JP7385437B2 - 温度調節装置 - Google Patents

Description

本発明は、温度調節装置に関する。

特許文献１には、小動物用冷房装置の一例が記載されている。特許文献１に記載の冷房装置は、冷却ユニットと、熱伝導板とを有する。冷却ユニットと、熱伝導板とは、一体不可分に設けられている。

特開２０００－１７５５８２号公報

大型動物と小型動物との両方を飼育している飼育者もいる。このような飼育者には、小型動物と大型動物との両方に用いることができる冷房装置に対するニーズが存在する。

例えば、特許文献１に記載の小動物用冷房装置を、大型動物にも適用可能にするためには、熱伝導板を大面積化する必要がある。しかしながら、熱伝導板を大面積化した場合、冷房装置が大型化し、冷房装置の収納のしやすさ、すなわち、収納容易性が損なわれる。

本開示の主な目的は、種々の大きさの被温度調節物に対して適用可能で、かつ優れた収納容易性を有する温度調節装置を提供することにある。

本発明の一形態の温度調節装置は、温度調節シートと、温度制御部とを備える。温度調節シートは、温度調節面を有する。温度制御部は、温度調節シートの温度を制御する。温度調節シートベースシートと、拡張シートとを有する。ベースシートは、温度制御部に接続されている。拡張シートは、ベースシートに対して熱的に接続可能である。拡張シートは、温度調節面を拡張可能である。

第１実施形態に係る温度調節装置（拡張態様）の模式的斜視図である。 第１実施形態に係る温度調節装置（拡張態様）の模式的正面図である。 第１実施形態に係る温度調節装置（非拡張態様）の一部分の模式的部分分解斜視図である。 第１実施形態に係る温度調節装置の模式的分解正面図である。 第１実施形態における拡張シートの模式的斜視図である。 第１実施形態に係る温度調節装置（非拡張態様）の模式的斜視図である。 第２実施形態に係る温度調節装置（非拡張態様）の模式的正面図である。 第２実施形態に係る温度調節装置（拡張態様）の模式的正面図である。 第３実施形態に係る温度調節装置（非拡張態様）の模式的正面図である。 第３実施形態に係る温度調節装置（拡張態様）の模式的正面図である。

以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明する。但し、下記の実施形態は、単なる例示である。本発明は、下記の実施形態に何ら限定されない。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る温度調節装置（拡張態様）の模式的斜視図である。図２は、第１実施形態に係る温度調節装置（拡張態様）の模式的正面図である。図３は、第１実施形態に係る温度調節装置（非拡張態様）の一部分の模式的部分分解斜視図である。なお、図１及び図２は、詳細には、温度調節装置１が拡張態様をとっているときの温度調節装置１を示す。図３は、詳細には、温度調節装置１が非拡張状態をとっているときの温度調節装置１を示す。温度調節装置１の拡張態様と、非拡張態様とについては、後に詳述する。

（温度調節装置１の機能及び用途）
図１及び図２に示す温度調節装置１は、被温度調節物の温度を調節するためのものである。具体的には、本実施形態に係る温度調節装置１は、被温度調節物を冷却したり、暖めたりするためのものである。

被温度調節物の種類は、特に限定されない。被温度調節物は、例えば、生物であってもよいし、無生物であってもよい。すなわち、温度調節装置１は、生物の温度調節に使用することもできるし、無生物の温度調節に用いることもできる。温度調節装置１は、例えば、人間やペット等の動物の体温調節、なかでも、ペット等の体温調節に特に好適に用いられる。以下、本実施形態では、温度調節装置１が、動物の温度を調節する装置、具体的には、動物を冷やしたり、暖めたりする装置である例について説明する。

（温度調節装置１の概略構成）
図１に示すように、温度調節装置１は、温度制御部１０と、温度調節シート２０とを備える。

温度調節シート２０は、温度調節面２０ａを有する。温度調節面２０ａは、動物と接触して、動物の温度調節をする面（動物を冷やしたり、暖めたりする面）である。すなわち、温度調節面２０ａの上に動物が座ったり寝転んだりして動物が温度調節面２０ａと接触することにより、動物が冷やされたり、暖められたりする。

温度制御部１０は、温度調節シート２０の温度を制御する。例えば、温度制御部１０は、温度調節シート２０を冷やしたり、暖めたり、温度調節シート２０の温度を保持したりする。温度制御部１０は、操作者が温度制御情報を入力可能である。ここで、温度制御情報とは、温度調節面２０ａの温度を制御するための情報である。温度制御情報は、例えば、温度調節面２０ａをある温度に保持するという情報であってもよいし、温度調節面２０ａの設定温度のタイミングチャートであってもよい。

