(57)【要約】      （修正有）【課題】ＰＴＣヒーターの衝撃吸収及び、放熱プレートへの熱伝導性の向上を図った懐炉を提供する。【解決手段】電池１と、この電池１を内蔵するケース８２と、このケース８２に内蔵している角型の電池１Ａに通電されて加熱されるヒーター３と、ヒーター３の表面に貼り付けられている伝熱シリコーンシート９０と、伝熱シリコーンシート９０に熱結合している放熱プレート８４を備える懐炉である。ヒーター３は発熱体であって、この発熱体は電池１のフラット面に対向して配設され、かつヒーター３と電池１のフラット面との間には遮蔽プレート８５が配設されている。角型二次電池１Ａのフラット面と前記遮蔽プレート８５とヒーター３と伝熱シリコーンシート９０と放熱プレート８４は積層構造に配置され、ヒーター３が伝熱シリコーンシート９０を介してケース８２表面の放熱プレート８４を加熱するようにしてなることを特徴とする。【選択図】図１３
2011030825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池(1)と、この電池(1)を内蔵するケース(2)と、このケース(2)に内蔵している電池(1)に通電されて加熱されるヒーター(3)と、このヒーター(3)の表面に貼り付けられている伝熱シリコーンシート（90）と、この伝熱シリコーンシート（90）を介して前記ヒーター(3)に熱結合している放熱プレート(4)を備える懐炉であって、  前記ヒーター(3)は発熱体であって、前記ケース(2)は発熱体に熱結合して加熱される金属板からなる放熱プレート(4)を表面に配置しており、
前記発熱体がケース(2)表面の放熱プレート(4)を加熱するようにしてなる懐炉。
【請求項２】
前記伝熱シリコーンシート（90）と前記ヒーター(3)との間に、前記ヒーター(3)に通電する金属板(88)を配設しており、前記金属板(88)は前記伝熱シリコーンシート（90）を介して、前記放熱プレート(4)に熱結合され、前記ヒーター(3)は前記金属板(88)の突出部(88a)を介して電気接続している請求項１に記載される懐炉。
【請求項３】
前記伝熱シリコーンシート（90）は、前記ヒーター(3)の放熱プレート(4)側表面の全体を覆う形状であることを特徴とする請求項１記載の懐炉。
【請求項４】
前記伝熱シリコーンシート（90）は、前記金属板（88）の放熱プレート(4)側表面の全体を覆う形状であることを特徴とする請求項２に記載される懐炉。
【請求項５】
発熱体が、平面状ＰＴＣヒーター(3A)である請求項１、２、３または４に記載される懐炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池でヒーターを加熱する懐炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
ケースに電池を内蔵し、この電池でヒーターを加熱する懐炉は開発され、特許文献１に記載される。特許文献１の図５、図６等に開示されるように、懐炉は、ケース２に内蔵している電池１で通電されるヒーター３に放熱プレート４を熱結合している。電池１は、対向する両面をフラット面１ａとしてなる角型のリチウムイオン二次電池又はリチウムポリマー電池からなる角型二次電池１Ａである。ヒーター３は発熱体で、電池１のフラット面１ａに対向して配設している。発熱体と電池１のフラット面１ａとの間には、遮蔽プレート５を配設している。ケース２は、発熱体に熱結合される放熱プレート４を表面に配置している。懐炉は、角型二次電池１Ａのフラット面１ａと遮蔽プレート５と発熱体と放熱プレート４とを積層構造に配置し、発熱体で放熱プレート４を加熱している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開2008-132305号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１である従来技術では、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは金属板によって、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの両面が狭持され、遮蔽プレート５と放熱プレート４との間に配置されている。この構造によって、懐炉は、特許文献１の図２１のように角型二次電池１Ａのフラット面１ａと遮蔽プレート８５と金属板、平面状ＰＴＣヒーター３Ａ、金属板８８、放熱プレート８４が順に積層される構造となる。すなわち平面状ＰＴＣヒーター３は、遮蔽プレート８５及び放熱プレート８４によって狭持されているが、不注意で懐炉を落としたりしたとき、落下の衝撃を十分に吸収することが難しく、面状ＰＴＣヒーター３が、破損することがある。
【０００５】
また、特許文献１の図２１の拡大図、段落００８２、００８３で示されるように、放熱プレート８４の平面部８４Ａと金属板８８とは、シリコンペーストなどの熱結合ペースト８９を塗布して、平面状ＰＴＣヒーター３から放熱プレート８４への熱伝導性の向上を図っているが、十分な放熱プレート８４への熱伝導が行われていない。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するために成されたものであり、ヒーターの破損を防止し、熱伝導が良好な懐炉を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、電池1と、この電池1を内蔵するケース2と、このケース2に内蔵している電池1に通電されて加熱されるヒーター3と、このヒーター3の表面に貼り付けられている伝熱シリコーンシート90と、この伝熱シリコーンシート90を介してヒーターに熱結合している放熱プレート4を備える懐炉である。ヒーター3は発熱体であって、ケース2はヒーター3表面に貼り付けられた伝熱シリコーンシート90に熱結合して加熱される金属製の板からなる放熱プレート4を表面に配置している。ヒーター3が伝熱シリコーンシート90を介してケース2表面の放熱プレート4を加熱するようにしてなることを特徴とする。
