JPS6014875A - 最適運動条件を決定する方法 - Google Patents
最適運動条件を決定する方法Info
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- JPS6014875A JPS6014875A JP58123172A JP12317283A JPS6014875A JP S6014875 A JPS6014875 A JP S6014875A JP 58123172 A JP58123172 A JP 58123172A JP 12317283 A JP12317283 A JP 12317283A JP S6014875 A JPS6014875 A JP S6014875A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は連続屈伸運動により回転体を回転させ、使用者
に負荷を与える装面、例えば自転屯エルゴメータ等を用
いて使用者の連続運動の際の最適負荷値及びその時の定
常脈拍数を得るための方法に関する。
に負荷を与える装面、例えば自転屯エルゴメータ等を用
いて使用者の連続運動の際の最適負荷値及びその時の定
常脈拍数を得るための方法に関する。
現在市場に、コンピュータを備え、コンピュータの指令
に基づぎ個人的な身体条件（年令・体重・性別・脈拍数
）を入力し、これらの値を演算処理することにより最適
負荷値を算出する方法が提供されている。
に基づぎ個人的な身体条件（年令・体重・性別・脈拍数
）を入力し、これらの値を演算処理することにより最適
負荷値を算出する方法が提供されている。
しかしこの方法は最適負荷値を身体条件の静的要素（年
令・性別・体重・安静脈拍数）をデータとして割算した
ものであり、使用者が運動する際の目安となるものでは
あるか使用者の連続運動状況下に於ける変化を考慮した
ものではなかったので、全ての使用者に対する指標とは
なり得す、使用者によってはγ℃出された最適負荷値下
の定常脈拍数に達する前にその使用者の運動最大脈拍数
に達してしまい、そのまま連続運動を続けることが不可
能となるという欠点があった。
令・性別・体重・安静脈拍数）をデータとして割算した
ものであり、使用者が運動する際の目安となるものでは
あるか使用者の連続運動状況下に於ける変化を考慮した
ものではなかったので、全ての使用者に対する指標とは
なり得す、使用者によってはγ℃出された最適負荷値下
の定常脈拍数に達する前にその使用者の運動最大脈拍数
に達してしまい、そのまま連続運動を続けることが不可
能となるという欠点があった。
また各個人の正確な最適負荷値下に於ける定常脈拍数を
めるＫは、使用者に対して回転運動装作の゛負荷を順次
段階的に増加させると共にそれらの負荷値下に於ける定
常脈拍数を使用者が限界と思うところ←運動最大脈拍数
）まで測定し負荷一定常脈拍数直線を得て、その最高脈
拍数から一般的に運動安全脈拍数と言われている７０％
の脈拍数に対する負荷値を運動最適値として算出し７エ
げればならない。
めるＫは、使用者に対して回転運動装作の゛負荷を順次
段階的に増加させると共にそれらの負荷値下に於ける定
常脈拍数を使用者が限界と思うところ←運動最大脈拍数
）まで測定し負荷一定常脈拍数直線を得て、その最高脈
拍数から一般的に運動安全脈拍数と言われている７０％
の脈拍数に対する負荷値を運動最適値として算出し７エ
げればならない。
この方法は正確チはあるが、被測定者が運動最大脈拍数
まで運動しなければならブよいので危険である。また測
定に時間かかかつてしまうという欠点がある。
まで運動しなければならブよいので危険である。また測
定に時間かかかつてしまうという欠点がある。
本発明は上記欠点に仔み７１されたものであり、統計に
よりめた年令側データを基に負荷−脈拍数直線の一般式
をめ、その直線を基に回転負荷装置の段階的に増加する
負荷値を決定すると共にその時の定常脈拍数を測定し負
荷−脈拍数近似１Ｕ３゜絆を得、よって使用者が運動最
大脈拍数に達する迄運動することな（安全にかつ短時間
に最適負荷値及びその時の定常脈拍数を得るための方法
を提供することを目的とする。
よりめた年令側データを基に負荷−脈拍数直線の一般式
をめ、その直線を基に回転負荷装置の段階的に増加する
負荷値を決定すると共にその時の定常脈拍数を測定し負
荷−脈拍数近似１Ｕ３゜絆を得、よって使用者が運動最
大脈拍数に達する迄運動することな（安全にかつ短時間
に最適負荷値及びその時の定常脈拍数を得るための方法
を提供することを目的とする。
上記目的は、使用者の安静状態の脈拍数を第１データと
して測定し、第１負荷下に於ける定常脈拍数を第２デー
タとして測定し、統計によりめた性別最小２乗法平均に
より回帰した負荷−脈拍数直線上の第１負荷下に於ける
定常脈拍数である第１基準値と比較し第２負荷値を決定
し、第２負荷下に於ける定常脈拍数を第３データとして
測定し統計によりめた性別最小２乗・法平均により回帰
した負荷−脈拍数直線上の第２負荷下に於ける定常脈拍
数である第２の基準値と比較し第３負荷値を決定し、第
３負荷値下に於ける定常脈拍数を第４データとして測定
すると共にその測定値上限を年令・性別で計算される運
動安全脈拍数で限定し、第４のデータが得られた場合に
