JP2022085737A - 熱交換装置及び熱交換用具 - Google Patents

Abstract

【課題】使用感を向上できる、熱交換装置及び熱交換用具を、提供する。【解決手段】本発明の熱交換装置１は、熱交換素子２１を含む、熱交換ユニットと、熱交換素子に接触している、熱伝導部材５と、を備えた、熱交換装置であって、熱伝導部材は、連通気泡型の多孔質体からなる。【選択図】図２

Description

本発明は、熱交換装置及び熱交換用具に関する。

従来、熱交換素子（例えば、ペルチェ素子）を備えた熱交換装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２０２０－９７７９９号公報

しかしながら、従来の熱交換装置においては、使用感に関し、向上の余地があった。

本発明は、使用感を向上できる、熱交換装置及び熱交換用具を、提供することを目的とする。

本発明の熱交換装置は、
熱交換素子を含む、熱交換ユニットと、
前記熱交換素子に接触している、熱伝導部材と、
を備えた、熱交換装置であって、
前記熱伝導部材は、連通気泡型の多孔質体からなる。

本発明の熱交換装置において、
前記熱伝導部材は、密度が０．００１ｇ／ｃｍ^３～０．５ｇ／ｃｍ^３であり、前記熱伝導部材における前記熱交換ユニットとは反対側の面から前記熱交換素子までの距離が０．１ｃｍ以上１０ｃｍ未満であると、好適である。

本発明の熱交換装置において、
前記熱伝導部材は、２層以上の熱伝導部材層が積層されてなるものでもよい。

本発明の熱交換装置において、
前記２層以上の熱伝導部材層のうち、積層方向において前記熱交換ユニットから最も離れた熱伝導部材層が、最も低い通気性を有するものでもよい。

本発明の熱交換装置において、
前記熱交換ユニットは、少なくとも１つのファンを含むと、好適である。

本発明の熱交換装置において、
前記熱交換素子は、ペルチェ素子であってもよい。

本発明の熱交換装置において、
前記熱交換素子は、ヒーターであってもよい。

本発明の熱交換装置において、
前記熱交換ユニットは、人体に対して使用されるように構成された用品によって保持されるように構成されていてもよい。

本発明の熱交換装置において、
前記熱交換ユニットは、前記熱伝導部材の内部に保持されていてもよい。

本発明の熱交換装置において、
前記熱交換ユニットを内部に保持する、保持部材を、さらに備え、
前記保持部材は、前記熱伝導部材の上に積層されていてもよい。
保持部材は熱伝導部材よりも通気性が低い材料が選ばれる。また、保持部材には通気性が無くても本発明の目的を達成できる。

本発明の熱交換用具は、
上記の熱交換装置と、
人体に対して使用されるように構成された用品と、
を備えている。

本発明の熱交換用具において、
前記用品は、衣服又は帽子であってもよい。

本発明の熱交換用具において、
前記用品は、椅子又は寝具であってもよい。

本発明によれば、使用感を向上できる、熱交換装置及び熱交換用具を、提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る熱交換装置を示す、斜視図である。 図１の熱交換装置の本体部を、図１のＡ－Ａ線に沿った断面により示す、Ａ－Ａ断面図である。 図２の熱交換装置の本体部と、当該熱交換装置を備えた本発明の第１実施形態に係る熱交換用具を示す、断面図である。 本発明の第２実施形態に係る熱交換装置の本体部と、当該熱交換装置を備えた本発明の第２実施形態に係る熱交換用具を示す、断面図である。 本発明の第３実施形態に係る熱交換装置の本体部と、当該熱交換装置を備えた本発明の第３実施形態に係る熱交換用具を示す、断面図である。 本発明の第４実施形態に係る熱交換装置の本体部を示す、断面図である。 本発明の第５実施形態に係る熱交換装置の本体部を示す、断面図である。 本発明の第６実施形態に係る熱交換装置を示す、平面図である。 本発明の第７実施形態に係る熱交換装置の本体部を示す、断面図である。 図９の本体部を示す、斜視図である。 本発明の熱交換用具の具体例１を説明するための図面である。 本発明の熱交換用具の具体例２を説明するための図面である。 本発明の熱交換用具の具体例３を説明するための図面である。 熱伝導性能実験で使用した熱交換装置の実施例及び比較例の構成を説明するための図面である。

本発明の熱交換装置及び熱交換用具は、人体を冷却又は加熱するために好適に利用できるものである。
以下、本発明に係る、熱交換装置及び熱交換用具の実施形態について、図面を参照しながら例示説明する。
各図において共通する構成要素には同一の符号を付している。

図１～図２は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置１を説明するための図面である。図１は、本発明の第１実施形態に係る熱交換装置１を示す、斜視図である。図２は、図１の熱交換装置１の本体部１Ｂを、図１のＡ－Ａ線に沿った断面により示す、Ａ－Ａ断面図である。
本実施形態の熱交換装置１は、熱交換ユニット３と、熱伝導部材５とを、備えている。

熱交換ユニット３は、１つ又は複数の熱交換素子２１を含んでいる。本実施形態において、熱交換ユニット３は、１つ又は複数の熱交換素子２１に加えて、コントローラ２２と、１つ又は複数のファン２３とを、含んでいる。本実施形態において、熱交換ユニット３は、１つ又は複数の電気部品からなる。ただし、熱交換ユニット３は、電気部品以外のものを含んでもよい。熱交換ユニット３と熱伝導部材５とは、本体部１Ｂを構成している。
本実施形態において、熱交換装置１は、バッテリー２４及びスイッチ２５を、さらに備えている。
熱交換装置１が備える各電気部品（本実施形態では、熱交換素子２１、コントローラ２２、ファン２３、バッテリー２４、及び、スイッチ２５）どうしは、配線２６等を介して、互いに電気的に接続されている。

熱交換素子２１は、熱交換素子２１に電流が流されることによって、自身の温度が下がる冷却機能、又は、自身の温度が上がる加熱機能を、発揮するように構成された、電気部品である。熱交換素子２１は、例えば、ペルチェ素子又はヒーターから構成される。
熱交換素子２１は、機能発揮面２１ａと、機能発揮面２１ａとは反対側の裏面２１ｂとを、有する。熱交換素子２１は、機能発揮面２１ａによって、上述のような冷却機能又は加熱機能を発揮するように構成される。
熱交換素子２１がペルチェ素子から構成される場合、熱交換素子２１は、熱交換素子２１に所定方向に電流が流されることによって機能発揮面２１ａが冷却機能を発揮する（このとき、裏面２１ｂは加熱機能を発揮する）一方、熱交換素子２１に当該所定方向とは逆方向に電流が流されることによって機能発揮面２１ａが加熱機能を発揮する（このとき、裏面２１ｂは冷却機能を発揮する）ように、構成される。熱交換素子２１がペルチェ素子から構成される場合、冷却と加熱との両方が可能であるという利点がある。
熱交換素子２１がヒーターから構成される場合、熱交換素子２１は、熱交換素子２１に電流が流されることによって、少なくとも機能発揮面２１ａが、加熱機能を発揮するように、構成される。熱交換素子２１がヒーターから構成される場合、熱交換素子２１がペルチェ素子から構成される場合に比べて、コストを低減できるという利点がある。
なお、熱交換素子２１は、冷却機能のみを発揮できるように構成されたものであってもよい。
熱交換ユニット３は、熱交換素子２１を、１つのみ含んでもよいし、複数含んでもよい。
平面視における熱交換素子２１の形状は、図１の例のように四角形状でもよいし、円形状、三角形状等、任意でよい。

コントローラ２２は、本発明の熱交換装置本体の温度制御あるいは熱交換素子２１やファン２３を制御するように構成されている。コントローラ２２は、簡単なバイメタル構造の素子によるON-OFF制御動作あるいは温度により抵抗が変化するサーミスタ素子による温度制御動作する回路により本発明の目的は達成されるが、環境温度に対応して精密な制御をＣＰＵ又はＭＰＵで行っても良い。コントローラ22は無くても本発明の目的を達成できるが、安全性の観点から少なくとも熱暴走を防止する素子を少なくとも一つ含む回路から構成される。

