特許 7083216 ペット用冷房器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-02

(45)【発行日】2022-06-10

(54)【発明の名称】ペット用冷房器

(51)【国際特許分類】

   A01K 1/015 20060101AFI20220603BHJP

   A01K 1/035 20060101ALI20220603BHJP

【ＦＩ】

A01K1/015 D

A01K1/035 Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2017084826

(22)【出願日】2017-04-21

(65)【公開番号】P2018174897

(43)【公開日】2018-11-15

【審査請求日】2020-04-16

(73)【特許権者】

【識別番号】302013298

【氏名又は名称】入澤 二郎

(72)【発明者】

【氏名】入澤 二郎

【審査官】櫻井 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２９１１６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０３－０１０５６２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】実公昭４２－０２０５３０（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】国際公開第８７／００７３６１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｋ １／００ － ３／００

Ａ０１Ｋ ３１／００ － ３１／２４

Ｆ２５Ｂ ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ペットが載って寝そべることができる冷却できる板と、
この冷却できる板の少なくとも下面の一部が重なるように配置された熱を放出することができる放熱板と、
前記冷却できる板を冷却できるように該冷却できる板の下面に冷却面を密着させ、前記放熱板に放熱できるように該放熱板の上面に放熱面を密着させるペルチェ素子と、
このペルチェ素子の放熱面の外側部よりも中央部に強い押しつけ力が生じるように前記冷却できる板と前記放熱板を押し付けるペルチェ素子取り付け手段とを用いるとともに、
前記ペルチェ素子は、中央部に貫通孔が無い形態であり、かつ、平面図において四角形の形態であり、
前記冷却できる板は、前記四角形の前記ペルチェ素子の四辺のそれぞれから外側に離れた位置に４か所のねじ通し孔を有し、
前記放熱板は、前記ペルチェ素子の前記四辺のそれぞれから外側に離れた位置に４か所のねじ通し孔を有し、
前記ペルチェ素子取り付け手段は、
前記放熱板を前記ペルチェ素子に押し付けるための前記ペルチェ素子の下面の面積より小さい面積の押し付け片を有し、
前記ペルチェ素子の前記四辺のそれぞれから外側に離れた位置に４か所のねじ通し孔を設けた、前記押し付け片に押しつけ力を加える押し付け弾性体を有し、
４本の押し付け弾性体牽引ボルトを有する、とともに、
前記冷却できる板の下に前記ペルチェ素子を位置させ、該ペルチェ素子の下に前記放熱板を位置させ、該放熱板の下に前記押し付け片を位置させ、該押し付け片の下に前記押し付け弾性体を位置させた重ね状態において、前記冷却できる板の前記４か所の前記ねじ通し孔、前記放熱板の前記４か所の前記ねじ通し孔及び前記押し付け弾性体の前記４か所の前記ねじ通し孔が重なった状態の４か所のボルト取付部を形成し、前記４か所の前記ボルト取付部に前記４本の前記押し付け弾性体牽引ボルトを通し、該通した前記４本の前記押し付け弾性体牽引ボルトの締め付けによる前記押し付け弾性体の前記押しつけ力と前記押し付け片よって、前記ペルチェ素子の前記中央部に前記強い押し付け力を生じさせる、ペルチェ素子取り付け手段であり、
前記押し付け弾性体は、撓む力で前記押し付け片を前記放熱板に押し付けるバネ性の板であり、前記４本の前記押し付け弾性体牽引ボルトのそれぞれによって該押し付け弾性体牽引ボルトの位置にある前記押し付け弾性体の４か所の部位の上面位置が、前記押し付け片の下面位置より上方に位置する撓み形態とされることを特徴とするペット用冷房器。

【請求項2】

前記ペルチェ素子取り付け手段は前記放熱板の下面より下方に突出した部位を有しており、
前記冷却できる板の下面には、前記冷却できる板の下面を断熱する台兼断熱材が取付けられており、
前記台兼断熱材の下面は、前記ペルチェ素子取り付け手段の前記下方に突出した部位の下端より下方に位置している、ことを特徴とする請求項１に記載のペット用冷房器。

【請求項3】

前記押し付け弾性体は円盤状の板であり、
前記押し付け弾性体と前記冷却できる板は、前記押し付け弾性体牽引ボルトと該押し付け弾性体牽引ボルトに螺合される押し付け力調節ナットによって連結され、
前記押し付け弾性体の前記押し付け片に加えられる押しつけ力は、前記押し付け力調節ナットの締め付け方によって調整でき、
前記押し付け弾性体牽引ボルトの位置は、前記ペルチェ素子を避けた位置であり、
前記冷却できる板と前記ペルチェ素子との間に熱伝達率が高い部材からなる冷却できる板の熱伝達促進板を設けたことを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載のペット用冷房器。

【請求項4】

前記押し付け弾性体はバネ性の板であり、前記押し付け力調節ナットの締め付によって前記押し付け片側に撓むものであり、その撓みによるバネの強さによって前記押し付け片に加えられる押しつけ力を得る形態であり、
前記放熱板と前記ペルチェ素子との間に熱伝達率の高い部材からなる放熱板の熱伝達促進板が設けられていることを特徴とする請求項１、２のいずれか１項に記載のペット用冷房器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、暑いときにヒンヤリする板にペットが寝そべって涼むことができる冷却できる板を備えたペット用冷房器であり、冷却手段にペルチェ素子を用いて電気的にヒンヤリ感を持続させて、ペルチェ素子の放熱にファンやモーターによる強制放熱手段を用いずに自然放熱だけの冷却手段を備えたペット専用の冷房器に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の冷却板と放熱板でペルチェ素子を挟み込んで自然放熱でペルチェ素子の放熱をするペット用冷房器は、放熱板で自然放熱をする構造になっている。（例えば、特許文献1参照。）

【0003】

しかし、従来のペット用冷房器（特開２００９‐２９１１６５）の技術では、冷却力が弱くハムスターなどの小型のペットには良くても、犬や猫やウサギなどの大きなペットが満足する十分なヒンヤリ感を得るには、放熱板をかなり大きくしなければならず、実用的でない。

【0004】

従来技術の問題点の一つは、ペルチェ素子を必要十分な押しつけ力で放熱板に押しつけ密着させていないためにペルチェ素子の性能を引き出していないことである。ペルチェ素子の性能をひきだすためにはペルチェ素子を放熱板に強く押し付ける必要があるが、従来技術のペルチェ素子取り付け手段ではペルチェ素子を破損させてしまうために、板状の放熱板ではペルチェ素子の性能を引き出せなかった。

【0005】

従来技術の問題点のもう一つは、放熱板の放熱力が弱いことである。従来技術では放熱力が弱いために放熱板の温度が高くなってしまい、ペルチェ素子の冷却面の温度を十分に下げることができていない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００９‐２９１１６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来のペルチェ素子取り付け手段ではペルチェ素子の放熱面に必要な押しつけ力で放熱板を押し付けることができない。本発明が使用する放熱板が撓む程度に薄い板状の場合には従来技術で押し付けると放熱板が撓むためにセラミック製のペルチェ素子の熱作用面の特に外側部に押しつけ力が集中してしまいペルチェ素子を破損させてしまうからである。

【0008】

ペルチェ素子に強い押しつけ力を加える必要があるのは、ペルチェ素子を構成している１００個以上の熱電半導体それぞれにセラミック基板との密着度の強弱にばらつきがあるからである。放熱側の密着度の弱い熱電半導体はセラミック基板への熱伝達力が劣るために密着部分の温度が高くなってしまう。放熱側の温度が高い熱電半導体の冷却側は温度が上がるので、密着度の弱い熱電半導体が多いほど、ペルチェ素子全体の冷却力の性能が低下する。また、温度が高くなった熱電半導体の方が早く劣化するという問題を併せ持つ。なお、この圧着が必要な件はペルチェ素子の各メーカーから詳しく案内されていることである。

【0009】

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、放熱板が撓む程度に薄くても、必要な押しつけ力でペルチェ素子の放熱面に放熱板を押し付けることができて、ペルチェ素子の冷却性能を引き出すことができるペルチェ素子取り付け手段を用いたペット用冷房器を提供することにある。

【0010】

もう一つの重要な課題は、放熱板の放熱力が弱いという欠点を解決する課題である。

【0011】

従来の放熱板では、放熱力が弱いので、放熱板の温度が上がってしまいペルチェ素子の放熱面近くの温度を十分に下げることができない。温度を下げるためには、熱を拡散して放熱させるために放熱板を大きくしなければならず、その大きさは実用に適さないほどになるという欠点があった。

【0012】

本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、撓む程度に薄い放熱板でも可能なペルチェ素子取り付け手段と、モーターやファンを使用せずに自然な対流で必要十分な放熱力を得ることができるコンパクトな放熱手段をそなえたペット用冷房器を提供することにある。

