(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の動作パターンで動作することによってユーザに運動負荷を与えると共に前記ユーザの運動を補助する運動補助機構を有する受動型運動機器であって、
前記運動補助機構が前記ユーザに与える運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値を取得する負荷設定値取得部と、
前記負荷設定値取得部によって取得された前記負荷設定値に基づいて、前記運動補助機構が前記ユーザの運動を補助することによって軽減される前記ユーザの運動負荷の大きさを示す補助負荷値を導出する補助負荷値導出部と、
前記運動補助機構に設けられたセンサと、
前記センサが出力し、前記運動補助機構の動作の強度を示すセンサ値を取得するセンサ値取得部と、
前記センサ値取得部によって取得された前記センサ値に基づいて、前記補助負荷値と、前記ユーザが能動的に運動をすることによって前記ユーザに与えられる運動負荷の大きさを示す実効負荷値とが合成された値である合成負荷値を導出する合成負荷値導出部と、
前記補助負荷値導出部によって導出された前記補助負荷値と、前記合成負荷値導出部によって導出された前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値に基づいて、前記ユーザの運動の強度を示す運動強度を導出する運動強度導出部と、
前記運動補助機構に設けられた駆動部に電力を供給する電源の電圧値を取得する電圧値取得部とを備え、
前記補助負荷値導出部は、前記電圧値取得部によって取得された前記電圧値の変動に応じて、前記補助負荷値を補正することを特徴とする受動型運動機器。
【請求項２】
所定の動作パターンで動作することによってユーザに運動負荷を与えると共に前記ユーザの運動を補助する運動補助機構を有する受動型運動機器であって、
前記運動補助機構が前記ユーザに与える運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値を取得する負荷設定値取得部と、
前記負荷設定値取得部によって取得された前記負荷設定値に基づいて、前記運動補助機構が前記ユーザの運動を補助することによって軽減される前記ユーザの運動負荷の大きさを示す補助負荷値を導出する補助負荷値導出部と、
前記運動補助機構に設けられたセンサと、
前記センサが出力し、前記運動補助機構の動作の強度を示すセンサ値を取得するセンサ値取得部と、
前記センサ値取得部によって取得された前記センサ値に基づいて、前記補助負荷値と、前記ユーザが能動的に運動をすることによって前記ユーザに与えられる運動負荷の大きさを示す実効負荷値とが合成された値である合成負荷値を導出する合成負荷値導出部と、
前記補助負荷値導出部によって導出された前記補助負荷値と、前記合成負荷値導出部によって導出された前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値に基づいて、前記ユーザの運動の強度を示す運動強度を導出する運動強度導出部と、
前記ユーザの運動時間を取得する運動時間取得部と、
前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度と、前記運動時間取得部によって取得された前記運動時間とを乗算する乗算部と、
前記乗算部による乗算結果を前記ユーザに通知する乗算結果通知部と、
前記ユーザの体重を取得する体重取得部とを備え、
前記乗算部は、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度と、前記運動時間取得部によって取得された前記運動時間と、前記体重取得部によって取得された前記体重と、所定の係数とを乗算することを特徴とする受動型運動機器。
【請求項３】
前記ユーザの心拍数を取得する心拍数取得部をさらに備え、
前記運動強度導出部は、
ユーザの心拍数と運動強度との関係を運動負荷の大きさ別に定義する複数の対応関係情報を予め記憶する記憶部と、
前記対応関係情報の中から、前記補助負荷値と前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値に対応する対応関係情報を特定する特定部と、
前記特定部によって特定された前記対応関係情報を参照して、前記心拍数取得部によって取得された前記心拍数に対応する運動強度を取得する運動強度取得部とを含むことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受動型運動機器。
【請求項４】
前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度、又は前記補助負荷値と前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値の少なくとも一方を、ユーザに通知する導出結果通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受動型運動機器。
【請求項５】
前記実効負荷値と前記実効負荷値の理想値である負荷理想値との差に応じた通知、又は前記実効負荷値に対応する運動強度と前記負荷理想値に対応する運動強度との差に応じた通知を、前記ユーザに対して行う差通知部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受動型運動機器。
【請求項６】
前記ユーザの運動強度の目標となる値である目標運動強度と、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度との比較結果に応じて、前記負荷設定値を調整する負荷設定値調整部をさらに備え、
前記負荷設定値調整部は、
前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度が前記目標運動強度を下回る場合、前記負荷設定値を増加させ、
前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度が前記目標運動強度を上回る場合、前記負荷設定値を減少させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受動型運動機器。
【請求項７】
前記ユーザの運動強度の目標となる値である目標運動強度と、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度との差が所定値を超える場合、前記運動補助機構の動作を停止させる動作停止部をさらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の受動型運動機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の動作パターンで動作することによってユーザに運動負荷を与えると共にユーザの運動を補助する運動補助機構を有する受動型運動機器及びその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ユーザが受動的に利用する運動機器である受動型運動機器が知られている。このような受動型運動機器は、所定の動作パターン（例えば、上下動、回動、揺動）で動作することによってユーザに運動負荷を与えると共にユーザの運動を補助する運動補助機構と、当該運動補助機構を制御する制御装置とを有する。
【０００３】
具体的には、受動型運動機器を利用するユーザは、例えば運動補助機構に乗ることで体の少なくとも一部が動かされて運動負荷が軽減されるため、容易に運動を行うことができる。
【０００４】
