(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
おもりと、前記おもりに連結された長尺体と、前記長尺体の他端を移動させることで前記おもりを上方に移動させる荷重発生手段とを備えるトレーニング装置に供するための測定装置であって、
前記おもりの位置を検出する位置検出手段と、
前記長尺体にかかる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記位置検出手段及び前記荷重検出手段によって得られた検出データに基づく報知情報を表示する表示手段と、
前記荷重検出手段及び前記位置検出手段によって得られた検出データに基づき、前記表示部に前記報知情報を表示するためのデータ処理を行うデータ処理部と、を備え、
前記位置検出手段、荷重検出手段及び表示手段はそれぞれ、前記トレーニング装置に対して着脱自在となる取付部を各々有し、
前記データ処理部は、前記位置検出手段によって検出された検出データに基づいておもりの位置の変化状態を監視する位置監視手段と、前記荷重検出手段によって検出された検出データに基づいて荷重の変化状態を監視する荷重監視手段と、前記おもりの位置の変化状態及び前記荷重の変化状態に基づいて前記おもりの質量を算出する質量算出手段と、を有し、
前記位置監視手段が前記おもりの移動後において前記おもりが停止していることを検出した場合、前記質量算出手段は、前記荷重監視手段によって検出された荷重に基づいて前記おもりの質量を算出し、前記表示手段に前記質量を表示することを特徴とする測定装置。
【請求項２】
前記おもりの上面に設けられて光を反射する反射手段をさらに備え、
前記位置検出手段は、前記反射手段に対して光を出射する発光部と、前記反射手段において反射された反射光を受光する受光部とを有することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
【請求項３】
前記荷重検出手段は、前記長尺体に取付け可能とされ、前記長尺体にかかる張力を受ける歪み受け部と、前記歪み受け部の歪みを測定する歪み測定部とを有することを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の測定装置。
【請求項４】
おもりと、前記おもりに連結された長尺体と、前記長尺体の他端を移動させることで前記おもりを上方に移動させる荷重発生手段とを備えるトレーニング装置に供するための測定装置であって、
前記おもりの位置を検出する位置検出手段と、
前記長尺体にかかる荷重を検出する荷重検出手段と、
前記位置検出手段及び前記荷重検出手段によって得られた検出データに基づく報知情報を表示する表示手段と、
前記荷重検出手段及び前記位置検出手段によって得られた検出データに基づき、前記表示部に前記報知情報を表示するためのデータ処理を行うデータ処理部と、を備え、
前記位置検出手段、荷重検出手段及び表示手段はそれぞれ、前記トレーニング装置に対して着脱自在となる取付部を各々有し、
前記データ処理部は、前記位置検出手段によって検出された検出データに基づいておもりの位置の変化状態を監視する位置監視手段と、前記荷重検出手段によって検出された検出データに基づいて荷重の変化状態を監視する荷重監視手段と、前記おもりの位置の変化状態及び前記荷重の変化状態に基づいて前記おもりの質量を算出する質量算出手段と、前記トレーニング装置において使用され得るおもりの質量データを記憶する質量記憶部と、を有し、
前記質量算出手段は、前記トレーニング装置において使用されているおもりの位置の変化状態と、前記長尺体にかかる荷重に基づいて算出されたおもりの質量に最も近い値とを、前記質量記憶部から抽出することを特徴とする測定装置。
【請求項５】
前記おもりの上面に設けられて光を反射する反射手段をさらに備え、
前記位置検出手段は、前記反射手段に対して光を出射する発光部と、前記反射手段において反射された反射光を受光する受光部とを有することを特徴とする、請求項４に記載の測定装置。
【請求項６】
前記荷重検出手段は、前記長尺体に取付け可能とされ、前記長尺体にかかる張力を受ける歪み受け部と、前記歪み受け部の歪みを測定する歪み測定部とを有することを特徴とする、請求項４または５のいずれかに記載の測定装置。
【請求項７】
前記質量データは、前記トレーニング装置において使用され得るおもりの単体の質量のデータと、前記単体の質量のデータの整数倍の質量のデータとを含むことを特徴とする、請求項４、５または６のいずれかに記載の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレーニング装置に供するための測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トレーニング装置には、トレーニング者の運動状況を測定するための測定装置が設けられたものがある。例えば、従来、トレーニング者が持ち上げるおもりの個数及びおもりの持ち上げ回数をカウントする測定部を有するトレーニング装置知られている。このトレーニング装置に設けられた測定部では、各おもりに設けられた検出部と、検出部に対向してトレーニング装置本体に設けられた複数の被検出部とによりおもりの個数及び持ち上げ回数をカウントする。トレーニング者がおもりを持ち上げると、持ち上げられたおもりに設けられた各検出部が本体の各被検出部を通過する。測定部が、この通過した検出部の個数及び通過回数をカウントし、トレーニング者に使用しているおもりの総量及び持ち上げ回数を提示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の測定部で測定を行うためには、おもりの個数に応じた多数の検出部及び被検出部をトレーニング装置に作り込む必要がある。よって、多種類のトレーニング装置に上記の測定部を適用するには、さらに多くの検出部及び被検出部が必要となり、構造が複雑となる。また、上記従来構造のトレーニング装置においては、トレーニング装置に予め測定部が一体に組み込まれている。そのため、仮にフィットネスクラブ等で測定部を有するトレーニング装置を導入しようとすると、新規に測定部付きのトレーニング装置を購入しなければならずコスト的にも負担が大きいものとなっていた。
【０００４】
そこで、本発明では、既存のトレーニング装置に対しても後付けで取り付けを容易に行え、且つ、多数のおもりに対する測定を簡易な構成で行える測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本願第１発明は、上記の課題を解決するために、おもりと、前記おもりに連結された長尺体と、前記長尺体の他端を移動させることで前記おもりを上方に移動させる荷重発生手段とを備えるトレーニング装置に供するための測定装置を提供する。この測定装置は、以下の構成要素を有している。
・前記おもりの位置を検出する位置検出手段、
・前記長尺体にかかる荷重を検出する荷重検出手段、
・前記位置検出手段及び前記荷重検出手段によって得られた検出データに基づく報知情報を表示する表示手段、
・前記荷重検出手段及び前記位置検出手段によって得られた検出データに基づき、前記表示部に前記報知情報を表示するためのデータ処理を行うデータ処理部。
【０００６】
この装置において、前記位置検出手段、荷重検出手段及び表示手段はそれぞれ、前記トレーニング装置に対して着脱自在となる取付部を各々有している。