温度制御部１０は、例えば、操作者が操作可能な操作部を有しており、その操作部を操作することにより温度制御情報が入力可能であってもよい。温度制御部１０は、例えば、ネットワークを経由して接続された端末（例えば、携帯電話、タブレットパーソナルコンピューター等の移動情報端末やパーソナルコンピューター等）から温度制御情報の入力が可能に構成されていてもよい。

図３に示すように、温度制御部１０は、筐体１１と、温度制御機構１２とを有する。筐体１１は、温度制御機構１２等を収納している。温度制御機構１２は、温度調節シート２０と接続されている（詳細には、温度調節シート２０のうち、後述するベースシート２１に接続されている。）。温度制御機構１２は、温度調節シート２０の温度を制御する。詳細には、温度制御機構１２は、温度調節シート２０を冷やしたり、暖めたりする。

温度制御機構１２は、ペルチェ素子１３と、ヒートシンク１４とを有する。

ペルチェ素子１３は、温度調節シート２０を冷却したり、加熱したりすることができる。詳細には、ペルチェ素子１３を流れる電流の向きや大きさを調節することにより、ペルチェ素子１３の温度を変化させることができ、その結果、温度調節シート２０を冷却したり、加熱したりすることができる。

ヒートシンク１４は、ペルチェ素子１３と接触している。ヒートシンク１４は、ペルチェ素子１３の熱を放熱する放熱体である。ヒートシンク１４は、空冷方式のヒートシンクであってもよいし、水冷方式のヒートシンクであってもよい。

（温度調節シート２０）
次に、温度調節シート２０の構成について説明する。図１及び図２に示すように、温度調節シート２０は、ベースシート２１と、拡張シート２２とを有する。

ベースシート２１は、温度制御部１０に接続されている。ベースシート２１は、温度制御部１０に対して着脱不能である。ベースシート２１と温度制御部１０とは、装置本体２を構成している。

図３に示すように、ベースシート２１は、温度制御機構１２に直接接続されている。ベースシート２１は、温度制御機構１２によって直接冷やされたり、直接暖められたりする。

ベースシート２１は、温度制御機構１２によって温度調節可能なシートである限りにおいて特に限定されない。ベースシート２１は、例えば、剛体であってもよし、可撓性を有するシートであってもよい。ベースシート２１は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金のような金属により構成された金属板、ゾル状またはゲル状の蓄熱材（例えば、保冷剤を含む。）を含むゲルシート等により構成することができる。以下、本実施形態では、ベースシート２１が金属板により構成されている例について説明する。

なお、本発明において、「シート」とは、厚み寸法が、幅寸法や長さ寸法よりも小さな部材全般を含むものとする。「シート」は、剛体であってもよいし、可撓性を有する部材であってもよい。「シート」には、例えば、厚みが０．１ｍｍ～１０ｃｍ程度の、剛性を有する、または可撓性を有する部材が含まれるものとする。

ベースシート２１は、第１温度調節面２１ａを有する。この第１温度調節面２１ａは、温度調節面２０ａに含まれる。後に詳述するように、本実施形態においては、第１温度調節面２１ａは、非拡張態様において、動物を冷却または加温する温度調節面２０ａを単独で構成する。第１温度調節面２１ａは、拡張態様において、温度調節面２０ａを構成せず、温度伝達面として機能する。

本実施形態では、ベースシート２１が金属板により構成されている。このため、第１温度調節面２１ａは、平面状である。例えば、ベースシート２１が、可撓性を有するシートや変形可能なシートにより構成されている場合は、第１温度調節面２１ａは、変形可能な面である。この場合、動物が第１温度調節面２１ａ上に着座等したときに動物と第１温度調節面２１ａとの接触面積を大きくすることができる。

本実施形態では、ベースシート２１が矩形板状である。第１温度調節面２１ａは、略矩形状である。但し、本発明において、ベースシート及び第１温度調節面のそれぞれの形状は、限定されない。ベースシートは、例えば、平面視形状が多角形状、円形状、長円状、楕円形状等であるシートであってもよい。第１温度調節面は、例えば、多角形状、円形状、長円状、楕円形状等であってもよい。

図４は、第１実施形態に係る温度調節装置の模式的分解正面図である。図５は、第１実施形態における拡張シートの模式的斜視図である。

図１、図２及び図４に示すように、温度調節シート２０は、拡張シート２２を有する。拡張シート２２は、ベースシート２１よりも大面積である。図４に示すように、拡張シート２２は、装置本体２、詳細には、ベースシート２１に対して着脱可能である。拡張シート２２は、ベースシート２１に対して熱的に接続可能である。

