JP6308499B2 - 電気刺激装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は腹筋を適切にトレーニングできる電気刺激装置を提供することである。
〔1〕本発明に従う電気刺激装置の一形態は、筋肉に電気刺激を与える電気刺激装置であって、前記電気刺激を与えるために電流を出力する電極パッドと、腰の動作に関する情報を検出するセンサーと、前記センサーの検出結果に基づいて前記電極パッドから出力される電流の大きさを調節する制御部と、前記電極パッド、前記センサー、および、前記制御部を支持するベルトとを備える。
腰が動作することにより腹筋も動作する。このため、腰の角速度は腹筋の動作と相関を有する。上記〔2〕の電気刺激装置のセンサーはこの点を踏まえて腰の角速度を検出する。このため、腹筋の動作に応じて電気刺激が腹部に適切に与えられやすい。
動作している腹筋に電気刺激が与えられる場合、動作していない腹筋に電気刺激が与えられる場合よりも高いトレーニング効果が得られやすい。上記〔3〕の電気刺激装置のセンサーはこの点を踏まえて腰の動作に関する情報を検出する。このため、腹筋が効率的にトレーニングされる可能性が高められる。
腹筋の動作態様は身体の動作の種類に応じて異なる。上記〔4〕の電気刺激装置のセンサーはこの点を踏まえて身体の動作の種類毎に腰の動作に関する情報を検出する。このため、腹筋の動作態様に応じた電気刺激が腹部に与えられやすい。
図1は対象部位に装着可能なベルト型の電気刺激装置1の一例を示す。電気刺激装置1は、対象部位の一例である腹部まわりに装着可能な装着部10、電気刺激装置1を構成するいくつかの要素を備える本体20、および、対象部位に電気刺激を与えるために電流を出力する複数の電極パッド60を備える。一例によれば、電極パッド60の枚数は4枚である。
図5(a)は歩行動作における脚の歩行フェーズを示す。歩行動作の1周期は2つの歩行フェーズである立脚期および遊脚期に区分される。立脚期は足の少なくとも一部が地面または床等に接触している期間である。遊脚期は足が地面または床等から離れている期間である。
ユーザー100が歩行動作を形成する場合、角速度センサー51により第1軸まわりの角速度が検出される。一例では、骨盤が第1軸まわりで左回転する場合に角速度が正の値を示し、骨盤が第1軸まわりで右回転する場合に角速度は負の値を示す。
時刻t11において、角速度の値が第1の閾値WP1未満の大きさから第1の閾値WP1以上の大きさに変化した場合、制御部30は角速度の値と第1の閾値WP1との比較の結果に基づいて、左側の電極パッド60に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第1の閾値WP1以上であるため、左側の腹筋が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部30はその左側の腹筋に電気刺激が与えられるように左側の電極パッド60から電流を出力させる。
図6(a)は捻転動作における回旋フェーズを示す。捻転動作の1周期は2つの回旋フェーズである左回旋期および右回旋期に区分される。左回旋期は体幹が第1軸まわりで左回転する動作である。右回旋期は体幹が第1軸まわりで右回転する動作である。体幹が第1軸まわりで回転することにより骨盤が体幹の動作にともない第1軸まわりで回転する。
ユーザー100が捻転動作を形成する場合、角速度センサー51により第1軸まわりの角速度が検出される。捻転動作によれば、体幹および骨盤が第1軸まわりで同じ方向に回転する。この点を考慮することにより、角速度センサー51の検出結果から腹筋の伸縮状態を適切に求めることができる。右側および左側の一方の腹筋が最も伸展した場合、または、捻転動作が停止している場合、角速度が実質的に0を示す。
時刻t21において、角速度の値が第1の閾値TP1未満の大きさから第1の閾値TP1以上の大きさに変化した場合、制御部30は角速度の値と第1の閾値TP1との比較の結果に基づいて、右側の電極パッド60に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第1の閾値TP1以上であるため、右側の腹筋が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部30はその右側の腹筋に電気刺激が与えられるように右側の電極パッド60から電流を出力させる。
図7(a)は屈曲動作における腹筋の動作に関するフェーズである腹筋フェーズを示す。屈曲動作の一例はシットアップであり、その1周期は2つの腹筋フェーズである屈曲期および伸展期に区分される。屈曲期は上半身が起きる動作である。伸展期は上半身が倒れる動作である。
ユーザー100が屈曲動作を形成する場合、角速度センサー51により第2軸まわりの角速度が検出される。一例では、骨盤が第2軸まわりで左回転する場合に角速度が正の値を示し、骨盤が第2軸まわりで右回転する場合に角速度は負の値を示す。
