JP2010019769A

JP2010019769A - 快適性評価装置及び快適性評価方法

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Publication number: JP2010019769A
Application number: JP2008182318A
Authority: JP
Inventors: Hirotaka Harada; 弘孝原田; Toshiaki Murakami; 俊昭村上; Sonoko Ishimaru; 園子石丸
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2008-07-14
Filing date: 2008-07-14
Publication date: 2010-01-28

Abstract

【課題】急激な環境温湿度変化に対する、衣服内温湿度、皮膚の温度、消費熱量の少なくとも１つの変化を、より人に近い状態で正確に評価できる、発汗人体模型装置を用いた快適性評価装置及び評価方法を提供する。
【解決手段】発汗人体模型装置１０１と、温度または／及び湿度の異なる２つの恒温恒湿室（Ａ）及び（Ｂ）へ発汗人体模型装置を移動機構１０２で移動させる快適性評価装置であって、発汗人体模型装置は、全身を、頭部、体幹部前、後、腰部、右左腕部、右左大腿部、右左下腿部の１０部位に分割され、頭部以外の９部位には、発汗機構、水量調整手段、第１センサ（温度）と、第２センサ（温湿度）とを備え、恒温恒湿室（Ｂ）と（Ａ）は、壁または床を介して隣接し、開閉機構１０３が設けられている。前記快適性評価装置を用いて、発汗人体模型装置の衣服内温湿度、皮膚の温度、消費熱量の少なくとも１つを評価する。
【選択図】図２

Description

本発明は、人が２つの異なる温熱環境を移動した際の快適性を評価するための、評価装置及び快適性評価方法に関する。

従来、安定した発汗状態や温熱状態を人工的に再現することができる発汗人体模型装置が快適性評価に用いられている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。快適性の中でも、オフィスから屋外、リビングから寝室および屋外から自動車室内などの２つの環境を人が移動する際に快適性は大きく変化し、この移動時の快適性を考慮した衣服やカーシートなどの事前評価を行うことは有用である。特に、夏季の駐車中の自動車室内は、建築物に対しガラスの占有面積が大きく、かつ、狭く密閉された空間であるため、非常に高温になる。そのため、乗車直後にエアコンを稼動させても、しばらくは汗をかいてむれ感などの不快感が生じる。

しかしながら、この発汗人体模型装置が２つの異なる温熱環境間を移動する際の快適性を評価するためには、発汗人体模型装置は異なる部屋を移動する機構が設けられていないため、設置されている恒温恒湿室の温湿度制御を変更する方法しかない。さらに、この方法では環境温湿度変化が遅く、急激な環境温湿度変化に対する、人の反応を正確に捉えることができない。また、ホットプレートに発汗孔が設けられた簡易型かつ小型の発汗装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。この発汗装置は小型であるため、２つの異なる温熱環境を移動することができるが、衣服などの評価は製品の一部のみの評価にとどまり、製品の全体としての評価が不可能である。
特開２００３−５０４５４１特開２００４−６８２３０特開２００３−１６７５１

本発明の目的は、急激な環境温湿度変化に対する、衣服内温湿度、皮膚の温度、消費熱量の少なくとも１つの変化を、より人に近い状態で正確に評価することができる、発汗人体模型装置を用いた快適性評価装置及び快適性評価方法を提供することにある。

前記の課題を解決することができる本発明の快適性評価装置及び快適性評価方法は、以下の構成からなる。
すなわち、第１の発明は、発汗人体模型装置２０１、温度または／及び湿度の異なる２つの恒温恒湿室（Ａ）及び（Ｂ）、恒温恒湿室（Ｂ）から恒温恒湿室（Ａ）へ発汗人体模型装置２０１を移動させる移動機構１０２を具備してなる快適性評価装置であって、
発汗人体模型装置２０１は、全身を、頭部２０３、体幹部前２０５、体幹部後２０６、腰部２０７、右腕部２０８、左腕部２０９、右大腿部２１０、左大腿部２１１、右下腿部２１２および左下腿部２１３の１０部位に分割され、頭部２０３以外の前記９部位には、表面側から順に模擬皮膚３０３、発汗孔３０２を有する本体壁３０１、および過熱ヒータ３０４が積層された発汗機構と、上記発汗孔に水分を供給する水量調整手段３０８と、模擬皮膚３０３の表面温度を測定するため、模擬皮膚３０３の表面に接するように設けられる第１センサ（温度センサ３０９）と、衣服３１０を発汗人体模型装置２０１に装着した場合に、模擬皮膚３０３と衣服３１０との間に形成される空気層Ｃの温度および湿度を測定するため、センサ部が空気層Ｃに位置するように設置される第２センサ（温湿度センサ３１１）とを備え、
恒温恒湿室（Ｂ）と恒温恒湿室（Ａ）は、壁または床を介して隣接しており、該壁または床には開閉機構が設けられている、快適性評価装置である。

