JP6747958B2 - 輸送用保冷ボックス - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、輸送用保冷ボックスに関する。

保冷対象物を収容して保冷する可搬式の輸送用保冷ボックスがある。この種の輸送用保冷ボックスは、冷却装置として圧縮機、凝縮器および蒸発器により構成された冷凍サイクルを備えている。しかしながら、上述した輸送用保冷ボックスは、冷凍サイクルを備えることにより外形が大型化する可能性があった。

特開２０１０−２３６８０４号公報 特開２０１０−２３６８０６号公報

本発明が解決しようとする課題は、外形を小型化できる輸送用保冷ボックスを提供することである。

実施形態の輸送用保冷ボックスは、収容部と、電子冷却素子と、蓄冷材と、ヒートシンクと、を持つ。収容部は、断熱壁、断熱壁により囲まれた保冷室、及び断熱壁内部に形成され外部に連通可能なダクトを持つ。電子冷却素子は、吸熱部および放熱部を持つ。蓄冷材は、吸熱部に接触する。蓄冷材は、保冷室内を冷却可能に配置されている。ヒートシンクは、放熱部に接触する。ヒートシンクは、ダクト内に配置されている。収容部は、内蓋と、外蓋と、を持つ。内蓋は、保冷室を開閉可能である。外蓋は、内蓋の外側に配置されている。外蓋は、ダクトの一端開口を開閉可能である。

実施形態の輸送用保冷ボックスの外観図。 図１のＩＩ−ＩＩ線における部分断面図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における部分断面図。 送風機の動作を説明する図。 制御ユニットのブロック図。

以下、実施形態の輸送用保冷ボックスを、図面を参照して説明する。なお、以下では、特に記載のない限り、輸送用保冷ボックスが水平の設置面上に載置された状態において説明する。

図１は、実施形態の輸送用保冷ボックスの外観斜視図である。
図１に示すように、輸送用保冷ボックス１は、保冷が必要な検体等の保冷対象物を保冷しつつ輸送するためのものである。輸送用保冷ボックス１は、上下方向に延びる直方体状に形成された本体部２と、本体部２の下面に取り付けられたキャスター３および脚４と、本体部２の側部に設けられたハンドル５と、を備えている。キャスター３は、本体部２の下面におけるハンドル５に近い位置に配置されている。脚４は、本体部２の下面におけるキャスター３を挟んでハンドル５とは反対側の位置に配置されている。輸送用保冷ボックス１は、使用者がハンドル５を把持して脚４を浮かせることにより、設置面上を走行することが可能となる。

図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線における部分断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における部分断面図である。
図２および図３に示すように、本体部２は、筐体１０と、収容部２０と、電子冷却素子４０と、蓄冷材４５と、温度センサ４７（温度検知手段）と、ヒートシンク４９と、送風機５０と、制御ユニット６０と、を備えている。

図３に示すように、筐体１０は、上下方向に長い直方体状に形成されている。筐体１０は、例えば金属材料や樹脂材料等からなる板材により、上部が開口した中空状に形成されている。筐体１０の下面には、上述したキャスター３および脚４が取り付けられている。また、筐体１０の側面には、ハンドル５が取り付けられている。また、筐体１０の底壁部には、送風機５０に対応する送風口１１が形成されている。

収容部２０は、保冷対象物を収容して保冷する。収容部２０は、上側に開口する保冷室７を有する収容容器２１と、収容容器２１の上側に配置された蓋体２２と、を有する。

図２および図３に示すように、収容容器２１は、筐体１０の内部の上部に配置されている。収容容器２１は、底壁２４（断熱壁）および４個の側壁２５（断熱壁）により、直方体状に形成されている。収容容器２１は、各側壁２５の外面が筐体１０の内側面に接触するように配置されている。収容容器２１の上面は、筐体１０の上端縁と同じ高さに位置している。収容容器２１は、筐体１０の底壁部に対して上下方向に隙間をあけた状態で配置されている。

底壁２４および各側壁２５は、断熱材料が充填された部材により形成されている。断熱材料としては、例えば発泡スチロールや発泡ウレタン等が好適である。底壁２４および４個の側壁２５は、一体成形されていてもよいし、それぞれ別体で成形されていてもよい。また、高強度の断熱材料そのものを底壁２４及び各側壁２５として用いても良い。保冷室７は、底壁２４および４個の側壁２５により囲まれて直方体状に形成されている。保冷室７の各側壁２５に対応する側面には、収容容器２１の外側に向かって窪む矩形状の凹部２６がそれぞれ形成されている。

