JP7307619B2 - センサ付衣服、体調管理システム、および体調管理プログラム - Google Patents

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特許法第３０条第２項適用 ［公開の事実１］ １．ウェブサイト掲載日：２０１８年８月２３日 ２．ウェブサイトのアドレス：株式会社アシックス ニュースリリース ウェブサイト ｈｔｔｐｓ：／／ｃｏｒｐ．ａｓｉｃｓ．ｃｏｍ／ｊｐ／ｐｒｅｓｓ／ａｒｔｉｃｌｅ／２０１８－０８－２３ ３．公開者：株式会社アシックス、日本電信電話株式会社 ［公開の事実２］ １．ウェブサイト掲載日：２０１８年８月２３日 ２．ウェブサイトのアドレス：日本電信電話株式会社 ニュースリリース ウェブサイト ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｔｔ．ｃｏ．ｊｐ／ｎｅｗｓ２０１８／１８０８／１８０８２３ａ．ｈｔｍｌ ３．公開者：日本電信電話株式会社、株式会社アシックス ［公開の事実３］ １．ウェブサイト掲載日：２０１８年９月３日 ２．ウェブサイトのアドレス：電波タイムズ ウェブサイト ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｄｅｍｐａ－ｔｉｍｅｓ．ｃｏ．ｊｐ／ｔｓｕｓｈｉｎ／ｄｏｃｓ／１５３５９６３０６０＿９８７４６．ｈｔｍｌ ３．公開者：株式会社 電波タイムス社 ［公開の事実４］ １．発行日：２０１９年５月１日 ２．刊行物：ビジネスコミュニケーション２０１９ Ｖｏｌ．５６ Ｎｏ．５ ４９頁～５１頁（株式会社ビジネスコミュニケーション社 発行） ３．公開者：株式会社ビジネスコミュニケーション社

本発明は、センサ付衣服、体調管理システム、および体調管理プログラムに関し、特に、人体の温熱的な負荷をモニタリングする技術に関する。

温暖化の進行に伴い、暑熱下において熱中症等の発症を予防するための暑さ対策が重要となっている。熱中症を予防するために、暑熱環境を測定および評価する指標の一つとして、暑さ指数（Ｗｅｔ Ｂｕｌｂ Ｇｌｏｂｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ：ＷＢＧＴ）が用いられている。暑さ指数（ＷＢＧＴ）は、人体と外気との熱のやり取りに着目した指標であり、人体の熱収支に与える影響の大きい湿度、日射や輻射など人の周辺の熱環境、および気温の３つ要素を取り入れている。

具体的には、黒球温度、湿球温度、乾球温度が計測され、暑さ指数は、これらの計測値に基づいて次式（１）により求められる（非特許文献１参照）。
暑さ指数（ＷＢＧＴ）［℃］＝０．７×湿球温度＋０．２×黒球温度＋０．１×乾球温度
・・・（１）

例えば、上式（１）で求められる暑さ指数［℃］が２８［℃］を越えると、熱中症患者が著しく増加することが知られており、暑さ対策において有効な指標となっている。このように、暑さ対策の一つとして、ＷＢＧＴ計を用いてその地点の暑さ指数を計測して、暑さ指数（ＷＢＧＴ）が比較的高い場合には外出や激しい作業を避けるなど、行動の指針とする手法が広く利用されている。

この暑さ指数を算出する従来のＷＢＧＴ計は、例えば、黒球温度センサ、温度センサ、および湿度センサを備え、暑さ指数（ＷＢＧＴ）を算出するための黒球温度、湿球温度、および乾球温度をそれぞれ計測する。従来のＷＢＧＴ計は、一般に、比較的大きな装置で構成され、任意の場所に配置することは困難である。例えば、環境省によって公表される暑さ指数（ＷＢＧＴ）は広い地域を代表する値である。このように、局所的な暑さ指数（ＷＢＧＴ）を把握することは容易ではない。

ところが、実際にユーザ個々人の熱収支は局所的な環境によって大きく左右される。例えば、屋外と屋内、日向と日陰、芝生の上とコンクリートの上など、それぞれのユーザのいる場所によって環境は大きく異なる。また、同じ場所であっても、背の高い大人と背の低い子供とでは例えば地面からの輻射の影響は大きく異なる。さらに、ユーザが着ている衣服や、ユーザの運動状態、発汗状態によって衣服内の温湿度は大きく変化し、ユーザごとの熱収支に影響を与える。

