JP2002253538A

JP2002253538A - 体力測定装置

Info

Publication number: JP2002253538A
Application number: JP2001058614A
Authority: JP
Inventors: Chiharu Takahashi; 千晴高橋; Naotaka Kajitani; 直高梶谷
Original assignee: Tanita Corp
Current assignee: Tanita Corp
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2002-09-10

Abstract

(57)【要約】【課題】測定場所が限定されることなく、正確さや信頼
性を有し、手軽に体力を求めることを可能にする体力測
定装置を提供することを課題とする。【解決手段】運動負荷量を構成している物理量を取り込
むための物理量測定手段１０、物理量入力手段４ｂ、物
理量記憶手段１５ｃと、水平方向成分と垂直方向成分と
を求めてから合成することにより運動負荷量を演算する
運動負荷量演算手段１９と、物理量測定手段１０で物理
量を測定すると同時に測定する脈拍数測定手段９とで構
成する。これにより、簡易に測定ができて装置の小型化
や携帯化等が可能となり、被測定者が移動することによ
り発生する運動負荷量を捕らえることが可能となり、精
神的にストレスを引き起こさないものとなることから課
題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体力を求める体力
測定装置に関し、より詳細には、体力の中の持久力を求
める体力測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】健康的に日常生活を過ごすための一つの
指標として、自己の体力について把握してくことが求め
られている。体力には、筋力、敏捷性、平衡性、持久
力、柔軟性等があり、中でも持久力は、健康増進で重視
される体力とされている。この持久力に要するエネルギ
ーを生み出すためには、酸素を大量に取り入れなければ
ならない。そこで、この酸素を大量に取り入れられる有
酸素性能力が体力の指標とすることが行われている。そ
して、この有酸素性能力を指標として体力を求めるため
の方法として幾つかが実施されている。

【０００３】まず、第一の方法としては、酸素摂取量が
測定可能な呼気分析装置のマスクを装着した被測定者
に、トレッドミルやエルゴメーター等の運動負荷装置を
用いて最大努力となる負荷を与え、このときの被測定者
の最大酸素摂取量（Ｖｏ２ｍａｘ）を呼気分析装置によ
り測定することにより体力を求めるという方法がある
（以下、Ｖｏ２ｍａｘ測定法という）。このＶｏ２ｍａ
ｘ測定法において、被測定者はＶｏ２ｍａｘが多いほど
有酸素性能力、すなわち、体力を有すると判定される。

【０００４】また、第二の方法としては、被測定者の心
拍数が１７０拍／分のときの運動負荷量により体力を求
める方法がある（以下、ＰＷＣ（Physical Working Cap
acity）１７０測定法という）。このＰＷＣ１７０測定
法は、心拍数と運動負荷量とが相関し、かつ、心拍数１
７０拍／分のときになされる運動負荷量がＶｏ２ｍａｘ
と相関関係にあることを利用するものである。運動負荷
量は、運動負荷量が測定可能なエルゴメーターを用いて
３つのレベルの負荷を被測定者に与え、各レベルにおい
ての被測定者の心拍数と運動負荷量を測定し、その測定
されたデータを基に相関関係を回帰分析し、その回帰分
析された結果に基づいて心拍数１７０拍／分にあたる運
動負荷量を推定することにより求められる。このＰＷＣ
１７０測定法において、被測定者は心拍数が１７０拍／
分のときになされた運動負荷量が大きいほどＶｏ２ｍａ
ｘが多くなるので有酸素性能力、すなわち、体力を有す
ると判定される。

【０００５】更に、第三の方法としては、被測定者の最
大心拍数（２２０−年齢）の７５％にあたる心拍数のと
きの運動負荷量により体力を求める方法がある（以下、
ＰＷＣ７５％測定法という）。このＰＷＣ７５％測定法
は、心拍数と運動負荷量とが相関し、かつ、最大心拍数
の７５％にあたる心拍数のときになされる運動負荷量が
Ｖｏ２ｍａｘと相関関係にあることを利用するものであ
る。運動負荷量は、運動負荷量が測定可能なエルゴメー
ターを用いて３つのレベルの負荷を被測定者に与え、各
レベルにおいての被測定者の心拍数と運動負荷量を測定
し、その測定されたデータを基に相関関係を回帰分析
し、その回帰分析された結果に基づいて最大心拍数の７
５％にあたる心拍数のときになされる運動負荷量を推定
することで求められる。このＰＷＣ７５％測定法におい
て、被測定者は最大心拍数の７５％にあたる心拍数のと
きになされる運動負荷量が大きいほどＶｏ２ｍａｘが多
くなるので有酸素性能力、すなわち、体力を有すると判
定される。

