JP2014110580A - 携帯電気機器用冷却ファン付きケース - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電気機器の発熱を積極的に放熱、冷却し、さらには手で握りやすい形状の携帯電気機器用冷却ファン付きケースを提供する。
【解決手段】本発明は、上記課題を解決するために、底面部と底面部から起立した前後左右側壁で携帯電気機器の底部及び側部を覆うケース本体と、前記ケース本体の内部に固定された冷却ファンとからなり、前記冷却ファンの駆動により、前記ケース本体の外部から空気が吸引され、前記ケース本体の底面部及び前記冷却ファンと前記携帯電気機器の底部との間を通り、前記ケース本体から排出され、携帯電気機器の底部を冷却することを特徴とする携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
【選択図】図１０

Description

本発明は、携帯電気機器を冷却するファンモーターが備え付けられた携帯電気機器用冷却ファン付きケースに関する。

携帯電気機器として、通信端末、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレット端末など、さらに携帯ゲーム機などが例示できる。特に、スマートフォンでは、長時間の使用、高い負荷がかかるアプリケーションの使用、充電後などにスマートフォン本体が熱くなることがしばしばあり、ユーザーにとって不快であった。

また、スマートフォンの充電中に、スマートフォンを手で持ち上げたときに、その熱さに驚き、手を離してスマートフォンを落としてしまうこともある。それにより、電気機器が破損、故障することもある。さらに、発熱で、携帯電気機器の動作が低下、停止することもある。さらに、内部部品の寿命が短くなるなどの問題もある。

例えば、特許文献１のような形状の携帯電話（主にスマートフォン）用カバーが流通している。その素材は、プラスチック、ゴムなどである。そのようなカバーを携帯電話に装着することで、装着面においては、携帯電気機器本体の摩擦による擦り傷、落下、衝突による破損、故障から保護することができる。また、携帯電気機器からの伝熱を一定時間遮断する一定の効果があるものの長時間の使用ではやはり、手に高温を感じることとなる。

従来のカバーは、携帯電気機器の発熱を冷却することはできず、さらに、従来のカバーを携帯電気機器に装着したならば、携帯電気機器の発熱が本体に一層蓄積され、発熱による携帯電気機器の故障頻度が高まることとなる。

加えて、従来の携帯電気機器のカバーの形状はフラットで、手で握りづらく、滑りやすいものであった。そのため、電気機器から手を滑らせ、落下させることがしばしばある。

意匠登録第１４０９１５７号公報

そこで、本発明は、携帯電気機器の発熱を積極的に放熱、冷却し、さらには手で握りやすい形状の携帯電気機器用冷却ファン付きケースを提供することを目的とする。

本発明は、上記の課題を解決するために、
（１）
底面部と底面部から起立した前後左右側壁で携帯電気機器の底部及び側部を覆うケース本体と、前記ケース本体の内部に固定された冷却ファンとからなり、
前記冷却ファンの駆動により、前記ケース本体の外部から空気が吸引され、前記ケース本体の底面部及び前記冷却ファンと前記携帯電気機器の底部との間を通り、前記ケース本体から排出され、携帯電気機器の底部を冷却することを特徴とする携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
（２）
前記携帯電気機器が、
スマートフォンであることを特徴とする（１）に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
（３）
前記ケース本体を、
前記冷却ファンが固定される部分を含む反把持側内部が深く、把持側内部が浅く、その境界は段差部を形成し、底面視で、前記把持側に凸の略Ｖ字、略Ｕ字或いは略Ｃ字を形状のケース本体としたことを特徴とする（２）に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
（４）
前記空気が吸引される吸入口を前記ケース本体の前側壁の底部に配置し、前記空気が排気される排出口を前記ケース本体の後側壁の底部に配置し、前記ケース本体内部の底面部の把持側に突起を設け、前記ケース本体内部の後側壁に前記突起と同じ高さの載置台を設け、前記突起と前記載置台に携帯電気機器を載置し、前記把持側の底面部及び前記冷却ファンと携帯電気機器との間にスペースを形成し、前記冷却ファンの駆動により前記吸引口から前記排出口に流れる空気の気流を形成し、前記気流で携帯電気機器の底部を冷却することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
（５）
前記冷却ファンの駆動電源を、
前記携帯電気機器の電池としたことを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
（６）
前記冷却ファンの駆動電源を、
前記携帯電気機器の発熱場所に相当する位置を避けて前記ケース本体内部に配置した充電可能な蓄電池とし、かつ前記蓄電池の充電ソケットを前記携帯電気機器の電池の充電ソケットと同じ仕様にして、充電アダプタを共用することを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。
（７）
前記冷却ファンの駆動のオンオフを、前記携帯電気機器の温度を測定し、測定された温度に基づいて制御することを特徴とする（１）〜（６）の何れかに記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケースの構成とした。

