JP2002058693A - 携帯用暖房ヒータ - Google Patents

携帯用暖房ヒータ

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JP2002058693A
JP2002058693A JP2000247599A JP2000247599A JP2002058693A JP 2002058693 A JP2002058693 A JP 2002058693A JP 2000247599 A JP2000247599 A JP 2000247599A JP 2000247599 A JP2000247599 A JP 2000247599A JP 2002058693 A JP2002058693 A JP 2002058693A
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JP
Japan
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base material
power supply
heating resistor
cylindrical base
heating
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JP2000247599A
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English (en)
Inventor
Kengo Iwata
賢吾 岩田
Yasuo Hamada
靖夫 濱田
Makoto Hatakeyama
真 畠山
Takahiro Ohashi
隆弘 大橋
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Toto Ltd
Original Assignee
Toto Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コンパクトで機械強度に強く、発熱制御が可
能な携帯用暖房ヒータを提供する。 【解決手段】 筒状基材2表面に絶縁層3を介し、発熱
抵抗体4と、該発熱抵抗体4の両端部に接続される複数
の電極5と、前記発熱抵抗体4表面に保護層6とを形成
し、前記筒状基材2内部に収納した電源7から前記電極
5を介し前記発熱抵抗体4に給電し前記筒状基材2を発
熱させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に人体を暖める
携帯用暖房ヒータに関するものである。
【従来の技術】
【0002】近年、携帯用の暖房器具として使い捨てカ
イロが多用されている。使い捨てカイロは、空気の存在
下で発熱する組成物、例えば鉄粉、無機塩、活性炭、水
などからなる組成物を、例えば不織布と通気孔を有する
非通気性樹脂フィルムをラミネートした表面層と、無孔
の非通気性樹脂フィルムと不織布をラミネートした裏面
層とからなる袋体内に収納したものであり、通常は前記
表面層と裏面層を重ね合わせ、その中間に発熱組成物を
置き、さらにその外周を熱接着することにより製造され
る(特公昭57−14814号公報)。このカイロは未
使用時は空気との接触をさけるため、さらに非通気性樹
脂フィルムで構成される袋体に密封収納され、使用時に
この袋から取り出して発熱組成物を空気と接触させるこ
とにより、発熱組成物と空気を反応せしめ発熱させる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
使い捨てカイロでは、該カイロを一度上記気密性袋ある
いは容器から取り出すと、構造上発熱の途中で使用をや
め放置することができないため、長時間の携帯性に劣
る。また、発熱温度が一定のため、使用環境や個人の好
みに応じた温度に調節することができない。更に、発熱
体組成物を収納する不織布の袋体の素材としては伸縮性
に乏しいPP、PET、NYの不織布が用いられている
ため、手でもみほぐしすぎたり手荒な扱いをすると破損
し、発熱した組成物が人体に付着し高温火傷する危険性
がある。
【0004】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたもので、コンパクトで機械強度に強く、発熱制御が
可能な携帯用暖房ヒータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段および作用・効果】上記課
題を解決する為、請求項1記載の発明は、筒状基材表面
に絶縁物を介し、発熱抵抗体と、該発熱抵抗体の両端部
に接続される複数の電極と、前記発熱抵抗体表面に保護
層とを形成し、前記筒状基材内部に収納した電源から前
記電極を介し前記発熱抵抗体に給電し前記筒状基材を発
