JPH021272A - 水流式体表刺激装置 - 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】 技術分野 本発明は、流体力を用いて人体の体表に刺激を与え、新
陳代謝の活性化を図ることを目的とし、特に、メンタル
へルスケア用に適した水流式体表刺激装置に関する。

従来技術 近年、各種情報機器の普及に伴い、オフィスのオートメ
ーション化が大幅に進んでいる。これに伴い、テクノス
トレスと称される精神的に不健康な状態に追い込まれる
人々が急増している。これらの人々は精神的に過度なる
ストレス状態から回復する適切な手段を有しない場合が
多く、さらには、自律神経失調、うつ病、ノイローゼ、
内臓疾患等の多くの精神的・肉体的不健康状態に追い込
まれるケースが多い。これらの疾病に対し、医療という
立場から対処する手段があることはもちろんであるが、
本発明は疾病に至る以前に予防という観点から精神的に
過度のストレス状態から人体を回復させる手段を提供す
ることを目的とする。

一般に、過度のストレス状態に陥った場合、人々は何ん
らかの手段、方法を用いて健康を回復・保持する試みを
なす。例えば、 ■　精神医や心理学者によるカウンセリング■　各種の
通勤行為（旅行等を含む）による気分転換 ■　読書、音楽や美術などに関する創作行為ないしはこ
れらの鑑賞行為（芸術行為） ■　アルコール等の飲食行為 等である。しかるに、これらの例では対処できない環境
因子が多い。例えば、■の場合、ストレス状態にある人
々は多忙等の理由によりカウンセリングを受ける場を持
ち合わせていないことが多く、また、そのような場があ
っても訪ねて行く精神的なゆとりを持たないことが多い
。また、■や■の場合、これらはあくまでも肉体的に健
康でなげればできないアクティブな行為であって、過度
なストレス状態にある場合に適したものとはいえない。

一方、■の場合には、主に精神的な行為であるものの、
あくまでも被施療者に能動性が要求されるアクティブな
行為であり、ストレスという意味では肉体的な部分から
の立て直しは困難である。

一方、生体と流体工学とを結び付け、医学的生理学的な
見地から、水の流れによる体表面の揺れ刺激効果を利用
した水流式健康装置等が開発されている。例えば、特開
昭６１−９０６６１号公報、特開昭６１−２４０９５８
号公報ないしは雑誌「月刊　レジャー産業　資料２３０
号　第１５０頁ないし第１５３頁「アクアフィットネス
研究」」等に開示されている。これらは、例えば浴槽内
に入っている被施療者の周囲にその身長方向に直交又は
ほぼ直交する方向の流速を持つ水流を生成し。

このような水流を被施療者に対して直接かつ連続的に当
て付けることにより刺激を俟えようとするものである。

より詳細には、流体中に物体がおかれた時、ある流速以
上になるとカルマン渦が生じてその物体を左右に振動さ
せ、その物体が柔らかい弾性体の場合にはその表面に沿
ってきれいに流れていた流体が不安定になって剥がされ
、物体の各部表面に加わる圧力もそれに伴い変化する現
象を利用するというものである。

このような水流方式の場合、上述した公報中にも実験結
果が示されているようにマツサージ効果の大きいものと
いえる。しかるに、これらに示される水流式体表刺激装
置は、第１に、軽トレーニングを主目的とした痩身美容
用のものである。つまり、前述した■の方法の場合と同
様に、心肺負荷や筋肉疲労を伴い得るものであり、アク
ティブな形での運動効果を期待したものである。これは
、上述した公報方式による場合、支持棒などを掴みなが
ら又は背中を背板等で支持させながら、水流を被施療者
が身長方向に対して直交又は略直交する状態で前面から
受ける、即ち、流れに逆らう形で水流を受けるという刺
激方式からも理解し得る。

また、第２に水流の状態について検討すると、被施療者
に対して浴槽内を一方向に流れる直線流や、一方向に流
れる直線シャワージェット流や、軸心周りの回転流の何
れかにより、被施療者の体表に刺激を与えるようにして
いるものである。しかるに、流体力を用いた人体の刺激
（振動）は、Ｍｈ振力としての流体の諸特性と人体の体
表のコンプライアンス（軟らかさの程度）によって現象
は支配されるものである。ここに、人体の体表のコンプ
ライアンスを前述した如く一律に弾性体であると考える
のは妥当ではなく、部位によっては粘弾性体と考えるべ
きである。このような点を考慮すると、従来のように、
例えば一様流なる水流を人体に当てるだけではを髄に沿
った背面部（背中）には殆ど体表振動、即ち、マツサー
ジ効果が起こらないことになる。つまり、腹側部等に対
する局部的な刺激にとどまり、全体的な施療効果がまだ
充分であるとはいえないものである。

