(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
反復運動が可能な可動部に電気的な負荷発生器により負荷をかけて運動用に供するトレーニング装置であって、
前記可動部が反復運動する範囲である可動域をトレーニング者に応じて決定する可動域決定手段と、
前記トレーニング者の個人データを取得する取得手段と、
トレーニング者の個人データに含まれる最大１RMに基づいて演算される負荷である基準負荷を決定する基準負荷決定手段と、
前記負荷発生器が前記可動部にかける負荷を、前記決定した可動域内の位置及び基準負荷に応じて変化させ、可動域の終端では基準負荷より重くなるように制御する負荷制御手段と、
を有することを特徴とする、トレーニング装置。
【請求項２】
前記負荷制御手段は、前記可動部にかける負荷を、前記基準負荷決定手段によって決定された前記基準負荷以上かつ前記基準負荷のＮ倍（１＜Ｎ＜２）以下の間で徐々に変化するよう調整す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。
【請求項３】
前記負荷発生器の負荷を前記可動部に伝達する長尺状で且つ形状可変の動力伝達部材をさらに備え、
前記負荷制御手段は、
前記往復運動の往路上の任意の位置にある可動部に対して前記負荷発生器で発生させる負荷よりも、前記往復運動の復路上の同一位置にある可動部に対して前記負荷発生器で発生させる負荷を増加させ、
前記復路における負荷の増加分を、前記復路上で前記動力伝達部材により発生する動摩擦力によって低減される負荷相当に調整することを特徴とする請求項２に記載のトレーニング装置。
【請求項４】
前記負荷制御手段は、前記反復運動の開始端から終端に移動する前記可動部の負荷を、前記可動部の位置変化に応じて線形的に増加させ、前記反復運動の終端から開始端に移動する前記可動部の負荷を、前記可動部の位置変化に応じて線形的に減少させることを特徴とする、請求項２または３に記載のトレーニング装置。
【請求項５】
前記負荷制御手段は、前記可動部の動きに抗する方向に加わる前記トレーニング者の体重分によって実質的に軽減される負荷分を体重相殺負荷として、前記可動部の位置に応じて、前記可動部にかける負荷に前記体重相殺負荷を加え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。
【請求項６】
複数のトレーニング種別の中からいずれかの選択を受け付ける選択受付手段をさらに有し、
前記負荷制御手段は、トレーニング種別と負荷の変化パターンとを対応づけて記憶する負荷パターン記憶部を有し、選択されたトレーニング種別に対応する変化パターンに基づいて前記可動部にかける負荷を変化させ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。
【発明の詳細な説明】
【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。各種トレーニング機器の中でも、トレーニング者が目的とする部分的な筋肉を鍛えるために、その筋肉に負荷をかけて反復運動を行う機器がある。例えば特許文献１には、反復運動によるトレーニングのための装置が開示されている。このトレーニング装置は、ダイレクトドライブモータを筋力負荷の提供源とし、ダイレクトドライブモータのトルクまたは回転速度に応じ、ダイレクトドライブモータの回転を制御することにより、負荷を調整する筋力負荷提供装置が記載されている。
【特許文献１】特公平７−４１０８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に記載の負荷の制御方法は、どのトレーニング者に対しても同じようにダイレクトドライブモータの回転を制御することにより、負荷を調整する方法である。しかし、実際にはトレーニング者個々の体型には差異がある。体型の差異は、例えば反復運動の振幅や回転幅の差となる。そのため、ダイレクトドライブモータの回転速度が所定の一定値Ｖ１のときにトレーニング者がとる体勢は、トレーニング者によって異なる。それにも関わらず、ダイレクトドライブモータのトルクまたは回転速度に応じた負荷をどのトレーニング者に対しても画一的にかけると、標準的な体型のトレーニング者にとってはちょうど良い負荷の制御になっても、標準体型よりも小柄なトレーニング者や大柄なトレーニング者にとっては負荷の変化が不適切になってしまう。ひいては、トレーニング者は適切な運動をすることができず、運動の効果が十分に上がらなかったり、無理な運動を強いられたりする結果となる。
【０００４】
本発明は、反復運動の往路や復路において、トレーニング者それぞれの体型に応じた負荷でトレーニング者が運動できるトレーニング機器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】
前記課題を解決するために、本発明１は、反復運動が可能な可動部に電気的な負荷発生器により負荷をかけて運動用に供するトレーニング装置を提供する。この装置は以下の手段を有している。
・前記可動部が反復運動する範囲である可動域をトレーニング者に応じて決定する可動域決定手段、
・前記トレーニング者の個人データを取得する取得手段、
・トレーニング者の個人データに含まれる最大１RMに基づいて演算される基準負荷を決定する基準負荷決定手段、
・前記負荷発生器が前記可動部にかける負荷を、前記決定した可動域内の位置及び基準負荷に応じて変化させ、可動域の終端では基準負荷より重くなるように制御する負荷制御手段。
【０００６】
トレーニング者の体格は可動域に反映するため、可動域内の位置に応じて負荷を変化させることにより、トレーニング者の体格にあった負荷をかけ、トレーニング者に効果的な運動をさせることができる。可動域は、測定により決定することが望ましい。測定により得られる可動域は、トレーニング者の体格や関節の柔らかさなどを反映するからである。トレーニング者に応じた可動域の測定は、一人のトレーニング者に対して少なくとも１回は行い、好ましくは継続的かつ間欠的に測定する。例えば所定期間毎に測定したり、毎回の運動の開始前や運動開始時に測定するのでもよい。運動の開始前や運動開始時に毎回可動域の測定を実行すれば、日々変わるトレーニング者のコンディションに合った負荷をかけることができ、運動の適正さが向上する。
【０００７】
負荷の変化のさせ方は、特に限定されない。例えば、上体を前方に倒す腹筋運動において、往路の開始端では基準負荷をかけ、往路の終端では終動負荷（終動負荷＞基準負荷）をかけることが挙げられる。前屈運動を行う往路の終端では、トレーニング者にとって腹筋に力を入れ易く、その分トレーニングが楽になるので、その容易化の分だけ逆に負荷を増大させることで、反復運動全般を通じてトレーニング効果をほぼ同程度に維持させ、トレーニング者に有効なトレーニングを行わせることができる。また例えば、バーベル運動において、往路の真ん中当たりでの負荷を高くすることが挙げられる。往路の開始端及び終端では基準負荷をかけ、往路での真ん中当たりでは基準負荷×Ｎ（１＜Ｎ＜２）をかける。バーベル運動におけるスティッキングポイントで強い負荷をかけることにより、目的とする筋肉を効果的に刺激することができる。