バッテリー２４は、熱交換装置１が備える他の電気部品（本実施形態では、熱交換素子２１、コントローラ２２、ファン２３、スイッチ２５、及び、配線２６）に対して電力を供給するように構成されている。

スイッチ２５は、熱交換素子２１やファン２３の起動及び停止を切り替えるように構成されている。熱交換素子２１がペルチェ素子から構成される場合、スイッチ２５は、熱交換素子２１へ流れる電流の方向も切り替えられるように構成されると、好適である。また、スイッチ２５は、熱交換素子２１へ流れる電流の大きさの調節、ひいては熱交換素子２１の温度調節もできるように構成されると、好適である。

熱交換ユニット３は、熱交換装置１が備える電気部品（本実施形態では、熱交換素子２１、コントローラ２２、ファン２３、バッテリー２４、スイッチ２５、及び、配線２６）のうち、層厚方向ＬＤの投影面において熱伝導部材５と重複するように配置される電気部品から構成される。熱交換ユニット３は、少なくとも熱交換素子２１を備える。熱交換ユニット３は、熱交換素子２１のみを含んでもよいし、あるいは、熱交換素子２１に加えて、熱交換装置１が備える他の電気部品（本実施形態では、コントローラ２２、ファン２３、バッテリー２４、スイッチ２５、及び、配線２６）のうち任意の１つ又は複数を含んでもよい。
熱交換ユニット３は、コントローラ２２を含んでいると、好適である。ただし、熱交換ユニット３は、コントローラ２２を含んでいなくてもよい。すなわち、熱交換装置１は、コントローラ２２を、本体部１Ｂの外部に備えてもよい。
熱交換ユニット３は、少なくとも１つのファン２３を含んでいると、好適である。ファンを装着する場合に一つは熱伝導部材へ冷気を送る、あるいは熱伝導部材の空気を攪拌するように設置すると短時間に熱交換を促進するので好ましい。また、ファンの装着を熱交換ユニットの熱暴走を防ぐ目的で装着するのは、本発明の装置を安全に運転できるので好ましい。ただし、熱交換ユニット３は、ファン２３を含んでいなくてもよい。その場合、熱交換装置１は、１つ又は複数のファン２３を、本体部１Ｂの外部に備えてもよいし、あるいは、ファン２３を備えていなくてもよい。
バッテリー２４は熱交換ユニットが動作しているときに公知のように発熱するため、熱交換ユニット３は、バッテリー２４を含んでいないと、好適である。すなわち、熱交換装置１は、バッテリー２４を、本体部１Ｂの外部に備えると、好適である。これにより、バッテリー２４の発熱が熱交換装置１の本体部１Ｂの冷却又は加熱機能に影響を与えるのを防止できる。ただし、熱交換ユニット３は、その設計仕様で発熱量が少ないならばバッテリー２４を含んでもよい。
ユーザの操作性向上の観点から、熱交換ユニット３は、スイッチ２５を含んでいないと、好適である。すなわち、熱交換装置１は、スイッチ２５を、本体部１Ｂの外部に備えていると、好適である。ただし、熱交換ユニット３は、スイッチ２５を含んでもよい。
図１～図２に示す本実施形態では、熱交換ユニット３は、熱交換素子２１、コントローラ２２、ファン２３、及び、これらを電気的に接続する配線２６（図示せず）を含んでいる。

熱伝導部材５は、熱交換素子２１に接触している。熱伝導部材５は、熱交換素子２１の機能発揮面２１ａに接触するようにされる。熱伝導部材５は、接着等により熱交換素子２１に固定されていてもよいし、あるいは、熱交換素子２１に固定されずに単に熱交換素子２１に接触しているだけでもよい。熱伝導部材５は、連通気泡型の多孔質体からなる。熱伝導部材５は、可撓性を有すると好適である。ここで、「連通気泡型」とは、多孔質体の気泡（セル孔、気室）どうしが連通していることを指す。
熱伝導部材５は、図１～図２に示すように、平板状あるいは帯状に構成されていると、好適である。
本明細書では、熱伝導部材５の層厚方向両側の面のうち、熱交換ユニット３とは反対側の面５１を、「第１面５１」といい、熱交換ユニット３側の面５２を、「第２面５２」という。

図３は、本実施形態の熱交換装置１の使用時の様子の一例を示している。図３に示すように、熱交換装置１の本体部１Ｂは、例えば、熱伝導部材５の第１面５１が人体Ｈに向けられた状態（具体的には、衣服を介して又は介さずに人体Ｈに対して接触した状態）で使用される。
ただし、熱交換装置１の本体部１Ｂは、熱伝導部材５の第１面５１が動物の体に向けられた状態（具体的には、衣服を介して又は介さずに動物の体に対して接触した状態）で使用されてもよい。

図３に示すように、熱交換装置１の本体部１Ｂは、用品８に取り付けられてもよい。この場合、本体部１Ｂは、本体部１Ｂにおける熱交換ユニット３側（すなわち、熱伝導部材５の第２面５２側）が用品８に向いた状態で、用品８に取り付けられる。使用時において、本体部１Ｂにおける熱伝導部材５の第１面５１は、人体Ｈ又は動物の体に向けられる。この場合、本実施形態の熱交換装置１と用品８とは、本発明の第１実施形態に係る熱交換用具７を構成する。すなわち、本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。
用品８は、例えば、人体Ｈに対して使用されるように構成される。用品８は、衣服を介して又は介さずに人体Ｈに対して接触した状態で使用されるように構成されていると、好適である。用品８としては、例えば、衣服、帽子、椅子、又は寝具が好適であるが、それ以外であってもよい。ただし、用品８は、動物の体に対して使用されるように構成されてもよい。
あるいは、熱交換装置１の本体部１Ｂは、用品８に取り付けられていなくてもよく、例えば、熱伝導部材５の第１面５１が人体Ｈに向けられた状態で、衣服のポケットに入れられて使用されてもよい。

