WO2002067707A1

WO2002067707A1 - Vetement de refroidissement

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Publication number: WO2002067707A1
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Inventors: Hiroshi Ichigaya
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Description

明細書冷却衣服技術分野

本発明は、高温の環境下でも快適に過ごすことができる冷却衣服に関する。

夏などの暑い季節に、暑さを解消する手段として現在最も広く用いられているのはエアーコンディショナーである。これは、部屋の空気を直接冷やすものであるため、暑さを解消するという点においては、非常に有効である。

しかしながら、エア一コンディショナーは、高価な装置であり、世帯普及率は高くなつてきたが、一つの世帯の各部屋ごとに普及するまでには至っていない。また、エア一コンディショナーは大量の電力を消費するため、エア一コンディショナ一が普及することによって社会全体の電力消費も増え、しかも、発電の大きな割合を化石燃料に頼っている現状では、エア一コンディショナ一が普及することによって、地球全体の温暖化につながるという皮肉な結果を招く。また、ェァーコンディショナーは、部屋の空気そのものを冷却するので、冷えすぎによつて健康を損なうといった問題も考えられる。

そこで、暑い季節でも、消費電力が少なく、かつ、快適に過ごすことのできる衣服が案出されれば、かかる問題の幾分かの解決につながる。発明の開示

本発明は、このような技術的背景のもとになされたものであり、少ない消費電力で、しかも簡易な構造で、快適に過ごすことのできる冷却衣服を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、本発明に係る冷却衣服は、服地部の裏面の所定位置に設けられた、前記服地部と体との間に空気の流通路を形成する一又は複数のスぺーザと、前記服地部に設けられた、外部の空気を前記流通路内に取り入れるための空気入口部と、前記服地部に設けられた、前記流通路内の空気を外部に取り出すための空気出口部と、前記流通路内に空気の流れを強制的に生じさせる送風手段と、前記送風手段に電力を供給する電源手段と、を備え、前記スぺーサは複数の柱状部材が物理的に連なるようにして構成されたものであり、空気の流れる方向に垂直な面における前記スぺーサの開口率が 3 0 %以上であって且つ体に接触する側の前記スぺーサの開口率が 2 0 %以上であることを特徴とするものである。

ここで、前記送風手段は前記服地部に着脱自在に取り付けられていることが望ましい。また、前記送風手段が前記服地部の下側に設けられていることが望ましい。更に、前記送風手段は、羽根の方向から吸入した空気を、羽根の外周方向へ放射状に送り出すものであってもよい。

前記スぺーサはプラスチック又はゴムで作製されたものであることが望ましい。また、前記スぺ一サは、略偏平状に形成された網目状部材と、その厚さ方向の長さ成分を有し、前記網目状部材の所定の交差点において前記網目状部材と物理的に連なる複数の柱状部材と、複数の前記柱状部材の先端を連結して枠状に形成された複数の連結部材とを有するものであることが望ましい。この場合、前記スぺーサは、前記網目状部材が前記服地部の裏面と対向するように配置され、前記連結部材で囲まれた部分以外の部分に対応する前記網目状部材を利用して前記服地部に縫い付けられていることが望ましい。

更に、前記服地部の胴回りの長さを調整する調整手段を前記服地部に設けることが望ましい。また、前記スぺーサを押圧する押圧手段が設けられた専用上着を前記服地部の上に着用し、前記押圧手段により前記スぺーサを介して下着を体に密着させることが望ましい。

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る冷却衣服は、略偏平状に形成された網目状部材と、その厚さ方向の長さ成分を有し、前記網目状部材の所定の交差点において前記網目状部材と物理的に連なる複数の柱状部材と、複数の前記柱状部材の先端を連結して枠状に形成された複数の連結部材とを有するスぺーサを、服地部の裏面の所定位置に取り付けることにより、前記服地部と体との間に空気の流通路を形成したことを特徵とするものである。ここで、前記スぺーサは、前記網目状部材が前記服地部の裏面と対向するように配置され、前記連結部材で囲まれた部分以外の部分に対応する前記網目状部材を利用して前記服地部に縫い付けられていることが望ましい。図面の簡単な説明

図 1 ( a ) は本発明の一実施形態に係る冷却衣服の概略正面図、図 1 ( b ) はその冷却衣服の概略背面図である。

図 2 ( a ) はその冷却衣服に用いられるスぺーサの一部の概略平面図、図 2 ( b ) はそのスぺーサの一部の A— A矢視方向概略断面図である。

図 3はそのスぺーサの突出部の概略斜視図である。

図 4は本実施形態の冷却衣服で利用する第一の冷却効果を説明するための図である。

図 5は人が快適と感じるときの体の表面近傍の温度を調べた実験の結果を表にして示した図である。

図 6は本実施形態の冷却衣服で利用する第二の冷却効果を説明するための図である。

図 7 ( a ) は側流ファンの概略平面図、図 7 ( b) はその側流ファンの概略側面図、図 7 ( c ) はその側流ファンの概略背面図である。

図 8はその側流ファンの取り付け方法を示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下に、図面を参照して、本願に係る発明を実施するための最良の形態について説明する。図 1 ( a ) は本発明の一実施形態に係る冷却衣服の概略正面図、図 1 ( b ) はその冷却衣服の概略背面図である。

