(57)【要約】      （修正有）【課題】消費電力を削減してエネルギーを節約可能な加熱式ウェアラブル装置を提供する。【解決手段】加熱式ウェアラブル装置１０は、ウェアラブル装置本体１と、複数の加熱モジュール２と、回路基板３とを含む。加熱モジュールは、ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられ、防爆型電池２１と、加熱層２２と、高比熱被覆層２３とを含む。加熱層は、防爆型電池に電気的に接続され、防爆型電池に対応して設置される。高比熱被覆層は、防爆型電池と加熱層との間に挟まれ、対向する第１面及び第２面を有する。第１面は、前記防爆型電池に覆い貼り付けられ、第２面は、前記加熱層日に覆い貼り付けられる。回路基板は、ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられ、防爆型電池に電気的に接続される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱式ウェアラブル装置であって、
ウェアラブル装置本体と、
前記ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられ、防爆型電池と、前記防爆型電池に電気的に接続され、前記防爆型電池に対応して設置される加熱層と、前記防爆型電池と前記加熱層との間に挟まれる高比熱被覆層とを含む少なくとも１つの加熱モジュールと、
前記ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられ、前記防爆型電池に電気的に接続される回路基板と、を含み、
前記高比熱被覆層は、対向する第１面及び第２面を有し、
前記第１面は、前記防爆型電池に覆い貼り付けられ、
前記第２面は、前記加熱層に覆い貼り付けられることを特徴とする加熱式ウェアラブル装置。
【請求項２】
前記防爆型電池は、フレキシブルリチウムセラミック電池またはソリッドステート電池であり、
前記加熱層は、鉄、鋼または銅材料からなる金属糸を編み組んで得られ、
前記高比熱被覆層は、セラミック糸またはナイロン糸であることを特徴とする請求項１に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項３】
前記ウェアラブル装置本体は裏層を有し、
前記加熱層は、前記裏層に貼り合わされることを特徴とする請求項２に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項４】
前記回路基板には、コントローラが取り付けられ、
前記コントローラは、前記回路基板により、前記防爆型電池と前記加熱層とを電気的に導通させたり電気的に遮断させたりすることを特徴とする請求項３に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項５】
前記ウェアラブル装置本体はグローブであり、
前記グローブは、５つの指部及び腕部を有し、
加熱モジュールの数は５つであり、
各前記加熱モジュールは、各前記指部の内部に取り付けられ、
前記回路基板は、前記腕部の内部に取り付けられ、
前記裏層は、各前記指部の内面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項６】
前記ウェアラブル装置本体は靴下であり、
前記靴下は、足裏部、足甲部及び足首部を有し、
加熱モジュールの数は複数であり、
複数の前記加熱モジュールの一部は、前記足裏部の内部に取り付けられ、他の一部は、前記足甲部の内部に取り付けられ、
前記回路基板は、前記足首部の内部に取り付けられ、
前記裏層は、前記足裏部及び前記足甲部の内面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項７】
前記ウェアラブル装置本体は、ベストであり、
前記加熱モジュール及び前記回路基板は、前記ベストの内部に取り付けられ、
前記裏層は、前記ベストの内面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項８】
前記ウェアラブル装置本体は、スカーフであり、
前記加熱モジュール及び前記回路基板は、前記スカーフの内部に取り付けられ、
前記裏層は、前記スカーフの内面に形成されることを特徴とする請求項４に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項９】
前記回路基板に取り付けられ、ＵＳＢプラグを有するＵＳＢコネクタをさらに含むことを特徴とする請求項５乃至８のいずれか一項に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項１０】
前記ＵＳＢコネクタは、端部に前記ＵＳＢプラグが接続される延長伝送線をさらに含むことを特徴とする請求項９に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項１１】
前記回路基板に取り付けられ、ＵＳＢプラグを有するＵＳＢコネクタと、
前記ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられる固定台と、を含み、
