JP3912796B2 - 携帯型の個人用呼吸装置 - Google Patents

Description

発明の背景
本出願は、1995年２月10日に出願された米国特許出願第08/386,375号の一部継続出願である。
本発明は、抵抗（レジスタンス）と気管内の気管支へのパーカッション（衝撃）を吸気及び呼気の際に提供し、肺の効率を高め、気管支内の粘液分泌又は肺内の分泌作用の動員を助ける繊毛の動きを改善する携帯型の呼吸器官のエクササイズ装置（呼吸器官用訓練装置）に関する。
学術調査によると、深い腹式呼吸を練習することで、腹筋の圧力と温度が上昇し、食物の消化作用と吸収作用が改善され、肺の効率が高められる。加えて、肉体の動きが少ないときに深い呼吸をすることにより、余分な量の酸素を利用可能にする。大きな筋肉組織が酸素を消費していないから、増加した酸素供給が他の多くの身体の器官、例えば脳や心臓で利用可能になる。
強制的な引き伸された吸気及び呼気によりは、より大きな肺胞（気胞）の拡張と虚脱を、特に肺組織の深部においてもたらす。吸気及び呼気に抵抗を与えることにより、肺の筋肉は強化され発達し、これにより、より自由で大きな酸素と二酸化炭素の交換を許容するようになる。肺の慢性病を患っている人，健康な人，運動選手は、抵抗に逆らう強制的な引き伸された吸気と呼気を通して、すべて彼らの肺の効率を改善することができる。
いくらかの人々は、肺の慢性病を患っており、例えば、喘息，肺気腫，慢性気管支炎，慢性閉塞性肺疾患，又は酸素／ＣＯ₂の交換を減少させる他の慢性病があるから、浅い呼吸をすることしかできない。しばしば、腹部の外科手術から回復した患者は、深い呼吸の際に痛みを経験し、このため彼ら自身の呼吸を浅い呼吸に制限する。上述のいずれの境遇においても、患者は酸素と二酸化炭素の組織での交換の減少に患わされているため、回復が遅くなる。さらに、彼らの肺は完全に拡張していないため、患者は肺拡張不全を起こす危険がある。肺拡張不全は肺の部分的な虚脱で、ことによると肺気胞の壊死をもたらす。これは患者が患っているであろういかなる慢性病をも貧弱な酸素交換によって悪化させ、ことによると肺炎につながる。
肺気腫の患者は、さらに肺内の粘液分泌の詰りに苦しむ。繊毛、つまり肺内の微細な髪状の構造が、平に倒されて粘液で動きが妨げられる。吸気及び呼気の際の空気の振動は、患者の肺，肺への通路（気管支），及び繊毛の振動を起こすことができる。この振動は時には、繊毛を直立した位置に持ってくること及び粘液を移動させること、痰を吐くことを促進すること、によって患者に安楽を提供する。
公知の呼吸器官用エクササイザー（訓練器具）では、大きなチューブの中のボールを利用している。ユーザが取付けられた小さなチューブを通して息を吐き出し又は吸入すると、空気の流れの速度に比例的にボールが上昇する。しかしながら、これらの公知の呼吸器官用エクササイザーでは、吸気又は呼気だけに抵抗を与えるだけで、両方にはできない。さらに、呼吸器官用エクササイザーが正しく動作するために、大きなチューブを垂直位置に維持しなければならない。これは肺の慢性病に患いベッド上に監禁された人々にとって、および運動練習中に呼吸の体積流れを制限したいと考える運動選手にとって、不便である。さらにまた、この呼吸器官用エクササイザーはユーザに衝撃効果、即ち吸気又は呼気に際しての空気の振動を与えることがない。
他の公知の呼吸器官用エクササイザーでは、空気を自由に吸入することを許容し、空気の排出に対しては抵抗を与えるようなマスクを提供している。このマスクは吸入には抵抗を与えないし、振動も与えることがない。さらに、このマスクは大きすぎて便利に携帯することができない。
他の呼吸器官用エクササイザーは息を吐き出すときに振動効果を与える。患者は、ボールをゆるく支持している円錐状の部材に接続されたチューブの中に息を吐き出す。患者がチューブを通して息を吐き出すと、ボールは円錐状の部材からずれてボールの振動する動きを起こし、それにより息の吐きだしに対する圧力変化を生み出す。この装置にもいくつかの不都合がある。この装置は息の吸入中には空気の振動を与えない。この装置は使用中には水平に維持しなければならないため、いくらかの患者には不便である。さらにこの装置は、空気通路の完全な解放と閉鎖による空気圧力のすばやい噴出による鋭い空気の衝撃というよりもむしろ、空気圧力の振動変化を与えるだけである。
他の呼吸器官用エクササイザーは一対の隣合う通路それぞれにリードを内蔵させたものを用いることにより吸気にも呼気にも振動効果を与える。それぞれの通路は吸気又は呼気のいずれかを許容するためのコイルスプリングを利用したバルブを内蔵している。それぞれのスプリングの圧縮は抵抗を変化させるべく吸気及び呼気を独立に調整することができる。患者が一方の通路を通して息を吸入し他方を通して息を吐き出すと、それぞれのリードを通過する空気がそれぞれのリードにすばやい振動を起こし、患者の肺に振動効果を起こす。しかしながら、吸気と呼気の最中のコイルスプリングの圧縮の調整は便利ではない。さらに、空気の振動は、空気通路の完全なすばやい解放と閉鎖による鋭い空気の衝撃ほどには効果的ではない。