本発明は、上記構成であるので、以下の効果を発揮する。即ち、ケース本体の内部に、冷却ファンが備えられており、携帯電気機器用冷却ファン付きケースを携帯電気機器に装着し、冷却ファンを駆動させることで、ケース本体の一方から空気をケース本体と携帯電気機器の間に取り込み、他方からケース本体の外に排出する、一方向の空気の流れ（気流）を形成することができる。したがって、携帯電気機器の発熱、蓄熱を積極的に携帯電気機器の背面において冷却、放熱することができ、従来のカバーに比して、格段に携帯電気機器の冷却効率が向上する。したがって、携帯電気機器の発熱の問題が解消されることとなる。このようなケースは、スマートフォン用の保護ケースとして最適である。

ケース本体を把持するときの手前側（把持側）を薄く（浅く）し、冷却ファンを固定する部分（反把持側）を厚く（深く）し、さらにその境界（段差部）を、底面視で、手前側が凸の略Ｖ字、Ｕ字、C字形状にすることで、ケース本体を携帯電子機器に装着したときの把持する部分の厚みが抑えられ手で握りやすくなる。また、左右何れの手でケース本体を把持しても握り易い形状となる。加えて、段差部があるため、滑り止めとなり、携帯電気機器の落下を防止する効果がある。

冷却ファンの駆動電源を装着される携帯電気機器の電池とすることで、簡易な構造となり低廉で提供でき、ユーザーによって冷却ファンの電池等の交換が必要なく、通常の携帯電気機器の充電操作でよいのでユーザーの使い勝手がよい。また、装着される携帯電気機器の温度を測定して、冷却ファンの駆動制御をすることで、電気消費が少なく、かつ駆動音による通話等への影響も極力少なくすることができる。

もちろん、従来のカバー同様に、携帯電気機器の擦れによるキズを防止、落下による携帯電気機器の破損を防止することもできる。

本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの平面図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの正面図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの左側面図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの右側面図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの背面図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの底面図である。 図１のＡ−Ａ線断面模式図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースから冷却ファンを取り除いたとき（ケース本体）の平面図である。 図８（ケース本体）のＢ−Ｂ線の断面図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースと装着前のスマートフォンの部分透視斜視図である。 本発明である携帯電気機器用冷却ファン付きケースの使用（装着）状態を示す斜視図である。 図８の断面図にスマートフォン（非断面）を嵌めたときの図である。 図１２の破線エリアＡ及Ｂの拡大図である。 電源供給部の部分（図１２のエリアＡ）の部分断面模式図である。

以下、添付の図面を参照し、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

図１〜１４に示すように、携帯電気機器用冷却ファン付きケース１は、ケース本体２と、 冷却ファン８（冷却ファン８についての点線は透視を示すものではない。冷却ファン８については、種々の形状が採用できるため敢えて点線で示した。また、ケース本体２の断面図に表示される冷却ファン８は断面としていない。）とからなる。

冷却ファン８の駆動により、携帯電気機器の一例であるスマートフォン９の発熱を積極的に放熱し、冷却する。即ち、冷却ファン８の駆動により、ケース本体２の外部から空気が吸引され、ケース本体２の底面部３及び冷却ファン８とスマートフォン９の底部９ａとの間のスペース１０を通り、ケース本体２から排出して、スマートフォン９の底部９ａを冷却する。

ケース本体２は、底面部３と底面部３から起立した前後左右側壁４、５、６、７でスマートフォン９の底部９ａ及び側部９ｂを覆う。ケース本体２の形状は、携帯電子機器の少なくとも底部を覆って嵌着できるよう、対象となる携帯電気機器の形状に併せて、適宜変更する。ケース本体２の素材として、金属、ゴム、プラスチックなどが例示できる。

