JP2000024161A - ウエイトマシンの負荷自動調整装置 - Google Patents
ウエイトマシンの負荷自動調整装置Info
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- A61B5/0537—Measuring body composition by impedance, e.g. tissue hydration or fat content
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- A63B2230/04—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations
- A63B2230/06—Measuring physiological parameters of the user heartbeat characteristics, e.g. ECG, blood pressure modulations heartbeat rate only
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- A63B2230/00—Measuring physiological parameters of the user
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】運動の前に、除脂肪体重を測定し、運動プログ
ラムを決定し、ウエイトマシンの負荷変更手段を自動的
に調整する。 【解決手段】体脂肪率算出手段と、除脂肪体重算出手段
と、目標除脂肪体重設定手段と、運動回数設定手段と、
目標の除脂肪体重と現在の除脂肪体重を比較して、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、を備え、 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、ウエイトマシンの負荷を変更することにより
目標除脂肪体重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、ウエイトマシンの負荷を調整
する。
ラムを決定し、ウエイトマシンの負荷変更手段を自動的
に調整する。 【解決手段】体脂肪率算出手段と、除脂肪体重算出手段
と、目標除脂肪体重設定手段と、運動回数設定手段と、
目標の除脂肪体重と現在の除脂肪体重を比較して、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、を備え、 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、ウエイトマシンの負荷を変更することにより
目標除脂肪体重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、ウエイトマシンの負荷を調整
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、上腕部、胸部、腹
部、腰部、大腿部、ふくらはぎなどの筋肉に力学的な負
荷を与えて、これらの筋肉を強化するためのウエイトマ
シンに関する。
部、腰部、大腿部、ふくらはぎなどの筋肉に力学的な負
荷を与えて、これらの筋肉を強化するためのウエイトマ
シンに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】健康づくりのためのマ
シンによる運動としては、心肺機能の向上や体脂肪の燃
焼を目的としたトレッドミルによるウォーキングやラン
ニング運動、自転車エルゴメータによる自転車こぎ運
動、ステアクライマによる階段上り運動、ローイングマ
シンによるボートこぎ運動など、有酸素運動が中心に行
われてきた。
シンによる運動としては、心肺機能の向上や体脂肪の燃
焼を目的としたトレッドミルによるウォーキングやラン
ニング運動、自転車エルゴメータによる自転車こぎ運
動、ステアクライマによる階段上り運動、ローイングマ
シンによるボートこぎ運動など、有酸素運動が中心に行
われてきた。
【０００３】しかし、日常生活の中でのさまざまな動作
を生み出す基本となるのは筋肉であり、活動的で人間ら
しい生活をできるだけ長く持続するためには、ウエイト
マシンや、ダンベルなどのフリーウエイトを使って体に
抵抗を加え、筋肉を強化するレジスタンストレーニング
を行って身体の土台となる筋肉の機能を維持することが
重要である。
を生み出す基本となるのは筋肉であり、活動的で人間ら
しい生活をできるだけ長く持続するためには、ウエイト
マシンや、ダンベルなどのフリーウエイトを使って体に
抵抗を加え、筋肉を強化するレジスタンストレーニング
を行って身体の土台となる筋肉の機能を維持することが
重要である。
【０００４】筋肉は使わなければ萎縮し、それに伴って
機能も低下する。従って、トレーニングによって得られ
た効果を維持するには、その後も継続的なトレーニング
が必要である。また、短期間のレジスタンストレーニン
グによって得られる効果は、神経系の適応によるところ
が大きく、肥大化など筋肉の形態的な変化によってもた
らされる効果が出るまでには、長期間のトレーニングの
積み重ねが必要である。
機能も低下する。従って、トレーニングによって得られ
た効果を維持するには、その後も継続的なトレーニング
が必要である。また、短期間のレジスタンストレーニン
グによって得られる効果は、神経系の適応によるところ
が大きく、肥大化など筋肉の形態的な変化によってもた
らされる効果が出るまでには、長期間のトレーニングの
積み重ねが必要である。
【０００５】また、レジスタンストレーニングは局所的
な部位のみに偏らず、全身をバランスよくトレーニング
することが大切である。拮抗筋や左右の筋力のバランス
が崩れると、肉離れや捻挫などの整形外科的な障害を招
くことがあるので、このような障害を予防するために
も、全身をバランスよくトレーニングする必要がある。
な部位のみに偏らず、全身をバランスよくトレーニング
することが大切である。拮抗筋や左右の筋力のバランス
が崩れると、肉離れや捻挫などの整形外科的な障害を招
くことがあるので、このような障害を予防するために
も、全身をバランスよくトレーニングする必要がある。
【０００６】さらに、レジスタンストレーニングは基礎
