JP3208504B2 - 運動時の健康管理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の目的】

【産業上の利用分野】本発明は例えば高齢者が運動を行
なう場合に、運動量と肉体的疲労度との相関を把握し
て、その人にとって適正な運動か否かの判断を行なうた
めの健康管理装置に関する。

【０００２】

【発明の背景】近年、高齢者のスポーツ人口が増加して
いる中で、スポーツ中の突然死が問題となっている。こ
れは普段あまり活動的でない高齢者が急に激しい運動を
したときに、体の機能が運動量に追いつかず、体に無理
が掛かるためと考えられる。これを防止するためには運
動量と肉体的疲労度との関係を個々に把握しておき、過
度の疲労を生ずる運動を避けることが必要である。

【０００３】一方最近ではＩＣ、センサ技術等の発達に
より、体温、心拍数、呼吸数、血圧、発汗量などの情報
を腕時計ほどの小型の装置で容易に測定することができ
るようになった。従ってこれら装置を用いれば、運動中
の肉体的疲労度が予想できる。

【０００４】しかしながら、このような装置だけでは例
えば「１時間のジョギングで心拍数がいくつ」というよ
うな表現しかできず、運動量が客観的に把握できない。
特に高齢者の運動の場合、その体力は個人差が大きいか
ら、同じ１時間のジョギングでも運動量に大きな差が生
ずる場合が多く、一概に運動時間や歩数等をもって正確
な運動量を把握することができない。またこのように肉
体的疲労度と運動量との関係を正確に把握する必要があ
るのは高齢者に限らず、スポーツ選手においても同様で
ある。

【０００５】

【開発を試みた技術的事項】本発明はこのような背景に
鑑みなされたものであって、健康管理またはスポーツ管
理の上で必要な運動量と肉体的疲労度との相関関係を容
易に且つリアルタイムに把握できるようにした運動時の
健康管理具の開発を試みたものである。

【０００６】

【発明の構成】

【目的達成の手段】即ち本出願に係る第一の発明たる運
動時の健康管理装置は、運動時の衝撃量センサと信号送
信部とを具えた運動具と、運動時の肉体的疲労度センサ
及び信号受信部を具えた機器本体とを具えて成り、且つ
前記運動具と前記機器本体のいずれかには、衝撃量セン
サ及び肉体的疲労度センサから得られた情報を演算処理
する演算処理機と、該演算処理された結果を出力する告
知手段とを具え、また前記衝撃量センサは導電性ゲルを
感圧導電素子とすることを特徴として成るものである。

【０００７】また本出願に係る第二の発明たる運動時の
健康管理装置は、前記要件に加えて前記運動具は、運動
靴であることを特徴として成るものである。これら発明
により前記目的を達成せんとするものである。

【０００８】

【発明の作用】本発明では運動時の衝撃量と肉体的疲労
度との相関関係を告知手段で告知できるようにしたか
ら、運動中にその運動が肉体に過度の負担を及ぼしてい
ないかをリアルタイムでチェックできる。またスポーツ
選手は、表示部を見ながらペース配分を考えたり、疲労
の残らない効率的な練習を行なうことができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて説明す
る。符号１は本発明の健康管理装置であって、このもの
は運動靴２と腕ベルト３ａに取り付けて使用する機器本
体３とから成る。運動靴２は図１、２に示すように、ミ
ッドソール４内に衝撃吸収部５を具え、このものは衝撃
吸収作用を担う吸収体６と衝撃量センサ７とから成る。
吸収体６はフィルム８内に衝撃吸収材としてシリコーン
ゲル９を封入したものであり、衝撃量センサ７はフィル
ム８内において、導電性フィラーを含んだ導電性シリコ
ーンゲル１０の上下に電極箔を貼着し、封入したもので
ある。なお衝撃量センサ７は、瞬間的な衝撃を検知測定
できる他、緩慢な速度での衝撃、即ち押圧力をも検知測
定できるものである。また靴には、この他にも靴内の温
度センサや湿度センサを設けてもよい。

