JP3633525B2 - Sweating human body model device and measurement method using the device - Google Patents

Sweating human body model device and measurement method using the device Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は発汗人体模型装置およびその装置を用いた測定方法に関し、より特定的には、発汗人体模型装置の新規構造の案出およびその装置を用いた測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、衣服は体を熱的に保護し、外界からの危害や汚染から守るという機能を発揮するものとして着用され、機能面中心の衣服開発が行なわれてきた。しかし、近年は、機能性を前提として、快適性の要求を加味した衣服の開発が重要となってきている。特に、衣服着用時に感じる温熱湿潤感覚を考慮した衣服の素材、デザインなどの事前評価を行なうことは有用である。
【0003】
しかし、人体による着心地評価などでは、再現性が低い、個人差がある、特殊環境条件下での評価が難しいなどの問題があるため、機器による計測が有効になる。温熱・湿潤感覚を反映した快適な衣服等を開発するには、衣服の熱・水分移動特性を計測できるマネキン型の発汗人体模型装置を用いて、それらの感覚と対応が取れるように発汗量、皮膚温について実際の人体に近い状態を再現できる必要がある。
【0004】
ここで、図4を参照して、従来の発汗人体模型装置の発汗機構について説明する。人体の外形を形成する本体壁501には、複数(体全体では、数万個程度)の微細な発汗孔501aが設けられている。本体壁501の中側には、開口孔502aが設けられた緩衝壁502が設けられ、さらにこの緩衝壁502の中側には、閉じられた空間を形成するための内部壁503が設けられている。内部壁503によって閉じられた空間内に、ポンプ505により飽和蒸気506がチューブ504を通って送り込まれる。飽和蒸気506は、緩衝壁502に一旦衝突することにより分散され、本体壁501に設けられた発汗孔501aから外方に流れ出すことになる。
【0005】
従来の衣類の評価においては、上記構造からなる発汗人体模型装置を用いることにより、衣類の熱・水分移動特性等が測定されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記構造からなる発汗人体模型装置の場合、汗として飽和蒸気が用いられており、不感蒸泄、少量(気相)発汗環境における衣類の評価を行なうことは可能であった。しかし、たとえばハードなスポーツ(スキー等)時の多量(液相)発汗環境を再現することはできなかった。また、人間の関節に相当する位置、特に、股部および膝部を曲げることができない構造となっていたために、立つ、座る、寝るの姿勢を発汗人体模型装置に与えることができず、座った状態での衣類の評価を行なうこともできなかった。
【0007】
したがって、この発明は、上記問題を解決することを1つの目的としてなされたものであり、運動上想定した温熱快適性の評価を可能とするために、多量(液相)発汗環境を再現することを可能とし、また、立つ、座る、寝るの姿勢を得ることを可能とする発汗人体模型装置およびその装置を用いた測定方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に基く発汗人体模型装置においては、衣服の特性を測定するために用いられる発汗人体模型装置であって、人体の外形を形成する本体壁と、上記本体壁に設けられる複数の発汗孔と、上記発汗孔を含む上記本体壁を覆うように設けられる模擬皮膚層と、上記本体壁の内面側に設けられる加熱手段と、上記発汗孔に連通され、上記発汗孔に所定量の水分を送り込むための水量調整手段と、上記模擬皮膚層の表面温度を測定するための第1センサと、上記衣服を当該発汗人体模型装置に装着した場合に、上記模擬皮膚層と上記衣服との間に形成される空気層の温度および湿度を測定するための第2センサと、を備える。
【0009】
上記構成によれば、加熱手段により模擬皮膚層の表面温度を所定温度に制御しながら、水量調整手段により模擬皮膚層に送り込まれる水分量を制御することにより、多量(液相)発汗環境を再現することが可能になる。これにより、第1センサおよび第2センサを用いて、運動上想定した衣服内温湿度、模擬皮膚表面温度の経時変化の測定が可能となり、このような環境下における適切な衣服の評価ができ、衣服着用時に感じる温熱湿潤感覚を考慮した衣服の素材、デザインなどの事前評価の充実化を図ることが可能になる。なお、加熱手段および水量調整手段の制御により、不感蒸泄、および少量(気相)発汗環境の再現も可能である。
【0010】
また、上記発明において好ましくは、上記人体の表面を所定の表面部位に分割し、分割された各表面部位毎に所定数の上記発汗孔が設けられ、かつ、分割された各表面部位毎に上記水量調整手段が設けられる。また、上記発明においてさらに好ましくは、上記人体の表面を、全身を体幹前部、体幹後部、腰部、右腕部、左腕部、右大腿部、左大腿部、右下腿部、および左下腿部の9つの表面部位に分割する。
【0011】
このように、各表面部位毎に水量調整手段を設けることにより、人間の発汗パターンに適合させた発汗環境を再現することが可能になり、信頼性の高い衣服の評価を行なうことが可能になる。
【0012】
また、上記発明においてさらに好ましくは、上記本体壁の股部および膝部に相当する位置が、屈曲可能に設けられる。これにより、当該発汗人体模型装置に立位および寝位だけでなく、座位の状態も与えることが可能になり、座位状態における、背面部、臀部、大腿部裏側等の発汗環境を再現することが可能になり、さらに信頼性の高い衣服の評価を行なうことが可能になる。
【0013】
また、この発明に基いた測定方法においては、上記発汗人体模型装置に衣服を装着した状態で、発汗人体模型装置の環境を測定するための測定方法であって、上記加熱手段および上記水量調整手段を制御することにより、所定の測定環境を形成する測定環境形成ステップと、上記測定環境下において、上記第1センサ、上記第2センサ、および上記加熱手段の少なくともいずれかにより衣服特性評価データを測定する評価データ測定ステップとを備える。
【0014】
このような評価ステップにおいては、加熱手段により模擬皮膚層の表面温度を所定温度に制御しながら、水量調整手段により模擬皮膚層に送り込まれる水分量を制御することにより、多量(液相)発汗環境を再現することが可能になる。これにより、第1センサおよび第2センサを用いて、運動上想定した衣服内温湿度、模擬皮膚表面温度の経時変化の測定が可能となり、このような環境下における適切な衣服の評価ができ、衣服着用時に感じる温熱湿潤感覚を考慮した衣服の素材、デザインなどの事前評価の充実化を図ることが可能になる。なお、加熱手段および水量調整手段の制御により、不感蒸泄、および少量(気相)発汗環境の再現も可能である。
【0015】
また、上記発明において好ましくは、上記測定環境形成ステップは、上記加熱手段により定温制御を行ない、上記評価データ測定ステップは、上記第2センサにより衣服内の温湿度を測定する。これにより、衣服の保温性能、吸・放湿性能等を測定することが可能になる。
【0016】
また、上記発明において好ましくは、上記測定環境形成ステップは、上記加熱手段により定温制御を行ない、上記評価データ測定ステップは、上記加熱手段により消費電力量を測定する。これにより、衣服の放熱量の測定が可能になり、その結果、衣服の保温性能を正確に測定することが可能になる。
【0017】
また、上記発明において好ましくは、上記測定環境形成ステップは、上記加熱手段により定電力制御を行ない、上記評価データ測定ステップは、上記第1センサにより上記模擬皮膚層の表面温度を測定する。これにより、発汗人体模型装置の表面からの熱移動の測定が可能となり、体の蓄熱量、放熱量を評価することが可能になる。
【0018】
また、上記発明においてさらに好ましくは、上記人体の表面を、所定の表面部位に分割し、分割された各表面部位のそれぞれに上記水量調整手段が設けられ、分割された各表面部位毎に、上記測定環境形成ステップおよび評価データ測定ステップが実行される。これにより、人間の発汗パターンに適合させた発汗環境を再現することが可能になり、信頼性の高い衣服の評価を行なうことが可能になる。
【0019】
また、上記発明においてさらに好ましくは、上記本体壁の股部および膝部に相当する位置が、屈曲可能に設けられ、上記発汗人体模型装置を、立位、座位、および寝位のいずれかの状態にして、上記測定環境形成ステップおよび評価データ測定ステップが実行される。これにより、従来の立位および寝位だけでなく、座位状態における、背面部、臀部、および大腿部裏側等の発汗環境を再現することが可能になり、さらに信頼性の高い衣服の評価を行なうことが可能になる。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に基いた発汗人体模型装置およびその装置を用いた測定方法について、図を参照しながら説明する。