また、ユーザが運動補助機構による補助を受けつつも能動的に運動をするほど、実際にユーザに与えられる運動負荷は大きくなり、ユーザの運動の強度を示す運動強度（例えば、ＭＥＴｓ；Ｍｅｔａｂｏｌｉｃ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓ）は増加する。なお、ＭＥＴｓとは、運動の強度を安静時の何倍に相当するかで表す単位であり、座って安静にしている状態が１ＭＥＴｓ、普通歩行が３ＭＥＴｓに相当する。
【０００５】
このような受動型運動機器において制御装置が運動強度を導出する場合、次のような手法が提案されている（特許文献１参照）。具体的には、特許文献１に記載の受動型運動機器は、運動補助機構に設けられたセンサの出力から運動強度を計算する。また、運動補助機構を駆動する駆動部の積算電力又は駆動電流量の変化からユーザの乗り方が判定され、乗り方に応じて補正された運動強度が計算される。
【特許文献１】特開２００７−２６０１８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１においては、運動強度の具体的な補正手法について開示されていない。すなわち、特許文献１に記載の方法では、必ずしも運動強度を精度良く計算できるとは限らない。したがって、受動型運動機器において運動強度を導出する従来の手法には、運動強度を導出する精度を向上させる点において改善の余地があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、受動型運動機器において運動強度を導出する場合に、運動強度を導出する精度を向上させた受動型運動機器及びその制御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】
【０００８】
本発明の第１の特徴は、所定の動作パターン（例えば、上下動及び回動）で動作することによってユーザに運動負荷を与えると共に前記ユーザの運動を補助する運動補助機構（運動補助機構１０ａ）を有する受動型運動機器（受動型運動機器１０）であって、前記運動補助機構が前記ユーザに与える運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値を取得する負荷設定値取得部（負荷設定値取得部１３１）と、前記負荷設定値取得部によって取得された前記負荷設定値に基づいて、前記運動補助機構がユーザの運動を補助することによって軽減される運動負荷の大きさを示す補助負荷値を導出する補助負荷値導出部（補助負荷値導出部１３２）と、前記運動補助機構に設けられたセンサ（センサ部３２）と、前記センサが出力し、前記運動補助機構の動作の強度を示すセンサ値を取得するセンサ値取得部（センサ値取得部１３４）と、前記センサ値取得部によって取得された前記センサ値に基づいて、前記補助負荷値と、前記ユーザが能動的に運動をすることによって前記ユーザに与えられる運動負荷の大きさを示す実効負荷値とが合成された値である合成負荷値を導出する合成負荷値導出部（合成負荷値導出部１３５）と、前記補助負荷値導出部によって導出された前記補助負荷値と、前記合成負荷値導出部によって導出された前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値に基づいて、ユーザの運動の強度を示す運動強度を導出する運動強度導出部（運動強度導出部１５０）とを備えることを要旨とする。
【０００９】
このような特徴によれば、補助負荷値導出部は、運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値に基づいて補助負荷値を導出する。このような補助負荷値は、運動補助機構の動作の強度のうち、運動補助機構の寄与分（補助分）を反映している。
【００１０】
合成負荷値導出部は、運動補助機構に設けられたセンサが出力し、運動補助機構の動作の強度を示すセンサ値に基づき合成負荷値を導出する。このような合成負荷値は、運動補助機構の実際の動作の強度を反映している。
【００１１】
運動強度導出部は、補助負荷値と合成負荷値との差として計算される実効負荷値に基づいて運動強度を導出する。すなわち、運動補助機構の動作の強度において、運動補助機構の寄与分（補助分）を除いたものが、実際にユーザに与えられる運動負荷（実効負荷値）となる。
【００１２】
このような実効負荷値から運動強度（例えばＭＥＴｓ）を導出することによって、運動補助機構による補助分を排除して、ユーザが能動的に運動をすることによって実際にユーザに与えられる運動負荷の大きさを精度良く反映した運動強度を得ることができる。したがって、運動強度を導出する精度を向上させた制御装置が提供される。
【００１３】
本発明の第２の特徴は、発明の第１の特徴に係り、ユーザの心拍数を取得する心拍数取得部（心拍数取得部１３９）をさらに備え、前記運動強度導出部は、ユーザの心拍数と運動強度との関係を前記運動負荷の大きさ別に定義する複数の対応関係情報を予め記憶する記憶部（記憶部１５２）と、前記対応関係情報の中から、前記補助負荷値と前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値に対応する対応関係情報を特定する特定部（特定部１５３）と、前記特定部によって特定された前記対応関係情報を参照して、前記心拍数取得部によって取得された前記心拍数に対応する運動強度を取得する運動強度取得部（運動強度取得部１５４）とを含むことを要旨とする。
【００１４】
本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は２の特徴に係り、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度、又は前記補助負荷値と前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値の少なくとも一方を、ユーザに通知する導出結果通知部（例えば、表示部１２０）をさらに備えることを要旨とする。
【００１５】
本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜第３のいずれかの特徴に係り、前記実効負荷値と前記実効負荷値の理想値である負荷理想値との差に応じた通知、又は前記実効負荷値に対応する運動強度と前記負荷理想値に対応する運動強度との差に応じた通知を、前記ユーザに対して行う差通知部（例えば、表示部１２０）をさらに備えることを要旨とする。
【００１６】
本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜第４のいずれかの特徴に係り、ユーザの運動時間を取得する運動時間取得部（運動時間取得部１３７）と、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度と、前記運動時間取得部によって取得された前記運動時間とを乗算する乗算部（乗算部１３６）と、前記乗算部による乗算結果をユーザに通知する乗算結果通知部（例えば、表示部１２０）とをさらに備えることを要旨とする。
【００１７】
本発明の第６の特徴は、本発明の第５の特徴に係り、ユーザの体重を取得する体重取得部（体重取得部１３８）をさらに備え、前記乗算部は、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度と、前記運動時間取得部によって取得された前記運動時間と、前記体重取得部によって取得された前記体重と、所定の係数とを乗算することを要旨とする。
【００１８】