的な筋力を養うことから始めるのが望ましい。基礎的な
筋力として大筋群は、大きな筋パワーを生み出して動作
の基本となる筋肉なので、大筋群を優先してトレーニン
グする方がより効果的である。
的な筋力を養うことから始めるのが望ましい。基礎的な
筋力として大筋群は、大きな筋パワーを生み出して動作
の基本となる筋肉なので、大筋群を優先してトレーニン
グする方がより効果的である。
【０００７】このように、ウエイトマシンによって局所
的な部位のみに偏らず基礎的な大筋群を中心に全身の筋
肉にバランスよく負荷を与えると、生理的な適応によっ
て全身の筋肉が肥大し、神経系を活性化して筋機能が向
上する。また、筋肉が肥大すると筋肉を支える骨も密度
が高くなって丈夫になり、重量も重くなる。このため、
レジスタンストレーニングを行うと筋肉や骨などの組織
が発達し、体重から体脂肪量を除いた除脂肪体重が増加
する。従って、除脂肪体重は長期間にわたるレジスタン
ストレーニングの効果を見る指標として好適であり、除
脂肪体重を目標にすると目標が定まってトレーニング効
率が向上する。
的な部位のみに偏らず基礎的な大筋群を中心に全身の筋
肉にバランスよく負荷を与えると、生理的な適応によっ
て全身の筋肉が肥大し、神経系を活性化して筋機能が向
上する。また、筋肉が肥大すると筋肉を支える骨も密度
が高くなって丈夫になり、重量も重くなる。このため、
レジスタンストレーニングを行うと筋肉や骨などの組織
が発達し、体重から体脂肪量を除いた除脂肪体重が増加
する。従って、除脂肪体重は長期間にわたるレジスタン
ストレーニングの効果を見る指標として好適であり、除
脂肪体重を目標にすると目標が定まってトレーニング効
率が向上する。
【０００８】また、筋力トレーニングを長期間行う場
合、どの程度のトレーニングを、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、トレーニングに
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
受けるわけにはいかなかった。
合、どの程度のトレーニングを、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、トレーニングに
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
受けるわけにはいかなかった。
【０００９】そこで本発明は、除脂肪体重を目標に立
て、目標の除脂肪体重の身体を作るには、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演算し
て決定し、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、ウエイトマシン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
除脂肪体重になるようにすることを目的とする。
て、目標の除脂肪体重の身体を作るには、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演算し
て決定し、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、ウエイトマシン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
除脂肪体重になるようにすることを目的とする。
【００１０】
【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。
【００１１】負荷が可変な筋力トレーニング用ウエイト
マシンにおいて、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、前記
体脂肪率と体重から除脂肪体重を算出する除脂肪体重算
出手段と、目標の除脂肪体重を設定する目標除脂肪体重
設定手段と、運動回数を設定する運動回数設定手段と、
目標の除脂肪体重と前記の算出した除脂肪体重を比較し
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、ウエイトマシン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、ウエイトマシンの負荷を、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、目標除脂肪体重達成に必要な運動
プログラムの負荷になるように、ウエイトマシンの負荷
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、目標除脂肪体重達成のために必
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。
マシンにおいて、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、前記
体脂肪率と体重から除脂肪体重を算出する除脂肪体重算
出手段と、目標の除脂肪体重を設定する目標除脂肪体重
設定手段と、運動回数を設定する運動回数設定手段と、
目標の除脂肪体重と前記の算出した除脂肪体重を比較し
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、ウエイトマシン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、ウエイトマシンの負荷を、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、目標除脂肪体重達成に必要な運動
プログラムの負荷になるように、ウエイトマシンの負荷
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、目標除脂肪体重達成のために必
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。
【００１２】
【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。
【００１３】ウエイトマシンにはトレーニング種目に応
じていろいろな種類のものが市販されている。ここでは
代表的な3例を図１〜図３に示す。図１はアームカール