底面部３は、手で握る把持側３ａ、冷却ファン８を収納固定する反把持側３ｂ、それらの境界に位置する段差部３ｃのエリアからなる。

把持側３ａには、４隅にリング状の突起３ｄが設けられ、スマートフォン９を嵌着させたときスマートフォン９の底部９ａに当接する。

反把持側３ｂには、図８等に示すように、冷却ファン８を底面部３に密着固定させるためのネジ穴３ｇが穿設された第二突起３ｍが２箇所に設けられている。さらに、後側壁５側に連設して、突起３ｄと同じ高さの載置台３ｆが設けられ、スマートフォン９を嵌着させたときスマートフォン９の底部９ａに当接する。即ち、スマートフォン９を載置する台となる。

載置台３ｆの冷却ファン８側は、冷却ファン８を収納、固定するコの字型の枠３ｎを形成している。枠３ｎに冷却ファン８を嵌めることで、冷却ファン８がぐらつかず、かつ排気を循環させることなく、一方方向の空気の流れを形成しやすくする。

また、反把持側３ｂには、突起３ｄ、載置台３ｆと同じ高さの、スマートフォン９に備えられたカメラレンズ９ｃ（図６には、カメラレンズ９ｃの位置を点線で示した。）が外部を撮影するためのレンズ穴３ｉがケース本体２の内部と外部に貫通した筒体３ｈが設けられている。

筒体３ｈもスマートフォン９の底部９ａに当接するとよい。カメラ撮影時の光りの影響を低減させることができる。なお、載置台３ｆの端部には、図５、図９に示すように、柱３ｋが筒体３ｈに連設した形状で反把持側３ｂの底面部３に起立して、載置台３ｆを支えている。

前側壁４には、図１、図２、図１１、図１２等に示すように、底面部３側の底部には、空気をケース本体２の内部に取り入れるためのスリット状の吸入口４ａが穿設されている。上部には、スマートフォン９の上の段差９ｇに係止して、スマートフォン９に嵌着する鉤部４ｂが設けられている。

鉤部４ｂの周辺は、肉薄部４ｃとなり、鉤部４ｂのスマートフォン９への着脱を容易にするため、鉤部４ｂ部の変形を助ける。

後側壁５には、図１、図５、図１１等に示すように、底面部３側の底部（載置台３ｆより低い位置）には、空気が吐き出されるためのスリット状の排出口５ａが、２段穿設されている。上部には、スマートフォン９の上の段差９ｇに係止して、スマートフォン９に嵌着する鉤部５ｂが設けられている。鉤部５ｂの周辺は、鉤部４ｂと同様に、肉薄部５ｃとなっている。

なお、肉薄部５ｄは、スマートフォン９のボタンなどの突出部分を収納できるように、薄く形成したものである。左側壁６にも、スマートフォン９の操作に使用する既存のボタン９ｄを収納するための肉薄部６ａが形成されている。なお、これら肉薄部の部分を全て取り除いても、或いは各ボタンの形状に孔を穿設してもよい。

このようにしてなるケース本体２は、冷却ファン８が固定される部分を含む反把持側３ｂ内部が深く、把持側３ａ内部が浅く、その境界は段差部３ｃを形成する。段差部３ｃは、底面視で、把持側に凸の略Ｖ字である。その他、段差部を底面視で、略Ｕ字或いは略Ｃ字を形状としてもよい。段差部３ｃを形成することで、左右いずれの手で把持しても握り易い形状で、滑り止めともなり落下防止の効果がある。

冷却ファン８は、上部孔８ｃが穿設された躯体８ａと、躯体８ａ内に収納され回転するブレード８ｂと、ブレード８ｂの回転を制御する回路８ｄと、電源の供給を受ける電源供給部８ｅとからなる薄型のファンモーターであり、ケース本体２の底面部３の反把持側３ｂの内側にネジ８ｆで躯体８ａが固定される。この冷却ファン８は、上部から空気を吸い込み、後側壁５側に対向する側面から排気するものである。

ここでの電源供給部８ｅは、スプリングコネクタとした。スプリングコネクタは、図１４に示すように、冷却ファン８の躯体８ａに嵌められたチューブ８ｇと、チューブ８ｇに挿入されピストン運動可能なピン８ｈと、ピン８ｈをチューブ８ｇから押し出す方向に伸びるバネ８ｉとからなる。ピン８ｈの挿抜（移動）に伴って、冷却ファン８に接続する回路との電気的接続をオン、オフする。即ち、ピン８ｈがチューブ８ｇの内部に押し込められると、ピン８ｈと冷却ファンモーター８が電気的に接続する。他方、ピン８ｈがバネ８ｉによって、チューブ８ｇから押し出されると前記電気的接続は遮断される。

