JP2003036957A - 柔軟な母材に組み込まれた加熱線を有する加温装置 - Google Patents
柔軟な母材に組み込まれた加熱線を有する加温装置Info
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Abstract
し、寒冷な大気を遮断する等のための多様な物品、例え
ば、温熱衣服、電気毛布、温熱貼付パッド、及び寒冷な
空気を遮断するためのカーテンに使用可能である加温装
置を提供する。 【解決手段】 加温装置は柔軟な母材14、金属ヤーン
12、及び電源32からなる。金属ヤーン12は、ルー
プ形状をなして紡績加工により柔軟な母材14に組み込
まれ、第1のエンドライン16及び第2のエンドライン
18を有する。金属ヤーン12の第1のエンドライン1
6及び第2のエンドライン18は、電源32に着脱自在
に接続される。金属ヤーン12の第1のエンドライン1
6及び第2のエンドライン18の双方が電源32に接続
されるときに、金属ヤーン12が供給された電力を熱に
変換するように、電源32は金属ヤーン12に電力を供
給する。
Description
より詳細には、加熱線及び柔軟な母材を一体に組み込ん
だ加温装置に関する。柔軟な母材の例は、布地、或い
は、ポリマー材料、合成樹脂、ゴム等から形成された母
材である。本発明の加温装置は、人体を温暖に保持し暖
め、寒冷な気候から保護し、寒冷な大気から遮断する等
のための物品として日常的に実施することが可能であ
る。
冷な季節を確実に経験する。これらの人々の大部分は、
非常に寒冷な環境下において身体を保温するために重い
衣服を着用する。しかし、実際には、非常に寒冷な環境
下で活動する人々にとって、重い衣服は、身体を保護す
る目的においてはむしろ不利である。その上、重い衣服
は、これらの人々の活動度にも制約を課す。このため、
身体を保温するための加温装置に関する技術及び技能
が、絶えず開発され、改善されてきた。典型的な加温装
置は、電力を熱に変換するための重い加熱コイル、或い
は加熱プレートを包むために布地を使用する。このよう
な加温装置の効果的活用を期待する場合には、身体を温
暖に暖かく保つために加温装置を体に近接させておく必
要がある。電気毛布、温熱貼付パッド、温暖座席クッシ
ョンのような加温装置は、大部分が上記の原理において
適用される。即ち、従来の加温装置の重要な特徴は、重
い加熱コイル又は加熱プレートを包む布地にある。
地を使用する、従来の加温装置に関する関連の従来技術
については、米国特許第6,160,246号、米国特
許第6,111,233号、及び米国特許第5,79
2,714号を参照するに開示されている。
るように多数の欠点を有していた。 (1)従来の加温装置は携帯には重すぎた。 (2)従来の加温装置は着用可能な加温装置として製造
することが困難であった。
させて装着する必要があるが、身体を火傷から保護する
ために加温装置と身体の間に1枚以上の厚い布地を必要
とするため、従来の加温装置の温熱効率を低下させてい
た。
イル又は加熱プレートは、身体に沿って装着するには十
分に柔軟でないため、加温装置の温熱効率を低下させて
いた。 (5)従来の加温装置の電源の大多数が高電力のAC電
流を使用するため、従来の加温装置は、高齢者、心臓病
患者、妊婦、及び子どもにとって危険であった。
力を消費するため、従来の加温装置の誤用は多くの事故
を引き起こしていた。 (7)従来の加温装置は折りたたみ自在ではなく、加熱
コイル又は加熱プレートを折りたたんだときは局所的な
過熱を生じて包んでいる布地を燃焼し、火災を誘発し
た。
は経時的に容易に劣化するため、加熱コイル又は加熱プ
レートは次第に硬化し、脆弱化し、及び酸化されるた
め、この硬化し、脆弱化し、酸化された加熱コイル又は
加熱プレートが不適切に携帯されると亀裂が生じる。し
かも亀裂した加熱コイル又は加熱プレートが使用された
ときには、漏電する。
はないため、洗濯可能でない。加熱コイル又は加熱プレ
ートを備えた従来の加温装置が低い温熱効率、制限され
た使用範囲、及び安全性に欠点を有することは明白であ
る。従って、発明の目的は加温装置を提供することにあ
