(57)【要約】【課題】電池の温度環境を改善して、電池の劣化を防止しながら、加温時間を相当に延長する。放熱プレートと電池とヒーターを独特の配置として、全体を小型で軽量化して持ち運びに便利にする。【解決手段】懐炉は、充電できる電池１と、この電池１を内蔵すると共に、外部に表出する放熱プレート４を有するケース２と、このケース２の放熱プレート４に熱結合構造で内蔵され、かつ電池１に通電されて加熱されるヒーター３とを備える。放熱プレート４は、ケース２の外側に位置する第１の表面４Ａと、ケース２の内側に位置する第２の表面４Ｂを有し、第２の表面４Ｂの一部に対向してヒーター３を熱結合状態で配設すると共に、第２の表面４Ｂの他の部分に対向して電池１を熱結合状態で配設している。懐炉は、ヒーター３の熱が放熱プレート４を介して電池１を加温すると共に、充電される電池１の発熱で放熱プレート４を加温する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電できる電池と、この電池を内蔵すると共に、外部に表出する放熱プレートを有するケースと、このケースの放熱プレートに熱結合構造で内蔵され、かつ電池に通電されて加熱されるヒーターとを備える懐炉であって、
前記放熱プレートは、ケースの外側に位置する第１の表面と、ケースの内側に位置する第２の表面を有し、第２の表面の一部に対向してヒーターが熱結合状態で配設されると共に、第２の表面の他の部分に対向して電池が熱結合状態で配設され、
ヒーターの熱が放熱プレートを介して電池を加温する懐炉。
【請求項２】
電池が対向する両面をフラット面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電池で、前記ヒーターは板状発熱体で、放熱プレートの裏面の一部に対向して角形の電池が配置されると共に、放熱プレートの他の一部に対向して板状発熱体を配置してなる請求項１に記載される懐炉。
【請求項３】
ヒーターが、平面状ＰＴＣヒーターである請求項１または２に記載される懐炉。
【請求項４】
ケースがプラスチック製の本体ケースと、この本体ケースに固定している金属板からなる放熱プレートを有する請求項１に記載される懐炉。
【請求項５】
ケース内に、電池とヒーターとを嵌着構造で定位置に配置するプラスチック製のホルダーケースを配設しており、このホルダーケースに嵌着されて電池とヒーターがケース内の定位置に配置されてなる請求項１に記載される懐炉。
【請求項６】
ホルダーケースが放熱プレートと電池との間に配設される熱結合隔壁を有し、この熱結合隔壁が放熱プレートと電池を熱結合する熱結合穴を有する請求項５に記載される懐炉。
【請求項７】
電池からヒーターに供給する電力をコントロールする制御回路と、放熱プレートの温度を検出する温度センサとを備え、制御回路が供給電力をコントロールして放熱プレートの温度を制御する請求項１に記載される懐炉。
【請求項８】
制御回路が、放熱プレートの初期設定温度をノーマル設定温度よりも高く制御する請求項７に記載される懐炉。
【請求項９】
制御回路が、電池とヒーターとの間に接続しているスイッチング素子と、このスイッチング素子をコントロールする制御部とを備え、制御部がスイッチング素子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、放熱プレートの温度をコントロールする請求項７に記載される懐炉。
【請求項１０】
ヒーターの反対側に外気温度センサを配置しており、この外気温度センサの検出温度で懐炉の非使用状態を判定して電源をオフにする請求項１に記載される懐炉。
【請求項１１】
ケース内に、電池で駆動されさるバイブレータを内蔵している請求項１に記載される懐炉。
【請求項１２】
設定温度が異なる複数のヒーターを内蔵しており、通電するヒーターを切り換えて放熱プレートの温度をコントロールする請求項１に記載される懐炉。
【請求項１３】
ケースの両面に一対の放熱プレートを配設して、一対の放熱プレートの間に電池とヒーターを配設している請求項１に記載される懐炉。
【請求項１４】
制御回路が設定温度を記憶するメモリを備えると共に、この制御回路に接続しているＵＳＢ端子を有し、このＵＳＢ端子を介してコンピュータに接続されて、メモリに記憶される設定温度が変更されるようにしてなる請求項７に記載される懐炉。
【請求項１５】
ケースに設けている複数のＬＥＤを備えると共に、制御回路がＬＥＤの点灯状態を記憶するメモリを内蔵しており、さらに、制御回路に接続しているＵＳＢ端子を備え、このＵＳＢ端子を介してコンピュータに接続されて、メモリに記憶されるＬＥＤの点灯状態が変更されるようにしてなる請求項７に記載される懐炉。
【請求項１６】
放熱プレートの表面をエラストマーで被覆している請求項１に記載される懐炉。
【請求項１７】
平面状ＰＴＣヒーターが電池と直列に接続されて、電池の保護回路に併用されてなる請求項３に記載される懐炉。
【請求項１８】
制御回路が、電池の温度を検出する温度センサを備え、電池温度が設定温度よりも低い状態で、ヒーターが電池を余熱する請求項７に記載される懐炉。
【請求項１９】
電池がリチウムポリマー電池で、放熱プレートとケースが変形できる請求項１に記載される懐炉。
【請求項２０】
ケースに電池の充電回路を内蔵している請求項１に記載される懐炉。
【請求項２１】
充電回路が、無接点充電回路を備える請求項２０に記載される懐炉。
【請求項２２】
充電回路がＵＳＢ端子に接続され、ＵＳＢ端子から電池を充電するようにしてなる請求項２０に記載される懐炉。
【請求項２３】
ケースに充電回路に接続されるＡＣプラグを設けており、このＡＣプラグをコンセントに接続して電池を充電するようにしてなる請求項２０に記載される懐炉。
【請求項２４】
放熱プレートの表面に無数の凹凸を設けている請求項１に記載される懐炉。
【請求項２５】
放熱プレ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おり、金属板は放熱プレートに面接触して熱結合され、ヒーターには突出部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２６】
ヒーターに通電する電池から電力を供給する防犯ブザーを内蔵している請求項１に記載される懐炉。
【請求項２７】
電池の残容量又は電圧を検出して、残容量又は電圧が設定値よりも小さくなるとヒーターへの通電を遮断して防犯ブザーにのみ電力を供給する状態に切り換える制御部を内蔵する請求項２６に記載される懐炉。
【請求項２８】
制御回路を構成する電子部品を実装する回路基板を備えており、この回路基板をヒーターの反対側に配置すると共に、ヒーターと回路基板の間に電池を配設してなる請求項７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、電池で加温されるヒーターを内蔵する懐炉に関する。
