JP5105300B2

JP5105300B2 - Thermal pad

Info

Publication number: JP5105300B2
Application number: JP2007266280A
Authority: JP
Inventors: 健治小塩
Original assignee: 新電機工業株式会社
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: JP2009090048A

Description

本発明は、身体を温める電気式の温熱パッドに関する。 The present invention relates to an electric heating pad for warming the body.

従来より、就寝時等に身体の下に敷いて身体を温める電気マット等の温熱機器が知られている。従来のマット式の温熱機器は、そのほぼ全面を覆うように内部に電熱線を蛇行させ、その電熱線に電流を流すことにより発熱させるものが一般的であった。しかし、電熱線を用いる方式では、電熱線が埋設された箇所とそれ以外の箇所で機器表面に温度差が生じるため、表面全域を均一に加熱することができない。 2. Description of the Related Art Conventionally, thermal equipment such as an electric mat that warms the body by sleeping under the body is known. Conventional mat-type heating devices generally have a heating wire meandering so as to cover almost the entire surface, and heat is generated by passing an electric current through the heating wire. However, in the method using the heating wire, a temperature difference is generated on the surface of the device between the portion where the heating wire is embedded and the other portion, and thus the entire surface cannot be heated uniformly.

そこで、電熱線の代わりに面状の発熱体を用いる温熱機器が提案されている。例えば、特許文献１には、カーボンを含有する面状発熱体を使用した電気マットが記載されている。この電気マットは、特許文献１では、就寝時に身体の下の全面に敷かれ、体全体を加熱するために用いられている。
特開2007-007122号公報（[0006],図1） Therefore, a thermal apparatus using a planar heating element instead of a heating wire has been proposed. For example, Patent Document 1 describes an electric mat using a planar heating element containing carbon. According to Patent Document 1, this electric mat is laid on the entire surface under the body at bedtime and used to heat the entire body.
Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-007122 ([0006], FIG. 1)

一般的に、発熱体を有する電気機器には電流ヒューズが設けられており、発熱体に過電流が流れて過熱することがないように、安全対策が施されている。面状発熱体を使用する温熱機器についても、その異常過熱を防止するために電流ヒューズを設けることを考えるのは当然であるが、身体を温める温熱機器の場合には、電流ヒューズは十分な安全対策とはならない。すなわち、身体の安全にとって重要なのは電流ではなく温度であり、面状発熱体は、その温度と電流の関係が使用条件により大きく変化するため、電流では十分な温度管理が行えない。安全を重視して電流ヒューズの限界値を低くすれば十分な加熱を行うことができず、一方、使用性能を重視して電流ヒューズの限界値を高くしておくと、長時間使用したときに低温やけどを生じる可能性がでてくる。 Generally, an electric device having a heating element is provided with a current fuse, and safety measures are taken so that an overcurrent does not flow through the heating element and overheats. For thermal equipment that uses a planar heating element, it is natural to consider providing a current fuse to prevent abnormal overheating, but in the case of a thermal equipment that warms the body, the current fuse is sufficient safety. It is not a countermeasure. That is, it is temperature, not current, that is important for the safety of the body. Since the relationship between the temperature and current of the planar heating element varies greatly depending on use conditions, sufficient temperature management cannot be performed with current. If the limit value of the current fuse is reduced with emphasis on safety, sufficient heating cannot be performed. On the other hand, if the limit value of the current fuse is increased with emphasis on performance, There is a possibility of low temperature burns.

また、特許文献１に記載された電気マットは全身を温めるものであり、肩や腰や足先などの特定の部位のみを選択的に温める用途には適さない。また、サイズが大きいため消費電力が大きい。更には、重量が重く、取り扱いにくいという問題もある。 In addition, the electric mat described in Patent Document 1 warms the whole body, and is not suitable for use in selectively warming only specific parts such as a shoulder, a waist, and a toe. Moreover, since the size is large, power consumption is large. Furthermore, there is a problem that it is heavy and difficult to handle.

本発明が解決しようとする課題は、人体に対する安全性が高く、特定の部位のみを選択的に温めることができ、省電力であり且つ取り扱いも容易な温熱パッドを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a thermal pad that is highly safe for the human body, can selectively warm only a specific part, is energy-saving, and is easy to handle.

