(57)【要約】      （修正有）【課題】超高温環境あるいは極寒環境の下でも生活あるいは作業が可能な理想的な体感温度が得られる放射線（セシウム１３７より出るガンマー線）遮蔽機能付冷暖房機能付ベストの提供。【解決手段】半導体から得た熱エネルギー（高熱、低熱）を熱交換による冷気あるいは暖気の生成装置と外気温をある程度遮断可能なゴム組織の中に無数の気泡を封じ込めた素材から構成された着衣、あるいは柔軟性発泡樹脂製着衣の中に半導体冷気熱気生成装置から生成された冷気（暖気）を熱源に構成された冷暖房機能付ベスト。放射能を完全遮断する物質（単体で）は現時点では地球上に存在しないと思うが、ゴム組織に重金属粉黛を含浸することのより放射線の直進を妨げることで重金属粉黛含新浸素材で構成された放射線遮蔽機能付ベスト。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セミコン・ヒートユニットと称する携帯用小型半導体熱交換熱エネルギー生成装置であって、当該熱生成装置から生成された高熱あるいは低熱を気体や他の媒体に熱交換することで理想的な体感温度が得られる冷暖房機能付ベストの熱源であって、
当該セミコン・ヒートユニットは、半導体素子に直流電流を流すことで、該半導体に温度差が生じる半導体特有の物性を応用した発熱装置であり、該セミコン・ヒートユニットの概要構造は半導体素子の両側に蓄熱用のステンレスあるいはアルミ、銅板，真鍮板製の蓄熱板２枚を備え、一方の蓄熱板には放熱側高熱が蓄積され、他方の蓄熱板には、吸熱側低温が蓄熱されるセミコン・ヒートユニットであって、
当該セミコン・ヒートユニットの熱源で機能する冷暖房機能付ベストの素材は、組織内部に無数の相互に独立した極小気泡を含浸させたゴム製素材あるいはフレキシブル発泡樹脂製素材から構成されたベストであって、
上記のセミコン・ヒートユニットから生成された熱エネルギーが冷気（又は暖気）に熱交換されて空冷式（空暖式）熱源に、上述した断熱性素材からベストが構成されていることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項２】
前項記載の冷暖房機能付ベストは、素材内部に無数の気泡を含浸内蔵することで気泡が個々に独立したセルとして存在するため、非常に高い精度の断熱効果をもつことを特徴とした冷暖房機能付ベスト。
【請求項３】
ゴム組織内部に重金属粉黛を含浸させることで重金属粉黛と気泡の混合複合体となる。この複合体の中を放射線（ガンマー線）が透過する際、重金属粉黛により遮光反射することで透過し難くくなる。セミコン・ヒートユニットと気泡充填及び重金属粉黛含浸複合素材によりセシウム１３７放射ガンマー線遮蔽機能と冷暖房機能をもつことを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項４】
請求項１記載のセミコン・ヒートユニットは、請求項１記載通り、高熱、低熱生成装置である。生成した高熱も低熱もそれぞれの蓄熱板に蓄えられる。この蓄熱利用に、廃棄処分にするために蓄熱板の外側にヒートシンクあるいはヒートパイプを備え熱交換及び廃熱処分が可能し易くなるためのセミコン・ヒートユニットから構成されていることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項５】
請求項１記載のセミコン・ヒートユニットの半導体素子の電極を陽極から陰極に逆に陰極から陽極に変更することで放熱と吸熱が変更する。同一製品で電極を変更するだけで高温用にも低温用にも使用できることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項６】
半導体ヒートユニットから生成された熱エネルギーは、半導体素子の両側に備えられた金属製蓄熱板から熱交換によりそれぞれの伝熱媒体を介して人体を冷却したり加温することで体感温度を調整する。高熱蓄熱板からは人体加温用高温を、低熱蓄熱板からは人体冷却用低温を体温調整用に使用することを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項７】
前項記載の冷暖房機能付ベストの素材の軽量化のためにゴム材の他に柔軟性発砲樹脂材で構成されるベストでも冷暖房機能を十分発揮できることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項８】
請求項１記載の冷暖房機能付ベストは、請求項８記載のゴム組織の中に重金属粉黛含浸素材に代わって重金属粉体を含まないゴム製素材あるいは発泡樹脂にかわることで放射線遮蔽機能を持たないことを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項９】
