(57)【要約】【課題】  発熱部品の放熱から低耐熱部品を保護することにより特性及び信頼性が向上し、かつ、小型化・薄型化が可能な電子機器を提供する。【解決手段】  熱伝導率の低い材料から構成される筐体１０の内部の底面に、表面にアルミ箔が貼り付けられて表面の放射率が０．０４以上かつ０．３以下に形成された発熱部品たるＰＥＦＣ１を、断熱性のスペーサ５を介して配置する。そして、このＰＥＦＣ１を空冷するための送風機６をその側方に配置する。一方、筐体１０の内部の上面側に、低耐熱性部品たる電解コンデンサ２及び記憶ディスク３を配置する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源ユニットからなる発熱部品と、前記発熱部品の動作時の温度よりも最高使用温度が低い低耐熱性部品と、を内蔵する電子機器において、
前記発熱部品の表面の少なくとも一部は、波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対する放射率が０．０４以上０．３以下であることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記放射率が０．０４以上０．１以下である請求項１記載の電子機器。
【請求項３】
前記発熱部品が、電源モジュールである請求項１又は２記載の電子機器。
【請求項４】
前記発熱部品が、発電部品である請求項１又は２記載の電子機器。
【請求項５】
前記発電部品が、燃料電池である請求項４記載の電子機器。
【請求項６】
前記燃料電池が、固体高分子型燃料電池である請求項５記載の電子機器。
【請求項７】
前記燃料電池が、固体酸化物型燃料電池である請求項５記載の電子機器。
【請求項８】
前記低耐熱性部品が、電解コンデンサ、水晶デバイス、撮像素子、ＩＣカード、電池、及び、記憶ディスクのいずれかである請求項１〜７のいずれかに記載の電子機器。
【請求項９】
前記発熱部品と前記低耐熱性部品とが筐体の内部に配置され、前記発熱部品で生じた熱の前記筐体を介した伝導伝熱が抑制可能に構成された請求項１〜８のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１０】
前記筐体と前記発熱部品とが断熱された請求項９記載の電子機器。
【請求項１１】
前記筐体が断熱性材料から構成された請求項１０記載の電子機器。
【請求項１２】
前記筐体と前記発熱部品との間に断熱材が配置された請求項１０記載の電子機器。
【請求項１３】
前記発熱部品と前記低耐熱性部品とが筐体の内部に配置され、前記発熱部品を対流伝熱により冷却する冷却手段を備えた請求項１〜１２のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１４】
前記筐体は、内部の空気を外部に排出するための空気出口と、外部の空気を内部に取り込むための空気入口とを有し、
前記冷却手段が、送風機である請求項１３記載の電子機器。
【請求項１５】
前記発熱部品の前記表面の少なくとも一部が、平坦な金属面から構成される請求項１〜１４のいずれかに記載の電子機器。
【請求項１６】
前記金属面が、金属酸化物から構成された請求項１５記載の電子機器。
【請求項１７】
前記金属酸化物が、酸化マグネシウム又は酸化アルミニウムである請求項１６記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発熱部品を内蔵する電子機器に関するものであり、特に、発熱部品として、燃料電池を内蔵した電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータ（以下、ノートパソコンと略す）といった携帯用の電子機器において、軽量化、小型化、薄型化が要求されるとともに長時間の使用が要求されており、それに伴って、軽量及び小型であって、かつ、エネルギー密度の高い電源が求められている。現在普及している電源では、リチウムイオン二次電池が最もエネルギー密度が高いが、これよりも更に高いエネルギー密度を有する電源が求められている。電源の１つである燃料電池は、電気化学反応で発電を行うものであり、中でも、固体高分子型燃料電池（Polymer Electrolyte Fuel Cell：以下、ＰＥＦＣと呼ぶ）や固体酸化物型燃料電池（Solid Oxide Fuel Cell：以下、ＳＯＦＣと呼ぶ）は、高いエネルギー密度が実現可能な電源として期待されている。
【０００３】