【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に記載される懐炉を図１に示す。この懐炉は、充電式の電池９１と、電池９１に通電されて発熱するヒーター９３を有するヒーター回路９４と、ヒーター回路９４を収納するケース９２とを備える。この懐炉は、円筒形電池９１を平行に並べてケース９２に収納して、ケース９２に内蔵するヒーター９３に通電して発熱する。
【特許文献１】特開平１１−７０１３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の懐炉は、低温環境で使用されるときに電池の消耗が大きく、電池で効率よくケースを加温できない欠点がある。それは、電池でヒーターを加熱し、加熱されたヒーターがケース内の空気を加温し、この空気を介して電池を加温するので、スイッチをオンにして電池の温度が上昇するのに時間がかかるからである。このため、スイッチをオンに切り換えるときに懐炉の温度が低いときに、電池の消耗が甚だしくなる欠点がある。さらに、懐炉が使用される温度環境は、電池の好ましい温度環境とは一致せず、懐炉の使用環境において電池が劣化がしやすく、また実質的に放電できる容量が減少して、長時間加温状態にできない等の欠点がある。
【０００４】
本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電池の温度環境を改善して、電池の劣化を防止しながら、加温時間を相当に延長できる懐炉を提供することにある。
また、本発明の他の大切な目的は、放熱プレートと電池とヒーターを独特の配置として、全体を小型で軽量化して持ち運びに便利な懐炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の懐炉は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
懐炉は、充電できる電池１と、この電池１を内蔵すると共に、外部に表出する放熱プレート４を有するケース２と、このケース２の放熱プレート４に熱結合構造で内蔵され、かつ電池１に通電されて加熱されるヒーター３とを備える。放熱プレート４は、ケース２の外側に位置する第１の表面４Ａと、ケース２の内側に位置する第２の表面４Ｂを有し、第２の表面４Ｂの一部に対向してヒーター３を熱結合状態で配設すると共に、第２の表面４Ｂの他の部分に対向して電池１を熱結合状態で配設している。懐炉は、ヒーター３の熱が放熱プレート４を介して電池１を加温する。
【０００６】
本発明の請求項２の懐炉は、請求項１の構成に加えて、電池が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電池で、ヒーター３を板状発熱体としている。この懐炉は、放熱プレート４の裏面の一部に対向して角形の電池１が配置されると共に、放熱プレート４の他の一部に対向して板状発熱体を配置している。
【０００７】
本発明の請求項３の懐炉は、請求項１または２の構成に加えて、ヒーター３を、平面状ＰＴＣヒーター３Ａとしている。
【０００８】
本発明の請求項４の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ケース２がプラスチック製の本体ケース５と、この本体ケース５に固定している金属板からなる放熱プレート４を有する。
【０００９】
本発明の請求項５の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ケース２内に、電池１とヒーター３とを嵌着構造で定位置に配置するプラスチック製のホルダーケース８を配設している。この懐炉は、電池１とヒーター３とをホルダーケース８に嵌着させてケース２内の定位置に配置している。
【００１０】
本発明の請求項６の懐炉は、請求項５の構成に加えて、ホルダーケース８が放熱プレート４と電池１との間に配設される熱結合隔壁４１を有し、この熱結合隔壁４１が放熱プレート４と電池１を熱結合する熱結合穴４２を有する。
【００１１】
本発明の請求項７の懐炉は、請求項１の構成に加えて、電池１からヒーター３に供給する電力をコントロールする制御回路６と、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、制御回路６が供給電力をコントロールして放熱プレート４の温度を制御する。
【００１２】
本発明の請求項８の懐炉は、請求項７の構成に加えて、制御回路６が、放熱プレート４の初期設定温度をノーマル設定温度よりも高く制御する。
【００１３】
本発明の請求項９の懐炉は、請求項７の構成に加えて、制御回路６が、電池１とヒーター３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をコントロールする制御部１２とを備え、制御部１２がスイッチング素子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している。
【００１４】
本発明の請求項１０の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ヒーター３の反対側に外気温度センサ１６を配置しており、この外気温度センサ１６の検出温度で懐炉の非使用状態を判定して電源をオフにする。
【００１５】
本発明の請求項１１の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ケース２内に、電池１で駆動されさるバイブレータ１７を内蔵している。
【００１６】
本発明の請求項１２の懐炉は、請求項１の構成に加えて、設定温度が異なる複数のヒーターを内蔵しており、通電するヒーターを切り換えて放熱プレートの温度をコントロールしている。
【００１７】
本発明の請求項１３の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ケースの両面に一対の放熱プレートを配設して、一対の放熱プレートの間に電池とヒーターを配設している。
【００１８】
本発明の請求項１４の懐炉は、請求項７の構成に加えて、制御回路６が設定温度を記憶するメモリ１３を備えると共に、この制御回路６に接続しているＵＳＢ端子１４を有する。この懐炉は、ＵＳＢ端子１４を介してコンピュータに接続して、メモリ１３に記憶される設定温度を変更する。
【００１９】
本発明の請求項１５の懐炉は、請求項７の構成に加えて、ケースに設けている複数のＬＥＤ１５を備えると共に、制御回路６がＬＥＤ１５の点灯状態を記憶するメモリ１３を内蔵している。さらに、この懐炉は、制御回路６に接続しているＵＳＢ端子１４を備え、このＵＳＢ端子１４を介してコンピュータに接続して、メモリ１３に記憶されるＬＥＤ１５の点灯状態を変更する。
