浴槽装置
【課題】 入浴者に継続的に運動させることができる浴槽装置を提供する
【解決手段】
本発明の一様態によれば、浴槽と、前記浴槽に設けられ背もたれ可能な第一の浴槽壁面と、それに対向して設けられた第二の浴槽壁面と、前記第二の浴槽壁面に設けられ、足裏に噴流を吐水する吐水開口を有する吐水部と、前記吐水部から吐水する噴流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記噴流を足裏に吐水することにより足を屈曲させることを可能とし、前記吐水部は、前記吐水開口から所定距離噴出方向に離間した領域で噴出方向と垂直な方向に母指球サイズ所定流速以上で噴流される様に工夫され、前記吐水開口は、前記領域に足裏を置いた時に母指球サイズ以上の面積で足を屈曲させるのに十分な流量が噴流されるサイズを有し、前記吐水部からの吐水は、足裏に対して略水平に吐水される事を特徴とする浴槽装置が提供される。
【解決手段】
本発明の一様態によれば、浴槽と、前記浴槽に設けられ背もたれ可能な第一の浴槽壁面と、それに対向して設けられた第二の浴槽壁面と、前記第二の浴槽壁面に設けられ、足裏に噴流を吐水する吐水開口を有する吐水部と、前記吐水部から吐水する噴流を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記噴流を足裏に吐水することにより足を屈曲させることを可能とし、前記吐水部は、前記吐水開口から所定距離噴出方向に離間した領域で噴出方向と垂直な方向に母指球サイズ所定流速以上で噴流される様に工夫され、前記吐水開口は、前記領域に足裏を置いた時に母指球サイズ以上の面積で足を屈曲させるのに十分な流量が噴流されるサイズを有し、前記吐水部からの吐水は、足裏に対して略水平に吐水される事を特徴とする浴槽装置が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の様態は、一般に浴槽装置に関し、特に、入浴者に運動させる浴槽装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康やリラクゼーションへの関心が高まり求められている。そして、一般家庭浴槽において、水流浴機能を備える商品が広く展開されている。水流浴商品の主目的は、水流による入浴者へのマッサージ、疲労回復、そして、癒しとなっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、一方向に流れる直接的かつ連続的にあたる一様流を生成し、完全に脱力できる状態の入浴者へ一様流をあて、体表面を刺激する技術が開示されている。そのなかで、体表面を刺激するだけの流量を維持するために吐水開口を格子状にするといった技術も開示されている。
【０００４】
また、部分的なマッサージとして、特許文献２に、浴槽内部に足置き部が設けられ、この足置き部に噴流を噴出する吐出口が設けられた循環式浴槽が開示されている。
【０００５】
一方、浴槽内での運動を行う提案もある。特許文献３には、浴槽内に踏み込み可能な踏み台を設ける技術が開示されている。踏み台にはバネによって踏み込み負荷が与えられており、入浴者は座位姿勢のまま片足で踏み台を踏み込むことにより、運動することができる。
【特許文献１】特開平２−１２７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７５４１号公報
【特許文献３】特開２００３−２３６０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、一般家庭浴槽での水流浴では水流による入浴者へのマッサージが主流となっており、筋力強化を目的としているものが少ない。また、浴槽内に踏み込み可能な踏み台を設ける技術は普段から運動習慣の無い人が運動を行うには、自ら運動しようという相当な意志の力を要する。特に、入浴時はリラックスした精神状態になっているため、意志の力を発揮することは困難である。このため、浴槽内に運動器具を設置しても、運動が長続きしないことが予想される。また、運動器具の取付・取り外しが面倒という問題もある。
本発明の目的は、入浴者に継続的に運動させることができる浴槽装置を提供することで
ある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一様態によれば、浴槽と、前記浴槽に設けられ背もたれ可能な第一の浴槽壁面と、前記第一の浴槽壁面に対向して設けられた第二の浴槽壁面と、前記第二の浴槽壁面に設けられ、足裏に噴流を吐水する吐水開口を有する吐水部と、前記吐水部から吐水する噴流を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記噴流を足裏に吐水することにより足を屈曲させることを可能とし、前記吐水部は、前記吐水開口から所定距離噴出方向に離間した領域で噴出方向と垂直な方向に母指球サイズ所定流速以上で噴流される様に工夫され前記吐水開口は、前記領域に足裏を置いた時に母指球サイズ以上の面積で足を屈曲させるのに十分な流量が噴流されるサイズを有し、前記吐水部からの吐水は、足裏に対して略水平に吐水される事を特徴とする浴槽装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入浴者に継続的に運動させることができる浴槽装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る浴槽装置を例示する模式的断面図である。
【００１０】
浴槽装置１には、浴槽２が設けられている。浴槽２の形状は例えば略直方体形状となる。そして、長手方向の一端部の内側面は、入浴者Ｍが入浴姿勢を保持し、入浴者の背面ｍ１で背もたれ可能な第一の浴槽壁面２ａとなっている。また、浴槽長手方向において、第一の浴槽壁面２ａと対向して第二の浴槽壁面２ｂが設けられており、入浴者Ｍの足裏ｍ２が接触する壁面となっている。第一の浴槽壁面２ａと第二の浴槽壁面２ｂとは、底面２ｃと接している。
【００１１】
浴槽２の長手方向の長さ、すなわち、浴槽２における第二の浴槽壁面２ｂと第一の浴槽壁面２ａとの間の長さは、標準的な体格の入浴者Ｍが入浴姿勢をとったとき、背中ｍ１を浴槽２の第一の浴槽壁面２ａに当てて、足裏ｍ２を第二の浴槽壁面２ｂに対向させたときに、足裏ｍ２で吐水部３を覆うことができる程度の長さである。また、臀部においては、浴槽２の底面２ｃに接触させるようにする。
【００１２】
浴槽２の第二の浴槽壁面２ｂには、入浴者Ｍの左足裏へ向かって噴流を吐水する左脚用の吐水部３Ｌと、右足裏に向かって噴流を吐水する右脚用の吐水部３Ｒ（以下総称して「吐水部３」とも言う）が含まれている。
【００１３】
浴槽２の第二の浴槽壁面２ｂに取付けられた吐水部３は、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球へ噴流を積極的に吐水することを行うため、噴射力維持手段３ａと吐水開口３ｂ、そして、流水導入部３ｃを備えている。また、吐水部３と噴射力維持手段３ａは配置さている
【００１４】
この吐水部３は、入浴者Ｍの足裏ｍ２を中心とした両脚部へ噴流を交互に吐水することを可能にする駆動部４と接続されている。この噴流の方向は、第二の浴槽壁面２ｂから第一の浴槽壁面２ａに向かう方向である。これらの一対の吐水部３は、水平方向に配列されており、例えば、第二の浴槽壁面２ｂにおいて上下方向に延びる中心線に関して対象となる位置に配置されている。
【００１５】
尚、図１においては、図示の便宜上、吐水部３Ｌ及び３Ｒを相互にずらして描いているが、実際には吐水部３Ｌ及び３Ｒは同じ高さに配置されている。後述するほかの断面図においても同様である。
【００１６】
また、浴槽装置１には、水流を生成する駆動部４が設けられている。駆動部４は、図示しないポンプと切替弁によって構成される装置である。駆動部４の吸入口４ｓは浴槽２の内部に連通されている。これにより、駆動部４は浴槽２内から水を汲み上げ、水流を生成する。
【００１７】
更に、浴槽装置１に備わる駆動部４は、吐水部３より足を屈曲させない“第一の噴流状態”から足を屈曲させる“第二の噴流状態”に水流の水量を調節することが出来る。その際、駆動部４による水流の水量調節は、駆動部４に接続される制御部５からの制御によって行われる。
