(57)【要約】【課題】使用者に接触することなく使用者の温冷感を精度よく推定可能な温熱器具及び制御プログラムを提供する。【解決手段】コントローラ１６０は、腰領域ＲＭＩＤ及び足元領域ＲLOWERの温度を検出する温度検出部と、足元領域ＲLOWERの湿度を検出する湿度検出部１６３と、足元領域ＲLOWERの温湿度と腰領域ＲＭＩＤの温度とに応じて温冷感推定値Ｉｐを算出する温冷感推定値算出部１６４と、温冷感推定値Ｉｐに応じて設定温度Ｔｓを調整する調整部１６５とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、前記調整対象温度を制御する温熱器具であって、
前記調整対象のうち使用者の腰が配置される領域である腰領域、及び使用者の両足が配置される領域である足元領域の温度を検出する温度検出部と、
前記調整対象のうち前記足元領域の湿度を検出する湿度検出部と、
検出された前記腰領域の温度、及び前記足元領域の温度及び湿度に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感値の推定値である温冷感推定値を算出する温冷感推定値算出部と、
前記温冷感算出部によって算出された前記温冷感推定値に応じて、前記設定温度を調整する調整部とを備えることを特徴とする温熱器具。
【請求項２】
前記足元領域は、前記両足の間の領域である第１領域と、前記両足の左側の領域である第２領域と、前記両足の右側の領域である第３領域とを含み、
前記温度検出部は、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域それぞれの温度を検出し、
前記湿度検出部は、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域それぞれの湿度を検出することを特徴とする請求項１に記載の温熱器具。
【請求項３】
前記温冷感推定値算出部は、下記数式に基づいて、前記温冷感推定値を算出することを特徴とする請求項２に記載の温熱器具。
Ｉ＝Ａｔ＊ＴLOWER＋Ｂｔ＊ＴＭＩＤ＋Ｃｈ＊ＨLOWER＋Ｄ
（上記数式において、Ａｔ、Ｂｔ、Ｃｈ及びＤそれぞれは、所定の定数であり、ＴLOWERは、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域それぞれにおける平均温度であり、ＴＭＩＤは、前記腰領域の温度であり、ＨLOWERは、前記第１領域、前記第２領域及び前記第３領域それぞれにおける平均湿度である。）
【請求項４】
Ａｔは、０．００７６以上かつ０．００８４以下の範囲の値であり、
Ｂｔは、０．０４以上かつ０．０６以下の範囲の値であり、
Ｃｈは、−９０．６３５以上かつ−６０．４２３以下の範囲の値であり、
Ｄは、−０．８３４７５以上かつ−０．７５５２５以下の範囲の値であることを特徴とする請求項３に記載の温熱器具。
【請求項５】
調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、前記調整対象温度を調整する温熱器具としてコンピュータを機能させる制御プログラムであって、コンピュータに、
前記調整対象のうち使用者の腰が配置される領域である腰領域、及び使用者の両足が配置される領域である足元領域の温度と、前記調整対象のうち前記足元領域の湿度を検出するステップＡと、
検出された前記足元領域の湿度に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値を算出するステップＢと、
前記温度検出部及び前記湿度検出部の検出結果に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値を算出するステップＣと、
算出された前記温冷感推定値に応じて、前記設定温度を調整するステップＤとを実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整対象温度が設定温度となるように調整対象温度を調整する温熱器具及び制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、使用者の環境温度を調整することを目的として、就寝時に使用する空調機や電気毛布などの温熱器具が広く用いられている。このような温熱器具は、調整対象の温度である調整対象温度（例えば、室内温度や寝床内温度など）が設定温度になるように、調整対象温度を調整する。また、温熱器具において、使用者の「暑い」或いは「寒い」という感覚（以下、「温冷感」）を推定する手法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、特許文献１に記載の手法では、皮膚表面熱流Ｑｓｋ、皮膚温度Ｔｓｋ、深部温度Ｔｃｒ、皮膚温度の時間変化率Ｔｓｋ/ｄｔ、深部温度の時間変化率Ｔｃｒ/ｄｔに基づいて、温冷感を推定する。温冷感は、次の式（１）に基づいて、温冷感を定量的に示す温冷感推定値Ｉによって示される。なお、式（１）において、Ａ〜Ｆは、所定の係数である。
【０００４】
Ｉ＝Ａ＊Ｑｓｋ＋Ｂ＊Ｔｓｋ＋Ｃ＊Ｔｓｋ/ｄｔ＋Ｄ＊Ｔｃｒ＋Ｅ＊Ｔｃｒ/ｄｔ＋Ｆ  …（１）
