(57)【要約】【課題】錘を備えるいずれの運動用器具に適用しても運動者の負荷状況を容易に把握することが可能な負荷測定装置を提供する。【解決手段】負荷測定装置は、鍛錬のとき運動者により上下動される錘を備える運動用器具において運動の負荷を測定する負荷測定装置であって、上記錘の位置を検出する錘位置検出手段と、上記錘が上昇を開始してから終了までの間での上記錘の位置の変化から負荷量を算出する負荷量算出手段と、上記錘が上昇を開始した時刻から終了した時刻までの経過時間を運動時間とする運動時間算出手段と、を有する負荷測定器を備える。【選択図】図１
2009056197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍛錬のとき運動者により上下動される錘を備える運動用器具において運動の負荷を測定する負荷測定装置であって、
上記錘の位置を検出する錘位置検出手段と、
上記錘が上昇を開始してから終了までの間での上記錘の位置の変化から負荷量を算出する負荷量算出手段と、
上記錘が上昇を開始した時刻から終了した時刻までの経過時間を運動時間とする運動時間算出手段と、
を有する負荷測定器を備えることを特徴とする負荷測定装置。
【請求項２】
上記負荷測定器は、上記算出された負荷量を運動開始から累算して総負荷量を算出する総負荷量算出手段と、上記運動時間を運動開始から累算して総運動時間を算出する総運動時間算出段と、上記算出した総負荷量または総運動時間を記憶する記憶手段と、を有することを特徴とする請求項１に記載の負荷測定装置。
【請求項３】
上記負荷測定器により得られた負荷量、総負荷量または総運動時間を表示する表示器を備えることを特徴とする請求項２に記載の負荷測定装置。
【請求項４】
上記負荷測定器により得られた負荷量、総負荷量または総運動時間をサーバに送信する端末装置を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の負荷測定装置。
【請求項５】
上記端末装置は、上記サーバに記憶されている過去の運動での負荷量、総負荷量または総運動時間を取り寄せ上記表示器に表示することを特徴とする請求項４に記載の負荷測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、錘を上下動して人体の筋肉、例えば上腕筋、背筋、腹筋などを鍛錬するために上下動する錘を備える運動用器具において負荷を測定する負荷測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の運動用器具は、着座部と、この着座部の後方に立直した立直部を少なくとも有するフレームと、立直部に設けられ着座部に対して左右方向に延びるアーム支持軸に回動自在に軸支されると共に着座部の上方まで延設され、前端に左右一対の握持部が形成されたカウンターアームと、カウンターアームを着座部の上方から着座部に向かう回動方向に荷重を付与する重錘と、カウンターアームに重錘と逆向きへのバランス用荷重を付与するバランス機構部とを備える。そして、鍛錬者によりカウンターアームの握持部が握られて上方へ操作されることによって、カウンターアームは、重錘の荷重に抗してアーム支持軸回りに回動し、このときの筋力の使用で上腕筋や背筋等の筋肉が鍛錬される（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の従来の運動用器具は、ウエイトプレートに吊りベルトを介して接続されるカムと、回動支軸回りに回動するカムに係止する固定アームと、固定アームと一体に回動アームを介して回動支軸回りに回動する押圧パッドとを備える。そして、運動者が座席に着座して、ウエイトプレートが連結された押圧パッドを上体部の胸部または背中で押して回動支軸を中心に折り曲げて背筋または腹筋を鍛錬する（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１１０２２６号公報
【特許文献２】特開２００７−４４３９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述の従来の運動用器具では、運動者に加わる負荷が容易には把握することが困難であり、運動者自身に加わる負荷や負荷が加わっている時間などの調整が委ねられるので、運動がオーバーペースになる恐れがある。
【０００６】
この発明の目的は、錘を備えるいずれの運動用器具に適用しても運動者の負荷状況を容易に把握することが可能な負荷測定装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る負荷測定装置は、鍛錬のとき運動者により上下動される錘を備える運動用器具において運動の負荷を測定する負荷測定装置であって、上記錘の位置を検出する錘位置検出手段と、上記錘が上昇を開始してから終了までの間での上記錘の位置の変化から負荷量を算出する負荷量算出手段と、上記錘が上昇を開始した時刻から終了した時刻までの経過時間を運動時間とする運動時間算出手段と、を有する負荷測定器を備える。
【発明の効果】
【０００８】
