JPH01316612A - 皮膚温模擬センサ - Google Patents
皮膚温模擬センサInfo
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- JPH01316612A JPH01316612A JP63149504A JP14950488A JPH01316612A JP H01316612 A JPH01316612 A JP H01316612A JP 63149504 A JP63149504 A JP 63149504A JP 14950488 A JP14950488 A JP 14950488A JP H01316612 A JPH01316612 A JP H01316612A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、空調装置の温度制御に使用される人間の皮膚
温を模擬的に検出するための皮膚温模擬センサに関する
。
温を模擬的に検出するための皮膚温模擬センサに関する
。
従来、空調装置の一般的な温度制御は、空調室の室温を
所定の設定値に制御することにより行われている。しか
しながら、人間にとって快適な空調とは、人間が感じる
温度感覚により快適か否かが決定される。従って、室温
を快適と感じるであろう所定温度に一律に制御するだけ
では、真の快適さは得られない。 例えば、車両用空調装置では、直射日光による輻射熱が
人間の体内に取り込まれるため、輻射が強い場合には、
輻射が弱い場合に比べて、制御目標の室温を低くした方
が、人間の放熱量が多く、従って、快適に感じられる。 又、吹き出し風量が多い場合には、風により人間の皮膚
から熱が奪われるため、寒く感じられ、その場合には、
室温を高めにして、人間の放熱量を抑制した方が快適に
感じられる。又、夏に車室外から車室内に入った時のよ
うに、外気温が高い状態における空調開始当初は、人間
の体内に蓄積された熱を効率良く放出させるために、熱
放射を促進させて、人間の皮膚温度が速く快適値に達す
るように制御するのが望ましい。 このように、快適な空調には、室温制御だけでなく、人
間の皮膚温度に基づく制御が不可欠となる。 人間の皮膚温度を模擬的に検出するセンサとして、特開
昭５８−２１８６２４号公報、特開昭６０−１７０７３
１号公報に記載されたセンサが知れている。そのセンサ
は人体の発熱作用を模擬した発熱体と、その発熱体から
受熱すると共に周囲ＩＩ３境と熱交換をする人体の皮膚
を模擬した受熱体と、その受熱体の温度を皮膚温度とし
て検出する温度センサとを有している。そして、受熱体
の熱伝導を人体の皮膚の熱伝導と等しくしたり、皮膚の
環境に対する熱交換を正確に模擬する工夫がなされてい
る。
所定の設定値に制御することにより行われている。しか
しながら、人間にとって快適な空調とは、人間が感じる
温度感覚により快適か否かが決定される。従って、室温
を快適と感じるであろう所定温度に一律に制御するだけ
では、真の快適さは得られない。 例えば、車両用空調装置では、直射日光による輻射熱が
人間の体内に取り込まれるため、輻射が強い場合には、
輻射が弱い場合に比べて、制御目標の室温を低くした方
が、人間の放熱量が多く、従って、快適に感じられる。 又、吹き出し風量が多い場合には、風により人間の皮膚
から熱が奪われるため、寒く感じられ、その場合には、
室温を高めにして、人間の放熱量を抑制した方が快適に
感じられる。又、夏に車室外から車室内に入った時のよ
うに、外気温が高い状態における空調開始当初は、人間
の体内に蓄積された熱を効率良く放出させるために、熱
放射を促進させて、人間の皮膚温度が速く快適値に達す
るように制御するのが望ましい。 このように、快適な空調には、室温制御だけでなく、人
間の皮膚温度に基づく制御が不可欠となる。 人間の皮膚温度を模擬的に検出するセンサとして、特開
昭５８−２１８６２４号公報、特開昭６０−１７０７３
１号公報に記載されたセンサが知れている。そのセンサ
は人体の発熱作用を模擬した発熱体と、その発熱体から
受熱すると共に周囲ＩＩ３境と熱交換をする人体の皮膚
を模擬した受熱体と、その受熱体の温度を皮膚温度とし
て検出する温度センサとを有している。そして、受熱体
の熱伝導を人体の皮膚の熱伝導と等しくしたり、皮膚の
環境に対する熱交換を正確に模擬する工夫がなされてい
る。
ところが、人体は、周囲環境の温度が高くなったり周囲
環境から輻射熱を受けると、人体の単位時間当たりの放
熱量（以下、単に「放熱量」という）が単位時間当たり
の人体の産熱量（以下、単に「産熱量」という）と単位
時間当たりの人体の吸熱量（以下、単に「吸熱量」とい
う）の和より減少し、体熱が体内に蓄積され体温が上昇
し、放熱量が多くなる温度で熱平衡に達する。この時、
