(57)【要約】【課題】熱電素子の組立性及び耐久性を向上させ、断熱壁の発泡形成後における熱電素子のメンテナンス及び修理をも可能にした熱電素子アセンブリを提供する。【解決手段】本発明に係る貯蔵庫１００は、保存室を画定する内部ケース１１０と、前記内部ケースの外側に配置された外部ケース１２０と、熱電素子アセンブリとを含む。前記熱電素子アセンブリは、前記内部ケースの内側及び外側にそれぞれ配置されたコールドシンク１３０及び第１の伝熱ブロック１５０と、前記外部ケースの内側及び外側にそれぞれ配置された第２の伝熱ブロック１６０及びヒートシンク１４０と、前記第２の伝熱ブロックの内部に配置された熱電素子１７０とを備え、前記第２の伝熱ブロックは前記第１の伝熱ブロックと着脱可能に結合される。【選択図】図２
2008531960.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
保存室を画定する内部ケースと、
前記内部ケースの外側に配置された外部ケースと、
熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、
前記熱電素子アセンブリは、
前記内部ケースの内側及び外側にそれぞれ配置されたコールドシンク及び第１の伝熱ブロックと、
前記外部ケースの内側及び外側にそれぞれ配置された第２の伝熱ブロック及びヒートシンクと、
前記第２の伝熱ブロックの内部に配置された熱電素子とを備え、
前記第２の伝熱ブロックが前記第１の伝熱ブロックと着脱可能に結合されるようにしたことを特徴とする貯蔵庫。
【請求項２】
請求項１に記載の貯蔵庫であって、
前記第１の伝熱ブロックは前記コールドシンクに、両者の間に前記内部ケースが介在した状態で、前記第１の伝熱ブロックの一端に設けられたフランジ部にて締結手段によって取り付けられ、
前記第２の伝熱ブロックは前記ヒートシンクに、両者の間に前記外部ケースが介在した状態で、前記第２の伝熱ブロックの一端に設けられたフランジ部にて締結手段によって取り付けられるようにしたことを特徴とする貯蔵庫。
【請求項３】
請求項２に記載の貯蔵庫であって、
前記第１の伝熱ブロックと前記第２の伝熱ブロックとは、
前記第２の伝熱ブロックの他端に設けられた係止部を、前記第１の伝熱ブロックの他端の外周に設けられた結合部に形成された係止孔に係止させることによって結合させるようにしたことを特徴とする貯蔵庫。
【請求項４】
保存室を画定する内部ケースと、
前記内部ケースの外側に配置された外部ケースと、
熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、
前記熱電素子アセンブリは、
前記内部ケースに取り付けられた、カバープレートを有する周囲の熱を吸収するコールドシンクと、
前記外部ケースに取り付けられた、カバープレートを有する熱を放出するヒートシンクと、
前記ヒートシンクのカバープレートの内側面に設けられた、前記ヒートシンクの前記カバープレートの前記内側面に配置されたベース部と、前記ベース部から突出して形成されたブロックと、前記ブロックに形成されたキャビティとから成る熱電素子収容部と、
前記熱電素子収容部の前記ブロックの前記キャビティ内に配置された熱電素子とを備え、
前記コールドシンクの前記カバープレートの外側面には接触部が突出して形成されており、
結合時は、前記接触部が前記ブロック内の前記熱電素子と接触することによって、前記コールドシンク、前記熱電素子及び前記ヒートシンクが互いに熱的に接続させるようにしたことを特徴とする貯蔵庫。
【請求項５】
請求項４に記載の貯蔵庫であって、
前記熱電素子アセンブリは、前記ヒートシンクと前記コールドシンクとの間に配置された伝熱プレートをさらに備え、
前記熱電素子収容部の前記ブロックの自由端にはガイド縁が形成され、
前記伝熱プレートの中央部には、前記ブロックのキャビティの位置と一直線になる開口が形成され、
前記伝熱プレートの前記開口の外周には、前記ブロックの前記ガイド縁と結合する結合溝を有する結合部が前記ブロックに向かって突出して形成され、
前記コールドシンクの前記接触部が前記伝熱プレートの前記開口を通って前記ブロックの前記キャビティ内に挿入されるようにしたことを特徴とする貯蔵庫。
【請求項６】
請求項５に記載の貯蔵庫であって、
前記熱電素子収容部の前記ベース部には結合ボスが形成され、
前記伝熱プレートには前記結合ボスと結合するガイドボスが形成され、
前記結合ボス及びガイドボスを通したねじを締めることによって、前記伝熱プレートが前記熱電素子収容部に結合させるようにしたことを特徴とする貯蔵庫。
