JP2017153576A - 発汗量検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発汗量の検出測定精度を向上させる発汗量検出装置を提供する。【解決手段】発汗量検出装置２００は、取り入れた空気と生体からの汗とが混合される空間として形成される混合部２０３と、前記混合部２０３の下流側に設けられ、混合気体を外部に送出する送風部２０６と、混合される前の空気の温度および相対湿度を測定する第一の温湿度センサ２０２と、混合気体の温度および相対湿度を測定する第二の温湿度センサ２０８とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、発汗量検出装置に関する。

近年、地球温暖化やヒートアイランド現象などの影響で平均気温が上昇したことや、高齢化が進み、体力の低下した老人が増加したことにより、熱中症と診断される患者数が増加している。

熱中症を防止するために利用される有効なパラメータの一つに発汗量がある。発汗量を測定し管理することで、熱中症の発症を事前に検知し、熱中症患者を減らすことができる。

発汗量を計測する発汗量検出装置としては、例えば、特許文献１に記載されている方法が知られている。

図８に、特許文献１に記載されている発汗計を示す。発汗計１は、ポンプ６ａ，６ｂで外部から取り入れた自然空気の絶対湿度を、絶対湿度センサ１０ａ，１０ｂで計測し、パイプ８ａ，８ｂ並びにフレキシブルチューブ３ａ，３ｂを介して導入した自然空気と、カプセル２Ａ，２Ｂ内に放散された汗との混合気湿を、フレキシブルチューブ４ａ，４ｂとパイプ５ａ，５ｂを介して、絶対湿度センサ１１ａ，１１ｂに導くことで、発汗量の検出を行う。

また、カプセル２Ａ，２Ｂのそれぞれの着接面２ａに開口２ｂが設けられ、その開口２ｂに連通するように内部空間２ｃが形成されている。この開口２ｂは皮膚面ＳＫ１，ＳＫ２からの精神性発汗及び温熱性発汗を各カプセル２Ａ，２Ｂの内部空間２ｃに放散させるものである。

特開２００４−３４４１８６号公報（２００４年１２月９日公開）

熱中症の検知を行うには、人体に継続して安定的に発汗量検出装置を装着する必要がある。

しかしながら、特許文献１に記載されている従来技術は、外気を循環させるためのポンプ６ａ，６ｂが、汗を放散させるカプセル２Ａ，２Ｂより、循環方向に対して上流側に有る。このため、カプセル２Ａ，２Ｂ内がポンプ６ａ，６ｂからの自然空気によって加圧されると、人体に対してカプセル２Ａ，２Ｂが乖離する。その結果、カプセル２Ａ，２Ｂ内の気密性を保てなくなることにより、測定精度が低下するという問題がある。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、人体の検出領域における発汗量の検出測定精度を向上させることを実現することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る発汗量検出装置は、外部から取り入れた空気と生体から放散した汗とが混合される空間として形成される混合部と、前記混合部の下流側に設けられ、空気と汗とが前記混合部で混合された混合気体を外部に送出する送風部と、混合される前の空気の温度および相対湿度を測定する第一の温湿度センサと、混合気体の温度および相対湿度を測定する第二の温湿度センサとを備えている。

本発明の一態様によれば、生体の検出領域における発汗量の検出測定精度を向上させる効果を奏する。

本発明の実施形態１に係る発汗量検出装置の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態１に係る別の発汗量検出装置の一例を示す断面図である。 本発明の実施形態２に係る気密部材の取り付け構造を示す図である。 本発明の実施形態３に係る発汗量検出装置における吸気口と排気口の配置の一例を示す図である。 本発明の実施形態４に係る発汗量検出装置の吸気口と排気口の配置の一例を示す図である。 本発明の実施形態４に係る別の発汗量検出装置の吸気口と排気口の配置の一例を示す図である。 本発明の実施形態５に係る発汗量検出装置の制御系の一例を示す図である。 従来の発汗計の全体的な構成を示したシステムブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図１〜図７に基づいて詳細に説明する。

〔実施形態１〕
図１および図２は、本発明の実施形態１における発汗量検出装置の異なる一例を示す断面図である。

図１および図２において、図における上下は、文章中の上下と同様の意味を示すものとする。つまり、上とは、人体（生体）の発汗量を検出する検出対象部位Ａに向かう方向とは反対方向を意味し、下とは、検出対象部位Ａに向かう方向を意味する。また、側面とは、検出対象部位Ａの表面と垂直な面を意味する。

