JP5507174B2

JP5507174B2 - 筋力トレーニング機械の運動状況検出装置

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Publication number: JP5507174B2
Application number: JP2009220014A
Authority: JP
Inventors: 和幸濱田; 善久鵜嶋; 勉西澤
Original assignee: System Instruments Co Ltd
Current assignee: System Instruments Co Ltd
Priority date: 2009-09-25
Filing date: 2009-09-25
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-09-25
Also published as: EP2301633A1; EP2301633B1; KR20110033789A; CN102029055B; JP2011067319A; CN102029055A; TWI486158B; KR101682026B1; US20110077128A1; DK2301633T3; TW201110952A; US7922621B1

Description

本発明は、高齢者あるいは病後のリハビリ等に利用されて好適な筋力トレーニング機械の運動状況検出装置に関し、特に、筋力トレーニングを始める前のテストや筋力トレーニング時の運動状況データを計測して各種設定データとともに蓄積・提示できる筋力トレーニング機械の運動状況検出装置に関するものである。

筋力トレーニング機械の変形例の一つとして足指訓練装置が提案されている。この足指訓練装置は、足を載せる基台にローラーを設け、このローラーを基台に載せた足の指により回動させることができるようにしてあり、かつ、前記ローラーの回転状態を検出部で検出し、その検出部で検出されたデータを表示部で表示できるようにし、しかも、負荷付与機構によりローラーの回転を妨げる負荷を与えるようにしたものである（特許文献１）。

そして、基台に足を載せ、その足の指でローラーを回転させるようにすることにより、足指の本来の運動機能を無理なく確実に取り戻すことができるようにしたものである。また、この従来の足指訓練装置は、ローラーの回転状況を表示部で表示できるようにし、正確で客観的なデータを表示して提供できるようにしたものである。

特開２０００−２１０３９３号公報

しかしながら、従来の足指訓練装置は、足指の本来の運動機能を無理なく確実に取り戻すことができ、かつローラーの回転状況を検出部で検出しそれを表示部で表示して提供できるという利点があるものの、他の体の部位のトレーニングに使用することができないという欠点があった。

一方、従来の筋力トレーニング機械では、トレーニング時の運動状況は、人手により記録等を行い、また、運動状況データそのものも人が見て判断していて、客観的に測定して表示あるいは提示するというものは提案されていなかった。そのため、従来の筋力トレーニング機械では、正確で定量性のある運動状況データの測定と保存ができなかったので、負荷見極めテストなど、きめ細かい微量の負荷の増減を行うトレーナーやヘルパーの肉体的負担や、間違いを気にしてしまうなど精神的負担がかかるという欠点があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであって、筋力トレーニングを始める前のテストや筋力トレーニング時の運動状況データを計測して各種設定データとともに蓄積・提示できる筋力トレーニング機械の運動状況検出装置を提供しようとするものである。