は第２〜第４のデータを基に、第４のデータが得られる
前に運動安全脈拍数に達した場合には第１〜第３のデー
タを基に負荷−脈拍数近似直線を得ると共にその直線上
限を年令・性別で計算される最高脈拍数で限定し、その
最高脈拍数の７０％の点の負荷値をめることにより達成
することができる。
して測定し、第１負荷下に於ける定常脈拍数を第２デー
タとして測定し、統計によりめた性別最小２乗法平均に
より回帰した負荷−脈拍数直線上の第１負荷下に於ける
定常脈拍数である第１基準値と比較し第２負荷値を決定
し、第２負荷下に於ける定常脈拍数を第３データとして
測定し統計によりめた性別最小２乗・法平均により回帰
した負荷−脈拍数直線上の第２負荷下に於ける定常脈拍
数である第２の基準値と比較し第３負荷値を決定し、第
３負荷値下に於ける定常脈拍数を第４データとして測定
すると共にその測定値上限を年令・性別で計算される運
動安全脈拍数で限定し、第４のデータが得られた場合に
は第２〜第４のデータを基に、第４のデータが得られる
前に運動安全脈拍数に達した場合には第１〜第３のデー
タを基に負荷−脈拍数近似直線を得ると共にその直線上
限を年令・性別で計算される最高脈拍数で限定し、その
最高脈拍数の７０％の点の負荷値をめることにより達成
することができる。
本発明の説明に於て次の用語は、以下の椋に使用されて
いるものとする。
いるものとする。
・定常脈拍数二 一定負荷下に於ける安定した脈拍数で
あり、一定負荷印加後通常２分経過後１分間の平均脈拍
数で表わす。
あり、一定負荷印加後通常２分経過後１分間の平均脈拍
数で表わす。
・最高脈拍数： 各個人に於ける最高脈拍数であり、正
確には最大酸素摂取量に対する脈拍数であるが、簡易的
には男性； え、ＩＯ−０，７Ａ斗々女性； ２．２０
−〇、７ｘ４倹でめることができる。
確には最大酸素摂取量に対する脈拍数であるが、簡易的
には男性； え、ＩＯ−０，７Ａ斗々女性； ２．２０
−〇、７ｘ４倹でめることができる。
・運動最適脈拍数： 一般的に最高脈拍数の７０％の値
を言い、負荷−脈拍数直線の運動最高脈拍数に於ける負
荷値を最適負荷値と言う。
を言い、負荷−脈拍数直線の運動最高脈拍数に於ける負
荷値を最適負荷値と言う。
・運動最高脈拍数二 通常最高脈拍数から一定値ダダを
減算した値を言い、一般に連続運動を行なっても安全な
値と言われる。
減算した値を言い、一般に連続運動を行なっても安全な
値と言われる。
・運動最大脈拍数： 各個人に於ける連続運動を行なう
場合の最大脈拍数であり、この脈拍数に於て一時的な運
動は可能であるが、一定時間以上連続運動を持続するこ
とは不可能である。一般的には最高脈拍数から一定値２
ダを減算した値を言う。
場合の最大脈拍数であり、この脈拍数に於て一時的な運
動は可能であるが、一定時間以上連続運動を持続するこ
とは不可能である。一般的には最高脈拍数から一定値２
ダを減算した値を言う。
以下添付図面を用いて本発明の詳細な説明する。
本発明者らは、人間の負荷−脈拍数直線の一般性をめる
ために、従業員を対象に体力テストを行なった。測定方
法は、連続屈伸運動により回転体を回転させ、使用者に
負荷を与える手段として知られているモナーク社のエル
ゴメータを用いて、その負荷値を段階的に上昇させ、そ
の上限脈拍数として運動最高脈拍数と運動安全脈拍数間
の１点以上を含む点を測定した。これら各測定者の負荷
−脈拍数直線を作成すると共に、測定者を性別・帰）し
た。これを第１図（男性）及び第３図（女性）に示した
。これらの図から理解できるように。
ために、従業員を対象に体力テストを行なった。測定方
法は、連続屈伸運動により回転体を回転させ、使用者に
負荷を与える手段として知られているモナーク社のエル
ゴメータを用いて、その負荷値を段階的に上昇させ、そ
の上限脈拍数として運動最高脈拍数と運動安全脈拍数間
の１点以上を含む点を測定した。これら各測定者の負荷
−脈拍数直線を作成すると共に、測定者を性別・帰）し
た。これを第１図（男性）及び第３図（女性）に示した
。これらの図から理解できるように。
各年代の最小２乗法平均により回帰した負荷−脈拍数直
線に大きな差はなく互いに近似した特性である（但し女
性の５０代は他の年代の！１￥性と比較すると負荷の増
加に対して脈拍数の増加がやや大きい）。従って体力を
測定する場合年令はあまり考慮する必要がないことが理
解できる。
線に大きな差はなく互いに近似した特性である（但し女
性の５０代は他の年代の！１￥性と比較すると負荷の増
加に対して脈拍数の増加がやや大きい）。従って体力を
測定する場合年令はあまり考慮する必要がないことが理
解できる。
次に各年代に於ける体力差を考慮するために絡１図及び
第３図を基に運動安全脈拍数以下の脈拍数及びその時の
負荷値（男件；１０９拍−５０Ｗ、女性１０７拍−２５
Ｗ）を基準にそれぞれの負荷の時脈拍数が基準値未滴の
渚を高体力者回、基だ１′；値以上の者を低体力者（Ｌ
ｌとして公卿し、それぞれの体力者別の性別年代別最小
２乗法平均により回帰した負荷−脈拍数直線を作成した
。これを第２図（男性）及び第４図（女性）として示し
た。これらの図から理解できる。像に、各年代の高体力
者と低体力者の特性は互いに平行すると共に、各体力者
の年代別の特性はほぼ等しい。（男性の５０代及び６０
