JP3179185U - 冷却マット - Google Patents

Abstract

【課題】冷却能力が長続きする冷却マットを提供する。
【解決手段】連結された複数の袋状の外装体２０と、前記外装体２０内部に充填されている、少なくとも硫酸ナトリウム１０水和物を含んだ冷却剤３０と、を備えた冷却マット１０であって、９０ｃｍ×１４０ｃｍ、９０ｃｍ×９０ｃｍ、４０ｃｍ×３０ｃｍの何れかであり、サイズが９０ｃｍ×１４０ｃｍのとき、前記外装体２０は横に２個、縦に９個連結されており、サイズが９０ｃｍ×９０ｃｍのとき、前記外装体２０は横に２個、縦に６個連結されており、サイズが４０ｃｍ×３０ｃｍのとき、前記外装体２０は縦に３個連結されている。
【選択図】図１

Description

本考案は、暑い季節に体の熱を奪い快適に過ごすための冷却マットに関する。

従来、夏の暑さによる寝苦しい夜を快適にするために、扇風機やエアコンなどが用いられている。しかしながら近年は、省エネルギーの観点から、或いは、エアコンを使用することによる体調不良を防止するために、いろいろな製品が開発されている。

その一つとして、冷却ジェルを用いた冷却マットがある。この冷却マットは、冷却ジェルとして、高分子吸収剤と水とを用い、熱容量の大きな水に体の熱を吸収させることによって、冷却感を人に与えることができる。

また、特許文献１には、冷却水路を内部に有する冷却マットが開示されている。特許文献1に開示された冷却マットは、内部にジグザグの冷却水路が形成され、前記冷却水路をジグザグに画成する壁面に切り込みが設けられている。これにより、冷却効率が良く、製造が容易な冷却マットを提供できるとしている。

特開２００２−１４３２０７号公報

しかしながら、従来の冷却ジェルを用いた冷却マットは、使用して短時間のうちに冷却ジェルの温度が体温程度まで上昇し、かえって暑苦しくなってしまう。それは、水そのものが、あまり放熱性が良くない上に、高分子吸収剤によって水がジェル状になり、対流を起こせなくなっているので、ますます体から吸収した熱を外部に放出しにくくなっているのである。

また、特許文献１に開示された冷却マットは、冷却水路を流れる水で冷却する構造なので、水を供給、循環させる装置が必要になり、全体として規模の大きなものになり、一般家庭用の冷却マットとしては、コストが高すぎ、規模も大きくなりすぎるという問題があった。

本考案の冷却マットは、連結された複数の袋状の外装体と、前記外装体内部に充填されている、少なくとも硫酸ナトリウム１０水和物を含んだ冷却剤と、を備えたことを主要な特徴にしている。

また、本考案の冷却マットは、前記冷却剤が、セルロースと、ホウ砂と、シリコンとを更に含んでいることを主要な特徴にしている。

更に、本考案の冷却マットは、前記冷却マットのサイズは、９０cm×１４０cm、９０cm×９０cm、４０cm×３０cmの何れかであり、サイズが９０cm×１４０cmのとき、前記外装体は横に２個、縦に９個連結されており、サイズが９０cm×９０cmのとき、前記外装体は横に２個、縦に６個連結されており、サイズが４０cm×３０cmのとき、前記外装体は縦に３個連結されていることを主要な特徴にしている。

更にまた、本考案の冷却マットは、前記外装体の内部に、金属製の繊維が備えられていることを主要な特徴にしている。

また、本考案の冷却マットは、前記外装体の表面に複数の凸部を有し、前記凸部の内部にも前記冷却剤が充填されていることを主要な特徴にしている。

本考案によれば、冷却能力が長続きする冷却マットを提供することができる。

冷却マットの一部破断斜視図である。 金属製の繊維を含んだ冷却マットの断面図である。 表面に凸部を有する冷却マットの一部破断斜視図である。 冷却マットを使用している状態を示す説明図である。 冷却マットに横たわった人の体表面温度変化を示すグラフである。