本発明の第７の特徴は、本発明の第１〜第６のいずれかの特徴に係り、前記ユーザの運動強度の目標となる値である目標運動強度と、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度との比較結果に応じて、前記負荷設定値を調整する負荷設定値調整部（負荷設定値調整部１４２）とをさらに備え、前記負荷設定値調整部は、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度が前記目標運動強度を下回る場合、前記負荷設定値を増加させ、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度が前記目標運動強度を上回る場合、前記負荷設定値を減少させることを要旨とする。
【００１９】
本発明の第８の特徴は、本発明の第１〜第６のいずれかの特徴に係り、前記ユーザの運動強度の目標となる値である目標運動強度と、前記運動強度導出部によって導出された前記運動強度との差が所定値を超える場合、前記運動補助機構の動作を停止させる動作停止部（負荷設定値調整部１４２及び駆動制御部１６０）をさらに備えることを要旨とする。
【００２０】
本発明の第９の特徴は、本発明の第１〜第８のいずれかの特徴に係り、前記運動補助機構に設けられた駆動部（駆動部３１）に電力を供給する電源（電源部５０）の電圧値を取得する電圧値取得部（電源電圧値取得部１３３）をさらに備え、前記補助負荷値導出部は、前記電圧値取得部によって取得された前記電圧値の変動に応じて、前記補助負荷値を補正することを要旨とする。
【００２１】
本発明の第１０の特徴は、所定の動作パターンで動作することによってユーザに運動負荷を与えると共に前記ユーザの運動を補助する運動補助機構を制御する制御装置（制御装置１００）であって、前記運動補助機構が前記ユーザに与える運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値を取得する負荷設定値取得部と、前記負荷設定値取得部によって取得された前記負荷設定値に基づいて、前記運動補助機構がユーザの運動を補助することによって軽減される運動負荷の大きさを示す補助負荷値を導出する補助負荷値導出部と、前記運動補助機構に設けられたセンサが出力し、前記運動補助機構の動作の強度を示すセンサ値を取得するセンサ値取得部と、前記センサ値取得部によって取得された前記センサ値に基づいて、前記補助負荷値と、前記ユーザが能動的に運動をすることによって前記ユーザに与えられる運動負荷の大きさを示す実効負荷値とが合成された値である合成負荷値を導出する合成負荷値導出部と、前記補助負荷値導出部によって導出された前記補助負荷値と、前記合成負荷値導出部によって導出された前記合成負荷値との差として計算される前記実効負荷値に基づいて、ユーザの運動の強度を示す運動強度を導出する運動強度導出部とを備えることを要旨とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の特徴によれば、受動型運動機器において運動強度を導出する場合に、運動強度を導出する精度を向上させた受動型運動機器及びその制御装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。具体的には、（１）受動型運動機器の全体概略構成、（２）制御装置の構成、（３）実効負荷値の導出処理及び運動強度の導出処理、（４）制御装置の動作、（５）作用・効果、（６）その他の実施形態について説明する。以下の実施形態における図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。
【００２４】
（１）受動型運動機器の全体概略構成
図１は、本実施形態に係る受動型運動機器１０の全体概略構成図である。図２は、受動型運動機器１０の機能ブロック構成図である。
【００２５】
図１に示すように、受動型運動機器１０は、ユーザが体全体をひねる運動であるツイスト運動と、ユーザが足踏みをする運動であるステップ運動とを同時に実施可能とするツイスト・ステップ方式の受動型運動機器である。
【００２６】
受動型運動機器１０は、基体部１１と、基体部１１によって回動可能に支持される円柱状の回動台部１２とを含む。回動台部１２は、駆動部３１（図２参照）が発生する駆動力によって、Ｄ１方向及びＤ２方向に回動する。
【００２７】
回転台部１２の上面部には、ユーザの左足が置かれる左側ペダル１３Ｌと、ユーザの右足が置かれる右側ペダル１３Ｒとが配置される。左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒは、駆動部３１（図１において不図示、図２参照）が発生する駆動力によって、上方ＵＰ及び下方ＤＮに交互に移動する。
【００２８】
具体的には、左側ペダル１３Ｌが上方ＵＰに移動する際には右側ペダル１３Ｒが下方ＤＮに移動し、左側ペダル１３Ｌが下方ＤＮに移動する際には右側ペダル１３Ｒが上方ＵＰに移動する。
【００２９】
さらに、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒの上下動は、回動台部１２の回動と連動している。すなわち、回動台部１２がＤ１方向に回動する際に右側ペダル１３Ｒが下方ＤＮに移動し、回動台部１２がＤ２方向に回動する際に左側ペダル１３Ｌが下方ＤＮに移動する。
【００３０】
なお、以下においては、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒの上下動の速さと、回動台部１２の回動の速さとを総称して適宜「運動補助機構１０ａの動作速度」と呼ぶ。また、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒの上下動の回数を適宜「ステップ数」と呼ぶ。
【００３１】
このように、回動台部１２の回動と、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒの上下動とによって、ユーザは、受動型運動機器１０による補助を受け、ツイスト運動とステップ運動とを同時に行うことができる。本実施形態において、駆動部３１、回動台部１２、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒは、ユーザに運動負荷を与えると共にユーザの運動を補助する運動補助機構１０ａを構成する。
【００３２】
受動型運動機器１０には、支持部１４が連結されている。支持部１４は、基体部１１の端部から上方に向けて延び、ユーザインタフェース部１５及びハンドル１６を支持する。なお、支持部１４は、折りたたみ可能に構成されている。
【００３３】
ユーザインタフェース部１５は、支持部１４の上端部に配置され、ユーザとのインタフェースとして機能する。ハンドル１６は、ユーザによって把持される。
【００３４】
図２に示すように、受動型運動機器１０は、運動補助機構１０ａを制御する制御装置１００を含む。制御装置１００は、ＣＰＵやメモリなどによって構成される。
【００３５】
受動型運動機器１０は、ユーザの心拍を検出する心拍センサ４０を含む。心拍センサ４０は、検出した心拍を電気信号として制御装置１００に伝達する。心拍センサ４０としては、例えば、ユーザの耳たぶに装着されるクリップ状の心拍センサを採用できる。
【００３６】
運動補助機構１０ａは、回動台部１２、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒを駆動する駆動部３１を含む。駆動部３１は、例えばモータや伝動装置などによって構成される。
【００３７】
運動補助機構１０ａは、運動補助機構１０ａに関する物理量を検出するセンサ部３２を含む。センサ部３２は、運動補助機構１０ａの動作の強度を示すセンサ値を出力する。例えば、センサ部３２としては、駆動部３１におけるモータに取り付けられ、モータ回転数（回転速度）を検出するポテンショ・メータやロータリー・エンコーダが使用できる。
