JPH03247358A - トレーニング機制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、トレーニング用自転車などのトレーング機
の制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 トレーニング者に与えられる負荷量が設定値と等しくな
るように負荷装置が制御される通常運動モードおよびト
レーニング者に与えられる負荷量が低減するように負荷
装置が制御される整理運動モードを有しているトレーニ
ング用自転車制御装置が知られている。

この種の従来の制御装置では、たとえば、特公昭６１−
３２０２８号公報に開示されているように、通常運動モ
ードから整理運動モードへの切替えは、トレーニング開
始後から設定されたトレーニング時間が経過した時点に
行われている。

（ハ）発明が解決しようとする課題 今、トレーニング者に与えられる運動量が設定値と等し
くなるように負荷装置が制御される通常運動モードおよ
びトレーニング者に与えられる運動量が徐々に低減する
ように負荷装置が制御される整理運動モードを有してい
るトレーニング用自転車制御装置を想定する。

そして、このような制御装置において、通常運動モード
から整理運動モードへの切替えが、従来装置のように、
トレーニング開始後から設定されたトレーニング時間が
経過した時点に行われるようになっているとする。ここ
で、運動量とは、自転車の回転速度と、負荷装置の負荷
量（制動力）との積を意味する。

設定された運動量をＰＯ１設定されたトレーニング時間
をＴＯとして、設定されたトレーニングプランを図示す
ると、第５図に破線で示すようになる。つまり、トレー
ニング開始時点１０から時間ＴＯが経過する時点ｔ２ま
での間は、設定運動量ＰＯが目標運動量となり、通常運
動モードで負荷装置が制御され、時点ｔ２以降では、目
標運動量が徐々に低下する整理運動モードで負荷装置が
制御される。

設定されたトレーニング時間ＴＯ，トレーニング者が、
設定された運動量ＰＯに応じた運動を維持できた場合に
は、制御モードが整理運動モードに切替えられ、目標運
動量が徐々に低下されるので、トレーニング者は、その
後、徐々に軽い運動を行ってトレーニングを終了するこ
とができる。

しかしながら、設定ミスによって、設定運動量が大きす
ぎたり、設定トレーニング時間が長すぎたりする場合、
あるいは体調が思っていたより悪かった場合等には、ト
レーニング中にトレーニング者の疲労が進み、設定トレ
ーニング時間ＴＯの間、設定運動量ＰＯに応じたトレー
ニングを維持できなくなることがある。

このような場合、自転車をこぐ速度が低下していき、実
際の運動量ＰＡが第５図に実線で示すように低下してい
く。自転車をこぐ速度が低下すると、制御装置は、トレ
ーニング者に与える運動量を設定運動量ＰＯに等しくさ
せるために、負荷装置の負荷量を大きくさせる。ところ
が、トレーニング者は、疲労しているため、自転車をこ
ぐ速度がますます低下し、トレーニングを中断せざるを
得なくなる。時点ｔ１でトレーニングが中断したとする
と、この時点ｔｌでは、設定されたトレーニング時間Ｔ
ｏに達していないので、トレーニング者は整理運動モー
ドによる運動を行うことなくトレニングを中断すること
になる。

第６図は、このような場合の負荷装置の負荷量の変化を
示している。第６図から明らかなように、トレーニング
中断直前時点での負荷は非常に大きく、シたがって、ト
レーニング者は、トレーニング中断直前において非常に
大きな力で自転車をこいでいたことになる。

つまり、通常連動モードから整理運動モードへの切替え
を、設定されたトレーニング時間が経過しまた時点に行
う装置では、設定されたトレーニング”時間Ｔ　Ｏが経
過する前に、疲労により設定運動量に応じたトレーニン
グを維持できなくなったときＣごは、整理運動モードに
よる整理連動を行えないばかりか非常に大きな負荷に対
する運動状態から急激に運動を停止することになり、身
体に良くないという問題がある。

この発明は、設定されたトレーニング時間に達するまで
に、疲労によりトレーニングを維持できなくなったとき
にも、スムーズに整理運動に移行でき、安全にトレーニ
ングを中断できるトレーニング機制御装置を提供するこ
とを目的とする。

（ニ）課題を達成するための手段 この発明によるトレーニング機制御装置は、トレーニン
グ者に負荷を与えるための負荷量可変式負荷装置を有す
るトレーニング機の制御装置であって、トレーニング者
によって実行されている実際の運動量を検出する検出手
段、所要の過疲労判別用基準値と、検出手段よって検出
された運動量とを比較する比較手段、比較手段の出力に
基づいて、過疲労判別用基準値より検出運動量が小さい
状態が、所定時間以上継続したか否かを判別する過疲労
判別手段、および過疲労判別用基準値より運動量が小さ
い状態が、所定時間以上継続したと判別されたときに、
負荷装置の負荷量を低減する手段を備えていることを特
徴とする。