上記課題を解決するために成された本発明に係る温熱パッドは、
通電により発熱する面状発熱体と、
前記面状発熱体に電流を供給するための配線と、
前記配線中に、且つ、前記面状発熱体の面上に設けられ、所定温度に達すると前記配線を流れる電流を遮断する温度ヒューズと、
前記面状発熱体と前記配線とを覆う所定の耐熱性のゴムシートと、
を備え、
前記温度ヒューズが前記面状発熱体の面上の略中央に設けられ、
前記ゴムシートに被覆された前記面状発熱体がいずれかの箇所で過熱が生じた場合に、過熱箇所で発生した熱は該ゴムシートの内部を伝達し、前記温度ヒューズが迅速に溶断される、
ことを特徴とする。
The thermal pad according to the present invention made to solve the above problems is
A planar heating element that generates heat when energized;
Wiring for supplying current to the planar heating element;
A thermal fuse provided in the wiring and on the surface of the planar heating element, which cuts off a current flowing through the wiring when a predetermined temperature is reached;
A predetermined heat-resistant rubber sheet covering the planar heating element and the wiring;
With
The thermal fuse is provided at substantially the center on the surface of the planar heating element;
When the sheet heating element covered with the rubber sheet is overheated at any location, the heat generated at the overheat location is transmitted through the rubber sheet, and the thermal fuse is quickly blown out. ,
It is characterized by that.

本発明に係る温熱パッドは、前記温度ヒューズを用いることにより、面状発熱体の過熱を適切に防止することができ、人体に対する安全性が高い。また、面状発熱体の長さ及び幅を20cm〜60cmの範囲内にすることにより、身体の特定の部位のみを選択的に温めることができるとともに、消費電力が抑えられ、しかも取り扱いが容易である。 The thermal pad according to the present invention can appropriately prevent overheating of the planar heating element by using the thermal fuse, and is highly safe for the human body. In addition, by making the length and width of the planar heating element within the range of 20 cm to 60 cm, only a specific part of the body can be selectively warmed, power consumption is reduced, and handling is easy. is there.

以下、添付図面を用いて本発明の一実施例である温熱パッドを説明する。 Hereinafter, a thermal pad as an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

図１（ａ）は本実施例に係る温熱パッド１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。温熱パッド１０の発熱体には、カーボン粉末とフッ素樹脂の混合液をガラス繊維から成る布に含浸させ焼成した面状発熱体１１を用い、その大きさ及び形状は長辺45cm、短辺25cm、厚さ190μmの長方形とする。フッ素樹脂は耐熱性や耐久性に優れた樹脂であるため、このように通電により発熱するカーボン粉末を保持する用途に適している。このようにサイズを小さくしたことと、発熱体にこのような構成のものを採用したことにより、本実施例の面状発熱体１１（温熱パッド１０）の消費電力は19Wと低く抑えることができる。なお、このような面状発熱体１１の一例としては、英国フレクセル社製フレクセル（商品名）がある。 Fig.1 (a) is a top view of the thermal pad 10 which concerns on a present Example, FIG.1 (b) is the sectional view on the AA line of Fig.1 (a). As the heating element of the thermal pad 10, a planar heating element 11 impregnated into a cloth made of glass fiber and baked with a mixed solution of carbon powder and fluororesin is used, and the size and shape thereof are 45 cm long side, 25 cm short side, The rectangle is 190 μm thick. Since the fluororesin is a resin excellent in heat resistance and durability, it is suitable for the purpose of holding the carbon powder that generates heat when energized. By reducing the size in this way and adopting such a structure as the heating element, the power consumption of the planar heating element 11 (thermal pad 10) of this embodiment can be kept as low as 19W. . An example of such a planar heating element 11 is a flexel (trade name) manufactured by UK Flexel.

面状発熱体１１の各長辺の近傍には、幅1cmの銅の電極１２、１３を設ける。図２は図１（ａ）のＢ−Ｂ線における面状発熱体１１の断面斜視図である。図２に示すように、電極１２、１３を設けた面状発熱体１１は、ポリエチレンとポリエステルから成る２層構造のラミネートフィルム１８でその表面を覆う。ラミネートフィルム１８は、水分等の侵入による電極１２、１３の腐食を防止するために、外側の層を防湿性やガスバリア性に優れるポリエステル層とし、内側の層をヒートシール性に優れるポリエチレン層とする。 In the vicinity of each long side of the planar heating element 11, copper electrodes 12 and 13 having a width of 1 cm are provided. FIG. 2 is a cross-sectional perspective view of the planar heating element 11 taken along line BB in FIG. As shown in FIG. 2, the planar heating element 11 provided with the electrodes 12 and 13 covers the surface with a laminate film 18 having a two-layer structure made of polyethylene and polyester. In order to prevent corrosion of the electrodes 12 and 13 due to intrusion of moisture or the like, the laminate film 18 is a polyester layer having an excellent moisture-proof property and gas barrier property, and an inner layer is a polyethylene layer having an excellent heat-sealing property. .