【０００８】
発明２は、前記発明１において、前記負荷制御手段が、前記可動部にかける負荷を、前記基準負荷決定手段によって決定された前記基準負荷以上かつ前記基準負荷のＮ倍（１＜Ｎ＜２）以下の間で徐々に変化するよう調整する。
負荷曲線は、可動域及び基準負荷に基づいて決定されるので、基準負荷は好ましくは測定により決定する。例えば、トレーニング者の１ＲＭを測定し、測定した１ＲＭに所定の係数を乗じた値を基準負荷とすることが挙げられる。もちろん、測定ではなく、トレーニング者の体重、性別、年齢、体脂肪率などと基準負荷とを予め関連付けておき、トレーニング者の身体的個人データに基づいて基準負荷を決定してもよい。なお、上記の負荷曲線とは直線で変化する負荷の変化も含むものとする。つまり、可動部の往路と復路がともに線形の変化をするようなケースも含んでいる。
【０００９】
発明３は、前記発明２において、前記負荷発生器の負荷を前記可動部に伝達する長尺状で且つ形状可変の動力伝達部材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、前記負荷制御手段は、前記往復運動の往路上の任意の位置にある可動部に対して前記負荷発生器で発生させる負荷よりも、前記往復運動の復路上の同一位置にある可動部に対して前記負荷発生器で発生させる負荷を増加させる。前記復路における負荷の増加分は、前記復路上で前記動力伝達部材により発生する動摩擦力によって低減される負荷相当に調整される。
【００１０】
往路と復路では、モータで発生させる負荷の大きさを変える。例えば、上体を前方に倒すことにより行う腹筋運動のトレーニング装置において、負荷発生器としてモータを用い、モータと可動部とをチェーンで連結することにより可動部に負荷をかける構成を考える。
往路ではチェーン構造の連結部では動摩擦力ｆが発生する。動摩擦力ｆは、可動部をトレーニング者が前方に倒そうとするときに発生し、物体を動かす方向と反対方向に発生する力である。動摩擦力ｆのために、トレーニング者が体感する総負荷Ｆ１は、モータにより可動部に印加される負荷Ｍ１と動摩擦力ｆとの和（Ｍ１＋ｆ）となる。
【００１１】
復路では、トレーニング者は、手前側に戻ろうとする可動部を軽く押し返しながら上体を起こす動きを行う。このとき、トレーニング者が体感する総負荷Ｆ２は、モータにより可動部に印加される負荷Ｍ２よりも軽い値となる。モータは、可動部を押し上げる方向に常に負荷を印加しているからである。従って、モータが可動部に印加する負荷Ｍ１，Ｍ２が同じ値の場合、復路の負荷が往路に比べて軽くなってしまう。そこで、復路でモータが印加する負荷の値を例えばＭ２＝（Ｍ１＋２ｆ）とし、往路と復路とでモータにより印加する負荷を変える。２ｆの負荷の大きさは、例えば５Ｋｇ程度である。これにより、往路と復路とで実質的に均一な負荷を、トレーニング者に体感させることができる。
【００１２】
発明４は、前記発明２または３において、前記負荷制御手段が、前記反復運動の開始端から終端に移動する前記可動部の負荷を、前記可動部の位置変化に応じて線形的に増加させ、前記反復運動の終端から開始端に移動する前記可動部の負荷を、前記可動部の位置変化に応じて線形的に減少させるトレーニング装置を提供する。
例えば前記腹筋運動において、上体を前方に倒せば倒すほど負荷が重くなり、上体を起こすほど負荷が軽くなる。この場合においても、チェーン構造によりモータと可動部とを連結している場合、動摩擦力ｆの発生を考慮して、往路の方が復路よりも重い負荷を負荷発生器により可動部に印加することができる。また、負荷の変化をこのように線形とする場合は、負荷制御の設計を容易なものとすることができる。即ち、後に詳述するように基準負荷、終動負荷およびトレーニング者の可動域のデータによって負荷の変化を一義的に決定することができる。
【００１３】
発明５は、前記発明１において、前記負荷制御手段が前記可動部の動きに抗する方向に加わる前記トレーニング者の体重分によって実質的に軽減される負荷分を体重相殺負荷として、前記可動部の位置に応じて、前記可動部にかける負荷に前記体重相殺負荷を加えるトレーニング装置を提供する。
体重が負荷に対する抵抗力となりうる体勢での体重の影響を加味して負荷をかけることにより、目的とする筋肉に適正な刺激を加えることができる。例えば、前記腹筋運動において、上体を倒せば倒すほど、上体の重さが負荷に対する抵抗力として働く。そこで、水平位置を基本位置として、この位置から上方に傾斜した上体（実際にはバー等の可動部）までの角度をθとすれば、体重相殺負荷を体重×ａ×cosθとすることができる（０＜a＜１）。実際には、体重相殺負荷を求める式やその値は、トレーニング種別やトレーニング装置の構造によって異なる。
【００１４】
発明６は、前記発明１において、前記発明複数のトレーニング種別の中からいずれかの選択を受け付ける選択受付手段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、前記負荷制御手段は、トレーニング種別と負荷の変化パターンとを対応づけて記憶する負荷パターン記憶部を有しており、選択されたトレーニング種別に対応する変化パターンに基づいて前記可動部にかける負荷を変化させる。
【００１５】
トレーニング種別に応じて負荷の変化のさせ方を変えることができる。これにより、それぞれの種類の運動において、効果的に負荷を変化させることができ、運動効果を向上させることができる。例えば、前記腹筋運動であれば、往路において負荷を線形的に増大させ、復路において負荷を線形的に減少させる。バーベル運動であれば、往路において負荷を一旦線形的に増大させた後に線形的に減少させ、復路では負荷を一定の値に保つ。
【発明の効果】
【００１６】
本発明を用いれば、トレーニング者の体型に応じて負荷を変化させることができるので、個々のトレーニング者の運動効果を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜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反復運動するバー（可動部に相当）に、モータにより負荷をかける。モータによりかかる負荷は、反復運動中一定ではなく変化する。反復運動幅、すなわちバーの可動域の幅は、個々のトレーニング者の体格の差や体の柔軟性等を反映する。そのため、可動域の幅に応じて負荷の変化のさせ方を変えることにより、トレーニング者の体格および体にあった負荷をかけ、トレーニング者に効果的な運動をさせることができる。
【００１８】
＜第１実施形態＞
《トレーニング装置の構成》
