JP2007007378A

JP2007007378A - 温度調整マット

Info

Publication number: JP2007007378A
Application number: JP2005265557A
Authority: JP
Inventors: Seishi Takagi; 清史高木; Yuji Honda; 雄二本田
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-09-13
Publication date: 2007-01-18
Anticipated expiration: 2025-09-13
Also published as: JP3968373B2; KR20060124553A

Abstract

【課題】心地よい弾力性と、身体にべたつき感や、肌寒感無く暖め、冷やすことを可能にする温度調整マットを提供する。
【解決手段】身体の接触するマット容器の表皮５の下に、熱容量が小さく空気流通性のよい空気流通手段７と、身体との間で輻射、及び強制通気による熱交換を行う熱伝達手段９と、空気を循環流通させるための空気循環手段１２、１３、熱伝達手段９を加熱／冷却するための加熱・冷却手段２０と、室温とマット容器内の温度を検知して加熱・冷却手段２０及び空気循環手段１２、１３を制御するための制御・駆動ユニット２６を設けた。
【選択図】図４ｂ

Description

本発明は、布団等の寝具、仮眠、休息用として用いられるマットレス、ソファ等の、マットに温度調整装置を備えた温度調整マットに関するものでる。

近年、社会の成熟化にしたがって心地よい睡眠に対するニーズが高まりつつあるが、快適な睡眠を与える温度、ないし温度パターンは個人によって違うこと、また、同一人においても、健康状態によっても暑い、寒い、あるいは快適という感覚は異なるため、利用者の要求に応じて温度調整が可能な温度調整寝具が求められていた。これに対応して、従来からも、布団やマットレス等の寝具に空気、水等の熱媒体を循環して寝具の温度を制御する方法として、例えば、特許文献１，２に記載されているものが知られている。

特許文献１は、マット中に、（１）空気や、水の熱媒体を循環させる循環路をスポンジ内に埋設して設け、通電によって冷却、或いは加熱動作をする熱電素子を含む温度調整装置をマット外に設け、この温度調整装置を経由して上記熱媒体を循環させる、（２）マット内に隔壁を設けて循環路を区画形成し、この循環路に前記熱媒体のうち、空気を用いて循環させる、温度調整方法を開示している。一方、特許文献２は、布団内に合成樹脂や軽金属からなる流通配管を発泡材等のクッション材内に埋設して設け、ヒーター及びペルチェユニット及びエアーポンプ・センサー制御ユニットを備えて布団の外側に配置された温風・冷風発生源から、温風・冷風を前記流通配管の中を通すことで、布団の温度を制御する空気循環布団を開示している。

国際公開番号ＷＯ９７／３８６０７号公報特開平１１−２９９５８２号公報

しかしながら、特許文献１、２のいずれのものも、マットや、布団内に配設される熱媒体を流通させる循環路や、流通配管は、スポンジや、発泡材等のクッション材内に埋設して設けられるため、身体からの熱が循環路や、流通配管に達するまでの熱抵抗が大きくなること、また、スポンジや、クッション材の熱容量が大きいことから、布団・マットレスの表面温度が所定温度に到達するまでの時間がかなり長くなり、快適な温度に達するまで、じっと我慢して待たなければならず、快適な睡眠環境が直ちに得られないという欠点があった。

また、マットレス等の上側に横臥する身体とマットレス等の内部の循環路や、流通配管との間の熱交換は、熱容量の大きいスポンジや、クッション材を通しての熱伝導のみによるために、調整温度の変化に対する布団・マットレスの表面温度の追従温度変化の応答性が悪く、使用の途中で調整温度を変更したときには、その変更後の調整温度に達するのに時間がかかり、同様に、快適な睡眠環境が直ちに得られないという不具合が発生する。

本発明は、上記従来の課題に鑑みてなされたものであり、マットレスや、布団等のマット上で横臥した後に直ぐに快適な温度に調整でき、又、長時間横臥していても快適であり、更に、構造が簡単で効率の良い温度調整マットを提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、本発明は次に示す構成をもって課題を解決する手段と成している。すなわち、第１の発明は、マット内に空気が循環する空気循環通路が形成され、この空気循環通路を流通する空気温度の調整手段を備えて成る温度調整マットにおいて、少なくとも前記空気循環通路が形成される部位のマットの上側の表皮は気密性の表皮に形成して当該マット表面の気密性表皮が前記空気循環通路の少なくとも一部区間の通路壁と成し、このマット表面の気密性表皮を通路壁とした部分の空気循環通路内には空隙を有し該空隙を通しての空気の流通機能とマットの上側に寝る人間の身体を支持する支持機能とを兼備した空気流通手段が設けられ、マットの上側に寝る身体の熱と前記空気循環通路を流通する空気の熱との熱交換が前記マット表面の気密性の表皮を介して直接的に行われる構成としたことをもって課題を解決する手段と成している。

また、第２の発明は、前記第１の発明の構成を備えた上で、前記空気流通手段は、通気度が１００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上であって、圧縮復元率が７５％以上の立体形状をした部材によって形成されていることを特徴とする。

さらに、第３の発明は、前記第１又は第２の発明の構成を備えた上で、前記空気循環通路には、加熱と冷却の駆動が選択的に制御されて加熱と冷却の発熱駆動を選択的に行い空気循環通路を流通する空気と熱交換して流通空気を加熱又は冷却する内部熱交換手段が配置されていることを特徴とする。

さらに、第４の発明は、前記第１乃至第３のいずれか１つの発明の構成を備えた上で、前記空気循環通路の往き側の通路と戻り側の通路との流路の切り替わり部の少なくとも一箇所には空気を強制的に循環流通させる空気循環手段が設けられていることを特徴とする。

さらに、第５の発明は、前記第１乃至第４のいづれか１つの発明の構成を備えた上で、前記マット表面の気密性表皮を通路壁としている区間の空気循環通路の底部には加熱と冷却の駆動が選択的に制御されて加熱と冷却の発熱駆動を選択的に行い前記マット表面の気密性表皮の熱との間で熱交換を行う熱伝達手段が設けられ、前記マット表面の気密性表皮と熱伝達手段とは空気循環通路に設けられた空気流通手段の空隙を介して輻射による熱交換を行う構成としたことを特徴とする。

さらに、第６の発明は、前記第５の発明の構成を備えた上で、前記熱伝達手段はマット厚の上下間に上面がマットの上側の気密性表皮と対向させて設けられ、空気循環通路は前記熱伝達手段の上面の上側に形成される上部流通路と、熱伝達手段の下面の下側に形成される下部流通路とを連続させた流通路と成し、マットの上側の気密性表皮とこれに対向する前記熱伝達手段の上面とが上部流通路の通路壁を形成していることを特徴とする。

さらに、第７の発明は、前記第６の発明の構成を備えた上で、前記熱伝達手段の下面は断熱手段によって支持されており、該断熱手段内に空気循環通路の下部流通路が形成されていることを特徴とする。

さらに、第８の発明は、前記第５の発明の構成を備えた上で、前記熱伝達手段の上面はマットの上側の気密性表皮と間隔を介して対向させて設けられ、該マットの上側の気密性表皮と前記熱伝達手段との間の空間部は隔壁によって往き側と戻り側の流通路に区分されて前記熱伝達手段の上側の同一面上に空気循環通路が形成されていることを特徴とする。

