(57)【要約】【課題】熱電変換素子モジュールを駆動／制御する場合に、専用の電源装置やコントローラが不要で、コストが安くかつ設置スペースも節約できるようにする。【解決手段】パソコン１０のＵＳＢ端子１１にＵＳＢケーブル２０を接続し、パソコン１０から上記ＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂを介して供給される直流電圧（Ｖｂｕｓ）によりペルチェモジュール３１を駆動する。この時、ペルチェモジュール３１の正極端子３２に正の電圧を印加し、負極端子３３に負の電圧を印加すれば、当該ペルチェモジュール３１の上側基板３１２が冷却され、その上に載置された飲料缶４０の保冷を行なうことができ、正極端子３２，負極端子３３に逆極性の電圧を印加すれば、ペルチェモジュール３１の上側基板３１２が発熱し、その上に載置された飲料缶４０の保温を行なうことができる。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＵＳＢ端子を有する情報処理装置と、
前記情報処理装置のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢケーブルと、
前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線に給電端子が接続される熱電変換素子モジュールと
を有し、前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルを介して供給される直流電圧を電源として前記熱電変換素子モジュールを駆動することを特徴とする熱電変換素子モジュールの駆動方法。
【請求項２】
前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿され、該一対の電源線を介して前記熱電変換素子モジュールに供給される前記電源のオン／オフの切換えを行なう電源スイッチ回路を備え、
前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して与えられる制御信号により前記電源スイッチ回路のオン／オフ切換え制御を行なうことを特徴とする請求項１記載の熱電変換素子モジュールの駆動方法。
【請求項３】
前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿され、該一対の電源線の各々が同じ電源線同士接続される状態と、互いに他の電源線に接続される状態とに切換え可能な電圧極性反転スイッチ回路を備え、
前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して与えられる電圧極性切換え制御信号により前記電圧極性反転スイッチ回路を切換え制御することを特徴とする請求項１または２記載の熱電変換素子モジュールの駆動方法。
【請求項４】
ＵＳＢ端子を有する情報処理装置と、
前記情報処理装置のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢケーブルと、
前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線に給電端子が接続される熱電変換素子モジュールと、
前記熱電変換素子モジュールの温度を検出する温度センサと、
前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿される電力制御回路、及び前記温度センサの検出出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して前記情報処理装置に入力するＡ／Ｄ変換回路とから成るゲート装置と
を備え、前記情報処理装置は、前記Ａ／Ｄ変換回路から入力される前記温度センサの検出出力に出力に基づき前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して前記電力制御回路を制御し、前記熱電変換素子モジュールが目標温度に保たれるように前記熱電変換素子モジュールへの供給電力を調整することを特徴とする熱電変換素子モジュールの制御方法。
【請求項５】
前記情報処理装置の複数のＵＳＢ端子にそれぞれ接続される複数のＵＳＢケーブルと、
前記各ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中にそれぞれ介挿される複数のゲート装置と、
前記各ゲート装置に一対の電源線を介してそれぞれ接続される複数の熱電変換素子モジュールと、
前記各熱電変換素子モジュールの温度をそれぞれ検出する複数の温度センサとを備え、前記情報処理装置から前記複数のＵＳＢケーブルを介して該当する各熱電変換素子モジュールの温度を個別に制御することを特徴とする請求項４記載の熱電変換素子モジュールの制御方法。
【請求項６】
前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中にそれぞれ並列に介挿される複数のゲート装置と、
前記各ゲート装置に一対の電源線を介してそれぞれ接続される複数の熱電変換素子モジュールと、
前記各熱電変換素子モジュールまたは該各モジュール近傍の温度制御対象物の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサと
