JP4385870B2 - 空気調和方法及びそれを用いた睡眠カプセル - Google Patents

Description

本発明は、空気調和方法及びそれを用いた睡眠カプセルに関し、特に、睡眠室における空調対策に係るものである。

従来より、密閉された利用空間に調和空気の吹出口および吸込口が設けられて利用空間の空調を行う空気調和方法を利用したものに、睡眠カプセルが知られている（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１の睡眠カプセルは、カプセル本体の上方を覆い利用空間である睡眠室を形成する覆い部材を備えている。そして、上記睡眠カプセルは、睡眠室の頭部側を空気調和するための頭側流出入部と、睡眠室の足部側を空気調和するための脚側流出入部とを備えている。この頭側流出入部および脚側流出入部のそれぞれには、睡眠室に調和空気を供給する吹出口と睡眠室の室内空気を吸い込む吸込口とが設けられている。上記各吹出口および吸込口は、互いの間でショートサーキットを生ずる気流流れを形成するように構成されている。

上記睡眠カプセルでは、脚部流出入部の吹出口より吹き出す調和空気の温度が頭部流出入部の吹出口より吹き出す調和空気の温度より高くなるように空調制御されている。つまり、睡眠室において、人体の温熱生理的な快適性に適しているとされる、頭部側が最も低く、足部側にいくに従って漸次高くなる「頭寒足熱」の温度分布が形成される。これにより、就寝者の快適性が向上する。
特開２００３−２３２５３７号公報

ところで、ベッドの形態によっては、調和空気を上方に吹き出す一方、室内空気を下向きに吸い込むような空気の流出入部を備える場合がある。また、一般的に室内におけるベッドの配置上、居住者に室内空間における圧迫感を与えないために足部側の就寝面上には概ね何もない状態が望ましいとされている。

そこで、上述した従来の睡眠カプセルにおいて、就寝面上に設けられた脚側流出入部の形態を変更し、調和空気を就寝面から上方に吹き出す一方、室内空気を就寝面へ吸い込むようにすると、調和空気が睡眠室全体に広がったり、特に調和空気が温風であることから浮力によって睡眠室の上部に溜まるという状態になり、「足熱」の効果が得られないという問題があった。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、少なくとも上方に吹き出した調和空気が下部へ流れるように空調制御し、睡眠室の足部側を就寝者の快適性に適した空調状態に制御することである。

具体的に、第１の発明は、調和空気を吹出口（61）より利用空間に吹き出し、利用空間の空気を吸込口（62）より吸い込んで利用空間を空気調和する空気調和方法を前提としている。そして、上記吹出口（61）より吹き出す調和空気が利用空間の両側の側壁に沿って且つ上方に向かって流れ、その後、該調和空気が利用空間の天井中央部で衝突した後、下方に流れて吸込口（62）へ吸い込まれることにより下方に流れる気流空間を形成する。

上記の発明では、吹出口（61）より上方に吹き出した調和空気が利用空間全体に広がることなく、また調和空気が温風であっても利用空間の上部で溜まることなく、利用空間の下部へ流れる。したがって、利用空間の下部に位置する、例えば就寝者の空気調和が行われる。

また、第２の発明は、カプセル本体（20）と、該カプセル本体（20）の上方を覆い睡眠室（11）を形成する覆い部材（23）と、上記睡眠室（11）を空気調和する空調手段（14）とを備えた睡眠カプセルを前提としている。そして、上記空調手段（14）は、カプセル本体（20）の両側辺に形成されて睡眠室（11）に調和空気を吹き出す吹出口（61）と、カプセル本体（20）の両側辺の間に形成されて睡眠室（11）の室内空気を吸い込む吸込口（62）とを備えている。さらに、上記空調手段（14）は、吹出口（61）より吹き出す調和空気が覆い部材（23）の側壁に沿って且つ上方に向かって流れ、覆い部材（23）の天井中央部で衝突した後、下方に流れて吸込口（62）へ吸い込まれるように構成されている。

上記の発明では、睡眠室（11）の上部へ向かって吹き出した調和空気が睡眠室（11）の下部に位置する就寝者に向かって流れるので、就寝者の空気調和が確実に行われる。したがって、上記カプセル本体（20）の両側辺に沿って吹出口（61）の位置を適宜変更すれば、就寝者の任意の場所が空気調和される。

また、第３の発明は、第２の発明において、上記空調手段（14）が睡眠室（11）の足部側を空気調和する足部空調手段（14）で構成される一方、該足部空調手段（14）とは別に睡眠室（11）の頭部側を空気調和する頭部空調手段（13）が設けられている。そして、上記足部空調手段（14）の吹出口（61）は、カプセル本体（20）における両側辺の足側端部に形成され、吸込口（62）は、カプセル本体（20）の足側端辺に形成されている。

