JPH06346303A

JPH06346303A - 被服用温度調節装置

Info

Publication number: JPH06346303A
Application number: JP5164001A
Authority: JP
Inventors: Kenzo Sato; 賢三佐藤
Original assignee: Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Ltd
Priority date: 1993-06-07
Filing date: 1993-06-07
Publication date: 1994-12-20

Abstract

(57)【要約】【目的】被服内の温度を充分に上昇させたり、低下さ
せたりすることができ、快適な被服内環境を作り出すこ
とを実現する被服用温度調節装置の提供を目的とする。【構成】電源（１）と、この電源（１）から供給され
た電流の向き及び大きさを設定する電流調整手段（１
５）と、電流調整手段（１５）からの電流によって吸熱
する面と発熱する面の両面を有する吸熱・発熱素子の複
数を集積してなる吸熱・発熱体（１１）と、この吸熱・
発熱体（１１）の片側面に起生する冷却又は加熱された
領域を放熱させる放熱手段（１２）とを備えており、前
記吸熱・発熱素子の複数を吸熱する面と発熱する面とが
対向するように集積すると共に、放熱手段（１２）が作
用する吸熱・発熱体（１１）放熱面の反対面を被服に対
向せしめてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被服内における温度
を調節する被服用温度調節装置に係り、詳しくはペルチ
ェ素子等の吸熱・発熱素子を用いた被服用温度調節装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、炎天下のなかで野球観戦を行
なったり、真冬の寒い中、野外で作業を行なったりする
ときは、快適な被服内環境を作り出す被服が必要であ
る。

【０００３】そこで、近年においては、ペルチェ素子等
の吸熱・発熱素子を用いて被服内を快適温度にする被服
用温度調節装置およびそれを用いた着衣が実開昭６２−
１６９１４号公報および実開昭６４−６９２９号公報等
に提供されている。一般的に、吸熱・発熱素子は、Ｎ形
半導体とＰ形半導体とを接合したものであって、これに
直流電流を流すと片面側が吸熱するとともにこれとは反
対側の面が発熱するというものであり、電流の向きを換
えると吸熱する面と発熱する面とが逆になるというもの
である。

【０００４】上記実開昭６２−１６９１４における被服
用温度調節装置は、吸熱・発熱素子に与える電流の向き
の切り換えおよび吸熱・発熱素子に与える電流の大きさ
の制御により、被服内の温度を調節するものである。ま
た、上記実開昭６４−６９２９における冷、暖用着衣
は、吸熱・発熱素子に与える電流の向きを適宜切り換え
ることにより、被服内の温度を調節するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ペルチ
ェ素子等の吸熱・発熱素子は、一定の電流値において、
吸熱する面と発熱する面との温度差がほぼ一定であるこ
とが判明している。即ち、電流値が小さいときは吸熱す
る面の温度が低いところで、また、電流値が大きいとき
は吸熱する面の温度が高いところで、両面の温度差がほ
ぼ一定（平衡）となる。

【０００６】また、吸熱・発熱素子は、与えられる電流
値が大きくなるにつれて吸熱量および発熱量が増大する
こととなるが、これと同時に発生するジュール熱の熱量
も増大することとなる。そして、この発生したジュール
熱は、発熱量を増大させるとともに吸熱量を減少させ
る。