【0013】

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は次の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、より完全に明らかになるであろう。ただし、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記目的を達成するために、本発明はペットが載って寝そべることができる冷却できる板と、この冷却できる板の少なくとも下面の一部が重なるように配置された熱を放出することができる放熱板と、前記冷却できる板を冷却できるように該冷却できる板の下面に冷却面を密着させ、前記放熱板に放熱できるように該放熱板の上面に放熱面を密着させるペルチェ素子と、このペルチェ素子の放熱面の外側部よりも中央部に強い押しつけ力が生じるように前記冷却できる板と前記放熱板を押し付けるペルチェ素子取り付け手段とを用いたことを特徴とするペット用冷房器を構成している。

【0015】

また、前記放熱板は前記冷却できる板の少なくとも一方の一部と重なり、他方が該冷却できる板の上部へ突出して熱を放出することができるようにほぼL字状に形成され、前記冷却できる板より上方へ突出する部位の前記放熱板に下方が開口し、上方が前記冷却できる板に載って寝そべるペットの上部位置に開口する該放熱板に取り付けられた少なくとも一本以上の放熱筒と、この少なくとも１本以上の放熱筒に少なくとも一区画以上設けた放熱区画とを設けたことを特徴とする請求項１記載のペット用冷房器を構成している。

【0016】

さらに、冷却できる板の前記ペルチェ素子と接触する面に熱伝導率が高い部材からなる冷却できる板の熱伝達促進板と、前記放熱板の前記ペルチェ素子と接触する面に熱伝達率が高い部材からなる放熱板の熱伝達促進板とが設けられていることを特徴とする請求項1あるいは請求項２記載のペット用冷房器を構成している。

【0017】

さらに、放熱筒には前記放熱板の熱伝達促進板に接続された放熱筒用の熱伝達促進板が設けられていることを特徴とする請求項３記載のペット用冷房器を構成している。

【発明の効果】

【0018】

以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。

【0019】

（１）ペルチェ素子の放熱面の外側部よりも中央部に強い押しつけ力が生じるように、放熱板を押し付けるペルチェ素子の取り付け手段によって、ペルチェ素子の放熱面に密着する放熱板が撓む程度に薄い場合でも、ペルチェ素子の放熱面に放熱板を十分な押しつけ力で圧着することができるので、ペルチェ素子の性能を十分に引き出すことができる様になる。

【0020】

前記（１）によって、ペルチェ素子の放熱面に密着させる放熱手段の構造がする放熱部材に押し付けたときに撓んでしまうような放熱板を用いることができる様になったので、ペルチェ素子の放熱面周辺の熱交換部分の構造を簡素にすることができるので、特に放熱手段の構造が簡単なペット用冷房器ができる様になる。

【0021】

（２）放熱板の一方を放熱筒にすることによって、フィンやファンやモーターを用いない自然放熱だけでも必要な放熱力を得ることができる。放熱筒は長さと本数と放熱区画の数を増やすことで放熱力を強くすることができ、空気吸い込み口を下部に、空気排出口をペットより高い位置に設けて、大型のペット用冷房器の場合でも、放熱板を大きくしなくても良く、全体にコンパクトなペット用冷房器にすることができるという効果が得られる。

【0022】

前記（２）によって、モーターなど動く部分が不要のため、無音無振動で省電力の、壊れにくい長寿命のペット用冷房器ができる。また、放熱の空気をペットより上に放出することができる。さらに、ペルチェ素子取り付け部周辺から発生して漂う暖かい空気も、放熱筒が吸い込んでペットより上に放出するので、暖かい空気が周りに漂わないためにペットが快適である。

【0023】

（３）熱伝達率が高く剛性のあるアルミニウムを用いた冷却できる板と放熱板に、剛性は劣るが熱伝達率がアルミニウムより高い銅板を熱伝達促進板として張り付けたことによって、熱伝達率も高く、剛性も高い、衝撃などで変形することが無くかつ熱伝達率性能の高いペット用冷房器ができる。

【0024】

前記（３）によって、冷却できる板の温度ムラが解消することである。ペルチェ素子に近い場所とペルチェ素子から離れた場所では温度にムラができるが、熱伝達促進板を張り付けることによって、温度ムラをほぼ解消することができる。

【0025】

前記（３）によって、ペルチェ素子の放熱面の熱を早く多量に分散させることができる様になったために、ペルチェ素子の放熱側の温度をさらに下げることができる様になって、結果的に冷却側の温度を下げる効果が得られ、冷却性能に優れたペット用冷房器ができる。

【0026】

（４）熱伝達促進板を備えた放熱筒によって、より放熱能力の高い放熱手段ができる。

【0027】

前記（４）によって、放熱側の温度が低い場所つまりペルチェ素子から遠い放熱筒の空気排出口付近にも熱を早く運べるようになって、熱が滞って温度が高くなってしまう場所が放熱側に発生しなくなることで、放熱側のどこに触っても安全な温度の放熱筒ができる。

【0028】

前記（４）によって、本発明のペット用冷房器の放熱側の温度を一段と低く保つことができる様になり、結果的に冷却できる板の温度を下げる効果をさらに高めることができて、冷却力が高い高性能のペット用冷房器の実現となった。

【0029】

（５）冷却できる板に載ったペットの体熱を心地よく吸熱して、吸熱した体熱を放熱筒で自然放熱する理想のペット用冷房器ができる。ペットが嫌うモーターの振動やファンの音が無い無音無振動のペットに優しいペット用冷房器ができる。省電力でＣＯ２環境にやさしいペット用冷房器ができる。

【0030】

（６）本発明のペルチェ素子取り付け手段は放熱側の構造を薄型で簡素化することができるので、本発明のペット用冷房器以外の冷却手段にも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】本発明の第１の実施の形態の斜視図。

