JPH0984844A - 体性感覚刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気雑音を発生することなく、生体の顔面な
どにパルス状の圧縮空気を噴射して、体性感覚刺激を行
うこと。 【解決手段】 圧縮空気によって遠心形羽根車を駆動す
ることによって、回転の立上げを滑らかに行い、さらに
スクリユ羽根を用いて回転速度の変動を防ぎ、こうして
回転駆動される回転軸には、気体通過孔が形成された回
転体が固定されており、圧縮空気は、供給孔から気体通
過孔を経て、噴射孔からパルス状に間欠的に噴射され
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、体性感覚を刺激す
るために圧縮空気などの圧縮気体を、たとえば人体など
の生体に噴射するための装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】このような体性感覚刺激装置は、その体
性感覚を刺激することによって誘発される脳磁界または
脳波などの生体物理量の変化を計測するために必要とな
る。

【０００３】他の先行技術では、人体である被検体に電
気的刺激を与えたり、生体を押すなどして機械的刺激を
与える先行技術があるけれども、このような先行技術で
は、アーチファクトが混入するので、脳磁界の計測時に
おいて、その脳磁界を検出するＳＱＵＩＤ素子に近い部
位、たとえば顔などのための刺激を行うことは不可能で
ある。またレーザを用いて刺激を行う先行技術があり、
この先行技術では、装置の構造が複雑であって高価であ
り、さらに生体の皮膚に軽いやけどの跡が残るので、患
者などに対して使いがたい。

【０００４】人体などの被検体に、パルス状の圧縮空気
を噴射するための先行技術では、電動機を用いて回転板
を駆動し、この回転板に形成された通過孔から圧縮空気
を間欠的に噴射してパルス状の圧縮空気流を得ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この先行技術では、上
述のように電動機を用いているので、これによって磁気
雑音が発生する。したがって特に脳磁界などのような極
めて微小な磁界を計測するための環境下では、使用する
ことができない。脳磁界は、たとえば１０〜１０００ｆ
Ｔであって、地磁気の１億分の１にも満たないものであ
り、このような極めて微弱な磁界は、従来では、超伝導
量子干渉（略称ＳＱＵＩＤ）素子を用いる磁束計が用い
られており、この電動機の磁気雑音によって、微弱な脳
磁界の計測は不可能になってしまう。また脳波の計測時
においても、この電動機を用いた構成が用いられてお
り、その計測結果には大きな誤差を生じる結果になって
いる。

【０００６】本発明の目的は、生体の体性感覚誘発によ
る物理量を正確に計測することを可能にする改良された
体性感覚刺激装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、羽根車と、ス
クリュ羽根と、羽根車とスクリュ羽根とが軸線方向にず
れて固定される回転軸と、羽根車とスクリュ羽根と回転
軸とを収納し、回転軸を回転可能に支持するハウジング
と、回転軸によって駆動され、圧縮気体を噴射する弁手
段と、ハウジング内に回転軸の一方端部側から他方端部
側に圧縮気体を供給するとともに、弁手段に圧縮気体を
供給する圧縮気体源とを含むことを特徴とする体性感覚
刺激装置である。また本発明は、合成樹脂または無機材
料から成ることを特徴とする。さらに、本発明の羽根車
は、遠心形であることを特徴とする。また、本発明の弁
手段は、回転軸に固定され、回転軸線から半径方向にず
れた位置に気体通過孔が形成される回転体と、前記回転
軸線に沿う回転体の一方側で気体通過孔に向けて圧縮気
体を供給する供給孔が形成され、この供給孔には圧縮気
体源が接続され、前記回転軸線に沿う回転体の他方側で
気体通過孔からの圧縮気体を生体に向けて噴射する噴射
孔を有する圧縮気体供給部材とを含むことを特徴とす
る。

