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JP7729602B2 - リュックサック外付け用冷却カバー - Google Patents
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JP7729602B2 - リュックサック外付け用冷却カバー - Google Patents

リュックサック外付け用冷却カバー

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特許法第30条第2項適用 令和3年10月7日~9日に開催された、JAPAN DIY HOMECENTER SHOW 2021にて公開
本発明は、リュックサックに外付けでき、高温環境でリュックサックを背負うと冷却効果も得られる、リュックサック外付け用冷却カバーに関するものである。
夏場等の高温環境下でリュックサックを背負って外出する場合には特に背中側が汗をかき易く、熱中症になり易い。
特許文献1に記載のように、衣服本体に流路を配廻しそこに冷却液を循環させて冷却する液体循環式冷却衣服が提案されている。
しかしながら、従来の液体循環式冷却衣服では、氷水等の冷却液を循環させているだけなので、最初は冷却効果が高くとも、着用しているうちに冷却液の温度が上昇して、短時間で冷却効果が低下してしまうという問題があった。
それに対して、例えば、冷却衣服に冷却液を冷却する熱交換器を設ければ、冷却効果の低下を抑制することは可能であるが、熱交換器はどうしても嵩張り、更に重さもあるので、その冷却衣服を着ると動き難くなってしまう。況や、リュックサックを背負うことを前提として着用することはできない。
実用新案登録第3212335号
冷却流体循環方式に工夫を加え、快適な冷却効果を長時間にわたって維持できる一方、嵩張り難く軽量で適当な耐久性を有して、使い勝手が良いだけでなくコスト的にも有利なものを扁平な柔軟な生地状に作り出せれば、冷却衣服だけでなく、リュックサックに外付けできる。リュックサックを背負って外出するときには、冷却衣服ではなく、リュックサックに取り付ける冷却カバーになっている方が動き易く、便利な場合がある。
本発明は上記従来の問題点に着目して為されたものであり、快適な冷却効果を長時間にわたって維持できる一方、嵩張り難く軽量で適当な耐久性を有して、使い勝手が良いだけでなくコスト的にも有利な、冷却流体循環方式のリュックサック外付け用冷却カバーの提供を、その目的とする。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、請求項1の発明は、平袋状に製袋化され、背当て部と左右の側面部とに連通可能に区分化され、リュックサックの背当て部と左右の側面部に前記背当て部と前記左右の側面部の内面を当てて包んだ状態で前記リュックサックに取付けるカバー本体と、前記カバー本体の一方の側面部にポケット状に設けられ、保冷材として凍結可能な液体入りのペットボトルが立ち姿勢で出し入れ自在に収容される収容部と、前記背当て部の外面側に露出して蛇行状に這わされ、一端側が前記収容部に上側で接続され他端側が前記収容部に下側で接続された可撓性チューブと、前記チューブに取り付けられたポンプと、手動操作を受けて前記ポンプを駆動させる、ポケット収容可能なコントローラを備え、前記ポンプの作動により、前記チューブの一端側から前記収容部に流入してきた冷却流体が前記ペットボトルに接触してその外面を滑落しながら垂れ落ちる過程で冷却された上で前記チューブの他端側に戻され、前記チューブを流通する冷却流体循環経路が構成されていることを特徴とするリュックサック外付け用冷却カバーである。
請求項2の発明は、請求項1に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、 カバー本体の外面には伸縮自在な挿通型ガイド部が複数設けられ、チューブが前記ガイド部に挿通されることで這わされていることを特徴とする冷却カバーである。
請求項3の発明は、請求項2に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、挿通ガイド部は、カバー本体の外面に縫着されてループ状になったゴムテープで構成されていることを特徴とする冷却カバーである。
