(57)【要約】      （修正有）【課題】利用者がトレーニング目的に応じた適切なトレーニングを行うことができるよう支援するトレーニングシステムを提供する。【解決手段】ウェイトスタック式トレーニングマシーン１０の負荷ユニット１５には、利用者が行う挙上動作時の挙上速度等を計測する計測センサ２０が装着されている。計測センサ２０によって計測された各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいてトレーニング目的に応じた最適な負荷重量を求める。また、インフォメーション端末３０は、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成する。【選択図】図１
2006122343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者に対して複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンと、
前記トレーニングマシーンに装着され、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う挙上動作時の挙上速度を計測する計測センサと、
前記計測センサに接続され、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促す端末装置とを備え、
前記端末装置は、前記計測センサによって計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて前記トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた負荷重量を求めて利用者に呈示することを特徴とするトレーニングシステム。
【請求項２】
前記端末装置は、トレーニング目的ごとに予め設定された発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表に基づいて、求められた前記負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率以上となるような休息時間及び反復回数を求め、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成して利用者に呈示することを特徴とする、請求項１に記載のトレーニングシステム。
【請求項３】
複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンとともに用いられるトレーニング支援装置において、
前記トレーニングマシーンに装着され、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う挙上動作時の挙上速度を計測する計測センサと、
前記計測センサに接続され、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促す端末装置とを備え、
前記端末装置は、前記計測センサによって計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて前記トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた負荷重量を求めて利用者に呈示することを特徴とするトレーニング支援装置。
【請求項４】
前記端末装置は、トレーニング目的ごとに予め設定された発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表に基づいて、求められた前記負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率以上となるような休息時間及び反復回数を求め、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成して利用者に呈示することを特徴とする、請求項３に記載のトレーニング支援装置。
【請求項５】
複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンを用いて、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促すステップと、
前記トレーニングマシーンに装着された計測センサによって、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う前記各段階の負荷重量の下での挙上動作時の挙上速度を計測するステップと、
計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定するステップとを含むことを特徴とする、最大挙上重量の推定方法。
【請求項６】
複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンを用いて、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促すステップと、
前記トレーニングマシーンに装着された計測センサによって、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う前記各段階の負荷重量の下での挙上動作時の挙上速度を計測するステップと、
