(57)【要約】【課題】使用者のくつろぎ状態に応じて最適な酸素富化空気を供給する酸素富化機を提供する。【解決手段】酸素富化手段２で得られた酸素富化空気を吐出する酸素富化空気吐出手段２３と、使用者がくつろいでいる状態を検出するリラックス状態検出手段２０からの検出情報に基づいて、酸素富化空気の出力状態を制御する制御手段（図示せず）とを備えたもので、例えば、使用開始時に通常の風量、酸素濃度の酸素富化空気を吐出させ、リラックス状態検出手段２０で使用者がくつろいできたことを検知したら、酸素富化空気吐出手段２３から吐出される酸素富化空気の風量を減ずるなど最適にすれば、使用初期には気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態が阻害されることはなく、使用者の快適性が向上し、使用勝手も向上する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸素富化空気を発生させる酸素富化手段と、前記酸素富化手段で得られた酸素富化空気を吐出する酸素富化空気吐出手段と、使用者がくつろいでいる状態を検出するリラックス状態検出手段と、前記リラックス状態検出手段からの検出情報に基づいて、前記酸素富化空気の出力状態を制御する制御手段とを備えた酸素富化機。
【請求項２】
リラックス状態検出手段を、シート状に形成すると共に、使用者の少なくとも体の一部によって加わる圧力の変化を検出する圧力検出手段で構成した請求項１に記載の酸素富化機。
【請求項３】
制御手段は、圧力検出手段で検知した圧力レベルが所定の閾値を超えると、酸素富化空気吐出手段から酸素富化空気を吐出させるようにした請求項２に記載の酸素富化機。
【請求項４】
制御手段は、圧力検出手段の単位時間あたりの圧力レベルの変化量に応じて、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出量および／または酸素濃度を変えるようにした請求項２又は３に記載の酸素富化機。
【請求項５】
制御手段は、圧力検出手段の単位時間あたりの圧力レベルの変化量が所定の変化量を下回ると、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出を停止させるようにした請求項２〜４のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【請求項６】
制御手段は、圧力検出手段の単位時間あたりの圧力レベルの変化量が所定の変化量を上回ると、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出を再開するようにした請求項２〜５のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【請求項７】
制御手段は、圧力検出手段の圧力レベルが所定のレベル以下となったことを検出すると、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出を停止させるようにした請求項２〜６のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【請求項８】
リラックス状態検出手段の一部をまくら状に突出させ、前記まくら状突出部に酸素富化空気吐出手段を設けたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の酸素富化機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素富化空気を使用者に提供する酸素富化機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の酸素富化機として、商用電源に接続され空気中の酸素を濃縮して酸素富化空気を発生させる装置本体と、これに接続され酸素富化空気を吐出する酸素吐出部と、音声を発生する発生源と、ヘッドホンタイプの音声出力部等を備え、前記酸素吐出部と前記音声出力部とを一体にすると共に、前記酸素吐出部を使用者の口の部分に位置させることで、酸素富化空気を吸入することができるようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平３−６３０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
酸素富化空気は、疲労回復や人の精神状態をリラックスさせる効果があることが一般に知られているが、前記従来の酸素富化機は、使用者の使用状態には関与せず、あらかじめ設定された酸素濃度の酸素富化空気を所定量供給するだけであり、必ずしも使用者の使用状態に応じた最適な酸素富化空気を供給しているとは言えず、使用初期には気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態を阻害してしまうという課題があった。