一方、文章中における垂直とは、検出対象部位Ａと垂直な方向、つまり、図１および図２における上下方向である。文章中における水平とは、検出対象部位Ａと平行な方向、つまり、図１および図２における左右方向である。

〈発汗量検出装置２００〉
図１に示すように、発汗量検出装置２００は、本体部２１２および接触部２１３を備えている。接触部２１３は、検出対象部位Ａに接する部分であり、皮膚に接触する接触面を有する。本体部２１２は、接触部２１３の上に設けられており、外部から取り入れた自然空気（空気）の絶対湿度と、自然空気と検出対象部位Ａの汗とが混合した混合気体の絶対湿度とに基づいて発汗量を検出する。

（接触部２１３の構成）
接触部２１３には、汗取入部２０５が形成されている。また、接触部２１３には、気密部材２０９が設けられている。

汗取入部２０５は、接触部２１３の接触面のほぼ中央に開口しており、検出対象部位Ａからの汗を取り入れる通路である。

気密部材２０９は、接触面に取り付けられており、検出対象部位Ａに密着して、汗取入部２０５の周辺の気密性を高めるために設けられている。

なお、気密部材２０９については、後述する実施形態２において詳細に説明する。

（本体部２１２の構成）
本体部２１２は、吸気通路２０１、第一の温湿度センサ２０２（温度センサおよび相対湿度センサ）、混合部２０３、送風部２０６、排気通路２０７、第二の温湿度センサ２０８（温度センサおよび相対湿度センサ）および演算処理部２１０を備えている。

吸気通路２０１は、外部からの自然空気を、本体部２１２の内部に導く通路である。吸気通路２０１の吸気口２０１ａ（開口部）は、本体部２１２の上面に形成されている。吸気通路２０１は、吸気口２０１ａから混合部２０３にまで至るように形成されている。その流通路の構造は、吸気通路２０１の吸気口２０１ａから垂直に下に伸びる第一垂直部と、第一垂直部の下端から水平に本体部２１２の中心から離れるように伸びる第一水平部と、第一水平部の終端から垂直に下に伸びる第二垂直部と、第二垂直部の下端から水平に本体部２１２の中心に近づくように伸びて混合部２０３に達する第二水平部とから成る。

第一の温湿度センサ２０２は、吸気通路２０１の相対湿度と温度を測定するセンサである。第一の温湿度センサ２０２は、吸気通路２０１の第一および第二水平部と第二垂直部とで囲まれる、本体部２１２のセンサ取付部２１２ａに第二垂直部に面して取り付けられている。

混合部２０３は、吸気通路２０１から吸入された自然空気と、汗取入部２０５から取り入れられた検出対象部位Ａからの汗とが混合するための空間である。混合部２０３は、本体部２１２の中央部付近に設けられており、接触部２１３の汗取入部２０５とつながっている。

送風部２０６は、本体部２１２の内部へ自然空気を吸入するため、および検出対象部位Ａからの汗を吸い上げるための吸引力を発生させる。また、送風部２０６は、本体部２１２の内部に混合部２０３の下流側に設けられており、吸引部を混合部２０３に向けるとともに、排出部を排気通路２０７に向けて配置されている。これにより、送風部２０６は、混合部２０３で混合された自然空気と汗との混合気体を吸引して排気通路２０７に向けて送出（排出）する。

なお、送風部２０６は、ファンの他、ブロワーやポンプやコンプレッサーを用いてもよいが、特に遠心送風機の様な静圧の高い物がよい。

排気通路２０７は、混合部２０３にある気体を送風部２０６から発汗量検出装置２００の外部に導く通路である。排気通路２０７は、水平方向に設けられており、排気通路２０７の排気口２０７ａ（開口部）は、本体部２１２の側面に設けられている。

第二の温湿度センサ２０８は、排気通路２０７の相対湿度と温度を測定するセンサである。第二の温湿度センサ２０８は、排気通路２０７の途中に検出面を向けるように設けられており、排気通路２０７の上側に配置されている。