温熱器具は、温冷感推定値Iが所定の範囲外である場合、温冷感推定値Iが所定の範囲に入るように制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９４５４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に記載の手法では、使用者の睡眠期間において、使用者の体温を測定するための多数のセンサを使用者の身体に取り付ける必要がある。特に、使用者の深部温度Ｔｃｒの測定には、使用者の直腸や鼓膜の温度を測定するセンサが用いられる。従って、使用者の睡眠に負担をかけてしまうので、使用者に快適な睡眠を提供することは困難であった。
【０００７】
本発明は、上述した状況に鑑みてなされたものであり、使用者の身体にセンサを取り付けることなく使用者の温冷感を精度よく推定可能な温熱器具及び制御プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴に係る温熱器具は、調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、調整対象温度を制御する温熱器具であって、調整対象のうち使用者の腰が配置される領域である腰領域、及び使用者の両足が配置される領域である足元領域の温度を検出する温度検出部と、調整対象のうち足元領域の湿度を検出する湿度検出部と、検出された腰領域の温度、及び足元領域の温度及び湿度に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感値の推定値である温冷感推定値を算出する温冷感推定値算出部と、温冷感算出部によって算出された温冷感推定値に応じて、設定温度を調整する調整部とを備えることを要旨とする。
【０００９】
本発明の特徴に係る温熱器具によれば、足元領域の温湿度と腰領域の温度とを検出すればよいので、使用者の身体にセンサを取り付ける必要がない。従って、使用者は非侵襲かつ非拘束であるので、使用者に快適な睡眠を提供することができる。また、使用者の温冷感を制御する際の重要な要素である足元領域の温湿度と腰領域の温度とに応じて、温冷感推定値を算出するので、使用者の温冷感を精度良く推定することができる。
【００１０】
本発明の特徴に係る温熱器具において、足元領域は、両足の間の領域である第１領域と、両足の左側の領域である第２領域と、両足の右側の領域である第３領域とを含み、温度検出部は、第１領域、第２領域及び第３領域それぞれの温度を検出し、湿度検出部は、第１領域、第２領域及び第３領域それぞれの湿度を検出してもよい。
【００１１】
従って、使用者の身体にセンサを取り付けることなく足元領域の温湿度を精度良く検出することができる。
【００１２】
本発明の特徴に係る温熱器具において、温冷感推定値算出部は、下記式（２）に基づいて、温冷感推定値を算出してもよい。
【００１３】
Ｉｐ＝Ａｔ＊ＴLOWER＋Ｂｔ＊ＴＭＩＤ＋Ｃｈ＊ＨLOWER＋Ｄ  ・・・（２）
（式（２）において、Ｉｐは温冷感推定値であり、Ａｔ、Ｂｔ、Ｃｈ及びＤそれぞれは所定の定数であり、ＴLOWERは第１領域、第２領域及び第３領域それぞれの平均温度であり、ＴＭＩＤは腰領域の温度であり、ＨLOWERは第１領域、第２領域及び第３領域それぞれの平均湿度である。）
従って、上記式（１）に基づいて温冷感推定値Ｉを算出する場合に比べて簡易であるので、温冷感推定値算出部における処理負荷を軽減することができる。
【００１４】
上記式（２）において、Ａｔは、０．００７６以上かつ０．００８４以下の範囲の値であり、Ｂｔは、０．０４以上かつ０．０６以下の範囲の値であり、Ｃｈは、−９０．６３５以上かつ−６０．４２３以下の範囲のであり、Ｄは、−０．８３４７５以上かつ−０．７５５２５以下の範囲の値であってもよい。
【００１５】
この場合、後述する主観評価実験で説明する通り、主観による温冷感値の最大値と推定式による温冷感推定値の最大値との差の絶対値を０．５以内に抑えることができる。従って、精度良く使用者の温冷感を推定することができる。
【００１６】
本発明の特徴に係る制御プログラムは、調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、調整対象温度を調整する温熱器具としてコンピュータを機能させる制御プログラムであって、コンピュータに、前記調整対象のうち使用者の腰が配置される領域である腰領域、及び使用者の両足が配置される領域である足元領域の温度と、調整対象のうち足元領域の湿度を検出するステップＡと、検出された足元領域の湿度に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値を算出するステップＢと、温度検出部及び湿度検出部の検出結果に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値を算出するステップＣと、算出された温冷感推定値に応じて、設定温度を調整するステップＤとを実行させることを要旨とする。
【００１７】