上記の発明では、頭部空調手段（13）によって就寝者の頭部の空気調和が行われる一方、足部空調手段（14）によって就寝者の足部の空気調和が行われる。特に、上記睡眠室（11）の足部側においては、調和空気が就寝者の足部に向かって流れる気流空間が形成されるので、調和空気が温風の場合、就寝者が「足熱」の温度領域に維持される。したがって、人体の温熱生理的な快適性に適した睡眠室（11）が形成される。

また、上記吸込口（62）がカプセル本体（20）の足側端辺に設けられているので、睡眠室（11）の下部へ流れた調和空気が頭部側へ流れることなく、カプセル本体（20）の後端部へ流れる。したがって、確実に就寝者の足部に調和空気の気流空間が形成され、「足熱」の温度領域が形成される。

また、第４の発明は、第３の発明において、上記頭部空調手段（13）が吹出口（51）および吸込口（52）を有する空気流出入部（50）を備えている。そして、上記空気流出入部（50）は、吸込口（52）が吹出口（51）の下方に位置し、吹出口（51）と吸込口（52）との間でショートサーキットを生ずる気流流れを形成するように構成されている。

上記の発明では、睡眠室（11）の頭部側において、空気流出入部（50）の吹出口（51）より睡眠室（11）に吹き出した調和空気が吸込口（52）に吸い込まれ、局所的なショートサーキットを起こす。つまり、上記調和空気の多くが吹出口（51）より直ぐに吸込口（52）に吸い込まれるので、吹出口（51）と吸込口（52）との間でショートサーキット領域が形成され、就寝者の頭部の空気調和が行われる。

また、上記の発明では、吸込口（52）が吹出口（51）の下方に配置されるので、例えば空気流出入部（50）の調和空気が冷風である場合、下方の吸込口（52）に確実に吸い込まれ、ショートサーキット領域が確実に形成される。

したがって、第１の発明によれば、吹出口（61）より調和空気を利用空間の両側の側壁に沿って且つ上方に向かって吹き出し、その後利用空間の天井中央部で衝突させた後、利用空間の下部へ流して吸込口（62）へ吸い込ませることにより下方へ流れる調和空気の気流空間を形成するようにしたので、調和空気が温風であっても、利用空間の下部に位置する人に対して空気調和を行うことができる。

また、第２の発明によれば、カプセル本体（20）の両側辺に吹出口（61）を設け、睡眠室（11）の覆い部材（23）の両側壁に沿って且つ上方に調和空気を吹き出し、その後調和空気が覆い部材（23）の天井部（23b）中央で衝突した後、睡眠室（11）の下部へ流れて吸込口（62）へ吸い込まれるようにしたので、調和空気が温風であっても確実に睡眠室（11）の下部に気流空間を形成することができる。これにより、就寝者の空気調和を行うことができる。

また、第３の発明によれば、吹出口（61）をカプセル本体（20）における両側辺の足部側に設けて就寝者の足部の空気調和を行うようにしたので、「足熱」の温度領域に就寝者を維持することができ、人体の温熱生理的な快適性に適した睡眠室（11）を形成することができる。特に、上記吸込口（62）をカプセル本体（20）の足側端辺に設けるようにしたので、睡眠室（11）の下部へ流れた調和空気が頭部側へ流れることなく、調和空気をカプセル本体（20）の後端部へ流すことができる。したがって、確実に就寝者の足部に調和空気の気流空間を形成することができ、「足熱」の温度領域を形成することができる。

また、第４の発明によれば、睡眠室（11）の頭部側に空気流出入部（50）を設け、吸込口（52）を吹出口（51）の下方に配置してショートサーキットを起こすようにしたので、ショートサーキット領域を形成して就寝者の頭部を覆う気流空間を形成することができる。特に、吸込口（52）を吹出口（51）の下方に配置するようにしたので、調和空気が冷風の場合には、下方の吸込口（52）に確実に吸い込まれることになるので、確実にショートサーキット領域を形成することができる。

また、睡眠室（11）の頭部側および足部側に調和空気の気流空間を形成できることから、各吹出口（51,61）より吹き出す調和空気の温度を個別に制御すれば、人体の部位別の至適温度に基づき、頭部が最も低く、脚部にいくに従って漸次高くなる「頭寒足熱」の温度分布に就寝者を維持することができる。したがって、人体の温熱生理的な快適性により適した睡眠室（11）を形成することができる。この結果、就寝者の快適性の向上を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

