JPWO2000006006A1 - Cooling pillows, cooling garments and cooling helmets - Google Patents
Cooling pillows, cooling garments and cooling helmetsInfo
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Abstract
(57)【要約】 本発明は、準備が簡単で、冷却能力が長時間持続し、水の取り替え等の手間がかからず、夏の寝苦しい夜や風邪で発熱したときなどに有効な冷却枕、消費電力が少なく、しかも簡易な構造で暑さを回避でき、高温の環境下でも快適に過ごすことができる冷却衣服、並びに暑さによる不快感を解消し、体力の消耗、注意力の低下、作業効率の低下を防ぎ、作業等の安全性を高めることができる冷却ヘルメットを提供する。上記の冷却枕、冷却衣服、冷却ヘルメットは、いずれも、体の近傍にあって十分な水を含んだ繊維状の素材と密に接するように空気を流して水の気化を促し、その際の気化熱の吸収によって頭部、胴体などを冷却するという原理に基づいている。したがって、空気を送出するファン、空気を流通させる流通路、流通路を構成しかつ水を含んでいる気化シートなどを有している。 (57) [Abstract] The present invention provides a cooling pillow that is easy to prepare, has long-lasting cooling capacity, does not require the hassle of changing the water, and is effective on sleepless summer nights or when you have a fever from a cold; a cooling garment that consumes little power and has a simple structure, allowing you to avoid the heat and stay comfortable even in high-temperature environments; and a cooling helmet that eliminates heat-related discomfort, prevents physical exhaustion, loss of attention, and declines in work efficiency, and improves work safety. The cooling pillow, cooling garment, and cooling helmet are all based on the principle of promoting water vaporization by flowing air in close contact with a fibrous material containing sufficient water near the body, and cooling the head, torso, etc. by absorbing the heat of vaporization. Therefore, they include a fan for blowing air, a flow path for circulating the air, and an evaporative sheet that forms the flow path and contains water.
Description
技術分野
本発明は、水が気化する際の吸熱効果を利用して人間の頭部、胴体などを冷却
するもであって、高温で寝苦しい夜などに快適な睡眠を確保するための冷却枕、
高温の環境下でも快適に過ごすことができる冷却衣服、並びに作業用ヘルメット
や二輪車用ヘルメットなどに適用できる冷却ヘルメットに関連する。
背景技術
夏の寝苦しい夜や、風邪で発熱したときなどに、頭部を冷やすための手段とし
て水枕が用いられる。水枕には、なるべく長い時間にわたって使用できるように
、水の他に氷を入れて水の温度を下げる場合がある。
一般的な水枕の場合、中に氷を入れると最初は非常に冷たく感じるが、徐々に
温度が上昇して冷却能力が低下してゆく。また、中の水の温度が25℃程度にな
ると、当初が非常に冷たかっため、実際にはまだ冷却効果が残っているにもかか
わらず、使用者は冷たさを感じにくくなる傾向がある。したがって、真夏の暑い
夜に安眠用として水枕を用いる場合などには、頻繁に中の水や氷を取り替えるこ
とが必要となり、このことによって安眠が妨げられる。
また、水枕や、冷凍庫で内部の冷媒を凍らしておくタイプの市販の冷却枕は、
使用する前に予め何らかの準備が必要となり、手間がかかる。
更に、寝るときの暑さ対策としては、エアーコンディショナーを用いて部屋全
体を冷房することも考えられる。しかし、エアーコンディショナーは部屋の空気
やこれに接する壁や家具なども冷やさざるをえないため、エネルギーの無駄な消
費が多くなる。また、発展途上国の経済発展が続き、今後、発展途上国における
エアーコンディショナーの普及率が先進国並みにまで高まると、排出される二酸
化炭素の量は飛躍的に増大し、地球温暖化の大きな要因になる可能性がある。
このように、地球の温暖化が問題となり、化石燃料の使用削減が望まれている
現状では、エアーコンディショナーのようにエネルギー消費やエネルギーの無駄
が多い冷却手段よりも、人の体のみ、あるいは体の主要な一部分のみを冷却する
ものが望ましいことはいうまでもない。また、エアーコンディショナーは複雑な
装置で高価でもあるため、どこにでも手軽に設置できるというものではない。さ
らに、エアーコンディショナーを使用できるのは室内のみであり、屋外で使用す
ることはできない。
一方、建設現場、採石現場、重機械の製造現場等をはじめとする多くの作業現
場では、安全性確保の観点から、作業時にヘルメットを装着することが義務づけ
られている。また、道路交通法により、二輪車に乗車する場合も、安全性確保の
ためにヘルメットの着用が義務づけられている。
夏の暑い時期、特に炎天下での作業中にヘルメットを着用していると、頭部の
放熱が妨げられて暑くなり、また多量の汗をかくため頭部がむれて、不快感を感
じるようになる。このような状態が続くと、体力の消耗、注意力の低下、作業効
率の低下などを招く。しかし、安全性の確保を優先させると、このような場合で
あってもヘメットの着用は必要であり、ヘルメットを着用せずに危険な作業を遂
行することはできない。また、暑い時期に二輪車を運転する場合も、ヘルメット
を着用することによってヘルメット内部の温度が上昇し、注意力が低下し、この
ため非常に危険度が増すことがある。
本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、準備が簡単で、冷却能力
が長時間持続し、水の取り替え等の手間がかからず、夏の寝苦しい夜や風邪で発
熱したときなどに有効な冷却枕を提供することを目的とする。
また、本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、消費電力が少なく
、しかも簡易な構造で暑さを回避でき、高温の環境下でも快適に過ごすことがで
きる冷却衣服を提供することを目的とする。
さらに、本発明は、上記事情に基づいてなされたものであり、ヘルメットを着
用したときの暑さによる不快感を解消し、体力の消耗、注意力の低下、作業効率
の低下を防ぎ、作業等の安全性を高めることができる冷却ヘルメットを提供する
ことを目的とする。
発明の開示
第一の発明である冷却枕は、空気の通路となる空気流通路と、前記空気流通路
の上に設けられ、少なくとも前記流通路と接する側が湿った状態で水を保持する
水保持部材とを有し、前記水保持部材に保持された水が前記空気流通路を流通す
る空気中へ気化する際に吸収される気化熱によって、前記水保持部材の上に直接
、又は熱を伝達する部材を介して置かれた頭部を冷却することを特徴とする。
前記冷却枕は、さらに、前記空気流通路に強制的に空気を送りだす送風手段と
、前記水保持部材に対し前記水保持部材の吸水作用によって持続的に水を供給す
る水供給部とを備えることが望ましい。
第二の発明である冷却衣服は、体に接する側の内布及び前記内布の外側にある
外布によって、両者の間に空気流通路を形成する衣服構成素材と、前記衣服構成
素材の前記内布に水を供給する給水手段と、前記空気流通路に空気を流通させる
とともに流通後の空気を排出させる送風手段とを有し、前記空気流通路に空気を
流通させることによって前記内布に供給された水を気化させ、その際に気化熱が
奪われることを利用して着用者を冷却することを特徴とする。
前記内布は、前記空気流通路に接する側が繊維状の素材からなり、その毛管現
象によって前記給水手段から供給された水を全体に浸透させるものであり、また
、前記送風手段は、前記空気流通路の端部に設けられた開口部から前記空気流通
路内へ流入した空気を吸引する方向に運転するものである。
第三の発明である冷却ヘルメットは、着用者の頭部を保護する外殻と、前記外
殻の内側に配置されて前記外殻との間に空気流通路を形成するとともに、少なく
とも前記空気流通路に接する側の面に水を浸透させる導水部材と、前記導水部材
に水分を供給する給水手段と、前記空気流通路に外部の空気を流す送風手段とを
具備し、空気が前記空気流通路を流れるときに、前記導水部材に含まれている水
分を気化させることにより、着用者の頭部を冷却することを特徴とする。
ここで、前記給水手段は前記外殻の下端周辺部に設けられ、前記導水部材は前
記給水手段から吸い上げた水を毛管現象によって前記空気流通路に接する側に浸
透させるものとする。
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、本願にかかる発明を実施するための最良の形態につい
て説明する。
[第一実施形態]
図1は、本発明の第一実施形態の冷却枕を上から見た平面図、図2は、図1の
冷却枕を後ろ側から見た図である。図1、図2に示した冷却枕10は、符号11
で示す中央部が就寝時に人が頭を載せる部分であり、後述の作用によってこの中
央部11の温度を下げてこの上に載せられた頭部を冷却する。冷却枕10の下の
部分には、水を充填するタンク20が設けられ、この上にクッション材30が設
けられている。クッション材30は、就寝時の寝心地を良くためのものであるが
、本発明に必須のものではない。タンク20は、本発明の水供給部に該当する。
クッション材30の上には、空気流通路40が置かれている。この空気流通路
40のうち中央部11の上部には、気化シート50の一端が載置されており、気
化シート50の他端は、前述のタンク20に設けられたスリット21から、タン
ク20の中に挿入され、内部の水に浸される。
空気流通路40は、冷却枕10の側部(図1、図2の左横)に設けられたファ
ン41によって送り出される空気が流通する通路となる。ファン41は、本発明
の送風手段に該当する。空気流通路40を通過した空気は、ファン41と反対側
の側部(図1、図2の右側)から外部に排出される。
ここで、図4を参照しながら、気化シート50について説明する。気化シート
50の本体部は、図4(c)に示すような導水布51である。この導水布51は
、本発明の水保持部材に該当する。導水布51としては、例えばタオル地の布を
使用することができる。タオル地の布は、水を吸い上げる機能および吸い上げた
水を保持する機能に優れている。導水布51のうち図4(c)の下側の部分は、
ポリエチレン製の導水布カバー54で覆われている。導水布カバー54の下端部
には、多数の吸水穴55が設けられている。
導水布カバー54で覆われた導水布51の下側の部分がタンク20に挿入され
ると、導水布51は吸水穴55を通して水を吸収し、毛管現象によって水を上部
に吸い上げる。導水布カバー54は、水が吸い上げられる際の不要な蒸発を防止
するとともに、クッション材30が濡れるのを防ぐ役割を果たす。導水布51の
下側の部分は、導水布カバー54で覆われた状態で、コネクター56に差し込ま
れる。コネクター56はタンク20のスリット21に着脱可能とされており、こ
れによって導水布51をタンク20へ挿入するのが容易になる。
導水布51の上側の部分は、櫛状に形成されている。この部分には、水をよく
浸透させる薄布52が貼り付けられている。この薄布52と導水布51の櫛状部
分は、後述のメッシュ材43を介して空気流通路40の上に載置される。導水布
51の下側から吸い上げられた水は、上側の櫛状部分から薄布52に移り、分散
されて迅速に薄布52の全体に広がる。空気流通路40の上に載置された導水布
51の櫛状部分及び薄布52は、更に防水シート53で覆われ、これにより、こ
の上に載せられる頭部が濡れるのを防止している。なお、導水布51、薄布52
、防水シート53は、上で説明したように、それぞれ別体のものを組み合わせる
ようにしてもいいし、当初から一体的に形成されたものを用いることもできる。
気化シート50を上述のような構成として、導水布51の下端部をタンク20に
挿入すると、約10分程度で薄布52全体が湿った状態となる。
気化シート50を長期間使用していると、水道水中に含まれている残留物が濃
縮されて導水布51や薄布52に蓄積され、水が気化しにくくなり、冷却効果が
低下する。このため、定期的に気化シート50を交換することが望ましい。この
交換作業を容易にするために、気化シート50は、例えば両面テープやマジック
テープによって、空気流通路40の中央部1の上部に着脱可能に取り付けるよう
にする。
次に、本実施形態の冷却枕10が頭部を冷却する原理について説明する。前述
のように、冷却枕10の側部には、ファン41が設けられている。このファン4
1は、下側から取り入れた室内の空気を、上方へ送る。この空気は、クッション
材30の上に設けられた空気流通路40の中を流れ、ファンが設けられている側
とは反対側の側部から外へ排出される。
図5(a)は、空気流通路40を上から見た平面図、図5(b)は、空気流通
路40の横断面の一部を示した図である。空気流通路40はゴム製の板40aの
上に、冷却枕10を横方向に走る多数の直線状の突起40bが設けられた構造を
している。この空気流通路40をクッション材30の上に載置し、この上に多数
の穴のあいたメッシュ材42を空気流通路40の全体に被せる。更に、中央部1
1を除いて、このメッシュ材42の上に、上布43を重ねて載せる。尚、突起4
0bは、高さを約10mm、突起と突起の間隔も約10mmとする。
上布43としては、例えばダウンジャケット等に用いられる高密度綿布を使用
することができる。これは、1センチメートル当たり300本程度の綿糸で織ら
れた布であり、本実施形態のファンによって生じる程度の圧力ではほとんど空気
を通さない。したがって、上布43を被せた部分では、隣合う突起と突起の間の
空間の上部が上布43によって閉じられるるため、ここを流れる空気は上方に逃
げることなく、その大部分は冷却枕10を左から右へ流通する。
一方、中央部11では、メッシュ材43の上に直接、導水布51の上側の櫛状
部分及びここに貼り付けられた薄布52を載置し、さらに、この上に防水シート
53を載置する。メッシュ材43には前述のように多数の穴があいているため、
この下を流通する空気は、薄布52と密に接触する。この空気と薄布52との接
触によって、薄布52に保持されている水分は、気化が促される。気化した水分
は、流通する空気とともに外部に運び出される。水は、気化して気体分子になる
とき周囲の水の分子から気化熱を奪うため、薄布52に保持されている水分の温
度は低下する。したがって、防水シート53を介して薄布52に接触している頭
部は冷却され、寝ている人は頭部が冷たく感じられる。
この方式は、高等動物に備わっている発汗による冷却機能、すなわち、暑いと
きに汗をかき、その水分が蒸発する際に奪う気化熱によって体を冷やす機能を応
用発展させたものといえる。
本実施形態の方式は、水の蒸発量(動物の発汗量に相当する)を、流す空気の
量を変えることによって自由に制御することができる。また、発汗の場合は、風
の流れが少ないと水分が蒸発せず、汗として流れ落ちて無駄になり、しかもこれ
が寝具を濡らすなどして不快感を引き起こすこともある。これに対し、本実施形
態の方式では、ほぼ水分は100%気化するので、発汗に伴うこのような問題は
生じない。
更に、人や動物の発汗の際に奪われる気化熱は、皮膚の温度だけでなく蒸発し
た水分の温度も下げるが、この冷却された水分は体の冷却にはほとんど寄与せず
、そのまま空気中に放散される。これに対し、本実施形態の方式では、気化する
際に冷却された気化シート内の水分は、空気流通路40内を流れる空気に密に接
触してこの空気をも冷やす。すなわち、水の蒸発による吸熱作用は、気化シート
50の冷却と、空気流通路40内の空気の冷却という二つのかたちで作用する。
そして、空気流通路40内の空気が冷却されると、空気流通路40の位置が頭部
から極めて近いために、頭部近傍の温度勾配が非常に大きくなる。温度勾配が大
きくなると、放熱が促進され、そのことによって更に人は涼しさを感じる。
この空気流通路40内の空気が冷やされ、それによって頭部の放熱が促進され
るという作用に関しては、実際に、ファン41を適当な回転数で運転し、空気流
通路40を通って排出された空気の温度を測定したときに、室温より若干高めに
なることが観測される。このことは、例えば、室温が28℃のときに、一旦薄布
52の近傍にある空気は冷やされた水よって例えば24℃程度まで下がるが、更
に、頭部の熱(約37℃)によって再び温められて、29℃程度になるものと考
えられる。このように空気の温度が上がるということは、頭部は冷やされている
ことを意味する。このとき、薄布52及び防水シート53として非常に薄いもの
を使用しているため、熱抵抗が小さく熱伝導がよい。このため、上述の効果は更
に高められる。
1ccの水が気化すると、約580カロリーの熱が奪われる。したがって、わ
ずかずつでも気化しつづければ、かなりの冷たさが持続する。流通する空気の量
を、例えば毎秒0.2リットル程度とすると、一晩で20〜30cc程度の水が
気化する。30ccの水が寝ている間(約8時間)に消費されると、約17キロ
カロリーの熱が吸収されるが、これは1.7リットルの水枕の水温が10℃上昇
するのにほぼ匹敵する。この間、冷たさが有効に持続するので、頭を載せている
部分が頭部の体温で暖まることはない。この程度の風量の送風に必要なファンの
消費電力は0.2ワット程度と非常に小さい。また、このように消費電力が小さ
いためファンの騒音は極めて小さいが、それでも耳の近くにあるため、そのまま
ではわずかながら回転音は聞こえる。この回転音が気になる場合には、防音装置
を用いて音を遮断できる。この場合、元々の音が小さいので、簡易な防音装置で
ほぼ完全に遮音できる。更に、タンク20の容量を1000cc程度にすると、
一回タンク20を満水にすれば数十日間は水を充填する必要はない。
図6は、タンク20の斜視図である。タンク20にはスリット21が設けられ
ている。このスリット21は、前述のように、導水布51の下側部分が差し込ま
れたコネクター56が簡単に装着できるようになっている。このスリット21の
