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1. WO2020110701 - DISPOSITIF DÉTECTEUR D'HUMIDITÉ

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明 細 書

発明の名称 湿度センサ装置

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004  

先行技術文献

非特許文献

0005  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0006   0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014  

発明の効果

0015  

図面の簡単な説明

0016  

発明を実施するための形態

0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043  

符号の説明

0044  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

明 細 書

発明の名称 : 湿度センサ装置

技術分野

[0001]
 本発明は、湿度センサ装置に関し、特に衣服内の湿度を計測するための湿度センサ装置に関する。

背景技術

[0002]
 着衣の快適性評価や熱中症予防のためには、衣服内の湿度を正確に計測することで、発汗や熱交換の状況を正確に把握することが有効である。
[0003]
 従来から、湿度センサのプローブを衣服内に張り付けて、配線で引き出してロガーで衣服内の湿度を計測する技術が知られている(非特許文献1参照)。非特許文献1に開示されている衣服内の湿度計測技術では、ユーザがロガーを持ち歩きながら衣服内の湿度を計測しなければならなかった。
[0004]
 そこで、衣服に計測用の穴を設け、その穴から湿度センサの測定面が露出するように湿度センサ装置を衣服の外側に取り付けて、衣服内の湿度を測定することが考えられる。

先行技術文献

非特許文献

[0005]
非特許文献1 : 田村照子 編著「衣環境の科学」、衣服機構の測定、建帛社、2004年12月10日:P.34、図50

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0006]
 しかし、衣服の外側に従来の湿度センサ装置を取り付け、測定用の穴から衣服内の湿度を測定する場合、測定用の穴の周辺の衣服が濡れてしまうと、布地で発生する水蒸気が計測対象の空気に混入するため、衣服内の湿度を正確に計測することが困難であった。
[0007]
 本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、衣服の外側に湿度センサ装置を取り付けた場合において、衣服が濡れていてもより正確に衣服内の湿度を計測することができる湿度センサ装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008]
 上述した課題を解決するために、本発明に係る湿度センサ装置は、湿度を測定する測定部を具備する湿度センサと、前記測定部が外部に露出した状態で前記湿度センサを収容する本体と、前記本体の表面から突出し、前記測定部の周囲を囲む壁部材とを備える。
[0009]
 また、本発明に係る湿度センサ装置において、前記壁部材は、前記測定部の外周に接して形成されていてもよい。
[0010]
 また、本発明に係る湿度センサ装置において、前記測定部は、前記本体の表面から突出し、前記壁部材は、前記測定部よりさらに突出していてもよい。
[0011]
 また、本発明に係る湿度センサ装置において、前記壁部材は、前記本体と一体に形成されていてもよい。
[0012]
 また、本発明に係る湿度センサ装置において、平面視で、前記測定部の外周の形状と前記壁部材の内周の形状とは互いに相似であってもよい。
[0013]
 また、本発明に係る湿度センサ装置において、さらに、前記湿度センサの動作を制御するとともに、前記湿度センサが測定した湿度の値を外部に出力する制御基板と、この制御基板に電力を供給する電池とを有し、前記制御基板と前記電池とは、前記本体に収容されていてもよい。
[0014]
 また、本発明に係る湿度センサ装置において、さらに、穴が形成されている衣服を有し、前記本体は、前記衣服の外側に取り付けられ、前記壁部材は、前記穴に挿通されていてもよい。

発明の効果

[0015]
 本発明によれば、本体に立設されて、湿度センサの測定部の周囲を囲む壁部材を有するので、その壁部材が布地で発生する水蒸気の混入を防いで、衣服内の湿度をより正確に計測することができる。

図面の簡単な説明

[0016]
[図1] 図1は、本発明の実施の形態に係る湿度センサ装置の底面図である。
[図2] 図2は、実施の形態に係る湿度センサ装置の内部構造を示した平面図である。
[図3] 図3は、図1および図2のA-A’線断面図である。
[図4] 図4は、本実施の形態に係る湿度センサ装置を装着させる前の衣服の一例を示す図である。
[図5] 図5は、本実施の形態に係る湿度センサ装置が取り付けられた衣服の一例を示す図である。
[図6] 図6は、本実施の形態に係る湿度センサ装置が衣服に取り付けられた状態の側面図である。
[図7] 図7は、本実施の形態に係る湿度センサ装置の効果を説明するための図である。
[図8] 図8は、従来例に係る湿度センサ装置の平面図である。
[図9] 図9は、従来例に係る湿度センサ装置のA-A’線断面図である。
[図10] 図10は、従来例に係る湿度センサ装置の側面図である。

