(57)【要約】【課題】周囲の温熱条件の変化を吸収して、良好な使用感と耐久性を併せて得ることができる手すりを提供することを目的とする。【解決手段】本発明は、手すり芯材の内側に、極めて大きい蓄熱容量を備えた蓄熱性材料が充てんされ、手すり表面温度を過度に温度上昇させるような加熱条件下では、蓄熱材に吸熱して手すり表面温度の過度の上昇を抑制する。蓄熱されていた熱は、外気温度が低下してくると、蓄熱材から徐々に放熱され、手すり表面温度を一定温度に維持して、人が手すりを触った際に快適な触感を得られる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状手すりの内部に潜熱蓄熱材を挿入したことを特徴とする手すり。
【請求項２】
中空状手すりが金属製パイプで形成されたことを特徴とする請求項第１項記載の手すり。
【請求項３】
最表面は樹脂で形成されたことを特徴とする請求項第２項記載の手すり。
【請求項４】
潜熱蓄熱材が有機物系潜熱蓄熱材および無機水和塩系潜熱蓄熱材であることを特徴とする請求項第２項記載の手すり。
【請求項５】
相変化温度が１５℃から６０℃である潜熱蓄熱材であることを特徴とする請求項第４項記載の蓄熱手すり。
【請求項６】
相変化温度が３０℃から５０℃である潜熱蓄熱材であることを特徴とする請求項第４項記載の蓄熱手すり。
【請求項７】
手すり内部からの流出を防止するための封止構造を手すりの両端面に形成したことを特徴とする請求項第２項記載の手すり。
【請求項８】
潜熱蓄熱材をプラスティック容器や金属容器のような非反応性の容器に密閉したうえで中空状手すりの内部に手すり管壁と蓄熱材容器とが密着するように挿入したことを特徴とする請求項第２項記載の手すり。
【請求項９】
潜熱蓄熱材にゲル化剤を混合して、融解温度以上であっても固形状を保持できる蓄熱材を挿入したことを特徴とする請求項第２項記載の手すり。
【請求項１０】
多孔質部材に液相状態で潜熱蓄熱材を含浸したことを特徴とする請求項第２項記載の手すり。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、壁面手すり、階段手すり等のように屋内で使用されたり、あるいは玄関手すり、バルコニー手すり、外柵や道路柵等のように屋外で使用される手すりに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に手すりは、壁面等の設置基部に固定されるブラケット、あるいは手すり支柱により手すり材を保持して設置されるか、あるいは手すり本体部に支持部材を一体に形成したものが利用される。金属パイプ製手すりが一般的ではあるが、屋内に設置される手すりの場合、表面の手触り感等を向上させるために、金属製芯材の表面部に軟質樹脂層が被覆形成されたものや、あるいは木製手すり等が使用される。一方、屋外手すりの場合、その耐候性や耐久性を考慮して金属製パイプが使用されるケースが多いものの、新しい技術開発により、耐候性に優れた樹脂被覆手すりも使用されるようになった。
【０００３】
すなわち、金属パイプを手すり芯材として、ポリ塩化ビニル樹脂材により形成された芯部の表面にアクリル樹脂製薄膜層を一体形成して、表面を被覆する手すりとしたもので、使用感と耐久性が向上している。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２００６０３号公報（第２−３頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般的な、金属表面が露出した金属パイプ製手すりは、耐久性・耐候性は高いものの使用感が著しく低い。たとえば、屋外で使用する手すりのように夏場の日照を直接受ける場所に手すりが設置されるケースでは、手すりの金属表面が太陽熱で熱せられ、熱くて握ることができない。冬場の低気温下では金属特有の冷たい感触が著しく手すりとしての使用感を低下させる。
【０００６】
