JP2009200652A - 充電中の携帯端末放熱システム及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯端末装置を充電するための卓上ホルダに、充電中の携帯端末装置の発熱を抑制可能にする機能を付与する。
【解決手段】開示される充電中の携帯端末放熱システムは、携帯端末装置１０１を載置して充電することが可能な卓上ホルダ１０２を用い、温度センサ１０３によって載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、熱吸収面が卓上ホルダに載置された携帯端末装置の下面に接するように配置され、熱放出面が卓上ホルダの底面に向けて配置されたペルチェ素子１０４によって、充電によって携帯端末装置に発生した熱を吸収して卓上ホルダの底面側に接続したヒートシンク１０５に排出するとともに、ファン１０６によってヒートシンクを送風冷却することによって、充電中、携帯端末装置の温度を所定温度範囲内に保つように構成されている。
【選択図】図３

Description

この発明は、携帯端末装置を充電するための卓上ホルダに、充電中の携帯端末装置の発熱を抑制可能にする機能を備えた、充電中の携帯端末放熱システム及び充電中の携帯端末放熱方法に関する。

近年において、携帯電話装置等の携帯端末装置は、高性能化及び多機能化が進むにつれて電力消費量も増大の一途を辿っており、電源であるバッテリ（二次電池）の大容量化が必須の状況にある。
一方、携帯端末装置自体は、小型化，薄型化が求められており、そのため、効率的な放熱方法が要求されている。

携帯端末装置は、一般に充電状態での通信中に、発熱量が最も大きくなる。そのため、装置の温度が一定温度を超えた場合に充電を停止したり、あるいは充電電圧値と充電電流値を制御することによって、充電中の温度上昇を抑える方式が提案されている。
しかしながら、携帯端末装置を充電しながら音声通話やテレビ（ＴＶ）電話等の動作をさせた場合、従来の構成では、次のような各種の課題が生じていた。

第１の課題として、携帯端末装置の発熱量が大きくなって装置の温度が一定温度を超えた場合に、携帯端末装置内部の温度センサによって、温度が低下するまで充電を停止したり、充電電圧と充電電流を制御したりすることによって、急速な充電を避け、充電中の装置温度上昇を抑える方式がとられていたが、これによって、充電ができなかったり、あるいは充電時間が大幅に延びる等の弊害が生じていた。

第２の課題として、特に充電中に音声通話やＴＶ電話等の動作をさせた場合、装置温度が低下するまで充電を停止したり、充電電圧値と充電電流値を制御したりすると、装置使用中にバッテリ切れが発生する可能性があった。

そのため、携帯端末装置が充電中に規定温度に達してしまった場合に、装置温度が低下するまで充電を停止したり、充電電圧値と充電電流値とを制御したりすることなしに、効率的に携帯端末装置から放熱して、急速充電を可能にする手段が求められていた。

これに対して特許文献１においては、ポータブル・コンピュータのような電子装置の部品で局部的に生成される熱を伝達するため、熱が装置ハウジング内の緩衝蓄熱器に貯蔵される。ペルチェ効果伝達制御素子がドッキング・ステーションのよう外部ハウジングに実装され、ハウジングの表面において、蓄熱器と境界を成す。バッテリ電源を有するポータブル・コンピュータでは、蓄熱器は独立であり、バッテリが蓄熱器として使用され得ることが開示されている。

このように、特許文献１記載の技術によれば、電子装置のハウジング内に組み込まれる再充電式蓄熱器に熱を伝達及び抽出するための機構及びプロセスが提供される。
しかしながら、特許文献１記載の技術では、携帯端末装置を充電する卓上ホルダに、温度センサとペルチェ素子又はファンを内蔵し、充電中に携帯端末装置の温度が設定された温度を超えた場合にペルチェ素子又はファンを駆動して、携帯端末装置の熱を効率よく外部に放熱することはできない。