【００２０】
本発明の請求項１６の懐炉は、請求項１の構成に加えて、放熱プレート４の表面をエラストマー９で被覆している。
【００２１】
本発明の請求項１７の懐炉は、請求項３の構成に加えて、平面状ＰＴＣヒーター３Ａを電池１と直列に接続して、電池１の保護回路に併用している。
【００２２】
本発明の請求項１８の懐炉は、請求項７の構成に加えて、制御回路６が、電池１の温度を検出する温度センサ１８を備え、電池温度が設定温度よりも低い状態で、ヒーター３が電池１を余熱する。
【００２３】
本発明の請求項１９の懐炉は、請求項１の構成に加えて、電池１がリチウムポリマー電池で、放熱プレートとケースを変形できるようにしている。
【００２４】
本発明の請求項２０の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ケース２に電池１の充電回路２５、３５を内蔵している。
【００２５】
本発明の請求項２１の懐炉は、請求項２０の構成に加えて、充電回路３５が、無接点充電回路３２を備えている。
【００２６】
本発明の請求項２２の懐炉は、請求項２０の構成に加えて、充電回路２５をＵＳＢ端子１４に接続して、ＵＳＢ端子１４から電池１を充電する。
【００２７】
本発明の請求項２３の懐炉は、請求項２０の構成に加えて、ケース２に、充電回路２５に接続されるＡＣプラグ３１を設けており、このＡＣプラグ３１をコンセントに接続して電池１を充電する。
【００２８】
本発明の請求項２４の懐炉は、請求項１の構成に加えて、放熱プレート４の表面に無数の凹凸４ａを設けている。
【００２９】
本発明の請求項２５の懐炉は、請求項１の構成に加えて、放熱プレート４とヒーター３との間に、ヒーター３に通電する金属板５４を配設しており、金属板５４を放熱プレート４に面接触して熱結合し、ヒーター３には突出部を介して電気接続している。
【００３０】
本発明の請求項２６の懐炉は、請求項１の構成に加えて、ヒーター３に通電する電池１から電力を供給する防犯ブザー８０を内蔵している。
【００３１】
本発明の請求項２７の懐炉は、請求項２５の構成に加えて、電池１の残容量又は電圧を検出して、残容量又は電圧が設定値よりも小さくなるとヒーター３への通電を遮断して防犯ブザー８０にのみ電力を供給する状態に切り換える制御部１２を内蔵している。
【００３２】
本発明の請求項２８の懐炉は、請求項２５の構成に加えて、制御回路６を構成する電子部品を実装する回路基板７を備えており、この回路基板７をヒーター３の反対側に配置すると共に、ヒーター３と回路基板７の間に電池１を配設している。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の懐炉は、使用状態における電池温度を好ましい温度範囲にできる。とくに、懐炉が使用される低温環境において電池温度を化学変化が起こりやすい最適環境にできる特徴がある。それは、本発明の懐炉が、放熱プレートの内側面である第２の表面に、ヒーターと電池の両方を熱結合状態で配置するからである。この構造の懐炉は、ヒーターで加温される放熱プレートを介して電池が加温される。化学変化で発電する電池は、低温環境では電気特性が著しく低下する。懐炉は、放熱プレートの温度を約４０℃に設定して使用される。電池の４０℃における電気特性を図１８に示す。この図は、２０℃と４０℃におけるリチウムイオン二次電池の充放電特性を示している。この図は、４０℃における実質放電容量が２０℃よりも相当に大きく、しかも充放電を繰り返してもこの実質放電容量が大きいことを明示する。したがって、ヒーターで加温される放熱プレートに熱結合状態で配置される電池は、快適な温度環境となって、実質放電容量が大きく、また充放電を繰り返してもその特性の低下が少ない。したがって、本発明の懐炉は、電池の劣化を防止しながら、加温時間を長くできる特徴が実現される。
【００３４】
さらに本発明の懐炉は、充電される電池の劣化をも有効に防止できる特徴も実現する。電池は充電されるときに発熱する。とくに、充電末期の発熱が大きく、この状態での温度上昇が電池を劣化させる原因となる。本発明は電池を放熱プレートに熱結合状態で配置する。このため、発熱する充電電池の熱は放熱プレートに伝えられて、放熱プレートが電池の放熱フィンの作用をする。したがって、放熱プレートは、充電される電池の熱を奪って電池の温度上昇を少なくし、充電電池の温度上昇による劣化を効果的に防止する。
【００３５】
さらにまた、充電される電池で加温された放熱プレートは、懐炉として使用するときに、ヒーターの消費電力を少なくして、電池による放熱プレートの加温時間をさらに長くする効果も実現する。それは、ヒーターの電気抵抗は温度が低い状態で小さい。このため、低温でヒーターに通電するときに電池の消耗が甚だしい。放熱プレートが加温された状態にあると、ヒーターの電気抵抗が大きく電池の消耗が少なくなる。このため、本発明の懐炉は、充電後の放熱プレートが加温された状態で使用すると、電池の消耗を相当に小さくして、電池による加温時間を著しく長くできる特徴も実現する。
【００３６】
とくに、本発明の請求項２の懐炉は、請求項１の構成に加えて、電池を、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形の電池とし、さらにヒーターを板状発熱体とするので、ヒーターを広い面積で放熱プレートに接触して、ヒーターで効率よく放熱プレートを加温でき、さらに、放熱プレートと電池とも広い面積で接触して、理想的な熱結合状態に配置できる。このため、電池で効率よく放熱プレートと電池の両方を加温し、さらに、電池の熱を有効に放熱プレートに伝導できる。したがって、電池による加温時間を長くでき、また電池の劣化をも少なくできる特徴がある。
【００３７】
本発明の請求項３の懐炉は、ヒーターを平面状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長がある。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。この懐炉は、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、温度を制御する制御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も低くできる。
【００３８】
本発明の請求項４の懐炉は、ケースが、プラスチック製の本体ケースと、この本体ケースに固定している金属板からなる放熱プレートを有しているので、本体ケースを絶縁材のプラスチックで成形して絶縁しながら、放熱プレートを熱伝導に優れたが金属板として、ヒーターと電池との熱伝導を良好にできる特長がある。
