JP2007244782A - 寝床内温度制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】最適な温度環境で就寝者の安眠を維持すると共に、習慣的にトイレに行くタイミングには、その経路も暖冷房可能で、かつ、省エネ可能なこと。
【解決手段】就寝者Mが布団に寝ているときには、循環ポンプ15によって、熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に第1媒体通路Aで循環させる。これによって、就寝者Mが布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、このとき、前記寝床内に第1媒体通路Aで媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者Mの起床の状態を検出して、第1媒体通路Aから寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って媒体を排出する第2媒体通路Bに切り替えるものであるから、寝床外のトイレ20方向への環境温度を最適にすることもできる。
【選択図】図2
【解決手段】就寝者Mが布団に寝ているときには、循環ポンプ15によって、熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に第1媒体通路Aで循環させる。これによって、就寝者Mが布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、このとき、前記寝床内に第1媒体通路Aで媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者Mの起床の状態を検出して、第1媒体通路Aから寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って媒体を排出する第2媒体通路Bに切り替えるものであるから、寝床外のトイレ20方向への環境温度を最適にすることもできる。
【選択図】図2
Description
本発明は、布団やマットレス内部に空気または湯水等からなる媒体の通路を形成し、その媒体通路に温風または冷風、湯水を供給して就寝環境を最適な状態にする寝床内温度制御装置に関するものである。
従来の寝床内温度制御装置として特許文献1の発明がある。特許文献1の寝床内温度制御装置は、温度センサによって就寝空間の温度を検出し、設定温度に対する就寝空間の温度に対応させてヒータ出力を増減させ、これにより供給される温風の温度が変化し、就寝空間の温度が制御される。一方、湿度センサによって就寝空間の湿度を検出し、設定湿度に対する就寝空間の湿度に対応させてファンによる送風量を増減させ、湿度が高い場合は送風量を増加させ、湿度が低い場合は送風量を減少させると、送風によって排除される水分量が加減され就寝空間の湿度が調節される技術思想を開示するものである。
また、従来の寝床内温度制御装置として特許文献2の発明がある。即ち、特許文献2の寝床内温度制御装置は、布団内に置かれる布団内機と、布団外に置かれる布団外機と、布団内機と布団外機とに接続され空気の通路となる接続通路とを備え、布団内機は、複数個の通気孔が形成された通気通路及びこの通気通路に装着された通気性を有するカバー部を有し、布団外機は、外気を取り入れる給気機構、接続通路を介して布団内機に空気を送る送風機構及び布団内機に送る空気の温度調整を行う温度調整機構を有し、空調機付きベッドのように特殊なベッドや特殊な敷き布団を用いることなく使用できるようにした技術思想を開示している。
特許第3633977号
特開平11−313731
上記特許文献1の寝床内温度制御装置は、布団内部に送風通路を形成し、それにファンとヒータを備えた温風機から温風を送り込み、その温風を吹き出すことにより快適な寝床内温度にするものである。しかし、送り込む空気が温風であるが、老人のように1晩に何度もトイレに行く人には、布団内部の温度に対してその布団の外部の温度が低いことから、再度寝付くことができなくなり、トイレの寒さのために血管が急激に収縮して、血圧が急激敵に上昇し、脳内出血を生じる危険性がある。また、布団内部の温度制御を行うものの、夏等暑いときに冷やした空気を送り込むことができないから、夏場の使用には不適であった。
また、上記特許文献2の寝床内温度制御装置は、外気を取り込んで温度調節して吹き出させるため、布団外の温度も制御されるが、外気の温度が低いとそれを暖めるために多くのエネルギを必要とし、また、外気の温度が高いとそれを冷やすのに多くのエネルギを必要とし、省エネルギという観点からみると問題がある。
また、上記特許文献2の寝床内温度制御装置は、外気を取り込んで温度調節して吹き出させるため、布団外の温度も制御されるが、外気の温度が低いとそれを暖めるために多くのエネルギを必要とし、また、外気の温度が高いとそれを冷やすのに多くのエネルギを必要とし、省エネルギという観点からみると問題がある。
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、最適な温度環境で就寝者の安眠を維持すると共に、習慣的にトイレに行くタイミングには、その経路も暖冷房可能で、かつ、省エネ可能な寝床内温度制御装置の提供を課題とするものである。
請求項1にかかる寝床内温度制御装置は、所定温度に調温された媒体が循環して寝床内の温度を所定値に調整する第1媒体通路と、前記寝床とトイレ空間との間の通路の床面に沿って配設された第2媒体通路と、前記寝床内の温度及び/または前記媒体の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出結果に依拠して前記媒体の温度を制御すると共に、就寝者が前記寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路に供給する制御手段とを具備するものである。
所定温度に調温された媒体は、冷媒を用いて熱交換する熱交換機によって調温された媒体でも、ピエゾ素子等の半導体素子、ヒートポンプ等によって熱交換されるものでもよい。また、本発明を実施する場合の第1媒体通路は、熱交換器で加温または冷却された媒体を寝床内に吹き出すものと収集するもの、そのまま媒体を循環するもの等、熱交換器で加温または冷却された媒体が温度を伝えるものであればよく、その形態及びその配設状態を問うものではない。
更に、上記第2媒体通路は、加温または冷却された媒体を、第1媒体通路とは別に、寝床外のトイレ方向へとつながる床面に沿って媒体を供給するものである。また、上記制御手段は、寝床内の温度及び/または前記熱交換器から排出された温度を検出する温度センサの出力によって、前記媒体の温度を制御するものである。また、必要に応じて、就寝者の起床の状態を検出して、前記第2媒体通路に切り替える機能を有するものである。なお、就寝者の起床の状態の検出は、前記温度を検出する温度センサを用いて行ってもよいが、別に用意した画像処理または音響検出によって検出してもよい。また、両者を使用してもよい。何れにせよ、就寝者の起床の状態が正確に検出できればよい。
所定温度に調温された媒体は、冷媒を用いて熱交換する熱交換機によって調温された媒体でも、ピエゾ素子等の半導体素子、ヒートポンプ等によって熱交換されるものでもよい。また、本発明を実施する場合の第1媒体通路は、熱交換器で加温または冷却された媒体を寝床内に吹き出すものと収集するもの、そのまま媒体を循環するもの等、熱交換器で加温または冷却された媒体が温度を伝えるものであればよく、その形態及びその配設状態を問うものではない。
更に、上記第2媒体通路は、加温または冷却された媒体を、第1媒体通路とは別に、寝床外のトイレ方向へとつながる床面に沿って媒体を供給するものである。また、上記制御手段は、寝床内の温度及び/または前記熱交換器から排出された温度を検出する温度センサの出力によって、前記媒体の温度を制御するものである。また、必要に応じて、就寝者の起床の状態を検出して、前記第2媒体通路に切り替える機能を有するものである。なお、就寝者の起床の状態の検出は、前記温度を検出する温度センサを用いて行ってもよいが、別に用意した画像処理または音響検出によって検出してもよい。また、両者を使用してもよい。何れにせよ、就寝者の起床の状態が正確に検出できればよい。
請求項2にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、就寝者の睡眠の状態を検出して、生理学的に前記寝床内の温度を調整するものである。例えば、就寝者が浅い睡眠の場合には温度が高く、深い睡眠に入ったとき、温度を低く制御するものである。
請求項3にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床に配設された複数の温度センサのばらつき及び/または温度差によって行うものである。このときの複数の温度センサは、少なくとも1個は安定な温度を検出する位置に配設され、それらとの温度の違いによって、掛布団の掛けられた状態から判断され、その結果、起床が判断できればよい。
請求項4にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床の前記就寝者の状態の画像によって行うものである。ここで、前記就寝者の起床状態の検出は、画像の登録に前記就寝者の寝姿または起床状態を登録し、その一致または掛布団の状態等から判断するものであればよい。
請求項5にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床に配設された複数の温度センサのばらつき及び/または温度差並びに前記寝床の前記就寝者の状態の画像によって行うものである。ここで、少なくとも1個は安定な温度を検出する位置に配設され、それらとの温度の違いによって、掛布団の掛けられた状態、そうでない状態が判断され、また、画像によって、画像の登録に前記就寝者の寝姿または起床状態を登録し、その一致または掛布団の状態等から判断するものであり、信頼性を高めることができればよい。