（ホ）作用 トレーニングが開始すると、トレーニング者によって実
行されている実際の運動量が検出される。

検出された運動量は、比較手段によって、所要の過疲労
判別用基準値と比較される。

また、比較手段の出力に基づいて、過疲労判別用基準値
より検出運動量が小さい状態が、所定時間以上継続した
か否かが判別される。

そして、過疲労判別用基準値より運動量が小さい状態が
、所定時間以上継続したと判別されると、負荷装置の負
荷量が低減される。

（へ）実施例 以下、第１図〜第４図を参照して、この発明をトレーニ
ング用自転車に適用した場合の実施例について説明する
。

第２図は、トレーニング用自転車を示している。

トレーニング用自転車（１０）は、フレーム（１１）、
前輪（１２）、後輪（１３）、後輪（１３）を床面に対
して中空状態に支持するための支持部材（１４）　ハン
ドル（１５）、サドル（１６）、後輪駆動用ギア（１，
７）、ギア（１７）と後輪（１３）の回転軸に連結され
たギア装置とを連結スルチェーン（１８）、ギア（１７
）に回転力を与えるためのペダル（１９）、後輪に制動
力（負荷）を与えるための負荷量可変の負荷装置（２０
）等を備えている。

負荷装置（２０）は、後輪（１３）に圧接させるローラ
（２１）と、ローラ（２１）の後輪（１３）への圧接力
（制動力）を調整できる電気式駆動装置（図示路）とを
備えている。

ハンドル（１５）の中央部には、負荷装置（２０）を制
御するための制御装置（３０）が取り付けられている。

制御装置（３０）と、負荷装置（２０）とは、図示しな
い電機コードによって接続されている。

第１図は、制御装置（３０）の電気的構成を示している
。

制御装置（３０）は、中央処理袋Ｗ　（ＣＰＵ）記憶装
置、入出力インタフニーイス等を含むマイクロコンピュ
ータ等からなる制御回路（３１）を備えている。

制御回路（３１）による負荷装置制御モードには、通常
運動モードと、整理運動モードとがある。

通常運動モードには、運動量が設定運動量と等しくなる
ように負荷装置（２０）を制御する第１通常運動モード
と、負荷装置（２０）の負荷量を設定負荷量と等しくす
る第２通常運動モードとがあり、これらの通常運動モー
ドの選択は、トレーニング者が設定できるようになって
いる。整理運動モードでは、負荷装置（２０）の負荷量
が徐々に低減するように負荷装置（２０）が制御される
。

制御回路（３１）には、クロック発生用の発振回路（３
２）、第１または第２の通常運動モードの選択設定、第
１通常運動モード選択時における所望の運動量の設定、
第２通常運動モード選択時における所望の負荷量の設定
、所望のトレーニング時間の設定等を行うためのキー操
作部（３３）、キー操作部（３３）によって設定された
内容、トレーニング状態等を表示するための表示装置（
３４）が接続されている。表示装ｆｆ（３４）とし、で
は、たとえば、液晶表示装置（ＬＣＤ）　、発光ダイオ
ード形表示装置（ＬＥＤ）　、陰極線管表示装置（ＣＲ
Ｔ）等が用いられる。

負荷装置（２０）には、その駆動制御回路（３５）、ト
レーニング者が自転車をこぐ速度、すなわち、自転車後
輪（１３）の回転数を検出するための速度検出回路（３
６）、ならびに速度検出回路（３６）および負荷装置（
２０）の出力に基づいて実際の運動量を検出するための
運動量検出回路（３７）が接続されている。そして、駆
動制御回路（３５）−および速度検出回路（３６）は、
制御回路（３１）に接続されている。

運動量検出回路（３７）の出力は、比較回路（３８）の
一方の入力端子に人力される。比較回路（３８）の他方
の入力端子には、制御回路（３１）からの過疲労判別用
基準値を表す信号が人力される。この過疲労判別用基準
値は、トレーニング者が設定した運動量（負荷量が設定
されたときには、設定された負荷量に基づいて決定され
る目標となる運動量）に応じた運動を疲労により維持で
きなくなったことを早期に検出して、負荷制御モードを
整理運動モードに切り替えるための値であり、設定され
た運動量（負荷量が設定されたときには、設定された負
荷量に基づいて決定される目標となる運動量）よりも少
し低い値に設定される。比較回路（３８）の出力は、制
御回路（３１）に送られる。