【０００８】本発明に従えば、圧縮気体源からの圧縮空
気などの圧縮気体は、ハウジング内に回転軸の一方端部
側から他方端部側に供給され、これによって１本の回転
軸に固定された羽根車とスクリュ羽根とが回転駆動さ
れ、この回転軸によって弁手段が駆動されて圧縮気体が
間欠的にパルス状に噴射される。このような構成では、
前述の電動機が用いられておらず、したがってその磁気
雑音が発生することがなく、微弱な脳磁界などのような
生体の物理量を正確に計測することができる。また本発
明に従えば、回転軸は羽根車によって回転駆動され、こ
の羽根車は、たとえば遠心形であり、あるいはまた軸流
形であってもよいけれども、この羽根車によれば、回転
軸の回転の立上がりを短時間で行うことができ、回転を
滑らかに立上げることができる。 回転軸には、スクリュ羽根が固定されており、これによ
って回転軸の回転速度の変動が防がれ、安定した回転を
維持することができる。 また本発明に従えば、本件体性感覚刺激装置は、合成樹
脂、たとえば繊維強化プラスチックなどから成り、また
は無機材料、たとえばセラミックなどから成り、したが
って計測されるべき物理量、たとえば磁界、電界および
電圧などに悪影響を及ぼすことはない。なお計測結果に
悪影響を及ぼさない他の材料から成ってもよく、たとえ
ば強磁性材料ではない金属、たとえばアルミニウムなど
から成ってもよい。 さらに本発明に従えば、弁手段は、たとえば円板状の回
転体が回転軸に固定され、または歯車などの動力伝達手
段を介して回転駆動し、この回転体には、気体通過孔が
形成されており、圧縮気体源からの気体は、この気体通
過孔を介して生体、たとえば人体の顔の表面などに噴射
される。気体通過孔からの圧縮気体は、圧縮気体供給部
材に形成されているノズルである噴射孔から噴射される
ように構成し、これによって圧縮気体の方向および形状
を正確に定めることが可能であるけれども、実施の他の
形態として、回転体の気体通過孔から直接に生体に圧縮
空気が噴射されるように構成されてもよい。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態の
体性感覚刺激装置１の全体の構成を示す断面図である。
この体性感覚刺激装置１の噴射孔２から噴射される間欠
的な周期的なパルス状の圧縮空気が、被検体３である人
体の一部、たとえば顔面などに噴射されて、体性感覚の
刺激が与えられ、この体性感覚誘発による脳磁界、脳波
およびその他の生体物理量の変化が計測される。

【００１０】図２は、体性感覚刺激装置１の平面図であ
る。この図２と前述の図１とを併せて参照して、ハウジ
ング４は、直円筒状のハウジング本体５と、それらの両
端部に配置される端板６，７と、端板７に固定される帽
状のカバー８とを有し、さらに端板６，７間には補強の
ための保持部材９が設けられ、さらに圧縮気体供給部材
１０の取付け部１１が設けられる。この圧縮気体供給部
材１０の取付け部１１に連なるヘッド部１２には、前述
の噴射孔２が形成されている。圧縮気体源１３は、たと
えば圧縮空気を充填した圧力容器、またはエアコンプレ
ッサであってもよい。耐圧管１４からの圧縮空気は、圧
力制御弁１５，１６から耐圧管１７，１８を経て、体性
感覚刺激装置１に導かれる。

【００１１】端板６，７には、滑り軸受部材１９，２０
が固定される。この軸受部材１９，２０は、耐熱性に優
れた無機材料、たとえば酸化ジルコニウムまたは酸化ア
ルミニウムなどのセラミックから成り、回転軸２１の直
円柱部２２を回転自在に支持する。この直円柱部２２に
連なる部分２３は、軸線に直角な断面が大略的にＤ字状
に形成され、遠心形羽根車２４が固定される。

【００１２】図３は、図１に示される遠心形羽根車２４
の右方から見た拡大正面図である。この羽根車２４の断
面は、図４に拡大して示されている。遠心形羽根車２４
は、固定部材２５と、周方向に等間隔をあけて設けられ
た羽根２６とを有する。

【００１３】図５は、図４に示される固定部材２５の左
方から見た正面図である。この固定部材２５は、円板状
の取付け板２７と、その取付け板２７に固定される短円
筒状の筒２８とを有する。取付け板２７には、回転軸２
１の一部分２３が挿通する挿通孔２９と、周方向に間隔
をあけて設けられたボルト挿通孔３０とが形成される。

【００１４】羽根車２４の固定部材２５は、図６に拡大
して示される装着部材３１に固定される。図７は、図６
に示される装着部材３１の正面図である。装着部材３１
には、回転軸２１の一部分２３が挿通する挿通孔３２が
形成されるとともに、周方向に間隔をあけてねじ孔３３
が形成される。ボルト３４は、取付け板２７のボルト挿
通孔３０を挿通し、ねじ孔３３に螺着され、こうして固
定部材２５が装着部材３１に固定される。装着部材３１
には、半径方向に延びるねじ孔３５が形成され、ここに
ボルト３６が螺着されて回転軸２１の一部分２３の平坦
な固定面を押し付けて装着部材３１が回転軸２１に固定
される。

【００１５】固定部材２５の筒２８の外表面には、回転
軸線に対して傾斜して延びる羽根２６の基端部が固定さ
れる。

【００１６】回転軸２１の一部分２３にはまた、スラス
ト力を受けるための受け部材３７が固定される。

【００１７】図８は、スラスト力を受ける受け部材３７
の拡大断面図である。受け部材３７には、回転軸２１の
一部分２３が挿通する挿通孔３８が形成され、半径方向
に延びるねじ孔３９にボルト４０が螺合して受け部材３
７が回転軸２１の一部分２３に固定される。この受け部
材３７には、端板７側に向けて先細状になる円錐台状の
外周面４１が形成され、端面４２は、端板７に固定され
ている軸受２０の端面に当接する。外周面４１が前述の
ように円錐台状に形成されているので、端面４２の軸受
２０との接触面積が僅かとなり、回転軸２１の円滑な回
転が可能になる。