【０００６】更に、第四の方法としては、ある一定のス
テップ運動を被測定者に与えた後に、Ｖｏ２ｍａｘと相
関関係のある回復期心拍数を測定することにより、体力
を求めるという方法がある（以下、踏み台昇降測定法と
いう）。この踏み台昇降測定法において、被測定者はス
テップ運動を終了し、ある一定時間を経過した後の回復
期心拍数が小さいほどＶｏ２ｍａｘが多くなるので有酸
素性能力、すなわち、体力を有すると判定される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した幾
つかの体力を求めるという方法には、それぞれ次のよう
な長所や短所がある。

【０００８】Ｖｏ２ｍａｘ測定法は、被測定者の負荷が
最大努力のときのＶｏ２ｍａｘを直接的に測定するため
に正確さや信頼性がある。しかし、一方で、被測定者に
最大努力となるまで負荷をかけさせるため、被測定者に
危険性を及ぼす可能性や測定が困難であったり、被測定
者にマスクを着用させ、トレッドミルやエルゴメーター
等の大型な運動負荷装置や呼気分析装置を用いるため、
大掛りな測定となったりし、手軽さに欠けていた。

【０００９】ＰＷＣ１７０測定法とＰＷＣ７５％測定法
は、Ｖｏ２ｍａｘ測定法と比較すると、被測定者がマス
クを着用しないために手軽さが向上する。また、Ｖｏ２
ｍａｘと相関関係にある運動負荷量により求めるために
正確さもある。しかし、エルゴメーターを用いるために
やはりＶｏ２ｍａｘ測定法とほぼ同様に大掛りな測定と
なり、やはり手軽さに欠けていた。

【００１０】踏み台昇降測定法は、Ｖｏ２ｍａｘ測定法
やＰＷＣ１７０測定法やＰＷＣ７５％測定法と比較する
と、脈拍計と踏み台とタイマー等を用いて比較的手軽に
測定することができる。しかし、一定の高さの踏み台を
昇降するので、被測定者の脚の長さ等の体格差により被
測定者の受ける運動強度が異なり、正確さや信頼性が劣
っていた。

【００１１】上述の測定方法には、上述したような一長
一短があるという問題点に加え、次の共通する問題点が
ある。

【００１２】いずれの測定法も被測定者は設置された運
動負荷装置上で目的とする運動をしたり、設置された踏
み台に昇降したりすることにより、限定された場所で測
定しなければならなかった。これは、被測定者にとっ
て、測定中の周囲のながめが同じことから精神的にスト
レスを引き起こし、測定結果の正確さや信頼性の低下に
つながることもあった。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記の従来技術
の問題点を解決し、測定場所が限定されることなく、正
確さや信頼性を有し、手軽に体力を求めることを可能に
する体力測定装置を提供することを課題とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の一つの観点によれば、運動負荷量を構成し
ている物理量の一部を測定する物理量測定手段と、前記
運動負荷量を構成している物理量の残部を入力する物理
量入力手段と、前記物理量測定手段で測定された物理量
の一部と前記物理量入力手段で入力された物理量の残部
とを基に、運動負荷量の垂直方向成分と水平方向成分と
を演算し、更に前記垂直方向成分と前記水平方向成分と
を合成することにより運動負荷量を演算する運動負荷量
演算手段と、前記物理量測定手段で物理量の一部を測定
すると同時に脈拍数（心拍数）を測定する脈拍数測定手
段とを備えることを特徴とする体力測定装置が提供され
る。

【００１５】これによると、運動負荷量を構成している
物理量の一部を測定することで、簡易に測定ができて装
置の小型化や携帯化等が可能となり、手軽なものとする
ことができる。また、運動負荷量を構成している物理量
を取込み、水平方向成分と垂直方向成分とを求めてから
合成することにより運動負荷量を求めることで、被測定
者が移動することにより発生する運動負荷量を捕らえる
ことが可能となり、測定場所が限定されないものとする
ことができる。また、測定場所が限定されなければ、被
測定者にとって、測定中のながめが同じになることがな
く、精神的にストレスを引き起こさないものとなる。し
かも、Ｖｏ２ｍａｘと相関関係にある運動負荷量を運動
負荷量演算手段により求めるために正確さや信頼性も有
することができる。

【００１６】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
運動負荷量を構成している物理量の一部は“検出した加
速度を積分して得られる速度”であり、前記運動負荷量
を構成している物理量の残部は“体重”と“一歩に要す
る時間”と“歩幅”であり、前記垂直方向成分は“検出
した加速度を積分して得られる速度”と“体重”と“一
歩に要する時間”とを基に演算され、前記水平方向成分
は“体重”と“一歩に要する時間”と“歩幅”とを基に
演算されることを特徴とする