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のハードウェア構成及び機能構成を示す説明図である。図１を参照し、トレーニング装置１００のハードウェア構成及び機能構成について順次説明する。
【００１９】
（１）ハードウェア構成
（１−１）全体構成
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（図示せず）を設けることもできる。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よい。
【００２０】
トレーニング装置１００は、トルクモータ１５（負荷発生器に相当）、モータ信号処理部２３、センサ２４、制御部３０、入力部５０、モニタ７０、及びスピーカ９０を有している。トルクモータ１５は、バー（後述）に負荷を印加する。モータ信号処理部２３は、トルクモータ１５の回転方向、回転速度、回転回数などを制御部３０に伝達する。センサ２４は、トレーニング装置１００の所定の箇所に設けられ、例えばシート（後述）の向きを検出する。制御部３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスクなどを備えたコンピュータである。制御部３０の機能については、詳細を後述する。入力部５０は、データの入力を受け付ける機能を有し、例えばトランスポ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７０及びスピーカ９０は、トレーニング者に対する運動の誘導やアナウンス等といった情報の報知部として機能するもので、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。
【００２１】
（１−２）トレーニング装置の一例
図２及び図３は、トレーニング装置１００の外観の一例である。トレーニング装置１００は、この例では、シート１６に着座したトレーニング者が、バー（可動部に相当）１１に回転軸を中心とする反復運動をさせることにより、腹筋や背筋、左右の脇腹の筋肉を鍛えることのできる構造を有している。
【００２２】
バー１１は、回転軸を中心として回転可能であり、チェーン１３と連結されている。チェーン１３は２つの滑車１４ａ，１４ｂにかけられている。滑車１４ｂは、トルクモータ１５と回転軸を共有している。トレーニング者がバー１１を回転させると、チェーン１３が動き、それにより滑車１４ａ，１４ｂが回転しようとする。このとき、滑車１４ｂにトルクモータ１５がトルクをかけ、バー１１に負荷を印加する。なお、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バー１１に負荷をかけても良い。
【００２３】
シート１６は、図中Ａ方向とＢ方向との間で回転可能である。図中、Ａ方向は、Ｂ方向と直角である。トレーニング者は、図中Ａ方向または図中Ｂ方向を向いて運動する。シート１６が図２に示すようにＡ方向を向く第１ポジションでは、トレーニング者は、足置き１７ａに足を置き、バー１１を抱え込んで上体と共に前に倒す腹筋運動か、またはバー１１を背中で押し上げる背筋運動を行う。シート１６が図２中Ｂ方向を向く第２ポジションでは、トレーニング者は、足置き１７ｂに足を置き、バー１１を左脇の下に抱え込んで押し下げる左脇腹の運動を行うか、バー１１を右脇の下に抱え込んで押し下げる右脇腹の運動を行う。
【００２４】
シート１６下方にはセンサ２４（図１参照）が設けられており、シート１６の方向を検出し、検出信号を制御部３０に送信する。
ストッパ４０は、各トレーニング時におけるバー１１の機械的な可動の限界点を設定するために設けられている。トレーニング時に想定される運動範囲について機械的に動き得る限界をストッパ４０により設けておくことで、トレーニング者の突発的な動作を回避したり、動作の行き過ぎによって体に過負荷がかかるといった事態を回避することができる。図面上では省略しているが、例えば前記腹筋運動、前記背筋運動、前記左右脇腹運動のそれぞれに応じて予め、バー１１の機械的な可動の限界点が設定される。限界点の設定の変更は、トレーニング者が手動で行う。ストッパ４０を上部に引き上げると、ストッパ４０の固定状態が解除される。各限界点にレバーを移動させるとそのポイントでストッパ４０が下方に牽引されるとともに固定される。図２または図３に示すストッパ４０の位置は、前記背筋運動のトレーニングを行う際の設定である。
【００２５】
なお、腹筋運動及び左右脇腹の運動では、上体を前方または横方向に倒せば倒すほど、腹筋または脇腹の筋肉に力を入れやすくなるため、トレーニング者にとってはバー１１を押し下げることが容易になる。さらに、上体が倒れれば倒れるほど、上体そのものの重量がバー１１を押し下げる抵抗力となり、筋力を助ける働きをする。そのため、腹筋運動や左右脇腹運動では、バー１１が押し下げられるほど負荷が高くなるように、負荷を変化させる。負荷の変化のさせ方については、詳細を後述する。
【００２６】
（２）機能構成
（２−１）制御部
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１００の機能は、制御部３０により実現される。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）検出信号処理部３１：モータ信号処理部２３やセンサ２４からの検出信号を処理し、演算部３６に送出する。
（ｂ）受信部３２： 入力部５０で入力された個人データなどの入力信号を受信し、演算部３６に送出する。
（ｃ）通信制御部３３：サーバ２００との間で個人データの送受信を行う。
（ｄ）画像生成部３４：モニタ７０への表示データを生成する。
（ｅ）音声制御部３５：スピーカ９０への音声データを生成する。
（ｆ）演算部３６：図示しないＲＯＭなどに記憶されたプログラムを実行し、制御部３０内の各部を制御する。
【００２７】
（２−２）演算部
演算部３６は、可動域決定部３６ａ、負荷制御部３６ｂ、基準負荷決定部３６ｃ、選択受付部３６ｄ及びトレーニング情報処理部３６eを有している。負荷制御部３６ｂはさらに負荷パターン記憶部３６ｂ−１を有している。以下、各部の機能について説明する。
（２−２−１）個人データ
図４は、トレーニング情報処理部３６eがサーバ２００から取得する個人データの概念説明図である。個人データに基づいて後述する各機能が実現されるので、各部の機能に先立ち個人データについて説明する。
【００２８】
個人データは、トレーニング者ＩＤ、基本個人データ及び付加個人データを含む。トレーニング者ＩＤは、トレーニング者を識別する識別子である。基本個人データは、性別、年齢、体重、体脂肪率などトレーニング者の身体情報である。基本個人データは、後述する推定１ＲＭ(repetition maximum)を決定するために必要な情報を含む。付加個人データは、例えば、１ＲＭ(repetition maximum)やバー１１の可動範囲であり、トレーニング種類毎に記憶される。付加個人データは、測定によりトレーニング装置１００が取得し、サーバ２００に送信する。実行しようとするトレーニング種別の１ＲＭ及び可動範囲が測定されている場合、１ＲＭから求められる基準負荷と可動域とに基づいて負荷曲線が決定される。逆に実行しようとするトレーニング種別の付加個人データがない場合、基本個人データに基づいて推定１ＲＭが演算され、トレーニングの開始直後に可動域が測定される。そして、推定１ＲＭから求められる基準負荷と可動域とに基づいて、負荷曲線が決定される。負荷曲線の決定については、詳細を後述する。