この発明に係る負荷測定装置の効果は、測定した錘の重量、測定した錘の移動距離、測定した錘の移動時間から瞬間的な負荷量、運動開始からの総負荷量、負荷が加わったときの総運動時間を算出するので、運動者が負荷の状況を知ることができ、過負荷な運動を防止することができることである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る負荷測定装置が配備された運動用器具の要部側面図である。図２は、この発明の実施の形態１に係る負荷測定器の機能ブロック図である。
この発明に係る運動用器具１は、フレーム３、座椅子４、回転アーム２Ｒ、２Ｌ、錘７を備える。
フレーム３は、下フレーム３ａ、下フレーム３ａに立設する縦フレーム３ｂ、一端が縦フレーム３ｂの上端に固定され座椅子４の上方に延びる上フレーム３ｃ、一端が上フレーム３ｃの他端に固定され他端が縦フレーム３ｂの途中に固定される中央フレーム３ｄ、一端が下フレーム３ａに立設し他端が中央フレーム３ｄの途中に固定される支持フレーム３ｅを備える。
下フレーム３ａには、縦フレーム３ｂに並行するガイドロッド３ｆが立設している。
中央フレーム３ｄの途中には、下向きに突出したストッパ１４が設けられている。
座椅子４は下フレーム３ａに立設されている。
回転アーム２Ｒ、２Ｌは、への字状の操作アーム１６Ｒ、１６Ｌ、操作アーム１６Ｒ、１６Ｌの上端側と回転ジョイント１２により連結される牽引アーム１７Ｒ、１７Ｌ、中央フレーム３ｄに固定され回転ジョイント１２を回動自在に支持する回動軸１１を備える。
【００１０】
錘７は、適切な質量の板状の金属板が上下方向に複数枚積層されて、それらを上下方向に貫通するガイドロッド３ｆにより案内されるよう配置されている。そして、図示しないクランプによって最上部から適宜枚数毎に一体化して上下動可能とされている。
【００１１】
錘７の最上部には、前後方向に向いた回転軸を有する動滑車８が固定されている。
動滑車８は、上方からワイヤー６が巻き掛けられており、ワイヤー６により吊り上げ可能とされている。
動滑車８に巻き掛けられたワイヤー６は、動滑車８の上方に設けられた左右方向に向いた回転軸を有する中継滑車９により斜め前側に方向転換され、牽引滑車１０にそれぞれ巻き掛けられて斜め上方に方向転換され、それぞれの端部が上フレーム３ｃに固定された固定フック１３に係止されている。
【００１２】
図１で回転アーム２Ｒ、３Ｌを実線で表したように運動者が腕を後側に押し出したとき、または運動前の状態では、錘７が自重で下方に下がっており、ワイヤー６を介して牽引滑車１０が斜め上方に引き上げられている。そのため、牽引アーム１７Ｒ、１７Ｌは、後側に回動しきった状態で、ストッパ１４に突き当たっている。
また、図１で回転アーム２Ｒ、２Ｌを点線で表したように運動者が操作アーム１６Ｒ、１６Ｌを前側に引いて移動すると、それに伴って牽引滑車１０が、円弧を描いて移動する。すると、ワイヤー６は、斜め下方に引かれ、動滑車８がＸｍ上昇する。錘７の質量をＭｋｇとすれば、この１回の運動による負荷量Ｗ１は、Ｗ１＝Ｍ×ｇ×Ｘである。なお、ここでｇは重力加速度である。
【００１３】
この発明の実施の形態１に係る負荷測定装置は、下フレーム３ａに立設するスタンド１８、スタンド１８に上下方向に複数個等間隔に配設されたＮ個の近接センサー１９１〜１９Ｎ、負荷測定手段としての負荷測定器２０、測定した負荷量、総負荷量および総運動時間を表示する表示手段としての表示器２１を備える。
スタンド１８は、取り付けられる最大の質量の錘７が上下動するときの最大の質量の錘７の下端面と上端面との間の距離より長い棒であり、下フレーム３ａから立設している。
【００１４】
近接センサー１９１〜１９Ｎは、スタンド１８の錘７に対面する面に長さＨの等間隔で直線上に取り付けられている。そして、各近接センサー１９１〜１９Ｎは、錘７が近接しているときＯＮ信号を、錘７が近接していないときＯＦＦ信号を出力する。
例えば、図１で錘７を実線で表したように牽引アーム１７Ｒ、１７Ｌがストッパ１４に突き当たっているとき、最も下方に配置された近接センサー１９１を含み錘７に対向する近接センサー１９１〜１９ｉの全てがＯＮ信号を出力する。このとき、錘７に対向しない近接センサー１９ｉ＋１〜１９ＮがＯＦＦ信号を出力する。
【００１５】
一方、図１で錘７を点線で表したように運動者が操作アーム１６Ｒ、１６Ｌを前側に目一杯に引いたとき錘７が上昇するので、最も下方に配置された近接センサー１９１から錘７が上昇した長さ分の近接センサー１９１〜１９ｊがＯＦＦ信号を出力する。このとき、近接センサー１９ｊ＋１〜１９ｊ＋ｉがＯＮ信号を、近接センサー１９ｊ＋ｉ＋１〜１９ＮがＯＦＦ信号を出力する。
【００１６】
負荷測定器２０は、図２に示すように、近接センサー１９１〜１９Ｎから入力されるＯＮ／ＯＦＦ信号から錘７の位置を検出する錘位置検出手段２２、錘７が上昇を開始してから終了までの間での錘７の位置の変化から負荷量を算出する負荷量算出手段２３、錘７が上昇を開始した時刻から終了した時刻までの経過時間を運動時間とする運動時間算出手段２４、負荷量算出手段２３により算出された負荷量を累算して総負荷量を求め記憶手段２７に記憶する総負荷量算出手段２５、運動時間算出手段２４により算出された運動時間を累算して総運動時間を求め記憶手段２７に記憶する総運動時間算出手段２６、および総負荷量および総運動時間を記憶する記憶手段２７を有する。