【0021】
(発汗人体模型装置100の概要)
まず、図1〜図3を参照して、この発明に基いた発汗人体模型装置の概要について説明する。なお、図1は、本実施の形態における発汗人体模型装置100の全体を示す模式図であり、図2は、発汗人体模型装置100に採用される発汗機構の構成を示す部分断面図であり、図3は発汗人体模型装置100の産熱制御を制御するためのブロック図である。
【0022】
本実施の形態における発汗人体模型装置100は、日本人の成人男子をベースにした人体形状本体壁を備え、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。
【0023】
図1を参照して、本実施の形態における発汗人体模型装置100は、その表面を、体幹前部101、体幹後部102、腰部103、右腕部104、左腕部105、右大腿部106、左大腿部107、右下腿部108、および左下腿部109の9つの表面部位に分割して、各部位の発汗を制御する機構が採用されている。
【0024】
(ボディサイズおよび面積)
発汗人体模型装置100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、厚さ約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。
【0025】
他の付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100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。
【0026】
(ボディ分割および関節)
上述したように、この発汗人体模型装置100の発汗制御は、体幹前101、体幹後102、腰103、右左腕104,105、右左大腿106,107、右左下腿108,109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)、左右の腰と股部(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。
【0027】
上記関節部位に加え、首部、体幹前後部、腰部、手首部、足首部には樹脂板による断熱が施してある。発汗人体模型装置100の姿勢変化を伴う場合は、手動により、頭部のワイヤ牽引、および腰−大腿部−下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。
【0028】
(発汗機構の構成)
次に、図2を参照して、発汗人体模型装置100の発汗機構の構成について説明する。発汗人体模型装置100の人体形状を形作る本体壁100Aの所定位置には、発汗孔110aと、この発汗孔を含む本体壁100Aを覆うように設けられる模擬皮膚層130と、本体壁100Aの内面側に設けられる加熱手段としての加熱ヒータ120、発汗孔110aに連通され、発汗孔110aに所定量の水分を送り込むための水量調整手段111と、模擬皮膚層130の表面温度(皮膚温(模擬皮膚温度))を測定するため、模擬皮膚層130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140と、衣服200を発汗人体模型装置100に装着した場合に、模擬皮膚層130と衣服200との間に形成される空気層Aの温度および湿度(衣服内気候(衣服内温湿度))を測定するため、センサ部が空気層Aに位置するように配置される第2センサとしての温湿度センサ150とを備えている。なお、皮膚温(模擬皮膚温度)とは、発汗人体模型装置100のボディ部位の設定温度、あるいは、温度センサ140にて計測した発汗人体模型装置100の表面温度(単位は℃)を意味する。また、衣服内気候(衣服内温湿度)とは、発汗人体模型装置100の皮膚表面と衣服との隙間の温度(単位は℃)および湿度(単位は%RHまたはmmHg)を意味する。
【0029】
水量調整手段111としては、発汗孔110aに直接連通するチューブ112と、送水ポンプ114と、水を蓄えるための元水タンク118とを備える。
【0030】
発汗孔110aは、全身に約90〜450個設けられ、各発汗孔110aにチューブ112が配置されるとともに、上述した体の各部位ごとに送水ポンプ114が割当てられる。したがって、体の各部位毎に送水量(発汗量)を調節することが可能である。たとえば、発汗孔110aは、各部位にそれぞれ10〜50箇所設けられる。なお、発汗孔110aの直径は約1mmである。なお、送水量(発汗量)とは、発汗人体模型装置100のボディ部位の設定する水(汗)の吐出量を示し、単位はg/m・hである。
【0031】
送水ポンプ114には、ISMADEC社製IP−24を用い、時間吐出制御(タイマ制御による1回の吐出量は1秒)で使用する。送水量(発汗量)はチューブポンプ送水法により、1000g/m・hレベルの吐出が可能である。元水タンク118の水(汗)は発汗人体模型装置100の頭部に設けられるチューブ導入部で定温ヒータ(図示省略)により予熱する。送水量(発汗量)は、送水ポンプ114の運転/停止時間の関係に基づき設定される。元水タンク118の水源秤量も天秤でモニタすることが可能である。発汗人体模型装置100の姿勢変化の影響は、チューブ112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。
【0032】
本体壁100Aの表面には、発汗孔110aから吐出する水を皮膚上に拡散させるため、立体的に縫製された模擬皮膚層130が設けられている。この模擬皮膚層130は、綿100%、30’s天竺編地が用いられている。体幹部(体幹前101、体幹後102、腰103)はボディスーツ状に縫製され、四肢(左右腕104,105、左右大腿部106、107、左右下腿部108,109)はそれぞれ筒状に縫製されている。なお、関節部は模擬皮膚層130では覆われていない。
【0033】
(加熱ヒータ120)
加熱ヒータ120として本体壁100A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、模擬皮膚層130の表面温度を測定するための温度センサ140が設けられている。なお、温度センサ140を制御するためのケーブル類はすべて、発汗人体模型装置100の頭部側から、本体壁100A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である。
【0034】
(発汗人体模型装置100の計測制御)
発汗人体模型装置100の計測制御について、図3を参照して説明する。発汗人体模型装置100の計測制御としては、水量調整手段111の各部位毎の送水ポンプ114を調整して、送水量を制御するための送水量調整手段301、加熱ヒータ120を制御するためのヒータ制御手段302、および送水量調整手段301とータ制御手段302との情報処理を実行するための中央演算装置(CPU)300を備える。また、温度センサ140および湿温度センサ150によって得られる情報も、中央演算装置(CPU)300に入力される。
【0035】
発汗人体模型装置100は、体幹前101、体幹後102、腰103、左右腕104,105、左右大腿106,107、左右下腿108,109の合計9部位それぞれに独立した温度制御チャンネルが割当てられており、各部位ごとに定温制御あるいは定電力出力によるボディの温度制御が可能なようにプログラムされている。また、各部位ごとの加熱ヒータ120への通電率(時間比率)から供給電力を求めることができる。
【0036】
(産熱能力)
模擬皮膚層130の表面温度は、室温〜50℃まで制御可能である。室温程度(24.9℃×58.6%RH)から皮膚温を40.0℃に設定した場合、約30分で昇温可能である。また、同じ外気条件下で、40.0℃定温制御安定時の供給電力に基づき、定電力制御に切換えた場合の制御性も確認してある。
【0037】
(検出器の構成)
計測に用いる検出器には、温湿度センサ150および温度センサ140が用いられる。温湿度センサ150には、ヴァイサラ社製(15041Pt)を使用した。温湿度センサ150は胸部、背部、腰前部、右腕部、右大腿部、右下腿部、フリー(2点)、および外気モニタ用の計9点使用した。温度は0〜50℃、湿度は0から99%RHで検出できる。温度センサ140には、測温抵抗体のチノー社製(R060−33、12.5×8.0×1.0mm)を、5箇所任意の箇所に取付けた。
【0038】
(ソフトウェア機能)
中央演算装置(CPU)300には富士通社製、FMV−TII20を使用し、Windows(登録商標)95上で動作する計測制御ソフトウェアにより、産熱、発汗の制御と、温湿度、供給電力などの計測を行なった。
【0039】
計測制御ソフトウェアは次の機能を備えている。
