特開 2021-113371 空気調和ユニット及びそれを備えた衣服

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-113371(P2021-113371A)

(43)【公開日】2021年8月5日

(54)【発明の名称】空気調和ユニット及びそれを備えた衣服

(51)【国際特許分類】

   A41D 13/005 20060101AFI20210709BHJP

   A41D 13/002 20060101ALI20210709BHJP

   A41D 1/00 20180101ALI20210709BHJP

   A61F 7/00 20060101ALI20210709BHJP

   F25B 21/02 20060101ALI20210709BHJP

【ＦＩ】

   A41D13/005 101

   A41D13/002 105

   A41D1/00 H

   A41D1/00 E

   A41D1/00 D

   A41D13/005 103

   A61F7/00 310J

   F25B21/02 T

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2020-6820(P2020-6820)

(22)【出願日】2020年1月20日

(71)【出願人】

【識別番号】591209442

【氏名又は名称】岸岡 俊

(71)【出願人】

【識別番号】518447452

【氏名又は名称】大塚 勝博

(71)【出願人】

【識別番号】518447463

【氏名又は名称】清水 沙蘭

(74)【代理人】

【識別番号】100117651

【弁理士】

【氏名又は名称】高垣 泰志

(72)【発明者】

【氏名】岸岡 俊

【テーマコード（参考）】

3B011

3B030

4C099

【Ｆターム（参考）】

3B011AA01

3B011AB01

3B011AC02

3B011AC03

3B030AB06

3B030AB08

3B030AB12

4C099AA05

4C099CA12

4C099JA02

4C099NA05

(57)【要約】

【課題】ペルチェ素子を利用して着衣者の身体を効率的に冷房又は暖房できるようにする。
【解決手段】衣服１００に装着するための空気調和ユニット１は、ペルチェ素子１７と、ペルチェ素子１７の一方の面に接合する金属板１９と、金属板１９よりも面積が大きく、金属板１９に接合した状態で衣服１００の内側に配置される金属製の熱交換プレート２０と、を備える構成である。熱交換プレート２０は、銅板、錫板、又は、アルミ板によって形成されることが好ましい。また、ペルチェ素子１７の他方の面には、ヒートシンク１５と、ヒートシンク１５の熱を衣服１００の外側に放出させるファン１４とが設けられることが好ましい。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

衣服に装着するための空気調和ユニットであって、
ペルチェ素子と、
前記ペルチェ素子の一方の面に接合する金属板と、
前記金属板よりも面積が大きく、前記金属板に接合した状態で前記衣服の内側に配置される金属製の熱交換プレートと、
を備えることを特徴とする空気調和ユニット。

【請求項2】

前記熱交換プレートは、銅板によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和ユニット。

【請求項3】

前記熱交換プレートは、錫板によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和ユニット。

【請求項4】

前記熱交換プレートは、アルミ板によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の空気調和ユニット。

【請求項5】

前記ペルチェ素子の他方の面に配置されるヒートシンクと、
前記ヒートシンクの熱を前記衣服の外側に放出させるファンと、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気調和ユニット。

【請求項6】

前記熱交換プレートの人体と対向する面の反対側の面を覆う状態で前記熱交換プレートの周縁を保持する断熱パッド、
を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の空気調和ユニット。

【請求項7】

前記金属板は、前記断熱パッドに設けられた孔に装着され、前記熱交換プレートに接合することを特徴とする請求項６に記載の空気調和ユニット。

【請求項8】

請求項１乃至７のいずれかに記載の空気調和ユニットを備える衣服。

【請求項9】

前記空気調和ユニットは、衣服の後身頃の生地に装着されることを特徴とする請求項８に記載の衣服。

【請求項10】

前記空気調和ユニットを制御するコントローラと、
前記コントローラを介して前記空気調和ユニットに電力を供給するバッテリーと、
を備えることを特徴とする請求項８又は９に記載の衣服。

【請求項11】

前記コントローラは、前記ペルチェ素子に流す電流の極性を切り替えることにより、冷房と暖房とを切り替え可能であることを特徴とする請求項１０に記載の衣服。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気調和ユニット及びそれを備えた衣服に関し、特に着衣者の身体を冷房又は暖房する技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、衣服に取り付けたファンにより、外部の空気を衣服内に取り込み、着衣者の身体を冷却するファン付の衣服が知られている（例えば特許文献１）。しかし、ファン付き衣服は外部の空気を衣服内に送り込むだけであるため、外気温が高い場合には冷房効果が低く、快適な衣服であるとは言えない。