負荷測定器２０は、近接センサー１９１〜１９Ｎと信号線を介して接続され、近接センサー１９１〜１９ＮからＯＮ／ＯＦＦ信号が入力される。
【００１７】
錘位置検出手段２２には、最も下に配置されている近接センサー１９１の位置を基準点とし各近接センサー１９１〜１９Ｎの位置が記憶されている。例えば、近接センサー１９１の位置が０とすると、近接センサー１９ｉ、１９ｊ、１９Ｎの位置はそれぞれｉ×Ｈ、ｊ×Ｈ、Ｎ×Ｈとして記憶されている。
錘位置検出手段２２は、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９１〜１９Ｎのうちの最も下側に配置された近接センサー１９の位置が錘７の下端とし、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９の位置が錘７の上端とする。
【００１８】
負荷量算出手段２３は、近接センサー１９１〜１９Ｎのいずれか１つが出力する信号が変化したとき、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９１〜１９Ｎのうちの最も下側に配置された近接センサー１９とＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９とから錘７の枚数を求め質量Ｍを算出する。
【００１９】
錘位置検出手段２２は、近接センサー１９１〜１９Ｎのいずれか１つが出力する信号が変化したとき、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も下側に配置された近接センサー１９が、直近に近接センサー１９が出力する信号が変化したとき変化した近接センサー１９の内の下側の近接センサー１９の下側に配置された近接センサー１９か否かを判断する。
【００２０】
この判断において、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も下側に配置された近接センサー１９が、直近に近接センサー１９が出力する信号が変化したとき変化した近接センサー１９の内の下側の近接センサー１９の下側に配置された近接センサー１９の場合、錘７が下降していると判断する。
【００２１】
また、この判断において、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も下側に配置された近接センサー１９が、直近に近接センサー１９が出力する信号が変化したとき変化した近接センサー１９の内の下側の近接センサー１９の上側に配置された近接センサー１９の場合、錘７が下降から上昇に反転したと判断する。
錘７が下降から上昇に反転したと判断したとき、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９の位置を下死点Ｘａとして記憶する。また、錘７が下降から上昇に反転した時刻を上昇開始時刻Ｔ１として記憶する。
【００２２】
また、錘位置検出手段２２は、近接センサー１９が出力する信号が変化したとき、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９が、直近に近接センサー１９が出力する信号が変化したとき変化した近接センサー１９の内の上側の近接センサー１９の上側に配置された近接センサー１９か否かを判断する。
【００２３】
この判断において、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９が、直近に近接センサー１９が出力する信号が変化したとき変化した近接センサー１９の内の上側の近接センサー１９の上側に配置された近接センサー１９の場合、錘７が上昇していると判断する。
【００２４】
また、この判断において、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９が、直近に近接センサー１９が出力する信号が変化したとき変化した近接センサー１９の内の上側の近接センサー１９の下側に配置された近接センサー１９の場合、錘７が上昇から下降に反転したと判断する。
【００２５】
錘７が上昇から下降に反転したと判断したとき、ＯＮ信号を出力している近接センサー１９のうちの最も上側に配置された近接センサー１９の位置を上死点Ｘｂとして記憶する。また、錘７が上昇から下降に反転した時刻を上昇終了時刻Ｔ２として記憶する。
【００２６】
負荷量算出手段２３は、錘７が上昇から下降に反転したと判断したとき、下死点Ｘａと上死点Ｘｂから錘７の移動距離Ｘを求める。そして、負荷量Ｗ１をＷ１＝Ｍ×ｇ×Ｘに従って求める。
総負荷量算出手段２５は、負荷量Ｗ１を総負荷量Ｗｔｏｔａｌに累算し記憶手段２７に記憶する。なお、運動開始に当たって総負荷量Ｗｔｏｔａｌは０にリセットする。
【００２７】
運動時間算出手段２４は、上昇開始時刻Ｔ１から上昇終了時刻Ｔ２までの経過時間を求め運動時間とする。
総運動時間算出手段２６は、運動時間を総運動時間に累算し記憶手段２７に記憶する。なお、運動開始に当たって総運動時間を０にリセットする。
