JP3930312B2 - 熱電装置とこの装置を備えた貯蔵庫とこの貯蔵庫の組み立て方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ効果を有する熱電モジュールを冷蔵機器等に取り付けるための装置に関するものである。また本発明は、熱電モジュールを使用したものに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フロンガスのオゾン層破壊作用が地球的な問題となり、フロンガスを使用しない冷蔵機器の開発が急がれている。そしてフロンガスを使用しない冷蔵機器の一つとして、熱電モジュールを使用した冷蔵機器が注目されている。
【０００３】
ここで熱電モジュールとは、ペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）モジュール、熱電モジュール、又は熱電子チップとして知られているものであり、二つの伝熱面を有し、電流を流すことにより一方の伝熱面が加熱され、他方の伝熱面が冷却される機能を持つ部材である。すなわち熱電モジュールでは、一方の面が放熱面として機能し、他方が吸熱面として機能する。
【０００４】
熱電モジュールを使用した熱電装置としては、実開昭６３−８７４８４号公報に示されているものがある。
【０００５】
以下、図面を参照しながら、上記従来の熱電装置について説明する。
【０００６】
図５は、実開昭６３−８７４８４号公報に開示されている発明の熱電装置の断面図を示している。
【０００７】
図５において、１０１は熱電モジュールであり、両側に伝熱ブロック１０２が熱的に接合され、両伝熱ブロック１０２間に介在される断熱性の間隔規制凸部１０３を介して連結するものである。
【０００８】
断熱壁１０６の開口部分に間隔規制凸部１０３を設け、この間隔規制凸部１０３の両側に伝熱ブロック１０２をネジ止めし、間隔規制凸部１０３によって形成された空隙内に熱電モジュール１０１を挟み込んだものである。また、この間隔規制凸部１０３の厚み寸法を熱電モジュール１０１の厚み寸法と略同一に設定している。間隔規制凸部１０３の両側に伝熱ブロック１０２をネジ止めした後、冷却部材１０４または放熱部材１０５をそれぞれ伝熱ブロック１０２にネジ止めする。
【０００９】
また、従来の熱電装置を冷蔵庫等に用いる一般的な場合には、庫内側と庫外側を分ける断熱壁の一部に貫通孔を設け、冷却部材が庫内側に、また放熱部材が庫外側に位置するように貫通穴を挟んで取り付けられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、また従来技術の熱電装置では、伝熱ブロック１０２が直接的に冷蔵庫の壁１０６や間隔規制凸部１０３と接するので、冷熱が冷蔵庫の壁に奪われてしまう。そのため従来技術の冷蔵庫は、熱効率が悪く、冷えにくいものであった。
【００１１】
更には、庫外側から庫内側への侵入熱量を抑えるために、断熱壁１０６に設ける貫通穴を最小限に抑える必要がある。しかし、冷却部材１０４または放熱部材１０５の大きさが断熱壁１０６に設けた貫通穴よりも大きいために、冷却部材１０４または放熱部材１０５の少なくともいずれか一方は、熱電モジュール１０１と伝熱ブロック１０２を断熱壁１０６に設けた貫通穴に挿入した後、それらと熱的に接合させる必要があり、熱電装置としてユニット化できずに、組み立て工程が複雑になるという欠点もあった。
【００１２】
そこで本発明は、従来技術の上記した課題を解決するもので、熱電装置をコンパクト化し、冷蔵庫等の貯蔵庫への組み込みを容易にすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、前記熱電モジュールの吸熱面又は放熱面に設けた熱伝導部材と、前記熱電モジュールと前記熱伝導部材とを挟持する冷却部材及び放熱部材と、前記冷却部材と前記放熱部材との間の前記熱電モジュールと前記熱伝導部材との周囲に設けられ前記冷却部材又は前記放熱部材のいずれか一方に固定されたケーシングとを有し、前記ケーシングの反固定側の端部と前記熱伝導部材との間に弾性部材を設け、前記弾性部材が、前記熱伝導部材を介して、前記冷却部材と前記放熱部材のうち前記ケーシングが固定されている部材の方向へ、前記熱電モジュールを弾性的に押圧し、かつ前記冷却部材または前記放熱部材のうち少なくとも一方の部材が、取り付けられる壁に設けた貫通孔を通過可能な寸法に形成したことを特徴とする熱電装置であり、冷却部材と放熱部材との間に、熱電モジュールと熱伝導部材とを挟んで一体構成し、冷却部材または放熱部材の一方の部材は熱伝導部材に固定され、他方の部材はケーシングに固定される。