さらに、第９の発明は、前記第５乃至第８のいずれか１つの発明の構成を備えた上で、前記熱伝達手段は加熱・冷却手段に熱的に接続され、熱伝達手段は加熱・冷却手段を熱源とする熱によって加熱と冷却の発熱駆動が行われる構成としたことを特徴とする。

さらに、第１０の発明は、前記第５乃至第９のいずれか１つの発明の構成を備え、前記熱伝達手段は偏平形状を呈して内部に熱媒体を循環流動させる通路が形成された合成樹脂製の袋体であり、この袋体内の通路を流通する熱媒体の熱によって熱伝達手段の加熱と冷却の発熱駆動が行われる構成としたことを特徴とする。

さらに、第１１の発明は、前記第５乃至第１０の発明のいずれか１つの発明の構成を備えたものにおいて、前記熱伝達手段の上面側には熱の吸収を促進するための熱吸収手段が付加され、熱伝達手段の下面側には熱の反射を促進する熱反射手段が付加されていることを特徴とする。

さらに、第１２の発明は、前記第５乃至第９のいずれか１つの発明の構成を備えたものにおいて、前記熱伝達手段の下面には管路が設けられ、この管路を流通する熱媒体の熱によって熱伝達手段の加熱と冷却の発熱駆動が選択的に行われる構成としたことを特徴とする。

本発明は、マットの上側で就寝する人間の身体と熱伝達手段間の熱交換を輻射、または輻射と強制空冷で可能とするものである。本発明においては、マット（温度調整マット）の上側の気密性表皮は空気循環通路の通路壁と成しているので、当該気密性表皮の熱は直接的に空気循環通路を流通する空気の熱と熱交換する。そのため、気密性表皮の温度は空気循環通路を流通する空気の温度に迅速に追従し、空気循環通路を流通する空気を温度調整することによって、マットの快適な就寝温度環境を提供することが可能である。

また、空気循環通路に空気流通手段が設けられ、マット上に就寝する身体の体重を支持するので、マットの表皮の直下に空気循環通路が形成されてもその通路が身体の重みによって潰れ変形することがなく、快適に身体を支えるので、マット上に就寝する人体に違和感を与えることがなく、長時間横臥していても快適である。しかも、空気流通手段は空気を流通させる空隙を有しているので、熱容量が小さく、気密性表皮も厚さが薄いので、熱容量が小さい。つまり、身体接触部の熱容量が小さくなるので、むれや、冷えすぎ等の問題がなくなり、また、熱伝達手段との間の熱抵抗が低く、温度制御応答性がよくなる。

また、熱伝達手段と気密性表皮との間に空隙を有する空気流通手段が配置され、その空隙を介して熱伝達手段と気密性表皮との間に輻射による熱交換を行う構成とした発明においては、その輻射の熱交換が熱伝導による熱交換に比べより迅速に行われるので、熱伝達手段の制御温度に気密性表皮温度をいち早く追従させることができ、快適な就寝環境を短時間で作り出すことが可能となる。

さらに、空気循環通路を流通する空気の流れの流通抵抗は往きと戻りの流れの向きが切り替わる位置で最も大きくなるが、この空気の流れの向きが変わる流路の切り替わり部に空気循環手段が設けられることにより、空気循環通路内に空気の流通抵抗が生じる空気流通手段が配置されても、円滑な空気の流通循環が達成され、好適なマットの温調動作を行わせることができる。

さらに、空気循環通路に該空気循環通路を流通する空気の熱と熱交換して流通空気の温度を調整する内部熱交換手段を設け、この内部熱交換手段と前記熱伝達手段との併用によってマット表面の温度調整を行う構成とした発明にあっては、例えば、マット表面の温度が就寝に適した温度から大きく外れた就寝直後は内部熱交換手段と前記熱伝達手段との併用によって短時間の内に就寝に適した温度を達成し、その後は、内部熱交換手段と前記熱伝達手段とのいずれか一方の駆動を停止する等の利用者の好みに応じた様々な温調制御のオプション展開を図ることが可能となる。

さらに、熱伝達手段の熱を、管路に流通させた水流等の熱媒体の温度によって調整する（制御する）構成とした発明においては、マット表面の気密性表皮の加熱・冷却をいわゆる、水流による加熱・冷却と、空気循環通路を流通する空気を介しての強制的な加熱・冷却を組み合わせて熱交換を行うので、均一性が高く、しかも迅速な（応答性の高い）温度調整を可能とするものである。

さらに、空気循環通路の一部の通路を熱伝達手段の下側の断熱手段に形成した発明においては、マット全体のクッション性を高める効果が得られる。

また、熱伝達手段の下側に断熱手段を設けることによって、マット表皮の温度調整を行うための熱伝達手段の熱がマットの下部（底部）から外部へ無駄に放出されるのを防止できるため、マット表面の温調用熱源の熱利用の効率化が図れる。

上記のように、本発明によれば、人体等の発熱源の表面温度を、短時間で適正なレベルに保てるとともに構造が簡単であって効率の良い温度調整マットを提供することができる。

本発明のよりよい理解のために、添付の図により以下に説明する。なお、以下の各実施形態例の説明において、同一又は共通性を有する構成部位には同一符号を使用して重複説明は省略又は簡略化する。また、添付の図面中の構成要素は必ずしも寸法通りではない。

本発明は熱電素子やヒーターを用いて温度調整が可能な温度調整マットにおいて、寝たときのべたつき感や、温度調整応答性を良くするために、身体接触部部分の熱容量を低下させ、かつ、身体とマットの間の熱交換を輻射によって、または輻射と強制空冷によって得る構成になっている。

本発明の以下に説明される実施形態例にかかる温度調整マット１は、その基本構成要素として、マット内に設けられる温度調整部３と、温度調整部３を加熱冷却するための加熱・冷却手段２０と、加熱・冷却手段２０を適正に制御し駆動するための制御・駆動ユニット４を有して構成される。また、温度調整部３の加熱冷却方式は、輻射と熱伝導を併用し、加熱冷却の熱源として機能する加熱・冷却手段２０の熱利用が水を媒体とする加熱・冷却式のものと空気を媒体とする加熱・冷却式のものとに分けられる。

以下に、本発明に係る温度調整マットの第１の実施形態例を図１〜図９ｂに基き説明する。先ず、第１の実施形態例の主要構成の温度調整部３、加熱・冷却手段２０、制御・駆動ユニット４の各部の構成及び技術の詳細を説明する。図１〜図３は本実施形態例の温度調整マット１の寝具全体の構成を示す。図１は温度調整マット１の全体構成を示す平面図、図２はマット１の側面図であり、斜線は本寝具上に横たわる身体との位置関係を模式的に示している。又、図３は図２のマットの縦断面図を示している。

本実施形態例における温度調整マット１は、睡眠を目的としたマットであり、例えば、仮眠所等で用いられ、その寸法は、例えば短辺が１ｍ、長辺が２ｍの長方形形状をとる。通常、就寝時には頭寒足熱が求められ、特に夏季には発汗が多い背中部を冷却することが求められ、又、就寝者の頭部位置には通常枕が置かれるので温度調整の機能が求められない。