体温が上昇すると発汗作用により、更に放熱量を向上さ
せ、体温の上昇を抑制するように作用する。 又、逆に、周囲環境の冷却等により人体の放熱量が産熱
量と吸熱量の和以上に大きくなると、体熱が専われ体温
が減少し、放熱量が少なくなる温度で熱平衡に達する。 この時、体温が減少すると人体の身震いにより産熱量が
向上し、体温の減少を抑制するように作用する。 即ち、人体の体温は皮膚の環境から受ける温度（以下「
環境温度」という）に対して、低温領域及び高温領域で
体温の減少及び増加が飽和するといういわゆる８字カー
ブを描く。 従来では、このような、人体の生理的機能を考慮した皮
膚温模擬センサは考案されていない。 このため、皮膚温度が高温領域で実際よりも高く、低温
領域で実際よりも低く検出されるため、空調装置は、高
温領域でより皮膚温度を冷却させようとし、又、低温領
域でより皮膚温度を向、上させようと作動する。このた
め、過冷却又は過暖房を引き起こし、快適な空調が実現
できないと共に経済性が良くなかった。
環境から輻射熱を受けると、人体の単位時間当たりの放
熱量（以下、単に「放熱量」という）が単位時間当たり
の人体の産熱量（以下、単に「産熱量」という）と単位
時間当たりの人体の吸熱量（以下、単に「吸熱量」とい
う）の和より減少し、体熱が体内に蓄積され体温が上昇
し、放熱量が多くなる温度で熱平衡に達する。この時、
体温が上昇すると発汗作用により、更に放熱量を向上さ
せ、体温の上昇を抑制するように作用する。 又、逆に、周囲環境の冷却等により人体の放熱量が産熱
量と吸熱量の和以上に大きくなると、体熱が専われ体温
が減少し、放熱量が少なくなる温度で熱平衡に達する。 この時、体温が減少すると人体の身震いにより産熱量が
向上し、体温の減少を抑制するように作用する。 即ち、人体の体温は皮膚の環境から受ける温度（以下「
環境温度」という）に対して、低温領域及び高温領域で
体温の減少及び増加が飽和するといういわゆる８字カー
ブを描く。 従来では、このような、人体の生理的機能を考慮した皮
膚温模擬センサは考案されていない。 このため、皮膚温度が高温領域で実際よりも高く、低温
領域で実際よりも低く検出されるため、空調装置は、高
温領域でより皮膚温度を冷却させようとし、又、低温領
域でより皮膚温度を向、上させようと作動する。このた
め、過冷却又は過暖房を引き起こし、快適な空調が実現
できないと共に経済性が良くなかった。
上記課題を解決するために、本発明は、電力を供給され
て発熱する発熱体と、前記発熱体から受熱すると共に周
囲環境に対して熱交換する受熱体と、前記受熱体の温度
を測定する温度センサと、前記受熱体が前記発熱体から
受ける熱量を、高温領域では減少させ、低温領域では増
加させるように制御する制御手段とを採用するものであ
る。
て発熱する発熱体と、前記発熱体から受熱すると共に周
囲環境に対して熱交換する受熱体と、前記受熱体の温度
を測定する温度センサと、前記受熱体が前記発熱体から
受ける熱量を、高温領域では減少させ、低温領域では増
加させるように制御する制御手段とを採用するものであ
る。
受熱体は人間の皮膚を模擬したものであり、周囲環境に
対して、熱伝導、対流、輻射等により熱交換を行ってい
る。又、この受熱体は、発熱体から熱量が供給されてお
り、この発熱体の発生する熱量が人体の産熱量に相当す
る。このようにして、受熱体は発熱体を含む周囲環境か
らの吸熱量と周囲環境に対する放熱量が等しくなる温度
で安定し、この温度が定常状態にある模擬的な皮膚の温
度として検出される。 そして、周囲環境の熱的変化により、受熱体の吸熱量が
増加し又は受熱体の放熱量が減少して、吸熱量が放熱量
よりも大きくなると、吸熱量と放熱量が平衡する温度ま
で、受熱体の温度が上昇する。この上昇過程において、
受熱体の温度が高温領域に達すると、発熱体への給電量
を減少させたり、発熱体と受熱体との距離を長くしたり
して、受熱体への熱移動量を減少させる。すると、受熱
体の吸熱量は、高温領域で減少することになり、上記の
制御を行わない場合に比べて、低い温度で吸熱量と放熱
量とが平衡することになり、受熱体の温度上昇が抑制さ
れる。即ち、この作用は人体の高温領域での発汗作用に
よる放熱量の増加による体温上昇の抑制作用を模擬した
ものとなる。 一方、周囲環境の熱的変化により、受熱体の吸熱量が減
少し又は受熱体の放熱量が増加して、吸熱量が放熱量よ
りも小さくなると、吸熱量と放熱量が平衡する温度まで
、受熱体の温度が下降する。 この下降過程において、受熱体の温度が低温領域に達す
ると、発熱体への給電量を増加させたり、発熱体と受熱
体との距離を短くしたりして、受熱体への熱移動量を増
加させる。すると、受熱体の吸熱量は、低温領域で増加
することになり、上記の制御を行わない場合に比べて、
高い温度で吸熱量と放熱量とが平衡することになり、受