【０００８】
そして、本発明の請求項２において、伝熱シリコーンシート90とヒーター3との間に、ヒーター3に通電する金属板88を配設しており、金属板88は伝熱シリコーンシート90を介して、放熱プレート４に熱結合されている。ヒーター3は金属板88の突出部88aを介して電気接続している請求項１に記載される懐炉であることが好ましい。
【０００９】
そして、本発明の請求項３の懐炉においては、伝熱シリコーンシート90は、ヒーター3の放熱プレート4側表面の全体を覆う形状であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の請求項４において、伝熱シリコーンシート90は、金属板88の放熱プレート側４表面の全体を覆う形状であることを特徴とする請求項２記載の懐炉であることが好ましい。
【００１１】
さらに、請求項５において、本発明の懐炉は、発熱体を平面状PTCヒーターとすることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１の懐炉は、懐炉に内蔵されているが発熱し、その発熱した熱が伝熱シリコーンシートを介することによって、放熱プレートを効率良く加温することができ、放熱プレートへの熱伝導効率を向上させることができる。また、外部からの放熱プレートに対する衝撃（力）が放熱プレートを伝わりヒーターを破損させるおそれがあった。そこで、ヒーターは伝熱シリコーンシートを介して放熱プレートに積層構造に配置される。伝熱シリコーンシートは、弾力性、可撓性を特徴とするため、外部からの放熱プレートに対する衝撃（力）を放熱プレートに積層、密着している伝熱シリコーンシートが吸収することにより、ヒーターに対する衝撃（力）が吸収、分散され、平面状ＰＴＣヒーターの破損を防止することができる。
【００１３】
さらに請求項２における懐炉は、伝熱シリコーンシートとヒーターとの間に、ヒーターに通電する金属板を配設して、この金属板を放熱プレートに面接触させて熱結合するので、ヒーターの温度変化に対する放熱プレートの温度変化を少なくできる特長がある。とくに、この懐炉は、金属板に設けた突出部を介して、金属板をヒーターに電気接続するので、金属板とヒーターとを確実に電気接続できる。
【００１４】
そして、請求項３における懐炉は、ヒーターの放熱プレート4側表面の全体を覆う形状であるため、ヒーターの熱を確実に伝熱シリコーンシートへ伝熱して、放熱プレートを加熱することができる。また、外部からの放熱プレートに対する衝撃（力）をヒーターの放熱プレート4側表面の全体を覆う伝熱シリコーンシートによって、確実に吸収、分散することができるため、ヒーターを確実に保護することができる。
【００１５】
また請求項４における懐炉は、伝熱シリコーンシートが金属板の放熱プレート側表面の全体を覆う形状でるため、金属板の熱を確実に伝熱シリコーンシートへ伝熱して、放熱プレートを加熱することができる。また、外部からの放熱プレートに対する衝撃（力）を金属板の放熱プレート4側表面の全体を覆う伝熱シリコーンシートによって、確実に吸収、分散することができるため、金属板に積層されるヒーターを確実に保護することができる。
【００１６】
請求項５における懐炉は、発熱体を平面状PTCヒーターとするので、平面状PTCヒーター自体で温度設定して、安全に使用できる特徴がある。それは平面状PTCヒーターが通電されて温度が設定温度まで上昇すると、電気抵抗が急激に大きくなって実質的には電流を遮断するからである。この懐炉、平面状PTCヒーターで温度を設定温度以下にコントロールすることにより、温度を制御する回路を使用しないで、簡単な構造で最高温度を設定温度より、低くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明、従来例１、従来例２の３つの懐炉にける放熱プレートの温度を比較したグラフである。
【図２】本発明の一実施例にかかる懐炉の斜視図である。
【図３】図２に示す懐炉の底面図である。
【図４】図２に示す懐炉の縦断面図である。
【図５】図２に示す懐炉の横断面図である。
【図６】図２に示す懐炉を底面から見た分解斜視図である。
【図７】図２に示す懐炉の分解斜視図である。
【図８】本発明の一実施例にかかる懐炉のブロック図である。
【図９】制御回路がヒーターを加温する温度特性を示すグラフである。
【図１０】制御回路がヒーター温度と外気温度で電源スイッチを制御する一例を示すグラフである。
【図１１】本発明の他の実施例にかかる懐炉の側面図である。
【図１２】本発明の他の実施例にかかる懐炉を底面から見た分解斜視図である。
【図１３】図１２に示す懐炉の一部拡大縦断面図である。
【図１４】図１２に示す懐炉のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための懐炉を例示するものであって、本発明は懐炉を以下のも
のに特定しない。
【００１９】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００２０】
図２ないし図８に示す懐炉は、電池１と、この電池１を内蔵するケース２と、このケース２に内蔵している電池１に通電されて加熱される発熱体としてのヒーター３と、このヒーター３に熱結合している放熱プレート４と、ヒーター３に供給する電力をコントロールする制御回路６とを備える。ヒーター３は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａである。そして、発熱体としては、平面状ＰＴＣヒーター３Ａ以外に、トランジスターの発熱を利用したもの、抵抗体等が利用できる。
【００２１】
