JP2020116198A - 電気刺激装置 - Google Patents

Abstract

【課題】使用者が足裏の設置における方向性を認識できて、使いやすい電気刺激装置を提供すること。【解決手段】電気刺激装置１１はシート状のパッド１２を有する。表面シート２７の上面には足裏Ｆを介して下肢に電流に付与するための導電パターン４１が設けられている。パッド１２は、左足に対応する左ゾーン２１と、右足に対応する右ゾーン２２とを備えている。左ゾーン２１及び右ゾーン２２の外側縁部２３を前方に向かって開く形状とするとともに、導電パターン４１を前方に向かって開く方向を指示する形状とした。【選択図】図１

Description

本発明は、下肢の筋肉に対して電気刺激を付与するための電気刺激装置に関するものである。

特許文献１には、シート上の敷板の上面の左右位置にそれぞれ銀ペーストよりなる電極をプリントした電気刺激装置が開示されている。そして、椅子に着座した姿勢の使用者が左右の電極上にそれぞれ左右の足裏を載せ、この状態で、電極に電圧が印加されることにより、足裏を介して左右の下肢の筋肉に電気刺激が付与されて、筋肉マッサージが実行されるとしている。

中国特許出願公開第１０８８１５７０３号明細書

特許文献１の電気刺激装置においては、左右の下肢の足裏を乗せる部分が単に左右対称に形成されているのみで、足裏を載せる場合の方向性に対する配慮は図られていない。しかしながら、通常、人間が両足を揃えて着座した状態において、着座者の足裏は、前方に向かって開き気味になる。特許文献１の電気刺激装置のように、方向性が存在しない敷板においては、使用者は不自然な足の向きを強いられるように感じてしまうこともあって、戸惑うものであり、使いやすいとは言い難い。そして、足の向きが不自然な場合、刺激電流の通電にともなう筋収縮時に、足裏が電極から浮き上がって、例えば、指先だけで電極に接した状態になって、筋肉に対する所要の通電量を確保できず、充分なマッサージを行い得ないおそれがある。また、足の向きが不自然な場合、筋収縮などによって足が動いてしまうと、指先が他方の電極に触れてしまうおそれもある。このような場合は、刺激電流が下肢のふくらはぎなどの筋肉側にほとんど到達することはなく、両電極と足裏とを巡る刺激電流の閉回路が形成されて、足先が不要に動いてしまうこともあり、有効な筋肉マッサージを行い得ないおそれもあった。

本発明の目的は、使用者が足裏の方向性を認識できて、使いやすい電気刺激装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、シート状のパッドを有し、そのパッドの上面には足裏を介して下肢に電流に付与するための電極を設けた電気刺激装置において、前記パッドには足裏の設置方向を指示する形状を付与したことを特徴とする。

以上のように構成した電気刺激装置において、使用者は、装置の外観形状に従って足裏の自然な設置方向を意識できるため、使用者は無理な体勢を強いられることなく、下肢に対して刺激電流を与えることができる。

以上のように、本発明によれば、使用者は電気刺激装置の外観形状に従って足裏の設置方向を決めれば、無理なく電気刺激を実行できるため、電気刺激装置として使いやすいものとなる効果を発揮する。

電気刺激装置の平面図。 同じく制御器を取り外した状態を示す平面図。 電気刺激装置の裏面図。 電気刺激装置を前側から見た図。 折り畳み状態の電気刺激装置の側面図。 折り畳み状態の電気刺激装置の平面図。 電気刺激装置を収納するバッグの正面図。 電気刺激装置の使用状態を示す側面図。 左右のゾーンを分割した変更例を示す平面図。 左右のゾーンを磁石で連結できる変更例を示す平面図。 左右のゾーンを蝶番で連結した変更例を示す平面図。 左右のゾーンを軸で連結した変更例を示す平面図。 左右のゾーンをファスナで連結する構成を示す平面図。

（実施形態）
以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。
図１〜図８は本実施形態を示すものである。図１，図２及び図４に示すように、本実施形態の電気刺激装置１１は、扁平なシート状のパッド１２と、そのパッド１２の前部上面の中央部に着脱可能に取り付けられた制御器１３とを備えている。本実施形態の電気刺激装置１１においては、図１及び図２の上部を前側とする。

