JP2876882B2 - 寝室温度湿度制御装置 - Google Patents

寝室温度湿度制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、寝床内の温湿度を検知
して温度湿度可変手段を制御し、快適な睡眠環境を提供
する寝室温度湿度制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、電気毛布、電気敷布あるいはこ
たつなどで寝床内を加温するか、寝室全体をエアコンや
ストーブで加温または冷房して室温を制御していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の温度
制御では、例えば壁掛け式のエアコンで空調すると、寝
室内の温度分布や気流分布が場所により異なり、さらに
エアコンの温度センサでは寝床内の温湿度を検知できな
いため、就寝している人に快適な空調を提供することは
困難であった。
【0004】本発明はこのような課題を解決するもの
で、寝床内の温湿度を検出し、温度湿度可変手段を制御
して、就寝者に快適な寝床を提供することを目的とする
ものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、寝室内の温度および湿度を可変する温度湿
度可変手段と、寝床内の温度と湿度を検出する複数の温
度センサおよび湿度センサと、温度センサおよび湿度セ
ンサの出力に基づいて温度湿度可変手段をフィードバッ
ク制御する制御部とを備え、センサからの出力より温冷
感および発汗感を推定して温度湿度可変手段を制御する
ようにしたものである。
【0006】また、室温と温冷感により温度湿度可変手
段の温度を設定するようにしたものである。
【0007】また、発汗感により温度湿度可変手段の送
風強度を制御するようにしたものである。
【0008】また、室温、温冷感および発汗感により温
度湿度可変手段の温度変化設定をするようにしたもので
ある。
【0009】
【作用】この構成によれば、人体が就寝中の寝床内の温
度湿度を検出し、温冷感および発汗感を推定して寝室の
温度湿度を制御するので、常に就寝者に快適な寝床を提
供することができる。
【0010】まず、温湿度可変手段としてエアコンを用
いた装置では、発汗の程度によるエアコンの送風強度の
コントロールを行うことができるので、発汗の早期検出
による速やかな対応により、身体に優しく、エネルギー
の消費も少ない冷房が可能になる。また、発汗がおさま
った時点で寝床内の温度上昇も停止するため、温度調節
能力は弱まり、送風強度も弱まるため、発汗後の冷却に
よる寝冷えの防止に効果があった。なお、寝床内の温度
と湿度の測定は5分間隔で行うことにより、寝床内の温
度変化に速やかに対応することができる。
【0011】また、温湿度可変手段として輻射パネルを
用いた装置の場合も、輻射パネルの温度を温度制御部に
より制御して、上記の装置と同様に室温の制御を行うこ
とにより、温冷感に即した温度調節を行うことができ
る。さらに、湿度センサからの情報により発汗感を推定
し、推定された発汗感により温度調節を行う。発汗の発
生温度はスポーツ選手では高く、活動量によっても異な
るなど、個人差が大きい。また、睡眠中は体温調節機能
が低下するため、発汗による体温調節が大きな割合を占
める。そこで、発汗検知の情報を加えることにより、個
人差に対応した温度調節を行うことができる。発汗を早
期に検出するためには、湿度センサの検出する湿度の値
の増加率から次の5分後の発汗感を予測し、65%RH
を越える場合には温度を低下させるよう制御することに
より、さらに迅速な対応を行うことができる。このよう
に、発汗の有無で温度を制御することにより、速やかに
発汗を止め、夜中に汗だくになり睡眠を妨げられること
がなくなり、快適に睡眠できる環境を提供することがで
きることとなる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例の寝室温度湿度制御装置を
図面を参照しながら説明する。
【0013】(実施例1)図1に実施例1の寝室温度湿
度制御装置の構成を示す。図に示すように、寝床1の上
に設けられた温度センサ3、湿度センサ4およびエアコ
ン2のコントロール部6は制御回路5に接続されてい