発汗人体模型装置100のシステムの起動および停止
発汗人体模型装置100の条件設定(定数テーブルの設定・変更・保存、その他の条件設定)
発汗人体模型装置100の制御条件設定(皮膚温、発汗量、計測条件、その他)
発汗人体模型装置100の計測条件設定モード(事項入力、計測値)
発汗人体模型装置100の調整モード(準備・調整:予熱運転(定温)、放流運転(発汗))
発汗人体模型装置100の計測・制御(運転)(データファイル、制御・計測開始・データ出力・表示、測定終了)
発汗人体模型装置100のデータ保存・表示・印刷(データの表示・出力)
(測定方法)
次に、上記発汗人体模型装置100に衣服を装着した状態で、発汗人体模型装置100の環境を測定するための測定方法について説明する。なお、細部については測定の目的に応じて変更することが可能である。
【0040】
まず、実験に用いる試料衣服の調整(調湿)、測定室の外気温湿度等の調整を実施しておく。また、発汗人体模型装置100に試料衣服を着せることができるように、必要に応じて切込部を設ける。切込部は発汗人体模型装置100に後縫い付けるか、安全ピンなどを用いて固定する。
【0041】
次に、発汗人体模型装置100の計測制御ソフトウェアを立上げる。必要に応じて装置の固有値の確認変更を行なう。初期状態をできるだけ捉えるため、計測制御ソフトウェアのコンディショニングを選択し、発汗人体模型装置100の予熱、初期発汗(汗腺に汗が満たされている状態にする)を行なう。
【0042】
測定目的に応じて立位、座位、寝位に姿勢を変化させる。試料衣服をボディに装着する。必要に応じて手・足は外して着せる。次いで計測に必要な温度センサ140センサおよび温湿度センサ150を所定位置に固定する。その後、少なくとも試料衣料の装着後30分以上経過させて安定させ、測定環境形成ステップを実行する。なお、本実施の形態においては、多量(液相)発汗環境を再現することを目的としているが、加熱手段および水量調整手段の制御により、不感蒸泄、および少量(気相)発汗環境の再現も可能である。
【0043】
次に、計測プロトコルをソフトウェアで設定する。その後、計測制御ソフトウェアに従い、衣服内温湿度、表面温度、および供給電力等の衣服特性評価データの計測ステップを開始する。必要に応じて画面で計測値をモニタする。
【0044】
なお、衣服の断熱性は次の式(1)および(2)により記述される。
R=(Ts−Ta)/(H/S)・・・(1)
R:熱抵抗(℃・m/W)
Ts:発汗人体模型装置100の表面温度(℃)
Ta:環境温度(℃)
S:発汗人体模型装置100の表面積(m
H:供給電力(W)
ΔR=RNUDE−Rcl・・・(2)
ΔR:衣服の熱抵抗(℃・m/W)
NUDE:衣服を装着していない状態での熱抵抗(℃・m/W)
cl:衣服を装着した状態での熱抵抗(℃・m/W)
また、衣服内気候は発汗人体模型装置100のボディに設けられた温湿度センサ150による衣服内温度(℃)および衣服内湿度(%RHまたはmmHg)により示される。
【0045】
次に、衣服特性評価データの計測が終了したらデータを記録媒体に保存する。後処理として、発汗状態での測定後は、発汗人体模型装置100を乾燥させるため、好ましくは2時間以上の乾燥運転を行なう。
【0046】
次に、上記測定によって得られた衣服内温湿度、表面温度、供給電力の計測値から試料衣服の素材感の差、発汗量による差、衣服のデザインなどの違いによる効果を考察する。
【0047】
なお、上記測定環境形成ステップにおいて、加熱ヒータ120により定温制御を行ない、上記評価データ測定ステップにおいて、温湿度センサ150により衣服内の温湿度を測定することにより、衣服の保温性能、吸・放湿性能等を測定することが可能になる。
【0048】
また、上記測定環境形成ステップにおいて、加熱ヒータ120により定温制御を行ない、上記評価データ測定ステップにおいて、加熱ヒータ120により消費電力量を測定する。これにより、衣服の放熱量の測定が可能になり、その結果、衣服の保温性能を正確に測定することが可能になる。
【0049】
また、上記測定環境形成ステップにおいて、加熱ヒータ120により定電力制御を行ない、上記評価データ測定ステップにおいて、温度センサ140により上記模擬皮膚層130の表面温度を測定する。これにより、発汗人体模型装置の表面からの熱移動の測定が可能となり、体の蓄熱量、放熱量を評価することが可能になる。
【0050】
(作用・効果)
以上、本実施の形態における発汗人体模型装置およびその装置を用いた測定方法によれば、加熱ヒータ120により模擬皮膚層130の表面温度を所定温度に制御しながら、水量調整手段111により模擬皮膚層130に送り込まれる水分量を制御することにより、多量(液相)発汗環境を再現することが可能になる。これにより、温度センサ140および温湿度センサ150を用いて、運動上想定した衣服内温湿度、模擬皮膚表面温度の経時変化の測定が可能となり、このような環境下における適切な衣服の評価ができ、衣服着用時に感じる温熱湿潤感覚を考慮した衣服の素材、デザインなどの事前評価の充実化を図ることが可能になる。
【0051】
また、発汗人体模型装置100の全身を、体幹前部101、体幹後部102、腰部103、右腕部104、左腕部105、右大腿部106、左大腿部107、右下腿部108、および左下腿部109の9つの表面部位に分割し、各部位毎に水量調整手段111を設けることにより、人間の発汗パターンに適合させた発汗環境を再現することが可能になり、信頼性の高い衣服の評価を行なうことが可能になる。
【0052】
さらに、本体壁100Aの股部および膝部に相当する位置が、屈曲可能に設けられることにより、発汗人体模型装置100に立位および寝位だけでなく、座位の状態も与えることが可能になる。その結果、座位状態における、背面部、臀部、大腿部裏側等の発汗環境を再現することが可能になり、さらに信頼性の高い衣服の評価を行なうことが可能になる。
【0053】
なお、上記実施の形態においては、衣服の場合について説明したが、発汗を考慮した計測が可能であるとの観点に立てば、各種の繊維材料なども用いた、椅子シート、寝具等の評価に使用することが可能である。
【0054】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0055】
【発明の効果】
上記目的を達成するために、本発明に基く発汗人体模型装置およびその装置を用いた測定方法によれば、加熱手段により模擬皮膚層の表面温度を所定温度に制御しながら、水量調整手段により模擬皮膚層に送り込まれる水分量を制御することにより、多量(液相)発汗環境を再現することが可能になる。これにより、第1センサおよび第2センサを用いて、運動上想定した衣服内温湿度、模擬皮膚表面温度の経時変化の測定が可能となり、このような環境下における適切な衣服の評価ができ、衣服着用時に感じる温熱湿潤感覚を考慮した衣服の素材、デザインなどの事前評価の充実化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に基いた実施の形態における発汗人体模型装置100の全体を示す模式図である。
【図2】この発明に基いた実施の形態における発汗人体模型装置100に採用される発汗機構の構成を示す部分断面図である。
【図3】発汗人体模型装置100の産熱制御を制御するためのブロック図である。
【図4】従来の技術における発汗人体模型装置に採用される発汗機構の構成を示す部分断面図である。
【符号の説明】
100 発汗人体模型装置、100A 本体壁、101 体幹前部、102 体幹後部、103 腰部、104 右腕部、105 左腕部、106 右大腿部、107 左大腿部、108 右下腿部、109 左下腿部、110a 発汗孔、111 水量調整手段、112 チューブ、114 送水ポンプ、118 元水タンク、120 加熱ヒータ、130 模擬皮膚層、140 温度センサ、150 温湿度センサ、200 衣服、300 中央演算装置(CPU)、301送水量調整手段、302 ヒータ制御手段、A 空気層。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a sweating human body model device and a measurement method using the device, and more particularly to a creation of a novel structure of a sweating human body model device and a measurement method using the device.
[0002]
[Prior art]
