JP2005229892A - 動物用冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の大型化、重量化を回避しつつ、伝熱部の表面を均一の温度分布にして動物に対して快適な環境を提供することが可能な動物用冷暖房装置を提供する。
【解決手段】 ペット用冷暖房装置１０は、冷暖房の熱源となるペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱を、最終的な熱伝達対象となる熱伝導板１２に対して、空気を介して伝達している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ペット等の動物のための冷暖房装置に関するものであって、特に、熱伝熱板の温度分布を均一化することが可能な動物用冷暖房装置に関するものである。

近年、電子冷却ユニット（ペルチェ素子）を利用した犬や猫等のペット用の冷暖房装置が提供されてきている（特許文献１〜４参照）。
例えば、特許文献１には、ペット用の冷暖房装置として、熱伝導板（伝熱部）に対して電子冷却ユニットを直接接触させて熱を伝達する小動物用冷暖房装置が開示されている。この小動物用冷暖房装置では、熱伝導板を折り曲げて熱伝導板に直接接触する電子冷却ユニットを縦向きに配置している。

これにより、熱伝導板のペットが乗る面を低くするとともに、送風ファンによって熱伝導板の底面に沿って流れる空気を送り込むことで、ペットが乗る面の裏面側に結露が発生することを防止している。
特開２０００−１７５５８２号公報（平成１２年６月２７日公開） 特開平１０−２０１３８８号公報（平成１０年月日公開） 特開平１０−１９１８２０号公報（平成１０年月日公開） 実開平０５−００７０６８号公報（平成５年月日公開）

しかしながら、上記従来の動物用冷房装置では、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記従来の動物用冷房装置１００は、例えば、図７に示すようにケーシング１１８の中に、電子冷暖ユニット１１１、熱伝導板（伝熱部）１１２、ヒートシンク１１５、送風ファン１１６を備えている。そして、電熱変換を行う電子冷暖ユニット１１１と、外部に熱を放出する熱伝導板１１２とが直接接触する構成を採用している。通常、このような動物用冷暖房装置１００に使用される電子冷暖ユニット１１１は、熱伝導板１１２よりも小さいため、熱伝導板１１２における温度分布は、図８に示すように、電子冷暖ユニット１１１と直接接触している範囲ではほぼ均一の温度になる。しかし、電子冷暖ユニット１１１と直接接触していない熱伝導板１１２の温度は、図８に示すように、電子冷暖ユニットとの接触部分から距離が遠ざかるほど接触部分の温度との差が大きくなり、温度分布にムラが生じる。

このような伝熱部における温度ムラを解消して、伝熱部の表面を均一な温度分布にするためには、伝導部を厚くする等の方法があるが、伝導部を厚くすると装置の大型化、重量化するという問題がある。
本発明の課題は、装置の大型化、重量化を回避しつつ、伝熱部の表面を均一の温度分布にして動物に対して快適な環境を提供することが可能な動物用冷暖房装置を提供することにある。

請求項１に記載の動物用冷暖房装置は、電子冷暖部と第１送風機構と伝熱部とを備えている。電子冷暖部は、第１の面が吸熱面、第１の面の裏面側の第２の面が放熱面となる第１状態と、第１の面が放熱面、第２の面が吸熱面となる第２状態の少なくとも一方を形成する。第１送風機構は、吸熱面あるいは放熱面となる第１の面に対して送風する。伝熱部には、電子冷暖部の第１の面において発生した熱が、送風機構から第１の面に対して送られた空気を介して伝達される。

ここでは、電子冷暖部の第１の面で発生した熱が空気を介して伝熱部に伝達されるため、直接伝熱部に熱を伝達する従来の構成と比較して、伝熱部表面の温度分布を均一化して温度ムラをなくすことができる。よって、例えば、ペット用の冷暖房装置の場合には、冷暖房の熱源となる伝熱部の温度ムラをなくして、ペットの快適性を向上させることが可能になる。

また、電子冷暖部と伝熱部とが直接接触しない構成であるため、１つの電子冷暖部に対して複数の伝熱部を設けることができる。このため、動物用冷暖房装置に複数の伝熱部を設ける場合でも、電子冷暖部を複数設ける必要がないため、余分なコストアップを回避することができる。そして、電子冷暖部の下部に伝熱部を配置する必要がないため、伝熱部が取り付けられた部分の厚みを薄くして、動物が上に乗りやすい構造にできる。さらに、電子冷暖部は電気エネルギーを熱に変換する方式であるため、空気を汚さず動物に対して優しいクリーンな冷暖房装置を提供できる。

なお、上記電子冷暖部において発生する熱とは、室温より低い冷熱と室温以上の暖熱とを含むものとする。
請求項２に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１に記載の動物用冷暖房装置であって、第１の面に対して熱的に結合したヒートシンクをさらに備えている。
ここでは、電子冷暖部の第１の面において発生した熱が伝達されるヒートシンクを備えていることで、電子冷暖部において発生した熱を、ヒートシンクを介して効率よく空気に伝達し、さらに空気を介して伝熱部に伝達することができる。この結果、熱効率の高い動物用冷暖房装置を提供することが可能になる。