熱させることを特徴とする携帯用暖房ヒータである。 内部に電圧源となる、例えば電池を収納することで、
コンパクト化が図れ携帯性に優れる。また、電池を充電
するか、もしくは交換することで、ヒータを再利用でき
る。 筒状基材にPPSなどの耐熱性樹脂材料やアルミナな
どのセラミック材料を使用すると、発熱抵抗体や電極を
筒状基材に直接形成することができるため生産性が向上
する。また、セラミック材料を使用した場合には、皮膚
表面から吸収された熱が体液循環および伝導を通して表
皮から皮下組織へ、そして筋肉層へと人体深部に熱を伝
え、新陳代謝の促進を行い人体の健康の保持増進をする
遠赤効果を有する。 銅やアルミニウム、ステンレスなどの金属材料を使用
することにより、筒状基材の肉厚を薄くしても落下等に
よる衝撃に対してもヒータが破壊しない程度の機械強度
を保持することが可能となり、軽量化が図れ携帯性が向
上する。また、アルミニウムは表面を酸化させ絶縁層を
形成することができるため、セラミック基材同様発熱抵
抗体を直接形成することができるため生産性が向上す
る。 発熱抵抗体に、ニクロム線等の線状の金属材料を用い
てもヒータとして機能するが手触り感や破壊時の安全性
等を考慮すると、銀や酸化ルテニウムなどの金属材料を
用いて厚みが10μm前後の薄膜状の発熱抵抗体を形成
することにより、基材表面に凹凸がほとんど発生せず手
で触れた時に滑らかで違和感がない。そして、前記発熱
抵抗体を矩形状とし前記筒状基材の略表面全体に配設す
ることで、筒状基材をムラ無く加熱することができる。
電極のシート抵抗値を発熱抵抗体のシート抵抗値より極
端に小さくすることにより、電極を細線化しヒータ自体
のコンパクト化が図れ、また、発熱抵抗体全体に均一に
電流を流すことが可能となり、基材を均一に発熱させる
ことができる。 発熱抵抗体を正の抵抗温度係数を有する材料にて形成
することにより、周囲温度やヒータ自体の温度が高温に
なると発熱抵抗体の抵抗値が増加し電流が減少するた
め、ヒータ表面温度の高温化を抑制し安全性が向上す
る。 保護層に、耐熱性樹脂材料を用いてもヒータとして機
能するが、熱伝導や応答性を考慮すると、ガラス材料や
セラミック材料を用いて層厚を薄く形成することによ
り、熱伝導を阻害せず、かつ絶縁が確実に図れ人体が接
触しても感電することがなく安全である。
【0006】請求項2記載の発明は、前記発熱抵抗体へ
の給電を開始または停止する給電終始手段を備えたこと
を特徴とする。給電終始手段として入切スイッチを筒状
基材に備え、未使用時には発熱抵抗体への給電を停止す
ることにより、例えば電源として筒状基材内部に収納さ
れた電池の消耗を防止することができ、長時間の携帯に
対応することができる。
【0007】請求項3記載の発明は、前記筒状基材の温
度を検出する温度検出手段を備え、前記発熱抵抗体への
給電を制御する給電制御手段を備えたことを特徴とす
る。温度検出手段として形状記憶合金を用いて一定の温
度、例えば筒状基材の温度が40℃に至ると自動的に発
熱抵抗体への給電を停止することができる。また、温感
サーミスタからなる温度検出手段と、コンパレータ回路
からなる給電制御手段を併用することにより、周囲温度
や個人の好みに応じた最適な温度を保持することができ
る。温感サーミスタの代わりとして、保護層の表面に正
の抵抗温度係数を有する金属材料にて薄膜状の抵抗体を
形成し筒状基材の表面温度検出することも可能である。
【0008】請求項4記載の発明は、前記筒状基材温度
が45℃になると強制的に前記発熱抵抗体への給電を遮
断する給電遮断手段を備えたことを特徴とする。ヒータ
を人体に接触させて使用する場合には45℃を越えると
火傷の危険性があるため、給電遮断手段として温度ヒュ
ーズ等を用いることにより、筒状基材の温度が45℃に
なると確実に給電を遮断するとともに、温度が低下した
後も発熱抵抗体には給電されないため、人体が直接ヒー
タに触れても火傷することはなく、安全性が向上する。
【0009】請求項5記載の発明は、前記発熱抵抗体が
複数形成され、給電切替手段を備えたことを特徴とす
る。あらかじめ設定された温度になるよう例えば、筒状
基材の温度が35℃となる発熱抵抗体Aと40℃となる
発熱抵抗体Bを筒状基材表面に形成し、スライド式スイ
ッチ等の給電切替手段により発熱抵抗体Aまたは発熱抵
抗体Bへの給電を使用者が決定することで、容易に筒状
基材の温度を変更することができる。また、給電切替手
段にタイマー回路を付加し、発熱抵抗体Aと発熱抵抗体
Bとの給電を交互に行い温度差を発生させることにより
マッサージ効果を有する。発熱抵抗体に薄膜状の金属材
料を用いることにより、使用勝手に応じて筒状基材の中
央部で多層構造にして複数配設したり、両端部に複数配
設したり容易に形成できる。
【0010】
【発明の実施形態】以下本発明にかかる携帯用暖房ヒー