計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて前記トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた負荷重量を求めるステップと、
トレーニング目的ごとに予め設定された発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表に基づいて、求められた前記負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率以上となるような休息時間及び反復回数を求め、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成して利用者に呈示するステップとを含むことを特徴とする、トレーニングメニューの作成方法。
【請求項７】
請求項５に記載の方法に含まれるステップに対応する手順をコンピュータに実行させる、最大挙上重量の推定プログラム。
【請求項８】
請求項６に記載の方法に含まれるステップに対応する手順をコンピュータに実行させる、トレーニングメニューの作成プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レジスタンストレーニングを行うのに適したウェイトスタック式トレーニングマシーンを備えたトレーニングシステムに係り、とりわけ、利用者がトレーニング目的に応じた適切なトレーニングを行うことができるよう支援する、トレーニングシステム、そのシステムで用いられるトレーニング支援装置、最大挙上重量の推定方法及びトレーニングメニューの作成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レジスタンストレーニングにおいて、ウェイトスタック式トレーニングマシーンに設定される負荷重量は、利用者の個人差（すなわち、性別や年齢、骨格等の固有の条件）を考慮して設定されるべきものである。
【０００３】
従来においては、利用者又は指導者の経験に基づいて負荷重量の設定が行われる他、最大努力下で挙上される最大挙上重量（１ＲＭ：one repetition maximum）を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて負荷重量の設定が行われていた。
【０００４】
ここで、後者の方法に関し、最大挙上重量を推定する方法としては、(1)最大限可能な重量のウェイトを利用者が実際に挙上することによって直接的に最大挙上重量を推定する直接推定法、(2)所定の重量のウェイトを疲労困憊に至るまで繰り返し挙上し、その際の負荷重量と反復回数との関係から間接的に最大挙上重量を推定する間接推定法（挙上反復回数推定方法）（非特許文献１参照）が知られている。
【０００５】
しかしながら、上記(1)の直接推定法では、最大限可能な重量のウェイトを実際に挙上することとなるので、利用者に多大な負担がかかり、怪我を起こす危険性が非常に高いという問題がある。また、上記(2)の間接推定法では、所定の重量のウェイトを相当回数挙上しなければならないので、推定にあたって多大な時間がかかるという問題がある。また、疲労困憊して挙上できなくなるまで挙上動作を繰り返すので、やはり利用者にかなりの負担がかかってしまうという問題がある。
【非特許文献１】沢井史穂（１９９７）：マシンを使った筋力トレーニングでの安全かつ簡便な負荷設定法、体力科学４６：７４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、レジスタンストレーニングにおける最大挙上重量を簡便に高速にかつ精度良く推定して、トレーニング目的に応じた適切な負荷重量を設定することができる、トレーニングシステム、そのシステムで用いられるトレーニング支援装置及び最大挙上重量の推定方法を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、推定された最大挙上重量に基づいて、トレーニング目的に応じた適切なトレーニングメニュー（負荷重量、休息時間及び反復回数の組み合わせからなるメニュー）を作成することができる、トレーニングシステム、そのシステムで用いられるトレーニング支援装置及びトレーニングメニューの作成方法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】
【０００８】
本発明は、第１の解決手段として、利用者に対して複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンと、前記トレーニングマシーンに装着され、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う挙上動作時の挙上速度を計測する計測センサと、前記計測センサに接続され、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促す端末装置とを備え、前記端末装置は、前記計測センサによって計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて前記トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた負荷重量を求めて利用者に呈示することを特徴とするトレーニングシステムを提供する。