請求項6にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、前記就寝者が前記寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路に供給すると同時に前記媒体が前記第1媒体通路を循環するのを停止するものである。ここで、前記就寝者が前記寝床から起床したときには前記第1媒体通路の調温は不要となるから、無駄な温度制御を行わないで効率のいい制御を行うものである。
請求項7にかかる寝床内温度制御装置の前記熱交換器で調温された媒体は、空気または水としたものである。
請求項8にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路は、調温された媒体を通す合成樹脂管がマットレスの内部を蛇行して配置されている。ここで、合成樹脂管がマットレスの内部を蛇行は、全面を蛇行させてもよいし、全体の80〜50%程度の中央部とすることができる。
請求項9にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路は、調温された媒体が掛布団の袋体から吹き出すものである。ここで、掛布団の袋体は、合成樹脂製または布製とすることができる。特に、空気を調温媒体とするものであるから、その織布密度及び袋体の数量を問うものではない。
請求項10にかかる寝床内温度制御装置の前記第2媒体通路は、調温された暖房マットとしたものである。ここで、暖房マットは所定のサイズのものを1枚または特定サイズのものを複数枚設置する形態でもよい。
請求項11にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、前記第1媒体通路に介設されたポンプ及び前記媒体と熱交換することにより前記媒体の温度を調温する暖冷房機と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側に配設された電磁弁装置とを備え、前記就寝者の起床時に前記第1媒体通路から前記第2媒体通路への前記媒体の供給切り換えを、前記電磁弁装置によって行うものである。ここで、前記電磁弁装置は、前記第1媒体通路と前記第2媒体通路との切り換えを行う切換弁を用いてもよいし、開閉弁によって前記第1媒体通路と前記第2媒体通路との切り換えを行うようにしてもよい。
請求項12にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路と前記第2媒体通路との切り換えを行う電磁弁装置は、前記第1媒体通路内にて前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側に配設された第1電磁弁と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側で、前記第1電磁弁との間の前記第2媒体通路の一端に配設された第2電磁弁からなるものである。
請求項13にかかる寝床内温度制御装置の前記第1電磁弁と第2電磁弁は、前記媒体が前記第1媒体通路と前記第2媒体通路を同時に循環しないようにしたものである。
請求項14にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、前記第1媒体通路に介設されたポンプ及び前記媒体と熱交換することにより前記媒体の温度を調温する暖冷房機と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側に配設された電磁弁装置とを備え、前記就寝者の起床時に前記第1媒体通路から前記第2媒体通路への前記媒体の供給切り換えを、前記電磁弁装置によって行うものである。ここで、前記電磁弁装置は、前記第1媒体通路と前記第2媒体通路との切り換えを行う切換弁を用いてもよいし、開閉弁によって前記第1媒体通路と前記第2媒体通路との切り換えを行うようにしてもよい。
請求項15にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路と前記第2媒体通路との切り換えを行う電磁弁装置は、前記第1媒体通路内にて前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側に配設された第3電磁弁と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側で、前記第3電磁弁との間の前記第2媒体通路の一端に配設された第4電磁弁からなるものである。
請求項16にかかる寝床内温度制御装置の前記第3電磁弁と第4電磁弁は、前記媒体が前記第1媒体通路と前記第2媒体通路を同時に循環しないようにしたものである。
請求項1にかかる寝床内温度制御装置は、所定温度に調温された媒体が循環して寝床内の温度を所定値に調整する第1媒体通路と、前記寝床とトイレ空間との間の通路の床面に沿って配設された第2媒体通路とを具備し、前記寝床内の温度及び/または前記媒体の温度を検出する温度センサの検出結果に依拠して前記媒体の温度を制御すると共に、就寝者が前記寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路に供給するものである。
したがって、就寝者が布団に寝ているときには、調温された媒体を寝床内に第1媒体通路で循環させる。これによって、就寝者が布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、このとき、前記寝床内に前記第1媒体通路で媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者の起床の状態を検出して、前記第1媒体通路から寝床外のトイレ方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する第2媒体通路に切り替えるものであるから、寝床外のトイレ方向への環境温度を最適にすることもできる。よって、就寝者の安眠を維持することができ、習慣的にトイレに行くタイミングには、その経路も暖冷房でき、しかも、省エネとすることができ、就寝者が再び寝床に戻って直ぐに睡眠に入ることができる。
したがって、就寝者が布団に寝ているときには、調温された媒体を寝床内に第1媒体通路で循環させる。これによって、就寝者が布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、このとき、前記寝床内に前記第1媒体通路で媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者の起床の状態を検出して、前記第1媒体通路から寝床外のトイレ方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する第2媒体通路に切り替えるものであるから、寝床外のトイレ方向への環境温度を最適にすることもできる。よって、就寝者の安眠を維持することができ、習慣的にトイレに行くタイミングには、その経路も暖冷房でき、しかも、省エネとすることができ、就寝者が再び寝床に戻って直ぐに睡眠に入ることができる。
請求項2にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、就寝者の睡眠の状態を検出して、前記寝床内の温度を生理学的な環境として調整するものであるから、請求項1に記載の効果に加えて、人間の生理学的特性に合致した温度制御が可能となる。結果、就寝者Mの睡眠の状態を検出して、寝床内の温度を生理学的な環境として調整するものであるから、人間の生理学的特性に合致し、生活のリズムを狂わせることがない。
請求項3にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床に配設された複数の温度センサのばらつき及び/または温度差によって行うものであるから、請求項1に記載の効果に加えて、コスト的に廉価な処理を行うことができる。また、当該温度センサを寝具に装着しても違和感のない状態に設定できる。
請求項4にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床の前記就寝者の状態の画像によって行うものであるから、請求項2に記載の効果に加えて、寝床の状態を正確に検出することができる。
請求項5にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床に配設された複数の温度センサのばらつき及び/または温度差並びに前記寝床の前記就寝者の状態の画像によって行うものであるから、請求項2に記載の効果に加えて、複数の温度センサ及び前記就寝者の状態の画像によって起床状態を判断するものであるから、信頼性の高い検出を行うことができる。
請求項6にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、前記就寝者が前記寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路に供給すると同時に前記媒体が前記第1媒体通路を循環するのを停止するものであるから、請求項1または請求項2に記載の効果に加えて、無駄な調温を行うことなく制御を行うことができる。また、就寝者の起床の温度を低下させることなく、寝床外のトイレ方向へ環境温度を最適にすることもできる。
請求項7にかかる寝床内温度制御装置の前記熱交換器で調温された媒体は、空気または水としたものであるから、請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載の効果に加えて、特殊な媒体を使用するものでないので、環境汚染することがない。
