JP2008031581A - 衣服用温度可変ユニット及びそれを備えた温度可変服 - Google Patents

Abstract

【課題】冷房及び暖房の少なくとも一方を従来より効率的に行うことができる温度可変服を提供する。
【解決手段】冷暖房ユニット２０は、衣服の着用者に対して冷房及び暖房を行うために衣服に装着される冷暖房ユニット２０であって、電流が流されることによって一方が発熱して他方が冷える２つの端部２３ａ、２３ｂを有したペルチェ素子２３と、断熱基板２１とを備え、断熱基板２１は、着用者の身体側に配置されるための面２１ａと、面２１ａと対向する面２１ｂとを有し、面２１ａ側と、面２１ｂ側とでペルチェ素子２３の２つの端部２３ａ、２３ｂの温度変化を分離する状態でペルチェ素子２３を支持したことを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、冷房及び暖房の少なくとも一方を行うことができる温度可変服に関するものである。

従来から製鉄所や造船所などの外気温度の高い環境下で利用されている冷房服や、無汗症の患者の体を冷やすための冷房服が存在する。これらは、胸部や背部などに接触する専用のポケットに、前以て冷やしておいた保冷剤を保持することにより、着用した人の体温上昇を抑えるようにしたものである。逆に、冷凍倉庫や寒冷な屋外などの外気温度の低い環境下で利用される暖房服としては、腹部や腰部などに接触する専用のポケットに保温剤を保持することにより、着用した人の体温低化を抑えるようにしたものがある。

しかしながら、保冷剤を用いる冷房服や保温剤を用いる暖房服では、保冷剤や保温剤の温度と身体表面温度との差が大きいために、保冷剤や保温剤を収納している部分と、そうでない部分との温度差が大きく、身体全体を冷却あるいは加温したり、特定の部位を中心に穏やかな温度勾配で冷却あるいは加温したりすることが困難であるという問題があった。

この問題を解決する技術としては、冷凍機で液体媒体を冷却し、衣服に張り巡らせたパイプにポンプで液体媒体を送り出して熱を強制的に循環させる冷房服などが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載の冷房服では、冷凍機やポンプの振動が身体に伝わり不快となるという問題や、パイプなどを衣服に張り巡らすことにより構成が複雑になり、衣服の厚みや重量が増加すという問題や、柔軟性が損なわれることなどから、これを着用すると運動性や作業性が低下するとともに、普通の衣服としてのファッション性も失われるという問題があった。

振動や重量を低減させる技術としては、液体媒体を冷やす部材として冷凍機に代えて１個のペルチェ素子を使うものがあるが、ポンプや配管パイプを張り巡らすことでの不具合は残ったままであった。

これらの問題を解決する技術としては、少数のペルチェ素子を冷暖房服の被服地の複数箇所に直接埋設し、ペルチェ効果を利用して冷暖房するものが提案されている（特許文献２参照）。
特開平６−９２２９５号公報（段落００１１〜００３０、図１〜５） 特開２００４−２６３３２５号公報（段落００１６〜００２６、図１〜４）

しかしながら、特許文献２に記載の技術においては、ペルチェ素子の性能を効率的に引き出せていないという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、冷房及び暖房の少なくとも一方を従来より効率的に行うことができる温度可変服を提供することを目的とする。