【請求項７】
請求項４に記載の貯蔵庫であって、
前記熱電素子アセンブリは、前記熱電素子の前面及び後面に形成された伝熱グリース層をさらに備えることを特徴とする貯蔵庫。
【請求項８】
内部ケースと、
外部ケースと、
前記内部ケースと前記外部ケースとの間の所定の位置に形成された伝熱空間と、
前記伝熱空間に設置された熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、
前記熱電素子アセンブリは、
前記内部ケースに結合されるフランジ部と、前記熱電素子アセンブリのある部分を覆う筒状部とを備える第１のシールド部材と、
前記外部ケースに結合されるフランジ部と、前記熱電素子アセンブリの他の部分を覆う筒状部とを備える第２のシールド部材と、
前記第１のシールド部材と前記第２のシールド部材との接触点を密封するシール部材と、
前記内部ケースと前記外部ケースとの間に充填した液状のウレタン樹脂から形成された断熱壁とを備えることを特徴とする貯蔵庫。
【請求項９】
保存室を画定する内部ケースと、
前記内部ケースの外側に配置された外部ケースと、
熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、
前記熱電素子アセンブリは、
前記内部ケースの内側に配置された、多数の冷却フィンを有する主要コールドシンクと、
前記外部ケースの外側に配置されたヒートシンクと、
前記コールドシンクと前記ヒートシンクとの間に配置された熱電素子と、
前記主要コールドシンクの前記多数の冷却フィンと交互に配置される多数の冷却フィンを有する補助コールドシンクとを備えることを特徴とする貯蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電素子を用いて冷蔵及び温蔵する貯蔵庫に関し、より詳しくは、メンテナンス及び修理を容易にすべく着脱可能に取り付けられた熱電素子アセンブリを含む貯蔵庫に関する。
【背景技術】
【０００２】
当該技術分野で周知のように、熱電素子は、ペルティエ効果を利用して温度を制御するように構成された固体冷却装置に使用される。ペルティエ効果とは、異なる２種類の導体（例えば、Ｎ型及びＰ型半導体）から構成された熱伝素子に直流電流を流した際に、熱伝素子の両端で熱の吸収及び放出現象が起こる効果である。
【０００３】
熱電冷却（ペルティエ冷却）方式は、冷媒循環冷却方式とは異なり、機械的に作動する部分が不要であるため、環境問題を引き起こさない。この熱電冷却方式によれば、熱電素子のＮ型及びＰ型半導体に直流電流を流すと、一方の接点では周囲の熱エネルギーを吸収した電子が熱電素子の内部に移動して熱吸収が生じ、他方の接点では電子の熱エネルギーの放出によって熱放出が生じる。この効果をペルティエ効果という。
【０００４】
ペルティエ効果を利用した熱電素子は、電流の強さと方向によって吸熱及び発熱量を調節可能であり、機械的に作動する部分がないため、熱電素子の設置位置及び方向がその動作に影響を及ぼさないという長所を有する。このような理由から、熱電素子は冷却又は加熱装置の製造に広く用いられている。
【０００５】
熱電素子を用いた貯蔵庫の例としては、キムチ冷蔵庫、小型冷蔵庫、車両用冷温蔵庫、恒温恒湿機、除湿機、穀物保管庫、化粧品保管庫、医療用恒温機などが挙げられる。
【０００６】
これらの製品には、熱電素子で発生した熱を吸収又は外部に放出するための様々な種類の冷却及び放熱装置が用いられている。通常は、ヒートシンク及びコールドシンクが、この目的に使用される。ヒートシンク及びコールドシンクを使用した放熱構造を備えた従来の冷蔵庫の一例を図１に示す。
【０００７】
冷蔵庫のキャビネット１は、保存室２を画定する内部ケース１０と、内部ケース１０を覆うように配置された外部ケース２０と、保存室２を外部から断熱するために内部ケース１０と外部ケース２０との間に設けられた断熱壁３０とを含む。
【０００８】
断熱壁３０の伝熱空間には伝熱部材４０が設置され、伝熱部材４０の内部には熱電素子５０が配置される。伝熱部材４０の一側（保存室２側）には周囲の熱を吸収するコールドシンク６０が設置され、伝熱部材４０の他側（外側ケース２０側）には熱を空気中に放出するヒートシンク７０が設置される。
【０００９】
ヒートシンク７０を熱電素子５０に取り付けるために、熱電素子５０とヒートシンク７０との間には厚さの薄いアルミニウム板５２が配置される。このアルミニウム板５２の両面はそれぞれ、伝熱グリース層５４を介して、熱電素子５０とヒートシンク７０とに取り付けられる。
【００１０】
