(57)【要約】【課題】従来のエルゴメータ等の有酸素運動機具では、人が有酸素運動により発生するエネルギーが摩擦熱などに変換されて有効に利用されなかった。また従来の酸素富化装置は動作させるために外部電力が必要であり、電力代等のランニングコストが必要であった。【解決手段】有酸素運動で発生するエネルギーを発電装置によって電力に変換し、その電力によって酸素富化装置本体８を動作させるので、酸素富化装置本体８に外部からの電力供給が不要となりランニングコストがかからず、また有酸素運動により発生したエネルギーが有効に利用される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
人が有酸素運動を行うための有酸素運動機具と発電機器と酸素富化装置とを備えた自己発電式酸素富化機具であって、人が該有酸素運動機具による有酸素運動を行うことにより該有酸素運動機具が該発電機器を発電させ、該発電機器による発電により該酸素富化装置が動作して酸素富化空気を発生し、有酸素運動を行う人が該酸素富化空気を吸入することを特徴とする自己発電式酸素富化機具。
【請求項２】
有酸素運動機具は自転車エルゴメータであることを特徴とする請求項１記載の自己発電式酸素富化機具。
【請求項３】
発電機器は有酸素運動機具の負荷装置であることを特徴とする請求項１または２に記載の自己発電式酸素富化機具。
【請求項４】
酸素富化装置は酸素選択性透過膜に空気を流すことにより酸素富化空気を得ることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の自己発電式酸素富化機具。
【請求項５】
酸素富化装置は酸素原子選択透過型の固体電解質に空気を流すことにより酸素富化空気を得ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の自己発電式酸素富化機具。
【請求項６】
有酸素運動機具は人の心拍数または血圧値を測定する測定部を備え、該有酸素運動機具により人が有酸素運動を行う際に該測定部が人の心拍数または血圧値を測定し、該心拍数または該血圧値に応じて酸素富化装置から発生する酸素富化空気の空気量または酸素濃度を制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の自己発電式酸素富化機具。
【請求項７】
血中酸素量を測定する血中酸素量測定装置を備え、前記血中酸素量測定装置により有酸素運動機具で運動を行う人の血中酸素量を測定し、該血中酸素量に応じて酸素富化装置から発生する酸素富化空気の空気量または酸素濃度を制御することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の自己発電式酸素富化機具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人が有酸素運動により発電機器を発電させ、その発電した電力を利用して酸素富化装置を動作させて酸素富化空気を発生させ、有酸素運動を行う人が酸素富化空気を吸引する構成の自己発電式酸素富化機具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸素富化装置は、酸素を選択的に透過する膜に家庭用交流電源などで作動するポンプによって空気を送り、酸素富化空気を得る構成を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図２は、特許文献１に記載された従来の酸素富化装置を示すものである。図２に示すように、ケース１４内に酸素選択透過膜２０を備えたモジュール２１が配置され、空気冷却式供給ファン２７、及び吸引ポンプ２５、２６によりフィルタ２３を通過した空気に含まれる酸素の一部が酸素選択性透過膜２０を通り抜け、酸素富化空気はヘッダー２２により集合して排出され別の排出口からは窒素富化空気が得られる構成である。
【０００４】
なお、空気冷却式供給ファン２７、及び吸引ポンプ２５、２６は図示しない外部電源により駆動するものであり、酸素富化空気を吸引する人の運動とは何ら関係していない。
【０００５】
また従来、有酸素運動を行うための有酸素運動機具としては例えば自転車エルゴメータが知られており、負荷が加わった自転車状機具のペダルを人が踏むことにより有酸素運動を行うものである（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
図３は、特許文献２に記載された自転車エルゴメータを示すものである。図３に示すように、自転車エルゴメータ本体３０は、ペダル３１、サドル３２、ハンドル３３、イヤーセンサー３４、制御部３５から成り、人はサドル３２上に座りハンドル３３を持ちながら負荷の加わったペダル３１を踏み有酸素運動を行う。この時、人の耳などに装着したイヤーセンサー３４が人の心拍数を検知し、その検知した心拍数に応じて制御部３５がペダル３３に加える負荷などを制御する。
