JP4327813B2 - トレーニング装置 - Google Patents

Description

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。

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、負荷としてトルクモータを使用し、負荷をプログラム制御する。この装置は、運動者が操作するレバーの位置及びレバーに作用する負荷を検出し、トルクモータの出力を制御する。出力制御方法としては、以下の方法が例示されている。（ａ）常にレバーの位置が一定となるようにトルクモータの出力を制御する。（ｂ）常にトルクモータの出力を一定とする。（ｃ）レバーの位置に応じてトルクモータの出力を制御する。（ｄ）時間とレバーの位置とを関連づけ、レバーの位置、すなわち時間に応じてトルクの出力を制御する。このようにウェイトではなくトルクモータにより負荷制御するため、負荷の調整が容易であると共に任意の特性に適合させた負荷のプログラム制御が可能となると記載されている。
実公昭６１−２２６０９号公報

ところで、トレーニング者が実際にトレーニング機器を用いて負荷をかけながら反復運動を行う場合、途中で疲労してくると、反復運動のテンポが遅くなったり、反復の振幅が浅くなったりしがちである。また、運動を開始したばかりで体力が充分にある状態では、トレーニング者の反復運動のテンポが速すぎる場合が、多々見受けられる。このような不適切な状態で運動を続けても、トレーニング者が鍛えたい筋肉に効果的な刺激を与えることができず、運動の効果を発揮しにくい。

前記特許文献１に記載の方法は、トルクモータの出力を制御することにより、任意の特性に合わせて負荷をプログラム制御し、運動の適正化を図っているが、反復運動のリズムや反復運動の振幅を適正化することまでは考慮されていない。そのため、形式的にはそのトレーニング装置の可動部の動きに合わせた動作を行っていても、実質的には本来の目的とするトレーニング動作を十分に実行していない場合がありこの結果、せっかく負荷が制御されていたとしても、そのトレーニング装置によって本来与えられるべき運動効果が達成されていない可能性がある。このように、トレーニング装置を使用することによって期待される本来のトレーニング効果が十分に発揮されるように、トレーニング者の動作自体を監視し、アドバイスを行うようなトレーニング機器は、未だ提案されていない。
本発明は、トレーニング者の動き自体を監視し、トレーニング者が運動効果の高い動きを維持することのできるよう誘導するトレーニング機器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、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備えている。
・所定の基準信号を生成する基準信号生成手段、
・反復運動する前記可動部の位置を、前記基準信号生成手段からの基準信号に基づいて演算し、演算した基準位置を示す指示データを生成する指示手段、
・前記反復運動中における前記可動部の位置を検出する位置検出手段、
・前記指示手段によって生成された前記基準位置を示す指示データおよび前記位置検出手段が検出した前記可動部の位置である検出位置を示す位置データを表示する画像表示手段、
・前記基準信号生成手段が演算した前記可動部の基準位置と、前記位置検出手段が検出した前記可動部の位置である検出位置、の相対的な位置関係を監視し、前記可動部の基準位置と検出位置との所定のずれを検出する相対位置監視手段、
・前記相対位置監視手段が検出する前記ずれの発生回数であるずれ回数を計数するとともに、所定時間または所定回数の前記反復運動毎に前記ずれ回数を初期化するずれ回数計数手段と、
・前記ずれ回数計数手段が計数したずれ回数が所定回数以上となったときに、ずれ報知を行う報知手段。
前記相対位置監視手段は、前記可動部の検出位置と前記基準位置とに基づいて位置ずれを検出するとともに、前記反復運動における往路及び／又は復路における前記可動部の終端での検出位置と、前記往路及び／又は復路における前記基準位置の終端位置と、に基づいて振幅ずれ検出している。前記報知手段は、前記振幅ずれを前記位置ずれの報知よりも優先的に報知する。

基準位置と検出位置との差が許容範囲を超えた場合、ずれと判断され、ずれが音声メッセージや画像、文字メッセージなどによりトレーニング者に通知される。例えば、「もっとしっかり」、「速すぎます」、「遅すぎます」等のメッセージを出力するための音声データや文字データを生成する。基準位置と検出位置とのずれを示す画像データを生成してもよい。

基準位置は、所定の基準タイミングにおいて、可動部があるべき位置である。例えば、４拍子で反復運動を繰り返す場合、１拍子目、２拍子目、３拍子目、４拍子目それぞれの基準タイミングにおいて、可動部があるべき位置が、各基準タイミングでの基準位置となる。基準位置は、例えばトルクモータの回転数などの基準信号に基づいて演算される。また、基準位置は、可動域に依存する。可動域は、反復運動の振幅であり、トレーニング者にかかわらず一定でもよいし、トレーニング者に応じて変わってもよい。ここで、反復運動とは、例えば自転車漕ぎのような回転運動の反復動作、仮想階段登りのような回転運動の一部の反復動作、バーベルの上げ下げのような直線運動の反復動作を全て含む。基準タイミングとなる時刻情報は、拍子や速度、すなわちテンポに応じて異なる。テンポは、予め設定されている各種運動モードやトレーニング者によるテンポの指示により決定される。

このトレーニング装置では、理想的な運動とトレーニング者の運動とのずれをトレーニング者に知らしめ、正しい運動へと導くので、トレーニング者はあたかもインストラクタとマンツーマンでトレーニングしているかのように、正しい運動をするよう矯正される。

可動部の検出位置が基準位置とずれる度に毎回ずれの発生通知を出力すると、うっとうしすぎ、プレイヤのやる気をそぐ結果となる。そこで、適度な間合いで指示を出力するとよい。例えばずれが３回発生する度に通知するなどである。また、ずれが３回発生する度に通知してもいいが、連続する３往復でずれが発生すると通知する、過去１０往復３往復にずれが発生すると通知する、なども可能である。可動部の位置だけでなく振幅も検出している場合には、それぞれ別々にずれの発生回数を検出するとよい。
ここで、発生回数を計数する対象となる複数回のずれとは同方向へのずれを意味する。例えば理想的な運動よりも遅れている場合のずれが所定回数以上となった場合、あるいは逆に速過ぎる場合のずれが所定回数以上となった場合に報知を行うものである。これは、トレーニングの比較的短時間のスパン（例えば数往復の間）で見たときに、一人のトレーニング者が遅れたり、逆に速すぎたりを繰り返すということは考えにくいためである。

