KR101179364B1 - 휴대전자기기 - Google Patents

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Abstract

이차전지를 전원으로 하고, 상자체와, 상기 상자체 내에 수납된 전자기기 본체와, 상기 상자체내에 수납된 전지수납부를 구비하고, 표면이 국소적으로 고온이 되는 것이 억제된, 안전성이 높은 휴대전자기기를 제공한다. 이 휴대용 전자기기에서는, 상기 전지수납부가, 상기 이차전지를 끼워맞춤하기 위한 전지 끼워맞춤부를 가지는 성형체이며, 상기 전지 끼워맞춤부의 표면에, 두께 500～3000㎛이며, 열전도율 0.2W/m?K 이하인 단열층이 형성되어 있다.

Description

휴대전자기기{Portable Electronic Device}
본 발명은, 휴대전자기기에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은, 전원인 이차전지를 수납하는 상자체(package) 구조의 개량에 관한 것이다.
휴대 전화, 휴대 정보 단말, 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 비디오 카메라, 휴대 게임기 등의 휴대전자기기는, 고기능화가 진행됨에 따라, 기판상에 실장되는 발열 부품의 수가 증가한다. 휴대전자기기의 사용시의 발열 부품으로부터의 방열에 의해, 상자체 표면이 국소적으로 고온이 되는 경우가 있다.
특허문헌 1은, 휴대전자기기의 상자체 내부에 수납되는 발열 부품의 주위에 방열성이 뛰어난 열전도 부재를 배치함으로써, 발열 부품으로부터의 열을 유리하게 방산하는 구조를 개시하고 있다. 열전도 부재로서는, 알루미늄 합금, 마그네슘 합금, 스테인리스강, 보통강 등의 금속재료를 들수 있다.
특허문헌 2～4는, 난연화된 수지조성물을 전자기기의 상자체나 부품의 재료에 이용하는 것을 개시하고 있다. 구체적으로는, 특허문헌 2는, 방향족 폴리카보네이트에 인계 난연제를 첨가한 난연성 수지 조성물을 개시하고 있다. 특허문헌 3은, 폴리카보네이트에 할로겐계 난연제를 첨가한 난연성 수지 조성물을 개시하고 있다. 특허문헌 4는 폴리페닐렌에테르에 인산에스테르 화합물을 첨가한 난연성 수지 조성물을 개시하고 있다.
특허문헌 5는, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 흡열재를 함유하는 수지조성물을 개시하고 있다. 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘은, 가열에 의해 연소열을 저감시킨다. 또한, 이러한 흡열 반응은 물을 방출하는 반응이다. 이러한 흡열 반응은, 난연효과를 발휘한다.
그런데, 고용량 및 고에너지 밀도를 가지는 리튬이온 이차전지, 니켈수소 축전지 등의 이차전지는, 소형화 및 경량화가 용이하다. 그 때문에, 휴대전자기기의 전원으로서 넓게 이용되고 있다.
이러한 이차전지는, 에너지 밀도가 높기 때문에, 이상시에는 급격하게 발열할 가능성이 있다. 이러한 발열은, 이차전지의 표면 온도를 급격하게 높일 우려가 있다.
특허문헌 6은, 외장 케이스와, 외장 케이스의 내부에 수납되는 전지와, 외장 케이스 내면과 전지의 사이에 형성되는 단열층을 포함한 전지 팩을 개시하고 있다. 또한, 특허문헌 6은, 이러한 단열층이, 환경 온도의 저하에 의한 전지 성능의 저하를 방지한다고 개시하고 있다.
특허문헌 1:국제 공개 제 2008/062879 호 팜플렛 특허문헌 2: 일본특허 제 3682148 호 공보 특허문헌 3:일본공개특허 평성 10-46015 호 공보 특허문헌 4:일본공개특허 평성 9-82293 호 공보 특허문헌 5:일본특허 제 3408676 호 공보 특허문헌 6:일본공개특허 평성 5-234573 호 공보
본 발명은, 에너지 밀도가 높은 이차전지를 전원으로 하는 휴대전자기기로서, 이상시에 이차전지가 대량의 열을 방출한 경우라 하더라도, 발생한 열이 휴대전자기기의 상자체에 전해져, 상자체의 이차전지의 수납 영역 부근이 국소적으로 고온이 되는 것을 억제할 수 있는 휴대전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 한 국면은, 이차전지를 전원으로 하는 휴대전자기기로서, 상자체와, 상기 상자체 내에 수납된 전자기기 본체와, 상기 상자체 내에 수납된 전지수납부를 구비하고, 상기 전지수납부가, 상기 이차전지를 끼워맞춤하기 위한 전지 끼워맞춤부를 가지는 성형체이며, 상기 전지 끼워맞춤부의 표면에, 두께 500～3000㎛이며, 열전도율 0.2W/m?K 이하인 단열층이 형성된 휴대전자기기이다.
