(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電により発熱する面状発熱体と、
前記面状発熱体に電流を供給するための配線と、
前記配線中に、且つ、前記面状発熱体の面上に設けられ、所定温度に達すると前記配線を流れる電流を遮断する温度ヒューズと、
前記面状発熱体と前記配線とを覆う所定の耐熱性のゴムシートと、
を備え、
前記温度ヒューズが前記面状発熱体の面上の略中央に設けられ、
前記ゴムシートに被覆された前記面状発熱体がいずれかの箇所で過熱が生じた場合に、過熱箇所で発生した熱は該ゴムシートの内部を伝達し、前記温度ヒューズが迅速に溶断される、
ことを特徴とする温熱パッド。
【請求項２】
前記面状発熱体が、カーボン粉末とフッ素樹脂の混合液をガラス繊維から成る布に含浸させ焼成したものであることを特徴とする請求項１に記載の温熱パッド。
【請求項３】
前記面状発熱体の上下面を覆う補強板を備えることを特徴とする請求項２に記載の温熱パッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、身体を温める電気式の温熱パッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、就寝時等に身体の下に敷いて身体を温める電気マット等の温熱機器が知られている。従来のマット式の温熱機器は、そのほぼ全面を覆うように内部に電熱線を蛇行させ、その電熱線に電流を流すことにより発熱させるものが一般的であった。しかし、電熱線を用いる方式では、電熱線が埋設された箇所とそれ以外の箇所で機器表面に温度差が生じるため、表面全域を均一に加熱することができない。
【０００３】
そこで、電熱線の代わりに面状の発熱体を用いる温熱機器が提案されている。例えば、特許文献１には、カーボンを含有する面状発熱体を使用した電気マットが記載されている。この電気マットは、特許文献１では、就寝時に身体の下の全面に敷かれ、体全体を加熱するために用いられている。
【特許文献１】特開2007-007122号公報（[0006],図1）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、発熱体を有する電気機器には電流ヒューズが設けられており、発熱体に過電流が流れて過熱することがないように、安全対策が施されている。面状発熱体を使用する温熱機器についても、その異常過熱を防止するために電流ヒューズを設けることを考えるのは当然であるが、身体を温める温熱機器の場合には、電流ヒューズは十分な安全対策とはならない。すなわち、身体の安全にとって重要なのは電流ではなく温度であり、面状発熱体は、その温度と電流の関係が使用条件により大きく変化するため、電流では十分な温度管理が行えない。安全を重視して電流ヒューズの限界値を低くすれば十分な加熱を行うことができず、一方、使用性能を重視して電流ヒューズの限界値を高くしておくと、長時間使用したときに低温やけどを生じる可能性がでてくる。
【０００５】
また、特許文献１に記載された電気マットは全身を温めるものであり、肩や腰や足先などの特定の部位のみを選択的に温める用途には適さない。また、サイズが大きいため消費電力が大きい。更には、重量が重く、取り扱いにくいという問題もある。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、人体に対する安全性が高く、特定の部位のみを選択的に温めることができ、省電力であり且つ取り扱いも容易な温熱パッドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために成された本発明に係る温熱パッドは、
通電により発熱する面状発熱体と、
前記面状発熱体に電流を供給するための配線と、
前記配線中に、且つ、前記面状発熱体の面上に設けられ、所定温度に達すると前記配線を流れる電流を遮断する温度ヒューズと、
前記面状発熱体と前記配線とを覆う所定の耐熱性のゴムシートと、
を備え、
前記温度ヒューズが前記面状発熱体の面上の略中央に設けられ、
前記ゴムシートに被覆された前記面状発熱体がいずれかの箇所で過熱が生じた場合に、過熱箇所で発生した熱は該ゴムシートの内部を伝達し、前記温度ヒューズが迅速に溶断される、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る温熱パッドは、前記温度ヒューズを用いることにより、面状発熱体の過熱を適切に防止することができ、人体に対する安全性が高い。また、面状発熱体の長さ及び幅を20cm〜60cmの範囲内にすることにより、身体の特定の部位のみを選択的に温めることができるとともに、消費電力が抑えられ、しかも取り扱いが容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を用いて本発明の一実施例である温熱パッドを説明する。
【実施例】
【００１０】
図１（ａ）は本実施例に係る温熱パッド１０の平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。温熱パッド１０の発熱体には、カーボン粉末とフッ素樹脂の混合液をガラス繊維から成る布に含浸させ焼成した面状発熱体１１を用い、その大きさ及び形状は長辺45cm、短辺25cm、厚さ190μmの長方形とする。フッ素樹脂は耐熱性や耐久性に優れた樹脂であるため、このように通電により発熱するカーボン粉末を保持する用途に適している。このようにサイズを小さくしたことと、発熱体にこのような構成のものを採用したことにより、本実施例の面状発熱体１１（温熱パッド１０）の消費電力は19Wと低く抑えることができる。なお、このような面状発熱体１１の一例としては、英国フレクセル社製フレクセル（商品名）がある。
【００１１】