電池１は、対向する両面をフラット面１ａとしてなる角型のリチウムイオン二次電池又はリチウムポリマー電池からなる角型二次電池１Ａである。角型二次電池１Ａは、アルミニウムやアルミニウム合金を角型にプレス加工している外装缶に、電極と電解液を入れて密閉している。この角型二次電池１Ａは、外装缶のフラット面１ａの内面に電極を密着している。このため、冬季の低温状態において、外装缶のフラット面１ａを介して電極を所定の温度に加温して、低温時の電気特性を速やかに改善できる。角型二次電池１Ａは、電圧を３．７Ｖ、容量を２０００ｍＡｈとするリチウムイオン二次電池である。この電池１は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａで放熱プレート４を４２℃〜４６℃に加温して、約８〜１０時間使用できる。ただ、電池には、リチウムポリマー電池も使用できる。上記の電池１に代わって、円筒型電池２本を並行に配列しても良い。上述のフラット面１ａを備える角型二次電池１Ａは、延在する方向の面を有することになる。また、このような延在する方向の面を有する電池１としては、上述のフラット面１ａを備える角型二次電池１Ａに代わって、円筒型電池２本を並行に配列して、このように並行に配列された電池が延在していることにより、延在する方向の面とする構造としても良い。
【００２２】
ケース２は、全体の平面形状を楕円形としている。また、断面形状も薄い楕円形状としている。このケース２はプラスチック製である。このケース２は、角型二次電池１Ａを内蔵するプラスチック製の第１ケース２Ａと第２ケース２Ｂとからなる。第２ケース２Ｂは、遮蔽プレート５を一体的に成形している。
【００２３】
第１ケース２Ａは、角型二次電池１Ａと、制御回路６の電子部品を実装する回路基板７を内蔵する大きさに成形している。さらに、第１ケース２Ａは、第２ケース２Ｂを連結する止ネジ２０をねじ込む連結リブ２１を一体的に成形して設けている。連結リブ２１は、角型二次電池１Ａの四隅部に位置するように設けられる。
【００２４】
第２ケース２Ｂは、遮蔽プレート５の周囲に放熱プレート４を固定する周壁２２を設けている。遮蔽プレート５は、角型二次電池１Ａを収納している第１ケース２Ａの開口部を閉塞する。遮蔽プレート５は、角型二次電池１Ａのフラット面１ａに沿うプレート状に成形している。遮蔽プレート５と角型二次電池１Ａのフラット面１ａには、熱伝導をコントロールする調整シート８を配置して、ヒーター３である平面状ＰＴＣヒーター３Ａと角型二次電池１Ａとの熱伝導をコントロールすることができる。調整シート８に熱伝導率の小さいシートを使用して、平面状ＰＴＣヒーター３Ａと角型二次電池１Ａの熱伝導を小さくできる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａと角型二次電池１Ａとの熱伝導は、遮蔽プレート５の厚さや熱伝導率でコントロールすることもできる。
【００２５】
第２ケース２Ｂは、周壁２２の下端縁に放熱プレート４を固定して、放熱プレート４をケース２の表面に配置する。この放熱プレート４は、第２ケース２Ｂに設けている周壁２２の開口部を閉塞する。周壁２２の開口部は、放熱プレート４の外形に等しい。さらに周壁２２は、その下端縁に沿って放熱プレート４の外周縁部を嵌着する段差部２３を設けている。第２ケース２Ｂは、周壁２２の上端縁を第１ケース２Ａの外周縁に連結する形状としている。第２ケース２Ｂに放熱プレート４を固定する状態で、遮蔽プレート５と放熱プレート４との間に平面状ＰＴＣヒーター３Ａを配置する。この構造によって、懐炉は、角型二次電池１Ａのフラット面１ａと遮蔽プレート５と平面状ＰＴＣヒーター３Ａと放熱プレート４が積層される構造となる。また、角型二次電池１Ａは、第１ケース２Ａの底プレート２４と遮蔽プレート５との間に配設される。平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、遮蔽プレート５と放熱プレート４との間に配設されて、放熱プレート４を直接に加熱して、角型二次電池１Ａを、遮蔽プレート５を介して加温する。
【００２６】
平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、略円板形であって、角型二次電池１Ａのフラット面１ａに対向して、フラット面１ａと平行な姿勢で第２ケース２Ｂの遮蔽プレート５の下面に配設される。この平面状ＰＴＣヒーター３Ａに熱結合して放熱プレート４が固定され、平面状ＰＴＣヒーター３Ａが放熱プレート４を加温する。平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、通電されて温度が設定温度まで上昇すると、電気抵抗が急激に大きくなって実質的には電流が遮断される。したがって、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、自己で温度を設定温度以下にコントロールする機能があり、温度を制御する制御回路を使用しないで、最高温度を設定温度よりも低くできる。ただ、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、通電する電流をコントロールして温度を制御することもできる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、その両面に、銀メッキされた電極が形成されており、その表面に、金属板３７、３８が押圧した状態で接触することで、電力が供給される。金属板３７、３８は、詳細な説明は省略するが、遮蔽プレート５を貫通するように折曲片が延在して形成され、これらの折曲片が回路基板７に電気接続されている。
【００２７】
金属板３８においては、両端の円形部分にて、平面状ＰＴＣヒーター３Ａと接触し、金属板３７においては、各両端において、３つの細長い板状の足部が放射状に伸び、この足部の先端で、平面状ＰＴＣヒーター３Ａと接触している。この金属板３７の足部の構造により、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、足部の弾性力を利用して、押圧された状態で保持される。
