JPS61137570A - 運動管理機 - 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】 （技術分野） 本発明は使用者の脈拍を検知しながらトレーニングを行
なわせ、使用者の全身持久性能力（以下、体力という）
の評価を行なう運動管理機に関するものである。

（従来技術） 使用者の体力評価をするためにはある脈拍数における仕
事率（Ｗ）を求める必要がある。

一般にブレーキ値はＫＰ（Ｋｇｆともいう）表示されて
いるが、すてにＷ表示したものもある。この場合、５０
ｒｐｍ　又は６０　ｒｐｍ　等の限定された回転数の時
のＷ表示でありペダルの回転数を変えると誤った結果に
なるという欠点があった。

一方うず電流型電磁方式によるワット数（Ｗ）から自動
的に使用者の仕事率（Ｗ）を求めるものがあったが高価
なものであった。

（目的〕 本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、ブレーキ値
を入力するだけで使用者のトレーニングにおける仕事率
（Ｗ）を精度よく求めることができ、しかも安価に供給
できるようにしたものである。

（概略） 本発明の運動管理機はセットしたブレーキ値を読み該ブ
レーキ値を入力して、ある目標脈拍数で所定時間トレー
ニングする。この時、ブレーキ値（ＫＰ）とペダル回転
数（ｒｐｍ）と４回転当りの走行距離から仕事率（Ｗ）
を求め、最高者の仕事率（ＷＨ）を１００としてスコア
を演算１表示する。

又、仕事率（Ｗ）と年令と性別からランクを求め表示す
る。

又、１週間に５回程度、トレーニングを行なうとして、
各ステップ厖ごとに所定回数（５〜１０回）こなした時
にステップアップするように指示できる。

又、ランクから自動的にステップアップも指示できる。

このように、トレーニング結果を求め、使用者に示すと
共に使用者の進行状態に応じて、ステップ悪を指示する
ようにしたものである。

このように使用者に応じてトレーニングメニューを与え
ているので、オーバーワーク、アンダーワークにならず
安全に効果的にトレーニングできるようにしたものであ
る。

（実施例） 次に本発明の運動管理機の一実施例について図を参照し
ながら説明する。

第１図はトレーニング用自転車１の概要を示したもので
、本発明にかかわる運動管理機本体１７周辺部を除いた
部分は既に公知のものである。

第１図において、２はフレーム、３はハンドル、４はグ
リップ、５はサドル、６はペダル、７はペダル６を足踏
駆動することにより回転するギヤー、８はギヤー７の回
転を車輪９に伝達するチェーン、１０はフレーム２に固
定され、ブレーキハンドル１１によって張力が与えられ
、車輪９の外周部に所定の強さで圧接するようにされた
ベルトブレーキである。ブレーキ値はベルトブレーキ１
０の張力に連動した指針１９が示す目盛板１８上の数値
によって与えられる。

１２・１３は対になってペダルＩ６の回転数を検知する
回転数センサを構成するもので、例えばリードスイッチ
１２．磁石１３をフレーム２の一部及びペダル６のクラ
ンクの一部に夫々対向するように取付けている。

１４はリードスイッチ１２と運動管理機本体１７を接続
する信号線、１５は光電センサで構成され、使用者の耳
の一部に装着して脈拍を検知する脈拍センサ、１６は脈
拍センサ１５と運動管理機本体１７を接続する信号線で
ある。

第２図は運動管理機本体１７の上面の概要を示したもの
で、２６は電源の０Ｎ１０ＦＦキー、２０は数字キー、
２１は入力したデータの登録及び第５図ｔａ＋乃至（Ｃ
１のフローチャートの例のような機能などをもつＥＮＴ
キー、２２はパルスモードを入力スルパルスモードキー
、２３はマニュアルトレーニングモード（マニュアルト
レーニンクハ使用者が目標脈拍数とトレーニング時間又
は消費カロリーを希望する値に決めてトレーニングでき
るものである。）を入力するマニュアルトレーニングモ
ードキー、２４はオートトレーニングモード（オートト
レーニングは下記に示す如く、データ管理、演算によっ
て自動的にトレーニングメニューの出力、結果の判定等
が行なえるトレーニングのことである。）を入力するオ
ートトレーニングモードキー、２５はトレーニングの途
中でも、強制的にトレーニング終了結果を出力させるブ
レイクキーである。２７は１ケのＬＥＤで緑、赤、黄色
の３色を出力できるもので、測定した脈拍数が目標脈拍
数ゾーン（例、目標脈拍数±５）にあるかどうかを示す
もので第５図（ａｌ乃至（Ｃ１のフローチャートに示し
たように、測定した脈拍数と目標脈拍数ゾーンの関係か
ら、緑、赤、黄色の各色を夫々発光するようにしたＬＥ
Ｄである。さらにＬＥＤ２７は脈拍に同期して点滅する
ようになっている。