また、前記データ処理部は、次の要素を有している。
・前記位置検出手段によって検出された検出データに基づいておもりの位置の変化状態を監視する位置監視手段
・前記荷重検出手段によって検出された検出データに基づいて荷重の変化状態を監視する荷重監視手段
・前記おもりの位置の変化状態及び前記荷重の変化状態に基づいて前記おもりの質量を算出する質量算出手段。
【０００７】
前記位置監視手段が前記おもりの移動後において前記おもりが停止していることを検出した場合、前記質量算出手段は、前記荷重監視手段によって検出された荷重に基づいて前記おもりの質量を算出し、前記表示手段に前記質量を表示する。
ここで、長尺体とは、湾曲が可能な長い形態を有するものを含み、ワイヤー、紐等の線状体の他、ベルトのように断面が平坦形状であっても湾曲及びおもりの牽引が可能な十分な長さを有するものも含む。
【０００８】
おもりは長尺体に連結されているため、トレーニング者が長尺体の他端を移動すると、それに連動して荷重発生手段がおもりを移動させる。長尺体にはおもりにより荷重がかかっており、この長尺体にかかる荷重を利用して運動を行う。例えば、長尺体の一端におもりが連結され、他端にペダル、ハンドル及びバーなどの可動部を有するトレーニング装置を例に挙げる。このトレーニング装置においては、トレーニング者は可動部に足や手により力を加え、可動部の位置を変化させて運動を行う。このトレーニング装置に、位置検出手段、荷重検出手段及び表示手段とを備える測定装置を、取付部により後付けすることで、トレーニング者は、運動時のおもりの位置及び長尺体にかかる荷重に基づく報知情報を把握することができる。報知情報としては、例えばおもりの位置、おもりの移動回数、初期状態からのおもりの移動距離、おもりの加速度、長尺体にかかる荷重及びおもりの質量等が挙げられる。よって、トレーニング者は、トレーニング中の運動状況を把握することができる。
【０００９】
上記のトレーニング装置において、おもりは長尺体に連結されているため、長尺体の他端を移動するとおもりの位置が変化する。また、長尺体にはおもりにより荷重がかかっている。測定装置の位置監視手段は、このおもりの位置の変化状態を監視する。おもりの位置の変化状態とは、おもりが移動している状態にあるのか、停止している状態にあるのかを意味する。具体的には、おもりの初期状態からの移動距離、おもりの移動速度、加速度などの変化を挙げることができる。さらに、荷重監視手段がおもりにより長尺体にかかる荷重を監視する。この長尺体にかかる荷重Ｆは、次式（１）により表される。
Ｆ＝ｍ×α＋ｍ×ｇ      …（１）
ここで、Ｆ：長尺体にかかる荷重
ｍ：長尺体に連結されているおもりの質量
α：おもりの加速度
ｇ：重力加速度
である。
【００１０】
よって、長尺体の他端を移動することによりおもりの位置が変化し、加速度αが変化すると長尺体にかかる荷重が変化する。おもりが停止している場合においては、おもりの加速度α≒０であるのでＦ≒ｍｇとなる。
ここで、荷重Ｆには、動的な荷重Ｆａと静的な荷重Ｆｓがある。動的な荷重Ｆａとは、おもりの位置が変化し、おもりがある加速度を有して移動しているときに長尺体にかかる荷重であり、上記式（１）よりＦ＝ｍ×α＋ｍ×ｇ（α≠０）で表される。一方、静的な荷重Ｆｓとは、おもりが停止しているとき、あるいはおもりが等速で移動している（おもりの加速度α≒０）ときに長尺体にかかる荷重であり、Ｆ≒ｍｇで表される。そして、質量算出手段は、これらのおもりの位置の変化状態及び長尺体にかかる荷重によりおもりの質量を算出する。つまり、おもりの位置の変化状態からおもりの加速度αを監視し、おもりが停止し、おもりの加速度α≒０の時に長尺体にかかる荷重から上記式（１）に基づいておもりの質量を算出する。あるいは、おもりが移動している時に検出されたおもりの加速度αから上記式（１）に基づいておもりの質量を算出する。
【００１１】
上記の通り、本発明に係る測定装置は長尺体にかかる荷重の検出に加え停止時におけるおもりの質量を算出でき、これらのデータを表示手段に表示することができる。従って、おもりの移動時には、トレーニング者のおもりの引き上げに応じた荷重、例えば勢いよくおもりを移動させるほど表示手段には大きな荷重数値が表示されることから、トレーニング者へのトレーニング意欲を喚起することができる。また、おもりの停止時には、おもりの質量が表示されることから、従来のウェイトトレーニングマシンのようにおもり自体を視認するなどの手間を要さず、トレーニング姿勢を維持したまま表示部を見るだけで容易に現在使用しているおもりの質量、さらにトレーニング回数等を確認でき操作性に優れている。
【００１２】
ここで、停止とはおもりの移動が完全に止まった状態だけでなく、以下のような場合も含む。例えば、おもりの速度や加速度が所定値以下で停滞している場合も、おもりが停止しているとする。長尺体の他端の往復運動によりおもりの位置が上下する場合、おもりが最上部または最下部に位置する時に、おもりの位置が停止する。おもりの位置が停止している場合、おもりの加速度α≒０である。よって、前記式（１）からおもりにかかる荷重Ｆは、静的な荷重Ｆｓ≒ｍｇである。よって、静的な荷重Ｆｓを検出することによりおもりの質量を算出することができる。上記の通り、おもりの位置が停止している場合とは、おもりが完全に停止している場合のみならずほぼ停止している場合を含む。
【００１３】
このように、位置監視手段によっておもりが停止していることを検出した場合におもりの質量算出を行うのは、実際のおもりの質量を正確に算出するためである。仮におもりが移動している場合に質量算出すると、その移動の加速に伴う荷重分がおもりの質量に付加されるからである。
上記の通り、本願第１発明においては、位置監視手段、荷重監視手段及び質量算出手段のそれぞれの機能が前記のように有機的に結合されることによって、正確なおもりの質量測定を実現している。
【００１４】
本願第２発明は、本願第１発明において、前記おもりの上面に設けられて光を反射する反射手段をさらに備え、前記位置検出手段は、前記反射手段に対して光を出射する発光部と、前記反射手段において反射された反射光を受光する受光部とを有することを特徴とする測定装置を提供する。
おもりの上面に反射手段を設け、発光部から反射手段に光を出射する。そして、反射手段で反射された反射光を受光部において受光する。発光部と反射手段との間の距離に応じて、受光部において受光される反射光のスポットの位置が変化する。このスポットの位置の変化を測定することにより反射手段が設けられたおもりの位置を測定することができる。
【００１５】
本願第３発明は、本願第１または第２発明のいずれかにおいて、前記荷重検出手段は、前記長尺体に取付け可能とされ、前記長尺体にかかる張力を受ける歪み受け部と、前記歪み受け部の歪みを測定する歪み測定部とを有することを特徴とする測定装置を提供する。
長尺体に設けられた歪み受け部は、おもりにより長尺体にかかる張力の大きさに応じて歪みを生じる。この歪み測定部の歪みを測定することにより長尺体にかかる張力を測定することができる。そして、この張力から長尺体にかかる荷重を検出することができる。
【００１６】
本願第４発明は、おもりと、前記おもりに連結された長尺体と、前記長尺体の他端を移動させることで前記おもりを上方に移動させる荷重発生手段とを備えるトレーニング装置に供するための測定装置を提供する。この測定装置は、以下の手段を備える。
・前記おもりの位置を検出する位置検出手段、