《発明の実施形態１》
図１〜図４に示すように、本実施形態の睡眠カプセル（10）は、仮眠等を行うためのもので、就寝者が就寝し得る比較的小空間の密閉空間を構成している。

上記睡眠カプセル（10）は、カプセル本体（20）と、該カプセル本体（20）の上方を覆い就寝空間である睡眠室（11）を形成する覆い部材（23）と、睡眠室（11）を空気調和する頭部空調手段（13）および足部空調手段（14）とを備えている。

上記カプセル本体（20）は、床台（21）を備えている。そして、該床台（21）の上面には、後述する頭部空調手段（13）の空気流出入部（50）が設けられている。この空気流出入部（50）は、床台（21）における頭部側端部の両側に亘って取り付けられ、頭部側の縦板を兼ねている。また、上記床台（21）の上面には、就寝者の就寝部である睡眠用のマット（22）が設置されている。このマット（22）は、床台（21）の上面の面積より小さく形成され、床台（21）の両側端部および足部側端部から所定長さ離隔して位置するように形成されている。なお、本実施形態では、就寝者の頭部側を前側とし、就寝者の足部側を後側としている。

上記覆い部材（23）は、図示しない数本の支骨と該支骨を覆う幌布とを備えて幌式に構成されている。この覆い部材（23）は、頭部側である前端部が空気流出入部（50）に固定され、足部側である後端部が床台（21）の両側中央部を中心にして床台（21）に対して前後に回動自在となっている。つまり、上記覆い部材（23）は、後端部をカプセル本体（20）の頭部側と足部側との間で回動させて折り畳み状態と展開状態とになって睡眠室（11）を開閉するように構成されている。このように、本実施形態の睡眠カプセル（10）では、覆い部材（23）と空気流出入部（50）とが睡眠室（11）の区画部材を構成している。

上記頭部空調手段（13）は、頭部空調ユニット（30F）および空気流出入部（50）を備えている。一方、上記足部空調手段（14）は、足部空調ユニット（30R）と床台（21）に形成された吹出口（61）および吸込口（62）とを備えている。 上記頭部空調ユニット（30F）および足部空調ユニット（30R）は、図４に示すように、１つのケース（31）に空調ファン（32）と排熱ファン（33）と熱交換部材（40）とが収納されて１つのユニットに構成され、床台（21）の内部に配置されている。なお、本図は、頭部空調ユニット（30F）および足部空調ユニット（30R）における構成および空気の流れを概念的に示すものである。また、上記両空調ユニット（30F,30R）は、ほぼ同一に構成されているので、ここでは足部空調ユニット（30R）について説明する。

図４に示すように、上記ケース（31）の内部は、仕切部材によって空調通路（36）と排熱通路（37）とに区画されている。そして、上記ケース（31）には、空調通路（36）が睡眠室（11）と連通する吸込側である還気口（35）と吹出側である給気口（34）とが形成されている。また、上記ケース（31）には、排熱通路（37）が図示しない床台（21）の側面の空気口と連通する吸込側である外気取入れ口（3a）と吹出側である排熱口（3b）とが形成されている。

上記ケース（31）には、空調通路（36）に配置された空調ファン（32）と、排熱通路（37）に配置された排熱ファン（33）とが設けられている。上記空調ファン（32）および排熱ファン（33）は、遠心ファンであって、図示しないが、中央部にファン吸込口が形成され、外周面の一部にファン吹出口が形成されている。

上記熱交換部材（40）は、いわゆるペルチェ素子である熱電素子（41）を備えている。この熱電素子（41）は、２つの熱面が加熱面と冷却面となり、各熱面に多数のフィンが設けられて第１フィン群（42）と第２フィン群（43）とが構成されている。上記熱電素子（41）は、空調通路（36）および排熱通路（37）の仕切部材を貫通し、両方の通路（36,37）に跨って配置されている。そして、上記第１フィン群（42）が空調通路（36）に位置し、上記第２フィン群（43）が排熱通路（37）に位置している。

上記第１フィン群（42）および第２フィン群（43）は、熱電素子（41）の加熱面と冷却面とが切り換わることにより、吸熱側と放熱側とに切り換わるように構成されている。つまり、冷房時には、上記第１フィン群（42）が吸熱側、第２フィン群（43）が放熱側となり、還気口（35）より吸い込まれた睡眠室（11）の空気が第１フィン群（42）で冷却されて給気口（34）より睡眠室（11）へ供給される一方、外気取入れ口（3a）より吸い込まれた外気が第２フィン群（43）で加熱されて排熱口（3b）より室外へ放出される。また、暖房時には、上記第１フィン群（42）が放熱側、第２フィン群（43）が吸熱側となり、還気口（35）より吸い込まれた睡眠室（11）の空気が第１フィン群（42）で加熱されて給気口（34）より睡眠室（11）へ供給される一方、外気取入れ口（3a）より吸い込まれた外気が第２フィン群（43）で冷却されて排熱口（3b）より室外へ放出される。