また、特許文献２においては、デジタルカメラ内に、蓄熱材料で形成された冷却部を収納する。デジタルカメラの冷却蓋を開放すると、冷却部が外部に露呈される。デジタルカメラを冷却蓋を開放した状態で冷却装置にセットすると、ペルチェ素子を有する冷却部材が冷却部に接触する。冷却部材は、ペルチェ素子によって蓄熱材料の熱を吸熱し、冷熱を蓄積させる。冷却部の冷却後に冷却蓋を閉じると、冷却部から放出された冷気は通気孔を通ってデジタルカメラ内に流れ込み、メイン基板や電源基板，固体撮像装置等を冷却するとが開示されている。

このように、特許文献２記載の技術によれば、携帯型の電子機器内を冷却することができる。
しかしながら、特許文献２記載の技術では、携帯端末装置を充電する卓上ホルダに、温度センサとペルチェ素子又はファンを内蔵し、充電中に携帯端末装置の温度が設定された温度を超えた場合にペルチェ素子又はファンを駆動して、携帯端末装置の熱を効率よく外部に放熱することはできない。
特開２０００−２９４９７０号公報（〔００２０〕，図５） 特開２００６−０９４３８２号公報（〔００１５〕，図１、〔００２３〕〜〔００２５〕，図２（Ａ），（Ｂ）、〔００３５〕，図６（Ｂ））

この発明は上述の事情に鑑みてなされたものであって、携帯端末装置を充電する卓上ホルダに、温度センサとペルチェ素子又はファンを内蔵し、充電中に携帯端末装置の温度が設定された温度を超えた場合にペルチェ素子又はファンを駆動して、携帯端末装置の熱を効率よく外部に放熱する手段を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、この発明の第１の構成は、充電中の携帯端末放熱システムに係り、携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって上記携帯端末装置に発生した熱を、上記卓上ホルダに内蔵したペルチェ素子を介して上記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出することによって、充電中、上記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つように構成されていることを特徴としている。

また、この発明の第２の構成は、充電中の携帯端末放熱システムに係り、携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって前記携帯端末装置に発生した熱を、前記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出し、該ヒートシンクをファンを用いて送風冷却することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つように構成されていることを特徴としている。

また、この発明の第３の構成は、充電中の携帯端末放熱方法に係り、携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって上記携帯端末装置に発生した熱を、上記卓上ホルダに内蔵したペルチェ素子を介して上記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出することによって、充電中、上記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つことを特徴としている。

また、この発明の第４の構成は、充電中の携帯端末放熱方法に係り、携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって前記携帯端末装置に発生した熱を、前記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出し、該ヒートシンクをファンを用いて送風冷却することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つことを特徴としている。

この発明によれば、最も発熱量が大きくなる充電時において、卓上ホルダを利用することによって効果的に携帯端末装置の放熱を行うことができる。
また、この発明によれば、ペルチェ素子を使用することによって、無音状態で放熱回路を作動させることができる。
また、この発明によれば、卓上ホルダ側に放熱回路を内蔵することによって、携帯端末装置本体の大きさ，重さ等に影響を受けない。
さらに、この発明によれば、卓上ホルダ側に放熱回路を内蔵することによって、携帯端末装置本体のバッテリを使用することなく、ＡＣ電源で携帯端末装置を駆動することができる。

携帯端末装置を載置して充電することが可能な卓上ホルダを用い、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、熱吸収面が卓上ホルダに載置された携帯端末装置の下面に接するように配置され、熱放出面が卓上ホルダの底面に向けて配置されたペルチェ素子によって、充電によって携帯端末装置に発生した熱を吸収して卓上ホルダの底面側に接続したヒートシンクに排出するとともに、ファンによってヒートシンクを送風冷却することによって、充電中、携帯端末装置の温度を所定温度範囲内に保つようにする。

図１は、本発明の第１実施例である充電中の携帯端末放熱システムの構成を示す図、図２は、本実施例の充電中の携帯端末放熱システムの動作を説明するためのフローチャートである。
図１は、この例の携帯端末装置と卓上ホルダの構成を略図化して示したものであって、(a) は正面図、(b) は側面図、(c) は上面図をそれぞれ示している。