本実施形態の冷却衣服は、図 1に示すように、服地部 1 0と、三つのスぺーサ 2 0と、 Ξつの空気入口部 3 0と、四つの空気出口部と、四つのファン（送風手段） 5 0と、電池（電源手段） 6 1と、接続コード 6 2と、電池取付具 6 3とを備えるものである。ここでは、かかる冷却衣服をべストに適用した場合について説明する。このべストは、ファスナーで前を閉じるタイプのものである。服地部 1 0の裏面には、三つのスぺーサ 2 0が糸で縫い付けられている。本実施形態では、各スぺ一サ 2 0を、汗のかきやすい箇所、例えば左胸部、右胸部及び背中に対応する服地部 1 0の位置に縫い付けている。スぺーサ 2 0は、服地部 1 0と体との間に一定の空間を形成するためのものである。この空間は、人が冷却衣服を着用したときに体表に略平行な空気流通路を構成する。

各スぺーサ 2 0の上端部の近傍に対応する服地部 1 0の位置には、空気入口部 3 0が形成されている。この空気入口部 3 0の横幅は、当該スぺ一サ 2 0の横幅と略同程度である。空気入口部 3 0は、例えば、服地部 1 0の所定部分を切り欠き、その切り欠いた部分にメッシュ状の素材を縫い付けることにより形成される。このメッシュ状の素材はスぺ一サ 2 0が外に飛び出ないようにすると共に、スぺーサ 2 0の上端部を縫い付けるためのものである。この空気入口部 3 0から外部の空気がスぺーサ 2 0内に流入する。図 1の例では、空気入口部 3 0を、冷却衣服の前側に二つ、後側に一つの合計三つ設けている。

一方、スぺーサ 2 0の下端部に対応する服地部 1 0の所定位置には、空気出口部が形成されている。図 1では、空気出口部はファン 5 0に隠れて見えない。この空気出口部も空気入口部 3 0と同様にして形成される。空気出口部の数はファン 5 0の数と同じである。図 1の例では、空気出口部を、冷却衣服の前後に二つずつ、合計四つ設けている。

尚、このような空気入口部 3 0を設ける代わりに、例えば、首の部分や肩から脇にかけての部分において冷却衣服と人体との隙間から、空気をスぺーサ 2 0内に取り入れるような構成としてもよい。この場合、スぺーサ 2 0の取り付け位置は、その空気を取り入れる部分まで引き延ばす必要がある。

ファン 5 0は、スぺーサ 2 0内に空気の流れを強制的に生じさせるためのものであり、各空気出口部を覆うようにして取り付けられる。このファン 5 0は、軸流ファンであり、スぺーサ 2 0内の空気を外部に抜き取る方向に回転する。ファン 5 0をこの方向に回転させると、スぺーサ 2 0により形成される空気流通路内の圧力が低下し、空気入口部 3 0から外部の空気が空気流通路内に流入する。この流入した空気は、空気流通路内において体表に略平行であって下側に向かう方向に沿って移動する。そして、空気はファン 5 0に達すると、ファン 5 0に吸引されて外部へ排出される。尚、ファン 5 0としては、例えば 3 0 mmx 3 0 mm で厚さ 5 mm程度の小型のもの力用いられる。

電池 6 1は四つのファン 5 0に電力を供給する電源となるものである。ここでは、四つのファン 5 0を並列に接続し、その接続コ一ド 6 2の端部に設けた電池取付具 6 3に電池 6 1を取り付けている。

特に、本実施形態では、ファン 5 0を着脱可能に構成している。具体的には、ファン 5 0の筐体部の裏面周端部と空気出口部の周囲部とにマジックテープを設け、かかるマジックテープを用いてファン 5 0を空気出口部の周囲に取り付けている。また、ファン 5 0と接続コード 6 2とをコネクタ接続することにより、ファン 5 0の取り付け、取り外しを容易に行えるようにしている。このため、冷却衣服を洗濯する際には、まず、電池 6 1を取り外し、次に、ファン 5 0から接続コード 6 2を引き抜いた後、マジックテープを剥がして、ファン 5 0を冷却衣服から取り外す。こうして、ファン 5 0と電池 6 1とを容易に取り外すことができ、誰でも簡単に冷却衣服の洗濯を行うことができる。尚、接続コード 6 2は冷却衣服の服地部 1 0の内部に入れて引き回されており、洗濯の都度、接続コード 6 2を取り外すのは困難である。このため、接続コード 6 2としては耐水性のものを使用し、接続コード 6 2を冷却衣服に付けたまま、冷却衣服を洗濯することにしている。

次に、服地部 1 0の素材について説明する。服地部 1 0の素材としては、例えば、ダウンジャケットの表地などに使われる高密度綿布を用いる。高密度綿布は、 1センチメートル当たりの糸の数が 3 0 0本程度と、通常の綿布と比べると非常に高い密度で織られている。後述するように、本実施形態の冷却衣服は、体表から発せられる熱を、スぺーサ 2 0により形成される空気流通路内を流通している空気に吸収させるものであるため、空気が空気流通路内を流通する途中で服地部 1 0から漏れないようにする必要がある。高密度綿布は糸の密度が高いため、糸の間から外部へ漏れる空気の量が非常に少なく、ほとんどの空気が空気流通路を通って空気出口部に達し、そこから外部に排出される。このため、高密度綿布は、服地部 1 0の素材として用いるのにとても望ましい。また、高密度綿布は、あくまでも綿布であるため、汚れた場合には家庭用の洗濯機などで容易に洗うことができるという利点もある。このような高密度綿布は、一般的な衣料品店で容易に入手できる。

