JPH0771804A

JPH0771804A - 空気調和機

Info

Publication number: JPH0771804A
Application number: JP5218677A
Authority: JP
Inventors: Kuniyuki Yamada; 邦之山田; Soichi Kosoto; 荘一小曽戸; Ichiro Fujibayashi; 一朗藤林; Isamu Hatano; 勇波多野; Ryoichi Seike; 亮一清家; Eisuke Matsubara; 栄介松原; Koji Kamei; 幸司亀井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-09-02
Filing date: 1993-09-02
Publication date: 1995-03-17

Abstract

(57)【要約】【目的】睡眠時の人間の生理量の変化に適し、質の高
い睡眠ができる環境が得られるようにする。【構成】お休み運転が設定可能であって、冷房やドラ
イ運転からこのお休み運転に切り換わると、湿度が例え
ば５０〜５５％に設定される。これにより、就寝開始時
の就寝者の発汗作用を促進して体温を下げ、就寝に適し
た環境となる。就寝後１時間経過すると、設定湿度を例
えば６０〜６５％に高めるとともに、設定温度を例えば
２℃高め、寝冷えせず、また、暑く感じないようにす
る。予め設定された睡眠時間が経過する例えば１時間前
に設定温度がお休み運転前の設定温度に戻り、この睡眠
時間が経過すると、運転が停止するか、元の冷房やドラ
イ運転に戻る。設定温度の変化は段階的に行なわれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に、夏場での睡眠を
し易くする空調環境を形成する空気調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の空気調和機としては、例
えば特開平４−２４４５４５号公報に記載のものがあ
る。これは、人の睡眠時の代謝量の減少に着目し、代謝
量が減少するにつれて温度をシフトするようにしたもの
である。この温度シフトを開始する時刻は使用者によっ
て任意に設定できる。

【０００３】これを図１６及び図１８で説明すると、図
１６において、空気調和機のリモコンを操作して「お休
み運転」の指令をすると（この時刻をｔ₀とする）、図
１８に示すように、これより例えば３０分経過した時刻
ｔ’で「お休み運転」が開始し、設定温度がＴからＴ’
にシフトする。ここで、設定温度Ｔは冷房あるいはドラ
イなどの通常運転での設定温度であり、設定温度Ｔ’は
「お休み運転」での設定温度である。この設定温度Ｔ’
を２９℃とし、「お休み運転」前の通常運転での設定温
度Ｔが２７℃とすると、「お休み運転」の開始ととも
に、設定温度が２７℃から２９℃にシフトする。これ
は、寝冷え等を防止するためである。

【０００４】また、「お休み運転」の開始とともに、こ
れまでの風速が通常運転の制御による風速であったのに
対し、微風状態に変更される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
では、湿度については制御されておらず、湿度は成り行
きのままとなる。このため、外気湿度が高い日などで
は、室内湿度が８０〜９０％ぐらいとなってしまうこと
も少なくない。

【０００６】図１８に示す例でＴ＝２７℃、Ｔ’＝２９
℃、（ｔ’−ｔ₀）＝３０分とした場合の温度と湿度の
変化のを図６（ａ）に示す。これは、外気温が３０℃，
外気湿度が８０％と大変蒸し暑い夜を想定して実験を行
なった結果を示すものである。この場合、３時間後で
は、室内温度が２９℃，室内湿度が８５％と大変蒸し暑
く寝苦しい環境になってしまっている。

【０００７】また、人間には、睡眠時、図１７に示すよ
うな体温，睡眠深度，発汗量等の生理的な変化が生ず
る。この中でＡ部として示す入眠後では、代謝量が減少
する。睡眠時では、なるべくエネルギ−を消費しないよ
うに体温が低く保たれる。そこで、体温に下げるために
速やかに放熱が行なわれなければならず、このために、
血流をよくして発汗作用が活発になるようにし、汗が蒸
発するときに身体の熱が奪われて体温が下がる。このこ
とから入眠時に発汗量がかなり増加する。その後は発汗
量は減少し、その中でも、眠りが浅いときは発汗量が少
なく、眠りが深いときは発汗量が多くなるという生理的
な変化がある。そして、覚醒が近づく（朝方になる）に
つれて代謝量も増加する。

