JP5163772B2 - 生理機能活性化装置 - Google Patents

Description

本発明は、人体に温熱刺激と冷熱刺激とを与えることで、人体の生理機能を活性化させる生理機能活性化装置に関するものである。

人体の生理機能（特に末梢血管運転機能等）を活性化させるための生理機能活性化装置として、人体に温熱刺激及び冷熱刺激を付与するものが知られている。特許文献１には、この種の生理機能活性化装置が開示されている。

特許文献１の生理機能活性化装置は、ヒートポンプ式の空気調和装置と、この空気調和装置を制御するための制御部とを備えている。空気調和装置では、通常の冷房運転や暖房運転に加えて、室内温度を変動させることで在室者に温熱／冷熱刺激を与える温度変動運転（変動運転モード）が行われる。この温度変動運転により、人体の末梢血管運動機能を活性化し、ひいては血圧調節作用、血液循環調節作用、体温調節作用等を促進するようにしている。

より詳細には、特許文献１の生理機能活性化装置の温度変動運転では、空気調和装置の目標温度が図１３に示すように制御される。即ち、この温度変動運転では、所定の設定時間ｔａにおいて、空気調和装置の目標温度（設定温度）が所定の低温側目標温度Ｔminから高温側目標温度Ｔmaxへと徐々に上昇していく。そして、設定時間ｔａの経過に伴い目標温度が高温側目標温度Ｔmaxに達すると、その後の所定の設定時間ｔｂにおいては、この目標温度が高温側目標温度Ｔmaxから低温側目標温度Ｔminへと徐々に下降していく。

以上のように、特許文献１の生理機能活性化装置では、空気調和装置の目標温度を徐々に上昇又は徐々に下降させることで、在室者に温熱刺激と冷熱刺激とを与えるようにしている。

特開２００９−４１７９５号公報

特許文献１に開示された生理機能活性化装置では、空気調和装置の目標温度に所定の勾配を付与して、この目標温度を緩やかに変動させている。このため、在室者の周囲の温度も緩やかに変動してしまうため、在室者に与える温熱刺激や冷熱刺激が弱くなり、生理機能の活性化を十分に図ることができない。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、生理機能活性化装置において、生理機能の活性化作用を向上することである。

第１の発明は、生理機能活性化装置を対象とし、人体に温熱刺激と冷熱刺激とを与えるために室内の温度を変化させる空調部（20）と、人体に上記温熱刺激を与えるための所定の高温側目標温度と、該高温側目標温度よりも低く且つ人体に上記冷熱刺激を与えるための所定の低温側目標温度とが設定される温度設定部（43a）と、上記空調部（20）の目標温度が所定時間に亘って高温側目標温度に保持される高温保持動作と、上記空調部（20）の目標温度が所定時間に亘って低温側目標温度に保持される低温保持動作とが少なくとも１回ずつ実行される温度変動運転を行うための空調制御部（50）とを備え、上記温度変動運転では、上記高温保持動作及び低温保持動作のうちの一方の動作の終了後に他方の動作が実行され、上記温度変動運転時に、上記空調部（20）から人体へ到達する空気の風速に応じて、上記低温側目標温度及び上記高温側目標温度のいずれか一方又は両方を補正する目標温度補正部（52）とを備え、上記目標温度補正部（52）は、上記空気の風速が大きくなるにつれて、上記低温側目標温度又は高温側目標温度を人体の皮膚温度に相当する所定の基準温度に近づける補正を行うように構成され、上記目標温度補正部（52）は、上記基準温度に対する、上記低温側目標温度又は上記高温側目標温度の差が大きいほど、上記空気の風速に応じた該低温側目標温度又は高温側目標温度の補正幅を大きくするように構成されていることを特徴とする。

なお、ここでいう「高温側目標温度」とは、人体の周囲近傍の空気の温度のうち、該人体に所望とする温熱刺激を与えるための目標温度である。また、ここでいう「低温側目標温度」とは、人体の周囲近傍の空気の温度のうち、該人体に所望とする冷熱刺激を与えるための目標温度である。

第１の発明の目標温度補正部（52）は、基準温度と低温側目標温度との差、又は基準温度と高温側目標温度との差が大きいほど、空気の風速に対応する該低温側目標温度又は高温側目標温度の補正幅を大きくする。即ち、例えば基準温度と高温側目標温度との差が比較的大きい場合、到達空気の風速の変化に伴って、人体に与えられる温熱刺激も大きく変化する。そこで、本発明では、基準温度と高温側目標温度との差が大きい状況下では、空気の風速の変化に対応する高温側目標温度の補正幅を大きくする。同様に、例えば基準温度と低温側目標温度との差が比較的大きい場合、到達空気の風速の変化に伴って、人体に与えられる冷熱刺激も大きく変化する。そこで、本発明では、基準温度と低温側目標温度との差が大きい状況下では、空気の風速の変化に対応する低温側目標温度の補正幅を大きくする。