面状発熱体１１の各長辺の近傍には、幅1cmの銅の電極１２、１３を設ける。図２は図１（ａ）のＢ−Ｂ線における面状発熱体１１の断面斜視図である。図２に示すように、電極１２、１３を設けた面状発熱体１１は、ポリエチレンとポリエステルから成る２層構造のラミネートフィルム１８でその表面を覆う。ラミネートフィルム１８は、水分等の侵入による電極１２、１３の腐食を防止するために、外側の層を防湿性やガスバリア性に優れるポリエステル層とし、内側の層をヒートシール性に優れるポリエチレン層とする。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、両電極１２、１３は、電源スイッチ１４を介して電源コードに接続する。その配線２４中にはサーモスタット１６と温度ヒューズ１７を直列に設け、それらを面状発熱体１１のほぼ中央に配置する。サーモスタット１６は、所定の定常温度（例えば45±3℃）以上となれば配線２４を流れる電流を遮断し、定常温度より低くなれば電流を流すことにより、面状発熱体１１の温度を定常温度の前後に保持する。一方、温度ヒューズ１７は、所定の臨界温度（例えば62±3℃）に達すると溶断し、それ以降は配線２４に電流を流さない。
【００１３】
面状発熱体１１は、二つ折りにしたＰＥＴ板１９の間に挟んで保護する。ＰＥＴ板１９には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、温度ヒューズ１７、サーモスタット１６及び配線２４を収容するための凹部２０を設ける。ＰＥＴ板１９に使用するＰＥＴの種類は特に問わないが、加工のしやすさの点ではＧ−ＰＥＴ（グリコール変性ポリエチレンテレフタレート）を用いることが望ましい。
【００１４】
ＰＥＴ板１９の周囲は、二つ折りのＰＥＴ板１９とほぼ同じ大きさのゴムシート２１で覆う。ゴムシート２１は、面状発熱体１１からの漏電を防ぐ絶縁、面状発熱体１１への水分の侵入を防ぐ防水、及び、面状発熱体１１の熱を保持する保温等を目的とするものである。ゴムシート２１には、所定の耐熱性（例えば、耐熱温度150℃程度のもの）を有するものを用いる。そのようなゴムシート２１の一例としては、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエン共重合体）を主成分とした加硫ゴムシートであるバンドー化学株式会社製バンドーシート（商品名）がある。
【００１５】
ゴムシート２１の周囲はポリエチレン製カバー２２で覆う。ゴムシート２１自体では、ピン等が刺さった場合にその痕跡を確認することが困難であるが、ポリエチレン製カバー２２でゴムシート２１を覆うことにより、そのような痕跡を目視で容易に確認することができる。
【００１６】
ポリエチレン製カバー２２の周囲は、酸化チタン等の光触媒を含有する布を使用した化粧カバー２３で覆う。化粧カバー２３は温熱パッド１０の最表面となり、身体が直接触れる部分となる。そのため、衛生上の観点から、光を当てることにより抗菌、消臭等の効果を生じる光触媒を含有する布を化粧カバー２３に用いることが望ましい。なお、化粧カバー２３は、その端部を開閉可能にしておき、洗濯等のために面状発熱体１１から適宜取り外し可能としておくことが望ましい。
【００１７】
図３は本実施例に係る温熱パッド１０の一つの使用例を示す図である。図３は使用者３３の腰部を温める例を示しているが、この図のように、本実施例の温熱パッド１０では、使用者３３の全身を温めることなく、必要な部位のみを暖めることができる。もちろん、肩や足先等を温めるのであれば、それらの部位の下に温熱パッド１０を置けばよい。また、使用者３３に与える違和感を少なくするために図３では温熱パッド１０を敷き布団３２の下に置いているが、より局所的に且つ即効的に特定の部位を温めたい場合は、体の下に直接温熱パッド１０を置いてもよい。
【００１８】
温熱パッド１０を所望の位置に置いた後、電源スイッチ１４を入れると、両電極１２、１３間の面状発熱体１１に電流が流れ、面状発熱体１１に含まれるカーボンが発熱する。
【００１９】
暫くして、サーモスタット１６が定常温度に達すると、面状発熱体１１に供給される電流が遮断され、面状発熱体１１の発熱が停止する。その後、サーモスタット１６の温度が定常温度以下になると再び電流が流れ、面状発熱体１１の発熱が再開する。通常の使用状況では、このように面状発熱体１１に流れる電流を制御し、温熱パッド１０の温度がほぼ定常温度に維持される。また、ゴムシート２１で面状発熱体１１が覆われているため、温熱パッド１０表面の温度変化は緩やかになる。定常温度の面状発熱体１１中のカーボンからは、波長8〜15μmの遠赤外線が発生する。
【００２０】
万が一、面状発熱体１１のいずれかの箇所で過熱が生じると、その熱は面状発熱体１１自身の内部を伝達して、温度ヒューズ１７に達する。面状発熱体１１の周囲には上記のようにＰＥＴ板１９やゴムシート２１が被覆されているため、過熱箇所で発生した熱は外部よりも内部の方に先に伝達される。従って、前記臨界温度を適切に設定しておくことにより、面状発熱体１１のいかなる箇所の過熱でも温度ヒューズ１７が迅速に溶断し、それ以降の電力供給・加熱を停止して、使用者３３に何ら危害を加えることなく、また、温熱パッド１０に何ら重大な損傷を生じることなく、事故を未然に防止することができる。温度ヒューズ１７を面状発熱体１１のほぼ中央に配置しているのは、そのいかなる箇所の過熱をも最も短時間で温度ヒューズ１７に伝えるためである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施例に係る温熱パッド１０の平面図（ａ）及びＡ−Ａ線断面図（ｂ）
【図２】図１（ａ）のＢ−Ｂ線における面状発熱体１１の断面斜視図
【図３】本発明の実施例に係る温熱パッド１０の一つの使用例を示す図
【符号の説明】
【００２２】
１０…温熱パッド
１１…面状発熱体
１２、１３…電極
１４…電源スイッチ
１５…電源プラグ
１６…サーモスタット
１７…温度ヒューズ
１８…ラミネートフィルム
１９…ＰＥＴ板
２０…凹部
２１…ゴムシート
２２…ポリエチレン製カバー
２３…化粧カバー
２４…配線
３１…ベッド
３２…敷布団
３３…使用者
【図１】
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【図２】
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【図３】
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