(57)【要約】【課題】座席クッションの熱放散を改善する。【解決手段】本発明の座席クッションは、軟質のクッションパッド（１０）に取り付けられた熱伝導プレート（１２）と、軟質のクッションパッド（１０）内に設けられた熱伝達パイプ（２０）と、熱伝達パイプ（２０）の一方の端に接続される温度制御装置（３０）とを含む。熱伝達パイプ（２０）には伝熱媒体である液体が充填され、温度制御装置（３０）は、コンデンサと、ヒートシンクと、ブロワーファンと、熱電コントローラチップとを含む。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クッションパッド（１０）と、熱伝達パイプ（２０）と、温度制御装置（３０）とを含む座席クッションであって、該クッションパッドはその表面を覆う熱伝導プレート（１２）を有し、該熱伝達パイプは該熱伝導性プレートの下に該熱伝導性プレートに近接して設けられ、前記熱伝達パイプは、一方の端が前記温度制御装置に接続され、かつ、予め選択された液体が充填されている、座席クッション。
【請求項２】
前記座席クッションは、前記クッションパッド（１０）と同一の構造の背もたれクッション（６０）を含み、該背もたれクッションは、、背もたれ面を覆う熱伝導プレート（６２）と、該熱伝導プレートの下に該熱伝導性プレートに近接して設けられた熱伝達パイプ（２０）とを有し、該熱伝達パイプの一端は、前記温度制御装置（３０）に接続され、かつ、予め選択された液体が充填されている、請求項１に記載の座席クッション。
【請求項３】
前記熱伝達パイプ（２０）は、外側パイプ（４１）と、毛管構造をした内側パイプ（４４）とを含み、前記外側パイプの内面には、複数のリブ（４２）と空洞（４３）とが放射状に形成され、それぞれのリブの端部が前記内側パイプの前記毛管構造に接触している、請求項１または２に記載の座席クッション。
【請求項４】
前記熱伝達パイプ（２０）の内面は毛管構造によって取り囲まれた中空部（５３）を形成する、請求項１または２に記載の座席クッション。
【請求項５】
前記熱伝達パイプ（２０）は閉ループを形成する、請求項１または２に記載の座席クッション。
【請求項６】
前記温度制御装置（３０）にはヒートシンク（３２）が設けられている、請求項１または２に記載の座席クッション。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、温度制御機能付き座席クッション、特に、座る人の身体から発生する熱の放出を補助することができる座席クッションに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ベッドに長期間動かずに横たわる多くの患者は、身体の多くの部分に床ずれを起こし始める。床ずれのありふれた原因のひとつは、体組織の血液循環の不良である。人の体表組織に体重の圧力が長い間かかると、押しつけられた体組織は、血液循環の不良のため、化膿を起こす。体組織から身体の熱を放出できないことの別の結果は、皮膚の孔が汗の中の油性物質で固まるため、皮膚の表面を清潔かつ乾燥した状態に保つことができず、皮膚感染および床ずれを起こしやすくなることである。
【０００３】
オフィス環境で働くと、多くの人が仕事の性質に応じて日中の大半を座った姿勢のままで過ごさなければならない。しかし、熱放散を考慮してデザインされた椅子はほとんどない。そこで、一定時間動かずにデザインの悪い椅子に座った後、臀部の圧力は座る人を不快にさせ、かかる現象が、痔その他の皮膚疾患に関係する病理的変化を容易に起こす。
【０００４】
座るか、あるいは横になる人が心地良いようにするには、クッションパッドは軟質の材料でできたものでなければならない。かかるデザインでは、座るか、あるいは横になる人の体重は狭い一点に集中せず、前記クッションの表面に分散されるので、この人が体重による圧力を感じることはない。しかし、このようなクッションパッドでも、まだ熱放散についての考慮は欠けている。
【０００５】
上記の問題に照らして、本発明は座席クッションの熱放散を改善することを目標とするので、この新規な座席補助具は、座り心地がより良く、痔、床ずれ、その他の関連する医学的疾病の罹患を予防することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の第１の目的は、温度制御機能付きの座席クッションを提供することであり、該座席クッションは、その表面に熱伝導プレートを組み込み、また、その本体に熱伝達パイプを有し、そして、該熱伝達パイプに温度制御装置が独立して接続される。本発明の座席クッションは、人の身体から放出された熱を、前記熱伝導プレートから、前記熱伝達パイプを経て、周囲の空気に放散するためのヒートシンクへの経路を辿って伝達する。かかる座席補助具は、痔、床ずれ、その他の医学的疾患を予防することができる。
