JP3180367U - Cooling system - Google Patents

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秀朗 梅嶋
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  • Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
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Abstract

【課題】コンパクトで携帯性に優れ、低コストで実現可能な携帯型冷却装置を提供する。
【解決手段】熱伝導性を有する板状部材10と、前記板状部材10の表面と接するように設けられた板状の素子であって、電流を流すことによって一方の面が吸熱し他方の面が発熱する素子20と、前記素子20の前記板状部材10と対向する面と反対側の面に接するように設けられた放熱部30と、前記放熱部30の前記素子20と接する面と反対側に設けられ、前記放熱部30に対して送風を行う送風部40と、を備える。
【選択図】図2
A portable cooling device that is compact, excellent in portability, and can be realized at low cost.
A plate-like member having thermal conductivity and a plate-like element provided so as to be in contact with the surface of the plate-like member, wherein one surface absorbs heat by passing an electric current, An element 20 whose surface generates heat, a heat dissipating part 30 provided so as to be in contact with a surface opposite to the surface of the element 20 facing the plate-like member 10, and a surface of the heat dissipating part 30 that is in contact with the element 20 A blower unit 40 provided on the opposite side and configured to blow air to the heat dissipation unit 30.
[Selection] Figure 2

Description

本考案は、冷却装置に関する。   The present invention relates to a cooling device.

空調設備等の無い環境下で活動する人間(作業者)の体温を適当に調整するため、作業者毎に個別に用いられる携帯型の冷暖房装置がある。特に、近年では、高温の室内や炎天下で作業を行なう際に作業者が熱中症になるのを防止するための携帯型冷却装置が注目されている。   In order to appropriately adjust the body temperature of a human (worker) who operates in an environment without an air conditioning facility or the like, there is a portable air conditioner that is used individually for each worker. In particular, in recent years, portable cooling devices for preventing workers from becoming heat stroke when working in a hot room or under hot weather have attracted attention.

例えば特許文献1には、密閉された容器内で循環路中を循環する液媒体に対してペルチェ素子を用いて放熱あるいは吸熱を行ない、当該液媒体を利用して熱交換を行なうことで体温を調節する局部冷暖房装置が記載されている。   For example, Patent Document 1 discloses that a liquid medium circulating in a circulation path in a hermetically sealed container radiates or absorbs heat using a Peltier element, and heat exchange is performed using the liquid medium. A local air conditioning unit to be adjusted is described.

特開2006−61440号公報JP 2006-61440 A

特許文献1に記載の局部冷暖房装置では、循環する液媒体の温度を制御することによって、所望の温度にて冷房効果(暖房効果)を持続させることができる。しかし、このような局部冷暖房装置では、液媒体を循環させるために循環装置や循環路を設ける必要があるため、装置をコンパクトに構成することが難しく、作業者にとって携帯性の面で問題があった。また、液媒体を循環させるための構成等が複雑になりやすく、十分な性能を有する局部冷暖房装置を低コストで実現することが難しかった。   In the local air conditioning apparatus described in Patent Literature 1, the cooling effect (heating effect) can be maintained at a desired temperature by controlling the temperature of the circulating liquid medium. However, in such a local air conditioning / heating device, it is necessary to provide a circulation device and a circulation path in order to circulate the liquid medium. Therefore, it is difficult to make the device compact, and there is a problem in terms of portability for the operator. It was. In addition, the configuration for circulating the liquid medium tends to be complicated, and it has been difficult to realize a local air-conditioning apparatus having sufficient performance at low cost.

本考案は、コンパクトで携帯性に優れ、低コストで実現可能な携帯型冷却装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a portable cooling device that is compact, excellent in portability, and can be realized at low cost.

上記目的を達成するための主たる考案は、熱伝導性を有する板状部材と、前記板状部材の表面と接するように設けられた板状の素子であって、電流を流すことによって一方の面が吸熱し他方の面が発熱する素子と、前記素子の前記板状部材と対向する面と反対側の面に接するように設けられた放熱部と、前記放熱部の前記素子と接する面と反対側に設けられ、前記放熱部に対して送風を行う送風部と、を備えることを特徴とする冷却装置である。   The main idea for achieving the above object is a plate member having thermal conductivity and a plate-like element provided so as to be in contact with the surface of the plate member. Absorbs heat and the other surface generates heat, a heat dissipating part provided in contact with the surface of the element opposite to the surface facing the plate-like member, and the surface of the heat dissipating part opposite to the surface in contact with the element A cooling unit, provided on the side, for blowing air to the heat radiating unit.

本考案の他の特徴については、後述する明細書及び図面の記載により明らかにする。   Other features of the present invention will be clarified in the description and drawings described below.

本考案によれば、コンパクトで携帯性に優れ、低コストで実現可能な携帯型冷却装置を実現することができる。   According to the present invention, a portable cooling device that is compact and excellent in portability and can be realized at low cost can be realized.

第1実施形態の冷却装置1の全体形状を表す斜視図である。It is a perspective view showing the whole shape of cooling device 1 of a 1st embodiment. 第1実施形態の冷却装置1の分解状態を表す斜視図である。It is a perspective view showing the decomposition | disassembly state of the cooling device 1 of 1st Embodiment. 冷却装置1を身体に装着した際の状態について説明する図である。It is a figure explaining the state at the time of mounting | wearing the body with the cooling device. 図4Aは、冷却装置1を表面側から見た場合の平面図である。図4Bは、冷却装置1を裏面側から見た場合の平面図である。FIG. 4A is a plan view when the cooling device 1 is viewed from the front surface side. FIG. 4B is a plan view when the cooling device 1 is viewed from the back side. 冷却装置1における熱電素子20の配置を説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning of the thermoelectric element 20 in the cooling device 1. FIG. 冷却装置1を動作させたときの熱の流れについて説明する図である。It is a figure explaining the flow of heat when operating the cooling device. 比較例の冷却装置5について説明する図である。It is a figure explaining the cooling device 5 of a comparative example. 第2実施形態の冷却装置1の概略図である。It is the schematic of the cooling device 1 of 2nd Embodiment. 第3実施形態の冷却装置1の概略図である。It is the schematic of the cooling device 1 of 3rd Embodiment. 第3実施形態の冷却装置1について放熱部30の配置と送風部40による空気の流れについて説明する図である。It is a figure explaining the flow of the air by arrangement | positioning of the thermal radiation part 30, and the ventilation part 40 about the cooling device 1 of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例における冷却装置1の概略図である。It is the schematic of the cooling device 1 in the modification of 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例の冷却装置1について放熱部30の配置と送風部40による空気の流れについて説明する図である。It is a figure explaining arrangement | positioning of the thermal radiation part 30, and the flow of the air by the ventilation part 40 about the cooling device 1 of the modification of 3rd Embodiment. 第4実施形態の変形例における冷却装置1の概略図である。It is the schematic of the cooling device 1 in the modification of 4th Embodiment. 第5実施形態の冷却装置1の概略図である。It is the schematic of the cooling device 1 of 5th Embodiment. 第6実施形態の冷却装置1の概略図である。It is the schematic of the cooling device 1 of 6th Embodiment. 第6実施形態の冷却装置1において、放熱部30と送風部40とが一体的に構成された場合の例について示す図である。In the cooling device 1 of 6th Embodiment, it is a figure shown about the example when the thermal radiation part 30 and the ventilation part 40 are comprised integrally.

後述する明細書及び図面の記載から、少なくとも以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will be apparent from the description and drawings described below.

熱伝導性を有する板状部材と、前記板状部材の表面と接するように設けられた板状の素子であって、電流を流すことによって一方の面が吸熱し他方の面が発熱する素子と、前記素子の前記板状部材と対向する面と反対側の面に接するように設けられた放熱部と、前記放熱部の前記素子と接する面と反対側に設けられ、前記放熱部に対して送風を行う送風部と、を備えることを特徴とする冷却装置。
これにより、コンパクトで携帯性に優れ、低コストで実現可能な携帯型冷却装置を提供することができる。
A plate-like member having thermal conductivity, and a plate-like element provided so as to be in contact with the surface of the plate-like member, wherein one surface absorbs heat and the other surface generates heat by passing a current; A heat dissipating part provided so as to be in contact with the surface opposite to the surface facing the plate-like member of the element, and provided on a side opposite to the surface of the heat dissipating part contacting the element, A cooling device comprising: a blower that blows air.
Thereby, the portable cooling device which is compact and excellent in portability and can be realized at low cost can be provided.

かかる冷却装置であって、前記素子及び前記放熱部をそれぞれ複数備え、複数の前記放熱部にまたがるようにして前記送風部が配置され、前記送風部が複数の前記放熱部に対して送風を行なうことが望ましい。
このような冷却装置によれば、効率よく冷却を行なうことができる。
The cooling device includes a plurality of the elements and the heat radiating portions, the air blowing portions are arranged so as to straddle the heat radiating portions, and the air blowing portions blow air to the heat radiating portions. It is desirable.
According to such a cooling device, cooling can be performed efficiently.

かかる冷却装置であって、前記放熱部の前記素子と接する面と反対側に複数の放熱フィンが並列に設けられ、前記複数の放熱フィンが並ぶ方向が前記送風部を中心とした放射方向となるように、前記放熱部が設けられることが望ましい。
このような冷却装置によれば、送風部から送風される空気がスムーズに流れやすくなり、放熱効率を高くすることができる。
In this cooling device, a plurality of heat radiating fins are provided in parallel on the side of the heat radiating portion opposite to the surface in contact with the element, and the direction in which the plurality of heat radiating fins are aligned is a radial direction centered on the air blowing portion Thus, it is desirable that the heat dissipating part is provided.
According to such a cooling device, the air blown from the blower portion can easily flow smoothly, and the heat dissipation efficiency can be increased.

かかる冷却装置であって、4つの前記放熱部が前記板状部材の表面と接するように十字型に配置され、4つの前記放熱部の中心の位置に前記放熱部が配置されることが望ましい。
このような冷却装置によれば、効率よく冷却を行なうことができる。
In this cooling device, it is preferable that the four heat radiating portions are arranged in a cross shape so as to be in contact with the surface of the plate-like member, and the heat radiating portions are arranged at the center of the four heat radiating portions.
According to such a cooling device, cooling can be performed efficiently.

かかる冷却装置であって、4つの前記放熱部が前記板状部材の表面と接するように十字型に配置され、4つの前記放熱部の中心の位置に前記放熱部が配置されることが望ましい。
このような冷却装置によれば、より効率よく冷却を行なうことができる。
In this cooling device, it is preferable that the four heat radiating portions are arranged in a cross shape so as to be in contact with the surface of the plate-like member, and the heat radiating portions are arranged at the center of the four heat radiating portions.
According to such a cooling device, cooling can be performed more efficiently.

かかる冷却装置であって、記素子と前記放熱部と前記送風部との組が少なくとも1つ以上設けられ、前記送風部が同じ組に属する前記放熱部に対して送風を行なうことが望ましい。
このような冷却装置によれば、送風部と放熱部とが1対1で対応するため、より確実に放熱を行いやすくなり、安全性が高くなる。
In such a cooling device, it is preferable that at least one set of the element, the heat radiating unit, and the air blowing unit is provided, and the air blowing unit blows air to the heat radiating unit belonging to the same group.
According to such a cooling device, since the blower unit and the heat radiating unit correspond one-to-one, it becomes easier to radiate heat more reliably and safety is improved.