タの実施の形態を、図面により詳細に説明する。なお、
本実施例に記載した図面においては、各部材の厚みは実
際の厚みとは異なっている。図1に本発明にかかる携帯
用暖房ヒータ1の概略断面図を示す。この携帯用暖房ヒ
ータ1は、円筒状のステンレス材2の表面に、結晶化ガ
ラスからなる絶縁層3を形成した後、矩形状の発熱抵抗
体4aと、該発熱抵抗体4aの対向する端部(図示の両
端部)に複数の電極5a、5bが接続されるよう配設
し、前記発熱抵抗体4aの表面には結晶化ガラスからな
る保護層6を積層している。そして、ステンレス材2の
内部には2本の円筒状の電池7a、7bが収納され、電
池7aの陽極と電池7bの陰極とが、それぞれ通電端子
8a、8bを介して電極5a、5bに接続され、発熱抵
抗体4aへ電圧が印加され、ステンレス材2が加熱され
る。通電端子5a、5bの表面は、通電端子5に人体が
接触し感電したり、基材2内部に異物や水分等の浸入を
防止するためのカバー9a、9bで被覆されている。
【0011】筒状基材2としてステンレス材を使用して
いるため、肉厚を1mm程度と薄くしても十分な機械強
度が得られ、かつ軽量化が図れる。
【0012】図2(a)にステンレス材2表面に形成さ
れた絶縁層3、発熱抵抗体4a、電極5a、5bの概略
展開図を示す。説明の便宜上、保護層6を図示していな
いが、実際は保護層6にて発熱抵抗体4aの全面が被覆
されている。絶縁層3には結晶化ガラスを用いたが、そ
の表面に形成する発熱抵抗体4や電極5、保護層6の形
成材料に応じて、非結晶ガラスや耐熱性樹脂材料を用い
ることができる。
【0013】前記絶縁層3の表面には、酸化ルテニウム
を主成分とする矩形状の発熱抵抗体4aが配設されてい
る。薄膜状の発熱抵抗体を用いることにより、図2
(b)に示すように、複数の発熱抵抗体4b、4cを同
じ層に配設することが容易にできる。また、多層構造を
用いて図2(a)に示す矩形状の発熱抵抗体4aを全面
に複数配設することもできる。
【0014】筒状基材1の肉厚やヒータ表面積に応じ
て、給電量を制御しなくてもヒータ表面が設定温度以下
になるよう抵抗値を決定することで、軽量化が図れ、消
費電力を抑えることで携帯性が向上する。また、温度検
出手段と給電制御手段を備えることにより、発熱抵抗体
の抵抗値を小さくし単位時間当たりの電力供給量を増や
すことで給電開始から設定温度に至るまでの時間を短縮
させることができる。
【0015】発熱抵抗体4aの対向する端部(図示の上
下端部)には、銀を主成分とする細線状の一対の電極5
a、5bが配設されている。
【0016】また、発熱抵抗体4aの更に表面(最表
面)には、結晶化ガラスを主成分とする保護層6が積層
されている。結晶化ガラスを用いることにより機械強度
が向上し、また、製造時には発熱抵抗体4aへのガラス
の浸入を抑制し発熱抵抗体4aの抵抗値バラツキを抑え
ることができる。
【0017】図3に本発明にかかる携帯用暖房ヒータの
システム構成の一例を示す。実線、点線部は結線状態を
表し、矢印は伝熱方向を示す。まず、給電終始手段によ
り発熱抵抗体Aへ電源を供給し筒状基材を加熱する。電
源には市販のアルカリ電池を使用することで、長時間の
使用が可能になるとともに、容易に交換することができ
る。給電終始手段には押しボタン式スイッチを筒状基材
の端部に備えることで操作性が向上する。
【0018】次に、筒状基材の温度を温度検出手段によ
り検知し、筒状基材が設定温度まで加熱されると、給電
制御手段により、自動的に発熱抵抗体への給電が停止さ
れ、設定温度に保持する。温度検出手段には筒状基材の
温度を精度良く検出するため、絶縁物で被覆された温感
サーミスタを筒状基材の内部に収納し、筒状基材に密着
させることが好ましい。給電制御手段には、コンパレー
タやトランジスタ等の半導体を用いることにより小型で
応答性に優れた制御回路を筒状基材内部に収納すること
が可能になり、筒状基材の温度を精度良く制御できる。
また筒状基材端部に給電終始手段と温度調節機能を兼ね
たボリュウムスイッチを設けることにより操作性が向上
し、省スペース化が図れる。
【0019】次に、筒状基材の温度が45℃に至ると自
動的に給電遮断手段により、発熱抵抗体への給電が遮断
される。給電遮断手段として筒状基材内部に絶縁物で被
覆された温度ヒューズを収納し、筒状基材に密着させる
ことで、筒状基材の温度を精度良く検出することができ
る。特に、電源として円筒状の電池を使用する場合、温
度ヒューズの外形形状をその電池の外形形状と合わせる
ことで収納性が向上する。
【0020】また、筒状基材に発熱抵抗体Bを併設し、
給電切替手段を付加することにより、電力を容易に変更
して筒状基材の温度を変更することができる。給電切替
手段として、筒状基材の端部にスライド式スイッチを用
いることにより、容易に切り替えすることができ、操作
