JP6232523B2 - 身体冷却用の循環液体路部材 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1の防熱用作業着は、40℃程度の高温雰囲気下でも冷却性能を発揮するドライアイスを用い、このドライアイスの冷気を供給する方式である。この防熱用作業着は、パイプの内側から外側に向って冷風の噴出が可能な冷気パイプと、冷気パイプに接続されたドライアイスを収納するためのドライアイス収納容器と、ドライアイスの冷気を冷気パイプに供給するためのファンを備えたことを特徴としている。
さらに、同公報の図2を参照すると作業者の肩の一部に掛けるように冷気パイプが設けられているだけであり、作業者の身体の大部分において冷却性能を有する冷却服を提供するという観点からは十分なものではなかった。
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決することができる身体冷却用の循環液体路部材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)安価で実用的な身体冷却用の循環液体路部材を提供する。
(B)循環液体路部材を採用した帽子、ヘルメットや水冷服などの実用的な冷却技術を提供する。
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。
本発明の身体冷却用の循環液体路部材1は、少なくとも複数の接合シート2を接合することによって形成された液体が循環する液体路3と、前記液体路3の入口側と出口側に前記接合シート2と接合された接続口具6とを有しており、前記複数の接合シート2の接合パターンによって前記液体路3の形状パターンを構成してあり、前記接続口具6は前記入口側と前記出口側において入口部4と出口部5を構成するように雄型又は雌型のどちらか一方の型に形成し、さらに前記液体路3を身体冷却部材として使用することを特徴とする(請求項1)。
前記液体路の形状パターンとしては、直線形、U字形に蛇行したもの、液体路を環形に構成したものなど、各種の形状が採用できる。
この構成であれば、複数の接合シートの接合パターンによって液体路の形状パターンを構成してあるので、身体の冷却に最適な液体路のパターンを複数の接合シートの接合によって安価に構成することができる。また、接続口具は入口側と出口側において入口部と出口部を構成するように雄型又は雌型のどちらか一方の型に形成することで、循環液体の入口側と出口側における液体送出路、液体回収路の接続を簡単に行うことができる。
この構成であれば、液体路の入口部と出口部のそれぞれに接合シートと接合されたスパウトとを設けることで、液体路から液体が漏れる恐れを低減することができる。
本発明は、前記接続口具6を前記液体路3に設けられた雌型管48で構成し、前記雌型管48と各種の接続管45を連結する両側雄型管接続具44を設けたことを特徴とする(請求項3)。
この構成であれば、液体路の入口側及び出口側に雌型管を設ける構成だけで、液体路に対する各種の接続管を連結することができるので、液体路側の構成が簡単になり、製造コストを低減できる。
この構成であれば、液体路を複数の熱融着シートを融着することによって形成してあるので、簡単かつ安価にその用途に応じた液体路を構成することができる。
本発明は、前記接合シート2を高周波圧着によって接合する接合シート2で構成したことを特徴とする(請求項5)。
本発明は、前記複数の前記接合シート2の外縁部及び内縁部を接合し、前記液体路3を構成する領域を接合せずに残すことによって所定パターンの前記液体路3を形成したことを特徴とする(請求項6)。
この構成であれば、身体の冷却に好ましいパターンを備えた液体路を複数の接合シートの外縁部及び内縁部を接合するという簡単な処理によって簡単かつ安価に形成することができる。
本発明は、接合されない前記液体路3の横幅を2mm〜15mmに設定したことを特徴とする(請求項7)。
この構成であれば、液体を液体路に流した場合に、圧力によって膨らむ高さを良好な範囲に設定でき、液体路と身体の密着程度を良好な範囲に設定できる。
「接合の方法」としては熱融着や高周波圧着が例示できる。