【０００７】即ち、吸熱・発熱素子は一方の面の温度と
他方の面の温度との間に密接な関係を有するため、従来
のように吸熱・発熱素子に電流を供給し、吸熱および発
熱させるだけでは、充分な発熱作用及び吸熱作用を発揮
させることはできない。また、特に被服内を冷却するに
あたって、吸熱・発熱素子は、電流値を大きくするとジ
ュール熱が吸熱量を減少させるため、吸熱作用を発揮で
きない。従って、上記考案における被服用温度調節装置
および着衣は、暑い時に被服内の温度を充分に低下させ
たり、寒い時に被服内の温度を充分に上昇させたりする
ことができず、被服内を快適温度に調整することが困難
という問題を有するものである。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
ので、被服内の温度を充分に上昇させたり、低下させた
りすることができ、快適な被服内環境を作り出すことを
実現する被服用温度調節装置の提供を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の被服用温度調節装置は、電源と、この電
源から供給された電流の向き及び大きさを設定する電流
調整手段と、電流調整手段からの電流によって吸熱する
面と発熱する面の両面を有する吸熱・発熱素子の複数を
集積してなる吸熱・発熱体と、この吸熱・発熱体の片側
面に起生する冷却又は加熱された領域を放熱させる放熱
手段とを備えており、前記吸熱・発熱素子の複数を吸熱
する面と発熱する面が対向するように集積すると共に、
放熱手段が作用する吸熱・発熱体放熱面の反対面を被服
に対向せしめたことを特徴とする構成をとる。そして、
本発明の被服用温度調節装置は、被服内の温度を検知す
る温度センサーと、被服内の温度を設定し、この設定し
た温度と上記温度センサーが検知した温度とを比較する
ことにより、吸熱・発熱素子に供給する電流の向き及び
大きさを算出し、算出結果を上記電流調整手段に向けて
出力する温度調整手段とを備えることができる。

【００１０】

【作用】本発明の被服用温度調節装置は、電源からの電
流の向き及び大きさを電流調整手段で設定し、これを吸
熱・発熱体に供給し、吸熱・発熱体を吸熱及び発熱させ
て、被服内の温度を調節する。

【００１１】しかして、本発明の被服用温度調節装置
は、吸熱する面と発熱する面とが対向するように集積し
た複数の吸熱・発熱素子を吸熱・発熱体として用いてお
り、その一面を被服と対向するように設けるとともに、
この吸熱・発熱体の片側面に起生する冷却又は加熱され
た領域を放熱する放熱手段を備えているので、被服と対
向する面を有する吸熱・発熱素子に集積された吸熱・発
熱素子群及び放熱手段が、上記被服と対向する面を有す
る吸熱・発熱素子の被服対向面とは反対面の吸熱又は発
熱作用を緩和し、この吸熱・発熱素子が被服と対向する
面における吸熱及び発熱作用を著しく促進し得る。そし
て、被服内の温度を充分に調節する。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。

【００１３】図１および図２は、一実施例の被服用温度
調節装置を被服に装着した状態を示す概略説明図であ
る。

【００１４】図１および図２に示すように、この被服用
温度調節装置は、太陽電池からなる電源（１）と、温度
調節ユニット（２）と、この温度調節ユニット（２）を
装着するためのベルト（３）とからなっている。上述し
たように電源（１）は太陽電池からなり、この太陽電池
は、可撓性の合成フィルムに非晶質シリコンをコーティ
ングした非晶質シリコン太陽電池であり、被服（４）の
背中部、両肩部、胸部にマジックテープにより着脱自在
に取り付けられている。また、ベルト（３）は、端部に
連結具（３ａ）を備えており、温度調節ユニット（２）
を腰部の被服（４）に装着できるようになっている。そ
して、これらの被服用温度調節装置を装着する被服
（４）は、アルミニウムを蒸着させた熱伝導性に優れた
布帛から構成されたものであり、温度調節ユニット
（２）と当接する腰部に被服（４）内の空気を取り出す
取り出し口（５）を開口している。

【００１５】次いで温度調節ユニット（２）について詳
しく説明する。図３は、温度調節ユニット（２）の概略
説明図であり、図４は、温度調節ユニット（２）のブロ
ック図である。

【００１６】温度調節ユニット（２）は、六面体の箱状
のものからなり、図３に示すように、上述した取り出し
口（５）が接続する取り付け口（６）を一辺の下部に開
口せしめるとともに、これとは反対側の辺に下向きの排
気口（７）を開口し、仕切り板（８）を中央に設けてい
る。

