特許 7479710 セルに閉じ込められたガスの圧縮および膨張によって、可撓性のセル材料を温度調節するためのプロセスおよび関連するデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-26

(45)【発行日】2024-05-09

(54)【発明の名称】セルに閉じ込められたガスの圧縮および膨張によって、可撓性のセル材料を温度調節するためのプロセスおよび関連するデバイス

(51)【国際特許分類】

   A43B 13/20 20060101AFI20240430BHJP

   A47G 27/02 20060101ALI20240430BHJP

【ＦＩ】

A43B13/20 A

A47G27/02 103Z

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2021542259

(86)(22)【出願日】2019-09-19

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-08-02

(86)【国際出願番号】 EP2019075209

(87)【国際公開番号】W WO2020064509

(87)【国際公開日】2020-04-02

【審査請求日】2022-09-16

(31)【優先権主張番号】1871095

(32)【優先日】2018-09-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】521127608

【氏名又は名称】オーベール，ブルーノ

(74)【代理人】

【識別番号】110003487

【氏名又は名称】弁理士法人東海特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100213322

【弁理士】

【氏名又は名称】林 昌弘

(72)【発明者】

【氏名】オーベール，ブルーノ

【審査官】村山 達也

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１２／０５６３０６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】スペイン国特許出願公開第２３９５８１６（ＥＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５４－１１１３５８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】スペイン国発明特許第２３９５８１６（ＥＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１１－０８９３８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ４３Ｂ １３／２０

Ａ４７Ｇ ２７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセスであって、
前記材料が空気またはガスで満たされた複数の密閉セルを有し、
前記複数の密閉セルの各々が、
前記可撓性の材料の圧縮中に前記ガスを貯蔵するためのゾーンＣと、
前記可撓性の材料の減圧中に、それと同一のガスを膨張させるためのゾーンＤと、
の２つの相互接続されたゾーンを有し、
前記材料が、
前記材料の前記圧縮中にガスを貯蔵するための前記密閉セルの前記ゾーンＣが位置し、より高いショア硬度を有する第１の層（層Ｃ）と、
前記材料の前記減圧中にそれと同一のガスを膨張させるための前記密閉セルの前記ゾーンＤが位置する、より低いショア硬度を有する第２の層（層Ｄ）と、
の２つの層から構成される、
可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセス。

【請求項2】

前記材料中において、前記第１の層（層Ｃ）と前記第２の層（層Ｄ）は当該材料に加えられる圧力が作用する加圧方向に重畳するように配置され、前記ゾーンＣと前記ゾーンＤは前記加圧方向に沿って相互接続されている、
請求項１に記載の可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセス。

【請求項3】

前記第１の層（層Ｃ）は、前記第２の層（層Ｄ）よりも高い熱伝導率を有する、請求項１または２に記載の可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセス。

【請求項4】

空気またはガスで満たされた密閉セルを有し、各々が２つの相互接続されたゾーンを有する、前記可撓性の弾力性のある材料が、靴底として使用され、熱い地面にもかかわらず足を冷却に維持するために、前記第２の層（層Ｄ）が足側であり、前記第１の層（層Ｃ）が前記靴底の底側である、請求項１～３のいずれかに記載の可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセスを用いるデバイス。

【請求項5】

空気またはガスで満たされた密閉セルを有し、各々が２つの相互接続されたゾーンを有する、前記可撓性の弾力性のある材料が、靴底として使用され、冷たい地面にもかかわらず足を温暖に維持するために、前記第１の層（層Ｃ）が足側であり、前記第２の層（層Ｄ）が前記靴底の底側である、請求項１～３のいずれかに記載の可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセスを用いるデバイス。

【請求項6】

空気またはガスで満たされた密閉セルを有し、各々が２つの相互接続されたゾーンを有する、前記可撓性の弾力性のある材料が、歩行者の多い公共の建物または企業のフロアマットとして使用され、多数の足の圧力が温度調節を提供する、請求項１～３のいずれかに記載の可撓性の弾力性のある材料の温度調節のプロセスを用いるデバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、セルに閉じ込められたガスの圧縮および膨張によって、可撓性のセル材料を温度調節するためのプロセスおよびその関連するデバイスに関する。

【0002】

好ましい用途は靴の靴底であり、暑い道を歩いているときでも足を低温に維持することができる。

【背景技術】

【0003】

従来技術
靴底をリフレッシュするためのデバイスはほとんど存在しない。低温を維持するために冷凍庫に入れられるゲル充填靴底デバイスはたくさん存在するが、このタイプのデバイスは、最初は低温が強すぎて火傷を引き起こす危険があるため実用的ではなく、デバイスの効果は急速に低下する。第２に、冷却効果の持続時間は非常に短く（数分から数十分）、例えば、長いジョギングセッションには適していない。

【0004】

ＫＲ２０１６００６６１９０、ＵＳ２０１２０１８４１８、またはＷＯ２００５０８７０３１のように、ペルチェ効果コンポーネントの使用を特許請求する多くのデバイスが存在する。しかしながら、これらのデバイスは、ペルチェ効果コンポーネントの効率があまり良くないため、大量の電源を必要とする。したがって、十分な冷却をもたらすことは、１時間以上の期間では不可能である。さらに、これらのペルチェ効果コンポーネントは一般にセラミックで作製されているため、非常に脆弱である。最後に、コンポーネントの重量とバッテリーの重量の間で、一般的に軽くなければならないスポーツシューズではすぐに重くなりすぎる。

