(57)【要約】【課題】長時間に亘って所定温度を維持することができるとともに、手間をかけずに蓄熱作業を行うことができ、しかも製造コストの低減を図ることのできる蓄熱体及びこの蓄熱体を用いたクッションを提供する。【解決手段】潜熱蓄熱材３０を構成する合成繊維群または天然繊維群の各繊維３１は粉体３２を有し、粉体３２の各粉粒３２ａは相変化する所定温度に長時間に亘って保持されるので、蓄熱体１０は長時間に亘って所定温度を維持することができる。また、加熱用部材２０は電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱可能であることから、蓄熱作業を行うために加熱用部材２０を電源に接続する必要がなく、手間をかけずに蓄熱作業を行うことができる。さらに、袋部材等で潜熱蓄熱材３０を密封する必要がないので、製造コストの低減を図る上で極めて有利である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導を用いた加熱手段によって加熱可能な加熱用部材と、
加熱用部材に接触するように設けられるとともに、合成繊維群または天然繊維群から成り、少なくとも一部の繊維が粉体を有する潜熱蓄熱材とを備え、
前記潜熱蓄熱材における粉体の各粉粒を、所定温度で固相から液相に相変化するコア材と、コア材を収容するカプセル部材とから構成した
ことを特徴とする蓄熱体。
【請求項２】
前記加熱用部材が電磁誘導によって加熱可能な金属繊維群から成る
ことを特徴とする請求項１記載の蓄熱体。
【請求項３】
前記加熱用部材の金属繊維群を、金属薄板が巻回されて成る金属板コイルを回転させながら金属板コイルの軸方向端面を切削することにより成形される金属繊維から構成した
ことを特徴とする請求項２記載の蓄熱体。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の蓄熱体を有するクッション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クッションやカーペットの熱源、衣類や履物の熱源、保温器具の熱源、食材の加熱や保温を行う食器の熱源、建材の熱源などに用いられる蓄熱体及びこの蓄熱体を用いたクッションに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蓄熱体を備えた保温器具としては、ニクロム線の発熱を利用したヒータと、ヒータに接触するように設けられた蓄熱体と、ヒータ及び蓄熱体を覆うように設けられた断熱材とを備え、蓄熱体を、相変化する際の潜熱を利用して蓄熱可能な粉体が分散している液状蓄熱材と、液状蓄熱材を密封するためのナイロン製の袋部材とから構成し、ヒータを電源に接続して蓄熱体を加熱し、蓄熱体に蓄えられた熱によって患部を温めるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１２９０１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記保温器具では、液状蓄熱材の粉体は相変化する際の潜熱を利用して蓄熱するようになっているので、粉体が相変化する所定温度を長時間に亘って維持することができ、患部を所定温度で長時間に亘って温めることができる。
【０００４】
しかしながら、蓄熱体は袋部材によって密封された液状蓄熱材から成るので、液状蓄熱材を密封するのに手間がかかるとともに、袋部材の破損によって液状蓄熱材が漏洩しないように袋部材の耐久性を確保する必要があり、蓄熱体の製造コストが高くつくという問題点があった。
【０００５】
一方、粉体を直接袋部材によって密封することも考えられるが、粉体を袋部材によって密封するのも容易ではなく、袋部材の破損によって粉体が漏洩するので、前述と同様の問題点を有する。
【０００６】
また、前記保温器具では、ヒータを電源に接続して蓄熱作業を行うようになっているので、ヒータを電源に接続するためのコードが必要になるとともに、ヒータを電源に接続する作業が必要になり、蓄熱作業に手間がかかるという問題点があった。
【０００７】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長時間に亘って所定温度を維持することができるとともに、手間をかけずに蓄熱作業を行うことができ、しかも製造コストの低減を図ることのできる蓄熱体及びこの蓄熱体を用いたクッションを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の蓄熱体は前記目的を達成するために、電磁誘導を用いた加熱手段によって加熱可能な加熱用部材と、加熱用部材に接触するように設けられるとともに、合成繊維群または天然繊維群から成り、少なくとも一部の繊維が粉体を有する潜熱蓄熱材とを備え、前記潜熱蓄熱材における粉体の各粉粒を、所定温度で固相から液相に相変化するコア材と、コア材を収容するカプセル部材とから構成している。