本発明によれば、温度変動運転において、低温保持動作と高温保持動作の一方の動作が終了すると、その終了後に他方の動作を行うようにしている。このため、人体の周囲の温度を急激に上昇又は低下できるので、人体に急峻な冷熱刺激や温熱刺激を付与できる。その結果、例えば皮膚末梢血管の機能等を活性化でき、ひいては人体の生理機能を効果的に活性化できる。従って、人体の血圧調節作用、血液循環調節作用、体温調節作用等を促進でき、これにより、冷え性の改善、高血圧の予防、代謝・修復機能の低下防止、疲労回復の促進、熱中症の予防等を図ることができる。

また、本発明では、温度変動運転時の空調部（20）の目標温度として、低温側目標温度と高温側目標温度との２種類が用いられる。このため、例えば目標温度をこれよりも多数設定する場合や、目標温度を所定の勾配で徐々に変化させるものと比較して、空調部（20）の制御を簡易に行うことができる。

第１の発明では、人体に到達する空気の風速に応じて、低温側目標温度や高温側目標温度を補正するようにしている。即ち、これらの発明では、人体の周囲近傍の空気の温度だけでなく、到達空気の風速を考慮しているため、人体に対して最適な冷熱刺激や温熱刺激を付与することができる。従って、人体の生理機能を更に効果的に活性化できる。

図１は、実施形態に係る生理機能活性化装置の運転状況を表した概略構成図である。 図２は、ルームエアコンの冷媒回路の概略構成図である。 図３は、生理機能活性化装置の概略のブロック図である。 図４は、生理機能活性化装置の目標温度の変化を表すタイムチャートである。 図５は、鍛錬運転の前後について、冷水に浸漬する指先皮膚温度の変化を比較したグラフである。 図６は、その他の温度変動パターンの第１の例であり、生理機能活性化装置の目標温度の変化を表すタイムチャートである。 図７は、その他の温度変動パターンの第２の例であり、生理機能活性化装置の目標温度の変化を表すタイムチャートである。 図８は、その他の温度変動パターンの第３の例であり、生理機能活性化装置の目標温度の変化を表すタイムチャートである。 図９は、目標温度補正部を備えた本実施形態の生理機能活性化装置の概略のブロック図である。 図１０は、記憶部に記憶された目標温度と風速との関係を表したグラフである。 図１１は、風速制御部を備えた参考例の生理機能活性化装置の概略のブロック図である。 図１２は、中間目標温度を用いた温度変動パターンの例であり、生理機能活性化装置の目標温度の変化を表すタイムチャートである。 図１３は、従来例の生理機能活性化装置の目標温度の変化を表すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

本発明の実施形態１に係る生理機能活性化装置（10）は、人体に温熱刺激と冷熱刺激とを与えることで、人体の生理機能を活性化させるものである。図１に示すように、生理機能活性化装置（10）は、空調部としてのルームエアコン（20）を備えている。

ルームエアコン（20）は、蒸気圧縮式の冷凍サイクルを行うヒートポンプ式の冷凍装置（空気調和装置）を構成している。つまり、ルームエアコン（20）は、冷媒が循環して冷凍サイクルを行う冷媒回路（21）を備えている（図２を参照）。冷媒回路（21）には、圧縮機（22）と室外熱交換器（23）と膨張弁（24）と室内熱交換器（25）と四方切換弁（26）とが接続されている。圧縮機（22）は、容量が可変なインバータ式に構成されている。膨張弁（24）は、例えば電子膨張弁で構成されている。

冷媒回路（21）では、四方切換弁（26）の切り換えに伴って、冷媒の流路が変更される。これにより、冷媒回路（21）では、室外熱交換器（23）が凝縮器となり室内熱交換器（25）が蒸発器となる冷凍サイクル（冷媒が図２の実線矢印の方向に流れる冷凍サイクル）と、室外熱交換器（23）が蒸発器となり室内熱交換器（25）が凝縮器となる冷凍サイクル（冷媒が図２の破線矢印の方向に流れる冷凍サイクル）とが変更可能となっている。

ルームエアコン（20）は、室内空間（S）に配設される室内ユニット（30）を備えている。室内ユニット（30）は、例えば室内の壁面に取り付けられる、壁掛け式に構成されている。室内ユニット（30）は、横長のケーシング（31）を備えている。ケーシング（31）には、前側又は／及び上部に吸込口（32）が形成され、下部に吹出口（33）が形成されている。ケーシング（31）の内部には、吸込口（32）から吹出口（33）に亘って空気通路が形成されている。この空気通路には、上述した室内熱交換器（25）と、室内ファン（27）とが設けられている。室内ファン（27）を運転すると、室内空間（S）の空気が吸込口（32）を通じてケーシング（31）の内部に取り込まれる。この空気は、室内熱交換器（25）を通過した後、吹出口（33）を通じて室内空間（S）へ供給される。室内ファン（27）は、人体に対して空気を供給する空気送風部を構成している。また、室内ファン（27）は、ファンモータの回転数が可変に構成されている。

