JPH0313747A - 電子式温冷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はペルチェ効果を有する温冷素子を採用して、人
の身体の一部分を温め、あるいは冷やすための電子式温
冷装置に関する。

［従来の技術］ 従来、人の身体の一部を温め、あるいは冷やす場合、温
水、非可逆的酸化物質、氷等の多様な温め、あるいは冷
やす手段が採用されている。

ところで、温め、あるいは冷やす手段としてペルチェ効
果を有する温冷素子、例えば、サーモモジュールが知悉
される。当該サーモモジュールは異種の金属等の接触面
を通じて弱い電流が通電された時、その極性によって熱
を発生し、あるいは吸収するものであり、各種装置等の
温度調整手段に用いられている。

このような温冷素子を用いた温度調整手段にあって、人
の身体の一部分を温め、あるいは冷やす手段に供された
事例は見当たらない。

［発明が解決しようとする課題］ 然しなから、上記の従来の技術に係る温め、あるいは冷
やす手段においては、長時間一定の温度状態を維持し、
あるいは一定範囲での温度を変化せしめることが困難で
あり、さらに事後の処分等に手間がかかる等の欠点を有
している。

本発明は係る点に鑑みてなされたものであって、発熱し
、あるいは熱の吸収に係る温度を長時間一定に維持し、
あるいは所定の温度範囲において所望の温度に変化せし
めるようにして、効果的に人の身体の所望の一部分を温
め、あるいは冷やすことを可能とする電子式温冷装置を
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 前記の課題を解決するために、本発明の電子式温冷装置
においては、 人の身体の一部分を温め、あるいは冷やすべく配設され
、ベルチェ効果を有する少なくとも一以上の温冷素子と
、 当該温冷素子が発熱し、あるいは周囲の熱を吸収すべく
通電に係る制御を行う制御手段と、を備えて構成され、 さらに、人の身体の一部分を温め、あるいは冷やすべく
配設され、ベルチェ効果を有する少なくとも一以上の温
冷素子が配列された複数の温冷部と、 当該複数の温冷部が夫々弁別して発熱し、あるいは周囲
の熱を吸収すべく通電に係る弁別制御を行う制御手段と
、 を備えて構成される。

［作用］ 上記のように構成される本発明の電子式温冷装置におい
ては、ベルチェ効果を有する温冷素子に通電される電流
、およびその極性が制御されて温め、あるいは冷やす温
度に係る熱が生起する。さらに生起した熱は温冷媒液に
蓄積される。

これにより、人の身体の所望の一部を温め、あるいは冷
やす際の温度が、長時間一定に維持され、あるいは所定
の温度範囲において所望の温度に変化する。

［実施例］ 次に、本発明に係る電子式温冷装置の実施例を添付図面
を参照しながら以下詳細に説明する。

第１図に本発明が枕に適用された第１の実施例を示し、
第５図（ａ）、（ｂ）に本発明が人の頭部を温め、ある
いは冷やすように構成された第２の実施例を示す。さら
に第７図（ａ）、（ｂ）に本発明が身体の各部を温め、
あるいは冷やすように構成された第３の実施例を示す。

なお、文中および各図において、共通の構成要素には共
通の符号を付し、その重複した説明は省略する。

先ず、第１の実施例を説明する。第１図中、符号１０は
人の頭部が載置される温冷部であり、さらに温冷部１０
を発熱せしめ、あるいは周囲の熱を吸収すべく制御せし
める制御部１２と、温冷部１０に生起する水滴等の流出
を阻止するための受皿１４とで概略構成されている。

温冷部１０は、第２図にその内部が示されるように、平
坦な袋状の温冷媒膜１８内に温冷媒液体Ｗが封入されて
いる。当該温冷素子１８は保護枠２０に嵌合して配設さ
れるとともに、サーモモジュール固定板２２に載置され
ている。次いで、サーモモジュール固定板２２にはサー
モモジュール２４ａ、２４ｂ、２４ｃｓ　２４ｄ、２４
ｅ、２４ｆ、２４ｇ１２４ｈが固着されている。さらに
サーモモジュール２４ａ乃至２４ｈの他方の面には放熱
器２６が接合されている。この場合、保護枠２０と放熱
器２６が固定ネジ２８ａ、２８ｂで締結され一体的に形
成されている。さらに温冷媒膜１８の中央部に温度検出
センサ３２が設けられている。

そして、サーモモジュール２４ａ乃至２４ｈａびに温度
検出センサ３２は制御部１２と接続されるコード３６の
各リード線に結線されている。

次に、′！制御部１２は温冷切換スイッチＳ　Ｗ　＋で
サーモモジュール２４ａ乃至２４ｈを温め、あるいは冷
やすために切り換えを行い、すなわち、通電極性を変更
せしめ、さらに設定変更スイッチＳＷ２、ＳＷ３を切り
換えて温度の高／低を変更する。また、ＳＷ、は通電開
始／停止のタイマスイッチであり、符号ＰＬは通電表示
ランプ、Ｄｐは温度の高／低およびタイマに係る時刻等
を表示するＬＣＤである。

