(57)【要約】【課題】  ２次電池の低温時における放電特性の低下による携帯機器の動作時間の短縮や起動障害と電子回路を構成する電子部品温度障害を克服する電子機器保温箱を提供することを課題とする。【解決手段】  携帯用電子機器を保温する電子機器保温箱において、箱体上部に透明なソフトビニール製の窓を設け、箱体下部に電子機器の電池収納部から平行移動した部位に電池収納部を設け、保温箱充電池と電子機器充電池の接する中間部位から電子機器背面全体を保温する縦方向に延びた発熱体を設け、保温箱充電池と電子機器充電池と電子機器内の電子回路を冷気から保護する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
携帯用電子機器を保温する電子機器保温箱において、箱体上部に透明なソフトビニール製の窓を設け、箱体下部に電子機器の電池収納部から平行移動した部位に電池収納部を設け、保温箱充電池と電子機器充電池の接する中間部位から電子機器背面全体を保温する縦方向に延びた発熱体を配置すると共に、発熱体に対して上部と下部に空気層を設け、保温箱充電池と電子機器充電池と電子機器内の電子回路を冷気から保護することを特徴とする電子機器保温箱。
【請求項２】
携帯用電子機器を保温する電子機器保温箱において、箱体上部に透明なソフトビニール製の窓を設け、箱体下部に電子機器の電池収納部から平行移動した部位とその上部に電池収納部を個々に設け、保温箱充電池と電子機器充電池の接する中間部位から電子機器背面全体を保温する縦方向に延びた発熱体を配置すると共に、発熱体に対して上部と下部に空気層を設け、保温箱充電池と電子機器充電池と電子機器内の電子回路を冷気から保護すると共に予備充電池を待機状態に保温することを特徴とする電子機器保温箱。
【請求項３】
前記発熱体は、極端な正特性をもたせた面状発熱体を用い、温度調節手段を不要とすると共に急速な加温と低消費電力を可能とすることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の電子機器保温箱。
【請求項４】
前記発熱体は、外気温度−２０℃〜−３０℃に対応する抵抗値と−３０℃〜−４０℃対応する抵抗値を切り替える端子を備えていることを特徴とする請求項１及び請求項２記載の電子機器保温箱。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、携帯用電子機器の充電池や電子回路を冷気から保護する保温箱に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  携帯用電子機器に使用される電池は、充電により繰り返し使用できる２次電池を電源として用いている。しかし、これらの電池には温度依存特性があり低温時においては放電特性の低下により、携帯機器の動作時間の短縮や起動障害を引き起こす。また、電子回路を構成する電子部品には動作温度（パッケージ表面）０〜７０℃規格の部品が存在し温度障害を引き起こす場合がある。【０００３】  寒冷地における、携帯用電子機器などの２次電池の低温時における放電特性の低下を防止する手法として、使い捨てカイロなどが主流ですが温度特性や環境対策状の問題点がある。【０００４】  特許文献１には、バッテリーパック及びその保持具を構成するにあたり、携帯用電子機器に所定の長さの給電線を介し接続される外付け用のバッテリーを人体の所定の部位に直接取り付け可能にしたバッテリーパック及びその保持具であって、前記バッテリーパック及びその保持具は人体から伝わる体温を効果的にバッテリーへ伝えるように伝熱性が良好で柔軟な材質から構成されたバッテリーパック及びその保持具が公開されている。この方法は人体から伝わる体温を効果的に利用する点で優れているが、給電線を介し接続されるため携帯用電子機器の携帯操作性が悪化する点や電子回路を構成する電子部品の温度障害を克服できない問題点がある。【０００５】  特許文献２には、電池のセルをシート状に構成し、該セルに通電によって発熱する発熱手段を設ける。この構成により、周囲の温度環境によらず、容量特性の良好な温度にて使用することができる。特に、エネルギー密度は高いが低温時に電池特性が悪い、有機電解液を含まないポリマー電解質、固体電解質を有するリチウムイオン二次電池において、温度環境に関係なく十分な電池性能を引き出することができる発熱機構を備える二次電池が公開されている。この方法は通電により発熱が開始されるため、極低温時には使用温度に達するまでにタイムラグが発生する点や電子回路を構成する電子部品の温度障害を克服できない問題点がある。【０００６】
【特許文献１】  特開２００７−１１５４６２号公報
