JP2001201073A

JP2001201073A - 採暖装置

Info

Publication number: JP2001201073A
Application number: JP2000009744A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Ogino; 弘之荻野; Toru Atsumi; 徹渥美
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】従来のこの種の採暖装置は、使用者が異なる
とその都度設定温度をプログラムしなおす必要がある
等、使用者の個人特性に対応できないといった課題があ
った。【解決手段】使用者の生体情報を検出する生体情報検
出手段４を備え、制御手段７は生体情報検出手段４の出
力信号に基づき発熱手段２が所定の温度ゆらぎで変化す
るよう設定温度を補正する構成を有し、使用者の生体情
報に応じて設定温度を補正するので、使用者の個人特性
に応じて採暖ができ快適性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気毛布、電気布
団、電気カーペット等の採暖装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の採暖装置は、例えば第１の従来例
として実開平６−６８３８４号公報に開示されているも
のがある。これは電気毛布の設定温度を人間のバイオリ
ズムに合わせて予めプログラム可能にしたものであっ
た。また第２の従来例として特開平４−３１５７８５号
公報に開示されているものがある。これは電気カーペッ
トのヒータ通電オフ時間を１／ｆゆらぎで変化するよう
制御ものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
採暖装置は、第１の従来例では使用者が異なるとその都
度プログラムしなおす必要があり、使い勝手が悪いとい
った課題があった。また第２の従来例では１／ｆゆらぎ
による通電オフ時間の設定は装置の製造過程で一端プロ
グラムされるとその後は変更できないので、日々変化す
る使用者の個人特性に対応できないといった課題があつ
た。

【０００４】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、日々変化する使用者の個人特性に応じて採
暖を行う採暖装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、採暖具本体の使用者の生体情報を検出する
生体情報検出手段を備え、制御手段は生体情報検出手段
の出力信号に基づき発熱手段が所定の温度ゆらぎで変化
するよう設定温度を補正するものである。使用者の生体
情報に応じて設定温度の補正を行うので、日々変化する
使用者の個人特性に応じて採暖ができ快適性が向上す
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記の課題を解決するために請求
項１の発明は、採暖具本体の使用者の生体情報を検出す
る生体情報検出手段を備え、制御手段は生体情報検出手
段の出力信号に基づき発熱手段が所定の温度ゆらぎで変
化するよう設定温度を補正するもので、使用者の生体情
報に応じて設定温度の補正を行うので、日々変化する使
用者の個人特性に応じて採暖ができ快適性が向上する。

【０００７】また請求項２の発明は、生体情報検出手段
の出力信号に基づき設定温度の補正を開始するもので、
例えば使用者の生体情報が所定の状態になると設定温度
の補正を開始するので、使用者の個人特性に即応して採
暖ができ快適性が向上する。

【０００８】また請求項３の発明は、生体情報検出手段
の出力信号に基づき温度ゆらぎのオフセット値、振幅、
周期の少なくとも１つを補正するもので、例えば生体情
報検出手段の出力信号の大きさに応じて温度ゆらぎの振
幅が補正されるので、使用者の個人特性に即応してさら
にきめの細かい採暖ができ、さらに快適性が向上する。

【０００９】また請求項４の発明は、使用者の在・不在
を検出して設定温度の補正を行うもので、請求項３又は
４と同様な効果がある。

【００１０】また請求項５の発明は、使用者の睡眠状態
を検出して設定温度の補正を行うもので、特に本発明を
電気毛布や電気布団等の寝具に適用した場合に睡眠時の
快適性を向上できる。

【００１１】また請求項６の発明は、使用者の体動を検
出し、検出した体動信号に基づき使用者の心拍や呼吸に
基づく体動特性を検出し、検出した体動特性に基づき設
定温度の補正を行うもので、使用者の心拍・呼吸に即応
してさらにきめの細かい採暖ができ、さらに快適性が向
上する。

【００１２】また請求項７の発明は、体温の日周リズム
と相似の変化パターンに温度ゆらぎが重畳した設定温度
で発熱手段の温度が制御されるもので、人体の蓄放熱の
自由度を高めることができるので、暑すぎたり寒すぎた
りすることがない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について図１から図１
６を参照して説明する。

