JP6735532B2

JP6735532B2 - 高圧低圧ルーム

Info

Publication number: JP6735532B2
Application number: JP2014213798A
Authority: JP
Inventors: 英紀天野
Original assignee: 日本気圧バルク工業株式会社; 石原昭彦
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2020-08-05
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: JP2016077685A

Description

本発明は、室内の気圧を常圧より高圧及び低圧に維持可能な居住空間を有する高圧低圧ルームに関する。

従来より、室内の気圧を常圧より高圧及び低圧に設定して高圧酸素治療や高地トレーニングが行われている。このための高圧低圧ルームであるチャンバが、各種提案されている。例えば、特許文献１の変圧チャンバは、患者を取り囲むのに充分な容積を有する略気密のエンクロージャと、エンクロージャへのアクセスを提供するために適合するシール自在開口部と、シール自在開口部を密封するために適合する閉鎖メカニズムと、エンクロージャの流入口に流動的に連結される可逆圧縮機と、エンクロージャの流出口に流動的に連結される流出口流量調整装置とにより構成されている。

従来の特許文献１の変圧チャンバは、エンクロージャの外側に設けられた１つの可逆圧縮機により、エンクロージャ内の圧力を可変させている。また、エンクロージャへの空気の取り入れは、エンクロージャの流出口に流動的に連結される弁構造を有する流出口流量調整装置によって行っている。

特表２０１０−５１７７０６号公報

しかしながら、従来の変圧チャンバでは、エンクロージャの外側に設けられエンクロージャの流入口に流動的に連結される可逆圧縮機の１つによって、変圧チャンバ内の気圧を制御することから、気圧のきめ細かい制御が困難であり、エンクロージャの内側に儲けられた他の機器との動作と気圧を連動させた細かな制御には不向きな構造である。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、スポーツや登山における高地環境を再現してトレーニングを行う場合に、気圧のきめ細かな制御が可能で、気圧と運動負荷とが緊密に連動した高圧低圧ルームを提供することにある。

請求項１記載の高圧低圧ルームは、居住空間を形成するチャンバと、チャンバ外に配置され、チャンバ内の気圧を上げるための加圧手段と、チャンバ内に配置され、チャンバ内の気圧を下げるための減圧手段と、チャンバ内に配置され、運動者に機械的な動作で運動負荷を与える運動負荷装置と、運動負荷装置の動作とチャンバ内の気圧の変化を連動させて制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の高圧低圧ルームは、制御手段の制御により、屋外の自然環境における標高の変化と起伏の変化とを、運動負荷装置による運動負荷の変化及びチャンバ内の気圧の変化により擬似的に再現し、チャンバ内で運動者に負荷を与えることを特徴とする。

請求項３記載の高圧低圧ルームは、運動負荷装置で、自転車走行、歩行又はランニングに相当する運動負荷を、運動者に与えることを特徴とする。

請求項４記載の高圧低圧ルームは、運動負荷装置が、自転車エルゴメータ、トレッドミル、クロストレーナ又はそれぞれの足を別々に載置して歩行動作を行うステッパであることを特徴とする。

本願の発明によれば、スポーツや登山における高地環境を再現してトレーニングを行う場合に、気圧のきめ細かな制御が可能で、気圧と運動負荷とが緊密に連動させることが可能である。

本発明に係る高圧低圧ルームの構成の一例を示す説明図である。同高圧低圧ルームの圧力制御の一例を示す説明図である。

以下、本発明の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明に係る高圧低圧ルームの構成の一例を示す説明図である。図２は、同高圧低圧ルームの圧力制御の一例を示す説明図である。

図における高圧低圧ルーム１は、居住空間であり室内であるチャンバ内１０ａの気圧を常圧より高圧及び低圧に維持可能なものである。居住空間を形成するチャンバ１０と、チャンバ内１０ａの気圧を上げるための加圧手段である加圧用コンプレッサ２０と、チャンバ内１０ａの気圧を下げるための減圧手段である減圧用コンプレッサ２２と、チャンバ内１０ａに設けられたトレッドミル５０と、制御装置４０とを備えている。また、チャンバ内１０ａの気圧をモニタするための圧力計３０も備えている。尚、高圧としては、１．５気圧程度までで、低圧としては、０．６気圧程度までである。