発明２は、前記発明１において、前記負荷発生器はモータであるトレーニング装置を提供する。この装置において、前記基準信号発生手段は、前記モータの回転角度及び/または回転数に基づいて前記基準信号を出力する。また、前記相対位置監視手段は、前記基準信号と、前記可動部の検出位置に対応するモータの回転角度及び/または回転数とを比較することにより、前記可動部の基準位置と検出位置との相対的な位置関係を監視する。

可動部の位置は、例えば、可動部に負荷をかけるトルクモータの回転回数に基づいて検出することができる。
発明３は、前記発明１において、
・前記相対位置監視手段は、前記可動部の検出位置が、前記可動部の基準位置よりも進んでいるのか遅れているのかを判断し、
・前記報知手段は、前記相対位置監視手段による判断結果を報知するトレーニング装置を提供する。

検出位置が基準位置よりも進んでいれば、トレーニング者の反復運動は適切な運動よりも速すぎ、その逆であれば遅すぎることになる。このようなずれの方向を検出して通知することにより、トレーニング者に現在の運動状態が望ましい運動状態からずれていることを認識させることができる。
例えば、画像表示手段を備えている場合であれば、その画面内に、縦一列に配置されたインジケータを表示しておき、さらにその一列を上からＰ部、Ｑ部、Ｒ部というように３分割し分割ブロックごとに色が異なるようにしておく。上部のＰ部が黄色、中央のＱ部が青色、一番下のＲ部が赤色である。完全に理想的な運動が行われている場合は、指示ブロックは青色中央のブロックＱ部に留まっている。

運動が遅れ気味の場合は、指示ブロックが下方に延長されるように延びるが、中央青色のＱ部内に留まっている間は特に問題なしと判断される。さらに運動動作が遅れて指示ブロックが一番下のＲ部にまで達すると、青の指示ブロックに加えて赤色ブロックのＲ部が追加表示されることになる。従って、トレーニング者は一番下のＲ部の赤色の指示ブロックが追加表示されたことを視認して、今、自分の動作が遅れ気味であるということを容易に認識し、指示ブロックが青色のＱ部に戻るように動作を調整する（速めの動作を行う）。

逆に、トレーニング者の動作が速すぎる場合は、指示ブロックが青色のＱ部から上方にはみ出て黄色のＰ部に入り、黄色の指示ブロックが追加表示されることになる。従って、トレーニング者は自分の動作が進み過ぎであることを容易に認識して、動作を緩やかにすることになる。
より単純な構成とするには、縦列配置された３つの点滅部を設けておき、中央部が点滅している間は理想的な運動状態、下部が点滅している場合は遅れ気味、上部が点滅している場合は進み過ぎと判断できるような構成としてもよい。上記は、視覚的な通知であるが、これに合わせて、あるいはこれとは別個に音声による通知を行なうこともできる。例えば、遅れを検出すれば「遅れています」、速すぎを検出すれば「速すぎます」などの音声メッセージを出力することが挙げられる。

発明４は、前記発明３において、前記報知手段が、前記可動部の検出位置と前記可動部の基準位置とのずれを解消する運動を運動者に指示する報知を行う。
前記発明３は運動者が自分の運動状態、特に遅れている場合、進みすぎている場合を認識できるよう、運動状態に関する情報を例えば視覚的、聴覚的に通知するものであるが、発明４ではさらに発明者が行うべきトレーニング動作をトレーニング装置側からより明確に指示するものである。

例えば、プレイヤの反復運動の振幅が浅くなったことを検出すると、トレーニング者に対して「もっと深く。」などの音声指示を出力する。ここで、理想的な運動状態と現在の運動状態とのずれの程度（離間の度合い）によって指示内容を変更するようにしてもよい。例えば、遅れが大きくなるほど「少し急ぎましょう」、「もう少し速く」、「もっと速く！」というように設定するようにすればよい。また、画像表示手段を備えている場合であれば、表示上でも同様の文章表示を行うことができる。このように、トレーニング者の運動状態が理想的な運動状態からずれた場合に、トレーニング者に対してそのずれを解消する指示を行うことでトレーニング者を適正な運動状態に誘導しやすくなる。

発明５は、前記発明１において、前記相対位置監視手段は、前記ずれが発生しない時間間隔をさらに監視するトレーニング装置を提供する。この装置において、前記報知手段は、前記相対位置監視手段が監視している前記ずれが発生しない時間間隔が所定時間を経過した場合、運動が適正であることの報知を行う。
トレーニング者が適正に運動している場合、そのことを通知することにより、正しい運動を維持させ、トレーニング者を発奮させることができる。

発明６は、前記発明１において、前記基準信号生成手段は、前記反復運動の反復幅を分割して複数の区画を設定する。相対位置監視手段は、前記基準信号に基づく一区画の通過時点において前記ずれの発生の有無を判断する。

例えば４拍子であれば、可動域を４等分して４つの区画を生成すれば、１−２−３−４拍それぞれにおける基準位置を得ることができる。基準位置と検出位置のずれが、各拍子の時点で所定以上であれば、ずれが発生したと判定される。これにより、正しい振幅運動と、トレーニング者が行う振幅運動とのずれの発生やずれ量を検出することができる。
なお、ずれが発生したと判定するためのしきい値を設けているのは、ずれの判定に遊びを設け、現実の運動で生じる運動テンポの揺らぎを許容するためである。

なお、上記においては計数を行う時間的な対象期間を設けていないので、かなり長いトレーニング時間の中でずれが徐々に蓄積していき、最終的に合算値が所定値を超えたタイミングでずれ報知が行われるというケースも考えられる。このような場合は、トレーニング者にとっては唐突に報知がされたという印象を受けることも考えられる。そこで、計数値を所定時間経過毎に初期化したり、往復運動を所定回数行う毎に初期化するようにしても良い。例えば、1分毎または５往復毎に計数値をゼロにするという方法が考えられる。