図１において、１０１は携帯端末装置であって，音声通話及び／又はＴＶ電話を実行する機能を有している。１０２は卓上ホルダであって、携帯端末装置１０１をその上面に載置することによって、携帯端末装置１０１を充電することができる機能を有している。１０３は卓上ホルダ１０２に内蔵された温度センサであって、卓上ホルダ１０２の上面に、載置された携帯端末装置１０２に接するように配置されていて、携帯端末装置１０１の温度を測定する機能を有している。１０４は卓上ホルダ１０２の上面に設けられたペルチェ素子であって、熱吸収面が載置された携帯端末装置１０１の下面に接するように配置され、熱放出面が卓上ホルダ１０２の底面に向けて配置されていて、携帯端末装置１０１に発生した熱を吸収して、卓上ホルダ１０２の底面側に排出する機能を有している。１０５は卓上ホルダ１０２の底面に搭載されたヒートシンクであって、ペルチェ素子１０４によって卓上ホルダ１０２の底面側に排出された熱を、外気中に放熱して冷却する機能を有している。

以下、図２を用いてこの例の携帯端末放熱システムにおける、携帯端末装置と卓上ホルダとの動作を説明する。
図２は、図１に示された構成において、ペルチェ素子１０４が作動して、放熱を行うまでの動作の流れと、その後の携帯端末装置１の温度に応じたペルチェ素子１０４の動作の流れとを、をフローチャートによって示したものである。
携帯端末装置１０１の充電を開始するために、携帯端末装置１０１を卓上ホルダ１０２にセットする（ステップＳ１０１）ことによって、携帯端末装置１０１の充電が開始される。充電が開始された状態で、特に音声通話やＴＶ電話等の動作を実行する（ステップＳ１０２）と、携帯端末装置１０１の温度が上昇する。

温度センサ１０３によって、携帯端末装置１０１の温度が一定温度（ｔ１℃）以上になったか否かを検知して（ステップＳ１０３）、携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上になると、ペルチェ素子１０４が作動を開始する（ステップＳ１０４）。ペルチェ素子１０４の動作によって携帯端末装置１０１から吸収された熱は、ヒートシンク１０５を介して外気中に放出される。
携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上でないことが検知されたときは、通常の充電動作が行われる。

ペルチェ素子１０４が起動している状態では、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以下であるか否かが検知されて（ステップＳ１０５）、携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以下でないときは、ペルチェ素子１０４の起動状態がが継続する。
携帯端末装置１０１の温度が低下して、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃を下回ったことが検知されると、ペルチェ素子１０４の動作がオフになって（ステップＳ１０６）、携帯端末装置１０１の温度が再び上昇し、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上になったことが検知されるまで、その状態が継続される（ステップＳ１０４）。

図３は、本発明の第２実施例である充電中の携帯端末装置放熱システムの構成を示す図、図４は、本実施例の充電中の携帯端末装置放熱システム動作を説明するためのフローチャートである。
図３は、この例の携帯端末装置と卓上ホルダの構成を略図化して示したものであって、(a) は正面図、(b) は側面図、(c) は上面図をそれぞれ示している。
図３において、携帯端末装置１０１，卓上ホルダ１０２，温度センサ１０３，ペルチェ素子１０４，ヒートシンク１０５は、図１に示されたものと同様である。１０６はファンであって、卓上ホルダ１０２内に設けられていて、ヒートシンク１０５を送風冷却する機能を有している。

以下、図４を用いてこの例の携帯端末装置と卓上ホルダの動作を説明する。図４は、図３に示された構成において、ペルチェ素子１０４が作動し、放熱を開始するまでの動作の流れと、その後の携帯端末装置１０１の温度に応じてファン１０６が作動して、放熱を行うまでの動作の流れをフローチャートによって示したものである。

携帯端末装置１０１の充電を開始するために、携帯端末装置１０１を卓上ホルダ１０２にセットする（ステップＳ２０１）。充電が開始された状態で、特に通話，ＴＶ電話等の動作を実行する（ステップＳ２０２）と、携帯端末装置１０１の温度が上昇する。

