JP4369855B2 - 柔軟運動用器具 - Google Patents

Description

本発明は、柔軟運動用器具に関する。より詳しくは、生体インピーダンスを検出し、検出された生体インピーダンスに基づいて柔軟運動を行うことを可能とする柔軟運動用器具に関する。

ストレッチ等の柔軟運動は、心身の緊張をほぐすため、あるいは健康の維持および管理のための運動として広く用いられている。従来、柔軟運動を補助する器具として、例えば特許文献１に記されたものがある。特許文献１の柔軟運動用器具は、傾斜角度を可変とした斜面と、前記傾斜角度を調節可能とすべく制御部材および角度調節部材を有している。使用者は前記斜面に載り、前屈による柔軟運動を行う。ここで、使用者は制御部材および角度調節部材により、踏み台に乗ったまま手軽に傾斜角度を変えることができる。

また、従来、健康に関する指標等を簡易的に求めることのできる健康管理器具として、例えば、特許文献２に記載されたものがある。特許文献２の健康管理装置は、生体インピーダンスを測定し、前記測定の結果に基づいて前記指標を演算し、表示する。
特開平８‐３３７３７号公報 特開２００３‐２６５４２７号公報

ところで、効果的な柔軟運動の強度（斜面の角度や前屈の回数）は、心身の緊張度や肥満度などといった身体状態によって異なる。したがって、使用者が柔軟運動をする場合において、使用者の身体状態に応じた効果的な強度を柔軟運動用器具により設定できれば便利である。しかしながら、前記従来の柔軟運動用器具においては、使用者の身体状態を検出する手段がなく、使用者は自身の主観的な感覚により柔軟運動の強度を決定せざるを得なかった。このため、柔軟運動の強度が不足して十分な効果を上げられない場合があった。あるいは、使用者が過剰な強度の柔軟運動を行ってしまうと、筋肉剥離などを引き起こし、かえって健康を害しかねないという問題があった。

ここで、前記従来の健康管理器具を用いれば、生体インピーダンスを用いて使用者の身体状態を客観的に把握できる。しかしながら、表示される指標と柔軟運動の強度とを関連付けることはできず、身体状態に基づいた目標に基づいて柔軟運動を行うことが困難であった。

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、生体インピーダンスを検出し、検出された生体インピーダンスに基づいて柔軟運動を行うことを可能とする柔軟運動用器具を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明に係る柔軟運動用器具は、柔軟運動強度を調節可能な柔軟運動装置と、使用者の身体に電流を供給して、前記使用者が行う柔軟運動に応じて変化する前記使用者の生体インピーダンスを検出する生体インピーダンス検出装置と、前記生体インピーダンス検出装置により検出された前記生体インピーダンスに基づいて、前記柔軟運動に関連する指標を表示する表示部とを備え、前記使用者が前記表示部に表示された前記指標に基づいて前記柔軟運動を行うことができるように構成されている（請求項１）。これにより、柔軟運動強度に関する客観的な指標として、生体インピーダンスを利用することができる。すなわち、柔軟運動強度の不足や過剰といった問題を解決すべく、客観的な指標を用いて柔軟運動強度を調整することが可能となる。また、柔軟運動によって引き起こされる使用者の身体の変化、すなわち柔軟運動の適正度や効果を、客観的な指標を用いて把握できる。

また、踏み台角度を調節可能な踏み台を備え、前記踏み台角度が前記柔軟運動強度に相当するものとしてもよい（請求項２）。これにより、使用者の生体インピーダンスに基づいて踏み台角度を調整することが可能となる。

また、踏み台と、前記踏み台の上面との間の相対的な高さを調節可能な押し板とを備え、前記高さが前記柔軟運動強度に相当するものとしてもよい（請求項３）。これにより、使用者の生体インピーダンスに基づいて押し板位置を調整することが可能となる。

また、前記生体インピーダンスを表示してもよい（請求項４）。これにより、使用者は運動によって体に与えられる負荷を客観的に把握しながら、柔軟運動を行うことができる。

また、前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算してもよい（請求項５）。これにより、使用者は、身体の水分分布、脱水度、筋肉率、筋肉量、体脂肪率、体脂肪量、間質液の量、血行の良し悪し、筋肉の伸展度といった、直感的に分かりやすいパラメータを客観的指標として、柔軟運動を行うことができる。

また、前記柔軟運動強度を検出する柔軟運動強度検出装置を備えてもよい（請求項６）。これにより、使用者または柔軟運動用器具が柔軟運動強度を容易かつ客観的に把握できる。よって、柔軟運動強度と生体インピーダンスを相互に関連付けて柔軟運動を行うことが容易になる。

また、使用者の体重を検出する体重検出装置を備え、前記体重と、前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算してもよい（請求項７）。これにより、使用者が体重を入力しなくても、身体情報の演算を行うことができる。

また、記憶装置を備えてもよい（請求項８）。これにより、生体インピーダンスや体重の検出値、身体情報や体組成の演算結果などを記憶させ、さまざまな用途に利用することができる。

また、前記記憶装置に前記生体インピーダンスを記憶させてもよい（請求項９）。これにより、生体インピーダンスの時間変化や平均値等を演算できる。よって、生体インピーダンスの検出結果を、目標とする柔軟運動強度や柔軟運動の効果度、適正度の把握など、さまざまな用途に利用することができる。

また、前記生体インピーダンスに基づいて、目標とする柔軟運動強度を演算してもよい（請求項１０）。これにより、使用者は、客観的な目標に従って柔軟運動を行うことができる。