本発明の特徴に係る制御方法は、調整対象の温度である調整対象温度が設定温度になるように、調整対象温度を制御する制御方法であって、湿度を検出するステップＡと、検出された足元領域の湿度に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値を算出するステップＢと、温度検出部及び湿度検出部の検出結果に応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値を算出するステップＣと、算出された温冷感推定値に応じて、設定温度を調整するステップＤとを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、使用者に接触することなく使用者の温冷感を精度よく推定可能な温熱器具及び制御プログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係る温度制御システム１の全体概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る寝床Ｓの構成を説明するための模式図である。
【図３】本発明の実施形態に係るコントローラ１６０の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態に係るコントローラ１６０の動作を示すフロー図である。
【図５】主観評価実験について説明するための図である。
【図６】主観評価実験について説明するための図である。
【図７】主観評価実験について説明するための図である。
【図８】主観評価実験で得られた温冷感値Ｉｓと温冷感推定値Ｉｐとの推移を示すグラフである。
【図９】温冷感推定値算出式について説明するための図である。
【図１０】温冷感推定値算出式について説明するための図である。
【図１１】温冷感推定値算出式について説明するための図である。
【図１２】温冷感推定値算出式について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下において、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。また、図面は模式的なものであることに留意すべきである。
【００２１】
（１）温度制御システムの全体概略構成
図１は、実施形態に係る温度制御システム１の全体概略構成図である。図２は、実施形態に係る寝床Ｓの構成を説明するための模式図である。
【００２２】
図１に示すように、実施形態に係る温度制御システム１は、寝床Ｓと、温熱器具１００とを備える。
【００２３】
寝床Ｓは、使用者が睡眠するための空間である。寝床Ｓは、温熱器具１００によって温度が調整される調整対象である。寝床Ｓは、敷き布団ＳＭＡＴと掛け布団ＳＱＵＩとによって形成される。使用者は、寝床Ｓを形成する敷き布団ＳＭＡＴ上に寝る。図２に示すように、寝床Ｓは、使用者の腰が配置される腰領域ＲＭＩＤと、使用者の両足が配置される足元領域ＲLOWERとを含む。
【００２４】
ここで、本実施形態においては、腰領域ＲＭＩＤとは、使用者の腰の周辺領域である。具体的には、腰領域ＲＭＩＤは、使用者と敷き布団ＳＭＡＴとの間に形成される領域のうち、使用者の”みぞおち“から”大腿“までの領域である。また、本実施形態においては、足元領域ＲLOWERとは、使用者の両足の周辺領域である。具体的には、足元領域ＲLOWERは、敷き布団ＳＭＡＴと掛け布団ＳＱＵＩとの間に形成される領域のうち、使用者の”大腿“から敷き布団ＳＭＡＴの”下端“までの領域である。
【００２５】
また、本実施形態においては、足元領域ＲLOWERは、図２に示すように、第１領域Ｒ１、第２領域Ｒ２及び第３領域Ｒ３によって構成されている。第１領域Ｒ１は、敷き布団ＳＭＡＴと掛け布団ＳＱＵＩとの間に形成される領域のうち、使用者の両足の間に形成される領域である。第２領域Ｒ２は、敷き布団ＳＭＡＴと掛け布団ＳＱＵＩとの間に形成される領域のうち、使用者の両足の右側の領域である。第３領域Ｒ３は、敷き布団ＳＭＡＴと掛け布団ＳＱＵＩとの間に形成される領域のうち、使用者の両足の左側の領域である。
【００２６】
温熱器具１００は、調整対象の温度である調整対象温度Ｔｏが設定温度Ｔｓになるように、調整対象温度Ｔｏを調整する。本実施形態において、調整対象は寝床Ｓであり、調整対象温度Ｔｏは寝床Ｓの内部温度である。後述するように、調整対象温度Ｔｏは寝床Ｓに設けられた温度センサによる測定値の平均値である。温熱器具１００は、図１に示すように、ブロワー１１０と、温度センサ１２０と、温湿度センサ１３０,１４０,１５０とコントローラ１６０とによって構成される。
【００２７】
ブロワー１１０は、寝床Ｓ内に空気を送る送風機である。ブロワー１１０は、接続線１０１を介して、コントローラ１６０から制御信号を受信する。ブロワー１１０は、制御信号に応じて、温風又は冷風を寝床Ｓ内に送り込む。ブロワー１１０の空気吹出し口は、例えば使用者の足元側に配置されるが、これに限られるものではない。
【００２８】
温度センサ１２０は、腰領域ＲＭＩＤに設けられる。温度センサ１２０は、敷き布団ＳＭＡＴに内蔵されていてもよいし、敷き布団ＳＭＡＴ上に配置されていてもよい。温度センサ１２０は、腰領域ＲＭＩＤの温度である腰部温度ＴＭＩＤを測定する。温度センサ１２０は、測定結果を電気信号に変換するとともに、接続線１０２を介して、変換して得られた電気信号をコントローラ１６０に伝達する。
【００２９】
温湿度センサ１３０,１４０,１５０それぞれは、足元領域ＲLOWERに設けられる。具体的には、温湿度センサ１３０は、足元領域ＲLOWERのうち第１領域Ｒ１に配置される。温湿度センサ１４０は、足元領域ＲLOWERのうち第２領域Ｒ２に配置される。温湿度センサ１５０は、足元領域ＲLOWERのうち第３領域Ｒ３に配置される。温湿度センサ１３０,１４０,１５０それぞれは、敷き布団ＳＭＡＴに内蔵されていてもよいし、敷き布団ＳＭＡＴの表面上に配置されていてもよい。
