JP2005237538A

JP2005237538A - 健康装置

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Publication number: JP2005237538A
Application number: JP2004049652A
Authority: JP
Inventors: Akiyuki Yasuda; 晃幸安田; Hiroyuki Senoo; 裕之妹尾; Masaki Takahashi; 正樹高橋; Kazuhisa Morishita; 和久森下; Toshiyuki Yoshida; 稔之吉田; Hiroo Oshima; 裕夫大島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-02-25
Filing date: 2004-02-25
Publication date: 2005-09-08
Also published as: CN1315550C; CN1660457A

Abstract

【課題】使用者ごとに設定した最終目標が確実に達成できる健康装置を提供する。
【解決手段】使用者に肉体的負荷を与える負荷手段１６と、大気の酸素濃度と異なる酸素濃度の空気を得る酸素状態可変手段５２と、使用者に空気を提供する吐出部（図示せず）と、酸素状態可変手段５２で得た空気を吐出部に供給する空気供給手段５３と、空気供給手段５３から供給される空気の酸素濃度を選択する酸素濃度選択手段（図示せず）と、使用の目的やレベルを設定できるレベル設定手段等を有する情報取得手段７４とを備え、使用者が設定した最終目標に応じて、前記負荷手段１６による負荷および／または空気供給手段５３から提供される空気の酸素濃度、風量、風速のうち少なくとも１つを調節して、使用者の最終目標の達成に向けて、最適な肉体的負荷や、酸素濃度、風量又は風速の空気を、使用者に提供する。
【選択図】図６

Description

本発明は酸素濃度が変更された空気を使用者に提供する健康装置に関するものである。

従来の健康装置が設置されている室内空間は、外部の空気から隔離され隔離室とし、該隔離室の外部に設置され酸素を富化した空気を供給する酸素富化空気供給装置と、該酸素富化空気供給装置から前記隔離室に酸素富化空気を供給する送気管とを備え、該送気管を介して前記酸素富化空気供給装置から前記隔離室に酸素富化空気を供給して、該隔離室の前記室内空間を外部の空気よりも酸素濃度の高い酸素富化環境にするようにしたものがあった（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−３１４５４２号公報

しかしながら、前記従来の構成では隔離室内の酸素濃度を設定することができるだけで、隔離室内の複数の人にそれぞれ異なる酸素濃度の空気を提供することはできず、同室内で健康装置を使用する際においても個人に適した酸素濃度の空気を提供することができないという課題を有していた。

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、使用者ごとに適した酸素濃度の空気を提供することができ、また任意に酸素濃度を設定することができる健康装置を提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の健康装置は、使用者に肉体的負荷を与える負荷手段と、大気の酸素濃度と異なる酸素濃度の空気を得る酸素状態可変手段と、使用者に空気を提供する吐出部と、前記酸素状態可変手段で得た空気を前記吐出部に供給する空気供給手段と、前記空気供給手段から供給される空気の酸素濃度を選択する酸素濃度選択手段と、使用の目的やレベルを設定できるレベル設定手段とを備え、使用者が設定した最終目標に応じて、前記負荷手段による負荷および／または前記空気供給手段から提供される空気の酸素濃度、風量、風速のうち少なくとも１つを調節できるように構成したもので、使用者の設定した最終目標の達成に向けて、使用者個人に適した肉体的負荷や、適した酸素濃度、風量又は風速の空気を、使用者に提供することができる。

本発明の健康装置は、使用者ごとに適した酸素濃度の空気が得られるとともに、個々の使用者が設定した最終目標に向けて、最適な肉体的負荷や酸素濃度の空気を提供して、効率よく有酸素運動を行うことができ、また疲労の低減や疲労回復を促すことができる。