発明の要旨
本発明は、携帯可能で配置を問わず、吸気及び呼気中にパーカッション（衝撃）と抵抗とを与え、呼気中にパルスを与える、呼吸器官のエクササイズ装置（呼吸器官用訓練装置）を提供する。ユーザは抵抗か衝撃かパルスかのいずれかにより、エクササイズを選択することができる。呼吸装置は本体と、移動自在な内部部材とを有し、この内部部材は、好ましい実施形態では、インナーシリンダである。好ましくは、本体およびインナーシリンダの両方が、抵抗、パルス及び衝撃のための孔とスロットとを有する。インナーシリンダを回転させ所定の位置にロックすることで、所望の方法のエクササイズを選択することができ、そして、このエクササイズを実行することができる。
抵抗のエクササイズ（レジスタンス・エクササイズ）は、本体とインナーシリンダの孔を整列させることにより実行することができる。整列とロックは溝とロッキングピン、ネジ、ボス等とを使用することで達成される。好ましい実施形態では、インナーシリンダは複数の溝を有し、溝は、好ましくは長孔状であって、動きを制限するようにロッキングピンを受入れるようになっている。長孔状の溝により、インナーシリンダの本体に対する制限された往復動を許容し、回転方向の動きを阻止する。この制限された動きにより、孔が互いに動くことを可能にし、ユーザが息を吸入し吐き出したときの抵抗を自動的に変化させる。変形例として、インナーシリンダを手動で往復させて抵抗を変化させることもできるし、又は定められた抵抗を維持するようにインナーシリンダを所定の位置に保つこともできる。好ましい実施形態では、種々の直径を有するいくつかの組の孔が、変化した抵抗を与えるように設けられる。これらの孔はインナーシリンダを回転させて、希望する組の孔を整列させ、インナーシリンダを所定の位置にロックすることによって選択される。好ましい実施形態では、簡単に整列させることを容易にする指示孔を有するフランジが設けられる。
さらなる抵抗のエクササイズは、呼吸装置を概略垂直に保持して、インナーシリンダを直立させ、息を吐き出すことにより実行することができる。これはインナーシリンダを持上げるであろう。肺が空であるとき、インナーシリンダは自動的に本体内に落込む。そこで、ユーザは肺に残っているすべての空気を吐き出すことによって、再びインナーシリンダを上昇させるように努力する。その後、呼吸装置はインナーシリンダを下位に保持し、これにより、インナーシリンダを自動的に落下させる。次に、ユーザは肺がいっぱいになるまで息を吸込んで、インナーシリンダを本体内に引戻し、これにより、次に、インナーシリンダは下降する。このエクササイズは、さらに息を吸入してインナーシリンダを上昇させようと努力することにより完了する。
衝撃のエクササイズ（パーカッション・エクササイズ）は、ロッキング部材を２番目の組の溝にロックし、本体の本体とインナーシリンダの溝を整列させることにより実行することができる。好ましい実施形態では、この溝は、インナーシリンダの本体に対する制限された回転動きを可能にするために、インナーシリンダの円周のまわりに形成されている。ユーザは、ユーザが本体内へ息を吸入し及び息を吐き出す間に、インナーシリンダをすばやく回転させることによって肺を衝撃することができる。インナーシリンダの回転はインナーシリンダ及び本体のスロットを互いに相対的に動かすことにより、ユーザの肺へのすばやい破裂状の空気の流入と排出を可能にする。これは強い衝撃効果を与え、この衝撃効果は、肺の深部の肺胞を拡張させ、肺内の粘液分泌の詰りをゆるめる。本発明は、衝撃の際にすばやい間欠的な完全な空気の肺への流入及び肺からの流出との閉止を提供するので、単に空気圧力を振動させるのに比べてより効果的な衝撃効果が得られる。
パルスのエクササイズは、ロッキング装置を長手方向に延びる溝にロックして整列させることにより実行される。これにより、インナーシリンダが十分に内部スロットをさらすように往復動することを可能にする。このエクササイズを実行するには、装置は直立して保持され、そしてユーザが息を吐き出し、これにより、インナーシリンダが上昇し、スロットがさらされて、急速に落下する。好ましい、実施形態では、インナーシリンダには、往復動作を容易にするために、重りが取付けられている。
開示された実施形態では、呼吸器官のエクササイズ装置はほぼ円筒形の本体を有し、この本体はに少なくとも一つの主孔を有する。いくつかの実施形態では円筒形として示したけれども、本体は非円筒形であってもよい。インナーシリンダが本体内に配置され、本体内で回転及び往復動できる。
他の実施形態を、類似した結果と目的を得るために用いることができることは、当業者にとって明らかであろう。それらは、依然として、本発明の範囲内である。以下の図面の簡単な説明と開示を参照することで、本発明を説明する。
【図面の簡単な説明】
本発明の他の有利性と同様に、上述した有利性は、添付している図面を参照して考慮しつつ好ましい実施形態の以下の詳細な説明から当業者にとって明らかになるであろう。
図１は、本発明による呼吸器官のエクササイズ装置の斜視図である。