また、前記柔軟運動強度を調整する柔軟運動強度調節装置を有し、前記柔軟運動強度調節装置は、前記柔軟運動装置を前記目標とする柔軟運動強度に調節してもよい（請求項１１）。これにより、柔軟運動用器具が自動的に目標とする柔軟運動強度に設定される。よって、客観的な目標に従って柔軟運動を行うことがより容易となる。

また、前記目標とする柔軟運動強度を表示してもよい（請求項１２）。これにより、使用者は客観的な演算手段によって得られた、柔軟運動強度の目標値を容易に把握できる。

また、前記生体インピーダンスの変化量を演算してもよい（請求項１３）。これにより、柔軟運動による効果や身体への負荷の程度を客観的に把握できる。また、前記変化量を、柔軟運動の適正度や柔軟運動強度の目標値の演算に利用することができる。

また、前記生体インピーダンスの変化量を表示してもよい（請求項１４）。これにより、使用者は、柔軟運動による効果や身体への負荷の程度を客観的に把握できる。

また、前記生体インピーダンスの変化量に基づいて、柔軟運動運動の効果度を演算してもよい（請求項１５）。これにより、柔軟運動による効果を客観的に把握できる。

また、前記生体インピーダンスの変化量に基づいて、柔軟運動強度の適正度を演算してもよい（請求項１６）。これにより、柔軟運動の適正度を客観的に把握できる。

また、前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算し、前記記憶装置に前記身体情報を記憶させてもよい（請求項１７）。これにより、身体情報の時間変化や平均等を演算できる。よって、身体情報を、目標とする柔軟運動強度や柔軟運動の効果度、適正度の把握など、さまざまな用途に利用することができる。

また、前記身体情報の変動を演算してもよい（請求項１８）。これにより、柔軟運動による効果や身体への負荷の程度を客観的に把握できる。また、前記変動を、柔軟運動の適正度や柔軟運動強度の目標値の演算に利用することができる。

また、前記身体情報の変動を表示してもよい（請求項１９）。これにより、使用者は、柔軟運動による効果や身体への負荷の程度を客観的に把握できる。

また、前記身体情報の変動に基づいて、柔軟運動運動の効果度を演算してもよい（請求項２０）。これにより、柔軟運動による効果を客観的に把握できる。

また、前記身体情報の変動に基づいて、柔軟運動強度の適正度を演算してもよい（請求項２１）。これにより、柔軟運動の適正度を客観的に把握できる。

また、前記生体インピーダンス検出装置は、複数の周波数の電流を用いて生体インピーダンスを検出してもよい（請求項２２）。これによって、体内の異なる構成部分をインピーダンス経路とする生体インピーダンスを検出できる。よって、特定の構成部分（筋肉や間質液）の状態を反映した情報を得ることができる。

また、前記身体情報は体組成であってもよい（請求項２３）。これにより、使用者は体組成を客観的指標として、柔軟運動を行うことができる。

また、前記身体情報は身体の水分分布であってもよい（請求項２４）。これにより、使用者は身体情報を客観的指標として、柔軟運動を行うことができる。

また、前記身体情報は筋肉の断面積であってもよい（請求項２５）。これにより、使用者は筋肉の断面積を客観的指標として、柔軟運動を行うことができる。

また、前記身体情報は血行であってもよい（請求項２６）。これにより、使用者は血行を客観的指標として、柔軟運動を行うことができる。

また、前記生体インピーダンスに基づいて柔軟運動の回数を積算してもよい（請求項２７）。あるいは、前記体重の検出値に基づいて柔軟運動の回数を積算してもよい（請求項２８）。あるいは、前記生体インピーダンスに基づいて柔軟運動の適正度を演算してもよい（請求項２９）。あるいは、前記体重の検出値に基づいて柔軟運動の適正度を演算してもよい（請求項３０）。すなわち、生体インピーダンスや体重検出値の変動量や変動パターンを利用して、柔軟運動の回数を積算することができる。したがって、使用者が数えなくても、使用者は柔軟運動の回数を容易に把握できる。あるいは、柔軟運動の強度が限界に来たときには、体の震えや重心動揺などが生じうる。このことを利用して、柔軟運動が適正な強度で行われているかを判定できる。

また、前記柔軟運動は前屈運動であってもよい（請求項３１）。これにより、使用者は自身の体の生体インピーダンスに基づいて前屈運動を行うことができる。

また、前記記憶装置には使用者の身体特定情報を記憶させ、前記身体特定情報と前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算してもよい（請求項３２）。これにより、身体特定情報を一回だけ入力すれば、その後は入力を省略しても身体情報を演算することができる。よって、直感的に分かりやすいパラメータを客観的指標として柔軟運動を行うことが容易となる。

また、複数の使用者を同定する個人特定装置を備え、前記同定された使用者の、前記身体特定情報および前記生体インピーダンスに基づいて、前記身体情報を演算してもよい（請求項３３）。これにより、複数の使用者で同一の柔軟運動用器具を使用する場合にあっても、使用者について一回だけ身体特定情報を入力すれば、その後は入力を省略しても各使用者について身体情報を演算することができる。

また、前記生体インピーダンス検出装置は、２対の手電極および２対の足電極を備え、左腕、右腕、左足、右足、胴体、およびそれらを組み合わせた部位の生体インピーダンスを検出してもよい（請求項３４）。これにより、柔軟運動を行う部位の生体インピーダンスを検出できる。よって、部位毎に身体情報や柔軟運動の目標、効果度等の客観的指標が得られる。したがって、より精密な柔軟運動を行うことが可能となる。