【００２９】
（２−２−２）選択受付部
選択受付部３６ｄは、後述する各種モードの選択やトレーニング種別の選択を受け付ける。図５は、選択受付部３６ｄがモニタ７０に出力するメニュー画面の例を示す。メニュー画面は、各種モードのいずれかの選択を受け付ける。この図では、測定モード（図中「筋力測定モード」）が選択されている。測定モードでは、付加個人データである１ＲＭや可動範囲が、トレーニング種別毎に測定される。このメニュー画面は、その他に、“リズムシェイプ”、“マニュアル”、“サーキットトレーニング”、“スロートレーニング”、“筋持久力測定”の各モードの選択を受け付ける。さらに、図示していないが、“筋力測定モード”、“リズムシェイプ”、“マニュアル”、“サーキットトレーニング”、“スロートレーニング”のいずれかのモードでは、選択受付部３６ｄは、トレーニング種別の選択を受け付ける。トレーニング種別とは、本トレーニング装置１００では、腹筋運動、背筋運動、右脇腹運動、左脇腹運動である。
【００３０】
（２−２−３）トレーニング情報処理部
トレーニング情報処理部３６eは、基本個人データの入力受付、モード毎のトレーニング処理やトレーニング方法の説明などを実行する。
図６は、トレーニング情報処理部３６eがモニタ７０に出力する個人データ入力受付画面である。この画面は、入力部５０から入力される基本個人データの入力を受け付ける。入力された基本個人データは、店舗内サーバ２００に送信され、サーバ２００の記憶領域（図示せず）に書き込まれる。
【００３１】
図７は、トレーニング種別として「腹筋運動」が選択された場合に、トレーニング情報処理部３６eがモニタ７０に出力する指示画面である。図中、「クランチ」は、トレーニング種別「腹筋運動」を示す。
図８は、トレーニング種別として「背筋運動」が選択された場合に、トレーニング情報処理部３６eがモニタ７０に出力する指示画面である。図中、「バックエクステンション」は、トレーニング種別「背筋運動」を示す。
【００３２】
図９は、トレーニング種別として「右脇腹運動」が選択された場合に、トレーニング情報処理部３６eがモニタ７０に出力する指示画面である。図中、「ライトサイドベンド」は、トレーニング種別「右脇腹運動」を示す。
図１０は、トレーニング種別として「左脇腹運動」が選択された場合に、トレーニング情報処理部３６eがモニタ７０に出力する指示画面である。図中、「レフトサイドベンド」は、トレーニング種別「左脇腹運動」を示す。
【００３３】
（２−２−４）負荷制御部
負荷制御部３６ｂは、バー１１の可動域及び基準負荷に基づいて負荷曲線を決定し、決定した負荷曲線に基づいてトルクモータ１５がバー１１に印加する負荷の値を調整する。なお、可動域は可動域決定部３６ａにより、基準負荷は基準負荷決定部３６ｃにより、それぞれ決定される(詳細は後述)。説明を容易にするため、以下の例ではトレーニング種別が腹筋運動である場合を例に取り説明する。
【００３４】
図１１は、負荷曲線の決定方法の原理説明図である。ここで、負荷曲線とは線形の変化も含むものとする。負荷制御部３６ｂは、トレーニング者の可動域の幅に応じた負荷曲線を決定する。負荷曲線は、可動域の位置に応じた負荷の値を定義する。負荷の値は、基準負荷以上であり、基準負荷の２倍を超えない範囲が好ましい。負荷の変化のさせ方は、トレーニング種別やトレーニング装置１００の構成により適宜設定することができる。
【００３５】
図１１（Ａ）は、異なるトレーニング者Ａ，Ｂに応じた異なる可動域Ｗａ，Ｗｂを示す。この図では、バー１１が最高点にあるときを９０°の位置とし、バー１１が９０°の位置から９０°下方に回転した位置を０°の位置としている。トレーニング者Ａの可動域Ｗａは８０°〜２０°、トレーニング者Ｂの可動域Ｗｂは６０°〜１５°の範囲である。
図１１（Ｂ）は、可動域Ｗａ，Ｗｂに応じた腹筋運動用負荷曲線の一例を示す。この例では説明を容易にするため、トレーニング者Ａ，Ｂがトレーニングを行う際の基準の負荷となる基準負荷は、同じ値“Ｍ１”であるとする。この負荷曲線によれば、バー１１が可動域の開始端から終端に向かって移動するとき、負荷の値がＭ１からＭ１’に線形的に増加し、バー１１が逆方向に移動するときは負荷の値がＭ１’からＭ１に線形的に減少する。トレーニング者Ａとトレーニング者Ｂとでは、可動域Ｗａ，Ｗｂの幅、すなわちバー１１の振幅が異なるため、負荷曲線の傾きが異なっている。従って、バー１１が同じ位置にあっても、トレーニング者Ａ用の負荷曲線に基づく負荷の値と、トレーニング者Ｂ用の負荷曲線に基づく負荷の値とは、異なっている。このように、トレーニング者により異なる可動域の幅に応じて負荷曲線を決定し、バー１１に印加する負荷を制御することにより、個々のトレーニング者の運動を最適化し、運動効率を向上させることができる。
【００３６】
可動域の終端における負荷Ｍ１’を終動負荷という。終動負荷の値Ｍ１’は、基準負荷Ｍ１のＮ倍（１＜N＜２）である。前屈運動を行う往路の終端では、トレーニング者にとって腹筋に力を入れ易く、その分トレーニングが楽になるので、その容易化の分だけ逆に負荷を増大させることで、反復運動全般を通じてトレーニング効果をほぼ同程度に維持させ、トレーニング者に有効なトレーニングを行わせることができる。なお左右の脇腹運動でも同様である。
【００３７】
上記の例は負荷が線形変化するものであるが、この場合、基準負荷Ｍ１と終動負荷Ｍ１’及び可動域（Ｗａ，Ｗｂ）が決定すれば、単純に線形変化のラインが求まるので、負荷制御の設計を容易なものとすることができる。このような線形の変化以外の場合、例えば負荷が曲線状に変化する場合や、線形変化であってもバーベル運動のように可動域の中央部において最も負荷を大きくするといった変化については、予め負荷パターン記憶部３６ｂ−１に記憶させたデータを引用して対応することができる（後述するその他の実施形態（Ａ）を参照）。
【００３８】
図１２は、チェーン１３で発生する動摩擦力ｆを考慮した負荷曲線である。説明を容易にするため、前記図１１（Ａ）におけるトレーニング者Ａの負荷曲線に動摩擦力ｆを加味した負荷曲線を説明する。図中一点鎖線で示した負荷曲線は往路の負荷曲線であり、二点鎖線で示した負荷曲線は復路の負荷曲線である。往路の負荷曲線は、前記図１１(Ｂ)に示す負荷曲線と一致する。復路の負荷曲線は、同位置の往路の負荷よりも一定値２ｆ分だけ高くなるよう決定されている。この図が示すように、負荷曲線は、往路と復路とで異なっていてもよい。
【００３９】