演算処理部２１０は、第一の温湿度センサ２０２によって検出された自然空気の相対湿度および温度に基づいて絶対湿度を算出する。また、演算処理部２１０は、第二の温湿度センサ２０８によって検出された混合気体の相対湿度および温度に基づいて絶対湿度を算出する。さらに、演算処理部２１０は、算出した２つの絶対湿度の差分を算出する。演算処理部２１０は、本体部２１２に内蔵されている。あるいは、演算処理部２１０は、発汗量検出装置２００が通信機能を備えていれば、発汗量検出装置２００から送信されたセンサ値を受信可能な他の機器、例えばスマートフォンに設けられていてもよい。

絶対湿度は次式(1)および(2)で求められる。

D=(0.794×10^-2×U×exp(A))/(100×(1＋0.00366(T−273.15)))・・・(1)
A=-6096.9385×T^-1＋21.2409642−2.711193×10^-2×T＋1.673952×10^-5×T²＋2.433502×ln(T)・・・(2)
ここで、D：絶対湿度（ｇ／ｍ^３）、U：相対湿度（％ＲＨ）、A：飽和水蒸気圧（Ｐａ）、T：絶対温度（ｋ）である。

（発汗量検出装置２００による発汗量の検出）
吸気通路２０１から自然空気が入り、排気通路２０７から発汗量検出装置２００の内部の気体が排出されるように、送風部２０６が気体に流れを発生させている。このため、吸気通路２０１に外部からの自然空気が吸入される。

吸気通路２０１から吸入された外部からの自然空気と、汗取入部２０５より取り入れられる検出対象部位Ａからの汗とが混合部２０３で混合されて混合気体となる。混合部２０３内の混合気体は、送風部２０６により排気通路２０７へ送り出され、排気通路２０７を介して発汗量検出装置２００の外部へ排出される。

第一の温湿度センサ２０２は、吸気通路２０１の相対湿度と温度を測定する。演算処理部２１０は、第一の温湿度センサ２０２によって測定された相対湿度および温度から第一の絶対湿度を算出する。第二の温湿度センサ２０８は、排気通路２０７の相対湿度と温度を測定する。演算処理部２１０は、第二の温湿度センサ２０８によって測定された相対湿度および温度から第二の絶対湿度を算出する。そして、演算処理部２１０は、算出した第一および第二の絶対湿度の差分を算出する。

また、第一の温湿度センサ２０２および第二の温湿度センサ２０８は、いずれも少なくとも一つずつあればよく、いずれか一方、または、両方を複数取り付けることで、複数得られる絶対湿度を用いて、第一の絶対湿度および第二の絶対湿度のいずれか一方、または、両方を求めてもよい。これにより、複数のセンサの値を用いるため、検出精度をより向上させることができる。

また、図１および図２では、発汗量検出装置２００、２００Ａの内部に、第一の温湿度センサ２０２が取り付けられているが、これに限るものではなく、発汗量検出装置２００、２００Ａの内部に取り付けられていなくてもよい。第一の温湿度センサ２０２は、自然空気の絶対湿度を検出できる位置であれば、発汗量検出装置２００、２００Ａの外部に配置されていてもよい。

例えば、スマートフォン等に搭載されている温湿度センサを第一のセンサとして、その出力値を利用してもよい。その場合、演算処理部２１０は、外部に配置される第一の温湿度センサ２０２で検出された自然空気の相対湿度および絶対湿度を受け取り、演算処理を行うことになる。

第一の温湿度センサ２０２を外部に配置することにより、検出対象部位Ａに取り付ける発汗量検出装置２００、２００Ａのサイズを小さくすることができる。

第一の絶対湿度は、外部からの自然空気のみの絶対湿度である。また、第二の絶対湿度は、外部からの自然空気と検出対象部位Ａからの汗とが混合された混合気体の絶対湿度である。つまり、第一の絶対湿度と、第二の絶対湿度との差分が検出対象部位Ａからの発汗量となる。

〈発汗量検出装置２００Ａ〉
図２に示すように、発汗量検出装置２００Ａは、上述の発汗量検出装置２００と同様、接触部２１３を備え、本体部２１２に代えて本体部２１２Ａを備えている。本体部２１２Ａは、本体部２１２と同様、第一の温湿度センサ２０２、混合部２０３、送風部２０６、排気通路２０７、および第二の温湿度センサ２０８および演算処理部２１０を備えているが、吸気通路２０１に代えて、吸気通路２０１Ａを備えている。