本発明の衣服用温度可変ユニットは、衣服の着用者に対して冷房及び暖房の少なくとも一方を行うために前記衣服に装着される衣服用温度可変ユニットであって、電流が流されることによって一方が発熱して他方が冷える２つの端部を有したペルチェ素子と、断熱基板とを備え、前記断熱基板は、前記着用者の身体側に配置されるための身体面と、前記身体面と対向する非身体面とを有し、前記身体面側と、前記非身体面側とで前記ペルチェ素子の前記２つの端部の温度変化を分離する状態で前記ペルチェ素子を支持したことを特徴とする。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、断熱基板によってペルチェ素子の２つの端部の温度変化を分離するので、冷房及び暖房の少なくとも一方を従来より効率的に行うことができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、前記断熱基板の前記身体面側に突出して前記ペルチェ素子の前記身体面側の部分の温度変化を外部に伝達する身体側伝達部を備えることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、突出した身体側伝達部に接触する身体等が断熱基板に接触することを抑えることができるので、ペルチェ素子の非身体面側の熱が断熱基板を通って身体等に影響することを抑えることができ、冷房及び暖房の少なくとも一方を効率的に行うことができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、熱伝導性を有し前記断熱基板の前記非身体面側に突出する熱伝導部を備え、前記熱伝導部は、前記ペルチェ素子に接触した素子接触部と、前記断熱基板から離れて配置されて前記断熱基板の延在方向における大きさが前記素子接触部より拡大した拡大部とを有することが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、空気との間で拡大部の両面において熱の伝導を効率的に行うことができるので、冷房及び暖房の少なくとも一方を効率的に行うことができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットの前記熱伝導部は、塑性加工品であることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、多数の熱伝導部をプレス加工などの単純な工程で安価に製造することができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、前記断熱基板の前記非身体面側に空気の流れを作る電動ファンを備えることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、空気との間で熱の伝導を効率的に行うことができるので、冷房及び暖房の少なくとも一方を効率的に行うことができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、前記空気の流れを通す流路を形成した流路形成体を備えることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、空気の流れを効率化することができるので、空気との間で熱の伝導を効率的に行うことができ、冷房及び暖房の少なくとも一方を効率的に行うことができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、熱伝導性を有し前記流路形成体の少なくとも一部を構成する流路形成部と、熱伝導性を有し前記断熱基板の前記非身体面側に突出して前記ペルチェ素子及び前記流路形成部に接触した熱接続部とを備えることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、流路形成部及び熱接続部において空気との間で熱の伝導を効率的に行うことができるので、冷房及び暖房の少なくとも一方を効率的に行うことができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットの前記電動ファンは、前記流路形成体の外側に設置されることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、電動ファンを除いた全体を薄型化することができる。

また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、前記ペルチェ素子を複数備えることが好ましい。

この構成により、本発明の衣服用温度可変ユニットは、冷房及び暖房の少なくとも一方を１個のペルチェ素子のみによって局所的に行う構成と比較して、冷房及び暖房の少なくとも一方を複数のペルチェ素子によって体感的に平均化することができる。また、本発明の衣服用温度可変ユニットは、複数のペルチェ素子を纏めて扱えるので、ペルチェ素子を１つずつ備える構成と比較して保守性を向上することができる。

また、本発明の温度可変服は、衣服用温度可変ユニットと、前記衣服用温度可変ユニットを装着した衣服とを備えることを特徴とする。

この構成により、本発明の温度可変服は、断熱基板によってペルチェ素子の２つの端部の温度変化を分離するので、冷房及び暖房の少なくとも一方を従来より効率的に行うことができる。

また、本発明の温度可変服は、前記衣服に装着されて前記衣服用温度可変ユニットに電力を供給する電源を備えることが好ましい。

この構成により、本発明の温度可変服は、外部の電源に接続される必要がないので、着用者が自由に行動することができる。

また、本発明の温度可変服は、前記衣服用温度可変ユニットを複数備え、複数の前記衣服用温度可変ユニットの過半が前記衣服の肩及び脇の近傍に配置されることが好ましい。

この構成により、本発明の温度可変服は、下降する冷気によって着用者の体の広範囲を冷却することができるので、着用者に優れた涼感を与えることができる。また、本発明の温度可変服は、動脈が通っている脇の下や頸部の近傍を冷却することによって、頭部への血流を冷却することができるので、着用者に優れた涼感を与えることができる。

また、本発明の温度可変服の前記電源は、前記衣服の腰周りに装着されることが好ましい。

この構成により、本発明の温度可変服は、電源が着用者の行動の妨げになることを抑制することができるので、着用者が自由に行動することができる。

また、本発明の温度可変服は、外部から電力が供給されることが好ましい。

この構成により、本発明の温度可変服は、内蔵する電源からのみ電力が供給される構成と比較して、電源の容量を増加させることができるので、駆動時間を増加させることができる。

また、本発明の温度可変服は、前記衣服用温度可変ユニットの前記身体側の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサによって検出された前記温度に基づいて前記ペルチェ素子に供給される電力を制御する駆動回路とを備えることが好ましい。

この構成により、本発明の温度可変服は、身体側の温度に基づいてペルチェ素子の温度を制御するので、着用者の体温を安定して制御することができる。

また、本発明の温度可変服は、前記衣服用温度可変ユニットを複数備えることが好ましい。

この構成により、本発明の温度可変服は、複数の衣服用温度可変ユニットによって着用者の身体の任意の広さの範囲の温度を調整することができる。また、本発明の温度可変服は、複数の衣服用温度可変ユニットによって着用者の身体の複数のツボを狙って温度を調整することもできる。また、本発明の温度可変服は、互いの位置関係が自由な複数の衣服用温度可変ユニットによって着用者の身体の広い範囲の温度を調整しているので、同じ範囲の温度を１つの大きな衣服用温度可変ユニットによって調整する場合と比較して、衣服としての柔軟性を向上することができる。また、本発明の温度可変服は、衣服用温度可変ユニットの修理や部分交換に際しても、対象となる衣服用温度可変ユニットのみに対して修理や部品交換を行えば良いので、１つの大きな衣服用温度可変ユニットのみを備えている場合と比較して、保守性を向上することができる。

