JP5706008B2 - 身体装着体用の冷却装置ユニット - Google Patents

Description

本発明はペルチェ素子を使用し、帽子、衣服等の身体装着体に取付ける冷却装置に関する。

従来、ペルチェ素子を利用した冷却装置が知られている。ペルチェ素子とは性質の異なる２種類の金属板を重ねて構成される素子である。ペルチェ素子にはビスマス、テラルド、アンチモンのような金属が使用され、２種類の金属板の接触面に電圧を印加して電流を流すことによって一方の接触面において熱を奪い、他方の接触面では発熱する現象（ペルチェ効果）を利用する素子である。
上記ペルチェ素子を利用した冷却装置としては、例えば下記特許文献１や下記特許文献２がある。
これら従来の冷却装置は頭部にかぶるヘルメット又は帽子を対象としている。

特開２００６−１６７１４号 実用新案登録第３０７４８０７号

しかしながら、上記従来技術には下記のような課題があった。
（Ａ）特許文献１に記載の冷却装置は、電源装置とペルチェ素子が分離した構成なので、両者を繋ぐ配線が必要となり、ヘルメットへの取付け作業が繁雑となる。このため製造コストが高くなる課題がある。
（Ｂ）ヘルメットや帽子に合わせてペルチェ素子の放熱板や冷却板の形状を個別に設計、製造する必要があり、冷却装置をその他の身体装着体、例えば衣服などに簡単に適用することはできなかった。
（Ｃ）放熱性を高める工夫に関して考察が不十分なために、身体装着体にペルチェ素子を適用した場合に、十分な冷却性能を発揮することが難しかった。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は上記課題を解決できる身体装着体用の冷却装置ユニットを提供することにある。

具体的な目的の一例を示すと、以下の通りである。
（ａ）十分な冷却性能を発揮できるとともに小型の冷却装置ユニットを提供する。
（ｂ）身体装着体に取り付ける場合に適した構成の冷却装置ユニットを提供する。
なお、上記に記載した以外の発明の課題、その解決手段及びその効果は、後述する明細書内の記載において詳しく説明する。