【００３９】
本発明の請求項５の懐炉は、ケース内に、電池とヒーターとを嵌着構造で定位置に配置するプラスチック製のホルダーケースを配設しており、電池とヒーターとをホルダーケースに嵌着させてケース内の定位置に配置しているので、無駄なスペースができないように、電池とヒーターとを定位置に配置して、より小型化しながら、組み立てを簡単にできる特徴も実現する。
【００４０】
本発明の請求項６の懐炉は、ホルダーケースが放熱プレートと電池との間に配設される熱結合隔壁を有しているので、電池と放熱プレートが熱結合隔壁を介して接触して、電池から放熱プレートに、また放熱プレートから電池に熱伝導で熱を伝えることができる。さらに、この熱結合隔壁は、放熱プレートと電池を熱結合する熱結合穴を有しているので、熱結合穴でもって、電池から放熱プレートに、また放熱プレートから電池に輻射熱で熱を伝えることができる。
【００４１】
さらに、本発明の請求項７の懐炉は、電池からヒーターに供給する電力をコントロールする制御回路と、放熱プレートの温度を検出する温度センサとを備え、制御回路が供給電力をコントロールして放熱プレートの温度を制御するので、ヒーターと放熱プレートの温度を制御回路で制御して、最適温度に加温できる。
【００４２】
また、本発明の請求項８の懐炉は、制御回路が、放熱プレートの初期設定温度をノーマル設定温度よりも高く制御するので、懐炉を使用するときに暖かくして、ユーザーは、寒いときには、低温火傷等を防止しながら、速やかに手などを加温できる特徴がある。
【００４３】
さらに、本発明の請求項９の懐炉は、制御回路が、電池とヒーターとの間に接続しているスイッチング素子と、このスイッチング素子をコントロールする制御部とを備え、制御部がスイッチング素子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、放熱プレートの温度をコントロールするので、ヒーターと放熱プレートの温度を自由にコントロールできる特徴がある。
【００４４】
また、本発明の請求項１０の懐炉は、ヒーターの反対側に外気温度センサを配置し、この外気温度センサの検出温度で懐炉の非使用状態を判定して電源をオフにするので、電池の無駄な消費を防止できる特徴がある。
【００４５】
さらにまた、本発明の請求項１１の懐炉は、ケース内に、電池で駆動されさるバイブレータを内蔵しているので、放熱プレートを加温しながらバイブレータでマッサージして快適に使用できる特徴がある。
【００４６】
また、本発明の請求項１２の懐炉は、設定温度が異なる複数のヒーターを内蔵して、通電するヒーターを切り換えて放熱プレートの温度をコントロールするので、ヒーターを切り換えてヒーターと放熱プレートの温度を簡単に変更できる特徴がある。
【００４７】
また、本発明の請求項１４の懐炉は、制御回路が設定温度を記憶するメモリを備え、この制御回路に接続しているＵＳＢ端子からコンピュータでメモリに記憶される設定温度が変更できるので、ユーザーはコンピュータを使用して、懐炉の設定温度を自分に最適な温度に設定できる特徴がある。
【００４８】
また、本発明の請求項１５の懐炉は、ケースに複数のＬＥＤを設け、このＬＥＤを制御回路のメモリに記憶し、さらに、この制御回路にＵＳＢ端子を介してコンピュータを接続して、メモリに記憶されるＬＥＤの点灯状態が変更できるので、ユーザーが自分の好きな点灯状態にＬＥＤを発光できる。
【００４９】
さらにまた、本発明の請求項１６の懐炉は、放熱プレートの表面をエラストマーで被覆しているので、エラストマーで低温火傷を防止しながら、衝撃のショックを吸収して耐落下強度を向上できる。
【００５０】
また、本発明の請求項１６の懐炉は、平面状ＰＴＣヒーターが電池と直列に接続されて、電池の保護回路に併用されるので、平面状ＰＴＣヒーターでもって電池の短絡電流などが流れるのを防止できる。
【００５１】
さらに、本発明の請求項１８の懐炉は、制御回路が、電池の温度を検出する温度センサを備え、電池温度が設定温度よりも低い状態で、ヒーターが電池を余熱するので、懐炉が低温に保存される状態で、電池の低温障害を防止できる。
【００５２】
また、本発明の請求項１９の懐炉は、電池をリチウムポリマー電池とし、さらに放熱プレートとケースを変形できるようにしているので、使用箇所によっては、体の表面に沿って変形して、快適に使用できる特徴がある。
【００５３】
さらに、本発明の請求項２０の懐炉は、ケースに電池の充電回路を内蔵しているので、内蔵電池を簡単に充電できる。とくに、請求項２１の懐炉は、無接点充電回路を備えるので、コネクタなどを接続することなく電池を充電できる。また、請求項２２の懐炉は、ＵＳＢ端子から電池を充電できるので、懐炉をコンピュータのＵＳＢ端子などに接続して電池を充電できる。また、請求項２３の懐炉は、充電回路にＡＣプラグを接続しているので、このＡＣプラグをコンセントに接続して電池を充電できる。
【００５４】
さらに、本発明の請求項２４の懐炉は、放熱プレートに無数の凹凸を設けているので、低温障害を防止できる。
【００５５】
さらに、本発明の請求項２４の懐炉は、放熱プレートの内面に平面部を設けて、この平面部をヒーターに熱結合するので、ヒーターの熱を有効に放熱プレートに熱伝導できる。
【００５６】
さらに、本発明の請求項２５の懐炉は、放熱プレ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。
【００５７】
さらに、本発明の請求項２６の懐炉は、ヒーターに通電する電池から電力を供給する防犯ブザーを内蔵している。このように、防犯ブザーを内蔵する懐炉は、手で握って、あるいはポケットに入れた状態で持ち運びするので、冬の夜道等において、緊急時にすばやく操作してブザーを鳴らすことができる。
【００５８】
さらに、本発明の請求項２７の懐炉は、電池の残容量又は電圧を検出して、設定値よりも小さくなるとヒーターへの通電を遮断して防犯ブザーにのみ電力を供給するので、緊急時に電池が切れるのを阻止して、防犯ブザーを確実に作動させることができる。
【００５９】
さらにまた、本発明の請求項２８の懐炉は、制御回路を構成する電子部品を実装する回路基板をヒーターの反対側に配置すると共に、ヒーターと回路基板の間に電池を配設しているので、ヒーターと回路基板の中間に位置する電池によって、ヒーターの熱が回路基板の電子部品に伝達されるのを有効に防止してできる特徴がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６０】
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。さらに、この明細書は、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。
【００６１】