各側壁２５の内部には、外部に連通可能なダクト２７が形成されている。ダクト２７は、各側壁２５の幅方向中央部において、収容容器２１を貫通するように、上下方向に沿って延びている。各ダクト２７は、上端開口２７ａを通じて外部に連通可能であるとともに、下端開口２７ｂを通じて筐体１０の内部における収容容器２１と筐体１０の底壁部との間の空間（以下、内部空間という。）に連通している。また、各側壁２５には、ダクト２７と保冷室７とを、凹部２６を介して連通する連通部２８が形成されている。

図３に示すように、蓋体２２は、保冷室７の開口を開閉する内蓋３１と、各ダクト２７の上端開口２７ａを開閉可能な外蓋３２と、を備えている。すなわち、外蓋３２は各ダクト２７の一端を開閉可能に閉塞する閉塞手段として機能する。
内蓋３１は、保冷室７の上端開口内に密に入り込むように、矩形板状に形成されている。内蓋３１は、収容容器２１と同様に、断熱材料により形成されている。内蓋３１は、保冷室７を閉塞する状態で、内蓋３１の上面が収容容器２１の上面と面一になるように形成されている。内蓋３１は、保冷室７を閉塞して電子錠３３により施錠可能となっている。なお、内蓋３１は、収容容器２１に対してヒンジ等を介して連結されていてもよいし、収容容器２１に対して着脱可能に設けられていてもよい。

外蓋３２は、収容容器２１の上側（内蓋３１の外側）に配置されている。外蓋３２は、上下方向から見て収容容器２１と略同形の矩形板状に形成されている。外蓋３２は、収容容器２１や内蓋３１と同様に、断熱材料により形成されている。外蓋３２は、ヒンジ３４を介して収容容器２１に対して回動可能に連結されている。ヒンジ３４は、筐体１０におけるハンドル５に対向する面に取り付けられている。なお、ヒンジ３４は、収容容器２１に直接取り付けられていてもよい。外蓋３２は、ヒンジ３４回りに回動して収容容器２１の上面に載置されることで、各ダクト２７の上端開口２７ａを閉塞する。外蓋３２による各ダクト２７の上端開口２７ａの閉状態は、図示しないセンサにより検出可能となっている。

電子冷却素子４０は、収容容器２１の各側壁２５に形成された連通部２８にそれぞれ配置されている。電子冷却素子４０は、ペルチェ素子であって、吸熱部４１および放熱部４２を有する。電子冷却素子４０は、吸熱部４１を保冷室７に向けるとともに、放熱部４２をダクト２７に向けるように配置されている。

蓄冷材４５は、収容容器２１の各側壁２５に形成された凹部２６にそれぞれ配置され、保冷室７内に露出するように設けられている。各蓄冷材４５は、それぞれ電子冷却素子４０の吸熱部４１に接触している。これにより、蓄冷材４５は、電子冷却素子４０を動作させることで冷却される。

図２に示すように、温度センサ４７は、例えばサーミスタや熱電対等である。温度センサ４７は、各蓄冷材４５に対応して、保冷室７を囲む側壁２５の凹部２６に配置されている。各温度センサ４７は、蓄冷材４５を挟んで保冷室７とは反対側に配置されて、蓄冷材４５に接触している。これにより、各温度センサ４７は、蓄冷材４５の温度を検知する。

ヒートシンク４９は、各ダクト２７内にそれぞれ配置されている。各ヒートシンク４９は、それぞれ電子冷却素子４０の放熱部４２に接触して配置されている。ヒートシンク４９は、電子冷却素子４０の放熱部４２に面接触する矩形板状の基部４９ａと、基部４９ａから収容容器２１の外側に向かって突出するとともに上下方向に沿って延びる複数のフィン４９ｂと、を有する。ヒートシンク４９は、上下方向から見て、ダクト２７の内側の形状と略一致するように形成されている。