本発明は多面的に表現できるが、例えば、代表的なものを挙げると、次のように構成したものである。なお、下記本発明において、各符号は後述する実施形態、図面に示された構成との対応関係を分かりやすくするために一例として示したものであり、本発明の各構成要素は、実施形態に記載した符号に係る構成に限定されない。
つまり、符号に示される実施形態の各構成要素に限定されず、各構成要素を表す文言の意味として解釈されるべきものである。
なお、本明細書中において「身体装着体」とは、身体に装着する物体を意味しており、例を挙げれば、帽子、ヘルメット、衣服、靴等の装着する物体（装着体）を包含する概念として使用している。冷却効果を期待する身体の装着体はいろいなな形態があり、本発明の構成はそれらの装着体に同様に適用できると考えられるからである。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、放熱体２と、前記放熱体２内に設けられ電池７を収容する電池収容部３と、前記放熱体２と一体に付設された放熱側ペルチェ面部４及び吸熱側ペルチェ面部５とを備え、前記電池収容部３内の前記電池７の作用によって前記吸熱側ペルチェ面部５において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部４を介して前記放熱体２によって放熱して冷却するように構成し、
前記放熱体２に複数の放熱フィン１０を設け、
前記電池７を円柱形の小型電池とし、前記電池収容部３を略円筒形部９に構成し、前記略円筒形部９の外側壁に前記複数の放熱フィン１０を立設させたことを特徴とする。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、放熱体２と、前記放熱体２内に設けられ電池７を収容する電池収容部３と、放熱側ペルチェ面部４及び吸熱側ペルチェ面部５とを備え、
前記電池収容部３内の前記電池７の作用によって吸熱側ペルチェ面部５において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部４を介して前記放熱体２によって放熱して冷却するように構成し、
前記放熱体２が冷却しようとする領域Ｌを覆うように間隔をおいて並べられた複数の放熱板２８によって構成され、
前記電池収容部３が、前記放熱板２８に前記電池７を収容する空間を形成することによって構成され、
前記複数の放熱板２８に掛け渡すように設けられ、前記複数の放熱板２８に接触する熱伝導部材３０を設け、
前記熱伝導部材３０を前記放熱側ペルチェ面部４側に熱的に接続し、前記放熱側ペルチェ面部４からの熱を前記熱伝導部材３０を介して前記複数の放熱板２８によって放熱するように構成したことを特徴とする。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、放熱体２と、前記放熱体２内に設けられ電池７を収容する電池収容部３と、前記放熱体２と一体に付設された放熱側ペルチェ面部４及び吸熱側ペルチェ面部５とを備え、前記電池収容部３内の前記電池７の作用によって前記吸熱側ペルチェ面部５において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部４を介して前記放熱体２によって放熱して冷却するように構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、放熱体内に電池収容部が形成され、電池を収容することができるので、放熱体と電池収容部とを一体化でき、冷却装置ユニットを小型にすることができる。また、放熱側ペルチェ面部と吸熱側ペルチェ面部は放熱体と一体化されているので、配線も冷却装置ユニットと一体化して簡素化でき、従来例のように電源部とペルチェ素子とを長い配線で繋ぐという作業が不要になる。これにより、冷却装置ユニットを備えた身体装着体を製造する場合に製造コストを低減できる。また、このような構成であれば、配線断絶などの故障も起こりにくい利点がある。
さらに、ペルチェ素子を利用した冷却装置を一つのユニットとして、身体装着体に取付け自在に構成しているので、取り付けることができる身体装着体の範囲が広く、冷却装置ユニットを備えた身体装着体の製造コストも低く抑えることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記放熱体２に複数の放熱フィン１０を設けたことを特徴とする。
上記構成であれば、放熱体に複数の放熱フィンを有しているので、外部の空気と接触する面積を増やすことができて、冷却性能を高めることができる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記電池７を円柱形の小型電池とし、前記電池収容部３を略円筒形部９に構成し、前記略円筒形部９の外側壁に前記複数の放熱フィン１０を立設させたことを特徴とする。
上記構成であれば、電池として最も普及している円柱形の小型電池を使用できるようにすることで、本冷却装置ユニットに使用する電池を手軽に手に入れることができ、使用者の利便性が高まる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記放熱体２に基台部８を設け、前記基台部８に前記放熱側ペルチェ面部４と前記吸熱側ペルチェ面部５を一体的に取り付け、さらに、前記基台部８を湾曲させたことを特徴とする。
前記湾曲の形態は、装着する人体面に応じて設定する。例えば、帽子に本発明に係る冷却装置ユニットを取り付ける場合は、予め基台部を装着する頭の位置に対応して湾曲させることによって、装着の安定性を向上させることができる。
上記構成であれば、冷却装置ユニットの装着性を向上させることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、熱伝導性の良い吸熱パッド１４を、前記吸熱側ペルチェ面部５を覆うように取り付け、前記吸熱パッド１４は、前記吸熱側ペルチェ面部５の面積よりも大きい面積に設定されていることを特徴とする。
上記構成であれば、吸熱側ペルチェ面部だけで人体を冷却する面を構成するよりも、冷たく感じる人体の領域を広げて体感的な冷却性能を高めることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記吸熱パッド１４をジェル１５が入った吸熱袋１６で構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、ジェルを封入した吸熱袋は、人体面に接触するときに人体面に沿って変形するので、硬質な吸熱側ペルチェ面部をそのまま人体面に当てるよりも装着感が良くなるとともに、人体面への接触面積を増やして、効率よくその熱を奪うことができ、冷却効果を高めることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記身体装着体１７として帽子１９及びヘルメットを採用し、前記帽子１９及びヘルメットの所定箇所に開口１８を設け、前記開口１８を介して前記吸熱側ペルチェ面部５を頭部側に露出させ、その露出面に前記吸熱パッド１４を取付けて頭部に接するように配置し、前記帽子１９及びヘルメットの外壁面に前記放熱体２を固定したことを特徴とする。
上記構成であれば、通常の帽子及びヘルメットであっても開口を形成して、少なくとも吸熱パットを頭部に接するように配置することで、簡単に冷却装置ユニットを備えた帽子及びヘルメットを構成することができる。
このような帽子及びヘルメットは本発明に係る冷却装置ユニットを予め装着することを前提とした帽子及びヘルメットを製造する場合と、既存の帽子などに開口を設けて冷却装置ユニットを固着する場合とが考えられ、汎用性があり、実用上の効果が高い。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記身体装着体１７として靴２３を採用し、前記靴２３の所定箇所に開口１８を設け、前記開口１８を介して前記吸熱側ペルチェ面部５を足側に露出させ、その露出面に前記吸熱パッド１４を取付けて足に接するように配置し、前記靴２３の外面部材２４に前記放熱体２を固定したことを特徴とする。
上記構成であれば、通常の靴であっても開口を形成して、少なくとも吸熱パッドを足に接するように配置することで、簡単に冷却装置ユニットを備えた靴を構成することができる。
このような靴は本発明に係る冷却装置ユニットを装着するための開口を予め設けた靴を構成する場合と、既に販売されている靴の一部に開口を設けて冷却装置ユニットを固着する場合とが考えられ、汎用性があり、実用上の効果が高い。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、弾性部材２１をＵ字形に形成し、前記弾性部材２１の両端部に前記吸熱側ペルチェ面部５・５を内側に向けて冷却装置ユニット１・１を取り付けた首掛け部材２０によって前記身体装着体１７を構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、首回りを簡単に冷やすことができる身体装着体を提供できる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、放熱体２と、前記放熱体２内に設けられ電池７を収容する電池収容部３と、放熱側ペルチェ面部４及び吸熱側ペルチェ面部５とを備え、
前記電池収容部３内の前記電池７の作用によって吸熱側ペルチェ面部５において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部４を介して前記放熱体２によって放熱して冷却するように構成し、
前記放熱体２が冷却しようとする領域Ｌを覆うように間隔をおいて並べられた複数の放熱板２８によって構成され、
前記電池収容部３が、前記放熱板２８に前記電池７を収容する空間を形成することによって構成され、
前記複数の放熱板２８に掛け渡すように設けられ、前記複数の放熱板２８に接触する熱伝導部材３０を設け、
前記熱伝導部材３０を前記放熱側ペルチェ面部４側に熱的に接続し、前記放熱側ペルチェ面部４からの熱を前記熱伝導部材３０を介して前記複数の放熱板２８によって放熱するように構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、身体側の熱を熱伝導部材を介して各放熱板に伝えて、放熱効果を向上させることができ、結果として、冷却効果を高めることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記身体装着体１７として帽子１９を採用し、前記放熱体２８を前記帽子１９内部に積み重ねるように配置し、前記帽子１９内の頭部側に前記吸熱側ペルチェ面部５を配置したことを特徴とする。
上記構成であれば、帽子内の熱を放熱板を介して効果的に外部に放出することができる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記身体装着体１７の下部位置に吸気口３５を設けるとともに前記身体装着体１７の上部位置に排気口３６を設け、体温によって熱せられた空気が上部に移動することを利用して、前記吸気口３５から前記排気口３６に至る排熱通路４０を形成するようにしたことを特徴とする。
上記構成であれば、熱せられた空気が自然に上方へ移動することを利用して、身体装着体内に熱せられた空気が滞留することを抑制できるので、冷却効果を向上させることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記吸気口３５からの空気の吸入と前記排気口３６からの排熱を促進するファン３７を身体装着体１７に設けたことを特徴とする。
上記構成であれば、ファンによって強制的に熱せられた空気を排気できるので、上記ペルチェ面部による冷却作用と相まって冷却機能を高めることができる。