또한, 본 발명의 다른 한 국면은, 이차전지를 전원으로 하는 휴대전자기기로서, 상자체와, 상기 상자체 내에 수납된 전자기기 본체와, 상기 상자체 내에 수납된 전지수납부를 구비하고, 상기 전지수납부가, 상기 이차전지를 끼워맞춤하기 위한 전지 끼워맞춤부와, 끼워맞춤된 상기 이차전지를 덮는 덮개부를 구비한 성형체로 구성되어 있으며, 상기 전지 끼워맞춤부의 상기 이차전지의 끼워맞춤측의 표면에, 두께 10～200㎛이며, 열전도율 0.5W/m?K 이상의 방열층이 형성되어 있고, 상기 덮개부의 표면에, 두께 300～3000㎛이고, 열전도율 O.2W/m?K 이하인 단열층을 형성한 휴대전자기기이다.
본 발명의 목적, 특징, 국면, 및 이점은, 이하의 상세한 설명 및 첨부한 도면에 의해서, 보다 명백해진다.
본 발명에 의하면, 휴대전자기기의 전원으로서 이용되고 있는 에너지 밀도가 높은 이차전지가, 이상시에 대량의 열을 발했을 경우라 하더라도, 휴대전자기기의 상자체의 이차전지 수납 영역 부근의 국소적인 표면 온도의 상승을 억제할 수 있다.
[도 1] 제1 실시형태의 휴대전자기기인, 휴대 전화기의 외관을 모식적으로 도시한 상면도이다.
[도 2] 도 1에 도시한 휴대 전화기의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도이다.
[도 3] 전자기기 본체를 모식적으로 도시한 사시도이다.
[도 4] 전지수납부를 모식적으로 도시한 사시도이다.
[도 5] 이차전지를 수납한 전지수납부의 단면 형상을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[도 6] 제2 실시형태의 휴대 전화기의 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[도 7] 제2 실시형태의 휴대 전화기의 다른 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[도 8] 제3 실시형태의 휴대 전화기의 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[도 9] 제3 실시형태의 휴대 전화기의 다른 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[도 10] 제3 실시형태의 휴대 전화기의 다른 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[도 11] 제4 실시형태의 휴대 전화기의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
[제1 실시형태]
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태의 휴대전자기기인, 휴대 전화기(1)의 외관을 모식적으로 도시한 상면도이다. 도 2는, 도 1에 도시한 휴대 전화기(1)의 Ⅱ-Ⅱ선의 단면도이다. 도 3은, 접속된 전자기기 본체(11) 및 전지수납부(12)의 사시도이다. 도 4는, 이차전지(13)를 수납하는 전지수납부(12)의 사시도이다. 도 5는, 이차전지(13)을 수납한 전지수납부(12)의 단면 형상을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
먼저, 휴대 전화기(1)의 구성에 대하여 설명한다.
휴대 전화기(1)는, 도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 상자체(10)와, 상자체(10) 내에 수납된 전자기기 본체(11)와, 전지수납부(12)와, 전지수납부(12)에 수납된 이차전지(13)를 구비한다. 전자기기 본체(11)는, 스피커(18)와, 마이크로폰 (19)과, 화상표시부(20)와, 입력조작부(21)와, 회로부(22)와, 회로기판(23)을 구비한다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 스피커(18), 마이크로폰(19), 화상표시부(20), 입력조작부(21), 및 회로부(22)는 소정의 회로가 형성된 회로기판(23) 상에 실장되어 있다. 전지수납부(12)는, 양극 단자 및 음극 단자를 구비하여, 각 단자에 의해, 회로기판(23) 상의 회로의 소정의 위치에 각각 실장되어 있다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 스피커(18)는, 상자체(10)의 소정의 위치에 마련된 수화구멍(118)에 대향하도록 배치되어 있다. 또한, 마이크로폰(19)은, 상자체(10)의 소정의 위치에 마련된 송화구멍(119)에 대향하도록 배치되어 있다. 화상표시부(20)는, 외부로부터 표시를 인식할 수 있도록 상자체(10)에 형성된 표시구멍 (120)에 끼워맞춤되어 배치되어 있다.
입력조작부(21)는, 조작자가 정보 입력할 수 있도록 상자체(10)에 마련된 복수의 입력 버튼을 조합한 문자판으로 이루어진 입력부(121)에 끼워맞춤되어 배치되어 있다. 한편, 회로기판(23)의 표면에는, 필요에 따라서 카드 커넥터나 소형 카메라 장치가 더 실장되어 있어도 좋다.
스피커(18)는, 착신 통지음을 알리고, 또한 수화 음성을 출력한다. 마이크로폰(19)으로부터 통화 음성은 입력된다. 화상표시부(20)는, 화상, 문자 또는 도형을 표시한다. 화상표시부(20)에는 액정 모니터 등을 사용할 수 있다. 입력조작부(21)는, 입력부(121)를 이용하여 입력되는 조작을 받아들인다. 화상표시부(20)가 터치 패널인 경우에는, 화상표시부(20)가 입력조작부(21)를 겸한다.
