(57)【要約】【課題】就寝空間の頭部側に冷風を吹き出す冷却器を備えた頭側空調ユニット（60）と、就寝空間の脚部側に温風を吹き出す電気ヒータを備えた脚側空調ユニットと、頭側空調ユニット（60）内に配置されて冷風温度を検出するサーミスタ（38）とを備えた空調機付きベッドにおいて、頭側空調ユニット（60）による温度制御を正確に行えるようにする。【解決手段】サーミスタ（38）の検出値から頭部空間温度の補正値を求める補正部（91）をコントローラ（90）に設け、この補正部（91）に、電気ヒータ（86）への入力の指数加重移動平均に基づいて就寝空間の外部温度を推定する推定部（92）と、この推定部（92）によって推定された外気温度に基づいて補正値を演算により求める演算部（93）とを設ける。【選択図】図７
2009017989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
区画された空調対象空間（14）の頭部側に冷風を吹き出す冷却器（73）を備えた冷却部（60）と、該空調対象空間（14）の脚部側に温風を吹き出す加熱器（86）を備えた加熱部（80）と、冷却部（60）内に配置されて冷風温度を検出する温度検出手段（38）とを備えた空調機付きベッドであって、
上記温度検出手段（38）の検出値から頭部空間温度の補正値を求める補正手段（91）を備え、
上記補正手段（91）は、上記加熱器（86）への駆動入力の平均値に基づいて空調対象空間（14）の外部温度を推定する推定手段（92）と、該推定手段（92）によって推定された外気温度に基づいて上記補正値を演算により求める演算手段（93）とを備えていることを特徴とする空調機付きベッド。
【請求項２】
請求項１において、
上記加熱器（86）への入力の平均値が、指数加重移動平均により求められた値で構成されていることを特徴とする空調機付きベッド。
【請求項３】
請求項１または２において、
上記冷却器（73）が、ペルチェ効果素子（71）の冷却面に設けられた冷却熱交換器（72）により構成されていることを特徴とする空調機付きベッド。
【請求項４】
請求項１から３の何れか１つにおいて、
上記加熱器（86）が、電気ヒータにより構成されていることを特徴とする空調機付きベッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調機付きベッドに関し、特に、空調対象空間の温度制御を正確に行うための技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空調対象空間である就寝空間（睡眠室）の空気調和を行う空調手段を備えた空調機付きベッドが知られている。例えば、特許文献１に開示されているベッドは、床台（寝台部）を有する本体と、頭側空調ユニットおよび脚部空調ユニットとを備えている。
【０００３】
上記頭側空調ユニットは、床台内部の頭部側に収納されて就寝者の頭側を空気調和し、脚部空調ユニットは、床台内部の脚部側に収納されて就寝者の脚側を空気調和する。各空調ユニットは、空調通路と排熱通路を備えると共に、両通路に跨って配置される熱電素子（ペルチェ効果素子）と、空調通路および排熱通路に設けられる空調ファンおよび排熱ファンとを備えている。一方、床台の頭側端部には、空気流出入部（ヘッドボード）が立設され、その空気流出入部の前面に頭部用の吹出口および吸込口が形成されている。また、床台の上面における脚側には、脚部用の吹出口および吸込口が形成されている。脚部空調ユニットは内部に電気ヒータを備え、就寝者の脚側に温風を吹き出すようになっている。
【０００４】
そして、例えば就寝者の頭側では、空調ファンにより、空気流出入部の吸込口から空気が吸い込まれ、この空気が頭側空調ユニットの空調通路へ導入される。導入された空気は、ペルチェ効果素子の吸熱（冷却器）側で冷却されて頭側空調ユニットから流出し、空気流出入部の吹出口より就寝空間の頭側へ供給される。これにより、就寝者の頭側が空気調和される。一方、排熱ファンにより、就寝空間の外部の空気が排熱用空気として頭側空調ユニットの排熱通路へ導入される。導入された排熱用空気は、ペルチェ効果素子の放熱側で加熱されて頭側空調ユニットから外部へ排出される。これにより、ペルチェ効果素子の排熱が行われる。以上のように、頭側空調ユニットは冷却部として機能する。また、逆に脚部空調ユニットは加熱部として機能する。
【特許文献１】特開２００６−１０２８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、上記空調機付きベッドの頭側空調ユニットは、ペルチェ効果素子の排熱用にベッドの周囲の空気を取り入れる排熱通路を有している。ここで、空調機付きベッドが設置される環境の温度が冬期などに低くなると、この排熱通路にも温度の低い空気が流入する。
【０００６】
一方、頭部空間の温度は、温度センサ（サーミスタ）の測定値に基づいて制御されており、この温度センサは、頭側空調ユニットの冷却側の空調通路の吸込側に設置されている。温度センサをこの位置に配置しているのは、温度センサを頭側空調ユニットの外部の就寝空間に配置すると、就寝者が温度センサに接触したりして故障を招くおそれがあるためである。
【０００７】
しかし、空調通路の吸込口に温度センサを配置すると、周囲の空気温度が低い場合に排熱通路へ冷気が進入することにより、温度センサが冷気の影響を受けてしまう。そのため、温度センサが実際の頭部付近の温度より低い温度を検出してしまう問題があった。