【０００７】
温度制御付きクッションは、熱伝導プレートを軟らかい表層に有し、かつ、熱伝達パイプを本体に有する。伝熱媒体である液体を充填した前記熱伝達パイプは、人の身体の熱が前記熱伝導プレートと、前記熱伝達パイプ中の前記液体とを介して伝達され、最終的には前記ヒートシンクから放出されるように、独立した温度制御装置に接続される。かかる座席補助具は、痔または不適切な熱放散を原因とする床ずれのような皮膚病の罹患を予防できる。
【０００８】
本発明の第２の目的は、前記温度制御ブロック内の、コンデンサとヒートシンクとの間に設けられる、前記座席クッション用の熱電コントローラチップを提供することである。前記熱電コントローラチップは正の温度係数の熱抵抗器に接続されており、これを通して電流の方向と電圧レベルとを調節することにより、前記座席クッションは、加温または冷却用に使用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の斜視図で、クッションパッド１０は、本体に組み込まれた熱伝導プレート１２を有する軟らかいクッション層１１からできており、綿素材からなる被膜１３がクッションパッド１０の表面を覆っている。熱伝達パイプ２０はクッションパッド１０の本体に設けられ、液体が充填されており、一方の端が独立した温度制御装置３０に接続される。冷却動作モードでは、余剰の熱は前記温度制御装置の周囲の空気中に放散され、加温動作モードでは、熱は、予め設定された温度レベルに前記クッションパッドを維持するために蓄えることができる。
【００１０】
熱伝達パイプ２０は、軟質の材料でできており、閉ループ熱パイプ２０ａまたは従来のパイプ２０ｂを形成する。熱伝達パイプ２０に充填され、上記の要求に応えることができる液体には、純水、メチルアルコール、プロパノール、メチルベンゼンその他の冷却剤がある。
【００１１】
熱伝達パイプ２０は、人体の熱が熱伝達パイプ２０のパイプ壁２００を通して効率的に伝達できるように、熱伝導プレート１２に近接して設けられる。図２ａは本発明の第１の実施例の座席クッション（第１ケース）の断面図で、熱伝達パイプ２０が閉ループ熱パイプ２０ａにより実施されている。図２ｂは第１の実施例の座席クッション（第２ケース）の断面図で、従来のパイプ２０ｂが使用される。
【００１２】
温度制御装置３０は、コンデンサ３１と、ヒートシンク３２と、ブロワーファン３３と、熱電コントローラチップ３４とを含んでなる。熱電コントローラチップ３４は、正の温度係数の熱抵抗器に結合される。電流の方向と電圧とを変化させるための熱電コントローラチップ３４の適切な調節により、温度制御装置３０は所望の加温／冷却効果を発揮することができる。
【００１３】
図３ａは本発明の第２の実施例の座席クッション（第３のケース）の断面図で、熱伝達パイプ２０は閉ループ熱パイプ２０ａにより実施される。図３ｂは第２の実施例の座席クッション（第４のケース）の断面図で、従来のパイプ２０ｂが使用される。第３のケースの熱伝達パイプ２０は第１のケースのパイプの構成と類似するが、熱伝達パイプ２０がコンデンサ３１とヒートシンク３２’とからなっていて、熱電コントローラチップ３４を有しない点と、ブロワーファン３３’を追加的に組み込む場合がある点とにおいて異なる。第４のケースの熱伝達パイプ２０は、第２のケースのパイプの構成と類似するが、温度制御装置３０はコンデンサ３１とヒートシンク３２とからなり、熱電コントローラチップ３４を有しない点と、ブロワーファン３３を追加的に組み込む場合がある点とにおいて異なる。
【００１４】
熱電コントローラチップ３４を組み込んだ第１の実施例の温度制御装置３０は、余剰の熱がある状況での熱放散効果を増大し、所望の場合に電流の方向を変化させることにより加温効果を生じさせるために用いられる。本発明の温度制御装置は、座り心地を良くするために前記クッションパッドを一年中使用することができる。温度制御装置３０とともに作動するヒートシンク３２が適切に熱放散を行う場合には、ブロワーファン３３は除去してもよい。
【００１５】
図４ａは、本発明の好ましい実施態様の座席クッションの閉ループ熱パイプ４０（上記の図面での２０ａと同じ）の横断面図である。外側パイプ４１の表面は、芯から放射状に伸びる閉ループ熱パイプ４０の内面の複数のリブ構造４２と、空洞４３と、液体の通路として用いられる中空部４５とを有する。中空部４５と、中空部４５を取り囲む外側パイプ４１との間には、毛管構造をした内側パイプ４４がある。図４ｂは、本発明の好ましい実施態様の同一の座席クッションの縦断面図である。
