JP2000175876A - 体脂肪測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】肥満を抑制する効果のある足裏マッサージと、
肥満のバロメータである体重と体脂肪の測定を一台の装
置で行えるようにする。 【解決手段】体重測定台１にコネクタＣとケーブル２を
介して左右の手に導電接触すべき電極ハンドルＨ、Ｈと
左右の足に導電接触すべき電極ベルトＢ、Ｂを接続し、
さらに電源コードを介して電源プラグを接続する。体重
測定台１は、パルス電源１１と人体インピーダンス測定
回路１２を内蔵し、上面に操作パネルＰと左右一対の電
極足マットＦ、Ｆを配備する。電極ハンドルＨ、Ｈは、
絶縁性の棒体の側面に手のひらよりやや幅広の給電側電
極Ｈ１と検出側電極Ｈ２を長さ方向に間隙を設けて巻着
し、これらの給電側電極Ｈ１、Ｈ１と検出側電極Ｈ２、
Ｈ２で４端子電極を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体重計と体重測定
台に左右の足裏のツボに対応するツボ電極を配列して足
裏マッサージを行う機能を付加した体脂肪測定装置に関
する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】肥満の原因は、主に血
液中のコレステロールや老廃物の増加により、血行を妨
げ、体内に脂肪分を貯め込むことにある。足は第二の心
臓といわれるように、血液の循環に大切な役割を果たし
ている。足は心臓から遠く、体の最も低い位置にあるの
で、血行が滞りやすい。このため足裏のツボにパルス電
流を流してマッサージすると、足の末端の筋肉を刺激し
て血液の流れをよくし、心臓の血液を送り出す作用を活
発にし、全身の血液循環をスムーズにして心臓の負担を
軽くすると共に、足裏のツボに関連する内臓や器官のリ
ンパ液や血液の流れを促進して新陳代謝を活発にし、余
分な体脂肪を除去する働きがある。また、足裏の指のつ
けね下部の湧泉とよばれるツボや、かかと上部の失眠と
よばれるツボをマッサージすると、脳下垂体や副腎を刺
激して働きを活発にし、肥満を抑制する。

【０００３】一方、体重は体重計によって手軽に知るこ
とができる肥満のバロメータであり、日常的に測定して
その変化を把握し、適宜適切な対応策を講じることによ
り肥満を予防することができる。また、体重が重いこと
は必ずしも体脂肪が多いとは限らないので、体重のみを
評価して肥満を判定することはできない。このため、多
くの成人病と深い関わりがある肥満を判定するには、体
重だけでなく体重に占める脂肪量の割合である体脂肪率
を指標とする必要がある。

【０００４】そこで本発明は、体重計に足裏マッサージ
機能と体脂肪測定機能を付加することにより、足裏のツ
ボを刺激して新陳代謝を活発にし、余分な体脂肪を除去
し、肥満を抑制する効果のある足裏マッサージと、肥満
のバロメータである体重と体脂肪を同時に測定し、体重
だけでは不十分な肥満の判定をより確実に行う体脂肪測
定を一台の装置で行えるようにすることを目的になされ
たものである。

【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した。

【０００６】すなわち、請求項１の発明は、体重測定台
に配列した左右の足裏のツボに対応するツボ電極と、こ
れらのツボ電極に接続するパルス電源と、左右の手に導
電接触すべき４端子電極を取り付けたハンドルと、この
４端子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、体重測定台により測定した
体重測定値を電気信号に変換して出力する体重測定値出
力手段と、性別・年齢・身長を入力するデータ入力手段
と、これらの人体インピーダンス、体重測定値および入
力データに基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手
段と、算出した体脂肪率を表示する表示手段と、を備え
て成る体脂肪測定装置である。請求項２の発明は、前記
ハンドルの代わりに左右の足に導電接触すべき４端子電
極を取り付けた足装着具を備えて成る請求項１記載の体
脂肪測定装置である。請求項３の発明は、前記ハンドル
の他に左右の足に導電接触すべき４端子電極を取り付け
た足装着具を備えて成る請求項１記載の体脂肪測定装置
である。請求項４の発明は、前記ツボ電極に足裏のツボ
を押圧すべきツボ押し突起を設けてなる請求項１、２ま
たは３記載の体脂肪測定装置である。

