JP2000014826A - エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 - Google Patents
エアロビック運動器具の負荷自動調整装置Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】運動の前に、体脂肪率を測定し、その人が目標
の体脂肪率になるための運動プログラムを決定し、この
運動プログラムで定める負荷の値になるように、エアロ
ビック運動器具の負荷変更手段を自動的に調整する。 【解決手段】人体インピーダンスと個人データから体脂
肪率を算出する体脂肪率算出手段１３と、目標体脂肪率
設定手段１５と、運動回数設定手段１６と、必要運動量
算出手段１７と、目標心拍数及び使用時間を定めた運動
プログラムを決定する運動プログラム決定手段２０と、
心拍数測定手段１９と、運動中の心拍数が前記運動プロ
グラムの定める目標心拍数になるように、エアロビック
運動器具の負荷を変更する負荷変更手段２１とを備え
る。
の体脂肪率になるための運動プログラムを決定し、この
運動プログラムで定める負荷の値になるように、エアロ
ビック運動器具の負荷変更手段を自動的に調整する。 【解決手段】人体インピーダンスと個人データから体脂
肪率を算出する体脂肪率算出手段１３と、目標体脂肪率
設定手段１５と、運動回数設定手段１６と、必要運動量
算出手段１７と、目標心拍数及び使用時間を定めた運動
プログラムを決定する運動プログラム決定手段２０と、
心拍数測定手段１９と、運動中の心拍数が前記運動プロ
グラムの定める目標心拍数になるように、エアロビック
運動器具の負荷を変更する負荷変更手段２１とを備え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ウォーキング運動
やジョギング運動を行うトレッドミル、サイクリング運
動を行う自転車エルゴメータ、階段上り運動を行うステ
アクライマなど、全身運動や身体の部分的な運動によっ
て、酸素を供給し体脂肪を燃焼させる効果のあるエアロ
ビック運動器具に関する。
やジョギング運動を行うトレッドミル、サイクリング運
動を行う自転車エルゴメータ、階段上り運動を行うステ
アクライマなど、全身運動や身体の部分的な運動によっ
て、酸素を供給し体脂肪を燃焼させる効果のあるエアロ
ビック運動器具に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】エアロビック運動器具
を使用して運動を行う目的は、心肺機能を強化して全身
持久力を高めることの他に、健康のために余分な体脂肪
を消費して肥満を解消し、引き締まった身体にすること
も大きな狙いである。このように、ウエイトコントロー
ルなどフィットネスを目的とする場合、どの程度の運動
を、どのくらいの頻度で、どのくらいの期間続ければよ
いかなど、運動処方に関するカウンセリングを受けなが
ら行うと、より効果的である。ところが、カウンセリン
グを受けるには、経済的な負担や時間的な制約を伴うの
で、誰もが簡単に手軽に受けることができない。
を使用して運動を行う目的は、心肺機能を強化して全身
持久力を高めることの他に、健康のために余分な体脂肪
を消費して肥満を解消し、引き締まった身体にすること
も大きな狙いである。このように、ウエイトコントロー
ルなどフィットネスを目的とする場合、どの程度の運動
を、どのくらいの頻度で、どのくらいの期間続ければよ
いかなど、運動処方に関するカウンセリングを受けなが
ら行うと、より効果的である。ところが、カウンセリン
グを受けるには、経済的な負担や時間的な制約を伴うの
で、誰もが簡単に手軽に受けることができない。
【０００３】そこで本発明は、体脂肪率を目標に立て、
目標の体脂肪率の身体を作るには、どの程度の負荷の運
動を、どのくらいの頻度で、どのくらいの期間続ければ
よいか、という運動プログラムを自動的に計算で決定
し、この決定した運動プログラムで定める負荷の値にな
るように、エアロビック運動器具の負荷変更手段を自動
的に操作することにより、煩雑な機械操作に煩わされる
ことなく、確実に運動効果を発揮して、無理なく目標の
体脂肪率になるようにすることを目的とする。
目標の体脂肪率の身体を作るには、どの程度の負荷の運
動を、どのくらいの頻度で、どのくらいの期間続ければ
よいか、という運動プログラムを自動的に計算で決定
し、この決定した運動プログラムで定める負荷の値にな
るように、エアロビック運動器具の負荷変更手段を自動
的に操作することにより、煩雑な機械操作に煩わされる
ことなく、確実に運動効果を発揮して、無理なく目標の
体脂肪率になるようにすることを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は以下のように構成する。
めに、本発明は以下のように構成する。
【０００５】すなわち、負荷が可変なトレーニング用エ
アロビック運動器具において、身体に接触すべき電極を
介して人体インピーダンスを測定する人体インピーダン
ス測定手段と、性別、年齢、身長および体重の個人デー
タを入力するデータ入力手段と、前記人体インピーダン
スと個人データから体脂肪率を算出する体脂肪率算出手
段と、目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段
と、運動回数を設定する運動回数設定手段と、目標の体
脂肪率と前記の算出した体脂肪率を比較して、その差の
解消に必要な運動量を算出する必要運動量算出手段と、
算出した必要運動量と前記設定運動回数にもとづき、エ
アロビック運動器具の負荷および使用時間を定めた運動
プログラムを決定する運動プログラム決定手段と、エア
ロビック運動器具の負荷を、前記の決定した運動プログ
