JP3212420U - 衣料用の放熱構造体 - Google Patents
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Abstract
【課題】肌に付与される冷感を持続することのできる、衣料用の放熱構造体を提供する。【解決手段】衣料用の放熱構造体１は、内層材２と、外層材３と、放熱用通路４と、送風ファンを備える。内層材２は、吸水性及び速乾性を有する生地からなる。外層材３は、内層材２の外側に形成される。放熱用通路４は、内層材２と外層材３との間に形成され、放熱用空気を流す。送風ファンは、放熱用空気を放熱用通路４内に案内する。衣料用の放熱構造体１によれば、肌に付与される冷感が持続される。【選択図】図２
Description
本開示は、衣料用の放熱構造体に関する。
従来、肌に接触冷感を与える繊維を用いた肌着が知られている（下記特許文献１参照）。
上記特許文献１の肌着は接触冷感により着用時のみ肌に対して冷感を付与するものであるが、近年では、冷感を持続できるものが望まれている。
本開示は、上記問題点に着目してなされたもので、肌に付与される冷感を持続することのできる、衣料用の放熱構造体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本開示に係る、衣料用の放熱構造体は、内層材と、外層材と、放熱用通路と、送風ファンとを備える。内層材は、吸水性及び速乾性を有する生地からなる。外層材は、内層材の外側に形成される。放熱用通路は、内層材と外層材との間に形成され、放熱用空気を流す。送風ファンは、放熱用空気を放熱用通路内に案内する。
この結果、肌に付与される冷感を持続することのできる、衣料用の放熱構造体を提供することができる。
まず、構成を説明する。実施例における、衣料用の放熱構造体は、インナー及び空調作業服の組み合わせに適用したものである。
インナー１０（図１参照）は、伸縮性を有する布として、例えば米国COOLCORE LLC社製の「COOLCORE（登録商標）」を用いて脇縫いで作製したインナーであり、着用者の皮膚表面に装着される。
空調作業服２０（図１参照）は、例えばミドリ安全株式会社製の「クールファン（登録商標）」と呼ばれる、電動ファン付きユニフォームが使用される。
図２及び図３に示すように、衣料用の放熱構造体１は、内層材２と、外層材３と、放熱用通路４と、送風ファン５を備える。
内層材２は、インナー１０（図１）に設けられる。内層材２は、吸水性及び速乾性を有する生地からなる。内層材２は、少なくとも２種以上の繊維が相互に絡み合うことで毛細管状の複数の孔を有する。相互に絡み合う繊維には、例えば、ポリエステル及びポリウレタンが含まれる。
図２に示すように、内層材２の皮膚表面と反対側には、外層材３との間に放熱用通路４が形成される。放熱用通路４の詳細は後述する。
外層材３は、空調作業服２０（図１）に設けられる。外層材３は、内層材２と比べて通気性に劣る生地が使用される。この生地には、例えば、ポリエステル、ナイロン、木綿等が含まれる。外層材３の通気度は、７ｃｃ／ｃｍ２・ｓｅｃ以下であることが好ましい。
放熱用通路４は、図２に示すように、内層材２と外層材３との間に形成される。
送風ファン５は、図３に示すように、空調作業服２０に装着され、外部から放熱用通路４内に外気を案内する。図２に示す矢印は、送風ファン５から送られてくる外気の流れを示す。
送風ファン５は、図３に示すように、空調作業服２０の背面腰部付近に２個装着されている。送風ファン５は、電力供給用の接続ケーブル２０ＣＣを介してバッテリ２０Ｂに接続される。
接続ケーブル２０ＣＣは、図３に示すように、その途中部分が空調作業服２０の内側に固定される。この固定は、ケーブル留め具２０Ｆを用いて実現される。
バッテリ２０Ｂは、図３に示すように、空調作業服２０の内側に設けられた内ポケット２０ＩＰに収納される。バッテリ２０Ｂは、その充電時に、所定の仕様に従った充電アダプタ（不図示）が接続される。
送風ファン５の風量は、４種類の風量、つまり、「１（弱）」、「２（中）」、「３（標準）」、「４（強）」のいずれかに設定可能となっている。
