(57)【要約】【課題】従来のエルゴメータなど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、電力代など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動力で送風ポンプ７を動作させ酸素富化モジュール８に空気を圧送して酸素富化空気を発生させるので、酸素富化モジュール８には外部からの電力供給が不要で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できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
送風ポンプと酸素富化モジュールと人への運動負荷を与える負荷部を有する、人が有酸素運動を行うための有酸素運動機具であって、前記負荷部の運動が前記送風ポンプを動作させ前記酸素富化モジュールへ送風する構造を有していることを特徴とする有酸素運動機具。
【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記載の有酸素運動機具。
【請求項３】
酸素富化モジュールは酸素選択性透過膜を備え、前記酸素選択性透過膜に処理空気が通過する構成であることを特徴とする請求項１または２に記載の有酸素運動機具。
【請求項４】
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、前記有酸素運動機具により人が有酸素運動を行う際に前記測定部が人の心拍数または血圧値を測定し、前記心拍数または前記血圧値に応じて酸素富化モジュールから供給される酸素富化空気の酸素濃度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の有酸素運動機具。
【請求項５】
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、前記血中酸素量に応じて酸素富化モジュールから供給される酸素富化空気の酸素濃度を制御することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の有酸素運動機具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は人が有酸素運動機具による運動で送風ポンプを動作させ酸素富化モジュールに送風し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を有する有酸素運動機具に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸素富化空気発生装置は、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空気発生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、本文献の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、人が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動力などへの出力を備えておらず、もちろん酸素富加空気発生装置への動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空気発生装置は、ポンプなどの送風手段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直接送風ポンプを動作させて酸素富化モジュールへ送風して酸素富化空気を発生させ、その発生する酸素富化空気を人体が吸入する構成であるために、酸素富化空気発生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、本発明の有酸素運動機具は、送風ポンプと酸素富化モジュールと人への運動負荷を与える負荷部を有する、人が有酸素運動を行うための有酸素運動機具であって、人の負荷部への運動が送風ポンプを動作させ酸素富化モジュールへ送風する構造を有していることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の有酸素運動機具は、人が行う有酸素運動により直接送風ポンプを動作させるので、人の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、酸素富化モジュール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、送風ポンプと酸素富化モジュールと人への運動負荷を与える負荷部を有する、人が有酸素運動を行うための有酸素運動機具であって、負荷部の運動が送風ポンプを動作させ酸素富化モジュールへ送風する構造を有していることを特徴とするので、人が行う有酸素運動により行う運動は直接に送風ポンプを動作させるので、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、酸素富化モジュールを作動させるためのランニングコストは不要となる。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
第３の発明は、酸素富化モジュールは酸素選択性透過膜に処理空気が通過する構成であることを特徴とするので、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４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モジュールから供給される酸素富化空気の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。
【００２０】
第５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モジュールから供給される酸素富化空気の酸素濃度を制御することを特徴とするので、第４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。
【００２１】
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。
【００２２】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態の有酸素運動機具の構成図を示す。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から成る。送風ポンプ７にはペダル３の回転運動がベルト９により伝達され、空気入口１１から導入される空気を送風路１０へ圧送する構成となっている。酸素富化モジュール７は送風路１０から供給される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１３から排出し、窒素富化空気を窒素富化空気出口１２から排出する。酸素富化空気出口１３から排出された酸素富化空気は供給路１２によりエルゴメータを動作させる人の口、鼻部近傍に導入される。
【００２３】
エルゴメータ１によって有酸素運動を行う人は、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。
【００２４】
なお、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。
【００２５】
本実施の形態の有酸素運動機具では、人はエルゴメータ１により有酸素運動を行いつつ送風ポンプ７を同時に動作させ、酸素富化モジュール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、有酸素運動機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。
【００２６】
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の回転を送風ポンプの動力源に兼用し、エルゴメータでの人の運動によって酸素富化モジュールを動作させるので、ランニングコスト不要で安全性の高い有酸素運動機具が実現することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
以上のように、本発明にかかる有酸素運動機具は、使用する人が動作させる力で送風ポンプを動作させ、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】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態１における有酸素運動機具の構成図
【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】
【００２９】
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  送風ポンプ
８  酸素富化モジュール
９  ベルト
１０  送風路
１１  空気入口
１２  窒素富化空気出口
１３  酸素富化空気出口
１４  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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