【００１８】
次に、本実施形態の動作について図１から図７を用いて説明する。
【００１９】
図１に示すように、浴槽２内に水（湯）Ｗを入れた状態で、入浴者Ｍが浴槽２内に入り、入浴姿勢をとる。すなわち、入浴者Ｍは、臀部を浴槽２の底面２ｃに接触させ、背中ｍ１を浴槽２の第一の浴槽壁面２ａに当接させ、足裏ｍ２を第二の浴槽壁面２ｂに対向させる。そして、入浴者Ｍは、両足裏ｍ２で吐水部３Ｌ及び３Ｒを覆うように、足裏ｍ２を当接させる。そのとき、吐水部３から吐水される水流を足裏ｍ２で捉える初期姿勢をとる。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）は、吐水部３の正面図と断面図になる。図３は吐水部３に流れる水流の様子を示す。図２、図３に示されるように吐水部３に水流が流れ込むと、吐水部３に備わる噴流維持手段３ａによって縮流される。噴流維持手段３ａに縮流された噴流は、吐水部開口３ｂよりいきよい良く噴出される。その際、吐水開口３ｂより噴出された噴流は、浴槽に溜められた湯水を巻き込み、あたかも流量が増えたような状態を作るジェットポンプ効果を起こす。さらに、この噴流状態を吐水開口３ｂは、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３面積域で噴出し母指球ｍ３面積域に足を屈曲するだけの押し圧力を与える。
【００２１】
また、図３に示されるように、噴流維持手段３ａによって縮流された噴流が、吐水開口３ｂより噴出された後、浴槽内に滞留する湯水を巻き込む。その際、導入部３ｃを伝って噴流の内部へ湯水を送り込むことで、湯水を巻き込むジェットポンプ効果がより高まることとなる。そして出力された噴流は、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の吐水面積を足を九曲させる押圧力を持って刺激する。
【００２２】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、吐水部３が足を屈曲させる“第二の噴流状態”で入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の面積域を吐水している状態を例示している。図４（Ａ）は、流量Ｑが流入し流速ｖ１で吐水された状態。そして、吐水面積が入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の面積域となることを示している。そして、その噴流がＦ１ニュートンの力を入浴者Ｍの足裏ｍ２へ印加することを示している。
【００２３】
図４（Ｂ）は、流量Ｑが流入し噴射力維持手段３ａによって吐水開口３ｂから流速ｖ２で噴流が吐水された状態。そして、吐水面積が入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の面積域となることを示している。また、足を屈曲させる“第二の噴流状態”で、入浴者Ｍの足裏ｍ２へＦ２ニュートンの力が噴流によって印加されていることを示している。
【００２４】
図４（Ｃ）は、吐水部３の吐水開口３ｂを狭くすることで、流量Ｑを受けて足を屈曲させる“第二の噴流状態”を吐水している状態を示している。この時、“第二の噴流状態”は、流量Ｑ、流速Ｖ２であるが、入浴者Ｍが足裏ｍ２に受ける力は、図４（Ｂ）と同じＦ２ニュートンとなる。
【００２５】
噴流を入浴者Ｍが、足裏ｍ２で受け止める初期姿勢を保持するとき、入浴者Ｍはリラックスした状態にあるが、浮力の働きによって身体が湯水内に水没しないよう、脚部（足裏）、臀部、体幹部（背中）で浮力に抗じるため、各支持点周りの筋群は微小な筋の活動を行うこととなる。しかしながら、これら筋群の活動は微小であり、無意識に行われているため入浴者は、上述した入浴の姿勢を普段入浴する時と同様に楽に保持することが可能となる。さらに、入浴者Ｍは、入浴者自身に加わる浮力の働きが入浴姿勢のバランスを乱し、それに対して、入浴者は、無意識に全身の筋肉を働かせて姿勢を安定させようとする補償動作を行う際に筋が活動する。
【００２６】
図６は、本実施形態に係る浴槽装置１の動作を例示する模式的平面図であり、左脚用の吐水部３Ｌ及び右脚用の吐水部３Ｒから水流を交互に吐水させる場合を示す。
まず、駆動部４及び制御部５を作動させる。これにより、駆動部４が浴槽２内の水を吸入口４ｓから汲み上げて水流を生成する。そして、駆動部４が生成する噴流の水量は、制御部５からの指令を受けて駆動部４によって調節される。制御部５は、吐水部３から“足を屈曲させない第一の噴流状態”から“足を屈曲させる第二の噴流状態”へと制御し駆動部４からの水量を調節していることを示す。
【００２７】
そして、制御部５は、吐水部３Ｌ及び３Ｒより左右に噴流を吐水するように駆動部４を制御する。左右交互の吐水は、ある時間ｔ１においては、吐水部３Ｌより第二の噴流状態で吐水され、時間ｔ２において、吐水部３Ｌは第一の噴流状態で吐水し、時間ｔ３において時間ｔ１同様に第二の噴流状態で吐水する。一方、吐水部３Ｒにおいては、時間ｔ１においては、第一の噴流状態で吐水し、時間ｔ２においては、第二の噴流状態となる。
【００２８】
そして、時間ｔ１において吐水部３Ｌが噴流を第二の噴流状態になったとき、入浴者Ｍの左脚の足関節、膝関節及び股関節は屈曲するとともに、左足部が、第二の浴槽壁面２ｂから離間し第一の浴槽壁面２ａに向かって移動する。
【００２９】
例えば、噴流の吐水時間ｔ１〜ｔ４は、２秒程度にする。ただし、バランス能力をトレーニングする場合、ｔ１〜ｔ４をゆっくりとした３〜６秒程度にすると良い。また、よりウォーキング動作に近づける場合は、ｔ１〜ｔ４を１〜２秒程度にするとよい。
【００３０】
また、図４に示す時間ｔ２の際、吐水部３Ｌは噴流の水量が低下し、一方、吐水部３Ｒは噴流の水量が増えている。水量の変動を以下に駆動部４に含まれる切替弁を例として説明する。吐水部３Ｌに接続される切替弁の流路開口面積が閉じると共に吐水の水量が減少し、一方吐水部３Ｒに接続される切替弁の流路開口面積が開くと共に水量が増して行く。これらは制御部から駆動部への切替指令によって切替弁が切り替わることで、吐水部３Ｌ及び３Ｒより、交互の吐水を行うことが出来る。ただし、駆動部４にポンプを配置し、制御部５からの制御指令によっても実現できる。
【００３１】
図６で示す、時間ｔ４において、制御部５の指令を受けた駆動部４が、右足用の吐水部３Ｒより噴流を吐水することで、入浴者の脚部が屈曲し、右足部が、第二の浴槽壁面２ｂから離間し第一の浴槽壁面２ａに向かって移動する。以上、上述の吐水状態を左右の吐水部３Ｌ及び３Ｒにおいて繰り返すことにより、入浴者は、吐水部３Ｌ及び３Ｒから交互に吐水される噴流状態によって、左右脚部を交互に屈伸運動を行う。
【００３２】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示す吐水部３に応じて左右脚部における交互屈伸運動は、入浴者Ｍに異なる使用感を与えることがモニター結果より示された。左右脚部における交互屈伸運動におけるやり易さについてのモニター結果を図５に示している。図５は、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示す吐水部３を用いて、水流による左右脚部の交互屈伸運動を体感した後、運動しやすいと感じたものに対して票を入れてもらった。その集計結果を示している。
【００３３】
主観評価の結果、脚部を動かし、運動し易いと感じた吐水部３は、図４（Ｂ）であった。他の吐水部３の感想を記述する。図４（Ａ）は、噴流によって足を押す力が、弱い。図４（Ｃ）の吐水部３は、流量、流速が図４（Ｂ）と異なっていても入浴者Ｍの足裏ｍ２へ伝える力Ｆ２ニュートンと同量であるにも関わらず、脚部の伸展屈曲運動が上手く出来なかったなどの意見が抽出されている。
【００３４】
図５で示す結果は、陸上歩行で地面を蹴りだす際、蹴りだす力を地面に伝達する部位“母指球”を適切な力で押していないことが反映されたものである。図４（Ｂ）のみだけが、母指球面積域を保持し、かつ、足を屈曲させる“第二の噴流状態”すなわち入浴者Ｍの足裏ｍ２へＦ２ニュートンの力を印加していることを示している。母指球直径をモニター参加者より計測した。結果、母指球の直径は３１．２ｍｍ程度であった。
【００３５】