【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。

【０００８】図１に、本発明を実施した体脂肪測定装置
の構成図を示す。体脂肪測定装置は、体重測定台１にコ
ネクタＣとケーブル２を介して左右の手に導電接触すべ
き電極ハンドルＨ、Ｈと左右の足に導電接触すべき足装
着具としての電極ベルトＢ、Ｂを接続し、さらに電源コ
ード３を介して電源プラグ４を接続する。電源コード３
と電源プラグ４は、体重測定台１にバッテリーを内蔵し
て省略してもよい。

【０００９】体重測定台１は、後述するパルス電源１１
と人体インピーダンス測定回路１２を内蔵し、上面に操
作パネルＰと左右一対の電極足マットＦ、Ｆを配備す
る。操作パネルＰは、パルス電流を流す足裏の部位と流
し方、パルス電流の種類、あるいは人体インピーダンス
測定の開始などを指定し、また、パルス電流の強さを調
節する。

【００１０】足裏の部位には、指先から足首に向けて身
体の頭部、胸部、腹部、腰部に対応する反射帯を示す部
位があり、パルス電流の流し方には、全体、あるいは頭
部、胸部、腹部、腰部の個別、あるいは頭部から腰部ま
で順番などの種類がある。また、パルス電流の強さに
は、弱い方から順にさする、ほぐす、おす、たたく、も
むなどの感覚的なレベルがある。

【００１１】パルス電流の種類には、５〜１０Ｈｚの低
い周波数のパルスで足裏の深部を刺激し、筋肉を運動さ
せて血液の循環を促し、足裏を揉みほぐす効果のあるト
ーニングと、２０〜１００Ｈｚの高い周波数のパルスで
足裏の表部を刺激し、上層部の筋肉を運動させてリンパ
液の流れを助長し、浮腫などを取り除く効果のあるドレ
ナージュがある。

【００１２】電極ハンドルＨ、Ｈは、絶縁性の棒体の側
面に手のひらよりやや幅広の給電側電極Ｈ１と検出側電
極Ｈ２を長さ方向に間隙を設けて巻着し、これらの給電
側電極Ｈ１、Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ２で４端子電極
を構成する。

【００１３】給電側電極Ｈ１、Ｈ１と検出側電極Ｈ２、
Ｈ２は、表面をハードクロムメッキなどで被覆し、図示
しない内部においてケーブル２の始端を給電側電極Ｈ
１、Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ２にハンダ付けなどで接
続する。ケーブル２の終端は、人体インピーダンス測定
回路１２に接続するコネクタＣに連結する。

【００１４】電極ベルトＢ、Ｂは、面ファスナを取り付
けた絶縁性のベルトの内側に給電側電極Ｂ１と検出側電
極Ｂ２を間隙を設けてそれぞれ装着し、これらの給電側
電極Ｂ１、Ｂ１と検出側電極Ｂ２、Ｂ２による４端子電
極を構成する。

【００１５】給電側電極Ｂ１、Ｂ１と検出側電極Ｂ２、
Ｂ２は、柔軟なウレタン樹脂の表面に導電性のカーボン
インクをコーティングして形成する。あるいは、柔軟な
絶縁性の帯状シートの表面にアルミ泊を接着したもの
や、導電性のゴムやシリコン（ゴムやシリコンに金属粉
末を混入したもの）で形成してもよい。

【００１６】電極ベルトＢ、Ｂの外側には、給電側電極
Ｂ１、Ｂ１と検出側電極Ｂ２、Ｂ２に導通する図示しな
い導電ホックを取り付け、この導電ホックを介してケー
ブル２の始端を給電側電極Ｂ１、Ｂ１と検出側電極Ｂ
２、Ｂ２に接続する。ケーブル２の終端は、人体インピ
ーダンス測定回路１２に接続するコネクタＣに連結す
る。

【００１７】電極足マットＦ、Ｆは、４つの電極ブロッ
クＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４に分割し、各電極ブロックＦ
１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４の表面には複数の押圧電極子ａを
突起させてマトリックス状に配列する。そして、電極足
マットＦ、Ｆのかかと後方にはストッパＳを突設する。

【００１８】電極ブロックＦ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４は、
上から順に足裏の反射帯の頭部、胸部、腹部、腰部に対
応する。

【００１９】図２に、押圧電極子の断面図を示す。押圧
電極子ａは、足裏の凹凸に合わせて高さを違えて配列
し、例えば、土踏まずの部分の高さを２０ｍｍ、土踏ま
ずの周辺や指のつけね部分を１５ｍｍ、それ以外の部分
を１０ｍｍ程度に設定する。