【００２８】
表示器２１には、負荷測定器２０が算出した負荷量、総負荷量および総運動時間を表示する。
【００２９】
この発明の実施の形態１に係る負荷測定装置は、測定した錘７の質量Ｍ、測定した錘７の移動距離Ｘ、測定した錘７の移動時間から瞬間的な負荷量、運動開始からの総負荷量、負荷が加わったときの総運動時間を算出するので、運動者が負荷の状況を知ることができ、過負荷な運動を防止することができる。
【００３０】
なお、上腕運動のための運動用器具の負荷を測定する負荷測定装置を例として説明したが、運動負荷に錘を用いた背筋運動、肢体運動などのための運動用器具の負荷も同様に測定することができる。
また、錘７の移動を近接センサー１９により検出したが、近接センサー１９に限定するものではなく、赤外線センサー、光学センサーなどにより錘７の移動を検出しても良い。
【００３１】
また、実施の形態１では錘を下死点から上死点まで引き上げるときの仕事を負荷量として測定しているが、上死点から下死点に錘が自重で下がるのを運動者が錘に加わる重力より小さい力を加えて下がる速度を遅くするときにも仕事をするので、移動時間と質量とを用いてこのときの負荷量を測定しても良い。
【００３２】
実施の形態２．
図３は、この発明の実施の形態２に係る負荷測定装置が配備された運動用器具の要部側面図である。
この発明の実施の形態２に係る負荷測定装置は、この発明の実施の形態１に係る負荷測定装置に端末装置３４およびサーバ３６を追加したことが異なり、それ以外は同様であるので、同様な部分に同じ符号を付記し説明は省略する。
【００３３】
端末装置３４は、ネットワーク３５を介してサーバ３６に接続されている。
端末装置３４は、負荷測定器２０の測定データを取り入れるインターフェース３７、取り入れた測定データをサーバ３６に送信するためにウェブページに編集するデータ入力手段３８、サーバ３６から過去の運動データを取り寄せて表示器２１に表示する表示手段３９およびサーバ３６との間で送受信する通信制御部４０を有する。
データ入力手段３８は、例えばウェブブラウザなどからなり、サーバ３６のウェブサイトから所定のウェブページを取り込み、インターフェース３７を介して取り込んだ測定データをウェブページに埋め込む。
表示手段３９は、サーバ３６に蓄積されている過去の運動データを取り寄せ、グラフまたはリストの形式で表示器２１に表示する。
通信制御部４０は、ネットワーク３５を通じてサーバ３６との間でデータの送受信するモデムなどからなる。
【００３４】
サーバ３６は、記憶装置４２および情報返信手段４３を有する。
記憶装置４２には、運動データ情報が記憶されている。
情報返信手段４３は、記憶装置４２から運動者の運動データ情報を読み出し、その運動データ情報をグラフ化またはリスト化して端末装置３４に返信する。
【００３５】
この発明の実施の形態２に係る負荷測定装置は、測定した負荷量、総負荷量および総運動時間がサーバ３６に記憶されているので、サーバ３６から過去の運動データを取り寄せて表示器２１に表示することができ、表示された過去の運動データを参考にして適度な運動を継続することができる。
【００３６】
なお、記憶装置４２に利用者の識別データを記憶しておき、端末装置３４から利用者が識別データとしての指紋を入力することにより指紋認証を行っても良い。なお、個人認証では、指紋認証に限るものではなく、パスワード、ＩＣカードなど個人を特定可能な認証手段であれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明の実施の形態１に係る負荷測定装置が配備された運動用器具の要部側面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る負荷測定器の機能ブロック図である。
【図３】この発明の実施の形態２に係る負荷測定装置が配備された運動用器具の要部側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  運動用器具、２Ｒ、２Ｌ  回転アーム、３  フレーム、３ａ  下フレーム、３ｂ  縦フレーム、３ｃ  上フレーム、３ｄ  中央フレーム、３ｅ  支持フレーム、３ｆ  ガイドロッド、４  座椅子、６  ワイヤー、７  錘、８  動滑車、９  中継滑車、１０  牽引滑車、１１  回動軸、１２  回転ジョイント、１３  固定フック、１４  ストッパ、１６Ｒ、１６Ｌ  操作アーム、１７Ｒ、１７Ｌ  牽引アーム、１８  スタンド、１９、１９１〜１９Ｎ  近接センサー、２０  負荷測定器、２１  表示器、２２  錘位置検出手段、２３  負荷量算出手段、２４  運動時間算出手段、２５  総負荷量算出手段、２６  総運動時間算出手段、２７  記憶手段、３４  端末装置、３５  ネットワーク、３６  サーバ、３７  インターフェース、３８  データ入力手段、３９  表示手段、４０  通信制御部、４２  記憶装置、４３  情報返信手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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