チャンバ１０は、運動者の身体が完全に収まる大きさで、後述するトレッドミル５０等の運動負荷装置が使用可能な状態で設置でき、必要に応じては複数人が入ることができる大きさまである。そして、チャンバ１０は、図示しない出入口があり、チャンバ１０を閉じた状態では、チャンバ内１０ａは密閉空間になるような構造である。

加圧用コンプレッサ２０は、チャンバ内１０ａの気圧を上げるための加圧手段であり、チャンバ１０の外側に配置され、チャンバ内１０ａと連通している。加圧用コンプレッサ２０は、加圧手段の一例であり、ポンプ等の他の手段であってもかまわない。

減圧用コンプレッサ２２は、チャンバ内１０ａの気圧を下げるための減圧手段であり、チャンバ１０内に配置され、チャンバ内１０ａの空気を押し出すものである。減圧用コンプレッサ２２は、減圧手段の一例であり、ポンプ等の他の手段であってもかまわない。

尚、図示してはいないが、チャンバ内１０ａの気圧の調整のために、各種の弁構造を設けるようにしてもよい。

トレッドミル５０は、運動者に機械的な動作で運動負荷を与える運動負荷装置の一例であり、トレッドミル５０自体は、屋内で歩行やランニングを行うための機器である。本実施の形態では、運動負荷装置の一例としてトレッドミル５０を示しているが、自転車エルゴメータ、クロストレーナ又はそれぞれの足を別々に載置して歩行動作を行うステッパ等であってもよく、運動負荷装置の種類によって限定されるものではない。また、運動者に与える運動負荷の種類も、トレッドミル５０で運動負荷を掛けられる歩行やランニングに限らず、自転車走行等も含まれ、その運動負荷の内容により限定されるものではない。

制御装置４０は、運動負荷装置であるトレッドミル５０の動作とチャンバ内１０ａの気圧を変化とを連動させて制御する制御手段であり、加圧用コンプレッサ２０、減圧用コンプレッサ２２、圧力計３０及びトレッドミル５０に接続され、それを制御する。制御装置４０は、電子的にハードウェアやソフトウェアを用いて制御するものである。

次に、本実施の形態における高圧低圧ルーム１の動作を説明する（図２参照）。まず、チャンバ内１０ａの気圧を変化させる方法を説明する。チャンバ内１０ａの気圧を高くする場合には、通常の気圧状態（平地における雰囲気気圧）から、加圧用コンプレッサ２０を動作させて、チャンバ内１０ａを加圧していく。そして、所望の気圧に達したところで加圧用コンプレッサ２０の動作を止める。また、次に、チャンバ内１０ａの気圧を下げる場合には、減圧用コンプレッサ２２を動作させて、チャンバ内１０ａの空気をチャンバ１０の外に押し出すか、または図示しない弁構造を開放して高圧になった空気をチャンバ１０の外に出すようにする。

尚、チャンバ内１０ａが高圧の状態で、単に弁構造を開放して通常の気圧状態に戻そうとしても、チャンバ内１０ａの気圧が通常の気圧状態に近づくと、単に弁構造を開放しただけでは、チャンバ内１０ａの気圧が下がりきらない状況が発生してしまう。このような場合には、減圧用コンプレッサ２２を動作させ、チャンバ内１０ａの空気を積極的に追い出すようにして、チャンバ内１０ａの気圧を通常の気圧状態にするようにすればよい。

