JP2001276169A - サウナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 使用者の状態に適切に応じたサウナ環境を実
現すると共に、必要な場合は適切な指令を発令すること
ができるサウナ装置を得る。 【解決手段】 サウナ空間２における温度、湿度もしく
は気流速度のいずれか一種以上を推定する環境状態推定
手段Ｃ１を備えると共に、推定結果に基づいて、人体に
おける平均皮膚温推定値、深部温推定値もしくは発汗量
推定値のいずれか一種以上である人体熱応答推定値を導
出する人体熱モデルシミュレーション手段Ｃ２を備え、
導出される人体熱応答推定値に基づいて、サウナ浴停止
指示もしくは水分補給指示のいずれか一方の指示を生成
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、サウナとして使用
するサウナ空間に、温風を吹出す温風吹出し手段とミス
トを噴霧するミスト噴霧手段とを備えたサウナ装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】所謂、ミストサウナ装置は、例えば、家
庭の浴室等に設置され、浴室をミストサウナとして使用
することができる。ミストサウナは、発汗によって新陳
代謝を高め、汗といっしょに老廃物を排出する効能を有
し、美容と健康に良いことからも愛好者が多い。一般
に、サウナは、高温サウナ（温度９０〜１２０℃、相対
湿度１０〜３０％）、低温サウナ（温度４０〜５０℃、
相対湿度８０〜１００％）の他、遠赤外照射（温度４０
〜６０℃、相対湿度１０〜３０％）に分類されるが、ミ
ストサウナにあっては、前記の低温サウナ状態に環境が
設定される。通常、浴室をミストサウナとして使用する
場合は、温風吹出し手段とミスト噴霧手段とを同時に働
かせて、浴室内を、所望の温・湿度状態とする。

【０００３】従来、このようなミストサウナ装置にあっ
ては、その使用条件、使用時間等は、使用者の判断に任
されていた。即ち、例えば、温風の温度、吹出し量、ミ
ストの量、ミストの温度は、使用者による設定となるよ
うにされていた。更に、サウナ浴をしている時間、ある
いはサウナ時の水分の補給等に関しても、使用者が独自
に判断するものとしていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サウナ
浴をあまりに長時間とすることは、使用者にとって好ま
しくない場合もある。更に、水の補給を、サウナ後一時
におこなうよりは、使用者の体温、発汗の状態をみなが
ら、逐次、行うほうが、好ましい場合もある。更に、装
置側では、使用者の状態をある程度推定しながら、サウ
ナ空間の温度、湿度、気流の速度を設定したほうが好ま
しい場合もある。しかしながら、このような要請に対し
て好適に対応できる技術は見受けられない。本発明の目
的は、サウナ浴をする場合に、使用者の状態に適切に応
じたサウナ環境を実現すると共に、必要な場合は適切な
指示を発令することができるサウナ装置を得ることであ
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
の本発明による、サウナとして使用するサウナ空間に、
温風を吹出す温風吹出し手段とミストを噴霧するミスト
噴霧手段とを備えたサウナ装置の特徴構成は、請求項１
に記載されているように、前記サウナ空間における熱的
環境状態（例えば温度、湿度もしくは気流速度のいずれ
か一種以上）に基づいて、前記サウナ空間内の人体にお
ける平均皮膚温推定値、深部温推定値もしくは発汗量推
定値のいずれか一種以上である人体熱応答推定値を導出
する人体熱モデルシミュレーション手段を備え、前記人
体熱モデルシミュレーション手段により導出される前記
人体熱応答推定値に基づいて、サウナ浴停止指示もしく
は水分補給指示のいずれか一方の指示を生成する指示生
成手段を備えた構造をとることにある。