例えば、ヒートシンクとして冷却フィンを設けた場合には、第１状態において第１の面で発生した冷熱を表面積の広い冷却フィンに伝達することができる。これにより、この冷却フィンに対して第１送風機構から空気を送り込むことで、送り込まれた空気を冷やして効率よく冷風を発生させることができる。
請求項３に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１または２に記載の動物用冷暖房装置であって、第２の面に対して送風する第２送風機構をさらに備えている。

ここでは、第２の面に対して送風を行う第２送風機構を備えている。ここで、第１の面において発生した熱は冷暖房に使用される一方で、第２の面において発生した熱は第１の面において発生した熱とは反対の熱が発生する。換言すれば、第１の面において冷熱が発生する場合には第２の面において暖熱が発生し、第１の面において暖熱が発生する場合には、第２の面において冷熱が発生する。このため、第２の面において発生する熱は、冷暖房を行う際の熱効率を低下させる要因となる。そこで、本発明では、例えば、電子冷暖部が第１状態を形成して冷房を行う場合、第２の面で発生する暖熱を第２送風機構によって効率よく放熱させる。このように、第２の面で発生する熱によって伝熱部が悪影響を受けないように第２の面で発生した熱を効率よく放熱させることで、熱効率の低下を防止できる。

請求項４に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から３のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、第２の面に対して熱的に結合した第２のヒートシンクをさらに備えている。
ここでは、第２の面で発生した熱が伝達されるヒートシンクを第２の面側にも形成している。このため、第２の面において発生し、冷暖房を行う際の熱効率を低下させる要因となる熱を、表面積が大きいヒートシンクを介して効率よく放熱させることで、第２の面において発生した熱が熱効率を低下させる要因となることを回避することが可能になる。

請求項５に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から４のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、第１の面と第１送風機構と伝熱部とが、１つの空間内に存在するように囲うケーシング部をさらに備えている。
ここでは、第１の面と第１送風機構と伝熱部とをケーシングで囲うことで、第１の面において発生した熱を伝熱部に対して伝達する空気を、一空間内において循環させることができる。よって、冷暖房運転を開始後、第１の面から熱が伝達された空気に対して繰り返し第１の面から熱を与えることで、熱効率をさらに高めた動物用冷暖房装置を提供することができる。

請求項６に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から５のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、ケーシングは、断熱性を有している。
ここでは、電子冷暖部の第１の面、第１送風機構、伝熱部等を１つの空間内に取り囲むケーシングが断熱性能を有している。このため、第１の面から伝熱部に対して熱を伝達する空気によって運ばれる熱が、ケーシング部分から放出することを防止できる。この結果、第１の面で発生した熱をさらに効率よく伝熱部に伝達することができる。

請求項７に記載の動物用冷暖房装置は、請求項５または６に記載の動物用冷暖房装置であって、伝熱部は、少なくともその一部分が前記ケーシング部の表面と外部表面とにそれぞれ露出している。
ここでは、伝熱部をケーシング部の内表面、外表面にそれぞれ露出させることで、ケーシング部の内部において伝達された熱をケーシング部の外表部に対して伝達することができる。よって、ケーシング部の外表面に接触するペット等に効率よく熱を伝えることができる。

請求項８に記載の動物用冷暖房装置は、請求項５から７のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、第１送風機構とケーシング部との間の隙間に設けられた吸い込み防止部をさらに備えている。
ここでは、ケーシング部と送風機構との間の隙間から第１の面の方向への空気の流れをなくす吸い込み防止板を設けている。このため、ケーシング部内で循環する空気を効率よく電子冷暖部の第１の面に対して供給することができる。よって、さらに熱効率が向上した動物用冷暖房装置を提供できる。

請求項９に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から８のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、第１送風機構から第１の面に対して送られた空気を伝熱部の方向に誘導する導風板をさらに備えている。
ここでは、導風板を設けることで、第１送風機構から電子冷暖部の第１の面に対して送られて熱が伝達された空気を伝熱部の方向へ誘導することができる。このため、空気から伝熱部に対して効率よく熱を伝達し、熱効率をさらに高めることが可能になる。

請求項１０に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から９のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、伝熱部は、第１の面を介して送られる空気から熱が伝達される複数の熱伝導フィンを有している。
ここでは、伝熱部に熱伝導フィンが形成されているため、伝熱部によって、電子冷暖部の第１の面において発生した熱が伝達された空気から効率よく熱を奪うことができる。このため、さらに熱効率を高めることが可能になる。

請求項１１に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１０に記載の動物用冷暖房装置であって、複数の熱伝導フィンは、第１の面に近い側から距離が離れるにしたがって表面積が大きくなるように形成されている。
ここでは、伝熱部における電子冷暖部の第１の面に近い側の方が遠い側と比べて空気の熱が伝達されやすいため、伝熱部に形成された熱伝導フィンの表面積を電子冷暖部の第１の面との距離に応じて変更している。これにより、熱源となる第１の面との距離にかかわらず、伝熱部における温度分布をさらに均一にすることが可能になる。