第２の発明は、発汗人体模型装置２０１の頭部２０３は、外部から発汗人体模型装置２０１内に発汗チューブ２０２が挿入され、さらに温度制御機構部２０４が設けられてなる第１の発明に記載の快適性評価装置である。

第３の発明は、発汗人体模型装置１０１の移動機構１０２が、発汗人体模型装置１０１を頭部から吊り下げたレールをスライドさせて発汗人体模型装置１０１を移動させるレールスライド式移動機構であることを特徴とする、第１の発明に記載の快適性評価装置である。

第４の発明は、恒温恒湿室（Ａ）および恒温恒湿室（Ｂ）の容積比（Ａ／Ｂ）が、３／１〜５／１であり、移動前の発汗人体模型装置１０１が恒温恒湿室（Ｂ）に設置されていることを特徴とする第１の発明に記載の快適性評価装置である。

第５の発明は、恒温恒湿室（Ａ）および恒温恒湿室（Ｂ）の内圧が、恒温恒湿室（Ａ）に対して恒温恒湿室（Ｂ）が負圧であることを特徴とする、第１または４の発明に記載の快適性評価装置である。

第６の発明は、第１〜５の発明のいずれか１つに記載の快適性評価装置を用いて、温度または／および湿度を変化させた環境下で、発汗人体模型装置２０１の体幹前部２０５、体幹後部２０６、腰部２０７、右腕部２０８、左腕部２０９、右大腿部２１０、左大腿部２１１、右下腿部２１２および左下腿部２１３の衣服内温湿度、皮膚の温度、消費熱量の少なくとも１つを評価する快適性評価方法であって、
恒温恒湿室（Ｂ）に配置された発汗人体模型装置２０１を、恒温恒湿室（Ｂ）とは温度または／及び湿度の異なる恒温恒湿室（Ａ）へ、移動機構１０２を用いて発汗人体模型装置２０１を移動させることを特徴とする快適性評価方法である。

本願発明によれば、恒温恒湿室（Ｂ）に設置された発汗人体模型装置１０１を、移動機構１０２により恒温恒湿室（Ａ）に移動させることができるため、発汗人体模型装置１０１が移動した後の恒温恒湿室（Ａ）の温度または／および湿度の変化が小さく、より人に近い状態での快適性評価ができる。

また、発汗人体模型装置２０１の頭部２０３に、外部から発汗人体模型装置２０１内に発汗チューブ２０２を挿入し、さらに温度制御機構部２０４を設けることにより、環境温度の影響を受けにくく、安定した温度の発汗を得ることができる。

また、発汗人体模型装置１０１の移動機構１０２が、発汗人体模型装置１０１を頭部から吊り下げたレールをスライドさせて発汗人体模型装置１０１を移動させるレールスライド式移動機構を用いることにより、発汗人体模型装置１０１を様々な姿勢で、非接触でタイムラグなく、速やかに２つの恒温恒湿間を移動させることができる。

さらに、恒温恒湿室（Ｂ）に配置された発汗人体模型装置２０１を、恒温恒湿室（Ｂ）とは温度または／及び湿度の異なる恒温恒湿室（Ａ）へ、移動機構１０２を用いて発汗人体模型装置２０１を移動させる際に、（１）恒温恒湿室（Ａ）および恒温恒湿室（Ｂ）の容積比（Ａ／Ｂ）を３／１〜５／１とする、あるいは、（２）恒温恒湿室（Ｂ）を恒温恒湿室（Ａ）に対し負圧にする、ことにより、恒温恒湿湿（Ｂ）と恒温恒湿室（Ａ）の間の開閉機構（例えば、ドア、シャッター）を開放して、発汗人体模型装置１０１を、恒温恒湿室（Ｂ）から恒温恒湿湿（Ａ）に移動させても、発汗人体模型装置１０１が移動後に設置される恒温恒湿室（Ａ）の温度あるいは／および湿度の変動を最小限に抑えることができる。

この発明における発汗人体模型装置２０１は、日本人の成人男子をベースにした人体形状本体壁３０１を備え、関節部、頭部、手、足以外の全身部位で人体に近い産熱発汗が模擬できる機能を備えている。また、股部および膝部に相当する位置を屈曲可能にすることで、立位および寝位だけでなく、座位を含む３態様の姿勢変化が可能で、衣服を装着しているときの衣服内温湿度、消費電力を計測できる機能を有している。