図２は、本発明の呼吸器官のエクササイズ装置をマウスピース側からみた端面図である。
図３は、本発明のさらなる実施形態の一部破断斜視図である。
図４は、本発明のさらなる実施形態の分解斜視図である。
図５は、図４の呼吸装置の垂直位置における側面図である。
図６は、１８０°回転させた図５の呼吸装置の側面図である。
図７は、水平位置における図４の呼吸装置の側面図である。
図８から図１１は、様々な流量計を示している。
図１２は、呼吸装置のベースを示す部分破断図である。
図１３と図１４は傾斜したベースを有する改良された呼吸装置を示している。
発明の詳細な説明
図１を参照すると、本発明の呼吸装置を全体として１０で示す。呼吸装置は本体１２と内部部材１４を有し、内部部材は好ましくは円筒状のチューブである。図示の実施形態では、本体１２もまた円筒状のチューブとして示されているが、本体１２の形状はいかなる好みの形状でもよいことは理解されるべきである。さらに、もしも呼吸装置がパーカッション・エクササイズを含まない場合には、内部部材１４は、本体１２に対して往復動作を可能にするいかなる所望の形状でもよい。
本体１２は、フランジ１８に取付けられたマウスピース１６を有する。フランジ１８は、好ましくは約４５°に傾斜して、本体１２の内部２２と連通するボア２０を含んでいる。好ましい実施形態では、マウスピース１６は、マウスピースの角度を４５°から概略本体１２と一列をなすように変更するために、引き伸されてフランジ１８を被覆するのに十分に可撓性である。。本体１２の反対端部２４は、インナーシリンダを受入れることができるように、開いている。インナーシリンダ１４は閉端部２６と開端部２８とを有し、開端部２８は本体１２内に挿入されている。ノブ（握り部）３０は、インナーシリンダ１４は本体１２内で手動で回転させたり往復動させたりすることができるように、端部２６から延びている。好ましい実施形態では、本体は長さが９０．６０１８ｍｍ（3.567”）であり、これはマウスピース１６を含んでおり、そしてインナーシリンダはノブ３０を含むとすると９３．２１８ｍｍ（3.67”）である。本体とインナーシリンダは、ポリカーボネート又はポリエチレンのような他の成形自在なプラスチックでできている。
呼吸装置１０は抵抗（レジスタンス）、パルシング及び衝撃（パーカッション）に抗する吸気及び呼気により、ユーザの肺を訓練するようになっている。呼吸装置１０は２組の開口を有し、抵抗、パルス又は衝撃のエクササイズを与えるために整列させることができる。本体１２に対してインナーシリンダ１４を回転させることで、異なる組の開口が選択されたエクササイズを考慮に入れるために整列され、所定の位置にロックされる。
図示した実施形態では、本体１２は穴３２と、一対の細長い開口乃ちスロット３４及び３８を約１８０°離れるように有している。インナーシリンダ１４は複数の対をなす穴４２，４３と細長い開口乃ちスロット４４を有し、このスロット４４はインナーシリンダ１４を貫通する。これらの穴４２及び４３とスロット４４は、インナーシリンダ１４が本体１２に対して回転したときに、それぞれ穴３２と細長いスロット３４及び３８と整列するように位置決めされる。穴４２及び４３が穴３２と整列されたとき、抵抗のエクササイズ（レジスタンス・エクササイズ）を実行することができる。インナーシリンダ１４を本体１２に対して保持するための、穴４２と対応し、組をなす溝４６が、インナーシリンダに設けられる。溝４６は、いったん、穴４２が穴３２と整列されると、シリンダを適所にロックするために、ロック部材５０を受入れるようになっている。
衝撃のエクササイズ（パーカッション・エクササイズ）が求められるときは、スロット３４、３８とスロット４４が整列される。異なる組の溝４８が設けられ、これらの溝４８はスロット４４と対応する。溝４８は、溝だけが衝撃のエクササイズのために整列されるように、シリンダ１４及び本体１２の動きを制限するために、シリンダのまわりに円周方向に設けられる。後に詳述するように、溝４８により、シリンダ１４の本体１２に対する制限された回転運動を許容する。
パーカッション（衝撃）が求められたとき、ロック部材はインナーシリンダの長手方向に延びる溝４９に挿入される。この溝により、インナーシリンダを本体１２に対して往復動させることができる。
開示された実施形態では、ロック部材５０は小さなボルトであって、このロック部材５０は、ねじの切られたボア（ねじ孔）にねじ込まれている。高い部分５１が、ロック部材５０が溝内に深くねじ込まれすぎるのを阻止する。ボルトは望むだけ溝内にねじ込むことができる。他のタイプのロック部材、例えばスプリング負荷爪，固定された爪等を用いることができることを理解すべきである。
溝４６は穴３２と４２に対応するもので、好ましくは細長く、それらの長手方向軸線がインナーシリンダ１４の長手方向軸線と平行に延びている。好ましくは、ロック部材５０は、インナーシリンダが本体１２内でわずかに往復動できるように、溝４６の長さ及び幅よりも小さな直径を有している。インナーシリンダ１４の本体１２に対する動きによって、息の吐き出しに対する抵抗を増加させることができる。すなわち、息を吐き出すことができる能力は、穴４３から穴４３までシフトすることで更に制限される。ユーザが息を吸入するとき、インナーシリンダ１４は本体１２内に引き戻され穴４３から穴４２までシフトし、吸入の際の抵抗を減少させる。