具体的には、拡張シート２２は、第１主面２２ａと、第２主面２２ｂとを有する。第１主面２２ａは、第１温度調節面２１ａよりも大面積である。図１及び図２に示すように、拡張シート２２が装置本体２に取り付けられた状態において、第１主面２２ａは、ベースシート２１とは反対側に位置している。第２主面２２ｂは、ベースシート２１側に位置している。

第１主面２２ａは、第２温度調節面２３を構成している。この第２温度調節面２３は、温度調節面２０ａに含まれる。後に詳述するように、本実施形態においては、第２温度調節面２３は、拡張態様において、動物を冷却または加温する温度調節面２１ａを単独で構成する。第２温度調節面２３は、非拡張態様において、温度調節面２０ａを構成しない。

第２主面２２ｂの幅方向における略中央部には、凹部が形成されている。第２主面２２ｂの凹部の底面を構成している部分２２ｂ１は、拡張態様において、温度伝達面を構成している第１温度調節面２１ａと接触する。すなわち、第２主面２２ｂの部分２２ｂ１は、ベースシート２１と接触する接触面を構成している。拡張態様においては、第２主面２２ｂの部分２２ｂ１と第１温度調節面２１ａとが面接触するため、ベースシート２１と拡張シート２２との間で熱交換が行われる。

温度調節装置１は、ベースシート２１と拡張シート２２とを固定可能な固定具をさらに備えていてもよい。

拡張シート２２は、熱伝導部を構成している熱伝導シート２４と、接地部を構成している断熱シート２５とを有する。熱伝導シート２４は、断熱シート２５よりも高い熱伝導率を有する。すなわち、熱伝導シート２４は、相対的に高い熱伝導率を有し、断熱シート２５は、相対的に低い熱伝導率を有する。従って、本実施形態では、拡張シート２２の接地部の熱伝導率が、熱伝導部の熱伝導率よりも低い。拡張シート２２の接地部の熱伝導率は、熱伝導部の熱伝導率の１／１００以下であることが好ましく、１／１０００以下であることがより好ましい。

熱伝導シート２４は、例えば、剛体であってもよし、可撓性を有するシートであってもよい。熱伝導シート２４は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金のような金属により構成された金属板、ゾル状またはゲル状の蓄熱材（例えば、保冷剤を含む。）を含むゲルシート等により構成することができる。以下、本実施形態では、熱伝導シート２４が金属板により構成されている例について説明する。

熱伝導シート２４は、第１主面２２ａ（第２温度調節面２３）と、第２主面２２ｂの部分２２ｂ１とを構成している。

断熱シート２５は、熱伝導シート２４の第２主面２２ｂの部分２２ｂ１以外の部分に固定されている。断熱シート２５は、拡張態様において、断熱シート２５の第２主面２２ｂのうち、ベースシート２１と接触する部分を除いた部分に固定されている。断熱シート２５は、拡張態様において、温度調節装置１の接地面に対して接地する。

断熱シート２５の材質は、特に限定されない。断熱シート２５は、例えば、発泡スチロールまたは発砲ウレタン等により構成することができる。

なお、本実施形態では、断熱シート２５と熱伝導シート２４とが別の部材により構成されている例について説明する。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、接地部と熱伝導部とが一体に設けられていてもよい。接地部と熱伝導部とが実質的に同一の材料により構成されていてもよい。

（非拡張態様と拡張態様）
温度調節装置１は、非拡張態様と拡張態様との少なくともふたつの態様で使用可能である。次に、主として図１、２及び６を参照して、非拡張態様と拡張態様について説明する。

（非拡張態様）
図６に温度調節装置１の非拡張態様を示す。非拡張態様は、小型の動物の温度を調節する際に好適な態様である。図６に示すように、非拡張態様では、拡張シート２２を使用せず、ベースシート２１を有する装置本体２のみを使用する。このため、温度調節面２０ａは、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａにより構成される。非拡張態様においては、拡張シート２２はベースシート２１と実質的に熱交換不能に隔離されている。拡張シート２２は、装置本体２とは別に、収納されている。

