JPH09276076A - Temperature regulator - Google Patents
Temperature regulatorInfo
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- JPH09276076A JPH09276076A JP8786696A JP8786696A JPH09276076A JP H09276076 A JPH09276076 A JP H09276076A JP 8786696 A JP8786696 A JP 8786696A JP 8786696 A JP8786696 A JP 8786696A JP H09276076 A JPH09276076 A JP H09276076A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は加熱または冷却手段
であるペルチェ素子から熱伝導材によって面状に熱を拡
げ、暖房、冷房などに供される温度調節装置に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a temperature adjusting device for heating and cooling a Peltier element which is a heating or cooling means and spreads heat in a plane by a heat conducting material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の温度調節装置は、実開平
２−１１６６１３号公報に記載されているようなものが
一般的であった。この実開平２−１１６６１３号公報の
ものは、図８及び９に示されているように、多数のペル
チェ素子１の両面に導熱板２を設け導熱板２に表層材３
を設けたものである。上記構成によりペルチェ素子１か
ら導熱板２に熱を伝え暖房または冷房を行うようにして
いた。2. Description of the Related Art A conventional temperature adjusting device of this type is generally the one described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-116613. In the Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-116613, as shown in FIGS. 8 and 9, a large number of Peltier elements 1 are provided with heat conducting plates 2 on both surfaces, and the heat conducting plate 2 is covered with a surface layer material 3.
Is provided. With the above configuration, heat is transmitted from the Peltier element 1 to the heat guide plate 2 for heating or cooling.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この温
度調節装置では、ペルチェ素子１から面状に熱を伝導さ
せるための導熱板２の熱伝導率が不十分なため、ペルチ
ェ素子１を暖房、冷房を行う平面内に位置させ、しかも
ここに多数設けることによって、平面全体を温度調節し
さらに温度差をできるだけ少なくしようとしていた。However, in this temperature control device, since the heat conductivity of the heat conducting plate 2 for conducting heat in a planar manner from the Peltier element 1 is insufficient, the Peltier element 1 is heated and cooled. It was attempted to adjust the temperature of the entire plane and further minimize the temperature difference by arranging it in a plane in which the above-mentioned steps are performed and by providing a large number thereof.
【０００４】このため、基本的構成や電気配線などが極
めて複雑となり、組立、分解修理が困難であった。さら
にクッション性が得られず人体の接触感が悪いという問
題を有していた。For this reason, the basic structure and electric wiring are extremely complicated, and it is difficult to assemble, disassemble and repair. Further, there is a problem that the cushioning property cannot be obtained and the contact feeling of the human body is poor.
【０００５】また、ペルチェ素子１そのものが人体など
の重量や振動を直接に受けて破壊しやすいなど耐久性に
問題があった。さらにペルチェ素子１は、吸熱した熱と
電力のジュール熱をペルチェ素子１の反対面から十分に
放熱させて冷却能力を高める必要があるが、従来例にお
いては、平面内に位置する多数のペルチェ素子１の放熱
は導熱板２を介して行うため、十分な放熱量が得られず
冷却能力に問題があった。In addition, the Peltier device 1 itself has a problem in durability such that it is apt to be directly damaged by the weight and vibration of a human body or the like and is easily broken. Further, in the Peltier element 1, it is necessary to sufficiently radiate the absorbed heat and Joule heat of electric power from the opposite surface of the Peltier element 1 to enhance the cooling capacity. However, in the conventional example, a large number of Peltier elements located in a plane are used. Since the heat radiation of No. 1 is performed via the heat guide plate 2, a sufficient amount of heat radiation cannot be obtained and there is a problem in the cooling capacity.
【０００６】また、これまではペルチェ素子１から面状
への熱伝導手段としては、銅板、アルミニュウム板など
が提案されているが熱伝導率が十分でないこと、熱容量
が大きいこと、可とう性に欠けるなどのために上記のよ
うな問題を有している。Up to now, a copper plate, an aluminum plate, etc. have been proposed as a means for conducting heat from the Peltier element 1 to a planar shape, but the heat conductivity is not sufficient, the heat capacity is large, and flexibility is high. It has the above problems due to chipping and the like.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、加熱または冷却手段であるペルチェ素子か
ら、厚さ方向よりも面方向の熱伝導率の高い異方性の熱
伝導率を有するとともに、前記面方向に５００〜１５０
０W／m・Kという高い熱伝導率をもつシート状グラファイ
トに熱伝導させるとともに、このシート状グラファイト
の一方の面を吸放熱面として温度調節できるようにした
ものである。このような本発明によれば、ペルチェ素子
からシート状グラファイトの吸放熱面でもある面方向に
速やかに熱の伝導が行われるため、吸放熱面の全体が短
時間で温度変化する。また、ペルチェ素子を吸放熱面に
多数設けなくともよく、構成の簡略化を図ることができ
る。In order to solve the above problems, the present invention provides an anisotropic thermal conductivity having a higher thermal conductivity in the plane direction than in the thickness direction from a Peltier element which is heating or cooling means. And has 500 to 150 in the plane direction.