Ａ１で、上腕部を反復してねじ曲げることにより上腕二
頭筋などの筋肉を強化する。図２はレッグカールＡ２
で、大腿部を反復してねじ曲げることによりハムストリ
ングなどの筋肉を強化する。図３はアブドミナルＡ３
で、腹部を反復して屈伸することにより腹筋などの筋肉
を強化する。これらのウエイトマシンに用いられる負荷
方法には、ウエイトを滑車やてこなどを使って持ち上げ
るウエイトスタック式の他、油圧や空気圧あるいは電磁
石の抵抗を利用した油圧式、空気圧式あるいは電磁式な
どがある。
じていろいろな種類のものが市販されている。ここでは
代表的な3例を図１〜図３に示す。図１はアームカール
Ａ１で、上腕部を反復してねじ曲げることにより上腕二
頭筋などの筋肉を強化する。図２はレッグカールＡ２
で、大腿部を反復してねじ曲げることによりハムストリ
ングなどの筋肉を強化する。図３はアブドミナルＡ３
で、腹部を反復して屈伸することにより腹筋などの筋肉
を強化する。これらのウエイトマシンに用いられる負荷
方法には、ウエイトを滑車やてこなどを使って持ち上げ
るウエイトスタック式の他、油圧や空気圧あるいは電磁
石の抵抗を利用した油圧式、空気圧式あるいは電磁式な
どがある。
【００１４】各ウエイトマシンＡ１、Ａ２、Ａ３には、
図示しないタッチ式のカラー液晶パネルをそれぞれ設置
し、負荷の調節や各種データの入力および表示を行う。
負荷の変更は、自動的に油圧を変更して行う。もしくは
適正ウエイトをカラー液晶パネルに表示し、その表示に
従って人がウエイトを積み替えて行ってもよい。また負
荷変更の例として、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ある。この場合は、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。人体インピーダンスや心拍数の測定は、ウエ
イトマシンＡ１、Ａ２、Ａ３にそれぞれ設けたグリップ
ハンドルＨを握って行う。
図示しないタッチ式のカラー液晶パネルをそれぞれ設置
し、負荷の調節や各種データの入力および表示を行う。
負荷の変更は、自動的に油圧を変更して行う。もしくは
適正ウエイトをカラー液晶パネルに表示し、その表示に
従って人がウエイトを積み替えて行ってもよい。また負
荷変更の例として、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ある。この場合は、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。人体インピーダンスや心拍数の測定は、ウエ
イトマシンＡ１、Ａ２、Ａ３にそれぞれ設けたグリップ
ハンドルＨを握って行う。
【００１５】図４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、体脂肪率と体重から除脂肪
体重を算出する除脂肪体重算出手段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、目標の除脂肪体重を設定する目標除脂肪体重設定手
段１６と、期間と頻度を指定して目標の除脂肪体重に到
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１７と、目標の除脂肪体重と前記の算出した除脂肪体
重を比較して、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、運動回数毎に目標の除脂肪
体重と現在の除脂肪体重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
一致するようにウエイトマシンの負荷を変更する負荷変
更手段２２と、で構成する。なお、体重については歪ゲ
ージなどをウエイトマシン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、体脂肪率と体重から除脂肪
体重を算出する除脂肪体重算出手段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、目標の除脂肪体重を設定する目標除脂肪体重設定手
段１６と、期間と頻度を指定して目標の除脂肪体重に到
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１７と、目標の除脂肪体重と前記の算出した除脂肪体
重を比較して、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、運動回数毎に目標の除脂肪
体重と現在の除脂肪体重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
一致するようにウエイトマシンの負荷を変更する負荷変
更手段２２と、で構成する。なお、体重については歪ゲ
ージなどをウエイトマシンに設けて運動中に測定しても
よい。
【００１６】図５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の
ケース外周でもよい。
【００１７】図６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。
【００１８】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。
【００１９】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。
【００２０】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。
【００２１】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】 また、除脂肪体重算出手段１４が計算する除脂肪体重の
計算方法を数式３に示す。 除脂肪体重＝体重×（１−体脂肪率／１００） （数式３）
計算方法を数式３に示す。 除脂肪体重＝体重×（１−体脂肪率／１００） （数式３）
【００２２】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。
【００２３】目標除脂肪体重設定手段１６は、タッチ式
のカラー液晶パネルを介して目標とする除脂肪体重をメ
ニューの中から選択する。目標とする除脂肪体重が一定
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、かつ算出した実際の除脂肪体重を勘案し