第３に、被施療者の被施療状態について検討する。これ
は、前述した如く、水流を被施療者が身長方向に対して
直交又は略直交する状態で前面から受ける、ｆｆ１７ち
、流れに逆らう形で水流を受けるという方式とされてい
る。よって、被施療者は流れに対向する状態で立ち姿勢
又は座り姿勢にて水流を受けることになる。つまり、被
施療者にとっては完全には力を抜けず、脱力状態で施療
を受けることはできない。これは、上記公報中の実施例
の１つとして示される板上での寝姿勢の施療の場合であ
っても上方からのシャワージェットを受けるため、同様
である。このように多少なりとも筋肉に力の入った状態
では体表が硬い状態になりやすく、水流による刺激効果
が上がらないものとなりやすい。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、精神的
・肉体的にストレス状態にある被施療者に対して心肺負
荷や筋肉疲労を伴うことのない全く受は前約な形で健康
状態を維持し又は回復させるため、日常生活に不可欠な
睡眠・入浴に着目し、睡眠効果をも持ち合せた入浴感覚
にて極めて効果的に施療することができ、さらには、水
流による体表刺激効果をより高めるために脱力状態で被
施療者が施療を受けることができる水流式体表刺激装置
を得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、被施療者が入浴す
る浴槽内全体を一方向に流れて被施療者に対して直接的
かつ連続的に当たる一様流を生成し、かつ、このような
一様流中において被施療者に対して直接的かつ連続的に
当たる部分的な噴流を生成することを特徴とする。

さらには、このような一様流による水流又は一様流と噴
流とによる水流を被施療者の身長方向に略平行状態ない
しは身長方向に対して鋭角状態で支持側から当てる状態
に被施療者の頭部と膝上以上の後大腿部ないしはでん部
とのいずれか一方の部位又は両方の部位を支持する支持
部材を設けたことを特徴とする。

また、入口開口側から出口開口側に向けて浴槽内全体を
一方向に流れて被施療者に対して直接的かつ連続的に当
たる一様流を生成し、前記入口開口側の水流中に固定又
は着脱自在に配置させて遮蔽部分と開口部分とからなる
遮蔽乱流板を設けたことを特徴とする。

以下、本発明の第一の実施例を第１図ないし第５図に基
づいて説明する。

まず、本実施例を構成する上での基本思想ないしは原理
を説明する。流体力を用いた人体の刺激（振動）は基本
的には、励振力としての流体の諸特性と人体の体表のコ
ンプライアンス（軟らかさの程度）によって現象は支配
される。ここに、現象を支配する因子としては、 （１）流体 ■流速 ■乱れの強度 ■乱れのスペクトル（渦の寸法とその強度分布）（２）
体表（粘弾性体）：表皮、脂肪層、筋肉；骨格（はぼ剛
体） ■コンプライアンス（軟らかさの程度）■層厚、接触面
積 （３）流体と体表との接触角（水中での被施療者の姿勢
） が重要である。

さらに、これらの因子の相互干渉によって体表に生ずる
現象は次のように分類できる。

（Ａ）　　水の摩擦応力、慣性力による変形のみ（Ｂ）
　　強制振動 （Ｃ）　　自励振動（フラッタ−） よって、これらの現象の内、体表への刺激という意味で
最も効果的な方法は自励振動（フラッタ−）を発生させ
ることである。この点、流体工学的には人間の体表のよ
うに粘弾性体についての自励振動現象はまだよく解明さ
れていない。しかるに、人間の体表について考えてみる
と、次のように類推される。

まず、人体のコンプライアンス（軟らかさ）は、体表の
部位によって大きく異なるが、大別すると、（イ）硬い
部位 胸部前面、前下腿部、を柱部（を髄に沿った部分）、側
胸部、肩甲部、前大腿部 （ロ）軟らかい部位 側腹部、腕部、でん部、後大腿部、首部、肩甲上部、腹
部前面 に分類できる。このように体の部位によって前述した（
２）の■■の値が異なることから、各々の部位の固有振
動数も当然異なることを意味する。

よって、効果的な振動を起こすためには、人体の部位の
各々について励振力となる流体の諸パラメータ■■■を
うまくマツチングさせる必要がある。

そこで、本実施例を構成するにあたり、人体（被施療者
）の各部位にさらす流体条件を変えられるようにする。

より具体的には、一様流と部分的な噴流とによる水流を
用い、例えば体表の硬い部分である背面全体には強制的
に脈動的な噴流を当てて強制振動を生起させる一方、そ
の他の軟らかい部位は一様流にさらして自励振動を生起
させるように構成する。さらには、このような施療に際
して被施療者が完全に力が抜けた脱力状態で施療を受け
られるように構成する。

しかして、本実施例における水流式体表刺激装置の全体
構成を第２図に示し、その内の浴槽部の構成を第１図（
ａ）〜（ｃ）に示す。まず、被施療者が少なくとも寝姿
勢に近い状態で入り得る大きさの浴槽１が設けられてい
る。この浴槽１は水平台上に据付けられるものであり、
浴槽１の出口開口１ｂから入口開口１ａに向けてトラッ
ク状の回流部２により連結することにより、同一水平面
内で水３が回流し得る循環系が形成されている。次に、
このような浴槽１内全体を入口開口１ａ側から出口開口
１ｂ側に向けて一方向に水平に流れる一様流４を生成す
るための機構が備えられている。これは、回流部２中の
一部に設けられてモータ５により駆動される軸流ポンプ
６を主体として構成され、かつ、良好なる一様流４の形
成のために回流部２内の適所にはコーナーベン７や整流
板８も用意され、浴槽１内での流れの一様性が確保され
るように構成されている。ここに、前記モータ５は７．
５ＷのＡＣモータが使用され、インバータにより一様流
４の流速、流量を適宜可変し得るように構成されている
。