図３に示すように、生理機能活性化装置（10）は、設定部（40）と空調制御部（50）とを備えている。

設定部（40）には、ルームエアコン（20）に関する各種の運転パラメータが設定される。設定部（40）には、運転切換設定部（41）と通常運転設定部（42）と変動運転設定部（43）とが設けられている。

運転切換設定部（41）は、ルームエアコン（20）の運転を切り換えるためのスイッチである。ルームエアコン（20）の運転モードは、「通常運転」と「鍛錬運転」とに大別される。「通常運転」は、室内空間（S）の温度がユーザー等の所望とする温度（空調目標温度）に近づくように空調を行う運転である。この「通常運転」は、室内熱交換器（25）を蒸発器とする冷凍サイクルを行う“冷房運転”と、室内熱交換器（25）を凝縮器とする冷凍サイクルを行う“暖房運転”とに分類される。また、「鍛錬運転」は、室内空間（S）の在室者の生理機能を活性化させるための運転である。即ち、「鍛錬運転」は、室内空間（S）の温度を変化させることで、人体に温熱刺激と冷熱刺激とを与える温度変動運転である。

通常運転設定部（42）には、ルームエアコン（20）の通常運転に関する運転パラメータが設定される。具体的には、通常運転設定部（42）には、空調温度設定部（42a）と風量設定部（42b）と風向設定部（42c）とが設けられている。

空調温度設定部（42a）には、ルームエアコン（20）の空調の対象となる室内の設定温度Ｔｓが入力される。つまり、空調温度設定部（42a）には、通常運転時のルームエアコン（20）の目標温度が設定される。

風量設定部（42b）には、通常運転時のルームエアコン（20）について、吹出口（33）から吹き出される空気（吹出空気）の風量が入力／設定される。なお、この吹出空気の風量は、例えば室内ファン（27）のモータの回転数を制御することで、変更可能となっている。また、風向設定部（42c）には、通常運転時のルームエアコン（20）の吹出空気の風向が入力／設定される。なお、吹出空気の風向は、例えば吹出口（33）に設けられたフラップ（気流制御板）を制御することで、変更可能となっている。

変動運転設定部（43）には、ルームエアコン（20）の鍛錬運転に関する運転パラメータが設定される。具体的には、変動運転設定部（43）には、刺激温度設定部（43a）と変動パターン設定部（43b）とが設けられている。

刺激温度設定部（43a）には、鍛錬運転時のルームエアコン（20）の目標温度として、高温側目標温度Ｔmaxと低温側目標温度Ｔminとがそれぞれ設定される。「高温側目標温度Ｔmax」は、鍛錬運転時において、人体に温熱刺激を与えるための温度であり、人体の皮膚末梢血管を拡張させるための環境温度である。即ち、高温側目標温度Ｔmaxは、人体の周囲近傍の空気の温度のうち、該人体に所望とする温熱刺激を与えるための目標温度である。本実施形態では、高温側目標温度Ｔmaxが２８℃となっている。高温側目標温度Ｔmaxは、２８℃に限られないが、２８℃以上３２℃以下であることが好ましい。「低温側目標温度Ｔmin」は、鍛錬運転時において、人体に冷熱刺激を与えるための温度であって、人体の皮膚末梢血管を収縮させるための環境温度である。即ち、低温側目標温度Ｔminは、人体の周囲近傍の空気の温度のうち、該人体に所望とする冷熱刺激を与えるための目標温度である。本実施形態では、低温側目標温度Ｔminが２２℃となっている。低温側目標温度Ｔminは、高温側目標温度Ｔmaxよりも低い温度であれば、２２℃に限られないが、１８℃以上２２℃以下であることが好ましい。

変動パターン設定部（43b）には、鍛錬運転時のルームエアコン（20）の目標温度を、時間の経過に伴ってどのように変化させるか、というような目標温度の変動パターンが設定される。具体的には、変動パターン設定部（43b）には、図４に示すように、鍛錬運転の開始から終了までの間に、ルームエアコン（20）の目標温度をＴmin→Ｔmax→Ｔminという順で変化させる、変動パターンが設定される。即ち、本実施形態では、ルームエアコン（20）の目標温度を低温側目標温度に保持する動作（低温保持動作）が終了すると、ルームエアコン（20）の目標温度を高温側目標温度に保持する動作（高温保持動作）が実行され、この高温保持動作が終了すると、再び低温保持動作が実行される。

また、本実施形態の変動パターン設定部（43b）には、上記の各動作が実行される時間（ｔ１、t２、t３）が設定される。本実施形態では、第１時間ｔ１が１２．５分に設定され、第２時間ｔ２が３５分に設定され、第３時間ｔ３が１２．５分に設定されている。つまり、本実施形態では、高温保持動作が実行される時間（本実施形態では、時間ｔ２）が、低温保持動作が実行される時間（本実施形態では、時間ｔ１及び時間ｔ３）よりも長くなっている。また、本実施形態では、高温保持動作の直前の低温保持動作の実行時間（本実施形態では、時間ｔ１）と、高温保持動作の直後の低温保持動作の実行時間（本実施形態では、時間ｔ３）とが、同じ時間（例えば１２．５分）に設定されている。