請求項１２に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から１１のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、伝熱部が、複数配置されている。
ここでは、空気を介して伝熱部に熱を伝える構成を採用しているため、１つの電子冷暖部に対して複数の伝熱部を備えることが可能になる。よって、１台の動物用冷暖房装置において、複数の電子冷暖部を備えることなく、伝熱部を複数設けることができる。

さらに、伝熱部が電子冷暖部の第１の面と直接接触する従来の構成では、伝熱部を複数設けるためには電子冷暖部も複数設ける必要があるため、コストアップの要因となる。これに対し、本発明の動物用冷暖房装置では、伝熱部を複数設ける場合でも、電子冷暖部は１つあればよいため、無駄なコストアップを回避できる。
請求項１３に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から１２のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、伝熱部は、空気から熱が伝達された面が縦になるように配置されている。

ここでは、伝熱部の熱伝達面を縦向きに配置することで、接触熱による冷暖房とともに輻射熱による冷暖房も行うことができる。
請求項１４に記載の動物用冷暖房装置は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置であって、電子冷暖部は、ペルチェ素子である。
ここでは、電子冷暖部としてペルチェ素子を採用することで、電流の向きを変更するだけで冷暖房（第１状態、第２状態）を切り替えることが可能になる。よって、季節を問わず１年中使用可能な動物用冷暖房装置を提供できる。

請求項１に記載の動物用冷暖房装置によれば、直接伝熱部に熱を伝達する従来の構成と比較して、伝熱部表面の温度分布を均一化して温度ムラをなくすことができる。
請求項２に記載の動物用冷暖房装置によれば、熱効率の高い動物用冷暖房装置を提供することが可能になる。
請求項３に記載の動物用冷暖房装置によれば、第２の面において発生した熱に起因する熱効率の低下を防止できる。

請求項４に記載の動物用冷暖房装置によれば、第２の面において発生した熱が熱効率を低下させる要因となることを回避することができる。
請求項５に記載の動物用冷暖房装置によれば、熱効率をさらに高めた動物用冷暖房装置を提供することができる。
請求項６に記載の動物用冷暖房装置によれば、第１の面から伝熱部に対して熱を伝達する空気によって運ばれる熱が、ケーシング部分から放出することを防止できる。

請求項７に記載の動物用冷暖房装置によれば、ケーシング部の内部において伝達された熱をケーシング部の外表部に対して伝達することができる。
請求項８に記載の動物用冷暖房装置によれば、ケーシング部内で循環する空気を効率よく電子冷暖部の第１の面に対して供給することができる。
請求項９に記載の動物用冷暖房装置によれば、空気から伝熱部に対して効率よく熱を伝達し、熱効率をさらに高めることが可能になる。

請求項１０に記載の動物用冷暖房装置によれば、伝熱部によって、電子冷暖部の第１の面において発生した熱が伝達された空気から効率よく熱を奪うことができる。
請求項１１に記載の動物用冷暖房装置によれば、熱源となる第１の面との距離にかかわらず、伝熱部における温度分布をさらに均一にすることが可能になる。
請求項１２に記載の動物用冷暖房装置によれば、伝熱部を複数設ける場合でも、無駄なコストアップを回避できる。

請求項１３に記載の動物用冷暖房装置によれば、接触熱による冷暖房とともに輻射熱による冷暖房も行うことができる。
請求項１４に記載の動物用冷暖房装置によれば、電流の向きを変更するだけで冷暖房（第１状態、第２状態）を切り替えることができるため、季節を問わず１年中使用可能な動物用冷暖房装置を提供できる。

〔実施形態１〕
［本ペット用冷暖房装置全体の構成］
本発明の一実施形態に係るペット用冷暖房装置（動物用冷暖房装置）１０について、図１および図２を用いて説明すれば以下の通りである。
本実施形態のペット用冷暖房装置１０は、図１に示すように、ペルチェ素子ユニット（電子冷暖部）１１、熱伝導板（伝熱部）１２、熱伝達用送風ファン（第１送風機構）１３、熱伝導用フィン（ヒートシンク）１４、放熱用フィン（ヒートシンク）１５、放熱用送風ファン（第２送風機構）１６、導風案内板（導風板）１７、ケーシング（ケーシング部）１８および吸い込み防止板１９を備えている。

ペルチェ素子ユニット１１は、図１に示すように、ケーシング１８の一端側に配置されており、その一部（ペルチェ素子１１ａおよび放熱面１１ｃ、図２参照）をケーシング１８の外部に露出している。また、ペルチェ素子ユニット１１は、図２に示すように、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する電熱変換を行うペルチェ素子（電熱変換半導体素子）１１ａと、熱伝導用フィン１４と接触する熱伝導面（第１の面）と、放熱用フィン１５と接触する放熱面（第２の面）とを有している。ペルチェ素子１１ａは、流れる電流の方向によって熱伝導面１１ｂと放熱面１１ｃとを、吸熱面と加熱面あるいは加熱面と吸熱面とに切り替えることができる。具体的には、電流を所定の方向へ流すと、熱伝導面１１ｂが吸熱面となり放熱面１１ｃが加熱面となる（第１状態）。一方、電流を上記所定の方向とは反対方向へ流すと、熱伝導面１１ｂが加熱面となり放熱面１１ｃが吸熱面となる（第２状態）。本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、上述した第１状態と第２状態とを切り替えることで、冷房運転と暖房運転とを行うことができる。なお、ペット用冷暖房装置１０の冷暖房運転時の動作の詳細については、後段にて説明する。