ちなみに、浴槽１の入口開口１ａでの最大流速（断面的
平均）は約２．　５ｍ／ｓｅｃ　、最大流量は約５００
　Ｑ　／ｓｅｅとされている。また、浴槽１内の水深は
約５００〜６００ｍｍとされている。そして、浴槽１の
入口開口１ａの断面形状、寸法を４００ｍｍＸ４００ｍ
ｍの正方形、５００ｍｍＸ　５００ｍｍの正方形、！５
００ｎ＋ｍＸ３００ｍｍの長方形、４００ｍｍＸ２００
ｍｍの長方形なる数種類について一様流４の生成実験を
行なったところ、何れも浴槽１中に良好なる一様流４を
生成できたものである。

次に、このような一様流４の流れる浴槽１内において一
様流４と同一方向に噴流１１をも生成するための機構が
設けられている。この機構は、本実施例では、強制脈動
を加えてなる噴流１１とするため、回流部２外に設けら
れた渦巻型マグネットポンプ１２（例えば、最大流量５
００　Ｑ　／ｍｉｎ、口径２インチ）と流体素子１３と
を流量調整弁１４、電磁調整弁１５とともに組合せてな
る。そして、流体素子１３により２分岐されて選択的に
噴流１１を噴出させる゛噴出管１６ａ、１６ｂの先端を
浴槽１の入口開口１ａ部分に上下に配設させ、かつ、水
を渦巻型マグネットポンプ１２へ引き込むための回収管
１７を出ロ開ロｌｂ外に端部を位置させて設けてなる。

ここに、噴流１１の出口である噴出管１６ａ、、１６ｂ
の管径を２．５インチとした時、噴流１１の最大流速は
約４ｍ／ｓｅｃとなったものである。

もつとも、渦巻型マグネットポンプ１２と流体素子１３
との組合せに代えて、第２図中に仮想線で示すようにダ
イヤフラムポンプ１９によるものでもよい。

このようにして浴槽１中には入口開口１ａ側から出口開
口Ｉｂ側に向けて一様流４と噴流１１とによる水流が生
成されることになる。そして、被施療者は例えば第１図
（ａ）に示すように仰向は状態での寝姿勢に近い脱力状
態でこのような水流を受けるように支持される。このた
め、例えば被施療者の頭部を支持する支持体２１と膝上
以上の後大腿部ないしはでん部なる部位中の膝部分を支
持する支持体２２とが設けられ、２部位支持とされ、背
中側が入口開口１ａ側に対向する状態とされている。

即ち、浴槽１内において流体（水３）の浮力を利用して
被施療者が脱力した姿勢をとれることは重要である。こ
れは前述したように、筋肉に力が入った状態では体表が
硬めとなり、水流による刺激効果が上がらない。即ち、
自励振動が起こりにくくなってしまう。これに対し、支
持体２１，２２を用いて被施療者を浴槽１内の水中で寝
姿勢に近い状態で支持することにより、水３の浮力を利
用して被施療者の体表を最も軟らかい状態に維持させる
ことができる。この際、浴槽１の被施療者に対しその背
面側に一様流４及び噴流１１が効果的に当たる姿勢に支
持されていることも重要であり１本実施例では例えば被
施療者の頭部と膝部との２部位のみを支持体２１．２２
で支持するようにしている。即ち、少なくとも被施療者
の背中を中心としたを柱部、肩甲部、肩甲間部、ｊ腰部
、側胸部、側腹部のほぼ全面が主流である一様流４中に
さらされる構造とされている。また、前述した公報等と
の対比によれば、これらが水流を被施療者に対して身長
方向に直交する方向に当てるようにしているが、本実施
例では被施療者がほぼ寝姿勢で支持されておりその身長
方向に略平行状態ないしは鋭角状態、即ち身長方向に沿
わせて当てるようにしていることも重要である。さらに
は、支持体２１．２２により支持している側から被施療
者に対して水流を当てるようにしている点も重要である
。即ち、従来の流れに逆らう感じとは逆に、流されない
範囲（そのような流速に設定される）で流れに乗るとい
った感じで施療を受けることになる。

そして、浴槽１は第１図（ｂ）に示す如き平面的形状を
有しており、被施療者の背中に当たった水流は前面に回
り込み、大腿部、足部へと流れることになる。また、浴
槽１内に被施療者が存在すると、流れは当然に人体によ
り遮られて迂回することになる。