そのために、本実施形態例においては、温度調整部３は、温度調整機能を持たない第１のマット部２ａと第２のマット部２ｂとに挟まれた背中にあたる部分（図中斜線部）の領域部分とし、この領域部分の温度調整のみを対象としており、温度調整部３は身体に対して背中部を横切る形で構成されている。但し、寒冷地でのマットとしての使用や、事故等により大量の出血をした患者の緊急の加温等の場合に用いるには、マット全長にわたって温度調整部３を設けても良い。或いは、肩や脚が痛く、その部分のみを加熱したいというときには第１のマット部２ａと第２のマット部２ｂに温度調整部３を設ければよく、例えば、脚部が冷えやすい等の時には、第２のマット部２ｂのみ、又は背中部分と第２のマット部２ｂに温度調整部３を設ければよい。

本実施形態では、一例として、第１のマット部２ａのマット上端からの長さＬ_１は４０ｃｍに、温度調整部３の長さＬ_２は背中部分が快適感を得るための長さとして４０〜５０ｃｍに採った。温度調整機能の無い第１のマット部２ａ、第２のマット部２ｂでは、上部表皮５の下側に、発泡ウレタンやスポンジ等のブロックや細片が詰められたクッション１７が設けられている。また、少なくとも温度調整部３には空気流通手段７が積層配置されるが、図３に示す例では、第１のマット部２ａと第２のマット部２ｂにも空気流通手段７が配置され、上部表皮５の直下層のみは、マット全体に空気流通手段７の層を配置し、マット上の人が温度調整部３と第１のマット部２ａ、第２のマット部２ｂ等の、各マット部間の硬さの違いによる違和感を感じにくくしている。

又、図１、図２に示すように、マットの頭部側左端には、温度センサーからのデータ及び快適な睡眠パターンのための温度調整マット内の空気流通及び温度制御を行うための制御・駆動回路、交流１００Ｖ電源、ＡＣ／ＤＣ変換装置等の変換部を収容する制御・駆動ユニット４が設けられ、その下部に加熱・冷却手段２０が設けられている。尚、電源コード等の図示は省略されている。そして、図３に示すように、マット下部空間全体は、スプリングユニット等の下部支持手段８で支えられている。

次に温度調整部３を、図４ａ〜図８を用いて、より詳細に説明する。図４ａ、４ｂは、第１の実施形態にかかる温度調整部３の概略構成図を示したものであり、このうち、図４ａは、概略斜視図であり、図４ｂは、温度調整部３のマット横方向断面図（図４ａのＡ−Ａ′断面図）である。

温度調整部３は、マットの加熱・冷却を行う（加熱と冷却を選択的に行う）ための部分であり、人工皮革等の上部表皮５と熱伝達手段９間の輻射による熱伝達と強制空冷（又は強制加熱）による熱伝達とを行う手段を備える。温度調整部３は、図４ｂに示すように、輻射及び強制加熱・空冷のための熱伝達手段９をマット１の厚み方向のほぼ中間部に備えており、また、該熱伝達手段９の上側の上部流通路２８と熱伝達手段９の下側の下部流通路２７を通して、マット内を自由に空気を循環させるためのファン等の空気循環手段１２、１３を有し、熱伝達手段９は加熱・冷却手段２０と熱的に接続されている。

温度調整部３は、より詳細には、マット上部と側壁部を気密に覆う上部表皮５、下部を気密に覆う下部表皮１１、上部表皮５下に設けられる通気性の高い空気流通手段７、マットの厚さ方向のほぼ中間部の熱伝達手段９、空気循環手段１２、１３を有して構成され、また、熱伝達手段９は、加熱・冷却手段２０とマット側縁部にて接続される。この熱伝達手段９は、マット厚さ方向のほぼ中央部に置かれ、マット内空間を上部空間である上部流通路２８と、下部流通路２７とに２分している。図４ｂでは、空気循環通路は往側の通路の上部流通路２８と戻り側の通路の下部流通路２７とがエンドレス状に直列的に連通接続されることによって形成されている。本例では、空気循環通路の通路幅は図１に示されるＬ_２又はほぼＬ_２の寸法幅としている。

熱伝達手段９と上部表皮（気密性表皮）５間に挟まれた空間である上部流通路２８には、高通気性の機能（空気の流通機能）と、体圧分散機能（身体の支持機能）を持つ空気流通手段７が設けられている。また、熱伝達手段９の左右端部にはマット１内で、強制的に空気を循環させるための、送風・吸引ファンである一対の空気循環手段１２、１３が設けられ、この一対の空気循環手段１２、１３に対応させた熱伝達手段９の位置には図４ｂ，図５ａに示されるように、貫通孔２９、３０が設けられている。

下部流通路２７は、熱伝達手段９と下部表皮１１に挟まれた空間であり、ここには図４ｂに示すように、良好な通気性を保ちながら熱伝達手段９を支える下部支持手段８が配置されている。本例では下部支持手段８として、複数のスプリングを並べ、そのスプリングの上下端を連籠状に結したスプリングユニットが用いられている。

本例では、図４ｂ及び図８に示されるように、マット１内の内部循環空気は、マット外部に設けられた加熱・冷却手段２０と熱的に接続されたヒートシンクからなる内部熱交換手段６により、冷却・加熱される構成となっている。なお、図４ｂでは空気循環手段１２は熱伝達手段９の上側に配置されており、図８では空気循環手段１２は熱伝達手段９の下側に配置されているが、空気循環手段１２の配置は熱伝達手段９の上側であってもよく、下側であってもよく、同様に、空気循環手段１３も熱伝達手段９の上側であってもよく、下側であってもよい。

図５ａは温度調整部３に設けられる熱伝達手段９の構成を説明する部分破断斜視図である。図のように熱伝達手段９には、上部流通路２８の空気を下部流通路２７に導くための貫通孔３０と、下部流通路２７の空気を上部流通路２８に循環させるための貫通孔２９があり、図４ｂに示されるように、これら貫通孔２９、３０間の熱伝達手段９のほぼ全上面は空気流通手段７により覆われている。また、図４ｂの例では、上部流通路２８の端部には貫通孔２９と連通する位置に空気循環手段１２が設けられ、下部流通路２７の端部には貫通孔３０と連通する位置に空気循環手段１３が設けられている。つまり、空気循環手段１２と空気循環手段１３は、下部流通路２７と上部流通路２８との間の流路の切り替わる位置にそれぞれ設けられている。

次に温度調整部３を構成する各構成要素の材料、構造及び、その機能について詳細に示す。マット本体を包む上部表皮５及び下部表皮１１は、合成皮革によって形成することも可能であるが、本例では透湿・透気性が少なく、厚さが０．５〜１ｍｍの織物からなり、ポリアミド樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂を数１０〜数１００μｍの厚さに施して気密に構成され、両者はマット下部及び周縁端部（図示せず）は縫製されて気密なマット容器体を構成している。

通気度の高い空気流通手段７は、温度調整マット１の幅方向（短辺方向）の全体に延設されて（上部流通路２８の通路空間全体にわたって設けられて）おり、送風・吸引ファンである空気循環手段１２及び空気循環手段１３を用いた強制通風によって、この中を通る空気の熱を上部表皮５の表面に導き、又、その内部を通して上部表皮５と熱伝達手段９間で効率的に熱交換をさせるものである。また、空気流通手段７には、良好な通風性と低密度、かつ、クッション性の良い構造が求められる。出願人は、開発・試作を繰り返し、以下の構造・構成の空気流通手段７を得るに至った。