・前記長尺体にかかる荷重を検出する荷重検出手段、
・前記位置検出手段及び前記荷重検出手段によって得られた検出データに基づく報知情報を表示する表示手段、
・前記荷重検出手段及び前記位置検出手段によって得られた検出データに基づき、前記表示部に前記報知情報を表示するためのデータ処理を行うデータ処理部。
【００１７】
この装置において、前記位置検出手段、荷重検出手段及び表示手段はそれぞれ、前記トレーニング装置に対して着脱自在となる取付部を各々有している。
また、前記データ処理部は、以下の手段を有している。
・前記位置検出手段によって検出された検出データに基づいておもりの位置の変化状態を監視する位置監視手段
・前記荷重検出手段によって検出された検出データに基づいて荷重の変化状態を監視する荷重監視手段
・前記おもりの位置の変化状態及び前記荷重の変化状態に基づいて前記おもりの質量を算出する質量算出手段
・前記トレーニング装置において使用され得るおもりの質量データを記憶する質量記憶部。
【００１８】
ここで、前記質量算出手段は、前記トレーニング装置において使用されているおもりの位置の変化状態と、前記長尺体にかかる荷重に基づいて算出されたおもりの質量に最も近い値とを、前記質量記憶部から抽出する。
ここで、長尺体とは、第１発明と同様、湾曲が可能な長い形態を有するものを含み、ワイヤー、紐等の線状体の他、ベルトのように断面が平坦形状であっても湾曲及びおもりの牽引が可能な十分な長さを有するものも含む。この測定装置を用いれば、第１発明と同様にして、トレーニング者は、トレーニング中の運動状況を把握することができる。
【００１９】
また、この測定装置を用いれば、第１発明と同様にして、本発明に係る測定装置は長尺体にかかる荷重の検出に加え停止時におけるおもりの質量を算出でき、これらのデータを表示手段に表示することができる。従って、おもりの移動時には、トレーニング者のおもりの引き上げに応じた荷重、例えば勢いよくおもりを移動させるほど表示手段には大きな荷重数値が表示されることから、トレーニング者へのトレーニング意欲を喚起することができる。また、おもりの停止時には、おもりの質量が表示されることから、従来のウェイトトレーニングマシンのようにおもり自体を視認するなどの手間を要さず、トレーニング姿勢を維持したまま表示部を見るだけで容易に現在使用しているおもりの質量、さらにトレーニング回数等を確認でき操作性に優れている。
【００２０】
使用されるおもりの質量に関するデータを予め質量記憶部に記憶しておく。質量算出手段が算出したおもりの質量にもっとも近い実際のおもりの質量データを質量記憶部から抽出することで、正確なおもりの質量を得ることができる。
算出されたおもりのデータは誤差等を含むものであるが、仮にこのデータをそのまま表示手段に表示すれば、同じ負荷のトレーニングを行っているにもかかわらずトレーニング毎にまちまちの表示がなされることになり、トレーニング効果の基準も不明確なものとなってしまう。よって、これを回避するため、実際のおもりの質量データに合わせ込んでいる。
【００２１】
本願第５発明は、本願第４発明において、前記おもりの上面に設けられて光を反射する反射手段をさらに備え、前記位置検出手段は、前記反射手段に対して光を出射する発光部と、前記反射手段において反射された反射光を受光する受光部とを有することを特徴とする測定装置を提供する。
おもりの上面に反射手段を設け、発光部から反射手段に光を出射する。そして、反射手段で反射された反射光を受光部において受光する。発光部と反射手段との間の距離に応じて、受光部において受光される反射光のスポットの位置が変化する。このスポットの位置の変化を測定することにより反射手段が設けられたおもりの位置を測定することができる。
【００２２】
本願第６発明は、本願第４または第５発明のいずれかにおいて、前記荷重検出手段は、前記長尺体に取付け可能とされ、前記長尺体にかかる張力を受ける歪み受け部と、前記歪み受け部の歪みを測定する歪み測定部とを有することを特徴とする測定装置を提供する。
長尺体に設けられた歪み受け部は、おもりにより長尺体にかかる張力の大きさに応じて歪みを生じる。この歪み測定部の歪みを測定することにより長尺体にかかる張力を測定することができる。そして、この張力から長尺体にかかる荷重を検出することができる。
【００２３】
本願第７発明は、本願第４〜６発明において、前記質量データは、前記トレーニング装置において使用され得るおもりの単体の質量のデータと、前記単体の質量のデータの整数倍の質量のデータとを含むことを特徴とする測定装置を提供する。
ウエイトトレーニングタイプのトレーニング装置におけるトレーニング負荷の変更は、同質量のおもりの個数を変えることによって行うため、上記質量データとして、おもり単体の質量と、おもりの個数に対応する整数倍の質量のデータとを含ませることによって対応が可能である。また、おもり単体の質量はトレーニング装置によって変わる可能性があるので、予め使用されることが想定される複数のおもり単体の質量及びその整数倍の質量データを含ませている。このように、質量データを必要且つ最小限のデータに限定することによって、質量記憶部の記憶容量を無駄のない低容量に抑えることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る測定装置は、トレーニング回数等に関する測定部を備えない既存のトレーニング装置に対しても後付けで容易に取り付けが可能であり、フィットネスクラブ等にとってコストメリットがある。また、おもりの質量については、おもりを牽引するワイヤ等にかかる荷重から算出するので、従来のようにおもり自体を視認して質量を確認する必要が無く、単に表示部を見るだけでおもりの質量に加えトレーニング回数等も確認できるので、トレーニング者にとって無駄な動きをする必要が無く操作性に優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
＜発明の概要＞
本発明に係る測定装置は、おもりと、おもりに連結されたワイヤ（長尺体に相当）と、ワイヤの他端を移動させることでおもりを上方に移動させる荷重発生手段とを備えるトレーニング装置に用いられる。トレーニング者がトレーニング装置のワイヤの他端に足や手により力を加えると、それに連動して荷重発生手段がおもりを移動させる。このとき、ワイヤにはおもりにより荷重がかかっており、トレーニング者は、このワイヤにかかる荷重を利用して運動を行う。ここで、ワイヤの他端には例えばペダル、ハンドル及びバーなどの可動部が接続されていても良い。このようなトレーニング装置による運動の場合、トレーニング者は、自分が今どれぐらいの力を加え、何回おもりを移動しているのか等の運動状況を把握しながら運動を行う。そこで、本発明による測定装置では、おもりの位置及びワイヤにかかる荷重等を検出し、この検出データに基づく報知情報をモニタによりトレーニング者に提示する。よって、トレーニング者は、モニタに表示された報知情報に基づいておもりの移動回数や運動時間などの運動メニューを決めることができる。また、この測定装置はトレーニング装置に作り込む必要がなく構成が簡単であり、既存のトレーニング装置に後付けする等、着脱自在である。
【００２６】
