(57)【要約】【課題】就寝者の安眠妨害となる音を発生することなくいびきの発生を防止する制御が可能なこと。【解決手段】就寝者Ｍの寝息の状態を検出する集音マイク１１と、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉と、それらの電極３Ｒａ，３Ｒｂ、電極３Ｌａ，３Ｌｂ間に印加する電圧を、集音マイク１１の出力によって就寝者Ｍの寝息の状態によって就寝者Ｍの頭部Ｈの向きが変化するよう右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌを制御装置２で制御するものである。就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に高低を形成することになるから、就寝者Ｍの頭部Ｈの向きが変化する。いびきは就寝者Ｍが真上を向いて眠っているときに発生し、左右いずれか横を向いて眠っているときには、いびきは生じなくなるから、いびきの発生を防止できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
就寝者の睡眠の状態を検出するセンサと、
前記就寝者の頭部の周囲に配設され、電圧印加によって形状変形をなす複数の人工筋肉体と、
前記センサが検出した前記就寝者の睡眠の状態に応じて、前記就寝者の前記頭部の向きを変化させるように、前記人ロ筋肉体の各々への電圧印加を制御する制御装置と
を具備することを特徴とするいびき防止用枕。
【請求項２】
前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたことを特徴とする請求項１に記載のいびき防止用枕。
【請求項３】
前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、前記就寝者の頭部の両側に配設したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のいびき防止用枕。
【請求項４】
前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、前記就寝者の頭部の両側並びに頭部下及び頸部の下部位置に配設し、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のいびき防止用枕。
【請求項５】
前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、枕の内部に電子伝導性ポリマ、イオン伝導性ポリマ、圧電ポリマからなる１以上の高分子アクチュエータを内蔵させてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載のいびき防止用枕。
【請求項６】
前記人工筋肉体の各々への電圧印加は、前記人工筋肉体の各々の内部に設けられた一対の電極間への電圧印加によりなされることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載のいびき防止用枕。
【請求項７】
前記就寝者の睡眠の状態を検出するセンサは、集音マイクとしたことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載のいびき防止用枕。
【請求項８】
前記制御装置は、前記就寝者の前記頭部の向きの最適位置を、画像処理装置からの信号に基づき設定することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載のいびき防止用枕。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いびきをかいている就寝者及び／または歯ぎしりを噛んでいる就寝者の頭部の向きを変えるいびき防止用枕に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のいびき防止用枕として特許文献１の発明がある。特許文献１のいびき防止用枕は、平面体をなす基板と、基板の平面上に取り付けられる空気式膨張収縮機構と、空気式膨張収縮機構により支持された枕を載置するための支持板と、この支持板を基板に対し左右方向に傾動可能に取り付けるリンク機構とを有し、いびきをかいている就寝者の安眠を妨げないように頭部を斜め横向きにする技術思想を開示するものである。
【０００３】
また、従来のいびき防止用枕として特許文献２の発明がある。即ち、特許文献２のいびき防止用枕は、中央部に上向きの支柱を設けた枕下部材と、下部材の支柱に中央部を係合させ、係合部を支点として下部材の上部に揺動可能に支持させた枕上部材と、駆動装置によって相互に逆方向へ上下作動する一対の連動カム機構を下部材の支柱の左右両側に配設し、一対の連動カム機構の上下運動により上部材を前記支柱を支点としてシーソー状に揺動させる伝動装置と、いびき、歯ぎしりによって発生する就寝者の身体の振動波を感知して電気信号に変換する振動波変換手段とを有し、振動波変換手段の出力信号に基づいて前記伝動装置の駆動装置を制御するようにした技術思想を開示している。
【特許文献１】特開２００５−５８３８６