トレーニング量検出回路（３７）の機能および比較回路
（３８）の機能を、ソフトウェアで実現するようにして
もよい。

制御回路（３１）は、通常は、設定されたトレーング時
間に基づいて通常運動モードから整理運動モードへの切
替えを行うが、トレーニング者の安全のために、比較回
路（３８）の出力に基づくモード切替制御を実行する。

次に、第１図、第３図および第４図を参照して、通常運
動モードとして、第１通常運動モードが選択された場合
における制御装置（３０）の動作について説明する。

まず、トレーニング者は、キー操作部（３３）によって
、所望の運動量、トレーニング時間等を設定する。

これらの設定値は、制御回路（３１）に入力され、記憶
装置に記憶される。今、設定された運動量をＰＯ１設定
されたトレーニング時間をＴＯとして、設定されたトレ
ーニングプランを図示すると、第３図に破線で示すよう
になる。つまり、トレーニング開始時点ｔｏから時間Ｔ
Ｏが経過する時点ｔ３までの間は、設定連動量ＰＯが目
標運動量となり、第１通常運動モードで負荷装置（２０
）が制御され、時点ｔ８以降は、負荷量が徐々に低下す
る（したがって、目標運動量も徐々に低下する）整理運
動モードで負荷装置（２０）が制御される。

整理運動モードにおける負荷量減衰特性は、直線的な特
性または曲線的な特性でもよいし、その他の特性であっ
てもよい。また、その特性が関数で表される場合には、
その定数は、固定されていてもよいし、トレーニング者
に設定入力させて変えれるようにしてもよい。さらに、
負荷量減衰特性は、段階的に負荷量が低下していくよう
な特性でもよい。

トレーニングが開始すると、制御回路（３１）は、第１
通常運動モードで負荷装置（２０）を制御する。すなわ
ち、制御回路（３１）は、速度検出回路（３６）の出力
（トレーニング者が自転車をこぐ速度に比例）に基づい
て、トレーニング者に与えられる運動量が設定運動量Ｐ
Ｏに等しくなるように、負荷装置（２０）を制御する。

具体的には、トレーニング者が自転車をこぐ速度が低下
すると、負荷装置（２０）による負荷量（制動力）を上
昇させ、逆に速度が低下すると、負荷装置（２０）によ
る負荷量を下降させように、負荷装置（２０）が制御さ
れる。

一方、トレーニング量検出回路（３７）は、負荷装置（
２０）の出力（負荷装置の負荷に比例）および速度検出
回路（３６）の出力に基づいて、トレーニング者が実際
に実行している運動量ＰＡを算出する。トレーニング量
検出回路（３７）から出力される実際の運動量ＰＡを表
わす信号は、比較回路（３８）の一方の入力端子に送ら
れる。

比較回路（３９）の他方の入力端子には、制御回路（３
１）から過疲労判別用基準値ＰＳを表す信号がが入力さ
れている。この過疲労判別用基準値ＰＳは、設定運動量
ＰＯに基づいて決定され、設定運動量ＰＯよりも少し低
い値に設定される。

比較回路（３８）は、実際の運動量ＰＡと過疲労判別用
基準値ＰＳとを比較し、その結果を表す信号を制御回路
（３１）に送る。制御回路（３１）は、比較回路（３８
）の出力に基づいて、実際の運動量ＰＡが過疲労判別用
基準値ＰＳより小さい状態が、所定時間ＴＳ以上継続し
たか否かを判別する。

そして、実際の運動量ＰＡが過疲労判別用基準値ＰＳよ
り小さい状態が、所定時間ＴＳ以上継続した場合には、
負荷装置制御モードを整理運動モードに切替える。

設定されたトレーニング時間ＴＯ内において、実際の運
動量ＰＡが過疲労判別用基準値ＰＳより小さい状態が、
所定時間ＴＳ以上継続しなかった場合には、時間ＴＯが
経過したときに（時点ｔｌ）、負荷装置制御モードが整
理運動モードに切替えられる。

今、設定されたトレーニング時間ＴＯ内において、トレ
ーニング者が疲労により、設定した運動量ＰＯを維持で
きなくなった場合を想定する。このような場合の実際の
運動量ＰＡの変化の一例を第３図に実線で、この場合の
負荷装置（２０）による負荷量の変化を第４図に示す。