【００２０】押圧電極子ａは、ステンレス鋼板、あるい
は硬質のアルミ、ジュラルミン、薄銅板などの金属ある
いはプラスチックなどで形成した突起部材に、ハードク
ロムメッキなどの表面処理を施し、コネクタＣを介して
後述するパルス電源１１に接続する。

【００２１】電極足マットＦ、Ｆは、表面を平坦にして
シート状の柔軟なウレタン樹脂の表面に導電性のカーボ
ンインクをコーティングして形成したり、あるいは、柔
軟な絶縁性の帯状シートの表面にアルミ泊を接着したも
のや、導電性のゴムやシリコンで形成してもよい。

【００２２】図３に、パルス電源のブロック図を示す。
パルス電源１１は、操作パネルＰで指定したパルス電流
の種類をＣＰＵ１４によってメモリ１５から読み出し、
このパルス電流の種類に基づいて基準クロック発生器１
１４のクロックパルスを分周したデジタルトリガ信号を
Ｉ／Ｏインタフェース１６とＤ／Ａ変換器１１６を介し
てパルス発生器１１７に入力し、所定の幅と周波数の電
圧パルスを生成してトランスＴ１の一次側に供給する。

【００２３】トランスＴ１と並列にトランスＴ２を接続
し、トランスＴ２に電流検出回路１１８を接続して電流
値を測定し、過電流が流れていないかどうかを監視す
る。電流検出回路１１８が検出した検出電流は、Ａ／Ｄ
変換器１１９とＩ／０インタフェース１６を介してＣＰ
Ｕ１４に入力し、電流値が基準をオーバーしているとき
は、電流保護回路１１１０によって遮断スイッチ１１１
１を作動して回路を遮断する。

【００２４】トランスＴ１、Ｔ２の二次側にそれぞれス
イッチング回路１１１２Ａ、１１１２Ｂの一端を接続
し、スイッチング回路１１１２Ａ、１１１２Ｂの他端を
共通にしてコネクタＣを介して左右一対の電極ブロック
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を分岐接続する。スイッチング
回路１１１２Ａ、１１１２Ｂはフォトカプラ接続のスイ
ッチング回路で、対応する切換ユニット１１１３Ａ、１
１１３Ｂの出力信号によって任意のフォトカプラを通電
してスイッチングを行う。これにより、電極ブロックＦ
１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４を任意に組合せた電極間にパルス
発生器１１７が生成したパルス電流を供給する。

【００２５】図４に、本発明を実施した体脂肪測定手段
のブロック図を示す。体脂肪測定手段Ａは、電極ハンド
ルＨ、Ｈと電極ベルトＢ、Ｂに設けた給電側電極Ｈ１、
Ｈ１と検出側電極Ｈ２、Ｈ２および給電側電極Ｂ１、Ｂ
１と検出側電極Ｂ２、Ｂ２との接続を切換える切換手段
Ａ１と、切換手段Ａ１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回路１２と、体重測定台
により測定した体重測定値を電気信号に変換して出力す
る体重測定値出力手段Ａ２と、操作パネルＰを介して性
別、年齢、身長を入力するデータ入力手段Ａ３と、これ
らの人体インピーダンス、体重測定値および入力データ
に基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段Ａ４
と、操作パネルＰのＬＣＤに算出した体脂肪率を個別に
表示する表示手段Ａ５で構成する。

【００２６】体重に占める体脂肪量の割合を体脂肪率と
いい、体重は運動生理学的には体脂肪量と除脂肪体重に
二分される。除脂肪組織は筋肉や骨で構成され、その多
くは水分で、その他に固形成分と無機質からなる。体脂
肪率を求めるには、脂肪組織と除脂肪組織の密度が異な
ることを利用して身体全体の密度から脂肪組織の割合を
求める。

【００２７】身体全体の密度を求める測定方法の一つに
インピーダンス法がある。これは、人体インピーダンス
測定装置を用いて身体に微弱な高周波電流が流れるとき
の抵抗値を読み取るもので、除脂肪組織の大部分は電解
質を含む体水分なので、電流の通りやすさから除脂肪体
重を推計する。

【００２８】測定はいわゆる４端子法によるもので、そ
れぞれ独立した４個の電極を測定すべき人体の皮膚表面
に所定の間隔を保って導電接触させる。２個の電極に
は、所定の電圧（５０ｋＨｚの正弦波交流電圧）を印加
し、残りの２個の電極から検出電圧を取り出して人体イ
ンピーダンスを計算する。これにより、体脂肪を除いた
除脂肪体重は身長の二乗を人体インピーダンスで割った
量に比例することから除脂肪体重を求める。