才のＬクラス及び女性の５０代のＨ及びＬクラスはやや
異なり、直π夕１の傾度が太きい。）従って第１〜第４
図を総合的に考察すれば人間の体力を測定する場合、（
１２・１人の体力差は年令よりも優先すべきパラメータ
であることが理解でき４０体力差を測定する場合、まず
適切な初期負荷値を設定し、その初期ｐ、荷値に於げる
定常脈拍数をＪ１１］定する。そしてその値を第１〜第
４図にてめた負荷−脈拍数直線上の初期負荷値に於ける
脈拍数と比較すること罠より、被測定者の体力が高体力
者か、低体力者か又は平均体力者かを判断することがで
きる。また平均体力者は高体力者又は低体力者間に位置
するのでいずれかの特性で近似することができる。一般
的に負荷−脈拍数直線は少なくとも２点、好ましくは３
点以上の負荷値を得ることにより回帰することができ、
かつその上限（最高脈拍数）は年令・性別を基に簡単に
めることができる。この場合安静脈拍数を除いて３点以
上測定することが好ましい。従って本発明者らはこれら
の図で得られた特性直線を基に、印加負荷値の最大を運
動最適脈拍数で限定しかつその範囲内で第５図及び第６
図に示す体力測定プログラムを作成した。第５図（ａ）
について説明すれば、第１負荷を２５Ｗに選択しており
、その時の判断基準脈拍数９０は第１図の２゛↓５Ｗ↓
５Ｗ負荷脈拍数範囲ＨＲ２５＝９０〜９５から選択した
。第１負荷に於ける判断は第２図に於て被測定者をＬク
ラス又はＬクラスに公卿したことになる。次に第２負荷
として５０Ｗ及び６５Ｗを選択した。これらの点の第２
図に於ける定常脈拍数はそれぞれ１１８〜１２７（Ｌク
ラス）及び１０８〜Ｌ１２（）ｌクラス）である。これ
らの値からそれぞれ１２０、］１０を第２基臨値とした
。これは各年代の最高脈拍数２０代（２９才）１９０．
３０伏（３９才）１８２．４０代（４９才）１７５、運
ｔＩＩ最連脈拍数（７０％）及び運動安全脈拍数（−ｔ
ｔ−ｓ）を考慮しても負荷値３点及び基１３脈拍数はい
ずれもこの範囲内に収マっている。第５図（ｂｌについ
て説明すれば、第２図に於て５０代及び６０代の低体力
者の牲性直舵の（頃斜が急であることを考庭し、ｍ Ｉ
Ｑ、荷値及び、１ｉ′：準値は同じであるが第２負荷
値を減少させ３５Ｗ及び５０Ｗを選択した。５０ＷＫ於
ける基準定常脈拍数は第５図（ａ）と同杆に１１０とし
、体力低位者側の段階印加負荷値をＩＯＷステップとし
、その基準定常脈拍数を運りｊ最適脈拍数としている。
第３図を基に運動安全脈拍数以下の脈拍数及びその時の
負荷値（男件；１０９拍−５０Ｗ、女性１０７拍−２５
Ｗ）を基準にそれぞれの負荷の時脈拍数が基準値未滴の
渚を高体力者回、基だ１′；値以上の者を低体力者（Ｌ
ｌとして公卿し、それぞれの体力者別の性別年代別最小
２乗法平均により回帰した負荷−脈拍数直線を作成した
。これを第２図（男性）及び第４図（女性）として示し
た。これらの図から理解できる。像に、各年代の高体力
者と低体力者の特性は互いに平行すると共に、各体力者
の年代別の特性はほぼ等しい。（男性の５０代及び６０
才のＬクラス及び女性の５０代のＨ及びＬクラスはやや
異なり、直π夕１の傾度が太きい。）従って第１〜第４
図を総合的に考察すれば人間の体力を測定する場合、（
１２・１人の体力差は年令よりも優先すべきパラメータ
であることが理解でき４０体力差を測定する場合、まず
適切な初期負荷値を設定し、その初期ｐ、荷値に於げる
定常脈拍数をＪ１１］定する。そしてその値を第１〜第
４図にてめた負荷−脈拍数直線上の初期負荷値に於ける
脈拍数と比較すること罠より、被測定者の体力が高体力
者か、低体力者か又は平均体力者かを判断することがで
きる。また平均体力者は高体力者又は低体力者間に位置
するのでいずれかの特性で近似することができる。一般
的に負荷−脈拍数直線は少なくとも２点、好ましくは３
点以上の負荷値を得ることにより回帰することができ、
かつその上限（最高脈拍数）は年令・性別を基に簡単に
めることができる。この場合安静脈拍数を除いて３点以
上測定することが好ましい。従って本発明者らはこれら
の図で得られた特性直線を基に、印加負荷値の最大を運
動最適脈拍数で限定しかつその範囲内で第５図及び第６
図に示す体力測定プログラムを作成した。第５図（ａ）
について説明すれば、第１負荷を２５Ｗに選択しており
、その時の判断基準脈拍数９０は第１図の２゛↓５Ｗ↓
５Ｗ負荷脈拍数範囲ＨＲ２５＝９０〜９５から選択した
。第１負荷に於ける判断は第２図に於て被測定者をＬク
ラス又はＬクラスに公卿したことになる。次に第２負荷
として５０Ｗ及び６５Ｗを選択した。これらの点の第２
図に於ける定常脈拍数はそれぞれ１１８〜１２７（Ｌク
ラス）及び１０８〜Ｌ１２（）ｌクラス）である。これ
らの値からそれぞれ１２０、］１０を第２基臨値とした
。これは各年代の最高脈拍数２０代（２９才）１９０．
３０伏（３９才）１８２．４０代（４９才）１７５、運
ｔＩＩ最連脈拍数（７０％）及び運動安全脈拍数（−ｔ
ｔ−ｓ）を考慮しても負荷値３点及び基１３脈拍数はい
ずれもこの範囲内に収マっている。第５図（ｂｌについ
て説明すれば、第２図に於て５０代及び６０代の低体力
者の牲性直舵の（頃斜が急であることを考庭し、ｍ Ｉ
Ｑ、荷値及び、１ｉ′：準値は同じであるが第２負荷
値を減少させ３５Ｗ及び５０Ｗを選択した。５０ＷＫ於