本発明は、前記接合シート2を想定する身体の設置箇所に対応して前記液体路3の長さが大きくなるように蛇行させた蛇行部24と、前記液体路3を環形に形成した前記環形液体路20と、前記環形液体路20に設けられた開口部21とを有することを特徴とする(請求項9)。
この構成であれば、蛇行部を有することで身体に接する液体路の長さが大きくなり、熱交換面積を増やすことができる。また、開口部を設けることで、身体の動きに伴って生じる環形の液体路の捻れや広がりに対して、広い平板形に構成した場合に比べて、動きにくい、装着感が悪い等の不都合を抑制することができる。開口部のない長方形シート部材を設けた場合に比べて開口部がある方が、汗の蒸発が可能になり、快適になる。また、冷却服等の製造時においても環形液体路は開口部があることで、水平方向(服であれば上下左右方向)及び垂直方向(身体面に直交する方向)に微妙に変形できるので、柔軟に対応でき製造性も優れる。
この構成であれば、切込部が形成された蛇行部は隣り合う蛇行部とは動きにおいて独立性を増すことができるので、身体に装着された場合に変形の自由度を向上させることができる。
本発明は、前記開口部21は、前記蛇行部24の間に延びる枝部22を有していることを特徴とする(請求項11)。
この構成であれば、蛇行部の部分の水平方向、垂直方向の変形における自由度が高くなり、液体部を身体に沿わせる場合に、製造しやすくなり、また、装着性を高めることができる。
本発明は、前記複数の接合シート2を透明な素材で形成したことを特徴とする(請求項12)。
この構成であれば、液体路内の液体の流れを外側から一見して、把握できるとともに、水漏れ箇所等の不都合点を見つけやすくなる。
この構成であれば、立体構造物を液体路内に固定することでシート形部材が曲がるように変形した場合でも、液体の流れる隙間を介して良好な液体の流れを確保できる。また、立体構造物を少なくとも片方側のシート面に固定することで、液体の流れによって立体構造物の位置が変化して液体の流れを阻害する危険性を低減できる。
本発明は、前記スパウト6の前記管取付部9の前記管部11周囲に外周側に突出する先細形状部12が形成されていることを特徴とする(請求項14)。
この構成であれば、区分けされた複数の環形液体路において、連結管の存在によって環形液体路間の身体の動きが行ないやすくなる。例えば、シート形の液体路を備えた構成であっても、服などを着た時の動きやすさ、着心地を良くすることができる。
本発明は、前記複数に区分けされた前記環形液体路20が、頭部を冷却する前記環形液体路20と、頭部を除く身体部分を冷却する前記環形液体路20とを有することを特徴とする(請求項16)。
この構成であれば、帽子、ヘルメット、水冷式冷却服などの身体覆い素材の洗濯時の取り外しや、液体路の故障などにおける取り替えが簡単に行える。また、液体路の微妙な位置調整も簡単に行える。
本発明は、前記身体覆い素材28に前記液体路3と身体とが直接接触することを防止する内側布材32を設けたことを特徴とする(請求項18)。
この構成であれば、身体の接触による環形液体路の離脱、破損などの問題を低減でき、さらに作業者の身体と液体路が直接、接触することがないので、違和感を低減することができる。
本発明は、前記立体構造物16の少なくとも片方側のシート面への前記固定を、前記液体路3の形状パターンを形成するための前記複数の接合シート2に係る接合方法と同一の方法によって行うことを特徴とする(請求項19)。
この構成であれば、液体路の形状パターンを形成するための工程と、立体構造物を少なくとも片方側のシート面に固定するための工程とを全く異なる方法でそれぞれ行う場合に比べて、製造装置を簡単化でき、製造コストを低減できる。
以下、図1に示す本発明に係る第1実施形態について、図面に基づき説明する。
本明細書において高次の概念に含まれる構成要件と低次の概念に含まれる構成要素を必要に応じて、共に同一の符号番号又は異なる符号番号を付けている。
また、本発明において、「接合の形態」としては高周波圧着による接合、熱融着による接合、接着剤による接合などの各種の方法が採用できる。
本実施形態に係る、身体冷却用の循環液体路部材1は、図1に示すように、一対の細長い高周波圧着シート2・2(高次概念では接合シート2・2)を高周波圧着することによって形成された液体路3と、その液体路3の入口側と出口側に前記接合シート2と接合された接続口具6とを有している。高周波圧着シート2としては、高周波圧着できる各種の合成樹脂シート、例えば、塩化ビニル樹脂(PVC)等の合成樹脂シートが採用できる。