また、上記排熱通路（37）におけるケース（31）の底面には、蒸発用ヒータ（38）が設けられている。この蒸発用ヒータ（38）は、熱電素子（41）から滴下するドレンを蒸発させるものであり、熱電素子（41）の第２フィン群（43）より下流側に配置されている。一方、上記空調通路（36）におけるケース（31）の底面には、ドレン受け（39）が設けられている。このドレン受け（39）は、ドレンを蒸発用ヒータ（38）に導いている。なお、上記熱電素子（41）は、蒸発用ヒータ（38）およびドレン受け（39）に向かってやや傾斜して配置され、ドレンが蒸発用ヒータ（38）およびドレン受け（39）に流れるように構成されている。

上記頭部空調ユニット（30F）の給気口（34）および還気口（35）には、上述した空気流出入部（50）が接続されている。この空気流出入部（50）は、マット（22）の前側である頭部側に位置する前面に調和空気を吹き出す吹出口（51）と睡眠室（11）内の空気を吸い込む吸込口（52）とが形成され、主として就寝者の頭部の空気調和を行うように構成されている。この空気流出入部（50）の頭部側の前面は、美的外観を考慮し、上方に向かってやや頭部側へ傾斜している。そして、上記空気流出入部（50）は、吹出口（51）と吸込口（52）との間でショートサーキットを生ずる気流流れを形成するように構成され、吹出口（51）と吸込口（52）との前方にショートサーキット領域を形成するように構成されている。なお、本実施形態では、空気流出入部（50）の頭部側の前面をやや傾斜させているが、鉛直に立設して形成してもよい。

この空気流出入部（50）には、図示しない吹出通路と吸込通路とが形成され、吹出通路が吹出口（51）と頭部空調ユニット（30F）の給気口（34）とを連通させ、吸込通路が吸込口（52）と頭部空調ユニット（30F）の還気口（35）とを連通させている。

上記空気流出入部（50）の吹出口（51）および吸込口（52）は、同一の矩形状に形成されている。そして、この吹出口（51）と吸込口（52）とは、近傍に位置し、形成された前面において吸込口（52）が吹出口（51）の下方に位置している。なお、本実施形態では、吹出口（51）および吸込口（52）を同一の開口面積に形成しているが、吹出口（51）の開口面積を吸込口（52）の開口面積よりも大きく形成し、吹出流速を小さくして就寝者の頭部へのドラフトを効果的に防止するようにしてもよい。

一方、上記足部空調手段（14）は、床台（21）におけるマット（22）が設置されていない部分に、調和空気を吹き出す吹出口（61）と睡眠室（11）内の空気を吸い込む吸込口（62）とが形成されている。そして、上記吹出口（61）および吸込口（62）は、それぞれ足部空調ユニット（30R）の給気口（34）および還気口（35）に接続され、主として就寝者の足部の空気調和を行うように構成されている。

上記吹出口（61）は、本発明の特徴として、床台（21）における両側辺の足側端部に１つずつ形成されている。また、この２つの吹出口（61）は、同一の矩形状に形成され、互いが床台（21）における左右対称な位置に配置されている。つまり、上記２つの吹出口（61）は、床台（21）の上面に沿って形成され、上方に向かって開口している。

上記吸込口（62）は、床台（21）の足側端辺に１つ形成されている。つまり、この吸込口（62）は、床台（21）の両側辺の間に形成され、吹出口（61）の近傍に配置されている。この吸込口（62）は、吹出口（61）より大きい矩形状に形成され、吹出口（61）と同様に床台（21）の上面に沿って形成されて上方に開口している。