【０００７】
なお、本文献の自転車エルゴメータは外部出力可能な発電機器を備えておらず、もちろん酸素富加装置の電力供給とは何ら関係ない。
【特許文献１】特開昭６１−２８１００３号公報
【特許文献２】特開平６−７４７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記従来の酸素富化装置は、ポンプ、ファンなどを動作させる電力を家庭用交流電源、電池などの外部電源から供給する構成であるために、動作させるためのランニングコストが必要であると言う課題を有していた。
【０００９】
また前記従来の自転車エルゴメータに代表される有酸素運動機具は、人が有酸素運動により発生するエネルギーを摩擦熱などに変換していたために、人の有酸素運動により発生するエネルギーが有効に使われることがないと言う課題を有していた。
【００１０】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、人の有酸素運動により発生するエネルギーを、発電装置を利用して電力に変換し、更にその電力により酸素富化装置を駆動させ、発生する酸素富加空気を人体が吸入する構成であるために、酸素富化装置の電力などのランニングコストが不要で、かつ人の有酸素運動により発生するエネルギーが有効に利用されることとなる。
【００１１】
また本発明は、有酸素運動を行う人には酸素富化空気が供給されるために、有酸素運動による運動効率が上昇すると考えられるので、有酸素運動の本来目的である健康増進や体力向上が更に高効率化することが期待できる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記従来の課題を解決するために、本発明の自己発電式酸素富化機具は、人が有酸素運動を行うための有酸素運動機具と発電機器と酸素富化装置とを備え、人が有酸素運動機具による有酸素運動を行うことにより有酸素運動機具が発電機器を発電させ、その発電機器による発電により酸素富化装置が動作して酸素富化空気を発生し、有酸素運動を行う人が酸素富化空気を吸入することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の自己発電式酸素富化機具は、人が行う有酸素運動により発生するエネルギーは発電機器により酸素富化装置を動作させるための電力へと変換されるので、有酸素運動により発生するエネルギーは有効に利用されるとともに、酸素富化装置を作動させるためのランニングコストは不要となる。
【００１４】
また、有酸素運動を行う人が酸素富化空気を吸入するので、有酸素運動の本来目的である健康増進や体力向上などを高効率で行われることが期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１の発明は、人が有酸素運動を行うための有酸素運動機具と発電機器と酸素富化装置とを備えた自己発電式酸素富化機具であって、人が有酸素運動機具による有酸素運動を行うことにより有酸素運動機具が発電機器を発電させ、発電機器による発電により該酸素富化装置が動作して酸素富化空気を発生し、有酸素運動を行う人が酸素富化空気を吸入することを特徴とするので、人が行う有酸素運動により発生するエネルギーは発電機器により酸素富化装置を動作させるための電力へと変換されるので、有酸素運動により発生するエネルギーは有効に利用されるとともに、酸素富化装置を作動させるためのランニングコストは不要となる。また、有酸素運動を行う人が酸素富化空気を吸入するので、有酸素運動の本来目的である健康増進や体力向上などを高効率で行われることが期待できる。
【００１６】
第２の発明は、有酸素運動機具は自転車エルゴメータであることを特徴とする自己発電式酸素富化機具であるので、通常の生活において多くの人が使い慣れている自転車を模した運動により有酸素運動を行うことができるので、有酸素運動機具の誤使用をほとんど生じることなく安全に有酸素運動を行うことができる。
【００１７】
第３の発明は、発電機器は有酸素運動機具の負荷装置であることを特徴とする自己発電式酸素富化機具であるので、人が行う有酸素運動が直接的に発電機器を発電することになるために、有酸素運動により発生するエネルギーの伝達損失などを極力抑制できることができる。
【００１８】
第４の発明は、酸素富化装置は酸素選択性透過膜に空気を流すことにより酸素富化空気を得ることを特徴とする自己発電式酸素富化機具であるので、酸素選択吸着型の吸着剤を利用する方式と比べて装置構成が簡便となり、低コストな機具が実現する。
【００１９】
第５の発明は、酸素富化装置は酸素原子選択透過型の固体電解質に空気を流すことにより酸素富化空気を得ることを特徴とする自己発電式酸素富化機具であるので、酸素選択性透過膜を利用する第４の発明と同様に、酸素選択吸着型の吸着剤を利用する方式と比べて装置構成が簡便となり、低コストな機具が実現する。