The sheet graphite having a high thermal conductivity of 0 W / m · K is made to conduct heat, and one surface of the sheet graphite can be used as a heat absorbing / dissipating surface for temperature control. According to the present invention as described above, heat is quickly conducted from the Peltier element in the surface direction of the sheet-shaped graphite, which is also the heat-absorbing and radiating surface, so that the temperature of the entire heat-absorbing and radiating surface changes in a short time. Further, it is not necessary to provide a large number of Peltier elements on the heat absorbing / dissipating surface, and the configuration can be simplified.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】本発明は、加熱または冷却手段で
あるペルチェ素子を有する熱源部と、厚さ方向よりも面
方向の熱伝導率の高い異方性の熱伝導率を有するととも
に、前記面方向の熱伝導率が５００〜１５００W／m・Kの
であるシート状グラファイトと前記熱源部のペルチェ素
子とシート状グラファイトを熱接合し、ペルチェ素子か
らシート状グラファイトに熱伝導させるとともに、シー
ト状グラファイトの一面側に断熱材を配置し、もう一方
の面を吸放熱面としたものである。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention has a heat source portion having a Peltier element as a heating or cooling means, an anisotropic thermal conductivity having a higher thermal conductivity in the plane direction than in the thickness direction, and The sheet-like graphite having a thermal conductivity in the plane direction of 500 to 1500 W / m · K, the Peltier element of the heat source portion and the sheet-like graphite are heat-bonded, and the sheet-like graphite is thermally conducted from the Peltier element. A heat insulating material is arranged on one surface side, and the other surface is used as a heat absorbing / dissipating surface.
【０００９】そして、ペルチェ素子からシート状グラフ
ァイトの面方向への熱伝導の促進と、このシート状グラ
ファイトの一面側に配置された断熱材によって、反対側
の吸放熱面に加熱または冷却熱を集中させることができ
る。[0009] Then, heat conduction from the Peltier element in the plane direction of the sheet-like graphite is promoted, and the heat insulating material arranged on one side of the sheet-like graphite concentrates the heat of heating or cooling on the opposite side of the heat absorbing / releasing surface. Can be made.
【００１０】さらに、熱源部をシート状グラファイトの
端部に配置したものである。そして、吸放熱面内にペル
チェ素子を配置する必要がなく、構成が簡略化されると
ともに、ペルチェ素子が人体などの重量や振動を受けて
破壊することがない。また吸放熱面は可とう性を有する
シート状グラファイトと断熱材によって人体に適度のク
ッション性を与えることができる。さらに、熱源部が吸
放熱面内に位置しないのでペルチェ素子の放熱をフイ
ン、ファンによって促進し、冷却能力を高めることがで
きる。Further, the heat source portion is arranged at the end portion of the sheet-shaped graphite. Further, it is not necessary to dispose the Peltier element within the heat radiation / radiation surface, the configuration is simplified, and the Peltier element is not damaged by the weight or vibration of the human body or the like. In addition, the heat-absorbing and heat-dissipating surface can give a suitable cushioning property to the human body by the sheet graphite having flexibility and the heat insulating material. Further, since the heat source portion is not located in the heat absorbing / dissipating surface, heat dissipation of the Peltier element can be accelerated by the fins and fans, and the cooling capacity can be enhanced.
【００１１】また、シート状グラファイトに熱源部を着
脱自在に固定したものである。そして、ペルチェ素子を
有する熱源部のシート状グラファイトへの組立、分解が
容易となる。さらに、熱源部を吸放熱面とは独立して構
成することによって、この熱源部の加熱、冷却能力を必
要に応じて任意に設定することができる。The heat source is detachably fixed to the sheet-shaped graphite. Then, it becomes easy to assemble and disassemble the heat source portion having the Peltier element into the sheet-shaped graphite. Further, by configuring the heat source section independently of the heat absorbing / dissipating surface, the heating / cooling capacity of the heat source section can be arbitrarily set as required.
【００１２】さらに、シート状グラファイトを熱源部の
ペルチェ素子に圧縮狭持したものである。Further, the sheet-shaped graphite is compressed and sandwiched between the Peltier elements of the heat source section.
【００１３】そして、厚み方向に弾性を有するシート状
グラファイトが圧縮加圧されて熱源部のペルチェ素子に
固定されるので、ペルチェ素子からシート状グラファイ
トへの熱伝導を促進することができる。Since the sheet-shaped graphite having elasticity in the thickness direction is compressed and fixed to the Peltier element of the heat source portion, heat conduction from the Peltier element to the sheet-shaped graphite can be promoted.
【００１４】さらに、シート状グラファイトを複数枚積
層したものである。そして、面方向への熱の伝達量が増
加することによって、吸放熱面の温度をより均一にする
ことができ、面積の拡大も図れる。また万一、シート状
グラファイトの一枚が一部破断したとしても、複数枚有
することによって面方向への熱伝達が遮断されることを
防止できる。積層する枚数は、必要に応じて任意に設定
することができる。Further, a plurality of sheet-shaped graphites are laminated. Then, by increasing the amount of heat transferred in the surface direction, the temperature of the heat radiation surface can be made more uniform, and the area can be expanded. Further, even if one of the graphite sheets is partially broken, it is possible to prevent interruption of heat transfer in the surface direction by having a plurality of graphite sheets. The number of sheets to be laminated can be set arbitrarily as necessary.
【００１５】また、吸放熱面を構成するシート状グラフ
ァイトの一部分に、これと接してシート状グラファイト
の複数枚の積層部を形成したものである。Further, a plurality of laminated portions of sheet-like graphite are formed in contact with a part of the sheet-like graphite which constitutes the heat absorbing / dissipating surface.