前記加熱モジュールは、数が１つであり、前記固定台の一方側に固定接続され、
前記回路基板は、前記固定台の内部に配置され、
前記固定台には、前記ＵＳＢプラグを露出させる開口が設けられることを特徴とする請求項７または８に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【請求項１２】
前記ＵＳＢコネクタは、端部に前記ＵＳＢプラグが接続される延長伝送線をさらに含み、
前記延長伝送線の一部は、前記ＵＳＢプラグの前記開口から露出することを特徴とする請求項１１に記載の加熱式ウェアラブル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グローブ、靴下、スカーフなどのウェアラブル装置の加熱構造に関し、特に、加熱式ウェアラブル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
寒波、雪などの寒冷気候のため、加熱構造が取り付けられたグローブ、靴下、スカーフなどのウェアラブル装置は市販されている。これらのウェアラブル装置は熱源を供給して利用者の耐寒保温を支援する。なお、加熱構造としては、互いに電気的に接続されるリチウムイオン電池及びヒータシートが用いられる。リチウムイオン電池は、ヒータシートに給電してヒータシートを発熱させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、リチウムイオン電池は、製造材料によってヒータシートに近接して配置されることができない。このため、リチウムイオン電池は、ヒータシートから一定の安全距離をあけたり隔離したりして配置されることが多い。こうすることで、リチウムイオン電池を保護することができる。ところで、上記配置形態に伴って、取り付けスペースが過大で、組み立て工程が複雑で、熱源が集中しないなどの問題がある。
【０００４】
これに鑑みて、上記の従来技術に対し、特に研究に専念し、学理の運用を合わせて、上記の問題点の解決に尽力するのが、本発明の発明者の改良の目標となっている。
【０００５】
本発明の主な目的は、防爆型電池と加熱層とがより近接に組み立てられ、ヒータ線の放射熱を吸収するための蓄熱部としての高比熱被覆層で防爆型電池が被覆されることで、取り付けスペースを小さくし、組み立て工程を簡単にし、消費電力を削減し、エネルギーを節約し、熱源が集中するといった利点を有する加熱式ウェアラブル装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る加熱式ウェアラブル装置は、ウェアラブル装置本体と、少なくとも１つの加熱モジュールと、回路基板と、を含む。前記加熱モジュールは、前記ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられ、防爆型電池と、前記防爆型電池に電気的に接続され、前記防爆型電池に対応して設置される加熱層と、前記防爆型電池と前記加熱層との間に挟まれる高比熱被覆層とを含む。前記高比熱被覆層は、対向する第１面及び第２面を有する。前記第１面は、前記防爆型電池に覆い貼り付けられる。前記第２面は、前記加熱層に覆い貼り付けられる。前記回路基板は、前記ウェアラブル装置本体の内部に取り付けられ、前記防爆型電池に電気的に接続される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、高比熱被覆層の放射熱により既存の温度を維持し、防爆型電池と同じ容量当たりの使用時間を長くするほか、エネルギー保存の体積を減少させることで、ウェアラブル装置が消費電力を削減してエネルギーを節約するといった特徴を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明に係る加熱式ウェアラブル装置の第１実施形態の使用状態を示す図である。
【図２】本発明の加熱モジュールの第１実施形態の断面図である。
【図３】本発明に係る加熱式ウェアラブル装置の第２実施形態の使用状態を示す図である。
【図４】本発明に係る加熱式ウェアラブル装置の第３実施形態の使用状態を示す図である。
【図５】本発明の加熱モジュールの第２実施形態の使用状態を示す図である。
【図６】本発明の加熱モジュールの第３実施形態の使用状態を示す図である。
【図７】本発明に係る加熱式ウェアラブル装置の第４実施形態の使用状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、図面は、参照および説明用に過ぎず、決して本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１０】
図１は、本発明に係る加熱式ウェアラブル装置の第１実施形態の使用状態を示す図である。図２は、本発明の加熱モジュールの第１実施形態の断面図である。図１及び図２に示すように、本発明に係る加熱式ウェアラブル装置１０は、主にウェアラブル装置本体１、１つ以上の加熱モジュール２及び回路基板３を含む。
【００１１】