かかる冷却装置であって、前記素子と前記放熱部と前記送風部との組が少なくとも1つ以上設けられた矩形状の前記板状部材を複数有し、矩形状の前記板状部材の外縁部のうち少なくとも一辺が、他の前記板状部材の外縁部と所定の間隔を有するように接続され、矩形状の前記板状部材の外縁部のうち他の前記板状部材の外縁部と接続されない部分は、前記板状部材の外縁部と他の前記板状部材の外縁部との間に前記間隔よりも広い間隔を有することが望ましい。
このような冷却装置によれば、冷却対象物(例えば人間の身体)が動く場合であっても、その動きに追随して複数の板状部材がそれぞれ動き、当該冷却対象物との接触面積を大きく保つことができる。したがって、冷却効率をより高くすることができる。
This cooling device has a plurality of rectangular plate-like members each provided with at least one set of the element, the heat radiating portion, and the air blowing portion, and an outer edge portion of the rectangular plate-like member. At least one side is connected to the outer edge of the other plate-shaped member so as to have a predetermined interval, and is not connected to the outer edge of the other plate-shaped member among the outer edges of the rectangular plate-shaped member. It is desirable that the portion has a gap wider than the gap between an outer edge portion of the plate-like member and an outer edge portion of another plate-like member.
According to such a cooling device, even when a cooling object (for example, a human body) moves, the plurality of plate-like members move following the movement, and the contact area with the cooling object is reduced. Can keep big. Therefore, the cooling efficiency can be further increased.

===第1実施形態===
<冷却装置の概要>
はじめに、本実施形態の冷却装置の概要について説明する。図1は、第1実施形態の冷却装置1の全体形状を表す斜視図である。図2は、第1実施形態の冷却装置1の分解状態を表す斜視図である。図3は、冷却装置1を身体に装着した際の状態について説明する図である。また、説明のため、図1に示すような座標軸(X軸、Y軸、Z軸)を設定する。
=== First Embodiment ===
<Outline of cooling device>
First, the outline | summary of the cooling device of this embodiment is demonstrated. FIG. 1 is a perspective view showing the overall shape of the cooling device 1 of the first embodiment. FIG. 2 is a perspective view illustrating an exploded state of the cooling device 1 according to the first embodiment. FIG. 3 is a diagram illustrating a state when the cooling device 1 is attached to the body. For the sake of explanation, coordinate axes (X axis, Y axis, Z axis) as shown in FIG. 1 are set.

冷却装置1は背中に装着することで、装着した人(以下、使用者とも呼ぶ)の背中を冷却する装置である。冷却装置1は板状部材10と、熱電素子20(図2参照)と、放熱部30と、送風部40と、電源60(図3参照)とを備える。各部の機能及び構成については後で説明するが、本実施形態の冷却装置1では、熱電素子20及び放熱部30をX軸及びY軸方向にそれぞれ2つずつ有する。言い換えると、4組の熱電素子20及び放熱部30が十字型に配置される。そして、板状部材10と熱電素子20と放熱部30と送風部40とがZ軸方向に積層状に構成される。   The cooling device 1 is a device that cools the back of a person who wears it (hereinafter also referred to as a user) by wearing it on the back. The cooling device 1 includes a plate-like member 10, a thermoelectric element 20 (see FIG. 2), a heat radiating unit 30, a blower 40, and a power source 60 (see FIG. 3). Although the function and configuration of each part will be described later, the cooling device 1 of the present embodiment has two thermoelectric elements 20 and two heat radiating parts 30 in the X-axis and Y-axis directions. In other words, the four sets of thermoelectric elements 20 and the heat radiation unit 30 are arranged in a cross shape. And the plate-shaped member 10, the thermoelectric element 20, the thermal radiation part 30, and the ventilation part 40 are comprised by the laminated form in the Z-axis direction.

冷却装置1を背中に装着する際には、カバー2及び装着ベルト3が用いられる。カバー2は冷却装置1全体を覆う外装であり、板状部材10に取り付けられ固定される。冷却装置1の全体をカバー2によって覆うことにより、使用者が放熱部30等の発熱部位に直接触れることを抑制する。また、図2に示されるようにカバー2には通気孔2ha及び2hbが設けられる。通気孔2haはカバー2の外部の空気を内部に取り込むための吸気孔であり、通気孔2hbはカバー2の内部の空気を外部に放出するためのスリット状の排気孔である。冷却装置1を使用する際の空気の流れ(カバー2の内部における気体の流れ)については後で説明する。なお、各通気孔の形状は図の例に限られるものではない。   When the cooling device 1 is mounted on the back, the cover 2 and the mounting belt 3 are used. The cover 2 is an exterior covering the entire cooling device 1 and is attached and fixed to the plate member 10. By covering the entire cooling device 1 with the cover 2, the user is prevented from directly touching the heat generating part such as the heat radiating unit 30. Further, as shown in FIG. 2, the cover 2 is provided with vent holes 2ha and 2hb. The ventilation hole 2ha is an intake hole for taking in air outside the cover 2, and the ventilation hole 2hb is a slit-like exhaust hole for releasing the air inside the cover 2 to the outside. The air flow (gas flow inside the cover 2) when using the cooling device 1 will be described later. In addition, the shape of each vent hole is not restricted to the example of a figure.

ベルト3は板状部材10のベルト取付溝12に取り付けられ、不図示の長さ調節機構を有する。使用者が冷却装置1を背中に装着する際には、図3のようにベルト3を肩にかけ、ベルトの長さを調節することで、冷却装置1の板状部材10を背中側に密着させる。   The belt 3 is attached to the belt attachment groove 12 of the plate-like member 10 and has a length adjusting mechanism (not shown). When the user wears the cooling device 1 on the back, the belt 3 is put on the shoulder as shown in FIG. 3, and the length of the belt is adjusted so that the plate-like member 10 of the cooling device 1 is brought into close contact with the back side. .

なお、図3において電源60は外部ユニットとして使用者の腰の辺に装着されているが、電源60を内部ユニットとしてカバー2の内部に収納する構造とすることもできる。   In FIG. 3, the power source 60 is mounted as an external unit on the side of the user's waist, but the power source 60 may be housed in the cover 2 as an internal unit.

<各構成の説明>
図4Aは、冷却装置1を表面側から見た場合の平面図であり、図4Bは、冷却装置1を裏面側から見た場合の平面図である。図5は、冷却装置1における熱電素子20の配置を説明する図である。なお、「表面」とは、図1で冷却装置1をZ軸上方側から下方側に見たときに視認される面のことであり、「裏面」とは、図1で冷却装置1をZ軸下方側から上方側に見たときに視認される面のことである。
<Description of each configuration>
FIG. 4A is a plan view when the cooling device 1 is viewed from the front surface side, and FIG. 4B is a plan view when the cooling device 1 is viewed from the back surface side. FIG. 5 is a diagram for explaining the arrangement of the thermoelectric elements 20 in the cooling device 1. Note that the “front surface” is a surface that is visually recognized when the cooling device 1 is viewed from the upper side to the lower side in the Z-axis in FIG. 1, and the “back surface” refers to the cooling device 1 in FIG. It is a surface visually recognized when viewed from the lower side of the shaft to the upper side.

(板状部材10)
板状部材10は熱伝導性を有する板状の部材であり、熱電素子20によって冷却されることで、使用者の背中に装着された際に背中を冷却する。すなわち熱電素子20と使用者の背中との間で板状部材10を介して熱交換が行なわれる。本実施形態で、板状部材10はアルミニウム等の熱伝導率の高い金属で形成された略長方形状の部材である。アルミ板は熱伝導率が高く、軽量で加工が容易である。また材料コストも安いため、コンパクトで低コストな冷却装置の実現に適している。さらに、腐食等しにくいため人体に直接接触する場合でも安全であり、人体用冷却装置に適している。もちろん、板状部材10としてアルミ板以外の部材(例えば銅板等)を使用することも可能である。また、アルミ板と同等の熱伝導性を有する部材であれば金属でなくてもよく、例えば、熱伝導性の高いプラスチックや樹脂等を使用することも可能である。
(Plate-shaped member 10)
The plate-like member 10 is a plate-like member having thermal conductivity, and is cooled by the thermoelectric element 20 so as to cool the back when worn on the back of the user. That is, heat exchange is performed between the thermoelectric element 20 and the back of the user via the plate-like member 10. In the present embodiment, the plate-like member 10 is a substantially rectangular member formed of a metal having high thermal conductivity such as aluminum. Aluminum plates have high thermal conductivity, are light and easy to process. Moreover, since the material cost is low, it is suitable for realizing a compact and low-cost cooling device. Furthermore, since it is difficult to corrode, it is safe even when it comes into direct contact with the human body, and is suitable for a cooling device for human bodies. Of course, a member (for example, a copper plate) other than an aluminum plate can be used as the plate-like member 10. Moreover, it is not necessary to use a metal as long as it is a member having thermal conductivity equivalent to that of an aluminum plate. For example, it is possible to use plastic or resin having high thermal conductivity.

板状部材10の表面側には熱電素子20、放熱部30、送風部40が設けられる(図2及び図4A参照)。一方、板状部材10の裏面側には何も設けられず(ただし、放熱部30を固定するためのネジ等は設けられる)、基本的に平滑な面となる(図4B参照)。   A thermoelectric element 20, a heat radiating part 30, and a blower part 40 are provided on the surface side of the plate member 10 (see FIGS. 2 and 4A). On the other hand, nothing is provided on the back side of the plate-like member 10 (however, a screw or the like for fixing the heat dissipating part 30 is provided), which basically becomes a smooth surface (see FIG. 4B).

熱伝導率の高い金属を用いることによって板面全体が平均的に冷却されるため、この平滑な面全体を使用者の背中にフィットさせることにより(図3参照)、広範囲にわたって背中を冷却することができる。なお、図4Bの破線で示される領域は、表面側において放熱部30が固定される位置を表している。 Since the entire plate surface is cooled on average by using a metal having high thermal conductivity, the back surface is cooled over a wide area by fitting the entire smooth surface to the user's back (see FIG. 3). Can do. In addition, the area | region shown with the broken line of FIG. 4B represents the position where the thermal radiation part 30 is fixed in the surface side.

板状部材10の大きさや形状は任意であるが、熱電素子20による冷却能力や使用者の身体のサイズ(例えば、大人用、子供用等)に応じて決定される。本実施形態の板状部材10長方形で、長手方向(図1でY軸方向)の長さが250mm程度であり、幅方向(図1でX軸方向)の長さが200mm程度である。また、板状部材10の裏面側は使用者の背中にフィットしやすいように人体に合わせてカーブしていてもよく、板状部材10は必ずしも平板である必要は無い。   The size and shape of the plate-like member 10 are arbitrary, but are determined according to the cooling capacity of the thermoelectric element 20 and the size of the user's body (for example, for adults, children, etc.). The plate-like member 10 of the present embodiment has a rectangular shape with a length in the longitudinal direction (Y-axis direction in FIG. 1) of about 250 mm and a length in the width direction (X-axis direction in FIG. 1) of about 200 mm. Moreover, the back surface side of the plate-shaped member 10 may be curved according to the human body so as to easily fit the user's back, and the plate-shaped member 10 does not necessarily have to be a flat plate.