【００１０】ここでシリコーンゲル９と導電性シリコー
ンゲル１０について説明すると、シリコーンゲル９は、
例えば次式［１］で示されるシリコーンゲルの原液たる
ジオルガノポリシロキサン（以下Ａ成分という）： ＲＲ¹ ₂ＳｉＯ−（Ｒ² ₂ＳｉＯ)nＳｉＲ¹ ₂Ｒ…［１］ ［ただし、Ｒはアルケニル基であり、Ｒ¹ は脂肪族不飽
和結合を有しない一価の炭化水素基であり、Ｒ² は一価
の脂肪族炭化水素基（Ｒ² のうち少なくとも５０モル％
はメチル基であり、アルケニル基を有する場合にはその
含有率は１０モル％以下である）であり、ｎはこの成分
の２５℃における粘度が１００〜１００，０００ｃＳｔ
になるような数である］と、２５℃における粘度が５０
００ｃＳｔ以下であり、１分子中に少なくとも２個のＳ
ｉ原子に直接結合した水素原子を有するシリコーンゲル
の原液たるオルガノハイドロジェンポリシロキサン（Ｂ
成分）とからなり、且つこのＢ成分中のＳｉ原子に直接
結合している水素原子の合計量に対するＡ成分中に含ま
れるアルケニル基の合計量の比（モル比）が０．１〜
２．０になるように調整された混合物を硬化させること
により得られる付加反応型シリコーンコポリマーであ
る。

【００１１】このシリコーンゲルについてさらに詳しく
説明すると、上記Ａ成分は直鎖状の分子構造を有し、分
子の両末端にあるアルケニル基ＲがＢ成分中のＳｉ原子
に直接結合した水素原子と付加して架橋構造を形成する
ことができる化合物である。この分子末端に存在するア
ルケニル基は、低級アルケニル基であることが好まし
く、反応性を考慮するとビニル基が特に好ましい。また
分子末端に存在するＲ¹は、脂肪族不飽和結合を有しな
い一価の炭化水素基であり、このような基の具体例とし
てはメチル基、プロピル基及びヘキシル基等のようなア
ルキル基、フェニル基並びにフロロアルキル基を挙げる
ことができる。上記［１］式においてＲ²は一価の脂肪
族炭化水素であり、このような基の具体的な例として
は、メチル基、プロピル基及びヘキシル基等のようなア
ルキル基並びにビニル基のような低級アルケニル基を挙
げることができる。ただし、Ｒ² のうち少なくとも５０
モル％はメチル基であり、Ｒ² がアルケニル基である場
合には、アルケニル基は１０モル％以下の量であること
が好ましい。アルケニル基の量が１０モル％を越えると
架橋密度が高くなり過ぎて高粘度になりやすい。またｎ
は、このＡ成分の２５℃における粘度が通常は１００〜
１００，０００ｃＳｔ、好ましくは２００〜２０，００
０ｃＳｔの範囲内になるように設定される。

【００１２】上記のＢ成分は、Ａ成分の架橋剤でありＳ
ｉ原子に直接結合した水素原子がＡ成分中のアルケニル
基と付加してＡ成分を硬化させる。Ｂ成分は上記のよう
な作用を有していればよく、Ｂ成分としては直鎖状、分
岐した鎖状、環状、あるいは網目状などの種々の分子構
造のものが使用できる。また、Ｂ成分中のＳｉ原子には
水素原子の他、有機基が結合しており、この有機基は通
常はメチル基のような低級アルキル基である。さらに、
Ｂ成分の２５℃における粘度は通常は５０００ｃＳｔ以
下、好ましくは５００ｃＳｔ以下である。このようなＢ
成分の例としては、分子両末端がトリオルガノシロキシ
基で封鎖されたオルガノハイドロジェンポリシロキサ
ン、ジオルガノシロキサンとオルガノハイドロジェンシ
ロキサンとの共重合体、テトラオルガノテトラハイドロ
ジェンシクロテトラシロキサン、ＨＲ¹ ₂ＳｉＯ 1/2単位
とＳｉＯ 4/2単位とからなる共重合体ポリシロキサン、
及びＨＲ¹ ₂ＳｉＯ 1/2単位とＲ¹ ₃ＳｉＯ 1/2単位とＳｉ
Ｏ 4/2単位とからなる共重合体ポリシロキサンを挙げる
ことができる。ただし上記式においてＲ¹ は前記と同じ
意味である。そして上記のＢ成分中のＳｉに直接結合し
ている水素原子の合計モル量に対するＡ成分中のアルケ
ニル基の合計モル量との比率が通常は０．１〜２．０、
好ましくは０．１〜１．０の範囲内になるようにＡ成分
とＢ成分とを混合して硬化させることにより製造され
る。

【００１３】この場合の硬化反応は、通常は触媒を用い
て行なわれる。ここで使用される触媒としては、白金系
触媒が好適であり、この例としては微粉砕元素状白金、
塩化白金酸、酸化白金、白金とオレフィンとの錯塩、白
金アルコラート及び塩化白金酸とビニルシロキ酸との錯
塩を挙げることができる。このような錯塩はＡ成分とＢ
成分との合計重量に対して通常は０．１ｐｐｍ（白金換
算量、 以下同様）以上、好ましくは０．５ｐｐｍ以上の
量で使用される。このような触媒の量の上限については
特に制限はないが、例えば触媒が液状である場合、ある
いは溶液として使用することができる場合には２００ｐ
ｐｍ以下の量で十分である。

