JP6830225B2 - 保温保冷テーブル - Google Patents

Description

本発明は、ペルチェ素子を用いて卓上の飲食物等の物体を保温または保冷する保温保冷テーブルに関する。

従来には、この種の技術として、ペルチェ素子などの熱電素子が発する熱を放熱する作用を促進する部材としてファンを備えたものが種々提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１のものは、熱電素子の下面側に放熱板（フィン付きヒートシンク）を設け、その下方にさらにファンを有した構成となっている。ようするに、熱電素子の上面側の物体を冷却する際に、熱電素子から放熱板に熱伝導された熱がファンを通じて天板の下方へ放熱されることで、熱電素子の上面側での吸熱作用が維持されるようになっている。

実開平１−１０６８７３号公報

ところで、特許文献１のようにファンを設けたものでは、当然にファンにより送風する方向が開放されている。そのため通気用の窓からファンの一部が露出し、天板の裏面側がすっきりとした外観とはならないおそれがある。また、ファンの回転音やファンを駆動するモータ音が耳障りとなるおそれもある。

本発明は、このような事情を考慮して提案されたもので、その目的は、放熱のためのファンを備えることなく、天板の裏面側をすっきりとした外観にして下方に放熱できる保温保冷テーブルを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の保温保冷テーブルは、貫通開口を有した天板と、貫通開口の上面側を塞いだ載置用プレートと、載置用プレートの下面に接触するように配設されたペルチェ素子と、ペルチェ素子の下面に接触するように配設されたヒートシンク部と、ヒートシンク部のすくなくとも底面を覆うように配設された放熱用覆い板と、天板を支持する脚部とを備えており、放熱用覆い板の上面にヒートシンク部の底面が接触していることを特徴とする。

本発明の保温保冷テーブルによれば、上述した構成となっているため、放熱のためのファンを備える必要がなく、天板の裏面側をすっきりとした外観にして下方に放熱することができる。

本発明の一実施形態に係る保温保冷テーブルの説明図である。（ａ）は図２のＸ−Ｘ線に対応した断面図、（ｂ）は（ａ）におけるＹ部の拡大図である。 本保温保冷テーブルの平面図である。 本保温保冷テーブルの裏面側の斜視図である。 本保温保冷テーブルの内部基本ブロック図である。 本保温保冷テーブルの基本動作フローチャートである。

以下に、本発明の保温保冷テーブル１（以下、たんに「テーブル１」という）の実施の形態について、添付図面をもとに説明する。まず、テーブル１の基本構成について説明する。

本実施形態に係るテーブル１は、貫通開口１１を有した天板１０と、貫通開口１１の上面側を塞いだ載置用プレート２０と、載置用プレート２０の下面に接触するように配設されたペルチェ素子２５とを備えている（図１および図２参照）。このテーブル１はさらに、ペルチェ素子２５の下面に接触するように配設されたヒートシンク部３０と、ヒートシンク部３０のすくなくとも底面を覆うように配設された放熱用覆い板５５と、天板１０を支持する脚部６０とを備えている（図１および図３参照）。

ついで、本実施形態に係るテーブル１の詳細な構成および作用効果について説明する。

図１〜図３に示すように、本テーブル１は円形の天板１０を有した１本脚テーブルである。天板１０はたとえば木質材を素材とすればよいが、合成樹脂材を素材としたものであってもよい。図１および図２に示すように、天板１０には、天板１０の直径における対称位置（円中心から略等距離の位置）に上下に貫通した円形の２つの貫通開口１１、１１が形成されている。

また、図２に示すように、天板１０のそれぞれの貫通開口１１、１１の近傍には操作パネル４０、４０が設けてある。操作パネル４０には、保温スイッチ４１、保冷スイッチ４２、自動スイッチ４３および停止スイッチ４４が配設してある。これらのスイッチは択一的に選択できる構造となっている。

この貫通開口１１の開口内空間の上部に、天板１０の表面と略面一になるように、天板１０の厚さよりも十分に薄い載置用プレート２０が嵌め込んである。たとえば、貫通開口１１の上部の内縁に段差部を設けて、その段差部に載置用プレート２０を載置するようにして取り付けることもできる。

この載置用プレート２０の下面の中央には、後述するヒートシンク部３０との協働により、後述するペルチェ素子２５を挟み込むための挟持突部２１が下方に突出形成されている。なお、載置用プレート２０は熱伝導性の高いアルミニウムなどの金属材料で形成されることが望ましい。