Traditionally, clothing has been worn as a product that protects the body thermally and protects it from harm and contamination from the outside world. However, in recent years, on the premise of functionality, it has become important to develop clothes that take comfort demands into account. In particular, it is useful to make a preliminary evaluation of the material and design of the clothes in consideration of the sense of heat and humidity when wearing the clothes.
[0003]
However, in the comfort evaluation by the human body, there are problems such as low reproducibility, individual differences, and difficulty in evaluation under special environmental conditions. To develop comfortable clothes that reflect the sense of heat and moisture, we use a mannequin-type sweating human body model device that can measure the heat and moisture transfer characteristics of clothes, The skin temperature needs to be able to reproduce a state close to the actual human body.
[0004]
Here, with reference to FIG. 4, the perspiration mechanism of the conventional perspiration human body model apparatus is demonstrated. A main body wall 501 that forms the outer shape of the human body is provided with a plurality of fine sweat holes 501a (about tens of thousands in the whole body). A buffer wall 502 having an opening hole 502a is provided on the inner side of the main body wall 501, and an inner wall 503 for forming a closed space is further provided on the inner side of the buffer wall 502. Yes. A saturated vapor 506 is pumped through a tube 504 by a pump 505 into a space closed by an inner wall 503. The saturated vapor 506 is dispersed by once colliding with the buffer wall 502, and flows out from the perspiration holes 501 a provided in the main body wall 501.
[0005]
In the conventional evaluation of clothing, the heat / moisture transfer characteristics of the clothing have been measured by using a sweating human body model device having the above structure.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the sweating human body model device having the above structure, saturated steam is used as sweat, and it has been possible to evaluate clothes in insensitive steaming and small amount (gas phase) sweating environments. However, it has not been possible to reproduce a large volume (liquid phase) sweat environment during hard sports (skiing, etc.). In addition, the position corresponding to the human joints, especially the crotch and knees, was not able to bend, so it was not possible to give the sweating human body model device a standing, sitting, or sleeping posture. It was not possible to evaluate clothes in the state.
[0007]
Therefore, the present invention has been made for the purpose of solving the above problems, and reproduces a large amount (liquid phase) sweating environment in order to enable evaluation of thermal comfort assumed in exercise. It is another object of the present invention to provide a sweating human body model device and a measurement method using the device that make it possible to obtain a posture of standing, sitting, and sleeping.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the sweating human body model device according to the present invention, the sweating human body model device used for measuring the characteristics of clothes, the main body wall forming the outer shape of the human body, and the main body wall A plurality of sweat holes provided in the body, a simulated skin layer provided so as to cover the body wall including the sweat holes, a heating means provided on the inner surface side of the body wall, and the sweat holes communicated with the sweat hole. When the water amount adjusting means for feeding a predetermined amount of moisture into the hole, the first sensor for measuring the surface temperature of the simulated skin layer, and the clothes are attached to the sweating human body model device, the simulated skin layer And a second sensor for measuring the temperature and humidity of the air layer formed between the garment and the garment.