なお、浴槽１内における被施療者の支持方式としては、
第１図（ａ）に示す方式に限らず、例えば第３図（ａ）
〜（ｆ）に示す如き各種方式をとり得る。

（ａ）は支持体２１により頭部を支持するとともに安定
性のよい支持体２３によりでん部付近を支持させるもの
である。

（ｂ）はこの支持体２３によりでん部の１部位のみを支
持するようにしたものである。

（Ｃ）は後大腿部を支持する支持体２４を設けるととも
に、全体的に被施療者の姿勢がより寝姿勢に近くなるよ
うにしたものである。

（ｄ）は椅子の座部の如き平坦性を持つ支持体２５によ
り後大腿部からでん部付近を支持させるようにしたもの
である。

（ｅ）は支持体２１のみとして被施療者の頭部のみを支
持するようにしたものである。

（ｆ）は支持体２１，２２．２３を設けて頭部、膝部な
いし後大腿部ないしはでん部の２部位を３個所にて支持
するようにしたものである。この際、例えば支持体２２
を上下動し得るようにし、膝の状態を変えられるように
してもよい。

このような構成において、本実施例よる作用・効果を説
明する。

まず、浴槽１内を流れる一様流４が人体、即ち被施療者
に及ぼす効果の評価を第１図（ａ）及び第３図（ａ）〜
（ｆ）の各姿勢にて行なった。−横流４の平均流速が約
１．５ｍ／ｓｅｅを越えると、側腹部を中心に体表の振
動が起こる。さらには流速が２．０ｍ／ｓｅｃを越す段
階になると腹部前面にまで振動が及び、腕部、後大腿部
、でん部にも体表振動が生ずる。つまり、−横流４の流
速が速い程、自励振動的（特に、側腹部）であるが、体
の部位によっては単に流れの持つ流速変動からくる強制
振動的な個所が多い。即ち、−横流４中に物体（円筒体
又は人体）が存在すると、物体の側方では流れが加速さ
れる（最大で、−横流の流速の約２倍）。また、物体の
側面後方では流れが剥離することから剥離点近傍の流速
は剥離渦の放出によって時間的に大きく変化することに
なり、体表の比較的軟らかい側腹部を中心に振動が起こ
りやすいことになるものである。

次に、噴流１１について検討する。まず、上述した一様
流４のみの場合、神経系の最も集中するを髄に沿った背
面部には殆ど体表振動は起こらない（もつとも、被施療
者が脱力状態で支持されて一様流４を受けるので、−横
流４のみによる場合であっても、従来よりも効果的な刺
激を受けることができる）。よって、これらの部位に刺
激を与えるには他の励振力を必要とする。この際、これ
らの部位（を柱部、側胸部、肩甲部等）は本来体表の厚
み（即ち、脂肪Ｍ）が薄く、比較的硬い部位であるので
、強制振動を起こさせるには大きなエネルギーと適当な
る波数を持つ渦のエネルギーを必要とする。このような
部位に対する励振力として、−横流４に加え、本実施例
では噴流１１を用いるものである。

ここに、噴流１４の流れの特徴は、噴流の出口からの距
離、即ち噴出管１６ａ、１６ｂの出口からの距離Ｑに大
きく依存する点である。即ち、噴流の幅は距離Ｑに比例
して大きくなる一方、最大流速及び乱れの強度はこの距
離Ｑに反比例して減衰するという特徴を持つ。よって、
噴出管１６ａ。

１６ｂの出口からの距離Ｑと被施療者、特に背中の位置
とをどのように設定するかは施療効果上、重要な因子と
なる。ちなみに、前述した如く、噴出管１６ａ、１６ｂ
の管径を２，５インチとした場合におイテ、距離Ｑを２
００ｍｍ、４００ｍｍ、６００印、８００価とした時の
各々の噴流１１の速度分布の流れ方向における変化の様
子を第４図（ａ）〜（ｄ）に示す。図中、横軸１目盛は
５釧を示す。最適効果を生ずる位置は噴出出口から約４
０印の個所であった。

また、これらの部位における体表振動をより効果的に行
なわせるためには、噴流１１の強さ、乱れの構造（スペ
クトル）を人為的に可変し得ることが望ましい。このよ
うな観点から本実施例では、強制脈動を加えてなる噴流
１１を用いるものである。ここに、脈動周波数はＯ、ｌ
　Ｈｚ　−０、２Ｈ２の間で変えて実施したのである。

第５図（ａ）〜（ｄ）には実際の測定例として、距離Ｑ
を４００ｍｍ、５００ｍｍ、６００ｍｍ、７００ｍｍと
変えた場合における脈動噴流１１の時間的な流速変動の
様子を示す。なお、測定には電磁流速計（測定＠囲２ｍ
／ｓｅｅ　）を用い、かつ、渦巻型マグネットポンプ１
２のポンプ圧は全開時の２／３程度に落としである。ま
た、脈動周波数は１．８Ｈｚとした。例えば、第５図（
ａ）に示す測定結果によれば、流速変動（流れ方向の速
度成分をＵとする）は約１．５ｍ／ｓｅｃに達し、同図
（ｂ）〜（ｄ）の如く、距離Ｑが大きくなるに従い減衰
していることが判る。よって、脈動噴流１１を被施療者
に当てる場合、噴出管１６ａ、１６ｂの出口からの距離
℃と人体の位置、特に背面の位置との関係は重要である
。本実施例では、例えば噴出管１６ａ、１６ｂの出口か
ら１００１ｕ１〜５００ｍｍの範囲内に被施療者の背中
が位置するように位置関係が設定されている。