【特許文献２】特許第２７５４００８号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１のいびき防止用枕は、枕の左右に空気袋を設け、何れか一方の空気袋に空気を入れることにより、枕の左右の高さを変え、いびきをかいて眠っている就寝者の頭を何れかに傾けていびきを防止するものであるが、就寝者の頭の真下にある枕の空気袋に空気を入れるために、空気が空気袋に入るときの音や、空気を注入するポンプの音のために、就寝者の安眠を妨害することになる。
また、上記特許文献２のいびき防止用枕は、枕の上部にシーソーのように左右に揺動する台状の部材を設け、台状の部材の下にはモータによって回転する偏心カムを設け、モータの動作によって台状の部材の左右の高さを変えて、いびきをかいて眠っている就寝者の頭を何れかに傾け、いびきを防止するものであるから、モータの音やモータを減速するギアの音が生じ、就寝者の安眠を妨害することになる。
【０００５】
そこで、この発明はかかる不具合を解決するためになされたもので、就寝者の安眠妨害となる音を発生することなくいびきの発生を防止する制御可能ないびき防止用枕の提供を課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１にかかるいびき防止用枕は、就寝者の睡眠の状態を検出するセンサと、前記就寝者の頭部の周囲に配設され、電圧印加されると形状変形をなす複数の人工筋肉体と、前記センサが検出した前記就寝者の睡眠の状態に応じて、前記就寝者の前記頭部の向きを変化させるように、前記人ロ筋肉体の各々への電圧印加を制御する制御装置とを具備するものである。
ここで、上記就寝者の睡眠の状態を検出するセンサは、集音マイクを使用した場合、電源スイッチが投入されているとき、または、枕に荷重が加わったとき、その機能を動作させることができるものであればよい。また、画像処理装置を使用した場合には、正常な状態と異常な状態を比較し、正常な範囲が検出できればよい。
そして、上記電極間に配置された人工筋肉体とは、導電性高分子アクチュエータと呼称されるもので、伸縮率１２〜１５％、最大発生力４９ＭＰａ（４９０Ｋｇｆ／ｃｍ2）、動作電圧１〜２Ｖ程度の高発生力タイプまたは伸縮率２０〜４０％、最大発生力２〜１０ＭＰａ、動作電圧１〜２Ｖ程度の高伸縮タイプの人工筋肉が使用可能である。因みに、人間の筋肉は、伸縮率２０％、最大発生力０．３５ＭＰａ程度である。
更に、上記複数の人工筋肉体に夫々出力する制御装置は、人工筋肉体に印加する電圧を前記センサの出力によって就寝者の正常な睡眠の状態になるように就寝者の頭部の向きが変化するよう電圧を順次変化させて印加するものであるが、就寝者の寝息の状態を検出するセンサの出力周波数、その繰り返しタイミング等によって、例えば、歯ぎしり、いびき等の区別を検出し、前記複数の人工筋肉体に対応する印加電圧を変更し、印加電圧の変化速度を調整する等の機能を付加することもできる。
【０００７】
請求項２にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたものである。ここで、上記人工筋肉体は、それぞれ個別に垂直方向（地球の水平線に対して垂直方向）に変位自在としたものであるが、本発明を実施する場合には、水平方向に伸縮させることによって、結果的に垂直方向の高さを変更することもできる。しかし、上記人工筋肉体を個別に垂直方向に変位自在とした方が効率がよい。また、人工筋肉体を何層かに積載すると、より大きな変化を出すことができる。
【０００８】
請求項３にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、前記就寝者の頭部の左右に配設したものである。ここで、前記就寝者の頭部の両側とは、２箇所に限定するものではなく、左右を２の整数倍として設置することができる。また、頭部の外側にも配置し、頭部を包み込んで制御することもできる。
【０００９】
請求項４にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、前記就寝者の頭部の左右並びに頭部下及び頸部の下部位置に配設し、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたものである。ここで、前記就寝者の頭部の左右並びに頭部下及び頸部の下部位置とは、２箇所に限定するものではなく、左右を２の整数倍として設置することができる。また、頸部の下部位置については、１または２以上として設置することもできる。
【００１０】
請求項５にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、枕の内部に電子伝導性ポリマ、イオン伝導性ポリマ、圧電ポリマからなる１以上の導電性高分子アクチュエータを内蔵させてなるものである。
【００１１】
請求項６にかかるいびき防止用枕の前記人工筋肉体の各々への電圧印加は、前記人工筋肉体の各々の内部に設けられた一対の電極間への電圧印加によりなされるものである。ここで、一対の電極とは、その電極面積を問うものではない。高効率に人工筋肉が動作するものであればよい。
【００１２】
請求項７にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の睡眠の状態を検出するセンサは、集音マイクとしたものである。ここで、集音マイクの設置は、１個に限定されるものではなく、複数個も受けることができるし、外部ノイズ用に配設し、必要に応じてそれを相殺することもできる。いずれにせよ、前記就寝者の睡眠の状態をいびきで検出できればよい。
【００１３】