請求項１記載の冷暖房機能付ベストは、ベストの幅は２０ミリ以上の分厚い発泡性樹脂製もある。この分厚いベスト素材の要所要所に請求項１記載のヒートユニット収納固定するための窓状のスペース空間をあけて、この空間にヒートユニットが収納固定することで安定した冷暖房機能を発揮することを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項１０】
前項記載の冷暖房機能付ベストには、通気性ゼロの極薄素材からなるものもあり二重構造で間に冷気（又は暖気）が充填される冷暖房機能付ベスト。
【請求項１１】
ガンマー線に限らずアルファー線、ベーター線、Ｘ線、中性子も遮蔽可能であることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項１２】
請求項１記載の冷暖房機能付ベストの供給消費エネルギーはＤＣ１２Ｖ、５Ａ以下の電気のみで、Ｃｏ２や有害ガスの類が発生しないので完全機密性防護服の内部に着用することも、水中内での使用も可能であることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項１３】
請求項１記載のガンマー線遮蔽機能付冷暖房ベストは、元来、人体冷却・加温目的に開発されたが開発者の自由な発想と理念に基づきベスト以外のあらゆる目的に転用可能であることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項１４】
請求項１記載の冷暖房機能付ベストは、前述した通りあらゆる目的に使用可能であるが、電気自動車及び小型車両、車椅子乳母車の冷暖房機能後付タイプ冷暖房機能付シートカバー用に改良可能であることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項１５】
前項記載の同じ発想、理念に基づき、病人、高齢者、新生児用冷暖房機能付ベッドパット及び健常者用エアコン不要冷暖房機能付ベッドパット用に改良可能であることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【請求項１６】
前項記載の発想、理念に基づきペット用冷暖房機能付部屋マット及び屋外宿泊者用冷暖房機能付寝袋等も改良可能であることを特徴とする冷暖房機能付ベスト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  超高温環境内で働いたり生活する方の熱中症解決のために人体を冷却するための人体冷却着衣の冷却ノウハウ、熱源・素材に関する開発技術分野と厳寒環境内で生活する方の耐寒対策としての人体加温着衣に関する技術分野。【０００２】  放射線汚染地域あるいはインフルエンザなどの感染症パンデミック指定地域で完全密閉型防護服着用者の熱中症対策温度調整機能及び放射線遮蔽対策技術分野。
【背景技術】
【０００３】  猛暑や極寒環境の中で作業や生活する方のため、体感温度を調整するためのクールジャケットやホットジャケットの類は従来も存在した。係る冷暖房機能付ジャケット類は、保冷剤や蓄熱材を作業服や下着のポケットなどに収納したものだった。熱エネルギー源が蓄冷材や蓄熱材のため時間の経過と共に冷却力や保温力が減衰します。２０分前後で失効しますので頻繁に取り替えるなどの欠陥から逃れられない難がある。（例えば、特許文献１参照）。【０００４】  業務用として、冷気をコンプレッサーで生成して専用ホースで送風する方法もある由ですが発電機、コンプレッサーなどの重機を必要とするので高価であることや危険が伴うなどの欠陥もあった。【０００５】  暖房用として昔から懐炉がった、最近では鉄粉の酸化による発熱を利用した小型加熱商品（使い捨てカイロ）等がもある。取り扱いが簡単などの利便性があるが公害を巻き散らすので廃棄処分に難がある。【０００６】  原子力発電所事故は２０年も前にチェリノブイリとスリーマイル島にあったが、２０年以上も前でしたので参考資料に乏しい由。現存する参考資料を頼りに放射線遮蔽ベストと冷暖房機能付ベストを開発した。
【特許文献１】  実用新案登録第３１２６２２４号
【特許文献２】  実用新案登録第３１７２４４９号
【特許文献３】  実用新案登録第３１７２１３５号