なお、入口側と出口側は便宜上の区分であり、ポンプ37(図9参照)から圧送される液体の入口が入口側になり、身体によって暖められた液体が排出される出口が出口側になるだけである。つまり、ポンプ37(図9参照)の液体送出路38(図9参照)を液体路3の両端部のどちら側に接続するかという観点にすぎないことに留意されたい。
この両側雄型管接続具44は、管体の周囲に雌型管48側の先細形状部12と、接続管45側の先細形状部12を管体の両端に設けた構成にしてある。
また、図1に示す構成では、接続口具6は円盤形接続面部46を有している。円盤形接続面部46の接続口具接合部47に上側の接合シート2が接合されることによって接続口具6を液体路3に取り付ける構成にしてある。
また、複数の接合シート2の接合パターンによって液体路3の形状パターンが形成されることにより、安価に液体路3を形成することができる。
以下、図2〜図3に示す本発明に係る第1実施形態について、図面に基づき説明する。
なお、本実施形態の説明においては、安価に実施できる熱融着を例に取り、説明する。
本実施形態に係る、身体冷却用の循環液体路部材1は、図2に示すように、一対の細長い熱融着シート2・2(高次概念では接合シート2・2)を熱融着することによって形成された液体路3と、その液体路3の入口部4と出口部5のそれぞれに熱融着されたスパウト6とを有している。熱融着シート2としては、熱融着できる各種の合成樹脂シート、例えば、ポリエチレン(PE)等の合成樹脂シートが採用できる。通常、熱融着シートは複数の合成樹脂層を3層程度、積層した構成が採用されることが多い。
また、スパウト6は熱融着シート2を融着するための接合面部8と、接合面部8を貫くように管部11が設けられた管取付部9とを有している。接合面部8の形状は四角形形、半円形状など各種の形状が採用できるが、熱融着シート2を液体が漏れないようにしっかり密閉する水平方向に広がりを持った領域面を備えている。
図2に示す構成では、スパウト6は液体路3の内側に臨む位置に設けられた管口10が設けてあり、その管口10によって液体路3と連通されている。
接合面部8から突出した管部11の周囲には、管部11から外周側に拡径するように突出する先細形状部12が形成してある。この先細形状部12は、スパウト6に連結する接続管45、例えば液体供給管、液体戻り管、連結管15(図5参照)等の各種接続管をワンタッチで取付け、抜けることを抑制する構造にするための構成である。先細形状部12としては、略円錐形(略タケノコ形状とも言える)、略球形、略楕円球形などの各種の構成が採用できる。
このような先細形状部12を有する管取付部9を採用することで、雄ねじと雌ねじの螺合結合のように、通常の液体容器に採用されるスパウトの構成に比べて着脱の処理を簡便化することができる。この構成はポンプを連結しないで冷却服を使用する場合や、循環液体路部材を構成する一部の液体路3が破損した場合にその部分だけを交換する場合に有利となる。
但し、本発明において、各種接続管とスパウト6の取付けにおいて接着剤等で固定する形態を除外するものではない。
また、熱融着しやすい合成樹脂材を熱融着シート2及びスパウト6の接合面部8に被膜する構成を採用することによっても熱融着しやすい構成とすることもできる。例えば、破れにくく、柔軟性の優れる第1合成樹脂層の少なくとも一方側の面に熱融着しやすい第2合成樹脂層を設けた熱融着シート2を構成する場合が例示できる。
通常は、複数層の熱融着シート2を有する構成が採用される。
同様に、スパウト6においても耐久性又は柔軟性のある合成樹脂基体の表面に熱融着しやすい合成樹脂層を被膜する構成を採用することも可能である。
なお、図2に記載した接合面部8に形成された凸部42の形状と、図3に記載した接合面部8に形成された凸部42の形状とは違う形態が示してある。凸部42とその凸部42から見た凹部とを、水が漏れる方向と直交する方向に交互に並べるように接合面部8に形成することで、スパウト6の接合面部8から液体から漏れる可能性を低減することができる。
但し、凸部42を設けず、水平方向に広がる大面積の接合面部8に接合シート2を接合させる構成も実用上、十分な密閉効果を発揮でき、採用できる。