【0003】

また、従来、衣服内部に設けた水路に冷水又は温水を流すことにより、身体を冷房又は暖房できるようにした衣服も知られている（例えば特許文献２）。しかし、衣服の内部に冷水や温水を流す構成では、衣服の重量が増すため、着衣者の動作が鈍くなるという欠点がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６２００１１３号公報

【特許文献2】特開２０１２−１６１４４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、ペルチェ素子を利用すれば、冷却又は加熱を行うことができるため、これを衣服に取り付けて衣服の内部を冷房又は暖房することが考えられる。しかし、ペルチェ素子は消費電力が大きいため、衣服の内面側に多数取り付けると電力消耗が激しく実用に耐えない。そのため、ペルチェ素子を利用する場合は、ペルチェ素子の数を減らし、着衣者の身体を効率的に冷房又は暖房できるようにすることが望ましい。

【0006】

そこで本発明は、ペルチェ素子を利用して着衣者の身体を効率的に冷房又は暖房できる空気調和ユニット及びそれを備えた衣服を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するため、第１に、本発明は、衣服に装着するための空気調和ユニットであって、ペルチェ素子と、前記ペルチェ素子の一方の面に接合する金属板と、前記金属板よりも面積が大きく、前記金属板に接合した状態で前記衣服の内側に配置される金属製の熱交換プレートと、を備えることを特徴とする構成である。

【0008】

第２に、本発明は、上記第１の構成を有する空気調和ユニットにおいて、前記熱交換プレートは、銅板によって形成されることを特徴とする構成である。

【0009】

第３に、本発明は、上記第１の構成を有する空気調和ユニットにおいて、前記熱交換プレートは、錫板によって形成されることを特徴とする構成である。

【0010】

第４に、本発明は、上記第１の構成を有する空気調和ユニットにおいて、前記熱交換プレートは、アルミ板によって形成されることを特徴とする構成である。

【0011】

第５に、本発明は、上記第１乃至第４のいずれかの構成を有する空気調和ユニットにおいて、前記ペルチェ素子の他方の面に配置されるヒートシンクと、前記ヒートシンクの熱を前記衣服の外側に放出させるファンと、を更に備えることを特徴とする構成である。

【0012】

第６に、本発明は、上記第１乃至第５のいずれかの構成を有する空気調和ユニットにおいて、前記熱交換プレートの人体と対向する面の反対側の面を覆う状態で前記熱交換プレートの周縁を保持する断熱パッド、を更に備えることを特徴とする構成である。

【0013】

第７に、本発明は、上記第６の構成を有する空気調和ユニットにおいて、前記金属板は、前記断熱パッドに設けられた孔に装着され、前記熱交換プレートに接合することを特徴とする構成である。

【0014】

第８に、本発明は、衣服であって、上記第１乃至第７のいずれかの構成を有する空気調和ユニットを備えることを特徴とする構成である。

【0015】

第９に、本発明は、上記第８の構成を有する衣服において、前記空気調和ユニットは、衣服の後身頃の生地に装着されることを特徴とする構成である。

【0016】

第１０に、本発明は、上記第８又は第９の構成を有する衣服において、前記空気調和ユニットを制御するコントローラと、前記コントローラを介して前記空気調和ユニットに電力を供給するバッテリーと、を備えることを特徴とする構成である。

【0017】

第１１に、本発明は、上記第１０の構成を有する衣服において、前記コントローラは、前記ペルチェ素子に流す電流の極性を切り替えることにより、冷房と暖房とを切り替え可能であることを特徴とする構成である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、ペルチェ素子を利用しつつ、消費電力を低減し、着衣者の身体を快適な状態に冷房又は暖房できる空気調和ユニットを提供することができると共に、そのような空気調和ユニットを備えた衣服を提供することもできる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】空気調和ユニットを示す斜視図である。

【図2】空気調和ユニットを取り付けた衣服を示す図である。

【図3】空気調和ユニットの構成を示す分解斜視図である。

【図4】空気調和ユニットの構成を示す断面図である。

【図5】空気調和ユニットを装着する衣服の例を示す図である。

【図6】空気調和ユニットの制御機構を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態において互いに共通する部材には同一符号を付しており、それらについての重複する説明は省略する。

