JPH01288271A - 冷却はちまき - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、勉強、読書、仕事、車の運転時などに使用し
て頭をすっきりさせて眠気を除去するための冷却はちま
きに関するものである。

〈従来の技術〉 一般に眠気を催したときに顔を洗ったり、前頭部を冷や
したりすれば頭がすっきりすることは知られている。そ
こで従来、眠気覚ましの目的で前頭部を冷却するために
、蓄冷剤やペルチェ素子等をバンドの中に装着した冷却
はちまきが用いられていた。そして、この冷却はちまき
では、脳の活動度に無関係に一律に冷却を行なっていた
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところが、人間の脳は、その活動状態により、それほど
冷却しなくても眠気がないときもあれば、その逆のとき
もあり、脳の活動状態はそのときの体調、室内環境等に
より種々変化するのが普通である。しかるに、従来の冷
却はちまきでは上記脳の活動度の変化には無関係に一律
に冷却していたので、眠気を覚ますことができないとき
があるという問題があった。

〈課題を解決するための手段〉 本発明の冷却はちまきは、上記問題を解決するため、脳
の活動度を磁場の強さによって検出する超伝導磁気抵抗
素子と、機械的振動手段と、前頭部を冷却する冷却手段
と、上記超伝導磁気抵抗素子の出力に応じて上記機械的
振動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とし
ている。

〈作用〉 上記の構成により、上記冷却はちまきの装着者の脳が発
生する微弱電流に伴う超微弱磁場の強度が超伝導磁気抵
抗素子によって検出される。この超微弱磁場の強度に応
じて、こめかみ等に圧接されるように装着された機械的
振動手段が制御手段により制御される。すなわち、脳の
活動度が弱いとき機械的振動を発するように制御される
。

それゆえ、脳の活動状態を活性化させるために、冷却は
ちまきをしていても脳の活動状態が体調や室内環境等の
要因で弱いとき、すなわち眠気を催したときには、こめ
かみ等を振動させる機械的振動手段により眠気を覚まさ
せて脳の働きを元の活性状態に戻すことができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて
説明する。

第１図に示すように、冷却はちまき１１は前頭部に対向
する箇所に取り付けられる超伝導磁気抵抗素子１２と、
はちまき使用者の前頭部を冷却するペルチェ素子等の冷
却手段１３と、こめかみ等を振動させる機械的振動手段
２３と、超伝導磁気抵抗素子１２の出力に応じて機械的
振動手段２３を制御する制御手段１４と、冷却はちまき
１１の温度を検出する温度センサ１５とを備えている。

上記制御手段１４は、抵抗電圧変換回路１６、電圧増幅
回路１７、整流平滑回路１８、基準電圧発生回路１９、
比較回路２０、制御指令回路２１および温度制御回路２
２から構成されている。上記抵抗電圧変換回路１６は、
超伝導磁気抵抗素子１２に接続され、超伝導磁気抵抗素
子１２における抵抗値の変化を電圧に変換して電圧増幅
回路１７に出力するようになっている。この電圧増幅回
路１７は整流平滑回路１８に接続されている。この整流
平滑回路１８は電圧増幅回路！７によって増幅された信
号を整流平滑して交流分を除去し、レベルを安定させる
。上記整流平滑回路１８は一定電圧を発生する基準電圧
発生回路１９とともに比較回路２０に接続されており、
この比較回路２０は基準電圧発生回路１９から出力され
る信号のレベルと、整流平滑回路１８から出力される信
号のレベルとを比較する。上記比較回路２０は、この比
較回路２０からの信号に基づいて、冷却はちまき１１に
装着された機械的振動手段２３への指令信号を発する制
御指令回路２１に接続されている。

また、温度制御回路２２には温度センサ１５が接続され
ている。上記温度制御回路２２は、冷却はちまき１１の
温度を検出した温度センサ１５の出力を受けて、冷却は
ちまき１１の温度を指定された一定温度に保つように冷
却手段１３の冷却状態を制御するようになっている。

上記超伝導磁気抵抗素子１２としては、液体窒素によっ
て冷却された超伝導材料や常温超伝導材料等が用いられ
、超伝導磁気抵抗素子１２を通過する磁界の磁束密度が
大きいほど、つまり、脳の活動度が高く、脳が発生する
微弱電流に伴う超微弱磁場が強いほど高い抵抗値を示す
。

このような超伝導磁気抵抗素子１２は、例えば次のよう
にして得ることができる。すなわち、ＹＢａｔ　　Ｃｕ
ｓ　　０７−Ｘの結晶構造を有する材料を９００℃で５
時間焼成後、空気中において１０００℃で３時間の本焼
成を行う。このようにして製造した超伝導材料は第２図
に示すように抵抗値が９７°にで下がり始め、８３°に
で完全に０Ωとなって超伝導の特性を示す。つまり、安
価な液体窒素で冷却することで超伝導状態が得られる。

上記のようにして製造した超伝導材料から、第３図に示
すように薄片３１を切り出し、チタン蒸着膜と銀ペース
トにより電流電極３２．３３および電圧電極３４．３５
を形成することにより、超伝導磁気抵抗素子１２が構成
されている。この超伝導磁気抵抗素子１２を冷却して超
伝導状態にし、電流電極３２．３３に電流を流すと、第
４図に示すように、薄片３１を通過する磁界の磁束密度
の大きさに応じて電圧電極３４．３５間の抵抗値が変化
する。

