JP2000014828A - 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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- G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
- G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
- G16H20/30—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】運動の前に、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】体脂肪率算出手段１３と、体型判定手段１
４と、目標体型設定手段１６と、運動回数設定手段１７
と、目標の体型と現在の体型を比較して、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１８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２１と、心拍数測定手段２０
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２２と、を備える。
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】体脂肪率算出手段１３と、体型判定手段１
４と、目標体型設定手段１６と、運動回数設定手段１７
と、目標の体型と現在の体型を比較して、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１８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２１と、心拍数測定手段２０
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２２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トレーニ
ング用の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トレーニ
ング用の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】身体組成は体脂肪と筋
肉や骨などの除脂肪組織からなり、体脂肪量と除脂肪体
重の合計が体重となる。体重は肥満を表すバロメータで
あるが、体重と体脂肪のバランスによって体型が肥満型
と筋肉質型に大別され、その中間にさまざまな体型が区
分できる。肥満型と筋肉質型では、運動のパフォーマン
スや健康状態が大きく異なり、見た目も違うので、体重
が同じでも体型は同じとはいえない。このように、体型
は、その人の運動能力や健康状態、外観などを表すバロ
メータであるが、運動トレーニングによって体重と体脂
肪のバランスを変化させることにより、体型も変化させ
ることができる。
肉や骨などの除脂肪組織からなり、体脂肪量と除脂肪体
重の合計が体重となる。体重は肥満を表すバロメータで
あるが、体重と体脂肪のバランスによって体型が肥満型
と筋肉質型に大別され、その中間にさまざまな体型が区
分できる。肥満型と筋肉質型では、運動のパフォーマン
スや健康状態が大きく異なり、見た目も違うので、体重
が同じでも体型は同じとはいえない。このように、体型
は、その人の運動能力や健康状態、外観などを表すバロ
メータであるが、運動トレーニングによって体重と体脂
肪のバランスを変化させることにより、体型も変化させ
ることができる。
【０００３】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、運動によって体重と体脂肪のバランスをよくし
て理想的な体型に近付けることも大きな狙いである。そ
のためには、目標となる体型を頭に描くことが大切で、
それによって、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そのような体型にで
きるのかを知ることができれば、自分の目標が定まって
目標を達成しやすくなる。また、目標設定の手段として
体型を基準にしたほうが、体脂肪率など単なる無意味な
数字を基準にするよりも、イメージが具体的に掴めて分
かりやすい。
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、運動によって体重と体脂肪のバランスをよくし
て理想的な体型に近付けることも大きな狙いである。そ
のためには、目標となる体型を頭に描くことが大切で、
それによって、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そのような体型にで
きるのかを知ることができれば、自分の目標が定まって
目標を達成しやすくなる。また、目標設定の手段として
体型を基準にしたほうが、体脂肪率など単なる無意味な
数字を基準にするよりも、イメージが具体的に掴めて分
かりやすい。
【０００４】そこで本発明は、エアロビック運動器具を
使用して運動を行うに当たって、目標の体型を基準にし
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、無理なく目標の体型になれるよう
にすることを目的とする。
使用して運動を行うに当たって、目標の体型を基準にし
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、無理なく目標の体型になれるよう
にすることを目的とする。
【０００５】
【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。
【０００６】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、体重及び体脂肪率から現在の体型を判定する体型
判定手段と、目標の体型を設定する目標体型設定手段
と、運動回数を設定する運動回数設定手段と、目標の体
型と現在の体型を比較して、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
具の定める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、目標体型達成のため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整
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と、運動中の心
拍数を測定する心拍数測定手段、および、測定した心拍
数が前記運動プログラムの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、目標体型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
調整する。
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、体重及び体脂肪率から現在の体型を判定する体型
判定手段と、目標の体型を設定する目標体型設定手段
と、運動回数を設定する運動回数設定手段と、目標の体
型と現在の体型を比較して、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
具の定める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、目標体型達成のため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整
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と、運動中の心
拍数を測定する心拍数測定手段、および、測定した心拍
数が前記運動プログラムの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、目標体型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
調整する。
【０００７】
【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。
【０００８】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、これに表示する。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、これに表示する。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。