発明７は、前記発明１において、前記相対位置監視手段は、前記可動部の基準位置と前記可動部の検出位置とのずれが発生した後に解消したことを検出する。前記指示手段は、前記相対位置監視手段が前記ずれを検出した場合、前記可動部が停止していることを示す指示データを生成し、その後前記相対位置監視手段が前記ずれの解消を検出した場合、停止した位置から反復運動を再開する前記可動部の位置を示す指示データを生成する。

トレーニング者が遅れていることを検出すると、基準位置を示す可動部の反復運動を停止させ、可動部の検出位置が停止させた基準位置と一致するまで基準位置の進行を停止させる。これにより、基準位置と検出位置とがどんどんずれてしまうことを防止する。両者があまりにずれると、トレーニング者のやる気を損なうおそれがあるためである。なお、本発明７は可動部が前後するような反復運動だけでなく、例えば自転車漕ぎのようなペダルの回転運動を行うような場合にも適用可能である。

発明８は、前記発明１において、前記相対位置監視手段は、前記可動部の基準位置が前記反復運動の往路または復路の終点に到着した時点において、前記可動部の検出位置が未だその終点に到着していない場合、前記可動部の検出位置がその終点に到着することを検出する。前記指示手段は、前記可動部の検出位置が前記終点と一致するまで、前記可動部が停止していることを示す指示データを生成する。

トレーニング者が遅れていることを検出すると、基準位置を示す可動部の反復運動を停止させ、可動部の検出位置が停止させた基準位置と一致するまで基準位置の進行を停止させる。これにより、基準位置と検出位置とがどんどんずれてしまうことを防止する。両者があまりにずれると、トレーニング者のやる気を損なうおそれがあるためである。
また、基準位置が検出位置とのずれに関係なく先行して移動していく場合には、トレーニング者が可動部を押し下げながら上体を前傾し、次いで上体を戻すことを繰り返す腹筋運動を例に取れば以下のような不具合も考えられる。往路終端に到達した基準位置が折り返して復路を戻ってくる動きに合わせて、遅れているトレーニング者が十分な前屈を行わずに、復路を戻ってくる基準位置とともに往路の途中で上体を起こしてしまう可能性がある。このような場合、トレーニング者の前傾が不十分となり、結局、往復の動作幅が狭いまま運動を継続してしまうことにもなりかねず、十分な運動効果が期待できない。この点、上記のとおり、基準位置が往路終端で待機していれば、トレーニング者はその位置を目視して、追随するまで確実に前傾することになり、中途半端な運動を行ってしまう事態を回避できる。

本発明を用いれば、トレーニング者の動きを正しい運動の動きに疲労している状態でもしていない状態でも、運動効果の高い動きを維持することができる。

＜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。トレーニング者が動かす可動部の位置を検出し、検出位置と可動部の基準位置とを比較する。基準位置と検出位置との差が許容範囲を超えた場合、ずれと判断され、ずれが音声メッセージや画像、文字メッセージなどによりトレーニング者に通知される。例えば、「もっとしっかり」、「速すぎます」、「遅すぎます」等のメッセージを出力するための音声データや文字データを生成する。基準位置と検出位置とのずれを示す画像データを生成してもよい。

基準位置は、所定の基準タイミングにおいて、可動部があるべき位置である。例えば、４拍子で反復運動を繰り返す場合、１拍子目、２拍子目、３拍子目、４拍子目それぞれの基準タイミングにおいて、可動部があるべき位置が、各基準タイミングでの基準位置となる。
このトレーニング装置では、理想的な運動とトレーニング者の運動とのずれをトレーニング者に知らしめ、正しい運動へと導くので、トレーニング者はあたかもインストラクタとマンツーマンでトレーニングしているかのように、正しい運動をするよう矯正される。

＜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。

（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。

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り、トレーニングプログラムを実行する。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、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。

（１−２）トレーニング装置の一例
図２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。各トレーニング種別においてトレーニング者がバー１１を反復運動させる反復幅を、可動域という。この装置では、可動域は、各トレーニング者によっても、またトレーニング種別によっても異なっている。

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。

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。
シート１６が図２中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。従って、本トレーニング装置１００では、トレーニング者は、腹筋運動、背筋運動、左脇腹運動、右脇腹運動の４種類のトレーニングを行うことができる。さらに、トレーニング装置１００は、トレーニング種別に加え、各種トレーニングモードの選択を受け付けてもよい。

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。

（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。以下では、説明を容易にするため、上体を前方に倒しながらバー１１を押し下げ、再び元の位置まで戻すことを繰り返す腹筋運動を例にとる。

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。

（２−２）演算部
演算部３６は、基準信号生成部３６ａ（基準信号生成手段に相当）、指示部３６ｂ（指示手段に相当）、位置検出部３６ｃ（位置検出手段に相当）、ずれ監視部３６ｄ（相対位置監視手段に相当）、ずれ通知部３６ｅ（報知手段に相当）、トレーニング部３６ｆ及びカウンタ３６ｇ（ずれ回数計数手段の一部に相当）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３は、トレーニング部３６ｆ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。個人データは後述する各機能に関連するので、各部の機能に先立ち個人データについて説明する。
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。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
されることが好ましい。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付加個人データがない場合、基本個人データに基づいて可動域及び１ＲＭが演算される。

（２−２−２）基準信号生成部
基準信号生成部３６ａは、可動域におけるバー１１の基準位置を特定する基準信号を生成する。具体的には、基準信号生成部３６ａは、バー１１の可動域及び拍子数“Ｎ”（Ｎは２以上の自然数）に基づいて、可動域を反復するバー１１の基準位置を特定する基準信号を生成する。拍子数“Ｎ”は、トレーニング者が選択するトレーニング種別やトレーニングモードに応じて設定される。次に基準信号の生成方法の一例を説明する。