ける基準定常脈拍数は第５図（ａ）と同杆に１１０とし
、体力低位者側の段階印加負荷値をＩＯＷステップとし
、その基準定常脈拍数を運りｊ最適脈拍数としている。
第６図（ａ）について説明すれば、女性の特性直１ｓ’
ｊ！傾斜が男性のそれらよりも急で払り、安静脈拍４７
１゜が高いので、初期負荷値を２５Ｗとし、その時の基
準定常脈拍数を９５に設定し、かつ第２負荷値をそれぞ
れ３５Ｗ、４５Ｗとした。高体力慴のε９２負荷値に於
ける基準値を５５Ｗ及び６５Ｗとした。低体力者側の負
荷値は第１負荷値から各１０Ｗステツプの３５Ｗ、４５
Ｗを第２及び第３負荷値として設定した。そして低体力
者はその脈拍数の上限を運動最適脈拍数で制限した。第
６図（ｂ）に於ては第４図より理解できる様に＠性直線
の傾斜が急であるので、直線を基に第６図（ａ）の低体
力者と同じＩＯＷの段階負荷としその脈拍数の上限を運
動最適脈拍数で制限した。
ｊ！傾斜が男性のそれらよりも急で払り、安静脈拍４７
１゜が高いので、初期負荷値を２５Ｗとし、その時の基
準定常脈拍数を９５に設定し、かつ第２負荷値をそれぞ
れ３５Ｗ、４５Ｗとした。高体力慴のε９２負荷値に於
ける基準値を５５Ｗ及び６５Ｗとした。低体力者側の負
荷値は第１負荷値から各１０Ｗステツプの３５Ｗ、４５
Ｗを第２及び第３負荷値として設定した。そして低体力
者はその脈拍数の上限を運動最適脈拍数で制限した。第
６図（ｂ）に於ては第４図より理解できる様に＠性直線
の傾斜が急であるので、直線を基に第６図（ａ）の低体
力者と同じＩＯＷの段階負荷としその脈拍数の上限を運
動最適脈拍数で制限した。
次に第５図及び第６図でめた体力測定プログラムを基に
最初に述べた各個人の負荷−脈拍数直線をシュミレート
した。その結果を表１（ａ）男性、表１（ｂ）女性とし
て示した。
最初に述べた各個人の負荷−脈拍数直線をシュミレート
した。その結果を表１（ａ）男性、表１（ｂ）女性とし
て示した。
表１（ａ）から理解できる様に、男性に於てプログラム
に従って各個人の負荷−脈拍数直線を回帰できなかった
のは１名のみであり、従って勇性一般に対してこのプロ
グラムでほぼ全員の体力測定が可能であり、運動最適負
荷値及びその時の定常脈拍数をめることができる。
に従って各個人の負荷−脈拍数直線を回帰できなかった
のは１名のみであり、従って勇性一般に対してこのプロ
グラムでほぼ全員の体力測定が可能であり、運動最適負
荷値及びその時の定常脈拍数をめることができる。
表１（ｂ）に於ては、プログラムに従って各個人の負荷
−脈拍数を回帰できなかったのは２０〜４９才に於ては
１２人（８％）、５０才以上に於ては５人（２８％）で
あった。これらの人を各個人の負荷−脈拍数面線で見る
と、２０〜４９才の１２２人中７は２５Ｗ負荷で、残り
の５人も３５Ｗ負荷で運動最適脈拍数に達しており、一
般式でも、又負荷値の変更でも近似できない。５０才以
上の人で回帰不可能な人の５人中３人が２５Ｗ負荷で、
残りの２人も３５Ｗ負荷で運動最適脈拍数に錦している
ので上記と同様のことか言える。
−脈拍数を回帰できなかったのは２０〜４９才に於ては
１２人（８％）、５０才以上に於ては５人（２８％）で
あった。これらの人を各個人の負荷−脈拍数面線で見る
と、２０〜４９才の１２２人中７は２５Ｗ負荷で、残り
の５人も３５Ｗ負荷で運動最適脈拍数に達しており、一
般式でも、又負荷値の変更でも近似できない。５０才以
上の人で回帰不可能な人の５人中３人が２５Ｗ負荷で、
残りの２人も３５Ｗ負荷で運動最適脈拍数に錦している
ので上記と同様のことか言える。
前述した第１図から第６図までを考堅すれば、第５図及
び第６図に示した体力測定プログラムにより、殆ど全て
の人に対して、その人に対する負荷値を運動最大脈拍数
（２０〜４９才迄に限定すれば運動最適脈拍数）まで増
加させることな（、運動最適負荷値及びその時の定常脈
拍数を得ることができる。また一旦個人の負荷−脈拍数
近似直線がまれば一般的な体力評価値として使用される
脈拍数１５０又は１３０に於げる負荷値； ＰＷＣ１３
０、ＰＷＣ１５０を直線から容易にめることができる。
び第６図に示した体力測定プログラムにより、殆ど全て
の人に対して、その人に対する負荷値を運動最大脈拍数
（２０〜４９才迄に限定すれば運動最適脈拍数）まで増
加させることな（、運動最適負荷値及びその時の定常脈
拍数を得ることができる。また一旦個人の負荷−脈拍数
近似直線がまれば一般的な体力評価値として使用される
脈拍数１５０又は１３０に於げる負荷値； ＰＷＣ１３
０、ＰＷＣ１５０を直線から容易にめることができる。
以下、本発明を実診するための装置を用いて本発明のプ
ログラムを順を追って説明する。
ログラムを順を追って説明する。
第７図は本発明の体力測定を実旋１−るための、連続屈
伸運動により回転体を回転させ使用者に負荷を与える装
置、言わゆる自転車エルゴメータ１０であり１は車台フ
レーム１．２はフレームに回転可能に軸支された負荷手
段２であり、例えば５ず電流ブレーキを用いている。３
は負荷手段２を回転させるためのペダルであり、実際は
チェーン又はベルトと変速ギヤ手段を介して負荷手段の
ローターに駆動力を伝達するように構成されているが図
の簡略化のためにこれらは省略しである。４はフレーム
から伸長する支持部材上に、上下移動可能に取付けられ