請求項4の発明は、請求項1から3のいずれかに記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、カバー本体を外袋としその中に内袋として収容部が構成され、前記カバー本体の外面側の袋布と前記内袋にそれぞれ形成された開口穴どうしの穴縁が結合されて前記内袋の内部が前記カバー本体の外側に開放されており、前記開口穴は前記カバー本体の外面に取付けられた蓋で閉じられることを特徴とする冷却カバーである。
請求項5の発明は、請求項4に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、外袋の内面には断熱シートが覆われていることを特徴とする冷却カバーである。
請求項6の発明は、請求項4または5に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、外袋の内面と内袋の外面との間に固形の保冷剤が収容可能になっていることを特徴とする冷却カバーである。
請求項7の発明は、請求項1から6のいずれかに記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、コントローラは間欠運転指令の操作を受けてポンプを間欠運転させる間欠運転機能を備えることを特徴とする冷却カバーである。
請求項8の発明は、請求項1から7のいずれかに記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、コントローラは他方の側面部に設けられ、外面側を取出し口とするポケットに収容されていることを特徴とする冷却カバーである。
本発明の冷却カバーによれば、リュックサックに外付けできる。また、その冷却カバーは快適な冷却効果を長時間にわたって維持できる一方、嵩張り難く軽量で適当な耐久性を有して、使い勝手が良いだけでなくコスト的にも有利なものとなっている。
本発明の実施の形態に係る冷却カバーを平面状に展開した状態を内側から見た図である。 図1の冷却カバーを外側から見た図である。 図2の分解斜視図である。 図3のコントローラとポンプの電気結合の説明図である。 図2の冷却カバーへのペットボトルの出し入れの仕方の説明図である。 図5でペットボトルを入れた状態での冷却効果の長時間維持メカニズムの説明図である。 図1の冷却カバーのリュックサックへの取付け状態を示す図である。 図7のリュックサックを背負った状態を示す図である。
本発明の実施の形態に係る冷却カバー1を図面にしたがって説明する。
図1から図3に示すように、冷却カバー1のカバー本体3は、内側と外側で同形状の袋布5、7の縁が縫着されて扁平な平袋状に製袋化されている。カバー本体3は、ナイロン、ポリエステル等の合成繊維の生地で構成されている。
カバー本体3は横方向に左側面部9、背当て部11、右側面部13と区分化されているが、その境界では連通している。
カバー本体3の上縁は段差なく連なっているが、下側では、左側面部9は背当て部11よりも上下方向の長さが短くなっており、左側面部9は背当て部11との境界から左方にフラップ状に延び出た状態になっている。右側面部13は背当て部11と上下方向の長さがほぼ同じになっているが、その境界は下縁から上方に向かってスリットが形成されて分岐している。
背当て部11の上縁の中心部にはベルトの長さ方向両端部が縫着されてループ17ができている。また、ループ17を挟んだその両側からはそれぞれベルトが延び出ており、一方のベルトの端部に雄バックル19aが接続され、他方のベルトの端部に雌バックル19bが接続されており、雄バックル19aが雌バックル19bに差し込まれて係止することで着脱自在に連結されている。このバックル19の外方にも、同様な構成のバックル21が取り付けられている。このバックル21は左右側面部9、13の上縁に取り付けられている。更に、左右側面部9、13の側縁にも同様な構成のバックル23が取り付けられている。
内側については、背当て部11の袋布5に横方向中央には開口が上下方向に直線状に形成されており、ファスナ15で閉じられる。
外側については、背当て部11では、袋布7の外面にメッシュ生地25が縫着されて一体化されている。また、右側面部13との境界側の上角隅部には、袋布7とメッシュ生地25を貫通して挿通穴27が開けられ、ハトメリング29が取り付けられており、穴縁が補強されると共に袋布7とメッシュ生地25がそこでも結合している。この挿通穴27を介して、背当て部11の内部が外方に開放されている。
また、メッシュ生地25の外面には、伸縮自在な挿通型ガイド部31、31、……が複数設けられている。挿通型ガイド部31は、短く切断した細目のゴムテープの長さ方向両端部が内面側に対して縫着されてループ状になったものである。