動摩擦力ｆを考慮することが好ましいのは、次の理由による。往路では、トレーニング者がバー１１を前方に倒そうとするときにチェーン１３で動摩擦力ｆが発生する。このために、トレーニング者が体感する総負荷Ｆ１は、モータによりバー１１に印加される負荷Ｍ１と動摩擦力ｆとの和、すなわちＦ１＝（Ｍ１＋ｆ）となる。
復路では、トレーニング者は、手前側に戻ろうとするバー１１を軽く押し返しながら、上体を開始端側に戻していく。トルクモータ１５は、常にバー１１を押し上げる方向に負荷を印加しているからである。このとき、トレーニング者が体感する総負荷Ｆ２は、トルクモータ１５によりバー１１に印加される負荷Ｍ２よりも軽い負荷となる。実際には、負荷Ｍ２から動摩擦力ｆを引いた値、すなわちＦ２＝（Ｍ２−ｆ）程度になる。従って、トルクモータ１５がバー１１に印加する負荷Ｍ１，Ｍ２が同じ値の場合（Ｍ１＝Ｍ２）、復路の負荷が往路に比べて軽くなってしまう（Ｆ２＜Ｆ１）。そこで、復路でトルクモータ１５が印加する負荷Ｍ２＝（Ｍ１＋２ｆ）とする。これにより、復路でトレーニング者が体感する総負荷Ｆ２＝（Ｍ２−ｆ）＝（（Ｍ１＋２ｆ）−ｆ）＝（Ｍ１＋ｆ）＝Ｆ１となる。これにより、往路と復路とで均一な負荷をトレーニング者に体感させ、復路においても有効な負荷をトレーニング者の筋肉に付与することができる。なお、往路と復路とでの負荷の差は、トレーニング装置１００の構造によって適宜設定可能である。
【００４０】
図１３は、体重と体勢とがトレーニングに及ぼす影響を考慮した負荷曲線である。体重が負荷に対する抵抗力となりうる体勢での体重の影響を加味して負荷をかけることにより、目的とする筋肉に適正な刺激を加えることができる。例えば、本トレーニング装置１００での腹筋運動では、上体を倒せば倒すほど、上体の重さが負荷に対する抵抗力として働く（即ち、トレーニング者にとっては楽になる）。左脇腹や右脇腹の運動でも同様である。そこで、その負荷に対する抵抗分を相殺するために、終端側にバー１１が下がるにつれて負荷をさらに高くしてもよい。この負荷の増加分を、体重相殺負荷と呼ぶ。体重相殺負荷は、次式で表すことができる。体重相殺負荷を求める式やその値は、運動種別やトレーニングモード、トレーニング装置１００の構造によって適宜設定することができる。（体重相殺負荷）＝（体重）×ａ×cosθ
ここで、０＜a＜１
θ：バーの位置を示す角度（水平位置を基本位置とした場合、基本位置に対するバーの角度）
図１３中一点鎖線で示した負荷曲線は、前記図１１（Ｂ）で示したトレーニング者Ａ，Ｂの負荷曲線と同一である。図１３中、二点鎖線は、体重相殺負荷を示す。説明を簡単にするため、トレーニング者Ａ，Ｂの体重は同一とし、単一の体重相殺負荷曲線を示している。実線で示した負荷曲線は、図１１（Ｂ）で示した負荷曲線が定義する基本負荷と体重相殺負荷との総和を示す負荷曲線である。
【００４１】
図１４は、負荷の具体的な値の例を示す説明図である。トレーニング者Ａ，Ｂそれぞれの基本負荷が、バー１１の位置を示す角度と対応づけられている。この例では基準負荷Ｍ１＝２５．０Ｋｇ、終動負荷Ｍ１’＝３７．５Ｋｇである。体重相殺負荷は、０〜１０．０の範囲で角度に応じて変化している。体重相殺負荷を加味した結果、トレーニング者Ａに対しては、バー１１が８０°〜２０°の範囲で移動するとき、負荷が２６．７〜４６．９Ｋｇの範囲で変化する。トレーニング者Ｂに対しては、バー１１が６０°〜１５°の範囲で移動するとき、負荷が３０．０〜４７．２Ｋｇの範囲で変化する。
【００４２】
（２−２−５）可動域決定部
可動域決定部３６ａは、負荷曲線を決定するために必要な可動域の範囲を測定により決定する。可動域は、トレーニング者毎に、かつトレーニング種別毎に決定される。
例えば、可動域決定部３６ａは、トレーニングの開始に先立ち、測定モード(図５中「筋力測定モード」）において可動域を測定することができる。測定された可動域は、サーバ２００の個人データに書き込まれ、トレーニング実行時に負荷曲線の決定に用いられる。測定モードで可動域を測定する場合、バー１１に３．０Ｋｇ〜５．０Ｋｇ程度の小さな負荷を印加し、バー１１が少なくとも一往復する位置を監視することにより、可動域を測定するとよい。このようにして測定された可動域を示す可動域データは、サーバ２００に送信され、付加個人データに書き込まれる。すでに可動域データが同一トレーニング種別について書き込まれている場合、最新の可動域データが上書きされる。
【００４３】
また例えば、可動域決定部３６ａは、トレーニング開始時にそのトレーニング種別における可動域データが個人データに含まれていない場合、可動域を測定してもよい。具体的には、反復運動の開始後、最初の３往復のうちの２回目及び３回目のスタートポイントＳ２，Ｓ３及びエンドポイントＥ２，Ｅ３それぞれの平均値から、スタートポイントＳ及びエンドポイントＥを決定するとよい。決定したスタートポイントＳ及びエンドポイントＥで挟まれた範囲が可動域となる。測定された可動域データは、サーバ２００に送信され、個人データに書き込まれる。言い換えれば、トレーニングを開始しようとしたがそのトレーニング用の可動域データが個人データにない場合、開始したトレーニングの最初に可動域を測定する。トレーニング者が測定モード（図５中の「筋力測定」モード等）による可動域の測定を行わなくてもトレーニングを実行できる利点がある。
【００４４】
以上により、可動域決定部３６ａは、トレーニング者に応じた可動域の測定を、一人のトレーニング者の一トレーニング種別に対して少なくとも１回は行うことができる。従って、トレーニング者の体格や体の柔軟性の違いを反映した可動域の範囲を取得でき、各トレーニング者の体格および体に適した負荷曲線の決定が可能となる。もし、可動域の設定が行えず、最初から定められた一定の範囲についてバー１１を往復させるようなトレーニング装置の場合、例えば高齢者等で十分に前屈が行えず、バー１１を前方に倒すことができないため与えられたトレーニングメニューをこなせないということもある（自分の行った往復回数がカウントされない等）。この点、本実施形態によれば、その高齢者がバー１１を動かせる範囲をトレーニング装置側で判断した上で、その範囲を往復路としたトレーニングを行うので、無理のない、また効率的なトレーニングを行うことが可能となる。また、トレーニング者によっては広い範囲の往復運動ではなく、狭い範囲の往復運動を数多くこなしたいというケースもあるが、最初から動作範囲が決まっていればこのような運動には対応できない。なお、ウェイトを利用したトレーニング装置であれば、トレーニング者が自分の判断で狭い範囲を往復運動することも可能であるが、この場合、終動負荷を大きくするといった設定ができないし、往復運動数のカウントもできない。これに対して、本実施形態においては「筋力測定モード」あるいはそれ以外のトレーニングモードにおいても、意図的に可動範囲を設定することができるので、トレーニング者が希望する範囲でのトレーニングを行うことができ、且つ自分の行った往復運動数の正確なカウントもできる。
【００４５】