そしてケーシングは、弾性部材を介して熱伝導部材と係合しているので、結局、冷却部材と放熱部材とは、ケーシングと熱伝導部材との係合によって連結されることとなる。これにより、冷却部材または放熱部材の間に伸縮性があり、熱伝導部材等の熱変形が弾性部材によって吸収されるので、熱電モジュールに過度の圧力がかかることを防止できる。さらに、冷却部材または放熱部材のうち少なくとも一方の部材が、貯蔵庫の壁に設けた貫通孔を通過可能な寸法に形成しているため、貫通孔を最小限の大きさにとどめることができるので、貯蔵庫への組み込みを容易にできる。
【００１４】
また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに冷却部材または放熱部材の少なくともいずれかは、熱電モジュールあるいは熱伝導部材に熱的に接触して設けられた板状部を設けたものであり、冷却部材または放熱部材に熱電モジュールあるいは熱伝導部材からの熱を拡散する板状部を設けた熱電装置においても、貯蔵庫への組み込みが容易になるという作用を有する。
【００１５】
また請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明に、さらに冷却部材及び放熱部材に熱電モジュールあるいは熱伝導部材に熱的に接触して設けられた板状部を設け、いずれか一方の前記板状部は、取り付けられる壁の貫通孔の断面積より大きく、いずれか大きい方の前記板状部と前記壁との間にシール部材が介在するものであり、板状部と貯蔵庫との壁との間にシール部材を介在させて一体的に熱電装置を組み込むことができる。そのため、組み込み後シール性も確保されるので、別工程としてシール部材を組み込む工数が低減できるという作用を有する。かつ同時に庫内と庫外間の冷気の逃げ、あるいはの外気の進入等をを防止できるという作用も有する。
【００１６】
また板状部と冷蔵機器の壁との間には隙間が生じるので、板状部の熱が壁側に伝わりにくいという作用も有する。
【００１７】
また請求項４に記載の発明は、請求項１または３に記載の発明に、さらに冷却部材及び放熱部材は、板状部と、前記板状部の表面に設けられた多数のフィンとをそれぞれ設け、前記冷却部材の板状部と前記放熱部材の板状部のうち板状部の断面積が小さい方の前記部材のフィンは、板状部の断面積が大きい方の前記部材のフィンより、高さが高いものであり、板状部断面積が小さくてもフィン高さを高くすることで、熱交換する表面積を小さくさせることがないので、熱交換性能は同等もしくはそれ以上が可能となる作用も有する。
【００１８】
また請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明に、さらに熱電モジュールのリード線の接続端子部材が、ケーシングと一体成型されているものであり、熱電モジュールのリード線の接続端子部材がケーシングと一体成型されているため、熱電装置を貯蔵庫等へ組み込む際、特別に冷熱の逃げを防止するための作業を必要としないので、工数の低減及び組み込みを容易にできるという作用と、一体化熱電装置自体のシール性向上や吸湿性向上の構造となるため信頼性向上という作用を有する。
【００１９】
また請求項６に記載の発明は、請求項１または請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の熱電装置を備えた貯蔵庫であって、断熱壁によって囲まれた貯蔵室を有し、冷却部材または放熱部材のうち一方の前記部材が前記貯蔵室内に露出し、他方の前記部材が貯蔵室外に露出しているものであり、熱電モジュールを使用するので軽量である。また設置姿勢に制約を受けない。さらに熱電モジュールの損傷がなく、かつ冷えやすいという作用を有する。
【００２０】
また請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱電装置を貯蔵庫の壁の貫通孔に挿入して組み付けるものであり、一体化した熱電装置を貯蔵庫の壁の貫通孔に挿入して組み付けるので、貯蔵庫への組み込みが容易にできるという作用を有する。
【００２１】