図１及び図２に示すように、前記パッド１２は、左足の足裏Ｆが乗せられる左ゾーン２１と、右足の足裏Ｆが乗せられる右ゾーン２２とを有しており、それらの外側縁部２３は前方に向かって広がるように傾斜されており、その傾斜角度は、前後方向線に対して１５度である。この傾斜角度は、３〜３０度の値が好ましい。図１に２点鎖線の足裏Ｆから明らかなように、外側縁部２３の傾斜角度は、使用者の足裏Ｆが設置される角度を指示している。パッド１２の前後両端の中央部には、それぞれ前方及び後方に向かって広がる凹部２４，２５が形成されている。これらの凹部２４，２５は、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の前後両位置に傾斜部２４１，２５１を設けることにより形成される。また、左ゾーン２１及び右ゾーン２２は、足の爪先側である前部側が踵側である後部側より幅広く形成されている。

図４に示すように、パッド１２は、左ゾーン２１と右ゾーン２２とに分割して配置された柔軟性及び電気絶縁性を有する一対のクッション材２６と、そのクッション材２６の上面に貼着され、左右一体をなすとともに、クッション材より硬く、電気絶縁性を有する１枚の表面シート２７とを有している。クッション材２６は、例えば発泡ポリウレタンにより構成され、表面シート２７は、例えばポリエチレンテレフタレートによって構成されている。左右のクッション材２６の対向する内側端面２９は下方に向かって広がるように傾斜されており、それらの間には間隔２８が形成されている。左右のクッション材２６の内側端面２９間において表面シート２７の上面には、浅い溝よりなるとともに、前後方向に延びる折り曲げライン３１が形成されている。図５及び図６に示すように、この折り曲げライン３１において展開状態の表面シート２７を同表面シート２７が内側となるように、クッション材２６が外側となるように折り曲げて、パッド１２全体を二つ折り状に折り畳むことができる。

図３に示すように、左右のクッション材２６には、滑り止め加工３２が施されている。図３において、滑り止め加工３２は、エラストマなどの摩擦係数が高く、柔軟性のあるゴム性材料を多数スポット的に設けた構成を示しているが、クッション材２６の裏面に凹凸加工を施したりして構成してもよい。そして、この滑り止め加工３２が床面に接触することにより、パッド１２の滑動が抑制される。

図１及び図２に示すように、表面シート２７の左ゾーン２１及び右ゾーン２２の上面全体にはそれぞれ銀や銅の導電金属を含む導電ペーストよりなる導電パターン４１がプリントされている。左右の導電パターン４１は前記折り曲げライン３１の部分を避けて、それぞれ左右独立して配置されており、パッド１２の折り畳み時には導電パターン４１は内側に位置する。そして、この導電パターン４１は、使用者の足裏Ｆに電圧を印加するための電極を構成する。この導電パターン４１は、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の輪郭に倣い、前部側が後部側より幅広い輪郭部４２と、輪郭部４２内に位置するとともに、輪郭部４２に電気接続された複数の平行な直線状のラインよりなるインナ部４３とを有している。インナ部４３は、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の外側縁部２３と平行に延長されている。従って、左ゾーン２１及び右ゾーン２２のインナ部４３は前広がり状に傾斜されており、図１に２点鎖線で示すように、使用者の足裏Ｆの角度を指示する。

図２及び図４に示すように、前記左ゾーン２１及び右ゾーン２２の前部両側における前記輪郭部４２上の表面シート２７には、導電パターン４１に対する電力供給の電極となる接続端子４４が折り曲げライン３１を介した左右対称位置に取り付けられている。この接続端子４４は、スナップボタンの凸側の形状に形成されている。前記制御器１３の裏面には、前記接続端子４４に対して接続・離間可能に対応する接続端子４５が設けられており、この接続端子４５は、スナップボタンの凹側の形状に形成され、制御器１３内の電気回路の出力電極を構成する。なお、図４においては、接続端子４４の突出高さが誇張して描かれているが、パッド１２を折り畳んだ場合、表面シート２７及びクッション材２６の変形により、接続端子４４は沈下するので、接続端子４４が折り畳みの支障になることはない。

制御器１３の内部には、電源，発振回路，制御回路（いずれも図示しない）が装備されており、発振回路で生成された刺激電流が接続端子４４，４５を介して導電パターン４１に供給される。この刺激電流は、ＥＭＳ（Electrical Muscle Stimulation）電流であって、１５〜２０Ｈｚの電流パルスよりなる。制御器１３の上面には、刺激電流の強弱あるいは周波数変更など電流供給パターンを調節するとともに、刺激電流出力のオン・オフ機能を兼ねる操作スイッチ４６，４７が配置されている。なお、前記電源には、リチウムイオン電池などの二次電池が使用され、制御器１３の外側面には、この二次電池に充電するためのコネクタ（図示しない）が設けられている。

