(57)【要約】【課題】場所ないし環境に応じて冷房・暖房を切り替えることができ、薄型で作業性も良く、かつ、温度調節も可能な冷暖房服を提供する。【解決手段】被服地に埋設された複数のペルチェ素子と、該ペルチェ素子に接続され電源からの電力を前記ペルチェ素子に供給するコントローラとを備え、前記ペルチェ素子に直流電圧を印加することによるペルチェ効果により身体の所定部位を冷却又は暖房する。【選択図】    図１
2004263325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被服地に埋設された複数のペルチェ素子と、該ペルチェ素子に接続され電源からの電力を前記ペルチェ素子に供給するコントローラとを備え、前記ペルチェ素子に直流電圧を印加することによるペルチェ効果により身体の所定部位を冷却又は暖房する、ことを特徴とするペルチェ素子を用いた冷暖房服。
【請求項２】
前記ペルチェ素子は、粒状のＰ型熱電半導体と粒状のＮ型熱電半導体を導電性ワイヤにより直列接続してなる繊維状ペルチェ素子である、ことを特徴とする請求項１に記載のペルチェ素子を用いた冷暖房服。
【請求項３】
前記コントローラは、ペルチェ素子の温度を制御する温度制御手段を備えた、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のペルチェ素子を用いた冷暖房服。
【請求項４】
前記電源は、ペーパー状電池である、ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のペルチェ素子を用いた冷暖房服。
【請求項５】
前記被服地のいずれか一の面を表面にして着用可能に構成した、ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のペルチェ素子を用いた冷暖房服。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電半導体であるペルチェ素子を用いた冷暖房服に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、熱により身体に負担のかかる環境下で利用される、冷却機能を有する冷房服がある。この冷房服は、胸部、腹部、首周りに設けられた保冷材用ポケットに冷凍・保冷した保冷材を収納し、人間の身体をクールダウンさせ、過酷な環境下でも快適な作業を可能ならしめるものである。一方、冷凍・冷蔵室内等や冬季の屋外等の環境下で使用される防寒具として、ジャケットやコートあるいは抵抗発熱を利用した電気ジャケットなどが知られている。また、暖房器具として使い捨て懐炉などもある。これら冷房服や暖房器具・暖房服は、酷暑または厳寒の状況下で人間の身体を保護するのに大変役に立つ物である（以上、非特許文献１参照。）。
【０００３】
【非特許文献１】
“クールスーツ”、［ｏｎｌｉｎｅ］、未来研究所  ＡＮＺＥＮ  ＭＡＬＬ、［平成１５年２月１０日］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ａｎｚｅｎ．ｎｅ．ｊｐ／ｓｃｏｏｌｓｕｉｔ．ｈｔｍｌ＞
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述した従来の冷房服や暖房器具・暖房服には以下のような問題点があった。
（１）保冷材等を使用する冷房服は、時間の経過と共に、保冷材が溶けてその冷却能力が低下し、長時間の使用には耐えられず、また、着用するごとに保冷材を取り替え、これをまた冷凍保存しておくなど手間がかかり煩雑である。
（２）使い捨て懐炉は、金属粉末の酸化反応の終了とともに発熱効果もなくなるため、その使用可能期間はせいぜい１日と非常に短い。
（３）抵抗発熱を利用した電気ジャケットなどの暖房服は、その暖房効果を十分に発揮させる程度に抵抗発熱体を暖房服に埋め込む必要があり、暖房服の重量増加を招く。
（４）通常の場合、暖房能力を高めようとすると断熱のための保温層を厚くする必要が生じるため、着用すると動きづらく作業性が悪い。
（５）保温能力は保温層の厚さに依存するため、環境に応じて適切な温度調整をすることは困難である。