性が向上する。
【0021】以上本発明の実施例について説明したが、
本発明は上記の実施例や実施形態になんら限定されるも
のではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種
々なる態様で実施し得ることは勿論である。例えば、楕
円状の基材を使用して充電可能な電池を収納しても良
い。また、本発明の携帯用暖房ヒータは、それ自体を携
帯しても上記効果を発揮するが、手触り感を向上させる
ため樹脂やスポンジ等を用いて表面を被覆したり、傘の
柄の部分や自転車のグリップ部分に収納し使用すること
も可能である。そして、筒状基材の一部にランプを取り
付けることで懐中電灯としての機能を付加したり、発信
回路を内蔵することで携帯した人の居場所を確認するこ
ともできる。
【0022】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
コンパクトで機械強度に強く、発熱制御が可能な携帯用
暖房ヒータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明にかかる携帯用暖房ヒータを示す断面
図である。
【図2】 筒状基材表面に形成されたパターンの概略展
開図である。
【図3】 同、システム構成図である。
【符号の説明】
1:携帯用暖房ヒータ、2:筒状基材(ステンレス
材)、3:絶縁層、4(4a、4b、4c):発熱抵抗
体、5(5a、5b、5c、5d、5e):電極、6:
保護層、7(7a、7b):電源(電池)、8(8a、
8b):通電端子、9(9a、9b):カバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05B 3/40 H05B 3/40 Z (72)発明者 大橋 隆弘 福岡県北九州市小倉北区中島2丁目1番1 号 東陶機器株式会社内 Fターム(参考) 3K058 AA22 AA61 AA95 BA01 CA23 CA61 CE16 3K092 PP20 QA01 QB02 QB04 QB21 QB31 QB62 QB64 RA03 RD03 RD06 RD08 RD25 RD27 RF09 RF17 UA06 UA17 UC03 UC08 VV04 VV31 VV40 4C099 AA01 CA19 EA08 GA03 JA01 LA30 PA01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の基材表面に絶縁物を介し、発熱抵
    抗体と、該発熱抵抗体の両端部に接続される複数の電極
    と、前記発熱抵抗体表面に保護層とを形成し、前記筒状
    基材内部に収納した電源から前記電極を介し前記発熱抵
    抗体に給電し前記筒状基材を発熱させることを特徴とす
    る携帯用暖房ヒータ。
  2. 【請求項2】 前記発熱抵抗体への給電を開始または停
    止する給電終始手段を備えたことを特徴とする請求項1
    記載の携帯用暖房ヒータ。
  3. 【請求項3】 前記筒状基材の温度を検出する温度検出
    手段を備え、前記発熱抵抗体への給電を制御する給電制
    御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2のいず
    れか記載の携帯用暖房ヒータ。
  4. 【請求項4】 前記筒状基材温度が45℃になると強制
    的に前記発熱抵抗体への給電を遮断する給電遮断手段を
    備えたことを特徴とする請求項1乃至3いずれか記載の
    携帯用暖房ヒータ。
  5. 【請求項5】 前記発熱抵抗体が複数形成され、給電切
    替手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいず
    れか記載の携帯用暖房ヒータ。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008132305A (ja) * 2006-08-11 2008-06-12 Sanyo Electric Co Ltd 懐炉
CN102641185A (zh) * 2007-11-07 2012-08-22 三洋电机株式会社 无线取暖器
JP2012210504A (ja) * 2006-08-11 2012-11-01 Sanyo Electric Co Ltd 懐炉

Cited By (3)

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JP2012210504A (ja) * 2006-08-11 2012-11-01 Sanyo Electric Co Ltd 懐炉
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