る。より詳細には、本発明による加温装置は、重い加熱
コイル又は加熱プレートの代わりに金属ヤーンを使用す
る。これにより、本発明による加温装置は、身体を保温
し、寒冷な気候から保護し、寒冷な大気から遮断する等
のための多様な物品、例えば、温熱衣服、電気毛布、温
熱貼付パッド、及び寒冷な空気を遮断するためのカーテ
ンに使用可能である。
な着用性を向上させるため特定の相変化材料によりコー
ティングされたものが開発されている。衣服上の相変化
材料は、その衣服を着用している人の体温を若干調節す
るために熱の吸収/放出が可能である。相変化材料でコ
ーティングする衣服に関するいくつかの従来技術は、米
国特許第6,207,738号及び米国特許第5,88
5,475号に開示されている。しかし、衣服上にコー
ティングされた相変化材料は、少量の熱を吸収/放出す
るため、約±2℃の範囲の温度を調節することが可能で
あるのみである。さらに、相変化材料でコーティングし
た衣服は、着用者の意志において温度を調節する機能を
提供することが可能でない。従って、実際には、相変化
材料でコーティングした衣服は着用者を快適にすること
が可能であるが、着用者を温暖に保持することが可能で
ない。その上、相変化材料でコーティングした衣服のコ
ストは比較的高い。相変化材料でコーティングした衣服
は洗濯可能であるが、相変化材料でコーティングした衣
服の洗濯回数は限定されている。従来において、良好な
温熱効果、低コスト、着用者の意志で調整可能な温度範
囲、着用者が望むように洗濯する便宜性を有した着用可
能な加温装置が存在しないことは明白である。
温装置を提供することにある。より詳細には、本発明に
よる着用可能な加温装置は上記のニーズの全てを満足す
る。
は、加温装置を提供することにある。より詳細には、本
発明による加温装置は、重い加熱コイル又は加熱プレー
トの代わりに金属ヤーンを使用する。これにより、本発
明による加温装置は、身体を温暖に保持し、寒冷な気候
から保護し、寒冷な大気を遮断する等のための多様な物
品、例えば、温熱衣服、電気毛布、温熱貼付パッド、及
び寒冷な空気を遮断するためのカーテンに使用可能であ
る。
温装置を提供することにある。より詳細には、本発明に
よる着用可能な加温装置は、良好な温熱効果、低コス
ト、着用者の意志で調整可能な温度範囲、着用者が望む
ように洗濯する便宜性を有する。
めに、請求項1に記載の発明は、柔軟な母材と、ループ
形状をなして紡績加工により前記柔軟な母材に組み込ま
れ、第1のエンドライン及び第2のエンドラインを有す
る金属ヤーンと、前記金属ヤーンの前記第1のエンドラ
イン及び第2のエンドラインが着脱自在に接続された電
源とからなり、前記金属ヤーンの第1のエンドライン及
び第2のエンドラインの両方が前記電源に接続されたと
きに、前記電源は、前記金属ヤーンが供給された電力を
熱に変換するように、前記金属ヤーンに電力を供給する
ことを要旨とする。
の加温装置において、前記金属ヤーンは、大部分がNi
−Cr合金繊維からなることを要旨とする。請求項3に
記載の発明は、請求項1に記載の加温装置において、前
記金属ヤーンは、大部分がステンレス鋼繊維からなるこ
とを要旨とする。
の加温装置において、前記柔軟な母材は布地であり、前
記紡績加工は縫製加工、製織加工及び編組加工からなる
グループから選択されたうちの1つであることを要旨と
する。
の加温装置において、前記金属ヤーンに電力を供給する
ための前記電源を制御すべく、温度制御装置を有するこ
とを要旨とする。
の加温装置において、前記温度制御装置に電気接続され
た温度センサを有し、前記温度制御装置は前記温度セン
サによって測定された温度に従って前記電源を制御する
ことを要旨とする。
の加温装置において、前記柔軟な母材は、ゴム材料、合
成樹脂、及びポリマー材料からなるグループから選択さ
れた1つからなり、前記紡績加工は縫製加工であること
を要旨とする。
の加温装置において、前記金属ヤーンに電力を供給する
ための前記電源を制御するために、温度センサを有する
ことを要旨とする。
の加温装置において、前記温度制御装置に接続された温