【００３８】
制御装置１００及び駆動部３１には、受動型運動機器１０に設けられた電源部５０から電力が供給される。
【００３９】
（２）制御装置の構成
次に、図３〜図６を用いて、制御装置１００の構成、具体的には、（２．１）制御装置の構成、（２．２）運動強度導出部の構成、（２．３）入力部の構成例、（２．４）表示部の構成例について説明する。
【００４０】
（２．１）制御装置の構成
図３は、制御装置１００の機能ブロック構成図である。
【００４１】
図３に示すように、制御装置１００は、ユーザインタフェース部１５を構成する入力部１１０及び表示部１２０を含む。入力部１１０は、各種のボタンによって構成され、ユーザからの入力を受付ける。表示部１２０は、各種の情報を表示するディスプレイによって構成される。
【００４２】
制御装置１００は、負荷設定値取得部１３１、補助負荷値導出部１３２、センサ値取得部１３４、合成負荷値導出部１３５、及び運動強度導出部１５０を含む。
【００４３】
負荷設定値取得部１３１は、運動補助機構１０ａがユーザに与える運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値を取得する。本実施形態において、負荷設定値は、制御装置１００によって自動的に調整可能である。
【００４４】
補助負荷値導出部１３２は、負荷設定値取得部１３１によって取得された負荷設定値に基づいて、運動補助機構１０ａがユーザの運動を補助することによって軽減されるユーザの運動負荷の大きさを示す補助負荷値を導出する。
【００４５】
センサ値取得部１３４は、運動補助機構１０ａに設けられたセンサ部３２が出力する、運動補助機構１０ａの動作の強度を表すセンサ値を取得する。運動補助機構１０ａの動作の強度を取得することで、後述の合成負荷値を求めることができるが、これは、運動補助機構１０ａが、ユーザに与えられる運動負荷とユーザの運動を補助する補助負荷の両方の影響を受けて実際の動作（例えば、速度、加速度、運動補助機構１０ａが受ける圧力など）が変化するためである。
【００４６】
合成負荷値導出部１３５は、センサ値取得部１３４によって取得されたセンサ値に基づいて、補助負荷値と、実際にユーザに与えられる運動負荷の大きさを示す実効負荷値とが合成された値である合成負荷値を導出する。本実施形態において、合成負荷値は、運動補助機構１０ａの動作速度の実測値に対応する値である。
【００４７】
すなわち、合成負荷値と、補助負荷値と、実効負荷値との間には、以下のような関係が成り立つ。
【００４８】
合成負荷値＝補助負荷値＋実効負荷値
実効負荷値＝合成負荷値−補助負荷値   ・・・（１）
運動強度導出部１５０は、補助負荷値導出部１３２によって導出された補助負荷値と、合成負荷値導出部１３５によって導出された合成負荷値との差として計算される実効負荷値に基づいて、ユーザの運動の強度を示す運動強度（ＭＥＴｓ）を導出する。なお、運動強度（ＭＥＴｓ）は、実効負荷値に増加に比例して増加するため、実効負荷値から運動強度を容易に計算可能である。
【００４９】
制御装置１００は、運動時間取得部１３７、体重取得部１３８、及び乗算部１３６をさらに含む。乗算部１３６は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度（ＭＥＴｓ）と、運動時間取得部１３７によって取得された運動時間とを乗算する。すなわち、乗算部１３６は、以下の式（２）により、ユーザの運動量を示すエクササイズ（Ｅｘ）を計算する。
【００５０】
エクササイズＥｘ＝運動強度ＭＥＴｓ×運動時間      ・・・（２）
また、乗算部１３６は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度と、運動時間取得部１３７によって取得された運動時間と、体重取得部１３８によって取得された体重と、所定の係数（具体的には、１．０５）とを乗算する。
【００５１】
これにより、乗算部１３６は、以下の式（３）により、ユーザが消費したエネルギーを示すカロリー消費量（ｋｃａｌ）を計算する。ここでは、式（２）で得られたエクササイズＥｘを利用するものとする。
【００５２】
カロリー消費量（ｋｃａｌ）＝１．０５×エクササイズＥｘ×体重（ｋｇ）       ・・・（３）
なお、カロリー消費量“１ｋｃａｌ”＝酸素摂取量“２００ｍｌ”であり、１ＭＥＴｓは、２１０ｍｌ／ｋｇ／ｈであるため、式（３）における“１．０５”という係数が導き出される。
【００５３】
制御装置１００は、電源部５０の電源電圧値を取得する電源電圧値取得部１３３を含む。補助負荷値導出部１３２は、電源電圧値取得部１３３によって取得された電源電圧値の変動に応じて、補助負荷値を補正する。
【００５４】
制御装置１００は、目標運動強度取得部１４１及び負荷設定値調整部１４２をさらに含む。目標運動強度取得部１４１は、ユーザの運動強度の目標となる値である目標運動強度を取得する。目標運動強度は、例えば入力部１１０に対するユーザの入力によって決定される。
【００５５】
負荷設定値調整部１４２は、目標運動強度取得部１４１によって取得された目標運動強度と、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度との比較結果に応じて、負荷設定値を自動調整する。なお、負荷設定値は、ユーザによって任意に設定可能である。
【００５６】
制御装置１００は、心拍センサ４０が検出した心拍からユーザの心拍数を取得する心拍数取得部１３９と、駆動部３１を制御する駆動制御部１６０を含む。
【００５７】
駆動制御部１６０は、ユーザが入力部１１０に対して入力した負荷設定値、又は負荷設定値調整部１４２によって調整される負荷設定値などに応じて、駆動部３１が発生する駆動力（すなわち、運動補助機構１０ａの動作速度）などを制御する。
【００５８】
さらに、負荷設定値調整部１４２及び駆動制御部１６０は、目標運動強度取得部１４１によって取得された目標運動強度と、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度との差が所定値を超える場合、運動補助機構１０ａの動作を強制的に停止させる動作停止部としても機能する。
【００５９】
（２．２）運動強度導出部の構成
図４は、運動強度導出部１５０の機能ブロック構成図である。図４に示すように、運動強度導出部１５０は、引算部１５１、記憶部１５２、特定部１５３、及び運動強度取得部１５４を含む。
【００６０】
引算部１５１は、合成負荷値導出部１３５によって導出された合成負荷値から、補助負荷値導出部１３２によって導出された補助負荷値を引くことによって実効負荷値を計算する。
【００６１】
記憶部１５２は、ユーザの心拍数と運動強度との関係を運動負荷の大きさ別に定義する複数の対応関係情報を予め記憶する。
【００６２】
特定部１５３は、記憶部１５２が記憶する対応関係情報の中から、引算部１５１によって計算された実効負荷値に対応する対応関係情報を特定する。
【００６３】
運動強度取得部１５４は、特定部１５３によって特定された対応関係情報を参照して、心拍数取得部１３９によって取得された心拍数に対応する運動強度を取得する。
【００６４】
（２．３）入力部の構成例
図５は、入力部１１０の構成例を示す正面図である。
【００６５】
図５に示すように、入力部１１０は、個人設定ボタンＢ１、入力ボタンＢ２、手動コースボタンＢ３、運動スピードボタンＢ４、センサ自動コースボタンＢ５、スタート／ストップボタンＢ６、メモリ／読み出しボタンＢ７、累積ボタンＢ８、緊急停止ボタンＢ９、及び電源入／切ボタンＢ１０を含む。ここでは、本発明に関連するボタンについて詳しく説明する。
【００６６】
個人設定ボタンＢ１及び入力ボタンＢ２は、ユーザの性別、年齢、体重などの個人情報の入力及び設定に用いられるボタンである。