【００１４】（実施例１）実施例１の発明を図１から図
８を参照して説明する。本実施例は本発明を電気毛布に
適用した実施例である。図１は本発明の実施例１の採暖
装置のブロック図、図２は同装置の外観図である。図１
において、１は採暖具本体としての電気毛布の毛布本体
で、ヒータ線からなる発熱手段２と発熱手段２の温度を
検出する温度検出手段３とが配設してある。発熱手段２
と温度検出手段３とはケーブル状に一体化して成形して
ある。４は生体情報検出手段で、ケーブル状の可撓性の
ある圧電センサ４ａと、圧電センサ４ａの出力信号から
毛布本体１上での人体の在・不在を検出する人体検出部
４ｂと、毛布本体１上の人体の単位時間当たりの体動回
数を演算する体動回数演算部４ｃからなる。圧電センサ
４ａは毛布本体１に配設してある。５は制御ユニット
で、発熱手段２の設定温度を設定する温度設定手段６
と、人体検出部４ｂと、体動回数演算部４ｃと、発熱手
段２への通電を制御する制御手段７とを備えている。図
２に示すように、発熱手段２と温度検出手段３と圧電セ
ンサ４ａは、コネクタ８と本体側ケーブル９を介して制
御ユニット５と接続されている。コネクタ８には圧電セ
ンサ４ａの出力信号のインピーダンス変換部１０が内蔵
されている。制御ユニット５は電源側ケーブル１１、電
源ブラグ１２を介して商用電源等に接続可能となってい
る。

【００１５】図３は圧電センサ４の断面構成図である。
圧電センサ４ａは複合圧電体層１３と、複合圧電体層１
３を挟む複数の電極としての中心電極１４及び外側電極
１５と、保護用の被覆層１６とを同心円状に積層して成
形したケーブル状の圧電センサである。この圧電センサ
は以下の工程により製造される。最初に、塩素化ポリエ
チレンシートと４０〜７０vol％の圧電セラミック（こ
こでは、チタン酸ジルコン酸鉛）粉末がロール法により
シート状に均一に混合される。このシートを細かくペレ
ット状に切断した後、これらのペレットは中心電極１４
と共に連続的に押し出されて複合圧電層１３を形成す
る。それから、外側電極１５が複合圧電体層１３の周囲
に巻きつけられる。外側電極１５を取り巻いて被覆層１
６も連続的に押し出される。最後に、複合圧電体層１３
を分極するために、中心電極１４と外側電極１５の間に
む５〜１０kV/mmの直流高電圧が印加される。

【００１６】塩素化ポリエチレンシートは非晶質塩素化
ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンの混合物であ
ることが好ましい。この場合、押し出しの加工性、可撓
性、圧電特性等を考慮して、分子量６万〜１５万の非晶
質塩素化ポリエチレンを７５wt％、結晶化度１５〜２５
％で分子量２０万〜４０万の結晶性塩素化ポリエチレン
を２５wt％混合した塩素化ポリエチレンが好ましいこと
が実験的に見出された。この塩素化ポリエチレンは圧電
セラミック粉末を約７０vol％まで含むことができる。
また、複合圧電体層１３は非晶質塩素化ポリエチレンが
有する可撓性と結晶性塩素化ポリエチレンが有する剛性
及び高温耐久性とを併せ持つので、一般的な合成ゴムに
必要な加硫工程が無くても可撓性と形状の安定性とを有
することができる。

【００１７】中心電極１４は通常の金属単線導線を用い
てもよいが、ここでは絶縁性高分子繊維の周囲に金属コ
イルを巻いた電極を用いている。絶縁性高分子繊維と金
属コイルとしては、電気毛布において商業的に用いられ
ているポリエステル繊維と銀を５wt％含む銅合金がそれ
ぞれ好ましい。

【００１８】外側電極１５は高分子層の上に金属膜の接
着された帯状電極を用い、これを複合圧電体層１３の周
囲に巻きつける。そして、高分子層としてはポリエチレ
ン・テレフタレート（ＰＥＴ）を用い、この上にアルミ
ニウム膜を接着した電極は、１２０℃で高い熱的安定性
を有するとともに商業的にも量産されているので、外側
電極１５として好ましい。この電極をコネクタ９内のイ
ンピーダンス変換部（図示せず）に接続する際にはアル
ミニウム膜を半田付けすることが困難なため、カシメや
ハトメにより接続したり、アルミニウム膜の回りに金属
単線コイルや金属編線を巻き付けてアルミニウム膜と導
通をとり、金属単線コイルや金属編線を前記インピーダ
ンス変換部に半田付けする構成としてもよい。また、圧
電センサ４を外部環境の電気的雑音からシールドするた
めに、外側電極１５は部分的に重なるようにして複合圧
電体層１３の周囲に巻きつけることが好ましい。

【００１９】被覆層１６としては、ウレタン、ポリエチ
レン、塩化ビニールなどの適切な弾性の高分子材料が用
いられる。

【００２０】上記構成では圧電セラミックとしてチタン
酸ジルコン酸鉛の焼結粉体を使用したが，耐熱性が高
く、分極による結晶構造の配向性から，圧力荷重に対し
て電圧を発生する性質（ピエゾ性）を有するチタン酸鉛
の焼結粉体を使用してもよい。