【０００８】しかしながら、上記従来技術では、このよ
うな睡眠時の生理量の変化には充分対応しておらず、睡
眠に適した環境を作るまでには至っていなかった。

【０００９】即ち、図６（ａ）に示す環境の中で実際に
被検者に寝てもらい、脳波から被検者の睡眠深度，体動
を測定したところ、図７（ａ）に示す結果が得られた。
これによると、上記従来技術では、入眠１時間後すぐに
睡眠深度が浅くなり、途中覚醒してしまっている。ま
た、一晩中睡眠深度が変動しており、よく眠れていない
ことが分かる。さらに、体動をみても明らかなように、
蒸し暑いためか非常によく動き回って寝れていないこと
が分かる。

【００１０】このように、上記従来技術では、睡眠時の
生理量の変化に適合せず、また、非常に蒸し暑い環境を
なる場合があって、常に睡眠に良好な環境を作り出して
いるとはいえない。また、蒸し暑さ解消するために、設
定温度のシフト幅（図１８での（Ｔ’−Ｔ））を小さく
することが考えられるが、このようにすると、寝冷えを
起こす可能性がある。

【００１１】本発明の目的は、かかる問題を解消し、常
に良好な睡眠環境を作り出すことができるようにした空
気調和機を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、温度や風速ばかりでなく、湿度をも睡眠
時の代謝量等の生理量の変化に応じて制御する手段を設
ける。

【００１３】

【作用】お休み運転指令を受けてお休み運転制御が開始
すると、睡眠時の生理量の変化と室内環境の湿度に着目
した制御運転が行なわれる。例えば、入眠直後では体温
を低めるために発汗量が非常に増加するので、湿度を低
めに抑える制御運転が行なわれる。また、その後も湿度
に着目した制御運転が行なわれる。

【００１４】このような運転をすることにより、睡眠時
の生理量の変化に適し、かつ快適で睡眠しやすい空調空
間が形成される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図１は本発明による空気調和機の一実施例の制御装
置１１を示すブロック図であって、１２は入力装置、１
３はＣＰＵ、１４は各種検出部、１５はタイマ、１６は
お休み運転モ−ド記憶部、１７は出力部である。

【００１６】また、図２はこの実施例の内部構造の一具
体例を示す概略断面図であって、１８は吸込口、１９は
熱交換器、２０は再熱機、２１は送風機、２２は風向
板、２４は吹出口である。

【００１７】まず、図２において、運転時には、冷凍サ
イクルを形成する熱交換器１９，再熱機２０が動作し、
また、送風機２１が動作して室内の空気が吸込口１８か
ら吸い込まれ、熱交換器１９，再熱機２０を介して吹出
口２４から室内に吹き出される。熱交換器１９は吸込口
１８から空気を冷却し、再熱機２０はこの空気を温め
る。かかる熱交換器１９，再熱機２０の能力を調節する
ことにより、室内の温度や湿度を設定値に制御できる。
また、風向板２２を調整することにより、室内への空気
の吹き出し方向を調整することができる。

【００１８】次に、図１において、入力装置１２はキー
ボードや図４に示すリモコン等からの情報を入力するた
めのものであって、入力された情報はＣＰＵ１３に供給
される。各種検出部１４は温度センサや湿度センサなど
の各種センサからなり、かかるセンサの検出出力がＣＰ
Ｕ１３に適宜取り込まれる。タイマー１５はＣＰＵ１３
に時間情報を供給する。お休み運転モード記憶部１６に
は、夏期や冬期のお休み運転を行なうための各種の情報
（設定温度や設定湿度などの情報）が記憶されており、
「お休み運転」が指示されると、これら情報がＣＰＵ１
３に読み込まれる。ＣＰＵ１３はこれら各部からの情報
を処理し、その結果得られる制御情報を出力部１７に出
力して図１での熱交換器１９，再熱機２０，送風機２１
などを制御する。