右側面部13の袋布5、7で構成された平袋部分の内面には、断熱シート33が縫着されて一体化されている。この断熱シート33はポリエチレンの基材シートにアルミ蒸着されたものになっており、アルミ面が袋内面に露出するように縫着されている。
右側面部13で切りポケット35が構成されている。このポケット35は袋布7の上側が横方向に直線状に開口しており、その開口はファスナ37で閉じられる。
ポケット35が外袋になっており、その内部には、防水性の合成樹脂シートで構成された平袋状の収容部39が内袋として収められている。この収容部39は一方の面には大きな円形の穴が形成されており、そこが収容部39の主な開口部になっている。
ポケット35の袋布7にも同じサイズの穴が形成されており、穴縁どうしがが揃えられた状態で重ね合され、その重ね合された穴縁に口金41が取り付けられている。従って、収容部39は口金41を介してポケット35に結合している。図5で詳細に示すように、口金41には紐43を介して蓋体45が繋がっており、口金41の雌ネジ部に蓋体45側の雄ネジ部が螺合すると収容部39の開口部が閉じられる。蓋体45には液体が漏れないようパッキン47が嵌め込まれている。
口金41と紐43と蓋体45はプラスチックで一体成形されており、紐43は細いため可撓性になっているが、口金41と蓋体45はある程度剛性になっている。
口金41は、ポケット35の袋布7の中間部に形成されており、口金41の下側には、袋布7を利用した共布仕様のパッチ状のポケット49が、ポケット35の外面側に重ね合わせて設けられている。このポケット49の外面側の袋布51の上側が横方向に直線状に開口しており、その開口はファスナ53で閉じられる。
ポケット49の共布となっている袋布7には挿通穴55、59が開けられ、それぞれハトメリング57、61が取り付けられて、穴縁が補強されている。挿通穴55、59は直交の方向の角隅部に位置しており、背当て部11との境界側に位置する挿通穴55が上側にあり、挿通穴59が下側にある。この挿通穴55、59を介して、ポケット49の内部とポケット35の内部が通じている。
また、挿通穴55の下側には、伸縮自在なポンプホルダ63が設けられている。短く切断したゴムテープの長さ方向両端部が袋布7の外面側に対して縫着されて一体化したもので構成されている。
挿通穴55、59、ポンプホルダ63は、ポケット49の袋布51により隠れている。
左側面部9の外面にはパッチ状のポケット65が重ね合わせて設けられている。ポケット65は袋布7を利用した共布仕様になっており、外面側の袋布67にはフラップ状の蓋がスナップボタンで閉じるようになっている。このポケット65の袋布7にも挿通穴69が開けられ、ハトメリング71が取り付けられて、穴縁が補強されている。この挿通穴69を介して、ポケット65の内部と左側面部9の内部が連通している。挿通穴69はポケット65の袋布67により隠れている。
カバー本体3側は上記のように構成されており、冷却流体循環経路73が組み込まれている。冷却流体循環経路73は収容部39とチューブ75で構成されており、チューブ75はプラスチック製で可撓性になっている。収容部39の上側と下側をそれぞれ接続部としてチューブ75が収容部39と接続されており、収容部39の蓋体45が閉じられると冷却流体の閉鎖流路になる。
チューブ75は、両端側を除いてカバー本体3の背当て部11のメッシュ生地25上に露出している。その露出部分は挿通型ガイド部31、31、……に順次挿通されて、メッシュ生地25の露出面に沿って蛇行状に這い回された状態になっており、露出面全面にわたって網羅されている。この蛇行部分75aは、冷却カバー1をリュックサックRに取付けて、そのリュックサックRを背負ったときに、その背負った人の上着の背中側と接触する。
チューブ75の両端側は、挿通穴27を通されて背当て部11の袋内に入り込んでいる。背当て部11と右側面部13は連通しているので、右側面部13で構成されたポケット35の内部に進入し、チューブ75の一端部はそのまま、ポケット35の内部に収められた収容部39の上側の接続部39aに接続されて収容部39の内部と連通している。他端側は、挿通穴59に通されてポケット49の内部に引き出されている。このポケット49の内部では、ポンプホルダ63にポンプ77が保持されており、このポンプ77が引き出された部分に取付けられている。チューブ75の他端部は挿通穴55を通されてポケット35の内部に戻されており、収容部39の下側の接続部39bに接続されて収容部39の内部と連通している。