【００３０】
温湿度センサ１３０は、第１領域Ｒ１の温度である第１温度ＴＲ１と、第１領域Ｒ１の湿度である第１湿度ＨＲ１とを測定する。温湿度センサ１４０は、第２領域Ｒ２の温度である第２温度ＴＲ２と、第２領域Ｒ２の湿度である第２湿度ＨＲ２とを測定する。温湿度センサ１５０は、第３領域Ｒ３の温度である第３温度ＴＲ３と、第３領域Ｒ３の湿度である第３湿度ＨＲ３とを測定する。温湿度センサ１３０,１４０,１５０それぞれは、測定結果を電気信号に変換するとともに、接続線１０２を介して、変換して得られた電気信号をコントローラ１６０に伝達する。
【００３１】
コントローラ１６０は、接続線１０２を介して受信する電気信号に基づいて、各温度Ｔ及び各湿度Ｈを検出する。コントローラ１６０は、各温度Ｔ及び各湿度Ｈに応じて、使用者の「暑い」或いは「寒い」という感覚（以下、「温冷感」）を示す温冷感推定値Ｉｐを算出する。コントローラ１６０は、温冷感推定値に応じて、設定温度Ｔｓを調整する。
【００３２】
（２）コントローラの構成
図３は、コントローラ１６０の機能ブロック構成図である。図３に示すように、コントローラ１６０は、センサＩ／Ｆ部１６１と、温度検出部１６２と、湿度検出部１６３と、温冷感推定値算出部１６４と、調整部１６５と、ブロワーＩ／Ｆ部１６６と、表示部１６７とを有する。
【００３３】
（２．１）センサＩ／Ｆ部
センサＩ／Ｆ部１６１は、接続線１０１を介して、温度センサ１２０及び温湿度センサ１３０,１４０,１５０に接続されている。センサＩ／Ｆ部１６１は、温度を示す電気信号と湿度を示す電気信号とを受信する。センサＩ／Ｆ部１６１は、温度を示す電気信号を温度検出部１６２に伝達する。センサＩ／Ｆ部１６１は、湿度を示す電気信号を湿度検出部１６３に伝達する。
【００３４】
（２．２）検出部
温度検出部１６２は、伝達される電気信号に基づいて、腰部温度ＴＭＩＤ、第１温度ＴＲ１、第２温度ＴＲ２及び第３温度ＴＲ３を検出する。また、温度検出部１６２は、第１温度ＴＲ１、第２温度ＴＲ２及び第３温度ＴＲ３の平均値を算出することによって、足元領域ＲLOWERの温度である足元温度ＴLOWERを検出する。さらに、温度検出部１６２は、腰部温度ＴＭＩＤと足元温度ＴLOWERとの平均値を算出することによって、調整対象温度Ｔｏを検出する。
【００３５】
湿度検出部１６３は、伝達される電気信号に基づいて、第１湿度ＨＲ１、第２湿度ＨＲ２及び第３湿度ＨＲ３を検出する。また、湿度検出部１６３は、第１湿度ＨＲ１、第２湿度ＨＲ２及び第３湿度ＨＲ３の平均値を算出することによって、足元領域ＲLOWERの湿度である足元湿度ＨLOWERを検出する。
【００３６】
（２．３）温冷感推定値算出部
温冷感推定値算出部１６４は、腰部温度ＴＭＩＤ、足元温度ＴLOWER及び足元湿度ＨLOWERに応じて、使用者の温冷感を示す温冷感推定値Ｉｐを算出する。ここで、使用者の温冷感は、使用者の主観的評価であり、算出される温冷感推定値Ｉｐは、使用者の温冷感を定量的に示す推定値であることに留意すべきである。従って、温冷感推定値Ｉｐに基づいて、使用者の温冷感が推定される。
【００３７】
具体的には、温冷感推定値算出部１６４は、次の温冷感推定値算出式（３）に基づいて、使用者の温冷感推定値Ｉｐを算出する。
【００３８】
Ｉｐ＝Ａｔ＊ＴLOWER＋Ｂｔ＊ＴＭＩＤ＋Ｃｈ＊ＨLOWER＋Ｄ  ・・・（３）
なお、温冷感推定値算出式（３）中のＡｔ、Ｂｔ、Ｃｈ及びＤそれぞれは、所定の定数である。温冷感推定値Ｉｐに基づく温冷感の推定精度を高く維持するには、Ａｔは０．００７６以上かつ０．００８４以下の範囲内の値、Ｂｔは０．０４以上かつ０．０６以下の範囲内の値、Ｃｈは−９０．６３５以上かつ−６０．４２３以下の範囲内の値、Ｄは−０．８３４７５以上かつ−０．７５５２５以下の範囲内の値であることが好ましい。また、Ａｔが０．００８であり、Ｂｔが０．０５であり、Ｃｈが−７５．５２９であり、Ｄが−０．７９５である場合、温冷感推定値Ｉｐに基づく温冷感の推定精度をさらに高めることができる。温冷感推定値算出式（３）の導出方法については後述する。
【００３９】
（２．４）調整部
調整部１６５は、温冷感推定値算出部１６４によって算出された温冷感推定値Ｉｐに応じて、設定温度Ｔｓを調整する。具体的には、調整部１６５は、温冷感推定値Ｉｐが所定の範囲（下限値ＩＭＩＮ〜上限値ＩＭＡＸ）内であるか否かを判定する。
【００４０】
温冷感推定値Ｉｐが所定の範囲内である場合、使用者は、「暑い」或いは「寒い」と感じることなく快適に睡眠することができる。一方で、温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮより小さい場合、使用者は「寒い」と感じ、温冷感推定値Ｉｐが上限値ＩＭＡＸより大きい場合、使用者は「暑い」と感じる。
【００４１】
調整部１６５は、温冷感推定値Ｉｐが所定の範囲内である場合、或いは、調整対象温度Ｔｏと設定温度Ｔｓとの差ΔＴの絶対値│ΔＴ│がステップ値Ｔｓｔｅｐより大きい場合、設定温度Ｔｓを維持する。ここで、ステップ値Ｔｓｔｅｐとは、ブロワー１１０による調整対象温度Ｔｏの制御の必要性の有無を判定するために用いる値である。すなわち、調整対象温度Ｔｏが設定温度Ｔｓからステップ値Ｔｓｔｅｐ以上離れている場合、調整対象温度Ｔｏは、ブロワー１１０によって制御される。一方で、調整対象温度Ｔｏが設定温度Ｔｓからステップ値Ｔｓｔｅｐ以上離れていない場合、調整対象温度Ｔｏは、ブロワー１１０によって制御されない。