【００２８】
図の懐炉は、複数の平面状ＰＴＣヒーター３Ａを内蔵する。複数の平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、同じ設定温度とし、あるいは設定温度が異なるものを内蔵する。設定温度が異なる平面状ＰＴＣヒーター３Ａを内蔵する懐炉は、通電する平面状ＰＴＣヒーター３Ａを切り換えて放熱プレート４の温度をコントロールすることができる。たとえば、ふたつの平面状ＰＴＣヒーター３Ａを内蔵する懐炉は、ひとつの平面状ＰＴＣヒーター３Ａの設定温度を４５℃、別の平面状ＰＴＣヒーター３Ａの設定温度を４８℃とする。この懐炉は、設定温度を４５℃とする平面状ＰＴＣヒーター３Ａに通電して放熱プレート４を４５℃まで加温する。また、４８℃の平面状ＰＴＣヒーター３Ａに通電して、平面状ＰＴＣヒーター３Ａを４８℃まで加温する。また、両方の平面状ＰＴＣヒーター３Ａに通電して、放熱プレート４を速やかに温度上昇させて、４８℃まで加温する。
【００２９】
放熱プレート４は、アルミニウムや銅等の熱伝導の優れた金属板で製作される。放熱プレート４は、図４の一部拡大図に示すように、表面に無数の凹凸４ａを設けて、低温火傷を防止できる。凹凸４ａのある放熱プレート４が、人体に面接触する状態で密着しないからである。
【００３０】
また、図示されるように、とくに、放熱プレート４とヒーター３との間に、シリコーン材料からなる伝熱シリコーンシート９０を貼り付けして、ヒーター３と放熱プレート８４との熱伝導効率を高くできる。なお、伝熱シリコーンシート９０の詳細については、後述する。
【００３１】
懐炉の回路図を図８に示す。この回路図の懐炉は、電池１である角型二次電池１Ａから発熱体である平面状ＰＴＣヒーター３Ａに供給する電力をコントロールする制御回路６と、放熱プレート４の温度を検出する温度センサ１０とを備える。制御回路６は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａへの供給電力をコントロールして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度、すなわち放熱プレート４の温度を制御する。
【００３２】
この制御回路６は、電池１と平面状ＰＴＣヒーター３Ａとの間に接続しているスイッチング素子１１と、このスイッチング素子１１をオンオフに制御するマイコンを含む制御部１２とを備える。この懐炉は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａがスイッチング素子１１を介して電池１と直列に接続されるので、平面状ＰＴＣヒーター３Ａが電池１の保護回路に併用される。たとえば、スイッチング素子１１が内部短絡あるいは溶着されてオン状態に保持されても、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは設定温度になる電気抵抗が急激に大きくなって、電流を実質的に遮断して電池１を保護するからである。
【００３３】
制御部１２は、スイッチング素子１１を所定の周期でオンオフに切り換えるデューティーを制御して、放熱プレート４の温度をコントロールする。制御部１２がスイッチング素子１１をオンにする時間を長くして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度を高く、すなわち放熱プレート４の温度を高くできる。また、反対に制御部１２がスイッチング素子１１のオン時間を短くして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａと放熱プレート４の温度を低くできる。また、制御部１２は、放熱プレート４の温度を検出する温度センサ１０からの信号で、スイッチング素子１１のデューティーをコントロールして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａと放熱プレート４を設定温度とすることもできる。
【００３４】
制御回路６は、設定温度を記憶するメモリ１３を制御部１２に内蔵している。平面状ＰＴＣヒーター３Ａが、メモリ１３に記憶される設定温度となるように、制御部１２はスイッチング素子１１をオンオフに切り換えるデューティーを制御する。制御部１２は、必ずしもスイッチング素子１１を所定の周期でオンオフに切り換えてデューティーで温度を制御する必要はない。制御部１２は、温度センサ１０からの信号で、平面状ＰＴＣヒーター３Ａが設定温度よりも高くなるとスイッチング素子１１をオフに切り換え、平面状ＰＴＣヒーター３Ａが設定温度よりも低くなるとスイッチング素子１１をオンに切り換える制御をして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａを設定温度に保持することもできる。
【００３５】
制御回路６のメモリ１３は、初期設定温度とノーマル設定温度を記憶している。初期設定温度は、ノーマル設定温度よりも高くしている。この制御回路６は、図9に示すように、懐炉の電源スイッチ１９を入れた最初に、平面状ＰＴＣヒーター３Ａを初期設定温度に加温し、その後、ノーマル設定温度に制御する。この温度カーブで平面状ＰＴＣヒーター３Ａと放熱プレート４を加温する懐炉は、短時間で速やかに加温して、ユーザーが冷えたときに暖かく加温できる。その後は、ノーマル設定温度とするので、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの平均電流を少なくして、長時間使用できる。
【００３６】