部分は、中の水がこぼれにくいように、周囲よりも幾分高い位置にある。タンク
20への水の充填は、注水穴22から行う。なお、タンク20の右側には、ファ
ン41に電力を供給するための電池24、ファンの回転数を調節するためのボリ
ューム25、電源スイッチ26、その他の必要な回路が含まれた回路ボックス2
3が設けられている。
なお、上記実施形態の冷却枕は、種々の変更が可能である。例えば、上記実施
形態では、室内の空気を空気流通路に流すためのファンを設けたが、通常室内に
は空気の対流があるため、ファンがなくても空気はある程度流れる。この空気の
流れを利用すれば、特に湿度の低い状況下では、ファンがなくても水保持部材に
含まれた水の気化はある程度活発に行われ、頭部が冷やされる。したがって、か
かる状況では、ファンは必須ではない。また、本実施形態では、枕の部分だけに
気化シート及び空気流通路を設けて冷却したが、気化シート及び空気流通路を必
要に応じて肩や背中の部分まで広げ、これらの部分まで同時に冷却するようにし
てもよい。
ところで、本発明は、水が気化する際に周囲から気化熱を奪って周囲の温度を
下げる現象を効果的に利用したものであるが、この原理そのものは、枕以外のも
のにもほぼそのまま適用できる。
例えば、現在市販されているペット用座布団に、濡れタオルをしぼってペット
が座る部位に置くものや、更に、吸水性の高いポリマー等の素材に水を含ませ、
これをペットが座る位置に置くものがある。ペットが暑さを感じると、この上に
座ることによって涼しさを感じることができる。しかし、ある程度の時間がたつ
と、ペットが座った部分はペットの体温で温まり、涼しさを感じにくくなる。そ
こで、上記実施形態と同様に、ペットが座る部分に空気流通路を設け、この上に
、少なくとも流通路と接する側が湿った状態で水を保持する水保持部材を配置し
、前記空気流通路にファンなどの送風手段によって空気を流すことによって、前
記水保持部材に保持されている水の気化を促して、上に座っているペットを冷却
することできる。
更に、同様にして、枕やペット用座布団以外のもの、例えば、自動車、バス、
電車などのシート、室内用ソファ、人が座る座布団、敷布団など、体を密着させ
て使用するものに広く応用することが可能であり、これらも本発明の技術的範囲
に含まれることは言うまでもない。
以上説明したように本発明の冷却枕は、水の気化熱を利用して頭部を冷やすの
で、一定の冷却能力が長時間持続し、水の取り替え等の手間がかからず、また、
予め冷蔵庫などで冷やすなどの手間もかからず、夏の寝苦しい夜や風邪で発熱し
たときなど使用するのに好適な冷却枕を提供することができる。
[第二実施形態]
次に、本発明の第二実施形態について説明する。図7は、第二実施形態の冷却
衣服の斜視図、図8は冷却衣服を構成する素材の断面を拡大して示した図、図9
はスポンジを挿入したポケットの断面図、図10は、冷却衣服の下端部の断面図
、図11は、ファンを装着した部分の断面図である。
図7に示すように、本実施形態の冷却衣服110は、袖の部分がないベスト形
の衣服とされており、着用するときは、下端の開口部111から頭と両手を入れ
、頭は上端の開口部112から、腕は両側の開口部113a,113bからそれ
ぞれ外に出すことによって、上半身にほぼフィットするように着用できる。ただ
し、ボタンやファスナーで前を閉じるタイプの衣服としてもよい。
冷却衣服10を構成する素材は、図8に示すように、体表に近い側の内布12
0と、その外側にある外布121からなり、内布120と外布121の間には、
両者をほぼ一定の間隔を保って間に空気流通路122を形成する多数のスペーサ
123が設けられている。冷却衣服110の着用方法は、通常、まず図8に示す
ように素肌124の上に肌着125を着用し、この肌着125の上に冷却衣服1
10を着る。冷却衣服110は、図7の裾の部分、首回りの部分、肩から脇の下
の部分において、空気流通路122が外部に対して開口しており、後述のように
、この部分から外部の空気が空気流通路122へ流入する。
内布120の表側、すなわち空気流通路122に面した側は、細かい繊維状の
素材から構成されており、ここに水が供給されると、毛管現象によってこの水を
直ちに四方八方へ拡散させる性質を持つ。これに対し、内布120の裏側は防水
加工が施されており、表側に水が浸透していてもその水を内側へは通さない。な
お、内布120は、裏側を防水加工したものの他、水を拡散させる性質をもった
通常の布の一方の面(内側となる面)に、たとえばビニール等の水を通さない素
材を重ねて構成することもできる。
外布121には、例えば第一実施形態で述べた高密度綿布を用いることができ
る。高密度綿布は、1センチメートル当たり約300本という高い密度で綿糸が
織られたものであるため、その両側に多少の圧力差があっても空気をほとんど通
さない。したがって、空気流通路122内を流れる空気のうち、外布121を通
って外部へ漏れる空気はごく僅かである。ただし、空気流通路122を流れる空
気に加えられる圧力は後述のように極めて小さいので、高密度綿布の代わりに一
般的な綿布を用いることも可能である。
外布121としてこのような綿製の素材を用いると、色や模様の選択肢が広が
るので、流行を考慮した自由なデザインが可能となり、多様なデザインの冷却衣
服を提供することができる。
内布120と外布121の間に空気流通路122を形成しているスペーサ12
3は、底面の直径が3mm、高さが5mmの円柱形の可撓性のあるスポンジでで
きている。内布120とスペーサ123、外布121とスペーサ123は、次の
ように、接着剤を用いて接着される。
まず、厚さ5mmの適当な大きさの板状のスポンジを用意し、この両面に適量
の接着剤を塗布して固化させ、スポンジの両面に接着剤の強固な膜を形成する。
接着剤としては、例えば東亜化学工業(株)製のアロンメルト110P80HH
を用いる。このようにして得られたスポンジを適当な型で打ち抜き、直径3mm
、高さ5mmの円柱形のスポンジ製のスペーサ13を多数作る。この各スペーサ
113の上下の底面には、前述の接着剤が強固に塗布されている。
次に、図12に示すような治具135を用意する。この治具135は、厚さ約
4mm、直径約3.1mmの多数の貫通穴136が適当な間隔、例えば20mm
間隔で千鳥パターンとなるように設けられている。平らな台などの上にこの治具
135を置き、治具の各孔に前述のスペーサ123を一つずつ入れたあと、この
治具135の上に内布120を、その内側(繊維状の素材からなる側)がスペー
サ123と接するようにして被せ、全体をアイロン等で加熱する。この加熱によ
って、各スペーサ123のアイロンを当てられた側の接着剤は一時的に溶融する
が、アイロンを離してしばらくすると再び固化する。これにより、各スペーサ1
23と内布120はしっかりと接着される。
スペーサ123と内布120がしっかりと接着されたら、治具135及び内布
120を、そのままの状態で裏返して置き、治具135をはずし、外布121を
この上に載せ、先程と同じようにアイロンで加熱し、外布121と各スペーサ1
23とを接着させる。これにより、20mm間隔の千鳥パターンで多数のスペー
サ123が配置され、内布120と外布121との間に空気流通路122が形成
された素材が得られる。このように治具135を用いると、多数のスペーサ12
3を一括して、かつ容易に内布120及び外布121と接着させることができる
。
前述のように、スペーサ123を20mm間隔の千鳥パターンで配置すれば、
外部から通常の力が加わった場合でも十分な強度を有する。例えば、この素材を
用いて製作した冷却衣服を着用して椅子に座り、背もたれによりかかっても、空
気流通路がつぶれることはない。但し、このようなスペーサ123の配置間隔や
配置パターン、およびスペーサ123の寸法は単なる一例に過ぎず、冷却衣服1
10の用途や体のどの部分に用いられるかによって任意に変えることができる。
冷却衣服110の胸部には、ポケット114が設けられている。ポケット11
4の内側は、水を通さない素材とするか、ビニール等の水を通さない素材を中に
入れるか、あるいは防水加工を施す。この中には、図9に示すように、スポンジ
130を挿入できるようになっている。スポンジ130としては、例えば多量の
水を吸収できるPVA(ポリビニルアルコール)製のものを用いることができる
。また、ポケット114の下端部には、図9に示すように導水片131が設けら
れている。これは、スポンジ130に含まれている水を、内布120の表側、す
なわち空気流通路122に面した接する側に導くためのものである。したがって
、スポンジ130に含まれた水は、導水片131を通して内布120に供給され
る。内布120に水が供給されると、この水は、前述のように表側の細かい繊維
状の素材の毛管現象によって直ちに周囲へ拡散してゆく。
なお、水道水にはカルキなどの不純物が含まれており、長期間水道水を使って
冷却衣服110を使用していると、水道水中のカルキ等の不純物が析出して内布
120が水を浸透させにくくなると考えられる。これを防止するために、水の通
り道となるポケット114の下端部や導水片131の適当な箇所にイオン交換樹
脂などからなる不純物除去手段を設け、不純物が内布120へ広がらないように
してもよい。この場合、この不純物除去手段は、交換可能とするのが望ましい。
ポケット114は、冷却衣服110の胸部に設けられ、人が着用したときに比
較的上の方に位置するので、水がポケット114内のスポンジ130から内布1
20へ導かれると、この水は毛管現象だけでなく重力の影響も受けて素早く全体
に行き渡る。内布120のほぼ全体に水が行き渡ると、毛管現象による浸透力は
飽和して抑えられるが、重力の影響は受け続けるため、冷却衣服110の下端部
に近いほど水の密度が高くなり、下端部から水が滴下することがある。そこで、
図10に示すように、帯状のPVAスポンジ132を内布120の下端部の周囲
全体に取り付ける。このPVAスポンジ132に、上から浸透してきた余分な水
を吸い込ませることによって、水が滴下するのを防止することができる。
図7及び図11に示すように、冷却衣服110の背面には、送風手段とされる
ファン140が装着されている。ファン140の電源となる電池141は、図7
に示すように、ファン140の下部において冷却衣服110に取り付けられてい
る。ただし、前述のように、ボタンやファスナーで前を閉じるタイプの衣服とし
た場合には、二つのファンを、背中の上部又は肩部の左右対称に設けることが望
ましい。
ファン140は、図11に示すように、冷却衣服110の空気流通路122か
ら空気を抜き取る方向に回転させる。ファン140をこの方向に回転させると、
空気流通路122内の圧力が低下し、裾の部分、首回りの部分、肩から脇の下の
部分に設けられた開口部から、空気が空気流通路122の中に流入する。この空
気は、冷却衣服110の全体を巡ってファン140の部分に達し、ここでファン
140に吸引されて外部へ排出される。
空気流通路122を流通する空気は、流通する過程で、内布120に浸透して
いる水と密に接して水分の気化を促進する。水は気化する際に、周囲から気化熱
を奪って周囲の温度を下げる。水が気化するときに奪う熱量は、前述のように、
1cc当たり約580calである。したがって、僅かな水が気化するだけでも
、かなりの冷却効果がある。また、空気は、多数の開口部から流入して空気流通
路122の全体を均一に流通するので、冷却衣服110の全体で水分がほぼ均一
に気化し、したがって、内布120の温度はファン140の運転開始後急速に、
かつ均一に低下する。
仮に、空気流通路122へ空気を吹き込む方向にファン140を回転させると
、ファン140近傍の内布120に強い風が当たるため、この部分で多量の水分
が気化して空気中の湿度が高くなり、この空気が空気流通路122内を流通して
行っても、その先では水を十分に気化させることができなくなり、気化する水の
量が不均一となって、冷え方にも不均一が生じる。
ところで、恒温動物である人間の温度の感じ方には、周囲の温度勾配が大きな
影響を与える。たとえば、体温(約37℃)に比べて非常に温度の低い熱源(冷
熱源)があっても、それが体から離れていれば体表近傍の温度勾配は小さく、し
たがってあまり涼しいと感じられない。一方、体温との温度差はそれほど大きく
なくても、その冷熱源が体表の近くにあれば体表近傍の温度勾配は大きくなるた
め涼しく感じられる。実験によると、軽作業を行っている人の場合、体表から数
mm程度のところの温度が31℃程度となる温度勾配のときに最も快適と感じる
。
そこで、周囲の気温が35℃、湿度が70%という環境下で本実施形態の冷却
衣服110を着用し、適量の空気を送風したとすると、内布120の温度を大体
5〜6℃下げることができる。内布120は、体表から数mm程度のところに位
置するので、この部分の温度が5〜6℃下がると、体表近傍の温度勾配は非常に
大きくなり、着用者は非常に涼しく感じる。したがって、室内に居る場合には、
エアーコンディショナーは不要となる。更に、本実施形態の冷却衣服110は、
戸外でも着用できるという利点がある。したがって、冷却衣服110を着用すれ
ば、暑い季節に戸外で活動する場合にも快適に過ごすこができる。
また、ファン140の回転数を変えたり、あるいは一定の時間間隔でファンの
運転をオン・オフさせてこの時間間隔を変えると、冷却衣服110の冷え方も代
わる。そこで、周囲の気温や活動内容に合わせて最も快適に感じられるように、
ファン140の回転数やオン・オフの時間間隔を調整することができる。
更に、本実施形態の冷却衣服110は、周囲の気温がそれほど高くないときに
は、内布120に水を供給しないでファン140による送風を行うだけでも、冷
却効果が得られる。これは、前述のように、体表近傍の温度勾配が人の温度の感
じ方に大きな影響を与えることによる。空気の対流が少ない部屋に人が居ると、
その周囲の温度は体から離れるに従って体表の約37℃から徐々に低下してゆく
ので、温度勾配はそれほど大きくはない。これに対し、本実施形態の冷却衣服1
10を着用し、内布120に水を供給せずにファン140を十分な回転数で運転
すると、水の気化による冷却作用は働かないが、体表のごく近傍の温度が室温と
ほぼ同じになる。このため、体表近傍の温度勾配はかなり大きくなり、着用者は
ファン140による送風を行うだけでも、かなりの涼しさを感じることになる。
本実施形態の冷却衣服が十分に普及すれば、社会全体の電力消費、特に電力需
要が高まる夏期の電力消費を抑えることができ、化石燃料の燃焼による二酸化炭
素の排出量の抑制にもつながる。また、この冷却衣服の構造は極めてシンプルで
あるため、その製造コストは非常に小さい。このため、発展途上国への普及も可
能であり、特に熱帯・亜熱帯地域に多い発展途上国に普及すれば、たとえこれら
の国々の経済事情が先進国並みに発展しても、エアーコンディショナーの需要は
それほど高くならないと予想され、したがって、地球的な規模で二酸化炭素の排
出量の増加をある程度抑えることにも寄与する。
ところで、上半身を均一に冷却すると、体の部位によっては冷え過ぎとなる場
合がある。その場合には、例えば腹部にあたる部分の内布120の空気流通路に
接する側を水を浸透させない素材にしたり、あるいは腹部にあたる部分のみ内布
120を切り取るようにしてもよい。また、屋外で作業や運動を行ったときにか
いた汗を逃がすために、内布120の所々に穴を開けてもよい。内布120に穴
を開けると肌着のすぐ上が空気流通路122となって流通する空気と接するので
、内布120に穴を開けることによって、汗で濡れた肌着を速やかに乾かす効果
も期待できる。
前述のように1ccの水の気化熱は約580calであることから、1時間当
たりに17.2ccの水を気化させれば、前述の1時間当たり10Kcalとい
う冷却が可能となる。計算によれば、この程度の水を気化させるために流すべき
空気の量は、温度や湿度の状況にもよるが、大体毎秒約1リットルである。この
程度の空気を流すことができるファンは、多くのものが市販されており、かなり
小型のものも入手できる。
また、スペーサ23の長さを5mmとすると、平均的な体型の人が着用できる
寸法のものでも、空気流通路122の内と外の圧力差はそれほど大きくなく、し
たがって、ファン140の消費電力は1ワット程度に抑えることができると考え
られる。家庭用ビデオカメラなどで使われる二次電池には、数ワットの供給電力
で10時間程度持続するものがあり、このような二次電池をファン140用の電
池141として用いれば、電池の持続時間を10時間以上にでき、しかもファン
140と電池141を併せた重量を数百グラム以下に抑えることができる。この
ため、一度充電しておけば、通常の使用態様では外出の途中で再充電する必要は
なく、また屋外での活動の邪魔になることも少ない。
次に、第二実施形態の変形例について説明する。図13は第二実施形態を変形
した冷却衣服150を示している。但し、第二実施形態の冷却衣服と同じ部分に
は同一の符号を付して、その説明を省略する。
第二実施形態では、内布120の外側を細い繊維状の素材とし、その毛管現象
を利用して水を衣服の全体に拡散させるようにしたが、毛管現象だけでは内布の
全体に均一に水が行き渡らないことも考えられる。そこで、冷却衣服150では
、図13に示すように、衣服の全体に、点線で示すように給水管152を配設し
、腰の後ろ側に付けたポンプ151からこの給水管152を通して内布120に
水を供給する。給水管152は、内布120の外側の繊維状素材に沿って配設す
るが、内布120と外布121の間の空気流通路122を塞ぐことがない程度の
非常に細い管とする。
給水管152は、ポンプ151につながる部分を除いて閉じており、かつ経路
に沿って例えば10cm程度の間隔で微小な孔が多数設けてある。ポンプ151
は、一定の時間間隔でパルス的にタンク153の水を給水管152へ供給するよ
うにしてあり、ポンプ151から水が供給され給水管152内の水圧が瞬間的に
高まると、各孔からわずかずつ均等に水がしみだして内布120に供給される。
供給された水は、内布120の毛管現象によって、孔を中心として放射状に拡散
する。これにより、水は冷却衣服150の全体に確実に行き渡る。供給される水
の量を、一回の給水当たり約1cc程度、水を供給する回数を1時間当たり17
回前後として、1時間当たりの気化量を17cc程度にすると、第二実施形態の
冷却衣服の場合と同程度の冷え方となる。
以上説明したように、第二実施形態及びその変形例に係る冷却衣服は、内布に
供給されている水が気化する際に周囲から気化熱を奪うことを利用しているため
、構造が極めて簡単であり、したがって低コストで製造でき、しかもエアーコン
ディショナーに比べると極めて少ない消費電力で十分に冷却できる。更に、エア
ーコンディショナーなどとは異なり、室内だけでなく屋外でも利用できるので、
真夏などの暑い時期における屋外での活動の際に極めて有用となる。
次に、図面を参照して、本発明の第三実施形態である冷却ヘルメットについて
説明する。図14は、第三実施形態の冷却ヘルメットの断面図である。同図にお
いて、外殻210は、頭部を保護するためのもので、十分な強度を有する材料を
成形して得られる。外殻210の上には、空気を導入するためのダクト211が
形成されている。ダクト211は、ヘルメットの頂部から前方向下側に向かって
形成されている。ダクト211の先端部近傍には、ファン212が設けてあり、
