JP6739458B2 - 冷却衣服用冷却装置と、それを装着した冷却衣服 - Google Patents

Description

本発明は、冷却衣服用冷却装置と、それを装着した冷却衣服に関するものである。

着用者の発汗を前提とすることなく身体を冷却することができる冷却衣服が提案されている。
具体的には、肩の上に貯水タンクを装着し、この貯水タンクに送水ホースの一端を接続し、次に、この送水ホースの中部を身体部分で蛇行させ、その後、この送水ホースの他端を前記貯水タンクに接続した構成となっている。
また、送水ホースにはポンプが介在され、このポンプを駆動することで、前記貯水タンク内の冷却水を、貯水タンク、送水ホースの一端、中部、他端、貯水タンク内へと循環させる構成となっている（これに類似する先行文献としては、例えば下記特許文献１が存在する）。

特開２０１７−２０１４０号公報

以上のような構成で、前記送水ホースには、一端側から他端側に向けて所定間隔で通水孔が形成されている。
したがって、ポンプを駆動し、前記貯水タンク内の冷却水を、送水ホースの一端、中部、他端、貯水タンク内へと循環させている状態において、一部の冷却水が、送水ホース通水孔から流出し、服を濡らし、その部分に風が通過すると、そこで気化熱が奪われ、その結果として身体冷却を行うことができるようになっている。
つまり、着用者の発汗を前提とすることなく、送水ホースの通水孔から流出する冷却水を気化させ、この気化熱で、身体を冷却することができるような構成となっている。

しかしながら、このような従来の構成では、貯水タンクに、その一端側と他端側を接続した送水ホースによる循環路（貯水タンク、送水ホースの一端、中部、他端、貯水タンク）を形成しているので、ポンプとしての負荷が大きく、電力消費が大きいものとなる。
また、前記送水ホースの通水孔の開口面積を大きくすると、上記貯水タンク内の冷却水が、この送水ホースの通水孔から大量に流出し、その結果として、長時間の冷却運転が出来なくなるので、通水孔の開口面積を小さくすることになるのであるが、この様に小さな通水孔から循環水の一部を流出させるためにはポンプの圧力を高めなくてはならず、この点からもポンプの消費電力の大きさが問題となる。
また、ポンプの圧力が高く、通水孔の開口面積が小さいと、通水孔から冷却水が、送水ホース外に勢いよく飛び出すことにもなり、好ましい冷却動作が行えなくなる。

そこで、本発明は、ポンプの電力消費を抑制することを目的とするものである。

そして、この目的を達成するために本発明の冷却衣服用冷却装置は、冷却水供給部、冷却水分岐部が設けられた送水ホースと、この送水ホースの前記冷却水供給部から前記冷却水分岐部側に冷却水を供給するポンプと、前記送水ホースの前記冷却水分岐部に、その一端側給水部と他端側給水部が連結され、かつ、前記一端側給水部と前記他端側給水部間が出水部となった複数の分水ホースとを備え、前記各分水ホースの直径は、前記送水ホースの直径よりも小径とし、かつ、前記各分水ホースの前記出水部で、この分水ホースの長手方向に直交する外周部分には、この分水ホースの前記一端側給水部と前記他端側給水部の開口面積よりも、開口面積の小さな、通水孔が、複数形成された構成としたものである。

前記冷却水供給部は、前記送水ホースの一端側、前記冷却水分岐部は、前記送水ホースの他端側に設けられている。

前記ポンプには、このポンプの運転制御を行う制御部を接続し、この制御部には、前記ポンプの運転制御指示を行う操作部を接続してある。

前記分水ホースとして、中空糸膜が用いられている。

上記した冷却衣服用冷却装置を装着した冷却衣服であって、前記分水ホースの前記出水部を蛇行させて配置してある。

前記送水ホースの前記冷却水供給部よりも前記冷却水分岐部を上方に配置し、前記各分水ホースの前記出水部は、この分水ホースの前記一端側給水部と前記他端側給水部よりも下方に配置してある。