【００１７】これによると、運動負荷量を構成している
物理量の一部として“検出した加速度を積分して得られ
る速度”を測定し、しかも、垂直方向成分のみを測定す
ることで、小型なセンサを用いることができる。したが
って、より装置の小型化や携帯化等が可能となり、手軽
なものとなる。

【００１８】本発明の別の観点によれば、運動負荷量を
構成している物理量の一部を測定する物理量測定手段
と、前記運動負荷量を構成している物理量の別の一部を
入力する物理量入力手段と、前記運動負荷量を構成して
いる物理量の残部を予め記憶する物理量記憶手段と、前
記物理量測定手段で測定された物理量の一部と前記物理
量入力手段で入力された物理量の別の一部と前記物理量
記憶手段で予め記憶された物理量の残部とを基に、運動
負荷量の垂直方向成分と水平方向成分とを演算し、更に
前記垂直方向成分と前記水平方向成分とを合成すること
により運動負荷量を演算する運動負荷量演算手段と、前
記物理量測定手段で物理量の一部を測定すると同時に脈
拍数（心拍数）を測定する脈拍数測定手段とを備えるこ
とを特徴とする体力測定装置が提供される。

【００１９】これによると、運動負荷量を構成している
物理量の一部を測定するとしたことで、簡易に測定がで
きて装置の小型化や携帯化等が可能となり、手軽なもの
とすることができる。また、運動負荷量を構成している
物理量の残部が予め記憶されていることから、測定や入
力の手間を簡略にすることが可能となり、より手軽なも
のとすることができる。更に、運動負荷量を構成してい
る物理量を取込み、水平方向成分と垂直方向成分とを求
めてから合成することにより運動負荷量を求めること
で、被測定者が移動することにより発生する運動負荷量
を捕らえることが可能となり、測定場所が限定されない
ものとすることができる。また、測定場所が限定されな
ければ、被測定者にとって、測定中のながめが同じにな
ることがなく、精神的にストレスを引き起こすこともな
いものとなる。しかも、Ｖｏ２ｍａｘと相関関係にある
運動負荷量を運動負荷量演算手段により求めるために正
確さや信頼性も有することができる。

【００２０】本発明の一つの実施の形態によれば、前記
運動負荷量を構成している物理量の一部は“検出した加
速度を積分して得られる速度”であり、前記運動負荷量
を構成している物理量の別の一部は“体重”と“歩幅”
であり、前記運動負荷量を構成している物理量の残部は
“一歩に要する時間”であり、前記垂直方向成分は“検
出した加速度を積分して得られる速度”と“体重”と
“一歩に要する時間”とを基に演算され、前記水平方向
成分は“体重”と“一歩に要する時間”と“歩幅”とを
基に演算されることを特徴とする。

【００２１】これによると、運動負荷量を構成している
物理量の一部として“検出した加速度を積分して得られ
る速度”を測定し、しかも、垂直方向成分のみを測定す
ることで、小型なセンサを用いることができる。したが
って、より装置の小型化や携帯化等が可能となり、手軽
なものとなる。

【００２２】本発明の一つの実施の形態によれば、運動
時の動作ピッチを知らせるピッチ報知手段を更に備える
ことを特徴とする。

【００２３】これによると、被測定者は、ピッチ報知手
段により運動時に動作ピッチを知ることができるため
に、正確に一歩に要する時間を保つことが可能となる。
したがって、体力測定装置は、より正確さが向上したも
のとなる。

【００２４】本発明の別の実施の形態によれば、また、
前記運動負荷量演算手段で演算された運動負荷量と前記
脈拍数測定手段で測定された脈拍数（心拍数）とを基礎
データとして双方の間の相関関係を回帰分析する回帰分
析手段と、前記回帰分析手段で回帰分析された結果から
所定の脈拍数（心拍数）に到達したときの特定運動負荷
量を推定する特定運動負荷量推定手段とを更に備えるこ
とを特徴とする。

【００２５】これによると、被測定者は、脈拍数（心拍
数）をＶｏ２ｍａｘと相関関係にある所定の脈拍数（心
拍数）に到達することなく特定運動負荷量を推定でき
る。被測定者に高い負荷をかけさせないため、被測定者
に危険性を及ぼす可能性や測定が簡易にできる。したが
って、より装置を手軽なものとすることができる。