【０００５】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、場所ないし環境に応じて冷房・暖房を切り替えることができ、薄型で作業性も良く、かつ、温度調節も可能な冷暖房服を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、被服地に埋設された複数のペルチェ素子と、該ペルチェ素子に接続され電源からの電力を該ペルチェ素子に供給するコントローラとを備え、前記ペルチェ素子に直流電圧を印加することによるペルチェ効果により身体の所定部位を冷却又は暖房する、ことを特徴とするペルチェ素子を用いた冷暖房服が提供される。
【０００７】
上記本発明の構成によれば、被服地に埋設したペルチェ素子のペルチェ効果により、身体の所定部位を冷却又は暖房し、また、布地の厚みを抑えることができるので、場所ないし環境に応じて快適な清涼感又は温熱感が得られ、かつ作業性が良好となる。
【０００８】
また好ましくは、前記ペルチェ素子は、粒状のＰ型熱伝半導体と粒状のＮ型熱伝半導体を導電性ワイヤにより直列接続してなる繊維状ペルチェ素子である。
【０００９】
このような構成の繊維状ペルチェ素子を用いれば、ペルチェ素子自体が身体の動きに応じて自由に変形するので、着用者の着用感および作業性が飛躍的に向上する。
【００１０】
また好ましくは、前記コントローラは、ペルチェ素子の温度を制御する温度制御手段を備える。
【００１１】
温度制御手段により前記冷暖房手段の温度を自由に設定し、使用者の好みや体質に応じて適切な温度調整をすることができる。
【００１２】
また好ましくは、前記電源は、ペーパー状電池である。
【００１３】
ペルチェ素子に通電するための電源としてペーパー状電池を使用することにより、軽量かつデザイン上の制約を受けなくて済む。
【００１４】
また好ましくは、前記布地のいずれか一の面を表面にして着用可能に構成する。
【００１５】
冷暖房服を上記のように構成することにより、いわゆるリバーシブルで着用できるので、１着で２着分のデザインを享受できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００１７】
図１は、本発明の第１実施形態を説明する図であり、図１に示すように、本発明の冷暖房服は、ペルチェ素子１を備えている。ペルチェ素子とは、例えば、車載用のクーラーボックス、光通信用の半導体レーザーの温度調節、半導体製造装置の精密な温度制御、放送局用テレビカメラ等の冷却装置として賞用されつつある熱電半導体である。このペルチェ素子１は、その二つの電極に電流を供給し、そのエネルギーで電極間の熱の移動を行い、一方の電極側が冷却され、他方の電極側が発熱するものであり、小型、軽量、形状自由度大、加熱冷却自由、対環境性良好、温度特性良好、振動なしおよび長寿命などの利点を有するものである。
【００１８】
図２は、本発明の冷暖房服の第１実施形態に使用するペルチェ素子の構造を示すものである。ペルチェ効果を利用したペルチェ素子モジュールに使用されるペルチェ素子材料としては、Ｔｅ（テルル）−Ｓｂ（アンチモン）−Ｂｉ（ビスマス）系の化合物半導体などのＰ型熱電半導体と、Ｔｅ（テルル）−Ｂｉ（ビスマス）−Ｓｅ（セレン）系の化合物半導体などのＮ型熱電半導体が知られており、本発明の冷暖房服には、例えばこのようなペルチェ素子材料を使用する。図２に示すように、ペルチェ素子１は、交互に配置されたＰ型熱電半導体３とＮ型熱電半導体４を金属電極５で直列に接続して、これをセラミックス基板等の絶縁基板６で狭持してなるペルチェ素子モジュールを複数接続して構成されている。
【００１９】
ペルチェ素子１に電流を流すと、Ｐ型熱電半導体３では電流の向きと同方向に熱が運ばれ、Ｎ型熱電半導体４では電流の向きと反対方向に熱が運ばれ、これにより熱電半導体の両端間で温度差が生じ、一端が低温となり、他端が高温となる。
【００２０】
図１において冷暖房服には複数のペルチェ素子１が、胸部、腹部、背部の表地と裏地の間にそれぞれ埋設され、これらが電気的に接続されている。各ペルチェ素子１には図３に示すようなコントローラ７が接続されており、このコントローラ７は、ペルチェ素子１に通電する装置であり、電源のＯＮ／ＯＦＦを行う電源スイッチ８と、電流方向の切り替えを行う切替スイッチ９と、ペルチェ素子１の温度制御を行う温度制御手段１０とを備える。また、コントローラには電源１１が接続され、ペルチェ素子１への通電や温度制御手段に必要な電力を供給している。