熱体の温度降下が抑制される。即ち、この作用は人体の
低温領域での身震い作用による産熱の増加による体温低
下の抑制作用を模擬したものとなる。 このようにして、受熱体の温度は、人体の体温調節機能
、即ち、高温領域で体温の増加が飽和し、低温領域で体
温の減少が飽和するという、いわゆる８字特性に従って
変化する。
対して、熱伝導、対流、輻射等により熱交換を行ってい
る。又、この受熱体は、発熱体から熱量が供給されてお
り、この発熱体の発生する熱量が人体の産熱量に相当す
る。このようにして、受熱体は発熱体を含む周囲環境か
らの吸熱量と周囲環境に対する放熱量が等しくなる温度
で安定し、この温度が定常状態にある模擬的な皮膚の温
度として検出される。 そして、周囲環境の熱的変化により、受熱体の吸熱量が
増加し又は受熱体の放熱量が減少して、吸熱量が放熱量
よりも大きくなると、吸熱量と放熱量が平衡する温度ま
で、受熱体の温度が上昇する。この上昇過程において、
受熱体の温度が高温領域に達すると、発熱体への給電量
を減少させたり、発熱体と受熱体との距離を長くしたり
して、受熱体への熱移動量を減少させる。すると、受熱
体の吸熱量は、高温領域で減少することになり、上記の
制御を行わない場合に比べて、低い温度で吸熱量と放熱
量とが平衡することになり、受熱体の温度上昇が抑制さ
れる。即ち、この作用は人体の高温領域での発汗作用に
よる放熱量の増加による体温上昇の抑制作用を模擬した
ものとなる。 一方、周囲環境の熱的変化により、受熱体の吸熱量が減
少し又は受熱体の放熱量が増加して、吸熱量が放熱量よ
りも小さくなると、吸熱量と放熱量が平衡する温度まで
、受熱体の温度が下降する。 この下降過程において、受熱体の温度が低温領域に達す
ると、発熱体への給電量を増加させたり、発熱体と受熱
体との距離を短くしたりして、受熱体への熱移動量を増
加させる。すると、受熱体の吸熱量は、低温領域で増加
することになり、上記の制御を行わない場合に比べて、
高い温度で吸熱量と放熱量とが平衡することになり、受
熱体の温度降下が抑制される。即ち、この作用は人体の
低温領域での身震い作用による産熱の増加による体温低
下の抑制作用を模擬したものとなる。 このようにして、受熱体の温度は、人体の体温調節機能
、即ち、高温領域で体温の増加が飽和し、低温領域で体
温の減少が飽和するという、いわゆる８字特性に従って
変化する。
以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
第１実施例
第１図、第２図において、皮膚温模擬センサｌは、枠体
としての断熱材で形成されたケース２を有しており、そ
のケース２の側壁１４に形成された取付溝１５には、銅
製、平板状の受熱体３が嵌挿されて支持されている。そ
の受熱体３の上面は周囲環境から熱輻射を受は易くする
ため、黒く塗装されており、気流に対して熱交換を良好
に行うために放熱ビン８が多数立設されている。 又、その受熱体３の裏面には配設溝１６が形成されてお
り、その配設溝１６に発熱体としてのヒータ４が固設さ
れている。そして、そのヒータ４の一端はバイメタル６
の一端に接続されており、ヒータ４の他端は連通孔１７
を介して外部に導かれるリード線１８に接続されている
。又、バイメタル６の他端の接点２２は可変抵抗体７と
摺動接触しており、その可変抵抗７の一端はケース２の
外部へ配設されたリード線１９に接続されている。 そして、ヒータ４はリード線１８．１９から可変抵抗体
７とバイメタル６を介して給電される。尚、上記構成に
おいて、制御手段はバイメタル６と可変抵抗体７とで構
成される。 可変抵抗体７は、第３図に示すように、バイメタル６が
変形しても、その先端の接点２２が常時接触するように
湾曲しており、下方から順に、抵抗体１３．導体１２．
抵抗体１１で形成されている。 又、受熱体３の裏面には温度センサである熱電対５が接
触しており、その熱電対５はケース２の外部に延びたリ
ード線２０．２１と接続されている。そして、そのリー
ド線２０．２１間に生じる起電力を測定することにより
、受熱体３の表面温度が検出される。 受熱体３はヒータ４から熱を受けると共に、熱伝導、対
流、熱輻射等により周囲環境と熱交換しており、この受
熱体３が人体における皮膚に対応している。又、ヒータ
４は人体の産熱発生機構に対応する。 上記構成において、受熱体３の表面温度は、ヒータ４及
び周囲ｍ境からの吸熱量と周囲ｍ境に対する放熱量が等
しくなる状態で定常状態となり、その表面温度が人体の
皮膚の表面温度として検出される。通常の温度において
、バイメタル６は可変抵抗体７と導体１２において接触
しており、従って、ヒータ４は抵抗体１３の全抵抗を介
して給電され、その給電量は最大値と最小値の中間とな
る。 次に、周囲環境が変化して、受熱体３の放熱量が減少し
