JPWO2017183495A1 - 警報システムを備えた物品 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2では、温度センサーで検知した情報を、通信手段により外部モジュールに送り、外部モジュールで熱中症の危険性があるかどうか判断する方法が提案されている。しかしながら、かかる方法では、消防士が、ビルの内部や地下など通信が確保できない場所にいた場合、警報システムが作動しないという問題があった。
また、特許文献3では、消防活動においてヒートストレスを検知するシステムが提案されている。しかしながら、かかる方法では、頭部で測定するという特性のため、消防士の活動を阻害する懸念があったほか、頭部保護具を外した場合は警報システムが機能しないという問題があった。
その際、警報システムが、位置情報センサーと、3軸加速度センサーまたはジャイロセンサーまたは地磁気センサーまたはその組み合わせと、前記センサーから発せられた情報から位置を自律推定できる手段とを含むことが好ましい。また、前記警報システムがさらに、気圧センサーを含むことが好ましい。また、前記警報システムがさらに、物品の装着者の生体情報を検知する生体情報センサーと、前記生体情報センサーが検知した生体情報が閾値に達したことを判断する判断手段と、前記判断手段からの指示により危険性が高まったことを警報する警報手段と、前記警報手段が作動した場合に警報を送信する送信手段と、前記警報手段と前記送信手段とを制御する制御手段とを含むことが好ましい。また、前記生体情報センサーが物品の内側温度を検出する温度センサーであることが好ましい。
その際、前記警報手段が音声または光または表示手段での表示または前記センサー自身の振動またはその組み合わせによるものであることが好ましい。また、前記センサーまたは判断手段または前記警報手段または前記送信手段または前記受信手段が、正常に作動していることを示す表示手段を含むことが好ましい。
ここで、「自律推定」とは「自律航法」とも称され、例えば、HCGシンポジウム2014CD−ROM論文集、電子情報通信学会「歩行者自律航法(PDR)ベンチマークの一手法とその評価」に記載されている通り、センサーを用いた屋内測位技術である。本発明でいう「位置情報センサー」にはGNSSセンサー等が含まれる。
また、自律推定できる手段を含む熱中症警報システムがさらに、物品の着用者の生体情報を検知するセンサーと、センサーが検知した生体情報が閾値に達し熱中症の危険性が高まったことを判断する判断手段と、熱中症の危険性が高まったことを警報する警報手段と、警報手段が作動した場合に警報を送信する送信手段と、警報手段と送信手段を制御する制御手段とを含むことが好ましい。かかる防護服は例えば、消防隊員用の消防用防護服(防火服)として好適に用いられる。
また、管理者用の防護服は、熱中症警報システムを備えた防護服であって、熱中症警報システムが、作業者用(消防隊員用の消防用防護服)の送信手段から送信された警報を受信する受信手段と、警報手段と、前記受信手段と前記警報手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする熱中症警報システムを備えた防護服である。かかる防護服は例えば、消防隊の隊長用の防護服(防火服)として好適に用いられる。
例えば、これらの熱中症警報システムを備えた防護服を、消防隊員と消防隊長がそれぞれ用いれば、安全性、作業性、便利性を確保しつつ位置を自律推定できる手段を含む熱中症の危険性を警報することができる。
図1に示すように、熱中症警報システムは、作業者1a,1b,1c(1)(以下、特に区別しないときは単に「作業者1」と称する。)(対象者)のそれぞれの防護服の内外部に収納される異常検知装置2a,2b,2c(2)(以下、特に区別しないときは単に「異常検知装置2」と称する。)と第1の警報発生装置3、および、作業者1以外の管理者5によって保持される第2の警報発生装置4を備えて構成される。
「作業者」は、作業者1の識別子を示す。「判定周期(秒)」は、異常検知装置2が、温度センサー201によってデータを周期的に収集し、メモリ204に格納するその周期(秒)であり、また、あらかじめ設定された閾値と比較することで作業者1の身体の異常を判定する周期(秒)である。例えば、長い周期として60秒があり、短い周期として10秒がある。例えば、センサーデータを随時収集する時刻はRTC205によって計測された時刻である。
次に、熱中症警報システムの処理の流れについて説明する。なお、異常検知装置2は、実際には複数あってもかまわないが、ここでは、説明を簡単にするために1つであるものとして説明する。図3に示すように(適宜他図参照)、まず、異常検知装置2は、作業者1によって電源がオンとされると(ステップS1)、センサー201を用いて定常値として作業前の平常時のセンサーデータを測定し、そのセンサーデータをメモリ204に記憶する(ステップS2)。その後、作業者1は作業を開始する。次に、判断手段である異常検知装置2のCPU202は、判定周期に基づいて、判定タイミングが到来したか否かを判定し(ステップS3)、到来していれば(Yes)ステップS4に進む。