本発明によれば、冷房及び暖房の少なくとも一方を従来より効率的に行うことができる温度可変服を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態に係る温度可変服としての電子冷暖房服の構成について説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る電子冷暖房服１０は、人間によって着用されるベスト型の衣服１１と、衣服１１の内側に装着されて温度を変更可能である衣服用温度可変ユニットとしての冷暖房ユニット２０と、冷暖房ユニット２０に直流電流を供給するための駆動回路６１と、駆動回路６１に供給される直流電流を発生させる電源６２と、駆動回路６１及び電源６２を収容する回路電源収容部６３と、冷暖房ユニット２０及び駆動回路６１を電気的に接続する配線６４とを備えている。

なお、衣服１１への冷暖房ユニット２０の装着とは、チャック、ボタン、接着、融着などによって衣服１１の内側の表面に取り付けること、衣服１１の内側の表面に冷暖房ユニット２０が現れるように衣服１１の生地を貫通して冷暖房ユニット２０を取り付けること、衣服１１の生地の内部に取り付けることなどをいう。

衣服１１は、軽量化のために、メッシュ状の生地の表面に熱反射材料が表面加工された材料によって製造されている。

冷暖房ユニット２０は、衣服１１の胸側の上部に２個、背中側の上部に４個装着されており、首筋に近いところを冷暖するようにし、心臓付近は避けるように配置してある。

また、冷暖房ユニット２０は、図２、図３に示すように、着用者の身体側に配置されるための身体面としての面２１ａと、面２１ａと対向する非身体面としての面２１ｂとを有する断熱基板２１と、断熱基板２１の面２１ｂ側を覆って断熱基板２１と共に空気の吸気孔２０ａを形成し空気の排気孔２０ｂが形成されたカバー２２と、電流が流されることによって一方が発熱して他方が冷える２つの端部２３ａ、２３ｂを有した複数の小型のペルチェ素子２３と、ペルチェ素子２３の端部２３ａに固着された伝熱部材２４と、ペルチェ素子２３の端部２３ｂに固着された熱伝導部２５と、カバー２２に対して断熱基板２１側に排気孔２０ｂを覆ってカバー２２に装着された小型の電動ファン２６と、カバー２２に対して断熱基板２１側とは反対側にカバー２２の排気孔２０ｂに装着されたパイプ状の排気ガイド２７とを備えている。

断熱基板２１は、面２１ａ側と、面２１ｂ側とでペルチェ素子２３の２つの端部２３ａ、２３ｂの温度変化を分離する状態でペルチェ素子２３を支持している。

カバー２２は、柔軟性のある樹脂材で形成されている。

断熱基板２１及びカバー２２は、空気の流れを通す流路２０ｃを形成しており、流路形成体を構成している。

ペルチェ素子２３は、電気エネルギーを熱エネルギーに変換する素子であって、その能力は、例えば、８Ｖの電圧、３００ｍＡの電流でペルチェ素子２３の両端部には約３０℃の温度差（例えば端部２３ａ側１５〜２５℃、端部２３ｂ側４５〜５５℃）が生じ、単３型充電池１２個で３時間継続使用が可能である。全てのペルチェ素子２３に適切な電流を供給できるように冷暖房ユニット２０内で直列や並列など適切な組み合わせに接続される。

ペルチェ素子２３は、断熱基板２１に対して面２１ａ側が端部２３ａとなり、断熱基板２１に対して面２１ｂ側が端部２３ｂとなるように、断熱基板２１に分散して配置されている。また、ペルチェ素子２３は、断熱基板２１の面２１ａ側に端部２３ａが突出している。

熱伝導部２５は、図４に示すように、ペルチェ素子２３（図３参照。）に固着される素子接触部２５ａと、断熱基板２１（図３参照。）から離れて配置されて断熱基板２１の延在方向における大きさが素子接触部２５ａより拡大した拡大部２５ｂとを有し、熱伝導性が良い薄板をプレス加工で成形している。素子接触部２５ａは、ペルチェ素子２３の端部２３ｂに固着される面の面積及び形状がペルチェ素子２３の端部２３ｂの面積及び形状とほぼ同じになるように成形されている。

図３に示すように、排気ガイド２７は、空気の排気のために衣服１１に開けられた排気孔１１ａに挿入されている。なお、排気ガイド２７は、空気の排気に支障がなければ、無くても良い。