図８の制御回路６は、制御部１２にＵＳＢ端子１４を接続している。このＵＳＢ端子１４は、図３の鎖線で示すように、ケース２に設けている。ＵＳＢ端子１４はコンピュータに接続される。この制御回路６は、ＵＳＢ端子１４を介してコンピュータに接続され、コンピュータから入力される制御信号で、メモリ１３に記憶している設定温度を変更できるようにしている。この懐炉は、コンピュータに接続されて、ユーザーが自分に最適な設定温度に調整できる。
【００３７】
さらに、図８の懐炉は、複数のＬＥＤ１５を制御回路６に接続している。ＬＥＤ１５は、図４と図７に示すように、ケース２に内蔵される回路基板７に固定されて、制御回路６で点滅状態が制御される。図の懐炉は、ＬＥＤ１５の上方に配置される第１ケース２Ａを透光性を有するプラスチックで製作している。このケース２は、ＬＥＤ１５を表出させる開口窓を設けることなく、ＬＥＤ１５の発光を透過させて外部に表示できる。ただ、ケースは、開口窓を設けてＬＥＤをケースから表出させて外部に表示することもできる。制御回路６は、ＬＥＤ１５を点灯する点灯パターンを制御部１２のメモリ１３に記憶している。制御部１２のメモリ１３に記憶されるＬＥＤ１５の点灯パターンは、ＵＳＢ端子１４を介して接続されるコンピュータで変更される。この懐炉は、コンピュータを接続して、ＬＥＤ１５の点灯状態をコントロールして、ユーザーが自分の好む点灯パターンに変更できる。
【００３８】
ＬＥＤ１５は、ケース２に一又は複数設けることができる。また、ＬＥＤの点灯パターンを、電池１の残容量に応じて変化させることもできる。すなわち、ＬＥＤを所定のタイミングで点灯させると共に、このときの点灯パターンを、電池の残容量に応じて決まる特定の残容量表示点灯パターンに予め設定しておくことで、ユーザはＬＥＤの点灯パターンから、懐炉の電池の残容量を把握することができる。所定のタイミングは、例えば懐炉の電源スイッチ１９をＯＮしたとき、又はＯＦＦしたとき、あるいは所定の秒数以上長押ししたとき等に設定できる。特に電源ＯＦＦ時に残容量表示点灯パターンを実行させることで、ユーザに対し、残容量が少ない場合は充電の必要性を喚起できるので、次回使用時に速やかに懐炉を使用できるよう、充電を促す効果が得られ、好ましい。また電源スイッチを残容量表示点灯パターンの実行スイッチと兼用させることができ、部品点数の増加も回避できる。
【００３９】
また残容量表示点灯パターンは、ＬＥＤの点滅回数や時間、あるいはＬＥＤの点灯色、又はこれらの組み合わせから構成できる。残容量表示点灯パターンの一例としては、電源スイッチをＯＮからＯＦＦに切り替えた後、緑色のＬＥＤ１５を３秒間点灯あるいは点滅
して表示させる。例えば、電池の残容量が７０％以上の場合は充電不要として緑色に３秒間点灯させ、４０％〜７０％の場合は使用可として緑色にゆっくり点滅させ（例えば１秒間隔で３秒間点滅）、４０％以下の場合は充電が必要として緑色に速く点滅させる（例えば０．５秒間隔で３秒間点滅）。またＬＥＤ１５の発光色を一色のみとせず、複数の発光色とすることもできる。例えば電池の残容量が７０％以上の場合は緑色に５秒間点灯、４０％〜７０％の場合は黄色に５秒間点滅、４０％以下の場合は赤色に８秒間点滅、等とできる。特に、残容量が少ない場合は注意を促す効果の高い赤色や短い時間間隔での点滅等を組み合わせることが好ましい。このようなＬＥＤの残容量表示点灯パターンの制御は、電池の残容量を検出する制御部１２で行う。残容量は、電池１の電圧を測定して得ることができる。なお、残容量表示点灯パターンの設定は予め設定しておく他、上述の通りユーザがＵＳＢ端子１４を介して接続されるコンピュータから変更するよう構成してもよい。また、残容量表示点灯パターンは、メモリ１３に記録される。なお、ＬＥＤの点灯色を変化させる場合は、異なる発光色に変更可能な一以上のＬＥＤ、あるいは点灯色の異なる複数のＬＥＤを使用することは言うまでもない。
【００４０】
図８の制御回路６は、懐炉が使用されない状態を検出するために、図４に示すように、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの反対側に外気温度センサ１６を配置している。この懐炉は、外気温度センサ１６で検出される外気温度である検出温度で懐炉が使用されない状態、すなわち非使用状態を判定して電源スイッチ１９をオフにする。ここで、外気温度線センサ１６近傍の第１ケース２Ａに開口を設け、外気をケース内に導入できるようにしても良い。
【００４１】
制御回路６は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度と外気温度センサ１６の信号で、非使用状態を判別して、電源スイッチ１９をオフに切り換える。図10は、電源スイッチ１９をオフに切り換える領域をハッチングで示している。平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度と外気温度とが、この図のハッチングの領域にあるとき、制御回路６は電源スイッチ１９をオフに切り換える。このハッチングの領域は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度が外気温度よりも高い状態、いいかえると外気温度センサ１６の検出温度が低い状態、すなわち懐炉が衣類の内部にない状態であるから、非使用状態と判定する。この懐炉は、使用しないときに自動的に電源スイッチ１９がオフに切り換えられるので、電池１の無駄な消費を解消できる。
【００４２】