を具備し、前記情報処理装置から１本の前記ＵＳＢケーブルを介して前記複数の熱電変換素子モジュールの温度をそれぞれ制御することを特徴とする請求項４記載の熱電変換素子モジュールの制御方法。
【請求項７】
前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線を通じて前記ゲート装置に電源を供給することを特徴とする請求項４〜６のいずれか記載の熱電変換素子モジュールの制御方法。
【請求項８】
電源回路を備え、該電源回路から前記ゲート装置に電源を供給することを特徴とする請求項４〜６のいずれか記載の熱電変換素子モジュールの制御方法。
【請求項９】
予めプログラム化した温度プロファイルを前記情報処理装置に記憶し、該情報処理装置は前記温度プロファイルに従って前記熱電変換素子モジュールを前記目標温度に制御することを特徴とする請求項４〜６のいずれか記載の熱電変換素子モジュールの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ効果を利用して冷却、加熱を行なう熱電変換素子モジュールを駆動並びに制御する方法に関し、特に、情報処理装置からＵＳＢ（ユニバーサル・シリアル・バス）ケーブルを介して熱電変換素子モジュールに電源を供給するようにした熱電変換素子モジュールの駆動方法及び制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ペルチェ効果を利用して冷却、加熱を行なう熱電変換素子モジュールを用いた様々な機器が実用化されている。この種の機器の一つに、例えば、缶飲料などを保冷あるいは保温する保冷／保温装置が知られている。
【０００３】
この保冷／保温装置の場合、保冷あるいは保温した例えば缶飲料をいつでも手軽に飲めるように、当該装置ができるだけその人の身近な場所にあるのが好ましい。
【０００４】
この種の装置に用いられる熱電変換素子モジュールを駆動する方法としては、従来、専用の電源装置（あるいは、ＡＣ／ＤＣコンバータ）とコントローラを用意し、電源装置から熱電変換素子モジュールに供給する電力をコントローラによって制御することにより当該モジュールを冷却あるいは加熱して缶飲料等の温度制御対象物を所望の温度に保つ方法が一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来、保冷／保温装置等の機器に実装される熱電変換素子モジュールを駆動するには、専用の電源装置とコントローラが必要であった。
【０００６】
このため、機器本体の他に専用の電源装置とコントローラ分のコストがかかり、システム全体のコスト高騰を招来するという問題点があった。
【０００７】
また、保冷／保温装置等の機器本体とは別に電源装置とコントローラを設置するスペースが必要なために使用場所が制約され、例えば、机上に保冷／保温装置を設置して缶飲料等を保冷あるいは保温しておき、いつでも手を延ばして飲めるような環境の実現が困難であるという問題点があった。
【０００８】
本発明は上述の問題点を解消し、専用の電源装置やコントローラを必要とせず、システムコストを安く抑えることができると共に、設置スペースの制約を軽減して、保冷／保温装置等の機器の机上等での運用も可能にする熱電変換素子モジュールの駆動方法及び制御方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＵＳＢ端子を有する情報処理装置と、前記情報処理装置のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢケーブルと、前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線に給電端子が接続される熱電変換素子モジュールとを有し、前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルを介して供給される直流電圧を電源として前記熱電変換素子モジュールを駆動することを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿され、該一対の電源線を介して前記熱電変換素子モジュールに供給される前記電源のオン／オフの切換えを行なう電源スイッチ回路を備え、前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して与えられる制御信号により前記電源スイッチ回路のオン／オフ切換え制御を行なうことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿され、該一対の電源線の各々が同じ電源線同士接続される状態と、互いに他の電源線に接続される状態とに切換え可能な電圧極性反転スイッチ回路を備え、前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して与えられる電圧極性切換え制御信号により前記電圧極性反転スイッチ回路を切換え制御することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、ＵＳＢ端子を有する情報処理装置と、前記情報処理装置のＵＳＢ端子に接続されるＵＳＢケーブルと、前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線に給電端子が接続される熱電変換素子モジュールと、前記熱電変換素子モジュールの温度を検出する温度センサと、前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿される電力制御回路、及び前記温度センサの検出出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して前記情報処理装置に入力するＡ／Ｄ変換回路とから成るゲート装置とを備え、前記情報処理装置は、前記Ａ／Ｄ変換回路から入力される前記温度センサの検出出力に出力に基づき前記ＵＳＢケーブルのデータ線を介して前記電力制御回路を制御し、前記熱電変換素子モジュールが目標温度に保たれるように前記熱電変換素子モジュールへの供給電力を調整することを特徴とする。