【００２６】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
安静時の脈拍数（心拍数）を入力する安静時脈拍数入力
手段を更に備え、前記回帰分析手段は、前記安静時脈拍
数入力手段で入力された安静時の脈拍数（心拍数）とそ
の際における安静時の運動負荷量とを回帰分析をするた
めの基礎データとすることを特徴とする。

【００２７】これによると、安静時の運動負荷量が０で
あることから、被測定者は、安静時脈拍数入力手段によ
り安静時の脈拍数（心拍数）を入力すれば、回帰分析の
ために必要な基礎データを運動することなく取得するこ
とが可能となる。したがって、より装置を手軽なものと
することができる。

【００２８】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
体力に影響を及ぼす身体条件を入力する身体条件入力手
段と、体力に影響を及ぼす身体条件と所定の脈拍数（心
拍数）に到達したときの特定運動負荷量とに基づいて形
成された体力評価情報を記憶する体力評価情報記憶手段
と、前記身体条件入力手段で設定された体力に影響を及
ぼす身体条件と前記特定運動負荷量推定手段で推定され
た所定の脈拍数（心拍数）に到達したときの特定運動負
荷量とから特定される特定体力評価情報を前記体力評価
情報記憶手段に記憶される体力評価情報から抽出する特
定体力評価情報抽出手段とを更に備えることを特徴とす
る。

【００２９】これによると、特定体力評価情報抽出手段
において、身体条件入力手段で設定された体力に影響を
及ぼす身体条件と特定運動負荷量推定手段で推定された
所定の脈拍数（心拍数）に到達したときの特定運動負荷
量とから特定される特定体力評価情報を体力評価情報記
憶手段に記憶される体力評価情報から抽出することで、
自動的に特定体力評価情報を被測定者に供することがで
きる。したがって、体力測定装置をより手軽なものとす
ることができる。

【００３０】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
測定や特定体力評価等の結果を履歴情報として記憶する
履歴情報記憶手段を更に備えることを特徴とする。

【００３１】これによると、被測定者は、測定や特定体
力評価等の結果を別媒体に記録することなく、履歴情報
を参照することが可能となる。したがって、体力測定装
置をより手軽なものとすることができる。

【００３２】本発明のさらに別の実施の形態によれば、
前記各手段により処理された結果を表示する表示手段を
更に備えることを特徴とする。

【００３３】これによると、表示手段において各手段に
より処理された結果を表示することで、すばやく被測定
者に情報を伝えることができる。したがって、体力測定
装置をより手軽なものとすることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて説明する。

【００３５】図１に本発明に係わる体力測定装置の一実
施例の外観を斜視図で示し、図２にその構成をブロック
図で示す。本発明の体力測定装置は、被測定者に装着し
て携帯可能な装置本体１と、身体の検出部位として耳朶
に装着して血流の変化量を光電式や圧電式等により検出
する脈拍センサ２と、装置本体１と脈拍センサ２とを接
続するリード線３とを有する。

【００３６】装置本体１の外部には、複数のスイッチか
らなる入力手段４と、測定結果等の表示をする表示手段
５とが設けられている。

【００３７】そして、入力手段４は、体力測定装置の起
動をもたらす電源投入手段４ａと、運動負荷量を構成し
ている物理量として体重と歩幅を入力する物理量入力手
段４ｂと、安静時の脈拍数（心拍数）を入力する安静時
脈拍数入力手段４ｃと、体力に影響を及ぼす身体条件と
して年齢と性別を入力する身体条件入力手段４ｄと、表
示内容を切り替える切替手段４ｅと、物理量入力手段４
ｂと安静時脈拍数入力手段４ｃと身体条件入力手段４ｄ
において入力するにあたり個人の登録状況を呼び出すた
めに選択する個人登録選択手段４ｆとからなる。

【００３８】一方、装置本体１の内部には、脈拍センサ
２を駆動するための脈拍センサ駆動回路６と、脈拍セン
サ２で検出された脈拍信号を増幅する増幅回路７と、こ
の増幅回路７から出力されたアナログ信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換回路８とが設けられている。そ
して、脈拍センサ２と、装置本体１の内部の脈拍センサ
駆動回路６、増幅回路７、Ａ／Ｄ変換回路８とによっ
て、脈拍数（心拍数）を測定する脈拍数測定手段９を構
成する。

【００３９】また、装置本体１の内部には、運動負荷量
を構成している物理量を測定する物理量測定手段１０が
設けられている。そして、この物理量測定手段１０は、
被測定者の垂直方向の動きに対する加速度を検出する加
速度センサ１１と、この加速度センサ１１を駆動するた
めの加速度センサ駆動回路１２と、加速度センサ１１か
ら出力された加速度を表すアナログ信号を増幅して積分
することにより速度を表すデジタル信号に変換する検出
回路１３とによって構成される。