図２を参照して、本実施の形態における発汗人体模型装置２０１は、その表面を、体幹前部２０５、体幹後部２０６、腰部２０７、右腕部２０８、左腕部２０９、右大腿部２１０、左大腿部２１１、右下腿部２１２、および左下腿部２１３の９つの表面部位に分割して、各部位の発汗、皮膚の温度を制御する機構が採用されている。

発汗人体模型装置２０１のボディは、ＪＩＳＬ４００４に準拠したサイズの日本人成人男性２５〜２９歳の平均（２００人）に近似し、厚さ４ｍｍアルミ合金製の鋳造ボディからなり、表面にアルマイト加工を施して黒色にしてある。両肩、股部、膝に人間の関節機能を再現するための屈曲機構が備えられ、立位、寝位、および座位の姿勢変化が可能である。

他の金属装置類を含むボディ重量は約６０ｋｇである。発汗人体模型装置２０１の産熱、発汗に寄与する部位の面積には、頭部、手、足、関節の接合面などの面積は含まれていない。

上述したように、この発汗人体模型装置２０１の発汗制御は、体幹前２０５、体幹後２０６、腰２０７、左右腕２０８、２０９、左右大腿２１０、２１１、左右下腿２１２、２１３の合計９部位に分割されている。関節部位として、左右の腕と体幹部との間（肩）、左右の腕と股部（大腿部の付け根）との間、左右の大腿部と下腿部との間（膝）にあり、関節自由度は肩が３次元、大腿部の付け根および膝が２次元のジョイント機構を採用している。

上記関節部位に加え、首部、体幹前後部、腰部、手首部、足首部には樹脂版による断熱が施してある。発汗人体模型装置２０１の姿勢変化を伴う場合は、腿部の関節の調節により、立位、座位、寝位の３姿勢変化および維持が可能である。関節固定角度は、膝、大腿部の付け根ともに、０°、３０°、６０°、９０°で固定可能である。

次に、図３を参照して、発汗人体模型装置２０１の発汗機構の構成について説明する。発汗人体模型装置２０１の人体形状を形作る本体壁３０１の所定位置には発汗孔３０２と、この発汗孔３０２を含む本体壁３０１を覆うように設けられる模擬皮膚３０３と、本体壁３０１の内面側に設けられる加熱手段である過熱ヒータ３０４、発汗孔３０２に所定量の水分を送り込むための水量調整手段３０８と、模擬皮膚３０３の表面温度を測定するため、模擬皮膚３０３の表面に接するように設けられる第１センサとしての温度センサ３０９と、衣服３１０を発汗人体模型装置２０１に装着した場合に、模擬皮膚３０３と衣服３１０との間に形成される空気層Ｃの温度および湿度を測定するため、センサ部が空気層Ｃに位置するように設置される第２センサとしての温湿度センサ３１１とを備えている。なお、皮膚の温度とは、発汗人体模型装置２０１のボディ部位の設定温度、あるいは温度センサ３０９にて計測した発汗人体模型装置２０１の表面温度を意味する。また、衣服内気候とは、発汗人体模型装置２０１の皮膚表面と衣服との隙間の温度および湿度を意味する。

水量調整手段３０８としては、発汗孔３０２に直接連通するチューブ３０５と、送水ポンプ３０５と、水を蓄えるための含水タンク３０７とを備える。

発汗孔３０２は、全身に約０〜４５０個設けられ、各発汗孔３０２にチューブ３０５が配置されるとともに、上述した身体の各部位ごとに送水ポンプ３０６が割り当てられる。したがって、身体の各部位ごとに送水量を調整することが可能である。たとえば、発汗孔３０２の直径は約１ｍｍである。なお、送水量とは、発汗人体模型装置２０１のボディ部分の設定する水の吐出量を示し、単位はｇ／ｍ^２・ｈである。

送水ポンプ３０６には、０ｇ／ｈ〜１３００ｇ／ｈｒの水吐出量の制御が可能な送水ポンプを用いる。発汗人体模型装置の発汗量に換算すると、０ｇ／ｍ^２・ｈｒ〜９９９ｇ／ｍ^２・ｈｒの範囲に制御することが可能である。送水量は、送水ポンプ３０６の運転／停止時間の関係に基づき設定される。含水タンク３０７の水源秤量も天秤でモニターすることが可能である。発汗人体模型装置２０１の姿勢変化の影響は、チューブ３０５に最も屈曲が生じると思われる座位姿勢、ベッド差が懸念される寝位においても吐出を確認したが、実用上の問題はない。