図４は、基準信号生成部３６ａが生成する基準信号の概念説明図である。まず、可動域を円周方向に沿ってＮ等分することで複数の区画が形成される。基準位置は、可動域の開始端から図中往路方向に沿って可動域の終端に向かい、可動域の終端に達すると図中復路方向に沿って再び可動域の開始端に戻る。これを一往復とし、基準位置は可動域の開始端と終端との間を反復する。各拍子のタイミングにおいて、基準位置はいずれかの区画の境界上に位置する。従って、基準位置は、可動域の幅や拍子数Ｎに応じて変化する。なお、この図において可動域は、バー１１が最高地点にある位置を０°、そこから９０°回転した位置を９０°として表している。説明を容易にするため、図４ではバー１１の位置を角度で示しているが、基準信号生成部３６ａが生成する基準信号では、バー１１の位置はトルクモータ１５の回転回数で表される。

同図（ａ）は可動域が８０°〜０°で、４拍子の場合の基準信号を示す。第１，第２，第３，第４区画は、可動域を４等分することで形成され、それぞれ８０°〜６０°、６０°〜４０°、４０°〜２０°、２０°〜０°である。この基準信号では、基準タイミングにおける基準位置は、往路では、１拍目の時６０°、２拍目の時４０°、３拍目の時２０°、４拍目の時０°の位置になる。また復路では、１拍目の時２０°、２拍目の時４０°、３拍目の時６０°、４拍目の時８０°の位置になる。

同図（ｂ）は可動域が８０°〜２０°で、３拍子の場合の基準信号を示す。第１，第２，第３区画は、可動域を３等分することで形成され、それぞれ８０°〜６０°、６０°〜４０°、４０°〜２０°である。この基準信号では、基準タイミングにおける基準位置は、往路では、１拍目の時６０°、２拍目の時４０°、３拍目の時２０°の位置になる。また復路では、１拍目の時４０°、２拍目の時６０°、３拍目の時８０°の位置になる。

（２−２−３）指示部
指示部３６ｂは、基準信号生成部３６ａが生成する基準信号を変換し、所定の基準タイミングにおけるバー１１の角度を求める。具体的には、指示部３６ｂは、トルクモータの回転回数で表されているバー１１の基準位置を角度に変換する。また指示部３６ｂは、基準信号に基づいて基準タイミングの時刻情報を演算する。時刻情報は、反復運動の開始時点を基準とする。本実施形態では、指示部３６ｂは、各拍子のタイミングを基準タイミングとする。すなわち、前記図４に示す各区画の通過時点を基準タイミングとする。基準タイミングとなる各拍子の時刻情報は、拍子数“Ｎ”及び速さの両方に依存する。従って、基準信号生成部３６ａは、拍子数と速さとの両方に基づいて、基準タイミングの時刻情報を決定する。このようにして基準位置を角度に、時間を基準タイミングの時刻情報に、それぞれ変換した基準信号が、指示部３６ｂにより生成される。

図５（ａ），（ｂ）中の実線は、指示部３６ｂにより変換された基準信号である。縦軸を角度、横軸を時間にとって場合の基準信号である。この例は、可動域が８０°〜０°で４拍子の場合の基準位置を、時間に対して示している。図中、“１”、“２”、“３”、“４”は、拍子数を示す。
さらに指示部３６ｂは、角度に変換された基準信号及び基準タイミングの時刻情報に基づいて、バー１１の位置を示す画像データを生成するとよい。生成された画像データは、基準タイミングと同期するようにモニタ７０に出力される。また指示部３６ｂは、基準タイミングを示す音声データを生成することが好ましい。生成された音声データはスピーカ９０に出力される。

図６は、指示部３６ｂが出力する指示画面の一例を示す。指示画面には、基準位置を示すモデル（図中、黒塗りの人体）が表示されている。黒塗りのモデルは、各基準タイミング“１”、“２”、“３”、“４”拍目において、基準位置を示すように反復運動を繰り返す。図中、白塗りのモデルは、位置検出部３６ｃが検出する実際のバー１１の位置、すなわち検出位置を示す。指示部３６ｂは、この図が示すように、検出位置をさらに表示してもよい。

（２−２−４）位置検出部
位置検出部３６ｃは、トレーニング者が動かしているバー１１の実際の位置を監視する。具体的には、位置検出部３６ｃは、検出信号処理部３１から所定のタイミングでトルクモータ１５の回転回数や回転速度、回転方向を取得し、角度に変換する。所定のタイミングとは、指示部３６ｂが演算した基準タイミングである。基準タイミングにおいて検出・変換したバー１１の位置（以下、検出位置という）は、基準タイミングの時刻情報と対応づけて一時的に記憶される。

前記図５（ａ）、（ｂ）の一点鎖線及び点線は、共に位置検出部３６が検出及び記憶している検出信号の一例である。検出信号は、時間に対するバー１１の検出位置（角度）を示す。同図（ａ）における一点鎖線は、バー１１が基準信号よりも遅れて反復運動している場合の検出信号の一例である。同図（ａ）における点線は、バー１１が基準信号よりも速く反復運動している場合の検出信号の一例である。同図（ｂ）における一点鎖線は、バー１１の反復幅が可動域よりも浅くなっている場合の検出信号の一例である。なお、後述の図８で詳細に説明するが、実際の製品においては、バー１１が基準信号に対して遅れている状態を示している一点鎖線が位置０°または９０°に到達するまでは、先に同位置に到達している基準信号はその位置でバー１１が追随するまで待機するようにしている。

（２−２−５）ずれ監視部
（ｉ）ずれの検出
ずれ監視部３６ｄは、バー１１の基準位置と検出位置との相対的な位置関係を監視し、バー１１の基準位置と検出位置との所定のずれを検出する。具体的には、ずれ監視部３６ｄは、同一基準タイミングにおける基準位置と検出位置との差が、所定の許容量以上である場合に、ずれが発生したと判断する。ずれ監視部３６ｄは、ずれが発生したと判断すると、判断結果をカウンタ３６ｇに書き込む。

前記図５（ａ）を参照してずれの検出を具体的に説明する。ずれ監視部３６ｄは、指示部３６ｂが演算した基準タイミングにおいて、すなわち各拍子のタイミングで、基準位置と検出位置との差、すなわち角度の差を演算する。例えば、検出信号が図中一点鎖線で示される場合、検出位置と基準位置の差は、同一基準タイミングにおける図中黒丸が示す角度と図中白丸が示す角度との差である。角度の差が所定の許容値以上の場合、ずれ監視部３６ｄはずれが発生したと判断する。