【００４０】更に、装置本体１の内部には、Ａ／Ｄ変換
回路８や検出回路１３から出力されたデジタル信号の演
算制御をするＣＰＵ１４と、各種の情報等を記憶する記
憶手段１５と、表示手段５を駆動するための表示駆動回
路１６と、運動時の動作ピッチとして一歩に要する時間
を知らせるピッチ報知手段１７と、各部に電力を供給す
る電源装置１８が設けられている。

【００４１】そして、記憶手段１５は、体力に影響を及
ぼす身体条件として年齢・性別と所定の脈拍数（心拍
数）に到達したときの特定運動負荷量とに基づいて形成
された体力評価情報を予め記憶する体力評価情報記憶手
段１５ａと、測定結果の履歴情報を記憶する履歴情報記
憶手段１５ｂと、運動負荷量を構成している物理量とし
て幾つかの異なる一歩に要する時間（例えば、０.５
秒、０.３秒）を予め記憶する物理量記憶手段１５ｃ等
とからなる。

【００４２】また、ＣＰＵ１４には、物理量測定手段１
０から取り込まれる物理量として速度、物理量入力手段
４ａから取り込まれる物理量として体重と歩幅、物理量
記憶手段１５ｃから取り込まれる物理量として一歩に要
する時間を基に運動負荷量を演算する運動負荷量演算手
段１９と、この運動負荷量演算手段１９で演算された運
動負荷量と脈拍数測定手段９で測定された脈拍数（心拍
数）との間の相関関係を回帰分析する回帰分析手段２０
と、この回帰分析手段２０で回帰分析された結果から所
定の脈拍数（心拍数）として１７０拍／分に到達したと
きの特定運動負荷量を推定する特定運動負荷量推定手段
２１と、この特定運動負荷量推定手段２１で推定された
所定の脈拍数（心拍数）として１７０拍／分に到達した
ときの特定運動負荷量と身体条件入力手段４ｄで設定さ
れた体力に影響を及ぼす身体条件としての年齢・性別と
から特定される特定体力評価情報を体力評価情報記憶手
段１５ａに記憶される体力評価情報から抽出する特定体
力評価情報抽出手段２２とを備える。

【００４３】次に、本発明に係わる体力測定装置の動作
の流れを図３及び図４のフローチャートを参照して説明
する。図３のメインフローチャートに示すように、被測
定者が電源投入手段４ａとしてのスイッチをオンすると
（ステップ１）、ＣＰＵ１４は初期化され（ステップ
２）、待機状態となる（ステップ３）。そして、被測定
者の個人データを登録するために個人登録選択手段４ｆ
としてのスイッチが選択されるまで待機状態を保ち続け
る（ステップ４でＮｏ）。

【００４４】被測定者の個人データを登録する番号が個
人登録選択手段４ｆとしてのスイッチにより選択される
と（ステップ４でＹｅｓ）、表示手段５は個人データの
登録状態を示す表示画面となる。なお、表示画面には、
体重、歩幅、年齢、性別、安静時の脈拍数（心拍数）が
表示される。そして、被測定者は、自己の個人データが
登録されていない場合や変更を要する場合には、物理量
入力手段４ｂや安静時脈拍数入力手段４ｃや身体条件入
力手段４ｄとしてのスイッチにより登録すべき個人デー
タの事項を入力する（ステップ５）。なお、ここで物理
量入力手段４ｂ、安静時脈拍数入力手段４ｃ、身体条件
入力手段４ｄ、個人登録選択手段４ｆは、図１に示すよ
うに２つのスイッチからなり、一方のスイッチで目的に
とする値等に変更し、他方のスイッチで確定するもので
ある。

【００４５】続いて、脈拍数（心拍数）・物理量の測定
及び運動負荷量の演算（ステップ６）に進む。ステップ
６では、図４のサブルーチンに示すような流れとなる。
図３で個人データが設定された（ステップ５）後、ＣＰ
Ｕ１４は、物理量記憶手段１５ｃに予め記憶する幾つか
の異なる一歩に要する時間を参照し、そのうちから一つ
の一歩に要する時間（例えば、０.５秒）を設定する
（ステップ１０）。