【００６７】
手動コースボタンＢ３は、予め定められた運動を行う手動コースの種別を選択するためのボタンである。
【００６８】
運動スピードボタンＢ４は、手動コースにおいて、運動補助機構１０ａの動作速度を設定するボタンである。すなわち、本実施形態において、運動スピードボタンＢ４は、ユーザが負荷設定値を入力するために用いられる。
【００６９】
センサ自動コースボタンＢ５は、センサ自動コースの種別を選択するためのボタンである。センサ自動コースでは、心拍センサ４０が検出した心拍に基づいて負荷設定値、あるいは運動補助機構１０ａの動作速度が自動調整される。ここで、センサ自動コースの種別は、運動強度別に定められている。すなわち、運動スピードボタンＢ４は、ユーザが目標運動強度を入力するために用いられる。
【００７０】
一例として、センサ自動コースでは、３ＭＥＴｓ相当の運動強度に相当するスローウォークと、４ＭＥＴｓ相当の運動強度に相当するクイックウォークと、５ＭＥＴｓ相当の運動強度に相当するジョギングとが定められている。
【００７１】
メモリ／読み出しボタンＢ７は、予め記憶された個人情報を選択して読み出すためのボタンである。
【００７２】
（２．４）表示部の構成例
図６は、表示部１２０の構成例を示す正面図である。
【００７３】
図６に示すように、表示部１２０は、時間表示領域Ａ１、カロリー消費量／ステップ数表示領域Ａ２、運動強度表示領域Ａ３、心拍数表示領域Ａ４、動作速度表示領域Ａ５、運動コース表示領域Ａ６、メモリ表示領域Ａ７、性別表示領域Ａ８、年齢／体重表示領域Ａ９を含む。ここでは、本発明に関連する表示領域について詳しく説明する。
【００７４】
時間表示領域Ａ１は、ユーザの運動時間を表示する領域である。運動時間は、運動時間取得部１３７によって取得（計測）される。
【００７５】
カロリー消費量／ステップ数表示領域Ａ２は、ユーザのカロリー消費量及びステップ数を交互に表示する領域である。カロリー消費量は、乗算部１３６が運動強度に基づいて計算する。
【００７６】
運動強度表示領域Ａ３は、ユーザの運動強度（ＭＥＴｓ）を表示する領域である。図６の例では、１ＭＥＴｓ〜１０ＭＥＴｓの範囲内で運動強度が帯グラフ状に表示される。運動強度は、運動強度導出部１５０によって導出される。運動強度表示領域Ａ３は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度をユーザに通知する通知部を構成する。
【００７７】
心拍数表示領域Ａ４は、ユーザの心拍数を表示する領域である。心拍数は、心拍数取得部１３９が単位時間当たりの心拍の回数に基づいて取得（計算）する。
【００７８】
動作速度表示領域Ａ５は、運動補助機構１０ａの動作速度（合成負荷値）を表示する領域である。あるいは、動作速度表示領域Ａ５は、補助負荷値と合成負荷値との差として計算される実効負荷値を表示する。本実施形態では、合成負荷値又は実効負荷値が１０段階で帯グラフ状に表示されるものとする。
【００７９】
動作速度表示領域Ａ５は、実効負荷値をユーザに通知する通知部を構成する。また、動作速度表示領域Ａ５では、実効負荷値と負荷理想値との差に応じた表示を行っても良い。あるいは、実効負荷値に対応する運動強度と負荷理想値に対応する運動強度との差に応じた通知を行っても良い。
【００８０】
ここで、負荷理想値とは、例えば負荷設定値とセンサ値とが同等である場合における実効負荷値、すなわち、受動型運動機器１０が実現すべき理想の運動負荷である。具体的には、実効負荷値が負荷理想値に達していない場合には、ユーザの能動的な運動が不足していることを表し、実効負荷値が負荷理想値を超えている場合には、ユーザの能動的な運動が過剰であることを表している。
【００８１】
運動コース表示領域Ａ６は、選択された運動コース、具体的には、センサ自動コース又は手動コースのいずれを実行中であるかを表示する領域である。
【００８２】
なお、表示部１２０は、図６に示す各表示領域に限らず、後述する各種の情報を表示可能である。
【００８３】
（３）実効負荷値の導出処理及び運動強度の導出処理
次に、図７及び図８を用いて、実効負荷値の導出処理及び運動強度の導出処理について説明する。
【００８４】
（３．１）実効負荷値の導出処理
図７は、実効負荷値の導出処理を説明するための概念図である。
【００８５】
補助負荷値導出部１３２は、図７（ａ）に示すように、負荷設定値取得部１３１によって取得された負荷設定値に基づいて補助負荷値を導出する。補助負荷値は、負荷設定値の増加に比例して増加する。このため、比例係数をＫ１とすると、補助負荷値は次の式（４）によって計算できる。
【００８６】
補助負荷値＝Ｋ１×負荷設定値  ・・・（４）
なお、比例係数Ｋ１は、負荷設定値毎の補助負荷値の設計値、もしくは、運動補助機構１０ａに人が乗っていない状態で負荷設定値毎に予め測定した補助負荷値の実測値から決定される。
【００８７】
次に、合成負荷値導出部１３５は、センサ値取得部１３４によって取得されたセンサ値に基づいて合成負荷値を導出する。上述したように、合成負荷値は、補助負荷値と実効負荷値とが合成された値である。なお、実効負荷値では、ユーザの安静時おけるエネルギー消費量（基礎代謝）も考慮されている。
【００８８】
合成負荷値は、センサ値の増加に比例して増加する。このため、比例係数をＫ２とし、基礎代謝分の運動負荷をＡすると、合成負荷値は次の式（５）によって計算できる。
【００８９】
合成負荷値＝Ｋ２×センサ値＋Ａ       ・・・（５）
具体的には、式（５）は、以下のようにして得られる。具体的には、酸素摂取量計測などの被験者実験によって、負荷設定値とセンサ値と運動強度との関係を得る。
【００９０】
暫定的に、負荷設定値とセンサ値とが等しい状態において、センサ値と運動強度（実効運動強度）との関係式を式（６）のように決定する。基礎代謝分の運動強度をＡｍとして、
実効運動強度＝Ｋｍ０×センサ値＋Ａｍ ・・・（６）
次に、センサ値と合成運動強度との比例係数Ｋｍ２を決定する。
【００９１】
合成運動強度＝Ｋｍ２×センサ値＋Ａｍ ・・・（７）
ここで、比例係数Ｋｍ２は、次のようにして決定される。具体的には、図７（ｃ）に示すように、負荷設定値を一定とした場合、補助運動強度も一定となるため、センサ値の変化に伴う合成運動強度の変化量は、センサ値の変化に伴う実効運動強度の変化量と等しくなり、以下の式（８）が成り立つ。
【００９２】
Δ運動強度＝Ｋｍ２×Δセンサ値       ・・・（８）
式（８）から、比例係数Ｋｍ２が決定される。
【００９３】
次に、負荷設定値とセンサ値とが等しい場合、補助運動強度＝合成運動強度−実効運動強度であり、Ｋｍ２とＫｍ０との差をＫｍ１とする（Ｋｍ１＝Ｋｍ２−Ｋｍ０）と、
補助運動強度＝Ｋｍ１×負荷設定値          ・・・（９）
が成り立つ。式（４）及び式（９）から、
Ｋ３＝Ｋｍ１／Ｋ１
Ｋ２＝Ｋｍ２／Ｋ３
Ａ＝Ａｍ／Ｋ３         ・・・（１０）
とすると、式（５）が得られる。
【００９４】
運動強度導出部１５０の引算部１５１は、図７（ｄ）に示すように、合成負荷値導出部１３５によって導出された合成負荷値と、補助負荷値導出部１３２によって導出された補助負荷値との差を求めることによって、実効負荷値を計算する。
【００９５】
このように、運動補助機構１０ａの動作速度に対応する合成負荷値のうち、運動補助機構１０ａがユーザの運動を補助する度合い（補助負荷値）を排除することで、ユーザが能動的に運動をする度合い（実効負荷値）が求められる。
【００９６】
（３．２）運動強度の導出処理
図８は、運動強度の導出処理を説明するための概念図である。
【００９７】
