JP2000037460A

JP2000037460A - リラックス装置

Info

Publication number: JP2000037460A
Application number: JP10208276A
Authority: JP
Inventors: Masako Kitado; 真子北堂; Kazunori Araki; 和典荒木; Tatsuya Takahashi; 達也高橋
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-07-23
Filing date: 1998-07-23
Publication date: 2000-02-08

Abstract

(57)【要約】【課題】人体を確実にリラックス状態に導くことがで
きる【解決手段】人体を支持する支持手段と、この支持手
段に振動を与える加振手段と、加振手段の動作を制御す
る制御手段とを備えたリラックス装置である。支持手段
で支持された人体に加振手段が与える振動を、２５Ｈｚ
以下である複数の特定振動周波数が交互に且つ１／ｆゆ
らぎ間隔となっている振動とするとともに、加速度レベ
ルを鉄道車輛の車体振動についての乗り心地係数による
評価で１．５以下とする。心地良い鉄道の揺れの感覚を
使用者に与えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は人体に振動を与える
ことによってリラックス状態や睡眠状態に導くリラック
ス装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】揺り籠やロッキングチェアから明らかな
ように、人体にゆっくりとした振動を与えることで人体
をリラックスさせ得ることが古くから知られており、こ
のような観点に基づくものとして、特開平４−２１６７
４３号公報には床面をゆらすことによって床面上に横た
わる人体をリラックスさせるものが示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】身体の一部に与えられ
る振動は皮膚表面に存在する加速度検出器官によって検
知されるが、人体に与えられたゆっくりとした身体全体
の揺れや振動は主に耳内部の三半器官や小脳で検知され
るものであり、人体をリラックス状態とするには後者の
揺れや振動の方がよく、この点において、上記公報に示
されたものは好ましい存在となっている。

【０００４】しかし、単に人体に揺れ振動を与えればよ
いというものではなく、加速度や振動方向、振動周波数
によっては不快感を人体に与えてしまうことがあり、こ
の場合には十分なリラックス状態を導くことができな
い。

【０００５】本発明はこのような点に鑑み為されたもの
であり、その目的とするところは人体を確実にリラック
ス状態に導くことができるリラックス装置を提供するに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、人体
を支持する支持手段と、この支持手段に振動を与える加
振手段と、加振手段の動作を制御する制御手段とを備え
たリラックス装置であって、支持手段で支持された人体
に加振手段が与える振動を、２５Ｈｚ以下である複数の
特定振動周波数が交互に且つ１／ｆゆらぎ間隔となって
いる振動とするとともに、加速度レベルを鉄道車輛の車
体振動についての乗り心地係数による評価で１．５以下
としていることに特徴を有している。

【０００７】２５Ｈｚ以上の周波数の振動は、加速度実
効値が小さくとも頭部に著しい振動感を覚えてリラック
スすることが難しくなる。また、鉄道車輛に乗った場
合、睡眠状態に陥りやすいことはよく知られているが、
この鉄道車輛の振動について考察された文献（振動工学
ハンドブック編集委員会編「振動工学ハンドブック」養
賢堂発行ｐ１１４２〜ｐ１１４６）によれば、鉄道車
輛のボギー車の車体固有振動には直線振動として、前後
振動、上下（垂直）振動、左右（水平）振動、回転振動
としてローリング、ピッチング、ヨーイングがあり、そ
れぞれの固有振動数は前後方向が１．５〜２．５Ｈｚ、
上下方向が１〜３Ｈｚ、左右方向が２．０Ｈｚとなって
おり、これに７〜１３Ｈｚの車体曲げ振動が加わってい
るとともに、新しい車両ほどこれらの振動数が低くなる
ことが報告されており、また、上記文献には乗り心地と
振動周波数と加速度との相関が乗り心地係数として示さ
れており、該乗り心地係数が１．５以下であれば、よい
乗り心地であることが示されている。しかも、上記の振
動をその出力間隔が１／ｆゆらぎとなるようにしている
ために、１／ｆゆらぎのリズム特性を持つ生体とのマッ
チングがよく、このために、人体をより早くリラックス
状態に導くことができる。