図１に示すように、本実施形態の電気刺激装置１１には、前記制御器１３を無線操作するためのリモートコントロールユニット（以下、リモコンという）５１が設けられており、このリモコン５１には前記操作スイッチ４６，４７と同様な機能を有する操作スイッチ５２，５３が設けられている。

図７は、二つ折り状に折り畳まれた電気刺激装置１１を収納するためのバッグ８１を示し、ファスナ８２の開閉によって二つ折り状のパッド１２を出し入れできる。バッグ８１の内部には前記制御器１３及びリモコン５１を収容するためのポケット（図示しない）が設けられている。

次に、以上のように構成された電気刺激装置１１の使用方法を説明する。
この電気刺激装置１１を使用する場合には、図８に示すように、パッド１２を展開状態にするとともに、表面シート２７を上側にして床面上に設置する。また、制御器１３の接続端子４５を導電パターン４１の接続端子４５に接続する。この状態で、椅子に着座状態の使用者は左右の導電パターン４１のインナ部４３にそれぞれ左右の足裏Ｆを載せて、制御器１３の操作スイッチ４６，４７またはリモコン５１の操作スイッチ５２，５３を操作すれば、制御器１３から左右の導電パターン４１にＥＭＳ電流である刺激電流が供給される。そして、この刺激電流が、導電パターン４１及び使用者の足裏Ｆを介して使用者の下肢に供給される。このため、使用者の下肢の筋肉，特に膝下筋肉、なかでもふくらはぎの筋肉が収縮及び弛緩を繰り返して、その筋肉をトレーニングできるとともに、血流を改善できる。

電気刺激装置１１の使用が終了した場合は、制御器１３をパッド１２から外して、パッド１２を表面シート２７の折り曲げライン３１において左右の導電パターン４１どうしが接するように折り畳めば、パッド１２は展開状態の半分の大きさになる。従って、パッド１２をバッグ８１内に制御器１３やリモコン５１とともに収納すれば、便利に携行できるとともに、バッグ８１内に収納しなくても場所をとらずに保管できる。

本実施形態においては、以下の効果がある。
（１）パッド１２の左ゾーン２１及び右ゾーン２２の外側縁部２３が前広がりになっている。また、左ゾーン２１と右ゾーン２２との間には、前方に向かって広がる凹部２４が形成されている。従って、使用者は、その外側縁部２３や凹部２４の形状に沿って、足裏Ｆを自然に開いて左ゾーン２１及び右ゾーン２２に載せればよいことが認識される。よって、使用者は、無理な体勢をとることなく、足裏Ｆを楽にかつ容易に導電パターン４１上に載せて電気刺激状態にすることができる。このため、刺激電流の通電にともなって下肢の筋肉が収縮しても、足が不要な動きをしてしまうことがなく、例えば、足裏Ｆが導電パターン４１から浮き上がって、指先だけ導電パターン４１に接した状態となるようなことはない。また、足の向きが不自然な状態における筋肉の収縮によって、足指が他方の電極である導電パターン４１に触れて、足裏Ｆと両導電パターン４１との間に短絡的な刺激電流の閉回路が形成されて、下肢に所要のトレーニング動作以外の動作が生じてしまうということもない。従って、本実施形態の電気刺激装置１１による電気刺激状態においては、常に下肢のふくらはぎなどの筋肉に対して充分な通電量を確保できて、有効なトレーニングを行うことができる。しかも、前記のように、使用者は、自然に無理な体勢をとることなく、足裏Ｆを楽にかつ容易に導電パターン４１上に載せることができるため、使用中に足が意図しない方向に動いてしまうことを避けることができる。従って、足の動きによってパッド１２が折れ曲がったり、逆に、パッド１２が引っ張っられて無理に緊張されたりする不都合を回避できる。