以下、添付図面に従って本考案の好ましい実施の形態について説明する。本考案は以下の好ましい実施の形態により説明されるが、本考案の範囲を逸脱すること無く、多くの手法により変更を行うことができ、本実施の形態以外の他の実施の形態を利用することができる。従って、本考案の範囲内における全ての変更が特許請求の範囲に含まれる。また、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を含む範囲を意味する。

＜構成＞
本考案の一実施形態について図面を参照して説明する。図１は、冷却マットの一部破断斜視図である。図１に示すように、冷却マット１０は、連結された複数の袋状の外装体２０と、前記外装体２０内に充填された冷却剤３０とを主に備えて構成される。

外装体２０は、例えば、PVC（polyvinyl
chloride：ポリ塩化ビニル）を材料にして形成することができる。しかしながら、本考案に係る冷却マットの外装体の材料は、PVCに限定されるものではなく、液体を透過させず、柔軟性を持つ他の材料であっても良い。

外装体２０は、袋状になっており、内部には冷却剤３０が充填されている。このように冷却剤が充填された複数の外装体が連結された構造にすることにより、人がこのマットの上に横たわっても、冷却剤の偏りを防ぐことができる。

図１においては、外装体２０は、縦９個×２列で構成されているが、この個数、配列に限定されるものではなく、用いる用途に応じて個数、配列を構成することができる。図１に示した冷却マット１０は、９０cm×１４０cmの全身用のシングルサイズであるが、半身用のハーフサイズとして９０cm×９０cmを外装体２０の縦６個×２列で構成することができる。また、枕用として４０cm×３０cmのサイズを、外装体２０を３個用いて構成することもできる。

ここで、本考案者は、折りたたみやすさ、折りたたんだときのサイズ、重量、使用したときの冷却感、冷却感の持続性、寝返り時の感覚について鋭意研究の結果、以下の構成が特に好ましいことを見いだした。

即ち、全身用として使用する場合は、図１に示すようにサイズは、９０cm×１４０cmで、外装体２０は縦９個×２列（横に２個、縦に９個連結）で構成することが特に好ましい。

また、半身用として使用する場合は、サイズは、９０cm×９０cmで、外装体２０は、縦６個×２列（横に２個、縦に６個連結）で構成することが特に好ましい。更に、枕用として使用するときは、サイズは、４０cm×３０cmで、外装体２０を３個（縦に３個連結）用いて構成することが特に好ましい。

外装体２０の形状は、長方形が好ましく、本考案において横に連結とは外装体２０をその長手方向に連結することを意味し、縦に連結とは外装体２０をその短い方の辺の方向に連結することを意味する。

冷却剤３０は、少なくとも硫酸ナトリウム１０水和物を含んで構成されているが、セルロースと、ホウ砂と、シリコンとを更に含むことが好ましい。セルロースと、ホウ砂と、シリコンとを更に含むことにより、冷却時間の長時間化と、使用時の触感を向上とを達成することができる。

次に、図２を参照して説明する。図２は、金属製の繊維を含んだ冷却マットの断面図である。図２に示すように、冷却剤３０に金属製の繊維である金属ファイバ４０を混入することもできる。これにより、金属ファイバ４０を通して熱が冷却剤全体に伝わるので、体が接することにより温まった冷却剤から、体が接していない冷却剤に熱が伝わり、冷却剤によって吸収された熱を早く放出し、冷却剤の冷却感を長く持続させることができる。

金属ファイバ４０としては、熱伝導性が高く、柔らかい金属を用いることが好ましい。熱伝導性が高ければ、冷却剤３０全体に熱を早く伝えることができ、柔らかい金属であれば、触感も良好で、外装体２０を内部から傷つけることがないからである。よって、使用される金属としては、アルミニウム、アルミニウムの合金、銅、銅の合金などが好ましい。また、金属ファイバ４０の両先端部が互いに接合されていることが好ましい。これにより、先端部が存在しなくなるので、先端部により外装体２０を突き破ることがなくなる。

