(57)【要約】【課題】高熱伝導かつ高放射率を有する材料を用いることによって、効率的に受熱しつつ、さらに受熱した熱を面方向、ないしは機器本体方向に伝熱することが出来き、さらに局所的な集熱を抑制し、比較的二次電池が高温になっても、機器本体の温度上昇を抑制することが出来る携帯電子機器を提供する。【解決手段】  充電可能な二次電池を電源とし、少なくとも操作部と表示部と内部回路部を備えた携帯電子機器において、前記二次電池を収納する機器本体を内部の熱を外部に放射させる第一高放射率層で構成する。【選択図】  図１
2010073606.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電可能な二次電池を電源とし、少なくとも、前記二次電池を収納する機器本体と、操作部と、表示部と、内部回路部を備えた携帯電子機器において、前記機器本体を内部の熱を外部に放射させる第一の高放射率層で構成したことを特徴とする携帯電子機器。
【請求項２】
前記機器本体内に空隙を有する請求項１に記載の携帯電子機器。
【請求項３】
前記二次電池が、その外壁にさらに第二の高放射率層を有する請求項１または２に記載の携帯電子機器。
【請求項４】
前記高放射率層がセラミクス系塗料で形成される、請求項１から３のいずれかに記載の携帯電子機器。
【請求項５】
前記高放射率層が高熱伝導材料で構成されている、請求項１から３のいずれかに記載の携帯電子機器。
【請求項６】
前記高放射率層がグラファイトシートである、請求項５に記載の携帯電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電子機器に関する。さらに詳しくは、本発明は主に、異常時に熱を発生するおそれのある二次電池を収納した機器本体に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話などの携帯電子機器は、高機能化に伴う部品点数の増加、中でも発熱部品が増加する傾向にあり、発熱部品からの熱によって電子機器本体が局部的に熱くなる場合がある。それに対し、発熱部品からの熱を効率良く外部に放熱することが提案されている。  （特許文献１参照）
特に、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの二次電池は、高容量および高エネルギー密度を持つため、小型化および軽量化が容易なことから、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、ノート型パーソナルコンピュータ（ノートＰＣ）、ビデオカメラ、携帯ゲーム機などの携帯電子機器の電源として汎用されている。二次電池は、大きなエネルギーを蓄積できる反面、異常時の発熱は、一般の電子部品の発熱に比べ非常に大きく、急激な温度上昇をすることによって、二次電池のみならず、機器本体が燃焼に至る場合がある。このような電池を収納する電池パック放熱性フィルム材を電池外装材として素電池外部に設け、これにより熱を外部に放熱したり（特許文献２参照）、電気絶縁性及び熱放射機能性を有する被覆体で単電池を覆ったり（特許文献３参照）することで、電池の発熱を抑制し、安全性を高めている。
【特許文献１】国際公開第２００８／０６２８７９号パンフレット
【特許文献２】特開２０００−２８５８７３号公報
【特許文献３】特開平９−２９８０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、リチウムイオン電池のような多くエネルギーを蓄えることのできる二次電池の異常時の発熱は、特許文献１で想定している発熱温度よりもはるかに高く、温度上昇も急激である。したがって発熱の低減を目的にした放熱程度では不十分であると考えられる。
【０００４】
また、特許文献２は、シリコーン系フィルムであり素電池に貼付して構成されるために、素電池から放熱した熱が、熱伝導性が低く、熱放射率が小さな樹脂性電池パックで受熱するために電池パック内に熱がこもりやすい。
また、特許文献３では素電池と電池パックの空隙に充填して構成されており、熱容量的には前者に比べて改善されると考えられる。ただし、成形体に熱放射性物質を充填させると、熱放射性物質は、一般的に伝熱性能が低いため電池パック内の熱が十分に放熱されない。
【０００５】