【０００９】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。
【００１０】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。
【００１１】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、体重などのデータ
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、体重と体脂肪率のバランスを
評価して９分類２９種の体型区分のいずれかに体型を判
定分類する体型判定手段１４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１５と、手段１
４が判定した現在の体型をもとに、９分類２９種の体型
区分の中から目標の体型を選んで設定する目標体型設定
手段１６と、期間と頻度を指定して目標の体型に到達す
るために必要な運動回数を設定する運動回数設定手段１
７と、目標の体型と現在の体型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１８と、運動回数毎に目標の体型と現在の体型
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１９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２０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２１と、心拍数測定手段２０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調節する負荷調節手段２２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、体重などのデータ
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、体重と体脂肪率のバランスを
評価して９分類２９種の体型区分のいずれかに体型を判
定分類する体型判定手段１４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１５と、手段１
４が判定した現在の体型をもとに、９分類２９種の体型
区分の中から目標の体型を選んで設定する目標体型設定
手段１６と、期間と頻度を指定して目標の体型に到達す
るために必要な運動回数を設定する運動回数設定手段１
７と、目標の体型と現在の体型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１８と、運動回数毎に目標の体型と現在の体型
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１９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２０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２１と、心拍数測定手段２０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調節する負荷調節手段２２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。
【００１２】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を接着して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の間は互いに接触しないよ
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を接着して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の間は互いに接触しないよ
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。
【００１３】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。
【００１４】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の間に交流電圧
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３３ＡＳ、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
ＣＰＵ３１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の間に交流電圧
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３３ＡＳ、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
ＣＰＵ３１に入力する。３２はメモリである。
【００１５】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。
【００１６】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、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を切り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、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、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を切り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、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。
【００１７】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】
【００１８】図８に、体型判定手段１４が体重と体脂肪
率のバランスを評価してカラー液晶パネルＣに表示する
体型分類図を示す。この体型分類図は、体重と体脂肪率
で縦横を構成するマトリックスを作成し、体重と体脂肪
率をそれぞれ健康範囲、それ以上、それ以下の３段階に
区分して全体を９分類に分割する。体重の健康範囲は、
理想体重×０．９〜理想体重×１．１とし、体脂肪率の
健康範囲は、女性の場合１０〜２０％、男性の場合８〜
１８％とする。９分類は、それぞれ超スポーツマン型、
スポーツマン型、肥満型、スポーツマン理想型、健康理
想型、過脂肪型、超やせ型、やせ型、超過脂肪型と定義
し、さらにクロス方向に細分化して全体を２９種の体型
区分に分類する。ここで、理想体重＝（身長−１００）
×０．９×０．９１（体重の単位はＫｇで、身長の単位
はｃｍで、それぞれ表す）とする。そして、図９に示す
ように、現在の体型がいずれの体型区分に属するかを示
すために、カラー液晶パネルＣの、該当する体型区分の
領域の明るさを変えたり、あるいは点滅させたりする。
率のバランスを評価してカラー液晶パネルＣに表示する
体型分類図を示す。この体型分類図は、体重と体脂肪率
で縦横を構成するマトリックスを作成し、体重と体脂肪
率をそれぞれ健康範囲、それ以上、それ以下の３段階に
区分して全体を９分類に分割する。体重の健康範囲は、
理想体重×０．９〜理想体重×１．１とし、体脂肪率の
健康範囲は、女性の場合１０〜２０％、男性の場合８〜
１８％とする。９分類は、それぞれ超スポーツマン型、
スポーツマン型、肥満型、スポーツマン理想型、健康理
想型、過脂肪型、超やせ型、やせ型、超過脂肪型と定義
し、さらにクロス方向に細分化して全体を２９種の体型
区分に分類する。ここで、理想体重＝（身長−１００）
×０．９×０．９１（体重の単位はＫｇで、身長の単位
はｃｍで、それぞれ表す）とする。そして、図９に示す
ように、現在の体型がいずれの体型区分に属するかを示
すために、カラー液晶パネルＣの、該当する体型区分の
領域の明るさを変えたり、あるいは点滅させたりする。
【００１９】運動能力推計手段１５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。
【００２０】目標体型設定手段１６は、タッチ式のカラ
ー液晶パネルＣを介して体型分類図に表示される９分類
２９種の体型区分の中から目標とする体型を選択する。
体型を選択すると目標体型設定手段１６は、図９に示す
ように、その領域の明るさを変えたり、あるいは点滅さ
せたりする。目標とする体型は、好みに応じて選択する
ことができるが、一定の時間内に選択されない場合は、