本体壁３０１の表面には、発汗孔３０２から吐出する水を皮膚上に拡散させるため、人体模型を覆う模擬皮膚３０３が設けられている。模擬皮膚３０３は、０．１ｃｃの水を滴下し１０秒後の水拡散面積が２ｃｍ^２以上有する素材であればよい。ただし、前記の水拡散面積の測定は、模擬皮膚３０３の下に本体壁３０１のボディを接触させた状態で行う。模擬皮膚３０３としては、例えば、編物、織物、不織布または濾紙が使用できるが、立体的に人体を覆うことが容易にできる編物が望ましい。編物を構成する素材は、綿、ポリエステル、ナイロン、ポリウレタンなどが例示される。０．１ｃｃの水を滴下し１０秒後の水拡散面積は、例えば、綿では２ｃｍ^２、ポリエチレンテレフタレートでは３．５ｃｍ^２である。吐出された水を速やかに拡散するために、綿またはポリエステルまたはポリウレタンを混用することが望ましい。体幹部（体幹前２０５、体幹後２０６、腰２０７）はボディスーツ状に縫製され、四肢（左右腕２０８、２０９、左右大腿部２１０、２１１、左右下腿部２１２、２１３）はそれぞれ筒状に縫製されている。なお、関節部は模擬皮膚３０３では覆われていないが、吐出された水を全身に拡散するためには全身が覆われていることが望ましい。

加熱ヒータ３０４として本体壁３０１のボディ内側には、分割した各部位ごとにコードヒータがワイヤリングしてある。各部位のヒータ容量は、約１００〜２００Ｗである。各部位の略中央の領域に、模擬皮膚３０３の表面温度を測定するための温度センサ３０９設けられている。なお、温度センサ３０９を制御するためのケーブル類は全て発汗人体模型装置２０１の頭部２０３側から、本体壁３０１の内側に導入している。各部位への供給電力は、通電時間率とヒータ容量との積から算出することが可能である。なお、供給電力の単位はＷ／ｍ^３である。

本発明において、発汗人体模型装置２０１の頭部２０３の温度制御機構２０４とは、発汗人体模型装置２０１の頭部２０３から挿入された発汗チューブ２０２の周囲の温度制御が可能で、定温制御または定電力制御にすることで、発汗チューブ２０２の温度を任意に制御でき、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度が環境温度より３℃以上低い場合は、ヒータだけでもよく、このような場合にでも安定した発汗量を確保することができる。冷却機構は発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度が環境温度より３℃以上高い場合には必要である。

本発明において、移動機構１０２とは、発汗人体模型装置１０１を恒温恒湿室（Ｂ）から恒温恒湿室（Ａ）へ、発汗人体模型装置１０１を頭部から吊り下げたレール（１）が手動または電動によりレール（２）下をスライドするレールスライド方式、発汗人体模型装置１０１を回転するベルトコンベア状の床の上に設置し、ベルトコンベアを作動させることで発汗人体模型装置１０１を恒温恒湿室（Ｂ）から恒温恒湿室（Ａ）へ移動するベルト式、発汗人体模型装置１０１を複数のローラーからなる床の上に設置し、発汗人体模型装置１０１をローラー上で滑らせて移動させるローラー式、発汗人体模型装置１０１を複数のボールからなる床の上に設置し、発汗人体模型装置１０１をボール上で滑らせて移動させるボール式、発汗人体模型装置１０１を台車に載せて移動させる台車移動方式、チェーンを発汗人体模型装置１０１の頭部２０３につなぎ、該チェーンを滑車上で滑らせながら引っ張ることで発汗人体模型装置１０１を移動させるチェーンブロック方式を採用した機構のことを言うが、発汗人体模型装置１０１が２つの恒温恒湿室間を移動できれば、これに限られるものではない。

また、発汗人体模型装置１０１が移動機構を具備する自走式であってもよい。さらに、恒温恒湿室は、横に隣接している場合だけではなく、上下に垂直、あるいは斜め方向に隣接していてもよい。この場合には、移動機構がエレベーター方式でもよいし、滑車を利用して発汗人体模型装置を上下に移動させる方式でもよい。
しかしながら、発汗人体模型装置１０１が様々な姿勢で移動でき、速やかに２つの恒温恒湿間を移動させる点から、レールスライド方式を採用することが望ましい。

本発明において、発汗人体模型装置２０１は、恒温恒湿室（Ｂ）から、該恒温恒湿室（Ｂ）と温度または／および湿度の異なる恒温恒湿室（Ａ）に移動する。恒温恒湿室（Ｂ）と恒温恒湿室（Ａ）は、壁または床を介して隣接しており、該壁または床には開閉機構が設けられている。開閉機構としては、例えば、ドアまたはシャッターが挙げられ、発汗人体模型装置を安定して移動させることができれば、自動でも手動でもかまわない。

