特許 6732114 エルゴメータ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6732114

(24)【登録日】2020年7月9日

(45)【発行日】2020年7月29日

(54)【発明の名称】エルゴメータ

(51)【国際特許分類】

   A63B 22/06 20060101AFI20200716BHJP

   A63B 24/00 20060101ALI20200716BHJP

   A63B 23/04 20060101ALI20200716BHJP

   A63B 21/005 20060101ALI20200716BHJP

【ＦＩ】

   A63B22/06 H

   A63B24/00

   A63B23/04

   A63B21/005

【請求項の数】6

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2019-514960(P2019-514960)

(86)(22)【出願日】2017年4月26日

(86)【国際出願番号】JP2017016599

(87)【国際公開番号】WO2018198241

(87)【国際公開日】20181101

【審査請求日】2019年6月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】591036457

【氏名又は名称】三菱電機エンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110423

【弁理士】

【氏名又は名称】曾我 道治

(74)【代理人】

【識別番号】100111648

【弁理士】

【氏名又は名称】梶並 順

(74)【代理人】

【識別番号】100195006

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 勇蔵

(74)【代理人】

【識別番号】100212657

【弁理士】

【氏名又は名称】塚原 一久

(72)【発明者】

【氏名】木村 雄一

(72)【発明者】

【氏名】水庫 功

(72)【発明者】

【氏名】野坂 和則

【審査官】 藤井 達也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１２／１２０４６８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開平７−３０８４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平３−２３８７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１９２７８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６３Ｂ ２１／００−２４／００

Ａ６３Ｂ ６９／００−７１／１６

Ａ６１Ｂ ５／２２

Ａ６１Ｈ １／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

運動者によって回されるペダルと、
前記ペダルに接続されたモータと、
前記モータに接続されて前記モータの動作を制御する制御装置と
を備え、
前記制御装置による前記モータの制御モードが、前記運動者によって前記ペダルが回される際に前記モータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、前記モータが前記ペダルを回転させ、前記運動者に前記ペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされ、
前記制御装置は、
前記制御モードが前記短縮性収縮運動モードとされているときに、前記モータの動作状況から短縮性収縮運動時の運動負荷データを得て、
前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに、前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに基づく伸張性収縮運動の目標値のデータを表示装置に表示させる
機能を備える
エルゴメータ。

【請求項2】

前記制御装置は、
前記制御モードが前記短縮性収縮運動モードとされているときに、前記モータの動作状況から短縮性収縮運動時の運動負荷データを得て、
前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに、前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを表示装置に表示させる、
請求項１記載のエルゴメータ。

【請求項3】

前記制御装置は、前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに、前記モータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得て、前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータに加えて、前記伸張性収縮運動時の運動負荷データを前記表示装置に表示させる、
請求項２記載のエルゴメータ。

【請求項4】

前記短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータは、前記短縮性収縮運動時のペダル１回転中の運動負荷データの最大値に前記係数を掛けたものである、
請求項２又は請求項３に記載のエルゴメータ。

【請求項5】

前記制御装置は、前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに前記モータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル複数回転におけるペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値、平均値、分散および、標準偏差と全角度の分散和および、標準偏差和の少なくとも１つを表示装置に表示させる、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のエルゴメータ。

【請求項6】

前記制御装置は、前記制御モードが前記伸張性収縮運動モードとされているときに前記モータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値、平均値、分散および、標準偏差と全角度の分散和および、標準偏差和の少なくとも１つの推移を表示装置に表示させる、
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のエルゴメータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、運動者によって回されるペダルを有するエルゴメータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

現在、広く普及しているエルゴメータでは、運動者が漕ぐペダルに、例えば機械ブレーキ又は電磁ブレーキ等の負荷手段が接続され、負荷手段が発生する負荷の強度を増減させることにより、運動者のトレーニング又は筋力評価が行われる（例えば、特許文献１参照）。負荷手段が発生する負荷は、運動者が発生するトルクよりも小さいか等しい。従って、ペダルの運動方向と運動者の脚の筋肉が発揮するトルクのベクトル方向とは同一であり、筋繊維を縮ませながら筋力を発揮させる短縮性収縮運動（コンセントリック運動）が行われる。