ているサドルであり、サドル１ｉｉＪ方には同様にフレ
ーム１がら伸長した支持部セに設けられたハンドル５が
設けられている。ハンドル５の中央部には彼達する身体
条件を入力すると共に所望のデータ等を出方・表示する
ための入出力ボックス６が設けられてオ６す、ホックス
フ則１ｎ１には使用者の脈拍を検出するための脈拍セン
サー′Ｔｔ備えている。またフレーム１内部には負荷手
段を駆動するための電源８及び入出力ボックス及び負荷
装置を制御するための制御装置９を備えている。
伸運動により回転体を回転させ使用者に負荷を与える装
置、言わゆる自転車エルゴメータ１０であり１は車台フ
レーム１．２はフレームに回転可能に軸支された負荷手
段２であり、例えば５ず電流ブレーキを用いている。３
は負荷手段２を回転させるためのペダルであり、実際は
チェーン又はベルトと変速ギヤ手段を介して負荷手段の
ローターに駆動力を伝達するように構成されているが図
の簡略化のためにこれらは省略しである。４はフレーム
から伸長する支持部材上に、上下移動可能に取付けられ
ているサドルであり、サドル１ｉｉＪ方には同様にフレ
ーム１がら伸長した支持部セに設けられたハンドル５が
設けられている。ハンドル５の中央部には彼達する身体
条件を入力すると共に所望のデータ等を出方・表示する
ための入出力ボックス６が設けられてオ６す、ホックス
フ則１ｎ１には使用者の脈拍を検出するための脈拍セン
サー′Ｔｔ備えている。またフレーム１内部には負荷手
段を駆動するための電源８及び入出力ボックス及び負荷
装置を制御するための制御装置９を備えている。
更に、負荷手段２はローターの回転数を検出するための
回転センサーを備えている。
回転センサーを備えている。
第８図１は本発明に係る演や制御装置及び関連する周辺
装置を示したものであり、２１は入出力装置、２２は中
央処理装置（以下ＣＰＵとする）、２３はランダム・ア
クセス・メモリー（ＲＡＭ） 、２４はリード・オンリ
ー・メモリー（ＲＯＭ）であり、マイクロ・コンピュー
タ２０を構成している。マイクロ・コンピュータ２０は
ＲＯＭ２４に、１己１念された処理手段に従って、入出
力ボックス６がら供給される身体条件（年令・性別）、
脈拍センサー７及び回転センサー２５がらの信号をｌ１
０２１を介して入力すると共に演算処理しＲＡＭに記憶
すると共に、ＲＯＭ２４にあらかじめ記憶されている体
力測定プログラムを呼び出しＲＡＭに転送し、このプロ
グラムに従ってｌ１０２１及び電流制御回路２６を介し
て負荷手段２の負荷量を制御している。
装置を示したものであり、２１は入出力装置、２２は中
央処理装置（以下ＣＰＵとする）、２３はランダム・ア
クセス・メモリー（ＲＡＭ） 、２４はリード・オンリ
ー・メモリー（ＲＯＭ）であり、マイクロ・コンピュー
タ２０を構成している。マイクロ・コンピュータ２０は
ＲＯＭ２４に、１己１念された処理手段に従って、入出
力ボックス６がら供給される身体条件（年令・性別）、
脈拍センサー７及び回転センサー２５がらの信号をｌ１
０２１を介して入力すると共に演算処理しＲＡＭに記憶
すると共に、ＲＯＭ２４にあらかじめ記憶されている体
力測定プログラムを呼び出しＲＡＭに転送し、このプロ
グラムに従ってｌ１０２１及び電流制御回路２６を介し
て負荷手段２の負荷量を制御している。
そして最終的に得られたＲＡＭ内のデータを基にＧＰＵ
２２は狛荷−脈拍数近似直線を演算回帰すると共にｌ１
０２１を介して入出力ボックス６の表示素子を用いて最
適負荷値等を表示する。
２２は狛荷−脈拍数近似直線を演算回帰すると共にｌ１
０２１を介して入出力ボックス６の表示素子を用いて最
適負荷値等を表示する。
第９図は入出力ボックス６のフロントパネルであり、３
つの部分より構成されている。−々ネル中段右側は身体
条件（年令・性別）入力用のキーが配置されており左側
には体力測定かトレーニングかの選択キーである。使用
者は体力テスト・キーを押圧した後下段の操作手順に従
って年令・性別を入力し、スタート・キーを押して体力
測定な開始する。
つの部分より構成されている。−々ネル中段右側は身体
条件（年令・性別）入力用のキーが配置されており左側
には体力測定かトレーニングかの選択キーである。使用
者は体力テスト・キーを押圧した後下段の操作手順に従
って年令・性別を入力し、スタート・キーを押して体力
測定な開始する。
使用者が第７図に示した自転車エルゴメータ１０のサド
ル４に乗り、第９図に示した入出力ボックスのフロント
パネル下段′の？５作手順に従い、脈拍センサー７を耳
に取り伺け（リセットキーを押圧し）体力テストキーを
押し年令及び性別を入力する。そしてスタートキーを押
圧する。体力テスト・キーが押圧され年令・性別が入力
されイ５．と、ＲＯＭからＲＡＭ Ｋ第５図又は妃６図
に示したプログラムの中から所望のプログラムが転送さ
れると共に、 ＲＯＢ、４がらＣＰＵ ｖｃ年令・１ｇ
別から最高脈拍ね。
ル４に乗り、第９図に示した入出力ボックスのフロント
パネル下段′の？５作手順に従い、脈拍センサー７を耳
に取り伺け（リセットキーを押圧し）体力テストキーを
押し年令及び性別を入力する。そしてスタートキーを押
圧する。体力テスト・キーが押圧され年令・性別が入力
されイ５．と、ＲＯＭからＲＡＭ Ｋ第５図又は妃６図