て、標準の除脂肪体重が自動設定される。
のカラー液晶パネルを介して目標とする除脂肪体重をメ
ニューの中から選択する。目標とする除脂肪体重が一定
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、かつ算出した実際の除脂肪体重を勘案し
て、標準の除脂肪体重が自動設定される。
【００２４】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、目標除脂肪体重
と現在の除脂肪体重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、目標除脂肪体重
と現在の除脂肪体重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。
【００２５】必要運動量算出手段１８は、目標除脂肪体
重と現在の除脂肪体重を比較して運動回数毎に必要な運
動量を算出する。必要な運動量は、運動量と除脂肪体重
の実験的な相関関係から目標除脂肪体重と現在の除脂肪
体重の差に応じた値を設定する。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。運動強度
は、オーバロード（過負荷）の原則から最低でも日常生
活で使用する筋力以上の抵抗を筋肉に与えるように設定
する。また、運動強度は、効果に伴って増加させないと
運動効果が停滞するので、除脂肪体重の増加に伴って運
動強度を上げていく。
重と現在の除脂肪体重を比較して運動回数毎に必要な運
動量を算出する。必要な運動量は、運動量と除脂肪体重
の実験的な相関関係から目標除脂肪体重と現在の除脂肪
体重の差に応じた値を設定する。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。運動強度
は、オーバロード（過負荷）の原則から最低でも日常生
活で使用する筋力以上の抵抗を筋肉に与えるように設定
する。また、運動強度は、効果に伴って増加させないと
運動効果が停滞するので、除脂肪体重の増加に伴って運
動強度を上げていく。
【００２６】運動強度は、数段階のレベルの中から、運
動能力推計手段１５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、運動能力に応じて適当なレベルが
設定される。
動能力推計手段１５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、運動能力に応じて適当なレベルが
設定される。
【００２７】レベルが設定されたら、先に設定した運動
強度をもとに必要な運動時間を計算する。
強度をもとに必要な運動時間を計算する。
【００２８】運動量修正手段１９は、運動回数毎の目標
除脂肪体重と現在の除脂肪体重の差から修正（増強）す
べき除脂肪体重の量を求め、この量からその時点で必要
な運動量を求めて運動強度と運動時間を再設定する。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
正されるように再設定すれば、運動のつど運動プログラ
ムを組立てる手間がなくなり、能率が良いという利点が
ある。
除脂肪体重と現在の除脂肪体重の差から修正（増強）す
べき除脂肪体重の量を求め、この量からその時点で必要
な運動量を求めて運動強度と運動時間を再設定する。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
正されるように再設定すれば、運動のつど運動プログラ
ムを組立てる手間がなくなり、能率が良いという利点が
ある。
【００２９】図７に、必要運動量算出手段１８がカラー
液晶パネルに表示する除脂肪体重の目標と実績の推移グ
ラフを示す。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）ならびに除脂肪
体重（ｋｇ）と運動回数をスケーリングし、運動回数毎
の体脂肪量ならびに除脂肪体重の目標値（点線）と、運
動回数毎に測定した体脂肪量ならびに除脂肪体重の実績
値を表示する。このように、液晶パネルに表示すると、
目標が立てやすく、わかりやすいという利点がある。
液晶パネルに表示する除脂肪体重の目標と実績の推移グ
ラフを示す。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）ならびに除脂肪
体重（ｋｇ）と運動回数をスケーリングし、運動回数毎
の体脂肪量ならびに除脂肪体重の目標値（点線）と、運
動回数毎に測定した体脂肪量ならびに除脂肪体重の実績
値を表示する。このように、液晶パネルに表示すると、
目標が立てやすく、わかりやすいという利点がある。
【００３０】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
だけそのウエイトマシンを使用し、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、ウエイトの重さ、もしくは油圧力などの、ウエイト
マシン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
だけそのウエイトマシンを使用し、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、ウエイトの重さ、もしくは油圧力などの、ウエイト
マシン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。
【００３１】ウエイトマシンには、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４は、これら直接間接の両形式を表している。
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４は、これら直接間接の両形式を表している。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のウエイト
マシンの負荷自動調整装置では、目標の除脂肪体重を基
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、