穴４２と４３を異なって配置することにより、逆の動作も達成可能であり、より大きな抵抗を吐出しと反対に吸入の際に与えることができることも認識されるべきである。そしてさらに、手動でインナーシリンダ１４を本体１２に対して摺動させることにより、ユーザは息の吸入と吐き出しとの抵抗を調整することができる。再びいえば、内部穴が本体１２の外部穴３２に対して摺動することから、抵抗が変化する。
好ましい実施形態では、ユーザが息を吐き出しているか吸入しているかに応じて抵抗を変化させるために、穴の組４２と４３は異なる直径を有する。好ましい実施形態では、穴４２の直径は、４．７４９８ｍｍ（0.187”）、３．９６２４ｍｍ（0.156”）、３．１７５ｍｍ（0.125”）及び２．３６２２ｍｍ（0.093”）であり、穴４３の直径は、２．７６８６ｍｍ（0.109”）、２．３６２２ｍｍ（0.093”）、１．９８１２ｍｍ（0.078”）及び１．５７４８ｍｍ（0.062”）であり、穴３２の直径は４．７４９８ｍｍ（0.187”）である。シリンダ１４を回転させることにより、様々な抵抗を選択することができ、そして自動的に変化する。さらに、好ましい実施形態では、それぞれの穴の組４２及び４３に対応する溝４６がある。整列穴２６はフランジ２７に設けられる。これらの穴２６は、寸法がそれらの穴に対応する穴の大きさに対応する。穴をロック部材５０に配置すると、所望の穴４２と４３が整列される。変形例として、所望の直径の穴４２を穴３２と整列させることによって、ロック部材５０を隣接する溝に挿入することができる。開示された実施形態では、４つの組の穴４２及び４３と、４つの溝４６と、１つの穴３２とがある。穴４２と４３は２つの組に分けられており、各組は約１８０°離れ、各グループの穴の組は約３０°離れている。溝４６もまた２つの組に分けられており、互いの組は約１８０°離れ、各組の溝は互いに約３０°離れている。穴の組４２と４３と溝４６は約９０°離れている。
マウスピース１６をおよそ４５°に傾けたとき、穴３２から逃げる空気はユーザの顔に当る。これはユーザが費やす努力の指標を与え、息の吐き出しを効果的に継続するための動機づけとして機能することができる。
衝撃は溝４６の間に延びる溝４８に依存し、内部スロット４４と外部スロット３４との整列に対応する。好ましい実施形態では、それぞれの溝４８はインナーシリンダのまわりに円周状に９０°より大きな円弧状に設けられる。ロック部材５０が溝４８のひとつに配置されたとき、インナーシリンダ１４は本体１２に対して溝によって定められる円弧、すなわちおよそ９０°にわたって回転することができる。インナーシリンダ１４が回転したとき、スロット４４はスロット３４によって掃引され、すばやくスロットを開き及び閉じ、そして呼吸装置１０に入り、又は呼吸装置１０から出る空気の進入と排出とをすばやく阻止し、又はこれを開く。このすばやい動作はユーザの肺に結果的に衝撃を起こす。本発明は息の吸入と吐出しの際に肺の衝撃のエクササイズを可能にすることを、当業者は認識すべきである。
開示された実施形態では、溝４８は約１８０°離れて配置されている。各溝はスロット４４の端部と隣接しており、使用中にユーザが受ける衝撃の効果を高めるために、円周状にスロットを越えて延びる。好ましくは、２組のスロット４４と、２つの溝４８とがある。ひと組のスロット４４と溝４８だけが示されている。さらに、好ましくは２組のスロット３４が本体１２の反対の側にある。整列されたスロット４４の反対にある溝４８は、ロック部材５０を受ける溝である。スロット４４と隣接する溝４８は、もしロック部材又はスロット３４が製造中に再配置されたときに用いることができることを認識すべきである。
好ましい実施形態では、ユーザに増強された衝撃効果を与えるために、スロット３４及び４４は長くて狭い。露出したスロット３４と４４はおよそ５０．８ｍｍ（２インチ）の長さで１．５７４８ｍｍ（0.062インチ）の幅である。強さを得るために、それぞれのスロット３４及び４４は、端と端を配置するように位置決めされて、より小さな２つのスロットで形成することができる。出願人が見いだしたところでは、長くて狭いスロットは、肺に、より効果的な衝撃を与える。なぜなら、より多くの体積の空気がすばやく溝を通過し、そして、スロットはすばやく閉じることができ、結果として肺内への破裂状の空気を生じるからである。破裂状の空気のため、ハミングノイズが発生するが、このハミングノイズは、よりたくさん使用しようとする誘因として作用する。ノッチ４９がスロット３４と４４との、よりたやすい整列を可能にするために設けられる。ノッチ４９をロック部材５０と整列させることによって、スロットは自動的に整列される。