【００４２】
一方で、調整部１６５は、絶対値│ΔＴ│がステップ値Ｔｓｔｅｐ以下である場合であって、温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮより小さいとき、設定温度Ｔｓを上昇させる。また、調整部１６５は、絶対値│ΔＴ│がステップ値Ｔｓｔｅｐ以下である場合であって、温冷感推定値Ｉｐが上限値ＩＭＡＸより大きいとき、設定温度Ｔｓを低下させる。なお、調整部１６５は、設定温度Ｔｓを所定の範囲（下限値ＴＭＩＮ〜上限値ＴＭＡＸ）内で調整することに留意すべきである。
【００４３】
（２．５）ブロワーＩ／Ｆ部
ブロワーＩ／Ｆ部１６６は、調整部１６５によって調整された設定温度Ｔｓと調整対象温度Ｔｏとの差ΔＴに応じて、制御信号を生成する。ブロワーＩ／Ｆ部１６６は、接続線１０１を介して、ブロワー１１０に制御信号を送信する。ブロワーＩ／Ｆ部１６６は、調整対象温度Ｔｏが設定温度Ｔｓより高い場合、冷風を寝床Ｓ内に送り込むようにブロワー１１０を制御する。ブロワーＩ／Ｆ部１６６は、調整対象温度Ｔｏが設定温度Ｔｓより低い場合、温風を寝床Ｓ内に送り込むようにブロワー１１０を制御する。なお、ブロワーＩ／Ｆ部１６６は、設定温度Ｔｓが高いほど風の温度を高くしてもよく、また、絶対値│ΔＴ│が大きいほど風力を強くしてもよい。
【００４４】
（２．６）表示部
表示部１６７は、温冷感推定値Ｉｐに基づいて、使用者が「快適」、「暑い」或いは「寒い」ことを表示する。また、表示部１６７は、ブロワー１１０の作動状況（風の温度や風量など）、設定温度Ｔｓ及び調整対象温度Ｔｏ、或いはこれらの推移を表示してもよい。
【００４５】
（３）コントローラの動作
図４は、実施形態に係るコントローラ１６０の動作を示すフロー図である。
【００４６】
図４に示すように、ステップＳ１０において、コントローラ１６０は、腰部温度ＴＭＩＤ、足元温度ＴLOWER、足元湿度ＨLOWER及び調整対象温度Ｔｏを検出する。
【００４７】
ステップＳ１１において、コントローラ１６０は、上記温冷感推定値算出式（３）に基づいて、温冷感推定値Ｉｐを算出する。
【００４８】
ステップＳ１２において、コントローラ１６０は、温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮ以上かつ上限値ＩＭＡＸ以下であるか否かを判定する。温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮ以上かつ上限値ＩＭＡＸ以下である場合、処理は終了する。温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮ以上かつ上限値ＩＭＡＸ以下でない場合、処理はステップＳ１３に進む。
【００４９】
ステップＳ１３において、コントローラ１６０は、調整対象温度Ｔｏと設定温度Ｔｓとの差ΔＴの絶対値│ΔＴ│がステップ値Ｔｓｔｅｐより大きいか否かを判定する。絶対値│ΔＴ│がステップ値Ｔｓｔｅｐより大きい場合、調整対象温度Ｔｏの制御途中であるので、処理は終了する。絶対値│ΔＴ│がステップ値Ｔｓｔｅｐ以下である場合、温冷感推定値Ｉｐが所定の範囲外で、かつ、調整対象温度Ｔｏが制御されない状態である。この場合、処理はステップＳ１４に進む。
【００５０】
ステップＳ１４において、コントローラ１６０は、温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮより小さいか否かを判定する。温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮより小さい場合、処理はステップＳ１５に進む。温冷感推定値Ｉｐが下限値ＩＭＩＮより小さくない場合、すなわち、温冷感推定値Ｉｐが上限値ＩＭＡＸより大きい場合、処理はステップＳ１６に進む。
【００５１】
ステップＳ１５において、コントローラ１６０は、設定温度Ｔｓを上昇させる。
【００５２】
ステップＳ１６において、コントローラ１６０は、設定温度Ｔｓを低下させる。
【００５３】
ステップＳ１７において、コントローラ１６０は、調整された設定温度Ｔｓと調整対象温度Ｔｏとの差ΔＴに応じて制御信号を生成し、生成した制御信号をブロワー１１０に送信する。
【００５４】
（４）温冷感推定値算出式の導出について
次に、温冷感推定値算出式（３）の導出方法について、図面を参照しながら説明する。本出願人は、温冷感推定値算出式の導出を目的として、温湿度検出領域特定実験によって、寝床Ｓ内のいずれの領域の温湿度が使用者の温冷感に影響を与えるか検証した後に、主観評価実験によって、温冷感推定値算出式を導出した。
【００５５】
なお、温湿度検出領域特定実験は、“金森庸浩、米田文生、藤原義久、松浦英文、石黒晃子、石津京二、（２００６）「リアルタイム温冷感指標に基づく寝床内温度制御による睡眠への影響の検討」,生体医工学シンポジウム２００６抄録集ｐｐ．１６４−１６６”に一部掲載されている。
【００５６】