ＰＥＦＣやＳＯＦＣでは、発電の際に発熱が起こり、例えば、水素を燃料極に供給するとともに空気中の酸素を酸化剤極に供給して発電を行うＰＥＦＣの場合では、理論的には１セルあたり１．２ボルトの電圧を生じるが、一般的に実際に得られる電圧は０．４〜０．６ボルトであり、理論電圧と実際に得られる電圧との差、すなわち０．６〜０．８ボルトの電圧に相当する電気エネルギーが、熱エネルギーに変換される。例えば、ＰＥＦＣにおいて１５ワットの発電を行った場合には、１５ワットから３０ワットの発熱が伴う。
【０００４】
一方、電源の軽量化及び小型化の観点から、電源はより高出力で発電できるように動作させるのが望ましく、よって、ＰＥＦＣやＳＯＦＣでは、高出力で発電を行うために、発電動作時の温度を室温よりも高く保持することが好ましい。例えば、ＰＥＦＣを２５℃で動作させて発電した場合の発電量は２ワットであり、この時の発熱量は４ワットであるのに対して、８０℃で動作させた場合の発電量は１３ワットであり、この時の発熱量は２６ワットである。したがって、ＰＥＦＣでは、高出力を得るために、発電動作時の温度を７０〜１３０℃程度に保持するように温度制御が行われる。また、ＳＯＦＣでは、２５℃で動作させて発電した場合の発電量は０．２ワットであり、この時の発熱量は０．４ワットであるのに対して、４００℃で動作させた場合の発電量は１３ワットであり、この時の発熱量は２６ワットである。したがって、ＳＯＦＣでは、高出力を得るために、発電動作時の温度を少なくとも４００℃以上に保持するように温度制御が行われる。
【０００５】
上記のように、ＰＥＦＣやＳＯＦＣを電源として備えた電子機器では、動作時にＰＥＦＣやＳＯＦＣの温度が高温に保持され、かつ、これらが発電により発熱するため、ＰＥＦＣやＳＯＦＣの温度が他の部品の温度よりも高くなり、よって、ＰＥＦＣやＳＯＦＣから周囲へ多量の熱が放熱される。このことから、以下においては、ＰＥＦＣやＳＯＦＣを発熱部品と呼ぶ。
【０００６】
ところで、ＰＥＦＣやＳＯＦＣを電源として備えた電子機器は、ＰＥＦＣやＳＯＦＣのような発熱部品の他に、耐熱性の低い部品（以下、低耐熱性部品と呼ぶ）を有している。ここで、低耐熱性部品とは、指定された最高温度が、発熱部品の動作時の温度よりも低い部品のことである。例えば、低耐熱性部品としては、電解コンデンサ、水晶素子、撮像素子、ＩＣカード、電池、記憶ディスク等があげられ、これらの部品の指定された最高使用温度は、それぞれ８５℃、８０℃、６０℃、６０℃、６０℃、４０℃である。このような低耐熱性部品は、最高指定温度よりも高い温度で動作させた場合に、性能の低下、誤動作の発生、寿命の短命化等を生じ、その結果、電子機器の特性及び信頼性に悪影響を及ぼす。したがって、発熱部品と低耐熱性部品とを内蔵する電子機器では、発熱部品から放熱される熱から低耐熱性部品を守る必要があり、よって、機器内の放熱方法を工夫する必要がある。このような問題は、発熱部品がＰＥＦＣやＳＯＦＣである場合に限定されるものではなく、これ以外に、例えば、電源モジュール等を備えた電子機器においても問題となる。
【０００７】
ところで、発熱部品から周囲への熱の伝わり方には、伝導伝熱、対流伝熱、及び、放射伝熱の３つの態様があり、発熱部品から周囲へ伝えられる熱の量（放熱量）は、これら各伝熱における熱量の総和となる。伝導伝熱は、発熱部品に接触する部材、例えば、発熱部品が取り付けられている筐体、を通じて、発熱部分の熱が周囲に伝熱されるものである。対流伝熱は、空気による伝熱である。放射伝熱は、発熱部分から発せられた赤外線等の熱線による伝熱であり、発熱部品の温度が高いほど、また、発熱部品の表面積が大きいほど、伝熱量が増大する。例えば、波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対する放射率が一般的な値（具体的には０．９５）である発熱部品であって、表面温度が１２５℃かつ表面積が１００ｃｍ２である場合に、温度が２５℃である周囲への放射伝熱による放熱量は９ワットとなる。
【０００８】
発熱部品から放熱される熱から低耐熱性部品を守るためには、低耐熱性部品への伝熱を抑制する必要がある。伝熱を抑制する方法として、例えば、発熱部品が接触する部分（例えば、発熱部品が取り付けられた筐体）の断面積を小さくすることにより、発熱部品から伝導伝熱により低耐熱性部品へ伝わる伝熱量を容易に低減することができる。また、対流伝熱で温まった空気を速やかに電子機器内部から外部に排出することにより、対流伝熱による伝熱量が大きくなり、それにより、発熱部品からの伝導伝熱及び放射伝熱を抑制することが可能となって結果として低耐熱性部品への放熱が抑制される。
