JP7495064B2 - 頭部装着装置、熱中症予防システム及び水分補給警告システム - Google Patents

頭部装着装置、熱中症予防システム及び水分補給警告システム Download PDF

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Description

本開示は、頭部装着装置、熱中症予防システム及び水分補給警告システムに関する。
高温の環境下においては、熱中症を予防することが必要となる。従来から、工事現場等の作業に従事する作業者の熱中症を防ぐための、作業者に装着させる装置が知られている。例えば特許文献１には、温度センサ及び湿度センサを備えたヘルメットが記載されている。特許文献１のヘルメットによれば、管理者がヘルメット内の状況を把握できるので、異常発生時には作業者に連絡することが可能となる。非特許文献１には、熱へのばく露を止めることが必要とされている兆候が記載されている。非特許文献２には、熱中症の症状が記載されている。
特開２０１７－１１５２７５号公報
「熱中症を防ごう」、厚生労働省労働基準局、都道府県労働局、労働基準監督署、平成２５年４月 「職場の「熱中症」を防ごう」、東京労働局労働基準部健康課、平成２９年２月
しかしながら、特許文献１のヘルメットは、単にヘルメット内の温度及び湿度を計測するだけである。このため、特に作業者の体内水分量の減少量等、熱中症になる可能性の推定に必要な、作業者である装着者の身体の状態を正確に検出するには限界がある。したがって、熱中症になる可能性の推定精度を向上させることが難しい。また、作業者に限定されず、屋外で活動及び運動等を行う一般人であっても、熱中症になる可能性がある。したがって、ヘルメットに限定されず、一般人にも装着可能であることが望ましい。
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、熱中症になる可能性の推定に必要な、装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる頭部装着装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本開示の一態様の頭部装着装置は、装着者の頭部を覆い、且つ通気性を有する頭部被覆部材と、一端が前記頭部被覆部材の外部に配置され且つ他端が前記頭部被覆部材の内部に配置される管部材と、前記頭部被覆部材の外部又は内部に配置され、水蒸気を含む空気が前記頭部被覆部材の表面を通過して外部に排出されるように送風または又は吸引するファンと、前記ファン又は前記頭部被覆部材に入る吸入空気の絶対湿度を計測するための第１湿度センサと、前記頭部被覆部材の内表面又は外表面に位置し、前記頭部被覆部材又は前記ファンから出る排出空気の絶対湿度を計測するための第２湿度センサと、を備え、前記ファンは、前記一端から前記他端に向かって空気を送り、且つ前記管部材の上流側端部に位置する。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記第１湿度センサは、前記ファンの上流に位置し、前記一端から前記管部材に入る吸入空気の絶対湿度を計測し、前記第２湿度センサは、前記ファンの下流に位置し、前記他端から前記頭部被覆部材の外部に出る排出空気の絶対湿度を計測する。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記第１湿度センサは、前記頭部被覆部材の外部に位置する。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記第２湿度センサは、前記頭部被覆部材の内表面に位置する。
頭部装着装置の望ましい態様として、筐体、前記ファン、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサを有するセンサユニットを備え、前記ファン及び前記第１湿度センサは、前記筐体に取り付けられ、前記第２湿度センサは、前記筐体又は前記筐体に固定される支持部材に取り付けられる。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記センサユニットは、前記頭部被覆部材に対して着脱可能である。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記装着者の頭部と前記頭部被覆部材との間の隙間に設けられ、且つ貫通孔を有する中間被覆部材を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記第１湿度センサは、前記吸入空気の温度及び相対湿度を計測し、前記第２湿度センサは、前記排出空気の温度及び相対湿度を計測する。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記ファンは、前記排出空気の温度が前記排出空気の露点温度以上となる風量で送風する。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記装着者の体温を計測する体温センサを備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記体温センサは、深部体温を計測する。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記装着者の心拍数を計測する心拍センサを備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記装着者の周辺の湿球温度及び黒球温度を計測する環境センサを備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記ファンの風量を計測するための風量計測装置を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記風量計測装置は、前記ファンの空気の入口又は出口に設けられる風量センサを含む。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記風量計測装置は、前記ファンの差圧を計測するための圧力センサを含み、前記圧力センサから得た情報に基づき前記ファンの風量を演算する制御装置を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記風量計測装置は、前記ファンを駆動する電源電圧を検出する検出機構を含み、前記検出機構から得た情報に基づき前記ファンの風量を演算する制御装置を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得た情報に基づき前記装着者の発汗量を演算する制御装置を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記装着者の汗の塩分濃度を計測するための塩分濃度センサと、前記塩分濃度センサ、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得た情報に基づき前記装着者の塩分損失量を演算する制御装置と、を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に警報を発する警報装置を備える。
頭部装着装置の望ましい態様として、前記塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に警報を発する警報装置を備える。
本開示の一態様の熱中症予防システムは、上述した頭部装着装置と、管理装置と、を備え、前記頭部装着装置は、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の発汗量を記憶する。
熱中症予防システムの望ましい態様として、前記発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える。
熱中症予防システムの望ましい態様として、上述した頭部装着装置と、管理装置と、を備え、前記頭部装着装置は、前記塩分濃度センサ、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の塩分損失量を記憶する。
熱中症予防システムの望ましい態様として、前記塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える。
本開示の一態様の水分補給警告システムは、上述した頭部装着装置と、管理装置と、を備え、前記頭部装着装置は、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の発汗量を記憶する。
水分補給警告システムの望ましい態様として、前記発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える。
本開示の一態様の水分補給警告システムは、上述した頭部装着装置と、管理装置と、を備え、前記頭部装着装置は、前記塩分濃度センサ、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の塩分損失量を記憶する。