【０００９】
本発明は、第２の解決手段として、複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンとともに用いられるトレーニング支援装置において、前記トレーニングマシーンに装着され、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う挙上動作時の挙上速度を計測する計測センサと、前記計測センサに接続され、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促す端末装置とを備え、前記端末装置は、前記計測センサによって計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて前記トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた負荷重量を求めて利用者に呈示することを特徴とするトレーニング支援装置を提供する。
【００１０】
なお、上述した第１及び第２の解決手段において、前記端末装置は、トレーニング目的ごとに予め設定された発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表に基づいて、求められた前記負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率以上となるような休息時間及び反復回数を求め、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成して利用者に呈示することが好ましい。
【００１１】
本発明は、第３の解決手段として、複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンを用いて、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促すステップと、前記トレーニングマシーンに装着された計測センサによって、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う前記各段階の負荷重量の下での挙上動作時の挙上速度を計測するステップと、計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定するステップとを含むことを特徴とする、最大挙上重量の推定方法を提供する。
【００１２】
本発明は、第４の解決手段として、複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーンを用いて、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促すステップと、前記トレーニングマシーンに装着された計測センサによって、前記トレーニングマシーンを用いて利用者が行う前記各段階の負荷重量の下での挙上動作時の挙上速度を計測するステップと、計測された前記各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいて前記トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた負荷重量を求めるステップと、トレーニング目的ごとに予め設定された発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表に基づいて、求められた前記負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率以上となるような休息時間及び反復回数を求め、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成して利用者に呈示するステップとを含むことを特徴とする、トレーニングメニューの作成方法を提供する。
【００１３】
本発明は、第５の解決手段として、上述した最大挙上重量の推定方法に含まれるステップに対応する手順をコンピュータに実行させる、最大挙上重量の推定プログラムを提供する。
【００１４】
本発明は、第６の解決手段として、トレーニングメニューの作成方法に含まれるステップに対応する手順をコンピュータに実行させる、トレーニングメニューの作成プログラムを提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、計測センサによって計測された各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定するので、レジスタンストレーニングにおける最大挙上重量を簡便に高速にかつ精度良く推定することができる。このため、利用者又は指導者の経験に基づいて負荷重量を設定する従来の方法や、身体に負担のかかる従来の推定方法（直接推定方法及び間接推定方法）に比べて、トレーニング目的に応じた適切な負荷重量を精度良く設定することができ、トレーニング効果を最大限に発揮させることができる。
【００１６】