【００１９】次に、この実施例の制御動作を図３により
説明する。

【００２０】いま、図４に示すリモコンでの「おやす
み」ボタンを操作することにより、入力部１２に「お休
み運転」の指示情報が入力され、ＣＰＵ１２に取り込ま
れる。また、このリモコンの「おやすみ」ボタンを繰り
返し操作することにより、睡眠時間も適宜設定できる。
図４では、睡眠時間が７時間とし、午前６時３０分に
「お休み運転」が終了するようにセットされたものとし
ている（以上、図３のＳ１）。

【００２１】ＣＰＵ１３は、以上の情報を受けると、空
気調和機が運転中か否か判別し（Ｓ２）、運転中であれ
ば直接、運転中でなければ運転（夏期であれば冷房また
はドライ運転、冬期であれば暖房運転）を開始させ（Ｓ
３）、Ｓ４に移行する。このＳ４では、運転モ−ドを判
別し、ドライ運転か冷房運転であれば、お休み運転モ−
ド記憶部１６から「夏期お休み運転」モ−ドの室内の設
定温度や設定湿度，設定気流に関する情報を読み取って
「夏期お休み運転モ−ド」を設定する。これとともに、
タイマ１５をカウント動作させて運転時間を監視する。
そして、予め設定されている睡眠時間（この場合、７時
間）を経過したと判別すると（Ｓ６）、お休み運転前の
運転モ−ドに復帰させる（Ｓ７）。

【００２２】なお、運転モードが暖房である場合には、
Ｓ８〜１０に示すように、「夏期お休み運転」モ−ドが
設定される場合と同様にして、お休み運転モ−ド記憶部
１６から「冬期お休み運転」モ−ドの室内の設定温度や
設定湿度，設定気流に関する情報を読み取って「冬期お
休み運転モ−ド」を設定する。

【００２３】図５は以上のお休み運転の内容とこれに対
する人間の睡眠時の生理的な変化を示したものである。
ここでは、上記のように、睡眠時間が７時間とした。

【００２４】同図のＡ部として示すように、入眠後は代
謝量が減る。睡眠時はなるべくエネルギ−を消費しない
ようにするために、体温が低く保たれる。そこで、体温
を下げるために速やかに放熱しなければならず、血流を
よくして発汗作用が活発になり、汗が蒸発するときに身
体の熱を奪って体温を下げる。このことから、入眠時に
発汗量がかなり増加する。

【００２５】この実施例では、この発汗量の変化に着目
し、この発汗量が非常に多くなったとき、例えば寝付き
の個人差も考慮してお休み運転開始後ほぼ１時間は湿度
を低めに抑え、かいた汗が素早く蒸発するような環境と
する。このときの湿度は、例えば５０〜５５％ＲＨとの
どが乾かない程度の低めに保つ。その後、大体発汗量が
減少してきたら、湿度をやや高め、長時間その環境で眠
りつづけてものどが乾かず、蒸し蒸しした感じがない環
境とする。このときの湿度としては、例えばお休み運転
開始後ほぼ１時間経過してから６０〜６５％ＲＨとす
る。

【００２６】また、大体発汗量が減少してきたとき、つ
まり身体の状態が落ち着いてきたときから代謝量が減少
している点に着目し、設定温度を徐々に高める。この設
定温度を上昇速度は就寝者が温度上昇によって暑さ感じ
ない程度の速度とすることが考えられる。例えば、身体
への熱の流入速度を考慮して、０．２５℃／１６min程
度の速度で設定温度を高めていくことが適当と考えられ
る。また、設定温度を上げる温度シフト幅は、例えば体
感的にお休み運転開始前の設定温度から＋２℃とする。
但し、使用者がお休み運転開始前の設定温度を極端に高
くしたり、低くしたりしていることが考えられるので、
「おやすみ運転モード」で暑くなりすぎたり、冷えすぎ
たりしないようにするために、また、個人差を考慮して
設定温度に上限，下限を設定するとよい。あるいはま
た、「おやすみ運転モード」での設定温度を２８℃や２
６℃などと固定のものとしてもよい。

