JP2023000405A - 熱的負荷状態判定装置、及び熱的負荷状態判定システム - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザがトレーニングを行う際に、トレーニングを行いつつ簡易且つ精度よく、ユーザの熱的負荷状態を推定することが可能な熱的負荷状態判定装置、及び熱的負荷状態判定システムを提供することを目的とする。【解決手段】熱的負荷状態判定装置(100)では、ユーザの運動量を算出する運動量算出部(21)と、ユーザの周囲の環境情報を検出する環境情報検出部(13)と、運動量、及び環境情報に基づいて、ユーザの体温を推定する体温推定部(22)と、体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する判定部(23)とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、熱的負荷状態判定装置、及び熱的負荷状態判定システムに関する。

人体の体温、特に深部体温は、恒温動物である人間にとって健康状態を示す重要な生体指標であることが知られている。また、人体の深部体温の上昇は熱中症をはじめとする熱的負荷状態の指標であることが知られている。

非特許文献１によれば、深部体温の指標の一つである食道温を指標として、ある一定強度の運動を続けた場合に、被験者が運動を続けることが困難な状態（オールアウト）となる際の深部体温は３９．７±０．１５℃であることを示している。すなわち、深部体温がある温度に達することで、人は運動を続けることができない状態となる。

しかしながら、深部体温を実際に測定するためには、温度測定プローブを口腔、耳、鼻腔又は肛門より体内に挿入する必要があり、ユーザの作業中に深部体温を測定することは困難であった。

特許文献１には、Ｓｉｎｇｌｅ Ｈｅａｔ Ｆｌｕｘ（ＳＨＦ）法を用いて、生体の体表面に取り付けて深部体温を測定する方法が示されている。

ところで、近年では、現代社会人において大きな問題となっている運動不足を解消するために、さまざまなトレーニングマシンが一般的に広く用いられている。しかし、トレーニングマシンを過度に使用し続けることで、例えば体温の上昇などのユーザの熱的負荷が増大し、熱中症などの熱的危険性が増大する場合があった。

特許文献２には、使用者の健康状態に基づきトレーニングマシンの使用を許可するかを判断し、トレーニングマシンの使用時の安全を確保する方法について示されている。

国際公開第２０１１／０１２３８６号（特に図２） 特開２０１５－１３１１１５号公報（特に図４Ａ、図４Ｂ）

Nielsen B., Hales J. R, S, Strange S., Cheristensen N. J., Warberg J., Saltin B. (1993) Human Circulatory and Thermoregulatory Adaptations with Heat Acclimation and Exercise in a Hot, Dry Environment, Journal of Applied Physiology,460, 467-485.（特にFig. 1B）

特許文献１に記載されるＳＨＦ法によれば、測定時間が１０分程度掛かる上に、生体内の熱抵抗を別の方法であらかじめ測定する必要があった。また、特許文献２に記載される技術では、トレーニングマシンの使用前の健康状態に基づきトレーニングマシンの使用を許可するかを判定しているため、トレーニングマシンの使用中に例えば体温の上昇などをはじめとする体調変化が生じ危険性が増大した場合などにおいて、トレーニングマシンの使用時の安全を確保することができなかった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ユーザがトレーニングを行う際に、トレーニングを行いつつ簡易且つ精度よく、ユーザの熱的負荷状態を推定することが可能な熱的負荷状態判定装置、及び熱的負荷状態判定システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の熱的負荷状態判定装置では、ユーザの運動量を算出する運動量算出部と、ユーザの周囲の環境情報を検出する環境情報検出部と、運動量、及び環境情報に基づいて、ユーザの体温を推定する体温推定部と、体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する判定部とを有することを特徴とする。