また、板状部材10の4隅には、ベルト3を取り付けるためのベルト取付溝12がそれぞれ設けられる。また、板状部材10には放熱部30を固定するための複数のネジ孔13が設けられる(図4A及び図4B参照)。   In addition, belt attachment grooves 12 for attaching the belt 3 are provided at the four corners of the plate-like member 10, respectively. Further, the plate-like member 10 is provided with a plurality of screw holes 13 for fixing the heat radiating portion 30 (see FIGS. 4A and 4B).

本実施形態では、安全のため板状部材10の外縁部が枠体15によって囲まれている(図2参照)。枠体15はシリコンや樹脂等で形成される柔軟性のある部材であり、冷却装置1を身体に装着する際に板状部材10の外縁部が身体(背中)と直接接触することを抑制しつつ、板状部材10を衝撃から保護する。   In this embodiment, the outer edge part of the plate-shaped member 10 is surrounded by the frame 15 for safety (see FIG. 2). The frame 15 is a flexible member formed of silicon, resin, or the like, and prevents the outer edge of the plate-like member 10 from directly contacting the body (back) when the cooling device 1 is attached to the body. Meanwhile, the plate-like member 10 is protected from impact.

(熱電素子20)
熱電素子20は、電流を流すことによって一方の面が吸熱し他方の面が発熱する薄板状の素子である。本実施形態で、熱電素子20は板状部材10の表面と接するように設けられる。そして、熱電素子20の板状部材10と対向する側の面(裏面側)から吸熱し、反対側の面(表面側)を発熱させることによって板状部材10を冷却する。熱電素子20としては、例えばペルチェ素子が用いられる。ペルチェ素子は、供給電力の大きさに応じてある程度の温度管理が可能であるため、冷却のしすぎなどを抑制しやすい。本実施形態のペルチェ素子は40mm×40mm程度の正方形であるが、素子の大きさは供給電力に応じて変更可能である。すなわち、供給電力が大きければその分大きなペルチェ素子を用いることが可能であり、より大きな冷却効果を得ることができる。
(Thermoelectric element 20)
The thermoelectric element 20 is a thin plate-like element that absorbs heat on one side and generates heat on the other side when an electric current is applied. In the present embodiment, the thermoelectric element 20 is provided in contact with the surface of the plate-like member 10. And it absorbs heat from the surface (back surface side) of the thermoelectric element 20 on the side facing the plate-shaped member 10, and the plate-shaped member 10 is cooled by generating heat on the opposite surface (front surface side). As the thermoelectric element 20, for example, a Peltier element is used. Since the Peltier element can be controlled to some extent according to the magnitude of the supplied power, it is easy to suppress excessive cooling. Although the Peltier device of this embodiment is a square of about 40 mm × 40 mm, the size of the device can be changed according to the supplied power. That is, if the supplied power is large, it is possible to use a larger Peltier element, and a greater cooling effect can be obtained.

なお、熱電素子20と板状部材10との間にはシリコングリス等を塗布することにより、両者の間に隙間が生じないようにしている。これにより、熱電素子20と板状部材10との間の熱伝導率をできるだけ高く保つことができる。   Note that silicon grease or the like is applied between the thermoelectric element 20 and the plate-like member 10 so that no gap is generated between them. Thereby, the thermal conductivity between the thermoelectric element 20 and the plate-like member 10 can be kept as high as possible.

第1実施形態では、図5のように4つの熱電素子20が十字型に配列され、それぞれの熱電素子20は直列に接続されている。電源60から熱電素子20に直流電流を供給することによって4つの熱電素子20の同一平面側(板状部材10と対向する側の面)から吸熱が行われる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 5, four thermoelectric elements 20 are arranged in a cross shape, and each thermoelectric element 20 is connected in series. By supplying a direct current from the power source 60 to the thermoelectric element 20, heat is absorbed from the same plane side of the four thermoelectric elements 20 (surface on the side facing the plate-like member 10).

なお、熱電素子20は電流を流す向きを逆にすることにより、吸熱面側と発熱面側とを入れ替えることができる。すなわち、板状部材10と対向する面を発熱させることにより、冷却装置ではなくヒーターとして使用することも可能である。   The thermoelectric element 20 can exchange the heat absorption surface side and the heat generation surface side by reversing the direction in which the current flows. That is, by generating heat on the surface facing the plate member 10, it can be used as a heater instead of a cooling device.

各熱電素子20の周囲にはそれぞれ断熱材25が設けられる(図2及び図5参照)。熱電素子20は上下(Z軸方向)を板状部材10及び放熱部30によって挟まれ、周囲(XY平面)を断熱材25によって囲まれることで周囲の空気との接触面積が小さくなっている。これにより、熱電素子20と空気との間で熱交換が行われるのが抑制され、無駄な熱損失を抑えることで冷却装置1の冷却効率を高めることができる。なお、図5の破線部分は放熱部30の外形を表している。また、断熱材25は放熱部30と板状部材10との間の緩衝材としての機能も有する。本実施形態において、放熱部30は図2に示されるようにネジによって板状部材10に固定される。したがって、緩衝部材として断熱材25を設けることによって、ネジを締める際に放熱部30と板状部材10との間に挟まれた熱電素子20に大きな負荷がかからないようにしている。   A heat insulating material 25 is provided around each thermoelectric element 20 (see FIGS. 2 and 5). The thermoelectric element 20 is sandwiched between the plate member 10 and the heat radiating portion 30 in the upper and lower sides (Z-axis direction), and the surrounding area (XY plane) is surrounded by the heat insulating material 25, thereby reducing the contact area with the surrounding air. Thereby, it is suppressed that heat exchange is performed between the thermoelectric element 20 and air, and the cooling efficiency of the cooling device 1 can be improved by suppressing useless heat loss. In addition, the broken line part of FIG. The heat insulating material 25 also has a function as a cushioning material between the heat radiating portion 30 and the plate-like member 10. In this embodiment, the heat radiating part 30 is fixed to the plate-like member 10 with screws as shown in FIG. Therefore, by providing the heat insulating material 25 as a buffer member, a large load is not applied to the thermoelectric element 20 sandwiched between the heat radiating portion 30 and the plate-like member 10 when the screw is tightened.

(放熱部30)
放熱部30は熱電素子20の発熱側の面から発生した熱を空気中に拡散させて熱電素子20を冷却するための部材である。本実施形態では、1つの熱電素子20に対して1つの放熱部30が設けられる。したがって、図2に示されるように冷却装置1では4つの放熱部30が十字型に配置される。
(Heat dissipation unit 30)
The heat radiating unit 30 is a member for cooling the thermoelectric element 20 by diffusing heat generated from the heat generating surface of the thermoelectric element 20 into the air. In the present embodiment, one heat radiating part 30 is provided for one thermoelectric element 20. Therefore, as shown in FIG. 2, in the cooling device 1, the four heat radiating portions 30 are arranged in a cross shape.

放熱部30としては、例えば市販のヒートシンクを用いることができる。本実施形態の放熱部30はベース板31及び複数の放熱フィン32によって構成される。ベース板31は、熱電素子20の板状部材10と対向する側の面と反対側の面(つまり、熱電素子20のZ軸方向上側の発熱面)に取り付けられる。なお、ベース板31と熱電素子20との間にも上述のシリコングリスを塗布しておくことが望ましい。放熱フィン32は複数の板状部材が並列に並んで構成されたものであり、全体の表面積を大きくして空気中に熱を拡散させやすくする。本実施形態では送風部40から送風される空気の流れを考慮して、図1に示されるように、放熱フィン32の向きがXY平面上で中心(送風部40が配置される位置)から外側に向かうように放熱部30が配置される。冷却装置を動作させる際の空気の流れについては、後で説明する。   As the heat radiating part 30, for example, a commercially available heat sink can be used. The heat radiating part 30 of the present embodiment includes a base plate 31 and a plurality of heat radiating fins 32. The base plate 31 is attached to a surface opposite to the surface of the thermoelectric element 20 facing the plate-like member 10 (that is, the heat generating surface on the Z-axis direction upper side of the thermoelectric element 20). It is desirable to apply the above-described silicon grease between the base plate 31 and the thermoelectric element 20. The heat radiating fins 32 are formed by arranging a plurality of plate-like members in parallel, and increase the overall surface area to facilitate the diffusion of heat into the air. In the present embodiment, in consideration of the flow of air blown from the blower 40, as shown in FIG. 1, the direction of the radiating fins 32 is outside from the center (position where the blower 40 is disposed) on the XY plane. The heat dissipating part 30 is arranged so as to go to. The air flow when operating the cooling device will be described later.

十分な放熱性能を確保するために、放熱部30のベース板31の大きさは少なくとも熱電素子20よりも大きくなるようにする。本実施形態の放熱部30はベース板の大きさが60mm×60mm程度であり、熱電素子20(40mm×40mm)よりも大きなサイズのものを選択している。また、ベース板31のサイズを大きくすることによって、ベース板31と板状部材10との間に熱電素子20(及び断熱材25)を挟み込み、熱電素子20を安定して保持することができる。   In order to ensure sufficient heat dissipation performance, the size of the base plate 31 of the heat dissipation portion 30 is set to be at least larger than that of the thermoelectric element 20. In the heat radiating portion 30 of the present embodiment, the base plate has a size of about 60 mm × 60 mm, and a larger size than the thermoelectric element 20 (40 mm × 40 mm) is selected. Further, by increasing the size of the base plate 31, the thermoelectric element 20 (and the heat insulating material 25) can be sandwiched between the base plate 31 and the plate-like member 10, and the thermoelectric element 20 can be stably held.

上述のような板状の放熱フィン32を有するヒートシンクは安価であり、当該ヒートシンクを用いることで装置全体のコストを低く抑えることが可能となる。一方、放熱フィン32は板状の部材ではなく、棒状の部材が剣山のように複数設けられる形状であってもよい。この場合、送風部40から送風される空気の流れ方向に関わらず放熱部30の配置を決定することができるため、設計の自由度が高くなる。   The heat sink having the plate-like heat radiation fins 32 as described above is inexpensive, and the cost of the entire apparatus can be kept low by using the heat sink. On the other hand, the radiating fins 32 may not be a plate-like member, but may have a shape in which a plurality of rod-like members are provided like a sword mountain. In this case, since the arrangement of the heat radiating unit 30 can be determined regardless of the flow direction of the air blown from the blower unit 40, the degree of freedom in design is increased.

(送風部40)
送風部40は、ファンを有する送風機であり、放熱部30に送風を行なうことで放熱フィン32と空気との間で熱交換を促進させ、空気中に熱を放出させやすくする。図3に示されるように、本実施形態の冷却装置1ではカバー2を取り付けて使用することを想定しているが、その場合、熱電素子20から発生した熱は冷却装置1とカバー2との間の空間に篭もりやすい。そこで、送風部40によって強制的に空気を移動させることで、カバー2の内部の空間に熱が篭もらないようにしている。
(Blower 40)
The air blower 40 is a blower having a fan and facilitates heat exchange between the heat dissipating fins 32 and the air by blowing air to the heat dissipating part 30 to easily release heat into the air. As shown in FIG. 3, it is assumed that the cooling device 1 of the present embodiment is used with the cover 2 attached. In this case, the heat generated from the thermoelectric element 20 is generated between the cooling device 1 and the cover 2. It is easy to stay in the space between. Therefore, the air is forcibly moved by the blower 40 so that heat is not trapped in the space inside the cover 2.