図１（ａ）に示すように、両電極１２、１３は、電源スイッチ１４を介して電源コードに接続する。その配線２４中にはサーモスタット１６と温度ヒューズ１７を直列に設け、それらを面状発熱体１１のほぼ中央に配置する。サーモスタット１６は、所定の定常温度（例えば45±3℃）以上となれば配線２４を流れる電流を遮断し、定常温度より低くなれば電流を流すことにより、面状発熱体１１の温度を定常温度の前後に保持する。一方、温度ヒューズ１７は、所定の臨界温度（例えば62±3℃）に達すると溶断し、それ以降は配線２４に電流を流さない。 As shown in FIG. 1A, both electrodes 12 and 13 are connected to a power cord via a power switch 14. In the wiring 24, a thermostat 16 and a thermal fuse 17 are provided in series, and they are arranged at substantially the center of the planar heating element 11. The thermostat 16 cuts off the current flowing through the wiring 24 when the temperature is equal to or higher than a predetermined steady temperature (for example, 45 ± 3 ° C.), and flows the current when the temperature is lower than the steady temperature, thereby changing the temperature of the planar heating element 11 to the steady temperature. Hold before and after. On the other hand, the thermal fuse 17 is blown when a predetermined critical temperature (for example, 62 ± 3 ° C.) is reached, and thereafter, no current flows through the wiring 24.

面状発熱体１１は、二つ折りにしたＰＥＴ板１９の間に挟んで保護する。ＰＥＴ板１９には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、温度ヒューズ１７、サーモスタット１６及び配線２４を収容するための凹部２０を設ける。ＰＥＴ板１９に使用するＰＥＴの種類は特に問わないが、加工のしやすさの点ではＧ−ＰＥＴ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）を用いることが望ましい。 The sheet heating element 11 is protected by being sandwiched between two folded PET plates 19. As shown in FIGS. 1A and 1B, the PET plate 19 is provided with a recess 20 for accommodating the thermal fuse 17, the thermostat 16 and the wiring 24. The type of PET used for the PET plate 19 is not particularly limited, but G-PET (glycol-modified polyethylene terephthalate) is preferably used in terms of ease of processing.

ＰＥＴ板１９の周囲は、二つ折りのＰＥＴ板１９とほぼ同じ大きさのゴムシート２１で覆う。ゴムシート２１は、面状発熱体１１からの漏電を防ぐ絶縁、面状発熱体１１への水分の侵入を防ぐ防水、及び、面状発熱体１１の熱を保持する保温等を目的とするものである。ゴムシート２１には、所定の耐熱性（例えば、耐熱温度150℃程度のもの）を有するものを用いる。そのようなゴムシート２１の一例としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン共重合体）を主成分とした加硫ゴムシートであるバンドー化学株式会社製バンドーシート（商品名）がある。 The periphery of the PET plate 19 is covered with a rubber sheet 21 that is approximately the same size as the folded PET plate 19. The rubber sheet 21 is intended for insulation to prevent leakage from the sheet heating element 11, waterproof to prevent moisture from entering the sheet heating element 11, and heat retention for retaining the heat of the sheet heating element 11. It is. A rubber sheet 21 having a predetermined heat resistance (for example, having a heat resistance temperature of about 150 ° C.) is used. An example of such a rubber sheet 21 is a bando sheet (trade name) manufactured by Bando Chemical Co., Ltd., which is a vulcanized rubber sheet containing EPDM (ethylene propylene diene copolymer) as a main component.

ゴムシート２１の周囲はポリエチレン製カバー２２で覆う。ゴムシート２１自体では、ピン等が刺さった場合にその痕跡を確認することが困難であるが、ポリエチレン製カバー２２でゴムシート２１を覆うことにより、そのような痕跡を目視で容易に確認することができる。 The periphery of the rubber sheet 21 is covered with a polyethylene cover 22. In the rubber sheet 21 itself, it is difficult to confirm the trace when a pin or the like is stuck. By covering the rubber sheet 21 with the polyethylene cover 22, such a trace can be easily confirmed visually. Can do.