また、熱電素子５０と伝熱部材４０との間、及び、伝熱部材４０とコールドシンク６０との間にも、伝熱グリース層５４が設けられる。
【００１１】
コールドシンク６０は伝熱部材４０にねじによって結合され、ヒートシンク７０は断熱壁３０にねじによって結合される。コールドシンク６０の前側には、コールドシンク６０の熱吸収を向上させるための冷却ファン（図示せず）が設置される。
【００１２】
この種の冷蔵庫では、熱電素子５０に電流が流されると、熱の放出及び吸収を行う熱電素子５０の前面に取り付けられたコールドシンク６０が熱を吸収する。
【００１３】
つまり、熱電素子５０の冷表面に取り付けられたコールドシンク６０の表面が冷却されることにより、保存室２の内部が冷却される。このとき、断熱壁３０によって、熱損失が防止される。
【００１４】
熱電素子５０の他面から放出された熱は、ヒートシンク７０で吸収された後、外部に放出される。
【００１５】
上記のように構成された従来の熱電素子５０を用いた貯蔵庫では、熱電素子５０と伝熱部材４０との間、コールドシンク６０と伝熱部材４０との間、及び、熱電素子５０とヒートシンク７０との間に伝熱グリース層５４を形成するために、数回の熱処理工程が必要とされる。そのため、組立作業に時間がかかるという問題があった。さらに、手作業で行われる組立工程は、多くの時間がかかるという問題があった。
【００１６】
また、断熱壁３０が発泡形成された後は、熱電素子５０が断熱壁３０内に隠れてしまうため、外部から熱電素子５０に接近して修理することができないという問題もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、熱電素子を取り囲んで密閉する伝熱ブロックを設置することによって、熱電素子の組立性及び耐久性を向上させ、断熱壁の発泡形成後における熱電素子のメンテナンス及び修理をも可能にした熱電素子アセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の一態様によれば、保存室を画定する内部ケースと、前記内部ケースの外側に配置された外部ケースと、熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、前記熱電素子アセンブリは、前記内部ケースの内側及び外側にそれぞれ配置されたコールドシンク及び第１の伝熱ブロックと、前記外部ケースの内側及び外側にそれぞれ配置された第２の伝熱ブロック及びヒートシンクと、前記第２の伝熱ブロックの内部に配置された熱電素子とを備え、前記第２の伝熱ブロックが前記第１の伝熱ブロックと着脱可能に結合されるようにしたことを特徴とする貯蔵庫が提供される。
【００１９】
前記第１の伝熱ブロックは前記コールドシンクに、両者の間に前記内部ケースが介在した状態で、前記第１の伝熱ブロックの一端に設けられたフランジ部にて締結手段によって取り付けられ、前記第２の伝熱ブロックは前記ヒートシンクに、両者の間に前記外部ケースが介在した状態で、前記第２の伝熱ブロックの一端に設けられたフランジ部にて締結手段によって取り付けることが好ましい。
【００２０】
また、請求項２に記載の貯蔵庫であって、前記第１の伝熱ブロックと前記第２の伝熱ブロックとは、前記第２の伝熱ブロックの他端に設けられた係止部を、前記第１の伝熱ブロックの他端の外周に設けられた結合部に形成された係止孔に係止させることによって結合させることが好ましい。
【００２１】
本発明の他の態様によれば、保存室を画定する内部ケースと、前記内部ケースの外側に配置された外部ケースと、熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、前記熱電素子アセンブリは、前記内部ケースに取り付けられた、カバープレートを有する周囲の熱を吸収するコールドシンクと、前記外部ケースに取り付けられた、カバープレートを有する熱を放出するヒートシンクと、前記ヒートシンクのカバープレートの内側面に設けられた、前記ヒートシンクの前記カバープレートの前記内側面に配置されたベース部と、前記ベース部から突出して形成されたブロックと、前記ブロックに形成されたキャビティとから成る熱電素子収容部と、前記熱電素子収容部の前記ブロックの前記キャビティ内に配置された熱電素子とを備え、前記コールドシンクの前記カバープレートの外側面には接触部が突出して形成されており、結合時は、前記接触部が前記ブロック内の前記熱電素子と接触することによって、前記コールドシンク、前記熱電素子及び前記ヒートシンクが互いに熱的に接続させるようにしたことを特徴とする貯蔵庫が提供される。
【００２２】