【０００８】支持手段で支持された人体に加振手段が与
える振動の振動方向が上下方向と左右方向であり、各方
向振動が共に２５Ｈｚ以下である複数の特定振動周波数
が交互に且つ１／ｆゆらぎ間隔となっていることが好ま
しい。

【０００９】上記文献で示された振動軸方向別の振動特
性と乗り心地係数との関係からすれば、平衡感覚によっ
て認知される３Ｈｚ以下の低周波数領域において、前後
方向では他の軸方向と比較しても振動レベルが非常に小
さいために乗り心地に殆ど影響を及ぼさないことや、前
後方向振動において乗り心地に重要となる５〜１０Ｈｚ
の振動は、そのレベルが小さいほど乗り心地がよくなる
ことがわかっている。このために、振動としては上下と
左右の振動の組み合わせとすることで、好ましい結果を
得ることができる。

【００１０】また本発明は、人体を支持する支持手段
と、この支持手段に振動を与える加振手段と、加振手段
の動作を制御する制御手段とを備えたリラックス装置で
あって、支持手段で支持された人体に加振手段が与える
振動を、５Ｈｚ以下の振動と６〜７Ｈｚ以上２５Ｈｚ以
下の振動との組み合わせとするとともに、後者の振動は
そのオンオフ間隔が１／ｆゆらぎ特性を持つものとし、
加速度レベルを鉄道車輛の車体振動についての乗り心地
係数による評価で１．５以下としていることに特徴を有
している。

【００１１】鉄道車輛の振動は、「動揺」と称される５
Ｈｚ以下の振動数を持つ振動（この場合の車体は剛体と
して運動する）と、６〜７Ｈｚ以上の振動数を持つ「高
周波振動」（この場合の車体は弾性体として運動する）
とに分類されているが、支持手段に与える振動もこの
「動揺」と「高周波振動」とを組み合わせたものとする
とともに、「高周波振動」のオンオフ間隔を１／ｆゆら
ぎ特性を持つものとすることで生体をリラックスさせる
ことができるものとなる。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態の一例につい
て説明すると、図１は全身を支持する手段として、足載
せ台２を備えたリクライニング椅子１を用いたものを示
している。なお、図示例のリクライニング椅子１は、上
端部にヘッドレスト１２を備えた背もたれ１１と座部１
０とのなす角度が背もたれ１１の回動で可変となってい
るだけでなく、足載せ台２と座部１０とがなす角度も足
載せ台２の回動で可変となっている。図中１３はアーム
レストである。そして上記リクライニング椅子１はその
座部１０が加振装置３と該加振装置３の動作制御を行う
制御装置８とを備えた基台５上に設置されて加振装置３
の作動時に足載せ台２を含むリクライニング椅子１全体
が振動するものとなっており、このために人体が背もた
れ１１に背をもたれさせるとともに足載せ台２に足を載
せている時、加振装置３はその作動によってリクライニ
ング椅子１を介してリクライニング椅子１に座っている
人体の全身に振動を与えることができるものとなってい
る。

【００１３】上記加振装置３は振動周波数が２５Ｈｚ以
下の揺れ振動をリクライニング椅子１及び足載せ台２を
介して人体に与えることができるものであれば、与える
振動方向及び振動発生機構の種類を問うものではない
が、上下と左右方向の振動を与えることができるもので
あることが好ましい。殊に、左右方向については２Ｈｚ
以下の低周波振動（動揺）と、７〜１３Ｈｚの高周波振
動とを出力することができ、上下方向については１〜３
Ｈｚの低周波振動（動揺）と、８〜１３Ｈｚの高周波振
動とを出力することができるものを好適に用いることが
できる。図２及び図３に振動発生機構の一例を示す。
ベース３０には２つのモータ３１，３２が固定されてお
り、モータ３１の出力軸には偏心カム３３が、モータ３
２の出力軸にはねじ軸３４が装着されており、ねじ軸３
４には支点ピン３５が一体となったスライダー３６が螺
合している。