上述した本実施形態の熱交換装置１及び熱交換用具７によれば、上述のように、熱伝導部材５が連通気泡型の多孔質体からなるので、仮に熱伝導部材５が非多孔質体又は独立気泡型の多孔質体からなる場合に比べて、熱伝導部材５を柔らかく構成することができる。よって、熱伝導部材５における第１面５１がユーザの人体に対して衣服を介して又は介さずに接触されたときに、ユーザが感じる触感を柔らかくすることができ、また、第１面５１をユーザの人体に沿って密着させることができるので、ユーザの使用感を向上できる。
また、上述した本実施形態の熱交換装置１及び熱交換用具７によれば、上述のように、熱交換装置１が、熱交換素子２１に接触している熱伝導部材５を備えているので、仮に熱交換装置１が熱伝導部材５を備えていない場合に比べて、熱交換素子２１の温度、ひいては、熱交換素子２１の冷却機能又は加熱機能を、熱伝導部材５の全体にわたって効率的に拡散させることができる。よって、熱伝導部材５における第１面５１がユーザの人体に対して衣服を介して又は介さずに接触されたときに、ユーザの人体を、第１面５１の全体で、効果的にかつ均一に、冷却又は加熱することができる。すなわち、熱交換素子２１を小さくしたり個数を少なくしたりしても、人体を、広い範囲で冷却又は加熱することができる。ひいては、人体の局所的な冷却又は加熱を回避できる。また、熱交換素子２１を小さくしたり個数を少なくしたりすることができるので、軽量化、消費電力の低減、及び、コストの低減が、可能になる。
また、上述した本実施形態の熱交換装置１及び熱交換用具７によれば、上述のように、熱伝導部材５が連通気泡型の多孔質体からなるので、仮に熱伝導部材５が非多孔質体又は独立気泡型の多孔質体からなる場合に比べて、熱伝導部材５の熱伝導性能を優れたものとすることができる。それにより、熱交換素子２１の温度、ひいては、熱交換素子２１の冷却機能又は加熱機能を、熱伝導部材５の全体にわたって効率的に拡散させることができる。よって、熱伝導部材５における第１面５１がユーザの人体に対して衣服を介して又は介さずに接触されたときに、ユーザの人体を、第１面５１の全体で、効果的にかつ均一に、冷却又は加熱することができる。すなわち、熱交換素子２１を小さくしたり個数を少なくしたりしても、人体を、広い範囲で冷却又は加熱することができる。ひいては、熱交換装置1の機能部分である熱交換素子21の発生する熱エネルギー（発熱の場合には正の熱エネルギーで、冷却の場合には吸熱となるので負の熱エネルギー）を熱伝導部材により間接的に伝えることになるので人体の局所的な冷却又は加熱を回避できる。また、熱交換素子２１を小さくしたり個数を少なくしたりすることができるので、軽量化、消費電力の低減、及び、コストの低減が、可能になる。なお、一般的に、空気は、例えば樹脂からなる非多孔質体よりも、比較的、熱伝導率が低いことが知られている。それにもかかわらず、熱伝導部材５が連通気泡型の多孔質体からなる場合（ひいては、熱伝導の媒体を空気とする場合）に熱伝導部材５の熱伝導性能を優れたものとすることができる理由は、熱交換素子２１と人体Ｈとの温度差により生じる対流によって、空気が多孔質体（熱伝導部材５）の内部を動くことができ、そのように空気が動くことにより、熱交換素子２１の温度が効率的に多孔質体（熱伝導部材５）の内部に伝導されるからであるものと想像される。熱伝導部材５が連通気泡型の多孔質体からなる場合に熱伝導部材５の熱伝導性能を優れたものとすることができることは、本発明の発明者らが新たに見出したことであり、後述する熱伝導性能実験の結果により示されることである。
また、上述した本実施形態の熱交換装置１及び熱交換用具７によれば、上述のように、熱伝導部材５が連通気泡型の多孔質体からなるので、仮に熱伝導部材５が非多孔質体又は独立気泡型の多孔質体からなる場合に比べて、熱伝導部材５の湿気放出性能を優れたものとすることができる。よって、例えば人体からの汗が熱伝導部材５にこもるのを抑制できる。
なお、熱交換装置１を動物の体に使用する場合についても、同様である。

以下、本発明の熱交換装置１及び熱交換用具７の変形例や好適な構成等について説明する。以下に説明する各変形例においても、熱交換装置１は、熱交換素子２１を含む、熱交換ユニット３と、熱交換素子２１に接触している、熱伝導部材５と、を備え、熱伝導部材５は、連通気泡型の多孔質体からなるものとする。また、熱交換用具７は、熱交換装置１と、用品８とを、備えているものとする。よって、これらの各変形例においても、上述した第１実施形態と同様の効果を奏する。

本明細書では、熱伝導部材５（具体的には、熱伝導部材５を構成する多孔質体）を構成する材料を、「熱伝導部材用材料Ｃ」と呼ぶ。
本明細書で説明する各実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃは、単一の材料であってもよいし、複数の材料を含むものであってもよい。
本明細書で説明する各実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃは、高分子材料を含むと、好適である。当該高分子材料としては、例えば、エラストマー、ゴム、シリコーンゴム、樹脂が好適である。樹脂としては、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリスチレン（ＰＳ）、シリコーン樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン６６（ＰＡ）、ポリウレタン等が挙げられ、特にポリウレタンが好適である。熱伝導部材用材料Ｃは、高分子材料のみを含んでいてもよい。熱伝導部材用材料Ｃは、高分子材料に加えて又は代えて、金属及びセラミックスのうち少なくとも一方を含んでもよい。熱伝導部材用材料Ｃは、可撓性を有すると、好適である。熱伝導部材用材料Ｃは、任意の材料からなる繊維やフィラーを、含んでもよいし、含んでいなくてもよい。
本明細書で説明する各実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃは、高分子材料に加えて、熱伝導材料を含んでもよい。これにより、熱伝導部材用材料Ｃの熱伝導率を高めることができる。当該熱伝導材料としては、金属、カーボン、熱伝導性セラミックス（炭化ケイ素、窒化ホウ素等）等が好適である。
本明細書で説明する各実施形態において、熱伝導部材５を構成する多孔質体は、ポリウレタンフォームのように製造時に発泡させて製造された発泡体であってもよいし、不織布のように繊維を絡み合わせて空隙を形成させたものであってもよいし、絡み合わせた繊維を加熱したり、放射線を当て架橋点を持たせたものであってもよいし、あるいは、繊維の織物を重ね合わせて空隙を形成したものであってもよい。熱伝導部材５を構成する多孔質体は、特に、発泡体が好ましく、ポリウレタンフォームがより好ましい。発泡体、特に、ポリウレタンフォームは、気泡がほぼ均一なものを安価に製造できるからである。
発泡反応を用いずに製造された多孔質体としては、例えば、不織布の積層体、織物の積層体、カルファイバー（パネフリ工業（株）の商品名）と呼ばれるクッション材、綿などが例示される。

本明細書で説明する各実施形態においては、熱伝導部材５の熱伝導性能を向上させる観点から、熱伝導部材５（ひいては熱伝導部材用材料Ｃ）は、密度が、０．５ｇ／ｃｍ^３以下であると好適であり、０．１ｇ／ｃｍ^３以下であるとより好適である。一方、熱伝導部材５の耐久性を向上させる観点から、熱伝導部材５（ひいては熱伝導部材用材料Ｃ）は、密度が、０．００１ｇ／ｃｍ^３以上であると好適であり、０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であるとより好適である。
ここで、熱伝導部材５の「密度」とは、K 7222：2005に準拠して求められる見掛け密度を指す。
本明細書で説明する各実施形態においては、熱交換素子２１からの温度が熱伝導部材５を介して人体Ｈに効果的に届くようにする観点から、熱伝導部材５は、第１面５１から熱交換素子２１（具体的には、機能発揮面２１ａ）までの距離が、１０ｃｍ未満であると好適であり、５ｃｍ以下であるとより好適である。一方、使用感の向上等の観点から、熱伝導部材５は、第１面５１から熱交換素子２１（具体的には、機能発揮面２１ａ）までの距離が、０．１ｃｍ以上であると好適であり、０．５ｃｍ以上であるとより好適である。

本明細書で説明する各実施形態において、熱伝導部材５の熱伝導性能を向上させる観点から、熱伝導部材５を構成する多孔質体は、気泡（セル孔）の直径の平均値が、０．５μｍ以上であると好適である。また、人体に接触した時の快適性と十分な強度を確保する観点から、当該多孔質体は、気泡の直径の平均値が、2ｃｍ以下であると好適である。
本明細書で説明する各実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃは、織物又は編物であってもよい。この場合、空気の対流効果による伝熱を利用できるので、熱伝導部材５の熱伝導性能を向上できるとともに、ユーザの使用感を向上できる。熱伝導部材５の熱伝導性能を向上させる観点から、当該織物又は編物は、開孔の直径の平均値が、０．５μｍ以上であると好適である。また、十分な強度を確保する観点から、当該織物又は編物は、開孔の直径の平均値が、１ｃｍ以下であると好適である

本明細書で説明する各実施形態において、軽量化、消費電力の低減、コストの低減、及び、ユーザが感じる違和感の低減の観点等から、熱交換素子２１は、最も長い辺の長さが、１０ｃｍ以下であると好適であり、５ｃｍ未満であるとより好適であり、３ｃｍ未満であるとさらに好適である。
一方、十分な熱交換効率を確保する観点から、熱交換素子２１は、最も長い辺の長さが、１ｍｍ以上であると好適である。