前記熱電素子アセンブリは、前記ヒートシンクと前記コールドシンクとの間に配置された伝熱プレートをさらに備え、前記熱電素子収容部の前記ブロックの自由端にはガイド縁が形成され、前記伝熱プレートの中央部には、前記ブロックのキャビティの位置と一直線になる開口が形成され、前記伝熱プレートの前記開口の外周には、前記ブロックの前記ガイド縁と結合する結合溝を有する結合部が前記ブロックに向かって突出して形成され、前記コールドシンクの前記接触部が前記伝熱プレートの前記開口を通って前記ブロックの前記キャビティ内に挿入されることが好ましい。
【００２３】
また、前記熱電素子収容部の前記ベース部には結合ボスが形成され、前記伝熱プレートには前記結合ボスと結合するガイドボスが形成され、前記結合ボス及びガイドボスを通したねじを締めることによって、前記伝熱プレートが前記熱電素子収容部に結合させることが好ましい。
【００２４】
また、前記熱電素子アセンブリは、前記熱電素子の前面及び後面に形成された伝熱グリース層をさらに備えることが好ましい。
【００２５】
本発明の別の態様によれば、内部ケースと、外部ケースと、前記内部ケースと前記外部ケースとの間の所定の位置に形成された伝熱空間と、前記伝熱空間に設置された熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、前記熱電素子アセンブリは、前記内部ケースに結合されるフランジ部と、前記熱電素子アセンブリのある部分を覆う筒状部とを備える第１のシールド部材と、前記外部ケースに結合されるフランジ部と、前記熱電素子アセンブリの他の部分を覆う筒状部とを備える第２のシールド部材と、前記第１のシールド部材と前記第２のシールド部材との接触点を密封するシール部材と、前記内部ケースと前記外部ケースとの間に充填した液状のウレタン樹脂から形成された断熱壁とを備えることを特徴とする貯蔵庫が提供される。
【００２６】
本発明のさらなる別の態様によれば、保存室を画定する内部ケースと、前記内部ケースの外側に配置された外部ケースと、熱電素子アセンブリとを含む貯蔵庫であって、前記熱電素子アセンブリは、前記内部ケースの内側に配置された、多数の冷却フィンを有する主要コールドシンクと、前記外部ケースの外側に配置されたヒートシンクと、前記コールドシンクと前記ヒートシンクとの間に配置された熱電素子と、前記主要コールドシンクの前記多数の冷却フィンと交互に配置される多数の冷却フィンを有する補助コールドシンクとを備えることを特徴とする貯蔵庫が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
（第１の実施形態）
【００２９】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫の断面図である。図３は、図２に示した熱電素子アセンブリの分離斜視図である。
【００３０】
図２に示すように、貯蔵庫は、キャビネット１００と、キャビネット１００の内部に保存室１０２を画定する内部ケース１１０と、内部ケース１１０を覆うように配置された外部ケース１２０とを備えている。
【００３１】
内部ケース１１０の内側面（保存室１０２側）には、冷却目的のために周囲の熱を吸収するコールドシンク１３０が設けられる。外部ケース１２０の外側には、熱を空気中に放出するヒートシンク１４０が設けられる。
【００３２】
本発明の第１の実施形態では、内部ケース１１０の外側に第１の伝熱ブロック１５０が設けられ、外部ケース１２０の内側に第２の伝熱ブロック１６０が設けられる。
【００３３】
図３を参照して、第１の伝熱ブロック１５０は、矩形状であり、内部空間を有している。なお、第１の伝熱ブロック１５０は、多角形又は円形の形状であってもよい。第１の伝熱ブロック１５０の一端には、内部ケース１１０に密着して取り付けられるフランジ部１５２が設けられている。また、第１の伝熱ブロック１５０の他端の外周には、多数の係止孔１５６を有する結合部１５４が設けられている。
【００３４】
同様に、第２の伝熱ブロック１６０は、矩形状（又は、多角形若しくは円形の形状）であり、第１の伝熱ブロック１５０を部分的に収容するための内部空間を有している。第２の伝熱ブロック１６０の一端には、外部ケース１２０に密着して取り付けられるフランジ部１６２が形成されている。また、第２の伝熱ブロック１６０の他端には、第１の伝熱ブロック１５０の係止孔１５６に挿入され係合されるフック状の係止部１６４が形成されている。第２の伝熱ブロック１６０の内部空間には熱電素子１７０が設置され、熱電素子１７０は伝熱グリース層１７２を介して取り付けられる。
【００３５】