請求項8にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路は、調温された媒体を通す合成樹脂管がマットレスの内部を蛇行して配置されているものであるから、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の効果に加えて、任意の面積を効率よく調温することができる。
請求項9にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路は、調温された媒体が掛布団の袋体から吹き出すものであるから、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の効果に加えて、掛布団が自然な使用状態で使用でき、かつ、吹き出す空気圧によって、掛布団の重みが実質的に軽量化されるから、老人及び病人にとって好適な構成となる。
請求項10にかかる寝床内温度制御装置の前記第2媒体通路は、調温された暖房マットとしたものであるから、請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の効果に加えて、施工状態において違和感のない状態となり、来客があっても不自然さがない。
請求項11にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、前記第1媒体通路に介設されたポンプ及び前記媒体と熱交換することにより前記媒体の温度を調温する暖冷房機と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側に配設された電磁弁装置とを備え、前記就寝者の起床時に前記第1媒体通路から前記第2媒体通路への前記媒体の供給切り換えを、前記電磁弁装置によって行うものであるから、請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の効果に加えて、前記就寝者の起床からトイレ(トイレ空間)に向かうまでのタイムラグを使用して効率のよい、調温制御を行うことができる。
請求項12にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路と前記第2媒体通路の切り換えを行う電磁弁装置は、前記第1媒体通路内にて前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側に配設された第1電磁弁と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側で、前記第1電磁弁との間の前記第2媒体通路の一端に配設された第2電磁弁によって行うものであるから、請求項11に記載の効果に加えて、その切り換えのタイミングを任意に設定することができる。
請求項13にかかる寝床内温度制御装置の前記第1電磁弁と第2電磁弁は、前記媒体が前記第1媒体通路と前記第2媒体通路を同時に循環しないようにしたものであるから、請求項12に記載の効果に加えて、エネルギ効率のよい運転が可能である。
請求項14にかかる寝床内温度制御装置の前記制御手段は、前記第1媒体通路に介設されたポンプ及び前記媒体と熱交換することにより前記媒体の温度を調温する暖冷房機と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側に配設された電磁弁装置とを備え、前記就寝者の起床時に前記第1媒体通路から前記第2媒体通路への前記媒体の供給切り換えを、前記電磁弁装置によって行うものであるから、請求項1乃至請求項11のいずれか1つに記載の効果に加えて、前記就寝者の起床からトイレ(トイレ空間)に向かうまでのタイムラグを使用して効率のよい、調温制御を行うことができる。また、請求項11と組み合わせたものでは、信頼性を高めることができる。
請求項15にかかる寝床内温度制御装置の前記第1媒体通路と前記第2媒体通路の切り換えを行う電磁弁装置は、前記第1媒体通路内にて前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側に配設された第3電磁弁と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側で、前記第3電磁弁との間の前記第2媒体通路の一端に配設された第4電磁弁によって行うものであるから、請求項14に記載の効果に加えて、その切り換えのタイミングを任意に設定することができる。
請求項16にかかる寝床内温度制御装置の前記第3電磁弁と第4電磁弁は、前記媒体が前記第1媒体通路と前記第2媒体通路を同時に循環しないようにしたものであるから、請求項15に記載の効果に加えて、エネルギ効率のよい運転が可能である。
[実施の形態1]
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態1における寝床内温度制御装置の使用状態を示す全体の説明図、図2は本発明の実施の形態1における寝床内温度制御装置の全体構成図、図3は本発明の実施の形態1における寝床内温度制御装置の制御回路が制御する制御プログラムである。
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図1は本発明の実施の形態1における寝床内温度制御装置の使用状態を示す全体の説明図、図2は本発明の実施の形態1における寝床内温度制御装置の全体構成図、図3は本発明の実施の形態1における寝床内温度制御装置の制御回路が制御する制御プログラムである。
図1乃至図3において、ベッド1及びそこに設置されているマットレス2は公知の構造のものであり、また、敷布団3及び掛布団4には、空気配管等の配管が内蔵、接続されている。敷布団3は、敷布団3の中央部付近の上面の空気を吸引するために、空気の通過しやすい生地によって、その上面が形成されている。なお、空気の通過しやすい箇所は、敷布団3の中央部付近の寝た状態の人体付近であるので、それ以外の場所は、内側に重ねる生地によって空気の通過性のよくないものを使用している。この敷布団3の中央部付近は、本実施の形態の空気を収集する収集部12を構成している。具体的には、収集部12は、特定の開口を意味するものではなく、上面に存在する空気が吸引できる構造であればよい。
掛布団4には、空気を寝床内に吹き出す吹出部11が配設されている。吹出部11は下面に複数の噴出孔を形成した袋体11aが、綿、羽根等の中に内蔵されており、袋体11aに穿設した複数の噴出孔から空気が吹き出すようになっている。
この寝床内温度制御装置のベッド1の下部に配設した寝床内温度制御装置本体9は、ポンプ15及び熱交換機17によって熱交換する暖冷房機16及び第1媒体通路Aと第2媒体通路Bとの供給切り換えを行う制御手段10とそのハウジングから構成されている。
寝床内温度制御装置本体9との接続は、制御手段10との間の端部にコネクタを接続した各フレキシブル配管13またはフレキシブル配管14によって接続されている。また、ベッド1にはマイクロホン5及び/またはCCDカメラが配設されており、就寝者の睡眠状態または起きた状態を音声及び/または画像で検出できるようになっている。そして、掛布団4には複数個の温度センサ6が配設されており、温度センサ6によっても掛布団4が捲り上げられることによって、温度センサ6の検出値が急変するから、それをもって、掛布団4の捲り上げを判断することもできる。
ここで、就寝者Mの体調や個人差によって、一般的に適温と思われている温度でも、寒く、或いは暑く感じることがある。そのため、予め、暑いと感じている時の体動や寝息、及び寒いと感じている時の体動や寝息から発する音を、制御回路19に記憶しておき、マイクロホン5で検知した音と比較し、何れかの音と判断したときには、冷暖する温度を微調整する。そして、夜中にトイレ20に起きることがあるが、暖かいあるいは涼しい寝床内から起きてトイレ20に行くのは眠気を覚まし、高齢者の場合は特に寒い場合、ヒートショックにより脳内出血等で死に至る場合もある。そこで、暖房する場合、人が起き上がったこと、あるいは掛布が上げられたことを検知して、第1媒体通路Aの寝床内空調系の制御から第2媒体通路Bの寝床外空調系の制御に切り替え、ベッド1からトイレ(トイレ空間)20までの経路に沿うように配設されている寝床外環境管路18に切り替えることによりトイレ20までの道のりを暖かくすることができる。
この寝床内温度制御装置のベッド1の下部に配設した寝床内温度制御装置本体9は、ポンプ15及び熱交換機17によって熱交換する暖冷房機16及び第1媒体通路Aと第2媒体通路Bとの供給切り換えを行う制御手段10とそのハウジングから構成されている。
寝床内温度制御装置本体9との接続は、制御手段10との間の端部にコネクタを接続した各フレキシブル配管13またはフレキシブル配管14によって接続されている。また、ベッド1にはマイクロホン5及び/またはCCDカメラが配設されており、就寝者の睡眠状態または起きた状態を音声及び/または画像で検出できるようになっている。そして、掛布団4には複数個の温度センサ6が配設されており、温度センサ6によっても掛布団4が捲り上げられることによって、温度センサ6の検出値が急変するから、それをもって、掛布団4の捲り上げを判断することもできる。
ここで、就寝者Mの体調や個人差によって、一般的に適温と思われている温度でも、寒く、或いは暑く感じることがある。そのため、予め、暑いと感じている時の体動や寝息、及び寒いと感じている時の体動や寝息から発する音を、制御回路19に記憶しておき、マイクロホン5で検知した音と比較し、何れかの音と判断したときには、冷暖する温度を微調整する。そして、夜中にトイレ20に起きることがあるが、暖かいあるいは涼しい寝床内から起きてトイレ20に行くのは眠気を覚まし、高齢者の場合は特に寒い場合、ヒートショックにより脳内出血等で死に至る場合もある。そこで、暖房する場合、人が起き上がったこと、あるいは掛布が上げられたことを検知して、第1媒体通路Aの寝床内空調系の制御から第2媒体通路Bの寝床外空調系の制御に切り替え、ベッド1からトイレ(トイレ空間)20までの経路に沿うように配設されている寝床外環境管路18に切り替えることによりトイレ20までの道のりを暖かくすることができる。