第１の発明は、使用者に肉体的負荷を与える負荷手段と、大気の酸素濃度と異なる酸素濃度の空気を得る酸素状態可変手段と、使用者に空気を提供する吐出部と、前記酸素状態可変手段で得た空気を前記吐出部に供給する空気供給手段と、前記空気供給手段から供給される空気の酸素濃度を選択する酸素濃度選択手段と、使用の目的やレベルを設定できるレベル設定手段とを備え、使用者が設定した最終目標に応じて、前記負荷手段による負荷および／または前記空気供給手段から提供される空気の酸素濃度、風量、風速のうち少なくとも１つを調節できるように構成したもので、使用者の設定した最終目標の達成に向けて、使用者個人に適した肉体的負荷や、適した酸素濃度、風量又は風速の空気を、使用者に提供することができる。

第２の発明は、特に、第１の発明の使用者が設定した最終目標に基づいて、目標を達成するまでのメニューを作成するメニュー作成手段を備えたもので、使用者の最終目標の達成に向けて、肉体的負荷や、空気の酸素濃度、風量、風速の設定内容を使用者に予め示すことができる。

第３の発明は、特に、第１又は第２の発明の健康装置を使用している時間を測定する使用時間測定手段を有するもので、それにより使用者は、目標達成までの時間的目安を知ることができる。

第４の発明は、特に、第１〜３のいずれか１つの発明の使用者の運動量を測定する運動量測定手段を有するもので、使用者は、目標達成までの必要運動量の目安を知ることができる。

第５の発明は、特に、第１〜４のいずれか１つの発明の健康装置に、記憶媒体に情報を書き込むデータ書き込み手段と、前記記憶媒体の情報を読み取る情報入力部とを有するもので、健康装置を複数回にわけて利用して目標に到達することも可能になり、さらに過去の実績を基に目標を設定したりすることもできるようになる。

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。

（実施の形態１）
以下、本発明の第１の実施の形態における健康装置について、図１〜８を用いて説明する。図１は、健康装置の側面図で、図２は、同健康装置に取り付けられた酸素富化装置２の構成概略図、図３は、同酸素富化装置の酸素富化手段の詳細を示す斜視図、図４は、同酸素富化手段のモジュールの分解斜視図である。

本実施の形態における健康装置１は、エアロバイクを例にしたもので、酸素を富化した空気を供給する酸素富化装置２と、使用者が腰をかける座部１４と、体重を測定する体重計測手段１５と、画像処理を行って身長を計測する身長測定手段１９と、アーム５４により支えられ健康装置１の操作をするための表示・入力盤１１と、使用中に上半身を支えるために握る把持部１２と、健康維持・体力増強用に使用者に肉体的負荷を与える負荷手段１６と、前記負荷手段１６に連結され運動量を測定する運動量測定手段１７を備えている。１７ａは負荷手段１６に連結されたペダルでこれをこぐことで有酸素運動を行うことができる。

酸素富化装置２を必要に応じて起動・運転することで、発生させた酸素富化空気を、連結管３０を経由し、吐出部２１より使用者に供給することができる。

次に、図２を用いて酸素富化装置２の詳細を説明する。

酸素富化装置２は、外気取り入れ用の吸気口７と、吸気口７から流入した外気に酸素を富化する酸素富化手段２ａと、吸気口７から外気を取り入れ酸素富化手段２ａから酸素富化空気を取り出す吸引用のポンプ１０と、ポンプ１０の下流側に接続されかつ酸素の風量、風速を変化させる機能を有する濃度調整弁８を備えている。

酸素富化手段２ａを通過した空気はポンプ１０により連結管３０を経て吐出部２１へと送り出される。濃度調整弁８は、酸素富化空気の風量、風速を変化させる機能を有するほか、外気を直接ポンプ１０で吸引した空気経路（図示せず）とを切り替えることにより、酸素の濃度も調節できる酸素状態可変手段としての機能も有する。また前記ポンプ１０には、後述の酸素富化膜４の通過圧損に対抗して酸素富化空気の流量を稼ぐ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。

酸素富化手段２ａは、有機高分子の平膜より構成され、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、その二次側には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手段２ａ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。

酸素富化手段２ａは、図３に示すようにモジュール５が複数枚積層されてユニット構造となっており、各モジュール５は、図４に示すように、メッシュ構造のフレーム３の両側面に略長方形の酸素富化膜４を貼って両膜間を通路として形成されている。そしてフレーム３の通路内をポンプ１０で吸引することにより、酸素富化膜４の周辺を流れる空気の一部が酸素富化膜４を通過してフレーム３の通路内に入りこみ、酸素富化空気が得られ、この得られた酸素富化空気を酸素富化手段２ａの唯一の排出口であるユニット排出口６から集中排気している。