に示したプログラムの中から所望のプログラムが転送さ
れると共に、 ＲＯＢ、４がらＣＰＵ ｖｃ年令・１ｇ
別から最高脈拍ね。
運動最適脈拍数を得るための一般式が呼び出され、ＣＰ
Ｕ Ｋ於てｌ、ｑｐされＲＡｌ、（に記憶される。スタ
ート・キーが押圧されると、り・ｔマー回路２７が作動
開始しＣＰＵで脈拍センサー７からのパルス を計数す
ると共に、その値を安静脈拍数としてＰ、ＡＭに記憶す
る。（脈拍数日、適切な１１αが丹もれるようにｍ秒間
ｎ回サンプリングし、例えば２０秒間３回サンプリング
しその値を毎分当りに→１仝写し平均化する）タイマー
回路２７がら１分経過の信−シフがＣＰＵに入力される
とＣＰＵはＲＡＭ 内に転送記憶された処理手順に従っ
て第１負荷値に相当するデジタル信号をＩｌｏを介して
電流制御回路２６に出力する。電流制御回路２６はＤ−
Ａコンバータを備えており、工〆０からの信号に応答し
て電源８から負荷手段２に供給する電流値を制御してい
る。負荷手段２は回転センサー２５を備えており、使用
者が負荷手段を好ましい回転数の範囲内、で回転させて
いるか否かを表示するためにＩｌｏを介してＣＰＵに供
給されている。第１負荷値に於てタイマー回路が３分経
過の信号をＣＰＵに送ると４分迄の範囲でＣＰＵは脈拍
センサー７からの信号をｍ秒間ｎ回計数すると共に分当
りの脈拍に換算し平均化して第２データとしてＲＡＭに
記憶する。
Ｕ Ｋ於てｌ、ｑｐされＲＡｌ、（に記憶される。スタ
ート・キーが押圧されると、り・ｔマー回路２７が作動
開始しＣＰＵで脈拍センサー７からのパルス を計数す
ると共に、その値を安静脈拍数としてＰ、ＡＭに記憶す
る。（脈拍数日、適切な１１αが丹もれるようにｍ秒間
ｎ回サンプリングし、例えば２０秒間３回サンプリング
しその値を毎分当りに→１仝写し平均化する）タイマー
回路２７がら１分経過の信−シフがＣＰＵに入力される
とＣＰＵはＲＡＭ 内に転送記憶された処理手順に従っ
て第１負荷値に相当するデジタル信号をＩｌｏを介して
電流制御回路２６に出力する。電流制御回路２６はＤ−
Ａコンバータを備えており、工〆０からの信号に応答し
て電源８から負荷手段２に供給する電流値を制御してい
る。負荷手段２は回転センサー２５を備えており、使用
者が負荷手段を好ましい回転数の範囲内、で回転させて
いるか否かを表示するためにＩｌｏを介してＣＰＵに供
給されている。第１負荷値に於てタイマー回路が３分経
過の信号をＣＰＵに送ると４分迄の範囲でＣＰＵは脈拍
センサー７からの信号をｍ秒間ｎ回計数すると共に分当
りの脈拍に換算し平均化して第２データとしてＲＡＭに
記憶する。
またＣＰＵに於てＲＡＭから呼び出した第１基準値とこ
の平均化した第２データとを比較し第２負荷値を決定し
、その負荷値に対応するデジタル信号をＩｌｏを介して
回路２６に供給する。
の平均化した第２データとを比較し第２負荷値を決定し
、その負荷値に対応するデジタル信号をＩｌｏを介して
回路２６に供給する。
以下第１負荷値の時と同様に負荷手段を制御すると共に
、タイマー回路からＣＰＵに６分経過の信号が供給され
ると７分迄の範囲で脈拍センサー７からの信号をｍ秒間
り回計数しすると共に分当りの脈拍数に換７ｒシ、平均
化し第３のデータとしてＲＡＭに記憶する。またＣＰＵ
に於て、ＲＡＭから呼び出した第２基準値とこの平均化
した第３データとを比較し、第３負荷値を選択する。第
３負荷値下に於て、ＣＰＵは脈拍センサーからの入力信
号を計政して逐次毎分当りの脈拍数として算出すると同
時にＲＡＭ内に記憶されている犀令・性別から算出され
た運動最適脈拍数と比較しており、９分経過までの脈拍
数が運動最適脈拍数の場合のろ９分経過から１００分迄
脈拍センサーからの信号をｍ秒間ｎ回計数すると共に毎
分当りの脈拍数に換算し平均化第４データとしてＲＡＭ
に記憶′１−る。そしてタイマー回路か１ｏ分経心の信
号を出力１−るとＲＡＭからδＢ２〜記４のデータかＣ
ＰＵ Ｋｌｌ’ｌ’び出されると共にＲＯＭから負荷−
脈拍θ近似式（Ｈ＝ｂｘ＋ａ）が呼び出され、ＣＰＵ内
にて演算処理され、その結果得られた式Ｋ ＲＡＭ内の
年令・性別によりめられた最高脈拍数に対応する負荷値
がめられ、そしてそれらの値に定数として０．７を５ｔ
じた値が運動最適脈拍数及びその時の負荷値としてＲＡ
Ｍに記憶されると共にＩｌｏを介して入出力ボックスの
表示装置により一般トレーニング値（５）として表示さ
れる。
、タイマー回路からＣＰＵに６分経過の信号が供給され
ると７分迄の範囲で脈拍センサー７からの信号をｍ秒間
り回計数しすると共に分当りの脈拍数に換７ｒシ、平均
化し第３のデータとしてＲＡＭに記憶する。またＣＰＵ
に於て、ＲＡＭから呼び出した第２基準値とこの平均化
した第３データとを比較し、第３負荷値を選択する。第
３負荷値下に於て、ＣＰＵは脈拍センサーからの入力信
号を計政して逐次毎分当りの脈拍数として算出すると同
時にＲＡＭ内に記憶されている犀令・性別から算出され
た運動最適脈拍数と比較しており、９分経過までの脈拍
数が運動最適脈拍数の場合のろ９分経過から１００分迄
脈拍センサーからの信号をｍ秒間ｎ回計数すると共に毎
分当りの脈拍数に換算し平均化第４データとしてＲＡＭ
に記憶′１−る。そしてタイマー回路か１ｏ分経心の信
号を出力１−るとＲＡＭからδＢ２〜記４のデータかＣ