【００１７】そして、前記温度調節ユニット（２）は、
吸熱・発熱素子Ａ（９）及び吸熱・発熱素子Ｂ（１０）
を重ね合わせてなり、且つ取り付け口（６）の真上に備
えられた吸熱・発熱体（１１）と、取り付け口（６）近
傍に設けられたファンからなる放熱手段（１２）と、上
記仕切り板（８）に備けたバッテリー（１３）と、電流
の供給、停止を行う電源スイッチ（１４）と、この電源
スイッチ（１４）からの電流を調整して上記吸熱・発熱
素子Ａ（９）及びＢ（１０）に電流を与える電流調整手
段（１５）と、この電流調整手段（１５）を制御して被
服（４）内の温度を調節する温度調整手段（１６）とを
備えている。

【００１８】吸熱・発熱素子Ａ（９）は、一方向の電流
を流したときに吸熱作用を奏するａ面（９ａ）と発熱作
用を奏するｂ面（９ｂ）とを有しており、吸熱・発熱素
子Ｂ（１０）は、上記と同じ方向の電流を流したときに
吸熱作用を奏するａ´面（１０ａ）と発熱作用を奏する
ｂ´面（１０ｂ）とを有している。そして、吸熱・発熱
素子Ａ（９）のａ面（９ａ）は被服（４）と対向するよ
うになっていて、吸熱・発熱素子Ａ（９）のｂ面（９
ｂ）は吸熱・発熱素子Ｂ（１０）のａ´面（１０ａ）と
対向して重なっている。また、吸熱・発熱素子Ｂ（１
０）のｂ´面（１０ｂ）は温度調節ユニット（２）の内
側に露出されている。

【００１９】また、ファンからなる放熱手段（１２）
は、取り付け口（６）から流出する被服（４）内の空気
を上記吸熱・発熱素子Ｂ（１０）のｂ´面（１０ｂ）に
吹き付ける用をなしている。上述した排気口（７）は、
このようにして吹き付けられた空気を温度調節ユニット
（２）の外側へ流出させるものである。

【００２０】バッテリー（１３）は、太陽電池が作用し
ないときに電源（１）の代用として使用されるものであ
って、充電用のバッテリーコネクター（１３ａ）を備え
ている。また、電源スイッチ（１４）は、接続コネクタ
ー（１７）を介して電源（１）に接続されるようになっ
ている。

【００２１】電流調整手段（１５）は、上記温度調整手
段（１６）からの指令に従って電流の方向を切り換える
切り換えスイッチ（１８）と、同じように温度調整手段
（１６）からの指令に従って設定した大きさの電流を両
吸熱・発熱素子（９）（１０）に与える電流調整器（１
９）とからなっている。

【００２２】また、温度調整手段（１６）は、被服
（４）内の温度を設定する温度設定スイッチ（２１）
と、マイコン装置（２０）と、被服（４）内の温度を検
知する温度センサー（２２）を前記温度調整手段（１
６）に接続するセンサー端子（２３）からなっている。
上記温度設定スイッチ（２１）は、被服（４）内の温度
を設定するにあたって、一定の温度を択選できるととも
に、人間が快適と感じる温度域に自動設定することがで
きるものであり、この設定した温度を上記マイコン装置
（２０）に向けて出力するようになっている。また、こ
のマイコン装置（２０）は、温度センサー（２２）が検
知した温度と上記温度設定スイッチ（２１）により設定
された温度とを比較し、この比較結果に基づいて吸熱・
発熱素子Ａ（９）及びＢ（１０）に与える電流の向きお
よび大きさを算出し、この算出結果を出力するものであ
る。尚、温度センサー（２２）は、被服（４）の適当な
位置に組み込まれていて、センサー端子（２３）によっ
て着脱自在に接続されるようになっている。