【０００９】
一方、放射伝熱を抑制する方法としては、例えば、低耐熱性部品及び発熱部品を内部に収納する電子機器の筐体の内面を、低放射率に構成したものがある（例えば、特許文献１参照）。かかる構成によれば、発熱部品から筐体に伝導伝熱された熱が、放射伝熱により筐体からさらに低耐熱性部品に伝熱されるのを抑制することができる。また、発熱部品と低耐熱性部品との間に、赤外線反射板を配置した構成のものもある（例えば、特許文献２参照）。かかる構成によれば、発熱部品から発せられた熱線を赤外線反射板により反射することができるため、低耐熱性部品が発熱部品から熱放射を直接受けることがなく、よって、低耐熱性部品の温度上昇を抑制することができる。
【特許文献１】特開２００１−２１０９８０号公報
【特許文献２】特開２００１−１４８５９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記のように電子機器の筐体の内面を低放射率にする方法は、発熱部品から筐体への伝導伝熱が前提であり、したがって、低耐熱性部品を筐体から熱的に分離する必要がある。このため、電子機器内における低耐熱性部品の配置の自由度が著しく低下するとともに、機器の小型化・薄型化の妨げとなる。また、人の手が触れる筐体の温度が伝導伝熱により上昇すると、筐体に触れた際に火傷するおそれがある。一方、発熱部品と低耐熱性部品との間に赤外線反射板を配置する方法では、赤外線反射板の配置のための空間が必要となるため、機器が大型化してしまい小型化・薄型化が困難となる。
【００１１】
本発明は、発熱部品の放熱から低耐熱部品を保護することにより特性及び信頼性が向上し、かつ、小型化・薄型化が可能な電子機器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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係る電子機器は、電源ユニットからなる発熱部品と、前記発熱部品の動作時の温度よりも最高使用温度が低い低耐熱性部品と、を内蔵する電子機器において、前記発熱部品の表面の少なくとも一部は、波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対する放射率が０．０４以上０．３以下である。
【００１３】
かかる構成によれば、発電部品の表面から周囲へ放射伝熱により放熱される熱量を低減することが可能となるため、低耐熱性部品の温度上昇を抑制することが可能となる。したがって、低耐熱性部品の性能低下、誤動作の発生、及び、寿命の短命化を防止することができ、電子機器の特性、信頼性、及び、耐久性を向上させることが可能となる。なお、ここで表面とは、発熱部品がその構成部品をケースに収容してなるような場合は、そのケースの表面をさす。
【００１４】
前記放射率が０．０４以上０．１以下であることがより好ましい。
【００１５】
前記発熱部品が、電源モジュールであってもよい。
【００１６】
前記発熱部品が、燃料電池であってもよく、例えば、固体高分子型燃料電池、あるいは、固体酸化物型燃料電池であってもよい。
【００１７】
かかる構成において、固体高分子型及び固体酸化型燃料電池では、高出力を得るために、発電動作時の温度が高温に保持される。ここで、上記のように表面の放射率が小さく構成された燃料電池では、周囲への放射伝熱が抑制されて熱を自己内部に閉じ込めることが可能となるため、この熱を自己の温度保持に利用することができる。したがって、低耐熱性部品への放熱を抑制すると同時に、熱を有効に利用することが可能となる。特に、前記放射率が０．０４以上０．１以下であると、発電時における温度保持効果とともに、熱の閉じ込めにより燃料電池の起動に要する時間の短縮効果も得られる。
【００１８】
前記低耐熱性部品が、電解コンデンサ、水晶デバイス、撮像素子、ＩＣカード、電池、及び、記憶ディスクのいずれかであってもよい。
【００１９】
前記発熱部品と前記低耐熱性部品とが筐体の内部に配置され、前記発熱部品で生じた熱の前記筐体を介した伝導伝熱が抑制可能に構成されてもよく、前記筐体と前記発熱部品とを断熱することにより前記伝導伝熱が抑制されてよい。例えば、前記筐体が断熱性材料から構成されてもよく、前記筐体と前記発熱部品との間に断熱材が配置されてもよい。
【００２０】
前記発熱部品と前記低耐熱性部品とが筐体の内部に配置され、前記発熱部品を対流伝熱により冷却する冷却手段を備えてもよい。例えば、前記筐体は、内部の空気を外部に排出するための空気出口と、外部の空気を内部に取り込むための空気入口とを有し、前記冷却手段が、送風機であってもよい。