ここで、特許請求の範囲および明細書に使用する用語について、以下、定義する。

特許請求の範囲および明細書にいう「柔軟運動」とは、身体の筋肉や腱、関節を柔軟にするための運動をいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「柔軟運動装置」とは、柔軟運動を行うための装置であって、装置の特定の部材に身体を接触させることにより、柔軟運動をより容易に行うことのできる装置をいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「柔軟運動強度」とは、柔軟運動を行う際に設定される、装置の状態（特定要素の角度や位置など）、身体の状態（足や腕、関節の角度や位置など）、柔軟運動の回数等のパラメータであって、これを変更することで柔軟運動によって生じる筋肉や関節の伸展や収縮の度合い、運動量（消費熱量）等といった、身体への負荷が変動するものをいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「踏み台」とは、使用者が足を載せて柔軟運動を行うことのできる上面を備える部材をいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「踏み台角度」とは、踏み台の上面と水平面のなす角度をいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「押し板」とは、前屈運動において指先を接触させる板であって、これを上下することで前屈の度合いが変動するものをいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「身体情報」とは、生体インピーダンスを利用して演算される、使用者の身体状態を表すパラメータをいう。より具体的には、例えば、身体の水分分布、脱水度、筋肉率、筋肉量、体脂肪率、体脂肪量、間質液の量、血行の良し悪し、筋肉の伸展度などを言う。

特許請求の範囲および明細書にいう「体組成」とは、筋肉や脂肪、骨といった体を構成する組織の割合や状態をいう。より具体的には、例えば、ＢＭＩ、体脂肪率、体脂肪量、内臓脂肪面積指数、筋肉率、筋肉量、筋肉レベル、基礎代謝量、推定骨量、水分量などをいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「柔軟運動強度調節装置」とは、柔軟運動用器具の柔軟運動強度を制御目標値に従って設定する装置をいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「目標とする柔軟運動強度」とは、特定の身体状態において、より安全に、かつ健康を増進すべく設定される、柔軟運動強度をいう。

特許請求の範囲および明細書にいう「生体インピーダンスの変化量」とは、柔軟運動の前後、あるいは前と中と後における、生体インピーダンスの変化量をいう。ここで、柔軟運動は、数秒から数分の間隔で連続して行われものであっても、数時間から数日以上の間隔で行われるものであってもよい。

特許請求の範囲および明細書にいう「身体情報の変動」とは、柔軟運動の前後、あるいは前と中と後における、身体情報の変動をいう。ここで、柔軟運動は、数秒から数分の間隔で連続して行われものであっても、数時間から数日以上の間隔で行われるものであってもよい。

特許請求の範囲および明細書にいう「柔軟運動の回数を積算」とは、柔軟運動を開始してから現在までに行った柔軟運動の回数を計数することをいう。開始の時点は、例えば、購入時、特定の日時、毎回の起動時であってもよい。

特許請求の範囲および明細書にいう「個人特定装置」とは、複数の使用者で柔軟運動用器具を使用する場合において、今回使用する使用者がどの使用者であるかを同定するための装置をいう。具体的には、例えば、入力される個人番号により同定するものであってもよく、あるいは、暗証番号や指紋などにより個人認証を行うものであってもよい。

特許請求の範囲および明細書にいう「身体特定情報」とは、使用者の身体を特定する情報であって、身体情報または体組成の演算に用いられるものをいう。具体的には、例えば、身長、体重、胸囲、ウエスト、股下高、性別、生年月日、年齢などであってもよい。

特許請求の範囲および明細書にいう「記憶装置」とは、パラメータを記憶させておくための装置であって、具体的には、例えば、内部メモリ、不揮発性メモリ、ハードディスク、フラッシュメモリ、磁気テープなどをいう。

本発明は、以上に説明したような構成を有し、生体インピーダンスを検出して、検出された生体インピーダンスに基づいて柔軟運動を行うことを可能とする柔軟運動用器具を提供できるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
｛本発明の概念｝
最初に、本発明の概念を説明する。本発明は以下の知見に基づいてなされたものである。すなわち、柔軟運動と生体インピーダンスとの間には関連がある。生体インピーダンスとは、交流電流の被験者の体内における流れにくさを表す電気的量である。生体の電気的特徴とは次のようなものである。すなわち、生体における、血液、脳脊髄液、および筋肉のように多量の水分を含む組織は、高い導電性を示す導電性組織である。これに対し、脂肪、骨、肺のように、絶縁体や空気で満たされた部位は、電気的に高い抵抗性を示す絶縁性組織である。したがって、おなじ体重や身長であっても、絶縁体である体脂肪の割合が高ければ、相対的に生体インピーダンスが上昇する。逆に、導電体である筋肉や水分の割合が高ければ、相対的に生体インピーダンスは低下する。このような生体の電気的特徴を利用すると、ＢＭＩや体脂肪率、筋肉量、水分量などの体組成を分析することができる。

生体インピーダンスの検出において、電流経路は、主に生体中の最小のインピーダンス経路によって構成される。つまり、電流は主に、生体中の最小のインピーダンス経路を通る。低周波数の交流電流を用いると、細胞外液が最小のインピーダンス経路を構成する。一方、高周波数の交流電流を用いると、筋肉細胞などの細胞内液が最小のインピーダンス経路を構成する。このように、交流電流の周波数を選択することにより、特定の構成部分を電流経路とする生体インピーダンスを検出できる。

例えば、高周波数の交流電流を用いることで、筋肉細胞を最小のインピーダンス経路とする生体インピーダンスを検出できる。このとき、生体インピーダンスの値は筋肉の断面積に反比例する。すなわち、収縮により筋肉の断面積が上昇すれば、生体インピーダンスは低下する。逆に、伸展により筋肉の断面積が低下すれば、生体インピーダンスは上昇する。よって、柔軟運動により筋肉を伸展させると、生体インピーダンスが上昇することになる。すなわち、柔軟運動による身体への負荷が高いと、それだけ生体インピーダンスが上昇する。