【００１６】そして、ペルチェ素子から先ず複数枚の積
層部を介して速やかに熱搬送され、ここを基点としてシ
ート状グラファイト全体に熱伝導し、吸放熱面を短時間
に温度変化させることができる。First, heat is quickly transferred from the Peltier element through a plurality of laminated parts, and heat is conducted to the entire sheet-shaped graphite with this as a base point, and the temperature of the heat absorbing / radiating surface can be changed in a short time.
【００１７】さらに、シート状グラファイトと銅、アル
ミニュウムなどの金属箔を複合して積層したものであ
る。Further, a sheet-like graphite and a metal foil such as copper or aluminum are compounded and laminated.
【００１８】そして、シート状グラファイトよりも強度
のある金属箔によって、引っ張りなどに対する耐久性を
増すことができる。The metal foil having a strength higher than that of the sheet-like graphite can increase durability against pulling and the like.
【００１９】また、シート状グラファイトと樹脂シート
を複合して積層したものである。そして、シート状グラ
ファイトの表面を保護し、耐久性を増すことができる。Further, the sheet-like graphite and the resin sheet are compounded and laminated. Then, the surface of the sheet-like graphite can be protected and durability can be increased.
【００２０】さらに、シート状グラファイト面または金
属箔面または樹脂シート面に熱伝導性グリースを塗布し
て積層したものである。Further, a sheet-like graphite surface, a metal foil surface or a resin sheet surface is coated with heat conductive grease and laminated.
【００２１】そして、積層間の隙間を無くして密着させ
ることによって無駄な放熱を防止しさらに厚み方向の熱
伝導も促進することによって、全体を均一な温度に保つ
ことができる。Then, it is possible to keep the whole at a uniform temperature by eliminating the gap between the stacked layers and adhering them closely to each other to prevent wasteful heat dissipation and promote heat conduction in the thickness direction.
【００２２】また、複数枚のシート状グラファイトまた
はシート状グラファイトと金属箔またはシート状グラフ
ァイトと樹脂シートを接着剤、熱溶着シートなどの手段
により接着固定したものである。Also, a plurality of sheet-shaped graphites or sheet-shaped graphites, metal foils or sheet-shaped graphites and resin sheets are adhered and fixed by means such as an adhesive or a heat-welding sheet.
【００２３】そして、積層間の放熱防止、熱伝導の促進
とともに、全体を一体化させることによって引っ張りな
どに対する強度を高めることができる。[0023] Further, it is possible to prevent the heat radiation between the laminated layers and to promote the heat conduction, and to increase the strength against pulling etc. by integrating the whole.
【００２４】以下、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。なお、各実施例中の図面の同一符号のも
のは同一部品または同一構成を示す。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The same reference numerals in the drawings in each embodiment indicate the same parts or the same configurations.
【００２５】（実施例１）図１ないし図３は本発明の実
施例１の温度調節装置を示す。図１は温度調節措置の側
断面図、図２はペルチェ素子の斜視図、図３は温度調節
装置の一部破断斜視図である。図１ないし図３におい
て、５は熱源部でケース６の内部にＤＣ電源の通電によ
って加熱または冷却するペルチェ素子７が位置し、この
ペルチェ素子７はアルミナセラミックなどからなる２枚
の電気絶縁板８、９の内側に多数のチップ１０を有して
いる。１１はペルチェ素子７の一方の面に接合されたフ
インでこのフイン１１に空気を供給するファン１２を備
えている。ペルチェ素子７のもう一方の面にはシート状
グラファイト１３が接合され、押さえ板１４とフイン１
１間を複数本のビス１５によってペルチェ素子７、シー
ト状グラファイト１３を一体的に締め付け固定してい
る。このときシート状グラファイト１３は厚み方向に弾
性を有しているので、押え板１４とペルチェ素子７とに
圧縮されて狭持されていることになる。１６はシート状
グラファイト１３の裏面に配置した発砲ウレタンフォー
ム、発泡スチロール、フエルトなどからなる断熱材、１
７は繊維などからなるカバーでシート状グラファイト１
３を覆うように設けられている。(Embodiment 1) FIGS. 1 to 3 show a temperature adjusting device according to Embodiment 1 of the present invention. 1 is a side sectional view of the temperature control device, FIG. 2 is a perspective view of a Peltier element, and FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the temperature control device. 1 to 3, reference numeral 5 denotes a heat source, and a Peltier element 7 for heating or cooling by energization of a DC power source is located inside the case 6, and the Peltier element 7 is composed of two electric insulating plates 8 made of alumina ceramic or the like. , 9 have a large number of chips 10. A fin 11 is joined to one surface of the Peltier element 7 and includes a fan 12 for supplying air to the fin 11. A sheet-like graphite 13 is joined to the other surface of the Peltier element 7, and the pressing plate 14 and the fin 1 are joined together.
The Peltier element 7 and the sheet-shaped graphite 13 are integrally fastened and fixed to each other by a plurality of screws 15. At this time, since the sheet-shaped graphite 13 has elasticity in the thickness direction, it is compressed and held between the pressing plate 14 and the Peltier element 7. 16 is a heat insulating material made of foamed urethane foam, styrofoam, felt, etc. arranged on the back surface of the sheet-like graphite 13.
Reference numeral 7 is a cover made of fibers, etc.
It is provided so as to cover 3.