空気流通手段７は、図６ａ〜図６ｃに示すような、厚さが１０〜３０ｍｍの立体的な繊維構造体であり（図６ｃでは内部構造の図示は省略されている）、表裏２枚の繊維の地組織である面状織物部１４（上部の格子状繊維）と、該上下の面状織物部１４を連結する繊維の連結手段１５とからなる。面状織物部１４は上下の通気を良くするために、単位面積あたり開口率が７０〜８０％と高い織物であり、マルチフィラメントからなるポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル繊維や、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド繊維から構成される。

一方、連結手段１５は、面状織物部１４と一体的に織られ、熱処理によって立体化されるものであるが、本織物の上側に横たわる人体を、上部表皮５を介して、適度の圧縮変形により受け止める必要がある。そのため、繰り返し圧縮歪がかかっても回復する強靭な糸材、具体的には太さが６００〜８００デニールのポリエチレンテレフタレートや、ポリブチレンテレフタレート等からなる剛直なモノフィラメント繊維体を、図６ａに示すように、多少湾曲させて、或いはＸ字となるようにモノフィラメント繊維体を多数本配置することで構成される。

この空気流通手段７の構造体は織物であるために、通気方向における断面に対する空孔率が８０〜９５％程度と高く、上下方向（ｂ方向）のみならず、繊維織物の面内方向（ａ方向）へも空気を流通させることが容易である。また、織物の糸材は細い繊維の集合体であり、構造体の体積あたりの繊維体重量は該体積を繊維と同じ材料の固体で満たした場合の１／１０以下であり、マット高さ方向への熱伝導率も熱容量も１／１０以下となるため上部表皮５上に横臥する人体の熱はこもらず、上部表皮５裏面から輻射及び送風空気を媒体とする伝熱によって熱伝達手段９に伝えることが出来る。

そして、例えば、３０ｍｍ厚さの空気流通手段７を用いて、空気を循環させるときには風量として、０．１〜０．５ｍ^３／ｓｅｃの大風量を得ることが出来、例えば５分間程度の間に快適な冷房効果を得ることが出来る。同様に、表皮５の温度を暖める暖房（加熱）運転の動作時にも短時間で快適な暖房効果を得ることが出来る。ところで連結手段１５は、前述のようにマット厚さ方向に密に立って配列されているため、急速冷却等が必要な場合には、より空気の流通を高める必要がある場合もある。この場合には、モノフィラメント繊維体のフィラメントの配列を図６ｂに示すようにモノフィラメント繊維体の織り方を空隙部１８と密集部１９になるように疎密に構成する、或いは図６Ｃに示すように、空気流通手段７の表面の一部を削り取って空気の流れ方向を長手方向とする切り欠き部６１を設ければよい。

また、他の空気流通促進手段として、図７に示すように空気流通手段７下に、流通を高めるため、高さが２〜５ｍｍ程度で、空気流通性の高い立体織物や、プラスチック材を、ストリップ状に空気流通補助手段５３として設けて、空気流通を促進しても良い。

空気流通手段７の空隙を通る通気性（ａ、ｂの両方向）は、フラジール法通気度が１００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上、好ましくは４００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上あることが好ましく、また、体圧分散の点から、圧縮復元率は７５％以上、望ましくは８５％以上が好ましい。その理由は、フラジール通気度が１００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以下であるとマット内を循環流通する際の空気抵抗が大きくなり、上部空気循環手段１２及び下部空気循環手段１３として用いる送風ファンが発熱する、大型化する、騒音が大きくなるためである。

尚、本発明におけるフラジール法通気度の測定は、ＪＩＳＬ１０９６に規定されるフラジール型通気度計を用いて、オリフィスの前後に生じた圧力差から、織物を通過する空気量（ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ）を求めるものである。

空気流通手段７は通常、図３に示すように、温度調整部３の区間においては、熱伝達手段９と上部表皮５との間に、複数枚積層して配置される（仕様によっては単層配置でもよい）が、マットとしてのより快適な弾性を得るために、図５ａに示されるように、マットの周囲に木枠等の支持体１６を配置し、これに上部表皮５を接着し、剛性を高めた上で空気流通手段７の端部を支持体１６に巻き付け折り込む、いわゆる、ハンモック固定をしてもよい。この場合は、上部表皮５と支持体１６と下部表皮１１とによってマット１の気密な容器体（マット容器体）が形成される。

また、空気流通手段７は立体織物を用いたが、これに限られず、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の柔軟なプラスチック材料からなる籠体やメッシュで構成しても良い。この場合は圧縮復元率を高めるために、化学架橋材の添加、電子線照射等の手段で高分子間の架橋を行わせることが良い。

次に加熱／冷却を行うための熱伝達手段９について説明する。本実施形態例で用いた熱伝達手段９は、厚さが２ｍｍ、熱伝導率が２７０Ｗ／ｍ・Ｋの高純度アルミ板からなり、その上面には輻射率が０．９５程度の熱吸収手段としての黒色アルマイト加工を、下面は輻射率が０．０５程度となるように熱反射手段としての鏡面研磨を施して、冷却時の上部表皮５の裏面から熱伝達手段９への輻射と、加熱時の熱伝達手段９から上部表皮５への輻射との、熱伝達手段９と上部表皮５間の輻射による熱交換を高め、一方、熱伝達手段９の下面は該マット１への外部からの熱の出入りを抑制している。尚、熱伝達手段９の板面は剛性を高め、通風時の空気と板面間の熱交換を促進するためにエンボス等の加工をしてもよい。

熱伝達手段９の両端部にはシロッコファン、クロスフローファン、ターボファン等からなる一対の空気循環手段１２、１３が設けられている。ファンの固定手段は図示を省略している。

図４ｂに示されるように、空気循環手段１２は、下部流通路２７内の空気を吸引して、貫通孔２９を通して上部流通路２８内に配置された空気流通手段７へと導くためのもので、一方、空気循環手段１３は、上部流通路２８内の空気流通手段７を通過した空気を第２の貫通孔３０を通して下部流通路２７へ導く手段である。

なお、本例では空気流通手段７への空気流通を行わせる空気循環手段として、一対の（２個の）空気循環手段１２、１３を用いたが、空気流通手段７の通気度が高い場合は熱伝達手段９の片端に設けるのみでよく、空気循環手段の吸引静圧が高い場合も同様に、空気循環手段は熱伝達手段９の片端に設けるのみでもよい。

次に熱伝達手段９の下部に設けられる下部支持手段８、下部断熱手段１０について説明を加える。下部支持手段８は、図４ｂ、図５ｂに示されるように、熱伝達手段９の下部に配置され、下部流通路２７の空間で空気を流通しながら、熱伝達手段９を支持するための手段であり、例えば、マット１上に寝る人体の体重を柔軟に受け、体圧を分散させる多数の金属スプリングが、これらを整列させるための籠状の枠で支持されたスプリングユニット構造体である。また、下部断熱手段（断熱手段）１０は、厚さが２〜３ｍｍのポリエチレンや、ポリウレタンからなる断熱発泡体シートであり、ベッド等の、温度調整マット１の下から侵入する熱を遮断する。

次に熱伝達手段９と、循環空気の熱交換の方法及び加熱・冷却手段２０の構成、及び熱伝達手段９と加熱・冷却手段２０の接続について図４ｂ、及び、図４ｂの左端部である当該接続部分の要部拡大斜視図である図８を用いて説明する。

