WO2023195219A1 - 発汗量計測装置及び発汗量計測システム - Google Patents

発汗量計測装置及び発汗量計測システム Download PDF

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WO2023195219A1
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measuring device
sweat
amount measuring
temperature
air
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PCT/JP2023/003207
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French (fr)
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伸晃 橋元
司 小須田
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Canal Water Co Ltd
Public University Corp Suwa University Of Science Foundation
Original Assignee
Canal Water Co Ltd
Public University Corp Suwa University Of Science Foundation
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    • A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
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    • A42B3/04—Parts, details or accessories of helmets
    • A42B3/0406—Accessories for helmets
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    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/6803—Head-worn items, e.g. helmets, masks, headphones or goggles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
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    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/02—Operational features
    • A61B2560/0242—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution
    • A61B2560/0247—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution for compensation or correction of the measured physiological value
    • A61B2560/0252—Operational features adapted to measure environmental factors, e.g. temperature, pollution for compensation or correction of the measured physiological value using ambient temperature

Definitions

  • the present invention relates to a sweat amount measuring device and a sweat amount measuring system.
  • the sweat amount measuring device described in Non-Patent Document 2 and Patent Document 1 uses a fan to extract air existing in the space (air flow path inside the helmet) formed between the outer shell of the helmet and the wearer's head. This allows for forced movement. After doing so, the temperature t 1 and relative humidity RH 1 of the air flowing into the air flow path inside the helmet are measured to calculate the amount of moisture per unit volume (inflow moisture amount X 1 ), and the amount of water flowing from the air flow path inside the helmet is calculated. The temperature t 2 and relative humidity RH 2 of the outflowing air are measured to calculate the amount of moisture per unit volume (outflow amount of moisture X 2 ). By subtracting the inflow moisture amount X 1 from the calculated outflow moisture amount ) can be obtained.
  • Non-Patent Document 2 Research has shown that there is a sufficient correlation between the amount of head sweat and the amount of whole body sweat (see Non-Patent Document 2). can be estimated.
  • the wearable sweat measurement device using a helmet estimates the amount of sweat from the whole body based on the measured value of the amount of sweat on the head, so it is important to measure the amount of sweat on the head as accurately as possible. is important.
  • the techniques described in Non-Patent Document 2 and Patent Document 1 are measurement methods that can be used with a specific helmet equipped with a fan.
  • helmets made by various manufacturers are used, and it is difficult to widely measure perspiration based on a specific helmet equipped with a fan.
  • there is a demand for a sweat amount measuring device that can be widely attached to a general helmet without a fan and that can more accurately measure the amount of perspiration of the head at construction sites and the like.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a sweat amount measuring device that can be widely attached to general helmets without a fan and that can measure the amount of sweat on the head more accurately than before.
  • the purpose is to provide.
  • Another object of the present invention is to provide a sweat amount measuring system including such a sweat amount measuring device.
  • a sweat amount measuring device that is attached to the edge of a helmet and measures the amount of sweat from the head of a wearer of the helmet.
  • the sweat amount measuring device is placed in an air flow path through which air containing water vapor emitted from the head (hereinafter referred to as “inner air”) flows, and in a place open to the outside world, and is A first temperature and humidity sensor that measures the temperature and relative humidity of the outside air (hereinafter referred to as "outside air”) taken in from the opposite side of the air passage, and a first temperature and humidity sensor that sucks the inside air in the air flow path.
  • a fan that discharges the internal air to the outside of the perspiration measuring device; and a second temperature/humidity device that is placed in the middle of the internal air flow generated by the operation of the fan and measures the temperature and relative humidity of the internal air.
  • a sensor that is placed in the middle of the internal air flow generated by the operation of the fan and measures the temperature and relative humidity of the internal air.
  • a sweat amount measuring system including a helmet and the sweat amount measuring device described above attached to the edge of the helmet.
  • a sweat amount measuring device that can be widely attached to general helmets without a fan and can measure the amount of sweat on the head more accurately than before.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 1 according to a first embodiment and a sweat amount measuring system 9 according to a third embodiment.
  • FIG. 2 is a front view showing only the sensor cover 50 when the sweat amount measuring device 1 of FIG. 1 is viewed along arrow P.
  • FIG. This is a graph in which the cumulative amount equivalent to the amount of head perspiration is calculated and plotted by simulation while changing the level by changing the placement location of the first temperature/humidity sensor 20.
  • 2 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 2 according to a second embodiment and a sweat amount measuring system 9' according to a third embodiment.
  • FIG. 5 is a front view showing only the sensor cover 50 when the sweat amount measuring device 4 of FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a sweat amount measuring device 2.
  • FIG. FIG. 2 is a block diagram showing an example of an electrical hardware configuration implemented in the sweat amount measuring devices 1, 2, and the like.
  • FIG. 7 is a front view showing sensor covers 50' and 50'' of Modifications 1 and 2, respectively.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 3 according to a third modification.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 4 according to a fourth modification.
  • 12 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 5 according to a fifth modification.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment and the sweat amount measuring system 9 according to the third embodiment.
  • Arrows indicated by IA and OA in the figure are for illustratively explaining a portion of the inside air IA and outside air OA flowing into the space. The direction of the arrow here indicates the direction in which air travels (the same applies to the following drawings).
  • FIG. 2 is a front view showing only the sensor cover 50 when the sweat amount measuring device 1 of FIG. 1 is viewed along arrow P.
  • the sweat amount measuring device 1 As shown in FIG. 1, the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment is attached to the edge 102 of a helmet 100, and is connected to the head H of the wearer WR of the helmet 100. This device measures the amount of sweat per person.
  • the sweat amount measuring device 1 includes a helmet attachment means (no reference numeral) for attaching the sweat amount measuring device 1 to the helmet 100.
  • the sweat amount measuring device 1 is provided with a clip portion 92, and this clip portion 92 constitutes a helmet attachment means.
  • the clip portion 92 includes a clip inner peripheral material 92a, a clip outer peripheral material 92b, and a clip side peripheral material 92c (see also FIG. 6(a)).
  • An opening 12 is provided on one side (the upper side in the figure) of the clip portion 92, and when the edge 102 (rear edge) of the helmet 100 is inserted into the opening 12, the edge 102 of the helmet 100 is inserted into the opening 12. is sandwiched and fixed between the clip inner peripheral material 92a and the clip outer peripheral material 92b. As a result, the sweat amount measuring device 1 is attached to the helmet 100.
  • the sweat amount measuring device 1 includes an air flow path 10, a first temperature/humidity sensor 20, a fan 30, and a second temperature/humidity sensor 40.
  • the sweat amount measuring device 1 rotates the fan 30 to draw air from the outside world E (outside air OA) into the helmet 100, and flows air containing water vapor (inner air IA) emitted from the head H inside the helmet 100.
  • the first temperature/humidity sensor 20 and the second temperature/humidity sensor 40 measure the air flowing into and out of the space system.
  • the “external world E” refers to the outer shell 101 (semispherical) of the helmet 100 and the sweat amount measuring device 1 when the sweat amount measuring device 1 is attached to the helmet 100 and worn on a person. Refers to the area outside of the area surrounded by 1. In other words, the “external world E” refers to an area on the opposite side of the outer shell 101 of the helmet 100 or the sweat amount measuring device 1, rather than on the wearer WR side. Moreover, in a narrow sense, it can also be said to be an area outside the space in which the internal air IA (described later) flows.
  • the air flow path 10 is a structure through which air containing water vapor (inner air IA) emitted from the head H of the wearer WR flows.
  • the air flow path 10 is surrounded by walls such as an inner clip member 92a, an outer clip member 92b, an inner wall 96b and a bottom 96a of a closing portion 96 (described later), and a shielding member 94 (described later).
  • the air flow path 10 has an opening 12 formed by one end of each of the inner clip member 92a and the outer clip member 92b.
  • a space connected from the opening 12 to the inside of the closing portion 96 constitutes an air flow path 10.
  • the opening 12 is connected to an intra-helmet air flow path 110, which is a space between the helmet 100 and the head H, so that internal air IA can be taken in through the opening 12.
  • the first temperature/humidity sensor 20 is a sensor for measuring the amount of moisture X (sometimes referred to as absolute humidity X) contained per unit volume of the outside air OA.
  • the first temperature and humidity sensor 20 is placed in a place open to the outside world E, and air from the outside world E (outside air OA) taken in from a place on the side opposite to the side of the wearer WR when viewed from the air flow path 10.
  • the first temperature and humidity sensor 20 is electrically connected to the control unit 70 by wire or wirelessly (see FIG. 7), and transmits the sensed measurement value to the control unit 70.
  • the first temperature/humidity sensor 20 is arranged at a location opposite to the wearer WR side when viewed from the air flow path 10 through which the internal air IA flows. Specifically, the first temperature/humidity sensor 20 is disposed on the surface of the shielding member 94 opposite to the surface facing the wearer WR.
  • the first temperature and humidity sensor 20 may be exposed to the outside E.
  • the structure of the sweat amount measuring device 1 can be simplified and the weight of the sweat amount measuring device 1 can be reduced by not using the cover. can.
  • the first temperature/humidity sensor 20 is further covered with a sensor cover 50 so that the first temperature/humidity sensor 20 is less susceptible to the effects of radiant heat from the outside, particularly sunlight.
  • the sweat amount measuring device 1 is provided with a sensor cover 50 that covers the first temperature and humidity sensor 20.
  • the sensor cover 50 has an outside air intake 52 located on the opposite side of the wearer WR from the air flow path 10 and approximately below the first temperature/humidity sensor 20.
  • the outside air OA can be taken in from such an opening location where it is less affected by the contamination of heat, water vapor, etc. emitted by the wearer WR.
  • an outside air outlet 53 is provided approximately above the first temperature/humidity sensor 20 to increase the fluidity of the air within the sensor cover 50 and to suppress variations in temperature occurring within the sensor cover 50. It has become.
  • the first temperature/humidity sensor 20 spatially communicates with the outside world E through an outside air intake port 52 and an outside air takeout port 53, and is disposed at a location open to the outside world.
  • the sensor cover 50 of the sweat amount measuring device 1 is provided with an outside air outlet 53 in addition to the outside air intake 52, and the outside air OA flows into the inner space where the first temperature and humidity sensor 20 is arranged. It is now possible to make The first temperature and humidity sensor 20 is arranged in "the space 60 where the outside air OA flows". Note that the sweat amount measuring device 1 may have a configuration in which the sensor cover 50 does not have the outside air outlet 53 but only has the outside air intake 52.
