WO2005068023A1 - トレーニング装置 - Google Patents

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WO2005068023A1
WO2005068023A1 PCT/JP2005/000360 JP2005000360W WO2005068023A1 WO 2005068023 A1 WO2005068023 A1 WO 2005068023A1 JP 2005000360 W JP2005000360 W JP 2005000360W WO 2005068023 A1 WO2005068023 A1 WO 2005068023A1
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WO
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load
movable
handlebar
unit
trainee
Prior art date
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PCT/JP2005/000360
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English (en)
French (fr)
Inventor
Motoki Toyama
Amika Harada
Takeshi Tsuji
Hirofumi Nagao
Naoyuki Wakiyama
Original Assignee
Konami Sports Life Corporation
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S482/00—Exercise devices
    • Y10S482/90—Ergometer with feedback to load or with feedback comparison

Definitions

  • the present invention relates to a training device in which an individual exercises to improve physical strength.
  • Patent Document 1 discloses a training machine control device having a variable load type addition device for applying a load to a trainee.
  • This control device detects the amount of exercise of the training person and compares the detected amount of exercise with a required reference value for determining excessive fatigue.
  • the mode is switched to the rearrangement exercise mode, and the load of the load device is gradually reduced. Therefore, it is described that the trainer can smoothly shift to the rearrangement exercise without performing excessive exercise when he / she is tired, and can safely stop the training.
  • Patent Document 2 discloses a strength training apparatus that uses a torque motor as a load and program-controls the load. This device detects the position of the lever operated by the exerciser and the load acting on the lever, and controls the output of the torque motor. The following output control is illustrated. (a) Control the output of the torque motor so that the lever position is always constant. (B) Always keep the output of the torque motor constant. (C) Control the output of the torque motor according to the lever position. (D) The time is associated with the lever position, and the torque output is controlled according to the lever position, that is, the time. It is stated that the load is controlled by the torque motor instead of the weight, so that the load can be easily adjusted and the program control of the load adapted to an arbitrary characteristic can be performed.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2858852
  • Patent Document 2 Japanese Utility Model Publication No. 61-22609
  • Invention 1 provides a training device for applying a first load to a movable portion provided for exercise by an electric load generator.
  • This device has the following means.
  • Movable part monitoring means for monitoring a movable state when the movable part is moving
  • a load adjusting unit that changes the first load to a second load when a predetermined state is detected as the movable state of the movable unit by monitoring of the movable unit monitoring unit;
  • a barbell that the trainee grasps and raises and lowers corresponds to the movable part.
  • a load is applied to the handlebar by a servo motor, a stepping motor, a torque motor, an electromagnetic brake, or the like instead of the weight.
  • the load is considered too light.
  • the load is gradually increased until the moving state of the handlebar falls within a predetermined range.
  • the load at that time is maintained until the handlebar is raised, for example. Thereafter, the value of the increased load may be maintained as it is, or may be restored at a predetermined timing. good.
  • the movable section monitoring means may monitor only the arrival time until the start position force of the handlebar reaches a predetermined arrival point! If the speed is too fast before reaching the destination point, the arrival time will be less than the specified value. In this case, the load is gradually increased so that the arrival time is within a certain range.
  • the above example is a force that increases the load during training. Conversely, if the load is too large for the training person, the load can be reduced.
  • the training apparatus changes the load in accordance with the physical strength margin 'at the time of training by the trainee by continuously monitoring the movable state of the movable part by the movable part monitoring means.
  • the trigger of the change in load is the movable state of the movable part as described above, and the training state does not simply decrease or increase when the value falls below or exceeds a certain value. It is changed according to. For example, even if the movement of the movable part stops momentarily (in a state where the trainer cannot be lifted), the load is not immediately reduced, but the stoppage of the moving part continues for a predetermined time. Judgment of load change is made according to conditions.
  • Invention 2 provides the training device according to invention 1, wherein the second load is less than the first load when the predetermined state is the stagnation of the movable portion. .
  • Training Apparatus Power Take, for example, a case of a bench press type in which a trainee raises and lowers a handlebar in a supine position. If the train bar stops while the trainee is raising the handlebar, the exercise is considered to be overloaded and stopped. In this case, the load is gradually reduced until the trainee starts to push the knowlbar again. When the handlebar starts to rise again, the current load is maintained, for example, until the handlebar is fully lifted.
  • the reduced load value may be maintained as it is, or may be returned at a predetermined timing. Stagnation refers to a state in which a movable part, for example, a knob bar, stays at a predetermined position and moves during a predetermined operation time. In addition, it may include not only the case where the handlebar is completely stopped during the training but also the case where the speed becomes lower than a predetermined value.
  • the predetermined operation time is a training time during which the handlebar should reciprocate.
  • the stagnation includes the following states. That is, it is assumed that the movable portion monitoring means monitors only the arrival time up to the predetermined arrival point of the start position force of the handlebar. For example, there is a case where it is monitored whether or not the needle bar reaches a reference position at the upper end (described later) within 10 seconds after the start. Even if the speed drops once before reaching the arrival point, if the speed rises halfway and reaches the arrival point within the specified time, it is considered that the stagnant force has been applied. Conversely, if it does not arrive within the predetermined time, it is regarded as stagnant, the load is reduced, and the arrival of the movable part at the arrival point is supported.
  • the stagnation during the predetermined operation time refers to a case where the time required for the handlebar to reach the start position force arrival point exceeds the predetermined time (for example, 10 seconds).
  • the predetermined operation time is a training time for the handlebar to reciprocate between the start position and the arrival point.
  • the training device assists resumption of exercise by gradually reducing the load when the trainee cannot continue exercise due to fatigue. As a result, the trainer can get a sense of accomplishment that he / she was able to perform the target number of exercises, even though the load was slightly reduced on the way!
  • Invention 3 provides the training apparatus according to invention 1 or 2, further comprising setting means for setting at least one reference position in the movable area of the movable section. This apparatus stops the movable unit when the movable unit exceeds the reference position along a predetermined movable direction of the movable unit with respect to the reference position, or reduces the load on the movement to zero. I do.
  • the training device measures a reference position that defines the range of movement of the handlebar that can be moved by the trainer.
  • a process should be provided to temporarily move the handlebar to the lower end force to the upper end as far as the trainee can move it comfortably by himself.
  • the positions of the lower end and the upper end detected at that time are set as reference positions. Therefore, in this case, the reference position is set at the two positions of the lower end and the upper end. For example, the reference position of only the lower end may be set.
  • the movable range is a region in the movable region that is the maximum region in which the handlebar can move, and is a region determined by the reference position. In the following description, description will be made mainly using the movable range.
  • the range of motion depends on a variety of factors, including the trainee's physique, gender, training experience and type of exercise.
  • the training device ensures the safety of the trainee when the handlebar is located outside the movable range by adjusting the weight of the handlebar substantially outside the movable range. . That is, in the past, if a person had been training alone to lift a heavy object and suddenly became ill during the course, the situation could be extremely dangerous, but according to the present invention, Even if the handlebar is lowered, if it moves out of the range of motion, the force with which the practical load becomes zero or stops, and the trainee's safety is reliably ensured. On the other hand, this makes it possible for the trainee to stop the exercise at any time by simply moving the handlebar out of the range of motion if he wants to stop the exercise. It can respond immediately in the event of a failure and has excellent operability. In addition, by having the above functions, the trainee can perform training in a mentally stable state.
  • the load when the load is deviated from the movable range, the load is set to zero when both the upper and lower sides of the movable range are exceeded.
  • the load may be set to zero only in the lower part (that is, when the reference position is set to only the lower end).
  • the state where the load on the exercise is zero is a state where the load corresponding to the weight of the handlebar is applied to the handlebar by the motor.
  • the handlebar is stopped at the same position, and can be easily moved upward or downward by, for example, a light touch with the hand.
  • Invention 4 provides the training device according to invention 1 or 2, wherein the movable portion is movable in a first direction and a second direction opposite to the first direction.
  • the movable part monitoring means further monitors the moving direction of the movable part.
  • the load adjusting unit may be configured to monitor the movable unit monitoring unit when the movable unit is moving along any direction, when the load is changed from the first load to the second load. When the moving direction of the movable section is switched to another direction, the load is set to a third load.
  • the third load is weighed less than the first load and greater than the second load. Given the weight (1st load ⁇ 3rd load ⁇ 2nd load), it is possible to support the exercise continuation by reducing the load only when the trainee needs it. Further, it is preferable because stimulation to the muscles of the trainee is not too large.
  • the load reduction function according to the present invention is activated during the exercise of pushing up the handlebar.
  • a load reduction function may be used in the exercise of pulling down.
  • the first direction and the second direction are not limited to linear movements, but may be directions that are opposite to each other. Includes.
  • a force The third invention of the present application is also applicable to a training device in which a single person moves a shin of a foot sitting on a chair.
  • a fifth aspect of the present invention is the invention according to the fourth aspect, wherein the load adjusting unit maintains the second load until the movable unit monitoring unit detects that the moving direction of the movable unit is switched.
  • a training device is provided.
  • the second direction is changed until the moving direction of the handlebar is switched to the upward force and the downward direction. Maintaining the load and making the load the third load when switching occurs. Further, for example, in the case of a motion of lowering the handlebar such as rowing, when the handlebar is lowered and the load changes to the first load force and the second load, the second load is applied until the handlebar turns from lowering to rising. The third load is maintained when the load is switched. In this case, resuming exercise can be supported by maintaining the reduced load value until the handlebar is fully raised or lowered.
  • the load adjusting unit is configured to switch the moving direction of the movable unit by the movable unit monitoring unit to the first load or less and the second load or more. Providing a training device, wherein the third load is adjusted to a range.
  • Invention 7 provides the training device according to Invention 16 in which the movable portion is movable in a first direction and a second direction opposite to the first direction.
  • the movable section monitoring means further monitors the moving direction of the movable section.
  • the load adjusting means reduces the load from the first load to the second load only when the movable portion is moving along the first direction.
  • the first load force is reduced only to the second load only when the handlebar is moving in the ascending direction (this is the first direction).
  • the third load may be the same as the first load.
  • the trainer's load capacity when lowering the handlebar is higher than the trainee's load capacity when raising the handlebar.
  • the trainee lowering the handlebar only supports the downward load, and is therefore more physically able to withstand the load than when pushing the handlebar upward. Therefore, there is little need to reduce the load when lowering the handlebar.
  • the load reduction function according to the present invention is activated during the exercise of pushing up the handlebar.
  • a load reduction function may be used in the exercise of pulling down.
  • the first direction and the second direction are not limited to linear movements, but may be any directions that are opposite to each other, for example, a curved movement direction that draws an arc.
  • the third invention of the present application can also be applied to a training device in which a person who is a trainer who moves mainly in a vertical direction moves the shin of a foot sitting on a chair. It is.
  • the movable portion monitoring means monitors a speed of movement of the movable portion, and a case where the state in which the speed decreases to a predetermined value or less continues for a predetermined time.
  • the load adjusting means is When the state in which the writing speed has decreased to a predetermined value or less continues for a predetermined time, the first load is reduced to the second load.
  • monitoring the moving speed of the movable part can be cited. Since the moving speed can be detected by monitoring the number of rotations of the motor, the movable state of the movable portion can be easily and accurately grasped.
  • a ninth aspect of the present invention is the training device according to the eighteenth aspect, further comprising: a display unit; and an instruction unit that outputs an instruction regarding a movable timing of moving the movable unit to the display unit. Provide equipment.
  • the movable timing is, for example, the tempo at which the trainee moves the handlebar.
  • a speaker may be provided to output shouts and music that match the tempo.
  • the movable timing it is preferable to change the movable timing to be instructed according to personal data such as age, gender, and muscular strength and the weight of the load. Also, when the trainee stops exercising halfway, it is not necessary to change the movable timing instructed regardless of the actual movement of the handlebar, or change the movable timing instructed according to the actual movement of the handlebar. Is also good.
  • a tenth aspect of the present invention is the invention according to the ninth aspect, wherein the instructing means outputs an instruction relating to the movable timing by displaying an indicator of a movable timing for moving the movable portion on the display section in a diagram.
  • the instructing means outputs an instruction relating to the movable timing by displaying an indicator of a movable timing for moving the movable portion on the display section in a diagram.
  • a window Take the bench press again as an example.
  • a window Take the bench press again as an example.
  • a simulation bar moving up and down in the window # Take the bench press again as an example.
  • the height of the window (the height in the direction perpendicular to the floor) is assumed to correspond to the movable range of the movable part in a pseudo manner.
  • the combination of the top and bottom of the simulated bar and the number indicating the rhythm specifies the tempo at which the trainee moves the handlebar.
  • the index is displayed in a chart or the like so that the trainee can visually recognize the speed at which the movable part should fluctuate and the timing such as start, movement, stop, etc., and reflect the timing on the exercise. is there.
  • the combination of the simulated bar and the number is used as an index. Not only the simulation bar but also the simulation bar may be such that the light spot moves along the arc of the pie graph. You may also play BGM that matches the timing of the movement of the above indicators! / ,.
  • Invention 11 provides the training device according to invention 9 or 10, wherein the movable section monitoring means monitors the speed of movement of the movable section.
  • the instructing means changes the instructed movable timing in accordance with a change in the speed of the movable portion.
  • the specified tempo can be slowed down or the tempo can be stopped. If the trainee can follow the slowed specified tempo, he or she will be satisfied that he has achieved the target number of times without changing the load.
  • the designated tempo is reduced while reducing the load. If the trainee has a high degree of fatigue, it is preferable that the designated tempo be slowed down in addition to the reduction of the load, because it is easier to resume exercise.
  • the invention 12 is the invention 9-11, in which when the movable state of the movable portion is stagnant, the load adjusting means reduces the first load force to the second load, and reduces the second load. If the movable unit starts moving again after the reduction, the instruction means instructs a movable timing according to the reduced load.
  • the designated tempo when the exercise is resumed due to the reduced load, the designated tempo may be increased.
  • the amount of exercise reduced in load can be compensated for by increasing the tempo.
  • the trainee can get a certain feeling of achievement by increasing the exercise speed, although the load is reduced.
  • the tempo after load reduction is preferably determined based on personal data such as age, gender, and muscular strength and the weight of the load, as well as the difference between the load before the reduction and the load before and after the reduction.
  • BGM is originally synchronized with the above tempo in order to take the rhythm of exercise, so if the tempo is slowed down, the music will flow slowly and the trainee will be able to self This is because they may be aware of their fatigue status, and may reduce their sense of accomplishment.
  • the thirteenth invention provides the training device according to the third invention, further comprising a seat cut that can be switched between the first position and the second position.
  • the setting means sets different reference positions for the first position and the second position of the seat unit.
  • the trainee can use the training device having one handlebar to perform different types of exercise. For example, when the seat is in the sitting position (first position), shoulder press and pull down are performed. When the seat is in the supine position (second position), perform chest press and rowing. When the trainee switches between the sitting position and the supine position during the exercise, the handlebar may be moved above or below the movable range to switch the seat position.
  • the shoulder press and the chest press are exercises that require a lifting force to raise the handlebar. In these exercises, when the handlebar to be moved up and down is lowered, the trainer gradually lowers the handlebar while descending while applying force so as to support the descending handlebar.
  • the training load can be reduced as necessary, so that the trainee can achieve the training target. Therefore, the trainee can be filled with a sense of fulfillment and motivated.
