特許ウォッチ

公開番号2025119344
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-14
出願番号2024014197
出願日2024-02-01
発明の名称身体冷却装置及び身体冷却服
出願人戸田建設株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類A41D 13/005 20060101AFI20250806BHJP(衣類)
要約【課題】ゲル状の潜熱蓄熱材による広い接触面積で身体を効果的に冷却可能な身体冷却装置及び身体冷却服を提供する。
【解決手段】本発明の身体冷却装置1は、冷却面11と、加熱面12と、を有するペルチェ素子10と、冷却面11上に添設した伝熱板20と、冷却面11と熱交換可能に、伝熱板20上に設置した冷却パッド30と、ペルチェ素子10に給電可能に接続したバッテリ60と、を備え、冷却パッド30が、ゲル状の潜熱蓄熱材(PCM)31を充填した可撓性容器32からなることを特徴とする。本発明の身体冷却服Aは、身体冷却装置1を衣服A1に装着してなり、使用者の背面に接する位置に冷却パッド30を配置したことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
衣服に装着可能な身体冷却装置であって、
冷却面と、加熱面と、を有するペルチェ素子と、
前記冷却面上に添設した伝熱板と、
前記冷却面と熱交換可能に、前記伝熱板上に設置した冷却パッドと、
前記ペルチェ素子に給電可能に接続したバッテリと、を備え、
前記冷却パッドが、ゲル状の潜熱蓄熱材（ＰＣＭ）を充填した可撓性容器からなることを特徴とする、
身体冷却装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記伝熱板上に、前記冷却パッドで被覆した蓄冷領域と、前記冷却パッドで被覆しない放冷領域と、を構成したことを特徴とする、
請求項１に記載の身体冷却装置。
【請求項３】
制御モジュールを備え、
前記制御モジュールは、前記ペルチェ素子及び前記バッテリと電気的に接続し、
前記制御モジュールによって、前記ペルチェ素子による前記冷却面の冷却強度を切り替え可能に構成したことを特徴とする、
請求項１に記載の身体冷却装置。
【請求項４】
前記制御モジュールによって、前記ペルチェ素子による前記冷却面の冷却サイクルを制御可能に構成したことを特徴とする、
請求項３に記載の身体冷却装置。
【請求項５】
前記冷却サイクルが、冷却時間と、冷却停止時間と、の繰り返しを備え、
前記冷却停止時間が、前記潜熱蓄熱材の蓄冷時間に対応することを特徴とする、
請求項４に記載の身体冷却装置。
【請求項６】
前記冷却サイクルが、強冷却時間と、弱冷却時間と、の繰り返しを備え、
前記弱冷却時間が、前記潜熱蓄熱材の蓄冷時間に対応することを特徴とする、
請求項４に記載の身体冷却装置。
【請求項７】
前記加熱面側に設置したファンを備え、
前記ファンは、前記バッテリ及び前記制御モジュールと電気的に接続し、
前記制御モジュールによって、前記ファンを前記冷却サイクルに対応して作動可能に構成したことを特徴とする、
請求項４に記載の身体冷却装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の身体冷却装置を衣服に装着してなり、
使用者の背面に接する位置に前記冷却パッドを配置したことを特徴とする、
身体冷却服。
【請求項９】
前記冷却パッドが長尺状を呈し、
前記冷却パッドを、前記伝熱板の中心を通る縦向きに配置し、
前記冷却パッドが、使用者の背骨の位置に対応することを特徴とする、
請求項８に記載の身体冷却服。
【請求項１０】
前記冷却パッドを、前記伝熱板上に交換可能に設置し、
前記冷却パッドが、使用者の背骨の形状に対応する複数のサイズの中から選択可能であることを特徴とする、
請求項８に記載の身体冷却服。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体冷却装置及び身体冷却服に関し、ゲル状の潜熱蓄熱材による広い接触面積で身体を効果的に冷却可能な身体冷却装置及び身体冷却服に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
猛暑でも屋外での作業が必要となる工事現場や、製鉄所や鋼材メーカ等の高熱設備を取り扱う製造現場において、熱中症の発生を防ぐため、作業員の身体を冷却する身体冷却服が利用されている。