携帯端末装置１０１の温度が一定温度（ｔ１℃）以上になったか否かを検知して（ステップＳ２０３）、携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上になると、ペルチェ素子１０４が作動を開始する（ステップＳ２０４）。ペルチェ素子１０４の熱吸収面は携帯端末装置１０１の側を向いているので、携帯端末装置１０１から吸熱されて、吸収された熱はヒートシンク１０５によって外気中に放出される。
携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以下であることが検知されたときは、通常の充電動作が行われる。

ペルチェ素子１０４が作動している状態では、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上であるか否かが検知されて（ステップＳ２０５）、携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上でないときは、ペルチェ素子１０４の動作がオフにされる。
温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上になったことが検知された状態でも（ステップＳ２０５）、携帯端末装置１０１の温度がｔ２℃を下回っている状態では、ペルチェ素子１０４の作動状態が継続する（ステップＳ２０４）。

温度センサ１０３によって検知された携帯電話端末装置１０１の温度がｔ２（ｔ２＞ｔ１）℃以上になると（ステップＳ２０６）、ファン１０６が起動する（ステップＳ２０７）。
温度センサ１０３によって携帯電話端末装置１０１の温度がｔ２℃以下にならないことが検知された（ステップＳ２０８）状態では、ファン１０６の作動が継続される。
温度センサ１０３によって携帯電話端末装置１０１の温度がｔ２℃以下になったことが検知される（ステップＳ２０８）と、ファン１０６の作動はオフとされる（ステップＳ２０９）。

このように、ペルチェ素子１０４によって携帯端末装置１０１の温度をｔ１℃以上とし、ファン１０６によって携帯端末装置１０１の温度をｔ２℃以下に制限することによって、携帯端末装置１０１の温度は、ｔ１℃以上、ｔ２℃以下の範囲内に保たれることになる。

図５は、本発明の第３実施例である充電中の携帯端末放熱システムの構成を示す図、図６は、本実施例の充電中の携帯端末放熱システムの動作を説明するためのフローチャートである。
図５は、この例の携帯端末装置と卓上ホルダの構成を略図化して示したものであって、(a) は正面図、(b) は側面図、(c) は上面図をそれぞれ示している。

図５において、１０１は携帯端末装置であって、図１に示された第１実施例の場合と同様の機能を有している。１０２Ａは卓上ホルダであって、第１実施例の場合の卓上ホルダ１０２と同様にその上面に載置された携帯端末装置１０１を充電する機能を有しているが、ペルチェ素子１０４を有せず、代わりにファン１０６を有している。１０３は温度センサであって、第１実施例の場合と同様の機能を有している。１０５Ａは卓上ホルダ１０２Ａの底面に搭載されたヒートシンクであって、卓上ホルダ１０２Ａの上面に載置された携帯端末装置１０１に発生した熱を吸収して、卓上ホルダ１０２Ａの底面側に排出し、外気中に放熱して冷却する機能を有している。

以下、図６を用いてこの例の携帯端末装置と卓上ホルダの動作を説明する。図６は、図５に示された構成において、ファン１０６が作動して放熱を開始するまでの動作の流れと、その後の携帯端末装置１の温度に応じたファン１０６の動作の流れとを、フローチャートによって示したものである。

携帯端末装置１０１の充電を開始するために、携帯端末装置１０１を卓上ホルダ１０２Ａにセットする（ステップＳ３０１）。充電が開始された状態で、特に通話，ＴＶ電話等の動作を実行する（ステップＳ３０２）と、携帯端末装置１０１の温度が上昇する。

携帯端末装置１０１の温度が一定温度（ｔ１℃）以上になったか否かを検知して（ステップＳ３０３）、携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上になると、ファン１０６が作動を開始する（ステップＳ３０４）。ヒートシンク１０５Ａの熱吸収面は携帯端末装置１０１の側を向いているので、携帯端末装置１０１から吸熱されて、吸収された熱はヒートシンク１０５Ａによって外気中に放出される。
携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以下であることが検知されたときは、通常の充電動作が行われる。