本実施の形態1の寝床内温度制御装置の制御手段10は、次のように構成されている。
まず、所定の冷媒を熱交換器17に通して熱交換を行う公知のコンプレッサ内蔵の暖冷房機16を有している。本発明を実施する場合の暖冷房機16として、コンプレッサで冷媒を圧縮する技術で説明するが、本発明を実施する場合には、ピエゾ効果素子等の半導体、ヒートポンプ等の熱交換技術が使用できる。
まず、所定の冷媒を熱交換器17に通して熱交換を行う公知のコンプレッサ内蔵の暖冷房機16を有している。本発明を実施する場合の暖冷房機16として、コンプレッサで冷媒を圧縮する技術で説明するが、本発明を実施する場合には、ピエゾ効果素子等の半導体、ヒートポンプ等の熱交換技術が使用できる。
熱交換器17の一方には、収集部12がフレキシブル配管14及びバタフライバルブ等のバルブV3(第3電磁弁)を介して接続されている。また、熱交換器17の他方には、寝床の温度を加温または冷却する媒体である空気を送出する循環ポンプ15及びバルブV1(第1電磁弁)、フレキシブル配管13を介して吹出部11に接続されている。ここで、バルブV3は収集部12側の開閉を行い、また、バルブV1は吹出部11側の開閉を行う。これら熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV1、フレキシブル配管13、吹出部11、並びに収集部12、フレキシブル配管14、バルブV3、熱交換器17の経路は、寝床内空調系を形成し、本実施の形態の熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に導き、寝床内の温度を調節して回収され、再度、熱交換器17側に循環される第1媒体通路Aを構成している。
なお、本実施の形態の第1媒体通路Aにおいては、吹出部11と収集部12は、100%の効率を有していないが、本発明を実施する場合には、完全な効率に限定されるものではなく、循環系を形成できるものであればよい。
なお、本実施の形態の第1媒体通路Aにおいては、吹出部11と収集部12は、100%の効率を有していないが、本発明を実施する場合には、完全な効率に限定されるものではなく、循環系を形成できるものであればよい。
また、バルブV3と熱交換器17との間には、バルブV4(第4電磁弁)を配設し、バルブV4を開くことによって外気が導入できるようになっている。また、循環ポンプ15とバルブV1との間には、バルブV2(第2電磁弁)を介して熱交換器17で加温または冷却された空気が、寝床外の簡易トイレを含むトイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18に供給されるように接続されている。
バルブV3及びバルブV1を閉じ、バルブV4及びバルブV2を開くことによって、外気がバルブV4、熱交換器17を介して、循環ポンプ15で送出され、バルブV2を介してトイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18に加温または冷却された空気が供給される。
これらバルブV4、熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV2によって、トイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18に加温または冷却された空気が供給される寝床外空調系を形成している。このバルブV4によって室内空気を取り入れ、熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV2によって、トイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18は、本実施の形態の第2媒体通路Bを構成している。
これらバルブV4、熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV2によって、トイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18に加温または冷却された空気が供給される寝床外空調系を形成している。このバルブV4によって室内空気を取り入れ、熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV2によって、トイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18は、本実施の形態の第2媒体通路Bを構成している。
また、寝床外環境管路18は、熱交換器17で加温または冷却された媒体を、第1媒体通路Aとは別に設けられた寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って配設し、前記媒体を供給するものであり、合成樹脂管に所定の間隔で小孔を穿設したものを使用しているが、本実施の形態ではこの形態に限定されるものではなく、室内空気を循環し、スポット的に空調できるものであってもよい。
なお、本実施の形態の第2媒体通路Bにおいては、バルブV4によって取り入れる室内空気は、再度室内空間に寝床外環境管路18から供給されるが、ここにおいても、本発明を実施する場合には、完全な効率に限定されるものではなく、寝床外空調系のように循環系を形成できるものであればよい。
なお、本実施の形態の第2媒体通路Bにおいては、バルブV4によって取り入れる室内空気は、再度室内空間に寝床外環境管路18から供給されるが、ここにおいても、本発明を実施する場合には、完全な効率に限定されるものではなく、寝床外空調系のように循環系を形成できるものであればよい。
本実施の形態では説明を省略するが、バルブV3及びバルブV2を閉じ、バルブV1及びバルブV4を開くことによって、室内空気がバルブV4、熱交換器17を介して、循環ポンプ15で送出され、バルブV1を介して寝床の温度を加温または冷却する媒体である空気を吹出部11に供給することができる。この制御は、寝床内を加温している際の除湿機能として働かせることができる。勿論、敷布団3及び掛布団4の乾燥機能として付与することもできる。
また、バルブV1及びバルブV4を閉じ、バルブV3及びバルブV2を開くことによって、寝床が温源となり、バルブV3、熱交換器17を介して、循環ポンプ15で送出され、寝床外環境管路18に供給する空気の温度を急激に変化させることができる。即ち、応答性をよくすることができる。
なお、本実施の形態では、バタフライバルブからなるバルブV3及びバルブV1、バルブV4、バルブV2を用いているが、本発明を実施する場合には、バルブV3及びバルブV4、バルブV2またはバルブV1及びバルブV4、バルブV2とすることができる。
また、バルブV1及びバルブV4を閉じ、バルブV3及びバルブV2を開くことによって、寝床が温源となり、バルブV3、熱交換器17を介して、循環ポンプ15で送出され、寝床外環境管路18に供給する空気の温度を急激に変化させることができる。即ち、応答性をよくすることができる。
なお、本実施の形態では、バタフライバルブからなるバルブV3及びバルブV1、バルブV4、バルブV2を用いているが、本発明を実施する場合には、バルブV3及びバルブV4、バルブV2またはバルブV1及びバルブV4、バルブV2とすることができる。
制御回路19は、暖冷房機16との間で暖房運転または冷房運転を行うかの指示を出し、かつ、その運転を行う。ベッド1に配設されたマイクロホン5及び/またはCCDカメラからの就寝者Mが存在するか否かの信号及び温度センサ6の出力を見て、掛布団4が捲(まく)られた状態であるかを判断し、掛布団4が捲られておれば、就寝者Mが起きようとしていると判断する。逆に、掛布団4が掛けられておれば、就寝者Mが寝ていると判断する。その判断結果に基づいて、バルブV3及びバルブV1を開、バルブV4及びバルブV2を閉とする信号、また、バルブV3及びバルブV1を閉、バルブV4及びバルブV2を開とする信号を出力する。
本実施の形態の寝床内温度制御装置の制御回路19は、マイクロコンピュータで次のように制御される。
まず、このルーチンは、就寝者Mが就寝する5〜10分程度前に電源スイッチSWを投入することを前提としている。このルーチンは、スイッチSWの投入によって立ち上がるものである。
まず、このルーチンは、就寝者Mが就寝する5〜10分程度前に電源スイッチSWを投入することを前提としている。このルーチンは、スイッチSWの投入によって立ち上がるものである。
スイッチSWの投入によってこのルーチンが立ち上がると、ステップS1で温度センサ6の情報から寝床の設定温度を確認し、所定の温度範囲内にあるか、否かを判断する。所定の温度範囲内にないとき、ステップS2で暖冷房機16を動作状態とし、ステップS3で就寝者Mが寝床に寝ている状態にあるか否かを判断する。就寝者Mが寝床に寝ている状態(睡眠に入っているか否かを問うものではない)にあるかを判断して、ステップS3で就寝者Mが寝床に寝ていないと判断したとき、ステップS1乃至ステップS3で寝床の設定温度を所定の温度範囲内に維持する制御を寝床内空調系で行う。
詳しくは、熱交換器17を動作させ、循環ポンプ15によってバルブV1及びフレキシブル配管13を経て吹出部11から所定の温度の空気を吹き出させる。そして、収集部12で布団内の空気を集めて、フレキシブル配管14及びバルブV3を介して熱交換器17に循環する経路である第1媒体通路Aを形成し、寝床内をこの寝床内空調系によって、所望の温度に維持する。
