JP5261037B2 - 懐炉 - Google Patents

Description

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。

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。
特開平１１−７０１３７号公報

特許文献１の懐炉は、ヒーター９３による発熱を効率よくケース９２の全体に伝導するために、ケース９２を熱伝導率の高い材料で製造している。ただ、熱伝導率が高いケース９２は、ここに収納される電池９１にも熱を伝えやすくなる。図の懐炉は、充電式の電池９１をケース９２に内蔵しているが、ケース９２に内蔵される電池９１がヒーター９３で加熱されることは、必ずしも好ましくない。たとえば、充電式の電池であるニッケル水素電池が、高温に加熱される状態で長時間使用されるのは決して好ましくない。このため、ケース全体にヒーターの熱を効率よく伝導しながら、ケースに収納される電池への熱の伝導を低減することは、互いに相反する特性であって、この両方を満足するのは難しい。

また、懐炉のケースは、全体を薄く成形することによって、熱伝導を高くして効率よく全体を加熱できるが、薄く成形されるケースは強度が弱くなる。反対に、ケースを厚く成形して強度を高くすると、熱伝導が低くなって効率よく全体を加熱できなくなる。したがって、懐炉のケースには、ヒーターの熱を効率よく表面全体に伝導しながら、全体の強度を高くする構造も求められる。

本発明は、これらの問題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、ケースの表面全体にヒーターの熱を効率よく伝導しながら、ケースに収納される電池への熱の伝導を低減して、電池への熱による悪影響を防止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、ケースの表面全体を効率よく加温しながら、ケースの強度を強くできる懐炉を提供することにある。

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、底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケース２と、この金属外装ケース２内に挿入する外形に形成して、内部に電池１の収納部５を設けているプラスチック製のインナーケース３と、このインナーケース３に収納している電池１と、金属外装ケース２に熱結合されて金属外装ケース２を加温するヒーター４とを備える。インナーケース３が、金属外装ケース２に固定される本体部３Ａと、金属外装ケース２の開口部２０を閉塞する蓋部３Ｂとを備える。

さらに、本発明の懐炉は、本体部３Ａに脱着自在に連結される蓋部３Ｂとを備える。この懐炉は、蓋部３Ｂを脱着して電池１を交換する。

さらに、本発明の懐炉は、ヒーター４を金属外装ケース２とインナーケース３の間に配置すると共に、インナーケース３とヒーター４の間にはホルダープレート６を配設している。この懐炉は、このホルダープレート６と金属外装ケース２の内面とでヒーター４を挟着してヒーター４を金属外装ケース２に熱結合させると共に、ホルダープレート６とインナーケース３との間に隙間６０を設けて、ヒーター４からインナーケース３への熱伝導を抑制している。

さらに、本発明の懐炉は、金属外装ケース１０２の両面の内側にヒーター１０４を配設している。

さらに、本発明の懐炉は、金属外装ケース１０２の内側に近接あるいは接触させて温度センサ１５２を配置している。

さらに、本発明の懐炉は、インナーケース３、１０３が、金属外装ケース２、１０２に固定される本体部３Ａ、１０３Ａと、この本体部３Ａ、１０３Ａに脱着自在に連結されて、金属外装ケース２、１０２の開口部２０、１２０を閉塞する蓋部３Ｂ、１０３Ｂとを備えており、本体部３Ａ、１０３Ａと蓋部３Ｂ、１０３Ｂとをピンジャック１３、１１３を介して電気接続している。

さらに、本発明の懐炉は、蓋部３Ｂ、１０３Ｂが、本体部３Ａ、１０３Ａに収納される電池１、１０１の電極に接触する蓋側接点１２、１１２を備えている。

本発明の懐炉は、ケースの表面全体にヒーターの熱を効率よく伝導しながら、ケースに収納される電池への熱の悪影響を低減できる特長がある。それは、本発明の懐炉が、底を閉塞して一端を開口してなる筒状の金属外装ケースに、プラスチック製のインナーケースを収納し、このインナーケースに収納される電池で加温されるヒーターでもって熱結合された金属外装ケースを加温するからである。この構造の懐炉は、金属板を筒状に加工してなる金属外装ケースをヒーターで加温するので、熱伝導を良好にして、極めて効率よく懐炉の表面全体を加温できる。さらに、金属外装ケースには、プラスチック製のインナーケースを収納して、このインナーケースに電池を収納するので、ヒーターで加温される金属外装ケースの熱から電池を保護して、電池の温度環境を好ましい状態に保持できる。とくに、このインナーケースは、プラスチックで製作しているので、金属外装ケースからの熱伝導が抑制されて、電池の温度が高くなるのを防止する。すなわち、電池は、ヒーターで直接に加熱されることはなく、また、金属外装ケースを介して伝導される熱が、インナーケースによって抑制されるので、電池の温度が異常に高くなるのが有効に阻止されて電池が保護される。また、電池を収納するインナーケースを絶縁材のプラスチックで成形するので、電池を金属外装ケースやヒーターから絶縁する状態で配置できる特長もある。

さらに、本発明の懐炉は、金属外装ケースにインナーケースを収納する構造としているので、金属外装ケースを金属板で薄く成形しながら、その内側にプラスチック製のインナーケースを収納して、全体の強度を高くできる特長がある。とくに、金属板で成形される金属外装ケースを薄く成形して、ヒーターの熱を速やかに伝導できる構造としながら、金属外装ケースに収納されるインナーケースで、金属外装ケースを保護できる。したがって、この懐炉は、ケースの表面全体を効率よく加温しながら、ケースの強度を強くできる。

さらに、本発明の懐炉は、簡単かつ容易に、インナーケースで収納する電池を交換でき
る特長がある。それは、この懐炉のインナーケースが、金属外装ケースに固定される本体部と、この本体部に脱着自在に連結されて、金属外装ケースの開口部を閉塞する蓋部とを備え、蓋部を脱着して電池を交換するからである。とくに、この懐炉は、電池を収納するインナーケースを金属外装ケースに固定して、金属外装ケースの開口部から電池を交換するので、電池を交換するときに、インナーケースを金属外装ケースから取り出すことなく交換できる。このため、簡単かつ容易に電池を交換できると共に、インナーケースに装備されるヒーター等の部品を金属外装ケースから表出させることなく、安全に電池交換できる特長もある。

さらに、本発明の懐炉は、ヒーターを金属外装ケースとインナーケースの間に配置すると共に、インナーケースとヒーターの間にはホルダープレートを配設しており、このホルダープレートと金属外装ケースの内面とでヒーターを挟着してヒーターを金属外装ケースに熱結合させるので、ヒーターを金属外装ケースに確実に熱結合できる特徴がある。さらに、この懐炉は、ホルダープレートとインナーケースとの間に隙間を設けているので、ヒーターからインナーケースへの熱伝導を抑制して、ヒーターの発熱でインナーケースが直接に加熱されて、インナーケースに収納される電池が加熱されるのを有効に防止できる。

さらに、本発明の懐炉は、金属外装ケースの両面の内側にヒーターを配設しているので、金属外装ケースの両面を、内側からヒーターで効率よく、速やかに加温できる特長がある。

さらに、本発明の懐炉は、金属外装ケースの内側に近接あるいは接触させて温度センサを配置しているので、金属外装ケースの外側の温度を、温度センサでもって感度良く検出しながら、最適な温度範囲に制御できる。

さらに、本発明の懐炉は、インナーケースが、金属外装ケースに固定される本体部と、この本体部に脱着自在に連結されて、金属外装ケースの開口部を閉塞する蓋部とを備えており、本体部と蓋部とをピンジャックを介して電気接続するので、簡単な構造で、本体部と蓋部とを脱着自在に連結しながら電気接続できる。

さらに、本発明の懐炉は、蓋部が、本体部に収納される電池の電極に接触する蓋側接点を備えているので、金属外装ケースの開口部を蓋部で閉塞する状態で、蓋側接点を電池の電極に確実に接触させて、電池を蓋部に電気接続できる。