【００１６】
図５ａは、座席クッションの従来のパイプ５０（上記の図面における従来のパイプ２０ｂと同じ）の横断面図である。従来のパイプ５０の内側パイプの壁５１は、中空部５３を取り囲み、液体の通路として使用される毛管構造５２をしている。図５ｂは、同じ座席クッションの従来のパイプ５０の縦断面図である。
【００１７】
図６は、熱伝達の方向（Ａ）が人体から熱を奪う方向である、本発明の第２の実施例の冷却動作モードの概略図である。この熱伝達の過程では、クッションパッド１０の熱伝導プレート１２が人体から熱を受け取って熱伝達パイプ２０に伝達する。熱伝達パイプ２０の中の液体が熱を検出すると、前記液体の気化が起こり、熱伝達パイプ２０の空洞を満たす気体状態（Ｃ）に変化する。気化した前記液体（Ｃ）は熱伝達パイプ２０の中の空洞を辿って流れて温度制御装置３０に達し、そこで熱はブロワーファン３３の補助によりコンデンサ３１に取り付けられたヒートシンク３２を通って放散される。そして、熱を放出した後の比較的低い温度のために毛管凝縮が起こる。温度制御装置３０の側の端で気体状態の前記液体（Ｃ）は液体状態（Ｂ）に戻り、クッションパッド１０の側の端に還流する。毛管凝縮と、液体転移サイクルとにより、人体の熱はクッションパッド１０から迅速に放出できる。熱電コントローラチップ３４は、熱の伝導および放散の効果を上げるために、コンデンサ３１の動作温度を下げるように働く。
【００１８】
図７は、本発明の第２の実施例による加温動作モードの断面図で、温度制御装置３０に接続された熱伝達パイプ２０は、熱電コントローラチップ３４から温度上昇を検出する。温度上昇は、熱伝達パイプ２０の内部の前記液体の熱伝達パイプ２０の内部空洞を満たす気体状態（Ｃ）への気化を起こす。熱電コントローラチップ３４により発生する熱は、熱伝導プレート１２から、クッションパッド１０を経て、熱伝達パイプ２０を通って人体に至る、図に示した伝導の方向（Ａ）に向かって、伝導経路を辿って伝達される。熱の放出後、クッションパッド１０で気化した前記液体（Ｃ）の温度が低下し、毛管凝縮が起こる。前記液体は、液体状態（Ｂ）に戻り、温度制御装置３０に還流する。熱伝達パイプ２０内での液体転移と、毛管凝縮とのサイクルに伴い、熱は、温度制御装置３０から、熱伝達パイプ２０を通って、クッションパッド１０に迅速に伝達され、前記クッションの温度を心地良い範囲に保持する。
【００１９】
上記の実施例での熱伝達パイプ２０が、閉ループ熱パイプ４０により実施される場合には、前記液体は、閉ループ熱パイプ４０の中の空洞４３を満たす熱を受け取った後、気体状態（Ｃ）に変化する。熱を放散する側の端で熱を放出した後、前記液体は、毛管凝縮により液体状態（Ｂ）に変化し、閉ループ熱パイプ４０の中空部４５に戻る。したがって、前記液体（Ｂ）は、熱を受け取る側の端である、温度制御装置３０に還流する。熱伝達パイプ２０が従来のパイプ５０により実施される場合には、熱を受け取った後の前記液体は、迅速に気化し（Ｃ）、従来のパイプ５０の中空部５３を満たし、その熱を放出した後の前記液体は、熱を放散する側の端で凝縮し、液体状態（Ｂ）に変化する。液体（Ｂ）は、従来のパイプ５０の内側パイプの毛管構造５２から前記熱を受け取る側の端に戻り、前記クッションパッドを加温するという、閉ループ熱パイプ４０と同じ目的を達成する。
【００２０】
図８および９は、上記の実施例の構造とよく似た、閉ループ熱パイプ付きの温度制御クッションパッドを示す。背もたれクッション６０の構造は、座席クッション１０の構造と類似し、軟質の材料でできていることが図から理解でき、閉ループ状のデザインの熱パイプ２０が設けられ、軟らかい層６１の表面には熱伝導プレート６２が取り付けられている。
【００２１】
図９ａを参照して、座席クッション１０と、背もたれクッション６０とには、両方とも、図４に示す閉ループ熱パイプと同じ、閉ループ熱パイプ２０ａが取り付けられている。図９ａに示す本発明のサーモスタット制御装置３０は、基本的に、コンデンサ３１と、ヒートシンク３２とを含むが、ブロワーファン３３を任意で追加することができる。
【００２２】
図９ｂを参照して、座席クッション１０と、背もたれクッション６０とには、両方とも、図５に示す従来の熱パイプと同じ熱パイプ２０ｂが設けられている。従来のクッションパッドのサーモスタット制御装置３０は、コンデンサ３１と、ヒートシンク３２と、ブロワーファン３３と、熱電コントローラチップ３４とを含み、熱電コントローラチップ３４は、所望の加温または冷却効果を起こすために、温度制御装置３０の中の電流の方向と電圧とを制御する。
【００２３】
【発明の効果】