【図2】本発明の第１の実施の形態の正面図。

【図3】本発明の第１の実施の形態の平面図。

【図4】本発明の第１の実施の形態の下面図。

【図5】本発明の第１の実施の右側面図。

【図6】図３のローマ数字の１－１線に沿う断面図（全体）。

【図7】図６のペルチェ素子取り付け手段の拡大図。

【図8】図７の押し付け弾性体牽引ボルト周辺の拡大図。

【図9】図２のローマ数字の３－３線に沿う断面図（放熱筒）。

【図10】本発明の第１の実施の形態の熱の流れの動作説明図。

【図11】第１の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段の説明図。

【図12】第１の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段

【図13】第１の実施の形態に於けるペルチェ素子取り付け手段の位置説明図（正面）。

【図14】本発明の第１の実施の形態に於けるペルチェ素子取り付け手段の位置説明図（下面）。

【図15】本発明の第２の実施の形態の斜視図。

【図16】本発明の第２の実施の形態の正面図。

【図17】本発明の第２の実施の形態の平面図。

【図18】本発明の第２の実施の形態の下面図。

【図19】本発明の第２の実施の形態の右側面図。

【図20】本発明の第２の実施の形態の請求項３の熱伝達促進板の説明断面図。

【図21】本発明の第２の実施の形態の請求項４の放熱筒。

【図22】図１７のローマ数字の１－１線に沿う断面図。

【図23】第２の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段拡大図。

【図24】図２２のローマ数字の１－１線に沿う断面図（放熱筒）。

【図25】本発明の第２の実施の形態の熱の流れの説明図。

【図26】冷房器の温度を駆動電圧毎に測定した結果の表。

【図27】図２６の表のグラフ化、ペルチェ素子取り付け手段の効果確認。

【図28】図２６の表のグラフ化、適切な駆動電圧。

【図29】衝撃吸収スペーサー

【図30】衝撃吸収スペーサー取り付け部説明正面図。

【図31】衝撃吸収スペーサー取り付け部説明平面図。

【図32】衝撃吸収スペーサー取り付け部説明右側面図。

【図33】衝撃吸収スペーサー取り付け部説明下面図。

【図34】図３１のローマ数字の４－４線に沿う断面図。スペーサー位置説明。

【図35】断熱部分と防水部分の説明図。

【図36】図３４のローマ数字の３－３線に沿う断面図（断熱・防水図）。

【図37】電源切り替え図。

【図38】本発明の第３の実施の形態の斜視図。

【図39】本発明の第３の実施の形態の平面図。

【図40】図３９のローマ数字の１－１線に沿う断面図。

【図41】図４０のローマ数字の１－１線に沿う断面図。

【図42】本発明の異なる実施例のペット用冷房器の放熱筒の断面図。

【図43】放熱手段が放熱筒以外の場合の実施例。

【図44】放熱手段が放熱筒以外の場合の実施例。

【図45】放熱手段にヒートパイプを使用した場合の実施例。

【図46】駆動電圧を自動で切換える例。

【図47】電圧可変電源を使用して駆動電圧を変化させる例。

【図48】梁や筐体を用いたペルチェ素子取り付け手段。

【図49】梁や筐体を用いたペルチェ素子取り付け手段。

【図50】冷却されるものを本発明のペルチェ素子取り付け手段で冷却する例。

【図51】冷却されるものを本発明のペルチェ素子取り付け手段（熱伝達促進板付き）で冷却する例。

【図52】ペルチェ素子取り付け手段で容器の底などを冷却する例。

【図53】ペルチェ素子取り付け手段で容器の蓋などを冷却する例。

【図54】ペルチェ素子取り付け手段の冷却にヒートパイプを使用する例。

【図55】ペルチェ素子取り付け手段の冷却にヒートパイプを使用する例。

【図56】ペルチェ素子２枚重ねに有効なペルチェ素子取り付け手段の例。

【図57】押し付け片が小さく球のような場合。

【図58】押し付け片が大きい場合。

【図59】押し付け弾性体を反対側に撓めておく例。

【図60】冷却できる板または放熱板または双方の、ペルチェ素子に密着する部分を凸状にしておく冷却できる板。

【図61】放熱筒が縦方向に着脱式。

【図62】放熱筒が横方向に着脱式。

【図63】鍋型の縁の付いた冷却できる板。

【図64】かまくら型の覆いのついた冷却できる板。

【図65】放熱筒延長パーツ。

【発明を実施するための最良の形態】

【0032】

以下、図面に示す実施の形態により、本発明を詳細に説明する。

【0033】

図１ないし図１４の本発明の第１の実施の形態において、１は本発明のペット用冷房器本体で、このペット用冷房器１は、ペットが載って涼むことができる冷却できる板２、この冷却できる板２の下面に冷却面を密着させて冷却するペルチェ素子４、このペルチェ素子４の放熱面に密着してペルチェ素子の熱を放熱する放熱板３、この放熱板３の熱を空気中に放熱する放熱筒５から構成されている。

【0034】

さらに、本体の台と冷却できる板の断熱を兼ねた台兼断熱材７と、ペルチェ素子４を駆動する電気の受け口となるスイッチボックス６と、電源８が主な構成要因である。

【0035】

２は、冷却できる板で、この上にペットが寝そべってヒンヤリ感を感じながら涼むことができる。下面にペルチェ素子の吸熱面が圧着されていて、ペットが載らない時には気温より数℃低い温度を保ち、ペットが載るとペットの体熱を吸熱する。材質はアルミニウムで腐食を防止するためにメッキ処理やアルマイト処理をする。大きさは対象になるペットが寝そべることができる大きさであり厚さはペットが載っても撓まず変形しない厚さである。ハムスターやハリネズミなら２ｍｍ以上、小型のイヌ・ネコ・ウサギなどであれば３ｍｍ以上が望ましく、大きなペットであれば４ｍｍ以上が望ましい。

【0036】

３は、放熱板であり、下からペルチェ素を挟み込む位置にある。ペルチェ素子の下面の放熱面に圧着している。放熱板の一方が冷却できる板２の外側まで延びてＬ字状に立ち上がって放熱筒５になっている。材質はメッキ処理したアルミニウム板を用いる。厚さは２mmから３mmである。

【0037】

４は、ペルチェ素子であり、本発明のペルチェ素子取り付け手段によって、冷却できる板２と放熱板３によって挟まれて押し付けられて両面を圧着している。ペルチェ素子のリード線は図面では省略しているが、スイッチボックスまで伸ばしている。ペルチェ素子は４０ワット級以上のものが望ましく、余計な熱の発生をさせないために９ボルト以下の低電圧で駆動する。ペルチェ素子の防水対策は重要である。

【0038】

５は、放熱筒であり放熱板がＬ字型に立ち上がった部分である。本発明の第１の実施の形態の放熱筒は放熱区画１５が６本なので、筒状の一部に形成した放熱板３と、放熱筒仕切り板１４と、放熱筒外板１６との組み合わせで放熱筒となる。

【0039】

６は、スイッチボックスであり外部電源の受け口やスイッチ、表示ランプ、などが備わっている。スイッチボックスの場所は、ペットが悪戯しない場所に配置するのが良く、本発明の第１の実施の形態の場合は放熱筒の背面に設けてある。

【0040】

７は、台兼断熱材であり、ペット用冷房器本体の台になり、冷却できる板の下面が空気に触れると冷却能率が劣化するので、冷却できる板下面の断熱の役割も兼ねる。材質は発泡スチロールあるいは発泡ウレタンなどの断熱材を使用して、外壁はステンレスのカバーを備えているが、材質形状を限定しない。

【0041】

８は、電源であり、本発明の第１の実施の形態ではＡＣアダプターを使用している。ＡＣアダプターは市販のもので、電圧は５ボルトと３ボルトを使用しているが３．３ボルトでも良い。

【0042】

次に、ペルチェ素子取り付け手段について詳しく説明する。

【0043】

図１１がペルチェ素子取り付け手段の説明図である。このペルチェ素子４の熱作用面４０の外側部４３よりも中央部に強い押しつけ力３８が生じるように前記冷却できる板２と前記放熱板３を押し付けるペルチェ素子取り付け手段である。

【0044】

ペルチェ素子４に対して、板状の放熱板の裏から放熱板を押し付けるので、ペルチェ素子を破損させるような力のかかり方が起きない。しかも、押しつけ力分布グラフ３９のように、必要十分な押しつけ力を掛けることができる。さらに、発熱が最も高くなるペルチェ素子の中心部に必要十分な押しつけ力を掛けることができる。

【0045】

なお、ペルチェ素子を挟み込むのは冷却できる板２と放熱板３であるが、撓むのはもっぱら放熱板３の方であることを前提にしている。その理由は、冷却できる板はペットが載ったり、時には人が踏みつけたりする可能性があるので、十分な厚さを備えているからであり、撓まないあるいは撓みにくい厚さにしてあるからである。

【0046】

図１２が第１の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段である。構成は、放熱板３をペルチェ素子４に押し付ける押し付け片２１と、押し付け片に撓む力で押しつけ力を加える押し付け弾性体２２と、押し付け弾性体をペルチェ素子の方向に撓ませる押し付け弾性体牽引ボルト２３と、押しつけ力調整ナット２４である。

【0047】

図１３が第１の実施の形態全体の中のペルチェ素子取り付け手段の位置を説明している正面図の断面図である。

【0048】

図１４が第１の実施の形態全体の中のペルチェ素子取り付け手段の位置を説明している下面図である。押し付け弾性体は円盤状である。

【0049】

第１の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段の実施例の断面図は図７である。２１は、押し付け片である。ペルチェ素子４の放熱面４２の中心位置に向けて放熱板３を、ペルチェ素子に対して放熱板の裏から押しつける。押し付け片の材質は、温度の高い放熱板に強く押し付けても変形しない材質であってかつ断熱性の高い材質が望ましく、本発明の第１の実施の形態においては、塩ビ板あるいはアクリル板などの硬質の合成樹脂を使用している。

【0050】

２２は、押し付け弾性体である。バネ性の板で、撓む力で前記の押し付け片２１を放熱板３に押し付ける。本発明の第１の実施の形態では４か所を押し付け弾性体牽引ボルトで支えている。材質はバネ性の高いステンレス板を使用している。

【0051】

２３は、押し付け弾性体牽引ボルトである。冷却できる板２側に固定されていて、放熱板３を突き抜けて、押し付け弾性体２２も突き抜けていて、２４の押し付け力調節ナットとの組み合わせで、押し付け弾性体をペルチェ素子側に引き寄せて撓ませている。本発明の第１の実施の形態では図のように、ペルチェ素子の四辺の近い位置に４本備えている。

【0052】

２４は押し付け力調節ナットである。４本の押し付け弾性体牽引ボルトと組み合わせて、押し付け弾性体２２を押し付け片２１の方向に撓ませて、押しつけ力を調整している。

【0053】

なお、押し付け弾性体牽引ボルトは温度が低い冷却できる板２と温度が高い放熱板３及び押し付け弾性体２２にまたがっているので、放熱側７３の熱が冷却できる板に及ばないように断熱手段を設けている。以下に、押し付け弾性体牽引ボルト周辺の断熱手段を説明する。

【0054】

図８は押し付け弾性体牽引ボルト周辺の拡大図である。押し付け弾性体牽引ボルト２３の周辺部の断熱構造を拡大して説明している。放熱板３は温度が高く、押し付け弾性体も温度が高いので、押し付け弾性体牽引ボルトが前記２か所を突き抜ける場所で、断熱が必要であり、図８がその断熱構造である。２９は断熱パイプであり本発明の第１の実施の形態では図より２０パーセントほど長い弾性のあるシリコン樹脂のパイプを使用している。押し付け弾性体を撓ませて取り付けるときに隙間ができないようにしている。２８は、断熱ブッシュである。強い力で押し付け弾性体を撓ませるので、強度が求められる。２７は、断熱ワッシャである。２６は、ワッシャであり、押し付け弾性体を強い力で撓ませるために断熱ブッシュなどを支えている。２５はスプリングワッシャである。