ポンプ77の作動により、図4の矢印に示すように冷却流体が流動するので、収容部39の上側の接続部39aから収容部39の内部に冷却流体が流入し、下側の接続部39bからチューブ75に流出し、チューブ75の蛇行部分75aを流通した後に、再び、収容部39の上側の接続部39aから収容部39の内部に流入する。冷却流体循環経路73はこのような流れで冷却流体が循環する。
ポンプ77のコード77aは、挿通穴55を通されて、背当て部11の袋内を通り過ぎて、左側面部9に袋内に進んで、挿通穴69に通されてポケット65の内部に引き出されている。ポケット65の内部にはコントローラ79が収容されており、このコントローラ79に脱着自在に接続されている。
このコントローラ79は、図4に示す外形をしており、外面にON/OFFスイッチ79aを備えており、このスイッチ79aの押下によりポンプ77に電源供給されてポンプ77が作動し、再度の押下により電源供給が停止するようになっている。電源供給中は、ランプ79bが点灯する。また、外部からの充電・外部への給電用にUSBコネクタ79cが設けられている。コントローラ79は後述するようにリュックサックRに冷却カバー1を取り付けたときに外側で開口するポケット65に収容されているので、リュックサックRから取り外さずに操作ができるようになっている。
コントローラ79にはバッテリとマイコンが収容されて、スイッチ79aやポンプ77のモータと繋がっており、ソフトウエアとの協働により、モータへの給電を制御する運転モード実行機能が実現され、ポンプ77が作動する。
運転モード実行機能では、複数の運転モードから所望のものが選択可能になっており、スイッチ79aが押されると、タイマーにより計測されて3時間運転モードが実施される。その際に、スイッチ79aが一回押されると、連続運転モードが選択される。スイッチ79aが二回押されると、1分間運転→1分間停止→1分間運転→1分間停→……の間欠運転モード(1)が選択される。スイッチ79aが三回押されると、20秒間運転→1分30秒間停止→20秒間運転→1分30秒間停止……の間欠運転モード(2)が選択される。すなわち、運転モード実行機能では、ポンプ77を間欠運転させる間欠運転機能が含まれている。
運転中にスイッチ79aが長押しされると、運転が終了する。
図5に示すように、口金41から蓋体45を取り外して、ペットボトルPを出し入れするようになっている。
収容部39の内部は、200~700mL程度までの容量サイズのペットボトルPを立ち姿勢で収容できる。なお、立ち姿勢とは、厳密に直立している場合に限定されず、収容部39の内面にもたれて倒れているような場合が含まれる。収容部39の横方向のサイズによりペットボトルPが立ち姿勢で収容される。
冷却カバー1は、上記したように冷却機構を備えており、使用時には、蓋体45を開いて冷却流体としての水Wを口金41から入れると共に、ペットボトルPを収容部39に収容する。
収容部39は平袋状になっているが、合成樹脂製の柔軟な素材で構成されており、ペットボトルPが収容されると変形して中間部が膨らんだ状態になる。しかしながら、底は平面になっていないので、極少量の水Wを入れるだけで接続部39bよりも高い水位までもってこれる。
収容部39に収容されるペットボトルP内は、この実施の形態では飲料が凍結された氷Kになっている。例えば購入して未だ未開封の飲料入りや、一旦空にした後に水等を改めて封入して、冷凍庫で凍結した状態のものが想定されている。
ポンプ77の作動により上記のように冷却流体循環経路73が形成されると、収容部39内に流入してきた水Wは水滴DとなってペットボトルPの外面に当たって滑落しながら垂れ落ちていく。その落下過程で熱が奪されて冷やされ、下側の水溜まりに合流する。下の冷やされた水溜まりはポンプ77の吸込み作用によりチューブ75側に戻される。
水Wは冷却流体循環経路73に空気が混入されない程度、すなわち収容部39に入れた水Wが下側の接続部39bよりも高い水位にあればよく、必要最小限にすることで軽量化が図れている。また、軽量化により、冷却カバー1の耐久性も図れる。
ペットボトルP内の飲料を凍らせた氷Kは水Wを冷やすために熱を受け取るので、徐々に溶けていくが、図6に示すように、ペットボトルPは水Wに底部側しか浸かっておらず、水Wは収容部39内では上側の接続部39aから流入する際には水滴Dとなり、その水滴DがペットボトルPの上側の外面に接触して滑落しながら垂れ落ちていく過程で冷やされる。従って、氷Kが溶ける速度は遅くなっている。なお、氷Kが解けている途中では比重の関係でペットボトルPの上側で氷Kは最後まで残る。水滴Dは収容部39内には上側の接続部39aから流入する際にはペットボトルPの上側の外面に先ず接触してそこから滑落するようになっているので、氷Kは最後まで水滴Dを冷やすのに無駄なく利用できる。