【００２３】このような構成をなす被服用温度調節装置
は、例えば外気環境が暑いとき次のようにして被服
（４）内を快適温度にする。

【００２４】まず、太陽電池の電源（１）を被服（４）
の背中部、両肩部、胸部にマジックテープにより装着す
る。そして、電源（１）に接続コネクター（１７）を接
続するとともに温度センサー（２２）とセンサー端子
（２３）とを接続する。そして、吸熱・発熱素子Ａ
（９）のａ面（９ａ）が被服（４）と密着するととも
に、被服（４）に開口された取り出し口（５）と取り付
け口（６）とが接続するように温度調節ユニット（２）
をベルト（３）により被服（４）に装着する。そして、
人間が快適と感じる２８〜３２℃に温度設定スイッチ
（２１）を設定し、電源スイッチ（１４）を供給を意味
するスイッチにＯＮする。

【００２５】そうすると、図４に示すようにまず電源ス
イッチ（１４）からの電流の供給により、放熱手段（１
２）と温度センサー（２２）とが作動する。温度センサ
ー（２２）は、上記快適温度を越える被服（４）内の温
度を検知し、マイコン装置（２０）に知らせる。マイコ
ン装置（２０）は、この高温側にある温度と温度設定ス
イッチ（２１）で予め設定された温度とを比較して、被
服（４）内の温度が設定された温度よりも高いことを検
知する。そして、吸熱・発熱素子Ａ（９）のａ面（９
ａ）が吸熱する面となる電流の向きを決定し、この電流
の向きを切り換えスイッチ（１８）に向けて出力する。
また、マイコン装置（２０）は、上記の温度比較によ
り、被服（４）内の温度と設定された温度との温度差を
検知し、この温度差をより効果的に解消するため、吸熱
・発熱素子Ａ（９）及びＢ（１０）に与える電流の大き
さを算出して、これを電流調整器（１９）に向けて出力
する。

【００２６】切り換えスイッチ（１８）は、電源スイッ
チ（１４）から供給されてくる電流の向きを、上述した
マイコン装置（２０）からの指令に従って切り換えて、
この電流を電流調整器（１９）に供給する。電流調整器
（１９）は、マイコン装置（２０）からの指令に従っ
て、吸熱・発熱素子Ａ（９）およびＢ（１０）に与える
電流の大きさを設定し、設定した電流を吸熱・発熱素子
Ａ（９）及びＢ（１０）に供給する。

【００２７】上記のようにして設定された電流が供給さ
れた吸熱・発熱素子Ａ（９）は、ａ面（９ａ）が吸熱す
る面となり、ｂ面（９ｂ）が発熱する面となる。また、
吸熱・発熱素子Ｂ（１０）は、ａ´面（１０ａ）が吸熱
する面となりｂ´面（１０ｂ）が発熱する面となる。そ
して、ｂ面（９ｂ）とａ´面（１０ａ）とが重なってい
るため、ｂ面（９ｂ）の発熱作用をａ´面（１０ａ）の
吸熱作用が緩和し、これにともなってこのｂ面（９ｂ）
の発熱作用の緩和がａ面（９ａ）の吸熱作用を促進す
る。そして、このａ面（９ａ）の吸熱作用が被服（４）
内の空気を迅速に冷却していく。

【００２８】次に、このようにして冷却された被服
（４）内の空気は、取り出し口（５）および取り付け口
（６）を通じて温度調整ユニット（２）内に流入し、上
述した放熱手段（１２）により吸熱・発熱素子Ｂ（１
０）のｂ´面（１０ｂ）に吹き付けられる。ｂ´面（１
０ｂ）に吹き付けられた冷却された空気は、ｂ´面（１
０ｂ）の発熱作用を緩和し、ａ´面（１０ａ）の吸熱作
用を促進する。そして、ａ´面（１０ａ）の促進された
吸熱作用は、更に吸熱発熱素子Ａ（９）のｂ面（９ｂ）
における発熱作用を緩和し、更にａ面（９ａ）の吸熱作
用を促進する。そして、このａ面（９ａ）の更に促進さ
れた吸熱作用が、設定された温度まで被服（４）内を迅
速に冷却していく。