図4に示すように、第3実施形態の特徴は、液体路3内に柔軟性を有する立体構造物16を固定した点にある。そして、立体構造物16は液体の流れる隙間17を備えている構成を有することで、良好な液体の流れを確保できるようにしてある。
立体構造体16の一例としては、縦糸と横糸が上下に交差して、その交差によって液体の流れる隙間17を確保するようにした繊維構造体が例示できる。そのような繊維構造体として縦糸と横糸が上下に交差するメッシュなどを挙げることができる。
また、立体構造物16は液体路3を構成する少なくとも片方側のシート面に固定されていることが好ましい。
さらに、立体構造物16の少なくとも片方側のシート面への固定を、液体路3の形状パターンを形成するための複数の接合シート2に係る接合方法と同一の方法によって行うことが好ましい。その場合は、立体構造物16を構成する素材と、接合シート2を構成する合成樹脂と同じ種類又は接合しやすい合成樹脂を選ぶことになる。前記した縁部接合部7と一緒に立体構造体16も同じ方法で接合することで、立体構造物16を接合シート2・2の少なくとも片方に固定することができる。
また、本発明は、熱融着シート2・2の少なくとも一方側に接着剤などの固定手段を設け、その固定手段によって想定する液体路3の中心帯域に立体構造物16を固定する方法も除外するものではない。
また、本実施形態では、熱融着シート2を想定する身体の設置箇所に対応して液体路3の面積が広くなるように蛇行部24を設けた構成としてある。蛇行部24の形態は図5に示す形態では、図面の左右横幅方向に蛇行させた形態が示してあるが、図面の上下方向に蛇行させる形態も採用することも可能である。
図5に示された各蛇行部24は、外縁側に大きな略U字形の縁部接合部7を設けるとともに、内縁側に小さな略U字形の縁部接合部7を設けて、略大U字形毎、略小U字形毎に上下2つのシートを熱融着させることで、蛇行部24を形成するようにしてある。
また、本実施形態は、図5に示すように、入口部4と出口部5によって形成される液体路3を環形に形成してある。接続口具6・6は水平方向Xにおいて、並ぶように設けられることが好ましいが、必要により、離れて設けることも可能である。
図5に示すように、開口部21に各蛇行部24を液体路3側の内側から切り離す枝部22を設け、かつ環形液体路20の外縁側から隣り合う蛇行部24を切り離すような切込部23を設けた構成にしてある。切込部23を設けることによって、蛇行部24を隣り合う蛇行部24に対して、比較的、自由に変形できる。
具体的には、上下方向(縦方向)に延びる開口部21の中央域21aから左右方向(幅方向)に延びるように枝部22を左右対称形に設けている。また、枝部22は、前記略小U字形の字線に沿って内側から延びるように形成してある。なお、各蛇行部24の形状としては、略U字形のみならず、略J字形、略△形など適宜、液体路3の長さを大きくする構成が採用できる。
一方、切込部23は、各蛇行部24の大部分が水平方向、垂直方向に変形できるような切込み深さに設定してある。
また、図6(B)に示すように、曲率が大きい、ほぼ球形の頭部であっても、切込部23の存在によって、略垂直方向に曲がるように変形できるので、図6(A)に示すような平面パターンで構成しても、頭部の形状に沿った配置を可能にできる。これにより、製造が簡単になり、また、着心地感を向上させることができる。
図7に示すように、本実施形態は環形液体路20を、頭部を冷却する頭部用環形液体路25と、頭部を除く身体部分を冷却する身体側環形液体路26とに区分した点と、複数の環形液体路20を柔軟性のある連結管15で接続した点を特徴としている。
この構成では、頭部を支える首において大きく動くことを考慮し、その首部分に柔軟性のある連結管15を設けている。柔軟性だけでなく頭部が大きく動けるように連結管15の長さを直線よりも長く設定すること、即ち余裕のある長さとする構成も採用することができる。
また、前記したように頭部用環形液体路25にも開口部21が設けられている。開口部21を設けることで、背中に比べて曲率が大きい頭部でも、頭部面に沿わすように頭部用環形液体路25を配置することが簡単に行え、かつ良好な装着感が得られる。