図８に示すように、アルミ板からなる熱伝達手段９の下側には、シロッコファンからなる空気循環手段１２が配され、ファン１２が回転し、吸引することで空気流通手段７を通って来た空気を熱伝達手段９に設けた貫通孔２９を通して下部に導き、下部流通路２７へ排出する。空気循環手段１２の真下で空気流路（空気循環通路）には、温度調整部３の内部空気、つまり、下部流通路２７と上部流通路２８を通して流れる循環空気と熱交換するための多数のフィンを有するヒートシンクからなる内部熱交換手段６が設けられている。なお、図８に示される循環空気の流れ方向と図４ｂに示される流れ方向は互いに逆向きとなっているが、その空気の流れの向きはいずれの方向に設定してもよい。

内部熱交換手段６の背面には、ペルチェ効果を利用した電子冷却器２１と、複数のフィンを有するヒートシンクである外部熱交換手段２３、軸流ファンからなる外部送風手段２４、外部熱交換手段２３を覆うケーシング２５で構成する加熱・冷却手段２０が設けられ、電子冷却器２１に電流の極性に応じた直流電流を通すことで、内部熱交換手段６が加熱・冷却され、同時に内部熱交換手段６のフィンも加熱・冷却される。このようにして、マット内を循環している空気は、内部熱交換手段で熱交換されマット内が温度調整されている。

電子冷却器２１の構成は公知であり、その詳細は説明しないが、上下一対のアルミナ等のセラミック基板間に、ｎ型、ｐ型の複数の半導体素子を配列配置し、一対のセラミック基板のそれぞれの裏面側（半導体素子の配列面側）に配置された電極を利用してｎ型、ｐ型の半導体素子を交互に１００〜３００対、直列に接続して構成された半導体電子デバイスであり、直流電流を通電させると、ｎ型半導体の電子がｐ型半導体の正孔と結合して、片面で熱を吸収し他面側に放出し、また、電流の極性を反転すると吸熱面と排熱面が入れ変わるため（反転するため）、直流印加電流の極性を制御することにより、冷却と加熱を一つの電子装置で出来るメリットがある。

但し、本例では加熱と冷却の兼用手段としてペルチェモジュールを用いたが、ペルチェモジュールを加熱のために使用した場合には高温劣化しやすいため、シリコンゴム等の絶縁耐熱材料の中にヒーターを埋め込んで構成される面状発熱体を加熱手段として用いることがより好ましい。その場合は、ペルチェモジュールは冷却手段として利用する。

電子冷却器２１の外部空気への排熱は、一例として、電子冷却器２１と熱伝導性のシリコングリースを介して接続された外部熱交換手段２３に、軸流ファン等からなる外部送風手段２４を用いて強制通風することで行われる。

図８ａ〜図８ｄは電子冷却器２１から外部空気への排熱をヒートパイプ６３を利用して行う構成の各種実施形態を示すものである。図８ａ、図８ｂ（図８ｂは図８ａのＡ−Ａ′断面図である）に示すものは、電子冷却器２１の排熱側に取付けられた排熱板７０と外部熱交換手段２３とをヒートパイプ６３によって熱的に接続したもので、外部熱交換手段２３は、フィン支持体６８に複数の排熱フィン６９を取り付け、これらフィン支持体６８と排熱フィン６９とを外気導入孔６７と排出孔７１とが形成されているケーシング２５内に収容したものである。排熱板７０とフィン支持体６８とは１本以上（この図では３本）のヒートパイプ６３によって接続され、電子冷却器２１の排熱はヒートパイプ６３を伝わってフィン支持体６８側に導かれ、排熱フィン６９と外部からの導入空気とが熱交換されて外部へ排出されるものである。

図８ｃに示されるものは、排熱フィン６９からの排熱を強制的に行うファン等の外部送風手段２４をケーシング２５内に設け、必要に応じ、外部空気を導入する外気導入孔６７にフィルタ６４を設けたものであり、それ以外の構成は図８ａ、図８ｂに示すものと同じである。図８ｄに示すものは、ケーシング２５を省略して（設けないで）排熱フィン６９を外部空気中へ露出させたものであり、それ以外の構成は図８ａ、図８ｂに示すものと同じである。

なお、前記の図８において、符号の４は制御・駆動ユニットを示し、制御・駆動ユニット４は、外気温、マット装置内部の温度等のセンサーデータや、睡眠温度パターン等により、風量、加熱冷却を行わせる制御回路や、ＡＤ変換器等を収容し、かつその表面には図示しないスイッチ等の操作部が設けられている。

図９ａは温度調整マット１の第１の制御系統を示す説明図である。マット１内の温度Ｔ１を検出するマット内センサー３１（図８参照）がマット部中央の上部表皮５と、空気流通手段７との間に設置され、又、室内の温度Ｔ２を検出する室内温度センサー３２（図８参照）が制御部４上に設置されている。マット内センサー３１と室内温度センサー３２の出力信号の差が、マイクロコンピューター（ＣＰＵ）からなる制御部２６に所定の周期で入力され、マット内温度Ｔ１と室内の温度Ｔ２の差が演算され、この温度差と、加熱・冷却手段２０の成績指数（吸熱（加熱）熱量と入力電力との関連データ）等の既知のデータに基づいて、電源５８から電子冷却器２１に供給すべき電力値、加熱・冷却の電流方向を切り替える極性切替スイッチ４２のスイッチ動作、空気循環手段１２、１３の空気供給量（ファンの回転数）、外部送風手段２４の空気供給量が、個別に、又、関連性を持って制御できる構成となっている。

本発明の温度調整マット１による身体からの発熱除去、身体への加熱は、基本的に熱伝達手段９と上部表皮５との輻射による熱交換によっている。例えば、冷却を例に取ると、就寝時に体が火照っているときには、空気循環手段１２、１３の空気供給量を高め、また、身体温度が低温化して熟睡している時には空気供給を止める。このとき、上部表皮５の裏面温度をＴ１、熱伝達手段９の表面温度をＴ２とすると、（Ｔ１）^４−（Ｔ２）^４に比例した熱量が身体より輻射により熱伝達手段９へ移動する。

また、この輻射による熱の移動量は、高温側と低温側の物体の輻射能力に比例するため、例えば、熱伝達手段９の上部表面は黒化アルマイト処理（輻射係数；０．９５程度）、上部表皮５の裏面は黒色繊維（輻射係数；０．９５程度）にして、上部表皮５と熱伝達手段９間の輻射による熱移動を促進し、熱伝達手段９の裏面は鏡面処理することで（輻射係数；０．０５程度）、熱伝達手段９の下面側での輻射による熱移動を抑えることが望ましい。

上記構成において移動する熱量は、例えば、身体表面温度が３２℃であり、熱伝達手段９の上面温度を２８℃と設定した場合には、輻射熱量は２０〜２３Ｗ／ｍ^２である。この値は、空腹時、仰臥して安静な状態でのエネルギー消費である人間の基礎代謝熱量である５８．２Ｗ／ｍ^２／ｈに較べて十分大きな値であり、安静な状態では循環空気の熱伝導による強制空冷が無くても輻射の熱移動だけで十分な冷却効果が得られることが理解できる。