ステップS3で就寝者Mが寝床についたと判断すると、ステップS4で第1媒体通路Aのもとで「睡眠温度制御モード」に入る。「睡眠温度制御モード」では、その就寝者Mが日常の睡眠が3〜4時間程度に1度トイレ20に行く行動をとるとすれば、その間の睡眠状態に応じて寝床の温度を生理学的に良好な温度に制御するものである。例えば、浅い睡眠(ノンレム睡眠)状態では、寝床の温度を高くし、深い睡眠(レム睡眠)状態では寝床の温度を低くする。
ステップS3で就寝者Mが寝床についたと判断すると、ステップS4で第1媒体通路Aのもとで「睡眠温度制御モード」に入る。「睡眠温度制御モード」では、その就寝者Mが日常の睡眠が3〜4時間程度に1度トイレ20に行く行動をとるとすれば、その間の睡眠状態に応じて寝床の温度を生理学的に良好な温度に制御するものである。例えば、浅い睡眠(ノンレム睡眠)状態では、寝床の温度を高くし、深い睡眠(レム睡眠)状態では寝床の温度を低くする。
ステップS5で就寝者Mが起床したか否かを温度センサ6によって検出する。即ち、就寝者Mが掛布団4を捲って起床すると、その状態が温度センサ6によって検出される。勿論、ベッド1に配設されたマイクロホン5の音声信号及び/またはCCDカメラからの画像信号でもそれらは判断できる。ステップS5で就寝者Mが掛布団4を捲って起床に至ってないと判断するとき、ステップS6で就寝者Mが寝床に入った後の経過時間を測定し、トイレ20に行くまでの時間であるタイマ設定時間T1の経過を判断する。タイマ設定時間T1を経過していないとき、ステップS4乃至ステップS6のルーチンを繰り返し実行する。
ステップS5で就寝者Mが掛布団4を捲って起床したと判断したとき、ステップS7で「起床制御モード」に入る。この「起床制御モード」では、バルブV4を開として室内空気を導入し、熱交換器17及び循環ポンプ15を動作させて所定の加温または冷却を行い、バルブV2を介して寝床外環境管路18に加温または冷却された空気を供給する第2媒体通路Bを形成し、寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って熱交換器17を通過した空気を寝床外環境管路18から供給する。
そして、「起床制御モード」に入ってから、通常、寝床の温度が低下しない程度の時間に設定するタイマ設定時間T2を経過しているか否かをステップS8で判断し、ステップS8でタイマ設定時間T2を経過してないと判断すると、ステップS10で寝床に戻って寝ている状態であるか否かを判断し、就寝者Mが寝床についているとき、このルーチンを脱する。
しかし、ステップS8で「起床制御モード」に入ってから、寝床の温度が低下しない程度の時間を設定したタイマ設定時間T2の経過を判断したとき、または、ステップS5で就寝者Mの起床を判断することなく、ステップS6でタイマ設定時間T1を経過したと判断したとき、ステップS9で「中間制御モード」に入る。
しかし、ステップS8で「起床制御モード」に入ってから、寝床の温度が低下しない程度の時間を設定したタイマ設定時間T2の経過を判断したとき、または、ステップS5で就寝者Mの起床を判断することなく、ステップS6でタイマ設定時間T1を経過したと判断したとき、ステップS9で「中間制御モード」に入る。
この「中間制御モード」は、バルブV3及びバルブV1を開、バルブV4及びバルブV2を閉とし、熱交換器17、循環ポンプ15によって寝床に空調空気を供給する第1媒体通路Aと、バルブV3及びバルブV1を閉、バルブV4及びバルブV2を開とし、寝床外環境管路18による加温または冷却された空気を供給する第2媒体通路Bとの運転を交互に行うモードである。このモードによって、寝床の温度の変化及び寝床外のトイレ20方向へとつながる床面付近の温度を所望の温度範囲内として維持することができる。
この「中間制御モード」において、ステップS10で就寝者Mが寝床についている状態であるか否かを判断し、就寝者Mが寝床についていないとき、ステップS11で就寝者Mの安否を問う時間に設定したタイマ設定時間T3の経過を判断する。就寝者Mの安否を問う時間に設定したタイマ設定時間T3の経過前であるとき、ステップS9で中間制御に入り、ステップS9乃至ステップS11のルーチンの処理を繰り返し行う。
しかし、ステップS11でタイマ設定時間T3を経過していると判断したとき、就寝者Mが寝床につくのが遅すぎるので、ステップS12で警報を発して、第三者に就寝者Mが寝床に戻る時間が遅すぎる旨を報知して、このルーチンを脱する。
しかし、ステップS11でタイマ設定時間T3を経過していると判断したとき、就寝者Mが寝床につくのが遅すぎるので、ステップS12で警報を発して、第三者に就寝者Mが寝床に戻る時間が遅すぎる旨を報知して、このルーチンを脱する。
このように、本実施の形態1における寝床内温度制御装置は、媒体の温度を加温または冷却する熱交換器17と、熱交換器17で加温または冷却された前記媒体を寝床内に吹き出す吹出部11と、寝床内に吹出部11から吹き出した前記媒体を収集する収集部12と、収集部12と熱交換器17と吹出部11との間に配設され、熱交換器17を介して収集部12から吹出部11へと前記媒体を循環させる循環ポンプ15と、熱交換器17で加温または冷却された前記媒体は、寝床内に吹き出す第1媒体通路Aの吹出部11とは別に設けた寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って前記媒体を供給する第2媒体通路Bと、寝床内の温度及び/または熱交換器17から排出された温度を検出する温度センサ6と、温度センサ6の出力によって熱交換器17を介して循環される媒体の温度を制御すると共に、就寝者Mの起床の状態を検出して第1媒体通路Aから第2媒体通路Bに切り替える制御手段10とを具備するものである。
媒体の温度を加温または冷却する熱交換器17で加温または冷却された前記媒体を寝床内に吹出部11から吹き出し、寝床内に吹出部11から吹き出した前記媒体を収集部12で収集する第1媒体通路Aにおいて、循環ポンプ15は収集部12と熱交換器17と吹出部11との間の第1媒体通路Aに配設され、熱交換器17を介して収集部12から吹出部11へと媒体を循環させる寝床内空調系にある。制御手段10は、寝床内の温度及び/または熱交換器17から排出された温度を検出する温度センサ6の出力によって、熱交換器17を介して循環される媒体の温度を制御すると共に、就寝者Mの起床の状態を検出して、第1媒体通路Aから寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する寝床外環境管路18を有する第2媒体通路Bに切り替える。
したがって、就寝者Mが布団に寝ているときには、循環ポンプ15によって、熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に吹出部11から吹き出し、寝床内に吹出部11から吹き出した媒体を収集部12で収集するように媒体を寝床内空調系に循環させる。これによって、就寝者Mが布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、このとき、寝床内に吹出部11から吹き出した媒体を収集部12で収集して媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者Mの起床の状態を検出して、媒体を寝床内に吹き出す吹出部11から寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って媒体を排出する第2媒体通路Bに切り替えるものであるから、寝床外のトイレ20の方向への環境温度を最適にすることもできる。
よって、就寝者Mの安眠を維持することができ、習慣的にトイレ20に行くタイミングには、その経路も暖冷房可能であり、しかも、省エネ可能である。
よって、就寝者Mの安眠を維持することができ、習慣的にトイレ20に行くタイミングには、その経路も暖冷房可能であり、しかも、省エネ可能である。
実施の形態1の第1媒体通路Aにおいては、吹出部11と収集部12は、100%の効率を有していないが、本発明を実施する場合には、完全な効率とすることもできる。また、第2媒体通路Bにおいては、バルブV4によって取り入れる室内空気は、再度室内空間に寝床外環境管路18から供給されるが、ここにおいても、本発明を実施する場合には、完全な効率とすることもできる。
[実施の形態2]
[実施の形態2]
図4は本発明の実施の形態2における寝床内温度制御装置の使用状態を示す全体の説明図、図5は本発明の実施の形態2における寝床内温度制御装置の全体構成図である。
なお、図中、上記実施の形態1と同一記号または同一符号は、上記実施の形態1と同一または相当する部分であるので、ここではその重複する説明を省略し、ここでは相違点のみ説明する。
なお、図中、上記実施の形態1と同一記号または同一符号は、上記実施の形態1と同一または相当する部分であるので、ここではその重複する説明を省略し、ここでは相違点のみ説明する。
図4及び図5において、ベッド1及びベッド1に設置されているマットレス2は公知の構造のものである。マットレス2の内部には、架橋ポリエチレン管等の樹脂管200が蛇行して全面に配置されている。図示しないが、敷布団3、掛布団4は公知の形態のものが使用される。本実施の形態の寝床内温度制御装置の制御手段10とマットレス2の内部の樹脂管200は、コネクタを接続したフレキシブル配管13とフレキシブル配管14によって、バルブV1またはバルブV3に接続されている。
また、ベッド1にはマイクロホン5及び/またはCCDカメラが配設されており、就寝者の睡眠状態または起きた状態を検出できるようになっている。そして、マットレス2には複数個の温度センサ6が配設されており、温度センサ6によってマットレス2内の温度の制御を行っている。