たり、吸熱量が増加したりすると、定常状態からはずれ
、受熱体３の表面温度が上昇し、受熱体３と熱接触して
いるバイメタル６の温度も上昇し、バイメタル６は上方
に湾曲する。すると、バイメタル６の一端の接点２２は
抵抗体１１と接触するようになり、更に、温度が上昇す
るとその抵抗体１１との接触位置が導体１２から遠ざか
る方向に移動する。すると、ヒータ４に接続される抵抗
値が増加することになり、ヒータ４に給電される電力は
漸減する。このため、ヒータ４の発熱量も漸減し、受熱
体３の吸熱量が漸減し、受熱体３の温度上昇の程度が緩
やかになる。 一方、周囲環境が変化して、受熱体３の放熱量が増加し
たり、吸熱量が減少したりすると、定常状態からはずれ
、受熱体３の表面温度が降下し、受熱体３と熱接触して
いるバイメタル６の温度も降下し、バイメタル６の湾曲
の程度が緩やかになる。すると、バイメタル６の一端の
接点２２は抵抗体１３と接触するようになり、更に、温
度が下降するとその抵抗体１３との接触位置が導体１２
から遠ざかる方向に移動する。すると、ヒータ４に接続
される抵抗値が減少することになり、ヒータ４に給電さ
れる電力は漸増する。このため、ヒータ４の発熱量も漸
増し、受熱体３の吸熱量が漸増し、受熱体３の温度降下
の程度が緩やかになる。 結局、受熱体３の表面温度に対してヒータ４の給電電圧
は、第４図に示すような特性で変化し、ヒータ４の発生
する熱量も給電電圧の２乗に比例して変化する。従って
、受熱体３の表面温度は、環境温度に対して第５図に示
す特性で変化する。 即ち、受熱体３の表面温度は、低温領域、及び高温領域
で、その表面温度の減少及び増加の程度が緩やかになる
いわゆる８字カーブを描き、人体の皮膚温度の変化特性
に類似した特性が得られる。 第２実施例 第１実施例では、３字特性を得るのにバイメタルと可変
抵抗体を用いているが、第６図に示すように、環境温度
をサーミスタ４０で測定し、その温度に応じて、ヒータ
４に接続される抵抗４２を切換回路４１を用いて切り換
えるようにしてもよい。この時の、環境温度に対する受
熱体３の温度の特性は、高温領域及び低温領域で増加及
び減少の程度が小さくなり、体温の３字特性と類似の特
性が得られる。 又、抵抗値の他、給電量を変更させるスイッチダレギュ
レータ等公知の給電制御手段を用いることができる。 第３実施例 第７図〜第１Ｏ図に示すように、受熱体３０は断熱材で
形成されたケース３１に、上下方向に摺動可能に配設さ
れている。受熱体３０の裏面には、一対のバイメタル３
２．３３の端部５２．５３が接合されており、そのバイ
メタル３２．３３の自由端５４．５５は、ケース３１の
側壁３８．３９に形成されたＳ字溝５６．５７に、それ
ぞれ、遊嵌されている。Ｓ字溝５６，５７は、平坦部Ａ
。 上昇傾斜部Ｂ、下降傾斜部Ｃから成るＳ字形状をした溝
であり、バイメタル３２．３３の屈曲作用により、受熱
板３０の上下位置を変化させるためのものである。そし
て、受熱体３０は、その裏面でコイルスプリング３５．
３６により支持されている。又、受熱体３０の下方には
、ヒータ３７が配設されている。 係る構成において、バイメタル３２．３３は、環境温度
の変化に伴い、第９図に示すように、受熱板３０の上方
から見て左右に屈曲する。 即ち、環境温度が中温の場合には、バイメタル３２．３
３は屈曲することなく、真っ直ぐに伸びて、その自由端
５４．５５の水平位置は位置Ｘとなる。この時、自由端
５４．５５はＳ字溝５６゜５７の平坦部Ａにあり、受熱
板３０の垂直位置は、第１０図に示すように、中段Ｕと
なる。 又、環境温度が中温から上昇するに連れて、バイメタル
３２．３３は、第９図に示すように、α矢視方向に屈曲
し、高温ではその自由端５４．５５の水平位置は位置Ｙ
となる。この時、バイメタル３２．３３の屈曲動作が行
われると、自由端５４．５５はＳ字溝５６．５７の平坦
部Ａを上昇傾斜部Ｂの側に移動し、更に、上昇傾斜部Ｂ
の斜面Ｂ１に当接する。そして、バイメタル３２．３３
は水平方向の屈曲力の反作用として斜面Ｂ１から上方向
への分力を受ける。この上方向への分力により受熱板３
０はバイメタル３２．３３と共に上方向に移動し、受熱
板３０の垂直位置は、第１０図に示すように、上段Ｖと
なる。 又、逆に、環境温度が中温から下降するに連れて、バイ
メタル３２．３３は、第９図に示すように、β矢視方向
に屈曲し、低温ではその自由端５４．５５の水平位置は
位置Ｚとなる。この時、バイメタル３２．３３の屈曲動
作が行われると、自由端５４．５５はＳ字溝５６，５７
の平坦部Ａを下降傾斜部Ｃの側に移動し、更に、下降傾
斜部Ｃの斜面Ｃ１に当接する。そして、バイメタル３２
゜３３は水平方向の屈曲力の反作用として斜面Ｃ１から
下方向への分力を受ける。この下方向への分力により受