このファン212を回転させることによって、ダクト211の先端部から空気を
吸入する。このファン212は、本発明の送風手段に該当する。
外殻210の頂部には、ダクト211とつながる穴213が設けられている。
ファン212によって吸入され、ダクト211を通った空気は、この穴213を
介して外殻210の内部へ導入される。
外殻210の内側には、ほぼ全体にわたって断熱材219が貼られている。こ
れは、外部に比べて低いヘルメット内部の温度をできるだけ維持し、後述の原理
による冷却効率をより高めるためである。断熱材219の内側には、このヘルメ
ットを着用する人の頭部全体を覆うように導水シート220が設けられている。
但し、導水シート220と断熱材219との間には、スペーサ222によって、
空気流通路221となる空間が形成されている。導水シート220の下端部近傍
には、ほぼ全周にわたって開口部223が設けられている。これは、ファン21
2によって吸入され、ダクト211、穴213を通して外殻210の内部へ導入
された空気を排出する排出口としての役割を果たす。このように、開口部223
を導水シート220の下端部に設けると空気はヘルメットの内側に排出されるが
、導水シート220に開口部を設ける代わりに、外殻210の下端部の周囲に開
口部を設け、空気を外側に排出するようにしてもよい。
導水シート220は、空気流通路221の側(外側)は十分に湿っているが、
頭部の側(内側)は完全に乾いている。このため、ヘルメットを着用したときに
頭部が濡れることはない。なお、導水シート220としては、例えば水を浸透し
やすいガーゼ地と、水を通さないポリエチレンカバーを組み合わせ、ガーゼ地の
素材が外側に、ポリエチレンのカバーが内側にくるようにして、外側と内側の素
材を別々のものとしてもよい。
導水シート220の内側には、メッシュ状の素材からなる帯状の布を編んで作
られた支持帯224が設けられている。このヘルメットの着用時には、支持帯2
24が着用者の頭部と接し、この支持帯224を通してヘルメットの荷重が着用
者の頭部にかかる。
ヘルメットの下端部には、外殻210の周囲に沿って、PVA(ポリビニルア
ルコール)などからなるリング状のスポンジ225が設けられている。スポンジ
225は、導水シート220の下端部を外側に折り返したときにできる環状の溝
にちょうど嵌まり込むようにして保持される。導水シート220の折り返された
先端部は、外殻210の下端部に固定されている。
スポンジ225には、100cc程度の量の水を保持しておくことができる。
このスポンジ225を前述のように導水シート220によって保持すると、導水
シート220の外側の面がスポンジ225と密着する。このため、導水シート2
20を形成する繊維の毛管現象によって、スポンジ225に保持されている水は
吸い上げられ、導水シート220の全体に行き渡る。これにより、導水シート2
20の外側の表面全体は、常時湿った状態となる。
スポンジ225への水の補給は、前述の導水シート220の開口部223を介
して行ってもよいし、また、スポンジ225をヘルメットから取り外し、水を含
ませてから再び元の位置に装着するようにしてもよい。
次に、本実施形態の冷却ヘルメットの冷却原理について説明する。スポンジ2
25から吸い上げられた水が導水シート220のほぼ全体に行き渡った状態でヘ
ルメットを装着し、ファン212のスイッチをオンにすると、外部の空気はダク
ト211を通って穴213からヘルメットの内側に導入される。この空気は、断
熱材219と導水シート220の間に形成された空気流通路221を通って、ヘ
ルメットの下側へと流れ、開口部223から排出される。この流通過程で、空気
は、導水シート220の外側と密に接触するため、導水シート220に含まれて
いる水分の気化が促進される。気化した水分は、流通する空気とともに開口部2
23から外部に運び出される。
ところで、液体は、気化して気体分子になるときに、周囲から気化熱を奪う。
このため、導水シート220に保持されている水分の温度は低下する。この低い
温度は、導水シート220と非常に近い位置にある頭部を冷却する。したがって
、導水シート220を介してヘルメットを装着している人の頭部は冷却される。
気化熱による冷却効果は非常に高く、たえと真夏の暑い日中に作業をしている場
合であっても、本実施形態の冷却ヘルメットを装着していれば、かなりの涼しさ
、あるいは冷たさを感じることができる。このため、体力の消耗、注意力の低下
、作業効率の低下を有効に防止することができる。
このような水の気化熱を利用した冷却原理は、前述の各実施形態と同様に、高
等動物に備わっている発汗による冷却機能、すなわち、暑いときに汗をかき、そ
の水分が蒸発する際に奪う気化熱によって体を冷やす機能を応用発展させたもの
といえるが、更に、本実施形態の方式は、水の蒸発量(動物の発汗量に相当する
)を、流す空気の量を変えることによって自由に制御することができる。空気の
量の調節は、ファンと電源との間に接続したボリューム(図示せず)を回すこと
によって行うことができる。なお、ファンの電源となる電池(図示せず)は、ヘ
ルメット自体に取り付けるようにしてもよいし、また、例えば腰の当たりに適当
なケースに収納して保持し、導線でヘルメットに接続するようにしてもよい。
また、人や動物の発汗の際に奪われる気化熱は、皮膚の温度だけでなく、蒸発
して気化した水分の温度も下げるが、この冷却された水分は体の冷却にはほとん
ど寄与せず、そのまま空気中に放散される。これに対し、本実施形態の方式では
、気化する際に同時に冷やされた空気が、頭部から非常に近いところを流れるた
め、頭部近傍の温度勾配が非常に大きくなる。温度勾配が大きくなると、頭部か
らの放熱が促進され、そのことによって更に人は涼しさを感じる。更に、このよ
うに冷やされた空気が、開口部223からヘルメットの内側に排出されるため、
その風が頭部や顔に当たることによる清涼感も加わる。
前述のように、1ccの水が気化すると約580カロリーの熱が奪われる。し
たがって、単位時間当たりに気化する水の量はほんのわずかでも、十分な冷却効
果が得られる。また、単位時間当たりに気化させる水の量はほんの僅かで済むた
め、ファンとしては非常に小さなものでよく、消費電力も少なく抑えることがで
き、したがって電池の持続時間はかなり長くなる。
次に、本発明の第三実施形態の変形例について説明する。この変形例に係る冷
却ヘルメットは、市販の作業用ヘルメットに基づいて製造することができる点に
特徴を有する。そこで、以下では、主にその製造方法について説明する。
図15は、市販されている最も普通の作業用ヘルメットの断面図である。同図
に示すように、作業用ヘルメット230は、外殻231と、その内側にある頭部
保持帯232からなる。頭部保持帯232は、ヘルメットを着用したときに頭部
を覆うような形に帯状の布を編んだもので、外殻231の下端部内側において金
具234によって外殻231と固定されている。また、頭部保持帯232の金具
234の近傍にはスペーサ235が設けられ、頭部保持帯232と外殻231の
内側との間に一定の間隔を保っている。これは、ヘルメット230を着用時や、
更に着用時にヘルメットの外側から何かが衝突したときでも、頭部が外殻231
に当たらないようにするためである。この頭部保持帯232と外殻231の内側
との間の空間233は、後述の導水シートを装着したときに形成される空気流通
路となる。ヘルメット230を着用するときは、頭部保持帯232から延びてい
る紐をバックルなどで顎の下で結び、ヘルメット230を頭部に固定する。
図15に示した金具234は着脱可能であるため、頭部保持帯232は外殻2
31から取り外すことができる。なお、実際には、外殻231の頂部には、図1
4に示したのと同様の穴を設け、更にダクト及びファンを設けるが、図15では
これらを省略してある。
外殻231から取り外した頭部保持帯232には、その外側に図16に示した
導水シート236を被せる。導水シート236の形状及び寸法は、頭部保持帯2
32の外側に被せることを考慮して、頭部保持帯232よりも若干大きめとする
。また、導水シート236のうち金具234のところにくる部分には、金具23
4の着脱を阻害しないよう切り込みを設けておく。この状態で、再び頭部保持帯
232を外殻231の中に入れ、導水シート236で覆われた頭部保持帯232
を、金具234によって外殻に固定する。
導水シート236の下端部には、給水手段として、水を含むことができるPV
Aなどからなるスポンジ237が設けられている。図14に示した実施形態では
、下端部の周囲のほぼ全体に環状のスポンジを設けたが、ここでは、長さ数セン
チのスポンジを一定の間隔を置いて配置する。
図14に示した第三実施形態の冷却ヘルメットでは、ファンはダクトの先端か
ら外部の空気を吸引し、それを外殻の頂部からヘルメットの内部へ送り込むよう
にした。これに対して、ここでは逆に、ヘルメットの内部から空気を吸い上げて
、ヘルメットの頂部から外部へ排出する構成とする。ファンが回転すると、外部
の空気はスポンジ237の間の隙間から吸引される。そして、導水シート236
と外殻231の間の空気流通路233を上に向かって流れ、最終的に外殻231
の頂部の穴から外側へ排出される。空気が空気流通路233を流れる過程で導水
シートに含まれている水の気化を促進し、頭部を冷却するという原理は、第三実
施形態と同様であるので、詳しい説明は省略する。
上記のように、ヘルメットの下から上に向かう方向に空気を流すと、次のよう
な利点がある。導水シート236はスポンジ237に含まれている水を毛管現象
により下から上に吸い上げるが、水は重力に逆らって上昇するので、導水シート
236に含まれている水の量は、スポンジ237がある下端部ほど多く、頂部に
近い上ほど少なくなる。一方、空気流通路に入った空気の湿度は、空気流通路を
流れる間に水の気化により徐々に高くなり、逆に水を気化させる能力は徐々に低
下する。したがって、空気の流通方向を下から上にすると、水分の多い下端部で
は多くの水が気化し、水分が少ない頂部に近づくに従って気化する水の量が少な
くなる。すなわち、ヘルメットの下から上に向かう方向に空気を流すことによっ
て、気化する水の量を、導水シート236に含まれている水の量に対応して合理
的に変化させることができる。
次に、第三実施形態のさらに別の変形例について説明する。上記実施形態およ
び最初の変形例の冷却ヘルメットを着用することによって、作業時における頭部
の涼しさを確保できるが、それでも真夏の暑い時期に戸外で重労働を行っている
と頭部には汗をかく。そこで、この汗を有効に気化させるために、前記実施形態
又は最初の変形例の導水シートの頭頂部に小さな空気穴を設ける。
このようにすると、第三実施形態の場合には、ファンが外部から吸引した空気
が、空気流通路に供給されるだけでなく、空気穴を通して着用者の頭に直接吹き
つけられ、頭部と導水シートとの間を下に向かって空気が流れる。また、最初の
変形例の冷却ヘルメットの場合には、ファンが空気を吸引することによって、空
気が空気流通路を上に向かって流れる他に、着用者の頭と導水シートとの間をも
、空気が上に向かって流れる。
このような空気の流れによって、着用者が頭部にかいた汗は有効に気化され、
その際に気化熱が奪われる。したがって、着用者は、導水シートに含まれた水の
気化に加え、頭部の汗の気化によって、更に涼しく感じる。その上、汗を気化さ
せることによって、汗の湿っぽさによる頭部の不快感も解消する。このため、作
業中の注意力の低下を有効に防止することができ、作業効率も向上する。
この場合、頭部と導水シートの間を流れる空気の量は空気穴の大きさによって
変化するので、各用途に応じて、最適な空気穴の大きさを実験的に決めることが
望ましい。
なお、第三実施形態は、上記以外にも種々の変更が可能であり、それらも本発
明の技術的範囲に属する。
例えば、上記実施形態では、外殻に沿ってダクトを設け、その先端部近傍にフ
ァンを設けて、ここから外部の空気を吸入する構成としたが、例えば外殻の頂部
付近にファンを設け、ダクトを省略した構成としてもよい。また、上記各実施形
態では、給水手段であるスポンジを外殻の下側の周囲に設けたが、例えば、外殻
の頂部近傍に配置してもよい。また、給水手段を、ヘルメットの下端部もしくは
外殻の外側に設けたプラスチックなどの容器とし、ここに水を入れ、この中に導
水シートを浸しておくようにしてもよい。
更に、上記実施形態では、主として作業用ヘルメットについて説明したが、二
輪車用ヘルメットを始めとする各種ヘルメットにも本発明を適用できることは言
うまでもない。また、作業用もしくは二輪車用のヘルメットではなく、通常の帽
子にヘルメットの外殻に相当するある程度の強度を有する部分を備え、その他に
給水手段、送風手段を設ければ、帽子にも本発明を適用でき、暑い季節に戸外で
活動する際に頭部を冷却するための帽子として利用することも可能となる。
ところで、二輪車用ヘルメットの場合は、送風手段としてのファンを省くこと
ができる。すなわち、二輪車用ヘルメットに空気取り入れ口を設け、二輪車での
走行時にヘルメットが受ける風圧を利用してこの空気取り入れ口から空気を取り
入れ、この空気を導水シートがある空気流通路に導いて導水シートに含まれてい
る水を気化させる。この場合、この空気取り入れ口が送風手段となる。このよう
な構成にすると、ファンやファンを駆動するための電源は不要なため、構造がシ
ンプルになり、製造コストも削減できる。
以上説明したように本発明に係る冷却ヘルメットを用いると、水の気化熱を利
用して効率よく頭部を冷やすので、暑い夏の時期に屋外で作業や二輪車の運転等
の活動を行う場合でも、頭部が冷やされて涼しく感じられるため、体力の消耗、
注意力の低下、作業効率の低下などを有効に抑えることができる。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明は、周囲の空気を体の表面の近傍を流通させると
ともに、この空気を広い領域にわたって拡散している水と密に接触させて水を気
化させ、その際気化熱の吸収が生じることを利用して体表近傍の温度を下げ、温
度勾配を強制的に大きくすることによって体を冷却するのものであり、高温で寝
苦しい夜などに快適な睡眠を確保するための枕、高温の環境下でも快適に過ごす
ことができる衣服、ならびにヘルメットや帽子などに適用することができる。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cooling pillow that uses the heat absorption effect of water vaporization to cool the human head, torso, etc., and ensures comfortable sleep on hot, uncomfortable nights.
This article relates to cooling clothing that allows users to stay comfortable even in high-temperature environments, as well as cooling helmets that can be used for work helmets, motorcycle helmets, and the like. Background Art: Water pillows are used as a means of cooling the head on hot summer nights or when users have a fever due to a cold. Water pillows sometimes contain ice in addition to water to lower the water temperature so that they can be used for as long as possible. With a typical water pillow, adding ice initially feels very cold, but the temperature gradually rises and the cooling capacity decreases. Furthermore, once the water temperature reaches around 25°C, the user tends to feel less cold, even though the cooling effect is still present, since it was initially very cold. Therefore, when using a water pillow to sleep on a hot midsummer night, it is necessary to frequently replace the water or ice inside, which disrupts sound sleep. Furthermore, water pillows and commercially available cooling pillows that freeze the refrigerant inside in a freezer are often