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。また、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。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図２ないし図１２に示す懐炉は、底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケース２と、この金属外装ケース２内に挿入する外形に形成して、内部に電池１の収納部５を設けているプラスチック製のインナーケース３と、このインナーケース３に収納している電池１と、金属外装ケース２に熱結合されて金属外装ケース２を加温するヒーター４とを備える。

［金属外装ケース］
金属外装ケース２は、筒状の筒部２Ａの一端を底面プレート部２Ｂで閉塞して他端を開口してなる筒状に成形している。金属外装ケース２は、優れた熱伝導を実現するために、金属板をプレス加工して製造している。この金属板として、アルミニウム板を使用する。ただし、金属外装ケースの金属板は、鉄板、銅板、シンチュウ板なども使用できる。さらに、金属外装ケースは、その表面に無数の凹凸を設けることもできる。金属外装ケースの表面に無数の凹凸を設ける懐炉は、低温障害を防止できる特長がある。

筒状に成形される金属外装ケース２は、図４と図５に示すように、一端の開口部２０から内側にインナーケース３を挿入して収納し、このインナーケース３に電池１を収納している。図の懐炉は、２本の円筒型電池１を２列に並べて収納するので、金属外装ケース２とインナーケース３を、横断面形状を長円形とする筒状としている。ただ、２本の円筒型電池を２列に収納する金属外装ケースとインナーケースは、横断面形状を楕円形とする筒状とすることもできる。これらの懐炉は、筒状の側面における接触面積を広く確保できる特徴がある。さらに、図示しないが、円筒型電池を１列に収納する懐炉は、金属外装ケースとインナーケースを、横断面形状を円形とする円筒状とすることができる。ただ、懐炉は、角形電池を収納することもできる。この懐炉は、金属外装ケースとインナーケースとを、角形電池を収納できる形状とする。

［インナーケース］
インナーケース３は、金属外装ケース２に挿入されて、内部に電池１を収納している。このインナーケース３は、内部に収納される電池１を、ヒーター４の発熱やヒーター４で加温される金属外装ケース２の熱から保護するために、金属よりも熱伝導の小さいプラスチックで製造している。さらに、インナーケース３を絶縁材であるプラスチックで成形することにより、内部に収納される電池１を、金属外装ケース２やヒーター４から絶縁している。図のインナーケース３は、金属外装ケース２に固定されて内部に電池１が収納される本体部３Ａと、この本体部３Ａの開口部３０に脱着自在に連結されて、金属外装ケース２の開口部２０を閉塞する蓋部３Ｂとを備える。

本体部３Ａは、図５ないし図７に示すように、全体形状を金属外装ケース２の内面に沿う筒状に成形すると共に、内部には、電池１を収納する収納部５を設けている。図の本体部３Ａは、２本の円筒型電池１を収納するので、２列の収納部５を設けている。本体部３Ａは、その外形を金属外装ケース２の内形とほぼ等しく、正確には、やや小さくしており、金属外装ケース２の内側に嵌入して定位置に配置している。図の本体部３Ａは、一端に底板３１を設けて他端を開口してなる筒状に成形しており、この開口部３０から電池１を挿入できるようにしている。本体部３Ａは、図７に示すように、開口部３０の内側であって、開口部３０から離れた位置に、開口端面と平行に中間壁３２を設けており、この中間壁３２の両側に、電池１を挿入する収納部５の挿入開口３３を開口している。２つの挿入開口３３の間には、詳細には後述するが、ピンジャック１３を突出して設けている。このピンジャック１３は、蓋部３Ｂの挿入筒部４０に設けたピン端子１４に挿入されて接続される。

図の本体部３Ａは、２列の収納部５を、本体部３Ａの両側に位置して設けている。本体部３Ａの収納部５は、収納される電池１を定位置に配置するために、円筒型電池１の外形に沿う円筒状に成形している。図の本体部３Ａは、両側に設けられる２列の収納部５を２列の区画壁３４で区画している。これらの区画壁３４は、電池側の対向面を、電池１の外周面に沿う湾曲面としている。さらに、本体部３Ａは、２列の区画壁３４の間に、回路基板７を配置する基板収納部３５を設けている。すなわち、本体部３Ａは、互いに平行に収納される２本の電池１の間に位置して、基板収納部３５を設けている。本体部３Ａに配置される回路基板７は、電池１とヒーター４に接続されており、ヒーター４への電力の供給を制御する回路を実現する電子部品（図示せず）を実装している。この回路基板７は、基板収納部３５の設けた固定ボス２９に、止ネジ２８を介して固定している。

さらに、本体部３Ａは、基板収納部３５に回路基板７を配置するために、側面を開口できる構造としている。図６の本体部３Ａは、筒状の側面を開口してなる形状の本体ケース部３ａと、この本体ケース部３ａの側面開口部３ｃを閉塞する蓋ケース部３ｂとからなる。この本体部３Ａは、本体ケース部３ａから蓋ケース部３ｂを取り外すことにより、側面開口部３ｃを開口して、基板収納部３５への回路基板７の固定や配線を容易にしている。蓋ケース部３ｂは、図９に示すように、その内面形状を、電池１の外周面に沿う形状としている。

さらに、本体部３Ａは、収納部５の端面に位置して、電池１の一方の電極と接触するためのケース側接点１１を備えている。このケース側接点１１は、本体部３Ａの底板３１の内面に配設されて、収納部５に挿入される電池１の電極に電気接続される。図７と図１１に示すケース側接点１１は、弾性金属板を折曲加工したもので、底板３１の内面に固定される固定部１１Ａと、この固定部１１Ａから延長されて回路基板７に接続される接続部１１Ｂと、固定部１１Ａから電池１の電極に向かって折曲されて、電池１の電極を弾性的に押圧する弾性接点部１１Ｃとを備える。図の弾性接点部１１Ｃは、電池１の電極との接点を山型に折曲している。このように、電池１の電極を弾性的に押圧する弾性接点部１１Ｃを備えるケース側接点１１は、収納部５に収納される電池１の電極に押圧状態で接触して、確実に電気接続できる特徴がある。

以上の本体部３Ａは、図３ないし図５に示すように、底板３１で閉塞された側を金属外装ケース２に挿入し、開口部３０を金属外装ケース２の開口部２０に位置させる状態として、金属外装ケース２に連結される。さらに、本体部３Ａは、金属外装ケース２に挿入された状態で、抜けないように、止ネジ２１で金属外装ケース２に固定される。本体部３Ａは、底板３１の両側に、止ネジ２１をねじ込む連結ボス３６を底板３１から突出して一体成形して設けている。金属外装ケース２は、底面プレート部２Ｂの両側に止ネジ２１を挿入する貫通孔２２を設けており、底面プレート部２Ｂを貫通する止ネジ２１を本体部３Ａの連結ボス３６にねじこんで、本体部３Ａを金属外装ケース２に固定している。

さらに、本体部３Ａは、ヒーター４を金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂの内側に熱結合状態で配設するために、底板３１にヒーター４を固定している。図５と図６に示す本体部３Ａは、底板３１に、ヒーター４を位置決めしながら固定するホルダープレート６を固定しており、このホルダープレート６を介してヒーター４を金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂに接近して配置している。

蓋部３Ｂは、図３、図８、図１０、及び図１１に示すように、本体部３Ａの開口部３０に挿入される挿入筒部４０と、この挿入筒部４０の端部に連結されて本体部３Ａの開口部３０と金属外装ケース２の開口部２０とを閉塞する鍔部４１とを備える。図に示す蓋部３Ｂは、内部に中空の基板収納部４２を設けて、ここに、回路基板８を配置している。