図４の懐炉は、電池１のフラット面１ａに沿って遮蔽プレート５を配設し、さらに、この遮蔽プレート５の下面に平面状ＰＴＣヒーター３Ａを平行に配設している。すなわち、電池１のフラット面１ａと遮蔽プレート５と平面状ＰＴＣヒーター３Ａが平行な姿勢て積層される。この構造の懐炉は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱を、遮蔽プレート５を介して電池１に伝導できる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱は、直接には電池１に伝導されないので、電池１が平面状ＰＴＣヒーター３Ａで加熱されることはない。ただ、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの発熱の一部は、遮蔽プレート５を介して間接的に電池１に伝導される。この懐炉は、極めて低温環境において、平面状ＰＴＣヒーター３Ａに通電して電池１を余熱することができる。この懐炉は、図８に示すように、制御部１２に、電池１の温度を検出する温度センサ１８を接続している。制御部１２は、電池温度が設定温度よりも低いことを温度センサ１８で検出すると、スイッチング素子１１をオンに切り換えて、平面状ＰＴＣヒーター３Ａで電池１を余熱する。このとき、制御部１２はスイッチング素子１１をオンオフに切り換えるデューティーをコントロールして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度をコントロールし、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度で電池１を加温する温度を特定する。電池１は放熱プレート４のように高い温度に加温する必要はない。したがって、電池１を余熱するスイッチング素子１１は、オン時間が短くなるように、デューティーをコントロールして電池１の消耗を少なくする。
【００４３】
さらに、図８の懐炉は、ケース２に電池１の充電回路２５を内蔵している。充電回路２５は、ケース２に内蔵される回路基板７に実装される。充電回路２５は、角型二次電池１Ａであるリチウムイオン二次電池やリチウムポリマー電池を充電する充電制御部２６を備える。この充電制御部２６は、角型二次電池１Ａを定電流・定電圧充電して満充電を検出して、充電を停止する。さらに、図の充電回路２５は、角型二次電池１Ａと直列に保護用ＦＥＴ２７を接続しており、この保護用ＦＥＴ２７を保護回路２８で制御する。保護回路２８は、電池１の過充電や過放電を検出して、保護用ＦＥＴ２７をオンオフに制御する。充電している電池１が満充電されて過充電される状態になると、保護回路２８は保護用ＦＥＴ２７をオフに切り換えて充電を停止する。また、放電している電池１が過放電される状態になると、保護回路２８は、保護用ＦＥＴ２７をオフに切り換えて電池１の放電を停止する。
【００４４】
図８の回路図の懐炉は、ＡＣアダプタ２９に接続されて、ＡＣアダプタ２９から電池１を充電する直流が入力される。懐炉は、ＡＣアダプタ２９を接続するＤＣジャック３０を設け、このＤＣジャック３０を充電回路２５に接続している。この懐炉は、商用電源を電池１の充電電圧に変換する回路を内蔵しないので、充電回路２５を小さくできる。ただし、懐炉は、直接に商用電源に接続して、電池を充電することもできる。この懐炉は、図11に示すように、ケース２に折り畳みできるようにＡＣプラグ３１を設ける。ＡＣプラグ３１は、商用電源を電池１の充電電圧に変換する回路を内蔵する充電回路に接続されて、電池１を充電する。この懐炉は、ＡＣプラグ３１を電源コンセントに接続して、内蔵する電池１を充電できる。
【００４５】
さらに、充電回路２５に直流電力を供給して電池１を充電する懐炉は、図８の鎖線で示すように、充電回路２５をＵＳＢ端子１４に接続し、このＵＳＢ端子１４をコンピュータなどに接続して電池１を充電することもできる。
【００４６】
さらに、図１２と図１３の懐炉は、ケース８２にひとつのヒーター３を内蔵している。なお、図１２、図１３、図１４において、上述の実施例に開示した構造、構成と同等の構造、構成については、説明を省略する。このケース８２は、角型二次電池１Ａを内蔵するプラスチック製の第１ケース８２Ａと第２ケース８２Ｂとからなる。第２ケース２Ｂは、遮蔽プレート８５を一体的に成形しており、下面に放熱プレート８４を固定している。第２ケース８２Ｂに放熱プレート８４を固定する状態で、遮蔽プレート８５と放熱プレート８４との間にヒーター３を配置している。ヒーター３は、放熱プレート８４の中央部に配設して、放熱プレート８４の全面を均一に加熱する。放熱プレート８４は、表面側を中央凸に湾曲する形状としている。放熱プレート８４は、表面に遠赤外線を放射する塗料を塗布して、遠赤外線を効率よく放射できる。放熱プレート８４の内面であって、ヒーター３に熱結合される部分に平面部８４Ａを設けている。放熱プレート８４は、平面部８４Ａの内側にヒーター３を内蔵して、ヒーター３の熱を有効に放熱プレート８４に熱伝導する。とくに、放熱プレート８４とヒーター３との間に、シリコーン材料からなる伝熱シリコーンシートを貼り付けして、ヒーター３と放熱プレート８４との熱伝導効率を高くできる。
【００４７】
さらに、図の懐炉は、ヒーター３と放熱プレート８４との間に、ヒーター３に通電する金属板８８を配設している。この構造は、ヒーター３を平面状ＰＴＣヒーター３Ａとする構造に適している。金属板８８は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの表面に設けている電極に接触して、平面状ＰＴＣヒーター３Ａに通電する。金属板８８は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａとの電気接続を確実にするために、局部的に突出する突出部８８ａを設けている。突出部８８ａが平面状ＰＴＣヒーター３Ａの表面の電極に接触して、電気接続される。さらに、金属板８８は、全体の形状を平面状として、放熱プレート８４の平面部８４Ａに面接触状態で熱結合される。さらに、放熱プレート８４の平面部８４Ａと金属板８８とは、伝熱シリコーンシート９０を貼り付けして、熱伝導効率を高くしている。図においては、伝熱シリコーンシート９０を点線で示す。
【００４８】
以下に、図１のグラフも用いて、本発明の懐炉が、熱伝導に優れているかを説明する。