【００１３】
請求項５記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、前記情報処理装置の複数のＵＳＢ端子にそれぞれ接続される複数のＵＳＢケーブルと、前記各ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中にそれぞれ介挿される複数のゲート装置と、前記各ゲート装置に一対の電源線を介してそれぞれ接続される複数の熱電変換素子モジュールと、前記各熱電変換素子モジュールの温度をそれぞれ検出する複数の温度センサとを備え、前記情報処理装置から前記複数のＵＳＢケーブルを介して該当する各熱電変換素子モジュールの温度を個別に制御することを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、上記請求項４記載の発明において、前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中にそれぞれ並列に介挿される複数のゲート装置と、前記各ゲート装置に一対の電源線を介してそれぞれ接続される複数の熱電変換素子モジュールと、前記各熱電変換素子モジュールまたは該各モジュール近傍の温度制御対象物の温度をそれぞれ検出する複数の温度センサとを具備し、前記情報処理装置から１本の前記ＵＳＢケーブルを介して前記複数の熱電変換素子モジュールの温度をそれぞれ制御することを特徴とする。
【００１５】
請求項７記載の発明は、上記請求項４〜６のいずれか記載の発明において、前記情報処理装置から前記ＵＳＢケーブルの一対の電源線を通じて前記ゲート装置に電源を供給することを特徴とする。
【００１６】
請求項８記載の発明は、上記請求項４〜６のいずれか記載の発明において、電源回路を備え、該電源回路から前記ゲート装置に電源を供給することを特徴とする。
【００１７】
請求項９記載の発明は、上記請求項４〜６のいずれか記載の発明において、予めプログラム化した温度プロファイルを前記情報処理装置に記憶し、該情報処理装置は前記温度プロファイルに従って前記熱電変換素子モジュールを前記目標温度に制御することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す概念図である。
【００２０】
このシステムは、ＵＳＢボードに連結されるＵＳＢ端子１１、並びに該ＵＳＢボード及びＵＳＢ端子１１を介してＵＳＢ通信を行なう制御機能を有するパソコン（パーソナルコンピュータ）１０と、該パソコン１０のＵＳＢ端子１１に接続されるＵＳＢケーブル２０と、該ＵＳＢケーブル２０のパソコン１０側と反対側の末端に接続される保冷／保温装置３０とから構成される。
【００２１】
保冷／保温装置３０には、給電端子３２、３３を有する熱電変換素子モジュール（以下、ペルチェモジュールという）３１が実装されている。
【００２２】
このペルチェモジュール３１は、例えば図２に示すように、Ｐ型とＮ型の熱電変換素子（ペルチェ素子）３１５ａ，３１５ｂを縦及び横方向に交互に複数並べたうえで、隣接する素子同士を下側接合板（金属電極）３１３と上側接合板（金属電極）３１４で電気的に直列接続となるよう相互に接合すると共に、これら下側接合板３１３と上側接合板３１４の間を下側基板３１１と上側基板３１２とで挟持した構造を有する。
【００２３】
このペルチェモジュール３１に対して、一対の給電端子３２（正極端子），３３（負極端子）間にリード線（本実施例では、後述するＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂ）を介してＮ型からＰ型の方向に直流電流を流すと、上側の接合板３１４は冷却し上側基板３１２を介して周囲から熱を奪い、下側の接合板３１３は発熱し下側基板３１１を介して周囲に熱を放出するように動作する。
【００２４】
本システムの保冷／保温装置３０（図１参照）において、ペルチェモジュール３１はその上側基板３１２に飲料缶４０を載置できるように当該保冷／保温装置３０に実装されている（図１右端の想像図参照：図１中央のペルチェモジュール３１は、便宜的に、図１右端の想像図中の同モジュール３１の上面図を示したものである）。
【００２５】
一方、ＵＳＢケーブル２０は一対（２本）の電源線２０ａ，２０ｂと、一対（２本）のデータ線（図示せず）から成る。
【００２６】
このＵＳＢケーブル２０は、一端側に設けられるコネクタがパソコン１０のＵＳＢ端子１１に接続され、他端側（パソコン１０と反対側の末端側）が保冷／保温装置３０に実装されるペルチェモジュール３１の給電端子３２，３３に接続されている。
【００２７】
具体的には、ＵＳＢケーブル２０の上記一対の電源線２０ａ，２０ｂが、ペルチェモジュール３１の一対の給電端子３２，３３にそれぞれ図１に示すような電圧極性となるように接続されている。