熱伝導板１２は、ケーシング１８の外部に露出した外露出面とケーシング１８の内部に露出した内部露出面とを有しており、ケーシング１８とともにペット用冷暖房装置１０の外郭面を形成する。また、熱伝導板１２には、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱が、熱伝達用送風ファン１３から送られる空気を介して内部露出面側から伝達される。このように、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝達面１１ｂにおいて発生した熱によって熱伝導板１２が冷やされたり暖められたりすることで、ペット用冷暖房装置１０を冷暖房装置として機能させることができる。

熱伝達用送風ファン１３は、ケーシング１８の内部において、熱伝導面１１ｂ側に設けられた熱伝導用フィン１４に対して送風する。
熱伝導用フィン１４は、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂと熱伝達用送風ファン１３との間に配置されており、ねじや接着剤等を用いて熱伝導面１１ｂに固定されている。また、熱伝導用フィン１４は、アルミニウム合金やマグネシウム合金、高機能グラファイト等の比較的軽量で熱伝達効率が高い材料を用いて形成されている。熱伝導用フィン１４には、熱的に結合している（接触している）熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱が伝達される。そして、熱伝導用フィン１４に伝達された熱は、熱伝達用送風ファン１３によってケーシング１８内部を循環する空気を介して熱伝導板１２に伝達される。このように、熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱を表面積の大きい熱伝導用フィン１４に伝達し、熱伝導用フィン１４に対して熱伝達媒体となる空気を当てることで、効率よく空気に熱を伝達することができる。

放熱用フィン１５は、ケーシング１８の外部であって、ペルチェ素子ユニット１１の放熱面１１ｃと放熱用送風ファン１６との間に配置されており、ねじや接着剤等を用いて放熱面１１ｃに固定されている。また、放熱用フィン１５は、熱伝導用フィン１４と同様に、アルミニウム合金やマグネシウム合金、高機能グラファイト等の比較的軽量で熱伝達効率が高い材料を用いて形成されている。放熱用フィン１５には、熱的に結合している（接触している）放熱面１１ｃにおいて発生した熱が伝達される。そして、放熱用フィン１５に伝達された熱は、放熱用送風ファン１６によって送られる空気を介して外部に放出される。このように、放熱面１１ｃにおいて発生した熱を表面積の大きい放熱用フィン１５に伝達し、放熱用フィン１５に対して空気を送って放熱させることで、冷暖房とは反対の熱を効率よく外部に放熱させることができる。

放熱用送風ファン１６は、ケーシング１８の外部において、放熱面１１ｃ側に設けられた放熱用フィン１５に対して送風する。
導風案内板１７は、ケーシング１８の内部において熱伝導板１２に略平行して配置されている。そして、熱伝達用送風ファン１３から熱伝導用フィン１４に対して送られて熱が伝達された空気を、熱伝導板１２の内部露出面に沿って流れるように案内する。

ケーシング１８は、ペット用冷暖房装置１０の製品外郭面の一部を構成するとともに、冷暖房の熱源となるペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂ、熱伝導板１２、熱伝達用送風ファン１３等が同一空間内に配置されるように仕切る略直方形状で断熱性を有するケースである。このように、冷暖房の熱源となる熱伝導面１１ｂ、ペットに対して冷暖房のための熱を供給する熱伝導板１２を同一空間に仕切ることで、熱伝達用送風ファン１３によってケーシング１８内を循環する空気に対して効率よく熱を伝達することができる。

吸い込み防止板１９は、熱伝達用送風ファン１３とケーシング１８との間の隙間を埋めるように配置されている（図４（ｃ）参照）。そして、吸い込み防止板１９は、ケーシング１８内で循環する空気が熱伝達用送風ファン１３以外の場所から熱伝導用フィン１４の方向へ流れないように、熱伝導板１２と導風案内板１７との間を通ってきた空気の熱伝達用送風ファン１３の部分以外への流れを遮断する。
［本ペット用冷暖房装置の冷房時の動作説明］
本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、例えば、夏季においてペットに対して冷気を与えたい場合には、以下のような動作によって冷房運転を行う。

すなわち、まず、スイッチ等（図示せず）を冷房運転の側に切り替えて、ペルチェ素子ユニット１１に対して所定の方向に電流を流すとともに、熱伝達用送風ファン１３から熱伝導用フィン１４に対して送風が開始される。
ペルチェ素子ユニット１１は、所定の方向に電流が流れることにより、熱伝導面１１ｂが吸熱面となって表面温度が低下する一方、放熱面１１ｃが加熱面となって表面温度が上昇する。

ここで、ケーシング１８の内部には、ペルチェ素子ユニット１１の一部である熱伝導面１１ｂだけが配置されている。このため、熱伝導面１１ｂにおいて発生した冷熱は、熱伝導用フィン１４に対して伝達された後、熱伝達用送風ファン１３から送られる空気に伝達される。
一方、ケーシング１８の外部に配置された放熱面１１ｃで発生した暖熱は、放熱用フィン１５に伝達された後、冷却対象の熱伝導板１２に対して影響を与えて冷房効率が低下しないように、放熱用送風ファン１６から送られてくる空気を介して外気に放出される。