【0055】

ペルチェ素子取り付け手段は図のように撓む程度に薄い放熱板を放熱手段として使用できる。押しつけ力を調節は、放熱板が厚くあるいは剛性が高く撓みが少ない放熱板の場合には、押し付け片は図１０よりもさらに小さくても良く、薄いあるいは銅板のように剛性が低く撓みやすい放熱板の場合は、押し付け片を大きくして、ペルチェ素子の熱作用面中心部に押しつけ力が集中しすぎないようにすると良い。熱作用面への放熱板のおしつけ力分布は、放熱板の厚さと、放熱板の撓み具合と、押し付け片が放熱板を押し付ける面積の広さで調整できる。

【0056】

押しつけ力の調整は、押し付け弾性体２２のバネの強さと、押し付け力調節ナット２４の締め付け方、つまり押し付け弾性体を撓ませる量で調整する。

【0057】

次に本発明の第１の実施の形態の放熱筒を、図６と図９で説明する。

【0058】

５は、放熱筒であり、放熱板３の一部がＬ字状に立ち上がって構成されている。３は、放熱板であり放熱筒まで延びていて、ペルチェ素子の熱を放熱筒内に導いている。１４は、放熱筒仕切り板であり、放熱筒の中を区切って複数の放熱区画を作っている。また、放熱板側に接していて、放熱板の熱を分散させる役割も担う。したがって熱伝導率の高い材料を使用すると良く本発明の第１の実施の形態では、アルミニウム板と銅板を用いている。１５は、放熱区画であり本発明の第１の実施の形態では、６本の放熱区画を持っている。１６は、放熱筒外板であり、放熱筒内の熱の分散を担っている。材質はメッキ処理・アルマイト処理をしたアルミニウ板を用いている。怖がるペットがいるので、光沢を少なくする方が良い。

【0059】

５０は、空気吸い込み口であり、冷却用の空気を吸い込む。吸い込む力は放熱区画内の暖まった空気が上昇する気流による。また、吸い込み口はペルチェ素子周辺に漂う暖かい空気を吸い込む方向にも開口していて、ペットの周りに暖かい空気が及ばないようにしている。５１は、空気排出口であり、寝そべるペットより上に開口して、排出する暖かい空気がペットに当たらないように、ペットの上方に排出するように開口している。

【0060】

図１０で、本発明の第１の実施の形態の働きを説明する。

【0061】

冷却できる板２を冷やしているペルチェ素子４が出す熱はペットの体熱とペルチェ素子の動作熱の合計の熱５５である。この熱は放熱板３に移り温度の低い放熱筒５の先端に向けて移動しながら、放熱筒内の空気を温める。放熱筒内で熱を含んだ空気５７は上昇して情報に吐き出される。この時の上昇気流で放熱筒下部に開口した空気吸い込み口から、空気５２を吸い込む。併せて、熱気が溜まりやすい領域５９に漂う暖かい空気５３も吸い込む。このようにして、ペットの体熱を空気中に放熱して、冷却できる板のヒンヤリ感を持続させている。

【0062】

次に、図１５ないし図２５の本発明の第２の実施の形態において、１Aは、本発明の第２の実施の形態のペット用冷房器本体である。

【0063】

１０は、冷却できる板の熱伝達促進板であり、ペルチェ素子の冷却面と冷却できる板の間に有って冷却できる板に張り付けられている、熱伝達促進板は冷却できる板よりも熱伝達率の高い材料を使用するのが望ましい。本実施例ではメッキ処理した銅板を用いている。冷却できる板に載ったペットの体熱を、最も温度か低いペルチェ素子の冷却面に早く大量に運ぶ役割を担う。また、大型のペット用冷房器は冷却できる板３が広くなるのでペルチェ素子に近い場所と遠い場所で温度差が大きくなるので、この温度差と温度ムラを少なくすることができる。

【0064】

１１は、放熱板の熱伝達促進板であり、ペルチェ素子の放熱面と放熱板の間に有って放熱板に張り付けられている。材質は放熱板よりも熱伝達率の高い材料を使用するのが望ましく本実施例では１０と同じくメッキ処理した銅板を用いている。

【0065】

５Aは放熱板の熱伝達促進板１１を放熱筒まで延長させた放熱筒の熱伝達促進板を備えた放熱筒であり、ペルチェ素子の熱を、最も温度が低い放熱筒の空気排出口５１付近まで早く大量に運ぶことができるので、放熱板及び放熱筒全体の温度を下げることができ、したがって、冷却できる板の冷却力を高めることができる。

【0066】

冷却できる板の熱伝達促進板１０と放熱板の熱伝達促進板１１の形状と位置の例は図１６ないし図１９に破線で表している。又、図２０は図１７のローマ数字の１－１線に沿う断面図を用いて、請求項３の熱伝達促進板を表している。熱伝達促進板の形状と配置位置は、ペットの冷房器の大きさ、冷却できる板と放熱板の厚さ、材質などで調整する。

【0067】

図２１は図１７のローマ数字の１－１線に沿う断面図を用いて、請求項４の熱伝達促進板を表している。

【0068】

図２２は図１７のローマ数字の１－１線に沿う断面図であり、本発明の第２の実施の形態を説明している。

【0069】

図２３は本発明の第２の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段拡大図である。基本的な構造は本発明の第１の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段と同じである。差異は、ペルチェ素子４と冷却できる板２の間に冷却できる板に張り付けた冷却できる板の熱伝達促進板１０があることと、ペルチェ素子と放熱板３の間に放熱板に張り付けた放熱板の熱伝達促進板があることである。放熱板の熱伝達促進板は放熱板に張り付いた状態で放熱筒に伸びている。

【0070】

アルミニウム製の冷却できる板と放熱板それぞれに銅製の熱伝達促進板を張り付けた構造は、衝撃などの外部の力に強くかつ熱伝導率の高いアルミニウムの性質と、剛性は劣るがアルミニウムより高い熱伝導率の銅の性質を併せ持つ。
なお、この熱伝達促進板は冷却できる板あるいは放熱板の何れか一方に備える場合もある。

【0071】

なお、冷却できる板と熱伝達促進板及び放熱板と熱伝達促進板の張り付け手段は図面では省略しているが、実施例では熱伝達性のグリースを主要部に施して、リベットあるいはボルトとナットで複数個所を圧着固定している。アルミニウム板と銅板相互の熱伝達を良くするためには、お互いを融着させることが望ましいが現在の技術では、安価に融着する技術は無い。また、冷却できる板や放熱板にステンレスを用いて熱伝達促進板に銅を用いるなど、金属の組み合わせは実施例に限らない。また、開発されている熱伝導性の高い新素材を熱伝達促進板、あるいは冷却できる板や放熱板に用いることも含む。

【0072】

≪放熱筒≫
図２４は、図２２のローマ数字の１－１線に沿う断面図であり、放熱筒の中の放熱板の熱伝達促進板１１を説明している。放熱筒の構造は本発明の第１の実施の形態と同じである。差異は、放熱板に張り付けた放熱板の熱伝達促進板１１が放熱筒の中に備わっていることである。

【0073】

構造によってはこの放熱筒外板が放熱板であったり熱伝達促進板であったりする場合もある。放熱筒内仕切り板１４は、放熱筒の内部を煙突効果が高くなる放熱区画１５に区切っている。放熱筒内仕切り板の材質は、放熱板と熱伝達促進板の熱を分散させる働きをさせるために、アルミニウムあるいは銅などの熱伝導率の高い材質を使用するのが望ましいが、樹脂製の板などでも一定の効果が得られる。

【0074】

放熱筒は材質と放熱区画の太さがほぼ同じであれば、長さと放熱区画の本数で放熱力が変わるので、ペット用冷房器の大きさと放熱量に合わせて、放熱区画本数と長さを調節すると良い。したがって、長さや区画数に関しては図が限定しない。また、放熱筒内部の構造は、一部あるいは全部を一体成型する場合も含まれるので、図２４の構造に限定しない。

【0075】

請求項４記載の放熱筒は、請求項２記載の放熱筒に熱伝達促進板１１を備えたことが特徴である。放熱筒内に伸びた熱伝達促進板の効果は、ペルチェ素子の熱を、放熱側の熱が最も低い場所である放熱筒の空気排出口の近くまで早く大量に運ぶことができることにある。ペルチェ素子の放熱面の周りに熱が留まることなく、熱の速やかな拡散効果が得られることが大きな特長である。