【０００９】
また、本発明のクッションは前記蓄熱体を有する。
【００１０】
これにより、潜熱蓄熱材は加熱用部材に接触するように設けられるとともに、潜熱蓄熱材を構成する合成繊維群または天然繊維群の少なくとも一部の繊維が粉体を有し、粉体の各粉粒は、所定温度で固相から液相に相変化するコア材と、コア材を収容するカプセル部材とから構成されていることから、各粉粒のコア材が相変化するまで加熱用部材を加熱すると、粉体の各粉粒は相変化する所定温度に長時間に亘って保持される。また、加熱用部材は電磁誘導を用いた加熱手段によって加熱可能であることから、蓄熱作業を行うために加熱用部材を電源に接続する必要がない。さらに、潜熱蓄熱材が合成繊維群または天然繊維群から成り、合成繊維群または天然繊維群の少なくとも一部の繊維が粉体を有することから、袋部材等で潜熱蓄熱材を密封する必要がない。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の蓄熱体は、粉体の各粉粒が相変化する所定温度に長時間に亘って保持されるので、長時間に亘って所定温度を維持することができる。また、蓄熱作業を行うために加熱用部材を電源に接続する必要がないので、手間をかけずに蓄熱作業を行うことができ、例えば蓄熱体を備えたクッションをスポーツ観戦の際に貸出す場合は、貸出しするクッションの蓄熱作業を効率的に行うことができる。さらに、袋部材等で潜熱蓄熱材を密封する必要がないので、密封用の袋部材等を設けない分だけ部品点数を低減することができるとともに、袋部材等による密封作業を要しない分だけ製造が容易になり、製造コストの低減を図る上で極めて有利である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１乃至図７は本発明の一実施形態を示すもので、図１はクッションの側面断面図、図２は加熱用部材の斜視図、図３はコイル切削用旋盤の斜視図、図４は心棒に巻取られた金属繊維の束を切断してシート状に成形する際の動作説明図、図５は粉体の各粉粒の断面図、図６及び図７は繊維の要部斜視図である。
【００１３】
本実施形態の蓄熱体１０はクッション１の熱源として用いられている。このクッション１は、蓄熱体１０と、蓄熱体１０を覆うように設けられた表面部材４０とを有する。表面部材４０は布部材、ビニール部材、クッション部材等から成る。また、この蓄熱体１０は、電磁誘導を用いた加熱手段によって加熱可能な加熱用部材２０と、加熱用部材２０に接触するとともに加熱用部材２０を覆うように設けられた潜熱蓄熱材３０とを備えている。
【００１４】
加熱用部材２０は電磁誘導によって加熱可能な金属材料を含むとともにシート状に成形された金属繊維群から成る。電磁誘導によって加熱可能な金属材料としては強磁性を有するステンレスや鉄等が代表的であるが、近年では電磁誘導加熱装置の性能向上により、強磁性を有さないアルミニウム等も電磁誘導によって加熱可能な金属材料に含まれるようになってきている。
【００１５】
金属繊維群を成形する場合は、先ず、金属薄板ＰＬが複数回に亘って巻回されて成る金属板コイルＣＬをコイル切削用旋盤５０の支軸５１によって支持する。また、コイル切削用旋盤５０によって金属板コイルＣＬを回転させながら、金属板コイルＣＬの軸方向端面に切削刃５２を接触させ、金属板コイルＣＬの軸方向端面を所定量ずつ切削する。これにより、金属板コイルＣＬの軸方向端面から金属繊維の束が成形され、その金属繊維の束が順次心棒５３に巻取られる（図３参照）。続いて、所定量だけ金属繊維を巻取った心棒５３がコイル切削用旋盤５０から取外され、心棒５３に巻取られている金属繊維の束の周方向の一部がカッター５４によって心棒５３の軸方向に切断される（図４参照）。また、カッター５４によって切断された金属繊維の束を平面状に広げることにより、シート状の金属繊維群から成る加熱用部材２０が成形される。尚、金属繊維の束を平面状に広げた後、図示しない金型やニードルパンチによって金属繊維の束をプレス加工することも可能である。
【００１６】
潜熱蓄熱材３０は合成繊維群または天然繊維群から成り、合成繊維群または天然繊維群を構成する各繊維３１は粉体３２を有する（図６及び図７参照）。
【００１７】