上記足部空調手段（14）は、２つの吹出口（61）より吹き出した調和空気が覆い部材（23）の側壁部（23a）に沿って上昇して天井部（23b）まで流れ、その後、該調和空気が天井部（23b）に沿って中央で衝突した後、下方に流れて吸込口（62）へ吸い込まれるように構成されている。これにより、覆い部材（23）の天井部（23b）から下方に流れる気流空間が形成されることになる。すなわち、上記足部空調手段（14）は、吹出口（61）より上方に吹き出した調和空気が下方に向かって流れる下降流（ダウンフロー）を強制的に形成することにより、吹出口（61）と吸込口（62）との間にショートサーキット領域が形成されるように構成されている。ここで、例えば、吹き出される調和空気がやや高温の暖気である場合、天井部（23b）まで上昇した調和空気は浮力の作用によってそのまま睡眠室（11）の上部に溜まってしまう恐れがあるが、上記足部空調手段（14）は、一旦上昇させた調和空気を天井部（23b）で衝突させ、その後就寝者の足部まで下降させるように、吹出口（61）より適切な流速および流量で調和空気を吹き出している。

また、上記吸込口（62）が床台（21）の後端部に位置しているので、下降した調和空気は、殆どが頭部側へ流れることなく、床台（21）の後端部に向かって流れることになる。これにより、就寝者の足部に調和空気の気流空間を確実に形成することができる。

上記睡眠カプセル（10）には、頭部空調手段（13）および足部空調手段（14）の制御手段であるコントローラ（12）が設けられている。上記コントローラ（12）は、頭部空調ユニット（30F）および足部空調ユニット（30R）の両方を駆動する冷房運転と、足部空調ユニット（30R）のみを駆動する暖房運転とを切り換えるように構成されている。

そして、上記コントローラ（12）は、冷房運転の場合、空気流出入部（50）の吸込口（52）に吸い込まれる調和空気の温度が設定温度ＳＴ１になるように熱交換部材（40）を制御する。つまり、上記コントローラ（12）は、空気流出入部（50）に連続する頭部側の空調通路（36）の熱電素子（41）を制御し、該頭部側の空調通路（36）を通る空気を設定温度ＳＴ１に調節する。また、上記コントローラ（12）は、足部空調手段（14）の吸込口（62）に吸い込まれる調和空気の温度が設定温度ＳＴ１よりα℃だけ高く（ＳＴ１＋α℃）なるように熱交換部材（40）を制御する。つまり、上記コントローラ（12）は、吹出口（61）に連通する足部側の空調通路（36）の熱電素子（41）を制御し、該足部側の空調通路（36）を通る空気を設定温度ＳＴ１よりα℃だけ高く調節する。

一方、暖房運転の場合、上記コントローラ（12）は、足部空調手段（14）の吸込口（62）に吸い込まれる調和空気の温度が設定温度ＳＴ２になるように熱交換部材（40）を制御する。

上記コントローラ（12）の制御によって「頭寒足熱」の温度分布が形成され、人体の温熱生理的な快適性に適した状態とすることができる。

−運転動作−
次に、上述した睡眠カプセル（10）の空調動作について説明する。この睡眠カプセル（10）は、冷房運転と暖房運転とが切り換えられる。ここでは、主に冷房運転の動作について説明する。

この冷房運転では、頭部空調ユニット（30F）および足部空調ユニット（30R）の両方が駆動される。先ず、上記マット（22）には、仮眠等を行う就寝者が睡眠室（11）に入り、頭部側で折り畳まれている覆い部材（23）を足部側に回動して展開することにより全閉状態とし、就寝する。そして、この就寝者は、操作ボックスで設定温度ＳＴ１を設定する。この設定温度ＳＴ１は、コントローラ（12）に入力される。なお、非就寝時には、覆い部材（23）が折り畳まれて全開状態になっている。

上記頭部空調ユニット（30F）の空調ファン（32）および排熱ファン（33）を駆動すると、頭部側の還気口（35）より睡眠室（11）の空気が空調通路（36）に吸い込まれる。この空調通路（36）の空気は、熱交換部材（40）の熱電素子（41）を通り、加熱または冷却されて調和空気が生成される。

この調和空気は、給気口（34）から空気流出入部（50）へ流入し、吹出通路を流れて吹出口（51）より睡眠室（11）に吹き出す。つまり、図５に示すように、上記空気流出入部（50）の吹出口（51）より吹き出る調和空気の殆どは、就寝者の頭部に吹き出し、下方の吸込口（52）に吸い込まれる。

上記空気流出入部（50）の吸込口（52）に吸い込まれた空気は、吸込通路を流れ、還気口（35）より頭部空調ユニット（30F）の空調通路（36）に流れる。その後、空調通路（36）の空気は、熱交換部材（40）を経て空調ファン（32）に戻り、上述の動作が繰り返される。

一方、上記外気取入れ口（3a）より外気が排熱通路（37）に導入される。この排熱通路（37）の空気は、排熱ファン（33）を通り、例えば、熱電素子（41）の第２フィン群（43）によって加熱され、排熱口（3b）より頭部空調ユニット（30F）の外部に放出される。