上記の熱的負荷状態判定装置では、ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部を更に有し、環境情報は、ユーザの周囲の温湿度に基づく温湿度情報であり、体温推定部は、生体情報、運動量、及び温湿度情報に基づいて、ユーザの体温を推定することが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、判定部は、体温、及び運動量に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定することが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、判定部は、体温、及び環境情報に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定することが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、体温、運動量、及び環境情報に基づいて、ユーザの身体的負荷度合いを推定する負荷度合い推定部と、熱的負荷状態、及び身体的負荷度合いに基づいて、ユーザが行っている運動に対する助言又は危険性の警告を出力する、熱的負荷状態判定装置に一体もしくは別体として設けられた出力部とを更に有することが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、体温、運動量、及び環境情報に基づいて、ユーザの身体的負荷度合いを推定する負荷度合い推定部を更に有し、判定部は、熱的負荷状態、及び身体的負荷度合いに基づいて、ユーザが行っている運動器具を強制的に制限又は停止させる制御信号を出力する、ことが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、運動量算出部は、ユーザの心拍数を検出する心拍数センサを含むことが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、運動量算出部は、ランニングベルト上をユーザが歩行又は走行した距離、及びランニングベルトの傾斜角度に基づいて、前記運動量を算出するが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、運動量算出部は、エアロバイクをユーザが漕いだ回数、及びエアロバイクの負荷重量に基づいて、運動量を算出することが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定装置では、運動量算出部は、クロストレーナをユーザが漕いだ回数、及びクロストレーナの負荷重量に基づいて、運動量を算出することが好ましい。

上記課題を解決するため、本発明の熱的負荷状態判定システムでは、ユーザが装着する装着部材と、装着部材とは別体として設けられた外部通信機器とを含み、装着部材に配置され、ユーザの運動量を算出する運動量算出部と、装着部材に配置され、ユーザの周囲の環境情報を検出する環境情報検出部と、装着部材に配置され、運動量、及び環境情報に基づいて、ユーザの体温を推定する体温推定部と、装着部材に配置され、体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する判定部と、装着部材に配置され、判定部による判定結果を外部機器に送信する通信部と、外部通信器に配置され、受信した判定結果を表示する出力部とを有することを特徴とする。

上記の熱的負荷状態判定システムでは、装着部材は、靴、又は衣服であることが好ましい。

上記の熱的負荷状態判定システムでは、装着部材が靴の場合、運動量算出部は、ユーザが歩行又は走行した距離に基づいて、運動量を算出する、ことが好ましい。

本発明によれば、ユーザがトレーニングを行う際に、トレーニングを行いつつ簡易且つ精度よく、ユーザの熱的負荷状態を推定することが可能な熱的負荷状態判定装置、及び熱的負荷状態判定システムを提供することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る熱的負荷状態判定装置１００の概略構成図である。 制御回路１０の概略構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る熱的負荷状態判定装置２００の概略構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る熱的負荷状態判定装置３００の概略構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る熱的負荷状態判定システム４００の概略構成図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の熱的負荷状態判定装置、及び熱的負荷状態判定システムについて説明する。ただし、本発明は図面または以下に記載される実施形態には限定されないことを理解されたい。なお、図中において、同一または対応する部分には、同一の符号を付して、その説明を省略する場合がある。

［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る熱的負荷状態判定装置１００の概略構成図である。図１に示すように、熱的負荷状態判定装置１００は、トレッドミルの形態をなしている。

熱的負荷状態判定装置１００は、制御回路１０、制御回路１０と接続された操作部１１、出力部１２、環境情報検出部１３、機器稼働部１４、及びユーザがその上を歩行運動又は走行運動を行うことが可能なランニングベルト１５等を備える。

操作部１１及び出力部１２は、液晶表示パネル上に形成されたタッチパネル型の入力部として構成されているが、これに限定されるものではない。操作部１１は生体情報取得部の一例であり、通常のボタン形式の入力部であっても良い。出力部は、熱的負荷状態判定装置に一体に設けられていてもよく、別体として設けられていてもよい。出力部１２は有機ＥＬ（Electro-Luminescence）等であっても良い。また、出力部１２には、少なくとも熱的負荷状態に関する判定結果が表示される。出力部１２は、少なくとも熱的負荷状態に関する判定結果をスピーカーやイヤホン等から音声出力する音声部であってもよい。

操作部１１からは、ユーザの生体情報が入力され且つメモリ２４に記憶されて、後述するユーザの深部体温、熱的負荷状態判定に用いられる。生体情報としては、身長、体重、年齢、最大酸素摂取量、体表面積、筋肉量、筋肉比、体脂肪量、体脂肪率、体水分量、体水分率、全身骨量、ＢＭＩ（Body Mass Indicator）、安静時の平均血圧、及び安静時の体温などあるが、これらに限定されない。なお、生体情報は、通信部２５を経由して外部通信機器より取得されて、メモリ２４に記憶されていても良い。

環境情報検出部１３は、トレッドミルの周囲の環境情報を検出するためのセンサを含んで構成される。センサとしては、ユーザの周囲の温湿度に基づく温湿度情報を検出するための、温湿度を計測する温湿度センサが好ましいが、これに限定されない。