【０００６】本願装置にあって、人体熱モデルシミュレ
ーション手段は、前記サウナ空間の熱的環境状態（例え
ば、温度、湿度、気流速度の一種以上）に基づいて、平
均皮膚温推定値、深部温推定値もしくは発汗量推定値の
いずれか一種以上の推定値を導出する。これらの値が、
基本的には、人体における熱的な状態、特にサウナ浴を
している場合の人体の状態を好適に代表できるためであ
る。このようなシミュレーション手段は、後述する発明
者らが提案している人体熱モデルを代表例として、好適
に構築できる。さて、このようにして、シミュレーショ
ン側での推定値の導出が行われるのであるが、本願サウ
ナ装置には、指示生成手段が備えられ、上述のいずれか
の推定値に従って、サウナ浴停止指示もしくは水分補給
指示が生成される。例えば、平均皮膚温、深部温、発汗
量等に一定の閾値を設定しておき、このような閾値を越
えた場合に、指示を生成するようにしている。このよう
にしておくことで、サウナ装置側で、サウナ浴状態にあ
る人体の状態をシミュレートして、これに基づいた判断
を行うこととなり、結果的により客観的な判断に基づい
た、サウナ浴停止指示、水分補給指示を出すことができ
る。

【０００７】このようなサウナ装置にあって、請求項２
に記載されているように、前記指示生成手段におけるサ
ウナ浴停止指示もしくは水分補給指示の生成が、前記人
体熱応答推定値と所定の閾値との比較で行われ、前記閾
値が変更可能とされていることが好ましい。

【０００８】指示の生成過程は、上記した構造に従って
いるが、例えば、使用者が若い場合と、老人の場合とに
あっては、その閾値を変えることが好ましく、さらに、
あまりに長時間に亘って老人がサウナ浴に浴していた
り、水分補給を行わないのは、好ましいとは言えない。
そこで、例えば、使用者の年齢、性別等に応じて閾値を
可変設定することが好ましく、上記構造のサウナ装置に
あっては、設定変更を行える。

【０００９】更に、サウナとして使用するサウナ空間
に、温風を吹出す温風吹出し手段とミストを噴霧するミ
スト噴霧手段とを備えたサウナ装置であって、請求項３
に記載されているように、前記サウナ空間における熱的
環境状態（例えば、温度、湿度もしくは気流速度のいず
れか一種以上）に基づいて、前記サウナ空間内の人体に
おける平均皮膚温推定値、深部温推定値もしくは発汗量
推定値のいずれか一種以上である人体熱応答推定値を導
出する人体熱モデルシミュレーション手段を備え、前記
人体熱モデルシミュレーション手段からの前記人体熱応
答推定値に基づいて、前記温風吹出し手段もしくは、前
記ミスト噴霧手段に対する制御指令を生成するサウナ動
作状態指令生成手段と備え、前記サウナ動作状態指令生
成手段によって生成される制御指令によって動作するこ
とが、好ましい。人体熱モデルシミュレーション手段の
役割は、上記したものと同一である。このサウナ装置に
は、前述の指示生成手段の代わりに、サウナ動作状態指
令生成手段が備えられている。そして、このサウナ動作
状態指令生成手段は、サウナ装置の動作に対する制御指
令を生成することになるのであるが、この場合には、装
置は、サウナ空間の温度、湿度、気流の速度等を設定す
る場合に、人体熱モデルシミュレーション手段からの出
力情報をも利用することとなるため、例えば、平均皮膚
温推定値が高くなり過ぎている場合等にあっては、温度
を低下させる方向へ動作する等の動作を行えることとな
る。結果的に、サウナ浴状態にある使用者の状態（平均
皮膚温、深部温、発汗量の一種以上）を適切に判断しな
がら、サウナの状態を設定することが可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るミストサウ
ナ装置３（本願のサウナ装置の一実施例）を浴室１に設
置した状態を示している。その使用状態を図３に示す。
浴室１内には、浴槽６と洗場７があり、浴槽６に湯を張
り、洗場７において、体を洗うことができる。ミストサ
ウナ装置３が、浴室１の内側の側壁下方部（例えば、浴
室１内の高さの２分の１程度下方部で具体的には洗い場
カウンタ３０の袖部）に備えられており、浴室１をミス
トサウナとして利用できる。この様にミストサウナ装置
３を側壁下方部に備えることで、例えば温風が頭上から
吹出して「頭がボーとする」等の問題がなく、足元か
ら、温風を吹出し、快適に加温することができる。