この抵抗値の変化は、例えば第６図に示すような通常の
磁気抵抗素子における磁束密度に対する抵抗値の特性と
比べると、磁束密度がＯガウスのときに抵抗値が０Ωに
なるとともに、超微弱な磁束密度で極めて大きな抵抗値
の変化を示し、１Ｏ−１〜１０−７ガウス程度の磁束密
度を検出することができる。

上記構成において、制御手段１４で行われる制御を第５
図に示すフローチャートに基づいて以下に説明する。

まずスタート後、超伝導磁気抵抗素子１２の出力は抵抗
電圧変換回路１６で抵抗電圧変換され、電圧増幅回路１
７で増幅された後、整流平滑回路１８で整流平滑され平
均化され、この整流平滑化された信号レベルと、基準電
圧発生回路１９の出力信号のレベルとが比較回路２０で
比較される（ステップＳｌ）。つまり、冷却はちまき装
着者の脳の活動度が高いほど、脳に発生する微弱電流に
伴う超微弱磁場の磁束密度が大きいので、超伝導磁気抵
抗素子１２は大きな抵抗値を示し、整流平滑回路１８の
出力信号のレベルが大きくなる。そこで、整流平滑回路
１８の出力信号のレベルが基準電圧発生回路１９の出力
信号のレベルよりも大きければ、比較回路２０はハイレ
ベル信号を出力する。この場合には、脳の活動度が高い
ので、はちまき装着者は当初の行動（勉強、読書、仕事
、車の運転等）を支障なく行うことができるので、機械
的振動制御出力指令は出さない（ステップＳ２）。

以下、整流平滑回路１８の出力信号レベルが基準電圧発
生回路１９の出力信号レベルよりも小さくなるまで、ス
テップＳｌ、Ｓ２を繰り返す。

やがて、整流平滑回路１８の出力信号レベルが基準電圧
発生回路１９の出力信号レベルよりも小さくなり、比較
回路２０がローレベルの信号を出力すると、冷却はちま
き装着者は眠気を催した考えられるので、ステップＳｌ
から８３に移行して、機械的振動手段（電圧を印加する
と機械的に歪む圧電素子等が考えられるが、その種類や
周波数等にはこだわらない）２３から機械的振動出力信
号を出すように制御指令回路２１から信号が発せられる
。この機械的振動により、けちまき装着者が目覚め、脳
の活性度が再びあるレベル以上になるまで、ステップＳ
ｌ、Ｓ３が繰り返される。なお機械的振動手段２３のは
ちまき上の位置は本発明では限定しないが、例えばこめ
かみに当たるところが適当である。

このように、冷却はちまき装着者が眠気を催したときに
は、冷却はちまきに装着した機械的振動手段２３にて、
こめかみ等が振動させられることにより、脳の活性化が
図られ、眠気を覚ますことができる。

なお、上記の実施例は、整流平滑回路１８の出力信号の
レベルと基準電圧発生回路１９の出力信号のレベルとの
大小関係が逆転すると、即座に機械的振動を起こしたり
、停止したりするように制御指令回路２１が指令信号を
発するものであるが、本発明はこれに限定するものでは
ない。脳の活性度を磁気量のアナログ量としてとらえて
無段階に振動量のレベルを変えたり、振動の内容を変え
たりすること等が考えられるが、これらも本発明に包含
するものとする。

また、上記実施例では機械的振動を脳の活性度と連動さ
せて発生させることについて述べたが、脳の活性度とは
無関係に機械的振動を発するように切り替え装置を設け
れば、疲労回復のためのこめかみ部等の振動にも使用で
きる。

〈発明の効果〉 以上のように、本発明に係る冷却はちまきは、何らかの
作業（勉強、読書、仕事、車の運転等）をしている者の
脳の活動度を検出する超伝導磁気抵抗素子と、機械的振
動手段と、冷却はちまき装着者の前頭部を冷却する冷却
手段と、上記超伝導磁気抵抗素子の出力に応じて上記機
械的振動手段を制御する制御手段とを備えた構成である
。

したがって、本発明によれば、脳の活動状態が体調や室
内環境等により眠気を催すような状態にならないように
適宜機械的振動を発することができ、常に脳が活性状態
にて作業を行うことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第５図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第１図は冷却はちまきの全体の構成を示すブロック
図、第２図は超伝導材料の特性を示すグラフ、第３図は
超伝導磁気抵抗素子の構成を示す説明図、第４図は超伝
導磁気抵抗素子の特性を示すグラフ、第５図は制御手段
で行われる制御を示すフローチャートである。第６図は
従来の磁気抵抗素子の特性を示すグラフである。 １１・・・冷却はちまき、１２・・・超伝導磁気抵抗素
子、１３・・・冷却手段、　　　　１４・・・制御手段
、２３・・機械的振動手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）脳の活動度を磁場の強さによって検出する超伝導
   磁気抵抗素子と、機械的振動手段と、前頭部を冷却する
   冷却手段と、上記超伝導磁気抵抗素子の出力に応じて上
   記機械的振動手段を制御する制御手段とを備えたことを
   特徴とする冷却はちまき。