また、筋肉の緊張等により血行が悪くなっていると、生体インピーダンスは上昇する。逆に、柔軟運動により血行が促進されれば、生体インピーダンスは低下する。

図５は、柔軟運動の強度と生体インピーダンスの関係を示すために行った実験の結果を示す図である。実験は、水平面とのなす角度を調節可能な踏み板の上に、足裏を密着させて直立した時の生体インピーダンスを測定することで行った。被験者は４名（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）とし、角度を０度から３０度まで５度刻みで変化させた。図を見れば分かるように、角度が大きくなるに従い、何れの被験者についても生体インピーダンスが低下した。これは、角度を変えることでふくらはぎの筋肉が下方へ伸張され、ふくらはぎの断面が減少した結果だと考えられる。以上のことから、柔軟運動の強度（踏み台の角度）と生体インピーダンスとは密接な関係があることが分かる。

また、それぞれの被験者について生体インピーダンスがそれ以上減少しなくなる角度（限界ポイント）が見られた。このことから、生体インピーダンスの変化を検出することにより、個々の被験者について、最適な踏み台角度（例えば、限界ポイントの直前の角度や、限界ポイントとなる最初の角度など）を求めることができると考えられる。

以上のように、柔軟運動の強度および効果と生体インピーダンスとの間には、密接な関係がある。すなわち、生体インピーダンスは、柔軟運動における強度や負荷、目標、効果などの客観的な指標として用いることができる。本発明は、上記のような関係を用いることにより、生体インピーダンスを利用して、適切な柔軟運動を行える柔軟運動用器具を提供する。

以下、具体的に本発明の実施の形態を説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係る柔軟運動用器具の概略構成の一例を模式的に示す外観図であって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は裏面図である。また、図３は、本発明の実施の形態に係る柔軟運動用器具の使用状態の一例を模式的に示す斜視図である。以下、図１および図３を参照しながら、本実施の形態に係る柔軟運動用器具について説明する。

最初に、本実施の形態に係る柔軟運動用器具のハードウェア系統について以下に説明する。図１および図３に示す通り、本実施の形態に係る柔軟運動用器具１は、概ね、前後に延びる２本の台座２と、その上に配設された平面状の踏み台４とを備えている。２本の台座２は、左右に並べて配設され、前部および後部をロードセルユニット６によって支持されている。また、２本の台座２は前部および後部を横棒８により連結されている。さらに、それぞれの台座２の後部には、固定部材３２がそれぞれ配設され、この固定部材３２の上に、逆Ｕ字状のパッドホルダからなるパッドホルダ３が突設されている。そして、パッドホルダ３の上部には、前向きにパッド７が固定されている。一方、前部の横棒８の中央部には、上方に延びる板状のスケール９が取り付け具３３によって取り付けられている。さらに、スケール９には押し板１０が上下方向に移動可能に取り付けられている。スケール９と押し板１０はそれぞれ抵抗とブラシを備えることで、押し板１０の位置（例えば台座２の上面からの高さ：以下、押し板位置）を検出するための、押し板位置検出装置２０（図２参照）を構成している。

踏み台４は、足を載せる上面と水平面との角度（以下、踏み台角度）を可変にすべく、その後端部が回転軸５によって一対の固定部材３２に回動自在に取り付けられている。踏み台４の下面には、角度調整板１１Ａ、１１Ｂがヒンジ１２を介して揺動自在に取り付けられている。角度調整板１１Ａ、１１Ｂはそれぞれ長さが異なる板状の部材であって、左右一対の構成として互いに背中合わせにて反対向きで取り付けられ、幅、方向、位置もそれぞれの対が揺動時に干渉しないように異なっている。また、台座２には、角度調整板１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ対応する角度調整用溝１３Ａ、１３Ｂが刻まれている。角度調整用溝１３Ａ、１３Ｂは左右の台座に１列ずつ、かつ各列の３箇所にそれぞれピッチおよび角度を異ならせて設けられている。そして、使用者が角度調整板１１Ａまたは１１Ｂの一方の端をそれぞれ角度調整用溝１３Ａまたは１３Ｂへはめ込むことにより、踏み台角度を調整できる構成となっている。すなわち、２種類の角度調整板に対応して、角度調整用溝がそれぞれ３種類ずつあるため、組合せとして、６通りの踏み台角度が選択できる。それぞれの溝には、番号（例えば、その溝を選択した場合の踏み台角度）が表示されている。角度調整板１１Ａ、１１Ｂと角度調整用溝１３Ａ、１３Ｂには、それぞれ図示されない接点が設けられ、どの角度調整用溝に角度調整用板１１Ａまたは１１Ｂがはめ込まれているかを検出するための、踏み台角度検出装置２１（図２参照）を構成している。

なお、本実施の形態に係る柔軟運動用器具においては、押し板位置検出装置２０および踏み台角度検出装置２１が、特許請求の範囲で言うところの柔軟運動強度検出装置である。

踏み台４の上面には、略中央部の左右に足電極１４Ａ、１４Ｃ、後部の左右に足電極１４Ｂ、１４Ｄが設けられている。また、前記上面の前部中央には、入力部１５および表示部１６が設けられている。また、踏み台４の前端には手電極ユニット収納部３１が形成されており、ここに手電極ユニット１７が脱着可能にはめ込められている。さらに、踏み台４の下面前方中央部と手電極ユニット１７は、カールコードケーブル１８により結線されている。手電極ユニット１７の上面および下面には、それぞれ左右に手電極１９Ａ、１９Ｃ、および、１９Ｂ、１９Ｄが設けられている。また、踏み台４の内部には、図示されない制御部２２、記憶部２３、インピーダンス検出回路２４、Ｉ／Ｏ２５、計時装置２６が格納されている。