また、本発明によれば、推定された最大挙上重量に基づいて求められたトレーニング目的に応じた適切な負荷重量に基づいて、トレーニング目的に応じた適切なトレーニングメニュー（負荷重量、休息時間及び反復回数の組み合わせからなるメニュー）を作成することにより、利用者の性別や年齢等にかかわらず、個々の体力レベルを反映した形で安全でかつ効果的なトレーニングを行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１８】
まず、図１により、本実施の形態に係るトレーニングシステムの全体構成について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本実施の形態に係るトレーニングシステム１は、利用者がレジスタンストレーニングを行うためのものであり、複数段階の運動負荷を与えることが可能なウェイトスタック式トレーニングマシーン１０と、トレーニングマシーン１０に接続されたインフォメーション端末（端末装置）３０と、インフォメーション端末３０に接続されたホストコンピュータ４０とを備えている。
【００２０】
このうち、ウェイトスタック式トレーニングマシーン１０は、シート１２及び可動部１３を備えたトレーニングユニット１１と、トレーニングユニット１１の可動部１３に連結機構１４を介して接続された負荷ユニット１５とを有している。負荷ユニット１５には、ワイヤ１７を介して連結機構１４に接続された複数枚のウェイト１６が収容されており、可動部１３の往復動に連動して、予め設定された負荷重量に対応する枚数のウェイト１６が上下動するようになっている。
【００２１】
ここで、負荷ユニット１５には、トレーニングマシーン１０を用いて利用者が行う挙上動作時の挙上速度や負荷重量、反復回数、総移動距離等を計測する計測センサ２０が装着されている。なお、計測センサ２０は、インフォメーション端末３０に接続されている。
【００２２】
インフォメーション端末３０は、タッチパネル機能付きの液晶表示装置及びネットワーク機能付きのコンピュータ等からなり、利用者の個人データ（性別や年齢等）やトレーニング目的等を入力したり、利用者に対して各種の情報を呈示したりすることができるようになっている。
【００２３】
より具体的には、インフォメーション端末３０は、予め設定された複数段階の負荷重量の下で利用者が挙上動作を行うよう利用者を促すとともに、計測センサ２０によって計測された各段階の負荷重量の下での挙上速度と、予め設定された最大挙上重量（１ＲＭ）の挙上動作時の挙上速度とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量を推定し、この推定された最大挙上重量に基づいてトレーニングマシーン１０に設定されるトレーニング目的に応じた最適な負荷重量を求めて利用者に呈示するように構成されている。また、インフォメーション端末３０は、トレーニング目的ごとに予め設定された発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表に基づいて、求められた最適な負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率以上となるような休息時間及び反復回数を求め、利用者に適した、負荷重量、休息時間及び反復回数からなるトレーニングメニューを作成して利用者に呈示するように構成されている。
【００２４】
なお、本実施の形態においては、計測センサ２０及びインフォメーション端末３０によりトレーニング支援装置が構成されている。
【００２５】
ホストコンピュータ４０は、ネットワーク機能付きのパーソナルコンピュータ等からなり、インフォメーション端末３０に保存されているデータを受信して利用者ごとのデータベースを構築したり、予め保存しておいたトレーニングメニューをインフォメーション端末３０に送信したりすることができるようになっている。
【００２６】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２７】
（基本原理）
まず、図７乃至図１６により、本実施の形態で用いられる方法（最大挙上重量の推定方法及びトレーニングメニューの作成方法）の基本原理について説明する。
【００２８】
本発明者らは、本発明をなす過程で、チェストプレスマシーン（ノーチラス社製）を用いて、被験者７名に対して、次のような内容の試技を行わせる実験を行った。すなわち、最大挙上重量Ｌ１ＲＭを基準にして約６０％Ｌ１ＲＭ〜９５％Ｌ１ＲＭの範囲にある５種類の負荷重量につき、各被験者に対して疲労困憊に至るまで挙上動作を繰り返し行わせた。また、１レップス（１回の挙上動作）ごとに挙上速度を測定した。
【００２９】
その結果、この実験例における負荷重量と反復回数との関係、負荷重量と挙上速度との関係、及び挙上速度と反復回数との関係はそれぞれ、図７、図８及び図９に示すものとなった。なお、図７、図８及び図９は特定の一人の被験者の試技結果であるが、他の被験者の試技結果も基本的な特性は図７、図８及び図９に示すものと同様であった。
【００３０】
ここで、従来の間接推定法（挙上反復回数推定方法）は、図７に示す負荷重量と反復回数との関係において、反復回数１５回以下での負荷重量と反復回数の間に極めて直線的な関係（回帰直線式で表される関係）があることに着目したものであり、このような回帰直線式のｘ（反復回数）に１を代入することでｙ（最大挙上重量）を推定する。
【００３１】