したがって、第１の伝熱ブロック１５０と第２の伝熱ブロック１６０との結合は、フック状の係止部１６４が係止孔１５６に挿入されることによってなされる。第１の伝熱ブロック１５０のフランジ部１５２は、内部ケース１１０に設けられたコールドシンク１３０に、締結手段によって締結される。同様に、第２の伝熱ブロック１６０のフランジ部１６２は、外部ケース１２０に設けられたヒートシンク１４０に、締結手段によって締結される。本実施形態では、締結手段としてはねじ１８０を使用しているが、他の適切な締結要素を使用することもできる。
【００３６】
一体に結合された第１の伝熱ブロック１５０及び第２の伝熱ブロック１６０が貯蔵庫の伝熱空間に設置された後、第１の伝熱ブロック１５０及び第２の伝熱ブロック１６０の周囲には断熱壁１９０が形成される。断熱壁１９０は、内部ケース１１０と外部ケース１２０との間で、発泡材料（例えば、ウレタン）を発泡させることにより形成される。
【００３７】
上記のように構成された本発明の第１の実施形態に係る貯蔵庫用の熱電素子アセンブリの組立プロセスを以下に説明する。
【００３８】
図２を参照して、まず、第１の伝熱ブロック１５０を、フランジ部１５２が内部ケース１１０の外側面に向くように配置する。そして、第１の伝熱ブロック１５０を、内部ケース１１０の内側面に配置されたコールドシンク１３０に結合させる。
【００３９】
次に、その内部に熱電素子１７０が伝熱グリース層１７２を介して取り付けられた第２の伝熱ブロック１６０を、第１の伝熱ブロック１５０に結合させる。この結合は、第２の伝熱ブロック１６０のフック状の係止部１６４を、第１の伝熱ブロック１５０の係止孔１５６に挿入させることによって行われる。
【００４０】
第１の伝熱ブロック１５０及び第２の伝熱ブロック１６０が一体に結合された状態で、内部ケース１１０と外部ケース１２０との間にウレタン材料を注入することによって断熱壁１９０が形成される。
【００４１】
上記した貯蔵庫用の熱電素子アセンブリによれば、第１の伝熱ブロック１５０と、熱電素子１７０が予め取り付けられた第２の伝熱ブロック１６０とを結合させることによって、熱電素子１７０を簡単かつ容易に組み込むことができる。さらに、第１の伝熱ブロック１５０と第２の伝熱ブロック１６０との間が密閉された状態に保たれるため、熱電素子１７０の耐久性が向上する。
【００４２】
また、第１伝熱ブロック１５０及び第２の伝熱ブロック１６０によって、断熱壁１９０の発泡形成時に、ウレタン発泡材料が内部に進入することを防止できる。さらに、断熱壁１９０の発泡形成後も、熱電素子１７０が損傷した場合は、ヒートシンク１４０を取り外し、第２の伝熱ブロック１６０の係止部１６４と第１伝熱ブロック１５０の係止孔１５６との係合を解除して第２の伝熱ブロック１６０を第１伝熱ブロック１５０から分離させ、第２の伝熱ブロック１６０から熱電素子１７０を取り出すことによって、熱電素子１７０の修理を容易に行うことができる。
【００４３】
（第２の実施形態）
【００４４】
次に、図４〜図６を参照しつつ本発明の第２の実施形態について詳細に説明する。
【００４５】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る熱電素子アセンブリの分解斜視図である。図５は、図４に示した熱電素子アセンブリの結合状態を示す斜視図である。図６は、図４に示した熱電素子アセンブリが設置された貯蔵庫を示す断面図である。
【００４６】
本発明の第２の実施形態に係る熱電素子アセンブリ２００は、周囲の熱を吸収するコールドシンク２４０と、熱を外部に放出するヒートシンク２５０と、コールドシンク２４０とヒートシンク２５０との間に配置された熱電素子２３０とを備えている。
【００４７】
図４に示すように、コールドシンク２４０は、カバープレート２４１と、カバープレート２４１の内側面（前面）に配置された多数の冷却フィン２４１ａとから構成されている。一方、ヒートシンク２５０は、カバープレート２５１と、カバープレート２５１の外側面（後面）に配置された多数の冷却フィン２５１ａとから構成されている。
【００４８】
本発明の第２の実施形態に係る熱電素子アセンブリ２００では、ヒートシンク２５０のカバープレート２５１の他側面（前面）に熱電素子収容部２１０が設けられている。熱電素子収容部２１０は、ヒートシンク２５０のカバープレート２５１の前面に配置されたベース部２１０ｂと、ベース部２１０ｂから突出した矩形状のブロック２１０ａとから構成されている。熱電素子２３０は、ブロック２１０ａ内のキャビティ２１２に取り付けられる。熱電素子２３０の両面（前面及び後面）には、伝熱グリース層２３２が形成されることが好ましい。熱電素子収容部２１０は、例えば、合成樹脂材料の射出成形によって形成される。ブロック２１０ａの自由端の周囲には、ガイド縁２１４が形成されている。
