(57)【要約】【課題】熱電素子（ペルチェ素子）を用いた冷却作用のあるマットにおいて、熱効率の悪さを解決し、より省エネ性に優れ、かつコンパクトに構成するとともに、冷却機器の課題である結露に対しても防止できる構成を実現することを目的としている。【解決手段】ペルチェ素子１と、前記ペルチェ素子１の放熱側を下面とし、吸熱側を上面となるように構成するとともに、前記放熱面側にはヒートシンク材５を密着構成し、前記吸熱側には吸熱板３を密着構成し、前記吸熱板３の上面には加圧圧縮することで容易に断熱破壊され、圧力を取り除くと断熱性能を復元する断熱材２を構成することで、非使用時の無駄な通電を防止し、かつ使用時においても使用者を集中して冷却することが可能となるものである。【選択図】　図１
2004105589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の放熱側を下面とし、吸熱側を上面となるように構成するとともに、前記放熱面側にはヒートシンク材を密着構成し、前記吸熱側には吸熱板を密着構成し、前記吸熱板の上面には加圧圧縮することで容易に断熱破壊され、圧力を取り除くと断熱性能を復元する断熱材を構成してなる冷熱マット。
【請求項２】
ヒートシンク材下面を空冷させるファンを構成してなる請求項１に記載の冷熱マット。
【請求項３】
吸熱板表面と断熱材との接合面は密着密閉し、外気との接触を無くして構成された請求項１または２に記載の冷熱マット。
【請求項４】
断熱材は外周を密閉されてなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の冷熱マット。
【請求項５】
複数個のペルチェ素子を使用するとともに疎密な配置とした、請求項１〜４のいずれか１項に記載の冷熱マット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電素子（ペルチェ素子）により冷却作用のあるマットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の冷却作用を有するマットである。図に示すように、従来の冷却作用を有するマットは、ペルチェ素子１１で得られた冷熱を、熱媒体１２へ熱交換器１３により熱交換し、熱交換により冷却された熱媒体１２を、循環ポンプ１４によりマット１５内へ面状に設けられた循環パイプ１６内に送り、間接的にマット１５を冷却するといった手段をとっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の構成では装置が比較的大きくなるため、コスト面で割高になるといった課題があり、広く市場に普及することが困難な状態にあった。また、冷却能力を高めると、冷やされたマット表面に結露をもたらし、使い勝手が悪くなるといった課題を有していた。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、より簡便な構成でマット使用者への冷却手段を提供するとともに、マット表面の結露を防止できるとともに、省エネ性に優れた冷熱マットを提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記従来の課題を解決するために、本発明の冷熱マットは、ペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の放熱側を下面とし、吸熱側を上面となるように構成するとともに、前記放熱面側にはヒートシンク材を密着構成し、前記吸熱側には吸熱板を密着構成し、前記吸熱板の上面には加圧圧縮することで容易に断熱破壊され、圧力を取り除くと断熱性能を復元する断熱材を構成するように構成したもので、使用者が冷熱マットの上面に載って使用することで、マット上部より荷重がかかると吸熱板と使用者の間に構成された圧縮自在の断熱材が圧縮され、それまで断熱されていた吸熱板とマット表面間が近接断熱破壊され、使用者の体温を前記吸熱板が熱吸収するに至るものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、ペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の放熱側を下面とし、吸熱側を上面となるように構成するとともに、前記放熱面側にはヒートシンク材を密着構成し、前記吸熱側には吸熱板を密着構成し、前記吸熱板の上面には加圧圧縮することで容易に断熱破壊され、圧力を取り除くと断熱性能を復元する断熱材を構成することで、本発明の冷熱マット非使用時は、吸熱板上面に構成された断熱材により吸熱板は断熱されていることにより、無駄な吸熱作用を防止し電気の無駄遣いを防止する効果がある。逆に使用者が本発明の冷熱マット上面に載って使用することにより、吸熱板と使用者の間の断熱材は圧縮されることにより、その断熱性能は破壊され、冷熱板は使用者の発する体温を集中して吸収する効果が得られる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、特に請求項１に記載のヒートシンク材下面を空冷させるファンを構成することにより、必要に応じてペルチェ素子の放熱性能を高めることができるものである。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、特に請求項１または２記載の吸熱板表面と断熱材との接合面は密着密閉し、外気との接触を無くして構成することにより、外気よりも冷やされた吸熱板の表面に外気に含まれる水分が結露となって生ずることを防止する効果が得られるものである。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、特に請求項１〜３のいずれか１項に記載の断熱材の外周を密閉して構成することにより、吸熱板によって外気よりも冷やされた断熱材の内部に、外気が侵入することを防止することで、断熱材自身の結露を防止する効果が得られるものである。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、特に請求項１〜４のいずれか１項に記載のペルチェ素子を複数個使用するとともに疎密な配置とすることで、吸熱板の中に温度分布を生じさせることとなり、より必要な部位を集中して冷却する効果が得られるものである。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【００１２】