水分補給警告システムの望ましい態様として、前記塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える。
本開示によれば、熱中症になる可能性の推定に必要な、装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる頭部装着装置を提供することができる。
図１は、第１実施形態の熱中症予防システムの模式図である。 図２は、第２実施形態の熱中症予防システムの模式図である。 図３は、第２実施形態のセンサユニットの模式図である。 図４は、第３実施形態の熱中症予防システムの模式図である。
以下、本開示につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、本開示を実施するための形態（以下、実施形態という）により本開示が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の熱中症予防システムの模式図である。本実施形態の熱中症予防システム１は、作業者等の熱中症の発症を抑制するためのシステムである。熱中症予防システム１は、例えば建設現場等における作業者に適用される。熱中症予防システム１は、作業者が水分を補給すべきであることを警告する、作業者に水分を補給するよう指示する、又は作業者に休憩をとることを促すもしくは指示する水分補給警告システム１でもある。図１に示すように、熱中症予防システム１は、頭部装着装置１０と、管理部９と、を含む。
頭部装着装置１０は、作業者の頭部に装着される装置である。以下の説明において、頭部装着装置１０を装着する人間を装着者と記載する。例えば本実施形態の頭部装着装置１０は帽子である。図１に示すように、頭部装着装置１０は、頭部被覆部材２と、中間被覆部材３と、センサユニット４と、ファン６と、バッテリー１６と、第１湿度センサ５２と、第２湿度センサ５４と、風量センサ５６と、環境センサ５８と、塩分濃度センサ７２と、体温センサ７４と、心拍センサ７６と、制御装置１１と、警報装置１２と、通信装置１３と、アンテナ１４と、を備える。
頭部被覆部材２は、装着者の頭部を覆う部材であって、半球状である。頭部被覆部材２は、通気性を有する。装着者の頭部で生じる汗は、水蒸気となり、頭部被覆部材２に遮閉されずに頭部被覆部材２を通過する。頭部被覆部材２は、本体２０と、鍔２１と、を備える。本体２０は、例えば布等で形成されている。鍔２１は、本体２０と一体に形成されており、本体２０の下端部２０１から装着者から離れる方向に突出している。以下の説明において、頭部被覆部材２で囲まれる略半球状の領域に対して外側の領域を外部Ｅとする。
中間被覆部材３は、装着者の頭部に面する部材である。中間被覆部材３は、装着者の頭部と頭部被覆部材２との間の隙間に設けられる。中間被覆部材３は、頭部被覆部材２に対して、着脱可能であってもよい。中間被覆部材３は、例えば合成樹脂等で形成されている。中間被覆部材３は、複数の貫通孔３１を備えており、装着者の頭部の一部を覆っている。装着者の頭部で生じる汗は、水蒸気となり、中間被覆部材３に遮閉されずに中間被覆部材３を通過する。なお、中間被覆部材３が頭部の全体を覆っていてもよいが、このような場合は中間被覆部材３が透湿性を有する材料で形成される。
センサユニット４は、筐体４２と、管部材４４と、支持部材４６と、サブユニット７と、を備える。ファン６、第１湿度センサ５２、第２湿度センサ５４、風量センサ５６、環境センサ５８、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４、心拍センサ７６、制御装置１１、警報装置１２、通信装置１３、アンテナ１４及びバッテリー１６は、センサユニット４に設けられる。
筐体４２は、頭部被覆部材２の外表面に取り付けられている。筐体４２は、空気を吸入する吸気口４２１と、空気を送り出す送風口４２２と、を有する。筐体４２の外側において、吸気口４２１の近傍には、第１湿度センサ５２と、環境センサ５８と、アンテナ１４と、が取り付けられている。筐体４２の内部には、ファン６と、風量センサ５６と、制御装置１１と、警報装置１２と、通信装置１３と、バッテリー１６と、が取り付けられている。風量センサ５６は、第１実施形態において、ファン６の空気の出口側に取り付けられている。風量センサ５６は、ファン６の空気の入口側に取り付けられてもよい。
管部材４４は、一端４４１が頭部被覆部材２の外部Ｅに配置される。管部材４４の一端４４１は、筐体４２の送風口４２２に接続される。管部材４４は、他端４４２が頭部被覆部材２の内部に配置される。管部材４４の他端４４２は、頭部被覆部材２の内側の下端部に接続される。
支持部材４６は、筐体４２に固定される。支持部材４６は、中間被覆部材３の内表面に沿って、頭部被覆部材２の下端部から上方に向かって設けられる。頭部被覆部材２及び中間被覆部材３は、支持部材４６と筐体４２とによって挟持される。支持部材４６の上端部には、第２湿度センサ５４が取り付けられている。
サブユニット７は、例えば、板状の部材である。サブユニット７の一面には、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６が取り付けられている。サブユニット７は、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６が取り付けられている面が装着者の頭部に対向するように、中間被覆部材３の内表面に取り付けられている。サブユニット７は、筐体４２に連結される。サブユニット７は、ケーブル７８によって、筐体４２に連結される。
筐体４２は、頭部被覆部材２に対して着脱可能であることが好ましい。サブユニット７は、中間被覆部材３に対して着脱可能であることが好ましい。センサユニット４は、頭部被覆部材２及び中間被覆部材３に対して着脱可能であることが好ましい。
ファン６は、センサユニット４に設けられる。ファン６は、筐体４２の内部に配置されている。ファン６は、本実施形態において、筐体４２の吸気口４２１から吸入された空気を、送風口４２２を介して、管部材４４に導く。ファン６は、管部材４４の一端４４１から他端４４２に向かって空気を送る。すなわち、ファン６は、管部材４４の上流側端部に位置する。空気は外部Ｅから筐体４２に入り、管部材４４及び頭部被覆部材２の内部を通り、頭部被覆部材２の表面を通過して外部Ｅへ排出される。装着者が汗をかくと、頭部被覆部材２の内部には水蒸気が供給される。汗による水蒸気を含む空気が、頭部被覆部材２の表面を通過して外部Ｅに排出される。
ファン６の風量は、風量センサ５６によって計測される。ファン６は、風量が所定の値になるように、手動又は後述する制御装置１１に含まれる制御回路で調節できる。ファン６は、頭部被覆部材２の表面から漏れ出る排出空気の温度が排出空気の露点温度以上となる風量で送風するように調節される。すなわち、ファン６は、排出空気の周辺のものに結露が生じない風量で送風するように調節される。ファン６の最低風量は、排出空気が露点温度以上となるような風量であることが好ましい。これは、一般的に湿度センサは相対湿度が１００％より高い空気の湿度（露点温度以下である空気の湿度）を計測できないためである。排出空気の相対湿度を１００％以下にするためには、後述する第２湿度センサ５４が計測した温度が露点温度以上になるように制御装置１１がファン６の風量を増加させればよい。一般的な作業環境である排出空気の相対湿度が１００％にならないような環境下（排出空気の周辺のものに結露が生じない環境下）で使用される場合には、装着者の暑さに対する耐性及び発汗量に応じて、簡易的に手動でファン６の風量を好みの風量に設定しても、排出空気は露点以上となる。このため、後述する第２湿度センサ５４は、正確な絶対湿度を計測できる。第２湿度センサ５４の表面の空気が入れ替わるように、ファン６の最低風量は、０．０１ｌ／ｍｉｎ以上であることが好ましい。ファン６の風量は、０．０１ｌ／ｍｉｎ以上５００ｌ／ｍｉｎ以下であることがより好ましい。
バッテリー１６は、ファン６、第１湿度センサ５２、第２湿度センサ５４、体温センサ７４、心拍センサ７６、環境センサ５８、制御装置１１、警報装置１２、通信装置１３、アンテナ１４に電力を供給する。制御装置１１、警報装置１２、通信装置１３及びアンテナ１４は一体化された基板上に形成されていてもよい。
第１湿度センサ５２は、管部材４４に入る吸入空気の絶対湿度（以下、第１絶対湿度という）を計測するためのセンサである。絶対湿度は、単位体積当たりの空気に含まれる水蒸気の量である。第１湿度センサ５２は、ファン６よりも上流に位置する。第１湿度センサ５２は外部Ｅに位置する。例えば、第１湿度センサ５２は、筐体４２の外表面に取り付けられている。第１湿度センサ５２は、外部Ｅの空気の温度及び相対湿度を計測する。
第２湿度センサ５４は、頭部被覆部材２の表面から出る排出空気の絶対湿度（以下、第２絶対湿度という）を計測するためのセンサである。第２湿度センサ５４は、ファン６よりも下流に位置する。第２湿度センサ５４は、頭部被覆部材２の内部に位置する。例えば、第２湿度センサ５４は、頭部被覆部材２の本体２０の内表面２０２に取り付けられる。第２湿度センサ５４は、本体２０の外表面に取り付けられてもよい。第２湿度センサ５４は、頭部被覆部材２の内部の空気の温度及び相対湿度を計測する。