尚、服地部 1 0の素材としては、高密度綿布のような綿性の布だけでなく、一般に、実質的に空気が漏れないものであれば、どのような素材でも用いることができる。本実施形態で使用するファン 5 0は、静圧が非常に小さいため、空気が途中で漏れたりすることが少ない。このため、絹や化学繊維などからできている一般的な布を、服地部 1 0として用いることが可能である。また、例えば、ビニールやプラスチックシートを用いることもできる。これに対し、当然であるが、メッシュ状に編んだ物は使用することはできない。

次に、スぺーサ 2 0の構造について詳しく説明する。図 2 ( a) はスぺーサ 2 0の一部の概略平面図、図 2 (b) はそのスぺ一サ 2 0の一部の A— A矢視方向概略断面図、図 3はそのスぺ一サ 2 0の突出部の概略斜視図である。

図 2及び図 3に示すスぺーサ 2 0は、網目状部材 2 1と、複数の突出部 2 2とを備える。網目状部材 2 1は、ほぼ偏平状に形成されたものであり、複数の第一レ一ル 2 1 aと、複数の第二レール 2 1 bとを有する。複数の第一レール 2 1 a は、図 2 ( a ) において左右方向に対して反時計回りに 4 5度傾けた状態で一定間隔で配列されており、第二レール 2 l bは、図 2 ( a ) において左右方向に対して時計回りに 4 5度傾けた状態で一定間隔で配置されている。第一レール 2 1 aの配列間隔と第二レール 2 1 bの配列間隔とは同じであり、これにより、網目状部材 2 1の網目はほぼ正方形状とされる。ここで、第一レール 2 1 aの配列間隔と第二レール 2 1 bの配列間隔は例えば約 7 mmである。

突出部 2 2は、図 3に示すように、四つの柱状部材 2 2 aと、正方形状の枠状連結部材 2 2 bとからなる。各柱状部材 2 2 aは、網目状部材 2 1の厚さ方向の長さ成分を有し、第一レール 2 1 aと第二レール 2 1 bとが交差する交差点のうち所定の一の交差点に隣接する四つの交差点のそれぞれにおいて網目状部材 2 1 と物理的に連なっている。本実施形態では、特に、各柱状部材 2 2 aを網目状部材 2 1から鉛直上方に引き出している。例えば、柱状部材 2 2 aの長さは約 6 m m、太さは約 1 . 5 mmである。枠状連結部材 2 2 bは、かかる四つの柱状部材 2 2 aの先端を連結して枠状に形成されたものである。したがって、図 2 ( a ) に示すように、突出部 2 2を上から見ると、その形状はほぼ正方形状になっている。

また、各突出部 2 2は、図 2 ( a ) に示すように、上下方向及び左右方向に沿って一定間隔で規則正しく配列されている。この例では、隣合う突出部 2 2の間隔を、枠状連結部材 2 2 bの一辺の長さとしている。これにより、左右（上下）方向に沿って配列された隣合う突出部 2 2の間には、上下（左右）方向に沿って突出部 2 2の形成されていない空間ができる。この空間は、スぺーサ 2 0 を服地部 1 0に縫い付けるための縫合用スペースとなる。

スぺーサ 2 0は、網目状部材 2 1を介して各突出部 2 2が物理的に連続的に連なるように一体的に形成される。突出部 2 2を一つずつばらばらにしたのでは、スぺーサ 2 0の製造に手間がかかり、実用的でないからである。但し、使用時においては、スぺ一サ 2 0はその全体が必ずしも一体的である必要はない。ファスナーを有するといった衣服の構造、空気流通路を形成する位置などを考慮し、一枚の大きなスぺ一サ 2 0を複数のピースに分割して、各ピースのスぺ一サ 2 0をそれぞれ所定の位置に縫い付けるようにするのが望ましい。実際、図 1の例では、左胸部、右胸部、背中のそれぞれに対応する服地部 1 0の位置にスぺーサ 2 0を縫い付けている。また、冷却衣服が人体にフィットするように、さらにスぺーサ 2 0を小さく分割するようにしてもよい。

尚、第一レール 2 1 a、第二レール 2 1 b、枠状連結部材 2 2 bの各辺も柱状部材であるので、本実施形態で使用するスぺーサ 2 0は、複数の柱状部材を用い、それらが物理的に連なるようにして構成されたものと考えることができる。

スぺーサ 2 0は、具体的には、軟質プラスチックのインジェクション成形等により容易に製造することができる。すなわち、加熱流動化したプラスチックを金型内に押し込んで、スぺーサ 2 0を成形している。このように金型を用いて一体成形することができるのは、上述したスぺーサ 2 0の構造からも分かるように、スぺーサ 2 0はその厚さ方向に沿ってはどの部分も空間を介して他の部分と重なることがないからである。

また、スぺーサ 2 0の材料として軟質プラスチックを用いることにより、材料費が安価で、強度の調整も容易であるという利点がある。プラスチックのうちでも、特にポリエチレンを用いることが望ましい。ポリエチレンはとても安価で、しかも、焼却時等に環境に及ぼす悪影響が少ないからである。

次に、スぺーサ 2 0の縫い付け方について説明する。まず、網目状部材 2 2 a を服地部 1 0の裏面に対向させるようにして、スぺーサ 2 0を服地部 1 0の所定位置に配置する。そして、例えばミシン等を用い、スぺーサ 2 0の縫合用スぺースにおいて網目状部材 2 1の交差点に糸を巻き付けるようにして、スぺーサ 2 0 を服地部 1 0に縫い付ける。この縫い付け作業は、上下方向及び左右方向に沿つて形成されたすベての縫合用スペースにおいて行われる。スぺーサ 2 0が縫合用スペースを有することにより、スぺーサ 2 0の縫い付け作業を容易に行うことができる。