【０００４】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、リラックスした状態でも、そのリラックス状態が阻害されることがなく、使用者の快適性を向上させ使用性の高い酸素富化機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来の課題を解決するために、本発明の酸素富化機は、酸素富化空気を発生させる酸素富化手段と、前記酸素富化手段で得られた酸素富化空気を吐出する酸素富化空気吐出手段と、使用者がくつろいでいる状態を検出するリラックス状態検出手段と、前記リラックス状態検出手段からの検出情報に基づいて、前記酸素富化空気の出力状態を制御する制御手段とを備えたもので、例えば、使用開始時に酸素富化空気吐出手段より通常の風量、酸素濃度の酸素富化空気を吐出させ、リラックス状態検出手段で使用者が十分くつろいできたことを検知したら、酸素富化空気吐出手段から吐出される酸素富化空気の風量を減ずると共に適正な酸素濃度にすれば、使用初期には気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態が阻害されることはなく、使用者の快適性を向上させることができるので、使用性が向上する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の酸素富化機は、リラックス状態検出手段からの検出情報に応じて、制御手段が使用者に最適な酸素富化空気となるように酸素富化空気の出力状態を調節できるので、使用初期には気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態を阻害してしまうという不都合も解消できる使用性の高いものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
第１の発明は、酸素富化空気を発生させる酸素富化手段と、前記酸素富化手段で得られた酸素富化空気を吐出する酸素富化空気吐出手段と、使用者がくつろいでいる状態を検出するリラックス状態検出手段と、前記リラックス状態検出手段からの検出情報に基づいて、前記酸素富化空気の出力状態を制御する制御手段とを備えたもので、例えば、使用開始時に酸素富化空気吐出手段より通常の風量、酸素濃度の酸素富化空気を吐出させ、リラックス状態検出手段で使用者が十分くつろいできたことを検知したら、酸素富化空気吐出手段から吐出される酸素富化空気の風量を減ずると共に適正な酸素濃度にすれば、使用初期には気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態が阻害されることはなく、使用者の快適性を向上させることができるので、使用性が向上する。
【０００８】
第２の発明は、特に、第１の発明のリラックス状態検出手段を、シート状に形成すると共に、使用者の少なくとも体の一部によって加わる圧力の変化を検出する圧力検出手段で構成したもので、リラックス状態検出手段がシート状になっているので、使用者は、横になって使用する状態でもリラックス状態検出手段が邪魔にならずに使用でき、しかもリラックス状態検出手段を、使用者の体の一部によって加わる圧力の変化を検出する圧力検出手段で構成しているので、横になって使用する状態での使用者の体の動き及び呼吸の状態といった使用者のリラックス状態を正確に検出して、制御手段が使用者にとって最適な酸素富化空気となるように、酸素富化空気の出力状態を調節できるので、使用初期には気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態を阻害することを防止して、使用者の快適性を向上させることができるので、使用性が向上する。
【０００９】
第３の発明は、特に、第２の発明の制御手段は、圧力検出手段で検知した圧力レベルが所定の閾値を超えると、酸素富化空気吐出手段から酸素富化空気を吐出させるようにしたもので、使用者の体がシート状のリラックス状態検出手段上に横たわったことを自動的に判断して酸素富化空気吐出手段から酸素富化空気を吐出させることができるので、使用者が横になった時にわざわざ酸素富化機を作動させる必要がなくなり、より使用性が向上する。
【００１０】
第４の発明は、特に、第２又は第３の発明の制御手段は、圧力検出手段の単位時間あたりの圧力レベルの変化量に応じて、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出量および／または酸素濃度を変えるようにしたもので、酸素富化空気はリラックス効果を有しているため、使用中の使用者の体の動きや呼吸の状態を検出して、変化量が大きい時は精神が高揚していると判断して、酸素富化空気の吐出量および／または酸素濃度を増加させたり、変化量が小さいとリラックス状態に近づいたと判断して、酸素富化空気の吐出量および／または酸素濃度を減少させたりといった細かい制御が可能となり、無駄な電力消費を抑えると共に、より使用者の快適性を向上できる。