【0021】

図１は、本実施形態における空気調和ユニット１を示す斜視図であり、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ異なる方向から観た図を示している。図２は、空気調和ユニット１を取り付けた衣服１００を示す図である。図３は、空気調和ユニット１の構成を示す分解斜視図である。これらの図面に示す本実施形態の空気調和ユニット１は、ペルチェ素子１７を用いた熱交換を行い、衣服１００の着衣者の身体を冷房又は暖房するためのものである。例えば、図２に示すように、空気調和ユニット１は、衣服１００の後身頃の生地１０１に取り付けられ、着衣者の身体の背を冷房又は暖房する。この空気調和ユニット１は、着衣者の肩胛骨の間から腰に至る部分を冷房又は暖房する装置である。

【0022】

図３に示すように、空気調和ユニット１は、主として、ファンカバー１１と、ファン１４と、ヒートシンク１５と、ペルチェ素子１７と、保持部材１８と、金属板１９と、熱交換プレート２０と、断熱パッド３０と、固定パッド４０とを備えて構成される。この空気調和ユニット１は、保持部材１８がペルチェ素子１７を保持する。

【0023】

ペルチェ素子１７は、概略矩形状の薄板状素子であり、表面側と裏面側とに異なる２種類の金属が配置されており、その２種類の金属の接合部に電流を流すことにより、一方の金属から他方の金属へ熱が移動するというペルチェ効果を利用した半導体素子である。例えば、一方の金属から他方の金属へ直流電流を流すと、ペルチェ素子１７の一方の面が吸熱し、他方の面に発熱が起こる。直流電流の極性を反転させると、吸熱作用及び発熱作用が生じる面が反転する。空気調和ユニット１は、このペルチェ素子１７の特性を利用して衣服内の着衣者の身体を冷房又は暖房する。

【0024】

ペルチェ素子１７の衣服外側に対応する面には、空気調和ユニット１によって熱交換された廃熱を外部へ放出する放熱機構が設けられる。具体的に説明すると、ペルチェ素子１７の衣服外側に対応する面には、ヒートシンク１５が接合するように配置される。例えばヒートシンク１５は、その周囲が保持部材１８に固定される。ヒートシンク１５は、その周縁部に熱交換効率を高めるために多数のフィン１６が設けられている。ヒートシンク１５の更に衣服外側には、ファン１４が配置される。ファンカバー１１は、ヒートシンク１５の周縁部に取り付けられるカバー部材であり、衣服１００の外側においてファン１４及びヒートシンク１５を覆う状態に装着される。ファンカバー１１には、空気をカバー内に導入するための吸気窓１２と、カバー内の空気を外部に放出するための排気窓１３とが設けられる。例えば、ファンカバー１１は、有底の円筒形状を有しており、吸気窓１２は、ファンカバー１１の底部に多数形成され、排気窓１３はファンカバー１１の周側面に形成される。

【0025】

これに対し、ペルチェ素子１７の衣服内側に対応する面には、ペルチェ素子１７による冷却又は加熱効果を着衣者の身体に効率よく伝えるための熱伝導機構が設けられる。具体的に説明すると、ペルチェ素子１７の衣服内側に対応する面には、金属板１９が接合するように配置される。この金属板１９は、例えばその周縁部が保持部材１８の衣服内側の面に接着された状態で固定される。金属板１９は、その一面がペルチェ素子１７の一方の面に接合した状態に取り付けられることにより、ペルチェ素子１７の吸熱又は発熱作用により降温又は昇温する。この金属板１９は例えばアルミ金属で形成される。アルミ金属は、熱伝導率が比較的高く、しかも軽量であるため、衣服装着用として適している。ただし、金属板１９は、アルミ製に限られるものではなく、比較的高い熱伝導率を示す金属であればどのような金属を用いても構わない。例えば、銅や錫などを用いて金属板１９を形成しても良い。

【0026】

また、金属板１９は、その面積がペルチェ素子１７の面積よりも大きいものを用いることが好ましい。ペルチェ素子１７の面積よりも大きい金属板１９をペルチェ素子１７の一方の面に接合させることにより、金属板１９の一面の略中央にペルチェ素子１７を接合させることができ、ペルチェ素子１７の一方の面で生じる吸熱作用又は発熱作業を効率よく金属板１９に伝えることができる。