時刻t31において、角速度の値が第1の閾値A1以上の大きさから第1の閾値A1未満の大きさに変化した場合、制御部30は角速度の値と第1の閾値A1との比較の結果に基づいて、全部の電極パッド60に電流を出力させる。この場合、角速度の値が第1の閾値A1以上であるため、腹筋の全部が拮抗筋として伸展していることが示唆される。このため、制御部30は腹筋の全部に電気刺激が与えられるように全部の電極パッド60から電流を出力させる。
電気刺激装置1はユーザー100により例えば次のように使用される。最初に、各電極パッド60が腹部の周囲に配置されるように装着部10が腰に装着される。次に、電源スイッチ41(図4参照)が操作され、電源がオフからオンに切り替えられる。次に、モード選択部42(図4参照)が操作され、その後に形成される身体の動作の種類に応じた動作モードが選択される。次に、本体20(図1参照)が本体保持部12(図1参照)に収納される。その後、ユーザー100はモード選択部42により選択した動作モードに対応する動作を形成する。
(1)腰が動作することにより腹筋も動作する。このため、腰の角速度は腹筋の動作と相関を有する。電気刺激装置1はこの点を踏まえ、角速度センサー51により腰の角速度を検出する。このため、腹筋の動作に応じた電気刺激が腹部に与えられやすい。
実施の形態に関する説明は本発明に従う電気刺激装置が取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本発明に従う電気刺激装置は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
・変形例の電気刺激装置1は、角速度センサー51に加えて、腰の動作に関する情報を検出する1または複数の別のセンサーを備える。別のセンサーの一例は加速度センサーである。
・変形例の電気刺激装置1によれば、装着部10からパッド保持部14が省略される。この場合、ユーザー100は電極パッド60を腹部に直接貼り付け、その電極パッド60の上に装着部10を巻き付ける。
・変形例の電気刺激装置1によれば、本体20とセンサーケース50とが一体的に構成される。この変形例によれば、装着部10から本体保持部12を省略できる。
・変形例の制御部30は、捻転動作の一例であるツイストランジおよびスタンディングトランクツイスト等に対応する電流の出力形態をさらに備える。
〔付記1〕前記電極パッドを保持するパッド保持部と、前記センサーを保持するセンサー保持部とをさらに備え、前記パッド保持部および前記センサー保持部は前記ベルトに支持される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の電気刺激装置。
〔付記3〕前記所定の範囲は、前記角速度の値が負のピークから正のピークに向かって変化している場合に前記角速度の値と対比される第1の所定の範囲、および、前記角速度の値が正のピークから負のピークに向かって変化している場合に前記角速度の値と対比される第2の所定の範囲を含む、請求項6または付記2に記載の電気刺激装置。
11 :ベルト
30 :制御部
51 :角速度センサー(センサー)
60 :電極パッド
TX :所定時間
Claims (6)
- 腹筋に電気刺激を与える電気刺激装置であって、
前記電気刺激を与えるために電流を出力する電極パッドと、
少なくとも人体の高さ方向に沿う軸まわりにおける腰の角速度を検出するセンサーと、
前記センサーの検出結果に基づいて前記電極パッドから出力される電流の大きさを調節する制御部と、
前記電極パッド、前記センサー、および、前記制御部を支持するベルトとを備え、
前記センサーは、前記電極パッドが前記腹筋に配置されるように前記ベルトが腰まわりに装着された状態において、身体の側部に配置されるように前記ベルトに支持される
電気刺激装置。 - 前記センサーは身体の動作にともなう前記腰の角速度を検出する
請求項1に記載の電気刺激装置。 - 前記身体の動作は歩行動作、走行動作、捻転動作、および、屈曲動作のいずれかである
請求項2に記載の電気刺激装置。 - 前記制御部は前記身体の動作の種類毎に設定される電流の出力形態、および、前記センサーの検出結果に基づいて、前記電極パッドから出力される電流の大きさを調節する
請求項2または3に記載の電気刺激装置。 - 前記制御部は、前記センサーの検出結果が反映された角速度の値が所定の範囲に含まれる場合、前記電極パッドに電流を出力させない、または、前記角速度の値が前記所定の範囲に含まれない場合よりも前記電極パッドから出力される電流を小さくする
請求項4に記載の電気刺激装置。 - 前記制御部は、前記角速度の値が前記所定の範囲に含まれない状態が継続した時間である継続時間が所定時間以上の場合、前記電極パッドに電流を出力させない、または、前記継続時間が前記所定時間未満の場合よりも前記電極パッドから出力される電流を小さくする
請求項5に記載の電気刺激装置。
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