体型分類図の中央に位置する健康理想型の体型区分が自
動的に設定される。
ー液晶パネルＣを介して体型分類図に表示される９分類
２９種の体型区分の中から目標とする体型を選択する。
体型を選択すると目標体型設定手段１６は、図９に示す
ように、その領域の明るさを変えたり、あるいは点滅さ
せたりする。目標とする体型は、好みに応じて選択する
ことができるが、一定の時間内に選択されない場合は、
体型分類図の中央に位置する健康理想型の体型区分が自
動的に設定される。
【００２１】運動回数設定手段１７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、目標体型と現在
の体型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、目標体型と現在
の体型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。
【００２２】必要運動量算出手段１８は、目標体型と現
在の体型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型と現在の体
型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
の体脂肪量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。
在の体型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型と現在の体
型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
の体脂肪量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。
【００２３】レベルが手動もしくは自動で設定された
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、これにより必要な運動時間
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、これにより必要な運動時間
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。
【００２４】運動量修正手段１９は、運動回数毎の目標
体型と現在の体型の差から、減少すべき体脂肪量を求
め、この体脂肪量を消費するのに必要なカロリー量を必
要な運動量として新たに算出し、この新たな運動量を修
正運動量として必要運動量算出手段１８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、目標の体型になるために
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。
体型と現在の体型の差から、減少すべき体脂肪量を求
め、この体脂肪量を消費するのに必要なカロリー量を必
要な運動量として新たに算出し、この新たな運動量を修
正運動量として必要運動量算出手段１８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、目標の体型になるために
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。
【００２５】次に、運動プログラム決定手段２１は、手
段１８が算出した必要運動量と手段１７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２２は、心拍数測定手段２０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１８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１８が算出した必要運動量と手段１７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２２は、心拍数測定手段２０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１８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。
【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のものとがある。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のものとがある。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。
【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、目標の体型を基
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、無理なく目標の体型になれるとい
う効果を奏する。従って、本発明装置は、スポーツマン
型、健康型、やせ型など、分かりやすいイメージを目標
に設定して運動の効果を体型の変化で確認できるので、
フィットネスを目的とした運動に好適である。
ック運動器具の負荷自動調整装置では、目標の体型を基
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、無理なく目標の体型になれるとい
う効果を奏する。従って、本発明装置は、スポーツマン
型、健康型、やせ型など、分かりやすいイメージを目標
に設定して運動の効果を体型の変化で確認できるので、
フィットネスを目的とした運動に好適である。
【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】体型判定手段による体型分類図である。
【図９】体型分類図において現在の体型と目標体型の表
示方法を示す図である。
示方法を示す図である。
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 体型判定手段 １５ 運動能力推計手段 １６ 目標体型設定手段 １７ 運動回数設定手段 １８ 必要運動量算出手段 １９ 運動量修正手段 ２０ 心拍数測定手段 ２１ 運動プログラム決定手段 ２２ 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〜Ｔ４ 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、 体重及び体脂肪率から現在の体型を判定する体型判定手
段と、 目標の体型を設定する目標体型設定手段と、 運動回数を設定する運動回数設定手段と、 目標の体型と現在の体型を比較して、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、 目標体型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整す
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、 体重及び体脂肪率から現在の体型を判定する体型判定手
段と、 目標の体型を設定する目標体型設定手段と、 運動回数を設定する運動回数設定手段と、 目標の体型と現在の体型を比較して、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、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、 目標体型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整す
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 |
|---|---|---|---|
| JP33130898A JP3911097B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-11-20 | エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 |
| TW087120986A TW403669B (en) | 1998-04-28 | 1998-12-16 | Load adjusting device of an aerobic exercise equipment |
| EP99917186A EP1075858A4 (en) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | DEVICE FOR AUTOMATICALLY ADJUSTING THE LOAD OF AEROBICS EXERCISE APPARATUS |