なお、図7における曲線27は、紙面裏側(顔面側)に曲がる頭部装着面の境界線を示している。
図6に示すように、本実施形態の特徴は、頭部を覆うフード、ヘルメットや、胴体部を冷却する冷却服などの身体覆い素材28に取り付けられた第1面ファスナー29と、液体路3側を構成するシートに取り付けられた第2面ファスナー30とを有し、第1面ファスナー29と第2面ファスナー30によって、液体路3を身体覆い素材28から着脱自在に構成した点にある。第1面ファスナー29は服の縦に延びる方向や横幅方向に延びる方向に、線形又は面形に設ける構成を採用することもできる。
ファスナー28,29としては、マジックテープ(登録商標)などの各種の構成が採用できる。
さらに、身体側から見てシートの外側面に第2面ファスナー30が固定されているので、身体側に第2面ファスナー30がないので、液体路3と身体との密着度を高めることがき、より冷感を高めることができる。
図8(A)(B)を参照して、身体覆い素材28に環形液体路20と身体とが直接接触することを防止する一般的な構成について説明する。
本実施形態は、第1・第2面ファスナー29・30を設けるとともに、身体覆い素材28に環形液体路20と身体とが直接接触することを防止する内側布材32を設けた構成としたことを特徴とするものである。
袋部31の内側布材32は、例えば、身体覆い素材28と同様な生地や網面で構成することができる。
なお、図7では、説明上、身体覆い素材28と内側布材32とは離隔して描いているが、実際の構成においては、身体覆い素材28、循環液体路部材、及び内側布材32は身体の垂直方向において短い幅(3mm〜15mm程度)に設定される。
さらに、身体側から見て液体路3の外側面に第2面ファスナー30が固定されているので、内側布材32を設けても、身体覆い素材28の服生地とシート材の間に第2面ファスナー30がないので、身体との密着度を高めることができる。
また、前記した各実施形態において、図8に示すように、液体を循環させるポンプや電源などの駆動ユニット部をリュックサックのような形態で背負う構成にすることもできる。
この構成では、作業者等の背中に背負うリュックサックのような背負い部材35と、背負い部材35内に収容された液体容器36及びポンプ37とを備えている。なお、図8において、電源の図示は省略してある。また、ポンプ37からの液体送出路38と、液体回収路39と、それらの接続部材40・40を備えている。そして、液体送出路38、液体回収路39は着脱自在の接続部材40・40を介して、それぞれ冷却服側の液体供給管、液体戻り管に接続されたスパウト6に接続される。
(1)前記実施形態では液体として水を例示したが、この例示は安価かつ簡単に実施できることを重視して例示したものであり、水に熱交換を促進する物質(液体)を混合した液体や、熱交換に適した水以外の液体を採用して本発明を構成することもできる。これらの構成であっても前記した熱交換を促進する液体は人体に有害でない構成を採用することが好ましい。
(2)本発明において、熱交換用の液体路3に液体を循環する構成はリュックサック形状の構成に限定されず、各種の形態を採用することが可能である。
また、液体を液体路内に循環するためにポンプ37を設けることや低い温度の液体を保持する液体容器を備えていることは公知技術であるので、本発明の目的において適宜、ポンプ37や液体容器36などの最適な構成を採用すればよい。
(4)本発明は、液体路3に入口側と出口側に接続口具6を設けたことを主目的とする発明であり、液体路3の具体的な構成には限定されないものである。つまり、前記した各実施形態に示された液体路3以外の各種の液体路3であっても同様に採用できるものである。
(5)本発明における身体には犬、馬などの動物の身体も含んでおり、動物の身体を冷やすこともできる。
2…熱接合シート(一例としての熱融着シート2、高周波圧着シート2を含む)
3…液体路
4…入口部
5…出口部
6…接続口具(スパウト6を含む)
7…縁部接合部(接合シート2の外縁部及び内縁部を含む)
8…接合面部(融着面部を含む)
9…管取付部
11…管部
12…先細形状部
15…連結管
16…立体構造物
17…隙間
20…環形液体路
21…開口部
22…枝部(開口部20の一部)
23…切込部
24…蛇行部
28…身体覆い素材
29…第1面ファスナー