図２および図３に示すように、天板１０の裏面には、天板１０の直径よりやや短めで、その全体が上方より天板１０により覆われてなる板状ケース体５０が、天板１０の円中心を通るように配設されている。この板状ケース体５０はアルミニウム板で製されており、その底面部５１は２つの貫通開口１１、１１を裏面側より覆う位置関係となっている（図１〜図３参照）。この板状ケース体５０の外郭部（底面部５１、側板部５２）により上記放熱用覆い板５５を構成している。

この板状ケース体５０の平面中心が天板１０の円中心とおおむね一致し、天板１０の中心から下方に板状ケース体５０の中心を通るように脚部６０が延びている（図１および図３参照）。脚部６０は、１本の円筒状の脚６１と、その下端に配された、脚６１よりも径大な円錐台状の台座６２とを一体に有してなる。

つぎに、貫通開口１１、１１の空間内に設けた保温保冷構造１３、１３について説明する。なお、本実施形態のものは、２つの貫通開口１１、１１のそれぞれに同一形状、同一構造の保温保冷構造１３、１３が配してあり、その一方について、図２（ｂ）に図示した拡大図をもとに説明する。他方のものは同様の構造であるため、拡大図および説明は省略する。

載置用プレート２０の下方には、載置用プレート２０の裏面に接触状態となっているペルチェ素子２５が設けてある。このペルチェ素子２５は、上下に平坦面を有した熱電モジュールとされ、通電されることで、ペルチェ効果により、一方の面（たとえば上面）が放熱するように作用し、他方の面（下面）が吸熱するように作用する。通電方向を逆にすれば、一方の面が吸熱し、他方の面が放熱する。ペルチェ素子２５の平面形状は矩形とされ、平面的に貫通開口１１に収まる寸法とされる。

ペルチェ素子２５の下方には、ペルチェ素子２５に接触状態となっているヒートシンク部３０が設けてある。ヒートシンク部３０は、ペルチェ素子２５の発する熱の放熱を目的とした金属体とされる。

ヒートシンク部３０は径の異なる円柱体を重ねたような形状とされる。ヒートシンク部３０は、載置用プレート２０の挟持突部２１と協働してペルチェ素子２５を挟持する挟持部３１と、その挟持部３１の下方側に連成された下方突部３２と、挟持部３１、下方突部３２の境界部分より側方に突出した鍔部３３、３３とを有している。この下方突部３２の周面には、表面積が大きくなるように放熱フィン（多数の縦ひれ３２ａ、３２ａ）が形成されている（図１（ｂ）参照）。なお、放熱フィンとして周方向に沿った多数のひれを設けてもよい。

このヒートシンク部３０は、挟持部３１と鍔部３３、３３とが貫通開口１１の空間内に収容され、下方突部３２が貫通開口１１の裏面開口より下方に突出している。鍔部３３、３３の下面と天板１０の裏面とは略面一となるように配設されている。このヒートシンク部３０は、取付具３５により貫通開口１１に取り付けられている。

取付具３５は、外径が貫通開口１１の径よりも大きく、内径が貫通開口１１の径よりも小さいリング状の載置片部３５ａと、貫通開口１１の内周縁に沿うように配される起立片３５ｂとを有している。また、載置片部３５ａの内径はヒートシンク部３２の下方突出部３２が挿通できる程度のものとなっている。この取付具３５は天板１０の裏面より嵌め入れられ固定具３７で固定して取り付けられている。ヒートシンク部３０は下方突出部３２が下方に突き出た状態で、取付具３５の載置片部３５ａにより下方より支持された状態となっている。

また、載置用プレート２０と、ヒートシンク部３０とは、挟持突部２１、挟持部３１間にペルチェ素子２５を挟んだ状態で、ペルチェ素子２５の外周側で、載置用プレート２０の表面側よりねじ込んだ固定具３７によって固定されている。

設置手順としては、たとえばつぎのようにすればよい。まず、取付具３５を貫通開口１１に裏面側より固定具３７、３７で固定しておく。つぎに、取り付けられた取付具３５の載置片部３５ａの開口にヒートシンク部３０の下方突出部３２を通して仮配設する。つぎに、ヒートシンク部３０の挟持部３１の上面にペルチェ素子２５を配し、さらにその上に載置用プレート２０を設置する。そして、載置用プレート２０の表面側よりヒートシンク部３０に対して固定具３７をねじ込めば、ペルチェ素子２５も固定状態にして、それら３部材を貫通開口１１内に配設することができる。