図１に示すように、駆動回路６１は、ペルチェ素子２３に供給される電流を、例えば予めパラメータが設定された温度調節プログラムなどによって制御するようになっている。なお、駆動回路６１に温度コントローラを接続してボタン入力でパラメータを設定したり、マニュアルで電流を調整することも可能である。温度コントローラは、例えば回路電源収容部６３に収容される。これにより、例えば、背中と比較して心臓から近い胸側を背中側より弱く冷房するなど、使用者の条件や好みに合わせて制御することが可能になる。

電源６２としては、電池（充電池、２次電池を含む）や電源アダプタを介した商用電源を利用可能であり、何れも駆動回路６１を介して適切に調整された電流を供給する。

次に、電子冷暖房服１０の動作について説明する。

図３に示すように、冷房の場合には、ペルチェ素子２３の端部２３ａが低温となり、端部２３ｂが高温となるように駆動回路６１（図１参照。）によって電流が制御される。このとき、冷暖房ユニット２０の流路２０ｃ内の空気は、吸気孔２０ａから流入して冷暖房ユニット２０内の全ての熱伝導部２５の近傍を通過した後、排気孔２０ｂに流れ出すように電動ファン２６によって流れが作り出される。したがって、ペルチェ素子２３の端部２３ｂの温度は、冷暖房ユニット２０内を流れる空気によって冷却される熱伝導部２５によって冷却される。この結果、衣服１１（図１参照。）の着用者の胸や背中を適切に冷房することが可能となる。

一方、暖房の場合には、ペルチェ素子２３の端部２３ａが高温となり、端部２３ｂが低温となるように駆動回路６１によって電流が制御される。このとき、冷暖房ユニット２０の流路２０ｃ内の空気の流れは、上述したように電動ファン２６によって作り出される。したがって、ペルチェ素子２３の端部２３ｂの温度は、冷暖房ユニット２０内を流れる空気によって暖められる熱伝導部２５によって暖められる。この結果、衣服１１の着用者の胸や背中を適切に暖房することが可能となる。

以上に説明したように、電子冷暖房服１０は、断熱基板２１によってペルチェ素子２３の２つの端部２３ａ、２３ｂの温度変化を分離するので、冷房及び暖房を従来より効率的に行うことができる。

ペルチェ素子２３は、端部２３ａと、端部２３ｂとに温度差を作り出す電子素子であるので、例えば冷房の場合には、端部２３ｂの放熱が不十分だと全体の温度が上昇してしまい、冷房性能が失われてしまう恐れがある。そこで、本案では、熱伝導性の良い材料を用いて、断熱基板２１の延在方向における大きさが素子接触部２５ａより拡大した拡大部２５ｂを備えた熱伝導部２５を作成し、素子接触部２５ａでペルチェ素子２３の端部２３ｂに固着してある。熱伝導性の良い材料としては、例えば、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ合金、Ｃｕ（銅）、銅合金、アルミナ（セラミックス）、グラファイト材などを用いることができる。

また、電子冷暖房服１０は、熱伝導部２５が空気との間で拡大部２５ｂの両面において熱の伝導を効率的に行うことができるので、冷房及び暖房を効率的に行うことができる。

また、熱伝導部２５は、断熱基板２１に実装されたときに拡大部２５ｂが断熱基板２１から離れた状態になるように素子接触部２５ａが拡大部２５ｂから突出しているので、拡大部２５ｂの温度が断熱基板２１を通して断熱基板２１の面２１ａ側に伝わることを抑えることができる。したがって、電子冷暖房服１０は、冷房及び暖房を効率的に行うことができる。

なお、熱伝導部２５は、図４に示す形状以外の形状であっても良い。例えば、熱伝導部２５は、図５〜図８に示すような形状であっても良い。図５に示す熱伝導部２５は、薄板がプレス加工によって安価に成形されたものであって、素子接触部２５ａが四角形で拡大部２５ｂの先端に近づくにつれて円錐形になっていく形状である。図６に示す熱伝導部２５は、薄板がプレス加工によって成形されたものであって、拡大部２５ｂの放熱面積の拡大のために拡大部２５ｂが複数回折り曲げられた形状である。図７に示す熱伝導部２５は、セラミックスや金属が粉末焼成加工によって形成されたものであって、拡大部２５ｂの放熱面積の拡大のために拡大部２５ｂが複数の角柱を有した形状である。図８に示す熱伝導部２５は、金属の引き抜き材が切断された後に切削などの追加工によって素子接触部２５ａが形成されたものであって、拡大部２５ｂの放熱面積の拡大のために拡大部２５ｂが平行な複数の溝を有した形状である。なお、素子接触部２５ａと、拡大部２５ｂとが別部品として製造された後に熱伝導部２５として組み立てられることも可能であるが、部品点数の増加や組立工数の増加を考慮すると、熱伝導部２５が一部品で形成される方が好ましい。

