JP2000314637A - 消費エネルギーの演算方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】厚生省から発表されている消費エネルギーの演
算式を用いて、そのまま歩行時の消費エネルギーを演算
することは、演算が面倒であると共に装置にした場合、
小型化の障害になっていた。また歩行時間が演算に必要
なため、その測定をする必要があったり、歩行速度につ
いてそれぞれの係数を用いて演算しなければならなかっ
た。 【解決手段】歩行の消費エネルギー定数と年齢定数から
求められる年齢考慮消費カロリー係数と、体重と、歩行
時の歩数定数とから消費エネルギーを演算するものと
し、歩数定数は、歩行したトータル歩数を１００で割っ
た定数とし、また年齢考慮消費エネルギー係数は、性別
による歩行時のエネルギー定数と、性別別に一定の年齢
区分毎に設定した定数から求めることとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、歩行時の消費エネ
ルギーを演算する方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、歩行時の消費エネルギーの演算方
法は、厚生省保健医療局より次式に示す通り、実施した
活動のエネルギー消費量を歩行時の消費エネルギー定数
として、それに歩行者の体重を掛算し、さらに歩行時間
を掛算することにより求められることが発表されてい
る。

【０００３】

【数１】Ｅ＝ＣＴ_ＷＷＡ （１） Ｅ：活動時の総エネルギー消費量（ｋｃａｌ） Ｃ：実施した活動のエネルギー消費量（ｋｃａｌ／ｋｇ
／分） Ｔ_Ｗ：活動時間（分） Ｗ：体重（ｋｇ） Ａ：身体活動のエネルギー消費量の年齢係数

【０００４】この厚生省の発表資料では、運動時の消費
エネルギーは運動者の年齢も考慮する必要があることが
記載され、男女の性別年齢別の年齢定数を考慮した演算
方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら厚生省
から発表されている消費エネルギーの演算式を用いて歩
行時の消費エネルギーを演算することは、性別・年齢に
よって細かく分けられた数表を組み合わせて求めなけれ
ばならず、演算が面倒であると共に、歩数計に応用する
ときにはプログラム処理において多くのステップ数にな
り、メモリ容量を多く使用するため、装置の小型化の障
害になっていた。

【０００６】また、これらの演算式では、運動量ついて
単純に時間のみをファクターとしているため、歩数計に
用いた場合、早足で歩くかゆっくり歩くか等の運動の強
度変化について一つの演算式で対応できなかった。

【０００７】また、従来の厚生省の消費エネルギー演算
式から歩数計で消費エネルギーを求めようとすると、歩
数計に歩行開始時と歩行終了時とに信号を送り、歩行時
間を演算する必要があり、歩行したり止まったりする日
常生活の中で操作が面倒であるばかりか、操作ミスも起
こしやすい。そのために正確な消費エネルギーを演算す
ることができない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の消費エネルギー
の演算方法は、歩行の消費エネルギー定数と年齢定数か
ら求められる年齢考慮消費エネルギー係数と、体重と、
歩行時の歩数係数とから演算するものとした。また歩数
係数は、歩行したトータル歩数を１００で割った係数と
した。また年齢考慮消費エネルギー係数は、性別による
歩行時のエネルギー定数と、性別別に一定の年齢区分毎
に設定した定数から求めることとした。

【０００９】更に上記の消費エネルギーの演算方法を利
用するものとして、本発明の消費エネルギー演算装置で
は、性別、年齢及び体重を入力する入力手段と、歩行時
の歩数を入力する歩数入力手段と、性別年齢別消費エネ
ルギー定数を記憶する記憶手段と、前記入力手段と前記
歩数入力手段とから消費エネルギーを演算する演算手
段、演算結果を表示する表示手段を備えるものとした。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の歩行時の消費エネルギー
演算方法では、厚生省が発表している活動時の総エネル
ギー消費量の計算式において用いられる、実施した活動
のエネルギー消費量と身体活動のエネルギー消費量の年
齢係数を組み合わせることにより、あらかじめ年齢考慮
消費エネルギー係数を求め、この年齢考慮消費エネルギ
ー係数を用いて歩行時の消費エネルギーを求める。