  • Fan 30 forces the air present in the space system formed by the air flow path 10 and the in-helmet air flow path 110 to flow.
  • Fan 30 is located adjacent to air flow path 10 .
  • the fan 30 is electrically connected to the control unit 70 (see FIG. 7), and uses a drive signal or drive power supplied from the control unit 70 to move air from inside to outside the air flow path 10 (the sweat amount measuring device concerned).
  • the rotation is controlled in the direction in which it is sent to the outside of
  • the fan 30 sucks the internal air IA within the air flow path 10 and discharges the internal air IA to the outside of the sweat amount measuring device 1 .
  • negative pressure is generated in the air flow path 10 and the in-helmet air flow path 110.
  • the position where the fan 30 is arranged is such that when the perspiration measuring device 1 is attached to the edge 102 of the helmet 100, the air is discharged from the back of the wearer's head to the nape N of the wearer's neck. It is set to be.
  • the opening on the side where air is taken in in the fan 30 is defined as a fan intake port 31, and the opening on the side where air is discharged is defined as a fan discharge port 32.
  • the structure designated by numeral 39 is a fan guard.
  • Second temperature/humidity sensor 40 is a sensor for measuring the amount of moisture X 2 (sometimes referred to as absolute humidity X 2 ) contained per unit volume of the internal air IA.
  • the second temperature/humidity sensor 40 is disposed midway through the flow of the internal air IA generated by the operation of the fan 30, and measures the temperature and relative humidity of the internal air IA.
  • the second temperature/humidity sensor 40 is electrically connected to the control unit 70 by wire or wirelessly (see FIG. 7), and transmits the sensed measurement value to the control unit 70.
  • temperature and humidity sensors include a form in which the temperature sensor and the humidity sensor are integrated, and a form in which the temperature sensor and the humidity sensor are separated. It also includes formalized forms.
  • Closure portion 96 of air flow path 10 has a closure portion 96 formed adjacent to fan 30 .
  • the overall shape of the air flow path 10 is a so-called cul-de-sac, with a dead end near the end of the blocking section 96 (bottom 96a of the blocking section 96) when the opening 12 is defined as an "inlet".
  • the fan 30 is arranged adjacent to and parallel to the longitudinal direction of the air flow path 10 near the end of the closing portion 96 of the air flow path 10 .
  • the internal air IA flowing through the air flow path 10 is exhausted by the fan 30 from near the end of the closing portion 96.
  • the second temperature/humidity sensor 40 is disposed inside the closed portion 96 of the air flow path 10.
  • the second temperature/humidity sensor 40 is preferably disposed on the upstream side of the fan 30 (on the side of the fan suction port 31 when viewed from the fan 30).
  • the second temperature/humidity sensor 40 is arranged at a position facing the fan 30 on the inner wall 96b of the closed section (here, the wall of the shielding member 94 also constitutes the inner wall of the closed section). ing.
  • the second temperature/humidity sensor 40 may be placed on the downstream side of the fan 30 (on the fan outlet 32 side when viewed from the fan 30).
  • the sweat amount measuring device 1 can basically measure the head sweat amount Y using the principle of sweat amount measurement described in Non-Patent Document 2. However, the first embodiment is not limited to this.
  • the sweat amount measuring device 1 when the space formed between the outer shell 101 of the helmet 100 and the head H of the wearer WR is defined as the in-helmet air channel 110, the sweat flows into the in-helmet air channel 110.
  • the temperature t 1 and relative humidity RH 1 of the outside air OA which is air in the outside world E or air equivalent thereto, are measured by the first temperature and humidity sensor 20 to calculate the amount of moisture per unit volume as the amount of inflow moisture X 1 .
  • the temperature t2 and relative humidity RH2 of the internal air IA generated in the internal air flow path 110 in the helmet are measured by the second temperature/humidity sensor 40 to calculate the moisture content per unit volume as the outflow moisture content X2 .
  • the head perspiration amount Y which is the perspiration amount from the head H, is calculated based on the inflow moisture amount X 1 , the outflow moisture amount X 2 , and the air volume F related to the exhaust of the internal air IA by the fan 30. Specifically, the head sweat amount Y is calculated by subtracting the inflow moisture amount X 1 from the outflow moisture amount X 2 and multiplying this by the air flow rate F. Furthermore, the amount of whole body sweat can be estimated based on the calculated head sweat amount Y.
  • a measuring device for performing measurement based on such a principle can maximize the functions and effects of the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment.
  • the measuring device has the configuration of the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment, the head sweat amount or the whole body sweat amount can be measured more accurately based on the above-described principle. Note that details regarding the calculation of the head sweat amount Y will be discussed later in [Example].
  • the fan shall exhaust the internal air in the helmet air channel or air channel.
  • the temperature and relative humidity of the internal air are determined by the second temperature and humidity sensor to determine the amount of water flowing out.
  • the first temperature and humidity sensor determines the temperature and relative humidity of the outside air (outside air) flowing into the helmet to determine the amount of water flowing out.
  • the principle of sweat amount measurement described in Non-Patent Document 2 is used.
  • the second temperature and humidity sensor is placed in the immediate vicinity of the fan outlet.
  • the first temperature/humidity sensor is placed at the first level in the air flow path within the helmet or on the side opposite to the wearer's side when viewed from the air flow path. Specifically, it is assumed that it is placed outside the outer shell of the helmet. Furthermore, as a second level, a first temperature and humidity sensor is placed inside the helmet near the inlet of outside air (see Fig. 1 of Non-Patent Document 2).
  • FIG. 3 is a graph in which the integrated amount equivalent to the amount of head perspiration is calculated and plotted by simulation while changing the placement location of the first temperature and humidity sensor 20 and changing the level. As shown in the graph of FIG. 3, in Level 1, the amount equivalent to head perspiration (integrated amount) increased linearly with the passage of time. On the other hand, in level 2, although the equivalent head sweat amount (integrated value) tends to increase over time, the integrated value becomes saturated after a certain time.
  • the level 2 graph does not rise linearly.
  • the first temperature and humidity sensor of level 2 is placed in a position where air from the outside world is taken in, there is a possibility that heat and moisture emitted from the wearer's neck, forehead, etc. may also be mixed in. It is thought that the accuracy of measuring the equivalent amount of sweat on the head is reduced due to the position.
  • the graph for Level 1 the amount equivalent to head sweat (integration) increases linearly over time, and according to the placement position of the first temperature and humidity sensor in Level 1, the actual head sweat amount increases. It turns out that we can get closer values.
  • the first temperature and humidity sensor when configuring the sweat amount measuring device 1, following the standard 1, the first temperature and humidity sensor should be placed in the air flow path inside the helmet or on the side opposite to the wearer's side when viewed from the air flow path. It was confirmed that it is preferable to place the
  • the temperature and humidity sensor on the incoming air side (corresponding to the first temperature and humidity sensor 20) is attached to the helmet. It is located around the inner edge of. Although such a sensor is located at a position where air from the outside world is taken in, heat and moisture emitted from the wearer's neck, forehead, chest, back, etc. may also be mixed in from this position. For this reason, the configuration of the sweat amount measuring device described in Non-Patent Document 2 may be affected by the heat and moisture of the wearer, and there is room for improvement in more accurately measuring the amount of sweat on the head. There is.
  • the first temperature/humidity sensor 20 is placed in a place open to the outside E (opened), and the wearer The temperature and relative humidity of the air in the outside world E taken in from a location opposite to the WR side are measured. Therefore, in the vicinity of the first temperature/humidity sensor 20, fresh outside air is taken in in which the heat generated from the head, neck, forehead, chest, back, etc. of the wearer WR and the contamination of moisture are suppressed. Since the first temperature/humidity sensor 20 senses such air, the influence of heat and moisture emitted from the wearer WR is suppressed, and the amount of perspiration Y of the head can be measured more accurately.
  • the fan 30 is configured to suck the internal air IA in the air flow path 10 and discharge the internal air IA to the outside of the sweat measuring device 1. Most of it converges near the fan 30 and flows out.
  • the second temperature/humidity sensor 40 is placed in the middle of the flow of the internal air IA generated by the operation of the fan 30, and is placed at a position where most of the internal air IA passes through.
  • the temperature t 2 and relative humidity RH 2 of the internal air IA can be accurately sensed, and the amount of perspiration Y of the head can be measured more accurately.
  • the sweat amount measuring device 1 can be widely attached to general helmets that do not have a fan, and can measure the amount of head sweat more accurately than before. Further, these accurate measurements can be achieved with a relatively simple configuration without increasing the number of components such as the number of fans and the number of sensors.
  • the fan is configured with a dedicated helmet (helmet with fan) embedded in a part of the outer shell, and it is difficult to introduce an excessively large fan. There were circumstances that made it impossible. For this reason, in the past, when the wearer WR sweats a lot in a short period of time, the exhaust of air by the fan cannot keep up, and the measurement may not be able to track changes in the sweating state. There was room for improvement in making measurements more accurate and precise.
  • the sweat amount measuring device 1 measures the sweat amount by being externally attached to a commercially available helmet. Since the fan 30 is naturally external to the helmet body, there is a high degree of freedom in fan selection. It is also possible to use a fan that is larger, has a higher air volume, and is more efficient than the fan built into the helmet. By appropriately employing such a high-performance fan, even if the wearer WR sweats profusely in a short period of time, the internal air IA can be exhausted with sufficient capacity. It becomes possible to perform measurements that follow quickly. From this point of view as well, highly accurate and precise measurements can be expected.
  • the sweat amount measuring device 1 is provided with a sensor cover 50 that covers the first temperature and humidity sensor 20. Because such a cover is provided, it is like a weather observation box, and protects against radiant heat from the sun, the ground, buildings, etc., radiant heat and convection heat from the wearer, and moisture (water vapor) emitted by the wearer. Direct transmission to the first temperature/humidity sensor 20 can be prevented. Therefore, the first temperature/humidity sensor 20 can perform sensing while suppressing the direct effects of heat, moisture, etc., and can more accurately measure the amount of sweat Y from the head.