本明細書で説明する各実施形態において、熱交換ユニット３は、図１～図２の実施形態のように、少なくとも１つのファン２３を含んでもよい。
ファン２３は、図１～図２の例のように、熱交換素子２１に対して、熱伝導部材５とは反対側に配置されると、好適である。この場合、図１～図２の例のように、ファン２３と熱交換素子２１とは、層厚方向ＬＤの投影面において互いに重複するように配置されると、好適である。このように配置されることで、ファン２３は、熱交換素子２１を効果的に冷却することができる。この場合、図１～図２の例のように、層厚方向ＬＤにおける熱交換素子２１とファン２３との間には、熱交換ユニット３における他の電気部品（図１～図２の例では、コントローラ２２）が配置されてもよい。この場合、図１～図２の例のように、ファン２３と当該他の電気部品とは、層厚方向ＬＤの投影面において互いに重複するように配置されると、好適である。これにより、ファン２３は、当該他の電気部品をも効果的に冷却することができる。このような熱交換装置で公知のように放熱用のフィンとファンを組み合わせる、あるいは放熱用のフィンだけを取り付けても良い。
熱交換素子２１の機能発揮面２１ａが冷却機能を発揮する場合、ファン２３は、熱交換素子２１とは反対側（すなわち、熱伝導部材５とは反対側）に向かって送風するようにされていると、好適である。すなわち、熱交換素子２１の裏面２１ｂおよびその他の電気部品の作動により生じる余分な熱を、熱交換装置１の外部へ向かうファン２３の送風により、外部へ放出するように構成されていると、好適である。一方、熱交換素子２１の機能発揮面２１ａが加熱機能を発揮する場合、ファン２３は、熱交換素子２１側（すなわち、熱伝導部材５側）に向かって送風するようにされていてもよい。この場合、熱交換素子２１の機能発揮面２１ａが発生させる熱を、加熱対象である例えば人体へ向かうファン２３の送風により、加熱対象へより効果的に伝達することができる。ただし、ファン２３は、熱交換素子２１とは反対側（すなわち、熱伝導部材５とは反対側）に向かって送風するようにされていてもよい。
熱交換ユニット３は、ファン２３を複数含んでいてもよい。例えば、熱交換ユニット３が複数の熱交換素子２１を含む場合、熱交換ユニット３は、熱交換素子２１毎にファン２３を１つずつ含んでもよい。
熱交換ユニット３は、ファン２３を含んでいなくてもよい。

本明細書に説明する各実施形態において、熱交換装置１の熱交換ユニット３は、用品８によって保持されてもよい。
具体的に、例えば、図３に示す実施形態のように、本体部１Ｂの熱交換ユニット３は、用品８に設けられた収容穴８ｂの内部に収容されることによって、用品８によって保持されてもよい。この場合、熱交換ユニット３は、用品８の収容穴８ｂに接着等により固定されてもよい。なお、収容穴８ｂは、少なくともファン２３と対向する位置において用品８を貫通する貫通穴８ａであると好適である。これにより、ファン２３を用品８の外部に露出させることができ、ファン２３の送風機能を向上できる。ただし、用品８の収容穴８ｂは、用品８の内面に開口しつつ用品８の外面に至る手前で終端する窪みであってもよく、ひいては、ファン２３を用品８の外部に露出させなくてもよい。
あるいは、図示は省略するが、熱交換ユニット３は、用品８の内面（人体Ｈ側の面）に接着等により固定されることによって、用品８によって保持されてもよい。この場合も、用品８は、ファン２３と対向する位置に貫通穴８ａを有していると好適であるが、貫通穴８ａを有していなくてもよい。

本明細書に説明する各実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃの硬さは、熱交換ユニット３の硬さ（具体的には、熱交換ユニット３を構成する各部品のそれぞれの硬さ）未満であると、好適である。これにより、熱伝導部材５における第１面５１がユーザの人体に対して衣服を介して又は介さずに接触されたときに、ユーザが感じる触感を柔らかくすることができ、また、第１面５１をユーザの人体に沿って密着させることができるので、ユーザの使用感を向上できる。

本明細書に説明する各実施形態において、熱交換装置１の熱交換ユニット３は、図３の実施形態のように、熱伝導部材５の第２面５２の上に配置されてもよい。

図４は、本発明の第２実施形態に係る熱交換装置１及び熱交換用具７を示している。本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。本明細書に説明する各実施形態において、熱交換装置１の熱交換ユニット３は、図４の実施形態のように、熱伝導部材５の内部に保持されていてもよい。より具体的に、熱交換ユニット３の一部又は全部は、熱伝導部材５が有する収容穴５４の内部に収容されることによって、熱伝導部材５の内部に保持されていてもよい。この場合、熱交換ユニット３は、接着等によって熱伝導部材５の収容穴５４に固定されていてもよいし、あるいは、収容穴５４に固定されずに単に収容されていてもよい。
本実施形態の熱交換用具７においては、熱伝導部材５の第２面５２は、脱着できないように又は脱着可能に、用品８に固定されていると好適である。熱伝導部材５の第２面５２を用品８に固定する方法としては、例えば、縫い付け、接着剤による接着、融着、面ファスナによる固定等が挙げられる。

図５は、本発明の第３実施形態に係る熱交換装置１及び熱交換用具７を示している。本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。本明細書に説明する各実施形態において、熱交換装置１は、図５の実施形態のように、熱交換ユニット３を内部に保持する、保持部材４を、さらに備えてもよい。この場合、保持部材４は、熱伝導部材５の上（具体的には、熱伝導部材５の第２面５２の上）に積層される。
保持部材４は、熱交換ユニット３を保持するための収容穴４１を有している。熱交換ユニット３は、収容穴４１の内部に収容されることで、保持部材４によって保持される。
保持部材４は、収容穴４１を複数有してもよい。その場合、例えば、各収容穴４１には、別々の熱交換素子２１が収容されてもよい。この場合、各収容穴４１には、別々のファン２３も収容されると、好適である。
本実施形態の熱交換用具７においては、保持部材４における熱伝導部材５とは反対側の面４３が、脱着できないように又は脱着可能に、用品８に固定されていると好適である。保持部材４における熱伝導部材５とは反対側の面４３を用品８に固定する方法としては、例えば、縫い付け、接着剤による接着、融着、面ファスナによる固定等が挙げられる。

第３実施形態において、熱交換ユニット３が保持部材４の収容穴４１の内部に収容されていない状態における収容穴４１の容積は、熱交換ユニット３の容積よりも小さいと、好適である。この場合、保持部材４が、より効果的に、熱交換ユニット３を保持できる。ただし、熱交換ユニット３が収容穴４１の内部に収容されていない状態における収容穴４１の容積は、熱交換ユニット３の容積以上であってもよい。
第３実施形態において、保持部材４の収容穴４１は、図５の例のように、保持部材４を層厚方向ＬＤに貫通していると、好適である。ただし、収容穴４１は、保持部材４を層厚方向ＬＤに貫通していなくてもよい。その場合、収容穴４１は、保持部材４における熱伝導部材５側の面４２のみに開口していてもよい。

第３実施形態において、熱交換ユニット３は、保持部材４によって脱着可能に保持されていると、好適である。言い換えれば、熱交換装置１は、熱交換ユニット３を収容穴４１から取り出したり収容穴４１に収容したりすることが可能にされていると、好適である。これにより、ユーザは、熱交換装置１の本体部１Ｂのうち熱交換ユニット３以外の部分（保持部材４及び熱伝導部材５）を洗浄することができる。
ただし、熱交換ユニット３は、保持部材４によって脱着できないように保持されていてもよい。その場合、熱交換ユニット３は、防水機能を有していると、好適である。それにより、ユーザは、熱交換装置１の本体部１Ｂを丸ごと洗浄することができる。

第３実施形態において、保持部材４の収容穴４１は、保持部材４における熱伝導部材５とは反対側の面４３に開口しており、ファン２３は、外部に露出するように収容穴４１内に配置されると、好適である。これにより、ファン２３の送風機能を向上できる。