また、このような脈動噴流１１による体表（背中）面の
振動は強制振動的なものであった。

ところで、脈動噴流源としてダイヤフラムポンプ１９を
用いた場合、このポンプが容積型であるため、大きな騒
音を伴いエネルギー効率もあまりよくない。しかるに、
渦巻型マグネットポンプ１２と流体素子１３との組合せ
によれば、メカニカルなスイッチング、弁切換えとは比
較にならない程、システムとしてコンパクトなものにな
り、脈動形成機構としては最も優れたものとなる。

しかして、本実施例のように一様流４と脈動噴流１１と
を併用した場合、−掃流４のみでは不足を感じていた体
の背面部にも効果的な振動刺激が加わり、大幅に施療効
果が得られるといった体感評価が得られたものである。

また、パッシブ（受は前約）な形での運動効果が得られ
るものでもある。即ち、筋肉負荷が強制されることなく
、肺機能に僅かな負荷を与え同時に効果的な体表刺激に
より新陳代謝が激しくなり、ホルモンの分泌が促され、
肉体的に健康状態に回復・維持され、かつ、精神的にも
健康状態に回復・維持されるものとなる。また、本実施
例では比較的長時間（３０分ないし１時間程度）の入浴
とさせることから、水温は比較的低温（体温より２〜５
°低め）とし、このような水中で流れにさらされ続ける
ことから、エネルギー消費は大きく、当然、脂肪層の消
費にもつながる。さらには、施療中に肉体的にも精神的
にもリラックスした状態が確保され、睡眠の効果をも持
ち合わせた入浴施療となる。

つづいて、本発明の第二の実施例を第６図ないし第８図
により説明する。基本的には、前記実施例に準するもの
であるが、次のような点を考慮したものである。即ち、
前述したように、効果的な振動を起こすために人体の部
位の各々について励振力となる流体の諸パラメータ■■
■をうまくマツチングさせるため、本実施例を構成する
にあたり、水流中における人体（被施療者）の体表振動
を効果的に行なわせるには、流れの中に存在する乱れを
強制的にコントロールする必要がある。また、人の体は
、脂肪質の人（太った人）、筋肉質の人、痩せた人によ
り、体表構造の個人差は著しい。このような個人差に応
じて流れの構造（即ち、乱れの構造、強度）を種々に変
えられることが必要である。ちなみに、前述した特開昭
６１−９０６６１号公報、特開昭６１−２４０９５８号
公報では、−Ｓ流の流速を可変しているに過ぎない。

しかして、本実施例では第７図に示すような一様流の流
速を可変し得る基本構造において、第６図に示すような
遮蔽乱流板を設けて流れの構造を変えるものである。さ
らには、このような施療に際して被施療者が完全に力が
抜けた脱力状態で施療を受けられるように構成する。

即ち、本実施例における水流式体表刺激装置の全体構成
を第７図に示し、その内の浴槽部の構成を第６図に示す
。基本的には第１図及び第２図等に示したものと同様で
ある。まず、被施療者が少なくとも寝姿勢に近い状態で
入り得る大きさの浴槽１は水平台上に据付けられ、浴槽
１の出口開口１ｂから入口開口１ａに向けてトラック状
の回流部２により連結し、同一水平面内で水３が回流し
得る循環系が形成されている。次に、このような浴槽１
内全体を入口開口１ａ側から出口開口１ｂ側に向けて一
方向に水平に流れる一様流４を生成するための一様流生
成機構が備えられている。これは、モータ５駆動の軸流
ポンプ６を主体として構成され、かつ、良好なる一様流
４の形成のために回流部２内の適所にはコーナーベン７
が用意されている。

また、本実施例で泪いる水温は、体温より若干低めの３
２〜３６℃とされている。

しかして、本実施例ではこのような一様流４の流れる水
中であって、浴槽１の入ロ開ロ１ａ側外部に位置させて
遮蔽乱流板２６を設けるものである。この遮蔽乱流板２
６は固定されたものでもよいが、本実施例ではカセット
式とされ、かつ、第６図に示すように装着ガイド部２７
にて上方から着脱交換自在に装着されるように構成され
ている。

このような遮蔽乱流板２６の存在により、入口開口１ａ
から浴槽１内に向かい被施療者に当る一様流４には乱れ
が生ずる。このような流れの構造（乱れ）は、遮蔽乱流
板２６の構造、寸法、−掃流４の流速により異なる。本
実施例では、このような遮蔽乱流板２６として、例えば
第８図（ａ）〜（ｄ）に示すような４種類の遮蔽乱流板
２６ａ〜８ｄをカセット型構造で用意し、任意のものを
交換自在に使用し得るように構成してなる。これらの遮
蔽乱流板２６ａ〜２６ｄは同一サイズ（ＷＬ＝５０ｃｍ
角）のものであり、被施療者の個人差により使い分けた
り、或いは同一人物で使用する場合でも同一タイプで開
口比等を変えたシリーズものを適宜交換使用したりする
ものである。

ここで、個々の遮蔽乱流板２６ａ〜２６ｄについて説明
する。まず、第７図（ａ）は遮蔽部分２８ａと開口部分
２８ｂとを格子状に形成してなる乱流格子２６ａの例を
示す。具体的には、格子幅ＷＢ＝開口幅ＷＯ＝ｌＯｃｍ
で、開口比０Ｒ＝０．３６なる構造のものである。