また略直方体状の酸素富化手段２ａは、その構成部材である前記略長方形の酸素富化膜４を、短辺側が空気の進行方向（本発明では酸素富化装置１の前後方向）と略並行に、長辺側が空気の進行方向と略直角方向になるように、酸素富化装置１内に設けられている。

尚上記実施の形態では、酸素富化手段として、高分子の平膜に分子が通過する速度の差を利用して高濃度の酸素富化空気を発生させる方式（平膜方式）を用いたが、これに限定されるものではなく、中空糸膜を利用した方式（中空糸膜方式）、あるいは、ゼオライト等の固体表面における気体の吸脱着を利用した方式（ＰＳＡ方式）、あるいは、酸素発生剤を水に反応させる等の化学物質の化学反応を利用する方式（化学方式）等でも同様の効果を奏するものである。

図５に低濃度酸素空気を発生させる場合の酸素富化装置２の全体図を示す。

酸素富化装置２の内部には、酸素富化装置２の背面に設けた吸気口７から酸素富化装置２内に外気を吸引し、酸素富化手段２ａに送り、酸素富化膜４を通過しフレーム３の通路内に吸引された空気を取り出すポンプ１０と、酸素富化手段２ａの上流側にある空気すなわち、酸素濃度の低い空気を空気通路９を介して吸引する第２のポンプ１０ａとが配され、ポンプ１０と第２のポンプ１０ａの各吐出側は、濃度調整弁８に接続されている。濃度調整弁８は、例えば弁体（図示せず）などを用いて、ポンプ１０から連結管３０に流入する酸素濃度の高い空気、第２のポンプ１０から連結管３０に流入する低酸素濃度である空気のそれぞれの量を可変することで、吐出部２１より使用者に供給する空気中の酸素濃度を変更することができる。

なお、上記実施の形態では、連結管３０と吐出部２１を固定しているが、吐出部２１を自由に向きを変えられる可撓管（図示せず）を介して連結管３０に接続したり、或いは連結管３０や吐出部２１を吊るしたりするようにして、吐出部２１の配置、位置を変えるようにしても良い。

次に、図６のブロック図を用いて、本健康装置１の制御について説明する。

使用者７５による各種入力や、使用者７５の状態を表示・入力盤１１に設けた情報取得手段７４によって取り込み、提供制御手段７３へ信号を送る。また、使用者７５に提供されている空気の濃度、風量、風速といった状態を検知するセンサ（図示せず）や使用者に与えられている肉体的負荷の状態を検知するセンサ（図示せず）は情報取得手段７４に含まれ、これらから得られた検知結果の情報も提供制御手段７３へ送られる。提供制御手段７３は例えばマイクロコンピュータなどで構成され、得た情報を基に使用者７５に提供する空気の状態を制御する空気制御手段７１や、負荷手段１６を通して使用者７５に加える負荷を制御する負荷制御手段７２へ信号を送り、それぞれ最も使用者７５にふさわしい出力になるように制御を行う。

また、情報取得手段７４から、例えばダイエットなどの目標が入力された場合、使用者７５がその目標を達成できるだけの運動量を提供制御手段７３で計算し、それに基づいた負荷や酸素濃度、風量、風速を使用者７５に提供することにより目標を達成させることができる。

提供する空気の状態を制御する空気制御手段７１は、酸素濃度が大気とは異なる空気を作り出す酸素状態可変手段５２を制御することにより、ポンプ１０の出力を上げて風量を多くすることや、風速を上げることや、使用する酸素富化膜４の枚数を切り替えることで大気より高濃度酸素の空気を発生させるとともにその酸素濃度を調整することができる。

また、空気制御手段７１によって空気供給手段５３を制御することにより、発生した酸素状態可変空気が使用者７５に至る前に、濃度調整弁８等を用いて風量や風速を変化させたり、酸素濃度の異なる空気を混合させたりすることにより使用者７５に提供する空気の酸素濃度を調整することができる。