また、熱伝導部２５は、図９に示すように、隣り合う熱伝導部２５同士の拡大部２５ｂの立ち上がり高さを変えることで、隣り合う熱伝導部２５同士を接触させないで重ね合わせることができるので、表面積を大きして空気との間の熱の伝導量を大きくすることができる。

また、電子冷暖房服１０は、ペルチェ素子２３の面２１ａ側の部分、即ち端部２３ａの温度変化を外部に伝達する身体側伝達部としての伝熱部材２４が断熱基板２１の面２１ａ側に突出しているので、突出した伝熱部材２４に接触する身体等が断熱基板２１に接触することを抑えることができ、ペルチェ素子２３の面２１ｂ側の熱が断熱基板２１を通って身体等に影響することを抑えることができる。したがって、電子冷暖房服１０は、冷房及び暖房を効率的に行うことができる。なお、電子冷暖房服１０は、ペルチェ素子２３の端部２３ａが断熱基板２１から突出しているので、伝熱部材２４を備えていなくてもペルチェ素子２３の端部２３ａが身体側伝達部として伝熱部材２４と同様の作用効果を果たすことができる。

また、冷暖房ユニット２０は、電動ファン２６を備えているので、電動ファン２６の駆動によって作り出される空気の流れを熱伝導部２５に当てることができ、熱伝導部２５と、空気との間の熱の伝導量を大きくすることができる。したがって、電子冷暖房服１０は、冷房及び暖房を効率的に行うことができる。

また、冷暖房ユニット２０は、流路２０ｃを形成して空気の流れを効率化することができるので、電動ファン２６の駆動によって内部の空気を効率良く外部に排気することができる。また、冷暖房ユニット２０は、吸気孔２０ａと、排気孔２０ｂとが離れて設けられているので、吸気孔２０ａと、排気孔２０ｂとが近くに設けられている構成と比較して、電動ファン２６の駆動によって内部の空気を効率良く外部に排気することができる。また、冷暖房ユニット２０は、カバー２２の排気孔２０ｂを覆うようにカバー２２に電動ファン２６が装着されているので、カバー２２の排気孔２０ｂと、電動ファン２６との間に隙間がある構成と比較して、電動ファン２６の駆動によって内部の空気を効率良く外部に排気することができる。また、冷暖房ユニット２０は、カバー２２の排気孔２０ｂに装着されたパイプ状の排気ガイド２７を備えているので、排気ガイド２７を備えていない構成と比較して、電動ファン２６の駆動によって内部の空気を効率良く衣服１１の外部に排気することができる。

冷暖房ユニット２０は、以上に説明したように、電動ファン２６の駆動によって内部の空気を効率良く外部に排気することができるので、電動ファン２６の駆動によって内部の熱伝導部２５に効率良く空気の流れを当てることができ、熱伝導部２５と、空気との間で熱の伝導を効率的に行うことができる。したがって、電子冷暖房服１０は、冷房及び暖房を効率的に行うことができる。また、冷暖房ユニット２０は、電動ファン２６の駆動によって内部の空気を効率良く外部に排気することができるので、電動ファン２６を小型化することができる。

冷暖房ユニット２０は、電動ファン２６が小型であるので、電動ファン２６の回転音や電動ファン２６による風切り音が衣服１１の着用者にほとんど認識されないほどに小さく、電動ファン２６によって排気孔２０ｂから吹き出させられる風量も小さい。したがって、衣服１１の着用者は、電動ファン２６の存在を気にすることなく衣服１１を着用することができる。

また、冷暖房ユニット２０は、電動ファン２６が小型であるので、薄型化することができる。また、冷暖房ユニット２０は、熱伝導部２５が薄板からの加工である場合に軽量かつ薄型であるので、衣服１１用に適した薄型で軽量のものとすることができる。また、冷暖房ユニット２０は、カバー２２が柔軟性のある樹脂材で形成されているので、冷暖房ユニット２０全体も柔軟性を持つことができる。したがって、衣服１１の着用者は、衣服１１に冷暖房ユニット２０が装着されていても、衣服１１を快適な着心地で着用することができる。

冷暖房ユニット２０は、衣服１１がメッシュ状の生地によって製造されているので、衣服１１の排気孔１１ａが無くても、衣服１１の生地を通して電動ファン２６によって空気を排気することができる。