図７（ａ）、（ｂ）は、上述してきた吐水状態によって、入浴者Ｍがとりうる動作・状態を示す。図７（ａ）に図示するように、入浴者Ｍの脚部は、第一の噴流状態では、脚部を伸展する状態となる。そして、図７（ｂ）のように吐水部３が噴流を第二の噴流状態になったとき、入浴者Ｍの足関節、膝関節及び股関節は屈曲し、足部が、第一の浴槽壁面２ａに向かって移動する。
【００３６】
さらに、屈曲する状態を作る噴流は、足部を包むように流れ場を生成するため、噴流から足部が外れないように力が働く。これと同じ現象は、噴水の上にピンポン玉を載せた時にピンポン玉が噴流の中心で留まる現象である。これによって効率よく噴流によって入浴者は脚部の屈伸運動ができる。
【００３７】
従って、第一の吐水部３１及び第二の吐水部３２は、それぞれから吐水される噴流を第一の噴流状態と第二の噴流状態と交互に変化させ、入浴者Mの左右脚部を屈曲伸展させる。そして、入浴者Ｍの足部は、第二の浴槽壁面２ｂと第一の浴槽壁面２ａ間において並進方向に交互に往復することとなる。結果、左右脚部の交互屈伸運動は、歩行動作のような左右脚部の動きに近い運動となる。よって、本発明の一実施形態における装置は、お風呂の中で入浴者に歩行動作を模した入浴ウォーキングの運動を行わせることとなる。
【００３８】
ここで、図８の（ａ）と（ｂ）より、具体的に、他動的な屈伸運動によって起こる筋の活動を説明する。図８の（ａ）は、水流によってもたらされる他動運動によって活動する筋群を例示した図であり、図８（ｂ）で示されている筋群の位置を示す。図８（ｂ）は、縦軸に筋の活動量を示し、横軸に時間をとり、吐水状態に応じて脚部の異なる筋が活動していることを示す。なお、M４はハムストリングスを、M５は前脛骨筋を示す。Ｓ１時間において第二の噴流状態で吐水すると、脚部の屈曲より前脛骨筋Ｍ５が活動し始める。この結果は、足部が第二の浴槽壁面２ｂより離れ、第一の浴槽壁面２ａ側へ移動している状態で筋の活動が起こっている事を意味する。
【００３９】
そして、次にＳ２時間で第二の噴流状態から第一の噴流状態と移る。それによって、入浴者Ｍの足部が第二の浴槽壁面２ｂ側へ移動し、Ｓ３時間において、足部が吐水部３と第二の浴槽壁面２ｂに当接する。入浴者Ｍの足部が第二の浴槽壁面２ｂに当接すると、ハムストリングス（大腿二頭筋他）Ｍ４が活動することを図８の（ｂ）より示している。このように、噴流に伴って起こる脚部の屈伸運動は、異なる筋群を働かせることで運動効果を高める。
【００４０】
図８に図示される前脛骨筋Ｍ５は、ヒトの身体セグメントにおける下腿部に備わった筋である。前脛骨筋Ｍ５の働きは、歩行時、地面と足部とのクリアランスをとるために働く筋肉として知られている。よって、前脛骨筋Ｍ５を活動させる運動とは、転倒予防に貢献する運動を意味する。
【００４１】
同じく、図８に図示されるハムストリングスＭ４は、ヒトの身体セグメントにおける大腿部に備わった筋群である。ハムストリングスＭ４は、大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋、そして大内転筋によってなる筋群である。大腿二頭筋の働きは、主として歩行時における蹴りだす力、推進力を生成する筋として知られている。よって、ハムストリングスＭ４を刺激する運動とは、歩行速度の維持と歩行機能の向上に貢献できる運動を意味する。
【００４２】
入浴者Ｍの足を屈曲させるために吐水部３から吐水される水量は、入浴者Ｍが背中ｍ１を第一の浴槽壁面２ａに当接させ、足裏ｍ２を吐水部３に対向させたときに、入浴者Ｍの足関節、膝関節及び股関節を同時に屈曲させることが可能な量であり、例えば、８０〜３００リットル／分である。尚、水流の大きさが８０リットル／分未満であると、入浴者の足裏ｍ２が吐水部３から離れないことがあり、３００リットル／分を超えると、浴槽２から水が溢れ出すことがある。
【００４３】
入浴者Ｍの足を屈曲させるために吐水部３から吐水される水量は、入浴者Ｍが背中ｍ１を第一の浴槽壁面２ａに当接させ、足裏ｍ２を吐水部３に対向させたときに、入浴者Ｍの足関節、膝関節及び股関節を同時に屈曲させることが可能な量であり、例えば、８０〜３００リットル／分である。尚、水流の大きさが８０リットル／分未満であると、入浴者の足裏ｍ２が吐水部３から離れないことがあり、３００リットル／分を超えると、浴槽２から水が溢れ出すことがある。
【００４４】
吐水される水量が１１０リットル／分を超えると吐水される噴流の押圧によって脚部移動距離が１４０ｍｍ以上になり、この条件を境に使用者が、水流による屈伸運動で運動感を感じることが確認されている。尚、モニター人数３５名において、１１０リットル／分を超えると吐水で足部が１４０ｍｍ以上移動し、運動感を感じることを確認している。
【００４５】
さらに屈伸運動において効果的で高い運動効果を得るには、１５０リットル／分程度の水流で運動を行うことが良く。さら好ましくは、１８０リットル／分程度の水流による運動が効果的である。なお、この水流の大きさは、一般家庭用浴槽を対象とした循環式浴槽において、マッサージ用に噴出される水流の大きさよりもかなり大きい。一般的なマッサージ用ブローにおいて、一つの吐水口から吐水される水量は、２０リットル／分程度である。またマッサージブローの強い強度においても、水量は多くて４０リットル／分程度である。
【００４６】
上述した通り、噴流の流量を増やすことで足裏を押圧する力を増加させるとともに屈伸運動の可動範囲を広くする。この噴流の増加に伴って、足裏に備わる感覚器と脚部に備わる腱器官をより効果的に刺激する事となり、歩行に働く機能を効果的促進させることが可能となる。
【００４７】
また、吐水される湯温は、３６〜４１℃帯域で使用するのが好ましい。例えば、温度が体温に近く、温熱の負荷が低い場合の３６〜３８℃では、吐水の水量を多くし屈伸運動の回動量を増やす、もしくは、吐水の周期を早くすることで屈伸運動の回数を増やすことにより運動強度を高め、効果的な運動を入浴者へ提供することが可能となる。
【００４８】
一方、比較的短い時間で十分な運動を求める場合は、湯温度を高めに設定し（例えば３９〜４１℃）、温熱と運動の効果の相乗効果によって、湯の温度を低く設定した時に比べ、短い時間でエネルギー消費を起こし、効果的な運動を短い時間で行うことができる。
【００４９】
温熱の効果と運動効果について、図９において説明する。
図９は、縦軸に脂肪の燃焼効率を示す呼吸商を示し、横軸に経過の時間を図示し、歩行と水流による他動運動を行った際の呼吸商を比較した値を示している。
条件は、陸上での時速４．３キロ程の歩行と湯温３９度で吐水量が１８０リットル／分程度の水流を選択した本発明による入浴ウォーキングの場合を呼吸商より比較した。結果、高い脂肪燃焼効果が得られる領域に本発明の実施例による装置を用いた入浴ウォーキングが、陸上のウォーキングより速い時間帯で突入したことを示している。上記結果は、本装置が温熱と運動の相乗効果によって高い運動効果を生成することを示すものである。
【００５０】
本実施形態の効果について説明する。
このように、本実施形態によれば、入浴者Ｍに運動をさせることができる。この運動は外部から与えられる他力的な他動運動となる。一般的な浴槽内で入浴姿勢をとると、実は、使用者の取り得る入浴姿勢は、浮力に抗じるように姿勢を保持するために無意識のうちに微小な筋の活動を起こす。この微小な筋活動を誘発した状態で、入浴者は、噴流を第一の吐水部３１及び第二の吐水部３２より交互に受ける。その結果、入浴者Ｍが噴流によって他動的に入浴ウォーキング運動を行う。そして、脚部筋群や脚部を支える体幹部に備わる筋を活動させることができる。
【００５１】
さらに、吐水部３より吐水される噴流と、入浴者自身に加わる浮力の働きによって、入浴者Ｍの入浴姿勢のバランスが乱される。それに対して、入浴者は、無意識に全身の筋肉を働かせて姿勢を安定させようとする補償動作を行う。これによっても全身の運動をすることができる。このため、入浴者の意志力に依存する部分が少なく、長続きしやすい運動を本実施例における装置によって提供することが可能となる。また、この運動は入浴姿勢のまま行うことができるため、通常の入浴から運動へと移行がし易く、生活習慣の中で無理なく行える運動となる。この結果、運動を継続しやすい。
【００５２】
