JP7339228B2

JP7339228B2 - 空調衣服

Info

Publication number: JP7339228B2
Application number: JP2020186916A
Authority: JP
Inventors: 哲也高橋; 温実都築; 勉沼澤; 貴範林
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2023-09-05
Anticipated expiration: 2040-11-10
Also published as: US20220142278A1; US11819074B2; CN114451601B; CN114451601A; JP2022076529A

Description

本発明は、空調衣服に関する。

熱中症対策として、高温環境下で作業を行う作業者の体温上昇を抑制する空調衣服が知られている。例えば、特許文献１は、外気を衣服本体の内側に取り込むことによって身体の冷却を図る空調衣服を開示している。この空調衣服は、ユーザーの上半身を覆う長袖の衣服本体と、衣服本体の腰部又はその近傍位置に取り付けられる２つのファンと、から構成されている。各ファンは軸流ファンであって、回転するブレードを多孔質のケースで覆う構成としている。

特開２０２０－２００５６号公報

ところで、汗を蒸発させるには一定以上の風速が必要であるところ、上記特許文献１の構成では、単に外気を衣服本体内に取り込むことにしか着目できておらず、風速の確保に関して改善の余地が残されている。

本発明の目的は、衣服本体内で十分な風速を確保する技術を提供することにある。

本願発明の観点によれば、着用者の上半身に着用する衣服本体と、前記衣服本体の後ろ身頃の下部に取り付けられ、外気を前記衣服本体の内側に導入するための、少なくとも１つのファンと、を備え、前記少なくとも１つのファンは、ファン本体と、前記ファン本体を収容すると共に少なくとも１つの吹出口を有するケースと、を有し、前記少なくとも１つの吹出口は、吹出方向が上方又は斜め上方に限定されるように形成されている、空調衣服が提供される。以上の構成によれば、前記着用者の肩部に至るまで十分な風速を確保することができる。
好ましくは、前記少なくとも１つの吹出口は、２つの吹出口を含み、前記２つの吹出口は、前記吹出方向が上方に向かって開くＶ字となるように形成されている。以上の構成によれば、肩幅方向において広い範囲で十分な風速を確保することができる。
好ましくは、前記少なくとも１つのファンは、遠心ファンであり、前記ケースは、前記ファン本体に対して径方向で対向する周壁を有し、前記周壁のうち前記ファン本体の回転軸よりも下側の部分は、前記回転軸を中心とする円弧状に延びており、前記周壁のうち前記ファン本体の回転軸よりも上側の部分は、前記ケースの頭頂部に近づくにつれて前記回転軸から離れるように延びており、前記２つの吹出口は、第１吹出口と第２吹出口から成り、前記第１吹出口は、前記周壁のうち前記回転軸を含む垂直な面よりも一方側の第１周壁部分のうち、前記回転軸と肩幅方向において対向する位置に形成されており、前記第２吹出口は、前記周壁のうち前記回転軸を含む垂直な面よりも他方側の第２周壁部分のうち、前記回転軸よりも上方に形成されており、前記ファン本体は、前記ファン本体の羽根が、前記第１吹出口と、前記第１周壁部分のうち前記回転軸よりも上方の部分と、前記第２吹出口と、に対してこの記載順で対向するように回転する。以上の構成によれば、上方に向かってV字に開く吹出方向が実現される。
好ましくは、前記少なくとも１つのファンは、２つのファンを含み、前記２つのファンは、肩幅方向において並んで配置されている。以上の構成によれば、肩幅方向において更に広い範囲で十分な風速を確保することができる。また、前記吹出方向が上方又は斜め上方に限定されているので、前記２つのファンからの風が互いに打ち消すことがない。

本発明によれば、前記着用者の肩部に至るまで十分な風速を確保することができる。

空調衣服の背面図である。ファンの底面図である。ファンの斜視図である。ファンの背面図である。風速測定結果を示す図である。比較例であって、風速測定結果を示す図である。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

図１には、空調衣服１の背面図を示している。図１に示すように、本実施形態において空調衣服１は、着用者の上半身に着用する長袖の衣服本体２と、衣服本体２の後ろ身頃３の下部に取り付けられ、外気を衣服本体２の内部に導入するための２つのファン４と、を備えている。

衣服本体２の後ろ身頃３の下部には、２つのファン取付孔５が肩幅方向において離れて形成されている。後ろ身頃３の下部とは、具体的には、後ろ身頃３のうち着用者の腰部又はその近傍位置に対向する部分を示す。２つのファン４は、２つのファン取付孔５に対応するように配置される。各ファン４は、外気を対応するファン取付孔５を介して衣服本体２の内部に導入する。