【００２７】そして、朝方になると、体温が上がり、か
つ覚醒したときにさわやかさを与えるために、例えば睡
眠時間が残り１時間になったときから徐々に設定温度を
下げる。ここでは、例えば睡眠中よりも２℃下げるが考
えられる。このように制御することにより、起床したと
きでも、寝汗をかくことなく、スッキリした気分で起き
れるという効果がある。

【００２８】この実施例の図５に示すお休み運転と従来
技術での図１８に示すお休み運転とについて、実際に被
検者を用いて実験を行ない、夫々を評価し比較した。図
６〜図９はその結果に示すものである。実験方法として
は、被検者としての男性３名を実際にこの実施例のおや
すみ運転での環境と上記従来の技術でのおやすみ運転で
の環境のもとで睡眠してもらった。睡眠時間は午後１１
時から翌朝６時まで７時間とした。被検者には、前日は
極端に睡眠時間が短くなることがないようにするなど日
常と同じ生活をしてもらい、当日もアルコ−ルは取らな
いようしてもらった。評価手段は脳波からみた睡眠深
度，体動，主観評価とした。

【００２９】図６（ａ）は先に説明したように、図１８
に示した上記従来技術でのお休み運転制御によって実際
に運転した場合の運転結果を示すものである。また、図
６（ｂ）は図５に示すこの実施例によるお休み運転制御
によって実際に運転した場合の運転結果を示すものであ
る。図６（ｂ）から明らかなように、この実施例による
おやすみ運転では、温度も湿度も図５にほぼ近い変化を
していることがわかる。

【００３０】図７は脳波による睡眠深度の経時変化（睡
眠深度ダイヤグラム）と体動の経時変化を示すものであ
って、同図（ａ）は、先に説明したように、上記従来技
術のおやすみ運転での結果を、同図（ｂ）はこの実施例
のおやすみ運転での結果を夫々示している。

【００３１】図７（ａ），（ｂ）を比較すると、上記従
来技術の場合では、入眠１時間後にすぐに睡眠深度が浅
くなり、途中覚醒する。また、一晩中睡眠深度が変動し
ており、よく眠れていないことがわかる。これに対し、
この実施例の場合では、睡眠深度の変動のリズムがゆっ
たりとしており、春や秋の快適に睡眠の取れているとき
の睡眠深度ダイヤグラムによく似ていて、安定した睡眠
が取れていることがわかる。

【００３２】また、体動からみても、上記従来技術の場
合では、入眠後１時間ぐらいに非常に多くの体動が生じ
ている。これは、入眠後に起きる発汗量の増加が原因で
蒸し暑く感じているためと考えられる。これに対し、こ
の実施例の場合では、入眠後１時間ぐらいの時点でも体
動がそれほど生じない。これは、お休み運転開始後湿度
を５５％ＲＨと低く抑えている効果が出ているためと考
えられる。また、一晩を通してみても、上記従来技術の
場合では、非常によく動き回ってよく寝れていないこと
が分かるが、この実施例の場合では、体動が少なく、よ
く眠れていることがわかる。

【００３３】図８は脳波による睡眠段階の割合のを示し
た図である。従来の制御例に比べ本発明の制御例の方が
ステ−ジ４やステ−ジ３といった睡眠深度の深いが割合
が多くなっておりステ−ジ１もしくは覚醒といった睡眠
深度の浅いが割合が減っており深く寝れていることがわ
かる。

