JP5105300B2 - Thermal pad - Google Patents
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Description
本発明は、身体を温める電気式の温熱パッドに関する。 The present invention relates to an electric heating pad for warming the body.
従来より、就寝時等に身体の下に敷いて身体を温める電気マット等の温熱機器が知られている。従来のマット式の温熱機器は、そのほぼ全面を覆うように内部に電熱線を蛇行させ、その電熱線に電流を流すことにより発熱させるものが一般的であった。しかし、電熱線を用いる方式では、電熱線が埋設された箇所とそれ以外の箇所で機器表面に温度差が生じるため、表面全域を均一に加熱することができない。 2. Description of the Related Art Conventionally, thermal equipment such as an electric mat that warms the body by sleeping under the body is known. Conventional mat-type heating devices generally have a heating wire meandering so as to cover almost the entire surface, and heat is generated by passing an electric current through the heating wire. However, in the method using the heating wire, a temperature difference is generated on the surface of the device between the portion where the heating wire is embedded and the other portion, and thus the entire surface cannot be heated uniformly.
そこで、電熱線の代わりに面状の発熱体を用いる温熱機器が提案されている。例えば、特許文献1には、カーボンを含有する面状発熱体を使用した電気マットが記載されている。この電気マットは、特許文献1では、就寝時に身体の下の全面に敷かれ、体全体を加熱するために用いられている。
一般的に、発熱体を有する電気機器には電流ヒューズが設けられており、発熱体に過電流が流れて過熱することがないように、安全対策が施されている。面状発熱体を使用する温熱機器についても、その異常過熱を防止するために電流ヒューズを設けることを考えるのは当然であるが、身体を温める温熱機器の場合には、電流ヒューズは十分な安全対策とはならない。すなわち、身体の安全にとって重要なのは電流ではなく温度であり、面状発熱体は、その温度と電流の関係が使用条件により大きく変化するため、電流では十分な温度管理が行えない。安全を重視して電流ヒューズの限界値を低くすれば十分な加熱を行うことができず、一方、使用性能を重視して電流ヒューズの限界値を高くしておくと、長時間使用したときに低温やけどを生じる可能性がでてくる。 Generally, an electric device having a heating element is provided with a current fuse, and safety measures are taken so that an overcurrent does not flow through the heating element and overheats. For thermal equipment that uses a planar heating element, it is natural to consider providing a current fuse to prevent abnormal overheating, but in the case of a thermal equipment that warms the body, the current fuse is sufficient safety. It is not a countermeasure. That is, it is temperature, not current, that is important for the safety of the body. Since the relationship between the temperature and current of the planar heating element varies greatly depending on use conditions, sufficient temperature management cannot be performed with current. If the limit value of the current fuse is reduced with emphasis on safety, sufficient heating cannot be performed. On the other hand, if the limit value of the current fuse is increased with emphasis on performance, There is a possibility of low temperature burns.
また、特許文献1に記載された電気マットは全身を温めるものであり、肩や腰や足先などの特定の部位のみを選択的に温める用途には適さない。また、サイズが大きいため消費電力が大きい。更には、重量が重く、取り扱いにくいという問題もある。 In addition, the electric mat described in Patent Document 1 warms the whole body, and is not suitable for use in selectively warming only specific parts such as a shoulder, a waist, and a toe. Moreover, since the size is large, power consumption is large. Furthermore, there is a problem that it is heavy and difficult to handle.
本発明が解決しようとする課題は、人体に対する安全性が高く、特定の部位のみを選択的に温めることができ、省電力であり且つ取り扱いも容易な温熱パッドを提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a thermal pad that is highly safe for the human body, can selectively warm only a specific part, is energy-saving, and is easy to handle.
上記課題を解決するために成された本発明に係る温熱パッドは、
通電により発熱する面状発熱体と、
前記面状発熱体に電流を供給するための配線と、
前記配線中に、且つ、前記面状発熱体の面上に設けられ、所定温度に達すると前記配線を流れる電流を遮断する温度ヒューズと、
前記面状発熱体と前記配線とを覆う所定の耐熱性のゴムシートと、
を備え、
前記温度ヒューズが前記面状発熱体の面上の略中央に設けられ、
前記ゴムシートに被覆された前記面状発熱体がいずれかの箇所で過熱が生じた場合に、過熱箇所で発生した熱は該ゴムシートの内部を伝達し、前記温度ヒューズが迅速に溶断される、
ことを特徴とする。
The thermal pad according to the present invention made to solve the above problems is
A planar heating element that generates heat when energized;
Wiring for supplying current to the planar heating element;
A thermal fuse provided in the wiring and on the surface of the planar heating element, which cuts off a current flowing through the wiring when a predetermined temperature is reached;
A predetermined heat-resistant rubber sheet covering the planar heating element and the wiring;
With
The thermal fuse is provided at substantially the center on the surface of the planar heating element;
When the sheet heating element covered with the rubber sheet is overheated at any location, the heat generated at the overheat location is transmitted through the rubber sheet, and the thermal fuse is quickly blown out. ,
It is characterized by that.