【0076】

ここまでの説明が請求項１から請求項４までの実施例である。図２５は、この実施例である本発明のペット用冷房器の最大の特長であるペットの体熱の吸熱から放熱の一連の熱の流れの仕組みを詳しく説明している。図１０で説明した本発明の第１の実施の形態の放熱筒よりも、熱伝達促進板がある分放熱力が高くなるので改めて説明する。

【0077】

ペルチェ素子４はスイッチＢＯＸ６とつながっていて、スイッチＢＯＸに接続したＡＣアダプター８で駆動される。ペットが載っていない時は、冷却できる板の全面が空気に触れているので、空気の熱を吸熱している。ペットが載るとペットの体温と冷却できる板の温度差でペットの体熱５４が冷却できる板２に移動する吸熱が起きる。この吸熱でペットはヒンヤリ感を感じることができる。冷却できる板と冷却できる板の熱伝達促進板１０に移動したペットの体熱は、熱伝達促進板の最も温度が低い場所であるペルチェ素子４のところまで引き寄せられて、ペルチェ素子に吸熱される。

【0078】

ペルチェ素子は、吸熱したペットの体熱を放熱面から放熱する。この時の熱は吸熱したペットの体熱とペルチェ素子の動作熱の合計の熱５５である。ペルチェ素子の放熱部分の温度が最も高いので、温度がより低い放熱筒５の空気排出口５１付近に向けて放熱板の熱伝達促進板１１と放熱板３を伝って、ペットの体熱とペルチェ素子の動作熱の合計の熱５５が移動する。

【0079】

放熱筒に移ったペットの体熱とペルチェ素子の動作熱の合計の熱は、放熱筒の構造物の中に拡散しながら空気５２に移動する。熱を含んだ空気５７は軽くなって放熱筒の中に上昇気流を作る。上昇気流は、放熱筒の上部の空気排出口５１からペットに当たらないようにペットの上方に放出され、新たな空気５２を空気吸い込み口５０から吸い込む。この時同時に放熱板周辺に漂う暖かい空気５３も一緒に吸い込むように空気吸い込み口が開いているので、ペットに暖かい空気が触れることを防ぐことができる。

【0080】

本発明の主要な部品である冷却できる板２と放熱板３の材質にはメッキ処理をしたアルミニウム板を用いている。アルミニウムを用いている主な理由は、熱伝導率が高いことと強度が保てることである。しかし、アルミニウム製の板よりも熱伝導率が高い銅製の板の方が冷却力も放熱力も格段に良い。しかし、銅はアルミニウムより柔らかいために、ペットの予期しない動きなどの衝撃にも耐えられるような強度が保ちにくく、変形しやすいという弱点がある。そこで、メッキ処理をした銅板を放熱板の熱伝達促進板としてアルミニウムの放熱板のペルチェ素子側に張り付けて、熱伝達速度を速めている。冷却できる板にも冷却できる板の熱伝達促進板を冷却できる板のペルチェ素子側に張り付けて温度ムラを少なくしてペットの体熱を穏やかに吸熱できるようにしている。

【0081】

以上の様に、放熱板と放熱板の熱伝達促進板と放熱筒がペルチェ素子の熱を効率よく排熱することができるので、強制冷却手段に頼ることなく、ペットが十分に満足する冷房器ができる。

【0082】

なお、図と文で省略していることは、ペルチェ素子の冷却面と放熱面に塗布する熱伝導性のグリースあるいは貼り付けたり挟み込んだりする熱伝導性のシート、さらには、冷却できる板と熱伝達促進板の間や放熱板と熱伝達促進板の間など、熱の伝達部分に塗布する熱伝導性のグリースあるいは挟み込む熱伝導性のシートなどの熱伝導対策は、施すのが常識であるので実施例では施しており、図及び説明では、特に必要でないかぎりは省略している。また、断熱材は隙間なく施しているが図の説明上断熱材を省略している図もある。又、ペルチェ素子のリード線とスイッチボックスと電源も説明が必要なところ以外では省略している。

【0083】

ここでは、表とグラフで本発明の効果を説明する。図２６は、冷房器の温度を駆動電圧毎に測定した結果の表であり、Ａ．従来のペルチェ素子取り付け手段のペット用冷房器、Ｂ．ペルチェ素子取り付け手段のペット用冷房器（請求項２の実施例１に該当）、Ｃ．ペルチェ素子取り付け手段と熱伝達促進板を備えたペット用冷房器（請求項４の実施例２に該当）それぞれの冷却できる板の温度を、駆動電圧別に測定したものである。この時の気温を３０℃にしている。なお、このテスト条件は、冷却できる板が３０℃の気温の影響を受けないように、冷却できる板全体を断熱材で覆って、冷却できる板の温度は、ペルチェ素子に最も近い場所の冷却できる板の温度を熱電対式の温度計で測定した数値である。放熱板の温度はペルチェ素子に近い放熱筒の根元の熱伝達促進板の湾曲部分を測定場所としている。

【0084】

図２７は、図２６の表のグラフ化、ペルチェ素子取り付け手段の効果確認。のグラフであり、上の曲線の従来の技術では３ボルトの時に２８．５℃で最も低く、１．５℃の冷却効果である。中の曲線のペルチェ素子取り付け手段の場合は５ボルトで駆動したときに２１℃になり、９度の冷却効果があって、従来技術に比べて７．５℃も冷却能力が高いことが分かる。さらに、下の曲線の本発明の熱伝達促進板を備えた場合には、１９．５℃まで下がり、１０.５℃の冷却効果があって、従来技術に比べて９℃も冷却能力が高くなることが分かる。

【0085】

図２８は、図２６の表のＣのグラフであり、適切な駆動電圧を求めているグラフである。ペルチェ素子取り付け手段と熱伝達促進板を備えた本発明の第２の実施の形態のペット用冷房器の駆動電圧毎の温度特性を表したグラフであり、併せて放熱側の温度もグラフ化している。グラフから、適切な駆動電圧が５ボルトであることが分かる。温度が１９．５℃まで下がり１０．５℃の冷却力があって、しかも、放熱側の温度が４４．５℃であり、安全な温度範囲である。ちなみに、９ボルトでは、放熱の温度が上がってしまい、放熱しきれないために、冷却側の温度も上がってしまう現象で、かえって効率が悪くなることが分かる。

【0086】

以下は、請求項に記載されていないが第一第二の実施例で実施している重要な項目であるから、その項目を説明する。

【0087】

（冷却できる板の温度と吸熱について）本発明のペット用冷房器にペットが喜んで載るのは、冷却できる板が程よくヒンヤリしていて心地よく涼めるからであり、しかもこのヒンヤリ感がいつまでも持続するからである。理想の冷却できる板の温度と吸熱条件は、ペットの体熱より少し低くい温度で、かつ、熱伝導率が高く吸熱力が強いことでる。温度が低く過ぎて冷た過ぎるとかえって不快でありペットが短時間しか載らず、長くはくつろがないことが実験で分かっている。

【0088】

暑くて我慢できなくなった犬が玄関などの床に寝そべって暑さを凌ぐ行動や、ペットショップで売られるアルミニウムの板などの例から容易に推測できる通り、ペットは自分の体熱を吸熱してくれるところを求めてそこに寝そべって涼む。しかしアルミニウム板などは、ヒンヤリするがそのヒンヤリ感は長続きしない欠点があり、しばらくするとひんやり感が無くなってしまう。

【0089】

ヒンヤリ感の持続は、程よい吸熱作用が持続することである。吸熱は、寝そべる場所の温度と体温の差と、寝そべる場所の熱伝導率と、そこの熱容量であり、温度はペットの体温に対しておよそ５℃～１０℃程度低ければよく、低すぎると不快感が生ずる。

【0090】

本発明のペット用冷房器の冷却できる板の温度はペットの体温から５℃～１０℃低い状態で待機している。ペットが載ると、熱伝導率の高いアルミニウム製の冷却できる板がペットの体熱を吸熱する。この時ペットは心地よいヒンヤリ感を感じることができる。冷却できる板に移動したペットの体熱はペルチェ素子に集まり、排熱されるので、吸熱作用が持続する。したがって、ペットはいつまでもヒンヤリ感を感じることができて、好きなだけ涼むことができる。冷却できる板の役割は、冷たさより心地よいヒンヤリ感が持続することであり、冷却できる板に移ったペットの体熱を穏やかかつ速やかに吸熱し放熱側に移動させて、穏やかな吸熱力を保ち続けることである。

【0091】

このヒンヤリ感の尺度は、人が手のひらを押し付けていると心地よくヒンヤリする程度で、そのまま押し付けていて３分ぐらいなら我慢できる程度の冷たさが、毛皮を着たペットたちにはちょうどよい。手のひらを押し付けていて１～２分程度で冷たすぎて不快を感じるようなら、ペットにとっても冷え過ぎである。