It requires some preparation before use, which is time-consuming. Furthermore, air conditioners can be used to cool the entire room to avoid overheating while sleeping. However, air conditioners must cool the room air as well as the walls and furniture that come into contact with it, resulting in a lot of wasted energy. Furthermore, as developing countries continue to develop economically, if the penetration rate of air conditioners in these countries reaches the same level as developed countries, the amount of carbon dioxide emissions will increase dramatically, potentially becoming a major factor in global warming. Given the current situation in which global warming is a problem and the desire to reduce fossil fuel use is high, it goes without saying that cooling methods that cool only the human body or only key parts of the body are preferable to energy-consuming and energy-wasting cooling methods like air conditioners. Furthermore, air conditioners are complex and expensive, making them difficult to install anywhere. Furthermore, air conditioners can only be used indoors, not outdoors. Meanwhile, at many work sites, including construction sites, quarries, and heavy machinery manufacturing sites, wearing a helmet while working is mandatory for safety reasons. The Road Traffic Act also requires the wearing of a helmet when riding a motorcycle to ensure safety. Wearing a helmet during hot summer months, especially while working under the blazing sun, can prevent heat dissipation from the head, causing overheating and discomfort. Continuing this condition can lead to exhaustion, decreased attention, and reduced work efficiency. However, if safety is prioritized, wearing a helmet is necessary even in these circumstances, and dangerous work cannot be performed without a helmet. Furthermore, when riding a motorcycle during hot weather, wearing a helmet can increase the temperature inside the helmet, causing decreased attention, which can significantly increase the risk of injury. The present invention was developed in light of the above circumstances and aims to provide a cooling pillow that is easy to prepare, provides long-lasting cooling power, does not require the hassle of changing the water, and is effective on uncomfortable summer nights or when you have a fever from a cold. The present invention has been made in light of the above circumstances, and aims to provide a cooling garment that consumes little power and has a simple structure, allowing users to avoid heat and stay comfortable even in high-temperature environments. Furthermore, the present invention has been made in light of the above circumstances, and aims to provide a cooling helmet that eliminates the discomfort caused by heat when wearing a helmet, prevents physical exhaustion, loss of attention, and reduced work efficiency, and improves work safety. Disclosure of the Invention A cooling pillow according to a first invention includes an air flow passage that serves as an air passage, and a water retention member that is disposed above the air flow passage and retains water in a moist state on at least the side that contacts the passage. The cooling pillow is characterized by cooling a head placed on the water retention member directly or via a heat-transfer member by the heat of vaporization absorbed when the water retained in the water retention member evaporates into the air circulating through the air flow passage. It is desirable that the cooling pillow further include an air blower that forcibly sends air into the air flow passage, and a water supply unit that continuously supplies water to the water retention member by the water absorption action of the water retention member. The cooling garment of the second invention comprises a garment-constituting material having an inner cloth on the side in contact with the body and an outer cloth outside the inner cloth, which form an air flow passage between them, a water supply means for supplying water to the inner cloth of the garment-constituting material, and a ventilation means for circulating air through the air flow passage and discharging the circulating air, the water supplied to the inner cloth being vaporized by circulating air through the air flow passage, and the heat of vaporization is taken away in the process, thereby cooling the wearer. The inner cloth is made of a fibrous material on the side in contact with the air flow passage, and the water supplied from the water supply means permeates the entire inner cloth by capillary action, and the ventilation means operates in a direction to suck air that has flowed into the air flow passage through an opening provided at the end of the air flow passage. A cooling helmet according to a third aspect of the present invention comprises an outer shell for protecting the wearer's head, a water guide member disposed inside the outer shell to form an airflow passage between the outer shell and the water guide member, and allowing water to penetrate at least the surface adjacent to the airflow passage; a water supply means for supplying water to the water guide member; and an air blowing means for blowing external air through the airflow passage. The cooling helmet cools the wearer's head by evaporating the water contained in the water guide member as the air flows through the airflow passage. The water supply means is provided around the lower end of the outer shell, and the water guide member draws water from the water supply means and allows it to penetrate the side adjacent to the airflow passage by capillary action. Best Mode for Carrying Out the Invention The best mode for carrying out the present invention will now be described with reference to the drawings. [First Embodiment] Fig. 1 is a plan view of a cooling pillow according to a first embodiment of the present invention, as viewed from above, and Fig. 2 is a view of the cooling pillow of Fig. 1 from the rear. The cooling pillow 10 shown in Figs. 1 and 2 is designated by the reference numeral 11.
The central portion indicated by is the portion on which a person places their head when sleeping, and the temperature of this central portion 11 is lowered by the action described below to cool the head placed on it. A tank 20 filled with water is provided below the cooling pillow 10, and a cushion material 30 is provided above this. The cushion material 30 is provided to improve the comfort of sleeping, but is not essential to the present invention. The tank 20 corresponds to the water supply unit of the present invention.
An air flow passage 40 is placed on the cushion material 30. One end of an evaporative sheet 50 is placed above the central portion 11 of the air flow passage 40, and the other end of the evaporative sheet 50 is inserted into the tank 20 through a slit 21 provided in the tank 20 and immersed in the water therein. The air flow passage 40 serves as a passage through which air blown by a fan 41 provided on the side of the cooling pillow 10 (left side in Figures 1 and 2) flows. The fan 41 corresponds to the air blowing means of the present invention. The air passing through the air flow passage 40 is exhausted to the outside from the side opposite the fan 41 (right side in Figures 1 and 2). The evaporative sheet 50 will now be described with reference to Figure 4. The main body of the evaporative sheet 50 is a water-conducting fabric 51 as shown in Figure 4(c). This water-conducting fabric 51 corresponds to the water-retaining member of the present invention. For example, a towel cloth may be used as the water-conducting fabric 51. The towel cloth has an excellent function of absorbing water and retaining the absorbed water.
The water-conducting fabric 51 is covered with a polyethylene water-conducting fabric cover 54. The bottom end of the water-conducting fabric cover 54 is provided with numerous water-absorption holes 55. When the lower portion of the water-conducting fabric 51 covered with the water-conducting fabric cover 54 is inserted into the tank 20, the water-conducting fabric 51 absorbs water through the water-absorption holes 55 and draws the water upward by capillary action. The water-conducting fabric cover 54 prevents unnecessary evaporation of the water as it is drawn up and prevents the cushioning material 30 from getting wet. The lower portion of the water-conducting fabric 51, while still covered with the water-conducting fabric cover 54, is inserted into a connector 56. The connector 56 is detachably attached to the slit 21 of the tank 20, facilitating the insertion of the water-conducting fabric 51 into the tank 20. The upper portion of the water-conducting fabric 51 is shaped like a comb. A thin cloth 52, which allows for good water penetration, is attached to this portion. The thin cloth 52 and the comb-shaped portion of the water-conducting fabric 51 are placed on the air flow passage 40 via a mesh material 43, which will be described later. Water absorbed from the underside of the water-conducting cloth 51 moves from the comb-shaped portion on the upper side to the thin cloth 52, where it is dispersed and spreads quickly over the entire surface of the thin cloth 52. The comb-shaped portion of the water-conducting cloth 51 and the thin cloth 52 placed on the air flow passage 40 are further covered with a waterproof sheet 53, which prevents the head placed on them from getting wet.