【００４９】
ヒートシンク２５０とコールドシンク２４０との間には、伝熱プレート２２０が配置される。伝熱プレート２２０の中央部には、ヒートシンク２５０のブロック２１０ａのキャビティ２１２の位置と一直線になる開口２２２が形成される。開口２２２の外周には、ブロック２１０ａの自由端に形成されたガイド縁２１４と結合する結合溝を有する結合部２２４が、ブロック２１０ａに向かって突出して形成されている。熱電素子収容部２１０のベース部２１０ｂには、結合ボス２１６が突出して形成されており、伝熱プレート２２０には、結合ボス２１６に対応するガイドボス２２６が形成されている。伝熱プレート２２０の結合部２２４の結合溝をブロック２１０ａのガイド縁２１４と係合させ、結合ボス２１６をガイドボス２２６に挿入させた後、結合ボス２１６及びガイドボス２２６を通したねじを締めることによって、伝熱プレート２２０が熱電素子収容部２１０に固定的に結合される。
【００５０】
図６に示すように、コールドシンク２４０のカバープレート２４１の後面からは、熱電素子２３０と略同一サイズの接触部２４４が突出している。結合時には、接触部２４４は、伝熱プレート２２０の開口２２２まで延び、ブロック２１０ａに収容されている熱電素子２３０と伝熱グリース層２３２を介して接触する。接触部２４４の長さは、熱電素子２３０が伝熱グリース層２３２を介してヒートシンク２５０のカバープレート２５１の前面に密着するように、適切に選択される。
【００５１】
コールドシンク２４０のカバープレート２４１にはねじ係止孔２４２が、ヒートシンク２５０のカバープレート２５１にはねじ係止孔２５２が形成され、ねじ係止孔２４２、２５２を通したねじを締めることによって、コールドシンク２４０とヒートシンク２５０とが互いに結合される。
【００５２】
本実施形態では、コールドシンク２４０とヒートシンク２５０とはねじ２６０で結合させているが、リベットなどで結合させることもできる。
【００５３】
図６は、本発明の第２の実施形態に係る熱電素子アセンブリ２００を貯蔵庫に設置した状態を示す。熱電素子アセンブリ２００を貯蔵庫に設置する工程を以下に説明する。
【００５４】
まず、伝熱プレート２２０のガイドボス２２６と、熱電素子収容部２１０のベース部２１０ｂの結合ボス２１６とを結合させる。それと同時に、ブロック２１０ａのガイド縁２１４を、結合部２２４の結合溝に挿入する。このことによって、伝熱プレート２２０と熱電素子収容部２１０との位置合わせがなされる。その後、ガイドボス２２６及び結合ボス２１６を通したねじを締めることによって、伝熱プレート２２０が熱電素子収容部２１０に固定的に結合される。
【００５５】
次に、熱電素子収容部２１０のベース部２１０ｂの後面を、貯蔵庫１００の熱電素子アセンブリ２００の設置空間を通して、ヒートシンク２５０のカバープレート２５１の前面に密着させる。その後、ヒートシンク２５０のカバープレート２５１を、貯蔵庫１００の外部ケース１２０の外側面に密着させる。この状態で、両面（前面及び後面）に絶縁グリース層２３２が形成された熱電素子２３０を、ブロック２１０ａのキャビティ２１２内に配置する。その後、貯蔵庫１００の内部ケース１１０の内側から、コールドシンク２４０の接触部２４４を、開口２２２を介してキャビティ２１２内に挿入する。このことにより、キャビティ２１２内に配置された熱電素子２３０が、キャビティ２１２の内部側に押し込まれる。その結果、熱電素子２３０を、ヒートシンク２５０と密着して接触させることができる。
【００５６】
上記の状態で、カバープレート２４１、２５１の係止孔２４２、２５２、並びに、内部ケース１１０及び外部ケース１２０の係止孔（図示せず）を通したねじ２６０を締めることによって、熱電素子アセンブリ２００は貯蔵庫１００に固定的に結合される。
【００５７】
なお、熱電素子アセンブリ２００の各要素の取り付け順序は上記に限定されるものではなく、必要に応じて順序を変更することも可能である。
【００５８】
この第２の実施形態に係る熱電素子アセンブリ２００によれば、取り付け及び取り外しの作業を簡単に行うことができる。さらに、熱電素子２３０がブロック２１０ａ内の密閉された空間に配置されるため、熱電素子２３０の耐久性が向上する。
【００５９】