【００２１】
前記発熱部品の前記表面の少なくとも一部が、平坦な金属面から構成されてもよく、また、前記金属面が、金属酸化物から構成されてもよい。例えば、前記金属酸化物が、酸化マグネシウム又は酸化アルミニウムであってもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、発熱部品と低耐熱性部品とを内蔵する電子機器において、発熱部品から低耐熱性部品への放熱を大幅に抑制できるので、低耐熱性部品の温度の上昇を抑制することが出来る。したがって、電子機器において、低耐熱性部品の性能低下や誤作動が防止され、安定して良好な特性及び高い信頼性を得ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、電子機器として、ノートパソコンについて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の実施の形態に係る電子機器（ノートパソコン）の内部の構成を示す概略的な断面図である。なお、図１では、本発明の特徴を説明するのに必要な構成のみを示しており、それ以外の構成については、図示及び説明を省略する。
【００２５】
図１に示すように、電子機器は、筐体１０内に、発熱部品たる燃料電池であるＰＥＦＣ１と、低耐熱性部品たる電解コンデンサ２及び記憶ディスク３が配置された第１の基板１１と、低耐熱性部品たるリチウムイオン二次電池４が配置された第２の基板１２と、ＰＥＦＣ１を空冷するための送風機６とを内蔵して構成されている。
【００２６】
筐体１０は、矩形の薄型の箱形状を有し、一対の主面をなす上面及び底面と、この主面の外周に配置された側面とから構成される。対向する一対の側面には複数の貫通孔が形成されており、それにより、筐体１０内の空気を外部に排出するための空気出口１３と、外部の空気を筐体１０内に導入するための空気入口１４とが設けられている。筐体１０は、断熱性を有するように、熱伝導率の小さい材料から構成されている。例えば、ここでは、熱伝導率が０．１９Ｗ／（ｍ・ｋ）であるポリカーボネート系の樹脂によって筐体が構成されている。
【００２７】
筐体１０内部の上面側には、電解コンデンサ２及び記憶ディスク３等の各種電子部品が実装された回路基板たる第１の基板１１が配設されている。一方、底面側には、リチウムイオン二次電池４が配置されたプリント配線基板たる第２の基板１２が配設されている。第１の基板１１及び第２の基板１２は、それぞれ筐体１０の内面に、例えば接着剤により取り付けられている。したがって、第１の基板１１及び第２の基板１２は、筐体１０とそれぞれ熱的に接続されており、また、これらの基板１１，１２は、空間を隔てて互いに離間して配置されている。ここでは図示を省略しているが、第１の基板１１と第２の基板１２とは、従来の構成と同様に電気的に接続されている。筐体１０の底面側には、断熱性材料からなるスペーサ５を介し、筐体１０の底面との間に空間を形成してＰＥＦＣ１が配設されている。したがって、筐体１０とＰＥＦＣ１とは断熱されている。また、このＰＥＦＣ１に側面側から風を送るように、ファンを有する送風機６が配設されている。
【００２８】
後述するように、電子機器の動作時には、電源であるＰＥＦＣ１は、周囲の他の部品よりも高温（７０〜１３０℃程度）となる。したがって、ここでは、ＰＥＦＣ１が発熱部品に相当する。一方、電解コンデンサ２、記憶ディスク３、及び、リチウムイオン二次電池４は、指定された最高使用温度が、それぞれ８５℃、４０℃、及び、６０℃であり、ＰＥＦＣ１の動作温度よりも最高使用温度が低い。よって、ここでは、電解コンデンサ２、記憶ディスク３、及びリチウムイオン二次電池４が低耐熱性部品に相当する。
【００２９】
ＰＥＦＣ１は、表面が、波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対して放射率が０．０４以上かつ０．３以下となるように構成されている。例えば、かかる構成は、表面が研磨又はメッキされて平坦化されたアルミニウム、ステンレス等の金属箔や金属板を、ＰＥＦＣ１の表面に貼り付けるか、または、酸化アルミニウムや酸化マグネシウム等の金属酸化物をＰＥＦＣ１の表面に塗布して平坦面を形成することにより実現できる。金属酸化物が酸化アルミニウム及び酸化マグネシウムである場合には、耐久性を向上させることができる。ＰＥＦＣ１は、表面の一部がかかる構成を有していてもよく、また、表面全体がかかる構成を有していてもよい。ここでは、ＰＥＦＣ１の表面全体がかかる構成を有し、それにより、この表面全体の放射率がこの範囲となっている。