衣服１１は、メッシュ状の生地以外の生地によって製造されていても良い。電子冷暖房服１０は、衣服１１が断熱性能を持つ生地によって製造されている場合には、衣服１１の内部に冷気や暖気を蓄えることができるので、冷暖房の効率が高まり、環境変化に弱い高齢者や病弱者が厳しい環境で安全快適に過ごすことができる冷暖房服となる。

電子冷暖房服１０は、冷暖房ユニット２０が衣服１１の胸側の上部に２個、背中側の上部に４個装着されているが、この数は増減が可能であり、また冷暖房ユニット２０に実装するペルチェ素子２３の数を減らして冷暖房ユニット２０の寸法を小さくし、それで冷暖房ユニット２０の数を増やすことも可能である。

冷暖房ユニット２０は、利用目的と用途により、身体の冷却もしくは加熱すべき部位の近傍に来るように適切に配置されるものであるが、衣服１１の上部に配置された図１の例は、肩及び脇の近傍に配置されているので、特に冷房を重視する場合に適している。下降する冷気によって着用者の体の広範囲を冷却することができるので、着用者に優れた涼感を与えることができるからである。また、動脈が通っている脇の下や頸部の近傍を冷却することによって、頭部への血流を冷却することができるので、着用者に優れた涼感を与えることができるからである。

電子冷暖房服１０は、ペルチェ素子２３による身体への直接伝熱方式とすることで高い冷暖房性能を実現するとともに、分散して配置させた多数のペルチェ素子２３によって冷暖房を行うので、体感的に平均化された冷暖房が得られる。

電子冷暖房服１０は、多数のペルチェ素子２３を使用することから懸念される保守の問題、例えば洗濯時にペルチェ素子２３を取り外す、故障した時に交換するなども、多数のペルチェ素子２３を数個の冷暖房ユニット２０に集約することで容易となり、かつ冷暖房ユニット２０は小型で柔軟性をもつ構成とすることで、衣服としての柔軟性や運動性を損なうこともない。

また、電子冷暖房服１０は、複数の冷暖房ユニット２０によって着用者の身体の任意の広さの範囲の温度を調整することができる。また、電子冷暖房服１０は、複数の冷暖房ユニット２０によって着用者の身体の複数のツボを狙って温度を調整することもできる。また、電子冷暖房服１０は、互いの位置関係が自由な複数の冷暖房ユニット２０によって着用者の身体の広い範囲の温度を調整しているので、同じ範囲の温度を１つの大きな冷暖房ユニットによって調整する場合と比較して、衣服としての柔軟性を向上することができる。また、電子冷暖房服１０は、冷暖房ユニット２０の修理や部分交換に際しても、対象となる冷暖房ユニット２０のみに対して修理や部品交換を行えば良いので、１つの大きな冷暖房ユニット２０を備えている場合と比較して、保守性を向上することができる。

図１０は、衣服１１の下部に多くの冷暖房ユニット２０を装着した例であり、特に暖房に使う場合には背面の腰の上部に配置すると効果的である。上昇する暖気によって着用者の体の広範囲を温めることができるからである。また、背中の真ん中の腰の上に、温めると効果的なツボがあると言われているが、そのツボを温めることができるからである。

図１１は、車椅子に乗る人に適したケープ状の冷暖房服１０の例である。断熱性と熱線反射能を有する生地で作った衣服１１の上部に冷暖房ユニット２０を装着してあり、衣服１１の下部はゆったりとした形状で膝あたりまでを覆っている。ケープである衣服１１が身体に密着するのは肩に近い身体上部だけであるが、冷暖房ユニット２０が肩及び脇の近傍に配置されているので、上述したように冷房用として使うのに適している。

なお、ペルチェ素子２３の端部２３ａは、図３や図９において断熱基板２１から突出しているが、断熱基板２１の面２１ａと同一面に配置されていても良いし、断熱基板２１の面２１ａに対して面２１ｂ側に配置されていても良い。同様に、ペルチェ素子２３の端部２３ｂは、図３や図９において断熱基板２１の面２１ｂと同一面に配置されているが、断熱基板２１から突出していても良いし、断熱基板２１の面２１ｂに対して面２１ａ側にあっても良い。

（第２の実施の形態）
図１２は、温度センサ７０を衣服１１の内側に装着して、計測した温度でペルチェ素子２３の駆動電流をフィードバック制御する例である。温度センサ７０としては、サーミスタでも熱電対でも良い。温度センサ７０を取り付ける位置は、ペルチェ素子２３の端部２３ａに直接付ければ端部２３ａの温度を制御することができ、身体に近い位置に着ければ着用者の暑さ寒さの感覚に合わせた制御ができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、上記の実施の形態を種々に変更可能であることは明白である。