【特許文献２】  特開２００９−８７８１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  そこで本発明は、上記問題点に鑑みて発明されたもので、２次電池の低温時における放電特性の低下による携帯機器の動作時間の短縮や起動障害と電子回路を構成する電子部品温度障害を克服する電子機器保温箱を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】  上記の課題を達成するため請求項１に記載した電子機器保温箱は、携帯用電子機器を保温する電子機器保温箱において、箱体上部に透明なソフトビニール製の窓を設け、箱体下部に電子機器の電池収納部から平行移動した部位に電池収納部を設け、保温箱充電池と電子機器充電池の接する中間部位から電子機器背面全体を保温する縦方向に延びた発熱体を配置すると共に、発熱体に対して上部と下部に空気層を設け、保温箱充電池と電子機器充電池と電子機器内の電子回路を冷気から保護することを特徴としている。【０００９】  この発明においては、箱体上部に透明なソフトビニール製の窓を設け、内部の透視とキーパッド等の操作を可能とすると共に、保温箱内の空気と外気との遮断を施し保温箱内の温度低下を防いでいる。【００１０】  また、箱体下部に電子機器の電池収納部と平行した部位に保温箱充電池収納部を設け、効率よく保温箱充電池自身の保温も実行し放電特性の低下を防いでいる。【００１１】  請求項２に記載した電子機器保温箱は、携帯用電子機器を保温する電子機器保温箱において、箱体上部に透明なソフトビニール製の窓を設け、箱体下部に電子機器の電池収納部から平行移動した部位とその上部に電池収納部を個々に設け、保温箱充電池と電子機器充電池の接する中間部位から電子機器背面全体を保温する縦方向に延びた発熱体を配置すると共に、発熱体に対して上部と下部に空気層を設け、保温箱充電池と電子機器充電池と電子機器内の電子回路を冷気から保護すると共に予備充電池を待機状態に保温することを特徴としている。【００１２】  この発明においては、請求項１の内容に予備充電池収納部を別途設けたことが異なり、次に使う予備の充電池を保温箱充電池や内包された電子機器と同じ温度に保つため、電池交換後も同じ状態で保温動作が継続可能となる。【００１３】  請求項３に記載した電子機器保温箱の前記発熱体は、極端な正特性をもたせた面状発熱体を用い、温度調節手段を不要とすると共に急速な加温と低消費電力を可能とすることを特徴としている。【００１４】  この発明においては、発熱体の抵抗素子に極端な正特性を持たせて製造されており、通電初期には抵抗値が低いため電流が多く流れ、発熱と共に周囲温度が上昇すると抵抗値が高い方向に推移し高抵抗となり使用電流が減少し一定の温度に保たれるため、急速な加温と低消費電力と温度調節手段を不要とすることが可能となる。【００１５】  請求項４に記載した電子機器保温箱の前記発熱体は、外気温度−２０℃〜−３０℃に対応する抵抗値と−３０℃〜−４０℃対応する抵抗値を切り替える端子を備えていることを特徴としている。【００１６】  この発明においては、正特性を持たせて製造された汎用発熱体の自己制御温度特性が５０℃〜６０℃であり、発熱と共に周囲温度が上昇すると抵抗値が高い方向に推移し高抵抗となり使用電流が減少し一定の温度に保たれる特性を応用して、印加電圧と抵抗値により決定される発熱量を外気温と保温温度（電子機器動作保証温度）に合わせ低電圧で駆動することにより発熱量を抑え、外気温と保温温度の関係で算出された抵抗値に合わせて切り替えることにより、最適な温度をキープすると共に省エネルギー化を実現する。
【発明の効果】
【００１７】  以上説明したように本発明によれば、保温箱内の空気と外気との遮断を行うと共に、効率よく保温箱充電池自身の保温も実行し、保温に対するタイムラグの発生や電子回路を構成する電子部品の温度障害の問題点を解決し、最適な温度をキープすると共に省エネルギー化を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】  以下、本発明の実施形態を図１〜図５を参照して詳細に説明する。図１、図３は本発明の電子機器保温箱を示す斜視図、図２、図４は電子機器保温箱のＸ−Ｘ’断面図、図５は発熱体の結線を示す回路図である。【００１９】  この発明に使用する電子機器保温箱１は、図１〜図４に示すように携帯用電子機器内蔵空間２を有し、携帯用電子機器を容易に収納できるように箱体上部３と箱体下部４で構成され、箱体上部３に透明なソフトビニール製の窓５を設け、箱体下部４に携帯用電子機器の電池収納部から平行移動した部位に電池収納部６−１（請求項２の事例では、電池収納部６−１上部に予備充電池収納部６−２）を設け、保温箱充電池と電子機器充電池の接する中間部位から電子機器背面全体を保温する縦方向に延びた発熱体７が設けられている。【００２０】  この発明に使用する発熱体７は、図５に示すように外気温度−２０℃〜−３０℃に対応する抵抗値の端子１と−３０℃〜−４０℃対応する抵抗値の端子２を選択できる二つの端子を備えている。
【実施例】
【００２１】  本実施例の電子機器保温箱１の動作は、箱体上部３と箱体下部４を分離し、外気温度−２０℃〜−３０℃の場合は図示省略の切り替えスイッチを図５に示す端子１側に設定（外気温度−３０℃〜−４０℃の場合は図示省略の切り替えスイッチを図５に示す端子２側に設定）した後、携帯用電子機器内蔵空間２に携帯用電子機器を挿入し、箱体上部３と箱体下部４を結合する。【００２２】  続いて、電子機器保温箱１の箱体下部４に設けた電池収納部６−１に保温用充電池（請求項２の事例では、予備充電池収納部６−２にも予備充電池）を装着した後、図示省略の電源スィッチを入れると外気温度−２０℃〜−３０℃の場合はグラフ１、外気温度−３０℃〜−４０℃の場合はグラフ２に示す温度推移で保温動作が開始される。