さらに、本発明に係る測定装置では、運動に伴っておもりによりワイヤにかかる荷重を検出する。そして、この荷重に基づいてワイヤに連結されたおもりの質量を算出する。よって、おもりの個数に応じた検出部や被検出部を設けることなく、トレーニング者にかかる負荷を検出できる。また、おもりの質量は、検出された荷重から算出するため、予め計量しておく必要もない。そのため、本発明にかかる測定装置を簡単にトレーニング装置に後付けし、おもりの質量を算出することができる。
＜第１実施形態例＞
以下に、第１実施形態例を挙げて本発明に係る測定装置について説明する。図１は、測定装置１５０及びトレーニング装置１００の構成図である。測定装置１５０が取り付けられたトレーニング装置１００は、例えば店舗に設置され、店舗内のサーバ３００と接続される。サーバ３００は、測定装置１５０と接続されており、測定装置１５０が取得したトレーニング者の運動状況を受信する。また、サーバ３００は、サーバ３００内に記憶されているトレーニング者の個人データを、測定装置１５０からの要求に応じて送信する。
１．トレーニング装置
まず、トレーニング装置１００の構成及び機能について説明する。図２は、測定装置１５０が取り付けられたトレーニング装置１００の構成図である。なお、ここでトレーニング装置１００についてはその構造の機能を説明するに留める。このトレーニング装置１００は、足でペダルを押すことによりおもりが上下し、トレーニング者の足に荷重がかかる構成である。このトレーニング装置１００は、あくまでも例示であってこれに限定されない。
【００２７】
支持台1上に背もたれ３及びシート４が固定されている。ペダル５が、背もたれ３と対向するように支持台１上に可動に固定されている。トレーニング者の運動を補助するためにハンドル１７が設けられている。フレーム７には、ワイヤ９、ロッド１１及び複数のおもり１３が取り付けられている。おもり１３は、ワイヤ９に連結されており、ロッド１１に沿って上下方向に摺動する。ワイヤ９は、複数の滑車１５を介しておもり１３とペダル５とを連結している。また、複数のおもり１３それぞれには、おもり調整孔１３ａが設けられている。このおもり調整孔１３ａに調整棒１３ｂを挿入すると、図３に示すように調整棒１３ｂが挿入された位置から上のおもり１３がワイヤ９と連結される。よって、トレーニング者が所望の位置に調整棒１３ｂを挿入することで、おもり１３によりペダル５にかかる荷重を調整することができる。ここで、ワイヤ９は、おもり１３とペダル５とを連結し、ペダル５の移動によりおもり１３を移動する構成であれば良く、ワイヤに限定されず、例えば湾曲が可能な長い形態を有するものを含み、ワイヤー、紐等の線状体の他、ベルトのように断面が平坦形状であっても湾曲及びおもりの牽引が可能な十分な長さを有するものも含む。なお、支持台1、背もたれ３、シート４、ペダル５、ロッド１１、滑車１５及びハンドル１７等のおもり１３を上方に移動させる構成は、特許請求の範囲において荷重発生手段に相当する。ただし、荷重発生手段はおもりを移動させる構成であれば良く、その構成は前記の構成に限定されない。
【００２８】
トレーニング者は、上記のトレーニング装置を用いて次のように運動を行う。まず、トレーニング者は、所望の位置に調整棒１３ｂを挿入する。次に、背もたれ３にもたれるようにシート４上に腰掛け、足をペダル５に載せる。そして、足を曲げ伸ばしすることによりペダル５を前後方向に移動させて運動を行う。ペダル５とおもり１３とは、複数の滑車１５及びワイヤ９を介して連結されているため、このペダル５の位置の変化に応じておもり１３が上下方向に往復運動する。よって、ペダル５には、持ち上げられたおもり１３の質量に応じて荷重がかかる。
２．測定装置
次に、図１及び図２を用いて測定装置１５０の構成及び機能について説明する。測定装置１５０は、位置センサ２０、荷重センサ３０、反射板４０、ストッパー５０、モニタ６０及び例えばコンピュータで構成されるデータ処理部２００を有している。測定装置１５０は、前述したトレーニング装置１００に適用される場合には、次のように取り付けられる。
【００２９】
荷重センサ３０は、ワイヤ９に取り付けられており、ワイヤ９にかかる荷重を検出する。反射板４０としては、例えば光を反射する反射シートが複数のおもり１３の最上段のおもりの上面に貼付されている。位置センサ２０は、フレーム７に固定されており、おもり１３上の反射板４０に対して光を出射する。そして、位置センサ２０は、反射板４０から反射される反射光を受光することによりおもり１３の位置を検出する。ストッパー５０は、おもり１３が所定位置よりも移動し、例えばフレーム７を破損しないようにロッド１１に設けられている。
【００３０】
なお、位置センサ２０、荷重センサ３０及びモニタ６０のそれぞれは、トレーニング装置に対して着脱自在の構成を備えている。従って、本測定装置は既存のトレーニング装置に対しても取り付けることが可能で、計数機能を後付け的に付加することができ、優れた汎用性を有している。
以下に、位置センサ２０、荷重センサ３０及びモニタ６０の構成及び機能について具体的に説明する。
（１）位置センサ
まず、位置センサ２０について説明する。図４は、位置センサの説明図である。位置センサ２０は、ＬＥＤなどの発光素子２１、投光レンズ２３、受光レンズ２５、受光素子２７及び遮光板２９を有している。位置センサ２０は、複数のおもり１３の最上段のおもりの上面に設けられた反射板４０に対向して設けられており、発光素子２１から反射板４０に光が出射される。発光素子２１から出射された光は、投光レンズ２３により指向性が高められる。反射板４０により反射された光のうち、受光レンズ２５に入射される光を受光レンズ２５で受光素子２７上に集光する。遮光板２９は、発光素子２１から受光素子２７に直接入射する光を遮断する。
【００３１】
発光素子２１から反射板４０に光を出射すると、位置センサ２０から反射板４０までの距離に応じて受光素子２７上のスポットの位置が変化する。例えば、図４に示すように位置センサ２０から反射板４０までの距離がＡ１である場合、反射板４０により反射された反射光のスポット距離はＢ１となり、距離がＡ２である場合、反射光のスポット距離はＢ２となる。ここで、位置センサ２０からおもり１３に設けられた反射板４０までの距離Ａは、反射光のスポット距離Ｂを用いて、例えば三角測距の原理に基づいて下記式（２）から算出される。
【００３２】
Ａ＝（Ｃ×ｆ）／Ｂ        …（２）
ここで、Ｃ：投光レンズと受光レンズとの中心間距離
ｆ：受光レンズの焦点距離
以上により、位置センサ２０によりおもり１３の位置を検出することができる。ここで、例えば位置センサ２０から反射板４０までの距離Ａ１は、Ａ１＝（Ｃ×ｆ）／Ｂ１で表される。また、位置センサ２０から反射板４０までの距離Ａ２は、Ａ２＝（Ｃ×ｆ）／Ｂ２で表される。
【００３３】
なお、位置センサ２０は図３に示すように、ネジ固定部２０aによってフレーム支持部７１に取り付けているものであり、着脱自在の構造を有している。
（２）荷重センサ