また請求項８に記載の発明は、放熱部材の板状部の断面積を小さく、かつ前記放熱部材のフィン高さを高くし、前記放熱部材を庫内側から壁の貫通孔に、請求項４に記載の熱電装置を挿入して組み付けるものであり、電熱モジュールの取付け装置を一体化できるので、貯蔵庫への組み込みが容易になるとともに、冷却部材より放熱部材の板状部面積を小さくして、フィン高さを高くすることにより、貯蔵室内側はスペース的に何ら制約されず、貯蔵室外側はスペースを有効に活用できる構成となる。しかも熱交換する表面積が小さくなることがないので、冷却性能は同等もしくはそれ以上が可能となるという作用を有する。更には、放熱部材の総表面積を増やすことで、熱交換が良好になるので、冷却性能が向上するという作用も有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱電装置とこの装置を備えた貯蔵庫とこの貯蔵庫の組み立て方法の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１による熱電装置を備えた貯蔵庫の斜視図である。図２は、図１の貯蔵庫の断面図である。図３は、本発明の実施の形態１の熱電装置の断面図である。図４は、本発明の他の実施の形態の熱電装置の断面図である。
【００２４】
図１，図２に示す冷蔵庫１（特許請求の範囲の貯蔵庫に相当する）は、本発明の一実施の形態であり、本発明の熱電装置２が装備されたものである。
【００２５】
すなわち冷蔵庫１は、本体部３と扉４を有し、これらはいずれも断熱壁５，６で覆われていて内部が冷蔵室８（特許請求の範囲の貯蔵室に相当する）となっている。断熱壁５，６は、いずれも表裏面に薄い鋼板１０，１１が設けられ、その内部に発泡ウレタン樹脂等の断熱材９が充填されたものである。
【００２６】
そして、冷蔵室８の裏面側の断熱壁５に、本実施の形態に特有の部材である熱電装置２が取り付けられている。
【００２７】
熱電装置２は、熱電モジュール１５を内蔵するものであり、箱体１６、冷却部材１７、放熱部材１８、熱伝導部材２０及びオーリング２１，２３、板ばね２２によって構成されている。また箱体１６は、外箱２５内に後述する内箱２６が挿入されたものである。
【００２８】
順次説明すると、箱体１６を構成する外箱２５は、断面が略正方形の筒状をしている。そして当該筒状部２７の両端にフランジ３０，３１が設けられている。フランジ３０，３１のうち、筒状部２７の放熱側（図３右側）に設けられたフランジ３１は筒状部２７の端面と同一の平面に設けられている。また他方（冷却側）のフランジ３０は、筒状部２７の端面と同一の平面に設けられているが、フランジ３１と直交する方向にフランジが設けられている。
【００２９】
この様に外箱２５により冷蔵庫１の断熱壁５に貫通孔６０が形成されている。
【００３０】
外箱２５の材質は任意であるが、断熱性に優れ、かつ冷蔵庫１の断熱壁５との接着性が良いものが推奨される。
【００３１】
内箱２６（特許請求の範囲のケーシングに相当する）は、前記した外箱２５と相似形の断面の筒状部３２を持ち、筒状部３２の大きさは、前記した外箱２５の筒状部２７の内寸よりも小さい。
【００３２】
内箱２６の筒状部３２の一端側（放熱側）にはフランジ３５が設けられている。そしてフランジ３５の外側の面（放熱部材１８との接触面）には溝３９が設けられている。溝３９は内箱２６の放熱側の開口の周囲を環状に取り囲むものである。溝３９には弾性部材であるオーリング２３が装着される。
【００３３】
また内箱２６の外周部にはフランジ３５から筒状部３２に沿って、筒状部３２の他端側（吸熱側）に向かって図示していないが補強用リブが各面（全周４面）に設けられている。リブの長さは、内箱２６ほぼ全長程度の長さである。
【００３４】
一方、内箱２６の他端側（吸熱側）は、内向きにフランジ３８が設けられており、開口３７が狭められている。また内箱２６の他端側（吸熱側）の開口３７の先端部には、図３に示すように２つの溝部４８，４９が設けられている。溝部４８には弾性部材であるオーリング２１、溝部４９には弾性部材、例えば板ばね２２が保持されており、ずれないように構成されているものである。すなわち溝部４８，４９は、内フランジ３８の内部側（熱伝導部材２０側）にあって、開口３７に沿って開口３７の全周を環状に取り巻いて設けられている。
【００３５】