続いて、熱伝導用フィン１４を通過して冷やされた空気は、ケーシング１８内において導風案内板１７によって熱伝導板１２の方向へ誘導される。
そして、熱伝導板１２は、導風案内板１７によって誘導された空気から冷熱を伝達されて温度が低下していく。この結果、空気を介して熱伝導面１１ｂにおいて発生した冷熱を伝達された熱伝導板１２から冷気を発生させることで、冷房運転を行うことが可能になる。ここで、上述したように、熱伝導板１２には熱伝導面１１ｂで発生した冷熱が直接伝達されるのではなく、一旦空気を介して伝達される。このため、熱伝導面１１ｂに対して熱伝導板１２を直接接触させた構成の従来のペット用冷暖房装置と比較して、熱伝導板１２における温度分布を均一化することができる。

また、本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、ケーシング１８によって冷房運転の冷熱源となる熱伝導面１１ｂと最終的な冷却対象となる熱伝導板１２を同一空間内に配置するとともに、熱伝達用送風ファン１３によってケーシング１８内部で空気を循環させている。これにより、冷房運転中は、ケーシング１８内部で循環させる空気を徐々に冷やしていくことができる。

より具体的には、冷房運転開始直後の空気は、まず熱伝導用フィン１４から冷熱が伝達されるが、熱伝導板１２と導風案内板１７との間を通過しながら熱伝導板１２に冷熱を奪われていく。しかし、再度この空気を熱伝達用送風ファン１３によって熱伝導用フィン１４の方向に送り込むことで、また熱伝導用フィン１４から冷熱を受け取ることができる。この結果、ケーシング１８内を循環していくうちに熱伝導板１２に対して冷熱を奪われながらも循環空気の温度が下がっていくことで、熱伝導板１２の温度を熱伝導面１１ｂの温度付近まで低下させることができる。

よって、熱伝導面１１ｂと熱伝導板１２とが直接的に接触していなくても、空気を介して十分な冷気を熱伝導板１２に与えることができ、かつ熱伝導板１２の温度分布を均一化させることができる。
［本ペット用冷暖房装置の暖房時の動作説明］
一方、例えば、冬季においてペットに対して暖気を与えたい場合には、以下のような動作によって暖房運転を行う。

すなわち、まず、スイッチ等（図示せず）を暖房運転の側に切り替えて、ペルチェ素子ユニット１１に対して冷房運転時とは反対方向に電流を流すとともに、熱伝達用送風ファン１３から熱伝導用フィン１４に対して送風が開始される。
ペルチェ素子ユニット１１は、冷房運転時とは反対方向に電流が流れることにより、熱伝導面１１ｂが加熱面となって表面温度が上昇する一方、放熱面１１ｃが吸熱面となって表面温度が低下する。

ここで、ケーシング１８の内部には、ペルチェ素子ユニット１１の一部である熱伝導面１１ｂだけが配置されている。このため、熱伝導面１１ｂにおいて発生した暖熱は、熱伝導用フィン１４に対して伝達された後、熱伝達用送風ファン１３から送られる空気に伝達される。
一方、ケーシング１８の外部に配置された放熱面１１ｃで発生した冷熱は、放熱用フィン１５に伝達された後、加熱対象の熱伝導板１２に対して影響を与えて暖房効率が低下しないように、放熱用送風ファン１６から送られてくる空気を介して外気に放出される。

続いて、熱伝導用フィン１４を通過して暖められた空気は、ケーシング１８内において導風案内板１７によって熱伝導板１２の方向へ誘導される。
そして、熱伝導板１２は、導風案内板１７によって誘導された空気から暖熱を伝達されて温度が上昇していく。この結果、空気を介して熱伝導面１１ｂにおいて発生した暖熱を伝達された熱伝導板１２から暖気を発生させることで、暖房運転を行うことが可能になる。ここで、上述したように、熱伝導板１２には熱伝導面１１ｂで発生した暖熱が直接伝達されるのではなく、一旦空気を介して伝達される。このため、熱伝導面１１ｂに対して熱伝導板１２を直接接触させた構成の従来のペット用冷暖房装置と比較して、熱伝導板１２における温度分布を均一化することができる。

また、本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、冷房運転時と同様に、ケーシング１８によって暖房運転の熱源となる熱伝導面１１ｂと最終的な加熱対象となる熱伝導板１２とを同一空間内に配置するとともに、熱伝達用送風ファン１３によってケーシング１８内部で空気を循環させている。これにより、暖房運転中は、ケーシング１８内部で循環させる空気を徐々に暖めていくことができる。

よって、熱伝導面１１ｂと熱伝導板１２とが直接的に接触していなくても、空気を介して十分な暖気を熱伝導板１２に与えることができ、かつ熱伝導板１２の温度分布を均一化させることができる。
本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、以上のように、ペルチェ素子ユニット１１に流れる電流の向きを切り替えることで、容易に冷房、暖房運転を切り替えることができる。よって、１年を通じて使用可能なペット用冷暖房装置１０を提供できる。
［本ペット用冷暖房装置の特徴］
（１）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０は、図１に示すように、冷暖房の熱源となるペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱を、最終的な熱伝達対象となる熱伝導板１２に対して、空気を介して伝達している。