【００２１】次に作用について説明する。図４は本実施
例１の採暖装置を使用した際の設定温度Ｔａ、設定温度
の補正値Ｔｂ、補正した設定温度Ｔｃ、温度検出手段の
出力信号（発熱手段の温度）Ｔｄの特性図である。図４
において、縦軸は上から順にＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、
横軸は時刻ｔである。時刻ｔ１で予熱が開始される。こ
の際のＴａはＴ１である。時刻ｔ１で人体が入床すると
生体情報検出手段４により毛布本体１上に人体が存在す
ると判定され、制御手段７によりＴａの補正が行われ
る。Ｔａの補正は、Ｔｂに示すようなオフセット値Ｄ
ａ、振幅Ｄｂ、周期ｔｃの温度ゆらぎが用いられ、Ｔｃ
はＴａとＴｂを加算して求められる。そして時刻ｔ２以
降は発熱手段２の温度がＴｃとなるよう発熱手段２への
通電が制御される。この温度ゆらぎによる通電は予め設
定された起床時刻ｔ３の一定時間前ｔ４まで継続され
る。人体の温冷感は温度の絶対値と温度変化により影響
を受けるため、上記のような温度ゆらぎにより採暖感が
向上する。また、温度ゆらぎにより人体の蓄放熱の自由
度が高まり、寝汗をかくようなことがない。時刻ｔ３か
ら時刻ｔ４までは起床時の暖感を高めるため、再び設定
温度をＴ３に上げて通電が制御される。時刻ｔ４で人体
が離床すると通電が停止される。

【００２２】尚、図４に示したように、Ｔｂに示す温度
ゆらぎは温度下降時間を温度上昇時間よりも大きくし、
平均温度はマイナス側にしている。これにより、温度上
昇時には急峻に立ち上げて暖かさを感じさせ、温度下降
時にはゆっくりと寒さを感じさせないような温度ゆらぎ
か可能となり、かつ、通電量が低減する。動物の温受容
器は０．００１℃／秒で、冷受容器は０．００４℃／秒
で反応するとされている。（中山昭雄編：温熱生理学、
理工学社、ｐ２２０、１９８１年）この知見に基づき、
温度上昇率は０．００１℃／秒以上、温度下降率は０．
００４℃／秒以下となるよう温度ゆらぎを設定すること
が好ましい。例えば、振幅Ｄｂを１．５℃とし、温度上
昇率を０．００５℃／秒、温度下降率を０．００２５℃
／秒とすれば、温度上昇時間は５分、温度下降時間は１
０分となる。

【００２３】人体情報検出手段４での判定手順を図５に
基づいて説明する。図５は圧電センサ４ａからの出力信
号Ｖ、Ｖを基準電位Ｖ０で全波整流し積分した積分値
Ｄ、人体の在・不在の判定値Ｊの特性図である。図５に
おいて、縦軸は上から順にＶ、Ｄ、Ｊ、横軸は時刻ｔで
ある。図５に示したように人体の入床、体動、離床によ
り圧電センサ４ａが変形しすると圧電効果によりＶには
大きな信号が現れる。時刻ｔ５で入床すると、入床に対
応したＤが予め設定された設定値Ｄ０以上ならば入床検
出部４ｂにより人体が毛布本体１上に存在すると判定
し、かつ、計時を開始する。そして、予め設定した設定
時間ｔ０以内に体動等による動作が生じ、再びＤがＤ０
以上となると入床検出部４ｂは計時をリセットして新た
に計時を開始する。時刻ｔ６で毛布本体１から離床して
ｔ０時間経過すると時刻ｔ７で計時がタイムアップし入
床検出部４ｂは不在判定を行う。

【００２４】人体以外の机や椅子等の物体が本体上面に
積載されていても人体のような動作が無いためＤはＤ０
以上となることがなく、在判定がなされることはない。
従って、一般に使用される荷重検知型の人体センサだと
人以外の物体が本体上面に積載されていても物体の重量
により誤検知が生じる場合があるが、本実施例１の採暖
装置では人体の動作に基づいて人体の在・不在を判定す
るので、人と物とを区別して人体を判定することがで
き、誤判定がなく不要な通電が行われない。