図４は、送風機の動作を説明する図であって、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に相当する部分における部分断面図である。
図４に示すように、送風機５０は、筐体１０の底壁部における上面に設置されている。送風機５０は、例えば筐体１０の内部空間の空気を、上述した送風口１１を通じて外部に排出可能となっている。ここで、ダクト２７は、上端開口２７ａを通じて外部に連通可能であり、下端開口２７ｂを通じて筐体１０の内部空間に連通している。このため、送風機５０は、各ダクト２７の上端開口２７ａが開放された状態で、ダクト２７を通じて筐体１０の内部空間に外気を引き込み、筐体１０の内部空間に引き込んだ外気を、送風口１１を通じて外部に排出する。このようにして、送風機５０は、ダクト２７内に外気を通流させる。この際に、ヒートシンク４９は、ダクト２７を流れる外気と熱交換して放熱する。

図５は、制御ユニットのブロック図である。なお、以下の説明における輸送用保冷ボックス１の各構成部品の符号については、図２および図３を参照されたい。
図５に示すように、制御ユニット６０は、バッテリ６１と、電源回路６２と、位置検知部６３（位置検知手段）と、通信部６４（通信手段）と、制御回路６５と、を備えている。
バッテリ６１は、例えばリチウムイオン電池である。なお、バッテリ６１は、ナトリウムイオン電池等、リチウムイオン電池以外の非水電解質二次電池であってもよい。

電源回路６２は、プラグ６６を備えた電源コード６７を通じて、外部電源Ｇに接続される。電源回路６２は、プラグ６６が外部電源Ｇに接続されている場合、外部電源Ｇより供給された交流の電力を整流して直流に変換し、所望の電流や電圧などに変換する。電源回路６２は、整流した直流電流をバッテリ６１に出力してバッテリ６１を充電する。また、電源回路６２は、整流した直流電流を制御回路６５に出力する。電源回路６２は、プラグ６６が外部電源Ｇに接続されていない場合、バッテリ６１に蓄電された電力を制御回路６５に供給する。

位置検知部６３は、ＧＮＳＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ Ｓａｔｅｌｌｉｔｅ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から受信した信号等に基づいて、輸送用保冷ボックス１の位置を特定する。位置検知部６３は、特定した輸送用保冷ボックス１の位置情報を制御回路６５に出力する。

通信部６４は、例えば、セルラー網やＷｉ−Ｆｉ網等を利用して、無線基地局を介して外部のサーバ装置（外部機器）と通信する。通信部６４は、外部のサーバ装置から受信した情報を制御回路６５に出力する。通信部６４は、制御回路６５が出力した情報を、外部のサーバ装置へ送信する。

制御回路６５は、プラグ６６が外部電源Ｇに接続され、かつ各ダクト２７の上端開口２７ａが開放している場合、電源回路６２より供給された電力により、各電子冷却素子４０および送風機５０を動作させる。制御回路６５は、送風機５０を動作させることによりダクト２７に外気を通流させてヒートシンク４９を冷却しつつ、各電子冷却素子４０を動作させて各蓄冷材４５の温度を低下させる。制御回路６５は、各温度センサ４７により検知された温度が所定温度以下になった場合に、各電子冷却素子４０および送風機５０の動作を停止する。なお、所定温度は、任意に設定可能とされ、保冷対象物の保冷温度に応じて適宜設定される。また、この設定温度に併せて蓄冷材４５も適宜温度グレードの異なるものを使用することができる。

また、制御回路６５は、電源回路６２から供給された電力を位置検知部６３および通信部６４に供給する。制御回路６５は、位置検知部６３から取得した位置情報や、各温度センサ４７により検知された温度の情報等を、通信部６４に出力する。また、制御回路６５は、外部のサーバ装置からの信号に基づき、内蓋３１を施錠可能な電子錠３３の施錠状態を制御する。制御回路６５は、電子錠３３による施錠状態の情報を通信部６４に出力する。

次に、本実施形態の輸送用保冷ボックス１の作用について説明する。以下では、輸送用保冷ボックス１を用いて、保冷対象物を保冷した状態で輸送する場合について説明する。
まず、輸送準備として、保冷室７に保冷対象物を収容していない状態で、内蓋３１により保冷室７を閉塞する。また、外蓋３２により各ダクト２７の上端開口２７ａを開放させる。続いて、電源コード６７のプラグ６６を外部電源Ｇに接続する。