或いは、酸素状態可変手段５２で高濃度酸素の空気と低濃度酸素の空気を発生させ取り出せるようにし、それぞれの空気の組み合わせで、さまざまな酸素濃度の空気を提供するようにしても良い。

肉体的負荷を使用者７５に与える負荷手段１６を制御する負荷制御手段７２は、使用者７５による入力または使用者７５の状態または提供される空気の状態といった情報取得手段７４によって得た情報を基に、提供制御手段７３によって判断された負荷を使用者７５に与えるように制御を行う。

図７、図８に健康装置１の情報取得手段７４の具体例を示す。使用者７５に提供する空気の酸素濃度を任意に選択し調節できる酸素濃度選択手段としての酸素濃度調整部６２と、提供する空気の風量を任意に調節できる風量調節部６４と、提供する空気の風速を任意に調節できる風速調節部６６と、空気の供給・非供給を選択する供給選択手段となる切り替えスイッチ４２と、身長、体重、年齢、性別といった個人のデータを入力する情報入力部４３と、使用の目的やレベルを入力できるレベル設定手段であるレベル設定スイッチ４４と、身長、体重等の個人情報や過去の健康装置の使用設定等を記録することができるカードを読み込む情報入力部４６と、画像処理を行い自動で身長を測定する身長測定手段１９と、自動で体重を測定する体重計測手段１５と、身長測定手段１９または体重計測手段１５を動作させるための自動測定スイッチ４５と、健康装置１を使用している時間を測定する使用時間測定手段３７と、使用者７５の運動量を測定する運動量測定手段１７と、使用者７５に供給される空気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段３２と、使用者に供給される空気の風速を検出する風速検出手段３６と、使用者に供給される空気の風量を検出する風量検出手段３４が設けられている。

酸素濃度検出手段３２により検出した酸素濃度の情報を表示・入力盤１１に設けられた酸素濃度表示手段６１へ表示することで、使用者が吐出部２１から吐出される空気の酸素濃度を容易に認識できる。また、風量検出手段３４により検出した提供空気の吐出風量の情報を表示・入力盤１１に設けられた風量表示手段６３へ表示することで、使用者７５が吐出部２１から吐出される空気の風量を容易に認識できる。また、風速検出手段３６により検出した酸素富化空気の吐出風速の情報を表示・入力盤１１に設けられた風速表示手段６５へ表示することで、使用者７５が吐出部２１から吐出される空気の風速を容易に認識できる。

なお、情報取得手段７４はそれぞれ別の系統であり、上述のように全てを同時に備えていなくとも、それぞれの効果を発揮することは言うまでもない。また、組み合わせで効果を得ても、単独で効果を得ても支障はない。

以上のように構成された健康装置１においてその動作を説明する。なお、本健康装置１は酸素富化装置２としてまたは健康器具として単独で使用することができるが、以下連携して使用することを例に挙げて説明する。

健康装置１の起動または終了においては主電源スイッチ４１を押す。酸素供給・非供給の選択を行う場合は、切り替えスイッチ４２を押すことで切り替えることができる。健康装置１の使用開始前に情報取得手段７４である情報入力部４３より、身長、体重、年齢、性別といった個人の情報を入力すると、この入力された情報を元に提供制御手段７３によって空気制御手段７１や負荷制御手段７２が制御され、所定の酸素濃度、風量、流速の空気が放出および／または使用者に合った負荷が負荷手段１６から出力される。

またこれ以外にも、レベル設定スイッチ４４や情報入力部４６や身長測定手段１９や体重計測手段１５といった情報取得手段７４より情報を取り込むことが可能であり、取得した情報を元に提供制御手段７３で空気制御手段７１や負荷制御手段７２を制御することによって、使用者７５の意図どおりのまたは使用者７５に最も適した酸素濃度、風量、流速の空気および／または肉体的に加えられる負荷を調節することができる。