なお、可動域の決定方法は、本例に限定されない。トレーニング装置の構造やトレーニング種別に応じて適当な方法を用いることが望ましい。
（２−２−６）基準負荷決定部
基準負荷決定部３６ｃは、負荷曲線を決定するために必要な基準負荷を、１ＲＭの値から演算する。基準負荷は、個人データに含まれている１ＲＭの値に所定の係数、例えば０．８を乗じた値であり、トレーニング装置１００の構造に応じて経験的に求められる。可動域と同様、基準負荷もトレーニング者毎に、かつトレーニング種別毎に決定される。また基準負荷決定部３６ｃは、基準負荷を求めるために必要となる１ＲＭを次のように測定または演算により決定することができる。
【００４６】
例えば、基準負荷決定部３６ｃは、トレーニングの開始に先立ち、測定モード(図５中「筋力測定モード」）において１ＲＭを測定する。測定された１ＲＭは、サーバ２００の個人データに書き込まれ、トレーニング実行時に負荷曲線の決定に用いられる。測定モードで１ＲＭを測定する場合、基準負荷決定部３６ｃは、トレーニング者の基本個人データと所定の式とに基づいて、推定１ＲＭを算出する。
【００４７】
図１５は、推定１ＲＭを求める式の一例を示す説明図である。この例では、推定１ＲＭを下式により求める。
(推定１ＲＭ）＝(体重)×(１−体脂肪率／１００）×(係数Ａ）×(係数Ｂ）
ここで係数Ａは、トレーニング種別及び性別により異なり、経験的に求められる。係数Ｂは、年齢及び性別により異なり、経験的に求められる。
【００４８】
さらに基準負荷決定部３６ｃは、測定用負荷でトレーニング者がバー１１を何回往復させたかを測定し、所定の換算表(図示せず)に基づいて測定用負荷を１ＲＭに換算する。ここで、測定用負荷とは例えば推定１ＲＭの７５％の大きさに設定したものである。なお、店舗内サーバ２００に、そのトレーニング者について過去に取得した１ＲＭデータがある場合には、その１ＲＭの例えば７５％の大きさを測定用負荷とする。所定の換算表には、測定用負荷での往復運動の回数と、１ＲＭを求めるための係数と、が対応づけられている。例えば測定用負荷で１０回の往復運動が限界となった場合、１ＲＭ＝測定用負荷÷０．７５から１ＲＭを求める。また例えば測定用負荷で４回の往復運動が限界だった場合、１ＲＭ＝測定用負荷÷０．９から１ＲＭを求める。求められた１ＲＭの値は、サーバ２００に送信され、付加個人データに書き込まれる。すでに１ＲＭの値が同一トレーニング種別について書き込まれている場合、最新の値が上書きされる。
【００４９】
また例えば、基準負荷決定部３６ｃは、測定モードを経由しないトレーニング開始時にそのトレーニング種別における１ＲＭが個人データに含まれていない場合、推定１ＲＭを演算し、演算した値に所定の係数を乗じて基準負荷としてもよい。言い換えれば、トレーニングを開始しようとしたがそのトレーニング用の１ＲＭの値が個人データにない場合、トレーニングの開始に先立ち、推定１ＲＭを演算により決定し、ここから直接、基準負荷を求めてもよい。トレーニング者が測定モードによる１ＲＭの測定を行わなくてもトレーニングを実行できる利点がある。
【００５０】
以上により、基準負荷決定部３６ｃは、トレーニング者に応じた基準負荷を、１ＲＭまたは推定１ＲＭから決定する。従って、トレーニング者の個々の特性を基準負荷に反映することができる。このようにして求めた基準負荷と、トレーニング者の体格を反映した可動域と、に基づいて負荷曲線を求めることで各トレーニング者に適した負荷曲線の決定が可能となる。
【００５１】
なお、基準負荷の決定方法は、本例に限定されない。トレーニング装置の構造やトレーニング種別に応じて適当な方法を用いることが望ましい。
《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、トレーニング種別として腹筋運動が選択された場合を例に取る。演算部３６は、大別して（１）メインルーチン、（２）シート位置確認サーブルーチン、（３）測定処理サブルーチン、（４）トレーニング処理サブルーチンを実行する。
【００５２】
（１）メインルーチン
図１６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、モードやトレーニング種別の選択の受付、モードに応じた処理の振り分けなどを行う。
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。
【００５３】
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(図示せず)。
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、トレーニング者から入力してもらう。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ポンダによりユーザ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のうち、基本個人データに欠落がなければ（Ｓ４）、ステップＳ７に移行する。トランスポンダからの入力がない場合（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６参照）を表示し、基本個人データの入力を受け付ける（Ｓ６）。また、店舗内サーバ２００から取得した基本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基本個人データの入力を受け付ける（Ｓ４，Ｓ６）。
【００５４】
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）、モード及びトレーニング種別(図中、部位と表記)の選択をトレーニング者から受け付ける。
ステップＳ９〜Ｓ１０：演算部３６は、クイックスタートボタンが押された場合（Ｓ９）、“マニュアルモード”を設定し、トレーニング種別(図中、部位と表記)の選択をトレーニング者から受け付ける（Ｓ１０）。また、演算部３６は、目標回数や目標時間等の設定を受け付けても良い。
【００５５】
ステップＳ１１：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、今から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。
ステップＳ１２：演算部３６は、ステップＳ８で受け付けたモードが、測定モード(図５中、「筋力測定」モードと表記）か否かを判断し、測定モードであればステップＳ１３に、その他のモードであればステップＳ１４に移行する。
【００５６】
ステップＳ１３：演算部３６は、測定モードが選択されたので、後述する測定処理サブルーチンを実行する。この処理では、演算部３６は、１ＲＭ及び可動域の測定を行い、測定結果をサーバ２００に送信する。
ステップＳ１４：演算部３６は、測定モード以外では、後述されたトレーニング処理サブルーチンを実行する。この処理では、演算部３６は、モードに応じたトレーニングを実行する。また演算部３６は、必要に応じ、可動域の測定及び推定１ＲＭの演算を行う。