【００１８】図９は、図１の切断面線ＩＸ−ＩＸから見
たカバー８を示す断面図である。カバー８には、圧縮空
気供給孔４４が形成されている。この圧縮空気供給孔４
４は、回転軸２１の軸線４５を通る鉛直面に対して角度
θ１を成して傾斜しており、この角度θ１は、たとえば
３０度である。こうして供給孔４４から圧縮空気がカバ
ー８内の部屋４６に噴射されることによって、羽根車２
４が回転駆動される。

【００１９】図１０は、端板７の図１における右方から
見た正面図である。この端板７には、カバー８の部屋４
６とハウジング本体５内の部屋４８とを連通する連通孔
４９が形成される。この連通孔４９は、回転軸２２の周
方向に約１８０度未満、円弧状に延びて対を成して形成
される。この端板７の連通孔４９が形成されていない支
持部５０には、前述の軸受部材２０が形成される。

【００２０】ハウジング本体５において、その内部の部
屋４８には、スクリュ羽根５１が設けられ、このスクリ
ュ羽根５１は、回転軸２１に固定されている。このスク
リュ羽根５１は、カバー８の供給孔４４から圧縮空気が
供給されて羽根車２４が回転駆動されるときに回転する
回転軸２１の回転方向と同一方向に、部屋４６から連通
孔４９を経て部屋４８に供給される圧縮空気によって回
転され、スクリュ羽根５１によって回転速度の変動が防
がれる。部屋４８内の空気は、回転軸２１の一端部に形
成された羽根車２４とは反対側の他端部側で、排出孔５
２から外部に排出される。

【００２１】図１１は、図１に示される体性感覚刺激装
置１の左方から見た正面図である。回転軸２１には、円
板状の回転体５３が固定される。この回転体５３には、
その軸線に平行に延びる気体通過孔５４が形成される。
圧縮気体供給部材１０のヘッド部１２には、この気体通
過孔５４に対応する位置に供給孔５５が形成され、耐圧
管１８を経て圧縮空気が供給される。ヘッド部１２に
は、回転体５３に関して前記供給孔５５とは反対側に、
前述の噴射孔２が形成される。こうして回転体５３は、
たとえば１８０ｒｐｍの速度で、羽根車２４とスクリュ
羽根５１との働きによって、圧縮空気を用いて回転駆動
される。供給孔５５と、気体通過孔５４と、噴射孔２と
が、回転軸２１の軸線に平行な一直線上で一致した状態
で、図１２に示されるように、被検体３には、時間Ｗ１
がたとえば０．００２ｓｅｃであるパルス状の圧縮空気
が間欠的に、かつ周期的に噴射されて、体性感覚の刺激
を行うことができる。

【００２２】供給孔５５には、接続口５６が連通し、こ
の接続口５６は、前記管路１８に接続される。

【００２３】本発明は、圧縮空気だけでなく、その他の
圧縮気体に関連して実施することができる。

【００２４】上述の実施の一形態では、スクリュ羽根５
１の外径は、回転軸２１の軸線に沿って一様に形成され
たけれども、本発明の実施の他の形態として、図１３に
示されるように、回転体５３側に近付くにつれてスクリ
ュ羽根５１ａの外径が小さくなるように形成されてもよ
く、あるいはまたこれとは逆に図１４に示されるよう
に、スクリュ羽根５１ｂの外径が回転体５３に近付くに
つれて大きくなるように形成されていてもよい。

【００２５】遠心形羽根車２４に代えて、軸流形羽根車
が回転軸２１に固定されてもよい。

【００２６】上述の体性感覚刺激装置１における軸受部
材１９，２０以外の各構成要素は、６ナイロン、ＭＣナ
イロンまたはその他の合成樹脂などから成ってもよく、
またはセラミックなどの無機材料から成ってもよい。軸
受部材１９，２０は、前述のように耐熱性に優れたセラ
ミック製であるけれども、その他、耐熱性に優れた合成
樹脂などの材料から成ってもよい。さらにまた生体の物
理量の測定に悪影響を及ぼさない限り、強磁性以外の金
属材料から成ってもよい。

【００２７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電動機を
用いることなく、圧縮気体によって１本の回転軸に固定
された羽根車とスクリユ羽根とを回転駆動して、圧縮気
体の噴射を間欠的に弁手段によって行うようにしたの
で、磁気雑音の発生が防がれる。したがって生体の微弱
な物理量、たとえば脳磁界、電界および電流などを高精
度で測定することができる。

