JP4661133B2 - 遭難報知用信号発信装置 - Google Patents

Description

本発明は、遭難報知用信号発信装置に関するものである。

雪山等で遭難が発生した場合に、遭難者が何らかの方法で遭難場所を人に知らせることができれば、直ちに最善の救難を図ることができて救出の可能性を高めることができるが、一般には遭難場所が判らないために救難作業が遅れたり、救難作業を講じることが全くできないといった場合が多く発生している。

このような問題に対処するために、登山者に信号発信機を携帯させることは有効である。しかし、従来から一般に知られている信号発信機は、バッテリ（二次電池）又は乾電池（一次電池）等の電池で作動する構造となっているために、信号発信機を作動させようとしたときに電池容量が不足していたり、電池切れの場合には使用することができず、また、電池容量が残っていても、電池による信号の発信時間には限りがあり、比較的短い時間で電池容量が尽きて信号の発信が不能になってしまうという問題がある。

一方、野生動物に首輪等を用いて信号発信機を取り付けておき、動物の行動を追跡調査することによって動物の生態等を調査するようにした動物トレーサー用の信号発信機が用いられている。

上記動物トレーサー用の信号発信機では通常乾電池（一次電池）が用いられているが、この場合においても乾電池による信号の発信時間には限りがあるために比較的短い時間で電池容量が尽きて信号の発信が不能になってしまう問題があり、長期間に亘って動物の行動をトレースすることはできない。

特許文献１には、ケースに、電池、ブザー、超小型の発信機、ライトと赤色カバー付き点滅灯等を収容してなる緊急救命用報知器が示されている。

又、特許文献２には、腕時計に熱発電機を設け、裏蓋に熱発電機に体温を伝えるためのサファイヤを使用し、サファイヤは従来裏蓋に使用しているステンレスやチタンより熱伝導率が良いために、サファイヤによって人の体温を効率よく熱発電機に伝えられるようにした熱電式腕時計が示されている。
特開平１１−１６１８６４号公報 特開平１１−１６６９８５号公報

前記特許文献１に示される緊急救命報知器においては、前記したように発信機を電池にて作動させるようにしているために、電池出力の寿命のために信号の発信時間に限りがあり、遭難時等のように長時間の発信が必要な場合に途中で信号が発信できなくなる場合がある。又、電池容量の残量が少ない場合や、電池切れの場合には全く使用できない場合がある。

又、前記特許文献２の熱電式腕時計は、腕時計の電源として熱電式発電機を使用するようにしたものであるが、軽量・小型の構成で信号を発信し続けることができるようにした信号発信装置に関するものではない。

又、特許文献１及び２には遭難報知用或いは動物トレーサー用としての信号発信装置については全く開示されていない。

本発明は、上記課題に鑑みてなしたもので、軽量・小型の装置で信号を発信し続けることができ、よって遭難報知用として有用な遭難報知用信号発信装置を提供することを目的としてなしたものである。

請求項１に係る発明は、熱エネルギーを受ける受熱面と外部露出面との間に配置して受熱面と外部露出面の温度差により発電する熱電素子を備えた熱電モジュールを有し、該熱電モジュールは、防寒用の着衣に形成した開口に、前記受熱面が内側に露出し外部露出面が外側に露出するように嵌合して固定部材により防寒用の着衣に固定されており、前記熱電モジュールと電気的に接続して前記着衣に固定され、前記熱電モジュールにて発電した電力により信号を発する発信機を有することを特徴とする遭難報知用信号発信装置である。

請求項２に係る発明は、前記熱電モジュールの外部露出面に冷却フィンを備えたことを特徴とする請求項１に記載の遭難報知用信号発信装置である。

請求項３に係る発明は、前記熱電モジュールを除く範囲に保温材を設けることにより前記着衣を２重構造としたことを特徴とする請求項１又は２記載の遭難報知用信号発信装置である。

請求項４に係る発明は、前記発信機は、その外周に設けた合成樹脂製又は布製の固定部材を前記着衣に縫い付けることによって固定されることを特徴とする請求項１に記載の遭難報知用信号発信装置である。