  • the sensor cover 50 has an outside air intake 52 and an outside air outlet 53. Therefore, the fluidity of the air within the sensor cover 50 is increased, and variations in temperature occurring within the sensor cover 50 are suppressed. Further, the first temperature/humidity sensor 20 is placed in a space where the outside air OA flows. By placing the first temperature/humidity sensor 20 not only in contact with the outside air OA but also in a space where the outside air OA flows, the first temperature/humidity sensor 20 can detect that sweating from the human body is not affected by heat generation. This means that they are constantly exposed to fresh outside air. Therefore, the amount of sweat Y on the head can be measured more accurately.
  • the air flow path 10 of the first embodiment has the closing portion 96 formed adjacent to the fan 30, and the second temperature/humidity sensor 40 is disposed near the fan 30.
  • the air flow path 10 is provided with a blockage part 96 (the end of the air flow path 10 is in the shape of a dead end), and the internal air IA flowing through the air flow path 10 is near the end of the blockage part 96. It is configured such that the air is discharged from the air by a fan 30. Due to this configuration, a negative pressure generated by the fan 30 is generated in the air flow path 10, and a large portion of the internal air IA is diverted to the vicinity of the end within the closed portion 96 (near the bottom of the bag in the dead end).
  • the second temperature and humidity sensor 40 can stably sense the high-purity internal air IA that has gathered near the end of the blockage part 96 and near the fan 30 in this way, it is possible to perform more accurate and highly accurate sweat measurement. can.
  • the position where the fan 30 of Embodiment 1 is arranged is such that when the sweat amount measuring device 1 is attached to the edge 102 of the helmet 100, the air is discharged from the back of the wearer's head to the nape of the wearer's neck. It is set to be around N. Since the air discharged from the fan 30 directly hits the area from the back of the wearer's head to the nape of the neck, the wearer WR can be cooled down and his/her body temperature can be lowered, thus positively contributing to the prevention of heatstroke.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing the sweat amount measuring device 2 according to the second embodiment and the sweat amount measuring system 9' according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a front view showing only the sensor cover 50 when the sweat amount measuring device 4 of FIG. 4 is viewed along arrow P.
  • the sweat amount measuring device 2 according to the second embodiment basically has the same configuration as the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment, but there are some differences in how to create the flow of outside air OA that is applied to the first temperature and humidity sensor 20. This is different from the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment.
  • the sweat amount measuring device 2 includes an air flow path 10 and a first temperature/humidity sensor 20.
  • a shielding member 94 having a communication portion 95 is provided between the space and the space. Since the shielding member 94 partitions the air flow path 10 and the space 60 in which the flow of outside air OA occurs, it can be rephrased as a "division member 94.”
  • the air flow path 10 and the space in which the first temperature/humidity sensor 20 is arranged communicate through the communication section 95, and the air flow is controlled by the fan 30.
  • the outside air OA is also forcibly sucked in from the space where the first temperature/humidity sensor is arranged via the communication portion 95.
  • the flow of outside air OA (flow that flows in from the outside air intake 52, passes near the first temperature and humidity sensor 20, and reaches the communication part 95) is in the space where the first temperature and humidity sensor 20 is arranged. arise.
  • the sweat amount measuring device 2 since the flow of outside air OA can be realized without installing a new fan, the sweat amount can be measured more accurately and with high precision while being space-saving, small, and lightweight. It is possible to provide a sweat amount measuring device that can perform the following.
  • the sucked outside air OA joins with the inside air IA near the communication part 95 in the air flow path 10, but the air volume of the merging inside air IA is expressed as the air volume of the inside air IA near the fan 30.
  • Practical sweat amount measurement can be performed by setting the amount to a value that is small (has little influence) compared to the above. ,
  • the communication portion 95 is formed at a position near the fan 30 and facing the fan 30. If the communication portion 95 is formed at this position, the outside air OA can be sucked in more efficiently.
  • the space in which the first temperature/humidity sensor 20 is arranged (the space 60 where the outside air OA flows) is such that the outside air OA has a substantially constant air volume near the first temperature/humidity sensor 20. It is structured to flow. That is, by exhausting the air with the fan 30 at a substantially constant air volume, it is possible to flow the outside air OA at a substantially constant air volume even in the space where the first temperature/humidity sensor is arranged (the space 60 where the outside air OA flows). It is possible.
  • the first temperature and humidity sensor 20 is configured to be able to sense the outside air OA with a substantially constant air volume, even if a sudden strong hot or cold air occurs in the outside world E, the first temperature and humidity sensor 20 will be able to In this space, sensing of the outside air OA can be performed in a state where the influence of disturbances caused by sudden strong hot and cold winds in the outside world E is alleviated. Therefore, the influence of sudden changes in weather in the outside world E can be minimized, and it is possible to measure the amount of perspiration Y of the head more accurately and with high precision.
  • the first temperature and humidity sensor 20 is arranged upstream of and near the communication section 95 when paying attention to the flow of the outside air OA. If the first temperature/humidity sensor 20 is arranged in such a position, it becomes possible to measure the temperature and relative humidity near the communication part where the outside air OA is sucked and collected, and the amount of sweat Y of the head can be measured. Measurements become more accurate.
  • the second temperature/humidity sensor 40 is mixed with outside air OA measured by the first temperature/humidity sensor 20, but by minimizing the amount of mixing,
  • the target air to be measured by the second temperature/humidity sensor 40 can be substantially the internal air IA, and the measurement principle described above can be made to substantially hold true.
  • the sweat amount measuring device 2 according to the second embodiment has basically the same configuration as the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment except for how to create a flow of outside air OA that is applied to the first temperature and humidity sensor 20. has. Therefore, the sweat amount measuring device 2 similarly has the corresponding effects among the effects that the sweat amount measuring device 1 has.
  • Example of sweat amount measuring device 2 The sweat amount measuring device 2 of the example is basically the same as the sweat amount measuring device 2 according to the second embodiment described using FIG. The explanation of the constituent elements common to the sweat amount measuring device 2 according to the second embodiment will be cited here, and further explanation will be omitted.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the sweat amount measuring device 2.
  • FIG. 6A is a perspective cross-sectional view of the sweat amount measuring device 2 taken along a plane including the rotation axis AX of the fan 30 and the longitudinal direction of the sweat amount measuring device 2.
  • FIG. 6(b) is a front view of the sweat amount measuring device 2 when the sweat amount measuring device 2 of FIG. 6(a) is viewed along arrow P.
  • Reference numeral 80 indicates a battery.
  • the battery 80 is supported and fixed by a battery support member 82 to the clip outer peripheral member 92b and the casing (no reference numeral).
  • hardware constituting the control unit 70 is housed inside the casing (no reference numeral).
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of an electrical hardware configuration implemented in the sweat amount measuring devices 1, 2, etc.
  • the sweat amount measuring device 2 of the example (the sweat amount measuring device 1 according to Embodiment 1, the sweat amount measuring device 2 according to Embodiment 2, the sweat amount measuring device 3 according to each modification example described below) , 4, and 5) are electrically configured centering on the control section 70.
  • the control unit 70 is a computer, and includes a processor 71, a memory 72 (storage not shown is also included in the concept of memory), a communication I/F (interface) 73, and an input/output I/F (interface) 74. These are connected to bus B. Battery 80 supplies power to control unit 70 .
  • the processor 71 operates based on a program stored in the memory 72 and controls each part.
  • the memory 72 also includes a nonvolatile storage device (ROM, etc.), and stores a boot program executed by the processor 71 when the sweat amount measuring device 2 is started, a program depending on the hardware of the control unit 70, etc. is stored.
  • the communication I/F 73 transmits and receives data to and from an external management device (not shown) via a wireless communication means (no code).
  • the input/output I/F 74 is electrically connected to the first temperature/humidity sensor 20, the second temperature/humidity sensor 40, the fan 30, etc., and interfaces with these input/output devices.
  • the processor 71 controls the rotation of the fan 30.
  • the processor 71 calculates the head sweat amount Y based on information from the first temperature/humidity sensor 20 and the second temperature/humidity sensor 40 transmitted via the input/output I/F 74. Further, the processor may calculate the whole body sweat amount based on the calculated head sweat amount Y.
  • the processor 71 controls data transmission and reception with a management device (not shown) via the communication I/F 73.
  • the processor 71 can also operate to hold data regarding the calculated head sweat amount Y and the whole body sweat amount in the memory 72.
  • the control unit 70 calculates the moisture amount per unit volume as the inflow moisture amount X 1 based on the temperature t 1 and relative humidity RH 1 of the outside air OA received from the first temperature/humidity sensor 20 .
  • the amount of inflow moisture is X 1 [g/m 3 ]
  • the temperature of outside air OA is t 1 [°C]
  • the relative humidity of outside air OA is RH 1 [%]
  • the saturated water vapor pressure of outside air OA is e 1 [hPa].
  • control unit 70 calculates the inflow water amount X 1 using the following equations (1) and (2).
  • subscript 1 is picked up and applied to any one of the terms e, t, RH, and X in the following equations (1) to (3)
  • subscript 1 is also applied to the other terms. shall be picked up and applied.
  • subscript 2 is picked up and applied to one term, subscript 2 is also picked up and applied to other terms.
  • control unit 70 controls the amount of moisture per unit volume as the outflow moisture amount Calculate quantities. Specifically, the amount of water flowing out is X 2 [g/m 3 ], the temperature of the internal air IA is t 2 [°C], the relative humidity of the internal air IA is RH 2 [%], and the saturated water vapor pressure of the internal air IA is Assuming e 2 [hPa], calculations are performed using the above formulas (1) and (2) to obtain the outflow water amount X 2 .
  • the control unit 70 controls the inflow moisture amount X 1 [g/m 3 ], the outflow moisture amount X 2 [g/m 3 ], and the given (known) air flow rate F [m 3 ] of the fan 30 obtained by the above calculation. /min], the following formula (3) is used to calculate the head perspiration amount Y [g/m 3 ].
  • control unit 70 can also estimate the whole body sweat amount based on the obtained head sweat amount Y.
  • the control section 70 includes an "inflow moisture amount calculation section” that calculates the moisture amount per unit volume as the inflow moisture amount X1 , and an “outflow moisture amount calculation section” that calculates the moisture amount per unit volume as the outflow moisture amount X2 .
  • a "head sweat amount calculation section” that calculates the head sweat amount Y based on the inflow moisture amount X 1 , the outflow moisture amount X 2 , and the air volume F related to the exhaust of the internal air IA by the fan 30.
  • the control section may include a "whole body sweat amount calculation section” that estimates the whole body sweat amount based on the calculated head sweat amount Y.
