【手続補正書】
【提出日】平成15年11月12日(2003.11.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】電子式温冷蔵庫
【特許請求の範囲】
【請求項１】断熱容器と、熱電変換素子を用いた冷却加熱ユニットとを有する電子式温冷蔵庫において、前記熱電変換素子の庫内側に伝熱体を設けると共に、該熱電変換素子の庫外側に熱交換部材を設け、この熱交換部材に送風せしめるファンを設け、前記伝熱体に温度検出素子を設け、この温度検出素子からの入力に基づいて前記ファンの作動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする電子式温冷蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ペルチェ効果を有する熱電変換素子によって断熱容器内を冷却又は加熱する電子式温冷蔵庫に関するものであり、特に冷却能力を制御する手段に関するものである。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、電子式温冷蔵庫においては、冷却能力を制御する手段として、サーマルリードスイッチによりファンの回転をＯＮ／ＯＦＦし、熱電変換素子の放熱量を制御するものが知られており、この一例を図４を用いて説明すると、断熱容器101の内容器102に、伝熱ブロック103と熱電変換素子104とヒートシンク105とを一体化した冷却加熱ユニット106を取り付け、そのヒートシンク105に送風するファン107を設け、サーマルリードスイッチ108を前記内容器102に取り付け、そのサーマルリードスイッチ108によりファン107の回転を制御するようにしている。
【０００３】
しかし、このようにサーマルリードスイッチ108を用いるものでは、該サーマルリードスイッチ108の寸法が大きいため、その取付構造が複雑となり、また、サーマルリードスイッチ108が内容器102に組み付けられているため、内容器102又はサーマルリードスイッチ108に不良が発生した場合、両者を一緒に交換しなければならず、故障時の交換及び修理に不便であるなどの問題があった。
【０００４】
そこで、本発明は前記課題を解決して、なおかつ、ファンの作動を制御することにより、冷却能力を制御することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の電子式温冷蔵庫は、断熱容器と、熱電変換素子を用いた冷却加熱ユニットとを有する電子式温冷蔵庫において、前記熱電変換素子の庫内側に伝熱体を設けると共に、該熱電変換素子の庫外側に熱交換部材を設け、この熱交換部材に送風せしめるファンを設け、前記伝熱体に温度検出素子を設け、この温度検出素子からの入力に基づいて前記ファンの作動を制御する制御手段を設けたものである。
【０００６】
前記請求項１の構成によれば、温度検出手段が小型になり、かつ温度検出素子が冷却加熱ユニットと一体化されるので、小型化が可能になり、組み立て及び分解、修理が容易になる。
【０００７】
【発明の実施形態】
以下、本発明の一実施例を添付図面を参照して説明すると、図１ないし図３に示すように、電子式温冷蔵庫の断熱容器１は、略直方体形状をなし、その一側面に開口部２を有する容器本体３と、前記開口部２にヒンジなどにより開閉自在に取り付けられた蓋体４とからなる。前記容器本体３は、合成樹脂製の外容器５と、該外容器５の内側に取付けた内容器６と、それら外容器５と内容器６との間に充填された断熱材７より構成されている。また、前記内容器６は熱伝導率に優れたアルミニウムからなる有底な他側部６Ａを備えると共に、該内容器６の前記開口部２側に位置する一側部６Ｂは合成樹脂からなり、それら他側部６Ａと一側部６Ｂが接合部６Ｃにて接合一体化されている。さらに、前記一側部６Ｂの内面には、対をなすリブ部８，８Ａが複数設けられ、これらリブ部８，８Ａ間に、図示しない棚板兼用の仕切り板が着脱自在に設けられる。前記蓋体４は中空に形成され、その内部に断熱材７が充填されている。また、前記断熱容器１の開口部２に対向する側面に脚部９を設け、さらに、該開口部２と直交する側面に脚部10を設け、また、その脚部10を設けた側面に対向する側面にハンドル11を回動可能に設けている。したがって、前記脚部９を下にして載置すれば、開口部２を上にして断熱容器１を使用でき、前記脚部10を下にして載置すれば、開口部２を縦向きにして断熱容器１を使用することができる。
【０００８】