【００１１】
第５の発明は、特に、第２〜４のいずれか１つの発明の制御手段は、圧力検出手段の単位時間あたりの圧力レベルの変化量が所定の変化量を下回ると、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出を停止させるようにしたもので、使用者が完全にリラックス状態に入ったことを判断して酸素富化空気の吐出を自動的に停止させることができるので、使用者が折角リラックス状態に入ったのにわざわざ起き上がり、酸素富化機を停止するといった煩わしい作業を行う必要がないので、使用性が向上する。
【００１２】
第６の発明は、特に、第２〜５のいずれか一つの発明の制御手段は、圧力検出手段の単位時間あたりの圧力レベルの変化量が所定の変化量を上回ると、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出を再開するようにしたもので、使用者の精神状態が再度高揚してきたときに酸素富化空気の供給を自動的に再開することができるので、再度リラックス状態に入ろうとして使用者がわざわざ酸素富化機を動作させる操作を行う必要がないので、より使用性が向上する。
【００１３】
第７の発明は、特に、第２〜６のいずれか１つの発明の制御手段は、圧力検出手段の圧力レベルが所定のレベル以下となったことを検出すると、酸素富化空気吐出手段からの酸素富化空気の吐出を停止させるようにしたもので、圧力検出手段の圧力レベルが所定のレベル以下、すなわち使用者が酸素富化空気の吸引を終了し起き上がったと判断し、自動的に酸素富化空気の吐出を停止させることにより、使用者がわざわざ酸素富化機を停止させる操作を行う必要がないので、より使用性、快適性が向上する。
【００１４】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれか１つの発明のリラックス状態検出手段の一部をまくら状に突出させ、前記まくら状突出部に酸素富化空気吐出手段を設けたもので、酸素富化空気吐出手段をまくら状突出部に設けることで、横になって使用する状態でも従来のようなヘッドセットを頭にセットする必要がないので、より使用性が向上する。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１６】
（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜６を用いて説明する。
【００１７】
図１から図６において、本体１の内部には、酸素濃度の高い空気、いわゆる酸素富化空気を発生する酸素富化手段２が設けられている。酸素富化手段２は、酸素富化膜ユニット３と、送風手段となるファン４と、吸引手段であるポンプ５とから構成されている。
【００１８】
酸素富化膜ユニット３は、有機高分子の平膜（図示せず）より構成され、平膜を通過する分子の速度の差を利用するもので、空気中の窒素に比べ酸素をよく通すため、比較的高い酸素濃度のいわゆる酸素富化空気が得られる。通常の空気において酸素が占める割合は約２１％（窒素約７９％）であるが、本実施の形態の酸素富化膜ユニット３を通過後の酸素富化空気においては、酸素が占める割合が約３０％（窒素約７０％）となる。
【００１９】
ファン４は、本体１の内部に設けられ、本体１の背面に設けた吸気口７から本体１内に外気を吸引し、酸素富化膜ユニット３に送った後、酸素富化膜ユニット３に流入した空気以外の外気を、本体１の側面に設けた排気口８から外部に排出するためのものである。
【００２０】
ポンプ５は、本体１内の酸素富化膜ユニット３の下方に設けられ、空気を酸素富化膜ユニット３を通して吸引し、得られた酸素富化空気を、下流側の酸素富化空気供給経路１１を介して、本体１の側面に回動自在に取り付けた曲がり管（図示せず）で構成された吐出口１２に送り、さらに吐出口１２と連結された後述の酸素富化空気吐出手段２３に送り込んで、外部すなわち使用者側へ送出している。
【００２１】
又、ポンプ５には、酸素富化膜ユニット３の通過圧損に対抗して酸素富化空気の流量を確保するために運転時の圧力が高いベローズポンプが用いられている。また、吸気口７には外気に含まれる塵埃を捕集するための吸気フィルター９を設けており、外気は吸気口７から吸気フィルター９を通過後、酸素富化膜ユニット３へ吸引経路１０を通って供給される。このときの酸素富化空気の吐出量はポンプ５の出力を変えることで制御することができる。
【００２２】
酸素富化膜ユニット３は、図６に示すように酸素富化膜Ａ３ａ、酸素富化膜Ｂ３ｂ、酸素富化膜Ｃ３ｃの多段構造からなり、吸引した外気を酸素富化膜Ａ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｃ３ｃにどれだけ通過させ、さらに通常の空気との混合比率を調整できるように、すなわち酸素富化空気の酸素濃度が調整できるように複数の電磁弁１３ａ〜１３ｃからなる調整手段１３を備え、制御手段１４で、ポンプ５と調整手段１３を制御することで酸素富化空気の吐出量及び酸素濃度を調整することができるようになっている。