次に、荷重センサ３０について説明する。図５（ａ）は荷重センサの拡大斜視図、図５（ｂ）は同図（ａ）と反対方向から観察した荷重センサの拡大斜視図、図６（ａ）はワイヤに荷重がかかる前の荷重センサの断面図、図６（ｂ）はワイヤに荷重がかった後の荷重センサの断面図である。荷重センサ３０は、歪み受け部３１、ワイヤ固定部３３、ネジ止め部３５ａ、３５ｂ、ワイヤ支持部３７ａ〜３７ｃ及び歪み測定部３９を有している。歪み測定部３９は、歪み受け部３１の一方の主面に設けられている。なお、歪み測定部３９としては、周知の歪みゲージを採用することができる。ワイヤ支持部３７ａ及び３７ｂは、歪み受け部３１の他方の主面に設けられ、それぞれ歪み受け部３１の一端及び他端に固定されている。また、ワイヤ支持部３７ｂは、ワイヤ固定部３３に固定されている。図６に示すように、歪み受け部３１とワイヤ固定部３３とは、ワイヤ支持部３７ａ〜３７ｃが互いにワイヤ９を挟むようにネジ止め部３５ａ及び３５ｂによりネジ止めされる。このとき、ワイヤ支持部３７ｂが、ワイヤ支持部３７ａ及び３７ｃの間においてワイヤ支持部３７ｃに近接するようにネジ止めされる。このとき、歪み測定部３９は、ワイヤ支持部３７ｂとワイヤ支持部３７ａとの間に位置している。ここで、歪み受け部３１、ワイヤ固定部３３及びワイヤ支持部３７ａ〜３７ｃは、所定の幅を持って構成されているとワイヤのみならず幅を有するベルト等を固定することができ好ましい。
【００３４】
次に、荷重センサ３０における荷重の測定方法について図６を用いて説明する。トレーニング者が運動を開始する前は、ペダル５に荷重がかかっておらず、ワイヤ９及びペダル５にはおもり１３による荷重がかからない。よって、ワイヤ９にはおもり１３による張力Ｔが働かず、図６（ａ）に示すように歪み受け部３１は歪まない。一方、トレーニング者がペダル５を移動させると、おもり１３が上下に往復運動しワイヤ９におもり１３による荷重がかかる。このとき、おもり１３から受ける荷重によりワイヤ９には張力Ｔが働き、ワイヤ９は張力Ｔの方向に引っ張られる。そのため、歪み受け部３１は、ワイヤ９を挟んでいるワイヤ支持部３７ａ〜３７ｃの相互作用により図６（ｂ）に示すように応力σを受け歪む。この歪み受け部３１の歪みにより歪み測定部３９が伸縮し、歪み測定部３９の抵抗値Ｒが変化する。この抵抗値Ｒの変化を、歪み測定部の出力電圧ｅを測定することにより検出し、応力σを算出する。歪み測定部３９が受ける応力σは、例えば下記式（３）及び（４）から算出される。
【００３５】
ΔＲ／Ｒ＝Ｋ×（σ／Ｅ）            …（３）
ｅ＝（１／４）×（ΔＲ／Ｒ）×Ｅ    …（４）
ここで、Ｒ：歪み測定部３９の元の抵抗値
ΔＲ：歪み測定部３９の伸縮により生じる抵抗値Ｒの変化量
Ｋ：ゲージ率
Ｅ：ヤング率
ｅ：歪み測定部３９の出力電圧
以上により歪み測定部３９の受ける応力σを算出し、予め得られている応力σと荷重との関係からペダル５にかかる荷重を算出する。例えば、応力σと歪み受け部３１とのなす角をθとすると、応力σ＝張力Ｔ×sinθの関係が成立する。ここで、おもり１３及びペダル５間には動滑車等が連結されており、張力Ｔ≠０であることを考慮すると、荷重＝係数×張力Ｔとなる。以上によりペダル５にかかる荷重を算出する。
【００３６】
荷重センサ３０の代わりに張力センサをワイヤ９に取付け、張力Ｔと荷重Fとの関係からペダル５にかかる荷重を算出しても良い。
なお、荷重センサ３０は上記の通り、ワイヤ９を歪み受け部３１とワイヤ固定部３３によって挟持し、これをネジ止め部３５ａ及び３５ｂによりネジ止めするものであり、着脱自在の構造としている。
（３）モニタ
図７は、モニタの外観図である。モニタ６０は、表示部６１、入力部６３、トランスポンダの受信部６５及び認証ランプ６７等を有する。モニタ６０の表示部６１では、例えば位置センサ２０により検出されたおもりの位置、荷重センサ３０により検出された荷重、ペダル５の移動回数、おもり１３の質量や運動量などが表示され、トレーニング者に提示される。入力部６３は、運動メニューの選択などの入力を受け付ける。トランスポンダの受信部６５では、個人ＩＤなどの入力を受け付ける。認証ランプ６７は、トレーニング者を認識した場合に点灯する。さらに、トレーニング者に音声により運動状況を知らせるためにスピーカがモニタ６０に内蔵されていても良い。
【００３７】
なお、モニタ６０は図３に示すように、ネジ固定部６０aによってフレーム７に取り付けているものであり、着脱自在の構造を有している。
上記の通り、本発明によればモニタ６０の他、位置センサ２０及び荷重センサ３０とも着脱自在の構造となっているため、既存のトレーニング装置に対してもこれら各部を取り付け、且つ、おもり１３の最上段の上面部に反射板４０を貼付するだけで、容易に計数機能、荷重測定機能を付加することができる。従って、フィットネスクラブ等においては、計測機能を有する新規のトレーニング装置を新たに購入することなく、既存の装置を利用しつつ機能向上を図れるのでコストメリットがある。
（４）データ処理部
次に、測定装置１５０のデータ処理部２００の構成及び機能について再び図１を用いて説明する。データ処理部２００は、質量算出部２１０、位置監視部２２０、荷重監視部２３０、質量記憶部２４０、表示制御部２５０及び通信制御部２６０を有している。位置監視部２２０は、おもり１３の位置の変化状態を監視する。また、荷重監視部２３０は、ペダル５にかかる荷重を監視する。質量算出部２１０は、位置監視部２２０から取得したおもり１３の位置及び荷重監視部２３０から取得したペダル５にかかる荷重に基づいておもり１３の質量を算出する。質量記憶部２４０は、トレーニング装置１００において使用されるおもり１３の質量を記憶する。表示制御部２５０は、位置監視部２２０、荷重監視部２３０、質量算出部２１０から取得した運動状況及び通信制御部２６０を介してサーバ３００から取得した個人データなどを表示する。通信制御部２６０は、サーバ３００とデータ処理部２００との通信を制御する。以下に、各部の構成についてさらに詳細に説明する。
（４−１）位置監視部
位置監視部２２０は、トレーニング者がトレーニング装置１００のペダル５を移動させることにより変化するおもり１３の位置の変化状態を監視する。ここで、おもりの位置の変化状態とは、おもりが移動している状態にあるのか、停止している状態にあるのかを意味する。具体的には、おもりの初期状態からの移動距離、移動速度、加速度などの変化を挙げることができる。位置監視部２２０は、位置センサ２０から出力されたおもり１３の位置を取得し、おもり１３の位置の変化状態を監視する。
（４−１−１）おもりの位置の変化状態
おもり１３の位置の変化状態の監視方法について、ペダル５の往復運動によりおもり１３が上下している場合を例に挙げて説明する。図８は、おもり１３が最下部から最上部に向けて図中矢印方向へ上昇している様子を示す説明図である。表１に、図８に示すようにおもり１３が移動した場合において、位置監視部２２０が時間間隔Δｔ３毎に取得するおもり１３の位置の変化の一例を示す。
【００３８】
【表１】
0003718211.tif 000002
【００３９】
時刻ｔ１〜ｔ７は、所定時間間隔Δｔ３毎に刻まれており、位置監視部２２０は、所定時間間隔Δｔ３毎におもり１３に貼付された反射板４０と位置センサ２０との距離Ｌを取得している。また、表２に、取得した距離Ｌから位置監視部２２０が算出したおもり１３の移動距離ΔＬ、移動速度Ｖ、加速度αを示す。
【００４０】
【表２】
0003718211.tif 000003
【００４１】
以下、所定時間間隔Δｔ３毎に位置監視部２２０により監視されるおもりの位置の変化状態について説明する。
（Ａ）おもりが停止している状態の監視（ｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７）