２８はＬＣＤドツトマトリックス表示器で構成されるＬ
ＣＤドツトマトリックス表示部、２９はＬＣＤドツトマ
トリックス表示部に表示されるバーグラフ表示の脈拍数
の目盛板である。

第３図は本発明の運動管理機の制御装置の一例を示すブ
ロック図である。

１００はマイクロコンピュータで構成されるコントロー
ラで、該コントローラ１００の基本構成と外部回路の関
係は第４図に示した。

＋０１はＣＰＵ１１０２はプログラム・固定データメモ
リＲＯＭ、１０３は一時記憶メモリＲＡＭ。

１０４はｌ１０（インプット／アウトプット）部、１０
５は基準周波数から脈拍信号間隔をカウントするカウン
タ（カウンタ１０５のデータにより脈拍数が演算される
）、＋０６は基準周波数から回転信号間隔をカウントす
るカウンタ（カウンタ１０６のデータにより、回転速度
及び走行速度が演算される。）、１０７は回転信号数を
カウントするカウンタ（カウンタ１０７のデータにより
総回転数及び走行距離等が演算される。）、１０８は、
基準周波数からタイムをカウントするカウンタ（カウン
タ１０８のデータによりタイムか演算され、さまざまな
時間の管理に用いうれる。）である。

脈拍信号は脈拍センサ１５によって得たところの脈拍に
同期した脈動信号を増幅波形整形して得られる。又回転
信号は回転センサ１２，１３のリードスイッチ１２から
得た出力を増幅波形整形して得られる。

キーマトリックス部は、各種キーからの入力信号を処理
し、コントローラ１００へ入力するものである。

ＤＣ電源部はバッテリ、バッテリーバンクアップ回路等
で構成されている。

ブザー回路部は、測定した脈拍数が目標脈拍数＋１０を
越えた時に発する警報や、キー人力時の確認音等の報知
を行なうものである。

次に本発明の運動管理機の動作について第５図（ａｌ乃
至ｔｃ＋のフローチャートに従い説明する。

まず、０Ｎ１０ＦＦキー２６をＯＮする。すると、希望
するモードキーの入力を要請するコメントが表示される
ので、例えばパルスモードキー２２を入力すると脈拍数
を測定表示になる。そして、脈拍センサ１５を装着する
と第６図（ａｌの例の如く、脈拍数２８ａが測定表示さ
れる。一方オートトレーニンクモードキー２４かマニュ
アルトレーニングモードキー２３を入力すると、初心者
はコード五か与えられ、対話形式で性別１年令９体重、
安静時脈拍数、ブレーキ値を入力する。他方、既にコー
ド五が与えられている人は前記のデータがコード五と共
に記憶されているので、コード五を入力しＥＮＴキー２
１を入力するだけて、前記のデータが直ちに表示される
ので、該データを確認し、修正すべきところは修正する
。修正は第６図（ｂｌの如（カーソル２８ｂの上の位置
に希望する数字か入力されて実行される。新しい数字が
入力されるとカーソル２８ｂは次の修正可能位置へ移動
して修正を待つ。（修正の仕方は下記のステ・ツブ應２
８Ｃの変更、マニュアルトレーニングモードでの、目標
脈拍数２８ｄ、）レーニング時間２８ｅ。

消費カロリーの設定等と同じ。） 確認、修正が終わるとオートトレーニングモードの時に
はぐマニュアルトレーニングモードの時にはこのあとに
記す。〕記憶しているノ望−ンナルデータ、すなわちコ
ード轟、今回のステップ扁。