【0092】

（ペルチェ素子の駆動電圧）ペルチェ素子を冷却手段として用いるペット用冷房器に於いて、ファンやモーターの強制冷却を必要としないペットの冷房器を実現させるために本発明が採った手段は、ペット用冷房器本体の中に強制冷却が必要になるほどの高温部を作らないことである。つまり、ペルチェ素子の放熱面の温度を、強制冷却しなければならないほどに高くしないことであり、そのための手段として、ペルチェ素子の定格の最大電圧の２分の１以下の電圧でペルチェ素子を駆動する電源手段を用いることである。

【0093】

ペルチェ素子は、冷却面の温度と放熱面との温度差と駆動電圧は密接な関係にある。駆動する電圧によって放熱量が大きく変化する。定格電圧が１２ボルトのペルチェ素子の場合であれば、８分の1程度の低電圧例えば１．５ポルトで駆動しても冷却面は少し冷えて、放熱面の温度が上がる。この時の冷却面の温度はハムスターやマウス程度の小さなペットであれば十分にヒンヤリ感を感じさせることができるし、放熱温度も強制冷却を必要としない程度に低い。ペルチェ素子の冷却面を気温より１０℃程度低くすることと同時に発熱量も自然放熱ができる範囲の温度になるように、ペルチェ素子を駆動する電圧を低く設定することが本発明のペット用冷房器を実施する上で重要な要件になる。

【0094】

図２６ないし図２８から、本発明のペット用冷房器の場合には５ボルト以下で駆動するのが、強制冷却無しで冷却できる最も合理的な電圧であることが分かる。このように、モーターとファンによる強制冷却を必要としないで自然放熱だけで運転できるのは、ペルチェ素子の冷却力を必要最小限にする駆動電圧と、ペルチェ素子の発熱量を極力少なくできる駆動電圧と、ペルチェ素子の発熱を効率よく放熱する放熱手段との釣り合いを電圧の設定で加減していることによる。

【0095】

（衝撃吸収手段）本発明のペット用冷房器は、筐体を持たなくても良いことが特長であるので、冷却できる板や放熱筒に衝撃を受けた場合にペルチェ素子に衝撃が及ばないための衝撃吸収手段を備えている。衝撃吸収手段の主要な構成要素は図２９で示している衝撃吸収スペーサー１２であり、ペルチェ素子の取り付け部を囲む位置で冷却できる板と放熱板でこの衝撃吸収スペーサーを挟み込んで固定して、外部衝撃がペルチェ素子に伝わらない構造である。図３０ないし図３４及び図３６で衝撃吸収スペーサー１２の取り付け位置を説明している。図３０は平面図で衝撃吸収スペーサーの取り付け位置を説明している。図３２は右側面図で衝撃吸収スペーサーの位置を示している。図３３は下面図で衝撃吸収スペーサーの位置を示している。

【0096】

図３４及び図３６は衝撃吸収スペーサーとペルチェ素子の位置関係を説明する図であり、ペルチェ素子４を囲む位置に衝撃吸収スペーサー１２があるのが分かる。実施例の場合は２つの衝撃吸収スペーサーを４か所の衝撃スペーサー固定部１８で冷却できる板側と放熱板側をねじ止めで固定しているが、固定部の数は衝撃吸収スペーサーの長さによって３か所でも４か所でも良く、固定方法は接着でも良いしねじ止めと接着を併用しても良い。なお、衝撃吸収スペーサーの材質は断熱性があって強い力で締め付けても容易に変形しない材質が良く、本発明の実施の形態ではアクリル材を用いている。

【0097】

（断熱対策）本発明のペット用冷房器の形の特長はペットが載る冷却できる板の高さが床から３～４センチ程度と低いことであり、ペットが違和感なく載って利用できる高さであることである。このために冷却できる板の下部に位置する熱交換部は図３４あるいは図３５の点線円の部分の様に、温度の低い冷却できる板あるいは冷却できる板の熱伝達促進板と、温度が高い放熱板あるいは放熱板の熱伝達促進板が相対面する場所で近いところではペルチェ素子の厚さの４ミリ程度しか離れていないために熱干渉が起きれば冷却力を著しく損なう。そのために熱干渉が起きる場所に断熱手段を施している。

【0098】

冷却できる板と放熱板、あるいはそれぞれの熱伝達促進板が接近している場所、の断熱手段は、発泡スチロールやウレタンフォームやゴムや樹脂などの断熱材３０を挟み込む方法、同じくウレタンフォームや樹脂製の断熱材などを充填し流し込む方法、断熱材で作ったスペーサーをはめ込む方法などである。断熱材の材質については、ＮＡＳＢＩＳなどの新素材の断熱材や今後開発される断熱材も対象にする。

【0099】

さらに、冷却できる板側と放熱板側との熱干渉を少なくする方法として、両者が相対対面する面積を少なくする対策を施している。

【0100】

また、冷却できる板あるいは冷却できる板の熱伝達促進板の下面が空気に触れないように断熱処理をしているがこれは本ペット用冷房器の台の役割も兼ねて台兼断熱体７としている。

【0101】

さらに、ペルチェ素子取り付け手段の押しつけ弾性体牽引ボルト周辺の断熱については先に述べたとおりである。

【0102】

（密封と防水）ペルチェ素子の故障の原因に結露による内部腐食がある。本発明のペット用冷房器では結露防止のために、ペルチェ素子の周囲を断熱材と樹脂で密封して空気の流入を防いでいる。この密封構造は、ペットの尿などによるペルチェ素子の汚損も防止する効果がある。図３６は図３４のローマ数字の３－３断面図であり、ペルチェ素子４の周囲の防水の実施例を示している。図の様にペルチェ素子の周囲は断熱を兼ねた防水材が取り囲んでいるので、水分はもとより結露の元になる湿った空気が入り込むことを防いでいる。ペルチェ素子の周りの断熱材３０は、ペルチェ素子と４本の押しつけ弾性体牽引ボルトの貫通部の断熱パイプの部分とペルチェ素子のリード線を通す部分を成形したものをペルチェ素子の周囲にはめ込んで組み立てても良く、あるいは断熱性の樹脂をペルチェ素子の周辺に充填して固めても良く、前記の成形した断熱材と樹脂の充填を組み合わせても良い。

【0103】

（温度調節手段）ペルチェ素子はＯＮ／ＯＦＦを繰り返すと、そのたびに内部に熱衝撃が発生して、ペルチェ素子を劣化させる大きな原因になるので、サーミスタなどによってペルチェ素子の通電をＯＮ／ＯＦＦする温度調節手段を用いずに、連続通電をしている。駆動電圧を変化させることで温度調節手段としている。図３７は本発明の第１の実施の形態のペルチェ素子の駆動方法の説明図である。駆動電圧の切り替えは手動で切り替える６６方法を採用している。ＡＣアダプターは、暑さに対してあらかじめ設定した電圧、例えば暑さの厳しい夏には５ボルトの高い方の電圧の電源６５を接続して強冷房、暑さが和らぐ初夏晩夏には３ボルトの低い方の電圧の電源６３を接続して弱冷房としている。

【0104】

（長寿命化対策）ペルチェ素子を冷却手段に用いた冷房器はコンプレッサー型の冷房機に比べて寿命がかなり短い傾向にある。高温による劣化や結露による腐食が主な原因である。本発明のペット用冷房器はペルチェ素子の寿命を短くする複数の原因に対して、適切な対処手段を施すことによって、長寿命化を実現している。以下にその原因と対処手段を列記する。

【0105】

（駆動電流のＯＮ／ＯＦＦで劣化が速まる）前述のとおり、温度調節のために通電をＯＮ／ＯＦＦすると、通電を止める度にペルチェ素子内部に熱の逆流・熱衝撃が起きることが原因の劣化。本発明のペット用冷房器では温度調節にＯＮ／ＯＦＦをしないで、前述の様に、ＡＣアダプターで連続通電を行っている。

【0106】

（高温による劣化）ペルチェ素子の放熱部が高温になればなるほどペルチェ素子の劣化が速まる。本発明のペット用冷房器では定格電圧の２分の１以下の低電圧で駆動して、放熱面を劣化が進むような高温にしないことで長寿命化を図っている。

【0107】

（熱電半導体の発熱のばらつきによる劣化）ペルチェ素子を強い力で押し付けることはメーカーが推奨していることであり、強い力で押し付けて取り付けないとペルチェ素子の劣化が速まってしまう。この件はペルチェ素子のメーカーが詳しく解説しているので説明を割愛する。

【0108】

以上、本発明のペット用冷房器には１．定格電圧の半分以下の電圧による連続通電。２．低電圧駆動。３．ペルチェ素子取り付け手段。４．結露防止。５．防水。６．衝撃吸収の６つの長寿命化対策を施している。