冷却部材１７と放熱部材１８は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた素材によって作られたものである。冷却部材１７と放熱部材１８は、いずれもベースとなる熱電モジュール１５あるいは熱伝導部材２０から熱を拡散する板状部４０，４１を持ち、その表面側に多数のフィン４３が設けられたものである。なおフィン４３は、略Ｌ字型または略Ｉ字型の薄い板状の部材であり、板状部４０，４１の表面側にカシメあるいは超音波溶接等の加工を行い、接合する。
【００３６】
冷却部材１７と放熱部材１８の相違点は、ベースとなる板状部４０，４１の面積とフィン高さの違いである。
【００３７】
従来のようにフィン４３の形状を板状部４０，４１の表面を薄く削り、削り部を起立させたものであると、加工上フィン高さに限界が生じる。しかし、フィン４３を略Ｌ字型または略Ｉ字型の薄い板状部材をカシメあるいは超音波溶接等の加工を行うことにより、同じ熱交換面積（総表面積）が同じと仮定した場合、フィン４３の高さが高く設定できるためベースとなる板状部４０，４１の面積を小さくできる。また、冷蔵庫１の貫通孔６０の開口面積より板状部４０または板状部４１の面積を同等またはそれ以下にすることで、熱電装置２を一体化、ユニット化して冷蔵庫１等の本体に容易に組み込むことができる。
【００３８】
ここで本実施の形態では、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さく、フィン高さが高いもので熱電装置２を一体化している。すなわち、冷蔵庫１等の本体へは冷蔵室８（冷蔵庫庫内側）から熱電装置２を組み込む構成としている。また、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さく、フィン高さを高くすることで、冷蔵室８の庫内容積に影響をおよぼすことなく、庫外側のスペース（フィンの高さ方向に）を有効活用することができる。
【００３９】
更に放熱部材１８の熱交換面積（総表面積）を増やすことで、冷却性能が向上できる。
【００４０】
熱伝導部材２０は、アルミニウム等の熱伝導性に優れた金属で作られた中実のブロックである。
【００４１】
熱伝導部材２０の形状は四角柱状であるが、一方の端部（吸熱側）はやや小さく作られている。すなわち熱伝導部材２０の吸熱側端部の近傍には段部５１があり、先端は面積がやや小さい。吸熱側端部の端面２４の形状は略正方形であり、その大きさは熱電モジュール１５と等しい。また前記した内箱２６の開口３７と同程度の大きさであり、熱伝導部材２０の吸熱側端部の先端部分は、内箱２６の開口３７から突出可能である。
【００４２】
熱伝導部材２０の本体部分の寸法は、内箱２６の内側部分よりも小さい。すなわち熱伝導部材２０と内箱の間に隙間（空気層）６５がある。
【００４３】
熱電モジュール１５は、平板状であり、正方形をしている。熱電モジュール１５は、前記した様に、リード線５５，５６から電流を流すと、一方の面（放熱面）５８が高温となり、他方の面（吸熱面）５７が低温となる性質を持つ。
【００４４】
オーリング２１，２３は、いずれもゴムで作られたものであり、略四角形の形状をしている。
【００４５】
次に、熱電装置２の上記した各部材同士の関係および冷蔵庫１の本体部３との関係について説明する。
【００４６】
熱電装置２を構成する部材の内、外箱２５は、断熱壁５を貫通する状態で冷蔵庫１の本体部３に取り付けられる。すなわち冷蔵室８の裏面側の断熱壁５には貫通孔６０が設けられており、貫通孔６０の内部に外箱２５の筒状部２７があり、両端のフランジ３０，３１は、図３の様に鋼板１０，１１の内側と接している。
【００４７】
実際の製作上は、鋼板１０，１１を平行に配し、その間に予め外箱２５を挟み、この状態からウレタン樹脂液等を鋼板１０，１１同士の間に注入し、鋼板１０，１１同士の間で樹脂液を発泡させて鋼板１０，１１と外箱２５及び断熱材を一体化させる。すなわち外箱２５は、断熱壁５を成形する際に鋳込んでしまう。
【００４８】
そして図３に示すように、外箱２５の中に内箱２６や熱伝導部材２０、熱電モジュール１５等が配され、両端に冷却部材１７と放熱部材１８が組み付けられた熱電装置２を一体的に冷蔵庫１の貫通孔６０に挿入される。
【００４９】
すなわち外箱２５の中に内箱２６が配され、さらに内箱２６の中に熱伝導部材２０が挿入されている。ここで外箱２５と内箱２６の関係を見ると、内箱２６の外形寸法は外箱２５の内形寸法よりも小さい。また外形寸法が外箱２５の内形寸法、内形寸法が内箱２６の外形寸法で形成された断熱部材６２が内箱２６の筒状部３２周囲に設置されている。断熱部材６２は、例えば発泡ウレタンや発泡ポリスチレン等の発泡断熱材が一般的である。また真空断熱材を使用して更に断熱効果を向上することができる。