回数、性別２年令、安静時脈拍数、ランク等からステ７
プ悪に応じた目標脈拍数（例えば下記する数式−１，数
式−２から求める）２３ｄ、）レーニング時間（下記す
る表−１に一例を示す）２８ｅを求め、第６図（ｂｌの
如く表示する。（使用者か体調不良あるいはハードなト
レーニングを好んでステップ五を変更したい時には前記
のカーソル２８ｂによる修正が可能である。ステップ應
が修正されると、修正されたステップ朧に対する目標脈
拍数２８ｄ、トレーニング時間２８ｅが直ちに求められ
表示される。） 数式−１目標脈拍数の求め方（−例） 目標脈拍数＝（２２０−年令−安静時脈拍数）数式−２
運動強度 Ｘ　、１００　Ｃ％） 最高脈拍数＝２２０−年令 表−Ｉ ステップ煮とトレーニングメニューと回数の（年令３０
才　男性　安静時脈拍数７０）そしてＥＮＴキー２１が
入力されると、脈拍センサ装着を指示する表示があるの
で、使用者が脈拍センサ１５を装着してＥＮＴキー２Ｘ
を入力するとウオーミングアツプを指示する表示が１秒
間（例えば３秒間）あるのでペダリングを始める。

この場合、ペダリング（トレーニング）は、使用者自身
がブレーキ値を選びセットしくこの値を入力する。）所
定の目標脈拍数２８ｄとなるようにペダルの回転速度を
調整して行なう。

そして使用者の脈拍数（バーグラフ表示とデジタル表示
）２８ｆ・２８ｆ’　　、経過時間２８ｇ。

速度２８ｈを測定し、第６図ｔｃＩの例の如く目標脈拍
数（レベル表示）２８ｄと共に表示する。又、脈拍数２
８ｆが目標脈拍数２８ｄに達するまでＬＥＤ２７は黄色
表示、脈拍数２８ｄが目標脈拍数以上になればＬＥＤ２
７は緑色表示となる。

脈拍数２８ｆ≧目標脈拍数となると、トレーニングに入
った旨の表示が１秒間あるか使用者はペダリングを続け
る。

そして使用者の脈拍数２．８ｆ・２８ｆ’、トレーニン
グ残時間２８１．速度２８ｈを測定し、第６図（ｄｌの
例の如く目標脈拍数２８ｄと共に表示する。又脈拍数２
８ｆ　争２８ｆ’か目標脈拍数２８ｄゾーンにあれば、
ＬＥＤ２７は緑色表示、該ゾーンより低下すれば黄色表
示、該ゾーンよりオーバーすれば赤色表示となる。

特に脈拍数２８ｆ・２８１′が目標脈拍数２８ｄ＋１０
以上になると、ブザーにより警報を発する。

トレーニング残時間２８ｉ＝０となると、トレーニング
が終了しクーリングダウンに入った旨の表示が１秒間あ
るので軽いペダリングとする。

クーリングダウン時の目標脈拍数２８ｄは下記する数式
−４（上記数式−１を含む）から直ちに求められ、目標
脈拍数２８ｄとして第６図（ｅｌの如く表示する。又残
時間２８Ｉ、速度２８ｈ、脈拍数２８ｆ・２８ｆ′を測
定２表示する。

数式−４クーリングダウン時の目標脈拍数の求め方（−
例） 数式−１と同じ。但し運動強度は次 の通り。

※マニュアルトレーニングモードの場合、運動強度＝３
０ クーＪ）ングダウンは数分行なうのがよいが結果を早く
知りたいという要望も強いため、一定時間経過後に「＋
ｈケンカ≠Ｋ」の表示が１秒間ある。

（使用者は結果を見ながら、さらにクーリングダウンを
続けることになる。９ そして第６図（ｆｌの如く積算距離（これまでの走行距
離＋今回の走行距離）２８ｊ　、消費カロリー（下記す
る数式−３より求める）　２’８　ｋ　、スコア（ＰＷ
Ｃ７５％ＰＲｍａｘ　　を下記する数式５から求め、そ
の値と３００Ｗ（最高者のＰＷＣ７５％ＰＲｍａｘ、こ
のスコアを１００とする）からスコアを求める。１２８
ｇ、ランク（第８図から求める）２８ｍを表示する。