また、各項目の異常を判断するための閾値を、すべての作業者1共通の数値でなく、異常検知装置2の電源がオンになったときの作業者1の生体情報(定常値)を元に算出することで、熱中症の危険性をより早い段階で確実に検知し、また、誤報を減らすことができる。
また、警告レベルをどのような値にするのかは、本実施形態に限定されるものではなく、統計データなどに基づいて、管理者5が適宜設定できる。また、閾値を警告レベルまたは警報レベルの何れか一つとしてもよい。
また、サーバー8によって日常的または定期的に生体情報を取得すれば、作業者1の体調の変化に気づき易くなる。例えば、本発明に係る警報システムを多くの命を預かるバスやタクシーの運転手等の制服に適用すれば、運転手の異常を早期に発見して対策を打てるようになる。
なお、サーバー8に蓄積される作業者1の通常時の生体情報は、異常検出装置2のセンサーから取得するものに限らず、定期健診等の外部情報を入力して用いることもでき、それらの情報から各作業者1の生体情報の閾値を決定しても良い。
さらに、位置情報(高度情報を含む)や生体情報のデータをサーバー8に蓄積することによって、作業中の各作業者1の行動軌跡、その際の体調を調査し、分析することが可能である。例えば、消防隊員、自衛隊、軍隊、救助隊、警察官、警備員、建築・土木。道路など工事現場の作業員などが、今後の活動において安全性、作業効率等を向上させるために検討を行ったり、訓練や教育のための資料として応用することができる。
警報システムのハードウェアやフローチャートなどの具体的な構成について、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
これらの温度センサーまたは警報手段または送信手段または受信手段を付与する物品としては、多層構造布帛から成る服が好適に用いられる。衣服は、作業時に常時身に着けており、常時監視に好適であるほか、ヘルメットやイヤホンなどと異なり、作業者の作業や運動を阻害しにくい。しかしこれは、ヘルメットやイヤホンなどへの装着を排除するものではないことは言うまでもなく、これらのセンサーまたは警報手段または送信手段または受信手段を複数点に装備させることで、装備全体の軽量、作業性の向上などにつながる可能性がある。
このような多層構造布帛は、例えば、特開2014−091307号公報や特開2011−106069号公報に記載されたものが好ましい。すなわち、以下の通りである。
多層構造布帛は、外層および内層の2層以上からなる積層布帛である。多層構造布帛においては、多層構造布帛の層間または最内層の肌側表面に配されてなる温度センサーを保護する為、難燃性の高い繊維素材であることが好ましい。例えば、多層構造布帛を構成する繊維の限界酸素指数(LOI)が21以上であり、好ましくは24以上である。限界酸素指数とは燃焼継続するのに必要な雰囲気の酸素濃度(%)であり、21以上であると通常の空気中では燃焼が継続せずに自己消火することを意味し、高い耐熱性を発揮することができる。ここで、限界酸素指数(LOI)は、JIS L1091(E法)により測定された値である。
上述した繊維には、長繊維または短繊維を用いてもよい。また、上記繊維を2種類以上混繊または混紡して用いてもよい。
上記布帛は、織物、編物、不織布などの形態で用いてもよいが、特に織物が好ましい。また、織物としては、平織、綾織、朱子織など、どのような織組織であってもよい。また、織物、編物では、2種類の繊維を用い、交織、交編させてもよい。
多層構造布帛においては、内層が、引張弾性率が80〜800cN/dtex、該布帛の熱伝導率が6.0W・m−1・k−1以下、好ましくは5.0W・m−1・k−1以下、かつ密度が3.0g/cm3以下の繊維で構成された布帛であり、800〜3000nmの波長の電磁波の透過率が10%以下であり、かつ目付けが60〜500g/m2であることが好ましい。
また、多層構造布帛の各層の厚みは、遮熱性に大きく影響する。例えば、特開2010−255124に記載されているように、表地層の厚みと内層の厚みは、下記式を満足することが好ましい。
5.0mm≧遮熱層厚み(mm)≧−29.6×(表地層厚み(mm))+14.1(mm)
多層構造布帛においては、火炎暴露下において定常時と布帛形態が変化するものであっても良い。例えば、火炎暴露下において布帛厚みが増加することが定常考えられる。このように定常時には薄く快適な布帛構造であり熱中症の危険性が高まるのを抑制でき、一方で火炎暴露時には、火炎防護性が高まることで、熱中症と火炎の両方に対して高い安全性を担保できる。
防護服は、例えば、外層の布帛、内層の布帛、必要に応じてこの間に中間層の布帛を挟み、さらに必要に応じて内層のさらに内側に裏地層となる布帛を追加して、これらの布帛を重ねて公知の方法により縫製することにより製造することができる。また、本発明の積層布帛は、外層と、内層とを重ね合わせ、ファスナーを取付けてこれらの布帛を縫製し、ファスナーを外すことにより、これらの布帛を必要に応じて分離できるようにしてもよい。
ここで、異常検知装置2、第1の警報発生装置3、第2の警報発生装置4は、防護服の体前面側に配されるのが望ましい。これは、活動時の運動を阻害しないほか、不意に転倒や壁にぶつかるなどした際に、比較的受け身の取りやすい前面に配することで、本人の怪我や機器の破損を防ぐものである。