日本生気象学会、「日常生活における熱中症予防指針」、Ｖｅｒ．３，日本生気象学雑誌、５０（１）：４９－５９，２０１３．

従来のＷＢＧＴ計は、比較的大きな装置となり、各ユーザの置かれている局所的な環境や、衣服内の環境などを反映した、ユーザごとの暑さ指数を計測することが困難であった。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、各ユーザの置かれている局所的な環境や、衣服内の環境などを反映した、ユーザごとの暑さ指数を計測することを目的とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係るセンサ付衣服は、衣服本体と、前記衣服本体に取り付けられたセンサ装置とを備え、前記センサ装置は、前記衣服本体の内側の温度を計測する温度センサと、前記衣服本体の内側の湿度を計測する湿度センサと、前記衣服本体の外部からの輻射熱を計測する輻射熱センサと、前記温度センサと前記湿度センサと前記輻射熱センサとを収容する筐体とを有し、前記筐体は、第１壁部材と第２壁部材とを少なくとも含み、前記温度センサと、前記湿度センサとは、前記第１壁部材に支持され、前記輻射熱センサは、前記第２壁部材に支持され、前記衣服本体は、任意の位置に形成された開口を含み、前記センサ装置は、前記筐体の前記第１壁部材を前記衣服本体の外側に対向させて取り付けられ、前記第１壁部材の外面のうち、少なくとも一部の領域は、前記開口から前記衣服本体の内部に露出していることを特徴とする。
また、本発明に係るセンサ付衣服は、衣服本体と、前記衣服本体に取り付けられたセンサ装置とを備え、前記センサ装置は、前記衣服本体の内側の温度を計測する温度センサと、前記衣服本体の内側の湿度を計測する湿度センサと、前記衣服本体の外部からの輻射熱を計測する輻射熱センサと、前記温度センサと前記湿度センサと前記輻射熱センサとを収容する筐体とを有し、前記筐体は、第１壁部材と第２壁部材とを少なくとも含み、前記温度センサと、前記湿度センサとは、前記第１壁部材に支持され、前記輻射熱センサは、前記第２壁部材に支持され、前記衣服本体は、任意の位置に形成された開口を含み、前記センサ装置は、前記筐体の前記第２壁部材を前記衣服本体の内側に対向させて取り付けられ、前記第２壁部材の外面の少なくとも一部の領域は、前記開口から前記衣服本体の外部に露出していることを特徴とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る体調管理システムは、上記センサ付衣服と、前記センサ付衣服と通信可能に接続された体調管理装置とを備え、前記体調管理装置は、前記温度センサで計測された前記温度と、前記湿度センサで計測された前記湿度と、前記輻射熱センサで計測された前記輻射熱とを取得する取得部と、前記取得部によって取得された前記温度と、前記湿度と、前記輻射熱と、に基づいて、前記センサ付衣服を着用するユーザの暑さ指数を算出する暑さ指数算出部と、前記暑さ指数算出部が算出した前記ユーザの暑さ指数を提示する提示部とを有することを特徴とする。

上述した課題を解決するために、本発明に係る体調管理プログラムは、上記体調管理システムが、コンピュータに、前記温度センサで計測された前記温度と、前記湿度センサで計測された前記湿度と、前記輻射熱センサで計測された前記輻射熱とを取得する第１ステップと、前記第１ステップで取得された前記温度と、前記湿度と、前記輻射熱と、に基づいて、前記センサ付衣服を着用するユーザの暑さ指数を算出する第２ステップと、前記第２ステップで算出された前記ユーザの暑さ指数を提示する第３ステップとを実行させるための体調管理プログラムである。

本発明によれば、衣服本体の内側の温度を計測する温度センサと、衣服本体の内側の湿度を計測する湿度センサと、衣服本体の外部からの輻射熱を計測する輻射熱センサとを有するセンサ装置が衣服本体に取り付けられるので、各ユーザの置かれている局所的な環境や、衣服内の環境などを反映した、ユーザごとの暑さ指数を計測することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るセンサ付衣服の外観図である。 図２は、図１のＡ－Ａ’線断面図である。 図３は、第１の実施の形態に係る制御基板のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図４は、第１の実施の形態に係る体調管理システムの構成を示すブロック図である。 図５は、第１の実施の形態に係る体調管理装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図６は、第１の実施の形態に係る暑さ指数の表示例を示す図である。 図７は、第１の実施の形態に係る体調管理システムの動作を説明するフローチャートである。 図８は、第１の実施の形態に係る体調管理システムの効果を説明するための図である。 図９は、第２の実施の形態に係るセンサ付衣服の外観図である。 図１０は、図８のＡ－Ａ’線断面図である。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図１から図９を参照して詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
本実施の形態に係るセンサ付衣服１は、ユーザが着用する衣服２と、衣服本体２０に取り付けられたセンサ装置１Ａとを備え、衣服内の環境、および日射によりユーザが受ける輻射熱を計測する。

図１および図２に示すように、センサ装置１Ａは、ユーザが着用する衣服２が外気に接する面、すなわち、衣服本体２０の外側に取り付けられている。また、本実施の形態では、センサ装置１Ａは、ユーザの背中側に対応する衣服本体２０の外側に取り付けられている。

衣服２は、例えば、図１に示すように、前身頃と後ろ身頃とを有する衣服本体２０、袖、および襟を有するシャツを含む。また、衣服２には、シャツの他にも、ベスト、コンプレッションシャツ、ジャージ、タンクトップ、上着等の衣料が含まれる。また、ユーザの胴部と接する衣服本体２０は、ユーザの身体に適度に密着するように、伸縮性を有する布地で形成されていてもよい。