続いて、実施例の、衣料用の放熱構造体における作用を説明する。ここでは、説明を簡単にするために、各発汗部位のうち腹部皮膚のみに着目するが、胸部、背中、腋等の他の発汗部位においてもここで説明する物理現象と同様の現象が併行して起こるので、着用者は体全体で冷感が得られる。
まず、図２及び図４に基づいて、空気の流れによる気化熱発生作用について説明する。送風ファン５は、外部から空気Ａ１を吸入して、その空気Ａ１を放熱用通路４（図２参照）内に導く。送風ファン５の送風によって、空気流が形成される（図４に太い破線で示す矢印Ｆ１〜Ｆ４）。その空気流Ｆ１〜Ｆ４によって、インナー１０が振動する。この振動により、インナー１０の表面に染み出た汗の速乾性（気化）が促進される。この気化に必要な熱は、腹部皮膚から吸収される。これにより、体温が奪われ、着用者は腹部皮膚で冷感が得られる。
次に、図４に基づいて、熱伝達による冷感発生作用について説明する。
ここでは説明の都合上、送風ファン５による送風が行われているときの温度[℃]を定義する。すなわち、腹部皮膚の温度をＴ１[℃]とし、インナー１０の表面温度をＴ２[℃]とし、放熱用通路４内の内部温度をＴ３[℃]とする。
ここでは説明の都合上、送風ファン５による送風が行われているときの温度[℃]を定義する。すなわち、腹部皮膚の温度をＴ１[℃]とし、インナー１０の表面温度をＴ２[℃]とし、放熱用通路４内の内部温度をＴ３[℃]とする。
腹部皮膚からの発汗により生じた汗は、毛細管現象によりインナー１０の表面に染み出てくる。その汗が染み出た表面部分の温度Ｔ２が内部温度Ｔ３よりも高い場合には（Ｔ２＞Ｔ３）、その温度差（Ｔ２−Ｔ３）は以下の物理現象を引き起こす。すなわち、温度の異なる、インナー表面と外気とを接触させておくと、温度が高い方のインナー表面は温度が低下し、温度が低い方の外気は温度が上昇する（熱伝導現象）。
この熱伝導現象により、汗が染み出たインナー表面部分の熱は、放熱用通路４側に伝達されて、その後、外気中へと拡散される。このような熱の拡散によって、外気とインナー１０の表面との間における熱交換が促進される。この結果、インナー１０の表面から外気に吸収される熱量を効率的に増加させることができる。熱量の増加は、腹部皮膚の冷却作用をもたらし、着用者は腹部で冷感が得られる。
次に、実験例により本開示を具体的に説明する。ここでは、実施例に係る、衣料用の放熱構造体１（図２参照）の気化冷却性能を検討した実験結果について説明する。なお、本開示は、本実験例に限定されるものではない。本実験例では、本開示に係る、衣料用の放熱構造体１のテスト品（以下、テスト品１という）と、従来の、衣料用の放熱構造体のテスト品（以下、テスト品２という）との気化冷却性能を比較する実験を行った。
（テスト品１）
本実験では、「COOLCORE（登録商標）」を用いて脇縫いで作製したインナー１０に内層材２を設けた。インナー１０の腋下部には、図５に示すように、通気性の観点から、インナー１０の内部と外部とを連通させる通気用開口部１０ＶＨが形成される。通気用開口部１０ＶＨはメッシュ素材を用いて形成され、図５に示すように、腋下部の直下に配置される。
本実験では、「COOLCORE（登録商標）」を用いて脇縫いで作製したインナー１０に内層材２を設けた。インナー１０の腋下部には、図５に示すように、通気性の観点から、インナー１０の内部と外部とを連通させる通気用開口部１０ＶＨが形成される。通気用開口部１０ＶＨはメッシュ素材を用いて形成され、図５に示すように、腋下部の直下に配置される。
本実験では、空調作業服２０にミドリ安全株式会社製の「クールファン（登録商標）」を用い、空調作業服２０に外層材３を設けた。その結果得られた衣料用の放熱構造体１をテスト品１とした。
（テスト品２）
本実験では、超長綿である米国スーピマ綿（綿１００％）を原料に用いて作製したインナーに内層材を設けた。
本実験では、超長綿である米国スーピマ綿（綿１００％）を原料に用いて作製したインナーに内層材を設けた。
本実験では、空調作業服に空調作業服２０と同じミドリ安全株式会社製の「クールファン」（登録商標）を用い、空調作業服に外層材を設けた。その結果得られた、衣料用の放熱構造体をテスト品２とした。