ウェアラブル装置本体１は、グローブ、靴下、ベスト、スカーフなどの、身に付けるものであってもよい。詳細には、ウェアラブル装置本体１は、裏層１１を有する。本実施形態のウェアラブル装置本体１はグローブ１２である。グローブ１２は、５つの指部１２１及び腕部１２２を有し、裏層１１が各指部１２１の内面に形成される。
【００１２】
本実施形態の加熱モジュール２の数は５つであるが、これに限定されない。５つの加熱モジュール２は、ウェアラブル装置本体１の内部に取り付けられる。各加熱モジュール２は、各指部１２１の内部に取り付けられる。
【００１３】
各加熱モジュール２は、防爆型電池２１、加熱層２２及び高比熱被覆層２３を含む。加熱層２２は、防爆型電池２１に電気的に接続されて裏層１１に貼り合わされ、防爆型電池２１に対応して設置される。高比熱被覆層２３は、防爆型電池２１と加熱層２２との間に挟まれ、対向する第１面２３１及び第２面２３２を有する。第１面２３１は、防爆型電池２１に覆い貼り付けられ、第２面２３２は、加熱層２２に覆い貼り付けられる。
【００１４】
また、防爆型電池２１は、フレキシブルリチウムセラミック電池（ＦＬＣＢ）またはソリッドステート電池（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｂａｔｔｅｒｙ，ＳＳＢ）であってもよい。なお、フレキシブルリチウムセラミック電池は、ＦＰＣフレキシブルプリント回路基板を電池基板及び封止材として、化学システムとしてのＦＰＣリチウムセラミック電池と合わせることで、厚さが０．３２〜０．３６ｍｍとなり、１５〜１７ｍｍの湾曲も可能であるほか、湾曲した状態でもフラット状態と同じ電気性能を維持可能であるとともにしわにならない。また、フレキシブルリチウムセラミック電池は、安全性が高くて、折り曲げやハンマー、メタルカットなどの物理的衝撃、または２００℃／１０ｍｉｎのオーブン、２５０℃のホットプレート、７００〜１３００℃の高温スプレーガンの燃焼などの高低温テスト及び他の電気性能破壊テストを受けても、火災や爆発、燃焼、液漏れなどの事故の発生を回避することができる。
【００１５】
また、加熱層２２は、鉄、鋼または銅材料からなるワイヤブレード、ポリイミドフィルムヒーター（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ  ｆｉｌｍ，ＰＩヒータ）またはＰＴＣ（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）セラミックヒータであってもよいが、これらに限定されない。また、高比熱被覆層２３は、セラミック糸またはナイロン糸である。なお、セラミック糸の比熱が約８４０Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）、ナイロン糸の比熱が約１７００Ｊ／（ｋｇ・Ｋ）であることで、セラミック糸またはナイロン糸は高熱まで加熱された後に放射熱を発するようになる。
【００１６】
回路基板３は、ウェアラブル装置本体１の内部に取り付けられ、防爆型電池２１に電気的に接続される。回路基板３には、コントローラ３１が取り付けられる。コントローラ３１は、回路基板３により、防爆型電池２１と加熱層２２とを電気的に導通させたり電気的に遮断させたりする。なお、本実施形態の回路基板３は、腕部１２２の内部に取り付けられる。
【００１７】
本発明に係る加熱式ウェアラブル装置１０は、ＵＳＢコネクタ４をさらに含む。ＵＳＢコネクタ４は、回路基板３に取り付けられ、ＵＳＢプラグ４１及び延長伝送線４２を有する。延長伝送線４２の端部には、ＵＳＢプラグ４１が接続される。ＵＳＢコネクタ４は、外部の充電器のプラグ１００に挿入されることで、外部電源による防爆型電池２１への給電を可能にする。
【００１８】
本発明に係る加熱式ウェアラブル装置１０の組み合わせでは、加熱モジュール２がウェアラブル装置本体１の内部に取り付けられ、加熱層２２が防爆型電池２１に電気的に接続されるとともに防爆型電池２１に対応して設置され、高比熱被覆層２３が防爆型電池２１と加熱層２２との間に挟まれるとともに対向する第１面２３１及び第２面２３２を有し、第１面２３１が防爆型電池２１に覆い貼り付けられ、第２面２３２が加熱層２２に覆い貼り付けられ、回路基板３がウェアラブル装置本体１の内部に取り付けられるとともに防爆型電池２１に電気的に接続される。
【００１９】
本発明に係る加熱式ウェアラブル装置１０の使用状態について説明する。防爆型電池２１と加熱層２２とがより近接に組み立てられ、ヒータ線の放射熱を吸収するための蓄熱部としての高比熱被覆層２３で防爆型電池２１が被覆されることで、加熱式ウェアラブル装置１０は、取り付けスペースを小さくし、組み立て工程を簡単にし、消費電力を削減し、エネルギーを節約し、熱源が集中するといった利点を有する。
【００２０】
また、回路が起動された直後に、防爆型電池２１は加熱層２２に電気的に導通し、これにより、加熱層２２によって裏層１１を直接加熱するとともに高比熱被覆層２３に対して加熱をする。
【００２１】
その後、回路が起動されてしばらくたった後、高比熱被覆層２３が高熱まで加熱されると放射熱を発し、裏層１１を二次加熱して裏層１１の温度をより上昇させる。
【００２２】