ラムの定める負荷の値に一致するように変更する負荷変
更手段と、を備え、目標体脂肪率達成に必要な運動プロ
グラムの負荷になるように、エアロビック運動器具の負
荷を調節する。また、算出した必要運動量と前記設定運
動回数にもとづき、目標心拍数および使用時間を定めた
運動プログラムを決定する運動プログラム決定手段と、
運動中の心拍数を測定する心拍数測定手段、および、運
動中の心拍数が前記運動プログラムの定める目標心拍数
になるように、エアロビック運動器具の負荷を変更する
負荷変更手段とを備えて、目標体脂肪率達成のために必
要な運動プログラムの定める負荷になるように、エアロ
ビック運動器具の負荷を調節する。
アロビック運動器具において、身体に接触すべき電極を
介して人体インピーダンスを測定する人体インピーダン
ス測定手段と、性別、年齢、身長および体重の個人デー
タを入力するデータ入力手段と、前記人体インピーダン
スと個人データから体脂肪率を算出する体脂肪率算出手
段と、目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段
と、運動回数を設定する運動回数設定手段と、目標の体
脂肪率と前記の算出した体脂肪率を比較して、その差の
解消に必要な運動量を算出する必要運動量算出手段と、
算出した必要運動量と前記設定運動回数にもとづき、エ
アロビック運動器具の負荷および使用時間を定めた運動
プログラムを決定する運動プログラム決定手段と、エア
ロビック運動器具の負荷を、前記の決定した運動プログ
ラムの定める負荷の値に一致するように変更する負荷変
更手段と、を備え、目標体脂肪率達成に必要な運動プロ
グラムの負荷になるように、エアロビック運動器具の負
荷を調節する。また、算出した必要運動量と前記設定運
動回数にもとづき、目標心拍数および使用時間を定めた
運動プログラムを決定する運動プログラム決定手段と、
運動中の心拍数を測定する心拍数測定手段、および、運
動中の心拍数が前記運動プログラムの定める目標心拍数
になるように、エアロビック運動器具の負荷を変更する
負荷変更手段とを備えて、目標体脂肪率達成のために必
要な運動プログラムの定める負荷になるように、エアロ
ビック運動器具の負荷を調節する。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。
施の形態について説明する。
【０００７】図１〜図３に、本発明を実施した各種エア
ロビック運動器具の概略図をそれぞれ示す。図１はトレ
ッドミルＡ１で、ランニングベルトＢの上を歩行あるい
は走行してウォーキング運動やジョギング運動を行う。
トレッドミルＡ１の前方にはタッチ式のカラー液晶パネ
ルＣを設置し、運動負荷の調節やランニングベルトＢの
勾配やスピード、心拍数などを表示する。運動負荷の調
節は、ランニングベルトＢの勾配や、ベルトの支軸の制
動トルクを変化させて行う。人体インピーダンスや心拍
数の測定は、図４に示すように、カラー液晶パネルＣの
下方に取り付けたハンドルバーＨを握って行う。
ロビック運動器具の概略図をそれぞれ示す。図１はトレ
ッドミルＡ１で、ランニングベルトＢの上を歩行あるい
は走行してウォーキング運動やジョギング運動を行う。
トレッドミルＡ１の前方にはタッチ式のカラー液晶パネ
ルＣを設置し、運動負荷の調節やランニングベルトＢの
勾配やスピード、心拍数などを表示する。運動負荷の調
節は、ランニングベルトＢの勾配や、ベルトの支軸の制
動トルクを変化させて行う。人体インピーダンスや心拍
数の測定は、図４に示すように、カラー液晶パネルＣの
下方に取り付けたハンドルバーＨを握って行う。
【０００８】図２は自転車エルゴメータＡ２で、足でペ
ダルＰをこいでサイクリング運動を行う。自転車エルゴ
メータＡ２の前方にはタッチ式のカラー液晶パネルＣを
設置し、運動負荷の調節やペダルスピード、走行距離、
心拍数などを表示する。運動負荷の調節は、ペダルＰの
摩擦抵抗や、ペダル回転軸の制動トルクを変化させて行
う。人体インピーダンスや心拍数の測定は、カラー液晶
パネルＣの下方に取り付けたハンドルバーＨを握って行
う。
ダルＰをこいでサイクリング運動を行う。自転車エルゴ
メータＡ２の前方にはタッチ式のカラー液晶パネルＣを
設置し、運動負荷の調節やペダルスピード、走行距離、
心拍数などを表示する。運動負荷の調節は、ペダルＰの
摩擦抵抗や、ペダル回転軸の制動トルクを変化させて行
う。人体インピーダンスや心拍数の測定は、カラー液晶
パネルＣの下方に取り付けたハンドルバーＨを握って行
う。
【０００９】図３はステアクライマＡ３で、足でペダル
Ｐを踏んで階段上り運動を行う。ステアクライマＡ３の
前方にはタッチ式のカラー液晶パネルＣを設置し、運動
負荷の調節や上りスピード、上り階数、心拍数などを表
示する。運動負荷の調節は、ペダルＰの重さや制動トル
クを変化させて行う。人体インピーダンスや心拍数の測
定は、カラー液晶パネルＣの下方に取り付けたハンドル
バーＨを握って行う。なお、エアロビック運動器具の運
動負荷の変更装置としては、運動に伴い回転する回転軸
に円板を一体的に連結して、この円板の脇に配置した電
磁石の磁束により円板に渦電流を起すことにより、回転
軸にブレーキをかけるものが知られている。この場合、
電磁石に流すコイル電流を変更することにより、回転軸
の制動トルクを変更する。
Ｐを踏んで階段上り運動を行う。ステアクライマＡ３の
前方にはタッチ式のカラー液晶パネルＣを設置し、運動
負荷の調節や上りスピード、上り階数、心拍数などを表
示する。運動負荷の調節は、ペダルＰの重さや制動トル
クを変化させて行う。人体インピーダンスや心拍数の測
定は、カラー液晶パネルＣの下方に取り付けたハンドル
バーＨを握って行う。なお、エアロビック運動器具の運
