JP2015139523A - 圧力調整ルーム - Google Patents
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Abstract
【課題】圧力調整の自由度が高く、使用者が快適に使用できる簡便な圧力調整ルームを提供する。【解決手段】使用者を内部に収容可能な室12と、室12の内部と外部とを隔離する扉13とを備え、室12の内部と外部との連通状態を切換える複数の三方弁と、開度を変更可能な圧力調整弁と、一方の三方弁と他方の三方弁との間に配設されるポンプとを有し、室12内部の空気を変圧する状態と一定圧に保持する状態とに切換え可能な圧力調整機構3とを備えた。【選択図】図1
Description
本発明は、使用者を内部に収容可能な室と、室の内部と外部とを隔離する扉と、室内部の空気圧を調整する圧力調整機構とを備えた圧力調整ルームに関する。
従来の上記圧力調整ルームとしては、ポンプと、減圧用電磁弁と、外気吸入量を調整する圧力調整弁とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の圧力調整ルームは、大気圧より低い圧力領域において、ポンプ及び減圧用電磁弁を用いて減圧した後、ポンプを停止して減圧用電磁弁を閉状態にしつつ圧力調整弁の開度を大きくすることで、大気圧に近い圧力まで復帰させる制御を反復している。この減圧・昇圧を繰り返すことで、空気の断熱膨張・断熱圧縮による冷熱変化を利用して、使用者の自然治癒能力を向上させるものである。
従来の圧力調整ルームは、減圧と昇圧とを反復させるので、急激な圧力変化によって使用者が耳づまり感を覚えるおそれがある。特に、急激に昇圧した場合は耳管の開放が困難となり、耳づまり感を覚えやすい。
また、大気圧より低い圧力領域での制御であるので、例えば、大気圧以上の加圧下において身体を鍛錬したいといった要望に応えることができない。
そこで、本発明は、圧力調整の自由度が高く、使用者が快適に使用できる簡便な圧力調整ルームを提供することを目的とする。
本発明に係る圧力調整ルームの特徴構成は、使用者を内部に収容可能な室と、前記室の内部と外部とを隔離する扉とを備え、前記室の内部と外部との連通状態を切換える複数の三方弁と、開度を変更可能な圧力調整弁と、一方の前記三方弁と他方の前記三方弁との間に配設されるポンプとを有し、前記室内部の空気を変圧する状態と一定圧に保持する状態とに切換え可能な圧力調整機構とを備えた点にある。
圧力調整ルームは、室内部における空気の減圧と加圧とを繰り返すことで、使用者の自然治癒能力を高める装置である。このため、使用者は常に変圧状態に晒されて、耳づまり感を覚えやすい。
本構成によれば、変圧状態から圧力保持状態に切換え可能であるので、急激な圧力変動を防止することができる。よって、使用者は、圧力保持のタイミングに合わせて耳管を開放させれば耳づまり感が解消されるので、常に快適な環境下で過ごすことができる。
一方、減圧と加圧とを反復制御するために、従来、ポンプの作動と停止とを繰り返していた。このため、例えば、ロータリーポンプのベーンなどが摩耗しやすく耐久性に問題がある。しかしながら、本構成のようにポンプを両三方弁の間に配置することで、ポンプを停止させる必要がない。つまり、空気が一方の三方弁から他方の三方弁に向かうようポンプを常時作動させた状態で、一方の三方弁の室側とポンプ側とを開放しつつ、他方の三方弁のポンプ側と外部側とを開放することで室内部の空気を排出(減圧)し、次いで夫々の三方弁の開放方向を逆転させることで、室内部へ空気を流入(加圧)させることができる。このように、簡便な方法で耐久性の高い装置を提供できる。
前記圧力調整機構は、大気圧を挟んで減圧側と増圧側とに目標圧力を設定すると好適である。
一般的に、加圧トレーニングすることで、酸素を血液中に取り込みやすくし血行促進を図ることができるとされている。従来のように、大気圧より低い圧力領域において変圧することで、ある程度血行促進を図ることができるが、より一層新陳代謝を高めたいという要望に応えるには改善の余地があった。本構成のように大気圧より大きな加圧領域まで拡張することで、減圧領域での鍛錬に加えて加圧トレーニングも行うことができるので、圧力調整の自由度が高い。
前記圧力調整機構は、前記室の内部圧力を前記使用者が調整可能な手動調整手段を有すると好適である。
初めて圧力調整ルームを使用する者は、大きな圧力変動に不快感を覚えるおそれがある。しかし、本構成のように手動調整手段を備えることで、室内部の圧力が、使用者の意図する圧力より減圧方向又は加圧方向に超過した場合、使用者自らが最適圧力に修正することができる。よって、使い勝手のよい圧力調整ルームを提供できる。なお、手動調整手段としては、使用者が室内にある減圧停止ボタンなどを押すことで、それ以上の減圧を停止することなどが想定される。
前記圧力調整機構は、前記手動調整手段における圧力を記憶する学習機能を備えていると好適である。
例えば家庭でも手軽に使用できる圧力調整ルームを想定した場合、装置を使用する者はある程度限定される。本構成によれば、手動調整手段で使用者が修正した最適圧力を記憶する学習機能を備えているので、使用者が次に装置を使用する際、圧力を調整し直す必要がなく利便性が高い。
以下に、本発明に係る圧力調整ルームの実施形態について、図面に基づいて説明する。ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
図1は、圧力調整ルーム1の全体斜視図を示しており、図2は、圧力調整機構3の模式図を示している。
圧力調整ルーム1は、装置本体11と、装置本体11の内部に使用者を収容可能な室12と、室12の内部と外部とを隔離する縦スライド式の扉13と、装置本体11に固定部材で接続され、扉13の開閉を案内するガイドレール部14と、移動自在に装置本体11を支持するキャスター15と、使用者が外部を視認可能な窓16と、室12の内部における空気を減圧する減圧制御と加圧する加圧制御とを実行する圧力調整機構3とを備えている。室12は側断面視円形状に形成され、内部が減圧又は加圧された際、圧力を均等に分散させて耐久性を高めている。
図1に示すように、扉13は、手動やボタン操作などで開閉可能に構成され、扉13が閉状態のとき、扉13に密着するシール材Sが、装置本体11の開口部の外周に亘って配設されている。詳細は後述するが、扉13には、スライド方向の前後に一対のローラ部17が回動自在に固定されており、ローラ部17がガイドレール部14の傾斜部141に沿って回動することで、扉13がシール材Sに密着して、室12内部の気密性に保たれる。スライド方向後ろのローラ部17は、前のローラ部17より、扉13の面に垂直な方向の高さが大きく形成されており、これに伴ってガイドレール部14と装置本体11との離間距離は、スライド方向の前より後ろの方が大きく形成されている。その結果、扉13を開く際、スライド方向前のローラ部17は、スライド方向後ろの傾斜部141に移動を阻害されることないので、扉13を全開状態にすることができる。