また、ポケット35の内面は断熱シート33で内張りされ覆われており、収容部59に収容したペットボトルPを保冷することができる。また、ポケット35には隙間があり、そこに固形の保冷剤を収容することも可能なので、そこに保冷剤を収容すれば、ペットボトルPを更に強力に保冷することができる。
このように、ペットボトルPを周りから囲んで保冷することで、氷Kが益々溶け難くなるので、露出したチューブ75に流通する水Wを長時間にわたって冷やすことができる。
また、上記したようにポンプ77を間欠運転することも可能であり、間欠運転中の停止のタイミングでは水滴Dは収容部39内に流入しないので、間欠運転をすることによっても、ペットボトルPの氷Kは解ける速度が遅くなる。
このように、ペットボトルPを水Wに浸すのではなく、水滴Dに接触させたり、間欠運転にしたりすることにより、ペットボトルPの氷Kの寿命は延び、冷却効果の持続時間は延びる。従って、ペットボトルPの交換頻度を抑えることができる。
一方、氷Kにより冷やされたばかりの水Wはかなり冷たくなっており、チューブ75はカバー本体3から露出していることから、その水Wが流通しているチューブ75に触れると、比較的強く冷たさを感じる。しかしながら、氷Kにより冷やされたばかりの水Wが常時流通していると、感覚が鈍くなって冷たさが弱くなってきたように感じられる。
そのような場合には、水Wがある程度まで温められると、冷やされ、再び水Wがある程度まで温められると、再び冷やされるようにサイクル的に変動していると、再び冷やされる際に心地よい冷たさを感じられるようになる。
従って、最適な間欠運転モードを選択すれば、心地よい冷たさを適度に長時間にわたって与える効果もある。上記の間欠運転モード(2)は、停止期間が1分30秒間と比較的長く、冷たさが僅かに残っている状態まで行き尽くした時点で、再び瞬間的に強く冷たさを感じれるようになっている。
冷却カバー1は、軽量構造になっているので安価に提供できる。また、冷却カバー1は、柔軟であり、図7に示すように、左側面部9と背当て部11との境界と背当て部11と右側面部13との境界をそれぞれ折り曲げて立体状にして、リュックサックRを外側から包むと共に、バックル19、21、23を連結させることで、リュックサックRに外付けできる。
冷却カバー1は扁平で嵩張らないので、リュックサックRにカバーを被せたような状態になり、図8に示すように、そのリュックサックRを背立ったときに、その人の動きの邪魔にはならない。
また、チューブ75の蛇行部分75aは背中側に当たるが、カバー本体3は柔軟に構成されており、リュックサックRを背負った人の体の形状に沿って変形し、チューブ75も挿通型ガイド部31を引張りながらある程度移動できるので、蛇行部分75aは背中側に接触して冷却効果を無駄なく利用できる。
この冷却カバーのカバー本体3を構成する生地やチューブ75は特別なものではなく、安価に入手できるものであり、それらを縫着したりして冷却カバー1にする際にも手間の係る作業や専用の装置・器具などを必要としていないので、コスト的にも有利なものとなっている。
ペットボトルP内の氷Kが解けた場合には、収容部39から取り出して水分補給することができる。コンビニには冷凍ペットボトル飲料も販売されているので、出先ではそれを購入して交換することもできる。
冷却カバー1は、携帯小物の収納に便利なポケット65等複数のポケットが設けられており、リュックサックRのポケットが冷却カバー1の取付けにより出入れが不自由になっても、これらのポケットで代用できる。また、左側面部9の下側はリュックサックRが露出するので、そこにリュックサックRのポケットの開口がある場合には、そのポケットを使用できる。
冷却カバー1は使用しないときには、左側面部9と背当て部11との境界、背当て部11と右側面部13との境界をそれぞれ折り曲げて扁平にすれば、コンパクト化され保管スペースも取らない。
このように、冷却カバー1は使い勝手の良いものになっている。
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的構成は、この実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計の変更などがあっても発明に含まれる。