회로부(22)는, 회로제어부(22a) 및 기억부(22b)를 구비하고 있다. 회로제어부(22a)는 조작자가 입력조작부(21)로부터 입력한, 입력 정보에 따라 각종의 동작 제어를 실행한다. 기억부(22b)는 조작자가 입력한 입력 정보 등을 기억한다. 회로제어부(22a)로서는, 복수의 IC 칩이나 중앙집적장치(CPU)가 이용된다. 기억부(22b)로서는, RAM나 ROM 등의 메모리가 이용된다.
전자기기 본체(11)는, 이차전지(13)로부터 공급되는 전력에 의해 구동된다.
조작자는, 입력조작부(21)로부터의 입력 조작에 의해, 회로제어부(22a)에 대해서 명령 신호를 보낸다. 그리고, 보내진 명령 신호에 의해, 소정의 동작을 일으킨다. 또한, 필요에 따라서, 입력 정보를 기억부(22b)에 기억시킨다.
또한, 조작자는, 마이크로폰(19)을 향해서 발화(發話)한다. 발화된 음성은 회로부(22) 내의 회로에 의해 무선 신호로 변환되어, 무선 신호로서 다른 수신기를 향해서 송신된다. 또한, 다른 수신기로부터 발해진 무선 신호는, 안테나 회로에 의해 수신된다. 수신된 무선 신호는 회로부(22) 내의 회로에 의해 음성 신호로 변환되어 음성 신호로서 스피커로부터 출력된다.
다음에, 휴대 전화기(1)를 구성하는 상자체(10)에 대하여 설명한다. 상자체 (10)는, 그 내부에 전자기기 본체(11) 및 전지수납부(12)를 수납한다. 상자체(10)는, 예를 들면, 금속재료 또는 수지 재료로 제작된다.
다음에, 휴대 전화기(1)를 구성하는 전지수납부(12)에 대하여 상세하게 설명한다. 전지수납부(12)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 이차전지(13)를 끼워맞춤하기 위한 전지 끼워맞춤부(14)와, 전지 끼워맞춤부(14)에 끼워맞춤된 이차전지(13)를 덮는 덮개부(15)를 구비한다.
전지 끼워맞춤부(14)는, 이차전지(13)의 형상에 대응하는 내부 공간을 가지는 오목부 형상의 부재이다. 오목부의 개구는, 전지 교환을 가능하게 하기 위해서, 상자체(10)의 바깥쪽에 접하도록 배치되어 있다. 전지 끼워맞춤부(14)에는, 끼워맞춤되는 이차전지(13)의 양극 단자(도시하지 않음)와 접촉하는 양극 단자부(도시하지 않음) 및, 음극 단자(도시하지 않음)와 접촉하는 음극 단자부(도시하지 않음)가 마련되어 있다.
덮개부(15)는, 상자체(10)의 전지 끼워맞춤부(14)가 수납된 부분에 탈착 가능하게 마련되는 부재이다. 덮개부(15)는, 오목부에 끼워맞춤된 이차전지(13)를 덮어, 오목부의 개구를 막도록 장착된다. 오목부에 이차전지(13)를 끼워맞춤함으로써, 이차전지(13)가 지지된다.
전지수납부(12)에 수납되는 이차전지(13)로서는, 종래로부터 휴대전자기기에 이용되고 있는, 고용량 및 고에너지 밀도를 가지는 리튬 이온 이차전지나 니켈수소 축전지 등의 이차전지가 특별히 한정되지않고 이용된다. 이들 중에서도, 에너지 밀도가 높고, 소형화가 가능한 점에서 리튬이온 이차전지가 특히 바람직하다. 한편, 이차전지(13)로서는, 단전지(unit cell)라도 좋고, 복수의 단전지를 직렬 또는 병렬로 조합하여 이루어진 전지 팩의 형태라도 좋다.
전지 끼워맞춤부(14) 및 덮개부(15)는, 바람직하게는, 수지 재료 또는 금속재료에 의해 제작된다. 수지 재료에는, 폴리카보네이트, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 매트릭스 수지에 난연제를 첨가한 난연성 수지조성물을 이용하는 것이 바람직하다. 난연성 수지조성물은, UL-94 규격의 연소 시험에서 V-O 이상의 난연성을 가지는 것이 바람직하다. 금속재료는 특별히 제한되지 않지만, 스테인리스강, 마그네슘 합금, 알루미늄 합금 등이 바람직하게 이용된다.