而して、本発明の特徴とするところは、
トレーニング装置本体と、
基枠内に水平に配され、垂直方向回転自在に支承された主軸、該主軸に対して負荷を与える負荷錘用プーリ、負荷伝達用索体の基端を止着し前記主軸の端部に固着された前記負荷錘用プーリと同径の負荷伝達用プーリ、前記負荷錘用プーリのそれぞれに基端を止着し前記負荷伝達用索体と反対方向に巻かれる負荷錘連結用索体の先端に接続された負荷錘を備え、負荷伝達用索体を介してトレーニング装置本体に負荷を与えるトレーニング用負荷付与装置とを有する筋力トレーニング機械において、
前記筋力トレーニング用負荷付与装置内の主軸の付近に設けられ、前記主軸の回転方向及び回転量を検出できる回転検出センサーと、
前記回転検出センサーからの回転方向及び回転量を取り込み、少なくとも負荷量やトレーニングしている者の各種身体状況情報やその他測定に必要なデータを含む設定データとともに前記取り込んだ回転方向及び回転量をデータベースに格納し、かつ、当該データベースより各種設定データに基づいて表示データ、印字データ等の提示データを作成処理するデータ処理装置とを備え、
前記回転検出センサーはエンコーダを含み、当該エンコーダによって前記筋力トレーニング用負荷付与装置の主軸の回転方向及び回転量を検出できる構成とされていて、
かつ、筋力トレーニングをする者がトレーニングを始める起点から最大となるまで筋力トレーニング機械を動作させてゆく状態については、前記エンコーダは、Ａ相パルス、Ｂ相パルスを出力するとともに、Ａ相パルスとＢ相パルスとが９０度位相のずれた関係をもったパルスを出力し、
一方、前記最大値となった状態から元に戻すように動作をしてゆく状態については、上記起点から最大となるまでの動作とは前記筋力トレーニング用負荷付与装置の主軸の回転方向が逆回転となることから、前記エンコーダは、Ａ相パルスとＢ相パルスとの出力タイミングが、上記起点から最大となるまでの動作におけるパルスの位相とは逆の関係の位相のパルスを出力する構成とされていて、
前記データ処理装置は、
前記起点から最大となるまで筋力トレーニング機械を動作させてゆく場合では、前記回転検出センサーのエンコーダから入力されるＡ相パルスとＢ相パルスの位相の状態から加算と判断し、かつ、そのパルスをカウントし、時間とともに当該カウント値をデータベースに格納してゆき、
一方、前記最大値となった状態から元に戻すように筋力トレーニング機械を動作させてゆく場合では、前記筋力トレーニング用負荷付与装置の主軸の回転方向が、上記起点から最大となるまでの動作とは逆回転となることから、前記回転検出センサーのエンコーダから入力されるＡ相パルスとＢ相パルスが、上記起点から最大となるまでの動作におけるパルスの位相とは逆の位相の関係のＡ相パルスとＢ相パルスとなるので減算と判断し、かつ、そのパルスを基に、前記加算カウントの最大値から減算カウントし、時間とともに当該減算カウント値をデータベースに格納してゆくものであり、
更に、前記データ処理装置は、前記トレーニングをしている者の異変状況の判断に利用するために、少なくとも脈拍を含む前記各種身体状況情報やその他測定に必要なデータを含む設定データをデータベースに格納し、かつ、前記回転検出センサーからの出力を基にしたデータを、時間経過とともに記録し、これを運動状況データとしてデータベースに格納すること、を特徴する筋力トレーニング機械の運動状況検出装置にある。

本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置によれば、上述したように構成したので、次のような効果がある。
（１)筋力トレーニング機械を利用した被験者毎の正確で定量性のある運動状況データが測定でき、かつ測定した運動状況データは自動的に計測装置に保存される。
(2)負荷見極めテストなど、きめ細かい微量の負荷の増減を行うトレーナー等の肉体的負担、ミスを気にする精神的負担を軽減することができる。特に負荷適正値の算出、自動負荷変更などができるため、人為的データ入力ミスがなくなり、トレーニングを行うシステム相互間及び被験者間におけるデータ取得に共通性がありデータの蓄積に信頼性が上がる。
(3) 個別の運動記録、履歴、機能評価などはデータベース化(データ蓄積化)される。特に、手間がかかっていた報告書の作成や印刷を簡単に行え、トレーナー等の事務的負担を大幅に軽減する。
（４）報告書様式はCGT実施記録用紙に基づいて作成できる。また、一般の方にも分かりやすいレーダーチャートも作成できる。なお、CGT(Comprehensive Geriatric Training)とは「包括的高齢者運動トレーニング」のことをいい、東京都老人総合研究所の介護予防プログラムの運動理論のことをいう。
（５）次回以降の適正値の算出や、医療スタッフのトレーニング指針の決定、個別のトレーニング目標の設定などCGTにそった綜合評価に役立つという利点がある。
（６）ストロークの経過時間の関係の運動状況データを見ることができるので、従来パターンと異なった動作、あるいは痛みがある場所での異変状況など試行テストの判断に利用できる。

本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、筋力トレーニング用負荷付与装置の原理的構成、回転検出センサー及びデータ処理を示す斜視図である。本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、データ処理装置の構成例を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、データ処理装置内のハードディスク装置に格納されているデータベースの例を示す図である。本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、データ処理装置で得られたデータ例を示す図である。本発明の実施形態で使用される筋力トレーニング用負荷付与装置の一構成例の一部省略して示した正面図である。本発明の実施形態で使用される筋力トレーニング用負荷付与装置の一構成例の側面図である。本発明の実施形態で使用される筋力トレーニング用負荷付与装置の要部の概略的構成図である。本発明の実施形態で使用される筋力トレーニング用負付荷与装置の原理説明図である。

以下、本発明を実施するため形態を、図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置を示す斜視図である。

本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置１は、図１に示すように、トレーニング装置本体２及び筋力トレーニング用負荷付与装置３からなる筋力トレーニング機械４と、計測装置５とから構成されている。なお、図１では、計測装置５を別体で示しているが、筋力トレーニング用負荷付与装置３と一体にしてもよい。