【００２９】図５に、人体インピーダンス測定回路１２
のブロック図を示す。測定回路１２は、発振器１２１が
生成する５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を駆動回路１２
２、トランスＴ１、切換スイッチ１２３Ａと、切換スイ
ッチ１２３Ｂ、１２３Ｃを介して電極ハンドルＨ、Ｈの
給電側電極Ｈ１、Ｈ１と電極ベルトＢ、Ｂの給電側電極
Ｂ１、Ｂ１に供給する。

【００３０】人体インピーダンスの測定は、図６に示す
ように、電極ベルトＢ、Ｂを足首やふくらはぎなどに巻
着し、電極ハンドルＨ、Ｈを両手で握って行う。この態
勢で操作パネルＰの測定開始ボタンを押すと、切換スイ
ッチ１２３Ｂ、１２３Ｃが順番に切換わり、両足間の検
出側電極Ｂ２、Ｂ２と、両手間の検出側電極Ｈ２、Ｈ２
と、手足間の検出側電極Ｈ２、Ｂ２に逐次交流電圧が発
生する。両足間の検出側電極Ｂ２、Ｂ２、あるいは、両
手間の検出側電極Ｈ２、Ｈ２、あるいは、手足間の検出
側電極Ｈ２、Ｂ２に発生した交流電圧を切換スイッチ１
２３Ａ、１２３Ｂ、１２３Ｃ、トランスＴ２、帯域フィ
ルタ１２４、整流回路１２５、増幅器１２６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１２７、Ｉ／Ｏインタフェース
１６を介してＣＰＵ１４に入力する。これにより、両足
間、両手間、および、手足間における人体インピーダン
スを個別に測定する。

【００３１】測定回路１２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つのダミー抵抗Ｒ１、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、ダミー抵抗Ｒ１、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Ｃ
０を求める。

【００３２】このため、ＣＰＵ１４から制御信号を出力
してＩ／Ｏインタフェース１６、切換ユニット１２８、
および切換制御回路１２９Ａを介して切換スイッチ１２
３Ａ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つのダミー抵抗Ｒ１、Ｒ２を接続す
る。次に、ＣＰＵ１４から制御信号を出力してＩ／Ｏイ
ンタフェース１６、切換ユニット１２８、および切換制
御回路１２９Ｂを介して切換スイッチ１２３Ｄを切換
え、測定対象をダミー抵抗Ｒ１あるいはダミー抵抗Ｒ２
に切換える。

【００３３】本発明を実施した体脂肪測定装置は以上の
ような構成で、体重の測定は、両足を体重測定台１の電
極足マットＦ、Ｆに載せて行う。体脂肪の測定は、先に
体重を測定した後、操作パネルＰを介して性別・年齢・
身長を入力し、電極ベルトＢ、Ｂを足首あるいはふくら
はぎに巻着し、電極ハンドルＨ、Ｈを両手で握って操作
パネルＰの測定開始ボタンを押して行う。足裏マッサー
ジは、図７に示すように、左右のストッパＳ、Ｓにかか
とがぴったり付くように電極足マットＦ、Ｆの上に両方
の素足を置く。この状態で、体重測定台１の操作パネル
Ｐを操作して電極足マットＦ、Ｆにパルス電流を流す。
これにより、電極足マットＦ、Ｆの各電極ブロックＦ
１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４が身体の頭部、胸部、腹部、腰部
に対応する足裏の反射帯を刺激してリラックスさせる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の体脂肪測
定装置計は、体重測定台に配列した左右の足裏のツボに
対応するツボ電極と、これらのツボ電極に接続するパル
ス電源を備えて左右の足裏のツボを電気的に刺激する。
従って、本発明によれば、肥満のバロメータである体重
の測定と、肥満を抑制する効果のある足裏マッサージを
一台の装置で行えるので、単なる体重計や足裏マッサー
ジ器に比べて利便性が大幅に向上する。また、体重計だ
けの場合、使用頻度が少ないので置いておくと無駄なス
ペースを取るが、ふだんは足裏マッサージ器として使用
できるので、利用率が高まり邪魔にならなくなる。

【００３５】また、本発明の体脂肪測定装置は、左右の
手に導電接触すべき４端子電極を取り付けたハンドル
と、左右の足に導電接触すべき４端子電極を取り付けた
足装着具と、この４端子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、体重測定
台により測定した体重測定値を電気信号に変換して出力
する体重測定値出力手段と、性別・年齢・身長を入力す
るデータ入力手段と、これらの人体インピーダンス、体
重測定値および入力データに基づいて体脂肪率を算出す
る体脂肪率算出手段と、算出した体脂肪率を表示する表
示手段を備える。従って、本発明によれば、体脂肪率を
指標として体重だけでは不十分な肥満の判定をより確実
に行えるようになる。