数式−３消費カロリー（−例） 消費カロリー−最大酸素摂取量×運動強度×体重Ｘ時間
Ｘ４．８６ＸｌＯ” 最大酸素摂取量＝最高者を８２ｇｔ／Ｋｇ・峨として体
力に応じて変わ る。（ここではスコアに 応じて算出している。） （スコアのない人は一律。

男性４４ｇ＋／／Ｋｇ−醐２女 性３３Ｍ１／Ｋｇ＠門とする。） 数式−５ＰＷＣ７５％ＰＲｍａｘ（運動強度７５％にお
ける仕事率）の求め方（−例。

第７図参照） Ｙ−Ｙ。

ＰＷＣ７５％ＰＲｍａｘ　＝　　　　　　＋Ｗ。

α Ｗｏ＝ＢｏＸＲｘｌｘ　　　ｘ９．８　（Ｗ）Ｒ＝平均
回転数　ｒｐｍ Ｌ　　＝１回転当りの走行距離（例、６ｍ） Ｂｏ＝）レーニング時のブレーキ値 （ＫＰ） Ｙｏ＝トレーニング時の目標脈拍数 Ｙ　　＝７５％ＰＲｍａｘ α　−第７図の傾きαで、定数。（運 動者により、若干具なるが、実 周上問題となるほどでないので、 近似的に定数とした。） 今回のステップ扁９回数（上記表−１参照）。

ランク（下記する表−２参照）から次回のステップ雁１
次回の回数を求めコード厖ごとに記憶する。

又、積算距離、ランクも記憶する。

表−２（ランクにより、別表２の如く、ステップアップ
する。・・−例） そしてＥＮＴキー２１が入力されると再び■に戻る。

一方、マニュアルトレーニングモードの時には（マニュ
アルトレーニングモードキー２３の入力の場合）■へ進
む。

そして、第６図（ｇｌの表示例の如く、目標脈拍数２８
ｄ、トレーニング時間２８ｅ、消費カロリー２８ｋが示
されるので、前記のカーソル２８ｂによる修正方法を用
いて使用者自身が希望する目標脈拍数とトレーニング時
間又は消費カロリー（消費カロリーを入力すると数式−
３からトレーニング時間か演算される。）を入力するこ
とによりトレーニングメニューが設定される。

そしてオートトレーニングモードの時と同様に、ウオー
ミングアツプ嘩トレーニング・クーリングダウンと進み
、クーリングダウンの残時間＝０となると「トレーニン
グ　ハ　オワリマシタ、」を表示する。

そしてＥＮＴキー２１か入力されると再ひ■に戻る。

（発明の効果ン 本発明の運動管理機は、使用者に応じたトレーニングメ
ニューを与えるため、オーバーワークアンダーワークに
ならす安全に効果的にトレーニングでき、しかも体力判
定もでき大変有意義なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の運動管理機の一実施例を示すトレーニ
ング用自転車の概要図、茅２図は第１図の運動管理機本
体の上面の概要図、第３図は本発明の運動管理機の制御
装置の一実施例を示すブロック図、第４図は第３図のコ
ントローラの基本構築７図は脈拍数と仕事率の関係図、
第８図は仕事率とランクの関係図である。 図面中、１はトレーニング用自転車、１２．１３は回転
センサ、１５は脈拍センサ、２７はＬＥＤ表示部、２８
はＬＣＤド７トマｌ−ＩＪクス表示部、１００はコント
ローラを示す。 代理人　弁理士　福　士　愛　彦（他２名）ｔｏ２　　
　　　　ｔｏｓ　　　　　　　　　　ｔｏ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、使用者の脈拍を検知しながらトレーニング自転車等
   を使用してトレーニングを行なわせ、該使用者の体力の
   管理を行なう運動管理機において、該使用者の脈拍数、
   ブレーキ値、回転数、トレーニング時間から仕事率を演
   算して該使用者に応じたトレーニングメニューを演算提
   示する手段を備えてなることを特徴とする運動管理機。