風量センサ５６は、ファン６の風量を計測するためのセンサである。風量センサ５６は、ファン６の空気の出口側に取り付けられている。風量センサ５６は、ファン６の空気の入口側に取り付けられてもよい。ファン６の風量を計測する風量計測装置は、風量センサ５６に限定されない。風量計測装置は、ファン６の差圧を計測するための圧力センサを含んでもよい。ファン６の風量は、後述の制御装置１１によって、圧力センサから得た情報に基づいて演算される。風量計測装置は、ファン６を駆動する電源電圧を検出する検出機構を含んでもよい。ファン６の風量は、後述の制御装置１１によって、検出機構から得た情報に基づいて演算される。
環境センサ５８は、装着者の周辺の湿球温度、乾球温度及び黒球温度を計測するセンサである。環境センサ５８は、図１に示すように、筐体４２の外表面に取り付けられている。
塩分濃度センサ７２は、装着者の汗の塩分濃度を計測するためのセンサである。塩分濃度センサ７２は、サブユニット７に取り付けられている。塩分濃度センサ７２は、装着者に接している。塩分濃度センサ７２は、装着者の肌に接することが好ましい。塩分濃度センサ７２は、装着者の額に接するように取り付けることがより好ましい。
体温センサ７４は、装着者の体温を計測するセンサである。体温センサ７４は、サブユニット７に取り付けられている。体温センサ７４は、装着者に接している。また、体温センサ７４は、装着者の深部体温を計測できることがより好ましい。深部体温の指標としては、口腔温、直腸温、鼓膜温が挙げられる。体温センサ７４が深部体温を計測する場合、体温センサ７４の取付位置は適宜調節される。
心拍センサ７６は、装着者の心拍数を計測するセンサである。心拍センサ７６は、サブユニット７に取り付けられている。心拍センサ７６は、装着者に接している。心拍センサ７６は、装着者のこめかみに接することが好ましい。
制御装置１１は、コンピュータであり、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、入力インターフェース、及び出力インターフェースを含む。制御装置１１は、第１湿度センサ５２、第２湿度センサ５４、風量センサ５６、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４、心拍センサ７６及び環境センサ５８と電気的に接続されており、計測値を受信する。制御装置１１は、各センサから得た情報に基づいて医学的パラメータを演算する。例えば、制御装置１１は医学的パラメータとして発汗量を演算する。制御装置１１は、発汗量変動、深部体温変動及び心拍間隔等を演算することが好ましい。さらに、制御装置１１は、上述した各センサから得た情報及び算出された医学的パラメータから、作業環境及び装着者個人の熱中症の危険度を指数化し、指数に基づき警報装置１２又は通信装置１３を制御することが好ましい。また、制御装置１１は、ファン６と電気的に接続されており、ファン６の風量を制御してもよい。制御装置１１は、筐体４２の内部に取り付けられている。
制御装置１１は、装着者の体重、年齢、作業場所及び作業工程等の、装着者に関する情報を記憶している。例えば、制御装置１１は、後述する管理装置９１に記憶された装着者に関する情報を通信装置１３を介して得ることができる。または、作業前に装着者に関する情報が制御装置１１に対して直接入力されてもよい。
制御装置１１は、第１湿度センサ５２から受信した吸入空気の温度及び相対湿度に基づいて第１絶対湿度を演算する。相対湿度から絶対湿度を推定するのには各種の近似式があるが、ここでは比較的よく用いられるＴｅｔｅｎｓの式で推定することとし、第１絶対湿度をＸ［ｇ／ｍ３］、吸入空気の温度をｔＡ［Ｋ］、吸入空気の相対湿度をＲＨＡ［％］、吸入空気の飽和水蒸気圧をｅＡ［ｈＰａ］とした場合、制御装置１１は、下記式（１）及び式（２）からＸを得る。
Figure 0007495064000001
Figure 0007495064000002
制御装置１１は、第１絶対湿度（Ｘ）及び風量センサ５６から受信したファン６の風量に基づき、単位時間当たりに管部材４４に入る水分の質量を演算する。単位時間当たりに管部材４４に入る水分の質量をＡ［ｇ／ｍｉｎ］、ファン６の風量をＶ［ｍ３／ｍｉｎ］とした場合、制御装置１１は、下記式（３）からＡを得る。
Figure 0007495064000003
制御装置１１は、第２湿度センサ５４から受信した排出空気の温度及び相対湿度に基づいて第２絶対湿度を演算する。第２絶対湿度をＹ［ｇ／ｍ３］、排出空気の温度をｔＢ［Ｋ］、排出空気の相対湿度をＲＨＢ［％］、排出空気の飽和水蒸気圧をｅＢ［ｈＰａ］とした場合、制御装置１１は、下記式（４）及び式（５）からＹを得る。
Figure 0007495064000004
Figure 0007495064000005
制御装置１１は、第２絶対湿度（Ｙ）及びファン６の風量に基づき、単位時間当たりに頭部被覆部材２の表面から漏れ出る水分の質量の和を演算する。この水分の質量の和をＢ［ｇ／ｍｉｎ］とした場合、制御装置１１は、下記式（６）からＢを得る。
Figure 0007495064000006
単位時間当たりに装着者の頭部から蒸発した水分の質量をＣ［ｇ／ｍｉｎ］とした場合、制御装置１１は、下記式（７）からＣを得る。以下の説明において、単位時間当たりに装着者の頭部から蒸発した水分の質量（Ｃ）は発汗量と記載される。
Figure 0007495064000007
制御装置１１は、発汗量を所定間隔毎に演算し記憶する。制御装置１１は、発汗量の推移に基づき装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定する。制御装置１１は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。例えば、制御装置１１は、発汗量に関して予め決められた閾値を記憶しており、発汗量が閾値を超えた場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。または、制御装置１１は、発汗量に関して予め決められた閾値及び閾回数を記憶しており、発汗量が閾値を超えた回数が閾回数を超えた場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。
または、制御装置１１は、発汗量を積算し、積算した発汗量が閾値を超えた場合に装着者が熱中症になる可能性があると判定する。この場合の閾値は、例えば、装着者の体重の１．５％に相当する質量である（非特許文献１参照）。装着者の体重の減少量は、装着者の全身発汗量で計測できる。熱中症罹患の予防のためには、上述した閾値よりも小さい値を閾値とすることが好ましい。制御装置１１は、頭部の発汗量を算出できるが、予め頭部の発汗量と全身の発汗量との相関を記憶しておくことで、頭部発汗量から全身発汗量（体重の減少量）を推定できる。または、制御装置１１は、所定時間内で積算した発汗量に関して閾値を記憶しており、所定時間内で積算した発汗量が閾値を超えた場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。または、制御装置１１は、所定時間内での積算した発汗量に関する第１閾値と、装着者の周辺の湿球温度（又は乾球温度）に関する第２閾値を記憶しており、第１閾値と第２閾値に基づいて装着者が熱中症になる可能性を判定する。例えば、制御装置１１は、湿球温度が第２閾値を超え且つ所定時間内で積算した発汗量が第１閾値よりも低い場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。
制御装置１１は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、装着者が水分を補給すべきであると判定する。例えば、制御装置１１は、全身発汗量に関して予め決められた閾値を記憶しており、全身発汗量が閾値を超えた場合に、装着者が水分を補給すべきであると判定する。制御装置１１は、発汗量の情報に基づき、装着者が補給すべき水分の量を算出する。例えば、制御装置１１が算出する装着者が補給すべき水分の量は、全身発汗量に相当する水分の量である。なお、制御装置１１が算出する装着者が補給すべき水分の量は、全身発汗量に相当する水分の量とは異なる量であってもよい。
制御装置１１は、発汗量及び塩分濃度センサ７２から受信した汗の塩分濃度に基づき、単位時間当たりに装着者の頭部から蒸発した汗に含まれる塩分損失量を演算する。制御装置１１は、塩分損失量を所定間隔毎に演算し記憶する。制御装置１１は、塩分損失量の推移に基づき装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定する。制御装置１１は、塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。例えば、制御装置１１は、塩分損失量に関して予め決められた閾値を記憶しており、塩分損失量が閾値を超えた場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。または、制御装置１１は、塩分損失量に関して予め決められた閾値及び閾回数を記憶しており、塩分損失量が閾値を超えた回数が閾回数を超えた場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。制御装置１１は、汗の平均塩分濃度を記憶していてもよい。制御装置１１は、汗の平均塩分濃度に基づいて、装着者の塩分損失量を演算してもよい。汗の平均塩分濃度は、予め制御装置１１に記憶された所定の値である。汗の平均塩分濃度は、例えば、装着者毎に、予め汗の塩分濃度を所定回数測定し、その平均値から求められてもよいし、塩分濃度センサ７２を設置せず、一般的な既知の汗の塩分濃度の値を使用してもよい。一般的な既知の汗中の平均塩分濃度は、０．３％以上０．４％以下である。