[0009]
According to the above configuration, the surface temperature of the simulated skin layer is controlled to a predetermined temperature by the heating means, and the amount of water fed to the simulated skin layer is controlled by the water amount adjusting means, thereby reproducing a large amount (liquid phase) sweating environment. It becomes possible to do. Thereby, using the first sensor and the second sensor, it is possible to measure the temporal change in the temperature and humidity in the clothes assumed for exercise and the simulated skin surface temperature, and it is possible to evaluate appropriate clothes in such an environment, It will be possible to enhance prior evaluations of clothing materials and designs that take into account the sense of heat and humidity when wearing clothes. In addition, by the control of the heating means and the water amount adjusting means, it is possible to reproduce insensitive digestion and a small amount (gas phase) perspiration environment.
[0010]
Preferably, in the above invention, the surface of the human body is divided into predetermined surface portions, a predetermined number of the perspiration holes are provided for each of the divided surface portions, and the surface is divided for each of the divided surface portions. A water amount adjusting means is provided. In the invention described above, more preferably, the surface of the human body is composed of a front part of the trunk, a back part of the trunk, a waist part, a right arm part, a left arm part, a right thigh part, a left thigh part, a right thigh part, Divide into 9 surface parts of the left lower leg.
[0011]
As described above, by providing the water amount adjusting means for each surface part, it becomes possible to reproduce the sweating environment adapted to the human sweating pattern, and it becomes possible to evaluate the clothes with high reliability. .
[0012]
In the present invention, more preferably, positions corresponding to the crotch portion and the knee portion of the main body wall are provided so as to be bendable. As a result, it is possible to give not only standing and sleeping positions to the sweating human body model device, but also to reproduce the sweating environment such as the back surface, buttocks, and thigh back in the sitting position. This makes it possible to evaluate clothes with higher reliability.
[0013]
The measurement method according to the present invention is a measurement method for measuring the environment of the sweating human body model device in a state where clothes are attached to the sweating human body model device, the heating unit and the water amount adjusting unit. A measurement environment forming step for forming a predetermined measurement environment by controlling the measurement, and under the measurement environment, clothing characteristic evaluation data is measured by at least one of the first sensor, the second sensor, and the heating means. And an evaluation data measuring step.
[0014]
In such an evaluation step, the surface temperature of the simulated skin layer is controlled to a predetermined temperature by the heating means, and the amount of water fed to the simulated skin layer is controlled by the water amount adjusting means, thereby allowing a large amount (liquid phase) perspiration environment. Can be reproduced. Thereby, using the first sensor and the second sensor, it is possible to measure the temporal change in the temperature and humidity in the clothes assumed for exercise and the simulated skin surface temperature, and it is possible to evaluate appropriate clothes in such an environment, It will be possible to enhance prior evaluations of clothing materials and designs that take into account the sense of heat and humidity when wearing clothes. In addition, by the control of the heating means and the water amount adjusting means, it is possible to reproduce insensitive digestion and a small amount (gas phase) perspiration environment.
[0015]
In the invention described above, preferably, the measurement environment forming step performs constant temperature control by the heating means, and the evaluation data measurement step measures temperature and humidity in the clothes by the second sensor. Thereby, it becomes possible to measure the heat retention performance, moisture absorption / moisture release performance, etc. of clothes.
[0016]
In the present invention, preferably, the measurement environment forming step performs constant temperature control by the heating means, and the evaluation data measurement step measures power consumption by the heating means. As a result, it is possible to measure the heat dissipation amount of the clothes, and as a result, it is possible to accurately measure the heat retaining performance of the clothes.
[0017]
In the present invention, preferably, the measurement environment forming step performs constant power control by the heating means, and the evaluation data measurement step measures the surface temperature of the simulated skin layer by the first sensor. This makes it possible to measure the heat transfer from the surface of the sweating human body model device, and to evaluate the amount of heat stored and the amount of heat released from the body.
[0018]
In the above invention, more preferably, the surface of the human body is divided into predetermined surface portions, and the water amount adjusting means is provided in each of the divided surface portions, and the surface amount is divided for each of the divided surface portions. A measurement environment formation step and an evaluation data measurement step are executed. Thereby, it becomes possible to reproduce the perspiration environment adapted to the human perspiration pattern, and it is possible to evaluate clothes with high reliability.
[0019]
In the above invention, more preferably, positions corresponding to the crotch and knee of the main body wall are provided so as to be bendable, and the sweating human body model device is in a state of standing, sitting, or sleeping. Thus, the measurement environment formation step and the evaluation data measurement step are executed. This makes it possible to reproduce not only the conventional standing and sleeping positions, but also the sweating environment such as the back, buttocks, and thighs in the sitting position. It becomes possible to do.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a sweating human body model apparatus based on the present invention and a measurement method using the apparatus will be described with reference to the drawings.
[0021]
(Overview of sweating human body model device 100)
First, with reference to FIGS. 1-3, the outline | summary of the sweating human body model apparatus based on this invention is demonstrated. FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire sweating human body model device 100 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a sweating mechanism employed in the sweating human body model device 100. FIG. 3 is a block diagram for controlling the heat production control of the sweating human body model device 100.
[0022]
Sweating human body model device 100 according to the present embodiment includes a human body wall based on a Japanese adult male, and simulates thermogenic sweating near the human body at the whole body part other than the joint, head, hand, and foot. It has a function that can. Also, by making the positions corresponding to the crotch and knees bendable, it is possible to change not only standing and sleeping positions, but also three different postures including sitting positions. It has the function to measure temperature and humidity and power consumption.
[0023]
Referring to FIG. 1, sweating human body model device 100 according to the present embodiment has front surfaces of trunk trunk 101, trunk trunk 102, waist 103, right arm 104, left arm 105, and right thigh 106. A mechanism is adopted that divides the left thigh 107, the right lower leg 108, and the left lower leg 109 into nine surface parts to control perspiration at each part.
[0024]
(Body size and area)
The body of the sweating human body model device 100 approximates the average (200 people) of Japanese adult males 25-29 years old in size according to JISL4004, and consists of a cast body made of aluminum alloy with a thickness of about 4mm, and anodized on the surface To make it black. The shoulder, crotch, and knee are provided with a bending mechanism for reproducing human joint functions, and the posture can be changed in the standing position, the sleeping position, and the sitting position.
[0025]
The body weight including other accessory devices is about 60 kg. The area of the part contributing to heat production and sweating of the sweating human body model device 100 does not include the area of the joint surface of the head, hands, feet, joints, and the like.
[0026]
(Body splitting and joints)
As described above, the sweating control of the sweating human body model device 100 is performed in a total of nine parts including the front trunk 101, the rear trunk 102, the waist 103, the right left arm 104, 105, the right left thigh 106, 107, and the right left lower leg 108, 109. It is divided into As joint parts, between the left and right arms and trunk (shoulder), between the left and right hips and crotch (base of thigh), and between the left and right thighs and lower leg (knee) There is a joint mechanism with a three-dimensional shoulder freedom and a two-dimensional joint mechanism at the base of the thigh and the knee.