このようにスぺーサ 2 0を服地部 1 0に縫い付けたことにより、冷却衣服を洗濯しても、スぺーサ 2 0が簡単に剥がれてしまうことはない。特に、接着剤を用いてスぺーサ 2 0を服地部 1 0に貼り付けた場合に比べて、冷却衣服の耐用年数が上がる。

尚、一般に、洗濯の回数は、冷却衣服の形状や着用の仕方に依存する。例えば、袖のある冷却衣服は袖のない冷却衣服に比べて洗濯回数は多い。袖の部分があれば、当然、袖の部分は人体に接触して汗等で汚れてしまうからである。洗濯の回数を減らすには、例えば、冷却衣服の下に、冷却衣服が直接、体に触れないような形状の下着を身に付けることが考えられる。 ·

かかるスぺーサ 2 0を有する冷却衣服は、素肌に直接接するように、又は下着の上に着用される。このため、スぺーサ 2 0の突出部 2 2同士の間隔が広いと、人が冷却衣服を着たときに、突出部 2 2のゴッゴッ感が出ることにある。このゴッゴッ感を抑えるためには、突出部 2 2同士の間隔の上限を制限する必要がある。具体的には、例えば、突出部 2 2同士の間隔を最大でも 3 0 mmとすることが望ましい。また、ゴッゴッ感を抑えるために、枠状連結部材 2 2 b上に布を設けるようにしてもよい。この布としては、厚さ 3 mm以下のメッシュ状のものを用いることが望ましい。

本実施形態のスぺーサ 2 0は、冷却衣服の服地部 1 0と人体（又は下着）との間隔を一定に保つという目的と共に、スぺ一サ 2 0内に空気を流通させるという目的を有する。空気の通風性をよくするためには、空気の流れる方向に垂直な面におけるスぺーサ 2 0の開口率をある程度大きくする必要がある。具体的には、かかる開口率は 3 0 %以上とすることが望ましい。一方、スぺーサ 2 0と接触する人体（又は下着）の表面に空気が十分触れるようにするためには、人体（又は下着）に接する側のスぺーサ 2 0の開口率も大きくする必要がある。具体的には、かかる開口率は 2 0 %以上とすることが望ましい。本実施形態のスぺーサ 2 0はこれらの条件を満たすように設計されており、これにより、通風性の向上を図り、しかもスぺーサ 2 0と接する側の人体（又は下着）の接触面積を小さくすることができるので、熱伝導が小さく、断熱性に優れている。また、かかるスぺーサ 2 0は、極めて軽量で柔軟性が大きいという利点がある。

ところで、本実施形態ではファン 5 0を冷却衣服の下側に設けているが、この理由は次の通りである。冷却衣服を着用すると、首の部分や肩から脇にかけての部分にどうしても隙間が生じてしまう。ファン 5 0を冷却衣服の上側に設け、空気入口部 3 0を冷却衣服の下側に設けたとすると、首の部分等から冷却衣服の内部に入り込む空気の量は、空気入口部 3 0から入り込む空気の量よりも多くなつてしまう。これでは、スぺ一サ 2 0内を流通する空気は少なくなり、後述するような冷却効果を十分得られなくなってしまう。このため、本実施形態では、ファン 5 0を冷却衣服の下側に設け、スぺーサ 2 0内に十分な量の空気が流通するのを確保している。特に、冷却衣服の裾の部分はベルトで締めたり、ズボンの中に入れるようにすることが望ましい。これにより、スぺーサ 2 0内を流通する空気が冷却衣服の下方から漏れるのを防ぐことができる。

次に、本実施形態の冷却衣服で利用する冷却の原理について説明する。かかる冷却原理には二つある。まず、第一の冷却原理について説明する。図 4は本実施形態の冷却衣服で利用する第一の冷却効果を説明するための図である。図 4 ( a ) では、元々の温度が 3 0 °Cの部屋に人が居るときに、その周囲の温度分布を等温曲線（点線）で概略的に示している。恒温動物である人 Aの体温はほぼ一定であり、この温度を 3 6 °Cとすると、部屋の空気に大きな対流がないと仮定した場合には、図 4 ( a ) に示すように、人 Aの付近が最も温度が高く、人との距離が離れるにしたがって徐々に低下しながら 3 0 °Cに近づく。図 4 (b) は元々の室温が 20°Cの部屋に人が居るときの温度分布を等温曲線で概略的に示した図である。図 4 (b) を図 4 (a) と比べると分かるように、図 4 (b) の場合は図 4 (a) の場合に比べて、等温曲線同士の間隔が密である。言い換えると、図 4 (b) の場合は、図 4 (a) の場合に比べて温度勾配が大きい。温度勾配の大小は、放出される熱の量を左右し、人の温度の感じ方に大きな影響を与える。すなわち、人は、温度勾配が大きいほど暑さ、寒さを強く感じる。この点に着目し、本実施形態では、人のごく近傍における温度勾配を強制的に大きくし、これによつて、人が涼しさ、快適さを感じるようにする。図 4 (c) は、元々の室温が 30°Cの部屋に、人 Aが本実施形態の冷却衣服を着用しているときの温度分布を示している。図 4 (c) の場合の室温は図 4 (a) の場合と同じであるが、人 Aが冷却衣服を着用し、これに室温と同じ 3 の空気を流し続けることにより、 30°Cの等温曲線が人 Aの体から僅かに離れたところに位置する。このため、人の体の表面から周囲に向かう温度勾配は非常に大きくなり、人 Aと冷却衣服との間の温度勾配だけを考えると、図 4 (b) の場合に類似している。