  • control section 70 within the sweat amount measuring device may include all of the above-mentioned inflow moisture amount calculation section, outflow moisture amount calculation section, head sweat amount calculation section, and whole body sweat amount calculation section,
  • a management device other than the sweat amount measuring device may include part or all of the sweat amount measuring device.
  • a sweat amount measuring system 9 can be configured by combining the sweat amount measuring device 1 according to Embodiment 1 and the helmet 100 (Embodiment 3).
  • the sweat amount measuring system 9 includes a helmet 100 and the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment attached to the edge 102 of the helmet 100.
  • the helmet 100 may be a commercially available general helmet, such as a work helmet commonly used in the construction industry.
  • the helmet 100 includes an outer shell 101, an intermediate covering member 103, a collar 104, and the like.
  • the outer shell 101 is a member that separates the outside world E from the head H of the wearer WR, and protects the head H from the outside world E.
  • An in-helmet air flow path 110 is formed between the outer shell 101 and the head H of the wearer WR.
  • the intermediate covering member 103 is, for example, an inner belt, and supports the helmet 100 while bringing the helmet 100 into contact with the head.
  • the intermediate covering member 103 is open, allowing water vapor and hot air to pass between the head H and the helmet air flow path 110.
  • the sweat amount measuring system 9 since the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment is used as the sweat amount measuring device, the effect that the sweat amount measuring device 1 according to the first embodiment has The same effect can be obtained. If such a sweat amount measuring system 9 is used, the amount of sweat on the head can be measured more accurately, and more accurate measures against heatstroke can be taken.
  • a mode of configuring the sweat amount measurement system 9 using the sweat amount measurement device 1 according to the first embodiment has been described.
  • the present invention is not limited to this, and a sweat amount measurement system using the sweat amount measurement device 2 according to the second embodiment (see FIG. 4) and the sweat amount measurement devices 3, 4, and 5 according to each modification example described later. can also be configured.
  • FIG. 8 is a front view showing sensor covers 50' and 50'' of Modifications 1 and 2, respectively.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 3 according to a third modification.
  • FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 4 according to a fourth modification.
  • FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a sweat amount measuring device 5 according to a fifth modification.
  • Embodiment 1 has been described using an example in which the slit-shaped outside air intake port 52 is provided on the front side of the sensor cover 50 (see FIG. 2).
  • the present invention is not limited thereto.
  • a plurality of openings may be provided on the side surface of the sensor cover 50', and these openings may be configured as the outside air intake port 52 (Modification 1).
  • the front side of the sensor cover 50'' is shaped like a lattice (blind shape, mesh shape, etc. are also possible) so that outside air OA can freely pass through, and the first temperature and humidity are adjusted.
  • the sensor 20 can also be configured to be protected from radiation from the outside world E (Modification 2).
  • outside air intake port 52 is provided in the sensor cover 50, so that outside air OA flows in a natural manner.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the sensor fan 58 can be actively used in the space 60 where outside air OA flows.
  • a flow of outside air OA may be generated (Modification 3).
  • the shielding member 94 partitioning member 94 that separates the air flow path 10 from the space 60 where the flow of outside air OA occurs is extended to the area where it touches the fan 30. It is also possible to extend the fan suction port 31 and actively generate a flow of outside air OA by the suction force from a part of the fan suction port 31 (Modification 4).
  • the second temperature/humidity sensor 40 has been described using an example (see FIG. 1) in which the second temperature/humidity sensor 40 is disposed within the closed portion 96 of the air flow path 10.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the second temperature/humidity sensor 40 may be placed outside the air flow path 10 so as to be in contact with the fan outlet 32 (Modification 5).
  • the second temperature/humidity sensor 40 is arranged outside the fan 30, but even in such a case, the second temperature/humidity sensor 40 is "disposed midway through the flow of internal intake air.” be handled.
  • the clip portion 92 was introduced as a helmet attachment means.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the clip outer peripheral material 92b and the outer periphery of the edge of the helmet 100 may be tightened together with a belt (not shown) or the like to strengthen the fixation.
  • the sweat amount measuring device may be placed between the belt and the outer shell 101 of the helmet 100 using only a belt, and the helmet 100 may be wrapped around the sweat amount measuring device and the belt.
