(57)【要約】【課題】１つの注水ラインから複数の分配管を分岐させる構成を維持しつつ、パーツごとに均一な発汗を実現することが可能な発汗マネキンを提供する。【解決手段】まず、注水ラインを通じて人体の各部位に対応するパーツに注水する注水ポンプと、このパーツ表面の複数の注水穴と注水ラインとを接続する複数の分配管と、この注水ポンプの注水量を制御する制御手段とを備える。そして、上記分配管に逆止弁を設ける。これにより、各分配管内の残留水が逆流することを防げるので、最下位の注水穴からしか発汗しないような不都合を回避することができる。また、上記制御手段が、最大注水速度による注水を時分割で実行することで上記注水量を制御するようにする。これにより、上記逆止弁の圧力特性に左右されない発汗を実現することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
擬似人体の表面に開口する複数の注水穴のそれぞれに、注水ポンプよりの注水を注水ラインを介して分配する複数の分配管を備え、注水制御手段によって該注水ポンプの注水量を制御する発汗マネキンにおいて、
上記分配管に逆止弁を備える
ことを特徴とする、発汗マネキン。
【請求項２】
上記擬似人体が所定の部位ごとのパーツに分割され、各パーツに対応して注水ポンプと注水ラインと該注水ラインより分配される複数の分配管を備えた請求項１に記載の発汗マネキン。
【請求項３】
上記注水制御手段が、最大注水速度による注水を時分割で実行することで上記注水量を制御する、請求項１に記載の発汗マネキン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発汗機能を持つマネキンに関し、特に、環境を模擬的に形成して発汗状態を把握することが可能な発汗マネキンに関する。
【背景技術】
【０００２】
発汗機能を持つマネキン（発汗マネキン）が、衣料分野あるいは空調分野で注目され始めている。例えば、繊維業界では、衣服の断熱性、発汗作用下での快・不快感の測定が研究の対象になっており、このときに発汗マネキンが使用される。また、室内特に自動車の室内空調制御の評価用としても、発汗機マネキンの使用が希望されている。さらに、特殊な分野としては、火災時に着用する防護服の快適性を評価するためにも発汗マネキンが使用されている。
【０００３】
従来の発汗マネキンは、まず、図３に示すように、人体の各部位に対応する複数（ここでは１９個）のパーツＰ１〜Ｐ１９を組み合わせて擬似人体３１を構成している。また、図４に示すように、各パーツＰ１〜Ｐ１９の体壁を貫通して複数個の注水穴Ｓ１〜Ｓ４が、単位面積当たり所定数の割合で設けられている。この単位面積当たりの注水穴の数は、擬似人体全体で均一であってもよいし、部位ごとの発汗の程度に応じた数としてもよい。
【０００４】
これらの各注水穴Ｓ１〜Ｓ４に対して体壁内側で分配管４１〜４４の一端が接続され、該分配管４１〜４４の他端は１の注水ライン３０に接続された構成になっており、該注水ライン３０は注水ポンプ４０に接続されている。なお、注水ポンプ４０及び注水ライン３０は、パーツＰ１〜Ｐ１９ごとに設けられるため、擬似人体３１全体ではパーツに応じた数の注水ポンプ４０及び注水ライン３０が設置されることになる。
【０００５】
体壁３１０の内面あるいは体壁厚内部には体壁温度を調整可能な加温手段５０が設けられ、温度制御手段５０によって状況に応じた体温を呈することができるようになっている。また、体壁表面には保水材３１１が全面に張設された構成となっている。
【０００６】
上記構成において、想定された状況（例えば、運動しているとき、歩行しているとき等）に応じて、注水制御手段１０で制御された量の水が注水ポンプ４０から注水穴Ｓ１〜Ｓ４を介して体壁表面に供給されると、該供給された水は保水材３１１に浸透し、一旦ここで保持されて、体温や外気の状態に応じた発汗現象を実現することになる。
【０００７】
なお、上記においてはパーツの数を１９個とし、また、１のパーツごとに４〜１３個程度の注水穴が設けられているため、擬似人体３１全体の注水穴の数は１４７個程度となる。この１４７個の注水穴の１つずつに１台の注水ポンプを用いて発汗させるのが、本来は理想的である。しかしながら、この場合１４７台の注水ポンプを設置しなければならず、設備が巨大化することやコスト高となる。このため、上記のように１台の注水ポンプ４０を注水ライン３０から分配管４１〜４４により分岐させて、注水穴Ｓ１〜Ｓ４へ接続させる分岐構成を採用するのが現実的である。
【特許文献１】特開２００４−６８２３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記の従来技術には以下のような問題点がある。
【０００９】
まず、注水ポンプ４０の注水量を微量にした場合、図５に示すように、水は自重にしたがってパーツＰ１における最下位の注水穴Ｓ４からしか注水しないか、あるいは、分配管４１〜４４のうち最も分配管抵抗が少ないものと接続された１の注水穴からしか注水できず、結果として、その近辺からしか発汗しないという問題点がある。