그리고, 도 2 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 전지 끼워맞춤부(14)의 이차전지(13)와 대향하는 측의 표면(이하, '전지 끼워맞춤측 표면'이라고도 부른다) 및, 덮개부(15)가 이차전지(13)와 대향하는 측의 표면(이하 '대향측 표면'이라고 한다)에는 단열층(16a)이 형성되어 있다. 이와 같이 하여, 전지수납부(12)의 이차전지 (13)가 수납되는 측의 표면에 단열층(16a)이 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하면, 전지수납부(12)에 수납된 이차전지(13)는, 단열층 (16a)에 의해, 그 주위가 덮인다. 이러한 단열층(16a)을 형성하는 것에 의해, 이차전지(13)로부터 발열한 열이 상자체(10)의 표면에 국소적으로 전해지는 것을 억제할 수 있다. 이에 따라, 상자체(10)의 표면이 국소적으로 고온이 되는 것이 억제된다. 그리고, 열에 의해 발생하는 전지수납부(12)나 상자체(10)의 손상이 억제된다.
단열층(16a)의 두께는 500～3000㎛이고, 바람직하게는 800～1500㎛이다. 단열층(16a)의 두께가 500㎛ 미만의 경우에는, 단열층(16a)의 단열성이 불충분하다. 그에 따라, 전지 끼워맞춤부(14)나 덮개부(15)가 변형할 우려가 있다. 또한, 단열층(16a)의 두께가 3000㎛를 넘는 경우에는, 전지수납부(12)의 두께가 너무 두꺼워져서, 휴대 전화기(1)의 소형화를 위한 설계의 자유도가 저하한다.
또한, 단열층(16a)의 열전도율은 0.2W/m?K 이하이며, 바람직하게는 0.05W/m?K이하이다. 단열층(16a)의 열전도율이 O.2W/m?K를 넘는 경우에는, 단열성이 불충분하게 되어, 이차전지(13)가 발열했을 경우에 상자체(10)의 표면이 국소적으로 고온이 될 우려가 있다. 그에 따라, 전지 끼워맞춤부(14)나 덮개부(15)가 변형할 우려가 있다.
이러한 단열층(16a)은, 이하와 같이 하여 형성된다.
단열층(16a)은, 예를 들면, 단열층(16a)을 형성하고자 하는 표면에, 단열성을 가진 무기 화합물 입자와 결착제를 함유하는 단열층 형성용 조성물을 도포하여 도막을 형성함으로써 얻어진다.
단열성을 가진 무기 화합물 입자로서는, 흡열 반응을 일으키는 무기 화합물 입자(이하 간단히 '흡열성 무기 화합물 입자'라 한다)를 들 수 있다. 흡열성 무기 화합물 입자로서는, 80℃ 이상의 온도에 흡열 피크를 가진 무기 화합물 입자가 바람직하다. 이러한 흡열성 무기 화합물 입자를 함유하는 단열층(16a)에 의하면, 이차전지가 발열했을 경우에, 흡열성 무기 화합물 입자가 흡열 반응에 의해 열을 흡수한다. 그 결과, 이차전지가 발열했을 경우에, 상자체(10)의 표면이 국소적으로 고온이 되는 것을 억제할 수 있다.
흡열성 무기 화합물 입자로서는, 80℃ 이상의 온도에 흡열량이 큰 피크, 바람직하게는 80℃ 이상의 온도에 흡열 피크를 가지는 무기 수화물, 금속수산화물 및 탄산염 등을 들 수 있다. 구체적인 예로서는, 예를 들면, 황산칼슘2수화물(CaSO4?2H2O), 탄산수소나트륨(NaHCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 수산화마그네슘 (Mg(OH)2), 탄산칼슘(CaCO3) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 좋다. 이들 중에서는, 황산칼슘2수화물(CaS04?2H20)이 흡열성에 특히 뛰어난 점에서 바람직하다.
황산칼슘 2분의1 수화물(CaS04?0.5H20, 소석고)는, 물과 혼련함으로써 결착성을 나타내며, 도포하여 건조함으로써 황산칼슘2수화물이 되어 경화한다. 황산 칼슘 2분의1 수화물은, 흡열성 무기 화합물 입자로서도, 후술하는 결착제로서도 이용할 수 있는 점에서 특히 바람직하다.
상기 흡열성 무기 화합물 입자의 흡열 반응을 일으키는 온도는, 황산칼슘2수화물이 80～150℃, 탄산수소나트륨이 100～230℃, 수산화알루미늄이 230～350℃, 수산화마그네슘이 350～450℃, 탄산칼슘이 690～850℃이다. 따라서, 이들을 적절히 조합함에 따라, 흡열 반응을 연속적으로 지속시킬 수도 있다.
흡열성 무기 화합물 입자의 입자지름은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 500～3000㎛이다. 흡열성 무기 화합물 입자의 입자지름이 상기 범위내이면, 단열층(16a)에서, 결착제에 의한 흡열성 무기 화합물 입자의 결착성이 향상한다. 그 결과, 단열층(16a)의 국소적인 박리탈락, 단열층(16a)에서의 균열의 발생 등이 억제되어, 단열층(16a)의 효과가 장기간에 걸쳐 발휘된다.