従来のペット用冷暖房装置１０では、ペルチェ素子ユニットで発生した熱を効率よく熱伝導板に対して伝達するために、ペルチェ素子ユニットの熱伝導面（あるいはヒートシンク）と熱伝導板とを直接接触させていた。このとき、通常、熱伝導板と比較してペルチェ素子ユニットの熱伝導面はサイズが小さいため、熱伝導面に直接接触する部分とそれ以外の部分とで熱伝導板１２に温度ムラが生じることになる。このため、従来のペット用冷暖房装置では、熱伝導板１２の周辺部では温度が十分に伝達されず、ペットに対して快適な環境を提供しているとは言い難い。

そこで、本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂと熱伝導板１２とを直接接触させるのではなく、一旦空気を介して熱を伝達している。
このように、空気を熱伝達媒体として用いることで、従来のペット用冷暖房装置と比較して、熱伝導板１２の温度分布を均一にすることが可能になる。この結果、熱伝導板１２の上に乗ったり、寄り添ったりするペットに対して、より快適な環境を提供することができる。

（２）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０は、ペルチェ素子ユニット１１のヒートシンクとして機能する熱伝達用送風ファン１３および熱伝導用フィン１４を備えている。
これにより、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂおよび放熱面１１ｃにおいて発生した熱を、効率よく熱伝導用フィン１４および放熱用フィン１５に向かって流れる空気に伝達することができる。この結果、冷暖房に使用するための熱（熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱）を効率よく熱伝導板１２に対して伝達するとともに、冷暖房に不要な熱（放熱面１１ｃにおいて発生した熱）を効率よく外気に放出することができる。

（３）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０は、熱伝導用フィン１４および放熱用フィン１５に対して送風する熱伝達用送風ファン１３および放熱用送風ファン１６を備えている。
これにより、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂおよび放熱面１１ｃにおいて発生した熱を、効率よく熱伝導用フィン１４および放熱用フィン１５に向かって流れる空気に伝達することができる。この結果、冷暖房に使用するための熱（熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱）を効率よく熱伝導板１２に対して伝達するとともに、冷暖房に不要な熱（放熱面１１ｃにおいて発生した熱）を効率よく外気に放出することができる。

（４）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０は、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂと熱伝達用送風ファン１３と熱伝導用フィン１４と熱伝導板１２とを同一空間内に仕切るケーシング１８を備えている。
これにより、ケーシング１８内部で空気を循環させることができる。この結果、熱伝導面１１ｂから与えられた熱を効率よく熱伝導板１２に伝達して、熱効率が高いペット用冷暖房装置１０を提供できる。

（５）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０は、断熱性の高いケーシング１８を備えている。
これにより、熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱がケーシング１８を介して外部に放出されることを防止し、効率よく熱伝導板１２に対して熱を伝達することができる。
（６）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、熱伝導板１２が、ケーシング１８の内部と外部とに露出している。

これにより、ケーシング１８内を循環する空気から伝達された熱を、ケーシング１８の外部に効率よく放出することができる。これにより、熱伝導板１２の上、あるいはその近傍に居るペットに対して、冷房時には冷熱、暖房時には暖熱を効率よく与えることができる。
（７）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、熱伝達用送風ファン１３とケーシング１８との間の隙間を埋める吸い込み防止板１９を備えている。

これにより、熱伝導面１１ｂから熱伝導板１２に対する熱伝達媒体となる空気を、熱伝達用送風ファン１３以外の部分から熱伝導用フィン１４に流れ込まないようにして、ケーシング１８内をスムーズに循環させることができる。よって、さらに熱効率が高いペット用冷暖房装置１０を提供できる。
（８）
本実施形態のペット用冷暖房装置１０では、電熱変換を行うことで冷暖房の熱源となる電子冷暖部として、ペルチェ素子を使用している。

これにより、ペルチェ素子１１ａに流れる電流の向きを切り替えるだけで、容易に冷暖房の切り替えを行うことができる。
〔実施形態２〕
本発明の動物用冷暖房装置の他の実施形態に係るペット用冷暖房装置２０について、図３および図４（ａ）〜図４（ｃ）を用いて説明すれば以下の通りである。なお、上記実施形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付しその説明を省略する。

本実施形態のペット用冷暖房装置２０は、図３に示すように、熱伝導板１２の内部露出面に熱伝導フィン２１を設けている点で、上記実施形態１のペット用冷暖房装置１０と異なっているが、それ以外の構成については共通である。
なお、熱伝導フィン２１は、熱伝導用フィン１４等と同様に、ねじや接着剤等を用いて熱伝導板１２に固定されており、また、アルミニウム合金やマグネシウム合金、高機能グラファイト等の比較的軽量で熱伝達効率が高い材料を用いて形成されていればよい。