動負荷の変更装置としては、運動に伴い回転する回転軸
に円板を一体的に連結して、この円板の脇に配置した電
磁石の磁束により円板に渦電流を起すことにより、回転
軸にブレーキをかけるものが知られている。この場合、
電磁石に流すコイル電流を変更することにより、回転軸
の制動トルクを変更する。
【００１０】図５に、本発明を実施した負荷自動調整装
置の機能ブロック図 を示す。この負荷自動調整装置
は、ハンドルバーＨの電極を介して人体インピーダンス
を測定する人体インピーダンス測定手段１１と、カラー
液晶パネルＣを介して性別、年齢、身長および体重の個
人データを入力するデータ入力手段１２と、人体インピ
ーダンスの測定結果とデータの入力内容から体脂肪率を
算出する体脂肪率算出手段１３と、筋肉と骨など体重か
ら体脂肪を除いた除脂肪組織と性別および年齢とを評価
して運動能力を推計する運動能力推計手段１４と、目標
の体脂肪率を設定する目標体型設定手段１５と、期間と
頻度を指定して目標の体脂肪率に到達するために必要な
運動回数を設定する運動回数設定手段１６と、目標の体
脂肪率と現在の体脂肪率を比較して必要な運動量（負荷
と時間の積）を運動回数毎に算出する必要運動量算出手
段１７と、運動回数毎に目標の体脂肪率と現在の体脂肪
率を比較してその差に応じて運動量を修正する運動量修
正手段１８と、ハンドルバーＨの電極を介して心拍数を
測定する心拍数測定手段１９と、算出した必要運動量と
前記設定運動回数にもとづき、目標心拍数及び使用時間
を定めた運動プログラムを決定する運動プログラム決定
手段２０と、心拍数測定手段１９による測定心拍数と前
記の目標心拍数を比較して両者が一致するようにエアロ
ビック運動器具の負荷を変更する負荷変更手段２１と、
で構成する。なお、体重については歪ゲージなどをエア
ロビック運動器具に設けて運動中に測定してもよい。
置の機能ブロック図 を示す。この負荷自動調整装置
は、ハンドルバーＨの電極を介して人体インピーダンス
を測定する人体インピーダンス測定手段１１と、カラー
液晶パネルＣを介して性別、年齢、身長および体重の個
人データを入力するデータ入力手段１２と、人体インピ
ーダンスの測定結果とデータの入力内容から体脂肪率を
算出する体脂肪率算出手段１３と、筋肉と骨など体重か
ら体脂肪を除いた除脂肪組織と性別および年齢とを評価
して運動能力を推計する運動能力推計手段１４と、目標
の体脂肪率を設定する目標体型設定手段１５と、期間と
頻度を指定して目標の体脂肪率に到達するために必要な
運動回数を設定する運動回数設定手段１６と、目標の体
脂肪率と現在の体脂肪率を比較して必要な運動量（負荷
と時間の積）を運動回数毎に算出する必要運動量算出手
段１７と、運動回数毎に目標の体脂肪率と現在の体脂肪
率を比較してその差に応じて運動量を修正する運動量修
正手段１８と、ハンドルバーＨの電極を介して心拍数を
測定する心拍数測定手段１９と、算出した必要運動量と
前記設定運動回数にもとづき、目標心拍数及び使用時間
を定めた運動プログラムを決定する運動プログラム決定
手段２０と、心拍数測定手段１９による測定心拍数と前
記の目標心拍数を比較して両者が一致するようにエアロ
ビック運動器具の負荷を変更する負荷変更手段２１と、
で構成する。なお、体重については歪ゲージなどをエア
ロビック運動器具に設けて運動中に測定してもよい。
【００１１】図６に、電極を装着したハンドルバーＨの
一部を拡大した要部拡大図を示す。ハンドルバーＨは、
棒状の絶縁体の中部に左右の把持部ＨＬ、ＨＲを設け、
それぞれに給電側電極Ｈ１、Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ
２を巻着して４端子電極を構成する。給電側電極Ｈ１、
Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ２の間は接触しないように間
隔を設ける。これらの電極の設置場所は、ハンドルバー
Ｈに限らず、その他の場所たとえばカラー液晶パネルＣ
のケース外周でもよい。
一部を拡大した要部拡大図を示す。ハンドルバーＨは、
棒状の絶縁体の中部に左右の把持部ＨＬ、ＨＲを設け、
それぞれに給電側電極Ｈ１、Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ
２を巻着して４端子電極を構成する。給電側電極Ｈ１、
Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ２の間は接触しないように間
隔を設ける。これらの電極の設置場所は、ハンドルバー
Ｈに限らず、その他の場所たとえばカラー液晶パネルＣ
のケース外周でもよい。
【００１２】図７に、人体インピーダンス測定手段１１
の測定回路のブロック図を示す。測定回路は、発振器２
３が生成する５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を駆動回路２
４、トランスＴ１、切換スイッチ２５Ａを介して給電側
電極Ｈ１、Ｈ１に供給する。
の測定回路のブロック図を示す。測定回路は、発振器２
３が生成する５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を駆動回路２
４、トランスＴ１、切換スイッチ２５Ａを介して給電側
電極Ｈ１、Ｈ１に供給する。
【００１３】ハンドルバーＨの左右の把持部ＨＬ、ＨＲ
を両手で握ると、検出側電極Ｈ２、Ｈ２に交流電圧が発
生する。検出側電極Ｈ２、Ｈ２に発生した交流電圧を切
換スイッチ３３Ａ、トランスＴ２、帯域フィルタ２６、
整流回路２７、増幅器２８を介して直流電圧に変換し、
波形整形、レベル調整、オフセット調整した後、Ａ／Ｄ
変換器２９、Ｉ／Ｏインタフェース３０を介してＣＰＵ