上述の運動を３５名が体験した。その結果、入浴中の入浴ウォーキングが入浴姿勢から、水流によって無理なく行われること。そして、継続して入浴ウォーキングを行うと運動感、筋の使用感を感じる。また風呂から出たあと、足が温かい。ジョギングよりも運動感を感じる、といった運動の効果を体験者が体感していることを確認している。さらに、５分を経たずに、発汗作用が促進されることなども体感しており、ダイエット効果にも適しておりメタボリック対策になるなどの所感も得た。
【００５３】
更に本実施形態によれば、左脚用の吐水部３Ｌと右脚用の吐水部３Ｒから左右交互に入浴者の足裏へ噴流を吐水するため、入浴者は、脚部の屈伸運動に加え骨盤を中心とした旋回運動を起こすこととなる。その結果、脚部周りの筋群への運動効果に加えて、腹直筋、腹斜筋そして背筋群などへの運動効果が得られることを確認している。このように、上述の運動を浴槽内で行うことにより、脚部のみならず身体の広い範囲に対しての運動となり、効果的な運動を入浴者が得られることができる。
【００５４】
更に本実施形態によれば、入浴者は、両足の吐水部３Ｌ及び３Ｒから吐水される水量に応じて屈伸運動より得る運動感が異なる。図１０に示す実線Ｌは、吐水部３からの噴流によって入浴者が屈伸運動を起こった時の脚部が噴流によって第二の浴槽壁面から離れて移動する距離と吐水の流量との関係を表している。
【００５５】
実線Ｌに示すように、足部の移動距離と吐水の流量には相関関係があり、吐水量が多くなると脚部移動量が増える。足部の異動距離が第二の浴槽壁面より離れるのは８０リットル／分程度より、足部の移動開始し屈伸運動を行える。より効果的な運動を入浴者が行うには、吐水量を１１０リットル／分程度とするとよい。
【００５６】
本実施例では、足部の移動距離は１４０ｍｍ程度となっていた。さらにより効果的な運動を得ようとすると、入浴者は吐水量が、１８０リットル／分程度を選択し、さらに高い効果的な運動を得ようとすると、２００リットル／分程度となるように水量を調節してもよい。その際の脚部の移動距離は２５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度となっていることが実験より分かっている。
【００５７】
尚、吐水部３の吐水開口３ｂは、図３に例示するよう、吐水部３は、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球へ噴流を積極的に吐水することを行うため、噴射力維持手段３ａと吐水開口３ｂ、そして、流水導入部３ｃを備えている。また、吐水部３と噴射力維持手段３ａは同心円状に配置さている。吐水開口３ｂの外径は、入浴者Ｍの母指球面積域を捉えるためΦ３１ｍｍ程度となり、噴射力維持手段３ａの径によって定まる吐水開口３ｂの内径は、２０ｍｍ程度が好ましい。より好ましくは、噴射力維持手段３ａの径を、２３ｍｍ程度とする。さらに好ましくは、２４ｍｍ程度とする。例えば、吐水開口３ｂの外径が３１ｍｍで内径が２３ｍｍによって吐水部３を構成するとき、吐水部３より吐水される噴流は、流速８．０メータ／秒、流量は、１６０リットル／分となる。
【００５８】
例えば、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示される吐水開口を用いて、入浴者Ｍは足裏母指球面積域に吐水することが可能となる。なお、吐水開口に使用する形状は、図１１に表記されるものに限定されず、吐水開口によって吐水される噴流が足を屈曲させる“第二の噴流状態”、すなわち、足裏に伝える力が２４ニュートン程度で、噴流の幅が母指球面積域になるものであれば良い。
【００５９】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、流水導入部３ｃを２本にすることで、吐水開口３ｂを広くし、吐水部３より噴出される水量を多くとることが可能となり、結果、ジェットポンプ効果が増加し、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球面積域に効果的な噴流を吐水することが可能となる。さらには、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように母指球面積域となるように、複数の吐水開口を設けることで実現することも可能である。図３、１１に示すように、入浴者Ｍの足裏母指球面積域で吐水することで伸展屈曲動作をより快適行わせることが可能となる。
【００６０】
本具体例においては、浴槽２内に水（湯）Ｗを溜めた状態で、入浴者Ｍが浴槽２内に入り、入浴姿勢をとる。そして、制御部４の操作ボタンを操作することにより、浴槽装置１の運動の実行時間及び屈伸運動の周期を任意に設定する。なお、制御部５の中に予め複数の種類の運動モードが設定されており、入浴者が好みの運動モードを選択するようにしてもよい。
【００６１】
例えば、入浴者が、運動負荷の高いモードを選択すると、タイマーが比較的短い周期で吐水する状態、吐水しない状態へと水量を切替える制御を、制御部５から駆動部４に対して出力する。又は、運動時間及び運動周期はタイマーが自動的に設定してもよい。例えば、湯の設定温度が３９℃であるとき、タイマーは、１セットの運動時間を１０分間に設定する。このように、本具体例によれば、運動の負荷を入浴者の好みに応じて任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係る浴槽装置を例示する模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る浴槽装置における、吐水部を拡大し、吐水開口、流水導入部、噴射力維持手段を例示する模式的断面図と正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る吐水部から吐水される噴流の流れを例示する模式的平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る吐水部、異なる吐水開口を有する吐水部から吐水される噴流が入浴者の足裏母指球面積域に噴射され力を伝達している状態を例示する模式的断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る吐水部から吐水される噴流の流れに応じた感応試験結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る浴槽装置の動作を例示する模式的平面図である。
【図７】本発明の本実施形態に係る使用者の脚部の伸展および屈曲している状態を例示する図である。
【図８】本発明の本浴槽装置によって起こされる筋の活動を説明する図である。
【図９】本発明の浴槽装置によって起こされる運動効果を説明する図である。
【図１０】本発明の浴槽装置によって起こされる噴流の流量と脚部の移動量との関係を例示する図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る吐水部における各種例を示す正面図である
【符号の説明】
【００６３】
１ １１ ２１ ３１ 浴槽装置、２ 浴槽、２ａ 第一の浴槽壁面、２ｂ 第二の浴槽壁面、２ｃ 底面、３ ３Ｌ ３Ｒ 吐水部、３ａ 噴射力維持手段、３ｂ 吐水開口、 ３ｃ 流水導入部、 ４ 駆動部、４ｓ 吸入口、５ 制御部、６０ 浴室ユニット、６１ 防水パン、６２ 壁パネル、Ｍ 入浴者、ｍ１ 背中、ｍ２ 足、ｍ３ 母指球 Ｗ 水
【技術分野】
【０００１】
本発明の様態は、一般に浴槽装置に関し、特に、入浴者に運動させる浴槽装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、健康やリラクゼーションへの関心が高まり求められている。そして、一般家庭浴槽において、水流浴機能を備える商品が広く展開されている。水流浴商品の主目的は、水流による入浴者へのマッサージ、疲労回復、そして、癒しとなっている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、一方向に流れる直接的かつ連続的にあたる一様流を生成し、完全に脱力できる状態の入浴者へ一様流をあて、体表面を刺激する技術が開示されている。そのなかで、体表面を刺激するだけの流量を維持するために吐水開口を格子状にするといった技術も開示されている。