また、本実施形態におけるガイドレール部14は、レーザー切断加工する際の熱影響を軽減するため、装置本体11の開口部の下端まで設けていない。具体的には、装置本体11の開口部の円周角を約110度に設定し、ガイドレール部14の下端から開口部の下端までの円周角を約25度に設定している。これにより、圧力調整ルーム1は、全体的に特徴的なデザインを創出している。
(圧力調整機構)
図2に示すように、圧力調整機構3は、一つのポンプ21と、減圧用三方弁22と、加圧用三方弁23と、圧力調整弁24と、安全弁25と、外気流入部26と、室12の内部の圧力を計測する圧力センサPとを備えている。ポンプ21は、ベーン式やギア式のロータリーポンプやピストン式の往復動ポンプなど、空気を吸引・排出できるポンプで構成されている。減圧用三方弁22及び加圧用三方弁23は、ボール式やピストン式など三方向に空気の流れを切換え可能な弁で構成されている。圧力調整弁24は例えば電磁弁で構成され、開度を変更することで室12内部の圧力を調整することができる。安全弁25は例えば電磁弁で構成され、圧力調整ルーム1の運転時は閉状態となるよう通電され、電源が遮断された時に付勢部材の付勢力によってバルブが開くよう形成されている。圧力センサPは、室12内部の実圧力を計測して電気信号に変換して出力する。なお、ポンプ21を2つ設けて、減圧弁と加圧弁とを夫々別個に制御しても良い。
図2に示すように、圧力調整機構3は、一つのポンプ21と、減圧用三方弁22と、加圧用三方弁23と、圧力調整弁24と、安全弁25と、外気流入部26と、室12の内部の圧力を計測する圧力センサPとを備えている。ポンプ21は、ベーン式やギア式のロータリーポンプやピストン式の往復動ポンプなど、空気を吸引・排出できるポンプで構成されている。減圧用三方弁22及び加圧用三方弁23は、ボール式やピストン式など三方向に空気の流れを切換え可能な弁で構成されている。圧力調整弁24は例えば電磁弁で構成され、開度を変更することで室12内部の圧力を調整することができる。安全弁25は例えば電磁弁で構成され、圧力調整ルーム1の運転時は閉状態となるよう通電され、電源が遮断された時に付勢部材の付勢力によってバルブが開くよう形成されている。圧力センサPは、室12内部の実圧力を計測して電気信号に変換して出力する。なお、ポンプ21を2つ設けて、減圧弁と加圧弁とを夫々別個に制御しても良い。
図3−4を用いて、減圧制御における室12内部からの空気の排出方法と、加圧制御における室12内部への空気の流入方法とを説明する。ポンプ21は、減圧用三方弁22と加圧用三方弁23との間に配設され、減圧用三方弁22から加圧用三方弁23へ空気を流動させるよう駆動される。
図3に示すように、減圧制御の際、減圧用三方弁22は、室12側及びポンプ21側を開状態としつつ大気側を閉状態とし、加圧用三方弁23は、ポンプ21側及び大気側を開状態としつつ室12側を閉状態とする。その結果、室12内部の空気は、減圧用三方弁22、ポンプ21、外部の順番で排出される。その時、室12内部の酸素が不足しないように、減圧制御で排出される空気より少量の空気が外気流入部26から室12へ流入されると共に、圧力調整弁24の開度を調節することで室12内部の圧力が調整される。
図4に示すように、加圧制御の際、減圧用三方弁22は、ポンプ21側及び大気側を開状態としつつ室12側を閉状態とし、加圧用三方弁23は、室12側及びポンプ21側を開状態とつつ大気側を閉状態とする。その結果、外部、ポンプ21、加圧用三方弁23の順番で室12内部に空気を流入させる。その時、加圧制御で流入する空気より少量の空気が外気流入部26から排出されると共に、圧力調整弁24の開度を調節することで室12内部の圧力が調整される。
続いて、本実施形態における圧力調整機構3の具体的構成について、図5を用いて説明する。圧力調整機構3における制御は、圧力センサPと、演算部31と、判定部32と、制御部33と、圧力波形マップ35を記憶する記憶部34と、圧力波形マップ35を更新するマップ更新部36とによって実行される。圧力センサPにおける電気信号のデジタル処理と記憶部34とはハードウェアで構成され、演算部31と判定部32と制御部33とマップ更新部36とはソフトウェアで構成される。なお、演算部31と判定部32と制御部33とマップ更新部36とを論理ゲート等のハードウェアで構成しても良い。
演算部31は、圧力調整ルーム1が作動してからの累積時間を算出する運転時間演算部311と、圧力センサPから伝達される圧力信号に基づき室12内部の実圧力を演算する実圧力演算部312と、実圧力と圧力波形マップ35に基づく目標圧力との差圧を演算する差圧演算部313とで構成される。実圧力演算部312で算出される室12内部の実圧力は、使用者が受ける圧力を正確に測定するため、複数の圧力センサP1,P2からの測定値を平均することで実行される。なお、例えば、経験値から使用者が受ける圧力を推定できる場合は圧力センサPを一つにしても良く、その際、実圧力演算部312を省略することができる。また、演算部31の夫々の構成要素は、いずれか一つ又は二つ以上を組み合わせても良い。
判定部32は、異常判定部321と、運転時間判定部322と、閾値超過判定部323と、差圧判定部324と、保持圧力判定部325とで構成される。異常判定部321は、緊急事態か否かを判定する。つまり、何らかの原因で電力が遮断された場合や使用者の体調が悪化して非常停止ボタンを押した場合などに異常と判定する。運転時間判定部322は、実運転時間が目標運転時間に達したか否かを判定する。閾値超過判定部323は、実圧力が目標下限値より低い又は目標上限値より高いか否かを判定する。差圧判定部324は、差圧演算部313によって算出された差圧が所定範囲を超えたか否かを判定する。保持圧力判定部325は、実圧力が保持予定圧力に到達したか否かを判定する。なお、判定部32の夫々の構成要素は、いずれか一つ又は二つ以上を組み合わせても良い。
制御部33は、安全弁制御部331と、ポンプ制御部332と、減圧弁制御部333と、加圧弁制御部334と、調整弁制御部335とで構成される。安全弁制御部331は、異常判定部321で異常であると判定された場合に、安全弁25の通電を停止して開状態に制御し、室12内部と外部とを連通させる。ポンプ制御部332は、運転中は基本的に同じ出力で稼働させるので設けなくても良いが、例えば、減圧又は加圧速度を高める必要がある場合にポンプ21の出力を調整する。減圧弁制御部333と、加圧弁制御部334と、調整弁制御部335とは、上述したように、減圧制御又は加圧制御の際に室12内部の圧力を調整するために実行される。なお、安全弁制御部331の機能を調整弁制御部335で代用するなど、制御部33の夫々の構成要素は、いずれか一つ又は二つ以上を組み合わせても良い。