請求項８にかかるいびき防止用枕の前記制御装置は、前記就寝者の前記頭部の向きの最適位置を、画像処理装置からの信号に基づき設定するものである。画像処理装置からの画像はその就寝者の寝姿から学習させてもよいし、スタンダードを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１にかかるいびき防止用枕は、就寝者の頭部の周囲に配設され、電圧が印加されると形状変形をなす複数の人工筋肉体は、就寝者の睡眠の状態を検出するセンサが検出した前記就寝者の睡眠の状態に応じて、前記就寝者の前記頭部の向きを変化させるように各々への印加電圧を制御するものである。
したがって、就寝者の頭部の周囲に高低を形成することによって、就寝者の頭部、即ち、顔の向きが変化する。例えば、通常、いびきは人が真上を向いて眠っているときに発生するものであり、左右いずれか横を向いて眠っているときには、いびきは生じなくなるから、それによって、いびきの発生を防止できる。特に、就寝者の安眠妨害となる制御中の音を発生することなく、電圧のみで人工筋肉体である人工筋肉の膨張、圧縮を制御できるから、就寝者にとって安眠妨害になることがない。
【００１５】
請求項２にかかるいびき防止用枕の就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたものであるから請求項１の効果に加えて、一方を高くするとき、同時に他方を低くすれば、枕の傾きが速い速度で変化することになる。即ち、自然な応答性をよくすることができる。また、前記人工筋肉体として複数段人工筋肉を積層して制御すれば、変化に富んだ応答性を持たせることができる。
【００１６】
請求項３にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、前記就寝者の頭部の左右に配設したものであるから、請求項１または請求項２の効果に加えて、枕の傾きを就寝者の特性に合わせた複雑な制御、自然な制御が可能となる。
【００１７】
請求項４にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、就寝者の頭部の左右及び頸部の下部位置に配設し、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたものであるから、請求項１または請求項２に記載の効果に加えて、枕の傾きを就寝者の特性に合わせた複雑な制御が可能となり、かつ、頸部の下部位置に配設した人工筋肉体によって、咽喉を水平にして頭部を低くすることにより、気道の確保が容易となり、就寝者に個性に応じた対応が可能となる。
【００１８】
請求項５にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の頭部の周囲に複数配置された人工筋肉体は、枕の内部に電子伝導性ポリマ、イオン伝導性ポリマ、圧電ポリマからなる１以上の導電性高分子アクチュエータを内蔵させてなるものであるから、請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の効果に加えて、廉価に人工筋肉の使用が可能となる。
【００１９】
請求項６にかかるいびき防止用枕の前記人工筋肉体の各々への電圧の印加は、前記人工筋肉体の各々の内部に設けられた一対の電極間への電圧印加により行うものであるから、請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の効果に加えて、任意の人工筋肉の変化を形成することができる。
【００２０】
請求項７にかかるいびき防止用枕の前記就寝者の睡眠の状態を検出するセンサは、集音マイクとしたものであるから、請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の効果に加えて、廉価に装置を製造できる。また、いびき、無呼吸に対しては高い検出性能を呈することができる。
【００２１】
請求項８にかかるいびき防止用枕の前記制御装置は、前記就寝者の前記頭部の向きの最適位置を、画像処理装置からの信号に基づき設定するものであるから、請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の効果に加えて、前記就寝者の最もよい寝姿に制御することができ、信頼性を高めることができる。勿論、集音マイクとの併用が最も望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の全体の平面図、図２は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の図１の切断線Ｘ−Ｘによる断面斜視図、図３は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の電気的制御を行う制御装置の回路図である。
【００２３】
図１及び図２において、基材１は、柔軟性を持つ合成樹脂の板材で、全体の形状が崩れないように全体形状を保持するものであり、後述する導電性高分子アクチュエータの材料、配置及びそのサイズ等によって用いたり、用いなかったりするものである。本実施の形態では、全体を安定した形状を維持するために芯材として用いているものである。また、本実施の形態においては、当該基材１の中央にいびき防止用枕の全体を電気制御する制御装置２を内蔵している。
【００２４】