【００５０】
一方、内箱２６の他端部は、後述するように熱伝導部材２０の先端によって支持されている。そのため内箱２６は、外箱２５に対して同心状にある。
【００５１】
また熱伝導部材２０は、内箱２６の中にあり、先端部が内箱２６の開口３７から外部に突出している。そして熱伝導部材２０の先端面には、冷却部材１７がネジ６３によって一体的に取り付けられている。またさらに冷却部材１７は、ネジ６４によって発泡ウレタン樹脂等の発泡樹脂からなるシール部材６７を介在させて断熱壁５に取り付けられている。従って、冷却部材１７の板状部４０と断熱壁５の間には隙間が生じる。また、前記した熱伝導部材２０は、断熱壁５にネジ止めされた冷却部材１７によって片持ち支持され、熱伝導部材２０は、外箱２５に対して同心状にある。
【００５２】
そして上述のように、熱伝導部材２０の先端部が内箱２６の開口３７から突出しており、さらに内箱２６の開口３７部分には内フランジ３８が設けられているので、内箱２６の開口３７の開口端が熱伝導部材２０と接し、内箱２６の端部を支持して内箱２６の熱伝導部材２０を外箱２５に対して同心位置に位置決めする。従って内箱２６及び熱伝導部材２０は共に外箱２５に対して同心位置にあり、熱伝導部材２０の全周面と内箱２６の内面にも隙間６５が存在する。
【００５３】
また内箱２６の端部の内フランジ３８にはオーリング２１、板ばね２２が配されている。すなわち内フランジ３８は、熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に係合するが、内フランジ３８とこれらとの間にはオーリング２１、板ばね２２が介在されている。
【００５４】
従って内箱２６は、内フランジ３８が熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に嵌合するので、外箱２５から抜け落ちることが無く、かつオーリング２１、板ばね２２の弾性によって軸方向に移動可能である。
【００５５】
また内箱２６のフランジ３５に、放熱部材１８がネジ止めされている。なお両者の間にはオーリング２３が介在されている。そして内箱２６内の熱伝導部材２０と放熱部材１８の板状部４１の間で熱電モジュール１５が挟まれている。
【００５６】
ここで上述したように、内箱２６は、内フランジ３８が熱伝導部材２０と冷却部材１７の間で形成される溝に嵌合しており、外箱２５から抜け落ちることが無いが、オーリング２１、板ばね２２の弾性によって軸方向に移動可能であるので、内箱２６と一体的に固定された放熱部材１８はオーリング２１、板ばね２２の弾性の範囲内で移動可能である。
【００５７】
これに対して熱伝導部材２０は、冷却部材１７に対して一体的に固定されているから、軸方向の自由度を持たない。そのため熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に挟まれた熱電モジュール１５は、オーリング２１、板ばね２２の弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。
【００５８】
本実施の形態の熱電装置２の各部材について、ラジアル方向の支持とスラスト方向の支持についてまとめると次の通りである。
【００５９】
すなわち外箱２５は、断熱壁５に鋳込まれて断熱壁５に対して一体的に取り付けられており、ラジアル方向についてもスラスト方向についても固定されている。また冷却部材１７についても、ネジ６４で断熱壁５に一体的に取り付けられており、ラジアル方向についてもスラスト方向についても固定されている。
【００６０】
残りの部材のラジアル方向の支持を見ると、熱伝導部材２０は冷却部材１７に片持ち保持されており、冷却部材１７によってラジアル方向の荷重が支持されている。
【００６１】
内箱２６は、図３の左側（吸熱側）の開口３７の端部が熱伝導部材２０の小径部と当接し、内箱２６の先端側が熱伝導部材２０によって支持されている。一方内箱２６の図３の右側（放熱側）は、外形寸法が外箱２５の内形寸法、内形寸法が内箱２６の外形寸法で形成された断熱部材６２が内箱２６の筒状部３２周囲に沿って挿入されているので、断熱部材６２が外箱２５に当接することにより、外箱２５に支持されている。従って内箱２６は、熱伝導部材２０と外箱２５によってその両端がラジアル方向に支持されている。