【０００８】
そうすると、実際には就寝空間の頭部付近の温度が高くなっていて冷却が必要になっているのに、温度センサの検出値からは冷却の必要がないと判断されて、頭部側の冷却機能が働かないおそれがあった。
【０００９】
このことは、頭側空調ユニットにペルチェ効果素子を用いた場合に限らず、冷媒回路の蒸発器や凝縮器を用いた場合でも、ユニットの具体的な構造や熱交換器の配置によっては生じ得る問題である。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、空調機付きベッドにおいて、冷却部である頭側空調ユニット側の温度制御を正確に行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、区画された空調対象空間（14）の頭部側に冷風を吹き出す冷却器（73）を備えた冷却部（60）と、該空調対象空間（14）の脚部側に温風を吹き出す加熱器（86）を備えた加熱部（80）と、冷却部（60）内に配置されて冷風温度を検出する温度検出手段（38）とを備えた空調機付きベッドを前提としている。
【００１２】
そして、この空調機付きベッドは、上記温度検出手段（38）の検出値から頭部空間温度の補正値を求める補正手段（91）を備え、この補正手段（91）が、上記加熱器（86）への駆動入力の平均値に基づいて空調対象空間（14）の外部温度を推定する推定手段（92）と、該推定手段（92）によって推定された外気温度に基づいて上記補正値を演算により求める演算手段（93）とを備えていることを特徴としている。
【００１３】
この第１の発明では、上記補正手段（91）により、上記温度検出手段（38）の検出値から頭部空間温度の補正値が求められる。その補正の際、まず、加熱部（80）に設けられている加熱器（86）への駆動入力の平均値に基づいて空調対象空間（14）の外部の温度が推定される。そして、推定された外部温度に基づいて、演算手段（93）によって上記補正値が求められる。加熱器（86）への駆動入力は空調機付きベッドの周囲の温度に基づいて定められるので、温度検出手段（38）による検出値の補正を正確に行うことが可能である。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、上記加熱器（86）への入力の平均値が、指数加重移動平均により求められた値で構成されていることを特徴としている。
【００１５】
指数加重移動平均とは異なる平均値の算出方法としては単純移動平均による算出方法があるが、この単純移動平均により平均値を算出する場合は、一定時間（３０分程度）の測定データをすべてメモリに保持しながら、時間の経過に従って新たなデータを加えるとともに時間的に一番古いデータを消去していく必要があり、メモリの消費量が多くなる。これに対して、この第２の発明では指数加重移動平均を加熱器（86）への駆動入力の平均値の算出方法として採用している。指数加重移動平均では単位時間（例えば１分）当たり例えば１回サンプリングを行うとすれば、１回前の平均値をメモリ上で書き換えていけばよいため、データの消費量が少なくて済む。
【００１６】
第３の発明は、第１または第２の発明において、上記冷却器（73）が、ペルチェ効果素子（71）の冷却面に設けられた冷却熱交換器（72）により構成されていることを特徴としている。
【００１７】
この第３の発明では、ペルチェ効果素子（71）を頭側空調ユニットのような冷却部（60）に用いた空調機付きベッドにおいて、加熱器（86）の駆動入力を用いて温度検出手段（38）の検出値を補正して、正確な制御を行える。
【００１８】
第４の発明は、請求項１から３の何れか１つの発明において、上記加熱器（86）が、電気ヒータにより構成されていることを特徴としている。
【００１９】
この第４の発明では、電気ヒータを脚部空調ユニットのような加熱部（80）の加熱器（86）として用いた空調機付きベッドにおいて、この電気ヒータの電気入力を用いて温度検出手段（38）の検出値を補正して、正確な制御を行える。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、まず、加熱部（80）に設けられている加熱器（86）への駆動入力の平均値に基づいて空調対象空間（14）の外部の温度が推定されてから、その推定された外部温度に基づいて、演算手段（93）によって補正値が求められる。加熱器（86）への駆動入力は空調機付きベッドの周囲の温度に基づいて定められるので、冷却部（60）の排熱側へ冷気が進入したとしても、温度検出手段（38）の検出値が冷気の影響を受けるのを排除できる。したがって、温度検出手段（38）の検出値を正確な値に補正できるため、空調機付きベッドの頭側の温度制御を正確に行うことが可能となる。
【００２１】
上記第２の発明によれば、指数加重移動平均による平均値の算出方法を採用したことにより、単純移動平均による平均値の算出方法を採用した場合に比べて、メモリの消費量が大幅に少なくなる。単純移動平均を用いる場合はメモリの消費量が多くて実用的でないのに対して、この第２の発明では空調機付きベッドにおける頭側空間の正確な制御の実用化が容易になる。
【００２２】