吸気通路２０１Ａは、外部からの自然空気を、発汗量検出装置２００Ａの内部に導く通路であり、吸気口２０１Ａａ（開口部）から混合部２０３にまで至るように形成されている。吸気通路２０１Ａの一端の吸気口２０１Ａａは、本体部２１２Ａの側面に設けられ、他端は混合部２０３に開口している。また、吸気通路２０１Ａは、水平に設けられている。

このように、吸気通路２０１Ａの吸気口２０１Ａａは、本体部２１２Ａの側面に設けられていてもよい。

〈発汗量検出装置２００および２００Ａの実現形態〉
発汗量検出装置２００および２００Ａは、ウェアラブル機器等の小型装置である。発汗量検出装置２００および２００Ａは、人体に取り付けることができ、また、小型であるため、持ち運ぶことができる。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について、図１〜図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図３は、図２における気密部材２０９の取り付け構造を拡大して示したものである。

気密部材２０９は、接触部２１３の接触面に形成された凹部２１３ａに設けられており、発汗量検出装置２００Ａを下面側が見える方向から見て、汗取入部２０５より少し外側に設けられている。気密部材２０９は、オーリングの他、パッキンや、粘着テープなど気密を保持するものであればよい。また、オーリングは肌への密着性を高めるため、柔らかいゴム製の物がよい。

凹部２１３ａは、気密部材２０９としてのオーリングをはめ込んで、そのオーリングが接触部２１３の接触面から突出するような深さに形成されている。これにより、オーリングが発汗量検出装置２００Ａの外部と汗取入部２０５とを密閉させ、気体の出入りが無いようにする。

また、図２に示すように、吸気通路２０１Ａの吸気口２０１Ａａの吸気口径Ｄ１（開口面積）を排気通路２０７の排気口２０７ａの排気口径Ｄ２（開口面積）より小さくする。吸気口径Ｄ１と吸気通路２０１Ａの内径とは等しく、かつ、排気口径Ｄ２と排気通路２０７の内径とは等しい。これにより、吸気通路２０１Ａにおける自然空気の吸気能力より、排気通路２０７における混合気体の排気能力の方が高くなる。また、送風部２０６で混合部２０３の内部を排気することにより、混合部２０３および汗取入部２０５の内部は減圧される。よって、気密部材２０９を介して接触部２１３と検出対象部位Ａとの密着性が向上する。したがって、発汗量検出装置２００Ａが検出対象部位Ａに対して剥離しにくくなる。このような検出対象部位Ａとの密着性の向上については、図２に示す発汗量検出装置２００Ａだけでなく、図１に示す発汗量検出装置２００でも実現できる。発汗量検出装置２００において、吸気口径Ｄ１と吸気通路２０１の内径とは等しい。

さらに、送風部２０６は、混合部２０３の混合気体の流動性を高めるため、混合部２０３の空間における水平な範囲を通過する空気を流動させる大きさであることが望ましい。

以上のように、気密部材２０９により接触部２１３と検出対象部位Ａとの気密性を向上させるとともに、混合部２０３および汗取入部２０５の内部の減圧を図ることにより、吸気通路２０１Ａを介さずに混合部２０３へ外部からの自然空気が流入するのを防ぐことができる。つまり、発汗量検出装置２００Ａと検出対象部位Ａとの間に隙間をなくし、その隙間から、外部からの自然空気が入ることを防ぐことができる。

これにより、送風部２０６と排気通路２０７との間の空間には、吸気通路２０１Ａから吸入された自然空気と、汗取入部２０５から取り入れられた検出対象部位Ａからの汗の気体のみが存在することになり、発汗測定精度が向上する。

〔実施形態３〕
本発明の他の実施形態について、図２および図４に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１および２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図４は、図２における発汗量検出装置２００Ａの上面図であり、本実施形態における発汗量検出装置２００Ａにおける吸気口２０１Ａａと排気口２０７ａの配置の一例を示している。