本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記熱伝導部材３０を高い熱伝導性を有する金属性部材で構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、熱伝導部材による熱伝導を高めて、放熱板による熱放出を促進することができる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記身体装着体１７に太陽電池３８を設け、前記太陽電池３８の電力によって、前記ペルチェ面部４，５の駆動、前記ファン３７の駆動の少なくとも一方を行うように構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、電池のみで駆動する形態に比べて冷却作用の持続時間を延すことができる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記身体装着体１７として帽子１９を採用し、前記熱伝導部材３０が輪形に形成され、その輪形に形成された前記熱伝導部材３０に支持される前記放熱板２８も輪形状に配置されており、
ペルチェ面部４，５から見て基端側に位置する輪形基部側放熱板５１に電池７を収容する電池収容部３が形成されていることを特徴とする。
上記構成であれば、帽子内の不要スペースを冷却に利用できる場合がある。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、ヘルメット５２の外側面に設けられた放熱体２と、前記ヘルメット５２の内側に設けられた放熱側ペルチェ面部４及び吸熱側ペルチェ面部５を有するペルチェ素子６を備え、
所定箇所に設けられた電池７の作用によって前記吸熱側ペルチェ面部５において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部４の熱を前記放熱体２によって放熱して冷却するように構成し、
前記放熱体２が間隔をおいて配置された複数の放熱板２８によって構成され、
前記複数の放熱板２８に掛け渡すように設けられ、前記複数の放熱板２８に接触する熱伝導部材３０を設け、
前記熱伝導部材３０を前記放熱側ペルチェ面部４側に熱的に接続し、前記放熱側ペルチェ面部４からの熱を前記熱伝導部材３０を介して前記ヘルメットの前記複数の放熱板２８によって放熱するように構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、ヘルメットに好適な冷却装置ユニットを提供できる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記熱伝導部材３０を前記ヘルメット５２内部から引き出して、前記ヘルメット５２のひさし５３上にある前記放熱板２８に接続し、前記熱伝導部材３０を前記ヘルメット５２に対応させて曲げられるように柔軟性のある素材で形成し、前記ヘルメット５２に対する前記ペルチェ素子６、前記放熱板２８、及び前記熱伝導部材３０の固定を着脱自在の取付部材６２で行うようにしたことを特徴とする。
上記構成であれば、着脱自在の取付部材を設けることで、必要な場合に既存のヘルメットにも採用することができる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記熱伝導部材３０を前記ヘルメット５２内部の前記放熱側ペルチェ面部４側から引出して、前記ヘルメット５２の頂部に設けられた前記放熱板２８に接続したことを特徴とする。
上記構成であれば、頂部に放熱板を設けることで、デザイン性を向上させることができるとともに通風性が良くなり、熱を放出させやすくできる。
本発明に係る身体装着体用の冷却装置ユニットは、前記ヘルメット５２の所定箇所に前記熱伝導部材３０が通る大きさの穴６０を形成し、前記ヘルメット５２内部にある前記熱伝導部材３０を前記穴６０から前記ヘルメット５２外に引出すように構成したことを特徴とする。
上記構成であれば、穴を設けることでヘルメット回りをすっきりさせることができる。

以上説明したように、本発明であれば、十分な冷却性能を発揮できるとともに小型の冷却装置ユニットを提供できた。また、身体装着体に取り付ける場合に適した構成の冷却装置ユニットを提供できた。

冷却装置ユニットを正面側から見た斜視図である。 冷却装置ユニットの一部を縦断面した分解図である。 吸熱パッドをペルチェ素子に取付けた実施形態の模式的な縦断面である。 吸熱パッドをペルチェ素子に取付けた実施形態の模式的な平面図である。 開口を設けた帽子の斜視図である。 冷却装置ユニットを固定した帽子を示す斜視図である。 ヘッドホン形状の首掛け部材を示す斜視図である。 開口を設けた運動靴を示す斜視図である。 冷却装置ユニットを固定した運動靴を示す斜視図である。 帽子用の冷却装置ユニットの正面図である。 帽子用の冷却装置ユニットの側面図である。 放熱板の構成を示す図である。 冷却装置ユニットを備えた帽子の斜視図である。 帽子用の冷却装置ユニットを抜き出した図である。 ヘルメットの底面図（頭を入れる方から見た図）である。 ヘルメットの側面図である。 ヘルメットの正面図である。 他の実施形態のヘルメットの正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１、図２に示すように、本実施形態に係る冷却装置ユニット１は、複数の放熱フィン１０を設けた放熱体２と、その放熱体２内に洞窟のように設けられた電池収容部３（図２参照）と、放熱側ペルチェ面部４と吸熱側ペルチェ面部５とを含んで構成してある。放熱体２と放熱側ペルチェ面部４と吸熱側ペルチェ面部５は一体的にユニットとして構成されている。
放熱側ペルチェ面部４と吸熱側ペルチェ面部５とで公知のベルチェ素子６を構成し、電池収容部３に設けられた電池７の電圧で電流を流し、ペルチェ効果によって、吸熱側ペルチェ面部５の温度を下げ、放熱側ペルチェ面部４から放熱体２を介して外部に熱を放出するように構成してある。