本発明の遭難報知用信号発信装置は、熱電モジュールと発信機とを備えた着衣類の担持体を身体に装着する。又は、熱電モジュールと発信機とを備えたベルト類の担持体を動物の身体に装着する。すると、熱電モジュールの熱電素子は身体から発せられる熱エネルギーを受ける受熱面と外気に接する外部露出面との温度差によって発電し、熱電モジュールで発電した電力によって発信機は信号を発信するので、この発信機の信号により発信位置を知ることができる。熱電モジュールは身体からの熱エネルギーの伝達がある限り発電し続けるので、発信機は長期間に亘って発信位置を報知し続ける効果がある。

又、軽量・小型の装置でしかも電源等を必要としないために、安価で携帯に適した実用性の高い遭難報知用信号発信装置を提供できる効果がある。

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。

図１は本発明を着衣類に適用した遭難報知用信号発信装置の参考例の形態の一例を示す切断側面図、図２は図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図、図３は図２をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た断面図である。図１〜図３中、１は例えば身体に装着する防寒用のパンツ或いはジャケット等の着衣（担持体）であり、該着衣１の例えば股部、脇腹、二の腕等の比較的動きの邪魔にならない位置に熱電モジュール２を取り付けている。

熱電モジュール２は、図２に示す如く矩形形状を有する断熱材からなる枠材３の内部に、図３に示す如く複数のＰ型の熱電素子４ａとＮ型の熱電素子４ｂとを交互に並べて、これら熱電素子４ａと４ｂとが直列に導通するように、熱電素子４ａ，４ｂの着衣１内側（受熱側）となる一端部（図３の左側）同士が電極５（例えば銅）により順次電気的に接続されていると共に、着衣１外側（低温側）となる他端部（図３の右側）同士が電極６（例えば銅）により順次電気的に接続され、接続の両端に位置する電極５と電極６とに電力回収ライン７が接続されている。

更に、電極５の受熱側と電極６の低温側には、夫々セラミック或いはプラスチック（耐熱エンジニアリングプラスチックＰＰｓ）等の薄い基板８が固定されている。前記電極５，６と基板８との接合には、例えばハンダ接着等が用いられる。

前記熱電モジュール２の各熱電素子４ａ，４ｂ、電極５，６及び基板８以外の部分には断熱材９が配置されている。

そして、前記熱電モジュール２の内側である受熱面２ａが着衣１の外面に接するように固定されている。熱電モジュール２を着衣１に固定する方法としては、熱電モジュール２の受熱面２ａを着衣１の外面に当てた状態で、熱電モジュール２の枠材３の外周に設けた合成樹脂製或いは布製等の固定部材１０を着衣に縫い付けること等にて固定できる。

又、前記熱電モジュール２における外側（図３の右側）の基板８の外面には、伝熱性の高い部材（例えば銅等）により形成した冷却フィン１１が邪魔にならない範囲で固定してあり、該冷却フィン１１によって外部露出面２ｂが形成されている。従って、前記熱電モジュール２は、受熱面２ａが着衣１内側の身体からの熱エネルギーを受け、外部露出面２ｂが冷却フィン１１により外気と接して冷却されるので、受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間に温度差が生じ、この温度差によって各熱電素子４ａ，４ｂにより発電が行われるようになっている。

前記熱電モジュール２が固定された着衣１の近傍位置には、発信機１２が固定されている。この発信機１２にはＤＣ−ＤＣコンバータ等が備えられていてもよい。発信機１２は、外周に設けた合成樹脂製或いは布製等の固定部材１３を着衣１に縫い付けること等によって固定される。そして、前記電極５，６に接続された電力回収ライン７が前記発信機１２に接続されている。

図４は、前記図１に示す参考例の形態において、着衣１の外面における前記熱電モジュール２を除く範囲に保温材１４を設けることにより着衣を２重構造とした場合を示しており、これによって保温材１４で保温された受熱面２ａ側と、大気に露出している外部露出面２ｂとの間の温度差を大きくとれるようにしている。