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、板状発熱体とすることができる。このヒーター３として、平面状ＰＴＣヒーター３Ａが使用できる。ただ、ヒーターとしては、平面状ＰＴＣヒーター以外に、トランジスターの発熱を利用したもの、抵抗体等も利用できる。
【００６２】
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である。電池１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。その外周には、絶縁等のために、絶縁性の樹脂材料シート或いはチューブが装着されている。この電池１は、外装缶のフラット面１ａの内面に電極を密接している。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。電池１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１０〜１２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。
【００６３】
ケース２は、全体の平面形状を所定の厚さの四角形、図においては長方形としている。このケース２は、絶縁材であるプラスチック製の本体ケース５と、放熱プレート４とからなる。この放熱プレート４は、熱伝導が良好であることが望ましく、例えば、金属板からなる。ケース２には、電池１とヒーター３を定位置に配置する絶縁材からなるホルダーケース８を内蔵している。
【００６４】
ケース２は、ホルダーケース８を介して、電池１と、制御回路６の電子部品を実装する回路基板７と、ヒーター３とを内蔵する大きさに成形している。さらに、本体ケース５は、ホルダーケース８を連結する止ネジ２０をねじ込む連結ボス２１を一体的に成形して設けている。連結ボス２１は、本体ケース５の四隅部に配置される。
【００６５】
放熱プレート４は、全体を金属板をプレス加工して製作している。金属板は、アルミニウム板である。ただし、放熱プレートの金属板は、鉄板、銅板、シンチュウ板なども使用できる。さらに、放熱プレートは、熱伝導に優れた全ての熱伝導材、たとえば金属粉末を充填して成形しているプラスチック等も使用できる。また、放熱プレートは、樹脂材料とすることもできる。放熱プレート４は、図３の一部拡大断面図に示すように、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。また、図９に示すように、放熱プレート４の表面をエラストマー９で被覆して、低温火傷を防止することもできる。さらにまた、ケース２の表面をエラストマー９で被覆する懐炉は、落下による衝撃等を吸収して、耐衝撃強度を向上することもできる。なお、図９に示す実施例において、図３に示す実施例と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【００６６】
図２の放熱プレート４は、両端部を突出させて突出部をバンド連結部２２としている。バンド連結部２２は、バンドを挿通するスリット２３を設けている。このケース２は、バンド連結部２２に連結されるバンド２４でもって、ユーザーが懐炉を体の一部に安定して位置ずれしないように固定できる特徴がある。また、金属板からなる放熱プレート４にバンド連結部２２を設ける構造は、バンド連結部２２を強靱な構造にできる。このため、バンド２４で強く引っ張ってもケース２が破損したり変形するのを防止できる。また、放熱プレート４の面積を大きくして、ユーザーを広い面積で加温できる。
【００６７】
本体ケース５は、ホルダーケース８を固定して、このホルダーケース８でもって、電池１とヒーター３と回路基板７を定位置に配置している。ホルダーケース８は、全体を絶縁材のプラスチックで成形している。図のホルダーケース８は、その外形を本体ケース５の内形よりもわずかに小さくして、本体ケース５の内側に嵌着して定位置に配置される。
【００６８】
懐炉は、放熱プレート４の内側に位置する第２の表面４Ｂの一部に対向してヒーター３を熱結合状態で配設し、さらに、第２の表面４Ｂの他の部分に対向して電池１を熱結合状態で配設している。電池１と放熱プレート４とを熱結合状態で配置するために、ホルダーケース８は、放熱プレート４と電池１との間に熱結合隔壁４１を設けている。この熱結合隔壁４１は、角形の電池１の熱を放熱プレート４に、また放熱プレート４の熱を角形の電池１に伝える。図の熱結合隔壁４１は、開口である熱結合穴４２の外周に位置し、従って、熱結合穴４２を開口して、熱結合穴４２でもって、電池１から放熱プレート４に、また放熱プレート４から電池１に輻射熱で伝える。また、電池１と放熱プレート４が熱結合隔壁４１を介して接触して、電池１から放熱プレート４に、また放熱プレート４から電池１に熱伝導で熱を伝える。電池１と放熱プレート４を輻射熱で熱結合する熱結合隔壁４１は、たとえば１ｍｍ以下と薄く成形して、電池１と放熱プレート４とを互いに接近させて、輻射熱で効率よく熱を伝える。さらに、熱結合穴に、たとえば熱結合剤であるシリコン等を充填して、電池と放熱プレートとを熱結合状態に配置することもできる。この構造は、熱結合剤を介して電池から放熱プレートに、また放熱プレートから電池に熱伝導されて効率よく熱を伝えることができる。このため、熱結合穴に熱結合剤を充填する構造は、熱結合隔壁を厚く成形して、電池と放熱プレートの熱伝導をよくできる。
なお、電池から放熱プレートに、また放熱プレートから電池に熱が良好に伝達するのであれば、熱結合穴をなくし、熱結合隔壁が延長した形状の板状、換言するなら、熱結合穴を閉塞する板状とすることもできる。
【００６９】
電池１と放熱プレート４との間に、熱結合穴４２のある熱結合隔壁４１を配置する懐炉は、電池１を定位置に配置しながら、電池１と放熱プレート４とを熱結合状態で配置できる。ただし、本発明の懐炉は、電池と放熱プレートとを熱結合状態で配置する構造をこの構造には特定しない。たとえば、電池と放熱プレートの表面に、マイカなどの絶縁熱伝導シートを挟着し、絶縁熱伝導シートで絶縁しながら熱結合状態で配置することもできる。この構造は、マイカなどの絶縁熱伝導シートの表面にシリコンオイルを塗布して熱伝導を良くすることができる。
【００７０】