  • FIG. 1 A training device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG.2 An example of the training device in Fig.1 (with the seat up) ⁇ 3] An example of the training device in Fig. 1 (with the seat sleeping)
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of the flow of a main routine performed by the calculation unit in FIG. 1
  • FIG. 12 A flowchart showing an example of the flow of a seat position confirmation subroutine executed in step SI1 of the main routine of FIG.
  • FIG. 13 (a) is a flowchart showing an example of the flow of a load adjustment routine performed by the calculation section of FIG. 1 (a).
  • FIG. 13b is a flowchart showing an example of the flow of a load adjustment routine performed by the calculation section of FIG. 1 (b) Description
  • a motor applies a load to a handlebar (corresponding to a movable portion) driven by the exerciser's exercise. If the trainer moving the handlebars stops moving or almost stops moving, gradually reduce the load. If the handlebars start moving again due to reduced load, consider the trainee to have resumed exercise and maintain the current load at least temporarily.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a training device 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • the traying device 100 is installed in a store, for example, and is connected to a server 200 in the store.
  • the server 200 stores the trainee's personal data and transmits it in response to a request from the training device 100.
  • the server 200 is installed only in the store, but an out-of-store server that connects the servers in the store nationwide or worldwide may be installed. Member data may be stored in such a server outside the store, and the server at each store may access it.
  • the training device 100 has a main body 10 (corresponding to a seat unit), a control unit 30, an input unit 50, a monitor 70, and speakers 90a and 90b. Details of the main body 10 and the control unit 30 will be described later.
  • the control unit 30 is a computer including a CPU, a ROM, a RAM, a node disk, and the like.
  • the input unit 50 has a function of receiving data input, and can be realized by, for example, a receiving unit, a numeric keypad unit, or a card reader of a transbonder.
  • the monitor 70 and the speaker 90 output images and sounds according to the program stored in the control unit 30.
  • FIGS. 2 and 3 show an example of the training device 100.
  • the training device 100 is used to train the back, shoulder, and chest muscles by moving a handlebar (corresponding to a movable part) 11 up and down along a guide rail 12 by a trainee sitting on a seat. It has a structure that can be used.
  • the handlebar 11 is slidably attached along a guide rail 12 perpendicular to the installation surface of the main body 10.
  • the handlebar 11 is fixed to a belt 13.
  • the belt 13 is driven by two pulleys 14a and 14b provided at the upper and lower ends of the guide rail 12.
  • the pulley 14b shares a rotation axis with the torque motor 15 serving as a load generator.
  • the rotation direction, rotation speed, number of rotations, and the like of the torque motor 15 are controlled by the control unit 30 via the motor signal processing unit 23.
  • the torque motor 15 applies a torque to the pulley 14b to apply a load to the handlebar 11.
  • a servo motor, a stepping motor, or the like can be used instead of the torque motor.
  • a load may be applied to the handlebar 11 using an electromagnetic brake or the like instead of the motor.
  • the seat 16 of the main body 10 is slidable along a seat rail 17 parallel to the installation surface of the main body 10.
  • the backrest 18 wakes up and sleeps depending on the position of the seat 16.
  • 2 and 3 show the change in the position of the seat 16 and the backrest 18.
  • FIG. FIG. 2 shows when the seat 16 is in the rearmost position, showing that the backrest 18 is substantially upright with respect to the seat 16 (first position).
  • the exercises that can be performed by the trainee in the state of FIG. 2 are shoulder-press and pull-down performed in the sitting position.
  • FIG. 3 shows a state in which the seat 16 is at the forefront position, and shows that the backrest 18 is substantially flush with the seat 16 (second position).
  • a hydraulic damper 19 is attached to the backrest 18 to facilitate the position change of the seat 16 and the backrest 18.
  • the exercises that the trainee can perform in the state shown in Fig. 3 above are chest press and rowing performed in the supine position.
  • the handlebar 11 is moved above or below the movable range described below to put the knob bar 11 in a no-load state. It is only necessary to switch the seat position in advance.
  • Pulldown (Fig. 2) and rowing (Fig. 3) are movements that require a pulling-down force to lower the handlebar.
  • the force is applied to pull back the handlebar that is going to rise upward without permission. Gradually return to the top while inserting. Therefore, in the case of these exercises, lowering the handlebars places a greater load on the trainee than raising them.
  • a guide rail 12, a belt 13, pulleys 14a and 14b, a torque motor 15, and a seat rail 17 are attached to the frame 20 having a lateral force shape. Further, the frame 20 is provided with no switches 21a and 21b and seat switches 22a and 22b. The bar switches 21a and 21b are turned on and off when the handlebar 11 comes to the upper limit position or the lower limit position, and send a signal to the control unit 30. When the seat 16 comes to the frontmost position or the rearmost position, the seat switches 22a and 22b turn on and off, and send a signal to the control unit 30.
  • the training device 100 roughly has a training function and an exercise amount adjustment function. Each function is realized by the control unit 30.
  • control unit 30 has the following functions (a) to (f).
  • a detection processing unit 31 that processes a detection signal from the main body 10.
  • the detection signals are signals from the motor signal processing unit 23, the bar switches 21a and 21b, and the sheet switches 22a and 22b.
  • a communication control unit 33 for transmitting and receiving personal data to and from the server 200,
  • an image generator 34 for generating display data for the monitor 70,
  • the calculation unit 36 executes a program for realizing (A) the training function and (B) the exercise amount adjusting function.
  • the calculation unit 36 includes a movable unit monitoring unit 36a, a load adjustment unit 36b, a restart support unit 36c, a tempo instruction unit 36d, and a training unit 36e, and these two functions are realized.
  • the training function is realized by the training unit 36e of the arithmetic unit 36 executing a training program stored in a semiconductor memory (not shown).
  • the training program accepts the input of the trainee's personal data, measures the trainee's maximum muscular strength 1RM (repetition maximum), receives the mode selection, performs processing for each mode, specifies the seat position, and explains the training method.
  • FIG. 4 is a screen for accepting input of personal data which is output by the calculation unit 36 to the monitor 70.
  • the trainer inputs the missing personal data from the input unit 50.
  • the personal data is, for example, age, gender, weight, and height. Some personal data is obtained by measurement.
  • the maximum muscular strength 1RM and the movable range of the handlebar 11 for each training type described later are personal data obtained by measurement.
  • FIG. 5 is an example of a screen showing the measurement result of the maximum muscular strength 1RM.
  • FIG. 6 shows a mode selection screen output from the calculation unit 36 to the monitor 70.
  • the trainee can select any of the various modes on this screen.
  • “measurement mode”, “program mode”, and “manual mode” can be selected.
  • the calculation unit 36 measures an area where the trainee can move the handlebar 11 that is a movable part, that is, a movable range for each training type.
  • the movable range is a part of the movable region that is the maximum region where the handlebar 11 can move, and is a region where the trainee can move the handlebar 11 as described above.
  • Movable range The frame is defined by a reference position measured in the measurement mode.
  • the region up to the lower end position (corresponding to the reference position) and the upper end position (corresponding to the reference position) of the handlebar moved by the trainee in the “measurement mode” corresponds to the movable range.
  • the present invention is not limited to this as long as the target training device changes.
  • the arc-shaped region in which the trainee can move is the movable range.
  • the movable range also includes a case where only one end of the movable section where the trainee can move the movable section is set. For example, when moving the handlebar vertically, only the lower end (corresponding to the reference position) can be set, and the upper end can be left unset.
  • the setting of the lower end is in the direction in which the handlebar is descending, and it is possible to omit the upper end, which is a necessary condition for ensuring the safety of the trainee.
  • the setting for the upper end gives the trainee the motivation to continue the training by lifting the load a little more, and if this effect is also provided as a function, the movable range It is desirable to set both the upper and lower edges as! / ,.
  • an optimal maximum muscular strength 1RM is set for each trainee. Specifically, when the trainee's personal data (weight, gender, age, body fat, etc.) is stored in a fitness club, etc., an estimated load weight, which is a provisional load weight, is calculated based on the personal data. Is done. The trainee is measured how many times the handlebar can be raised and lowered under the load set by the estimated load weight, and a maximum of 1 RM for this trainee is determined based on a predetermined formula according to this number. You.
  • the calculation unit 36 sets the load and the target number of times, and controls the screen and audio output based on the set numerical values.
  • the load is received from the trainee, and the screen and audio output are controlled according to the set load.
  • the trainee is prepared to perform as much training as he wants.
  • the present invention is not limited to this, and the setting of the target number of times may be received.
  • FIGS. 7 and 8 show examples of screens for instructing a seat position, posture, and training method suitable for the type of training to be started. The trainee follows the instructions, adjusts the seat position, takes the training posture, and executes the training method.
  • FIG. 9 shows an example of a display screen in the program mode.
  • the calculation unit 36 outputs the load weight, the number of times of the target, the number of times of execution, a sample of the training, and the like to the screen.
  • FIG. 10 shows an example of a display screen when training is completed. This screen accepts the selection of whether or not the training is to end.
  • the calculation unit 36 includes a movable unit monitoring unit 36a, a load adjustment unit 36b, a restart support unit 36c, and a tempo instruction unit 36d.
  • the exercise adjustment function is realized by executing the exercise adjustment program stored in the semiconductor memory (not shown) by each of the units 36a-d.
  • the exercise adjustment program adjusts the load applied to the handlebar 11 and the designated tempo for moving the handlebar 11 up and down.
  • the functions of the movement adjustment program will be further described, divided into (1) load adjustment function and (2) designated tempo adjustment function.
  • the movable section monitoring section 36a (corresponding to a movable section monitoring means) continuously monitors the movable state (moving state) of the handlebar 11.
  • the moving speed of the handlebar 11 is monitored as a movable state.
  • the speed at which the handlebar 11 moves is monitored by detecting the rotation speed of the torque motor 15 with the detection signal processing unit 31.
  • the load adjusting unit 36b (corresponding to a load adjusting unit) regards the handlebar 11 as stagnant, and sets the load on the handlebar 11 as a load. Gradually reduce.
  • the load is reduced by a predetermined value, and each time the load is reduced, it is determined whether or not the speed of the handlebar 11 is equal to or more than a predetermined value.
  • the predetermined operation time is a training time during which the handlebar 11 should reciprocate.
  • the restart support unit 36c (corresponding to the restart support means) regards the training person as having resumed exercise, and reduces the load at that time at least temporarily. To maintain. In this case, the stagnation of the handlebar 11 means that the handlebar 11 is completely stopped. And a case where the speed is equal to or less than a predetermined value.
  • the calculating unit 36 may continue the training with the load W2 as it is, or may return from the load W2 to the load W1 after a certain time!
  • the method of monitoring the movable state of the handlebar 11 is not limited to this.
  • the method of monitoring the movable state of the handlebar 11 is not limited to this.
  • the arithmetic unit 36 may monitor a predetermined start position force of the handlebar 11 and an arrival time to a predetermined arrival point. Even if the speed decreases before reaching the arrival point, and if the speed returns halfway and reaches the arrival point within a predetermined time, the calculation unit 36 determines that the handlebar 11 does not stagnate. It is assumed that Conversely, if the vehicle does not arrive within the specified time, it is regarded as stagnant, the load is reduced, and the arrival of the movable part at the arrival point is supported. In this case, the stagnation of the handlebar 11 refers to a case where the handlebar 11 does not reach the reaching point even in the predetermined time.
  • the predetermined operation time is a training time for the handlebar to reciprocate between the start position and the arrival point.
  • the training apparatus having such a load reduction function supports the resumption and continuation of exercise by gradually reducing the load when the trainee cannot continue exercise due to fatigue. For this reason, the trainee can obtain a sense of accomplishment that the target number of exercises has been achieved even though the load is slightly reduced on the way.
  • the load adjustment unit 36b of the calculation unit 36 reduces the load from the load W1 to the load W2, and then returns the load at a predetermined timing (corresponding to a load adjustment unit). Specifically, after the handlebar 11 reaches a predetermined position by resuming exercise, the load is increased within a range not exceeding the load W1 before reduction.
  • the trainee since the trainee only supports the load coming downward, it is physically easier to withstand than when pushing up the load upward.
  • the difference (W3-W2) between the reduced load W2 and the returning load W3 is not too large. If the difference between the loads is large, the muscles are stimulated too much, even if the exercise is to lower the load while supporting it.
  • the load W3 after returning should not exceed the load W1 before reduction (W3 ⁇ W1) and the upper limit should be 130% -140% of the load W2 after reduction (W3 ⁇ W2 X 1.3—1.4).
  • the reduction of the load is performed only when the handlebar 11 is raised and not when the handlebar 11 is lowered in the case of a chest press as an example. That is, the computing unit 36 monitors the direction of movement of the handlebar 11, and adjusts the load only when the handlebar 11 is raised. This is because the load capacity of the trainer when lowering the handlebar 11 is higher than the load capacity of the trainee when raising the handlebar 11 as described above, and the load is reduced when the handlebar 11 is lowered. It is not necessary to do so. In other words, because the trainee only supports the load coming downward, it is physically easier to withstand the load than pushing it upward. The direction in which the handlebar 11 moves is monitored by detecting the rotation direction of the torque motor 15 with the detection signal processing unit 31.
  • the above-described load reduction is described by taking as an example an exercise in which a load is applied to the trainee when the handlebar 11 is pushed up like a chest press. Conversely, if the exercise involves a load on the trainer when lowering the handlebar 11 such as rowing, the load is reduced when the handlebar 11 is pulled down.
  • the load adjustment unit 36b of the calculation unit 36 measures the movable range in which the trainee can move the handlebar 11.
  • the range of motion is individual by the trainee There is a difference. Further, the movable range differs depending on the training site. Therefore, the movable range is measured for each trainee and for each type of training. Furthermore, even for the same part of the same trainee, the range of movement measured at different times is generally slightly different. Therefore, it is preferable to set an appropriate play width and an expiration date of data in the measured movable range. Note that the position of the handlebar 11 can be detected from the number of rotations and the direction of rotation of the torque motor 15 from the initial position.
  • the calculation unit 36 In the measurement of the movable range, the calculation unit 36 outputs an instruction for the trainee to take an appropriate posture according to the type of training. Further, the arithmetic unit 36 outputs an instruction to move the handlebar 11 within the maximum range in which the trainee can move, and detects the highest position and the lowest position of the handlebar 11. Instructions should be output by screen and audio.
  • FIG. 7 and FIG. 8 are examples of screens for instructing a posture according to the type of training.
  • FIG. 9 is an example of a screen for instructing a trainee to perform a predetermined movement.
  • the calculation unit 36 adjusts the load to zero when the handlebar 11 is located outside the measured movable range.
  • a predetermined width for example, a play of ⁇ 5%
  • a play of ⁇ 5% may be set as the upper and lower limits of the movable range. For example, if the highest position measured is 80 cm and the lowest position is 30 cm, the highest position can be regarded as 76-84 cm, and the lowest position if 28.5-31.5 cm. If the height of the handlebar 11 exceeds 84 cm or falls below 28.5 cm, the load is adjusted to zero.
  • this allows the trainee to stop the exercise at any time by simply moving the handlebar 11 out of the movable range when the exerciser wants to stop the exercise. Therefore, It is easy to immediately respond to any urgent use during exercise, and the training device can have excellent operability.
  • the trainee can be freed from anxiety that the handlebar 11 may fall, for example, and can train in a mentally stable state. be able to.
  • the calculating unit 36 transmits the measured movable range to the server 300 in association with the ID for identifying the trainee and the type of training. This value is stored in the server 300 as a valid value within one month from the measurement date, for example.
  • the movable range is one that may change every moment depending on the way of movement of the trainee and the change of the trainee's body during measurement.