As described above, the waterproof sheet 53 may be formed by combining separate pieces, or may be formed integrally from the beginning.
With the evaporative sheet 50 configured as described above, when the lower end of the water-conducting cloth 51 is inserted into the tank 20, the entire thin cloth 52 becomes wet in about 10 minutes. When the evaporative sheet 50 is used for a long period of time, residues contained in tap water become concentrated and accumulate in the water-conducting cloth 51 and thin cloth 52, making it difficult for the water to evaporate and reducing the cooling effect. For this reason, it is desirable to replace the evaporative sheet 50 periodically. To facilitate this replacement work, the evaporative sheet 50 is removably attached to the upper part of the central portion 1 of the air flow passage 40, for example, by double-sided tape or Velcro. Next, the principle by which the cooling pillow 10 of this embodiment cools the head will be explained. As mentioned above, a fan 41 is provided on the side of the cooling pillow 10. This fan 4
1 sends indoor air taken in from below upward. This air flows through an air flow passage 40 provided on the cushion material 30 and is discharged to the outside from the side opposite to the side where the fan is provided. Fig. 5(a) is a plan view of the air flow passage 40 as seen from above, and Fig. 5(b) is a diagram showing a part of the cross section of the air flow passage 40. The air flow passage 40 has a structure in which a number of linear protrusions 40b running horizontally across the cooling pillow 10 are provided on a rubber plate 40a. This air flow passage 40 is placed on the cushion material 30, and a mesh material 42 with a number of holes is placed on top of this to cover the entire air flow passage 40. Furthermore, the central portion 1
Except for the projection 4, the upper cloth 43 is placed on top of the mesh material 42.
0b has a height of approximately 10 mm and a spacing between the protrusions of approximately 10 mm. The upper cloth 43 can be a high-density cotton cloth used in down jackets, for example. This cloth is woven with approximately 300 cotton threads per centimeter and is almost air-tight at the pressure generated by the fan of this embodiment. Therefore, in the area covered by the upper cloth 43, the upper portion of the space between adjacent protrusions is closed by the upper cloth 43, so that the air flowing through this space does not escape upward, and most of it circulates from left to right through the cooling pillow 10. Meanwhile, in the center portion 11, the upper comb-shaped portion of the water-conducting cloth 51 and the thin cloth 52 attached thereto are placed directly on the mesh material 43, and then a waterproof sheet 53 is placed on top of this. Because the mesh material 43 has numerous holes as described above,
Air flowing underneath comes into close contact with the thin fabric 52. This contact between the air and the thin fabric 52 promotes evaporation of the moisture held in the thin fabric 52. The evaporated moisture is carried to the outside along with the flowing air. When water evaporates into gas molecules, it absorbs the heat of vaporization from the surrounding water molecules, lowering the temperature of the moisture held in the thin fabric 52. Therefore, the head, which is in contact with the thin fabric 52 through the waterproof sheet 53, is cooled, causing the sleeper's head to feel cool. This method can be said to be an application and development of the cooling function through sweating possessed by higher animals, i.e., the ability to sweat when hot and cool the body by absorbing the heat of vaporization as the moisture evaporates. The method of this embodiment can freely control the amount of water evaporation (equivalent to the amount of sweat produced by animals) by changing the amount of air flowing. Furthermore, in the case of sweating, if there is little air flow, moisture does not evaporate and instead flows down as sweat, which is wasted and can wet bedding, causing discomfort. In contrast, with the system of this embodiment, almost 100% of the moisture evaporates, eliminating the problems associated with sweating. Furthermore, the heat of vaporization absorbed by humans and animals when they sweat lowers not only the temperature of the skin but also the temperature of the evaporated moisture. However, this cooled moisture does little to cool the body and is simply dissipated into the air. In contrast, with the system of this embodiment, the moisture in the evaporative sheet that is cooled as it evaporates comes into close contact with the air flowing through the airflow passage 40, thereby cooling that air as well. In other words, the heat absorption effect of water evaporation works in two ways: cooling the evaporative sheet 50 and cooling the air in the airflow passage 40.
When the air in the airflow passage 40 is cooled, the temperature gradient near the head becomes very large because the airflow passage 40 is located very close to the head. This large temperature gradient promotes heat dissipation, which makes the person feel even cooler. Regarding the effect of cooling the air in the airflow passage 40 and thereby promoting heat dissipation from the head, when the fan 41 is operated at an appropriate rotation speed and the temperature of the air discharged through the airflow passage 40 is measured, it is observed to be slightly higher than room temperature. This means that, for example, when the room temperature is 28°C, the air near the thin cloth 52 is temporarily cooled to, for example, about 24°C by the cooled water, but is then warmed again by the heat of the head (approximately 37°C) to about 29°C. This increase in air temperature indicates that the head is being cooled. At this time, the thin cloth 52 and waterproof sheet 53 are very thin, resulting in low thermal resistance and good thermal conductivity. This further enhances the above-mentioned effect. When 1 cc of water evaporates, approximately 580 calories of heat are absorbed. Therefore, even a small amount of evaporation can maintain a significant level of coolness. Assuming the air flow rate is approximately 0.2 liters per second, approximately 20-30 cc of water will evaporate overnight. If 30 cc of water is consumed while sleeping (approximately 8 hours), approximately 17 kilocalories of heat will be absorbed, roughly equivalent to a 10°C increase in the temperature of a 1.7 liter water pillow. Because the coolness is maintained effectively during this time, the area on which the head rests will not warm up due to the head's body heat. The fan required to blow this amount of air requires only a very small amount of power, approximately 0.2 watts. Furthermore, because of this low power consumption, the fan noise is extremely low. However, since the fan is located close to the ear, a slight rotational noise can still be heard. If this rotational noise is bothersome, it can be blocked using a soundproofing device. In this case, the original noise level is low enough that a simple soundproofing device can almost completely block it. Furthermore, if the capacity of the tank 20 is set to about 1000 cc,
Once the tank 20 is filled with water, it does not need to be refilled for several tens of days. Figure 6 is a perspective view of the tank 20. The tank 20 has a slit 21. As mentioned above, this slit 21 is designed to easily fit the connector 56 into which the lower part of the water-conducting fabric 51 is inserted. The slit 21 is located slightly higher than the surrounding area to prevent the water inside from spilling. Water is filled into the tank 20 through a water filling hole 22. On the right side of the tank 20, there is a battery 24 for supplying power to the fan 41, a volume 25 for adjusting the fan rotation speed, a power switch 26, and a circuit box 2 containing other necessary circuits.
3 is provided. The cooling pillow of the above embodiment can be modified in various ways. For example, in the above embodiment, a fan is provided to circulate indoor air through the air flow passage. However, since air convection typically occurs indoors, air flows to a certain extent even without a fan. By utilizing this air flow, especially in low-humidity conditions, the water contained in the water-retaining member evaporates to a certain extent even without a fan, cooling the head. Therefore, a fan is not necessary in such conditions. In addition, in this embodiment, the evaporative sheet and air flow passage are provided only on the pillow for cooling. However, the evaporative sheet and air flow passage may be extended to the shoulders and back as needed to simultaneously cool these areas. While the present invention effectively utilizes the phenomenon in which water evaporates, absorbing the heat of vaporization from the surrounding area to lower the ambient temperature, this principle itself can be applied almost as is to devices other than pillows. For example, commercially available pet cushions are available in which a wet towel is wrung out and placed on the area where the pet sits, or in which a highly absorbent polymer or other material is soaked in water,
This is placed in a position where a pet sits. When a pet feels hot, it can sit on it to feel cool. However, after a certain amount of time has passed, the area where the pet sits will warm up due to the pet's body heat, making it difficult for the pet to feel cool. Therefore, as in the above embodiment, an air flow passage is provided in the area where the pet sits, and a water retention member is placed on top of this, which retains water in a moist state at least on the side in contact with the flow passage, and air is blown through the air flow passage by a blowing means such as a fan, thereby promoting evaporation of the water retained in the water retention member and cooling the pet sitting on it. Furthermore, in the same way, it is possible to use it on things other than pillows and pet cushions, for example, in cars, buses,
The cooling pillow of the present invention can be widely applied to objects that are used in close contact with the body, such as train seats, indoor sofas, cushions for people to sit on, and futons, and it goes without saying that these are also included in the technical scope of the present invention. As explained above, the cooling pillow of the present invention cools the head using the heat of vaporization of water, so it maintains a certain cooling capacity for a long time, and does not require the trouble of changing the water, etc.
This provides a cooling pillow that is suitable for use on hot summer nights or when you have a fever due to a cold, without the need to pre-cool it in a refrigerator, etc. [Second embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described. Fig. 7 is a perspective view of the cooling garment of the second embodiment, Fig. 8 is an enlarged view of the cross section of the material that constitutes the cooling garment, Fig. 9 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 10 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 11 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 12 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 13 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 14 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 15 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 16 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 17 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 18 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 19 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 20 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 21 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 22 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 23 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 24 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 25 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 26 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 27 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 28 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 29 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 30 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 31 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 32 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 33 is a cross-sectional view of the cooling garment, Fig. 34 is a cross-sectional view
FIG. 7 is a cross-sectional view of a pocket with a sponge inserted, FIG. 10 is a cross-sectional view of the lower end of the cooling garment, and FIG. 11 is a cross-sectional view of the portion where a fan is attached. As shown in FIG. 7, the cooling garment 110 of this embodiment is a vest-type garment without sleeves, and when worn, the head and both hands are inserted through the opening 111 at the lower end, and the head is put out through the opening 112 at the upper end, and the arms are put out through the openings 113a and 113b on both sides, so that it can be worn so that it fits almost perfectly to the upper body. However, the garment may also be of the type that closes in front with buttons or a zipper. The material constituting the cooling garment 10 is, as shown in FIG. 8, an inner cloth 12 on the side closest to the body surface.
0 and an outer cloth 121 on the outside thereof, and between the inner cloth 120 and the outer cloth 121,
A number of spacers 123 are provided to hold the two at a substantially constant distance and form airflow passages 122 therebetween. The cooling garment 110 is usually worn by first putting on an undergarment 125 on bare skin 124 as shown in FIG. 8, and then putting on the cooling garment 110 on top of the undergarment 125.
10. The cooling garment 110 has airflow channels 122 open to the outside at the hem, neck, and shoulder-to-armpit areas (see FIG. 7). As described below, external air flows into the airflow channels 122 through these channels. The front side of the inner cloth 120, i.e., the side facing the airflow channels 122, is made of a fine fibrous material. When water is supplied to this side, it immediately diffuses the water in all directions due to capillary action. In contrast, the back side of the inner cloth 120 is waterproofed, so that even if water penetrates the front side, it does not penetrate to the inside. The inner cloth 120 may be made of a waterproof backside or may be made of a water-diffusing fabric with a waterproof material, such as vinyl, layered on one side (the inner side). The outer cloth 121 may be made of the high-density cotton fabric described in the first embodiment. High-density cotton fabric is made by weaving cotton threads at a high density of approximately 300 threads per centimeter, so it allows almost no air to pass through even when there is a slight pressure difference on both sides. Therefore, only a small amount of the air flowing through the air flow passage 122 leaks to the outside through the outer fabric 121. However, since the pressure applied to the air flowing through the air flow passage 122 is extremely small, as will be described later, it is also possible to use ordinary cotton fabric instead of high-density cotton fabric. Using such a cotton material for the outer fabric 121 widens the options for colors and patterns, allowing for free design that takes fashion into consideration, and making it possible to provide cooling garments with a variety of designs. The spacer 12 forming the air flow passage 122 between the inner fabric 120 and the outer fabric 121
3 is made of a cylindrical flexible sponge with a bottom diameter of 3 mm and a height of 5 mm. The inner cloth 120 and the spacer 123, and the outer cloth 121 and the spacer 123 are bonded together using adhesive as follows: First, a plate-shaped sponge of an appropriate size and thickness of 5 mm is prepared, and an appropriate amount of adhesive is applied to both sides of this sponge and allowed to harden, forming a strong adhesive film on both sides of the sponge.
The adhesive may be, for example, Aronmelt 110P80HH manufactured by Toa Chemical Industries Co., Ltd.
The sponge thus obtained is punched out using an appropriate mold, and a diameter of 3 mm is obtained.
A large number of cylindrical spacers 13 made of sponge, each 5 mm high, are prepared. The adhesive is firmly applied to the top and bottom surfaces of each spacer 113. Next, a jig 135 as shown in Figure 12 is prepared. This jig 135 has a large number of through holes 136, each about 4 mm thick and about 3.1 mm in diameter, spaced at appropriate intervals, for example, 20 mm.
The jig 135 is placed on a flat table or the like, and the spacers 123 are inserted one by one into each hole of the jig. Then, the inner cloth 120 is placed on top of the jig 135 so that its inside (the side made of fibrous material) is in contact with the spacers 123, and the whole is heated with an iron or the like. This heating temporarily melts the adhesive on the side of each spacer 123 that has been ironed, but after the iron is removed, it solidifies again. This allows each spacer 123 to be attached to the inner cloth 120.
Once the spacers 123 and the inner cloth 120 are firmly bonded, the jig 135 and the inner cloth 120 are turned inside out as they are, the jig 135 is removed, the outer cloth 121 is placed on top of it, and heated with an iron in the same manner as before to bond the outer cloth 121 and each spacer 123 firmly.
As a result, a material is obtained in which a large number of spacers 123 are arranged in a staggered pattern at intervals of 20 mm, and air flow passages 122 are formed between the inner fabric 120 and the outer fabric 121. By using the jig 135 in this way, a large number of spacers 123 are arranged in a staggered pattern at intervals of 20 mm, and an air flow passage 122 is formed between the inner fabric 120 and the outer fabric 121.
3 can be easily bonded to the inner cloth 120 and the outer cloth 121 at once. As described above, by arranging the spacers 123 in a staggered pattern at intervals of 20 mm,
It has sufficient strength even when ordinary external force is applied. For example, even if a person wears a cooling garment made of this material and sits on a chair, leaning against the backrest, the air flow passages will not be crushed. However, the spacing and arrangement pattern of the spacers 123 and the dimensions of the spacers 123 are merely examples, and the cooling garment 1
The thickness can be changed arbitrarily depending on the purpose of the ten and which part of the body it is used on.
The cooling garment 110 has a pocket 114 on the chest.