衣服２および衣服本体２０の外側は、外気に接する面であり、以下において「表面２ａ」という。また、衣服２および衣服本体２０の内側は、衣服２を着用するユーザの皮膚Ｂ側の面であり、以下において「裏面２ｂ」という。

衣服本体２０は、任意の位置に形成された開口２ｈを含む。また、衣服本体２０の表面２ａには、開口２ｈの周辺の位置に、例えば、スナップボタン１５のソケットおよびスタッド（雌部材）が設けられている。スナップボタン１５のスタッド（雄部材）は、センサ装置１Ａが有する後述の筐体１０の第１壁部材１０ａの外面に設けられている。センサ装置１Ａは、スナップボタン１５によって衣服２に着脱可能に取り付けられている。

衣服２とセンサ装置１Ａとを着脱可能とすることで、センサ付衣服１がユーザによって使用された後に、センサ装置１Ａを衣服２から脱着して、衣服２のみを洗濯することができる。さらに、センサ装置１Ａの水濡れによる故障を未然に防ぐことができる。

また、センサ装置１Ａは、例えば、ユーザの背中の中心部から肩甲骨の高さあたりに配置されるように、衣服本体２０に取り付けられる。このような位置にセンサ装置１Ａが取り付けられると、ユーザの皮膚Ｂ表面と後述の温湿度センサ１１との間に適度な空間Ｓが形成され、衣服内の温湿度環境の計測に好適である。また、背中は発汗量が比較的多い体の部位であり、ユーザの発汗の影響が十分に反映された衣服内の湿度を計測する上でも好適である。

［センサ装置の構成］
センサ装置１Ａは、筐体１０と、この筐体１０の第１壁部材１０ａに支持された温度センサ１１ａおよび湿度センサ１１ｂを備える温湿度センサ１１と、筐体１０の第２壁部材１０ｂに支持された輻射熱センサ１２とを備える。センサ装置１Ａは、筐体１０の第１壁部材１０ａを衣服本体２０の外側に対向させて取り付けられる。

また、筐体１０の内部には、制御基板１４が収容されている。なお、筐体１０の内部に、図示されない電池が収容され、制御基板１４に電力を供給する。

筐体１０は、第１壁部材１０ａと第２壁部材１０ｂとを備える略直方体に形成された容器である。第１壁部材１０ａと第２壁部材１０ｂとは、互いに対向して設けられている。例えば、筐体１０は、平面視において角丸四角形の底面（第１壁部材１０ａの外面）および上面（第２壁部材１０ｂの外面）を有する。

筐体１０は、例えば、ＡＢＳ樹脂、ゴム、シリコン樹脂などの高分子材料から形成することができる。筐体１０の大きさは、例えば、約５ｃｍ×３ｃｍ×１ｃｍなど、ユーザの衣服に取り付け可能な大きさに形成される。

筐体１０は、温湿度センサ１１を第１壁部材１０ａで支持し、第１壁部材１０ａに対向する第２壁部材１０ｂで輻射熱センサ１２を支持する。筐体１０の第１壁部材１０ａおよび第２壁部材１０ｂには、それぞれ１つの孔が設けられている。第１壁部材１０ａに形成された孔に温湿度センサ１１が嵌合する。また、第２壁部材１０ｂに形成された孔に輻射熱センサ１２が嵌合する。

このように、第１壁部材１０ａの一部の領域に温湿度センサ１１が設けられ、第２壁部材１０ｂの一部の領域には輻射熱センサ１２が設けられる。輻射熱センサ１２は、第２壁部材１０ｂの孔から外部に露出して設けられる。また、温湿度センサ１１は、第１壁部材１０ａの孔から外部に露出するように設けられていてもよい。

本実施の形態では、第２壁部材１０ｂの外面は外気に接する側の面であり、第１壁部材１０ａの外面は、ユーザに着用された衣服２、および衣服２の裏面２ｂとユーザの皮膚Ｂの表面との間に形成された衣服内の空間Ｓに接する面となる。

また、第１壁部材１０ａの外面のうち、温湿度センサ１１が設けられている一部の領域が衣服２の開口２ｈから衣服２の内部の空間Ｓに露出する。例えば、第１壁部材１０ａにおいて温湿度センサ１１が設けられている領域が開口２ｈと一致するように、スナップボタン１５が衣服２の表面２ａおよび第１壁部材１０ａの外面に設けられる。

また、例えば、第１壁部材１０ａに形成された孔の外周は外面からさらに外部に突出し、スナップボタン１５の高さと一致する高さに形成される。これにより、第１壁部材１０ａに支持される温湿度センサ１１が、衣服２に形成された開口２ｈから衣服内の空間Ｓとより直接的に接することができる。なお、温湿度センサ１１は、例えば、高分子材料の薄膜フィルムを介して衣服内の空間Ｓと接する構成とすることができる。