【００２５】次に、温度ゆらぎのオフセット値Ｄａ、振
幅Ｄｂ、周期ｔｃの演算手順を図６〜図８に基づいて説
明する。先ず、体動回数演算部４ｃは圧電センサ４ａの
出力信号に基づき、図５に示したようにＤがＤ０以上と
なると体動ありとして毛布本体１上の人体の単位時間当
たりの体動回数Ｎｂを検出する。そして、制御手段７が
Ｎｂに基づいてＤａ、Ｄｂ、ｔｃの少なくとも１つを演
算する。図６〜図８はそれぞれＤａ、Ｄｂ、ｔｃとＮｂ
との関係を示す特性図である。図６〜図８において、縦
軸はそれぞれＤａ、Ｄｂ、ｔｃ、横軸はいずれもＮｂで
ある。寝床内が暑い場合、人体からの放熱を促進するた
めＮｂが大きくなるので、図６に示したようにＮｂとＤ
ａとは正の相関をもつように設定して、温度ゆらぎのオ
フセットをマイナス側に大きくとって、図４に示す温度
ゆらぎの上限値Ｔ４、下限値Ｔ５を共に低くすることが
好ましい。また、寝床内が暑い場合、温度ゆらぎによる
採暖感をなるべく抑制した方が良いので、図７に示した
ようにＮｂとＤｂとは負の相関をもつようにし、図８に
示したようにＮｂとｔｃとは正の相関をもつようにし
て、Ｎｂが大きくなればなるほど、温度ゆらぎの温度変
化を小さくすることが好ましい。制御手段７では図６〜
図８を用いてＮｂからＤａ、Ｄｂ、ｔｃの少なくとも１
つを演算する。

【００２６】圧電センサ４ａとしては、従来よりポリフ
ッ化ビニリデン等の有機ポリマー材料からなる圧電セン
サを用いる場合が大いが、有機ポリマー材料は高温下だ
と結晶構造が変化し、時間の経過ごとに感度が不安定に
なる。例えば１００℃の高温中に長時間放置されている
と、電圧が発生する方向に配向していたポリフッ化ビニ
リデンの分子結晶が乱れ、結晶構造が変化する。このた
め次第に発生電圧が低下してくる。従って、発熱手段が
発熱している間に圧電センサの感度が時間経過で低下す
るので、人体の在・不在の判定ができなくなる。これに
対して本実施例１の採暖装置の圧電センサ４は、非晶質
塩素化ポリエチレンと結晶性塩素化ポリエチレンと圧電
セラミック粉体とを含む混合組成物からなる複合圧電体
層１３を有し、複合圧電体層１３は非晶質塩素化ポリエ
チレンの有する可撓性と結晶性塩素化ポリエチレンの有
する高温耐久性とを併せ持ち、１２０℃で１０００時間
以上動作できる。また圧電セラミック粉体として用いて
いるチタン酸ジルコン酸鉛の焼結粉体の耐熱性は３００
℃〜３５０℃であるので、１２０℃中放置でも分極した
結晶構造は変化しない。このため、生体情報検出手段４
による人体の体動検出が安定的に維持できる。すなわ
ち、圧電センサ４ａは、非晶質塩素化ポリエチレンと結
晶性塩素化ポリエチレンと圧電セラミック粉体とを含む
混合組成物からなる複合圧電体層を有し、非晶質塩素化
ポリエチレンの有する可撓性と結晶性塩素化ポリエチレ
ンの有する高温耐久性とを併せ持ち、高温耐久性がよい
ので、ポリフッ化ビニリデンを用いた従来の圧電センサ
のように感度が低下して人体の検出ができなくなり、人
体が存在しても通電できないといったことがなく、信頼
性の高い採暖装置を提供することができる。また、圧電
センサに可撓性がありケーブル状に加工可能なので採暖
具本体への配設が容易である。さらに、加硫工程が不要
なので、製造工程が簡便になる。

【００２７】上記作用により、使用者の生体情報に応じ
て設定温度の補正を行うので、日々変化する使用者の個
人特性に応じて採暖ができ快適性が向上する。また温度
ゆらぎにより採暖感を人体に与え、かつ、人体の蓄放熱
の自由度が高まるので、暑すぎたり寒すぎたりすること
がない。また採暖感を維持・向上しながら消費電力を低
減することができるので、快適性と経済性を両立するこ
とができる。

【００２８】また、使用者が入床すると温度ゆらぎによ
る制御が開始され人体の蓄放熱の自由度が高まるので、
入眠を促進することができる。すなわち、使用者の生体
情報が所定の状態になると設定温度の補正を開始するの
で、使用者の個人特性に即応して採暖ができ快適性が向
上する。

【００２９】また、検出した人体の体動特性に基づいて
温度ゆらぎのオフセット値、振幅、周期の少なくとも１
つを演算し、それらの決定値に基づき発熱手段を制御す
るので、人体の生理状態に対応した温度制御ができ快適
性が向上する。すなわち、生体情報検出手段の出力信号
に基づき温度ゆらぎのオフセット値、振幅、周期の少な
くとも１つを補正するので、使用者の個人特性に即応し
てさらにきめの細かい採暖ができ、さらに快適性が向上
する。