制御装置１１は、体温の推移に基づき装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定する。例えば、制御装置１１は、装着者の休憩中に体温センサ７４から受信した体温が作業開始前の体温に戻らない場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する（非特許文献１参照）。
制御装置１１は、心拍数の推移に基づき装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定する。例えば、制御装置１１は、１分間の心拍数が１８０から装着者の年齢を引いた値を超える状態が数分続く場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する。または、制御装置１１は、装着者の作業強度のピークから１分後における１分間の心拍数が１２０を超える場合に、装着者が熱中症になる可能性があると判定する（非特許文献１参照）。
制御装置１１は、環境センサ５８が計測した情報に基づき、暑さ指数（ＷＢＧＴ：Ｗｅｔ Ｂｕｌｂ Ｇｌｏｂｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）を演算する。制御装置１１は、装着者の作業工程を記憶しているので、装着者が屋外にいるか屋内にいるか把握している。装着者が屋外にいる場合、制御装置１１は、湿球温度、乾球温度及び黒球温度に基づき暑さ指数を演算する。装着者が屋内にいる場合、制御装置１１は、湿球温度及び黒球温度に基づき暑さ指数を演算する。制御装置１１は、装着者が熱中症になる可能性があるか否かの判定に暑さ指数も用いることができる。
また、制御装置１１は、発汗量に、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４、心拍センサ７６及び環境センサ５８から得た情報を組み合わせて、装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定してもよい。
警報装置１２は、装着者に自身が熱中症になる可能性があることを認識させるための装置である。警報装置１２は、筐体４２の内部に取り付けられている。装着者が熱中症になる可能性があると制御装置１１が判定した場合、警報装置１２は警報を発する。警報の種類は特に限定されない。警報の例としては、音、光又は振動が挙げられる。また、警報装置１２は、自身に水分補給及び塩分補給の少なくとも一方が必要であることを認識させるための装置である。警報装置１２は、装着者が水分及び塩分の少なくとも一方を補給すべきであると制御装置１１が判定した場合、警報装置１２は警報を発する。警報の種類は特に限定されない。警報の例としては、音、光又は振動が挙げられる。例えば、装着者が水分及び塩分の少なくとも一方を補給すべきであると制御装置１１が判定した場合、警報装置１２は、制御装置１１が算出した装着者が補給すべき水分及び塩分の少なくとも一方の量を表示する。例えば、装着者が水分及び塩分の少なくとも一方を補給すべきであると制御装置１１が判定した場合、警報装置１２は、制御装置１１が算出した装着者が補給すべき量の水分及び塩分の少なくとも一方を摂取するよう、装着者に音声等で指示する。また、警報装置１２においては、水分補給及び塩分補給の少なくとも一方の指示と、例えば連続作業時間に基づく休憩を促す指示と、が併用されてもよい。
通信装置１３及びアンテナ１４は、制御装置１１が得た情報を管理部９に送信するための装置である。通信装置１３は、筐体４２の内部に取り付けられている。アンテナ１４は、筐体４２の外表面に取り付けられている。
管理部９は、装着者を監視する管理者がいる場所である。管理部９は、管理装置９１と、警報装置９２と、を備える。管理装置９１は、複数の頭部装着装置１０から情報を受信する。管理装置９１は、複数の装着者の作業場所、作業工程及び年齢等の情報を記憶している。
管理装置９１は、制御装置１１から得た発汗量、塩分損失量及び各センサから得た情報を記憶する。管理装置９１は、発汗量、塩分損失量、体温、心拍数及び熱さ指数の推移に基づき、装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定する。管理装置９１は、発汗量、塩分損失量、体温、心拍数及び熱さ指数の推移に基づき、装着者が水分及び塩分の少なくとも一方を補給すべきであるか否かを判定する。具体的な判定方法は、制御装置１１の判定方法と同じであってもよいし、異なっていてもよい。
警報装置９２は、装着者が熱中症になる可能性があることを、管理者に認識させるための装置である。装着者が熱中症になる可能性があると管理装置９１が判定した場合、警報装置９２は、管理者に対して警報を発する。警報装置９２は、装着者が水分及び塩分の少なくとも一方を補給すべきであることを管理者に認識させるための装置である。装着者が水分及び塩分の少なくとも一方を補給すべきであると管理装置９１が判定した場合、警報装置９２は、管理者に対して警報を発する。警報装置１２と同様に、警報の種類は特に限定されない。また、警報装置９２においては、水分補給及び塩分補給の少なくとも一方の指示と、例えば連続作業時間に基づく休憩を促す指示と、が併用されてもよい。
頭部被覆部材２及び中間被覆部材３の材質は一例に過ぎず、特に限定されない。また、頭部装着装置１０は、必ずしも中間被覆部材３を備えていなくてもよい。
頭部装着装置１０において、必ずしも外部Ｅの空気が筐体４２の吸気口４２１から入らなくてもよい。外部Ｅの空気が頭部被覆部材２の表面から入り、吸気口４２１から排出されてもよい。このような場合、第２湿度センサ５４は、吸気口４２１の近傍に配置されることが好ましい。
頭部装着装置１０が備える第２湿度センサ５４の数は、必ずしも１つでなくてもよい。例えば、中間被覆部材３の複数の貫通孔３１の近傍それぞれに第２湿度センサ５４が配置されていてもよい。このような場合、制御装置１１は、複数の第２湿度センサ５４の計測結果の平均に基づいて、発汗量を演算することが好ましい。
頭部装着装置１０は、本実施形態において、１つの管部材４４を有するが、複数の管部材４４を有してもよい。管部材４４は、１つの一端４４１と複数の他端４４２とを有するように、分岐して設けられてもよい。
ファン６の風量が制御装置１１により自動で調節される場合、制御装置１１は、排出空気の温度が露点温度未満となった場合にファン６の風量を大きくしてもよい。また、制御装置１１は、発汗量の増加にしたがってファン６の風量を大きくしてもよい。また、ファン６は、送風口４２２から吸気口４２１へ送風してもよい。
頭部装着装置１０は、風量センサ５６、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４、心拍センサ７６及び環境センサ５８を備えていなくてもよい。頭部装着装置１０は、風量センサ５６に代えて、ファン６の差圧を計測する圧力センサ又はファン６を駆動する電源電圧を検出する検出機構を備えてもよい。頭部装着装置１０は、ファン６の風量を計測することが可能であれば、どのように風量を計測してもよい。頭部装着装置１０は、本実施形態において、制御装置１１による風量の設定値を、風量計測装置による計測値の風量をＶ［ｍ３／ｍｉｎ］としているが、制御装置１１による設定値の風量をＶ［ｍ３／ｍｉｎ］としてもよい。すなわち、頭部装着装置１０は、必ずしもファン６の風量を計測しなくてもよい。
頭部装着装置１０は、センサとして少なくとも第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４を備えていればよい。また、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４は、必ずしも温度及び相対湿度を計測するセンサでなくてもよく、絶対湿度を計測できればよい。例えば、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４は、光（近赤外光）を利用した水分計（赤外線水分計）であってもよい。水分には特定の波長の近赤外光を吸収する性質がある。赤外線水分計は、吸光度の大きさに基づいて絶対湿度を計測する。第１湿度センサ５２は、必ずしも筐体４２の外表面に配置されなくてもよい。第２湿度センサ５４は、必ずしも支持部材４６に取り付けられなくてもよい。第２湿度センサ５４は、例えば、中間被覆部材３の貫通孔３１の近傍に取り付けられてもよい。環境センサ５８は、必ずしも筐体４２の外表面に配置されなくてもよい。環境センサ５８は、例えば、頭部被覆部材２の外表面に取り付けられてもよい。