【００１４】ベース３０に設けた長孔３７と可動アーム
３８に設けた長孔３９とに挿通されている上記支点ピン
３５は、モータ３２によるねじ軸３４の回転方向に応じ
た直線移動により、長孔３７，３９内における位置を変
化させる。そして上記偏心カム３３も可動アーム３８の
長孔３９の一端側に位置しており、モータ３１にて偏心
カム３３を回転させたならば、可動アーム３８は支点ピ
ン３５を中心に揺動する。ここで、支点ピン３５の位置
が可動アーム３８の長手方向に可動となっていることか
ら、図３に示すように、支点ピン３５が偏心カム３３寄
りの位置にある時には、可動アーム３８他端の揺れ幅Ｓ
_L が大きくなり、支点ピン３５が偏心カム３３から離れ
た時には可動アーム３８他端の揺れ幅Ｓ_S が小さくな
る。従って、可動アーム３８の他端に連結ピン４１で連
結されるとともに摺動ガイド４２によって摺動方向ガイ
ドがなされている図２中の揺動ベース４０は、モータ３
１の回転に伴い、支点ピン３５の位置に応じたストロー
クの振動を行う。そして、モータ３１の回転数を可変と
しておくことで揺動ベース４０は振動周波数が変化する
ものであり、また支点ピン３５の位置に応じたストロー
クと上記振動周波数とにより、振動加速度が定められ
る。

【００１５】図４は上記振動発生機構を３段として順次
連結するとともに、各段の振動発生機構が発生する振動
方向を左右方向Ｘ、前後方向Ｙ、上下方向Ｚとしたもの
であり、Ｘ，Ｙ，Ｚの３軸方向の振動を最終段の振動発
生機構の揺動ベース４０上に設置される前記リクライニ
ング椅子１及び足載せ台２に付与することができるよう
にしている。

【００１６】なお、３段の振動発生機構をすべて同時に
作動させる必要はなく、各軸方向のみ、あるいは２つの
軸方向のみの振動を発生させてもよいが、上下方向Ｚの
振動については、１〜２．５Ｈｚと８〜１５Ｈｚの振動
数の振動が乗り心地に関する上で重要であることが既に
報告されており、このために、たとえば図５(a)に示す
ように上下方向Ｚに関して、１．５Ｈｚと２Ｈｚの振動
とを交互に且つその時間間隔が１／ｆゆらぎ特性を示す
ように出力するようにするのが好ましい。また、左右方
向Ｘの振動を与える場合には、たとえば図５(b)に示す
ように、左右方向Ｘについて、０．４Ｈｚと０．６Ｈｚ
の振動とを交互に且つその時間間隔が１／ｆゆらぎ特性
を示すように出力するようにするのが好ましい。もちろ
ん、上下方向Ｚに関して１．５Ｈｚと２Ｈｚの振動とを
交互に且つその時間間隔が１／ｆゆらぎ特性を示すよう
に出力するようにすると同時に、左右方向Ｘに関して
０．４Ｈｚと０．６Ｈｚの振動とを交互に且つその時間
間隔が１／ｆゆらぎ特性を示すように出力するようにし
てもよい。