  • the outer shell 101 of the helmet 100 and the sweat amount measuring device may be attached by adhesively fixing them, for example, with an adhesive.
  • the sweat amount measuring systems 9 and 9' in each embodiment and each modification are those in which the helmet 100 and the sweat amount measuring devices 1 to 5 are separate bodies, and are defined as sweat amount measuring systems 9 in a narrow sense. , 9' and explained.
  • the present invention is not limited thereto.
  • a dedicated helmet in which the helmet 100 and the sweat rate measuring devices 1 to 5 are integrated is also treated as equivalent to the sweat rate measuring system 9, 9', and is included in the sweat rate measuring system 9, 9' of the present invention. It will be done.

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Abstract

発汗量計測装置１は、内空気ＩＡが流れる空気流路１００と、外界に開放された場所に配置され、前記空気流路からみて前記装着者の側とは反対の側の場所から取り入れられた外空気ＯＡの温度及び相対湿度を計測する第１温湿度センサ２０と、空気流路１０内の内空気ＩＡを吸引して内空気ＩＡを当該発汗量計測装置１の外部に排出するファン３０と、ファン３０が動作することによって生じる内空気ＩＡの流れの中途に配置され、内空気ＩＡの温度及び相対湿度を計測する第２温湿度センサ４０とを備える。発汗量計測装置１は、ヘルメット１００の縁部１０２に取り付けられ、頭部発汗量を従来より正確に計測できる。

Description

発汗量計測装置及び発汗量計測システム
　本発明は、発汗量計測装置及び発汗量計測システムに関する。
　建設業等の現場において、作業者は高温の環境下で作業に従事することがある。高温の環境下においては作業者の熱中症を防ぐことが重要である。熱中症に罹患する前段階で、
作業者の行動下での発汗量をリアルタイムで把握し、特に全身からの発汗量（全身発汗量）を把握して水分補給、作業中止等の対策を講じられれば有効であると考えられる。しかしながら、一般に全身発汗量を計測するには大掛かりな設備が必要となるため、このような設備を必要とする発汗量計測は建設業等の現場に適さない（例えば非特許文献１参照）。
　こうした課題を解決するため、作業者が着用するヘルメットに注目し、ヘルメット内部における頭部からの発汗量を計測することにより全身発汗量を推定するウエラブルな発汗量計測装置が研究されている（例えば非特許文献２及び特許文献１参照）。
　非特許文献２及び特許文献１に記載された発汗量計測装置は、ヘルメットの外殻と装着者の頭部との間に形成される空間（ヘルメット内空気流路）に存在する空気を、ファンにより強制的に移動できるようになっている。そうした上で、ヘルメット内空気流路に流入する空気の温度ｔ１，相対湿度ＲＨ１を計測して単位体積当たりの水分量（流入水分量Ｘ１）を算定すると共に、ヘルメット内空気流路から流出する空気の温度ｔ２，相対湿度ＲＨ２を計測して単位体積当たりの水分量（流出水分量Ｘ２）を算定する。算定した流出水分量Ｘ２から流入水分量Ｘ１を差し引き、これに風量Ｆを乗ずることでヘルメット内空気流路で発生する単位時間当たりの頭部発汗相当量（以下、単に「頭部発汗量」という）を得ることができる。
　研究により、頭部発汗量と全身発汗量との間には十分な相関関係があることが分かってきているため（非特許文献２参照）、上記で得られた頭部発汗量から全身発汗量を推定することができる。
　このように、非特許文献２及び特許文献１に記載された発汗量計測装置によれば、頭部発汗量（相当量）を計測することで全身発汗量を推定することが可能なため、大掛かりな設備を用いなくとも熱中症対策に寄与できる。
沢崎愼裕、外４名、「屋外暑熱環境の温熱評価手法に関する研究」、生産研究、2006年、第58巻、第3号、p.323-327 小須田 司、外３名、「行動下発汗量計測可能なヘルメットデバイス開発と新たな熱中症罹患早期推定指標への適用可能性」、エレクトロニクス実装学会誌、一般社団法人エレクトロニクス実装学会、2021年、第24巻、第6号、p.541-550
国際公開第２０２０／１８４６８６号
　上記したようにヘルメットを用いたウエアラブルな発汗量計測装置は、頭部発汗量の計測値に基づいて全身発汗量を推定するものであるため、頭部発汗量を可能な限り正確に計測することが重要である。
　非特許文献２及び特許文献１に記載された技術は、ファン付きの特定のヘルメットで成立する計測方式である。しかし、建設業等の現場では、様々なメーカーによるヘルメットが使用されており、ファン付きの特定のヘルメットを前提とした発汗量計測は普及しづらい。以上のように、建設業等の現場では、ファンが付いていない一般的なヘルメットに対しても広く取り付けられ、頭部発汗量をより正確に計測できる発汗量計測装置が要請されている。
　本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、ファンが付いていない一般的なヘルメットに対しても広く取り付けられ、従来に比べ頭部発汗量をより正確に計測できる発汗量計測装置を提供することを目的とする。また、そのような発汗量計測装置を備えた発汗量計測システムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様によればヘルメットの縁部に取り付けられ、該ヘルメットの装着者の頭部からの発汗量を計測する発汗量計測装置が提供される。
　発汗量計測装置は、頭部から発せられた水蒸気を含む空気（以下、「内空気」という。）が流れる空気流路と、外界に開放された場所に配置され、空気流路からみて装着者の側とは反対の側の場所から取り入れられた外界の空気（以下、「外空気」という。）の温度及び相対湿度を計測する第１温湿度センサと、空気流路内の内空気を吸引して、内空気を当該発汗量計測装置の外部に排出するファンと、ファンが動作することによって生じる内空気の流れの中途に配置され、内空気の温度及び相対湿度を計測する第２温湿度センサと、を備える。
　本発明の別の一態様によれば、ヘルメットと、ヘルメットの縁部に取り付けられた上記記載の発汗量計測装置と、を備えた発汗量計測システムが提供される。
　本発明によれば、ファンが付いていない一般的なヘルメットに対しても広く取り付けられ、従来に比べ頭部発汗量をより正確に計測できる発汗量計測装置を提供することができる。
実施形態１に係る発汗量計測装置１及び実施形態３に係る発汗量計測システム９を示す模式的な断面図である。 図１の発汗量計測装置１を矢印Ｐに沿って視たときのセンサカバー５０のみを示す正面図である。 第１温湿度センサ２０の配置場所を異ならせて水準を変えながら、頭部発汗量相当量の積算量をシミュレーションで算出しプロットしたグラフである。 実施形態２に係る発汗量計測装置２及び実施形態３に係る発汗量計測システム９’を示す模式的な断面図である。 図４の発汗量計測装置４を矢印Ｐに沿って視たときのセンサカバー５０のみを示す正面図である。 発汗量計測装置２の実施例を示す図である。 発汗量計測装置１，２等に実装される電気的なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 変形例１，２のセンサカバー５０’，５０’’をそれぞれ示す正面図である。 変形例３に係る発汗量計測装置３を示す模式的な断面図である。 変形例４に係る発汗量計測装置４を示す模式的な断面図である。 変形例５に係る発汗量計測装置５を示す模式的な断面図である。
　以下、本発明に係る発汗量計測装置及び発汗量計測システムについて図を参照しながら説明する。なお、各図に共通する符号については、当該符号について既に説明した内容を他の図の説明においても援用できることから、他の図における説明を省略する。
［実施形態１］
１．実施形態１に係る発汗量計測装置１の構成
　図１は、実施形態１に係る発汗量計測装置１及び実施形態３に係る発汗量計測システム９を示す模式的な断面図である。図においてＩＡ，ＯＡで示される矢印は当該空間に流れる内空気ＩＡ及び外空気ＯＡの一部を例示的に説明するためのものである。ここでの矢印の方向は空気が進行する方向を示す（以下の図面においても同様）。図２は、図１の発汗量計測装置１を矢印Ｐに沿って視たときのセンサカバー５０のみを示す正面図である。
（１）発汗量計測装置１の概要
　図１に示すように、実施形態１に係る発汗量計測装置１はヘルメット１００の縁部１０２に取り付けられ、該ヘルメット１００の装着者ＷＲの頭部Ｈからの発汗量を計測する装置である。
　発汗量計測装置１は、当該発汗量計測装置１をヘルメット１００に取り付けるためのヘルメット取付手段（符号なし）を備えている。発汗量計測装置１にはクリップ部９２が設けられており、このクリップ部９２はヘルメット取付手段を構成している。クリップ部９２は、クリップ内周材９２ａ、クリップ外周材９２ｂ及びクリップ側周材９２ｃを具備している《図６（ａ）も併せて参照》。クリップ部９２の一方の側（図では上側）には開口部１２が設けられており、ヘルメット１００の縁部１０２（後方の縁部）を開口部１２に嵌挿すると、ヘルメット１００の縁部１０２がクリップ内周材９２ａとクリップ外周材９２ｂとに挟まれて固定されるようになっている。これにより発汗量計測装置１がヘルメット１００に取り付けられる。
　発汗量計測装置１は、空気流路１０、第１温湿度センサ２０、ファン３０及び第２温湿度センサ４０を備える。
　発汗量計測装置１は、ファン３０を回してヘルメット１００内に外界Ｅの空気（外空気ＯＡ）を引き込み、ヘルメット１００内の頭部Ｈから発せられた水蒸気を含む空気（内空気ＩＡ）を流動させてファン３０から排気するようにし、かかる空間系に流入する空気及び流出する空気について第１温湿度センサ２０及び第２温湿度センサ４０で計測する。
　ここで「外界Ｅ」とは、広義には、ヘルメット１００に発汗量計測装置１を取り付けてこれらを人間に装着したときに、ヘルメット１００の外殻１０１（半球状をなす）及び発汗量計測装置１で囲まれる領域に対して外側の領域のことをいう。言い換えると「外界Ｅ」とは、ヘルメット１００の外殻１０１又は発汗量計測装置１に対して装着者ＷＲ側ではなくその反対側の領域のことをいう。また、狭義には、内空気ＩＡ（後述）が流動する空間の外側の領域ということもできる。
（２）空気流路１０
　空気流路１０は、装着者ＷＲの頭部Ｈから発せられた水蒸気を含む空気（内空気ＩＡ）が流れる構造部である。空気流路１０は、クリップ内周材９２ａ及びクリップ外周材９２ｂ、後述する閉塞部９６における内壁９６ｂ及び底９６ａ、後述する遮蔽部材９４等のそれぞれの壁によって囲まれて構成されている。
　空気流路１０は、クリップ内周材９２ａ及びクリップ外周材９２ｂのそれぞれの一端によって構成される開口部１２を有している。開口部１２から閉塞部９６の内側まで繋がった空間は空気流路１０を構成する。開口部１２は、ヘルメット１００と頭部Ｈとの間の空間であるヘルメット内空気流路１１０に接続され、かかる開口部１２から内空気ＩＡを取り込めるようになっている。
（３）第１温湿度センサ２０
　第１温湿度センサ２０は、外空気ＯＡの単位体積当たりに含まれる水分量Ｘ（絶対湿度Ｘということもある）を計測するためのセンサである。第１温湿度センサ２０は、外界Ｅに開放された場所に配置され、空気流路１０からみて装着者ＷＲの側とは反対の側の場所から取り入れられた外界Ｅの空気（外空気ＯＡ）の温度及び相対湿度を計測する。第１温湿度センサ２０は、有線又は無線により制御部７０と電気的に接続されており（図７参照）、センシングした計測値を制御部７０に伝える。