パルスのエクササイズ（パルシング・エクササイズ）を提供するために、溝４９はロック部材５０と整列される。より小さなノッチ５１が適正な整列を容易にするために設けられる。ノッチ５１をロック部材５０と整列させることにより、溝４９はロック部材５０の直下となり、ロック部材５０を受入れることができる。溝４９により、ユーザが息を吐き出したときに、インナーシリンダに本体１２に対する往復動させる。ユニットについて強調すれば、ユーザが息を吐き出してインナーシリンダが上昇すると、スロット４４が露出する。スロット４４が露出すると、インナーシリンダ１４は瞬間的に落下して、ついには、吐き出された空気からの圧力がインナーシリンダ１４内で増加し、再びインナーシリンダ１４を上昇させる。この繰返しの上昇と落下により、肺に振動の効果を起こす。
呼吸装置を用いるには、インナーシリンダ１４は本体１２に対して回転され、穴３２、４２、又はスロット３４、４４、又は溝４９が整列される。もし、抵抗のエクササイズ（レジスタンス・エクササイズ）が求められるときは、穴を整列させる。もし、パーカッション（衝撃）が求められるときは、スロットを整列させる。もし、パルシングが求められるときには、溝４９を整列させる。いったん整列されると、ロック部材５０は近接する溝内にねじ込まれる。いったん求められたエクササイズが選択されると、ユーザはマウスピース１６に息を吐き出し及び吸入する。もし、抵抗のエクササイズが選択されると、インナーシリンダ１４は本体１２内を往復動して、自動的に抵抗を調節するか、又は、ユーザがインナーシリンダ１４の往復動の量をコントロールすることによって手動で相対的な抵抗を制御する。もし、パーカッション（衝撃）が選択されたときは、ユーザが息を吸込み吐出すときに、インナーシリンダ１４はユーザにより手動で回転される。ノブ３０はインナーシリンダ１４の本体１２に対する回転を容易にする。もし、パルシングが求められるときは、ユーザは溝４９を使用する。
図４を参照すると、本発明のさらなる実施形態が示されている。この実施形態では、インナーシリンダ１４内に重り６０が配置される。重りをロッドとして示すが、重りはボールであってもよいし、フランジ２７に取付けられたディスクであってもよいし、スプリング等であってもよい。重り６０はインナーシリンダ１４の本体１２に対する往復動を容易にする。重り６０はシリンダ１４を本体１２から強制的に出るようにして、さらに息の吸込み及び吐出しを制限したり、又はパルシングの際に、シリンダ１４を強制的に本体１２内へ戻すようにする。
図４を参照すると、本発明のさらなる実施形態は全体を６６にて示されている。この実施形態では、本体１２と、内部部材１４と、マウスピース１６とが図１から図３に示した前記実施形態と同様にある。本体は約１０１．６ｍｍ（約４インチ）の長さで３１．７５ｍｍ（１．２５インチ）の直径であり、内部部材１４は本体１２内に嵌まり込むように寸法決めされている。しかしながら、呼吸装置６６は前述した呼吸装置１０で実行できるエクササイズに比べて付加的なエクササイズを与えることができる。内部部材１４を変更し、カバーが付加的なエクササイズを考慮に入れるために設けられている。さらに、マウスピース１６は短いニップル６２に取付けられ、このニップル６２は本体１２から約９０°の角度を本体１２の長手方向の中心線６４に対して有するように設けられる。ニップル６２は２２．２２５ｍｍ（７／８インチ）の直径の突出部であり、内径は１９．０５ｍｍ（３／４インチ）である。マウスピース１６の向きが９０°であることにより、呼吸装置のユーザにマウスピース１６をニップル６２上で捩ることができ、以下に詳述するような様々なエクササイズの実行をすることができ、それらのエクササイズを実行するときの抵抗を変化できる。
前記実施形態についてと同様に、装置６６の内部部材１４は本体１２の端部に挿入されており、この内部部材１４は本体１２に対して往復動と回転動をすることができるようになっている。ノブ３０は、内部部材１４を回転させ往復動させるために、内部部材の端部から延びる。
前述した抵抗のエクササイズ、パルスのエクササイズ（パルシング・エクササイズ）又はバウンシング・エクササイズ及びパーカッション・エクササイズに加えて、呼吸装置６６はポンプモードとゆっくり持続された最大呼気及び吸気モードとを可能にする。さらに、パルシングモード又はバウンシングモードにおける内部部材１４の移動を高めるために、スプリング６８が内蔵されている。説明を簡単にするために、前記実施形態に見いだされる同一の特徴を特定するために、同一の参照番号を用いる。特別に指示しない限りは、同一の機能が同一の要素に関連する。前述したことと同様に、抵抗のエクササイズは摘みネジを溝４６に整列させることで与えられ、溝はこの装置に３つあり、ひとつは見えない。ネジ５０が溝４６内にあると、穴の組４２及び４３が開口３２と整列される（図１には示すが、この図では示さない。）。好ましくは、３組の穴４２及び４３がそれぞれの対をなす組において、３：１の比率で寸法決めされている。大きな穴は息を吸入するのに使用され、小さな穴は息を吐き出すためのものである。さらにそれぞれの組の穴４２と４３は異なる直径である。好ましい実施形態では、溝４６は、３つあるが、およそ１５．８７５ｍｍ（５／８インチ）の長さである。位置決め溝４６は対応する組の穴４２と４３を排気開口３２に整列させる。