本発明に係る温熱パッドは、前記温度ヒューズを用いることにより、面状発熱体の過熱を適切に防止することができ、人体に対する安全性が高い。また、面状発熱体の長さ及び幅を20cm〜60cmの範囲内にすることにより、身体の特定の部位のみを選択的に温めることができるとともに、消費電力が抑えられ、しかも取り扱いが容易である。 The thermal pad according to the present invention can appropriately prevent overheating of the planar heating element by using the thermal fuse, and is highly safe for the human body. In addition, by making the length and width of the planar heating element within the range of 20 cm to 60 cm, only a specific part of the body can be selectively warmed, power consumption is reduced, and handling is easy. is there.
以下、添付図面を用いて本発明の一実施例である温熱パッドを説明する。 Hereinafter, a thermal pad as an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1(a)は本実施例に係る温熱パッド10の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線断面図である。温熱パッド10の発熱体には、カーボン粉末とフッ素樹脂の混合液をガラス繊維から成る布に含浸させ焼成した面状発熱体11を用い、その大きさ及び形状は長辺45cm、短辺25cm、厚さ190μmの長方形とする。フッ素樹脂は耐熱性や耐久性に優れた樹脂であるため、このように通電により発熱するカーボン粉末を保持する用途に適している。このようにサイズを小さくしたことと、発熱体にこのような構成のものを採用したことにより、本実施例の面状発熱体11(温熱パッド10)の消費電力は19Wと低く抑えることができる。なお、このような面状発熱体11の一例としては、英国フレクセル社製フレクセル(商品名)がある。
Fig.1 (a) is a top view of the
面状発熱体11の各長辺の近傍には、幅1cmの銅の電極12、13を設ける。図2は図1(a)のB−B線における面状発熱体11の断面斜視図である。図2に示すように、電極12、13を設けた面状発熱体11は、ポリエチレンとポリエステルから成る2層構造のラミネートフィルム18でその表面を覆う。ラミネートフィルム18は、水分等の侵入による電極12、13の腐食を防止するために、外側の層を防湿性やガスバリア性に優れるポリエステル層とし、内側の層をヒートシール性に優れるポリエチレン層とする。
In the vicinity of each long side of the
図1(a)に示すように、両電極12、13は、電源スイッチ14を介して電源コードに接続する。その配線24中にはサーモスタット16と温度ヒューズ17を直列に設け、それらを面状発熱体11のほぼ中央に配置する。サーモスタット16は、所定の定常温度(例えば45±3℃)以上となれば配線24を流れる電流を遮断し、定常温度より低くなれば電流を流すことにより、面状発熱体11の温度を定常温度の前後に保持する。一方、温度ヒューズ17は、所定の臨界温度(例えば62±3℃)に達すると溶断し、それ以降は配線24に電流を流さない。
As shown in FIG. 1A, both
面状発熱体11は、二つ折りにしたPET板19の間に挟んで保護する。PET板19には、図1(a)、(b)に示すように、温度ヒューズ17、サーモスタット16及び配線24を収容するための凹部20を設ける。PET板19に使用するPETの種類は特に問わないが、加工のしやすさの点ではG−PET(グリコール変性ポリエチレンテレフタレート)を用いることが望ましい。
The
PET板19の周囲は、二つ折りのPET板19とほぼ同じ大きさのゴムシート21で覆う。ゴムシート21は、面状発熱体11からの漏電を防ぐ絶縁、面状発熱体11への水分の侵入を防ぐ防水、及び、面状発熱体11の熱を保持する保温等を目的とするものである。ゴムシート21には、所定の耐熱性(例えば、耐熱温度150℃程度のもの)を有するものを用いる。そのようなゴムシート21の一例としては、EPDM(エチレンプロピレンジエン共重合体)を主成分とした加硫ゴムシートであるバンドー化学株式会社製バンドーシート(商品名)がある。
The periphery of the
ゴムシート21の周囲はポリエチレン製カバー22で覆う。ゴムシート21自体では、ピン等が刺さった場合にその痕跡を確認することが困難であるが、ポリエチレン製カバー22でゴムシート21を覆うことにより、そのような痕跡を目視で容易に確認することができる。
The periphery of the
ポリエチレン製カバー22の周囲は、酸化チタン等の光触媒を含有する布を使用した化粧カバー23で覆う。化粧カバー23は温熱パッド10の最表面となり、身体が直接触れる部分となる。そのため、衛生上の観点から、光を当てることにより抗菌、消臭等の効果を生じる光触媒を含有する布を化粧カバー23に用いることが望ましい。なお、化粧カバー23は、その端部を開閉可能にしておき、洗濯等のために面状発熱体11から適宜取り外し可能としておくことが望ましい。