挿入筒部４０は、本体部３Ａの開口部３０に挿入できるように、本体部３Ａの開口部３０の内形に沿う外形に成形している。さらに、挿入筒部４０は、本体部３Ａに挿入される側の端面に、収納部５に収納される電池１の他方の電極に接触するための蓋側接点１２を備えている。挿入筒部４０は、電池側の端面である端面プレート４３の両側に接点窓４４を開口しており、これらの接点窓４４から蓋側接点１２を表出させている。さらに、挿入筒部４０は、接点窓４４の間に位置して、本体部３Ａの中間壁３２から突出するピンジャック１３を挿入するピン端子１４を表出して設けている。蓋側接点１２とピン端子１４は、蓋体３Ｂの内部に配置される回路基板８に固定している。この蓋体３Ｂは、挿入筒部４０を本体部３Ａの開口部３０に挿入する状態で、端面プレート４３に配置した蓋側接点１２を、電池１の一方の電極に接触させて電気接続し、端面プレート４３の中央部のピン端子１４に、本体部３Ａの中間壁３２から突出するピンジャック１３を挿入させて、蓋体３Ｂの回路基板８と本体部３Ａの回路基板７を接続する。

鍔部４１は、操作面となる上面プレート４１Ａの周囲に周壁４１Ｂを設けてなるキャップ形状としている。鍔部４１は、蓋部３Ｂを本体部３Ａに連結する状態で、金属外装ケース２の開口部２０を閉塞できるように、周壁４１Ｂの外形を、金属外装ケース２の外形に沿う形状としている。図８、図１０及び図１１の蓋部３Ｂは、筒状の挿入筒部４０の開口端部を、鍔部４１の周壁４１Ｂの内側に連結している。この蓋部３Ｂは、鍔部４１から突出する挿入筒部４０の突出量が、本体部３Ａの開口部３０への挿入量となる。したがって、蓋部３Ｂは、挿入筒部４０の蓋側接点１２と、本体部３Ａのケース側接点１１とで電池１の電極を両側から押圧しながら確実に接触できるように、挿入筒部４０の突出量を設計する。図に示す挿入筒部４０と鍔部４１は、係止構造で互いに連結している。ただ、挿入筒部と鍔部は接着やネジ止め等の方法で連結することもできる。

以上の蓋部３Ｂは、本体部３Ａの開口部３０に挿入する状態で、本体部３Ａに脱着自在に連結される。蓋部３Ｂと本体部３Ａは、脱着自在に連結するために、係止構造で連結している。図に示す蓋部３Ｂは、挿入筒部４０の外周面に係止凸部４７を設けており、本体部３Ａは、開口部３０の内面に、係止凸部４７を係止する係止部３７を設けている。図に示す係止部３７は、貫通孔としている。ただ、係止部は、凹部とすることもできる。蓋部３Ｂは、挿入筒部４０を開口部３０に挿入する状態で、係止凸部４７を係止部３７に係止させて定位置に連結される。ただ、インナーケースは、本体部の開口部の内面に係止凸部を設けて、蓋部の挿入筒部の外周面に、この係止凸部を係止する係止部を設けて、蓋部を脱着自在に本体部に連結することもできる。

さらに、図のインナーケース３は、挿入筒部４０を誤った向きで本体部３Ａに挿入するのを阻止するために、位置決め機構を備える。図の位置決め機構は、本体部３Ａの開口端部の内面に設けた位置決凸条３８と、蓋部３Ｂの挿入筒部４０に設けた案内溝４８である。位置決凸条３８と案内溝４８は、蓋部３Ｂの挿入方向に延長して設けている。この蓋部３Ｂは、案内溝４８に位置決凸条３８を案内しながら、挿入筒部４０が本体部３の開口部３０に挿入されて、正確な姿勢で本体部３Ａに連結される。ただ、位置決め機構は、蓋部の挿入筒部に設けた位置決凸条と、本体部の開口端部の内面に設けた案内溝とすることもできる。さらに、インナーケースの位置決め機構は、必ずしも位置決凸条と案内溝で構成する必要はなく、蓋部の挿入筒部の外形とこれを挿入する本体部の開口端部の内形を非対称な形状として、蓋部が誤った向きに挿入されるのを阻止することもできる。

以上のインナーケース３は、本体部３Ａの収納部５に電池１を挿入し、本体部３Ａの開口部３０に蓋部３Ｂを装着する状態で、電池１をインナーケース３の定位置に収納する。この構造の懐炉は、インナーケース３の蓋部３Ｂを取り外すことで、本体部３Ａの開口部３０を開口し、この開口部３０から電池１を出し入れして、容易に電池１を交換できる。このため、内部に収納された電池１の残容量に拘わらず、交換用の電池を用意することで懐炉を継続的に使用できる。また、このインナーケース３は、蓋部３Ｂで本体部３Ａの開口部３０を閉塞することで、蓋部３Ｂの端面プレート４３に配置した蓋側接点１２と、本体部３Ａの底板３１に配置したケース側接点１１とで電池１の両端の電極を両側から押圧して、電池１を接点に電気接続する。すなわち、電池１の電極を、直接にケース側接点１１と蓋側接点１２とに接触させて電気接続するので、余計な接点を省略して製造コストを低減しながら、信頼性を高めることができる。とくに、インナーケース３の開口部３０を蓋部３Ｂで閉塞することで、内部に収納される電池１の両端の電極を押圧するようにして、電極と接点との電気接触を図るので、機械的にも確実な電気接触を維持でき、この点においても信頼性も高められる。

さらに、蓋部３Ｂは、図３に示すように、懐炉の操作面となる上面プレート４１Ａに、外部機器と接続するための接続端子１５と、懐炉のオンオフを操作する操作部１６と、電池の残量や異常な状態を表示する表示部１７とを備える。

［電池］
電池１は、インナーケース３の収納部５に収納される。図の電池１は、単３型の円筒型電池１である。この電池１には、二次電池も一次電池も使用できる。このように、市販の一次電池と同規格の電池を収納できる懐炉は、長時間使用して電池の容量が不足した状態で、予備の二次電池がないときに、市販の一次電池と交換することができる。図の懐炉は、単３型電池を収納するが、懐炉は、単１型電池や単２型電池、あるいは、角型電池を収納することもできる。二次電池として、例えば、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池が使用できる。

さらに、二次電池を収納する懐炉は、電池の充電回路を内蔵することもできる。この懐炉は、充電用の接続端子を備えると共に、この接続端子を介して、外部機器である充電器等の電気機器に接続して、内部に収納される二次電池を充電する。図に示す懐炉は、蓋部３Ｂの上面プレート４１Ａに接続端子１５を設けている。この接続端子１５は、ＵＳＢを接続するＵＳＢ端子１５Ａである。この懐炉は、このＵＳＢ端子１５ＡにＵＳＢコードを接続し、パソコン等を利用して収納される電池１を充電することができる。さらに、パソコンから通信情報を入力して、懐炉の使用環境や設定条件等を変更することもできる。

本発明の懐炉は、電池１を脱着自在に収納するので、必ずしも懐炉本体に電池１を充電する回路を備える必要はない。たとえば、懐炉に収納される電池１を外部充電器で充電して交換できる。このため、懐炉を簡単な構造としながら、電池１を理想的に充電できる。とくに、充電される電池は、充電されるときに発熱しやすく、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。電池を外部充電器で充電することにより、懐炉の内部で充電しないので、充電される電池の熱を懐炉の内部でこもらせることなく、いいかえると収納される電池の温度上昇を少なくし、この温度上昇による電池の劣化を効果的に防止できる。

［ヒーター］
ヒーター４は、金属外装ケース２とインナーケース３の間に配設されて、金属外装ケース２に熱結合される。金属外装ケース２に熱結合されるヒーター４は、通電状態において、金属外装ケース２を加温する。このヒーター４は、板状発熱体とすることができる。図の懐炉は、板状発熱体として、平面状のＰＴＣを使用している。ＰＴＣである平面状のヒーター４は、金属外装ケース２の内面に対向する姿勢で、金属外装ケース２に接近して熱結合状態で配置される。板状発熱体であるヒーター４は、広い面積で金属外装ケース２の内面に熱結合できるので、ヒーター４の発熱を、効率よく金属外装ケース２に熱伝導できる特徴がある。ただ、ヒーターは、必ずしも板状発熱体とする必要はない。板状でないヒーターは、熱結合樹脂等を介して金属外装ケースに効率よく熱結合される。

さらに、ＰＴＣであるヒーター４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、ＰＴＣであるヒーター４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、ＰＴＣであるヒーターは、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。ただ、ヒーターとしては、平面状のＰＴＣ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。