ｔ１≦ｔ＜ｔ２においては、おもり１３は往復運動の最下部に位置している。このとき、位置監視部２２０は、位置センサ２０からｔ１≦ｔ＜ｔ２におけるおもり１３の位置として距離Ｌ＝Ｌａを取得し記憶している。一方、ｔ６≦ｔ≦ｔ７においては、おもり１３は往復運動の最上部に位置している。このとき、位置監視部２２０は、位置センサ２０からｔ６≦ｔ≦ｔ７におけるおもり１３の位置として距離Ｌｅを取得し記憶している。また、ｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７において、ペダル５及びおもり１３の位置は変化しておらず、ペダル５にはおもり１３の質量ｍ分のみの静的な荷重Ｆｓがかかっている。そして、表２に示すように、位置監視部２２０は、取得した距離Ｌに基づいてｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７の移動距離として移動距離ΔＬ＝０を算出する。この移動距離ΔＬ＝０から位置監視部２２０は、おもり１３の位置が停止していることを検出する。さらに、位置監視部２２０は、おもり１３の移動速度Ｖ及び加速度αを算出しても良い。ｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７においては、移動距離ΔＬ＝０であるため、移動速度Ｖ＝０、加速度α＝０が算出される。よって、位置監視部２２０は、おもり１３が停止していることを、移動速度Ｖ、加速度αから検出することができる。位置監視部２２０は、距離Ｌ、移動距離ΔＬ、移動速度Ｖ及び加速度αなどのおもり１３の位置の変化状態を記憶する。
【００４２】
ここで、おもり１３が停止している場合とは、おもり１３が完全に停止している場合のみならずほぼ停止している場合を含む。つまり、位置監視部２２０は、移動距離ΔＬが所定値以下であることに基づいておもり１３が停止していることを検出する。同様に、おもり１３の移動速度Ｖまたは加速度αが所定値以下で停滞していることに基づいておもり１３が停止していることを検出しても良い。
（Ｂ）おもりが動いている状態の監視（ｔ２≦ｔ＜ｔ６）
ｔ２≦ｔ＜ｔ６においては、トレーニング者がペダル５に荷重をかけ動かしているため、おもり１３がワイヤ９から張力を受けて図中矢印方向へ上昇している。よって、表１に示すようにｔ２≦ｔ＜ｔ６の各時刻において位置監視部２２０が位置センサ２０から取得する距離Ｌは異なる。そして、位置監視部２２０は、取得した距離Ｌに基づいて移動距離ΔＬをそれぞれ上記表２のように算出する。この移動距離ΔＬ≠０から位置監視部２２０は、おもり１３の位置が移動していることを検出する。また、上記と同様に表２に示すように移動速度Ｖ、加速度αを算出しても良い。位置監視部２２０は、移動速度Ｖ≠０または加速度α≠０からおもり１３の位置が変化していることを検出する。そして、位置監視部２２０は、これらのおもり１３の位置の変化状態を記憶する。
（４−１−２）おもりの移動回数
位置監視部２２０は、位置センサ２０から取得したおもり１３の位置に基づいておもり１３の移動回数をカウントする。移動回数は、例えば往復運動しているおもり１３が所定幅以上の振幅を有して往復運動していることに基づいてカウントする。
【００４３】
図９を参照して説明すると、複数回のカウントがなされるには以下のような条件を満足する必要がある。まず１カウント目については、ＭＩＮから上昇したおもり１３の位置が予め設定された下端ラインであるＡラインを越え、さらにＡラインから所定距離離した上端ラインであるＢラインを越えることが必要である。そして、このＢラインを越えた段階で１カウントとされる。次に、２カウント目については、一旦Ｂラインを越えたおもり１３の位置がＡラインより下まで下がる必要がある。もし、Ａラインより下に下がることなく、再びおもり１３の位置が上昇しＢラインを越えたとしてもこれはカウントされない。これは所定の距離分おもり１３を持上げなければトレーニングを行ったとは言えないためである。従って、ラインＡとラインＢとの間でおもり１３の何回もの上下移動があっても、それはカウントされない。そして、Ａラインより下まで下がればその段階で初期状態に戻り、以降、１カウント目と同じ条件で計数がなされる。
（４−２）荷重監視部
荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ３毎に荷重センサ３０において測定されたペダル５にかかる荷重を取得し、荷重監視する。ここで、荷重監視部２３０が荷重を取得する時間と位置監視部２２０がおもり１３の位置を取得する時間とは同期していることが好ましい。ペダル５にかかる荷重Ｆは、下記式（１）で表される。
【００４４】
Ｆ＝ｍ×α＋ｍ×ｇ      …（１）
ここで、Ｆ：ペダル５にかかる荷重
ｍ：ペダル５に連結されているおもり１３の質量
α：ペダル５の加速度、つまりおもり１３の加速度
ｇ：重力加速度
である。
【００４５】
荷重には、動的な荷重Ｆａと静的な荷重Ｆｓがある。動的な荷重Ｆａとは、ペダル５の位置が変化し、ペダル５がある加速度αを有して移動しているときにペダル５にかかる荷重である。このとき、加速度α≠０であり、動的な荷重Ｆａは上記式（１）よりＦａ＝ｍ×α＋ｍ×ｇ（α≠０）で表される。一方、静的な荷重とＦｓは、ペダル５が停止しているとき、またはペダル５が等速で移動しているとき（ペダル５の加速度α≒０）にペダル５にかかる荷重であり、加速度α≒０であるため、Ｆ≒ｍｇで表される。
【００４６】
おもり１３が図８に示すように移動している場合に荷重センサ３０において測定された荷重を表３に示す。
【００４７】
【表３】
0003718211.tif 000004
【００４８】
荷重監視部２３０は、荷重センサ３０において測定された荷重を経時的に取得し記憶する。荷重監視部２３０は、ｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７においては、おもり１３の位置が変化していないため、静的な荷重Ｆｓを取得している。一方、ｔ２≦ｔ＜ｔ６においては、おもり１３の位置が変化しており、加速度α≠０であるため、動的な荷重Ｆａ（Ｆａ２、Ｆａ３、Ｆａ４、Ｆａ５）を取得している。このように動的な荷重Ｆａを検出することにより、ペダル５が移動している場合にペダル５にかかっている荷重、すなわちトレーニング者が運動中に体感する負荷を検出することができる。
【００４９】
また、この加速度αが加わっている場合の動的な荷重Ｆａの変化を、後述するように、図１１のモニタ６０の表示部６１内の加速状態表示バーＰによってトレーニング者に視覚的なイメージとして報知するようにしてもよい。
さらに荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ３毎に取得する荷重の値に代えて、所定時間間隔Δｔ２（Δｔ２≦Δｔ３）における荷重の平均値を用いることができる。これは、所定時間間隔Δｔ３毎に取得する荷重の値へのノイズの影響を少なくするためである。図１０（ａ）、（ｂ）は、所定時間間隔Δｔ２における荷重の平均値を、所定時間間隔Δｔ３毎の荷重の値とみなすことを示す説明図である。図１０（ｃ）は、所定時間間隔Δｔ２における荷重の平均値の算出方法を示す。所定時間間隔Δｔ２における荷重の平均値は、所定時間間隔Δｔ１（２×Δｔ１≦Δｔ２）毎に取得した荷重の値の平均値として求めることができる。所定時間間隔Δｔ２は、に示すように所定時間間隔Δｔ３ごとの時刻が所定時間間隔Δｔ２内に含まれるようにとることもできるし図１０（ａ）中、時刻ｔａ参照）、あるいは所定時間間隔Δｔ３ごとの時刻の前にとることもできる（図１０（ｂ）中、時刻ｔｂ参照）。前記の所定時間間隔Δｔ１は非常に短時間であり、例えば１／６０秒である。また、所定時間間隔Δｔ２は例えば１６×／６０秒である。このように荷重を平均化することで、荷重センサ３０によるノイズの影響を低減することができる。例えば、荷重センサ３０が検出する電圧から荷重を算出する場合、荷重センサ３０に印加される電源がリップル成分を有していたり、電源に外来ノイズが重畳されると、検出される電圧に変化が発生するおそれがある。