送風部40は放熱部30(放熱フィン32)のZ軸方向上方に設けられる。すなわち、送風部40は放熱部30に対して熱電素子20と反対側に設けられる。第1実施形態の冷却装置1では、十字型に配置された4つの放熱部30の中央上部に1つの送風部40が設けられ、Z軸方向の上側から下側に空気が流れるように配置される。そして、送風部40は4つの放熱部30にまたがるようにして配置されるため、1つの送風部40が4つの放熱部30に送風を行なうことができる。   The air blower 40 is provided above the heat radiating part 30 (heat radiating fin 32) in the Z-axis direction. In other words, the air blowing unit 40 is provided on the opposite side of the thermoelectric element 20 with respect to the heat radiating unit 30. In the cooling device 1 of the first embodiment, one air blowing unit 40 is provided at the center upper portion of the four heat dissipating units 30 arranged in a cross shape so that air flows from the upper side to the lower side in the Z-axis direction. The And since the ventilation part 40 is arrange | positioned so that it may straddle the four thermal radiation parts 30, the one ventilation part 40 can ventilate the four thermal radiation parts 30. FIG.

送風部40を駆動させる電源は、熱電素子20と共通の電源60を用いてもよいし、別途他の電源を確保するのであってもよい。   As a power source for driving the blower unit 40, a power source 60 common to the thermoelectric element 20 may be used, or another power source may be secured separately.

<電源60>
電源60は、熱電素子20に電流を供給する。また、上述のように送風部40を駆動させるための電力を供給してもよい。本実施形態の電源60は20W程度の電力を供給可能な小型バッテリーであり、携帯電話用のバッテリー等を転用することも可能である。小型であるため、図3のように使用者の腰の辺りに装着した場合でも使用者の動作の妨げとはなりにくい。また、軽量であるので、予備のバッテリーを持ち歩く場合でも大きな負担にはなりにくい。
<Power supply 60>
The power source 60 supplies current to the thermoelectric element 20. Moreover, you may supply the electric power for driving the ventilation part 40 as mentioned above. The power source 60 of this embodiment is a small battery that can supply power of about 20 W, and a battery for a mobile phone or the like can also be used. Since it is small in size, even when it is worn around the user's waist as shown in FIG. Moreover, since it is lightweight, even when carrying a spare battery, it is hard to become a big burden.

電源60の別の形態として、太陽光パネルを用いる方法もある。例えば、カバー2の表面に太陽光パネルを取り付けるようにすれば、日中の屋外作業の際に発電をしながら冷却装置1を使用すること等も可能になるため、特に有効である。さらに、太陽光パネルによって生成される電力を蓄えることが可能な電池を備えていてもよい。   As another form of the power supply 60, there is a method using a solar panel. For example, if a solar panel is attached to the surface of the cover 2, the cooling device 1 can be used while generating electricity during daytime outdoor work, which is particularly effective. Furthermore, a battery capable of storing electric power generated by the solar panel may be provided.

<冷却装置1の動作について>
冷却装置1の使用時における基本的な動作について説明する。図6は冷却装置1を動作させたときの熱の流れについて説明する図である。
<About the operation of the cooling device 1>
A basic operation when the cooling device 1 is used will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining the flow of heat when the cooling device 1 is operated.

まず、熱電素子20を介した熱の流れについて説明する。熱電素子20に電流を流すと、上述したように板状部材10と接する側の面が吸熱し、反対側の面(放熱部30と接する側の面)が発熱する。したがって、板状部材10が人体(図6のA−A断面図において斜線部で表される)に装着されている場合、人体から発生した熱は図中の実線矢印で示されるように、低温側の板状部材10に移動(熱伝導)し、さらに熱電素子20を介して放熱部30に移動(熱伝導)する。これにより、放熱部30には熱が蓄えられる。   First, the flow of heat through the thermoelectric element 20 will be described. When a current is passed through the thermoelectric element 20, the surface on the side in contact with the plate-like member 10 absorbs heat as described above, and the opposite surface (the surface on the side in contact with the heat radiating portion 30) generates heat. Therefore, when the plate-like member 10 is attached to the human body (represented by the hatched portion in the AA cross-sectional view of FIG. 6), the heat generated from the human body is low as shown by the solid line arrow in the figure. It moves (thermally conducts) to the plate-like member 10 on the side, and further moves (thermally conducts) to the heat radiating part 30 via the thermoelectric element 20. Thereby, heat is stored in the heat radiating section 30.

次に、送風部40による空気の流れについて説明する。送風部40を駆動させると、Z軸方向上側から吸い込まれた(吸気)空気が、Z軸方向の下側に移動する。送風部40の下側に移動した空気は、XY平面上で十字型に設けられた4つの放熱部30を通過して、図の破線矢印で示されるように横方向に排出される(排気)。放熱部30は放熱フィン32が各々空気の流れ方向に沿うように(すなわち、中心側から外側に向かうように)設置されているため、排気される空気は放熱フィン32に導かれてスムーズに流れる。そのため、放熱部30に蓄えられた熱は、空気中に効率よく放出される。   Next, the flow of air by the blower 40 will be described. When the blower 40 is driven, the air sucked from the upper side in the Z-axis direction (intake air) moves downward in the Z-axis direction. The air that has moved to the lower side of the air blowing unit 40 passes through the four heat dissipating units 30 provided in a cross shape on the XY plane, and is discharged in the horizontal direction as indicated by the dashed arrows in the figure (exhaust). . Since the heat dissipating section 30 is installed such that the heat dissipating fins 32 are along the air flow direction (ie, from the center side toward the outside), the exhausted air is guided to the heat dissipating fins 32 and flows smoothly. . Therefore, the heat stored in the heat radiating unit 30 is efficiently released into the air.

熱電素子20の放熱部30と接する側の面(発熱面)が、送風部40から送風される空気によって適切に冷却されるので、熱電素子20と人体との間で連続的に熱交換を行なうことができる。なお、熱電素子20の放熱部30と接する側の面(発熱面)の冷却が不十分である場合には、当該面における温度が上昇し、板状部材10と接する側の面(吸熱面)の温度も上昇することから、冷却装置として十分な機能を発揮できなくなるおそれがある。   Since the surface (heat generating surface) of the thermoelectric element 20 in contact with the heat radiating portion 30 is appropriately cooled by the air blown from the blower portion 40, heat is continuously exchanged between the thermoelectric element 20 and the human body. be able to. When the surface of the thermoelectric element 20 in contact with the heat radiating part 30 (heat generation surface) is not sufficiently cooled, the temperature on the surface rises and the surface on the side in contact with the plate member 10 (heat absorption surface). Since the temperature of the air also rises, there is a possibility that a sufficient function as a cooling device cannot be exhibited.

特に冷却装置1にカバー2を取り付けて使用する場合、上述のような空気の流れが妨げられないように十分に留意する必要がある。例えば、カバー2に設けられる通気孔2ha(吸気側)及び通気孔2hb(排気側)が塞がれると、送風部40による空気の流れが妨げられて放熱が十分に行えなくなる。したがって、冷却装置1の動作中にこれらの通気孔が塞がれないよう、十分注意する必要がある。   In particular, when the cooling device 1 is used with the cover 2 attached, sufficient care must be taken so that the air flow as described above is not hindered. For example, if the vent hole 2ha (intake side) and the vent hole 2hb (exhaust side) provided in the cover 2 are blocked, the air flow by the blower 40 is hindered and heat dissipation cannot be performed sufficiently. Therefore, it is necessary to be careful enough not to block these vent holes during the operation of the cooling device 1.

<比較例>
ここで、冷却装置1の放熱部30(及び熱電素子20)と送風部20との位置関係を変更した場合の影響について比較例を用いて説明する。図7は、比較例の冷却装置5について説明する図である。なお、比較例の冷却装置5では、各部の構成自体(例えば板状部材10や熱電素子20等)は第1実施形態の冷却装置1と同様であり、各部の配置のみが異なる。
<Comparative example>
Here, the influence at the time of changing the positional relationship of the thermal radiation part 30 (and thermoelectric element 20) and the ventilation part 20 of the cooling device 1 is demonstrated using a comparative example. FIG. 7 is a diagram illustrating the cooling device 5 of the comparative example. In the cooling device 5 of the comparative example, the configuration itself of each part (for example, the plate member 10 and the thermoelectric element 20) is the same as that of the cooling device 1 of the first embodiment, and only the arrangement of each part is different.

比較例の冷却装置5では、熱電素子20(図7では不図示)及び放熱部30が、板状部材10の表面に(XY平面上に)格子状に配置され、それらの中央部分に送風部40が配置される。   In the cooling device 5 of the comparative example, the thermoelectric elements 20 (not shown in FIG. 7) and the heat radiating section 30 are arranged in a grid pattern (on the XY plane) on the surface of the plate-like member 10, and a blower section is provided at the center portion thereof. 40 is arranged.

このような冷却装置5を動作させる場合、送風部40から送風される空気は図7の破線矢印で示されるように送風部40を中心として、XY平面上で放射状に移動する。これに対して、放熱部30が格子状に配置され、隣り合う放熱部30同士の間隔が広くなっているため、各々の放熱部30に対して十分な量の空気が流れにくくなっている。さらに、放熱フィン32の向きが空気の移動方向と異なるため余計に空気が流れにくくなり、冷却装置5では熱電素子20から発生した熱を空気中に拡散させにくい。   When such a cooling device 5 is operated, the air blown from the blower 40 moves radially on the XY plane around the blower 40 as shown by the broken line arrows in FIG. On the other hand, since the heat radiating portions 30 are arranged in a lattice shape and the interval between the adjacent heat radiating portions 30 is widened, a sufficient amount of air hardly flows to each heat radiating portion 30. Furthermore, since the direction of the radiation fin 32 is different from the moving direction of the air, it is difficult for the air to flow excessively, and the cooling device 5 does not easily diffuse the heat generated from the thermoelectric element 20 into the air.

一方、第1実施形態の冷却装置1では、送風部40を取り囲むように放熱部30(熱電素子20)が配置され、放熱部30同士の隙間も狭いため、各々の放熱部30に対して空気が流れやすくなっている。また、図6で説明したように、各放熱部30について放熱フィン32が空気の流れ方向と平行に配置されるため、空気の流れがスムーズになり、熱電素子20から発生した熱を効率よく空気中に拡散させることができる。   On the other hand, in the cooling device 1 according to the first embodiment, the heat radiating unit 30 (thermoelectric element 20) is disposed so as to surround the air blowing unit 40, and the gap between the heat radiating units 30 is also narrow. Is easier to flow. In addition, as described with reference to FIG. 6, since the radiating fins 32 are arranged in parallel to the air flow direction for each heat radiating portion 30, the air flow becomes smooth and the heat generated from the thermoelectric element 20 is efficiently transferred to the air. Can diffuse in.