また、上記熱電素子（41）の第１フィン群（42）にて発生したドレンは、ドレン受け（39）に滴下した後、蒸発用ヒータ（38）に流れて蒸発し、排熱口（3b）より排熱通路（37）の空気と共に外部に放出される。

このように、睡眠室（11）の頭部側である空気流出入部（50）において、調和空気は、吹出口（51）より睡眠室（11）に吹き出すことになるが、吸込口（52）が下方に位置するので、局所的なショートサーキットを起こす。これにより、上記調和空気の多くが吸込口（52）に吸い込まれ、吹出口（51）および吸込口（52）の前方にショートサーキット領域が形成される。したがって、就寝者の頭部を覆う調和空気の気流空間が形成され、就寝者の頭部の空気調和が行われる。

一方、上記足部空調ユニット（30R）の空調ファン（32）および排熱ファン（33）を駆動すると、足部側の吸込口（62）より睡眠室（11）の空気が吸い込まれ、還気口（35）より空調通路（36）へ流れる。この空調通路（36）の空気は、熱交換部材（40）の熱電素子（41）を通り、加熱または冷却されて調和空気が生成される。

この調和空気は、図５および図６に示すように、給気口（34）を経て、２つの吹出口（61）より上方に吹き出し、覆い部材（23）の側壁部（23a）に沿って睡眠室（11）の上部へと上昇する。この上昇した調和空気は、覆い部材（23）の天井部（23b）に当たった後、該天井部（23b）の中央へ向かって流れる。この両側から中央へ向かって流れた調和空気は、中央で衝突して睡眠室（11）の下部へ流れて吸込口（62）に吸い込まれる。つまり、上記吹出口（61）より吹き出す調和空気の殆どは、睡眠室（11）の上部に溜まることなく、就寝者の足部が位置する下部へ確実に流れ、調和空気の気流空間が形成されることになる（図５および図６のＡ参照）。

上記睡眠室（11）の下部へ流れた調和空気の殆どは、頭部側へ流れずに吸込口（62）へ向かって床台（21）の後端部へ流れるので、就寝者の足部側に調和空気の気流空間が確実に形成される。また、上記空気流出入部（50）の吹出口（51）より吹き出した調和空気の一部は、足部側へ向かって睡眠室（11）の下部を流れるが、上述した足部側の気流空間によって遮断されるので、該足部側の気流空間が乱れることはない。なお、上記吹出口（61）より吹き出る調和空気は、熱電素子（41）によって設定温度ＳＴ１よりα℃だけ高く調節される。つまり、足部側の調和空気の温度は、頭部側の調和空気の温度よりも高い。また、上記足部空調ユニット（30R）における各種空気の流れは、上述した頭部空調ユニット（30F）の場合と同様である。

このように、睡眠室（11）の足部側において、調和空気は、吹出口（61）より上方に吹き出すことになるが、睡眠室（11）の上部で衝突して下降することによってショートサーキットを起こす。これにより、上記調和空気の多くが吸込口（62）に吸い込まれ、吹出口（61）および吸込口（62）の上方、つまり就寝者の足部周辺にショートサーキット領域が形成される。したがって、就寝者の足部を覆う調和空気の気流空間が形成され、就寝者の足部の空気調和が行われる。

一方、暖房運転では、足部空調ユニット（30R）のみが駆動される。就寝者は、睡眠室（11）に入り、操作ボックスで設定温度ＳＴ２を設定する。この設定温度ＳＴ２は、コントローラ（12）に入力される。上記足部空調ユニット（30R）における運転動作および睡眠室（11）の足部側の空気流れは、上述した冷房運転の場合と同様である。

次に、上述した冷房運転および暖房運転によって形成される睡眠室（11）の温度分布状態について、図７〜図１０を参照しながら説明する。より、睡眠室（11）は、図７および図８に示すような温度分布状態となる。ここに、本図中のＴ１〜Ｔ７は、それぞれ所定の温度領域を示し、Ｔ１，Ｔ２，・・・の順に温度が低くなっている。また、上記図７および図９は、睡眠カプセル（10）の幅方向における中央部での縦断面を示し、図８および図１０は、睡眠室（11）のマット（22）面より２０ｍｍの高さでの水平断面を示している。