基材１の上部には、就寝者Ｍの頭部Ｈの左右位置に該当する箇所に各１個の左側人工筋肉体３Ｌと右側人工筋肉体３Ｒを配設している。それら左側人工筋肉体３Ｌと右側人工筋肉体３Ｒとの間には、左右の左側人工筋肉体３Ｌと右側人工筋肉体３Ｒよりも若干低めとした３個の後頭部に位置する頭部位置人工筋肉体４、頭部Ｈに中央に位置する頭部中央人工筋肉体５、頸部の下部位置に位置する頸部人工筋肉体６を有している。これら左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６は、外力によって容易に破壊されないエラストマーで形成された内袋に、電子伝導性ポリマ、イオン伝導性ポリマ、圧電ポリマ等からなる１以上の高分子アクチュエータが収容されている。また、エラストマーで形成された内袋の上下端部側には、各々一対の電極が設けられている。本実施の形態の電極は、エラストマーで形成された内袋の内面に金属箔を接合して上下面に対向させて形成しているが、本発明を実施する場合には、金属箔に限定されるものではなく、内部に金属薄膜をスパッタリングまたは蒸着によって形成してもよい。
【００２５】
図２において、左側人工筋肉体３Ｌは電極３Ｌａ，３Ｌｂを有しており、右側人工筋肉体３Ｒは電極３Ｒａ，３Ｒｂを有しており、同様に、頭部位置人工筋肉体４は電極４ａ，４ｂ（図示せず）を、頭部中央人工筋肉体５は電極５ａ，５ｂを有しており、頸部人工筋肉体６は電極６ａ，６ｂ（図示せず）を有している。
これら左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６は、全体を更にエラストマーで形成された外袋７に収容され、更にその周囲には、綿製等の枕カバー８が設けられている。
【００２６】
いびき防止用枕の全体を制御する制御装置２には、外部電源から電力が供給されており、エラストマーで形成された外袋７及び枕カバー８から、そのリード線９が引き出されている。また、制御装置２には、就寝者Ｍの寝息を指向性を持たせて検出する外部マイクまたは就寝者Ｍの寝相を検出する画像処理装置から信号を受けるケーブル１０が接続可能になっている。
制御装置２には、就寝者Ｍの寝息を検出する集音マイク１１は内蔵マイクとして基板に直接接続されていて、枕カバー８から露出しないように収容されている。
【００２７】
なお、ここまでは、基材１の上部の構成について説明したが、基材１の下部も同一の構造を有しているが、ここでは重複する説明を省略する。基材１の上部の左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６の電極と、基材１の下部の左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６の電極は、並列接続されている。例えば、基材１の上部の左側人工筋肉体３Ｌの電極３Ｌａ，３Ｌｂは、基材１の下部の左側人工筋肉体３Ｌの電極３Ｌａ，３Ｌｂと互いに並列接続されていることになる。
【００２８】
図３において、中央演算回路２１はマイクロコンピュータ２０としてデジタル演算する回路であり、全体として本実施の形態のいびき防止用枕の制御装置２を構成している。Ａ／Ｄ変換回路２２は、集音マイク１１から得られた音声をアナログ−デジタル変換して周波数特性及び周波数ゆらぎ、寝息のピーク音の発生タイミング等を判断するのに使用される。Ｄ／Ａ変換回路２３〜２７は、各々左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６の電極に接続されていて、各左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６を電極が配置された垂直方向に伸張、圧縮させるものである。中央演算回路２１からＤ／Ａ変換回路２３〜２７の出力は、中央演算回路２１が内蔵するカウンタによってデジタル出力を所定時間間隔で増加または減少させ、それを左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６の電極のアナログ出力とするものである。
【００２９】
不揮発メモリ２８は、本実施の形態のいびき防止用枕の使用者がいかなる制御状態のときにいびきが停止するかの過去の処理状態から、例えば、左側人工筋肉体３Ｌまたは右側人工筋肉体３Ｒを高めるのかを判断するデータの格納用であり、電源を遮断しても不揮発メモリであるので過去の履歴が残るようになっている。
外付マイク３２は、雑音の多い室内灯で目的の就寝者Ｍの寝息音のみを検出する指向性を持ったマイクであり、集音マイク１１から得られた音声と同様、Ａ／Ｄ変換回路３３でアナログ−デジタル変換し、周波数特性及び周波数ゆらぎ、発生タイミング等を判断するのに使用される。
【００３０】
画像処理回路３４は、就寝者Ｍの頭部Ｈまたは顔部を撮影してその睡眠状態を判断し、その状態を最も寝息の穏やかな状態に左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６を制御するのに使用するものである。
就寝者Ｍの頭部Ｈの重みを検出する圧力センサ２９は、就寝者Ｍの頭部Ｈの存在を検出し、Ａ／Ｄ変換回路３０でアナログ−デジタル変換し、その就寝を判断するものである。
なお、外付マイク３２は、接続することによって、集音マイク１１が切断とされ、また、画像処理回路３４による制御の場合には、最も寝息の低い場合を自動登録することによって制御され、集音マイク１１または外付マイク３２との共用も可能である。