【００３４】図９は起床時の被験者の主観による評価結
果を示す。主観評価においても、この実施例の場合、寝
付きの因子や睡眠維持の因子，統合的睡眠の因子等高い
評価となった。

【００３５】以上のように、この実施例では、上記従来
技術のように温度制御だけ行なった場合に比べ、睡眠の
質を高めることができる。

【００３６】上記実施例では、図３に示したように、
「おやすみ運転」モードが設定時間経過すると、おやす
み運転開始前の運転モードに復帰するものであったが
（Ｓ７，Ｓ１０）、図１０，図１１に示すように、空気
調和機を運転停止させるようにしてもよい（Ｓ７’，Ｓ
１０’）。前者の場合は、就寝時と覚醒時ともに同じ部
屋で生活しているとき、つまり居間兼寝室といったよう
な部屋に有効であり、後者の場合は、寝室専用の部屋な
ど起きてしまえば後はそこにいなくなってしまうような
部屋に有効である。また、全ての部屋でも、消し忘れ防
止のために、お休み運転終了後空気調和機の運転を停止
させるという制御も有効である。

【００３７】図１２は本発明による空気調和機のさらに
他の実施例の制御装置１１を示すブロック図であって、
２３は照度検出部であり、図１に対応する部分には同一
符号をつけて重複する説明を省略する。

【００３８】同図において、制御装置１１は光センサな
どの照度検出部２３が設けられており、これ以外の構成
は、図１に示した制御装置１１と同様である。かかる照
度検出部２３は、例えば図１３に示すように空気調和機
の本体に取り付けられ、室内の照度を検出する。この照
度検出部２３の検出出力は就寝したか否かの判定に用い
られる。

【００３９】以下、この実施例の動作を図１４を用いて
説明する。

【００４０】入力装置１２からお休み運転命令と睡眠時
間の情報が１度入力されると（Ｓ１１）、これらの情報
はＣＰＵ１３にキャンセルされるまでセットされてい
る。そして、ＣＰＵ１３は空気調和機が運転中か否かを
常時監視しており（Ｓ１２）、運転中となれば、上記の
お休み運転命令がセットされているか否か判別する（Ｓ
１３）。お休み運転命令がセットされているならば、照
度検出部２３の検出出力を順次取り込んで室内の照度を
監視する（Ｓ１５）。お休み運転命令がセットされてい
なければ、通常運転を行なわせる（Ｓ１４）。お休み運
転命令がセットされて室内の照度が予め決められた一定
値以下となると、消灯して就寝したものと判定し、運転
モ−ドを判別する（Ｓ１６）。以下は図３の場合と同様
であって、運転モ−ドがドライ運転か冷房運転であれば
夏期お休み運転モ−ドを実行し（Ｓ１７）、タイマ１５
からの時間情報によっておやすみ運転時間を監視し、設
定された睡眠時間が経過すると（Ｓ１８）、お休み運転
前の運転モ−ドに復帰する（Ｓ１９）。夏期お休み運転
モ−ドについても同様である（Ｓ２０〜２２）。

【００４１】以上のように、この実施例では、一度お休
み運転命令をセットしておけば、これがキャンセルしな
いかぎり、照度検出部２３の検出結果に応じて自動的に
お休み運転が実行することになる。図３や図１０に示し
た実施例では、おやすみ運転を行なわせるためには、必
ずリモコンなどのボタン操作が必要であったが、この実
施例ではその手間が省けることになる。

【００４２】この実施例では、図１４に示したように、
「おやすみ運転」モードが設定時間経過すると、おやす
み運転開始前の運転モードに復帰するものであったが
（Ｓ１９，Ｓ２２）、図１５に示すように、空気調和機
を運転停止させるようにしてもよい（Ｓ１９’，Ｓ２
２’）。前者の場合は、就寝時と覚醒時ともに同じ部屋
で生活しているとき、つまり居間兼寝室といったような
部屋に有効であり、後者の場合は、寝室専用の部屋など
起きてしまえば後はそこにいなくなってしまうような部
屋に有効である。また、全ての部屋でも、消し忘れ防止
のために、お休み運転終了後空気調和機の運転を停止さ
せるという制御も有効である。