ポリエチレン製カバー２２の周囲は、酸化チタン等の光触媒を含有する布を使用した化粧カバー２３で覆う。化粧カバー２３は温熱パッド１０の最表面となり、身体が直接触れる部分となる。そのため、衛生上の観点から、光を当てることにより抗菌、消臭等の効果を生じる光触媒を含有する布を化粧カバー２３に用いることが望ましい。なお、化粧カバー２３は、その端部を開閉可能にしておき、洗濯等のために面状発熱体１１から適宜取り外し可能としておくことが望ましい。 The periphery of the polyethylene cover 22 is covered with a decorative cover 23 using a cloth containing a photocatalyst such as titanium oxide. The decorative cover 23 is the outermost surface of the thermal pad 10 and is a portion that the body directly touches. Therefore, it is desirable to use for the decorative cover 23 a cloth containing a photocatalyst that produces effects such as antibacterial effects and deodorization when exposed to light, from the viewpoint of hygiene. In addition, it is desirable that the decorative cover 23 has an end portion that can be opened and closed and can be appropriately removed from the sheet heating element 11 for washing or the like.

図３は本実施例に係る温熱パッド１０の一つの使用例を示す図である。図３は使用者３３の腰部を温める例を示しているが、この図のように、本実施例の温熱パッド１０では、使用者３３の全身を温めることなく、必要な部位のみを暖めることができる。もちろん、肩や足先等を温めるのであれば、それらの部位の下に温熱パッド１０を置けばよい。また、使用者３３に与える違和感を少なくするために図３では温熱パッド１０を敷き布団３２の下に置いているが、より局所的に且つ即効的に特定の部位を温めたい場合は、体の下に直接温熱パッド１０を置いてもよい。 FIG. 3 is a diagram showing one example of use of the thermal pad 10 according to the present embodiment. FIG. 3 shows an example in which the waist of the user 33 is warmed. As shown in this figure, the thermal pad 10 of this embodiment can warm only a necessary part without warming the whole body of the user 33. it can. Of course, if a shoulder, a foot tip, etc. are warmed, the thermal pad 10 should just be placed under those parts. Further, in order to reduce the uncomfortable feeling given to the user 33, the thermal pad 10 is placed under the futon 32 in FIG. 3. However, if it is desired to warm a specific part more locally and quickly, it is under the body. The thermal pad 10 may be placed directly on the head.

温熱パッド１０を所望の位置に置いた後、電源スイッチ１４を入れると、両電極１２、１３間の面状発熱体１１に電流が流れ、面状発熱体１１に含まれるカーボンが発熱する。 When the power switch 14 is turned on after the heating pad 10 is placed at a desired position, a current flows through the planar heating element 11 between the electrodes 12 and 13, and the carbon contained in the planar heating element 11 generates heat.

暫くして、サーモスタット１６が定常温度に達すると、面状発熱体１１に供給される電流が遮断され、面状発熱体１１の発熱が停止する。その後、サーモスタット１６の温度が定常温度以下になると再び電流が流れ、面状発熱体１１の発熱が再開する。通常の使用状況では、このように面状発熱体１１に流れる電流を制御し、温熱パッド１０の温度がほぼ定常温度に維持される。また、ゴムシート２１で面状発熱体１１が覆われているため、温熱パッド１０表面の温度変化は緩やかになる。定常温度の面状発熱体１１中のカーボンからは、波長8〜15μmの遠赤外線が発生する。 When the thermostat 16 reaches a steady temperature for a while, the current supplied to the planar heating element 11 is cut off, and the heating of the planar heating element 11 is stopped. Thereafter, when the temperature of the thermostat 16 becomes equal to or lower than the steady temperature, a current flows again, and the heat generation of the planar heating element 11 is resumed. In a normal use situation, the current flowing through the planar heating element 11 is controlled in this way, and the temperature of the thermal pad 10 is maintained at a substantially steady temperature. Further, since the sheet heating element 11 is covered with the rubber sheet 21, the temperature change on the surface of the thermal pad 10 becomes gentle. Far-infrared rays having a wavelength of 8 to 15 μm are generated from carbon in the planar heating element 11 at a steady temperature.