上記第３の発明によれば、ペルチェ効果素子（71）を頭側空調ユニットのような冷却部（60）に用いた空調機付きベッドにおいて、加熱器（86）の駆動入力を用いて温度検出手段（38）の検出値を補正することにより、正確な制御を行える。
【００２３】
上記第４の発明によれば、電気ヒータを脚部空調ユニットのような加熱部（80）の加熱器（86）として用いた空調機付きベッドにおいて、この電気ヒータの電気入力を用いて温度検出手段（38）の検出値を補正して、正確な制御を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
図１および図２に示すように、本実施形態の空調機付きベッド（1）は、就寝者の頭側および脚側の空気調和を行うベッドであって、ベッド本体（10）と、天蓋（40）と、空調機として頭側空調ユニット（60）および脚側空調ユニット（80）と、コントローラ（90）とを備えている。この空調機付きベッド（1）は、後述する就寝空間（14）の脚側の温度を頭側の温度より高くなるようにして、快適性に適した「頭寒足熱」の温度分布を形成するようにしたベッドである。
【００２６】
〈ベッド本体の構成〉
上記ベッド本体（10）は、図１に示すように、寝台部（11）と、該寝台部（11）の頭側端部および脚側端部に接続されたヘッドボード（20）およびフットボード（50）を備えている。
【００２７】
上記寝台部（11）は、扁平な直方体の台状に形成されて、就寝者が就寝するためのものである。この寝台部（11）の上には、就寝者が横たわるためのマットレス（13）が載せられている。
【００２８】
上記ヘッドボード（20）は、図３に示すように、前面板（21）と背面板（22）と上面板（25）と下面板（24）と２枚の側面板（23）とを有し、扁平な直方体状の箱形に形成されている。ヘッドボード（20）は、寝台部（11）の頭側端辺に沿って立設されている。このヘッドボード（20）は、寝台部（11）と概ね同じ幅を有し、寝台部（11）の高さより十分高い。なお、ヘッドボード（20）については、寝台部（11）の頭側を前方（前側）とする。
【００２９】
上記ヘッドボード（20）の前面板（21）には、上半部中央に第１通風グリル（21a）が、下側両端部に第２通風グリル（21b）がそれぞれ設けられている。ヘッドボード（20）の上面板（25）には、両端部に第３通風グリル（25a）が設けられている。第１通風グリル（21a）は、後述する頭側空調ユニット（60）からの調和空気の吹き出しと、就寝者の頭側の空気の吸い込みとが行われる通風口を構成している。第２通風グリル（21b）は、頭側空調ユニット（60）の排熱用空気が吸い込まれる通風口を構成している。第３通風グリル（25a）は、頭側空調ユニット（60）の排熱用空気が吹き出される通風口を構成している。また、本実施形態のベッド本体（10）では、図４に示すように、寝台部（11）の両側面に設けられた寝台部吸込口（12）よりマットレス（13）の下方空間に外部空気が取り込まれ、その空気が排熱用空気として第２通風グリル（21b）へ吸い込まれるようになっている。
【００３０】
上記ヘッドボード（20）には、ダクト部材（30）が収納されている。ダクト部材（30）は、概ね第１通風グリル（21a）の後方に位置し、後述する頭側空調ユニット（60）に載置されている。
【００３１】
上記ダクト部材（30）は、上側板（31）と下側板（33）と背板（35）と２枚の側板（34）とを有し、前面側が開口した扁平な直方体状に形成されている。また、ダクト部材（30）は、内部空間を上下方向に仕切る仕切板（32）が設けられている。
【００３２】
上記ダクト部材（30）の仕切板（32）の中央部には、横長の長方形状に開口した利用側吹出口（32a）が形成されている。ダクト部材（30）の下側板（33）の両端部には、略正方形状に開口した利用側吸込口（33b）が形成されている。上側板（31）の下面には、利用側吹出口（32a）に対応した位置に、風向板（36）が取り付けられている。 また、下側板（33）の中央部には、長方形状に開口した吹出用連通口（33a）が形成されている。そして、仕切板（32）の下側の空間には、吹出用連通口（33a）から流入した空気が利用側吹出口（32a）へ流れるように該下側空間を仕切る連通板（37）が形成されている。連通板（37）の手前の吸込側の空間には、就寝空間（14）の頭部側の空気温度を検出するための温度検出手段としてサーミスタ（38）が配置されている。
【００３３】
このダクト部材（30）では、空調対象空間である就寝空間（14）の頭側の空気（利用空気）がヘッドボード（20）の第１通風グリル（21a）から流入して利用側吸込口（33b）より流出するようになっている。一方、ダクト部材（30）では、吹出用連通口（33a）から流入した空気（利用空気）が利用側吹出口（32a）を通ってヘッドボード（20）の第１通風グリル（21a）より就寝空間（14）の頭側へ流出するようになっている。
【００３４】