【００５０】
この荷重の平均化は例えば次の場合に有効である。ペダル５を移動することでおもり１３の位置が上下する場合、おもり１３の位置が最上部または最下部である時に、おもり１３の位置がほぼ停止する。この停止時におもり１３の位置が若干変化している場合、おもり１３の加速度が変化し、ペダル５にかかる荷重が変化する。このときの荷重を平均化することで、静的な荷重に含まれる誤差を減少させることができる。
（４−３）質量算出部
質量算出部２１０は、位置監視部２２０から取得したおもり１３の位置の変化状態及び荷重監視部２３０から取得したペダル５にかかる荷重に基づいておもり１３の質量ｍを算出する。おもり１３の質量ｍは、静的な荷重Ｆｓ、動的な荷重Ｆａのいずれからでも算出することができる。具体的に、前述の図８、表１及び表２を用いて説明を行う。
（Ａ）静的な荷重Ｆｓからのおもりの質量の算出（ｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７）
質量算出部２１０は、位置監視部２２０からおもり１３のｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７における変化状態として、移動距離ΔＬ＝０、つまりおもり１３が停止にあることを取得する（図８、表１及び表２参照）。また、荷重監視部２３０からｔ１≦ｔ＜ｔ２及びｔ６≦ｔ≦ｔ７においてペダル５にかかる静的な荷重Ｆｓを取得する。このとき、質量算出部２１０は、おもり１３が停止、つまり移動距離ΔＬ≒０であることに基づいて上記式（１）よりおもり１３の質量ｍを算出することができる。ここで、おもり１３の質量ｍとして表４に示すようにｍ≒Ｆａ／ｇが算出される。
【００５１】
【表４】
0003718211.tif 000005
【００５２】
また、質量算出部２１０は、位置監視部２２０において算出したおもり１３の加速度α≒０に基づいて上記式（１）よりおもり１３の質量ｍを算出しても良い。
（Ｂ）動的な荷重Ｆａからのおもりの質量の算出（ｔ２≦ｔ＜ｔ６）
質量算出部２１０は、位置監視部２２０からｔ２≦ｔ＜ｔ６おいて移動しているおもり１３の加速度α（加速度α≠０）を取得する。また、荷重監視部２３０からペダル５にかかる動的な荷重Ｆａ＝Ｆａ２、Ｆａ３、Ｆａ４及びＦａ５を取得する。そして、同様に上記式（１）によりおもり１３の質量ｍが上記表４のように算出される。
【００５３】
このように動的な荷重Ｆａからおもり１３の質量を算出しても良いが、位置監視部に２２０よっておもり１３が停止していることを検出した場合におもり１３の質量を算出する方が実際のおもり１３の質量を正確に算出することができる。仮におもり１３が移動している場合に質量を算出すると、その移動の加速に伴う荷重分がおもりの質量に付加されるからである。
【００５４】
上記の通り、位置監視部２２０、荷重監視部２３０及び質量算出部のそれぞれの機能が有機的に結合されることによって、正確なおもりの質量測定を実現している。
（４−４）質量記憶部
質量記憶部２４０は、荷重センサ３０による検出電圧から算出された荷重を実際のおもり１３の正確な質量に整合させるためのものである。即ち、算出された荷重はノイズや算出によるデータの丸め込み等によって、実際のおもり１３の質量とは若干異なったものとなっている。この算出された荷重をそのままモニタ６０に出力すると、トレーニング者にとって非常に見づらく、視覚的に把握しにくいデータとなってしまう。さらにまた、同じ負荷のトレーニングを行っているにもかかわらず、トレーニング毎にまちまちの表示がなされることになり、トレーニング効果の基準も不明確なものとなってしまう。そこで、この質量記憶部２４０に記憶されている質量と比較して実際のおもり１３の質量への合わせ込みを行う。
【００５５】
具体的には、質量記憶部２４０は、トレーニング装置１００において使用される実際のおもり１３の質量を記憶する。即ち、該当するトレーニング装置のおもり1個分の質量が仮に２Ｋｇであれば、おもりが２個では４Ｋｇ、３個ならば６Ｋｇであり、その２Ｋｇ、４Ｋｇ、６Ｋｇ・・・という質量の刻みのデータがテーブルとして記憶されている。おもり１個分の質量が５Ｋgであれば、５Ｋｇ、１０Ｋｇ、１５Ｋｇの刻みである。そして、質量算出部２１０は、算出したおもりの質量と記憶された質量のデータと比較し、算出したおもりの質量に最も近い値、仮におもり1個分の質量が２Ｋgで算出データが４．２Ｋｇであれば、質量記憶部２４０に記憶されている４Kgのデータを抽出する。よって、用いられているおもり１３の正確な質量を求めることができる。
【００５６】
なお、おもり１個の質量の設定は、モニタ６０の表示部６１に表示可能とされたおもりの質量の入力画面より入力するようにしている。
（４−５）通信制御部
通信制御部２６０は、位置監視部２２０、荷重監視部２３０、質量算出部２１０から取得した運動状況をサーバ３００に送信する。また、通信制御部２６０は、サーバ３００からサーバ３００に記憶されている個人データ受信する。ここで、個人データとは、トレーニング者の身長、体重、前回の運動状況などのデータである。
（４−６）表示制御部
表示制御部２５０は、位置監視部２２０から取得したおもり１３の移動距離ΔＬや移動回数、荷重監視部２３０から取得したペダル５にかかる荷重及び質量算出部２１０から取得したおもり１３の質量などのトレーニング者の運動状況をモニタ６０に出力する。また、表示制御部２５０は、サーバ３００から受信した個人データなどをモニタ６０に出力する。モニタ６０の表示部６１では、表示制御部２５０から取得した運動状況を図１１〜図１３に示すように表示する。図１１では、おもり１３の質量及びおもり１３の移動回数及び目標回数が表示されている。図１１中、Ｐはトレーニング者のおもり１３の質量及び引き上げの加速の状態を示す加速状態表示バーである。おもり１３が引き上げられていない場合にはこのバーＰは全て黒色であり、引き上げられるおもり１３の質量に対応して、図中左端より順次白抜きで表示される。また、この加速状態表示バーＰはおもり１３の引き上げの加速度も反映しており、引き上げがゆっくり行われる場合にはその対応位置は上記のおもり１３の質量に対応する位置で停止している。一方、トレーニング者が勢いよくおもり１３を引き上げた場合には、加速度が加味され本来のおもり１３の質量の表示位置をオーバーして（図中右方向に）表示される。そして、そのおもりの引き上げが例えば上端に達して停止されれば、表示位置は元のおもりの質量に対応する位置に戻る。このように、加速状態表示バーＰはおもりの質量だけでなく、トレーニング者のトレーニング状態によって本来のおもりの質量を越える領域まで伸張することから、トレーニング者のトレーニングに対する興味を引き出すことができる。図１２では、前回の移動回数、ベストの移動回数などが表示されている。また、図１３では、現在のおもり１３の位置及びおもり１３の移動回数がカウントされる移動幅が表示されている。つまり、おもり１３が図１３に示す斜線部分を越えると移動回数がカウントされる。よって、トレーニング者は、おもりの位置を把握し、移動回数がカウントされるようにペダル５を移動することができる。