【００２３】
２０は、人体サイズの大きさのシート状に形成され使用者がその上に横たわることで使用者の使用状態を検出するリラックス状態検出手段で、その内部に、使用者の重さによって加わる圧力を電圧に変換して出力する圧力センサーからなる圧力検出手段２１が設けられている。このリラックス状態検出手段２０には、略Ｕ字型のまくら状突出部２２が設けられており、そのまくら状突出部２２の先端付近には、本体１側面に設けた吐出口１２に送られた酸素富化空気を、使用者に供給するための酸素富化空気吐出手段２３が複数設けられている。
【００２４】
吐出口１２と富化空気吐出手段２３とは、塩化ビニル等の柔軟なチューブからなる連結管２４で連結されている。更に、圧力検出手段２１は、連結管２４と並行に添わせた信号ケーブル２５を通して、圧力検出手段２１の電圧信号レベルに基づき使用者に最適な酸素富化空気の吐出量および／または酸素濃度を制御するマイクロコンピュータなどで構成される制御手段１４へ、圧力に応じた電圧レベル信号を出力する構成となっている。
【００２５】
以上のように構成された酸素富化機について、以下その動作、作用を説明する。
【００２６】
まず、使用者がリラックス状態検出手段２０に横たわると、使用者の肩から背中にかけての圧力を圧力検出手段２１が検出して制御手段１４に電圧信号が出力される。制御手段１４はその出力電圧レベルが制御手段１４内で予め設定された閾値レベルＶ0を超えていると判断すると自動的に本体１の運転を開始する。
【００２７】
本体１の運転が開始されると、ファン４及びポンプ５に電力が供給され、外気が本体１に設けた吸気口７より吸気され、塵埃を除去する吸気フィルター９を介し、さらに吸引経路１０を通過して酸素富化膜ユニット３に入り、酸素富化膜ユニット３を通過して得られた酸素富化空気は、下流側の酸素富化空気供給経路１１を通って、本体１の側面に設けられた吐出口１２から、連結管２４を通して、酸素富化空気吐出手段２３から吐出され、まくら状突出部２２に頭を載せて横になっている使用者へ供給される。また、その後、圧力検出手段２１の出力電圧レベルが制御手段１４内で予め設定された閾値レベルＶ0を下回ったときは、使用者の体がリラックス状態検出手段２０の圧力検出手段２１部から離れ、起き上がったと判断して本体１の運転を停止する。
【００２８】
次に、制御手段１４は、圧力検出手段２１からの出力電圧レベルが閾値レベルＶ0を超えている間は、使用者がリラックス状態検出手段２０の上に横たわって使用中であると認識し、図２に示すように、常に制御手段１４内で予め設定された単位時間ｔ当りの圧力検出手段２１からの電圧信号レベルの変化を計算して、使用者のリラックス状態に応じて酸素富化空気の濃度および吐出量を調整する。
【００２９】
つまり、圧力検出手段２１からの出力電圧レベルは、使用者の呼吸の状態に同期して上下するため、出力電圧レベルのピーク電圧レベルＶPとボトム電圧レベルＶBとを認識し、ＶP→ＶB→ＶPの１周期の時間λを検出し、単位時間当りの平均周期λHを計算し、制御手段１４内で予め設定されている閾値λ１と比較を行い、λ１よりも短いときには使用者の呼吸数が多い、つまり使用者の精神状態が高揚していると判断して、酸素富化空気の酸素濃度および吐出量を上げる。逆に平均周期λHがλ１よりも長いときには使用者の呼吸数が少ない、つまり使用者がリラックス状態に近づいたと判断して、酸素富化空気の濃度および吐出量を下げるといった制御を実行する。
【００３０】
吐出量を増減させるのは、制御手段１４からのポンプ５への供給電力を変えることで行なっている。つまり、ポンプ５への供給電力が大きいほど外気の吸引量が増加、すなわち酸素富化空気の吐出量を増加できる。
【００３１】
また、酸素濃度の増減については、図６に示すように、制御手段１４が、調整手段１３の電磁弁１３ａ〜１３ｃを切り替えて、外気が通過する経路を変更することで行う。
【００３２】
つまり、図６では、電磁弁１３ｂのみ開いているので、吸気口７から吸引された外気は酸素富化膜Ａ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｃ３ｃ全てを通り、酸素濃度が最も高い状態になっている。  
【００３３】
又、電磁弁１３ａのみを開けば、空気が酸素富化膜Ａ３ａのみ通る経路になり、濃度を抑えることができる。また、１３ｃのみを開ければ酸素富化膜Ａ３ａ、Ｂ３ｂ、Ｃ３ｃを通らない経路になるので、他の経路と混合することでさらに濃度を抑えることができる。
【００３４】
なお、酸素富化空気を作成する手段、濃度、吐出量を制御する手段はこの実施の形態に限る必要はなく、酸素濃度、吐出量の制御ができれば良い。また、この実施の形態では前記周期λの閾値を１つの場合で説明したが、閾値を数段階設ければ、より細かい酸素濃度、吐出量の制御ができることはいうまでも無い。