また、送風部40の周囲を取り囲むようにして複数の放熱部30を配置することにより、高い放熱効率を維持しつつ一つの送風部40で複数の放熱部30に対して冷却用の空気を送風することが可能である。これにより、構成部品の数量(特に放熱部40の数量)を少なくすることができるため、冷却装置1を小型化し、また、軽量化することができる。   In addition, by disposing the plurality of heat dissipating units 30 so as to surround the air blowing unit 40, a single air blowing unit 40 blows cooling air to the plurality of heat dissipating units 30 while maintaining high heat dissipating efficiency. Is possible. Thereby, since the quantity of components (especially quantity of the thermal radiation part 40) can be decreased, the cooling device 1 can be reduced in size and weight.

第1実施形態の冷却装置1と比較例の冷却装置5とでは熱電素子20の数量及び大きさ、供給電力が同じであるため、装置全体としての吸熱量は同等のはずである。しかし、冷却装置5では放熱効率が悪いため、冷却性能を十分に発揮することが難しい。一方、冷却装置1では放熱部30を適切に配置することによって効率よく放熱を行うことができる。これにより、熱電素子20の発熱側の温度をより低く保つことができるため、結果として冷却装置5よりも冷却装置1のように各部を配置した方が冷却性能を高くすることができる。   In the cooling device 1 of the first embodiment and the cooling device 5 of the comparative example, the quantity and size of the thermoelectric elements 20 and the supplied power are the same, and therefore the heat absorption amount of the entire device should be equivalent. However, since the cooling device 5 has poor heat dissipation efficiency, it is difficult to sufficiently exhibit the cooling performance. On the other hand, the cooling device 1 can efficiently dissipate heat by appropriately disposing the heat dissipating part 30. As a result, the temperature on the heat generation side of the thermoelectric element 20 can be kept lower, and as a result, the cooling performance can be improved by arranging each part as in the cooling device 1 rather than the cooling device 5.

<第1実施形態の効果>
第1実施形態では、板状部材10と熱電素子20と放熱部30と送風部40とが積層状に構成され、全体として小型で薄い冷却装置を実現することができる。そして、各構成の配置(特に送風部40と放熱部30との位置関係)を工夫することによって放熱効率を向上させることで、小型でありながら十分な冷却性能を有する冷却装置を提供することが可能である。
<Effects of First Embodiment>
In 1st Embodiment, the plate-shaped member 10, the thermoelectric element 20, the thermal radiation part 30, and the ventilation part 40 are comprised by the laminated form, and it can implement | achieve a small and thin cooling device as a whole. And by improving the heat radiation efficiency by devising the arrangement of each component (particularly the positional relationship between the air blowing section 40 and the heat radiation section 30), it is possible to provide a cooling device that has a small size but sufficient cooling performance. Is possible.

また、冷却媒体として水等を用いる必要がないため装置全体が軽量であり、バッテリーを含めて携帯性に優れた冷却装置であるといえる。また、放熱部30や送風部40等の各構成部品には市販品を転用することができるため、低コストで実現可能である。   Further, since it is not necessary to use water or the like as a cooling medium, the entire apparatus is lightweight, and it can be said that the cooling apparatus is excellent in portability including a battery. Moreover, since a commercial item can be diverted to each component parts, such as the thermal radiation part 30 and the ventilation part 40, it is realizable at low cost.

さらに、本実施形態の冷却装置は使用環境による制限が少ない。例えば、放射能汚染環境下で作業を行なう場合、使用者は防護服の上から当該冷却装置を装着すればよい。そのような環境化で冷却装置を使用する場合、放熱部30を冷却するために放射能に汚染された空気が送風されることになるが、当該汚染空気は人体(使用者)に接触しないため、冷却装置を安全に使用することが可能である。   Furthermore, the cooling device of the present embodiment is less limited by the usage environment. For example, when working in a radioactively contaminated environment, the user may wear the cooling device over protective clothing. When the cooling device is used in such an environment, air contaminated with radioactivity is blown to cool the heat radiating unit 30, but the contaminated air does not contact the human body (user). It is possible to use the cooling device safely.

===第2実施形態===
第2実施形態の冷却装置1では、放熱部30のそれぞれに対して個別に送風部40が設けられる。言い換えると、熱電素子20と放熱部30と送風部40とが組になっていて、当該組が1つ以上設けられる。図8は、第2実施形態の冷却装置1の概略図である。
=== Second Embodiment ===
In the cooling device 1 according to the second embodiment, the air blowing unit 40 is individually provided for each of the heat radiating units 30. In other words, the thermoelectric element 20, the heat radiating part 30, and the air blowing part 40 are a set, and one or more sets are provided. FIG. 8 is a schematic view of the cooling device 1 of the second embodiment.

第2実施形態において、板状部材10、熱電素子20、及び放熱部30の構成と配置は第1実施形態とほぼ同様である。すなわち、板状部材10の上に(XY平面上に)4つの熱電素子20及び放熱部30が十字型に配置される。そして、4つの放熱部30のZ軸方向上方にはそれぞれ放熱部40が設けられる。   In 2nd Embodiment, the structure and arrangement | positioning of the plate-shaped member 10, the thermoelectric element 20, and the thermal radiation part 30 are as substantially the same as 1st Embodiment. That is, the four thermoelectric elements 20 and the heat radiating portions 30 are arranged in a cross shape on the plate-like member 10 (on the XY plane). A heat radiating portion 40 is provided above each of the four heat radiating portions 30 in the Z-axis direction.

本実施形態では、放熱部30に対して同じ組に属する送風部40が送風を行なう。すなわち、放熱部30と送風部40とが1対1で対応しているため、放熱部30に対してより確実に空気を流しやすくなり、放熱性能が向上する。また、放熱部30の配置や放熱フィン32の方向に関わらずに安定して放熱を行うことができるため、設計の自由度がより高くなる。例えば、図8では放熱部30(熱電素子20)が十字型に配置されているが、図7のように放熱部30(熱電素子20)が格子状に配置される場合であっても上述の比較例のように放熱性能が悪化することはない。   In the present embodiment, the air blowing unit 40 belonging to the same group performs air blowing with respect to the heat radiating unit 30. That is, since the heat radiating part 30 and the air blowing part 40 correspond one-to-one, it becomes easier to flow air to the heat radiating part 30 more reliably, and the heat radiating performance is improved. Further, since heat can be stably radiated regardless of the arrangement of the heat radiating portion 30 and the direction of the heat radiating fins 32, the degree of freedom in design becomes higher. For example, in FIG. 8, the heat dissipating part 30 (thermoelectric element 20) is arranged in a cross shape. However, even if the heat dissipating part 30 (thermoelectric element 20) is arranged in a grid as shown in FIG. The heat dissipation performance does not deteriorate as in the comparative example.

一方、第2実施形態では送風部40の設置個数が増加するため、冷却装置全体の重量や製造コストが増加する可能性がある。しかし、より確実に放熱を行いやすくなるため、装置としての安全性は高くなる。特に、冷却装置1は人体に装着して使用されることから、高い安全性を確保することが重要である。   On the other hand, in the second embodiment, since the number of installed blower units 40 increases, the weight and manufacturing cost of the entire cooling device may increase. However, since it is easier to radiate heat more reliably, the safety of the device is increased. In particular, since the cooling device 1 is used by being mounted on a human body, it is important to ensure high safety.

なお、送風部40の1台あたりの送風量は第1実施形態の送風部40よりも少なくすることができるので、送風部40自体も第1実施形態の送風部40よりも小型のものを使用することができる。   In addition, since the ventilation volume per one ventilation part 40 can be less than the ventilation part 40 of 1st Embodiment, the ventilation part 40 itself uses a thing smaller than the ventilation part 40 of 1st Embodiment. can do.

===第3実施形態===
第3実施形態では、放熱部30(熱電素子20)の位置をずらすことによって第1実施形態よりもさらに小型化された冷却装置について説明する。図9は、第3実施形態の冷却装置1の概略図である。図10は、第3実施形態の冷却装置1について放熱部30の配置と送風部40による空気の流れについて説明する図である。
=== Third Embodiment ===
In the third embodiment, a cooling device that is further downsized than the first embodiment by shifting the position of the heat dissipating unit 30 (thermoelectric element 20) will be described. FIG. 9 is a schematic view of the cooling device 1 of the third embodiment. FIG. 10 is a diagram illustrating the arrangement of the heat radiating unit 30 and the air flow by the air blowing unit 40 in the cooling device 1 of the third embodiment.

第3実施形態における冷却装置1の基本的な構成は第1実施形態とほぼ同様であるが、板状部材10の大きさ及び、放熱部30(熱電素子20)の配置が異なる。具体的には、板状部材10の幅方向(X方向)の長さを第1実施形態よりも短くすることで、装置全体の幅を小さくしている。そして、板状部材10の幅方向長さの短縮に伴い、放熱部30(熱電素子20)の配置も変更される。図9及び図10で右側に位置する放熱部を30a、下側に位置する放熱部を30b、左側に位置する放熱部を30c、上側に位置する放熱部を30dとすると、第3実施形態ではX軸方向に並ぶ放熱部30a及び放熱部30cがそれぞれ中心方向にずれて配置される。これは、板状部材10の幅方向(X軸方向)長さが短縮されたことによって、X軸方向におけるスペースが狭くなったためである。その結果、図10に示されるように放熱部30a及び30cの一部が、放熱部30b及び30dとX軸方向で重なる構成となる。   The basic configuration of the cooling device 1 in the third embodiment is substantially the same as that in the first embodiment, but the size of the plate-like member 10 and the arrangement of the heat dissipating section 30 (thermoelectric element 20) are different. Specifically, the width of the entire apparatus is reduced by making the length in the width direction (X direction) of the plate-like member 10 shorter than in the first embodiment. And with shortening of the width direction length of the plate-shaped member 10, arrangement | positioning of the thermal radiation part 30 (thermoelectric element 20) is also changed. In FIG. 9 and FIG. 10, assuming that the heat dissipating part located on the right side is 30a, the heat dissipating part located on the lower side is 30b, the heat dissipating part located on the left side is 30c, and the heat dissipating part located on the upper side is 30d, The heat dissipating part 30a and the heat dissipating part 30c arranged in the X-axis direction are respectively displaced in the central direction. This is because the space in the X-axis direction is narrowed by reducing the width direction (X-axis direction) length of the plate-like member 10. As a result, as shown in FIG. 10, a part of the heat radiating portions 30a and 30c overlaps with the heat radiating portions 30b and 30d in the X-axis direction.

第3実施形態の冷却装置1を動作させる際の送風部40による空気の流れは、基本的に第1実施形態と同様である。すなわち、送風部40のZ軸方向上側から吸気され、XY平面の中央部から外側に向かって放射状に排気される。そして、放熱部30a〜30dのそれぞれについて放熱フィン32に沿って空気が流れる際に放熱フィン32と空気との間で熱交換が行われ、空気中に熱が拡散されて冷却装置1の外部に排出される(図10の破線矢印参照)。   The air flow by the blower 40 when operating the cooling device 1 of the third embodiment is basically the same as that of the first embodiment. That is, the air is sucked in from the upper side in the Z-axis direction of the blower 40 and is exhausted radially from the center of the XY plane toward the outside. And when air flows along the radiation fin 32 about each of the thermal radiation parts 30a-30d, heat exchange is performed between the radiation fin 32 and air, a heat | fever is spread | diffused in the air and it is outside the cooling device 1. It is discharged (see broken line arrow in FIG. 10).