本温度調整マット１の温度パターン及び各部の制御の一例として、夏場には、例えば、いわゆるＶ字睡眠パターンとして知られている図９ｂに示す制御モデルを基本とすることができる。図９ｂでの温度制御では、（１）就寝直後には身体が活性で高温になっているため、加熱冷却源（冷却モード）を強モード（排熱のための外部送風手段も強モード）、マット内通風のためのファンである空気循環手段も強モードにして、身体を冷却する、（２）しばらくして身体の温度がある程度下がったと想定される時点では、加熱冷却源（冷却モード）を弱モード（排熱のための外部送風手段も弱モード）に切り替えると共に、マット内通風のためのファンである空気循環手段を弱モードに落として、身体の過冷却を防ぐ、（３）そのあと、加熱冷却源（冷却モード）は弱モード（排熱のための外部送風手段も弱モード）に保ちながら、空気循環手段をオフにする、すなわち身体の冷却は熱伝達手段７への身体からの輻射のみとする、（４）更に時間が経過した時点では、全ての電源をオフにして翌朝の起床につなげる。但し、これは一例であって最適な制御の温度パターンは外気温、湿度、マット使用者、使用者の健康状態、マット上の掛け布団等により千差万別であるので、基本パターンをもとに使用者がマイコンの設定を最適化すると良い。

図１０は本発明の第２の実施形態例に係る温度調整マットの要部概略構成図であり、救急用のストレッチャーマットに適用したもので、マット内の空気循環機構、及び加熱・冷却手段２０の取り付け方の変形例を示したものである。

この実施形態例においては、マット全体が脚６０ａ付きの台６０上に置かれており、熱伝達手段９の中央部の複数箇所に、熱伝達手段９の下部空間である下部流通路２７から上部空間の上部流通路２８へ空気を流通させる貫通孔２９が、一方熱伝達手段９の両端部に、上部空間から下部空間へと空気を流通させる貫通孔３０がそれぞれ設けられている。又、空気循環手段１２はベローズ等の伸縮性のあるパイプ５９によって熱伝達手段９とは離間し、下部断熱手段上に載置されている。なお、図１０では下部断熱手段の図示は省略されているが、実際には図３に示されるように、下部表皮１１の上側に下部断熱手段１０が配置される。下部断熱手段１０の図示が省略されている他の図においても、実際には例外的な仕様の場合を除き、下部表皮１１の上側に部断熱手段１０が配置される。

更に、マット１の中央部には加熱・冷却手段２０が、下部表皮１１、台６０の貫いて台６０の下部に設けてあり、フィンである内部熱交換手段６がその上部の下部流通路２７に設けられている。この構成では、流通抵抗を持つ空気流通手段７内を流通する距離が中央から片端までのマット幅のほぼ半分となるため、加熱・冷却時間が小さくなる、空気循環のためのファンの負荷が減少する、騒音が少なくなる、等の特徴がある。

図１１ａは本発明の第３の実施形態例に係る温度調整マットの概略構成斜視図である。本実施形態例においては、熱伝達手段９が管路としての水管７２を設けた熱伝導性材からなる。水管７２と加熱・冷却手段２０は水管７２を通る熱媒体（ここでは水）を介して熱的に接続されており、加熱・冷却手段２０から熱伝達手段９への冷却や、加熱の熱移動が水管７２を通した水によって行われること、騒音防止のための通風整流手段３４を設けたこと等が前述した第１、第２の各実施形態例と異なる。

次に本第３の実施形態例に用いた熱伝達手段９及び加熱・冷却手段２０、通風整流手段３４について詳細に説明を加える。

第３の実施形態例における熱伝達手段９は、上面に熱吸収手段としての黒化酸化膜を設け、下面は熱反射手段としての鏡面研磨を施し、空気が流通するための貫通孔２９が設けられた厚さが１．５〜２ｍｍの銅板である。また、その端部（図の左端）にはシロッコファンから成る空気循環手段１２が各貫通孔２９に対応した位置に設けられており、熱伝達手段９の他端（図の右端）側にはエアコン等の空調機に用いられ平面状に送風することのできるクロスフローファンからなる空気循環手段１３が設けられている。

また、クロスフローファン１３の外側には気体の流通を促進し、騒音を減らすための、内部に湾曲したアルミ板からなる通風整流手段３４が設けられている。前記熱伝達手段９の板の裏面に、直径が３〜５ｍｍの蛇行銅管（水管７２）がロー付けにより固定され、その端部には、着脱自在な雌雄一対の逆止弁を持つコネクターからなる熱媒体接続手段３５が設けられ、蛇行銅管は熱媒体接続手段３５を介して加熱・冷却手段２０に熱的に接続されている。

図１１ｂは第３の実施形態例における装置の加熱冷却機構の全体構成を示した図である。図に鎖線で示す加熱・冷却手段２０は、循環する熱媒体を貯える水タンク３６、流体圧送ポンプ３７、内部に蛇行通水路を有して循環水と熱交換を行うためのアルミ製で内部に水路を持つ内部熱交換手段として機能する循環水熱交換手段３８、電子冷却器２１、放熱フィンを有するアルミヒートシンクからなる外部熱交換手段２３、軸流ファンである外部送風手段２４、を有して構成される。

図１２は第３の実施形態例の温度調整マットの動作を説明する断面図である。図１１ｂを参照して、まず、水タンク３６に蓄えられた水は、流体圧送ポンプ３７によって温度調整部３内の蛇行通水路７２を通り循環水熱交換手段３８に導かれる。循環水熱交換手段３８内の水は、流路の中間部に設けられた温度センサー４０の検出温度を基に制御回路により演算された所定の電流・電圧値になるように電子冷却器２１を制御して、加熱或いは冷却される。一方、電子冷却器２１によって、排熱された熱は外部熱交換手段２３を通して外部送風手段２４によって外部に放散される。

次に本温度調整マットの動作を、温度調整マットの制御系統を示す図１３を用いて説明する。制御部２６に設けられた図示しない電源スイッチをオンにすると、マット部中央の上部表皮５の温度Ｔ１を検出するマット内センサー３１、制御部上の室内の温度Ｔ２を検出する室内温度センサー３２、水タンク３６中の水温Ｔ３を検出する循環水温度センサー４０が動作し、それぞれの出力信号データが、マイクロコンピューター（ＣＰＵ）からなる制御部２６に送られる。

制御部２６ではこれらのデータと、予め、メモリー４１に記憶された所定の演算アルゴリズムに基づいて、電源５８から極性切替スイッチ４２、電子冷却器２１に供給すべき電力値、空気循環手段１２、１３に流す電流値、流体圧送ポンプ３７の送水量、外部送風手段２４の空気供給量を決定し、それぞれを駆動し、マット上に横臥する身体下の上部表皮５の温度を所定の値に、或いは温度パターンに制御する。

本例のように熱媒体として比熱の高い水を使った構成の場合、加熱／冷却時にタンク３６内の水全体が一定温度になる時間が多少かかるが、熱伝達手段９の銅、アルミ等の熱伝導板の均熱性が高まり、快適性が高まる利点がある。

図１４ａ〜図１６は、本発明の第４の実施形態例の温度調整マットの構成に関するものである。第４の実施形態例においては熱伝達手段９が内部に循環系の流通路を持ち、また、熱輻射・反射機能を設けたプラスチック袋を用いたシステムであること、下部流通路２７、下部支持手段８、下部断熱手段１０が複合化されていることが上記第１〜第３の各実施形態例と異なる。