また、マイクロコンピュータ２０は、中央演算回路２１、Ｄ／Ａ変換回路２３〜２７、不揮発メモリ２８、Ａ／Ｄ変換回路２２，３０，３３を含み１チップで構成されている。
【００３１】
次に、本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の基本的制御を制御装置２内のマイクロコンピュータで行う場合について説明する。
図４は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕のマイクロコンピュータで行う場合の全体のフローチャートで、図５はそこで用いる「いびき対応ルーチン」のフローチャート、図６はそこで用いる「歯ぎしり対応ルーチン」のフローチャートである。
【００３２】
まず、電源を投入する前に、いびき防止用枕の左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６の位置として、伸張及び圧縮が可能なように、その中間位置のニュートラル位置に設定されている。また、初期設定で、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６の位置設定も個々に制御することによって可能となっている。
【００３３】
ステップＳ１で就寝者Ｍの頭部Ｈの重みを検出する圧力センサ２９で検出し、就寝者Ｍの頭部Ｈの重みを検出されると就寝に着いたことを意味するから、このルーチンの処理に入る。まずステップＳ２で集音マイク１１の信号を入力し、ステップＳ３で周波数特性及び周波数ゆらぎ、発生タイミング等を判断していびきが発生しているか、ステップＳ４で歯ぎしりが発生しているかを判断する。ステップＳ３でいびきが発生していると判断されると、ステップＳ５で「いびき対応ルーチン」の処理に入る。または、ステップＳ４で歯ぎしりが発生していると判断すると、ステップＳ６で「歯ぎしり対応ルーチン」の処理に入る。なお、この「いびき対応ルーチン」と「歯ぎしり対応ルーチン」は、便宜的に独立ルーチンとして説明するものである。
また、本実施の形態で「いびき対応ルーチン」と「歯ぎしり対応ルーチン」を用意しているのは、いびきと、歯ぎしりとが区別できないものの対応策でもあり、本発明を実施する場合には、「いびき対応ルーチン」のみ用意するものであればよい。
【００３４】
ステップＳ５で「いびき対策ルーチン」の処理に入ると、ステップＳ１１でマイクロコンピュータ内のカウンタを順次アップさせて右側人工筋肉体３Ｒを順次伸張させ、同時に、ステップＳ１２でマイクロコンピュータ内のカウンタを順次ダウンさせて左側人工筋肉体３Ｌを順次圧縮させる。変化をさせながら所定時間間隔毎のステップＳ１３で集音マイク１１の信号を入力し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下であるか判断し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下になれば、その状態をステップＳ１４で学習情報記憶として不揮発メモリ２８に記憶させ、このルーチンを脱する。ステップＳ１３で集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下になっていないと判断されると、ステップＳ１５で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力がマイクロコンピュータ内のカウンタが最大出力になるまで、ステップＳ１１からステップＳ１５のルーチンを繰り返し実行する。
【００３５】
ステップＳ１５で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとのマイクロコンピュータ内のカウンタ出力が最大出力になっていると判断すると、左側に頭を回転させてもその効果が現れなかったことを意味するから、逆の処理に入る。
ステップＳ１６で右側人工筋肉体３Ｒを順次圧縮させ、同時に、ステップＳ１７で左側人工筋肉体３Ｌを順次伸張させる。変化をさせながら所定時間間隔のステップＳ１８で集音マイク１１の信号を入力し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下であるか判断し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下であれば、その状態をステップＳ１９で学習情報記憶として不揮発メモリ２８に記憶させ、このルーチンを脱する。ステップＳ１８で集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下になっていないと判断されると、ステップＳ２０で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力が最大出力になるまで、ステップＳ１６からステップＳ２０のルーチンを繰り返し実行する。
【００３６】
ステップＳ２０で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力が最大出力になっていると判断すると、右側に頭を回転させてもその効果が現れなかったことを意味するから、就寝者Ｍの気道の制御に入ることになる。