【0003】

近年、例えば高齢者のサルコペニア及び呼吸疾患患者（特に慢性閉塞性呼吸器疾患）等の運動療法として、伸張性収縮運動（エキセントリック運動）が注目されている。この伸張性収縮運動は、筋繊維を伸張させながら筋力を発揮させる運動であり、少ない消費エネルギーで比較的強い運動負荷を与えることができる。モータにより回転駆動されるペダルの回転に抗するように運動者が筋力を発揮させ、筋繊維が伸ばされながら運動する装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００４−１７３８６２

【特許文献2】特開２００６−２３１０９２

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１に代表されるエルゴメータは短縮性収縮運動のみを提供しており、逆に特許文献２に代表される装置では伸張性収縮運動のみを提供する。このため、短縮性収縮運動及び伸張性収縮運動の両方を実施したい場合、２台の装置が必要となる。２台の装置の導入には費用及び十分な設置面積が必要とされる。

【0006】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、１台で短縮性収縮運動及び伸張性収縮運動の両方を実施できるエルゴメータを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係るエルゴメータは、運動者によって回されるペダルと、ペダルに接続されたモータと、モータに接続されてモータの動作を制御する制御装置とを備え、制御装置によるモータの制御モードが、運動者によってペダルが回される際にモータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータがペダルを回転させ、運動者にペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされている。

【発明の効果】

【0008】

本発明のエルゴメータによれば、制御装置によるモータの制御モードが、運動者によってペダルが回される際にモータを負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータがペダルを回転させ、運動者にペダルの回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされているので、１台のエルゴメータにより短縮性収縮運動及び伸張性収縮運動の両方を実施できる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施の形態１によるエルゴメータを示す構成図である。

【図2】図１のモータ制御装置の制御ブロックを示すブロック図である。

【図3】図２の情報処理装置の内部構成を示すブロック図である。

【図4】伸張性収縮運動中に図２の表示装置６に表示される画面の例を示す説明図である。

【図5】伸張性収縮運動後に図２の表示装置６に表示される筋力測定結果画面の例を示す説明図である。

【図6】筋力測定結果、並びにばらつき度の推移画面例を図示したものである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１によるエルゴメータを示す構成図である。図１に示すように、エルゴメータ１には、着座部２、エルゴメータ本体３、情報処理装置４、入力装置５及び表示装置６が設けられている。

【0011】

着座部２は、運動者が座る座面２０を含んでいる。座面２０に座った運動者は、前方に伸ばした脚によりエルゴメータ本体３のペダル３０を回すことができる。

【0012】

エルゴメータ本体３には、ペダル３０、伝達部材３１、減速機３２、モータ３３、角度検出器３４、モータ制御装置３５及び通信インタフェース３６が設けられている。

【0013】

ペダル３０は、座面２０に着座した運動者によって回されるものであり、伝達部材３１及び減速機３２を介してモータ３３に接続されている。伝達部材３１は、例えばチェーン又はベルト等により構成されるものである。減速機３２は、複数のギヤ等により構成されたものであり、モータ３３の出力を減速するものである。運動者によるペダル３０の操作は、伝達部材３１及び減速機３２を介してモータ３３に伝えられる。同様に、モータ３３の力行時の出力及び回生時の制動力（負荷）は伝達部材３１及び減速機３２を介してペダル３０に伝えられる。なお、減速機３２は、想定されるペダル３０の回転速度に対してモータ３３の定格回転速度が速すぎる場合等に適切な回転数及びトルクを得るために使用される。モータ３３の特性によっては減速機３２を省略することもできる。

【0014】

角度検出器３４は、例えばエンコーダ等により構成されるものであり、モータ３３の回転角度（回転軸の角度位置）を検出するためのものである。モータ３３及び角度検出器３４は、モータ制御装置３５に接続されている。

【0015】

モータ制御装置３５は、通信インタフェース３６を介して情報処理装置４が接続されており、情報処理装置４からの制御指令４ａ及び角度検出器３４からの角度情報３４ａに基づいてモータ３３の動作を制御する。

【0016】

情報処理装置４は、例えばパーソナルコンピュータ等により構成されるものであり、通信インタフェース４０を介してモータ制御装置３５に接続されている。情報処理装置４は、モータ制御装置３５を介してモータ３３の動作を制御する。すなわち、本実施の形態のエルゴメータでは、モータ制御装置３５及び情報処理装置４は、モータ３３の動作を制御する制御装置を構成する。また後に詳しく説明するように、情報処理装置４は、モータ制御装置３５からの制御情報３５ａに基づいてモータ３３の動作状況を監視し、そのモータ３３の動作状況から運動負荷データを得ることができる。運動負荷データは、ペダル３０を回す運動者の脚が発揮した負荷強度（筋力）を表す情報であり、より具体的には運動者の脚が発揮した回転角度ごとのトルク又はワット（仕事率）を表す情報である。