このように、熱伝導面１１ｂから熱伝導用フィン１４を介して空気に伝達された熱を、表面積の広い熱伝導フィン２１を介して熱伝導板１２に伝えることで、さらに熱効率の高いペット用冷暖房装置２０を提供することが可能になる。
熱伝導フィン２１は、図３に示すように、熱伝導板１２の内側露出面に固定された複数のフィンであって、その長さは熱伝導面１１ｂ（熱伝導用フィン１４）からの距離に応じて異なっている。

すなわち、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、熱源となる熱伝導面１１ｂからの距離が近い方から遠くなるにつれて、熱伝導フィン２１の長さが大きくなっている。
本実施形態のペット用冷暖房装置２０では、このようにケーシング（ケーシング部）２８内の熱伝導板１２の内側露出面に長さの異なる熱伝導フィン２１を設けることで、熱源（熱伝導面１１ｂ）からの距離に起因する熱伝導板１２の温度ムラを解消して、熱伝導板１２の温度分布をさらに均一化することができる。
［本ペット用冷暖房装置の特徴］
（１）
本実施形態のペット用冷暖房装置２０では、図３および図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、ケーシング２８の内部に露出した熱伝導板１２の表面に、熱伝導フィン２１を設けている。

これにより、熱伝達媒体である空気からさらに効率よく、冷熱あるいは暖熱を熱伝導板１２に対して伝達することができる。このように、表面積の広い熱伝導フィン２１を介して空気から熱伝導板１２に熱を伝えることで、さらに熱効率の高いペット用冷暖房装置２０を提供することが可能になる。
（２）
本実施形態のペット用冷暖房装置２０では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、熱源となる熱伝導面１１ｂからの距離に応じて、熱伝導フィン２１の長さを変化させている。

ここで、熱伝導面１１ｂにおいて発生した熱は、熱伝導用フィン１４を介して空気に伝達される。そして、熱伝導面１１ｂから熱を伝達された空気は、熱伝導板１２に対して熱を与えながら循環していく。このため、熱を伝達された空気は、熱伝導用フィン１４から受け取った熱を熱伝導板１２に対して伝達するため、熱伝導板１２のもっとも遠い側の短部まで送られたときには熱の大部分を失っている。この結果、最終的な熱伝達対象である熱伝導板１２における温度分布は、熱伝導面１１ｂに近い側が最も熱が伝達され、遠くなるにしたがって熱の伝達量が少なくなり、若干の温度ムラが生じるおそれがある。

そこで、本実施形態のペット用冷暖房装置２０では、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、ケーシング２８内の熱伝導板１２の内側露出面に長さの異なる熱伝導フィン２１を設けることで、熱源（熱伝導面１１ｂ）からの距離に起因する熱伝導板１２の温度ムラを解消して、熱伝導板１２の温度分布をさらに均一化することができる。
［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（Ａ）
上記実施形態１，２では、熱伝導板１２が１つしかないペット用冷暖房装置１０，２０を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図５に示すように、熱伝導板１２ａ、１２ｂという２つの熱伝導板を備えたペット用冷暖房装置３０としてもよい。なお、このように複数の熱伝導板１２ａ，１２ｂを備えた構成では、図５に示すように、ケーシング（ケーシング部）３８をＬ型にすればよい。

特に、本発明の動物用冷暖房装置では、熱伝導面１１ｂと熱伝導板１２とを直接接触させて熱を伝達するのではなく、空気を介して熱を伝達している。このため、複数の熱伝導板を備えている場合でも、ペルチェ素子ユニット１１を複数備えている必要がない。よって、複数の熱伝導板を備えたペット用冷暖房装置３０でも、従来の構成で複数の熱伝導板を供えた場合と比較して、コストダウンを図ることができる。

（Ｂ）
上記実施形態１，２では、ペットが上に乗れるように、水平方向に沿って熱伝導板１２が配置されている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図６に示すように、熱伝導板１２ｃを鉛直方向に沿って配置したペット用冷暖房装置４０であってもよい。

この場合には、ペットに対して、接触熱を与えるとともに、輻射熱も与えることができる。なお、この場合には、図６に示すようにケーシング（ケーシング部）４８を小型化できる。
（Ｃ）
上記実施形態１，２のペット用冷暖房装置１０，２０では、ペルチェ素子ユニット１１の熱伝導面１１ｂおよび放熱面１１ｃに固定された熱伝導用フィン１４および放熱用フィン１５を有している例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、熱伝導面１１ｂおよび放熱面１１ｃの双方に設けられていなくてもよいし、いずれか一方のみに設けられていてもよい。
ただし、熱伝導面１１ｂおよび放熱面１１ｃの双方とも設けることで、各面１１ｂ，１１ｃにおいて発生した熱を効率よく空気に対して伝達することができるため、本実施形態のように熱伝導用フィン１４および放熱用フィン１５を設けることがより好ましい。

（Ｄ）
上記実施形態１，２では、放熱面１１ｃの側の放熱用フィン１５に対して空気を送る放熱用送風ファン１６を備えている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、熱伝導板１２に余計な熱を与えない条件下においては、放熱用フィン１５に対して送風する放熱用送風ファン１６を備えていない構成であってもよい。この場合でも、放熱用フィン１５に伝達された熱を外気に放出することはできる。ただし、効率よく不要な熱を外気に放出する必要がある場合には、本実施形態のような構成とすることがより好ましい。