ステップＳ２１で頭部位置人工筋肉体４及び頭部中央人工筋肉体５を順次圧縮させ、同時に、ステップＳ２２で頸部人工筋肉体６を順次伸張させる。伸張・圧縮変化をさせながら、ステップＳ２３で集音マイク１１の信号を入力し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下であるか判断し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下になっておれば、その状態をステップＳ２４で学習情報記憶として不揮発メモリ２８に記憶させ、このルーチンを脱する。ステップＳ２３で集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH1以下になっていないと判断されると、ステップＳ２５で頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６との出力が最大出力になるまで、ステップＳ２１からステップＳ２５のルーチンを繰り返し実行する。
【００３７】
ステップＳ２５で頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６との出力が最大出力になるまで制御しても反応がないときには、いびきではなく、他の病気の可能性があるので、ステップＳ２６で所定時間継続していることが判断されると、ステップＳ２７でチャイムを鳴らしてこのルーチンを脱する。
【００３８】
また、ステップＳ６で「歯ぎしり対策ルーチン」の処理に入ると、ステップＳ３１で右側人工筋肉体３Ｒを順次伸張させ、同時に、ステップＳ３２で左側人工筋肉体３Ｌを順次圧縮させる。変化をさせながらステップＳ３３で集音マイク１１の信号を入力し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH2以下であるか判断し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH2以下になっておれば、その状態をステップＳ３４で５分間継続するか確認し、確認されたとき、ステップＳ３５で学習情報記憶として不揮発メモリ２８に記憶させ、ステップＳ３６で再度初期状態に戻し、このルーチンを脱する。
ステップＳ３３で集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH2以下になっていないと判断されると、ステップＳ３７で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力が最大出力になるまで、ステップＳ３１からステップＳ３７のルーチンを繰り返し実行する。
【００３９】
ステップＳ３７で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力が最大出力になっていると判断すると、左側に頭を回転させてもその効果が現れなかったことを意味するから、逆の処理に入ることになる。
ステップＳ３８で右側人工筋肉体３Ｒを順次圧縮させ、同時に、ステップＳ３９で左側人工筋肉体３Ｌを順次伸張させる。変化をさせながらステップＳ４０で集音マイク１１の信号を入力し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH2以下であるか判断し、その集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH2以下になっておれば、その状態をステップＳ４１で５分間継続するか確認し、確認されたとき、ステップＳ４２で学習情報記憶として不揮発メモリ２８に記憶させ、ステップＳ４３で再度初期状態に戻し、このルーチンを脱する。
ステップＳ４０で集音マイク１１の信号が所定の閾値ＴH2以下になっていないと判断されると、ステップＳ４４で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力が最大出力になるまで、ステップＳ３８からステップＳ４４のルーチンを繰り返し実行する。
【００４０】
ステップＳ４４で右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌとの出力が最大出力になっていると判断すると、右側に頭を回転させてもその効果が現れなかったことを意味するから、ステップＳ４５で初期状態に戻し、繰り返しの制御に入ることになる。通常、歯ぎしりは、一時的なものであるから、初期状態に戻してその反応を確認するものである。
なお、伸張・圧縮速度は、マイクロコンピュータ内蔵のカウンタをステップアップし、ニュートラル位置から最大または最小に変化するまでを、１０秒乃至３分程度に設定しているが、本発明を実施する場合には、任意に設定できる。
【００４１】
本実施の形態の学習記憶させた情報については説明を省略するが、過去の制御実績から、頭Ｈを回転させる方向、回転させる角度、頭Ｈの位置を低くすることが好適であるか否かを、総合的に判断し、最も自然な寝姿に近い状態でいびきを防止させるものである。
【００４２】