機器稼働部１４は、少なくともランニングベルト１５を回転させるモータを含んで構成される。また、ランニングベルト１５の傾斜角度を変化させてユーザへの負荷を変更できるようにしている場合には、機器稼働部１４は傾斜角度センサを含み、傾斜角度センサは傾斜角度情報を出力可能である。

図２は、制御回路１０の概略構成を示す図である。図２に示す様に、制御回路１０は、制御部２０、メモリ２４、通信部２５、インタフェイス（Ｉ／Ｆ）２６及びシステムバス２７等を含んで構成されている。

制御部２０は、熱的負荷状態判定装置１００全体の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、所定のコンピュータプログラムに基づいて処理を進める様に構成される。なお、制御部２０は、ＤＳＰ(digital signal processor）、ＬＳＩ（large scale integration）、ＡＳＩＣ（application Specific integrated circuit）及びＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）等により構成されていても良い。また、制御部２０は、後述する様に、運動量算出部２１、体温推定部２２、及び熱的負荷状態を判定する判定部２３として機能する機能ブロックを有している。各機能ブロックは、ソフトウエアにより構成されても、ＤＳＰ、ＬＳＩ、ＡＳＩＣ及びＦＰＧＡ等により構成されていても良い。

メモリ２４は、制御部２０を制御するための所定のコンピュータプログラム、環境情報検出部１３が取得したトレッドミルの周囲の環境情報及びユーザの生体情報等を一時的又は継続的に記録するためのデバイスであって、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の各種記録媒体によって構成することができる。また、メモリ２４には、機器稼働部１４からの傾斜角度情報等が記憶されるようにしても良い。

通信部２５は、制御部２０により制御され、後述する熱的負荷状態の判定結果等を、必要な場合に外部通信端末へ送信する。通信部２５で使用する通信手法としては、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（登録商標）、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）、Ｓｉｇｆｏｘ（登録商標）、ＥＬＴＲＥＳ（登録商標）、ＬｏＲａ ＷＡＮ（登録商標）、ＮＢ－ＩｏＴ、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）及び特定小電力無線等を用いることができるが、他の通信手法を用いても良い。また、外部通信端末としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット、スマートウォッチ、ＲＦＩＤタグ、ウェアラブルデバイス及びノートパソコンなどがあげられるが、これに限定されない。なお、必ずしも、通信部２５を有していなくても良く、有線接続によってデータの授受を行っても良い。

インタフェイス２６は、操作部１１にて入力された操作データを受信し、画像データを出力部１２へ送信し、環境情報検出部１３で取得された環境情報を受信し、機器稼働部１４へ稼働信号を送信し且つ傾斜角度情報を受信する事等に利用される。

システムバス２７は、制御部２０、メモリ２４、通信部２５、及びインタフェイス２６間のデータ転送に利用される。

以下、熱的負荷状態判定装置１００における処理手順について説明する。熱的負荷状態判定装置１００では、最初のステップとして、運動量算出部２１が運動量を算出し、次のステップとして、体温推定部２２が算出された運動量と環境情報検出部１３により取得した環境情報とに基づいてユーザの体温の推定を行い、次のステップとして、熱的負荷状態を判定する判定部２３が推定された体温に基づいて熱的負荷状態の判定を行い、最後のステップとして、制御部２０が判定結果を出力部１２へ表示する。

最初に、運動量算出部２１による運動量の算出について説明する。運動量は、ユーザがランニングベルト１５上を歩行又は走行した距離に対応しており、距離はランニングベルト１５の回転回数に比例する。したがって、運動量算出部２１は、ランニングベルト１５の回転回数に応じて、運動量を求めている。制御部２０からの稼働信号に基づいて機器稼働部１４がランニングベルト１５を回転させるため、運動量算出部２１は稼働信号に基づいて、ランニングベルト１５の回転回数を取得することができる。次に、運動量算出部２１は、予め記憶されているプログラムに従い、以下の数式（１）、ランニングベルト１５の回転回数に基づいて、ユーザの運動量を算出する。
運動量＝（係数１）×回転回数＋（切片１）・・・（１）

なお、ユーザの生体情報を、数式（１）の係数１の決定に寄与させるようにしても良い。例えば、生体情報として身長と体重を用いて、以下の数式（２）により係数１を求める。
係数１＝（係数２）×体重＋（係数３）×身長＋（切片２）・・・（２）