ウエイトマシン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、無理なく目標の除脂肪体重の体格にな
れるという効果を奏する。
マシンの負荷自動調整装置では、目標の除脂肪体重を基
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、
ウエイトマシン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、無理なく目標の除脂肪体重の体格にな
れるという効果を奏する。
【図１】本発明を実施したウエイトマシンのアームカー
ルの概略図である。
ルの概略図である。
【図２】本発明を実施したウエイトマシンのレッグカー
ルの概略図である。
ルの概略図である。
【図３】本発明を実施したウエイトマシンのアブドミナ
ルの概略図である。
ルの概略図である。
【図４】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５】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６】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７】必要運動量算出手段が表示する除脂肪体重の推
移グラフである。
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 除脂肪体重算出手段 １５ 運動能力推計手段 １６ 目標体脂肪率設定手段 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 アームカール Ａ２ レッグカーム Ａ３ アブドミナル Ｈ グリップハンドル Ｒ１、Ｒ２ 抵抗 Ｔ１、Ｔ２ トランス
Claims (2)
- 【請求項１】 負荷が可変な筋力トレーニング用ウエイ
トマシンにおいて、 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、 前記体脂肪率と体重から除脂肪体重を算出する除脂肪体
重算出手段と、 目標の除脂肪体重を設定する目標除脂肪体重設定手段
と、 運動回数を設定する運動回数設定手段と、 目標の除脂肪体重と前記の算出した除脂肪体重を比較し
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、ウ
エイトマシン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、 ウエイトマシンの負荷を、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、 目標除脂肪体重達成に必要な運動プログラムの負荷にな
るように、ウエイトマシンの負荷を調節することを特徴
とするウエイトマシンの負荷自動調整装置。 - 【請求項２】負荷が可変な筋力トレーニング用ウエイト
マシンにおいて、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、 前記体脂肪率と体重から除脂肪体重を算出する除脂肪体
重算出手段と、 目標の除脂肪体重を設定する目標除脂肪体重設定手段
と、 運動回数を設定する運動回数設定手段と、 目標の除脂肪体重と前記の算出した除脂肪体重を比較し
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、ウエイトマシンの負荷を変更する負荷
変更手段と、 を備え、 目標除脂肪体重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、ウエイトマシンの負荷を調節す
ることを特徴とするウエイトマシンの負荷自動調整装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10354322A JP2000024161A (ja) | 1998-05-01 | 1998-12-14 | ウエイトマシンの負荷自動調整装置 |
| PCT/JP1999/002246 WO1999056833A1 (fr) | 1998-05-01 | 1999-04-27 | Dispositif permettant d'adapter automatiquement la charge d'un appareil a contrepoids |
| EP99917187A EP1075859A1 (en) | 1998-05-01 | 1999-04-27 | Device for automatically adjusting load on weight machine |
| AU35376/99A AU3537699A (en) | 1998-05-01 | 1999-04-27 | Device for automatically adjusting load on weight machine |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-122046 | 1998-05-01 | ||
| JP12204698 | 1998-05-01 | ||
| JP10354322A JP2000024161A (ja) | 1998-05-01 | 1998-12-14 | ウエイトマシンの負荷自動調整装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000024161A true JP2000024161A (ja) | 2000-01-25 |
Family
ID=26459266
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10354322A Withdrawn JP2000024161A (ja) | 1998-05-01 | 1998-12-14 | ウエイトマシンの負荷自動調整装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1075859A1 (ja) |
| JP (1) | JP2000024161A (ja) |
| AU (1) | AU3537699A (ja) |
| WO (1) | WO1999056833A1 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003010145A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Ya Man Ltd | 低周波パルス装置 |