冷房運転における睡眠室（11）は、図７および図８に示すような温度分布状態となる。具体的に、上記睡眠室（11）の頭部側においては、空気流出入部（50）の吹出口（51）および吸込口（52）の前方が概ねＴ６およびＴ７の温度領域となり、睡眠室（11）の中央部においては、就寝者の就寝位置である下部がＴ４，Ｔ５およびＴ６の温度領域となっている。一方、上記睡眠室（11）の足部側においては、両側の吹出口（61）の領域が最も高いＴ２の温度領域となり、就寝者の足部および吸込口（62）の領域がＴ３の温度領域となっている。ここで、睡眠室（11）の足部側において、頭部側のＴ３より低温（Ｔ５やＴ６等）の冷気は足部側に流れ込むことなく、暖気の気流空間が確実に形成されて就寝者の足部を覆っていることが分かる（図７および図８のＡ部参照）。

暖房運転における睡眠室（11）は、図９および図１０に示すような温度分布状態となる。具体的に、上記睡眠室（11）の頭部側から中央部の間においては、概ねＴ６およびＴ７の温度領域となっている。一方、上記睡眠室（11）の足部側においては、両側の吹出口（61）の領域が最も高いＴ１およびＴ２の温度領域となり、就寝者の足部および吸込口（62）の領域がＴ３およびＴ４の温度領域となっている。ここでも冷房運転の場合と同様に、睡眠室（11）の足部側において、頭部側の低温（Ｔ６やＴ７等）の調和空気は侵入せずに、暖気空間が就寝者の足部を覆っていることが分かる（図９および図１０のＡ部参照）。つまり、上述した何れの運転においても、睡眠室（11）は、温度が就寝者の頭部で最も低く、足部にいくに従って漸次高くなる「頭寒足熱」の温度分布になっている。

このように、両側の吹出口（61）より上方に吹き出した調和空気を覆い部材（23）の天井部（23b）中央で衝突させて下方へ流すことにより、上方へ吹き出した温風の調和空気であるにも拘わらず、該調和空気を睡眠室（11）の上部で溜めることなく、就寝者の足部に暖気の気流空間を形成することができる。

−実施形態の効果−
以上のように、本実施形態によれば、カプセル本体（20）の両側辺に吹出口（61）を設け、利用空間である睡眠室（11）の覆い部材（23）の側壁部（23a）に沿って且つ上方に調和空気を吹き出し、その後調和空気が覆い部材（23）の天井部（23b）中央で衝突した後、睡眠室（11）の下部へ流れて吸込口（62）へ吸い込まれるようにしたので、調和空気が温風であっても確実に睡眠室（11）の下部に気流空間を形成することができる。これにより、就寝者の空気調和を行うことができる。

また、上記吹出口（61）を足部側に設けて就寝者の足部の空気調和を行うようにしたので、「足熱」の温度領域に就寝者を維持することができ、人体の温熱生理的な快適性に適した睡眠室（11）を形成することができる。特に、上記吸込口（62）をカプセル本体（20）の足側端辺に設けるようにしたので、睡眠室（11）の下部へ流れた調和空気が頭部側へ流れることなく、カプセル本体（20）の後端部へ流れる。したがって、確実に就寝者の足部に調和空気の気流空間を形成することができ、「足熱」の温度領域を形成することができる。

さらに、上記睡眠室（11）の頭部側に空気流出入部（50）を設け、吸込口（52）を吹出口（51）の下方に配置してショートサーキットを起こすようにしたので、ショートサーキット領域を形成して就寝者の頭部を覆う気流空間を形成することができる。特に、上記空気流出入部（50）の調和空気が冷風であるので、下方の吸込口（52）に確実に吸い込まれることになり、確実にショートサーキット領域を形成することができる。

また、上記睡眠室（11）の頭部側および足部側の両方に調和空気の気流空間を形成し、各吹出口（51,61）より吹き出す調和空気の温度を個別に制御したので、人体の温熱生理的な快適性に適した睡眠室（11）を形成することができる。つまり、人体の部位別の至適温度に基づき、頭部が最も低く、脚部にいくに従って漸次高くなる「頭寒足熱」の温度分布に就寝者を維持することができる。この結果、就寝者の快適性の向上を図ることができる。

また、上記カプセル本体（20）における足部側の床台（21）の上面には頭部側のように空気流出入部（50）を設けていないので、また非就寝時に覆い部材（23）を足部側から頭部側に回動して全開状態にするようにしたので、非就寝時には足部側の床台（21）面上に空間の占有物が概ね存しない状態をつくることができる。したがって、居住者に与える室内空間における圧迫感を抑制することができる。この結果、居住空間に適した睡眠カプセル（10）を提供することができる。