好ましい実施形態では、排気穴３２は約６．３５ｍｍ（約１／４インチ）の直径である。パーカッション・エクササイズはスロット４４をスロット３４と整列させることにより実行される。好ましい実施形態では、２つのグループの６つのパーカッションスロット４４が互いに１８０°離れて設けられる。スロットは好ましくは１．５８７５ｍｍ（１／１６インチ）の幅で１２．７ｍｍ（１／２インチ）の長さである。スロット３４は２つの組で、１８０°離れ、１．５８７５ｍｍ（１／１６インチ）の幅で１２．７ｍｍ（１／２インチ）の長さである。溝４８は内部部材１４に摘みネジ５０を受入れるために提供される。溝４８もまた、この実施形態では視野外のために示していないが、しかし、図１には示されている。パルシングが求められるときは、摘みネジ５０は溝４９に挿入される。前述と同様に、インナーシリンダ１４は本体１２に対して往復動する。図示のようにスプリング６８が溝４９内に取付けられる。摘みネジ５０が溝４９内に挿入されると、スプリングの一端と係合し、内部部材１４の移動にバイアスをかけるスプリングとして動作する。この動作モードでは、本体１２のスロット３４と開口３２は、それらを通して空気が逃げるのを防ぐためにカバーされる。スロット３４と開口３２は、好ましくは、内部部材１４によってカバーされる。しかしながら開口をカバーするための他の方法を使用することができ、例えば、本体１２をぴったり閉じることができる可撓性スリーブ６８を使用してもよい。このスリーブ６８は回転させて、スリーブ６８のスロット７０と開口７１をスロット４４と開口３２に整列させることによって、スロット３４と開口３２を開閉する。さらにまた、本体に開口３２とスロット３４を設けずに作ってもよい。
パルスモードでは、ユーザが息を吐き出すと、内部部材１４が本体１２から離れて摺動し、スプリング６８を圧縮する。スプリングは内部部材１４の外方への移動に対する抵抗を与える。開口４４が本体１２から露出すると、ユーザが吐出した空気は露出した開口４４を通して逃げ、内部部材１４はスプリング６８によるバイアスと重り６０とによって、本体１２内へぴたりと収納される。好ましい実施形態では、重りは約１２．７ｍｍ（約１／２インチ）の直径で３８．１ｍｍ（１．５インチ）の長さである。ユーザが息を吐き出し続けると、内部部材１４の本体１２への出入りの移動が非常にすばやく生じ、バウンス（はずみ）の動作又はパルスの動作を提供する。ぴたりと収納される動作は、すばやく装置６６の空気通路を開閉し、抵抗を発生させる空気の流れを中断する。このパルスの動作又ははずみの動作により、非常に著しい肺内の圧力変化を生じさせ、粘液をゆるめ肺を強化する。好ましくはパルスモードでユーザは深く息を吸込み、そしてマウスピース１６にすべてのバウンシングの移動が停止するまで完全に息を吐き出す。その後ユーザは深く息を吸入し、エクササイズを繰返す。
ゆっくりと持続された最大の呼気と吸気もまた本発明で実行することができる。図５を参照すると、インナーシリンダ１４を回転させることにより、摘みネジ５０をひとつの溝４６に整列させると、内部部材１４は本体１２外へ約１２．７ｍｍ（約１／２インチ）往復動できる。図４に示されたように、スロット４４は溝４６の長手方向の範囲に隣接した領域には延びていない。このモードでは、唯一の開いている空気通路は開口４２及び４３を開口３２に整列させることによって生じる空気通路である。もし、望まれるならば、この空気通路は、指を空気通路にの上に当てることにより、又はカバー６８を通路に重ねることにより閉じることができる。もしも通路が閉じられると、空気は依然として装置６６から逃げることができるが、しかしそれは非常に限られている。
好ましい実施形態では、開口４２，４３及び３２で作られる空気通路は開いたままである。開口４２，４３及び３２を用いることにより、抵抗は自動的に変化して、完全に肺を充填し又は空にするのに適切な抵抗が選択される。本体１２を垂直にたてて保持することにより、ユーザはマウスピース内に息を吐き出すことができ、内部部材１４を上昇させる。ユーザの肺内に十分な空気があり、内部部材１４の重さつまり重力による引張力に打勝つ限り、内部部材１４は上昇を維持する。十分な空気がユーザの肺から引出されるやいなや、内部部材は本体１２内へ落下する。この抵抗力は、マウスピース１６をニップル６２上で異なる角度に回すことにより、及び他の溝４６のうちの１つを選択することにより、変化させることができる。マウスピース１６に角度をつけることにより、本体１２と内部部材１４は垂直に対して角度が付いて、これが抵抗を減少させる。
呼吸装置６６を１８０°回転させると、内部部材１４は下を向く（図６参照）。ユーザは、インナーシリンダ１４が本体１２内にぴたりと上がるまで息を完全に吸込むことができる。肺が完全に充填されると、内部部材１４は重り６０が内部部材１４を下方に引張ることによって落下する。再び言えば、マウスピース１６に角度を付けることで抵抗は変化させることができる。このモードではユーザはゆっくりと引き伸された最大の吸気を体験することができる。