上記フットボード（50）は、図５に示すように、前面板（51）と背面板（52）と上面板（55）と下面板（54）と２枚の側面板（53）とを有し、扁平な直方体状の箱形に形成されている。フットボード（50）は、寝台部（11）の脚側端辺に沿って立設されている。このフットボード（50）は、寝台部（11）と概ね同じ幅を有し、寝台部（11）の高さより十分高い。フットボード（50）の前面板（51）の上半部には、横方向に延びる矩形状の通風グリル（51a）が設けられている。上半部のほぼ横方向に亘ってこの通風グリル（51a）が設けられている。この通風グリル（51a）は、寝台部（11）のマットレス（13）より高い位置に配置されている。そして、通風グリル（51a）は、後述する脚側空調ユニット（80）の利用空気が就寝者の脚側空間に給排気される通風口を構成している。また、通風グリル（51a）の開口には、複数の細い角材から成る格子部材（51b）が取り付けられている。なお、図示しないが、上述したヘッドボード（20）の各通風グリル（21a,21b,25a）においても、同様の格子部材が取り付けられている。また、フットボード（50）については、寝台部（11）の脚側を前方（前側）とする。
【００３５】
〈天蓋の構成〉
上記天蓋（40）は、図２に示すように、２本の支柱（41）と、天井枠（42）と、カーテン（46）とを備えている。
【００３６】
上記各支柱（41）は、板状に形成されている。そして、この各支柱（41）は、ヘッドボード（20）の両側面板（23）に取り付けられ、そのヘッドボード（20）よりも鉛直上方に延びている。
【００３７】
上記天井枠（42）は、４辺が板材で構成され、平面視矩形枠になっている。そして、天井枠（42）は、支柱（41）から前方（寝台部（11）の頭側）へ向かって水平に張り出すように該支柱（41）の上端部に固定されている。つまり、天井枠（42）は、就寝者の頭部上方に位置している。また、天井枠（42）の先端側両端部と各支柱（41）との間には、補強材として筋交い（43）が設けられている。
【００３８】
上記カーテン（46）は、布材からなり、寝台部（11）の両側面およびフットボード（50）の大半を覆うように、天井枠（42）に掛けられている。これにより、寝台部（11）の上方が覆われて就寝空間（14）が区画形成される。つまり、天蓋（40）は、寝台部（11）の上方を覆う覆い部材を構成している。
【００３９】
また、図６に示すように、天井枠（42）とヘッドボード（20）の前面板（21）との間には、就寝空間（14）の背面側を遮蔽する遮蔽部材（47）が設けられている。この遮蔽部材（47）は、ヘッドボード（20）の第３通風グリル（25a）が就寝空間（14）の外部に開口するように設けられている。なお、この遮蔽部材（47）は、例えばカーテン等の布製素材により構成される。
【００４０】
〈頭側空調ユニット〉
上記頭側空調ユニット（60）は、ヘッドボード（20）内に収納され、就寝者の頭側の空気調和を行うものであり、頭側空調手段を構成している。頭側空調ユニット（60）は、図７および図８に示すように、利用側ケーシング（61）と排熱側ケーシング（65）を備えている。
【００４１】
上記利用側ケーシング（61）は、ヘッドボード（20）におけるダクト部材（30）の下方に位置し、該ダクト部材（30）の下側板（33）に接して配置されている。利用側ケーシング（61）は、横幅がダクト部材（30）と概ね同じ寸法の矩形体に形成されている。排熱側ケーシング（65）は、ヘッドボード（20）におけるダクト部材（30）および利用側ケーシング（61）の両側方に隣接して配置されている。排熱側ケーシング（65）は、ダクト部材（30）および利用側ケーシング（61）の高さ方向に亘って延びる縦長の矩形体に形成されている。
【００４２】
上記利用側ケーシング（61）の上面には、略中央にダクト部材（30）の吹出用連通口（33a）に対応する第１開口（62）が、両端部にダクト部材（30）の利用側吸込口（33b）に対応する第２開口（63）がそれぞれ形成されている。この利用側ケーシング（61）において、利用空気が第２開口（63）から第１開口（62）へ流れる経路が利用側通路（6a）になっている。一方、排熱側ケーシング（65）の前面の下端部には、ヘッドボード（20）の第２通風グリル（21b）に対応する排熱側吸込口（66）が形成されている。また、排熱側ケーシング（65）の上面には、ヘッドボード（20）の第３通風グリル（25a）に対応する排熱側吹出口（67）が形成されている。この排熱側ケーシング（65）において、排熱用空気が排熱側吸込口（66）から排熱側吹出口（67）へ流れる経路、即ち鉛直方向に直線的に延びる経路が排熱側通路（6b）になっている。
【００４３】
上記利用側ケーシング（61）内には、利用側ファン（75）が１つ設けられている。この利用側ファン（75）は、就寝空間（14）の頭側の利用空気をダクト部材（30）を介して第２開口（63）より利用側ケーシング（61）内へ取り込む一方、利用側ケーシング（61）内の利用空気を第１開口（62）からダクト部材（30）を介して就寝空間（14）の頭側へ吹き出すように構成されている。
【００４４】
上記頭側空調ユニット（60）には、２つの熱源ユニット（70）が設けられている。各熱源ユニット（70）は、熱源（71）と利用側熱交換部（72）と排熱側熱交換部（73）から構成されている。
【００４５】
上記熱源（71）は、板状に形成され、熱電素子であるペルチェ効果素子により構成されている。この熱源（71）は、対向する２つの熱面が冷却面と加熱面になっている。利用側熱交換部（72）および排熱側熱交換部（73）は、図示しないが、熱源（71）を挟み込む台座と、該台座から突出した複数のフィン群を備えている。そして、利用側熱交換部（72）が空気を冷却する冷却熱交換器として熱源（71）の冷却面に設けられ、排熱側熱交換部（73）が熱源（71）の加熱面に設けられている。この構成において、利用側熱交換部（73）が冷却器を構成している。