第3実施形態では、板状部材10を小さくすることにより、冷却装置1をよりコンパクトに構成することができる。その際、放熱部30等の構成物を変更する必要は無く、設置位置を変えるだけで対応することが可能なため、コスト面でも優れている。   In 3rd Embodiment, the cooling device 1 can be comprised more compactly by making the plate-shaped member 10 small. At that time, it is not necessary to change the components such as the heat radiating unit 30 and it is possible to cope with it only by changing the installation position.

<変形例>
第3実施形態の冷却装置1を動作させる際には、放熱部30b及び30dの両端部(図10の斜線で表される領域)の空気流入口が放熱部30a及び30cの端部によって塞がれるため、斜線で表される領域には送風部40から送風される空気が流れにくい。したがって、当該斜線部では熱交換が十分に行なわれず、冷却性能が悪化するおそれがある。そこで、第3実施形態の変形例として、送風部40を複数有する形態について説明する。図11は、第3実施形態の変形例における冷却装置1の概略図である。図12は、第3実施形態の変形例の冷却装置1について放熱部30の配置と送風部40による空気の流れについて説明する図である。
<Modification>
When operating the cooling device 1 according to the third embodiment, the air inlets at both ends of the heat radiating portions 30b and 30d (regions represented by hatching in FIG. 10) are blocked by the ends of the heat radiating portions 30a and 30c. Therefore, it is difficult for the air blown from the blower 40 to flow in the area represented by the oblique lines. Therefore, heat exchange is not sufficiently performed in the shaded area, and the cooling performance may be deteriorated. Then, the form which has two or more ventilation parts 40 is demonstrated as a modification of 3rd Embodiment. FIG. 11 is a schematic diagram of the cooling device 1 according to a modification of the third embodiment. FIG. 12 is a diagram for explaining the arrangement of the heat dissipating unit 30 and the flow of air by the air blowing unit 40 in the cooling device 1 according to the modification of the third embodiment.

図11に示されるように、変形例ではY軸方向に並ぶ送風部40a及び送風部40bの2台の送風部が設けられる。それ以外の構成は第3実施形態の冷却装置1と同様である。送風部40が複数設けられることによって放熱部30に空気が供給されやすくなり、放熱性能がより高くなる。   As shown in FIG. 11, in the modified example, two air blowing units 40 a and 40 b arranged in the Y-axis direction are provided. Other configurations are the same as those of the cooling device 1 of the third embodiment. By providing a plurality of air blowing sections 40, air is easily supplied to the heat radiating section 30, and the heat radiating performance is further improved.

変形例の冷却装置1を動作させると、図12の破線矢印で示さされるように、Y軸方向上側の送風部40aが放熱部30d及び、放熱部30a、30cのY軸方向上側半分に送風する。同様に、Y軸方向下側の送風部40bが放熱部30b及び、放熱部30a、30cのY軸方向下側半分に送風する。各送風部が送風を行なうべき放熱部を分担することによって、放熱部30a〜30dの各々に対して安定して送風することができる。また、送風部40aは放熱部30a及び30cと放熱部30dとの間をまたぐように設置されるため、放熱部30dの両端部(図12の斜線部の領域)にも空気が流れ、冷却効率が低下することを抑制することができる。同様に、送風部40bが放熱部30a及び30cと放熱部30bとの間をまたぐように設置されるため、放熱部30bの両端部(図12の斜線部の領域)にも空気が流れ、冷却効率低下が抑制される。   When the cooling device 1 of the modified example is operated, the air blowing part 40a on the upper side in the Y-axis direction blows air to the heat radiation part 30d and the upper half of the heat radiation parts 30a and 30c in the Y-axis direction, as shown by the broken line arrows in FIG. To do. Similarly, the air blower 40b on the lower side in the Y-axis direction blows air to the heat dissipating part 30b and the lower half in the Y-axis direction of the heat dissipating parts 30a and 30c. Since each air blower shares the heat dissipating part to be blown, air can be stably blown to each of the heat dissipating parts 30a to 30d. In addition, since the air blower 40a is installed so as to straddle between the heat radiating parts 30a and 30c and the heat radiating part 30d, the air also flows to both ends of the heat radiating part 30d (the shaded area in FIG. 12). Can be suppressed. Similarly, since the air blower 40b is installed so as to straddle between the heat radiating parts 30a and 30c and the heat radiating part 30b, air also flows to both ends of the heat radiating part 30b (the shaded area in FIG. 12). Efficiency reduction is suppressed.

===第4実施形態===
上述の各実施形態で説明した冷却装置では、送風部40から送風されて放熱部30を通過した後の空気はそれぞれX軸方向、Y軸方向へ排気される。しかし、冷却装置の使用用途や条件によっては、空気を排気することが可能な方向が制限される場合も考えられる。そこで、第4実施形態では、排気方向が制限される場合の一例として、放熱部から排気される空気の方向をY軸方向に限定した冷却装置について説明する。
=== Fourth Embodiment ===
In the cooling device described in each of the above-described embodiments, the air after being blown from the blower 40 and passing through the heat dissipation part 30 is exhausted in the X-axis direction and the Y-axis direction, respectively. However, depending on the usage and conditions of the cooling device, the direction in which air can be exhausted may be limited. Therefore, in the fourth embodiment, a cooling device in which the direction of the air exhausted from the heat radiating unit is limited to the Y-axis direction will be described as an example when the exhaust direction is limited.

図13は、第4実施形態の冷却装置1の概略図である。第4実施形態の冷却装置1では、板状部材10、熱電素子20、放熱部30、及び送風部40の各機器の構成は第1実施形態とほぼ同様である。一方、各機器の配置は第1実施形態と異なり、また、第4実施形態の冷却装置1には空気の流れ方向を制限するため制限板50が備えられる。   FIG. 13 is a schematic diagram of the cooling device 1 of the fourth embodiment. In the cooling device 1 of 4th Embodiment, the structure of each apparatus of the plate-shaped member 10, the thermoelectric element 20, the thermal radiation part 30, and the ventilation part 40 is as substantially the same as 1st Embodiment. On the other hand, the arrangement of each device is different from that of the first embodiment, and the cooling device 1 of the fourth embodiment is provided with a restriction plate 50 for restricting the air flow direction.

第4実施形態において熱電素子20及び放熱部30は、板状部材10上のXY平面において格子状に配置される。図13において、右上に位置する放熱部を30a、右下に位置する放熱部を30b、左上に位置する放熱部を30c、左下に位置する放熱部を30dとする。このとき、放熱部30a〜30dにおいて、放熱フィン32がY軸方向に沿って並ぶようにそれぞれ配置される。そして、放熱部30aと放熱部30bとの間の位置に送風部40aが設けられ、放熱部30cと放熱部30dとの間の位置に送風部40bが設けられる。つまり、第4実施形態においては、送風部40aが放熱部30a及び放熱部30bに送風を行ない、送風部40bが放熱部30c及び放熱部30dに送風を行なう。   In the fourth embodiment, the thermoelectric elements 20 and the heat radiating portions 30 are arranged in a grid pattern on the XY plane on the plate member 10. In FIG. 13, the heat dissipating part located in the upper right is 30a, the heat dissipating part located in the lower right is 30b, the heat dissipating part located in the upper left is 30c, and the heat dissipating part located in the lower left is 30d. At this time, in the heat radiating portions 30a to 30d, the heat radiating fins 32 are arranged so as to be aligned along the Y-axis direction. And the ventilation part 40a is provided in the position between the thermal radiation part 30a and the thermal radiation part 30b, and the ventilation part 40b is provided in the position between the thermal radiation part 30c and the thermal radiation part 30d. That is, in 4th Embodiment, the ventilation part 40a blows air to the thermal radiation part 30a and the thermal radiation part 30b, and the ventilation part 40b ventilates the thermal radiation part 30c and the thermal radiation part 30d.

また、放熱部30aと放熱部30bとの間から空気がX軸方向に移動するのを抑制するために、図13に示されるような制限板50が設けられる。当該制限板50と板状部材10と送風部40とによって囲まれる空間によってY軸方向に沿った空気の流路を形成し(図13のB−B断面図参照)、送風部40から送風された空気がX軸方向に流れるのを抑制しつつ、Y軸方向に限定して送風することができる。   Further, in order to suppress the movement of air in the X-axis direction from between the heat radiating part 30a and the heat radiating part 30b, a limiting plate 50 as shown in FIG. 13 is provided. An air flow path along the Y-axis direction is formed by a space surrounded by the restriction plate 50, the plate-like member 10, and the air blowing unit 40 (see the BB cross-sectional view in FIG. 13), and the air is blown from the air blowing unit 40. The air can be blown only in the Y-axis direction while suppressing the air flowing in the X-axis direction.

第4実施形態の冷却装置1の使用時には、送風部40aの上部(Z軸方向の上方)から吸引された空気が送風部40aの下部(Z軸方向の下方)へと導かれる。そして、制限板50によって移動方向がY軸方向に制限されることにより、Y軸方向の上下に空気が移動する。Y軸方向上側に配置された放熱部30a、及びY軸方向下側に配置された放熱部30bを空気が通過することで、放熱部30と空気との間で熱交換が行なわれ、空気中に熱が拡散する。放熱された後の空気は冷却装置1のY軸方向の上下から外側に排気される。送風部40bについても同様である。   When the cooling device 1 according to the fourth embodiment is used, the air sucked from the upper part (upper in the Z-axis direction) of the blower 40a is guided to the lower part (lower in the Z-axis direction) of the blower 40a. Then, the movement direction is restricted to the Y-axis direction by the restriction plate 50, so that the air moves up and down in the Y-axis direction. When air passes through the heat dissipating part 30a disposed on the upper side in the Y-axis direction and the heat dissipating part 30b disposed on the lower side in the Y-axis direction, heat exchange is performed between the heat dissipating part 30 and the air. Heat diffuses into The air after the heat is radiated is exhausted from the top and bottom of the cooling device 1 in the Y-axis direction to the outside. The same applies to the blower 40b.

なお、上述の例ではY軸方向に空気が流れる装置について説明したが、放熱部30の配置及び放熱フィン32の方向を調整することにより、Y軸方向以外の方向に空気が流れるようにすることも可能である。これにより、所望の方向について排気を行うことが可能な冷却装置が実現される。   In the above example, the device in which air flows in the Y-axis direction has been described. However, by adjusting the arrangement of the heat dissipating unit 30 and the direction of the heat dissipating fins 32, air can flow in directions other than the Y-axis direction. Is also possible. Thereby, a cooling device capable of exhausting in a desired direction is realized.

===第5実施形態===
第5実施形態では、放熱部30と送風部40とが一体的に構成された冷却装置について説明する。
=== Fifth Embodiment ===
5th Embodiment demonstrates the cooling device with which the thermal radiation part 30 and the ventilation part 40 were comprised integrally.

