力供给装置E设置在自宅或办公室或汽车内，起手机D的放置台的功能，同时起对手机D进行充电的充电器的功能。在该电力供给装置E的外壳150上，形成突起部151。另外，在外壳150的一部分上形成洞穴部，连结销钉140’插入到该洞穴部中。从电力供给装置E突出的连结销钉140’的部分与上述连结销钉140的形状相同。另一方面，在电力供给装置E的内侧形成的连结销钉140与突起部151逐渐，设置压电元件125。该压电元件125和在上述实施例1和实施例2中说明的调节器12一样，起将电力变换为振动的变换单元的作用。这里，从由图中未示出的电源接收供电而动作的驱动电路供给驱动信号。

在这样的结构中，驱动信号供给压电元件125时，压电元件125就发生振动。于是，连结销钉140’也发生振动，这样，电力就传输给手机D了。

上述例子是根据左右方向的振动而发生电力的，但是，下面所述的例子是根据上下方向的振动而发生电力并由此而向二次电池进行充电的。

图16是收纳在便携式机盒中的手机的剖面图。如图所示，在手机D中，在外壳260的底面中央形成洞穴部，此外，由振动体302形成插座部。图17所示形状的压电元件303C粘贴到振动302上。

另一方面，在便携式机盒C的底面中央，与底面垂直地形成圆柱状的连结销钉141。该连结销钉141的直径比插座部的直径小若干。因此，手机D可以在上下方向上移动。

在这样的结构中，用户携带便携式机盒C走动时，手机D沿上下方向振动时，振动体302就发生变形，伴随该变形，压电元件303c发生位移。于是，压电元件303c中发生电动势，由该电动势向二次电池充电。

上述结构，是在便携式机盒C上设置作为突出部的连结销钉141，但是，也可以如图18所示的那样，在手机D中，在外壳260的底面上设置突出部261，而在便携式机盒C上设置与该突出部261的形状对应的凹部262。

如上所述，按照该变形例，可以用非常简单的结构构成便携式机盒C和手机D。另外，将手机D收纳到便携式机盒C中走动时，可以自动地给手机D充电。此外，在将手机D收纳在便携式机盒C中的状态下，用户可以通过摇动便携式机盒C而进行充电，所以，不需要一次电池。因此，不会发生麻烦的电池更换及伴随电池的废弃而发生的问题。此外，通过振动就可以使振动体302发生变形，所以，不需要用导电性的金属构成插座部300的内周及连结销钉140、140’、141。因此，可以很容易形成防水的结构。

[4．效果]

如上所述，按照本发明，利用振动便可进行电力及数据的收发。因此，不必设置电力传输及数据的输入输出用的特别的端子。此外，可以提高电力传输及数据传输的可靠性，并且可以防止噪音混入。

Claims (22)

1．一种将电力变换为振动而向电力接收装置传输的电力供给装置，其特征在于：包括具有与上述电力接收装置接触的接触面和接收施加振动的加振面的加振体、向上述加振体的加振面施加振动的调节器、供给电力的电源和从电源接收供电并输出驱动上述调节器的驱动信号的驱动电路。