以上の本発明によれば、ポンプとしては、送水ホースの冷却水供給部から冷却水分岐部まで冷却水を送るだけで良いので、電力消費を低減することができる。

また、送水ホースの冷却水分岐部まで送付された冷却水は、この冷却水分岐部に連結された複数の分水ホースの各一端側給水部と他端側給水部から分水ホースへと流れ込み、次に、各分水ホースの一端側給水部と他端側給水部間の出水部に設けた複数の通水孔から流出し、身体の広いエリアに冷却水を適量供給することができ、その結果として、冷却効果の高いものとなる。

さらに、各分水ホースの直径は、前記送水ホースの直径よりも小径とし、この分水ホースには、その長手方向に直交する外周部分に、この分水ホースの一端側給水部と他端側給水部の開口面積よりも、開口面積の小さな、複数の通水孔が形成された構成としたものであるので、各分水ホースから流出する冷却水は、広い範囲に、少量で、しかも、ジワリと滲み出る状態となるので、身体の一部での大きな水濡れ感が無く、快適な冷却が行えるものとなる。

また、本発明では、送水ホースの冷却水分岐部に、各分水ホースの一端側給水部と他端側給水部を連結したものであるので、各分水ホースの一端側給水部と他端側給水部の両方から出水部へと冷却水が供給されるようになり、その結果として、分水ホースの一部に目詰まりが発生しても、その目詰まり部の一端側給水部側には、一端側給水部側から、また、目詰まり部の他端側給水部側には、他端側給水部側から冷却水が供給されることになる。
つまり、長期使用等の理由により、分水ホースの一部に目詰まりが発生しても、その目詰まり部の一端側給水部側には、一端側給水部側から、また、目詰まり部の他端側給水部側には、他端側給水部側から冷却水が供給されることになるので、長期的に安定した冷却効果を発揮することが出来るようになる。

本発明の一実施形態にかかる冷却衣服用冷却装置を装着した冷却衣服の正面図 同冷却衣服の背面図 同冷却衣服に装着した分水ホースの平面図 同冷却衣服に装着した分水ホースの側面図 同冷却衣服に装着した分水ホースの端部部分の平面図 同冷却衣服に装着した分水ホースの端部部分の側面図 同冷却衣服に装着した分水ホースの端部部分の断面図 同冷却衣服に装着した分水ホースの端部部分の断面図 同冷却衣服に装着した冷却衣服用冷却装置の制御ブロック図 同冷却衣服の製造方法を示す平面図 同冷却衣服の製造方法を示す平面図 同冷却衣服の製造方法を示す平面図

（実施の形態１）
以下本発明の一実施形態を、添付図面を用いて説明する。
図１は、本一実施形態にかかる冷却衣服用冷却装置を装着した冷却衣服の正面図、図２は、この冷却衣服の背面図である。

図１、図２において、１は冷却衣服で、正面側の服地２と、背面側の服地３と、左右の袖４部分からなる。
背面側の服地３の側部には、冷却水供給部５、冷却水分岐部６が設けられた送水ホース７が縦方向に装着されている。

具体的には、前記冷却水供給部５は冷却衣服1の下部まで延長され、その後、冷却衣服1外へと延長され、その延長部分に連結具８が装着されている。
また、冷却水分岐部６は、送水ホース７の他端側に設けられているが、本実施形態では、送水ホース７の他端側を分岐し、冷却衣服１の正面側の服地２の左右上部、および、冷却衣服１の背面側の服地３の左右上部の、合計４ケ所に、冷却水分岐部６が配置されている。
送水ホース７の冷却水供給部５に連結した連結具８は、連結具９を介してポンプ１０、給水パイプ１１が接続され、給水パイプ１１は、例えば市販の飲料水ボトル１２内に挿入され、その状態で、飲料水ボトル１２にキャップ部１３を回して螺合させれば、給水パイプ１１、ポンプ１０は飲料水ボトル１２に固定される。
なお、ポンプ１０部分には、図９で示す制御回路部１４、操作部１５、電池１６が設けられ、操作部１５の操作により、ポンプ１０の起動、起動量制御、停止が行えるようになっている。
つまり、送水ホース７の冷却水供給部５から冷却水分岐部６側に、ポンプ１０によって冷却水を供給することが出来るようになっている。