【0027】

ただし、金属板１９の面積は、ペルチェ素子１７の面積に対して大き過ぎることは好ましくない。金属板１９は、ペルチェ素子１７の吸熱又は発熱作用によって全体的に降温又は昇温するため、金属板１９の熱容量が大きくなり過ぎるとペルチェ素子１７に負荷がかかり、ペルチェ素子１７での電流消費量が増加してしまうからである。そのため、金属板１９の面積はペルチェ素子１７の面積に比して１．５〜４倍程度に留めておくことが好ましい。

【0028】

熱交換プレート２０は、金属板１９の衣服内側に対応する面に接合するように配置される金属製のプレートである。衣服１００の内側に配置され、着衣者の身体を冷却又は加熱するプレートである。例えば、熱交換プレート２０は、金属板１９よりも大きなサイズとして形成される。そのため、熱交換プレート２０の熱容量は、金属板１９よりも大きい。また、熱交換プレート２０は、例えば、銅板、錫板、アルミ板などを用いて形成される。

【0029】

例えば、熱交換プレート２０として銅板を用いる場合、熱伝導率が比較的高いため、熱交換を効率的に行うことが可能である。この場合、熱交換プレート２０は、例えば厚さ０．３〜０．８ｍｍ程度の銅板を基材とし、図３に示すように金属板１９と接合する接合部２１を除くプレート表面（表面及び裏面の双方を含む）に対して錫によるメッキ２２を施したものを用いることが好ましい。板厚を０．３〜０．８ｍｍ程度とすることで、衣服用として適度な硬度を得ることができる。また、銅は酸化しやすいため、プレート表面に対して錫によるメッキ２２を施すことで酸化を防止することができる。また、錫によるメッキ２２を金属板１９との接合部２１には設けないようにすることで、着衣者の人体から吸収する熱を効率よく金属板１９に伝導させることができる。

【0030】

また、例えば、熱交換プレート２０として錫板を用いる場合、銅やアルミと比較して柔らかいため、着衣者の身体に対する密着性が増すという利点がある。この場合、熱交換プレート２０は、例えば厚さ０．５〜１．０ｍｍ程度の錫板を基材とし、金属板１９と接合する接合部２１を除くプレート表面（表面及び裏面の双方を含む）に対して銀又は銅によるメッキ２２を施したものを用いることが好ましい。板厚を０．５〜１．０ｍｍ程度とすることで、衣服用として適度な硬度を得ることができる。また、錫は銅に比較して熱伝導率が低いため、プレート表面に対して銀又は銅によるメッキ２２を施すことで熱伝導率の低さを大幅に改善することができる。また、銀や銅によるメッキ２２を金属板１９との接合部２１には設けないようにすることで、着衣者の人体から吸収する熱を効率よく金属板１９に伝導させることもできる。

【0031】

また、例えば、熱交換プレート２０としてアルミ板を用いる場合、例えば厚さ０．５〜０．８ｍｍ程度のアルミ板を基材とする。この場合のアルミ板には、予めアルマイト処理を施しておく。アルマイト処理によりアルミの酸化による腐食を防止することができる。また、アルミ板は、金属板１９と接合する接合部２１を除くプレート表面（表面及び裏面の双方を含む）に対して銀によるメッキ２２を施したものを用いることが好ましい。銀は、金属の中で熱伝導率が最も高いため、着衣者の身体を効率的に冷却又は加熱することができる。

【0032】

熱交換プレート２０は、着衣者の肩胛骨の間から腰に至る部分に直接的又は間接的に接触し、その部分を効率的に冷却又は加熱できるようにするため、概略逆Ｔ字状の形状を有しており、上部の幅よりも下部の幅が広くなるように形成されている。上部の幅が狭いのは、着衣者の動作によって肩胛骨が動いたとしても、熱交換プレート２０が着衣者の肩胛骨に干渉せず、着衣者に違和感を生じさせないためである。一方、熱交換プレート２０の下部の幅を上部よりも広くすることにより、着衣者の背から腰の辺りを広く冷却又は加熱することができる。尚、熱交換プレート２０は、概略逆Ｔ字状の形状に限られるものではなく、例えば台形状であっても良いし、三角形状であっても良い。