The periphery of the
図3は本実施例に係る温熱パッド10の一つの使用例を示す図である。図3は使用者33の腰部を温める例を示しているが、この図のように、本実施例の温熱パッド10では、使用者33の全身を温めることなく、必要な部位のみを暖めることができる。もちろん、肩や足先等を温めるのであれば、それらの部位の下に温熱パッド10を置けばよい。また、使用者33に与える違和感を少なくするために図3では温熱パッド10を敷き布団32の下に置いているが、より局所的に且つ即効的に特定の部位を温めたい場合は、体の下に直接温熱パッド10を置いてもよい。
FIG. 3 is a diagram showing one example of use of the
温熱パッド10を所望の位置に置いた後、電源スイッチ14を入れると、両電極12、13間の面状発熱体11に電流が流れ、面状発熱体11に含まれるカーボンが発熱する。
When the
暫くして、サーモスタット16が定常温度に達すると、面状発熱体11に供給される電流が遮断され、面状発熱体11の発熱が停止する。その後、サーモスタット16の温度が定常温度以下になると再び電流が流れ、面状発熱体11の発熱が再開する。通常の使用状況では、このように面状発熱体11に流れる電流を制御し、温熱パッド10の温度がほぼ定常温度に維持される。また、ゴムシート21で面状発熱体11が覆われているため、温熱パッド10表面の温度変化は緩やかになる。定常温度の面状発熱体11中のカーボンからは、波長8〜15μmの遠赤外線が発生する。
When the
万が一、面状発熱体11のいずれかの箇所で過熱が生じると、その熱は面状発熱体11自身の内部を伝達して、温度ヒューズ17に達する。面状発熱体11の周囲には上記のようにPET板19やゴムシート21が被覆されているため、過熱箇所で発生した熱は外部よりも内部の方に先に伝達される。従って、前記臨界温度を適切に設定しておくことにより、面状発熱体11のいかなる箇所の過熱でも温度ヒューズ17が迅速に溶断し、それ以降の電力供給・加熱を停止して、使用者33に何ら危害を加えることなく、また、温熱パッド10に何ら重大な損傷を生じることなく、事故を未然に防止することができる。温度ヒューズ17を面状発熱体11のほぼ中央に配置しているのは、そのいかなる箇所の過熱をも最も短時間で温度ヒューズ17に伝えるためである。
If overheating occurs in any part of the
10…温熱パッド
11…面状発熱体
12、13…電極
14…電源スイッチ
15…電源プラグ
16…サーモスタット
17…温度ヒューズ
18…ラミネートフィルム
19…PET板
20…凹部
21…ゴムシート
22…ポリエチレン製カバー
23…化粧カバー
24…配線
31…ベッド
32…敷布団
33…使用者
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記面状発熱体に電流を供給するための配線と、
前記配線中に、且つ、前記面状発熱体の面上に設けられ、所定温度に達すると前記配線を流れる電流を遮断する温度ヒューズと、
前記面状発熱体と前記配線とを覆う所定の耐熱性のゴムシートと、
を備え、
前記温度ヒューズが前記面状発熱体の面上の略中央に設けられ、
前記ゴムシートに被覆された前記面状発熱体がいずれかの箇所で過熱が生じた場合に、過熱箇所で発生した熱は該ゴムシートの内部を伝達し、前記温度ヒューズが迅速に溶断される、
ことを特徴とする温熱パッド。 A planar heating element that generates heat when energized;
Wiring for supplying current to the planar heating element;
A thermal fuse provided in the wiring and on the surface of the planar heating element, which cuts off a current flowing through the wiring when a predetermined temperature is reached;
A predetermined heat-resistant rubber sheet covering the planar heating element and the wiring;
With
The thermal fuse is provided at substantially the center on the surface of the planar heating element;
When the sheet heating element covered with the rubber sheet is overheated at any point, the heat generated at the overheated point is transferred to the inside of the rubber sheet, and the temperature fuse is quickly blown. ,
A thermal pad characterized by that.
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