【0017】

入力装置５は、例えば操作ボタン又はタッチパネル等により構成されるものであり、情報処理装置４に接続されている。入力装置５は、運動者の操作に応じて情報処理装置４に情報を入力する。情報処理装置４は、入力装置５からの情報に基づいてモータ３３の制御を変更することができる。

【0018】

表示装置６は、例えば液晶ディスプレイ等により構成されるものであり、情報処理装置４に接続されている。表示装置６は、情報処理装置４から入力される情報を表示する。表示装置６に表示される情報については後に詳しく説明する。

【0019】

ここで、本実施の形態のエルゴメータでは、モータ制御装置３５及び情報処理装置４によるモータ３３の制御モードが、短縮性収縮運動モードと伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされている。制御モードの切り替えは、入力装置５からの入力に基づいて行うことができる。

【0020】

短縮性収縮運動モードとは、運動者によってペダル３０が回される際にモータ３３を負荷として機能させる制御モードである。運動者によってペダル３０が回される際にモータ３３を回生運転することで、モータ３３を負荷として機能させることができる。回生運転でモータ３３に発生した電力は、図示しない回生抵抗で消費される。回生抵抗で消費される電力量を制御することで、モータ３３が発生する負荷（制動力）の大きさを調整し、目的の運動強度を実現できる。回生抵抗で消費する電力量は、運動者が発生するトルクから伝達機構の動摩擦で発生するトルク分を減算した値から算出したものとなる。

【0021】

この短縮性収縮運動モードは、ペダル３０による回転運動（自転車運動）の速度をペダル３０に与える負荷の制御によって一定に維持させるアイソキネティック制御を行うことで実施することができる。アイソキネティック制御は、基準となるペダル３０の回転速度（モータ３３の回転速度）を設定しておき、実際のペダル３０の回転速度が基準速度よりも遅いときはペダル３０の速度を上げるためにモータ３３が発生する負荷を軽くして漕ぎ易い状態とし、実際のペダル３０の回転速度が基準速度以上となったときはモータ３３が発生する負荷を重くして漕ぎにくい状態にして、ペダル３０を漕ぐ速度を誘導して一定にするものである。

【0022】

短縮性収縮運動モードにおいては、基準となる速度よりも遅くなってきた場合には、速度を上げるために、それまで掛けていた負荷を軽くするように負荷が調整される。軽減される負荷はそれまで運動者がペダル２１を漕ぐのに出していた筋力と負荷が軽くなった後に運動者が出す筋力との差に相当する。軽減される負荷と基準となる負荷との合算分は上記負荷を軽減する直前に出していた運動者の筋力に匹敵する。測定した筋力データと角度検出器３４からの角度情報３４ａとを突き合わせることで、ペダル３０の回転角度ごとに運動者の筋力の変化を知ることができる。情報処理装置４は、短縮性収縮運動モードでモータ３３を制御しているとき、測定した筋力データを運動負荷データとして得る。短縮性収縮運動モードにおける運動負荷データの蓄積については、特開２００１−２７６２７５号公報にも開示されている。

【0023】

伸張性収縮運動モードとは、モータ３３がペダル３０を回転させ、運動者にペダル３３の回転に抗させる制御モードである。伸張性収縮運動モードにおけるモータ３３の制御を以下説明する。

【0024】

図２は、図１のモータ制御装置３５の制御ブロックを示すブロック図である。図２に示すように、モータ制御装置３５は、情報処理装置４からの制御指令４ａ及び角度検出器３４からの角度情報３４ａの入力を受ける。制御指令４ａには、モータ３３の回転軸の回転速度を指示する速度指令４ｂが含まれている。角度情報３４ａは、リアルタイムで入力される。モータ制御装置３５は、角度情報３４ａに基づき、一定時間の角度変化、すなわちモータ実速度値３４ｂを得る。

【0025】

モータ制御装置３５は、速度処理ルーチン３５０及び電流制御ルーチン３５１を含んでいる。速度処理ルーチン３５０は、速度指令４ｂとモータ実速度値３４ｂとを比較して、モータ３３の実速度と指令速度４ｂとの差が０となるように電流指令３５０ａを生成して出力する。