【００２６】また、上記構成において熱源部５はシート
状グラファイト１３の端部に位置し、前記ビス１５によ
って着脱が自在なように固定されている。なお、熱源部
５をシート状グラファイト１３の一つの端部に配置した
が、複数の端部に配置してもよい。Further, in the above structure, the heat source portion 5 is located at the end portion of the sheet-like graphite 13 and is fixed by the screw 15 so as to be detachable. Although the heat source 5 is arranged at one end of the sheet-like graphite 13, it may be arranged at a plurality of ends.
【００２７】さらに、上記したシート状グラファイト１
３は、厚さ方向よりも面方向の熱伝導率の高い異方性の
熱伝導率を有するとともに、前記面方向の熱伝導率が５
００〜１５００W／m・Kで、さらに可とう性、厚み方向に
弾性を有するなど優れた熱伝導材である。このシート状
グラファイトの製造方法の一例としては、本出願人の出
願である熱伝導シートの製造方法（特願平７−３１２０
１９号）に示されている。この製造方法は、１０μm以
上２００μm以下の厚さを有するポリイミドの高分子フ
イルムを２２００℃以上の焼成を行う工程を有するもの
であって、且つ少なくとも１０００℃までは、例えば１
分間に５℃前後の昇温速度、２０００℃以上の温度領域
での熱処理は不活性ガス中で行うことによってつくられ
る。即ち、高分子フイルムの厚みおよび材料選定、熱処
理時の温度、炉内ガスなどの条件の最適化によって得ら
れるものである。この製法によって高分子フイルムの純
粋のグラファイト化と原子が規則正しく配列する高配向
性が得られ、これにより厚さ方向よりも面方向の熱伝導
率が２桁高い異方性と、面方向に５００〜１５００W／m
・Kという高い熱伝導率が得られる。さらに密度が１．０
ｇ／cm3、比熱が０．１９という値が得られ熱容量が小
さい、軽いなどの特長を有する。Further, the above sheet graphite 1
3 has an anisotropic thermal conductivity in which the thermal conductivity in the plane direction is higher than that in the thickness direction, and the thermal conductivity in the plane direction is 5
It is an excellent heat conducting material having a flexibility of 0 to 1500 W / mK and an elasticity in the thickness direction. As an example of the method for producing the sheet-shaped graphite, a method for producing a heat conductive sheet, which is an application of the present applicant (Japanese Patent Application No. 7-3120).
19). This manufacturing method includes a step of firing a polyimide polymer film having a thickness of 10 μm or more and 200 μm or less at 2200 ° C. or more, and at least up to 1000 ° C., for example, 1
The heat treatment is performed in an inert gas at a heating rate of about 5 ° C. per minute and in a temperature range of 2000 ° C. or higher. That is, it is obtained by optimizing the conditions such as the thickness and material selection of the polymer film, the temperature during heat treatment, and the gas in the furnace. By this production method, pure graphitization of the polymer film and high orientation in which the atoms are regularly arranged are obtained, which results in anisotropy in which the thermal conductivity in the plane direction is two orders of magnitude higher than in the thickness direction and 500 in the plane direction. ~ 1500W / m
・ High thermal conductivity of K can be obtained. Furthermore, the density is 1.0
The value of g / cm 3 and specific heat of 0.19 are obtained, and it has features such as small heat capacity and light weight.
【００２８】また、１０００℃までの昇温速度によって
厚み方向の弾性率、可とう性および面方向の熱伝導率を
任意の特性に制御することができる。例えば、前記昇温
速度を速くすると厚み方向の弾性率が下がり、面方向の
熱伝導率は高くなるような相関になる。このため用途の
要求条件によって最適化を図ることができる。Further, the elastic modulus in the thickness direction, the flexibility and the thermal conductivity in the plane direction can be controlled to arbitrary characteristics by the temperature rising rate up to 1000 ° C. For example, there is a correlation that the elastic modulus in the thickness direction decreases and the thermal conductivity in the plane direction increases as the temperature rising rate is increased. Therefore, optimization can be achieved according to the requirements of the application.
【００２９】また、高熱伝導率を有する材料として現在
銅板が多く用いられるが、この銅の熱伝導率は３９８W
／m・K、密度８．８８ｇ／cm3、比熱０．０９であり、上
記本発明に用いるシート状グラファイトは高熱伝導率と
熱容量が小さい（銅の１／４）ことによって温度変化が
速くさらに、軽量化、可とう性を有するなど優れた特性
を有している。In addition, a copper plate is currently often used as a material having a high thermal conductivity, but the thermal conductivity of this copper is 398 W.
/ M · K, density 8.88 g / cm 3 , specific heat 0.09, and the sheet-like graphite used in the present invention has high thermal conductivity and small heat capacity (1/4 of copper), so that temperature change is fast and further. It has excellent characteristics such as light weight, flexibility and the like.
【００３０】次に作用を説明する。ペルチェ素子７にＤ
Ｃ電源（図示無し）から通電すると一面側が温度低下し
て冷却する。ここに熱接合されているシート状グラファ
イト１３から吸熱し全面が冷却される。またペルチェ素
子７のもう一方の面から吸熱分と供給電力のジュール発
生熱がフイン１１に伝導し、ファン１２で供給される空
気によって放熱される。図中の矢印は空気の流れを示
す。Next, the operation will be described. D to Peltier element 7
When power is supplied from a C power source (not shown), the temperature of one surface is lowered and the surface is cooled. Heat is absorbed from the sheet-shaped graphite 13 that is heat-bonded thereto, and the entire surface is cooled. In addition, the heat absorbed by the Peltier element 7 and the Joule heat generated by the supplied power are conducted to the fins 11 and are radiated by the air supplied by the fan 12. The arrows in the figure indicate the flow of air.