[0027]
In addition to the joint parts, the neck, trunk front and back, waist, wrist, and ankle are thermally insulated with a resin plate. When accompanied by a posture change of the sweating human body model device 100, three posture changes of standing, sitting, and sleeping are manually performed by wire pulling of the head and adjustment of the hip-thigh-crus joints. Can be maintained. The joint fixing angle can be fixed at 0 °, 30 °, 60 °, and 90 ° at the base of the knee and thigh.
[0028]
(Structure of sweating mechanism)
Next, the configuration of the sweating mechanism of the sweating human body model device 100 will be described with reference to FIG. In a predetermined position of the body wall 100A that forms the human body shape of the sweating human body model device 100, a sweat hole 110a, a simulated skin layer 130 provided so as to cover the body wall 100A including the sweat hole, and the inner surface side of the body wall 100A A heater 120 as a heating means provided in the water, and a water amount adjusting means 111 for feeding a predetermined amount of water to the sweat hole 110a and a surface temperature (skin temperature (simulated skin temperature) of the simulated skin layer 130. )) Is measured, when the temperature sensor 140 as a first sensor provided so as to be in contact with the surface of the simulated skin layer 130 and the garment 200 are attached to the sweating human body model device 100, the simulated skin layer 130 and the garment 200 are measured. In order to measure the temperature and humidity (climate in clothes (temperature and humidity in clothes)) of the air layer A formed between And a temperature and humidity sensor 150 as a second sensor which is arranged to. The skin temperature (simulated skin temperature) means the set temperature of the body part of the sweating human body model device 100 or the surface temperature (unit: ° C.) of the sweating human body model device 100 measured by the temperature sensor 140. The in-clothing climate (in-clothing temperature / humidity) means the temperature (unit: ° C.) and humidity (unit:% RH or mmHg) of the gap between the skin surface of the sweating human body model device 100 and the clothing.
[0029]
The water amount adjusting means 111 includes a tube 112 that directly communicates with the perspiration hole 110a, a water supply pump 114, and a source water tank 118 for storing water.
[0030]
About 90 to 450 sweat holes 110a are provided in the whole body, a tube 112 is disposed in each sweat hole 110a, and a water pump 114 is assigned to each part of the body described above. Therefore, it is possible to adjust the water supply amount (sweat amount) for each part of the body. For example, 10 to 50 sweat holes 110a are provided in each part. The diameter of the sweat hole 110a is about 1 mm. The water supply amount (sweat amount) indicates the discharge amount of water (sweat) set by the body part of the sweating human body model device 100, and the unit is g / m. 2 -H.
[0031]
An IP-24 manufactured by ISMADEC is used for the water pump 114, and is used for time discharge control (one discharge amount by timer control is 1 second). Water supply (sweat) is 1000 g / m by tube pump water supply method. 2 ・ H level discharge is possible. The water (sweat) in the original water tank 118 is preheated by a constant temperature heater (not shown) at a tube introduction portion provided at the head of the sweating human body model device 100. The water supply amount (perspiration amount) is set based on the relationship between the operation / stop time of the water supply pump 114. The amount of water source in the original water tank 118 can also be monitored with a balance. As for the influence of the posture change of the sweating human body model device 100, the discharge was confirmed even in the sitting posture in which the tube 112 is most likely to be bent and in the sleeping position in which the bed difference is a concern, but there is no practical problem.
[0032]
On the surface of the main body wall 100A, a simulated skin layer 130 that is sewn three-dimensionally is provided in order to diffuse water discharged from the sweat holes 110a onto the skin. The simulated skin layer 130 is made of 100% cotton and 30's knitted fabric. The trunks (frontal 101, rear 102, waist 103) are sewn in a body suit, and the limbs (left and right arms 104, 105, left and right thighs 106, 107, left and right lower leg 108, 109) are respectively It is sewn in a cylindrical shape. The joint is not covered with the simulated skin layer 130.
[0033]
(Heating heater 120)
A cord heater is wired for each of the divided parts on the inner side of the main body wall 100A as the heater 120. The heater capacity of each part is about 100-200W. A temperature sensor 140 for measuring the surface temperature of the simulated skin layer 130 is provided in a substantially central region of each part. All the cables for controlling the temperature sensor 140 are introduced from the head side of the sweating human body model device 100 to the inside of the main body wall 100A. The power supplied to each part can be calculated from the product of the energization time rate and the heater capacity. The unit of power supply is W / m 2 It is.
[0034]
(Measurement control of sweating human body model device 100)
Measurement control of the sweating human body model device 100 will be described with reference to FIG. As measurement control of the sweating human body model device 100, a water supply amount adjusting unit 301 for adjusting the water supply amount by adjusting the water supply pump 114 for each part of the water amount adjusting unit 111, and a heater for controlling the heater 120. A control unit 302 and a central processing unit (CPU) 300 for executing information processing between the water supply amount adjusting unit 301 and the data control unit 302 are provided. Information obtained by the temperature sensor 140 and the wet temperature sensor 150 is also input to the central processing unit (CPU) 300.
[0035]
In the sweating human body model device 100, independent temperature control channels are assigned to a total of nine parts including the front trunk 101, the rear trunk 102, the waist 103, the left and right arms 104 and 105, the left and right thighs 106 and 107, and the left and right lower legs 108 and 109, respectively. Each part is programmed so that constant temperature control or temperature control of the body by constant power output is possible. Further, the supplied power can be obtained from the energization rate (time ratio) to the heater 120 for each part.
[0036]
(Heat production capacity)
The surface temperature of the simulated skin layer 130 can be controlled from room temperature to 50 ° C. When the skin temperature is set to 40.0 ° C. from about room temperature (24.9 ° C. × 58.6% RH), the temperature can be increased in about 30 minutes. In addition, the controllability when switching to constant power control is also confirmed based on the supplied power when 40.0 ° C. constant temperature control is stable under the same outside air conditions.
[0037]
(Configuration of detector)
A temperature / humidity sensor 150 and a temperature sensor 140 are used as detectors used for measurement. The temperature / humidity sensor 150 was manufactured by Vaisala (15041Pt). A total of nine temperature / humidity sensors 150 were used for the chest, back, front waist, right arm, right thigh, right lower leg, free (2 points), and outside air monitor. The temperature can be detected from 0 to 50 ° C. and the humidity from 0 to 99% RH. To the temperature sensor 140, resistance temperature detectors manufactured by Chino Co., Ltd. (R060-33, 12.5 × 8.0 × 1.0 mm) were attached to five arbitrary locations.
[0038]
(Software function)
The central processing unit (CPU) 300 uses FMV-TII20 manufactured by Fujitsu Limited, and control of heat production, sweating, temperature and humidity, power supply, etc. by measurement control software operating on Windows (registered trademark) 95 Measurement was performed.
