JP3967967B2 - 擬似人体 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体を均一な温度に保つことが可能な模擬皮膚に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発汗作用を持つ擬似人体は、衣料分野あるいは空調分野で注目されている。当該擬似人体は、例えば衣料分野では、衣料の断熱性・発汗作用の評価用に使用されており、空調分野では、自動車の室内空調制御の評価用に使用されている。さらに、火災時に着用する防護服の快適性の評価用にも発汗機能を持つ擬似人体は使用されている。
【０００３】
このように衣服や空調の評価用として用いるために、擬似人体の表面温度は、人体の体温と同じ程度に保たれる必要がある。そのため、従来の擬似人体の表面にはヒータ線が巻き付けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
擬似人体全体の表面温度を均一に保つためには、擬似人体にヒータ線を等間隔で巻き付ける必要がある。しかし、擬似人体の表面は、凹凸や曲面が複雑に入り組んだ部分があるので、擬似人体全体に等間隔でヒータ線を巻き付けることは困難である。
【０００５】
また、表面温度をより均一に保つためには、ヒータ線をできるだけ密に巻き付ける必要があるが、等間隔にかつ密にヒータ線を巻き付ける作業は困難を極めることになる。また、ヒータ線を巻きつける間隔を密にすればするほど、ヒータ線を巻き付ける作業時間は長くなり、ヒータ線が断線した場合等のヒータ線の取り替え作業も長時間要することになる。
【０００６】
本発明の目的は、擬似人体に対して簡単な作業を施すことで、擬似人体の表面温度を均一に保つことができる模擬皮膚を提供することである。
【０００７】
【課題を解決しようとする手段】
本発明の擬似人体は、擬似人体上に導電塗装により形成されたヒータ層と、上記ヒータ層と外部とを絶縁する絶縁層と、上記ヒータ層よりの発熱を均熱化する均熱層とから構成されている。
【０００８】
導電塗装によりヒータ層を形成するので、凹凸や曲面等ヒータ線を巻きつけにくい部分にもヒータ層を容易に形成することができる。従って、擬似人体の表面全体にヒータ層を形成することができるので、擬似人体の表面全体を加熱することができる。また、上記均熱層を備えることにより、導電塗装の厚みのばらつき等によるヒータ層の温度分布のばらつきを抑えることができる。
【０００９】
さらに、この擬似人体は、上記均熱層上に配設された保水材と、上記保水材に内接されたヒータ線とを備え、上記保水材に供給された水は、上記ヒータ層と上記ヒータ線との加熱により上記保水材上に配設された透湿膜から汗として蒸発する。これにより、発汗を行いつつ、保水材と透湿膜全体の温度を均一に保つことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の擬似人体１１の全体図である。擬似人体１１の本体は頭・胸・背中・手・足等複数のパーツ１３から構成されており、各パーツ１３の要部断面図を図２に示す。
【００１１】
図１及び図２に示すように各パーツ１３には長手方向の両端部、あるいは所定の２箇所に電極２が配設されており、当該電極２が配設された各パーツ１３の表面全面には、導電塗装が施されてヒータ層３が形成されている。上記ヒータ層３は、上記両電極２に電圧が印加されることによって発熱するようになっている。なお、導電塗装に用いる塗料として、例えばカーボンが含まれた導電性を有する材料（神東塗料製）を用いることができる。
【００１２】
このように、導電塗装によって上記ヒータ層３が形成されるため、凹凸や曲面等の複雑に入り組んだ部分にも容易にヒータ層３を形成することができる。
【００１３】
また、図１及び図２に示すように上記ヒータ層３上には絶縁層４が配設されており、当該絶縁層４にはニッケル線からなる温度センサ５が巻きつけられた状態で配設されている。
【００１４】