同図（ｂ）は複数の開口部分２８ｂを円形状にて等間隔
で形成してなる多孔板２６ｂを示す。具体的には、開ロ
直径ＷＲ＝７ｍ、開ロ比０Ｒ＝０゜３８なる構造のもの
である。

同図（Ｃ）は遮蔽部分２８ａを短冊状に形成してなる短
冊板２６ｃを示す。具体的には、格子幅ＷＢ＝開口幅Ｗ
○＝１０ａｎで、開口比０Ｒ＝０．６なる構造のもので
ある。

同図（ｄ）は遮蔽部分２８ａを十字状に形成してなる短
冊板２６ｄを示す。具体的には、格子幅ＷＢ＝１０ａｎ
で、開口比０Ｒ＝０．６４なる構造のものである。

このようにして浴槽１中には入口開口１ａ側から出口開
口ｌｂ側に向けて遮蔽乱流板２６による乱流を伴う一様
流４が生成されることになる。そして、被施療者は例え
ば第６図（ａ）に示すように仰向は状態での寝姿勢に近
い脱力状態でこのような水流を受けるように支持される
。このため、例えば被施療者の頭頚部を支持する支持体
２９と膝上以上の後大腿部ないしはでん部なる部位中の
膝上以上の後大腿部部分を支持する支持体３０とが設け
られ、２部位支持とされ、背中側が入ロ開ロｌａ側に対
向する状態とされている。即ち、第一の実施例の支持体
２１．２２による支持と同等である。

即ち、浴槽１内において流体（水３）の浮力を利用して
被施療者が脱力した姿勢をとれることは重要である。こ
れは前述したように、筋肉に力が入った状態では体表が
硬めとなり、水流による刺激効果が上がらない。即ち、
自励振動が起こりにくくなってしまう。これに対し、支
持体２９，３０を用いて被施療者を浴槽１内の水中で寝
姿勢に近い状態で支持することにより、水３の浮力を利
用して被施療者の体表を最も軟らかい状態に維持させる
ことができる。この際、浴槽１の被施療者に対しその背
面側に乱流を伴う一様流４が効果的に当たる姿勢に支持
されていることも重要であり、本実施例では例えば被施
療者の頭部と膝上後大腿部との２部位のみを支持体２９
．３０で支持するようにしている。即ち、少なくとも被
施療者の背中を中心としたを柱部、層中部、層中間部、
腰部、側胸部、側腹部のほぼ全面が一様流４中にさらさ
れる構造とされている。また、前述した公報等との対比
によれば、これらが水流を被施療者に対して身長方向に
直交する方向に当てるようにしているが、本実施例では
被施療者がほぼ寝姿勢で支持されておりその身長方向に
略平行状態ないしは鋭角状態、即ち身長方向に沿わせて
当てるようにしていることも重要である。更には、支持
体２９゜３０により支持している側から被施療者に対し
て水流を当てるようにしている点も重要である。即ち、
従来の流れに逆らう感じとは逆に、流されない範囲（そ
のような流速に設定される）で流れに乗るといった感じ
で施療を受けることになる。

そして、被施療者の背中に当たった水流は前面に回り込
み、大腿部、足部へと流れることになる。

また、浴槽１内に被施療者が存在すると、流れは当然に
人体により遮られて迂回することになる。

なお、浴槽１内における被施療者の支持方式としては、
第６図に示す方式に限らない。例えば、第３図に例示し
たものと同様に、支持体２９により頭頚部を支持すると
ともに安定性のよい支持体によりでん部付近を支持させ
てもよい。また、このような安定性のよい支持体により
でん部の１８１ｉ位のみを支持させてもよい。また、椅
子の座部の如き平坦性を持つ支持体により後大腿部から
でん部付近を支持させてもよい。あるいは、支持体２９
のみとして被施療者の頭頚部のみを支持させてもよい。

さらには、３個所に支持体を設けて頭頚部、膝部ないし
後天脛部ないしけてん部の２部位を３個所にて支持させ
てよい。

このような構成において、本実施例よる作用・効果を説
［刀する。

まず、本実施例では各種乱流を形成するため、遮蔽乱流
板２６として第８図（ａ）に示した乱流格子２６ａ型の
ものを数種類、具体的には以下の４種類を用いて実測し
てなる。ここに、乱流格子２６ａのサイズは前述した如
＜ＷＬ＝５０ｃｍ角とし、格子幅ＷＢ、開口幅ＷＯをパ
ラメータとしてなる４種類のものをサンプルＳ１〜Ｓ４
とする。