[0039]
The measurement control software has the following functions.
System start and stop of sweating human body model device 100
Setting conditions for sweating human body model device 100 (setting / changing / saving constant table, setting other conditions)
Control condition setting of sweating human body model device 100 (skin temperature, sweating amount, measurement conditions, etc.)
Measurement condition setting mode of sweating human body model device 100 (item input, measurement value)
Adjustment mode of sweating human body model device 100 (preparation and adjustment: preheating operation (constant temperature), discharge operation (sweat))
Measurement / control (operation) of sweating human body model device 100 (data file, control / measurement start / data output / display, measurement end)
Data storage / display / printing of sweating human body model device 100 (data display / output)
(Measuring method)
Next, a measurement method for measuring the environment of the sweating human body model device 100 in a state where clothes are worn on the sweating human body model device 100 will be described. Details can be changed according to the purpose of measurement.
[0040]
First, adjustment (humidity adjustment) of sample clothing used in the experiment, adjustment of outside temperature and humidity of the measurement room, etc. are performed. Moreover, a notch part is provided as needed so that the sample clothing can be put on the sweating human body model device 100. The cut portion is sewn back to the sweating human body model device 100 or is fixed using a safety pin or the like.
[0041]
Next, the measurement control software of the sweating human body model device 100 is started up. Check and change the eigenvalues of the device as necessary. In order to capture the initial state as much as possible, conditioning of the measurement control software is selected, and the sweating human body model device 100 is preheated and the initial sweating (the sweat gland is filled with sweat) is performed.
[0042]
The posture is changed between standing, sitting and sleeping according to the measurement purpose. Wear sample clothing on the body. Remove hands and feet as necessary. Next, the temperature sensor 140 sensor and the temperature / humidity sensor 150 necessary for measurement are fixed at predetermined positions. Thereafter, at least 30 minutes after the sample garment is attached and stabilized, and the measurement environment forming step is executed. In the present embodiment, the purpose is to reproduce a large amount (liquid phase) sweat environment, but by the control of the heating means and the water amount adjustment means, insensitive steaming and reproduction of a small amount (gas phase) sweat environment. Is also possible.
[0043]
Next, the measurement protocol is set by software. Thereafter, according to the measurement control software, a measurement step of clothing characteristic evaluation data such as the temperature and humidity in the clothing, the surface temperature, and the supplied power is started. Monitor measurements on the screen as needed.
[0044]
In addition, the heat insulation of clothes is described by the following formulas (1) and (2).
R = (Ts−Ta) / (H / S) (1)
R: Thermal resistance (° C · m 2 / W)
Ts: surface temperature of sweating human body model device 100 (° C.)
Ta: Environmental temperature (° C)
S: Surface area of sweating human body model device 100 (m 2 )
H: Power supply (W)
ΔR = R NUDE -R cl ... (2)
ΔR: Thermal resistance of clothes (℃ ・ m 2 / W)
R NUDE : Thermal resistance (℃ ・ m without wearing clothes) 2 / W)
R cl : Thermal resistance (℃ ・ m with clothes on) 2 / W)
The climate in the clothes is indicated by the temperature in clothes (° C.) and the humidity in clothes (% RH or mmHg) by the temperature / humidity sensor 150 provided in the body of the sweating human body model device 100.
[0045]
Next, when the measurement of the clothing characteristic evaluation data is completed, the data is stored in a recording medium. As post-processing, after measurement in a sweating state, in order to dry the sweating human body model device 100, a drying operation is preferably performed for 2 hours or more.
[0046]
Next, the effect of the difference in the material feeling of the sample clothes, the difference due to the amount of perspiration, the difference in the design of the clothes, etc. will be considered from the measured values of the temperature and humidity in the clothes, the surface temperature, and the supplied power.
[0047]
In the measurement environment formation step, constant temperature control is performed by the heater 120, and in the evaluation data measurement step, the temperature / humidity of the garment is measured by the temperature / humidity sensor 150. It becomes possible to measure performance and the like.
[0048]
Further, constant temperature control is performed by the heater 120 in the measurement environment formation step, and the power consumption is measured by the heater 120 in the evaluation data measurement step. As a result, it is possible to measure the heat dissipation amount of the clothes, and as a result, it is possible to accurately measure the heat retaining performance of the clothes.
[0049]
In the measurement environment formation step, constant power control is performed by the heater 120, and in the evaluation data measurement step, the surface temperature of the simulated skin layer 130 is measured by the temperature sensor 140. This makes it possible to measure the heat transfer from the surface of the sweating human body model device, and to evaluate the amount of heat stored and the amount of heat released from the body.
[0050]
(Action / Effect)
As described above, according to the sweating human body model device and the measurement method using the device in the present embodiment, the simulated skin layer is controlled by the water amount adjusting unit 111 while the surface temperature of the simulated skin layer 130 is controlled to the predetermined temperature by the heater 120. By controlling the amount of moisture fed to 130, it is possible to reproduce a large amount (liquid phase) perspiration environment. As a result, it is possible to measure temporal changes in the temperature and humidity in the clothing and the simulated skin surface temperature assumed for exercise using the temperature sensor 140 and the temperature and humidity sensor 150, and it is possible to evaluate appropriate clothing in such an environment. In addition, it is possible to enhance prior evaluation of clothing materials and designs that take into account the sense of heat and humidity when wearing clothes.
[0051]
In addition, the whole body of the sweating human body model device 100 is divided into the front trunk 101, the rear trunk 102, the waist 103, the right arm 104, the left arm 105, the right thigh 106, the left thigh 107, and the right lower thigh 108. , And by dividing the left lower leg 109 into nine surface parts and providing a water amount adjusting means 111 for each part, it becomes possible to reproduce a sweating environment adapted to a human sweating pattern, It is possible to evaluate high clothes.
[0052]
Furthermore, the positions corresponding to the crotch portion and knee portion of the main body wall 100A are provided so as to be bendable, so that not only standing and sleeping positions but also a sitting position can be given to the sweating human body model device 100. . As a result, it is possible to reproduce the sweating environment such as the back surface, the buttocks, and the back of the thigh in the sitting state, and it is possible to evaluate clothes with higher reliability.
[0053]
In the above embodiment, the case of clothes has been described. From the viewpoint that measurement considering sweating is possible, evaluation of chair seats, bedding, etc. using various fiber materials is also possible. It is possible to use.