上記温度センサ５が配設された絶縁層４上には、熱伝導率の高い均熱材が塗装されて均熱層６が形成されている。この均熱材として、例えばニッケル紛等が含まれた高熱導電率を有する塗料（神東塗料製）を用いることができる。
【００１５】
さらに、図１及び図２に示すように上記均熱層６上には保水材７が配設され、この保水材７上には透湿膜１０が配設されている。この保水材７には、ポリビニルアルコールの多孔質体を用いることができ、上記透湿膜１０は、多数のミクロン単位の細孔を持つ材料を用いることができる。
【００１６】
上記保水材７は、図３に示す給水チューブ１２を介して給水ポンプ３０から水が供給されており、保水材７に供給された水は、上記透湿膜１０から汗として蒸発するようになっている。
【００１７】
さらに、上記保水材７の上記均熱層６寄りには例えばニッケル線等のヒータ線８が内設され、上記透湿膜１０寄りには、保水材７の温度を計測するための表面温度センサ９が内設されている。
【００１８】
本発明の擬似人体１１に上記ヒータ層３とヒータ線８と２つの加熱手段を備えるのは、発汗を行いつつ、保水材７や透湿膜１０全体の温度を均一に保つためである。
【００１９】
即ち、上記表面温度センサ９の出力に基づいて、上記ヒータ線８に電圧を印加して加熱すると、保水材７や透湿膜１０が均一な温度に加熱される。
【００２０】
しかし、蒸発には潜熱が必要であるが、この潜熱によって保水材７や透湿膜１０の温度が下がらないように、上記ヒータ層３の発熱を潜熱に当てることで、保水材７や透湿膜１０全体の温度を均一に保つことができる。
【００２１】
ところで、本発明の擬似人体１１に上記均熱層６が必要とされるのは、上記ヒータ層３の発熱量が位置によって異なるためである。
【００２２】
例えば、完全に均一な厚みで導電塗装することは作業上困難であるので、上記ヒータ層３には、多少の厚みのばらつきができてしまう。厚みにばらつきがあると、ヒータ層３の発熱量は位置によってばらつきがある。
【００２３】
また、擬似人体１１の腕を例に取ると、腕の太さは、肩から手首にかけて細くなっているため、擬似人体１１の腕の上腕部と前腕部とに電極２を配設したときは、前腕部は上腕部に比べて加熱され易くなる。
【００２４】
このように、ヒータ層３の発熱量が位置によってばらつきがあっても、上記均熱層６内に熱伝導が起こることで、均熱層６全体の温度は均一となり、保水材７や透湿膜１０全体の温度を均一に保つことができる。
【００２５】
【発明の効果】
導電塗装によりヒータ層が形成されることで、凹凸や曲面等の複雑に入り組んだ擬似人体表面全体にヒータ層を形成することができ、擬似人体を均一に加熱することができる。また、均熱層を配設することで、擬似人体の温度のばらつきをより小さくすることができる。
【００２６】
さらに、均熱層上に配設された保水材に供給された水が、ヒータ層と、その保水材に内接されたヒータ線との加熱により、保水材上に配設された透湿膜から汗として蒸発するため、発汗を行いつつ、保水材と透湿膜全体の温度を均一に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の擬似人体の全体図。
【図２】本発明の要部断面図。
【図３】擬似人体の概念図。
【符号の説明】
２ 電極
３ ヒータ層
４ 絶縁層
６ 均熱層
７ 保水材
８ ヒータ線
１０ 透湿膜
１１ 擬似人体

Claims (1)

1. 擬似人体上に導電塗装により形成されたヒータ層と、上記ヒータ層と外部とを絶縁する絶縁層と、上記ヒータ層よりの発熱を均熱化する均熱層とを備えた擬似人体において、
   上記均熱層上に配設された保水材と、
   上記保水材に内接されたヒータ線とを備え、
   上記保水材に供給された水が、上記ヒータ層と上記ヒータ線との加熱により上記保水材上に配設された透湿膜から汗として蒸発する、発汗作用を有する擬似人体。

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