発明を実施するための形態

[0017]
 以下、本発明の好適な実施の形態について、図1から図10を参照して詳細に説明する。
 本実施の形態に係る湿度センサ装置1は、ユーザが着用する衣服に着脱可能に取り付けられて、衣服内の湿度を計測する。
[0018]
 本実施の形態に係る湿度センサ装置1は、図1から図3に示すように、本体となる筐体10と、この筐体10に収容されて、湿度を測定する湿度センサ11と、筐体10に立設された壁部材12とを備えている。また、筐体10内には、湿度センサ11の他に、制御基板13と電池14とが収容されている。
[0019]
 本実施の形態において、筐体10は、略直方体に形成された容器である。筐体10は、例えば、ABS樹脂、ゴム、シリコン樹脂などの高分子材料から形成されている。筐体10の壁をゴムやシリコン樹脂などの柔軟性または弾性を有する材料で形成すれば、後述するように、湿度センサ装置1を取り付けた衣服の着心地を改善することが期待できる。
[0020]
 筐体10を構成する壁の厚さW 10は、例えば、約1mmとすることができるが、内部に収容する湿度センサ11、制御基板13および電池14の大きさ、重量や、湿度センサ装置1の予定された使用環境などから求められる強度を考慮して適宜決定すればよい。
 この筐体10の底面10aには孔が設けられ、この孔に湿度センサ11が嵌合している。
[0021]
 湿度センサ11は、近傍の空気の湿度に応じた電気信号を出力するセンサ素子11Bと、このセンサ素子11Bを収容するケース11Aとからなる。このようなセンサ素子11Bとして、例えば、吸湿材の電気的特性の変化を測定する、静電容量式または抵抗式の電気式湿度センサを用いることができる。吸湿材として高分子ポリマーを用いることができる。
[0022]
 このケース11Aの一部には、窓11Cが設けられ、例えば、金属製のメッシュなどの周辺の空気が通過できる部材によって窓11Cが覆われて測定部11aが形成されている。湿度センサ11は、この測定部11aまたは窓11Cを通って導入される空気の湿度をセンサ素子11Bによって電気信号に変換する。図3に示す例では、湿度センサ11が筐体10の底面10aの孔に嵌合した状態で、平面状の測定部11aは筐体10の外部に露出している。また、測定部11aは、筐体10の底面10aから外部に突出していてもよい。
[0023]
 壁部材12は、筒状に形成されるとともに、筐体10の底面10aの外面(表面)から突出し、平面視で、底面10aに露出する湿度センサ11の測定部11aの周囲を囲んでいる。また、湿度センサ11の測定部11aが筐体10の底面10aから露出して外部に突出している場合において、壁部材12は、測定部11aよりもさらに外方に突出した構成とする。
[0024]
 壁部材12は、望ましくは、図1および図2に示すように、測定部11aの外周に接して形成される。壁部材12の外周の形状は、例えば、平面視で、測定部11aの形状と相似となるように形成されているが、壁部材12の外周の形状はこれに限らない。例えば、壁部材12の外周の形状は、円形、楕円形、多角形など湿度センサ11の外周の形状と異なる任意の形状であってもよい。なお、壁部材12は、測定部11aの外周の一部または全部と接していなくてもよい。
[0025]
 壁部材12は、図2および図3に示すように、任意の厚さW 12、および所定の高さH 12を有する。壁部材12の高さH 12としては、例えば、3mmから5mm程度とすることができる。厚さW 12としては、例えば、筐体10の厚さW 10と同様の厚さを用いてもよい。
[0026]
 このような壁部材12は、筐体10と同様に、ABS樹脂、ゴム、シリコン樹脂などの高分子材料から形成されている。本実施の形態においては、筐体10と壁部材12とは一体に形成されている。しかしながら、筐体10と壁部材12とは必ずしも一体に形成されていなければならないわけではなく、それぞれを同一または異なる材料を用いて作成し、両者を接着剤で互いに固定してもよい。
[0027]
 また、本実施の形態においては、筒状に形成された壁部材12を筐体10の底面10aの外面に設けているが、壁部材12が筐体10の底面10aの形成された孔を貫通し、筒状の壁部材12の一端部が筐体10の内部に形成されていてもよい。
[0028]
 制御基板13は、湿度センサ11の制御および湿度センサ11によって測定された衣服内の湿度を示す信号を処理し、出力する。制御基板13は、例えば、図示されない通信回路を有し、bluetooth(登録商標)などの近距離無線通信などの無線通信によって外部に測定値を送出してもよい。
[0029]
 電池14は、例えば、ボタン型のリチウム電池、リチウム空気電池など各種電池を用いることができる。電池14は、湿度センサ11および制御基板13に電力を供給する。
[0030]
 なお、本実施の形態において、湿度センサ装置1の本体を中空の直方体形状の筐体10から構成する例について説明したが、湿度センサ11の測定部11aが外部に露出する限り、本体を樹脂モールドによって形成することも可能である。