　図１の例において、第１温湿度センサ２０は、内空気ＩＡが流れる空気流路１０からみて装着者ＷＲの側とは反対側の場所に配置されている。具体的には、第１温湿度センサ２０は遮蔽部材９４における装着者ＷＲ側の面とは反対側の面に配置されている。
（４）センサカバー５０
　第１温湿度センサ２０は外界Ｅに露出した状態となっていてもよい。発汗量計測装置１を屋内で使用する場合でセンサカバー５０が不要な場合には、カバー無しとすることで発汗量計測装置１の構造を簡便化し、発汗量計測装置１を軽量化することができる。
　ただ、第１温湿度センサ２０は、特に太陽光線など外部からの輻射熱の影響を第１温湿度センサ２０が受けにくいように、更にセンサカバー５０で覆われていることが好ましい。図１及び図２で示す例では、発汗量計測装置１には第１温湿度センサ２０を覆うセンサカバー５０が設けられている。
　図２に示すように、センサカバー５０には、空気流路１０からみて装着者ＷＲの側とは反対の側の場所であって第１温湿度センサ２０の略下方に外空気取入れ口５２が設けられており、装着者ＷＲから発する熱・水蒸気等の混入による影響が少ないこのような開口場所から外空気ＯＡを取り入れられるようになっている。更に、第１温湿度センサ２０の略上方に外空気取出し口５３が設けられており、センサカバー５０内の空気の流動性を高め、センサカバー５０内で発生する温度のばらつきが抑えられるようになっている。
　第１温湿度センサ２０は、空間的には外空気取入れ口５２及び外空気取出し口５３を介して外界Ｅに通じており、外界に開放された場所に配置されている。
　発汗量計測装置１のセンサカバー５０には、外空気取入れ口５２の他に外空気取出し口５３が設けられており、第１温湿度センサ２０が配置された内側の空間に外空気ＯＡの流れを作ることができるようになっている。第１温湿度センサ２０は、「外空気ＯＡの流れが生じる空間６０」に配置されている。
　なお、発汗量計測装置１は、センサカバー５０に外空気取出し口５３を有さず外空気取入れ口５２のみを有する構成としても構わない。
（５）ファン３０
　ファン３０は、空気流路１０やヘルメット内空気流路１１０でなる空間系に存在する空気を強制的に流動させる。ファン３０は空気流路１０に隣接して配置されている。
　ファン３０は、制御部７０と電気的に接続されており（図７参照）、制御部７０から供給された駆動信号又は駆動電力により空気を空気流路１０の内から外（当該発汗量計測装置１の外部）に送る方向に回転制御される。このように制御されると、ファン３０は、空気流路１０内の内空気ＩＡを吸引して、該内空気ＩＡを当該発汗量計測装置１の外部に排出する。このとき、空気流路１０やヘルメット内空気流路１１０には陰圧が生じる。
　なお、ファン３０が配置される位置は、当該発汗量計測装置１がヘルメット１００の縁部１０２に取り付けられた状態において、ファン３０による空気の排出先が装着者ＷＲの後頭部から首筋Ｎの辺りとなるように設定されている。ファン３０における空気が吸入される側の開口をファン吸入口３１とし、空気が排出される側の開口をファン排出口３２とする。符号３９で示す構造物はファンガードである。
（６）第２温湿度センサ４０
　第２温湿度センサ４０は、内空気ＩＡの単位体積当たりに含まれる水分量Ｘ２（絶対湿度Ｘ２ということもある）を計測するためのセンサである。
　第２温湿度センサ４０は、ファン３０が動作することによって生じる内空気ＩＡの流れの中途に配置され、内空気ＩＡの温度及び相対湿度を計測する。第２温湿度センサ４０は、有線又は無線により制御部７０と電気的に接続されており（図７参照）、センシングした計測値を制御部７０に伝える。
　なお、第１温湿度センサ２０及び第２温湿度センサ４０でいうところの「温湿度センサ」は、温度センサと湿度センサとが一体化された形態の他、温度センサと湿度センサとが別体化された形態も含まれる。
（７）空気流路１０の閉塞部９６
　空気流路１０は、ファン３０に隣接して形成された閉塞部９６を有している。空気流路１０の全体的な形状は、開口部１２を「入口」としたときに閉塞部９６の末端付近（閉塞部９６の底９６ａ）で「行き止まり」となった、いわゆる袋小路状となっている。
　このとき、ファン３０は空気流路１０の閉塞部９６の末端付近において空気流路１０の長手方向に平行に隣接して配置されている。ファン３０を動作させると、空気流路１０を流れる内空気ＩＡは閉塞部９６の末端付近からファン３０で排出される。ファン３０が動作すると空気流路１０にはファン３０を源とする陰圧が生じ、内空気ＩＡの多くの部分が閉塞部９６内の末端付近（袋小路の袋の底付近）やファン近傍に集まって通過することとなる。
　第２温湿度センサ４０は空気流路１０の閉塞部９６の内部に配置されていることが好ましい。具体的には、第２温湿度センサ４０はファン３０の上流側（ファン３０から見てファン吸入口３１の側）に配置されていることが好ましい。図１の例では、第２温湿度センサ４０は、閉塞部における内壁９６ｂ（ここでは遮蔽部材９４の壁も閉塞部の内壁を構成している）であってファン３０に面した位置に配置されている。
　逆に、第２温湿度センサ４０はファン３０の下流側（ファン３０から見てファン排出口３２の側）に配置されていてもよい。
（８）頭部発汗量Ｙの計測
　発汗量計測装置１は、基本的には非特許文献２に記載された発汗量計測の原理を用いて頭部発汗量Ｙを計測することができる。ただし、実施形態１ではこれに限定されるものではない。
　発汗量計測装置１は、ヘルメット１００の外殻１０１と装着者ＷＲの頭部Ｈとの間に形成される空間をヘルメット内空気流路１１０としたときに、ヘルメット内空気流路１１０に流入する外界Ｅの空気又はそれと同等の空気である外空気ＯＡの温度ｔ１及び相対湿度ＲＨ１を第１温湿度センサ２０で計測して流入水分量Ｘ１としての単位体積当たりの水分量を算定すると共に、ヘルメット内空気流路１１０で生じた内空気ＩＡの温度ｔ２及び相対湿度ＲＨ２を第２温湿度センサ４０で計測して流出水分量Ｘ２としての単位体積当たりの水分量を算定し、流入水分量Ｘ１と流出水分量Ｘ２とファン３０による内空気ＩＡの排気に係る風量Ｆとに基づき頭部Ｈからの発汗量である頭部発汗量Ｙを算定する。具体的には、流出水分量Ｘ２から流入水分量Ｘ１を差し引きこれに風量Ｆを乗じて頭部発汗量Ｙを算定する。
　更に、算定した頭部発汗量Ｙに基づいて全身発汗量を推定することができる。
　かかる原理の計測を行うための計測装置であれば、実施形態１に係る発汗量計測装置１の作用・効果を最大限発揮することができる。逆に、実施形態１に係る発汗量計測装置１の構成を備えた計測装置であれば、上記した原理による頭部発汗量又は全身発汗量の計測をより一層正確に行うことができる。
　なお、頭部発汗量Ｙの算定に関する詳細については後の［実施例］で触れる。
２．シミュレーション例
　発明者らは、シミュレーションにより、頭部発汗量を正確に計測するために適した第１温湿度センサ２０の配置位置について新たな知見を得たので、以下説明する。
（１）シミュレーション条件
　ヘルメット本体とヘルメット内空気を排気するファンが付加されたヘルメットを人間が装着したものとする。ヘルメットの内側からは平均的な人間が装着した場合と同等の水蒸気発生・熱発生があるものとし、装着者（ヘルメットを装着した人間）からは単位時間当たり一定量の発汗があるものと設定する。ヘルメットの後方から速度１．５［ｍ／ｓ］の風が当たったものとする。
　ファンによってヘルメット内空気流路又は空気流路にある内空気が排出されるものとする。その際、第２温湿度センサで内空気の温度及び相対湿度を把握して流出水分量を把握するものとする。また、第１温湿度センサで、ヘルメット内部に流入する外界の空気（外空気）の温度及び相対湿度を把握して流出水分量を把握するものとする。
　頭部発汗量（相当量）Ｙを算定する原理としては、非特許文献２に記載された発汗量計測の原理を用いる。
　第２温湿度センサは、ファン排出口の直近に配置するものとする。
　第１温湿度センサについては、第１水準として、ヘルメット内空気流路又は空気流路からみて装着者の側とは反対の側の場所に配置する。具体的には、ヘルメットの外殻の外側に配置するものと仮定する。また、第２水準として、ヘルメット内部であって外空気の流入口付近に第１温湿度センサを配置する（非特許文献２のFig.1を参照）。
（２）シミュレーション結果及び考察
　図３は、第１温湿度センサ２０の配置場所を異ならせて水準を変えながら、頭部発汗量相当量の積算量をシミュレーションで算出しプロットしたグラフである。
　図３のグラフに示すように、水準１では、時間の経過と共に頭部発汗量相当量（積算）はリニアに上昇していた。一方で、水準２では、時間の経過と共に頭部発汗量相当量（積算値）は上昇する傾向にあるものの、ある時間を過ぎると積算値は飽和していた。
　装着者から単位時間当たり一定量の発汗があれば、実際の頭部発汗量（積算値）についても時間の経過と共に当然にリニアに上昇するものとなる筈である。この点から本シミュレーションをみると、水準２のグラフはリニアに上昇するものとなっていない。これは、水準２の第１温湿度センサの配置位置が、外界の空気が取り込まれる位置であるとはいえ、装着者の首、額等から発する熱や水分も併せて混入する可能性がある位置であることにより、頭部発汗量相当量の計測の正確さを落としているものと考えられる。
　他方、水準１のグラフでは、時間の経過と共に頭部発汗量相当量（積算）はリニアに上昇しており、水準１の第１温湿度センサの配置位置によれば、実際の頭部発汗量により近い値を得られることが分かった。
　以上のシミュレーション結果から、発汗量計測装置１を構成するに当たっては、水準１に倣って、第１温湿度センサをヘルメット内空気流路又は空気流路からみて装着者の側とは反対の側の場所に配置することが好ましいことが確認された。
３．実施形態１に係る発汗量計測装置１の効果
（１）非特許文献２に記載された発汗量計測装置においては、流入空気側の温湿度センサ（第１温湿度センサ２０に対応する）がヘルメットの内縁辺りに配置されている。かかるセンサの配置位置は外界の空気が取り込まれる位置であるとはいえ、かかる位置から装着者の首、額、胸、背中等から発する熱や水分も併せて混入する可能性がある。こうしたことから、非特許文献２に記載された発汗量計測装置の構成では、装着者の熱や水分の影響を受ける可能性があり、より正確に頭部発汗量を計測する上で改善の余地がある。
　一方、実施形態１に係る発汗量計測装置１によれば、第１温湿度センサ２０は、外界Ｅに開放された（開口された）場所に配置されており、空気流路１０からみて装着者ＷＲの側とは反対の側の場所から取り入れられた外界Ｅの空気の温度及び相対湿度を計測するようになっている。このため、第１温湿度センサ２０の辺りでは、装着者ＷＲの頭部、首、額、胸、背中等から発する熱や水分の混入が抑えられた新鮮な外空気が取り込まれる。第１温湿度センサ２０はこのような空気をセンシングするため、装着者ＷＲから発する熱や水分の影響が抑えられて、頭部発汗量Ｙをより正確に計測することができる。
　また、発汗量計測装置１によれば、ファン３０により空気流路１０内の内空気ＩＡを吸引して内空気ＩＡを発汗量計測装置１の外部に排出するよう構成されており、内空気ＩＡの大部分がファン３０近傍に収束して流れ出るようになっている。第２温湿度センサ４０は、ファン３０が動作することによって生じる内空気ＩＡの流れの中途に配置されており、言うなれば内空気ＩＡの大部分が通過する位置に配置されていることから、内空気ＩＡの温度ｔ２及び相対湿度ＲＨ２を的確にセンシングすることができ、頭部発汗量Ｙをより正確に計測することができる。
　以上のことから、実施形態１に係る発汗量計測装置１は、ファンが付いていない一般的なヘルメットに対しても広く取り付けられ、従来に比べ頭部発汗量をより正確に計測できるものとなる。また、これらの正確な計測が、例えばファンの数やセンサの数などの部品点数が増大することなく比較的シンプルな構成で達成することができる。
（２）非特許文献２に記載された発汗量計測装置においては、ファンが外殻の一部に埋め込まれた専用のヘルメット（ファン付きヘルメット）により構成されており、あまり大きなファンを導入することができないという事情があった。このため、従来においては、装着者ＷＲが短時間に大量発汗する場合にはファンによる空気の排出が追い付かず、計測の上でも発汗状態の変化を追従しきれないという課題が生じることがあり、より正確に精度良く計測する上で改善の余地があった。