温湿度センサ１１は、例えば、１つのＩＣチップに静電容量式の湿度センサ１１ｂ、および半導体温度センサなどの温度センサ１１ａが一体的に設けられたセンサが用いられる。あるいは、温度センサ１１ａとして、例えば、サーミスタ等を用いることができる。温湿度センサ１１で計測された衣服内の空間Ｓにおける温度および湿度は、後述の制御基板１４が備えるプロセッサ４０２で衣服内温度および衣服内湿度を示す信号に換算される。

輻射熱センサ１２は、黒色の表面を有する黒色部と、温度センサとしてサーミスタ１３とを備える。黒色部は、例えば、平板や曲面板など任意の形状とすることができる。サーミスタ１３は、輻射熱センサ１２が有する黒色部の裏面に接して配置される。

図１および図２に示すように、輻射熱センサ１２の少なくとも筐体１０の第２壁部材１０ｂから外部に露出する表面は、黒色とされている。輻射熱センサ１２は、太陽光などからの輻射熱（熱放射）をできるだけ吸収するように、例えば、酸化鉄などで表面を黒化処理することができる。例えば、艶消しされた黒色化表面を形成する。図１に示すように、輻射熱センサ１２は、例えば、円板状に形成され、筐体１０の第２壁部材１０ｂに設けられた孔に嵌合する。

サーミスタ１３は、図２に示すように、輻射熱センサ１２の裏面に設けられている。サーミスタ１３は、黒色部の温度を検知する温度センサとして用いられる。サーミスタ１３によって検知された抵抗値は、制御基板１４に搭載されたプロセッサ４０２で黒色部の温度を示す信号に換算され出力される。

このように、太陽等から放出された電磁波は、輻射熱センサ１２が有する黒色部の表面に到達すると、内部エネルギーに変換されて黒色部の温度が変化する。黒色部によって受光および吸収された日射や輻射に応じて黒色部の温度が上昇する。サーミスタ１３は、黒色部の温度を計測することで、衣服２の外部からの輻射熱を計測することができる。

制御基板１４は、図３に示すように、例えば、バス４０１を介して接続されるＣＰＵなどのプロセッサ４０２、メモリ４０３、通信インターフェース４０４、入出力Ｉ／Ｏ４０５を備えるコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。また、制御基板１４は、図示されないアンプ回路、Ａ／Ｄコンバータなどを備えている。

メモリ４０３には、プロセッサ４０２が各種制御や演算を行うためのプログラムが予め格納されている。メモリ４０３は温湿度センサ１１および輻射熱センサ１２の校正データを記録する領域を有する。

通信インターフェース４０４は、通信ネットワークＮＷを介して各種外部電子機器との通信を行うための通信制御回路である。プロセッサ４０２で換算された衣服内の温度、衣服内の湿度、および外部からの輻射熱は、通信インターフェース４０４から、通信ネットワークＮＷを介して、後述の体調管理装置３に送信される。

通信インターフェース４０４としては、例えば、ＬＴＥ、３Ｇ、５Ｇ、無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線データ通信規格に対応した通信インターフェースおよびアンテナが用いられる。

入出力Ｉ／Ｏ４０５は、外部機器からの信号を入力したり、外部機器へ信号を出力したりするＩ／Ｏ端子により構成される。

［体調管理システム］
次に、上述した構成を有するセンサ付衣服１において計測された衣服内の温度、湿度、および外部からの輻射熱に基づいて、衣服２を着用するユーザの体調管理処理を実行する体調管理システムについて、図４を参照して説明する。

体調管理システムは、センサ付衣服１と、センサ付衣服１と通信可能に接続された体調管理装置３とを備える。

［体調管理装置の機能ブロック］
図４に示すように、体調管理装置３は、取得部３０、暑さ指数算出部３１、警報部３２、提示部３３、および記憶部３４を備える。

取得部３０は、温湿度センサ１１で計測された衣服内の温度および湿度と、輻射熱センサ１２で計測された衣服２の外部からの輻射熱とを取得する。より詳細には、取得部３０は、通信ネットワークＮＷを介して、例えば、一定の時間周期で、センサ付衣服１から温度、湿度、および輻射熱の計測データを収集する。取得されたセンサデータは記憶部３４に蓄積される。

暑さ指数算出部３１は、取得部３０によって取得された衣服内の温度と湿度、および輻射熱に基づいて、センサ付衣服１を着用するユーザの暑さ指数を算出する。前述したように、熱中症のリスクは、温度の上昇、湿度の上昇、日射強度の情報にともなって増加する（非特許文献１参照）。暑さ指数算出部３１は、ユーザに着用されたセンサ付衣服１を用いて計測した衣服内の温度および湿度、ならびに輻射熱温度（日射熱温度ともいう。）を用いて、次式（２）によりユーザごとの暑さ指数（以下、「個人別暑さ指数」という。）を算出する。

個人別暑さ指数［℃］＝Ａ×衣服内温度［℃］＋Ｂ×衣服内湿球換算温度［℃］＋Ｃ×日射熱温度［℃］ ・・・（２）
ただし、係数Ａ、Ｂ、Ｃは、Ａ＋Ｂ＋Ｃ＝１となる重み付け係数を表す。