本発明において、発汗人体模型装置２０１を移動させた後の恒温恒湿室（Ａ）の温度または／および湿度の変化を小さくするために、恒温恒湿室内の容積は、恒温恒湿室（Ｂ）よりも恒温恒湿室（Ａ）の方を大きくすることが好ましい。

本発明において、恒温恒湿室（Ａ）は、例えば、容積が１０〜３０ｍ^３で、温度または／および湿度を任意に制御できる。また、本発明において、恒温恒湿室（Ｂ）は、例えば、容積が１〜５ｍ^３で、温度または／および湿度を任意に制御できる。発汗人体模型装置１０１を恒温恒湿室（Ｂ）から恒温恒湿室（Ａ）に移動させる際に、恒温恒湿室（Ｂ）と、恒温恒湿室（Ｂ）に隣接する恒温恒湿室（Ａ）の間のドアを開放しても、恒温恒湿室（Ｂ）の容積が恒温恒湿室（Ａ）の容積に比べ充分に小さい場合、恒温恒湿室（Ｂ）からの温度または／および湿度の影響を、移動先の恒温恒湿室（Ａ）において小さくすることができる。恒温恒湿室（Ａ）と恒温恒湿室（Ｂ）の容積比（Ａ／Ｂ）は、３／１〜５／１がさらに好ましい。

また、発汗人体模型装置２０１を移動させた後の恒温恒湿室（Ａ）の温度または／および湿度の変化を小さくするために、恒温恒湿室内に送る風量は、恒温恒湿室（Ｂ）よりも恒温恒湿室（Ａ）の方を多くして、恒温恒湿室（Ａ）に対して恒温恒湿室（Ｂ）を負圧にしておくことが好ましい。

本発明において、恒温恒湿室（Ａ）の風量は２０〜１００ｍ／ｓで、恒温恒湿室（Ｂ）の風量は１〜１５ｍ／ｓであることが好ましい。発汗人体模型装置１０１を移動する際に恒温恒湿室（Ｂ）と、恒温恒湿室（Ｂ）に隣接する恒温恒湿室（Ａ）の間のドアを開放しても、恒温恒湿室（Ｂ）の風量が恒温恒湿室（Ａ）の風量に比べ充分に低い場合、恒温恒湿室（Ｂ）が恒温恒湿室（Ａ）に対し負圧になり、恒温恒湿室（Ｂ）からの温度または／および湿度の影響を、移動先の恒温恒湿室（Ａ）において小さくすることができる。

１０名のモニターを用いて、環境が変化した際のカーシート着座中の衣服内温湿度を測定し、移動型発汗人体模型装置とのデータの整合性を検証した。モニターに、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させ、３２℃、７０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ｂ）で５分間の踏み台昇降運動を行わせた。次いで、５分間の体幹後、モニターの衣服内温湿度および皮膚の温度を測定した。その後、恒温恒湿室（Ｂ）からすばやく５０℃、２０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ａ）にモニターを移動させ、恒温恒湿室（Ａ）にあらかじめ設置しておいたカーシートにモニターを着座させた。着座後、恒温恒湿室（Ａ）の温湿度制御の設定値を１８℃、５０％ＲＨに変更し、着座を継続した。

次いで、着座３０分間経過後の体幹後の衣服内温湿度および皮膚の温度を測定した。また、モニターまわりの環境温湿度の測定も行った。使用したカーシートはパッド層がモールドウレタン、ワディング層がスラブウレタン、表皮層が本革の一般的な形状のシートである。以降の実施例でこのモニター試験から得られた結果と、移動型発汗人体模型装置から得られる結果との整合性を検証する。

実施例１
図１に示すレール式移動型発汗人体模型装置を用い、発汗チューブ２０２の温度制御機構２０４を３０℃の定温制御にて作動させた。発汗人体模型装置２０１には、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させた。発汗人体模型装置２０１を、３２℃、７０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ｂ）に設置し、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度を３５℃の定温制御により安定させた。安定後、発汗人体模型装置２０１の皮膚から発汗を開始させ、３２℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室（Ｂ）で、体幹後２０６の衣服内温湿度および皮膚の温度を５分間測定した。その後、移動機構１０２により恒温恒湿室（Ｂ）から、すばやく５０℃、２０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ａ）に発汗人体模型装置２０１を移動させ、恒温恒湿室（Ａ）にあらかじめ設置しておいたカーシートに発汗人体模型装置２０１を着座させた。発汗人体模型装置２０１を着座させた後、恒温恒湿室（Ａ）の温湿度制御の設定値を１８℃、５０％ＲＨに変更し、着座を継続させた。着座中の３０分間、背部の衣服内温湿度および皮膚の温度を測定した。また、発汗人体模型装置２０１まわりの環境温湿度の測定も行った。使用したカーシートは、パッド層がモールドウレタン、ワディング層がスラブウレタン、表皮層が本革である、一般的な形状のシートである。