記憶部34には、減圧制御における目標下限値、加圧制御における目標上限値、段階的に減圧又は加圧するための圧力保持時間や減圧・加圧周期などに基づき作成された圧力波形マップ35が複数格納されている。圧力波形マップ35とは、減圧と圧力保持とを繰り返しながら段階的に減圧した後、加圧と圧力保持とを繰り返しながら段階的に加圧するといった減圧制御及び加圧制御を反復させる圧力波形のことを指す。電源投入時に、記憶部34から圧力波形マップ35を読み出して差圧演算部313に出力される。
マップ更新部36は、例えば、減圧制御の際に使用者が減圧停止ボタンを押圧したという入力情報に基づいて、圧力波形マップ35を更新する機能を有する。マップ更新部36は、記憶部34から現在使用している圧力波形マップ35を読み出して、減圧停止ボタンを押圧した時の実圧力を目標下限値として更新する。次いで、更新された圧力波形マップ35を記憶部34に出力して次回の減圧制御に反映させる。つまり、圧力調整機構3は、室12の内部圧力を使用者が調整可能な手動調整手段を有すると共に、手動調整手段における圧力を記憶する学習機能を備えている。なお、学習機能を設けずに、使用者が圧力調整ルーム1を使用する度に停止ボタンを操作するなど、手動調整手段のみを有していても良い。
この手動調整手段は、圧力調整ルーム1に操作パネルを設け、目標下限値、目標上限値、圧力保持時間、減圧・加圧周期などを使用者が任意に選択できるようにしても良い。この場合は、操作パネルからの入力情報に基づき、圧力波形マップ35が更新される。
(制御方法)
続いて、図6−8を用いて、本実施形態における具体的な制御方法を説明する。
続いて、図6−8を用いて、本実施形態における具体的な制御方法を説明する。
まず、図6を用いて、基本的な制御方法を説明する。使用者が圧力調整ルーム1の扉13の開ボタンを押して室12に入った後、椅子に座ると扉13が適正に閉まっているか否かが判定される(#61)。例えば、扉13に物体が挟まり適正に閉まっていない場合(#61No判定)は、使用者に音声などで報知(#62)して入室をやり直させる。扉13が適正に閉まっている場合(#61Yes判定)は、減圧制御を実行する(#63)。
減圧制御を実行している所定時間(例えば1s)ごとに、圧力センサPからの出力された実圧力が目標下限値(例えば、850hPa)に到達したか否かが、閾値超過判定部323によって判定される(#64)。実圧力が目標下限値に到達していない場合(#64No判定)、減圧制御(#63)を継続する。実圧力が目標下限値に到達した場合(#64Yes判定)、加圧制御(#65)に移行する。
同様に、加圧制御を実行している所定時間ごとに、圧力センサPからの出力された実圧力が目標上限値(例えば、1150hPa)に到達したか否かが、閾値超過判定部323によって判定される(#66)。実圧力が目標上限値に到達していない場合(#66No判定)、加圧制御(#65)を継続する。実圧力が目標上限値に到達した場合(#66Yes判定)、実運転時間が終了時間である目標運転時間より小さいか否かが運転時間判定部322によって判定される(#67)。実運転時間が未だ終了時間でない場合(#67Yes判定)、再度、減圧制御(#63)に移行して一連の減圧・加圧制御が反復される。実運転時間が終了時間である場合(#67No判定)、運転制御を終了する。なお、運転時間判定部322は、減圧制御の途中で終了時間に到達した場合に終了判定をすることもある。
また、減圧制御や加圧制御の途中に、使用者は、気分が悪くなった場合などに非常停止ボタンを押すことで、異常判定部321が異常であると判定し、安全弁制御部331によって電力が遮断される(#68)。その結果、付勢部材がバルブに作用し安全弁25が開放(#69)され、室12内部と外部とが連通する。これによって、室12内部の圧力が大気圧に復帰されると共に、酸素が欠乏するのを防止する。
次に、図7を用いて、上述した減圧制御を一例として具体的に説明する。
まず、記憶部34に格納されている圧力波形マップ35を読み出して減圧制御を開始する(#71)。次いで、読み出された圧力波形に基づいて所定勾配で室12内部の圧力を低下させる(#72)。この時、差圧判定部324における判定結果を制御部33にフィードバックし、実圧力が目標圧力に近付づくよう圧力調整弁24の開度が適宜調整される。次いで、実圧力が所定の値(例えば50hPa)だけ低下したか否かが保持圧力判定部325によって判定され(#73)、実圧力が保持予定圧力に達している場合(#73Yes判定)、現在の圧力を保持する(#74)。一方、実圧力が保持予定圧力に達していない場合(#73No判定)、所定勾配で減圧する制御を継続する(#72)。なお、実圧力が保持予定圧力に達したか否かで判定(#73)するのに代えて、運転時間が圧力保持開始時間に達したか否かで判定しても良い。
次いで、圧力波形マップ35から読み出された保持予定時間(例えば5s)を経過したか否かが、運転時間判定部322によって判定される(#75)。保持時間を経過していない場合(#75No判定)、実圧力を引き続き保持する(#74)。一方、保持時間を経過した場合(#75Yes判定)、実圧力が目標下限値に到達したか否かが閾値超過判定部323によって判定される(#76)。そして、実圧力が目標下限値に到達していない場合(#76No判定)、再度、減圧して保持する制御を実行する。実圧力が目標下限値に到達してれば(#76Yes判定)、処理を終了する。
また、減圧制御の途中に、使用者が減圧停止ボタンなどを押した場合は、処理を終了して次の加圧制御に移行する。その際、マップ更新部36によって実圧力を目標下限値として圧力波形マップ35が更新される(#70)。さらに、図示しないが、加圧制御については、減圧制御の「減圧」を「加圧」に置き換え、「目標下限値」を「目標上限値」に置き換えた制御が実行される。なお、減圧停止ボタンと加圧停止ボタンとは、同じ圧力停止ボタンで構成されるのが好ましく、上述したように圧力停止ボタンに代えて操作パネルにしても良い。
図8には、上述した減圧制御と加圧制御とが反復された場合における圧力波形が示される。本実施形態では、減圧制御において減圧して保持する制御を繰り返すと共に、加圧制御において加圧して保持する制御が繰り返される。
このように、減圧制御及び加圧制御において、段階的に減圧及び加圧する圧力保持手段を設けたので、圧力保持のタイミングに合わせて耳管を開放させることが可能となって、使用者の耳づまり感を低減させることができる。さらに、減圧制御及び加圧制御の設定を使用者が自由に変更することができ、利便性の高い圧力調整ルーム1を提供できる。
以下、本実施形態における扉13の閉塞時のシール方法について説明する。図9−10は、ガイドレール部14を側方から見た図であり、図11及び図12は、図9及び図10のXI−XI方向及びXII−XII方向から見た矢視図である。