【００１０】
次に、注水を停止すると、分配管４１〜４４のいずれかの口が大気と連通した状態を形成するために、最下位の分配管４４へ上位の分配管４１〜４３内の残留水が流れ込み、最下位の注水穴Ｓ４から漏出するという問題点がある。
【００１１】
また、その後に微量の注水を再開すると、上位の分配管４１〜４３内の空気が管抵抗となるため、最下位の注水穴Ｓ４のみから発汗されるという現象が起こり、これも不都合である。
【００１２】
さらに、注水量が微量でなくとも、やはり最下位の注水穴Ｓ４よりも上位の注水穴Ｓ１〜Ｓ３のほうが最下位の注水穴からの落差分だけ発汗量が少なくなる傾向があり、発汗ムラが生ずるという問題点もある。
【００１３】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、１つの注水ラインから複数の分配管を分岐させる構成を維持しつつ、パーツごとに均一な発汗を実現することが可能な発汗マネキン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】
【００１４】
以上の目的を達成するために、本発明では以下のような手段を採用している。
【００１５】
まず、本発明は、擬似人体の表面に開口する複数の注水穴のそれぞれに、注水ポンプよりの注水を注水ラインを介して分配する分配管を備え、注水制御手段によって該注水ポンプの注水量を制御する発汗マネキンを前提としている。
【００１６】
本発明は上記発汗マネキンにおいて、上記分配管に逆止弁を備える構成となっている。
これにより、各分配管内の残留水が逆流することを防げるので、最下位の注水穴からしか発汗しないような不都合を回避することができる。
【００１７】
また、本発明は上記擬似人体が所定の部位ごとのパーツに分割され、各パーツに対応して注水ポンプと注水ラインと該注水ラインより分配される分配管を備えた構成としている。これによって、各パーツごとに注水量を調整することができることになる。
【００１８】
また、上記注水制御手段が、最大注水速度による注水を時分割で実行することで上記注水量を制御するようにする。これにより、上記逆止弁の圧力特性に左右されない発汗を実現することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上のように、本発明によれば、安価な構成で、パーツごとに均一な発汗を実現することが可能な発汗マネキンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
本発明の発汗マネキンは、上記背景技術と同様な擬似人体３１を採用している（図３参照）。即ち、人体の各部位に対応する複数（ここでは１９個）のパーツＰ１〜Ｐ１９を組み合わせて擬似人体３１を構成している。そして、各パーツＰ１〜Ｐ１９には、擬似人体の体壁３１０を貫通して、所定数（ここでは４〜１３個）の注水穴Ｓ１〜Ｓ４が設けられている。本実施の形態では擬似人体３１全体でのパーツ数を１９、注水穴を４〜１３個／パーツとして、全体の注水穴の数は１４７個程度である。
【００２２】
また、各注水穴Ｓ１〜Ｓ４には擬似人体３１の内側で分配管１１〜１４の一端に接続され、分配管１１〜１４の他端は注水ライン３０に接続され、１のパーツに属する複数の分配管は共通の注水ライン３０より分配された構成となっている。さらに、各注水ライン３０は注水ポンプ４０を介して水源（図示せず）に接続された構成となっている。上記注水ライン３０は１パーツに１本の割合で配設され、また、注水ポンプ４０は注水ライン３０ごとに設けられるため、擬似人体３１全体では上記パーツの数と同じ数だけの注水ポンプ４０及び注水ライン３０が設置されることになる。
【００２３】
注水ポンプ４０としては、例えば、内容積が５０ｍｌの注射器型ピストンビュレットをパルスモータで駆動する構成を採用することができる。これによれば、最大注水速度７５ｍｌ／ｍｉｎ、最小発汗量２０ｍｌ／ｍ2ｈｒ、最大発汗量１０００ｍｌ／ｍ2ｈｒが、実現可能である。擬似人体３１を構成している各パーツＰ１〜Ｐ１９に、各々、1分配管であるために各パーツＰ１〜Ｐ１９の表面積に発汗量を比例配分します。
【００２４】
本発明では、さらに、図１に示すように、上記の分配管１１〜１４それぞれに、逆止弁Ｂ１〜Ｂ４が備えられている。この逆止弁Ｂ１〜Ｂ４としては、例えば、コイルバネ弁座形式の医療用逆止弁を採用することができ、本例の場合スローリーク開始圧力は３０ｋｐａ、全開圧力は４０ｋｐaという圧力特性を持つが、これに限定されるものではない。
【００２５】
擬似人体３１の体壁３１０の外側には保水材（例えば布）３１１が張設され、上記分配管１１〜１４より送られてきた水は保水材３１１に浸透し、一旦保持され、体温や運動量に応じた量の汗として外部に排出されることになる。
上記の構成において、注水ポンプ４０による注水量は、注水制御手段１０によって制御することができるようになっているが、注水量の具体的な制御の方法に関しては後に説明する。