また、主観評価実験は、“森郁恵,鉾井修一,高田暁,田中宏明（２００３）「非定常状態における温冷感予測に関する実験的考察」,日本建築学会計画系論文集,第５６３号,ｐｐ．９−１５”に従って行なった。
【００５７】
（４．１）温湿度検出領域特定実験
（４．１．１）実験装置
図５に示すように、寝床Ｓを形成する敷き布団ＳＭＡＴの使用者側表面に９つの領域（領域Ａ１〜領域Ｉ１）を設けるとともに、各領域の温湿度を測定する温湿度センサ（温湿度センサａ１〜温湿度センサｉ１）を配置した。
【００５８】
ここで、領域Ｅ１と領域Ｅ２とによって挟まれる領域は、上述の腰領域ＲＭＩＤである。また、領域Ｇ１，Ｈ１，Ｉ１と領域Ｇ２，Ｈ２，Ｉ２とによって挟まれる領域は、上述の足元領域ＲLOWERである。具体的には、領域Ｈ１と領域Ｈ２とによって挟まれる領域が第１領域Ｒ１に、領域Ｇ１と領域Ｇ２とによって挟まれる領域が第２領域Ｒ２に、領域Ｉ１と領域Ｉ２とによって挟まれる領域が第３領域Ｒ３に対応している。
【００５９】
なお、領域Ｂ１，Ｅ１，Ｈ１と領域Ｂ２，Ｅ２，Ｈ２とによって挟まれる領域は、使用者の胴体中央が配置される中央領域である。また、領域Ａ１，Ｄ１，Ｇ１と領域Ａ２，Ｄ２，Ｇ２とによって挟まれる領域は、使用者の胴体右側が配置される右側領域であり、領域Ｃ１，Ｆ１，Ｉ１と領域Ｃ２，Ｆ２，Ｉ２とによって挟まれる領域は、使用者の胴体左側が配置される左側領域である。
【００６０】
また、図６に示すように、寝床Ｓを形成する掛け布団ＳＱＵＩの使用者側表面に９つの領域（領域Ａ２〜領域Ｉ２）を設けるとともに、各領域の温湿度を測定する温湿度センサ（温湿度センサａ２〜温湿度センサｉ２）を配置した。なお、領域Ａ２〜領域Ｉ２それぞれは、領域Ａ１〜領域Ｉ１それぞれに対向する領域である。
【００６１】
また、図示しないが、使用者の皮膚温度を測定するための温度センサを使用者の身体（足の甲、膝下、大腿、腹、背中、手の甲、上腕、額）に取り付けるとともに、使用者の深部温度を測定するための温度センサを使用者の身体（直腸、鼓膜）に挿入した。
【００６２】
（４．１．２）実験方法
まず、温湿度を一定（温度１６℃、湿度４５％）に保持した室内において、敷き布団ＳＭＡＴ上に掛け布団ＳＱＵＩを重ねることによって形成された寝床Ｓ内に使用者を仰向けに寝かせた。この際、使用者の腰部を温湿度センサｅ１上に配置し、使用者の右足を温湿度センサｇ１と温湿度センサｈ１の間に配置し、使用者の左足を温湿度センサｉ１と温湿度センサｈ１の間に配置した。
【００６３】
そして、睡眠中における使用者の皮膚温度及び深部温度の推移データと、寝床Ｓ内の１８領域それぞれにおける温度及び湿度の推移データとを取得した。
【００６４】
今回の実験では、以上の方法に基づいて、４夜分の各推移データを取得した。
【００６５】
（４．１．３）実験結果
取得された皮膚温度及び深部温度の推移データと、寝床Ｓ内の１８領域それぞれにおける温度及び湿度の推移データとを用いて、重回帰分析を行った。従属変数としては、皮膚温度又は深部温度の平均値を用い、独立変数としては、１８領域それぞれにおける温度及び湿度を用いた。
【００６６】
その結果、使用者の足元周辺の温湿度及び腰周辺の温度それぞれの推移と皮膚温度の推移との間には、ピアソンの積率相関式に基づく有意な相関（ｐ＜０．００１）が認められることがわかった。従って、統計学上、両者に相関があることが認められた。具体的には、上述の式（３）の原型となる次の式（４）が得られた。
【００６７】
Ｉｐ＝Ａｔ＊ＴLOWER＋Ｂｔ＊ＴＭＩＤ＋Ｃｈ＊ＨLOWER＋Ｄ  ・・・（４）
ここで、式（４）中のＴLOWERは、足元領域ＲLOWERの平均温度である。すなわち、ＴLOWERは、温湿度センサｇ１、温湿度センサｈ１及び温湿度センサｉ１それぞれによって検出される温度の平均値である。
【００６８】
また、式（４）中のＴＭＩＤは、腰領域ＲＭＩＤの温度である。すなわち、ＴＭＩＤは、温湿度センサｅ１によって検出される温度の値である。
【００６９】
また、式（４）中のＨLOWERは、足元領域ＲLOWERの平均湿度である。すなわち、ＨLOWERは、温湿度センサｇ１、温湿度センサｈ１及び温湿度センサｉ１それぞれによって検出される湿度の平均値である。
【００７０】
以上より、寝床Ｓ内のうち足元領域ＲLOWERの温湿度及び腰領域ＲＭＩＤの温度が、睡眠中の使用者の体温変化に影響を与えることが明らかとなった。従って、寝床Ｓ内の１８領域のうち足元領域ＲLOWERの温湿度及び腰領域ＲＭＩＤの温度が、使用者の温冷感に特に大きな影響を与えることが判った。
【００７１】
（４．２）主観評価実験
（４．２．１）実験装置
上述の通り、温湿度検出領域特定実験によって、足元領域ＲLOWERの温湿度及び腰領域ＲＭＩＤの温度が使用者の温冷感に影響を与えることが判った。
【００７２】
従って、主観評価実験では、温湿度検出領域特定実験で用いた実験装置のうち、足元領域ＲLOWERに配置された温湿度センサｇ１、ｈ１、ｉ１と、腰領域ＲＭＩＤに配置された温度センサｅ１（ｅ１において、湿度センサ機能は不要）とを設けた。
【００７３】
（４．２．２）実験方法
まず、温湿度を一定（温度１６℃、湿度４５％）に保持した室内において、敷き布団ＳＭＡＴ上に掛け布団ＳＱＵＩを重ねることによって形成された寝床Ｓ内に使用者を仰向けに寝かせた。この際、使用者の腰部を温度センサｅ１上に配置し、使用者の右足を温湿度センサｇ１と温湿度センサｈ１の間に配置し、使用者の左足を温湿度センサｉ１と温湿度センサｈ１の間に配置した。