度センサを有し、前記温度制御装置は前記温度センサに
よって測定された温度に従って前記電源を制御すること
を要旨とする。
と、電力を供給するための、前記温度制御装置によって
制御された電源と、布地と、ループ形状をなして紡績加
工により前記柔軟な母材に組み込まれ、前記電源に着脱
自在に接続された第1のエンドライン及び第2のエンド
ラインを有する金属ヤーンとからなり、前記金属ヤーン
の第1のエンドライン及び第2のエンドラインの両方が
電源に接続されたときに、前記温度制御装置によって制
御された電源は、前記金属ヤーンが供給された電力を熱
に変換するように、前記金属ヤーンに電力を供給するこ
とを要旨とする。
記載の着用可能な加温装置において、前記紡績加工は縫
製加工、製織加工及び編組加工からなるグループから選
択されたうちの1つであることを要旨とする。
記載の着用可能な加温装置において、前記温度制御装置
に電気接続された温度センサを有し、前記温度制御装置
は前記温度センサによって測定された温度に従って前記
電源を制御することを要旨とする。
記載の着用可能な加温装置において、前記金属ヤーン
は、大部分がNi−Cr合金繊維からなることを要旨と
する。請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の
着用可能な加温装置において、前記温度センサは前記布
地に設けられ、前記温度制御装置に着脱自在かつ電気的
に接続されたことを要旨とする。
記載の着用可能な加温装置において、前記金属ヤーン
は、大部分がステンレス鋼繊維からなることを要旨とす
る。本発明による加温装置は、柔軟な母材、金属ヤーン
及び電源を含む。金属ヤーンは、ループ形状をなして紡
績加工により柔軟な母材に組み込まれ、第1のエンドラ
イン及び第2のエンドラインを有する。金属ヤーンの第
1のエンドライン及び第2のエンドラインは両方とも、
電源に着脱自在に接続される。電源は、加温装置の加熱
源としての役割を果たす。金属ヤーンの第1のエンドラ
イン及び第2のエンドラインが電源に接続されるときに
金属ヤーンが供給された電力を熱に変換するように、電
源は金属ヤーンに電力を供給する。
大部分がNi−Cr合金繊維からなる。他の実施形態に
おいては、金属ヤーンは、大部分がステンレス鋼繊維か
らなる。本発明による加温装置の電力消費量が従来の加
温装置よりも低いことは明白である。さらに、本発明の
加温装置は静電気を抑制し、便利に携帯され、良好な温
熱効率を提供することが可能である。
と共に以下の記載により理解されるものである。
持し、寒冷な気候から保護し、寒冷な大気を遮断する等
のための多様な物品、例えば、温熱衣服、電気毛布、温
熱貼付パッド、及び寒冷な空気を遮断するためのカーテ
ンに使用可能である加温装置を提供するものである。以
下に、本発明の好適な実施形態のいくつかが、本発明の
精神及び特徴を明白に例示し、かつ本発明の広範な用途
を明確にすべく、詳細に記載される。
参照する。本発明の第1の好適な実施形態による加温装
置10が概略的に示されている。加温装置10は、柔軟
な母材14、金属ヤーン12、及び電源32を含む。金
属ヤーンは、ループ形状をなして紡績加工により柔軟な
母材14に組み込まれ、第1のエンドライン16及び第
2のエンドライン18を有する。金属ヤーン12の第1
のエンドライン16及び第2のエンドライン18は、そ
れぞれ電源32の第1の端点36及び第2の端点38に
着脱自在に接続可能である。電源32は、加温装置10
のエネルギー源としての役割を果たす。金属ヤーン12
の第1のエンドライン16及び第2のエンドライン18
の両方が電源32に接続されるときに金属ヤーン12が
供給された電力を次に熱に変換するように、電源32は
金属ヤーン12に電力を供給する。
ーン12によって構成されたループ形状を示すために一
部のみが図示されており、柔軟な母材14の全体的外観
を示すものではない。柔軟な母材14の全体的外観及び
加温装置10の用途の範囲については、以下の段落に詳
細に記載される。
は長い金属繊維或いは短い金属繊維から紡がれ、金属ヤ
ーン12の直径は、一般的な綿糸と同程度である。金属