最後に、裏層１１の温度が再上昇する場合、コントローラ３１は、回路基板３により防爆型電池２１と加熱層２２とを電気的に遮断させ、これにより、加熱層２２による加熱を停止させる。このとき、高比熱被覆層２３の放射熱により既存の温度を維持し、防爆型電池２１と同じ容量当たりの使用時間を長くするほか、エネルギー保存の体積を減少させることで、ウェアラブル装置１０が消費電力を削減してエネルギーを節約するといった特徴を有する。
【００２３】
図３及び図４は、本発明に係る加熱式ウェアラブル装置１０の第２実施形態及び第３実施形態の使用状態を示す図である。図３及び図４で示される実施形態は、図１及び図２で示される実施形態とほぼ同じであるが、ウェアラブル装置本体１が靴下１３またはベスト１４であることで図１及び図２で示される実施形態と異なっている。なお、ウェアラブル装置本体１は、靴下１３またはベスト１４であってもよいが、これらに限定されず、グローブやスカーフなどの、身に付けるほかのものであってもよい。
【００２４】
図３に示すように、ウェアラブル装置本体１は、足裏部１３１、足甲部１３２及び足首部１３３を有する靴下１３である。加熱モジュール２の数は複数である。複数の加熱モジュール２の一部は、足裏部１３１の内部に取り付けられ、他の一部は、足甲部１３２の内部に取り付けられる。回路基板３は、足首部１３３の内部に取り付けられる。裏層１１は、足裏部１３１及び足甲部１３２の内面に形成される。
【００２５】
図４に示すように、ウェアラブル装置本体１は、ベスト１４である。加熱モジュール２及び回路基板３は、ベスト１４の内部に取り付けられる。裏層１１は、ベスト１４の内面に形成される。
【００２６】
また、図４に示すように、本実施形態のＵＳＢコネクタ４はＵＳＢプラグ４１のみを有する。図１及び図２で示される実施形態は、延長伝送線４２をさらに有する。延長伝送線４２の端部には、ＵＳＢプラグ４１が接続される。延長伝送線４２及びＵＳＢプラグ４１は、いずれも給電補助機能を有するが、延長伝送線４２によれば充電の利便性が高くなる。
【００２７】
図５は、本発明の加熱モジュール２の第２実施形態の使用状態を示す図である。図６は、本発明の加熱モジュール２の第３実施形態の使用状態を示す図である。図７は、本発明に係る加熱式ウェアラブル装置１０の第４実施形態の使用状態を示す図である。図５〜図７で示される実施形態は、図１〜図２で示される実施形態と略同じであるが、加熱式ウェアラブル装置１０が固定台５をさらに含むことで図１及び図２で示される実施形態と異なっている。
【００２８】
また、図５〜図７に示すように、加熱モジュール２の数は１つである。加熱モジュール２は、固定台５の一方側に固定接続される。回路基板３は、固定台５の内部に配置される。固定台５には、ＵＳＢプラグ４１を露出させる開口５１が設けられる。これにより、固定台５で回路基板３及びＵＳＢコネクタ４を保護することができる。
【００２９】
また、図５に示すように、本実施形態のＵＳＢコネクタ４はＵＳＢプラグ４１のみを有する。図６で示されるＵＳＢコネクタは、延長伝送線４２をさらに有する。延長伝送線４２の一部は、ＵＳＢプラグ４１の開口５１から露出する。延長伝送線４２の端部には、ＵＳＢプラグ４１が接続される。延長伝送線４２及びＵＳＢプラグ４１は、いずれも給電補助機能を有するが、延長伝送線４２によれば充電の利便性が高くなる。
【００３０】
また、図７に示すように、本実施形態のウェアラブル装置本体１は、スカーフ１５である。加熱モジュール２、回路基板３及び固定台５は、スカーフ１５の内部に取り付けられる。裏層１１は、スカーフ１５の内面に形成される。なお、ウェアラブル装置本体１はスカーフ１５に限定されず、グローブ、スカーフなどの、身に付けるほかのものであってもよい。
【００３１】
以上により、本発明に係る加熱式ウェアラブル装置は、同類の製品に見られず、公開使用もされていなく、しかも産業上の利用可能性、新規性および進歩性を備えていることから、発明特許の出願要件を完全に満たすため、ここに特許法に基づき特許を出願するものである。審査官殿には、発明者の権利が保障されるよう、詳査のうえ本件が特許査定されることを願う。
【符号の説明】
【００３２】
１０ 加熱式ウェアラブル装置
１ ウェアラブル装置本体
１１ 裏層
１２ グローブ
１２１ 指部
１２２ 腕部
１３ 靴下
１３１ 足裏部
１３２ 足甲部
１３３ 足首部
１４ ベスト
１５ スカーフ
２ 加熱モジュール
２１ 防爆型電池
２２ 加熱層
２３ 高比熱被覆層
２３１ 第１面
２３２ 第２面
３ 回路基板
３１ コントローラ
４ ＵＳＢコネクタ
４１ ＵＳＢプラグ
４２ 延長伝送線
５ 固定台
５１ 開口
１００ 充電器のプラグ
【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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【図６】
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【図７】
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