The inside of the pocket 114 is made of a water-impermeable material, or is lined with a water-impermeable material such as vinyl, or is waterproofed. As shown in FIG. 9, a sponge 130 can be inserted into the pocket 114. The sponge 130 can be made of, for example, PVA (polyvinyl alcohol), which can absorb large amounts of water. The lower end of the pocket 114 is provided with a water-guiding piece 131, as shown in FIG. 9. This piece guides water contained in the sponge 130 to the front side of the inner cloth 120, i.e., the side facing the air flow passage 122. Therefore, the water contained in the sponge 130 is supplied to the inner cloth 120 through the water-guiding piece 131. When water is supplied to the inner cloth 120, it immediately diffuses to the surrounding area due to capillary action of the fine fibrous material on the front side, as described above. Furthermore, tap water contains impurities such as chlorine, and it is thought that if the cooling garment 110 is used with tap water for a long period of time, the impurities, such as chlorine, will precipitate, making it difficult for the inner cloth 120 to penetrate water. To prevent this, impurity removal means made of ion exchange resin or the like may be provided at the lower end of the pocket 114 or at an appropriate location on the water guide piece 131, which serves as a water passageway, to prevent impurities from spreading into the inner cloth 120. In this case, it is desirable that this impurity removal means be replaceable.
The pocket 114 is provided in the chest area of the cooling garment 110 and is positioned relatively high when worn by a person. Therefore, water can be easily transferred from the sponge 130 in the pocket 114 to the inner cloth 1.
When the water is guided to the inner cloth 120, it spreads quickly throughout due to the influence of gravity as well as capillary action. When the water has spread throughout almost the entire inner cloth 120, the permeability due to capillary action is saturated and suppressed, but the influence of gravity continues, so the density of the water increases closer to the bottom end of the cooling garment 110, and water may drip from the bottom end.
As shown in Figure 10, a strip-shaped PVA sponge 132 is attached to the entire periphery of the lower end of the inner cloth 120. By having this PVA sponge 132 absorb excess water that has seeped in from above, it is possible to prevent the water from dripping. As shown in Figures 7 and 11, a fan 140 serving as air blowing means is attached to the back of the cooling garment 110. A battery 141 that serves as the power source for the fan 140 is attached to the back of the cooling garment 110.
As shown in Fig. 11, the fan 140 is attached to the lower part of the cooling garment 110. However, as mentioned above, if the garment is of the type that closes in front with buttons or a zipper, it is desirable to provide two fans symmetrically on the upper back or shoulders. As shown in Fig. 11, the fan 140 rotates in a direction that draws air out of the air flow passage 122 of the cooling garment 110. When the fan 140 is rotated in this direction,
The pressure inside the air flow passage 122 drops, and air flows into the air flow passage 122 from the openings provided in the hem, neck area, and areas from the shoulders to the armpits. This air circulates throughout the cooling garment 110 and reaches the fan 140, where it is sucked into the fan 140 and discharged to the outside. In the process of circulating, the air flowing through the air flow passage 122 comes into close contact with the water that has permeated the inner cloth 120, promoting the evaporation of the moisture. When water evaporates, it takes heat of evaporation from the surroundings, lowering the surrounding temperature. As mentioned above, the amount of heat taken away when water evaporates is
The calorie content is about 580 cal per cc. Therefore, even if only a small amount of water evaporates, a significant cooling effect can be achieved. In addition, air flows in through many openings and flows uniformly throughout the entire air flow passage 122, so that the moisture evaporates almost uniformly throughout the cooling garment 110. Therefore, the temperature of the inner cloth 120 rises rapidly after the fan 140 starts operating.
The temperature drops uniformly. If the fan 140 were to rotate in the direction that blows air into the air flow passage 122, a strong wind would hit the inner fabric 120 near the fan 140, causing a large amount of moisture to evaporate in this area, increasing the humidity in the air. Even if this air circulates through the air flow passage 122, the water cannot be sufficiently evaporated at its destination, resulting in uneven amounts of water evaporating and uneven cooling. Meanwhile, the temperature gradient around the surroundings has a significant impact on how warm-blooded humans perceive temperature. For example, even if there is a heat source (cold source) that is significantly lower in temperature than body temperature (approximately 37°C), if it is far from the body, the temperature gradient near the body surface is small, and therefore the person does not feel very cool. On the other hand, even if the temperature difference with body temperature is not that great, if the cold source is close to the body surface, the temperature gradient near the body surface is large, resulting in a feeling of coolness. Experiments have shown that people performing light work feel most comfortable when the temperature gradient is approximately 31°C at a point a few millimeters from the body surface. Therefore, if the cooling garment 110 of this embodiment is worn in an environment where the ambient temperature is 35°C and the humidity is 70%, and an appropriate amount of air is blown in, the temperature of the inner cloth 120 can be lowered by approximately 5 to 6°C. Since the inner cloth 120 is located a few mm from the body surface, if the temperature of this part drops by 5 to 6°C, the temperature gradient near the body surface becomes very large, and the wearer feels very cool. Therefore, when indoors,
An air conditioner is not required.
The cooling garment 110 has the advantage of being able to be worn outdoors. Therefore, wearing the cooling garment 110 allows you to stay comfortable even when doing outdoor activities in hot weather. Also, by changing the rotation speed of the fan 140 or by turning the fan on and off at regular time intervals to change this time interval, the cooling effect of the cooling garment 110 changes. Therefore, in order to feel the most comfortable according to the ambient temperature and the type of activity,
The rotation speed of the fan 140 and the time interval between turning it on and off can be adjusted. Furthermore, when the ambient temperature is not so high, the cooling garment 110 of this embodiment can achieve a cooling effect by simply blowing air with the fan 140 without supplying water to the inner cloth 120. This is because, as mentioned above, the temperature gradient near the body surface has a significant impact on how a person feels the temperature. When a person is in a room with little air convection,
The temperature of the surrounding area gradually decreases from approximately 37°C on the body surface as it moves away from the body, so the temperature gradient is not that large.
When the fan 140 is operated at a sufficient rotation speed without supplying water to the inner cloth 120, the cooling effect of water evaporation does not occur, but the temperature in the immediate vicinity of the body surface becomes approximately the same as room temperature. As a result, the temperature gradient in the vicinity of the body surface becomes quite large, and the wearer feels considerably cooler just by having the fan 140 blow air.
If the cooling garment of this embodiment becomes widely used, it will reduce electricity consumption throughout society, especially during the summer when electricity demand is high, and will also help reduce carbon dioxide emissions from the combustion of fossil fuels. Furthermore, because the cooling garment's structure is extremely simple, its manufacturing costs are extremely low. Therefore, it can be widely used in developing countries, particularly those found in tropical and subtropical regions. Even if these countries' economies develop to the same level as developed countries, the demand for air conditioners is not expected to increase significantly. This will contribute to curbing the increase in carbon dioxide emissions on a global scale. However, uniform cooling of the upper body may result in overcooling of certain parts of the body. In such cases, for example, the side of the inner lining 120 in contact with the airflow passage in the abdominal area may be made of a water-impermeable material, or the inner lining 120 may be cut away only in the abdominal area. Furthermore, holes may be drilled in various places in the inner lining 120 to allow sweat to escape during outdoor work or exercise. By drilling holes in the inner fabric 120, the area directly above the underwear becomes an airflow channel 122, which allows the area to come into contact with the circulating air. Therefore, drilling holes in the inner fabric 120 is expected to have the effect of quickly drying sweaty underwear. As mentioned above, the heat of vaporization of 1 cc of water is approximately 580 cal. Therefore, evaporating 17.2 cc of water per hour would provide the aforementioned cooling of 10 kcal per hour. According to calculations, the amount of air required to evaporate this amount of water is approximately 1 liter per second, depending on the temperature and humidity. Many fans capable of circulating this amount of air are commercially available, including fairly small ones. Furthermore, if the length of the spacer 23 is 5 mm, the pressure difference between the inside and outside of the airflow channel 122 is not significant, even for a fan sized for an average-sized person. Therefore, the power consumption of the fan 140 is expected to be limited to approximately 1 watt. Some secondary batteries used in home video cameras and the like can last for approximately 10 hours with a power supply of several watts. Using such a secondary battery as the battery 141 for the fan 140 allows the battery to last for more than 10 hours, while keeping the combined weight of the fan 140 and battery 141 to less than several hundred grams. Therefore, once charged, there is no need to recharge it while out and about under normal use, and it does not interfere with outdoor activities. Next, a modified version of the second embodiment will be described. FIG. 13 shows a cooling garment 150 that is a modification of the second embodiment. Note, however, that identical components to those in the cooling garment of the second embodiment are designated by the same reference numerals and will not be described again. In the second embodiment, the outer surface of the inner cloth 120 is made of a thin fibrous material, and capillary action is utilized to diffuse water throughout the garment. However, it is possible that capillary action alone will not ensure that water is evenly distributed throughout the inner cloth. Therefore, in the cooling garment 150, as shown in Figure 13, water supply pipes 152 are arranged throughout the garment as indicated by dotted lines, and water is supplied to the inner cloth 120 through these water supply pipes 152 from a pump 151 attached to the back of the waist. The water supply pipes 152 are arranged along the fibrous material on the outside of the inner cloth 120, and are made very thin so as not to block the air flow passage 122 between the inner cloth 120 and the outer cloth 121. The water supply pipes 152 are closed except for the section connected to the pump 151, and many tiny holes are provided along the path at intervals of, for example, about 10 cm. Pump 151
The pump 151 supplies water from the tank 153 to the water supply pipe 152 in pulses at regular time intervals, and when the water pressure in the water supply pipe 152 increases instantaneously as water is supplied from the pump 151, water seeps out evenly from each hole little by little and is supplied to the inner cloth 120.
The supplied water diffuses radially from the holes due to the capillary action of the inner cloth 120. This ensures that the water is distributed throughout the entire cooling garment 150. The amount of water supplied is set to about 1 cc per water supply, and the number of water supplies is set to 17 times per hour.
Assuming a temperature of about 100°C, if the evaporation rate per hour is set to about 17 cc, the cooling effect will be about the same as that of the cooling garment of the second embodiment. As explained above, the cooling garments of the second embodiment and its modified examples utilize the fact that the water supplied to the inner cloth takes the heat of evaporation from the surroundings when it evaporates, so they have an extremely simple structure and can be manufactured at low cost, and they can provide sufficient cooling with much less power consumption than air conditioners. Furthermore, unlike air conditioners, they can be used both indoors and outdoors, so
This is extremely useful when engaging in outdoor activities during hot seasons such as midsummer. Next, a cooling helmet according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Fig. 14 is a cross-sectional view of the cooling helmet according to the third embodiment. In the figure, an outer shell 210 is for protecting the head and is obtained by molding a material with sufficient strength. A duct 211 for introducing air is formed on the outer shell 210. The duct 211 is formed from the top of the helmet toward the front and downward. A fan 212 is provided near the tip of the duct 211,
By rotating this fan 212, air is sucked in from the tip of the duct 211. This fan 212 corresponds to the air blowing means of the present invention. A hole 213 connected to the duct 211 is provided at the top of the outer shell 210.
Air drawn in by fan 212 and passed through duct 211 is introduced into the interior of outer shell 210 via holes 213. Heat insulating material 219 is attached to almost the entire inside of outer shell 210. This is to maintain a lower temperature inside the helmet compared to the outside as much as possible and to further increase cooling efficiency based on a principle that will be described later. A water-guiding sheet 220 is provided inside heat insulating material 219 so as to cover the entire head of the person wearing the helmet.
However, a spacer 222 is provided between the water guide sheet 220 and the heat insulating material 219.
A space is formed to serve as an air flow passage 221. An opening 223 is provided around almost the entire periphery near the lower end of the water guide sheet 220. This is because the fan 21
2 and introduced into the inside of the outer shell 210 through the duct 211 and the hole 213.
However, instead of providing an opening in the water guide sheet 220, an opening may be provided around the lower end of the outer shell 210 so that the air can be discharged to the outside. The water guide sheet 220 is sufficiently moist on the side of the air flow passage 221 (outside), but
The head side (inside) is completely dry. Therefore, the head will not get wet when wearing the helmet. The water-conducting sheet 220 may be made of different materials for the outside and inside, for example, a combination of water-permeable gauze and a water-impermeable polyethylene cover, with the gauze material on the outside and the polyethylene cover on the inside. A support belt 224 made of woven strips of mesh material is provided on the inside of the water-conducting sheet 220. When wearing this helmet, the support belt 224 is
24 comes into contact with the wearer's head, and the weight of the helmet is applied to the wearer's head through this support band 224. A ring-shaped sponge 225 made of PVA (polyvinyl alcohol) or the like is provided along the periphery of the outer shell 210 at the lower end of the helmet. The sponge 225 is held in place by fitting exactly into an annular groove created when the lower end of the water-guiding sheet 220 is folded outward. The folded tip of the water-guiding sheet 220 is fixed to the lower end of the outer shell 210. The sponge 225 can hold about 100 cc of water.
When the sponge 225 is held by the water guide sheet 220 as described above, the outer surface of the water guide sheet 220 comes into close contact with the sponge 225.
The water held in the sponge 225 is absorbed by the capillary action of the fibers forming the water guide sheet 220 and spreads throughout the water guide sheet 220.
The entire outer surface of the cooling helmet 20 is always kept wet. Water can be supplied to the sponge 225 through the opening 223 of the water guide sheet 220, or the sponge 225 can be removed from the helmet, soaked in water, and then attached back to its original position. Next, the cooling principle of the cooling helmet of this embodiment will be described.
When the helmet is put on with the water drawn up from 25 having spread over almost the entire surface of the water guide sheet 220 and the fan 212 is turned on, outside air passes through the duct 211 and is introduced into the inside of the helmet from the holes 213. This air passes through the air flow passage 221 formed between the heat insulating material 219 and the water guide sheet 220, flows to the underside of the helmet, and is discharged from the openings 223. During this flow process, the air comes into close contact with the outside of the water guide sheet 220, which promotes evaporation of the moisture contained in the water guide sheet 220. The evaporated moisture is released from the openings 223 together with the circulating air.
The liquid is then transported to the outside through 23. When the liquid evaporates and turns into gas molecules, it absorbs the heat of vaporization from the surroundings.
This causes a drop in the temperature of the moisture held in the water-guiding sheet 220. This lower temperature cools the head, which is located very close to the water-guiding sheet 220. Therefore, the head of the person wearing the helmet is cooled via the water-guiding sheet 220.