３１に入力する。３２はメモリである。
を両手で握ると、検出側電極Ｈ２、Ｈ２に交流電圧が発
生する。検出側電極Ｈ２、Ｈ２に発生した交流電圧を切
換スイッチ３３Ａ、トランスＴ２、帯域フィルタ２６、
整流回路２７、増幅器２８を介して直流電圧に変換し、
波形整形、レベル調整、オフセット調整した後、Ａ／Ｄ
変換器２９、Ｉ／Ｏインタフェース３０を介してＣＰＵ
３１に入力する。３２はメモリである。
【００１４】測定回路を構成する要素の経時変化や温度
特性による測定誤差を修正するため、人体インピーダン
スを測定する前に、検出側回路の出力特性をあらかじめ
校正する。すなわち、２つの変量である人体インピーダ
ンスＺと検出側回路が検出する交流電圧Ｖの関係を回帰
直線Ｚ＝ｋ・Ｖ＋Ｃ０ にあてはめる。そして、抵抗値
が既知の２つの抵抗Ｒ１とＲ２の両端に、人体インピー
ダンスＺを測定するときと同じ所定の交流電圧を印加
し、抵抗Ｒ１とＲ２の両端に発生する交流電圧Ｖを検出
して回帰直線の比例定数ｋと固定定数Ｃ０を求める。
特性による測定誤差を修正するため、人体インピーダン
スを測定する前に、検出側回路の出力特性をあらかじめ
校正する。すなわち、２つの変量である人体インピーダ
ンスＺと検出側回路が検出する交流電圧Ｖの関係を回帰
直線Ｚ＝ｋ・Ｖ＋Ｃ０ にあてはめる。そして、抵抗値
が既知の２つの抵抗Ｒ１とＲ２の両端に、人体インピー
ダンスＺを測定するときと同じ所定の交流電圧を印加
し、抵抗Ｒ１とＲ２の両端に発生する交流電圧Ｖを検出
して回帰直線の比例定数ｋと固定定数Ｃ０を求める。
【００１５】このため、ＣＰＵ３１から制御信号を出力
してＩ／Ｏインタフェース３０、切換ユニット３３、お
よび切換制御回路３３Ａを介して切換スイッチ３３ＡＳ
を切換え、トランスＴ１の二次側とトランスＴ２の一次
側との間に，２つの抵抗Ｒ１とＲ２を切換え自在にそれ
ぞれ接続する。次に、ＣＰＵ３１から制御信号を出力し
てＩ／Ｏインタフェース３０、切換ユニット３３、およ
び切換制御回路３３Ｂを介して切換スイッチ３３ＢＳを
切換え、測定対象を抵抗Ｒ１あるいは抵抗Ｒ２に切換え
る。
してＩ／Ｏインタフェース３０、切換ユニット３３、お
よび切換制御回路３３Ａを介して切換スイッチ３３ＡＳ
を切換え、トランスＴ１の二次側とトランスＴ２の一次
側との間に，２つの抵抗Ｒ１とＲ２を切換え自在にそれ
ぞれ接続する。次に、ＣＰＵ３１から制御信号を出力し
てＩ／Ｏインタフェース３０、切換ユニット３３、およ
び切換制御回路３３Ｂを介して切換スイッチ３３ＢＳを
切換え、測定対象を抵抗Ｒ１あるいは抵抗Ｒ２に切換え
る。
【００１６】人体インピーダンス測定手段１１が計算す
る人体インピーダンスの計算方法を数式１に示す。
る人体インピーダンスの計算方法を数式１に示す。
【数１】 また、体脂肪率算出手段１３が計算する体脂肪率の計算
方法を数式２に示す。
方法を数式２に示す。
【数２】
【００１７】運動能力推計手段１４は、運動を安全に行
うのと、運動効果を最大限に高めるために、体力に応じ
た運動強度を設定する前提となる運動能力を推計する。
運動能力は、一般的には最大酸素摂取量を基準に推計す
るが、ここでは筋肉や骨など体重から体脂肪を除いた除
脂肪組織をパフォーマンスのバロメータとして運動能力
を推計する。また、体脂肪を効率よく燃焼させる運動強
度は、心拍数のレベルで最高心拍数の約６０〜９０％が
好適とされるので、最高心拍数＝２２０−年齢とされる
ことから、年齢も運動能力の評価に加える。また、性別
も同様に評価に加える。
うのと、運動効果を最大限に高めるために、体力に応じ
た運動強度を設定する前提となる運動能力を推計する。
運動能力は、一般的には最大酸素摂取量を基準に推計す
るが、ここでは筋肉や骨など体重から体脂肪を除いた除
脂肪組織をパフォーマンスのバロメータとして運動能力
を推計する。また、体脂肪を効率よく燃焼させる運動強
度は、心拍数のレベルで最高心拍数の約６０〜９０％が
好適とされるので、最高心拍数＝２２０−年齢とされる
ことから、年齢も運動能力の評価に加える。また、性別
も同様に評価に加える。
【００１８】目標体脂肪率設定手段１５は、タッチ式の
カラー液晶パネルＰを介して目標とする体脂肪率を、女
性の場合１７〜２４％、男性の場合１４〜２０％とされ
る理想の体脂肪率のメニューの中から選択する。目標と
する体脂肪率が一定の時間内に選択されない場合は、女
性の場合と男性の場合に分けて、それぞれ標準の体脂肪
率が自動設定される。
カラー液晶パネルＰを介して目標とする体脂肪率を、女
性の場合１７〜２４％、男性の場合１４〜２０％とされ
る理想の体脂肪率のメニューの中から選択する。目標と
する体脂肪率が一定の時間内に選択されない場合は、女
性の場合と男性の場合に分けて、それぞれ標準の体脂肪
率が自動設定される。
【００１９】運動回数設定手段１６は、例えば３か月、
半年、１年などの期間と、週１回、週３回、毎日などの
頻度がメニューに表示され、その中から期間と頻度を選
択して、運動回数を設定する。決められた入力時間内
に、期間と頻度が選択されない場合は、目標体脂肪率と
現在の体脂肪率の差に応じて適当な期間と頻度が自動的
に選択されて、運動回数が自動設定される。
半年、１年などの期間と、週１回、週３回、毎日などの
頻度がメニューに表示され、その中から期間と頻度を選
択して、運動回数を設定する。決められた入力時間内
に、期間と頻度が選択されない場合は、目標体脂肪率と
現在の体脂肪率の差に応じて適当な期間と頻度が自動的
に選択されて、運動回数が自動設定される。
【００２０】必要運動量算出手段１７は、目標体脂肪率
と現在の体脂肪率を比較して運動回数毎に必要な運動量
を算出する。一般に、運動量は、運動の強度と時間の積