空調制御部（50）は、設定部（40）に設定された各種の運転パラメータ等に基づいて、ルームエアコン（20）を制御するものであり、通常運転や鍛錬運転を行うためのコントローラを構成している。空調制御部（50）は、例えば圧縮機（22）の運転周波数、室内ファン（27）の回転数、膨張弁（24）の開度、四方切換弁（26）の設定等をそれぞれ制御するように構成されている。

−運転動作−
生理機能活性化装置（10）の運転動作について説明する。

〈通常運転〉
まず、ルームエアコン（20）の通常運転について説明する。ルームエアコン（20）の通常運転では、冷房運転と暖房運転とが切り換えて行われる。

冷房運転では、圧縮機（22）の吐出側と室外熱交換器（23）とが連通すると同時に圧縮機（22）の吸入側と室内熱交換器（25）とが連通するように、四方切換弁（26）が設定される。この状態から圧縮機（22）が運転されると、圧縮機（22）から吐出された冷媒が室外熱交換器（23）で凝縮し、膨張弁（24）で減圧された後に、室内熱交換器（25）を流れる（図２の実線矢印を参照）。

また、冷房運転中のルームエアコン（20）において、室内ファン（27）が運転されると、室内空間（S）の空気が吸込口（32）よりケーシング（31）内に導入される。ケーシング（31）内に導入された空気は、空気通路を流れて室内熱交換器（25）を通過する。室内熱交換器（25）では、冷媒が空気から吸熱して蒸発し、この空気が冷却される。室内熱交換器（25）で蒸発した冷媒は、圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。室内熱交換器（25）で冷却された空気は、吹出口（33）を通じてケーシング（31）の外部（即ち、室内空間（S））へ供給される。

暖房運転では、圧縮機（22）の吐出側と室内熱交換器（25）とが連通すると同時に圧縮機（22）の吸入側と室外熱交換器（23）とが連通するように、四方切換弁（26）が設定される。この状態から圧縮機（22）が運転されると、圧縮機（22）から吐出された冷媒が室内熱交換器（25）を流れる（図２の破線矢印を参照）。

また、暖房運転中のルームエアコン（20）において、室内ファン（27）が運転されると、室内空間（S）の空気が吸込口（32）よりケーシング（31）内に導入される。ケーシング（31）内に導入された空気は、空気通路を流れて室内熱交換器（25）を通過する。室内熱交換器（25）では、冷媒が空気に放熱して凝縮し、この空気が加熱される。室内熱交換器（25）で凝縮した冷媒は、膨張弁（24）で減圧された後に室外熱交換器（23）で蒸発し、圧縮機（22）に吸入されて圧縮される。室内熱交換器（25）で加熱された空気は、吹出口（33）を通じてケーシング（31）の外部（即ち、室内空間（S））へ供給される。

以上のような通常運転（冷房運転や暖房運転）では、ルームエアコン（20）の空調対象となる室内空間（S）の温度が、空調温度設定部（42a）に設定された設定温度Ｔｓに近づくように、ルームエアコン（20）の能力が制御される。具体的には、例えば本実施形態のルームエアコン（20）の吸込口（32）には、吸込温度センサ（35）が設けられている。そして、空調制御部（50）は、吸込温度センサ（35）で検出された空気（吸込空気）の温度が、設定温度Ｔｓに近づくように、圧縮機（22）の運転周波数や発停の制御を行う。これにより、冷房運転や暖房運転では、室内空間（S）の空気の温度が設定温度Ｔｓへと収束していく。

〈鍛錬運転〉
次に、ルームエアコン（20）の鍛錬運転について説明する。運転切換設定部（41）の運転モードを「鍛錬運転」に設定して運転を開始すると、以下のような鍛錬運転が行われる。

図４に示すように、鍛錬運転を開始すると、時間ｔ１に亘って低温保持動作が実行される。つまり、時間ｔ１（１２．５分間）においては、ルームエアコン（20）の目標温度が低温側目標温度Ｔmin（２２℃）となる。即ち、空調制御部（50）は、室内空間（S）の在室者の周囲の温度が、Ｔminに近づくように、ルームエアコン（20）を制御する。より具体的には、空調制御部（50）は、例えば吸込温度センサ（35）で検出した吸込空気の温度が、低温側目標温度Ｔminに近づくように、圧縮機（22）の運転周波数や発停の制御を行う。

以上のようにして、低温保持動作が実行されると、在室者には、冷熱刺激が付与される。これにより、在室者の皮膚末梢血管が収縮していく。そして、在室者には、このような冷熱刺激が時間ｔ１に亘って連続的に付与される。このため、時間ｔ１において、在室者の皮膚末梢血管が確実に収縮状態となる。なお、このようにして、在室者の皮膚末梢血管を確実に収縮させるためには、初回の低温保持動作の実行時間（ｔ１）を１２．５分以上とするのが良い。