【００２９】そして、このようにして被服（４）内が設
定温度にまで冷却した後も、温度センサー（２２）およ
びマイコン装置（２０）は継続して働き、被服（４）内
の温度を設定温度に保持するようになっている。

【００３０】また、この被服用温度調節装置は、外気環
境が寒いときにおいても上記と同様にして、吸熱・発熱
素子Ａ（９）のａ面（９ａ）が発熱作用を奏するように
切り換えスイッチ（１８）を切り換えて、被服（４）内
を充分に加熱し、被服（４）内温度を調節する。

【００３１】この被服用温度調整装置は、吸熱・発熱素
子Ａ（９）のａ面（９ａ）の吸熱及び発熱作用を促進す
るものとして、吸熱・発熱素子Ｂ（１０）及び放熱手段
（１２）を備えているため充分且つ容易、迅速に被服
（４）内の温度を調整することができる。また、このフ
ァンからなる放熱手段（１２）は、被服（４）内の湿気
を放出することができるため、被服（４）内環境を快適
にする。

【００３２】また、この被服用温度調節装置は、温度調
整手段（１６）におけるマイコン装置（２０）を備えて
いるため、被服（４）内の温度を設定した温度にすみや
かに調節するとともに、その温度を保持することができ
る。

【００３３】更に、この被服用温度調節装置は、被服
（４）の背中部、両肩部に太陽電池を設けているため、
日照時であれば充分に太陽光線を受けることができる。
また、日陰や曇り日或いは室内の照明下等で使用する場
合においてはバッテリー（１３）を備えているため、こ
れを予め日照時に、もしくはバッテリーコネクター（１
３ａ）を用いて充電しておくことにより、太陽電池の代
替としてバッテリー（１３）を電源として使用し得る。
また、この実施例では、アルミニウムを蒸着させた、熱
伝導性に優れた布帛から構成された被服（４）に、上記
被服用温度調節装置を装着したため、吸熱・発熱素子Ａ
（９）から与えられた熱量を被服（４）全体に均等に伝
えることができる。

【００３４】尚、上記実施例では、２組の吸熱・発熱素
子を使用する場合について説明したが、特に２組に限定
されず、吸熱・発熱素子が被服（４）と対向する面にお
ける吸熱及び発熱作用がより促進できるように、３組以
上の吸熱・発熱素子を設けるようにしてもよい。しかし
ながら、ある程度の枚数を重ね合わせた吸熱・発熱素子
の上に、更に吸熱・発熱素子を重ね合わせても、吸熱・
発熱素子が被服（４）と対向する面の吸熱及び発熱作用
がある一定の促進効果内であり、著しくこの効果を促進
できないのであれば、これ以上の吸熱・発熱素子を重ね
ても装置が煩雑になるだけであるので、このことを考慮
して吸熱・発熱素子の集積度を設定する必要がある。

【００３５】また、上記実施例では、温度調整手段（１
６）を設け、これにより電流調整手段（１５）を制御す
るようにしたが、温度調整手段（１６）を具備しないと
きには、人間の判断により手動で電流の向きを切りかえ
るように、切り換えスイッチ（１４）を制御してもよ
い。また、発熱量あるいは、強、中、弱等の表示を有す
るつまみ等を設け、これを手動により設定するようにし
て、電流調整器（１９）を制御してもよい。

【００３６】また、上記の実施例においては、放熱手段
（１２）にファンを設けたが、空気の流動が不適切な場
所においてこの被服用温度調整装置を使用するときに
は、ファンの換わりに放熱板あるいは放熱作用を有する
フィンを、吸熱・発熱体の被服（４）と対向する一面と
は反対側の面に備えるようにしてもよい。