プラグ６６が外部電源Ｇに接続されると、制御回路６５は、各電子冷却素子４０および送風機５０を動作させる。各電子冷却素子４０は、吸熱部４１に接触する蓄冷材４５を冷却しつつ、放熱部４２に接触するヒートシンク４９に放熱する。ヒートシンク４９は、送風機５０が動作することにより、各ダクト２７を流れる外気に放熱する。そして、蓄冷材４５の温度が所定温度以下になると、各電子冷却素子４０および送風機５０は、制御回路６５により動作を停止される。これにより、蓄冷材４５は、所定温度に冷却される。なお、各電子冷却素子４０および送風機５０の動作の停止は、図示しないブザーやランプ等により外部に通知してもよい。

続いて、内蓋３１を開けて保冷室７に保冷対象物を収容した後、再び内蓋３１により保冷室７を閉塞して、電子錠３３により施錠する。また、外蓋３２により各ダクト２７の上端開口２７ａを閉塞する。そして、プラグ６６を外部電源Ｇから取り外すことで輸送準備が完了する。

輸送中、外部電源Ｇからの電力の供給は行われないので、保冷室７の保冷は、冷却された蓄冷材４５のみにより行われる。この際、各ダクト２７は、外蓋３２により上端開口２７ａが閉塞されることで、外気の通流が遮断される。これにより、外気の熱がヒートシンク４９および電子冷却素子４０を通じて蓄冷材４５に熱伝導することが抑制され、保冷室７の保冷効率を向上させることができる。

輸送中において、制御回路６５は、外部のサーバ装置からの信号に基づき、輸送用保冷ボックス１の位置情報や、蓄冷材４５の温度情報等を取得し、通信部６４に出力する。通信部６４は、制御回路６５が出力した位置情報や温度情報等を外部のサーバ装置に送信する。これにより、輸送用保冷ボックス１の状態を離れた位置から確認することができる。

また、輸送中において、制御回路６５は、外部のサーバ装置からの信号のみに基づいて、電子錠３３を解錠する。これにより、輸送用保冷ボックス１は、輸送中において保冷室７内の保冷対象物が意図せずに取り出されることを防止できる。

以上説明した実施形態によれば、輸送用保冷ボックス１は、吸熱部４１を有する電子冷却素子４０と、吸熱部４１に接触し、保冷室７内を冷却可能に配置された蓄冷材４５と、を持つ。一般的に電子冷却素子４０は、圧縮機、凝縮器および蒸発器により構成された冷凍サイクルよりも小型であるので、冷凍サイクルにより保冷室内を冷却して保冷する従来技術と比較して、輸送用保冷ボックス１の外形を小型化することができる。

しかも、電子冷却素子４０の放熱部４２に接触するヒートシンク４９が、収容容器２１の側壁２５の内部に形成されたダクト２７内に配置されている。このため、例えばヒートシンクが輸送用保冷ボックスの外面に配置される構成と比較して、ヒートシンク４９および電子冷却素子４０を通じて外部の熱が蓄冷材４５に伝熱することを抑制できる。したがって、蓄冷材４５の温度上昇を抑制することができ、保冷室７内の長時間の保冷が可能となる。

また、ダクト２７内に空気を通流させる送風機５０を持つので、ダクト内の空気を強制的に通流させる手段を持たない構成と比較して、ダクト２７内に配置されたヒートシンク４９の放熱効率を向上させることができる。よって、動作中の電子冷却素子４０の放熱部４２を効率よく冷却することができ、蓄冷材４５の冷却効率を向上させることができる。

また、保冷室７を開閉可能な内蓋３１と、内蓋３１の外側に配置され、ダクト２７の上端開口２７ａを開閉可能な外蓋３２と、を持つ。このため、ダクト２７の上端開口２７ａを開放してダクト２７を外部に連通させ、ヒートシンク４９に外部へ放熱させる際に、内蓋３１により保冷室７を閉塞して保冷室７から冷気が流出することを防止できる。したがって、蓄冷材４５の冷却効率を向上させることができる。

しかも、外蓋３２によりダクト２７の上端開口２７ａを閉塞できるので、各ダクト２７における外気の通流を遮断できる。これにより、外気の熱がヒートシンク４９および電子冷却素子４０を通じて蓄冷材４５に熱伝導することが抑制され、保冷室７の保冷効率を向上させることができる。