第３実施形態において、保持部材４は、保持部材４における熱伝導部材５とは反対側の面４３に開口するとともに収容穴４１に連通する第１スリット（図示せず）を有してもよい。第１スリットは、保持部材４に外力が加わっていない自然状態では閉じているが、ユーザによって広げられることによって開くように構成される。これにより、仮に、収容穴４１における熱伝導部材５とは反対側の開放端面４１ａが熱交換ユニット３を通すことができないほど小さいか、あるいは、収容穴４１が保持部材４における熱伝導部材５とは反対側の面４３に開口していない場合であっても、ユーザは、保持部材４における熱伝導部材５とは反対側から第１スリットを開口することにより、熱交換ユニット３を収容穴４１から取り出したり収容穴４１に収容したりすることが可能になる。

第３実施形態において、熱伝導部材５は、熱伝導部材５における第１面５１に開口するとともに保持部材４の収容穴４１に連通する第２スリット（図示せず）を有してもよい。第２スリットは、熱伝導部材５に外力が加わっていない自然状態では閉じているが、ユーザによって広げられることによって開くように構成される。これにより、ユーザは、熱伝導部材５における保持部材４とは反対側から第２スリットを開口することにより、熱交換ユニット３を収容穴４１から取り出したり収容穴４１に収容したりすることが可能になる。

第３実施形態において、保持部材４における熱伝導部材５側の面４２と熱伝導部材５における保持部材４側の面５２（第２面５２）とは、接着剤６によって接着されていると、好適である。
ただし、保持部材４と熱伝導部材５とは、接着剤６による固定以外の任意の方法で、互いに固定されていてもよい。例えば、保持部材４における熱伝導部材５側の面４２と熱伝導部材５における保持部材４側の面５２（第２面５２）とは、融着により互いに固定されていてもよい。あるいは、保持部材４と熱伝導部材５とは、保持部材４の外周面と熱伝導部材５の外周面とに共通のテープが貼られることによって、互いに固定されていてもよい。
あるいは、保持部材４と熱伝導部材５とは、互いに脱着可能に固定されていてもよい。例えば、保持部材４における熱伝導部材５側の面４２と熱伝導部材５における保持部材４側の面５２（第２面５２）とは、面ファスナにより互いに脱着可能に固定されていてもよい。これにより、ユーザは、熱伝導部材５を保持部材４から脱着させて洗浄したり別の熱伝導部材５と交換したりすることができる。

保持部材４は、保持部材用材料（以下、「保持部材用材料Ｄ」と表記する。）から構成されている。
保持部材用材料Ｄは、多孔質体（例えば、発泡体）であると、好適であるが、多孔質体でなくてもよい。

第３実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃの熱伝導率は、保持部材用材料Ｄの熱伝導率以上であると、好適である。
これにより、熱伝導部材５は、比較的高い熱伝導率を有することとなる。これにより、熱交換素子２１の温度、ひいては、熱交換素子２１の冷却機能又は加熱機能を、熱伝導部材５の全体にわたって効率的に拡散させることができる。
同様の観点から、熱伝導部材用材料Ｃの熱伝導率は、保持部材用材料Ｄの熱伝導率よりも高いと、より好適である。ただし、熱伝導部材用材料Ｃの熱伝導率は、保持部材用材料Ｄの熱伝導率以下であってもよい。
ここで、熱伝導部材用材料Ｃの熱伝導率と保持部材用材料Ｄの熱伝導率とは、それぞれ熱伝導部材用材料Ｃ及び保持部材用材料Ｄの３次元構造も考慮した熱伝導率を指すものとする。例えば、熱伝導部材用材料Ｃ又は保持部材用材料Ｄが多孔質体である場合、熱伝導部材用材料Ｃ又は保持部材用材料Ｄの熱伝導率は、熱伝導部材用材料Ｃ又は保持部材用材料Ｄである多孔質体としての熱伝導率を指すものであり、その場合、原材料が同じであっても、密度、セル孔の大きさ、セル膜の有無等によって、当該熱伝導率は変わり得る。
なお、本明細書において、ある材料（例えば、熱伝導部材用材料Ｃ又は保持部材用材料Ｄ）の「熱伝導率」は、中央部分に縦Ｋｃｍ×横Ｋｃｍの正方形の穴をあけた縦３Ｋｃｍ横３Ｋｃｍ×厚さ１ｃｍの発泡スチロールの中央部分に当該材料からなる縦Ｋｃｍ×横Ｋｃｍ×厚さ１ｃｍかつ初期温度２５℃のサンプルをセットし、このサンプルの厚さ方向の一方側の面に、縦Ｋｃｍ×横Ｋｃｍ×厚さ１ｃｍかつ６０℃の金属板を当ててから６０秒後における、当該サンプルの厚さ方向の他方側の面の温度によって評価するものとし、当該温度が高いほど当該熱伝導率が高いと評価するものとする。ここで、Ｋ＝５であるが、当該サンプルの採取等が困難な場合は、Ｋ＜５としてもよい。また、熱伝導部材用材料Ｃの熱伝導率と保持部材用材料Ｄの熱伝導率とを比較するにあたっては、熱伝導部材用材料Ｃと保持部材用材料Ｄとで、Ｋの値（ひいては、発泡スチロール、サンプル、及び金属板の寸法）を同じにするものとする。

第３実施形態において、保持部材用材料Ｄの硬さは、熱交換ユニット３の硬さ（具体的には、熱交換ユニット３を構成する各部品のそれぞれの硬さ）未満であると、好適である。また、第３実施形態において、熱伝導部材用材料Ｃの硬さは、保持部材用材料Ｄの硬さ以下であると、好適である。
これにより、比較的硬い熱交換ユニット３が、比較的柔らかい熱伝導部材５及び保持部材４によって包まれることとなる。よって、熱伝導部材５における第１面５１がユーザの人体に対して衣服を介して又は介さずに接触されたときに、ユーザが感じる触感を柔らかくすることができ、また、当該第１面５１をユーザの人体に沿って密着させることができるので、ユーザの使用感を向上できる。また、保持部材用材料Ｄの硬さを熱伝導部材用材料Ｃの硬さ以上とすることで、保持部材４が熱交換ユニット３をより確実に保持することができ、熱交換ユニット３が保持部材４から外れて落下するのをより効果的に抑制できる。
同様の観点から、熱伝導部材用材料Ｃの硬さは、保持部材用材料Ｄの硬さ未満であると、好適である。
ただし、熱伝導部材用材料Ｃの硬さは、保持部材用材料Ｄの硬さ以上であってもよい。
本明細書において、保持部材用材料Ｄの硬さと熱伝導部材用材料Ｃの硬さとは、それぞれ保持部材用材料Ｄ及び熱伝導部材用材料Ｃの３次元構造も考慮した硬さを指すものとする。例えば、保持部材用材料Ｄ又は熱伝導部材用材料Ｃが多孔質体である場合、保持部材用材料Ｄ又は熱伝導部材用材料Ｃの硬さは、保持部材用材料Ｄ又は熱伝導部材用材料Ｃである多孔質体としての硬さを指すものであり、その場合、原材料が同じであっても、密度、セル孔の大きさ、セル膜の有無等によって、当該硬さは変わり得る。
なお、本明細書において、ある材料（例えば、熱伝導部材用材料Ｃ又は保持部材用材料Ｄ）の「硬さ」は、当該材料からなる縦Ｐｃｍ×横Ｐｃｍ×厚さ１ｃｍのサンプルを厚さ方向に１％圧縮させる（１％圧縮歪みを生じさせる）のに必要な力によって評価するものとし、当該力が大きいほど当該硬さが高い（硬い）と評価するものとする。ここで、Ｐ＝５であるが、当該サンプルの採取等が困難な場合は、Ｐ＜５としてもよい。また、熱伝導部材用材料Ｃの硬さと保持部材用材料Ｄの硬さとを比較するにあたっては、熱伝導部材用材料Ｃと保持部材用材料Ｄとで、Ｐの値（ひいては、サンプルの寸法）を同じにするものとする。