記憶部１５２は、図８に示すように、ユーザの心拍数と運動強度との関係を運動負荷の大きさ別に定義する複数の対応関係情報を予め記憶する。図８の例では、説明を簡略化するために、運動負荷の大きさが、”大”、“中”、”小”の３種類であるケースについて例示する。
【００９８】
なお、図８（ａ）は、負荷が”小”である場合に、ユーザの心拍数（測定心拍数）とユーザの運動強度との関係を示すグラフである。図８（ｂ）は、負荷が“中”である場合に、ユーザの心拍数（測定心拍数）とユーザの運動強度との関係を示すグラフである。図８（ｃ）は、負荷が”大”である場合に、ユーザの心拍数（測定心拍数）とユーザの運動強度との関係を示すグラフである。
【００９９】
図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、ユーザの心拍数の上昇に伴うユーザの運動強度の増加量（ｂ／ａ）は、負荷が低いほど小さい。すなわち、“ｂ１／ａ”（負荷＝”小”）＜“ｂ２／ａ”（負荷＝“中”）＜“ｂ３／ａ”（負荷＝”大”）の関係が成り立つ。
【０１００】
特定部１５３は、記憶部１５２が記憶する対応関係情報の中から、引算部１５１によって計算された実効負荷値に対応する対応関係情報を特定する。
【０１０１】
運動強度取得部１５４は、特定部１５３によって特定された対応関係情報を参照して、心拍数取得部によって取得された心拍数に対応する運動強度を取得する。
【０１０２】
なお、ユーザの心拍数が比較的低いケース（例えば、心拍数が１００以下であるケース）では、ユーザの精神的な要素が心拍数に与える影響が大きいことが知られている。また、運動負荷が小さい場合には、ユーザの心拍数が比較的低いと想定される。
【０１０３】
したがって、図８（ａ）〜図８（ｃ）に示すように、ユーザの心拍数が比較的低いと想定されるケースであるほど、ユーザの心拍数の上昇に伴うユーザの運動強度の増加量を小さくする。
【０１０４】
これにより、ユーザの精神的な要素によって心拍数が変動したとしても、ユーザの運動強度が影響を受けにくいため、より正確にユーザの運動強度を導出可能となる。
【０１０５】
（４）制御装置の動作
次に、図９〜図１３を用いて、制御装置１００の動作、具体的には、（４．１）制御装置の全体動作、（４．２）運動強度の導出動作、（４．３）不足／超過通知動作、（４．４）負荷設定値の調整動作、（４．５）補助負荷値の補正動作について説明する。
【０１０６】
（４．１）制御装置の全体動作
図９は、制御装置１００の全体動作を示すフローチャートである。
【０１０７】
ステップＳ１１０において、負荷設定値取得部１３１は、手動コース時においては、運動スピードボタンＢ４に対してユーザが入力した値を負荷設定値として取得する。センサ自動コース時においては、負荷設定値取得部１３１は、負荷設定値調整部１４２によって自動的に変更及び設定される負荷設定値を取得する。
【０１０８】
ステップＳ１２０において、補助負荷値導出部１３２は、ステップＳ１１０において取得された負荷設定値から、式（４）を用いて補助負荷値を計算する。
【０１０９】
ステップＳ１３０において、センサ値取得部１３４は、センサ値（運動補助機構１０ａの動作速度の実測値）を取得する。
【０１１０】
ステップＳ１４０において、合成負荷値導出部１３５は、ステップＳ１３０において取得されたセンサ値から、式（５）を用いて合成負荷値を計算する。
【０１１１】
ステップＳ１５０において、運動強度導出部１５０は、計算された合成負荷値から補助負荷値を引くことによって実効負荷値を計算する。さらに、運動強度導出部１５０は、計算した実効負荷値から運動強度を導出する。
【０１１２】
ステップＳ１６０において、乗算部１３６は、式（２）及び式（３）を用いて、ユーザの運動量（エクササイズＥｘ）及びカロリー消費量を計算する。
【０１１３】
ステップＳ１７０において、表示部１２０は、実効負荷値、運動強度、運動量（エクササイズＥｘ）、及びカロリー消費量を表示する。
【０１１４】
（４．２）運動強度の導出動作
図１０は、運動強度の導出動作を示すフローチャートである。
【０１１５】
ステップＳ１５１において、引算部１５１は、実効負荷値を計算する。
【０１１６】
ステップＳ１５２において、特定部１５３は、記憶部１５２が記憶する対応関係情報の中から、引算部１５１によって計算された実効負荷値に対応する対応関係情報を特定する。
【０１１７】
ステップＳ１５３において、心拍数取得部１３９は、心拍センサ４０が検出した心拍からユーザの心拍数を取得する。
【０１１８】
ステップＳ１５４において、運動強度取得部１５４は、特定部１５３によって特定された対応関係情報を参照して、心拍数取得部１３９によって取得された心拍数に対応する運動強度を取得する。
【０１１９】
（４．３）不足／超過通知動作
図１１は、表示部１２０が実行する不足／超過通知動作を示すフローチャートである。
【０１２０】
ステップＳ１７１において、表示部１２０は、実効負荷値が負荷理想値に達しているか否かを判定する。実効負荷値が負荷理想値に達していない場合、ステップＳ１７２に処理が進む。実効負荷値が負荷理想値に達している場合、ステップＳ１７４に処理が進む。
【０１２１】
ステップＳ１７２において、表示部１２０は、負荷理想値から実効負荷値を引くことによって、実効負荷値の不足分を計算する。
【０１２２】
ステップＳ１７３において、表示部１２０は、実効負荷値が負荷理想値に達していない旨と、計算した不足分とを表示する。
【０１２３】
一方、ステップＳ１７４において、表示部１２０は、実効負荷値が負荷理想値を超えているか否かを判定する。実効負荷値が負荷理想値を超えている場合、ステップＳ１７５に処理が進む。
【０１２４】
ステップＳ１７５において、表示部１２０は、実効負荷値から負荷理想値を引くことによって、実効負荷値の超過分を計算する。
【０１２５】
ステップＳ１７６において、表示部１２０は、実効負荷値が負荷理想値を超えている旨と、計算した超過分とを表示する。
【０１２６】
なお、図１１では、実効負荷値と負荷理想値との差に応じた表示（通知）を行っているが、実効負荷値に対応する運動強度と負荷理想値に対応する運動強度との差に応じた表示（通知）を行っても良い。
【０１２７】
（４．４）負荷設定値の調整動作
図１２は、負荷設定値の変更動作を示すフローチャートである。
【０１２８】
ステップＳ２０１において、目標運動強度取得部１４１は、目標運動強度（例えば、３ＭＥＴｓ、４ＭＥＴｓ、又は５ＭＥＴｓ）を取得する。
【０１２９】
ステップＳ２０２において、負荷設定値調整部１４２は、目標運動強度取得部１４１によって取得された目標運動強度と、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度との差を計算する。
【０１３０】
ステップＳ２０３において、負荷設定値調整部１４２は、ステップＳ２０２で計算した差が所定値を超えるか否かを判定する。差が所定値を超える場合、駆動制御部１６０は、ステップＳ２０５において運動補助機構１０ａの動作を停止させる。
【０１３１】
ステップＳ２０４において、負荷設定値調整部１４２は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が、目標運動強度取得部１４１によって取得された目標運動強度を上回るか又は下回るかを判定する。
【０１３２】
導出された運動強度が目標運動強度を下回る場合、負荷設定値調整部１４２は、ステップＳ２０６において負荷設定値を増加させる。
【０１３３】
一方、導出された運動強度が目標運動強度を上回る場合、負荷設定値調整部１４２は、ステップＳ２０７において負荷設定値を減少させる。
【０１３４】
（４．５）補助負荷値の補正動作
図１３は、補助負荷値の補正動作を示すフローチャートである。
【０１３５】