【００５７】
（２）シート位置確認サブルーチン
図１７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いてステップＳ１１に移行すると、以下の処理が開始される。
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、すなわちトレーニング種別に基づき、シート位置の変更が必要か否かを判断する（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。
【００５８】
ステップＳ２０３、Ｓ２０４：演算部３６は、シート位置、具体的にはシートの方向が変更されるのを待機し（Ｓ２０３）、シートが回転して正しい位置に設定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、前述のセンサ２４からの信号を検出することにより判断する。
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。
【００５９】
以上の処理により、トレーニング者が選択したモードやトレーニング種別に適した位置のシートにトレーニング者を着座させることができる。
（３）測定処理サブルーチン
図１８は、演算部３６が実行する測定処理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いてステップＳ１３に移行すると、以下の処理が開始される。
【００６０】
ステップＳ３０１：演算部３６は、店舗内サーバ２００から取得した個人データにトレーニング者の過去の１ＲＭデータが含まれている場合には、その１ＲＭデータを採用する。
ステップＳ３０２：演算部３６は、店舗内サーバ２００から取得した個人データにトレーニング者の過去の１ＲＭデータが含まれていない場合には、トレーニング者の基本個人データと前述の所定の式とに基づいて、推定１ＲＭを算出する。
【００６１】
ステップＳ３０３：演算部３６は、過去の１ＲＭデータまたは算出した推定１ＲＭに所定の係数（０＜係数＜１）を乗算し、小さめの値に設定した負荷を、測定用負荷とする。本実施形態では上記係数の一例として０．７５を採用する。
ステップＳ３０４：続いて演算部３６は、トルクモータ１５に小さな負荷、例えば３．０Ｋｇ〜５．０Ｋｇの負荷をかけて可動域を測定する。そして、例えばバー１１が一往復したときの開始端及び終端の位置を検出し、可動域データとする。
【００６２】
ステップＳ３０５：演算部３６は、トルクモータ１５により測定用負荷をバー１１に印加し、トレーニング者による反復回数を測定する。反復回数は、トルクモータ１５の回転方向や回転回数をモータ信号処理部２３から取得することにより、検出可能である。
ステップＳ３０６：演算部３６は、ステップＳ３０３で測定した反復回数と所定の換算表(図示せず)とに基づいて、過去の１ＲＭデータまたは推定１ＲＭを１ＲＭに換算する。
【００６３】
ステップＳ３０７：演算部３６は、得られた１ＲＭの値及び可動域データを、トレーニング者ＩＤと共にサーバ２００に送信する。これにより、個人データの該当トレーニング種別の１ＲＭ及び可動域データがサーバ２００に蓄積される。
上述の処理は、メインルーチンのステップＳ８で指定されたトレーニング種別について行う。以上の処理により、指定されたトレーニング種別における１ＲＭ及び可動域を測定し、測定結果を個人データとして蓄積することができる。
【００６４】
（４）トレーニング処理サブルーチン
図１９は、演算部３６が実行するトレーニング処理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いてステップＳ１４に移行すると、以下の処理が開始される。
ステップＳ４０１〜Ｓ４０２：演算部３６は、測定モード以外が選択されている場合、トレーニングの実行に先立ち、選択されたトレーニング種別について１ＲＭ及び可動域データが個人データにあるか否かを判断する（Ｓ４０１）。あると判断すると、１ＲＭから基準負荷を求め、基準負荷から終動負荷を求める。さらに、基準負荷、終動負荷及び可動域の幅に基づいて、負荷曲線を決定する（Ｓ４０２）。選択されたトレーニング種別について１ＲＭ及び可動域データがないと判断すると、後述するステップＳ４０６に移行する。
【００６５】
ステップＳ４０３：演算部３６は、選択されたトレーニング種別のトレーニングプログラムを起動する。トレーニングプログラムは、メインルーチン及び本サブルーチンとは独立に実行される。例えば“スロートレーニング”モードまたは“サーキットレーニング”が選択されていれば、トレーニング者が選択したトレーニングの部位や目標回数などの設定に従い、画面や音声の出力を制御するトレーニングプログラムが起動される。また“リズムシェイプ”モードが選択されていれば、選択された部位に対応する予め記憶されたパターンに従い、画面や音声出力を行うプログラムが起動される。トレーニング処理終了後、演算部３６はトレーニング結果を店舗内サーバ２００に保存する。なお、上記のトレーニングプログラムでは、モニタ７０上において仮想的なトレーニングキャラクターが、図７乃至図１０に示すように、実際のトレーニング者を誘導するように運動動作を行う。その際、上記設定された可動域に対応してトレーニングキャラクターの移動位置も変化するように設定している。具体的には、腹筋運動において前方への傾斜が少なく、例えば可動域が９０°〜４５°までしかないトレーニング者の場合には、モニタ７０のトレーニングキャラクターも９０°〜４５°の間でしか前傾姿勢をとらないようにしている。これにより、実際の運動者はそのトレーニングキャラクターの動作を見ながら自分の運動のペースおよび運動の動作範囲を確認することができる。
【００６６】
ステップＳ４０４〜Ｓ４０５：演算部３６は、ステップＳ４０２で決定した負荷曲線に従い、負荷の制御を開始する。すなわち、バー１１の位置を検出し、検出した位置に対応する負荷の値を負荷曲線から読みだし、読み出した値の負荷をバー１１に印加するようトルクモータ１５を制御する（Ｓ４０４）。この処理を、トレーニングプログラムが終了するまで継続し（Ｓ４０５）、終了するとデモ画面の表示に戻る（Ｓ１）。
【００６７】
ステップＳ４０６〜Ｓ４０７：演算部３６は、前記ステップＳ４０１において選択されたトレーニング種別について１ＲＭ及び可動域データがないと判断すると、推定１ＲＭを演算し（Ｓ４０６）、演算した値に所定の係数を乗じて基準負荷とする（Ｓ４０７）。
ステップＳ４０８：演算部３６は、選択されたトレーニング種別のトレーニングプログラムを起動する。ステップＳ４０３と同様、トレーニングプログラムは、メインルーチン及び本サブルーチンとは独立に実行される。
【００６８】