第３実施形態において、熱交換装置１の本体部１Ｂは、熱交換ユニット３以外の部分が、保持部材４と熱伝導部材５との積層構造からなるので、上述のように本体部１Ｂのうち熱交換ユニット３以外の部分を比較的柔らかく構成しつつも、仮に熱交換ユニット３以外の部分が保持部材４の１層のみ（単層構造）からなる場合に比べて、保持部材４が熱交換ユニット３をより確実に保持することができ、熱交換ユニット３が保持部材４から外れて落下するのをより効果的に抑制できる。この効果は、保持部材４を構成する保持部材用材料Ｄと熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃとが異なる場合に限られず、両者が同じ場合でも得られる。つまり、熱交換ユニット３以外の部分を、単層構造ではなく、積層構造にすることで、保持部材４による熱交換ユニット３の保持性能が向上する。これは、積層構造においては、層間に界面が存在することで、制振性能ひいては保持性能が向上するためであると考えられる。

第３実施形態において、層厚方向ＬＤにおける熱交換素子２１の位置での層厚方向ＬＤに垂直な方向ＥＤにおける保持部材４の最大断面積は、層厚方向ＬＤに垂直な方向ＥＤにおける熱交換素子２１の最大断面積の４．８倍以上であると、好適である。
これにより、上述のように本体部１Ｂのうち熱交換ユニット３以外の部分を比較的柔らかく構成しつつも、保持部材４が熱交換ユニット３をより確実に保持することができ、熱交換ユニット３が保持部材４から外れて落下するのをより効果的に抑制できる。
同様の観点から、層厚方向ＬＤにおける熱交換素子２１の位置での層厚方向ＬＤに垂直な方向ＥＤにおける保持部材４の最大断面積は、層厚方向ＬＤに垂直な方向ＥＤにおける熱交換素子２１の最大断面積の７．３倍以上であると好適であり、１０．３倍以上であるとより好適である。
ここで、層厚方向ＬＤに垂直な方向ＥＤにおける「最大断面積」とは、層厚方向ＬＤに垂直な方向ＥＤにおける断面積が最大となる層厚方向ＬＤ位置での当該断面積を指す。

第３実施形態において、保持部材用材料Ｄは、単一の材料であってもよいし、複数の材料を含むものであってもよい。
第３実施形態において、保持部材用材料Ｄは、高分子材料を含むと、好適である。当該高分子材料としては、例えば、エラストマー、ゴム、シリコーンゴム、樹脂（ポリウレタン等）が好適である。保持部材用材料Ｄは、高分子材料のみを含んでいてもよい。保持部材用材料Ｄは、高分子材料に加えて又は代えて、金属及びセラミックスのうち少なくとも一方を含んでもよい。保持部材用材料Ｄは、可撓性を有すると、好適である。保持部材用材料Ｄは、任意の材料からなる繊維やフィラーを、含んでもよいし、含んでいなくてもよい。
保持部材用材料Ｄは、多孔質体（例えば、ポリウレタンフォーム）であると、好適である。当該多孔質体は、可撓性を有すると、好適である。当該多孔質体は、気泡どうしが連通した連通気泡型であってもよいし、気泡どうしが連通していない独立気泡型であってもよい。ただし、保持部材用材料Ｄは、多孔質体でなくてもよい。
保持部材用材料Ｄは、織物又は編物であってもよい。
保持部材用材料Ｄは、金属箔、樹脂板、又は樹脂フィルムであってもよい。

図示は省略するが、第３実施形態において、保持部材４は、それぞれ保持部材用材料Ｄからなる２層以上の保持部材層が積層されてなるものでもよい。この場合、保持部材４が積層構造からなることで、仮に保持部材４が単層構造からなる場合（図５）に比べて、保持部材４による熱交換ユニット３の保持性能を向上できる。この場合、各保持部材層を構成する保持部材用材料Ｄどうしは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
保持部材４を構成する２層以上の保持部材層のうち一部（１層又は複数層）の保持部材層を構成する保持部材用材料Ｄを、金属箔、樹脂板、樹脂フィルムのうちいずれか１つとし、当該２層以上の保持部材層のうち残りの保持部材層を構成する保持部材用材料Ｄを、高分子材料を含むとともに可撓性を有するものとしてもよい。この場合、保持部材４による熱交換ユニット３の保持性能を向上できる。
保持部材４を構成する保持部材層の総数は、製造容易性の観点から、４層以下であると好適であるが、５層以上であってもよい。

図６は、本発明の第４実施形態に係る熱交換装置１を示している。図示は省略するが、本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。本明細書に説明する各実施形態において、熱伝導部材５は、図６の実施形態のように、それぞれ熱伝導部材用材料Ｃからなる２層以上の熱伝導部材層５ａ、５ｂが積層されてなるものでもよい。この場合、各熱伝導部材層５ａ、５ｂを構成する熱伝導部材用材料Ｃどうしは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。
熱伝導部材５を構成する熱伝導部材層５ａ、５ｂの総数は、柔らかさの確保の観点から、４層以下であると好適であるが、５層以上であってもよい。

第４実施形態のように熱伝導部材５が２層以上の熱伝導部材層５ａ、５ｂが積層されてなる場合、当該２層以上の熱伝導部材層５ａ、５ｂのうち、積層方向（ひいては層厚方向ＬＤ）において熱交換ユニット３から最も離れた熱伝導部材層５ｂ（すなわち、第１面５１を有する熱伝導部材層５ｂ）が、最も低い通気性を有してもよい。この場合、この熱交換ユニット３から最も離れた熱伝導部材層５ｂが、蓋のような機能を発揮して、熱交換素子２１からの温度を熱伝導部材５の内部に閉じ込めて保温することができる。これにより、人体を、より効果的に、冷却又は加熱することができる。

図７は、本発明の第５実施形態に係る熱交換装置１を示している。図示は省略するが、本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。本明細書に説明する各実施形態において、熱伝導部材５は、熱伝導部材５を層厚方向ＬＤに貫通する貫通穴５３を有してもよい。この貫通穴５３は、熱交換素子２１が冷却機能を発揮する場合に特に好適なものであるが、熱交換素子２１が加熱機能を発揮する場合に存在していてもよい。すなわち、この貫通穴５３は、熱交換素子２１が、ペルチェ素子であるか、あるいは、冷却機能のみを発揮するように構成されている場合に、特に好適なものである。熱交換素子２１がヒーターである場合は、熱伝導部材５は、貫通穴５３を有しないのが好適であるが、貫通穴５３を有してもよい。
この貫通穴５３により、ユーザの人体の体温による対流が促進されるので、熱交換素子２１による冷却機能が熱伝導部材５の全体にわたってより効果的に拡散され、ひいては、局部的な冷却を効果的に回避できる。
熱伝導部材５は、貫通穴５３を、１つのみ有してもよいし、あるいは、複数有してもよい。
貫通穴５３の中心軸線は、任意の方向及び形状に沿って延在していてよく、例えば、図７の例のように層厚方向ＬＤに対し平行であってもよいし、あるいは、層厚方向ＬＤに対して直線状に傾斜していてもよいし、あるいは、湾曲線状若しくはジグザグ状に延在していてもよい。
図７の例のように、熱交換素子２１の少なくとも一部は、貫通穴５３に面していると、好適である。これにより、ユーザの人体の体温による対流がさらに促進されるので、熱交換素子２１による冷却機能が熱伝導部材５の全体にわたってさらに効果的に拡散され、ひいては、局部的な冷却をさらに効果的に回避できる。ただし、熱交換素子２１の全部が貫通穴５３に面していなくてもよい。
図７の例のように、熱交換素子２１の少なくとも一部は、貫通穴５３における保持部材４とは反対側の開放端面５３ａと、いかなる部材をも介さずに、層厚方向ＬＤに対向していると、好適である。これにより、ユーザの人体の体温による対流がさらに促進されるので、熱交換素子２１による冷却機能が熱伝導部材５の全体にわたってさらに効果的に拡散され、ひいては、局部的な冷却をさらに効果的に回避できる。ただし、熱交換素子２１及び貫通穴５３は、この構成とされていなくてもよい。
ただし、熱伝導部材５は、貫通穴５３を有していなくてもよい。