（拡張態様）
図１及び図２に温度調節装置１の拡張態様を示す。拡張態様は、大型の動物の温度を調節する際に好適な態様である。図１及び図２に示すように、拡張態様では、拡張シート２２がベースシート２１の上に配置され、拡張シート２２とベースシート２１とが熱的に接続される。このため、拡張態様では、温度調節面２０ａは、第１温度調節面２１ａよりも大面積な、拡張シート２２の第２温度調節面２３（第１主面２２ａ）により構成される。このように、拡張シート２２を用いることにより、温度調節面２０ａが拡張可能である。拡張シート２２により温度調節面２０ａが拡張されていない非拡張態様においてよりも、拡張シート２２により温度調節面２０ａが拡張されている拡張態様においての方が、拡張シート２２とベースシート２１との間の熱伝導率が高い。具体的には、非拡張態様においては、拡張シート２２とベースシート２１との間で熱伝導が実質的に生じないのに対して、拡張態様においては、拡張シート２２とベースシート２１との間で熱伝導が生じる。このため、拡張態様においては、拡張シート２２の温度を、温度制御部１０によって制御することができる。

以上説明したように、温度調節装置１は、温度制御部１０に接続されたベースシート２１に対して熱的に接続可能であり、温度調節面２０ａを拡張可能な拡張シート２２を有する。このため、例えば小型の動物の温度調節を行いたいときなどのように、温度調節面２０ａが小さくてもよい場合は、拡張シート２２を用いず、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａにより温度調節面２０ａを構成することができる。よって、例えば、小型の動物の温度調節を行うときに、温度調節装置１の占有面積を小さくし得る。

例えば、大型の動物の温度調節を行いたいときには、拡張シート２２を用いて温度調節面２０ａを拡張することができる。従って、温度調節装置１は、温度調節対象となる動物が小型であるときにも大型であるときにも好適である。さらに、拡張シート２２がベースシート２１に対して着脱可能であるため、温度調節装置１の収納スペースを小さくし得る。

温度調節装置１では、非拡張態様においては、拡張シート２２がベースシート２１に熱的に接続されていない。温度制御部１０は、ベースシート２１のみの温度を制御する。このため、非拡張態様における温度調節装置１の駆動電力の増大を抑制し得る。

温度調節装置１では、拡張シート２２の接地面を構成している接地部が、熱伝導部を構成している熱伝導シート２４よりも熱伝導率が低い、断熱シート２５により構成されている。このため、拡張シート２２が受ける、温度調節装置１の配置面からの熱的影響を小さくできる。例えば、拡張シート２２が配置面により不所望に冷却されたり、加熱されたりしにくい。従って、拡張態様における温度調節装置１の駆動電力の増大を抑制し得る。

以下、本発明の好ましい実施形態の他の例について説明する。以下の説明において、上記第１実施形態と実質的に共通の機能を有する部材を共通の符号で参照し、説明を省略する。

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る温度調節装置１ａ（非拡張態様）の模式的正面図である。図８は、第２実施形態に係る温度調節装置１ａ（拡張態様）の模式的正面図である。

第１実施形態では、ベースシート２１と拡張シート２２とが着脱可能である例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。図７及び図８に示す温度調節装置１ａでは、拡張シート２２は、ベースシート２１に対して着脱不能である。

拡張シート２２は、ベースシート２１に対してベースシート２１の厚み方向に重なる第１ポジション（図７を参照。）と、第１ポジションに位置するときよりもベースシート２１と重なる部分の面積が小さな第２ポジションとの間でスライド可能である。

図７に示すように、非拡張態様においては、拡張シート２２は、第１ポジションに位置している。非拡張態様においては、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａの全体の上に拡張シート２２が位置している。拡張シート２２の第２主面２２ｂは、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａと面接触している。このため、温度制御部１０により拡張シート２２の温度が制御可能である。

非拡張態様においては、温度調節面２０ａは、拡張シート２２の第１主面２２ａ（第２温度調節面２３）単独により構成される。

図８に示すように、拡張態様においては、拡張シート２２は、第２ポジションに位置している。拡張態様においては、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａの大部分が拡張シート２２から露出しており、第１温度調節面２１ａの幅方向における端部と拡張シート２２とが面接触している。このため、拡張態様においても、温度制御部１０により拡張シート２２の温度が制御可能である。

拡張態様においては、温度調節面２０ａは、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａの一部分と、拡張シート２２の第１主面２２ａ（第２温度調節面２３）により構成される。

以上のように、本実施形態においても、拡張シート２２により温度調節面２０ａが拡張可能である。従って、本実施形態においても、上記第１実施形態と実質的に同様の効果が得られる。

本実施形態では、拡張シート２２が第１ポジションと第２ポジションとの間でスライド可能である。このため、温度調節面２０ａを大きくしたいときには、拡張シート２２を第２ポジションに位置させ、収納する際には拡張シート２２を第１ポジションに位置させることにより、収納容易性を高めることができる。