また、この第２の実施形態の熱電素子アセンブリ２００によれば、断熱壁１９０の発泡形成時に、ウレタン発泡材料が熱電素子収容部２１０の内部に進入することを防止できる。さらには、断熱壁１９０の発泡形成後も、ヒートシンク２５０を取り外し、伝熱プレート２２０から伝熱ブロック２１０を分離させることによって、熱電素子１７０の修理を容易に行うことができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
【００６１】
次に、図７を参照しつつ本発明の第３の実施形態について詳細に説明する。
【００６２】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫を示す断図である。
【００６３】
本発明に係る第３の実施形態では、熱電素子アセンブリ３００は、従来と同様に、伝熱空間３４０に設置される。そして、断熱壁１９０ａを形成すべく、液相のウレタン樹脂が内部ケース１１０と外部ケース１２０との間に充填される。そのために、充填時に液状のウレタン樹脂が熱電素子アセンブリ３００に向かって進入して熱電素子アセンブリ３００の性能が低下することを防止するためのシールド手段が追加的に設けられる。
【００６４】
シールド手段は、熱電素子アセンブリ３００の熱電素子３２０の前部を覆う第１のシールド部材４２０と、熱電素子アセンブリ３００の熱電素子３２０の後部を覆う第２のシールド部材４４０とを含む。
【００６５】
第１のシールド部材４２０は、熱電素子３２０の外周と接触してシールドすることができるように、筒状に形成される。そして、第１のシールド部材４２０の前端部には、内部ケース１２０の後面にねじ（Ｓ）によって取り付けられるフランジ部が形成されている。
【００６６】
同様に、第２のシールド部材４４０は、熱電素子３２０の外周に対応するように、筒状に形成されている。そして、第２のシールド部材４４０の後端部には、外部ケース１２０の前面にねじ（Ｓ）によって取り付けられるフランジ部が形成されている。
【００６７】
したがって、断熱壁１９０ａを形成するために液相のウレタン樹脂がシールド部材４２０、４４０の外側に充填された場合でも、熱電素子アセンブリ３００はシールド部材４２０、４４０によって完璧にシールドされる。その一方で、互いに接触する第１のシールド部材４２０の後端部と第２のシールド部材４４０の前端部との接触点の周囲には、別のシール部材４６０が設けられる。これは、接触点の隙間から、液状のウレタン樹脂が漏出するのを防止するためである。
【００６８】
ウレタン樹脂を使用して断熱壁１９０ａを形成するのは、ウレタン樹脂は従来使用されるＥＰＡよりも断熱性能に優れているからである。液状のウレタン樹脂の温度は約７０℃なので、ウレタン樹脂をシールドするシールド部材４２０、４４０及びシール部材４６０は、その温度で熱変形しない合成樹脂（例えばポリプロフィレン）から作成される。
【００６９】
従来の方法では、予め作成した固相のＥＰＡを、内部ケース１１０と外部ケース１２０との間の、挿入を容易にするための大きな公差を有する隙間に挿入していた。その結果、熱電素子アセンブリ３００の一部が、固相のＥＰＡと内部ケース１１０及び外部ケース１２０との間に存在する隙間に露出するため、熱電素子アセンブリ３００の熱損失が生じていた。これに対して、本実施形態ではシールド部材４２０、４４０を使用するので、熱電素子アセンブリ３００を完璧にシールドした状態で液状のウレタン樹脂を充填することにより、従来の方法では生じた熱損失を防止することができる。また、断熱性能に優れたウレタン樹脂を使用することで熱損失が防止されるので、保存室１０２側での熱電素子アセンブリ３００の冷却性能が向上する。
【００７０】
熱電素子アセンブリ３００を貯蔵庫に取り付ける好ましい順序を以下に説明する。まず、内部ケース１１０に第１のシールド部材４２０を、外部ケース１２０に第２のシールド部材４４０を取り付けた後、第１のシールド部材４２０と第２のシールド部材４４０との接触点の周囲にシール部材４６０を取り付ける。そして、熱電素子３２０が第１のシールド部材４２０及び第２のシールド部材４４０によってシールドされた空間内に位置するように、熱電素子アセンブリ３００を内部ケース１１０及び外部ケース１２０に固定的に取り付ける。その後、内部ケース１１０と外部ケース１２０との間に液状のウレタン樹脂を充填して、断熱壁１９０ａを形成する。
【００７１】
本実施形態で使用された熱電素子アセンブリ３００は、上記の第１及び第２の実施形態の熱電素子アセンブリ又は従来の熱電素子アセンブリであり得る。
【００７２】
（第４の実施形態）
【００７３】
次に、図８及び図９を参照しつつ本発明の第４の実施形態について詳細に説明する。