上述したように、室12の内部は減圧・加圧を繰り返すので、単に、扉13と装置本体11との間にシール材Sを配設する構成では、室12内部の気密性を保つことが困難である。特に、加圧の際、扉13にはシール材Sから離間する方向に圧力が作用するので、シール機能が損なわれるおそれがある。
そこで、本実施形態では、図1及び図9−12に示すように、扉13にローラ部17を回動自在に固定し、ローラ部17が回動するようガイドレール部14に傾斜部141を設けることで、扉13をシール材Sに密着させる構成にしている。ローラ部17は、扉13の両側端部の前面にビス固定される断面L字状の基部171と、基部171から側方に張り出した腕部172と、扉13の面に対して垂直方向の前後に設けられる一対の車輪173A, 173Bと、一対の車輪173A, 173Bを、回転軸となるピン175を介して連結する接続部材174と、装置本体11側の後側車輪173Bと扉13の前面とにアーム部材177を介して接続される弾性部材176と、備えている。また、接続部材174が腕部172に対して回動自在に接続されており、扉13は、ガイドレール部14及び装置本体11から離間した宙吊り状態となっている。このため、扉13は、装置本体11の開口部の外周に設けたシール材Sとは接触しないので、開閉がスムーズに行われる。
続いて、扉13の閉塞動作及び作用について説明する。扉13を閉塞する際、図9−10に示すように、前側車輪173Aが傾斜部141に沿って移動し、接続部材174が装置本体11側に倒れるように回動する。この時、扉13の面の垂直方向に対して、後側車輪173Bと腕部172との距離が短縮され、扉13は、腕部172に接続された基部171を介して装置本体11側に移動し、シール材Sを押し潰すように、扉13とシール材Sとが密着する(図11−12参照)。さらに、接続部材174が傾倒することで、後側車輪173Bとアーム部材177との距離が広がり、弾性部材176の引張力が増大する。この引張力によって、接続部材174には、図示において時計回りの応力が作用して回動が拘束されると共に、扉13にはシール材Sを押し潰すような応力が作用して所望のシール機能を確保することができる。なお、本実施形態における弾性部材176は、引張コイルバネを想定しているが、例えば、基部171と接続部材174との間に、接続部材174に時計回りの応力を作用させる捻りコイルバネを設けても良い。
このように、ガイドレール部14の傾斜部141とローラ部17とを設けることで、特に加圧の際、扉13にシール材Sから離間する方向に圧力が作用しても、弾性部材176の付勢力によって、シール機能を確実に発揮させることができる。
[その他の実施形態]
(1)上述した実施形態では、大気圧未満の減圧制御と大気圧以上の加圧制御とを反復させたが、大気圧以上の圧力領域で加圧・減圧を反復制御しても良いし、大気圧以下の圧力領域で減圧・加圧を反復制御しても良い。また、加圧制御から開始しても良く、減圧制御及び加圧制御の順番は特に限定されない。
(2)上述した実施形態では、図8に示すように、減圧制御と加圧制御との切換え時(目標下限値及び目標上限値)に圧力保持手段を設けたが、圧力を保持することなく切換えても良い。この場合でも、減圧段階又は加圧段階で圧力保持手段を設けているので、使用者は快適に空気浴をすることができる。
(3)図8に示す圧力波形はあくまでも例示であって、一周期において圧力を保持する回数や制御圧力の目標下限値・目標上限値などは特に限定されない。なお、本発明では、目標上限値を大気圧の1.3倍、目標下限値を大気圧の0.85倍まで調整可能である。
(4)上述した実施形態では、縦スライド式の扉13構造としたが、図13に示すように、片開き式の扉13構造としても良い。具体的には、空圧式又は油圧式のダンパー131とヒンジ部132とを備え、ヒンジ部132が回動することで開閉操作が行われ、ダンパー131によって開閉スピードが低減される。扉13を閉塞する際、扉13又は装置本体11の内面に固定したカンチレバー(不図示)を操作することで、扉13をシール材Sに密着させ、室12内部の気密性が保たれる。なお、扉13の構造は、横スライド式にするなど特に限定されない。
(5)上述した実施形態では、図1に示すような一人用の圧力調整ルーム1を想定して説明したが、複数の動物を収容可能な大型の圧力調整ルームにも適用できることは勿論である。
(1)上述した実施形態では、大気圧未満の減圧制御と大気圧以上の加圧制御とを反復させたが、大気圧以上の圧力領域で加圧・減圧を反復制御しても良いし、大気圧以下の圧力領域で減圧・加圧を反復制御しても良い。また、加圧制御から開始しても良く、減圧制御及び加圧制御の順番は特に限定されない。
(2)上述した実施形態では、図8に示すように、減圧制御と加圧制御との切換え時(目標下限値及び目標上限値)に圧力保持手段を設けたが、圧力を保持することなく切換えても良い。この場合でも、減圧段階又は加圧段階で圧力保持手段を設けているので、使用者は快適に空気浴をすることができる。
(3)図8に示す圧力波形はあくまでも例示であって、一周期において圧力を保持する回数や制御圧力の目標下限値・目標上限値などは特に限定されない。なお、本発明では、目標上限値を大気圧の1.3倍、目標下限値を大気圧の0.85倍まで調整可能である。
(4)上述した実施形態では、縦スライド式の扉13構造としたが、図13に示すように、片開き式の扉13構造としても良い。具体的には、空圧式又は油圧式のダンパー131とヒンジ部132とを備え、ヒンジ部132が回動することで開閉操作が行われ、ダンパー131によって開閉スピードが低減される。扉13を閉塞する際、扉13又は装置本体11の内面に固定したカンチレバー(不図示)を操作することで、扉13をシール材Sに密着させ、室12内部の気密性が保たれる。なお、扉13の構造は、横スライド式にするなど特に限定されない。
(5)上述した実施形態では、図1に示すような一人用の圧力調整ルーム1を想定して説明したが、複数の動物を収容可能な大型の圧力調整ルームにも適用できることは勿論である。
本発明は、使用者が減圧下や加圧下において空気浴するための圧力調整ルームに利用可能である。
1 圧力調整ルーム
3 圧力調整機構
12 室
13 扉
21 ポンプ
22 減圧用三方弁
23 加圧用三方弁
24 圧力調整弁(電磁弁)
3 圧力調整機構
12 室
13 扉
21 ポンプ
22 減圧用三方弁
23 加圧用三方弁
24 圧力調整弁(電磁弁)
本発明は、使用者を内部に収容可能な室と、室の内部と外部とを隔離する扉と、室内部の空気圧を調整する圧力調整機構とを備えた圧力調整ルームに関する。
従来の上記圧力調整ルームとしては、ポンプと、減圧用電磁弁と、外気吸入量を調整する圧力調整弁とを備えたものが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の圧力調整ルームは、大気圧より低い圧力領域において、ポンプ及び減圧用電磁弁を用いて減圧した後、ポンプを停止して減圧用電磁弁を閉状態にしつつ圧力調整弁の開度を大きくすることで、大気圧に近い圧力まで復帰させる制御を反復している。この減圧・昇圧を繰り返すことで、空気の断熱膨張・断熱圧縮による冷熱変化を利用して、使用者の自然治癒能力を向上させるものである。