【００２８】
かかる接続態様において、パソコン１０のＵＳＢ通信インタフェース機能により、該パソコン１０からペルチェモジュール３１の給電端子３２，３３間には、ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して例えば５Ｖの直流電圧（Ｖｂｕｓ）が供給される。
【００２９】
この時、ペルチェモジュール３１の給電端子（正極端子）３２に正の電圧が印加され、もう一つの給電端子（負極端子）３３に負の電圧が印加されることで、当該ペルチェモジュール３１の上側基板（飲料缶４０が載せられている側）が冷却され、下側基板が発熱する。
【００３０】
これにより、例えば、飲料缶４０を上側基板上に載せておけば、当該飲料缶４０内の缶飲料を保冷することができる。
【００３１】
また、ペルチェモジュール３１の給電端子３２（正極端子）と３３（負極端子）に対して、それぞれ、ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを図１に示す状態とは逆に正の電圧が給電端子３３に印加され負の電圧が給電端子３２に印加されるようにつなぎかえたうえで、上記同様、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して５Ｖの直流電圧（Ｖｂｕｓ）を供給すれば、ペルチェモジュール３１の上側基板が発熱し、下側基板が冷却される。
【００３２】
これにより、例えば、飲料缶４０を上側基板上に載せておけば、当該飲料缶４０内の缶飲料を保温することができる。
【００３３】
なお、本実施例では、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０介してペルチェモジュール３１に直流電圧を供給する例を挙げたが、このパソコン２０に相当する装置としては、ゲーム機等、ＵＳＢ端子を有する全ての情報処理装置が適用可能である。
【００３４】
このように、第１の実施例に係わるシステムでは、情報処理装置（例えば、パソコン１０）からＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂを介して供給される直流電圧（Ｖｂｕｓ）を電源としてペルチェモジュール３１を駆動するようにしている。
【００３５】
かかる駆動方法によれば、ペルチェモジュール３１専用の電源装置（あるいは、ＡＣ／ＤＣコンバータ）やコントローラが不要となり、システム全体のコストを低減できる。特に、パソコン１０やゲーム機等、ＵＳＢ端子を持つ情報処理装置を既に持っている場合には、その分のコストも不要になるため、システムコスト低減効果はより顕著になる。
【００３６】
また、上記電源装置やコントローラが不要となった分だけ設置スペースも節約でき、パソコン１０等の情報処理装置が置かれた机の上でもペルチェモジュール３１を実装した保冷／保温装置４０を使用することが可能になる。つまり、机上に保冷／保温装置３０を設置して缶飲料を保冷あるいは保温しておき、いつでも手を延ばして飲めるような環境を実現できる。
【００３７】
なお、本発明では、第１の実施例で説明したペルチェモジュール３１の駆動方法を基本として様々な実施例への発展が考えられる。
【００３８】
次に、その他の各実施例について順次説明する。
【００３９】
図３は、第２の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す概念図である。図３において、図２と同様の部分には同一の符号を付している。
【００４０】
第２の実施例（図３参照）において、パソコン１０のＵＳＢ端子１１に接続されるＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂを介して該パソコン１０からペルチェモジュール３１（例えば、保冷／保温装置３０に実装されるもの）に直流電圧（Ｖｂｕｓ）を供給することにより該ペルチェモジュール３１を駆動する点は第１の実施例と同様である。
【００４１】
但し、第２の実施例において、ＵＳＢケーブル２０の途中には電源スイッチ回路２５が介挿されている。この電源スイッチ回路２５には、ＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂを介してペルチェモジュール３１に供給する直流電圧を導通状態と遮断状態とに切換える切換スイッチ２５１が備わる。切換スイッチ２５１としては、例えばリレーやＳＳＲ（ソリッドステートリレー）等を用いることができる。
【００４２】
図４は切換スイッチ２５１の一例を示す回路構成図であり、特に、リレーを用いた切換スイッチ２５１の回路構成を示している。
【００４３】
図４に示すように、この切換スイッチ２５１は、ＵＳＢケーブル２０を構成する４本の線（電源線２０ａ，２０ｂ、データ線２０ｃ，２０ｄ）のうち、２本の電源線２０ａ，２０ｂの途中に介挿され、これら電源線２０ａ，２０ｂの各々が同じ電源線同士接続される状態と遮断される状態とに切換え可能な構成を有する。
【００４４】
この切換スイッチ２５１の制御端子２５２にはＵＳＢケーブル２０の残り２本のデータ線２０ｃ，２０ｄが接続されている。
【００４５】
かかる構成において、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介して切換え指令に相当する制御信号（ＵＳＢのデータ信号）を送出し、該制御信号により切換スイッチ２５１のオン／オフ制御を行なう。