上式（２）において、衣服内湿球換算温度は、センサ付衣服１によって計測された衣服内の相対湿度と衣服内の温度とに基づいて算出される、湿球で計測される温度である。暑さ指数算出部３１は、例えば、次式（３）による公知の近似式を用いて、衣服内湿球換算温度を算出することができる。

衣服内湿球換算温度［℃］＝（衣服内温度［℃］＋１０［℃］）×（衣服内湿度［％］／２５０＋０．６１５）－１０℃ ・・・（３）

暑さ指数算出部３１は、上式（２）および（３）を用いて算出されたユーザごとの個人別暑さ指数［℃］を記憶部３４に記憶する。

警報部３２は、暑さ指数算出部３１によって算出された個人別暑さ指数が予め設定されたしきい値を超えた場合にアラームを発出する。例えば、しきい値として、２８［℃］を採用し、個人別暑さ指数が２８℃を超える場合にアラームを発出する。また、例えば、複数段階のしきい値を設定することもできる。具体的には、しきい値として、２５［℃］、２８［℃］、および３１［℃］を用いて、これら３段階での熱中症の危険度に応じたアラームを発出してもよい。

また、警報部３２は、音、振動、光など、ユーザが感知することができる形態のアラームを生成し、発出することができる。

提示部３３は、暑さ指数算出部３１によって算出された個人別暑さ指数をユーザに対して提示する。例えば、提示部３３は、後述の表示装置１０８の表示画面に個人別暑さ指数を表示することができる。

［体調管理装置のハードウェア構成］
次に、上述した機能を有する体調管理装置３を実現するハードウェア構成の一例について、図５のブロック図を参照して説明する。

図５に示すように、体調管理装置３は、例えば、バス１０１を介して接続されるプロセッサ１０２、主記憶装置１０３、通信インターフェース１０４、補助記憶装置１０５、入出力Ｉ／Ｏ１０６、入力装置１０７、表示装置１０８を備えるコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。

主記憶装置１０３には、プロセッサ１０２が各種制御や演算を行うためのプログラムが予め格納されている。プロセッサ１０２と主記憶装置１０３とによって、図４に示した取得部３０、暑さ指数算出部３１、警報部３２、提示部３３を含む体調管理装置３の各機能が実現される。

通信インターフェース１０４は、通信ネットワークＮＷを介して各種外部電子機器との通信を行うためのインターフェース回路である。

通信インターフェース１０４としては、例えば、ＬＴＥ、３Ｇ、５Ｇ，無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの無線データ通信規格に対応した演算インターフェースおよびアンテナが用いられる。通信インターフェース１０４を介して、センサ付衣服１において計測された衣服内の温度および湿度、ならびに輻射熱温度が受信される。

補助記憶装置１０５は、読み書き可能な記憶媒体と、その記憶媒体に対してプログラムやデータなどの各種情報を読み書きするための駆動装置とで構成されている。補助記憶装置１０５には、記憶媒体としてハードディスクやフラッシュメモリなどの半導体メモリを使用することができる。

補助記憶装置１０５は、センサ付衣服１から受信した衣服内の温度、湿度、および輻射熱を記憶する記憶領域や、体調管理装置３が個人別暑さ指数を算出するための体調管理プログラムを格納するプログラム格納領域を有する。また、補助記憶装置１０５には、予め設定された暑さ指数のしきい値が格納される領域を有する。補助記憶装置１０５によって、図４で説明した記憶部３４が実現される。さらには、例えば、上述したデータやプログラムやなどをバックアップするためのバックアップ領域などを有していてもよい。

入出力Ｉ／Ｏ１０６は、外部機器からの信号を入力したり、外部機器へ信号を出力したりするＩ／Ｏ端子により構成される。

入力装置１０７は、キーボードやタッチパネル等で構成され、キー操作またはタッチ操作に応じた操作信号を生成する。

表示装置１０８は、液晶ディスプレイなどによって実現される。表示装置１０８は、図４で説明した警報部３２および提示部３３を実現する。

なお、体調管理装置３は、１つのコンピュータによって実現される場合に限らず、体調管理装置３が備える各機能部を分散してネットワーク上の複数のコンピュータによって実現してもよい。例えば、暑さ指数算出部３１をクラウドサーバなどで実現し、警報部３２および提示部３３は、スマートフォン、タブレット端末、スマートウォッチなどのウェアラブル端末などで実現することができる。

また、体調管理装置３が備える取得部３０、暑さ指数算出部３１、警報部３２、提示部３３、および記憶部３４はそれぞれ取得回路、暑さ指数算出回路、警報回路、提示回路、および記憶装置として、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰなどのハードウェアで実現することができる。また、体調管理プログラムを個別の論理回路、ＦＰＧＡ、ＰＬＤ、ＡＳＩＣ、ＤＳＰなどとすることができる。

［体調管理システムの動作］
次に、上述した構成を有するセンサ付衣服１および体調管理装置３を備える体調管理システムの動作について、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、センサ装置１Ａが衣服２に取り付けられた状態のセンサ付衣服１がユーザに着用される。また、センサ装置１Ａによって衣服内の湿度および温度、ならびに外部からの輻射熱が計測されているものとする。