これに対し、本発明者らの提案する推定法は、図９に示す挙上速度と反復回数との関係に着目するものである。すなわち、図９に示す結果から分かるように、挙上速度と反復回数との間には極めて直線的な関係（回帰直線式で表される関係）があり、このような回帰直線式のｘ（反復回数）に１を代入することでｙ（最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度（１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭ））を推定する。
【００３２】
ここで、全被験者の試技結果に基づき、挙上速度と反復回数との関係（回帰直線式）及び最大挙上重量の挙上動作時の挙上速度（１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭ）を求めると、次表１に示すようになる。なお、次表１において、ｒ２は相関係数を表している。
【表１】
2006122343.tif 000003
【００３３】
本発明者らは、上表１から次のような知見、すなわち、推定された１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭは、最大挙上重量とは異なり、被験者の身体特性（パワーや骨格、筋力等）等にかかわらず、ほぼ同速度（表１の場合には約０．１９ｍ／ｓ）となる、という極めて画期的な知見を得た。
【００３４】
このような知見によれば、全被験者の１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭを０．１９ｍ／ｓと仮定し、負荷重量と挙上速度との関係から求められた直線回帰式のｘ（挙上速度）に０．１９を代入すると、最大挙上重量は次表２のようにして推定される。なお、次表２において、ｒ２は相関係数を表している。
【表２】
2006122343.tif 000004
【００３５】
このようにして推定された最大挙上重量（１ＲＭ）と、従来の間接推定法（挙上反復回数推定方法）により推定された最大挙上重量（１ＲＭ）とを比較すると、次表３及び図１０に示すようになり、両者の間にほとんど差は見られなかった。
【表３】
2006122343.tif 000005
【００３６】
以上のようにして最大挙上重量が推定されると、それに基づいて、トレーニングマシーンに設定されるトレーニング目的に応じた最適な負荷重量を求めることができる。
【００３７】
しかしながら、このようにして求められる負荷重量は、実際のトレーニングを行う上で欠くことのできない要素であるが、安全でかつ効果的なトレーニングを行うためにはこの要素のみを考慮するのでは十分でない。特に、上述した実験例で行われたようなトレーニング（レジスタンストレーニング）では、次表４及び図１１に示すように、反復回数の増加に伴って発揮パワー（挙上速度）が低下することとなるが、発揮パワー（挙上速度）が一定値以下になった状態で挙上動作を繰り返すことは非常に危険である。
【表４】
2006122343.tif 000006
【００３８】
このため、例えば休息を伴ったトレーニング（インターバルトレーニング）を行う場合であれば、発揮パワー維持率が常に一定値以上になるように留意し、トレーニング目的に応じた適切なトレーニングメニュー（負荷重量、休息時間及び反復回数の組み合わせからなるメニュー）を作成する必要がある。
【００３９】
この点に関連して、本発明者らは、チェストプレスマシーン（ノーチラス社製）を用いて、被験者８名に対して、次のような内容の試技を行わせる実験を行った。すなわち、最大挙上重量Ｌ１ＲＭを基準にして８５％Ｌ１ＲＭの重量につき、各被験者に対して疲労困憊に至るまで挙上動作を繰り返し行わせた。その際、各被験者は、挙上動作間で休息をとらない態様、５秒の休息をとる態様、１０秒の休息をとる態様及び１５秒の休息をとる態様の４通りの態様で試技を行った。また、１レップス（１回の挙上動作）ごとに挙上速度及び発揮パワーを測定した。
【００４０】
ここで、各被験者により行われた試技の総仕事量をＷｌｉｍ−ＲＴ、平均発揮パワーをＰａｖｅ、持続時間をＴｌｉｍ−ＲＴとすると、Ｐａｖｅは、Ｗｌｉｍ−ＲＴをＴｌｉｍ−ＲＴで除することによって求められる（次式（１））。
【００４１】
Ｐａｖｅ＝Ｗｌｉｍ−ＲＴ／Ｔｌｉｍ−ＲＴ   …  （１）
また、Ｗｌｉｍ−ＲＴは、ＰａｖｅとＴｌｉｍ−ＲＴとを乗ずることによって求められる（次式（２））。
【００４２】
Ｗｌｉｍ−ＲＴ＝Ｐａｖｅ×Ｔｌｉｍ−ＲＴ   …  （２）
図１２はＷｌｉｍ−ＲＴとＴｌｉｍ−ＲＴとの関係、図１３はＰａｖｅとＴｌｉｍ−ＲＴとの関係を示すものである。
【００４３】
図１２に示すように、レジスタンストレーニングである試技におけるＷｌｉｍ−ＲＴとＴｌｉｍ−ＲＴとは比例関係にあり、その回帰直線式は次式（３）のように表すことができる。
【００４４】
Ｗｌｉｍ−ＲＴ＝ａ＋ｂ×Ｔｌｉｍ−ＲＴ   …  （３）
ここで、上式（３）に上式（２）を代入すると、次式（４）が得られる。
【００４５】
Ｐａｖｅ×Ｔｌｉｍ−ＲＴ＝ａ＋ｂ×Ｔｌｉｍ−ＲＴ   …  （４）
また、上式（４）から次式（５）が得られる。
【００４６】
Ｐａｖｅ＝ａ／Ｔｌｉｍ−ＲＴ＋ｂ   …  （５）