この時、センサーを含む異常検知装置2は、多層構造布帛の層間または最内層の肌側表面に配されてなることが好ましい。これは、熱中症発症の主要素である本人の体温上昇を的確に検知する為である。
本発明の防護服は前記の通り、消防用防護服(防火服)として好適に用いられるが、消防隊員の他に、自衛隊、軍隊、救助隊、警察官、警備員、建築・土木・道路工事現場作業員、溶鉱炉作業員、原子力発電所作業員、高熱環境作業員、農業従事者、学校活動者、スポーツ競技者、アミューズメント活動員、見守りが必要な被介護者、乳幼児、入院患者、医師、看護師、介護士、見守りが必要なペットまたは家畜などが着用する各種衣類として用いてもよい。
(1)目付け
JIS L 1096−1990により測定した。
(2)厚み
JIS L 096−1990(織物)により、ディジマティック厚さ試験機を用いて測定を行った。
(3)遮熱性
ISO9151に準拠した方法により、規定の火炎に暴露し、温度上昇が24℃に達するまでの時間(HTI24)を測定した。この時間が長いほど、遮熱性能に優れている。
(4)熱収縮率(寸法変化率)
ISO11613により、規定の前処理後に、ISO17493に規定の熱に暴露した前後での布帛の寸法変化率を測定した。
(5)耐熱性
ISO11613により、規定の熱に暴露した後に、発火、分離、滴下、溶融しないかを測定した。
(6)撥水性
JIS L1092(スプレー法)−1992により撥水性を測定した。
特開2014−091307号公報の比較例4に従い、多層構造布帛を得て、さらに消防用防護服の形状に縫製した。
具体的には、最外層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:コーネックス)とコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:テクノーラ)とを混合比率が90:10となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸(番手:40/2)を用いて、平織リップストップ組織を有する織物を製織した。該表地層の目付けは380g/m2であった。
遮熱層には、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維ヤーン(帝人社製、商標名:テクノーラ)からなる総繊度1670dtexのフィラメントを用いて、平織組織を有する織物を製織した。該遮熱層(内層)の目付けは210g/m2であった。
上記多層構造布帛を縫製して防護服を得た。得られた防護服の評価結果を表1に示す。
続いて、これらを多層構造布帛からなる消防用防護服に配置した。異常検知装置2、第1の警報発生装置3−1および第1の警報発生装置3−2は消防用防護服上着の右身頃中央部に配置した。詳しくは、図6に示すように最内層の肌側に、最内層と同素材のポケットを配してその中に異常検知装置2を収納した。第1の警報発生装置3−1は、消防用防護服の最外層の外気側に、ポケットを用いて配置した。第1の警報発生装置3−2は、防水ケースに収納した後に消防用防護服の最外層の外気側にバンドを用いて配置した。これを消防隊員用防護服9とした。
前記消防隊員用防護服9および消防隊長用防護服10により、安全性、作業性、便利性を確保しつつ建造物内での位置情報を検知し、熱中症などの生命に係る危険性を検知し警報することができた。
特開2014−091307号公報の実施例6に従い、多層構造布帛を得て、さらに消防用防護服の形状に縫製した。
具体的には、最外層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:コーネックス)とコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:テクノーラ)とを混合比率が90:10となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸(番手:40/2)を用いて、平織リップストップ組織を有する織物を製織した。該表地層の目付けは380g/m2であった。
遮熱層には、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維にカーボン粒子を1重量%含有するアラミド繊維を用いた。ポリマー溶液(ドープ)の調製と、カーボンブラックを含有するアラミド繊維の製糸は以下の方法によった。
カーボンブラックの繊維への添加は、カーボンブラックのブレンド製糸紡糸ヘッドへ送液中の上記のドープに対して、カーボンブラックのNMPスラリーを定量圧入し、直ちにダイナミックミキシングを施し引き続いてスタティックミキサー20段以上による十分な混合作用を与えた後、計量ポンプを経てパック・紡糸ノズルより吐出後、ドライジェット紡糸で引き取り、凝固・乾燥・熱延伸・仕上げ油剤付与を経て製品を巻取り、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維ヤーンを得た。この総繊度1670dtexのフィラメントを用いて、平織組織を有する織物を製織した。該内層の目付けは210g/m2であった。評価結果を表1に示す。
上記多層構造布帛を縫製して防護服を得た。得られた防護服の評価結果を表1に示す。