【００４６】
上記熱源ユニット（70）は、利用側通路（6a）および排熱側通路（6b）に跨って配置されている。具体的に、熱源ユニット（70）の利用側熱交換部（72）は、利用側通路（6a）における最上流側（第２開口（63）の下方）に位置し、排熱側熱交換部（73）は、排熱側通路（6b）におけるやや上流側（排熱側吸込口（66）の上方）に位置している。つまり、利用側ケーシング（61）において第２開口（63）より流入した空気が利用側熱交換部（72）で冷却され、排熱側ケーシング（65）において排熱側吸込口（66）より流入した空気が排熱側熱交換部（73）で加熱される。
【００４７】
上記排熱側ケーシング（65）内には、排熱側ファン（77）が設けられている。この排熱側ファン（77）は、排熱側通路（6b）における排熱側熱交換部（73）の下流（上方）に配置されている。排熱側ファン（77）は、排熱側吸込口（66）より排熱用空気を排熱側ケーシング（65）内へ取り込み、排熱側吹出口（67）から吹き出すように構成されている。つまり、排熱側ファン（77）は、排熱用空気を下方から吸い込んで上方へ吹き出すようになっている。これにより、排熱側熱交換部（73）で加熱された暖気は上昇しようとするため、排熱側ファン（77）の上方への送風力（仕事量）が少なくてすむ。したがって、排熱側ファン（77）の省エネを図ることができる。
【００４８】
上記利用側ケーシング（61）内には、ドレン回収部（76）が設けられている。このドレン回収部（76）は、熱源ユニット（70）の利用側熱交換部（72）の下方に配置され、該利用側熱交換部（72）で発生したドレンを回収するものである。また、排熱側ケーシング（65）において、側面と排熱側熱交換部（73）との間には断熱材（78）が取り付けられている。この断熱材（78）は、排熱側熱交換部（73）の熱が頭側空調ユニット（60）の外部へ伝わらないようにするためのものである。
【００４９】
〈脚側空調ユニット〉
上記脚側空調ユニット（80）は、図５、図９および図１０に示すように、フットボード（50）内に収納され、就寝者の脚側の空気調和を行うものであり、脚側空調手段を構成している。脚側空調ユニット（80）は、フットボード（50）よりやや小さい扁平な直方体状に形成されたケーシング（80a）を備えている。
【００５０】
上記ケーシング（80a）の前面（83）には、上部中央に吸込口（81）が形成され、該吸込口（81）の両側方に吹出口（82）が形成されている。この吸込口（81）と２つの吹出口（82）は、フットボード（50）の通風グリル（51a）の後方に位置している。これら吸込口（81）および吹出口（82）には、指の差込や異物の侵入を防止するため、鋼製のメッシュ部材（8）が取り付けられている。
【００５１】
上記ケーシング（80a）内には、脚側ファン（85）と電気ヒータ（86）が設けられている。脚側ファン（85）は、吸込口（81）の後方に配置され、吸込口（81）より吸い込んだ空気（利用空気）をケーシング（80a）の下面（84）に向かって吹き出すように構成されている。電気ヒータ（86）は、脚側ファン（85）とケーシング（80a）の下面（84）との間に、且つ、概ねケーシング（80a）の幅方向（図１０における左右方向）に亘って配置されている。電気ヒータ（86）は、ケーシング（10）内に取り込んだ利用空気を加熱するための熱源（加熱器）を構成している。
【００５２】
上記脚側空調ユニット（80）では、脚側ファン（85）により、吸込口（81）から流入した利用空気がケーシング（80a）の下面（84）に衝突した後、吹出口（82）へ流れて流出するようになっている。その際、利用空気が電気ヒータ（86）によって加熱され、その暖気が就寝者の脚側に供給される。
【００５３】
〈コントローラ〉
上記コントローラ（90）は、頭側空調ユニット（60）および脚側空調ユニット（80）の運転制御を行うものであり、例えばヘッドボード（20）の上部に収納されている。このコントローラ（90）は、就寝空間（14）内を脚側の温度が頭側の温度より高くなるように制御している。例えば、就寝空間（14）の頭側の温度が２６℃に、脚側の温度が３０℃に維持されるように、熱源（71）および電気ヒータ（86）に流れる電流値や各ファン（75,77,85）の風量が制御される。
【００５４】
このコントローラ（90）には、上記サーミスタ（38）、脚側の温度センサ（図示せず）、熱源ユニット（70）、利用側ファン（75）、排熱側ファン（77）、電気ヒータ（86）、及び脚側ファン（85）などが接続されており、頭側と脚側の検出温度に基づいて制御が行われる。
【００５５】
特に、頭側の温度制御を正確に行うため、上記コントローラ（90）は、図７に示すように、上記サーミスタ（38）の検出値から就寝空間（14）の頭部側の温度（以下、頭部空間温度という）の補正値を求める補正部（補正手段）（91）を備えている。この補正部（91）は、上記電気ヒータ（86）への駆動入力の平均値に基づいて就寝空間（14）の外部の温度を推定する推定部（推定手段）（92）と、この推定部（92）によって推定された周囲温度に基づいて上記補正値を演算により求める演算部（演算手段）（93）とを備えている。そして、上記電気ヒータ（86）への入力の平均値には、指数加重移動平均により求められた値が用いられるようになっている。指数加重移動平均を用いた制御の詳細については後述する。