一方、ポリ塩化ビニル樹脂材等の樹脂被覆された手すりでは、金属表面が露出した金属パイプ製手すりに比べると、表面の樹脂層の熱伝導性の小ささから、上記した著しく不快な触感は改善されるものの、該ポリ塩化ビニル樹脂は、長期の使用により、可塑剤がわずかながら表面に滲出するブリード現象によってべた付きが生じたり、汚れやすくなる等の別の使用感が著しく低下する。このように耐候性が悪いために、特に屋外に設置される手すりには、樹脂被覆された手すりは実用的には使用することができないという欠点を有するものであった。
【０００７】
引用した特許文献においては、金属パイプを手すり芯材として、ポリ塩化ビニル樹脂材により形成された芯部の表面にアクリル樹脂製薄膜層を一体形成して、表面を被覆する手すりとしたもので、ポリ塩化ビニル樹脂材等で単独の樹脂被覆した手すりと比較すると、使用感と耐久性がはるかに向上している。しかしながら、手すり芯材として金属パイプが使用されているために太陽熱での過度の加熱が与えられれば、手すりの表面温度はやはり高くなる。また、外気温度が低ければ、手すりの冷たい感触は、樹脂を被覆しているとはいえ解消されるものとはなっていない。
【０００８】
また、手すり表面が樹脂であれば、金属表面と比べるとはるかに耐候性および防汚性が劣る。さらには樹脂表面は極めてキズがつきやすく、また公共施設では機材を乱暴に扱ったり、タバコの火を押し付ける等のいたずらにより手すりの損傷が問題となる。したがって、屋外や公共施設の屋内では、使用感に多少の欠点があっても耐久性に優れた表面が金属製の手すりが主に使用されてきた。
本発明は、以上の欠点を解消すべくなされたものであって、良好な使用感と耐久性を併せて得ることができる手すりを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明は、手すり芯材の内側に潜熱蓄熱材が充てんされ、手すり表面温度において過度の温度上昇あるいは過度の温度低下を抑制することを特徴とする。
【００１０】
請求項１にかかる発明は、中空状手すりの内部に潜熱蓄熱材を挿入したことを特徴とする。蓄熱材が暖冷熱を受けて相変化を起こし、潜熱として手すり内部に蓄熱を行うことから極めて大きい蓄熱容量を備えるとともに、相変化温度に応じて一定の温度で放熱される。
このように、手すりの内側に潜熱蓄熱材を充てんすることで、屋外に使用される手すりにおいては、昼間の太陽の日照加熱による熱を蓄熱材に吸収し、手すりの表面温度の上昇を抑制する。時間の経過とともに、日照加熱が弱くなり外気温度の低下に応じて、今度はそれまで蓄えられていた熱が蓄熱材から放熱され、手すり表面温度を外気温に比べて高く維持できる。これにより外気温が低下しても手すり表面温度はあたたかいレベルを維持できる。人が手すりを触った際に暖かな快適な触感を得られる。
【００１１】
請求項２にかかる発明は、中空状手すりがステンレスやアルミニウム等の熱伝導性の高い金属製パイプで形成され、金属製パイプの内側に潜熱蓄熱材を充てんされたことを特徴とする。金属の熱伝導度が極めて高いために、太陽光や周囲の熱源からの受熱が速やかに行われる。
【００１２】
請求項３にかかる発明は、金属製中空状手すりの最表面は樹脂で形成されたことを特徴とする。手すりの表面材は金属面のみに限定されず、樹脂被覆されたものであっても芯材が金属であれば、内部の潜熱蓄熱材に速やかに熱伝導が行われ、手すり表面の温度緩和効果が発現できる。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、潜熱蓄熱材としてパラフィンワックスや脂肪酸等の有機物系潜熱蓄熱材および無機水和塩系潜熱蓄熱材であることを特徴とする。これらは非常に安定で長期間の使用に耐え、極めて低コストで入手できる。
【００１４】
請求項５にかかる発明は、相変化温度が１５℃から６０℃である潜熱蓄熱材であることを特徴とする。供給される熱量を最も効率的に蓄熱することができる。
【００１５】
請求項６にかかる発明は、望ましくは、相変化温度が３０℃から５０℃の潜熱蓄熱材であることを特徴とする。蓄熱温度を体温近傍に設定すると、人の接触感覚で好適な触感が得られる。