従来の圧力調整ルームは、減圧と昇圧とを反復させるので、急激な圧力変化によって使用者が耳づまり感を覚えるおそれがある。特に、急激に昇圧した場合は耳管の開放が困難となり、耳づまり感を覚えやすい。
また、大気圧より低い圧力領域での制御であるので、例えば、大気圧以上の加圧下において身体を鍛錬したいといった要望に応えることができない。
そこで、本発明は、圧力調整の自由度が高く、使用者が快適に使用できる簡便な圧力調整ルームを提供することを目的とする。
本発明に係る圧力調整ルームの特徴構成は、使用者を内部に収容可能な室と、前記室の内部と外部とを隔離する扉とを備え、前記室の内部と外部との連通状態を切換える複数の三方弁と、開度を変更可能な圧力調整弁と、一方の前記三方弁と他方の前記三方弁との間に配設されるポンプとを有し、前記室内部の空気を減圧および加圧する状態と一定圧に保持する状態とに切換え可能な圧力調整機構とを備えた点にある。
圧力調整ルームは、室内部における空気の減圧と加圧とを繰り返すことで、使用者の自然治癒能力を高める装置である。このため、使用者は常に変圧状態に晒されて、耳づまり感を覚えやすい。
本構成によれば、変圧状態から圧力保持状態に切換え可能であるので、急激な圧力変動を防止することができる。よって、使用者は、圧力保持のタイミングに合わせて耳管を開放させれば耳づまり感が解消されるので、常に快適な環境下で過ごすことができる。
一方、減圧と加圧とを反復制御するために、従来、ポンプの作動と停止とを繰り返していた。このため、例えば、ロータリーポンプのベーンなどが摩耗しやすく耐久性に問題がある。しかしながら、本構成のようにポンプを両三方弁の間に配置することで、ポンプを停止させる必要がない。つまり、空気が一方の三方弁から他方の三方弁に向かうようポンプを常時作動させた状態で、一方の三方弁の室側とポンプ側とを開放しつつ、他方の三方弁のポンプ側と外部側とを開放することで室内部の空気を排出(減圧)し、次いで夫々の三方弁の開放方向を逆転させることで、室内部へ空気を流入(加圧)させることができる。このように、簡便な方法で耐久性の高い装置を提供できる。
前記圧力調整機構は、大気圧を挟んで減圧側と増圧側とに目標圧力を設定すると好適である。
一般的に、加圧トレーニングすることで、酸素を血液中に取り込みやすくし血行促進を図ることができるとされている。従来のように、大気圧より低い圧力領域において変圧することで、ある程度血行促進を図ることができるが、より一層新陳代謝を高めたいという要望に応えるには改善の余地があった。本構成のように大気圧より大きな加圧領域まで拡張することで、減圧領域での鍛錬に加えて加圧トレーニングも行うことができるので、圧力調整の自由度が高い。
前記圧力調整機構は、前記室の内部圧力を前記使用者が調整可能な手動調整手段を有すると好適である。
初めて圧力調整ルームを使用する者は、大きな圧力変動に不快感を覚えるおそれがある。しかし、本構成のように手動調整手段を備えることで、室内部の圧力が、使用者の意図する圧力より減圧方向又は加圧方向に超過した場合、使用者自らが最適圧力に修正することができる。よって、使い勝手のよい圧力調整ルームを提供できる。なお、手動調整手段としては、使用者が室内にある減圧停止ボタンなどを押すことで、それ以上の減圧を停止することなどが想定される。
前記圧力調整機構は、前記手動調整手段における圧力を記憶する学習機能を備えていると好適である。
例えば家庭でも手軽に使用できる圧力調整ルームを想定した場合、装置を使用する者はある程度限定される。本構成によれば、手動調整手段で使用者が修正した最適圧力を記憶する学習機能を備えているので、使用者が次に装置を使用する際、圧力を調整し直す必要がなく利便性が高い。
以下に、本発明に係る圧力調整ルームの実施形態について、図面に基づいて説明する。
ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
ただし、以下の実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形が可能である。
図1は、圧力調整ルーム1の全体斜視図を示しており、図2は、圧力調整機構3の模式図を示している。
圧力調整ルーム1は、装置本体11と、装置本体11の内部に使用者を収容可能な室12と、室12の内部と外部とを隔離する縦スライド式の扉13と、装置本体11に固定部材で接続され、扉13の開閉を案内するガイドレール部14と、移動自在に装置本体11を支持するキャスター15と、使用者が外部を視認可能な窓16と、室12の内部における空気を減圧する減圧制御と加圧する加圧制御とを実行する圧力調整機構3とを備えている。室12は側断面視円形状に形成され、内部が減圧又は加圧された際、圧力を均等に分散させて耐久性を高めている。
図1に示すように、扉13は、手動やボタン操作などで開閉可能に構成され、扉13が閉状態のとき、扉13に密着するシール材Sが、装置本体11の開口部の外周に亘って配設されている。詳細は後述するが、扉13には、スライド方向の前後に一対のローラ部17が回動自在に固定されており、ローラ部17がガイドレール部14の傾斜部141に沿って回動することで、扉13がシール材Sに密着して、室12内部の気密性に保たれる。
スライド方向後ろのローラ部17は、前のローラ部17より、扉13の面に垂直な方向の高さが大きく形成されており、これに伴ってガイドレール部14と装置本体11との離間距離は、スライド方向の前より後ろの方が大きく形成されている。その結果、扉13を開く際、スライド方向前のローラ部17は、スライド方向後ろの傾斜部141に移動を阻害されることないので、扉13を全開状態にすることができる。
スライド方向後ろのローラ部17は、前のローラ部17より、扉13の面に垂直な方向の高さが大きく形成されており、これに伴ってガイドレール部14と装置本体11との離間距離は、スライド方向の前より後ろの方が大きく形成されている。その結果、扉13を開く際、スライド方向前のローラ部17は、スライド方向後ろの傾斜部141に移動を阻害されることないので、扉13を全開状態にすることができる。
また、本実施形態におけるガイドレール部14は、レーザー切断加工する際の熱影響を軽減するため、装置本体11の開口部の下端まで設けていない。具体的には、装置本体11の開口部の円周角を約110度に設定し、ガイドレール部14の下端から開口部の下端までの円周角を約25度に設定している。これにより、圧力調整ルーム1は、全体的に特徴的なデザインを創出している。
(圧力調整機構)