また、ベッド1にはマイクロホン5及び/またはCCDカメラが配設されており、就寝者の睡眠状態または起きた状態を検出できるようになっている。そして、マットレス2には複数個の温度センサ6が配設されており、温度センサ6によってマットレス2内の温度の制御を行っている。
また、ベッド1の周囲には、簡易トイレ20までの床面に直列接続された複数枚の暖房マット181,182,183が敷設されている。暖房マット181,182,183に対しても、寝床内温度制御装置の制御手段10とその内部の樹脂管との間は、コネクタを接続したフレキシブル配管18aとフレキシブル配管18bによって、バルブV2またはバルブV4に接続されている。
本実施の形態2の寝床内温度制御装置の制御手段10は、次のように構成されている。
熱交換器17の一方には、樹脂管200の一端がフレキシブル配管14及びバルブV3を介して接続されている。また、熱交換器17の他方には、寝床の温度を加温または冷却する媒体である湯水を送出する循環ポンプ15及びバルブV1、フレキシブル配管13を介して樹脂管200の他の端部に接続されている。ここで、バルブV3は樹脂管200の流出側の開閉を行い、また、バルブV1は樹脂管200の流入側の開閉を行う。これら熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV1、フレキシブル配管13、樹脂管200、並びに、フレキシブル配管14、バルブV3、熱交換器17の経路は、寝床内空調系を形成し、本実施の形態の熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に導き、寝床内の温度を調節して回収され、再度、熱交換器17側に循環される第1媒体通路Aを構成している。
熱交換器17の一方には、樹脂管200の一端がフレキシブル配管14及びバルブV3を介して接続されている。また、熱交換器17の他方には、寝床の温度を加温または冷却する媒体である湯水を送出する循環ポンプ15及びバルブV1、フレキシブル配管13を介して樹脂管200の他の端部に接続されている。ここで、バルブV3は樹脂管200の流出側の開閉を行い、また、バルブV1は樹脂管200の流入側の開閉を行う。これら熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV1、フレキシブル配管13、樹脂管200、並びに、フレキシブル配管14、バルブV3、熱交換器17の経路は、寝床内空調系を形成し、本実施の形態の熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に導き、寝床内の温度を調節して回収され、再度、熱交換器17側に循環される第1媒体通路Aを構成している。
また、バルブV3と熱交換器17との間には、バルブV4を配設し、バルブV4を開くことによって暖房マット181,182,183から帰還する湯水が導入できるようになっている。また、循環ポンプ15とバルブV1との間には、バルブV2を介して熱交換器17で加温または冷却された湯水が、寝床外の簡易トイレを含むトイレ20方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する寝床外環境管路18としての暖房マット181,182,183に供給されるように接続されている。
バルブV3及びバルブV1を閉じ、バルブV4及びバルブV2を開くことによって、湯水がバルブV4、熱交換器17を介して、循環ポンプ15で送出され、バルブV2を介してトイレ20方向へとつながる床面に沿って空気を排出される寝床外環境管路18である暖房マット181,182,183に加温または冷却された湯水が供給される。
これらこのバルブV4によって帰還する湯水を取り入れ、熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV2によって、トイレ20方向へとつながる床面に沿って湯水を供給する寝床外環境管路18からなる暖房マット181,182,183は、本実施の形態の第2媒体通路Bを構成している。
これらこのバルブV4によって帰還する湯水を取り入れ、熱交換器17、循環ポンプ15、バルブV2によって、トイレ20方向へとつながる床面に沿って湯水を供給する寝床外環境管路18からなる暖房マット181,182,183は、本実施の形態の第2媒体通路Bを構成している。
本実施の形態でも詳細な説明を省略するが、バルブV3及びバルブV2を閉じ、バルブV1及びバルブV4を開くことによって、湯水がバルブV4、熱交換器17を介して、循環ポンプ15で送出され、バルブV1を介して寝床の温度を加温または冷却することができる。また、バルブV1及びバルブV4を閉じ、バルブV3及びバルブV2を開くことによって、寝床外環境管路18の暖房マット181,182,183に供給する空気の温度を急激に変化させることができる。即ち、応答性をよくすることができる。
制御回路19は、暖冷房機16との間で暖房運転または冷房運転を行うかの指示を出し、かつ、その運転を行う。ベッド1に配設されたマイクロホン5及び/またはCCDカメラからの信号を見て、掛布団4が捲られた状態であるかを判断し、掛布団4が捲られておれば、就寝者Mが起きようとしていると判断する。その判断結果に基づいて、バルブV3及びバルブV1を開、バルブV4及びバルブV2を閉とする信号、また、バルブV3及びバルブV1を閉、バルブV4及びバルブV2を開とする信号を出力する。
なお、本実施の形態2の寝床内温度制御装置の制御回路19におけるマイクロコンピュータの制御は、基本的に実施の形態1と同一であるので省略する。
このように、上記実施の形態1及び実施の形態2の寝床内温度制御装置は、空気または湯水等の媒体の温度を加温または冷却する熱交換器17と、熱交換器17で加温または冷却された前記媒体を寝床内に導き、寝床内の温度を調節した後に回収され、再度、熱交換器17側に循環される第1媒体通路Aと、第1媒体通路Aに配設された熱交換器17を介して第1媒体通路Aへと媒体を循環させる循環ポンプ15と、熱交換器17で加温または冷却された媒体は、寝床内の温度を調節する第1媒体通路Aとは別に、寝床外のトイレ20方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する第2媒体通路Bと、寝床内の温度及び/または熱交換器17から供給された温度を検出する温度センサ6と、温度センサ6の出力によって熱交換器17を介して循環される前記媒体の温度を制御すると共に、就寝者Mの起床の状態を検出して、媒体を第1媒体通路Aから第2媒体通路Bに切り替える制御手段10とを具備するものである。
このように、上記実施の形態1及び実施の形態2の寝床内温度制御装置は、空気または湯水等の媒体の温度を加温または冷却する熱交換器17と、熱交換器17で加温または冷却された前記媒体を寝床内に導き、寝床内の温度を調節した後に回収され、再度、熱交換器17側に循環される第1媒体通路Aと、第1媒体通路Aに配設された熱交換器17を介して第1媒体通路Aへと媒体を循環させる循環ポンプ15と、熱交換器17で加温または冷却された媒体は、寝床内の温度を調節する第1媒体通路Aとは別に、寝床外のトイレ20方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する第2媒体通路Bと、寝床内の温度及び/または熱交換器17から供給された温度を検出する温度センサ6と、温度センサ6の出力によって熱交換器17を介して循環される前記媒体の温度を制御すると共に、就寝者Mの起床の状態を検出して、媒体を第1媒体通路Aから第2媒体通路Bに切り替える制御手段10とを具備するものである。
したがって、就寝者Mが布団に寝ているときには、循環ポンプ15によって、熱交換器17で加温または冷却された媒体を寝床内に第1媒体通路Aで循環させる。これによって、就寝者Mが布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、前記寝床内に第1媒体通路Aで媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者Mの起床の状態を検出して、第1媒体通路Aから寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って媒体を排出する第2媒体通路Bに切り替えるものであるから、寝床外のトイレ20方向への環境温度を最適にすることもできる。
よって、就寝者Mの安眠を維持することができ、習慣的にトイレ20に行くタイミングには、その経路も暖冷房でき、しかも、省エネとなり、就寝者Mがトイレ20に行くために起きても、用を足せば直ぐに再び睡眠に入ることができる。
即ち、夜中に用を足すためにトイレ20に行くとき、トイレ20までの経路を暖かい、あるいは涼しい状態とすることができるから、特に、寒さによるヒートショックによる事故を防止できる。また、50℃以上の温風で寝床内に吹き出す場合には、ダニを退治することも可能である。
よって、就寝者Mの安眠を維持することができ、習慣的にトイレ20に行くタイミングには、その経路も暖冷房でき、しかも、省エネとなり、就寝者Mがトイレ20に行くために起きても、用を足せば直ぐに再び睡眠に入ることができる。
即ち、夜中に用を足すためにトイレ20に行くとき、トイレ20までの経路を暖かい、あるいは涼しい状態とすることができるから、特に、寒さによるヒートショックによる事故を防止できる。また、50℃以上の温風で寝床内に吹き出す場合には、ダニを退治することも可能である。