【００３０】
自然界に存在する物質の多くは表面の前記放射率が０．９以上であり、特に、放射率が０．３以下の表面状態は、意図せずには作製することができない。また、ＰＥＦＣ１の表面の放射率とＰＥＦＣ１からの放射伝熱量とは比例関係にあり、ＰＥＦＣ１の表面の放射率が小さいほど放射伝熱量を低減できるので低耐熱性部品の保護の点からは好ましいが、放射率が０．０４より小さい表面状態は非常に平坦な金属面でしか達成できず、このような金属面を形成するには高いコストを要するので現実的ではない。したがって、ＰＥＦＣ１の表面の放射率は０．０４以上かつ０．３以下の範囲が好ましい。
【００３１】
なお、放射率を波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対して規定したのは、使用する放射温度計の測定対象となる波長がこの波長域である場合が多いことを考慮した便宜上のものであって、赤外線放射に対して同様の効果を奏するのであれば、この波長に限定されるものではない。
【００３２】
また、ＰＥＦＣ１では、特に、前記放射率を０．０４以上かつ０．１以下とすることがより好ましい。前述のように、放射率を０．０４以上かつ０．３以下とすれば十分に放射伝熱量を低減することができるが、０．０４以上かつ０．１以下とすることで、以下のように、ＰＥＦＣ１の起動時間の短縮化が可能となる。
【００３３】
すなわち、ＰＥＦＣ１では、触媒である白金や白金ルテニウム合金等の電気化学的活性が温度に依存することから、室温では高い出力が得られず、それゆえ、通常は、ＰＥＦＣ１が所定温度まで昇温されるまでの間（すなわち起動時）には、ハイブリッドに接続されたリチウムイオン二次電池４を電源として動作させて出力を賄い、その一方で、ＰＥＦＣ１の昇温を行う。ここで、ＰＥＦＣ１の昇温時間とＰＥＦＣ１の表面の放射率との相関関係に着目すると、ＰＥＦＣ１の昇温時間は放射率によって定まり、放射率が小さいと、放射伝熱による放熱が抑制されるので、ＰＥＦＣ１で発生した熱は自己内部に閉じ込められて自身の加熱に利用される。したがって、速やかにＰＥＦＣ１の昇温が行われる。例えば、放射率が０．３の場合、ＰＥＦＣ１を１３０℃まで昇温するのに要する時間は１分間であるのに対して、放射率が０．１の場合には、昇温時間が２０秒に短縮される。そして、このようにＰＥＦＣ１の昇温時間が短縮されると、起動時にハイブリッド電源として使用されるリチウムイオン二次電池４の容量を小さくすることが可能となり、その結果、電子機器の小型化・薄型化が可能となる。
【００３４】
次に、上記の電子機器の動作時における熱の挙動について説明する。
【００３５】
電子機器の動作の初期（すなわち起動時）には、前述のように、ＰＥＦＣ１が十分な出力を得られる温度となるまで、リチウムイオン二次電池４を電源として用いて機器を動作させる。そして、ＰＥＦＣ１が十分に昇温されたら、リチウムイオン二次電池４の動作を停止させ、ＰＥＦＣ１を電源として動作させるとともに、ＰＥＦＣ１が発電に最適な温度に保持されるようにＰＥＦＣ１を送風機６によって空冷する。
【００３６】
ＰＥＦＣ１では、酸化剤極に供給された空気と燃料極に供給された燃料とが反応して発電が行われる。そして、発電反応に伴って、ＰＥＦＣ１で多量の熱が発生する。この発電反応で得られた熱と、発電に最適な高温に保持されていることから、ＰＥＦＣ１は周囲に比べて温度が高くなる。それゆえ、伝導伝熱、対流伝熱、及び、放射伝熱により、ＰＥＦＣ１から周囲に熱が伝達されて放熱が行われる。以下、各伝熱方法における放熱について、詳細に説明する。
【００３７】
まず、伝導伝熱では、発熱部品たるＰＥＦＣ１が取り付けられた筐体１０にＰＥＦＣ１の熱が伝熱する。伝導伝熱における伝熱量は、筐体１０を構成する材料の熱伝導率、筐体１０とＰＥＦＣ１との接触面積、筐体１０の断面積、伝熱距離、及び、筐体１０とＰＥＦＣ１との温度差によって決まる。ここで、前述のように、筐体１０は熱伝導率の小さい材料から構成されており、かつ、断熱性の材料から構成されるスペーサ５が配置されて筐体１０の底面との間に空間が形成されているため、かかる構成では、ＰＥＦＣ１から筐体１０への伝導伝熱が抑制される。したがって、筐体１０を通じてＰＥＦＣ１から伝導伝熱により電解コンデンサ２、記憶ディスク３、及び、リチウムイオン二次電池４に伝達される熱量も低減される。また、筐体１０自体の温度上昇も抑制されるので、安全性が向上する。