ＰＵ Ｋｌｌ’ｌ’び出されると共にＲＯＭから負荷−
脈拍θ近似式（Ｈ＝ｂｘ＋ａ）が呼び出され、ＣＰＵ内
にて演算処理され、その結果得られた式Ｋ ＲＡＭ内の
年令・性別によりめられた最高脈拍数に対応する負荷値
がめられ、そしてそれらの値に定数として０．７を５ｔ
じた値が運動最適脈拍数及びその時の負荷値としてＲＡ
Ｍに記憶されると共にＩｌｏを介して入出力ボックスの
表示装置により一般トレーニング値（５）として表示さ
れる。
タイマー回路が９分経過の信号をＣＰＵ に出力する前
に使用者の脈拍数がＲＡＭ ｖｃ記憶されている運動最
適脈拍数に達した場合には、ＣＰＵはＩｌｏを介して入
出力ボックス内圧設けられた発信回路を駆動して上記状
態をブザー等で報知すると共に体力測定プログラムを中
止すると共に、ＲＡＭ 内に記憶されている第１〜第３
のデータをＣＰＵ内に呼び出すと共にＲＯ１／ｆ内に記
憶されている負荷−脈拍数近似式を呼び出し、前記と同
様に負荷−脈拍数直線を近似し、運動最適負荷及びその
時の脈拍数を算出しＩｌｏを介して入出力ボックスの表
示装置により表示する。
に使用者の脈拍数がＲＡＭ ｖｃ記憶されている運動最
適脈拍数に達した場合には、ＣＰＵはＩｌｏを介して入
出力ボックス内圧設けられた発信回路を駆動して上記状
態をブザー等で報知すると共に体力測定プログラムを中
止すると共に、ＲＡＭ 内に記憶されている第１〜第３
のデータをＣＰＵ内に呼び出すと共にＲＯ１／ｆ内に記
憶されている負荷−脈拍数近似式を呼び出し、前記と同
様に負荷−脈拍数直線を近似し、運動最適負荷及びその
時の脈拍数を算出しＩｌｏを介して入出力ボックスの表
示装置により表示する。
以上述べた第１データから比４データ迄の脈拍数の計測
は定常脈拍数顛達したと思われる時間経過後ｍ秒間８回
カウント、例えば２０秒間３回カウントしてその値を毎
分当りに扱口し平均化する方法を説明して来たが、この
方法で＆′：ｔ＠１数値を分当りに換算する場合３倍（
又は６０ ／ ｍ倍）するので、誤差が大きくなる場合
がある。従って更に正確に一定負荷値に於ける定常脈拍
数を測定するために８動平均法を用いて脈拍数を平均化
すると良い。すなわち一定負荷値に於て脈拍数が定常に
達したと思われる時間経過後、脈拍センサーがらの脈拍
パルスの各周期な逐時計測すると同時１ｃｎ（整ｔ）個
前のデータまでの総加平均をｑ出し功時点での脈拍周期
とする。そしてこれらの婢時得られる移動平均脈拍周期
からの総加平均を初出し毎分当りに換算するとよい。ま
た移動平均脈拍周期から量大（ｊ’ｆ及び最小値を除き
、残りの周ル（から総加平均を算出し毎分当りに換狛す
ると更に好適である。
は定常脈拍数顛達したと思われる時間経過後ｍ秒間８回
カウント、例えば２０秒間３回カウントしてその値を毎
分当りに扱口し平均化する方法を説明して来たが、この
方法で＆′：ｔ＠１数値を分当りに換算する場合３倍（
又は６０ ／ ｍ倍）するので、誤差が大きくなる場合
がある。従って更に正確に一定負荷値に於ける定常脈拍
数を測定するために８動平均法を用いて脈拍数を平均化
すると良い。すなわち一定負荷値に於て脈拍数が定常に
達したと思われる時間経過後、脈拍センサーがらの脈拍
パルスの各周期な逐時計測すると同時１ｃｎ（整ｔ）個
前のデータまでの総加平均をｑ出し功時点での脈拍周期
とする。そしてこれらの婢時得られる移動平均脈拍周期
からの総加平均を初出し毎分当りに換算するとよい。ま
た移動平均脈拍周期から量大（ｊ’ｆ及び最小値を除き
、残りの周ル（から総加平均を算出し毎分当りに換狛す
ると更に好適である。
以上説明した様に、本発明の方法を用いて体カを測定し
た場合には、各４１ｉ人の負荷−脈拍数直線がＲＡＭ内
に記憶されているので、例えば脈拍数１５０又は１３０
０時の負荷値（評価向）すなわちＰＷＣ１５０又はＰＷ
Ｃ１３０を容易に３）出することができる。
た場合には、各４１ｉ人の負荷−脈拍数直線がＲＡＭ内
に記憶されているので、例えば脈拍数１５０又は１３０
０時の負荷値（評価向）すなわちＰＷＣ１５０又はＰＷ
Ｃ１３０を容易に３）出することができる。
以上述べた本発明に於て、測定された最適負荷値、及び
その時の定常脈拍数、ｐｗｃｉｓｏ又は１３０の値、及
び負荷−脈拍数特性直線は表示装置によって表示される
が、装置の電源を切ると消失してしまうので、これらの
データをプリントアウトするプリンターを備えるとよい
。又これらのデータを内部又は外部に設けた別途の記憶
手段に記憶可能とし、所望に応じて呼び出し可能とすれ
ば、使用者が新たに体力測定を行なった場合の以前の比
較データとして使用可能となり、又毎日トレーニングを
行なう場合にはその都度データを入力しなくて良いので
好適である。この構成を装置内部の手段で行なう場合に
は、乾電池等でバックアップした別途のメモリーを設け
、使用者に付与されるＩＤコードと共に記憶する。そし
て後に使用者がＩＤ コードを入力するのみで上記した
全てのデータがメモリーから呼び出されＲＡＭ に転送
される様に構成すれば良い。また装置外部の手段に記憶
させる場合には、例えばキャシュカード等で使用されて
いる磁気カードに記憶可能とする。この場合忙は各デー
タは磁気カート゛内に記憶されるので前記の様にＩＤコ
ードを入力する必要がないので更に好適である。
その時の定常脈拍数、ｐｗｃｉｓｏ又は１３０の値、及
