(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マシン操作の運動量を計測する運動計を内蔵し、マシンを操作して機械的な反復運動を行う運動器具のモニタを親機とし、
歩数を計測する歩数計を内蔵し、携帯可能な端末を子機として両者を通信手段を介して接続し、
この親機と子機の少なくとも一方に、
前記運動計で計測した運動量を歩数に換算する歩数換算手段と、
前記歩数計で計測した歩数に前記歩数換算手段の換算結果を加算する歩数加算手段と、
を備え、
前記歩数加算手段の加算結果を前記親機と子機の少なくとも一方の表示部に表示してなるカロリー計算機。
【請求項２】
前記運動器具を左右一対のペダルの上に乗ってこれを左右交互に前後方向に往復動して歩行運動を行う歩行運動器具とし、前記運動量を歩行回数とする請求項１記載のカロリー計算機。
【請求項３】
前記運動器具を左右一対のペダルの上に乗ってこれを左右交互に上下方向に往復動してステップ運動を行うステップ運動器具とし、前記運動量をステップ回数とする請求項１記載のカロリー計算機。
【請求項４】
前記運動器具を無端ベルトの上に乗ってランニング運動を行うトレッドミルとし、前記運動量を走行距離とする請求項１記載のカロリー計算機。
【請求項５】
前記運動器具を定置式自転車に乗ってサイクリング運動を行う自転車エルゴメータとし、前記運動量を走行距離とする請求項１載のカロリー計算機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マシン操作の運動量を計測する運動計を内蔵し、マシンを操作して機械的な反復運動を行う運動器具のモニタを親機とし、歩数を計測する歩数計を内蔵し、携帯可能な端末を子機として両者を通信手段を介して接続し、歩数計の消費カロリーに運動器具の消費カロリーを加算して表示部に表示するカロリー計算機に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
運動器具を使用して運動を行う目的は、心肺機能を強化して全身持久力を高めることの他に、余分な体脂肪を消費して肥満を解消し、引き締まった健康的な身体にすることも大きな狙いである。
そのためには、毎日の消費カロリーと摂取カロリーの収支バランスを適正に保つため、運動器具を使用する際は運動による消費カロリーを正確に把握する必要がある。
【０００３】
このような見地から、従来の運動器具には運動の消費カロリーを表示する機能が付いているが、いろいろな種類の運動器具を使用する場合は、運動器具毎にそれぞれの消費カロリーをメモしたり、集計するなどの手間を必要とし、全体の消費カロリーを正確に把握するのが面倒であった。
また、１日の消費カロリーは運動器具以外にも、歩行による消費カロリーが大きなウエイトを占めるので、歩数計の消費カロリーも運動器具の消費カロリーに加算する必要がある。
このように、１日の総消費カロリーを把握するのは容易でなく、長期にわたって毎日の総消費カロリーを把握するのはさらに困難であった。
【０００４】
そこで本発明は、運動器具と歩数計を通信手段を介して接続することにより、それぞれの消費カロリーを自動集計して歩数計を媒体として毎日の消費カロリーを総合的に把握できるようにすることを目的になされたものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために本発明は以下のように構成した。
【０００６】
すなわち、請求項１の発明は、マシン操作の運動量を計測する運動計を内蔵し、マシンを操作して機械的な反復運動を行う運動器具のモニタを親機とし、
歩数を計測する歩数計を内蔵し、携帯可能な端末を子機として両者を通信手段を介して接続し、
この親機と子機の少なくとも一方に、
前記運動計で計測した運動量を歩数に換算する歩数換算手段と、
前記歩数計で計測した歩数に前記歩数換算手段の換算結果を加算する歩数加算手段と、
を備え、
前記歩数加算手段の加算結果を前記親機と子機の少なくとも一方の表示部に表示してなるカロリー計算機である。
請求項２の発明は、前記運動器具を左右一対のペダルの上に乗ってこれを左右交互に前後方向に往復動して歩行運動を行う歩行運動器具とし、前記運動量を歩行回数とする請求項１記載のカロリー計算機である。
請求項３の発明は、前記運動器具を左右一対のペダルの上に乗ってこれを左右交互に上下方向に往復動してステップ運動を行うステップ運動器具とし、前記運動量をステップ回数とする請求項１記載のカロリー計算機である。
請求項４の発明は、前記運動器具を無端ベルトの上に乗ってランニング運動を行うトレッドミルとし、前記運動量を走行距離とする請求項１記載のカロリー計算機である。