以上の実施の形態においては、衣服がベストやケープである例を説明したが、他のものであっても良い。例えば、本発明に係る衣服は、ジャンパーやスーツや半纏でも良いし、腰周りを冷暖房するズボンであっても良いし、本発明を適用したジャンパーやスーツから配線を引き出して電気的に接続される帽子や手袋であっても良い。

また、回路電源収納部６３には、全体で１つの電源６２のみを収納し、１つの電源６２から全ての駆動回路６１に電流を供給しても良い。駆動回路６１や電源６２は、衣服１１がベスト型などの活動的なものの場合には、衣服１１に収納して使うのが適している。電子冷暖房服１０に外部の電源が接続される必要がなく、着用者が自由に行動することができるからである。衣服１１の腰周りに電源６２が装着されていると、電源６２が着用者の行動の妨げになることを抑制することができるので、更に良い。車椅子使用の人が使うケープなどの場合には、衣服１１とは別に配置することも可能である。電子冷暖房服１０は、衣服１１とは別に電源６２を配置した場合、内蔵する電源からのみ電力が供給される構成と比較して、電源６２の容量を増加させることができるので、駆動時間を増加させることができる。

その他、ペルチェ素子２３の寸法や、電源６２の電圧などは利用目的、用途に応じて適宜変更可能である。

（第３の実施の形態）
図１３に示すように、本実施の形態における冷暖房ユニット２０は、カバー２２と、熱伝導部２５とを熱的に繋いだ伝熱部材２８を備えている。

ここで、カバー２２は、薄い銅板などの熱伝導性を有する部材で形成されており、流路形成部を構成している。

また、熱伝導部２５及び伝熱部材２８は、熱伝導性を有し断熱基板２１の面２１ｂ側に突出してカバー２２及びペルチェ素子２３に接触しており、熱接続部を構成している。なお、熱伝導部２５及び伝熱部材２８は、一体物であっても良い。

また、電動ファン２６は、カバー２２の外側に設置されている。なお、電動ファン２６は、排気ガイドの役割も有している。

本実施の形態における冷暖房ユニット２０によれば、カバー２２、熱伝導部２５及び伝熱部材２８においても空気との間で熱の伝導を効率的に行うことができるので、冷房及び暖房を効率的に行うことができる。

また、本実施の形態における冷暖房ユニット２０によれば、電動ファン２６がカバー２２の外側に設置されているので、電動ファン２６が強力なファンである場合などの厚みがあるファンの場合であっても、電動ファン２６を除いた全体を薄型化することができる。

本発明は、外気温や体温変化に対する感度が低い無痛無汗症の人の冷暖房服、無汗症や低汗症の人の冷暖房服、体力の衰えた高齢者や病弱者の冷暖房服、製鉄所や造船所や調理場などの高温環境下の冷房服、冷凍倉庫や寒冷地の野外作業での暖房服、さらにはレジャー用の冷暖房服などに利用できる。

（ａ）本発明の第１の実施の形態に係る電子冷暖房服の正面図 （ｂ）図１（ａ）に示す電子冷暖房服の背面図 （ａ）図１に示す電子冷暖房服の冷暖房ユニットの平面図 （ｂ）図２（ａ）に示す冷暖房ユニットの平面図であって、断熱基板、ペルチェ素子及び伝熱部材を透かして見た状態の図 図２（ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図 （ａ）図３に示す冷暖房ユニットの放熱板の斜視図 （ｂ）図４（ａ）に示す放熱板の側面断面図 （ａ）図３に示す冷暖房ユニットの放熱板の斜視図であって、図４に示す例とは異なる例での図 （ｂ）図５（ａ）に示す放熱板の側面断面図 （ａ）図３に示す冷暖房ユニットの放熱板の斜視図であって、図４及び図５に示す例とは異なる例での図 （ｂ）図６（ａ）に示す放熱板の側面断面図 （ａ）図３に示す冷暖房ユニットの放熱板の斜視図であって、図４、図５及び図６に示す例とは異なる例での図 （ｂ）図７（ａ）に示す放熱板の正面図 （ｂ）図７（ａ）に示す放熱板の側面図 （ａ）図３に示す冷暖房ユニットの放熱板の斜視図であって、図４、図５、図６及び図７に示す例とは異なる例での図 （ｂ）図８（ａ）に示す放熱板の正面図 （ｂ）図８（ａ）に示す放熱板の側面図 図２（ａ）のＩ−Ｉ矢視断面図であって、図３に示す例とは異なる例での図 （ａ）本発明の第１の実施の形態に係る電子冷暖房服の正面図であって、図１に示す例とは異なる例での図 （ｂ）図１０（ａ）に示す電子冷暖房服の背面図 本発明の第１の実施の形態に係る電子冷暖房服の斜視図であって、図１及び図１０に示す例とは異なる例での図 本発明の第２の実施の形態に係る電子冷暖房服の正面図 本発明の第３の実施の形態に係る電子冷暖房服の冷暖房ユニットの断面図