前記断熱容器１には、前記ハンドル11を設けた側面に収納部21を設け、この収納部21には、操作部22と、制御手段たる制御回路23と、冷却加熱ユニット24と、一体に組付けたモータにより回転駆動するファン25とが内蔵されている。前記冷却加熱ユニット24は、ペルチェ効果を利用した熱電変換素子26の庫外側の面に熱交換部材であるヒートシンク27を伝熱的に取り付けると共に、該熱電変換素子26の庫内側の面に伝熱体たる伝熱ブロック28を伝熱的に取り付けてなり、この例では組立ビス29により、それらヒートシンク27，熱電変換素子26及び伝熱ブロック28を一体化している。前記ヒートシンク27及び伝熱ブロック28は熱伝導性に優れた金属からなり、そのヒートシンク27は庫外側に突出した複数のフィン27Ａを有している。そして、前記内容器６の他側部６Ａの外面に、ビス30により前記伝熱ブロック28を取付固定している。また、前記ファン25は前記ヒートシンク27の庫外側に配置され、モータにより回転駆動し、さらに、そのファン25に対応して、前記外容器５には外部と連通する複数のスリット31が開設されている。前記ファン25と熱電変換素子26はそれぞれ前記制御回路23に電気的に接続され、さらに、その制御回路23は前記操作部22に電気的に接続され、操作部22の操作により、前記熱電変換素子26に通電すると、ペルチェ効果により、内容器６内の熱がヒートシンク27側に移動して内容器６内が冷却され、前記通電方向を逆にすれば、庫外の熱が内容器６内に移動して内容器６内が加熱される。尚、図中32は開閉蓋、33は操作部22の操作スイッチであり、また、34は前記伝熱ブロック28に取付けたサーモスタットであり、このサーモスタット34は熱電変換素子26の作動を制御するためのものである。さらに、前記制御回路23は、前記冷却加熱ユニット24と別体であって、ビス35により断熱容器１に取り付けられている。
【０００９】
このような電子式温冷蔵庫において、前記伝熱ブロック28には、温度検出素子たるサーミスタ41が取り付けられ、このサーミスタ41が前記制御回路23に電気的に接続されている。そして、その制御回路23は、サーミスタ41により検出した温度により前記ファン25のモータの回転をＯＮ/ＯＦＦ制御し、内容器６を冷却して使用する場合には、図３に示すような制御を行う。尚、図３は横軸がサーミスタ41により検出したサーミスタ検出温度、縦軸がファン25のモータに印加するファン印加電圧である。そして、操作スイッチ33を操作すると、熱電変換素子26とファン25が作動し、内容器６内が冷却される。この間、ファン25のモータには所定電圧である６．５Ｖの電圧が印加されており、ファン25がヒートシンク27に送風することにより、該ヒートシンク27の熱を外部に逃がす。そして、庫内側の伝熱ブロック28が所定下限温度である０℃以下になったら、サーミスタ41から入力した検出信号により制御回路23がファン25のモータへの通電を停止して該モータが停止し、印加電圧が０Ｖとなる。この結果、ヒートシンク27はファン25によって強制冷却されなくなり、温度が上昇する。熱電変換素子26は、その両面の温度差を保とうとする性質があるため、熱電変換素子26の庫外側の温度が高くなると、庫外側との温度差を保つように庫内側の温度も高くなる。これによって、冷却加熱ユニット24による内容器６内の冷却は緩和され、庫内の温度低下が停止する。そして、庫外から熱が侵入することで自然に内容器６内の温度が上昇したり、蓋体４を開閉することで内容器６内の温度が上昇し、伝熱ブロック28が所定上限温度である５℃以上になると、サーミスタ41から入力した検出信号により制御回路23がファン25のモータに通電し、モータに６．５Ｖの電圧が印加される。このように、熱電変換素子26の作動中に、内容器６内の温度に対応する伝熱ブロック28の温度をサーミスタ41により検出し、この検出した温度に基づいてファン25を作動することでヒートシンク27を強制空冷するか、又はファン25を作動しないことでヒートシンク27を強制空冷しないようにすることができ、これによって伝熱ブロック27の温度、ひいては庫内の温度が制御される。この時、熱電変換素子26への通電制御は行っておらず、熱電変換素子26の両面の温度差を保ったまま、ヒートシンク27及び伝熱ブロック28の温度が徐々に変化するので、これにより熱電変換素子26に加わる熱ストレスを低減することができると共に、冷却を効率よく行うことができる。また、熱電変換素子26により内容器６内を加熱する場合も、サーミスタ41により、温度を検出してファン25を制御することにより、ヒートシンク27側の温度が上がりすぎたら、ファン25を作動させてヒートシンク27の温度を低下させることで、伝熱ブロック27の温度を低下させることができ、これによって、庫内の加熱を緩和することができる。この時、冷却時と同様に熱電変換素子26への通電制御は行っておらず、熱電変換素子26の両面の温度差を保ったまま、ヒートシンク27及び伝熱ブロック28の温度が徐々に変化するので、熱電変換素子26に加わる熱ストレスを低減することができると共に、内容器６の加熱を効率よく行うことができる。