ヤーン12中の金属繊維1本と等価な直径は、1〜30
μmの範囲内にある。金属繊維の材料は高度な耐食性を
有し、実用される環境において適切なインピーダンスの
値を有する必要がある。
2は、大部分がNi−Cr合金繊維からなる。他の実施
形態においては、金属ヤーン12は、大部分がステンレ
ス鋼繊維からなる。
4は、例えば1切れの布、又は既製服のような布地であ
る。例えば既製服を使用する場合には、図1の柔軟な母
材14は、金属ヤーン12からなるループ形状を覆う、
既製服の一部であり、柔軟な母材14の全体的形状は、
図1において全体的に示されていない既製服である。布
地が既製服のような完成した物品である場合には、金属
ヤーン12と柔軟な母材l4を一体に組み込む紡績加工
の好適な実施形態は縫製プロセス、即ち金属ヤーン12
が既製服に縫製されるものであることが可能である。布
地が完成品でない場合には、金属ヤーン12と柔軟な母
材l4を一体に組み込む紡績加工の好適な実施形態は、
製織加工又は編組加工であることが可能であり、未完成
の物品とループ形状が、物品を完成させるために製織工
程、又は編組工程により一体的に形成される。
装置10の柔軟な母材14が布地である場合には、加温
装置10は、着用可能な温熱衣服、電気毛布、温熱座席
クッション、或いは寒冷な空気を遮断するためのカーテ
ンとして実施可能である。本発明の加温装置10は、重
い加熱コイル又は加熱プレートを有した従来の加温装置
よりも明らかに広範に適用可能である。本発明の加温装
置10を使用する物品は、小型、軽量、携帯が容易、使
用が便利、かつ従来の加温装置を使用する物品よりも安
全である。
は、ゴム材料、合成樹脂、又はポリマー材料から形成さ
れている。金属ヤーン12と柔軟な母材l4を一体に組
み込む紡績加工の好適な実施形態は縫製加工である。実
際の用途においては、本発明による加温装置10の柔軟
な母材14が、ゴム材料、合成樹脂、或いはポリマー材
料のうちの1種類である場合、加温装置10は温熱や加
温のためのクッション、例えば、温熱貼付パッド、温熱
座席クッション、足を暖めるための足用クッション或い
は靴の上の雪を溶かすための足用クッションとして実施
可能である。
品、及び使用環境に依存して、例えば電気毛布のような
加温装置10の実用される物品が室内で使用されるよう
にデザインされている場合は、加温装置10の電源32
は家庭用AC電力に便利に接続可能である。加温装置1
0の実用される物品が例えば着用可能な加温装置のよう
に屋外で使用されるべくデザインされている場合には、
加温装置10の電源32は乾電池或いは充電式電池に便
利に接続可能である。本発明による加温装置10の電力
消費量は、加熱コイル又は加熱プレートを有する従来の
加温装置より低い。安全面を考慮すると、電源32に接
続する電力は直流電流であることが好適である。
第1の端点36及び第2の端点38は、金属ヤーン12
の第1のエンドライン16及び第2のエンドライン18
にそれぞれ便利に接続するためのクリップ型接続端子、
或いはロック型接続端子であることが可能である。これ
により、一体化された金属ヤーン12及び柔軟な母材1
4は電源32から容易に取り外された後、洗濯すること
が可能である。柔軟な母材14及び金属ヤーン12の種
類に関わらず、本発明による加温装置10は、付加的な
防水設計の必要なく、洗濯可能な加温装置としてデザイ
ン可能であることは明白である。加温装置を便利に洗濯
可能であることは、加温装置が着用可能な加温装置にデ
ザインされている場合、或いは、汚い環境で使用される
場合に、非常に重要である。
適な実施例による加温装置10は、温度制御装置30及
び温度センサ34も含んでいる。温度制御装置30は、
金属ヤーンに12に電力を供給する電源32を制御する
ためにある。温度センサ34は、図1に示されるよう
に、温度制御装置30上に設けられることが可能であ
る。温度センサ34は、温度を検知する必要がある他の
場所に設置することが可能であり、温度制御装置30に
電気接続される。温度センサ34は周囲の温度を検知
し、次に、温度制御装置30に検知された温度の値を伝