図３、図５、図６、図１０及び図１１に示す懐炉は、平面状のヒーター４を金属外装ケース２の底に配設している。このヒーター４は、金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂの内側に配置している。金属外装ケース２とインナーケース３の間に配設されるヒーター４は、金属外装ケース２に連結されるインナーケース３を介して、金属外装ケース２の定位置に配置されて、金属外装ケース２に熱結合状態で配置される。さらに、図の懐炉は、インナーケース３とヒーター４との間に、ヒーター４を定位置に保持するホルダープレート６を配設している。この懐炉は、このホルダープレート６と金属外装ケース２の内面とでヒーター４を挟着してヒーター４を定位置に保持して金属外装ケース２に熱結合させている。図のインナーケース３は、底板３１の表面にホルダープレート６を固定して、このホルダープレート６の表面にヒーター４を連結している。さらに、表面にヒーター４を配置している底板３１を、止ネジ２１で金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂに固定して、ヒーター４を底面プレート部２Ｂの内側の定位置に配置している。

さらに、ホルダープレート６は、ヒーター４からインナーケース３への熱伝導を抑制する働きもしている。図３のホルダープレート６は、表面にヒーター４を配置すると共に、裏面をインナーケース１の底板３１に対向させる姿勢で配置している。このホルダープレート６は、熱伝導率の低いプラスチックで製造しており、ヒーター４の熱がインナーケース３に伝導するのを抑制している。さらに、ホルダープレート６とインナーケース３との間には隙間６０を設けており、ヒーター４の熱が直接にインナーケース３の底板３１に伝導されるのを防止している。図３、図６及び図１１のインナーケース３は、底板３１とホルダープレート６との間に隙間６０を設けるために、底板３１の両側に、表面から突出する固定ボス３９を一体成形して設けている。ホルダープレート６は、止ネジ６１を挿入する貫通孔６２を設けている。この貫通孔６２を貫通する止ネジ６１を底板３１の固定ボス３６にねじこんで、ホルダープレート６と底板３１との間に所定の間隔の隙間６０を形成しながら、ホルダープレート６をインナーケース３に固定している。

ホルダープレート６は、ヒーター４を定位置に配置するために、ヒーター４を装着する面に、ヒーター４の外周に沿う位置決リブ６３を一体的に成形して設けている。さらに、図６のホルダープレート６は、ヒーター４に接続される金属板５５、５６の接続片５５Ａ、５６Ａやリード５７をケース側接点１１に接触させないように配線するための突出部６４を一体成形して設けている。この突出部６４は、ホルダープレート６から基板収納部３５に向かって、底板３１を貫通する状態で設けている。底板３１は、その中央部であって、２列の収納部５の間に位置して、開口部３１Ａを設けており、この開口部３１Ａにホルダープレート６の突出部６４を貫通させて配置している。さらに、ホルダープレート６の突出部６４は、その中央部に、ヒーター４の両面に接続される金属板５５、５６の接続片５５Ａ、５６Ａを絶縁する絶縁壁６５を一体的に設けている。

平面状のヒーター４は、ほぼ円板状のＰＴＣ４Ａであって、その両面に、銀メッキされた電極を形成している。このヒーター４は、両面の電極表面に、金属板５５、５６を押圧した状態で接触させて、電力を供給している。ヒーター４の内側面であって、ホルダープレート６の表面に配置される金属板５５は、外周方向に突出する接続片５５Ａを備え、この接続片５５Ａに接続されるリード５７を介して回路基板７に接続している。さらに、金属板５５は、外周方向に突出する複数の弾性片５５Ｂを備え、この弾性片５５Ｂの弾性力でヒーター４を外側に押圧して、ヒーター４の両面を金属板５５、５６に確実に接触させると共に、ヒーター４を金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂに確実に熱結合させている。ヒーター４の外側面であって、金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂの内面に配置される金属板５６は、外周方向に突出する接続片５６Ａを備え、この接続片５６Ａに接続されるリード５７を介して回路基板７に接続している。さらに、金属板５６は、両側に突出する連結片５６Ｂを備え、この連結片５６Ｂをホルダープレート６に連結して金属板５６をホルダープレート６に、外れないように連結している。図のホルダープレート６は、両側に位置して、連結片５６Ｂの先端部を挿入して係止する挿入部６６を設けている。ヒーター４は、金属板５５と金属板５６とで挟着される状態でホルダープレート６の位置決リブ２３の内側に配置されると共に、金属板５６の両側の突出する連結片５６Ｂの先端部をホルダープレート６の挿入部６６に挿入して定位置に保持される。インナーケース３の底板３１に固定されたホルダープレート６の表面にヒーター４を連結する状態で、インナーケース３が金属外装ケース２に挿入されて、インナーケース３を金属外装ケース２に固定し、ヒーター４を金属外装ケース２の定位置に熱結合状態で固定している。ヒーター４の発熱は、金属板５６を介して金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂに効率よく伝導される。さらに、金属板５６は、シリコンペーストなどの熱結合ペーストを塗布して、金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂとの熱伝導効率を高くすることもできる。

以上のように、平面状のＰＴＣ４Ａであるヒーター４は、金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂの内面に、底面プレート部２Ｂに平行な姿勢で熱結合状態で配置している。この構造の懐炉は、平面状のＰＴＣヒーター４Ａの熱を、底面プレート部２Ｂを介して、効率よく筒部２Ａの全体に熱を伝えることができる。金属外装ケース２の底面プレート部２Ｂに熱結合されるヒーター４は、図１０の矢印で示すように、発生する熱を、底面プレート部２Ｂに伝導し、さらに、底面プレート部２Ｂから筒部２Ａに伝導して、金属外装ケース２の表面全体を加熱する。したがって、金属外装ケース２の底に１個のヒーター４を配置して、金属外装ケース２の表面全体を効果的に、しかも均一に加熱できる特長がある。ヒーター４は、たとえば、金属外装ケース２を４２℃〜４６℃に加温するように設定される。

図の懐炉は、ひとつのヒーター４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金属外装ケースの温度をコントロールすることができる。たとえば、ふたつのヒーターを内蔵する懐炉は、ひとつのヒーターの設定温度を４５℃、別の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℃とするヒーターに通電して金属外装ケースを４５℃まで加温する。また、４８℃のヒーターに通電して、ヒーターを４８℃まで加温する。また、両方のヒーターに通電して、金属外装ケースを速やかに温度上昇させて、４８℃まで加温する。

さらに、懐炉は、図１３に示すように、金属外装ケース７２の筒部７２Ａの内側にヒーター７４を配置することもできる。図の懐炉は、金属外装ケース７２の筒部７２Ａの互いに対向する対向面の内側に各々ヒーター４を配置して、金属外装ケース７２の全体を効果的に、かつ均一に加熱するようにしている。図の懐炉は、筒部７２Ａの対向面の内側に配置されるヒーター４を、金属外装ケース７２とインナーケース７３との間であって、収納部５に収納される２本の電池１の間に配置して、電池１への熱の影響を低減している。この懐炉は、ヒーター４から発生する熱で、直接に金属外装ケース７２の筒部７２Ａを加温し、図の矢印で示すように、ヒーター４の熱を筒部７２Ａの全体に伝導して速やかに温度上昇させる。
なお、この図において、７３Ａは本体部を、７３ａは本体ケース部を、７３ｂは蓋ケース部をそれぞれ示している。

懐炉のブロック図を図１２に示す。この図に示す懐炉は、電池１とヒーター４との間に接続しているスイッチング素子５１と、このスイッチング素子５１のオンオフを制御して電池１からヒーター４に供給する電力をコントロールする制御回路５０と、電池温度の周囲温度を検出する温度センサ５２とを備える。この懐炉は、ＰＴＣ４Ａであるヒーター４がスイッチング素子５１を介して電池１と直列に接続されるので、ヒーター４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、ＰＴＣ４Ａであるヒーター４は設定温度になると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。