결착제는, 흡열성 무기 화합물 입자를 충분히 결착할 수 있는 수지재료나 무기 화합물이면, 특별히 한정하지않고 사용할 수 있다. 그 구체적인 예로서는, 예를 들면, 폴리염화비닐리덴(PVDC), 폴리불화비닐리덴(PVDF), 테트라플루오르에틸렌 (PTFE) 등을 들 수 있다. 또한, 무기 화합물로서는, 물과의 혼합물을 경화시키는 것에 의해 황산칼슘2수화물이 되는, 황산칼슘 2분의1 수화물이 결착제의 작용과 흡열성 무기 화합물 입자의 작용을 겸비하는 점에서 특히 바람직하다.
흡열성 무기 화합물 입자의 함유 비율로서는, 단열층(16a)중에서, 30～95질량%, 50～90질량%인 것이 더 바람직하다. 흡열성 무기 화합물 입자의 함유 비율이 너무 낮은 경우에는 단열층(16a)에 의한 단열성이 불충분해지는 경향이 있고, 너무 높은 경우에는, 단열층(16a)이 박리탈락하기 쉬워지거나, 강도가 저하하거나 하는 경향이 있다.
또한, 결착제의 함유 비율은, 단열층(16a)중에서, 5～70질량%, 5～50질량%인 것이 더 바람직하다.
단열층 형성용 조성물은, 단열성을 가지는 무기 화합물 입자 및 결착제를, 유기용매 또는 물에 용해 또는 분산시킴으로써 조제할 수 있다. 그리고, 단열층 (16a)은, 이와 같이 조제된 단열층 형성용 조성물을 전지수납부(12)의 전지 끼워맞춤측 표면, 및 덮개부(15)의 대향측 표면에 도포하여 도막을 형성함으로써 얻어진다.
단열층 형성용 조성물의 도포에는, 침지 도포법, 롤러 도포법, 스프레이 도포법, 닥터블레이드 도포법 등의, 종래로부터 공지된 도포 방법을 특별히 한정하지않고 이용할 수 있다. 그리고, 도포한 후, 용매를 건조시키는 등에 의해 단열층 (16a)이 되는 도막이 형성된다.
한편, 본 실시형태에서는, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면 및 덮개부(15)의 대향측 표면의 양쪽 모두에 단열층(16a)을 형성하고 있지만, 어느 한쪽에만 단열층(16a)을 형성하여도 좋다.
[제2 실시형태]
다음에, 제2 실시형태의 휴대 전화기에 대하여 설명한다. 제2 실시형태의 휴대 전화기는, 단열층의 구성이 다른 것 이외는, 제1 실시형태의 휴대 전화기(1)와 동일한 구성이다. 설명의 중복을 피하기 위해서, 단열층 구성의 상세한 설명 이외의 부분의 설명은 생략한다.
도 6은, 제2 실시형태의 휴대 전화기의 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다. 제2 실시형태의 휴대 전화기의 전지수납부에는, 제1 실시형태의 휴대 전화기(1)의 전지수납부(12)에 형성된 단열층(16a) 대신에, 이하에 설명하는 단열층(16b)이 형성되어 있다.
단열층(16b)은, 도 6에 도시하는 바와 같이, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면, 및 덮개부(15)의 대향측 표면에 무기 섬유 시트를 적층함으로써 형성된다.
무기 섬유 시트는, 종래로부터 알려진, 무기 섬유의 직포, 부직포, 초조물 (paper) 등으로 이루어진 단열성의 섬유 시트가 특별히 한정되지않고 이용된다. 이러한 무기 섬유 시트의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 유리 섬유나 암면 등으로 이루어진 무기 섬유 시트를 들 수 있다. 이러한 무기 섬유 시트는, 단독으로 이용하여도 좋고, 2종 이상을 조합하여 이용하여도 좋다.
무기 섬유 시트의 열전도율은, 0.1W/m?K 이하, 0.05W/m?K 이하인 것이 더 바람직하다. 무기 섬유 시트의 열전도율이 너무 높은 경우에는, 단열성이 불충분해지는 경향이 있다. 한편, 예를 들면, 유리 섬유의 열전도율은, 0.045W/m?K 정도이다.
무기 섬유 시트의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면, 500～3000㎛의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 무기 섬유 시트의 단위면적당의 중량은, 30～1000mg/㎠ 인 것이 바람직하다.
단열층(16b)은, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면, 및 덮개부 (15)의 대향측 표면에 무기 섬유 시트를 접착함으로써 형성할 수 있다. 또한, 접착하는 대신에, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면에, 미리, 무기 섬유 시트를 고정하기 위한 걸어맞춤부를 마련해 두고, 그 걸어맞춤부에 의해, 무기 섬유 시트를 고정해도 좋다.
다음에, 제2 실시형태의 다른 휴대 전화기에 대하여 설명한다. 본 실시형태의 휴대 전화기는, 단열층의 구성이 다른 것 이외는, 제1 실시형태의 휴대 전화기 (1)와 동일한 구성이다. 설명의 중복을 피하기 위해서, 단열층 구성의 상세한 설명 이외의 부분은 설명을 생략한다.