ファン１０６が作動している状態では、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以下であるか否かが検知されて（ステップＳ３０５）、携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以下でないときは、ファン１０６の起動状態が継続する。
携帯端末装置１０１の温度が低下して、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃を下回ったことが検知されると、ファン１０６の動作がオフになって（ステップＳ３０６）、携帯端末装置１０１の温度が再び上昇し、温度センサ１０３によって携帯端末装置１０１の温度がｔ１℃以上になったことが検知されるまで、その状態が継続される（ステップＳ３０４）。

以上、この発明の実施例を図面により詳述してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があってもこの発明に含まれる。例えば、この発明の充電中の携帯端末放熱システムにおける卓上ホルダの形状は、各構成図に示されたものに限らず、デザインに応じて適宜変更可能なものである。

この発明の充電中の携帯端末放熱システム及び充電中の携帯端末放熱方法は、携帯電話装置を含む各種の携帯端末装置において利用可能なものである。

本発明の第１実施例の構成を示す図である。 同実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２実施例の構成を示す図である。 同実施例の動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３実施例の構成を示す図である。 同実施例の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１０１ 携帯端末装置
１０２，１０２Ａ 卓上ホルダ
１０３ 温度センサ
１０４ ペルチェ素子
１０５，１０５Ａ ヒートシンク
１０６ ファン

Claims (12)

1. 携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって前記携帯端末装置に発生した熱を、前記卓上ホルダに内蔵したペルチェ素子を介して前記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つように構成されていることを特徴とする充電中の携帯端末放熱システム。
2. 前記ペルチェ素子が、熱吸収面が前記卓上ホルダに載置された携帯端末装置の下面に接するように配置され、熱放出面が前記卓上ホルダの底面に向けて配置されていて、前記携帯端末装置に発生した熱を吸収して卓上ホルダの底面側に排出するものであることを特徴とする請求項１記載の充電中の携帯端末放熱システム。
3. 前記卓上ホルダ内に設けられたファンを有し、前記ヒートシンクを送風冷却することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度範囲内に保つように構成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一記載の充電中の携帯端末放熱システム。
4. 携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって前記携帯端末装置に発生した熱を、前記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出し、該ヒートシンクをファンを用いて送風冷却することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つように構成されていることを特徴とする充電中の携帯端末放熱システム。
5. 前記載置された携帯端末装置の温度を、前記卓上ホルダの上面に、前記携帯端末装置に接するように配置された温度センサによって測定するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の充電中の携帯端末放熱システム。
6. 前記携帯端末装置が、音声通話及び／又はテレビ（ＴＶ）電話を実行可能にする機能を有するものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一記載の充電中の携帯端末放熱システム。
7. 携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって前記携帯端末装置に発生した熱を、前記卓上ホルダに内蔵したペルチェ素子を介して前記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つことを特徴とする充電中の携帯端末放熱方法。
8. 前記ペルチェ素子を、熱吸収面を前記卓上ホルダに載置された携帯端末装置の下面に接するように配置するとともに、熱放出面を前記卓上ホルダの底面に向けて配置することによって、前記携帯端末装置に発生した熱を吸収して卓上ホルダの底面側に排出することを特徴とする請求項７記載の充電中の携帯端末放熱方法。
9. 前記卓上ホルダ内にファンを設け、前記ヒートシンクを送風冷却することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度範囲内に保つことを特徴とする請求項７又は８記載の充電中の携帯端末放熱方法。
10. 携帯端末装置を載置して充電可能な卓上ホルダを用いて、載置された携帯端末装置の温度を測定しながら、充電によって前記携帯端末装置に発生した熱を、前記卓上ホルダの底面に接続されたヒートシンクに排出し、該ヒートシンクをファンを用いて送風冷却することによって、充電中、前記携帯端末装置の温度を所定温度以下に保つことを特徴とする充電中の携帯端末放熱方法。
11. 前記載置された携帯端末装置の温度を、前記卓上ホルダの上面に、前記携帯端末装置に接するように配置された温度センサによって測定することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか一記載の充電中の携帯端末放熱方法。
12. 前記携帯端末装置において、音声通話及び／又はＴＶ電話を実行可能にすることを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか一記載の充電中の携帯端末放熱方法。

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