使用することができる他のエクササイズは、ポンプモードである。このモードでは、図７に示されるように、内部カバー７４を使用して、閉端部２６に近接したスロット４４を部分的にカバーして、カバー６８はスロット３４と開口３２をカバーするのに使用する。呼吸装置６６は本体部材１２が概略水平になるように捻られる。摘みネジ５０は溝４９、又は図７に示されているように、追加された溝４７に挿入される。その後ユーザは、息の吸入及び吐き出しにより、図７の矢印４５のように、内部部材１４を本体部材１２に対して往復動させる。認識されるべきように、マウスピース１６はニップル６２に対して捩られる。内部部材１４が外部部材１２に出入りしつつすばやく動いている間、ユーザは息を完全に吸入する。同様のことが、ユーザが息を吐き出す間にも行われる。このモードはポンプ動作によって発生させられる空気圧力の変化を非常に効果的に最大化する。このモードは衝撃モードで達成されるのと類似した効果を提供する。
図８から図１１を参照すると、空気流の総量を指示し、本発明の呼吸装置を用いてユーザが達成した進歩を示すための流量計又は達成計を示す。図８では、流量計７６は本体部材１２の端部の摘みネジ５０のところに取付けられている。摘みネジはメータ７６が所定の位置に保持されるように使用することができる。好ましい実施形態では、流量計７６はインナーシリンダ１４がノッチ７８に沿って移動させるように、わずかにたわむ。メータ７６の縁はカム面８０を備えた複数のノッチ７８を有する。内部部材１４はそれが本体部材１２から摺動突出するときにカム面８０に係合し、おだやかにメータ７６を反らし、フランジ２７を通させる。内部部材１４が内部部材１４から摺動するのを停止したとき、内部部材１４はノッチ７８のひとつによって保持される。ノッチ７８は呼吸装置６６を通過する空気流に対する指示が校正されている。好ましい実施形態では、内部部材は溝７２のような溝を回転し、スロット３４及び開口３２はカバー６８によって開かれ、内部部材１４は本体１２からこぼれ落ちないように保証されている。校正は開いた通路を通しての流量の損失を考慮に入れられている。
図９は、さらなる実施形態の流量計を全体的に８２で示す。この実施形態では、ガイド８４は、図９ａに見られるように、本体部材１２にぱちんとはめられ、フランジ２７に係合する指示ロッド８６を備える。ロッド８６はＬ字型でフランジ２７に引っかかり流量及び達成量を指示すべくメモリを増加させる。ユーザが息を吐き出すと、ロッド８６は移動して、インナーシリンダ１４が戻るときにはそのまま残る。
図１０にはさらに別の実施形態が示されている。この実施形態では、着脱自在なロッド８８が本体部材１２に形成された受け具９０に固着されている。加えて、ロッド８８を摘みネジ５０に取付けるようにしてもよい。指示具９２はロッド８８を往復するように取付けられている。開示された指示具９２はロッド８８に沿って摺動自在なナイロンワッシャ９３とフェルトワッシャ９５である。ワッシャはフランジ２７と係合しロッド８８に沿って移動する。フェルトワッシャは空気流量とユーザの達成を指示するために残される。この実施形態では、ロッド８８を、本体部材１２のベースに形成された開口９４に挿入することができる。
図１１には別の実施形態の流量計が示されている。この実施形態では、内部部材１４は目盛られたマーキング９９を有している。ユーザが息を吐き出すと、内部部材１４上のマークが上昇して空気流量と達成量を指示する。ユーザは到達した高さを見ることができるだろうし、流量と達成を決定する。
図１２は酸素コネクタ９８を示している。この開示された実施形態ではコネクタ９８は本体１２に差込まれているが、しかしながら、コネクタ９８を外部に取付けてもよい。図１３と図１４はさらなる実施形態を示しており、図１３では傾いたベース１０１を有し、図１４では傾いたベース１０３を有している。傾いたベースはマウスピース１６から部材１２及び１４へ通る空気の流れを容易にする。
特許法規の規定に従い、好ましい実施形態を表すと考えられるものについて本発明を説明した。しかしながら、本発明は、特に図示され説明された以外にも、その精神と範囲から逸脱することなしに実施可能であることに留意すべきである。

Claims (11)

1. 肺のエクササイズ装置であって、
   外部部材と；
   前記外部部材内に往復動可能かつ回転可能に取付けられた内部部材と；
   前記外部部材に取付けられ、前記内部部材と連通するマウスピースと；
   前記内部部材の少なくとも１つの開口と、前記外部部材の少なくとも１つの開口とを備え、前記内部部材の前記開口と、前記外部部材の前記開口は、選択的に連通して、前記マウスピースから前記内部部材を通って本体から外部へ延びる空気通路を構成するようになっており、前記外部部材に対する前記内部部材の移動の時に、前記空気通路は選択的に変化することができ；
   それによって、前記内部部材を前記外部部材に対して操作することによって、肺のエクササイズ装置は、肺に対して様々なエクササイズを提供することができる、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記内部部材の開口は、直径が異なる少なくとも２つの穴を含み、前記少なくとも２つの穴は、前記内部部材にそって間隔を隔てられており、かつ、前記内部部材が前記外部部材の中を往復動するときに、前記外部部材の少なくとも１つの開口と連通するようになっており；