る。制御回路5では寝床内の温度、湿度が設定値になる
ように温度センサと湿度センサの出力に応じてエアコン
2のコントロール部6をフィードバック制御するように
構成されている。
【0014】寝床内の温湿度を検出する温度センサ3と
湿度センサ4は、図1に示すように寝具1の上部で就寝
する人体の背中に相当する位置に直線状に配列されてい
る。この位置にセンサを配置したのは、寝床内温度分布
と就寝者の皮膚温の関係を調べた結果、もっとも皮膚温
に近く、バラツキの少ない温度を検出できるからであ
る。その理由は就寝者の身体による加圧面積が最も広い
位置であるからと考えられる。さらに、覚醒状態の被験
者が寝床に入り、身体各部の皮膚温を計測するととも
に、冷温感、発汗感、快適感について申告する実験によ
れば、寝具の背中部の温度は、寝床内の人の冷温感、発
汗感、快適感に良く相関した。また、湿度センサを温度
センサと同じ場所に設置することにより、就寝者の身体
の位置を温度センサで検出しながら湿度を検出すること
ができるので、寝室内の湿度の影響を避けて測定でき、
発汗状態に応じた寝床内の湿度を検出することができ
る。
【0015】温度センサ3には小型のサーミスタを用い
た。湿度センサ4にはセラミック基板上に高分子半導体
の薄膜を蒸着したり、高分子半導体の微粉末を塗布した
りして構成した電気抵抗式のセンサ、またはナイロンリ
ボンの湿度変化に伴う伸縮を利用した構成のセンサを用
いた。
【0016】温度センサ3の示す温度の中で、最高温度
max と冷温感の間には図2に示す関係が得られた。こ
の関係を用いて、Tmax を測定し、温冷感をつぎの7段
階に推定する。
【0017】−3:寒い −2:涼しい −1:やや涼しい 0:どちらでもない +1:やや暖かい +2:暖かい +3:暑い とする。温冷感の推定にファジイの手法を用いると、推
定の当たる確率を高めることができた。
【0018】つぎに、ベッドの端に設けた温度センサ3
の値より寝床近くの室温を測定する。この室温とTmax
から、(表1)、(表2)に示す温度調節設定表に基づ
き、エアコンの温度調節を行う。室温の測定は、エアコ
ン内部に温度センサを設置して行ってもよいが、できる
だけ寝床近くの温度を検出したほうが、就寝する人体に
快適な温度コントロールが可能であった。ベッド内の温
度から温冷感を推定して温度調節を行うことにより、よ
り人体の皮膚温を加味した細かな制御を行うことができ
た。この制御により、室温が低くても、入浴後で皮膚温
が高い場合や、就寝中に布団を蹴飛ばして寝床内の温度
が低くなった場合や、単に室内の温度をモニターしてい
るだけでは判らない人体の状態をすばやくとらえて制御
することができた。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】つぎに、Tmax に近い場所の温度センサ4
の値と発汗度の申告値 0:発汗なし 1:やや発汗あり 2:発汗あり 3:おおいに発汗 を比べると、65%RH以上で1、75%RHで2、8
5%RH以上で3と申告されていた。そこで、エアコン
の送風強度を発汗感1では弱に、2では中に、3では強
に制御する。この制御により、発汗の程度による送風の
コントロールを行うことができるので、発汗の早期検出
による速やかな対応により、身体に優しく、エネルギー
の消費も少ない冷房が可能になる。また、発汗がおさま
った時点で寝床内の温度上昇も停止するため、温度調節
能力は弱まり、送風強度も弱まるため、発汗後の冷却に
よる寝冷えの防止に効果があった。なお、寝床内の温度
と湿度の測定は5分間隔で行うことにより、寝床内の温
度変化に速やかに対応することができる。
【0022】(実施例2)実施例1では、エアコンを用
いて室内の温湿度を調節した例について説明したが、本
実施例2では、天井や壁に輻射パネル7を設けた例につ
いて説明する。図3に示すように、輻射パネルを天井や
壁に設け、熱輻射による温度調節を行うと、就寝中の人
体に風が当たらないため、風による体感温度の変化や騒
音がないためより快適になる。特に、睡眠中の温度調節
には好適であると考えられる。
【0023】そこで、輻射パネルの温度を温度制御部8
により制御して、実施例1と同様に室温の制御を行うこ
とにより、温冷感に即した温度調節を行うことができ
る。さらに、湿度センサ4からの情報により発汗感を推