【００３５】
さらに、制御手段１４は予め設定されている閾値λ0を設けており、単位時間当りの平均周期λHがλ0以上と判断したときは、使用者が完全にリラックス状態に入ったと判断し、運転を自動的に停止し、その後単位時間当りの平均周期λHがλ１まで下がれば、使用者の精神状態が再度高揚してきたと判断して運転を再開させるようにすると良い。
【００３６】
以上のように、本実施例の形態によれば、圧力検出手段２１をリラックス状態検出手段２０内に設け、圧力検出手段２１の出力電圧レベルが制御手段１４内で予め設定された閾値レベルＶ0を超えていると判断すると自動的に運転を開始するようにしたことで、使用者の体がリラックス状態検出手段２０上に載ったことを自動的に判断して酸素富化空気吐出手段２３から酸素富化空気を吐出させることができ、使用者が使用時にわざわざ酸素富化機を作動させる必要がないので、使用性が向上する。
【００３７】
また、圧力検出手段２１の出力電圧レベルが制御手段１４内で予め設定された閾値レベルＶ0を下回ったときは、使用者の体がリラックス状態検出手段２０の圧力検出手段２１から離れたと判断して運転を停止するようにしたことで、使用者が起き上がり使用を中止しようとしているときに、酸素富化空気を吐出し続けることが防止できると共に、使用者が酸素富化機の使用を止めたときにわざわざ酸素富化機を停止させる必要がなく、より使用性が向上する。
【００３８】
また、制御手段１４は、圧力検出手段２１からの出力電圧レベルが閾値レベルＶ0を超えている間は、使用者が使用中であると認識し、常に制御手段１４内で予め設定された単位時間ｔ当りの圧力検出手段２１からの電圧信号レベルの変化を計算して、使用者のリラックス状態に応じて、制御手段１４がファン４、ポンプ５及び調整手段１３を制御して使用者に最適な酸素濃度の酸素富化空気、最適な吐出量に調整しているので、使用初期に気にならなかった風量でも、精神状態が落ち着いてくるとその風量が気になり、逆にリラックス状態が阻害されるようなことはなく、使用者の快適性を向上させることができるので、使用性が向上する。
【００３９】
また、本実施の形態では制御手段１４は予め設定されている閾値λ0を設けており、単位時間当りの平均周期λHがλ0以上と判断したときは、使用者が完全にリラックス状態に入ったと判断し、本体１の運転を自動的に停止し、その後単位時間当りの平均周期λHがλ１まで下がれば、使用者の精神状態が再度高揚してきたと判断して運転を再開させているので、使用者が折角リラックス状態に入ったのにわざわざ起き上がり、酸素富化機を停止するといった煩わしい作業を行う必要がなくなると共に、無駄な電力消費を抑えることができる。
【００４０】
更に、使用者の精神状態が再度高揚してきたときには、自動的に酸素富化空気の供給を再開するようにしているので、再度リラックス状態に入ろうとして使用者がわざわざ酸素富化機を動作させる操作を行う必要がないので、より使用性が向上する。
【００４１】
また、本実施の形態ではリラックス状態検出手段２０の一部をまくら状に突出させ、このまくら状突出部２２に酸素富化空気を吐出する酸素富化空気吐出手段２３を設けたことにより、横になって使用する状態でも従来のようにヘッドセットを頭部にセットする必要がないので、より使用性、快適性が向上する。
【００４２】
なお、上記実施の形態では、リラックス状態検出手段２０を人体サイズの大きさで形成した例で説明したが、このリラックス状態検出手段２０を人体の頭程度の大きさで構成し、それを通常のまくらの上に載置して使用する形態であっても、同様の効果を有するものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
以上のように、本発明にかかる酸素富化機は、横になって使用する状態でも邪魔にならず、使用者のリラックス状態に基づいて最適な酸素富化空気の濃度および吐出量を決定して供給することができるので、家庭で用いるだけでなく、疲労回復など高濃度酸素を効果的に利用できる施設、設備などにおいても適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施の形態１における酸素富化機のシステムブロック図
【図２】同酸素富化機の制御方法を示すチャート
【図３】同酸素富化機の全体構成を示す外観斜視図
【図４】同酸素富化機の本体の側断面図
【図５】同酸素富化機本体の上断面図
【図６】同酸素富化機の要部構成概略図
【符号の説明】
【００４５】
１    本体
２    酸素富化手段
３    酸素富化膜ユニット
１３  調整手段
１４  制御手段
２０  リラックス状態検出手段
２１  圧力検出手段
２２  まくら状突出部
２３  酸素富化空気吐出手段
【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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