次に、図３を参照して説明する。図３は、表面に凸部を有する冷却マットの一部破断斜視図である。外装体２０は、表面に複数の凸部５０を有しても良い。凸部５０内にも冷却剤３０が充填されている。このように複数の凸部５０を有することにより、表面積が広くなることにより体から吸収した熱を素早く外部に放出することができ、冷却感を長く持続させることができる。

さらに、凸部５０が外装体２０の裏面（布団と接する側）に存在することにより、布団との間に隙間ができるので、空気の通り抜けが良くなって放熱効率をより高めることができる。この凸部５０は、外装体２０の一方の面のみに存在しても良いが、両面に存在する方が放熱の観点から好ましい。外装体２０が、凸部５０を有し、かつ、前述の金属ファイバ４０を内部に備えている構成にすることにより、更に放熱効率が向上するので好ましいことは言うまでもない。

＜作動＞
次に本考案の作動について、図面を参照して説明する。図４は、冷却マットを使用している状態を示す説明図である。

図４に示すように、ベッド１００に設置されたベッド用マット１１０の上に冷却マット１０が載置され、載置された冷却マット１０に人１３０が横たわっている。ベッド用マット１１０の上には、枕１２０も設置され、枕１２０の上には枕用冷却マット１２が載置されている。人１３０は、枕用冷却マット１２の上に頭を載せている。

外装体２０を介して人１３０と接触している冷却剤３０は、人１３０から熱を吸収し、吸収した熱は外装体２０の内部で人１３０と接触していない冷却剤３０に伝えられて、そこから外部に放出される。

人１３０は、冷却剤３０に熱を奪われるので、涼しく感じ、暑い夏でも心地よく眠ることができる。また、冷却剤３０は、熱を外部に放出するので、人１３０から長時間熱を奪うことができ、人１３０は、冷却感を長時間感じることができる。

冷却剤３０に金属ファイバを混入することにより、人１３０から奪った熱を、人１３０に接していない冷却剤３０に熱伝導性の良い金属ファイバ（図２参照）を通して良好に伝えることができる。このため、人１３０から奪った熱をより効率良く外部に放出でき、人１３０は、冷却感をより長時間感じることができる。

また、外装体２０の表面に凸部５０を複数設けることにより（図３参照）、冷却剤３０の表面積を大きくすることができるので、放熱をより効率的に行うことができ、人１３０は、冷却感をより長時間感じることができる。また凸部５０を設けることにより、ベッド用マット１１０と、外装体２０との間に隙間が生じるので、空気の出入りが容易になり、これによっても冷却剤３０の放熱効率を向上させ、人１３０は冷却感をより長時間感じることができる。

次に冷却剤３０について説明する。冷却剤３０は、少なくとも硫酸ナトリウム１０水和物（Na₂SO₄・10H₂O）を含んで構成されている。硫酸ナトリウム１０水和物は、３２．３８℃で水和水を手放して硫酸ナトリウムに変化するとともにこの水和水に溶解する。このとき、周囲の熱を奪う。

よって、人１３０が冷却マット１０の上に横たわったとき、体温によって３２．３８℃以上に温められた硫酸ナトリウム１０水和物は、水和水を手放して硫酸ナトリウムに変化し、かつ、この水和水に溶解して硫酸ナトリウム水溶液が形成される。このとき周囲から熱を奪うので、人１３０は、冷感を感じることができる。このように硫酸ナトリウム１０水和物は、状態を変化させることにより熱を奪うので、従来の水をジェル化した冷却剤よりも大量の熱を奪うことができる。

硫酸ナトリウム水溶液は、液体なので、人１３０が上に載ることによって生じる圧力で外装体２０内の人１３０が載っていない部分に移動する。ここでは、人１３０の体温によって温められることがないので、だんだん冷やされ、３２．３８℃以下で結晶化し硫酸ナトリウム１０水和物に変化する。