時間ｔ１が経過して最初の低温保持動作が終了すると、その終了直後に高温保持動作が実行される。つまり、時間ｔ２（３５分間）においては、ルームエアコン（20）の目標温度が高温側目標温度Ｔmax（２８℃）となる。即ち、空調制御部（50）は、室内空間（S）の在室者の周囲の温度が、Ｔmaxに近づくように、ルームエアコン（20）を制御する。より具体的には、空調制御部（50）は、例えば吸込温度センサ（35）で検出した吸込空気の温度が、高温側目標温度Ｔmaxに近づくように、圧縮機（22）の運転周波数や発停の制御を行う。

以上のようにして、低温保持動作の終了直後に高温保持動作が実行されると、在室者の周囲の温度が急激に上昇する。このため、在室者には、急峻な温熱刺激が付与される。これにより、在室者の皮膚末梢血管が速やかに拡張していく。そして、在室者には、このような温熱刺激が時間ｔ２に亘って連続的に付与される。このため、時間ｔ２においては、高温保持動作の開始直前までは収縮状態であった皮膚末梢血管を、確実に拡張状態とすることができる。なお、このようにして、在室者の皮膚末梢血管を確実に拡張させるためには、高温保持動作の実行時間（ｔ２）を３５分以上とするのが良い。

また、冷え性の在室者の場合、皮膚末梢血管が収縮状態に成りやすい傾向がある。このため、初回の低温保持動作の実行時間よりも、その直後の高温保持動作の実行時間を長くすることで、このような冷え性の在室者の皮膚末梢血管を拡張状態へと遷移させ易くなる。

時間ｔ２が経過して高温保持動作が終了すると、その終了直後に２回目の低温保持動作が実行される。つまり、時間ｔ３（１２．５分）においては、ルームエアコン（20）の目標温度が再び低温側目標温度Ｔmin（２２℃）となる。これにより、在室者の周囲の温度が低温側目標温度Ｔminへと下降していく。その結果、在室者には、急峻な冷熱刺激が付与され、在室者の皮膚末梢血管が速やかに収縮していく。なお、２回目の低温保持動作の実行時間が短すぎると、在室者に付与される冷熱刺激が不十分となる。このため、２回目の低温保持動作の実行時間（ｔ３）は、１２．５分以上とするのが好ましい。

時間ｔ３が経過して２回目の低温保持動作が完了すると、鍛錬運転が終了して自動的に通常運転が実行される。その結果、ルームエアコン（20）の目標温度が設定温度Ｔｓとなり、上述した冷房運転や暖房運転が行われる。従って、鍛錬運転の後には、室内空間（S）の温度が設定温度Ｔｓに近づいていくので、室内空間（S）の快適性が速やかに改善されていく。

本実施形態の生理機能活性化装置（10）では、空調制御部（50）に記憶部（51）と目標温度補正部（52）とが設けられている。

記憶部（51）には、吹出口（23）から人体に向かって供給されて、人体に到達した空気（以下、到達空気という）の風速と、この到達空気の温度とを関連づけたデータ（風速−温度マップ）が記憶されている（図１０を参照）。このデータは、人体に対して最適な冷熱刺激や温熱刺激を与えるために実験的に求められたものである。一方、目標温度補正部（52）は、記憶部（51）に記憶された風速−温度マップに基づき、到達空気の風速に応じて、高温側目標温度Ｔmax及び低温側目標温度Ｔminを補正するものである。

風速−温度マップについて更に詳細に説明する。風速−温度マップでは、風速に応じて低温側目標温度Ｔminを補正するための特性（冷熱刺激側特性）として、例えばSc1、Sc2が記憶されている。例えばSc1は、無風状態（即ち、風速＝０m/s）で、人体の周囲近傍の空気の温度を１８℃とした場合の冷熱刺激（図１０のa点における冷熱刺激）と、このａ点の冷熱刺激と同等の冷熱刺激を、人体に直接的に空気があたる有風条件下において人体に付与させるための、到達空気の風速及び温度の関係である。つまり、到達空気の風速及び温度が変化しても、Sc1の線上にあれば、どの箇所においてもａ点に相当する冷熱刺激が人体に付与されることになる。同様に、Ｓc2は、無風状態で、人体の周囲近傍の空気の温度を２２℃とした場合の冷熱刺激（図１０のｂ点における冷熱刺激）と、このｂ点の冷熱刺激と同等の冷熱刺激を、有風条件下において人体に付与させるための、到達空気の風速及び空気の関係である。なお、風速−温度マップでは、領域Ｒｃにおいて、Sc1やSc2以外の複数の冷熱刺激側特性も記憶されているが、図１０においては、便宜上、図示を省略している。