도 7은, 제2 실시형태의 휴대 전화기의 다른 전지수납부의 주요부의 구성을 모식적으로 도시한 종단면도이다. 본 실시형태의 휴대 전화기의 전지수납부(12)에는, 제1 실시형태의 휴대 전화기(1)의 전지수납부(12)에 형성된 단열층(16a) 대신에, 이하에 설명하는 단열층(16c)이 형성되어 있다.
단열층(16c)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면, 및 덮개부(15)의 대향측 표면에 다공질 수지시트를 적층함으로써 형성된다.
다공질 수지시트의 구체적인 예로서는, 종래로부터 알려진, 우레탄폼, 스티렌폼 등의 발포 시트; 진공 단열재; 팽창 단열재; 등을 들 수 있다.
진공 단열재란, 다공질 구조의 심재를 라미네이트 필름으로 피복한 후, 내부를 감압으로 하여 밀봉한 단열재이다. 심재에는, 우레탄 폼, 유리 섬유, 실리카 분말 등을 사용할 수 있다.
팽창 단열재란, 고온에 노출되면, 순간적으로 팽창하여 다공체를 형성하기 위한 재료를 함유하는 수지제 단열재이다. 팽창 단열재의 구체적인 예로서는, 예를 들면, 피브록(Fiblock)(상표명, 세키스이 화학공업(주) 제품) 등을 들 수 있다.
다공질 수지 시트의 열전도율은, 0.1W/m?K 이하, 0.05W/m?K 이하인 것이 더 바람직하다. 다공질 수지 시트의 열전도율이 너무 높은 경우에는, 단열성이 불충분해지는 경향이 있다.
다공질 수지시트의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면, 500～3000㎛의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 다공질 수지 시트의 단위면적당의 중량은, 바람직하게는 10～500mg/㎠인 것이 바람직하다.
단열층(16c)은, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면, 및 덮개부(15)의 대향측 표면에 다공질 수지시트를 접착함으로써 형성할 수 있다. 또한, 접착하는 대신에, 전지 끼워맞춤부(14)의 전지 끼워맞춤측 표면에, 미리, 다공질 수지 시트를 고정하기 위한 걸어맞춤부를 마련하여 두고, 그 걸어맞춤부에 의해, 다공질 수지 시트를 고정해도 좋다. 본 실시형태에서는, 전지 끼워맞춤부(14) 및 덮개부(15)는 금속재료에 의해 형성되어 있다.
본 명세서에서는, 단열층(16a), 단열층(16b) 및 단열층(16c)을, 단열층(16)으로 총칭하는 경우가 있다.
[제3 실시형태]
다음에, 제3 실시형태의 휴대 전화기에 대하여 설명한다. 도 8～도 10은, 각각, 제1 실시형태에서 설명한 전지수납부(12)의 표면에 리브(17)를 형성한 변형예인 리브(17)의 형성 부분 부근을 모식적으로 도시한 종단면도이다.
제3 실시형태의 휴대 전화기는, 전지수납부(12)의 표면과 전지 끼워맞춤부 (14)에 끼워맞춤되는 이차전지(13)의 표면의 사이에 공간(S)을 형성하기 위한, 리브(17)가 형성되어 있다. 그 이외에는 제1 실시형태의 전지수납부(12)와 동일한 형태이다. 설명의 중복을 피하기 위해서, 전지수납부의 자세한 설명 이외의 부분의 설명은 생략한다.
도 8은, 전지수납부(12)의 리브(17)의 형성 부분 부근을 모식적으로 도시한 종단면도이다. 도 8은, 전지수납부(12)의 일부인 덮개부(15)에 리브(17)가 형성된 상태를 도시하고 있지만, 전지 끼워맞춤부(14)의 표면에도 동일한 리브(17)가 형성되어 있다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 전지수납부(12)의 덮개부(15)의 표면에는, 복수의 리브(17)가 형성되어 있다. 그리고, 리브(17)에 의해, 덮개부(15)의 표면과 이차전지(13)의 표면이 점접촉하고, 그에 따라, 공간(S)이 형성되어 있다. 이러한 공간(S)은, 열전도율이 극히 낮은 공기층이 된다. 따라서, 리브(17)를 형성함으로써, 이차전지(13)가 발열했을 경우에, 공기층에 의해 상자체(1O)의 표면에 열이 전해지는 것을 더 억제할 수 있다.
리브(17)의 형상은 특별히 한정되지 않지만, 원추 형상이나 각추 형상 등의 추상(錐狀) 형상이 특히 바람직하다. 추상 형상에 의하면, 작은 접촉 면적으로 이차전지(13)를 지지할 수 있다. 그에 따라, 이차전지(13)의 발열을 상자체(10)의 표면에, 보다 전달되기 어렵게 할 수 있다.
또한, 리브(17)의 높이는, 전지 끼워맞춤부(14)의 표면과 끼워맞춤되는 이차전지(13)의 표면과의 사이에 충분한 공간을 형성할 수 있는 높이이면 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 예를 들면, 0.5～3.0mm, 0.8～1.5mm의 범위인 것이 더 바람직하다.