【００２６】
また、擬似人体３１の体壁３１０の内側あるいは、体壁の厚み内にはヒータ等の加温手段３１２が設けられ、加温制御手段５０によって、擬似人体の表面温度を調整できるようになっている。この温度調整は擬似人体全体に対して均一の温度となるように制御してもよいし、また、パーツごとに制御する構成としてもよい。
【００２７】
上記の構成において、注水ポンプ４０より分配管１１〜１４に流入した水は、注水ポンプからの注水を停止しても、逆止弁Ｂ１〜Ｂ４の効果により、分配管１１〜１４内を逆流することがない。このため、分配管１１〜１４内の水は、それぞれ注水穴Ｓ１〜Ｓ４から確実に保水材３１１に供給され、発汗される。従って、上記背景技術のように、最下位の注水穴Ｓ４からしか発汗しないという不都合は生じない。同様に、分配管１１〜１４のうち最も分配管の管抵抗が少ないものと接続された注水穴からしか発汗しないという不都合も生じない。
【００２８】
次に、注水を停止した場合を考察すると、逆止弁Ｂ１〜Ｂ４が存在するため、分配管１１〜１４のいずれかの口が大気に解放した状態を形成することはない。従って、最下位の分配管１４へ上位の分配管１１〜１３内の残留水が流れ込み、最下位の注水穴Ｓ４から漏出するという不都合は生じない。
【００２９】
また、一旦注水を停止した後に微量の注水を再開した場合を考えてみると、逆止弁Ｂ１〜Ｂ４が存在するために、上位の分配管１１〜１３内の残留空気が管抵抗となることがない。このため、上記背景技術のような、最下位の注水穴Ｓ４のみから発汗されるという不都合は生じない。
【００３０】
さらに、注水量が微量でなくとも、従来は、最下位の注水穴Ｓ４よりも上位の注水穴Ｓ１〜Ｓ３のほうが最下位の注水穴からの落差分だけ発汗量が少なくなる傾向があり、発汗ムラが生ずるという問題点があった。しかし、本発明によれば、逆止弁Ｂ１〜Ｂ４を通過した水はそれぞれ注水穴Ｓ１〜Ｓ４から確実に発汗されることになるため、このような発汗ムラの問題が解消されるのである。
【００３１】
以上のように、本発明の発汗マネキンは、各分配管１１〜１４に設けられた逆止弁の特性（スローリーク開始圧力、全開圧力）をそろえることによって、注入された水をそれぞれ注水穴Ｓ１〜Ｓ４から保水材３１１に確実に供給することができるため、パーツごとに均一な発汗を実現することができる。また、１つの注水ラインから複数の分配管を分岐させる構成を維持しているため、安価に製造することができる。
【００３２】
ところで、上記逆止弁Ｂ１〜Ｂ４の圧力特性にバラツキがある場合が考えられる。即ち、各逆止弁のスローリーク開始圧力、全開圧力に個体差があることが考えられる。この個体差は、擬似人体３１全体で１４７個もの逆止弁を設置する以上避けがたいが、次のような技術を採用することで、この個体差による発汗のバラツキを抑制することが可能となる。
【００３３】
即ち、注水ポンプ４０の注水量を制御する注水制御手段１０（具体的には上記パルスモータを駆動するプログラムである）が、時分割によってこの注水量を制御するようにする。
【００３４】
図２は、横軸に時間、縦軸に注水ポンプ４０の注水速度をとったグラフである。上記の時分割とは、この図２に示すように、まず、１時間を６０分割して、６０秒を最小時間単位とする。そして、毎分００秒に、注水速度を上記最大注水速度７５ｍｌ／ｍｉｎに固定して所定時間Ｔの注水を行う。その他の時間には注水を行わない。この所定時間Ｔと最小時間単位の注水を１時間に６０回行ない、所定時間Ｔを制御することで、上記のような最小発汗量２０ｍｌ／ｍ2ｈｒ〜最大発汗量１０００ｍｌ／ｍ2ｈｒの発汗を実現することができる。
【００３５】
このような時分割の制御によれば、１回ずつの注水は最大注水速度で行われているため、逆止弁の圧力特性の影響を受けない。これにより、本発明の発汗マネキンは、さらに均一な発汗を実現することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る発汗マネキンは、１つの注水ポンプから複数の分配管を分岐させる構成を維持しているため安価であり、かつ、パーツごとに均一な発汗を実現することが可能である。従って、衣服の断熱性試験などに用いる発汗マネキンとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の発汗マネキンに係るパーツの構造図。
【図２】時分割による制御の説明図。
【図３】発汗マネキンの全体構成図。
【図４】従来の発汗マネキンに係るパーツの構造図。
【図５】従来の発汗マネキンにおける不具合の説明図。
【符号の説明】
【００３８】
１０  注水制御手段
１１〜１４  分配管
Ｂ１〜Ｂ４  逆止弁
Ｓ１〜Ｓ４  注水穴
３０  注水ライン
３１  擬似人体
４０  注水ポンプ
Ｐ１〜Ｐ１９  パーツ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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