また、風速−温度マップには、風速に応じて高温側目標温度を補正するための特性（温熱刺激側特性）として、例えばSh1、Sh2が記憶されている。例えばSh1は、無風状態（即ち、風速＝０m/s）で、人体の周囲近傍の空気の温度を２８℃とした場合の温熱刺激（図１０のｃ点における温熱刺激）と、このｃ点の温熱刺激と同等の温熱刺激を、有風条件下においても人体に付与させるための、到達空気の風速及び温度の関係である。同様に、Sh2は、無風状態（即ち、風速＝０m/s）で、人体の周囲近傍の空気の温度を３２℃とした場合の温熱刺激（図１０のｄ点での温熱刺激）と、このｄ点の温熱刺激と同等の温熱刺激を、有風条件下においても人体に付与させるための、到達空気の風速及び温度の関係である。なお、風速−温度マップでは、領域Ｒｈにおいて、Sh1やSh2以外の複数の温熱刺激側特性（図示省略）も記憶されているが、図１０においては、便宜上、図示を省略している。

風速−温度マップの各特性（Sc1,Sc2,Sh1,Sh2）は、風速が大きくなるほど、人体の皮膚の表面温度に相当する基準温度（図１０のＴｂ（例えば３０℃））に近づく傾向にある。冷熱刺激や温熱刺激は、到達空気の温度と基準温度との温度差ΔＴや、到達空気の風速に依存するが、同等の冷熱刺激や温熱刺激を人体に付与するのであれば、風速が大きいほど、温度差ΔＴが小さくて済むからである。また、風速−温度マップの各特性（Sc1,Sc2,Sh1,Sh2）は、基準温度から離れた特性（例えばSc1）の方が、基準温度から近い特性（例えばSc2）よりも、風速に応じた空気温度の変化幅が大きくなっている。基準温度と空気温度との差が大きいほうが、風速の変化に伴って冷熱刺激や温熱刺激も変化し易いからである。

本実施形態の鍛錬運転時には、このような風速−温度マップに基づき、目標温度補正部（52）が、低温側目標温度Ｔmin及び高温側目標温度Ｔmaxを補正する。

具体的には、例えば上述した低温保持動作において、低温側目標温度Ｔminが１８℃（図１０のａ点）に設定されていたとする。この場合には、風速−温度マップの特性Sc1上において、Ｔminが補正される。ここで、例えば人体に到達する空気の風速が０．８m/sであるとする。この場合には、Sc1上において風速０．８m/sに対応するａ１点の温度（例えば２１℃）が、低温側目標温度Ｔminとして更新される。同様に、例えば人体に到達する空気の風速が１．４m/sであるとする。この場合には、Sc1上において風速１．４m/sに対応するａ２点の温度（例えば２２℃）が、低温側目標温度Ｔminとして更新される。同様にして、低温保持動作の初期の低温側目標温度Ｔminが、２２℃である場合には、風速−温度マップの特性Sc2上において、同様の補正が行われる。

また、上述した高温保持動作においては、高温側目標温度Ｔmaxが特性Sh1や特性Sh2等に基づいて、同様に補正される。具体的には、例えば高温側目標温度Ｔminが基準温度よりも低い温度（例えば２８℃）に設定されていたとする。この場合、到達空気の風速が大きくなるにつれて、高温側目標温度Ｔmaxが大きくなる（基準温度に近づく）ように補正される。逆に高温側目標温度Ｔmaxが基準温度よりも高い温度（例えば３５℃）に設定されていたとする。この場合、到達空気の風速が大きくなるにつれて、高温側目標温度Ｔmaxが低くなる（基準温度に近づく）ように補正される。

なお、人体に到達する空気の風速は、例えば風速センサ等で直接的に検出することもできるし、例えば室内ファン（27）の風量、吹出口（33）のフラップの角度、ルームエアコン（20）と人体との間の距離等に基づいて、間接的に求めることもできる。また、ルームエアコン（20）と人体との間の距離は、予めユーザーに鍛錬運転を受けるための位置を指定しておく、あるいは赤外線センサ等によって人体の位置を検出することで求めることができる。

以上のように、この実施形態では、目標温度補正部（52）が、到達空気の風速が大きくなるにつれて、ＴmaxやＴminを基準温度Ｔｂに近づける補正をしている。また、この補正では、基準温度Ｔｂに対する、ＴmaxやＴminの温度差が大きいほどＴmaxやＴminの補正幅を大きくしている。このため、この実施形態では、空気の風速に伴う人体からの放熱量や人体への吸熱量を充分に考慮した運転を行うことができ、人体に対してより最適な冷熱刺激や温熱刺激を付与することができる。また、実施形態では、風速が大きい条件下では基準温度に近い空気が室内へ供給されるため、室内の温度が極端に冷えすぎたり、極端に高くなったりすることも回避できる。

なお、実施形態においては、目標温度補正部（52）が、高温側目標温度Ｔmaxと低温側目標温度Ｔminとの双方を補正するようにしているが、これらの一方だけを補正するようにしても良い。