図８は、本発明の第６実施形態に係る熱交換装置１を示している。図示は省略するが、本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。本明細書に説明する各実施形態において、ファン２３と熱交換ユニット３におけるその他の電気部品（熱交換素子２１、コントローラ２２等）との位置関係は、任意でよい。例えば、図８に示す第６実施形態のように、ファン２３と熱交換ユニット３におけるその他の電気部品（図８の例では、コントローラ２２）とは、層厚方向ＬＤの投影面において互いに重複しないように配置されてもよい。
なお、図８に示す例では、熱交換装置１は、第３実施形態（図５）の構成を有しているが、第６実施形態では、本明細書で説明する任意の実施形態に係る熱交換装置１を同様に採用することができる。

図９～図１０は、本発明の第７実施形態に係る熱交換装置１を示している。図示は省略するが、本実施形態の熱交換用具７は、本実施形態の熱交換装置１と用品８とを備えている。本明細書に説明する各実施形態において、熱交換ユニット３は、図９～図１０の実施形態のように、仕切板２７を含んでもよい。仕切板２７は、その中央に、貫通穴２７ａを有する。仕切板２７の貫通穴２７ａの内周側には、熱交換素子２１が配置されている。この場合、熱交換素子２１は、ペルチェ素子であると、好適である。仕切板２７により、熱交換素子２１の裏面２１ｂからの温度が熱交換素子２１の機能発揮面２１ａ側に至るのを抑制できるので、人体を、より効果的に、冷却又は加熱することができる。
仕切板２７の貫通穴２７ａの面積及び形状は、層厚方向ＬＤに対し垂直な方向ＥＤにおける熱交換素子２１の面積及び形状とほぼ同じであると、好適である。
仕切板２７は、熱伝導率が比較的低いことが好適である。このような観点から、仕切板２７は、例えば、樹脂（例えば、アクリル）から構成されると好適である。仕切板２７は、非発泡体から構成されると好適である。
仕切板２７の効果を向上させる観点から、平面視における仕切板２７の面積は、平面視における熱交換素子２１を含む全体の平面の面積が熱交換素子２１の2倍以上であると好適であり、６倍以上であるとより好適である。仕切り板２７の大きさには制限はなく、熱伝導部材5と同等の大きさでも構わないが、本体部１Ｂの使用感を向上させる観点から、平面視における仕切板２７の面積は、熱伝導部材5よりも小さくするほうが好ましく、平面視における熱伝導部材5面積の１倍以下であると好適であり、1/2倍以下であるとより好適である。
平面視における仕切板２７の面積は、図１０の例のように、平面視における熱伝導部材５の面積より小さくてもよいし、平面視における熱伝導部材５の面積とほぼ同じでもよい。
仕切板２７の効果を向上させる観点から、仕切板２７の厚さは、０．1ｍｍ以上であると好適であり、０．８ｍｍ以上であるとより好適である。本体部１Ｂの使用感を向上させる観点から、仕切板２７の厚さは、２．０ｍｍ以下であると好適であり、１．５ｍｍ以下であるとより好適である。
仕切板２７の厚さは、図９の例のように熱交換素子２１の厚さより薄くてもよいし、熱交換素子２１の厚さとほぼ同じでもよいし、熱交換素子２１の厚さより厚くてもよい。
平面視における仕切板２７の形状は、図１０の例のように四角形状でもよいし、円形状、三角形状等、任意でよい。
熱交換素子21は、仕切り板２７の中央に置かれるのが最も好ましい実施態様だが、本発明の適用対象により、仕切り板２７の中央から外れた位置に設置されても良い。

本明細書に説明する各実施形態において、熱交換ユニット３は、図９～図１０の実施形態のように、放熱部材２８を含んでもよい。放熱部材２８は、熱伝導率が比較的高いことが好適である。このような観点から、放熱部材２８は、金属（例えば、アルミニウムあるいは銅）から構成されると好適である。放熱部材２８は、例えば、放熱フィンである。この場合、熱交換素子２１は、ペルチェ素子であると好適であり、特に、機能発揮面２１ａが冷却機能を発揮するように構成されたペルチェ素子であると好適である。ペルチェ素子を機能発揮面21a面が冷却機能として用いた場合に裏面21ｂは発熱するので放熱部材２８は、熱交換素子２１の裏面２１ｂに接触していると、好適である。放熱部材２８により、熱交換素子２１の裏面２１ｂからの温度をより効果的に熱伝導部材５とは反対側に向かって逃がすことができるので、人体を、より効果的に、冷却することができる。
この場合、ファン２３は、図９のように放熱部材２８における熱交換素子２１とは反対側の面に接触するように配置されてもよい。あるいは、放熱部材２８を環状に構成して、ファン２３を、放熱部材２８の内周側に配置してもよい。

なお、図９の例において、熱交換ユニット３は、熱交換素子２１と、仕切板２７と、放熱部材２８と、ファン２３とを、含んでいる。

本明細書に説明する各実施形態において、ファン２３は、図８や図１０の各例のように、熱伝導部材５とは反対側（用品８側）に、網状のファンガード２３ａを有していると、好適である。これにより、ファン２３に用品８等が入り込むのを抑制できる。

つぎに、図１１～図１３を参照しつつ、本発明の熱交換用具７の具体例１～３について説明する。熱交換用具７は、熱交換装置１と用品８とを備えている。なお、図１１～図１３に示す各例では、熱交換装置１は、第３実施形態（図５）の構成を有しているが、具体例１～３では、上述した任意の実施形態に係る熱交換装置１を同様に採用することができる。
図１１に示す具体例１では、用品８が、衣服であり、より具体的には上半身用衣服（トップス）である。図１１（ａ）は、熱交換用具７を前側から見た様子を示しており、図１１（ｂ）は、熱交換用具７を後側から見た様子を示している。熱交換装置１の本体部１Ｂは、上半身用衣服８のうち、ユーザの背中に当てられるように構成された部分（後身頃）における、ユーザ側の面に、取り付けられている。ただし、熱交換装置１の本体部１Ｂは、上半身用衣服８のうち、任意の部分に取り付けられてよい。
図１２に示す具体例２では、用品８が、衣服であり、より具体的には腹巻である。図１２（ａ）は、熱交換用具７をユーザの胴体の周りに巻いた様子を示しており、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の状態から熱交換用具７を開いて熱交換用具７の一部をユーザの胴体から離した様子を示している。熱交換装置１の本体部１Ｂは、腹巻８における、ユーザ側の面に、取り付けられている。この場合、熱交換素子２１は、ヒーターであると好適である。
図１３に示す具体例３では、用品８が、椅子であり、より具体的にはベビーカーである。熱交換装置１の本体部１Ｂは、ベビーカー８のうち、ユーザの背中及び頭部を支持するように構成された部分（背もたれ）における、ユーザ側の面に、取り付けられている。ただし、熱交換装置１の本体部１Ｂは、ベビーカー８のうち、ユーザの臀部及び脚部を支持するように構成された部分（座部）に取り付けられてもよい。
図１１及び図１２の各例において、用品８は、ファン２３と対向する位置に、貫通穴８ａを有している。