리브(17)는, 전지수납부(12)의 성형체와 일체 성형에 의해 성형되어 있어도 좋고, 전지수납부(12)의 성형체에 별도의 부재를 접착 또는 용착함으로써 형성해도 좋다. 도 8은, 전지수납부(12)의 표면과 단열층(16)의 사이에 리브(17)에 의해 공간(S)을 형성한 예를 나타내고 있다.
또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 전지수납부(12)의 덮개부(15)의 표면에 직접 형성된 단열층(16)에, 덮개부(15)의 표면의 리브(17) 형상을 표출시킴으로써, 단열층(16)의 표면과 이차전지(13)의 표면의 사이에 공간(S)을 형성해도 좋다. 또한, 도 10에 도시하는 바와 같이, 덮개부(15)의 표면에 미리 리브(17)를 가지는 단열층(16)을 접착함으로써, 단열층(16)의 표면과 이차전지(13)의 표면의 사이에 공간(S)을 형성해도 좋다. 도 9 및 도 10은, 전지수납부(12)의 일부인 덮개부(15)에 리브(17)가 형성된 상태를 도시하고 있지만, 전지 끼워맞춤부(14)의 표면에도 동일한 리브(17)가 형성되어 있다.
[제4 실시형태]
다음에, 제4 실시형태의 휴대 전화기(30)에 대하여 도 11을 참조하면서 설명한다. 제4 실시형태의 휴대 전화기(30)는, 전지수납부의 구성이 다른 것 이외에는, 제1 실시형태의 휴대 전화기(1)와 동일한 구성이다. 설명의 중복을 피하기 위해서, 전지수납부 구성의 상세한 설명 이외의 부분의 설명은 생략한다. 도 11은, 제4 실시형태의 휴대전자기기인 휴대 전화기(30)의 구성을 모식적으로 도시하는 종단면도이다. 제4 실시형태의 휴대 전화기(30)는, 제1 실시형태의 휴대 전화기(1)의 전지수납부(12) 대신에, 이하에 설명하는 전지수납부(31)를 가진다.
전지수납부(31)에는, 전지 끼워맞춤부(14)의 안쪽(도면 중의 X측)의 표면에 방열층(32)이 형성되어 있다. 이러한 방열층(32)을 형성함으로써, 이차전지(13)로부터 발생하는 열을 휴대 전화기(30)의 내부 방향을 향해서 확산시킬 수 있다. 한편, 덮개부(15)가 이차전지(13)와 대향하는 측의 표면에는, 단열층(16)이 형성되어 있다. 이러한 단열층(16)을 형성함으로써, 이차전지(13)로부터 발생하는 열을 휴대 전화기(30)의 상자체(10)의 표면에 열이 전달되기 어렵게 할 수 있다.
그 결과, 휴대전자기기의 사용자가 직접 닿는 부분인, 상자체(10)의 표면의 온도가, 국소적으로 급상승하는 것을 억제할 수 있다. 따라서, 이차전지(13)가 이상 발열하여도, 사용자는, 이차전지(13)의 이상 발열을 느끼기 어려워진다.
방열층(32)은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 전지 끼워맞춤부(14)의 상자체 (10)의 안쪽(도면 중의 X측)의 표면에 방열성이 높은 방열체를 적층함으로써 형성된다. 방열체로서는, 금속재료나 그라파이트로 이루어진 시트 등이 이용된다
방열층(32)의 두께는 10～200㎛, 30～100㎛인 것이 더 바람직하다. 방열층 (32)의 두께가 너무 얇은 경우에는 방열성이 불충분하게 된다. 또한, 방열층(32)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는, 전지수납부(31)의 치수가 커져, 휴대 전화기(30)의 설계의 자유도가 저하한다.
또한, 방열층(32)의 열전도율은, 0.5W/m?K이상, 1.0W/m?K이상인 것이 더 바람직하다. 방열층(32)의 열전도율이 너무 낮은 경우에는 방열성이 불충분하게 된다.
또한, 단열층(16)으로서는, 제1 실시형태 또는 제2 실시형태에서 설명한 것과 동일한 것이 이용된다. 이 경우, 단열층(16)의 두께는, 300～3000㎛이다. 단열층(16)의 두께가 300㎛ 미만의 경우에는, 단열층(16)의 단열성이 불충분하다. 그에 따라, 전지 끼워맞춤부(14)나 덮개부(15)가 변형할 우려가 있다. 또한, 단열층(16)의 두께가 3000㎛를 넘는 경우에는, 전지수납부(31)의 두께가 너무 두꺼워져서, 휴대 전화기(1)의 소형화를 위한 설계의 자유도가 저하한다.
본 실시형태의 휴대 전화기(30), 모바일기기 등과 같이, 체적이 제한된 휴대전자기기에서는, 단열층(16)의 두께가, 방열층(32)의 두께보다 두꺼운 것이 바람직하다. 이에 따라, 휴대전자기기의 작은 체적을 유지하면서, 이차전지(13)의 발열 및 휴대전자기기의 표면 온도의 상승을 억제할 수 있다.