（ii）ずれの方向の検出
ずれ監視部３６ｄは、検出位置と基準位置との角度の差の大きさだけでなく、ずれの方向まで検出することが好ましい。すなわち、ずれが発生した場合、そのずれが基準位置に対して遅れているのか、逆に速すぎるのかを判断することが好ましい。この判断は、検出信号の位相と、指示部３６ｂが位置を角度に変換した基準信号の位相と、を比較することにより行うことができる。本実施形態では、ずれ監視部３６ｄは、バー１１の一往復当たりのずれの回数を、遅すぎ及び速すぎのそれぞれについて検出する。検出された一往復当たりの遅すぎのずれ回数及び速すぎのずれ回数は、カウンタ３６ｇに書き込まれる。

図７（ａ）は、カウンタ３６ｇに含まれるリズムカウンタの概念説明図である。カウンタ３６ｇは、演算部３６のＲＡＭ（図示せず）などにより実現される。この例では、リズムカウンタは、バー１１が一往復する間に発生した遅すぎのずれ回数及び速すぎのずれ回数を、４往復分蓄積する。リズムカウンタがいっぱいになると、所定条件を満たしていれば、トレーニング者に対して、動作が遅れている場合は急ぐように、逆に動作が速過ぎる場合はもっとゆっくりするように通知した後、リズムカウンタはクリアされる。所定の条件としては、例えば、「“遅すぎ”が２回以上発生している往復数が３回以上」または「“早すぎ”が２回以上発生している往復数が３回以上」が挙げられる。逆に所定条件を満たしていない場合、リズムカウンタの古いデータから順に、新たなデータが上書きされる。これにより、リズムカウンタには常に最新の４往復について、遅すぎまたは早すぎの回数が蓄積される。

この図では、バー１１が３往復した時点で、１往復目及び２往復目では遅すぎと判断されたずれが２回、３往復目では遅すぎと判断されたずれが３回、それぞれ発生したことを示している。またこの図では、速すぎと判断されたずれは、３往復中で一度もないことを示している。仮に遅すぎのずれも、速すぎのずれも、一往復当たり全く発生しなければ、その一往復における遅すぎ及び速すぎのずれ回数は「０」となる。

（iii）振幅の浅さ・戻り不十分の検出
ずれ監視部３６ｄは、バー１１の往路及びまたは復路の終端における検出位置と基準位置とのずれを検出し、振幅が浅すぎないかどうか、バー１１が開始位置まで戻っているかどうか、を判断するとよい。前記図５（ｂ）を参照し、この判断を説明する。この図において、一往復目の往路の終端（４拍目）における検出位置は約１０°であり、可動域の端部である０°まで到達しなかったことを示す。この場合、ずれ監視部３５ｄは、往路終端における検出位置と基準位置とのずれ１０°が許容値を超えていれば、振幅が浅すぎると判断する。

また、この図において、一往復目の復路の終端（４拍目）における検出位置は約７０°であり、可動域の開始端である８０°まで戻っていなかったことを示す。この場合、ずれ監視部３５ｄは、復路終端における検出位置と基準位置とのずれ１０°が許容値を超えていれば、戻りが不十分であると判断する。
図７（ｂ）は、カウンタ３６ｇに含まれる深さカウンタの概念説明図である。深さカウンタは、往路の終端において振幅が浅すぎると判断された回数を、４往復分蓄積する。深さカウンタがいっぱいになると、後述するように振幅が浅すぎることをトレーニング者に通知した後、深さカウンタはクリアされる。この図は、同図（ａ）が示すようにバー１１が３往復した時点で、振幅が浅すぎと判断された回数が計２回であることを示している。

図７（ｃ）は、カウンタ３６ｇに含まれる戻しカウンタの概念説明図である。戻しカウンタは、復路の終端、すなわち可動域の開始端にバー１１が戻っていなかったと判断された回数を、４往復分蓄積する。戻しカウンタがいっぱいになると、後述するように戻しが不十分であることをトレーニング者に通知した後、戻しカウンタはクリアされる。この図は、同図（ａ）が示すようにバー１１が３往復した時点で、戻し不十分と判断された回数が計１回であることを示している。

（iv）待機
ずれ監視部３６ｄは、ずれが発生した場合、基準位置に検出位置が一致するまで基準位置の進行を停止させ、一致した後に基準位置の進行を再開させるよう、基準信号を変化させることが好ましい。
図８は、基準位置の進行を停止させた場合の基準信号の変化を示す説明図である。図中点線は、変更前の基準信号の１往復目の復路を示す。図中実線は、基準タイミングｔ４までは変更前の基準信号を、基準タイミングｔ５以降は変更後の基準信号を示す。図中一点鎖線は、検出信号を示す。

例えば、バー１１が往路終端に到達するはずの４拍目（図中、基準タイミングｔ４）で、遅れすぎのずれが発生しているとずれ監視部３６ｄが判断した場合を考える。このとき、ずれ監視部３６ｄは、ΔＴ２毎にバー１１の位置を検出し、バー１１の検出位置が往路終端に到達したと判断した時刻ｔ５で、基準位置の進行を再開する。基準タイミングｔ４から時刻ｔ５の間は、基準位置は往路終端の位置、この場合は角度０°の位置で停止する。そして、時刻ｔ５以降の基準位置は、所定の拍子数及び速さにより定まる基準タイミングｔ６，ｔ７，ｔ８，ｔ９に、それぞれ角度２０°、４０°、６０°、８０°で表される位置に変化する。

前記図６は、基準信号の変化に応じ、指示部３６ｂが生成する基準位置の指示画像も変化することを示す。指示画像だけでなく、指示部３６ｂが生成する音声データも、基準信号の変化に応じて変化する。この例を用いれば、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間は基準位置が停止した画像がモニタ７０に表示される。図６（ａ）〜（ｄ）を参照し、さらに詳しく説明する。