図５は、前記着衣１への熱電モジュール２の取り付けを示す本発明の実施例の形態を示したもので、着衣１に熱電モジュール２の矩形の外形に合わせた大きさの開口１５を形成し、この開口１５に熱電モジュール２を嵌合配置して、熱電モジュール２を前記固定部材１０により着衣１に固定している。この方法によると、熱電モジュール２の受熱面２ａが着衣１の内側に露出することになるため、熱電モジュール２の受熱面２ａに身体からの熱エネルギーが直接伝達されることになるので、受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間の温度差を更に大きくとることができる。

尚、前記熱電モジュール２における熱電素子４ａ，４ｂの配置と接続には種々の方法を採用することができ、例えば図６に直流電流の流れを矢印で示すように、電流が一筆書き状に流れるように熱電素子４ａ，４ｂを接続することは狭いスペースにおいて発電電力を高められることから好ましい。

以下、図１〜図６に示した形態の作用を説明する。

図１〜図３、及び図５に示す如く、熱電モジュール２と発信機１２からなる遭難報知用発信装置を備えた着衣１（担持体）は、熱電モジュール２の受熱面２ａが位置する内側が身体側となるように身体に装着する。

すると、前記熱電モジュール２の受熱面２ａが内側の身体からの熱エネルギーを受け、一方熱電モジュール２の外部露出面２ｂが冷却フィン１１により外気と接して冷却されることにより、受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間に温度差が生じ、この温度差によって各熱電素子４ａ，４ｂが発電することにより熱電モジュール２から電力が出力される。この熱電モジュール２からの電力によって、発信機１２は信号を発信するようになる。

このとき、例えば、熱電モジュール２における受熱面２ａの温度が３０℃で外部露出面２ｂの温度が０℃の場合には３０℃の温度差が生じるので、この温度差によって各熱電素子４ａ，４ｂは発電を行うことができ、例えば着衣１内側の受熱面２ａ近傍に簡易カイロ等の発熱体を備えていれば、更に大きな温度差を保持させることができる。発信機１２は小電力（例えば１００ｍＷ）で信号を発信することができるものであり、前記したように受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間に３０℃前後の温度差があれば、熱電モジュール２は発信機１２の発信に必要な電力を十分供給することができる。

熱電モジュール２は身体からの熱エネルギーの伝達がある限り発電し続けることになるので、発信機１２は長期間に亘り略永久的に信号を発信し続けることができ、よって遭難等の発生時に発信機１２が遭難者の遭難位置を報知し続けることにより、遭難位置を特定した最善の救難対策を迅速に講じることができるようになる。

尚、図４では、着衣１の外面における前記熱電モジュール２を除く範囲に保温材１４を設けるようにしたので、熱電モジュール２の受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間の温度差を大きくとることができ、これにより熱電モジュール２による発電電力を高めることができる。
図５に示す本発明の実施例の形態では、着衣１に設けた開口１５に熱電モジュール２を嵌合させて固定し、熱電モジュール２の受熱面２ａが着衣１の内側に露出するようにしたので、熱電モジュール２の受熱面２ａに身体からの熱エネルギーが直接伝達されることによって、受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間の温度差を更に大きくとることができ、これにより熱電モジュール２による発電電力を高めることができる。

図７は、前記遭難報知用信号発信装置をベルト類に適用して動物トレーサー用信号発信装置とした場合の本発明の参考例の形態の一例を示す切断側面図であり、図７中、１６は例えば動物の首に装着する首輪等のベルト（担持体）であり、該ベルト１６の外側に凹部１７を形成することにより内側に薄肉部１８を形成し、前記凹部１７の薄肉部１８の外面に熱導伝性両面テープ或いは熱導伝性接着剤等による固定材１９により前記熱電モジュール２の受熱面２ａを固定している。そして、前記ベルト１６における熱電モジュール２の近傍位置に、前記発信機１２を取り付けている。

図８は、前記ベルト１６に対する熱電モジュール２の取り付け方法の他の参考例の形態の他の例を示したもので、ベルト１６に熱電モジュール２の矩形の外径に合わせた大きさの開口２０を形成すると共に開口２０の内側部外周に段部２１を形成し、又、前記熱電モジュール２の受熱面２ａに熱導伝性の高い材料からなる固定用部材２２を固定し、前記熱電モジュール２をベルト１６の内側から開口２０に嵌合させると共にベルト１６の段部２１に固定用部材２２を嵌合させて、固定用部材２２の外周をボルト等の固定具２３によりベルト１６に固定している。