粉体３２の各粉粒３２ａは、所定温度（例えば４０℃）で固相から液相に相変化するコア材３２ｂと、コア材３２ｂを収容するカプセル部材３２ｃとを有する（図５参照）。コア材３２ｂとしては、塩化マグネシウム・６水塩、酢酸ナトリウム・３水塩、硝酸マグネシウム・２水塩等の無機化合物系のものや、パラフィンやステアリン酸等の有機化合物系のものが挙げられる。カプセル部材３２ｃはメラミン、ナイロン等のプラスチック材料から成り、コア材３２ｂを覆うように形成されている。粉体３２としては各粉粒３２ａの直径が数μｍ〜数ｍｍのものが使用可能であるが、数μｍ〜数十μｍのものが好ましい。粉体３２の例としては三菱製紙株式会社製のサーモメモリー（登録商標）が挙げられる。
【００１８】
潜熱蓄熱材３０における合成繊維群または天然繊維群の各繊維３１を単繊維から形成することも可能であり、各繊維３１を複数の単繊維を撚り合わせて成る糸状に形成することも可能である。合成繊維群の各繊維３１の例としては、ポリエステル繊維、ポリアミド繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、トリアセテート繊維、ポリウレタン繊維等が挙げられ、天然繊維群の各繊維３１の例としては、綿、麻、シルク、羊毛等が挙げられる。
【００１９】
潜熱蓄熱材３０が合成繊維群から成る場合は、各繊維３１を成形する前の樹脂に粉体３２を練り込んだ後、各繊維３１を構成する単繊維を成形することにより、各繊維３１内に粉体３２が設けられる（図６参照）。また、潜熱蓄熱材３０が天然繊維群から成る場合は、各繊維３１の表面に接着剤等によって粉体３２を付着させることにより、各繊維３１の表面に粉体３２が設けられる（図７参照）。潜熱蓄熱材３０が合成繊維群から成る場合は、各繊維３１の表面に接着剤等によって粉体３２を付着させることも可能である。図６及び図７は各繊維３１が複数の単繊維を撚り合わせて糸状に形成されている場合を示すものである。
【００２０】
以上のように構成されたクッション１の蓄熱体１０は、周知の電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱用部材２０が加熱され、加熱用部材２０の熱を潜熱蓄熱材３０が蓄熱するようになっている。
【００２１】
例えば、クッション１を外気温が５℃の場所に放置しておくと、蓄熱体１０も５℃となり、合成繊維群３０における粉体３２のコア材３２ｂが固相となる。この状態で、クッション１を電磁誘導加熱装置ＩＨ上に載置し、電磁誘導加熱装置ＩＨのコイルに高周波電流を通電すると、加熱用部材２０が誘導電流によって加熱される。
【００２２】
ここで、潜熱蓄熱材３０は加熱用部材２０に接触するように設けられるとともに、潜熱蓄熱材３０を構成する合成繊維群または天然繊維群の各繊維３１は粉体３２を有し、粉体３２の各粉粒３２ａは、所定温度で固相から液相に相変化するコア材３２ｂと、コア材３２ｂを収容するカプセル部材３２ｃとから構成されているので、各粉粒３２ａのコア材３２ｂが相変化するまで加熱用部材２０を加熱すると、粉体３２の各粉粒３２ａは相変化する所定温度に長時間に亘って保持される。
【００２３】
このように、本実施形態によれば、粉体３２の各粉粒３２ａは相変化する所定温度に長時間に亘って保持されるので、蓄熱体１０は長時間に亘って所定温度を維持することができる。また、加熱用部材２０は電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱可能であることから、蓄熱作業を行うために加熱用部材２０を電源に接続する必要がない。このため、手間をかけずに蓄熱作業を行うことができ、例えばクッション１をスポーツ観戦の際に貸出す場合は、貸出しするクッション１の蓄熱作業を効率的に行うことができる。さらに、潜熱蓄熱材３０が合成繊維群または天然繊維群から成り、合成繊維群または天然繊維群の各繊維３１が粉体３２を有することから、袋部材等で潜熱蓄熱材３０を密封する必要がない。このため、密封用の袋部材等を設けない分だけ部品点数を低減することができるとともに、袋部材等による密封作業を要しない分だけ製造が容易になり、製造コストの低減を図る上で極めて有利である。
【００２４】
また、加熱用部材２０が電磁誘導によって加熱可能な金属繊維群から成るので、蓄熱体１０の全体に可撓性を付与することができ、蓄熱体１０をクッション等の可撓性を要する器具の熱源として用いる場合に極めて有利である。
【００２５】
また、金属薄板ＰＬが巻回されて成る金属板コイルＣＬを回転させながら金属板コイルＣＬの軸方向端面を切削することにより、加熱用部材２０の金属繊維群を構成する金属繊維を成形したので、金属繊維群から成る加熱用部材２０を安価に製造することができ、蓄熱体１０の製造コストを低減する上で極めて有利である。
【００２６】
尚、本実施形態では、潜熱蓄熱材３０を構成する合成繊維群または天然繊維群の各繊維３１が粉体３２を有するものを示したが、潜熱蓄熱材３０を構成する合成繊維群または天然繊維群の一部の繊維３１が粉体を有し、その他の繊維３１が粉体を有さない場合でも、前述と同様の効果を達成することができる。