達する。その後、温度制御装置30は、温度センサ34
からの温度により電源32を制御する。
制御装置30は加温装置10のコストを削減すべく、単
一の制御装置内に設けられる。言うまでもなく、電源3
2及び温度制御装置30は、加温装置10の別個の部品
として設けることも可能である。
はマイクロプロセッサを有する。加温装置10は、温度
センサ34によって周囲の温度を検知する。その後、温
度制御装置30のマイクロプロセッサは、検知された温
度に従い、温度を所定の温度範囲内に自動調節する。他
の実施形態においては、温度制御装置30は手動の温度
制御装置であり、保温する温度を調節するために、電源
32の出力電力を手動により制御することが可能であ
る。
参照する。発明の第2の好適な実施形態による加温装置
20が、概略的に示される。加温装置20は、温暖に保
持するための電熱衣服のような着用可能な加温装置とし
て実質的に実施される。加温装置20は、柔軟な母材2
4、金属ヤーン22、電源42、温度制御装置40、及
び温度センサ44からなる。柔軟な母材14の好適な実
施形態は布地である。
績加工により柔軟な母材24に組み込まれ、第1のエン
ドライン26及び第2のエンドライン28を有する。金
属ヤーン22の第1のエンドライン26及び第2のエン
ドライン28はそれぞれ、電源42の第1の端点36及
び第2の端点38に着脱自在に接続される。電源42
は、加温装置20の電力源としての役割を果たす。金属
ヤーン22の第1のエンドライン26及び第2のエンド
ライン28の双方が電源42に接続されるときに、金属
ヤーン22が供給された電力を熱に変換して、結果的に
加温装置20の熱源を提供するように電源42は金属ヤ
ーン22に電力を供給する。
制御装置40は加温装置20のコストを削減させるべ
く、単一の制御装置内に設けられる。代替手段として、
電源32及び温度制御装置30は、加温装置20の別個
の部品として設けることも可能である。
図2に示されるように、温度センサ44は、温暖にして
おく必要がある着用者の身体に近接させて、柔軟な母材
24の適所に設けられる。温度センサ44は、導電線5
0を介して温度制御装置40に着脱自在に接続される。
温度センサ44は、着用者の「微気候」の温度を検知す
ることが望ましい。ここでいう微気候は、着用可能な加
温装置と着用者の間に存在する雰囲気である。その後、
温度センサ44は導電線50を介して検知された温度を
温度制御装置40に伝達する。次に、温度制御装置40
は、温度センサ44によって検知された微気候の温度に
従って、電源42を制御する。このことは、良好な温熱
効果を提供し、電力消費を節約することが可能である。
温度センサ44は防水材料よりなる部品を使用するであ
るか、或いは防水加工が施されている必要がある。
24は一般的に既製された、衣服、手袋、靴下等として
実施可能である。電源42及び温度制御装置40は、ウ
エストに容易に装着可能な単一の制御装置に一体化され
る。このことは、着用可能な加温装置の装着、及び柔軟
な母材24や電源42との間の取り付け/取り外しを容
易にする。金属ヤーン22は、着用者の希望によって、
例えば、腹部、背部、心臓のまわり、全身のように温暖
に暖かく保持されるべき物理的領域の近傍の位置に縫製
可能である。このため、本発明による着用可能な加温装
置は、実用的な温暖効率を与え、かつ携帯が容易であ
る。本発明の着用可能な加温装置の重要な特徴は、重い
加熱コイル又は加熱プレートを有する重く、着用不能な
加温装置、即ち従来の加温装置における重さ、及び洗濯
不能な加熱部品を排除することにあることが特筆され
る。さらに、金属繊維からなる金属ヤーンを使用する本
発明の着用可能な加温装置は、静電気を除去し、電磁気
の影響から保護するための機能を提供することが可能で
ある。
加熱プレートの代わりに金属ヤーンを使用する加温装置
を提供する。従来の加温装置と異なり、本発明の加温装
置は、消費電力が小さく、軽量、かつ小型である。さら
に、本発明の加温装置は、耐食性が高いの金属繊維の使
用により、洗濯可能である。
が記載されてきたが、使用された文言は本発明を限定す
るものではなく、説明を目的とするものであり、記載さ