  • the movable section monitoring section 36a counts the number of times the handlebar 11 is moved up and down.
  • a counting method there is a method of counting when the handlebar 11 is moved to a width of the upper 10% or the lower 10% of the display movable range.
  • the display movable range is a range displayed on the monitor 70 among the movable ranges.
  • the calculation unit 36 may be made lighter by merely reducing the load on the handlebar 11. For example, if the movement of the handlebar 11 is faster than a specified tempo described later, the load is considered to be too light for a trainer. In that case, the calculation unit 36 gradually increases the load, for example, by AW, and monitors the speed of the handlebar 11 every time the load is increased. In addition, a new designated tempo is calculated each time the weight is increased, and the designated tempo is compared with the speed of the handlebar 11. The load can be gradually increased until the difference between the two falls below a predetermined range, and the load can be adjusted so that the load becomes appropriate for the trainee. The specified tempo is calculated according to the personal data and the weight of the load.
  • the training apparatus 100 may output, as a chart, an index of the movable timing at which the handlebar 11 should be moved up and down.
  • the tempo instructing section 36d (corresponding to an instructing means) of the computing section 36 is a screen data for instructing a tempo determined by a combination of rhythm and speed.
  • the audio data are generated and output to the monitor 70 and the speaker 90.
  • the designated tempo should be calculated according to personal data such as age, gender, and muscle strength, or the weight of the load.
  • the training device 100 outputs the designated tempo, the trainee strives to move the handlebar 11 at an appropriate speed, and it can be expected that the exercise effect will be enhanced.
  • the tempo instruction unit 36d may output a shout or music that matches the tempo from the speaker 90 in accordance with the screen. Trainees exercise with a sense of play and enjoyment, reducing the pain of exercise.
  • FIG. 9 is an example of a screen for designating a designated tempo.
  • This screen displays a movable range window 71, a rhythm mark 72, a simulation bar 73, a direction mark 74, and a direction indication mark 75.
  • the range window 71 represents the range of motion of the trainee.
  • the upper end of the movable range window 71 corresponds to the highest position of the trainee's movable range, and the lower end of the movable range window 71 corresponds to the lowest position of the trainee's movable range.
  • the rhythm mark 72 indicates a rhythm for moving the handlebar 11 up and down. In this example, the rhythm mark 72 indicates that the handlebar 11 is raised and lowered in four beats.
  • the numbers (1, 2, 3, 4) of the rhythm mark 72 are serial numbers indicating the order of movement.
  • the simulation bar 73 moves up and down within the movable range window 71 at a specified speed. The trainee should make an effort to raise and lower the handlebar 11 in accordance with the vertical movement of the simulation bar 73.
  • the direction mark 74 and the direction instruction mark 75 specify the moving direction of the handlebar 11 together with the simulation bar 73. If the direction indication mark 75 is moving along the direction mark 74a indicating upward, it is an instruction to raise the handlebar 11. Conversely, if the direction indicating mark 75 is moving along the direction mark 74b indicating downward, it is an instruction to lower the handlebar 11.
  • the direction indication mark 75 moves up and down in the movable range window 71 in synchronization with the simulation bar 73, and switches the designation of the direction marks 74a and 74b each time it reaches the upper end and the lower end.
  • the calculation unit 36 may output the specified tempo regardless of the actual movement of the handlebar 11 when the trainee stops the exercise halfway, but the tempo to be output according to the actual movement of the handlebar 11 May be loosened. For example, the calculation unit 36 determines the speed of the handlebar 11 When the speed falls below a predetermined value, the designated tempo may be reduced according to the speed of the handlebar 11. If the trainee can keep up with the slowed down tempo, he / she can be satisfied that he / she could continue the exercise without changing the load.
  • the specified tempo When the difference between the movement of handlebar 11 and the specified tempo exceeds a predetermined range, the specified tempo may be reduced or increased. It is possible to prevent the output of the specified tempo from being too meaningful because the deviation is too large.
  • the designated tempo when the speed at which the handlebar 11 is pushed up decreases, the designated tempo may be reduced while reducing the load. If the trainee has a high degree of fatigue, it is preferable to slow down the designated tempo in addition to reducing the load, because it is easier to resume exercise. At this time, it is recommended that the load reduction be minimized so that training can be resumed, and the specified tempo be slow enough so that the gap between the handlebar 11 and the specified tempo falls within a predetermined range!
  • the designated tempo when the exercise is resumed with the reduced load W2, the designated tempo may be increased in accordance with the reduced load W2. In this way, the amount of exercise reduced in load can be compensated for by increasing the tempo.
  • the trainee can gain a sense of accomplishment by increasing the exercise speed despite the reduced load. For example, if the speeds corresponding to the specified tempo before and after the load reduction are VI and V2, respectively, the specified tempo is determined so that (W2'V2) Z (W1'VI) is a value within the predetermined range. May be.
  • Adjustment of the designated tempo is preferably performed based on the load value and the difference between the load before and after the reduction, in addition to the personal data such as age, gender, and muscle strength, and the weight of the load.
  • the tempo instructing section 36d of the calculating section 36 is used to display a table displayed in the movable range window 71 on the monitor 70.
  • the indicated movable range is a range narrower than the width of the measured movable range.
  • the display movable range may be set to a range in which the actual movable range force has been deleted by 10% above and below. In this way, the trainee looking at the monitor 70, for example, at the point where the handlebar 11 seems to have reached the lower end of the movable range, will not be out of the actual movable range without further lowering by 10%.
  • the simulation is performed at the lower end of the movable range window 70 on the motor 70 only when the handlebar 11 is raised by 10% from the lower end of the true movable range. Bar 73 is displayed.
  • the reason why the display movable range that is smaller than the true movable range is displayed on the monitor 70 is as follows. That is, for example, when the handlebar 11 is pushed upward, the handlebar 11 is already in the movable range before the movement of the handlebar 11 is displayed on the monitor 70. It is necessary to knead. Motion required by the trainee before the simulated bar 73 is displayed. This acts as a preliminary motion for the trainee. Since it is difficult for a human to exert a predetermined force instantaneously, by performing such a preliminary operation, the simulated bar 73 on the monitor 70 is moved in accordance with the movement rising from the lower end of the movable range window 71, The trainee can accelerate the handlebar 11 to smoothly exert the force against the load.
  • the trainee also applies a predetermined force to the lower end of the range of motion window 71 at a stretch. Must be issued. This reduces the usability of the training device. In order to prevent this, it is desirable to display the simulated bar 73 with the movable range window 71 corresponding to a display movable range narrower than the movable range.
  • the calculation unit 36 roughly executes (1) a main routine and (2) a load adjustment routine.
  • the load adjustment routine is executed independently of the main routine.
  • FIG. 11 is a flowchart showing an example of the flow of a main routine executed by the arithmetic unit 36. It is. In the main routine, acquisition of personal data, determination of the trainee's need to measure the movable range, and processing for each mode are performed.
  • Step S1 When the training device 100 is activated, the computing unit 36 starts a demonstration showing an outline of the training method.
  • Step S2 The arithmetic unit 36 waits for input of the enter button or the quick start button while performing the demonstration.
  • the enter button and the quick start button are provided in the input unit 50.
  • Steps S3-S6 The arithmetic unit 36 acquires personal data from the server 200 or has the trainer input. Specifically, when a user ID is input by the transponder during the demonstration (S3), the calculation unit 36 acquires personal data corresponding to the input user ID from the in-store server 200. If there is no missing in the acquired personal data (S4), the process proceeds to step S7. If there is no input of the transbonder force (S3), the arithmetic unit 36 outputs a notification that the trainee cannot be authenticated, and inquires of the intention to continue the processing (S5). If there is a will to continue, a data entry screen (see FIG. 4) is displayed and personal data entry is accepted (S6). In addition, even when the personal data acquired from the in-store server 300 is missing, the input of the personal data from the data input screen is accepted (S4, S6).
  • Steps S7-S8 When the decision button is pressed during the demonstration (S7), the operation unit 36 accepts the selection of the mode and the part by the trainee.
  • Step SI1 The calculation unit 36 executes a sheet position confirmation subroutine described later. With this processing, the seat position is determined according to the part of the training to be performed now.
  • Step S12 When the training site and the seat position corresponding thereto are determined in steps S8, S10, and S11, the calculation unit 36 extracts the trainee's movable range for the training site from personal data.
  • Step S13 The calculation unit 36 determines the mode or the training site according to the set mode. A load is applied to the handlebar 11. As described later, the load on the handlebar 11 changes according to the movable state of the handlebar 11 during training.
  • Step S14 The arithmetic unit 36 starts training processing according to the set mode and the selected part. For example, if the “manual mode” is set, the calculation unit 36 starts a program for controlling the output of the screen and the sound according to the setting of the training part, the load, and the target number of times selected by the trainee. If the "program mode” is set, the arithmetic unit 36 starts a program for outputting a screen or sound according to a pre-stored training program corresponding to the selected part. This program sets the load and target times based on personal data such as the trainee's maximum muscular strength 1RM, gender, and age.
  • the indicated tempo, the current load value, and the like are output to the monitor 70 by a load adjustment routine (details will be described later) that is executed independently of the main routine.
  • the calculation unit 36 stores the exercise result in the in-store server 300, and returns to step S1.
  • the conditions for ending the training process are a case where the training process is completed and a case where the termination is instructed from a load adjustment routine described later.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of the flow of a sheet position confirmation subroutine executed by the calculation unit 36.
  • Steps S201 and S202 The arithmetic unit 36 determines whether or not the seat position needs to be changed based on the training site to be performed (S201). If a change is required, the process proceeds to step S202, and a screen for instructing a change in the sheet position is output to the monitor 70. If no change is necessary, the process returns to the main routine.
  • Steps S203 and S204 The arithmetic unit 36 waits for the seat position to be changed (S203), and outputs a screen for instructing the trainee to sit on the monitor 70 when the seat position is changed (S204). ).
  • the change of the seat position is determined by detecting signals from the bar switches 21a, b and the sheet switches 22a, b.
  • Step S205 The arithmetic unit 36 waits for the trainee to press the enter button (S205), and returns to the main routine.
  • FIGS. 13A and 13B are flow charts showing an example of the flow of the load adjustment routine executed by the calculation unit 36.
  • the arithmetic unit 36 executes the load adjustment routine when the processing in the program mode or the manual mode is being executed. This process is performed in the following flow.
  • Step S100 The arithmetic unit 36 determines whether or not the force is set to the program mode or the manual mode. This is because the load is not reduced when the bar is powered or the maximum muscular strength is measured in the measurement mode.
  • Step S101-S102 The calculation unit 36 monitors that the moving speed of the handlebar 11 is lower than the predetermined speed (S101), and when the speed becomes lower than the predetermined speed, the trainee stops moving. And an encouraging message is output (S102).
  • Step S103 S104: If the speed of the handlebar 11 is lower than or equal to the predetermined speed even after the predetermined time T2 has elapsed (S103), the calculation unit 36 determines that the direction of movement of the handlebar 11 is upward (positive rep and (! /, U) or downward (negative rep and! /, U) (S104).
  • Step S106 As a result of the reduction, the calculation unit 36 determines whether or not the handlebar 11 starts moving at a predetermined speed or higher (S106). For example, even if a predetermined time has passed, the handlebar
  • Step S107 If the speed of the handlebar 11 does not become equal to or more than the predetermined value even if the load is reduced, the arithmetic unit 36 determines whether the load can be further reduced. That is, the calculation unit 36 determines whether the load exceeds zero. If the load has not become zero, the process returns to step S105 again. In this way, the load is reduced by AW until the load is reduced to zero, and the process waits for the handlebar 11 to start moving.
  • Step S108 When the reduced load becomes zero, the arithmetic unit 36 instructs the main routine to end the exercise, and ends the processing. Since the handlebar 11 does not start to move even when the load becomes zero, the trainee can consider that he does not intend to continue the training.
  • Step S109 When the node bar 11 starts to move as a result of reducing the load, the arithmetic unit 36 stops reducing the load any more and maintains the value W2 of the reduced load.
  • Step S110 The arithmetic unit 36 maintains the load W2 until the handlebar 11 reaches the upper end of the movable range while maintaining the load value W2.
  • the determination as to whether or not the upper end has been reached is preferably made so as to allow some play.
  • the determination as to whether or not the upper end has been reached is made based on whether or not the handlebar 11 has reached the highest position in the movable range. This is not necessarily limited to this determination. Even if it is within the range, if it reaches the predetermined height, it will reach the upper end A display to that effect may be displayed on the monitor 70, and the trainee may be instructed to move in the opposite direction, while the load setting as described above may be performed.
  • the movable range depending on the device, only the lower end position when the handlebar is lowered may be set, and the movable range may not be set for the upper part. Just do it.
  • Step S113 When the handlebar 11 reaches the upper end of the movable range, the calculation section 36 determines whether or not the load can be returned to the original. This determination is made based on whether or not the difference between the load W1 before the reduction and the load W2 after the reduction exceeds a predetermined upper limit. For example, if the load W2 force before the weight loss is 130% or less of the load W1 after the weight loss, it is determined that the load value may be returned to the original value W1.
  • Step S114 If the difference between the load W1 before the weight loss and the load W2 after the weight loss does not exceed the predetermined upper limit, the calculation unit 36 returns the load to W1. For example, if W1 ⁇ W2 X1.3, the load is returned to W1.
  • Step S115 If the difference between the load W1 before the decrease and the load W2 after the decrease exceeds a predetermined upper limit, the calculation unit 36 increases the load to the upper limit. For example, if W1> W2 X 1.3, return the load to W2 X 1.3.
  • Step SI19 If the time required for the handlebar 11 to reach the lower end of the movable range from the upper end to the lower end of the movable range exceeds the predetermined time T4, the arithmetic unit 36 instructs the main routine to end the exercise, and executes the processing. The process ends (S118). For example, if the trainee lowers the handlebar 11 too slowly, the training is deemed finished. The load adjustment routine ends, and the main routine returns to the demonstration display (Sl). [0137] Step S120-S121: The calculation unit 36 stops the process if the handlebar 11 is moved downward and substantially stopped in a state where the handlebar 11 is moved (S120), and does not move for a predetermined time T3. The process ends (S121). For example, if a trainee abandons training while lowering handlebar 11, training is considered finished.
  • the load adjustment force in the program mode and the manual mode is set in the training apparatus 100, and in which of the modes the load adjustment is performed. Can be changed as appropriate.
  • the training ends when the number of load adjustments reaches the upper limit, but this is not always necessary. Further, after the handlebar 11 is fully lifted by reducing the load W1 to the load W2, the force for increasing the load again This is not always necessary. For example, training may be performed to the end while maintaining the reduced load W2. The force that adjusts the load only when raising the handlebar 11 by calorie.In the device that performs other types of training, the trainee's driving force S should be adjusted when moving in any direction. You can also
  • the training device supports a trainee so that training can be continued when the fatigue of the trainee is detected.
  • the support will be provided to the minimum necessary to resume the training and the trainee will have a reasonable sense of accomplishment after training.
  • the load is gradually reduced so as not to give a strong stimulus to the muscles, and the upper limit of the number of times of the support is preferably set. Therefore, the burden on the trainee can be prevented by reducing the load.
  • (A) when the fatigue of the trainee is detected, only the adjustment of the load is performed.
  • the adjustment of the designated tempo for raising and lowering the handlebar 11 may be performed together with the adjustment of the load. For example, increasing the designated tempo instead of reducing the load, or decreasing the designated tempo when trainee fatigue is detected.