【００３８】
対流伝熱は空気による伝熱であり、送風機６が設けられてＰＥＦＣ１の空冷が行われる上記構成では、以下のように対流伝熱が行われる。すなわち、送風機６のファンの回転により、筐体１０内においてＰＥＦＣ１に向かう空気の流れが形成され、ＰＥＦＣ１から空気に熱が伝達される。熱が伝達された空気は、筐体１０の空気出口１３から外部に排出され、一方、外部から筐体１０の空気入口１４を通じて、室温である空気が新たに筐体１０内に取り込まれる。
【００３９】
このような対流伝熱における伝熱量は、送風機６からＰＥＦＣ１に送られる風（空気）の風速、及び、この風とＰＥＦＣ１との温度差、ならびに風の当たる部分の表面積によって決まる。ここでは、風のあたる部分の表面積が大きく、また、送られる風とＰＥＦＣ１との温度差が大きいので、筐体１０内に内蔵可能な大きさでかつ消費電力の小さな送風機６を用いて現実的な風速で空冷を行うことができ、多くの熱を空気とともに外部に放出することが可能となる。したがって、対流伝熱の伝熱量、言い換えると、対流伝熱を利用した機器外部への放熱量、が大きくなり、ＰＥＦＣ１が冷却される。ところで、ＰＥＦＣ１から周囲への伝熱量は、前述のように３つの伝熱方法における伝熱量の総和であり、この総和はＰＥＦＣ１の出力に応じてほぼ一定であるので、上記のように対流伝熱における伝熱量が多くなると、伝導伝熱及び放射伝熱における伝熱量が低減される。したがって、結果的に、ＰＥＦＣ１から電解コンデンサ２、記憶ディスク３、及び、リチウムイオン二次電池４への伝熱量が低減される。
【００４０】
放射伝熱では、ＰＥＦＣ１の表面の放射率、表面の面積、及び、伝熱される周囲とＰＥＦＣ１との温度差によって伝熱量が決まる。特に、放射率と伝熱量とは比例関係にあり、よって、ＰＥＦＣ１の表面の放射率を０．０４以上かつ０．３以下、より好ましくは０．０４以上かつ０．１以下と低くすることにより、放射伝熱による伝熱量を抑制することができ、したがって、ＰＥＦＣ１から電解コンデンサ２、記憶ディスク３、及び、リチウムイオン二次電池４への放射伝熱による伝熱量を低減することが可能となる。また、このようにＰＥＦＣ１の表面からの放熱を抑制することにより、ＰＥＦＣ１で発生した熱が電池自身の温度保持に利用されるため、ＰＥＦＣ１において、高出力可能な温度状態を保持することが可能となる。
【００４１】
上記のように、本実施の形態の電子機器では、ＰＥＦＣ１で発生した熱の伝導伝熱及び放射伝熱を抑制し、一方で対流伝熱を促進することが可能となるため、ＰＥＦＣ１から電解コンデンサ２、記憶ディスク３、及びリチウムイオン二次電池４への伝熱が抑制され、これらの部品の温度上昇を防止することができる。したがって、これら低耐熱性部品の性能の低下、誤動作の発生、寿命の短命化等を防止することができ、その結果、電子機器の特性、信頼性、及び耐久性が向上する。
【００４２】
また、ＰＥＦＣ１の表面を低放射率とする構成は、前述のようにＰＥＦＣ１の表面に金属箔を貼り付ける等の方法により容易に実現することができ、この場合には、発熱部品と低耐熱性部品との間に赤外線反射板を配置する従来の場合のような空間的な制限がない。したがって、電子機器内において構成部品の配置の自由度が増すとともに、電子機器全体を小型化及び薄型化することができる。したがって、特に、携帯用の電子機器において有効である。また、伝導伝熱が抑制されていることから、筐体１０の高温化を防止でき、よって、安全性が向上する。
【００４３】
なお、上記においては、電子機器が燃料電池であるＰＥＦＣ１を発熱部品として備える場合について説明したが、本発明は、ＰＥＦＣ１以外の燃料電池を発熱部品として備えた電子機器にも適用可能である。例えば、本実施の形態の変形例として、ＳＯＦＣを発熱部品として備えた構成であってもよい。この場合、ＳＯＦＣの発電時の動作温度が４００℃以上でありＰＥＦＣの動作温度よりも高いことから、ＳＯＦＣから低耐熱性部品への伝熱抑制効果がより有効に奏されるとともに、自己内部に閉じ込めた熱を自身の温度保持に利用する効果がより有効に奏される。また、特に、ＳＯＦＣでは、触媒の電気化学的活性の他に、さらに電解質のイオン導電性に温度依存性があるため、室温では全く発電できず、よって、起動時には所定の高温となるまで待つ必要があるが、かかる構成では、起動時においても放射伝熱を抑制して熱を自己の温度上昇に有効に利用することができるので、起動時間の短縮効果がさらに有効に奏される。
【００４４】