ここで、第１の実施例の枕の変形例を第３図（ａ）、（
ｂ）に示す。

この例は温冷部１０において頭部が接する接合ｉ１Ｆ［
ｓＴｐが分離され、洗浄等の利便性を考慮したものであ
る。この場合、サーモモジュール固定板２２には円形部
を有する熱伝動率が良い金属部材４０が採用されるとと
もに、接合部Ｔｐが嵌合して載置される形状を有してい
る。他は第１図に示される例と同様に構成されている。

次に、第４図に示される制御部１２の電気的構成を説明
する。

この例は、全体を制御する制御機能部Ｃｍが設けられて
いる。当該制御機能部Ｃｍはタイマ４２から時刻、時間
に係る信号が送出され、さらに全体に係るクロック信号
を含む制御用信号がパターン発生器４４から送出される
。さらに温度検出器４６と温度検出センサ３２が接続さ
れており、所望の温度、例えば、自動温度制御に係る状
態を検出する。さらに制御器４８とを備えている。

なお、当該制御機能部Ｃｍはワンチップマイクロプロセ
ッサ等で代替可能である。当該制御器４８にはＬＣＤ　
（液晶表示器）Ｄｐおよび温冷切換スイッチＳＷ、、設
定変更スイッチＳＷ２、ＳＷ３、通電開始／停止のタイ
マスイッチＳＷ４が接続され、ここで温め、あるいは冷
やす状態に係る温度、時刻、時間等が設定される。

さらにＡＣ電源部５２からは商用電源を所用のＤＣ電圧
に変換して送出し、さらに充電器５４を介してＮｉ−Ｃ
ａ等の二次電池５６に充電される。

当該二次電池５６あるいはＡＣ電源部５２からＡＣ／Ｄ
Ｃ切換スイッチ５８にＤＣ電圧が印加され、ここで選択
されて、温度制御信号送出部６０に供給され、続いて駆
動回路６４ａ、６４ｈに供給される。なお駆動回路６４
ａ、６４ｈ間にはサーモモジュール２４ａ乃至２４ｈと
同数、且つ夫々が接続されて用いられる。ここで制御器
４８からの信号に基づいてサーモモジュール２４ａ乃至
２４ｈを温め、あるいは冷やすための駆動信号がサーモ
モジュール２４ａ乃至２４ｈに供給される。なお各サー
モモジュール２４ａ乃至２４ｈにはサーマルヒユーズ（
図示せず）が設けられ、所定の温度、例えば、高温にお
いて駆動回路６４ａ、６４ｈとの回路が切離される。

さらに、第５図（ａ）、（ｂ）を用いて第２の実施例を
説明する。

この例は人の頭部を温め、あるいは冷やすように構成さ
れ、ベルト７０に温冷９７２．７４が取着されている。

なお符号７６は接続コードである。

ここで第６図を用いて温冷部７４を説明する。

先ず、温冷媒膜１８内に温冷媒液体Ｗが封入されて保護
枠２０に嵌合して配設される。さらに、サーモモジュー
ル固定板２２に載置されている。

次いで、サーモモジュール固定板２２にはサーモモジュ
ール７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｄ、７８ｅ１７８ｆ
　１７８ｇ、７８ｈ、７８ｉが固着されている。さらに
サーモモジュール７８ａ乃至７８ｉの他方の面は放熱を
兼ねる筐体８０と接合しており、さらに、ベルト７０が
螺合されている。符号８２は保護枠であり、温度検出セ
ンサ３２（図示せず）が設けられている。なお温冷部７
２も同様に構成されている。

次に、第７図（ａ）、ら）を用いて第３の実施例を説明
する。

この例は身体の各部を温め、あるいは冷やすように構成
され、温冷部９０と放熱器９２を有している。この場合
、内部等の構成は前記第２の実流側と同様であり、その
詳細な説明は省略する。

この例においては、図示されるようにゴムバンドＢａ等
で所望の身体の位置に固定して用いられる。

ここで第１乃至第３の実施例の変形例を第８図に示す。

この例は、より冷やすために放熱面に生起する熱をアル
ミニューム材Ａ１を充填して離散を阻止し、ここで滞留
された熱をヒートパイプＰｅで°誘導して放熱器、例え
ば、排出ポンプ１００を用いて身体から離れた位置に放
出するものであり、身体周辺の熱の滞留が阻止されて冷
やしに係る効率が向上する。

この場合、図示される温冷部１０２の形状にかかわらず
第１乃至第３の各実施例に応用出来る。ここで第９図に
示される複数の温冷部を弁別して制御せしめる制御装置
は複数の温冷部を制御すべく、温冷部の選択切換スイッ
チＳ　Ｗ　ｓおよび温度変更切換スイッチＳＷ７と、温
冷切換スイッチＳＷｓ、電源０Ｎ１０ＦＦスイツチＳＷ
５、通電開始／停止のタイマスイッチＳＷ、ｏを有して
いる。これらの変更に係る内容はＬＣＤ　（液晶表示器
＞Ｄｐに表示される。なお符号Ｃ，，Ｃ，およびＣ，、
は各温冷部に接続されるコードである。内部の電気的構
成は第４図に示される例と基本的に同様であり、前記の
各スイッチＳＷｓ乃至Ｓ　Ｗ　ｒ　ｏに係る切換手段が
追加して設けられる。