ここで、レジスタンストレーニングのうち休息を伴ったトレーニング（インターバルトレーニング）において、理論的に疲労困憊に至ることなく挙上動作を繰り返すことのできる最大レベルの平均発揮パワーをＰｃｒｉ−ＲＴとすると、このＰｃｒｉ−ＲＴは、上式（５）においてＴｌｉｍ−ＲＴを無限大とした場合のＰａｖｅの値として求められる。なお、Ｔｌｉｍ−ＲＴを無限大とした場合には、ａ／Ｔｌｉｍ−ＲＴは限りなく０に近づくので、その際のＰａｖｅ（Ｐ＝ｃｒｉ−ＲＴ）は回帰直線式の傾きｂとなる（次式（６））。
【００４７】
Ｐｃｒｉ−ＲＴ≒ｂ   …  （６）
また、休息を伴ったトレーニング（インターバルトレーニング）において、最大挙上重量の挙上動作時の最大発揮パワーＰｍａｘにその挙上時間ＴＥを乗じたものは、回帰直線式の傾きとしてのＰｃｒｉ−ＲＴに、最大発揮パワーＰｍａｘでの挙上時間ＴＥと休息時間ＴＲとを一対とした単位時間（ＴＥ＋ＴＲ）を乗じたものと等しくなる（次式（７））。なお、次式（７）の関係は図１４に示されている。
【００４８】
Ｐｍａｘ×ＴＥ＝Ｐｃｒｉ−ＲＴ×（ＴＥ＋ＴＲ）  …  （７）
このため、休息時間ＴＲは、次式（８）により求められる。
【００４９】
ＴＲ＝ＴＥ×（Ｐｍａｘ／Ｐｃｒｉ−ＲＴ−１）  …  （８）
ここで、このようにして理論的に定義される休息時間ＴＲは、実際の実験例においては次のようにして求められる。
【００５０】
今、上述した実験例における一人の被験者の試技結果（発揮パワー（挙上速度）維持率と反復回数との関係）が図１５（ｂ）に示すようなものとして得られたものとする。
【００５１】
この場合には、まず、図１５（ｂ）に示す発揮パワー（挙上速度）と反復回数との関係から、休息時間の異なる各態様につき回帰直線式（ｙ＝ａｘ＋ｂ）を求める。次に、このようにして求められた回帰直線式のｘに挙上動作の反復回数（例えば１０回）を入力して、発揮パワー（挙上速度）維持率と休息時間との関係を求める。このような関係は図１５（ａ）に示すような回帰直線式の形で表されるので、実際のトレーニングにおいて保つべき所望の発揮パワー（挙上速度）維持率が決まれば、それに応じた至適な休息時間を推定することができる。
【００５２】
なお、図１５（ａ）に示す回帰直線式は、任意の反復回数（例えば２〜２０回）についても同様に求められる。すなわち、特定の負荷重量の下での発揮パワー（挙上速度）維持率、休息時間及び反復回数の関係は図１６に示すような関係表の形で求められる。
【００５３】
（具体的な実現方法）
本実施の形態に係るトレーニングシステム１は、上述した基本原理に従った方法（最大挙上重量の推定方法及びトレーニングメニューの作成方法）を、計測センサ２０及びインフォメーション端末３０からなるトレーニング支援装置によって具体的に実現したものである。
【００５４】
以下、図１乃至図６により、本実施の形態に係るトレーニングシステム１の具体的な作用について説明する。
【００５５】
まず、ウェイトスタック式トレーニングマシーン１０のシート１２に利用者が座り、インフォメーション端末３０を操作して、トレーニング目的に応じた負荷重量を設定するための処理を行うよう指示する。
【００５６】
このような指示を受けると、インフォメーション端末３０は、図２に示す手順に従って処理を行い、利用者の最大挙上重量を推定する。
【００５７】
具体的には、図２に示すように、まず、予め設定されている１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭを取り込む（ステップ１０１）。ここでは、１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭとして０．１９ｍ／ｓを予め設定しておくものとする。
【００５８】
次いで、予め設定されているＮ段階の負荷重量を取り込む（ステップ１０２）。ここでは、最大挙上重量未満の２つ又は３つ以上の負荷重量を予め設定しておく。
【００５９】
そして、各段階（ｎ＝１〜Ｎ）の負荷重量の下で、ウェイトスタック式トレーニングマシーン１０を用いて利用者が挙上動作を行うよう利用者を促し、その挙上動作時の挙上速度Ｖｎを計測する（ステップ１０３〜１０８）。
【００６０】
具体的には、まず、第ｎ段階の負荷重量Ｌｎをインフォメーション端末３０を介して利用者に呈示し、負荷ユニット１５のウェイト１６がその負荷重量Ｌｎとなるように利用者に設定させる（ステップ１０４）。
【００６１】
次に、第ｎ段階の負荷重量Ｌｎの下で利用者が挙上動作を行うようインフォメーション端末３０を介して利用者を促し、利用者に挙上動作を行わせる（ステップ１０５）。このとき、利用者は、挙上動作を１回行う他、挙上動作をＭ回行ってもよい。なお、後者の場合には、意識的に挙上速度を変えて行ってもよい。具体的には例えば、「ゆっくり」→「普通」→「できるだけ速く」というように挙上速度を変えて、挙上動作をＭ回（例えば３回）行うようにするとよい。
その後、このようにしてトレーニングマシーン１０を用いて利用者が行った挙上動作時の挙上速度が計測センサ２０によって計測され、第ｎ段階の負荷重量Ｌｎでの挙上速度Ｖｎとしてインフォメーション端末３０に送信される（ステップ１０６）。なおこのとき、ステップ１０５で利用者の挙上動作が複数回（Ｍ回）行われた場合には、その各回の挙上動作時の挙上速度の平均値が求められ、これが第ｎ段階の負荷重量Ｌｎでの挙上速度Ｖｎとしてインフォメーション端末３０に送信される。
【００６２】