2．按权利要求1所述的电力供给装置，其特征在于：上述调节器具有压电元件。

3．按权利要求1所述的电力供给装置，其特征在于：上述加振体是该电力供给装置的外壳的一部分。

4．按权利要求1所述的电力供给装置，其特征在于：上述调节器使上述加振体在与上述接触面成直角的方向发生振动。

5．按权利要求1所述的电力供给装置，其特征在于：上述调节器使上述加振体发生扭曲振动。

6．一种电力接收装置，其特征在于：具有利用该装置的摇动而发生位移的振动体、将上述振动体的位移变换为电力的变换器和贮蓄由该变换器得到的电力的二次电池。

7．按权利要求6所述的电力接收装置，其特征在于：上述变换器具有压电元件，将通过该压电元件发生位移而发生的电压作为上述电力而取出。

8．按权利要求6所述的电力接收装置，其特征在于：上述振动体和上述变换器一体地构成，上述变换器在共振状态下取出电力。

9．按权利要求6所述的电力接收装置，其特征在于：上述振动体与该装置的外壳连结。

10．按权利要求6所述的电力接收装置，其特征在于：上述振动体是该电力接收装置的外壳的一部分。

11．一种具有权利要求6所述的电力接收装置的便携式机器，其特征在于：具有从上述二次电池接收供电而动作的电力消耗部。

12．一种收纳在具有从内壁突出的凸部的收纳体中的权利要求11所述的便携式机器，其特征在于：具有插入上述凸部的凹部，用上述振动体构成该凹部。

13．一种收纳到在底面的内壁具有凹部的收纳体中的权利要求11所述的便携式机器，其特征在于：在该机器的底面上形成与上述凹部嵌合的凸部，上述振动体是该机器的外壳。

14．一种具有权利要求6所述的电力接收装置的计时装置，其特征在于：具有从上述二次电池接收供电而计量时间的计时部。

15．一种电力传输系统，其特征在于：具有权利要求1所述的电力供给装置和权利要求6所述的电力接收装置，通过将上述加振体的振动传递给上述振动体，从上述电力供给装置向上述电力接收装置传输电力。

16．按权利要求15所述的电力传输系统，其特征在于：上述加振体从上述电力供给装置突出，保持上述电力供给装置。

17．按权利要求15所述的电力传输系统，其特征在于：在上述加振体和上述振动体中的某一方上形成凹部，而在另一方上形成凸部，该凹部与该凸部相互啮合。

18．按权利要求15所述的电力传输系统，其特征在于：上述驱动电路驱动上述调节器，用以使上述加振体在综合上述振动体和上述变换器的固有振动频率的附近发生振动。

19．按权利要求15所述的电力传输系统，其特征在于：上述加振体间歇式地激励振动体，上述振动体在衰减振动的过程中取出电力。

20．一种从具有电源、调节器和加振体的电力供给装置向具有振动体的电力接收装置供给电力的电力供给方法，其特征在于：从上述电源接收供电，驱动调节器，由上述调节器向上述加振体施加振动，由上述加振体使上述振动体发生振动，将上述振动体的振动变换为电力。

21．一种在具有第1压电元件和与其连结的第1振动传递部件的电力供给装置与具有第2压电元件和与其连结的第2振动传递部件的电力接收装置之间利用振动传输电力和数据的电力供给方法，其特征在于：使上述第1振动传递部件与上述第2振动传递部件接触，分时执行从上述电力供给装置向上述电力接收装置传输电力的第1期间、从上述电力供给装置向上述电力接收装置传输第1数据的第2期间和从上述电力接收装置向上述电力供给装置传输第2数据的第3期间。

22．按权利要求21所述的电力传输方法，其特征在于：在上述第1期间，将电压加到上述第1压电元件上，使上述第1压电元件发生振动，由上述第1压电元件给上述第1振动传递部件施加振动，由上述第1振动传递部件使上述第2振动传递部件发生振动，由上述第2振动传递部件使第2压电元件发生振动，根据上述第2压电元件的电动势取出电力；

在上述第2期间，加上响应上述第1数据的电压，使上述第1压电元件发生振动，由上述第1压电元件给上述第1振动传递部件施加振动，由上述第1振动传递部件使上述第2振动传递部件发生振动，由上述第2振动传递部件使上述第2压电元件发生振动，根据上述第2压电元件的电动势再生上述第1数据；

在上述第3期间，加上响应上述第2数据的电压，使上述第2压电元件发生振动，由上述第1压电元件给上述第1振动传递部件施加振动，由上述第1振动传递部件使上述第2振动传递部件发生振动，由上述第2振动传递部件使上述第2压电元件发生振动，根据上述第2压电元件的电动势再生上述第2数据。

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