ところで、実際にどの程度の'温度のときに人は快適さを感じるかを調べるために、次のような実験を行った。 15人の被験者に対し、下着と通常の作業服を着てもらい、下着と作業服との間の胸部及び背中の部分に温度センサを取り付けて、簡単な作業を行ってもらった。そして、室内の温度を徐々に変化させて、被験者が最も快適に感じる温度になった時点で、自己申告してもらった。図 5は、その結果を表にして示したものであり、平均すると、快適と感じられる温度は約 31. 5 であった。尚、温度センサを体の表面から比較的近い部分に取り付けたため、得られた温度は被験者の体温の影響をかなり受けており、室温よりもかなり高めとなっている。

このように、体表の近傍の温度が 30°C〜 32 °Cぐらいであると、概ね快適に感じられることが分かる。図 4 (b) から分かるように、体表の近傍でこの程度の温度になるのは、室温が 20°C程度のときである。本実施形態の冷却衣服を着用すると、たとえ室温が 30°C程度であっても、体表の近傍については、図 4 (c) に示すように、図 4 (b) と同程度の温度勾配となる。上述のように、被験者の快適さに最も影響を与えるのは温度勾配であり、本実施形態の冷却衣服を着用してスぺーサ 2 0内に空気を流通させ、体の表面から比較的近い部分の温度を体温よりも低い温度とすることによって、体表の近傍において大きな温度勾配を実現することができる。この大きな温度勾配によって、人の体表から発せられる熱は容易に温度の低い冷却衣服の側に放射され、そして、スぺーサ 2 0内を流れる空気によって素早く吸収される。したがって、本実施形態の冷却衣服では、ファン 5 0により空気をスぺ一サ 2 0内に流通させるだけで、着用者は涼しさを感じることができる。

ところで、スぺーサ 2 0内を流通する空気は、流通する過程において着用者の体温で温められ、徐々に温度が上昇する。空気の温度が高くなると、体表近傍の温度勾配が小さくなるので、冷却効果は低下する。しかし、空気の流通量を多くして空気が温まる前に全体を流通して排出されるようにすれば、温度の上昇は少なくなり、冷却効果も維持される。このことを利用して、ファン 5 0の回転数を変えることによって、冷却効果を制御することができる。

次に、第二の冷却原理について説明する。図 6は本実施形態の冷却衣服で利用する第二の冷却効果を説明するための図である。ここで、図 6 ( a ) は高密度綿布が人間の体表から蒸発する汗をどの程度通すかを調べるために行った実験の様子を示す図、図 6 ( b) はその実験の結果を示す図である。この実験では、図 6 ( a ) に示すように、 2 1 O mmX 1 1 O mm、深さ 1 8 mmの容器 Xに水を入れ、各種の条件のもとで水がどの程度蒸発するかを調べた。尚、室温は 3 1 °C、湿度は 3 3 %であり、経過時間は 1 5時間とした。

図 6 ( b ) は各条件の下での実験結果を示している。（1 ) は、容器 Xの上に何も張らず、僅かに微風があるという状況で行った実験の結果を示しており、水の減少量は 9 2 c cであった。（2 ) は、容器 Xの上に高密度綿布ではない通常の布、すなわち布を構成する糸が通常の密度である綿布を一枚だけ張った場合の実験結果を示しており、この場合の水の減少量は 3 6 c cであった。（3 ) は、容器 Xの上に高密度綿布 C 1 を張るとともに、さらにその 5 mm程度上に高密度綿布 C 2 をもう一枚張って、間に空気（貫通風）を流さなかった場合の実験結果を示しており、水の減少量は 3 4 c cであった。（4 ) は、（3 ) と同様にして二枚の高密度綿布 C I ， C 2 を張り、その間に毎秒 0 . 5リットルの割合で空気 (貫通風）を流した場合の実験結果を示しており、水の減少量は 6 4 c cであつた。ここで、（3 ) 及び（4 ) は、冷却衣服を下着の上に着用している状況を想定したものであり、高密度綿布 C 1 が下着に、高密度綿布 C 2 が服地部 1 0に対応する。

この実験結果から次のことが分かる。まず、水の減少量は、高密度綿布の場合も、通常の綿布の場合のほとんど変わりはなく、したがって、水の分子が綿布を通り抜ける通り抜け易さは、綿布の種類に依存しないと考えてよい。また、高密度綿布を二枚にしても、一枚の場合とほとんど変わらない。更に、二枚の高密度綿布 C 1 ， C 2 の間の空間に空気を流すと、水の減少量は大幅に増える。言い換えると、空気を流すことによって、水の蒸発量が多くなる。これは、一枚目の高密度綿布 C 1 を通り抜けて二枚の高密度綿布 C 1 ， C 2 の間の空間に入った水の分子が、そこを流れる空気によって絶えず運び去られるため、二枚の高密度綿布 C 1 ， C 2 の間の水の蒸気圧が低下し、そのことが、さらなる水の気化を誘発するためと考えられる。