このトレーニング装置本体２は、基枠２１と、該基枠２１の一端に立設した支柱２２の上端に保持した足受け板２３と、前記基枠２１の上部に、前記足受け板２３と接離する方向に移動自在に取り付けられ、頂部に座部２４、背凭れ部２５並びに両手の支持アーム２６、２６とを備えた移動台２７とからなり、筋力トレーニング用負荷付与装置３における負荷伝達用索体３０の先端を、該トレーニング装置本体２における足受け板２３と反対側から移動台２７を通り越して足受け板２３側に導き、ガイドプーリ２８等を介して折り返して該移動台２７に止着してなるものである。

前記筋力トレーニング用負荷付与装置３は、負荷伝達用索体３０を介してトレーニング装置本体２の移動台２７に負荷を与えるものである。

前記計測装置５は、前記筋力トレーニング用負荷付与装置３の主軸の回転方向と回転量のデータを取り込み、少なくとも初期設定負荷量やトレーニングしている者の各種身体状況情報やその他測定に必要なデータを含む設定データとともに前記取り込んだ回転方向及び回転量を運動状況データとしてデータベースに格納し、かつ、当該データベースより各種設定データに基づいて運動状況データを表示データ、印字データ等の提示データとして作成処理することができるものである。

図２は、本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、筋力トレーニング用負荷付与装置の原理的構成、回転検出センサー及びデータ処理を示す斜視図である。

この図２において、筋力トレーニング用負荷付与装置３は、図示しない基枠内に水平に配され、垂直方向回転自在に支承された主軸３１と、該主軸３１に対して負荷を与える負荷錘用プーリ３２と、負荷伝達用索体３０の基端を止着し前記主軸３１の端部に固着された前記負荷錘用プーリ３２と同径の負荷伝達用プーリ３３と、前記負荷錘用プーリ３２に基端を止着し前記負荷伝達用索体３０と反対方向に巻かれる負荷錘連結用索体３４の先端に接続された負荷錘３５を備え、負荷伝達用索体３０を介してトレーニング装置本体２に負荷を与えるようになっている。なお、負荷伝達用索体３０の最大ストロークＬ［ｍ］は、負荷錘連結用索体３４の最大ストロークＬ［ｍ］と同じ長さになるようにしてある。また、負荷伝達用プーリ３３の「起点」は膝を縮めた状態であり、負荷伝達用索体３０の最大ストロークＬ［ｍ］は膝を完全に延ばした状態のときを示している。

前記計測装置５は、前記筋力トレーニング用負荷付与装置３の主軸３１の付近に設けられ、前記主軸３１の回転方向及び回転量を検出できる回転検出センサー５１と、前記回転検出センサー５１からの回転方向及び回転量を取り込み、少なくとも負荷量やトレーニングしている者の各種身体状況情報やその他測定に必要なデータを含む設定データとともに前記取り込んだ回転方向及び回転量を運動状況データとしてデータベースに格納し、かつ、当該データベースより各種設定データに基づいて運動状況データを表示データ、印字データ等の提示データとして作成処理するデータ処理装置５２とから構成されている。

前記回転検出センサー５１は、筋力トレーニング用負荷付与装置３の主軸３１に設けたプーリ５１ａと、Ａ相パルス及びＡ相パルスとは９０度位相のずれたＢ相パルスを発生し回転方向及び回転量に関するパルスを出力できるエンコーダ５１ｂと、前記エンコーダ５１ｂの回転軸に設けたプーリ５１ｃと、プーリ５１ａとプーリ５１ｃとの間にかけ渡されたベルト５１ｄとからなり、前記筋力トレーニング用負荷付与装置３の主軸３１の回転方向及び回転量を検出できるようにしたものである。

このエンコーダ５１ｂは、インクリメンタル方式のものであって、回転検出センサー５１の回転軸が一定量回転するごとにパルスを出力し、Ａ相パルスとＢ相パルスとはタイミング（位相）がずれて出力されるようになっており、その軸が時計廻りと反時計廻りとではＡ相パルスとＢ相パルスとの出力タイミングが逆の関係になるようにパルスが出力されるようになっている。

図３は、本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、データ処理装置の構成例を示すブロック図である。