【００１０】
このように本実施例では、請求項１に対応して、断熱容器１と、熱電変換素子26を用いた冷却加熱ユニット24とを有する電子式温冷蔵庫において、熱電変換素子26の庫内側に伝熱体たる伝熱ブロック28を設けると共に、該熱電変換素子26の庫外側に熱交換部材たるヒートシンク27を設け、この熱交換部材27に送風せしめるファン25を設け、伝熱ブロック28に温度検出素子たるサーミスタ41を設け、このサーミスタ41からの入力に基づいてファン25の作動を制御する制御手段たる制御回路23を設けたものであるから、温度を検出するための手段が小型になり、断熱容器１の小型化が可能となり、かつサーミスタ41が冷却加熱ユニット24と一体化されるので、組立作業性の向上を図ることができ、しかも、補修点検が必要になった際も、分解及び修理作業を容易に行うことができる。
【００１１】
また、実施例上の効果として、制御手段たる制御回路23は、ファン25への通電をＯＮ／ＯＦＦ制御するものであるから、その制御を容易に行うことができる。
【００１２】
そして、上述したように、本実施例では、ヒートシンク27，熱電変換素子26及び伝熱ブロック28を一体化して冷却加熱ユニット24を構成し、この冷却加熱ユニット24を断熱容器１に組み付け、ヒートシンク27にファン25により送風することにより、内容器６内の熱を外に排出し、内容器６内の温度を下げるように構成しており、ここで、サーミスタ41を伝熱ブロック28に取り付け、この伝熱ブロック28において検出した温度を元に、制御回路23によりファン25のモータの回転のＯＮ／ＯＦＦ制御を行っており、このように、サーミスタ41が冷却加熱ユニット24に取り付けられているので、サーミスタ41の組み付けや交換が容易であり、また、制御回路23を別体で設けているため、制御回路23の仕様を変更することにより、制御方法を容易に変更することができる。
【００１３】
そして、このように制御回路23を変更するだけで、断熱容器１を共通のまま、製品仕様を変更することができるので、派生機種の試作、開発が容易で、開発納期、費用を抑えられ、量産用部品の共通化もできるので、量産の際のコストダウンにも寄与することができる。
【００１４】
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、温度検出素子は、実施例に示したサーミスタに限らず、温度を検出する素子であれば、各種のものを用いることができる。また、実施例では、ファンの風を熱交換部材に当てて送風するようにしたが、これとは逆方向にファンを回転し、熱交換部材側から空気を吸引することで庫外から熱交換部材に送風してもよい。また、収納部に空気流路を形成し、この空気流路に熱交換部材とファンとを配置し、ファンによる空気の流れにより熱交換部材に送風するようにしてもよい。更に、実施例ではファンは単純にＯＮ／ＯＦＦ制御されているが、温度検出素子が検出した温度に基づいてファンへの印加電圧を段階的に制御するようにしてもよい。
【００１５】
【発明の効果】
本発明は、断熱容器と、熱電変換素子を用いた冷却加熱ユニットとを有する電子式温冷蔵庫において、前記熱電変換素子の庫内側に伝熱体を設けると共に、該熱電変換素子の庫外側に熱交換部材を設け、この熱交換部材に送風するファンを設け、前記伝熱体に温度検出素子を設け、この温度検出素子からの入力に基づいて前記ファンの作動を制御する制御手段を設けたものであり、温度検出素子が冷却加熱ユニットに取り付けられているので、温度検出素子の組み付けや交換が容易である。また、容器又は温度検出素子のいずれかに不良が出た場合でも、両者のうちのいずれか一方を交換すれば良いので、費用や資源が無駄にならない。さらに、制御回路を別に設けているため、制御回路の仕様を変更することにより、制御方法を変えることができる。また、制御回路を変更するだけで、断熱容器を共通のまま、製品仕様を変更することができるので、派生機種の試作、開発が容易で、開発納期、費用を抑えられ、量産用部品の共通化もできるので、量産の際のコストダウンにもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施例を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施例を示すファンの制御を説明するグラフであり、横軸が温度検出素子であるサーミスタにより検出したサーミスタ検出温度、縦軸がファン印加電圧である。
【図４】従来例の説明図である。
【符号の説明】
１ 断熱容器
23 制御回路（制御手段）
24 冷却加熱ユニット
25 ファン
26 熱電変換素子
27 ヒートシンク（熱交換部材）
28 伝熱ブロック（伝熱体）
41 サーミスタ（温度検出素子）