制御装置１１、警報装置１２及び通信装置１３は、必ずしも筐体４２の内部に配置されなくてもよい。制御装置１１、警報装置１２及び通信装置１３は、例えば、鍔２１の内表面２１１に取り付けられてもよい。アンテナ１４は、必ずしも筐体４２の外表面に配置されなくてもよい。アンテナ１４は、例えば、鍔２１の外表面に取り付けられてもよい。塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６は、必ずしもサブユニット７に配置されなくてもよい。塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６は、例えば、中間被覆部材３の内表面に取り付けられてもよい。
頭部装着装置１０は、上述したセンサ以外のセンサを備えていてもよい。例えば、頭部装着装置１０は、装着者の脳血流を計測する脳血流センサを備えていてもよい。脳血流センサとしては、近赤外光を用いて頭皮上から非侵襲的に脳機能を計測する装置が知られている。このような装置は近赤外線分光法（ＮＩＲＳ：Ｎｅａｒ Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）脳計測装置と呼ばれる。また、頭部装着装置１０は、加速度センサを備えていてもよい。これにより、頭部装着装置１０は装着者の眩暈等を検出できる。
頭部装着装置１０は、通信装置１３及びアンテナ１４を備えていなくてもよい。このような場合であっても、頭部装着装置１０が警報装置１２を備えているので、装着者は自身が熱中症になる可能性があることを認識することができる。
頭部装着装置１０は、制御装置１１を備えていなくてもよい。このような場合、第１湿度センサ５２、第２湿度センサ５４、風量センサ５６、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４、心拍センサ７６及び環境センサ５８が計測した情報は、通信装置１３を介して管理装置９１に送信される。そして、管理装置９１は、上述した式（１）から式（７）に基づいて発汗量を演算し、装着者が熱中症になる可能性があるか否かを判定する。なお、頭部装着装置１０が制御装置１１を備えている場合でも、管理装置９１が発汗量を演算してもよい。
制御装置１１及び管理装置９１は、過去に各センサが計測した情報を蓄積し、その情報に基づいて熱中症になる可能性があるか否かの判定基準を変更してもよい。また、制御装置１１及び管理装置９１は、人工知能（ＡＩ：Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ）を有していてもよい。蓄積した情報を人口知能に学習させることで、熱中症になる可能性があるか否かの判定精度を向上させることができる。
頭部装着装置１０は、警報装置１２を備えていなくてもよい。管理部９は、警報装置９２を備えていなくてもよい。ただし、熱中症予防システム１は、警報装置１２及び警報装置９２の少なくとも一方を有していることが好ましい。
以上で説明したように、頭部装着装置１０は、頭部被覆部材２と、ファン６と、第１湿度センサ５２と、第２湿度センサ５４と、を備える。頭部被覆部材２は、装着者の頭部を覆い、且つ通気性を有する。ファン６は、頭部被覆部材２の外部Ｅ又は内部に配置され、送風又は吸引する。第１湿度センサ５２は、ファン６又は頭部被覆部材２に入る吸入空気の絶対湿度を計測するための装置である。第２湿度センサ５４は、頭部被覆部材２又はファン６から出る排出空気の絶対湿度を計測するための装置である。
これにより、頭部装着装置１０は、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得る情報に基づき、装着者の頭部の発汗量を得ることができる。その結果、頭部装着装置１０は、熱中症になる可能性の推定に必要な、作業者である装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０は、センサユニット４を備える。センサユニット４は、筐体４２、ファン６、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４を有する。ファン６、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４は、筐体４２に支持される。これにより、例えば、頭部被覆部材２にセンサユニット４を取り付けることによって、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得る情報に基づき、装着者の頭部の発汗量を得ること可能になる。頭部装着装置１０は、熱中症になる可能性の推定に必要な、作業者である装着者の身体の状態をより容易に計測できる。
また、頭部装着装置１０において、センサユニット４は、頭部被覆部材２に対して着脱可能である。これにより、例えば、頭部被覆部材２を水等で洗浄することができる。
また、頭部装着装置１０は、中間被覆部材３を備える。中間被覆部材３は、装着者の頭部と頭部被覆部材２との間の隙間に設けられ、且つ貫通孔３１を有する。これにより、頭部被覆部材２の通気性を損なうことなく、センサユニット４の重さにより頭部被覆部材２が変形することを抑制することができる。
また、頭部装着装置１０は、一端４４１が頭部被覆部材２の外部Ｅに配置され且つ他端４４２が頭部被覆部材２の内部に配置される管部材４４を備える。ファン６は、一端４４１及び他端４４２の一方から他方に送風する。第１湿度センサ５２は、一端４４１及び他端４４２の一方から管部材４４に入る吸入空気の絶対湿度を計測する。第２湿度センサ５４は、一端４４１及び他端４４２の他方から出る排出空気の絶対湿度を計測する。これにより、第１湿度センサ５２は、装着者の汗による水蒸気の影響を受けにくくなる。また、第２湿度センサ５４は、外気による影響を受けにくくなる。したがって、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４より得られる絶対湿度の精度が向上する。
また、頭部装着装置１０において、ファン６は、一端４４１から他端４４２に向かって空気を送り、且つ管部材４４の上流側端部に位置する。第１湿度センサ５２は、ファン６の上流に位置する。
これにより、第１湿度センサ５２は、装着者の汗による水蒸気の影響を受けにくくなる。このため、第１湿度センサ５２によって得られる絶対湿度の精度が向上する。
また、頭部装着装置１０において、第１湿度センサ５２は、頭部被覆部材２の外部Ｅに位置する。
これにより、第１湿度センサ５２は、装着者の汗による水蒸気の影響を受けにくくなる。このため、第１湿度センサ５２によって得られる絶対湿度の精度が向上する。
また、頭部装着装置１０において、ファン６は、一端４４１から他端４４２に向かって空気を送り、且つ管部材４４の上流側端部に位置する。第２湿度センサ５４は、ファン６の下流に位置する。
これにより、汗による水蒸気を含む空気がファン６で撹拌されるので、ファン６の下流では絶対湿度の分布が均一になりやすい。また、管部材４４の他端４４２が複数ある場合には、管部材４４間での絶対湿度の差が抑制される。したがって、第２湿度センサ５４によって得られる絶対湿度の精度が向上する。
また、頭部装着装置１０において、第２湿度センサ５４は、頭部被覆部材２の内表面（例えば内表面２０２）に位置する。
これにより、頭部被覆部材２に日射が遮られることで、第２湿度センサ５４に日射が当たりにくくなる。第２湿度センサ５４が計測する排出空気の温度に誤差が生じにくくなるので、第２湿度センサ５４によって得られる絶対湿度の精度が向上する。
また、頭部装着装置１０において、第１湿度センサ５２は、吸入空気の温度及び相対湿度を計測し、第２湿度センサ５４は、排出空気の温度及び相対湿度を計測する。
温度及び相対湿度から絶対湿度を算出することができるので、頭部装着装置１０の吸入空気及び排出空気の絶対湿度を算出することができる。これにより、より好適に装着者の発汗量を推定することができる。
また、頭部装着装置１０において、ファン６は、排出空気の温度が排出空気の露点温度以上となる風量で送風する。
これにより、排出空気の相対湿度が１００％未満となる。排出空気に含まれる水分による結露が抑制される。このため、第２湿度センサ５４によって得られる絶対湿度の精度が向上する。その結果、頭部装着装置１０は、発汗量の計測精度を向上させることができる。
また、頭部装着装置１０は、装着者の体温を計測する体温センサ７４を備える。これにより、頭部装着装置１０は、装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０において、体温センサ７４は、深部体温を計測する。これにより、頭部装着装置１０は、装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０は、装着者の心拍数を計測する心拍センサ７６を備える。これにより、頭部装着装置１０は、装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０は、装着者の周辺の湿球温度及び黒球温度を計測する環境センサ５８を備える。これにより、頭部装着装置１０は、装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０は、ファン６の風量を計測するための風量計測装置を備える。これにより、リアルタイム計測による風量の補正が可能である。より正確な風量値に基づいて、装着者の頭部の発汗量を演算することができるので、より好適に装着者の頭部の発汗量を得ることができる。その結果、頭部装着装置１０は、熱中症になる可能性の推定に必要な、作業者である装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０において、風量計測装置は、ファン６の空気の入口又は空気出口に設けられる風量センサ５６である。これにより、容易にファン６の風量を計測することができる。