万が一、面状発熱体１１のいずれかの箇所で過熱が生じると、その熱は面状発熱体１１自身の内部を伝達して、温度ヒューズ１７に達する。面状発熱体１１の周囲には上記のようにＰＥＴ板１９やゴムシート２１が被覆されているため、過熱箇所で発生した熱は外部よりも内部の方に先に伝達される。従って、前記臨界温度を適切に設定しておくことにより、面状発熱体１１のいかなる箇所の過熱でも温度ヒューズ１７が迅速に溶断し、それ以降の電力供給・加熱を停止して、使用者３３に何ら危害を加えることなく、また、温熱パッド１０に何ら重大な損傷を生じることなく、事故を未然に防止することができる。温度ヒューズ１７を面状発熱体１１のほぼ中央に配置しているのは、そのいかなる箇所の過熱をも最も短時間で温度ヒューズ１７に伝えるためである。 If overheating occurs in any part of the sheet heating element 11, the heat is transmitted through the sheet heating element 11 itself and reaches the temperature fuse 17. Since the planar heating element 11 is covered with the PET plate 19 and the rubber sheet 21 as described above, the heat generated at the overheated location is transmitted to the inside rather than the outside. Accordingly, by appropriately setting the critical temperature, the thermal fuse 17 can be quickly blown by any overheating of the planar heating element 11, and the subsequent power supply / heating is stopped, so that the user 33 Thus, an accident can be prevented without causing any harm to the heating pad 10 and without causing any serious damage to the heating pad 10. The reason why the thermal fuse 17 is arranged at the substantially center of the sheet heating element 11 is to transmit the overheating of any portion to the thermal fuse 17 in the shortest time.

本発明の実施例に係る温熱パッド１０の平面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）The top view (a) and AA sectional view (b) of the thermal pad 10 which concerns on the Example of this invention. 図１（ａ）のＢ−Ｂ線における面状発熱体１１の断面斜視図Sectional perspective view of the planar heating element 11 taken along line BB in FIG. 本発明の実施例に係る温熱パッド１０の一つの使用例を示す図The figure which shows one usage example of the thermal pad 10 which concerns on the Example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１０…温熱パッド
１１…面状発熱体
１２、１３…電極
１４…電源スイッチ
１５…電源プラグ
１６…サーモスタット
１７…温度ヒューズ
１８…ラミネートフィルム
１９…ＰＥＴ板
２０…凹部
２１…ゴムシート
２２…ポリエチレン製カバー
２３…化粧カバー
２４…配線
３１…ベッド
３２…敷布団
３３…使用者 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thermal pad 11 ... Planar heating element 12, 13 ... Electrode 14 ... Power switch 15 ... Power plug 16 ... Thermostat 17 ... Thermal fuse 18 ... Laminate film 19 ... PET board 20 ... Recess 21 ... Rubber sheet 22 ... Polyethylene cover 23 ... makeup cover 24 ... wiring 31 ... bed 32 ... mattress 33 ... user

Claims

通電により発熱する面状発熱体と、
前記面状発熱体に電流を供給するための配線と、
前記配線中に、且つ、前記面状発熱体の面上に設けられ、所定温度に達すると前記配線を流れる電流を遮断する温度ヒューズと、
前記面状発熱体と前記配線とを覆う所定の耐熱性のゴムシートと、
を備え、
前記温度ヒューズが前記面状発熱体の面上の略中央に設けられ、
前記ゴムシートに被覆された前記面状発熱体がいずれかの箇所で過熱が生じた場合に、過熱箇所で発生した熱は該ゴムシートの内部を伝達し、前記温度ヒューズが迅速に溶断される、
ことを特徴とする温熱パッド。 A planar heating element that generates heat when energized;
Wiring for supplying current to the planar heating element;
A thermal fuse provided in the wiring and on the surface of the planar heating element, which cuts off a current flowing through the wiring when a predetermined temperature is reached;
A predetermined heat-resistant rubber sheet covering the planar heating element and the wiring;
With
The thermal fuse is provided at substantially the center on the surface of the planar heating element;
When the sheet heating element covered with the rubber sheet is overheated at any point, the heat generated at the overheated point is transferred to the inside of the rubber sheet, and the temperature fuse is quickly blown. ,
A thermal pad characterized by that.

前記面状発熱体が、カーボン粉末とフッ素樹脂の混合液をガラス繊維から成る布に含浸させ焼成したものであることを特徴とする請求項１に記載の温熱パッド。 2. The heating pad according to claim 1 , wherein the planar heating element is obtained by impregnating a cloth made of glass fiber with a mixed solution of carbon powder and a fluororesin and firing.

前記面状発熱体の上下面を覆う補強板を備えることを特徴とする請求項２に記載の温熱パッド。 The heating pad according to claim 2 , further comprising a reinforcing plate that covers upper and lower surfaces of the planar heating element.