【００６２】
そのため外箱２５、内箱２６、熱伝導部材２０は、いずれも安定して支持され、互いに同心位置にある。そして大きさの関係により、熱伝導部材２０と内箱２６の間に空隙６５があり、内箱２６と外箱２５の間に断熱部材６２がある。
【００６３】
またスラスト方向の支持を見ると、前記したように熱伝導部材２０は断熱壁５に固定された冷却部材１７と一体的であるから、熱伝導部材２０はスラスト方向に固定されている。
【００６４】
そして内箱２６及び放熱部材１８は、冷却部材１７と熱伝導部材２０の段部との間に形成された溝部に、内箱２６の内フランジ３８が係合し、スラスト方向の荷重を支持している。ただし、内フランジ３８と熱伝導部材２０の間にはオーリング２１、板ばね２２があるから、オーリング２１、板ばね２２の弾性の範囲内でスラスト方向に移動可能である。そのため熱電モジュール１５は、オーリング２１、板ばね２２の弾性によって熱伝導部材２０と放熱部材１８の間に押しつけられる。
【００６５】
細部について付言すると、冷却部材１７と断熱壁５との間には、発泡ウレタン樹脂等の発泡樹脂からなるシール部材６７が介在されている。
【００６６】
熱電モジュール１５のリード線５５，５６は、内箱２５と内箱２５内で一体成型された接続端子４７に接続され、内箱２５からバッテリー又は整流器７０に接続される。
【００６７】
本実施の形態の冷蔵庫１では、バッテリーまたは整流器７０から通電された熱電モジュール１５の吸熱面５７の温度が低下し、放熱面５８の温度が上昇する。そして吸熱面５７の冷温は、熱伝導部材２０に伝導され、さらに熱伝導部材２０から冷蔵室８内の冷却部材１７に伝導される。そして冷却部材１７が冷蔵室８内の空気を冷却し、庫内を低温雰囲気にする。
【００６８】
一方、放熱面５８の温熱は、直接的に放熱部材１８に伝わり、外部に放出される。
【００６９】
ここで本実施の形態の冷蔵庫１では、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さく、フィン高さが高いもので熱電装置２を一体化している。すなわち、冷蔵庫１等の本体へは冷蔵室８（冷蔵庫１庫内側）から熱電装置２を組み込む構成としている。また、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さく、フィン高さを高くすることで、冷蔵室８の庫内容積に影響をおよぼすことなく、庫外側のスペース（フィンの高さ方向に）を有効活用することができる。
【００７０】
以上説明した実施の形態では、冷却部材１７、放熱部材１８に板状部４０，４１の表面側に多数のフィン４３が設けられた構造のものを採用したが、図４で示すように吸熱部材は、平板５０であってもよい。すなわち断熱壁５の一部である冷蔵室８側の鋼板１１に平板５０を直接接触させ、冷蔵室８内を冷蔵雰囲気にすることもできる。またさらに進んで、冷蔵室８の内面を覆う鋼板１１を冷却部材として活用することも可能である。すなわち、平板５０を介さずに直接鋼板１１と熱伝導部材２０が熱的に接合されてもよい。
【００７１】
また本実施の形態では、熱伝導部材２０の周囲に二重断熱部を設けたが、断熱層としてはは単層でもあってもよい。
【００７２】
また、弾性部材として、オーリング２１，２３及び板ばね２２を熱電装置２の構成要素として説明してきたが、板ばね２２はオーリングであってもよく、この場合オーリング２１とオーリング（板ばね）２２を一つにまとめることも可能である。
【００７３】
また、熱伝導部材２０を一つだけ使用し、熱電モジュール１５を放熱側に寄せた構成を採用した。この構成は、効果として先に述べたように、空隙６５内で冷熱と温熱が混じり合わず、冷熱を冷蔵室８内に伝える効率が高い。しかしながら本発明は、上記した構成にこだわるものではなく、熱電モジュール１５を吸熱側に寄せてもよい。ただし熱電モジュール１５を吸熱側に寄せると、高温の空気が空隙６５内にこもるので、この高温の空気を排出する方策を検討することが望ましい。また冷熱の伝達効率は低下するが、２個の熱伝導部材を採用し、この間に熱電モジュール１５を挟む構成も可能である。
【００７４】