再び、図１、図２に戻って説明を進めると、前記送水ホース７の４ケ所の冷却水分岐部６には、複数の分水ホース１７が連結されている。
この点を、さらに詳細に説明すると、送水ホース７の４ケ所の冷却水分岐部６には、それぞれ、複数の分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂが連結されている。
つまり、分水ホース１７の直径を、前記送水ホース７の直径よりも小径としているので、送水ホース７の４ケ所の冷却水分岐部６に、それぞれ、複数の分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを連結することが出来るのである。

分水ホース１７は、中空糸膜によって形成されており、図３、図４に示すように、分水ホース１７の長手方向に直交する外周部分には、この分水ホース１７の前記一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂの開口面積よりも、開口面積の小さな通水孔１７ｃが、複数形成されている。
つまり、分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂは、上述のごとく、送水ホース７の冷却水分岐部６に連結され、これら一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂから供給された冷却水は、通水孔１７ｃから分水ホース１７外へと流出することになる。
すなわち、中空糸膜によって形成された分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂ間が、分水ホース１７における出水部１７ｄとなっており、この出水部１７ｄが、正面側の服地２と、背面側の服地３に蛇行されて配置されているので、冷却衣服１の全面に冷却水を供給することが出来るのである。

前記分水ホース１７について、さらに説明を行うと、この分水ホース１７は、中空糸膜といわれる外形が０．５ｍｍのものを用いており、その外周面には、開口径が０．４ミクロン以下の無数の通水孔１７ｃが設けられている。
さらに詳しく説明すると、前記分水ホース１７の外周部に設けた各通水孔１７ｃは、図３に示すように、この分水ホース１７の外周方向において、隣接する他の通水孔１７ｃとは独立しているが、同分水ホース１７の長手方向において、少なくとも一部が重なった状態となっている。つまり、中空糸膜には、無数の通水孔１７ｃが形成されているのである。
この状態を、本実施形態では、上述のごとく、分水ホース１７の長手方向に直交する外周部分に、この分水ホース１７の前記一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂの開口面積よりも、開口面積の小さな通水孔１７ｃが、複数形成されていると表現している。
このように、一般的には液体のフィルターなどに用いられていた中空糸膜を分水ホース１７として活用したことが本実施形態の特徴の一つである。

なお、本実施形態では、送水ホース７の冷却水供給部５を冷却衣服１の下方、冷却水分岐部６を上方に配置し、この上方の冷却水分岐部６に分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを連結したので、前記出水部１７ｄは、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂよりも下方において冷却衣服１に蛇行状態で配置されたこととなる。

次に、前記ポンプ１０部分について説明する。
ポンプ１０は、操作部１５の正転用のスイッチ１８を閉じれば、制御部１９によってスイッチング素子２１、２２を介してポンプ１０が正転し、逆に、操作部１５の逆転用のスイッチ２３を閉じれば、制御部１９によってスイッチング素子２４、２５を介してポンプ１２が逆転するようになっている。
また、正転、逆転の強さは、操作部１５のボリューム２６によって調整される。
つまり、ボリューム２６の調整により、ポンプ１０への通電量を調整することができるので、それに合わせて正転、逆転の強さを調整することが出来る。
また、本実施形態では、ポンプ１０の間欠駆動でも、十分に分水ホース１７の通水孔１７ｃからジワリと冷却水が滲み出る状態となるので、ポンプ１０の電力消費を低減することができる。

次に、本実施形態の冷却衣服１の製造方法について、その主要部分を説明する。
図１０は冷却衣服１の正面側の服地２と、背面側の服地３を裁断した状態を示す。

まず、巻糸状態の分水ホース１７を、正面側の服地２の左上（Ａ点）に縫い付けし、Ｃのエリアは分水ホース１７を縫い付けしない。次に、Ｃのエリアを通過したところで、巻糸を下方へと蛇行させながら、同時に縫い付け、その後、下方から、上方へと蛇行させながら、同時に縫い付け（図５に縫い付け糸２７を示している）、これを繰り返して、図１１における正面側の服地２の左側ゾーンを完成させ、次に、図１１における正面側の服地２の右側ゾーンに移行させる。

その後、連続的に、背面側の服地３の右側ゾーンに移行させ、次に、背面側の服地３の左側ゾーンに移行させ、Ｂ点へとたどり着き、分水ホース１７の配置を行う。
つまり、分水ホース１７の配置は、Ａ点からＢ点へと一筆書で行うので、装着作業が効率的に行える。