【0005】

ＵＳ２０１８２２０７３９に記載されているように通気性のある材料を使用して水を排出するデバイスや、ＣＮ１０７７８８６１７のように換気を改善するために多孔質の材料を使用するデバイスも存在するが、これらのシステムはいずれも、真の温度調節や温度の大幅な低下または上昇を可能にしない。

【発明の概要】

【0006】

新規のプロセスは、可撓性の材料に周期的な圧力が加えられたとき、例えば、人や動物が歩くとき（足を地面に置いてから持ち上げるなど）の、その密封されたセルに閉じ込められたガスの圧縮およびその後の膨張による可撓性のセル材料の温度調節に関する。

【0007】

可撓性の材料は、好ましくはシリコーンまたは他のエラストマーで作製されており、異なるショア硬度（Ｈ）および熱伝導率（λ）の２つの層からなり、空気またはガスで満たされた多数の特定のセルを備えている。各セルには、相互接続された２つのゾーンを有する：圧縮中に空気またはガスを貯蔵し、硬度と熱伝導率の高い層（層Ｃ）に位置するゾーンＣと、減圧中にそれと同一の空気またはガスを膨張させる硬度と熱伝導率の低い層（層Ｄ）のゾーンＤ。

【0008】

したがって、可撓性の材料を靴の靴底として使用して、人が例えば高温の表面を走るときに低温を維持することができる。各ステップで、足は可撓性の材料を圧縮し、層Ｃのセルは断熱チャンバーとして機能し、そのガスは圧縮によって加熱される。層Ｃは層Ｄよりも熱伝導率が高いため、外部（この場合は靴の底）との熱交換が良好になる。

【0009】

足が地面から離れて圧縮がなくなると、可撓性の材料は材料の弾性の緩みによってその体積を取り戻し、層（Ｄ）に存在するセルは空気を膨張させ、したがってそれを冷却するリアクターノズルのように機能する。層Ｄは熱伝導率が低いため、交換が弱くなり、冷たさがよりよく保存される。

【0010】

別の好ましい配置によれば、この材料は、直射日光の当たる道路を移動するときに肉球をしばしば火傷する猫や犬などの飼育動物の形態に適合している。これは特に救助犬に当てはまる。

【0011】

別の規定によれば、可撓性のセル材料は、歩行者の多い公共の建物または企業のカーペットとして使用できるため、多数の足の圧力が温度調節を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0012】

図１～３は、例えば、Ｄ層が足に接触した状態で靴の靴底として配置されるようにセクションで意図されたデバイスを示す。

【図1】図１では、可撓性のセル材料は静止しており、ガスは温度Ｔ_ａと圧力Ｐ_ａでセル内に均一に分布している。２つの層ＣおよびＤと、セルのそれぞれのゾーンＣおよびＤとの間で区別がなされている。

【図2】図２では、可撓性の材料に圧力が加えられており、層Ｄの硬度は層Ｃよりも低いため、層Ｃの圧縮率は低くなる。しかしながら、セルのＤゾーンにあるガスは、セルのＣゾーンに押し込まれる。次いで、ガスは圧力Ｐ_ｉで圧縮され（加えられる圧力に応じて、すなわち、体重７０ｋｇの人の場合は約２バール）、熱力学の法則に従って温度Ｔ_ｉまで加熱される。 したがって、ガスの温度Ｔ_ｉは以下のようになる：Ｔ_ａ×（Ｐ_ｉ／Ｐ_ａ）^{（γ－１）／γ} 式中、γはガスの断熱定数（２９３°Ｋの空気の場合は約１．４）であり、Ｔ_ａが２９３°Ｋの場合は約３７６°Ｋである。層Ｃはより大きな熱伝導率を有するので、ガスの熱はこの層を通してより容易に放散され、層Ｃの熱伝導率λが１Ｗ／ｍ／°Ｋである場合、約３６５°Ｋの温度Ｔ_ｆに達する。

【図3】図３は、圧力が解放された後（足が地面から離れたとき）の材料を示す。温度Ｔ_ｆで加圧されたガスは、ゾーンＣを離れてゾーンＤで膨張し、次の温度まで冷却される：Ｔ＝Ｔ_ｆ×（Ｐ_ａ／Ｐ_ｉ）^{（γ－１）／γ} または、初期温度Ｔ_ａより８°Ｋ低い温度である約２８５°Ｋまで冷却される。Ｄ層によってもたらされる低い熱交換のために、この温度差は、繰り返されるステップサイクルにより、材料に固有の損失とランナーの足の吸収にもかかわらず維持される。

【0013】

別の構成では、可撓性の材料を加熱方法として使用することができる。これには靴底を反転させるだけで十分であり、足と接触しているのは層Ｃである。したがって、圧縮中に発生する熱は足に接触し、冷却ゾーンは靴の底に接触する。

【0014】

セルに含まれるガスは単に空気であってもよいが、より高い効率を得るためには、単原子ガス（例えば、Ａｒ）などのより高い断熱定数γを有するガスを使用することが有利である。

【図1】

【図2】

【図3】