【００３１】また、ペルチェ素子７へＤＣ電源の正負を
逆にして通電すると、吸熱、発熱作用が反転し、シート
状グラファイト１３がペルチェ素子７の吸熱分と供給電
力のジュール熱により加熱され、シート状グラファイト
１３の全面に熱伝導する。この時、ペルチェ素子７にシ
ート状グラファイト１３が圧縮狭持されているので、こ
の部分での熱伝導を促進することができる。これは圧縮
することにより厚み方向の密度が増加し、この方向の熱
伝導度がよくなること及び互いに密着することによるも
のである。When the Peltier element 7 is energized with the positive and negative of the DC power source reversed, the heat absorption and heat generation functions are reversed, and the sheet-like graphite 13 is heated by the heat absorbed by the Peltier element 7 and the Joule heat of the supplied power, and the sheet Heat is conducted to the entire surface of the graphite-like graphite 13. At this time, since the sheet-shaped graphite 13 is compressed and sandwiched by the Peltier element 7, heat conduction in this portion can be promoted. This is because the compression increases the density in the thickness direction, improves the thermal conductivity in this direction, and adheres to each other.
【００３２】そして、ペルチェ素子からシート状グラフ
ァイトの面方向への熱伝導の促進とこのシート状グラフ
ァイトの一面側に配置された断熱材によって、反対側の
吸放熱面に加熱または冷却熱を集中させることができ
る。Then, the heat conduction from the Peltier element in the surface direction of the sheet-shaped graphite is promoted and the heat insulating material arranged on one surface side of the sheet-shaped graphite concentrates the heating or cooling heat on the heat absorbing / radiating surface on the opposite side. be able to.
【００３３】（実施例２）図４は本発明の実施例２の温
度調節装置の側断面図である。構成はシート状グラファ
イト１３を複数枚積層したもので、これらがペルチェ素
子７に圧縮狭持されている。従ってペルチェ素子７から
複数枚のシート状グラファイト１３に熱伝導する。(Embodiment 2) FIG. 4 is a side sectional view of a temperature adjusting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. The configuration is a stack of a plurality of sheet-shaped graphites 13, which are compressed and held by the Peltier element 7. Therefore, heat is conducted from the Peltier element 7 to the plurality of sheet-shaped graphites 13.
【００３４】上記したシート状グラファイトの製法によ
ればその板厚は０．１〜０．２mmもものが得られるが、
一定の厚さに作製されたものを複数枚積層することによ
って、面方向への熱の伝達量が増加し、吸放熱面の温度
をより均一にすることができ、面積の拡大もはかれる。
また万一、シート状グラファイトの一枚が一部破断した
としても、複数枚有することによって面方向への熱伝達
が遮断されることを防止できる。積層する枚数は、必要
に応じて任意に設定することができる。According to the above-mentioned sheet graphite manufacturing method, a plate thickness of 0.1 to 0.2 mm can be obtained.
By laminating a plurality of sheets having a constant thickness, the amount of heat transferred in the plane direction increases, the temperature of the heat radiation surface can be made more uniform, and the area can be expanded.
Further, even if one of the graphite sheets is partially broken, it is possible to prevent interruption of heat transfer in the surface direction by having a plurality of graphite sheets. The number of sheets to be laminated can be set arbitrarily as necessary.
【００３５】またシート状グラファイト１３の面に熱伝
導性グリースを塗布して積層することによって、積層間
の隙間を無くし厚み方向の熱伝導も促進することがで
き、全体をさらに均一な温度に保つことができる。さら
に、シート状グラファイト１３の各々を接着剤、熱溶着
シートなどにより接着し一体化させることによって、積
層間の隙間防止とともに引っ張りなどに対する強度を高
めることができる。Further, by applying a heat conductive grease to the surface of the sheet-like graphite 13 and stacking it, it is possible to eliminate gaps between the stacked layers and to promote heat transfer in the thickness direction, and to keep the whole at a more uniform temperature. be able to. Furthermore, by bonding and integrating each of the sheet-shaped graphite 13 with an adhesive agent, a heat-sealing sheet, or the like, it is possible to prevent a gap between the stacked layers and increase the strength against pulling and the like.
【００３６】（実施例３）図５は本発明の実施例３温度
調節装置の一部破断斜視図である。吸放熱面１８を構成
するシート状グラファイトの一部分に、これと接してシ
ート状グラファイトの複数枚の積層部１９を形成したも
ので、この積層部はペルチェ素子７に圧縮狭持されてい
る。(Embodiment 3) FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of a temperature adjusting device according to Embodiment 3 of the present invention. A plurality of sheet-like graphite laminated portions 19 are formed in contact with a part of the sheet-like graphite constituting the heat radiation / dissipation surface 18, and the laminated portions are compressed and sandwiched by the Peltier element 7.