【００４６】
その際、上記制御信号によって切換スイッチ２５１がオン（閉成）されると（図４の実線で示す状態）、該切換スイッチ２５１の前後でＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａと２０ａ、２０ｂと２０ｂ同士が接続状態（導通状態）となり、ペルチェモジュール３１の給電端子３２，３３間にはパソコン１０から当該ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して例えば５Ｖの直流電圧（Ｖｂｕｓ）が図３に示すような電圧極性で供給される。
【００４７】
この場合、ペルチェモジュール３１では上側基板が冷却される。従って、このペルチェモジュール３１が第１の実施例で述べた保冷／保温装置３０に実装されたものである場合には、当該上側基板上に、例えば、冷却された飲料缶４０を載せておくことで当該飲料缶４０を保冷できる。
【００４８】
一方、上記制御信号によって切換スイッチ２５１がオフ（開成）されると（図４の点線で示す状態）、該切換スイッチ２５１の前後でＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａと２０ａ、２０ｂと２０ｂ同士が遮断された状態となる。
【００４９】
これにより、パソコン１０から当該ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して供給される上記直流電圧（Ｖｂｕｓ）のペルチェモジュール３１の給電端子３２，３３間への供給が停止し、上記飲料缶４０の保冷機能を停止させることができる。
【００５０】
なお、上述した切換スイッチ２５１によるペルチェモジュール３１への給電／給電停止の制御は、当該切換スイッチ２５１にＳＳＲやその他のスイッチング素子を用いた場合にも同様に実現できる。
【００５１】
このように、第２の実施例に係わるシステムでは、ＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂの途中に、該一対の電源線２０ａ，２０ｂを介してペルチェモジュール３１に供給する直流電圧の導通／導通遮断を行なう切換スイッチ２５１を有する電源スイッチ回路２５を介挿したものである。
【００５２】
かかる構成によれば、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介して与えられる制御信号により切換スイッチ２５１を切換え制御することにより、パソコン１０からペルチェモジュール３１への直流電圧の給電及び給電停止（ペルチェモジュール３１のオン／オフ）を簡単に実現できる。
【００５３】
なお、このシステムにおいても、第１の実施例に係わるシステムと同様、ＵＳＢケーブル２０の末端側（ペルチェモジュール３１側）で電源線２０ａ，２０ｂがそれぞれペルチェモジュール３１の給電端子３３，３２に接続されるように（図３と電圧極性が逆になる状態）つなぎ換えを行なうことにより、上記切換スイッチ２５１のオン時、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して供給される直流電源によってペルチェモジュール３１の上側基板を発熱させかつ下側基板を冷却させることができ、上側基板上に載置される飲料缶４０の保冷機能を保温機能に切換えることができる。
【００５４】
なお、第２の実施例に係わるシステムにおいて、ＵＳＢケーブル２０の途中に、電源スイッチ回路２５に換えて、例えば、図５に示すように、一対の電源線２０ａ，２０ｂの各々が同じ電源線同士接続される状態と、互いに他の電源線に接続される状態とに切換え可能な極性切換スイッチ２６１を有する極性反転スイッチ回路２６を設けても良い。
【００５５】
この場合、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介して極性切換スイッチ２６１の制御端子２６２に電圧極性切換え制御信号（ＵＳＢのデータ信号）を送出し、該極性切換スイッチ２６１を上記２つの状態のいずれかに切換え制御することにより、パソコン１０からＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介してペルチェモジュール３１へ供給される直流電圧の極性を反転させることができ、電源線２０ａ，２０ｂを手作業でペルチェモジュール３１の給電端子３２、３３とつなぎかえることなく、パソコン１０からの制御によって当該モジュール３１の保冷機能と保温機能を簡単に切換え可能となる。
【００５６】
また、第２の実施例に係わるシステムにおいて、ＵＳＢケーブル２０の途中に、図４に示すような電源スイッチ部２５と、図５に示すような極性反転スイッチ回路２６を併設しても良い。この場合には、ペルチェモジュール３１のオン／オフと、保冷／保温機能の切換えをパソコン１０からの指令によって簡単に制御できるようになる。
【００５７】
図６は、第３の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す概念図である。図６において、図１及び図３と同様の部分には同一の符号を付している。
【００５８】
第３の実施例（図６参照）において、パソコン１０のＵＳＢ端子１１に接続されるＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂを介して該パソコン１０からペルチェモジュール３１（例えば、保冷／保温装置３０に実装されるもの）に直流電圧（Ｖｂｕｓ）を供給することにより該ペルチェモジュール３１を駆動する点は上記各実施例と同様である。