本発明の熱交換装置１における熱伝導部材５の熱伝導性能を確認するために、熱伝導性能実験を行ったので、説明する。

熱交換装置１の実施例１～３、比較例１～２を試作した。実施例１～３、比較例１～２の熱交換装置１の本体部１Ｂは、上述した第７実施形態（図９～図１０）の構成を有していた。図１４は、各例の熱交換装置１の本体部１Ｂを上から（ファン２３側から）平面視した様子を概略的に示している。実施例１～３、比較例１～２の各例は、熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃのみが異なり、その他の構成は同じであった。熱伝導部材５は、四角形であり、寸法は３００ｍｍ×３００ｍｍ×１０ｍｍであった。熱伝導部材５の第２面５２の上には、仕切板２７が配置されていた。仕切板２７は、アクリル樹脂からなる非多孔質体で構成されており、寸法は１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍであり、中央に２０ｍｍ×２０ｍｍの四角形の貫通穴２７ａを有していた。仕切板２７の貫通穴２７ａの内周側には、熱交換素子２１が配置されていた。熱交換素子２１は、ペルチェ素子であり、その機能発揮面２１ａは冷却機能を発揮するように構成されていた。熱交換素子２１の機能発揮面２１ａは、熱伝導部材５の第２面５２に接触していた。熱交換素子２１の裏面２７ｂの上には、放熱部材２８が載せられていた。放熱部材２８は、放熱フィンからなり、アルミニウム製であった。放熱部材２８における熱交換素子２１とは反対側においては、放熱部材２８の上に、ファン２３が配置されていた。ファン２３は、熱交換素子２１とは反対側に向かって送風するようにされていた。各例の熱交換装置１の熱交換素子２１には、電源と手動操作のスイッチとが接続されていた。

実施例１における熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃは、連通気泡型の多孔質体であり、具体的には、株式会社イノアックコーポレーション製のポリウレタン発泡体であるＣＦＨ－１３であった。ＣＦＨ－１３は、見かけ密度が３０ｋｇ/ｍ^３であり、セル数が１３個／２５ｍｍである。ＣＦＨ－１３は、厚さ１０ｍｍのサンプルを用いて風速１ｍ／secで測定した時の圧力損失が１ｍｍＨ₂Ｏであり、良好な通気性を有している。
実施例２における熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃは、連通気泡型の多孔質体であり、具体的には、株式会社イノアックコーポレーション製のポリウレタン発泡体であるＣＦＨ－２０であった。ＣＦＨ－２０は、見かけ密度が３０ｋｇ/ｍ^３であり、セル数が２０個／２５ｍｍである。ＣＦＨ－２０は、厚さ１０ｍｍのサンプルを用いて風速１ｍ／secで測定した時の圧力損失が１ｍｍＨ₂Ｏであり、良好な通気性を有している。
実施例３における熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃは、連通気泡型の多孔質体であり、具体的には、パネフリ工業株式会社製のポリプロピレン多孔質体であるカルファイバー（登録商標）であった。カルファイバーは、見かけ密度が８２ｋｇ/ｍ^３であり、セル数が４個／２５ｍｍである。カルファイバーは、厚さ１０ｍｍのサンプルを用いて風速１ｍ／secで測定した時の圧力損失が１ｍｍＨ₂Ｏであり、良好な通気性を有している。
比較例１における熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃは、アクリル樹脂からなる非多孔質体であった。
比較例２における熱伝導部材５を構成する熱伝導部材用材料Ｃは、ポリプロピレン樹脂からなる非多孔質体であった。

各例の熱伝導性能実験においては、まず、図１４に示すように、机の上の地点Ａ及び地点Ｂにそれぞれ熱電対の接点を配置し、各接点をテープにより机の上に固定し、その上に、各例の熱交換装置１の本体部１Ｂを、熱伝導部材５の第１面５１側を下にして、置いた。熱電対には、温度表示装置を接続した。そして、空調機にて室温を30℃に保ちながら、熱交換素子２１の稼働開始直後、稼働開始から１分後、及び、稼働開始から１０分後のそれぞれにおいて、地点Ａ及び地点Ｂの温度を、それぞれ測定した。地点Ａは、層厚方向ＬＤの投影面において熱交換素子２１と重複する位置であった。地点Ｂは、層厚方向ＬＤの投影面において仕切板２７の４隅のうち１つと重複する位置であった。また、ペルチェ素子の動作電圧は2Vであり、実験中電流は0.4±0.02Aで安定に流れていた。表1はこの条件で稼働した時の結果を示す。表１からわかるように、実施例１～３の熱交換装置１は、比較例１～２の熱交換装置１に比べて、地点Ａ及び地点Ｂでの温度が速く下がり、ひいては、熱伝導部材５が優れた熱伝導性能を有していた。外気温度よりも2℃前後低下しただけであるが、触感では冷気を十分に感じる結果だった。
同様に、動作電圧を3Vにした場合の結果を表２に示す。電流は0.6±0.02A流れた。表２からわかるように、実施例1から3における地点Aでの10分後の到達温度は、いずれも27℃以下まで下がり、地点Bでは28℃以下と観察された。しかし、比較例ではいずれの地点でも温度が安定せず29℃より下がることは無かった。
本実験結果から、連通気泡型の多孔質体では空気の拡散により伝熱が熱伝導部材5全体に行われるが、非多孔質体の樹脂板では表面における伝熱の影響が大きく、冷気が樹脂板裏面まで到達することなく空気中へ逃げているものと思われる。

本発明の熱交換装置及び熱交換用具は、人体を冷却又は加熱するために好適に利用できるものである。

１ 熱交換装置
１Ｂ 本体部
２１ 熱交換素子
２１ａ 機能発揮面
２１ｂ 裏面
２２ コントローラ
２３ ファン
２３ａ ファンガード
２４ バッテリー
２５ スイッチ
２６ 配線
２７ 仕切板
２７ａ 貫通穴
２８ 放熱部材
３ 熱交換ユニット
４ 保持部材
４１ 収容穴
４１ａ 収容穴における熱伝導部材とは反対側の開放端面
４２ 保持部材における熱伝導部材側の面
４３ 保持部材における熱伝導部材とは反対側の面
５ 熱伝導部材
５ａ、５ｂ 熱伝導部材層
５１ 第１面
５２ 第２面
５３ 貫通穴
５３ａ 貫通穴における第１面側の開放端面
５４ 収容穴
６ 接着剤
７ 熱交換用具
８ 用品
８ａ 貫通穴
８ｂ 収容穴
ＬＤ 層厚方向
ＥＤ 層厚方向に垂直な方向
Ｈ 人体
Ｔ 熱電対
Ａ、Ｂ 地点

Claims (13)

1. 熱交換素子を含む、熱交換ユニットと、
   前記熱交換素子に接触している、熱伝導部材と、
   を備えた、熱交換装置であって、
   前記熱伝導部材は、連通気泡型の多孔質体からなる、熱交換装置。
2. 前記熱伝導部材は、密度が０．００１ｇ／ｃｍ^３～０．５ｇ／ｃｍ^３であり、前記熱伝導部材における前記熱交換ユニットとは反対側の面から前記熱交換素子までの距離が０．１ｃｍ以上１０ｃｍ未満である、請求項１に記載の熱交換装置。
3. 前記熱伝導部材は、２層以上の熱伝導部材層が積層されてなる、請求項１又は２に記載の熱交換装置。
4. 前記２層以上の熱伝導部材層のうち、積層方向において前記熱交換ユニットから最も離れた熱伝導部材層が、最も低い通気性を有する、請求項３に記載の熱交換装置。
5. 前記熱交換ユニットは、少なくとも１つのファンを含む、請求項１～４のいずれか一項に記載の熱交換装置。
6. 前記熱交換素子は、ペルチェ素子である、請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換装置。
7. 前記熱交換素子は、ヒーターである、請求項１～５のいずれか一項に記載の熱交換装置。
8. 前記熱交換ユニットは、人体に対して使用されるように構成された用品によって保持されるように構成されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換装置。
9. 前記熱交換ユニットは、前記熱伝導部材の内部に保持されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換装置。
10. 前記熱交換ユニットを内部に保持する、保持部材を、さらに備え、
    前記保持部材は、前記熱伝導部材の上に積層されている、請求項１～７のいずれか一項に記載の熱交換装置。
11. 請求項１～１０のいずれか一項に記載の熱交換装置と、
    人体に対して使用されるように構成された用品と、
    を備えた、熱交換用具。
12. 前記用品は、衣服又は帽子である、請求項１１に記載の熱交換用具。
13. 前記用品は、椅子又は寝具である、請求項１１に記載の熱交換用具。

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