また、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも小さく、フィン高さが高いもので熱電装置２を一体化しているが、放熱部材１８の板状部４１の面積が冷却部材１７の板状部４０の面積よりも大きく、フィン高さが低いもので熱電装置２を一体化し、庫外側から取り付けるようにしてもよい。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の熱電装置とこの装置を備えた貯蔵庫とこの貯蔵庫の組み立て方法では、熱電モジュールに過度の圧力がかかることを防止しながら熱電装置をユニット化，コンパクト化し、貯蔵庫等への組み込みを容易にすることができる。
【００７６】
特に請求項１に記載の熱電装置は、ケーシングの反固定側の端部と前記熱伝導部材との間に弾性部材を設け、前記弾性部材が、前記熱伝導部材を介して、前記冷却部材と前記放熱部材のうち前記ケーシングが固定されている部材の方向へ、前記熱電モジュールを弾性的に押圧し、かつ前記冷却部材または前記放熱部材のうち少なくとも一方の部材が、取り付けられる壁に設けた貫通孔を通過可能な寸法に形成しため、熱電装置の取扱いや、運搬や、熱電装置が取り付けられる貯蔵庫等への組み込みを容易にでき、しかも熱電装置が取り付けられる壁に設けた貫通孔を最小限にでき、冷蔵庫のように断熱性能を備える壁に取り付けられる場合、従来に比べ断熱性能を向上できるという効果がある。
【００７７】
請求項２に記載の熱電装置は、請求項１に記載の熱電装置に、さらに冷却部材または放熱部材の少なくともいずれかは、熱電モジュールあるいは熱伝導部材に熱的に接触して設けられた板状部を設けたものであり、冷却部材または放熱部材に熱電モジュールあるいは熱伝導部材からの熱を拡散する板状部を設けた熱電装置においても、貯蔵庫への組み込みが容易にできる。
【００７８】
請求項３に記載の熱電装置は、請求項１に記載の熱電装置に、さらに冷却部材及び放熱部材に熱電モジュールあるいは熱伝導部材に熱的に接触して設けられた板状部を設け、いずれか一方の前記板状部は、取り付けられる壁の貫通孔の断面積より大きく、いずれか大きい方の前記板状部と前記壁との間にシール部材が介在するものであり、板状部と熱電装置が取り付けられる壁との間にシール部材を介在させて一体的に熱電装置を組み込むことができる。そのため、組み込み後シール性も確保されるので、別工程としてシール部材を組み込む工数が低減できる。
【００７９】
また板状部と壁との間には隙間が生じるので、板状部の熱が壁側に伝わりにくくできる。
【００８０】
請求項４に記載の熱電装置は、請求項１または３に記載の熱電装置に、さらに冷却部材及び放熱部材は、板状部と、前記板状部の表面に設けられた多数のフィンとをそれぞれ設け、前記冷却部材の板状部と前記放熱部材の板状部のうち板状部の断面積が小さい方の前記部材のフィンは、板状部の断面積が大きい方の前記部材のフィンより、高さが高いものであり、板状部断面積が小さくてもフィン高さを高くすることで、熱交換する表面積を小さくさせることがないので、熱交換性能は同等もしくはそれ以上が可能にできる。
【００８１】
請求項５に記載の熱電装置は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱電装置に、さらに熱電モジュールのリード線の接続端子部材が、ケーシングと一体成型されているものであり、熱電モジュールのリード線の接続端子部材がケーシングと一体成型されているため、熱電装置を貯蔵庫等へ組み込む際、特別に冷熱の逃げを防止するための作業を必要としないので、工数の低減及び組み込みを容易にできるという作用と、一体化熱電装置自体のシール性向上や吸湿性向上の構造となるため信頼性を向上できる。
【００８２】
請求項６に記載の貯蔵庫は、請求項１または請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の熱電装置を備えた貯蔵庫であって、断熱壁によって囲まれた貯蔵室を有し、冷却部材または放熱部材のうち一方の前記部材が前記貯蔵室内に露出し、他方の前記部材が貯蔵室外に露出しているものであり、熱電モジュールを使用するので軽量である。また設置姿勢に制約を受けない。さらに熱電モジュールの損傷がなく、かつ冷えやすくできる。
【００８３】
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱電装置を貯蔵庫の壁の貫通孔に挿入して組み付けるものであり、一体化した熱電装置を貯蔵庫の壁の貫通孔に挿入して組み付けるので、貯蔵庫への組み込みが容易にできる。