また、載置用プレート２０とヒートシンク部３０の鍔片３３、３３との間の凹所２７、２７の一方には、載置用プレート２０に載置した物体の温度を計測できるように、載置用プレート２０の裏面に接触させた温度センサー７１が設けてある（図１（ｂ）および図２参照）。さらに物体が載置用プレート２０上に載置されたことを検知するための物体検知センサー７２は、他方の凹所２７内に設けられている（図１（ｂ）および図２参照）。

このように、２つの貫通開口１１、１１内の空間にはそれぞれ、上から順に載置用プレート２０、２０、ペルチェ素子２５、２５、ヒートシンク部３０、３０の一部が配されている。天板１０の裏面側では２つの下方突出部３２、３２が貫通開口１１、１１の下方に突出している。それらの下方突出部３２、３２は、１つの板状ケース体５０（放熱用覆い板５５）により下方より覆われている。つまり、下方突出部３２、３２の底面および側面は板状ケース体５０により覆われている。

板状ケース体５０は、平面形状が矩形状とされる。また板状ケース体５０は、上方が開口したパン形状とされ、開口の長手方向の外側には鍔片５３、５３が形成されている。板状ケース体５０は、鍔片５３、５３が天板１０の裏面に固定具３７で固定されることで、天板１０の２つの貫通開口１１、１１と、そこから突出した２つのヒートシンク部３０、３０の下方突出部３２、３２とを覆い隠した状態で天板１０に固定されている。また、板状ケース体５０の底面部５１の上面はヒートシンク部３０の下端に当接しており、両部材は固定具３７で固定されている。

また、図１に示すようにヒートシンク部３０、３０（の下方突出部３２、３２）の側方には、放熱用覆い板５５（板状ケース体５０）により閉塞された中空空間５４が形成されている。この中空空間５４には電子基板部５７（基板ケース）が配設されている。板状ケース体５０と脚部６０とは内部空間どうしが連通しており、電子基板部５７は連通した２つの内部空間を通じて電源（不図示）に接続されている。

以上に説明したように、本テーブル１は貫通開口１１内にペルチェ素子２５を含む保温保冷構造１３を有しているため、載置用プレート２０の上に飲食物などを容器ごと載置すれば、それを保温または保冷することができる。

板状ケース体５０の底面部５１や側板部５２は、２箇所に分離されたヒートシンク部３０を覆う放熱用覆い板５５を構成しているため、２つのペルチェ素子２５の下面から発する熱を効率的に放熱することができる。放熱用覆い板５５は２つのヒートシンク部３０、３０を接触するように覆っており、その表面積が２つのヒートシンク部３０、３０にくらべて十分に大きいため、放熱効果を高めることができる。

このような構成により放熱用覆い板５５の放熱効果を高めることができるため、ファンを設けて放熱する必要性はほとんどない。ファンを設けなくてもよいから、テーブル１の裏面側をすっきりとした外観にすることができる。また、ファンがないからファンの回転音、モータ音を発することは当然になく、ペルチェ素子２５を静かな環境で作動させることができる。

放熱用覆い板５５の放熱効果を高めるために、底面部５１や側板部５２の外面に美観に影響のない程度の凹凸条（放熱フィン）を設けて表面積をさらに大きくしてもよい。

また、以上のテーブル１によれば、載置用プレート２０、２０が埋め込み式であり、かつ天板１０に対して面一になっているため、段差がなく掃除がしやすく、飲食物容器を安定的に卓上に載せ置くこともできる。

以上のように、本実施形態のテーブル１は、その表裏面がともにすっきりとした外観となっている。しかも、保温保冷構造１３は貫通開口１１内に収容され、下方に突出した部分が放熱覆い板５５を兼ねた板状ケース体５０に覆われているため、保温保冷構造１３が美観上、邪魔になるおそれもない。

なお、厚めの天板１０を用いて、保温保冷構造１３の全体を貫通開口１１の空間内に収容させてさらに外観をすっきりとさせることも可能である。つまり、このような場合には、放熱覆い板５５がヒートシンク部３０（下方突出部３２）のすくなくとも底面を覆う構成とすればよい。