請求項５の発明は、前記運動器具を定置式自転車に乗ってサイクリング運動を行う自転車エルゴメータとし、前記運動量を走行距離とする請求項１記載のカロリー計算機である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【０００８】
図１に、本発明を実施したカロリー計算機の正面図を示す。
カロリー計算機１は、人体インピーダンス測定回路２と歩数計３を内蔵し、正面にＬＣＤの表示部Ｄを設け、その下方に電源／選択キーＫ１、数字のダウンキーＫ２とアップキーＫ３、確定キーＫ４および開始／終了キーＫ５を配置する。また、ケース側面の上下に互いに電気的に絶縁する４端子電極を構成する一方の給電側電極Ｅ１、Ｅ１と、他方の検出側電極Ｅ２、Ｅ２を固着し、下端に運動器具のモニタに接続するＲＳ２３２ＣケーブルのコネクタＣを取り付ける。
【０００９】
電源／選択キーＫ１は、約２秒のロングオンによる電源のオン・オフと、個人データの入力切換、あるいは体脂肪率、基礎代謝量、歩数、消費カロリーなどの表示切換えを行う。
ダウンキーＫ２は、キーを押す毎に数字を１ずつ下降させて数字を入力する。
アップキーＫ３は、キーを押す毎に数字を１ずつ上昇させて数字を入力する。
性別、年齢、身長、体重の個人データを入力するときは、それぞれのデフォルト値が表示され、データ入力はそれらの数値をダウンキーＫ２とアップキーＫ３で修正しながら行う。
確定キーＫ４は、入力データの確定を行い、確定キーＫ４が押されると次の入力に移行する。
開始／終了キーＫ５は、体脂肪の測定と歩数の計測および運動器具が計測した運動量の入力をスタートさせる。
【００１０】
カロリー計算機１に装着した給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２は、運動器具のハンドルやモニタなどに取り付けてもよい。
また、運動器具に歪ゲージなどから成る体重測定センサを取り付け、体重測定センサの出力信号を入力して個人データの体重としてもよい。
【００１１】
図２に、人体インピーダンス測定回路のブロック図を示す。
人体インピーダンス測定回路２は、発振器２１が生成する５０ｋＨｚの正弦波交流電圧を駆動回路２２、切換スイッチ２３Ａを介してケース１の給電側電極Ｅ１、Ｅ１に供給する。
【００１２】
人体インピーダンスを測定するときは、両腕を肩の高さでまっすぐ伸ばし、図３に示すように、カロリー計算機１の給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２を左右の人差し指と親指で挟む。
これにより、左右の検出側電極Ｅ２、Ｅ２の間に交流電圧が発生し、両手間の人体インピーダンスを測定する。
【００１３】
検出側電極Ｅ２、Ｅ２に発生した交流電圧を切換スイッチ２３Ａ、帯域フィルタ２４、整流回路２５、増幅器２６を介して直流電圧に変換し、波形整形、レベル調整、オフセット調整した後、Ａ／Ｄ変換器２７、Ｉ／Ｏインタフェース１６を介してＣＰＵ１４に入力する。
【００１４】
人体インピーダンス測定回路２を構成する要素の経時変化や温度特性による測定誤差を修正するため、人体インピーダンスを測定する前に、検出側回路の出力特性をあらかじめ校正する。
すなわち、２つの変量である人体インピーダンスＺと検出側回路が検出する交−流電圧Ｖの関係を回帰直線Ｚ＝ｋ・Ｖ＋Ｃ０にあてはめる。
そして、抵抗値が既知の２つの抵抗Ｒ１とＲ２の両端に、人体インピーダンスＺを測定するときと同じ所定の交流電圧を印加し、抵抗Ｒ１とＲ２の両端に発生する交流電圧Ｖを検出して回帰直線の比例定数ｋと固定定数Ｃ０を求める。
【００１５】
このため、ＣＰＵ１４から制御信号を出力してＩ／Ｏインタフェース１６、切換ユニット２８、切換制御回路２９Ａを介して切換スイッチ２３Ａを切換え、駆動回路２２と帯域フィルタ２４との間に２つの抵抗Ｒ１とＲ２を接続する。
次に、ＣＰＵ１４から制御信号を出力してＩ／Ｏインタフェース１６、切換ユニット２８、切換制御回路２９Ｂを介して切換スイッチ２３Ｂを切換え、測定対象を抵抗Ｒ１あるいは抵抗Ｒ２に切換える。
【００１６】
図４に、歩数計のブロック図を示す。
歩数計３は、おもり３１の付いたばね３２に接点電極３３を接近配置し、ばね３２と接点電極３３の終端をカウンタ回路３４に接続する。
歩数計３を腰に付けて歩くと、ばね３２が上下に振動して歩くたびにばね３２と接点電極３３が接触し、この接触回数をカウントして歩数計３で計測した歩数とする。
【００１７】
図５に、本発明を実施したカロリー計算機の機能ブロック図を示す。