として、次のように表すことができる。 運動量（ｋｃａｌ）＝運動強度（ｋｃａｌ／分）×運動
時間（分） 従って、運動量を上げるには、運動強度をきつくする
か、運動時間を長くすることが必要である。必要な運動
量は、まず、運動回数毎に設定した目標体脂肪率と現在
の体脂肪率の差から減量すべき体脂肪量を求める。そし
て、体脂肪１ｋｇはおよそ７０００ｋｃａｌに相当する
ので、この体脂肪を消費するのに必要なカロリー量を必
要な運動量とする。運動によって消費される時間当りの
カロリー量は、レベル毎の強さ効率と基礎代謝量をもと
に数式３の計算式によって求める。
と現在の体脂肪率を比較して運動回数毎に必要な運動量
を算出する。一般に、運動量は、運動の強度と時間の積
として、次のように表すことができる。 運動量（ｋｃａｌ）＝運動強度（ｋｃａｌ／分）×運動
時間（分） 従って、運動量を上げるには、運動強度をきつくする
か、運動時間を長くすることが必要である。必要な運動
量は、まず、運動回数毎に設定した目標体脂肪率と現在
の体脂肪率の差から減量すべき体脂肪量を求める。そし
て、体脂肪１ｋｇはおよそ７０００ｋｃａｌに相当する
ので、この体脂肪を消費するのに必要なカロリー量を必
要な運動量とする。運動によって消費される時間当りの
カロリー量は、レベル毎の強さ効率と基礎代謝量をもと
に数式３の計算式によって求める。
【数３】 運動強度は、１４段階のレベルの中から、運動能力推計
手段１４が推計した運動能力に応じたレベルがメニュー
に表示され、その中から選択する。レベルが選択されな
い場合は、標準のレベルが自動設定される。
手段１４が推計した運動能力に応じたレベルがメニュー
に表示され、その中から選択する。レベルが選択されな
い場合は、標準のレベルが自動設定される。
【００２１】レベルが自動もしくは手動で設定された
ら、先に求めたカロリー換算した減量すべき体脂肪を消
費するのに必要な運動量を、運動によって消費される時
間当りのカロリー量で除し、これによって必要な運動時
間を求める。運動時間は、体脂肪が燃えだすまでに最低
必要といわれる１２分以上の時間を設定する。
ら、先に求めたカロリー換算した減量すべき体脂肪を消
費するのに必要な運動量を、運動によって消費される時
間当りのカロリー量で除し、これによって必要な運動時
間を求める。運動時間は、体脂肪が燃えだすまでに最低
必要といわれる１２分以上の時間を設定する。
【００２２】運動量修正手段１８は、運動回数毎の目標
体脂肪率と現在の体脂肪率の差から修正（減量）すべき
体脂肪量を求め、この体脂肪を消費するのに必要なカロ
リー量を必要な運動量として 必要運動量算出手段１７
に送出して、その必要運動量を修正する。このように、
操作パネルを介してどの程度の運動を、どのくらいの頻
度で、どのくらいの期間続ければよいかなど、目標の体
脂肪率になるために必要な運動プログラムを提示し、運
動の進捗状況に応じて運動プログラムが修正されるよう
にすれば、運動の都度運動プログラムを組立てる手間が
なくなり、必要な運動が効率的に集中してできるように
なるという利点がある。
体脂肪率と現在の体脂肪率の差から修正（減量）すべき
体脂肪量を求め、この体脂肪を消費するのに必要なカロ
リー量を必要な運動量として 必要運動量算出手段１７
に送出して、その必要運動量を修正する。このように、
操作パネルを介してどの程度の運動を、どのくらいの頻
度で、どのくらいの期間続ければよいかなど、目標の体
脂肪率になるために必要な運動プログラムを提示し、運
動の進捗状況に応じて運動プログラムが修正されるよう
にすれば、運動の都度運動プログラムを組立てる手間が
なくなり、必要な運動が効率的に集中してできるように
なるという利点がある。
【００２３】次に、運動プログラム決定手段２０は、手
段１７が算出した必要運動量と手段１６で設定した設定
運動回数にもとづき、１回の運動で、どのくらいの時間
だけその運動器具を使用し、そのときの心拍数がどのく
らいになるような負荷であれば、必要運動量を消化でき
るかを計算し、その結果から、目標心拍数と運動器具の
使用時間を定めた運動プログラムを決定する。負荷変更
手段２１は、心拍数測定手段１９による測定心拍数と前
記の目標心拍数を比較して、両者が一致するように、ラ
ンニングベルトＢの勾配や、ペダルＰの摩擦抵抗、重
さ、もしくは制動トルクなどの、エアロビック運動器具
の負荷を変更調節する。これにより、必要運動量算出手
段１７が設定した運動強度の心拍ゾーンに、実際の心拍
数をキープさせる。
段１７が算出した必要運動量と手段１６で設定した設定
運動回数にもとづき、１回の運動で、どのくらいの時間
だけその運動器具を使用し、そのときの心拍数がどのく
らいになるような負荷であれば、必要運動量を消化でき
るかを計算し、その結果から、目標心拍数と運動器具の
使用時間を定めた運動プログラムを決定する。負荷変更
手段２１は、心拍数測定手段１９による測定心拍数と前
記の目標心拍数を比較して、両者が一致するように、ラ
ンニングベルトＢの勾配や、ペダルＰの摩擦抵抗、重
さ、もしくは制動トルクなどの、エアロビック運動器具
の負荷を変更調節する。これにより、必要運動量算出手
段１７が設定した運動強度の心拍ゾーンに、実際の心拍
数をキープさせる。
【００２４】図８に、運動量設定手段１７がカラー液晶
パネルＣに表示する体脂肪率の目標と実績の推移グラフ
を示す。体脂肪率の目標と実績の推移グラフは、縦軸と
横軸にそれぞれ体脂肪率（％）と運動回数をスケーリン
グし、運動回数毎の体脂肪率の目標値と、運動回数毎に
測定した体脂肪率の実績値を表示する。
パネルＣに表示する体脂肪率の目標と実績の推移グラフ
を示す。体脂肪率の目標と実績の推移グラフは、縦軸と
横軸にそれぞれ体脂肪率（％）と運動回数をスケーリン