  • a program for executing the above method on a computer and a computer-readable recording medium on which the program is recorded are included in the present invention.
  • the program may be downloadable.
  • the recording medium include a computer-readable and writable flexible disk, a hard disk, a semiconductor memory, a CD-ROM, a DVD, a magneto-optical disk (MO), and others.
  • the present invention can be applied to a training device for an individual to exercise with an optimal exercise load for himself.

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Abstract

　無理なく運動を目標まで継続させ、達成感を与える。トレーニング者の運動により駆動されるハンドルバー１１にトルクモータ１５により負荷をかける。ハンドルバー１１を動かすトレーニング者の動きが止まりそうになったら、負荷を徐々に軽減する。負荷を軽減したことによりハンドルバー１１が再び動き始めたら、トレーニング者が運動を再開したと見なし、そのときの負荷を、例えばハンドルバー１１の移動方向が変わるまで維持する。トレーニング者の疲労の限界において負荷を徐々に軽減することにより、運動の再開・継続を促進することができる。従って、トレーニング者は当初運動を始めるにあたり目標としていた運動量を達成できるという充実感を得ることができる。                                                                                 

Description

明 細 書
トレーニング装置
技術分野
[0001] 本発明は、個人が体力向上のために運動を行うトレーニング機器に関する。
背景技術
[0002] 従来、個人が適切な負荷で運動するためのさまざまなトレーニング機器が提案され ている。例えば特許文献 1には、トレーニング者に負荷を与えるための負荷量可変式 付加装置を有するトレーニング機制御装置が開示されている。この制御装置は、トレ 一-ング者の運動量を検出し、検出した運動量を所要の過疲労判別用基準値と比 較する。検出運動量が前記基準値より小さい状態が所定時間以上継続すると、整理 運動モードに切り替わって負荷装置の負荷量が徐々に低減される。従って、トレー- ング者は、疲労した場合に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で き、安全にトレーニングを中断することができると記載されている。
[0003] また特許文献 2には、負荷としてトルクモータを使用し、負荷をプログラム制御する 筋力トレーニング装置が記載されている。この装置は、運動者が操作するレバーの位 置及びレバーに作用する負荷を検出し、トルクモータの出力を制御する。以下の出 力制御が例示されている。 (a)常にレバーの位置が一定となるようにトルクモータの出 力を制御する。（b)常にトルクモータの出力を一定とする。（c)レバーの位置に応じて トルクモータの出力を制御する。（d)時間とレバーの位置とを関連づけ、レバーの位 置、すなわち時間に応じてトルクの出力を制御する。このようにウェイトではなくトルク モータにより負荷制御するため、負荷の調整が容易であると共に任意の特性に適合 させた負荷のプログラム制御が可能となると記載されている。
特許文献 1：特許第 2858852号公報
特許文献 2：実公昭 61—22609号公報
発明の開示
[0004] ところで、トレーニング者が実際にトレーニング機器を用いて負荷をかけて運動を行 う場合、途中で疲労しても、少し負荷を軽減した後は再び元の負荷で運動を続行す ることができる。しかし、前記特許文献 1に記載のトレーニング機制御装置は、ー且疲 労すると整理運動モードに入ってしまう。そのため、トレーニング者にまだ運動を続行 する気力と体力とが残っていても、負荷はどんどん軽くなり、ついには運動が終わつ てしまうことになる。
[0005] 前記特許文献 2に記載の筋力トレーニング装置は、トルクモータの出力がレバーの 位置とレバーに作用する負荷とで決まるため、トレーニング者が疲労した場合とそうで ない場合とでトルクモータの出力が同じになってしまうおそれがある。
[0006] つまり、トレーニング者が疲労した場合に運動をやめてしまうのではなぐ 目標とする 運動を完遂できるよう支援しながら無理なく運動できるトレーニング機器は未だ提案 されていない。
[0007] 本発明は、トレーニング者が疲労した場合でも、運動の目標値を完遂できるようトレ 一-ング者を支援するトレーニング機器を提供することを目的とする。
[0008] 前記課題を解決するために、発明 1は、運動用に供される可動部に電気的な負荷 発生器により第 1の負荷をかけるトレーニング装置を提供する。この装置は下記の手 段を有している。
•前記可動部が可動しているときの可動状態を監視する可動部監視手段、
•前記可動部監視手段の監視によって前記可動部の可動状態に所定の状態が検出 された場合、前記第 1の負荷を第 2の負荷に変化させる負荷調整手段。
[0009] トレーニング装置が例えばトレーニング者が仰臥状態でバーベルを上げ下げする ベンチプレスタイプのものである場合、トレーニング者が把持して上げ下げするバー ベル (本願発明の実施形態ではハンドルバー、以下ハンドルバーで説明する）が可 動部に相当する。ハンドルバーには、ウェイトに代えてサーボモータ、ステッピングモ ータ、トルクモータ、電磁ブレーキなどにより負荷が加えられる。
[0010] トレーニング者がハンドルバーを上げている途中でハンドルバーの動きが早すぎる 場合、負荷が軽すぎると見なされる。この場合、ハンドルバーの移動状態が所定の範 囲内となるまで、負荷が徐々に増加される。ハンドルバーの移動状態が所定の範囲 内となると、その時の負荷が、例えばノヽンドルバーが上がりきるまで維持される。その 後、増加した負荷の値をそのまま維持しても良いし、所定のタイミングで元に戻しても 良い。
[0011] また例えば、可動部監視手段は、ハンドルバーのスタート位置力 所定の到達ボイ ントまでの到達時間のみを監視するようにしてもよ!、。到達ポイントに到達するまでの 間に速度が速すぎると、到達時間が所定値を下回る。この場合には、到達時間が一 定の範囲にはいるよう、負荷を徐々に増カロさせる。
[0012] 以上の例は、トレーニング途中で負荷を増大させるものである力 これとは逆に、ト レーニング者にとって負荷が大きすぎる場合には負荷を低減させるようにすることが できる。
[0013] 本発明に係るトレーニング装置は、可動部監視手段によって可動部の可動状態を 継続的に監視することでトレーニング者のトレーニング時における体力の余裕度'疲 労度に応じて負荷を変化させ、適切な運動の継続を支援する。ここで、負荷の変化 の契機となるのは、上記の通り可動部の可動状態であって、単純にある一定値を下 回った、あるいは上回った時に低減または増大させるというものではなぐトレーニン グ状態に応じて変化させるものである。例えば、可動部の移動が瞬間的に停止（トレ 一-ング者が持上げられない状態)しても、それによつて直ちに負荷を低減させるも のではなぐその停止が所定時間継続しているか等の条件によって負荷変化の判断 を行う。
[0014] 発明 2は、発明 1において、前記所定の状態が前記可動部の停滞のとき、前記第 2 の負荷が前記第 1の負荷より軽減されていることを特徴とするトレーニング装置を提供 する。
[0015] トレーニング装置力 例えばトレーニング者が仰臥状態でハンドルバーを上げ下げ するベンチプレスタイプのものである場合を例に取る。トレーニング者がハンドルバー を上げている途中でノヽンドルバーが止まってしまうと、負荷が重すぎて運動が停止し たと見なされる。この場合、トレーニング者が再びノヽンドルバーを押し上げ始めるまで 、負荷が徐々に減らされる。ハンドルバーが再び上がり始めると、その時の負荷が、 例えばノヽンドルバーが上がりきるまで維持される。軽減された負荷の値を、そのまま 維持しても良いし、所定のタイミングで戻しても良い。停滞とは、所定の動作時間中に ぉ 、て可動部、例えばノヽンドルバーが所定位置に留まり移動して 、な 、状態を言 ヽ 、トレーニング中にハンドルバーが完全に停止する場合だけでなぐさらにその速さが 所定値以下になる場合を含んでいても良い。所定の動作時間とは、ハンドルバーが 往復運動すべきトレーニング時間である。
[0016] ここで、停滞とは以下の状態も含む。即ち、可動部監視手段が、ハンドルバーのス タート位置力 所定の到達ポイントまでの到達時間のみを監視する場合を想定する。 例えばスタートしてから上端の基準位置 (後述)までノヽンドルバーが 10秒以内で到達 するかどうかを監視するような場合である。到達ポイントに到達するまでの間に一旦速 度が低下しても、途中で速度が盛り返して到達ポイントに所定時間内に到達すれば、 停滞しな力つたと見なす。逆に、所定時間内に到達しなければ停滞したと見なし、負 荷を軽減し、到達ポイントへの可動部の到達を支援する。つまり、 10秒力かっても上 端の基準位置まで到達して 、な 、場合には負荷を軽減するものである。この場合、 所定の動作時間中での停滞とは、ハンドルバーがスタート位置力 到達ポイントに到 達する時間が所定時間（例えば 10秒)を超えている場合である。所定の動作時間と は、ハンドルバーがスタート位置と到達ポイントとの間を往復すべきトレーニング時間 である。
[0017] 本発明に係るトレーニング装置は、トレーニング者が疲労により運動を継続できなく なったときに、負荷を徐々に軽減することにより運動の再開を支援する。そのため、ト レーニング者は、途中で負荷が少し軽くなつたとはいえ、目標とする回数の運動をす ることができたと!/、う達成感を得ることができる。
[0018] 発明 3は、発明 1または 2において、前記可動部の可動領域に少なくとも 1つの基準 位置を設定する設定手段をさらに備えるトレーニング装置を提供する。この装置は、 前記基準位置に対して予め定められた前記可動部の可動方向に沿って、前記可動 部が前記基準位置を越えた場合に前記可動部を停止させるまたは運動に対する負 荷をゼロにする。
[0019] 再びベンチプレスを例に取る。トレーニング装置は、運動を始めるに先立ち、トレー ユング者が動かせるハンドルバーの可動範囲を定める基準位置を測定する。一例で あるが例えば、運動を始めるに先立ち、トレーニング者が自分で無理なく動かせる範 囲でハンドルバーを一旦、下端力 上端まで移動させる過程を設けておくようにし、 その際に検出された下端及び上端の位置を基準位置として設定する。従ってこの場 合であれば基準位置は下端と上端の 2箇所が設定されることになるが、例えば下端 のみの基準位置を設定するようにしてもよい。このように可動範囲は、ハンドルバーが 動くことのできる最大領域である可動領域中の領域であり、基準位置により定まる領 域である。以下の説明では主に可動範囲を用いて説明する。
可動範囲はトレーニング者の体格、性別、トレーニング経験や運動の種類など様々 な要因により異なる。
[0020] 本発明によるトレーニング装置は、可動範囲外でハンドルバーの重さを実質的にゼ 口に調整することにより、ハンドルバーが可動範囲外に位置した場合のトレーニング 者の安全性を担保する。即ち、従来であれば、一人で重量物を持上げるトレーニング を行っていて、途中で急に体調を崩したような場合には非常に危険な状態になること があるが、本発明によれば、仮にハンドルバーが降下してきても可動範囲外にまで移 動すれば実質的な負荷がゼロとなる力または停止するので、トレーニング者の安全 性は確実に確保される。一方、これにより、トレーニング者にとっては、運動を止めた い場合には、単にハンドルバーを可動範囲外に移動させるだけでいつでも運動を中 止することができるので、運動中に何力急用が生じた場合にも直ちに対応ができ、優 れた操作性を有している。また、上記の機能を有していることによってトレーニング者 は精神的にも安定した状態でトレーニングを行うことができる。
[0021] また、可動範囲を外れた際に負荷をゼロとするのは可動範囲の上下の両方とするこ とができる力 可動範囲を越えてさらに上方に押し上げるケースが少ないと判断され る場合には、下方のみ負荷をゼロとするようにしてもよい (即ち、基準位置を下端のみ に設定する場合である)。なお、上記において、運動に対する負荷がゼロの状態とは 、ハンドルバーの重量分の負荷をモータによりハンドルバーに対して上方にかけてい る状態である。従って、みかけ上、ハンドルバーは同じ位置に停止しており、例えば 手で軽く触れるだけで上方にも下方にも容易に動く状態となっている。
[0022] 負荷発生器として電磁ブレーキを使用する場合には、可動部の移動を停止させる ように負荷をかけることが可能なだけであり、上記のような逆方向への駆動ができない ため、可動部が基準位置を越えた時点でそれ以上負荷がかからな!/、よう固定状態で 停止するよう〖こしてもよい。そして所定時間後に固定状態を解除し、トレーニングを継 続可能とすると 、つた方法が考えられる。
[0023] 発明 4は、発明 1または 2において、前記可動部は、第 1方向及びこれと逆方向の 第 2方向に移動可能とされているトレーニング装置を提供する。この装置において、 前記可動部監視手段は、前記可動部の移動方向をさらに監視する。また、前記負荷 調整手段は、前記可動部がいずれかの方向に沿って移動しているときに前記第 1の 負荷から前記第 2の負荷に変化させた場合、前記可動部監視手段の監視によって 前記可動部の移動方向が他方向に切り替わる際に、負荷を第 3の負荷にする。
[0024] 第 1の負荷力 第 2の負荷に変化した後に可動部の移動方向が切り替わると、負荷 は第 3の負荷に調整される。再びベンチプレスを例に取れば、ハンドルバーが上昇し ているときに第 1の負荷力 第 2の負荷に変化した場合、ハンドルバーの移動方向が 上向き力 下向きに切り替わる際に負荷を第 3の負荷にすることが挙げられる。また 例えば、後述するロウイングのようにハンドルバーを引き下げる運動であれば、ハンド ルバ一が下降しているときに第 1の負荷力 第 2の負荷に変化した場合、ハンドルバ 一が下降力 上昇に転じた際に負荷を第 3の負荷にすることが挙げられる。第 1の負 荷よりも第 2の負荷が軽い場合 (第 1の負荷 >第 2の負荷）には、第 3の負荷を第 1の 負荷以下の重さであって第 2の負荷以上の重さとすると (第 1の負荷≥第 3の負荷≥ 第 2の負荷）、トレーニング者が必要としているときのみ負荷を軽くすることで運動の 続行を支援することができる。また、トレーニング者の筋肉に対する刺激が大きすぎな いので好ましい。
[0025] なお、ハンドルバーを上方に押し上げる際に大きな荷重を要するベンチプレスの場 合には、上方へ押し上げようとする運動の際に本発明による負荷軽減機能が働くよう にし、この運動とは逆に、下方に引き下げる際に大きな荷重を要するトレーニング装 置の場合には、下方に引き下げようとする運動の際に負荷軽減機能が働くようにす れば良い。
[0026] また、ここで、第 1方向及び第 2方向とは直線状の移動のみならず、互いに逆の方 向を示すものであればよぐ例えば円弧を描くような曲線状の移動方向も含むもので ある。上記ベンチプレスの場合であれば主に上下方向の直線的な動作となる力 トレ 一-ング者が椅子に腰掛け足の脛部を動かすようなトレーニング装置にも本願第 3発 明は適用が可能である。