実施例２
実施例１と同じ装置を用い、発汗チューブ２０２の温度制御機構２０４を、３０℃の定温制御にて作動させた。発汗人体模型装置２０１には、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させた。発汗人体模型装置２０１を３２℃、７０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ｂ）に設置し、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度を３０℃の定温制御により安定させた。安定後、発汗人体模型装置２０１の皮膚から発汗を開始させ、３２℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室（Ｂ）で背部の衣服内温湿度および皮膚の温度を５分間測定した。その後、移動機構１０２により恒温恒湿室（Ｂ）から、すばやく１０℃、５０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ａ）に発汗人体模型装置１０１を移動させた。次いで、体幹後２０６の皮膚の温度および発汗孔３０２から出てくる汗の温度を３０分間測定した。また、発汗人体模型装置２０１まわりの環境温湿度の測定も行った。

比較例１
発汗人体模型装置２０１を用い、発汗チューブ２０２の温度制御機構２０４を、３０℃の定温制御にて作動させた。発汗人体模型装置２０１には、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させた。発汗人体模型装置２０１を３２℃、５０％ＲＨで制御した恒温恒湿室（Ａ）に設置し、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度を３５℃の定温制御により安定させた。安定後、発汗人体模型装置２０１の皮膚から発汗を開始させ、３２℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室（Ａ）で背部の衣服内温湿度および皮膚の温度を５分間測定した。恒温恒湿室（Ａ）の温湿度制御の設定値を５０℃、２０％ＲＨに変更し、恒温恒湿室（Ａ）にあらかじめ設置しておいたカーシートに発汗人体模型装置２０１を着座させた。恒温恒湿室（Ａ）の温湿度が５０℃、２０％ＲＨになってから、着座後の恒温恒湿室（Ａ）の温湿度制御の設定値を１８℃、５０％ＲＨに変更し、着座を継続させた。着座中の体幹後２０６の衣服内温湿度および皮膚の温度を測定した。また、発汗人体模型装置２０１まわりの環境温湿度の測定も行った。使用したカーシートはパッド層がモールドウレタン、ワディング層がスラブウレタン、表皮層が本革である一般的な形状のシートである。

比較例２
実施例１と同じ装置を用い、発汗チューブ２０２の温度制御機構２０４は作動させなかった。発汗人体模型装置２０１には、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させた。発汗人体模型装置２０１を３２℃、７０％ＲＨで制御した恒温恒湿室（Ｂ）に設置し、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度を３０℃の定温制御により安定させた。安定後、発汗人体模型装置２０１の皮膚から発汗を開始させ、３２℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室（Ｂ）で背部の衣服内温湿度および皮膚の温度を５分間測定した。その後、移動機構１０２により恒温恒湿室（Ｂ）からすばやく１０℃、５０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ａ）に発汗人体模型装置１０１を移動させた。次いで、体幹後２０６の皮膚の温度および発汗孔３０２から出てくる汗の温度を３０分間測定した。また、発汗人体模型装置２０１まわりの環境温湿度の測定も行った。

比較例３
実施例１と同じ装置を用い、発汗チューブ２０２の温度制御機構２０４を３０℃の定温制御にて作動させた。ただし、恒温恒湿室（Ａ）と恒温恒湿室（Ｂ）の容積比（Ａ／Ｂ）は、３．５／１とした。発汗人体模型装置２０１には、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させた。発汗人体模型装置２０１を３２℃、７０％ＲＨで制御した恒温恒湿室（Ｂ）に設置し、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度を３０℃の定温制御により安定させた。安定後、発汗人体模型装置２０１の皮膚から発汗を開始させ、３２℃、７０％ＲＨの恒温恒湿室（Ｂ）で背部の衣服内温湿度および皮膚の温度を５分間測定した。その後、移動機構１０２により恒温恒湿室（Ｂ）からすばやく１０℃、５０％ＲＨに制御した恒温恒湿室（Ａ）に発汗人体模型装置１０１を移動させた。次いで、体幹後２０６の皮膚の温度および発汗孔３０２から出てくる汗の温度を３０分間測定した。また、発汗人体模型装置２０１まわりの環境温湿度の測定も行った。