【００１４】そして上記のようなＡ成分、Ｂ成分及び触
媒を混合し、室温に放置するか、あるいは加熱すること
により硬化して本発明で使用されるシリコーンゲルが生
成する。加熱して硬化させる場合、加熱温度は通常５０
〜１６０℃である。このようにして得られたシリコーン
ゲルは、ＪＩＳ（Ｋ２２０７−１９８０、５０ｇ荷重）
で測定した針入度が通常５〜２５０を有する。尚このよ
うなシリコーンゲルの硬度は、上記Ａ成分とＢ成分とに
より形成された架橋構造によって変動する。シリコーン
ゲルの硬化前の粘度及び硬化後の針入度は両末端がメチ
ル基であるシリコーンオイルを、得られるシリコーンゲ
ルに対して５〜７５重量％の範囲内の量であらかじめ添
加することにより調整することができる。このようにシ
リコーンゲルは上記のようにして調整することもできる
し、また市販されているものを使用することもできる。
本発明で使用することができる市販品の例としては、Ｃ
Ｆ５０２７、ＴＯＵＧＨ−３、ＴＯＵＧＨ−４、ＴＯＵ
ＧＨ−５、ＴＯＵＧＨ−６、ＴＯＵＧＨ−７（トーレ・
ダウコーニングシリコーン社製）やＸ３２−９０２／ｃ
ａｔ１３００、ＫＥ１３０８／ｃａｔ１３００−Ｌ４
（信越化学工業株式会社製）、Ｆ２５０−１２１（日本
ユニカ株式会社製）等を挙げることができる。

【００１５】また、上記のＡ成分、Ｂ成分及び触媒の他
に、顔料、硬化遅延剤、難燃剤、導電性フィラー等をシ
リコーンゲルの特性を損なわない範囲内で配合すること
もでき、更に防振、緩衝性等を高める為に、微小中空球
体のフィラーを混入してなるシリコーンゲルを用いても
よく、このようなフィラー材料に日本フィライト株式会
社製造のフィライト（登録商標）や同社販売のエクスパ
ンセル（登録商標）マツモトマイクロスフェアー（松本
油脂製薬株式会社製造販売）等が例示できる。

【００１６】更にシリコーンゲル原液に食塩等の可溶性
粒体を混入しておき、これを型枠に流し込み、加熱硬化
後に水中で可溶性粒体を溶かし出せば、緩衝作用が更に
大きな多孔質状のシリコーンゲルを得ることができる。

【００１７】また導電性シリコーンゲル１０は、シリコ
ーンゲルに導電性を付与するために導電性フィラーを添
加したものである。導電性フィラーとしては、カーボン
ブラック、カーボンファイバー、グラファイト、金属粉
末、金属酸化物、金属フレーク、金属繊維等、そのもの
が導通物質の他、絶縁性の有機、無機の微粒子にニッケ
ル、コバルト、金、銀等の導電物質をメッキ、コート等
したものがある。

【００１８】これらは一般に、球状、リン片状、繊維状
等の任意形状を呈しており、本発明では、これら導電性
フィラーの内いずれをも使用することができるが、導電
性シリコーンゲルに仕上げたときに、圧縮変位量を横軸
にとり、電気抵抗値を縦軸にとった導電性曲線が右下が
りとなる繊維状のフィラーを１種単独でまたは複数種混
合して適用すれば、押圧力に比例して導電状態が良くな
る比較的使いやすい導電性シリコーンゲルを得ることが
できる。

【００１９】また導電性シリコーンゲル１０について
も、上述した方法で多孔質状とすることができるが、こ
の場合にはフィラーの酸化防止のため食塩はなるべく使
用せずに、ショ糖やブドウ糖などの非電解質系の可溶性
粒体を適用することが望ましい。尚、多孔質状の導電性
シリコーンゲルのシートに、上記導電性曲線が通常右上
がりとなる球状またはリン片状の導電性フィラーを適用
する場合には、導電性曲線が比較的急な右下がりとなる
ため使いやすいフィラーとなる。また多孔質状の導電性
シリコーンゲルのシートに、中空球体のメッキタイプの
導電性フィラーを適用しても導電性曲線が右下がりとな
るが、このような導電性フィラーはシリコーンゲル原液
との比重差の点が解消されるので、フィラーの分散性が
よいという利点がある。