【００２８】また本発明によれば、圧縮気体によって羽
根車が駆動されることによって、回転の立上がりを短時
間で行うことができ、その回転の立上がりを滑らかに行
うことができる。

【００２９】さらに本発明によれば、圧縮気体によって
スクリユ羽根を回転駆動することによって、回転軸の回
転速度の変動を抑制し、回転むらをなくし、安定した回
転を維持することができる。

【００３０】また本発明によれば、体性感覚刺激装置
は、合成樹脂または無機材料から成り、これによって計
測されるべき生体の物理量への悪影響が防がれる。

【００３１】また本発明によれば、弁手段は、回転体に
形成された気体通過孔を介して供給孔からの圧縮気体が
噴射され、噴射孔によって方向および形状が整えられて
生体のたとえば顔面などに噴射されるので、急峻なたと
えば矩形に近似した時間間隔の短い圧縮気体パルスを得
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態の体性感覚刺激装置１の
全体の構成を示す断面図である。

【図２】図１に示される体性感覚刺激装置１の平面図で
ある。

【図３】図１に示される遠心回転羽根車２４の右方から
見た拡大正面図である。

【図４】遠心回転羽根車２４の拡大断面図である。

【図５】図４に示される固定部材２５の左方から見た正
面図である。

【図６】装着部材３１の拡大断面図である。

【図７】図６に示される装着部材３１の正面図である。

【図８】受け部材３７の拡大断面図である。

【図９】図１の切断面線ＩＸ−ＩＸから見たカバー８を
示す断面図である。

【図１０】端板７の図１における右方から見た正面図で
ある。

【図１１】図１に示される体性感覚刺激装置１の左方か
ら見た正面図である。

【図１２】被検体３に噴射されるパルス状の圧縮空気の
一例を示す図である。

【図１３】本発明の実施の他の形態のスクリュ羽根５１
ａを示す図である。

【図１４】本発明の実施のさらに他の形態のスクリュ羽
根５１ｂを示す図である。

【符号の説明】

１ 体性感覚刺激装置 ２ 噴射孔 ４ ハウジング ５ ハウジング本体 ６，７ 端板 ８ カバー ９ 保持部材 １０ 圧縮気体供給部材 １１ 取付部 １２ ヘッド部 １３ 圧縮気体源 １４，１７，１８ 耐圧管 １５，１６ 圧力制御弁 １９，２０ 軸受部材 ２１ 回転軸 ２４ 遠心形羽根車 ２５ 固定部材 ２６ 羽根 ２７ 取付け板 ２８ 筒 ２９，３２，３８ 挿通孔 ３０ ボルト挿通孔 ３１ 装着部材 ３３，３５，３９ ねじ孔 ３４，３６，４０ ボルト ３７ 受け部材 ４１ 外周面 ４２ 端面 ４４ 圧縮空気供給孔 ４５ 軸線 ４６，４８ 部屋 ４９ 連通孔 ５０ 支持部 ５１，５１ａ，５１ｂ スクリュ羽根 ５２ 排出孔 ５３ 回転体 ５４ 気体通過孔 ５５ 供給孔 ５６ 接続口

フロントページの続き (72)発明者 高江 勉 大阪府大阪市中央区平野町四丁目１番２号 大阪瓦斯株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 羽根車と、 スクリュ羽根と、 羽根車とスクリュ羽根とが軸線方向にずれて固定される
   回転軸と、 羽根車とスクリュ羽根と回転軸とを収納し、回転軸を回
   転可能に支持するハウジングと、 回転軸によって駆動され、圧縮気体を噴射する弁手段
   と、 ハウジング内に回転軸の一方端部側から他方端部側に圧
   縮気体を供給するとともに、弁手段に圧縮気体を供給す
   る圧縮気体源とを含むことを特徴とする体性感覚刺激装
   置。
2. 【請求項２】 合成樹脂または無機材料から成ることを
   特徴とする請求項１記載の体性感覚刺激装置。
3. 【請求項３】 羽根車は、遠心形であることを特徴とす
   る請求項１記載の体性感覚刺激装置。
4. 【請求項４】 弁手段は、 回転軸に固定され、回転軸線から半径方向にずれた位置
   に気体通過孔が形成される回転体と、 前記回転軸線に沿う回転体の一方側で気体通過孔に向け
   て圧縮気体を供給する供給孔が形成され、この供給孔に
   は圧縮気体源が接続され、前記回転軸線に沿う回転体の
   他方側で気体通過孔からの圧縮気体を生体に向けて噴射
   する噴射孔を有する圧縮気体供給部材とを含むことを特
   徴とする請求項１記載の体性感覚刺激装置。