図2に示すように、圧力調整機構3は、一つのポンプ21と、減圧用三方弁22と、加圧用三方弁23と、圧力調整弁24と、安全弁25と、外気流入部26と、室12の内部の圧力を計測する圧力センサPとを備えている。ポンプ21は、ベーン式やギア式のロータリーポンプやピストン式の往復動ポンプなど、空気を吸引・排出できるポンプで構成されている。減圧用三方弁22及び加圧用三方弁23は、ボール式やピストン式など三方向に空気の流れを切換え可能な弁で構成されている。圧力調整弁24は例えば電磁弁で構成され、開度を変更することで室12内部の圧力を調整することができる。安全弁25は例えば電磁弁で構成され、圧力調整ルーム1の運転時は閉状態となるよう通電され、電源が遮断された時に付勢部材の付勢力によってバルブが開くよう形成されている。圧力センサPは、室12内部の実圧力を計測して電気信号に変換して出力する。なお、ポンプ21を2つ設けて、減圧弁と加圧弁とを夫々別個に制御しても良い。
図2に示すように、圧力調整機構3は、一つのポンプ21と、減圧用三方弁22と、加圧用三方弁23と、圧力調整弁24と、安全弁25と、外気流入部26と、室12の内部の圧力を計測する圧力センサPとを備えている。ポンプ21は、ベーン式やギア式のロータリーポンプやピストン式の往復動ポンプなど、空気を吸引・排出できるポンプで構成されている。減圧用三方弁22及び加圧用三方弁23は、ボール式やピストン式など三方向に空気の流れを切換え可能な弁で構成されている。圧力調整弁24は例えば電磁弁で構成され、開度を変更することで室12内部の圧力を調整することができる。安全弁25は例えば電磁弁で構成され、圧力調整ルーム1の運転時は閉状態となるよう通電され、電源が遮断された時に付勢部材の付勢力によってバルブが開くよう形成されている。圧力センサPは、室12内部の実圧力を計測して電気信号に変換して出力する。なお、ポンプ21を2つ設けて、減圧弁と加圧弁とを夫々別個に制御しても良い。
図3−4を用いて、減圧制御における室12内部からの空気の排出方法と、加圧制御における室12内部への空気の流入方法とを説明する。ポンプ21は、減圧用三方弁22と加圧用三方弁23との間に配設され、減圧用三方弁22から加圧用三方弁23へ空気を流動させるよう駆動される。
図3に示すように、減圧制御の際、減圧用三方弁22は、室12側及びポンプ21側を開状態としつつ大気側を閉状態とし、加圧用三方弁23は、ポンプ21側及び大気側を開状態としつつ室12側を閉状態とする。その結果、室12内部の空気は、減圧用三方弁22、ポンプ21、外部の順番で排出される。その時、室12内部の酸素が不足しないように、減圧制御で排出される空気より少量の空気が外気流入部26から室12へ流入されると共に、圧力調整弁24の開度を調節することで室12内部の圧力が調整される。
図4に示すように、加圧制御の際、減圧用三方弁22は、ポンプ21側及び大気側を開状態としつつ室12側を閉状態とし、加圧用三方弁23は、室12側及びポンプ21側を開状態とつつ大気側を閉状態とする。その結果、外部、ポンプ21、加圧用三方弁23の順番で室12内部に空気を流入させる。その時、加圧制御で流入する空気より少量の空気が外気流入部26から排出されると共に、圧力調整弁24の開度を調節することで室12内部の圧力が調整される。
続いて、本実施形態における圧力調整機構3の具体的構成について、図5を用いて説明する。圧力調整機構3における制御は、圧力センサPと、演算部31と、判定部32と、制御部33と、圧力波形マップ35を記憶する記憶部34と、圧力波形マップ35を更新するマップ更新部36とによって実行される。圧力センサPにおける電気信号のデジタル処理と記憶部34とはハードウェアで構成され、演算部31と判定部32と制御部33とマップ更新部36とはソフトウェアで構成される。なお、演算部31と判定部32と制御部33とマップ更新部36とを論理ゲート等のハードウェアで構成しても良い。
演算部31は、圧力調整ルーム1が作動してからの累積時間を算出する運転時間演算部311と、圧力センサPから伝達される圧力信号に基づき室12内部の実圧力を演算する実圧力演算部312と、実圧力と圧力波形マップ35に基づく目標圧力との差圧を演算する差圧演算部313とで構成される。実圧力演算部312で算出される室12内部の実圧力は、使用者が受ける圧力を正確に測定するため、複数の圧力センサP1,P2からの測定値を平均することで実行される。なお、例えば、経験値から使用者が受ける圧力を推定できる場合は圧力センサPを一つにしても良く、その際、実圧力演算部312を省略することができる。また、演算部31の夫々の構成要素は、いずれか一つ又は二つ以上を組み合わせても良い。
判定部32は、異常判定部321と、運転時間判定部322と、閾値超過判定部323と、差圧判定部324と、保持圧力判定部325とで構成される。異常判定部321は、緊急事態か否かを判定する。つまり、何らかの原因で電力が遮断された場合や使用者の体調が悪化して非常停止ボタンを押した場合などに異常と判定する。運転時間判定部322は、実運転時間が目標運転時間に達したか否かを判定する。閾値超過判定部323は、実圧力が目標下限値より低い又は目標上限値より高いか否かを判定する。差圧判定部324は、差圧演算部313によって算出された差圧が所定範囲を超えたか否かを判定する。保持圧力判定部325は、実圧力が保持予定圧力に到達したか否かを判定する。なお、判定部32の夫々の構成要素は、いずれか一つ又は二つ以上を組み合わせても良い。
制御部33は、安全弁制御部331と、ポンプ制御部332と、減圧弁制御部333と、加圧弁制御部334と、調整弁制御部335とで構成される。安全弁制御部331は、異常判定部321で異常であると判定された場合に、安全弁25の通電を停止して開状態に制御し、室12内部と外部とを連通させる。ポンプ制御部332は、運転中は基本的に同じ出力で稼働させるので設けなくても良いが、例えば、減圧又は加圧速度を高める必要がある場合にポンプ21の出力を調整する。減圧弁制御部333と、加圧弁制御部334と、調整弁制御部335とは、上述したように、減圧制御又は加圧制御の際に室12内部の圧力を調整するために実行される。なお、安全弁制御部331の機能を調整弁制御部335で代用するなど、制御部33の夫々の構成要素は、いずれか一つ又は二つ以上を組み合わせても良い。
記憶部34には、減圧制御における目標下限値、加圧制御における目標上限値、段階的に減圧又は加圧するための圧力保持時間や減圧・加圧周期などに基づき作成された圧力波形マップ35が複数格納されている。圧力波形マップ35とは、減圧と圧力保持とを繰り返しながら段階的に減圧した後、加圧と圧力保持とを繰り返しながら段階的に加圧するといった減圧制御及び加圧制御を反復させる圧力波形のことを指す。電源投入時に、記憶部34から圧力波形マップ35を読み出して差圧演算部313に出力される。