熱板３０はバイメタル３２．３３と共に下方向に移動し
、受熱板３０の垂直位置は、第１０図に示すように、下
段Ｗとなる。 このように、環境温度が変化するに連れ、バイメタル３
２．３３は屈曲し、その屈曲力のＳ字溝５６．５７から
受ける反作用により、バイメタル３２．３３はＳ字溝５
６．５７に案内されて垂直方向に移動し、その結果、受
熱板３０の垂直位置が温度と共に変化することになる。 そして、環境温度が上昇すると、受熱板３０は上方に移
動し、受熱体３０とヒータ３７との距離が遠くなり、受
熱体３０がヒータ３７から受ける吸熱量が減少し、従っ
て、受熱体３０の表面温度の上昇の程度が鈍化する。 又、環境温度が低下すると、受熱体３０は下方に移動し
、受熱体３０とヒータ３７との距離が近くなり、受熱体
３０がヒータ３７から受ける吸熱量が増加し、従って、
受熱体３０の表面温度の下降の程度が鈍化する。 このようにして、環境温度に伴って、受熱体３０とヒー
タ３７との距離を変化させることにより、第５図に示す
８字特性を得ることもできる。 又、上記実施例の他、受熱体３又は３０の表面に熱電変
換素子を配置し、その熱電変換素子により加熱又は吸熱
しても良い。高温領域で吸熱させることにより発汗作用
と等価になり、低温領域で加熱させることにより身震い
による産熱増加と等価になる。又、この熱電変換素子は
ヒータ４に加えて又はヒータ４の替わりに用いても良い
。
としての断熱材で形成されたケース２を有しており、そ
のケース２の側壁１４に形成された取付溝１５には、銅
製、平板状の受熱体３が嵌挿されて支持されている。そ
の受熱体３の上面は周囲環境から熱輻射を受は易くする
ため、黒く塗装されており、気流に対して熱交換を良好
に行うために放熱ビン８が多数立設されている。 又、その受熱体３の裏面には配設溝１６が形成されてお
り、その配設溝１６に発熱体としてのヒータ４が固設さ
れている。そして、そのヒータ４の一端はバイメタル６
の一端に接続されており、ヒータ４の他端は連通孔１７
を介して外部に導かれるリード線１８に接続されている
。又、バイメタル６の他端の接点２２は可変抵抗体７と
摺動接触しており、その可変抵抗７の一端はケース２の
外部へ配設されたリード線１９に接続されている。 そして、ヒータ４はリード線１８．１９から可変抵抗体
７とバイメタル６を介して給電される。尚、上記構成に
おいて、制御手段はバイメタル６と可変抵抗体７とで構
成される。 可変抵抗体７は、第３図に示すように、バイメタル６が
変形しても、その先端の接点２２が常時接触するように
湾曲しており、下方から順に、抵抗体１３．導体１２．
抵抗体１１で形成されている。 又、受熱体３の裏面には温度センサである熱電対５が接
触しており、その熱電対５はケース２の外部に延びたリ
ード線２０．２１と接続されている。そして、そのリー
ド線２０．２１間に生じる起電力を測定することにより
、受熱体３の表面温度が検出される。 受熱体３はヒータ４から熱を受けると共に、熱伝導、対
流、熱輻射等により周囲環境と熱交換しており、この受
熱体３が人体における皮膚に対応している。又、ヒータ
４は人体の産熱発生機構に対応する。 上記構成において、受熱体３の表面温度は、ヒータ４及
び周囲ｍ境からの吸熱量と周囲ｍ境に対する放熱量が等
しくなる状態で定常状態となり、その表面温度が人体の
皮膚の表面温度として検出される。通常の温度において
、バイメタル６は可変抵抗体７と導体１２において接触
しており、従って、ヒータ４は抵抗体１３の全抵抗を介
して給電され、その給電量は最大値と最小値の中間とな
る。 次に、周囲環境が変化して、受熱体３の放熱量が減少し
たり、吸熱量が増加したりすると、定常状態からはずれ
、受熱体３の表面温度が上昇し、受熱体３と熱接触して
いるバイメタル６の温度も上昇し、バイメタル６は上方
に湾曲する。すると、バイメタル６の一端の接点２２は
抵抗体１１と接触するようになり、更に、温度が上昇す
るとその抵抗体１１との接触位置が導体１２から遠ざか
る方向に移動する。すると、ヒータ４に接続される抵抗
値が増加することになり、ヒータ４に給電される電力は
漸減する。このため、ヒータ４の発熱量も漸減し、受熱
体３の吸熱量が漸減し、受熱体３の温度上昇の程度が緩
やかになる。 一方、周囲環境が変化して、受熱体３の放熱量が増加し
たり、吸熱量が減少したりすると、定常状態からはずれ
、受熱体３の表面温度が降下し、受熱体３と熱接触して
いるバイメタル６の温度も降下し、バイメタル６の湾曲
の程度が緩やかになる。すると、バイメタル６の一端の
接点２２は抵抗体１３と接触するようになり、更に、温
度が下降するとその抵抗体１３との接触位置が導体１２
から遠ざかる方向に移動する。すると、ヒータ４に接続
される抵抗値が減少することになり、ヒータ４に給電さ
れる電力は漸増する。このため、ヒータ４の発熱量も漸