放熱体２は、熱伝導性の良い銅・アルミニウムなどの金属によって構成され、前記電池収容部３の内部に電池７を収容できるようになっている。電池７として使用できるものとしては、一般的には小型の乾電池や小型の蓄電池が使用できる。蓄電池を使用する場合は、一般的に販売されている乾電池の形状に合致するものを採用することが好ましい。その理由は、本冷却装置ユニット１にのみ採用できる特注の電池であると、利用コストが高額になるとともに入手場所が限定されることによる。
この構成であると、電池収容部３に収容される電池も放熱材の一部として使用することができる。また、一般に電池は温度が低すぎると電池の性能・寿命が短くなる傾向があるので、乾電池の温度を適度に上げることで電池の性能を発揮しやすくなる利点もある。

図２に示すように、放熱体２は基台部８の上に略円筒形部９が形成された構成になっている。その略円筒形部９によって電池収容部３が形成され、周壁面には円筒軸とほぼ直交する方向に立設された複数の放熱フィン１０を形成してある。
また、放熱体２の一端側には電池を入れる蓋部１１を設けている。蓋部１１は螺合や嵌合などの構造で略円筒形部９の端部と着脱自在になるように構成してある。

放熱体２の他端側には平板状のスイッチ取付部１２（図１参照）が設けられ、そのスイッチ取付け部１２にスイッチ部１３が設けられている。スイッチ部１３は少なくとも冷却機能ＯＮ、冷却機能ＯＦＦが操作できるように構成してある。図１、図２に示すスイッチ部１３は押しボタンスイッチであり、円筒軸方向に１回押すと弱冷状態、２回押すと強冷状態、３回押すとＯＦＦ状態に切り替えられるように構成にしてある。
つまり、複数段階（この場合は２段階）に冷却度合いを設定できるようになっている。冷却効果が高い状態でペルチェ素子６を動作させると、電池の消耗が大きくなって冷却できる時間が短くなる。一方、冷却効果が低い状態でペルチェ素子６を動作させると、電池の消耗は少なく長時間冷却できる。使用者はスイッチ部１３を操作することによって複数の運転条件を選択できる。
また、スイッチ部１３の構成は押しボタンスイッチだけでなく、図６に示すように円筒の周方向に回動するダイヤル式のスイッチ部１３を設けることもできる。

放熱側ペルチェ面部４と吸熱側ペルチェ面部５は放熱体２の基台部８と一体に取り付けられており、図１、図２に示す構成では、ペルチェ素子６だけが基台部８の中央部に取り付けられている構成を示しているが、吸熱側ペルチェ面部５側に、必要に応じて、吸熱パッド１４を取り付けることができる。
図３、図４はそのような構成例を示した図である。吸熱パッド１４は内部に熱伝導性の良いジェル１５（ある程度の粘性のある液体）を封入した吸熱袋１６で構成してある。そのような熱伝導性の良いジェル１５としては例えば、一般に保冷剤として使用されているものが例示できる。保冷剤の成分内容は、水，吸水性ポリマー，防腐剤などで構成されることが多い。

図３、図４に示すように、吸熱パッド１４を取付ける場合は、帽子、ヘルメット、靴、衣服などの身体装着体１７の一部に開口１８を設け、その開口１８からペルチェ素子６の吸熱側ペルチェ面部５を身体側に露出させて、その露出面に吸熱側ペルチェ面部５よりも広い面積の吸熱袋１６を固着した構成にすることもできる。固着する方法の一例としては、熱伝導性のよい接着剤を露出面に塗布することによって行なうことが簡単である。
このような構成であれば、吸熱側ペルチェ面部５の面積よりも広い面積において吸熱袋１６が身体と接するので、身体の熱を放熱体２側へ効率的に送ることができる。さらに、吸熱袋１６はジェル１５が封入されているので身体の形状に対応して変形することができ、密着性が良くなる利点がある。
また、身体装着体１７と基台部８の固定は、基台部８に取り付けた布材（図示せず）を身体装着体１７と縫合させる、又は接着などの固定方法によってしっかりと取り付けるようにする。

（第２実施形態）
本第２実施形態は、図５、図６に示すように本発明に係る冷却装置ユニットを帽子に装着した実施形態である。
本第２実施形態の特徴は、まず第１に、図５に示すように帽子１９の所定箇所に開口１８を設け、その開口１８を介して吸熱側ペルチェ面部５（図示せず）を頭部側に露出させるように構成した点にある。
好ましくは、吸熱側ペルチェ面部５の露出面に図３に示したような吸熱パッド１４又はジェルの封入された吸熱袋１６を取付けて頭部に接するように配置する。