カロリー計算機１は、人体インピーダンス測定回路２により人体インピーダンスを測定する人体インピーダンス測定手段１１０と、キーを操作して性別、年齢、身長、体重の個人データを入力する個人データ入力手段１２０と、人体インピーダンスと個人データに基づいて体脂肪率を算出する体脂肪率算出手段１３０と、個人データと体脂肪率に基づいて基礎代謝量を算出する基礎代謝量算出手段１４０と、歩数計３により歩数を計測する歩数計測手段１５０と、計測した歩数と基礎代謝量に基づいて歩行の消費カロリーを計算する歩行消費カロリー計算手段１６０と、親機側の運動器具で計測した運動量をシリアルインタフェースを介して子機側のカロリー計算機１に入力する運動量入力手段１７０と、入力した運動量と基礎代謝量に基づいて運動の消費カロリーを計算する運動消費カロリー計算手段１８０と、歩行の消費カロリーに運動の消費カロリーを加算する消費カロリー加算手段１９０で構成する。
【００１８】
基礎代謝量算出手段１４０は、次の計算式に基づいて基礎代謝量を算出する。
0003599635.tif 000002
【００１９】
歩行消費カロリー計算手段１６０は、歩数計３で計測した歩数と歩行時間から平均歩行ピッチを求め、この平均歩行ピッチと基礎代謝量から平均歩行強度を求め、平均歩行強度に歩行時間を掛けて歩行の消費カロリーを求める。
歩行の消費カロリー（ｋｃａｌ）＝平均歩行強度（ｋｃａｌ／分）×歩行時間（分）
歩行強度は、歩行の際に消費する１分当りの消費カロリーを表し、次の式によって求める。
歩行強度（ｋｃａｌ／分）=（エネルギー代謝率×基礎代謝量＋安静時の代謝量）（ｋｃａｌ）／１４４０（分）
エネルギー代謝率は、歩行強度によって基礎代謝量の何倍のカロリーを消費するかを表し、例えば、歩行ピッチが毎分６０歩の場合は２．０、１２０歩の場合は３．０、１８０歩の場合は５．０、２４０歩の場合は７．０などのように実測によって求める。
また、安静時の代謝量は基礎代謝量の１．２倍とする。
【００２０】
運動消費カロリー計算手段１８０は、運動量入力手段１７０が入力した運動量と基礎代謝量に基づいて平均運動強度を求め、平均運動強度に運動時間を掛けて運動の消費カロリーを求める。
運動量は、運動時間と運動スピードおよび運動負荷の３要素で構成し、これらを親機側の運動器具によって計測する。
運動の消費カロリー（ｋｃａｌ）＝平均運動強度（ｋｃａｌ／分）×運動時間（分）
運動強度は、運動の際に消費する１分当りの消費カロリーを表し、次の式によって求める。
運動強度（ｋｃａｌ／分）＝（エネルギー代謝率×基礎代謝量＋安静時の代謝量）（ｋｃａｌ）／１４４０（分）
【００２１】
エネルギー代謝率は、運動強度によって基礎代謝量の何倍のカロリーを消費するかを表し、運動強度は運動スピードと高い相関関係にあるので、両者の回帰方程式から求める。
また、エネルギー代謝率と運動スピードの相関は運動負荷によって異なるので、図６に示すように、両者の回帰方程式を運動負荷別に設定する。
このため、運動器具毎に調節した運動負荷によって適当な回帰方程式を選択し、これと運動スピードをパラメータとして運動時のエネルギー代謝率を決定する。
運動負荷の調節は、ステップ運動器具は、ペダルを上下動する油圧シリンダの圧力を変化させて行い、自転車エルゴメータは、ペダルの摩擦抵抗を変化させて行い、トレッドミルは、ランニングベルトの勾配を変化させて行う。
運動スピードは、歩行運動器具とステップ運動器具は、単位時間当りの歩数を歩行ピッチとして表示し、自転車エルゴメータとトレッドミルは、単位時間当りの走行距離を走行スピードとして表示する。
これらの回帰方程式は、それぞれの運動器具を用いた漸増負荷による消費カロリーを実測して得ることができる。
また、安静時の代謝量は基礎代謝量の１．２倍とする。
運動の消費カロリーは、親機側の運動器具で必要なデータを揃えて計算し、計算結果を子機側のカロリー計算機１に転送してもよい
【００２２】
本発明を実施したカロリー計算機は以上のような構成で、体脂肪を測定するときは、まず、電源／選択キーＫ１とダウンキーＫ２、アップキーＫ３および確定キー４を操作して性別、年齢、身長および体重の個人データを入力する。
このとき、入力データが前回と同じ場合は入力を省略できる。
次に、開始／終了キーＫ５を押した後、カロリー計算機１の上下の側面に設けた給電側電極Ｅ１、Ｅ１と検出側電極Ｅ２、Ｅ２を左右の人差し指と親指で挟んで体脂肪の測定をスタートさせる。
測定を開始してしばらくすると、表示部Ｄに体脂肪率が表示され、次に電源／選択キーＫ１を押すと、基礎代謝量が表示される。
【００２３】
歩数を計測するときは、カロリー計算機１を腰に付け、開始／終了キーＫ５を押して歩数計３をスタートさせる。