【００７４】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫の断面図である。図９は、図８に示した熱電素子アセンブリに用いられるコールドシンクを示す斜視図である。
【００７５】
図８及び図９に示すように、熱電素子を用いた貯蔵庫は、熱電素子５００と、熱電素子５００の放熱側と接触して配置されたヒートシンク５１０と、熱電素子５００の吸熱側に形成された伝熱空間５２０と、熱電素子５００の吸熱側に配置された主要コールドシンク５３０とを備えている。
【００７６】
本実施形態では、補助コールドシンク５３２が、冷却目的のために周囲の熱を吸収する主要コールドシンク５３０と対向するように、内部ケース１１０に取り付けられている。
【００７７】
主要コールドシンク５３０及び補助コールドシンク５３２は、熱伝導率が高いアルミニウム材で形成されることが好ましい。主要コールドシンク５３０にはカバープレート５３０ａが、補助コールドシンク５３２にはカバープレート５３２ａが設けられる。そして、カバープレート５３０ａ，５３２ａの対向面には、多数の冷却フィン５３０ｂ、５３２ｂが互いに交差するように設けられる。
【００７８】
したがって、主要コールドシンク５３０に対向するように配置された補助コールドシンク５３２は、主要コールドシンク５３０の各冷却フィン５３０ｂの間に、補助コールドシンク５３２の各冷却フィン５３２ｂが位置するように設置され、二重冷却フィン配列を形成する。
【００７９】
上記のように構成された本発明の第４の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫の製造方法及び動作を、以下に説明する。
【００８０】
まず、カバープレート５３０ａと冷却フィン５３０ｂとを有する主要コールドシンク５３０を、伝熱空間５２０の側部に、ねじなどの結合手段によって固定的に取り付ける。そして、補助コールドシンク５３２を、主要コールドシンク５３０の各冷却フィン５３０ｂと補助コールドシンク５３２の各冷却フィン５３２ｂとが互い違いになるように、ブラケット１１０ａに取り付ける。このことにより、主要コールドシンク５３０と補助コールドシンク５３２とから成る単一のコールドシンクユニットが構成される。
【００８１】
この状態で、熱電素子５００に電流を流すと、伝熱空間５２０に結合された熱電素子５００の吸熱側は冷却されて、伝熱空間５２０、主要コールドシンク５３０及び補助コールドシンク５３２に存在する空気がその順番に冷却される。このことにより、伝熱面積が増大するので、冷却効率が向上する。
【００８２】
同時に、ヒートシンク５１０に結合された熱電素子５００の放熱側は、熱をヒートシンク５１０に移動させ、熱を外部に放出させる。
【００８３】
冷却フィン５３０ｂ及び５３２ｂから成る二重冷却フィン配列を構成する主要コールドシンク５３０及び補助コールドシンク５３２は、夏季のような気温が上昇する場合でも、冷却効率を示し、保存庫の冷蔵能力が向上する。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
以上説明したように、本発明に係る貯蔵庫用の熱電素子アセンブリは、熱電素子の組立性及び耐久性を向上させる、及び、断熱壁の発泡形成後にも熱電素子の補修が可能になるという効果を奏する。これは、熱電素子を取り囲んで密閉する伝熱ブロックに起因するものである。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】従来の熱電素子を用いた貯蔵庫を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫の断面図である。
【図３】図２に示した熱電素子アセンブリの分離斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る熱電素子アセンブリの分解斜視図である。
【図５】図４に示した熱電素子アセンブリの結合状態を示す斜視図である。
【図６】図４に示した熱電素子アセンブリが設置された貯蔵庫を示す断面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫を示す断図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る熱電素子アセンブリを用いた貯蔵庫の断面図である。
【図９】図８に示した熱電素子アセンブリに用いられるコールドシンクを示す斜視図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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