本実施形態に係る第２の特徴は、放熱体２の基台部８を開口１８が設けられる帽子１９の曲率に合うように湾曲させた点にある。
湾曲の形態は、頭部の横回りに冷却装置ユニット１を配設する場合や、頭部の縦回りに冷却装置ユニット１を配設する場合に対応して適宜、設定する。一般には、帽子１９を構成する曲面に沿った形状に基台部８を湾曲させて、その湾曲した基台部８上に電池収容部３を形成することになる。

（第３実施形態）
図７に示すように、この第３実施形態の特徴は、ヘッドホン形状の首掛け部材２０で身体装着体１７を構成した点にある。
図７に示す構成では、金属、合成樹脂等の弾性部材２１をＵ字形に形成し、その弾性部材２１の両端部に吸熱側ペルチェ面部５・５を内側に向けて冷却装置ユニット１・１を取り付けた構成になっている。弾性部材２１は複数本の弾性部材２１を用いた構成のみならず、平板形の弾性部材２１をＵ字形に形成したものも採用できる。
このような弾性部材２１は、首を挟むことができるようにその弾性方向が付勢されており、両端部の一対の冷却装置ユニット１・１の吸熱側ペルチェ面部５・５を首回り位置に当接させてその部分を冷却する。

首後部に位置する弾性部材２１には首への接触感触を良くする緩衝物としての首後部当て具２２が設けられ、その首後部当て具２２は弾性部材２１を覆うように設けてある。
前記実施形態において説明したように、吸熱側ペルチェ面部５に吸熱パットを取り付けた構成も採用できる。さらに、首掛け部材２０のほぼ全体を布や織物素材等の外装部材（図示せず）で包み込み、外装部材に設けられた開口から吸熱側ペルチェ面部５を露出させるとともに、放熱体をその外装部材から露出させる構成も採用できる。

（第４実施形態）
図８、図９に示すように、本第４実施形態は、本発明に係る冷却装置ユニットを各種の靴に適用した実施形態である。
この実施形態は靴として運動靴２３を採用している。図８に示すように、運動靴２３を構成する外面部材２４の所定箇所に開口１８を設け、その開口１８に図９に示すように本発明に係る冷却装置ユニット１を固定した構成となっている。
靴に採用できる外面部材２４としては、キャンバル地、皮革、合成皮革、ポリ塩化ビニルなどの公知の素材を使用することができる。

この実施形態に示す構成においては、開口１８は、運動靴２３の締め紐部２５の下側に設けられた舌片部２６に設けられ、冷却装置ユニット１もその舌片部２６に固着されている。また、図９に示すように、冷却装置ユニット１の上部から締め紐２７で固定することで、激しい運動を行なっても舌片部２６から冷却装置ユニット１が脱落しにくいように構成してある。
運動を行なえば、運動靴２３内の温度が高くなるが、舌片部２６が接する足の甲部分を冷やすことで心理的な効果を含めて冷却効果を得ることができる。
なお、運動靴２３の上方部に位置する舌片部２６だけでなく、運動靴２３のつま先部分などの外面部材２４にも冷却装置ユニット１を取り付ける構成も採用できる。

（第５実施形態）
以下、図１０〜図１３を参照しつつ、本発明の第５実施形態について説明する。
この第５実施形態においては、身体装着体１７（図１３参照）として、帽子１９（図１３参照）を想定して説明する。
この第５実施形態は、図１１に示すように、冷却しようとする領域Ｌに対して、所定間隔ｄで桟を積み重ねるように放熱板２８を並べて配設した構成を有する。放熱板２８の間隔ｄは前記領域Ｌの全域において、一定値に設定されることが多いが、特に熱を発生する箇所においては、配設間隔を狭くして、放熱板２８がより多くの熱を吸収するように構成してもよい。
なお、放熱板２８は、比較的熱伝導性が良いアルミ等の軽い金属を厚さ０．２〜０．８ｍｍの薄い板に構成して、重さをあまり感じないようにすることが好ましい。また、放熱板２８の枚数は１０枚〜５０枚程度にすることが好ましい。放熱板２８の積み重ね形態は、身体面に対してほぼ直交することが好ましいが、９０°以下の角度を持って積み重ねても良い。前記した積み重ねる間隔ｄは２ｍｍ〜１０ｍｍ程度にすることが好ましい。

また、身体装着体１７の表面から放熱板２８を露出させる形態と、放熱板２８を覆う被覆体２９を設ける形態の２種類が採用できる。
図１１において、一点鎖線で示す被膜体２９は、繊維面材や所定の材質で形成された膜などで構成され、その被膜体２９によって、放熱板２８は外部から見えないようにできるとともに、下部から上部へ風を自然（又は強制的）に送る排熱通路を構成することができる。
一方、身体装着体１７の表面から放熱板２８を露出させる形態では、放熱体２８が外部から見えるので、デザイン的に好ましくないと考えられる場合もある。但し、身体装着体１７内の熱を外部に逃がす効果は放熱板２８を露出させる形態の方が高いと予想できる。
また、逆に放熱板２８を露出させる形態では、放熱板２８が外部から見えることによるデザイン的な面白さを強調する身体装着体１７も構成することができる。