【０００４】
また、部分的なマッサージとして、特許文献２に、浴槽内部に足置き部が設けられ、この足置き部に噴流を噴出する吐出口が設けられた循環式浴槽が開示されている。
【０００５】
一方、浴槽内での運動を行う提案もある。特許文献３には、浴槽内に踏み込み可能な踏み台を設ける技術が開示されている。踏み台にはバネによって踏み込み負荷が与えられており、入浴者は座位姿勢のまま片足で踏み台を踏み込むことにより、運動することができる。
【特許文献１】特開平２−１２７２号公報
【特許文献２】特開２００５−２８７５４１号公報
【特許文献３】特開２００３−２３６０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、一般家庭浴槽での水流浴では水流による入浴者へのマッサージが主流となっており、筋力強化を目的としているものが少ない。また、浴槽内に踏み込み可能な踏み台を設ける技術は普段から運動習慣の無い人が運動を行うには、自ら運動しようという相当な意志の力を要する。特に、入浴時はリラックスした精神状態になっているため、意志の力を発揮することは困難である。このため、浴槽内に運動器具を設置しても、運動が長続きしないことが予想される。また、運動器具の取付・取り外しが面倒という問題もある。
本発明の目的は、入浴者に継続的に運動させることができる浴槽装置を提供することで
ある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一様態によれば、浴槽と、前記浴槽に設けられ背もたれ可能な第一の浴槽壁面と、前記第一の浴槽壁面に対向して設けられた第二の浴槽壁面と、前記第二の浴槽壁面に設けられ、足裏に噴流を吐水する吐水開口を有する吐水部と、前記吐水部から吐水する噴流を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記噴流を足裏に吐水することにより足を屈曲させることを可能とし、前記吐水部は、前記吐水開口から所定距離噴出方向に離間した領域で噴出方向と垂直な方向に母指球サイズ所定流速以上で噴流される様に工夫され前記吐水開口は、前記領域に足裏を置いた時に母指球サイズ以上の面積で足を屈曲させるのに十分な流量が噴流されるサイズを有し、前記吐水部からの吐水は、足裏に対して略水平に吐水される事を特徴とする浴槽装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、入浴者に継続的に運動させることができる浴槽装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る浴槽装置を例示する模式的断面図である。
【００１０】
浴槽装置１には、浴槽２が設けられている。浴槽２の形状は例えば略直方体形状となる。そして、長手方向の一端部の内側面は、入浴者Ｍが入浴姿勢を保持し、入浴者の背面ｍ１で背もたれ可能な第一の浴槽壁面２ａとなっている。また、浴槽長手方向において、第一の浴槽壁面２ａと対向して第二の浴槽壁面２ｂが設けられており、入浴者Ｍの足裏ｍ２が接触する壁面となっている。第一の浴槽壁面２ａと第二の浴槽壁面２ｂとは、底面２ｃと接している。
【００１１】
浴槽２の長手方向の長さ、すなわち、浴槽２における第二の浴槽壁面２ｂと第一の浴槽壁面２ａとの間の長さは、標準的な体格の入浴者Ｍが入浴姿勢をとったとき、背中ｍ１を浴槽２の第一の浴槽壁面２ａに当てて、足裏ｍ２を第二の浴槽壁面２ｂに対向させたときに、足裏ｍ２で吐水部３を覆うことができる程度の長さである。また、臀部においては、浴槽２の底面２ｃに接触させるようにする。
【００１２】
浴槽２の第二の浴槽壁面２ｂには、入浴者Ｍの左足裏へ向かって噴流を吐水する左脚用の吐水部３Ｌと、右足裏に向かって噴流を吐水する右脚用の吐水部３Ｒ（以下総称して「吐水部３」とも言う）が含まれている。
【００１３】
浴槽２の第二の浴槽壁面２ｂに取付けられた吐水部３は、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球へ噴流を積極的に吐水することを行うため、噴射力維持手段３ａと吐水開口３ｂ、そして、流水導入部３ｃを備えている。また、吐水部３と噴射力維持手段３ａは配置さている
【００１４】
この吐水部３は、入浴者Ｍの足裏ｍ２を中心とした両脚部へ噴流を交互に吐水することを可能にする駆動部４と接続されている。この噴流の方向は、第二の浴槽壁面２ｂから第一の浴槽壁面２ａに向かう方向である。これらの一対の吐水部３は、水平方向に配列されており、例えば、第二の浴槽壁面２ｂにおいて上下方向に延びる中心線に関して対象となる位置に配置されている。
【００１５】
尚、図１においては、図示の便宜上、吐水部３Ｌ及び３Ｒを相互にずらして描いているが、実際には吐水部３Ｌ及び３Ｒは同じ高さに配置されている。後述するほかの断面図においても同様である。
【００１６】
また、浴槽装置１には、水流を生成する駆動部４が設けられている。駆動部４は、図示しないポンプと切替弁によって構成される装置である。駆動部４の吸入口４ｓは浴槽２の内部に連通されている。これにより、駆動部４は浴槽２内から水を汲み上げ、水流を生成する。
【００１７】
更に、浴槽装置１に備わる駆動部４は、吐水部３より足を屈曲させない“第一の噴流状態”から足を屈曲させる“第二の噴流状態”に水流の水量を調節することが出来る。その際、駆動部４による水流の水量調節は、駆動部４に接続される制御部５からの制御によって行われる。
【００１８】
次に、本実施形態の動作について図１から図７を用いて説明する。
【００１９】
図１に示すように、浴槽２内に水（湯）Ｗを入れた状態で、入浴者Ｍが浴槽２内に入り、入浴姿勢をとる。すなわち、入浴者Ｍは、臀部を浴槽２の底面２ｃに接触させ、背中ｍ１を浴槽２の第一の浴槽壁面２ａに当接させ、足裏ｍ２を第二の浴槽壁面２ｂに対向させる。そして、入浴者Ｍは、両足裏ｍ２で吐水部３Ｌ及び３Ｒを覆うように、足裏ｍ２を当接させる。そのとき、吐水部３から吐水される水流を足裏ｍ２で捉える初期姿勢をとる。
【００２０】
図２（ａ）（ｂ）は、吐水部３の正面図と断面図になる。図３は吐水部３に流れる水流の様子を示す。図２、図３に示されるように吐水部３に水流が流れ込むと、吐水部３に備わる噴流維持手段３ａによって縮流される。噴流維持手段３ａに縮流された噴流は、吐水部開口３ｂよりいきよい良く噴出される。その際、吐水開口３ｂより噴出された噴流は、浴槽に溜められた湯水を巻き込み、あたかも流量が増えたような状態を作るジェットポンプ効果を起こす。さらに、この噴流状態を吐水開口３ｂは、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３面積域で噴出し母指球ｍ３面積域に足を屈曲するだけの押し圧力を与える。
【００２１】
また、図３に示されるように、噴流維持手段３ａによって縮流された噴流が、吐水開口３ｂより噴出された後、浴槽内に滞留する湯水を巻き込む。その際、導入部３ｃを伝って噴流の内部へ湯水を送り込むことで、湯水を巻き込むジェットポンプ効果がより高まることとなる。そして出力された噴流は、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の吐水面積を足を九曲させる押圧力を持って刺激する。
【００２２】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、吐水部３が足を屈曲させる“第二の噴流状態”で入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の面積域を吐水している状態を例示している。図４（Ａ）は、流量Ｑが流入し流速ｖ１で吐水された状態。そして、吐水面積が入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の面積域となることを示している。そして、その噴流がＦ１ニュートンの力を入浴者Ｍの足裏ｍ２へ印加することを示している。
【００２３】
図４（Ｂ）は、流量Ｑが流入し噴射力維持手段３ａによって吐水開口３ｂから流速ｖ２で噴流が吐水された状態。そして、吐水面積が入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球ｍ３の面積域となることを示している。また、足を屈曲させる“第二の噴流状態”で、入浴者Ｍの足裏ｍ２へＦ２ニュートンの力が噴流によって印加されていることを示している。