本実施形態の冷却衣服では、服地部 1 0として高密度綿布を用い、その服地部 1 0の裏面にスぺーサ 2 0で空間を形成し、さらにこの空間に空気を流通させている。上述の実験結果から推測されるように、汗をかいているが、その汗はそれ程下着に吸収されていないような状況下では、下着は水蒸気を透過するので、汗は下着を通り抜けて服地部 1 0と下着との間の空間に入り込む。そして、この水分はスぺーサ 2 0内を流れる空気によって容易に外部に運び出され、そのことが着用者の更なる発汗を促し、発汗による気化熱の吸収によって体がダイレク卜に冷やされる。

また、汗をダラダラかき、その汗の大部分が下着に吸収されているような状況下では、下着に吸収された汗はスぺーサ 2 0内を流れる空気によって外部に運び出されるので、その汗の蒸発量はとても多くなる。これにより、下着の表面温度は大きく低下する。例えば、室温が 3 0 Cのときに、濡れた下着の表面近傍に室温と同じ温度の空気を十分流すと、その下着の表面温度は室温よりも 3 °C〜 5 °C ぐらい低下する。特に、下着が体に密着していれば、体と下着との間には水分が存在し、しかも濡れた下着の熱抵抗は乾いた下着の熱抵抗に比べて極端に小さいので、体の表面近傍には大きな温度差が生じ、着用者は冷たいと感じるようになる。したがって、人間が本来的に有する体温の自動調整機能により、着用者は汗をかかなくなり、十分な涼しさを感じることができる。

このように、汗をかくような状況にあっては、人体の表面近傍において温度勾配を上げると共に、湿度勾配をも上げることができるので、着用者は、さらに涼しさを感じ、快適に過ごすことができる。尚、下着を身につけず、冷却衣服を素肌の上に直接着用する場合も同様である。

ところで、特に、冷却衣服の下に下着を着ている場合、発汗による気化熱の吸収によって体を十分冷やすことができるようにするためには、下着を体に密着させることが必要である。例えば、汗で濡れた下着と体表との間に 5 mm程度のスペースがあつたとすると、大きな温度勾配による冷却効果は得られるが、気化熱の吸収による冷却効果は減少する。空気は熱伝導が悪いため、気化熱が直接、体に伝わらないからである。例えば、背中の凹んだ部分では、下着と体との間にどうしてもスペースが生じてしまう。実際、この背中の凹んだ部分は、汗をかきやすく、冷却の必要性の高い箇所である。したがって、本実施形態の冷却衣服を下着の上に着用し、汗がダラダラかくような状況下で使用する場合には、下着をいかに人体に密着させるかが、十分な冷却効果を得るための重要なボイントとなる。尚、下着が体に密着していれば、下着と冷却衣服との間にある程度大きなスペースがあつたとしてもそれ程問題はない。大きなスペースによりスぺ一サ 2 0 内を流通する空気が無駄になるかもしれないが、着用者は冷たさを十分感じることができる。

例えば、従来より、伸縮性のよい素材で作られた下着が販売されている。この下着を着用すれば、下着を体に完全に密着させることができると考えられる。しかし、かかる下着を着用したとしても、体の凹んだ部分などには下着を密着させることは困難である。このため、別途、下着を体に密着させる方策を講ずる必要がある。

下着を体に密着させる方法としてはいくつか考えられる。第一の方法は、例えば、服地部 1 0の脇腹に対応する箇所にアジヤスター（調整手段）を設けることである。着用者は、アジヤス夕一により冷却衣服の胴回りの長さを調整することにより、下着を体に密着させることができる。但し、あまり冷却衣服を体に締めつけないで程度で、下着の密着性の向上を図る必要がある。あまり締めつけると着心地が悪く、作業に支障をきたすことがあるからである。

第二の方法は、専用の上着を冷却衣服の上に着用することである。かかる専用上着は、その裏面の所定の箇所、例えば背中の凹んだ部分に対応する箇所にスポンジ等の弾力性を有する部材（押圧手段）を配したものである。専用上着を着用することにより、冷却衣服はスポンジ等により弱い力で押されて、下着を体に密着させることができる。また、ファン 5 0から外部に排出される空気の流れを妨げないように、専用上着のファン 5 0に対応する部分には、例えばメッシュ状の素材を設けることが望ましい。

このような専用上着は、背広、制服やべストのようなものでもよく、また、作業着やユニホームなどであってもよい。例えば、警備員は、所定の制服を着なければならない。また、溶接作業等に従事する者は、安全性の面から、耐火性の作業服等を着る必要がある。このような場合には、制服や作業着等にスポンジ等を取り付けて、専用上着とする。尚、スポンジ等は着脱可能に構成することが望ましい。

また、上記の第一の方法と第二の方法とを両方用いることが、下着の密着性を向上させるためには最も好ましい。これにより、冷却衣服と下着とを一緒にして体に密着させることができる。この場合、下着としては、必ずしも伸縮性のよい素材で作られたものを着用する必要はなく、普通の下着や Tシャツを着用してもよい。

更に、下着を体に密着させる第三の方法として、服地部 1 0の表面の所定箇所、例えば背中の凹んだ部分に対応する箇所にポケットを設けると共に、そのポケットの表面上にアジヤスターを設けることが考えられる。この場合、そのポケットにスポンジ等の弾性部材を入れた後、アジヤスターでそのポケットを締めつける . ことにより、背中の凹んだ部分に対応する下着の部分はスポンジ等に押されて、体に密着するようになる。