   それによって、エクササイズ装置のユーザは、マウスピース内へ息を吐出し吸入し、内部部材を外部部材に対して往復動させ、吐出しと吸入との間の抵抗を自動的に変化させることができる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。
3. 前記内部部材の開口は、息の吸入と吐出しの更なる選択的な抵抗を与えるために、対をなすように分けられた複数の穴を含むことを特徴とする請求項２に記載の肺のエクササイズ装置。
4. 前記内部部材及び前記外部部材の開口はスロットを含み、前記スロットは前記空気通路を構成するように選択的に整列することができることを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。
5. 前記内部部材及び前記外部部材の開口はスロットであって、前記内部部材を前記外部部材に対して回転させることによって、前記スロットは選択的に整列され、それによって、前記スロットが互いに横切るときに、前記空気通路を開閉させることができ；
   それによって、ユーザが前記マウスピース内へ息を吐出し吸入したときに、ユーザの肺に衝撃の動作を発生させる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。
6. 前記内部部材の開口は、直径が異なる少なくとも２つの穴を含み、前記少なくとも２つの穴は、前記内部部材にそって間隔を隔てられており、かつ、前記内部部材が前記外部部材の中を往復動したときに、前記外部部材の少なくとも１つの開口と連通するようになっており；
   前記内部部材及び前記外部部材の開口はスロットを含み、前記内部部材を前記外部部材に対して回転させることによって、前記スロットは選択的に整列され、それによって、前記スロットが互いに横切るときに、前記空気通路を開閉させることができ；
   前記穴と前記スロットのどちらか一方を選択するための制御選択器を備え；
   それによって、ユーザがマウスピースに息を吸入し吐出したときに、ユーザの肺に衝撃の動作を発生させ、もし、前記スロットが選択され、或いは、もし、前記穴が選択されると、ユーザは前記内部部材を前記外部部材に対して往復動させて、息の吸入と吐出しとの間の抵抗を自動的に変化させることができる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。
7. 前記制御選択器は、溝を含み、前記溝は、所望のエクササイズを提供するために、前記スロット又は前記穴のどちらか一方に関連することを特徴とする請求項６に記載の肺のエクササイズ装置。
8. ユーザが前記マウスピース内に息を吐き出して前記内部部材を移動させることによって、前記内部部材は前記外部部材に対して往復動するようになっており、前記開口は、最初は前記外部部材によってカバーされているが、前記内部部材が前記外部部材に対して移動すると前記開口は露出され、その結果、前記内部部材は前記外部部材の中に戻り、ユーザが息を吐出し続けるとき、すぐに前記外部部材に対して移動し、
   それによって、ユーザは肺に迅速なパルスの効果を受ける、
   ことを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。
9. 前記内部部材及び前記外部部材は、少なくとも第１の溝のグループ及び第２の溝のグループに分割された複数の溝と、停止部材とを有しており、前記溝のグループのうちの一方は、前記内部部材及び前記外部部材に対して円周状に延びて、前記外部部材に対する前記内部部材の回転方向の動きを可能にする溝を有しており、前記停止部材は、前記溝と合い、回転方向の動きの範囲を制御し、前記回転方向の動きにより、衝撃のエクササイズを可能にし、
   前記溝のグループのうちの他方は、前記内部部材及び前記外部部材に対して長手方向に延び、前記外部部材に対する前記内部部材の往復動を可能にする溝を有しており、前記停止部材は、前記溝のグループのうちの他方と合い、往復動の範囲を制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の呼吸装置。
10. さらに、装置を通過する空気流の総量を指示する流量計を備えたことを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。
11. 前記内部部材が前記外部部材に対して移動するのに抵抗し、かつ、前記外部部材に対する前記内部部材の戻りを助けるために、前記外部部材に対する前記内部部材の移動に抵抗を与えるスプリング部材をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の肺のエクササイズ装置。

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