（実施例１）
図１は本発明の第１の実施例における冷熱マットの一部分解正面図である。
【００１３】
図１、において、表面材１で覆われた断熱材２の下部に密着するように、吸熱板３が配置されている。吸熱板３の下部には熱電素子であるペルチェ素子４の吸熱面側４ａが密着構成されている。また、該ペルチェ素子４の下面は放熱面側４ｂであり、ヒートシンク材５が密着固定されている。前記ペルチェ素子４には、ペルチェ素子４への通電を制御するコントローラ６が電気的に接続されている。また、前記吸熱板３表面には、温度検出センサー７が設けられており、同じく前記コントローラ６に電気的に接続されている。
【００１４】
以上のように構成された冷熱マットにおいて、通電を開始すると、まずペルチェ素子４に対し通電される。通電されたペルチェ素子４は吸熱面側４ａが冷却され、放熱面側４ｂは加熱される。吸熱面側４ａに密着固定された吸熱板３は、ペルチェ素子４により冷却され温度が低下を始める。
【００１５】
まず、冷熱マットの上面に使用者がいない場合の動作を図１と図２（ａ）の熱の流れを示す図に沿って説明する。冷却された吸熱板３はその上面に密着固定された断熱材２により外部との熱移動を防がれる。吸熱板３は断熱材２の働きにより急速に冷却が進行する。吸熱板３が一定量冷却されると、吸熱板３の表面に設けられた温度検出センサー７が吸熱板３の表面温度を検出し、コントローラ６へ信号を伝える。信号を受けたコントローラ６はペルチェ素子４への通電を制御し、吸熱板３が一定の表面温度になるように働く。
【００１６】
次に、冷熱マットの上面に使用者が載った場合の動作について同じく図１と図２（ｂ）を用いて説明する。使用者が冷熱マット上面に載ると、使用者の体重により使用者の下部にあたる断熱材２は圧縮変形する。断熱材２は圧縮により厚みが自在に変化するクッション性の高い、綿やウレタン等でできており、圧縮により厚みが薄くなった部位は、厚み方向の断熱性能は破壊され、結果として吸熱板３は使用者の体温を吸熱するようになる。吸熱板３は使用者の体温を吸熱することで温度上昇し、そのことを温度検出センサー７が検出することで、コントローラ６はペルチェ素子４への通電を高める働きをする。ペルチェ素子４の下面である放熱面側４ｂにはヒートシンク材５が設けられており、効率よくペルチェ素子４から発せられる熱を放散する働きをし、ペルチェ素子４の冷却効率を高めるものである。
【００１７】
（実施例２）
図３は、本発明の第２の実施例の冷熱マットの部分断面図である。
【００１８】
本実施例は、実施例１の構成を基本とし、さらにヒートシンク材５の下部に空冷用のファン８を構成したものである。
【００１９】
以上のように構成された冷熱マットにおいて、ヒートシンク材５は、ペルチェ素子４の効率を高めるために必要な部材であるが、ヒートシンク材５だけで放熱させるには、ヒートシンク材５の大型化が必要であり機器がコンパクトに構成することができない。そこで、ヒートシンク材５の下面から空冷用のファン８で放熱を補助することでペルチェ素子４の効率を高める効果が得られる。
【００２０】
（実施例３）
図４は、本発明の第３の冷熱マットの断面図である。
【００２１】
本実施例は、実施例１、２の構成を基本とし、さらに吸熱板３と断熱材２の接合部は密着密閉して構成するようにしたものである。
【００２２】
以上のように構成された冷熱マットにおいて、ペルチェ素子４の働きにより、吸熱板３が冷却されても吸熱板３と外気は直接接することはなく、結果吸熱板３表面に結露をもたらす恐れを除外することができるものである。
【００２３】
（実施例４）
図５は、本発明の第４の実施例の冷熱マットの断面図である。
【００２４】
本実施例は、実施例１〜３の構成を基本とし、断熱材２は外周を通気性の無い表面材９で覆うように構成したものである。
【００２５】
以上のように構成された冷熱マットにおいて、断熱材２は下部にある吸熱板３に冷却され断熱材２の内部が徐々に冷却される。冷却された断熱材２は表面を通気性の無い表面材９で覆われていることにより、断熱材２内部に結露を招く恐れを除外することができるものである。また、この表面材９を熱伝導性に優れた素材を用いることで、より冷熱マットの冷却効果を高めることもできる。
【００２６】
（実施例５）
図６は、本発明の第５の実施例の冷熱マットの一部分解正面図である。
【００２７】
本実施例は、実施例１〜４の構成を基本とし、複数個のペルチェ素子４を使用するとともに疎密な配置としたものである。
【００２８】
以上のように構成された冷熱マットにおいて、複数個のペルチェ素子４を面状に疎密に配置することにより、より重点的に冷却が求められる部位を効果的に冷却することができるものである。特に使用者の上半身や、足元近辺を重点的に冷却するように構成している。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜５記載の発明によれば、冷熱マット非使用時は、吸熱板上面に構成された断熱材により吸熱板は断熱されていることにより、無駄な吸熱作用を防止し電気の無駄遣いを防止する効果がある。逆に使用者が本発明の冷熱マット上面に載って使用することにより、吸熱板と使用者の間の断熱材は圧縮されることにより、その断熱性能は破壊され、冷熱板は使用者の発する体温を集中して吸収する効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における冷熱マットの構成図
【図２】本発明の第１の実施例における冷熱マットの熱の流れを示す図
【図３】本発明の第２の実施例における冷熱マット断面図
【図４】本発明の第３の実施例の冷熱マットの断面図
【図５】本発明の第４の実施例の冷熱マットの断面図
【図６】本発明の第５の実施例の冷熱マットの一部分解正面図
【図７】従来例の冷熱マットの一部分解正面図
【符号の説明】
２　断熱材
３　吸熱板
４　ペルチェ素子
５　ヒートシンク材
【図１】
2004105589.tif 000003
【図２】
2004105589.tif 000004
【図３】
2004105589.tif 000005
【図４】
2004105589.tif 000006
【図５】
2004105589.tif 000007
【図６】
2004105589.tif 000008
【図７】
2004105589.tif 000009