図２に示すように、発汗量検出装置２００Ａの内部の気体は、吸気通路２０１Ａから吸入した外部からの自然空気と、検出対象部位Ａからの汗との混合気体となり、送風部２０６を通り、排気通路２０７から排出される。このとき、人体からの汗の放散量が多いと、発汗量検出装置２００Ａの吸気通路２０１Ａの相対湿度が高くなり、第一の温湿度センサ２０２によって測定される吸気通路２０１Ａの相対湿度が上昇する。これにより、混合部２０３の気体の相対湿度が高くなる。場合によっては、発汗量検出装置２００Ａの内部の気体の相対湿度が１００％ＲＨ近くになる。すると、吸気通路２０１Ａおよび排気通路２０７共に絶対湿度が上がることで、吸気通路２０１Ａの絶対湿度と排気通路２０７の絶対湿度に差が無くなり、発汗量の測定ができなくなる。

具体的には、人体からの汗の放散量が多くなると、本来、検出対象部位Ａから汗取入部２０５に入り込む汗以外に、発汗量検出装置２００Ａの外部で、人体から放散される汗を含んだ気体が吸気通路２０１Ａから入り込み、吸気通路２０１Ａの相対湿度が上昇する。これにより、通常であれば吸気通路２０１Ａの相対湿度より高い排気通路２０７の相対湿度の値に、吸気通路２０１Ａの相対湿度の値が近づき、吸気通路２０１Ａの絶対湿度と排気通路２０７の絶対湿度との差が無くなる。また、吸気通路２０１Ａに吸入された汗を含んだ気体と、汗取入部２０５から取り入れられる汗との混合気体の相対湿度が１００％に達する。よって、吸気通路２０１Ａおよび排気通路２０７の相対湿度が、第一の温湿度センサ２０２および第二の温湿度センサ２０８の測定範囲の上限に達することで、発汗量の測定ができなくなる。

そこで、図４に示すように、発汗量検出装置２００Ａの外部において、検出対象部位Ａと吸気通路２０１Ａの吸気口２０１Ａａとの間の気流を遮断する遮断部４００（装着部）を設ける。遮断部４００は、接触部２１３から、吸気通路２０１Ａの吸気方向ＩＮおよび排気通路２０７の排気方向ＯＵＴに沿って伸びるように設けられている。遮断部４００は、発汗量検出装置２００Ａを人体に固定するためのベルトやバンドである。また、遮断部４００は、発汗量検出装置２００Ａを人体に固定するものではなく、シールやテープを人体に貼り付けるものであってもよい。

遮断部４００により、発汗量検出装置２００Ａの外部において、検出対象部位Ａからの汗の放散が遮られる。これにより、発汗量検出装置２００Ａの外部において検出対象部位Ａからの汗が、吸気通路２０１Ａに吸入されることがなく、吸気通路２０１Ａには、外部からの自然空気のみが吸入される。よって、吸気通路２０１Ａの相対湿度は低く抑えられ、発汗量の計測が可能となる。

また、遮断部４００を人体に装着するためのベルトやバンドで構成することにより、発汗量検出装置２００Ａをウェアラブル機器として利用することができる。これは、発汗量検出装置２００についても同様である。

〔実施形態４〕
本発明の他の実施形態について、図５および図６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１〜３にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図５は、図２における発汗量検出装置２００Ａの側面図であり、本実施形態における発汗量検出装置２００Ａの吸気口２０１Ａａと排気口２０７ａの配置の一例を示している。

発汗量検出装置２００Ａの内部の気体は、吸気通路２０１Ａから吸入した外部からの自然空気と、人体からの汗との混合気体となり、排気通路２０７から排出される。排気通路２０７からの排気は、吸気通路２０１Ａから吸入した外部からの自然空気と、人体からの汗との混合気体であり、高湿度である。

吸気通路２０１Ａの吸気口２０１Ａａが、排気通路２０７の排気口２０７ａの近くに配置されていると、排気通路２０７からの排気が、吸気通路２０１Ａに流入する。これにより、排気通路２０７からの排気に含まれている検出対象部位Ａからの汗が、吸気通路２０１Ａに吸入される。よって、吸気通路２０１Ａの相対湿度が高くなり、吸気の絶対湿度と排気の絶対湿度に差が無くなることで、発汗量の測定ができなくなる。