【００５６】
以上のように、本実施形態の空調機付きベッド（1）は、就寝空間（14）の頭部側に冷風を吹き出す冷却器としての利用側熱交換部（72）を備えた頭側空調ユニット（冷却部）（60）と、該就寝空間（14）の脚部側に温風を吹き出す加熱器としての電気ヒータ（86）を備えた脚側空調ユニット（加熱部）（80）と、頭側空調ユニット（60）内に配置されて冷風温度を検出する温度検出手段としてのサーミスタ（38）とを備えた空調機付きベッドであって、サーミスタ（38）の測定値をコントローラ（90）で補正して頭側空調ユニット（60）の制御を行うようにしている。
【００５７】
−運転動作−
次に、上記空調機付きベッド（1）の空調動作について説明する。
【００５８】
先ず、就寝者が、天蓋（40）のカーテン（46）を開けて、上記寝台部（11）の上の就寝空間（14）に入り、カーテン（46）を閉めて就寝を開始する。
【００５９】
上記コントローラ（90）は、就寝者の就寝の開始を検知して自動的に、または就寝者の手動操作により空調ユニット（60,80）の制御を開始する。これにより、頭側空調ユニット（60）では、熱源（71）の通電および各ファン（75,77）の駆動が開始され、脚側空調ユニット（80）では、脚側ファン（85）および電気ヒータ（86）の通電が開始される。そして、電気ヒータ（86）および熱源（71）に流れる電流値や各ファン（75,77,85）の回転数が適宜制御される。
【００６０】
就寝空間（14）において、就寝者の頭側では、図１，図７，図８に示すように、ヘッドボード（20）の第１通風グリル（21a）からダクト部材（30）へ就寝空間（14）の頭側の空気（RA1）が利用空気として吸い込まれる。吸い込まれた空気（RA1）は、サーミスタ（38）の周りを通過しながらダクト部材（30）の利用側吸込口（33b）から頭側空調ユニット（60）の利用側通路（6a）へ導入され、熱源ユニット（70）の利用側熱交換部（72）で冷却される。冷却された調和空気（SA1）は、利用側ファン（75）を通って第１開口（62）からダクト部材（30）へ導入される。ダクト部材（30）へ導入された調和空気（SA1）は、利用側吹出口（32a）を通って第１通風グリル（21a）から前方へ吹き出される。これにより、就寝空間（14）の頭側が所定温度に維持される。そして、吹き出された調和空気（SA1）は、下方へ流れて再び第１通風グリル（21a）へ吸い込まれる。
【００６１】
また、図１および図４，図８に示すように、就寝空間（14）の外部の空気（OA）が寝台部吸込口（12）よりマットレス（13）の下方空間ヘ取り込まれる。この空気（OA）は、ヘッドボード（20）の第２通風グリル（21b）から頭側空調ユニット（60）の排熱側通路（6b）へ排熱用空気として吸い込まれる。吸い込まれた空気（OA）は、熱源ユニット（70）の排熱側熱交換部（73）で加熱される。加熱された空気（OA）は、排熱側ファン（77）を通って排熱側吹出口（67）から流出し、ヘッドボード（20）の第３通風グリル（25a）から上方へ吹き出す。
【００６２】
この頭側の空調動作では、排熱側熱交換部（73）で加熱された空気（OA）は排熱側吹出口（67）へ向かって上昇しようとするので、排熱側ファン（77）の必要送風力を低減できる。これにより、排熱側ファン（77）の使用エネルギーを低減でき、エネルギー消費の少ない空調機付きベッド（1）を提供できる。また、就寝空間（14）の背面側が遮蔽部材（47）によって遮断されているため、第３通風グリル（25a）から吹き出した暖気である空気（OA）が就寝空間（14）の頭側に侵入するのを防止することができる。したがって、就寝空間（14）の頭側の温度制御を確実に行うことができる。
【００６３】
一方、就寝空間（14）において、就寝者の脚側では、図１，図９，図１０に示すように、フットボード（50）の通風グリル（51a）の中央から脚側空調ユニット（80）へ就寝空間（14）の脚側の空気（RA2）が利用空気として吸い込まれる。吸い込まれた空気（RA2）は、脚側ファン（85）を通り、電気ヒータ（86）によって加熱される。加熱された調和空気（SA2）は、吹出口（82）を通って通風グリル（51a）の両端部から前方へ吹き出される。これにより、就寝空間（14）の脚側が所定温度に維持される。そして、吹き出された調和空気（SA2）は、内側へ（寝台部（11）の幅方向における中央へ）流れて再び通風グリル（51a）の中央から吸い込まれる。
【００６４】
この脚側の空調動作では、調和空気（SA2）がフットボード（50）の幅方向端部から吹き出されるので、調和空気（SA2）が就寝者に直接当たらない。これにより、就寝者のドラフト感を低減することができる。その結果、快適な空調空間を構成することができる。
【００６５】
〈頭側空調ユニットの温度補正制御〉
本実施形態において、例えば冬期に空調機付きベッド（1）の周囲の温度が低くなると、頭部空間温度とサーミスタ（38）の検出温度との誤差が大きくなる。このことを図１１のグラフに示している。このグラフに示しているように、実際の頭部空間温度と上記サーミスタ（38）の検出温度との温度差は空調機付きベッド（1）の周囲温度（図では外気温と示している）に対して負の線形相関を有している。このため、周囲温度が高い場合には頭部空間温度とサーミスタ（38）の検出温度の温度差が小さいのに対して、周囲温度が低くなると上記温度差が大きくなる。図の例では、周囲温度が約２８℃であれば上記温度差がほぼ０℃であるが、周囲温度が約１５度まで下がれば上記温度差が6.5℃程度まで乖離している。つまり、周囲温度が約１５℃になると、頭部空間温度を実際より約6.5℃低く検出してしまう。