図６（ａ）は、往路開始端での基準位置と検出位置とを示す。両者が重なっているため、検出位置は見えていない。この状態は、前記図８の時刻ｔ０の状態である。なお、基準位置、検出位置とは、実際には図に示すようにトレーニング者のキャラクターで表示されるものであるが、以下では単に基準位置、検出位置で説明する。
図６（ｂ）は２拍目及び３拍目の基準位置及び検出位置を示す。黒塗りのモデルが示す基準位置に比べ、白抜きのモデルが示す検出位置が遅れていることが図示されている。即ち、トレーニング者の動作が理想的な動作に対して遅れている状態である。この状態は、前記図８の時刻ｔ２，ｔ３の状態を示す。

図６（ｃ）は、往路終端の４拍目における基準位置及び検出位置を示す。基準位置は往路終端に到達し、検出位置の遅れはさらに大きくなっていることが図示されている。この状態は前記図８の時刻ｔ４の状態である。なお、本トレーニング装置は往復運動を行うものであるので、本来、基準位置は図６（ｃ）のように往路終端に到達した後、直ちに折り返して復路をたどる運動を行うことになる。しかしながら、図６（ｃ）の場合、検出位置、即ちトレーニング者の位置が遅れているので、この場合、基準位置は検出位置が追いつくまで往路終端で待機する。なお、もし検出位置が基準位置に追随して往路終端に到達した場合には基準位置はこのように待機せず、往路終端に達した後、直ちに折り返して復路をたどる。

図６（ｄ）は、前記同図（ｃ）の状態から基準位置を動かさず停止させた結果、検出位置が基準位置に一致した状態を示す。即ち、遅れていたトレーニング者が待機していた基準位置に追いついた状態である。この状態は、前記図８の時刻ｔ５の状態である。
このように、基準信号が図８に示すように変化するのに伴い、基準信号に基づく指示部３６ｂの出力も変化する。これにより、基準位置と検出位置とがどんどんずれてしまうことを防止することができる。両者があまりにずれると、トレーニング者のやる気を損なうおそれがあるためである。また、基準位置が検出位置とのずれに関係なく移動する場合には、以下のような不具合も考えられる。即ち、往路終端に到達した基準位置が折り返して復路を戻ってくる動きに合わせて、遅れているトレーニング者が十分な前傾を行わずに、復路を戻ってくる基準位置とともに往路の途中で上体を起こしてしまう可能性がある。このような場合、トレーニング者の前傾が不十分となり、結局、往復の動作幅が狭いまま運動を継続してしまうことにもなりかねず、十分な運動効果が期待できない。この点、上記のとおり、基準位置が往路終端で待機していれば、トレーニング者はその位置を目視して、追随するまで確実に前屈することになり、中途半端な運動を行ってしまう事態を回避できる。

（２−２−６）ずれ通知部
ずれ通知部３６ｅは、ずれ監視部３６ｄが検出したずれに基づき、ずれの発生をトレーニング者に通知する。例えば、遅れすぎのずれが検出されれば「もっと速く」、速すぎのずれが検出されれば「もっとゆっくり」などの音声メッセージや文字メッセージを出力することが挙げられる。また、振幅が浅すぎると判断されたり、往路の開始端までバー１１が戻りきらなかったら、「もう少し前に倒してみましょう」、「もう少し後ろに起こしてみましょう」などの音声メッセージや文字メッセージを出力することが挙げられる。トレーニング者の動きをさらに適正化することができる。さらに、ずれが発生しない時間が所定時間以上続いた場合、「いいペースです」などトレーニング者をほめる音声メッセージや文字メッセージを出力するとよい。トレーニング者が適正に運動している場合、そのことを通知することにより、正しい運動を維持させ、トレーニング者を発奮させることができる。

具体的には、ずれ通知部３６ｅは、カウンタ３６ｇ内のリズムカウンタ、深さカウンタ及び戻しカウンタを参照し、メッセージなどの通知を出力するタイミングを判断する。例えば、リズムカウンタを参照し、蓄積されている４往復分のずれのうち、１往復当たり２回以上の遅れが全４往復分について蓄積されていれば、ずれ通知部３６ｅは遅れていることを通知する。同様に、リズムカウンタを参照し、蓄積されている４往復分のずれのうち、１往復当たり２回以上の速すぎのずれが全４往復分について蓄積されていれば、ずれ通知部３６ｅは速すぎることを通知する。またずれ通知部３６ｅは、リズムカウンタを参照し、ずれが３往復以上連続して発生していないと判断すると、トレーニング者を褒める通知を行う。いずれかを通知すると、その通知に対応するリズムカウンタに対してずれ通知部３６ｅはリズムカウンタをクリアする。

またずれ通知部３６ｅは、深さカウンタを参照し、振幅が浅すぎたと判断された往復回数が例えば計４回になった場合、振幅が浅すぎることを通知する。通知後、ずれ通知部３６ｅは深さカウンタをクリアする。
同様に、ずれ通知部３６ｅは、戻しカウンタを参照し、バー１１の戻し方が不十分であると判断された往復回数が例えば計４回になった場合、戻し方が不十分であることを通知する。通知後、ずれ通知部３６ｅは戻しカウンタをクリアする。

このように、検出されたずれをカウンタ３６ｇに記憶しておき、何回かずれが検出された場合にずれを通知する。これにより、ずれを検出する度にずれを通知する場合に比してレーニング者のやる気をそがず、かつ適度なタイミングでトレーニング者の運動を矯正し、運動の適正化を図ることができる。またずれが発生していない場合を検出し、トレーニング者を褒める出力を行い、トレーニング者のやる気を喚起する。

なお、何回ずれを検出したら通知するのかは、トレーニングの種別などに応じて適宜設定することができる。例えば連続する３往復でずれが発生すると通知する、過去１０往復３往復にずれが発生すると通知する、などのタイミングでずれを通知してもよい。
（２−２−７）トレーニング部
トレーニング部３６ｆは、トレーニング種別の選択の受付、所定のトレーニングモードの選択の受付、基本個人データの入力受付、付加個人データに含まれる可動域や１ＲＭの測定または演算、トレーニング処理などを実行する。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、左脇腹運動、右脇腹運動である。

《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）シート位置確認サブルーチン、（３）ずれ検出処理を実行する。メインルーチン及びシート位置確認サブルーチンと、ずれ検出処理とは、独立に実行される。