比較例４
実施例１と同じ装置を用い、発汗チューブ２０２の温度制御機構２０４を３０℃の定温制御にて作動させた。ただし、恒温恒湿室（Ｂ）と恒温恒湿室（Ａ）の風量を、恒温恒湿室（Ａ）よりも恒温恒湿室（Ｂ）の方を多くした。発汗人体模型装置２０１には、綿１００％の半袖Ｔシャツとポリエステル１００％のスカートを着用させた。発汗人体模型装置２０１を１０℃、５０％ＲＨで制御した恒温恒湿室（Ｂ）に設置し、発汗人体模型装置２０１の皮膚の温度を３５℃定温制御により安定させた。安定後、発汗人体模型装置２０１の皮膚から発汗を開始させ、１０℃、５０％ＲＨの恒温恒湿室（Ｂ）で体幹後２０６の皮膚の温度および発汗孔３０２から出てくる汗の温度を５分間測定した。また、発汗人体模型装置２０１まわりの環境温湿度も測定した。

図４の結果より、測定開始から１５分後の皮膚の温度は、モニター試験の場合には３６．９℃で、レール式移動型発汗人体模型装置を用いると、皮膚の温度は３６．７℃であった。この結果から、レール式移動型発汗人体模型装置を用いることで、環境変化時のモニターの皮膚の温度を正確に再現できていることが分かる。また、測定開始から１５分後の環境温湿度は、モニター試験の場合には３１℃、２４％ＲＨであり、レール式移動型発汗人体模型装置を用いた場合には、３１℃、２７％ＲＨであった。この結果から、環境温湿度も、モニター試験の結果を正確に再現できていることが分かる。さらに、図６、図７の結果より、測定開始から１５分後の衣服内温湿度は、モニター試験の場合には３６．６℃、３６．５ｍｍＨｇであり、レール式移動型発汗人体模型装置を用いた場合には、３６．７℃、３７．７ｍｍＨｇであった。この結果から、衣服内温湿度についても、本発明の快適性評価装置を用いることで、モニター試験の結果を正確に再現できていることが分かる。

一方、比較例１のように、１つの恒温恒湿室で温湿度制御設定値を変更すると、測定開始から１５分後の皮膚の温度は３８．１℃であり、モニター試験の皮膚の温度を再現することができていない。また、測定開始から１５分後の環境温湿度および衣服内温湿度は、それぞれ、４４℃、４７％ＲＨおよび、３７．２℃、４４．４ｍｍＨｇであり、モニター試験の結果を再現することができなかった。

実施例２において、測定開始から１５分後の汗の温度は約２９．８℃であった。皮膚の温度と同程度の温度の発汗が安定して得られたのに対し、比較例２において、測定開始から１５分後の汗の温度は約２３．４℃であった。そのため、皮膚の温度とは大きく異なる温度の発汗が得られた。したがって、温度制御機構を設けていないために環境温度の影響を大きく受けたことが分かる。

実施例２の場合には、測定開始１５分後の環境温湿度は１５℃、４７％ＲＨであるのに対し、比較例３では２８℃、３６％ＲＨであった。すなわち、恒温恒湿室（Ｂ）の容積が恒温恒湿室（Ａ）の容積より大きくなる場合、恒温恒湿室（Ｂ）の温湿度の影響を受け、環境変化速度が遅くなり、発汗人体模型装置の汗の温度および皮膚の温度にも影響を及ぼすことが分かる。

さらに、比較例４の場合には、測定開始１５分後の環境温湿度は２５℃、４１％ＲＨであった。すなわち、恒温恒湿室（Ｂ）の風量が恒温恒湿室（Ａ）の風量より大きく、恒温恒湿室（Ａ）が恒温恒湿室（Ｂ）に対し負圧になると、恒温恒湿室（Ｂ）の温湿度の影響を受けて環境変化速度が遅くなり、発汗人体模型装置の汗の温度および皮膚の温度にも影響を及ぼしていることが分かる。

本発明の移動型発汗人体模型装置は、急激な温熱環境変化時の快適性評価ができるため、オフィスから屋外、リビングから寝室、屋外から自動車室内などの２つの環境を人が移動する際の快適性の定量的な測定装置として有用である。そのため、例えば、夏季の自動車の使用実態に即した快適性に優れるカーシートの開発に寄与することが出来る。

本発明で用いる移動型発汗人体模型装置の一例の側面の概略図である。本発明の快適性評価装置の模式図である。本発明で用いる発汗人体模型装置に採用される発汗機構の構成部分の断面図である。夏季に駐車している自動車室内に乗車し、カーシートに着座後、エアコンで室内を冷却することを想定した環境下における、発汗人体模型装置の周囲の温度および湿度の経時変化を測定した結果である。夏季に駐車している自動車室内に乗車し、カーシートに着座後、エアコンで室内を冷却することを想定した環境下における、発汗人体模型装置およびモニターの体幹後の皮膚の温度を測定した結果である。夏季に駐車している自動車室内に乗車し、カーシートに着座後、エアコンで室内を冷却することを想定した環境下における、発汗人体模型装置およびモニターの体幹後の衣服内温度を測定した結果である。夏季に駐車している自動車室内に乗車し、カーシートに着座後、エアコンで室内を冷却することを想定した環境下における、発汗人体模型装置およびモニターの体幹後の衣服内湿度を測定した結果である。