続いて、これらを多層構造布帛から成る消防用防護服に配置した。異常検知装置2、第1の警報発生装置3−1および第1の警報発生装置3−2は消防用防護服上着の右身頃中央部に配置した。詳しくは、最内層の肌側に、最内層と同素材のポケットを配してその中に異常検知装置2を収納した。第1の警報発生装置3−1は、消防用防護服の最外層の外気側に、ポケットを用いて配置した。第1の警報発生装置3−2は、防水ケースに収納した後に消防用防護服の最外層の外気側にバンドを用いて配置した。これを消防隊員用防護服9とした。
消防隊員用防護服9および消防隊長用防護服10により、安全性、作業性、便利性を確保しつつ建造物内の位置情報を検知し、熱中症の危険性を検知し警報することができた。
特開2011−106069号公報の比較例1に従い、多層構造布帛を得て、さらに消防用防護服の形状に縫製した。
具体的には、最外層には二重構造布帛を使用し、外側には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:コーネックス)とコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:テクノーラ)とを混合比率が90:10となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸(番手:40/2)を用いた平織を配し、また、内側にはコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:テクノーラ)100%の紡績糸(番手:40/−)を用いた平織を配して製織した。外側、内側織物は、内側のテクノーラ(商標)にて格子状に結接されており、その格子間隔は20mmであった。該表地層の目付けは205g/m2であった。
遮熱層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:コーネックス)とコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:テクノーラ)とを混合比率が95:5となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸(番手:40/−)1と、56dtex/12フィラメントのポリエチレンテレフタレート繊維(YHY N800SSDC;帝人社製)1本と上記紡績糸1とを合糸し、S方向に500回撚りを掛けた糸条2とを、織り密度を経113本/2.54cm、緯80本/2.54cmとして製織した織物を、80℃1分間糊抜きを実施、また最終セットを180℃にて1分間実施して使用した。上記多層構造布帛を縫製して防護服を得た。評価結果を表1に示す。
続いて、これらを多層構造布帛から成る消防用防護服に配置した。異常検知装置2、第1の警報発生装置3−1および第1の警報発生装置3−2は、消防用防護服上着の右身頃中央部に配置した。詳しくは、最内層の肌側に、最内層と同素材のポケットを配してその中に異常検知装置2を収納した。第1の警報発生装置3−1は、消防用防護服の最外層の外気側に、ポケットを用いて配置した。第1の警報発生装置3−2は、防水ケースに収納した後に消防用防護服の最外層の外気側にバンドを用いて配置した。これを消防隊員用防護服9とした。
前記消防隊員用防護服9および消防隊長用防護服10により、安全性、作業性、便利性を確保しつつ建造物内の位置情報を検知し、熱中症の危険性を検知し警報することができた。
特開2014−091307号公報の比較例4に従い、多層構造布帛を得て、さらに消防用防護服の形状に縫製した。
具体的には、最外層には、ポリメタフェニレンイソフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:コーネックス)とコパラフェニレン・3、4’オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維(帝人社製、商標名:テクノーラ)とを混合比率が90:10となる割合で混合した耐熱繊維からなる紡績糸(番手:40/2)を用いて、平織リップストップに構成した織物を製織した。該表地層の目付けは380g/m2であった。
遮熱層には、コポリパラフェニレン・3,4’−オキシジフェニレンテレフタルアミド繊維ヤーン(帝人社製、商標名:テクノーラ)からなる総繊度1670dtexのフィラメントを用いて、平織に構成した織物を製織した。該遮熱層(内層)の目付けは210g/m2であった。評価結果を表1に示す。
実施例1において、GNSSセンサーとして位置不確実度を測定する手段を含むものに変更すること以外は実施例1と同様にした。
実施例1と同様にして防護服を得た。
次に、異常検知装置2を含むユニットと、ブザーおよび表示装置のついた第1の警報発生装置3−1を含むユニットと、ライトのついた第1の警報発生装置3−2を含むユニットを作製した。温度センサーとGNSSセンサーと3軸加速度センサーとジャイロセンサーと地磁気センサーと気圧センサーと送信手段とを含む市販ユニットに、前記センサーから発せられた情報から位置を自律推定できる判断手段と制御手段を組み合わせることで異常検知装置2を得た。これらの装置間は無線通信により通信した。