【００１１】また、厚生省が発行している活動時のエネ
ルギー消費量を計算する、式（１）において用いられる
活動時間にあたる歩行時間の代わりに、歩数係数を導入
した。この歩数係数として、歩行者がゆっくり歩く場合
や早足で歩く場合等の様々なケースを想定し、それぞれ
の歩行状態での心拍数を基に運動強度を求め、この運動
強度から平均歩行速度を求めるという統計的処理をした
結果、あらゆる歩行速度に対応できる基準値として、運
動強度が４０％になる歩行速度の平均値から１００歩／
分を求め、前記歩行係数として歩数／１００を導き出し
た。この歩行係数を用いることで歩行時間ではなく、歩
数値そのものにより、消費カロリーを求める。従って消
費エネルギーを消費エネルギー＝年齢考慮消費エネルギ
ー係数×体重（ｋｇ）×歩数／１００で求めるものとす
る。

【００１２】また、前記年齢考慮消費エネルギー係数を
求めるのに用いられる年齢係数は年齢及び性別により細
かく算出された値が厚生省より発行されているが、本発
明では、この年齢係数を男女別に一定の年齢区分毎にま
とめ、その区分内での年齢係数を用いるものとする。

【００１３】更に、これらの演算方法により消費エネル
ギーを求める装置として、使用者の性別、年齢、体重の
個人データと、歩数センサーによって得られる歩数エネ
ルギーから、その時点での消費エネルギーを求め、表示
部に表示するものとした。

【００１４】

【実施例】本発明の実施例を表及び図面を用いて説明す
る。

【表１】

【００１５】表１は厚生省発行の速歩によるエネルギー
消費量定数と年齢別係数から、基礎代謝のエネルギー消
費量を加味すると共に、年齢の区分を変え、その区分内
での平均値を求め、性別・年齢別に求めたものである。

【００１６】図１は、本発明を適用した歩数計の外観図
であり、歩数計本体１には表示部２を設け、この表示部
２の下部には電源スイッチ３と、体重の個人データを入
力する設定モード、合計歩数値を表示するモード、消費
エネルギー値を表示するモードの３つのモードを切り替
えるモード釦４データを入力するときに使用するアップ
釦５ダウン釦６入力データを確定する設定釦７設ける。

【００１７】図２は、図１の歩数計の電気的ブロック図
である。歩数計本体１の内部に設けた歩数検出手段であ
る歩数センサー８は、歩行者が１歩を歩く毎に１カウン
トを検出し信号を発生させるもので、振り子スイッチに
限らず種々のものがある。入力手段９は図１のアップ釦
５とダウン釦６からなるが、この他通常用いられるテン
キーや十字キー、ジョグダイヤル等、数値入力可能な入
力方法であれば種々のものを使用できる。記憶・演算手
段１０はマイクロコンピューター（以下、マイコンとす
る）からなり、内部に歩数センサー８及び入力手段９か
らのデータに基づき消費エネルギーを演算する演算手段
や歩数センサー８で検出された合計歩数値を常時記憶す
る記憶手段が設けられている。このマイコン１０の演算
結果は表示部２に表示する。

【００１８】図３のフローチャートを用いて、本実施例
の歩数計の操作及び動作を説明する。電源スイッチ３が
オンされると（ステップＳ１）、記憶手段のデータをク
リアする等の初期設定がなされる（ステップＳ２）。