なお、第２実施形態では、非拡張態様において拡張シート２２がベースシート２１の上に位置し、拡張シート２２の第２温度調節面２３により温度調節面２０ａが構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。

例えば、非拡張態様において、拡張シート２２がベースシート２１の下に位置し、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａにより温度調節面２０ａが構成されてもよい。

（第３実施形態）
図９は、第３実施形態に係る温度調節装置１ｂ（非拡張態様）の模式的正面図である。図１０は、第３実施形態に係る温度調節装置１ｂ（拡張態様）の模式的正面図である。

第２実施形態では、拡張シート２２がベースシート２１に対してスライド可能である例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、拡張シート２２とベースシート２１とは、軸を中心として回転可能に接続されていてもよい。

図９及び図１０に示すように、第３実施形態に係る温度調節装置１ｂでは、拡張シート２２は、第１シート片２２Ａと、第２シート片２２Ｂとを有する。図９に示すように、第１シート片２２Ａと第２シート片２２Ｂとを有する拡張シート２２と、ベースシート２１とは実質的に同じ面積を有する。

第１シート片２２Ａは、幅方向における一方端に位置する回転軸Ａ１を中心として、ベースシート２１に対して回転可能である。第２シート片２２Ｂは、幅方向における他方端に位置する回転軸Ａ２を中心として、ベースシート２１に対して回転可能である。

図９に示すように、非拡張態様においては、第１シート片２２Ａ及び第２シート片２２Ｂがベースシート２１の上に位置している。非拡張態様においては、温度調節面２０ａは、第１シート片２２Ａの主面２２Ａ１と第２シート片２２Ｂの主面２２Ｂ１とにより構成される。

図１０に示すように、拡張態様においては、第１シート片２２Ａ及び第２シート片２２Ｂのそれぞれと、ベースシート２１とが並列に配列される。拡張態様においては、温度調節面２０ａは、第１シート片２２Ａの主面２２Ａ２と、第２シート片２２Ｂの主面２２Ｂ２と、ベースシート２１の第１温度調節面２１ａとにより構成される。

以上のように、本実施形態においても、拡張シート２２により温度調節面２０ａが拡張可能である。従って、本実施形態においても、上記第１実施形態及び第２実施形態と実質的に同様の効果が得られる。

なお、本実施形態では、拡張シート２２が、それぞれがベースシート２１に対して回転可能な複数のシート片２２Ａ、２２Ｂにより構成されている例について説明した。但し、本発明は、この構成に限定されない。例えば、一体に設けられた拡張シート２２が、回転軸Ａ１または回転軸Ａ２を中心に回転可能であってもよい。

１、１ａ、１ｂ 温度調節装置
１０ 温度制御部
２０ 温度調節シート
２１ ベースシート
２２ 拡張シート
２４ 熱伝導シート
２５ 断熱シート

Claims (7)

1. 温度調節面を有する温度調節シートと、
   前記温度調節シートの温度を制御する温度制御部と、
   を備え、
   前記温度調節シートは、
   前記温度制御部に接続されたベースシートと、
   前記ベースシートに対して熱的に接続可能であり、前記温度調節面を拡張可能な拡張シートと、
   を有し、
   前記拡張シートは、
   前記ベースシートと接触する接触面と、前記温度調節面とを含む熱伝導部と、
   前記熱伝導部に接続されており、接地面を有する接地部と、
   を有し、
   前記接地部の熱伝導率が、前記熱伝導部の熱伝導率よりも低い、温度調節装置。
2. 前記拡張シートは、前記ベースシートに対して着脱可能である、請求項１に記載の温度調節装置。
3. 温度調節面を有する温度調節シートと、
   前記温度調節シートの温度を制御する温度制御部と、
   を備え、
   前記温度調節シートは、
   前記温度制御部に接続されたベースシートと、
   前記ベースシートに対して熱的に接続可能であり、前記温度調節面を拡張可能な拡張シートと、
   を有し、
   前記拡張シートは、前記ベースシートに対して前記ベースシートの厚み方向に重なる第１ポジションと、前記第１ポジションに位置するときよりも前記ベースシートと重なる部分の面積が小さな第２ポジションとの間でスライド可能である、温度調節装置。
4. 前記拡張シートと、前記ベースシートとは、軸を中心として回転可能に接続されている、請求項１に記載の温度調節装置。
5. 前記拡張シート及び前記ベースシートの少なくとも一方が、可撓性を有するシートにより構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載の温度調節装置。
6. 前記拡張シート及び前記ベースシートの少なくとも一方は、蓄熱材を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載の温度調節装置。
7. 動物の体温調節に用いられる、請求項１～６のいずれか一項に記載の温度調節装置。

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