なお、運動量算出部２１は、他の方法により運動量を算出しても良い。例えば、ランニングベルト１５の回転速度に基づいて運動の負荷度合を求めることができるので、負荷度合と回転回数に基づいて運動量を求めても良い。また、運動量算出部２１は、機器稼働部１４から受信する傾斜角度情報を利用して運動の負荷度合を算出するようにしても良い。

さらに、運動量算出部２１は、ランニングベルト１５の近傍に所定の計測センサを配置してランニングベルト１５の回転数等を計測し、計測センサからの計測情報に基づいてユーザの運動量を算出しても良い。また、ユーザの心拍数を検出する心拍数センサをトレッドミルに設けて制御回路１０と、有線又は無線により接続して、心拍数センサからの心拍数情報によりユーザの運動量を算出しても良い。

次に、体温推定部２２によるユーザの体温の推定について説明する。体温推定部２２は、予め記憶されているプログラムに従い、以下の数式（３）、及び数式（１）に基づいて計算された運動量に基づいて、ユーザの深部体温を推定する。
体温＝（係数４）×運動量＋（切片３）・・・（３）

上記の数式（３）によれば、運動量に応じて体温が増大するので、環境情報検出部１３により計測された環境情報である温湿度に基づき、深部体温の増大度合いを変化させるようにしても良い。例えば、外気温が３０℃を超える場合には深部体温の増大度合いは大きくなるので、係数４の値を大きい値に設定する。また、例えば、外湿度が７０％ＲＨを超える場合には深部体温の増大度合いは大きくなるので、係数４の値を大きい値に設定する。さらに、例えば、外気温が３０℃を超え、かつ外湿度が７０％ＲＨを超える場合には深部体温の増大度合いはさらに大きくなるので、係数４の値を非常に大きい値に設定しても良い。

なお、環境情報を利用して、以下の数式（４）により数式（３）の係数４を算出するようにしても良い。
係数４＝｛（係数５）×温度＋（係数６）×湿度＋（切片４）｝×（係数７）・・・（４）

さらに、数式（４）の係数７の決定に、生体情報を寄与させるようにしても良い。例えば、生体情報として身長と体重を用いて、以下の数式（５）により係数７を求める。
係数７＝（係数８）×体重＋（係数９）×身長＋（切片５）・・・（５）

以上のように、ユーザの体温の推定について説明したが、体温の推定方法は、上述した方法には限定されない。

次に、熱的負荷状態を判定する判定部２３による熱的負荷状態の判定について説明する。
熱的負荷状態を判定する判定部２３は、予め記憶されているプログラムに従い、推定されたユーザの深部体温と、予め定められた閾値に基づき、熱的負荷状態を判定する。例えば、深部体温が３８．５℃以上となった場合は「軽度熱的負荷状態」、３９．０℃以上となった場合は「重度熱的負荷状態」、３９．７℃以上となった場合は「高度熱的負荷状態」などと判定する。なお、熱的負荷状態を判定方法は、上述した方法には限定されない。

最後に、制御部２０による出力部１２への表示について説明する。例えば、制御部２０は、熱的負荷状態が高いと判定された場合には、熱的負荷状態を判定する判定部２３による判定結果と共に、ユーザが行っている運動に対する助言又は危険性の警告を出力部１２に行うことが好ましい。また、制御部２０は、熱的負荷状態が高いと判定された場合には、機器稼働部１４への稼働信号により、ランニングベルト１５の稼働を強制的に制限又は停止するように制御しても良い。

［実施形態２］
図３は、本発明の第２の実施形態に係る熱的負荷状態判定装置２００の概略構成図である。図３に示すように、熱的負荷状態判定装置２００は、エアロバイクの形態をなしている。図３において、図１と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。

熱的負荷状態判定装置２００は、ユーザが足で漕ぐためのフットペダル３０と、フットペダル３０の回転数を計測するための計測センサ３１を備えている。計測センサ３１は、制御回路１０のインタフェイス２６と接続されており、計測した回転数情報を送信することが可能である。

運動量算出部２１は、計測センサ３１から受信した回転数情報を、ユーザがエアロバイクを漕いだ回数として、ユーザの運動量を算出する。なお、計測センサ３１がエアロバイクの負荷重量に関する負荷重量情報を送信可能な場合には、運動量算出部２１は、回転数情報及び負荷重量情報に基づいて、ユーザの運動量を算出しても良い。具体的な運動量の算出方法は、熱的負荷状態判定装置１００において説明した方法と同じであるので、その説明を省略する。