【００１７】使用者が高周波を好む場合、上下方向ある
いは左右方向、もしくは上下左右方向に８〜１５Ｈｚの
範囲内の周波数を複数選択（たとえば８Ｈｚと１２Ｈ
ｚ）し、その時間間隔が１／ｆゆらぎ特性を示すように
出力するようにしてもよい。この場合、選択した複数の
周波数が１２Ｈｚと１３Ｈｚのように近似していると、
周波数の違いを判別することが非常に難しいために、常
時同じ周波数の振動が与えられているように感じて、慣
れ現象が短時間のうちに生じてリラックス効果が減少す
ることから、選択する複数の周波数は、高低差がある程
度あることが好ましい。また、上下方向あるいは左右方
向、もしくは上下左右方向にたとえば１２〜１３Ｈｚの
振動を与えるとともに、この振動のオンオフの時間間隔
が１／ｆゆらぎ特性を示すように出力するようにしても
よい。

【００１８】心地よい電車の振動感覚が得られるように
するために、たとえば上下方向Ｚに１．５Ｈｚ及び２．
０Ｈｚの振動を交互に且つその時間間隔が１／ｆゆらぎ
特性を示すように出力すると同時に、左右方向Ｘに１２
〜１３Ｈｚの振動を常時与えたり、あるいは左右方向Ｘ
に０．４Ｈｚと０．６Ｈｚの振動を交互に且つその時間
間隔が１／ｆゆらぎ特性を示すように出力すると同時に
上下方向Ｚに１２〜１３Ｈｚの振動を常時与えるように
してもよい。

【００１９】このほか、上下方向Ｚに１．５Ｈｚ及び
２．０Ｈｚの振動を交互に且つその時間間隔が１／ｆゆ
らぎ特性を示すように出力すると同時に、左右方向Ｘに
１２Ｈｚの振動をオンオフの時間間隔が１／ｆゆらぎ特
性を示すように出力したり、左右方向Ｘに０．４Ｈｚと
０．６Ｈｚの振動を交互に且つその時間間隔が１／ｆゆ
らぎ特性を示すように出力すると同時に上下方向Ｚに１
２Ｈｚの振動をオンオフの時間間隔が１／ｆゆらぎ特性
を示すように出力するようにしてもよい。

【００２０】振動加速度（座面の中央位置での振動加速
度）に関しては、鉄道車輛の車体振動の乗り心地係数が
１．５以下となるレベルにしておく。たとえば上下方向
Ｚについては振動周波数が１．５Ｈｚであれば約０．０
４〜０．１ｍ／ｓ²ｒｍｓ（好ましくは０．０５〜０．
０６ｍ／ｓ²ｒｍｓ）、振動周波数が２．０Ｈｚであれ
ば約０．８〜１．３ｍ／ｓ²ｒｍｓ、振動周波数が１２
Ｈｚであれば０．０７〜０．１２ｍ／ｓ²ｒｍｓとし、
左右方向Ｘについては振動周波数が０．４Ｈｚであれば
約０．０５ｍ／ｓ²ｒｍｓ、振動周波数が０．６Ｈｚで
あれば約０．０７〜０．１２ｍ／ｓ²ｒｍｓ（好ましく
は０．０８〜０．１０ｍ／ｓ²ｒｍｓ）、振動周波数が
１２Ｈｚであれば約０．１〜０．１５ｍ／ｓ²ｒｍｓ
（好ましくは０．１２〜０．１３ｍ／ｓ²ｒｍｓ）とす
る。振動出力時間は１５分程度以下が好ましいが、多少
時間を延長してもよい。振動波形は正弦波、あるいは正
弦波に近似した滑らかな波形が好ましい。

【００２１】加振装置３によってリクライニング椅子１
上に座っている人体に振動を与えるにあたっては、図６
(a)に示すように、周波数または加速度実効値あるいは
この両者を一定としたままで作動させる変化のない単調
な振動パターンとしてもよいが、図６(b)に示すよう
に、加速度が漸次小さくなる振動パターン（図中にＡ，
Ｂ，Ｃで示す３種に限るものではない）、加速度が１／
ｆゆらぎで変化する振動パターン、図６(c)に示すよう
に加速度を一定としつつ所定時間が経過すれば小さくし
ていく振動パターン等、各種振動パターンを採用するこ
とができるとともに、複数種の振動パターンを合成した
ものであってもよく、振動パターンを限定するものでは
ないが、いずれの場合も、加振手段が支持手段を介して
人体に与える加速度はその変化が滑らかで唐突に感じな
いレベル変化であることが好ましい。