尚、高圧になっているチャンバ内１０ａに気圧を効率的に下げたい場合には、減圧用コンプレッサ２２を用いると、より効率的にチャンバ内１０ａの気圧を下げることができる。

次に、運動負荷装置であるトレッドミル５０の動作とチャンバ内１０ａの気圧の変化を連動させて制御する場合を説明する。具体的には、例えば、制御手段である制御装置４０の制御により、屋外の自然環境における標高の変化と起伏の変化とを、トレッドミル５０による運動負荷の変化及びチャンバ内１０ａの気圧の変化により擬似的に再現し、チャンバ内１０ａで運動者に負荷を与える場合である。この場合、図２に示すように、例えば、チャンバ内１０ａを標高の高い山にみたてた環境にしたいような場合、まず、標高が高くなっていくことを念頭に、減圧用コンプレッサ２２を用いてチャンバ内１０ａの気圧を下げていく。これにより、所定の標高の気圧の環境を再現できている状態になる。そして、標高が上がるにつれて、トレッドミル５０の動作により、標高の変化に沿って運動者に運動負荷を掛けていく。

その後、例えば、少し標高が低い状態（気圧が少し上がった状態）に移動したような環境を再現したい場合には、加圧用コンプレッサ２０を動作させて、チャンバ内１０ａの気圧を、所望の気圧だけ高くするようにする（図２では、「緩和」と記載）。トレッドミル５０の動作も、標高が下がりつつある標高の変化に沿って運動者への運動負荷を調整していく。山の上り下りを繰り返し再現したい場合には、図２にあるように、減圧と緩和を繰り返すように減圧用コンプレッサ２２と加圧用コンプレッサ２０を動作させるようにすればよい。また、トレッドミル５０も、山の上り下りを繰り返し再現するような運動負荷になるように動作させるようにする。そして、最終的に、チャンバ内１０ａを通常の気圧状態（平地における雰囲気気圧）にする時は、加圧用コンプレッサ２０を動作させるようにし、トレッドミル５０も動作を終了させる。

以上のような構造の本実施の形態に係る高圧低圧ルーム１によれば、加圧手段である加圧用コンプレッサ２０をチャンバ１０の外側に設ける一方、減圧手段である減圧用コンプレッサ２２をチャンバ内１０ａに設けることにより、気圧のきめ細かな制御が可能である。

そして、スポーツや登山における高地環境を再現してトレーニングを行う場合に、気圧のきめ細かな制御が可能で、気圧と運動負荷とが緊密に連動させることが可能である。

以上のように、本発明によれば、スポーツや登山における高地環境を再現してトレーニングを行う場合に、気圧のきめ細かな制御が可能で、気圧と運動負荷とが緊密に連動した高圧低圧ルームを提供することができる。

１・・・・・高圧低圧ルーム
１０・・・・チャンバ
１０ａ・・・チャンバ内
２０・・・・加圧用コンプレッサ
２２・・・・減圧用コンプレッサ
３０・・・・圧力計
４０・・・・制御装置
５０・・・・トレッドミル

Claims

室内の気圧を常圧より高圧及び低圧に維持可能な居住空間を有する高圧低圧ルームにおいて、
該居住空間を形成するチャンバと、
該チャンバ外に配置され、該チャンバ内の気圧を上げるための加圧手段と、
該チャンバ内に配置され、該チャンバ内の気圧を下げるための減圧手段と、
該チャンバ内に配置され、運動者に機械的な動作で運動負荷を与える運動負荷装置と、
該運動負荷装置の動作と該チャンバ内の気圧の変化を連動させて制御する制御手段とを備えることを特徴とする高圧低圧ルーム。
前記制御手段の制御により、
屋外の自然環境における標高の変化と起伏の変化とを、前記運動負荷装置による運動負荷の変化及び該チャンバ内の気圧の変化により擬似的に再現し、
前記チャンバ内で前記運動者に負荷を与えることを特徴とする請求項１記載の高圧低圧ルーム。
前記運動負荷装置で、自転車走行、歩行又はランニングに相当する運動負荷を、前記運動者に与えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高圧低圧ルーム。
前記運動負荷装置が、自転車エルゴメータ、トレッドミル、クロストレーナ又はそれぞれの足を別々に載置して歩行動作を行うステッパであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の高圧低圧ルーム。