【特許文献４】  特願２０１２−１０８８８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  本発明は、上述したような問題に鑑みなされたものである。従来のような熱源（保冷材や蓄熱材）では、時間の経過と共に保冷力や保温力が減衰することはやむを得ない。この解決策として常に減衰した熱エネルギーを補給するために携帯型半導体冷気・暖気生成装置（通称：セミコンヒートユニット）を開発した。冷暖気の熱容量が足りない場合は、セミコン・ヒートユニットを数箇所の備えることで熱容量不足を解消する。熱容量の減衰分をセミコン・ヒートユニット数個備えて熱エネルギーを補給する冷暖房機能付ベストの提供。【０００８】  従来の課題のひとつに体感温度調整のために、保冷剤や蓄熱材を下着のポケットなどに収納して携帯したため形態量に限度があったり、保冷剤が直接接する部分は冷過ぎたりして体感感覚にムラ（場所により体感温度の違い）があった。これは生理的に大きな障害を引き起こした。今回は、熱伝媒体に冷気・暖気を採用したことで人体表面が同温度でみたされるので体感温度が一様になったことで体感温度のムラが解消した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  本発明は、周囲の環境温度に関係なく常に理想的な体感温度を保つために超高温環境内、あるいは極寒環境内で理想的な体感温度を得るための熱源の開発と熱中症（又は凍傷）対策としての人体冷却（加温）着衣の開発、そして放射線をできるだけ遮蔽可能な人体冷却（加温）着衣の開発が大きな課題であった。この課題を解決するためのための手段として下記の手段を講じた開発に成功した。【００１０】  課題解決の最初の手段である熱源は、セミコン・ヒートユニットと称する半導体熱交換による高熱・低熱の発生装置の開発である。この装置は、中央に備えた半導体素子に直流電流を流すことで半導体素子の両側の放熱側に高熱を、吸熱側に低熱を発生させる装置である。ここで生成した高熱と低熱を蓄熱するために当該半導体素子の両側に２枚の金属製蓄熱板を備えたセミコン・ヒートユニットであって、２枚の蓄熱板に蓄熱された熱エネルギーの内、一方は利用され他方は廃棄処分にする必要があるので該蓄熱板にはヒートパイプあるいは送風機付ヒートシンクを備えたセミコン・ヒートユニットである。当該ヒートパイプあるいは送風機により、不必要熱エネルギーを廃棄性分にし、必要熱エネルギーはヒートシンクとファンモーターの働きで熱交換することで利用される。以上の過程で、ヒートパイプあるいはファン付送風機を介して不必要熱エネルギーを移動廃棄処分あるは拡散放置して必要エネルギーだけを取り出す装置を開発して従来の保冷剤や蓄熱材に代わったことで熱源の課題は解決された。【００１１】従来の熱源の一種である保冷剤（蓄冷材）は、外部を不織布で構成された袋状内部に吸水性高分子化合物ポリマーがゲル状態で内蔵された機密性パットである。凍結すれば氷塊なり、溶解しても液化せずゲル状態に戻るため保冷剤に、加熱すれば蓄熱材として利用されてきたが時間の経過と共に保冷力も保温力も減衰する欠陥を補うために前記半導体ヒートユニットを開発した。【００１２】  次の課題は、冷暖房ベストの素材に関する件、人体を冷やすにしろ暖めるにしろ外気を遮断する必要がある。ベスト素材にゴムあるいは柔軟多孔性発泡樹脂を選び、ゴム素材に気泡を封じ込めた多孔性構造体あるいは柔軟性発泡樹脂製とすることで、それぞれ相互に独立した気泡が極めて高い断熱性をもたらした。価格的に安価なウレタン樹脂等で断熱材の課題は解決された。【００１３】  従来のクールジャケットの冷源は、保冷（蓄冷）剤である。これは氷の一種だから接している部分の体感温度は３〜４℃である。少し離れれば通常の外温となる。この不均衡の温度差が生理的に人体を阻害する。高ずれば頭痛、嘔吐感を催す。対して、当該ヒートユニット式冷暖房機能付ベスト素材の要所要所に当該ヒートユニットが挿入設置され、ベストの表面から体表に向かって冷気（又は暖気）が噴射され体全体に冷気（暖気）により一様に冷やされた暖めたりすることにより体感温度の不均衡（ムレ）が解消され、保冷剤による欠陥が解決された冷暖房機能付ベストの提供。
【発明の効果】
【００１４】  上述したセミコン・ヒートユニットがタバコ箱サイズに、２１０ｇの重量ほどのコンパクトなったことにより用途が大きく拡大された。従来は考えられなかった鉄塔の天辺や原子炉内、水中での作業が可能となった。その他、完全密閉型消火服、化学防護服の内部での着用も可能となった。【００１５】  熱源が半導体なので燃焼によるＣｏ２その他有害・有毒ガスの発生とも無縁な自然にやさしいエコ技術であること。【００１６】  消費電力も最大で４８Ｗ（ＤＣ１２Ｖ，４Ａ）以下である。一般家庭用１００Ｖでもアダプターで降電することで一般家庭用でも車両搭載バッテリーからでも使用可能。屋外での使用の場合は、バッテリーで使用すれば何処に居ても使用可能である。【００１７】  今回の東京電力福島原子力発電所原子炉溶解事件は、約１年４ヶ月経過した今日、復旧作業どころ内部もほとんど解明しておりません。年間何十万人の作業員で２０年以上かかると米国では試算している由。日本の関係者は試算どころか見通しも立たない状況と聞いています。復旧作業は、猛暑と放射線量の高い環境下で行うことだけは間違いありません。本発明の目的は、人体冷却あるいは人体加温して理想的な体感温度にするための冷暖房機能付ベストの開発にありました。どうやら目的だけは全うできそうです。その意味での発明の効果は高いと自負している。【００１８】  前項の関連事項であるが、今回の開発には熱中症（凍傷）対策の他に、放射線遮蔽する目的もあった。開発依頼先の話では、米軍がベトナムと中東湾岸戦争時に使用した兵器に含まれた劣化ウラン撤去の際の放射線遮蔽であった。今回の福島の場合は、セシウム１３７からのガンマー線である。規模が余りに違いすぎるので結果の程は実行してみないとわからないのが事実である。意外と効果があるかもしれないし、無いよりはマシ程度かも知れない。