図１２に示すように、基端側の放熱板２８には、切欠、開口等で形成された電池収容部３と、各放熱板２８を熱伝導的に一体化する熱伝導部材３０を取付ける取付部３１と、放熱板２８の熱を上方側へ逃がす通風用切欠部３２とを有している。
電池収容部３は、図１２に示す構成では装着する電池の数が２個なので、一対の乾電池を収容する二つの円を連設したような形状の開口を形成することで構成されている。
電池７の数が２個ではなく、３個、４個のように備えられる場合は、その開口や切欠は適宜、それらの電池を収容できる形状に構成される。
取付部３１は、図１０及び図１２に示す構成では、熱伝導部材３０を通す開口３３で形成されている。

各放熱板２８は冷却しようとする領域Ｌの面形状に対応するように湾曲されて形成される。
帽子１９に搭載される冷却装置ユニット１として構成される場合は、図１３に示すように頭部の形状は略卵形なので、各放熱板２８はその頭部の曲面に沿うように湾曲されて形成されている。
図１２において示されている放熱板２８は図１０に示されている放熱板２８の一部を抜き出して構成したもので、全ての放熱板２８を示しているものではない。
なお、図１０に示すように、電池収容部３に対応して、プラス側電極部４２とマイナス側電極部４３が設けられ、配線４４・４５によって、放熱側ペルチェ面部４及び吸熱側ペルチェ面部５に接続される。

また、図１３に示すように、帽子１９のひさし３４近くの下部位置に吸気口３５を設けるとともに、帽子１９の頂上付近の上部位置に排気口３６を設けた構成を採用することもできる。このような構成であれば、吸気口３５から排気口３６に至る排熱通路４０を形成することができる。
図１３に示す構成では、ひさし３４の近くにスリット形の吸気口３５を一対設け、帽子の上部位置にスリット形の排気口３６を一対設けた構成が示してある。
この構成であれば、頭部によって暖められた空気は、主に放熱板２８の通風用切欠部３２（図１２参照）を通して上方に上がって排気口３６から排出され、吸気口３５から新たな空気を吸込んで頭部の熱を外部に出すことができる。
排気口３５及び排気口３６の形状はスリット形のみならず、各種の形状を採用できる。

頭部と帽子１９内の熱は吸熱側ペルチェ面部５から吸熱され、放熱側ペルチェ面部４側に配置された熱伝導部材３０によって全ての放熱板２８にその熱を伝導できるように構成してあるので、放熱性を高めることができる。熱伝導性部材３０は、例えば、銅などの熱伝導性の良い金属で構成された管などで構成される。
図１０において一点鎖線で示す部分は、必要により設けられるファン３７を示している。このファン３７は放熱板２８に強制的な風を発生させるもので、吸気口３５から空気を吸入して、排気口３６へ空気を流すことで放熱を促進させることができる。ファン３７は、放熱板２８内に収容された図示しないファン用電源で駆動される。
ファン３７は排熱通路４０の好ましい位置に配置される。

図１３に帽子１９のひさし３４の部分に、一点鎖線で示すようなシート状の太陽電池３８を貼付けて、ファン用電源に供給又は蓄電させてファン３７の駆動に用いることができる。必要によって太陽電池３８で発電された電力をペルチェ素子を駆動する電力に使用する蓄電池形態も採用することが可能である。

上記構成の冷却装置ユニットの動作について簡単に説明する。
電池収容部３内に電池７を入れて、図示しないスイッチを操作すると、操作されたスイッチの強度（例えば、強い冷却、弱い冷却など）に応じて、ペルチェ素子が駆動され、図１１に示すように、帽子の頭側に設けられた吸熱側ペルチェ面部５から吸熱し、放熱側ペルチェ面部４から放熱される。放熱側ペルチェ面部４側には熱伝導部材３０が熱的に接続されているので、熱伝導部材３から各放熱板２８へ熱が伝導され、各放熱板２８から熱が放熱される。なお、「熱的に接続する」とは、放熱側ペルチェ面部４側と熱伝導部材３０が直接に接触する場合と、空間や介在部材を介して熱が伝導する場合とがある。放熱側ペルチェ面部４の熱が熱伝導部材３０に良く伝わるように熱伝導部材３０に放熱側ペルチェ面部４を覆うような大きさの板面部を設けても良い。

図１３に示すように、放熱された帽子１９内の空気は、自然に排熱通路４０を通して上方に移動して、排気空気４１として排気される。この排気空気４１の動きによって吸入空気３９が吸気口３５から吸入され、結果的に、放熱板２８を排熱する空気の流れを作ることができる。この空気の流れはファン３７を設けることで、一層、促進され、帽子１９内の熱を強力に外部に逃がすことができる。
また、放熱板２８は金属板の型抜きで構成されるので金型等を用いる必要がなく、製造コストを低くすることができる利点がある。
また、電池収容部３も放熱板２８内に型抜きで構成されるので、別部品で構成するよりも安価である。また、電池７の収容空間を放熱板２８内に設けているので、省スペースであり、電池７の保持性も向上させることができる。