[0031]
 また、筐体10、すなわち本体の形状は、直方体でなければならないわけではなく、他の形状、例えば、円盤のように平面視の形状が円形となる形状の他、平面視の形状が楕円形や多角形とすることも可能である。
[0032]
 次に、本実施の形態に係る湿度センサ装置1を衣服Cに取り付けた例について、図4から図6を参照して説明する。
 図4に示すように、ユーザが着用する衣服Cには、例えば円形の計測用の穴hが形成されている。なお、本実施の形態に係る湿度センサ装置1では、壁部材12を挿入することができる大きさであれば、衣服Cに形成されている穴hの形状は任意の形状とすることができる。
[0033]
 図5に示すように、湿度センサ装置1は、衣服Cの外側に取り付けられる。より詳細には、湿度センサ装置1の壁部材12が計測用の穴hに挿入される。なお、湿度センサ装置1は、例えば、面ファスナーなどを用いて底面10aと衣服Cの外側の布地とを着脱可能に固定してもよい。
[0034]
 図6に示すように、壁部材12および壁部材12が囲っている測定部11aの領域以外の筐体10の底面10aの領域は、衣服Cと接している。図6の例では、衣服Cに形成された計測用の穴hの端部は、壁部材12の外周に接している。
[0035]
 ここで、本実施の形態に係る湿度センサ装置1との比較のため、従来例の湿度センサ装置100について、図8から図10を用いて説明する。
 従来例の湿度センサ装置100は、図8に示すように、筐体110、湿度センサ111、制御基板113、および電池114を備える。湿度センサ111は、筐体110の内部に収容されている。従来例では、本発明の実施の形態に係る壁部材12は形成されておらず、筐体110の底面110aの一部の領域に凹部が形成され、湿度センサ111がその凹部に配置されている。図9に示すように、湿度センサ111の底面110a側の領域において、測定部111aが形成されている。
[0036]
 また、図10に示すように、従来例の湿度センサ装置100を衣服Cに取り付けた際の側面図によれば、衣服Cは、筐体110の底面110aに接しており、測定部111aと計測用の穴hの端部との間には何ら空間を遮る構造は形成されていない。
[0037]
 次に、上述の本実施の形態に係る湿度センサ装置1が備える壁部材12の高さH 12(0mm、3mm、5mm)をパラメータとした、衣服内の計測湿度と時間との関係についての従来例の湿度センサ装置100との比較を図7に示す。図7に示すように、横軸は、経過時間(秒)、縦軸は計測された衣服内の湿度(%)を示している。また、図7は、衣服Cが濡れている場合(Wet)と衣服Cが濡れていない場合(Dry)のそれぞれの状態で計測された衣服内の湿度を示している。
[0038]
 壁部材12の高さH 12=0mmでの湿度の値は、従来例に係る湿度センサ装置100を用いて計測された衣服内の湿度である。衣服Cが濡れていない場合では、従来例(Dry_0mm)および本実施の形態に係る湿度センサ装置1(Dry_3mm、Dry_5mm)いずれの衣服内における計測湿度の値もおおむね同様の値となっている。
[0039]
 一方、衣服Cが濡れている場合では、従来例(Wet_0mm)においては、計測湿度が100%近くまで上昇しており、衣服Cで気化した水蒸気の影響を大きく受けていることがわかる。本実施の形態に係る湿度センサ装置1(Wet_3mm、Wet_5mm)でも計測湿度の値の上昇がみられるが、従来例(Wet_0mm)と比較して、値の上昇が10%程度抑えられていることがわかる。
[0040]
 また、本実施の形態に係る湿度センサ装置1において、壁部材12の高さH 12が3mmの場合よりも5mmの場合の方が、衣服内の計測湿度の上昇が抑えられている。したがって、壁部材12の高さH 12が高いほど、衣服Cの布地で気化した水蒸気の影響を抑える効果が高いといえる。
[0041]
 以上説明したように、本実施の形態に係る湿度センサ装置1によれば、湿度センサ11を収容する筐体10の底面10aから突出し、湿度センサ11の測定部11aの周囲を囲む壁部材12を備える。そのため、湿度センサ装置1を衣服Cの外側に取り付けた場合であっても、布地で発生する水蒸気の混入を防いで、衣服内の湿度をより正確に計測することができる。
[0042]
 また、本実施の形態に係る湿度センサ装置1によれば、湿度センサ11の測定部11aを囲う壁部材12が、筐体10の底面10aから外方に突出して形成されているので、湿度センサ11の測定部11aが筐体10の底面10aから露出して設けられていても、衣服や生体に触れることなく衣服内の湿度を計測することができる。
[0043]
 以上、本発明の湿度センサ装置における実施の形態について説明したが、本発明は説明した実施の形態に限定されるものではなく、請求項に記載した発明の範囲において当業者が想定し得る各種の変形を行うことが可能である。