ホルダーケース８は、その外周に沿って内周壁４３を設けている。内周壁４３は、本体ケース５の外周に設けている周壁４０の内側に配設される。さらに、ホルダーケース８は、角形の電池１を定位置に配置するために、図６において熱結合隔壁４１の下面に角形の電池１を嵌着する嵌着壁４４を一体的に成形して設けている。さらに、ホルダーケース８は、熱結合隔壁４１の片側の下面に、回路基板７を定位置に配置する凹凸４５を設けると共に、この上面には、回路基板７やヒーター３に接続されるリード５０を貫通するスリット５１を設けている。さらに、ホルダーケース８は、回路基板７と反対側の上面に、ヒーター３を定位置に配置する位置決リブ４６を設けている。回路基板７は、本体ケース５とホルダーケース８と間に配置されて、上下から狭着される状態で定位置に保持される。また、ヒーター３は、ホルダーケース８の上面に嵌着される。さらに、回路基板７とヒーター３は、これらに接続されるリード５０をスリット５１に挿通して、ホルダーケース８の定位置に配置される。
【００７１】
放熱プレート４は、金属板をプレス加工して、本体ケース５の周壁４０の外側に位置する外周壁５２を設けている。本体ケース５の外周壁５２は、バンド連結部２２との境界の外周壁５２に連結孔５３を設けている。連結孔５３は、本体ケース５とホルダーケース８の係止部４７を係止して、放熱プレート４に本体ケース５とホルダーケース８を固定する。この構造は、ホルダーケース８をネジ止めして本体ケース５に連結し、互いに連結された本体ケース５とホルダーケース８の係止部４７を放熱プレート４の連結孔５３に連結して組み立てられる。本体ケース５の係止部４７は弾性変形する係止フックである。この構造は、本体ケース５を放熱プレート４に挿入して、係止部４７である係止フックを連結孔５３に案内して、放熱プレート４に簡単に連結できる。
【００７２】
ヒーター３は、ほぼ円板状の平面状ＰＴＣヒーター３Ａである。このヒーター３は、ホルダーケース８の上面にあって、放熱プレート４の第２の表面４Ｂに対向し、放熱プレート４に接近して熱結合状態で配置される。この平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、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５４、５５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５４、５５は、リード５０を介して、回路基板７に電気接続されている。
【００７３】
図の懐炉は、ひとつのヒーターを内蔵するが、複数のヒーターを内蔵することもできる。複数のヒーターを内蔵する懐炉は、各々のヒーターの設定温度を同じ温度とし、あるいは異なる温度とすることができる。設定温度が異なるヒーターを内蔵する懐炉は、通電するヒーターを切り換えて放熱プレート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ヒーターを内蔵する懐炉は、ひとつの平面状ＰＴＣヒーターの設定温度を４５℃、別の平面状ＰＴＣヒーターの設定温度を４８℃とする。この懐炉は、設定温度を４５℃とする平面状ＰＴＣヒーターに通電して放熱プレートを４５℃まで加温する。また、４８℃の平面状ＰＴＣヒーターに通電して、平面状ＰＴＣヒーターを４８℃まで加温する。また、両方の平面状ＰＴＣヒーターに通電して、放熱プレートを速やかに温度上昇させて、４８℃まで加温する。
【００７４】
さらに、懐炉は、ユーザーの体に沿って変形できる構造とすることもできる。図に示すように、両側にバンド連結部２２を設けている懐炉は、バンド連結部２２を折曲できるように連結して、ユーザーの体に沿う形状に変形できる。また、懐炉は、図示しないが、全体を複数のユニットに分割し、各々のユニットを折曲できるように連結して、ユーザーの体に沿うよう形状に変形できる。この懐炉は、分割された各々のユニットに電池とヒーターと放熱プレートを設け、あるいはひとつのユニットに電池を内蔵して、他のユニットには放熱プレートとこれを加温するヒーターを設ける構造とすることができる。
【００７５】
さらに、懐炉は、図示しないが、全体を湾曲できる構造とすることもできる。この懐炉は、本体ケースを変形できる軟質のプラスチックやゴムで成形すると共に、ケースに内蔵される電池をリチウムポリマー電池とし、さらに放熱プレートを湾曲できる薄い金属板とし、あるいは軟質プラスチックの表面に金属箔を固定する構造とする。この懐炉は、体の温めたい部分に沿う形状に全体を湾曲させて、快適に使用できる特長がある。また、軟質部材で成形されるケースは、触感を良くできる特長もある。
【００７６】
懐炉の回路図を図８に示す。この回路図の懐炉は、電池１からヒーターである平面状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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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１０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。
【００８１】
さらに、図の制御回路６は、懐炉が使用されない状態を検出するために、外気温度センサ１６を配置している。この外気温度センサー１６は、図示しないが、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの反対側に配置される。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スイッチング素子１１をオフにする。ここで、外気温度線センサ１６近傍のケースに開口を設け、外気をケース内に導入できるようにしても良い。
【００８２】
この制御回路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、スイッチング素子１１をオフに切り換える。図１１は、スイッチング素子１１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はスイッチング素子１１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スイッチング素子１１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。
【００８３】
さらに、図１２に示す懐炉は、制御回路６の制御部１２にＵＳＢ端子１４を接続している。このＵＳＢ端子１４は、図示しないが、ケースに設けることができる。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。
【００８４】
さらに、図１２の懐炉は、複数のＬＥＤ１５を制御回路６に接続している。ＬＥＤ１５は、図示しないが、ケースに内蔵される回路基板に固定されて、制御回路６で点滅状態が制御される。懐炉は、たとえば、ＬＥＤ１５の表面側に配置されるケースを透光性を有するプラスチックで製作し、ＬＥＤ１５の発光を透過させて外部に表示することも、ケースに、ＬＥＤ１５を表出させる開口窓を設けて、ケースの開口窓からＬＥＤを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。