体温推定部２２は、ユーザの運動量と、環境情報検出部１３で取得された環境情報としての温湿度に基づいて、ユーザの深部体温を推定する。さらに、熱的負荷状態を判定する判定部２３は、推定された深部体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態の判定を行う。深部体温の推定及び熱的負荷状態の判定する方法については、熱的負荷状態判定装置１００において説明した方法と同じであるので、その説明を省略する。さらに、制御部２０は、判定結果等を出力部１２へ表示する。

［実施形態３］
図４は、本発明の第３の実施形態に係る熱的負荷状態判定装置３００の概略構成図である。図４に示すように、熱的負荷状態判定装置３００は、クロストレーナの形態をなしている。図４において、図１と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。

熱的負荷状態判定装置３００は、ユーザが足で漕ぐためのフットペダル４０と、フットペダル４０の回転数を計測するための計測センサ４１を備えている。計測センサ４１は、制御回路１０のインタフェイス２６と接続されており、計測した回転数情報を送信することが可能である。

運動量算出部２１は、計測センサ４１から受信した回転数情報を、ユーザがクロストレーナを漕いだ回数として、ユーザの運動量を算出する。なお、計測センサ４１がクロストレーナの負荷重量に関する負荷重量情報を送信可能な場合には、運動量算出部２１は、回転数情報及び負荷重量情報に基づいて、ユーザの運動量を算出しても良い。具体的な運動量の算出方法は、熱的負荷状態判定装置１００において説明した方法と同じであるので、その説明を省略する。

体温推定部２２は、ユーザの運動量と、環境情報検出部１３で取得された環境情報としての温湿度に基づいて、ユーザの深部体温を推定する。さらに、熱的負荷状態を判定する判定部２３は、推定された深部体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態の判定を行う。深部体温の推定及び熱的負荷状態の判定する方法については、熱的負荷状態判定装置１００において説明した方法と同じであるので、その説明を省略する。さらに、制御部２０は、判定結果等を出力部１２へ表示する。

［実施形態４］
図５は、本発明の第４の実施形態に係る熱的負荷状態判定システム４００の概略構成図である。図５に示すように、熱的負荷状態判定システム４００は、靴５０及び外部通信端末６０から構成されている。図５において、図１と同じ構成には同じ番号を付して説明を省略する。

靴５０は、制御回路１０、環境情報検出部１３、及びセンサ５１を備えている。図５では、靴５０として、スポーツタイプのものを示したが、これに限定されない。センサ５１は、靴５０を装着したユーザの歩数を計測するためのもので、例えば加速度センサを含んで構成されるが、他のセンサを用いても良い。センサ５１は、制御回路１０のインタフェイス２６と接続されており、計測した加速度情報を送信することが可能である。

運動量算出部２１は、センサ５１から受信した加速度情報に基づいて、ユーザの歩行又は走行した距離を算出し、算出された距離に基づいて運動量を取得する。なお、ユーザの歩幅の時間間隔に基づき運動強度を取得することも可能である。

体温推定部２２は、ユーザの運動量と、環境情報検出部１３で取得された環境情報としての温湿度に基づいて、ユーザの深部体温を推定する。さらに、熱的負荷状態を判定する判定部２３は、推定された深部体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態の判定を行う。深部体温の推定及び熱的負荷状態の判定する方法については、熱的負荷状態判定装置１００において説明した方法と同じであるので、その説明を省略する。

制御部２０は、熱的負荷状態の判定結果を、通信部２５を介して、外部通信端末６０へ送信する。図５では、外部通信端末６０は、少なくともＣＰＵ，通信部２５と送受信可能な通信部、及び出力部を有するスマートフォンとして記載しているが、これに限定されず、携帯電話、スマートフォン、スマートウォッチ、ＲＦＩＤタグ、ウェアラブルデバイス、及びノートパソコンなどでも良い。

外部通信端末６０は、通信部２５から受信した熱的負荷状態の判定結果を出力部へ表示して、ユーザへの注意を促す。なお、熱的負荷状態の判定結果が、「軽度熱的負荷状態」、「重度熱的負荷状態」、「高度熱的負荷状態」などと判定された場合には、判定結果に応じてユーザに危険度を知らせる注意喚起を含めた表示が行われることが好ましい。また、外部通信端末６０が、振動素子を有している場合には、合わせて振動素子を振動させて、より注意喚起度を高めることが好ましい。