【００１６】
請求項７にかかる発明は、潜熱蓄熱材が液相に相変化した際に、手すり内部からの流出を防止するための封止構造を手すりの両端面に形成したことを特徴とする。
【００１７】
請求項８にかかる発明は、潜熱蓄熱材をプラスティック容器や金属容器のような非反応性の容器に密閉したうえで中空状手すりの内部に手すり管壁と蓄熱材容器とが密着するように挿入したことを特徴とする。これによって潜熱蓄熱材が相変化の際に流出することを防止する。
【００１８】
請求項９にかかる発明は、潜熱蓄熱材にゲル化剤を混合して、融解温度以上であっても固形状を保持できる蓄熱材を挿入したことを特徴とする。
【００１９】
請求項１０にかかる発明は、多孔質部材に液相状態で潜熱蓄熱材を含浸したことを特徴とする。融解温度以上で液相となった潜熱蓄熱材が多孔質部材の空隙内に表面張力で保持されるために、流出しないで固定化することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施例を示す手すりの一部切欠正面図である。手すりＡは、曲折したステンレス製の管部１と、この管部１の端部に溶接により連結された取付座２と、管部１の端部と取付座２の周りを囲むステンレス製のカバー３とから構成されている。カバー３は取付座２と脱着自在に取り付けられる。手すりＡの管部１の内側に蓄熱部材４が充てんされている。
【００２１】
なお、手すり材Ａは、予め固定端部をブラケットとして別体に形成しておくことも可能であり、本実施例に限定するものではない。手すりを直管からなる手すり部と固定用ブラケットとして別体で構成する場合には、人の手が接触する手すり部分にのみ潜熱蓄熱材を充てんすることで、充分所期の目的を達成することができる。
【００２２】
潜熱蓄熱材４としては、パラフィンワックスからなる潜熱蓄熱材料を用いた一実施例である。パラフィンワックスが固体から液体間の相変化をする際の吸熱・放熱反応を利用するものである。管部１の端部には、吸熱して融解し液相となったパラフィンワックスが管部１より流出しないように、パッキン密封構造をもった封止端板５が両端面に装着されている。これらの密封構成は本実施例に限定されるものでない。蓄熱材の種類に応じて、密封構造を採用すればよい。
【００２３】
パラフィンワックスは固相から液相への相変化の際に、２０％程度の体積膨張をするために、その緩和対策が必要である。本実施例の製造においては、パラフィンワックスをその融解温度以上に加熱融解したあと、手すりＡの管部１の内部に充てんした直後に封止端部５を装着し、自然冷却して蓄熱材４を充てんする。固化は管部１の管壁近傍から始まるため管壁にパラフィンワックスが中空円筒状に固化形成され、中央部は空洞状態で、減圧されている。加熱により融解したパラフィンワックスは体積膨張しながら管部中心の空洞部分に溜まるために、内圧の上昇を抑え、封止端部に応力が発生せず、パラフィンワックスの流出もおこらない。
【００２４】
以上の実施例のように構成された手すりＡの冬場の快晴時の使用状態での表面温度変化を図２に示す。太陽熱が日中直接手すりを加熱するように配置し、手すり表面に熱電対を装着して表面温度を測定した。比較のために、潜熱蓄熱材を挿入していない従来の手すりの表面温度も示した。
【００２５】
図２は一昼夜にわたって測定した手すり表面の温度変化を示す。実線で示すのは、融点が３６℃のパラフィンワックスを潜熱蓄熱材として挿入した本発明の実施例で、破線で示すものは従来の金属製手すりである。
【００２６】
従来の金属製手すりは、日の出から太陽熱加熱により時間の経過とともに徐々に表面温度が上昇し、正午には４５℃に達する。一方、潜熱蓄熱材入りの手すりは温度上昇が抑制されている。正午を過ぎると日差しも弱まり、従来技術の金属手すりの表面温度は急激に低下していく。一方、潜熱蓄熱材入りの手すりは、吸熱していた熱を徐々に放熱するために、日没後もあたたかい状態が継続する。
【００２７】