そこで、吸気通路２０１Ａを排気通路２０７の側に開口しないようにし、かつ、吸気通路２０１Ａの吸気口２０１Ａａと排気通路２０７の排気口２０７ａとの間の距離を大きくする。具体的には、吸気通路２０１Ａの吸気方向ＩＮと排気通路２０７の排気方向ＯＵＴとのなす角度が、９０度以上かつ１８０度以下であることが好ましい。これにより、排気通路２０７の排気が吸気通路２０１Ａに達することを防ぎ、吸気通路２０１Ａの相対湿度は低く抑えられ、発汗量の計測が可能となる。

図５に示す発汗量検出装置２００Ａでは、吸気通路２０１Ａの吸気口２０１Ａａと排気通路２０７の排気口２０７ａとが、反対方向に設けられている。つまり、吸気方向ＩＮと排気方向ＯＵＴとのなす角度が１８０度である。これにより、排気通路２０７の排気が吸気通路２０１Ａに達することを防ぐことができる。

図６は、図１における発汗量検出装置２００の側面図であり、本実施形態における発汗量検出装置２００の吸気口２０１ａと排気口２０７ａの配置の一例である。

図６に示す発汗量検出装置２００では、吸気通路２０１の吸気口２０１ａと排気通路２０７の排気口２０７ａとが、それぞれ発汗量検出装置２００の上面と側面とに設けられており、吸気方向ＩＮと排気方向ＯＵＴとのなす角度が９０度である。これにより、排気通路２０７からの排気が発汗量検出装置２００の上方に回り込んでも、排気を吸気通路２０１に取り込みにくくすることができる。また、吸気通路２０１の吸気口２０１ａの位置を排気通路２０７の排気口２０７ａからさらに遠ざけることにより、排気通路２０７の排気が吸気通路２０１に達することをより確実に防ぐことができる。

また、発汗量検出装置２００、２００Ａは、ベルトやバンドで構成された遮断部４００を備えている。これにより、発汗量検出装置２００、２００Ａをウェアラブル機器として利用することができる。

〔実施形態５〕
本発明の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１〜４にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図７は、本発明における発汗量検出装置２００、２００Ａの制御系の一例を示している。

図７に示すマイクロコンピュータ７００は、第一の温湿度センサ２０２および第二の温湿度センサ２０８から、吸気通路２０１の相対湿度および排気通路２０７の相対湿度の数値のデータを取得し、そのデータから送風部２０６による送風量を調節する。

マイクロコンピュータ７００は、実施形態１における演算処理部２１０の機能を備えている。つまり、マイクロコンピュータ７００は、第一の温湿度センサ２０２が測定した吸気通路２０１の相対湿度と温度の値、および第二の温湿度センサ２０８が測定した排気通路２０７の相対湿度と温度の値からそれぞれ絶対湿度（第１および第２の絶対湿度）を算出して、両絶対湿度の差分を算出する。

マイクロコンピュータ７００（送風制御部）は、送風部２０６の駆動を制御する。マイクロコンピュータ７００は、ある特定の送風量で送風部２０６を駆動するように制御しているので、その時の送風量と絶対湿度とで発汗量を算出する。送風部２０６による送風量が大きいと、発汗量検出装置２００の内部の気体の流量が大きいので、混合部２０３の相対湿度が下がる。このとき、吸気通路２０１と排気通路２０７との相対湿度差が小さくなり過ぎると、測定感度が悪くなるので、吸気通路２０１と排気通路２０７との相対湿度差をできる限り大きくする必要がある。

一方、送風部２０６による送風量が少ないと、発汗量検出装置２００の内部の気体の流量が少ないので、混合部２０３の内部の気体が、混合部２０３の内部に留まってしまい、混合部２０３の相対湿度が上がる。このとき、排気通路２０７の相対湿度が１００％ＲＨに近づく。よって、吸気通路２０１および排気通路２０７の相対湿度において、第一の温湿度センサ２０２および第二の温湿度センサ２０８の測定範囲の上限に達し、発汗量が測定できなくなる。