なお、本実施の形態では、入力部１５には例えばボタンが、表示部１６には例えば液晶パネルが用いられている。

また、４個の足電極のうち、１つないし複数をパッド７に設けてもよい。さらに、踏み台４の上面とパッド７とにそれぞれ電流極と電圧極、または電圧極と電流極、を配設してもよい。これにより、電極間の距離が長くなり、測定が安定する。

次に、本実施の形態に係る柔軟運動用器具の制御系統について説明する。図２は、柔軟運動用器具１の制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。図２に示すように、柔軟運動用器具１の制御系統は、ＣＰＵ等の演算処理装置からなる制御部２２を有している。制御部２２は、バスを介して不揮発メモリ等からなる記憶部２３に接続されている。記憶部２３には、本実施の形態に係る柔軟運動用器具の動作を遂行するためのプログラムや各種パラメータなどが記憶されている。足電極１４Ａ乃至１４Ｄおよび手電極１９Ａ乃至１９Ｄは、インピーダンス検出回路２４に接続され、インピーダンス検出回路２４の出力は、Ｉ／Ｏ２５を介して制御部２２に入力される。Ｉ／Ｏ２５には、押し板位置検出装置２０、踏み台角度検出装置２１、ロードセルユニット６、入力部１５も接続されており、それぞれの出力はＩ／Ｏ２５を介して制御部２２に入力される。また、Ｉ／Ｏ２５には表示部１６が接続されており、制御部２２によってＩ／Ｏ２５を介して表示部１６の表示が制御される。そして、制御部２２には、計時装置２６からＩ／Ｏ２５を介して時刻が入力される。

ロードセルユニット６はＩ／Ｏ２５、制御部２２、記憶部２３と連動して、使用者の体重を検出する体重検出装置を構成している。

次に、柔軟運動用器具１の動作について以下に説明する。

本実施の形態に係る柔軟運動用器具１では、購入後、初めて電池を装着した際に初期設定を行う必要がある。そのため、入力部１５を操作して（例えば初期設定ボタンを設けておき、それを押すものとする）、柔軟運動用器具１を初期設定モードにする。そして、柔軟運動用器具１の動作モードが初期設定モードに設定された後、入力部１５を操作することによって、操作時点における年月日や時刻等のデータを入力する。入力された年月日および時刻により、計時装置２６のデータが更新される。なお、工場出荷時に、年月日や時刻を入力しておいてもよい。この場合、購入直後において年月日や時刻の設定を省略しても正常に使用することができる。

また、初期設定モードでは、使用者の氏名、身長、年齢、性別など、使用者の身体を特定する情報（以下、身体特定情報）が入力される。身体特定情報は、使用者の個人識別番号（例えば使用者の数を最大４とすれば４までの自然数としてもよい）と共に記憶される。その後は、起動時に個人識別番号を選択することで、身体特定情報の入力を省略することができる。なお、体重も身体特定情報であるが、本実施の形態では、ロードセルユニット６を用いて検出された体重を用いてもよい。ただし、着衣などで体重の検出結果に誤差が生じる場合は、入力した体重を用いてもよい。着衣の補正を行ってもよい。また、ロードセルユニット６を省略してもよい。この場合、体重は初期設定モードで入力される。

さらに、通常の使用に先立ち、個々の使用者について、適正値の設定が行われる。適正値の設定は、入力部１５を操作して（例えば、適正値設定ボタンを設けておき、それを押すものとする）、柔軟運動用器具１を適正値設定モードにして行われる。適正値設定モードにした上で、使用者は、踏み台角度、押し板位置、前屈の回数や方法などについて、標準的な方法（例えばメーカが推奨するもの）で柔軟運動を行う。標準的な方法での柔軟運動は複数日（例えば１週間）にわたり複数回（例えば７回）行われ、後述する方法により、運動前中後の生体インピーダンスの値およびその変化量の平均値が記憶される。そして、前記平均値が基準値として記憶される。また、上記基準値の例えば±５％〜±１０％の範囲が生体インピーダンスの許容範囲とされる。さらに、踏み台角度、押し板位置、前屈の回数の適正値が制御部２２によって演算され記憶部２３に記憶される。本実施の形態では、踏み台角度、押し板位置、前屈の回数が特許請求の範囲でいうところの柔軟運動強度である。なお、基準値は、必ずしも平均値でなくてもよく、中央値や最頻値などであってもよい。生体インピーダンスの検出結果に基づいて演算された値であれば、いかなる値であってもよい。

次に、通常の使用時の動作について説明する。図４は、柔軟運動用器具１の通常の使用時の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。

図１乃至図４において、入力部１５から電源を投入する指令が入力されると、柔軟運動用器具１の電源がＯＮする（ステップＳ１）。

前記個人識別番号と使用者の氏名のリストが表示部１６に表示（以下、単に表示と記載する）され、今回使用するのが誰であるのかが選択される（ステップＳ２）。

前回使用時の踏み台角度および押し板位置が表示される（ステップＳ３）。使用者は、前回の踏み台角度および押し板位置を参考に、今回の踏み台角度および押し板位置を調整する。

使用者は、足電極１４Ａに右足裏前部を、足電極１４Ｂに右足裏踵部を、足電極１４Ｃに左足裏前部を、足電極１４Ｄに左足裏踵部を接触させるようにして踏み台４の上に載る。さらに、手電極１９Ａおよび手電極１９Ｂをそれぞれ左手人差し指と左手親指で、手電極１９Ｃおよび手電極１９Ｄをそれぞれ右手人差し指と右手親指でつまむ。そして、検出開始の指令が入力される（ステップＳ４）。

