電位治療機能付きヒーター

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【発明の名称】	電位治療機能付きヒーター
【発明者】	【氏名】伊藤雅彦
【要約】	【課題】負電位電極と面状発熱体との間での電荷の結合損失を防止し、電位干渉による電位低下を招くおそれがない電位治療機能付きヒーターを提供する。【構成】電位治療機能付きヒーター１は面状ヒーター３と電位治療器４とを切換動作させて加温の状態と電位治療の状態とを交互に設定するようにしたものである。上下に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する２枚の絶縁シート２１，２２の中間に、対をなすヒーター電極３１，３２により挟まれた面状発熱体３０を設けて面状ヒーター３が形成されている。面状発熱体３０が設けられていない領域には負電位電極４１を配置して電位治療器４が形成されている。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
面状ヒーターと電位治療器とを切換動作させて加温の状態と電位治療の状態とを交互に設定するようにした電位治療機能付きヒーターであって、
上下に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する２枚の絶縁シートの中間に、対をなすヒーター電極により挟まれた面状発熱体を設けて面状ヒーターが形成されており、前記面状発熱体が設けられていない領域には、負電位電極を配置して電位治療器が形成されて成る電位治療機能付きヒーター。
【請求項２】
前記面状発熱体は、分割された複数の領域にそれぞれ設けられており、各領域の面状発熱体を挟む対向位置に対をなすヒーター電極のそれぞれが設けられるとともに、隣り合う領域間の面状発熱体が設けられていない隙間の領域と面状発熱体を取り囲む周辺の領域とにはそれぞれ負電位電極が設けられている請求項１に記載された電位治療機能付きヒーター。
【請求項３】
前記面状発熱体は、ひとつの領域に設けられており、前記面状発熱体の中心位置と外周縁沿いとに、対をなすヒーター電極のそれぞれが設けられるとともに、その面状発熱体を取り囲む周辺の領域に負電位電極が設けられている請求項１に記載された電位治療機能付きヒーター。
【請求項４】
前記負電位電極は、面状ヒーターを構成する２枚の絶縁シートの中間に設けられている請求項１～３のいずれかに記載の電位治療機能付きヒーター。
【請求項５】
前記負電位電極は、面状ヒーターを構成する一方の絶縁シートと、その上面に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する絶縁シートとの中間に設けられている請求項１～３のいずれかに記載の電位治療機能付きヒーター。

【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
この発明は、面状ヒーターと電位治療器とを切換動作させて加温の状態と電位治療の状態とを交互に設定するようにした電位治療機能付きヒーターに関するもので、特にこの発明は、カーペットや布団などの敷物の他、衣料品に組み込むのに好適な電位治療機能付きヒーターに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、温熱治療効果と電位治療効果との両方が得られる電位治療機能付きヒーターが提案されている。この電位治療機能付きヒーターは、一般にマットやふとんなどの敷物に適用されており、敷物の内部に面状の発熱源に加えて負電位状態を生成するための機構が組み込まれている。この種の電位治療機能付きヒーターによると、血行の促進や疲労回復などの温熱治療効果に加えて、肩こり、頭痛、不眠症、慢性便秘などの症状を軽快するという電位治療効果が得られる。この電位治療効果は、上記した疾患を有する患者を負電位状態におくと、体内を循環する血液中のナトリウムやカルシウムのイオン化が促進され、酸性化している人体がアルカリ化されて活性化されることにより得られるといわれている。
【０００３】