さらに、本発明は、燃料電池以外の発電部品を発熱部品として備えた電子機器にも適用可能であり、例えば、電源モジュールが発熱部品に相当する電子機器であってもよい。ここで、電源モジュールとは、電力変換装置を主な構成要素として含むもので、例えば、超小型のタービン発電機等である。ここでは、燃料電池や電源モジュールを、電源ユニットと総称する。
【００４５】
なお、発熱部品は、電源ユニット等の発電部品に限定されるものではないが、発電部品では通常多くの熱が発生するので、発電部品は発熱部品であると言える。発電部品等の発熱部品を備えた電子機器においては、発熱部品の発熱量が大きいほど、また、その表面積が大きいほど、本発明の効果がより有効に奏され、さらに、上記のＰＥＦＣやＳＯＦＣのように動作時に高温に保持する必要があるものにおいては、自己内部に熱を閉じ込めてこの熱を自己の温度維持に利用することができるため、より本発明の効果が有効に奏される。
【００４６】
また、低耐熱性部品は、電解コンデンサ、記憶ディスク、及び、リチウムイオン二次電池に限定されるものではなく、これ以外であってもよい。低耐熱性部品の最高使用温度が低いほど、また、その部品の表面積が大きいほど、本発明の効果が有効に奏される。
【００４７】
また、上記においては電子機器としてノートパソコンについて説明したが、これ以外の電子機器にも本発明は適用可能であり、特に、発熱部品と低耐熱性部品とが近くに配置される小型化・薄型化が図られた携帯機器においては、より有利な効果が奏される。
（実施例１）
図１に示す構造を有するノートパソコンを作製し、ＰＥＦＣ１の発電動作時における周囲への放熱量、及び、この時の電解コンデンサ２の温度を測定した。
【００４８】
本実施例のＰＥＦＣ１は、発熱する発電部が、縦７０ｍｍ×横７０ｍｍ×高さ１０ｍｍの寸法を有し、体積が４９ｃｃであり、表面積が１２６ｃｍ２である。そして、ＰＥＦＣ１の発電部全体に、表面が適度に研磨された厚さ０．０５ｍｍの市販のステンレス板が接着剤により貼り付けられている。波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対するこのＰＥＦＣ１の発電部表面の放射率は、放射温度計による測定で０．３であった。ＰＥＦＣ１は、シリカ製の断熱性スペーサ５を介して筐体１０の底面に配置されており、このスペーサ５は、熱伝導率が０．１ワット／ｍＫであり、大きさが縦５ｍｍ×横５ｍｍ×高さ３ｍｍである。
【００４９】
かかる構成で、ＰＥＦＣ１からの発熱量を２５ワットとし、送風機６から風速２．６ｍ／秒で風（空気）をＰＥＦＣ１の発電部の全面に送って空冷を行って発電部の温度を１００℃とした。この時のＰＥＦＣ１からの放熱量を測定したところ、伝導伝熱による放熱量が０.３ワットであり、対流伝熱による放熱量が２２．３ワットであり、放射伝熱による放熱量が０.３ワットであった。そして、この時の電解コンデンサ２の最高温度は８５℃であり、耐熱温度以下であった。
（実施例２）
ＰＥＦＣ１の発電部表面の放射率が０．０４である以外は実施例１と同様であるノートパソコンを作製し、実施例１と同様にしてＰＥＦＣ１の発電動作時における放熱量を測定した。
【００５０】
かかる構成で、ＰＥＦＣ１からの発熱量を２５ワットとし、送風機６から風速３．２ｍ／秒で風（空気）をＰＥＦＣ１の発電部の全面に送って空冷を行い、発電部の温度を１００℃とした。この時のＰＥＦＣ１からの放熱量を測定したところ、伝導伝熱による放熱量が０.２ワットであり、対流伝熱による放熱量が２４．５ワットであり、放射伝熱による放熱量が０.３ワットであった。そして、この時の電解コンデンサ２の最高温度は７５℃であり、耐熱温度以下であった。
（実施例３）
ＰＥＦＣ１の発電部表面に、前記ステンレス板の代わりに、表面を適度に研磨した厚さ０．５ｍｍの酸化マグネシウム板を配置して発電部表面の放射率を０．２９とし、それ以外は実施例１と同様の構成を有するノートパソコンを作製した。そして、実施例１と同様にして、ＰＥＦＣ１の発電動作時における放熱量を測定した。
【００５１】
かかる構成で、ＰＥＦＣ１からの発熱量を２５ワットとし、送風機６から風速２．７ｍ／秒で風（空気）をＰＥＦＣ１の発電部の全面に送って空冷を行い、発電部の温度を１００℃とした。この時のＰＥＦＣ１からの放熱量を測定したところ、伝導伝熱による放熱量が０.２ワットであり、対流伝熱による放熱量が２２．４ワットであり、放射伝熱による放熱量が２．４ワットであった。そして、この時の電解コンデンサ２の最高温度は８４℃であり、耐熱温度以下であった。
（実施例４）