以上のようにして各段階（ｎ＝１〜Ｎ）の負荷重量Ｌｎに対応するＮ個の挙上速度Ｖｎが計測されると、インフォメーション端末３０は、各段階の負荷重量Ｌｎの下での挙上速度Ｖｎと、予め設定された１ＲＭ挙上速度（Ｖ１ＲＭ）とに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量Ｌ１ＲＭを推定する（ステップ１０９）。すなわち、ステップ１０１〜１０８が終了した時点では、挙上速度Ｖｎ及び負荷重量ＬｎのＮ個の組み合わせが求められているので、これらの組み合わせを結ぶ回帰直線式を用いて、１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭに対応する最大挙上重量Ｌ１ＲＭを推定する（図３参照）。
【００６３】
なお、以上のようにして、１ＲＭ挙上速度及び最大挙上重量を含む、挙上速度と負荷重量との関係が求められると、これに関連して発揮パワー（挙上速度と負荷重量との積）と負荷重量との関係も求められる（図４参照）。
【００６４】
一般に、トレーニング目的に応じてそれに適した発揮パワー及び挙上速度が決められているので、図４に示すようにして求められた関係表（挙上速度、負荷重量及び発揮パワーの関係表）を用いることにより、トレーニング目的に応じた最適な負荷重量を求めることができる。
【００６５】
代表的なトレーニングとして次のＡ〜Ｄの４つを挙げると、これらの負荷重量及び挙上速度は括弧内に記載したとおりであり、それぞれ、図４に示す関係表の符号Ａ〜Ｄの領域に対応している。
【００６６】
Ａ：導入パワートレーニング（５０〜６０％Ｌ１ＲＭ、動作はゆっくり）
Ｂ：ピークパワートレーニング（５０〜６５％Ｌ１ＲＭ、速く）
Ｃ：フォース系パワートレーニング（６５〜８０％Ｌ１ＲＭ、速く）
Ｄ：マックスフォース系パワートレーニング（８０〜９５％Ｌ１ＲＭ、速く）
このため、以上のようにして図４に示す関係表が求められれば、この関係表とトレーニング目的とに基づいて最適な負荷重量を求めることができる。なお、このようにして求められた負荷重量は、インフォメーション端末３０を介して利用者に呈示される。
【００６７】
その後、利用者は、インフォメーション端末３０を介して呈示された負荷重量に従って負荷ユニット１５のウェイト１６を設定し、所定のトレーニングメニューに従って利用者がトレーニングを行う。なお、休息を伴ったトレーニング（インターバルトレーニング）を例にとると、そのトレーニングメニューは、負荷重量、休息時間及び反復回数の組み合わせとして規定される（図５参照）。
【００６８】
ここで、このようなトレーニングメニューは、トレーニング目的に応じて適切に処方される必要があるが、一般に利用者がこのようなトレーニングメニューを作成することは困難である。このため、本実施の形態では、インフォメーション端末３０がこのようなトレーニングメニューを作成して利用者に呈示する。
【００６９】
すなわち、利用者が、インフォメーション端末３０を操作して、トレーニング目的に応じた適切なトレーニングメニューを呈示するよう指示すると、インフォメーション端末３０は、図６に示す手順に従って処理を行い、トレーニングメニュー（負荷重量、休息時間及び反復回数の組み合わせからなるメニュー）を作成する。
【００７０】
図６に示すように、まず、インフォメーション端末３０を介して利用者が入力したトレーニング目的を取り込む（ステップ２０１）。
【００７１】
次に、ステップ２０１で取り込まれたトレーニング目的と、先に求められた最大挙上重量Ｌ１ＲＭとに基づいて、トレーニング目的に応じた負荷重量を求める（ステップ２０２）。具体的には例えば、トレーニング目的が「フォース系パワートレーニング」である場合には、最大挙上重量Ｌ１ＲＭに８５％を乗じた値を、トレーニングマシーン１０に設定される負荷重量として求める。なおこのとき、利用者の個人データに応じて最終的に求められる負荷重量の値を増減してもよい。
【００７２】
その後、ステップ２０１で取り込まれたトレーニング目的に応じて適切な反復回数（例えば６回）が求められる（ステップ２０３）。なおこのとき、利用者の個人データに応じて最終的に求められる反復回数の値を増減してもよい。
【００７３】
そして、このようにして負荷重量及び反復回数が求められた後、トレーニング目的ごとに予め設定された関係表（発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す関係表）に基づいて、求められた負荷重量の下で発揮パワー維持率が所定の発揮パワー維持率（例えば６０％）以上となるような休息時間が求められる（ステップ２０４）。具体的には例えば、図１６に示すような関係表（負荷重量が８５％Ｌ１ＲＭの場合における関係表）が予め設定されているものとすると、このような関係表に基づいて、反復回数が６回及び発揮パワー維持率が６０％という条件の下で、休息時間が５秒と求められる。
【００７４】
以上のようにして休息時間が求められると、最終的に、利用者に適したトレーニングメニュー（負荷重量、休息時間及び反復回数からなるメニュー）が作成される（ステップ２０５）。
【００７５】
そして、このようにして作成されたトレーニングメニューは、インフォメーション端末３０を介して利用者に呈示され、そのようなトレーニングメニューに従って利用者がトレーニングを行うよう利用者を促す（ステップ２０６）。なおこのとき、利用者がトレーニングを行っている際に計測センサ３０によって挙上動作時の挙上速度（発揮パワー）を計測するようにしておき、この挙上速度（発揮パワー）が所定の値以下になった時点で利用者に警告を発するようにしてもよい。