増し、受熱体３の吸熱量が漸増し、受熱体３の温度降下
の程度が緩やかになる。 結局、受熱体３の表面温度に対してヒータ４の給電電圧
は、第４図に示すような特性で変化し、ヒータ４の発生
する熱量も給電電圧の２乗に比例して変化する。従って
、受熱体３の表面温度は、環境温度に対して第５図に示
す特性で変化する。 即ち、受熱体３の表面温度は、低温領域、及び高温領域
で、その表面温度の減少及び増加の程度が緩やかになる
いわゆる８字カーブを描き、人体の皮膚温度の変化特性
に類似した特性が得られる。 第２実施例 第１実施例では、３字特性を得るのにバイメタルと可変
抵抗体を用いているが、第６図に示すように、環境温度
をサーミスタ４０で測定し、その温度に応じて、ヒータ
４に接続される抵抗４２を切換回路４１を用いて切り換
えるようにしてもよい。この時の、環境温度に対する受
熱体３の温度の特性は、高温領域及び低温領域で増加及
び減少の程度が小さくなり、体温の３字特性と類似の特
性が得られる。 又、抵抗値の他、給電量を変更させるスイッチダレギュ
レータ等公知の給電制御手段を用いることができる。 第３実施例 第７図〜第１Ｏ図に示すように、受熱体３０は断熱材で
形成されたケース３１に、上下方向に摺動可能に配設さ
れている。受熱体３０の裏面には、一対のバイメタル３
２．３３の端部５２．５３が接合されており、そのバイ
メタル３２．３３の自由端５４．５５は、ケース３１の
側壁３８．３９に形成されたＳ字溝５６．５７に、それ
ぞれ、遊嵌されている。Ｓ字溝５６，５７は、平坦部Ａ
。 上昇傾斜部Ｂ、下降傾斜部Ｃから成るＳ字形状をした溝
であり、バイメタル３２．３３の屈曲作用により、受熱
板３０の上下位置を変化させるためのものである。そし
て、受熱体３０は、その裏面でコイルスプリング３５．
３６により支持されている。又、受熱体３０の下方には
、ヒータ３７が配設されている。 係る構成において、バイメタル３２．３３は、環境温度
の変化に伴い、第９図に示すように、受熱板３０の上方
から見て左右に屈曲する。 即ち、環境温度が中温の場合には、バイメタル３２．３
３は屈曲することなく、真っ直ぐに伸びて、その自由端
５４．５５の水平位置は位置Ｘとなる。この時、自由端
５４．５５はＳ字溝５６゜５７の平坦部Ａにあり、受熱
板３０の垂直位置は、第１０図に示すように、中段Ｕと
なる。 又、環境温度が中温から上昇するに連れて、バイメタル
３２．３３は、第９図に示すように、α矢視方向に屈曲
し、高温ではその自由端５４．５５の水平位置は位置Ｙ
となる。この時、バイメタル３２．３３の屈曲動作が行
われると、自由端５４．５５はＳ字溝５６．５７の平坦
部Ａを上昇傾斜部Ｂの側に移動し、更に、上昇傾斜部Ｂ
の斜面Ｂ１に当接する。そして、バイメタル３２．３３
は水平方向の屈曲力の反作用として斜面Ｂ１から上方向
への分力を受ける。この上方向への分力により受熱板３
０はバイメタル３２．３３と共に上方向に移動し、受熱
板３０の垂直位置は、第１０図に示すように、上段Ｖと
なる。 又、逆に、環境温度が中温から下降するに連れて、バイ
メタル３２．３３は、第９図に示すように、β矢視方向
に屈曲し、低温ではその自由端５４．５５の水平位置は
位置Ｚとなる。この時、バイメタル３２．３３の屈曲動
作が行われると、自由端５４．５５はＳ字溝５６，５７
の平坦部Ａを下降傾斜部Ｃの側に移動し、更に、下降傾
斜部Ｃの斜面Ｃ１に当接する。そして、バイメタル３２
゜３３は水平方向の屈曲力の反作用として斜面Ｃ１から
下方向への分力を受ける。この下方向への分力により受
熱板３０はバイメタル３２．３３と共に下方向に移動し
、受熱板３０の垂直位置は、第１０図に示すように、下
段Ｗとなる。 このように、環境温度が変化するに連れ、バイメタル３
２．３３は屈曲し、その屈曲力のＳ字溝５６．５７から
受ける反作用により、バイメタル３２．３３はＳ字溝５
６．５７に案内されて垂直方向に移動し、その結果、受
熱板３０の垂直位置が温度と共に変化することになる。 そして、環境温度が上昇すると、受熱板３０は上方に移
動し、受熱体３０とヒータ３７との距離が遠くなり、受
熱体３０がヒータ３７から受ける吸熱量が減少し、従っ
て、受熱体３０の表面温度の上昇の程度が鈍化する。 又、環境温度が低下すると、受熱体３０は下方に移動し
、受熱体３０とヒータ３７との距離が近くなり、受熱体
３０がヒータ３７から受ける吸熱量が増加し、従って、
受熱体３０の表面温度の下降の程度が鈍化する。 このようにして、環境温度に伴って、受熱体３０とヒー
タ３７との距離を変化させることにより、第５図に示す
８字特性を得ることもできる。 又、上記実施例の他、受熱体３又は３０の表面に熱電変
換素子を配置し、その熱電変換素子により加熱又は吸熱
しても良い。高温領域で吸熱させることにより発汗作用