【００５９】
但し、本実施例に係わるシステムは、パソコン１０からペルチェモジュール３１をオン／オフ制御するに留まらず、当該ペルチェモジュール３１の温度を調整する制御機能も有している。
【００６０】
かかる制御機能を達成すべく、このシステムでは、図６に示すように、ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介してパソコン１０からの直流電源の供給を受けるペルチェモジュール３１の温度を検出する温度センサ３５が設けられると共に、当該ＵＳＢケーブル２０の途中にはゲート装置２７が介挿される。
【００６１】
ゲート装置２７は、ＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂの間に介挿される電力制御回路２７１と、上述した温度センサ３５の検出出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介してパソコン１０に転送するＡ／Ｄ変換回路２７２とにより構成される。
【００６２】
電力制御回路２７１は、例えば、ＳＳＲやトランジスタなどを用いて構成することができる。
【００６３】
これら電力制御回路２７１とＡ／Ｄ変換回路２７２の制御端子には、ＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄが接続される。
【００６４】
また、ゲート装置２７、ペルチェモジュール３１及び温度センサ３５の電源としては、ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介してパソコン１０からの直流電圧（Ｖｂｕｓ）が供給される。
【００６５】
一方、パソコン１０には、以下の述べるようなペルチェモジュールの温調制御に係わる制御ソフトウェアがインストールされている。また、キーボード等の入力機器（図示せず）からの入力若しくは制御ソフトによってペルチェモジュール３１の所定の目標温度が予め設定されている。
【００６６】
かかる構成において、温度センサ３５はペルチェモジュール３１の表面温度を検出する。この温度センサ３５の検出出力（温度信号）はゲート装置２７のＡ／Ｄ変換回路２７２に入力される。
【００６７】
Ａ／Ｄ変換回路２７２は、温度センサ３５の検出出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介してパソコン１０に転送する。
【００６８】
パソコン１０は、Ａ／Ｄ変換回路２７２から送られてくる温度センサ３５の検出出力（デジタル信号）を取り込み、ペルチェモジュール３１の温度を検出する。
【００６９】
その後、検出温度と予め設定されている目標温度と比較し、両者の差がある場合にはその差に応じたゲート制御信号をＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介して電力制御回路２７１の制御端子に入力し、該電力制御回路２７１のゲート開閉や印加電圧の調整などの任意の方法でパソコン１０からペルチェモジュール３１へ供給される電力（電流）を調整する制御を行なう。
【００７０】
この制御により、検出温度が目標温度より低ければパソコン１０から電力制御回路２７１を介してペルチェモジュール３１へ供給される電力が大きくなる方向に調整され、該ペルチェモジュール３１の温度が目標温度に向けて上昇していく。
【００７１】
また、検出温度が目標温度より高ければパソコン１０から電力制御回路２７１を介してペルチェモジュール３１へ供給される電力が小さくなる方向に調整され、該ペルチェモジュール３１の温度が目標温度に向けて下降していく。
【００７２】
この制御を、検出温度が目標温度に一致するまで続けることにより、ペルチェモジュール３１の温度を上記目標温度に制御することができる。
【００７３】
なお、上記の説明では、ペルチェモジュール３１に温度センサ３５を取り付けて該モジュール３１の温度を検出して目標温度に制御する例を挙げたが、ペルチェモジュール３１を介して間接的に温度制御される温度制御対象物（例えば、第１の実施例における飲料缶４０等）に温度センサ３５を当接配置し、該温度制御対象物の温度を検出して目標温度に制御するようにしても良い。
【００７４】
また、本実施例の構成において、パソコン１０によるペルチェモジュール３１若しくはその近傍の温度制御対象物の温度制御の具体例としては、例えば、パソコン１０の記憶部に予めプログラム化した温度プロファイルを記憶しておき、該パソコン１０（ＣＰＵ）が上記温度プロファイルに従ってペルチェモジュール３１を目標温度に制御する方法がある。
【００７５】
具体的な例を挙げれば、例えば、１時間で１０度のペースで−２０度まで冷却し、−２０度の状態を２時間保った後、１５分で２７度まで戻すという温調制御を行なう方法がある。
【００７６】
このように、第３の実施例に係わるシステムでは、ペルチェモジュール３１若しくは該モジュール近傍の温度制御対象物の温度を検出する温度センサ３５を設けると共に、ＵＳＢケーブル２０の途中に、該ＵＳＢケーブル２０の一対の電源線２０ａ，２０ｂの間に介挿される電力制御回路２７１と、温度センサ３５の検出出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介してパソコン１０に転送するＡ／Ｄ変換回路２７２とから成るゲート装置２７を介挿した構成を有するものである。