このように、本実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの寝息の状態を検出する集音マイク１１からなるセンサと、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲で、電極３Ｒａ，３Ｒｂ、電極３Ｌａ，３Ｌｂ間に配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉と、右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉の電極３Ｒａ，３Ｒｂ、電極３Ｌａ，３Ｌｂ間に印加する電圧を、集音マイク１１からなるセンサの出力によって就寝者Ｍの寝息の状態によって就寝者Ｍの頭部Ｈの向きが変化するよう２個の右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉に対応する電極３Ｒａ，３Ｒｂ、電極３Ｌａ，３Ｌｂに夫々出力する制御装置２とを具備するものである。
【００４３】
本実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの睡眠の状態を検出する集音マイク１１からなるセンサと、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に配設され、電圧を印加されると形状変形をなす複数の例えば、左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６からなる人工筋肉体と、前記集音マイク１１からなるセンサが検出した就寝者Ｍの睡眠の状態に応じて、就寝者Ｍの頭部Ｈの向きを変化させるように、左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６からなる人ロ筋肉体の各々への電圧印加を制御する制御装置２とを具備する発明の構成とすることができる。
【００４４】
したがって、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に高低を形成することによって、就寝者Ｍの頭部Ｈ、即ち、顔の向きが変化する。例えば、通常、いびきは就寝者Ｍが真上を向いて眠っているときに発生するものであり、左右いずれか横を向いて眠っているときには、いびきは生じなくなるから、それによって、いびきの発生を防止できる。特に、機械的な音を発生することなく、電圧のみで人工筋肉の膨張、圧縮を制御できるから、就寝者Ｍの安眠妨害になることがない。
【００４５】
また、本実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に２個配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉は、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたものである。したがって、右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌの一方を高くするとき、同時に他方を低くすれば、枕の傾きが速い速度で変化することになる。即ち、自然な応答性をよくすることができる。また、電極方向に垂直に変化させるものであるから、その変化を大きくすることができる。
【００４６】
また、本実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に２個配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉は、就寝者Ｍの頭部Ｈの左右に配設したものである。したがって、枕の傾きを就寝者Ｍの特性に合わせた複雑な制御が可能となる。
【００４７】
そして、本実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に２個配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉は、就寝者Ｍの頭部Ｈの左右に配置する右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌ及び後頭部の下部位置に配設する頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部の下部位置に配設する頸部人工筋肉体６を、それぞれ個別に垂直方向に変位自在としたものである。したがって、枕の傾きを就寝者Ｍの特性に合わせた複雑な制御が可能となり、かつ、後頭部並びに頸部の下部位置に配設した頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６からなる人工筋肉によって、咽喉を水平にして頭部Ｈを低くすることにより、就寝者Ｍの気道の確保が容易となり、右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる角度調整機能と共に、就寝者Ｍの個性に応じた対応が可能となる。
【００４８】
更に、本実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に２個配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉は、枕の内部に電子伝導性ポリマ、イオン伝導性ポリマ、圧電ポリマからなる１以上の高分子アクチュエータを内蔵させてなるものであるから、廉価に人工筋肉の使用が可能となる。
【００４９】