また、チューブ75の這わせ方や這わせ密度は、カバー本体のサイズ等に応じて最適なものを採用すればよい。
1…冷却カバー 3…カバー本体 5…内側の袋布
7…外側の袋布 9…左側面部 11…背当て部
13…右側面部 15…ファスナ 17…ループ
19…バックル 19a…雄バックル 19b…雌バックル
21…バックル 23…バックル 25…メッシュ生地
27…挿通穴 29…ハトメリング 31…挿通型ガイド部
33…断熱シート 35…ポケット 37…ファスナ
39…収容部 39a…上側の接続部 39b…下側の接続部
41…口金 43…紐 45…蓋体
47…パッキン 49…ポケット 51…袋布
53…ファスナ 55…挿通穴 57…ハトメリング
59…挿通穴 61…ハトメリング 63…ポンプホルダ
65…ポケット 67…袋布 69…挿通穴
71…ハトメリング 73…冷却流体循環経路 75…チューブ
75a…蛇行部分 77…ポンプ 77a…コード
79…コントローラ 79a…スイッチ 79b…ランプ
79c…USBコネクタ
R…リュックサック P…ペットボトル K…氷 W…水 D…水滴

Claims (8)

  1. 平袋状に製袋化され、背当て部と左右の側面部とに連通可能に区分化され、リュックサックの背当て部と左右の側面部に前記背当て部と前記左右の側面部の内面を当てて包んだ状態で前記リュックサックに取付けるカバー本体と、前記カバー本体の一方の側面部にポケット状に設けられ、保冷材として凍結可能な液体入りのペットボトルが立ち姿勢で出し入れ自在に収容される収容部と、前記背当て部の外面側に露出して蛇行状に這わされ、一端側が前記収容部に上側で接続され他端側が前記収容部に下側で接続された可撓性チューブと、前記チューブに取り付けられたポンプと、手動操作を受けて前記ポンプを駆動させる、ポケット収容可能なコントローラを備え、
    前記ポンプの作動により、前記チューブの一端側から前記収容部に流入してきた冷却流体が前記ペットボトルに接触してその外面を滑落しながら垂れ落ちる過程で冷却された上で前記チューブの他端側に戻され、前記チューブを流通する冷却流体循環経路が構成されていることを特徴とするリュックサック外付け用冷却カバー。
  2. 請求項1に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    カバー本体の外面には伸縮自在な挿通型ガイド部が複数設けられ、チューブが前記ガイド部に挿通されることで這わされていることを特徴とする冷却カバー。
  3. 請求項2に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    挿通ガイド部は、カバー本体の外面に縫着されてループ状になったゴムテープで構成されていることを特徴とする冷却カバー。
  4. 請求項1から3のいずれかに記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    カバー本体を外袋としその中に内袋として収容部が構成され、前記カバー本体の外面側の袋布と前記内袋にそれぞれ形成された開口穴どうしの穴縁が結合されて前記内袋の内部が前記カバー本体の外側に開放されており、前記開口穴は前記カバー本体の外面に取付けられた蓋で閉じられることを特徴とする冷却カバー。
  5. 請求項4に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    外袋の内面には断熱シートが覆われていることを特徴とする冷却カバー。
  6. 請求項4または5に記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    外袋の内面と内袋の外面との間に固形の保冷剤が収容可能になっていることを特徴とする冷却カバー。
  7. 請求項1から6のいずれかに記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    コントローラは間欠運転指令の操作を受けてポンプを間欠運転させる間欠運転機能を備えることを特徴とする冷却カバー。
  8. 請求項1から7のいずれかに記載したリュックサック外付け用冷却カバーにおいて、
    コントローラは他方の側面部に設けられ、外面側を取出し口とするポケットに収容されていることを特徴とする冷却カバー。
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