| JP2005287872A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Fumakilla Ltd | ファン式薬剤放散装置 |
| WO2013175948A1 (ja) * | 2012-05-23 | 2013-11-28 | オムロンヘルスケア株式会社 | トレーニング支援システム |
| WO2014203491A1 (ja) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具及び運動器具セット |
| JP2015000203A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具 |
| JP2015000205A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具及び運動器具セット |
| JP2015000204A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具 |
| JP2015139535A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | スポーツクラブＮａｓ株式会社 | トレーニングマシン |
| US10186160B2 (en) | 2012-04-05 | 2019-01-22 | Jacklyn Bryant | Apparatus and method for aiding learning |
| CN109621334A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-16 | 重庆勤鸟圈科技有限公司 | 健身设备自调节方法 |
| KR102114656B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2020-05-25 | 주식회사 급시우 | 목표 체중 정보 제공 장치 및 방법 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0326387D0 (en) * | 2003-11-12 | 2003-12-17 | Nokia Corp | Fitness coach |
Family Cites Families (3)
| 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 |
| 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
- 1998-12-14 JP JP10354322A patent/JP2000024161A/ja not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-04-27 WO PCT/JP1999/002246 patent/WO1999056833A1/ja not_active Application Discontinuation
- 1999-04-27 EP EP99917187A patent/EP1075859A1/en not_active Withdrawn
- 1999-04-27 AU AU35376/99A patent/AU3537699A/en not_active Abandoned
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003010145A (ja) * | 2001-06-29 | 2003-01-14 | Ya Man Ltd | 低周波パルス装置 |
| JP2005287872A (ja) * | 2004-04-01 | 2005-10-20 | Fumakilla Ltd | ファン式薬剤放散装置 |
| US10186160B2 (en) | 2012-04-05 | 2019-01-22 | Jacklyn Bryant | Apparatus and method for aiding learning |
| WO2013175948A1 (ja) * | 2012-05-23 | 2013-11-28 | オムロンヘルスケア株式会社 | トレーニング支援システム |
| WO2014203491A1 (ja) * | 2013-06-17 | 2014-12-24 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具及び運動器具セット |
| JP2015000203A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具 |
| JP2015000205A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具及び運動器具セット |
| JP2015000204A (ja) * | 2013-06-17 | 2015-01-05 | ソフトバンクモバイル株式会社 | 運動器具 |
| JP2015139535A (ja) * | 2014-01-28 | 2015-08-03 | スポーツクラブＮａｓ株式会社 | トレーニングマシン |
| CN109621334A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-16 | 重庆勤鸟圈科技有限公司 | 健身设备自调节方法 |
| KR102114656B1 (ko) * | 2020-02-26 | 2020-05-25 | 주식회사 급시우 | 목표 체중 정보 제공 장치 및 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO1999056833A1 (fr) | 1999-11-11 |
| EP1075859A1 (en) | 2001-02-14 |
| AU3537699A (en) | 1999-11-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060307 |