【００１９】ここでモード釦４が押されなければ、通常
の歩数表示モードになり、モード釦４が押された場合は
消費カロリー表示モードとなる（ステップＳ３）。通常
の使用状態である歩数表示モードでは歩数センサー８に
おいて歩行動作を感知する度にマイコン側に検出信号を
送り、マイコンはそのデータを取得する（ステップＳ
４）。取得した歩数データはメモリに記憶されるが、既
に歩数データがあればその値に加算されていくので、合
計歩数値が記憶される（ステップＳ５）。合計歩数値は
メモリに記憶されると同時に表示部２に表示される（ス
テップＳ６）。このように歩数表示モードでは、歩行動
作により歩数をカウントする度に合計の歩数データを表
示部２に数値で表示するモードである。

【００２０】ステップＳ３の歩数表示モードにおけるモ
ード釦４のチェックにおいて、モード釦４が押されると
消費エネルギー表示モードになる。この消費エネルギー
表示モードになると、歩数計本体１の右側に記載されて
いる“ＣＡＬ”の文字に対応する位置にある表示部２の
三角指示マークが表示される（ステップＳ７）。ここで
モード釦４が押されなければ、そのまま消費エネルギー
表示モードとなるが、モード釦４が押された場合は設定
モードとなる（ステップＳ８）。次に、歩数センサー８
にてカウントされた歩数の合計値データをメモリから読
み込んでくる（ステップＳ９）。ここで設定モードにお
いて記憶された性別・年齢・体重の個人データと現在の
合計歩数値から、図１に示される年齢考慮消費エネルギ
ー定数を用いて現在の消費エネルギーを演算手段１０に
て求める（ステップＳ１０）。求められた現在の消費エ
ネルギーを“Ｋ”の文字と表示部２に表示する。これに
より現在の消費カロリーが何ＫＣＡＬであるかを表示す
るものである（ステップＳ１１）。もし、設定モードに
おける個人データの設定がなされていなければ、消費エ
ネルギーの演算を行うことが不可能なため、表示部２に
“Ｅｒｒｏｒ”を表示する。

【００２１】ステップＳ８の歩数表示モードにおいて、
モード釦４が押されると設定モードになる。この設定モ
ードになると、歩数計本体１の右側に記載されている
“設定”の文字に対応する位置にある表示部２の三角指
示マークが表示される（ステップＳ１２）。次にモード
釦４が押されたか否かを判断し、押された場合は通常の
歩数表示モードに戻り、押されていない場合は実際に設
定が行われる状態になる（ステップＳ１３）。

【００２２】設定モードではまず、性別入力表示となり
歩数計本体１上側に記載されている性別に対応する位置
にある、表示部２の三角指示マークが表示される（ステ
ップＳ１４）。同時にその下に、Ｍは男性、Ｗは女性を
意味するＭ・Ｗの文字も表示される。次に性別入力状態
となり、アップ釦５及びダウン釦６にてＭとＷの表示が
切り替わるので、適する方を選択する（ステップＳ１
５）。ここで選んだ性別が正しければ、設定釦７の入力
の待機状態となり、設定釦７を押すことで性別が決定さ
れる（ステップＳ１６）。ここで決定された性別は記憶
手段１０のマイコン内にあるメモリ部に記憶される（ス
テップＳ１７）。

【００２３】性別が記憶されると年齢入力表示に変わ
り、歩数計本体１の上側に記載されている“年齢”に対
応する位置にある、表示部２の三角指示マークが表示さ
れる（ステップＳ１８）。次に年齢入力状態となり、表
示部２には初期値として２０歳を意味する２０が表示さ
れる。アップ釦５及びダウン釦６にて数値を変更するこ
とにより、自分の年齢を表示させる（ステップＳ１
９）。ここで自分の年齢が表示されたら、設定釦７の入
力の待機状態となり、設定釦７を押すことで年齢が決定
される（ステップＳ２０）。ここで決定された年齢は記
憶手段１０のマイコン内にあるメモリ部に記憶される
（ステップＳ２１）。