本発明の座席補助具は、座り心地が良く、痔、または不適切な熱放散を原因とする床ずれのような皮膚病の罹患を予防できる。また、本発明の温度制御装置は、座り心地を良くするために前記クッションパッドを一年中使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の斜視図。
【図２ａ】閉ループ熱パイプを使用する、本発明の第１の実施例の座席クッションの断面図。
【図２ｂ】従来のパイプを使用する、本発明の第１の実施例の座席クッションの断面図。
【図３ａ】閉ループ熱パイプを使用する、本発明の第２の実施例の座席クッションの断面図。
【図３ｂ】従来のパイプを使用する、本発明の第２の実施例の座席クッションの断面図。
【図４ａ】本発明の好ましい実施態様の座席クッションの閉ループ熱パイプの横断面図。
【図４ｂ】本発明の好ましい実施態様の座席クッションの閉ループ熱パイプの縦断面図。
【図５ａ】座席クッションの従来のパイプの横断面図。
【図５ｂ】座席クッションの従来のパイプの縦断面図。
【図６】熱が、熱伝導プレートから、熱伝達パイプと、温度制御装置のヒートシンクとを経て、周囲の空気への経路を辿って排出される、本発明の第２の実施例の冷却動作モードの概略図。
【図７】熱が、熱源から、熱伝達パイプと、熱伝導プレートとを経て、クッションパッドの表面への経路を辿って移動する、本発明の第２の実施例の加温動作モードの概略図。
【図８】特定の実施例のための背もたれクッション付きの別の温度制御クッションパッドの斜視図。
【図９ａ】本発明の背もたれクッション付きの温度制御クッションパッドの断面図。
【図９ｂ】背もたれクッション付きの従来の温度制御式クッションパッドの断面図。
【符号の説明】
１０　　クッションパッド
１２　　熱伝導プレート
２０　　熱伝達パイプ
３０　　温度制御装置
３２　　ヒートシンク
３４　　熱電コントローラ
４１　　外側パイプ
４２　　複数のリブ構造
４３　　空洞
４４　　内側パイプ
５３　　中空部
６０　　背もたれクッション
６２　　熱伝導プレート
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図４ａ】
2004135909.tif 000008
【図４ｂ】
2004135909.tif 000009
【図５ａ】
2004135909.tif 000010
【図５ｂ】
2004135909.tif 000011
【図６】
2004135909.tif 000012
【図７】
2004135909.tif 000013
【図８】
2004135909.tif 000014
【図９ａ】
2004135909.tif 000015
【図９ｂ】
2004135909.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成15年2月25日(2003.2.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クッションパッド（１０）と、熱伝達パイプ（２０）と、温度制御装置（３０）とを含む座席クッションであって、前記クッションパッドはその表面を覆う熱伝導プレート（１２）を有し、前記熱伝達パイプは該熱伝導性プレートの下に該熱伝導性プレートに近接して設けられ、前記熱伝達パイプは、一方の端が前記温度制御装置に接続され、かつ、予め選択された液体が充填されている、座席クッション。
【請求項２】
前記座席クッションは、前記クッションパッド（１０）と同一の構造の背もたれクッション（６０）を含み、該背もたれクッションは、背もたれ面を覆う熱伝導プレート（６２）と、該熱伝導プレートの下に該熱伝導性プレートに近接して設けられた熱伝達パイプ（２０）とを有し、該熱伝達パイプの一端は、前記温度制御装置（３０）に接続され、かつ、予め選択された液体が充填されている、請求項１に記載の座席クッション。
【請求項３】
前記熱伝達パイプ（２０）は、外側パイプ（４１）と、毛管構造をした内側パイプ（４４）とを含み、前記外側パイプの内面には、複数のリブ（４２）と空洞（４３）とが放射状に形成され、それぞれのリブの端部が前記内側パイプの前記毛管構造に接触している、請求項１または２に記載の座席クッション。
【請求項４】
前記熱伝達パイプ（２０）の内面は毛管構造によって取り囲まれた中空部（５３）を形成する、請求項１または２に記載の座席クッション。
【請求項５】
前記熱伝達パイプ（２０）は閉ループを形成する、請求項１または２に記載の座席クッション。
【請求項６】
前記温度制御装置（３０）にはヒートシンク（３２）が設けられている、請求項１に記載の座席クッション。
【請求項７】
前記温度制御装置（３０）は熱電子コントローラチップ（３４）を有する、請求項１に記載の座席クッション。