（第６実施形態）
図１４を参照しつつ、本発明の第６実施形態について説明する。
この第６実施形態においても、身体装着体１７として、帽子（図１４において図示せず）を想定して説明する。
この実施形態の第１特徴は、熱伝導部材３０が輪形に形成され、その輪形に形成された熱伝導部材３０に支持される放熱板２８も輪形状に配置されている点がある。つまり、輪形に形成された放熱板２８の内側に空間４７が形成される構成である。
第２特徴は、ペルチェ面部から見て基端側に位置する輪形基部側放熱板５１（放熱板２８の一形態）に電池７を収容する電池収容部３が形成されている点がある。
この構成であれば、帽子１９の上部の熱が溜りやすい部分に放熱板２８が輪形に配置されているので、溜った熱を効率的に吸熱することができる。
また、帽子の上部に輪形の形状を有する帽子や、輪形の放熱板２８を収容できるスペースを有する帽子であると頭に違和感がなく、無駄な空間を放熱処理に用いることができ、利点が多い。

（第７実施形態）
図１５〜図１７を参照しつつ、本発明の第７実施形態について説明する。
この第７実施形態は、本発明の構成をヘルメットに適用した場合に好適な構成を示すものである。
図１６〜図１７に示すヘルメット５２は、そのひさし５３上に多数の放熱板２８を並べるように設けられており、熱伝導部材３０によって放熱側ペルチェ面部（図１５において図示されず）からの熱を熱伝導部材３０を介して放熱板２８に伝導し、放熱するように構成してある。
熱伝導部材３０はヘルメット５２の内部に設けられた複数の放熱側ペルチェ面部と熱的に接続されている。例えば、図１５に示す構成ではヘルメット５２の左右方向６１から一対の熱伝導部材３０を引出して、ひさし５３の左右両側面５３ａから上に屈曲させ、ひさし５３上の放熱板２８に接続するように構成している。
熱伝導部材３０は柔軟なヒートパイプなどで構成され、既にあるヘルメット５２に合わせて、適宜、曲げることができるように構成してある。つまり、この熱伝導部材３０をひさし５３上に導く引き出し構成は、適宜、ヘルメット５２の形状などによってその引出し位置や屈曲形状を変更できるものである。
なお、図示はしていないが、頭に当たる箇所や手の触れる部分の熱伝導部材３０には断熱チューブを被せることが好ましい。

ペルチェ素子をヘルメット５２の内部に固定する方法としては、ペルチェ素子と熱伝導部材３０を備えた繊維材や合成樹脂材等で構成される装着面材５４を、ヘルメット５２内の頭部保持具５５に面ファスナーなどで着脱自在に取付ける構成が採用できる。面ファスナーとしては，例えば、マジックテープ（登録商標）などが例示できる。
また、熱伝導部材３０をヘルメット５２に固定するために、ヘルメット各部の厚さに対応した保持用クリップ５６を熱伝導部材３０に予め取付けておく方法を採用できる。
放熱板２８をひさし５３上に取付ける方法としては、図１７で示すように放熱板２８の下側に吸盤５７（図１７参照）を取付けた構成を採用できる。また、本実施形態では、ひさし５３の前方側に放熱板２８の固定用クリップ５８を取付けている。
図示していないが、ペルチェ素子を駆動する電池ユニットはヘルメット内の所定箇所や、肩などの作業者の身体所定箇所に固定できるように構成してある。

このように、熱伝導部材３０を曲げられる素材で構成し、着脱自在の装着面材５４、吸盤５７、保持用クリップ５６、及び/又は固定用クリップ５８などの取付部材６２をセットとして、ヘルメット用の冷却装置ユニットとして販売することで、既存の多種多様なヘルメットに採用することが可能になる。
本ヘルメット５２は、暑さ対策用ヘルメットとして専用品とすることが好ましい。但し、作業者が保有するヘルメットにおいて、暑い作業場所や夏などの暑い期間のみにこのセットを取付ける使い方をすることを除外するものではない。
一方、工場製造段階で暑さ対策用ヘルメットとして製造することも勿論可能である。この場合も、着脱自在の構成として工場出荷する場合と、着脱できない暑さ対策用ヘルメットの専用品として構成する場合とがある。
着脱できない暑さ対策用ヘルメットの専用品として構成する場合は、吸盤は強力接着シートで代替でき、上記各クリップも脱着することを必要としない固着クリップで構成すればよい。

（第８実施形態）
図１８を参照しつつ、本発明の第８実施形態について説明する。
この第８実施形態も本発明の構成をヘルメットに適用した場合に好適な構成を示すものである。
この実施形態のヘルメット５２が前記実施形態と異なる点は、放熱板２８をヘルメット５２の頂部に固定した点にある。また、必要に応じて放熱板２８の上側に軽量の上部カバー５９を設けてヘルメット５２のデザイン性を高めることもできる。また、上部カバー板５９は導風カバーとしても機能させることもできる。
他に異なる点としては、ヘルメット５２の強度・安全性に全く影響を与えない箇所で、熱伝導部材３０が通る直径を有する穴６０を複数箇所開けて、その穴６０からヘルメット５２内部の熱伝導部材３０を頂部にある放熱板２８へ導くように構成した点である。
なお、図１８では、ヘルメット５２の上部に、上部カバー５９と放熱板２８とを分解した構成を完成品のヘルメット５２と一緒に図示してある。
ヘルメット５２の強度・安全性を確保するために、穴６０を設けたヘルメット５２は出荷前に製造段階で作る必要がある。なお、穴６０を設ける構成は、ひさし５３上に放熱板２８を設ける構成でも同様に採用できる。