【００８４】
請求項８に記載の貯蔵庫の組み立て方法は、放熱部材の板状部の断面積を小さく、かつ前記放熱部材のフィン高さを高くし、前記放熱部材を庫内側から壁の貫通孔に、請求項４に記載の熱電装置を挿入して組み付けるものであり、電熱モジュールの取付け装置を一体化できるので、貯蔵庫への組み込みが容易になるとともに、冷却部材より放熱部材の板状部面積を小さくして、フィン高さを高くすることにより、貯蔵室内側はスペース的に何ら制約されず、貯蔵室外側はスペースを有効に活用できる構成となる。しかも熱交換する表面積が小さくなることがないので、冷却性能は同等もしくはそれ以上が可能となるとともに、放熱部材の総表面積を増やすことで、熱交換が良好になるので、冷却性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱電装置を備えた貯蔵庫の実施の形態１の冷蔵庫の斜視図
【図２】図１の冷蔵庫の断面図
【図３】本発明の同実施の形態の熱電装置の断面図
【図４】本発明の他の実施の形態の熱電装置の断面図
【図５】従来の熱電装置の断面図
【符号の説明】
１ 冷蔵庫（貯蔵庫）
２ 熱電装置
５，６ 断熱壁
８ 冷蔵室（貯蔵室）
１５ 熱電モジュール
１６ 箱体
１７ 冷却部材
１８ 放熱部材
２０ 熱伝導部材
２５ 外箱
２６ 内箱（ケーシング）
４０，４１ 板状部
４７ 接続端子部材
５７ 吸熱面
５８ 放熱面
６０ 貫通孔
６７ シール部材

Claims (8)

1. 吸熱面と放熱面とを有し電流を流すことにより前記放熱面が加熱され前記吸熱面が冷却される熱電モジュールと、前記熱電モジュールの吸熱面又は放熱面に設けた熱伝導部材と、前記熱電モジュールと前記熱伝導部材とを挟持する冷却部材及び放熱部材と、前記冷却部材と前記放熱部材との間の前記熱電モジュールと前記熱伝導部材との周囲に設けられ前記冷却部材又は前記放熱部材のいずれか一方に固定されたケーシングとを有し、前記ケーシングの反固定側の端部と前記熱伝導部材との間に弾性部材を設け、前記弾性部材が、前記熱伝導部材を介して、前記冷却部材と前記放熱部材のうち前記ケーシングが固定されている部材の方向へ、前記熱電モジュールを弾性的に押圧し、かつ前記冷却部材または前記放熱部材のうち少なくとも一方の部材が、取り付けられる壁に設けた貫通孔を通過可能な寸法に形成したことを特徴とする熱電装置。
2. 冷却部材または放熱部材の少なくともいずれかは、熱電モジュールあるいは熱伝導部材に熱的に接触して設けられた板状部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱電装置。
3. 冷却部材及び放熱部材に熱電モジュールあるいは熱伝導部材に熱的に接触して設けられた板状部を設け、いずれか一方の前記板状部は、取り付けられる壁の貫通孔の断面積より大きく、いずれか大きい方の前記板状部と前記壁との間にシール部材が介在することを特徴とする請求項１に記載の熱電装置。
4. 冷却部材及び放熱部材は、板状部と、前記板状部の表面に設けられた多数のフィンとをそれぞれ設け、前記冷却部材の板状部と前記放熱部材の板状部のうち板状部の断面積が小さい方の前記部材のフィンは、板状部の断面積が大きい方の前記部材のフィンより、高さが高いことを特徴とする請求項１または３に記載の熱電装置。
5. 熱電モジュールのリード線の接続端子部材が、ケーシングと一体成型されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の熱電装置。
6. 断熱壁によって囲まれた貯蔵室を有し、冷却部材または放熱部材のうち一方の前記部材が前記貯蔵室内に露出し、他方の前記部材が貯蔵室外に露出していることを特徴とする請求項１または請求項３から請求項５のいずれか一項に記載の熱電装置を備えた貯蔵庫。
7. 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱電装置を貯蔵庫の壁の貫通孔に挿入して組み付けることを特徴とする貯蔵庫の組み立て方法。
8. 請求項４に記載の熱電装置において、放熱部材の板状部の断面積を小さく、かつ前記放熱部材のフィン高さを高くし、前記放熱部材を庫内側から壁の貫通孔に挿入して組み付けることを特徴とする貯蔵庫の組み立て方法。

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