符号の説明

１０１：発汗人体模型装置
１０２：移動機構
１０３：断熱パネルドア
Ａ：恒温恒湿湿（Ａ）
Ｂ：恒温恒湿湿（Ｂ）
２０１：発汗人体模型装置
２０２：発汗チューブ
２０３：頭部
２０４：発汗チューブ温度制御部
２０５：体幹前
２０６：体幹後
２０７：腰部
２０８：右腕
２０９：左腕
２１０：右大腿部
２１１：左大腿部
２１２：右下腿部
２１３：左下腿部
３０１：本体壁
３０２：発汗孔
３０３：模擬皮膚
３０４：加熱ヒータ
３０５：発汗チューブ
３０６：送水ポンプ
３０７：元水タンク
３０８：水量調整手段
３０９：温度センサ
３１０：衣服
３１１：温湿度センサ
Ｃ：空気層

Claims

発汗人体模型装置２０１、温度または／及び湿度の異なる２つの恒温恒湿室（Ａ）及び（Ｂ）、恒温恒湿室（Ｂ）から恒温恒湿室（Ａ）へ発汗人体模型装置２０１を移動させる移動機構１０２を具備してなる快適性評価装置であって、
発汗人体模型装置２０１は、全身を、頭部２０３、体幹部前２０５、体幹部後２０６、腰部２０７、右腕部２０８、左腕部２０９、右大腿部２１０、左大腿部２１１、右下腿部２１２および左下腿部２１３の１０部位に分割され、頭部２０３以外の前記９部位には、表面側から順に模擬皮膚３０３、発汗孔３０２を有する本体壁３０１、および過熱ヒータ３０４が積層された発汗機構と、上記発汗孔に水分を供給する水量調整手段３０８と、模擬皮膚３０３の表面温度を測定するため、模擬皮膚３０３の表面に接するように設けられる第１センサ（温度センサ３０９）と、衣服３１０を発汗人体模型装置２０１に装着した場合に、模擬皮膚３０３と衣服３１０との間に形成される空気層Ｃの温度および湿度を測定するため、センサ部が空気層Ｃに位置するように設置される第２センサ（温湿度センサ３１１）とを備え、
恒温恒湿室（Ｂ）と恒温恒湿室（Ａ）は、壁または床を介して隣接しており、該壁または床には開閉機構が設けられている、快適性評価装置。
発汗人体模型装置２０１の頭部２０３は、外部から発汗人体模型装置２０１内に発汗チューブ２０２が挿入され、さらに温度制御機構部２０４が設けられてなる、請求項１に記載の快適性評価装置。
発汗人体模型装置１０１の移動機構１０２が、発汗人体模型装置１０１を頭部から吊り下げたレールをスライドさせて発汗人体模型装置１０１を移動させるレールスライド式移動機構であることを特徴とする、請求項１に記載の快適性評価装置。
恒温恒湿室（Ａ）および恒温恒湿室（Ｂ）の容積比（Ａ／Ｂ）が、３／１〜５／１であり、移動前の発汗人体模型装置１０１が恒温恒湿室（Ｂ）に設置されていることを特徴とする、請求項１に記載の快適性評価装置。
恒温恒湿室（Ａ）および恒温恒湿室（Ｂ）の内圧が、恒温恒湿室（Ａ）に対して恒温恒湿室（Ｂ）が負圧であることを特徴とする、請求項１または４に記載の快適性評価装置。
請求項１〜５のいずれか１項に記載の快適性評価装置を用いて、温度または／および湿度を変化させた環境下で、発汗人体模型装置２０１の体幹前部２０５、体幹後部２０６、腰部２０７、右腕部２０８、左腕部２０９、右大腿部２１０、左大腿部２１１、右下腿部２１２および左下腿部２１３の衣服内温湿度、皮膚の温度、消費熱量の少なくとも１つを評価する快適性評価方法であって、
恒温恒湿室（Ｂ）に配置された発汗人体模型装置２０１を、恒温恒湿室（Ｂ）とは温度または／及び湿度の異なる恒温恒湿室（Ａ）へ、移動機構１０２を用いて発汗人体模型装置２０１を移動させることを特徴とする快適性評価方法。