近年、上記した電位治療機能付きヒーターの効能が着目され、床暖房器具や衣料品にまで用途が拡大されている。特に衣料品に組み込まれる電位治療機能付きヒーターは、軽量でありかつ嵩張らないことが要求され、そのために、発熱源として面状発熱体を用いることが不可欠である。
【０００４】
面状発熱体を発熱源とする面状ヒーターは、上下に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する２枚の絶縁シートの中間に面状発熱体が設けられた構造のものが一般的である。前記面状発熱体として、一方の絶縁シートの表面に導電性のカーボン粒子と可塑性のマトリックス樹脂とを主成分とするインキにより印刷された面状発熱体があり、一方の絶縁シートの表面には、導電性インキを用いた印刷により櫛型をなす一対のヒーター電極が形成されている。この面状発熱体は、正の温度係数をもち、温度上昇に応じて電気抵抗が大きくなる性質（ＰＴＣ特性）を有している。温度上昇に応じて電気抵抗が大きくなるため、電流が急激に減少し、その結果、温度上昇が次第に緩やかとなり、最終的には設定温度以上に温度が上昇することがない。面状発熱体およびヒーター電極の上面には他方の絶縁シートが被せられ、２枚の絶縁シートが接着や溶着によって一体化されている。
【０００５】
電位治療機能付きヒーターを衣料品に組み込むために、上記した面状ヒーターに組み合わせるのに好適な電位治療器としてシート状のものが提案されている（例えば特許文献１参照）。この種のシート状の電位治療器は、耐熱性と可撓性とを有する２枚の絶縁シートの中間に負電位電極のパターンが印刷されたもので、その負電位電極に高電圧発生回路で発生させた負の高電圧（例えば数百ボルト）を印加するものである。
【０００６】
【特許文献１】特許第２８７３２２７号
【０００７】
図９および図１０は、面状ヒーター８上にシート状の電位治療器９を重ねて構成された電位治療機能付きヒーター１０を示している。面状ヒーター８は、面状発熱体８０および対をなす櫛型のヒーター電極８１，８２を有し、電位治療器９は負電位電極９０を有している。なお、図中、８３，８４は面状ヒーター８を構成する絶縁シート、９１，９２は電位治療器９を構成する絶縁シートである。
上記した構成の電位治療機能付きヒーター１０では、図１１に示すように、電源部１００に接続された面状ヒーター８と電位治療器９の負電位電極９０とをスイッチ１０１，１０２の切換動作により所定時間毎に選択的（交互）に動作させるもので、加温時は電位治療が休止し、電位治療時は加温が休止するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、電位治療器９の負電位電極９０は、図１２（１）に示すように、面状ヒーター８の面状発熱体８０上に重なって位置しており、面状発熱体８０には面状ヒーター８が非通電の状態であっても所定の電圧が掛かっているために、面状ヒーター８と電位治療器９との間で電位の干渉が生じ、その結果、電位治療器９の電位低下を招いている。
図１２（２）は、負電位電極９０の負電荷と面状発熱体８０の正電荷とが打ち消し合って電荷の結合損失、すなわち、電位低下が生じている状態を点線で示している。
【０００９】
また、上記した電位治療機能付きヒーター１０では、面状ヒーター８上にシート状の電位治療器９が重ねて構成されているため、製作に手数がかかってコスト高を招き、全体の厚みが増して嵩張るという問題がある。
【００１０】
この発明は、上記問題に着目してなされたもので、面状発熱体と負電位電極とが重ならない構成とすることにより、負電位電極と面状発熱体との間での電荷の結合損失を防止し、電位干渉による電位低下を招くおそれがない電位治療機能付きヒーターを提供することを目的とする。
【００１１】
また、この発明が他に目的とするところは、面状ヒーターと負電位電極とを一体化することにより、製作の手数を軽減してコストの低減をはかるとともに、全体の厚みを薄くして嵩張りを抑えた電位治療機能付きヒーターを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明による電位治療機能付きヒーターは、面状ヒーターと電位治療器とを切換動作させて加温の状態と電位治療の状態とを交互に設定するようにしたものであり、上下に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する２枚の絶縁シートの中間に、対をなすヒーター電極により挟まれた面状発熱体を設けて面状ヒーターが形成されている。前記面状発熱体が設けられていない領域には、負電位電極を配置して電位治療器が形成されている。