制御回路５０は、ヒーター４への供給電力をコントロールして、ヒーター４の温度、すなわち金属外装ケース２の表面温度を制御する。この制御回路５０は、インナーケース３の蓋部３Ｂに内蔵される回路基板８に装備される第１の制御回路５０Ａと、本体部３Ａに内蔵される回路基板７に装備される第２の制御回路５０Ｂとを備える。回路基板８に装備される第１の制御回路５０Ａと、回路基板７に装備される第２の制御回路５０Ｂは、ピンジャック１３とピン端子１４を介して接続している。

第２の制御回路５０Ｂは、スイッチング素子５１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、金属外装ケース２の温度をコントロールする。第２の制御回路５０Ｂがスイッチング素子５１をオンにする時間を長くして、ヒーター４の温度を高く、すなわち金属外装ケース２の温度を高くできる。また、反対に第２の制御回路５０Ｂがスイッチング素子５１のオン時間を短くして、ヒーター４と金属外装ケース２の温度を低くできる。また、第２の制御回路５０Ｂは、電池１の周囲温度を検出する温度センサ５２からの信号で、スイッチング素子５１のデューティーをコントロールして、ヒーター４と金属外装ケース２を設定温度とすることもできる。

第２の制御回路５０Ｂは、設定温度を記憶するメモリ５３を内蔵している。ヒーター４が、メモリ５３に記憶される設定温度となるように、第２の制御回路５０Ｂは、スイッチング素子５１をオンオフに切り換えるデューティーを制御する。第２の制御回路５０Ｂは、必ずしもスイッチング素子５１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。第２の制御回路５０Ｂは、温度センサ５２からの信号で、ヒーター４が設定温度よりも高くなるとスイッチング素子５１をオフに切り換え、ヒーター４が設定温度よりも低くなるとスイッチング素子５１をオンに切り換える制御をして、ヒーター４を設定温度に保持することもできる。図６と図１０の懐炉は、温度センサ５２をヒーター４の背面に配置しており、ヒーター４の温度を速やかに検出できるようにしている。この温度センサ４は、回路基板７に接続している。

第２の制御回路５０Ｂのメモリ５３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。この第２の制御回路は、懐炉の電源スイッチ１６Ｂを入れた最初に、ヒーター４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。このようにヒーター４が金属外装ケース２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、ヒーター４の平均電流を少なくして、長時間使用できる。

さらに、懐炉は、使用されない状態を検出するために、外気温度センサを配置することもできる。この外気温度センサは、図示しないが、たとえば、蓋体に配置される。この外気温度センサは、たとえば、蓋体に開口を設け、この開口から外気を内部に導入できるようにして、外気温度を検出することができる。この懐炉は、外気温度センサ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をオフにする。

第１の制御回路５０Ａは、インナーケース３の蓋部３Ｂが本体部３Ａに連結される状態で、本体部３Ａに収納される電池１を接続すると共に、蓋部３Ｂに装備される各種の機能を制御する。図３と図１２の懐炉は、蓋部３Ｂの上面プレート４１Ａに、外部機器と接続するための接続端子１５と、懐炉のオンオフを操作する操作部１６と、電池１の残量や異常な状態を表示する表示部１７とを備えている。したがって、第１の制御回路５０Ａは、これらを制御するための電子部品を装備している。

図３と図１２の懐炉は、第１の制御回路５０Ａに接続端子１５を接続している。この接続端子１５はＵＳＢ端子１５Ａで、蓋部３Ｂの操作面に設けている。図の懐炉は、接続端子１５を保護するために、キャップ１８を装着している。ＵＳＢ端子１５Ａは、ＵＳＢコードを介してコンピュータに接続される。この第１の制御回路５０Ａは、ＵＳＢ端子１５Ａ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５３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。さらに、懐炉は、ＵＳＢ端子１５Ａを介して供給される電力で、内蔵される電池１を充電することもできる。このことを実現する懐炉は、第１の制御回路に充電回路を備えることができる。

懐炉のオンオフを操作する操作部１６は、電源スイッチ１６Ｂとこの電源スイッチ１６Ｂの表面に設けた押しボタン１６Ａとを備える。電源スイッチ１６ＢはＯＮ／ＯＦＦスイッチで、押しボタン１６Ａを介してプランジャーが操作されて、懐炉をオン状態をオフ状態とに切り換える。

さらに、図３、図１０、及び図１２の懐炉は、蓋体３Ｂの上面プレート４１Ａに電池１の残容量や懐炉の使用状態を表示する表示部１７を設けている。この表示部１７は、回路基板８に固定されたＬＥＤ１７Ａと、このＬＥＤ１７Ａの点灯を蓋部３Ｂの外部に伝えるライトガイド１７Ｂを備える。ＬＥＤ１７Ａは、蓋部３Ｂに内蔵される回路基板８に固定されて、第１の制御回路５０Ａで点滅状態が制御される。ライトガイド１７Ｂは、透光性を有するプラスチックやガラス等の成形品で、蓋部３Ｂの操作面に設けた表示開口４５に配置されて、ＬＥＤ１７Ａの発光を蓋部３Ｂの外部に導いて表示している。ただ、蓋部は、表示開口から直接にＬＥＤを表出させて外部に表示することも、蓋部の全体もしくは一部を、透光性を有するプラスチックで製作して、ＬＥＤの発光を透過させて外部に表示することもできる。

表示部１７は、第１の制御回路５０Ａに制御されて、電池１の消耗状態や温度を、あるいは電池の異常な状態をＬＥＤ１７Ａの点灯状態、たとえば、発光色や点滅状態の変化で表示する。このように、電池状態の表示できる懐炉は、電池の交換時期や、温度異常等を速やかに検知できる特長がある。第１の制御回路５０Ａは、ＬＥＤ１７Ａを点灯する点灯パターンをメモリ５４に記憶している。第１の制御回路５０Ａのメモリ５４に記憶されるＬＥＤ１７Ａの点灯パターンは、ＵＳＢ端子１５Ａ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、ＬＥＤ１７Ａ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。

以上の懐炉は、回路基板８に第１の制御回路５０Ａを設けて、回路基板７に第２の制御回路５０Ｂを設けている。ただ、懐炉は、必ずしも制御回路を第１の制御回路と第２の制御回路に分ける必要はなく、一方の回路基板に設けた制御回路で実現することもできる。

さらに、図１４ないし図２１は、本発明の他の実施例であって、金属外装ケース１０２の両面にヒーター１０４を固定している懐炉を示している。なお、これらの図において、前述の実施例と同等の機能を備える構造、構成には、下二桁に同じ番号を付して、詳細な説明は省略する。

図１４ないし図２０の懐炉は、インナーケース１０３の両表面にヒーター１０４を配設して、金属外装ケース１０２(たとえば、アルミ材料、厚さ０．３〜１．５ｍｍ程度が利用でき、約０．４〜０．５ｍｍが好ましい)の内面にヒーター１０４を熱結合状態に配置している。金属外装ケース１０２は、インナーケース１０３の外側に沿う底を閉塞している筒状である。金属外装ケース１０２は、両面にある平面部１０２Ｃを両側の湾曲面１０２Ｄで連結する筒状として底を閉塞している。金属外装ケース１０２は、両面の平面部１０２Ｃの内側にヒーター１０４を熱結合状態で配置して加温される。図に示す懐炉は、インナーケース１０３の両面に、平面状のＰＴＣ１０４Ａからなるヒーター１０４を配設して、このヒーター１０４を金属外装ケース１０２の平面部１０２Ｃの内面に熱結合状態で配置している。

インナーケース１０３は、電池１０１が収納される本体部１０３Ａと、この本体部１０３Ａの開口部１３０に脱着自在に連結されて、金属外装ケース１０２の開口部１２０を閉塞する蓋部１０３Ｂとを備える。本体部１０３Ａは、金属外装ケース１０２の内面に沿う筒状に成形して、内部には、開口部１３０から挿入される電池１０１を収納する収納部１０５を設けている。図の本体部１０３Ａは、本体部１０３Ａの両側に２列の収納部１０５を設けて、これらの収納部１０５を２列の区画壁１３４で区画している。さらに、本体部１０３Ａは、２列の区画壁１３４の間に、回路基板１０７を配置する基板収納部１３５を設けている。本体部１０３Ａは、図１４、図１５、及び図１８に示すように、互いに平行に収納される２本の電池１０１の間に位置して、２本の電池１０１の軸を含む平面に対して垂直な姿勢で回路基板１０７を配置している。この回路基板１０７は、基板収納部１３５に突出して設けた支持リブ１２７で両側から支持して定位置に配置している。