この図３において、データ処理装置５２は、各種処理を実行するとともにデータベースを有する中央処理装置本体（ＣＰＵ本体）５３と、このＣＰＵ本体５３に対して、少なくとも初期設定負荷量やトレーニングしている者の各種身体状況情報（例えばトレーニング実施日時、氏名、ＩＤ、生年月日、年齢、身長、体重、ＢＭＩ、血圧、心拍数、不整脈の有無、服用薬、本人の希望等）やその他測定に必要なデータ（例えば増加させた負荷量）を含む各種設定データを与えるキーボード５４と、ＣＰＵ本体５３で処理した結果の運動状況データに関する提示データ（表示データ）を表示できるディスプレイ５５と、ＣＰＵ本体５３で処理した結果の運動状況データに関する提示データ（印字データ）を印刷するプリンター５６と、回転検出センサー５１からのＡ相パルス、Ｂ相パルスを前処理してＣＰＵ本体５３に与える前処理回路５７とを備えたものである。なお、符号５８は、ＣＰＵ本体５３のデジタル信号入力部であり、このデジタル信号入力部５８には前処理回路５７から与えられるＡ相パルス、Ｂ相パルスが入力される。

前処理回路５７は、Ａ相用ゲート５７ａと、Ｂ相用ゲート５７ｂと、ゲート信号形成回路５７ｃとからなる。Ａ相用ゲート５７ａの一方の入力端子には、エンコーダ５１ｂからのＡ相パルスが入力されるようになっている。Ｂ相用ゲート５７ｂの一方の入力端子には、エンコーダ５１ｂからのＢ相パルスが入力されるようになっている。Ａ相用ゲート５７ａ及びＢ相用ゲート５７ｂの他方の入力端子にはゲート信号形成回路５７ｃからゲート信号が入力されるようになっている。また、ゲート信号形成回路５７ｃのゲート信号はＣＰＵ本体５３にも与えられるようになっている。Ａ相用ゲート５７ａ及びＢ相用ゲート５７ｂのそれぞれの出力端子はＣＰＵ本体５３のデジタル信号入力部５８にそれぞれ接続されており、ゲート信号形成回路５７ｃからのゲート信号が論理「１」のときにＡ相用ゲート５７ａの出力端子からＡ相パルスが、Ｂ相用ゲート５７ｂの出力端子からＢ相パルスが、デジタル信号入力部５８に与えられるようになっている。

ＣＰＵ本体５３は、図示しないが、各種演算処理を実行する中央演算処理部と、オペレーティングシステム（ＯＳ）、本発明の処理を実行するためのアプリケーションプログラム及び各種データを記憶することができる主メモリと、キーボード等の入力装置からのデータを中央演算処理部等に与え、あるいは中央演算処理部で処理した表示データや印字データの提示データをディスプレイ５５等の出力装置に与える入出力部と、ＯＳ、本発明を実施するためのアプリケーションプログラム及びデータベースを記憶するハードディスク装置とを備えている。

ＣＰＵ本体５３は、電源が投入されると、ハードディスク装置からＯＳ、本発明を実施するためのアプリケーションプログラムの順で主メモリに展開され、これらを中央演算処理部が処理することにより本発明の筋力トレーニング機械の運動状況検出装置が実現されることになる。

図４は、本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、データ処理装置内のハードディスク装置に格納されているデータベースの例を示す図である。

符号５９はハードディスク装置を模式的に示したものであり、通常は、ＣＰＵ本体５３内に設けられているが、外部に設けて例えばＵＳＢ接続、ＬＡＮ接続などでＣＰＵ本体５３に接続するようにしてもよい。

このハードディスク装置５９には、図４に示すように、データベース６０が設けられている。データベース６０は、例えば氏名、ＩＤなどの設定データを基に他の設定データ（トレーニング実施日時、生年月日、年齢、身長、体重、ＢＭＩ、血圧、心拍数、不整脈の有無、服用薬、本人の希望等）を結合せて記録されたデータの集まりである。

データベース６０には、図４に示すように、例えば氏名Ａまたは（ＩＤ１）を基にその者の他の設定データＤＴ１や運動状況データＵＤ１が、氏名Ｂまたは（ＩＤ２）を基にその者の他の設定データＤＴ２や運動状況データＵＤ２が、………というように、それぞれ記録されている。なお、一端データベース６０に記録されると、ＣＰＵ本体５３の制御の下に、いつでも必要に応じた形式で、氏名（またはＩＤ）を基に、その者のデータＤＴｎ…や運動状況データＵＤｎ…を出力できるようになる。ここで、ｎは、ＣＰＵ本体５３に対して出力を要求した氏名（またはＩＤ）の方のデータであることを示している。

なお、その者の他の設定データＤＴ１，ＤＴ２，…とは、例えばトレーニング実施日時、生年月日、年齢、身長、体重、ＢＭＩ、血圧、心拍数、不整脈の有無、服用薬、本人の希望等、初期設定負荷などの項目が挙げられる。

また、トレーニング時の運動状況データＵＤ１，ＵＤ２は、回転検出センサー５１のエンコーダ５１ｂから出力されたＡ相パルス及びＢ相パルスを基に、ＣＰＵ本体５３で演算したデータであって、時間経過とともに記録されたデータのことである。