【００２４】
図４（Ｃ）は、吐水部３の吐水開口３ｂを狭くすることで、流量Ｑを受けて足を屈曲させる“第二の噴流状態”を吐水している状態を示している。この時、“第二の噴流状態”は、流量Ｑ、流速Ｖ２であるが、入浴者Ｍが足裏ｍ２に受ける力は、図４（Ｂ）と同じＦ２ニュートンとなる。
【００２５】
噴流を入浴者Ｍが、足裏ｍ２で受け止める初期姿勢を保持するとき、入浴者Ｍはリラックスした状態にあるが、浮力の働きによって身体が湯水内に水没しないよう、脚部（足裏）、臀部、体幹部（背中）で浮力に抗じるため、各支持点周りの筋群は微小な筋の活動を行うこととなる。しかしながら、これら筋群の活動は微小であり、無意識に行われているため入浴者は、上述した入浴の姿勢を普段入浴する時と同様に楽に保持することが可能となる。さらに、入浴者Ｍは、入浴者自身に加わる浮力の働きが入浴姿勢のバランスを乱し、それに対して、入浴者は、無意識に全身の筋肉を働かせて姿勢を安定させようとする補償動作を行う際に筋が活動する。
【００２６】
図６は、本実施形態に係る浴槽装置１の動作を例示する模式的平面図であり、左脚用の吐水部３Ｌ及び右脚用の吐水部３Ｒから水流を交互に吐水させる場合を示す。
まず、駆動部４及び制御部５を作動させる。これにより、駆動部４が浴槽２内の水を吸入口４ｓから汲み上げて水流を生成する。そして、駆動部４が生成する噴流の水量は、制御部５からの指令を受けて駆動部４によって調節される。制御部５は、吐水部３から“足を屈曲させない第一の噴流状態”から“足を屈曲させる第二の噴流状態”へと制御し駆動部４からの水量を調節していることを示す。
【００２７】
そして、制御部５は、吐水部３Ｌ及び３Ｒより左右に噴流を吐水するように駆動部４を制御する。左右交互の吐水は、ある時間ｔ１においては、吐水部３Ｌより第二の噴流状態で吐水され、時間ｔ２において、吐水部３Ｌは第一の噴流状態で吐水し、時間ｔ３において時間ｔ１同様に第二の噴流状態で吐水する。一方、吐水部３Ｒにおいては、時間ｔ１においては、第一の噴流状態で吐水し、時間ｔ２においては、第二の噴流状態となる。
【００２８】
そして、時間ｔ１において吐水部３Ｌが噴流を第二の噴流状態になったとき、入浴者Ｍの左脚の足関節、膝関節及び股関節は屈曲するとともに、左足部が、第二の浴槽壁面２ｂから離間し第一の浴槽壁面２ａに向かって移動する。
【００２９】
例えば、噴流の吐水時間ｔ１〜ｔ４は、２秒程度にする。ただし、バランス能力をトレーニングする場合、ｔ１〜ｔ４をゆっくりとした３〜６秒程度にすると良い。また、よりウォーキング動作に近づける場合は、ｔ１〜ｔ４を１〜２秒程度にするとよい。
【００３０】
また、図４に示す時間ｔ２の際、吐水部３Ｌは噴流の水量が低下し、一方、吐水部３Ｒは噴流の水量が増えている。水量の変動を以下に駆動部４に含まれる切替弁を例として説明する。吐水部３Ｌに接続される切替弁の流路開口面積が閉じると共に吐水の水量が減少し、一方吐水部３Ｒに接続される切替弁の流路開口面積が開くと共に水量が増して行く。これらは制御部から駆動部への切替指令によって切替弁が切り替わることで、吐水部３Ｌ及び３Ｒより、交互の吐水を行うことが出来る。ただし、駆動部４にポンプを配置し、制御部５からの制御指令によっても実現できる。
【００３１】
図６で示す、時間ｔ４において、制御部５の指令を受けた駆動部４が、右足用の吐水部３Ｒより噴流を吐水することで、入浴者の脚部が屈曲し、右足部が、第二の浴槽壁面２ｂから離間し第一の浴槽壁面２ａに向かって移動する。以上、上述の吐水状態を左右の吐水部３Ｌ及び３Ｒにおいて繰り返すことにより、入浴者は、吐水部３Ｌ及び３Ｒから交互に吐水される噴流状態によって、左右脚部を交互に屈伸運動を行う。
【００３２】
図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示す吐水部３に応じて左右脚部における交互屈伸運動は、入浴者Ｍに異なる使用感を与えることがモニター結果より示された。左右脚部における交互屈伸運動におけるやり易さについてのモニター結果を図５に示している。図５は、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示す吐水部３を用いて、水流による左右脚部の交互屈伸運動を体感した後、運動しやすいと感じたものに対して票を入れてもらった。その集計結果を示している。
【００３３】
主観評価の結果、脚部を動かし、運動し易いと感じた吐水部３は、図４（Ｂ）であった。他の吐水部３の感想を記述する。図４（Ａ）は、噴流によって足を押す力が、弱い。図４（Ｃ）の吐水部３は、流量、流速が図４（Ｂ）と異なっていても入浴者Ｍの足裏ｍ２へ伝える力Ｆ２ニュートンと同量であるにも関わらず、脚部の伸展屈曲運動が上手く出来なかったなどの意見が抽出されている。
【００３４】
図５で示す結果は、陸上歩行で地面を蹴りだす際、蹴りだす力を地面に伝達する部位“母指球”を適切な力で押していないことが反映されたものである。図４（Ｂ）のみだけが、母指球面積域を保持し、かつ、足を屈曲させる“第二の噴流状態”すなわち入浴者Ｍの足裏ｍ２へＦ２ニュートンの力を印加していることを示している。母指球直径をモニター参加者より計測した。結果、母指球の直径は３１．２ｍｍ程度であった。
【００３５】
図７（ａ）、（ｂ）は、上述してきた吐水状態によって、入浴者Ｍがとりうる動作・状態を示す。図７（ａ）に図示するように、入浴者Ｍの脚部は、第一の噴流状態では、脚部を伸展する状態となる。そして、図７（ｂ）のように吐水部３が噴流を第二の噴流状態になったとき、入浴者Ｍの足関節、膝関節及び股関節は屈曲し、足部が、第一の浴槽壁面２ａに向かって移動する。
【００３６】
さらに、屈曲する状態を作る噴流は、足部を包むように流れ場を生成するため、噴流から足部が外れないように力が働く。これと同じ現象は、噴水の上にピンポン玉を載せた時にピンポン玉が噴流の中心で留まる現象である。これによって効率よく噴流によって入浴者は脚部の屈伸運動ができる。
【００３７】
従って、第一の吐水部３１及び第二の吐水部３２は、それぞれから吐水される噴流を第一の噴流状態と第二の噴流状態と交互に変化させ、入浴者Mの左右脚部を屈曲伸展させる。そして、入浴者Ｍの足部は、第二の浴槽壁面２ｂと第一の浴槽壁面２ａ間において並進方向に交互に往復することとなる。結果、左右脚部の交互屈伸運動は、歩行動作のような左右脚部の動きに近い運動となる。よって、本発明の一実施形態における装置は、お風呂の中で入浴者に歩行動作を模した入浴ウォーキングの運動を行わせることとなる。
【００３８】
ここで、図８の（ａ）と（ｂ）より、具体的に、他動的な屈伸運動によって起こる筋の活動を説明する。図８の（ａ）は、水流によってもたらされる他動運動によって活動する筋群を例示した図であり、図８（ｂ）で示されている筋群の位置を示す。図８（ｂ）は、縦軸に筋の活動量を示し、横軸に時間をとり、吐水状態に応じて脚部の異なる筋が活動していることを示す。なお、M４はハムストリングスを、M５は前脛骨筋を示す。Ｓ１時間において第二の噴流状態で吐水すると、脚部の屈曲より前脛骨筋Ｍ５が活動し始める。この結果は、足部が第二の浴槽壁面２ｂより離れ、第一の浴槽壁面２ａ側へ移動している状態で筋の活動が起こっている事を意味する。
【００３９】
そして、次にＳ２時間で第二の噴流状態から第一の噴流状態と移る。それによって、入浴者Ｍの足部が第二の浴槽壁面２ｂ側へ移動し、Ｓ３時間において、足部が吐水部３と第二の浴槽壁面２ｂに当接する。入浴者Ｍの足部が第二の浴槽壁面２ｂに当接すると、ハムストリングス（大腿二頭筋他）Ｍ４が活動することを図８の（ｂ）より示している。このように、噴流に伴って起こる脚部の屈伸運動は、異なる筋群を働かせることで運動効果を高める。
【００４０】
図８に図示される前脛骨筋Ｍ５は、ヒトの身体セグメントにおける下腿部に備わった筋である。前脛骨筋Ｍ５の働きは、歩行時、地面と足部とのクリアランスをとるために働く筋肉として知られている。よって、前脛骨筋Ｍ５を活動させる運動とは、転倒予防に貢献する運動を意味する。
【００４１】