もちろん本実施形態のテーブル１のように、ヒートシンク部３０の一部（下方突出部３２）を下方の中空空間５４の空気に晒すように突出させて、その底面および側面を放熱用覆い板５５で覆う形状とするほうが、放熱効果を高めるうえでは望ましい。放熱効果を高めるために、ヒートシンク部３０の多くの部分を中空空間５４内に突出させることが、より望ましい。なお、本実施形態では、放熱性を高めるために、ヒートシンク部３０の下方突出部３２の下面と放熱用覆い板５５とが接触しているが、非接触であってもよい。

以上には本発明のテーブル１の一例を示しているが、天板１０、貫通開口１１、載置用プレート２０、ペルチェ素子２５、ヒートシンク部３０などの構成部については、もちろん他の形状であってもよい。また保温保冷構造１３、１３は２箇所に設けてあるが、これには限られず、１箇所あるいは３個所以上に設けてもよい。

また、放熱用覆い板５５の面積は本実施形態のように、２つの貫通開口１１、１１の平面積の和よりも十分に大きいほうが放熱作用を高めるためには望ましい（図２参照）。特に本例のように、分離配置された複数の貫通開口１１、１１（保温保冷構造１３、１３）を覆うことができる大きさとすることが望ましい。もちろんこれには限定されず、貫通開口１１ごとに個別の小さめのものを設けてもよい。

また、上述したように、載置用プレート２０、ヒートシーク部３０、放熱用覆い板５０は熱伝導性を考慮して金属で製されているが、これには限られず、合成樹脂材料で成形したものであってもよい。

本テーブル１は、操作パネル４０のスイッチ操作により、または載置した物体の温度検知により（自動的に）、ペルチェ素子２５の保温モードと保冷モードの切り替えができるようになっている。

操作パネル４０には、上述したように保温スイッチ４１、保冷スイッチ４２、自動スイッチ４３、停止スイッチ４４などの各種スイッチが設けてある。保温スイッチ４１がオンになっていれば、ペルチェ素子２５に電流が流れ、その上面から熱を発して載置用プレート２０を加熱する。一方、保冷スイッチ４２がオンとなっていれば、ペルチェ素子２５への通電方向を逆にして、載置用プレート２０を冷却する。

自動スイッチ４３がオン（自動モードに設定）となっていれば、載置用プレート２０に物体が載せ置かれているかどうかで保温、保冷が自動判断され、その判断にもとづいて物体の保温または保冷をする。物体の載置を判断するために、載置用プレート２０に接触センサー、重量センサーあるいは圧力センサーなどの物体検知センサー７２が設けてある。

本テーブル１の保温、保冷制御について、図４および図５を参照して説明する。図４はテーブル１の内部基本ブロック図、図５はテーブル１の保温、保冷切り替え動作の基本動作フローチャートである。

本テーブル１は、図４に示すように、操作パネル４０、温度センサー７１、物体検知センサー７２の他に、ペルチェ素子２５を給電制御する制御部７０を備えた構成となっている。制御部７０はＣＰＵやプログラムなどで構成され、それらを構成する電子部品は電子基板部５７のケース内に収容されている（図２参照）。

図５に示すように、制御部７０は、停止スイッチ４４がオフ状態で保温スイッチ４１がオンとなっているときにはペルチェ素子２５の上面側を加熱するように通電する（Ｓ１０１〜Ｓ１０３）。制御部７０は、停止スイッチ４４がオフ状態で保冷スイッチ４２がオンとなっているときにはペルチェ素子２５の上面側を冷却するように通電する（Ｓ１０１、Ｓ１０４、Ｓ１０５）。つまり、スイッチにより保温モードと保冷モードとが個別に実行される。また、停止スイッチ４４がオンとなっていれば、ペルチェ素子２５への通電は停止状態とされる（Ｓ１０１、Ｓ１１１）。

制御部７０は、自動スイッチ４３がオンとなっていれば、物体検知センサー７２を入力し、オンであれば温度センサー７１の検出した温度を入力する（Ｓ１０７、Ｓ１０８）。制御部７０は、温度センサー７１の入力値が、保温下限値以上であれば保温モードを実行し（Ｓ１０９、Ｓ１０３）、入力値が保冷上限値以下であれば保冷モードを実行する（Ｓ１１０、Ｓ１０５）。