次に、夏場の強い日差しを想定して、ハロゲンランプヒーターで過熱した実験結果を図３に示す。実線で示すのは、融点が３６℃のパラフィンワックスを蓄熱部材として挿入した本発明の実施例で、破線で示すものは従来の金属製手すりである。
【００２８】
室温１７℃で、９００Ｗハロゲンランプヒーターを距離３００ｍｍで４０分加熱した後、室温放置したときの手すり表面の温度を計測したものである。従来の金属製手すりは、加熱開始とともに急速にに表面温度が上昇し、約６０℃に達した。この温度では人が素手で手すり表面を持ち続けるのは無理な温度である。ヒーターの加熱を停止すると急速に温度低下して３０分程度で室温の１７℃に戻った。この１７℃の温度では素手で手すりを触ると冷たい感触で不快である。
【００２９】
一方、蓄熱材入りの本実施例では、ヒーター加熱があっても４０℃まで抑制されており、素手で接触しても熱くて持てない温度レベルではない。ヒーターの加熱が停止しても、加熱時に蓄熱していたために、パラフィンワックスの融点に相当する３６℃程度に手すり表面温度を維持しており、室温に戻るのに５〜６時間を要した（図は省略）。蓄熱材入りの手すりは、吸熱していた熱を徐々に放熱するために、従来の手すりと接触した感覚を比較すると、ヒーター停止後もあたたかい感触を長時間継続することができた。
【００３０】
このように、金属製パイプの内側に蓄熱性材料を充てんすることで、屋外に使用される手すりにおいては、昼間の太陽の日照加熱による熱を蓄熱材に吸収し、手すりの表面温度を低下させる。日照加熱が弱くなり外気温度の低下に応じて、今度は蓄熱材から放熱され、手すり表面温度を一定温度に維持する。これにより外気温が低下しても手すり表面温度はあたたかい温度を維持できる。
【００３１】
屋内に手すりを設置するケースでは、太陽の日射が利用できる位置に設置することが望ましい。太陽熱が利用できなければ、たとえば熱源として専用の加熱ランプや電気ヒーターを手すり近傍に配置するか、エアコンディショナーの送風口近傍に配置される手すりについては、その温風を利用することができる。
特に、一般家庭の浴室に設置される手すりでは、清掃性・防汚性・耐久性の観点から金属製手すりが使用されるものの、冷たい感触が課題であったが、本発明によれば、最近普及してきた浴室暖房乾燥機との組合せにより、暖房・乾燥操作時の熱源を利用して手すり蓄熱材へ蓄熱しておけば、入浴時に快適な表面温度を維持することができる。
【００３２】
本発明の一実施例として、図１には潜熱蓄熱材４としては、パラフィンワックスからなる潜熱蓄熱材料を用いた。パラフィンワックスが固体から液体間の相変化をする際の吸熱・放熱反応を利用するものである。
このように蓄熱材として潜熱蓄熱材を選定すると、たとえば単位重量あたりの熱容量が約２００ｋｊ／ｋｇと極めて大きくとれるので、コンパクトに蓄熱部を構成できる。太陽熱あるいは外部環境から手すりへ熱を受けて、蓄熱材が相変化を起こす際に潜熱として蓄熱材内部に極めて大きい熱を蓄えることができる。また、潜熱蓄熱材の特徴的な特性として蓄熱材の種類に応じて決まる相変化温度において一定温度で放熱するために、手すり用途としては人の手に快適な温度域を選定できる。
【００３３】
潜熱蓄熱材としては、パラフィンワックスや脂肪酸等の有機物系潜熱蓄熱材および酢酸ナトリウム三水和塩、硫酸ナトリウム十水和塩、塩化カルシューム六水和塩などの無機水和塩系潜熱蓄熱材が適する。これらは非常に安定で長期間の使用に耐え、極めて低コストで入手できる。
【００３４】
相変化温度が１５℃から６０℃である潜熱蓄熱材を選定すると、本発明の手すりへの蓄熱する条件として実用できる領域にある。さらに望ましくは、相変化温度が３０℃から５０℃であれば、手すりの快適な使用感という点では最適となる。すなわち、人が手すりの表面を触るときに冷たく感じる温度域が２０℃以下であり、体温近傍で温かみを感じる温度域は３０℃〜４０℃が快適域であり、５０℃以上になると熱くて長時間の接触には耐えられない。これらのように３０℃〜５０℃の相変化温度を有する潜熱蓄熱材としては、パラフィンワックスとしては、炭素数２０から２４までのノルマルパラフィンが、脂肪酸としては、カプリン酸、ラウリン酸が、無機水和物としては、硫酸ナトリウム十水和塩、チオ硫酸ナトリウム五水和塩があるが、これらに限定するものではない。