なお、図１２に示す実施例において、図８に示す実施例と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【００８５】
さらにまた、図１３の懐炉は、ケース２内に、電池１で駆動されさるバイブレータ１７を内蔵している。この懐炉は、放熱プレート４を加熱しながら、人体をマッサージできる特徴がある。また、放熱プレート４で加熱しない状態にあっても、人体をマッサージすることもできる。さらにまた、懐炉の作動中において、制御部により、バイブレータ１７を周期的（１０分から１時間の間に１回、１０秒程度）に振動させることで、懐炉が作動中であることを確認できる。
なお、図１３に示す実施例において、図３に示す実施例と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【００８６】
図３の断面図に示す懐炉は、放熱プレート４がケース２の外側に位置する第１の表面４Ａと、ケース２の内側に位置する第２の表面４Ｂとを有し、この第２の表面４Ｂに対向して電池１とヒーター３とを配設している。この懐炉は、放熱プレート４の内面に対向して、電池１及びヒーター３の両方を配設する。この懐炉は、電池１とヒーター３と放熱プレート４を３層構造には積層しないで、電池１及びヒーター３を配設する第１の層と、放熱プレートを配設する第２の層とを積層する２層構造とする。この懐炉は、電池１とヒーター３とをひとつの層に配置するので、３層構造の懐炉に比較して、全体を薄くできる。
【００８７】
さらに、放熱プレート４の内面には、角形の電池１のフラット面１ａを熱結合状態で配置すると共に、電池１と異なる領域には、平面状ＰＴＣヒーター３Ａを平行に配設して熱結合状態で配置する。すなわち、放熱プレート４の内面には、その領域を分けて、電池１のフラット面１ａと平面状ＰＴＣヒーター３Ａを平行な姿勢で対向して配置する。この構造の懐炉は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱を効率よく放熱プレート４に伝えながら、放熱プレート４と電池１との間で効率よく熱を伝えることができる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱は、放熱プレート４を介して電池１に伝えられる。電池１は、平面状ＰＴＣヒーター３Ａで直接に加熱されることはなく、放熱プレート４を介して加温される。平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱は、放熱プレート４に伝えられて一部をケース２の外側にある第１の表面４Ａから放熱し、残りの一部は熱結合状態にある電池１に伝えられて、電池１を快適な温度に加温する。
【００８８】
この懐炉は、低温環境において、平面状ＰＴＣヒーター３Ａで電池１を加温する。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を加温する。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。
【００８９】
さらに、図の懐炉は、ヒーター３と放熱プレート４との間に、ヒーター３に通電する金属板５４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５４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５４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を設けることができる。この金属板は、突出部が平面状ＰＴＣヒーターの表面の電極に接触して、電気接続される。さらに、金属板５４は、全体の形状を平面状として、放熱プレート４の第２の表面４Ｂに面接触状態で熱結合される。さらに、放熱プレート４の第２の表面４Ｂと金属板５４とは、シリコンペーストなどの熱結合ペーストを塗布して、熱伝導効率を高くすることもできる。
【００９０】
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４に伝導されず、金属板５４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４の温度変化を少なくできる。平面状ＰＴＣヒーター３Ａは、図８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５４を介して平面状ＰＴＣヒーター３Ａの熱を放熱プレート４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５４を介して放熱プレート４に伝導する構造で解消できる。
【００９１】
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。
【００９２】
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、電池１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、電池１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。充電される電池１は発熱するが、電池１の発熱は熱結合状態にある放熱プレート４に伝えられる。電池１の熱を放熱プレート４に伝えることから、放熱プレート４は充電される電池１の放熱フィンの作用をして、電池１の温度上昇を防止する。また、放熱プレート４は加温されることで熱を吸収する。放熱プレート４が吸収する熱、いいかえると放熱プレート４が蓄熱する熱も電池の温度上昇を少なくする。すなわち、放熱プレート４は、最初に電池１の熱を吸収して電池１の温度上昇を制限し、放熱プレート４が電池１の熱を吸収して所定の温度になると、熱を外部に放熱して電池１の温度が異常に高くなるのを防止する。充電される電池１の熱を放熱プレート４で放熱しながら電池１を充電するので、電池１が満充電された状態で放熱プレート４は電池１で加温された状態にある。加温状態にある放熱プレート４は、ヒーター３を加温して、ヒーター３の電気抵抗を大きくする。ヒーター３の電気抵抗が温度が高くなると高くなるからである。このため、電池１を充電して懐炉に使用するとき、ヒーター３の電気抵抗が大きく、電池１の消耗を少なくできる。
【００９３】
図の充電回路２５は、電池１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。
【００９４】