【0033】

また、熱交換プレート２０には、金属板１９と接合する接合部２１の中心位置にビス２９を挿通する孔２３が設けられる。ビス２９は、この孔２３に対して衣服内側から外側に向かって挿入され、金属板１９の衣服内側の面に設けられた螺子孔と螺合し、熱交換プレート２０と金属板１９とを互いに接合させた状態に固定する。ただし、これに限らず、熱交換プレート２０と金属板１９とは、接着剤などによって互いに接着されるものであっても構わない。

【0034】

断熱パッド３０は、熱交換プレート２０の周縁部を保持し、空気調和ユニット１を衣服１００に装着するための部材である。断熱パッド３０は、熱交換プレート２０の周縁部を保持できるように、熱交換プレート２０と略同一の形状を有している。例えば、断熱パッド３０は、熱交換プレート２０と同様に概略逆Ｔ字状に形成される。ただし、熱交換プレート２０が概略逆Ｔ字状とは異なる形状（例えば、台形や三角形など）である場合、断熱パッド３０は、熱交換プレート２０の形状に適合した形状となる。

【0035】

断熱パッド３０は、例えばシリコン樹脂によって形成される。シリコン樹脂は、柔軟性に優れ、断熱性を有するので好適である。断熱パッド３０は、衣服外側に対応する背面側が覆われており、その背面側に金属板１９を熱交換プレート２０の接合部２１に接合させるための孔３１が形成されている。この孔３１は、保持部材１８の外形サイズと略同一サイズの孔である。そのため、この孔３１を介して、保持部材１８に固定される金属板１９を断熱パッド３０に保持される熱交換プレート２０の接合部２１に接合させることができる。また、断熱パッド３０の背面側には、上部と下部の３箇所の位置に固定パッド４０に設けられている係合突起４２と係合する筒状の固定部３２が設けられている。

【0036】

一方、断熱パッド３０の前面側（衣服内側）は、図１に示すように熱交換プレート２０を露出させるように開放されており、その周縁部に熱交換プレート２０の周縁部を保持する保持部３３が設けられている。つまり、断熱パッド３０は、熱交換プレート２０の背面側と前面側の周縁部とを覆う状態で熱交換プレート２０を保持するのである。断熱パッド３０は、熱交換プレート２０の衣服外側に対応する背面側を覆うことにより、熱交換プレート２０による吸熱作用などが着衣者の身体に向けて良好に生じ、熱交換ロスを防ぐことができる。

【0037】

固定パッド４０は、例えば樹脂製のパッドであり、衣服１００の外側から衣服１００の内側に配置される固定パッド４０に対して固定されるパッドである。固定パッド４０は、例えば断熱パッド３０と略同一の形状として形成される。固定パッド４０にはファンカバー１１の外形よりも若干大きいサイズの孔４１が形成されており、ファンカバー１１は、この孔４１を通して固定パッド４０から衣服外側に突出した状態に取り付けられる。また、固定パッド４０の衣服内側の面には、断熱パッド３０の固定部３２に対応する位置に上述した係合突起４２が設けられている。例えば、固定パッド４０は、係合突起４２が断熱パッド３０の固定部３２に嵌入することにより、断熱パッド３０に固定される。このとき、衣服１００は、断熱パッド３０と固定パッド４０との間に挟まされた状態に配置される。これにより、空気調和ユニット１は、図２に示すように衣服１００の後身頃の生地１０１に装着される。尚、係合突起４２は、固定部３２の筒状の孔に嵌め込まれた状態で係合状態となる構造であるため、装着が簡単であるだけでなく、簡単に取り外すことも可能である。

【0038】

図４は、衣服１００に装着された空気調和ユニット１の断面構造を示す図である。空気調和ユニット１は、ペルチェ素子１７に直流電流が供給され、ファン１４が駆動されることにより、衣服１００を着用した着衣者の身体２００を冷却又は加熱する。ペルチェ素子１７に直流電流が供給されると、ペルチェ素子１７は、着衣者の身体２００に対向する一方の面に吸熱作用又は発熱作用を生じさせる。この吸熱作用又は発熱作用は、金属板１９に熱伝導される。金属板１９の熱容量は、熱交換プレート２０の熱容量よりも小さい。そのため、ペルチェ素子１７は、電流消費量を増加させることなく、金属板１９を効率的に冷却又は加熱することができる。