ところで、上記実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に４個の右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌを配置する事例で説明したが、本発明を実施する場合には、就寝者Ｍの頭部Ｈの周囲に４個配置された右側人工筋肉体３Ｒと左側人工筋肉体３Ｌからなる人工筋肉は、基板１を廃止し、両側２個とすることもできるし、２の倍数とすることもできる。勿論、変位が少なくなるが、就寝者Ｍの頭部Ｈの平面的に片側のみとすることもできる。即ち、他方をゲル状粘性体とし、片側のみで伸縮・圧縮することができる。このときも、敷布団側の機械的強度が不明であるから、本実施の形態のように、基材１を設け、上下に２個の人工筋肉を配設するのが望ましい。
【００５０】
また、上記実施の形態のいびき防止用枕は、就寝者Ｍの頸部の下部位置に配設した頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６からなる人工筋肉は、頭部位置人工筋肉体４及び頭部中央人工筋肉体５が同時に制御されているように、基板１を廃止し、２個とすること、４個とすることもできる。何れにせよ、頸部の下部位置に配設し、頭部Ｈと頸部との間の高さを調節できればよい。
なお、上記実施の形態のいびき防止用枕は、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６からなる人工筋肉を配設しているが、本発明を実施する場合には、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６からなる人工筋肉を単なるゲル剤または合成樹脂ポリマとすることができる。
【００５１】
そして、上記実施の形態のいびき防止用枕は、基板１の上下に左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６を設けたものであるが、本発明を実施する場合には、基板１の上または下のみに左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６を設けてもよいし、他の側には、単なるゲル剤または合成樹脂ポリマとすることができる。そして、本発明を実施する場合には、基板１を省略し、全体をゲル剤または合成樹脂ポリマとした袋の上に左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６を配設してもよい。更に、左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６は、複数層に形成してもよい。
【００５２】
上記実施の形態のいびき防止用枕では、いびきと歯ぎしりについて説明したが、無呼吸に陥る就寝者Ｍに対しても、制御装置２の出力によって就寝者Ｍを刺激する程度の出力変化とすることによって、頭部位置人工筋肉体４及び頭部中央人工筋肉体５を高く、頸部人工筋肉体６を低くすることによって対応できる。
【００５３】
上記実施の形態のいびき防止用枕では、左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６等からなる人工筋肉体の各々への電圧印加は、左側人工筋肉体３Ｌ、右側人工筋肉体３Ｒ、頭部位置人工筋肉体４、頭部中央人工筋肉体５、頸部人工筋肉体６等からなる人工筋肉体の各々の内部に設けられた一対の電極間への電圧印加によりなされるものである。この電極の形状は人工筋肉の変位量等によって任意に決定される。
【００５４】
また、就寝者Ｍの睡眠の状態を検出するセンサは、集音マイク１１としたものであり、部品単価及び信号処理が簡単であるから、廉価に装置を製造できる。また、いびき、無呼吸に対しては高い検出能力を発揮することができる。
【００５５】
上記実施の形態のいびき防止用枕の制御装置２によって、就寝者Ｍの頭部Ｈの向きの最適位置を、画像処理装置３４からの信号に基づき設定するものでは、就寝者Ｍの最もよい寝姿に制御することができ、信頼性を高めることができる。勿論、集音マイク１１との併用が最も望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の全体の平面図である。
【図２】図２は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の図１の切断線Ｘ−Ｘによる断面斜視図である。
【図３】図３は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕の電気的制御を行う制御装置の回路図である。
【図４】図４は本発明の実施の形態１におけるいびき防止用枕のマイクロコンピュータで行う場合の全体のフローチャートである。
【図５】図５は図４のフローチャートで用いる「いびき対応ルーチン」のフローチャートである。
【図６】図６は図４のフローチャートで用いる「歯ぎしり対応ルーチン」のフローチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
２      制御装置
３Ｌ    左側人工筋肉体
３Ｒ    右側人工筋肉体
４      頭部位置人工筋肉体
５      頭部中央人工筋肉体
６      頸部人工筋肉体
３Ｒａ，３Ｒｂ      電極
３Ｌａ，３Ｌｂ      電極
５ａ，５ｂ          電極
２０    マイクロコンピュータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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