30…第2面ファスナー
32…内側布材
44…両側雄型管接続具
45…接続管
48…雌型管
X…水平方向
Y…垂直方向(身体に直交する方向)
Claims (8)
- 少なくとも複数の接合シート(2)を接合することによって形成された液体が循環する液体路(3)と、前記液体路(3)の入口側と出口側に前記接合シート(2)と接合された接続口具(6)とを有しており、前記複数の接合シート(2)の接合パターンによって前記液体路3の形状パターンを構成してあり、前記接続口具6は前記入口側と前記出口側において入口部(4)と出口部(5)を構成するように雄型又は雌型のどちらか一方の型に形成し、さらに前記液体路(3)を身体冷却部材として使用し、
前記複数の前記接合シート(2)の外縁部及び内縁部を接合し、前記液体路(3)を構成する領域を接合せずに残すことによって所定パターンの前記液体路(3)を形成し、
前記接続口具(6)を、前記接合シート(2)が接合するための接合面部(8)と、前記液体路(3)に連通する管部(11)を備えた管取付部(9)とを有するスパウト(6)で構成し、
前記液体が流れる中心帯域を残して細長い帯形の縁部を接合させた縁部接合部(7・7)を形成することで扁平液体路(3)を形成し、
前記扁平液体路(3)は液体が流入する前記入口部(4)と前記出口部(5)とを備え、前記入口部(4)と前記出口部(5)に接続口具(6)を有しており、前記液体が循環する構成になっており、
前記スパウト(6)の管取付部(9)の位置において、必要に応じて各種接続管との着脱構成、又は固定する形態を採用できるようにしたことを特徴とする身体冷却用の循環液体路部材。 - 請求項1に記載の身体冷却用の循環液体路部材において、前記扁平液体路(3)内に固定して設けられた柔軟性を有する立体構造物(16)を有し、前記立体構造物(16)は、繊維構造体で構成され、かつ前記扁平液体路(3)の延びる方向に沿って延びて設けられており、前記扁平液体路(3)の幅方向のほぼ中心位置に設けられた前記立体構造物(16)は液体の流れる隙間(17)を備えている身体冷却用の循環液体路部材。
- 請求項2に記載の身体冷却用の循環液体路部材において、前記立体構造物(16)は前記扁平液体路(3)を構成する少なくとも片方側のシート面に固定されている身体冷却用の循環液体路部材。
- 請求項2〜請求項3のいずれか一つに記載の身体冷却用の循環液体路部材において、液体が流れる中心帯域を残して細長い帯形の縁部を熱融着させた縁部接合部(7・7)を形成することで前記扁平液体路(3)を形成する場合に、前記入口部(4)と前記出口部(5)に接続する前記縁部接合部(7・7)において前記接合面部(8)を熱融着できるような面積部分を有している身体冷却用の循環液体路部材。
- 請求項1〜請求項3のいずれか一つに記載の冷却用の循環液体路部材において、前記スパウト(6)を有した前記接続口具(6)と、さらに別の前記接続口具(6)を設け、その別の前記接続口具(6)は、前記扁平液体路(3)に設けられた雌型管(48)で構成し、前記雌型管(48)と各種の接続管(45)を連結する両側雄型管接続具(44)を設けている身体冷却用の循環液体路部材。
- 請求項1〜請求項5のいずれか一つに記載の身体冷却用の循環液体路部材において、前記スパウト6の前記管取付部(9)の前記管部(11)周囲に外周側に突出する先細形状部(12)が形成されている身体冷却用の循環液体路部材。
- 請求項1〜請求項5のいずれか一つに記載の身体冷却用の循環液体路部材において、身体覆い素材(28)に取り付けられた第1面ファスナー(29)と、前記接合シート(2)によって構成された前記扁平液体路(3)に取り付けられた第2面ファスナー(30)とを有し、前記第1面ファスナー(29)と前記第2面ファスナー(30)によって、前記扁平液体路(3)を前記身体覆い素材(28)から着脱自在に構成した身体冷却用の循環液体路部材。
- 請求項3に記載の身体冷却用の循環液体路部材において、前記立体構造物(16)の少なくとも片方側のシート面への前記固定を、前記液体路(3)の形状パターンを形成するための前記複数の接合シート(2)に係る接合方法と同一の方法によって行う身体冷却用の循環液体路部材。
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