本体部１０３Ａは、図１８に示すように、基板収納部１３５に回路基板１０７を配置するために、筒状の側面を開口してなる形状の本体ケース部１０３ａと、この本体ケース部１０３ａの側面開口部１０３ｃを閉塞する蓋ケース部１０３ｂとからなる。この本体ケース１０３Ａは、本体ケース部１０３ａから蓋ケース部１０３ｂを取り外して、側面開口部１０３ｃを開口し、基板収納部１３５への回路基板１０７の固定や配線を容易にできる。図１４に示す本体ケース部１０３ａと蓋ケース部１０３ｂは、両側の周壁の先端面に設けた凸条１０３ｘと連結溝１０３ｙを嵌合して互いに連結している。

さらに、本体部１０３Ａは、収納部１０５に挿入される電池１０１の一方の電極と接触するための一対のケース側接点１１１を底板１３１の内面に配設している。一対のケース側接点１１１は、回路基板１０７に固定している。さらに、本体部１０３Ａは、図１５に示すように、開口部１３０の内側であって、開口端面と平行な中間壁１３２に、挿入筒部１４０の挿入方向に突出してピンジャック１１３を配設している。このピンジャック１１３は、本体部１０３Ａの中間壁１３２に固定されて、回路基板１０７に接続されている。

蓋部１０３Ｂは、図１５と図１８に示すように、本体部１０３Ａに収納される電池１０１の電極に接触する蓋側接点１１２を備えている。図の蓋部１０３Ｂは、本体部１０３Ａの開口部１３０に挿入される挿入筒部１４０を備え、この挿入筒部１４０の先端面の両側に、収納部１０５に収納される２本の電池１０１の他方の電極に接触する蓋側接点１１２を備えている。さらに、蓋部１０３Ｂは、蓋側接点１１２の間に、ピンジャック１１３を挿入して接続するピン端子１１４を表出して設けている。蓋側接点１１２とピン端子１１４は、図示しないが、上述の実施例の図３に開示されるような構造にて、蓋部に内蔵される回路基板１０８に固定している。

以上のインナーケース１０３は、本体部１０３Ａの収納部１０５に電池１０１を挿入し、本体部１０３Ａの開口部１３０に蓋部１０３Ｂを装着する状態で、電池１０１をインナーケース１０３の定位置に収納する。とくに、蓋部１０３Ｂで本体部１０３Ａの開口部１３０を閉塞することで、蓋部１０３Ｂの蓋側接点１１２と、本体部１０３Ａのケース側接点１１１とで電池１０１の両端の電極を両側から押圧して、電池１０１を接点に電気接続できる。さらに、インナーケース１０３は、本体部１０３Ａと蓋部１０３Ｂとを、ピンジャック１１３を介して電気接続している。上述の実施例の図３に開示されるような構造にて、このインナーケース１０３は、本体部１０３Ａに蓋部１０３Ｂを挿入して閉塞する状態で、中間壁１３２から突出するピンジャック１１３が挿入筒部１４０に設けたピン端子１１４に挿入されて互いに接続される。この構造は、簡単な構造で、本体部１０３Ａと蓋部１０３Ｂとを脱着自在に連結しながら電気接続できる。

さらに、インナーケース１０３は、ヒーター１０４を金属外装ケース１０２の両面である平面部１０２Ｃの内側に熱結合状態で配設するために、本体部１０３Ａの両面であって、本体ケース部１０３ａと蓋ケース部１０３ｂの外側面に凹部１０３ｄを設けて、この凹部１０３ｄに、ヒーター１０４を位置決めしながら固定するホルダープレート１０６を固定している。本体部１０３Ａは、凹部１０３ｄに固定されるホルダープレート１０６を介してヒーター１０４を金属外装ケース１０２の平面部１０２Ｃの内面に配置して熱結合させている。図の懐炉は、金属外装ケース１０２の平面部１０２Ｃの内側に配置されるヒーター１０４を、ホルダープレート１０６と本体部１０３Ａを介して、収納部１０５に収納される２本の電池１０１の間に配置することにより、電池１への熱の影響を低減している。

ヒーター１０４は、両面の電極表面に、金属板１５５、１５６を弾性的に押圧した状態で接触させて、電力を供給している。金属板１５５、１５６は、図１６ないし図２０に示すように、ヒーター１０４の電極表面に接触する円板部の周囲に接続片１５５Ａ、１５６Ａと弾性片１５５Ｂ、１５６Ｂを突出させている。接続片１５５Ａ、１５６Ａは、リード線（図示せず）を介して回路基板１０７に接続されて通電される。弾性片１５５Ｂ、１５６Ｂは、円板部の周囲にバランスして、図にあっては円板部の対向する位置に設けている。ヒーター１０４の裏面、すなわちインナーケース１０３側に配設される金属板１５５は、弾性片１５５Ｂでもって、円板部をヒーター１０４の電極表面に弾性的に押圧すると共に、ヒーター１０４を金属外装ケース１０２の平面部１０２Ｃの内面に押圧している。ヒーター１０４と外装ケース１０２との間に配設される金属板１５６は、弾性片１５６Ｂの先端部を、ホルダープレート１０６の表面に一体的に成形して設けている係止部１６６に挿入して、金属板１５５とヒーター１０４とインナーケース１０３側の金属板１５６とをホルダープレート１０６の定位置に連結している。さらに、ホルダープレート１０６の表面には、金属板１５５とヒーター１０４と金属板１５６とを積層して定位置に配置するために位置決リブ１６３を一体的に成形して設けている。この位置決リブ１６３は、ヒーター１０４とホルダープレート１０６との間に配設される金属板１５５の弾性片１５５Ｂと接続片１５５Ａを案内する切欠部１６３Ａを設けている。この位置決リブ１６３の切欠部１６３Ａに、弾性片１５５Ｂと接続片１５５Ａを案内し、さらに位置決リブ１６３の内側に、金属板１５５の円板部とヒーター１０４とを積層して配設される。この構造は、金属板１５５とヒーター１０４とを位置ずれしないようにホルダープレート１０６の表面に配置できる。この状態で、金属外装ケース１０２に挿入されて、ＰＴＣ１０４Ａからなるヒーター１０４は、金属外装ケース１０２の内面に熱結合状態に配設される。金属外装ケース１０２の両平面に熱結合されるヒーター１０４は、発生する熱を金属板１５６を介して両面の平面部１０２Ｃに伝導して、金属外装ケース１０２の表面全体を加熱する。

さらに、図に示す懐炉は、金属外装ケース１０２の内側に近接あるいは接触させて温度センサ１５２を配置している。図１６ないし図１８に示す温度センサ１５２は、インナーケース１０３の貫通孔１０３ｅとホルダープレート１０６の貫通孔１０６ａを通過して、その先端側をインナーケース１０３の外側に設けた位置決凹部１０３ｆに配置している。これにより、温度センサ１５２の温度検知部を、金属外装ケース１０２に近接あるいは接触して配置して、金属外装ケース１０２と熱結合状態としている。この構造は、温度センサ１５２が金属外装ケース１０２の内側に近接あるいは接触することで、外部の温度、とくに低い温度の外気や人間の体の冷えた部分（たとえば手等）に触れると、温度センサ１５２にて感度良く検出することができる。このため、温度低下や温度が低下する降下勾配が設定値より大きくなるかどうか、いいかえると、所定時間に所定温度以上の降下があるかどうかを速やかに検出することができる。これにより、後述する各モードの温度範囲に制御できるように、電池からの電力を制御することができる。