【００７７】
この構成によれば、ペルチェモジュール３１を単にオン／オフするに留まらず、Ａ／Ｄ変換回路２７２から入力される温度センサ３５の検出出力に基づきパソコン１０からＵＳＢケーブル２０のデータ線２０ｃ，２０ｄを介して電力制御回路２７１のゲート開閉等の制御を行なうことによりペルチェモジュール３１へ供給される電力（直流電圧値）を調整して該ペルチェモジュール３１若しくは温度制御対象物を目標温度に保つ制御も可能になる。
【００７８】
なお、第３の実施例では、ゲート装置２７の電源は、ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを通じてパソコン１０から供給するようにしたが、ゲート装置２７専用の電源回路を設けるようにしても良い。
【００７９】
図７は、第４の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す概念図である。
【００８０】
この第４の実施例に係わるシステムでは、第３の実施例に係わるシステムでパソコン１０からＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを通じて直流電圧（Ｖｂｕｓ）をゲート装置２７の電源として供給していた構成に代えて、ゲート装置２７専用の直流電源回路２８を備え、該直流電源回路２８からゲート装置２７の直流電源電圧を供給する一方、パソコン１０側からゲート装置２７に対しては電力制御回路２７１の制御のみを行うようにしたものである。
【００８１】
また、第３の実施例の変形例としては、例えば、図８及び図９に示すようなシステム構成も考えられる。
【００８２】
図８に示すシステム（第５の実施例システム）は、パソコン１０の複数のＵＳＢ端子１１−１，１１−２，１１−３にＵＳＢケーブル２０−１，２０−２，２０−３をそれぞれ接続し、該ＵＳＢケーブル２０−１，２０−２，２０−３の各々に第３の実施例におけるゲート装置２７と同様のゲート装置２７−１，２７−２，２７−３を介挿すると共に、これら各ゲート装置２７−１，２７−２，２７−３に、第３の実施例と同様の形態でペルチェモジュール３１−１，３１−２，３１−３をそれぞれ接続した構成を有する。
【００８３】
また、各ペルチェモジュール３１−１，３１−２，３１−３には、それぞれ温度センサ３５が配置され、対応するゲート装置２７−１，２７−２，２７−３の各Ａ／Ｄ変換回路２７２に接続されている。
【００８４】
かかるシステム構成によれば、パソコン１０のＵＳＢ端子１１−１に接続されたＵＳＢケーブル２０−１上で、パソコン１０から当該ＵＳＢケーブル２０−１の電源線２０ａ，２０ｂを介してペルチェモジュール３１−１へ供給する電力をゲート装置２７−１により調整して、該ペルチェモジュール３１−１の温度を目標温度に制御し、更には、パソコン１０のＵＳＢ端子１１−２に接続されたＵＳＢケーブル２０−２上で、パソコン１０から当該ＵＳＢケーブル２０−２の電源線２０ａ，２０ｂを介してペルチェモジュール３１−２へ供給する電力をゲート装置２７−２により調整して、該ペルチェモジュール３１−２の温度を目標温度に制御するというように、パソコン１０から複数のＵＳＢケーブル２０−１，２０−２，２０−３，…を介して該当する各ペルチェモジュール３１−１，３１−２，３１−３，…（若しくはこれらの近傍の温度制御対象物）の温度を個別に制御することが可能となる。
【００８５】
また、図９に示すシステム（第６の実施例システム）は、パソコン１０のＵＳＢ端子１１−１にＵＳＢケーブル２０を接続し、該ＵＳＢケーブル２０の途中に第３の実施例におけるゲート装置２７と同様のゲート装置２７−１，２７−２，２７−３を並列に介挿すると共に、これら各ゲート装置２７−１，２７−２，２７−３に、第３の実施例と同様の形態でペルチェモジュール３１−１，３１−２，３１−３をそれぞれ接続した構成を有する。
【００８６】
また、各ペルチェモジュール３１−１，３１−２，３１−３には、それぞれ温度センサ３５が配置され、対応するゲート装置２７−１，２７−２，２７−３の各Ａ／Ｄ変換回路２７２に接続されている。
【００８７】
かかるシステム構成によれば、パソコン１０のＵＳＢ端子１１−１に接続されたＵＳＢケーブル２０上で、パソコン１０から当該ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して供給される電力を当該ＵＳＢケーブル２０の途中に介挿されたゲート装置２７−１により調整して対応するペルチェモジュール３１−１の温度を目標温度に制御し、更には、パソコン１０から当該ＵＳＢケーブル２０の電源線２０ａ，２０ｂを介して供給される電力を当該ＵＳＢケーブル２０の途中に上記ゲート装置２７−１と並列に介挿されたゲート装置２７−２により調整して対応するペルチェモジュール３１−２の温度を目標温度に制御するというように、パソコン１０から１本のＵＳＢケーブル２０を介して複数のペルチェモジュール３１−１，３１−２，３１−３，…（若しくはこれらの近傍の温度制御対象物）の温度をそれぞれ制御することが可能となる。
【００８８】
なお、図８、図９に示すいずれのシステムにおいても、各ゲート装置２７（２７１−１，２７−２，２７−３）の電源については、ＵＳＢケーブル２０（２０−１，２０−２，２０−３）の電源線２０ａ，２０ｂを通じてパソコン１０から供給する方法か、あるいは図７に示したように専用の直流電源回路２８を設ける方法が適用できる。