なお、衣服本体２は、長袖ではなく半袖であってもよく、上半身及び下半身を同時に覆うものであってもよい。

本実施形態において２つのファン４は、同一形状であって、同じ向きで衣服本体２に取り付けられる。従って、一方のファン４について説明し、他方のファン４の説明は省略する。

図２には、各ファン４の底面図を示している。図３には、各ファン４の斜視図を示している。本実施形態において各ファン４は、遠心ファンの一具体例であるターボファンである。しかし、これに代えて、各ファン４は、遠心ファンの一具体例であるシロッコファンであってもよく、軸流ファンでもよい。図２及び図３に示すように、各ファン４は、モータ６と、モータ６の出力軸に固定された複数の羽根７と、から成るファン本体８と、ファン本体８を収容するケース９と、取付ナット１０と、から構成されている。以下、本明細書において、「径方向」とは、モータ６の回転軸の長手方向に対して直交する方向と定義する。「軸方向」とは、モータ６の回転軸の長手方向と定義する。

図２に示すように、ケース９は、ファン本体８に対して径方向で対向するメインケース１１と、メインケース１１と嵌合可能なサブケース１２と、を含む。サブケース１２の外周面には雄ねじ１２ａ及びフランジ１２ｂが形成されている。そして、各ファン取付孔５にサブケース１２の雄ねじ１２ａを挿入し、サブケース１２の雄ねじ１２ａに取付ナット１０を締結する。これにより、各ファン取付孔５の周縁がサブケース１２のフランジ１２ｂと取付ナット１０によって挟まれ、各ファン４が衣服本体２の後ろ身頃３に取り付けられる。

図４には、各ファン４の背面図を示している。ただし、取付ナット１０及びサブケース１２は省略している。また、各ファン４の吹出口の安全柵も省略している。図４に示すように、メインケース１１は、ファン本体８に対して径方向で対向する周壁１５と、ファン本体８に対して軸方向で対向する蓋部１６と、を有する。周壁１５は、モータ６の回転軸Ｐよりも下方に位置する下方周壁部１７と、モータ６の回転軸Ｐよりも上方に位置する上方周壁部１８と、を含む。

下方周壁部１７は、回転軸Ｐに沿ってメインケース１１を見たときに、回転軸Ｐを中心とする円弧状に延びている。下方周壁部１７は、回転軸Ｐを中心とし、下方に向かって凸となるように半円を描くように延びている。

上方周壁部１８は、回転軸Ｐに沿ってメインケース１１を見たときに、メインケース１１の頭頂部１１ａに近づくにつれて回転軸Ｐから離れるように延びている。即ち、回転軸Ｐから上方周壁部１８までの距離１１Ｄは、頭頂部１１ａに近づくにつれて長くなる。

従って、回転軸Ｐに沿ってメインケース１１を見たときに、メインケース１１の周壁１５は、概略卵型となるように形成されている。そして、各ファン４は、卵型の鋭く突出した部分が上方を向くように、衣服本体２の後ろ身頃３に取り付けられる。

図４に示すように、周壁１５には、２つの吹出口２０が形成されている。２つの吹出口２０は、側方吹出口２１と上方吹出口２２を含む。

側方吹出口２１は、第１吹出口の一具体例である。側方吹出口２１は、周壁１５のうち回転軸Ｐを含む垂直な面である垂直基準面Ｑよりも右側の右側周壁部分１５Ｒのうち、回転軸Ｐと肩幅方向において対向する位置に形成されている。側方吹出口２１の上端２１ａと回転軸Ｐを結ぶ線分Ｌ１と、側方吹出口２１の下端２１ｂと回転軸Ｐを結ぶ線分Ｌ２と、の間の角度Ａ１は、７０度から９０度の範囲内であり、好ましくは、７５度から８５度であり、本実施形態では８１度である。側方吹出口２１は、肩幅方向に対して平行に回転軸Ｐから右方に延ばした水平基準線Ｐｈと線分Ｌ１の間の角度と、水平基準線Ｐｈと線分Ｌ２の間の角度が概ね等しくなるように形成されている。

上方吹出口２２は、第２吹出口の一具体例である。上方吹出口２２は、垂直基準面Ｑよりも左側の左側周壁部分１５Ｌのうち、回転軸Ｐよりも上方に形成されている。上方吹出口２２の上端２２ａと回転軸Ｐを結ぶ線分Ｌ３と、上方吹出口２２の下端２２ｂと回転軸Ｐを結ぶ線分Ｌ４と、の間の角度Ａ２は、７０度から９０度の範囲内であり、好ましくは、７５度から８５度であり、本実施形態では８１度である。上方吹出口２２の上端２２ａは、メインケース１１の頭頂部１１ａと一致している。