以上の懐炉の回路図を図２１に示している。この図に示す懐炉は、互いに並列に接続してなる２個のヒーター１０４と、ヒーター１０４に電力を供給する２本の電池１０１と、これらの電池１０１からヒーター１０４に供給する電力をコントロールする制御回路１５０と、金属外装ケース１０２の温度を検出する温度センサ１５２とを備える。図に示す懐炉は、インナーケース１０３の蓋部１０３Ｂに内蔵される回路基板１０８に制御回路１５０を装備すると共に、本体部１０３Ａに内蔵される回路基板１０７に２個のヒーター１０４と温度センサ１５２を接続し、さらに、２本の電池１０１の一方の電極を、ケース側接点１１１を介して回路基板１０７に、他方の電極を、蓋側接点１１２を介して回路基板１０８に接続している。さらに、図の懐炉は、ピンジャック１１３とピン端子１１４とを介して、本体部１０３Ａの回路基板１０７と蓋部１０３Ｂの回路基板１０８とを電気接続している。図２１のピンジャック１１３とピン端子１１４は、詳細には後述するが、４個の接続端子１８１を備えている。

図に示す懐炉は、ヒーター１０４をＰＴＣ１０４Ａとして、これを並列に接続して電気抵抗を小さくして、消費電力、すなわち発熱量を大きくしている。たとえば、各々のＰＴＣ１０４Ａからなるヒーター１０４の電気抵抗を１Ω、直列に接続している電池１のトータル電圧を２．４Ｖとすれば、ヒーター１０４の消費電力は１１．５Ｗと大きくなる。したがって、ヒーター１０４に通電する状態で、２つのＰＴＣ１０４Ａでもって、金属外装ケース１０２を内側から速やかに加温できる。

２本の電池１０１は、蓋側接点１１２に接続される電極を、回路基板１０８に装備されるスイッチング素子１２３を介して互いに直列に接続すると共に、ケース側接点１１１に接続される電極を、回路基板１０７に装備されるスイッチング素子１５１と、並列接続されたヒーター１０４を介して互いに直列に接続している。スイッチング素子１２３、１５１は、制御回路１５０でオンオフに制御されて、ヒーター１０４への通電が制御される。回路基板１０７に装備されるスイッチング素子１５１は、ピンジャック１１３とピン端子１１４の接続端子１８１であるコントロール端子１８１Ｂを介して制御回路１５０に接続している。この懐炉は、制御回路１５０がスイッチング素子１２３、１５１の両方をオンとする状態で、２本の電池１０１が直列に接続されて、２個のヒーター１０４に通電される。また、制御回路１５０がスイッチング素子１２３、１５１の両方あるいはいずれか一方をオフとする状態で、電池１０１からヒーター１０４への通電が停止される。すなわち、制御回路１５０は、ヒーター１０４に通電するスイッチング素子１２３、１５１をオンオフに制御して、金属外装ケース１０２の表面温度を設定温度にコントロールする。

さらに、制御回路１５０は、複数の設定温度をメモリ１５３に記憶している。メモリ１５３は、たとえば、ターボモード、強モード、弱モードの設定温度を記憶している。メモリ１５３に記憶される設定温度は、ターボモード、強モード、弱モードの順番に高く、たとえばターボモードにおいて４５℃〜５３℃、強モードにおいて３８℃〜４３℃、弱モードにおいて３５℃〜３８℃としている。さらに、制御回路１５０は、ターボモードで金属外装ケース１０２を設定温度に保持するターボ時間もメモリ１５３に記憶している。ターボモードを継続するターボ時間は、たとえば３分〜１０分、好ましくは４分〜８分に設定される。

電源のオンオフと、ターボモードと、強モードと、弱モードは、制御回路１５０に接続している押しボタンスイッチ１１９で切り換えられる。たとえば、押しボタンスイッチ１１９を１回押す毎に、強モード、弱モード、電源オフに切り換えられ、押しボタンスイッチ１１９を所定の時間押し続ける（いわゆる長押しする）とターボモードに切り換えられる。制御回路１５０は、ピンジャック１１３とピン端子１１４の接続端子１８１である温度検出端子１８１Ｃを介して温度センサ１５２から入力される信号で、金属外装ケース１０２の温度が低下する降下勾配を検出し、降下勾配が設定値よりも大きく、たとえば３秒間における温度低下が２℃以上であると、ターボモードに切り換えることができる。また、制御回路１５０は、金属外装ケース１０２の温度を検出して、検出する温度が設定値よりも低下すると、ターボモードに切り換えることもできる。

さらに、図２１に示す懐炉は、本体部１０３Ａに収納される電池１０１を二次電池として、これらの電池１０１を充電できる構造としている。図の懐炉は、充電用の外部電力端子１８０（上述の実施例の図３に開示される接続端子１５のような構造である）を備えると共に、この外部電力端子１８０を介して、充電器等の外部機器に接続して、内部に収納される電池１０１を充電する。図２１に示す懐炉は、蓋部１０３Ｂに外部電力端子１８０を設けており、この外部電力端子１８０にＡＣアダプタ１０９を接続している。図の懐炉は、制御回路１５０でスイッチング素子１５１、１２３、１２４、１２５、１２６を制御して、外部電力端子１８０から入力される電力で、各々の電池１０１Ａ、１０１Ｂを別々に充電できる構造としている。図の懐炉は、外部電力端子１８０に接続される電源ライン１８２を分岐して、一方をスイッチング素子１２４と、ピンジャック１１３とピン端子１１４の接続端子１８１である電源端子１８１Ａを介して電池１０１Ａの＋極側に接続すると共に、他方をスイッチング素子１２５を介して電池１０１Ｂの＋極側に接続している。さらに、電池１０１Ａの−極側をスイッチング素子１２６を介してアースライン１８３に接続すると共に、電池１０１Ｂの−極側をピンジャック１１３とピン端子１１４の接続端子１８１であるアース端子１８１Ｄを介してアースライン１８３に接続している。この懐炉は、電池１０１Ａを充電するとき、制御回路１５０が、スイッチング素子１５１、１２３、１２５をオフに、スイッチング素子１２４、１２６をオンに切り換える。また、電池１０１Ｂを充電するとき、制御回路１５０は、スイッチング素子１５１、１２３、１２４、１２６をオフに、スイッチング素子１２５をオンに切り換える。さらに、制御回路１５０は、電池１０１Ａ、１０１Ｂの残容量を、電池電圧や充放電電流の積算値から検出する回路を内蔵しており、電池１０１Ａが満充電されるとスイッチング素子１２４、１２６をオフに切り換えて充電を停止し、電池１０１Ｂが満充電されるとスイッチング素子１２５をオフに切り換えて充電を停止する。

以上の懐炉は、本体部１０３Ａに収納される電池１０１を充電できる二次電池として、これらの電池１０１を充電できる構造としている。ここで、二次電池に代わって、一次電池を使用することができる。この場合は、一次電池は充電しない。誤って、充電しないように、一次電池に充電電力が供給されるとき、制御回路１５０が電池電圧等を測定することで、その特性より、一次電池であることを検出して充電を止める機能を備えている。さらに、懐炉は、必ずしも収納する電池を充電できる構造とする必要はない。この懐炉は、電池を充電するためのスイッチング素子等の電子部品を、蓋部の回路基板に装備することなく、また、本体部の回路基板を、蓋部の電源ラインとアースラインに接続する接続端子を必要としない。したがって、この懐炉は、制御回路を簡素化できると共に、ピンジャックとピン端子には２個の接続端子を有する安価なものを使用して製造コストを低減できる。

さらに、制御回路１５０は、電池１０１の残容量を、電池１０１の電圧や充放電電流の積算値から検出する回路を内蔵しており、電源がオフに切り換えられた後、一定の時間に電池１の残容量を表示する。残容量や動作モードを表示するために、制御回路１５０には、ＬＥＤ１１７Ａからなる表示部１１７を接続している。この表示部１１７は、たとえば、強モードを赤の点滅、弱モードをオレンジの点滅、電源をオフに切り換えて、残容量を表示するときには、残容量をＬＥＤ１１７Ａの点灯状態で表示する。たとえば、大、中、小の残容量を、順番に緑色の連続点灯、遅い点滅、速い点滅で表示する。