【００１３】
上記した電位治療機能付きヒーターにおいて、面状ヒーターと電位治療器とが切換動作する。面状ヒーターが動作するとき、電位治療器は動作を休止し、一方、電位治療器が動作するとき、面状ヒーターは動作を休止する。
前記電位治療器の負電位電極は、面状発熱体が設けられていない領域に配置されているので、面状ヒーターの動作休止時、たとえ面状発熱体に電圧がかかっていても、面状ヒーターと電位治療器との間で電位の干渉が生じず、電位治療器が電位低下を生じさせることがない。
【００１４】
この発明の上記した構成において、「面状発熱体」として種々のものを用いることができるが、電気抵抗値が温度上昇に応じて大きくなる特性（ＰＴＣ特性）を持つもの（一般に「ＰＴＣヒーター」と呼ばれる。）を用いるとよい。
【００１５】
この発明の好ましい実施態様においては、前記面状発熱体は、分割された複数の領域にそれぞれ設けられており、各領域の面状発熱体を挟む対向位置に対をなすヒーター電極のそれぞれが設けられるとともに、隣り合う領域間の面状発熱体が設けられていない隙間の領域と面状発熱体を取り囲む周辺の領域とにはそれぞれ負電位電極が設けられている。
【００１６】
また、この発明の他の好ましい実施態様においては、前記面状発熱体は、ひとつの領域に設けられており、前記面状発熱体の中心位置と外周縁沿いとに、対をなすヒーター電極のそれぞれが設けられるとともに、その面状発熱体を取り囲む周辺の領域に負電位電極が設けられている。
【００１７】
この発明の好ましい実施態様においては、面状ヒーターに負電位電極を一体化するために、面状ヒーターを構成する２枚の絶縁シートの中間に負電位電極を設けるか、または、面状ヒーターを構成する一方の絶縁シートと、その上面に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する絶縁シートとの中間に負電位電極を設ける。
これらの実施態様によると、面状ヒーター上にシート状の電位治療器を重ねて構成される従来のものと比較して、製作の手数を軽減してコストの低減がはかれるとともに、全体の厚みを薄くして嵩張りを抑えることができる。
【００１８】
なお、面状ヒーターを構成する一方の絶縁シート上に、上下に重ねられた耐熱性と可撓性とを有する２枚の絶縁シートの中間に負電位電極を設けたものを重ねることにより面状ヒーターに負電位電極を一体化することもできるが、この場合は、面状ヒーターと電位治療器との間での電位の干渉は防止できるものの、全体の厚みは薄くできず、製作の手数の軽減やコストの低減をはかることはできない。
【発明の効果】
【００１９】
この発明によれば、面状発熱体と負電位電極とが重ならない構成としたから、負電位電極と面状発熱体との間での電荷の結合損失を防止でき、電位干渉による電位低下を招くおそれがない。
また、面状ヒーターと負電位電極とを一体化することで、製作の手数を軽減してコストの低減をはかることができ、全体の厚みを薄くして嵩張りを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１および図２は、この発明の一実施例である電位治療機能付きヒーター１の外観および構成を示している。
図示例のものは、敷物や衣料品などに組み込まれるバッテリー駆動の電位治療機能付きヒーター１であり、シート状をなすヒーター本体２に組み込まれた面状ヒーター３と電位治療器４とをスイッチにより所定時間毎に切換動作させて、加温の状態と電位治療の状態とを交互に設定するようにしたものである。前記ヒーター本体２には図示しないコネクタを介してコード線５が電気接続され、コード線５の先端にはコントローラ６が装着されている。コード線５には、面状ヒーター３へ直流電圧を供給するために電源コード５１，５２と、電位治療のための負の高電圧を作用させるための負電源コード５３とが含まれる。