グし、運動回数毎の体脂肪率の目標値と、運動回数毎に
測定した体脂肪率の実績値を表示する。
【００２５】また、図９に、体重と体脂肪量および除脂
肪体重の目標と実績の推移グラフを示す。体重と体脂肪
量および除脂肪体重の目標と実績の推移グラフは、縦軸
と横軸にそれぞれ体脂肪量（ｋｇ）と除脂肪体重（ｋ
ｇ）で構成する体重（ｋｇ）と運動回数をスケーリング
し、運動回数毎の体重と体脂肪量および除脂肪体重の目
標値と、運動回数毎に測定した体重と体脂肪量および除
脂肪体重の実績値を表示する。
肪体重の目標と実績の推移グラフを示す。体重と体脂肪
量および除脂肪体重の目標と実績の推移グラフは、縦軸
と横軸にそれぞれ体脂肪量（ｋｇ）と除脂肪体重（ｋ
ｇ）で構成する体重（ｋｇ）と運動回数をスケーリング
し、運動回数毎の体重と体脂肪量および除脂肪体重の目
標値と、運動回数毎に測定した体重と体脂肪量および除
脂肪体重の実績値を表示する。
【００２６】エアロビック運動器具には、上記のよう
に、心拍数で負荷を調整する間接形式と、心拍数とは無
関係に負荷を設定する直接形式とがある。直接形式の場
合は、１回の運動で、どのくらいの時間だけその運動器
具を使用し、そのときの負荷がどのくらいの値であれ
ば、必要運動量を消化できるかを計算し、その結果か
ら、負荷と運動器具の使用時間を定めた運動プログラム
を決定する。図５は、これら直接間接の両形式を表して
いる。
に、心拍数で負荷を調整する間接形式と、心拍数とは無
関係に負荷を設定する直接形式とがある。直接形式の場
合は、１回の運動で、どのくらいの時間だけその運動器
具を使用し、そのときの負荷がどのくらいの値であれ
ば、必要運動量を消化できるかを計算し、その結果か
ら、負荷と運動器具の使用時間を定めた運動プログラム
を決定する。図５は、これら直接間接の両形式を表して
いる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のエアロビ
ック運動器具の負荷自動調整装置では、目標の体脂肪率
を基準にして、この目標を達成するためには、どの程度
の負荷の運動を、どのくらいの頻度で、どのくらいの期
間続ければよいか、という運動プログラムを決定し、こ
の決定した運動プログラムで定める負荷の値になるよう
に、エアロビック運動器具の負荷変更手段を自動的に操
作するので、煩雑な機械操作に煩わされることなく、確
実に運動効果を発揮して、無理なく目標の体脂肪率の体
格になれるという効果を奏する。
ック運動器具の負荷自動調整装置では、目標の体脂肪率
を基準にして、この目標を達成するためには、どの程度
の負荷の運動を、どのくらいの頻度で、どのくらいの期
間続ければよいか、という運動プログラムを決定し、こ
の決定した運動プログラムで定める負荷の値になるよう
に、エアロビック運動器具の負荷変更手段を自動的に操
作するので、煩雑な機械操作に煩わされることなく、確
実に運動効果を発揮して、無理なく目標の体脂肪率の体
格になれるという効果を奏する。
【図１】本発明を実施したトレッドミルの概略図であ
る。
る。
【図２】本発明を実施した自転車エルゴメータの概略図
である。
である。
【図３】本発明を実施したステアクライマの概略図であ
る。
る。
【図４】図１のトレッドミルにおいて、体脂肪率測定中
の様子を示す使用状態図である。
の様子を示す使用状態図である。
【図５】本発明を実施した負荷自動調整装置の機能ブロ
ック図である。
ック図である。
【図６】本発明を実施したハンドルバーの要部拡大図で
ある。
ある。
【図７】本発明を実施した人体インピーダンス測定回路
のブロック図である。
のブロック図である。
【図８】運動量設定手段が表示する体脂肪率の目標と実
績の推移グラフである。
績の推移グラフである。
【図９】運動量設定手段が表示する体重の目標と実績の
推移グラフである。
推移グラフである。
１１ 人体インピーダンス測定手段 １２ データ入力手段 １３ 体脂肪率算出手段 １４ 運動能力推計手段 １５ 目標体脂肪率設定手段 １６ 運動回数設定手段 １７ 必要運動量算出手段 １８ 運動量修正手段 １９ 心拍数測定手段 ２０ 運動プログラム決定手段 ２１ 負荷変更手段 ２３ 発振器 ２４ 駆動回路 ２６ 帯域フィルタ ２７ 整流回路 ２８ 増幅器 ２９ Ａ／Ｄ変換器 ３０ Ｉ／Ｏインタフェース ３１ ＣＰＵ ３２ メモリ Ａ１ トレッドミル Ａ２ 自転車エルゴメータ Ａ３ ステアクライマ Ｂ ランニングベルト Ｃ カラー液晶パネル Ｈ 電極ハンドル Ｐ ペダル Ｒ１、Ｒ２ 抵抗 Ｔ１、Ｔ２ トランス
Claims (2)
- 【請求項１】 負荷が可変なトレーニング用エアロビッ
ク運動器具において、 身体に接触すべき電極を介して人体インピーダンスを測
定する人体インピーダンス測定手段と、 性別、年齢、身長および体重の個人データを入力するデ
ータ入力手段と、 前記人体インピーダンスと個人データから体脂肪率を算
出する体脂肪率算出手段と、 目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段と、 運動回数を設定する運動回数設定手段と、 目標の体脂肪率と前記の算出した体脂肪率を比較して、
その差の解消に必要な運動量を算出する必要運動量算出
手段と、 算出した必要運動量と前記設定運動回数にもとづき、エ
アロビック運動器具の負荷および使用時間を定めた運動
プログラムを決定する運動プログラム決定手段と、 エアロビック運動器具の負荷を、前記の決定した運動プ
ログラムの定める負荷の値に一致するように変更する負
荷変更手段と、を備え、 目標体脂肪率達成に必要な運動プログラムの負荷になる
ように、エアロビック運動器具の負荷を調節することを
特徴とするエアロビック運動器具の負荷自動調整装置。 - 【請求項２】 負荷が可変なトレーニング用のエアロビ