【００７４】
次に、ブロワー１１０によって寝床Ｓ内に空気を送り込みながら、使用者の温冷感を主観評価した。具体的には、実験開始後０〜３０分の間は、ブロワー１１０の運転を停止させた。続く実験開始後３０〜６０分の間は、ブロワー１１０によって３２℃の温風を寝床Ｓに送り込んだ。続く実験開始後６０〜９０分の間は、ブロワー１１０によって寝床Ｓに送風した。続く実験開始後９０〜１２０分の間は、ブロワー１１０の運転を停止させた。
【００７５】
そして、図７に示す主観評価スケールに基づいて、１分ごとに使用者の温冷感を７段階で主観評価させることによって実際の温冷感値Ｉｓを取得するとともに、足元領域ＲLOWERにおける足元温度ＴLOWER、腰領域ＲＭＩＤにおける腰温度ＴＭＩＤ及び足元領域ＲLOWERにおける足元湿度ＨLOWERの推移データを取得した。
【００７６】
なお、使用者は温冷感が−１以上かつ＋１以下であるときに快適であると感じる傾向にあるが、今回の実験では、実際の温冷感値Ｉｓに対する温冷感推定値の追従性を検証するために、ブロワー１１０によって寝床Ｓ内の温度を故意に変動させた。
【００７７】
（４．２．３）実験結果
取得された温冷感値Ｉｓと、温度ＴLOWER、温度ＴＭＩＤ及び平均湿度ＨLOWERの推移データとに基づいて、上述の式（４）中における各係数の組み合わせのうち温冷感値Ｉｓとの相関が強い組み合わせによる次の式（５）が導かれた。
【００７８】
Ｉｐ＝０．００８＊ＴLOWER＋０．０５＊ＴＭＩＤ＋−７５．５２９＊ＨLOWER−０．７９５  …（５）
図８は、式（５）による温冷感推定値Ｉｐの推移を、主観による温冷感値Ｉｓの推移とともに示すグラフである。温冷感推定値Ｉｐと温冷感値Ｉｓとの相関値をピアソンの積率相関式を用いて算出したところ、相関値は０．９１６であった。一般的に、学会や統計学上において、０．９以上が強い相関であるので、両者に強い相関があることが確認された。
【００７９】
次に、式（５）に基づいて、各係数の適正範囲について検討した。なお、本実施形態では、温冷感値Ｉｓの最大値と温冷感推定値Ｉｐの最大値との差の絶対値が０．５未満を適正範囲とした。これは、温冷感値Ｉｓの最大値と温冷感推定値Ｉｐの最大値との差の絶対値が０．５未満であれば、温冷感値は同じとみなせるからである。なお、係数を変更すると、出力される温冷感推定値Ｉｐが平行移動するだけであり、相関値そのものはほとんど変化しないため、温冷感値Ｉｓ及び温冷感推定値Ｉｐそれぞれの最大値の差をとることによって、各係数の適正範囲を検討した。
【００８０】
図９は、ＴLOWERの係数であるＡｔの値を、０．００８±０．００８×２０％の範囲で変動させた場合における温冷感推定値の推移を示すグラフである。図９に示すように、Ａｔは、０．００８±０．００８×５％である場合に、温冷感値Ｉｓの最大値と温冷感推定値Ｉｐの最大値との差の絶対値が０．５以内であった。従って、Ａｔの適正範囲は、０．００７６以上かつ０．００８４以下であることが判った。
【００８１】
図１０は、ＴＭＩＤの係数であるＢｔの値を、０．０５±０．０５×２０％の範囲で変動させた場合における温冷感推定値の推移を示すグラフである。図１０に示すように、Ｂｔは、０．０５±０．０５×２０％である場合に、温冷感値Ｉｓの最大値と温冷感推定値Ｉｐの最大値との差の絶対値が０．５以内であった。従って、Ｂｔの適正範囲は、０．０４以上かつ０．０６以下であることが判った。
【００８２】
図１１は、ＨLOWERの係数であるＣｈの値を、−７５．５２９±７５．５２９×２０％の範囲で変動させた場合における温冷感推定値の推移を示すグラフである。図１１に示すように、Ｃｈは、−７５．５２９±７５．５２９×２０％である場合に、温冷感値Ｉｓの最大値と温冷感推定値Ｉｐの最大値との差の絶対値が０．５以内であった。従って、Ｃｈの適正範囲は、−９０．６３５以上かつ−６０．４２３以下であることが判った。
【００８３】
図１２は、Ｄの値を、−０．７９５±０．７９５×２０％の範囲で変動させた場合における温冷感推定値の推移を示すグラフである。図１２に示すように、Ｄは、−０．７９５±０．７９５×５％である場合に、温冷感値Ｉｓの最大値と温冷感推定値Ｉｐの最大値との差の絶対値が０．５以内であった。従って、Ｄの適正範囲は、−０．８３４７５以上かつ−０．７５５２５以下であることが判った。
【００８４】
以上より、各係数の適正範囲を用いることによって、上述の温冷感推定値算出式（３）に相当する温冷感推定値算出式（６）が導かれた。
【００８５】
Ｉｐ＝Ａｔ＊ＴLOWER＋Ｂｔ＊ＴＭＩＤ＋Ｃｈ＊ＨLOWER＋Ｄ  …（６）
ただし、
０．０７６≦Ａｔ≦０．００８４
０．０４≦Ｂｔ≦０．０６
−９０．６３５≦Ｃｈ≦−６０．４２３
−０．８３４７５≦Ｄ≦−０．７５５２５
（作用及び効果）
本実施形態に係るコントローラ１６０は、腰領域ＲＭＩＤ及び足元領域ＲLOWERの温度を検出する温度検出部と、足元領域ＲLOWERの湿度を検出する湿度検出部１６３と、足元領域ＲLOWERの温湿度と腰領域ＲＭＩＤの温度とに応じて温冷感推定値Ｉｐを算出する温冷感推定値算出部１６４と、温冷感推定値Ｉｐに応じて設定温度Ｔｓを調整する調整部１６５とを備える。
【００８６】