【００３６】さらに、本発明の体脂肪測定装置は、ツボ
電極に足裏のツボを押圧する突起を設ける。従って、本
発明によれば、ツボ電極が足裏のツボを押圧して密着さ
せるので導電性を高めると共に、物理的に足裏のツボを
刺激するので、マッサージ効果をより一層高めることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した体脂肪測定装置の構成図であ
る。

【図２】押圧電極子の断面図である。

【図３】パルス電源のブロック図である。

【図４】体脂肪測定手段のブロック図である。

【図５】人体インピーダンス測定回路のブロック図であ
る。

【図６】人体インピーダンスの測定方法の説明図であ
る。

【図７】足裏マッサージのマッサージ方法の説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 体重測定台 １１ パルス電源 １１４ 基準クロック発生器 １１６ Ｄ／Ａ変換器 １１７ パルス発生器 １１８ 電流検出回路 １１９ Ａ／Ｄ変換器 １１１０ 電流保護回路 １１１１ 遮断スイッチ １１１２ スイッチング回路 １１１３ 切換ユニット １２ 人体インピーダンス測定回路 １２１ 発振器 １２２ 駆動回路 １２３ 切換スイッチ １２４ 帯域フィルタ １２５ 整流回路 １２６ 増幅器 １２７ Ａ／Ｄ変換器 １２８ 切換ユニット １２９ 切換制御回路 １４ ＣＰＵ １５ メモリ １６ Ｉ／Ｏインタフェース ２ ケーブル ３ 電源コード ４ 電源プラグ Ａ 体脂肪測定手段 Ａ１ 切換手段 Ａ２ 体重測定値取得手段 Ａ３ データ入力手段 Ａ４ 体脂肪率算出手段 Ａ５ 表示手段 Ｂ 電極ベルト Ｃ コネクタ Ｆ 電極足マット Ｆ１〜Ｆ４ 電極ブロック Ｈ 電極ハンドル Ｐ 操作パネル Ｓ ストッパ Ｔ１〜Ｔ４ トランス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4C027 AA06 DD03 EE01 EE03 EE08 FF00 FF01 FF02 GG00 GG16 HH11 KK00 KK01 KK03 KK05

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 体重測定台に配列した左右の足裏のツボ
   に対応するツボ電極と、 これらのツボ電極に接続するパルス電源と、 左右の手に導電接触すべき４端子電極を取り付けたハン
   ドルと、 この４端子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、 体重測定台により測定した体重測定値を電気信号に変換
   して出力する体重測定値出力手段と、 性別・年齢・身長を入力するデータ入力手段と、 これらの人体インピーダンス、体重測定値および入力デ
   ータに基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段
   と、 算出した体脂肪率を表示する表示手段と、を備えて成る
   体脂肪測定装置。
2. 【請求項２】 体重測定台に配列した左右の足裏のツボ
   に対応するツボ電極と、 これらのツボ電極に接続するパルス電源と、 左右の足に導電接触すべき４端子電極を取り付けた足装
   着具と、 この４端子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、 体重測定台により測定した体重測定値を電気信号に変換
   して出力する体重測定値出力手段と、 性別・年齢・身長を入力するデータ入力手段と、 これらの人体インピーダンス、体重測定値および入力デ
   ータに基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段
   と、 算出した体脂肪率を表示する表示手段と、を備えて成る
   体脂肪測定装置。
3. 【請求項３】 体重測定台に配列した足裏のツボに対応
   するツボ電極と、 これらのツボ電極に接続するパルス電源と、 左右の手に導電接触すべき４端子電極を取り付けたハン
   ドルと、 左右の足に導電接触すべき４端子電極を取り付けた足装
   着具と、 この４端子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、 体重測定台により測定した体重測定値を電気信号に変換
   して出力する体重測定値出力手段と、 性別・年齢・身長を入力するデータ入力手段と、 これらの人体インピーダンス、体重測定値および入力デ
   ータに基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段
   と、 算出した体脂肪率を表示する表示手段と、を備えて成る
   体脂肪測定装置。
4. 【請求項４】 前記ツボ電極に足裏のツボを押圧すべき
   ツボ押し突起を設けてなる請求項１、２または３記載の
   体脂肪測定装置。