本実験の環境条件は、室温を３０［℃］、湿度を８０[％]とし、送風ファン５の風量を、２種類の風量「２（中）」、「４（強）」のいずれかに切り替えることによって、放熱用通路４内を流通する外気の量を変更した。
（気化冷却性能の評価）
本実験では、マネキン（Measurement Technology NW社製の「Newton２０部位発汗マネキンシステム」）を用いて、右上腕、左上腕、右前腕、左前腕、胸、肩、腹、背中の各模擬皮膚において、放熱量[Ｗ]の測定を行い、テスト品１及びテスト品２の気化冷却性能を評価した。この評価では、マネキンの発汗量を２００［g／ｍ２／ｈ］に固定した。マネキンの温度は３４℃に固定した。
本実験では、マネキン（Measurement Technology NW社製の「Newton２０部位発汗マネキンシステム」）を用いて、右上腕、左上腕、右前腕、左前腕、胸、肩、腹、背中の各模擬皮膚において、放熱量[Ｗ]の測定を行い、テスト品１及びテスト品２の気化冷却性能を評価した。この評価では、マネキンの発汗量を２００［g／ｍ２／ｈ］に固定した。マネキンの温度は３４℃に固定した。
気化冷却性能の評価の結果を図６に示す。
図６から、送風ファン５が「２（中）」の場合には、各模擬皮膚の全てにおいて、テスト品１の放熱量[Ｗ]がテスト品２の放熱量[Ｗ]を上回る、という好結果が得られた。
また、送風ファン５が「４（強）」の場合においても、右上腕、左上腕、肩、腹、背中の各模擬皮膚において、テスト品１の放熱量[Ｗ]がテスト品２の放熱量[Ｗ]を上回る、という好結果が得られた。
（理論環境温度の測定）
本実験では、着衣部１及び着衣部２の双方で、裸体時に対する理論環境温度［℃］の測定を行った。この測定では、マネキンの発汗量を２００［g／ｍ２／ｈ］に固定した。
本実験では、着衣部１及び着衣部２の双方で、裸体時に対する理論環境温度［℃］の測定を行った。この測定では、マネキンの発汗量を２００［g／ｍ２／ｈ］に固定した。
ここで、着衣部１は、右上腕、左上腕、右前腕、左前腕、胸、肩、腹、背中の組み合わせを示し、着衣部２は、腹、背中の組み合わせを示す。
図７に理論環境温度の測定の結果を示す。図７から、送風ファン５が「２（中）」の場合には、着衣部１及び着衣部２の双方で、テスト品１の理論環境温度［℃］がテスト品２の理論環境温度［℃］を上回る、という好結果が得られた。特に、着衣部１は、テスト品１とテスト品２との間の温度差が０．６[℃]であるのに対し、着衣部２では両者の温度差が２．５[℃]と、着衣部１に対して４倍以上もの違いがみられた。
また、送風ファン５が「４（強）」の場合においても、着衣部１及び着衣部２の双方で、テスト品１の理論環境温度［℃］がテスト品２の理論環境温度［℃］を上回る、という好結果が得られた。特に、着衣部１は、テスト品１とテスト品２との間の温度差が０．９[℃]であるのに対し、着衣部２では両者の温度差が３．６[℃]と、着衣部１に対して４倍もの違いがみられた。
（環境温度と放熱量との関係）
次に、気化冷却性能の評価実験で得られた測定データに基づく検量線を図８、９に示す。この検量線は、環境温度と放熱量との関係を表す。下記の式（１）は、着衣部１において環境温度と放熱量との関係を求めた検量線の近似式であり、式（２）は、着衣部２において環境温度と放熱量との関係を求めた検量線の近似式である。
ｙ＝−１１．１２５ｘ＋４６０．５９・・・（１）
ｙ＝−３．３４０９ｘ＋１３１．４６・・・（２）
次に、気化冷却性能の評価実験で得られた測定データに基づく検量線を図８、９に示す。この検量線は、環境温度と放熱量との関係を表す。下記の式（１）は、着衣部１において環境温度と放熱量との関係を求めた検量線の近似式であり、式（２）は、着衣部２において環境温度と放熱量との関係を求めた検量線の近似式である。
ｙ＝−１１．１２５ｘ＋４６０．５９・・・（１）
ｙ＝−３．３４０９ｘ＋１３１．４６・・・（２）
図８、９に示す検量線を考察すると、着衣部１及び着衣部２の双方で、環境温度[℃]の増加に伴い、放熱量[Ｗ]が低下していく様子がみられた。
以上、本開示の、衣料用の放熱構造体を実施例に基づいて説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、実用新案登録請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