又、図９は前記ベルト１６に固定する熱電モジュール２の配置方法を示したもので、熱電モジュール２がベルト１６の曲りを妨げないように、ベルト１６の幅方向に延びた細長い形状の熱電モジュール２を、ベルト１６の長手方向に所要の間隔で複数箇所に埋め込んで設けた場合を示している。

以下、図７〜図９に示した参考例の形態の作用を説明する。

図７、図８に示す如く、熱電モジュール２と発信機１２からなる遭難報知用発信装置を備えたベルト１６（担持体）は、熱電モジュール２の受熱面２ａが位置する内側が動物の身体側となるように動物の首等に巻付けて装着する。

すると、前記熱電モジュール２の受熱面２ａが動物の身体からの熱エネルギーを受け、一方熱電モジュール２の外部露出面２ｂが冷却フィン１１により外気と接して冷却されることにより、受熱面２ａと外部露出面２ｂとの間に温度差が生じ、この温度差によって各熱電素子４ａ，４ｂが発電することにより熱電モジュール２から電力が出力される。この熱電モジュール２からの電力によって発信機１２は信号を発信する。

熱電モジュール２は動物の身体からの熱エネルギーの伝達がある限り発電し続けることになるので、発信機１２は長期間に亘って略永久的に信号を発信し続けるようになる。従って、動物の行動を長期間に亘って追跡調査することが可能となり、動物の生態等の調査がより容易且つ確実に行われるようになる。

又、前記したように、熱電モジュール２と発信機１２からなる信号発信装置は、軽量・小型でありしかも電源等を必要としないために、安価で携帯に適しており、遭難報知用及び動物トレーサー用として好適に実施することができる。

尚、本発明の遭難報知用信号発信装置は、上記した実施例の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明を着衣類に適用した遭難報知用信号発信装置の参考例の形態の一例を示す切断側面図である。 図１をＩＩ−ＩＩ方向から見た平面図である。 図２をＩＩＩ−ＩＩＩ方向から見た断面図である。 着衣を２重構造とした場合の断面図である。 本発明の実施例の形態である着衣に設けた開口に熱電モジュールを嵌合させて配置した構成を示す断面図である。 直流電流の流れが一筆書き状になるように熱電素子を配置した例を示す斜視図である。 遭難報知用信号発信装置をベルト類に適用した動物トレーサー用信号発信装置とした場合の本発明の参考例の形態の一例を示す切断側面図である。 ベルトに設けた開口に熱電モジュールを嵌合させて配置した参考例の形態を示す断面図である。 ベルトの曲りを妨げないようにベルトに熱電モジュールを固定する参考例の形態の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 防寒用の着衣（担持体）
２ 熱電モジュール
２ａ 受熱面
２ｂ 外部露出面
４ａ，４ｂ 熱電素子
１０ 固定部材
１１ 冷却フィン
１２ 発信機
１４ 保温材
１５ 開口

Claims (4)

1. 熱エネルギーを受ける受熱面と外部露出面との間に配置して受熱面と外部露出面の温度差により発電する熱電素子を備えた熱電モジュールを有し、該熱電モジュールは、防寒用の着衣に形成した開口に、前記受熱面が内側に露出し外部露出面が外側に露出するように嵌合して固定部材により防寒用の着衣に固定されており、前記熱電モジュールと電気的に接続して前記着衣に固定され、前記熱電モジュールにて発電した電力により信号を発する発信機を有することを特徴とする遭難報知用信号発信装置。
2. 前記熱電モジュールの外部露出面に冷却フィンを備えたことを特徴とする請求項１に記載の遭難報知用信号発信装置。
3. 前記熱電モジュールを除く範囲に保温材を設けることにより前記着衣を２重構造としたことを特徴とする請求項１又は２記載の遭難報知用信号発信装置。
4. 前記発信機は、その外周に設けた合成樹脂製又は布製の固定部材を前記着衣に縫い付けることによって固定されることを特徴とする請求項１に記載の遭難報知用信号発信装置。

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