図５は、本発明の実施形態に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置において、データ処理装置で得られたデータ例を示す図であって、横軸に時間ｔをとり、縦軸にエンコーダ５１ｂのカウント値をとったものである。
まず、筋力トレーニング用負荷付与装置３に負荷を設定するとともに、トレーニング装置本体２をトレーニング可能にし、かつ計測装置５の電源を入れて、計測の準備をする。

また、筋力トレーニングをする者の各種設定データ（初期設定負荷量、トレーニングしている者の各種身体状況情報、及びその他測定に必要なデータ）をＣＰＵ本体５３を介してデータベース６０に格納させて、計測の可能な状態とする。

ここで、トレーニングしている者の各種身体状況情報とは、例えばトレーニング実施日時、氏名、ＩＤ、生年月日、年齢、身長、体重、ＢＭＩ、血圧、心拍数、不整脈の有無、服用薬、本人の希望等のことをいう。

また、その他測定に必要なデータとは、例えば当初の設定より増加させた負荷量、その他計測に必要なデータ等のことをいう。

なお、既にデータベース６０に必要な情報が格納されている場合は、その氏名（またはＩＤ）等をＣＰＵ本体５３に与えることにより、計測可能な状態とすることができる。

そして、筋力トレーニングをする者がトレーニング装置本体２の座部２４に座り、背凭れ部２５に背中を凭れさせ、支持アーム２６、２６を両手で持ち、膝を縮めた状態で足受け板２３に足を載せる。この状態は、図２及び図５に示す「起点」である。

そして、膝を延ばして行くと、筋力トレーニング用負荷付与装置３の負荷伝達用索体３０が引っ張られて負荷伝達用プーリ３３が回転して主軸３１が回転する。これにより、プーリ５１ａ、ベルト５１ｄ、プーリ５１ｃと回転力が伝わってエンコーダ５１ｂよりＡ相パルス、Ｂ相パルスが所定のタイミングで出力される。Ａ相パルスはＡ相用ゲート５７ａに、Ｂ相パルスはＢ相用ゲート５７ｂに、それぞれ入力される。このとき、Ａ相用ゲート５７ａとＢ相用ゲート５７ｂの他方の入力端子が論理「１」となっているので、これらＡ相パルス、Ｂ相パルスはＡ相用ゲート５７ａ、Ｂ相用ゲート５７ｂを通過し、デジタル信号入力部５８を介してＣＰＵ本体５３に入力される。ＣＰＵ本体５３では、Ａ相パルスとＢ相パルスのタイミング（位相）の状態から加算と判断し、かつ、そのパルスをカウントする。そして、ＣＰＵ本体５３は、時間とともにカウント値をデータベース６０に格納してゆく。この状態は、図５に示すように、時間ｔとともにカウント値が上昇してゆく状態としてデータベース６０に格納されることになる（「起点」〜時刻ｔｍ）。

そして膝が伸びきった状態になると、図５に示すように、カウント値が最大値の状態になる（時刻ｔｍ）。

次に、膝を縮めてゆくと、筋力トレーニング用負荷付与装置３の負荷錘用プーリ３２の負荷錘連結用索体３４の先端に設けられた負荷錘３５の作用により負荷伝達用索体３０が筋力トレーニング用負荷付与装置３内に引っ張られて負荷伝達用プーリ３３が逆回転して主軸３１が逆回転する。これにより、プーリ５１ａ、ベルト５１ｄ、プーリ５１ｃと回転力が伝わってエンコーダ５１ｂよりＡ相パルス、Ｂ相パルスが、負荷伝達用索体３０が筋力トレーニング用負付与装置３より引き出されるタイミングとは逆のタイミング（位相）で出力される。これらＡ相パルスはＡ相用ゲート５７ａに、Ｂ相パルスはＢ相用ゲート５７ｂに、それぞれ入力される。このとき、Ａ相用ゲート５７ａとＢ相用ゲート５７ｂの他方の入力端子が論理「１」となっているので、これらＡ相パルス、Ｂ相パルスはＡ相用ゲート５７ａ、Ｂ相用ゲート５７ｂを通過し、デジタル信号入力部５８を介してＣＰＵ本体５３に入力される。ＣＰＵ本体５３では、Ａ相パルスとＢ相パルスが、負荷伝達用索体３０が筋力トレーニング用負付与装置３より引き出されるタイミングとは逆のタイミング（位相）の状態となるので減算と判断し、かつ、そのパルスを基に最大値から減算カウントする。そして、ＣＰＵ本体５３は、時間とともに、その減算カウント値をデータベース６０に格納してゆく。この状態は、図５に示すように、時間ｔとともにカウント値が最大値から減少してゆく状態としてデータベース６０に格納される（時刻ｔｍ〜時刻ｔｐ）。