【0026】

電流制御ルーチン３５１は、速度処理ルーチン３５０からの電流指令３５０ａに基づきモータ３３に電流３５１ａを供給する。電流制御ルーチン３５１は、モータ３３に実際に供給している電流３５１ａの値と電流指令３５０ａとの差が０となるように電流３５１ａの大きさを調整する。

【0027】

伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御は、速度指令４ｂによりモータ３３の回転軸の回転速度を一定値に固定することで実施することができる。すなわち、運動者がペダル３０を踏み込んでも、即座に相応する反力が発揮されて一定速度が維持される。この反力が運動者の脚にかかることで、伸張性収縮運動を実現する。モータ３３は、運動者のペダル踏込力と比較して十分大きい力を発揮できるものを使用する。このモードではモータ３０は力行運転となる。また、モータ３０に流す電流値は、運動者の発揮するトルクに伝達機構の動摩擦で発生するトルク分を加算した値から算出したものとなる。

【0028】

伸張性収縮運動モードでは、運動者のペダル踏込力に比例した大きさの電流３５１ａがモータ３３に供給される。角度検出器３４からの角度情報３４ａ、この角度情報３４ａから得られたモータ実速度値３４ｂ、及び電流制御ルーチン３５１がモータ３３に供給する電流３５１ａの値が、制御情報３５ａとして情報処理装置４に入力される。情報処理装置４は、伸張性収縮運動モード時に角度情報３４ａ及び電流３５１ａを突き合わせることで、ペダル３０の回転角度ごとに運動者の筋力（運動負荷データ）を得ることができる。

【0029】

次に、図３は図２の情報処理装置４の内部構成を示すブロック図であり、図４は伸張性収縮運動中に図２の表示装置６に表示される画面の例を示す説明図である。

【0030】

図３に示すように、情報処理装置４は、伸長性収縮運動モード及び短縮性収縮運動モードの少なくとも一方のモードでモータ３３を制御しているとき、通信インタフェース４０を通じて、角度情報３４ａ、モータ実速度値３４ｂ及び電流３５１ａの値を含む制御情報３５ａを受信する。情報処理装置４は、電流３５１ａの値に所定の係数を掛けて例えば単位がＮ／ｍ又はｋｇｆ等の負荷の値に変換する。また、情報処理装置４は、負荷に変換した電流３５１ａの値及び角度情報３４ａをメモリ４１に逐次蓄積する。これにより、ペダル３０の回転角度ごとの運動者の筋力（運動負荷データ）がメモリ４１に逐次蓄積される。これらの処理は、情報処理装置４内の固定記憶装置４２に保存されているプログラム４２０をＣＰＵ４３が実行することで実現される。

【0031】

伸張性収縮運動が開始する時、運動者は、座面２０（図１参照）に腰掛け、ペダル３０に足を置き、入力装置５により運動開始操作を行う。この運動開始操作に応じて入力装置５から入出力部４４を通じてＣＰＵ４３に開始信号が入力される。この開始信号に応じて、ＣＰＵ４３は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を開始する。すなわち、ペダル３０を一定の回転速度で回転させる。運動者は、回転するペダル３０を制止させようとする運動を行う。

【0032】

ＣＰＵ４３は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を行うとき、固定記憶装置４２に蓄積されている短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを表示装置６に表示させる。

【0033】

短縮性収縮運動における運動者の筋力測定（運動負荷データ）は、「新しいコンセプトの運動負荷装置―トレッドミルとエルゴメータの展望、理学療法ジャーナル、３３（６）、３８７−３９３、１９９９−０６」等に示されているように再現性が極めて高く容易に実施できるとの特徴を有している。伸張性収縮運動に慣れていない運動者でも複数回転の測定において角度毎の測定データの分散が小さい。伸張性収縮運動に慣れていない運動者に対して短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを示すことで、目標とすべき運動負荷を運動者に提示できる。

【0034】

表示装置６に表示される短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータは、図４において一点鎖線で示す第１曲線６０のように角度毎のデータとしてもよいし、図４において二点鎖線で示す直線６１のように最大値のみのデータとしてもよい。第１曲線６０は、短縮性収縮運動時の運動負荷データの角度毎の値に係数をそれぞれかけることで得ることができる。直線６１は、短縮性収縮運動時のペダル１回転中の運動負荷データの最大値に係数を掛けることで得られる。係数は、例えば０．６等のペダル３０の角度位置に依存しない一定値とすることができる。