図14は、第5実施形態の冷却装置1の概略図である。第5実施形態の冷却装置1では、板状部材10、熱電素子20(図14では不図示)、の構成及び配置は第2実施形態とほぼ同様である。一方、放熱部30及び送風部40の構成が第2実施形態(第1実施形態)と異なる。   FIG. 14 is a schematic view of the cooling device 1 of the fifth embodiment. In the cooling device 1 of the fifth embodiment, the configuration and arrangement of the plate member 10 and the thermoelectric element 20 (not shown in FIG. 14) are substantially the same as those of the second embodiment. On the other hand, the structure of the thermal radiation part 30 and the ventilation part 40 differs from 2nd Embodiment (1st Embodiment).

第5実施形態の放熱部30は円形であり、複数の放熱フィン31が中心から外周に向かって放射状に配置されている。そして、送風部40は、ファンの回転軸が放熱部30の中心部に一致するように配置されている。これにより、送風部40によって送風される冷却用空気は、放熱部30の中央部から外周部に向かってほぼ一様に流れ、熱電素子20から放熱部30に溜まった熱をより効率的に拡散させる。また、図14では、板状部材10に対して熱電素子20、放熱部30及び送風部40が格子状に配置されているが、本実施形態においてこれらの配置は、自在に変更可能である。上述のように、放熱部30と送風部40とが一体的に構成され、両者の位置関係があらかじめ決定されているため、板状部材10上での配置に関わらず、安定した冷却性能を得ることができる。   The heat radiation part 30 of the fifth embodiment is circular, and a plurality of heat radiation fins 31 are arranged radially from the center toward the outer periphery. And the ventilation part 40 is arrange | positioned so that the rotating shaft of a fan may correspond to the center part of the thermal radiation part 30. FIG. Thereby, the cooling air blown by the blower 40 flows substantially uniformly from the central part of the heat radiating part 30 toward the outer peripheral part, and diffuses the heat accumulated in the heat radiating part 30 from the thermoelectric element 20 more efficiently. Let Moreover, in FIG. 14, although the thermoelectric element 20, the thermal radiation part 30, and the ventilation part 40 are arrange | positioned with respect to the plate-shaped member 10 in the grid | lattice form, in this embodiment, these arrangement | positioning can be changed freely. As described above, since the heat radiating unit 30 and the air blowing unit 40 are integrally configured and the positional relationship between them is determined in advance, stable cooling performance is obtained regardless of the arrangement on the plate member 10. be able to.

本実施形態では、放熱部30の放熱フィン31の形状が特殊であるため、第2実施形態における放熱部30と比較してコストが高くなりやすい。しかし、放熱部30及び送風部40を一体化してコンパクトな構成としたことにより、設計の自由度が高くなり、装置をより小型化することが可能になる。また、送風部40自体を小型のものにしても十分な方熱効率を得ることができるため、結果的に放熱部30及び送風部40の合計重量を軽くすることができる。したがって、冷却装置全体としての重量を軽くすることもできる。   In this embodiment, since the shape of the heat dissipation fin 31 of the heat dissipation part 30 is special, the cost is likely to be higher than that of the heat dissipation part 30 in the second embodiment. However, by integrating the heat radiating unit 30 and the air blowing unit 40 into a compact configuration, the degree of freedom in design is increased, and the device can be further downsized. Moreover, even if the air blower 40 itself is made small, sufficient thermal efficiency can be obtained, and as a result, the total weight of the heat radiating part 30 and the air blower 40 can be reduced. Therefore, the weight of the entire cooling device can be reduced.

===第6実施形態===
第6実施形態では、板状部材10が1枚の板ではなく、複数の板によって構成される冷却装置について説明する。
=== Sixth Embodiment ===
In the sixth embodiment, a cooling device in which the plate-like member 10 is constituted by a plurality of plates instead of a single plate will be described.

図15は、第6実施形態の冷却装置1の概略図である。図15において、熱電素子20、放熱部30及び送風部40の構成及び配置は第2実施形態とほぼ同様である。一方、板状部材10の構成が第2実施形態(第1実施形態)と異なる。   FIG. 15 is a schematic view of the cooling device 1 of the sixth embodiment. In FIG. 15, the configuration and arrangement of the thermoelectric element 20, the heat radiating unit 30, and the air blowing unit 40 are substantially the same as those in the second embodiment. On the other hand, the configuration of the plate-like member 10 is different from that of the second embodiment (first embodiment).

第6実施形態の冷却装置では、板状部材10が4枚の熱交換板10A〜10Dによって構成される。熱交換板10A〜10Dはそれぞれほぼ同じ大きさ(実際には多少大きさが異なる)の矩形状の平板であり、第2実施形態の板状部材10と同等の材質(アルミ板等)で形成される。熱交換板10A〜10Dにはそれぞれ熱電素子20、放熱部30及び送風部40が少なくとも一組ずつ設けられ、熱交換板10A〜10Dの各々が単独で小型の冷却装置として機能することができる。すなわち、本実施形態では、各々の熱交換板が板状部材10であるといえる。そして、熱交換板の外縁部のうち少なくとも一辺が、他の熱交換板の外縁部と所定の間隔を有するように接続される。図15では、4枚の熱交換板が3つの接続部材17によって互いに接続され、全体として1つの冷却装置を構成している。   In the cooling device of the sixth embodiment, the plate member 10 is constituted by four heat exchange plates 10A to 10D. Each of the heat exchange plates 10A to 10D is a rectangular flat plate having substantially the same size (actually slightly different size), and is formed of the same material (aluminum plate or the like) as the plate member 10 of the second embodiment. Is done. Each of the heat exchange plates 10A to 10D is provided with at least one set of the thermoelectric element 20, the heat radiating unit 30, and the air blowing unit 40, and each of the heat exchange plates 10A to 10D can function as a small cooling device alone. That is, in this embodiment, it can be said that each heat exchange plate is the plate-like member 10. And at least one side is connected so that it may have a predetermined space | interval with the outer edge part of another heat exchange board among the outer edge parts of a heat exchange board. In FIG. 15, four heat exchange plates are connected to each other by three connection members 17 to constitute one cooling device as a whole.

接続部材17は、例えば、蝶番のような構造を有する部材である。図15のC−C断面図に示されるように熱交換板10A及び10Bは接続部材17の中央部に設けられる軸17aを回転中心としてXZ平面上で回転可能に接続されている。熱交換板10Aの外縁部と10Bの外縁部との間には間隔aが設けられている(図15参照)。適当な間隔を設けることにより、回転の際に熱交換板10Aの外縁部と熱交換板10Bの外縁部とが干渉して動作の妨げになるようなことを抑制している。また、接続部材17は、図15のC−C断面においてX軸方向に弾性力を有することが望ましい。   The connection member 17 is a member having a structure like a hinge, for example. As shown in the CC cross-sectional view of FIG. 15, the heat exchange plates 10 </ b> A and 10 </ b> B are rotatably connected on the XZ plane with a shaft 17 a provided at the center of the connection member 17 as a rotation center. An interval a is provided between the outer edge of the heat exchange plate 10A and the outer edge of 10B (see FIG. 15). By providing an appropriate interval, it is possible to prevent the outer edge of the heat exchange plate 10A and the outer edge of the heat exchange plate 10B from interfering with each other during rotation. Further, the connecting member 17 desirably has an elastic force in the X-axis direction in the CC cross section of FIG.

同様に、熱交換板10Aと熱交換板10Cとは接続部材17によって軸17aを回転中心としてYZ平面上で回転可能に接続されている。そして、熱交換板10Aと熱交換板10Cとの間には適当な間隔aが設けられている。また、熱交換板10Bと熱交換板10Dとは接続部材17によって軸17aを回転中心としてYZ平面上で回転可能に接続され、両者の間には間隔aが設けられている。   Similarly, the heat exchange plate 10 </ b> A and the heat exchange plate 10 </ b> C are connected by a connection member 17 so as to be rotatable on a YZ plane with a shaft 17 a as a rotation center. An appropriate distance a is provided between the heat exchange plate 10A and the heat exchange plate 10C. Further, the heat exchange plate 10B and the heat exchange plate 10D are connected by a connecting member 17 so as to be rotatable on the YZ plane around the shaft 17a as a rotation center, and a gap a is provided between the two.

一方、熱交換板10Cと熱交換板10Dとの間には接続部材17が設けられない。つまり、熱交換板10Cと熱交換板10Dとは接続されておらず、両者は互いに独立して可動する。また、図15に示されるように、熱交換板10Cと熱交換板10Dとの間には間隔aよりも広い間隔bが設けられる。言い換えると、ある熱交換板の外縁部と他の熱交換板の外縁部とが接続されない部分には、熱交換板の外縁部と他の熱交換板の外縁部とが接続される部分よりも広い間隔が設けられる。熱交換板同士が接続されていない部分では、当該熱交換板が動作する際に、互いに接触しやすくなる。しかし、両者の間隔をなるべく広く設けることにより、熱交換板同士(つまり熱交換板10C及び熱交換板10D)が独立して動作する場合であっても両者が接触しにくいようにしている。   On the other hand, the connecting member 17 is not provided between the heat exchange plate 10C and the heat exchange plate 10D. That is, the heat exchange plate 10C and the heat exchange plate 10D are not connected, and both move independently of each other. Further, as shown in FIG. 15, a gap b wider than the gap a is provided between the heat exchange plate 10C and the heat exchange plate 10D. In other words, the portion where the outer edge of one heat exchange plate and the outer edge of another heat exchange plate are not connected is more than the portion where the outer edge of the heat exchange plate and the outer edge of another heat exchange plate are connected. Wide spacing is provided. In a portion where the heat exchange plates are not connected to each other, the heat exchange plates are likely to come into contact with each other when operating. However, the gap between the two is set as wide as possible so that the heat exchange plates (that is, the heat exchange plate 10C and the heat exchange plate 10D) operate independently even if they are operated independently.

なお、本実施形態においても、第5実施形態で説明したように放熱部30と送風部40とが一体的に構成されたものを用いてもよい。図16は、第6実施形態の冷却装置1において、放熱部30と送風部40とが一体的に構成された場合の例について示す図である。この場合も、上述の例と同様、熱交換板10A〜10Dがそれぞれ板状部材10として機能し、熱交換板の各々が単独で小型の冷却装置として機能することができる。   Also in this embodiment, as described in the fifth embodiment, a configuration in which the heat radiating unit 30 and the air blowing unit 40 are integrally configured may be used. FIG. 16 is a diagram illustrating an example where the heat radiating unit 30 and the air blowing unit 40 are integrally configured in the cooling device 1 of the sixth embodiment. Also in this case, similarly to the above-described example, the heat exchange plates 10A to 10D each function as the plate-like member 10, and each of the heat exchange plates can function alone as a small cooling device.