本実施形態の冷却衣服では、服地部と体との間に空気の流通路を形成するスぺーサを設け、ファンによって空気流通路内に空気の流れを強制的に生じさせることにより、空気を服地部と人体との間において体表に略平行に流すことができるので、体の表面近傍における温度勾配を大きくすることができる。このため、かかる冷却衣服を着用するだけで、着用者は、涼しさ、快適さを得ることができる。また、汗をかくような状況では、汗を空気流通路内を流通する空気によって外部に運び出すことができるので、着用者の更なる発汗を促し、発汗による気化熱の吸収によりダイレクトに体を冷やすことができ、したがって、冷却効果をさらに高めることができる。

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形が可能である。

例えば、上記の実施形態では、本発明の冷却衣服を、図 1に示すように、腕の部分がないベストに適用した場合について説明した。これは一例であり、長袖の衣服、半袖の衣服に本発明の冷却衣服を適用してもよい。

また、上記の実施形態では、スぺーサを左胸部、右胸部及び背中に対応する服地部の部分に取り付け、胸と背中を冷却する場合について説明したが、スぺーサの取り付け位置は冷却しょうとする箇所に応じて自由に決めることができる。例えば、背中だけを冷却する場合には、背中に対応する服地部の部分にのみスぺーサを取り付ければよい。

また、上記の実施形態では、空気入口部を服地部の上側に、ファンを服地部の下側に設けた場合に点いて説明したが、例えば、ファンを服地部の中央よりやや下側に設けると共に、空気入口部を服地部の上側と下側の両方に設けるようにしてもよい。これにより、上下の空気入口部から流入した空気はスぺーサを介してファンから外部に取り出すことができ、体の広い範囲を冷却することができる。しかも、ファンの設置位置を服地部の中央よりやや下側としたことにより、冷却衣服をズボンの中に入れたときに、ファンもズボンの中に入ってしまうこともない。

更に、上記の実施形態では、ファンとして軸流ファンを用いた場合について説明したが、軸流ファンの代わりに、羽根の軸方向から吸入した空気を、羽根の外周方向へ放射状に送り出すファン（このファンのことを、その側面側から空気を流出させるという意味で「側流ファン」と称することにする。）、例えばシロッコファンを用いてもよい。

図 7 ( a ) に側流ファンの概略平面図、図 7 ( b ) にその側流ファンの概略側面図、図 7 ( c ) にその側流ファンの概略背面図を示す。側流ファン 1 5 0は、羽根部 1 5 1と、羽根部 1 5 1を収容する筐体部 1 5 2とを有する。この筐体部 1 5 2の正面には空気を吸入するための吸入口 1 5 2 aが設けられ、その側面には空気の排出口となる多数のスリット 1 5 2 bが形成されている。また、筐体部 1 5 2の背面はフラットな形状をしている。羽根部 1 5 1の軸方向、すなわち吸入口 1 5 2 aから吸入された空気は、図 7に矢印で示すように、筐体部 1 5 2の側面のスリット 1 5 2 bから外部に排出される。かかる側流フアン 1 5 0は、軸流ファンに比べて薄型化を図れるという特徴がある。このため、ノート型パソコンにおける C P Uの冷却装置などにも利用されている。

次に、かかる側流ファン 1 5 0を使用する場合に、それを冷却衣服にどのように取り付けるかについて説明する。ここでは、特に、側流ファン 1 5 0を冷却衣服の下側に取り付ける場合を考えることにする。側流ファン 1 5 0の取り付け方としては、例えば、次の二つの方法がある。図 8は側流ファン 1 5 0の取り付け方法を示す図である。第一の取り付け方法は、図 8 ( a ) に示すように、吸入口 1 5 2 aが冷却衣服の裏側から表側への方向を向くようにして、側流ファン 1 5 0をスぺ一サ内に埋め込む方法である。ここで、側流ファン 1 5 0としては、スぺ一サと略同じ厚さのものを使用する。この場合は、側流ファン 1 5 0を埋め込んだ部分に対応する服地部 1 0の位置に空気入口部が形成され、空気入口部よりも上側に空気出口部が形成されることになる。側流ファン 1 5 0が空気入口部から吸入した空気は、側流ファン 1 5 0の側面からスぺ一サ内において放射状に送出され、スぺーサ内を通って空気出口部から外部に排出される。この第一の方法で側流ファン 1 5 0を取り付けることにより、冷却衣服にはファンの厚みに起因する出っ張り部分が生じないという利点がある。

第二の取り付け方法は、図 8 ( b ) に示すように、吸入口 1 5 2 aと服地部 1 0の表面とを対向させ、側流ファン 1 5 0を空気出口部を覆うようにして取り付ける方法である。すなわち、冷却衣服を前から見ると、筐体部 1 5 2の背面が見える。この場合には、上記の実施形態と同様に、冷却衣服の服地部 1 0の上側に空気入口部が、その下側に空気出口部が形成されることになる。空気入口部から流入した空気は、スぺーサ内を通って空気出口部に達し、側流ファン 1 5 0の側面から外部に排出される。この第二の方法で側流ファン 1 5 0を取り付けることにより、冷却衣服を着用したときに羽根部 1 5 1が外部から見えず、羽根部 1 5 1を筐体咅 15 1 5 2で保護することができるという利点がある。

更に、上記の実施形態では、スぺーサの材料として、軟質プラスチックを用いた場合について説明したが、ゴム製のスぺ一サを用いてもよい。また、スぺ一サを服地部に縫い付ける代わりに、服地部に着脱自在に取り付けるようにしてもよい。例えば、マジックテープや両面テープで貼り付けたり、服地部に設けた留め具に引っかけるようにしてもよい。これにより、冷却衣服を洗濯する際に、スぺ一サを容易に取り外すことができる。