（１）メインルーチン
図９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。

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３００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）。

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）、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（Ｓ１
０）。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。

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、選択されたモード及びトレーニング種別に応じたトレーニング処理を実行する。
（２）シート位置確認サブルーチン
図１０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。
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。
以上の処理により、トレーニング者が選択した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）ずれ検出処理
図１１は、演算部３６が実行するずれ検出処理の流れの一例を示すフローチャートである。いずれかのトレーニングの実行が開始されると、以下の処理が開始される。往路、復路ともこの流れとなる。説明を容易にするために、４拍子の腹筋運動を行う場合を例にとって説明する。

ステップＳ３０１：演算部３６は、１〜４の拍子毎に、基準位置と検出位置とのずれの有無やその方向を判断する。また４拍子目では、往路であれば振幅が浅すぎるか否か、復路であればバー１１が可動域の開始端まで戻っているかどうかについて、さらに判断する。判断結果は、リズムカウンタ、深さカウンタ、戻しカウンタの各フィールドに書き込まれる。

ステップＳ３０２：演算部３６は、４拍目についてずれ判定・判定結果の記憶・カウント音声の出力が終了したか否かを判断し、終了すると以下の処理を行う。基準信号に基づく１拍目から所定時間経過しても４拍目に関する前記処理が終了しない場合、後述するステップＳ３１３に移行する。
ステップＳ３０３〜Ｓ３０４：演算部３６は、リズムカウンタを参照し、リズム補助のための通知を行うか否かを判断する（Ｓ３０３）。すなわち、トレーニング者の動きが基準信号から遅れていることの通知や速すぎることの通知を行うか否かを判断する。例えば、１往復に２回以上のずれが発生している往復回数が４回に達している場合にのみ、ずれを通知すると判断する。ずれは、遅れている場合と速すぎる場合と別々にカウントされる。さらに、ずれの発生していない往復回数が例えば３回以上であれば、その調子を維持することを通知すると判断する。通知する場合には所定の音声メッセージや文字メッセージを出力する（Ｓ３０４）。

ステップＳ３０５：演算部３６は、上記の音声メッセージや文字メッセージを出力した後に、リズムカウンタを初期化する（Ｓ３０５）。新たに４往復分のずれの検出結果をリズムカウンタに蓄積するためである。
ステップＳ３０６〜Ｓ３０８：演算部３６は、深さカウンタを参照し、トレーニング者の動きの振幅について、深さ補助のための通知を行うか否かを判断する（Ｓ３０６）。例えば、往路終端の位置が浅すぎると判断された回数が４回に達している場合、通知を行うと判断し、所定の音声メッセージや文字メッセージを出力する（Ｓ３０７）。通知後、演算部３６は深さカウンタを初期化する（Ｓ３０８）。これにより、往路終端の位置が浅すぎると判断された回数が計４回に到達する度に、バー１１の振幅が浅すぎることがトレーニング者に通知される。

ステップＳ３０９〜Ｓ３１１：演算部３６は、戻しカウンタを参照し、トレーニング者がバー１１を往路開始位置まで充分に戻しているかどうかについて、戻し補助のための通知を行うか否かを判断する（Ｓ３０９）。例えば、バー１１の戻しが不十分と判断された回数が計４回に達している場合、通知を行うと判断し、所定の音声メッセージや文字メッセージを出力する（Ｓ３１０）。通知後、演算部３６は戻しカウンタを初期化する（Ｓ３１１）。これにより、バー１１の戻し方が不十分と判断された回数が計４回に到達する度に、バー１１の戻し方が不十分であることがトレーニング者に通知される。

なお、ステップＳ３０３のリズム補助メッセージ、ステップＳ３０７の深さ補助メッセージ、ステップＳ３１１の戻し補助メッセージ、さらに１〜４拍をカウントするカウント音声が同一タイミングで出力されるような場合には、トレーニング者にとって必要性の高い情報を通知する目的のために、下記のように優先度を設定するとよい。優先度の高い順に記載する。
往路の場合：深さ補助メッセージ＞リズム補助メッセージ＞カウント音声
復路の場合：戻し補助メッセージ＞リズム補助メッセージ＞カウント音声
ステップＳ３１２〜Ｓ３１４：演算部３６は、４拍目におけるバー１１の位置が、可動域の端部に達しているか否かを判断する。つまり、往路であれば可動域の終端に達しているか否か、復路であれば可動域の開始端に達しているか否かを判断する。端部に達している場合、次の動作が往路なのか復路なのかを判断及び記憶し（Ｓ３１３）、トレーニングが終了しない場合には再び逆方向の動きについて前述と同様の処理を繰り返す（Ｓ３１４）。

ステップＳ３１５：演算部３６は、４拍目におけるバー１１の位置が可動域の端部に達していない場合、時間ΔＴ１が経過するまで、バー１１が可動域の端部に到達するのを待機する。すなわち、時間ΔＴ１が経過していなければ、下記ステップＳ３１６〜Ｓ３１８を実行する。時間ΔＴ１が経過するまでバー１１が可動域の端部に到達しない場合、トレーニング者が疲労していると見なし、ステップＳ３１９に移行する。

ステップＳ３１６：最大待機時間ΔＴ１が経過していなければ、演算部３６は、時間ΔＴ２毎にバー１１の位置を検出し（Ｓ３１６）、可動域の端部に到達したか否かを判断する（Ｓ３１７）。到達すれば、基準位置の進行を再開し、前記ステップＳ３１３に移行する。到達していなければ、トレーニング者に音声メッセージや文字メッセージ、例えば「もう少し前に倒してみましょう」等を出力する。また、演算部３６は、基準信号を変化させ、基準位置の進行を停止させる（Ｓ３１８）。