れたクレームの範囲内において本発明の範囲及び精神か
ら逸脱することなく、変化するものと解される。
用可能な加温装置は、良好な温熱効果を有し、着用者が
望むように洗濯可能となる。また、低コストによる製造
が可能となる。
用可能な加温装置は、良好な温熱効果を有し、着用者の
意志で調整可能な温度範囲を有し、着用者が望むように
洗濯する便宜性を有する。また、低コストによる製造が
可能となる。
置10を概略的に示す平面図。
置20を概略的に示す平面図。
6…第1のエンドライン、18,28…第2のエンドラ
イン,第2のエンドライン、30,40…温度制御装
置、32,42…電源、34,44…温度センサ。
Claims (15)
- 【請求項1】 柔軟な母材と、 ループ形状をなして紡績加工により前記柔軟な母材に組
み込まれ、第1のエンドライン及び第2のエンドライン
を有する金属ヤーンと、 前記金属ヤーンの前記第1のエンドライン及び第2のエ
ンドラインが着脱自在に接続された電源とからなり、 前記金属ヤーンの第1のエンドライン及び第2のエンド
ラインの両方が前記電源に接続されたときに、前記電源
は、前記金属ヤーンが供給された電力を熱に変換するよ
うに、前記金属ヤーンに電力を供給する加温装置。 - 【請求項2】 前記金属ヤーンは、大部分がNi−Cr
合金繊維からなる請求項1に記載の加温装置。 - 【請求項3】 前記金属ヤーンは、大部分がステンレス
鋼繊維からなる請求項1に記載の加温装置。 - 【請求項4】 前記柔軟な母材は布地であり、前記紡績
加工は縫製加工、製織加工及び編組加工からなるグルー
プから選択されたうちの1つである請求項2に記載の加
温装置。 - 【請求項5】 前記金属ヤーンに電力を供給するための
前記電源を制御すべく、温度制御装置を有する請求項4
に記載の加温装置。 - 【請求項6】 前記温度制御装置に電気接続された温度
センサを有し、前記温度制御装置は前記温度センサによ
って測定された温度に従って前記電源を制御する請求項
5に記載の加温装置。 - 【請求項7】 前記柔軟な母材は、ゴム材料、合成樹
脂、及びポリマー材料からなるグループから選択された
1つからなり、前記紡績加工は縫製加工である請求項2
に記載の加温装置。 - 【請求項8】 前記金属ヤーンに電力を供給するための
前記電源を制御するために、温度センサを有する請求項
7に記載の加温装置。 - 【請求項9】 前記温度制御装置に接続された温度セン
サを有し、前記温度制御装置は前記温度センサによって
測定された温度に従って前記電源を制御する請求項8に
記載の加温装置。 - 【請求項10】 温度制御装置と、 電力を供給するための、前記温度制御装置によって制御
された電源と、 布地と、 ループ形状をなして紡績加工により前記柔軟な母材に組
み込まれ、前記電源に着脱自在に接続された第1のエン
ドライン及び第2のエンドラインを有する金属ヤーンと
からなり、前記金属ヤーンの第1のエンドライン及び第
2のエンドラインの両方が電源に接続されたときに、前
記温度制御装置によって制御された電源は、前記金属ヤ
ーンが供給された電力を熱に変換するように、前記金属
ヤーンに電力を供給する着用可能な加温装置。 - 【請求項11】 前記紡績加工は縫製加工、製織加工及
び編組加工からなるグループから選択されたうちの1つ
である請求項10に記載の着用可能な加温装置。 - 【請求項12】 前記温度制御装置に電気接続された温
度センサを有し、前記温度制御装置は前記温度センサに
よって測定された温度に従って前記電源を制御する請求
項11に記載の着用可能な加温装置。 - 【請求項13】 前記金属ヤーンは、大部分がNi−C
r合金繊維からなる請求項12に記載の着用可能な加温
装置。 - 【請求項14】 前記温度センサは前記布地に設けら
れ、前記温度制御装置に着脱自在かつ電気的に接続され
た請求項13に記載の着用可能な加温装置。 - 【請求項15】 前記金属ヤーンは、大部分がステンレ
ス鋼繊維からなる請求項12に記載の着用可能な加温装
置。
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