　一方、実施形態１に係る発汗量計測装置１は、市販のヘルメットに外付けすることで発汗量を計測するものとなっている。ファン３０についても当然にヘルメット本体に対して外部のものとなるため、ファン選択の自由度が高い。ヘルメット内蔵のファンに比べて大型・大風量・高効率のファンを採用することもできる。そのような高性能なファンを適宜採用することにより、仮に装着者ＷＲが短時間に多量発汗したとしても、十分な能力をもって内空気ＩＡを排出することができ、例えば急激な発汗量の増加に迅速に追従した計測を行うことが可能となる。この点からも正確性や精度の高い計測が期待できる。
（３）実施形態１に係る発汗量計測装置１には第１温湿度センサ２０を覆うセンサカバー５０が設けられている。このようなカバーが設けられているため、気象観測用の百葉箱の如く、太陽・地面・建築物等からの輻射熱、装着者からの輻射熱・対流熱等、装着者が発する水分（水蒸気）等が直接的に第１温湿度センサ２０に伝達するのを防護することができる。よって、第１温湿度センサ２０ではこれらの熱・水分等による直接的な影響を抑えながらセンシングすることができ、頭部発汗量Ｙをより正確に計測することができる。
（４）実施形態１の第１温湿度センサ２０において、センサカバー５０は外空気取入れ口５２及び外空気取出し口５３を有している。このため、センサカバー５０内の空気の流動性が高まり、センサカバー５０内で発生する温度のばらつきが抑えられる。
　また、第１温湿度センサ２０は、外空気ＯＡの流れが生じる空間に配置されている。第１温湿度センサ２０を、単に外空気ＯＡに接するだけでなく外空気ＯＡの流れのある空間に配置することにより、第１温湿度センサ２０には、人体からの発汗は発熱の影響を受けない新鮮な外空気ＯＡが常に当たることとなる。このため、頭部発汗量Ｙをより正確に計測することができる。
（５）実施形態１の空気流路１０は、ファン３０に隣接して形成された閉塞部９６を有し、また、第２温湿度センサ４０は、ファン３０の近傍に配置されている。別言すると、空気流路１０には閉塞部９６が設けられており（空気流路１０の末端が袋小路状となっており）、空気流路１０を流れる内空気ＩＡが閉塞部９６の末端付近からファン３０で排出されるよう構成されている。
　このような構成となっているため、空気流路１０にはファン３０を源とする陰圧が生じ、内空気ＩＡの多くの部分を閉塞部９６内の末端付近（袋小路の袋の底付近）やファン３０近傍に集めて通過させることができる。また、閉塞部９６内では新たな外空気ＯＡは混ざりづらくなっている。このように閉塞部９６の末端付近やファン３０近傍に集まった純度の高い内空気ＩＡを第２温湿度センサ４０で安定的にセンシングできることから、より正確で高精度な発汗量計測を行うことができる。
（６）実施形態１のファン３０が配置される位置は、発汗量計測装置１がヘルメット１００の縁部１０２に取り付けられた状態において、ファン３０による空気の排出先が装着者ＷＲの後頭部から首筋Ｎの辺りとなるように設定されている。ファン３０から排出された空気が装着者の後頭部から首筋の辺りに直接当たるため、装着者ＷＲに涼をもたらしたり体温を下げることができ、熱中症予防に積極的に貢献できる。
［実施形態２］
　図４は、実施形態２に係る発汗量計測装置２及び実施形態３に係る発汗量計測システム９’を示す模式的な断面図である。図５は、図４の発汗量計測装置４を矢印Ｐに沿って視たときのセンサカバー５０のみを示す正面図である。
　実施形態２に係る発汗量計測装置２は、基本的には実施形態１に係る発汗量計測装置１と同様の構成を有するが、第１温湿度センサ２０に当てる外空気ＯＡの流れの作り方において実施形態１に係る発汗量計測装置１と異なる。
１．実施形態２に係る発汗量計測装置２の構成及び効果
　図４及び図５に示すように、実施形態２に係る発汗量計測装置２は、空気流路１０と第１温湿度センサ２０が配置された空間との間には連通部９５を有する遮蔽部材９４が備えられている。遮蔽部材９４は、空気流路１０と外空気ＯＡの流れが生じる空間６０とを区画することから「区画部材９４」と言い換えることができる。
　発汗量計測装置２はこのように構成されているため、空気流路１０と第１温湿度センサ２０が配置された空間との間は連通部９５を介して通じることとなり、ファン３０によって空気流路１０内の内空気ＩＡを吸引すると、これに伴って外空気ＯＡも第１温湿度センサが配置された空間から連通部９５を介して強制的に吸引される。すると、第１温湿度センサ２０が配置された空間には外空気ＯＡの流れ（外空気取入れ口５２から流入し、第１温湿度センサ２０の付近を通過し、連通部９５に至る流れ）が生じる。
　実施形態２に係る発汗量計測装置２によれば、新たなファンを設けることなく外空気ＯＡの流れを実現できるため、省スペース・小型・軽量でありながらより正確で高精度な発汗量の計測を行える発汗量計測装置を提供することができる。
　なお、空気流路１０内の連通部９５近傍では吸引された外空気ＯＡが内空気ＩＡと合流することとなるが、合流する内空気ＩＡの風量を、ファン３０の近傍における内空気ＩＡの風量に比して僅かとなる（影響が少ない）程度に設定することで実用的な発汗量計測を行うことが出来る。、
　また、連通部９５はファン３０近傍のファン３０を臨む位置に形成されている。連通部９５がこの位置に形成されていれば、外空気ＯＡをより効率的に吸引することができる。
　また、発汗量計測装置２において、第１温湿度センサ２０が配置された空間（外空気ＯＡの流れが生じる空間６０）は、第１温湿度センサ２０付近において外空気ＯＡが略一定の風量で流れるように構成されている。すなわち、ファン３０による排気を略一定の風量で行うことにより、第１温湿度センサが配置された空間（外空気ＯＡの流れが生じる空間６０）でも略一定の風量で外空気ＯＡを流すことが可能である。
　このように第１温湿度センサ２０が略一定の風量の外空気ＯＡをセンシングできるように構成すると、仮に外界Ｅで急な強い熱風・冷風が生じたとしても、第１温湿度センサ２０が配置された空間内では、外界Ｅでの急な強い熱風・冷風による外乱の影響が和らいだ状態で外空気ＯＡのセンシングを行うことができる。よって、外界Ｅにおける急激な天候の変化等の影響が最小限に抑えられ、より正確で高精度な頭部発汗量Ｙの計測を行うことができる。
　また、発汗量計測装置２において、第１温湿度センサ２０は、外空気ＯＡの流れに着目したときに、連通部９５の上流であって連通部９５の近傍に配置されている。このような位置に第１温湿度センサ２０が配置されていると、外空気ＯＡが吸引されて集まってくる連通部近傍で温度及び相対湿度を計測することが可能となり、頭部発汗量Ｙの計測値がより正確となる。
　なお、厳密には、発汗量計測装置２では、第２温湿度センサ４０には、第１温湿度センサ２０で計測された外空気ＯＡが混入するが、混入量を非常に少なくすることで、第２温湿度センサ４０で計測される対象の空気は、ほぼ内空気ＩＡとすることができ、説明してきた計測原理はほぼ成立させるようにすることができる。
　実施形態２に係る発汗量計測装置２は、第１温湿度センサ２０に当てる外空気ＯＡの流れの作り方以外の構成においては、実施形態１に係る発汗量計測装置１と基本的に同様の構成を有する。そのため、発汗量計測装置２は発汗量計測装置１が有する効果のうち該当する効果を同様に有する。
２．発汗量計測装置２の実施例
　実施例の発汗量計測装置２は、これまで図４を用いて説明してきた実施形態２に係る発汗量計測装置２と基本的に同様となっているため、実施形態２に係る発汗量計測装置２と共通する構成要件の説明は、ここで援用し、改めての説明は省略する。
　図６は、発汗量計測装置２の実施例を示す図である。図６（ａ）は、発汗量計測装置２を、ファン３０の回転軸ＡＸと発汗量計測装置２の長手方向とを含む面で切断したときの断面を斜視した断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）の発汗量計測装置２を矢印Ｐに沿って視たときの発汗量計測装置２の正面図である。
　図６（ａ）に示すように、開口部１２が配置されている側から発汗量計測装置２を視たときに、クリップ内周材９２ａ、クリップ外周材９２ｂは、ヘルメットの縁部１０２（図６では表示を省略）の湾曲形状に倣って湾曲している。符号８０はバッテリを示す。バッテリ８０はバッテリ支持部材８２によってクリップ外周材９２ｂ及び筐体（符号なし）に支持固定されている。図６（ｂ）に示すように、筐体（符号なし）の内部には制御部７０を構成するハードウェアが収容されている。
　図７は、発汗量計測装置１，２等に実装される電気的なハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、実施例の発汗量計測装置２（実施形態１に係る発汗量計測装置１、実施形態２に係る発汗量計測装置２、後述する各変形例に係る発汗量計測装置３，４，５も同様）は、電気的には制御部７０を中心に構成されている。
　制御部７０は、コンピュータであり、プロセッサ７１，メモリ７２（図示しないストレージもメモリの概念に含まれる）、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）７３、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）７４を有する。これらはバスＢに接続されている。
　バッテリ８０は、制御部７０に対し電源を供給する。
　プロセッサ７１は、メモリ７２に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御
を行う。メモリ７２の中には不揮発性の記憶デバイス（ＲＯＭ等）も含まれており、発汗量計測装置２の起動時にプロセッサ７１によって実行されるブートプログラムや、制御部７０のハードウェアに依存するプログラム等が格納される。
　通信Ｉ／Ｆ７３は、無線通信手段（符号なし）を介して外部の管理装置（図示を省略）とデータの送受信を行う。
　入出力Ｉ／Ｆ７４は、第１温湿度センサ２０、第２温湿度センサ４０、ファン３０などとそれぞれ電気的に接続されており、これらの入出力デバイスとのインターフェースを行う。
　プロセッサ７１はファン３０の回転制御を行う。プロセッサ７１は、入出力Ｉ／Ｆ７４を介して伝えられた第１温湿度センサ２０及び第２温湿度センサ４０からの情報に基づいて頭部発汗量Ｙを演算する。また、プロセッサは算出された頭部発汗量Ｙに基づいて全身発汗量を算出してもよい。プロセッサ７１は、通信Ｉ／Ｆ７３を介して管理装置（図示を省略）との間のデータ送受信の制御を行う。プロセッサ７１は、算出された頭部発汗量Ｙや全身発汗量に関するデータをメモリ７２で保持するよう動作することも可能である。
　制御部７０は、第１温湿度センサ２０から受け取った外空気ＯＡの温度ｔ１及び相対湿度ＲＨ１に基づいて流入水分量Ｘ１としての単位体積当たりの水分量を演算する。
　相対湿度から単位体積当たりの水分量（絶対湿度）を推定するのには各種の近似式があるが、ここでは比較的よく用いられるＴｅｔｅｎｓの式で推定することとする。
　流入水分量をＸ１［ｇ／ｍ３］、外空気ＯＡの温度をｔ１［℃］、外空気ＯＡの相対湿度をＲＨ１［％］、外空気ＯＡの飽和水蒸気圧をｅ１［ｈＰａ］とした場合、制御部７０は、下記式（１）及び式（２）により演算をし流入水分量Ｘ１を得る。
　なお、以下の式（１）～（３）においてｅ、ｔ、ＲＨ、Ｘの各項のいずれか１つの項で添え字１を拾って適用するときは、他の項においても添え字１を拾って適用するものとする。同様に１つの項で添え字２を拾って適用するときは、他の項においても添え字２を拾って適用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　同様に、制御部７０は、第２温湿度センサ４０から受け取った内空気ＩＡの温度ｔ２［℃］及び相対湿度ＲＨ２［％］に基づいて流出水分量Ｘ２としての単位体積当たりの水分量を演算する。具体的には、流出水分量をＸ２［ｇ／ｍ３］、内空気ＩＡの温度をｔ２［℃］、内空気ＩＡの相対湿度をＲＨ２［％］、内空気ＩＡの飽和水蒸気圧をｅ２［ｈＰａ］として、上記式（１）及び式（２）により演算をし流出水分量Ｘ２を得る。