マップ更新部36は、例えば、減圧制御の際に使用者が減圧停止ボタンを押圧したという入力情報に基づいて、圧力波形マップ35を更新する機能を有する。マップ更新部36は、記憶部34から現在使用している圧力波形マップ35を読み出して、減圧停止ボタンを押圧した時の実圧力を目標下限値として更新する。次いで、更新された圧力波形マップ35を記憶部34に出力して次回の減圧制御に反映させる。つまり、圧力調整機構3は、室12の内部圧力を使用者が調整可能な手動調整手段を有すると共に、手動調整手段における圧力を記憶する学習機能を備えている。なお、学習機能を設けずに、使用者が圧力調整ルーム1を使用する度に停止ボタンを操作するなど、手動調整手段のみを有していても良い。
この手動調整手段は、圧力調整ルーム1に操作パネルを設け、目標下限値、目標上限値、圧力保持時間、減圧・加圧周期などを使用者が任意に選択できるようにしても良い。この場合は、操作パネルからの入力情報に基づき、圧力波形マップ35が更新される。
(制御方法)
続いて、図6−8を用いて、本実施形態における具体的な制御方法を説明する。
続いて、図6−8を用いて、本実施形態における具体的な制御方法を説明する。
まず、図6を用いて、基本的な制御方法を説明する。使用者が圧力調整ルーム1の扉13の開ボタンを押して室12に入った後、椅子に座ると扉13が適正に閉まっているか否かが判定される(#61)。例えば、扉13に物体が挟まり適正に閉まっていない場合(
#61No判定)は、使用者に音声などで報知(#62)して入室をやり直させる。扉13が適正に閉まっている場合(#61Yes判定)は、減圧制御を実行する(#63)。
#61No判定)は、使用者に音声などで報知(#62)して入室をやり直させる。扉13が適正に閉まっている場合(#61Yes判定)は、減圧制御を実行する(#63)。
減圧制御を実行している所定時間(例えば1s)ごとに、圧力センサPからの出力された実圧力が目標下限値(例えば、850hPa)に到達したか否かが、閾値超過判定部323によって判定される(#64)。実圧力が目標下限値に到達していない場合(#64No判定)、減圧制御(#63)を継続する。実圧力が目標下限値に到達した場合(#64Yes判定)、加圧制御(#65)に移行する。
同様に、加圧制御を実行している所定時間ごとに、圧力センサPからの出力された実圧力が目標上限値(例えば、1150hPa)に到達したか否かが、閾値超過判定部323によって判定される(#66)。実圧力が目標上限値に到達していない場合(#66No判定)、加圧制御(#65)を継続する。実圧力が目標上限値に到達した場合(#66Yes判定)、実運転時間が終了時間である目標運転時間より小さいか否かが運転時間判定部322によって判定される(#67)。実運転時間が未だ終了時間でない場合(#67Yes判定)、再度、減圧制御(#63)に移行して一連の減圧・加圧制御が反復される。実運転時間が終了時間である場合(#67No判定)、運転制御を終了する。なお、運転時間判定部322は、減圧制御の途中で終了時間に到達した場合に終了判定をすることもある。
また、減圧制御や加圧制御の途中に、使用者は、気分が悪くなった場合などに非常停止ボタンを押すことで、異常判定部321が異常であると判定し、安全弁制御部331によって電力が遮断される(#68)。その結果、付勢部材がバルブに作用し安全弁25が開放(#69)され、室12内部と外部とが連通する。これによって、室12内部の圧力が大気圧に復帰されると共に、酸素が欠乏するのを防止する。
次に、図7を用いて、上述した減圧制御を一例として具体的に説明する。
まず、記憶部34に格納されている圧力波形マップ35を読み出して減圧制御を開始する(#71)。次いで、読み出された圧力波形に基づいて所定勾配で室12内部の圧力を低下させる(#72)。この時、差圧判定部324における判定結果を制御部33にフィードバックし、実圧力が目標圧力に近付づくよう圧力調整弁24の開度が適宜調整される。次いで、実圧力が所定の値(例えば50hPa)だけ低下したか否かが保持圧力判定部325によって判定され(#73)、実圧力が保持予定圧力に達している場合(#73Yes判定)、現在の圧力を保持する(#74)。一方、実圧力が保持予定圧力に達していない場合(#73No判定)、所定勾配で減圧する制御を継続する(#72)。なお、実圧力が保持予定圧力に達したか否かで判定(#73)するのに代えて、運転時間が圧力保持開始時間に達したか否かで判定しても良い。
次いで、圧力波形マップ35から読み出された保持予定時間(例えば5s)を経過したか否かが、運転時間判定部322によって判定される(#75)。保持時間を経過していない場合(#75No判定)、実圧力を引き続き保持する(#74)。一方、保持時間を経過した場合(#75Yes判定)、実圧力が目標下限値に到達したか否かが閾値超過判定部323によって判定される(#76)。そして、実圧力が目標下限値に到達していない場合(#76No判定)、再度、減圧して保持する制御を実行する。実圧力が目標下限値に到達してれば(#76Yes判定)、処理を終了する。
また、減圧制御の途中に、使用者が減圧停止ボタンなどを押した場合は、処理を終了して次の加圧制御に移行する。その際、マップ更新部36によって実圧力を目標下限値として圧力波形マップ35が更新される(#70)。さらに、図示しないが、加圧制御については、減圧制御の「減圧」を「加圧」に置き換え、「目標下限値」を「目標上限値」に置き換えた制御が実行される。なお、減圧停止ボタンと加圧停止ボタンとは、同じ圧力停止ボタンで構成されるのが好ましく、上述したように圧力停止ボタンに代えて操作パネルにしても良い。
図8には、上述した減圧制御と加圧制御とが反復された場合における圧力波形が示される。本実施形態では、減圧制御において減圧して保持する制御を繰り返すと共に、加圧制御において加圧して保持する制御が繰り返される。
このように、減圧制御及び加圧制御において、段階的に減圧及び加圧する圧力保持手段を設けたので、圧力保持のタイミングに合わせて耳管を開放させることが可能となって、使用者の耳づまり感を低減させることができる。さらに、減圧制御及び加圧制御の設定を使用者が自由に変更することができ、利便性の高い圧力調整ルーム1を提供できる。
以下、本実施形態における扉13の閉塞時のシール方法について説明する。図9−10は、ガイドレール部14を側方から見た図であり、図11及び図12は、図9及び図10のXI−XI方向及びXII−XII方向から見た矢視図である。
上述したように、室12の内部は減圧・加圧を繰り返すので、単に、扉13と装置本体11との間にシール材Sを配設する構成では、室12内部の気密性を保つことが困難である。特に、加圧の際、扉13にはシール材Sから離間する方向に圧力が作用するので、シール機能が損なわれるおそれがある。