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１４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。
【００９５】
さらに、懐炉は、図１５に示すように、充電回路３５に無接点充電回路３２を内蔵して、この無接点充電回路３２で、内蔵する電池１を充電することもできる。無接点充電回路３２を内蔵する充電回路３５は、図１５に示すように、誘導コイル３３と、この誘導コイル３３に誘導される交流を整流して直流に変換する整流回路３４とを内蔵している。整流回路３４の出力は充電制御部３６に入力されて、電池１を充電する。無接点充電回路３２を内蔵する懐炉は、図１６に示すように、出力コイル３７を内蔵する充電台３９の上に置かれて電池１を充電する。充電台３９は、無接点充電回路３２に高周波の電力を電磁誘導作用で伝送する出力コイル３７と、この出力コイル３７に高周波電力を供給する電源回路３８とを内蔵している。このように、無接点充電回路３２で電池１を充電する懐炉は、コネクタの接触不良などを皆無にして便利に充電できる。このように、無接点充電方式を採用することで、金属端子の接触による電気接続より充電しなくても良い。よって、懐炉を防水構造として、水が懐炉に付着した状態でも、無接点充電方式にて充電することができる。
【００９６】
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１２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。
【００９７】
また、本実施例の懐炉には、図示しないが、以下の機能を追加することも可能である。たとえば、懐炉は、ケースの外形形状を、板状のハート型とすることもできる。ハート型であり、懐炉として暖かい温度も備えることにより、使用者を心情的に暖かく感じさせることができる。また、このハート型の懐炉に、上述のバイブレーション機能を持たせて、ボタン操作により、必要時にバイブレーションを実行できるようにすることで、ハート型が振動して、他の人に懐炉をプレゼントするとき、あたかも渡す人のハートがドキドキしているような印象を、受け取った人に与えることができる。さらに、ケースの外形形状、模様等の外観を、板状の鯛焼き型とすることもできる。鯛焼きとは、日本において周知の食べ物であって、概略魚の外形形状、模様等の外観を有し、練った小麦粉を焼いたものの中に、あん（＝sweet bean jam）を入れたものである。このような鯛焼き型の懐炉に、上述のバイブレーション機能を持たせることで、鯛が躍動的に動いているような印象を与えて、使用者に楽しい印象を与えることができる。また、同じように、ケースの外形形状、模様等の外観を、板状の動物、マンガ等のキャラクターとすることで、使用者に楽しい印象を与えることができる。また、ケース内に、芳香剤を入れ、ケースに開口を設けることで、懐炉の温度により、芳香剤を適切に発散することができる。さらには、懐炉内に、ＭＰ４等を利用したデジタル音楽再生機能を付加することもできる。
【００９８】
さらに、図１７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。
【００９９】
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。
なお、図１７に示す実施例において、図１２に示す実施例と同じ構成要素については、同符号を付して、その説明を省略する。
【０１００】
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。
（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。
（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。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】従来の懐炉の内部構造を示す斜視図である。
【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に示す懐炉の一部拡大縦断面図である。
【図４】図２に示す懐炉の分解斜視図である。
【図５】図４に示す懐炉の分解斜視図である。
【図６】図５に示す懐炉を底面から見た分解斜視図である。
【図７】図２に示す懐炉を底面から見た分解斜視図である。
【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】本発明の他の実施例にかかる懐炉の縦断面図である。
【図１０】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１１】制御回路がヒーター温度と外気温度でスイッチング素子を制御する一例を示すグラフである。
【図１２】本発明の他の実施例にかかる懐炉のブロック図である。
【図１３】本発明の他の実施例にかかる懐炉の縦断面図である。
【図１４】本発明の他の実施例にかかる懐炉の側面図である。
【図１５】本発明の他の実施例にかかる懐炉の回路図である。
【図１６】図１５に示す懐炉を充電台で充電する状態を示す側面図である。
【図１７】本発明の他の実施例にかかる懐炉のブロック図である。
【図１８】本発明の一実施例にかかる懐炉の電気特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０２】
１…電池                    １ａ…フラット面
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…第１の表面
４Ｂ…第２の表面
４ａ…凹凸
５…本体ケース
６…制御回路
７…回路基板
８…ホルダーケース
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…連結ボス
２２…バンド連結部
２３…スリット
２４…バンド
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…出力コイル
３８…電源回路
３９…充電台
４０…周壁
４１…熱結合隔壁
４２…熱結合穴
４３…内周壁
４４…嵌着壁
４５…凹凸
４６…位置決リブ
４７…係止部
５０…リード
５１…スリット
５２…外周壁
５３…連結孔
５４…金属板
５５…金属板
８０…防犯ブザー            ８０Ａ…ブザー
８０Ｂ…防犯回路
８１…警報スイッチ
９１…電池
９２…ケース
９３…ヒーター
９４…ヒーター回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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