その後、図１２に示すように正面側の服地２と、背面側の服地３を、連結部２７で分離すれば、正面側の服地２の左右上部に、複数の分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂが存在することになる。
また、背面側の服地３の左右上部にも、複数の分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂが存在することになる。
なお、各分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂは正面側の服地２と、背面側の服地３には、糸止めされておらず、自由に動かすことが出来る状態となっている。

この状態で、図５、図６に示すように連結具２８内に、分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを挿入し、次に、図７、図８に示すように、連結具２８の開口部２９から接着剤３０を注入する。
つまり、接着剤３０によって複数の分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを連結具２８とともに、正面側の服地２と、背面側の服地３に、固定するのである。

この時、複数の分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂが接着剤３０によって目詰まりしないようにするためには、分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂは、連結具２８の外（図５の上方、あるいは図８の右側）へと十分に引き出しておき、接着剤３０が硬化後に連結部２０からはみ出した部分を切断する。
また、分水ホース１７は上述のごとく中空糸膜で形成したものであり、その外周面の通水孔１７ｃは極めて小さな開口面積であるので、ここから、粘性のある接着剤３０が、分水ホース１７内へと侵入することはなく、この部分での目詰まりは発生しない。

そして、最後に図５において連結具２８の連結部２０外周に、送水ホース７の冷却水分岐部６を、弾性変形させながら押し込んで、送水ホース７の冷却水分岐部６に、分水ホース１７の、一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを連結する。

以上の構成において動作説明を行う。
先ず、使用者は、図１の冷却衣服１を装着する。
次に、給水パイプ１１を、例えば市販の飲料水ボトル１２内に挿入し、その状態で、飲料水ボトル１２にキャップ部１３を回して螺合させれば、給水パイプ１１、ポンプ１０は飲料水ボトル１２に固定される。
その後、操作部１５の正転用のスイッチ１８を閉じれば、制御部１９によってスイッチング素子２１、２２を介してポンプ１０が正転し、これにより、飲料水ボトル１２内の冷却水は、送水ホース７の冷却水供給部５、冷却水分岐部６、分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを介し、冷却衣服1に蛇行状態で配置した分水ホース１７の出水部１７ｄに形成されている無数の通水孔１７ｃから、冷却衣服１の正面側の服地２と、背面側の服地３部分に、ジワリと流出し、ここで外気、風などによって気化する。

つまり、使用者は、汗をかいていない状況でも、冷却衣服１部分における冷却水の気化熱により、効果的な冷却が行えることになる。

このように、本実施形態によれば、ポンプ１０としては、冷却水を、送水ホース７の冷却水供給部５から冷却水分岐部６まで単に送るだけで良いので、電力消費を低減することができる。

また、送水ホース７の冷却水分岐部６まで送付された冷却水は、この冷却水分岐部６に連結された複数の分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂから分水ホース１７の内へと流れ込み、次に、各分水ホース１７の出水部１７ｄに存在する複数の通水孔１７ｃから流出することになる。
この時、出水部１７ｄは冷却衣服１部分に、広く蛇行させているので、身体の広いエリアに冷却水を適量供給することができ、その結果として、冷却効果の高いものとなる。
つまり、本実施形態では、冷却水を、送水ホース７の冷却水供給部５から冷却水分岐部６までポンプ１０で送れば、その後は、大気に解放状態となっている分水ホース１７の通水孔１７ｃから冷却水自身の重力や、小さな通水孔１７ｃが形成する毛細管現象も作用し、分水ホース１７外へと流出することになるので、ポンプ１０としての電力消費を抑制することが出来るのである。
一例として、本実施形態では、単３電池を２本直列にした３Ｖ電池１６使用でも、８時間以上の使用も可能となる。

さらに、各分水ホース１７の直径は、前記送水ホース７の直径よりも小径とし、この分水ホース１７には、その長手方向に直交する外周部分に、この分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂの開口面積よりも、開口面積の小さな、複数の通水孔１７ｃが形成された構成としたものであるので、分水ホース１７から流出する冷却水は、広い範囲に、少量で、しかも、ジワリと滲み出る状態となるので、身体の一部での大きな水濡れ感が無く、快適な冷却が行えるものとなる。