【００２４】年齢が記憶されると体重入力表示に変わ
り、歩数計本体１の上側に記載されている“体重”に対
応する位置にある、表示部２の三角指示マークが表示さ
れる（ステップＳ２２）。次に体重入力状態となり、表
示部２には初期値として５０ｋｇを意味する５０が表示
される。アップ釦５及びダウン釦６で数値を変更するこ
とにより、現在の自分の体重を表示させる（ステップＳ
２３）。ここで自分の体重が表示されたら、設定釦７の
入力待機の状態となり、設定釦７を押すことで体重が決
定される（ステップＳ２４）。ここで決定された体重は
記憶手段１０のマイコン内にあるメモリ部に記憶される
（ステップＳ２５）。以上の操作により、個人データは
設定され、設定モード終了後は自動的にステップＳ３の
歩数表示モードに移行し、歩数のカウントが可能とな
る。

【００２５】仮に、２２歳で体重５０ｋｇの女性が１０
０００歩歩いた場合の消費エネルギーを求めると、表１
より年齢考慮消費エネルギー定数は、０．０８０を用
い、 消費エネルギー＝０．０８０×５０（ｋｇ）×１０００
０（歩）／１００＝４００ｋｃａｌ と消費エネルギーは４００ｋｃａｌと求められ、４００
が表示部２に表示されることとなる。

【００２６】

【発明の効果】本発明の消費エネルギー演算方法では、
表１に示すような年齢考慮消費エネルギー定数を用いる
ので、従来厚生省が発行している「日常生活活動と運動
強度の目安」と「活動代謝の年齢別・性別係数」とから
計算する場合に比べて格段に簡単に求められるようにな
った。

【００２７】また、本発明は歩数時間ではなく歩数から
消費エネルギーを求める歩行係数を用いて、消費エネル
ギーを演算するので、歩行開始や歩行終了の操作もいら
ず、歩行停止が幾度も繰り返されても演算結果に誤差が
出ないようになるうえ、一般の運動者でも運動強度、歩
行速度に係わりなく簡単に消費エネルギーを求めること
ができる。

【００２８】また本発明の消費エネルギー演算方法は、
予め算出した年齢考慮消費エネルギー係数を用いるの
で、歩数計に応用する場合でもプログラム処理において
ステップ数を大幅に削減でき、更に、年齢考慮消費エネ
ルギー係数において、一定の区分毎にまとめた性別によ
る年齢係数を用いれば、メモリー容量を削減できるた
め、歩数計自体を小型化できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である歩数計の表示面を示す
図である。

【図２】本発明の一実施例である歩数計の電気的構成を
示すブロック図である。

【図３】本発明の一実施例である歩数計の動作処理手順
を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１、歩数計本体 ２、表示部 ３、電源 ４、モード釦 ５、アップ釦 ６、ダウン釦 ７、設定釦 ８、歩数センサー ９、入力手段 １０、記憶手段・演算手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】歩行時の消費エネルギーを演算する方法に
   おいて、歩行の消費エネルギー定数と年令定数から求め
   られる年令考慮消費エネルギー係数と、体重と、歩行時
   の歩数係数とから歩行時の消費エネルギーを演算する消
   費エネルギー演算方法。
2. 【請求項２】請求項１において、歩数係数は、歩行した
   トータル歩数を１００で割った係数とすることを特徴と
   する消費エネルギー演算方法。
3. 【請求項３】請求項1において、年齢考慮消費エネルギ
   ー係数は、性別による歩行時のエネルギー定数と、性別
   別で一定の年齢区分毎に設定した定数とから求めること
   を特徴とする消費エネルギー演算方法。
4. 【請求項４】性別、年齢および体重を入力する入力手段
   と、歩行時の歩数を入力する歩数入力手段と、性別年齢
   別消費エネルギー定数を記憶する記憶手段と、前記入力
   手段と前記歩数入力手段と記憶手段とから消費エネルギ
   ーを演算する演算手段、演算結果を表示する表示手段を
   備えたことを特徴とする消費エネルギー演算装置。