本発明は上記実施形態以外にも本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形を行うことが可能である。
（１）前記実施形態では放熱体の外側壁に形成する放熱フィンを比較的小さなもので構成したが、所定の金属を使用して蝶の羽根のように大きく外側に突出させる構成を採用することも可能である。また、本明細書に係る放熱フィンは、外部空気の接触面積を増やすことができる放熱体の突起物であればその形状・構成は特に限定されない。
（２）前記実施形態では電池を円柱形のもので説明したが、本発明において採用する電池の形状に対応して放熱体の全体形状を変えることになる。この場合でも電池収容部が形成された放熱体の外方に向けて複数の放熱フィンが立設されることが好ましい。

（３）本発明に係る冷却装置ユニットを身体装着体に取り付ける個数や、冷却装置ユニットの大きさは、要求される冷却範囲の広さによって変化する。一般に多くの冷却装置ユニットを取り付けるとその全体の重量が増加する。また、大きな冷却装置ユニットを取り付ける場合も同様に身体装着体の重量が増加する。したがって、冷却の効果と重量増加による不利益を比較考慮して、適宜、冷却装置ユニットの個数及び大きさを設定することになる。
（４）前記実施形態では、放熱側ペルチェ面部及び吸熱側ペルチェ面部を矩形の形状に構成したものを例示したが、必要に応じて円形、楕円形などの各種の形態を採用することも可能である。
（５）衣服などの身体装着体の所定箇所に開口を設け、その開口を介して吸熱側ペルチェ面部を身体側に露出させ、その露出面に吸熱パッドを取付けて身体に接するように配置し、身体装着体の外壁面に放熱体を固定して身体装着体用の冷却装置ユニットを構成することもできる。この構成であれば、衣服などのいろいろな形状・構成の身体装着体であっても同様に本冷却装置ユニットを採用することができる。

（６）第５実施形態、第６実施形態における放熱板の構成は、帽子以外の身体装着体にも適宜、形を変えて、適用できることは明らかである。
（７）吸熱側ペルチェ面部を帽子などの身体装着体の広い範囲に及ぶように、離散的に配置し、広い範囲で涼しさを感じるように構成することもできる。
（８）本発明の図１０〜図１８（第５実施形態〜第８実施形態）に係る構成において、図３〜図４に記載した吸熱パッド１４の構成も適用することができる。

１…冷却装置ユニット
２…放熱体
３…電池収容部
４…放熱側ペルチェ面部
５…吸熱側ペルチェ面部
６…ペルチェ素子
７…電池
８…基台部
９…略円筒形部
１０…放熱フィン
１４…吸熱パッド
１５…ジェル
１６…吸熱袋
１７…身体装着体
１８…開口
１９…帽子（身体装着体１７）
２０…首掛け部材
２１…弾性部材
２３…運動靴（靴，身体装着体１７）
２８…放熱板
３０…熱伝導部材
３５…吸気口
３６…排気口
３７…ファン
３８…太陽電池
４０…排熱通路
５１…輪形基端側放熱板（放熱板２８の一形態）
５２…ヘルメット（身体装着体１７）
５３…ひさし
５４…装着面材（着脱自在の取付部材６２の一例）
５６…保持用クリップ（着脱自在の取付部材６２の一例）
５７…吸盤（着脱自在の取付部材６２の一例）
５８…固定用クリップ（着脱自在の取付部材６２の一例）
６０…穴
６２…取付部材
Ｌ…冷却しようとする領域

Claims (2)

1. 放熱体(２)と、前記放熱体(２)内に設けられ電池(７)を収容する電池収容部(３)と、前記放熱体(２)と一体に付設された放熱側ペルチェ面部(４)及び吸熱側ペルチェ面部(５)とを備え、前記電池収容部(３)内の前記電池(７)の作用によって前記吸熱側ペルチェ面部(５)において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部(４)を介して前記放熱体(２)によって放熱して冷却するように構成し、
   前記放熱体(２)に複数の放熱フィン(１０)を設け、
   前記電池(７)を円柱形の小型電池とし、前記電池収容部(３)を略円筒形部(９)に構成し、前記略円筒形部(９)の外側壁に前記複数の放熱フィン(１０)を立設させたことを特徴とする身体装着体用の冷却装置ユニット。
2. 放熱体(２)と、前記放熱体(２)内に設けられ電池(７)を収容する電池収容部(３)と、放熱側ペルチェ面部(４)及び吸熱側ペルチェ面部(５)とを備え、
   前記電池収容部(３)内の前記電池(７)の作用によって吸熱側ペルチェ面部(５)において熱を奪い、前記放熱側ペルチェ面部(４)を介して前記放熱体(２)によって放熱して冷却するように構成し、
   前記放熱体(２)が冷却しようとする領域(Ｌ)を覆うように間隔をおいて並べられた複数の放熱板(２８)によって構成され、
   前記電池収容部(３)が、前記放熱板(２８)に前記電池(７)を収容する空間を形成することによって構成され、
   前記複数の放熱板(２８)に掛け渡すように設けられ、前記複数の放熱板(２８)に接触する熱伝導部材(３０)を設け、
   前記熱伝導部材(３０)を前記放熱側ペルチェ面部(４)側に熱的に接続し、前記放熱側ペルチェ面部(４)からの熱を前記熱伝導部材(３０)を介して前記複数の放熱板(２８)によって放熱するように構成したことを特徴とする身体装着体用の冷却装置ユニット。

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