−実施形態の効果−
以上のように、本実施形態の鍛錬運転では、低温保持動作→高温保持動作→低温保持動作というサイクルで、低温保持動作と高温保持動作とが交互に実行される。そして、本実施形態では、初回の低温保持動作が終了するとその終了直後に高温保持動作が実行され、この高温保持動作が終了するとその終了直後に２回目の低温保持動作が実行される。このため、鍛錬運転では、在室者の周囲温度を急激に上昇変化、あるいは下降変化させることができる。その結果、在室者に対して十分な冷熱刺激及び温熱刺激を付与することができ、在室者の生理機能（特に、末梢血管の機能）を向上できる。

この点について実験的に検証した結果を図５に示す。図５は、冷水に指先を浸漬することによる指先皮膚温の変化を、鍛錬運転を受ける前と受けた後とで比較したものである。ここで、図５の破線は、鍛錬運転を受ける前の被験者の指先皮膚温の変化を示すものである。また、図５の実線は、鍛錬運転を１日１回、１週間連続して受けた被験者の指先皮膚温の変化を示すものである。

図５に示すように、冷水に指先を浸漬する期間においては、鍛錬運転を受けた後の方が鍛錬運転を受ける前よりも、末梢血管の機能が向上する傾向が観察できる。具体的には、冷水に指先を浸漬する期間での指先皮膚温の最低温度は、鍛錬運転を受けたことで、約０．５℃ほど上昇した。また、同図に示すように、冷水中から指先を引き上げた後においても、鍛錬運転を受けた後の方が、鍛錬運転を受ける前よりも、指先皮膚温が上昇し易くなることが観察できる。

以上のように、本実施形態の鍛錬運転を受けることで、人体の生理機能（末梢血管の機能）を向上できることがわかる。従って、本実施形態によれば、人体の血圧調節作用、血液循環調節作用、体温調節作用等を促進でき、これにより、冷え性の改善、高血圧の予防、代謝・修復機能の低下防止、疲労回復の促進、熱中症の予防等を図ることができる。

また、上記実施形態の鍛錬運転では、ルームエアコン（20）の目標温度として、高温側目標温度Ｔmaxと低温側目標温度Ｔminとの２種類しか用いていない。このため、例えば鍛錬運転時の目標温度をこれよりも多数設定する場合と比較して、ルームエアコン（20）の制御を簡易に行うことができる。

《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。

〈鍛錬運転の温度変動パターン〉
変動運転設定部（43）に設定される鍛錬運転の変動パターンとして、上記実施形態と異なる変動パターンを採用しても良い。つまり、変動パターン設定部（43b）に設定される変動パターンは上記の実施形態に限られない。

具体的には、図６に示す鍛錬運転の変動パターンは、ルームエアコン（20）の目標温度をＴmax→Ｔmin→Ｔmaxの順に変化させるものである。つまり、図６に示す例の鍛錬運転では、高温保持動作→低温保持動作→高温保持動作というサイクルで、高温保持動作と低温保持動作とが交互に実行され、その後に通常運転が行われる。この例の鍛錬運転においても、１回目の高温保持動作の終了直後に低温保持動作を行うことで、人体に急峻な冷熱刺激を付与することができる。また、その後の低温保持動作の終了直後に高温保持動作を行うことで、人体に急峻な温熱刺激を付与することができる。

また、図７や図８に示すように、鍛錬運転において、低温保持動作と高温保持動作とを１回ずつ行うようにしても良い。つまり、図７に示す鍛錬運転では、低温保持動作→高温保持動というサイクルで、低温保持動作と高温保持動作とが交互に実行され、その後に通常運転が行われる。また、図８に示す鍛錬運転では、高温保持動作→低温保持動作というサイクルで、高温保持動作と低温保持動作とが交互に実行され、その後に通常運転が行われる。これらの例においても、低温保持動作の終了直後に高温保持動作を速やかに行い、あるいは高温保持動作の終了直後に低温保持動作を速やかに行うことで、人体に急峻な温熱刺激や冷熱刺激を付与することができる。

また、鍛錬運転の変動パターンとして、低温保持動作と高温保持動作とを交互に繰り返す回数を上記実施形態よりも多い回数としても良い。即ち、本発明は、低温保持動作と高温保持動作とが少なくとも１回ずつ交互に実行される鍛錬運転であれば、各動作の回数を如何なる回数としても良い。

〈空調部の構成〉
上記実施形態では、室内の温度を変化させる空調部として、ルームエアコン（20）を用いるようにしている。しかしながら、この空調部（20）として、例えばファンコイルユニット、ヒータ、ペルチェ素子等を用いるようにしても良い。即ち、空調部（20）は、空気を加熱又は冷却できる手段であれば、如何なるものであっても良い。