【００２７】
また、本実施形態では、加熱用部材１０を電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱可能な金属材料を含む金属繊維群から構成したものを示したが、図８に示すように、加熱用部材１０を電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱可能な金属製板状部材から構成することも可能である。さらに、図９に示すように、加熱用部材１０を電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱可能な複数の金属球から構成することも可能である。また、電磁誘導加熱装置ＩＨによって加熱可能なその他のものによって加熱用部材１０を構成することも可能である。
【００２８】
尚、本実施形態では、加熱用部材２０を覆うよう潜熱蓄熱材３０を設けたものを示したが、例えば加熱用部材２０の上側に潜熱蓄熱材３０を配置することも可能である（図１０参照）。
【００２９】
尚、本実施形態では、金属板コイルＣＬを回転させながらその軸方向端面を切削して金属繊維を成形するものを示したが、びびり振動切削法、収束伸線法、ワイヤ切削法などの周知の方法によって金属繊維を成形することも可能である。
【００３０】
尚、本実施形態では、蓄熱体１０が表面部材４０によって覆われて成るクッション１を示したが、図１１に示すように、蓄熱体１０の下面と表面部材４０との間に反射部材６０を設けることも可能である。この場合、反射部材６０は例えば電磁誘導によって加熱されない金属が表面に蒸着されたプラスチック製のフィルムから成り、加熱用部材２０や潜熱蓄熱材３０から生ずる輻射熱のうち下方に向かう輻射熱を上方に向かって反射するようになっている。これにより、蓄熱体１０から生ずる熱が効率良くクッション１の支持対象物に伝わる。
【００３１】
また、本実施形態では、蓄熱体１０が表面部材４０によって覆われて成るクッション１を示したが、表面部材４０を設けずに、蓄熱体１０をクッションとして使用することも可能である。
【００３２】
尚、本実施形態では、粉体３２に所定温度（例えば４０℃）で相変化するコア材３２ｂを用いたものを示したが、潜熱蓄熱材３０に２種類の粉体を設け、各粉体に互いに異なる温度で相変化するコア材を用いることも可能である。例えば、一方の粉体の各粉粒を、所定温度（例えば４０℃）で固相から液相に相変化する第１コア材と、第１コア材を収容する第１カプセル部材とから構成し、他方の粉体の各粉粒を、他の所定温度（例えば１０℃）で固相から液相に相変化する第２コア材と、第２コア材を収容する第２カプセル部材とから構成する。これにより、潜熱蓄熱材３０を４０℃以上に加熱すると、第１コア材の潜熱によって蓄熱体１０は長時間に亘って４０℃を維持することができ、潜熱蓄熱材３０を１０℃以下に冷却すると、第２コア材の潜熱によって蓄熱体１０は長時間に亘って１０℃を維持することができる。即ち、冬期は電磁誘導加熱装置ＩＨによって蓄熱体１０を加熱して使用することができ、夏期は冷却庫等の冷却装置によって蓄熱体１０を冷却して使用することができる。
【００３３】
また、本実施形態では、蓄熱体１０をクッション１の熱源として用いたものを示したが、蓄熱体１０を防寒着、帽子、手袋等の衣類の熱源として用いることも可能であり、履物、カーペット、保温器具、食材の加熱や保温を行う食器、建材の熱源などに用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態を示すクッションの側面断面図
【図２】加熱用部材の斜視図
【図３】コイル切削用旋盤の斜視図
【図４】心棒に巻取られた金属繊維の束を切断してシート状に成形する際の動作説明図
【図５】粉体の各粉粒の断面図
【図６】繊維の要部斜視図
【図７】繊維の要部斜視図
【図８】本実施形態の第１変形例を示すクッションの側面断面図
【図９】本実施形態の第２変形例を示すクッションの側面断面図
【図１０】本実施形態の第３変形例を示すクッションの側面断面図
【図１１】本実施形態の第４変形例を示すクッションの側面断面図
【符号の説明】
【００３５】
１…クッション、１０…蓄熱体、２０…加熱用部材、３０…潜熱蓄熱材、３１…繊維、３２…粉体、３２ａ…粉粒、３２ｂ…コア材、３２ｃ…カプセル部材、４０…表面部材、５０…コイル切削用旋盤、５１…支軸、５２…切削刃、５３…心棒、５４…カッター、６０…反射部材、ＣＬ…金属板コイル、ＰＬ…金属薄板。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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