【００１１】浴室１の側壁の上方には、浴室１内の換気
を行う換気扇４が備えられており、換気扇４はミストサ
ウナ装置３に備えられた制御装置１００（この中には制
御手段Ｃが格納されている）によって制御される。又、
図に示していない脱衣場のドア８の側部に、ミストサウ
ナ装置３の制御装置１００と接続されるリモコン５が備
えられており、制御装置１００に運転指示を与えること
ができる。

【００１２】以上が、浴室１の概略的な構成であり、以
下に、浴室１をミストサウナとして利用可能とするミス
トサウナ装置３について詳細を説明する。装置３は、温
風を吹出す吹出口１２と浴室１内の空気を吸込む吸込口
１３が備えられており、吸込口１３から吸込んだ空気を
吹出口１２より吹出す為のファン（図示せず）を内部に
備えている。更に、吸込口１３より吸込んだ空気を加熱
する熱交換器（図示せず）を備えており、熱交換器に湯
水を供給し、この湯水と空気の熱交換を行い空気を加熱
する構成となっている。従って、吹出口１２からは、加
熱された温風が吹出される。温風の吹出口１２は、設置
状態で概略水平とされ、内部を温風が流れる温風発生側
揺動部材１２ａに、水平方向に分散して設けられており
（結果、吹出口１２は揺動部材１２ａの長手方向に長手
軸を有する開口となっている）、概略、水平、帯状に温
風を吹出す。更に、この温風発生側揺動部材１２ａが、
その水平な軸周りに揺動可能に構成されていることによ
り、帯状に吹出される温風の吹出し方向を上下方向に揺
動できる。このようにして本願の温風吹出し手段Ｈが構
成されている。

【００１３】この構成において、上記のファンの回転数
を変更することで、吹出口１２から吹出される温風の流
量を変更することができ、本願に言うサウナ空間２を流
れる気流の流速を設定することができる。このようなサ
ウナ空間２における気流速度の制御は、制御装置１００
に備えられた制御手段Ｃによる温風の吹出し速度の制御
による。

【００１４】更に、上記の熱交換器に供給する湯水の量
若しくは温度を調整することで吹出口１２から吹出され
る温風の温度を変更することができ、浴室１内のサウナ
空間２の温度を設定することができる。このようなサウ
ナ空間２における温度の制御も、前記制御手段Ｃによ
る。

【００１５】ミストサウナ装置３はミストを噴霧するミ
スト噴霧機構１１を備えており、このミスト噴霧機構１
１に供給する湯水の量を設定することができる。このミ
スト噴霧機構１１にあっても、設置状態で概略水平とさ
れ、内部をミストが流れるミスト側揺動部材１１ａが備
えられると共に、この揺動部材１１ａに水平方向で分散
してミストノズル１０が備えられている。即ち、複数の
ミストノズル１０によりミスト噴霧部が構成されてい
る。従って、ミストは水平方向に概略末広がり帯状に噴
霧されると共に、揺動部材１１ａの揺動に従って、その
噴霧方向を上下方向で変更可能である。このようにして
本願のミスト噴霧手段Ｍが構成されている。

【００１６】図１（ロ）に示すように、ミストノズル１
０の位置が温風の吹出口１２より低い位置に設けられて
いることより、その噴霧始点あるいはその近傍におい
て、ミストの噴霧領域は、温風の吹出し領域に対して下
側とされている。噴霧した湯水のミストは噴霧された後
に蒸発し、浴室１内の湿度を上昇させる。この噴霧量を
設定することでサウナ空間２の湿度を設定することろな
る。このようなサウナ空間２における湿度の制御も、制
御手段Ｃによるミスト噴霧量の制御による。さらに、ミ
ストの温度も湯水の温度制御により同様に制御される。

【００１７】尚、サウナ空間２とは、サウナ運転時に人
が存在する空間のことを示し、図に示すような浴室１に
おいては、洗場７における周囲壁面よりも２０ｃｍ程度
内側で、洗場７の底板の上方で、人の頭頂までの空間を
サウナ空間２とすることができる。この場合、人は立位
で考える。