【００３０】また、使用者の在・不在を検出して設定温
度の補正を行うので、使用者の生活行為に応じて採暖が
でき快適性が向上する。

【００３１】（実施例２）実施例２の発明を図９及び図
１０を参照して説明する。図９は実施例２の採暖装置の
ブロック図、図１０は就寝時の人体の睡眠段階ＳＴと寝
返り等の体動ＢＭとの関係を示す特性図である。図１０
において縦軸は睡眠段階ＳＴと体動ＢＭ、横軸は時刻ｔ
である。ＳＴは国際睡眠学会で使用されている覚醒Ｗ、
レム睡眠Ｒ、Ｓ１〜Ｓ４の６段階に分類されており、Ｓ
４が一番深い睡眠を現している。ＢＭの縦バー印はその
時刻に寝返り等の体動が生じたことを示している。実施
例２が実施例１と相違する点は、図９に示したように、
生体情報検出手段４が圧電センサ４ａの出力信号に基づ
き体動の生起時刻を記憶する記憶部４ｄと記憶部４ｄの
記憶情報に基づき人体の睡眠状態としての睡眠周期を求
める睡眠周期演算部４ｅを有し、制御手段７は前記睡眠
周期に基づき補正値を演算する構成とした点にある。

【００３２】上記構成による作用を以下に説明する。図
１０より睡眠段階がＳ２以下となり睡眠が深くなると体
動が起こらなくなることが判る。このような体動生起パ
ターンと睡眠の深さとの関係に基づき、先ず、図５に示
したようにＤがＤｏ以上となると体動が生じたとして記
憶部４ｄが体動の生起時刻を記憶する。そして、入床後
に予め設定された設定時間Ｔｂ０以上の体動静止時間Ｔ
ｂ１が検出されると、睡眠周期演算部４ｅがＴｂ１を睡
眠周期とする。図１０ではＴｂ１は時刻ｔ８からｔ９の
間の時間として求まる。そして、制御手段７はＴｂ１を
温度ゆらぎの周期ｔｃとして設定温度の補正を行い、補
正した設定温度で発熱手段への通電を制御する。

【００３３】上記作用により、使用者の睡眠状態として
睡眠周期を検出し、睡眠周期に対応して設定温度を補正
するので、使用者の日々の個人特性に対応したよりきめ
の細かい温度制御ができ良い睡眠が得られる。

【００３４】尚、実施例２では睡眠状態として睡眠周期
を検出したが、睡眠状態として使用者の睡眠段階を検出
してもよい。図１０に示したように、体動の静止時間が
長いと睡眠が深くなることが判る。従って記憶部４ｄの
記憶情報に基づき体動の静止時間を演算して睡眠段階を
求めればよい。睡眠が深くなると人体の代謝量が低くな
ることされているので、例えば、制御手段７は検出した
睡眠段階に基づき、睡眠段階が深いほど温度ゆらぎのオ
フセット値Ｄａを大きくして設定温度の補正を行い、補
正した設定温度で発熱手段への通電を制御する。使用者
の睡眠段階に応じて設定温度の補正を行うので、使用者
の個人特性に対応したさらにきめの細かい温度制御がで
き良い睡眠が得られる。

【００３５】（実施例３）実施例３の発明を図１１〜図
１３を参照して説明する。図１１は実施例３の採暖装置
のブロック図、図１２は同装置を使用した際の設定温度
Ｔａ、設定温度の補正値Ｔｂ、補正した設定温度Ｔｃ、
温度検出手段の出力信号（発熱手段の温度）Ｔｄの特性
図である。図１２において、縦軸は上から順にＴａ、Ｔ
ｂ、Ｔｃ、Ｔｄ、横軸は時刻ｔである。図１３は体動の
静止時間Ｔｂ２と入眠確率Ｐとの関係を示す特性図であ
る。図１３において縦軸は入眠確率Ｐ、横軸は体動の静
止時間Ｔｂ２である。実施例３が実施例１と相違する点
は、図１１に示したように、生体情報検出手段４が圧電
センサ４ａの出力信号に基づき毛布本体１上の人体の入
眠を検出する入眠検出部４ｆを有し、制御手段７は入眠
検出部４ｆが入眠を検出すると設定温度に対して温度ゆ
らぎの補正を開始する構成を有し、さらに、温度設定手
段６で設定温度が体温の日周リズムと相似の変化パター
ンとして設定された構成を有する点にある。

【００３６】上記構成による作用を以下に説明する。図
１２に示されたように、設定温度Ｔａは体温の日周リズ
ムと相似の変化パターンとして設定されている。時刻ｔ
１〜ｔ２までは実施例１と同様な通電制御が行われる。
時刻ｔ２で人体が入床して人体検出部４ｂが毛布本体１
上の人体の存在を判定すると、時刻ｔ１０で制御手段７
により人体の入眠が検出されるまでは設定温度の補正な
しでＴａのまま、発熱手段２への通電が制御される。そ
して、時刻ｔ１０で入眠検出部４ｆにより人体の入眠が
検出されると実施例１と同様な手順で温度ゆらぎによる
設定温度の補正が行われ、補正した設定温度で発熱手段
２への通電が制御される。入眠すると発熱手段２の温度
が予め設定された周期の温度ゆらぎで変化するよう発熱
手段２を制御するので、入眠後の人体からの適度な蓄放
熱を生じさせる。また、体温の日周リズムと相似の変化
パターンに温度ゆらぎが重畳した設定温度で発熱手段２
の温度が制御されるので、人体の蓄放熱の自由度がさら
に高まり、寝汗をかくようなことがない。時刻ｔ３〜ｔ
４までは実施例１と同様な通電制御が行われる。