【0035】

情報処理装置４は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を行うとき、受信した電流３５１ａの値を負荷値に変換の上、同時に受信した角度情報３４ａ及びモータ実速度値３４ｂと共にメモリ４２に蓄積する。

【0036】

また、情報処理装置４は、伸張性収縮運動モードによるモータ３３の制御を行うとき、図４において実線で示す第２曲線６２のように現在の運動負荷を表示装置６に表示させる。この現在の運動負荷は、逐次更新される。目標運動負荷を示す第１曲線６０及び／又は直線６１に加えて、現在の運動負荷を示す第２曲線６２を表示装置６に表示させることで、運動者に目標運動負荷と現在発揮している運動負荷との差を示すことができ、より確実に目標運動負荷を発揮するように促すことができる。

【0037】

表示装置６には、補助的な情報として現在の筋力の数値、目標の筋力の数値及び残りペダル回転数等を示すウィンドウ６３も表示できる。また、表示装置６の画面には、運動を中断するために、運動終了ボタン６４も表示できる。

【0038】

次に、図５は、伸張性収縮運動後に図２の表示装置６に表示される筋力測定結果画面の例を示す説明図である。

【0039】

伸張性収縮運動は、プログラムで予め決められた回数か又は運動者が設定した回数だけペダル３０が回転されると終了される。伸張性収縮運動が終了すると、情報処理装置４は、伸張性収縮運動中にメモリ４２に蓄積した情報に演算処理を施して評価データを作成する。評価データとしては、運動者が発揮した複数回転分の負荷強度（トルク又はワット）を角度毎に平均化したデータ、及び運動者が発揮した負荷強度のばらつきを示すデータを作成することができる。ばらつきを示すデータとしては、運動時の複数回転における角度毎の最大値、最小値及び平均値と、角度毎のデータの標準偏差及び分散と、全角度の分散和を加算して複数回転における全データの分散和及び標準偏差和とを作成することができる。ばらつきを示すデータとしてこれらすべてを必ず作成する必要はなく、これらの少なくとも１つを必要に応じて作成すればよい。

【0040】

波形全体の分散の求め方の例を示す。Ｎ回筋力測定を実施した場合で説明する。最初に図５に示すように角度θにおけるｉ回目の筋力測定Ｎｉ(θ)と角度θにおける筋力測定の平均値μ（Ｎ（θ））との分散ＶＡＲ（θ）＝Σ（ｉ=１、Ｎ）（Ｎｉ（θ）−μ（Ｎ（θ））の二乗を計算し、次に全角度にわたって和をとるＶＡＲ=Σ（θ=１、３６０）ＶＡＲ（θ）。このことにより、波形全体での分散が計算できる。この分散は、運動者が伸張性収縮運動に慣れるに従って減少する。

【0041】

図５において、情報処理装置４は、筋力測定結果として、ペダル３０の１回転毎の筋力変化波形及びその平均波形のグラフ６５を表示装置６の画面に表示している。また、情報処理装置４は、運動者が発揮した負荷強度のばらつきを示すデータとして、角度毎の平均化グラフ６６を表示している。最大値、最小値及び平均値は、平均化グラフ６６の右側に示す凡例のように表示される。表示装置６の画面には、表示項目選択ウィンドウ６７ａ，６７ｂが設けられており、表示する内容は利用者が自由に選択することができる。表示するデータの種類は任意に選ぶことができる。複数種類のデータを同時に表示してよい。伸張性収縮運動においてペダルに抗する力は運動者に依存するため、伸張性収縮運動に不慣れな運動者の場合、ペダルに抗する力が回転毎に大きくばらつくことがある。運動者又はトレーニング指導者は、表示された波形や数値から、運動時の筋力発揮のばらつきの大きさを通して運動者の習熟度及び目標値の妥当性を検討できる。

【0042】

測定した結果は、情報処理装置４に内蔵又は外部接続された記憶装置に保存される。これにより、時間を空けて複数回の伸張性収縮運動を行った場合でも、過去に記録されたデータを時系列に沿って並べ、全角度の分散和、または標準偏差和をもってトレーニングの習熟度とし、時系列に沿った変化の確認を可能とする。ここで言う記憶装置は、情報処理装置４の電源が遮断されても情報を保持する例えば固定ディスク及び不揮発性メモリ等を指す。保存するデータには、運動者を特定する情報（少なくとも運動日時及びＩＤ）が運動結果と共に含まれ、必要に応じて運動者の疾患や当日の体調情報を付加され得る。ここで示す運動日時、ＩＤ、運動者の疾患及び当日の体調情報は、情報処理装置４に接続された入力手段５を用いて、データを保存する前に運動者又は運動を指導する者によって入力され得る。