また、データベース６０に格納された運動状況データは、いつでも必要なときに、ＣＰＵ本体５３を介してディスプレイ５５に表示できるし、また、プリンター５６を介して印刷することができる。

このように本発明に係る筋力トレーニング機械の運動状況検出装置によれば、次のような利点がある。
（１)筋力トレーニング機械４を利用した被験者毎の正確で定量性のある運動状況データが測定でき、かつ測定した運動状況データは自動的に計測装置５に保存される。
(2)負荷見極めテストなど、きめ細かい微量の負荷の増減を行うトレーナー等の肉体的負担、ミスを気にする精神的負担を軽減することができる。特に負荷適正値の算出、自動負荷変更などができるため、人為的データ入力ミスがなくなり、トレーニングを行うシステム相互間及び被験者間におけるデータ取得に共通性がありデータの蓄積に信頼性が上がる。
(3) 個別の運動記録、履歴、機能評価などはデータベース化(データ蓄積化)される。特に、手間がかかっていた報告書の作成や印刷を簡単に行え、トレーナー等の事務的負担を大幅に軽減する。
（４）報告書様式はCGT実施記録用紙に基づいて作成できる。また、一般の方にも分かりやすいレーダーチャートも作成できる。なお、CGT(Comprehensive
Geriatric Training)とは「包括的高齢者運動トレーニング」のことをいい、厚生労働省の介護予防プログラムの運動理論のことをいう。
（５）次回以降の適正値の算出や、医療スタッフのトレーニング指針の決定、個別のトレーニング目標の設定などCGTにそった綜合評価に役立つという利点がある。
（６）ストロークの経過時間の関係の運動状況データを見ることができるので、従来パターンと異なった動作、あるいは痛みがある場所での異変状況など試行テストの判断に利用できる。

なお、上記発明を実施するための形態では、筋力トレーニング用負荷付与装置３は原理的構成を示しただけであったので、本実施例では筋力トレーニング用負荷付与装置３について具体的に一つの構成例を挙げて説明することにする。

図６は本発明の実施例に係る筋力トレーニング用負荷付与装置の一部省略して示した正面図、図７は同側面図、図８は本発明の要部の概略的構成図、図９は本発明の原理説明図である。

図中、３６は箱形の基枠である。３１は前記基枠１内に水平に配され、垂直方向回転自在に支承された主軸である。また、３７、３７は前記基枠３６に設けた該主軸３１の軸受けである。

符号３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈは前記主軸３１に所定の間隔で配され、且つ夫々は該主軸３１に対して回転自在な状態に取り付けられた負荷錘用プーリである。また、該負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈは夫々その周面の一箇所に後記連結ピンの受容凹部３２ａａ、３２ｂａ、３２ｃａ、３２ｄａ、３２ｅａ、３２ｆａ、３２ｇａ、３２ｈａを設けている。尚、図面においては該連結ピンの受容凹部３２ａａ、３２ｂａ、３２ｃａ、３２ｄａ、３２ｅａ、３２ｆａ、３２ｇａ、３２ｈａを省略している。また、該負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈは本実施例では後記負荷錘の個数に対応させて８個としている。また、符号３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ、３９ｅ、３９ｅ、３９ｆ、３９ｈは該負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈと前記主軸３１との間に設けた軸受けである。

３３は負荷伝達用プーリであって、負荷伝達用プーリ３３は、負荷伝達用索体３０の基端を止着し、前記主軸３１の端部に固着された、前記負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈと同径のプーリである。

符号３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈは重量の異なる負荷錘であり、本実施例では最軽量の負荷錘３５ａを０．２５［Ｋｇ］として該負荷錘３５ａの２の乗数倍の重量の負荷錘３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈをもって全体で８個によって構成している。尚、これら負荷錘の重量は、本実施例では負荷錘３５ａが０．２５［Ｋｇ］、負荷錘３５ｂが０．５［Ｋｇ］、負荷錘３５ｃが１［Ｋｇ］、負荷錘３５ｄが２［Ｋｇ］、負荷錘３５ｅが４［Ｋｇ］、負荷錘３５ｆが８［Ｋｇ］、負荷錘３５ｇが１６［Ｋｇ］、負荷錘３５ｈが３２［Ｋｇ］である。このような負荷錘の組み合わせによると、０〜６３．７５［Ｋｇ］の範囲で、０．２５［Ｋｇ］単位ごとの負荷設定が可能になる、即ち２５５通りの負荷設定が可能になるものである。そしてまた、これら負荷錘３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈは、基端を夫々前記負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈに止着し、前記負荷伝達用索体２１と反対方向に巻かれる負荷錘連結用索体３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈの先端に接続されている。

