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ソニーは2020年7月、ウエアラブル式の暑熱対策デバイス「REON POCKET」を発売した。電流を流すと片面が冷える「ペルチェ素子」で体を冷やす。日経クロステックは専門家の協力のもと、同製品の冷却機能を分析し、さらに機器の分解を実施した。きょう体には、ソニーがモバイルで鍛えた熱設計と小型軽量化技術が詰まっていた。

 「意図的にこの温度制御をしているのだとしたら、非常に高度だ」

 日経クロステックは、ソニーが2020年7月に発売した“着るクーラー"「REON POCKET」(図1)の熱流・温度測定と、分解調査を実施した。冒頭のコメントは、解析を依頼した熱設計の専門家であるサーマルデザインラボ 代表取締役の国峯尚樹氏が、熱流データを見て発した言葉である。

図1 REON POCKETの表側(左)と裏側(右)
図1 REON POCKETの表側(左)と裏側(右)
専用インナーウエアの首元の下にあるポケットに挿入し、ペルチェ素子の吸熱側を当てることで人体を冷やす。機器は、Bluetoothで接続したスマホの専用アプリから操作する。寸法は、幅54mm×奥行き116mm×高さ20mm。重さは89g。(写真:スタジオキャスパー)
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 REON POCKETは、直流電流を流すと片面が吸熱(冷却)し、もう片面が放熱(加熱)する「ペルチェ素子」を利用した暑熱対策デバイスである。他のペルチェ式デバイスと比較して目立つのは、きょう体の小型軽量性だ。製品の寸法は幅54mm×奥行き116mm×高さ20mmと、小型のスマートフォン(スマホ)とほぼ変わらない。重さも89gと、サンコーが開発した、同様にペルチェ素子を使って冷やす「ネッククーラーNeo」の150gと比べるとかなり軽い。

 また、機能的に優れた点として、ペルチェ素子を単一温度で冷やし続けるのではなく、きょう体内の温度を常時測定し、フィードバック制御していることが挙げられる。

 今回編集部では、国峯氏と図研テック 技監 藤田哲也氏の協力のもと、具体的な温度制御の方法を探るべく、駆動時の温度や、熱の移動を測定した。その後、機器を分解して、放熱など熱設計の工夫や、小型軽量性を実現した部品構成を調査した。

体温マイナス13℃に調整

 「機能しているのかな、これ。動いていない状態に近いぞ」。冷却部を人体などの熱源と接触させずに、室内に放置して駆動した時のREON POCKETを見て、国峯氏がこう漏らした。ファンの駆動音がほとんど聞こえなかったからだ。

 ところが、サーモグラフィーカメラで撮影した画像を見ると、実際には冷却面であるアルミ板の温度は24.0℃前後で保たれており、ソニーが製品紹介でうたう「体温マイナス13℃」をほぼ実現していることがわかった(図2)。「冷却面の温度を測定し、無駄に冷やすことを防いでいるのだろう」(国峯氏)。無負荷時はペルチェ素子の出力が小さくなるよう自動で調整しているようだ。REON POCKETがフィードバック制御をしていることが、早くも明らかになった。

図2 室温に放置して駆動した時のREON POCKETをサーモグラフィーで撮影
図2 室温に放置して駆動した時のREON POCKETをサーモグラフィーで撮影
きょう体からは駆動音がほとんどしないものの、冷却面のアルミ板は24℃前後まで冷えていた。(写真:加藤康)
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 次に、アルミ板を人体と接触させて負荷を与えた場合の挙動を確かめた。本来、REON POCKETは、専用インナーウエアの首の後ろの部分にあるポケットに挿入し、きょう体のアルミ板を背中上部の皮膚に直接当てて冷やす。今回の測定では、熱流センサーの設置のしやすさを重視して、手のひらに接触させた(図3)。

図3 熱流センサーで機器と人体間の熱流を分析
図3 熱流センサーで機器と人体間の熱流を分析
熱流センサーは、センサー面を通過する熱量とその方向を測る。REON POCKETの冷却部の全面を手のひらに接触させて測定した。(写真:加藤康)
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