また、頭部装着装置１０は、風量センサ５６に代えて、ファン６の空気の入口及び出口の差圧を計測するための圧力センサと、圧力センサから得た情報に基づきファン６の風量を演算する制御装置１１と、を備えてもよい。これにより、容易にファン６の風量を計測することができる。
また、頭部装着装置１０は、風量センサ５６に代えて、ファン６を駆動する電源電圧を検出する検出機構と、検出機構から得た情報に基づきファン６の風量を演算する制御装置１１と、を備えてもよい。これにより、容易にファン６の風量を計測することができる。
また、頭部装着装置１０は、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得た情報に基づき装着者の発汗量を演算する制御装置１１を備える。
大量の発汗は熱中症の初期症状であるため（非特許文献２参照）、頭部装着装置１０は、装着者に熱中症の初期症状が出ているか否かを検出できる。すなわち、頭部装着装置１０は、早期に熱中症を検出できる。頭部装着装置１０は、熱中症になる可能性の推定精度を向上させることができる。
また、頭部装着装置１０は、塩分濃度センサ７２と、制御装置１１と、を備える。塩分濃度センサ７２は、装着者の汗の塩分濃度を計測するための装置である。制御装置１１は、塩分濃度センサ７２、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得た情報に基づき装着者の塩分損失量を演算する。これにより、装着者の頭部の発汗量に加え、塩分損失量を得ることができる。その結果、頭部装着装置１０は、熱中症になる可能性の推定に必要な、作業者である装着者の身体の状態をより高い精度で計測できる。
また、頭部装着装置１０は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に警報を発する警報装置１２を備える。これにより、装着者は、自身が熱中症になる可能性があることを早期に認識することができる。したがって、頭部装着装置１０は、熱中症の重症化を抑制できる。
また、頭部装着装置１０は、塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に警報を発する警報装置９２を備える。これにより、装着者は、自身が熱中症になる可能性があることを早期に認識することができる。したがって、頭部装着装置１０は、熱中症の重症化を抑制できる。
また、熱中症予防システム１は、頭部装着装置１０と、管理装置９１と、を備える。頭部装着装置１０は、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得られた情報を無線通信により送信する通信装置１３を備える。管理装置９１は、通信装置１３から情報を受信し装着者の発汗量を記憶する。
これにより、管理装置９１は、離れた場所にいる装着者に熱中症の初期症状が出ているか否かを検出できる。すなわち、熱中症予防システム１は、早期に熱中症を検出できる。熱中症予防システム１は、熱中症になる可能性の推定精度を向上させることができる。管理者は、装着者が熱中症になる可能性があることを管理装置９１によって認識することができる。したがって、熱中症予防システム１は、熱中症の重症化を抑制できる。
また、熱中症予防システム１は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に管理者に対して警報を発する警報装置９２を備える。
これにより、管理者は、装着者が熱中症になる可能性があることを早期に認識することができる。したがって、熱中症の重症化が抑制される。
また、熱中症予防システム１において、頭部装着装置１０は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に装着者に対して警報を発する警報装置１２を備える。
これにより、装着者は、自身が熱中症になる可能性があることを早期に認識することができる。したがって、熱中症の重症化が抑制される。
また、熱中症予防システム１は、頭部装着装置１０と、管理装置９１と、を備える。頭部装着装置１０は、塩分濃度センサ７２、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得られた情報を無線通信により送信する通信装置１３を備える。管理装置９１は、通信装置１３から情報を受信し装着者の塩分損失量を記憶する。
これにより、管理装置９１は、離れた場所にいる装着者に熱中症の初期症状が出ているか否かを検出できる。すなわち、熱中症予防システム１は、早期に熱中症を検出できる。熱中症予防システム１は、熱中症になる可能性の推定精度を向上させることができる。管理者は、装着者が熱中症になる可能性があることを管理装置９１によって認識することができる。したがって、熱中症予防システム１は、熱中症の重症化を抑制できる。
また、熱中症予防システム１は、塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に管理者に対して警報を発する警報装置９２を備える。
これにより、管理者は、装着者が熱中症になる可能性があることを早期に認識することができる。したがって、熱中症の重症化が抑制される。
また、熱中症予防システム１において、頭部装着装置１０は、塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に装着者に対して警報を発する警報装置１２を備える。
これにより、装着者は、自身が熱中症になる可能性があることを早期に認識することができる。したがって、熱中症の重症化が抑制される。
水分補給警告システム１は、頭部装着装置１０と、管理装置９１と、を備える。頭部装着装置１０は、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得られた情報を無線通信により送信する通信装置１３を備える。管理装置９１は、通信装置１３から情報を受信し装着者の発汗量を記憶し、表示する。
これにより、管理装置９１は、離れた場所にいる装着者に水分補給が必要か否かを検出できる。管理者は、装着者に水分補給が必要であることを管理装置９１によって認識することができ、装着者に水分補給や休憩を指示することができる。したがって、水分補給警告システム１は、装着者の発汗による体内水分減少に起因する熱中症罹患を予防することができる。水分補給警告システム１は、頭部装着装置１０を着用する装着者の安全な労務管理に資する。
また、水分補給警告システム１は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、管理者に対して警報を発する警報装置９２を備える。
これにより、管理者は、装着者に水分補給が必要であることを早期に認識することができる。したがって、装着者の発汗による体内水分減少に起因する熱中症罹患を予防することができる。
また、水分補給警告システム１において、頭部装着装置１０は、発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、装着者に対して警報を発する警報装置１２を備える。
これにより、装着者は、自身の発汗による体内水分減少によって自身に水分補給が必要な状態になったことを早期に認識することができる。これにより、装着者は、適切な量の水分を自発的に摂取したり、休憩を取ったりすることができる。したがって、装着者の発汗による体内水分減少による熱中症罹患を予防することができる。水分補給警告システム１においては、警報装置９２を用いた管理者による水分摂取の指示と、警報装置１２を用いた装着者への自発的な水分摂取の指示と、が併用されてもよい。
水分補給警告システム１は、頭部装着装置１０と、管理装置９１と、を備える。頭部装着装置１０は、塩分濃度センサ７２、第１湿度センサ５２及び第２湿度センサ５４から得られた情報を無線通信により送信する通信装置１３を備える。管理装置９１は、通信装置１３から情報を受信し装着者の発汗量を記憶し、表示する。
これにより、管理装置９１は、離れた場所にいる装着者に塩分補給が必要か否かを検出できる。管理者は、装着者に塩分補給が必要であることを管理装置９１によって認識することができ、装着者に塩分補給や休憩を指示することができる。したがって、水分補給警告システム１は、装着者の発汗による体内塩分減少に起因する熱中症罹患を予防することができる。水分補給警告システム１は、頭部装着装置１０を着用する装着者の安全な労務管理に資する。