ック運動器具において、 人体に接触すべき電極を介して人体インピーダンスを測
定する人体インピーダンス測定手段と、 性別、年齢、身長および体重の個人データを入力するデ
ータ入力手段と、 前記人体インピーダンスと個人データから体脂肪率を算
出する体脂肪率算出手段と、 目標の体脂肪率を設定する目標体脂肪率設定手段と、 運動回数を設定する運動回数設定手段と、 目標の体脂肪率と前記の算出した体脂肪率を比較して、
その差の解消に必要な運動量を算出する必要運動量算出
手段と、 前記必要運動量と前記設定運動回数にもとづき、目標心
拍数および使用時間を定めた運動プログラムを決定する
運動プログラム決定手段と、 運動中の心拍数を測定する心拍数測定手段と、 運動中の心拍数が前記運動プログラムの定める目標心拍
数になるように、エアロビック運動器具の負荷を変更す
る負荷変更手段と、を備え、 目標体脂肪率達成のために必要な運動プログラムの定め
る負荷になるように、エアロビック運動器具の負荷を調
節することを特徴とするエアロビック運動器具の負荷自
動調整装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33767698A JP3911098B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-11-27 | エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 |
| TW087120979A TW403668B (en) | 1998-04-28 | 1998-12-16 | Load adjusting device of an aerobic exercise equipment |
| AU35374/99A AU3537499A (en) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | Device for automatically adjusting load on aerobic exercise machine |
| EP99917185A EP1074278A4 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | DEVICE FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING THE LOAD OF AEROBICS EXERCISE APPARATUS |
| PCT/JP1999/002244 WO1999055427A1 (fr) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | Dispositif de reglage automatique de la charge d'un appareil d'exercices aerobics |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11972898 | 1998-04-28 | ||
| JP10-119728 | 1998-04-28 | ||
| JP33767698A JP3911098B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-11-27 | エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004008366A Division JP2004154588A (ja) | 1998-04-28 | 2004-01-15 | エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000014826A true JP2000014826A (ja) | 2000-01-18 |
| JP3911098B2 JP3911098B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=26457406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33767698A Expired - Fee Related JP3911098B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-11-27 | エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1074278A4 (ja) |
| JP (1) | JP3911098B2 (ja) |
| AU (1) | AU3537499A (ja) |
| TW (1) | TW403668B (ja) |
| WO (1) | WO1999055427A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001309906A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-06 | Ya Man Ltd | カロリー計算機 |
| JP2003010145A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Ya Man Ltd | 低周波パルス装置 |
| WO2007138822A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Omron Healthcare Co., Ltd. | 運動計画提案装置 |