【００３７】入眠検出部４ｆによる人体の入眠判定の手
順を図１３に基づいて説明する。尚、ここでいう入眠と
は、実施例２で説明したＳ２〜Ｓ４の睡眠段階の状態の
ことである。実施例２で説明したように、睡眠段階がＳ
２以下となり睡眠が深くなると体動が起こらなくなる。
従って、図１３に示したように、体動の静止時間Ｔｂ２
が長ければ入眠している確率Ｐが高いことが判る。発明
者らの睡眠実験によれば、Ｔｂ２が１２分〜１５分にな
れば約９０％の確率で入眠していることが判明した。こ
のようなＴｂ２とＰとの特性に基づき実施例３では、先
ず、図５に示したようにＤがＤｏ以上となると体動が生
じたとして記憶部４ｄが体動の生起時刻を記憶する。そ
して、記憶部４ｄで記憶した体動の生起時刻に基づき入
眠判定部４ｆで体動静止時間Ｔｂ２を演算し、Ｔｂ２が
予め設定された設定時間Ｔｂ３になれば毛布本体１上の
人体が入眠したと判定する。上記実験結果よりＴｂ３は
１２分〜１５分に設定することが好ましい。

【００３８】上記作用により、生体情報検出手段により
人体の入眠を検出し、前記人体が入眠すると発熱手段の
温度が予め設定された周期の温度ゆらぎで変化するよう
発熱手段を制御して、入眠後の人体からの適度な蓄放熱
を生じさせるので、暑すぎたり寒すぎたりすることがな
く良い睡眠が得られる。

【００３９】また、体温の日周リズムと相似の変化パタ
ーンに温度ゆらぎが重畳した設定温度で発熱手段の温度
が制御されて、人体の蓄放熱の自由度をさらに高めるこ
とができるので、暑すぎたり寒すぎたりせず、より快適
な睡眠が得られる。

【００４０】（実施例４）実施例４の発明を図１４〜図
１６を参照して説明する。図１４は実施例４の採暖装置
のブロック図である。実施例４が実施例１と相違する点
は、生体情報検出手段４が圧電センサ４ａの出力信号か
ら毛布本体１上の人体の心拍や呼吸に基づく体動特性を
検出する体動特性検出部としての濾波部４ｇと、濾波部
４ｇの出力信号を平滑化する平滑化部４ｈと、平滑化部
４ｈの出力信号に基づき毛布本体１上の人体の在・不在
を判定する判定部４ｉを備えた点にある。尚、濾波部４
ｇの濾波特性として、心拍による体動特性を抽出する場
合は１Ｈｚ〜１０Ｈｚの帯域濾波特性をもたせ、呼吸に
よる体動特性を抽出する場合は０．１Ｈｚから１Ｈｚの
帯域濾波特性をもたせることが好ましい。

【００４１】上記構成による作用を図１５及び図１６に
基づき説明する。ここでは心拍による体動特性を抽出し
て人体の在・不在を判定する場合を示す。図１５（ａ）
は濾波部４ｇの出力信号Ｖの特性図で、縦軸は濾波部４
ｇの出力Ｖ、横軸は時間ｔである。図１３（ｂ）は図１
３（ａ）のＳ部分の拡大図である。図１６は上から順に
実施例４の平滑化部４ｈの出力信号Ｖｓと判定部４ｉの
在・不在判定結果Ｊを示した特性図で、縦軸が各特性
量、横軸は時間ｔである。図１５（ａ）のように人体が
毛布本体１に入床し安静にしていると濾波部４ｈの出力
Ｖには周期的な細かな信号があらわれる。この信号は図
１５（ｂ）のように人体の心拍に基づく体動成分による
ものである。濾波部４ｇの出力Ｖは平滑化部４ｈで平滑
化される。そして、図１６のように人体が毛布本体１に
入床し平滑化部４ｈの出力Ｖｓが予め設定した設定値Ｖ
ｓ０以上ならば判定部４ｉにより毛布本体１上に人体が
存在すると判定される。人体が毛布本体１上に不在なら
ばＶｓはＶｓ０未満なので判定部４ｉにより不在の判定
がなされる。人体以外の鞄や布団等の非生命物が毛布本
体１上面に積載されていても人体のような心拍が無いた
めＶｓがＶｓ０以上となることがなく、在床との判定は
なされない。