ＰＥＦＣ１の発電部表面に、前記ステンレス板の代わりに、表面を適度に研磨した厚さ０．５ｍｍの酸化アルミニウム板を配置して発電部表面の放射率を０．１とし、それ以外は実施例１と同様の構成を有するノートパソコンを作製した。そして、実施例１と同様にして、ＰＥＦＣ１の発電動作時における放熱量を測定した。
【００５２】
かかる構成で、ＰＥＦＣ１からの発熱量を２５ワットとし、送風機６から風速３．０ｍ／秒で風をＰＥＦＣ１の発電部の全面に送って空冷を行い、発電部の温度を１００℃とした。この時のＰＥＦＣ１からの放熱量を測定したところ、伝導伝熱による放熱量が０.２ワットであり、対流伝熱による放熱量が２４．０ワットであり、放射伝熱による放熱量が０．８ワットであった。そして、この時の電解コンデンサ２の最高温度は７８℃であり、耐熱温度以下であった。
（実施例５）
発熱部品としてＰＥＦＣの代わりにＳＯＦＣが配設された図１と同様の構成を有する小型のＳＯＦＣユニットを作製した。すなわち、ＳＯＦＣユニットは、筐体１０内に、発熱部品たるＳＯＦＣ１と、低耐熱性部品たる電解コンデンサ２とが収納されて構成される。このＳＯＦＣユニットにおけるＳＯＦＣ１の発熱する発電部は、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×高さ３０ｍｍの寸法を有し、体積は３００ｃｃであり、表面積は３２０ｃｍ２である。そして、ＳＯＦＣ１の発電部表面全体には、アルミニウム箔が接着剤により貼り付けられている。波長１０マイクロメートル近傍の赤外線に対するこのＳＯＦＣ１の発電部表面の放射率は、放射温度計による測定で０．０４であった。ＳＯＦＣ１は、シリカ製の断熱性スペーサ５を介して筐体１０の底面に配置されており、このスペーサ５は、熱伝導率が０．１ワット／ｍＫであり、大きさが縦５ｍｍ×横５ｍｍ×高さ３ｍｍである。
【００５３】
かかる構成で、ＳＯＦＣ１からの発熱量を１５０ワットとし、送風機６から風速０．４ｍ／秒で風をＳＯＦＣ１の発電部の全面に送って空冷を行い、発電部の温度を５００℃とした。この時のＳＯＦＣ１からの放熱量を測定したところ、伝導伝熱による放熱量が１．７ワットであり、対流伝熱による放熱量が１２４．４ワットであり、放射伝熱による放熱量が２３．９ワットであった。そして、この時の電解コンデンサ２の最高温度は８５℃であり、耐熱温度以下であった。
（比較例）
ＰＥＦＣ１の発電部の表面に、表面を研磨した実施例１のステンレス板の代わりに、黒色酸化した厚さ０．０５ｍｍのステンレス板を配置して発電部表面の放射率を０．９５とし、それ以外は実施例１と同様の構成を有するノートパソコンを作製した。そして、実施例１と同様にして、ＰＥＦＣ１の発電動作時における放熱量を測定した。
【００５４】
かかる構成で、ＰＥＦＣ１からの発熱量を２５ワットとし、送風機６から風速１．５ｍ／秒で風をＰＥＦＣ１の発電部の全面に送って空冷を行い、発電部の温度を１００℃とした。この時のＰＥＦＣ１からの放熱量を測定したところ、伝導伝熱による放熱量が０．２ワットであり、対流伝熱による放熱量が１７．１ワットであり、放射伝熱による放熱量が７．７ワットであった。そして、この時の電解コンデンサ２の最高温度は９５℃であり、耐熱温度を１０℃上回っていた。
【００５５】
以上の実施例１〜５及び比較例に示すように、発熱部品の表面の放射率を０．０４以上かつ０．３以下とすれば、低耐熱性部品への伝熱を抑制することができ、よって、低耐熱性部品における温度上昇を抑制できることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る電子機器は、発熱部品から低耐熱性部品への放熱を抑制する効果を有し、例えば、発熱部品が発電部品であり、中でも、発電部品として燃料電池を備えた電子機器に有効である。また、特に、発熱部品と低耐熱性部品とが近くに配置される小型化・薄型化された携帯機器等の電子機器において、本発明はより有益である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態に係る電子機器の構成を概略的に示す断面図
【符号の説明】
【００５８】
１    ＰＥＦＣ
２    電解コンデンサ
３    記憶ディスク
４    リチウムイオン二次電池
５    スペーサ
６    送風機
１０  筐体
１１  第１の基板
１２  第２の基板
１３  空気出口
１４  空気入口
【図１】
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