〈自動運転プログラム〉
上記実施形態では、鍛錬運転が終了すると、自動的に通常運転を行うようにしている。このような自動運転プログラムとして、所定の期間（例えば１週間）に亘って、１日１回鍛錬運転を必ず実行するものを用いても良い。この場合、ユーザー等が１日毎に運転モードとして「鍛錬運転」を選択／入力せずとも、所定の期間（例えば１週間）に亘って自動的に鍛錬運転が実行される。その結果、ユーザー等は確実且つ連続的に鍛錬運転を受けることができるので、ユーザーの生理機能を確実に向上できる。

〈風量制御部を備えた参考例〉
上述した図１０に示す風速−温度マップを用いながら、人体に到達する空気の風速を変化させるようにしても良い。即ち、図１１に示す参考例では、空調制御部（50）に記憶部（51）と風速制御部（53）とが設けられている。記憶部（51）には、到達空気の風速及び温度を関連づけたデータが記憶されている。一方、参考例では、到達空気の温度に応じて、人体に到達する空気の風速を変化させるように構成されている。

具体的には、例えば低温保持動作において、低温側目標温度Ｔminが１８℃（図１０のａ点）に設定されていたとする。一方、この低温保持動作において、ルームエアコン（20）から人体に到達した空気の温度が例えば２１℃であったとする。この場合には、Sc1上において温度２１℃に対応するａ１点の空気の風速（１．４m/s）が、目標風速となる。従って、この場合には、到達空気の風速が、この目標風速に近づくように室内ファン（27）の風量（ファンモータの回転数）が制御される。同様にして、低温保持動作の初期の低温側目標温度Ｔminが、２２℃である場合には、風速−温度マップの特性Sc2上において、到達空気の風速が制御される。また、上述した高温保持動作においては、特性Sh1や特性Sh2に基づいて、到達空気の風速が制御される。

以上のように、この参考例では、人体に到達する空気の温度変化に応じて、空気の風速を制御しているため、人体に対して最適な冷熱刺激や温熱刺激を付与することができる。なお、人体に到達する空気の温度は、人体の近傍の温度を温度センサで直接的に検出して求めることもできるし、例えばルームエアコン（20）の吸込空気の温度を検出して間接的に求めることもできる。

〈中間目標温度Ｔmidを設定した変形例〉
上述した各実施形態では、人体に冷熱刺激を付与するための低温側目標温度Ｔminと、人体に温熱刺激を付与するための高温側目標温度Ｔmaxとを設定し、低温保持動作の後に高温保持動作を、あるいは高温保持動作の後に低温保持動作を行うようにしている。しかしながら、高温側目標温度Ｔmaxと低温側目標温度Ｔminとの間の温度となる中間目標温度Ｔmidを設定し、低温保持動作から高温保持動作へ移行する間、あるいは高温保持動作から低温保持動作へ移行する間に、目標温度をこの中間目標温度Ｔmidに保持する中温保持動作を行うようにしても良い。

具体的に、例えば図１２に示す例では、低温保持動作→中間保持動作→高温保持動作→中間保持動作→低温保持動作という順で、目標温度を変化させるようにしている。なお、このような中間保持動作を導入した変形例は、これに限らず、例えば高温保持動作→中間保持動作→低温保持動作→中間保持動作→高温保持動作という順で、目標温度を変化させるようにしても良いし、他のパターンであっても良い。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、本発明は、人体に温熱刺激と冷熱刺激とを与えることで、人体の生理機能を活性化させる生理機能活性化装置について有用である。

10 生理機能活性化装置
20 ルームエアコン（空調部）
42a 空調温度設定部
43a 刺激温度設定部（温度設定部）
43c 補正部
50 空調制御部

Claims (1)

1. 人体に温熱刺激と冷熱刺激とを与えるために室内の温度を変化させる空調部（20）と、
   人体に上記温熱刺激を与えるための所定の高温側目標温度と、該高温側目標温度よりも低く且つ人体に上記冷熱刺激を与えるための所定の低温側目標温度とが設定される温度設定部（43a）と、
   上記空調部（20）の目標温度が所定時間に亘って高温側目標温度に保持される高温保持動作と、上記空調部（20）の目標温度が所定時間に亘って低温側目標温度に保持される低温保持動作とが少なくとも１回ずつ実行される温度変動運転を行うための空調制御部（50）とを備え、
   上記温度変動運転では、上記高温保持動作及び低温保持動作のうちの一方の動作の終了後に他方の動作が実行され、
   上記温度変動運転時に、上記空調部（20）から人体へ到達する空気の風速に応じて、上記低温側目標温度及び上記高温側目標温度のいずれか一方又は両方を補正する目標温度補正部（52）とを備え、
   上記目標温度補正部（52）は、上記空気の風速が大きくなるにつれて、上記低温側目標温度又は高温側目標温度を人体の皮膚温度に相当する所定の基準温度に近づける補正を行うように構成され、
   上記目標温度補正部（52）は、上記基準温度に対する、上記低温側目標温度又は上記高温側目標温度の差が大きいほど、上記空気の風速に応じた該低温側目標温度又は高温側目標温度の補正幅を大きくするように構成されていることを特徴とする生理機能活性化装置。

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