[0027] 発明 5は、発明 4において、前記負荷調整手段は、前記可動部監視手段により前 記可動部の移動方向が切り替わるのを検出するまで、前記第 2の負荷を維持するこ とを特徴とするトレーニング装置を提供する。
[0028] 例えば発明 4のベンチプレスにおいて、ハンドルバーが上昇しているときに第 1の負 荷力 第 2の負荷に変化した場合、ハンドルバーの移動方向が上向き力 下向きに 切り替わるまで第 2の負荷を維持し、切り替わった際に負荷を第 3の負荷にすることが 挙げられる。また例えば、ロウイングのようにハンドルバーを引き下げる運動であれば 、ハンドルバーが下降しているときに第 1の負荷力 第 2の負荷に変化した場合、ハ ンドルバーが下降から上昇に転じるまで第 2の負荷を維持し、切り替わった際に負荷 を第 3の負荷にすることが挙げられる。この場合、ハンドルバーが上昇しきるまで、あ るいは下降しきるまで軽減後の負荷の値を維持することにより、運動の再開を支援す ることがでさる。
[0029] 発明 6は、発明 5において、前記負荷調整手段は、前記可動部監視手段により前 記可動部の移動方向が切り替わる際に、前記第 1の負荷以下で前記第 2の負荷以 上の範囲に前記第 3の負荷を調整することを特徴とするトレーニング装置を提供する
[0030] 前述のベンチプレスを再び例に取る。負荷を軽減したことによりトレーニング者が運 動を再開してハンドルバーを一番上まで押し上げた後に下げるときは、負荷を重くし てもよい。なぜなら、ハンドルバーを下げるときのトレーニング者の耐荷重は、ハンド ルバ一を上げるときのトレーニング者の耐荷重よりも高いのが通常だ力もである。ただ し、軽減後の負荷とそこ力 戻す負荷との差が大きすぎると筋肉への刺激が強すぎる ため、本発明においては負荷の差に制限を設けることによってトレーニング者の運動 の安全性をより確実にしている。具体的には、戻した後の第 3の負荷 W3は、軽減前 の第 1の負荷 W1を超えず (W3≤W1)、かつ軽減後の第 2の負荷 W2の 130%— 14 0%を上限とすることで筋肉に無理な負荷力かかることを回避できる (W2≤W3≤W 2 X 1.3—1.4)。 [0031] 発明 7は、発明 1一 6において、前記可動部は、第 1方向及びこれと逆方向の第 2方 向に移動可能とされているトレーニング装置を提供する。この装置において、前記可 動部監視手段は、前記可動部の移動方向をさらに監視する。また、前記負荷調整手 段は、前記可動部が前記第 1方向に沿って移動しているときにのみ前記第 1の負荷 から前記第 2の負荷への軽減を行う。
[0032] 再びベンチプレスを例に取れば、ハンドルバーが上昇する方向（これを第 1方向と する）に動いている場合にのみ第 1の負荷力 第 2の負荷への減量調整を行い、ハン ドルバーが下降する方向（これを第 2方向とする)では第 3の負荷を第 1の負荷と同じ にすると良い。ハンドルバーを下げるときのトレーニング者の耐荷重は、ハンドルバー を上げるときのトレーニング者の耐荷重よりも高いからである。言い換えれば、ハンド ルバ一を下げるトレーニング者は、下方へ向かってくる荷重を支えるだけであるので 、上方へハンドルバーを押し上げる場合に比べて肉体的に負荷に耐えやすいからで ある。従って、ハンドルバーを下げるときには負荷を軽減する必要性が少ない。このよ うに負荷軽減の対象となる運動の方向を、トレーニング上必要と考えられる一方向の みとすることで、装置の設計の簡易化に寄与できる。
[0033] なお、ハンドルバーを上方に押し上げる際に大きな荷重を要するベンチプレスの場 合には、上方へ押し上げようとする運動の際に本発明による負荷軽減機能が働くよう にし、この運動とは逆に、下方に引き下げる際に大きな荷重を要するトレーニング装 置の場合には、下方に引き下げようとする運動の際に負荷軽減機能が働くようにす れば良い。
[0034] また、ここで、第 1方向及び第 2方向とは直線状の移動のみならず、互いに逆の方 向を示すものであればよぐ例えば円弧を描くような曲線状の移動方向も含むもので ある。上記ベンチプレスの場合であれば主に上下方向の直線的な動作となる力 トレ 一-ング者が椅子に腰掛け足の脛部を動かすようなトレーニング装置にも本願第 3発 明は適用が可能である。
[0035] 発明 8は、発明 2— 7において、前記可動部監視手段は、前記可動部の移動の速さ を監視し、前記速さが所定値以下に低下した状態が所定時間継続したカゝ否かを判 断するトレーニング装置を提供する。この装置において、前記負荷調整手段は、前 記速さが所定値以下に低下した状態が所定時間継続した場合、前記第 1の負荷を 前記第 2の負荷に軽減する。
[0036] 可動状態として、可動部の移動速度を監視することが挙げられる。移動速度は、モ ータの回転数を監視することにより検出できるので、可動部の可動状態を容易かつ 正確に把握することができる。
[0037] 発明 9は、発明 1一 8において、表示部と、前記可動部を動かす可動タイミングに関 する指示を前記表示部に出力する指示手段と、をさらに備えることを特徴とするトレ 一ユング装置を提供する。
[0038] 再びベンチプレスを例に取る。可動タイミングとは、例えばトレーニング者がハンド ルバ一を動かすテンポである。さらにスピーカを設け、テンポに合うかけ声や音楽な どを出力しても良い。コーチに代えてトレーニング装置がテンポを指定することで、ト レーニング者は適切な速度でノヽンドルバーを動かすよう努力するようになる。
[0039] なお、年齢や性別、筋力などの個人データや負荷の重さに応じ、指示する可動タイ ミングを変更することが好ましい。また、トレーニング者が運動を途中で停止した場合 、実際のハンドルバーの動きに関わらず指示する可動タイミングを変えなくても良いし 、実際のハンドルバーの動きに応じて指示する可動タイミングを変えても良い。
[0040] 発明 10は、発明 9において、前記指示手段は、前記可動部を動かす可動タイミン グの指標を図表によって前記表示部に示すことにより、前記可動タイミングに関する 指示を出力することを特徴とするトレーニング装置を提供する。
[0041] 再びベンチプレスを例に取る。ディスプレイには、例えばウィンドウと、そのウィンド ゥの中で上下する模擬バーと、リズムを指示する数字と、が表示される。ウィンドウの 高さ（床面に対して垂直方向の高さ）は擬似的に可動部の可動範囲に相当するもの としている。模擬バーの上下とリズムを示す数字との組み合わせは、トレーニング者が ハンドルバーを動かすテンポを指定する。上記のように可動タイミングの指標を画像 で表すことにより、トレーニング者は直感的に目標となる運動のタイミングを知ることが できる。なお、ここで指標とは、可動部を変動すべき速度や、開始、移動、停止等のタ イミングをトレーニング者が視認して、その運動に反映し易いように図表等によって表 示されるものである。上記例では模擬バーと数字の組合せを指標としているが、これ に限らず、模擬バーのみであってもよいし、模擬バーに限らず円グラフの円弧を光点 が移動するようなものであってもよい。また、上記指標の動きとタイミングを合わせる B GMを流すようにしてもよ!/、。
[0042] 発明 11は、発明 9または 10において、前記可動部監視手段は前記可動部の移動 の速さを監視するトレーニング装置を提供する。この装置において、前記指示手段は 、前記可動部の速さの変化に応じ、指示する可動タイミングを変化させる。
[0043] 例えばベンチプレスにおいて、トレーニング者がハンドルバーを押し上げる速度が 遅くなつてきたり運動を停止した場合、指定するテンポを遅くしたりテンポの指定を止 めたりすることができる。トレーニング者は、遅くした指定テンポに追随できれば、負荷 を変えずに目標回数を達成できたという満足感を得ることができる。
[0044] 負荷の軽減と指定テンポの変化とを組み合わせるとさらに好ましい場合がある。例 えば、ハンドルバーを押し上げる速度が鈍ってきたときに、負荷を減量しつつ指定テ ンポを遅くすることが挙げられる。トレーニング者の疲労度が高い場合には、負荷の 軽減に加えて指定テンポも遅くする方が運動を再開しやすく好ましい。
[0045] 発明 12は、発明 9一 11において、前記可動部の可動状態が停滞のときに前記負 荷調整手段により第 1の負荷力 第 2の負荷へ軽減し、前記第 2の負荷への軽減後 に前記可動部が再度可動し始めた場合、前記指示手段は、軽減された負荷に応じ た可動タイミングを指示することを特徴とするトレーニング装置を提供する。
[0046] 例えばベンチプレスにおいて、負荷を軽減したことにより運動が再開されると、指定 テンポを速くしてもよい。負荷が軽減した分の運動量をテンポアップにより補填するこ とができる。トレーニング者は、負荷が軽減したものの運動速度を速めたことにより、あ る程度の達成感を得ることができる。負荷軽減後のテンポは、年齢や性別、筋力など の個人データや負荷の重さに加え、軽減前の負荷や軽減前後における負荷の差に 基づ 、て決定することが好ま 、。
[0047] なお、発明 11や 12において、例えば速度低減や負荷軽減に応じてテンポを遅くす るような仕様を採用する場合には、 BGMは流さないようにするのが望ましい。この理 由は、本来、 BGMは運動のリズムをとるために上記テンポに同期していることから、そ のテンポを遅くするとその音楽もゆっくり流れることになりトレーニング者にとっては自 らの疲労状態を認識してしまうことにもなり、むしろ運動の達成感を減少させてしまう 恐れがあるためである。
[0048] 発明 13は、前記発明 3において、第 1位置と第 2位置とを切り替え可能なシートュ- ットをさらに有するトレーニング装置を提供する。この装置において、前記設定手段 は、前記シートユニットの前記第 1位置と第 2位置とについて、それぞれ異なる基準位 置を設定する。
[0049] トレーニング者は、 1つのハンドルバーを有するトレーニング装置を用い、異なる種 類の運動を行うことができる。例えば、シートが座位位置 (第 1位置）のときは、ショル ダープレス及びプルダウンを行う。また、シートが仰臥位置 (第 2位置）のときは、チェ ストプレス及びロウイングを行う。トレーニング者が運動途中で座位位置と仰臥位置と を切替える場合には、ハンドルバーを可動範囲の上方または下方に移動させておい てシート位置を切り替えればよい。なお、ここで上記運動の内、ショルダープレス及び チェストプレスとは、ハンドルバーを上昇させるために押し上げの力を要する運動で ある。これらの運動では、上下動させるハンドルバーの下降の際には、降下してくる ハンドルバーをトレーニング者が支えるように力を入れながら徐々に下方に下げる運 動である。従って、これらの運動の場合にはトレーニング者にとってハンドルバーを上 昇させる方に大きな負荷がかかる。プルダウン及びロウイングとはハンドルバーを下 降させるために引き下げの力を要する運動である。これらの運動では、上下動させる ハンドルバーが上昇する際には、勝手に上方に上がろうとするハンドルバーを、トレ 一二ング者が手元に引き戻す力を入れながら徐々に上に戻していく。従って、これら の運動の場合にはトレーニング者にとってハンドルバーを下降させる方に大きな負荷 がかかる。
[0050] 本発明を用いれば、トレーニングの負荷を必要に応じて軽減するので、トレーニン グ者はトレーニングの目標を達成することができる。従って、トレーニング者を充実感 で満たし、やる気を «続させることができる。
図面の簡単な説明
[0051] [図 1]本発明の第 1実施形態に係るトレーニング装置
[図 2]図 1のトレーニング装置の一例 (シートが起きている状態） 圆 3]図 1のトレーニング装置の一例 (シートが寝ている状態）
[図 4]個人データの入力受付画面の一例
[図 5]最大筋力 1RMの測定結果を示す画面例
圆 6]モード選択画面の一例
[図 7]これから開始しょうとするトレーニングの種別に適したシート位置を指示する画 面例
[図 8]これから開始しょうとするトレーニングの種別に適した姿勢やトレーニング方法を 指示する画面例
[図 9]プログラムモードにおける表示画面例
[図 10]トレーニングが終了したときの表示画面例
[図 11]図 1の演算部が行うメインルーチンの流れの一例を示すフローチャート
[図 12]図 11のメインルーチンのステップ SI 1にお!/、て実行される、シート位置確認サ ブルーチンの流れの一例を示すフローチャート
[図 13a]図 1の演算部が行う負荷調整ルーチンの流れの一例を示すフローチャート (a) [図 13b]図 1の演算部が行う負荷調整ルーチンの流れの一例を示すフローチャート (b) 符号の説明
100 :トレーニング装置
10 :本体
20 :制御部
11 :ハンドルバー
15 :トノレクモータ
36 :演算部
36a :可動部監視部
36b :負荷調整部
36c :再開支援部
36d:テンポ指示部
36e :トレーニング部
発明を実施するための最良の形態 [0053] <発明の概要 >
本発明に係るトレーニング装置は、トレーニング者の運動により駆動されるハンドル バー（可動部に相当）にモータにより負荷をかける。ハンドルバーを動かすトレーニン グ者の動きが止まったら、或いはほとんど止まりそうになったら、負荷を徐々に軽減す る。負荷を軽減したことによりハンドルバーが再び動き始めたら、トレーニング者が運 動を再開したと見なし、そのときの負荷を少なくとも一時的に維持する。
[0054] トレーニング者の疲労の限界において負荷を徐々に軽減することにより、運動の再 開'継続を促進することができる。従って、トレーニング者は当初運動を始めるにあた り目標として 、た運動量を達成できたと 、ぅ充実感を得ることができる。
[0055] <第 1実施形態 >
[ハードウェア構成]
1.全体構成
図 1は、本発明の第 1実施形態に係るトレーニング装置 100の構成図である。トレー ユング装置 100は、例えば店舗に設置され、店舗内のサーバ 200と接続される。サ ーバ 200は、トレーニング者の個人データを蓄積しており、トレーニング装置 100から の要求に応じてこれを送信する。なお、本実施例においては、サーバ 200を店舗内 にのみ設置しているが、全国または全世界の店舗内サーバを繋ぐ店舗外サーバを設 けてもよい。このような店舗外サーバに会員データを蓄積し、各店舗のサーバがそれ にアクセスするようにしてもょ 、。
[0056] トレーニング装置 100は、本体 10 (シートユニットに相当）、制御部 30、入力部 50、 モニタ 70、及びスピーカ 90a, bを有している。本体 10及び制御部 30については、詳 細を後述する。制御部 30は、 CPU、 ROM、 RAM,ノヽードディスクなどを備えたコン ピュータである。入力部 50は、データの入力を受け付ける機能を有し、例えばトラン スボンダの受信部やテンキーユニット、カードリーダで実現することができる。モニタ 7 0及びスピーカ 90は、制御部 30に記憶されているプログラムに従った画像や音声を 出力する。
[0057] 2.本体
図 2及び図 3に示すトレーニング装置 100の一例を参照し、本体 10についてさらに 具体的に説明する。図 2及び図 3は、トレーニング装置 100の一例を示す。トレーニン グ装置 100は、この例では、シートに着座したトレーニング者がハンドルバー（可動部 に相当） 11をガイドレール 12に沿って上下に動かすことにより、背中や肩、胸の筋肉 を鍛えることのできる構造を有して 、る。