ステップＳ３１９：演算部３６は、別プログラムで実行中のトレーニングを強制終了させ、本処理も終了する。
《効果》
本発明に係るトレーニング装置は、理想的な運動とトレーニング者の運動とのずれをトレーニング者に知らしめ、正しい運動へと導くので、トレーニング者はあたかもインストラクタとマンツーマンでトレーニングしているかのように、正しい運動をするよう矯正される。ずれの方向を検出して通知することにより、トレーニング者を正しいリズムでの運動へ導くことができる。例えば、遅れを検出すれば「もっと速く」、速すぎを検出すれば「もっとゆっくり」などの音声メッセージを出力するので、トレーニング者はインストラクタに見守られているような感覚で、モニタを見なくても正しい運動に導かれる。またプレイヤの反復運動の振幅が浅くなったことを検出すると、「もう少し前に倒してみましょう」などの音声指示を出力する。反復運動の振幅を監視することにより、トレーニング者の動きをさらに適正化することができる。また逆に、トレーニング者が適正に運動している場合、そのことを通知することにより、正しい運動を維持させ、トレーニング者のやる気を向上させる。

さらに、バー１１の検出位置が基準位置とずれる度に毎回ずれの発生通知を出力のではなく、適度な間合いでずれの通知を出力する。そのため、通知がうっとうしくなりプレイヤのやる気をそぐことを防止し、適度な注意をトレーニング者に与えて目的とする運動の適正化を実現することができる。
また、トレーニング者のずれを検出すると、基準位置の進行を停止させ、バー１１の検出位置が停止させた基準位置と一致するまで基準位置の進行を停止させる。これにより、基準位置と検出位置とがどんどんずれてしまい、トレーニング者のやる気を損なうことを防止する。また、基準位置の進行を停止させ、トレーニング者の追いつきを待つことにより、疲労しているトレーニング者のやる気を喚起することができる。

＜その他の実施形態＞
（Ａ）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。

本発明は、可動部を反復運動させるトレーニング装置に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係るトレーニング装置 図１のトレーニング装置の一例（前方斜視図） 図１のサーバに蓄積される個人データの概念説明図 基準信号生成部３６ａが生成する基準信号の概念説明図（ａ）可動域が８０°〜０°で、４拍子の場合の基準信号（ｂ）可動域が８０°〜２０°で、３拍子の場合の基準信号 基準信号と検出信号とを示す説明図（ａ）基準信号に対して検出信号が遅延または早過ぎる場合の説明図（ｂ）基準信号の振幅に対して、検出信号の振幅が小さい場合の説明図 図１の指示部３６ｂが出力する指示画面の一例 （ａ）リズムカウンタの概念説明図（ｂ）深さカウンタの概念説明図（ｃ）戻しカウンタの概念説明図 基準信号の変化を示す説明図 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１の演算部が行うずれ検出処理の流れの一例を示すフローチャート

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

Claims (8)

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、
   所定の基準信号を生成する基準信号生成手段と、
   反復運動する前記可動部の位置を、前記基準信号生成手段からの基準信号に基づいて演算し、演算した基準位置を示す指示データを生成する指示手段と、
   前記反復運動中における前記可動部の位置を検出する位置検出手段と、
   前記指示手段によって生成された前記基準位置を示す指示データおよび前記位置検出手段が検出した前記可動部の位置である検出位置を示す位置データを表示する画像表示手段と、
   前記基準信号生成手段が演算した前記可動部の基準位置と、前記位置検出手段が検出した前記可動部の位置である検出位置と、の相対的な位置関係を監視し、前記可動部の基準位置と検出位置との所定のずれを検出する相対位置監視手段と、
   前記相対位置監視手段が検出する前記ずれの発生回数であるずれ回数を計数するとともに、所定時間または所定回数の前記反復運動毎に前記ずれ回数を初期化するずれ回数計数手段と、
   前記ずれ回数計数手段が計数したずれ回数が所定回数以上となったときに、ずれ報知を行う報知手段と、を備え、
   前記相対位置監視手段は、
   前記可動部の検出位置と前記基準位置とに基づいて位置ずれを検出するとともに、前記反復運動における往路及び／又は復路における前記可動部の終端での検出位置と、前記往路及び／又は復路における前記基準位置の終端位置と、に基づいて振幅ずれ検出しており、
   前記報知手段は、前記振幅ずれを前記位置ずれの報知よりも優先的に報知することを特徴とする、トレーニング装置。
2. 前記負荷発生器はモータであって、
   前記基準信号発生手段は、前記モータの回転角度及び/または回転数に基づいて前記基準信号を出力し、
   前記相対位置監視手段は、前記基準信号と、前記可動部の検出位置に対応するモータの回転角度及び/または回転数とを比較することにより、前記可動部の基準位置と検出位置との相対的な位置関係を監視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。
3. 前記相対位置監視手段は、前記可動部の検出位置が、前記可動部の基準位置よりも進んでいるのか遅れているのかを判断し、
   前記報知手段は、前記相対位置監視手段による判断結果を報知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。
4. 前記報知手段は、前記振幅ずれを解消する運動を運動者に指示する報知を行うことを特徴とする、請求項３に記載のトレーニング装置。
5. 前記相対位置監視手段は、前記ずれが発生しない時間間隔をさらに監視し、
   前記報知手段は、前記相対位置監視手段が監視している前記ずれが発生しない時間間隔が所定時間を経過した場合、運動が適正であることの報知を行うことを特徴とする、請求項１に記載のトレーニング装置。
6. 前記基準信号生成手段は、前記反復運動の反復幅を分割して複数の区画を設定し、
   前記相対位置監視手段は、前記基準信号に基づく一区画の通過時点において前記ずれの発生の有無を判断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。
7. 前記相対位置監視手段は、前記可動部の基準位置と前記可動部の検出位置とのずれが発生した後に解消したことを検出し、
   前記指示手段は、前記相対位置監視手段が前記ずれを検出した場合、前記可動部が停止していることを示す指示データを生成し、その後前記相対位置監視手段が前記ずれの解消を検出した場合、停止した位置から反復運動を再開する前記可動部の位置を示す指示データを生成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。
8. 前記相対位置監視手段は、前記可動部の基準位置が前記反復運動の往路または復路の終点に到着した時点において、前記可動部の検出位置が未だその終点に到着していない場合、前記可動部の検出位置がその終点に到着することを検出し、
   前記指示手段は、前記可動部の検出位置が前記終点と一致するまで、前記可動部が停止していることを示す指示データを生成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。

Images