【００１８】快適且つ発汗性の良いサウナを実現する為
には、サウナ空間２の気流、温度、湿度を最適な範囲に
設定することが重要である。そこで、ミストサウナ装置
３において、サウナ運転時に、制御手段Ｃは、目標値に
従って、サウナ空間２を流れる気流の流速を概略、０．
８〜２ｍ／ｓの範囲内に設定し、温度を４０〜５０℃の
範囲内に設定し、湿度を８０〜１００％の範囲内に設定
する。尚、浴室１の容積及び形状等は既知の条件であ
り、サウナ空間２において所定の気流の流速、温度、湿
度に設定する為の、吹出口１２における温風の温度およ
び吹出し量、ミストノズル１０におけるミストの温度及
び噴霧量の設定量は、浴室１に備えられる温度・湿度セ
ンサ１４の推定値と目標値との関係で予め求めておくこ
とができ、制御手段Ｃは、サウナ空間２が目標値の環境
状態になるように、設定量を定めるように働く構成とさ
れている。この目標値は、先に示されたリモコン５にお
ける入力情報と、後述する人体モデルシミュレーション
手段Ｃ２からの入力情報に従ってサウナ動作状態指令生
成手段Ｃ４で決定される構造が採用されている。

【００１９】図１に示すミストサウナ装置３は、浴室１
内の温度及び湿度を推定する温度・湿度センサ１４を備
えており、サウナ運転時に、そのセンサ１４の出力信号
に基づいて、浴室１内を、前記目標値である、一定環境
状態（例えば、温度４０℃程度、湿度８０％程度、サウ
ナ空間２の気流の速度を１ｍ／ｓ）に設定することがで
きる。この状態に、制御手段Ｃがサウナ空間２を設定す
る手順について、その一例を、以下説明する。まず、リ
モコン５等によってサウナ運転開始の指示を得た制御手
段Ｃは、サウナ空間２においての気流の流速が１．０ｍ
／ｓ程度の温風を浴室１のサウナ空間２に循環させて加
温する。又、このサウナ空間２の加温と同時若しくはそ
の前後に、即ち、ミスト噴霧機構１１より湯水のミスト
の噴霧を開始する。この場合、目標温度は設定されるた
め、この温度を守れるように、温風の吹出し状態を対照
しながら、ミスト噴霧機構１１からの噴霧量を制御す
る。即ち、浴室１の形状、容積等の条件が予め決まって
いるため、湯水のミストを噴霧して、湿度を８０％程度
まで加湿する準備時間とその噴霧量とが既知であるた
め、制御手段Ｃはその予め判明している噴霧量及び準備
時間に従って、サウナ空間２の温度を４０℃にできるだ
け保ちながら、湿度が８０％程度になるまでミストを噴
霧して加湿し、サウナ空間２の湿度が８０％になるとミ
ストを停止する。このような制御を行うことで、準備時
間後のサウナ空間２を流れる気流の流速は１．０ｍ／ｓ
程度、温度は４０℃、湿度は８０％程度に設定され、サ
ウナ空間２において、「息苦しい」、「髪がべとべとす
る」等がなく、更に快適で発汗性の良いサウナを実現す
ることができる。

【００２０】以上のようにして、制御手段Ｃによりサウ
ナ空間２の環境状態が決まるが、この制御手段Ｃに対し
て、図２に示すように、環境状態推定手段Ｃ１、人体熱
モデルシミュレーション手段Ｃ２、指示生成手段Ｃ３、
サウナ動作状態指令生成手段Ｃ４が設けられている。以
下、これらの手段の役割に関して説明する。 １ 環境状態推定手段Ｃ１ 環境状態推定手段Ｃ１は、前記温・湿度センサ１４の検
出値及び前記温風吹出し手段Ｈにおける温風温度、温風
速度、前記ミスト噴霧手段Ｍにおけるミスト温度、ミス
ト噴霧量および、これまでのサウナ空間の環境状態履歴
から、サウナ空間２の現時点でのサウナ空間２の熱的環
境状態を推定するものである。これらの推定値は、温度
・湿度センサからの出力に浴室の熱流体特性を考慮し
て、推定することができる。この手段Ｃ１により、現在
のサウナ空間２における温度、湿度もしくは気流速度が
推定され、これらの情報が、人体モデルシミュレーショ
ン手段Ｃ２に送られる。