【００３７】ペルチェ素子７から先ず複数枚の積層部１
９を介して速やかに熱搬送され、ここを基点としてシー
ト状グラファイト全体に熱伝導し、吸放熱面を短時間に
温度変化させることができる。また実施例２と同様に積
層するシート状グラファイトに熱伝導グリースを塗布ま
たは接着剤、熱溶着シートにより接着しても同様の効果
を得ることができる。First, from the Peltier element 7, a plurality of laminated parts 1
The heat is rapidly transferred via 9 and the heat is conducted to the whole sheet-shaped graphite with this as a base point, and the temperature of the heat absorbing / radiating surface can be changed in a short time. Similar effects can be obtained by applying thermal conductive grease to the sheet-like graphite to be laminated in the same manner as in Example 2 or adhering it with an adhesive or a heat-welding sheet.
【００３８】（実施例４）図６は本発明の他の実施例４
の温度調節装置の側断面図である。シート状グラファイ
ト１３と銅、アルミニュウムなどの金属箔２０を複合し
て積層したものである。この金属箔２０は、シート状グ
ラファイト１３とともにペルチェ素子７に一体に固定さ
れている。このため、シート状グラファイト１３よりも
強度のある金属箔２０によって、引っ張りなどに対する
耐久性を増すことができる。(Embodiment 4) FIG. 6 shows another embodiment 4 of the present invention.
FIG. 3 is a side sectional view of the temperature control device of FIG. The sheet-like graphite 13 and the metal foil 20 such as copper and aluminum are compounded and laminated. The metal foil 20 is integrally fixed to the Peltier element 7 together with the sheet-shaped graphite 13. Therefore, the metal foil 20 having a strength higher than that of the sheet-like graphite 13 can increase durability against pulling or the like.
【００３９】また実施例２と同様に積層するシート状グ
ラファイト１３および金属箔２０に熱伝導グリースを塗
布または接着剤、熱溶着シートにより接着しても同様の
効果を得ることができる。The same effect can be obtained by applying thermal conductive grease to the sheet-like graphite 13 and the metal foil 20 to be laminated in the same manner as in Example 2 or adhering them with an adhesive or a heat-welding sheet.
【００４０】（実施例５）図７は本発明の実施例５の温
度調節装置の側断面図である。シート状グラファイト１
３と樹脂シート２１を複合して積層したもので、これは
ペルチェ素子７との接合部には樹脂シート２１は除かれ
ている。この構成によってシート状グラファイトの表面
を保護し、耐久性を増すことができる。また実施例２と
同様に積層するシート状グラファイト１３および樹脂シ
ート２１に熱伝導グリースを塗布または接着剤、熱溶着
シートにより接着しても同様の効果を得ることができ
る。(Embodiment 5) FIG. 7 is a side sectional view of a temperature control apparatus according to Embodiment 5 of the present invention. Sheet graphite 1
3 and a resin sheet 21 are laminated in a composite manner, and the resin sheet 21 is removed from the joint portion with the Peltier element 7. With this configuration, the surface of the sheet-shaped graphite can be protected and durability can be increased. The same effect can be obtained by applying thermal conductive grease to the sheet-like graphite 13 and the resin sheet 21 to be laminated in the same manner as in Example 2 or adhering them with an adhesive or a heat-welding sheet.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明の
温度調節装置によれば、次の効果が得られる。As is apparent from the above description, the temperature control device of the present invention has the following effects.
【００４２】加熱または冷却手段であるペルチェ素子を
有する熱源部と、厚さ方向よりも面方向の熱伝導率の高
い異方性の熱伝導率を有するとともに、前記面方向の熱
伝導率が５００〜１５００W／m・Kのであるシート状グラ
ファイトと前記熱源部のペルチェ素子とシート状グラフ
ァイトを熱接合し、ペルチェ素子からシート状グラファ
イトに熱伝導させるとともに、シート状グラファイトの
一面側に断熱材を配置し、もう一方の面を吸放熱面とし
たことによって、ペルチェ素子からシート状グラファイ
トの面方向への熱伝導の促進と、このシート状グラファ
イトの一面側に配置された断熱材により、反対側の吸放
熱面に加熱または冷却熱を集中させることができる。The heat source portion having a Peltier element as a heating or cooling means and anisotropic heat conductivity having a higher heat conductivity in the plane direction than in the thickness direction, and the heat conductivity in the plane direction is 500. ~ 1500 W / mK sheet graphite and the Peltier element of the heat source and the sheet graphite are heat-bonded to conduct heat from the Peltier element to the sheet graphite, and a heat insulating material is arranged on one side of the sheet graphite. By using the other surface as the heat absorbing and radiating surface, heat conduction from the Peltier element in the surface direction of the sheet-like graphite is promoted, and the heat insulating material arranged on one surface side of the sheet-like graphite allows It is possible to concentrate heating or cooling heat on the heat absorbing / dissipating surface.
【００４３】また、上記シート状グラファイトは高熱伝
導率とともに銅板などに比べて熱容量が１／４と小さ
く、短時間に温度変化できるために温度の立ち上がりを
早くするこができる。さらに、軽量化と可とう性を有す
ることによるクッション性の良い温度調節装置を実現で
きる。Further, the above-mentioned sheet-like graphite has a high thermal conductivity and a small heat capacity of 1/4 as compared with a copper plate and the like, and the temperature can be changed in a short time, so that the rise of temperature can be accelerated. Further, it is possible to realize a temperature control device having a good cushioning property due to its light weight and flexibility.