【００８９】
また、上記第３の実施例で適用した、予め記憶した温度プロファイルに従ってペルチェモジュール３１の温調を行なう方法もこれら図８，図９に示す両システムにおいても適用可能である。
【００９０】
この他、本発明は、上記し、且つ図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。
【００９１】
例えば、上記各実施例において、ペルチェモジュール３１の放熱を行なう放熱器に放熱ファンを設け、この放熱ファンの電源もＵＳＢケーブル２０を介して供給するようにしても良い。
【００９２】
また、ペルチェモジュール３１の電源としては、上述したＵＳＢ直流電源以外に、パソコンのハードディスク電源からの電源供給も可能である。
【００９３】
また、本発明のペルチェモジュール駆動／制御方法は、飲料缶４０の保冷／保温を行なう上述した保冷／保温装置３０に限らず、ペルチェモジュール３１を実装した応用機器全般に適用できる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、情報処理装置からＵＳＢケーブルを介して供給される直流電圧を電源として熱電変換素子モジュールを駆動するようにしたため、専用の電源装置やコントローラが不要となり、システム全体のコスト低減を図れると共に、設置スペースも節約でき、ＵＳＢ端子を有する情報処理装置が置かれた机の上で熱電変換素子モジュールを実装した保冷／保温装置等の各種機器を使用することも可能になる。
【００９５】
また、本発明は、ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿され、該一対の電源線を介して熱電変換素子モジュールに供給される電源のオン／オフの切換えを行なう電源スイッチ回路を有する構成としても良く、この場合には、熱電変換素子モジュールのオン／オフを簡単に行なうことができる。
【００９６】
また、本発明は、ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿され、該一対の電源線の各々が同じ電源線同士接続される状態と、互いに他の電源線に接続される状態とに切換え可能な電圧極性反転スイッチ回路を設けた構成としても良く、この構成の場合には、熱電変換素子モジュールを単にオン／オフするばかりでなく、熱電変換素子モジュールの冷却機能と発熱機能の切換えを簡単かつ迅速に行なうことができる。
【００９７】
また、本発明は、情報処理装置からＵＳＢケーブルを介して直流電圧電源を熱電変換素子モジュールに供給することを基本にしながら、熱電変換素子モジュールの温度を検出する温度センサと、ＵＳＢケーブルの一対の電源線の途中に介挿される電力制御回路、及び温度センサの検出出力をアナログ信号からデジタル信号に変換し、ＵＳＢケーブルのデータ線を介して情報処理装置に入力するＡ／Ｄ変換回路とから成るゲート装置とを備えた構成としても良く、この場合には、Ａ／Ｄ変換器から入力される温度センサの検出出力に基づき情報処理装置からＵＳＢケーブルのデータ線を介して電力制御回路を制御することにより熱電変換素子モジュールへ供給される電力を調整して該熱電変換素子モジュールを目標温度に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す図。
【図２】図１のシステムに用いられる熱電変換素子モジュールの概念斜視構成図。
【図３】第２の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す図。
【図４】図３のシステムで用いる切換スイッチ一例を示す回路構成図。
【図５】図３のシステムに適用可能な極性切換スイッチの回路構成図。
【図６】第３の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す図。
【図７】第４の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す図。
【図８】第５の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す図。
【図９】第６の実施例に係わる熱電変換素子モジュール駆動システムの構成を示す図。
【符号の説明】
１０　パソコン（パーソナルコンピュータ）
１１、１１−１、１１−２、１１−３　ＵＳＢ端子
２０，２０−１，２０−２，２０−３　ＵＳＢケーブル
２０ａ，２０ｂ　電源線
２０ｃ，２０ｄ　データ線
２５　電源スイッチ回路
２５１　切換スイッチ
２５５　制御端子
２６　極性反転スイッチ回路
２６１　極性切換スイッチ
２６２　制御端子
２７，２７−１，２７−２，２７−３　ゲート装置
２７１　電力制御回路
２７２　Ａ／Ｄ変換回路
３０　保冷／保温装置
３１，３１−１，３１−２，３１−３　熱電変換素子モジュール（ペルチェモジュール）
３１１　下側基板
３１２　上側基板
３２　給電端子（正極端子）
３３　給電端子（負極端子）
３５　温度センサ
４０　飲料缶
【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】
2004079560.tif 000010
【図９】
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