[0058] ハンドルバー 11は、本体 10の設置面と垂直なガイドレール 12に沿ってスライド可 能に取り付けられている。また、ハンドルバー 11はベルト 13に固定されている。ベル ト 13はガイドレール 12の上下端に設けられた 2つの滑車 14a, 14bに力けられている 。滑車 14bは、負荷発生器となるトルクモータ 15と回転軸を共有している。トルクモー タ 15の回転方向、回転速度、回転回数などは、モータ信号処理部 23を介して制御 部 30に制御される。トレーニング者によりハンドルバー 11が上下動すると、ベルト 13 が動き、それにより滑車 14a, 14bが回転しょうとする。このとき、滑車 14bにはトルク モータ 15がトルクをかけ、ハンドルバー 11に負荷を与える。なお、モータとしては、サ ーボモータ、ステッピングモータなどをトルクモータに代えて用いることもできる。また 、モータに代え、電磁ブレーキなどを用いてハンドルバー 11に負荷をかけても良い。
[0059] 本体 10のシート 16は、本体 10の設置面に平行なシートレール 17に沿ってスライド 可能である。背もたれ 18は、シート 16の位置によって起きたり寝たりする。図 2及び図 3は、シート 16及び背もたれ 18の位置変化を示す。図 2は、シート 16が最後方位置 にあるときを示し、背もたれ 18はシート 16に対してほぼ直立していることを示す (第 1 位置)。上記図 2の状態でトレーニング者が行える運動は、座位位置で行うショルダ 一プレスとプルダウンである。図 3は、シート 16が最前方位置にあるときを示し、背も たれ 18はシート 16とほぼ同一面をなす (第 2位置)ことを示す。背もたれ 18には油圧 ダンパー 19が取り付けられており、シート 16及び背もたれ 18の位置変化を容易にし ている。上記図 3の状態でトレーニング者が行える運動は、仰臥位置で行うチェストプ レスとロウイングである。トレーニング者が運動途中で図 2の座位位置と図 3の仰臥位 置とを切替える場合には、ハンドルバー 11を後述する可動範囲の上方または下方に 移動させることでノヽンドルバー 11を無負荷状態にしておいてシート位置を切り替えれ ばよい。
[0060] なお、ここで上記各運動の内、ショルダープレス（図 2)及びチェストプレス（図 3)と は、ハンドルバー 11を上昇させるために押し上げの力を要する運動である。これらの 運動では、後述する可動範囲の上端に向力つてトレーニング者がハンドルバー 11を 押し上げた後にこれを下降させる際に、ハンドルバー 11を支えられるだけの力を入 れながら徐々に下方に下げる。従って、これらの運動の場合には、ハンドルバーを上 昇させる方が下降させるよりもトレーニング者に大きな荷重が力かる。
[0061] プルダウン（図 2)及びロウイング（図 3)とは、ハンドルバーを下降させるために引き 下げの力を要する運動である。これらの運動では、後述する可動範囲の下端に向か つてトレーニング者がハンドルバー 11を押し下げた後にこれを上昇させる際に、勝手 に上方に上がろうとするハンドルバーを手元に引き戻すように力を入れながら徐々に 上に戻していく。従って、これらの運動の場合には、ハンドルバーを上昇させるよりも 下降させる方がトレーニング者に大きな荷重がかかる。
[0062] 側面力 字形のフレーム 20には、ガイドレール 12、ベルト 13、滑車 14a, 14b、トル クモータ 15、及びシートレール 17が取り付けられている。また、フレーム 20には、ノ 一スィッチ 21a, bと、シートスィッチ 22a, bとが設けられている。バースイッチ 21a, b は、ハンドルバー 11が上限位置または下限位置に来るとオン Zオフし、制御部 30に 信号を送る。シートスィッチ 22a, bは、シート 16が最前方位置または最後方位置に 来るとオン Zオフし、制御部 30に信号を送る。
[0063] [機能構成]
次に、トレーニング装置 100が有する機能について説明する。トレーニング装置 10 0は、大別してトレーニング機能と運動量調整機能とを有している。各機能は、制御 部 30により実現される。
[0064] 1.制御部
再び図 1を参照し、制御部 30について詳細に説明する。制御部 30は、下記 (a)—（ f)に示す機能を有している。
(a)本体 10からの検出信号を処理する検出処理部 31。検出信号は、モータ信号処 理部 23、バースイッチ 21a, b、シートスィッチ 22a, bからの信号である。
(b)入力部 50からの入力信号を受信し、演算部 36に渡す受信部 32、
(c)サーバ 200との間で個人データの送受信を行う通信制御部 33、 (d)モニタ 70への表示データを生成する画像生成部 34、
(e)スピーカ 90a, bへの音声データを生成する音声制御部 35、
(D図示しない半導体メモリに記憶されたプログラムを実行し、制御部 30の各部を制 御する演算部 36。
[0065] 2.演算部
演算部 36は、（A)トレーニング機能及び (B)運動量調整機能を実現するためのプ ログラムを実行する。演算部 36は、可動部監視部 36a、負荷調整部 36b、再開支援 部 36c、テンポ指示部 36d、トレーニング部 36eを有し、これらにより前記 2つの機能 を実現する。
[0066] (A)トレーニング機能
トレーニング機能は、図示しない半導体メモリに記憶されたトレーニングプログラム を演算部 36のトレーニング部 36eが実行することにより実現する。トレーニングプログ ラムは、トレーニング者の個人データの入力受付、トレーニング者の最大筋力 1RM ( repetition maximum)の測定、モード選択受付、モード毎の処理、シート位置の指定、 トレーニング方法の説明などを行う。
[0067] 図 4は、演算部 36がモニタ 70に出力する個人データの入力受付画面である。トレ 一-ング者は、不足している個人データを、入力部 50から入力する。個人データとは 、例えば年齢、性別、体重、身長である。また、個人データは、測定により得られるも のもある。例えば、最大筋力 1RMや、後述するトレーニング種類毎のハンドルバー 1 1の可動範囲は、測定により得られる個人データである。図 5は、最大筋力 1RMの測 定結果を示す画面例である。
[0068] 図 6は、演算部 36がモニタ 70に出力するモード選択画面である。トレーニング者は 、この画面において、各種モードのいずれかを選択することができる。この実施形態 例では、 "測定モード"、 "プログラムモード"、 "マニュアルモード"を選択することがで きる。 "測定モード"においては、演算部 36はトレーニング者が可動部であるハンドル バー 11を動かし得る領域、すなわち可動範囲を、トレーニング種別毎に測定する。 可動範囲とは、ハンドルバー 11が動きうる最大領域である可動領域の一部の領域で あり、上記の通りトレーニング者がハンドルバー 11を動かし得る領域である。可動範 囲は、測定モードで測定される基準位置により定められる。本実施形態においては、 トレーニング者が"測定モード"において移動させたノヽンドルバーの下端位置 (基準 位置に相当）力 上端位置 (基準位置に相当）までの領域が可動範囲に相当する。 ただし、対象となるトレーニング装置が変わればもちろんこれに限定されるものではな い。例えば、トレーニング者が椅子に腰掛け、脚の脛部のみを円弧状に上下させるト レーニング装置であれば、トレーニング者が動かし得るその円弧状の領域が可動範 囲となる。
[0069] また、可動範囲はトレーニング者が可動部を動かし得るその一端のみを設定する場 合も含む。例えばハンドルバーを上下方向に移動させる場合に、下端 (基準位置に 相当）のみを設定しておき、上端については設定しないようにすることもできる。下端 の設定については、ハンドルバーが下がってくる方向でありトレーニング者の安全を 確保するためには必須の条件となる力 上端については省略することも可能であるた めである。但し、上端についての設定は、トレーニング者にとって、あと少し持上げれ ば負荷力 解放されるというトレーニング継続の動機付けの効果が得られるものであ り、この効果も機能として持たせる場合には可動範囲として上端及び下端の両方を設 定するようにしておくのが望まし!/、。
[0070] "測定モード"においてはさらに、個々のトレーニング者に最適の最大筋力 1RMの 設定を行う。具体的には、トレーニング者の個人データ (体重、性別、年齢、体脂肪 等）がフィットネスクラブ等に蓄積されている場合、その個人データに基づいて暫定的 な負荷重量である推定負荷重量が算出される。トレーニング者はこの推定負荷重量 によって設定された負荷がかけられたハンドルバーの上げ下げを何回行えるかが測 定され、この回数に応じて所定の算出式に基づきこのトレーニング者の最大 1RMが 決定される。
[0071] "プログラムモード"では、演算部 36が負荷や目標回数を設定し、設定した数値に 基づいて画面や音声の出力を制御する。 "マ-ユアルモード"では、トレーニング者か ら負荷を受け付け、設定された負荷従い画面や音声の出力を制御する。このマニュ アルモードはトレーニング者が自らが望むだけトレーニングを行えるよう準備したモー ドである。もちろん、これに限らず、目標回数の設定を受け付けるようにしてもよい。 [0072] 図 7、図 8は、これから開始しょうとするトレーニングの種別に適したシート位置や姿 勢、トレーニング方法を指示する画面例である。トレーニング者は、指示に従い、シー ト位置を調整してトレーニングの姿勢を取り、トレーニング方法を実行する。
[0073] 図 9は、プログラムモードにおける表示画面例を示す。演算部 36は、負荷重量、目 標回数、実行した回数、トレーニングの見本などを、画面に出力する。
[0074] 図 10は、トレーニングを終了したときの表示画面例を示す。この画面は、トレーニン グが終了力否かの選択を受け付ける。
[0075] (B)運動量調整機能
演算部 36は、可動部監視部 36a、負荷調整部 36b、再開支援部 36c、テンポ指示 部 36dを有している。運動調整機能は、図示しない半導体メモリに記憶された運動調 整プログラムを前記各部 36a— dが実行することにより実現する。運動調整プログラム は、ハンドルバー 11に加える負荷の調整や、ハンドルバー 11を上下させる指定テン ポの調整を行う。以下に、（1)負荷調整機能と (2)指定テンポ調整機能とに分け、運 動調整プログラムの機能ついて、さらに説明する。
[0076] (1)負荷調整機能
(1 1)負荷軽減機能
可動部監視部 36a (可動部監視手段に相当）は、ハンドルバー 11の可動状態 (移 動している状態）、を継続的に監視する。この例では、ハンドルバー 11が動く速さを 可動状態として監視する。ハンドルバー 11が動く速さは、トルクモータ 15の回転速度 を検出信号処理部 31で検出することにより監視されている。ハンドルバー 11の速さ が所定の動作時間中に所定値以下になった場合、負荷調整部 36b (負荷調整手段 に相当）はハンドルバー 11が停滞したと見なし、ハンドルバー 11にカ卩える負荷を徐 々に軽減する。例えば所定値 ずつ負荷を軽減し、軽減する毎にハンドルバー 1 1の速さが所定の値以上になるかどうかを判定する。所定の動作時間とは、ハンドル バー 11が往復運動すべきトレーニング時間である。負荷の軽減によりハンドルバー 1 1の速さが所定値を超えた場合、再開支援部 36c (再開支援手段に相当）はトレー二 ング者が運動を再開したと見なし、そのときの負荷を少なくとも一時的に維持する。な お、この場合、ハンドルバー 11の停滞とは、ハンドルバー 11が完全に停止する場合 を含み、さらにその速さが所定値以下になる場合を含んでいても良い。
[0077] 例えば、トレーニング者がハンドルバー 11を上げている途中で動きが止まってしまう と、負荷 W1が重すぎて運動を継続できないと見なされる。そしてトレーニング者が再 びノヽンドルバー 11を押し上げ始めるまで、負荷が徐々に減らされる。ハンドルバー 1
1が再び上がり始めると、その時の負荷 W2が例えばノヽンドルバー 11が上がりきるま で維持される。演算部 36は、負荷を軽減した後、そのままの負荷 W2でトレーニング を継続させても良 、し、一定時間の後に負荷 W2から負荷 W1に戻しても良!、。
[0078] また、ハンドルバー 11の可動状態を監視する方法は、これに限定されな 、。例えば
、ハンドルバー 11の可動状態として、ハンドルバー 11の所定のスタート位置力 所定 の到達ポイントまでの到達時間を、演算部 36により監視するようにしてもよい。到達ポ イントに到達するまでの間にー且速度が低下しても、途中で速度が盛り返して到達ポ イントに所定時間内に到達すれば、演算部 36はハンドルバー 11が停滞しな力つたと 見なす。逆に、所定時間内に到達しなければ停滞したと見なし、負荷を軽減し、到達 ポイントへの可動部の到達を支援する。この場合、ハンドルバー 11の停滞とは、所定 時間内にハンドルバー 11がスタート位置力も到達ポイントに到達しない場合である。 また、所定の動作時間とは、ハンドルバーがスタート位置と到達ポイントとの間を往復 すべきトレーニング時間である。
[0079] このような負荷軽減機能を有するトレーニング装置は、トレーニング者が疲労により 運動を継続できなくなったときに、負荷を徐々に軽減することにより運動の再開 '継続 を支援する。そのため、トレーニング者は、途中で負荷が少し軽くなつたとはいえ、 目 標とする回数の運動をすることができたという達成感を得ることができる。
[0080] (1 2)負荷復活機能
演算部 36の負荷調整部 36bは、負荷 W1から負荷 W2に負荷を軽減した後、所定 のタイミングで負荷を戻す (負荷調整手段に相当）。具体的には、運動の再開により ハンドルバー 11が所定の位置に到達した後、軽減前の負荷 W1を超えない範囲で 負荷を重くする。
[0081] 例えば本装置をチェストプレスとして使用している場合を考える。負荷を軽減したこ とによりトレーニング者が運動を再開してハンドルバー 11を一番上まで押し上げた後 、ハンドルバー 11を下げ始める場合に、元の重さ W1を限度として負荷を戻しても良 い。なぜなら、ハンドルバー 11を下げるときのトレーニング者の耐荷重は、ハンドルバ 一 11を上げるときのトレーニング者の耐荷重よりも高いのが通常だ力 である。つまり
、トレーニング者は下方へ向力つてくる荷重を支えるだけであるので、上方へ荷重を 押し上げる場合に比べて肉体的に耐えやすいのである。ただし、軽減後の負荷 W2 とそこ力 戻す負荷 W3との差 (W3— W2)が大きすぎないことが好ましい。負荷の差 が大きいと、たとえ荷重を支えながら降下させる運動であるとはいえ、筋肉への刺激 が強すぎるからである。具体的には、戻した後の負荷 W3は、軽減前の負荷 W1を超 えず (W3≤W1)、かつ軽減後の負荷 W2の 130%— 140%を上限とするとよい（W3 ≤W2 X 1.3— 1.4)。
[0082] (1 3)運動方向に応じた負荷軽減
負荷の軽減は、上記と同様、チェストプレスを例とすれば、ハンドルバー 11が上昇 する場合にのみ行い、下降する場合には行わなくてもよい。すなわち、演算部 36は、 ハンドルバー 11の運動方向を監視し、ハンドルバー 11が上昇している場合にのみ、 負荷の調整を行う。この理由は、上述のようにハンドルバー 11を下げるときのトレー- ング者の耐荷重は、ハンドルバー 11を上げるときのトレーニング者の耐荷重よりも高 いため、ハンドルバー 11を下げるときには負荷を軽減する必要性に乏しいからである 。言い換えれば、トレーニング者は下方へ向力つてくる荷重を支えるだけであるので、 上方へ荷重を押し上げる場合に比べて肉体的に耐えやすいからである。なお、ハン ドルバー 11が動く方向の監視は、トルクモータ 15の回転方向を検出信号処理部 31 で検出することにより行っている。なお、上記の負荷軽減は、チェストプレスのようにハ ンドルバー 11を上方に押し上げるときにトレーニング者に負荷が力かる運動を例にと つて説明している。逆に、ロウイングなどハンドルバー 11を下方に下げるときにトレー ユング者に負荷が係る運動の場合には、これとは逆にハンドルバー 11を引き下げる 場合に負荷の軽減を行う。