ステップＳ１２１において、電源電圧値取得部１３３は、電源部５０の電源電圧値を取得する。
【０１３６】
ステップＳ１２２において、補助負荷値導出部１３２は、電源電圧値取得部１３３によって取得された電源電圧値の変動に応じて、補助負荷値を補正する。
【０１３７】
具体的には、電源電圧値が変動すると、負荷設定値が一定であるのに対して補助負荷値が変動する。補助負荷値導出部１３２は、電源電圧値が低くなると補助負荷値を低下させ、電源電圧値が高くなると補助負荷値を増加させる。
【０１３８】
（５）作用・効果
本実施形態によれば、補助負荷値導出部１３２は、運動負荷の大きさの設定値である負荷設定値に基づいて補助負荷値を導出する。このような補助負荷値は、運動補助機構１０ａの動作の強度のうち、運動補助機構１０ａの寄与分（補助分）を反映している。
【０１３９】
合成負荷値導出部１３５は、運動補助機構１０ａに設けられたセンサ部３２が出力し、運動補助機構１０ａの動作の強度を示すセンサ値に基づき合成負荷値を導出する。このような合成負荷値は、運動補助機構１０ａにおける実際の動作の強度を反映している。
【０１４０】
運動強度導出部１５０は、補助負荷値と合成負荷値との差として計算される実効負荷値に基づいて運動強度を導出する。運動強度導出部１５０は、補助負荷値と合成負荷値との差として計算される実効負荷値に基づいて運動強度（ＭＥＴｓ）を導出する。すなわち、運動補助機構１０ａの動作の強度において、運動補助機構１０ａの寄与分（補助分）を除いたものが、実際にユーザに与えられる運動負荷（実効負荷値）となる。
【０１４１】
例えば、運動補助機構１０ａが“５”の強度（エネルギー）で動作すべき設定値であるときに、センサ部３２から求められた実際の動作の強度（エネルギー）が“７”であれば、ユーザが“２”の強度（エネルギー）で運動補助機構１０ａを動作させていることになる。
【０１４２】
このような実効負荷値から運動強度（ＭＥＴｓ）を導出することによって、運動補助機構１０ａによる補助分を排除して、ユーザの能動的な運動を精度良く反映した運動強度を得ることができる。したがって、運動強度を導出する精度を向上させた制御装置１００及び受動型運動機器１０が提供される。
【０１４３】
本実施形態によれば、特定部１５３は、ユーザの心拍数と運動強度との関係を運動負荷の大きさ別に定義する複数の対応関係情報の中から、引算部１５１によって計算された実効負荷値に対応する対応関係情報を特定する。運動強度取得部１５４は、特定部１５３によって特定された対応関係情報を参照して、心拍数取得部１３９によって取得された心拍数に対応する運動強度を取得する。
【０１４４】
したがって、負荷設定値又は補助負荷値と運動強度とが必ずしも連動しない場合においても、ユーザの運動強度を正確に導出できる。
【０１４５】
本実施形態によれば、表示部１２０は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度と、引算部１５１によって計算された実効負荷値とを表示する。このため、ユーザは、運動強度及び実効負荷値を容易に把握可能となり、運動の効率を高めることができる。
【０１４６】
本実施形態によれば、表示部１２０は、実効負荷値と負荷理想値との差に応じた表示、又は実効負荷値に対応する運動強度と負荷理想値に対応する運動強度との差に応じた表示を行う。例えば、表示部１２０は、実効負荷値が負荷理想値に達していない場合、実効負荷値が負荷理想値に達していない旨を表示する。これにより、ユーザは、能動的な運動を強めて、実効負荷値を上げるように努めることができる。
【０１４７】
一方、負荷設定値を減少させることで補助負荷値が減少するため、合成負荷値（すなわち、運動補助機構１０ａの動作速度）も減少する。この場合、ユーザは、合成負荷値（運動補助機構１０ａの動作速度）が減少しないように、能動的な運動を強め、実効負荷値を増加させることができる。したがって、ユーザは、好みの運動補助機構１０ａの動作速度を使用しつつ、所望の実効負荷値あるいは所望の運動強度を得ることが可能となる。
【０１４８】
また、表示部１２０は、実効負荷値が負荷理想値を超えている場合、実効負荷値が負荷理想値を超えている旨を通知する。このため、ユーザは、能動的な運動を弱めて、実効負荷値を下げるように努めることができる。
【０１４９】
一方、負荷設定値を増加させることで補助負荷値が増加するため、合成負荷値（すなわち、運動補助機構１０ａの動作速度）も増加する。この場合、ユーザは、合成負荷値（運動補助機構１０ａの動作速度）が増加しないように、能動的な運動を弱め、実効負荷値を減少させることができる。したがって、ユーザは、好みの運動補助機構１０ａの動作速度を使用しつつ、所望の実効負荷値あるいは所望の運動強度を得ることが可能となる。
【０１５０】
本実施形態によれば、乗算部１３６は、運動強度と運動時間とを乗算することによって、運動量（エクササイズＥｘ）を計算する。計算された運動量（エクササイズＥｘ）は、表示部１２０によって表示されるため、ユーザは、運動量（エクササイズＥｘ）を容易に把握可能となる。
【０１５１】
本実施形態によれば、乗算部１３６は、運動強度と運動時間と体重と所定の係数とを乗算することによって、カロリー消費量を計算する。計算されたカロリー消費量は、表示部１２０によって表示されるため、ユーザは、カロリー消費量を容易に把握可能となる。
【０１５２】
本実施形態によれば、負荷設定値調整部１４２は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が目標運動強度を下回る場合、負荷設定値を増加させ、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が目標運動強度を上回る場合、負荷設定値を減少させる。
【０１５３】
このため、上記のようにユーザに対して通知するだけでなく、運動強度（ＭＥＴｓ）を基準として負荷設定値を適切に自動調整することもでき、ユーザの運動効率を高めることができる。
【０１５４】
本実施形態によれば、負荷設定値調整部１４２及び駆動制御部１６０は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度と目標運動強度との差が所定値を超える場合、運動補助機構１０ａの動作を停止させる。したがって、緊急停止が必要な場合や、ユーザの過剰な運動を中止させる必要がある場合などにおいて、運動補助機構１０ａの動作を自動で停止させることができる。
【０１５５】
本実施形態によれば、補助負荷値導出部１３２は、電源電圧値取得部１３３によって取得された電圧値の変動に応じて、補助負荷値を補正する。このため、電源電圧値が変動しても補助負荷値を精度良く計算できる。
【０１５６】
（６）その他の実施形態
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。
【０１５７】
上述した実施形態では、運動強度導出部１５０の運動強度取得部１５４は、心拍数取得部１３９によって取得された心拍数に対応する運動強度を取得していた。しかしながら、運動強度導出部１５０は、心拍数に応じて運動強度を導出する構成に限らず、実効負荷値から直接ユーザの運動強度を導出しても良い。具体的には、ユーザの運動強度は実効負荷値の増加に比例して増加するため、実効負荷値に係数Ｋ３を乗算することによって運動強度を計算可能である。
【０１５８】
また、上述した実施形態では、補助負荷値導出部１３２は、負荷設定値取得部１３１によって取得された負荷設定値から、式（４）を用いて補助負荷値を計算していた。しかしながら、補助負荷値導出部１３２は、計算により補助負荷値を得る場合に限らず、負荷設定値と補助負荷値とを対応付けたテーブルを用いて補助負荷値を導出しても良い。同様に、合成負荷値導出部１３５は、計算ではなく、センサ値と合成負荷値とを対応付けたテーブルを用いて合成負荷値を導出しても良い。