保温下限値以上でも保冷上限値以下でもなければ、ペルチェ素子２５への通電を停止状態にする（Ｓ１０９、Ｓ１１０、Ｓ１１１）。保温下限値をたとえば４５℃、保冷上限値をたとえば１５℃とすれば、その間の温度については保温も保冷もなされない。つまり、温度センサー７１が所定の温度域を検出したときには、ペルチェ素子２５への給電を停止するようにしている。

また、自動スイッチ４３がオフになっているときや、物体検知センサー７２がオフになっているときにも、ペルチェ素子２５への給電は停止状態となるように制御されるようになっている（Ｓ１０６、Ｓ１０６、Ｓ１１１）。

以上のように温度域内で動作を許容した構成によれば、載置用プレート２０が常温（たとえば室温程度）の際の加熱、冷却による無駄な電力の消費を抑えることができる。さらに、人の体温域（３６〜３７℃）が上記温度域に含まれるようにしておけば、人が載置用プレート２０に手を触れたときの加熱、冷却を防止できる。

本実施形態で示したように、温度センサー７１の検知温度におうじて、ペルチェ素子２５の保温モード、保冷モードの切り替え制御がなされる自動モードの構成を組み込むことが使い勝手がよく、望ましい。つまり、自動モードになっていれば、テーブル１に配膳された温かい飲食物は温かい状態を、冷たい飲食物は冷たい状態を維持することができる。

以上のような切り替え制御を含む動作は、ソフトウェア（プログラム）によりなされなくてもよく、電気回路によりなされるようにしてもよい。

また、以上に示した操作パネル４０（保温スイッチ４１、保冷スイッチ４２、自動スイッチ４３、停止スイッチ４４）の操作による通電動作は、ペルチェ素子２５ごとに個別にできるようになっている。保温スイッチ４１、保冷スイッチ４２、自動スイッチ４３、停止スイッチ４４は切り替えスイッチにしてもよい。

さらに、このような操作スイッチを設けずに自動モードのみの構成としてもよい。ようするに、物体が載置されたことを検知する物体検知センサー７２などが設けてあれば、これを自動スイッチ４３の代わりにすることができる。つまり、物体を置けば自動的に作動開始し、取り除けば作動停止する構成とすることもできる。

なお、ペルチェ素子２５の制御動作は上記のものには限られない。たとえば、保温モードまたは保冷モードの実行中におおむね一定の温度が保てるように、通電／停止を繰り返す構成としてもよい。また、通電が開始されてから一定時間後に通電を停止するようにしてもよい。さらに、フィードバック制御により載置用プレート２０の表面温度を一定にするようにしてもよい。

１ 保温保冷テーブル（テーブル）
１０ 天板
１１ 貫通開口
２０ 載置用プレート
２５ ペルチェ素子
３０ ヒートシンク部
５０ 板状ケース体
５４ 中空空間
５５ 放熱用覆い板
６０ 脚部
７０ 制御部
７１ 温度センサー

Claims (4)

1. 貫通開口を有した天板と、該貫通開口の上面側を塞いだ載置用プレートと、該載置用プレートの下面に接触するように配設されたペルチェ素子と、該ペルチェ素子の下面に接触するように配設されたヒートシンク部と、該ヒートシンク部のすくなくとも底面を覆うように配設された放熱用覆い板と、前記天板を支持する脚部とを備えており、
   前記放熱用覆い板の上面に前記ヒートシンク部の底面が接触していることを特徴とする保温保冷テーブル。
2. 請求項１において、
   前記載置用プレートの上面に載置された物体の温度を検知する温度センサーと、該温度センサーの検知温度におうじて、前記ペルチェ素子の保温モード、保冷モードの切り替え制御を行なう制御部とをさらに備えたことを特徴とする保温保冷テーブル。
3. 請求項２において、
   前記制御部は、前記ペルチェ素子に給電可能とした構成とされ、前記温度センサーが所定の温度域を検出したときには、前記ペルチェ素子への給電を停止することを特徴とする保温保冷テーブル。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   前記ヒートシンク部は前記貫通開口より下方に突出しており、突出した部分の側方には、前記放熱用覆い板により閉塞された中空空間が形成されていることを特徴とする保温保冷テーブル。

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