そこで、本実施形態では、図1及び図9−12に示すように、扉13にローラ部17を回動自在に固定し、ローラ部17が回動するようガイドレール部14に傾斜部141を設けることで、扉13をシール材Sに密着させる構成にしている。ローラ部17は、扉13の両側端部の前面にビス固定される断面L字状の基部171と、基部171から側方に張り出した腕部172と、扉13の面に対して垂直方向の前後に設けられる一対の車輪173A, 173Bと、一対の車輪173A, 173Bを、回転軸となるピン175を介して連結する接続部材174と、装置本体11側の後側車輪173Bと扉13の前面とにアーム部材177を介して接続される弾性部材176と、備えている。また、接続部材174が腕部172に対して回動自在に接続されており、扉13は、ガイドレール部14及び装置本体11から離間した宙吊り状態となっている。このため、扉13は、装置本体11の開口部の外周に設けたシール材Sとは接触しないので、開閉がスムーズに行われる。
続いて、扉13の閉塞動作及び作用について説明する。扉13を閉塞する際、図9−10に示すように、前側車輪173Aが傾斜部141に沿って移動し、接続部材174が装置本体11側に倒れるように回動する。この時、扉13の面の垂直方向に対して、後側車輪173Bと腕部172との距離が短縮され、扉13は、腕部172に接続された基部171を介して装置本体11側に移動し、シール材Sを押し潰すように、扉13とシール材Sとが密着する(図11−12参照)。さらに、接続部材174が傾倒することで、後側車輪173Bとアーム部材177との距離が広がり、弾性部材176の引張力が増大する。この引張力によって、接続部材174には、図示において時計回りの応力が作用して回動が拘束されると共に、扉13にはシール材Sを押し潰すような応力が作用して所望のシール機能を確保することができる。なお、本実施形態における弾性部材176は、引張コイルバネを想定しているが、例えば、基部171と接続部材174との間に、接続部材174に時計回りの応力を作用させる捻りコイルバネを設けても良い。
このように、ガイドレール部14の傾斜部141とローラ部17とを設けることで、特に加圧の際、扉13にシール材Sから離間する方向に圧力が作用しても、弾性部材176の付勢力によって、シール機能を確実に発揮させることができる。
[その他の実施形態]
(1)上述した実施形態では、大気圧未満の減圧制御と大気圧以上の加圧制御とを反復させたが、大気圧以上の圧力領域で加圧・減圧を反復制御しても良いし、大気圧以下の圧力領域で減圧・加圧を反復制御しても良い。また、加圧制御から開始しても良く、減圧制御及び加圧制御の順番は特に限定されない。
(2)上述した実施形態では、図8に示すように、減圧制御と加圧制御との切換え時(目標下限値及び目標上限値)に圧力保持手段を設けたが、圧力を保持することなく切換えても良い。この場合でも、減圧段階又は加圧段階で圧力保持手段を設けているので、使用者は快適に空気浴をすることができる。
(3)図8に示す圧力波形はあくまでも例示であって、一周期において圧力を保持する回数や制御圧力の目標下限値・目標上限値などは特に限定されない。なお、本発明では、目標上限値を大気圧の1.3倍、目標下限値を大気圧の0.85倍まで調整可能である。
(4)上述した実施形態では、縦スライド式の扉13構造としたが、図13に示すように、片開き式の扉13構造としても良い。具体的には、空圧式又は油圧式のダンパー131とヒンジ部132とを備え、ヒンジ部132が回動することで開閉操作が行われ、ダンパー131によって開閉スピードが低減される。扉13を閉塞する際、扉13又は装置本体11の内面に固定したカンチレバー(不図示)を操作することで、扉13をシール材Sに密着させ、室12内部の気密性が保たれる。なお、扉13の構造は、横スライド式にするなど特に限定されない。
(5)上述した実施形態では、図1に示すような一人用の圧力調整ルーム1を想定して説明したが、複数の動物を収容可能な大型の圧力調整ルームにも適用できることは勿論である。
(1)上述した実施形態では、大気圧未満の減圧制御と大気圧以上の加圧制御とを反復させたが、大気圧以上の圧力領域で加圧・減圧を反復制御しても良いし、大気圧以下の圧力領域で減圧・加圧を反復制御しても良い。また、加圧制御から開始しても良く、減圧制御及び加圧制御の順番は特に限定されない。
(2)上述した実施形態では、図8に示すように、減圧制御と加圧制御との切換え時(目標下限値及び目標上限値)に圧力保持手段を設けたが、圧力を保持することなく切換えても良い。この場合でも、減圧段階又は加圧段階で圧力保持手段を設けているので、使用者は快適に空気浴をすることができる。
(3)図8に示す圧力波形はあくまでも例示であって、一周期において圧力を保持する回数や制御圧力の目標下限値・目標上限値などは特に限定されない。なお、本発明では、目標上限値を大気圧の1.3倍、目標下限値を大気圧の0.85倍まで調整可能である。
(4)上述した実施形態では、縦スライド式の扉13構造としたが、図13に示すように、片開き式の扉13構造としても良い。具体的には、空圧式又は油圧式のダンパー131とヒンジ部132とを備え、ヒンジ部132が回動することで開閉操作が行われ、ダンパー131によって開閉スピードが低減される。扉13を閉塞する際、扉13又は装置本体11の内面に固定したカンチレバー(不図示)を操作することで、扉13をシール材Sに密着させ、室12内部の気密性が保たれる。なお、扉13の構造は、横スライド式にするなど特に限定されない。
(5)上述した実施形態では、図1に示すような一人用の圧力調整ルーム1を想定して説明したが、複数の動物を収容可能な大型の圧力調整ルームにも適用できることは勿論である。
本発明は、使用者が減圧下や加圧下において空気浴するための圧力調整ルームに利用可能である。
1 圧力調整ルーム
3 圧力調整機構
12 室
13 扉
21 ポンプ
22 減圧用三方弁
23 加圧用三方弁
24 圧力調整弁(電磁弁)
3 圧力調整機構
12 室
13 扉
21 ポンプ
22 減圧用三方弁
23 加圧用三方弁
24 圧力調整弁(電磁弁)
Claims (4)
- 使用者を内部に収容可能な室と、
前記室の内部と外部とを隔離する扉とを備え、
前記室の内部と外部との連通状態を切換える複数の三方弁と、開度を変更可能な圧力調整弁と、一方の前記三方弁と他方の前記三方弁との間に配設されるポンプとを有し、前記室内部の空気を変圧する状態と一定圧に保持する状態とに切換え可能な圧力調整機構とを備えた圧力調整ルーム。 - 前記圧力調整機構は、大気圧を挟んで減圧側と増圧側とに目標圧力を設定する請求項1に記載の圧力調整ルーム。
- 前記圧力調整機構は、前記室の内部圧力を前記使用者が調整可能な手動調整手段を有する請求項1又は2に記載の圧力調整ルーム。
- 前記圧力調整機構は、前記手動調整手段における圧力を記憶する学習機能を備えた請求項3に記載の圧力調整ルーム。
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