【００４２】実施例１では人体が毛布本体１から降りた
後も人体検出部４ｂによる計時がタイムアップするまで
は人体が存在すると判定される構成であったが、実施例
４では図１６に示すように人体が毛布本体１から離床す
るとすぐに不在判定ができ、人体が毛布本体１から離床
した後の発熱手段２への不要な通電がない。また、寝具
の周りで人が歩き回ったり、寝具を動かしたりすること
による外乱振動により圧電センサ４ａから体動時と同様
な出力があった場合、実施例１では人体が存在すると判
定し、誤判定を行ってしまうが、実施例４の構成では誤
判定がない。

【００４３】上記作用により、圧電センサ４ａの出力信
号から使用者の人体の心拍や呼吸に基づく体動特性を抽
出して在・不在を判定して発熱手段の通電を制御し、例
えば人体以外の鞄や布団等の非生命物が採暖具に載って
も不在と判定するので、人と物とを確実に判別して人体
検出ができ、設定温度を補正する際に誤動作がない。

【００４４】尚、濾波部４ｇの出力信号に基づき心拍数
を演算して、演算結果を制御ユニット上に表示部する構
成としてもよい。心拍数は例えば自己相関係数を演算し
たりや周波数分析を行って求めればよい。制御ユニット
上に表示するのみではなく、例えば演算結果が所定範囲
を逸脱していれば人体に異常が生じたとして警報を発生
する構成としてもよい。

【００４５】また、実施例４では濾波部４ｇが心拍を検
出する帯域濾波特性を有する構成としたが、呼吸を検出
する帯域濾波特性を有する構成し、呼吸による体動特性
の有無により在・不在を判定する構成としてもよい。

【００４６】また、例えば人体が暑い場合は心拍数を上
げたり呼吸数を上げて人体からの熱放散を促進すること
に基づき、濾波部４ｇの出力信号に基づいて心拍数や呼
吸数を演算し、演算した心拍数、呼吸数に基づいて、心
拍数や呼吸数が上がるほど温度ゆらぎのオフセット値Ｄ
ａを大きくする等、設定温度の補正値を演算する構成と
してもよい。これにより、使用者の個人特性に対応した
さらにきめの細かい温度制御ができ快適性が向上する。

【００４７】尚、上記実施例１〜実施例４では本発明の
採暖装置を電気毛布に適用した実施例について説明した
が、適用対象を電気毛布に限定するものではなく、採暖
具全般に対して適用可能である。例えば、本発明の採暖
装置を電気布団や電気カーペット等の採暖具に適用して
もよい。この場合、電気布団においては同様な効果が得
られ、電気カーペットにおいては睡眠に関する効果を除
いて同様な効果が得られる。

【００４８】また、上記実施例１〜実施例４では感圧手
段としてケーブル状の圧電センサを用いたが、同じ材料
を用いて帯状やシート状等の他の成形して使用してもよ
く、同様な効果が得られる。また、静電容量型の圧力セ
ンサや光ファイバ型の圧力センサ、感圧抵抗型の圧力セ
ンサ等、圧電センサ以外の感圧手段を用いてもよい。

【００４９】また、上記実施例１〜実施例４では就寝者
の体動や心拍、呼吸といった生体情報を検出して設定温
度の補正値を演算する構成であったが、就寝者の皮膚
温、体温、生体電位、生体インピーダンス、心理状態
等、他の生体情報を検出し、検出した生体情報に基づい
て補正値を演算する構成としてもよい。

【００５０】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１の発明によれば、使用者の生体情報に応じて設定温度
の補正を行うので、使用者の個人特性に応じて採暖がで
き快適性が向上するといった効果がある。

【００５１】また請求項２の発明によれば、使用者の生
体情報に応じて設定温度の補正を開始するので、使用者
の個人特性に即応して採暖ができ快適性が向上するとい
った効果がある。

【００５２】また請求項３の発明によれば、生体情報検
出手段の出力信号に基づき温度ゆらぎのオフセット値、
振幅、周期の少なくとも１つを補正するので、使用者の
個人特性に即応してさらにきめの細かい採暖ができ、さ
らに快適性が向上するといった効果がある。

【００５３】また請求項４の発明によれば、使用者の在
・不在を検出して設定温度の補正を行うので、使用者の
生活行為に応じて採暖ができ快適性が向上するといった
効果がある。

【００５４】また請求項５の発明によれば、使用者の睡
眠状態に対応して設定温度を補正するので、使用者の日
々の個人特性に対応したよりきめの細かい温度制御がで
き良い睡眠が得られるといった効果がある。