【００６６】
これは、上記サーミスタ（38）の配置されている空間が、ダクト部材（30）の連通板（37）の手前の空間であって、ヘッドボード（20）の第１通風グリル（21a）からダクト部材（30）の中へ利用空気として吸い込まれた就寝空間（14）の頭側の空気（RA1）が流れる空間であるから、実際の頭部空間温度を測定できるはずであるものの、この空間には排熱側ケーシング（65）の排熱側通路（6b）が隣接しており、周囲の空気温度が低い場合には上記排熱側通路（6b）に冷気が進入してサーミスタ（38）が冷気の影響を受け、実際の頭部空間温度より低い温度を検出してしまうためである。
【００６７】
そこで、本実施形態では、上記サーミスタ（38）の検出温度をコントローラ（90）の補正部（91）で補正して頭部空間温度の制御をするようにしている。検出温度の補正をするためには、例えば空調機付きベッド（1）の外部に周囲温度を検出するための温度センサを上記サーミスタ（38）とは別に設けることが考えられるが、別の温度センサを外部に設けるとコストが高くなってしまう。そのため、本実施形態では脚側空調ユニット（80）の電気ヒータ（86）への電気入力値から周囲温度を推定し、その推定した周囲温度に基づいてサーミスタ（38）の検出温度に補正をかけるようにしている。これがコントローラ（90）の推定部（92）の内容である。
【００６８】
ここで、空調機付きベッド（1）の熱損失は就寝空間（14）と周囲温度の差に比例するため、周囲温度が低いほど電気ヒータ（86）への入力が大きくなる。したがって、その入力値に基づいて周囲温度を推定することができる。図１２のグラフには、空調機付きベッド（1）の周囲温度（外気温度）とヒータ入力との関係を示している。このグラフから、電気ヒータ（86）への入力が大きいときほど外気温が低いことが分かる。
【００６９】
以上のように、図１２の線形相関に基づいて電気ヒータ（86）への入力値から周囲温度を推定し、さらにその周囲温度から図１１の線形相関に基づいてサーミスタ（38）の検出値に対する補正値を求めることが可能となる。
【００７０】
一方、通常の制御において、電気ヒータ（86）への入力値は制御に伴って刻々と変化するのに対して、周囲温度の変動速度は電気ヒータ（86）への入力値の変動に比べるとはるかにゆっくりとしている。ここで、実際に電気ヒータ（86）への入力値と周囲温度の相関係数を調べると、ヒータ入力の瞬時値に対する周囲温度の相関係数は、図１３の表に示すように0.7程度と低くなるが、ヒータ入力をある時間で平均し、その平均時間を５分、１０分、３０分と長くすると相関が高くなり、３０分では相関係数が0.9を越える高い値になることが分かった。なお、表には示していないが平均時間を３０分よりもさらに長くすると、逆に相関係数が低下してしまうことも分かった。
【００７１】
このことから、ヒータ入力の３０分平均値を採用すると、サーミスタ（38）の検出値に対する補正の精度を高められると考えられる。しかし、３０分のヒータ入力値を単純平均するには、メモリに３０分間のデータを保持しながら、時間の経過に従って最新のデータを追加するとともに３０分前の古いデータを消去していくことが必要になり、メモリの消費量が極めて大きくなる。したがって、この方法を採用することは実用的ではない。
【００７２】
そこで、本実施形態では、コントローラ（90）の演算部（93）において、指数加重移動平均により求めた値をヒータ入力の平均値にするようにしている。例えば、１分に１回の入力値を平均に用いるとすると、単純平均では各時刻データは図１４のグラフにおいて点描をした棒グラフの重み付けとなり、すべての時刻で同じ重み付けとなる。これに対し、指数加重移動平均の値を用いると、各時刻データは斜線のハッチングをした棒グラフの重み付けとなり、直前のデータが重要となる。
【００７３】
例えば、時刻Ｎのときの指数加重移動平均は、αを１より小さい係数として、
AV(N)＝｛(1−α)×ヒータ入力値(N)｝＋｛α×AV(N−1)｝
で求められる。１分に１回の計算をする場合、αが約0.9となり、この式で求めた平均値は図１３の表に示すように３０分の単純平均とほぼ同じ値となる。
【００７４】
この指数加重移動平均を用いると、メモリバッファを１つ持てば、係数を掛け合わせるだけで平均値が求められるため、単純平均に比べてメモリの消費量が少なくて済み、非常に実用的である。
【００７５】
また、現在時刻Ｎのヒータ入力値に対する重み付けが強くなるため、何らかの原因による急激な外気温の変動があった場合でも、その対応を早くすることができる。
【００７６】
なお、上記の例では１分に１回のサンプリングを行う例についてαが0.9になることを説明したが、１秒に１回のサンプリングを行うとαの値がさらに１に近づき、直前の入力値のデータより重要になって、さらに正確な補正が可能となる。
【００７７】
ヒータ入力の平均値を求めた後は、図１１や図１２のグラフに基づく数式を用いて実際にサーミスタ（38）の検出値を補正する。数式を用いて補正値を算出する代わりに補正値をデータテーブルに予め記録しておいてもよい。