更に、就寝者Mの体調や個人差によって、一般的に適温と思われている温度でも、寒くまたは暑く感じることがある。そのため、予め、暑いと感じている時の体動や寝息、寒いと感じている時の体動や寝息から発する音を、制御回路19に記憶しておき、マイクロホン5で検知した音と比較し、何れかの音かを判断したときには、冷暖する温度を微調整することができる。そして、夜中にトイレ20におきることがあるが、暖かいまたは涼しい寝床内から起きてトイレ20に行くのは眠気を覚まし、高齢者の場合は特に寒い場合、ヒートショックにより脳内出血等で死に至る場合もある。そこで、冷暖する場合、人が起き上がったこと、掛布が上げられたことを検知して、第1媒体通路Aの寝床内空調系の制御から第2媒体通路Bの寝床外空調系の制御に切り替え、ベッド1からトイレ20までの経路に沿うように配設されている寝床外環境管路18に切り替えることによりトイレ20までの経路を暖かく使用できるものである。
上記実施の形態1及び実施の形態2の寝床内温度制御装置は、所定温度に調温された媒体が循環して寝床内の温度を所定値に調整する第1媒体通路Aと、寝床とトイレ空間との間の通路の床面に沿って配設された第2媒体通路Bと、寝床内の温度及び/または前記媒体の温度を検出する温度センサ6と、温度センサ6の検出結果に依拠して媒体の温度を制御すると共に、就寝者Mが寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路Mに供給する制御手段10とを具備する発明の構成とすることができる。
したがって、本発明を実施する場合には、就寝者Mが布団に寝ているときには、調温された媒体を寝床内に第1媒体通路Aで循環させ、就寝者Mが布団に寝ているときの布団内の環境温度を最適にすることができる。また、このとき、前記寝床内に第1媒体通路Aで媒体を循環させるものであるから、布団から自然に放熱されたり、人体に吸収されたりする熱エネルギを補充すればよいから省エネ効果がある。そして、就寝者Mの起床の状態を検出して、第1媒体通路Aから寝床外のトイレ方向へとつながる床面に沿って媒体を供給する第2媒体通路Bに切り替えるものであるから、寝床外のトイレ方向への環境温度を最適にすることもできる。よって、就寝者Mの安眠を維持することができ、習慣的にトイレに行くタイミングには、その経路も暖冷房でき、しかも、省エネとすることができ、就寝者Mが再び寝床に戻って直ぐに睡眠に入ることができる。
また、本発明を実施する場合の制御回路19は、就寝者Mの睡眠の状態を検出して、寝床内の温度を生理学的な環境として調整するものであるから、人間の生理学的特性に合致した温度制御が可能となる。就寝者Mの睡眠の状態を検出して、寝床内の温度を生理学的な環境として調整するものであるから、人間の生理学的特性に合致した温度制御が可能となり、生活のリズムを狂わせることがない。
そして、制御回路19による就寝者Mの起床状態の検出は、寝床に配設された複数の温度センサ6のばらつき及び/または温度差によって行うことにより、コスト的に廉価な処理を行うことができ、また、当該温度センサ6を寝具に装着しても違和感のない状態に設定できる。そして、制御回路19による就寝者Mの起床状態の検出は、寝床の就寝者Mの状態の画像によって行うものであるから、寝床の状態を正確に検出することができる。
そして、制御回路19による就寝者Mの起床状態の検出は、寝床に配設された複数の温度センサ6のばらつき及び/または温度差によって行うことにより、コスト的に廉価な処理を行うことができ、また、当該温度センサ6を寝具に装着しても違和感のない状態に設定できる。そして、制御回路19による就寝者Mの起床状態の検出は、寝床の就寝者Mの状態の画像によって行うものであるから、寝床の状態を正確に検出することができる。
そして、本発明を実施する場合の制御回路19による就寝者Mの起床状態の検出は、寝床に配設された複数の温度センサ6のばらつき及び/または温度差並びに寝床の就寝者Mの状態の画像によって行うものであるから複数の温度センサ6及び就寝者Mの状態の画像によって起床状態を判断するものであるから、信頼性の高い検出を行うことができる。
また、制御回路19は、就寝者Mが寝床から起床したときに媒体を第2媒体通路Bに供給すると同時に媒体が第1媒体通路Aを循環するのを停止するものであるから、無駄な調温を行うことなく制御を行うことができる。また、就寝者Mの起床の温度を低下させることなく、寝床外のトイレ20方向へ環境温度を最適にすることもできる。
更に、本発明を実施する場合の調温された媒体は、空気または水としたものでは、特殊な媒体を使用するものでないので、環境汚染することがない。
また、制御回路19は、就寝者Mが寝床から起床したときに媒体を第2媒体通路Bに供給すると同時に媒体が第1媒体通路Aを循環するのを停止するものであるから、無駄な調温を行うことなく制御を行うことができる。また、就寝者Mの起床の温度を低下させることなく、寝床外のトイレ20方向へ環境温度を最適にすることもできる。
更に、本発明を実施する場合の調温された媒体は、空気または水としたものでは、特殊な媒体を使用するものでないので、環境汚染することがない。
加えて、本発明を実施する場合の第1媒体通路Aは、調温された媒体を通す合成樹脂管がマットレスの内部を蛇行して配置されているものであるから、請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の効果に加えて、任意の面積を効率よく調温することができる。また、第1媒体通路Aは、調温された媒体が掛布団の袋体から吹き出すものであるから、掛布団が自然な使用状態で使用でき、かつ、吹き出す空気圧によって、掛布団の重みが実質的に軽量化されるから、老人及び病人にとって好適な構成となる。そして、第2媒体通路Bは、調温された暖房マット181,182,183としたものであるから、施工状態において違和感のない状態となり、来客があっても不自然さを訴えるものがない。
ところで、上記実施の形態の寝床内温度制御装置の制御回路19は、就寝者Mの睡眠の状態を検出して、寝床内の温度を生理学的な環境として調整するものであるから、人間の生理学的特性に合致した温度制御が可能となり、生活のリズムを狂わせることがない。
上記実施の形態の寝床内温度制御装置の制御回路19は、第2媒体通路Bによって寝床外のトイレ20の方向へとつながる床面に沿って媒体を供給するときには、第1媒体通路Aを介すことなく、第2媒体通路Bを使用するものであるから、就寝者Mの起床の状態を検出して、第1媒体通路Aから寝床外のトイレ20の方向へとつながる第2媒体通路Bに切り替えるものであるから、就寝者Mの起床の温度を低下させることなく、寝床外のトイレ20の方向へ環境温度を最適にすることができる。
上記実施の形態の寝床内温度制御装置の制御手段19は、第1媒体通路Aに介設されたポンプ15及び媒体と熱交換機17によって熱交換することにより媒体の温度を調温する暖冷房機16と、ポンプ15及び暖冷房機16の下流側に配設されたバルブV1等の電磁弁とを備え、就寝者Mの起床時に第1媒体通路Aから第2媒体通路Bへの媒体の供給切り換えを、バルブV1等の電磁弁によって行うものであるから、就寝者Mの起床からトイレ20に向かうまでのタイムラグを使用して効率のよい、調温制御を行うことができる。なお、上記実施の形態では、バルブV1を電磁弁で構成したものであるが、暖房または冷房の切り換えをマニュアルで行うこともでき、
上記実施の形態の寝床内温度制御装置の第1媒体通路Aと第2媒体通路Bの切り換えは、第1媒体通路A内にてポンプ15及び暖冷房機16の下流側に配設されたバルブV1と、ポンプ15及び暖冷房機16の下流側で、バルブV1との間の第2媒体通路Bの一端に配設されたバルブV2によって行うものであるから、その切り換えのタイミングを任意に設定することができる。
上記実施の形態の寝床内温度制御装置のバルブV1とバルブV1は、媒体が第1媒体通路Aと第2媒体通路Bを同時に循環しないようにしたものであるから、無駄な温度調節を行わないから、エネルギ効率のよい運転が可能である。
上記実施の形態の寝床内温度制御装置の前記制御手段10は、第1媒体通路Aに介設されたポンプ15及び媒体と熱交換器17で熱交換することにより媒体の温度を調温する暖冷房機16と、ポンプ15及び暖冷房機16の上流側に配設されたバルブV3、バルブV4等の電磁弁とを備え、就寝者Mの起床時に第1媒体通路Aから第2媒体通路Bへの前記媒体の供給切り換えを、バルブV3、バルブV4等の電磁弁によって行うものであるから、就寝者Mの起床からトイレ20に向かうまでの準備に要するタイムラグを使用して効率のよい、調温制御を行うことができる。
上記実施の形態の寝床内温度制御装置の第1媒体通路Aと第2媒体通路Bの切り換えは、第1媒体通路A内にてポンプ15及び暖冷房機16の上流側に配設されたバルブV3と、ポンプ15及び暖冷房機16の上流側で、前記バルブV3との間の第2媒体通路Bの一端に配設されたバルブV4によって行うものであるから、その切り換えのタイミングを任意に設定することができる。
上記実施の形態の寝床内温度制御装置のバルブV1とバルブV2は、媒体が第1媒体通路Aと第2媒体通路Bを同時に循環しないようにしたものであるから、エネルギ効率のよい運転が可能である。
なお、上記実施の形態では、バルブV1,V2,V3,V4を電磁弁で構成したものであるが、本発明を実施する場合には、暖房または冷房の切り換えをマニュアルで行うこともでき、このときはマニュアルの開閉弁とすることができる。勿論、空気圧、油圧で開閉するバルブとすることもできる。
また、バルブV1とバルブV2、バルブV3とバルブV4とは、切り換えを行うものであるから、切換弁とすることもできる。また、バルブV1とバルブV2、バルブV3とバルブV4は、対で使用するものであり、専用のバルブとすることができるから、電磁弁装置として捉えることができる。
なお、上記実施の形態では、バルブV1,V2,V3,V4を電磁弁で構成したものであるが、本発明を実施する場合には、暖房または冷房の切り換えをマニュアルで行うこともでき、このときはマニュアルの開閉弁とすることができる。勿論、空気圧、油圧で開閉するバルブとすることもできる。