【００２１】２ 人体熱モデルシミュレーション手段Ｃ
２ 人体熱モデルシミュレーション手段Ｃ２は、手段内に発
明者らがすでに開発している人体熱モデルを備えてい
る。これは、発明者らによって開発されたもの（人体熱
モデル（日本機械学会論文集、６１巻、５８４号、Ｂ
編、人体熱モデルの開発、竹森、中島、庄司））であ
り、このモデルを使用することにより、人体周りの熱的
環境状態（温度、湿度、気流速度）を設定することで、
人体各部位における平均皮膚温、深部温、発汗量を求め
ることができる。ちなみに、このモデルは人体を、図４
に示すような１５個の円筒形熱モデルで代表するもので
あり、各円筒形熱モデル間で血流移動に伴う熱移動が定
義されており、人体は任意の姿勢をとることが可能とな
っている。当然、このシミュレーションにあたっては、
この熱モデルの熱履歴もシミュレーション各ステップに
おける初期値となる。さて、この人体熱モデルにおける
境界条件である人体各部の熱的環境状態は、先に説明し
た環境状態推定手段Ｃ１からの推定情報とされており、
このように環境状態推定手段Ｃ１からの情報と人体熱モ
デルとを組み合わせることで、結果的に、サウナ空間２
での熱的環境状態が変化した場合の経時的な人体熱応答
推定値が出力として得られる。ここで、人体熱応答推定
値は、平均皮膚温推定値、深部温推定値及び発汗量推定
値である。図５に、熱的環境状態が４２℃、湿度１００
％、気流の速度１．５ｍ／ｓの経時的な変化例を示し
た。同図には、平均皮膚温推定値、深部温推定値及び発
汗量を示した。これらのデーターは、指示生成手段Ｃ
３、サウナ動作状態指令生成手段Ｃ４に送られる。

【００２２】３ 指示生成手段Ｃ３ この指示生成手段Ｃ３は、人体熱モデルシミュレーショ
ン手段Ｃ２により導出される人体熱応答推定値に基づい
て、サウナ浴停止指示もしくは水分補給指示のいずれか
一方の指示を生成する。さらに詳細には、サウナ浴停止
指示もしくは水分補給指示の生成が、人体熱応答推定値
と所定の閾値との比較で行われ、推定値が前記閾値より
も大きくなった場合に指示を生成したり、推定値の時間
領域における積分値が所定の閾値を越えた場合に、指示
を出すように構成されている。このように構成すること
により、過度に長いサウナ浴状態、水分の補給がされな
い状態が発生している場合に、所定の指示を生成するこ
とができる。図５上に矢印で、深部温推定値を基礎とす
る場合の経過時間を考慮した場合の水分補給指示生成時
点Ｔ１及びサウナ浴停止指示の発生時点Ｔ２を示した。
このようにして生成される各指示は、本体に備えられる
表示器（青ランプＬ１及び赤ランプＬ２（図１参照））
に送られ、表示点燈によりサウナ浴状態にある使用者が
確認できるように構成されている。さて、前述の各閾値
は、リモコン５での入力により変更できる構成が採用さ
れており、例えば、老人がサウナ浴を行う場合に、比較
的低い閾値に設定が可能となっている。

【００２３】４ サウナ動作状態指令生成手段Ｃ４ この手段は、基本的には先に説明したサウナ空間２での
環境の目標値を得るための手段であり、上記の人熱モデ
ルシミュレーション手段Ｃ２からの情報と、リモコンか
らの情報に基づいて、目標値を設定する。即ち、この手
段Ｃ４は、人体熱モデルシミュレーション手段Ｃ２から
の人体熱応答推定値に基づいて、温風吹出し手段Ｈに対
する温風吹出し指令もしくは、前記ミスト噴霧手段Ｍに
対するミスト噴霧指令を生成するように構成されてい
る。この手段における処理の一例を示す。 イ 人体熱応答推定値のいずれもが、この推定値に対し
て設けられている閾値より小さい場合は、リモコンから
の入力を目標値とする。 ロ 人体熱応答推定値のうちいずれか２者が、これらの
推定値に対して設けられている閾値より大きくなった場
合、リモコンからの入力に対して、例えば５℃低い温度
を目標値とする。 ハ 人体熱応答推定値のうちいずれか３者が、これらの
推定値に対して設けられている閾値より大きくなった場
合、リモコンからの入力に対して、例えば１０℃低い温
度を目標値とする。 これらの目標値は、それぞれの状況下で、制御手段Ｃに
送られる。