ＳＩ　　ＷＢ＝Ｗ○＝ｌＯａｎ、０Ｒ＝０．３６（即ち
、遮蔽部分２８ａが上下・左右に２本ずつ等間隔で形成
された第８図（ａ）図示のもの） Ｓ２　　ＷＢ＝７ｃｍ、ＷＯ≠７．５ｃｍ、０Ｒ＝０．
３４ （遮蔽部分２８ａを上下・左右に３本ずつ等間隔で形成
したもの） Ｓ３　　ＷＢ＝５ｃｍ、ＷＯ＝６ａｎ、０Ｒ＝０．３６
（遮蔽部分２８ａを上下・左右に４本ずつ等間隔で形成
したもの） Ｓ４　　ＷＢ＝３ｃｍ、ＷＯ＃６ａｎ、０Ｒ＝０．４８
（遮蔽部分２８ａを上下・左右に５本ずつ等間隔で形成
したもの） これらの４種類のサンプル８１〜Ｓ４を用いて、各々の
場合の流速分布、乱れ強度、スペクトル（乱れの構造）
を調べたところ、−抑流４の流速一定（ここでは、Ｖ＝
　１．５　ｍ／ｓｅｅ　）の下では、格子幅ＷＢが太く
て流れに対する抵抗が大きい程、乱れの強度が強く、開
口幅Ｗ○が大きい程、乱れの規模が大きくなる傾向とな
ったものである。また、流れ方向の乱流強度は、流れ方
向の距離りに逆比例（即ち、１／Ｌ倍）して減衰する結
果が得られた。

即ち、開口比ＯＲのほぼ等しい４種類のサンプル８１〜
Ｓ４で考えて見ると、まず、格子幅ＷＢの大きいサンプ
ルＳ１によれば強い乱れが現われ、かっ、流れ方向にも
幅広く減衰しにくい。このサンプルＳ１の場合、距ＩＬ
として格子幅ＷＢの約１０倍（約１００ｃｍ）程度まで
効果的な乱流が得られたものである。一方、格子幅ＷＢ
の狭いサンプルＳ４では乱れの強度も左程強くなく、か
つ、流れ方向に直ぐに減衰しく実測によれば、格子幅Ｗ
　Ｂ　＝　３　ａｍの１０倍程度）、効果的ではなかっ
たものである。

このようなことから、これらのサンプル８１〜Ｓ４は、
例えば乱れの強いサンプルＳ１は特に太った被施療者に
効果的であった。また、被施療者の年齢的には、若い年
代の人はど格子幅ＷＢが広く乱れの強くなるものを好み
、年配者はど格子幅Ｗ　Ｂが狭く弱い乱れとなるものを
好む傾向が得られたものである。もちろん、個人差も大
きいが、−ＩｉＪ２的には、これらの４種類のサンプル
８１〜Ｓ４と年齢別の効果的な体表振動及び体感との関
係としては、第１表のような相関関係が得られたもので
ある。第１表中、○印を付してなる欄が良好なる結果と
なった部分である。

第１表 このようなことは、第８図（ａ）に示した乱流格子２６
ａ型のものに限らず、同図（ｂ）の多孔板２６ｂ型、同
図（Ｃ）の短冊板２６ｃ型、同図（ｄ）の十字板２６ｄ
型のもの等にあっても同様であり、流れを遮蔽する遮蔽
部分の寸法により乱れの強さが決まり、かつ、開口部分
２８ｂの面積（寸法）により渦の大きさが支配されるこ
とになる。

また、乱れの強さは遮蔽乱流板２６の設置個所から流れ
方向に拡散しながら減衰していく。よって、遮蔽乱流板
２６による乱れを効果的に被施療者の背面にさらすため
には、遮蔽乱流板２６の設置個所から被施療者の中心点
Ｏ（例えば、第６図に示すように支持体２９．３０間の
距離をＱとした場合、その半分Ｑ／２なる支持点間中央
点、又は支持体２９．３０がない場合であれば被施療者
が入浴した時の姿勢であれば、その上体部の中心点）ま
での水平距離りが重要である。この点、遮蔽乱流板２６
に平行な平面についての乱流強度分布の換算による面方
向の一様性及び減衰に伴う強度及び体表振動の結果から
総合すると、この距離りとしては３０〜ｌｏＯｃｍが最
適であった。ちなみに、この距離りが３０ｃｍ以下では
部分的に強過ぎる乱れが現われ、体に部分的に強い振動
が生じ不快感（痛み）を感じるものである。逆に、この
距離りが１００（１）を越えると、遮蔽乱流板２６に平
行な平面での乱流強度分布は一様になるものの、乱流強
度が弱くなり、効果的な体表振動が起こりにくいもので
あった。

また、遮蔽乱流板２６の開口部分２８ｂが、人体背面の
を髄や腹部に向けて集中的に開口している形状のもので
も充分な効果が得られたものである。これは、例えば第
８図（Ｃ）（ｄ）の短冊板２６Ｃ又は十字板２６ｄ型の
ものが相当する。

さらに、実施例としては示さなかったが、まゆ型形状の
開口部分を持つものや、円だけのオリフィス形状のもの
を遮蔽乱流板として試みたが、何れも流れの速度勾配の
大きな所（乱流強度の大なる所）、即ち開口形状に沿っ
た所でのみ体表振動が生じたものであり、人体背面全体
に沿った振動は得にくいものである。