このように構成される実施例の電子式温冷装置において
は、ある程度の温度に限定され、それにより身体に悪影
響を生起せず、さらにサーマルヒユーズの採用により安
全性が確保される。

さらに温冷部１０が温め、あるいは冷やす際に身体と有
効に接触して、その効率が向上し、また可動部分を有せ
ず、静粛が保たれるとともに、寿命が長く、特に保守等
を必要としない。

［発明の効果コ 以上の説明のように、本発明の電子式温冷装置によれば
、人の身体の一部分を温め、あるいは冷やすべく配設さ
れ、ペルチェ効果を有する少なくとも一以上の温冷素子
と、温冷素子が周囲の熱を吸収しあるいは発熱すべく通
電に係る制御を行う制御手段とを備えて構成され、さら
に人の身体の一部分を温め、あるいは冷やすべく配設さ
れ、ペルチェ効果を有する少なくとも一以上の温冷素子
が配列された複数の温冷部と、複数の温冷部が夫々弁別
して周囲の熱を吸収し、あるいは発熱すべく通電に係る
弁別制御を行う制御手段を有して構成され、 これにより、発熱あるいは冷却に係る温度を長時間一定
に維持し、あるいは所定の温度範囲において所望の温度
範囲に変化せしめるようにして、効果的に複数の人の身
体の所望の一部分を温め、あるいは冷やすことが可能と
なる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子式温冷装置が枕に適用された
第１の実施例の全体構成図、第２図は第１図に示される
枕のΔ−Ａ線一部断面図、 第３図（ａ）、ら〕は第１図に示される枕の変形例を示
す斜視図およびそのＢ−Ｂ線断面図、第４図は第１図に
示される制御装置の電気的構成を示すブロック図、 第５図（ａ）、（ｂ）は本発明の電子式温冷装置が人の
頭部の一部を温め、あるいは冷やすように構成された第
２の実施例の全体構成を示す斜視図およびそれが身体に
装着された状態を示す図、第６図は第５図に示される電
子式温冷装置の要部断面図、 第７図（ａ）、ら）は本発明の電子式温冷装置が身体の
一部を温め、あるいは冷やすように構成された第３の実
施例の全体構成を示す斜視図およびそれが身体に装着さ
れた状態を示す図、第８図は第１乃至第３の実施例の変
形例の要部を示す断面図、 第９図は複数の温冷部を弁別して制御するための制御装
置の外観斜視図である。 １０・・・温冷部　　　　　　　１２・・・制御部１Ｂ
・・・冷温媒膜　　　　　　２０・・・保護枠２２・・
・サーモモジュール固定板 ２４ａ〜２４ｈ・・・サーモモジュール２６・・・放熱
器　　　　　　　３２・・・温度検出センサ４０・・・
金属部材　　　　　　４２・・・タイマ４４・・・パタ
ーン発生器４６・・・温度検出器４８・・・制御器　　
　　　　　５４・・・充電器５６・・・二次電池 ５８・・・ＡＣ／ＤＣ切換スイッチ ６０・・・温度制御信号送出部 ６４ａ、６４ｈ・・・駆動回路　　７０・・・ベルト７
２．７４・・・温冷部 ７８ａ〜７８ｉ・・・サーモモジュール８０・・・筐体
　　　　　　　　９０・・・温冷部９２・・・放熱器　
　　　　　　１００・・・排出ポンプＢａ・・・ゴムバ
ンド Ｄｐ・・・ＬＣＤ　（液晶表示部） Ｓ　Ｗ　＋・・・温冷切換スイッチ ｓｗ２、ＳＷ３・・・設定変更スイッチＳＷ４・・・通
電開始／停止のタイマスイッチＴｐ・・・接合部　　　
　　　Ｐｅ・・・ヒートパイプＷ・・・温冷媒液体 切換手段 ＦＩＧ、２ ＦＩＧ、３

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）人の身体の一部分を温め、あるいは冷やすべく配
   設され、ペルチェ効果を有する少なくとも一以上の温冷
   素子と、 当該温冷素子が発熱し、あるいは周囲の熱を吸収すべく
   通電に係る制御を行う制御手段と、を備えることを特徴
   とする電子式温冷装置。
2. （２）人の身体の一部分を温め、あるいは冷やすべく配
   設され、ペルチェ効果を有する少なくとも一以上の温冷
   素子が配列された複数の温冷部と、 当該複数の温冷部が夫々弁別して発熱し、あるいは周囲
   の熱を吸収すべく通電に係る弁別制御を行う制御手段と
   、 を備えることを特徴とする電子式温冷装置。
3. （３）前記請求項１または２記載の電子式温冷装置にお
   いて、温冷素子と人の身体と接する面との間に冷温媒液
   封入袋が配設されることを特徴とする電子式温冷装置。
4. （４）前記請求項１または２記載の電子式温冷装置にお
   いて、自動温度制御手段が設けられることを特徴とする
   電子式温冷装置。