具体的には、マイクロコンピュータ７００は、排気通路２０７の相対湿度が所定の基準値（例えば９０％ＲＨ）以上であるときに送風量を一定量上昇させ、吸気通路２０１と排気通路２０７との相対湿度差が所定の値（例えば１０％ＲＨ）以下であるときに送風量を一定量低下させるように、送風部２０６の駆動を制御する。ただし、送風量を０にすると気体が逆流するので、送風量を０にしない。また、送風量を減少させる場合では、排気通路２０７の相対湿度が上限に達すると、測定ができなくなるので、送風量を減少させることより送風量を増加させることを優先させる。

発汗量は次式(3)で求められる。

Ｓ＝Ｑ×(ρ２−ρ１)・・・(3)
ここで、Ｓ：発汗量（ｇ）、Ｑ：送風量(ｍ^３)、ρ１：第一の温湿度センサ２０２の絶対湿度(ｇ／ｍ^３)、ρ２：第二の温湿度センサ２０８の絶対湿度（ｇ／ｍ^３）である。

〔ソフトウェアによる実現例〕
発汗量検出装置２００および２００Ａの制御ブロック（特に演算処理部２１０およびマイクロコンピュータ７００）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

後者の場合、発汗量検出装置２００および２００Ａは、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

〔まとめ〕
本発明の態様１に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、外部から取り入れた空気と生体から放散した汗とが混合される空間として形成される混合部２０３と、前記混合部２０３の下流側に設けられ、空気と汗とが前記混合部２０３で混合された混合気体を外部に送出する送風部２０６と、混合される前の空気の温度および相対湿度を測定する第一の温湿度センサ２０２と、混合気体の温度および相対湿度を測定する第二の温湿度センサ２０８とを備えている。

上記の構成によれば、混合部２０３の下流側に設けられた送風部２０６で混合気体を外部に送出することにより、混合部２０３は減圧される。これにより、生体から混合部２０３に至る生体の汗を取り入れる経路も減圧されるので、生体と発汗量検出装置２００、２００Ａとの密着性が向上する。それゆえ、上記経路に空気が入り込むことを防止して、第二の温湿度センサ２０８が正しく混合気体の温度および相対湿度を測定することができる。これにより、第一の温湿度センサ２０２で測定された温度および相対湿度から得られた絶対湿度と、第二の温湿度センサ２０８で測定された温度および相対湿度から得られた絶対湿度との差分として、生体の検出領域における発汗量を正しく検出することができる。したがって、発汗量の検出測定精度を向上させることができる。

本発明の態様２に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、上記態様１において、外部から前記混合部２０３へ空気を導く吸気通路２０１、２０１Ａと、前記送風部２０６から外部へ混合気体を導く排気通路２０７とをさらに備え、前記排気通路２０７における混合気体の排気能力が、前記吸気通路２０１、２０１Ａにおける空気の吸気能力より高い。

上記の構成によれば、送風部２０６の静圧能力の範囲で吸気通路２０１、２０１Ａから入ってくる空気の量より、排気通路２０７から出ていく混合気体の量の方が多くなるので、空気と汗とが混合される空間は減圧される。これにより、発汗量検出装置２００、２００Ａと生体との密着性が向上し、発汗量検出装置２００、２００Ａが生体から剥離しにくくなる。

本発明の態様３に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、上記態様１または２において、生体と接触して生体からの汗を取り入れる接触部２１３と、前記接触部２１３と生体との間の気密性を保持する気密部材２０９とをさらに備えている。

上記の構成によれば、気密部材２０９を用いることで、接触部２１３と生体との間の気密性を高めることができる。これにより、発汗量検出装置２００、２００Ａと生体との間に隙間をなくし、その隙間を介して、外部からの空気が入ることを防ぐので、測定精度を向上させている。

本発明の態様４に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、上記態様２において、生体と前記吸気通路２０１、２０１Ａの開口部（吸気口２０１ａ、２０１Ａａ）との間の気流を遮断する遮断部４００をさらに備えている。

上記の構成によれば、発汗量検出装置２００、２００Ａの外部において、生体からの汗が吸気通路２０１、２０１Ａの開口部に達することを阻止できる。これにより、発汗量検出装置２００、２００Ａの外部に広がる生体からの汗が、吸気通路２０１、２０１Ａに吸入されることがなく、吸気通路２０１、２０１Ａには、外部からの空気のみが吸入される。よって、吸気通路２０１、２０１Ａの相対湿度は低く抑えられ、発汗量の正確な測定が可能となる。