　制御部７０は、上記演算で得られた流入水分量Ｘ１［ｇ／ｍ３］、流出水分量Ｘ２［ｇ／ｍ３］及び所与の（既知の）ファン３０の風量Ｆ［ｍ３／ｍｉｎ］に基づいて、下記式（３）により演算をし頭部発汗量Ｙ［ｇ／ｍ３］を得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　更に、制御部７０は、得られた頭部発汗量Ｙに基づいて全身発汗量を推定することもできる。
　制御部７０は、上記した流入水分量Ｘ１としての単位体積当たりの水分量を算定する「流入水分量算定部」と、流出水分量Ｘ２としての単位体積当たりの水分量を算定する「流出水分量算定部」と、流入水分量Ｘ１と流出水分量Ｘ２とファン３０による内空気ＩＡの排気に係る風量Ｆとに基づき頭部発汗量Ｙを算定する「頭部発汗量算定部」とを有している。また制御部は、算定した頭部発汗量Ｙに基づいて全身発汗量を推定する「全身発汗量算定部」を有してもよい。
　なお、上記した流入水分量算定部、流出水分量算定部、頭部発汗量算定部及び全身発汗量算定部の全てを当該発汗量計測装置内の制御部７０が備えていてもよいし、一部又は全部を当該発汗量計測装置の外の管理装置が備えていてもよい。
［実施形態３］
　図１に戻って、実施形態１に係る発汗量計測装置１とヘルメット１００とを組み合わせて発汗量計測システム９を構成することができる（実施形態３）。
　発汗量計測システム９はヘルメット１００と、ヘルメット１００の縁部１０２に取り付けられた実施形態１に係る発汗量計測装置１とを備える。
　ヘルメット１００は、市販されている一般的なヘルメットを採用することができ、例えば建設業で一般に用いられる作業用ヘルメットなどが挙げられる。
　ヘルメット１００は、外殻１０１、中間被覆部材１０３、つば１０４等を有している。外殻１０１は、外界Ｅと装着者ＷＲの頭部Ｈとの間を隔てる部材で、頭部Ｈを外界Ｅから保護する。外殻１０１と装着者ＷＲの頭部Ｈとの間にはヘルメット内空気流路１１０が形成される。中間被覆部材１０３は、例えばインナー・ベルトなどであり、ヘルメット１００を頭部に接触させつつヘルメット１００を支持する。中間被覆部材１０３は開口しており、頭部Ｈとヘルメット内空気流路１１０との間で水蒸気や熱気が行き来可能となっている。
　実施形態３に係る発汗量計測システム９によれば、発汗量計測装置としては、実施形態１に係る発汗量計測装置１を用いているため、実施形態１に係る発汗量計測装置１が有する効果と同様の効果が得られる。このような発汗量計測システム９を用いれば、頭部発汗量をより正確に計測することができ、更に的確な熱中症対策を講じることができる。
　なお、ここでは例として、実施形態１に係る発汗量計測装置１を用いて発汗量計測システム９を構成する態様を説明した。しかしこれに限定されるものではなく、実施形態２に係る発汗量計測装置２（図４参照）や、後述する各変形例に係る発汗量計測装置３，４，５を用いて発汗量計測システムを構成することもできる。
　以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。
　なお、図８は変形例１，２のセンサカバー５０’，５０’’をそれぞれ示す正面図である。図９は変形例３に係る発汗量計測装置３を示す模式的な断面図である。図１０は変形例４に係る発汗量計測装置４を示す模式的な断面図である。図１１は変形例５に係る発汗量計測装置５を示す模式的な断面図である。
（１）実施形態１ではセンサカバー５０の正面側にスリット状の外空気取入れ口５２を設ける例（図２参照）を用いて説明を行った。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図８（ａ）に示すように、センサカバー５０’の側面に複数の開口を設け、これらの開口を外空気取入れ口５２として構成することもできる（変形例１）。また、図８（ｂ）に示すように、センサカバー５０’’の正面側を格子状（すだれ状、メッシュ状等も可）として外空気ＯＡが自由に行き来できるようしつつ、第１温湿度センサ２０を外界Ｅの輻射等から守るように構成することもできる（変形例２）。
（２）実施形態１ではセンサカバー５０に外空気取入れ口５２のみを設けて自然な形で外空気ＯＡが流れるように構成した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、外空気取入れ口５２の一部にセンサ用ファン５８を新たに設けてセンサ用ファン５８を動作させることにより、外空気ＯＡの流れが生じる空間６０で積極的に外空気ＯＡの流れを発生させてもよい（変形例３）。
　また例えば、図１０に示すように、ファン吸入口３１側において、空気流路１０と外空気ＯＡの流れが生じる空間６０とを隔てる遮蔽部材９４（区画部材９４）を、ファン３０に接する辺りまで延設し、ファン吸入口３１の一部からの吸入力によって積極的に外空気ＯＡの流れを発生させてもよい（変形例４）。
（３）実施形態１では第２温湿度センサ４０は、空気流路１０の閉塞部９６内に配置される例（図１参照）を用いて説明を行った。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図１１に示すように、第２温湿度センサ４０を、ファン排出口３２に接するようにして空気流路１０の外側に配置してもよい（変形例５）。変形例５において、第２温湿度センサ４０はファン３０の外側に配置されているものの、このような場合においても第２温湿度センサ４０は「内吸気の流れの中途配置され」ているものと取り扱われる。
（４）各実施形態及び各変形例ではヘルメット取付手段としてクリップ部９２のみを紹介した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。
　例えば、クリップ部９２による固定に加えて、図示しないベルト等でクリップ外周材９２ｂとヘルメット１００の縁部の外周とを共締めして固定を強化してもよい。また、ベルトのみを用いて、ベルトとヘルメット１００の外殻１０１との間に発汗量計測装置を配置し、ベルトで発汗量計測装置と共にヘルメット１００を巻き付けるようにしてもよい。また、例えば接着剤でヘルメット１００の外殻１０１と発汗量計測装置とを接着固定して取り付けてもよい。
（５）各実施形態及び各変形例における発汗量計測システム９，９’は、ヘルメット１００と発汗量計測装置１～５とが別体となっている構成のものを狭義の発汗量計測システム９，９’として取り上げて説明した。しかしながら本発明はこれに限定されるものではない。ヘルメット１００と発汗量計測装置１～５とが一体となった専用ヘルメットについても、発汗量計測システム９，９’と均等なものとして扱われ、本発明の発汗量計測システム９，９’に含まれる。
１，２，３，４，５…発汗量計測装置、９，９’…発汗量計測システム、１０…空気流路、１２…開口部、２０…第１温湿度センサ、３０…ファン、３１…ファン吸入口、３２…ファン排出口、４０…第２温湿度センサ、５０，５０'，５０’’…センサカバー、５２…外空気取入れ口、５８…センサ用ファン、６０…外空気ＯＡの流れが生じる空間、７０…制御部、７１…プロセッサ、７２…メモリ、７３…通信Ｉ／Ｆ、７４…入出力Ｉ／Ｆ、８０…バッテリ、８２…バッテリ支持部材、９２…クリップ部、９２ａ…クリップ内周材、９２ｂ…クリップ外周材、９２ｃ…クリップ側周材、９４…閉塞部材（区画部材）、９５…連通部、９６…閉塞部、９６ａ…閉塞部の底、９６ｂ…閉塞部における内壁、１００…ヘルメット、１０１…（ヘルメットの）外殻、１０２…（ヘルメットの）縁部、１０３…中間被覆部材、１０４…つば、１１０…ヘルメット内空気流路
 

 

Claims (12)

  1. 　ヘルメットの縁部に取り付けられ、該ヘルメットの装着者の頭部からの発汗量を計測する発汗量計測装置であって、
    　前記頭部から発せられた水蒸気を含む空気である内空気が流れる空気流路と、
    　外界に開放された場所に配置され、前記空気流路からみて前記装着者の側とは反対の側の場所から取り入れられた前記外界の空気である外空気の温度及び相対湿度を計測する第１温湿度センサと、
    　前記空気流路内の前記内空気を吸引して、該内空気を当該発汗量計測装置の外部に排出するファンと、
    　前記ファンが動作することによって生じる前記内空気の流れの中途に配置され、前記内空気の温度及び相対湿度を計測する第２温湿度センサと、
    　を備えたことを特徴とする発汗量計測装置。
  2. 　請求項１に記載の発汗量計測装置において、
    　前記第１温湿度センサを覆うセンサカバーが設けられている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  3. 　請求項２に記載の発汗量計測装置において、
    　前記センサカバーは、外気取入れ口及び外気取出し口を有する、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  4. 　請求項３に記載の発汗量計測装置において、
    　前記第１温湿度センサは、前記外空気の流れが生じる空間に配置されている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  5. 　請求項４に記載の発汗量計測装置において、
    　前記空気流路と前記第１温湿度センサが配置された空間との間には連通部を有する遮蔽部材が備えられている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  6. 　請求項５に記載の発汗量計測装置において、
    　前記第１温湿度センサが配置された空間は、前記第１温湿度センサ付近において前記外空気が略一定の風量で流れるように構成されている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  7. 　請求項６に記載の発汗量計測装置において、
    　前記第１温湿度センサは、前記外空気の流れに着目したときに、前記連通部の上流であって前記連通部の近傍に配置されている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  8. 　請求項６に記載の発汗量計測装置において、
    　前記空気流路は、前記ファンに隣接して形成された閉塞部を有し、
    　前記第２温湿度センサは、前記ファンの近傍に配置されている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  9. 　請求項１又は２に記載の発汗量計測装置において、
    　前記空気流路は、前記ファンに隣接して形成された閉塞部を有し、
    　前記第２温湿度センサは、前記ファンの近傍に配置されている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  10. 　請求項１又は２に記載の発汗量計測装置において、
    　前記ファンが配置される位置は、前記発汗量計測装置が前記ヘルメットの縁部に取り付けられた状態において、前記ファンによる空気の排出先が前記装着者の後頭部から首筋の辺りとなるように設定されている、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  11. 　請求項１又は２に記載の発汗量計測装置において、
    　前記発汗量計測装置は、
    　前記ヘルメットの外殻と前記装着者の前記頭部との間に形成される空間をヘルメット内空気流路と定義したときに、
    　前記ヘルメット内空気流路に流入する外界の空気の温度及び相対湿度を前記第１温湿度センサで計測して流入水分量としての単位体積当たりの水分量を算定し、
    　前記ヘルメット内空気流路で生じた前記内空気の温度及び相対湿度を前記第２温湿度センサで計測して流出水分量としての単位体積当たりの水分量を算定し、
    　前記流入水分量と前記流出水分量と前記ファンによる前記内空気の排気に係る風量とに基づき前記頭部からの発汗量である頭部発汗量を算定し、
    　算定した前記頭部発汗量に基づいて全身発汗量を推定する、ためのものである、
    ことを特徴とする発汗量計測装置。
  12. 　前記ヘルメットと、前記ヘルメットの縁部に取り付けられた請求項１又は２に記載の発汗量計測装置と、を備えた発汗量計測システム。
     

     
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