特許文献１には、衣服に取り付ける冷却装置が開示されている。冷却装置は、ハウジング内にペルチェ素子、冷却フィン、放熱フィン、および送風ファンが配置されており、送風ファンは外気または被服内の空気を取り入れるための空気取入口がハウジングに開口しており、冷風口と放熱口はハウジングの正反対の方向に開口している。この冷却装置によれば、冷風口を被服内に配置することで、外気高の影響を受けずに、冷却フィンで生成した冷風を首筋や多汗部位に直接送風できるとされている。
特許文献２には、衣服に取り付ける温度調節ユニットが開示されている。温度調節ユニットは、電流が流れることで発熱と冷却を行う２つの端部を持つペルチェ素子、身体面と非身体面を備えた断熱基板、断熱基板の非身体面を覆うカバー、電動ファンによって作られた空気の流れを生じるためのファン、及び熱伝導部を備える。この温度調節ユニットによれば、断熱基板によってペルチェ素子の２つの端部の温度変化を分離することで、従来より効率的に冷暖房効果を発揮することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第７２９０２３７号公報
特許第４９１８３０２号公報
【非特許文献】
【０００４】
浅野祐一，“日経クロステック／日経コンストラクション「ファン付き作業着で体温下がらず、熱中症リスク検証”」，［ｏｎｌｉｎｅ］，令和２年８月６日，株式会社日経ＢＰ，［令和５年１１月１３日検索］，インターネット＜URL：https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/01380/00005/＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の冷却装置は、主に衣服の内部に冷却した空気を循環させることで着用者の身体を間接的に冷却させる構造であるが、最近の研究では、ファン付きの衣類のみでは、深部体温に影響を与えるほどの有効な冷却効果が得られないことが確認されている（非特許文献１）。
特許文献２の温度調節ユニットは、ペルチェ素子の冷却側に設けた複数のスポット状の伝熱部材を介して着用者の身体を直接冷却する構造であるが、伝熱部材と身体の接触面積が小さいため、冷却効果が十分でない。
熱中症を有効に予防するためには、着用者の身体を広い接触面積で均一に冷却する必要があるが、冷却部材を平面として大型化すると、背骨の湾曲や肩甲骨の突起などに密着できず、冷却部材と身体の間に大きな隙間が生じることで、効果的な冷却が難しくなるという課題がある（図５）。
また、ペルチェ素子を用いる場合、伝熱部材を常時冷却しておく必要があるため電力の消費が早く、バッテリの頻繁な充電や交換が必要となる。
更に、伝熱部材が硬質な金属部材からなるため、着用に伴う違和感や不快感を覚えることがある。
【０００６】
本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決するための身体冷却装置及び身体冷却服を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の身体冷却装置は、冷却面と、加熱面と、を有するペルチェ素子と、冷却面上に添設した伝熱板と、冷却面と熱交換可能に、伝熱板上に設置した冷却パッドと、ペルチェ素子に給電可能に接続したバッテリと、を備え、冷却パッドが、ゲル状の潜熱蓄熱材（ＰＣＭ）を充填した可撓性容器からなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の身体冷却装置は、伝熱板上に、冷却パッドで被覆した蓄冷領域と、冷却パッドで被覆しない放冷領域と、を構成してもよい。
【０００９】
本発明の身体冷却装置は、制御モジュールを備え、制御モジュールは、ペルチェ素子及びバッテリと電気的に接続し、制御モジュールによって、ペルチェ素子による冷却面の冷却強度を切り替え可能に構成してもよい。
【００１０】
本発明の身体冷却装置は、制御モジュールによって、ペルチェ素子による冷却面の冷却サイクルを制御可能に構成してもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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