[0083] (1-4)可動範囲に応じた負荷の調整
演算部 36の負荷調整部 36bは、トレーニング者がハンドルバー 11を動すことので きる可動範囲を測定することが好ましい。可動範囲は、トレーニング者によって個人 差がある。また、トレーニングの部位により、可動範囲が異なる。従って、可動範囲は 、トレーニング者毎に、かつトレーニングの種類毎に測定する。さらに、同じトレーニン グ者の同じ部位であっても、違うときに測定した可動範囲はそれぞれ少しずつ異なる のが一般的である。従って、測定した可動範囲には適当な遊び幅やデータの有効期 限を設定しておくことが好ましい。なお、ハンドルバー 11の位置の検出は、トルクモー タ 15の初期位置からの回転数及び回転方向により求めることができる。
[0084] 可動範囲の測定に当たり、演算部 36は、トレーニングの種類に応じた適切な姿勢 をトレーニング者が取るよう指示を出力する。さらに、演算部 36は、トレーニング者が 動かせる最大範囲内でノヽンドルバー 11を動かすように指示を出力し、ハンドルバー 11の最高位置と最低位置とを検出する。指示は、画面及び音声により出力すると良 い。図 7及び図 8は、トレーニングの種類に応じた姿勢を指示する画面例である。図 9 は、トレーニング者に所定の動きを指示する画面例である。トレーニングが開始すると 、演算部 36は、測定した可動範囲外にハンドルバー 11が位置した場合、負荷をゼロ に調整する。
[0085] ここで、可動範囲の上限及び下限には、所定の幅、例えばプラスマイナス 5%の遊 びを設定しておくとよい。例えば測定した最高位置が 80cm、最低位置が 30cmであ れば、 76— 84cmであれば最高位置、 28. 5— 31. 5cmであれば最低位置とみなす ことができる。そして、ハンドルバー 11の高さが 84cmを超えた場合または 28. 5cm 未満になった場合、負荷をゼロに調整する。
[0086] 可動範囲外でハンドルバー 11の重さをゼロに調整することにより、ハンドルバー 11 が可動範囲外に位置した場合の安全性を担保することができる。即ち、従来であれ ば、一人で重量物を持上げるトレーニングを行って 、る途中で急に体調を崩したよう な場合には危険な状態になることがある。しかし、本発明によれば、仮にハンドルバ 一 11が降下してきても可動範囲外にまで移動すれば負荷がゼロとなるので、トレー ユング者の安全性は確実に確保される。なお、可動範囲外で急激に負荷をゼロにす るのではなぐ可動範囲外に近づくに従って負荷を順次低減させるようにしてもょ 、。 一方、これによりトレーニング者は、運動を止めたい場合には、単にハンドルバー 11 を可動範囲外に移動させるだけでいつでも運動を中止することができる。従って、トレ 一-ング者に運動中に何か急用が生じた場合にも直ちに対応しやすく、トレーニング 装置に優れた操作性をもたせることができる。また、上記の機能を有していることによ つて、トレーニング者は例えばハンドルバー 11が落ちてくるのではないかという不安 感カも解放される他、精神的に安定した状態でトレーニングを行うことができる。
[0087] さらに、演算部 36は、測定した可動範囲を、トレーニング者を特定する IDやトレー ユングの種類と対応付けてサーバ 300に送信する。この値は、例えば測定日から一 月以内は有効な値としてサーバ 300内に記憶される。可動範囲は、測定時のトレー ニング者の動き方やトレーニング者の身体の変化により、刻々と変化する可能性があ るカゝらである。
[0088] (1 5)ハンドルバーの上下回数のカウント
可動部監視部 36aは、ハンドルバー 11の上下回数をカウントする。カウント方法とし て、表示可動範囲の上部 10%または下部 10%の幅にハンドルバー 11を移動させた 場合に、カウントを行う方法が挙げられる。ここで、表示可動範囲とは、可動範囲のう ち、モニタ 70に表示される範囲である。
[0089] (1 6)その他
演算部 36は、ハンドルバー 11の負荷を軽くするだけでなぐ重くしても良い。例え ば、ハンドルバー 11の動きが後述する指定テンポよりも早すぎる場合、負荷がトレー ユング者にとっては軽すぎると考えられる。その場合には、演算部 36は、徐々に、例 えば AWずつ負荷を重くし、重くする毎にハンドルバー 11の速度を監視する。また、 重くする毎に新たな指定テンポを算出し、指定テンポとハンドルバー 11の速度とを比 較する。両者の差が所定範囲以下になるまで、負荷を徐々に重くし、トレーニング者 にとつて適度な負荷となる様に負荷を調整することもできる。なお、指定テンポは、個 人データや負荷の重さに応じて算出される。
[0090] (2)テンポ調整機能
(2— 1)指定テンポの出力
トレーニング装置 100は、ハンドルバー 11を上下動すべき可動タイミングの指標を 図表によって出力しても良い。例えば、演算部 36のテンポ指示部 36d (指示手段に 相当）は、リズム及び速度の組み合わせで決まるテンポを指示するための画面データ や音声データを生成し、モニタ 70やスピーカ 90に出力する。指定テンポは、年齢や 性別、筋力などの個人データや負荷の重さに応じて演算すると良い。トレーニング装 置 100が指定テンポを出力することで、トレーニング者は適切な速度でハンドルバー 11を動かすよう努力し、運動効果が高まると期待できる。なお、テンポ指示部 36dは 、画面に合わせてテンポに合うかけ声や音楽などを、スピーカ 90から出力しても良い 。トレーニング者は、遊び感覚で楽しみながら運動するので、運動の苦痛が緩和され る。
[0091] 図 9は、指定テンポを指示する画面例である。この画面は、可動域ウィンドウ 71、リ ズムマーク 72、模擬バー 73、方向マーク 74、方向指示マーク 75を表示している。可 動域ウィンドウ 71は、トレーニング者の可動範囲を表す。可動域ウィンドウ 71の上端 はトレーニング者の可動範囲の最高位置に、可動域ウィンドウ 71の下端はトレーニン グ者の可動範囲の最低位置に、それぞれ相当する。リズムマーク 72は、ハンドルバ 一 11を上下させるリズムを指示し、この例では 4拍子でハンドルバー 11を上昇及び 下降させることを指示している。リズムマーク 72の数字（1, 2, 3, 4)は移動の順番を 示す連番である。模擬バー 73は、可動域ウィンドウ 71内を指定の速度で上下する。 トレーニング者は、模擬バー 73の上下動に合わせて自分もハンドルバー 11を上げ 下げするよう努力すればょ ヽ。
[0092] 方向マーク 74及び方向指示マーク 75は、模擬バー 73と共にハンドルバー 11の移 動方向を指定する。方向指示マーク 75が上向きを指示する方向マーク 74aに沿って 動いていれば、ハンドルバー 11を上昇させる指示である。逆に方向指示マーク 75が 下向きを指示する方向マーク 74bに沿って動いていれば、ハンドルバー 11を下降さ せる指示である。なお、方向指示マーク 75は、模擬バー 73と同期して可動域ウィンド ゥ 71内を上下し、上端及び下端に到達するたびに方向マーク 74a、 74bの指定を切 り替える。
[0093] (2— 2)テンポの調整
演算部 36は、トレーニング者が運動を途中で停止した場合、実際のハンドルバー 1 1の動きに関わらず指定テンポを出力しても良いが、実際のハンドルバー 11の動きに 応じて出力するテンポを緩くしても良い。例えば、演算部 36は、ハンドルバー 11の速 さが所定値以下になつた場合、ハンドルバー 11の速さに応じて指定テンポを緩くして もよい。トレーニング者は、遅くしたテンポに追随できれば、負荷を変えずに運動を継 続できたと!/、う満足感を得ることができる。
[0094] また、ハンドルバー 11の動きと指定テンポとのずれが所定の範囲を超えたとき、指 定テンポを緩くまたは早くしてもよい。ずれが大きすぎ、指定テンポを出力することが 無意味になるのを防止することができる。
[0095] (2-3)負荷の調整とテンポの調整との組み合わせ
テンポの調整と負荷の調整とを組み合わせて行うとさらに好ましい場合がある。
[0096] 例えば、ハンドルバー 11を押し上げる速度が鈍ってきたときに、負荷を減量しつつ 指定テンポを遅くすることが挙げられる。トレーニング者の疲労度が高 、場合には、 負荷の軽減に加えて指定テンポも遅くする方が運動を再開しやすく好ま 、。このと き、負荷の減量はトレーニングが再開できる程度に最小限に抑え、指定テンポはハン ドルバー 11と指定テンポとのずれが所定範囲内に収まる程度に遅くすると良!、。
[0097] また例えば、軽減された負荷 W2で運動が再開された場合、軽減された負荷 W2に 応じて指定テンポを早くすることが挙げられる。こうすることで、負荷が軽減した分の 運動量をテンポアップにより補填することができる。トレーニング者は、負荷が軽減し たものの運動速度を速めたことにより、達成感を得ることができる。例えば、負荷軽減 前及び軽減後の指定テンポに相当する速度をそれぞれ VI, V2とすると、（W2'V2) Z(W1 ' VI)が所定の範囲内の値となるように、指定テンポを決めても良い。
[0098] 指定テンポの調整は、年齢や性別、筋力などの個人データや負荷の重さに加え、 負荷の値や軽減前後における負荷の差に基づ 、て行うことが好ま 、。
[0099] なお、速度低減や負荷軽減に応じてテンポを遅くするような仕様を採用する場合に は、 BGMの音楽は流さないようにするのが望ましい。この理由は、本来、 BGMは運動 のリズムをとるために上記テンポに同期していることから、そのテンポを遅くするとその 音楽もゆっくり流れることになりトレーニング者にとっては自らの疲労状態を認識して しまうことにもなり、むしろ運動の達成感を減少させてしまう恐れがあるためである。
[0100] (2-4)表示する可動範囲 (表示可動範囲）
演算部 36のテンポ指示部 36dは、モニタ 70上の可動域ウィンドウ 71に表示する表 示可動範囲を、測定された可動範囲の幅よりも狭い範囲とすることが好ましい。例え ば、表示可動範囲を、実際の可動範囲力も上下 10%を削除した範囲とするとよい。 こうすることで、モニタ 70を見ているトレーニング者にとって、例えばハンドルバー 11 が可動範囲の下端に到達したと思った地点においても、さらに 10%分下げないと本 当の可動範囲からは外れない。逆に、ハンドルバー 11を上げる場合には、本当の可 動範囲の下端から 10%分だけハンドルバー 11を上げた状態になって初めて、モ- タ 70上の可動域ウィンドウ 70の下端に模擬バー 73が表示される。
[0101] このように本当の可動範囲よりも狭い範囲である表示可動範囲をモニタ 70に表示 する理由は次の通りである。即ち、例えばノヽンドルバー 11を上に押し上げる場合、モ ユタ 70上でハンドルバー 11の動きが表示されるより前にハンドルバー 11が既に可動 範囲に入っていることになるので、トレーニング者は力をカ卩える必要がある。模擬バー 73が表示される前にトレーニング者に要求される動作力 トレーニング者にとって予 備動作のような役割を果たす。人間は瞬間的に所定の力を出すことは困難であるた め、このような予備動作を行うことで、モニタ 70上の模擬バー 73が可動域ウィンドウ 7 1の下端から上昇する動きに合わせ、トレーニング者はハンドルバー 11を加速させて スムーズに負荷に抗する力を出すことができる。仮にモニタ 70上の可動域ウィンドウ 71と測定された可動範囲の全範囲とを対応させると、例えばノヽンドルバー 11を上げ る場合には、トレーニング者は可動域ウィンドウ 71の下端力も一気に所定の力を出さ なければならない。これでは、トレーニング装置の使い勝手が低下してしまう。これを 防ぐため、可動域ウィンドウ 71には、可動範囲よりも狭い表示可動範囲を対応させて 模擬バー 73の表示を行うことが望ま 、。
[0102] [処理の流れ]
次に、トレーニング装置 100の演算部 36が実行する処理について、具体例を挙げ て説明する。説明を容易にするために、運動量の調整として負荷の調整を行う場合 を例に取る。演算部 36は、大別して（1)メインルーチン、（2)負荷調整ルーチンを実 行する。負荷調整ルーチンは、メインルーチンとは独立に実行される。
[0103] (1)メインルーチン
図 11は、演算部 36が実行するメインルーチンの流れの一例を示すフローチャート である。メインルーチンでは、個人データの取得、トレーニング者の可動範囲測定の 必要性の判断、各モード毎の処理などを行う。
[0104] ステップ S1：演算部 36は、トレーニング装置 100が起動すると、トレーニング方法の 概要を示すデモンストレーションを開始する。
[0105] ステップ S2 :演算部 36は、デモンストレーションを実行しながら、決定ボタンまたは クイックスタートボタンの入力を待機する。決定ボタン及びクイックスタートボタンは、 入力部 50に設けられている。
[0106] ステップ S3— S6 :演算部 36は、個人データをサーバ 200から取得するか、トレー- ング者力も入力してもらう。具体的には、演算部 36は、デモンストレーション中にトラ ンスボンダによりユーザ IDが入力された場合 (S3)、入力されたユーザ IDに対応する 個人データを店舗内サーバ 200から取得する。取得した個人データに欠落がなけれ ば（S4)、ステップ S7に移行する。トランスボンダ力もの入力がない場合（S3)、演算 部 36はトレーニング者を認証できない旨の通知を出力し、処理の続行の意思を問い 合わせる（S5)。続行の意志がある場合には、データ入力画面 (前記図 4参照）を表 示し、個人データの入力を受け付ける（S6)。また、店舗内サーバ 300から取得した 個人データに欠落がある場合にも、データ入力画面からの個人データの入力を受け 付ける（S4, S6)。
[0107] ステップ S7— S8 :演算部 36は、デモンストレーション中に決定ボタンが押された場 合 (S7)、モード及び部位の選択をトレーニング者力 受け付ける。
[0108] ステップ S9— S 10 :演算部 36は、クイックスタートボタンが押された場合（S9)、 "マ -ュアルモード"を設定し、部位の選択をトレーニング者力も受け付ける（S 10)。また 、演算部 36は、負荷や目標回数等の設定を受け付けても良い。
[0109] ステップ SI 1：演算部 36は、後述するシート位置確認サブルーチンを実行する。こ の処理により、今力も行おうとするトレーニングの部位に応じたシート位置が定まる。
[0110] ステップ S12 :前記ステップ S8、 S10、 S11で、トレーニングの部位及びそれに応じ たシート位置が定まると、演算部 36は、そのトレーニング部位についてトレーニング 者の可動範囲を個人データから抽出する。
[0111] ステップ S13 :演算部 36は、設定されているモードやトレーニングの部位に応じた 負荷を、ハンドルバー 11に印加する。後述するように、ハンドルバー 11の負荷は、ト レーニング中のハンドルバー 11の可動状態に応じて変化する。
[0112] ステップ S14 :演算部 36は、設定されているモードや選択された部位に応じたトレ 一-ング処理を開始させる。例えば"マニュアルモード"が設定されていれば、演算部 36は、トレーニング者が選択したトレーニングの部位や負荷、 目標回数の設定に従 い、画面や音声の出力を制御するプログラムを開始させる。また"プログラムモード" が設定されていれば、演算部 36は、選択された部位に対応する予め記憶されたトレ 一ユングプログラムに従い、画面や音声出力を行うプログラムを開始させる。このプロ グラムは、トレーニング者の最大筋力 1RMや性別、年齢などの個人データに基づい て、負荷や目標回数を設定する。トレーニング処理中、このメインルーチンとは独立 に実行される負荷調整ルーチン (詳細は後述する）により、指示テンポや現在の負荷 の値などがモニタ 70に出力される。トレーニング処理終了後、演算部 36は運動結果 を店舗内サーバ 300に保存し、ステップ S1に戻る。なお、トレーニング処理が終了す る条件は、トレーニングの完了により終了する場合と、後述する負荷調整ルーチンか ら終了を指示された場合である。