と等価になり、低温領域で加熱させることにより身震い
による産熱増加と等価になる。又、この熱電変換素子は
ヒータ４に加えて又はヒータ４の替わりに用いても良い
。
本発明は、周囲環境と熱交換する受熱体が発熱体から受
ける熱量を高温領域では減少させ、低温領域では増加さ
せるように制御する制御手段を有しているので、高温領
域では受熱体の吸熱量が減少するため放熱量と熱的平衡
状態となる温度が低下し受熱体の温度上昇が抑制され、
低温領域では、受熱体の吸熱量が増加されるため放熱量
と熱的平衡状態となる温度が上昇し受熱体の温度降下が
抑制される。即ち、人体の体温調節機能に類似した８字
特性を得ることができ、本皮膚温模擬センサにより正確
に皮膚温を測定することができる。。従って、本皮ｉ温
模擬センサを用いて空調装置を制御すれば、体感温度が
正確に検出されるため快適な空調を実現できる。又、過
冷却や過暖房が防止されるため、空調装置の経済性が改
善される。
ける熱量を高温領域では減少させ、低温領域では増加さ
せるように制御する制御手段を有しているので、高温領
域では受熱体の吸熱量が減少するため放熱量と熱的平衡
状態となる温度が低下し受熱体の温度上昇が抑制され、
低温領域では、受熱体の吸熱量が増加されるため放熱量
と熱的平衡状態となる温度が上昇し受熱体の温度降下が
抑制される。即ち、人体の体温調節機能に類似した８字
特性を得ることができ、本皮膚温模擬センサにより正確
に皮膚温を測定することができる。。従って、本皮ｉ温
模擬センサを用いて空調装置を制御すれば、体感温度が
正確に検出されるため快適な空調を実現できる。又、過
冷却や過暖房が防止されるため、空調装置の経済性が改
善される。
第１図は実施例に係る皮膚温模擬センサの平面図。第２
図は同模擬センサの断面図。第３図は同模擬センサの制
御手段を構成する可変抵抗体の構成を示した断面図。第
４図はヒータの給電電圧の環境温度に対する特性図。第
５図は受熱体温度の環境温度に対する特性図。第６開催
の実施例に係る皮膚温模擬センサの構造図。第７図、第
８図、第９図、第１０図は他の実施例に係る皮膚温模擬
センサの構造図である。 １−・皮膚温模擬センサ ２，３１・ケース３．３０
受熱体 ４．３７ ・ヒータ５・・・熱電対 ６．３２
．３３・・バイメタル７・・・・可変抵抗体 ８ 放熱
ピン １２−導体１１．１３・・・抵抗体 ５６．５７
・′Ｓ字溝特許出願人 日本電装株式会社 代 理 人 弁理士 藤谷 修 第１図 乙２図
図は同模擬センサの断面図。第３図は同模擬センサの制
御手段を構成する可変抵抗体の構成を示した断面図。第
４図はヒータの給電電圧の環境温度に対する特性図。第
５図は受熱体温度の環境温度に対する特性図。第６開催
の実施例に係る皮膚温模擬センサの構造図。第７図、第
８図、第９図、第１０図は他の実施例に係る皮膚温模擬
センサの構造図である。 １−・皮膚温模擬センサ ２，３１・ケース３．３０
受熱体 ４．３７ ・ヒータ５・・・熱電対 ６．３２
．３３・・バイメタル７・・・・可変抵抗体 ８ 放熱
ピン １２−導体１１．１３・・・抵抗体 ５６．５７
・′Ｓ字溝特許出願人 日本電装株式会社 代 理 人 弁理士 藤谷 修 第１図 乙２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 電力を供給されて発熱する発熱体と、 前記発熱体から受熱すると共に周囲環境に対して熱交換
する受熱体と、 前記受熱体の温度を測定する温度センサと、前記受熱体
が前記発熱体から受ける熱量を、高温領域では減少させ
、低温領域では増加させるように制御する制御手段と を備える皮膚温模擬センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63149504A JP2629841B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 皮膚温模擬センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63149504A JP2629841B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 皮膚温模擬センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01316612A true JPH01316612A (ja) | 1989-12-21 |
| JP2629841B2 JP2629841B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=15476597