まず、取得部３０は、通信ネットワークＮＷを介して、センサ付衣服１において計測された衣服内の湿度および温度、ならびに輻射熱を取得する（ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３）。より詳細には、取得部３０は、温湿度センサ１１で計測された衣服２の内部の温度を取得する（ステップＳ１）。また、取得部３０は、温湿度センサ１１で計測された衣服２の内部の湿度を取得する（ステップＳ２）。また、取得部３０は、輻射熱センサ１２で計測された、衣服２の外部からの日射や輻射にともなう輻射熱温度を取得する（ステップＳ３）。

次に、暑さ指数算出部３１は、ステップＳ１からステップＳ３で取得された衣服内の温度、湿度、および衣服２の外部からの輻射熱温度に基づいて、式（２）および（３）を用いて、個人別暑さ指数を算出する（ステップＳ４）。算出された個人別暑さ指数は記憶部３４に記憶される。

次に、警報部３２は、ステップＳ４で算出された個人別暑さ指数が予め設定されたしきい値以上の場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、アラームを発出する（ステップＳ６）。例えば、警報部３２は、しきい値として２８［℃］を採用する。警報部３２は、ステップＳ４で算出された個人別暑さ指数が２８［℃］以上の場合には、ユーザに対して涼しい室内に移動することを誘導して注意喚起を促すためのアラームを発出することができる。警報部３２は、例えば、表示装置１０８に画像やテキスト情報によるアラームを表示させることができる。

その後、提示部３３は、暑さ指数算出部３１によって算出された個人別暑さ指数を表示装置１０８に表示させる（ステップＳ７）。

図６は、提示部３３による個人別暑さ指数の提示例、および警報部３２によるアラームの出力の一例を示している。例えば、表示画面において、現在のユーザの個人別暑さ指数「３１℃」、およびアラーム「危険」がテキスト情報で表示されている。このように、ユーザごとに算出された個人別暑さ指数や、個人別暑さ指数に基づくアラームが、センサ付衣服１を着用するユーザが携帯しているスマートフォンなどの通信端末の画面などにリアルタイムで表示される。

次に、本実施の形態に係る体調管理システムの効果について、図８を参照して説明する。図８は、ユーザによってセンサ付衣服１が着用されて計測されたセンサデータに基づいて体調管理装置３において算出された個人別暑さ指数と、従来例のＷＢＧＴ計を用いて計測された暑さ指数に対してプロットしたグラフである。

本計測例では、次の（１）から（３）の異なる条件のもと個人別暑さ指数が算出された：（１）室温２５［℃］および湿度５５［％］の環境（ＷＢＧＴ計で計測される暑さ指数２３．４［℃］）、（２）室温３５［℃］および湿度５５［％］の環境（ＷＢＧＴ計による暑さ指数３１．４［℃］）、（３）室温３５［℃］、湿度５５［％］、および人工太陽による日射が照射された環境（ＷＢＧＴ計による暑さ指数３７．５［℃］）。

また、個人別暑さ指数を算出するための式（２）の係数Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれ従来のＷＢＧＴ計と同様に、Ａ＝０．１，Ｂ＝０．７，Ｃ＝０．２を用いた。

図８に示されるように、本実施の形態に係るセンサ付衣服１を用いて計測された個人別暑さ指数は、従来のＷＢＧＴ計を用いて計測した暑さ指数（ＷＢＧＴ）に対して高い線形性を示しており、個人別暑さ指数が、暑さ対策のための指標として有効であることが確認できる。

以上説明したように、第１の実施の形態によれば、衣服内の温度および湿度を計測する温度センサ１１ａおよび湿度センサ１１ｂと、衣服２の外部からの輻射熱を計測する輻射熱センサ１２とを有するセンサ装置１Ａが衣服本体２０に取り付けられる。そのため、各ユーザの置かれている局所的な環境や、衣服内の環境などを反映した、ユーザごとの暑さ指数を計測することができる。

また、第１の実施の形態によれば、温度センサ１１ａ、湿度センサ１１ｂ、および輻射熱センサ１２が筐体１０内部に収容されたセンサ装置１Ａを有するので、１つのセンサ装置１Ａによって同時かつより間便にユーザの暑さ指数を計算するために必要なセンサデータを計測することができる。

また、第１の実施の形態によれば、ユーザごとに算出された暑さ指数に基づいて、熱中症に関する危険度を示すアラームを、ユーザごとに通知するので、個人別の暑さ対策を行うことができる。

また、第１の実施の形態によれば、センサ装置１Ａは衣服２の外側に取り付けられるので、センサ装置１Ａがユーザの肌と接触することを防止して、衣服内の湿度および温度をより正確に計測することができる。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第１の実施の形態と同じ構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。

第１の実施の形態に係るセンサ付衣服１は、センサ装置１Ａが衣服本体２０の外側に取り付けられている場合について説明した。これに対し、第２の実施の形態では、センサ装置１Ａは衣服本体２０の内側に取り付けられている。