ロードセルユニット６を含む体重検出装置２０により使用者の体重が検出され、記憶部２３に記憶されている体重が更新される。次いで、インピーダンス検出回路２４により、使用者の生体インピーダンスが検出され、制御部２２に入力されるとともに、記憶部２３に運動前の生体インピーダンスとして記憶される。次に、体重および生体インピーダンスの値が表示される（ステップＳ５）。

次に、入力部１５から、運動開始の指令が入力される（ステップＳ６）。

すると、踏み台角度、押し板位置が、それぞれ、踏み台角度検出装置２１、押し板位置検出装置２０により検出され、制御部２２に入力されるとともに、記憶部２３に記憶される（ステップＳ７）。

適正値設定モードにおいて設定された許容範囲が表示されると同時に、その時点での生体インピーダンスの値がリアルタイムで表示される（ステップＳ８）。使用者は、表示される生体インピーダンスの値が許容範囲内に収まるように強度を調整しながら、柔軟運動を行う。

柔軟運動が終了すると、入力部１５により、柔軟運動終了の指令が入力される（ステップＳ９）。

すると、インピーダンス検出回路２４により、使用者の生体インピーダンスが検出され、制御部２２に入力されるとともに、記憶部２３に運動後の生体インピーダンスとして記憶される。運動前後の生体インピーダンスの値および運動前と運動後の生体インピーダンスの差が、表示される（ステップＳ１０）。

以上に説明したように、本実施の形態に係る柔軟運動用器具１によれば、使用者は自らの行う柔軟運動の強度が適正であるか否かを確認しながら柔軟運動を行うことができる。よって、本実施の形態に係る柔軟運動用器具１は、柔軟運動強度が不十分なために効果があがらないといった事態や、過度の強度で柔軟運動を行うことで怪我をするといった事態を未然に防止するために役立つ。また、柔軟運動によって身体の緊張が解けると、血行がよくなり、生体インピーダンスの値は低下する。本実施の形態に係る柔軟運動用器具１によれば、運動前後の生体インピーダンスの値を参照することにより、使用者が柔軟運動による血行増進の効果を客観的に把握できる。また、基準値と今回の値との差を確認することにより、現時点での健康度や柔軟運動の長期的な効果を客観的に把握できる。

なお、インピーダンス検出回路２４は、複数の異なる周波数の電流を供給できるような構成としてもよい。これにより、低周波の電流を用いた場合には、細胞外液の情報を反映する生体インピーダンスが得られる。よって、生体インピーダンスを血行などの客観的な指標とすることができる。また、高周波の電流を用いた場合には、細胞内の情報（例えば筋肉の断面積）を反映する生体インピーダンスが得られる。よって、生体インピーダンスを柔軟運動強度の客観的な指標とすることができる。このように、複数の周波数を用いることで、体内の異なる構成部分の情報を柔軟運動に利用することができる。あるいは３種類以上の異なる周波数の電流を用いて生体インピーダンスを測定してもよい。また、複数の周波数を用いて検出された生体インピーダンスの比を使って演算を行ってもよい。前記インピーダンス比は、例えば、水分量の変化などの身体状態のより有効な指標となりうる。

なお、毎回の柔軟運動時において、運動前後の生体インピーダンスの値およびその変化量を蓄積しておき、これを用いて、定期的（例えば一定回数毎）に前記基準値あるいは前記許容範囲を更新してもよい。これにより、身体の変動に従って、より適切に柔軟運動を行うことができる。あるいは、前記基準値や前記許容範囲の変動を表示してもよい。これにより、柔軟運動の効果を客観的に把握することができる。

また、制御部２２は、踏み台角度および押し板位置から、柔軟運動強度の指標を演算し、これを表示部１６に表示してもよい。ここで、柔軟運動強度の指標とは、踏み台角度および押し板位置を組み合わせて演算される指標値であって、半定量的なレベル値であってもよく、あるいは、例えば踏み台角度（度）と押し板位置（ｃｍ）の積などの定量的な値であってもよい。これにより、使用者は、柔軟運動用器具の設定状態と、柔軟運動の強度の関係を客観的に把握できる。

なお、使用者を特定する個人特定装置を備え、個人識別番号が自動的に入力されるようにしてもよい。これにより、使用の度に使用者を選択する必要がなくなる。前記個人特定装置は、例えば、手電極１９Ａ乃至１９Ｄ、足電極１４Ａ乃至１４Ｄ、手電極ユニット１７等に配設された指紋読み取り装置であってもよい。

また、生体インピーダンスと身体特定情報から、柔軟運動の前、最中、あるいは後における、ＢＭＩ、体脂肪率、体脂肪量、内臓脂肪面積指数、筋肉率、筋肉量、筋肉レベル、基礎代謝量、推定骨量、水分量などの体組成、あるいは、水分分布、脱水度、筋肉の断面積や緊張度や伸展度、あるいは血行の指標といった身体情報を演算し、演算結果を表示してもよい。演算は、基本的には、人の集団のデータから求めた各パラメータの相関式を用いて行う。これにより、使用者は自らの体組成や身体情報を確認しながら柔軟運動を行うことができる。例えば、体組成の変化を通して、柔軟運動の効果を容易に知ることができる。あるいは、例えば、筋肉の伸展度を柔軟運動によって生じる身体への負荷の指標とすることができる。そして、筋肉の伸展度が一定の基準を超えないように柔軟運動を行うなどすれば、筋肉の伸展度を怪我を防止するための指標とすることができる。筋肉の伸展度が一定の基準を超えたときには警告を表示するようにしてもよい。なお、体組成や身体情報の演算結果は、柔軟運動中以外の時に表示できるようにしてもよい。