上記の実施形態の冷却衣服で使用したスぺ一サは、その厚さを自由に決定でき、しかも、とても軽量で柔軟性に優れているという特徴がある。かかるスぺーサの特徴を生かし、服地部の裏面にスぺーサだけを設けた冷却衣服を作製することも可能である。すなわち、かかる冷却衣服は、服地部とスぺーサだけを備え、上記の実施形態の冷却衣服に設けられていた空気入口部、空気出口部、ファン、電池等を有しない。

従来より、涼感を有する衣服として、例えば、ベストの内側にメッシュ状の布を張りつけたものや、風糸のようなものを多数配したものがある。しかし、メッシュ状の布を張りつけたべストでは、体とベストとの間隔がとても狭く、体表に平行な方向に沿っての空気の流通性があまりよくない。このため、十分な涼感を得ることはできなかった。一方、風糸のようなものを配したベストでも、同様の問題がある。この場合、体とベストとの間隔を十分大きくしょうとすると、太い砜糸を用いなければならず、これではべストがとても重くなつてしまうという別の問題が生じる。

これに対し、上記スぺ一サを服地部の内側に設けた冷却衣服では、服地部と体との間隔を十分大きくすることができるので、体表に平行な方向に沿っての空気の流通路を確保することができる。このため、空気はこの流通路内を自然環流することができ、着用者は涼しさを感じることができる。また、スぺーサがとても軽量であるため、着用者は冷却衣服を重く感じることもない。当然、この冷却衣服は、上記実施形態のものに比べると冷却効果が劣るが、例えば、夏の時期における釣り人やカメラマン用のベストなどの用途に使用する場合には、十分な冷却効果を有する。

尚、かかるスぺーサを服地部の内側に設けた冷却衣服は、ベストに限らず、例えば Tシャツにも適用することができる。この場合、その Tシャツを下着の上に着たり、また、その上にさらに上着を着るようにしてもよい。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明は、服地部と人体との間に設けたスぺーサ内に空気を人体の表面と略平行に流通させることにより、人体の表面近傍における温度勾配を大きくして、体を冷却すると共に、汗をかくような状況では、汗をスぺーサ内に流通する空気によって外部に運び出し、着用者の更なる発汗を促し、発汗による気化熱の吸収によりダイレクトに体を冷やすものであり、少ない消費電力で、しかも簡易な構造で、快適に過ごすことのできる衣服に適用することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 服地部の裏面の所定位置に設けられた、前記服地部と体との間に空気の流通路を形成する一又は複数のスぺーザと、

前記服地部に設けられた、外部の空気を前記流通路内に取り入れるための空気入口部と、

前記服地部に設けられた、前記流通路内の空気を外部に取り出すための空気出口部と、

前記流通路内に空気の流れを強制的に生じさせる送風手段と、

前記送風手段に電力を供給する電源手段と、

を備え、前記スぺーサは複数の柱状部材が物理的に連なるようにして構成されたものであり、空気の流れる方向に垂直な面における前記スぺーザの開口率が 3 0 %以上であって且つ体に接触する側の前記スぺーサの開口率が 2 0 %以上であることを特徴とする冷却衣服。

2 . 前記送風手段は前記服地部に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項 1記載の冷却衣服。

3 . 前記送風手段が前記服地部の下側に設けられていることを特徴とする請求項 1記載の冷却衣服。

4. 前記送風手段は、羽根の方向から吸入した空気を、羽根の外周方向へ放射状に送り出すものであることを特徵とする請求項 1記載の冷却衣服。

5 . 前記スぺ一サはプラスチック又はゴムで作製されたものであることを特徵とする請求項 1記載の冷却衣服。

6 . 前記スぺーサは、略偏平状に形成された網目状部材と、その厚さ方向の長さ成分を有し、前記網目状部材の所定の交差点において前記網目状部材と物理的に連なる複数の柱状部材と、複数の前記柱状部材の先端を連結して枠状に形成された複数の連結部材とを有するものであることを特徴とする請求項 1記載の冷却衣服。

7 . 前記スぺーサは、前記網目状部材が前記服地部の裏面と対向するように配置され、前記連結部材で囲まれた部分以外の部分に対応する前記網目状部材を利用して前記服地部に縫い付けられていることを特徴とする請求項 6記載の冷却衣服。

8 . 前記服地部の胴回りの長さを調整する調整手段を前記服地部に設けたことを特徴とする請求項 1記載の冷却衣服。

9 . 前記スぺーサを押圧する押圧手段が設けられた専用上着を前記服地部の上に着用し、前記押圧手段により前記スぺーサを介して下着を体に密着させることを特徴とする請求項 1記載の冷却衣服。

1 0 . 略偏平状に形成された網目状部材と、その厚さ方向の長さ成分を有し、前記網目状部材の所定の交差点において前記網目状部材と物理的に連なる複数の柱状部材と、複数の前記柱状部材の先端を連結して枠状に形成された複数の連結部材とを有するスぺーサを、服地部の裏面の所定位置に取り付けることにより、前記服地部と体との間に空気の流通路を形成したことを特徴とする冷却衣服。

1 1 . 前記スぺーサは、前記網目状部材が前記服地部の裏面と対向するように配置され、前記連結部材で囲まれた部分以外の部分に対応する前記網目状部材を利用して前記服地部に縫い付けられていることを特徴とする請求項 1 0記載の冷却衣服。