符号の説明

１０ 電子冷暖房服（温度可変服）
１１ 衣服
２０ 冷暖房ユニット（衣服用温度可変ユニット）
２０ｃ 流路
２１ 断熱基板（流路形成体）
２１ａ 面（身体面）
２１ｂ 面（非身体面）
２２ カバー（流路形成体、流路形成部）
２３ ペルチェ素子
２３ａ、２３ｂ 端部
２４ 伝熱部材（身体側伝達部）
２５ 熱伝導部（熱接続部）
２５ａ 素子接触部
２５ｂ 拡大部
２６ 電動ファン
２８ 伝熱部材（熱接続部）
６１ 駆動回路
６２ 電源
７０ 温度センサ

Claims (16)

1. 衣服の着用者に対して冷房及び暖房の少なくとも一方を行うために前記衣服に装着される衣服用温度可変ユニットであって、
   電流が流されることによって一方が発熱して他方が冷える２つの端部を有したペルチェ素子と、断熱基板とを備え、
   前記断熱基板は、前記着用者の身体側に配置されるための身体面と、前記身体面と対向する非身体面とを有し、前記身体面側と、前記非身体面側とで前記ペルチェ素子の前記２つの端部の温度変化を分離する状態で前記ペルチェ素子を支持したことを特徴とする衣服用温度可変ユニット。
2. 前記断熱基板の前記身体面側に突出して前記ペルチェ素子の前記身体面側の部分の温度変化を外部に伝達する身体側伝達部を備えることを特徴とする請求項１に記載の衣服用温度可変ユニット。
3. 熱伝導性を有し前記断熱基板の前記非身体面側に突出する熱伝導部を備え、
   前記熱伝導部は、前記ペルチェ素子に接触した素子接触部と、前記断熱基板から離れて配置されて前記断熱基板の延在方向における大きさが前記素子接触部より拡大した拡大部とを有することを特徴とする請求項１に記載の衣服用温度可変ユニット。
4. 前記熱伝導部は、塑性加工品であることを特徴とする請求項３に記載の衣服用温度可変ユニット。
5. 前記断熱基板の前記非身体面側に空気の流れを作る電動ファンを備えることを特徴とする請求項１に記載の衣服用温度可変ユニット。
6. 前記空気の流れを通す流路を形成した流路形成体を備えることを特徴とする請求項５に記載の衣服用温度可変ユニット。
7. 熱伝導性を有し前記流路形成体の少なくとも一部を構成する流路形成部と、熱伝導性を有し前記断熱基板の前記非身体面側に突出して前記ペルチェ素子及び前記流路形成部に接触した熱接続部とを備えることを特徴とする請求項６に記載の衣服用温度可変ユニット。
8. 前記電動ファンは、前記流路形成体の外側に設置されることを特徴とする請求項６に記載の衣服用温度可変ユニット。
9. 前記ペルチェ素子を複数備えることを特徴とする請求項１に記載の衣服用温度可変ユニット。
10. 請求項１から請求項９までの何れかに記載の衣服用温度可変ユニットと、前記衣服用温度可変ユニットを装着した衣服とを備えることを特徴とする温度可変服。
11. 前記衣服に装着されて前記衣服用温度可変ユニットに電力を供給する電源を備えることを特徴とする請求項１０に記載の温度可変服。
12. 前記衣服用温度可変ユニットを複数備え、
    複数の前記衣服用温度可変ユニットの過半が前記衣服の肩及び脇の近傍に配置されることを特徴とする請求項１０に記載の温度可変服。
13. 前記電源は、前記衣服の腰周りに装着されることを特徴とする請求項１１に記載の温度可変服。
14. 外部から電力が供給されることを特徴とする請求項１０に記載の温度可変服。
15. 前記衣服用温度可変ユニットの前記身体側の温度を検出するための温度センサと、前記温度センサによって検出された前記温度に基づいて前記ペルチェ素子に供給される電力を制御する駆動回路とを備えることを特徴とする請求項１０に記載の温度可変服。
16. 前記衣服用温度可変ユニットを複数備えることを特徴とする請求項１０に記載の温度可変服。
    

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