び負荷−脈拍数特性直線は表示装置によって表示される
が、装置の電源を切ると消失してしまうので、これらの
データをプリントアウトするプリンターを備えるとよい
。又これらのデータを内部又は外部に設けた別途の記憶
手段に記憶可能とし、所望に応じて呼び出し可能とすれ
ば、使用者が新たに体力測定を行なった場合の以前の比
較データとして使用可能となり、又毎日トレーニングを
行なう場合にはその都度データを入力しなくて良いので
好適である。この構成を装置内部の手段で行なう場合に
は、乾電池等でバックアップした別途のメモリーを設け
、使用者に付与されるＩＤコードと共に記憶する。そし
て後に使用者がＩＤ コードを入力するのみで上記した
全てのデータがメモリーから呼び出されＲＡＭ に転送
される様に構成すれば良い。また装置外部の手段に記憶
させる場合には、例えばキャシュカード等で使用されて
いる磁気カードに記憶可能とする。この場合忙は各デー
タは磁気カート゛内に記憶されるので前記の様にＩＤコ
ードを入力する必要がないので更に好適である。
第１図から第４図までは性別・年代別の６１・２狼話早
均負荷−脈拍数特性直線であり、 第５図及び第６図は体力テストプログラムケ示す図であ
り、 第７図は本発明を実施するための回転負Ｒ↓Ｉｃ Ｑを
示す図であり、 第８図は第７図に示した装置の演算処理及び周辺装はの
ブロック図であり、 第９図は第７図及び第８図で示した入出力ボックスのフ
ロントパネルでおり、 第１０ａ図〜第１０１）図は体力測定のプログラムのフ
ローチャートである〇 （図中符号） １：フレーム、２：負荷手段、３：ペダル、４：サドル
、５：ハンドル、６：入出力ボックス、７：脈拍センサ
ー、８：電源、９：制御装置、ｉ ｏ ： 自転車エル
ゴメータ、２０：マイクロコンピュータ、２１：入出力
装置、２２ ： ＣＰＵ、２３：ＲＡＭ、 ２４ ：
ＲＯＭ、 ２５ ：回転センサー、２６：電流制御回路
、２７：タイマー回路。 第 ７ＷＪ 第 ８ 図
均負荷−脈拍数特性直線であり、 第５図及び第６図は体力テストプログラムケ示す図であ
り、 第７図は本発明を実施するための回転負Ｒ↓Ｉｃ Ｑを
示す図であり、 第８図は第７図に示した装置の演算処理及び周辺装はの
ブロック図であり、 第９図は第７図及び第８図で示した入出力ボックスのフ
ロントパネルでおり、 第１０ａ図〜第１０１）図は体力測定のプログラムのフ
ローチャートである〇 （図中符号） １：フレーム、２：負荷手段、３：ペダル、４：サドル
、５：ハンドル、６：入出力ボックス、７：脈拍センサ
ー、８：電源、９：制御装置、ｉ ｏ ： 自転車エル
ゴメータ、２０：マイクロコンピュータ、２１：入出力
装置、２２ ： ＣＰＵ、２３：ＲＡＭ、 ２４ ：
ＲＯＭ、 ２５ ：回転センサー、２６：電流制御回路
、２７：タイマー回路。 第 ７ＷＪ 第 ８ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）連続屈伸運動により回転体を回転させ使用者に負荷
を与えるものを用い、使用者の継続運動中の運動負荷値
を段階的に上昇させると共に各段階の負荷値及びその時
の定常脈拍数を測定し、よって負荷−脈拍数の相関を直
線とすることにより使用者の最適負荷値を得る方法であ
って、使用者の安静状態の脈拍数を第１データとして測
定し、第１負荷下に於ける定常脈拍数を第２データとし
て測定し、統計によりめた最小２乗法平均により回帰し
た負荷−脈拍直線上の第１負荷下に於ける定常脈拍数で
ある第１基準値と比較し第２負荷値を決定し、第２負荷
下に於ける定常脈拍数を第３データとして測定し統計に
よりめた性別最小２乗法平均により回帰した負荷−脈拍
数直線上の第２負荷下に於ける定常脈拍数である第２の
基準値と比較し第３負荷値を決定し、第３負荷値下に於
ける定常脈拍数を第４データとして測定すると共にその
測定値上限を年令・性別で計算される運動安全脈拍数で
限定し、第４のデータが得られた時は第２のデータから
第４のデータを基に、第４のデータが得られる前に運動
安全脈拍数に達した場合には第１のデータから第３のデ
ータを基に負荷−脈拍数近似直線を得ると共にその上限
を年令・性別で計算される最高脈拍Ｖで決定するととて
より、使用者の最適負荷値を得ることを特徴とする使用
者の最適運動条件を決定する方法。 ２）前記各負荷値及び脈拍基準値はあらかじめ記憶手段
に記憶されてをり、プログラムに従って順次呼び出し可
能なことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法
。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123172A JPS6014875A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 最適運動条件を決定する方法 |
| CA000449076A CA1230635A (en) | 1983-07-08 | 1984-03-07 | Bicycle ergometer and eddy current brake therefor |
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