熱的負荷状態判定システム４００では、右足用の靴５０にのみセンサ５１等を備えるようにしたが、両方の靴にセンサ５１を備える様にしても良いし、右足、左足双方のセンサが無線通信で情報のやり取りを行ってもよい。

熱的負荷状態判定システム４００では、靴５０に配置された制御回路１０において、深部体温の推定及び熱的負荷状態の判定を行い、判定結果のみを外部通信端末６０へ送信した。しかしながら、靴５０では、ユーザの運動量情報及び環境情報のみを生成し、生成された運動量情報及び環境情報を外部通信端末６０へ送信し、外部通信端末６０側でユーザの深部体温の推定及び熱的負荷状態の判定を行って、判定結果を表示するようにしても良い。靴５０側に配置される機器が少ないほど靴としての機能が損なわれず好ましい。

熱的負荷状態判定システム４００では、ユーザが装着する靴５０に、制御回路１０、環境情報検出部１３、及びセンサ５１を備えたが、ユーザが装着する衣服、帽子等に、制御回路１０、環境情報検出部１３、及びセンサ５１を備えるようにしても良い。

なお、実施形態に係る熱的負荷状態判定装置は、熱的負荷状態を判定する判定部２３に加えて、体温、運動量、及び環境情報に基づいて、ユーザの身体的負荷度合いを推定する負荷度合い推定部を有してもよい。負荷度合い推定部は、例えば上記体温と、上記運動量と、上記温湿度を得点化し、体温、運動量及び温湿度の得点の総和又は総積若しくは体温、運動量及び温湿度の得点に所定の係数を乗じた上で加算又は乗算して演算された点数に従い、負荷度合いを推定する。例えば、負荷度合い推定部は、体温に基づく点数を、３７．５℃未満の場合を「１」、３７．５℃以上３８．０℃未満の場合を「１．２」、３８．０℃以上３９．０℃未満の場合を「２」、３９．０℃以上の場合を「３」とする。また、負荷度合い推定部は、運動量に基づく点数については、上記数式（１）により求められた値に基づき判定を行い、予め定められた閾値に従い運動量が小さいと判定された場合は「１」、中程度である場合は「１．２」、高い場合は「１．５」、非常に高い場合は「２」とする。さらに、負荷度合い推定部は、温湿度に基づく点数については、温度・湿度とを分けてそれぞれ次の通り決定する。負荷度合い推定部は、温度に基づく点数については、温度が２７℃未満であれば「１」、２７℃以上３３℃未満であれば「１．５」、３３℃以上３５℃未満であれば「２」、３５℃以上であれば「２．５」とする。また、負荷度合い推定部は、湿度に基づく点数については、相対湿度が４０％未満であれば「１」、４０％以上６０％未満であれば「１．２」、６０％以上８０％未満であれば「２」、８０％以上であれば「３」と得点化する。これら得られた得点に基づき、例えば以下の数式によって身体的負荷度合いを算出することができる。
身体的負荷度合い＝体温に基づく点数×運動量に基づく点数×｛（温度に基づく点数）＋（湿度に基づく点数）｝
ここで得られた身体的負荷度合いは、予め定められた閾値に従い「低い」「中程度」「高い」「非常に高い」と分類され、負荷度合い判定部によって判定される。また、ここで定められた閾値は、ユーザの生体情報に基づき変動しても良い。
なお、身体的負荷度合いの判定方法は、上述した方法および数値には限定されない。

出力部１２は、体温推定部２２及び負荷度合い推定部によって推定された熱的負荷状態及び身体的負荷度合いに基づいて、ユーザが行っている運動に対する助言又は危険性の警告を出力してもよい。

熱的負荷状態を判定する判定部２３及び負荷度合い判定部は、体温推定部２２及び負荷度合い推定部によって推定された熱的負荷状態及び身体的負荷度合いに基づいて、ユーザが行っている運動器具を強制的に制限又は停止させる制御信号を機器稼働部１４に出力してもよい。