《その他の実施形態》
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

例えば、上記各実施形態においては、覆い部材（23）をカプセル本体（20）の頭部側と足部側との間で回動させて開閉するようにしたが、カプセル本体（20）の左側と右側との間で回動させて開閉する片開き式としてもよいし、またカプセル本体（20）の幅方向における中央部から左側および右側に回動させて開閉する両開き式としてもよい。

また、上記睡眠室（11）の頭部側においては、空気流出入部（50）を設けて頭部側に調和空気の気流空間を形成するようにしたが、これに限らず、本発明は吹出口（51）と吸込口（52）との間でショートサーキットを起こして就寝者の頭部を覆うショートサーキット領域を形成するものであれば他の手段を用いてもよい。

また、上記各実施形態では、頭部側と足部側とに調和空気の吹出口（51,61）および吸込口（52,62）を設けるようにしたが、頭部側と足部側との中間部にも調和空気の吹出口等を設けるようにしてもよい。

また、上記熱交換部材（40）は熱電素子（41）に限られるものではなく、蒸気圧縮式冷凍サイクルの蒸発器や凝縮器であってもよい。

また、本発明の空気調和方法を睡眠カプセル（10）の足部側の空調に適用した場合を説明したが、これに限らず、その他カプセルホテルなどの密閉された利用空間の空調に適用するようにしてもよい。

以上説明したように、本発明は、空調機能を備えた睡眠カプセルとして有用である。

実施形態に係る睡眠カプセルを覆い部材を省略して示す斜視図である。 実施形態に係る睡眠カプセルを覆い部材を含めて示す概略側面図である。 実施形態に係る睡眠カプセルを覆い部材を含めて示す概略平面図である。 実施形態に係る空調ユニットを示す概略構成図である。 冷房運転時の睡眠室における気流状態を示す縦断面図である。 冷房運転時の睡眠室における足部側の気流状態を示す横断面図である。 冷房運転時の睡眠室の縦断面における温度分布を示す特性図である。 冷房運転時の睡眠室の水平断面における温度分布を示す特性図である。 暖房運転時の睡眠室の縦断面における温度分布を示す特性図である。 暖房運転時の睡眠室の水平断面における温度分布を示す特性図である。

符号の説明

10 睡眠カプセル
11 睡眠室
13 頭部空調手段
14 足部空調手段
20 カプセル本体
23 覆い部材
50 空気流出入部
51,61 吹出口
51,62 吸込口

Claims (4)

1. 調和空気を吹出口（61）より利用空間に吹き出し、利用空間の空気を吸込口（62）より吸い込んで利用空間を空気調和する空気調和方法であって、
   上記吹出口（61）より吹き出す調和空気が利用空間の両側の側壁に沿って且つ上方に向かって流れ、その後、該調和空気が利用空間の天井中央部で衝突した後、下方に流れて吸込口（62）へ吸い込まれることにより下方に流れる気流空間を形成する
   ことを特徴とする空気調和方法。
2. カプセル本体（20）と、該カプセル本体（20）の上方を覆い睡眠室（11）を形成する覆い部材（23）と、上記睡眠室（11）を空気調和する空調手段（14）とを備えた睡眠カプセルであって、
   上記空調手段（14）は、カプセル本体（20）の両側辺に形成されて睡眠室（11）に調和空気を吹き出す吹出口（61）と、カプセル本体（20）の両側辺の間に形成されて睡眠室（11）の室内空気を吸い込む吸込口（62）とを備え、
   上記空調手段（14）は、吹出口（61）より吹き出す調和空気が覆い部材（23）の側壁に沿って且つ上方に向かって流れ、覆い部材（23）の天井中央部で衝突した後、下方に流れて吸込口（62）へ吸い込まれるように構成されている
   ことを特徴とする睡眠カプセル。
3. 請求項２において、
   上記空調手段（14）は、睡眠室（11）の足部側を空気調和する足部空調手段（14）で構成される一方、
   上記足部空調手段（14）とは別に睡眠室（11）の頭部側を空気調和する頭部空調手段（13）が設けられ、
   上記足部空調手段（14）の吹出口（61）は、カプセル本体（20）における両側辺の足側端部に形成され、吸込口（62）は、カプセル本体（20）の足側端辺に形成されている
   ことを特徴とする睡眠カプセル。
4. 請求項３において、
   上記頭部空調手段（13）は、吹出口（51）および吸込口（52）を有する空気流出入部（50）を備え、
   上記空気流出入部（50）は、吸込口（52）が吹出口（51）の略下方に位置し、吹出口（51）と吸込口（52）との間でショートサーキットを生ずる気流流れを形成するように構成されている
   ことを特徴とする睡眠カプセル。
   
   

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