生体インピーダンスの変化量あるいは身体情報の変動を用いて、柔軟運動の効果度を演算し、結果を表示してもよい。この場合において、柔軟運動は、数秒から数分の間隔で連続して行われものであっても、数時間から数日、数週間といった間隔で行われるものであってもよい。例えば、生体インピーダンスの低下幅を指標として、血行がどの程度促進されたかという効果度を演算できる。あるいは、体脂肪率の低下幅を指標として、肥満がどの程度改善されたかという効果度を演算できる。これにより、使用者は、生体インピーダンスの検出結果を利用して、柔軟運動の効果を客観的かつ容易に把握できる。

過去の体組成、身体情報、柔軟運動の効果度を、柔軟運動を行った年月日および時刻とともに記憶部２３に記憶しておいてもよい。また、記憶された過去の体組成、身体情報、柔軟運動の効果度を、時系列に沿って数値またはグラフ等により表示してもよい。これにより、過去に行った柔軟運動の効果を、体組成、身体情報、柔軟運動の効果度といった客観的指標を通じて明瞭に把握できる。

前回までの柔軟運動における生体インピーダンスの検出結果あるいは身体情報の演算結果（以下、前回までのデータ）を用いて、今回の柔軟運動強度（踏み台角度、押し板位置、前屈運動の回数など）の目標値を演算して表示してもよい。あるいは、前回までのデータに加えて、今回の生体インピーダンス、あるいは体重の検出結果を用いて、前記目標値の演算、表示を行ってもよい。いずれにしても、踏み台角度、押し板位置、前屈運動の回数を前記目標値に設定して柔軟運動を行うことにより、使用者は、客観的な指標に従って柔軟運動を行うことができる。また、徐々に柔軟運動強度を強めていくように目標値を設定すれば、使用者は、自らの体の柔軟度をより高めていくことができる。よって、柔軟運動による健康増進を計ることができる。

ステッピングモータなどの駆動装置を備えた押し板位置調整装置を備え、押し板位置調整装置により押し板位置を調節可能としてもよい。また、角度調整板１１Ａ、１１Ｂと角度調整用溝１３Ａ、１３Ｂではなく、回転軸５の部分にステッピングモータなどの駆動装置を備えた踏み台角度調整装置を備え、前記踏み台角度調整装置により、踏み台角度を調節可能としてもよい。なお、本実施の形態では、押し板位置調整装置および踏み台角度調整装置が、特許請求の範囲でいうところの柔軟運動強度調整装置となる。かかる構成とすることにより、柔軟運動強度の目標値を演算した後、自動的に柔軟運動用器具の設定状態を目標値に設定できる。

また、前屈運動を行うと、生体インピーダンスあるいは体重の検出値は、運動に伴って変動する。よって、前記変動のパターンに基づいて、柔軟運動を開始してから現在までに行った柔軟運動の回数を計数してもよい。開始の時点は、例えば、購入時、特定の日時、毎回の起動時であってもよい。

なお、柔軟運動は、ゆるやかな動作で行う方が効果が高く、急激な動作はかえって怪我の原因となる場合もある。よって、前記変動のパターンから動作の緩急を検出してもよい。そして、動作の緩急について一定の閾値に基づいて判定を行ってもよい。さらに、急激な動作と判定された場合については、警告を表示したり、一回の柔軟運動として計数しないようにしてもよい。

また、体の柔軟度が低いと、柔軟運動の間に起こる重心や生体インピーダンスの動揺が大きくなる。よって、体重や生体インピーダンスの検出値の変動から、体の柔軟度や、各年齢における人間の柔軟度の平均から逆算した推定年齢等を演算し、表示してもよい。あるいは、重心や生体インピーダンスの検出値の変動から、柔軟運動の限界や柔軟運動の適正度の演算や判定（例えば、どこまで前屈してもよいかや、限界まで前屈を行っているか否かの判定）を行ってもよい。

また、本実施の形態では、柔軟運動を前屈運動としたが、後屈運動や上腕筋を伸展させる運動などを対象としても、同様に、生体インピーダンスに基づいて柔軟運動を行うことができる。すなわち、本実施の形態に係る柔軟運動用器具では、踏み台４に載って行うことのできるものであれば、如何なる柔軟運動についても対象とすることができる。

また、本発明に係る柔軟運動用器具は、必ずしも踏み台４や押し板１０を備えている必要はない。異なる部材であっても、これを用いて柔軟運動強度を調節できればよい。したがって、柔軟運動強度を調節可能な柔軟運動装置を用いて行う柔軟運動であれば、如何なる柔軟運動も対象とできる。

なお、この場合、手電極ユニット１７に表示部１６を配設することが望ましい。これにより、使用者の姿勢によらず生体インピーダンスや身体情報などの表示内容を確認しながら柔軟運動を行うことができる。また、制御部２２と手電極ユニット１７とは、電波を用いて通信可能な構成としてもよい。これにより、コードの長さに無関係に、生体インピーダンスや身体情報などの表示内容を確認しながら、自由な姿勢で柔軟運動を行うことができる。

また、手電極１９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃ、１９Ｄ、および、足電極１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃ、１４Ｄを組み合わせて、左腕、右腕、左足、右足、胴体、およびそれらを組み合わせた身体の各部位の生体インピーダンスを検出してもよい。これにより、柔軟運動を行う部位の生体インピーダンスを検出できる。よって、部位毎に身体情報を得ることができる。したがって、柔軟運動の効果をより的確に把握できる。また、部位別の生体インピーダンスを柔軟運動の客観的な指標とすることができる。したがって、全身のみならず、部位毎に、柔軟運動の目標や適正度を調節できる。