【００５５】また請求項６の発明によれば、使用者の人
体の心拍や呼吸に基づく体動特性を抽出して在・不在を
判定して発熱手段の通電を制御し、人と物とを確実に判
別して人体検出ができ、設定温度を補正する際に誤動作
がないといった効果がある。また、使用者の人体の心拍
や呼吸に基づく体動特性から心拍数や呼吸数を求め、心
拍数や呼吸数に基づき設定温度を補正するので、使用者
の個人特性に対応したさらにきめの細かい温度制御がで
き快適性が向上するといった効果がある。

【００５６】また請求項７の発明によれば、体温の日周
リズムと相似の変化パターンに温度ゆらぎが重畳した設
定温度で発熱手段の温度が制御されて、人体の蓄放熱の
自由度をさらに高めることができるので、暑すぎたり寒
すぎたりせず、より快適な睡眠が得られるといった効果
がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の発明の採暖装置のブロック図

【図２】同装置の外観図

【図３】同装置の圧電センサの断面構成図

【図４】同装置の設定温度Ｔａ、設定温度の補正値Ｔ
ｂ、補正した設定温度Ｔｃ、温度検出手段の出力信号
（発熱手段の温度）Ｔｄの特性図

【図５】同装置の圧電センサからの出力信号Ｖ、積分値
Ｄ、人体の在・不在の判定値Ｊの特性図

【図６】同装置の温度ゆらぎのオフセット値Ｄａと単位
時間当たりの体動回数Ｎｂとの関係を示す特性図

【図７】同装置の温度ゆらぎの振幅Ｄｂと単位時間当た
りの体動回数Ｎｂとの関係を示す特性図

【図８】同装置の温度ゆらぎの周期ｔｃと単位時間当た
りの体動回数Ｎｂとの関係を示す特性図

【図９】実施例２の発明の採暖装置のブロック図

【図１０】同装置における人体の睡眠段階ＳＴと寝返り
等の体動ＢＭとの関係を示す特性図

【図１１】実施例３の発明の採暖装置のブロック図

【図１２】同装置を使用した際の設定温度Ｔａ、設定温
度の補正値Ｔｂ、補正した設定温度Ｔｃ、温度検出手段
の出力信号（発熱手段の温度）Ｔｄの特性図

【図１３】体動の静止時間Ｔｂ２と入眠確率Ｐとの関係
を示す特性図

【図１４】本実施例４の採暖装置のブロック図

【図１５】（ａ）同装置の濾波部の出力信号Ｖの特性図（ｂ）図１３（ａ）のＳ部分の拡大図

【図１６】同装置の平滑化部の出力信号Ｖｓと判定部の
在・不在判定結果Ｊを示した特性図

【符号の説明】

１毛布本体（採暖具本体）２発熱手段３温度検出手段４生体情報検出手段６温度設定手段７制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０５Ｂ 3/00 ３６５Ｈ０５Ｂ 3/00 ３６５ＡＦターム(参考） 3B102 BA01 BA11 3K058 AA42 AA51 AA65 AA73 BA02 BA03 CA02 CA08 CA12 CA14 CA37 CA52 CA66 CA91 CA93 CC07 CE12 CE19 3L072 AB04 AC02 AD03 AD13 AE05 AE10 AF07 AG02 5H323 AA14 AA15 BB20 CA09 CB02 EE02 FF03 JJ10 LL17 SS03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発熱手段と前記発熱手段の温度を検出する
温度検出手段とを配設した採暖具本体と、前記発熱手段
の設定温度を設定する温度設定手段と、前記採暖具本体
の使用者の生体情報を検出する生体情報検出手段と、前
記温度検出手段と前記温度設定手段との出力信号に基づ
き前記発熱手段への通電を制御する制御手段とを備え、
制御手段は前記生体情報検出手段の出力信号に基づき前
記発熱手段が所定の温度ゆらぎで変化するよう前記設定
温度を補正する採暖装置。
【請求項２】制御手段は生体情報検出手段の出力信号に
基づき設定温度の補正を開始する請求項１記載の採暖装
置。
【請求項３】制御手段は生体情報検出手段の出力信号に
基づき温度ゆらぎのオフセット値、振幅、周期の少なく
とも１つを補正する請求項１又は２記載の採暖装置。
【請求項４】生体情報検出手段は使用者の在・不在を検
出する請求項２又は３記載の採暖装置。
【請求項５】生体情報検出手段は使用者の睡眠状態を検
出する請求項２又は３記載の採暖装置。
【請求項６】生体情報検出手段は、使用者の体動を検出
し、検出した体動信号に基づき使用者の心拍や呼吸に基
づく体動特性を検出する請求項１乃至５のいずれか１項
記載の採暖装置。
【請求項７】設定温度が体温の日周リズムと相似の変化
パターンとして設定された請求項１乃至６のいずれか１
項記載の採暖装置。