【００２２】加速度の制御に際しては、図１に示すよう
に、加速度センサー６を設けて、フィードバック制御が
できるようにするのが好ましい。被験者の体重の違いと
いった負荷の影響を抑えて所要の加速度の振動を与える
ことができることになる。また、振動を変化させる場合
は、人体のリラックス度を検出することができるリラッ
クス度センサー７を設けて、検出されるリラックス度が
大きくなるにつれて、図７に示すように、加速度を小さ
くしてもよい。ちなみにリラックス度は、脳波、脈波、
心拍、皮膚温、皮膚電気抵抗、血圧などの変化から推測
することができるが、これらの生理変化のうち、心拍ま
たは脈波に基づいてリラックス度を検出するものがその
精度及び使用に際しての手軽さなどの点で好ましい。具
体的には特願平８−５２５６号で出願したものなどを好
適に用いることができる。

【００２３】リラックスさせるという点においては、図
８に示すように、リクライニング椅子１として、背もた
れ１１の角度及び足載せ台２の角度を電動で変化させる
電動リクライニングユニット８５を備えたものを用いて
もよい。特に背もたれ１１の角度の調節と足載せ台２の
角度の調節とを個別に行うことができるようにしておく
のはもちろん、背もたれ１１が所定の角度αより倒され
れば、足載せ台２がほぼ水平状態となるまで自動的に角
度が変わるようにしておくとよい。足載せ台２は水平状
態よりもさらに先端が高くなる位置まで動かせるものを
用いてもよい。前記リラックス度センサー７の出力によ
って検出されるリラックス度が増せば、あるいは単に時
間が経過したり振動回数が所定回数に達すれば、背もた
れ１１が倒れるとともに足載せ台２が起き上がるように
しておくのもよい。

【００２４】以上の説明では、加振装置３によって全体
が同じ振動パターンで振動するものを示したが、特定の
部位、たとえば背中・腰部あるいは足部に対して局所的
な振動を加振装置３による揺れ振動に付加するようにし
てもよい。図９はこの場合の一例を示しており、足載せ
台２と背もたれ１１の下部とには別途局所振動発生手段
８６を内蔵させている。足載せ台２に載せた足や背もた
れ１１下部で支えられる腰部は、加振装置３による揺れ
振動に局所振動発生手段８６によって発生する振動が重
畳された振動が与えられることになる。局所振動発生手
段８６によって発生させる振動は、全身に与える揺れ振
動と異なり、周波数が３００Ｈｚ以下であればよく、１
０〜６０Ｈｚが好適であり、この時の全身振動周波数は
数Ｈｚ以下のゆっくりとしたものが好ましい。

【００２５】加熱手段Ｈを設けてもよい。図１０に示す
ように、加熱手段Ｈは背もたれ１１と座部１０と足載せ
台２のいずれに内蔵させてもよいが、一部のみに加熱手
段Ｈを設けるのであれば、図１１に示すように足載せ台
２に設けることが好ましい。加熱手段Ｈによって適度に
人体を暖めることはリラックスさせる点において有効に
作用する。