【００３７】更に、上記の実施例においては、図１及び
図２に示したように、非晶質シリコン太陽電池をマジッ
クテープにより被服（４）の背中部、両肩部、胸部に５
枚設けたが、これらの太陽電池、またはこの取り付け部
およびこの枚数、係止手段については、特にこれに限定
されない。そして、太陽電池は単結晶、多結晶等のもの
を用いてもよく、係止手段はファスナー、ボタン、ホッ
ク等を用いてもよい。また、この温度調節装置を装着す
る被服（４）も、アルミニウムが蒸着された布帛からな
るものに限定されず、優れた熱伝導性を有する布帛から
なるものであれば、ステンレス等をラミネートまたはコ
ーティングしたものでもよい。更に、被服（４）は、こ
のような優れた熱伝導性を有する布帛を一部もしくは数
ヶ所に備えたものであってもよい。

【００３８】また、この被服用温度調節装置は、温度調
節ユニット（２）を腰部にベルト（３）により装着する
ようにしたが特に限定されず、被服（４）のどの部分に
装着されてよいものとする。

【００３９】

【発明の効果】本発明の被服用温度調節装置は、吸熱す
る面と発熱する面とが対向するように集積した複数の吸
熱・発熱素子を吸熱・発熱体として用いており、この一
面を被服と対向するように設けるとともに、この吸熱・
発熱体の片側面に起生する冷却又は加熱された領域を放
熱する放熱手段を備えているので、被服と対向する面を
有する吸熱・発熱素子に集積された吸熱・発熱素子群、
及び放熱手段が、上記被服と対向する面とは反対面の吸
熱又は発熱作用を緩和する。そして、この吸熱・発熱素
子が被服と対抗する面における吸熱及び発熱作用を著し
く促進し得る。このため、本発明の被服用温度調節装置
は、この著しく促進された吸熱・発熱素子の吸熱及び発
熱作用が、迅速かつ充分に被服内を冷却もしくは加熱す
ることを可能とし、周囲の温度がかなり高い場合であっ
ても、また低い場合であっても被服内の温度を適切に調
節し、快適な被服内環境を作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の被服用温度調節装置におい
て、被服に太陽電池と温度調節ユニットを装着させた状
態を示す正面図である。

【図２】同実施例の被服用温度調節装置において、被服
に太陽電池と温度調節ユニットを装着させた状態を示す
背面図である。

【図３】同実施例の被服用温度調節装置において、吸熱
・発熱素子等を設けた温度調節ユニットの概略説明図で
ある。

【図４】同実施例の被服用温度調節装置において、吸熱
・発熱素子等を設けた温度調節ユニットのブロック図で
ある。

【符号の説明】

１電源２温度調節ユニット３ベルト４被服５取り出し口６取り付け口７排気口８仕切り板９吸熱・発熱素子Ａ９ａａ面９ｂｂ面１０吸熱・発熱素子Ｂ１０ａａ´面１０ｂｂ´面１１吸熱・発熱体１２放熱手段１３バッテリー１４電源スイッチ１５電流調整手段１６温度調整手段１７接続コネクター１８切り換えスイッチ１９電流調整器２０マイコン装置２１温度設定スイッチ２２温度センサー２３センサー端子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源と、この電源から供給された電流の
向き及び大きさを設定する電流調整手段と、電流調整手
段からの電流によって吸熱する面と発熱する面の両面を
有する吸熱・発熱素子の複数を集積してなる吸熱・発熱
体と、この吸熱・発熱体の片側面に起生する冷却又は加
熱された領域を放熱させる放熱手段とを備えており、前
記吸熱・発熱素子の複数を吸熱する面と発熱する面とが
対向するように集積すると共に、放熱手段が作用する吸
熱・発熱体放熱面の反対面を被服に対向せしめたことを
特徴とする被服用温度調節装置。
【請求項２】被服内の温度を検知する温度センサー
と、被服内の温度を設定し、この設定した温度と上記温
度センサーが検知した温度とを比較することにより、吸
熱・発熱素子に供給する電流の向き及び大きさを算出
し、算出結果を電流調整手段に向けて出力する温度調整
手段とを備えてなる請求項１記載の被服用温度調節装
置。