また、提供する酸素濃度を任意に調節できる酸素濃度調整部６２と、提供する空気の風量を任意に調節できる風量調節部６４と、空気の風速を任意に調節できる風速調節部６６を押すことで、それぞれ任意の設定を行うことができ、取得した情報を元に提供制御手段７３により空気制御手段７１や負荷制御手段７２を制御することによって、使用者７５の意図どおりのまたは最も適した酸素濃度、風量、流速の空気および／または使用者に加えられる負荷を任意に調節することができる。

健康装置１の使用開始前や使用中に、情報入力部４３より、身長、体重、年齢、性別といった個人情報を入力すると、使用中において、入力された情報を基に提供制御手段７３により空気制御手段７１や負荷制御手段７２を制御し、使用者７５に対して最も適した酸素濃度、風量、流速の空気および／または使用者に合った負荷を出力する。入力に際しては、情報入力部４３を押す毎にディスプレイ４７に身長、体重、年齢、性別、目標などの入力が可能な項目が表示されるので、入力する項目にあわせ、ディスプレイ操作キー４８を押して入力を行う。

目標は、例えばダイエットの場合、カロリー消費を使用時間測定手段３７で測定された使用時間または、その使用時間等により計算することで目標時間や目標運動量をディスプレイ４７に表示し、現時点での使用時間や運動量も表示することで、視覚的に目標達成までの道のりを示すことができる。

また、運動量測定手段１７で測定された使用者７５の現在の運動量と、最終目標の運動量とを比較し、その差即ち残りの運動量を表示するようにすれば、使用者７５は、目標達成までの必要運動量や、残りの使用時間の目安を知ることができる。

またこれ以外にも、レベル設定スイッチ４４や情報入力部４６や身長測定手段１９や体重計測手段１５といった情報取得手段７４より情報を取り込むことができ、取得した情報を基に提供制御手段７３により空気制御手段７１や負荷制御手段７２を制御することによって、使用者７５の意図どおりのまたは最も適した酸素濃度、風量、流速の空気および／または使用者に加わる負荷を調節することができる。

また、健康装置１の使用中に、提供する空気の酸素濃度を任意に調節できる酸素濃度調整部６２と、提供する空気の風量を任意に調節できる風量調節部６４と、提供空気の風速を任意に調節できる風速調節部６６を押すことで、使用者７５は、希望の酸素濃度、風量、流速の空気を得ることができる。

また、健康装置１を使用している時間を測定する使用時間測定手段３７や、使用者の運動量を測定する運動量測定手段１７や、使用者に供給される空気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段３２や、使用者に供給される空気の風速を検出する風速検出手段３６や、使用者に供給される空気の風量を検出する風量検出手段３４といった情報取得手段７４で得た情報を信号として提供制御手段７３へ伝達することにより、提供制御手段７３により空気制御手段７１や負荷制御手段７２を制御し、所定の酸素濃度、風量、流速の空気および／または使用者に与えられる負荷を出力することができる。

健康装置１の使用開始前や使用中に、情報入力部４３より、身長、体重、年齢、性別といった個人情報を入力すると、健康装置１の使用後において、入力された情報を基に提供制御手段７３により空気制御手段７１を制御し、使用者に最もふさわしい酸素濃度、風量、流速の空気を出力する。またこれ以外にも、レベル設定スイッチ４４や情報入力部４６や身長測定手段１９や体重計測手段１５等の情報取得手段７４より情報を取り込むことができ、取得した情報を元に提供制御手段７３は、空気制御手段７１や負荷制御手段７２を制御し、提供する空気の酸素濃度、風量、流速等を調節することができる。

上記実施の形態において、情報取得手段７４から得た情報を基に提供する空気の酸素濃度、風量、流速等および／または使用者に加わる負荷を変化させるが、空気の酸素濃度、風量、流速等を変化させた場合、これを基に使用者に加える負荷を変化させることも可能である。例えば、酸素濃度が高くなった場合、負荷が大きくなるように変化させる。

また、情報取得手段７４から得た情報を基に、使用者に加えられる負荷のみを変化させていた場合、これを基に使用者に提供する空気の酸素濃度、風量、流速を変化させることも可能である。例えば、使用者に加わる負荷が大きくなった場合、酸素濃度が高くなるように変化させる。