図１３の構造を示す懐炉を利用して、放熱プレート84と金属板88との間に、伝熱シリコーンシート９０が貼り付けられた本発明の懐炉（伝熱シートあり）と、放熱プレート８４と金属板88との間にシリコンペーストなどの熱結合ペースト８９が塗布された従来例１（熱結合ペーストあり）（上述の特許文献１の構造に相当する）と、放熱プレートと金属板88との間に伝熱材を有しない従来例２（金属のみ）の３つの懐炉を用意し、各懐炉における放熱プレート８４表面の温度を比較した比較テストを行った。その結果を、図１のグラフに示す。
【００４９】
横軸に加温時間、縦軸に放熱プレート４の温度を示したものである。実験室の室温は０℃である。グラフより、懐炉のスイッチをオンとして、平面状PTCヒーターのたち上がりにおいて、本願発明の懐炉は従来例１より測定温度が約５〜６度高く、従来例２よりは測定温度が約８〜９度高くなっている。この比較テストの結果より、本発明が、熱伝導性に優れており、放熱プレートを効率良く、加温できるより、懐炉を利用するユーザーが、暖かさを体感することができる。
【００５０】
図５、図７、図１２、図１３に示す伝熱シリコーンシート９０は、熱伝導率は約6.0W/m・Kであり、一辺が約２ｃｍの正方形状で、厚さは約０．５ｍｍである。金属板３８の２つの円形部分、金属板８８は直径約２ｃｍであるため、この伝熱シリコーンシート９０によって、金属板８８の全部を覆うことができる。伝熱シリコーンシート９０の熱伝導効率が約6.0W/m・Kよりも高くても、低くても良いものとし、その形状は正方形に限定する必要はない。伝熱シリコーンシートとしては、低硬度のもの、ゲル状であるものが利用できる。このような伝熱シリコーンシート９０は、表面が柔らかく粘着性に富んでいるため、高い密着性を実現し、曲部でも高い放熱効果を得ることができ、JIS K７３１２（タイプC）の基準では、硬度が２５〜４５である。また、放熱プレート８４に対する衝撃（力）が金属板８８を伝わり、平面状ＰＴＣヒーター３Ａを破損させるおそれがあったが、この伝熱シリコーンシート９０が、弾力性、可撓性を特徴とする伝熱シリコーンシート９０のため、放熱プレート４、８４に対する衝撃（力）を吸収し、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの破損を防止する効果も有している。
【００５１】
この構造は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱が直接に放熱プレート８４に伝導されず、金属板８８を介して伝導されるので、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度変化に対する放熱プレート８４の温度変化を少なくできる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、図２２に示すように、電源である電池１との間に接続しているスイッチング素子１１をオンオフに制御して設定温度にコントロールされる。スイッチング素子１１がオンの状態で、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは加熱され、スイッチング素子１１がオフの状態で平面状ＰＴＣヒーター３Ａは加熱されない。したがって、平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、スイッチング素子１１のオンとオフの状態で温度が変化する。この温度変化は、金属板８８を介して平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱を放熱プレート８４に伝導する構造で解消できる。また、制御部１２がスイッチング素子１１をオンオフに制御するデューティーを制御して、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度をコントロールする制御回路６は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度を温度センサ１０で検出して、スイッチング素子１１のデューティーを制御する。このように、温度センサ１０でスイッチング素子１１のデューティーをコントロールする懐炉は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度検出に時間遅れが発生し、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度が設定温度よりも高くなり、あるいは低くなることがある。この弊害も、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱を金属板８８を介して放熱プレート８４に伝導する構造で解消できる。
【００５２】
さらに、スイッチング素子１１をオンオフに制御するデューティーを制御して、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度を制御する制御回路６は、懐炉の電源スイッチ１９がオンに切り換えられた最初に、連続して平面状ＰＴＣヒーター３Ａに通電して極めて短時間に設定温度まで加温できる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａが設定温度になると、スイッチング素子１１をオンオフに切り換えるデューティーをコントロールして、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの温度を制御する。
【００５３】
さらに、図２２の懐炉は、防犯ブザー８０を内蔵している。防犯ブザー８０は、ヒーター３に通電する電池１から電力を供給している。懐炉に内蔵される防犯ブザー８０は、ブザー８０Ａと、このブザー８０Ａの警報音の発生状態をコントロールする防犯回路８０Ｂとを備えている。防犯回路８０Ｂは、警報スイッチ８１を接続している。警報スイッチ８１は、すでに市販されている防犯ブザー８０に使用されるように、紐を引っ張ってピンが引き抜かれるとオンに切り換えられ、あるいは紐を引いてオンオフに切り換えられるスイッチである。ただ、この警報スイッチは、ケースの外部にスイッチを設け、このスイッチをオンオフに切り換える構造とすることもできる。