図１４に示すように、＋、−の２本のスプリングコネクタは、スマートフォン９の底面に設けられた、スマートフォン９の電源に接続される電極９ｈの位置に配置される。電極９ｈは、スマートフォン９の底部９ａの孔９ｉから露出している必要がある。

携帯電気機器用冷却ファン付きケース１を底部９ａに電極９ｈが露出したスマートフォン９に嵌めると、ピン８ｈが、電極９ｈに接触するとともに、ピン８ｈがチューブ８ｇ内に押し込まれ、ピン８ｈと冷却ファン８に繋がる回路が電気的に接続される。その結果、スマートフォン９の電源と冷却ファン８が電気的に接続し、電気が冷却ファン８に供給され、ブレード８ｂが回転する、或いはブレード８ｂを回転させる電源を供給できる状態にする。

他方、携帯電気機器用冷却ファン付きケース１をスマートフォン９から脱離すると、ピン８ｈがチューブ８ｇから押し出され、スマートフォン９に搭載されている電池からモーターファンへの通電が遮断される。

また、電源供給部８ｅとして、スプリングコネクタに換えて、板バネ式のコネクタも例示できる。板バネ式は、スマートフォン９の電極９ｈで、板バネを押圧することで、スマートフォン９の電池と、冷却ファン８のファンモーターとを回路を介して通電させるものである。即ち、冷却ファン８へ電気を通電するための電極（電源供給部８ｅ）は、ケース本体２と携帯電気機器の着脱に伴いバネの伸縮で、冷却ファン８への電気の通電、切断を行うバネ式電極が採用できる。

スマートフォン９の電源から電源供給部８ｅに通電された電気で冷却ファン８のブレード８ｂが回転することで、空気は、躯体８ａの上面側の孔８ｃから取り込まれ、冷却ファン８の後側壁５側の側面から排出される。

このようにしてなる携帯電気機器用冷却ファン付きケース１は、冷却ファン８を駆動することにより、図１２、１３に示す一方方向の空気の流れ（気流１０ａ）で、スマートフォン９の底部９ａを冷却することができる。

即ち、空気の吸入口４ａがケース本体２の前側壁４の底部に配置され、空気の排出口５ａがケース本体２の後側壁５の底部に配置されており、ケース本体２の内部の底面部３である把持側３ａに突起３ｄを設け、ケース本体２の内部の後側壁５に突起３ｄと同じ高さの載置台３ｆを設け、突起３ｄと載置台３ｆにスマートフォン９を載置することで、底面部３とスマートフォン９との間にスペース１０が形成される。

冷却ファン８を駆動させることにより吸入口４ａから排出口５ａに流れる空気の流れ（気流１０ａ、図１２、１３実線矢印）を形成し、気流１０ａでスマートフォン９の底部９ａを冷却することができる。

冷却ファン８への他の給電手段として、冷却ファン８専用のボタン電池などをケース本体２の底面部３、冷却ファン８が収納されている反把持側３ｂの空き空間に配置して、給電することが例示できる。

また、底面部３に、充電可能な蓄電池と、蓄電池に給電するための外部充電器へ接続する充電コネクタを搭載してもよい。充電コネクタを配置した底面部３には、充電コネクタが外部充電器に接続するため、充電コネクタが外部に露出する穴を穿設する。なお、充電コネクタが無線による充電が可能であれば、底面部３に穴を穿設する必要はない。

また、携帯電気機器は機種ごとに発熱する場所が異なるため、蓄電池は携帯電気機器の発熱場所に相当する位置を避けてケース本体２の内部の底面部３に配置することが望ましい。即ち、蓄電池の底面部３における配置場所は、機種ごとに異なることとなる。加えて、ユーザーの利便性、コストの点から、冷却ファン８用の蓄電池と携帯電気機器の電池の充電アダプタを共通できるよう、冷却ファン８用の蓄電池と携帯電気機器の電池の充電ソケットを同じ仕様にすることが望ましい。

そして、冷却ファン８のオンオフは、携帯電気機器が、携帯電気機器用冷却ファン付きケース１に装着されたことを感知するセンサ、スイッチのオンオフで制御してもよい。

加えて、携帯電気機器の温度を測定し、測定された温度に基づいて、冷却ファン８の駆動のオンオフを制御するとよい。温度制御を備えることで、電池の消耗が少なく、冷却ファン８の駆動音（モーター音）による通話への影響も低減することができる。