トレーニング開始後の時点１１において、実際の運動量
ＰＡがモード切替え判別用基準値ＰＳより小さくなり、
実際の運動量ＰＡはこの後も徐々に低下しているので、
時点ｔｌから時間ＴＳが経過した時点ｔ２に、制御回路
（３１）によって、負荷装置制御モードが整理運動モー
ドに切替えられる。

したがって、トレーニング者に与えられる運動量が徐々
に低下するように負荷装置（２０）が制御される。具体
的には、第４図に示すように負荷装置（２０）による負
荷量が徐々に低下するように負荷装置（２０）が制御さ
れる。

このため、トレーニング者による実際の運動量ＰＡも徐
々に低下していき、今回のトレーニングは終了する。

上記の場合の負荷装置（２０）の負荷量の変化を見てみ
ると、トレーニング開始後において、実際の運動量ＰＡ
が低下し始めると、第４図に示すように、制御回路（３
１）は、トレーニング者に与えられる運動量が設定運動
量ＰＯに等しくなるように、負荷装置（２０）を制御す
るため、負荷量は上昇していく。しかしながら、上記の
ように時点ｔ２で、負荷装置制御モードが整理運動モー
ドに切り替えられるため、時点ｔ２の後においては、負
荷装置（２０）の負荷量が徐々に下げられていく　。

このように、上記実施例では、トレーニング開始後から
設定トレーニング時間ＴＯに達していない場合でも、ト
レーニング者が疲労により設定運動量ＰＯを持続できな
くなったときには、負荷装置制御モードが自動的に整理
運動モードに切替えられ、負荷装置（２０）の負荷が徐
々に低減されるので、トレーニング者は無理な運動を行
うことなくスムーズに整理運動に移行にでき、安全にト
レーニングを中断することができる。

上記実施例では、整理運動モードにおいて、負荷量は徐
々に低下しているが、負荷量を所定時間、比較的低い一
定値に保つようにしてもよい。

通常運動モードとして、負荷装置（２０）の負荷量を設
定負荷量と等しくする第２通常運動モードが選択された
場合の動作は、通常運動モードにおいて負荷装置（２０
）の負荷量が一定とされる点を除いて、上述の動作とほ
ぼ同様なのでその説明を省略する。

なお、通常運動モードとして、第２通常運動モードが選
択された場合には、通常運動モードにおける負荷量は一
定であるため、運動量は速度に比例するので、過疲労判
別用基準値を、設定された負荷量から決定される目標運
動量を得るための速度より少し低い値とし、この値と検
出速度とを比較することによって、モード切替制御を行
うようにしてもよい。

（ト）発明の効果 この発明によれば、トレーニング開始後から設定された
トレーニング時間に達するまでにおいて、トレーニング
者が疲労により目標となる運動量を持続できなくなった
ときでも、負荷装置の負荷が低減されるので、トレーニ
ング者は無理な運動を行うことなくスムーズに整理運動
に移行にでき、安全にトレーニングを中断することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図はこの発明の実施例を示すもので、第１
図は制御装置の電気的構成を示す電気ブロック図、第２
図はトレーニング用自転車を示す側面図、第３図は設定
されたトレーニングプランと実際の運動量変化の一例と
を示すタイムチャド、第４図は負荷装置の負荷量の変化
を示すタイムチャート、第５図および第６図はこの発明
が解決しようする課題を説明するための図であって、第
５図は設定されたトレーニングプランと実際の運動量変
化の一例とを示すタイムチャート、第６図は負荷装置の
負荷量の変化を示すタイムチャドである。 （１０）・・・トレーニング用自転車、（２０）負荷装
置、（３０）・・・制御装置、（３１）・・・制御回路
、（３６）・・・速度検出回路、（３７）・・・運動量
検出回路、（３８）・・・比較回路。 以上 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）トレーニング者に負荷を与えるための負荷量可変
   式負荷装置を有するトレーニング機の制御装置であって
   、 トレーニング者によって実行されている実際の運動量を
   検出する検出手段、 所要の過疲労判別用基準値と、検出手段よって検出され
   た運動量とを比較する比較手段、 比較手段の出力に基づいて、過疲労判別用基準値より検
   出運動量が小さい状態が、所定時間以上継続したか否か
   を判別する過疲労判別手段、および、 過疲労判別用基準値より運動量が小さい状態が、所定時
   間以上継続したと判別されたときに、負荷装置の負荷量
   を低減する手段、 を備えていることを特徴とするトレーニング機制御装置
   。