また、使用者に提供された空気の酸素濃度、風量、流速等および／または使用者に加えられた負荷を、例えば提供制御手段７３で記憶しておき、その経緯を基に使用者に提供する空気の酸素濃度、風量、流速の空気および／または使用者に与えられる負荷を変化させても良い。

また、特に図示しないが、使用者が情報取得手段７４を介して入力設定した最終目標を基に、その目標を達成するまでの、肉体的負荷、空気の酸素濃度、風量、風速等のレベルや、運転時間などを含むメニューを作成するメニュー作成手段を備えれば、使用者は予め前記メニューを通して設定内容を知る事ができ、効率良く有酸素運動を行なうことができる。

なお、カード等の記憶媒体に情報を書き込むデータ書き込み手段（図示せず）を備え、空気供給手段５３から供給する空気の酸素濃度、風量、風速や、使用者に加わる負荷のうち少なくとも１つを記憶させておき、健康装置１の運転開始時にデータ書き込み手段に記憶されたデータを情報入力部４６で自動的に読み込むようにすれば、初期設定を自動で行うことができ、使用性が向上する。

また、設定した目標に対して現状を記憶させておくことで、健康装置１を複数回に分けて使用して目標を達成することができる。

なお、上記実施の形態において、健康装置の例として、エアロバイクを用いて説明を行ったが、勿論これに限定されるものではなく、ミニバイク、ステッパ−、ウォーカー、ルームランナー、ストレッチャ−、ベルトバイブレーターあるいはベンチ等のエクササイズマシンまたはフィットネスマシンでも支障がなく、またＥＭＳ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ
ＭｕｓｃｌｅＳｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）等の人体に電気的刺激を与えるフィットネスマシンまたはマッサージチェア等のマッサージ器にも応用できるものである。

以上のように、本発明にかかる健康装置は、使用者毎に適切な肉体的負荷、酸素濃度、風速、風量の空気を提供することができるもので、健康装置に限らず、机、座席など個人毎に使用される器具、機器、装置にも適用できるものである。

本発明の実施の形態１における健康装置の側面図同健康装置に組み込まれた酸素富化装置の構成概略図（ａ）同酸素富化装置の酸素富化手段のモジュールの斜視図（ｂ）同酸素富化手段の斜視図同モジュールの分解斜視図同酸素富化装置の他の例を示す概略斜視図同健康装置の制御方法を示すブロック図同健康装置の表示・入力盤の平面図同健康装置の他の例を示す概略側面図

符号の説明

１健康装置
２酸素富化装置
２ａ酸素富化手段
１５体重計測手段
１６負荷手段
１７運動量測定手段
３７使用時間測定手段
４３情報入力部
４６情報入力部
５２酸素状態可変手段
５３空気供給手段
６２酸素濃度調整部（酸素濃度選択手段）
６３風量表示手段
６４風量調節部
７１空気制御手段
７２負荷制御手段
７３提供制御手段

Claims

使用者に肉体的負荷を与える負荷手段と、大気の酸素濃度と異なる酸素濃度の空気を得る酸素状態可変手段と、使用者に空気を提供する吐出部と、前記酸素状態可変手段で得た空気を前記吐出部に供給する空気供給手段と、前記空気供給手段から供給される空気の酸素濃度を選択する酸素濃度選択手段と、使用の目的やレベルを設定できるレベル設定手段とを備え、使用者が設定した最終目標に応じて、前記負荷手段による負荷および／または前記空気供給手段から提供される空気の酸素濃度、風量、風速のうち少なくとも１つを調節できるように構成した健康装置。
使用者が設定した最終目標に基づいて、目標を達成するまでのメニューを作成するメニュー作成手段を有する請求項１記載の健康装置。
健康装置を使用している時間を測定する使用時間測定手段を有する請求項１または２記載の健康装置。
使用者の運動量を測定する運動量測定手段を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の健康装置。
記憶媒体に情報を書き込むデータ書き込み手段と、前記記憶媒体の情報を読み取る情報入力部とを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の健康装置。