【００２６】加振装置３の動作制御を行う制御手段８と
しては、マイクロコンピュータを好適に用いることがで
きる。前記加速度センサー６やリラックス度センサー７
で検出される値に応じた振動としたり、振動を変化させ
る場合の動作制御が容易である。もちろん前述の電動リ
クライニングユニット８５、局所振動発生手段８６、加
熱手段Ｈ等についても上記制御手段８によって動作の制
御を行うことができる。支持手段としては上記リクラ
イニング椅子１及び足載せ台２のほか、寝台型のものも
好適に用いることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明においては、支持手
段で支持された人体に加振手段が与える振動が、２５Ｈ
ｚ以下である複数の特定振動周波数が交互に且つ１／ｆ
ゆらぎ間隔となっているとともに、加速度レベルが鉄道
車輛の車体振動についての乗り心地係数による評価で
１．５以下となっているために、心地良い鉄道の揺れの
感覚を使用者に与えることができるものであり、生体の
リズム感覚とのマッチングも良いために、生体を速やか
にリラックス状態に導くことができる。

【００２８】支持手段で支持された人体に加振手段が与
える振動の振動方向が上下方向と左右方向であり、各方
向振動が共に２５Ｈｚ以下である複数の特定振動周波数
が交互に且つ１／ｆゆらぎ間隔となっていると、さらに
人体をリラックス状態に導くことが容易となる。

【００２９】また本発明においては、支持手段で支持さ
れた人体に加振手段が与える振動が５Ｈｚ以下の振動と
６〜７Ｈｚ以上２５Ｈｚ以下の振動との組み合わせであ
るとともに、後者の振動はそのオンオフ間隔が１／ｆゆ
らぎ特性を持つものとなっており、加速度レベルが鉄道
車輛の車体振動についての乗り心地係数による評価で
１．５以下となっているために、この場合においても心
地良い鉄道の揺れの感覚を使用者に与えることができる
ものであり、生体のリズム感覚とのマッチングも良いた
めに、生体を速やかにリラックス状態に導くことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例の概略側面図であ
る。

【図２】同上の加振装置の振動発生機構の一例を示すも
ので、(a)は断面図、(b)は可動アームの正面図である。

【図３】同上の振動発生機構の振動ストロークの調整動
作の説明図である。

【図４】同上の振動発生機構を用いた加振装置の概略断
面図である。

【図５】(a)(b)(c)は夫々振動周波数の変化パターンの
一例の説明図である。

【図６】(a)(b)(c)は夫々振動パターンの一例の説明図
である。

【図７】リラックス度に応じた振動変化の一例の説明図
である。

【図８】電動リクライニングユニットを備えた例の概略
側面図である。

【図９】局部振動を与える局所振動発生手段を備えた例
の概略側面図である。

【図１０】加熱手段を備えた例の概略側面図である。

【図１１】冷却手段を備えた例の概略側面図である。

【符号の説明】

１リクライニング椅子２足載せ台３加振装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体を支持する支持手段と、この支持手
段に振動を与える加振手段と、加振手段の動作を制御す
る制御手段とを備えたリラックス装置であって、支持手
段で支持された人体に加振手段が与える振動を、２５Ｈ
ｚ以下である複数の特定振動周波数が交互に且つ１／ｆ
ゆらぎ間隔となっている振動とするとともに、加速度レ
ベルを鉄道車輛の車体振動についての乗り心地係数によ
る評価で１．５以下としていることを特徴とするリラッ
クス装置。
【請求項２】支持手段で支持された人体に加振手段が
与える振動の振動方向が上下方向と左右方向であり、各
方向振動が共に２５Ｈｚ以下である複数の特定振動周波
数が交互に且つ１／ｆゆらぎ間隔となっていることを特
徴とする請求項１記載のリラックス装置。
【請求項３】人体を支持する支持手段と、この支持手
段に振動を与える加振手段と、加振手段の動作を制御す
る制御手段とを備えたリラックス装置であって、支持手
段で支持された人体に加振手段が与える振動を、５Ｈｚ
以下の振動と６〜７Ｈｚ以上２５Ｈｚ以下の振動との組
み合わせとするとともに、後者の振動はそのオンオフ間
隔が１／ｆゆらぎ特性を持つものとし、加速度レベルを
鉄道車輛の車体振動についての乗り心地係数による評価
で１．５以下としていることを特徴とするリラックス装
置。