冷却ファン８の駆動の温度制御としては、ケース本体２の内部の反把持側３ｂに、接触型或いは非接触型の温度センサと回路（或いは回路８ｄ）を配置する。また、回路には、冷却ファン８の運転を開始する場合の温度（オン値）、及び冷却ファン８の運転を停止する場合の温度（オフ値）を設定する。オン値、オフ値の温度の設定は、任意に設定でき、携帯電気機器からも設定できる構成としてもよい。

温度センサで測定された携帯電気機器の温度の値を、前記回路に設定されたオンオフ値と比較し、オン値以上であれば冷却ファン８を駆動（通電）させ、オフ値以下であれば冷却ファン８の駆動（通電）を停止する制御をすればよい。

１ 携帯電気機器用冷却ファン付きケース
２ ケース本体
３ 底面部
３ａ 把持側
３ｂ 反把持側
３ｃ 段差部
３ｄ 突起
３ｆ 載置台
３ｇ ネジ穴
３ｈ 筒体
３ｉ レンズ穴
３ｋ 柱
３ｍ 第二突起
３ｎ 枠
４ 前側壁
４ａ 吸入口
４ｂ 鉤部
４ｃ 肉薄部
５ 後側壁
５ａ 排出口
５ｂ 鉤部
５ｃ 肉薄部
５ｄ 肉薄部
６ 左側壁
６ａ 肉薄部
７ 右側壁
８ 冷却ファン
８ａ 躯体
８ｂ ブレード
８ｃ 孔
８ｄ 回路
８ｅ 電源供給部
８ｆ ネジ
８ｇ チューブ
８ｈ ピン
８ｉ バネ
９ スマートフォン
９ａ 底部
９ｂ 側部
９ｃ カメラレンズ
９ｄ ボタン
９ｅ ディスプレイ
９ｆ 端子
９ｇ 段差
９ｈ 電極
９ｉ 孔
１０ スペース
１０ａ 気流

Claims (7)

1. 底面部と底面部から起立した前後左右側壁で携帯電気機器の底部及び側部を覆うケース本体と、前記ケース本体の内部に固定された冷却ファンとからなり、
   前記冷却ファンの駆動により、前記ケース本体の外部から空気が吸引され、前記ケース本体の底面部及び前記冷却ファンと前記携帯電気機器の底部との間を通り、前記ケース本体から排出され、携帯電気機器の底部を冷却することを特徴とする携帯電気機器用冷却ファン付きケース。
2. 前記携帯電気機器が、
   スマートフォンであることを特徴とする請求項１に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケース。
3. 前記ケース本体を、
   前記冷却ファンが固定される部分を含む反把持側内部が深く、把持側内部が浅く、その境界は段差部を形成し、底面視で、前記把持側に凸の略Ｖ字、略Ｕ字或いは略Ｃ字を形状のケース本体としたことを特徴とする請求項２に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケース。
4. 前記空気が吸引される吸入口を前記ケース本体の前側壁の底部に配置し、前記空気が排気される排出口を前記ケース本体の後側壁の底部に配置し、前記ケース本体内部の底面部の把持側に突起を設け、前記ケース本体内部の後側壁に前記突起と同じ高さの載置台を設け、前記突起と前記載置台に携帯電気機器を載置し、前記把持側の底面部及び前記冷却ファンと携帯電気機器との間にスペースを形成し、前記冷却ファンの駆動により前記吸引口から前記排出口に流れる空気の気流を形成し、前記気流で携帯電気機器の底部を冷却することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケース。
5. 前記冷却ファンの駆動電源を、
   前記携帯電気機器の電池としたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケース。
6. 前記冷却ファンの駆動電源を、
   前記携帯電気機器の発熱場所に相当する位置を避けて前記ケース本体内部に配置した充電可能な蓄電池とし、かつ前記蓄電池の充電ソケットを前記携帯電気機器の電池の充電ソケットと同じ仕様にして、充電アダプタを共用することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケース。
7. 前記冷却ファンの駆動のオンオフを、前記携帯電気機器の温度を測定し、測定された温度に基づいて制御することを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の携帯電気機器用冷却ファン付きケース。

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