本実施形態の冷却装置では、熱交換板(板状部材)同士が動作可能に接続されているため、冷却対象(例えば、人間の背中)に対してそれぞれの熱交換板の裏面側をフィットさせやすくなっている。つまり、複数の熱交換板(板状部材)の各々が身体の動きに従って独立して動くことができるため、各々の熱交換板(板状部材)と身体との接触面積を常に大きく保ち、冷却効率を高めることができる。特に、作業中や運動中に冷却装置を使用する場合には、複数の熱交換板が背中の動きに追随して動くことにより、それぞれの熱交換板を常に背中にフィットさせることができるため、動作中の人間の体勢に関わらず効率よく背中を冷却することが可能である。   In the cooling device of the present embodiment, the heat exchange plates (plate-like members) are operatively connected to each other, so that the back side of each heat exchange plate is fitted to the object to be cooled (for example, a human back). It has become easier. In other words, since each of the plurality of heat exchange plates (plate-like members) can move independently according to the movement of the body, the contact area between each heat exchange plate (plate-like member) and the body is always kept large and cooling is performed. Efficiency can be increased. In particular, when using a cooling device during work or exercise, it is possible to always fit each heat exchange plate to the back by moving multiple heat exchange plates following the movement of the back, It is possible to cool the back efficiently regardless of the posture of the human being in motion.

なお、上述の例では4枚の矩形状熱交板によって板状部材10の全体が構成される例について説明したが、熱交換板の数は4枚には限られない。例えば、2枚または3枚の熱交換板が直列に接続される形態であってもよいし、それ以上の数の熱交換板を有する構造であってもよい。   In the above-described example, the example in which the entire plate-like member 10 is configured by four rectangular heat exchanger plates has been described, but the number of heat exchange plates is not limited to four. For example, two or three heat exchange plates may be connected in series, or may have a structure having a larger number of heat exchange plates.

===その他の実施形態===
上述の実施形態は、本考案の理解を容易にするためのものであり、本考案を限定して解釈するためのものではない。本考案は、その趣旨を逸脱することなく、変更・改良され得ると共に、本考案には、その等価物が含まれることは言うまでもない。
=== Other Embodiments ===
The above-described embodiments are intended to facilitate understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and it goes without saying that the present invention includes equivalents thereof.

<熱電素子20について>
上述の各実施形態では、熱電素子20としてペルチェ素子を用いる例について説明されていたが、この例には限られない。熱電素子20は電流を流すことによって一方の面が吸熱し、他方の面が発熱するものであれば他の素子を利用することも可能である。
<About thermoelectric element 20>
In each of the above-described embodiments, the example in which the Peltier element is used as the thermoelectric element 20 has been described. However, the present invention is not limited to this example. The thermoelectric element 20 can use another element as long as one surface absorbs heat and the other surface generates heat when a current is passed.

<温度調整機構について>
上述の各実施形態において、温度センサー等を設けることにより、冷却時における板状部材10の温度、及び、放熱時における放熱部30の温度を監視するようにしてもよい。本実施形態の冷却装置は人体に装着して使用することが想定されるため、より高い安全性が求められる。例えば、板状部材10の温度が低すぎる場合、使用者の健康を害するおそれがある。また、放熱部30の温度が高すぎる場合、熱電素子20の設計上冷却効果が得られず、かえって体温の上昇を招くおそれもある。そこで、これらの温度を監視して、温度範囲が異常値を示す場合には、熱電素子20への電力供給を強制的にストップする等の制限をかけておくとよい。また、サーモスタット等を用いることによってそれらの機器が常に設計温度範囲となるように温度調整を行なうことが可能な機構としてもよい。
<Temperature adjustment mechanism>
In each of the above-described embodiments, a temperature sensor or the like may be provided to monitor the temperature of the plate member 10 during cooling and the temperature of the heat radiating unit 30 during heat dissipation. Since the cooling device of the present embodiment is assumed to be used by being attached to a human body, higher safety is required. For example, when the temperature of the plate-like member 10 is too low, there is a risk of harming the user's health. Moreover, when the temperature of the thermal radiation part 30 is too high, the cooling effect is not acquired on the design of the thermoelectric element 20, and there exists a possibility of causing a raise of body temperature on the contrary. Therefore, these temperatures are monitored, and when the temperature range shows an abnormal value, it is preferable to restrict the power supply to the thermoelectric element 20 or the like. Moreover, it is good also as a mechanism which can adjust temperature so that those apparatuses may always become a design temperature range by using a thermostat etc.

<カバー2の構成について>
上述の各実施形態では、カバー2が冷却装置の全体を覆う構成であったが、この例には限られず、カバー2が冷却装置を部分的に覆う構成としてもよい。例えば、放熱部30がカバーの外側に露出する構成として冷却装置の内部に熱が篭もりにくい構造とすることもできる。また、カバー2の全体がメッシュ状の部材で形成され、防水機能を維持しつつ熱を拡散させることができるような構造であってもよい。
<About the structure of the cover 2>
In each of the embodiments described above, the cover 2 covers the entire cooling device. However, the present invention is not limited to this example, and the cover 2 may partially cover the cooling device. For example, a structure in which the heat radiating unit 30 is exposed to the outside of the cover may have a structure in which heat is not easily trapped inside the cooling device. Moreover, the structure where the whole cover 2 is formed with a mesh-like member, and can diffuse heat, maintaining a waterproof function may be sufficient.

<冷却装置の使用態様について>
上述の各実施形態では、使用者が冷却装置を背中に背負う構成について説明されていたが、この限りではない。例えば、冷却装置がバックパックと一体的に構成され、バックパックの背面側が冷却されるような構造としてもよい。この場合、使用者がバックパックを背負うことによって背中が冷却されるので、冷却装置としての機能とバックパックとしての機能を同時に実現することができる。
<About usage of cooling device>
In each of the above-described embodiments, the configuration in which the user holds the cooling device on the back has been described, but this is not a limitation. For example, the cooling device may be configured integrally with the backpack, and the back side of the backpack may be cooled. In this case, since the back is cooled by the user carrying the backpack, the function as the cooling device and the function as the backpack can be realized at the same time.

1 冷却装置、
2 カバー、2ha 通気孔、2hb 通気孔、
3 ベルト、
5 冷却装置(比較例)、
10 板状部材、10A〜10D 熱交換板、12 取付溝、13 ネジ孔、
15 枠体、17 接続部、17a 軸、
20 熱電素子、25 断熱材、
30 放熱部、30a〜30d 放熱部、31 ベース板、32 放熱フィン、
40 送風部、40a〜40b 送風部、
50 制限板、
60 電源
1 cooling device,
2 Cover, 2ha vent, 2hb vent,
3 belt,
5 Cooling device (comparative example),
10 plate-like member, 10A to 10D heat exchange plate, 12 mounting groove, 13 screw hole,
15 frame, 17 connecting portion, 17a shaft,
20 thermoelectric elements, 25 heat insulating materials,
30 heat radiation part, 30a-30d heat radiation part, 31 base plate, 32 heat radiation fin,
40 air blower, 40a-40b air blower,
50 limit plate,
60 power supply

Claims (7)

熱伝導性を有する板状部材と、
前記板状部材の表面と接するように設けられた板状の素子であって、電流を流すことによって一方の面が吸熱し他方の面が発熱する素子と、
前記素子の前記板状部材と対向する面と反対側の面に接するように設けられた放熱部と、
前記放熱部の前記素子と接する面と反対側に設けられ、前記放熱部に対して送風を行う送風部と、
を備えることを特徴とする冷却装置。
A plate-like member having thermal conductivity;
A plate-like element provided so as to be in contact with the surface of the plate-like member, wherein one element absorbs heat and the other surface generates heat by passing an electric current;
A heat dissipating part provided so as to be in contact with the surface opposite to the surface facing the plate-like member of the element;
A blower unit provided on the opposite side of the surface of the heat dissipating part that contacts the element, and blows air to the heat dissipating part;
A cooling device comprising:
請求項1に記載の冷却装置であって、
前記素子及び前記放熱部をそれぞれ複数備え、
複数の前記放熱部にまたがるようにして前記送風部が配置され、
前記送風部が複数の前記放熱部に対して送風を行なう、ことを特徴とする冷却装置。
The cooling device according to claim 1,
A plurality of each of the element and the heat dissipating part,
The air blowing part is arranged so as to straddle a plurality of the heat radiating parts,
The cooling device, wherein the air blowing unit blows air to the plurality of heat radiating units.
請求項1または2に記載の冷却装置であって、
前記放熱部の前記素子と接する面と反対側に複数の放熱フィンが並列に設けられ、
前記複数の放熱フィンが並ぶ方向が前記送風部を中心とした放射方向となるように、前記放熱部が設けられる、ことを特徴とする冷却装置。
The cooling device according to claim 1 or 2,
A plurality of heat dissipating fins are provided in parallel on the opposite side of the surface of the heat dissipating part that contacts the element,
The cooling device, wherein the heat radiating portion is provided such that a direction in which the plurality of heat radiating fins are aligned is a radial direction centered on the air blowing portion.
請求項1〜3のいずれかに記載の冷却装置であって、
4つの前記放熱部が前記板状部材の表面と接するように十字型に配置され、
4つの前記放熱部の中心の位置に前記放熱部が配置される、ことを特徴とする冷却装置。
The cooling device according to any one of claims 1 to 3,
The four heat radiating portions are arranged in a cross shape so as to be in contact with the surface of the plate-like member,
The cooling device, wherein the heat dissipating part is arranged at a center position of the four heat dissipating parts.
請求項1〜4のいずれかに記載の冷却装置であって、
4つの前記放熱部が前記板状部材の表面と接するように十字型に配置され、
4つの前記放熱部の中心の位置に複数の前記放熱部が配置される、ことを特徴とする冷却装置。
The cooling device according to any one of claims 1 to 4,
The four heat radiating portions are arranged in a cross shape so as to be in contact with the surface of the plate-like member,
The cooling device, wherein a plurality of the heat radiating portions are arranged at the center of the four heat radiating portions.
請求項1に記載の冷却装置であって、
前記素子と前記放熱部と前記送風部との組が少なくとも1つ以上設けられ、
前記送風部が同じ組に属する前記放熱部に対して送風を行なう、ことを特徴とする冷却装置。
The cooling device according to claim 1,
At least one set of the element, the heat radiating part, and the air blowing part is provided,
The cooling device characterized in that the air blowing part blows air to the heat radiating part belonging to the same set.
請求項6に記載の冷却装置であって、
前記素子と前記放熱部と前記送風部との組が少なくとも1つ以上設けられた矩形状の前記板状部材を複数有し、
矩形状の前記板状部材の外縁部のうち少なくとも一辺が、他の前記板状部材の外縁部と所定の間隔を有するように接続され、
矩形状の前記板状部材の外縁部のうち他の前記板状部材の外縁部と接続されない部分は、前記板状部材の外縁部と他の前記板状部材の外縁部との間に前記間隔よりも広い間隔を有する、ことを特徴とする冷却装置。
The cooling device according to claim 6,
A plurality of rectangular plate-like members provided with at least one set of the element, the heat radiating part, and the air blowing part;
At least one side of the outer edge portion of the rectangular plate-like member is connected to the outer edge portion of the other plate-like member so as to have a predetermined interval,
Of the outer edge of the rectangular plate-like member, the portion that is not connected to the outer edge of the other plate-like member is between the outer edge of the plate-like member and the outer edge of the other plate-like member. A cooling device characterized by having a wider interval.
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