[0113] 図 12は、演算部 36が実行するシート位置確認サブルーチンの処理の流れの一例 を示すフローチャートである。前記メインルーチンにお 、てステップ S11に移行すると 、以下の処理が開始される。
[0114] ステップ S201、 S202 :演算部 36は、これから行おうとするトレーニングの部位に基 づき、シート位置の変更が必要力否かを判断する（S201)。変更が必要な場合には ステップ S202に移行し、シート位置の変更を指示する画面をモニタ 70に出力する。 変更不要な場合には、メインルーチンに戻る。
[0115] ステップ S203、 S204 :演算部 36は、シート位置が変更されるのを待機し（S203) 、シート位置が変更されるとトレーニング者に着座を指示する画面をモニタ 70に出力 する（S204)。シート位置の変更は、前述のバースイッチ 21a, b及びシートスィッチ 2 2a, bからの信号を検出することにより判断する。
[0116] ステップ S205 :演算部 36は、トレーニング者により決定ボタンが押下されるのを待 機し（S205)、メインルーチンに戻る。 [0117] (2)負荷調整ルーチン
図 13 (a) , (b)は、演算部 36が実行する負荷調整ルーチンの流れの一例を示すフ ローチャートである。演算部 36は、この例では、プログラムモードまたはマ-ユアルモ ードにおける処理が実行されているときに、負荷調整ルーチンを実行する。この処理 は、次の流れで行う。
[0118] フロー初期：トレーニング者がハンドルバー 11を持ち上げる動きが実質止まって!/ヽ る場合に（S100— S104)、負荷を徐々に軽減し（S105— S107)、動きが再開した 負荷の値をノヽンドルバー 11が上がりきるまで維持する（S109)。
[0119] フロー中期：ノヽンドルバー 11が上がりきると、負荷を所定の制限内で戻す（S110— S115)。
[0120] フロー終期：ノヽンドルバー 11が下がりきると、あと何回負荷を軽減できるかを判断し
、それ以上負荷を軽減できな 、場合は運動を終了させる（S 116— S 118)。
[0121] (2— 1)フロー初期
ステップ S100 :演算部 36は、プログラムモードまたはマニュアルモードが設定され ている力否かを判断する。測定モードでバーを動力しているときや最大筋力を測定し て 、るときに負荷を軽減しな 、ためである。
[0122] ステップ S101— S102 :演算部 36は、ハンドルバー 11の動く速さが所定の速さ以 下になるのを監視し (S101)、所定の速度以下になるとトレーニング者の動きが停止 したと見なして激励メッセージを出力する（S 102)。
[0123] ステップ S103— S104 :所定時間 T2を経過してもハンドルバー 11の速さが所定の 速さ以下の場合 (S103)、演算部 36はハンドルバー 11の動く方向が上向き（ポジテ イブレップと!/、う）か下向き（ネガティブレップと!/、う）かを判断する（S 104)。
[0124] ステップ S105 :演算部 36は、ハンドルバー 11が上向きに動いている場合、負荷を 一定量軽減する（ (軽減前の負荷 Wl) = W1— Δ W)。
[0125] ステップ S106 :演算部 36は、軽減した結果、ハンドルバー 11が所定の速さ以上で 動き出すカゝ否かを判断する（S106)。例えば所定時間以上経過してもハンドルバー
11の速さが所定値以下であれば、ハンドルバー 11は動 、て!/、な!/、と判断する（S10
6)。 [0126] ステップ S107 :演算部 36は、負荷を軽減してもハンドルバー 11の速さが所定値以 上にならない場合、負荷をさらに軽減できるかどうかを判断する。つまり、演算部 36 は、負荷がゼロを超えているかどうかを判断する。負荷がゼロになっていなければ、 再びステップ S 105に戻る。このようにして、負荷がゼロになるまで、負荷を AWずつ 軽減し、ハンドルバー 11が動き出すのを待機する。
[0127] ステップ S108 :演算部 36は、軽減した負荷がゼロになった場合、運動終了をメイン ルーチンに指示し、処理を終了する。負荷がゼロになってもハンドルバー 11が動き 出さな 、ので、トレーニング者はトレーニングを続行する気がな 、と見なすことができ るカゝらである。
[0128] ステップ S 109 :負荷を軽減した結果ノヽンドルバー 11が動き始めたら、演算部 36は 、それ以上負荷を軽減することを停止し、軽減後の負荷の値 W2を維持する。
[0129] (2— 2)フロー中期
ステップ S110 :演算部 36は、負荷の値 W2を維持したまま、ハンドルバー 11が可 動範囲の上端に到達するまで負荷 W2を維持する。上端に到達したか否かの判断は 、若干の遊びを許容するように行うことが好ましい。
[0130] 例えば、可動範囲を示す最高位置が Ltとすると、 0. 95 X Lt-l. 1 X Ltの高さ範 囲にハンドルバー 11が入れば、可動範囲の上端に到達したと見なすことが挙げられ る。同様に、可動範囲の最低位置が Lbとすると、 0. 95 X Lb—l. 1 X Ltの高さ範囲 にハンドルバー 11が入れば、可動範囲の下端に到達したと見なすことが挙げられる 。トレーニング者がハンドルバー 11を動かす範囲は、毎回可動範囲と正確に一致す るわけではなぐ実際には可動範囲と若干ずれるからである。
[0131] ステップ S111— S112 :演算部 36は、ハンドルバー 11が可動範囲の上端を超えた セーフティゾーンに入ると（S111)、負荷をゼロにする（S112)。つまり、ハンドルバー 11が上昇して高さが 1. 05 X Ltを超えると、ハンドルバー 11が可動範囲外に入った と見なし、負荷をゼロにする。
なお、本実施例においては、上端に達したか否かの判断を、ハンドルバー 11が可動 範囲の最高位置に達した力否かによって行っている力 必ずしもこの判断に限定さ れるものではなぐ可動範囲内であっても所定の高さに達すれば上端に達したとして モニタ 70にその旨の表示を行、、トレーニング者に対して逆方向へ移動させる指示 を行う一方、上記の通りの負荷設定を行うようにしてもよい。
例えば、可動範囲については、装置によってはハンドルバーが下がった場合の下端 位置のみを設定しておき、上方については可動範囲を設定しないようにしてもよぐこ の場合、上記の通りの負荷設定を行えばよい。
[0132] ステップ S113 :演算部 36は、ハンドルバー 11が可動範囲の上端に到達すると、負 荷を元に戻しても良いか否かを判断する。この判断は、減量前の負荷 W1と減量後の 負荷 W2との差が所定の上限を超えている力否かにより行う。例えば、減量前の負荷 W2力 減量後の負荷 W1の 130%以下であれば、負荷の値を元の値 W1に戻しても 良いと判断する。
[0133] ステップ S114 :演算部 36は、減量前の負荷 W1と減量後の負荷 W2との差が所定 の上限を超えていなければ、負荷を W1に戻す。例えば、 W1≤W2 X 1. 3であれば 、負荷を W1に戻す。
[0134] ステップ S115 :演算部 36は、減量前の負荷 W1と減量後の負荷 W2との差が所定 の上限を超えていれば、その上限まで負荷を重くする。例えば、 W1 >W2 X 1. 3で あれば、負荷を W2 X 1. 3に戻す。
[0135] (2— 3)フロー終期
ステップ S116— S118 :演算部 36は、ハンドルバー 11が可動範囲の下端に到達 すると（S116)、支援回数 Nsを (Ns+ 1)とし、更新した支援回数 Nsと所定の支援回 数 Nmaxとを比較する（S117)。 Nsく Nmaxであれば、再びステップ S101に戻り、トレ 一-ング者の動きが止まったときには負荷を軽減することによりトレーニングの継続を 支援する。逆に Ns≥ Nmaxであれば、運動終了をメインルーチンに指示し、処理を終 了する（S118)。
[0136] ステップ SI 19 :演算部 36は、ハンドルバー 11が可動範囲の上端から下端に到達 するまでの時間が所定時間 T4を超えて 、る場合、運動終了をメインルーチンに指示 し、処理を終了する（S118)。例えば、トレーニング者がハンドルバー 11を下げる速 さが遅すぎる場合、トレーニングは終了したと見なされる。負荷調整ルーチンは終了 し、メインルーチンはデモンストレーションの表示に戻る（Sl)。 [0137] ステップ S120— S121 :なお、演算部 36は、ハンドルバー 11が下向きに動いて状 態で実質的に停止し (S120)、所定時間 T3過ぎても動かない場合には、本処理を 終了する（S121)。例えば、トレーニング者がハンドルバー 11を下げている途中でト レーニングを放棄した場合、トレーニングは終了したと見なされる。
[0138] なお、上記負荷調整ルーチンでは、プログラムモードとマニュアルモードの時に負 荷の調整を行っている力 どのようなモードをトレーニング装置 100に設定し、その中 のどのモードに置いて負荷の調整を行うかは適宜変更可能である。また、上記ルー チンでは負荷調整回数が上限まで実行されるとトレーニングが終了するが、必ずしも その必要はない。さら〖こ、負荷 W1を負荷 W2に軽減してハンドルバー 11が上がりき つた後、負荷を再び重くしている力 これは必ずしも必要ではない。例えば、軽減した 負荷 W2をそのまま維持して最後までトレーニングさせても良い。カロえて、ハンドルバ 一 11を上げるときにのみ負荷の調整を行っている力 他の種類のトレーニングを行う 装置においては、トレーニング者が駆動する部分力 Sいかなる方向に動くときでも負荷 の調整を行うようにすることもできる。
[0139] [効果]
以上述べたように、本発明に係るトレーニング装置は、トレーニング者の疲労を検知 したときに、トレーニングを継続できるようにトレーニング者を支援する。支援は、トレ 一ユングを再開するのに必要最小限な程度に行うので、トレーニング者はトレーニン グ後に適度な達成感を得ることができる。負荷の軽減は、筋肉に強い刺激を与えな い程度に徐々に行い、また好ましくは支援回数に上限を設けるので、負荷の軽減に よりトレーニング者に負担をかけることを防止できる。また、負荷の調整をトレーニング 者の耐荷重が少ないような運動方向において行えば、支援を必要最小限に抑える上 でさらに好ましい。
[0140] <その他の実施形態 >
(A)前記第 1実施形態では、トレーニング者の疲労を検出した場合に負荷の調整 のみを行った力 ハンドルバー 11を上げ下げするための指定テンポの調整を、負荷 の調整と共に行っても良い。例えば、負荷を軽減する代わりに指定テンポを速くする こと、トレーニング者の疲労を検出した場合に指定テンポを緩くすること、が挙げられ る。
[0141] (B)前述の方法をコンピュータ上で実行するためのプログラム及びそのプログラム を記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、本発明に含まれる。ここで、プロ グラムはダウンロード可能なものであってもよい。記録媒体としては、コンピュータが読 み書き可能なフレキシブルディスク、ハードディスク、半導体メモリ、 CD-ROM, DV D、光磁気ディスク（MO)、その他のものが挙げられる。
産業上の利用可能性
[0142] 本発明は、個人が自己に最適な運動負荷で運動するためのトレーニング装置に適 用可能である。

Claims

請求の範囲
[1] 運動用に供される可動部に電気的な負荷発生器により第 1の負荷をかけるトレー- ング装置であって、
前記可動部が可動しているときの可動状態を監視する可動部監視手段と、 前記可動部監視手段の監視によって前記可動部の可動状態に所定の状態が検出 された場合、前記第 1の負荷を第 2の負荷に変化させる負荷調整手段と、
を備えることを特徴とするトレーニング装置。
[2] 前記所定の状態が前記可動部の停滞のとき、前記第 2の負荷が前記第 1の負荷より 軽減されて ヽることを特徴とする、請求項 1に記載のトレーニング装置。
[3] 前記可動部の可動領域に少なくとも 1つの基準位置を設定する設定手段をさらに 備え、
前記基準位置に対して予め定められた前記可動部の可動方向に沿って、前記可 動部が前記基準位置を越えた場合に前記可動部を停止させる、または運動に対す る負荷をゼロにすることを特徴とする請求項 1または 2に記載のトレーニング装置。
[4] 前記可動部は、第 1方向及びこれと逆方向の第 2方向に移動可能とされ、
前記可動部監視手段は、前記可動部の移動方向をさらに監視し、
前記負荷調整手段は、前記可動部が 、ずれかの方向に沿って移動して!/、るときに 前記第 1の負荷から前記第 2の負荷に変化させた場合、前記可動部監視手段の監 視によって前記可動部の移動方向が他方向に切り替わる際に、負荷を第 3の負荷に することを特徴とする、請求項 1または 2に記載のトレーニング装置。
[5] 前記負荷調整手段は、前記可動部監視手段により前記可動部の移動方向が切り 替わるのを検出するまで、前記第 2の負荷を維持することを特徴とする、請求項 4に 記載のトレーニング装置。
[6] 前記負荷調整手段は、前記可動部監視手段により前記可動部の移動方向が切り 替わる際に、前記第 1の負荷以下で前記第 2の負荷以上の範囲に前記第 3の負荷を 調整することを特徴とする、請求項 5に記載のトレーニング装置。
[7] 前記可動部は、第 1方向及びこれと逆方向の第 2方向に移動可能とされ、
前記可動部監視手段は、前記可動部の移動方向をさらに監視し、 前記負荷調整手段は、前記可動部が前記第 1方向に沿って移動しているときにの み前記第 1の負荷力も前記第 2の負荷への軽減を行うことを特徴とする、請求項 1乃 至 6の!、ずれかに記載のトレーニング装置。
[8] 前記可動部監視手段は、前記可動部の移動の速さを監視し、前記速さが所定値以 下に低下した状態が所定時間継続したカゝ否かを判断し、
前記負荷調整手段は、前記速さが所定値以下に低下した状態が所定時間継続し た場合、前記第 1の負荷を前記第 2の負荷に軽減することを特徴とする請求項 2乃至 7の!、ずれかに記載のトレーニング装置。
[9] 表示部と、
前記可動部を動かす可動タイミングに関する指示を前記表示部に出力する指示手 段と、
をさらに備えることを特徴とする、請求項 1乃至 8のいずれかに記載のトレーニング 装置。
[10] 前記指示手段は、前記可動部を動かす可動タイミングの指標を図表によって前記 表示部に示すことにより、前記可動タイミングに関する指示を出力することを特徴とす る、請求項 9に記載のトレーニング装置。
[11] 前記可動部監視手段は前記可動部の移動の速さを監視し、
前記指示手段は、前記可動部の速さの変化に応じ、指示する可動タイミングを変化 させることを特徴とする、請求項 9または 10に記載のトレーニング装置。
[12] 前記可動部の可動状態が停滞のときに前記負荷調整手段により第 1の負荷から第
2の負荷へ軽減し、前記第 2の負荷への軽減後に前記可動部が再度可動し始めた 場合、前記指示手段は、軽減された負荷に応じた可動タイミングを指示することを特 徴とする、請求項 9, 10または 11に記載のトレーニング装置。
[13] 前記トレーニング装置は、第 1位置と第 2位置とを切り替え可能なシートユニットをさ らに有し、
前記設定手段は、前記シートユニットの前記第 1位置と第 2位置とについて、それぞ れ異なる基準位置を設定することを特徴とする、請求項 3に記載のトレーニング装置
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