本発明の態様５に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、上記態様２または４において、空気が前記吸気通路２０１、２０１Ａに外部から吸入される吸気方向ＩＮと、混合気体が前記排気通路２０７から外部へ排出される排気方向ＯＵＴとのなす角度が９０度以上かつ１８０度以下である。

上記の構成によれば、排気通路２０７の排気が吸気通路２０１、２０１Ａに達することを防ぐことができる。これにより、吸気通路２０１、２０１Ａの相対湿度は低く抑えられ、発汗量の正確な測定が可能となる。

本発明の態様６に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、上記態様２、４または５において、前記排気通路２０７の相対湿度が所定の基準値以上であるときに前記送風部２０６による送風量を一定量上昇させ、前記吸気通路２０１、２０１Ａの相対湿度と前記排気通路２０７の相対湿度との差が所定の値以下であるときに前記送風部２０６による送風量を一定量低下させるように、前記送風部２０６の駆動を制御する送風制御部をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、送風部２０６による送風量が少ないときに、排気通路２０７の相対湿度が所定の基準値以上になると、送風部２０６による送風量を一定量上昇させることで、発汗量検出装置２００の内部の気体の流量を多くする。これにより、混合気体が滞留することを防ぎ、空気と汗とが混合される空間の相対湿度を下げることができる。一方、送風部２０６による送風量が大きいときに、上記空間の相対湿度が下がることで、吸気通路２０１と排気通路２０７との相対湿度差が所定の値以下になると、送風部２０６による送風量を一定量低下させる。これにより、吸気通路２０１と排気通路２０７との相対湿度差を十分に確保することができる。

以上のように、上記空間の相対湿度を下げたり、吸気通路２０１と排気通路２０７との相対湿度差を大きくしたりすることで、測定感度の低下を防止することができる。

本発明の態様７に係る発汗量検出装置２００、２００Ａは、上記態様１から６のいずれかにおいて、発汗量検出装置２００、２００Ａを生体に装着する装着部（遮断部４００）をさらに備えていてもよい。

上記の構成によれば、発汗量検出装置２００、２００Ａをウェアラブル機器として使用することができる。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

２００、２００Ａ 発汗量検出装置
２０１、２０１Ａ 吸気通路
２０１ａ、２０１Ａａ 吸気口（開口部）
２０２ 第一の温湿度センサ
２０３ 混合部
２０５ 汗取入部
２０６ 送風部
２０７ 排気通路
２０７ａ 排気口
２０８ 第二の温湿度センサ
２０９ 気密部材
２１０ 演算処理部
２１２、２１２Ａ 本体部
２１２ａ センサ取付部
２１３ 接触部
２１３ａ 凹部
４００ 遮断部（装着部）
７００ マイクロコンピュータ（送風制御部）
Ａ 検出対象部位（生体）
Ｄ１ 吸気口径
Ｄ２ 排気口径
ＩＮ 吸気方向
ＯＵＴ 排気方向

Claims (5)

1. 外部から取り入れた空気と生体から放散した汗とが混合される空間として形成される混合部と、
   前記混合部の下流側に設けられ、空気と汗とが前記混合部で混合された混合気体を外部に送出する送風部と、
   混合される前の空気の温度および相対湿度を測定する第一の温湿度センサと、
   混合気体の温度および相対湿度を測定する第二の温湿度センサとを備えていることを特徴とする発汗量検出装置。
2. 外部から前記混合部へ空気を導く吸気通路と、
   前記送風部から外部へ混合気体を導く排気通路とをさらに備え、
   前記排気通路における混合気体の排気能力が、前記吸気通路における吸気能力より高いことを特徴とする請求項１に記載の発汗量検出装置。
3. 生体と接触して生体からの汗を取り入れる接触部と、
   前記接触部と生体との間の気密性を保持する気密部材とをさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の発汗量検出装置。
4. 生体と前記吸気通路の開口部との間の気流を遮断する遮断部をさらに備えていることを特徴とする請求項２に記載の発汗量検出装置。
5. 空気が前記吸気通路に外部から吸入される吸気方向と、混合気体が前記排気通路から外部へ排出される排気方向とのなす角度が９０度以上かつ１８０度以下であることを特徴とする請求項２または４に記載の発汗量検出装置。

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