また、電子冷却素子４０は、ダクト２７の上端開口２７ａが開放している状態で動作するので、ダクト２７の上端開口２７ａが閉塞されてダクト２７内に外気を通流させることができない状態で電子冷却素子４０が動作することを防止できる。これにより、電子冷却素子４０の放熱部４２の冷却が不十分となって電子冷却素子４０が破損することを防止できる。

また、位置情報、および蓄冷材４５の温度の情報を外部のサーバ装置に送信可能な通信部６４を持つので、輸送用保冷ボックス１の状態を離れた位置から確認することができる。したがって、輸送中の保冷対象物の温度およびセキュリティを管理することが可能となる。

なお、上記実施形態では、温度センサ４７は、蓄冷材４５の温度を検知するように設けられているが、保冷室７内の温度を検知するように設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、ダクト２７は４個形成されているが、ダクトの個数は任意に設定可能である。

また、上記実施形態では、電子冷却素子４０、蓄冷材４５、およびヒートシンク４９が各側壁２５に対応して設けられているが、底壁２４に対応して設けられていてもよい。
また、上記実施形態では、電子錠３３が内蓋３１を施錠可能に設けられているが、電子錠が外蓋３２を施錠可能に設けられていてもよい。

また、制御ユニット６０は、位置検知部６３から取得した位置情報や、各温度センサ４７により検知された温度の情報等を記憶する記憶部を備えていてもよい。
また、制御ユニット６０は、バッテリ６１の残量を検出可能に設けられるとともに、通信部６４を通じてバッテリ６１の残量の情報を外部のサーバ装置に送信可能とされていてもよい。

また、上記実施形態では各側壁２５に電子冷却素子４０、蓄冷材４５、ヒートシンク４９及びダクト２７を設ける構成について説明したが、これらを底壁に設けてもよい。
また、上記実施形態ではダクト２７の一端または他端を開閉可能に閉塞する閉塞手段として、ダクト２７の一端開口２７ａを閉塞する外蓋３２を用いたが、この他にも種々の閉塞手段を用いて良く、他端側開口を開閉可能に閉塞する構成としてもよい。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、吸熱部を有する電子冷却素子と、吸熱部に接触し、保冷室内を冷却可能に配置された蓄冷材と、を持つことにより、冷凍サイクルにより保冷室内を冷却して保冷する従来技術と比較して、輸送用保冷ボックスの外形を小型化することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。
これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１…輸送用保冷ボックス、７…保冷室、２０…収容部、２４…底壁（断熱壁）、２５…側壁（断熱壁）、２７…ダクト、２７ａ…上端開口（一端開口）、３１…内蓋、３２…外蓋、４０…電子冷却素子、４１…吸熱部、４２…放熱部、４５…蓄冷材、４９…ヒートシンク、５０…送風機、６３…位置検知部（位置検知手段）、６４…通信部（通信手段）

Claims (4)

1. 断熱壁、前記断熱壁により囲まれた保冷室、及び前記断熱壁内部に形成され外部に連通可能なダクトを備えた収容部と、
   吸熱部および放熱部を有する電子冷却素子と、
   前記吸熱部に接触し、前記保冷室内を冷却可能に配置された蓄冷材と、
   前記放熱部に接触し、前記ダクト内に配置されたヒートシンクと、
   を備え、
   前記収容部は、
   前記保冷室を開閉可能な内蓋と、
   前記内蓋の外側に配置され、前記ダクトの一端開口を開閉可能な外蓋と、
   を備える、輸送用保冷ボックス。
2. 前記ダクトの開口した一端及び他端の少なくとも一方を開閉可能とする閉塞手段と、
   前記ダクト内に空気を通流させる送風機と、
   を備える請求項１に記載の輸送用保冷ボックス。
3. 前記電子冷却素子は、前記ダクトを前記一端開口が開放している状態で動作する、
   請求項１または請求項２に記載の輸送用保冷ボックス。
4. 位置情報を検知する位置検知手段と、
   前記蓄冷材の温度、および前記保冷室内の温度のうち少なくともいずれか一方の温度を検知する温度検知手段と、
   前記位置情報、および前記温度検知手段により検知された温度の情報を外部機器に送信可能な通信手段と、
   を備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の輸送用保冷ボックス。

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