【００２３】  上記の作業が室温＋１０℃以上で行われた場合は、即時保温動作に移行するが、屋外の氷点下を下回る−温度域で行われた場合は、電流が多く流れ急速な加温状態を経由して保温動作に移行する。【００２４】  保温や加温の熱伝導は、上部空気層８を経由して携帯用電子機器に熱移動すると共に、下部空気層９を経由して保温用充電池（請求項２の事例では、予備充電池）にも熱移動する。また、上部空気層８と下部空気層９は空気溜まりとなり熱緩衝効果をもたらす。【００２５】  保温や加温の動作は、発熱体の抵抗素子にグラフ３に示す一例のように極端な正特性を持たせて製造しているので、実行温度が低い場合には通電初期の抵抗値が低く電流が多く流れ、発熱と共に周囲温度が上昇すると抵抗値が高い方向に推移し高抵抗となり使用電流が減少し一定の温度に保たれる発熱体抵抗素子の熱抵抗特性を利用して、急速な加温と低消費電力と温度調節手段を不要とすることを可能としている。【００２６】  図５に示す抵抗値切り替え端子１と端子２は、本来は駆動電圧切り替え端子であるが、正特性を持たせて製造された汎用発熱体の自己制御温度特性が５０℃〜６０℃付近であり、発熱と共に周囲温度が上昇すると抵抗値が高い方向に推移し高抵抗となり使用電流が減少し一定の温度に保たれる特性を応用して、印加電圧と抵抗値により決定される発熱量を外気温と保温温度（電子機器動作保証温度）に合わせ低電圧で駆動することにより発熱量を抑え、外気温と保温温度の関係で算出された抵抗値に合わせて切り替える端子とし使うことにより、最適な温度をキープすると共に省エネルギー化を実現している。【００２７】  また、リチウムイオン充電池を用いて、夏場の誤操作を想定した場合に規定電圧ではグラフ４に示すように６０℃以上の温度に上昇する、リチウムイオン充電池は高温度に弱く基本的には６０℃以上の場所におくことも使用するのも避けた方が良いとされている安全面の見地からも、グラフ５に示す一例のように規定電圧以下の低電圧で駆動することが望ましい。【００２８】  試験温度−３５℃に設定された庫内において、保温状態が良好な電子機器保温箱１内に１２Ｖ駆動用に制作された発熱体７に、公称電圧７Ｖのリチウムイオン充電池２本を直列接続したリチウムイオン充電池電圧１４Ｖ駆動によるグラフ６によると、設定温度が−３５℃と低い環境であるが最高到達温度４７℃を記録し発熱体の自己制御温度特性の範囲内に推移��る当然の結果となった。しかし、保温目標温度を１０±２℃〜２０℃±２とすると無駄なエネルギーを消費していることになる。【００２９】  また、試験温度−３５℃に設定された庫内において、保温状態が良好な電子機器保温箱１内に１２Ｖ駆動用に制作された発熱体７に、公称電圧７Ｖのリチウムイオン充電池を単体で使用する７Ｖ駆動によるグラフ２によると、設定温度が−３５℃と低い環境であり、且つ携帯用電子機器も−３５℃に温度低下させた最悪の設定であるが、リチウムイオン充電池単体の７Ｖ駆動でも最高到達温度１１℃を記録し、リチウムイオン充電池の放電終止電圧に至るまで９℃を維持し、保温目標温度１０±２℃〜２０℃±２の範囲内に推移する無駄なエネルギーを消費しない好結果となり、省エネルギー効果は、リチウムイオン充電池２本を直列接続した１４Ｖ駆動の実験による温度推移グラフ６に比べ１／２の電力で使用できる。【００３０】［グラフ１］
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【００３１】［グラフ２］
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【００３２】［グラフ３］
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【００３３】［グラフ４］
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【００３４】［グラフ５］
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【００３５】［グラフ６］
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【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の電子機器保温箱を示す斜視図である。
【図２】本発明の電子機器保温箱のＸ−Ｘ’断面図である。
【図３】本発明の発熱体の結線を示す回路図である。
【符号の説明】
【００３７】１      電子機器保温箱
２      携帯用電子機器内蔵空間
３      箱体上部
４      箱体下部
５      窓
６−１  電池収納部
６−２  予備電池収納部
７      発熱体
８      上部空気層
９      下部空気層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月9日(2010.1.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
【図１】本発明の電子機器保温箱を示す斜視図である。
【図２】本発明の電子機器保温箱のＸ−Ｘ´断面図である。
【図３】本発明の電子機器保温箱を示す斜視図である。
【図４】本発明の電子機器保温箱のＸ−Ｘ´断面図である。
【図５】本発明の発熱体の結線を示す回路図である。