| PCT/JP1999/002245 WO1999055428A1 (fr) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | Dispositif de reglage automatique de la charge d'un appareil d'exercices aerobics |
| AU35375/99A AU3537599A (en) | 1998-04-28 | 1999-04-27 | Device for automatically adjusting load on aerobic exercise machine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-119774 | 1998-04-28 | ||
| JP11977498 | 1998-04-28 | ||
| JP33130898A JP3911097B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-11-20 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP2004008367A Division JP2004154589A (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 |
|---|---|
| JP2000014828A true JP2000014828A (ja) | 2000-01-18 |
| JP3911097B2 JP3911097B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=26457450
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33130898A Expired - Fee Related JP3911097B2 (ja) | 1998-04-28 | 1998-11-20 | エアロビック運動器具の負荷自動調整装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1075858A4 (ja) |
| JP (1) | JP3911097B2 (ja) |
| AU (1) | AU3537599A (ja) |
| TW (1) | TW403669B (ja) |
| WO (1) | WO1999055428A1 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004109575A1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-16 | O2Run Co., Ltd | Fitness prescription system and method |
| EP1488742A1 (en) | 2003-06-16 | 2004-12-22 | Tanita Corporation | Biological data acquiring apparatus |
| JP2007260182A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 揺動型運動装置 |
| JP2008132258A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 健康管理システム |
| KR101810614B1 (ko) * | 2016-11-17 | 2017-12-20 | 손영태 | 체지방 제거장치 |
| JP2018117728A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | Ｇｍｏインターネット株式会社 | 環境模擬装置 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004008659A (ja) | 2002-06-11 | 2004-01-15 | Tanita Corp | 生体測定装置 |
| JP2004344518A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | Tanita Corp | 筋肉測定装置 |
| GB0326387D0 (en) * | 2003-11-12 | 2003-12-17 | Nokia Corp | Fitness coach |
| 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 (6)
| 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 |
| DE4338958C2 (de) * | 1992-11-16 | 1996-08-22 | Matsushita Electric Works Ltd | Verfahren zum Festlegen einer für das Einhalten einer Sollpulszahl optimalen Leistung |
| JPH08126632A (ja) * | 1994-09-07 | 1996-05-21 | Omron Corp | 運動量測定装置 |
| JP2534464B2 (ja) * | 1994-10-07 | 1996-09-18 | ヤーマン株式会社 | 美容診断装置 |
| 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
- 1998-11-20 JP JP33130898A patent/JP3911097B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-16 TW TW087120986A patent/TW403669B/zh not_active IP Right Cessation
-
1999
- 1999-04-27 AU AU35375/99A patent/AU3537599A/en not_active Abandoned
- 1999-04-27 EP EP99917186A patent/EP1075858A4/en not_active Withdrawn
- 1999-04-27 WO PCT/JP1999/002245 patent/WO1999055428A1/ja active Application Filing
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004109575A1 (en) * | 2003-06-11 | 2004-12-16 | O2Run Co., Ltd | Fitness prescription system and method |
| EP1488742A1 (en) | 2003-06-16 | 2004-12-22 | Tanita Corporation | Biological data acquiring apparatus |
| US7252635B2 (en) | 2003-06-16 | 2007-08-07 | Tanita Corporation | Biological data acquiring apparatus |
| JP2007260182A (ja) * | 2006-03-28 | 2007-10-11 | Matsushita Electric Works Ltd | 揺動型運動装置 |
| JP2008132258A (ja) * | 2006-11-29 | 2008-06-12 | Sanyo Electric Co Ltd | 健康管理システム |
| KR101810614B1 (ko) * | 2016-11-17 | 2017-12-20 | 손영태 | 체지방 제거장치 |
| JP2018117728A (ja) * | 2017-01-23 | 2018-08-02 | Ｇｍｏインターネット株式会社 | 環境模擬装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1075858A4 (en) | 2006-04-26 |
| TW403669B (en) | 2000-09-01 |
| JP3911097B2 (ja) | 2007-05-09 |
| AU3537599A (en) | 1999-11-16 |
| WO1999055428A1 (fr) | 1999-11-04 |
| EP1075858A1 (en) | 2001-02-14 |
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