【００３５】
手すり内部への蓄熱材の配設にあたって、図１の実施例の製造においては、パラフィンワックスをその融解温度以上に加熱融解したあと、手すりＡの管部１の内部に充てんした直後に封止端部５を装着し、自然冷却して潜熱蓄熱材４を充てんする。固化は管部１の管壁近傍から始まるため管壁にパラフィンワックスが中空円筒状に固化形成され、中央部は空洞状態で、減圧されている。加熱により融解したパラフィンワックスは体積膨張しながら管部中心の空洞部分に溜まるために、内圧の上昇を抑え、封止端部に応力が発生せず、パラフィンワックスの流出もおこらない。
【００３６】
潜熱蓄熱材が相変化の際に流出したり、形状が変化したりするのを防止するために、図４の実施例に示すようにプラスティック容器や金属容器のような非反応性の容器１１に潜熱蓄熱材４を密閉したうえで、手すりの管部１の内側に管部隔壁と非反応性容器１１とが密着するように挿入する。非反応性容器としては、金属容器の方が熱伝導を効率的に進めるのが有利であるが、無機水和塩では腐食を考慮して接液部をプラスティックとすることが望ましい。
【００３７】
図５の実施例では、潜熱蓄熱材４にゲル化剤１２を混合して融解温度以上であっても固形状を保持できる蓄熱材を挿入したことを特徴とする。
【００３８】
また図６の実施例のように、多孔質部材１３に液相状態で潜熱蓄熱材４を含浸した構成とすることもできる。これにより融解温度以上で液相となった潜熱蓄熱材が多孔質部材の空隙内に表面張力で保持されるために、流出しないで手すり内部に固定化することが可能となる。多孔質部材としては、ポリウレタンフォームやメラミンフォームなどのスポンジ状の部材や、天然繊維、カーボン繊維あるいは金属繊維などの集積体、あるいは焼結金属やセメント等のセラミック質多孔体が利用できる。
多孔体が潜熱蓄熱材の液相状態で液だれをおこさないように細孔内に保持するためには、用いる蓄熱材に応じて最適な細孔の大きさのものが選定できる。また、多孔質部材と潜熱蓄熱材とを非反応性の容器に密閉したうえで管部に挿入してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の蓄熱手すりによれば、金属製パイプの内側に蓄熱性材料を充てんすることで、屋外に使用される手すりにおいては、昼間の太陽の日照加熱による熱を蓄熱材に吸収し、手すりの表面温度を低下させる。日照加熱が弱くなり外気温度の低下に応じて、今度は蓄熱材から放熱され、手すり表面温度を一定温度に維持する。これにより外気温が低下しても手すり表面温度はあたたかい温度を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す手すりの断面図である。
【図２】本発明の手すりを、従来の金属製手すりと比較して、屋外へ適用した際の手すり表面温度の経時変化を示す図である。
【図３】ハロゲンランプヒーターを用いて急速加熱および自然冷却に伴って、手すりの表面温度の変化を、従来の金属製手すりと比較した図である。
【図４】本発明に係る手すりの他の一実施例を示す縦断面図である。
【図５】本発明に係る手すりの他の一実施例を示す縦断面図である。
【図６】本発明に係る手すりの他の一実施例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ…手すり
１…管部
２…取付座
３…カバー
４…潜熱蓄熱材
５…封止端部
１１…非反応性容器
１２…ゲル化剤
１３…多孔質部材
【図１】
2004285766.tif 000003
【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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