【0039】

ペルチェ素子１７の吸熱作用又は発熱作用によって金属板１９が降温又は昇温すると、その熱は接合部２１を介して熱交換プレート２０に伝わる。その結果、熱交換プレート２０の温度が下降又は上昇し、着衣者の身体２００を直接的又は間接的に冷却又は加熱することができる。つまり、ペルチェ素子１７は、金属板１９を介して熱交換プレート２０を冷却又は加熱することができるのである。特に、熱交換プレート２０は、上述のように比較的熱伝導率の高い金属を使用して形成されるため、金属板１９から伝わる熱が比較的効率よく熱交換プレート２０の全体に行き渡るようになっている。それ故、空気調和ユニット１は、１つのペルチェ素子１７で着衣者の背の比較的広い範囲を効率的に冷却又は加熱することが可能である。

【0040】

また、ペルチェ素子１７は、上述のように、着衣者の身体２００と対向しない他方の面に、上記とは反対の作用を生じさせる。例えば、着衣者の身体２００を冷却するときには、ペルチェ素子１７の衣服外側に対向する面に発熱作用が生じる。この熱は、ヒートシンク１５によって吸熱される。また、ファン１４が駆動されると、図４に示すようにファンカバー１１に設けられた吸気窓１２から矢印Ｆ１で示すように外部の空気がファンカバー１１内に進入する。この空気がヒートシンク１５の熱を奪い、暖気となって排気窓１３からファンカバー１１の外側へ排気される。

【0041】

また、着衣者の身体２００を加熱するときには、ペルチェ素子１７の衣服外側に対向する面に吸熱作用が生じる。この熱も、ヒートシンク１５によって吸熱される。そしてファン１４によってファンカバー１１内に進入する空気がヒートシンク１５の熱を奪い、冷気となって排気窓１３からファンカバー１１の外側へ排気される。

【0042】

空気調和ユニット１は、上記のようにして着衣者の身体２００を冷却又は加熱する。特に、夏場に冷房目的で空気調和ユニット１を衣服１００に装着すると、身体２００の皮膚温度は約３３℃であるのに対し、金属製の熱交換プレート２０は皮膚温度よりも低い温度であることが多い。そのため、着衣時には、身体２００が熱交換プレート２０に振れることにより、一定の涼感を着衣者に与えることができる。ただし、着衣時に得られる涼感は一時的なものであり、ペルチェ素子１７が駆動されていない場合には、熱交換プレート２０は、身体２００の皮膚温度と同じ温度まで次第に上昇していくことになる。

【0043】

一方、着衣後に直ぐにペルチェ素子１７を駆動すると、熱交換プレート２０が温度上方し始める前にペルチェ素子１７は、熱交換プレート２０を冷却し始める。そのため、熱交換プレート２０の温度上方を抑えることができる。つまり、夏の冷房目的で使用するときには、熱交換プレート２０の温度上昇を抑えるようにペルチェ素子１７が熱交換プレート２０の熱を吸熱すれば良い。したがって、上述した空気調和ユニット１は、ペルチェ素子１７の消費電力量を増加させることなく、着衣時から着衣者に涼感を与えることが可能であり、しかもその涼感を長時間継続させることができるという利点がある。

【0044】

上記のような空気調和ユニット１を装着する衣服１００は、夏服であっても冬服であっても良いが、着衣者が最も外側に着用する衣服であることが好ましい。また、空気調和ユニット１を装着する衣服１００には、予めファンカバー１１や係合突起４２を貫通させるための孔を形成しておくことが好ましい。図５は、そのような衣服１００の一例を示す図である。例えば、衣服１００の後身頃の生地１０１には、ファンカバー１１を挿通させるための孔１０２と、係合突起４２を貫通させるための孔１０３とを予め形成しておくことが好ましい。更に、衣服１００には、図５において斜線で示すように、空気調和ユニット１を装着する部分に、生地１０１の破損や衣服１００の型くずれを防止するために補強用の当て布などを用いた補強部材１１０を配置しておくことがより好ましい。この補強部材１１０は、図１に示すように、断熱パッド３０と固定パッド４０との間に配置されることになる。衣服１００に対して補強部材１１０を設けることにより、空気調和ユニット１の装着によって負荷がかかる孔１０２，１０３の周縁の生地１０１が破損することを防ぐことができ、衣服１００を長い期間に亘って使用することができる。また、衣服１００を着用したときの型くずれを防止することもできる。尚、補強部材１１０は、空気調和ユニット１と略同形状とすることが好ましいが、孔１０２，１０３の周縁部だけを補強する目的であれば、孔１０２，１０３の周縁部だけに配置するようにしても良い。