なお、使用環境にもよるが、本実施形態では、１時間で５００ｃｃの冷却水を使用する状態となっているので、飲料水ボトル１２としては、市販の飲料水容器をそのまま、キャップ部１３に結合するようにしている。
そして、この冷却水がなくなれば、飲料水ボトル１２内に水道水を入れることでも簡単に継続使用が行えることになる。

なお、逆転用のスイッチ２３は、分水ホース１７内に、前回の冷却水が残り、また、空気も存在する状態となり、いわゆる空気かみ状態となった場合に、ポンプ１０を逆転させ、分水ホース１７内の空気かみ状態を解消するために用意している。

また、このような冷却衣服１は、屋外の高温環境下で使用されることが多く、例えば、分水ホース１７の一部が塵埃などによって目詰まりしても、本実施形態では、継続的な冷却動作を継続することが出来る。
つまり、本実施形態では、送水ホース７の冷却水分岐部６に、各分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂを連結したものであるので、各分水ホース１７の一端側給水部１７ａと他端側給水部１７ｂの両方から出水部１７ｄへと冷却水が供給されるようになり、その結果として、分水ホース１７の一部に目詰まりが発生しても、その目詰まり部の一端側給水部１７ａ側には、一端側給水部側１７ａから、また、目詰まり部の他端側給水部１７ｂ側には、他端側給水部１７ｂ側から冷却水が供給され、長期的に安定した冷却効果を発揮することが出来るようになるのである。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。そして本発明は、特許請求の範囲に記載された事項を逸脱することがなければ、種々の設計変更を行うことが可能である。本発明は、高温季において、野外活動や野外業務、あるいは高温環境下での屋内業務などにおいて有効な冷却衣服となる。

１ 冷却衣服
２ 正面側の服地
３ 背面側の服地
４ 袖
５ 冷却水供給部
６ 冷却水分岐部
７ 送水ホース
８ 連結具
９ 連結具
１０ ポンプ
１１ 給水パイプ
１２ 飲料水ボトル
１３ キャップ部
１４ 制御回路部
１５ 操作部
１６ 電池
１７ 分水ホース
１７ａ 一端側給水部
１７ｂ 他端側給水部
１７ｃ 通水孔
１７ｄ 出水部
１８ スイッチ
１９ 制御部
２０ 連結部
２１ スイッチング素子
２２ スイッチング素子
２３ スイッチ
２４ スイッチング素子
２５ スイッチング素子
２６ ボリューム
２７ 縫い付け糸
２８ 連結具
２９ 開口部
３０ 接着剤

Claims (5)

1. 冷却水供給部、冷却水分岐部が設けられた送水ホースと、
   この送水ホースの前記冷却水供給部から前記冷却水分岐部側に冷却水を供給するポンプと、
   前記送水ホースの前記冷却水分岐部に、それぞれの一端側給水部と他端側給水部が連結され、かつ、前記一端側給水部と前記他端側給水部間が出水部となった複数の分水ホースとを備え、
   前記各分水ホースの直径は、前記送水ホースの直径よりも小径とし、かつ、前記各分水ホースの前記出水部で、この分水ホースの長手方向に直交する外周部分には、この分水ホースの前記一端側給水部と前記他端側給水部の開口面積よりも、開口面積の小さな通水孔が、複数形成され、
   前記冷却水供給部よりも前記冷却水分岐部が上方に配置され、前記出水部が、前記分水ホースの前記一端側給水部及び前記他端側給水部よりも下方に配置された冷却衣服用冷却装置。
2. 前記冷却水供給部は、前記送水ホースの一端側、前記冷却水分岐部は、前記送水ホースの他端側に設けられた請求項１に記載の冷却衣服用冷却装置。
3. 前記ポンプには、このポンプの運転制御を行う制御部を接続し、この制御部には、前記ポンプの運転制御指示を行う操作部を接続した請求項１または２に記載の冷却衣服用冷却装置。
4. 前記分水ホースとして、中空糸膜を用いた請求項１から３のいずれか一つに記載の冷却衣服用冷却装置。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の冷却衣服用冷却装置を装着した冷却衣服であって、前記分水ホースの前記出水部を蛇行させて配置した冷却衣服。

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