右側周壁部分１５Ｒは、側方吹出口２１よりも上方の部分としての右側上方部分１５Ｒｕを有する。

そして、ファン本体８は、ファン本体８を構成する各羽根７が、側方吹出口２１と右側上方部分１５Ｒｕ、上方吹出口２２に対してこの記載順で径方向で対向するように回転する。即ち、図４において、ファン本体８は、反時計回りに回転する。

従って、側方吹出口２１から吹き出される風の吹出方向は、側方吹出口２１の下端２１ｂにおける周壁１５の接線方向に概ね等しく、右斜め上方である。一方、上方吹出口２２から吹き出される風の吹出方向は、右側上方部分１５Ｒｕの延びる方向に概ね等しく、左斜め上方である。従って、２つの吹出口２０は、吹出方向が上方に向かって開くＶ字となるように形成されている。更に言えば、２つの吹出口２０は、吹出方向が斜め上方に限定されるように形成されている。

このように吹出方向が斜め上方に限定されることで、着用者の肩部に至るまで十分な風速を確保することができる。なお、吹出方向が上方に限定されている場合も同様に、着用者の肩部に至るまで十分な風速を確保することができる。

また、２つの吹出口２０の吹出方向が上方に向かって開くＶ字となるように形成されることで、肩幅方向において広い範囲で十分な風速を確保することができる。

また、図１に示すように、２つのファン４が肩幅方向において並んで配置されることで、肩幅方向において更に広い範囲で十分な風速を確保することができる。また、吹出方向が上方又は斜め上方に限定されているので、２つのファン４からの風が互いに打ち消し合うことがない。

図５及び図６は、風速測定実験の実験結果を示している。図５は、本実施形態に対応している。図６は、２つのファン１００を備えた空調衣服１０１であって、各ファン１００の吹出方向は特定の方向に限定されず３６０度全周に渡って風を吹き出すように構成されている。各ファン１００のモータは、本実施形態のモータ６と同じものであり、出力は何れも５Ｗである。各図の図中に記載した数値は無指向性風速計で測定した風速であり単位はｍ／ｓである。括弧付きの数値は、前身頃と上半身の間に設置した風速計の測定結果であり、括弧無しの数値は、後ろ身頃と上半身の間に設置した風速計の測定結果である。実際に風速計を配置した位置にその測定結果を記載した。図５及び図６を比較することにより、本実施形態のように吹出方向を上方又は斜め上方に限定したことで、着用者の肩部に至るまで十分な風速を確保することができた。また、吹出方向を上方又は斜め上方に限定したことで、２つのファン４からの風が互いに打ち消されていないことを立証できた。

以上に、本願の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は以下の特徴を有する。

図１から図４に示すように、空調衣服１は、着用者の上半身に着用する衣服本体２と、衣服本体２の後ろ身頃３の下部に取り付けられ、外気を衣服本体２の内側に導入するための、２つのファン４と、を備える。２つのファン４は、それぞれ、ファン本体８と、ファン本体８を収容すると共に２つの吹出口２０を有するケース９と、を有する。２つの吹出口２０は、吹出方向が上方又は斜め上方に限定されるように形成されている。以上の構成によれば、着用者の肩部に至るまで十分な風速を確保することができる。

なお、上記実施形態では、空調衣服１が２つのファン４を備えているが、これに代えて空調衣服１が１つのみのファン４を備えてもよい。また、各ファン４は２つの吹出口２０を有するとしたが、これに代えて各ファン４は１つのみの吹出口２０を有してもよい。

また、図４に示すように、２つの吹出口２０は、吹出方向が上方に向かって開くＶ字となるように形成されている。以上の構成によれば、肩幅方向において広い範囲で十分な風速を確保することができる。