【0045】

また、上記のような空気調和ユニット１は、固定パッド４０の係合突起４２を断熱パッド３０の固定部３２から取り外すことにより、衣服１００から簡単に取り外すことができる。そのため、空気調和ユニット１を取り外した状態で衣服１００の洗濯やクリーニングを行うことが可能である。また、１つの空気調和ユニット１を異なる衣服１００に装着して利用することも可能である。

【0046】

次に、図６は、空気調和ユニット１の制御機構を示すブロック図である。上述した空気調和ユニット１は、通電の必要な部品として、ペルチェ素子１７と、ファン１４とを備えている。そのため、空気調和ユニット１は、その制御機構として、コントローラ５と、モバイルバッテリー６とを備えている。モバイルバッテリー６は、例えば充電式のバッテリーであり、コントローラ５に対して電力を供給する。コントローラ５は、モバイルバッテリー６から供給される電力を空気調和ユニット１へ供給することにより、ペルチェ素子１７及びファン１４を駆動する。このコントローラ５は、ペルチェ素子１７に供給する直流電流の極性を切り替えることにより、冷房と暖房とを切り替えることが可能である。ただし、冷房及び暖房のいずれであっても、ファン１４を駆動する方向（回転方向）は変わらない。このようなコントローラ５及びモバイルバッテリー６は、例えば衣服１００に設けられるポケット（図示省略）などに収容された状態で携行される。

【0047】

以上のように、本実施形態の空気調和ユニット１は、ペルチェ素子１７と、ペルチェ素子１７の一方の面に接合する金属板１９と、その金属板１９よりも面積が大きく、金属板１９に接合した状態で衣服１００の内側に配置される金属製の熱交換プレート２０とを備える構成である。このような構成によれば、ペルチェ素子１７は、熱交換プレート２０よりも熱容量が小さい金属板１９に対して吸熱作用又は加熱作用を及ぼし、金属板１９を介して熱容量の大きな熱交換プレート２０を冷却又は加熱し、着衣者の身体２００を冷房又は暖房することができる。そのため、ペルチェ素子１７に供給する直流電流を増加させることなく、効率的に着衣者の身体２００を冷房又は暖房することが可能であり、１つのペルチェ素子でも十分な快適性を提供することができる。

【0048】

これに対し、金属板１９を設けることなく、ペルチェ素子１７に対して面積の大きな熱交換プレート２０を直接接合させてしまうと、ペルチェ素子１７が冷却又は加熱しようとする熱交換プレート２０の熱容量が大きいため、必然的にペルチェ素子１７に供給すべき直流電流が増加し、消費電力が大きくなってしまうことから、使用可能時間が短くなってしまうという問題がある。このような問題は、上述のように、ペルチェ素子１７と熱交換プレート２０との間に金属板１９を介在させることによって解決され、長時間に亘って空気調和ユニット１を稼働させることが可能となり、着用者に快適な一日を過ごさせることができるのである。

【0049】

また、本実施形態における熱交換プレート２０は、着衣者の肩胛骨の間から腰に至る部分（背の中央部分）に配置されるため、１つのペルチェ素子１７で着衣者の背の広い範囲を冷房又は暖房することができるのである。

【0050】

以上、本発明に関する一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態において説明した内容のものに限られるものではなく、種々の変形例が適用可能である。

【0051】

例えば、上記実施形態では、冷房及び暖房を切り替えることが可能な空気調和ユニット１について説明したが、これに限られるものではない。例えば、空気調和ユニット１は、冷房専用ユニットであっても良いし、暖房専用ユニットであっても良い。

【0052】

また上記実施形態では、衣服１００の後身頃の生地１０１に空気調和ユニット１を配置する例を説明した。しかし、空気調和ユニット１を取り付ける位置は、必ずしも後身頃の生地１０１には限られない。

【符号の説明】

【0053】

１…空気調和ユニット、５…コントローラ、６…モバイルバッテリー、１１…ファンカバー、１４…ファン、１５…ヒートシンク、１７…ペルチェ素子、１９…金属板、２０…熱交換プレート、３０…断熱パッド、４０…固定パッド、１００…衣服、１１０…補強部材。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】