【００２４】以上のようにしてサウナ空間における環境
状態が、人体モデルで求まる人体状態をも加味した状態
で決定される。上記の実施例においては、人体熱モデル
シミュレーション手段を、発明者らが開発した人体熱モ
デルをそのまま備える例で示したが、この手段は、本願
にあっては、環境状態推定手段からの出力に基づいて、
サウナ空間内にいると仮定される人体の平均皮膚温推定
値、皮膚深部御推定値もしくは発汗量推定値を導出でき
るものであれば任意の構造が採用できる。このようなも
のの一例としては、一ステップ前のサウナ空間の熱的環
境状態を初期値とし、温風の温度、吹出し速度、ミスト
の温度、ミストの速度を計算条件として計算される、先
に説明して人体熱モデルによるシミュレーションの結果
を、結合させた数表等を、各環境状態、各運転状態に対
応して備えておき、上記の人体の平均皮膚温推定値、皮
膚深部御推定値もしくは発汗量推定値を導出できるもの
であっても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るミストサウナ装置の配置状態及び
構成を示す図

【図２】人体熱モデルシミュレーション手段を中心とし
た機能ブロック図

【図３】人体と温風及びミストの上下関係を示す図

【図４】人体熱モデルの概略構成を示す図

【図５】ミストサウナ浴時の平均皮膚温推定値、深部温
推定値の変化と、サウナ浴停止指示、水分補給指示の関
係を示す図

【符号の説明】 １ 浴室 ２ サウナ空間 ３ ミストサウナ装置 １１ ミスト噴霧機構 １１ａ ミスト側揺動部材 １２ 吹出口 １２ａ 温風発生側揺動部材 １３ 吸込口 Ｃ 制御手段 Ｃ１ 環境状態推定手段 Ｃ２ 人体熱モデルシミュレーション手段 Ｃ３ 指示生成手段 Ｃ４ サウナ動作状態指令生成手段 Ｈ 温風吹出し手段 Ｍ ミスト噴霧手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サウナとして使用するサウナ空間に、温
   風を吹出す温風吹出し手段とミストを噴霧するミスト噴
   霧手段とを備えたサウナ装置であって、 前記サウナ空間における熱的環境状態に基づいて、前記
   サウナ空間内の人体における平均皮膚温推定値、深部温
   推定値もしくは発汗量推定値のいずれか一種以上である
   人体熱応答推定値を導出する人体熱モデルシミュレーシ
   ョン手段を備え、 前記人体熱モデルシミュレーション手段により導出され
   る前記人体熱応答推定値に基づいて、サウナ浴停止指示
   もしくは水分補給指示のいずれか一方以上の指示を生成
   する指示生成手段を備えたサウナ装置。
2. 【請求項２】 前記指示生成手段におけるサウナ浴停止
   指示もしくは水分補給指示の生成が、前記人体熱応答推
   定値と所定の閾値との比較で行われ、 前記閾値が変更可能とされている請求項１記載のサウナ
   装置。
3. 【請求項３】 サウナとして使用するサウナ空間に、温
   風を吹出す温風吹出し手段とミストを噴霧するミスト噴
   霧手段とを備えたサウナ装置であって、 前記サウナ空間における熱的環境状態に基づいて、前記
   サウナ空間内の人体における平均皮膚温推定値、深部温
   推定値もしくは発汗量推定値のいずれか一種以上である
   人体熱応答推定値を導出する人体熱モデルシミュレーシ
   ョン手段を備え、 前記人体熱モデルシミュレーション手段からの前記人体
   熱応答推定値に基づいて、前記温風吹出し手段にもしく
   は、前記ミスト噴霧手段に対する制御指令を生成するサ
   ウナ動作状態指令生成手段と備え、 前記サウナ動作状態指令生成手段によって生成される制
   御指令によって動作するサウナ装置。