The cooling effect of evaporative cooling is so strong that even when working in the heat of midsummer, wearing the cooling helmet of this embodiment can provide a significant cooling sensation. This effectively prevents physical exhaustion, loss of attention, and decline in work efficiency. As with the previous embodiments, this cooling principle utilizing the evaporative cooling of water can be considered an application and development of the cooling function of sweating found in higher animals, i.e., sweating in hot weather and cooling the body by the evaporative cooling that is absorbed as the water evaporates. Furthermore, this embodiment's system allows for the amount of water evaporation (equivalent to the amount of sweat produced by animals) to be freely controlled by varying the volume of airflow. The volume of air can be adjusted by turning a volume control (not shown) connected between the fan and the power source. The battery (not shown) that powers the fan can be attached to the helmet itself, or it can be housed in a suitable case, for example, around the waist, and connected to the helmet via a wire. Furthermore, the heat of vaporization taken away when people or animals sweat lowers not only the temperature of the skin but also the temperature of the vaporized water, but this cooled water does little to cool the body and is simply dissipated into the air. In contrast, in the method of this embodiment, the air cooled at the same time as evaporation flows very close to the head, resulting in a very large temperature gradient near the head. When the temperature gradient becomes large, heat dissipation from the head is promoted, which makes the person feel even cooler. Furthermore, since this cooled air is discharged into the inside of the helmet through the opening 223,
The cooling air blowing against the head and face also provides a refreshing feeling. As mentioned above, approximately 580 calories of heat are removed when 1 cc of water evaporates. Therefore, even a small amount of water evaporates per unit time to achieve a sufficient cooling effect. Furthermore, because only a small amount of water needs to be evaporated per unit time, a very small fan is required, reducing power consumption and significantly extending battery life. Next, a modified version of the third embodiment of the present invention will be described. This cooling helmet is characterized by its ability to be manufactured based on commercially available work helmets. Therefore, the following will mainly describe its manufacturing method. Figure 15 is a cross-sectional view of the most common commercially available work helmet. As shown in this figure, work helmet 230 consists of an outer shell 231 and a head support strap 232 attached to its inner side. The head support strap 232 is made of a strip of knitted fabric shaped to cover the head when the helmet is worn, and is fixed to the outer shell 231 by a metal fitting 234 at the inside of the lower end of the outer shell 231. A spacer 235 is provided near the metal fitting 234 of the head support band 232, and maintains a certain distance between the head support band 232 and the inside of the outer shell 231. This is because when the helmet 230 is worn,
Furthermore, even if something hits the helmet from the outside while wearing it, the head will not be hit by the outer shell 231.
This is to prevent the head from hitting the inside of the head support band 232. A space 233 between the head support band 232 and the inside of the outer shell 231 becomes an air passage when a water guide sheet, which will be described later, is attached. When wearing the helmet 230, the string extending from the head support band 232 is tied under the chin with a buckle or the like to secure the helmet 230 to the head. Since the metal fittings 234 shown in Figure 15 are detachable, the head support band 232 can be attached to the outer shell 2
31. In reality, the top of the outer shell 231 has a
15. The head support belt 232 is provided with holes similar to those shown in FIG. 4, and further provided with a duct and a fan, but these are omitted in FIG. 15. The head support belt 232 removed from the outer shell 231 is covered with the water guide sheet 236 shown in FIG. 16. The shape and dimensions of the water guide sheet 236 are the same as those of the head support belt 2
The water guide sheet 236 is made slightly larger than the head support band 232, taking into consideration that it will be placed over the outside of the metal fittings 234.
In this state, the head support band 232 is again placed inside the outer shell 231, and the head support band 232 covered with the water guide sheet 236 is
The water guide sheet 236 is fixed to the outer shell by a metal fitting 234. At the lower end of the water guide sheet 236, a PV panel that can contain water is provided as a water supply means.
A sponge 237 made of a material such as a carbon fiber sheet 236 is provided. In the embodiment shown in FIG. 14, a circular sponge is provided around almost the entire periphery of the lower end, but here sponges several centimeters in length are placed at regular intervals. In the cooling helmet of the third embodiment shown in FIG. 14, the fan draws in outside air from the tip of the duct and sends it into the helmet from the top of the outer shell. In contrast, here, the configuration is reversed, drawing air up from inside the helmet and discharging it to the outside from the top of the helmet. When the fan rotates, outside air is drawn in through the gaps between the sponges 237. Then, the water-guiding sheet 236
and the outer shell 231, and finally flows upward through the air flow passage 233 between the outer shell 231 and the outer shell 231.
The air is discharged to the outside through the hole at the top of the helmet. The principle of promoting the evaporation of water contained in the water guide sheet as the air flows through the air flow passage 233 and cooling the head is the same as in the third embodiment, so a detailed description will be omitted. As described above, flowing air from the bottom to the top of the helmet has the following advantages. The water guide sheet 236 draws water contained in the sponge 237 from the bottom to the top by capillary action. However, because water rises against gravity, the amount of water contained in the water guide sheet 236 is greater at the bottom end where the sponge 237 is located and less at the top near the top. Meanwhile, the humidity of the air entering the air flow passage gradually increases due to the evaporation of water as it flows through the air flow passage, and conversely, the ability to evaporate water gradually decreases. Therefore, when air flows from the bottom to the top, more water evaporates at the bottom end where there is more moisture and less water evaporates toward the top where there is less moisture. In other words, by flowing air from the bottom to the top of the helmet, the amount of water evaporated can be rationally changed in accordance with the amount of water contained in the water guide sheet 236. Next, another modification of the third embodiment will be described. By wearing the cooling helmet of the above embodiment or the first modification, it is possible to ensure that the head stays cool during work, but even so, the head will sweat when performing heavy labor outdoors in the heat of midsummer. Therefore, in order to effectively evaporate this sweat, small air holes are provided at the top of the water-guiding sheet of the above embodiment or the first modification. In this way, in the case of the third embodiment, air drawn in from outside by the fan is not only supplied to the air flow passage, but is also blown directly onto the wearer's head through the air holes, causing the air to flow downward between the head and the water-guiding sheet. Furthermore, in the case of the cooling helmet of the first modification, when the fan draws in air, not only does the air flow upward through the air flow passage, but the air also flows upward between the wearer's head and the water-guiding sheet. This air flow effectively evaporates sweat on the wearer's head,
During this process, heat of evaporation is lost. Therefore, the wearer feels even cooler due to the evaporation of sweat from the head in addition to the evaporation of water contained in the water-conducting sheet. Furthermore, the evaporation of sweat eliminates the discomfort of the head caused by damp sweat. This effectively prevents a decrease in attention during work and improves work efficiency. In this case, the amount of air flowing between the head and the water-conducting sheet varies depending on the size of the air holes, so it is desirable to experimentally determine the optimal size of the air holes for each application. Note that various modifications to the third embodiment are possible, and these modifications are also within the technical scope of the present invention. For example, in the above-mentioned embodiment, a duct is provided along the outer shell and a fan is provided near its tip to draw in outside air. However, a fan may be provided near the top of the outer shell, for example, and the duct may be omitted. Furthermore, in the above-mentioned embodiments, the sponge serving as the water supply means is provided around the lower periphery of the outer shell. However, it may be located, for example, near the top of the outer shell. Alternatively, the water supply means may be a plastic or other container attached to the bottom end of the helmet or the outside of the outer shell, filled with water, and the water-guiding sheet may be immersed therein. Furthermore, while the above embodiment has primarily described a work helmet, it goes without saying that the present invention can also be applied to various helmets, including motorcycle helmets. Furthermore, rather than a work or motorcycle helmet, the present invention can be applied to a regular hat if it is equipped with a portion having a certain degree of strength equivalent to the helmet's outer shell and additionally equipped with a water supply means and air supply means. This hat can be used to cool the head during outdoor activities in hot weather. In the case of a motorcycle helmet, the fan serving as the air supply means can be omitted. That is, an air intake is provided in the motorcycle helmet, and air is drawn in through the air intake using the wind pressure experienced by the helmet while riding the motorcycle. This air is then directed into the air flow passage where the water-guiding sheet is located, evaporating the water contained in the water-guiding sheet. In this case, the air intake serves as the air supply means. This configuration eliminates the need for a fan or a power source to drive the fan, simplifying the structure and reducing manufacturing costs. As explained above, when using the cooling helmet according to the present invention, the head is cooled efficiently by utilizing the heat of vaporization of water, so that even when working outdoors in the hot summer or when driving a motorcycle, the head is cooled and feels cool, reducing physical fatigue and fatigue.
This can effectively prevent a decline in attention, a decline in work efficiency, etc. INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, the present invention circulates ambient air near the surface of the body, and brings this air into close contact with water dispersed over a wide area to vaporize the water, and utilizes the absorption of heat of vaporization that occurs during this process to lower the temperature near the body surface and forcibly increase the temperature gradient, thereby cooling the body.The present invention can be applied to pillows that ensure a comfortable sleep on hot and uncomfortable nights, clothing that allows people to stay comfortable even in high-temperature environments, helmets, hats, etc.
図1は、第一実施形態の冷却枕を上から見た平面図、
図2は、図1の冷却枕を後ろ側から見た図、
図3は、冷却枕の中央部の断面図、
図4は、気化シートの全体図、気化シートの断面図、及び気化シートを構成す
る導水布を示す図、
図5は、空気流通路を上から見た平面図及び空気流通の断面図、
図6は、タンクの斜視図、
図7は、第二実施形態の冷却衣服の斜視図、
図8は、冷却衣服を構成する素材の断面を拡大して示した図、
図9は、スポンジを挿入したポケットの断面図、
図10は、冷却衣服の下端部の断面図、
図11は、ファンを装着した部分の断面図、
図12は、スペーサを内布と外布の間に均一に配置するための治具の斜視図、
図13は、第二実施形態の冷却衣服の変形例を示した斜視図、
図14は、第三実施形態の冷却ヘルメットの断面図、
図15は、一般的な作業用ヘルメットの断面図、
図16は、図15に示した作業用ヘルメットに装着する導水シートの側面図、
である。
FIG. 1 is a plan view of a cooling pillow of a first embodiment as seen from above, FIG. 2 is a view of the cooling pillow of FIG. 1 as seen from the rear, FIG. 3 is a cross-sectional view of the center of the cooling pillow, FIG. 4 is an overall view of an evaporative sheet, a cross-sectional view of the evaporative sheet, and a view showing a water-guiding fabric that constitutes the evaporative sheet, FIG. 5 is a plan view of an air flow passage as seen from above and a cross-sectional view of the air flow, FIG. 6 is a perspective view of a tank, FIG. 7 is a perspective view of a cooling garment of a second embodiment, FIG. 8 is an enlarged view of a cross-section of a material that constitutes the cooling garment, FIG. 9 is a cross-sectional view of a pocket with a sponge inserted, FIG. 10 is a cross-sectional view of the lower end of the cooling garment, FIG. 11 is a cross-sectional view of a portion where a fan is attached, FIG. 12 is a perspective view of a jig for uniformly arranging spacers between an inner cloth and an outer cloth,
FIG. 13 is a perspective view showing a modified example of the cooling garment of the second embodiment; FIG. 14 is a cross-sectional view of a cooling helmet of a third embodiment; FIG. 15 is a cross-sectional view of a general work helmet; FIG. 16 is a side view of a water-guiding sheet attached to the work helmet shown in FIG. 15;
is.
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書[Procedure Amendment] Submission of Translation of Amendment under Article 34 of the Patent Cooperation Treaty
【提出日】平成12年4月21日(2000.4.21)[Submission date] April 21, 2000 (2000.4.21)
【手続補正1】[Procedural Correction 1]
【補正対象書類名】明細書[Name of document to be corrected] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Item to be amended] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction details]
【特許請求の範囲】[Claims]
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),AU,BR,C A,CN,CU,CZ,GH,ID,IL,IN,JP ,KE,KR,LK,MG,MX,NZ,PL,RO, RU,SG,TR,UA,UG,US,VN,ZW (注)この公表は、国際事務局(WIPO)により国際公開された公報を基に作 成したものである。 なおこの公表に係る日本語特許出願(日本語実用新案登録出願)の国際公開の 効果は、特許法第184条の10第1項(実用新案法第48条の13第2項)に より生ずるものであり、本掲載とは関係ありません。───────────────────────────────────────────────────── Continued from the front page (81) Designated States: EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE), AU, BR, CA, CN, CU, CZ, GH, ID, IL, IN, JP, KE, KR, LK, MG, MX, NZ, PL, RO, RU, SG, TR, UA, UG, US, VN, ZW (Note) This publication is based on the international publication of the International Bureau (WIPO). Please note that the effect of the international publication of the Japanese-language patent application (Japanese-language utility model registration application) related to this publication arises pursuant to Article 184-10, Paragraph 1 of the Patent Act (Article 48-13, Paragraph 2 of the Utility Model Act), and is unrelated to this publication.
Claims (18)
態で水を保持する水保持部材と、 を有し、前記水保持部材に保持された水が前記空気流通路を流通する空気中へ
気化する際に吸収される気化熱によって、前記水保持部材の上に直接、又は熱を
伝達する部材を介して置かれた頭部を冷却することを特徴とする冷却枕。[Claim 1] A cooling pillow comprising: an air flow passage for air to pass through; and a water retention member provided above the air flow passage, which retains water in a moist state on at least the side in contact with the flow passage; wherein the cooling pillow cools the head placed on the water retention member directly or via a heat transfer member by the heat of vaporization absorbed when the water retained in the water retention member evaporates into the air flowing through the air flow passage.
する水供給部と、 を有することを特徴とする請求項1記載の冷却枕。[Claim 2] A cooling pillow as described in claim 1, characterized in that it comprises an air blowing means that forcibly sends air into the air flow passage, and a water supply unit that continuously supplies water to the water retention member by the water absorption action of the water retention member.
けられていることを特徴とする請求項1又は2記載の冷却枕。3. The cooling pillow according to claim 1, wherein the water retention member is detachably attached above the air flow passage.
徴とする請求項2又は3記載の冷却枕。4. A cooling pillow according to claim 2, further comprising a control means for controlling the blowing capacity of said blowing means.
態で水を保持する水保持部材と、 を有し、前記水保持部材に保持された水が前記空気流通路を流通する空気中へ
気化する際に吸収される気化熱によって、前記水保持部材の上に直接又は熱を伝
達する部材を介して居る人又は動物を冷却することを特徴とする冷却装置。[Claim 5] A cooling device comprising: an air flow passage for air passage; and a water retention member provided above the air flow passage, which retains water in a moist state on at least the side in contact with the flow passage, characterized in that the cooling device cools a person or animal standing on the water retention member directly or via a heat transfer member by the heat of vaporization absorbed when the water retained in the water retention member evaporates into the air flowing through the air flow passage.