| JP2008073339A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Npo Jukunen Taiiku Daigaku Research Center | 運動効果予測システム、運動効果予測プログラムおよび運動効果予測方法 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3988642B2 (ja) * | 2000-06-07 | 2007-10-10 | 松下電工株式会社 | バランス訓練装置 |
| GB2390429A (en) * | 2002-07-04 | 2004-01-07 | Healthcare Technology Ltd | Wristwatch body fat and heart rate measuring device |
| TWI407987B (zh) * | 2009-12-22 | 2013-09-11 | Ind Tech Res Inst | 運動導引裝置及運用此裝置之運動引導方法 |
| TW201219752A (en) | 2010-11-08 | 2012-05-16 | Ind Tech Res Inst | Automatic navigation method and automatic navigation system |
| TWI458521B (zh) | 2012-10-19 | 2014-11-01 | Ind Tech Res Inst | 智慧型腳踏車及其操作方法 |
| TW201521832A (zh) | 2013-12-13 | 2015-06-16 | 先進醫照股份有限公司 | 引導式間歇有氧運動系統及方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0636839Y2 (ja) * | 1987-03-17 | 1994-09-28 | ヤ−マン株式会社 | 体内インピ−ダンス測定可能なエアロビック運動器具 |
| US5403252A (en) * | 1992-05-12 | 1995-04-04 | Life Fitness | Exercise apparatus and method for simulating hill climbing |
| US5853351A (en) * | 1992-11-16 | 1998-12-29 | Matsushita Electric Works, Ltd. | Method of determining an optimum workload corresponding to user's target heart rate and exercise device therefor |
| JPH08126632A (ja) * | 1994-09-07 | 1996-05-21 | Omron Corp | 運動量測定装置 |
| JP3713743B2 (ja) * | 1995-04-14 | 2005-11-09 | 松下電工株式会社 | トレーニング装置 |
-
1998
- 1998-11-27 JP JP33767698A patent/JP3911098B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-16 TW TW087120979A patent/TW403668B/zh not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-04-27 AU AU35374/99A patent/AU3537499A/en not_active Abandoned
- 1999-04-27 WO PCT/JP1999/002244 patent/WO1999055427A1/ja active Application Filing
- 1999-04-27 EP EP99917185A patent/EP1074278A4/en not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001309906A (ja) * | 2000-05-01 | 2001-11-06 | Ya Man Ltd | カロリー計算機 |
| JP2003010145A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Ya Man Ltd | 低周波パルス装置 |
| WO2007138822A1 (ja) * | 2006-05-31 | 2007-12-06 | Omron Healthcare Co., Ltd. | 運動計画提案装置 |
| JP2008073339A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Npo Jukunen Taiiku Daigaku Research Center | 運動効果予測システム、運動効果予測プログラムおよび運動効果予測方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999055427A1 (fr) | 1999-11-04 |
| EP1074278A4 (en) | 2006-04-19 |
| JP3911098B2 (ja) | 2007-05-09 |
| AU3537499A (en) | 1999-11-16 |
| EP1074278A1 (en) | 2001-02-07 |
| TW403668B (en) | 2000-09-01 |
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