[0054]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0055]
【The invention's effect】
In order to achieve the above object, according to the sweating human body model apparatus and the measurement method using the apparatus based on the present invention, the surface temperature of the simulated skin layer is controlled to a predetermined temperature by the heating means and simulated by the water amount adjusting means. By controlling the amount of moisture fed into the skin layer, it is possible to reproduce a large amount (liquid phase) perspiration environment. Thereby, using the first sensor and the second sensor, it is possible to measure the temporal change in the temperature and humidity in the clothes assumed for exercise and the simulated skin surface temperature, and it is possible to evaluate appropriate clothes in such an environment, It will be possible to enhance prior evaluations of clothing materials and designs that take into account the sense of heat and humidity when wearing clothes.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an entire sweating human body model device 100 according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a sweating mechanism employed in the sweating human body model device 100 according to the embodiment based on the present invention.
3 is a block diagram for controlling heat production control of the sweating human body model device 100. FIG.
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a configuration of a sweating mechanism employed in a sweating human body model device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
100 sweating human body model device, 100A body wall, 101 front trunk, 102 trunk rear, 103 waist, 104 right arm, 105 left arm, 106 right thigh, 107 left thigh, 108 right lower leg, 109 Left lower leg, 110a Sweat hole, 111 Water volume adjusting means, 112 Tube, 114 Water supply pump, 118 water tank, 120 Heater heater, 130 Simulated skin layer, 140 Temperature sensor, 150 Temperature / humidity sensor, 200 Clothes, 300 Central calculation Device (CPU), 301 water supply amount adjusting means, 302 heater control means, A air layer.

Claims (10)

衣服の特性を測定するために用いられる発汗人体模型装置であって、
人体の外形を形成する本体壁と、
前記本体壁に設けられる複数の発汗孔と、
前記発汗孔を含む前記本体壁を覆うように設けられる模擬皮膚層と、
前記本体壁の内面側に設けられる加熱手段と、
前記発汗孔に連通され、前記発汗孔に所定量の水分を送り込むための水量調整手段と、
前記模擬皮膚層の表面温度を測定するための第1センサと、
前記衣服を当該発汗人体模型装置に装着した場合に、前記模擬皮膚層と前記衣服との間に形成される空気層の温度および湿度を測定するための第2センサと、を備える、発汗人体模型装置。
A sweating human body model device used to measure clothing characteristics,
A body wall that forms the outer shape of the human body;
A plurality of sweat holes provided in the body wall;
A simulated skin layer provided to cover the body wall including the sweat holes;
Heating means provided on the inner surface side of the main body wall;
A water amount adjusting means that communicates with the perspiration hole and feeds a predetermined amount of moisture into the perspiration hole;
A first sensor for measuring the surface temperature of the simulated skin layer;
A second sensor for measuring a temperature and humidity of an air layer formed between the simulated skin layer and the clothing when the clothing is attached to the sweating human body model device; apparatus.
前記人体の表面を所定の表面部位に分割し、分割された各表面部位毎に所定数の前記発汗孔が設けられ、かつ、分割された各表面部位毎に前記水量調整手段が設けられる、請求項1に記載の発汗人体模型装置。The surface of the human body is divided into predetermined surface portions, a predetermined number of the sweat holes are provided for each of the divided surface portions, and the water amount adjusting means is provided for each of the divided surface portions. The sweating human body model device according to Item 1. 前記人体の表面を、全身を体幹前部、体幹後部、腰部、右腕部、左腕部、右大腿部、左大腿部、右下腿部、および左下腿部の9つの表面部位に分割する、請求項2に記載の発汗人体模型装置。The surface of the human body is divided into nine surface parts including the front of the trunk, the back of the trunk, the waist, the right arm, the left arm, the right thigh, the left thigh, the right lower leg, and the left lower leg. The sweating human body model device according to claim 2, which is divided. 前記本体壁の股部および膝部に相当する位置が、屈曲可能に設けられる、請求項1から3のいずれかに記載の発汗人体模型装置。The sweating human body model device according to claim 1, wherein positions corresponding to a crotch portion and a knee portion of the main body wall are provided so as to be bendable. 請求項1に記載の発汗人体模型装置に衣服を装着した状態で、発汗人体模型装置の環境を測定するための測定方法であって、
前記加熱手段および前記水量調整手段を制御することにより、所定の測定環境を形成する測定環境形成ステップと、
前記測定環境下において、前記第1センサ、前記第2センサ、および前記加熱手段の少なくともいずれかにより衣服特性評価データを測定する評価データ測定ステップと、
を備える、測定方法。
A measurement method for measuring the environment of the sweating human body model device in a state in which clothes are attached to the sweating human body model device according to claim 1,
A measurement environment forming step for forming a predetermined measurement environment by controlling the heating means and the water amount adjusting means;
Under the measurement environment, an evaluation data measurement step of measuring clothing characteristic evaluation data by at least one of the first sensor, the second sensor, and the heating unit;
A measurement method.
前記測定環境形成ステップは、前記加熱手段により定温制御を行ない、
前記評価データ測定ステップは、前記第2センサにより衣服内の温湿度を測定する、請求項5に記載の測定方法。
In the measurement environment forming step, constant temperature control is performed by the heating means,
The measurement method according to claim 5, wherein in the evaluation data measurement step, temperature and humidity in clothes are measured by the second sensor.
前記測定環境形成ステップは、前記加熱手段により定温制御を行ない、
前記評価データ測定ステップは、前記加熱手段により消費電力量を測定する、請求項5に記載の測定方法。
In the measurement environment forming step, constant temperature control is performed by the heating means,
The measurement method according to claim 5, wherein in the evaluation data measurement step, power consumption is measured by the heating unit.
前記測定環境形成ステップは、前記加熱手段により定電力制御を行ない、
前記評価データ測定ステップは、前記第1センサにより前記模擬皮膚層の表面温度を測定する、請求項5に記載の測定方法。
The measurement environment forming step performs constant power control by the heating means,
The measurement method according to claim 5, wherein in the evaluation data measurement step, a surface temperature of the simulated skin layer is measured by the first sensor.
前記人体の表面を、所定の表面部位に分割し、分割された各表面部位のそれぞれに前記水量調整手段が設けられ、
分割された各表面部位毎に、前記測定環境形成ステップおよび評価データ測定ステップが実行される、請求項5から8のいずれかに記載の測定方法。
The surface of the human body is divided into predetermined surface portions, and the water amount adjusting means is provided for each of the divided surface portions,
The measurement method according to claim 5, wherein the measurement environment formation step and the evaluation data measurement step are executed for each divided surface portion.
前記本体壁の股部および膝部に相当する位置が、屈曲可能に設けられ、
前記発汗人体模型装置を、立位、座位、および寝位のいずれかの状態にして、前記測定環境形成ステップおよび評価データ測定ステップが実行される、請求項5から9のいずれかに記載の測定方法。
Positions corresponding to the crotch and knee of the main body wall are provided so as to be bendable
The measurement according to any one of claims 5 to 9, wherein the measurement environment formation step and the evaluation data measurement step are performed with the sweating human body model device in a standing position, a sitting position, or a sleeping position. Method.
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