【００２０】因みに導電性シリコーンゲルは、このよう
にセンサとして機能の他に、シリコーンゲル自体の具え
持つ緩衝、防振機能も併せ有するから、靴底に設ければ
これだけでも着地時の衝撃を緩和でき、また後述するよ
うにボートのオールなどのグリップ部分に適用すれば、
緩衝は勿論のこと、握り心地の良さや応力の緩和などに
も寄与できる。したがって本実施例では、必ずしもシリ
コーンゲル９を別途設ける必要はなく、またシリコーン
ゲル９の中に導電性シリコーンゲル１０が組み込まれる
ような構造を採ってもよい。

【００２１】次にミッドソール４内には演算処理部１１
が設けられ、衝撃量センサ７と接続するとともに、運動
靴２の後側部に設けられる電池１２にも接続する。この
電池１２はいわゆるボタン型の水銀電池であるが、この
他の電源としてソーラー電池やペーパー電池等を適用す
ることもできる。尚、演算処理部１１は、上下からの負
荷が掛からないように適宜硬性の樹脂板等（図示せず）
で保護される。

【００２２】また電池１２が設けられる側と反対側の後
側部には、信号送信部１３が設けられ、電池１２と接続
している。この信号送信部１３は、衝撃量センサ７で検
知し、演算処理部１１で処理した衝撃量や衝撃回数の情
報を送信信号に変換し、運動靴２の最後尾に設けられた
送信アンテナ１４から電波として機器本体３へ向けて発
射するものである。なお本実施例では、運動靴２から機
器本体３へ無線で情報を送信する構成を採るが、これを
有線とすることもできるし、また信号は電磁波を利用す
る他、光信号でもよい。

【００２３】次に機器本体３は、図１に示すように腕ベ
ルト３ａと本体部１５とから成り、ほぼ腕時計のような
形態をしている。本体部１５には左肩に信号受信部たる
受信アンテナ１６が設けられ、上面には告知手段の一形
態である表示部１７が設けられる。また本体部１５の裏
面には肉体的疲労度センサ１８が設けられ、このセンサ
によって体温、心拍数、血圧、発汗量が検知され、これ
ら情報は本体部１５内の演算処理装置１９に送られるよ
うになっている。

【００２４】なお衝撃量センサ７で検知された衝撃量や
衝撃回数の情報、あるいは靴内の温度センサや湿度セン
サを設けた場合には靴内温度、湿度の情報も、送信アン
テナ１４から受信アンテナ１６へ送信信号で送られ、演
算処理装置１９に集まるようになっている。この場合、
これら情報は、その時における一過性の情報として送信
する方法と、継続的ないし連続的な情報として送信する
方法とを選択できる。

【００２５】そして演算処理装置１９に集まった情報
は、一時的に記憶装置１９ａに記憶されると共に、各情
報は必要に応じて４つのボタン３ｂの操作により、図１
に示すように、適宜表示部１７に液晶表示できるように
なっている。更に表示部１７には、この他に日時を表示
したり、機器本体３に種々の気象情報センサを設け、こ
のセンサによって検知された気温、湿度、気圧、天気等
の情報を表示したりすることもできる。

【００２６】また演算処理装置１９では、記憶装置１９
ａに記憶された情報をもとに種々の演算を行なうことが
でき、例えば単位時間当たりの衝撃量を積分して運動量
を指数化し、この指数値の経時的変化を図３（ａ）のよ
うな棒グラフ２０で表示部１７に表すようにすることが
できる。因みにこのような棒グラフ２０は、同じ運動量
を維持しながら運動を続ける場合によいペースメーカー
となり、マラソンの練習などに利用できる。

【００２７】また更に上記運動量の指数値と、肉体的疲
労度を代表した心拍数との関係を、図３（ｂ）に示すよ
うに一定時間毎にプロットした折線グラフ２１で表示部
１７に表すこともできる。因みにこのような折線グラフ
２１を見れば、例えば運動量に変化がなくても、心拍数
が異常に大きくなりつつあるときは、体に過度な負担が
掛かっていることが判断でき、運動の中断や軽減などの
対処を直ちに採ることができる。

【００２８】この他、演算処理装置１９で衝撃回数をカ
ウントして、これにあらかじめ入力しておいた歩幅を掛
け合わせて全走行距離を算出したり、所要時間から平均
速度を算出して、これらデータを表示部１７に表示する
ようにすることもできる。更に演算処理装置１９では、
衝撃量センサ７や肉体的疲労度センサ１８で得られた情
報を表示部１７に単に併記したり、両者を交互に表示し
たりするための演算処理も行なうこともできる。