（Ｅ）
上記実施形態１，２では、本発明をペット用の冷暖房装置として使用している例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、ペットに限らず、人間や家畜等の簡易な冷暖房装置としても使用することができる。

本発明の動物用冷暖房装置は、外部に熱を与える熱伝導板における温度分布を均一化できるという効果を奏することから、簡易な冷暖房装置として広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係るペット用冷暖房装置の概略的な構成を示す断面図。 図１のペルチェ素子ユニットの構成を示す拡大図。 本発明の他の実施形態に係るペット用冷暖房装置の概略的な構成を示す断面図。 （ａ）〜（ｃ）は、図３のＡＡ’線、ＢＢ’線、ＣＣ’線の矢視断面図。 本発明のさらに他の実施形態に係るペット用冷暖房装置の概略的な構成を示す断面図。 本発明のさらに他の実施形態に係るペット用冷暖房装置の概略的な構成を示す断面図。 従来の動物用冷暖房装置の概略的な構成を示す断面図。 図７の従来の動物用冷暖房装置における温度分布を示す平面図。

符号の説明

１０ ペット用冷暖房装置（動物用冷暖房装置）
１１ ペルチェ素子ユニット（電子冷暖部）
１１ａ ペルチェ素子（電熱変換素子）
１１ｂ 熱伝導面（第１の面）
１１ｃ 放熱面（第２の面）
１２ 熱伝導板（伝熱部）
１２ａ〜１２ｃ 熱伝導板（伝熱部）
１３ 熱伝導用送風ファン（第１送風機構）
１４ 熱伝導用フィン（ヒートシンク）
１５ 放熱用フィン（ヒートシンク）
１６ 放熱用送風ファン（第２送風機構）
１７ 導風案内板（導風板）
１８ ケーシング（ケーシング部）
１９ 吸い込み防止板
２０ ペット用冷暖房装置（動物用冷暖房装置）
２１ 熱伝導フィン
２１ａ〜２１ｃ 熱伝導フィン
２８ ケーシング（ケーシング部）
３０ ペット用冷暖房装置（動物用冷暖房装置）
３８ ケーシング（ケーシング部）
４０ ペット用冷暖房装置（動物用冷暖房装置）
４８ ケーシング（ケーシング部）

Claims (14)

1. 第１の面（１１ｂ）が吸熱面、前記第１の面（１１ｂ）の裏面側の第２の面（１１ｃ）が放熱面となる第１状態と、前記第１の面（１１ｂ）が放熱面、前記第２の面（１１ｃ）が吸熱面となる第２状態の少なくとも一方を形成する電子冷暖部（１１）と、
   前記第１の面（１１ｂ）に対して送風する第１送風機構（１３）と、
   前記電子冷暖部（１１）の第１の面（１１ｂ）において発生した熱が、前記第１送風機構（１３）から前記第１の面（１１ｂ）に対して送られた空気を介して伝達される伝熱部（１２）と、
   を備えている動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
2. 前記第１の面（１１ｂ）に対して熱的に結合した第１のヒートシンク（１４）をさらに備えた、
   請求項１に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
3. 前記第２の面（１１ｃ）に対して送風する第２送風機構（１６）をさらに備えた、
   請求項１または２に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
4. 前記第２の面（１１ｃ）に対して熱的に結合した第２のヒートシンク（１５）をさらに備えた、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
5. 前記第１の面（１１ｂ）と前記第１送風機構（１３）と前記伝熱部（１２）とが、１つの空間内に存在するように囲うケーシング部（１８）をさらに備えた、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
6. 前記ケーシング（１８）は、断熱性を有している、
   請求項５に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
7. 前記伝熱部（１２）は、少なくともその一部分が前記ケーシング部（１８）の内部表面と外部表面とにそれぞれ露出している、
   請求項５または６に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。
8. 前記第１送風機構（１３）と前記ケーシング部（１８）との間の隙間に設けられた吸い込み防止部（１９）をさらに備えた、
   請求項５から７のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０）。
9. 前記第１送風機構（１３）から前記第１の面（１１ｂ）に対して送られた空気を前記伝熱部（１２）の方向に誘導する導風板（１７）をさらに備えた、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０）。
10. 前記伝熱部（１２）は、前記第１の面（１１ｂ）を介して送られる空気から熱が伝達される複数の熱伝導フィン（２１，２１ａ〜２１ｃ）を有している、
    請求項１から９のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（２０）。
11. 前記複数の熱伝導フィン（２１ａ〜２１ｃ）は、前記第１の面（１１ｂ）に近い側から距離が離れるにしたがって表面積が大きくなるように形成されている、
    請求項１０に記載の動物用冷暖房装置（２０）。
12. 前記伝熱部（１２ａ，１２ｂ）が、複数配置されている、
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（３０）。
13. 前記伝熱部（１２ｃ）は、前記空気から熱が伝達された面が縦になるように配置されている、
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（４０）。
14. 前記電子冷暖部（１１）は、ペルチェ素子（１１ａ）である、
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の動物用冷暖房装置（１０，２０，３０，４０）。

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