符号の説明

[0044]
 1…湿度センサ装置、10…筐体、10a…底面、11…湿度センサ、11A…ケース、11B…センサ素子、11C…窓、11a…測定部、12…壁部材、13…制御基板、14…電池、C…衣服、h…穴。

請求の範囲

[請求項1]
 湿度を測定する測定部を具備する湿度センサと、
 前記測定部が外部に露出した状態で前記湿度センサを収容する本体と、
 前記本体の表面から突出し、前記測定部の周囲を囲む壁部材と
 を備えることを特徴とする湿度センサ装置。
[請求項2]
 請求項1に記載の湿度センサ装置において、
 前記壁部材は、前記測定部の外周に接して形成されることを特徴とする湿度センサ装置。
[請求項3]
 請求項1または2に記載の湿度センサ装置において、
 前記測定部は、前記本体の表面から突出し、
 前記壁部材は、前記測定部よりさらに突出している
 ことを特徴とする湿度センサ装置。
[請求項4]
 請求項1から3のいずれか1項に記載の湿度センサ装置において、
 前記壁部材は、前記本体と一体に形成されていることを特徴とする湿度センサ装置。
[請求項5]
 請求項1から4のいずれか1項に記載の湿度センサ装置において、
 平面視で、前記測定部の外周の形状と前記壁部材の内周の形状とは互いに相似することを特徴とする湿度センサ装置。
[請求項6]
 請求項1から5のいずれか1項に記載の湿度センサ装置において、
 さらに、前記湿度センサの動作を制御するとともに、前記湿度センサが測定した湿度の値を外部に出力する制御基板と、
 この制御基板に電力を供給する電池とを有し、
 前記制御基板と前記電池とは、前記本体に収容されている
 ことを特徴とする湿度センサ装置。
[請求項7]
 請求項1から6のいずれか1項に記載の湿度センサ装置において、
 さらに、穴が形成されている衣服を有し、
 前記本体は、前記衣服の外側に取り付けられ、
 前記壁部材は、前記穴に挿通されている
 ことを特徴とする湿度センサ装置。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]