【００７６】
なお、以上のようにしてトレーニングマシーン１０を用いて利用者が行ったトレーニングの結果（挙上速度及び反復回数等）は計測センサ３０によって計測され、出力データとしてインフォメーション端末３０内に保存される。このようにして保存された出力データは、インフォメーション端末３０又はホストコンピュータ４０にて評価され、その利用者固有の個人データとして次回のトレーニングの際に用いられる他、ホストコンピュータ４０にてデータベース化される。
【００７７】
このように本実施の形態によれば、計測センサ３０によって計測された各段階（ｎ＝１〜Ｎ）の負荷重量Ｌｎの下での挙上速度Ｖｎと、予め設定された１ＲＭ挙上速度Ｖ１ＲＭとに基づいて、最大努力下で挙上される最大挙上重量Ｌ１ＲＭを推定するので、レジスタンストレーニングにおける最大挙上重量を簡便に高速にかつ精度良く推定することができる。このため、利用者又は指導者の経験に基づいて負荷重量を設定する従来の方法や、身体に負担のかかる従来の推定方法（直接推定方法及び間接推定方法）に比べて、トレーニング目的に応じた適切な負荷重量を精度良く設定することができ、トレーニング効果を最大限に発揮させることができる。
【００７８】
また、本実施の形態によれば、推定された最大挙上重量Ｌ１ＲＭに基づいて求められたトレーニング目的に応じた適切な負荷重量に基づいて、トレーニング目的に応じた適切なトレーニングメニュー（負荷重量、休息時間及び反復回数の組み合わせからなるメニュー）を作成することができるので、利用者の性別や年齢等にかかわらず、個々の体力レベルを反映した形で安全でかつ効果的なトレーニングを行うことができる。
【００７９】
なお、上述した実施の形態においては、トレーニングシステム１で行われる最大挙上重量の推定方法及びトレーニングメニューの作成方法はいずれも、インフォメーション端末３０上で稼働するプログラムにより、各方法に含まれるステップに対応する手順をコンピュータに実行させることにより実現することができる。このようなプログラムは、メモリ、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ等のようなコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納され、コンピュータのプロセッサから逐次読み出されて実行されることにより上述したような機能ないし手順が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の一実施の形態に係るトレーニングシステムの全体構成を示す概略図。
【図２】図１に示すトレーニングシステムを用いて行われる、最大挙上重量（１ＲＭ）の推定方法の手順を示すフローチャート。
【図３】図２に示す最大挙上重量の推定方法の原理を示す概念図。
【図４】図２に示す推定方法により推定された最大挙上重量と各種のトレーニングにて設定される負荷重量との関係を説明するための図。
【図５】図２に示す推定方法により推定された最大挙上重量とそれに基づいて作成されるトレーニングメニューに含まれる要素との関係を説明するための図。
【図６】図１に示すトレーニングシステムを用いて利用者により行われるトレーニングメニューの作成方法の手順を示すフローチャート図。
【図７】実験例における負荷重量と反復回数との関係を示す図。
【図８】実験例における負荷重量と挙上速度との関係を示す図。
【図９】実験例における挙上速度と反復回数との関係を示す図。
【図１０】本発明の推定方法により得られた最大挙上重量（１ＲＭ）と従来の推定方法により得られた最大挙上重量（１ＲＭ）との関係を示す図。
【図１１】休息を伴わないトレーニングにおける発揮パワー（挙上速度）維持率と反復回数との関係を示す図。
【図１２】休息を伴ったトレーニングにおける仕事量と持続時間との関係を示す図。
【図１３】休息を伴ったトレーニングにおける平均発揮パワーと持続時間との関係を示す図。
【図１４】休息を伴ったトレーニングの４つの要素（発揮パワー、持続時間、休息時間及び反復回数）の関係を説明するための概念図。
【図１５】休息を伴ったトレーニングにおける発揮パワー（挙上速度）維持率と休息時間又は反復回数との関係を示す図。
【図１６】休息を伴ったトレーニングにおける特定の負荷重量下での発揮パワー維持率、休息時間及び反復回数の関係を示す図。
【符号の説明】
【００８１】
１  トレーニングシステム
１０  ウェイトスタック式トレーニングマシーン
１１  トレーニングユニット
１２  シート
１３  可動部
１４  連結機構
１５  負荷ユニット
１６  ウェイト
１７  ワイヤ
２０  計測センサ
３０  インフォメーション端末（端末装置）
４０  ホストコンピュータ
【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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【図１５】
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【図１６】
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