また、構成材がセラミクス系であり、電池パックの空隙に充填されているため、電池パックの重量が大きくなる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明は、充電可能な二次電池を電源とし、少なくとも操作部と表示部と内部回路部を備えた携帯電子機器において、前記二次電池が内部の熱を外部に放射させる第一高放射率層で構成された機器本体に収納されているものである。
【０００７】
このような構成によって、二次電池が異常発熱した際に、発熱した二次電池から放熱された熱を機器本体の第１高放射層で受熱し、素早く外部へ放熱することが出来る。
【０００８】
したがって、電池の異常発熱時に機器本体の温度上昇を抑制し、信頼性・安全性を高めることができる。このような層を形成するものとして、グラファイトシート、セラミクス系塗料が挙げられる。さらに、効果的に放射による放熱を促進するには、前記機器本体内に空隙を有することが好ましい。機器本体の内部に空隙を設けることによって、第１高放射率層に迅速に熱を伝えることが出来る。
【０００９】
さらに、効果的に放熱を促進するには、高熱伝導材料で高放射率層を形成することが好ましい。このような層を構成する材料としては、グラファイトシートなどが挙げられる。
【００１０】
このように、高熱伝導かつ高放射率を有する材料を用いることによって、効率的に受熱しつつ、さらに受熱した熱を面方向、ないしは機器本体方向に伝熱することが出来る。したがって、局所的な集熱を抑制し、比較的二次電池が高温になっても、機器本体の温度上昇を抑制することが出来る。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の携帯電子機器は、二次電池の異常発熱時の熱を逃がし、機器本体の温度上昇を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１における携帯電子機器の一例である携帯電話機における基本構成を示す模式図である。携帯電話機１はその本体を表示部２と操作部３と内部回路部４と、二次電池５とを備え、筐体６を構造体として構成されている。二次電池５は、二次電池収納部７に収納され、二次電池５の装脱着を可能にするため本体筐体の一部がバッテリーカバー８として設けられている。図２に示すように筐体９の二次電池５に近い側から第一の高放射率層１０、外装体１１で構成されている。空隙１３は、二次電池収納部７に円筒の電池を収容する際など、平面状に円筒形のものを設置際に形成される隙間などでも良い。
【００１３】
前記外装体１１は、ＵＬ−９４規格のＶ−０以上の難燃性樹脂であることが好ましい。したがって本発明の実施の形態においても外装体１１については、難燃化を図られた高分子材料を用いることとした。高分子材料としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などに難燃化処理を施したものを用いる。
【００１４】
第１の高放射率層１０は、グラファイトシートまたは、セラミクス系塗料からなる塗布膜である。
【００１５】
グラファイトシートとしては、例えばＰＧＳグラファイトシート（Ｐａｎａｓｏｎｉｃ製）やＰＥＲＭＡ−ＦＯＩＬ（東洋炭素（株）製）等種々商品化されているものを使用することができる。該シートは粘着剤付のものの場合は直接電池パック内壁に貼付して用いる。粘着剤がない場合には、エポキシ系の接着剤で貼付して用いる。
【００１６】
セラミクス系塗料としては、超高温耐熱コーティング剤ＳＦＣ−１２００ＱやＳＦＣ−１５００Ｑ（いずれも（株）エココスモ製）あるいはＡＣＣＥＲＡコート２０００、ＡＣＣＥＲＡコート１５００（いずれも（株９進弘電機製）等、二酸化ケイ素、ケイ酸ジルコニウム、二酸化ジルコニウムを主成分とする塗料が好ましく用いられる。セラミクス系塗料は電池パック内壁にスプレー、刷毛塗り等一般に知られる塗装の方式で塗膜を形成することができる。
【００１７】
熱の移動、即ち放熱は、熱伝導、熱対流、熱放射が挙げられる。熱伝導は最も放熱効果が高いものではあるが、良熱伝導性の物体同士が接触している必要があるが、機器本体の内部では円筒型電池を収納した場合のように接触面積が小さい場合があり、熱伝導だけでは放熱しきれない。
【００１８】
熱対流は、気体の流れを利用して放熱するものであるが、携帯電子機器本体の内部は空間が限定されており、大きな気体の流れを期待することはできない。
【００１９】
そこで、二次電池収納部７内の放熱には接触なしで放熱できる放射の利用が考えられる。
【００２０】
放射エネルギーは、あるエネルギーの発生源から自由空間に移動するエネルギーの量であり、絶対温度Ｔsの表面積Ａ2の放射率ε2の物体が、熱放射によって放出する熱量Ｐは次の式になる。ここで、まわりの壁面の表面積Ａ1、放射率ε1、温度Ｔaとする。