【００２１】
コントローラ６には操作部６０が設けられており、その操作部６０にはスライドスイッチ６１とＬＥＤより成る３個の表示ランプ６２～６４とが配備されている。第１の表示ランプ６２はバッテリー残量があるときに点灯する。また、第２の表示ランプ６３は加温の状態にあるときに点灯し、第３の表示ランプ６４は電位治療の状態にあるときに点灯するものである。スライドスイッチ６１は温度を３段階に設定したり、電位治療器４のみの作動を選択したりするためのものである。
【００２２】
ヒーター本体２は、平面形状がほぼ正方矩形状をなし、上下に重ねられかつ互いに接合された２枚の絶縁シート２１，２２の中間に面状ヒーター３と電位治療器４とが一体に組み込まれた構造のものである。
絶縁シート２１，２２は、耐熱性と可撓性とを有する合成樹脂フィルムであって、ポリエチレンテレフタレートのようなオレフィン系のものが用いられるが、これに限定されるものではなく、例えば、塩化ビニルやナイロンのような樹脂材料の他、ゴム系材料を用いることも可能である。
【００２３】
面状ヒーター３は、分割された複数（図示例では４個）の帯状領域Ｓ１～Ｓ４のそれぞれに設けられた面状発熱体３０と、各帯状領域Ｓ１～Ｓ４の面状発熱体３０を挟む対向位置に設けられた正負のヒーター電極３１，３２と、正の各ヒーター電極３１を一連に結ぶ導通部３３と、負の各ヒーター電極３２を一連に結ぶ導通部３４とで構成されている。
【００２４】
各面状発熱体３０は、一方の絶縁シート２１の表面に導電性のカーボン粒子と可塑性のマトリックス樹脂とを主成分とするインキを用いて印刷することによって形成されている。この面状発熱体３０は、正の温度係数をもち、温度上昇に応じて電気抵抗が大きくなる性質（ＰＴＣ特性）を有している。
【００２５】
絶縁シート２１の表面には、面状発熱体３０を挟む対向位置に正負のヒーター電極３１，３２が銀または銅の金属箔を熱溶着することにより形成されている。また、正の各ヒーター電極３１を結ぶ導通部３３と負の各ヒーター電極３２を結ぶ導通部３４も同じ金属箔を熱溶着することによりそれぞれ各ヒーター電極３１，３２と一連に形成されている。
【００２６】
隣り合う帯状領域Ｓ１，Ｓ２間、Ｓ２，Ｓ３間、およびＳ３，Ｓ４間には、それぞれ面状発熱体３０が設けられていない帯状の隙間領域Ｒ１～Ｒ３が介在しており、各隙間領域Ｒ１～Ｒ３と４個の面状発熱体３０を取り囲む周辺の領域とには一連に繋がる負電位電極４１が設けられている。負電位電極４１も絶縁シート２１の表面に銀または銅の金属箔を熱溶着することにより形成されている。この負電位電極４１と図示しない高電圧発生回路とで電位治療器４が構成されている。
【００２７】
この実施例では、ヒーター本体２を構成する２枚の絶縁シート２１，２２の中間に負電位電極４１を設けてヒーター本体２に電位治療器４を一体に組み込んでいるが、これに限らず、図３に示すように、ヒーター本体２を構成する一方の絶縁シート２２と、その上面に重ねられた同じ材質の絶縁シート２３との中間に負電位電極４１を設けて一体化してもよく、さらに、図４に示すように、ヒーター本体２を構成する一方の絶縁シート２２上に、上下に重ねられた同じ材質の２枚の絶縁シート２３，２４の中間に負電位電極４１を設けたものを重ねて一体化してもよい。
【００２８】
また、上記した実施例では、複数の帯状領域Ｓ１～Ｓ４のそれぞれに面状発熱体３０を設け、各帯状領域Ｓ１～Ｓ４の面状発熱体３０を挟む対向位置にヒーター電極３１，３２を設けるとともに、帯状領域間の隙間領域Ｒ１～Ｒ３と面状発熱体３０を取り囲む周辺領域とにそれぞれ負電位電極４１を設けているが、図５に示すように、ひとつの領域に面状発熱体３０を設け、面状発熱体３０の中心位置と外周縁沿いとに、対をなすヒーター電極３１，３２のそれぞれを設けるとともに、面状発熱体３０を取り囲む周辺の領域に負電位電極４１を設けるようにしてもよい。
図５に示す実施例のヒーター本体２は、衣料品の肩部分に装着するために両肩部の形状に対応させて横に長い平面形状に形成しているが、その形状は装着部位に応じて設計変更が可能である。