従来の懐炉の内部構造を示す斜視図である。 本発明の一実施例にかかる懐炉の斜視図である。 図２に示す懐炉の断面図である 図２に示す懐炉の分解斜視図である。 図４に示す懐炉の金属外装ケースとインナーケースの連結構造を示す分解斜視図である。 図５に示すインナーケースの本体部の分解斜視図である。 図６に示すインナーケースの本体部の上面斜視図である。 インナーケースの蓋部の底面斜視図である。 図３に示す懐炉のＡ−Ａ線断面図である。 図３に示す懐炉のＢ−Ｂ線断面図である。 図３に示す懐炉のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の一実施例にかかる懐炉のブロック図である。 本発明の他の実施例にかかる懐炉の横断面図である。 本発明の他の実施例にかかる懐炉の横断面図である。 図１４に示す懐炉のＡ−Ａ線断面に相当する分解断面図である。 本発明の他の実施例にかかる懐炉の分解斜視図である。 図１６に示す懐炉のヒーターの連結構造を示す分解斜視図である。 図１７に示す懐炉のインナーケースの分解斜視図である。 図１６に示す懐炉の背面斜視図である。 図１９に示す懐炉のヒーターの連結構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施例にかかる懐炉の回路図である。

符号の説明

１…電池
２…金属外装ケース ２Ａ…筒部
２Ｂ…底面プレート部
３…インナーケース ３Ａ…本体部
３Ｂ…蓋部
３ａ…本体ケース部
３ｂ…蓋ケース部
３ｃ…側面開口部
４…ヒーター ４Ａ…ＰＴＣ
５…収納部
６…ホルダープレート
７…回路基板
８…回路基板
１１…ケース側接点 １１Ａ…固定部
１１Ｂ…接続部
１１Ｃ…弾性接点部
１２…蓋側接点
１３…ピンジャック
１４…ピン端子
１５…接続端子 １５Ａ…ＵＳＢ端子
１６…操作部 １６Ａ…押しボタン
１６Ｂ…電源スイッチ
１７…表示部 １７Ａ…ＬＥＤ
１７Ｂ…ライトガイド
１８…キャップ
２０…開口部
２１…止ネジ
２２…貫通孔
２８…止ネジ
２９…固定ボス
３０…開口部
３１…底板 ３１Ａ…開口部
３２…中間壁
３３…挿入開口
３４…区画壁
３５…基板収納部
３６…連結ボス
３７…係止部
３８…位置決凸条
３９…固定ボス
４０…挿入筒部
４１…鍔部 ４１Ａ…上面プレート
４１Ｂ…周壁
４２…基板収納部
４３…端面プレート
４４…接点窓
４５…表示開口
４７…係止凸部
４８…案内溝
５０…制御回路 ５０Ａ…第１の制御回路
５０Ｂ…第２の制御回路
５１…スイッチング素子
５２…温度センサ
５３…メモリ
５４…メモリ
５５…金属板 ５５Ａ…接続片
５５Ｂ…弾性片
５６…金属板 ５６Ａ…接続片
５６Ｂ…連結片
５７…リード
６０…隙間
６１…止ネジ
６２…貫通孔
６３…位置決リブ
６４…突出部
６５…絶縁壁
６６…挿入部
７２…金属外装ケース ７２Ａ…筒部
７３…インナーケース ７３Ａ…本体部
７３ａ…本体ケース部
７３ｂ…蓋ケース部
９１…電池
９２…ケース
９３…ヒーター
９４…ヒーター回路
１０１…電池 １０１Ａ…電池
１０１Ｂ…電池
１０２…金属外装ケース １０２Ｃ…平面部
１０２Ｄ…湾曲面
１０３…インナーケース １０３Ａ…本体部
１０３Ｂ…蓋部
１０３ａ…本体ケース部
１０３ｂ…蓋ケース部
１０３ｃ…側面開口部
１０３ｄ…凹部
１０３ｅ…貫通孔
１０３ｆ…位置決凹部
１０３ｘ…凸条
１０３ｙ…連結溝
１０４…ヒーター １０４Ａ…ＰＴＣ
１０５…収納部
１０６…ホルダープレート １０６ａ…貫通孔
１０７…回路基板
１０８…回路基板
１０９…ＡＣアダプタ
１１１…ケース側接点
１１２…蓋側接点
１１３…ピンジャック
１１４…ピン端子
１１７…表示部 １１７Ａ…ＬＥＤ
１１９…押しボタンスイッチ
１２０…開口部
１２３…スイッチング素子
１２４…スイッチング素子
１２５…スイッチング素子
１２６…スイッチング素子
１２７…支持リブ
１３０…開口部
１３１…底板
１３２…中間壁
１３４…区画壁
１３５…基板収納部
１４０…挿入筒部
１５０…制御回路
１５１…スイッチング素子
１５２…温度センサ
１５３…メモリ
１５５…金属板 １５５Ａ…接続片
１５５Ｂ…弾性片
１５６…金属板 １５６Ａ…接続片
１５６Ｂ…弾性片
１６３…位置決リブ １６３Ａ…切欠部
１６６…係止部
１８０…外部電力端子
１８１…接続端子 １８１Ａ…電源端子
１８１Ｂ…電源端子
１８１Ｃ…電源端子
１８１Ｄ…電源端子
１８２…電源ライン
１８３…アースライン

Claims (6)

1. 底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケースと、この金属外装ケース内に挿入する外形に形成して、内部に電池の収納部を設けているプラスチック製のインナーケースと、このインナーケースに収納している電池と、金属外装ケースに熱結合されて外装ケースを加温するヒーターとを備え、
   インナーケースが、金属外装ケースに固定される本体部と、金属外装ケースの開口部を閉塞する蓋部とを備え、
   本体部に脱着自在に連結される蓋部であり、蓋部を脱着して電池を交換するようにしてなる懐炉。
2. 底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケースと、この金属外装ケース内に挿入する外形に形成して、内部に電池の収納部を設けているプラスチック製のインナーケースと、このインナーケースに収納している電池と、金属外装ケースに熱結合されて外装ケースを加温するヒーターとを備え、
   ヒーターを金属外装ケースとインナーケースの間に配置すると共に、インナーケースとヒーターの間にはホルダープレートを配設しており、このホルダープレートと金属外装ケースの内面とでヒーターを挟着してヒーターを金属外装ケースに熱結合させると共に、ホルダープレートとインナーケースとの間に隙間を設けて、ヒーターからインナーケースへの熱伝導を抑制してなる懐炉。
3. 底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケースと、この金属外装ケース内に挿入する外形に形成して、内部に電池の収納部を設けているプラスチック製のインナーケースと、このインナーケースに収納している電池と、金属外装ケースに熱結合されて外装ケースを加温するヒーターとを備え、
   前記金属外装ケースの両面の内側にヒーターを配設している懐炉。
4. 底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケースと、この金属外装ケース内に挿入する外形に形成して、内部に電池の収納部を設けているプラスチック製のインナーケースと、このインナーケースに収納している電池と、金属外装ケースに熱結合されて外装ケースを加温するヒーターとを備え、
   前記金属外装ケースの内側に近接あるいは接触させて温度センサを配置している懐炉。
5. 底を閉塞して一端を開口してなる筒状に金属板を加工してなる金属外装ケースと、この金属外装ケース内に挿入する外形に形成して、内部に電池の収納部を設けているプラスチック製のインナーケースと、このインナーケースに収納している電池と、金属外装ケースに熱結合されて外装ケースを加温するヒーターとを備え、
   前記インナーケースが、前記金属外装ケースに固定される本体部と、この本体部に脱着自在に連結されて、金属外装ケースの開口部を閉塞する蓋部とを備えており、本体部と蓋部とをピンジャックを介して電気接続してなる懐炉。
6. 前記蓋部が、前記本体部に収納される電池の電極に接触する蓋側接点を備える請求項１または５に記載される懐炉。
   

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