【００４６】続いて、脈拍数（心拍数）の測定が開始さ
れる。そして、被測定者は設定された一歩に要する時間
毎に出力されるピッチ報知手段１７からの音声に合わせ
て個人データとして登録した歩幅で移動する（ステップ
１１）。計測中は、図１に示すように脈拍（心拍）に同
期してハートマークが点滅する。ここで、動作ピッチを
確認する場合には、切替手段４ｅとしてのスイッチで切
り替えることにより、図８に示すような動作速度を表す
表示画面となる。また、脈拍センサ２の装着状態が不備
で、サンプリングされる脈拍数が不安定な場合などに
は、図１１のような“Ｅ”表示２７をし、被測定者に正
しく脈拍数が測定されていない旨を表す。

【００４７】続いて、ＣＰＵ１４は、このとき一定時間
間隔でサンプリングされる脈拍数（心拍数）をサンプリ
ング毎に比較する。そして、±３％以内の変動率に安定
しない場合（ステップ１２でＮｏ）には、被測定者の測
定される脈拍数が定常化でないことから“動作ピッチを
上げます”または“動作ピッチを下げます”といった表
示が表示手段５にされる（ステップ１６）。

【００４８】一方、前回測定した脈拍数（心拍数）と今
回測定した脈拍数（心拍数）が±３％以内の変動に安定
する場合（ステップ１２でＹｅｓ）には、被測定者の動
作の垂直方向に対する成分を表す垂直方向成分のみが物
理量測定手段１０の加速度センサ１１により測定され
る。そして、この垂直方向成分として検出された加速度
信号は検出回路１３で増幅され、積分されることにより
速度信号に変換されて、ＣＰＵ１４に取り込まれる。
（ステップ１３）。ここで、設定された一歩に要する時
間と一歩に対する加速度センサ１１の動きの時間とが一
致しない場合には、図１０に示すような“ＰＥ”表示２
６をし、被測定者に設定された一歩に要する時間で移動
していない旨を表す。

【００４９】続いて、運動負荷量演算手段１９におい
て、図５に示すように、被測定者３０による運動負荷量
Ｗは、垂直方向成分Ｗｖと水平方向成分Ｗｈとを合成す
ることにより演算される。ここで、垂直方向成分Ｗｖ
は、物理量入力手段４ｂから入力された体重Ｍと、物理
量測定手段１０で測定されて変換された垂直方向成分に
おける速度Ｖｖとを用いて、Ｗｖ＝Ｍ・Ｖｖ^２にて求め
られる。一方、水平方向成分Ｗｈは、物理量入力手段４
ｂから入力された体重Ｍ・歩幅ｍと、物理量記憶手段１
５ｃで予め記憶される設定された一歩に要する時間ｔと
を用いて、まず、水平方向成分における速度Ｖｈ＝ｍ／
ｔが求められた後、Ｗｈ＝Ｍ・Ｖｈ^２にて求められる。
そして、運動負荷量は、Ｗ＝（Ｗｖ^２＋Ｗｈ^２）^１／２
にて求められる（ステップ１４）。

【００５０】続いて、上述で演算された運動負荷量Ｗの
値は、記憶手段１５に記憶される（ステップ１５）。

【００５１】続いて、ＣＰＵ１４では、負荷が３レベル
目かを判定し、３レベル目でない場合（ステップ１６で
Ｎｏ）には、ステップ１０の動作ピッチの設定に戻り、
前回設定された一歩に要する時間とは異なった値（例え
ば、０.３秒）を再度設定し（ステップ１０）、その後
のステップを繰り返す。ここで、負荷が３レベル目かを
判定するにおいて、ステップ５で、安静時の脈拍数（心
拍数）が入力されている場合には、一つのレベルの負荷
として考慮して、安静時の脈拍数（心拍数）のときの運
動負荷量を０とする。

【００５２】一方、負荷が３レベル目である場合（ステ
ップ１６でＹｅｓ）には、このサブルーチンを抜け、図
３に戻る。

【００５３】続いて、回帰分析手段２０において、図６
に示すように、安静時の脈拍数（心拍数）ＨＲ_０及び２
つの異なる一歩に要する時間設定時の脈拍数（心拍数）
ＨＲ１、ＨＲ２と、これらに対応して得られたそれぞれ
の運動負荷量Ｗ_０（＝０）、Ｗ_１、Ｗ_２とを基礎データ
として、脈拍数（心拍数）と運動負荷量との間の相関関
係を回帰分析をし、回帰線Ｌが求められる（ステップ
７）。

【００５４】続いて、特定運動負荷量推定手段２１にお
いて、図６に示すように、所定の脈拍数（心拍数）とし
てＨＲｓ＝１７０拍／分のときになされる特定運動負荷
量Ｗｓが推定される（ステップ８）。所定の脈拍数（心
拍数）としてＨＲｓ＝１７０拍／分のときになされる特
定運動負荷量ＷｓがＶｏ２ｍａｘと相関関係にあること
から持久力としての体力が推定できる。