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63149504A Expired - Lifetime JP2629841B2 (ja) | 1988-06-16 | 1988-06-16 | 皮膚温模擬センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2629841B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104828U (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-30 | ||
| CN112729615A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-30 | 最美天气(上海)科技有限公司 | 一种散热式体感温度测试装置及其测试方法 |
| CN115078456A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-20 | 云南白药集团无锡药业有限公司 | 一种检测医用退热贴退热降温能力的装置及检测方法 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4563068B2 (ja) * | 2004-04-15 | 2010-10-13 | 株式会社テイエルブイ | 温度表示器 |
| JP4633420B2 (ja) * | 2004-09-15 | 2011-02-16 | 株式会社テイエルブイ | 温度表示器 |
| JP4563187B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-10-13 | 株式会社テイエルブイ | 温度表示器 |
| JP4563188B2 (ja) * | 2005-01-14 | 2010-10-13 | 株式会社テイエルブイ | 温度表示器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56128413A (en) * | 1980-12-12 | 1981-10-07 | Showa Denko Kk | Measuring instrument to thermal environment |
| JPS60219512A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 環境評価装置 |
| JPS6348420A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 温熱検知装置 |
-
1988
- 1988-06-16 JP JP63149504A patent/JP2629841B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56128413A (en) * | 1980-12-12 | 1981-10-07 | Showa Denko Kk | Measuring instrument to thermal environment |
| JPS60219512A (ja) * | 1984-04-16 | 1985-11-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 環境評価装置 |
| JPS6348420A (ja) * | 1986-08-18 | 1988-03-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 温熱検知装置 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03104828U (ja) * | 1990-02-07 | 1991-10-30 | ||
| CN112729615A (zh) * | 2021-01-29 | 2021-04-30 | 最美天气(上海)科技有限公司 | 一种散热式体感温度测试装置及其测试方法 |
| CN112729615B (zh) * | 2021-01-29 | 2023-08-15 | 最美天气(上海)科技有限公司 | 一种散热式体感温度测试装置及其测试方法 |
| CN115078456A (zh) * | 2022-06-23 | 2022-09-20 | 云南白药集团无锡药业有限公司 | 一种检测医用退热贴退热降温能力的装置及检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2629841B2 (ja) | 1997-07-16 |
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