３．データ処理部でのフロー
次に、データ処理部２００でのおもり１３の質量及び移動回数を算出する流れについて説明する。図１４は、おもり１３の質量及び移動回数を算出する流れを示すフロー図である。トレーニング者は、モニタ６０の受信部６５にＩＣカード等の認証カードをかざし、測定装置１５０にトレーニング者の識別ＩＤを認識させる。そして、トレーニング者がペダル５を足により移動することにより下記の処理が開始される。
【００５７】
ステップＳ１０：位置監視部２２０及び荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ１が経過しているかどうかを判断する。
ステップＳ２０：位置監視部２２０及び荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ１経過時点のおもり１３の位置及びペダルにかかる荷重Ｆを、位置センサ２０及び荷重センサ３０から取得する。おもりの位置は、位置センサ２０からおもり１３までの距離Ｌにより表される。
【００５８】
ステップＳ３０：位置監視部２２０及び荷重監視部２３０は、取得したおもり１３の位置及びペダル５にかかる荷重を記憶する。
ステップＳ４０：荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ２が経過しているかどうかを判断する。所定時間間隔Δｔ２が経過していなければステップＳ１０へ戻る。
ステップＳ５０：所定時間間隔Δｔ２が経過後、荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ１毎に記憶されている荷重を所定時間間隔Δｔ２内において平均化し、ノイズによる影響を低減する。
【００５９】
ステップＳ６０：位置監視部２２０及び荷重監視部２３０は、所定時間間隔Δｔ３が経過しているかどうかを判断する。
ステップＳ７０：位置監視部２２０は、所定時間間隔Δｔ３が経過していれば、移動距離ΔＬ、移動速度Ｖ及び加速度αを算出し、記憶する。
ステップＳ８０：位置監視部２２０は、表示制御部２５０がモニタ６０におもりの質量ｍを出力しているか判断する。つまり、モニタ６０の表示部６１において、おもりの質量ｍが表示済みであるかどうかを判断する。
【００６０】
ステップＳ９０：質量算出部２１０は、位置監視部２２０において算出されたおもり１３の加速度α及びペダル５にかかる荷重に基づいておもりの質量ｍを算出する。
ステップＳ１００：表示制御部２５０は、質量算出部２１０において算出された質量ｍを取得し、表示部６１において表示させるためにモニタ６０に出力する。
ステップＳ１１０：一方、おもり１３の質量ｍが既に表示されている場合は、荷重監視部２３０は、表示制御部２５０にペダル５にかかる荷重Ｆを出力する。表示制御部２５０は、表示部６１において荷重Ｆを表示する。
【００６１】
ステップＳ１２０：さらに、おもり１３の質量ｍが既に表示されている場合は、位置監視部２２０は、おもりの移動距離ΔＬを算出する。
ステップＳ１３０：位置監視部２２０は、算出された移動距離ΔＬが所定値以上であるかどうかを判定する。
ステップＳ１４０：移動距離ΔＬが所定値以上である場合は、おもり１３の移動回数をインクリメントする。
【００６２】
ステップＳ１５０：位置監視部２２０は、おもり１３の移動回数を表示制御部２５０に出力する。表示制御部２５０は、表示部６１に最新の移動回数を出力する。ここで、ステップＳ１４０において移動回数がインクリメントされた場合は更新後の移動回数を、移動距離ΔＬが所定値以下でインクリメントされなかった場合は現在の移動回数をそのまま表示する。
【００６３】
ステップＳ１５０：位置監視部２２０及び荷重監視部２３０は、トレーニング者から終了の指示を受け付けたかどうかを判定する。終了しない場合は、おもりの位置及びペダル５にかかる荷重の取得を継続する。
上記の通り、本発明に係る測定装置はワイヤ９にかかる荷重の検出に加え、停止時におけるおもり１３の質量を算出でき、これらのデータをモニタ６０に表示することができる。従って、おもり１３の移動時には、トレーニング者のおもり１３の引き上げに応じた荷重、例えば勢いよくおもりを移動させるほどモニタ６０には大きな荷重数値が表示されることから、トレーニング者へのトレーニング意欲を喚起することができる。また、おもり１３の停止時には、おもり１３の質量が表示されることから、従来のウェイトトレーニングマシンのようにおもり１３自体を視認するなどの手間を要さず、トレーニング姿勢を維持したままモニタ６０を見るだけで容易に現在使用しているおもりの質量を確認でき操作性に優れている。  また、本発明に係る測定装置は、トレーニング回数等に関する測定部を備えない既存のトレーニング装置に対しても後付けで容易に取り付けが可能であり、フィットネスクラブ等にとってコストメリットがある。
＜その他の実施形態例＞
上記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、本発明の範囲に含まれる。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良い。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、ＤＶＤ、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】
【００６４】
本発明にかかる測定装置を既存のトレーニング装置に後付けすると、トレーニング者は、モニタに表示された報知情報に基づいて運動メニューを決めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】測定装置及びトレーニング装置の構成図。
【図２】測定装置が取り付けられたトレーニング装置の構成図。
【図３】おもりの移動する様子を示す説明図。
【図４】位置センサでのおもりの位置の測定方法。
【図５】（ａ）荷重センサの拡大斜視図。（ｂ）同図（ａ）と反対方向から観察した荷重センサの拡大斜視図。
【図６】（ａ）ワイヤに荷重がかかる前の荷重センサの断面図。（ｂ）ワイヤに荷重がかった後の荷重センサの断面図。
【図７】モニタの外観図。
【図８】おもりが最下部から最上部に向けて図中矢印方向へ上昇している様子を示す説明図。
【図９】おもりの移動回数のカウント方法を示す説明図。
【図１０】（ａ）荷重Ｆと時刻ｔとの関係を示す関係図（１）。（ｂ）荷重Ｆと時刻ｔとの関係を示す関係図（２）。（ｃ）同図（ａ）の一部の拡大図。
【図１１】モニタの表示部において表示される運動状況（１）。
【図１２】モニタの表示部において表示される運動状況（２）。
【図１３】モニタの表示部において表示される運動状況（３）。
【図１４】おもりの質量及び移動回数を算出する流れを示すフロー図。
【符号の説明】
【００６６】
５：ペダル
９：ワイヤ
１３：おもり
２０：位置センサ
２１：発光素子
２３：投光レンズ
２５：受光レンズ
２７：受光素子
２９：遮光板
３０：荷重センサ
３１：歪み受け部
３３：ワイヤ固定部
３５：ネジ止め部
３７：ワイヤ支持部
３９：歪み測定部
４０：反射板
６０：モニタ
１００：トレーニング装置
１５０：測定装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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