【００５５】続いて、特定体力評価情報抽出手段２２に
おいて、特定運動負荷量推定手段２１で推定された特定
運動負荷量Ｗｓと、身体条件入力手段４ｄから入力して
登録されている年齢・性別とを用いて、体力評価情報記
憶手段２２に記憶される図７（ａ）、図７（ｂ）に示す
ような体力評価情報から特定体力評価情報が抽出され、
表示手段５に表示され、履歴情報記憶手段１５ｂに記憶
される（ステップ９）。例えば、性別が男性、年齢がａ
３、特定運動負荷量Ｗｓがｍ３６であった場合には、
“非常に優れている”といった特定体力評価情報が体力
評価情報記憶手段２２において抽出され、図９に示すよ
うに表示手段５に表示され、過去の記録として履歴情報
記憶手段１５ｂに記憶される。

【００５６】上述した体力測定装置は、あくまでも実施
の形態の一例であり、物理量記憶手段１５ｃに記憶する
一歩に要する時間は、被測定者が物理量入力手段４ｂか
ら入力するようにしてもよい。

【００５７】また、回帰分析するための基礎データとし
て、安静時の脈拍数（心拍数）ＨＲ _０と、これに対応す
る運動負荷量Ｗ_０（＝０）とは、一歩に要する時間を更
に一段階変えて求められたデータを用いてもよい。更
に、回帰分析するための基礎データ数は、３点（３レベ
ル）でなくてもよく、２点（２レベル）以上であればよ
い。目的とする特定運動負荷量の推定精度を確保できる
基礎データ数が得られるようにすればよい。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
運動負荷量を構成している物理量を取込み、水平方向成
分と垂直方向成分とを求めてから合成することにより運
動負荷量を求めることで、被測定者が移動することによ
り発生する運動負荷量を捕らえることが可能となり、測
定場所が限定されず、手軽な、しかも正確さや信頼性も
有する体力測定装置として提供できる。

【００５９】また、基礎データを基に回帰分析し、特定
運動負荷量を推定するので、被測定者は、所定の脈拍数
（心拍数）に到達することなく体力を評価することがで
き、より手軽な体力測定装置として提供できる。

【００６０】更に、体力評価情報を記憶し、特定運動負
荷量と被測定者の身体条件とに基づいて特定体力評価情
報を抽出するので、被測定者は、自動的に特定体力評価
情報に供することができ、より手軽な体力測定装置とし
て提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】体力測定装置の一実施例の外観を示す斜視図で
ある。

【図２】体力測定装置の構成を示すブロック図である。

【図３】メインの動作の流れを示すフローチャートであ
る。

【図４】脈拍数（心拍数）・物理量測定／運動負荷量の
演算の動作の流れ示すフローチャートである。

【図５】運動負荷量と、その垂直方向成分と水平方向成
分を示す図である。

【図６】脈拍数（心拍数）と運動負荷量との相関を示す
図である。

【図７】（ａ）は男性の場合、（ｂ）は女性の場合の体
力評価情報の一例を示す図である。

【図８】動作ピッチの表示の一例を示す図である。

【図９】特定された体力評価情報の表示の一例を示す図
である。

【図１０】設定された動作ピッチで移動していない場合
の表示の一例を示す図である。

【図１１】脈拍測定が正常にサンプリングされていない
場合の表示の一例を示す図である。

【符号の説明】

１装置本体２脈拍センサ３リード線４入力手段４ａ電源投入手段４ｂ物理量入力手段４ｃ安静時脈拍数入力手段４ｄ身体条件入力手段４ｅ切替手段４ｆ個人登録選択手段５表示手段６脈拍センサ駆動回路７増幅回路８Ａ／Ｄ変換回路９脈拍数測定手段１０物理量測定手段１１加速度センサ１２加速度センサ駆動回路１３検出回路１４ＣＰＵ１５記憶手段１５ａ体力評価情報記憶手段１５ｂ履歴情報記憶手段１５ｃ物理量記憶手段１６表示駆動回路１７ピッチ報知手段１８電源装置１９運動負荷量演算手段２０回帰分析手段２１特定運動負荷量推定手段２２特定体力評価情報抽出手段２６ “ＰＥ”表示２７ “Ｅ”表示３０被測定者