본 발명의 휴대전자기기를, 제1～제 5실시형태의 휴대 전화기를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은, 휴대 전화기 이외의 휴대전자기기에도 당연히 적용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면, PDA, 게임기, 디지털 스틸 카메라(DSC), 휴대용 음악 기기, 복수의 이차전지를 조합한 전지 팩을 전원으로 하는 노트북형 퍼스널 컴퓨터, 휴대용 비디오 카메라 등의 휴대전자기기에 적용할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술적 특징은, 전기 자동차 등의 전원으로서 이용되는 대형 이차전지의 외장재에도 이용할 수 있다.
본 발명을 현 시점에서의 바람직한 실시형태에 관하여 설명했지만, 그러한 개시를 한정적으로 해석해서는 안된다. 여러 가지 변형 및 개변(改變)은, 상기 개시를 읽는 것에 의해서 본 발명에 속하는 기술 분야에서의 당업자에게는 틀림없이 명백할 것이다. 따라서, 첨부한 청구의 범위는, 본 발명의 진정한 정신 및 범위로부터 일탈하지 않고, 모든 변형 및 개변을 포함한다고 해석되어야 할 것이다.
[산업상 이용 가능성]
본 발명의 휴대전자기기는, 이차전지가 만일 발열해도, 그 형상이 유지되어, 표면 온도의 급격한 상승이 억제된다고 하는 이점을 가지며, 종래의 휴대전자기기와 동일한 용도로 사용할 수 있다.

Claims (18)

  1. 이차전지를 전원으로 하는 휴대전자기기로서,
    상자체와, 상기 상자체 내에 수납된 전자기기 본체와, 상기 상자체내에 수납된 전지수납부를 구비하고,
    상기 전지수납부가, 상기 이차전지를 끼워맞춤하기 위한 전지 끼워맞춤부를 가지는 성형체이며,
    상기 전지 끼워맞춤부의 표면에, 두께 500～3000㎛이고, 열전도율 0.2W/m?K이하이며, 80℃ 이상의 온도에 흡열 피크를 가지는 흡열성 무기 화합물 입자 30～95질량%과, 결착제 5～70질량%를 함유하는 단열층을 형성한 것을 특징으로 하는 휴대전자기기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 전지 끼워맞춤부의 표면에, 끼워맞춤되는 상기 이차전지의 표면과의 사이에 공간을 확보하기 위한 리브가 형성되어 있는 휴대전자기기.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 흡열성 무기 화합물 입자가, 무기 수화물, 금속 수산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자를 함유하는 휴대전자기기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 흡열성 무기 화합물 입자가, 황산칼슘2수화물, 탄산수소나트륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자를 함유하는 휴대전자기기.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항 또는 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 이차전지가, 복수의 단전지를 직렬 또는 병렬로 조합한 전지 팩의 형태인 휴대전자기기.
  10. 이차전지를 전원으로 하는 휴대전자기기로서,
    상자체와, 상기 상자체 내에 수납된 전자기기 본체와, 상기 상자체 내에 수납된 전지수납부를 구비하고,
    상기 전지수납부가, 상기 이차전지를 끼워맞춤하기 위한 전지 끼워맞춤부와, 끼워맞춤된 상기 이차전지를 덮는 덮개부를 구비한 성형체이며,
    상기 전지 끼워맞춤부의 상기 이차전지의 끼워맞춤측의 표면에, 두께 10～20O㎛이며, 열전도율 0.5W/m?K 이상의 방열층이 형성되어 있고,
    상기 덮개부의 표면에, 두께 300～3000㎛이며, 열전도율 O.2W/m?K 이하인 단열층을 형성한 것을 특징으로 하는 휴대전자기기.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 방열층이 금속 또는 그라파이트를 포함하는 휴대전자기기.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 단열층이, 80℃ 이상의 온도에 흡열 피크를 가지는 흡열성 무기 화합물 입자 30～95질량%과, 결착제 5～70질량%를 함유하는 층인 휴대전자기기.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 흡열성 무기 화합물 입자가, 무기 수화물, 금속 수산화물 및 탄산염으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자를 함유하는 휴대전자기기.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 흡열성 무기 화합물 입자가, 황산칼슘2수화물, 탄산수소나트륨, 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 및 탄산칼슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 입자를 함유하는 휴대전자기기.
  15. 제 10 항에 있어서, 상기 단열층이, 무기 섬유 시트를 포함하는 휴대전자기기.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 무기 섬유 시트가, 유리 섬유 및 암면으로부터 선택되는 적어도 1종의 섬유를 함유하는 휴대전자기기.
  17. 제 10 항에 있어서, 상기 단열층이, 다공질 수지 시트를 포함하는 휴대전자기기.
  18. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 이차전지가 복수의 단전지를 직렬 또는 병렬로 조합한 전지 팩의 형태인 휴대전자기기.
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