本実施形態に係るコントローラ１６０によれば、使用者の両足が配置される足元領域ＲLOWERの温湿度と腰領域の温度とを検出すればよいので、使用者の身体にセンサを取り付ける必要がない。従って、使用者は非侵襲かつ非拘束であるので、使用者に快適な睡眠を提供することができる。
【００８７】
ここで、人間の手足は、体積に対する表面積の比率が大きいため、他の部位に比べて放熱性が高い。特に、人間の足は、手に比べて温冷感を敏感に感じやすく、また、心臓から最も離れているため血液による熱伝達が困難である。そのため、腰部温度ＴＭＩＤ、足元温度ＴLOWER及び足元温度ＴLOWERは、使用者の温冷感を制御する際の重要な要素であり、これらを制御することによって、人間の身体内での熱平衡を維持することができる。このことは、上述した温冷感推定値算出式の導出実験によって確認することができた。
【００８８】
ここで、本実施形態に係るコントローラ１６０によれば、腰部温度ＴＭＩＤ、足元温度ＴLOWER及び足元湿度ＨLOWERに応じて、温冷感推定値Ｉｐを算出する。従って、算出される温冷感推定値Ｉｐに基づいて、使用者の温冷感を精度良く推定することができる。
【００８９】
その結果、睡眠中の無意識状態においても、使用者ごとに個人差のある温冷感を精度良く推定することによって、寝床Ｓ内を使用者に適した温度に自動制御することができる。
【００９０】
また、足元領域ＲLOWERは、両足の間の領域である第１領域Ｒ１と、両足の左側の領域である第２領域Ｒ２と、両足の右側の領域である第３領域Ｒ３とを含む。従って、使用者の身体にセンサを取り付けることなく足元領域ＲLOWERの温湿度を精度良く検出することができる。
【００９１】
また、温冷感推定値算出部１６４は、上記式（３）に基づいて、温冷感推定値Ｉｐを算出する。従って、上記式（１）に基づいて温冷感推定値Ｉを算出する場合に比べて簡易である。そのため、温冷感推定値算出部１６４における処理負荷を軽減することができる。
【００９２】
また、上記式（３）において、Ａｔは０．００７６以上かつ０．００８４以下の範囲の値であり、Ｂｔは０．０４以上かつ０．０６以下の範囲の値であり、Ｃｈは−９０．６３５以上かつ−６０．４２３以下の範囲の値であり、Ｄは−０．８３４７５以上かつ−０．７５５２５以下の範囲の値であることが好ましい。この場合、主観評価実験で説明したように、主観による温冷感値Iｓの最大値と推定式による温冷感推定値Ｉｐの最大値との温冷感値の差の絶対値を０．５以内に抑えることができる。従って、精度良く使用者の温冷感を推定することができる。
【００９３】
［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００９４】
例えば、上記実施形態では、ブロワー１１０によって空気を送り込むことによって、寝床Ｓ内の温度を調整することとしたが、これに限られるものではない。例えば、ブロワー１１０に代えて電気毛布を用いてもよい。この場合、コントローラ１６０は、設定温度Ｔｓと調整対象温度Ｔｏとの差ΔＴに応じて、電気毛布のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることによって、寝床Ｓ内の温度を調整することができる。
【００９５】
また、上記実施形態では、腰部温度ＴＭＩＤと足元温度ＴLOWERとの平均値を算出することによって、調整対象温度Ｔｏを検出することとしたが、これに限られるものではない。例えば、温熱器具１００は、寝床Ｓ内全体の平均温度を調整対象温度Ｔｏとしてもよい。
【００９６】
なお、上述したコントローラ１６０のハードウェア構成は、プログラムモジュールとして実現することができる。したがって、上述したコントローラ１６０において実行されるとした処理は、コントローラ１６０の機能を有した汎用コンピュータ等によって実行されてもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１…温度制御システム
１００…温熱器具
１０１…接続線
１０２…接続線
１１０…ブロワー
１２０…温度センサ
１３０,１４０,１５０…温湿度センサ
１６０…コントローラ
１６１…センサＩ／Ｆ部
１６２…温度検出部
１６３…湿度検出部
１６４…温冷感推定値算出部
１６５…調整部
１６６…ブロワーＩ／Ｆ部
１６７…表示部
ａ１〜ｉ１…温湿度センサ
ａ２〜ｉ２…温湿度センサ
【図１】
2010236780.tif 000003
【図２】
2010236780.tif 000004
【図３】
2010236780.tif 000005
【図４】
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【図５】
2010236780.tif 000007
【図６】
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【図７】
2010236780.tif 000009
【図８】
2010236780.tif 000010
【図９】
2010236780.tif 000011
【図１０】
2010236780.tif 000012
【図１１】
2010236780.tif 000013
【図１２】
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