また、前記の他最小単位の負荷錘を０．２［Ｋｇ］とした場合には、その２の乗数倍は０．４［Ｋｇ］、０．８［Ｋｇ］、１．６［Ｋｇ］、３．２［Ｋｇ］、６．４［Ｋｇ］、１２．８［Ｋｇ］、２５．６［Ｋｇ］というようになる。

また、符号４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、４０ｈは、前記負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈの前方に回転自在に支承され、前記負荷錘連結用索体３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、３４ｄ、３４ｅ、３４ｆ、３４ｇ、３４ｈの途中部を掛け回したガイドプーリである。尚、符号４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４１ｆ、４１ｇ、４１ｈは該ガイドプーリ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ、４０ｅ、４０ｆ、４０ｇ、４０ｈの軸受けである。

符号４２、４２、４２、４２、４２、４２、４２、４２は前記主軸３１における前記各負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈの近接位置に固着されて主軸３１と一体的に回転する、夫々先端に後記連結ピンの受容凹部４２ａを設けた連結アームである。尚、図面においては負荷錘用プーリ３２ｈと対をなす連結アーム４２のみを示している。

符号４３、４３、４３、４３、４３、４３、４３、４３は連結ピンである。連結ピン４３、４３、４３、４３、４３、４３、４３、４３は、前記負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈにおける連結ピンの受容凹部３２ａａ、３２ｂａ、３２ｃａ、３２ｄａ、３２ｅａ、３２ｆａ、３２ｇａ、３２ｈａと前記連結アーム４４、４４、４４、４４、４４、４４、４４、４４の連結ピンの受容凹部４４ａとにわたって入り込み或いは取り出すことができる。

符号４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５は連結ピン受け渡し用アームである。連結ピン受け渡し用アーム４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５は、前記各負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈの前方に配され、先端に前記連結ピン４３の受容凹部４３ａを設けている。連結ピン受け渡し用アーム４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５の夫々は前記負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈを挟むように２枚一組で構成されている。また、該連結ピン受け渡し用アーム４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５は夫々モータ４６、４６、４６、４６、４６、４６、４６、４６をもって所定のストロークで垂直方向に回動せしめられる。そして、該連結ピン受け渡し用アーム４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５、４５は前記負荷錘用プーリ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ、３２ｇ、３２ｈにおける連結ピンの受容凹部３２ａａ、３２ｂａ、３２ｃａ、３２ｄａ、３２ｅａ、３２ｆａ、３２ｇａ、３２ｈａと前記連結アーム４４、４４、４４、４４、４４、４４、４４、４４における連結ピンの受容凹部４４ａがそれらの回転始端位置において一致したときにおいて前記連結ピン４３をそれらに入り込ませ或いは取り出すものである。尚、前記モータ４６、４６、４６、４６、４６、４６、４６、４６は夫々基枠３６の適所に設けられた操作ボタン（図示せず。）の押圧操作によって駆動するものである。

また、前記負荷伝達用プ−リ３３の近傍には、図示しないがショックアブソーバが設けられている。このショックアブソーバは、前記負荷伝達用プーリ３３が回転始端位置に戻る直前にショックを緩和するために設けられたものである。このショックアブソーバは、基枠３６に固着したショックアブソーバ本体と、該ショックアブソーバ本体の作動杆に接離する、負荷伝達用プーリ３３に固着した押圧板とをもって構成されている。

符号７１は前記主軸３１に固着した従動スプロケット、符号７２は基枠３６に固定したモータ７３の回転軸７３ａに固着した駆動スプロケット、符号７４は駆動スプロケット７２と従動スプロケット７１との間に掛け回したチェーンである。

次に、負荷錘の組み合わせによる負荷の設定変更について説明する。
トレーニングする者に最適な負荷とするためには、負荷錘３５ａ、３５ｂ、３５ｃ、３５ｄ、３５ｅ、３５ｆ、３５ｇ、３５ｈの組み合わせによって行うが、使用する負荷錘を選択して組み合わせる。そしてこの場合、選択した負荷錘だけを主軸３１に連結するが、これは当該負荷錘が接続された負荷錘連結用索体の基端を止着した負荷錘用プーリを主軸３１に連結することによって行う。