また、水分補給警告システム１は、塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、管理者に対して警報を発する警報装置９２を備える。
これにより、管理者は、装着者に塩分補給が必要であることを早期に認識することができる。したがって、装着者の発汗による体内塩分減少に起因する熱中症罹患を予防することができる。
また、水分補給警告システム１において、頭部装着装置１０は、塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、装着者に対して警報を発する警報装置１２を備える。
これにより、装着者は、自身の発汗による体内塩分減少によって自身に塩分補給が必要な状態になったことを早期に認識することができる。これにより、装着者は、適切な量の塩分を自発的に摂取したり、休憩を取ったりすることができる。したがって、装着者の発汗による体内塩分減少による熱中症罹患を予防することができる。水分補給警告システム１においては、警報装置９２を用いた管理者による塩分摂取の指示と、警報装置１２を用いた装着者への自発的な塩分摂取の指示と、が併用されてもよい。
（第２実施形態）
図２は、第２実施形態の熱中症予防システムの模式図である。図３は、第２実施形態のセンサユニットの模式図である。第２実施形態の熱中症予防システム１Ａにおいて、上述の熱中症予防システム１と同一の構成については同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。図２に示すように、熱中症予防システム１Ａは、頭部装着装置１０Ａと、管理部９と、を含む。
頭部装着装置１０Ａは、頭部被覆部材２と、センサユニット４Ａと、ファン６と、バッテリー１６と、第１湿度センサ５２と、第２湿度センサ５４と、風量センサ５６と、環境センサ５８と、塩分濃度センサ７２と、体温センサ７４と、心拍センサ７６と、制御装置１１と、警報装置１２と、通信装置１３と、アンテナ１４と、を備える。すなわち、頭部装着装置１０Ａは、第１実施形態の頭部装着装置１０と比較して、中間被覆部材３及びセンサユニット４の代わりに、センサユニット４Ａを備える点で相違する。
センサユニット４Ａは、筐体４２と、管部材４４Ａと、支持部材４６と、サブユニット７Ａと、を備える。ファン６、第１湿度センサ５２、第２湿度センサ５４、風量センサ５６、環境センサ５８、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４、心拍センサ７６、制御装置１１、警報装置１２、通信装置１３、アンテナ１４及びバッテリー１６は、センサユニット４Ａに設けられる。
管部材４４Ａは、一端４４１が頭部被覆部材２の外部Ｅに配置される。管部材４４の一端４４１の開口は、筐体４２の送風口４２２に接続される。管部材４４は、他端４４２Ａが頭部被覆部材２の内部に配置される。本実施形態において、管部材４４は、複数の他端４４２Ａを含む。管部材４４の他端４４２Ａの開口は、頭部被覆部材２の内側の下端部に接続される。管部材４４Ａは、第１管４４３と、第２管４４４と、を含む。第１管４４３は、一端４４１を含む。第１管４４３は、少なくとも一部が頭部被覆部材２の外部Ｅに配置される。第１管４４３は、一端４４１とは反対側の端部において第２管４４４と連通する。第１管４４３は、筐体４２と第２管４４４とを接続する管部材であるといえる。
図３に示すように、第２管４４４は、Ｃ字状の管部材である。これにより、第２管４４４は、装着者の頭部の大きさに応じて容易に変形できる。第２管４４４は、第１管４４３から前方に延びる。第２管４４４は、本体２０の内表面２０２の下端部に沿って設けられる。図２に示すように、第２管４４４の端部は、本体２０の前後方向の中心よりも前方に配置される。第１管４４３は、第２管４４４の長手方向におけるいずれの部分に連通してもよいが、本実施形態にように、第２管４４４の長手方向の中心に連通することが好ましい。第２管４４４は、上面に複数の開口を含む。複数の開口は、他端４４２Ａである。筐体４２の内部のファン６から送られた空気は、第１管４４３及び第２管４４４を通って、他端４４２Ａから上方に向かって排出される。
サブユニット７Ａは、例えば、板状の部材である。サブユニット７Ａは、第２管４４４における装着者の頭部に対向する面に取り付けられる。すなわち、サブユニット７Ａは、第２管４４４の内周面に取り付けられる。サブユニット７Ａの一面には、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６が取り付けられている。サブユニット７Ａは、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６が取り付けられている面が装着者の頭部に対向するように、第２管４４４の内周面に取り付けられている。
（第３実施形態）
図４は、第３実施形態の熱中症予防システムの模式図である。図４は、第３実施形態のセンサユニットの模式図である。第３実施形態の熱中症予防システム１Ｂにおいて、上述の熱中症予防システム１と同一の構成については同一の参照符号を付して説明を省略し、異なる構成について説明する。図４に示すように、熱中症予防システム１Ｂは、頭部装着装置１０Ｂと、管理部９と、を含む。
頭部装着装置１０Ｂは、頭部被覆部材２Ｂと、センサユニット４Ｂと、ファン６と、バッテリー１６と、第１湿度センサ５２と、第２湿度センサ５４と、風量センサ５６と、環境センサ５８と、制御装置１１と、警報装置１２と、通信装置１３と、アンテナ１４と、を備える。すなわち、頭部装着装置１０Ａは、第１実施形態の頭部装着装置１０と比較して、頭部被覆部材２、中間被覆部材３、センサユニット４、塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６の代わりに、頭部被覆部材２Ｂ及びセンサユニット４Ｂを備える点で相違する。
頭部被覆部材２Ｂは、装着者の頭部を覆う部材である。頭部被覆部材２Ｂは、例えば、麦わら帽子又は運動用紅白帽等である。頭部被覆部材２Ｂは、通気性を有する。装着者の頭部で生じる汗は、水蒸気となり、頭部被覆部材２Ｂに遮閉されずに頭部被覆部材２Ｂを通過する。頭部被覆部材２Ｂは、本体２０Ｂと、鍔２１Ｂと、を備える。本体２０Ｂは、例えば藁、藁様素材又は布等で形成されている。鍔２１Ｂは、本体２０Ｂと一体に形成されており、本体２０Ｂの下端部２０１Ｂから装着者から離れる方向に突出している。以下の説明において、頭部被覆部材２Ｂで囲まれる領域に対して外側の領域を外部Ｅとする。
センサユニット４Ｂは、筐体４２Ｂを備える。ファン６、第１湿度センサ５２、第２湿度センサ５４、風量センサ５６、環境センサ５８、制御装置１１、警報装置１２、通信装置１３、アンテナ１４及びバッテリー１６は、センサユニット４Ｂに設けられる。
筐体４２Ｂは、頭部被覆部材２Ｂの頭頂部における外表面２０３に取り付けられている。筐体４２Ｂは、空気を吸入する吸気口４２１Ｂと、空気を送り出す複数の送風口４２２Ｂと、を有する。筐体４２Ｂは、送風口４２２Ｂが頭部被覆部材２Ｂの外表面２０３に対向するように取り付けられる。筐体４２Ｂの外側において、吸気口４２１Ｂの近傍には、第１湿度センサ５２と、環境センサ５８と、アンテナ１４と、が取り付けられている。筐体４２Ｂの外側において、頭部被覆部材２Ｂの外表面２０３Ｂの近傍には、第２湿度センサ５４が取り付けられている。筐体４２の内部には、ファン６と、風量センサ５６と、制御装置１１と、警報装置１２と、通信装置１３と、バッテリー１６と、が取り付けられている。風量センサ５６は、第３実施形態において、ファン６の空気の出口側に取り付けられている。風量センサ５６は、ファン６の空気の入口側に取り付けられてもよい。
筐体４２Ｂは、頭部被覆部材２Ｂに対して着脱可能であることが好ましい。センサユニット４Ｂは、頭部被覆部材２Ｂに対して着脱可能であることが好ましい。
ファン６は、第３実施形態において、センサユニット４Ｂに設けられる。ファン６は、筐体４２の内部に配置されている。ファン６は、第３実施形態において、筐体４２の吸気口４２１から吸入された空気を、送風口４２２を介して、頭部被覆部材２Ｂに導く。空気は外部Ｅから筐体４２及び頭部被覆部材２の表面を通過して頭部被覆部材２の内部に入り、頭部被覆部材２の表面を通過して外部Ｅへ排出される。装着者が汗をかくと、頭部被覆部材２の内部には水蒸気が供給される。汗による水蒸気を含む空気が、頭部被覆部材２の表面を通過して外部Ｅに排出される。
このように、第１実施形態の管部材４４及び第２実施形態の管部材４４Ａに例示したような、頭部被覆部材の外部Ｅと内部とを接続する管部材は、必ずしも設けられなくてもよい。管部材を設けないことにより、センサユニット４Ｂの小型化に寄与できる。
以上、本開示の各実施形態を説明したが、この実施形態の内容によって実施形態が限定されるものではない。例えば、第２実施形態の第２管４４４は、装着者の額側には設けられないが、頭囲を全周に亘って囲うＯ字状の管部材であってもよい。塩分濃度センサ７２、体温センサ７４及び心拍センサ７６は、第２管４４４の内周面に直接取り付けられてもよい。支持部材４６は、第２管４４４と一体に設けられてもよい。
また、第３実施形態のセンサユニット４Ｂは、頭部被覆部材２Ｂの内側に取り付けられてもよい。
１、１Ａ、１Ｂ 熱中症予防システム、水分補給警告システム