【００４３】なお、以上の各実施例においては、お休み
運転開始中では、上記のように、温度と湿度を制御する
とともに、例えば風速や風向にゆらぎをもたせ、あまり
強くないやさしい風として身体に感じさせるようにする
ことにより、やや高めの室温でも入眠を促進させるよう
にすることができる。また、香りを付加させることによ
り、入眠や覚醒を促進させるようにすることもできる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
夏場のおやすみ運転モ−ドで人間の睡眠中の生理量の変
化や室内の湿度に着目し、これらに応じて温度や湿度，
気流を制御するものであるから、人間の睡眠中のリズム
に適し、寝付きやすく、快適に寝続けることができ、ま
た、スッキリした感じで起きることができるような質の
高い睡眠環境を作り出すことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による空気調和機の第１の実施例の制御
装置を示すブロック図である。

【図２】本発明における空気調和機の構造を示す概念断
面図である。

【図３】本発明による空気調和機の第１の実施例の動作
を示すフロ−チャ−トである。

【図４】本発明による空気調和機でのリモコンの一具体
例を示す平面図である。

【図５】本発明による空気調和機の第１の実施例のおや
すみ運転での設定温度，設定湿度，設定風速の変化と就
寝者の生理量の変化を示す図である。

【図６】従来技術のおやすみ運転での温度と湿度との測
定結果と本発明による空気調和機のおやすみ運転での温
度と湿度との測定結果を示すグラフ図である。

【図７】従来技術のおやすみ運転での睡眠深度と体動と
の測定結果と本発明による空気調和機のおやすみ運転で
の睡眠深度と体動との測定結果を示すグラフ図である。

【図８】従来技術のおやすみ運転中と本発明による空気
調和機のおやすみ運転中とでの実際の就寝時の睡眠深度
を比較して示す図である。

【図９】従来技術のおやすみ運転中と本発明による空気
調和機のおやすみ運転中とでの実際の就寝時の主観評価
を比較して示す図である。

【図１０】本発明による空気調和機の第２の実施例の動
作を示すフロ−チャ−トである。

【図１１】本発明による空気調和機の第２の実施例のお
やすみ運転での設定温度，設定湿度，設定風速の変化を
示す図である。

【図１２】本発明による空気調和機の第３の実施例の制
御装置を示すブロック図である。

【図１３】本発明による空気調和機の第３の実施例の取
付け状態とその照度検出部を示す図である。

【図１４】本発明による空気調和機の第３の実施例の動
作を示すフロ−チャ−トである。

【図１５】本発明による空気調和機の第４の実施例の動
作を示すフロ−チャ−トである。

【図１６】空気調和機のリモコン操作を示す図である。

【図１７】睡眠時の人間の生理量の変化を示す図であ
る。

【図１８】従来技術でのおやすみ運転での温度と風速の
制御例を示す図である。

【符号の説明】

１１制御装置１２入力装置１３ＣＰＵ１４各種検出部１５タイマ１６お休み運転記憶部１７出力部１８吸込口１９熱交換器２０再熱機２１送風機２２風向板２３照度検出部２４吹出口

フロントページの続き (72)発明者波多野勇東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者清家亮一東京都千代田区神田駿河台四丁目６番地株式会社日立製作所内 (72)発明者松原栄介栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所リビング機器事業部内 (72)発明者亀井幸司栃木県下都賀郡大平町大字富田800番地株式会社日立製作所リビング機器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】室内ユニットに送風機，熱交換器，再熱
機を具備した空気調和機において、就寝時の代謝量の変化に応じて温度，湿度，気流を制御
する手段を設けたことを特徴とする空気調和機。