なお、本実験では、空調作業服２０の生地全体を外層材３、インナー１０の生地全体を内層材２としたが、それぞれ２層構造とし、空調作業服２０の内側を外層材３、インナー１０の放熱用通路側を内層材２とすることも可能である。
実施例では、インナー１０の内部と外部とを連通させる通気用開口部１０ＶＨをメッシュ素材で形成する例を示した。しかし、これに限られない。例えば、通気用開口部１０ＶＨは弾性伸縮不織布やネット状の弾性伸縮部材で形成してもよい。要するに、通気用開口部１０ＶＨは、インナー１０の内部と外部とを連通させる材料であれば良い。
実施例では、通気用開口部１０ＶＨをインナー１０の腋下部に設ける例を示した。しかし、これに限られない。例えば、通気用開口部１０ＶＨは、腹部皮膚、胸部皮膚、背中皮膚等の発汗部位に設けてもよい。
実施例では、空調作業服２０の肩部分で、装着者の肩部分を支持する例を示した。しかし、これに限られない。空調作業服２０の肩部分とインナー１０との間に、パット、リブ、弾力性のあるスポンジを入れる等して、空調作業服２０の肩部分を皮膚から浮かすように支持してもよい。空調作業服２０の肩部分が浮けば、放熱用通路４を流れる空気の量を増やせるので、空調作業服２０の通気性を向上できる。空調作業服２０の肩以外の部分についても同様である。
１ 衣料用の放熱構造体
２ 内層材
３ 外層材
４ 放熱用通路
５ 送風ファン
１０ インナー
２０ 空調作業服
２ 内層材
３ 外層材
４ 放熱用通路
５ 送風ファン
１０ インナー
２０ 空調作業服
Claims (6)
- 吸水性及び速乾性を有する生地からなる内層材と、
前記内層材の外側に形成される外層材と、
前記内層材と前記外層材との間に形成され、放熱用空気を流す放熱用通路と、
前記放熱用空気を前記放熱用通路内に案内する送風ファンとを備える
ことを特徴とする衣料用の放熱構造体。 - 請求項１に記載された衣料用の放熱構造体において、
前記内層材は、吸水した水分を前記放熱用通路側に引き渡す
ことを特徴とする衣料用の放熱構造体。 - 請求項１又は請求項２に記載された衣料用の放熱構造体において、
前記内層材は、少なくとも２種以上の繊維が相互に絡み合うことで毛細管状の複数の孔を有する
ことを特徴とする衣料用の放熱構造体。 - 請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載された衣料用の放熱構造体において、
前記内層材は、少なくともポリエステルを含有してなる
ことを特徴とする衣料用の放熱構造体。 - 請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載された衣料用の放熱構造体において、
前記外層材は通気度の小さい生地である
ことを特徴とする衣料用の放熱構造体。 - 請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載された衣料用の放熱構造体において、
外部から前記放熱用通路内に外気を導く送風ファンを備える
ことを特徴とする衣料用の放熱構造体。
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| JP2017002952U JP3212420U (ja) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | 衣料用の放熱構造体 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020170692A1 (ja) * | 2019-02-21 | 2020-08-27 | 東レ株式会社 | ファン付き衣料 |
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2017
- 2017-06-29 JP JP2017002952U patent/JP3212420U/ja active Active
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