このとき、再結晶化した硫酸ナトリウム１０水和物は、結晶形状が水溶液化する前と比較して大きくなる。しかしながら、冷却剤３０中にセルロース、ホウ砂、シリコンが含まれていると、再結晶化した硫酸ナトリウム１０水和物の結晶形状を、水溶液になる前の状態を維持することができるので、冷却時間の長時間化と、使用時の触感を向上とを成し遂げることができる。

このとき、図２に示すように、冷却剤３０内に金属ファイバ４０を混入させることにより、金属ファイバ４０を通して熱が冷却剤全体に伝えられるので、人から熱を冷却剤３０が奪うことと、奪った熱を外部に放出することとが効率よく行われる。これにより、冷却感を長時間維持することができる。

また、図３に示すように、外装体２０が凸部５０を有することにより、表面積の増加による冷却剤３０の放熱効率の向上を図ることができる。更に、凸部５０により外装体２０とベッド用マット１１０との間に隙間ができるので、空気の流れが良くなりこれによっても冷却剤３０の放熱効率の向上を図ることができる。

冷却剤３０の放熱効率が向上することにより、体温によって冷却剤３０が温められても、熱を効率よく外部に放出できるので、人１３０の冷却感をより長時間維持することができる。

＜評価＞
次に、実際に人が冷却マットに横たわったときの体表面温度変化の評価を行った。評価結果を図５に示す。図５は、冷却マットに横たわった人の体表面温度変化を示すグラフである。縦軸は体表面温度を示し、横軸は横たわってからの経過時間を示す。体表面温度は、体と冷却マットの間に温度センサを設置して測定した。

図５において、Ａは本考案に係る冷却マットを使用したときの冷却マットと接触している体の表面温度を示し、Ｂは従来のジェルを用いた冷却マットを使用したときの冷却マットと接触している体の表面温度を示し、Ｃは冷却マットを使用しないときの布団と接触している体の表面温度を示している。

図５に示すように、冷却マットを使用しないＣでは、約５０分後には３６．５℃以上まで上昇している。従来のジェル冷却マットを使用したＢでは、冷却マットを用いないＣよりは、体表面の温度上昇は緩やかであるが、約９０分後には３６℃近くまで温度が上昇している。

これに対して、本考案にかかる冷却マットを使用した場合は、90分後においても３３℃に達していない。このように、本考案の冷却マットは、冷却能力が長続きするものである。

１０ 冷却マット
１２ 枕用冷却マット
２０ 外装体
３０ 冷却剤
４０ 金属ファイバ
５０ 凸部
１００ ベッド
１１０ ベッド用マット
１２０ 枕
１３０ 人

Claims (5)

1. 連結された複数の袋状の外装体と、
   前記外装体内部に充填されている、少なくとも硫酸ナトリウム１０水和物を含んだ冷却剤と、
   を備えた冷却マット。
2. 前記冷却剤が、セルロースと、ホウ砂と、シリコンとを更に含んでいる請求項１に記載の冷却マット。
3. 前記冷却マットのサイズは、９０cm×１４０cm、９０cm×９０cm、４０cm×３０cmの何れかであり、
   サイズが９０cm×１４０cmのとき、前記外装体は横に２個、縦に９個連結されており、
   サイズが９０cm×９０cmのとき、前記外装体は横に２個、縦に６個連結されており、
   サイズが４０cm×３０cmのとき、前記外装体は縦に３個連結されている、請求項１または２に記載の冷却マット。
4. 前記外装体の内部に、金属製の繊維が備えられている請求項１から３のいずれか１項に記載の冷却マット。
5. 前記外装体の表面に複数の凸部を有し、前記凸部の内部にも前記冷却剤が充填されている請求項１から４のいずれか1項に記載の冷却マット。