【０１５９】
また、補助負荷値導出部１３２は、運動強度（ＭＥＴｓ）に換算された補助負荷値を導出しても良い。合成負荷値導出部１３５は、運動強度（ＭＥＴｓ）に換算された合成負荷値を導出しても良い。このような構成により、運動強度導出部１５０は、実効負荷値をそのままユーザの運動強度として導出可能となる。
【０１６０】
上述した実施形態では、表示部１２０は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度と、引算部１５１によって計算された実効負荷値とを表示していたが、これら運動強度及び実効負荷値のいずれか一方のみを表示する場合や、いずれも表示しない構成としてもよい。さらに、運動強度及び実効負荷値の少なくとも一方を音声によりユーザに通知する構成も採用可能である。
【０１６１】
上述した実施形態では、表示部１２０が実効負荷値と負荷理想値との差に応じた表示を行っていた。しかしながら、このような表示（ディスプレイ）に限らず、音声（スピーカ）による通知であっても良い。
【０１６２】
上述した実施形態では、乗算部１３６は、運動強度と運動時間とを乗算することによって、運動量（エクササイズＥｘ）を計算していたが、少なくとも運動強度と運動時間とを乗算して得られる値であれば、運動量（エクササイズＥｘ）を得る場合に限定されない。
【０１６３】
同様に、乗算部１３６は、運動強度と運動時間と体重と所定の係数とを乗算することによってカロリー消費量を計算していたが、少なくとも運動強度と運動時間と体重と所定の係数とを乗算して得られる値であれば、カロリー消費量を得る場合に限定されない。なお、受動型運動機器１０に設けられた体重計などから、ユーザの体重が取得されてもよい。
【０１６４】
上述した実施形態では、負荷設定値調整部１４２は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が目標運動強度を下回る場合、負荷設定値を増加させ、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が目標運動強度を上回る場合、負荷設定値を減少させていた。
【０１６５】
しかしながら、負荷設定値調整部１４２は、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が目標運動強度を下回る場合、負荷設定値を減少させ、運動強度導出部１５０によって導出された運動強度が目標運動強度を上回る場合、負荷設定値を増加させても良い。あるいは、このような運動強度を基準とした負荷設定値の自動設定に限らず、心拍数を基準とした負荷設定値の自動設定を採用しても良い。
【０１６６】
センサ部３２は、モータ回転数に限らず、回動台部１２、左側ペダル１３Ｌ及び右側ペダル１３Ｒの動作速度、動作加速度、荷重又は圧力などを検出しても良い。
【０１６７】
上述した実施形態では、補助負荷値導出部１３２は、電源電圧値取得部１３３によって取得された電圧値の変動に応じて補助負荷値を補正していたが、必ずしも補助負荷値を補正しなくても良い。
【０１６８】
なお、上述した実施形態では、ツイスト・ステップ方式の受動型運動機器１０を例に説明したが、他の方式の受動型運動機器に対して制御装置１００を適用可能である。例えば、乗馬を摸して座部（シート）を揺動させる方式の受動型運動機器に対して制御装置１００を適用しても良い。この場合、揺動する座部が運動補助機構に相当する。
【０１６９】
上述した実施形態では、対応関係情報は、図８に示したように、ユーザの心拍数とユーザの運動強度との関係を示すグラフであるが、これに限定されるものではない。
【０１７０】
例えば、対応関係情報は、図１４に示すように、標準運動強度、標準心拍数及び補正係数であってもよい。ここで、標準運動強度、標準心拍数及び補正係数は、受動型運動機器１０の負荷毎に設定される。標準運動強度、標準心拍数及び補正係数は、ユーザの個人情報毎に設定されてもよい。
【０１７１】
具体的には、受動型運動機器１０を利用するユーザの運動強度は、以下の式（６）によって計算される。
【０１７２】
運動強度（ＭＥＴｓ）＝標準運動強度（ＭＥＴｓ）＋{補正係数×（測定心拍数（ｂｐｍ；Ｂｅａｔｓ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅｓ）−標準心拍数（ｂｐｍ；Ｂｅａｔｓ  Ｐｅｒ  Ｍｉｎｕｔｅｓ））}・・・式（６）
なお、標準運動強度、標準心拍数及び補正係数は、被験者実験によって定められてもよい。例えば、被験者実験は以下のように行われる。
【０１７３】
（１）  体重や性別などの運動能力に応じて、被験者をグループ化する
（２）  グループ化された被験者に様々な負荷で受動型運動機器を利用させる
（３）  （２）において運動強度や心拍数を測定して、標準運動強度、標準心拍数及び補正係数を定める。
【０１７４】
このように本発明は、ここでは記載していない様々な実施形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】本発明の本実施形態に係る受動型運動機器の全体概略構成図である。
【図２】本発明の本実施形態に係る受動型運動機器の機能ブロック構成図である。
【図３】本発明の本実施形態に係る制御装置の機能ブロック構成図である。
【図４】本発明の本実施形態に係る運動強度導出部１５０の機能ブロック構成図である。
【図５】本発明の本実施形態に係る入力部の構成を示す正面図である。
【図６】本発明の本実施形態に係る表示部の構成を示す正面図である。
【図７】本発明の本実施形態に係る実効負荷値の導出処理を説明するための概念図である。
【図８】本発明の本実施形態に係る制御装置の導出処理を説明するための概念図である。
【図９】本発明の本実施形態に係る制御装置の全体動作を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の本実施形態に係る運動強度の導出動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の本実施形態に係る表示部が実行する不足／超過通知動作を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の本実施形態に係る負荷設定値の変更動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の本実施形態に係る補助負荷値の補正動作を示すフローチャートである。
【図１４】その他の実施形態に係る対応関係情報を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１７６】
受動型運動機器１０、運動補助機構１０ａ、基体部１１、回動台部１２、左側ペダル１３Ｌ、右側ペダル１３Ｒ、支持部１４、ユーザインタフェース部１５、ハンドル１６、駆動部３１、センサ部３２、心拍センサ４０、電源部５０、制御装置１００、入力部１１０、表示部１２０、負荷設定値取得部１３１、補助負荷値導出部１３２、電源電圧値取得部１３３、センサ値取得部１３４、合成負荷値導出部１３５、乗算部１３６、運動時間取得部１３７、体重取得部１３８、心拍数取得部１３９、目標運動強度取得部１４１、負荷設定値調整部１４２、運動強度導出部１５０、引算部１５１、記憶部１５２、特定部１５３、運動強度取得部１５４、駆動制御部１６０
【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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