【００２１】
コントローラ７の電源スイッチをＯＮにすると、電源１１からコントローラ７へ電力が供給され、このコントローラ７に接続された各ペルチェ素子１に電流が流れると、一方の面が冷却（吸熱）され、他方の面が加熱（放熱）され、これにより、着用者の身体を冷却し、または暖めることができる。また、コントローラ７は電流方向の切り替えを行う切替スイッチ９を備えており、この電流方向の切り替えによりペルチェ素子の吸熱側と放熱側を切り替えることができるので、冷暖房服を冷房用として使用する場合は、吸熱側が内側（身体に接する側）となるように切り替え、暖房用として使用する場合は、放熱側が内側となるように切り替えることにより、使用目的に応じて自由に冷房／暖房を選択することができる。
【００２２】
また、コントローラ７はペルチェ素子１の温度を制御する温度制御手段１０を備えており、これによりペルチェ素子１の温度を自由に調節することができ、着用者の好みや体質に応じて適切な温度調整をすることができる。
【００２３】
電源１１としては、乾電池、充電式電池等の他、ペーパー状電池を使用することもできる。これにより、冷暖房服の重量を軽量化することができる。電源１１は、冷暖房服の所定位置に設けられた図示しない電源収納用ポケットに出入可能に収納され、電源１１の電力を消費した後は新たな電源１１と交換できるようになっている。
【００２４】
また、冷暖房服の被服地のいずれか一の面を表面にして着用可能（リバーシブル）にしても良く、これにより、１着の冷暖房服で２着分のデザインを享受することができ、ファッション性にも優れ、あらゆる年齢層の需要者に幅広く提供することができる。
【００２５】
図４（ａ）は、本発明の第２実施形態の全体構成図であり、本実施形態において、コントローラ７、電源１１は第１実施形態におけると同様のものであるので、説明は省略する。図４（ｂ）に示すように、本実施形態による冷暖房服は、繊維状ペルチェ素子２を備えている。繊維状ペルチェ素子２は、粒状のＰ型熱電半導体３ａとＮ型熱電半導体４ａを、導電性ワイヤ５ａで直列に接続したものであり、これを布地に適正に織り込む。このような構成の繊維状ペルチェ素子２を用いれば、普通のペルチェ素子１を用いた場合に比べ、ペルチェ素子自体が着用者の身体の動きに応じて自由に変形するので、着用者の着用感および作業性が飛躍的に向上する。
【００２６】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は以下の優れた効果を有する。
（１）場所ないし環境に応じて、冷房・暖房を切り替えることができ、従来、２種類の冷房服・暖房服が必要であったのが、一つで済む。
（２）温度制御手段により冷暖房手段の温度を自由に設定し、着用者の好みや体質に応じて適切な温度調整をすることができる。
（３）従来、保温効果を十分に発揮するために保温層を厚くする必要があったが、ペルチェ素子を利用することにより布地を薄くすることができるので、作業性が良好である。
（４）抵抗発熱体などの重量の重い部材を使用しないので、軽量化が図れる。
（５）布地の表地と裏地を裏返して、リバーシブルに着用することができるので、１着の冷暖房服で２着分のデザインを享受することができ、ファッション性にも優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態のペルチェ素子の構造図である。
【図３】本発明に使用するコントローラの概念図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２実施形態の全体構成図であり、（ｂ）は第２実施形態の繊維状ペルチェ素子の構成図である。
【符号の説明】
１  ペルチェ素子
２  繊維状ペルチェ素子
３  Ｐ型熱電半導体
３ａ  粒状Ｐ型熱電半導体
４  Ｎ型熱電半導体
４ａ  粒状Ｎ型熱電半導体
５  金属電極
５ａ  導電性ワイヤ
６  絶縁基板
７  コントローラ
８  電源スイッチ
９  切替スイッチ
１０  温度制御手段
１１  電源
【図１】
2004263325.tif 000003
【図２】
2004263325.tif 000004
【図３】
2004263325.tif 000005
【図４】
2004263325.tif 000006