【発明を実施する最良の形態】
【００１９】  本発明は、周囲の環境温度に応じた理想的な体感温度を提供するために人体を冷やしたりあるいは暖めたりするために半導体熱源による熱エネルギー生成装置に関する技術及び、ここで生成された高熱あるいは低熱を冷気あるいは暖気に熱変換する技術の形態の説明。次に本発明に係わる冷暖房機能付ベストの素材に関する形態と論理的説明である。基本原料であるゴム材の場合は、ゴム組織内部に無数の気泡を含浸させた多孔質ゴムを原料で構成した冷暖房機能付ベストの概略図と説明。最後に、放射線遮蔽機能付冷暖房機能ベストの素材の概要説明を補足説明した。尚、本発明は同一システムで電極を交換することで冷却、加温のいずれにも使用可能であるが、説明の都合上。主として冷却に関して説明する。
【実用例１】
【００２０】  図１は、本発明に係わる半導体を熱源とした小型半導体熱交換冷気・暖気生成装置である「セミコン・ヒートユニット」の概略図である。
図２は、冷暖房機能付ベスト素材の概要略図である。
図３は、放射線遮蔽機能付ベスト素材の概要外略図である。
図４は、放射線遮蔽及び冷暖房機能付ベストの内の最もポピュラーな形態である一体型（ワンピース型）の表側の概要略図である。
図５は、図４の裏側の概要略図である。大きな違いは、裏側には人体冷却用冷気有袋が備えてある点。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本発明の根幹に係わる熱エネルギー（冷気・暖気）生成装置「セミコン・ヒートユニット」の内部透視概略図である。図面に沿って説明する。中央に熱源半導体素子（１）を、その両側（図では上下）に蓄熱板（２）と蓄熱板（３）を備え吸熱側板（２）には低熱が、放熱側板（３）には高熱が蓄積される。吸熱側はヒートシンク（４）により熱交換され、ファン付送風機（６）で冷気と成った熱エネルギーは、出口（（８）から冷暖房機能付ベストに導かれる。対して、放熱側蓄熱板（３）に蓄熱された高温は、ヒートシンク（５）により降温されファン付送風機（７）でもって外部に拡散される。当ヒートユニットで重要な要素は、２個の蓄熱板：（２）と（３）に挟まれた空間に精度の高い断熱材（９）で持って埋め尽くさなければならない。空間のままにしておくと放熱側蓄熱板（３）の高温が吸熱側蓄熱板（２）に移動するのを防ぐためである。重要なファクターである。
【図２】図２は、本発明に係わる冷暖房機能付ベストの素材の部分概略図である。素材はゴム材をベースに気泡を十分に含浸することで極めて精度の高い断熱性を持つ事で外気の超高温や超低温を防ぐための素材である。
【図３】図３は、放射線遮蔽冷暖房機能付ベストの素材の断面概略図である。上から亜鉛練状含浸粉黛含有ゴムコーテング材、２層目がタングステン粉黛こーテングゴム材、３層目がチタニューム粉黛含浸ゴムこーテング材の３層からなるゴムを基本とする複合遮蔽材。当放射線遮蔽材は、放射線（セシウム１３７放出ガンマー線）の直進を妨げ遮蔽反射及び乱反射することで人体貫通は避けられるように開発したがテストの結果は、まだまだ改良の必要ありと考えている。劣化ウラン残存物捜索現場では使用が予定されている。福島原発溶解事故復旧作業開始までには完成させたいと研究中。
【図４】図４は、本発明に係わる、放射線遮蔽機能及び冷暖房機能付ベストの表側（身体に接しない側）の概略図である。
【図５】図５は、身体に接する内側の概要略図である。上記の表側との違いは、こちら側には身体冷却又は、加温用の冷気（暖気）の充填送流用の有袋が備えてある。
【符号の説明】
【００２２】１．半導体素子（熱源：ペルチェ素子）
２．吸熱側蓄熱板（低熱）
３．放熱側蓄熱板（高熱）
４．吸熱側ヒートシンク
５．放熱側ヒートシンク
６．吸熱側（低温）送風ファン
７．放熱側（高温）送風ファン
８．低温出口
９．断熱材
１０．冷暖房機能付ベスト用素材（組織内気泡含浸ゴム材）
１１．放射線遮蔽機能及び冷暖房機能付ベスト亜鉛粉黛含浸複合素材
１２．タングステン粉黛含浸複合素材
１３．チタン粉黛含浸複合素材
１４．ベラクロ接着テープ
１５．人体冷却用冷気充填送流有袋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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