同じく、図８に図示されるハムストリングスＭ４は、ヒトの身体セグメントにおける大腿部に備わった筋群である。ハムストリングスＭ４は、大腿二頭筋、半膜様筋、半腱様筋、そして大内転筋によってなる筋群である。大腿二頭筋の働きは、主として歩行時における蹴りだす力、推進力を生成する筋として知られている。よって、ハムストリングスＭ４を刺激する運動とは、歩行速度の維持と歩行機能の向上に貢献できる運動を意味する。
【００４２】
入浴者Ｍの足を屈曲させるために吐水部３から吐水される水量は、入浴者Ｍが背中ｍ１を第一の浴槽壁面２ａに当接させ、足裏ｍ２を吐水部３に対向させたときに、入浴者Ｍの足関節、膝関節及び股関節を同時に屈曲させることが可能な量であり、例えば、８０〜３００リットル／分である。尚、水流の大きさが８０リットル／分未満であると、入浴者の足裏ｍ２が吐水部３から離れないことがあり、３００リットル／分を超えると、浴槽２から水が溢れ出すことがある。
【００４３】
入浴者Ｍの足を屈曲させるために吐水部３から吐水される水量は、入浴者Ｍが背中ｍ１を第一の浴槽壁面２ａに当接させ、足裏ｍ２を吐水部３に対向させたときに、入浴者Ｍの足関節、膝関節及び股関節を同時に屈曲させることが可能な量であり、例えば、８０〜３００リットル／分である。尚、水流の大きさが８０リットル／分未満であると、入浴者の足裏ｍ２が吐水部３から離れないことがあり、３００リットル／分を超えると、浴槽２から水が溢れ出すことがある。
【００４４】
吐水される水量が１１０リットル／分を超えると吐水される噴流の押圧によって脚部移動距離が１４０ｍｍ以上になり、この条件を境に使用者が、水流による屈伸運動で運動感を感じることが確認されている。尚、モニター人数３５名において、１１０リットル／分を超えると吐水で足部が１４０ｍｍ以上移動し、運動感を感じることを確認している。
【００４５】
さらに屈伸運動において効果的で高い運動効果を得るには、１５０リットル／分程度の水流で運動を行うことが良く。さら好ましくは、１８０リットル／分程度の水流による運動が効果的である。なお、この水流の大きさは、一般家庭用浴槽を対象とした循環式浴槽において、マッサージ用に噴出される水流の大きさよりもかなり大きい。一般的なマッサージ用ブローにおいて、一つの吐水口から吐水される水量は、２０リットル／分程度である。またマッサージブローの強い強度においても、水量は多くて４０リットル／分程度である。
【００４６】
上述した通り、噴流の流量を増やすことで足裏を押圧する力を増加させるとともに屈伸運動の可動範囲を広くする。この噴流の増加に伴って、足裏に備わる感覚器と脚部に備わる腱器官をより効果的に刺激する事となり、歩行に働く機能を効果的促進させることが可能となる。
【００４７】
また、吐水される湯温は、３６〜４１℃帯域で使用するのが好ましい。例えば、温度が体温に近く、温熱の負荷が低い場合の３６〜３８℃では、吐水の水量を多くし屈伸運動の回動量を増やす、もしくは、吐水の周期を早くすることで屈伸運動の回数を増やすことにより運動強度を高め、効果的な運動を入浴者へ提供することが可能となる。
【００４８】
一方、比較的短い時間で十分な運動を求める場合は、湯温度を高めに設定し（例えば３９〜４１℃）、温熱と運動の効果の相乗効果によって、湯の温度を低く設定した時に比べ、短い時間でエネルギー消費を起こし、効果的な運動を短い時間で行うことができる。
【００４９】
温熱の効果と運動効果について、図９において説明する。
図９は、縦軸に脂肪の燃焼効率を示す呼吸商を示し、横軸に経過の時間を図示し、歩行と水流による他動運動を行った際の呼吸商を比較した値を示している。
条件は、陸上での時速４．３キロ程の歩行と湯温３９度で吐水量が１８０リットル／分程度の水流を選択した本発明による入浴ウォーキングの場合を呼吸商より比較した。結果、高い脂肪燃焼効果が得られる領域に本発明の実施例による装置を用いた入浴ウォーキングが、陸上のウォーキングより速い時間帯で突入したことを示している。上記結果は、本装置が温熱と運動の相乗効果によって高い運動効果を生成することを示すものである。
【００５０】
本実施形態の効果について説明する。
このように、本実施形態によれば、入浴者Ｍに運動をさせることができる。この運動は外部から与えられる他力的な他動運動となる。一般的な浴槽内で入浴姿勢をとると、実は、使用者の取り得る入浴姿勢は、浮力に抗じるように姿勢を保持するために無意識のうちに微小な筋の活動を起こす。この微小な筋活動を誘発した状態で、入浴者は、噴流を第一の吐水部３１及び第二の吐水部３２より交互に受ける。その結果、入浴者Ｍが噴流によって他動的に入浴ウォーキング運動を行う。そして、脚部筋群や脚部を支える体幹部に備わる筋を活動させることができる。
【００５１】
さらに、吐水部３より吐水される噴流と、入浴者自身に加わる浮力の働きによって、入浴者Ｍの入浴姿勢のバランスが乱される。それに対して、入浴者は、無意識に全身の筋肉を働かせて姿勢を安定させようとする補償動作を行う。これによっても全身の運動をすることができる。このため、入浴者の意志力に依存する部分が少なく、長続きしやすい運動を本実施例における装置によって提供することが可能となる。また、この運動は入浴姿勢のまま行うことができるため、通常の入浴から運動へと移行がし易く、生活習慣の中で無理なく行える運動となる。この結果、運動を継続しやすい。
【００５２】
上述の運動を３５名が体験した。その結果、入浴中の入浴ウォーキングが入浴姿勢から、水流によって無理なく行われること。そして、継続して入浴ウォーキングを行うと運動感、筋の使用感を感じる。また風呂から出たあと、足が温かい。ジョギングよりも運動感を感じる、といった運動の効果を体験者が体感していることを確認している。さらに、５分を経たずに、発汗作用が促進されることなども体感しており、ダイエット効果にも適しておりメタボリック対策になるなどの所感も得た。
【００５３】
更に本実施形態によれば、左脚用の吐水部３Ｌと右脚用の吐水部３Ｒから左右交互に入浴者の足裏へ噴流を吐水するため、入浴者は、脚部の屈伸運動に加え骨盤を中心とした旋回運動を起こすこととなる。その結果、脚部周りの筋群への運動効果に加えて、腹直筋、腹斜筋そして背筋群などへの運動効果が得られることを確認している。このように、上述の運動を浴槽内で行うことにより、脚部のみならず身体の広い範囲に対しての運動となり、効果的な運動を入浴者が得られることができる。
【００５４】
更に本実施形態によれば、入浴者は、両足の吐水部３Ｌ及び３Ｒから吐水される水量に応じて屈伸運動より得る運動感が異なる。図１０に示す実線Ｌは、吐水部３からの噴流によって入浴者が屈伸運動を起こった時の脚部が噴流によって第二の浴槽壁面から離れて移動する距離と吐水の流量との関係を表している。
【００５５】
実線Ｌに示すように、足部の移動距離と吐水の流量には相関関係があり、吐水量が多くなると脚部移動量が増える。足部の異動距離が第二の浴槽壁面より離れるのは８０リットル／分程度より、足部の移動開始し屈伸運動を行える。より効果的な運動を入浴者が行うには、吐水量を１１０リットル／分程度とするとよい。
【００５６】
本実施例では、足部の移動距離は１４０ｍｍ程度となっていた。さらにより効果的な運動を得ようとすると、入浴者は吐水量が、１８０リットル／分程度を選択し、さらに高い効果的な運動を得ようとすると、２００リットル／分程度となるように水量を調節してもよい。その際の脚部の移動距離は２５０ｍｍ〜３００ｍｍ程度となっていることが実験より分かっている。
【００５７】
尚、吐水部３の吐水開口３ｂは、図３に例示するよう、吐水部３は、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球へ噴流を積極的に吐水することを行うため、噴射力維持手段３ａと吐水開口３ｂ、そして、流水導入部３ｃを備えている。また、吐水部３と噴射力維持手段３ａは同心円状に配置さている。吐水開口３ｂの外径は、入浴者Ｍの母指球面積域を捉えるためΦ３１ｍｍ程度となり、噴射力維持手段３ａの径によって定まる吐水開口３ｂの内径は、２０ｍｍ程度が好ましい。より好ましくは、噴射力維持手段３ａの径を、２３ｍｍ程度とする。さらに好ましくは、２４ｍｍ程度とする。例えば、吐水開口３ｂの外径が３１ｍｍで内径が２３ｍｍによって吐水部３を構成するとき、吐水部３より吐水される噴流は、流速８．０メータ／秒、流量は、１６０リットル／分となる。