図１４ａは温度調整部３の断面図を示し、図１４ｂは下部流通路２７の構成を示し、図１５は熱伝達手段９の概略構成の斜視図を示し、図１６は袋体を構成するプラスチックシートの断面構成を示したものである。

まず、温度調整部３の構成を図１４ａを用いて説明する。この温度調整部３は熱伝達手段９として、図１５に示すような通水流通自在な袋体５０を用い、加熱・冷却手段２０は第３の実施形態例で示したものと同じである。袋体５０は、塩化ビニリデン、ポリエチレン、塩化ビニル等の熱可塑性材料や、スチレン・ブタジエン・スチレンゴム共重合体、天然ゴム等のゴム材料からなる上下２枚のプラスチックシートを熱融着、超音波融着等の融着手段や、接着材により接着で通水隔壁４７を作り、熱媒体流通路４６を形成したものである。

この袋体５０は、加熱・冷却手段２０とコネクターからなる熱媒体接続手段３５を介して接続され、加熱・冷却手段２０で加熱又は冷却される熱媒体の水を循環することで熱伝達手段９を所定の温度に調整する。

なお、袋材を構成する２枚のフィルムのうち、上部袋体基材４８は、冷却時には身体から放射される赤外線を効率よく吸収する熱吸収手段としてのカーボンブラック等を配合したプラスチック／ゴム等の合成樹脂、或いは図１６に示すように、黒色のフィルムや、カーボンクロスを載せた赤外線吸収手段６５を有する合成樹脂であり、下部袋体基材４９は上部袋体基材４８側から輻射されて来る赤外線を受け、その赤外線を袋体５０を貫通して上部に反射するために熱反射手段としてのアルミ箔等の赤外線高反射手段６２をプラスチックシート体の底部に設けたものである。

この袋体５０には、下部流通路２７からの空気を上部流通路２８に導く貫通孔３０と、上部流通路２８内の空気流通手段７を通過した空気を上部から下部に導く貫通孔２９が設けられている。シロッコファンからなる空気循環手段１２は、図１４ａに示すように、袋体５０に設けられた貫通孔２９の下部に、袋体５０とは離間して設けられており、ファンの吸引部を上方にし、吹き出し口を下部流通路２７に接続されている。尚、図１４ｂは下部断熱手段１０の内部構成を示している。

下部断熱手段１０は、発泡ウレタンや、軟質ウレタンや、塩化ビニル樹脂からなり、図１４ｂに示されるように、下部断熱手段１０に、凹部７０が加工されて下部流通路２７が形成される。この例では、下部断熱手段１０の厚さは３０ｍｍ程度と厚く、例えば、発泡ウレタンを使用することにより、マットの良好なクッション性が得られる。また、下部流通路２７は、複数の柔軟なパイプを用いて構成し、このパイプを下部断熱手段１０に埋め込んだ構成としてもよい。下部流通路２７をこのような構成とすることで、マットのクッション性、快適性が良くなる。また、空気循環手段１２を熱伝達手段９に固定しない構造にすることで、組立てが容易になるメリットが得られる。なお、図１４ｂでは、図示を簡易化するために、熱伝達手段９は平板状に記載されているが、実際は図１５に記載された袋体５０の形態のものである。

図１４ａは第４の実施形態例の作用を構成と共に示したものである。身体温度より熱伝達手段９の温度が低い冷却時には、身体６６から放射される熱は、上部表皮５を通して、その裏面に伝達され、その多くは赤外線の形で上部表皮５の裏面からの輻射により、さらに、熱伝導、対流により立体織物等からなる空気流通手段７に伝えられる。上部表皮５及び空気流通手段７は、比熱、熱伝導率がいずれも低い（保有熱容量が低い）ため、身体の熱を受けてもその熱を保有蓄熱せずに、輻射の形で直ちに熱伝達手段９へと熱を供給する。

空気循環手段１２から空気流通手段７内へと送られる風は上部表皮５の裏面において、熱を奪い、熱伝達手段９の袋体５０へ熱を伝達する。熱伝達手段９の表面では、輻射によって、或いは空気との熱交換によって伝えられる熱を吸収し、袋体５０内部の流通している熱媒体（この例では水）に伝え、熱媒体流通路４６、加熱・冷却手段２０を経由して排熱される（図１１ｂ参照）。

身体温度より熱伝達手段９の温度が高い加熱時には、この逆のプロセスで加熱・冷却手段２０から、熱媒体流通路４６を通して、熱伝達手段９に送られた温水からの熱は、上部表皮５を通して、身体へと伝達される。

図１７ａ、図１７ｂは、本発明にかかる空気流通手段７への空気の循環方法の別の実施形態例を示したものである。すなわち、本実施形態例においては空気の循環方向が上下ではなく、空気流通手段７の置かれている上部流通路２８と同一高さにあり同一面内での循環である。

図１７ａは空気流通の原理を示した概念図であり、図１７ｂは温度調整部の断面図である。本例は、第３の実施形態例に用いられている熱伝達手段９を例として使用したが、他の実施形態例に示されているものでもよく、熱伝達手段９の構成自体は特に限定されない。

図１７ａ、図１７ｂに示されるように、空気流通手段７は、加熱・冷却手段２０（図１７ａ、図１７ｂには図示せず）と熱的に接続された熱伝達手段９上に載せられ、そのほぼ中央部において、温度調整部３を横断する方向に伸張する隔壁５４によって記号Ａで示すものと、記号Ｂで示すものに２分されている。隔壁５４は、ここの例では、変形容易な、軟質発泡ポリウレタン樹脂によって構成されている。また、シロッコファンからなる一対の空気循環手段１２が、図示しない固定手段によりマット内に固定されている。一対の空気循環手段１２のうちの一方は、記号Ａで示す空気流通手段７の一端側（図１７ａでは右端側）に配置され、他方の空気循環手段１２は記号Ａの空気流通手段７における空気循環手段１２の前記配置位置とは反対側（対角側）となる記号Ｂで示す空気流通手段７の端部側（図１７ａでは左端側）に配置されている。

なお、空気循環手段１２の吸引口５５は、隔壁５４の延伸方向（伸張方向）に対して直交する方向に向けられ、図１７ａに示されるように、記号Ａで示す空気流通手段７から、右端面に排出される空気を吸引し、ファン羽根部を収容する吹き出し口５６から、記号Ｂで示す空気流通手段７内へと返す。また、左端では同様に記号Ｂで示す空気流通手段７からの気流をＡに返すことで循環が面内で行われる。図１７ｂに示されるように、マット下部には加熱・冷却手段２０が、マット下部から下部断熱手段１０、下部表皮１１を貫いて設けてあり、フィンである内部熱交換手段６が上部流通路２８内の空気流通手段７の前側に設けられている。この実施形態例の構成では、空気循環の流通が全て、身体の直下で生じるため短時間にマット内温度を調整することが可能となる。

尚、本例の熱伝達手段９は、厚さが３０ｍｍ程度で、クッション性の良い材料、からなる下部断熱手段１０上に置かれている。また、ファンである空気循環手段１２を２台使用し、それぞれ空気流通手段７の両端に配置したが、空気流通手段内の空気抵抗に対して、ファンの静圧が高く、空気が良好に流通すれば一台でよい。