【００４４】さらに、熱源部をシート状グラファイトの
端部に配置したことによって、吸放熱面内にペルチェ素
子を配置する必要がなく、構成が簡略化されるととも
に、ペルチェ素子が人体などの重量や振動を受けて破壊
することがない。また吸放熱面は可とう性を有するシー
ト状グラファイトと断熱材によって人体に適度のクッシ
ョン性を与えることができる。さらに、熱源部が吸放熱
面内に位置しないのでペルチェ素子の放熱をフイン、フ
ァンによって促進し、冷却能力を高めることができる。Further, by disposing the heat source portion at the end of the sheet-shaped graphite, it is not necessary to dispose the Peltier element in the heat absorbing / dissipating surface, which simplifies the configuration and reduces the weight of the Peltier element such as a human body. It is not damaged by vibration. In addition, the heat-absorbing and heat-dissipating surface can give a suitable cushioning property to the human body by the sheet graphite having flexibility and the heat insulating material. Further, since the heat source portion is not located in the heat absorbing / dissipating surface, heat dissipation of the Peltier element can be accelerated by the fins and fans, and the cooling capacity can be enhanced.
【００４５】また、シート状グラファイトに熱源部を着
脱自在に固定したことによて、ペルチェ素子を有する熱
源部のシート状グラファイトへの組立、分解が容易とな
る。さらに、熱源部を吸放熱面とは独立して構成するこ
とによって、この熱源部の加熱、冷却能力を必要に応じ
て任意に設定することができる。Since the heat source portion is detachably fixed to the sheet graphite, the heat source portion having the Peltier element can be easily assembled and disassembled into the sheet graphite. Further, by configuring the heat source section independently of the heat absorbing / dissipating surface, the heating / cooling capacity of the heat source section can be arbitrarily set as required.
【００４６】さらに、シート状グラファイトを熱源部の
ペルチェ素子に圧縮狭持したことによって、厚み方向に
弾性を有するシート状グラファイトが圧縮加圧されて熱
源部のペルチェ素子に固定されるので、ペルチェ素子か
らシート状グラファイトへの熱伝導を促進することがで
きる。Further, by compressing and sandwiching the sheet-shaped graphite in the Peltier element of the heat source section, the sheet-shaped graphite having elasticity in the thickness direction is compressed and fixed and fixed to the Peltier element of the heat source section. The heat conduction from the sheet to the sheet graphite can be promoted.
【００４７】また、シート状グラファイトを複数枚積層
したことによって、面方向への熱の伝達量が増加し、吸
放熱面の温度をより均一にすることができ、面積の拡大
も図れる。また万一、シート状グラファイトの一枚が一
部破断したとしても、複数枚有することによって面方向
への熱伝達が遮断されることを防止できる。さらに積層
する枚数を必要に応じて任意に設定することができる。By laminating a plurality of sheet graphites, the amount of heat transferred in the plane direction increases, the temperature of the heat radiation / radiation surface can be made more uniform, and the area can be expanded. Further, even if one of the graphite sheets is partially broken, it is possible to prevent interruption of heat transfer in the surface direction by having a plurality of graphite sheets. Further, the number of sheets to be laminated can be set arbitrarily as needed.
【００４８】さらに、吸放熱面を構成するシート状グラ
ファイトの一部分に、これと接してシート状グラファイ
トの複数枚の積層部を形成したことによって、ペルチェ
素子から先ず複数枚の積層部を介して速やかに熱搬送さ
れ、ここを基点としてシート状グラファイト全体に熱伝
導し、吸放熱面を短時間に温度変化させることができ
る。Further, by forming a plurality of laminated portions of the sheet-shaped graphite in contact with a part of the sheet-shaped graphite which constitutes the heat absorption / dissipation surface, the Peltier element first promptly passes through the laminated portions of the plurality of sheets. The heat is transferred to the entire sheet-shaped graphite, and the temperature of the heat absorbing / radiating surface can be changed in a short time.
【００４９】また、シート状グラファイトと銅、アルミ
ニュウムなどの金属箔を複合して積層したことによっ
て、シート状グラファイトよりも強度のある金属箔によ
り、引っ張りなどに対する耐久性を増すことができる。Further, by stacking the sheet-like graphite and the metal foil such as copper or aluminum in a laminated manner, the metal foil having a strength higher than that of the sheet-like graphite can increase durability against pulling and the like.
【００５０】また、シート状グラファイトと樹脂シート
を複合して積層したことによって、シート状グラファイ
トの表面を保護し、耐久性を増すことができる。Further, by stacking the sheet-shaped graphite and the resin sheet in combination, the surface of the sheet-shaped graphite can be protected and the durability can be increased.
【００５１】さらに、シート状グラファイト面または金
属箔面または樹脂シート面に熱伝導性グリースを塗布し
て積層したことによって、積層間の隙間を無くして密着
させることによって無駄な放熱を防止し、さらに厚み方
向の熱伝導も促進することにより、全体を均一な温度に
保つことができる。Furthermore, the sheet-like graphite surface, the metal foil surface, or the resin sheet surface is coated with heat conductive grease so as to be laminated so that the gaps between the layers are closely adhered to each other to prevent wasteful heat dissipation. By promoting heat conduction in the thickness direction, the whole can be kept at a uniform temperature.