【0109】

次に、図３８ないし図４２の本発明の第３の実施の形態において、１Bは、本発明の第３の実施の形態の、ハリネズミやラットなどの小型のペットのためのペット用冷房器本体である。吸熱する冷却できる板の面積が狭くなるので、吸熱量が少なく、放熱量も少なくなるので、シンプルな構造の放熱筒が備わることが特徴である。図３８は本発明の第３の実施の形態の斜視図であり、図３９は平面図であり、図４０は図３９のローマ数字の１－１線に沿う断面図であり、図４１は図４０のローマ数字の１－１線に沿う断面図である。図３８ないし図４２の本発明の異なる実施の形態において、前記本発明の第１と第２の実施の形態と主に異なる点は、放熱筒の形状である。５Ｂは、小型の放熱筒である。

【0110】

放熱筒の長さも短くして第1および第２の実施例よりも簡単な構造の放熱筒にした例である。３は、放熱板であり、１１は、放熱板の熱伝達促進板であり、放熱筒の中では温度が最も高く空気排出口付近で４０℃前後である。１４は放熱筒仕切り板であり、１５の放熱区画を３区画構成している。１６が放熱筒外板である。１７が放熱筒カバーであり冷却できる板側に面している。この放熱筒カバーの役割は、ペットが暖かい熱伝達促進板に触れないようにするためと、図の様に放熱筒と同じく上下に空気取り入れ口５０と空気排出口５１を設けることで、もう一つの放熱区画を形成して熱伝達促進板側の上昇気流の冷却効果を高めるためである。したがって放熱筒カバーと熱伝達促進板の距離は、上昇気流が起きにくくなるほどに熱伝達促進板に接近しすぎない方が良い。
なお、放熱筒の構造は第１と第２の実施例では放熱区画が６本であるが、１本でも、２本以上の複数本でも良く、放熱筒内部の構造も、図４２の様に一体成型される場合もあって、図に限定されない。上記の様に、ペットの体型や大きさなどに合わせて冷却できる板の大きさや形状や放熱筒の形状を変えると良い。なお、放熱筒の成形の為の放熱板と放熱板仕切り板や放熱筒カバーなどのリベットやボルトナットや溶接や接着などは図及び説明から省略している。

【0111】

なお、放熱筒は１本でなく２本以上の場合もある。

【0112】

次に、図４３ないし図６５に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当たって、前記本発明を実施するための第１ないし第３の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。

【0113】

（その他の放熱手段を用いたペット用冷房器）図４３ないし図４５のその他の実施の形態において、前記本発明の第１ないし第３の実施の形態と主に異なる点は、冷却手段を放熱筒以外の放熱手段にした場合のペット用冷房器であり、実施例をペルチェ素子取り付け手段周辺の断面図で説明している。図４３は、本発明の第１の実施の形態の放熱手段に本発明の放熱筒以外の放熱手段を備える場合の実施例であり、放熱筒以外の放熱手段とは、延長した放熱板を水冷で冷やすとか、ヒートパイプで冷やすなどであり、既存の強制冷却の場合もありえる。図４４は本発明の第２の実施の形態のペルチェ素子取り付け手段周辺であり、図４３の説明と同様である。

【0114】

図４５は、第２の実施の形態の放熱筒の代わりにヒートパイプ７０を用いたイメージ図である。ヒートパイプの吸熱部は銅製など変形しやすい材質と構造であるから、ペルチェ素子取り付け手段で取り付ければ、ヒートパイプの冷却力を十分に引き出すことができる。なお、図ではヒートパイプの吸熱部を空洞で表しているが、中の構造は省略している。

【0115】

（温度調節手段）図４６ないし図４７の本発明の異なる実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、温度調節手段である。図４６は低い電圧の電源６３、中位の電圧の電源６４、高い電圧の電源６５をあらかじめ用意して、切り替えを自動で行う実施例である。実施例１および２では図３７で説明の通り、あらかじめ設定した冷房能力のＡＣアダプターを手で交換していたが、図４６は制御部６１で弱・中・強あるいは温度を選択できるようにした異なる実施例である。冷却できる板２の温度センサー６０の信号を制御部６１が受けて、冷却できる板の温度が選択した温度よりも上がれば、高い電圧に切り替えて冷房力を強くして温度を下げるようにする。温度か下がれば、低い電圧に切り替えて冷房力を弱くして温度を上げる。なお電源は低い電圧の電源６３と、高い電圧の電源６５の二つだけでも良い。

【0116】

図４７は前記説明の図４６の複数の電源を切り変える方法でなく、電圧を変えることができる電源である可変電圧電源６２を用いた異なる実施例である。温度センサー６０の信号を制御部６１が受けて、制御部の信号で適正な電圧を可変電圧電源６２が供給する。

【0117】

（ペルチェ素子を駆動する電源について）ペルチェ素子は駆動する電圧の変化によって熱交換能力が大きく変化するので、温度コントロールには電圧が可変できる電源があると都合が良い。しかし、現在では、そのような電源は高額であり一般に普及していないので、今後普及すれば、好都合である。電源は、高低２種類あの電圧を供給できるものか、高中低３種類かそれ以上あるいは連続可変電圧を供給できるペルチェ素子用の駆動電源である。なお、温度コントロールの方法については、サーミスタなどを用いて通電をＯＮ／ＯＦＦする温度調節の方法を取らずに、連続して通電することが実施例の重要な要点であるので、温度センサーの位置や温度感知方法や電圧の切り替え方法などについては、図及び説明の方法に限らない。

【0118】

（押しつけ力の支えに梁や筐体を利用）図４８、図４９の本発明の異なる実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、ペルチェ素子取り付け手段の押しつけ力を得る手段つまり押し付け片２１を押し付ける手段である。第１の実施例では押し付け弾性体を押し付け弾性体牽引ボルトで押し付け片側に撓ませて押しつけ力を得ていたが、図４８のペルチェ素子取り付け手段では梁または筐体３６を支えにして、押しつけ力調節ネジ３５で押し付け片２１に押しつけ力を加える方法である。図４９は梁または筐体３６を支えにして、押しつけ力調節ネジ３５とコイルばね状の押し付け弾性体２２aとで押し付け片２１に押しつけ力を加える方法である。なお、図４８、図４９の梁または筐体３６の形はイメージであり図が形を制限しない。

【0119】

（ペルチェ素子取り付け手段のその他の実施例）図５０ないし図５３の本発明の異なる実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と主に異なる点は、ペルチェ素子取り付け手段を本発明のペット用冷房器以外に使用する場合の実施例である。図５０と図５１は基板７２に載ったＣＰＵなどの冷却されるもの７１とペルチェ素子取り付け手段の例である。図５２は、冷却されるもの７１をペルチェ素子取り付け手段で冷却する実施例であり、例えば冷却されるものが冷却できる容器の底などである。図５３は冷却されるもの７１が下になっている場合で、容器の蓋のなどに適用できる。また、容器の側面に設けるなど、タテになっても有効である。

【0120】

（ヒートパイプとペルチェ素子取り付け手段）図５４図５５は、ペルチェ素子取り付け手段で、ペルチェ素子の放熱面にヒートパイプの吸熱部を圧着させた実施例のイメージ図である。ヒートパイプの吸熱部は銅製で中が中空であるために、従来技術では十分な押しつけ力でペルチェ素子に押し付けることができなかったが、ペルチェ素子取り付け手段を用いれば、この実施例の様に、ヒートパイプの強度が耐えられる圧着力の範囲で、ペルチェ素子に圧着することができる。図５４は冷却されるものがＣＰＵなどの場合で基板の上に載っている物をペルチェ素子で冷却することに応用できる。

【0121】

（ペルチェ素子２枚重ね）図５６の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、ペルチェ素子を２枚重ねて放熱板のペルチェ素子取り付け手段で取り付けたことである。２枚重ねでも３枚重ねでもペルチェ素子取り付け手段の押し付ける効果は発揮できる。ただし、複数枚重ねた場合の放熱量はとても大きくなるので、放熱板の強制冷却が必要になる場合もある。

【0122】

なお、図４８ないし図５６までの図の天地については逆さま、縦・斜めの場合も適用する。

【0123】

（押し付け片の形状）図５７、図５８の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、押しつけ片２１の形状である。押し付け片の役割は、ペルチェ素子の放熱面の外側部よりも中央部に強い押しつけ力が生じるように押しつけ密着させることであるので、押し付け片が放熱板に接する部分の押しつけ面積は、放熱板が撓みにくく撓みが小さい場合には点でも良く、この場合の押し付け片の形状は図５７の様に球でも良く尖った錐形でも良い。押し付け片が放熱板に接する面積が小さければ、押し付け弾性体に伝わる熱も少なくなる。押し付け片は、放熱板の撓みやすさに応じて押しつけ面積を大きくする必要がある。厚さが薄いとか銅製など撓みやすい材質の放熱板の場合には図５８の様に押しつけ面積はペルチェ素子の放熱面よりわずかに小さい面積にして、押し付ける効果を出しながら、放熱面の外側部には強い押しつけ力が掛からない大きさにすると良い。押しつけ面積の形状は、ペルチェ素子の放熱面４０の外側部４３を破損する撓む力が掛からないで押しつけ力が加えられるように、真円や真円に近い形あるいは正方形が良い。押し付け片の厚さは押し付け弾性体の撓みしろ以上の寸法が目安になる。なお、ペルチェ素子の冷却面に接する冷却できる板あるいは素材は撓まない材質か撓まない厚さである。