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ６３Ｂ 24/00 Ａ６１Ｂ 5/02 ３２０Ｐ 71/06 ３２１Ｂ 5/10 ３１０Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】運動負荷量を構成している物理量の一部
を測定する物理量測定手段と、前記運動負荷量を構成している物理量の残部を入力する
物理量入力手段と、前記物理量測定手段で測定された物理量の一部と前記物
理量入力手段で入力された物理量の残部とを基に、運動
負荷量の垂直方向成分と水平方向成分とを演算し、更に
前記垂直方向成分と前記水平方向成分とを合成すること
により運動負荷量を演算する運動負荷量演算手段と、前記物理量測定手段で物理量の一部を測定すると同時に
脈拍数（心拍数）を測定する脈拍数測定手段とを備える
ことを特徴とする体力測定装置。
【請求項２】前記運動負荷量を構成している物理量の
一部は“検出した加速度を積分して得られる速度”であ
り、前記運動負荷量を構成している物理量の残部は“体
重”と“一歩に要する時間”と“歩幅”であり、前記垂直方向成分は“検出した加速度を積分して得られ
る速度”と“体重”と“一歩に要する時間”とを基に演
算され、前記水平方向成分は“体重”と“一歩に要する
時間”と“歩幅”とを基に演算されることを特徴とする
請求項１記載の体力測定装置。
【請求項３】運動負荷量を構成している物理量の一部
を測定する物理量測定手段と、前記運動負荷量を構成している物理量の別の一部を入力
する物理量入力手段と、前記運動負荷量を構成している物理量の残部を予め記憶
する物理量記憶手段と、前記物理量測定手段で測定された物理量の一部と前記物
理量入力手段で入力された物理量の別の一部と前記物理
量記憶手段で予め記憶された物理量の残部とを基に、運
動負荷量の垂直方向成分と水平方向成分とを演算し、更
に前記垂直方向成分と前記水平方向成分とを合成するこ
とにより運動負荷量を演算する運動負荷量演算手段と、前記物理量測定手段で物理量の一部を測定すると同時に
脈拍数（心拍数）を測定する脈拍数測定手段とを備える
ことを特徴とする体力測定装置。
【請求項４】前記運動負荷量を構成している物理量の
一部は“検出した加速度を積分して得られる速度”であ
り、前記運動負荷量を構成している物理量の別の一部は
“体重”と“歩幅”であり、運動負荷量を構成している
物理量の残部は“一歩に要する時間”であり、前記垂直方向成分は“検出した加速度を積分して得られ
る速度”と“体重”と“一歩に要する時間”とを基に演
算され、前記水平方向成分は“体重”と“一歩に要する
時間”と“歩幅”とを基に演算されることを特徴とする
請求項３記載の体力測定装置。
【請求項５】運動時の動作ピッチを知らせるピッチ報
知手段を更に備えることを特徴とする請求項２又は４記
載の体力測定装置。
【請求項６】前記運動負荷量演算手段で演算された運
動負荷量と前記脈拍数測定手段で測定された脈拍数（心
拍数）とを基礎データとして双方の間の相関関係を回帰
分析する回帰分析手段と、前記回帰分析手段で回帰分析された結果から所定の脈拍
数（心拍数）に到達したときの特定運動負荷量を推定す
る特定運動負荷量推定手段とを更に備えることを特徴と
する請求項１乃至５のいずれか1項に記載の体力測定装
置。
【請求項７】安静時の脈拍数（心拍数）を入力する安
静時脈拍数入力手段を更に備え、前記回帰分析手段は、前記安静時脈拍数入力手段で入力
された安静時の脈拍数（心拍数）とその際における安静
時の運動負荷量とを回帰分析をするための基礎データと
することを特徴とする請求項６記載の体力測定装置。
【請求項８】体力に影響を及ぼす身体条件を入力する
身体条件入力手段と、体力に影響を及ぼす身体条件と所定の脈拍数（心拍数）
に到達したときの特定運動負荷量とに基づいて形成され
た体力評価情報を記憶する体力評価情報記憶手段と、前記身体条件入力手段で設定された体力に影響を及ぼす
身体条件と前記特定運動負荷量推定手段で推定された所
定の脈拍数（心拍数）に到達したときの特定運動負荷量
とから特定される特定体力評価情報を前記体力評価情報
記憶手段に記憶される体力評価情報から抽出する特定体
力評価情報抽出手段とを更に備えることを特徴とする請
求項６又は７記載の体力測定装置。
【請求項９】測定や特定体力評価等の結果を履歴情報
として記憶する履歴情報記憶手段を更に備えることを特
徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の体力測
定装置。
【請求項１０】前記各手段により処理された結果を表
示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項１
乃至９のいずれか１項に記載の体力測定装置。