【００２９】
さらに、上記した各実施例は、衣料品などに組み込むためにバッテリー駆動方式とし、コントローラ６にバッテリーが装填される部分（図示せず。）が設けているが、敷物などに組み込む場合は、図６に示すように、電源プラグ７を設けて交流電源駆動方式を採用するとよい。
【００３０】
図７は、上記した電位治療治療機能付きヒーター１の電気的構成を示している。同図中、制御装置６５はワンチップマイコンより成るもので、コントローラ６に組み込まれ、制御の主体であるＣＰＵ、プログラムが格納されているＲＯＭ、データの読み書きに供されるＲＡＭなどを含んでいる。この制御装置６５には、操作部６０を構成するスライドスイッチ６１と３個の表示ランプ６２～６４とが接続されるとともに、面状ヒーター３と電位治療器４とリレー回路７０とが接続されている。前記リレー回路７０は、面状ヒーター３と電位治療器４とを切り換えて交互に動作させるためのスイッチ（接点機構）を含むものである。
電源部７１はバッテリーであり、面状ヒーター３や電位治療器４の高電圧発生回路（図示せず。）に電源を供給する。内部電源回路７２は制御装置６５を含む内蔵回路に電源を供給する。
【００３１】
上記した電位治療機能付きヒーター１において、面状ヒーター３と電位治療器４とはスイッチによって所定時間毎に切換動作する。面状ヒーター３が動作するとき、電位治療器４は動作を休止し、一方、電位治療器４が動作するとき、面状ヒーター３は動作を休止する。
電位治療器４の負電位電極４１は、図８（１）に示すように、面状発熱体３０が設けられていない領域に配置されているので、面状ヒーター３の動作休止時に、たとえ面状発熱体３０に電圧がかかっていても、面状ヒーター３と電位治療器４との間で電位の干渉が生じることがなく、電位治療器４の電位低下を生じさせることがない。
【００３２】
図８（２）は、負電位電極４１の負電荷と面状発熱体３０の正電荷とが打ち消し合うことがない状態を示しており、電荷の結合損失が生じず、電位は殆ど低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】この発明の一実施例である電位治療機能付きヒーターの外観とヒーター本体の内部構成を示す一部を破断した平面図である。
【図２】図１のＡ－Ａ線に沿う断面図である。
【図３】他の実施例のヒーター本体の断面図である。
【図４】他の実施例のヒーター本体の断面図である。
【図５】他の実施例の外観とヒーター本体の内部構成を示す一部を破断した平面図である。
【図６】他の実施例の外観とヒーター本体の内部構成を示す一部を破断した平面図である。
【図７】電位治療機能付きヒーターの電気的構成を示すブロック図である。
【図８】面状発熱体と負電位電極との位置関係と作用とを示す断面図である。
【図９】従来例の構成を示す分解斜視図である。
【図１０】従来例の構成を示す断面図である。
【図１１】従来例の電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】従来例について面状発熱体と負電位電極との位置関係と作用とを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１電位治療機能付きヒーター
２ヒーター本体
３面状ヒーター
４電位治療器
２１，２２，２３，２４絶縁シート
３０面状発熱体
３１，３２ヒーター電極
４１負電位電極

【出願人】	【識別番号】０００２１８９９３【氏名又は名称】島田商事株式会社【識別番号】５９７１６８２８４【氏名又は名称】株式会社ライフテック【識別番号】５０４４０１６９５【氏名又は名称】有限会社グレース電子制御
【出願日】	平成１８年７月２１日（２００６．７．２１）
【代理人】	【識別番号】１０００７８９１６【弁理士】【氏名又は名称】鈴木由充【識別番号】１００１４２１１４【弁理士】【氏名又は名称】小石川由紀乃【識別番号】１００１４２１２５【弁理士】【氏名又は名称】新田研太
【公開番号】	特開２００８－２３０８０（Ｐ２００８－２３０８０Ａ）
【公開日】	平成２０年２月７日（２００８．２．７）
【出願番号】	特願２００６－１９９１１１（Ｐ２００６－１９９１１１）