電気毛布
電気毛布は、布地に組み込まれた抵抗発熱体を通電して発熱させ、接触面を中心に人体を温める局所加熱機器である。日本ではAC100V電源で使用し、一般に20〜80W程度の消費電力で持続的な温感を得られる。布団や寝具と組み合わせると対流損失が抑制され、同じ室温でも主観的な快適度が高い。近年は電子制御化が進み、過昇温を避ける安全機構や温度センサ、タイマ、分割ゾーン制御などが実装される。家電としての適合性はPSEやJIS等の安全規格に準拠して評価され、低温やけど対策、電気絶縁、耐久性、洗濯可能性などが重要な設計要件となる。
構造と材料
電気毛布の基本構成は、(1)抵抗発熱体（多くはニクロム細線や合金線を被覆したヒータワイヤ）、(2)絶縁・耐熱層（ポリエステル不織布など）、(3)表裏の織編布（肌触りと機械強度を担保）、(4)コントローラ（温度設定・保護回路）、(5)電源コードである。発熱体は面内に蛇行配置され、面温度のムラを低減する。コントローラは着脱式のものが多く、洗濯時には取り外す構造である。難燃性や耐摩耗性、洗濯耐久は材料選定と縫製仕様に依存し、繰り返し屈曲での断線を防ぐため最小曲げ半径を確保した配線取り回しが設計上の肝となる。
発熱の原理と熱挙動
発熱はジュール熱で説明でき、投入電力P=I²RまたはP=V²/Rで与えられる。発熱体の抵抗Rは温度係数をもち、通電により温度が上昇するとRも変化する。毛布面の温度は、人体・寝具・周囲空気への熱移動との収支で定まる。熱移動は主に以下である。
- 伝導：毛布と皮膚・寝具の接触を介した熱フラックス。接触圧と含水率が影響する。
- 対流：表面から周囲空気への放熱。布団で覆うことで抑制できる。
- 放射：長波放射の授受。表面エミッタンスと温度差が寄与する。
制御方式とセンサ
電気毛布の温度制御は、古典的なバイメタル式サーモスタットから、NTCサーミスタとマイコンを用いた電子式へ移行している。電子式では位相制御（トライアック）またはPWMで通電デューティを調整し、目標温度に収束させる。温度センサはコア部または代表点に配置され、過昇温防止のための二重化や、異常検知時のフェイルセーフ（ラッチオフ・再起動抑止）が実装される。肩・腰など部位ごとに発熱量を変えるゾーン制御機能は、熱ムラの緩和と省エネに有効である。
電力消費と省エネの要点
消費電力は設定温度、室温、被覆条件で大きく変動する。布団内での使用は対流損失が小さく、同じ快適度をより低電力で達成しやすい。就寝前の予熱後に低出力へ自動移行するタイマは無駄な通電を抑える。乾燥しやすい冬季は加湿器の併用が体感温度を押し上げ、設定を一段低くできる。一般的な指針として、(1)直下に断熱性のある敷物を一層挟む、(2)露出面を減らす、(3)「強」固定ではなく自動制御を活用する、ことで年間消費電力量を抑えられる。
安全と規格
電気毛布で留意すべきリスクは、低温やけど、過熱・発煙、感電、電気火災である。対策として、温度ヒューズや温度リミッタ、二重絶縁、耐トラッキング性の高いコネクタ、難燃布の採用が行われる。長時間の一点加圧や折り癖は局所過熱の原因となるため避けるべきである。乳幼児や自ら温度調整できない人の使用は慎重であるべきで、医療的配慮が必要な場合は医師の指示に従う。製品はPSEの適合が前提で、絶縁抵抗や耐電圧、漏れ電流、異常運転時の発熱限界などが評価対象となる。取扱説明書の警告は安全マージンの根拠に基づくため遵守が求められる。
洗濯・清掃と衛生
洗濯可否は構造に依存する。コントローラ着脱式・手洗い対応をうたう製品では、防水性の高い被覆や端末処理が施されているが、必ず指定手順（弱い押し洗い・陰干し・完全乾燥後の接続）に従う。ダニ・ハウスダスト対策として、定期的な天日干しや高温運転（対応機能がある場合）を実施する。柔軟剤や漂白剤は材料劣化や表面抵抗変化を招く可能性があるため注意が必要である。
設置・配線上の注意
電源コードの屈曲・踏みつけ・局所的な挟み込みは導体断線や発熱の原因である。ベッドフレームの角や可動部への接触は避け、最小曲げ半径以上で取り回す。延長コードの併用は定格電流と温度上昇クラスを確認する。毛布を折り重ねての使用や、他の発熱機器との重畳は過熱リスクが増すため避けるべきである。ペースメーカー等を使用する場合は、機器の電磁適合性と医療機器の注意事項を必ず確認する。
寿命・劣化モード
電気毛布の主な劣化モードは、(1)ヒータワイヤの繰返し曲げによる金属疲労断線、(2)被覆のピンホール化や吸湿による絶縁低下、(3)コネクタ接点の酸化・接触抵抗上昇、(4)コントローラ内素子（トライアック、リレー、電解コンデンサ等）の経年劣化である。定期点検として、通電直後の異臭・異音の有無、異常発熱や温度ムラ、コードの外観損傷を確認し、不具合兆候があれば使用を中止する。
使用時のチェックリスト
- 就寝前の高温運転後は自動または手動で低出力へ移行する。
- 折り畳み・重ね置き・荷重集中を避け、平滑に敷設する。
- コントローラとコネクタの嵌合を確実にし、濡れた手で触れない。
- 洗濯は取扱説明書どおりに行い、完全乾燥を確認してから通電する。
- 長時間の一点接触を避け、皮膚感覚の弱い部位には厚手の寝間着を介す。
- シーズンオフは湿気の少ない場所で大きく緩く巻いて保管する。
快適性の設計視点
快適性は平均皮膚温と局所温度勾配の両立で決まる。人間は背部の熱奪取に敏感であるため、背面側の断熱層を厚くし、表面の接触熱抵抗を低める繊維設計が有効である。温度ムラは不快感と過昇温リスクを同時に高めるため、ワイヤ配列のピッチ設計、ゾーン別デューティ制御、表層の熱拡散層（高熱伝導繊維や起毛構造）の付与が有効なアプローチである。睡眠段階に応じた時間プロファイル（入眠促進→深睡眠維持→明け方低下）を与えることで、過度な発汗や覚醒を抑えつつ省エネも達成できる。