【００５４】
防犯回路８０Ｂは、警報スイッチ８１がオンに切り換えられると、電池１から供給される電力でブザー８０Ａに通電してブザー８０Ａから警報音を発生させる。防犯回路８０Ｂは、懐炉のヒーター３に優先して電力が供給される。したがって、制御部１２は、電池１の残容量や電圧を検出しており、電池１の残容量や電圧が設定値よりも小さくなると、スイッチング素子１１をオフに切り換えて、ヒーター３への通電を停止して、防犯ブザー８０のみに電力を供給できる状態とする。この懐炉は、電池１で放熱プレート８４を加温できなくなった状態においても、防犯ブザー８０として使用できる。とくに、防犯ブザー８０の消費電力は、ヒーター３の消費電力に比較して少なく、とくに、ブザー８０Ａが警報音を発生しない状態での消費電力は極めて小さく、ヒーター３に通電しない状態となった後も、相当に長い時間、防犯ブザー８０として使用できる。
【００５５】
防犯ブザー８０を内蔵する懐炉は、以下の優れた特徴がある。
（１）緊急時に、防犯ブザーをすばやく操作できる。
一般的な防犯ブザーは、ランドセルや鞄から吊り下げるタイプのものが多く、緊急時において、警報スイッチをオンにするときに紐を引っ張るのが難しい問題点があった。これに対して、本発明のように、防犯ブザーを内蔵する懐炉は、懐炉の機能を生かすために、常に手で握った状態で使用し、あるいは、ポケットに入れて持ち運びするので、緊急時にすばやく操作できる。とくに、手で握った状態や、ポケットに入れた状態では、犯罪者に防犯ブザーの所持を気づかれない特長もある。このため、防犯ブザーを犯罪者に捕り上げられて、緊急時に使用できなくなる心配がない。
【００５６】
（２）寒い夜道でも確実に防犯ブザーを操作できる。
昨今では、防犯ブザーを携帯して夜の学習塾に通う児童や生徒が増えている。また、痴漢やストーカー犯罪の増加により、夜道で防犯ブザーを携行する女性が増えている。犯罪者に遭遇すると恐怖のあまり声が出なくなるためである。ところが、寒い夜道等では、寒さで指先がかじかんで、緊急時に防犯ブザーを操作できないおそれがある。本発明のように、防犯ブザーを内蔵する懐炉では、懐炉の機能で指先を暖めることができるので、冬の寒い夜道においても、防犯ブザーが鳴らせないような事態を避けることができる。また、指先や体が温まることにより、暗くて寒い夜道での恐怖心を和らげる効果もある。
【００５７】
（３）電池の残容量を確認できる。
一般的な防犯ブザーは、電池の残容量を調べにくい欠点がある。それは、警報スイッチをオンに切り換えてブザーを鳴らす必要があるからである。この状態は、周囲に大音量の
警報音が鳴り響くので、周囲への迷惑や注目を考えると、常に残容量を確認することは、まずできない。しかしながら、防犯ブザーの電池が切れていると、緊急時において一大事になる。これに対して、本発明の懐炉では、懐炉の温もりにより、電池の残容量の有無がわかるので、安心して使用できる。
【符号の説明】
【００５８】
１…電池                    １Ａ…角型二次電池
１ａ…フラット面
２…ケース                  ２Ａ…第１ケース
２Ｂ…第２ケース
３…ヒーター                ３Ａ…平面状ＰＴＣヒーター
４…放熱プレート            ４ａ…凹凸
５…遮蔽プレート
６…制御回路
７…回路基板
８…調整シート
９…エラストマー
１０…温度センサ
１１…スイッチング素子
１２…制御部
１３…メモリ
１４…ＵＳＢ端子
１５…ＬＥＤ
１６…外気温度センサ
１７…バイブレータ
１８…温度センサ
１９…電源スイッチ
２０…止ネジ
２１…連結リブ
２２…周壁
２３…段差部
２４…底プレート
２５…充電回路
２６…充電制御部
２７…保護用ＦＥＴ
２８…保護回路
２９…ＡＣアダプタ
３０…ＤＣジャック
３１…ＡＣプラグ
３２…無接点充電回路
３３…誘導コイル
３４…整流回路
３５…充電回路
３６…充電制御部
３７…金属板
３８…金属板
４０…充電台
４１…出力コイル
４２…電源回路
５２…ケース                ５２Ａ…第１ケース
５２Ｂ…第２ケース
５４…放熱プレート
５５…遮蔽プレート
６１…本体部
６２…折曲部
６３…連結部
６４…放熱プレート
７２…ケース
７４…放熱プレート
８０…防犯ブザー            ８０Ａ…ブザー
８０Ｂ…防犯回路
８１…警報スイッチ
８２…ケース                ８２Ａ…第１ケース
８２Ｂ…第２ケース
８４…放熱プレート          ８４Ａ…平面部
８５…遮蔽プレート
８８…金属板                ８８ａ…突出部
８９…熱結合ペースト
９０…伝熱シリコーンシート
９１…電池
９２…ケース
９３…ヒーター
９４…ヒーター回路
【図１】
2011030825.tif 000003
【図２】
2011030825.tif 000004
【図３】
2011030825.tif 000005
【図４】
2011030825.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2011030825.tif 000009
【図８】
2011030825.tif 000010
【図９】
2011030825.tif 000011
【図１０】
2011030825.tif 000012
【図１１】
2011030825.tif 000013
【図１２】
2011030825.tif 000014
【図１３】
2011030825.tif 000015
【図１４】
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