また、バルブV1とバルブV2、バルブV3とバルブV4とは、切り換えを行うものであるから、切換弁とすることもできる。また、バルブV1とバルブV2、バルブV3とバルブV4は、対で使用するものであり、専用のバルブとすることができるから、電磁弁装置として捉えることができる。
A 第1媒体通路
B 第2媒体通路
M 就寝者
1 ベッド
2 マットレス(寝床)
3 敷布団(寝床)
4 掛布団(寝床)
6 温度センサ
10 制御手段
11 吹出部
12 収集部
15 循環ポンプ
16 暖冷房機
17 熱交換器
18 寝床外環境管路
19 制御回路
20 トイレ(トイレ空間)
V1,V2,V3,V4, バルブ(電磁弁)
B 第2媒体通路
M 就寝者
1 ベッド
2 マットレス(寝床)
3 敷布団(寝床)
4 掛布団(寝床)
6 温度センサ
10 制御手段
11 吹出部
12 収集部
15 循環ポンプ
16 暖冷房機
17 熱交換器
18 寝床外環境管路
19 制御回路
20 トイレ(トイレ空間)
V1,V2,V3,V4, バルブ(電磁弁)
Claims (16)
- 所定温度に調温された媒体が循環して寝床内の温度を所定値に調整する第1媒体通路と、
前記寝床とトイレ空間との間の通路の床面に沿って配設された第2媒体通路と、
前記寝床内の温度及び/または前記媒体の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出結果に依拠して前記媒体の温度を制御すると共に、就寝者が前記寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路に供給する制御手段と
を具備することを特徴とする寝床内温度制御装置。 - 前記制御手段は、前記就寝者の睡眠の状態を検出して、前記寝床内の温度を調整することを特徴とする請求項1に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床に配設された複数の温度センサのばらつき及び/または温度差によって行うことを特徴とする請求項2に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床の前記就寝者の状態の画像によって行うことを特徴とする請求項2に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記制御手段による前記就寝者の起床状態の検出は、前記寝床に配設された複数の温度センサのばらつき及び/または温度差並びに前記寝床の前記就寝者の状態の画像によって行うことを特徴とする請求項2に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記制御手段は、前記就寝者が前記寝床から起床したときに前記媒体を第2媒体通路に供給すると同時に、前記媒体が前記第1媒体通路を循環するのを停止することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記熱交換器で調温された媒体は、空気または水としたことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第1媒体通路は、調温された媒体を通す合成樹脂管がマットレスの内部を蛇行して配置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第1媒体通路は、調温された媒体が掛布団の袋体から吹き出すことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第2媒体通路は、調温された暖房マットとしたことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1つに記載の寝床内温度制御装置。
- 前記制御手段は、前記第1媒体通路に介設されたポンプと前記媒体と熱交換することにより前記媒体の温度を調温する暖冷房機と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側に配設された電磁弁装置とを備え、前記就寝者の起床時に前記第1媒体通路から前記第2媒体通路への前記媒体の供給切り換えを、前記電磁弁装置によって行うことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1つに記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第1媒体通路と前記第2媒体通路の切り換えを行う電磁弁装置は、前記第1媒体通路内にて前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側に配設された第1電磁弁と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の下流側で、前記第1電磁弁との間の前記第2媒体通路の一端に配設された第2電磁弁からなることを特徴とする請求項11に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第1電磁弁と第2電磁弁は、前記媒体が前記第1媒体通路と前記第2媒体通路を同時に循環しないようにしたことを特徴とする請求項12に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記制御手段は、前記第1媒体通路に介設されたポンプと前記媒体と熱交換することにより前記媒体の温度を調温する暖冷房機と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側に配設された電磁弁装置とを備え、前記就寝者の起床時に前記第1媒体通路から前記第2媒体通路への前記媒体の供給切り換えを、前記電磁弁装置によって行うことを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれか1つに記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第1媒体通路と前記第2媒体通路の切り換えを行う電磁弁装置は、前記第1媒体通路内にて前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側に配設された第3電磁弁と、前記ポンプ及び前記暖冷房機の上流側で、前記第3電磁弁との間の前記第2媒体通路の一端に配設された第4電磁弁からなることを特徴とする請求項14に記載の寝床内温度制御装置。
- 前記第3電磁弁と第4電磁弁は、前記媒体が前記第1媒体通路と前記第2媒体通路を同時に循環しないようにしたことを特徴とする請求項15に記載の寝床内温度制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006075787A JP2007244782A (ja) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | 寝床内温度制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006075787A JP2007244782A (ja) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | 寝床内温度制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007244782A true JP2007244782A (ja) | 2007-09-27 |
Family
ID=38589676
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006075787A Pending JP2007244782A (ja) | 2006-03-20 | 2006-03-20 | 寝床内温度制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007244782A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010201037A (ja) * | 2009-03-04 | 2010-09-16 | Aisin Seiki Co Ltd | 空気温度可変機能付き寝具の掛布団 |
CN104172820A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-03 | 刘雄远 | 一种床上用品的制暖装置 |
JP2017006359A (ja) * | 2015-06-22 | 2017-01-12 | 三菱電機株式会社 | 快眠環境制御システムおよび快眠環境制御方法 |
JP2019060559A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 株式会社富士通ゼネラル | 空調機システム |
-
2006
- 2006-03-20 JP JP2006075787A patent/JP2007244782A/ja active Pending
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CN104172820A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-03 | 刘雄远 | 一种床上用品的制暖装置 |
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JP2019060559A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 株式会社富士通ゼネラル | 空調機システム |
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