【００７８】
指数加重移動平均で１秒に１回サンプリングを行ってサーミスタ（38）の検出値を補正した結果を図１５のグラフに示している。例えば頭部空間を24℃に制御する場合、補正前には上記サーミスタ（38）の検出温度が低すぎて制御が働かない状態であるのに対して、本実施形態の補正をすることにより、頭部中央で温度を実測した場合と比べて遜色ない精度で温度が補正されていることが分かる。
【００７９】
そして、このようにしてサーミスタ（38）の検出温度を補正した後、頭部空調ユニットを制御することにより、空調機付きベッド（1）の頭部空間を正確な温度に制御することが可能となる。
【００８０】
−実施形態の効果−
本実施形態によれば、空調機付きベッド（1）の周囲温度が低くなる場合には、ヒータ入力値から周囲温度を推定し、指数加重移動平均を用いて上記サーミスタ（38）の検出値を補正するようにしているので、頭部空間温度をほぼ正確な値にすることができる。したがって、補正を行わなければサーミスタ（38）の検出誤差が大きくて正確な制御が行われないような場合でも、サーミスタ（38）の検出値の補正後には正確な制御を行うことが可能となる。
【００８１】
また、平均値の算出に指数加重移動平均を用いたことにより、単純移動平均を用いる場合と比べてメモリの消費量が少なくて済み、コストを抑えながら実用化することが十分に可能となる。
【００８２】
また、上記頭側空調ユニット（60）では、熱源としてペルチェ効果素子を用いているので、頭側空調ユニット（60）を小型化できる。したがって、頭側空調ユニット（60）をヘッドボード（20）に収納しやすくなる。
【００８３】
また、上記脚側空調ユニット（80）では、熱源として電気ヒータ（86）を用いるようにしたので、排熱側通路を設ける必要がなく、脚側空調ユニット（80）がコンパクトになると共に、その構成を簡素化できる。
【００８４】
《その他の実施形態》
上記実施形態については、以下のような構成としてもよい。
【００８５】
例えば、上記実施形態では、頭側空調ユニット（60）の熱源（71）としてペルチェ効果素子を用いているが、冷媒回路の蒸発器や凝縮器を用いて頭部空調ユニット（60）を構成してもよい。
【００８６】
また、脚部空調ユニット（80）の加熱器（86）も電気ヒータに限らず、入力値から頭部空調ユニット（60）のサーミスタ（38）の検出温度を補正できるものであれば、別の加熱源を用いてもよい。
【００８７】
さらに、上記実施形態では、コントローラ（90）の演算部（93）において指数加重移動平均を用いて演算を行うようにしてコストダウンを実現しているが、コストは若干高くなるものの単純移動平均を用いて演算を行うようにしてもよい。
【００８８】
なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
以上説明したように、本発明は、空調機付きベッドで空調対象空間の温度制御を正確に行うための技術について有用である。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】実施形態に係る空調機付きベッドを天蓋を省略して示す斜視図である。
【図２】実施形態に係る空調機付きベッドを天蓋のカーテンを閉めた状態で示す斜視図である。
【図３】ヘッドボードを示す斜視図である。
【図４】実施形態に係る空調機付きベッドをカーテンおよびマットレスを省略して示す斜視図である。
【図５】フットボードを示す斜視図である。
【図６】天蓋の遮蔽部材を示す側面図である。
【図７】頭側空調ユニットおよびダクト部材の構成を示すものであり、（ａ）が前面視、（ｂ）が側面視の図である。
【図８】頭側空調ユニットおよびダクト部材の構成を互いに分離した状態で示す斜視図である。
【図９】脚側空調ユニットを示す斜視図である。
【図１０】脚側空調ユニットの構成を前面を省略して示す正面図である。
【図１１】頭部空間温度とサーミスタの検出温度との誤差を、空調機付きベッドの周囲の温度の変化に伴って示すグラフである。
【図１２】空調機付きベッドの周囲温度とヒータ入力との関係を示すグラフである。
【図１３】ヒータ入力と周囲温度の相関係数を示す表である。
【図１４】指数加重移動平均と単純移動平均におけるデータの重み付けを示すグラフである。
【図１５】サーミスタの検出温度の補正結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９１】
1   空調機付きベッド
10  ベッド本体
14  就寝空間（空調対象空間）
20  ヘッドボード
30  ダクト部材
38  サーミスタ（温度検出手段）
40  天蓋
50  フットボード
60  頭側空調ユニット（冷却部）
70  熱源ユニット
71  熱源（ペルチェ効果素子）
72  利用側熱交換部（冷却熱交換器）
73  排熱側熱交換部（冷却器）
80  脚側空調ユニット（加熱部）
86  電気ヒータ（加熱器）
90  コントローラ
91  補正部（補正手段）
92  推定部（推定手段）
93  演算部（演算手段）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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