ステップＳ４０９：演算部３６は、バー１１の位置を監視し、反復運動の開始後、最初の３往復のうちの２回目及び３回目のスタートポイントＳ２，Ｓ３及びエンドポイントＥ２，Ｅ３それぞれの平均値から、スタートポイントＳ及びエンドポイントＥを決定する。さらに、演算部３６は、決定したスタートポイントＳ及びエンドポイントＥで挟まれた範囲を、可動域に決定する。
【００６９】
ステップＳ４１０：演算部３６は、ステップＳ４０６で演算した基準負荷から終動負荷を求める。さらに、基準負荷、終動負荷及び測定した可動域の幅に基づいて、負荷曲線を決定する（Ｓ４０２）。
ステップＳ４１１：演算部３６は、推定１ＲＭを１ＲＭと見なし、可動域データをサーバ２００に送信する。これにより、個人データの該当トレーニング種別の可動域データがサーバ２００に蓄積される。その後、演算部３６は、決定した負荷曲線に基づいて、トレーニングプログラムが終了するまで負荷の制御を行う（Ｓ４０４，Ｓ４０５）。
【００７０】
以上の処理により、選択されたトレーニング種別に対する１ＲＭの値及び可動域データが個人データにある場合には、それに基づく負荷曲線を決定する。ない場合には、演算により基準負荷を求め、可動域を測定し、負荷曲線を決定する。従って、必ずしも測定モードにより１ＲＭ及び可動域を測定していなくても、トレーニング者の特性に適した負荷の制御を行うことができる。とりわけ、トレーニング者の体格の違いを反映する可動域の幅に応じ、バー１１の位置の変化に対する負荷の変化の大きさを変更させることができる。
【００７１】
《効果》
本発明に係るトレーニング装置は、基準負荷と測定した可動域とに基づいて決定した負荷曲線に従い、バー１１に負荷を印加する。そのため、トレーニング者の体格の違いを反映する可動域の幅に応じ、バー１１の位置の変化に対する負荷の変化の大きさを変更させることができる。基準負荷を測定により求めれば、トレーニング者の体格の違いのみならず、筋力の相違を考慮した負荷の変化を実現できるので好ましい。さらに、体重相殺負荷を考慮して負荷曲線を決定すれば、トレーニング者の体重と体勢とがトレーニングに及ぼす影響を緩和でき、個々のトレーニング者に適した値の負荷を適したタイミングで印加することができる。
【００７２】
＜その他の実施形態＞
（Ａ）負荷の変化のさせ方は、トレーニング種別や同じトレーニング装置であってもトレーニングモードに応じて変えることが好ましい。これにより、それぞれの種類の運動において、効果的に負荷を変化させることができ、運動効果を向上させることができる。例えばバーベル運動では、可動域の真ん中当たりがトレーニング者にとって力を入れにくいスティッキングポイントとなる。その部分で負荷が高くなるように、往路の開始端から真ん中に向かってバーベル（可動部）が移動するに連れて徐々に負荷を高くし、真ん中から往路の終端に向かってバーベルが移動するに連れて徐々に負荷を下げていくとよい。具体的には、開始端及び終端では基準負荷をかけ、真ん中当たりで負荷＝基準負荷×1．3倍とすることが挙げられる。効率の良いバーベル運動を達成することができる。また、同じトレーニング装置において準備されている各トレーニングモードに応じて負荷曲線を変化させる場合には、負荷パターン記憶部３６ｂ−１に各トレーニングモードに対応して設定された負荷曲線にかかるデータ、すなわち負荷パターンを記憶しておき、選択されたモードに応じた負荷パターンに基づいて負荷曲線を決定するようにすればよい。負荷パターンとして記憶されるデータとしては、例えば負荷曲線自体の演算式や、体重相殺負荷の演算式等が挙げられる。
【００７３】
（Ｂ）可動域は、測定により決定することが好ましいが、個人データに基づいて決定した場合であっても本発明を適用できる。例えば、予めトレーニング者の身長・年齢・性別等の個人データと、標準的な可動域データと、を対応付けてテーブル化しておく。トレーニング者の個人データと前記テーブルとに基づいて、可動域データをテーブルから読み出すことにより可動域を決定し、負荷曲線の決定に用いることも可能である。
【００７４】
（Ｃ）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、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】
【００７５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【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（前方斜視図）
【図３】図１のトレーニング装置の一例(後方斜視図)
【図４】図１のサーバに蓄積される個人データの概念説明図
【図５】モードの選択を受け付けるメニュー画面の一例
【図６】個人データ入力受付画面の一例
【図７】指示画面(腹筋運動)
【図８】指示画面(背筋運動)
【図９】指示画面(右脇腹運動)
【図１０】指示画面(左脇腹運動)
【図１１】負荷曲線の決定方法の原理説明図（Ａ）異なるトレーニング者Ａ，Ｂに応じた異なる可動域Ｗａ，Ｗｂ（Ｂ）可動域Ｗａ，Ｗｂに応じた腹筋運動用負荷曲線の一例を示す説明図
【図１２】図３に示すチェーンで発生する動摩擦力ｆを考慮した負荷曲線
【図１３】体重相殺負荷を考慮した負荷曲線
【図１４】負荷の具体的な値の例
【図１５】推定１ＲＭを求める式の一例を示す説明図
【図１６】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１７】図１の演算部が行う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１８】図１の演算部が行う測定処理サブルーチンの流れの一例を示すフローチャート
【図１９】図１の演算部が行うトレーニング処理サブルーチンの流れの一例を示すフローチャート
【符号の説明】
【００７７】
１００：トレーニング装置
２００：サーバ
３０：制御部
１１：バー
１５：トルクモータ
３６：演算部
３６ａ：可動域決定部
３６ｂ：負荷制御部
３６ｃ：基準負荷決定部
３６ｄ：選択受付部
３６ｅ：トレーニング情報処理部
【図１】
0005348983.tif 000002
【図２】
0005348983.tif 000003
【図３】
0005348983.tif 000004
【図４】
0005348983.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005348983.tif 000007
【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】
0005348983.tif 000014
【図１４】
0005348983.tif 000015
【図１５】
0005348983.tif 000016
【図１６】
0005348983.tif 000017
【図１７】
0005348983.tif 000018
【図１８】
0005348983.tif 000019
【図１９】
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