一方、建造物内に設置した非常口灯にビーコンを組み合わせた電波発信・屋内位置情報把握システムを得た。
3 第1の警報発生装置
4 第2の警報発生装置
7 ネットワーク
8 サーバー
9 消防隊員用防護服
10 消防隊長用防護服
Claims (18)
- 警報システムを備えた物品であって、
警報システムが、位置情報センサーを含むことを特徴とする警報システムを備えた物品。 - 警報システムを備えた物品であって、
警報システムが、位置情報センサーと、3軸加速度センサーまたはジャイロセンサーまたは地磁気センサーまたはその組み合わせと、前記位置情報センサーから発せられた情報から位置を自律推定できる手段とを含む、請求項1に記載の警報システムを備えた物品。 - 前記警報システムがさらに、気圧センサーを含む、請求項2に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記警報システムがさらに、物品の装着者の生体情報を検知する生体情報センサーと、前記生体情報センサーが検知した生体情報が閾値に達したことを判断する判断手段と、前記判断手段からの指示により危険性が高まったことを警報する警報手段と、前記警報手段が作動した場合に警報を送信する送信手段と、前記警報手段と前記送信手段とを制御する制御手段とを含む、請求項2に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記生体情報センサーが物品の内側温度を検出する温度センサーである、請求項4に記載の警報システムを備えた物品。
- 警報システムを備えた物品であって、
前記警報システムが、請求項4に記載の送信手段から送信された警報を受信する受信手段と、警報手段と、表示手段と、前記受信手段と前記警報手段を制御する制御手段とを含むことを特徴とする警報システムを備えた物品。 - 前記警報手段が音声または光または表示手段での表示または前記センサー自身の振動またはその組み合わせによるものである、請求項4または請求項6に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記センサーまたは判断手段または前記警報手段または前記送信手段または前記受信手段が正常に作動していることを示す表示手段を含む、請求項4または請求項6に記載の警報システムを備えた物品。
- 警報システムを備えた物品であって、
前記警報システムが、位置情報センサーと、前記位置情報センサーから発せられた情報から位置不確実度を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された位置不確実度を警報する警報手段と、前記警報手段が発動した場合に警報を送信する送信手段と、前記警報手段と前記送信手段を制御する制御手段とを含む、請求項1に記載の警報システムを備えた物品。 - 警報システムを備えた物品であって、
警報システムが、位置情報センサーと、3軸加速度センサーまたはジャイロセンサーまたは地磁気センサーまたはその組み合わせと、前記位置情報センサーから発せられた情報から位置を自律推定できる手段と、建造物内に設置された屋内位置情報把握システムを用いて建造物内での位置情報精度を高める手段とを含む、請求項1に記載の警報システムを備えた物品。 - 物品が多層構造布帛により構成される衣服である、請求項1に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記センサーが多層構造布帛の層間または最内層の肌側表面に配されてなる、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記衣服を構成する布帛の遮熱性が、ISO9151に規定される方法で測定してHTI24が13秒以上である、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記衣服を構成する布帛の最表面における撥水性が、JIS L1092に規定されるスプレー方法で測定して3級以上である、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
- 前記衣服を構成する布帛が、国際性能基準ISO11613−1999において熱収縮率が10%以下である、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
- 衣服が消防用防護服である、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
- 衣服が、自衛隊、軍隊、救助隊、警察官、警備員、建築・土木・道路工事現場作業員、溶鉱炉作業員、原子力発電所作業員、高熱環境作業員、農業従事者、学校活動者、スポーツ競技者、アミューズメント活動員、見守りが必要な被介護者、乳幼児、入院患者、医師、看護師、介護士、見守りが必要なペットまたは家畜からなる群より選択されるいずれかに用いられる衣服である、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
- 衣服を構成する布帛に、アラミド繊維が含まれる、請求項11に記載の警報システムを備えた物品。
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