より詳細には、センサ装置１Ａは、筐体１０の第２壁部材１０ｂを衣服本体２０の内側に対向させて取り付けられる。また、第２壁部材１０ｂの外面の輻射熱センサ１２が設けられている領域は、開口２ｈから衣服本体２０の外部に露出している。

図９および図１０に示すように、衣服本体２０は、裏面２ｂの開口２ｈの周辺に取り付けられて、センサ装置１Ａを収容するポケット２ｃを形成する生地を備える。ポケット２ｃは、例えば、メッシュ生地を用いることができる。メッシュ生地とは、通気性や速乾性より高い生地である。例えば、目視により確認することが可能な穴が空いた合成繊維の生地が挙げられる。

また、ポケット２ｃは、センサ装置１Ａの外形に応じた大きさを有する。ポケット２ｃは、センサ装置１Ａがポケット２ｃに挿入された際に、第２壁部材１０ｂの外面において、輻射熱センサ１２の黒色部が設けられている領域と衣服２の開口２ｈとが一致するように衣服２の裏面２ｂに配置される。

このように、センサ装置１Ａは、輻射熱センサ１２の黒色部が開口２ｈと一致するようにポケット２ｃに挿入される。開口２ｈから露出した黒色部により日射など外部からの輻射熱が吸収され、輻射熱センサ１２は、外部からの輻射熱を計測する。

一方、温湿度センサ１１が設けられている領域を含む第１壁部材１０ａの外面は、メッシュ生地で形成されたポケット２ｃを介して、衣服２の裏面２ｂとユーザの皮膚Ｂの表面との間に形成された衣服内の空間Ｓに接する。温湿度センサ１１は、メッシュ生地のポケット２ｃを介して衣服内の湿度および温度を計測する。

このように、第２の実施の形態によれば、衣服２の裏面２ｂに設けられた内ポケット２ｃにセンサ装置１Ａが挿入可能な構成とするので、センサ装置１Ａの着脱がより容易となる。また、センサ装置１Ａが外部からの衝撃などによって衣服２から外れてしまうことを防止できる。

また、第２の実施の形態によれば、ポケット２ｃは通気性や速乾性の高いメッシュ生地を用いるので、温湿度センサ１１により衣服内環境をより良好に計測することができる。

また、第２の実施の形態によれば、衣服２の内側にセンサ装置１Ａが取り付けられるので、センサ装置１Ａ全体が外部に露出することなく、外観上より好ましい。

また、第２の実施の形態によれば、センサ装置１Ａにおいて日射が直接当たるのは、輻射熱センサ１２の黒色部のみであり、筐体１０全体には日射が直接当たらない。そのため、筐体１０の温度が日射により上昇することを抑制することができる。その結果として、温湿度センサ１１は、衣服内の温度をより高精度に計測することができる。

なお、説明した実施の形態では、筐体１０の第１壁部材１０ａと第２壁部材１０ｂとが対向し、温湿度センサ１１は第１壁部材１０ａに支持され、輻射熱センサ１２は第２壁部材に支持されている場合について説明した。しかし、第１壁部材１０ａと第２壁部材１０ｂとは筐体１０において対向して配設されている場合に限らない。例えば、温湿度センサ１１が筐体１０の（大地を基準として）下側や上側に設けられるように、第２壁部材１０ａの位置を任意に定めることができる。また、温湿度センサ１１は、第２壁部材１０ｂにおいて任意の位置に支持される構成とすることができる。

また、説明した実施の形態では、体調管理装置３が、ユーザの暑さ指数を算出する場合について説明した。しかし、暑さ指数算出部３１は、センサ装置１Ａにおいて算出される構成であってもよい。この場合、体調管理装置３は、例えば、ユーザに携帯されるスマートフォンやスマートウォッチなどのウェアラブル端末などで実現され、アラームや算出された個人別暑さ指数をユーザに対して通知する。

また、説明した実施の形態では、センサ装置１Ａは、温度センサ１１ａ、湿度センサ１１ｂ、および輻射熱センサ１２を有する場合について説明した。しかし、センサ装置１Ａは、これらのセンサに加えて、ユーザの活動量を計測するセンサ、例えば、３軸加速度センサ、脈拍計、心拍計、心電計、呼吸センサやこれらを組み合わせたセンサをさらに備えていてもよい。

この場合、ユーザの加速度、脈拍などで示されるユーザの活動量に応じて、警報部３２はしきい値やアラームの内容を変更することができる。そのため、ユーザごとに算出された個人別暑さ指数にユーザの活動状態を反映して、ユーザごとの暑さ指数に応じたリスクの程度をより正確に提示することができる。

また、説明した実施の形態では、体調管理装置３は、センサ付衣服１において計測された衣服内の温度および湿度、ならびに輻射熱に基づいて個人別暑さ指数を算出する場合について説明した。しかし、体調管理装置３は、例えば、ユーザの位置情報に基づいて、ユーザの位置における気象情報などの外部環境に関するデータを取得して、衣服内の温度と湿度、輻射熱、および外部環境に関するデータに基づいて個人別暑さ指数を算出する構成としてもよい。この場合、例えば、センサ装置１ＡにＧＰＳ受信機を設ける。