このように空気循環を面内で行わせる場合には、マットの薄型化が出来るメリットが生ずる。

なお、本発明は上記の各実施形態例に示された構成に限定されず、様々な実施の形態を採り得る。例えば、上記第３の実施形態例や、図４に示される実施形態例では熱媒体に水を使用しているが、水に限らず、熱容量が高く、熱伝達率が良い液体なら同様の効果が得られる。

また、上記第１、第２の各実施形態例では、下部支持手段８によって熱伝達手段９を支持したが、例えば、図１４ａに示されるように下部断熱手段１０を肉厚に形成して、下部断熱手段１０によって熱伝達手段９を支持するようにし、図１４ｂに示されるように、下部断熱手段１０に下部流通路２７を形成するようにしてもよい。

本発明に係る温度調整マットの第１の実施形態例を示す概略構成の平面図である。第１の実施形態例の温度調整マットの概略側面図である。第１の実施形態例の温度調整マットの概略縦断面図である。第１の実施形態例の温度調整マットにおける温度調整部の概略構成説明図である。図４ａのＡ−Ａ′断面図である。第１の実施形態例における温度調整マット内の熱伝達手段の一構成例を示す説明図である。第１の実施形態例における温度調整マットの温度調整部の部分の内部構成のを示す説明図である。本発明の一実施形態例における空気流通手段の構造図である。空気流通手段の他の実施形態例を示す説明図である。空気流通手段のさらに他の実施形態例を示す説明図である。空気流通手段に空気流通補助手段を設けた実施形態の説明図である。加熱・冷却手段とマットの熱的接続の構成の一実施形態の説明図である。電子冷却器から外部空気への排熱を行う外部熱交換手段の一実施形態を示す説明図である。図８ａのＡ−Ａ′断面図である。電子冷却器から外部空気への排熱を行う外部熱交換手段の他の実施形態を示す説明図である。電子冷却器から外部空気への排熱を行う外部熱交換手段のさらに他の実施形態を示す説明図である。温度制御系統の一実施形態例を示す説明図である。本実施形態例の温度調整マットの温度制御に適用される温度調整パターンの一例を示した図である。本発明の温度調整マットの第２の実施形態例の構成説明図である。本発明の温度調整マットの第３の実施形態例の構成説明図である。第３の実施形態例での加熱・冷却手段と熱伝達手段との全体的な接続構成を示した図である。第３の実施形態例における温度調整部の構成を動作とともに示す断面図である。第３の実施形態例の温度調整マットの制御系統を示した図である。本発明に係る第４の実施形態例の温度調整マットにおける温度調整部の概略構成図である。第４の実施形態例の温度調整マットにおける熱伝達手段と下部断熱手段との関連構成の説明図である。第４の実施形態例の温度調整マットで使用される熱伝達手段の構成説明図である。第４の実施形態例の袋体の熱伝達手段に使用される袋体材料の断面構成を示す図である。本発明に係る温度調整マットの他の実施形態例の構成を示す図である。図１７ａに示される温度調整マットの温度調整部の概略断面図である。

符号の説明

１温度調整マット
３温度調整部
５上部表皮（気密性表皮）
６内部熱交換手段
７空気流通手段
９熱伝達手段
１０下部断熱手段（断熱手段）
１２、１３空気循環手段
１８空隙部
２０加熱・冷却手段
２７下部流通路
２８上部流通路
５０袋体
６２赤外線高反射手段（熱吸収手段）
６５赤外線高吸収手段（熱反射手段）

Claims

マット内に空気が循環する空気循環通路が形成され、この空気循環通路を流通する空気温度の調整手段を備えて成る温度調整マットにおいて、少なくとも前記空気循環通路が形成される部位のマットの上側の表皮は気密性の表皮に形成して当該マット表面の気密性表皮が前記空気循環通路の少なくとも一部区間の通路壁と成し、このマット表面の気密性表皮を通路壁とした部分の空気循環通路内には空隙を有し該空隙を通しての空気の流通機能とマットの上側に寝る人間の身体を支持する支持機能とを兼備した空気流通手段が設けられ、マットの上側に寝る身体の熱と前記空気循環通路を流通する空気の熱との熱交換が前記マット表面の気密性の表皮を介して直接的に行われる構成としたことを特徴とする温度調整マット。
空気流通手段は、通気度が１００ｃｍ^３／ｃｍ^２／ｓｅｃ以上であって、圧縮復元率が７５％以上の立体形状をした部材によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の温度調整マット。
空気循環通路には、加熱と冷却の駆動が選択的に制御されて加熱と冷却の発熱駆動を選択的に行い空気循環通路を流通する空気と熱交換して流通空気を加熱又は冷却する内部熱交換手段が配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の温度調整マット。
空気循環通路の往き側の通路と戻り側の通路との流路の切り替わり部の少なくとも一箇所には空気を強制的に循環流通させる空気循環手段が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の温度調整マット。
マット表面の気密性表皮を通路壁としている区間の空気循環通路の底部には加熱と冷却の駆動が選択的に制御されて加熱と冷却の発熱駆動を選択的に行い前記マット表面の気密性表皮の熱との間で熱交換を行う熱伝達手段が設けられ、前記マット表面の気密性表皮と熱伝達手段とは空気循環通路に設けられた空気流通手段の空隙を介して輻射による熱交換を行う構成とした請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の温度調整マット。
熱伝達手段はマット厚の上下間に上面がマットの上側の気密性表皮と対向させて設けられ、空気循環通路は前記熱伝達手段の上面の上側に形成される上部流通路と、熱伝達手段の下面の下側に形成される下部流通路とを連続させた流通路と成し、マットの上側の気密性表皮とこれに対向する前記熱伝達手段の上面とが上部流通路の通路壁を形成していることを特徴とする請求項５記載の温度調整マット。
熱伝達手段の下面は断熱手段によって支持されており、該断熱手段内に空気循環通路の下部流通路が形成されていることを特徴とする請求項６記載の温度調整マット。
熱伝達手段の上面はマットの上側の気密性表皮と間隔を介して対向させて設けられ、該マットの上側の気密性表皮と前記熱伝達手段との間の空間部は隔壁によって往き側と戻り側の流通路に区分されて前記熱伝達手段の上側の同一面上に空気循環通路が形成されていることを特徴とする請求項５記載の温度調整マット。
熱伝達手段は加熱・冷却手段に熱的に接続され、熱伝達手段は加熱・冷却手段を熱源とする熱によって加熱と冷却の発熱駆動が行われる構成とした請求項５乃至請求項８のいずれか１つに記載の温度調整マット。
熱伝達手段は偏平形状を呈して内部に熱媒体を循環流動させる通路が形成された合成樹脂製の袋体であり、この袋体内の通路を流通する熱媒体の熱によって熱伝達手段の加熱と冷却の発熱駆動が行われる構成とした請求項５乃至請求項９のいずれか１つに記載の温度調整マット。
熱伝達手段の上面側には熱の吸収を促進するための熱吸収手段が付加され、熱伝達手段の下面側には熱の反射を促進する熱反射手段が付加されていることを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか１つに記載の温度調整マット。
熱伝達手段の下面には管路が設けられ、この管路を流通する熱媒体の熱によって熱伝達手段の加熱と冷却の発熱駆動が選択的に行われる構成とした請求項５乃至請求項９のいずれか１つに記載の温度調整マット。