１０、１０Ａ、１０Ｂ 頭部装着装置
１１ 制御装置
１２ 警報装置
１３ 通信装置
１４ アンテナ
１６ バッテリー
２、２Ｂ 頭部被覆部材
２０、２０Ｂ 本体
２０１、２０１Ｂ 下端部
２０２ 内表面
２０３Ｂ 外表面
２１、２１Ｂ 鍔
２１１ 内表面
３ 中間被覆部材
３１ 貫通孔
４、４Ａ、４Ｂ センサユニット
４２、４２Ｂ 筐体
４２１、４２１Ｂ 吸気口
４２２、４２２Ｂ 送風口
４４、４４Ａ 管部材
４４１ 一端
４４２、４４２Ａ 他端
４４３ 第１管
４４４ 第２管
４６ 支持部材
５２ 第１湿度センサ
５４ 第２湿度センサ
５６ 風量センサ
５８ 環境センサ
６ ファン
７、７Ａ サブユニット
７２ 塩分濃度センサ
７４ 体温センサ
７６ 心拍センサ
７８ ケーブル
９ 管理部
９１ 管理装置
９２ 警報装置
Ｅ 外部

Claims (29)

  1. 装着者の頭部を覆い、且つ通気性を有する頭部被覆部材と、
    一端が前記頭部被覆部材の外部に配置され且つ他端が前記頭部被覆部材の内部に配置される管部材と、
    前記頭部被覆部材の外部又は内部に配置され、水蒸気を含む空気が前記頭部被覆部材の表面を通過して外部に排出されるように送風又は吸引するファンと、
    前記ファン又は前記頭部被覆部材に入る吸入空気の絶対湿度を計測するための第１湿度センサと、
    前記頭部被覆部材の内表面又は外表面に位置し、前記頭部被覆部材又は前記ファンから出る排出空気の絶対湿度を計測するための第２湿度センサと、
    を備え、
    前記ファンは、前記一端から前記他端に向かって空気を送り、且つ前記管部材の上流側端部に位置する頭部装着装置。
  2. 前記第１湿度センサは、前記ファンの上流に位置し、前記一端から前記管部材に入る吸入空気の絶対湿度を計測し、
    前記第２湿度センサは、前記ファンの下流に位置し、前記他端から前記頭部被覆部材の外部に出る排出空気の絶対湿度を計測する、
    請求項１に記載の頭部装着装置。
  3. 前記第１湿度センサは、前記頭部被覆部材の外部に位置する
    請求項１又は２に記載の頭部装着装置。
  4. 前記第２湿度センサは、前記頭部被覆部材の内表面に位置する
    請求項１から３のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  5. 筐体、前記ファン、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサを有するセンサユニットを備え、
    前記ファン及び前記第１湿度センサは、前記筐体に取り付けられ、
    前記第２湿度センサは、前記筐体又は前記筐体に固定される支持部材に取り付けられる
    請求項１から４のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  6. 前記センサユニットは、前記頭部被覆部材に対して着脱可能である
    請求項５に記載の頭部装着装置。
  7. 前記装着者の頭部と前記頭部被覆部材との間の隙間に設けられ、且つ貫通孔を有する中間被覆部材を備える
    請求項１から６のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  8. 前記第１湿度センサは、前記吸入空気の温度及び相対湿度を計測し、
    前記第２湿度センサは、前記排出空気の温度及び相対湿度を計測する
    請求項１から７のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  9. 前記ファンは、前記排出空気の温度が前記排出空気の露点温度以上となる風量で送風する
    請求項１から８のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  10. 前記装着者の体温を計測する体温センサを備える
    請求項１から９のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  11. 前記体温センサは、深部体温を計測する
    請求項１０に記載の頭部装着装置。
  12. 前記装着者の心拍数を計測する心拍センサを備える
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  13. 前記装着者の周辺の湿球温度及び黒球温度を計測する環境センサを備える
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  14. 前記ファンの風量を計測するための風量計測装置を備える
    請求項１から１３のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  15. 前記風量計測装置は、前記ファンの空気の入口又は出口に設けられる風量センサを含む
    請求項１４に記載の頭部装着装置。
  16. 前記風量計測装置は、前記ファンの差圧を計測するための圧力センサを含み、
    前記圧力センサから得た情報に基づき前記ファンの風量を演算する制御装置を備える
    請求項１４に記載の頭部装着装置。
  17. 前記風量計測装置は、前記ファンを駆動する電源電圧を検出する検出機構を含み、
    前記検出機構から得た情報に基づき前記ファンの風量を演算する制御装置を備える
    請求項１４に記載の頭部装着装置。
  18. 前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得た情報に基づき前記装着者の発汗量を演算する制御装置を備える
    請求項１から１７のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  19. 前記装着者の汗の塩分濃度を計測するための塩分濃度センサと、
    前記塩分濃度センサ、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得た情報に基づき前記装着者の塩分損失量を演算する制御装置と、
    を備える請求項１から１８のいずれか１項に記載の頭部装着装置。
  20. 前記発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に警報を発する警報装置を備える
    請求項１８に記載の頭部装着装置。
  21. 前記塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に警報を発する警報装置を備える
    請求項１９に記載の頭部装着装置。
  22. 請求項１８に記載の頭部装着装置と、管理装置と、を備え、
    前記頭部装着装置は、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、
    前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の発汗量を記憶する
    熱中症予防システム。
  23. 前記発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える
    請求項２２に記載の熱中症予防システム。
  24. 請求項１９に記載の頭部装着装置と、管理装置と、を備え、
    前記頭部装着装置は、前記塩分濃度センサ、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、
    前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の塩分損失量を記憶する
    熱中症予防システム。
  25. 前記塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える
    請求項２４に記載の熱中症予防システム。
  26. 請求項１８に記載の頭部装着装置と、管理装置と、を備え、
    前記頭部装着装置は、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、
    前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の発汗量を記憶する
    水分補給警告システム。
  27. 前記発汗量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える
    請求項２６に記載の水分補給警告システム。
  28. 請求項１９に記載の頭部装着装置と、管理装置と、を備え、
    前記頭部装着装置は、前記塩分濃度センサ、前記第１湿度センサ及び前記第２湿度センサから得られた情報を無線通信により送信する通信装置を備え、
    前記管理装置は、前記通信装置から情報を受信し、前記制御装置が演算した前記装着者の塩分損失量を記憶する
    水分補給警告システム。
  29. 前記塩分損失量の推移が所定の条件を満たした場合に、前記装着者又は管理者に対して警報を発する警報装置を備える
    請求項２８に記載の水分補給警告システム。
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