【0043】

図６は、伸張性収縮運動後に図２の表示装置６に表示されるデータ推移画面の例を示す説明図である。図６に示すように、情報処理装置４は、保存されたデータを読み込み、時系列に沿ってデータの推移を表示する機能を有する。

【0044】

情報処理装置４は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときにモータの動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値及び平均値の少なくとも１つの推移を表示装置６に表示させる。図６では、運動負荷データの平均値の推移が表示されている。

【0045】

また、情報処理装置４は、ばらつきを示すデータの推移を表示することもできる。推移が表示されるばらつきを示すデータには、上述のように運動時の複数回転における角度毎の最大値、最小値及び平均値、角度毎のデータの標準偏差及び分散、並びに全角度の分散和を加算して複数回転における全データの分散和及び標準偏差和のうちの少なくとも１つが含まれる。これらの表示を確認することで、筋力測定結果、ならびに運動習熟度を視覚的に確認することが可能となる。

【0046】

このようなエルゴメータ１では、制御装置（モータ制御装置３５及び情報処理装置４）によるモータ３３の制御モードが、運動者によってペダル３０が回される際にモータ３３を負荷として機能させる短縮性収縮運動モードと、モータ３３がペダル３０を回転させ、運動者にペダル３０の回転に抗させる伸張性収縮運動モードとで切り替え可能とされているので、１台のエルゴメータにより縮性収縮運動及び短縮性収縮運動の両方を実施できる。これにより、短縮性収縮運動のみを提供する装置と伸張性収縮運動のみを提供する装置との２台の装置を導入する場合と比較して、必要とされる費用及び設置面積を抑えることができる。

【0047】

また、制御装置は、制御モードが短縮性収縮運動モードとされているときに、モータ３３の動作状況から短縮性収縮運動時の運動負荷データを得て、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときに、短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータを表示装置６に表示させるので、目標とするトレーニング効果をより確実に得ることができる。すなわち、短縮性収縮運動のみを提供する装置により運動負荷データを得て、伸張性収縮運動のみを提供する装置でその運動負荷データを用いる場合、運動負荷を検出する機構の違いにより、それぞれの装置で表示される運動負荷に乖離が生じる虞がある。このような乖離が生じると、異なった基準の負荷強度を基にしたトレーニングを行うことになり、目標とするトレーニング効果を期待できない虞がある。本実施の形態のエルゴメータ１のように構成することで、このような問題を解消できる。

【0048】

さらに、制御装置は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときに、モータ３３の動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得て、短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータに加えて、伸張性収縮運動時の運動負荷データを表示装置６に表示させるので、運動者に目標運動負荷と現在発揮している運動負荷との差を示すことができ、より確実に目標運動負荷を発揮するように促すことができる。

【0049】

さらにまた、短縮性収縮運動時の運動負荷データに係数を掛けたデータは、短縮性収縮運動時のペダル１回転中の運動負荷データの最大値に前記係数を掛けたものであるので、表示を簡便にすることができ、伸張性収縮運動に慣れていなくても容易に測定可能で、運動者への過度な負荷による運動を防ぐ効果的な目標値として設定できる。

【0050】

また、制御装置は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときにモータ３３の動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル複数回転におけるペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値及び平均値の少なくとも１つの平均値及び分散値の少なくとも一方を表示装置６に表示させるので、トレーニング効果及び伸張性収縮運動への慣れの少なくとも一方を確認することができる。

【0051】

さらに、制御装置は、制御モードが伸張性収縮運動モードとされているときにモータ３３の動作状況から伸張性収縮運動時の運動負荷データを得るとともに、ペダル１回転毎の運動負荷データの最大値、最小値及び平均値の少なくとも１つの推移を表示装置に表示させるので、トレーニング効果を確認することができる。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明により、伸張性収縮運動の目標値、目標値の評価ができるようになり、低体力者、呼吸器患者が少ないエネルギー消費で筋力強化が可能となる。トレーニング指導者は、この結果を基に、運動者に対してトレーニングメニューをより的確に立案することが可能となる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】