【0124】

（押し付け片の変形）押し付け片は、押し付け弾性体と一体あるいは放熱板と一体の構造であっても良い。放熱板の押し付け片が当たる部分に放熱板が凸状になっていて押し付け片に代わっても良い。あるいは、押し付け弾性体の押し付け片が当たる部分が凸状になっていて押しつけ片に代わっても良い。ただしこの場合は、押し付け弾性体に放熱板の熱が直接伝わるので、押し付け弾性体牽引ボルトと押し付け弾性体の間の断熱を強化する必要があり、押し付け弾性体に放熱手段を設けると良い。

【0125】

（押し付け弾性体の反り）図５９の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、押し付け弾性体２２Ａである。押し付け弾性体は撓むことで押しつけ力を生じるが、図５９の押し付け弾性体２２Ａの様に、あらかじめ反対に反らせた弾性体を用いても良く反りを戻す力を押しつけ力にする。この効果は、撓ませるために必要な撓みしろを設けなくてもよくなるので押し付け片の厚さを撓みしろ分だけ薄く作れることと、撓んで放熱板に接近することによる熱干渉を減少できることである。なお、押し付け弾性体の形状は円形や正方形などであるが、ペルチェ素子を破損しないように放熱板に押しつけ力が加わる形であれば、形は問わない。

【0126】

（放熱板と冷却できる板の断熱対策）図６０の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、冷却できる板あるいは放熱板がペルチェ素子に密着する場所の形状である。第一の実施の形態では冷却できる板と放熱板の隙間はペルチェ素子の厚さに制約されるために、例えば４ｍｍ程度しか離れていないために４ｍｍ分の断熱材しか使えず、熱干渉が起きやすい。図６０に示すように、冷却できる板２のペルチェ素子に密着する面に凸部３７を設けることで凸部の厚みだけ、放熱板との隙間の寸法を広げることができる。同様に、放熱板３のペルチェ素子に密着する面に凸部３７を設けることで凸部の厚みだけ、冷却できる板との隙間の寸法を広げることができる。冷却できる板と放熱板のどちらか一方でも、双方でもあれば断熱材の厚みを増やすことができるので、熱干渉を少なくする効果がある。なお、凸部は冷却できる板と放熱板それぞれに一体加工されたものでも、熱伝達の高い材質のものを密着させたものでも良い。

【0127】

（放熱筒着脱型）図６１ないし図６２の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、放熱筒部分が着脱できることである。輸送の際の便利さや、放熱力の選択ができる便利さがある。放熱筒着脱部７５は熱伝導率が高い部材を密着させることで熱伝達ロスを少なくすることができるので、図では密着部に熱伝達促進板が互いに当たるようにしている。図６１は放熱筒着脱部7５が縦の場合で、図６２は放熱筒着脱部7５Ａが横の場合の実施例であるが、説明用のイメージ図であるために、形状は図で制限しない。なお、スイッチＢＯＸとペルチェ素子の間のコードにはコネクターを用いると良い。

【0128】

（鍋型の冷却できる板）図６３の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、ペットが載る冷却できる板に囲い７７が付いていることである。囲いは猫やその他のペットでも、図６３の様に囲いのついた場所を好む性質があるので、このようなペットがリラックスして使用できるペットの冷房器として有効である。囲い７７は冷却できる板と一体構造で縁が囲い状に立ち上がって形成されたものでも、冷却できる板に囲いが着脱できるものでも良い。

【0129】

（覆いのある冷却できる板）図６４の本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、冷却できる板がかまくら型の覆い７８に覆われていることである。覆い７８は冷却できる板あるいは台兼断熱材７部分に着脱式で取り付けられる方法が良く、材質は金属でも合成樹脂でも麦藁のような植物を編んだものでも効果がある。覆いは冷却できる板に載って涼むペットを覆う形で、うさぎは特に身体が覆われているとくつろげる性質があるので、涼むときにペットに安心感を与えることができる。覆いの形はかまぼこ型でも家の形でも良く、ペットを覆って安心感を与えることが目的であるから、覆いの形状と入口の方向や形は図が制限しない。覆いの効果は外気が遮断できるので熱効率がよくなり、覆いの中に冷気が溜まるという効果がある。

【0130】

（放熱筒の延長パーツ）本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１の実施の形態と異なる点は、図６５の放熱筒延長部品７６である。放熱筒は延長すると上昇気流が早くなるので吸い込む空気の量が増えて放熱力が増える。図６５の様に放熱筒の上部に載せるあるいははめるなどの方法で取り付ければ良い。

【0131】

（その他の素材）本発明のその他の実施の形態において、前記本発明の第１ないし第３の実施の形態と異なる点は、異なる素材を使用することである。本発明では熱伝導性の高い素材として、アルミニウムと銅を多用しているが、既に商業化が始まっているグラファイトシートなどの熱伝導率の高い新素材も使用できる。また、断熱材についても商品として利用できる「ＮＡＳＢＩＳ」などの断熱性の高い素材も使用できる。もちろん、冷却できる板と放熱板にも銅や新素材を使用することも含む。

【0132】

また、本発明の第１の実施の形態ではアルミニウム板と銅板の密着度を高めるために、リベットやボルトで圧着している。さらに、熱伝導性のグリースを塗布している場合もあるが、溶接による融着や、前記の新素材の場合の接着などの多様な密着手段がある。

【産業上の利用可能性】

【0133】

放熱側の構造を薄型化できるので、ペルチェ素子を冷却手段としている機器の小型化ができる。又、ペルチェ素子を冷却手段にしている機器の長寿命化ができる。

【符号の説明】

【0134】

１ ペット用冷房器本体
１Ａ ペット用冷房器本体
１Ｂ ペット用冷房器本体
１Ｃ ペット用冷房器本体
１Ｄ ペット用冷房器本体
１Ｅ ペット用冷房器本体
１Ｆ ペット用冷房器本体
２ 冷却できる板
３ 放熱板
４ ペルチェ素子
５ 放熱筒
５Ａ 放熱筒
５Ｂ 放熱筒
５Ｃ 放熱筒
５Ｄ 放熱筒
６ スイッチボックス
７ 台兼断熱材
８ 電源
９ ペルチェ素子のリード線
１０ 冷却できる板の熱伝達促進板
１１ 放熱板の熱伝達促進板
１１A 放熱板の熱伝達促進板
１２ 衝撃吸収スペーサー
１３ ペルチェ素子取り付け位置
１４ 放熱筒仕切り板
１５ 放熱区画
１６ 放熱筒外板
１７放熱筒カバー
１８ 衝撃吸収スペーサー固定部
２１ 押しつけ片
２１ Ａ 押しつけ片
２１ Ｂ 押しつけ片
２２ 押し付け弾性体
２２Ａ 押しつけ弾性体
２３ 押しつけ弾性体牽引ボルト
２４ 押しつけ力調整ナット
２５ スプリングワッシャ
２６ ワッシャ
２７ 断熱ワッシャ
２８ 断熱ブッシュ
２９ 断熱パイプ
３０ 断熱材
３１ ボルト
３２ ナット
３３ 撓むイメージ
３４ 破損部分
３５ 押しつけ力調節ネジ
３６ 梁または筐体
３７ 凸部
３８ 押しつけ力
３９ 押しつけ力分布グラフ
３９Ａ 押しつけ力分布グラフ、
４０ 熱作用面
４１ 冷却面
４２ 放熱面
４３ 外側部
４４ 中央部
４５ リード線
４６ セラミック基板
４７ 熱電半導体
４８ 電極
５０ 空気吸い込み口
５１ 空気排出口
５２ 空気
５３ 漂う暖かい空気
５４ ペットの体熱
５５ ペットの体熱とペルチェ素子の動作熱の合計の熱
５７ 熱を含んだ空気
５９ 熱気が溜まりやすい領域
６０ 温度センサー
６１ 制御部
６２ 可変電圧電源
６３ 低い方の電圧の電源
６４ 中位の電圧の電源
６５ 高い方の電圧の電源
６６ 手動で切り替える
７０ ヒートパイプ
７１ 冷却されるもの
７２ 基板
７３ 放熱側
７４ 冷房力切り替え
７５ 放熱筒着脱部
７５Ａ 放熱筒着脱部
７６ 放熱筒延長部品
７７ 囲い
７８ 覆い

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図60】

【図61】

【図62】

【図63】

【図64】

【図65】