【００２９】尚、本実施例では表示部１７への表示を告
知手段としたが、演算処理された結果を出力する告知手
段は、この他に、音声出力や印刷出力、また電気ショッ
ク等による肉体への刺激等でもよく、要は運動者やその
監視者が視覚、聴覚その他の感覚により認識できる手段
であれば採り得る。また音声による場合は、運動者がイ
ヤホーン、レシーバ等を装着するようにすれば機動的で
あって好ましい。

【００３０】次に上記実施例のバリエーションについて
説明する。まず上記実施例では表示部１７、演算処理装
置１９及び記憶装置１９ａは機器本体３に組み込まれる
が、これらはいずれも運動靴２側に設けても構わない。
また図４に示すように上記実施例における機器本体３を
室内や車内等のベース基地２３に設け、運動靴２の送信
アンテナ１４からベース基地２３へ各情報を送信し、そ
こで運動をする者の肉体的疲労度や運動量を管理し、場
合によってはベース基地２３から運動者へ適宜の指令を
発信するようにしてもよい。また更には電話回線等を用
いて遠距離に情報を送信して集中的に管理する方法も採
り得る。

【００３１】以上が本発明を運動靴に適用した実施例で
あって、これは着地時の衝撃量や回数から運動量を算出
するものであるが、この他にも図５に示すように、バッ
ト、ラケット、ゴルフクラブ、パンチングボール等の衝
撃具２４に衝撃量センサ７を設け、腕には腕ベルト３ａ
で機器本体３を取り付け、上記実施例と同様にして、打
撃時の運動量及び肉体的疲労度の相関関係を管理できる
ようにすることもできる。

【００３２】更に同様にして、図６に示すようにボート
２５のオール２６に衝撃量センサ７を取り付け、機器本
体３を腕に取り付けて、オール２６を強く握りしめる際
の導電性シリコーンゲルの歪みから、運動量を算出して
肉体的疲労度との相関関係を管理するようにしてもよ
い。因みにこのような場合には、衝撃量センサ７は瞬間
的な衝撃というよりも、緩慢的な押圧力を検知するもの
である。

【００３３】

【発明の効果】本発明では、運動時の衝撃量と肉体的疲
労度との相関関係を表示部に表示できるようにしたか
ら、運動中にその運動が肉体に過度の負担を及ぼしてい
ないかをリアルタイムでチェックでき、高齢者の突然死
や、スポーツ選手の過度の疲労を未然に防止できる。ま
た本発明の装置をスポーツ界で利用すれば、科学的に根
拠の下に各選手に応じた効率的な練習のメニューを作成
することができ、体に負担の掛からない合理的な練習を
積むことで、記録アップにも貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の健康管理装置の使用状態を示す斜視図
である。

【図２】本発明の一構成要素である運動靴の後側部内部
を透視して示す斜視図である。

【図３】本発明の他の一構成要素である機器本体の表示
部の二種の表示態様を示す正面図である。

【図４】同上機器本体の設置態様を異ならせた他の実施
例を示す斜視図である。

【図５】本発明の健康管理装置を野球用のバットに適用
した実施例を示す斜視図である。

【図６】同上ボートのオールに適用した実施例を示す側
面図である。

【符号の説明】

１ 健康管理装置 ２ 運動靴 ３ 機器本体 ３ａ 腕ベルト ３ｂ ボタン ４ ミッドソール ５ 衝撃吸収部 ６ 吸収体 ７ 衝撃量センサ ８ フィルム ９ シリコーンゲル １０ 導電性シリコーンゲル １１ 演算処理部 １２ 電池 １３ 信号送信部 １４ 送信アンテナ １５ 本体部 １６ 受信アンテナ １７ 表示部 １８ 肉体的疲労度センサ １９ 演算処理装置 １９ａ 記憶装置 ２０ 棒グラフ ２１ 折線グラフ ２３ ベース基地 ２４ 打撃具 ２５ ボート

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 運動時の衝撃量センサと信号送信部とを
   具えた運動具と、運動時の肉体的疲労度センサ及び信号
   受信部を具えた機器本体とを具えて成り、且つ前記運動
   具と前記機器本体のいずれかには、衝撃量センサ及び肉
   体的疲労度センサから得られた情報を演算処理する演算
   処理機と、該演算処理された結果を出力する告知手段と
   を具え、また前記衝撃量センサは導電性ゲルを感圧導電
   素子とすることを特徴とする運動時の健康管理装置。
2. 【請求項２】 前記運動具は、運動靴であることを特徴
   とする請求項１記載の運動時の健康管理装置。