なお、この筋力トレーニング用負荷付与装置３の内部に設けられた計測装置５の回転検出センサー５１は、主軸３１に回転可能に固定されたプーリ５１ａと、Ａ相パルス・Ｂ相パルスを出力するエンコーダ５１ｂと、エンコーダ５１ｂの回転軸に設けたプーリ５１ｃと、プーリ５１ａとプーリ５１ｃの間にかけ渡されたベルト５１ｄとから構成されている。

実際には、このような構成の筋力トレーニング用負荷付与装置３によって、トレーニング装置本体２に負荷が与えられるようになっている。

１筋力トレーニング機械の運動状況検出装置
２トレーニング装置本体
３筋力トレーニング用負荷付与装置
４筋力トレーニング機械
５計測装置
２１基枠
２２支柱
２３足受け板
２４座部
２５背凭れ部
３１主軸
３２負荷錘用プーリ
３３負荷伝達用プーリ
３４負荷錘連結用索体
３５負荷錘
５１回転検出センサー
５２データ処理装置
５３ＣＰＵ本体
５７前処理回路

Claims

トレーニング装置本体と、
基枠内に水平に配され、垂直方向回転自在に支承された主軸、該主軸に対して負荷を与える負荷錘用プーリ、負荷伝達用索体の基端を止着し前記主軸の端部に固着された前記負荷錘用プーリと同径の負荷伝達用プーリ、前記負荷錘用プーリのそれぞれに基端を止着し前記負荷伝達用索体と反対方向に巻かれる負荷錘連結用索体の先端に接続された負荷錘を備え、負荷伝達用索体を介してトレーニング装置本体に負荷を与えるトレーニング用負荷付与装置とを有する筋力トレーニング機械において、
前記筋力トレーニング用負荷付与装置内の主軸の付近に設けられ、前記主軸の回転方向及び回転量を検出できる回転検出センサーと、
前記回転検出センサーからの回転方向及び回転量を取り込み、少なくとも負荷量やトレーニングしている者の各種身体状況情報やその他測定に必要なデータを含む設定データとともに前記取り込んだ回転方向及び回転量をデータベースに格納し、かつ、当該データベースより各種設定データに基づいて表示データ、印字データ等の提示データを作成処理するデータ処理装置とを備え、
前記回転検出センサーはエンコーダを含み、当該エンコーダによって前記筋力トレーニング用負荷付与装置の主軸の回転方向及び回転量を検出できる構成とされていて、
かつ、筋力トレーニングをする者がトレーニングを始める起点から最大となるまで筋力トレーニング機械を動作させてゆく状態については、前記エンコーダは、Ａ相パルス、Ｂ相パルスを出力するとともに、Ａ相パルスとＢ相パルスとが９０度位相のずれた関係をもったパルスを出力し、
一方、前記最大値となった状態から元に戻すように動作をしてゆく状態については、上記起点から最大となるまでの動作とは前記筋力トレーニング用負荷付与装置の主軸の回転方向が逆回転となることから、前記エンコーダは、Ａ相パルスとＢ相パルスとの出力タイミングが、上記起点から最大となるまでの動作におけるパルスの位相とは逆の関係の位相のパルスを出力する構成とされていて、
前記データ処理装置は、
前記起点から最大となるまで筋力トレーニング機械を動作させてゆく場合では、前記回転検出センサーのエンコーダから入力されるＡ相パルスとＢ相パルスの位相の状態から加算と判断し、かつ、そのパルスをカウントし、時間とともに当該カウント値をデータベースに格納してゆき、
一方、前記最大値となった状態から元に戻すように筋力トレーニング機械を動作させてゆく場合では、前記筋力トレーニング用負荷付与装置の主軸の回転方向が、上記起点から最大となるまでの動作とは逆回転となることから、前記回転検出センサーのエンコーダから入力されるＡ相パルスとＢ相パルスが、上記起点から最大となるまでの動作におけるパルスの位相とは逆の位相の関係のＡ相パルスとＢ相パルスとなるので減算と判断し、かつ、そのパルスを基に、前記加算カウントの最大値から減算カウントし、時間とともに当該減算カウント値をデータベースに格納してゆくものであり、
更に、前記データ処理装置は、前記トレーニングをしている者の異変状況の判断に利用するために、少なくとも脈拍を含む前記各種身体状況情報やその他測定に必要なデータを含む設定データをデータベースに格納し、かつ、前記回転検出センサーからの出力を基にしたデータを、時間経過とともに記録し、これを運動状況データとしてデータベースに格納すること、を特徴する筋力トレーニング機械の運動状況検出装置。