歩数計３がスタートすると、電源／選択キーＫ１を押す毎に画面が切り換わり、歩行時間、歩数、累計歩数、歩行距離、累計歩行距離、消費カロリーなどが順番に表示される。
【００２４】
運動器具の運動量を入力するときは、図７に示すように、運動器具のモニタＭにＲＳ２３２Ｃインタフェースケーブルａを介してカロリー計算機１を接続し、開始／終了キーＫ５を押して運動量の入力をスタートさせる。
運動器具のモニタＭとカロリー計算機１の接続は、ケーブル以外に、微弱電波や赤外線による無線接続、あるいはフォトカプラによる非接触光接続などの方法で行ってもよい。
また、運動量の転送はリアルタイムでもよく、最後に開始／終了キーＫ５を押したときに一括して行ってもよい。
また、運動器具のモニタＭにカロリー計算機１を接続しないときは運動器具を不作動にすると、運動量の入力忘れを防止できる。
また、カロリー計算機１を運動器具のモニタＭに接続するときは、腰から外してもよく、腰に付けたままでもよい。
【００２５】
運動量の入力がスタートすると、歩数計３で計測した歩数と消費カロリーに運動器具で計測した運動量に相当する歩数と消費カロリーが加算され、電源／選択キーＫ１を押す毎に加算された歩行時間、歩数、累計歩数、歩行距離、累計歩行距離、消費カロリーなどが順番に表示される。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカロリー計算機は、マシン操作の運動量を計測する運動計を内蔵し、マシンを操作して機械的な反復運動を行う運動器具のモニタを親機とし、歩数を計測する歩数計を内蔵し、携帯可能な端末を子機として両者を通信手段を介して接続し、この親機と子機の少なくとも一方に、
前記運動計で計測した運動量を歩数に換算する歩数換算手段と、前記歩数計で計測した歩数に前記歩数換算手段の換算結果を加算する歩数加算手段と、を備え、前記歩数加算手段の加算結果を前記親機と子機の少なくとも一方の表示部に表示する。
従って、本発明によれば、運動計で計測した運動量と歩数計で計測した歩数を合わせて歩数として把握できるようになるので、運動と歩行の結果を把握し易い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したカロリー計算機の正面図である。
【図２】人体インピーダンス測定回路のブロック図である。
【図３】本発明を実施したカロリー計算機の体脂肪測定時の使用説明図である。
【図４】歩数計のブロック図である。
【図５】本発明を実施したカロリー計算機の機能ブロック図である。
【図６】エネルギー代謝率と運動スピードの相関図である。
【図７】本発明を実施したカロリー計算機の運動量入力時の使用説明図である。
【符号の説明】
１          カロリー計算機
１１０      人体インピーダンス測定手段
１２０      個人データ入力手段
１３０      体脂肪率算出手段
１４０      基礎代謝量算出手段
１５０      歩数計測手段
１６０      歩行消費カロリー計算手段
１７０      運動量入力手段
１８０      運動消費カロリー計算手段
１９０      消費カロリー加算手段
１４        ＣＰＵ
１５        メモリ
１６        Ｉ／Ｏインタフェース
２          人体インピーダンス測定回路
２１        発振器
２２        駆動回路
２３        切換スイッチ
２４        帯域フィルタ
２５        整流回路
２６        増幅器
２７        Ａ／Ｄ変換器
２８        切換ユニット２８
２９        切換制御回路
３          歩数計
３１        おもり
３２        ばね
３３        接点電極
３４        カウンタ回路
Ｃ          コネクタ
Ｄ          表示部
Ｅ１        給電側電極
Ｅ２        検出側電極
Ｋ１        電源／選択キー
Ｋ２        ダウンキー
Ｋ３        アップキー
Ｋ４        確定キー
Ｋ５        開始／終了キー
Ｍ          モニタ
Ｒ１、Ｒ２  ダミー抵抗
ａ          ケーブル
【図１】
0003599635.tif 000003
【図２】
0003599635.tif 000004
【図３】
0003599635.tif 000005
【図４】
0003599635.tif 000006
【図５】
0003599635.tif 000007
【図６】
0003599635.tif 000008
【図７】
0003599635.tif 000009