また、図４に示すように、各ファン４は、遠心ファンである。ケース９は、ファン本体８に対して径方向で対向する周壁１５を有する。周壁１５のうちファン本体８の回転軸Ｐよりも下側の部分である下方周壁部１７は、回転軸Ｐを中心とする円弧状に延びている。周壁１５のうちファン本体８の回転軸Ｐよりも上側の部分である上方周壁部１８は、ケース９の頭頂部１１ａに近づくにつれて回転軸Ｐから離れるように延びている。２つの吹出口２０は、側方吹出口２１（第１吹出口）と上方吹出口２２（第２吹出口）から成る。側方吹出口２１は、周壁１５のうち回転軸Ｐを含む垂直な面である垂直基準面Ｑよりも右側（一方側）の右側周壁部分１５Ｒ（第１周壁部分）のうち、回転軸Ｐと肩幅方向において対向する位置に形成されている。上方吹出口２２は、周壁１５のうち回転軸Ｐを含む垂直な面である垂直基準面Ｑよりも左側（他方側）の左側周壁部分１５Ｌ（第２周壁部分）のうち、回転軸Ｐよりも上方に形成されている。ファン本体８は、ファン本体８の羽根７が、側方吹出口２１と、右側周壁部分１５Ｒのうち回転軸Ｐよりも上方の部分である右側上方部分１５Ｒｕと、上方吹出口２２と、に対してこの記載順で対向するように回転する。以上の構成によれば、上方に向かってＶ字に開く吹出方向が実現される。

また、図１に示すように、２つのファン４は、肩幅方向において並んで配置されている。以上の構成によれば、肩幅方向において更に広い範囲で十分な風速を確保することができる。また、吹出方向が上方又は斜め上方に限定されているので、２つのファン４からの風が互いに打ち消すことがない。

なお、上記実施形態は、以下のように変更できる。

即ち、図１に示すように、２つのファン４は、全く同一の形状及び構造を有し、同じ向きで衣服本体２の後ろ身頃３に取り付けられている。従って、２つのファン４は、衣服本体２の後ろ身頃３の上下に延びる中心線に対して線対称な形状ではない。しかし、これに代えて、２つのファン４は、衣服本体２の後ろ身頃３の上下に延びる中心線に対して線対称な形状であってもよい。

１空調衣服
２衣服本体
３後ろ身頃
４ファン
５ファン取付孔
６モータ
７羽根
８ファン本体
９ケース
１０取付ナット
１１メインケース
１１ａ頭頂部
１１Ｄ距離
１２サブケース
１２ａ雄ねじ
１２ｂフランジ
１５周壁
１５Ｒ右側周壁部分
１５Ｒｕ右側上方部分
１５Ｌ左側周壁部分
１６蓋部
１７下方周壁部
１８上方周壁部
２０吹出口
２１側方吹出口
２１ａ上端
２１ｂ下端
２２上方吹出口
２２ａ上端
２２ｂ下端
Ａ１角度
Ａ２角度
Ｐ回転軸
Ｐｈ水平基準線
Ｑ垂直基準面
Ｌ１線分
Ｌ２線分
Ｌ３線分
Ｌ４線分
１００ファン
１０１空調衣服

Claims

着用者の上半身に着用する衣服本体と、
前記衣服本体の後ろ身頃の下部に取り付けられ、外気を前記衣服本体の内側に導入するための、少なくとも１つのファンと、
を備え、
前記少なくとも１つのファンは、ファン本体と、前記ファン本体を収容すると共に少なくとも１つの吹出口を有するケースと、を有し、
前記少なくとも１つの吹出口は、吹出方向が上方又は斜め上方に限定されるように形成されており、
前記少なくとも１つの吹出口は、２つの吹出口を含み、
前記２つの吹出口は、前記吹出方向が上方に向かって開くＶ字となるように形成されている、
空調衣服。
前記少なくとも１つのファンは、遠心ファンであり、
前記ケースは、前記ファン本体に対して径方向で対向する周壁を有し、
前記周壁のうち前記ファン本体の回転軸よりも下側の部分は、前記回転軸を中心とする円弧状に延びており、
前記周壁のうち前記ファン本体の回転軸よりも上側の部分は、前記ケースの頭頂部に近づくにつれて前記回転軸から離れるように延びており、
前記２つの吹出口は、第１吹出口と第２吹出口から成り、
前記第１吹出口は、前記周壁のうち前記回転軸を含む垂直な面よりも一方側の第１周壁部分のうち、前記回転軸と肩幅方向において対向する位置に形成されており、
前記第２吹出口は、前記周壁のうち前記回転軸を含む垂直な面よりも他方側の第２周壁部分のうち、前記回転軸よりも上方に形成されており、
前記ファン本体は、前記ファン本体の羽根が、前記第１吹出口と、前記第１周壁部分のうち前記回転軸よりも上方の部分と、前記第２吹出口と、に対してこの記載順で対向するように回転する、
請求項１に記載の空調衣服。
前記少なくとも１つのファンは、２つのファンを含み、
前記２つのファンは、肩幅方向において並んで配置されている、
請求項１または２に記載の空調衣服。