本発明に係る柔軟運動用器具は、生体インピーダンスを検出し、検出された生体インピーダンスに基づいて柔軟運動を行うことを可能とする柔軟運動用器具として有用である。

本発明の実施の形態に係る柔軟運動用器具の概略構成の一例を模式的に示す図であって、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は裏面図である。 柔軟運動用器具１の制御系統の一例を模式的に示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る柔軟運動用器具の使用状態の一例を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態に係る柔軟運動用器具の通常使用時の動作プログラムの一例を示すフローチャートである。 柔軟運動の強度と生体インピーダンスの関係を示すために行った実験の結果を示す図である。

符号の説明

１ 柔軟運動用器具
２ 台座
３ パッドホルダ
４ 踏み台
５ 回転軸
６ ロードセルユニット
７ パッド
８ 横棒
９ スケール
１０ 押し板
１１Ａ、１１Ｂ 角度調整板
１２ ヒンジ
１３Ａ、１３Ｂ 角度調整用溝
１４Ａ〜１４Ｄ 足電極
１５ 入力部
１６ 表示部
１７ 手電極ユニット
１８ カールコードケーブル
１９Ａ〜１９Ｄ 手電極
２０ 押し板位置検出装置
２１ 踏み台角度検出装置
２２ 制御部
２３ 記憶部
２４ インピーダンス検出回路
２５ Ｉ／Ｏ
２６ 計時装置
３１ 手電極ユニット収納部
３２ 固定部材
３３ 取り付け具

Claims (34)

1. 柔軟運動強度を調節可能な柔軟運動装置と、
   使用者の身体に電流を供給して、前記使用者が行う柔軟運動に応じて変化する前記使用者の生体インピーダンスを検出する生体インピーダンス検出装置と、
   前記生体インピーダンス検出装置により検出された前記生体インピーダンスに基づいて、前記柔軟運動に関連する指標を表示する表示部とを備え、
   前記使用者が前記表示部に表示された前記指標に基づいて前記柔軟運動を行うことができるように構成された、
   柔軟運動用器具。
2. 踏み台角度を調節可能な踏み台を備え、前記踏み台角度が前記柔軟運動強度に相当する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
3. 踏み台と、前記踏み台の上面との間の相対的な高さを調節可能な押し板とを備え、前記高さが前記柔軟運動強度に相当する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
4. 前記生体インピーダンスを表示する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
5. 前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
6. 前記柔軟運動強度を検出する柔軟運動強度検出装置を備える、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
7. 使用者の体重を検出する体重検出装置を備え、前記体重と、前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
8. 記憶装置を備える、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
9. 前記記憶装置に前記生体インピーダンスを記憶させる、請求項８に記載の柔軟運動用器具。
10. 前記生体インピーダンスに基づいて、目標とする柔軟運動強度を演算する、請求項９に記載の柔軟運動用器具。
11. 前記柔軟運動強度を調整する柔軟運動強度調節装置を有し、前記柔軟運動強度調節装置は、前記柔軟運動装置を前記目標とする柔軟運動強度に調節する、請求項１０に記載の柔軟運動用器具。
12. 前記目標とする柔軟運動強度を表示する、請求項１０に記載の柔軟運動用器具。
13. 前記生体インピーダンスの変化量を演算する、請求項９に記載の柔軟運動用器具。
14. 前記生体インピーダンスの変化量を表示する、請求項１３に記載の柔軟運動用器具。
15. 前記生体インピーダンスの変化量に基づいて、柔軟運動運動の効果度を演算する、請求項１３に記載の柔軟運動用器具。
16. 前記生体インピーダンスの変化量に基づいて、柔軟運動強度の適正度を演算する、請求項１３に記載の柔軟運動用器具。
17. 前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算し、前記記憶装置に前記身体情報を記憶させる、請求項８に記載の柔軟運動用器具。
18. 前記身体情報の変動を演算する、請求項１７に記載の柔軟運動用器具。
19. 前記身体情報の変動を表示する、請求項１８に記載の柔軟運動用器具。
20. 前記身体情報の変動に基づいて、柔軟運動運動の効果度を演算する、請求項１８に記載の柔軟運動用器具。
21. 前記身体情報の変動に基づいて、柔軟運動強度の適正度を演算する、請求項１８に記載の柔軟運動用器具。
22. 前記生体インピーダンス検出装置は、複数の周波数の電流を用いて生体インピーダンスを検出する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
23. 前記身体情報は体組成である、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
24. 前記身体情報は身体の水分分布である、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
25. 前記身体情報は筋肉の断面積である、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
26. 前記身体情報は血行である、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
27. 前記生体インピーダンスに基づいて柔軟運動の回数を積算する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
28. 前記体重の検出値に基づいて柔軟運動の回数を積算する、請求項７に記載の柔軟運動用器具。
29. 前記生体インピーダンスに基づいて柔軟運動の適正度を演算する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
30. 前記体重の検出値に基づいて柔軟運動の適正度を演算する、請求項７に記載の柔軟運動用器具。
31. 前記柔軟運動は前屈運動である、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
32. 前記記憶装置には使用者の身体特定情報を記憶させ、前記身体特定情報と前記生体インピーダンスに基づいて身体情報を演算する、請求項８に記載の柔軟運動用器具。
33. 複数の使用者を同定する個人特定装置を備え、前記同定された使用者の、前記身体特定情報および前記生体インピーダンスに基づいて、前記身体情報を演算する、請求項３２に記載の柔軟運動用器具。
34. 前記生体インピーダンス検出装置は、２対の手電極および２対の足電極を備え、左腕、右腕、左足、右足、胴体、およびそれらを組み合わせた部位の生体インピーダンスを検出する、請求項１に記載の柔軟運動用器具。
    

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