定し、推定された発汗感により(表3)〜(表5)に示
すように温度調節を行った。発汗の発生温度はスポーツ
選手では高く、活動量によっても異なるなど、個人差が
大きい。また、睡眠中は体温調節機能が低下するため、
発汗による体温調節が大きな割合を占める。そこで、発
汗検知の情報を加えることにより、個人差に対応した温
度調節を行うことができる。発汗を早期に検出するため
には、湿度センサの検出する湿度の値の増加率から次の
5分後の発汗感を予測し、65%RHを越える場合には
温度を低下させるよう制御することにより、さらに迅速
な対応を行うことができる。このように、発汗の有無で
温度を制御することにより、速やかに発汗を止め、夜中
に汗だくになり睡眠を妨げられることがなくなり、快適
に睡眠できる環境を提供することができる。
【0024】
【表3】
【0025】
【表4】
【0026】
【表5】
【0027】(表3)〜(表5)に示した発汗感を加え
た温度制御は、温湿度可変手段として輻射パネルを用い
た本実施例の場合も、エアコンを用いた実施例1の場合
と同様の効果が得られた。また、エアコンと輻射パネル
を併用し温湿度を制御する場合には、寝床内の温湿度の
情報により制御するのが効果的である。すなわち、寝床
内の温度の急上昇により入床を判断し、エアコンを作動
させて速やかに快適な温熱環境を実現し、寝床内湿度の
上昇により入眠を検知して騒音を発しない輻射暖房に切
り替えることにより、快適で身体に優しい安眠できる快
適な温湿度制御が可能となる。
【0028】
【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば、寝室内の温度と湿度を可変する手段
と、寝床内の温度と湿度を検出する温度センサと湿度セ
ンサと、温度センサ、湿度センサの出力に基づいて冷温
感と発汗感を推定し、温度湿度可変手段をフィードバッ
ク制御する制御部とを備えた寝室温度湿度制御装置を用
いることにより、寝床内で睡眠中の人の睡眠経過に即し
た寝床内気候を提供できる。また、発汗感を含めた温湿
度制御を行うことにより、睡眠時の身体状態の個人差に
対応する制御を行うことができ、快適な寝床内気候を提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の寝床内温度湿度制御装置の
構成を示す斜視図
【図2】同寝床内温度と温冷感の関係を示す図
【図3】同実施例2の寝床内温度湿度制御装置の構成を
示す斜視図
【符号の説明】
1 寝床 2 エアコン 3 温度センサ 4 湿度センサ 5 制御回路 6 コントロール部 7 輻射パネル 8 温度制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 晋 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 吉池 信幸 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 平1−193541(JP,A) 特開 平4−76344(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24F 11/02

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】寝室内の温度および湿度を可変する温度湿
    度可変手段と、寝床内の温度と湿度を検出する複数の温
    度センサおよび湿度センサと、前記温度センサおよび湿
    度センサの出力に基づいて前記温度湿度可変手段をフィ
    ードバック制御する制御部とを備え、前記センサからの
    出力より温冷感および発汗感を推定して前記温度湿度可
    変手段を制御してなる寝室温度湿度制御装置。
  2. 【請求項2】室温と温冷感により温度湿度可変手段の温
    度を設定する請求項1記載の寝室温度湿度制御装置。
  3. 【請求項3】発汗感により温度湿度可変手段の送風強度
    を制御する請求項1記載の寝室温度湿度制御装置。
  4. 【請求項4】室温、温冷感および発汗感により温度湿度
    可変手段の温度変化設定を行う請求項1記載の寝室温度
    湿度制御装置。
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