【００２１】
【数１】
2010073606.tif 000003
【００２２】
（σ：シュテファン―ボルツマン定数=５．６７×１０-8 Ｗ ｍ-2 Ｋ-4）
シュテファン―ボルツマン定数は小さい値なので、温度が低い時の熱放射される熱量は小さいが、異常発熱時のように高温になると温度の４乗の差に比例するために放射率が大きい場合には放熱として、大きな効果が得られるものである。
【００２３】
しかしながら、一般に外装体に用いられる高分子材料は二次電池のケースに用いられている鉄やアルミニウムに比べて放射率が高い（０．６−０．８５）ものの、より効果的に受熱し、放熱させることができるために、該高分子材料に高放射率のグラファイトシートやセラミクス系材料による高放射率層を設けることで、二次電池の異常発熱時の熱を逃がし、携帯機器本体の温度上昇を抑制することができる。
【００２４】
一方、熱伝導率は鉄とアルミニウムはそれぞれ、８０Ｗ／ｍ・Ｋと２４０Ｗ／ｍ・Ｋ程度であり、鉄の熱伝導率はさほど高いものではなく、アルミニウムは銀、銅、金についで高い値を示す。
【００２５】
また、グラファイトシートの熱伝導率は６００−１７００Ｗ／ｍ・Ｋとアルミニウムに比べて極めて高い物性を有することから、シートの面方向に熱が拡散して放熱しやすいことからより好ましく用いることができる。
【００２６】
本実施の形態では二次電池の周囲全面を、高放射率層、外装体からなる筐体で構成したが、例えばバッテリーカバーのみに同様の構成を持たせても良い。
【００２７】
（実施の形態２）
図３に示すように機器本体に収容されている充放電可能な二次電池５の外壁に第２の高放射率層１２が設けられている。
【００２８】
充放電可能な二次電池５の外側にも高放射率層１２を設けることで二次電池５に接触した第２高放射率層１２からの熱放射特性を高めることが出来る。したがって、より効果的に機器本体内壁の第一高放射率層１０に熱を伝えることが出来るので、二次電池からの放熱を促進することが可能である。よって、機器本体の外側壁面の温度上昇を抑制することが可能となる。
【００２９】
二次電池の形態は特に限定されない。たとえば、電池パックとして電池を機器本体に収納した場合やラベルなどで電池表面を被覆した場合においても効果が得られる。
【００３０】
また、二次電池が複数個ブロック化された組電池を用いても同様の効果が得られる。
【００３１】
上述した実施の形態では、筐体の一部がバッテリーカバーである着脱式の二次電池を電源とする携帯電話機について説明したが、バッテリーカバーを含む二次電池収納部の周囲を構成する筐体が二次電池と一体化した構成の携帯電話機や、バッテリーカバーを持たない二次電池内蔵式の携帯電話機でも同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３２】
なお、本発明は、上述した実施の形態により説明したが、この実施の形態に限定されるものではない。例えば、ＰＤＡ、ゲーム機、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）、ポータブル音楽機器、複数の二次電池をブロック化した電池パックを電源とするノートＰＣ、ポータブルビデオカメラなどの携帯電子機器に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明にかかる携帯電子機器は二次電池の異常時の過度の発熱を効率よく放熱し、携帯電子機器の形状を維持しつつ、本体外郭の急激な温度上昇を抑制する機能を持つため有用である。
【００３４】
また電気自動車等の大型二次電池の安全性を高めた外装材用途にも応用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施の形態１における携帯電話機の断面模式図
【図２】本発明の実施の形態における二次電池周囲の筐体の一部の模式図
【図３】本発明の実施の形態２における携帯電話機の断面模式図
【符号の説明】
【００３６】
１    携帯電話機
２    表示部
３    操作部
４    内部回路部
５    二次電池
６，９筐体筐体
７    二次電池収納部
８    バッテリーカバー
１０    第一の高放射率層
１１    外装体
１２    第二の高放射率層
１３    空隙
【図１】
2010073606.tif 000004
【図２】
2010073606.tif 000005
【図３】
2010073606.tif 000006