【００５２】また、複数枚のシート状グラファイトまた
はシート状グラファイトと金属箔またはシート状グラフ
ァイトと樹脂シートを接着剤、熱溶着シートなどの手段
により接着固定したことによって、積層間の放熱防止、
熱伝導の促進とともに、全体を一体化させることにより
引っ張りなどに対する強度を高めることができる。Further, a plurality of sheet-shaped graphites or sheet-shaped graphites and metal foils or sheet-shaped graphites and resin sheets are adhered and fixed by means such as an adhesive or a heat-welding sheet to prevent heat dissipation between the laminated layers.
In addition to promoting heat conduction, it is possible to increase the strength against pulling and the like by integrating the whole.
【図１】本発明の実施例１の温度調節装置の側断面図FIG. 1 is a side sectional view of a temperature adjusting device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同温度調節装置に用いられるペルチェ素子の斜
視図FIG. 2 is a perspective view of a Peltier device used in the temperature control device.
【図３】同温度調節装置の一部破断斜視図FIG. 3 is a partially cutaway perspective view of the temperature control device.
【図４】本発明の実施例２の温度調節装置の側断面図FIG. 4 is a side sectional view of a temperature adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例３の温度調節装置一部破断斜視
図FIG. 5 is a partially cutaway perspective view of a temperature control device according to a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例４の温度調節装置の側断面図FIG. 6 is a side sectional view of a temperature adjusting device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施例５の温度調節装置の側断面図FIG. 7 is a side sectional view of a temperature control device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図８】従来例の温度調節装置の一部破断斜視図FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of a conventional temperature control device.
【図９】同装置の側断面図FIG. 9 is a side sectional view of the device.
５ 熱源部 ７ ペルチェ素子 １３ シート状グラファイト １６ 断熱材 １７ 吸放熱面 １９ 積層部 ２０ 金属箔 ２１ 樹脂シート 5 Heat Source Section 7 Peltier Element 13 Sheet Graphite 16 Thermal Insulation Material 17 Heat Absorption / Dissipation Surface 19 Laminated Section 20 Metal Foil 21 Resin Sheet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光明寺 大道 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Komyouji Daido 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (10)
有する熱源部と、厚さ方向よりも面方向の熱伝導率の高
い異方性の熱伝導率を有するとともに、前記面方向の熱
伝導率が５００〜１５００W／m・Kのであるシート状グラ
ファイトと、前記熱源部のペルチェ素子とシート状グラ
ファイトを熱接合し、ペルチェ素子からシート状グラフ
ァイトに熱伝導させるとともに、シート状グラファイト
の一面側に断熱材を配置し、もう一方の面を吸放熱面と
した温度調節装置。1. A heat source section having a Peltier element as a heating or cooling means, and an anisotropic heat conductivity having a higher heat conductivity in the plane direction than in the thickness direction, and the heat conductivity in the plane direction. The sheet-like graphite having a heat resistance of 500 to 1500 W / mK and the Peltier element of the heat source and the sheet-like graphite are thermally bonded to each other to conduct heat from the Peltier element to the sheet-like graphite and to insulate the one side of the sheet-like graphite. A temperature control device in which materials are placed and the other surface is used as a heat absorbing / radiating surface.
置した請求項１記載の温度調節装置。2. The temperature control device according to claim 1, wherein the heat source portion is arranged at an end portion of the sheet-shaped graphite.
に固定した請求項１記載の温度調節装置。3. The temperature control device according to claim 1, wherein the heat source portion is detachably fixed to the sheet-shaped graphite.
素子に圧縮狭持した請求項１記載の温度調節装置。4. The temperature control device according to claim 1, wherein the sheet-shaped graphite is compressed and sandwiched between Peltier elements of the heat source section.
求項１記載の温度調節装置。5. The temperature control device according to claim 1, wherein a plurality of sheet-shaped graphites are laminated.
の一部分に、これと接してシート状グラファイトの複数
枚の積層部を形成した請求項５記載の温度調節装置。6. The temperature control device according to claim 5, wherein a part of the sheet-shaped graphite forming the heat radiation / dissipation surface is formed in contact with a plurality of laminated portions of the sheet-shaped graphite.
ムなどの金属箔を複合して積層した請求項５または６記
載の温度調節装置。7. The temperature control device according to claim 5, wherein the sheet-shaped graphite and a metal foil such as copper or aluminum are compounded and laminated.
して積層した請求項５または６記載の温度調節装置。8. The temperature control device according to claim 5, wherein the sheet graphite and the resin sheet are compounded and laminated.
たは樹脂シート面に熱伝導性グリースを塗布して積層し
た請求項５ないし８のいずれか１項に記載の温度調節装
置。9. The temperature control device according to claim 5, wherein a sheet-like graphite surface, a metal foil surface, or a resin sheet surface is coated with heat conductive grease and laminated.
ート状グラファイトと金属箔またはシート状グラファイ
トと樹脂シートを接着剤、熱溶着シートなどの手段によ
り接着固定した請求項５ないし８のいずれか１項に記載
の温度調節装置。10. The method according to claim 5, wherein a plurality of sheet-shaped graphites or sheet-shaped graphites and metal foils or sheet-shaped graphites and resin sheets are adhered and fixed by means such as an adhesive or a heat-welding sheet. The temperature control device described.
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| JP8786696A JPH09276076A (en) | 1996-04-10 | 1996-04-10 | Temperature regulator |
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| JPH09276076A true JPH09276076A (en) | 1997-10-28 |
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