なお、本実施例で用いた遮蔽乱流板２６は、その流れ方
向の肉厚は左程重要ではなく、肉厚３〜１０価程度の板
状のもので充分である。

しかして、本実施例のように適宜の乱れを伴う一様流４
とすることにより、単なる一様流４のみでは不足を感じ
ていた体の背面部にも効果的な振動刺激が加わり、大幅
に施療効果が得られるといった体感評価が得られたもの
である。また、パッシブ（受は身的）な形での運動効果
が得られるものでもある。即ち、筋肉負荷が強制される
ことなく、肺機能に僅かな負荷を与え同時に効果的な体
表刺激により新陳代謝が激しくなり、ホルモンの分泌が
促され、肉体的に健康状態に回復・維持され、かつ、精
神的にも健康状態に回復・維持されるものとなる。また
、本実施例では比絞的長時間（３０分ないし１時間程度
）の入浴とさせることから、水温は比鮫的低温（体温よ
り２〜５°低め）とし、このような水中で流れにさらさ
れ続けることから、エネルギー消費は大きく、当然、脂
肪層の消費にもつながる。更には、施療中に肉体的にも
精神的にもリラックスした状態が確保され、睡眠の効果
をも持ち合わせた入浴施療となる。

効果 本発明は、上述したように被施療者に対し一様流ととも
に部分的な噴流をも当てるようにしたので、軟らかい部
位や硬い部位を持つ体表に対して効果的な刺激を与え、
施療効果を向上させることができ、また、水流を被施療
者の身長方向に沿って支持側から当てる状態に被施療者
の頭部と膝上以上の後大腿部ないしはでん部とのいずれ
か一方の部位又は両方の部位を支持する支持部材を設け
たので、浴槽内でほぼ寝姿勢とし水の浮力を利用した脱
力状態なる体表の軟かい状態で施療を受けさせることが
でき、体表刺激効果を最も高めることができ、さらに、
被施療者に対し遮蔽乱流板による乱流を伴う一様流を当
てるようにしたので、軟らかい部位や硬い部位を持つ体
表に対して効果的な刺激を与え、施療効果を向上させる
ことができ、特に、遮蔽乱流板の構造、開口比等を変更
したものを適宜選択して用いるだけで簡単に乱れの強さ
等をコントロールすることもでき、被施療者の年齢、体
質等に応じた最適なる刺激を受けることができ、結局、
精神的・肉体的にストレス状態にある被施療者に対して
心肺負荷や筋肉疲労を伴うことのない全く受は身的な形
で健康状態を維持し又は回復させることができるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本発明の第一の実施例を示し、第
１図（ａ）は浴槽部のは縦断正面図、同図（ｂ）は浴槽
部の平面図、同図（Ｃ）は浴槽部の縦断側面図、第２図
は全体構成を示す概略平面図、第３図は支持方式の各種
変形例を示す縦断正面図、第４図は噴流の速度分布特性
図、第５図は脈動噴流の速度変動図、第６図ないし第８
図は本発明の第二の実施例を示し、第６図は浴槽部の縦
断正面図、第７図は全体構成を示す概略平面図、第８図
は遮蔽乱流板の各種例を示す正面図である。 １・・・浴槽、 ４・・・−抑流、 ■ ・・噴流、 ２１〜２ ５・・・支持部材、 ６・・・遮蔽乱流板、 ａ・・・遮蔽 部分、 ・・開口部分、 ２９゜ ３０・・・支持部材 （ａ） 、、３　！ １ａ ッｔ こ ］ヨ レ］ ゛・ｌ 志 Ｚ」 Ｕ 」コ 図 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、浴槽内全体を一方向に流れて被施療者に対して直接
   的かつ連続的に当たる一様流を生成し、前記一様流中に
   おいて被施療者に対して直接的かつ連続的に当たる部分
   的な噴流を生成したことを特徴とする水流式体表刺激装
   置。 ２、浴槽内全体を一方向に流れて被施療者に対して直接
   的かつ連続的に当たる一様流を生成し、この一様流によ
   る水流を前記被施療者の身長方向に略平行状態ないしは
   身長方向に対して鋭角状態で支持側から当てる状態に前
   記被施療者の頭部と膝上以上の後大腿部ないしはでん部
   とのいずれか一方の部位又は両方の部位を支持する支持
   部材を設けたことを特徴とする水流式体表刺激装置。 ３、浴槽内全体を一方向に流れて被施療者に対して直接
   的かつ連続的に当たる一様流を生成し、前記一様流中に
   おいて被施療者に対して直接的かつ連続的に当たる部分
   的な噴流を生成し、これらの一様流と噴流とによる水流
   を前記被施療者の身長方向に略平行状態ないしは身長方
   向に対して鋭角状態で支持側から当てる状態に前記被施
   療者の頭部と膝上以上の後大腿部ないしはでん部とのい
   ずれか一方の部位又は両方の部位を支持する支持部材を
   設けたことを特徴とする水流式体表刺激装置。 ４、入口開口側から出口開口側に向けて浴槽内全体を一
   方向に流れて被施療者に対して直接的かつ連続的に当た
   る一様流を生成し、前記入口開口側の水流中に固定又は
   着脱自在に配置させて遮蔽部分と開口部分とからなる遮
   蔽乱流板を設けたことを特徴とする水流式体表刺激装置
   。