両者の間に空気流通路を形成する衣服構成素材と、 前記衣服構成素材の前記内布に水を供給する給水手段と、 前記空気流通路に空気を流通させるとともに流通後の空気を排出させる送風手
段とを有し、 前記空気流通路に空気を流通させることによって前記内布に供給された水を気
化させ、その際に気化熱が奪われることを利用して着用者を冷却することを特徴
とする冷却衣服。6. The inner cloth on the side that comes into contact with the body and the outer cloth on the outside of the inner cloth,
A cooling garment comprising: a garment-constituting material that forms an air flow passage therebetween; a water supply means that supplies water to the inner cloth of the garment-constituting material; and an air blowing means that circulates air through the air flow passage and discharges the air after circulation, wherein the water supplied to the inner cloth is vaporized by circulating air through the air flow passage, and the heat of vaporization is taken away in the process, thereby cooling the wearer.
り、その毛管現象によって前記給水手段から供給された水を全体に浸透させるこ
とを特徴とする請求項7記載の冷却衣服。7. A cooling garment as claimed in claim 6, characterized in that the inner cloth is made of a fibrous material on the side in contact with the air flow passage, and water supplied from the water supply means is allowed to permeate the entire garment by capillary action.
ら前記空気流通路内へ流入した空気を吸引する方向に運転することを特徴とする
請求項6又は7記載の冷却衣服。8. A cooling garment according to claim 6, wherein said air blowing means is operated in a direction to suck in air that has flowed into said air flow passage from an opening provided at the end of said air flow passage.
から前記内布に水を導く導水手段からなることを特徴とする請求項6,7又は8
記載の冷却衣服。9. The water supply means according to claim 6, 7 or 8, wherein the water supply means comprises a water retaining means for retaining water and a water conducting means for conducting water from the water retaining means to the inner cloth.
Cooling garment as described.
項9記載の冷却衣服。10. The cooling garment according to claim 9, wherein said water retaining means comprises a sponge.
配設された給水管と、前記タンク内の水を前記給水管に送出するポンプからなり
、前記タンク内の水を前記ポンプによって給水管に送出し、前記給水管に設けら
れた孔から前記内布に水を給水することを特徴とする請求項6,7又は8記載の
冷却衣服。[Claim 11] A cooling garment as described in claim 6, 7 or 8, characterized in that the water supply means comprises a tank for holding water, a water supply pipe arranged along the inner cloth, and a pump for sending water in the tank to the water supply pipe, and the water in the tank is sent to the water supply pipe by the pump, and water is supplied to the inner cloth through holes provided in the water supply pipe.
、少なくとも前記空気流通路に接する側の面に水を浸透させる導水部材と、 前記導水部材に水分を供給する給水手段と、 前記空気流通路に外部の空気を流す送風手段とを具備し、 空気が前記空気流通路を流れるときに、前記導水部材に含まれている水分を気
化させることにより、着用者の頭部を冷却することを特徴とする冷却ヘルメット
。[Claim 12] A cooling helmet comprising: an outer shell for protecting the head of a wearer; a water-guiding member disposed inside said outer shell to form an air flow passage between said outer shell and said water-guiding member, and allowing water to penetrate at least the surface of said water-guiding member that contacts said air flow passage; water supply means for supplying moisture to said water-guiding member; and air blowing means for blowing external air through said air flow passage, wherein the cooling helmet cools the head of the wearer by evaporating the moisture contained in said water-guiding member as the air flows through said air flow passage.
部材は前記給水手段から吸い上げた水を毛管現象によって前記空気流通路に接す
る側に浸透させることを特徴とする請求項12記載の冷却ヘルメット。[Claim 13] A cooling helmet as described in Claim 12, characterized in that the water supply means is provided around the lower end of the outer shell, and the water guide member allows water drawn up from the water supply means to permeate the side adjacent to the air flow passage by capillary action.
の下端部から上に向かう方向に空気を流すことを特徴とする請求項12又は13
記載の冷却ヘルメット。14. The air blowing means according to claim 12 or 13, wherein, when the helmet is worn, the air blowing means blows air in an upward direction from the lower end of the helmet.
Cooling helmet as described.
する請求項12,13又は14記載の冷却ヘルメット。15. A cooling helmet according to claim 12, 13 or 14, wherein said water supply means is made of a sponge-like water-retaining material.
る制御手段を有することを特徴とする請求項12,13,14又は15記載の冷
却ヘルメット。16. A cooling helmet according to claim 12, 13, 14 or 15, wherein said air blowing means is a fan, and said cooling helmet has control means for controlling the number of revolutions of said fan.
を取り入れる空気取り入れ口であることを特徴とする請求項12,13,14又
は15記載の冷却ヘルメット。17. A cooling helmet according to claim 12, 13, 14 or 15, wherein the air blowing means is an air intake that takes in outside air by utilizing wind pressure received while riding.
一部を、前記空気穴を通して前記導水部材と頭部の間に流すことを特徴とする請
求項12,13,14,15,16又は17記載の冷却ヘルメット。18. A cooling helmet according to claim 12, 13, 14, 15, 16 or 17, characterized in that the water guide member has an air hole, and a portion of the air flowing through the air flow passage is caused to flow between the water guide member and the head through the air hole.
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|---|---|---|---|---|
| EP1142515A4 (en) * | 1999-08-26 | 2002-05-02 | Seft Dev Lab Co Ltd | Cooled bedding, cooled cushion, cooled mat, cooled chair, cooled clothes and cooled shoes |
| WO2002067707A1 (en) * | 2001-02-23 | 2002-09-06 | Seft Development Laboratory Co.,Ltd. | Cooling cloths |
| US20030011222A1 (en) | 2001-04-27 | 2003-01-16 | Hiroshi Ichigaya | Cooling chair |
| CN1627904A (en) * | 2002-06-07 | 2005-06-15 | 株式会社斯福特开发研究所 | Cooled clothes |
| JPWO2004006699A1 (en) * | 2002-07-10 | 2005-11-10 | 株式会社セフト研究所 | Cooling clothing |
| KR100519343B1 (en) * | 2003-07-02 | 2005-10-07 | 엘지전자 주식회사 | wearable cooler |
| JP4329118B2 (en) * | 2003-08-01 | 2009-09-09 | 株式会社セフト研究所 | Cooling clothing |
| WO2005089297A2 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Mario Michel Rathle | Self-ventilating and self-cooling variable geometry pillow |
| US20060026743A1 (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-09 | Brian Farnworth | Gas distribution garment |
| US7716940B2 (en) | 2004-08-06 | 2010-05-18 | Gore Enterprise Holdings, Inc. | Gas distribution garment having a spacer element |
| USD529617S1 (en) | 2004-08-26 | 2006-10-03 | Fontanez Acevedo Pedro Javier | Cold helmet |
| US7114194B2 (en) * | 2004-09-14 | 2006-10-03 | Thomas A. English | Safety helmet having a ventilation assembly |
| US7296304B2 (en) * | 2004-11-15 | 2007-11-20 | R & G Machine Tool | Crash helmet with thermoelectric cooling |
| US20060137099A1 (en) * | 2004-12-28 | 2006-06-29 | Steve Feher | Convective cushion with positive coefficient of resistance heating mode |
| US7272936B2 (en) * | 2004-12-28 | 2007-09-25 | Steve Feher | Variable temperature cushion and heat pump |
| US7937775B2 (en) | 2005-08-09 | 2011-05-10 | Microtek Medical, Inc. | Surgical protective head gear assembly including high volume air delivery system |
| US20070175228A1 (en) * | 2006-01-27 | 2007-08-02 | Scs Frigette | System, method, and apparatus for integrated cooling of a vehicle cabin and a personal climate system worn by an occupant thereof |
| US9492313B2 (en) * | 2006-04-20 | 2016-11-15 | University Of Pittsburgh - Of The Commonwealth System Of Higher Education | Method and apparatus of noninvasive, regional brain thermal stimuli for the treatment of neurological disorders |
| US9211212B2 (en) | 2006-04-20 | 2015-12-15 | Cerêve, Inc. | Apparatus and method for modulating sleep |
| US12290640B2 (en) | 2006-04-20 | 2025-05-06 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Noninvasive, regional brain thermal stimulation for inducing relaxation |
| US11684510B2 (en) | 2006-04-20 | 2023-06-27 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Noninvasive, regional brain thermal stimuli for the treatment of neurological disorders |
| US8425583B2 (en) | 2006-04-20 | 2013-04-23 | University of Pittsburgh—of the Commonwealth System of Higher Education | Methods, devices and systems for treating insomnia by inducing frontal cerebral hypothermia |
| CA2617731A1 (en) | 2007-01-12 | 2008-07-12 | Superior Quilting Limited | Thermal controlled pillow |
| CN101715535B (en) * | 2007-04-30 | 2012-01-11 | 奥西库尔有限公司 | motorcycle air conditioning system |
| US7921473B1 (en) * | 2008-09-04 | 2011-04-12 | Winters Tyler D | Head cooling apparatus |
| JP5279526B2 (en) * | 2009-01-27 | 2013-09-04 | 中国電力株式会社 | Protective equipment |
| WO2010131190A2 (en) | 2009-05-13 | 2010-11-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | An active pillow system and a method for manipulating a person's resting conditions |
| US8567347B2 (en) * | 2010-11-04 | 2013-10-29 | Layray, Llc | Pet cooling bed |
| KR20130108255A (en) * | 2010-11-12 | 2013-10-02 | 가부시키가이샤 라이토코키 세이사쿠쇼 | Head-cooling pillow and head-cooling device |
| JP2012183228A (en) * | 2011-03-07 | 2012-09-27 | Seft Development Laboratory Co Ltd | Cooling sheet, method of manufacturing the same, and cooling clothing |
| US8870281B1 (en) * | 2011-07-21 | 2014-10-28 | Anthony A. Boone | Portable chair with heat exchange pockets |
| CN102342600B (en) * | 2011-10-12 | 2016-01-20 | 南通纺织职业技术学院 | A kind of constant-temperature work clothes of based thin film solar cell for supplying power |
| WO2013105478A1 (en) * | 2012-01-10 | 2013-07-18 | 株式会社日曜発明ギャラリー | Wearable implement |
| JP6352303B2 (en) | 2013-01-02 | 2018-07-04 | イービービー セラピュティクス インコーポレイテッド | Sleep promotion system |
| CN103126650A (en) * | 2013-03-08 | 2013-06-05 | 河海大学常州校区 | Sleeping quality auxiliary system based on sound detecting technology |
| CN103832486B (en) * | 2014-03-11 | 2016-08-17 | 富诚汽车零部件有限公司 | A kind of wheel cover of automobile |
| US10760591B2 (en) * | 2014-10-24 | 2020-09-01 | Sft Laboratory Co., Ltd. | Air blowing device |
| EP3389367B1 (en) * | 2015-12-16 | 2024-02-07 | Purdue Research Foundation | Systems and methods for cooling an animal |
| CN106263130A (en) * | 2016-08-09 | 2017-01-04 | 芜湖启尊智能科技有限公司 | A kind of sun-proof ventilative cooling clothes |
| CN106263129B (en) * | 2016-08-09 | 2018-10-09 | 芜湖启尊智能科技有限公司 | A kind of air-ventilating garments |
| CN106263131A (en) * | 2016-08-09 | 2017-01-04 | 芜湖启尊智能科技有限公司 | A kind of air-ventilating garments with wind-guiding layer and water-storage material |
| CN106263132A (en) * | 2016-08-09 | 2017-01-04 | 芜湖启尊智能科技有限公司 | A kind of water-cooled waistcoat |
| US10729203B2 (en) * | 2016-10-14 | 2020-08-04 | AptEner Mechatronics Private Limited | Helmet with mechanism for cooling |
| CN106377127A (en) * | 2016-10-28 | 2017-02-08 | 安徽瓦尔特机械贸易有限公司 | Summer quilt with forced cooling function |
| CN106579588B (en) * | 2016-11-25 | 2018-05-01 | 深圳沃海森科技有限公司 | The constant temperature and humidity perseverance oxygen perseverance headroom that high ferro is taken refuge emergent is taken after mixing with liquid |
| US11363851B2 (en) * | 2017-06-30 | 2022-06-21 | Brian Goldwitz | Helmet cooling apparatus, helmets including a cooling apparatus, and methods of making the same |
| US10765166B2 (en) * | 2017-07-21 | 2020-09-08 | AptEner Mechatronics Private Limited | Helmet with mechanism for cooling |
| DE102017127445A1 (en) * | 2017-11-21 | 2019-05-23 | ABUS August Bremicker Söhne KG | Helmet with evaporative cooler |
| JP6644236B2 (en) * | 2018-01-30 | 2020-02-12 | 中村医工研株式会社 | Evaporative cooling mat |
| JP7134706B2 (en) * | 2018-05-18 | 2022-09-12 | 株式会社クラレ | wearable body cooling device |
| US11109999B2 (en) * | 2018-07-27 | 2021-09-07 | Cooltech, Llc | Device for removing heat, energy, and/or fluid from a living mammal |
| JP7101575B2 (en) * | 2018-09-12 | 2022-07-15 | 株式会社クボタ | Internal clothing |
| AU2019441040A1 (en) * | 2019-04-16 | 2020-11-26 | Sleep Number Corporation | Pillow with wireless charging |
| JP2021070885A (en) * | 2019-10-31 | 2021-05-06 | 株式会社セフト研究所 | Garment body of air-conditioning garment and air-conditioning garment |
| JP7499497B2 (en) * | 2020-05-13 | 2024-06-14 | 株式会社セフト研究所 | Air conditioning hat |
| US12484720B1 (en) * | 2022-12-14 | 2025-12-02 | Ali Hayton | Pillow with enhanced comfort |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS416639Y1 (en) * | 1963-10-01 | 1966-04-04 | ||
| JPS5846694Y2 (en) * | 1980-02-27 | 1983-10-24 | 安全 呉 | Pillow with heat dissipation mechanism |
| US4325151A (en) * | 1980-03-12 | 1982-04-20 | Wu An C | Cooling pillow with heat dissipator |
| US4330892A (en) * | 1980-11-18 | 1982-05-25 | Kabushiki Kaisha Hatsuyume Wata Sohonpo | Mattress and bedclothes, or pillow |
| JPS61202279U (en) * | 1985-06-08 | 1986-12-18 | ||
| JPH0429721U (en) * | 1990-06-29 | 1992-03-10 | ||
| JPH073508A (en) * | 1993-05-18 | 1995-01-06 | Ishikawa Giken Gomme Kk | Human body adherend having cooling dryer |
| US5632051A (en) * | 1994-10-28 | 1997-05-27 | Stanley; Eric D. | Cooling fluid container |
| JPH08199408A (en) * | 1995-01-18 | 1996-08-06 | Ashimori Ind Co Ltd | Cooling wear |
-
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-
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