【００５８】
例えば、図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に例示される吐水開口を用いて、入浴者Ｍは足裏母指球面積域に吐水することが可能となる。なお、吐水開口に使用する形状は、図１１に表記されるものに限定されず、吐水開口によって吐水される噴流が足を屈曲させる“第二の噴流状態”、すなわち、足裏に伝える力が２４ニュートン程度で、噴流の幅が母指球面積域になるものであれば良い。
【００５９】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、流水導入部３ｃを２本にすることで、吐水開口３ｂを広くし、吐水部３より噴出される水量を多くとることが可能となり、結果、ジェットポンプ効果が増加し、入浴者Ｍの足裏ｍ２の母指球面積域に効果的な噴流を吐水することが可能となる。さらには、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように母指球面積域となるように、複数の吐水開口を設けることで実現することも可能である。図３、１１に示すように、入浴者Ｍの足裏母指球面積域で吐水することで伸展屈曲動作をより快適行わせることが可能となる。
【００６０】
本具体例においては、浴槽２内に水（湯）Ｗを溜めた状態で、入浴者Ｍが浴槽２内に入り、入浴姿勢をとる。そして、制御部４の操作ボタンを操作することにより、浴槽装置１の運動の実行時間及び屈伸運動の周期を任意に設定する。なお、制御部５の中に予め複数の種類の運動モードが設定されており、入浴者が好みの運動モードを選択するようにしてもよい。
【００６１】
例えば、入浴者が、運動負荷の高いモードを選択すると、タイマーが比較的短い周期で吐水する状態、吐水しない状態へと水量を切替える制御を、制御部５から駆動部４に対して出力する。又は、運動時間及び運動周期はタイマーが自動的に設定してもよい。例えば、湯の設定温度が３９℃であるとき、タイマーは、１セットの運動時間を１０分間に設定する。このように、本具体例によれば、運動の負荷を入浴者の好みに応じて任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態に係る浴槽装置を例示する模式的断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る浴槽装置における、吐水部を拡大し、吐水開口、流水導入部、噴射力維持手段を例示する模式的断面図と正面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る吐水部から吐水される噴流の流れを例示する模式的平面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る吐水部、異なる吐水開口を有する吐水部から吐水される噴流が入浴者の足裏母指球面積域に噴射され力を伝達している状態を例示する模式的断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る吐水部から吐水される噴流の流れに応じた感応試験結果を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る浴槽装置の動作を例示する模式的平面図である。
【図７】本発明の本実施形態に係る使用者の脚部の伸展および屈曲している状態を例示する図である。
【図８】本発明の本浴槽装置によって起こされる筋の活動を説明する図である。
【図９】本発明の浴槽装置によって起こされる運動効果を説明する図である。
【図１０】本発明の浴槽装置によって起こされる噴流の流量と脚部の移動量との関係を例示する図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る吐水部における各種例を示す正面図である
【符号の説明】
【００６３】
１ １１ ２１ ３１ 浴槽装置、２ 浴槽、２ａ 第一の浴槽壁面、２ｂ 第二の浴槽壁面、２ｃ 底面、３ ３Ｌ ３Ｒ 吐水部、３ａ 噴射力維持手段、３ｂ 吐水開口、 ３ｃ 流水導入部、 ４ 駆動部、４ｓ 吸入口、５ 制御部、６０ 浴室ユニット、６１ 防水パン、６２ 壁パネル、Ｍ 入浴者、ｍ１ 背中、ｍ２ 足、ｍ３ 母指球 Ｗ 水
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浴槽と、
前記浴槽に設けられ
背もたれ可能な第一の浴槽壁面と、
前記第一の浴槽壁面に対向して設けられた第二の浴槽壁面と、
前記第二の浴槽壁面に設けられ、足裏に噴流を吐水する吐水開口を有する吐水部と、
前記吐水部から吐水する噴流を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記噴流を足裏に吐水することにより足を屈曲させることを可能とし、
前記吐水部は、前記吐水開口から所定距離噴出方向に離間した領域で噴出方向と垂直な方向に母指球サイズ所定流速以上で噴流される様に工夫され、
前記吐水開口は、前記領域に足裏を置いた時に母指球サイズ以上の面積で足を屈曲させるのに十分な流量が噴流されるサイズを有し、
前記吐水部からの吐水は、足裏に対して略水平に吐水される事を特徴とする浴槽装置。
【請求項２】
前記吐水部が、複数の吐水開口を有することを特徴とする請求項１に記載の浴槽装置。
【請求項３】
前記吐水部が、母指球サイズで噴流を吐水するための噴射力維持手段を前記吐水開口内部に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の浴槽装置。
【請求項４】
前記吐水部が、母指球サイズで噴流を吐水するための噴射力維持手段を前記吐水開口内部に同心円状に備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の浴槽装置。
【請求項５】
前記吐水部の、前記吐水開口と前記噴射力維持手段を接続し、前記噴射力維持手段に向けて流水を導入する導入部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の浴槽装置。
【請求項１】
浴槽と、
前記浴槽に設けられ
背もたれ可能な第一の浴槽壁面と、
前記第一の浴槽壁面に対向して設けられた第二の浴槽壁面と、
前記第二の浴槽壁面に設けられ、足裏に噴流を吐水する吐水開口を有する吐水部と、
前記吐水部から吐水する噴流を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記噴流を足裏に吐水することにより足を屈曲させることを可能とし、
前記吐水部は、前記吐水開口から所定距離噴出方向に離間した領域で噴出方向と垂直な方向に母指球サイズ所定流速以上で噴流される様に工夫され、
前記吐水開口は、前記領域に足裏を置いた時に母指球サイズ以上の面積で足を屈曲させるのに十分な流量が噴流されるサイズを有し、
前記吐水部からの吐水は、足裏に対して略水平に吐水される事を特徴とする浴槽装置。
【請求項２】
前記吐水部が、複数の吐水開口を有することを特徴とする請求項１に記載の浴槽装置。
【請求項３】
前記吐水部が、母指球サイズで噴流を吐水するための噴射力維持手段を前記吐水開口内部に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の浴槽装置。
【請求項４】
前記吐水部が、母指球サイズで噴流を吐水するための噴射力維持手段を前記吐水開口内部に同心円状に備えたことを特徴とする請求項１乃至３に記載の浴槽装置。
【請求項５】
前記吐水部の、前記吐水開口と前記噴射力維持手段を接続し、前記噴射力維持手段に向けて流水を導入する導入部を設けたことを特徴とする請求項１乃至４に記載の浴槽装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１０−９９２１６（Ｐ２０１０−９９２１６Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７２７３０（Ｐ２００８−２７２７３０）
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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