以上、本発明のセンサ付衣服、体調管理システム、および体調管理プログラムにおける実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。

１…センサ付衣服、１Ａ…センサ装置、２…衣服、２ａ…表面、２ｂ…裏面、２ｈ…開口、３…体調管理装置、１０…筐体、１０ａ…第１壁部材、１０ｂ…第２壁部材、１１…温湿度センサ、１１ａ…温度センサ、１１ｂ…湿度センサ、１２…輻射熱センサ、１３…サーミスタ、１４…制御基板、１５…スナップボタン、３０…取得部、３１…暑さ指数算出部、３２…警報部、３３…提示部、３４…記憶部、１０１，４０１…バス、１０２，４０２…プロセッサ、１０３…主記憶装置、４０３…メモリ、１０４，４０４…通信インターフェース、１０５…補助記憶装置、１０６，４０５…入出力Ｉ／Ｏ、１０７…入力装置、１０８…表示装置。

Claims (6)

1. 衣服本体と、
   前記衣服本体に取り付けられたセンサ装置と
   を備え、
   前記センサ装置は、
   前記衣服本体の内側の温度を計測する温度センサと、
   前記衣服本体の内側の湿度を計測する湿度センサと、
   前記衣服本体の外部からの輻射熱を計測する輻射熱センサと、
   前記温度センサと前記湿度センサと前記輻射熱センサとを収容する筐体と
   を有し、
   前記筐体は、第１壁部材と第２壁部材とを少なくとも含み、
   前記温度センサと、前記湿度センサとは、前記第１壁部材に支持され、
   前記輻射熱センサは、前記第２壁部材に支持され、
   前記衣服本体は、任意の位置に形成された開口を含み、
   前記センサ装置は、前記筐体の前記第１壁部材を前記衣服本体の外側に対向させて取り付けられ、
   前記第１壁部材の外面のうち、少なくとも一部の領域は、前記開口から前記衣服本体の内部に露出している
   ことを特徴とするセンサ付衣服。
2. 衣服本体と、
   前記衣服本体に取り付けられたセンサ装置と
   を備え、
   前記センサ装置は、
   前記衣服本体の内側の温度を計測する温度センサと、
   前記衣服本体の内側の湿度を計測する湿度センサと、
   前記衣服本体の外部からの輻射熱を計測する輻射熱センサと、
   前記温度センサと前記湿度センサと前記輻射熱センサとを収容する筐体と
   を有し、
   前記筐体は、第１壁部材と第２壁部材とを少なくとも含み、
   前記温度センサと、前記湿度センサとは、前記第１壁部材に支持され、
   前記輻射熱センサは、前記第２壁部材に支持され、
   前記衣服本体は、任意の位置に形成された開口を含み、
   前記センサ装置は、前記筐体の前記第２壁部材を前記衣服本体の内側に対向させて取り付けられ、
   前記第２壁部材の外面の少なくとも一部の領域は、前記開口から前記衣服本体の外部に露出している
   ことを特徴とするセンサ付衣服。
3. 請求項２に記載のセンサ付衣服において、
   前記衣服本体は、前記衣服本体の内側の前記開口の周囲に取り付けられて、前記センサ装置を収容するポケットを形成する生地をさらに備え、
   前記第１壁部材の外面は、前記生地を介して、前記衣服本体の内側の空間に接する
   ことを特徴とするセンサ付衣服。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ付衣服と、
   前記センサ付衣服と通信可能に接続された体調管理装置と
   を備え、
   前記体調管理装置は、
   前記温度センサで計測された前記温度と、前記湿度センサで計測された前記湿度と、前記輻射熱センサで計測された前記輻射熱とを取得する取得部と、
   前記取得部によって取得された前記温度と、前記湿度と、前記輻射熱と、に基づいて、前記センサ付衣服を着用するユーザの暑さ指数を算出する暑さ指数算出部と、
   前記暑さ指数算出部が算出した前記ユーザの暑さ指数を提示する提示部と
   を有する
   ことを特徴とする体調管理システム。
5. 請求項４に記載の体調管理システムにおいて、
   前記体調管理装置は、
   前記暑さ指数算出部によって算出された前記ユーザの暑さ指数が予め設定されたしきい値を超えた場合にアラームを発出する警報部を有する
   ことを特徴とする体調管理システム。
6. 請求項４または請求項５に記載の体調管理システムが、コンピュータに、
   前記温度センサで計測された前記温度と、前記湿度センサで計測された前記湿度と、前記輻射熱センサで計測された前記輻射熱とを取得する第１ステップと、
   前記第１ステップで取得された前記温度と、前記湿度と、前記輻射熱と、に基づいて、前記センサ付衣服を着用するユーザの暑さ指数を算出する第２ステップと、
   前記第２ステップで算出された前記ユーザの暑さ指数を提示する第３ステップと
   を実行させるための体調管理プログラム。

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