１０ 制御回路、１１ 操作部、１２ 出力部、１３ 環境情報検出部、１４ 機器稼働部、１５ ランニングベルト、２０ 制御部、２１ 運動量算出部、２２ 体温推定部、２３ 熱的負荷状態判定部、２４ メモリ、２５ 通信部、２６ インタフェイス、２７ システムバス、３０ フットペダル、３１ 計測センサ、４０ フットペダル、４１ 計測センサ、５０ 靴、５１ センサ、６０ 外部通信端末、１００ 熱的負荷状態判定装置、２００ 熱的負荷状態判定装置、３００ 熱的負荷状態判定装置、４００ 熱的負荷状態判定システム

Claims (13)

1. ユーザの運動量を算出する運動量算出部と、
   ユーザの周囲の環境情報を検出する環境情報検出部と、
   前記運動量、及び前記環境情報に基づいて、ユーザの体温を推定する体温推定部と、
   前記体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する判定部と、
   を有することを特徴とする熱的負荷状態判定装置。
2. ユーザの生体情報を取得する生体情報取得部を更に有し、
   前記環境情報は、ユーザの周囲の温湿度に基づく温湿度情報であり、
   前記体温推定部は、前記生体情報、前記運動量、及び前記温湿度情報に基づいて、ユーザの前記体温を推定する、請求項１に記載の熱的負荷状態判定装置。
3. 前記判定部は、前記体温、及び前記運動量に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する、請求項１又は２に記載の熱的負荷状態判定装置。
4. 前記判定部は、前記体温、及び前記環境情報に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する、請求項１又は２に記載の熱的負荷状態判定装置。
5. 前記体温、前記運動量、及び前記環境情報に基づいて、ユーザの身体的負荷度合いを推定する負荷度合い推定部と、
   前記熱的負荷状態、及び前記身体的負荷度合いに基づいて、ユーザが行っている運動に対する助言又は危険性の警告を出力する、熱的負荷状態判定装置に一体もしくは別体として設けられた出力部と、
   を更に有する、請求項１～４の何れか一項に記載の熱的負荷状態判定装置。
6. 前記体温、前記運動量、及び前記環境情報に基づいて、ユーザの身体的負荷度合いを推定する負荷度合い推定部を更に有し、
   前記判定部は、前記熱的負荷状態、及び前記身体的負荷度合いに基づいて、ユーザが行っている運動器具を強制的に制限又は停止させる制御信号を出力する、請求項１～４の何れか一項に記載の熱的負荷状態判定装置。
7. 前記運動量算出部は、ユーザの心拍数を検出する心拍数センサを含む、請求項１～６の何れか一項に記載の熱的負荷状態判定装置。
8. 前記運動量算出部は、ランニングベルト上をユーザが歩行又は走行した距離、及びランニングベルトの傾斜角度に基づいて、前記運動量を算出する、請求項１～６の何れか一項に記載の熱的負荷状態判定装置。
9. 前記運動量算出部は、エアロバイクをユーザが漕いだ回数、及びエアロバイクの負荷重量に基づいて、前記運動量を算出する、請求項１～６の何れか一項に記載の熱的負荷状態判定装置。
10. 前記運動量算出部は、クロストレーナをユーザが漕いだ回数、及びクロストレーナの負荷重量に基づいて、前記運動量を算出する、請求項１～６の何れか一項に記載の熱的負荷状態判定装置。
11. ユーザが装着する装着部材と、当該装着部材とは別体として設けられた外部通信機器とを含み、当該装着部材を装着したユーザの熱的負荷状態を判定する熱的負荷状態判定システムであって、
    前記装着部材に配置され、ユーザの運動量を算出する運動量算出部と、
    前記装着部材に配置され、ユーザの周囲の環境情報を検出する環境情報検出部と、
    前記装着部材に配置され、前記運動量、及び前記環境情報に基づいて、ユーザの体温を推定する体温推定部と、
    前記装着部材に配置され、前記体温に基づいて、ユーザの熱的負荷状態を判定する判定部と、
    前記装着部材に配置され、前記判定部による判定結果を前記外部通信機器に送信する通信部と、
    前記外部通信機器に配置され、受信した前記判定結果を表示する出力部と、
    を有することを特徴とする熱的負荷状態判定システム。
12. 前記装着部材は、靴、又は衣服である、請求項１１に記載の熱的負荷状態判定システム。
13. 前記装着部材が前記靴の場合、前記運動量算出部は、ユーザが歩行又は走行した距離に基づいて、前記運動量を測定する、請求項１２に記載の熱的負荷状態判定システム。

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