【００２０】
第６の発明は、有酸素運動機具は人の心拍数または血圧値を測定する測定部を備えることを特徴とし、有酸素運動機具により人が有酸素運動を行う際に測定部が人の心拍数または血圧値を測定し、心拍数または血圧値に応じて酸素富化装置から発生する酸素富化空気の空気量または酸素濃度を制御することを特徴とするので、人が酸素富化空気を吸入する条件下での無理な有酸素運動を抑制することができ、機具の安全性が高まることとなる。
【００２１】
第７の発明は、血中酸素量を測定する血中酸素量測定装置により有酸素運動機具で運動を行う人の血中酸素量を測定し、血中酸素量に応じて酸素富化装置から発生する酸素富化空気の空気量または酸素濃度を制御することを特徴とする自己発電式酸素富化機具であるので、第６の発明と同様に人が酸素富化空気を吸入する条件下での無理な有酸素運動を抑制することができ、機具の安全性が高まることとなる。
【００２２】
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。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態の自己発電式酸素富化機具の構成を示す。図１において、エルゴメータ本体１はサドル２、ペダル３、ハンドル４、制御部５、心拍数センサー６から成り、電源供給路７が酸素富化装置本体８の電源へとつながっている。酸素富化装置本体８は、空気入口９、酸素富化空気出口１０、窒素富化空気出口１１からなり、酸素富化空気は酸素富化空気供給路１２によってエルゴメータ１により運動する人の口、鼻近傍に供給される構成となっている。
【００２４】
エルゴメータ１によって有酸素運動を行おうとする人は、サドル２上に座りハンドル４を持ちつつペダル３を、自転車を漕ぐ様に踏む。なお、ペダル３は図示しない発電装置の動力源も兼用しており、人がペダル３を踏むことによって図示しない発電装置は発電を起こし、その発生した電力は電源供給路７によって酸素富化装置本体８に供給され、酸素富化装置本体８を作動させる。
【００２５】
また、有酸素運動を行う人の耳には心拍数センサー６が装着され、制御部５が人の心拍数を検知して、過度な心拍数の上昇が生じた場合には警告音を発生して、人が無理な運動を起こすことを防止している。
【００２６】
酸素富化装置本体８はエルゴメータ１から供給される電力により作動し、空気入口９から吸引した空気を酸素富化空気と窒素富化空気とに分離し、酸素富化空気を酸素富化空気出口１０から排出し、窒素富化空気を窒素富化空気出口１１から排出する。
【００２７】
本実施の形態の自己発電式酸素富化機具を使用することにより、人はエルゴメータ１により有酸素運動を行いつつ発電装置により発電を行い、酸素富化装置本体８によって供給される酸素富化空気を吸引するので、酸素富化装置本体８は電力などのランニングコストを必要とせずに動作することができ、また人の有酸素運動により発生するエネルギーが無駄に捨てられることがない。また、有酸素運動の本来目的である健康増進や体力向上が更に効率良く行われることが期待できる。また、有酸素運動器具としてエルゴメータを使用するので、多くの人が日常において経験している自転車運動を模した運動により有酸素運動を行うので、機具操作時の安全性が高まることとなる。
【００２８】
以上のように、本実施の形態においてはエルゴメータを有酸素運動機具として利用し、エルゴメータのペダルを発電装置の動力源に兼用し、エルゴメータからの発電電力によって酸素富化装置を動作させるので、ランニングコストが不要で安全性の高い自己発電式酸素富化機具が実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
以上のように、本発明にかかる自己発電式酸素富化機具は、使用する人が発生する電力で酸素富化装置を動作させ、かつ発生する酸素富化空気を自分で吸入することができるので、有酸素運動と酸素富化空気の吸入を利用した健康器具や医療器具などにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施の形態１における自己発電式酸素富化機具の断面図
【図２】従来の酸素富化装置の構成断面図
【図３】従来のエルゴメータの構成図
【符号の説明】
【００３１】
１  エルゴメータ本体
２  サドル
３  ペダル
４  ハンドル
５  制御部
６  心拍数センサー
７  電源供給路
８  酸素富化装置本体
９  空気入口
１０  酸素富化空気出口
１１  窒素富化空気出口
１２  酸素富化空気供給路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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