（２）しかも、導電パターン４１のインナ部４３も前広がり状態に延長された形状に形成されている。このため、使用者は、導電パターン４１の形状に促されて足裏を前開き状態で自然に左ゾーン２１及び右ゾーン２２に載せればよいことを認識できて、前記と同様に無理なく電気刺激状態にすることができて、有効なトレーニングを行うことができる。また、インナ部４３は前開き状態のラインが複数平行に描かれて形成されているため、そのラインが使用者の足裏Ｆを合わせる場合の目印となる。すなわち、使用者ごとに両足の足裏Ｆの間隔が相違することが多く、使用者は、その足裏Ｆ間の間隔に適合するラインを選択してそのラインに足裏Ｆを沿わせることができる。このようにすれば、インナ部４３のラインを利用して、適切で無理のない間隔で足裏Ｆを揃えて快適に電気刺激を受けることができる。

（３）パッド１２の左ゾーン２１及び右ゾーン２２の外形及び導電パターン４１の形状は、踵側が狭く、爪先側が幅広く形成されているため、それらの形状から、使用者の足裏Ｆの設置の向きが誘導される。従って、使用者は、ひと目で足裏Ｆの設置方向を認識できて、誤りなく左ゾーン２１及び右ゾーン２２に足裏Ｆを誤りなく設置することができる。仮に、導電パターン４１の形状が実施形態とは異なる網目などの形状であっても、使用者は、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の外形のみから足裏Ｆの設置方向を認識できる。

（４）パッド１２を、折り曲げライン３１を境にして、導電パターン４１が相互に接して内向きになるように折り畳むことができる。従って、パッド１２を折り畳んだ携行や保管において、導電パターン４１が傷ついたり、剥がれたりすることを極力防止できる。つまり、パッド１２の裏面側には厚いクッション材２６の内側端面２９が近接して配置されているため、導電パターン４１を外側にした状態でクッション材２６が内側になるように折り畳まれることは、内側端面２９どうしが干渉するため、折り畳みが困難である。

（５）導電パターン４１が折り曲げライン３１の部分を避けて形成されているため、パッド１２の折り曲げや展開が繰り返されることによって導電パターン４１が分断されたり、剥がれたりすることを回避できる。

（変更例）
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、以下のように変更することも可能である。

・図９に示すように、パッド１２を前記実施形態の折り曲げライン３１の位置において分割すること。この構成においては、両クッション材２６の内側端面２９を傾斜させる必要はない。このように構成しても、パッド１２がその裏面側の滑り止め加工３２によって床面上において滑りにくいため、使用しづらくなることはない。そして、電気刺激装置１１の保管や携行時には、左ゾーン２１と右ゾーン２２とを導電パターン４１が内側になるように重ねればよい。なお、図９においては、左ゾーン２１と右ゾーン２２とを離間して描いたが、電気刺激のための使用時には、両ゾーン２１，２２は、図１のように隙間なく設置される。

・前記図９の分割構成において、パッド１２の接続端子４４と制御器１３の接続端子４５との間に着脱可能で、容易に撓む給電線を設けること。このように構成すれば、制御器１３をパッド１２から離間して配置できる。そして、給電線が容易に撓み変形するため、左ゾーン２１と右ゾーン２２との間の配置間隔を任意にできる。従って、使用者は、両足裏Ｆの間隔に合わせて左ゾーン２１及び右ゾーン２２の位置を適切に設定できて、電気刺激装置１１を使用しやすくなる。

・図１０に示すように、前記図９の分割構成において、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の対向部に相互に吸着するマグネット６０を、例えばクッション材２６に対する埋設や貼着などによって設けること。このようにすれば、マグネット６０の吸着力によって、左ゾーン２１と右ゾーン２２とを連結することができる。

・図１１に示すように、前記図９の分割構成において、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の対向部間に蝶番６１を介在させること。この構成においては、蝶番６１を介してパッド１２を展開状態と折り畳み状態とに容易に切り換えることができる。

・図１２に示すように、前記図９の分割構成において、左ゾーン２１及び右ゾーン２２に金属製のアーム６２，６３を設けるとともに、そのアーム６２，６３を金属製の軸６４によって回転可能に連結すること。また、制御器１３を一方のゾーン２１，２２に搭載して、一方の接続端子４５をそのゾーン２１，２２の導電パターン４１に接続するとともに、他方の接続端子４５を前記アーム６２，６３及び軸６４を介して他方のゾーン２１，２２の導電パターン４１に接続すること。この構成においては、使用者の足裏Ｆの開き角度に応じて、軸６４を中心にして、左ゾーン２１と右ゾーン２２との間の角度を変更できて、使いやすいものとなる。また、左ゾーン２１及び右ゾーン２２は容易に変形できるため、電気刺激装置１１の不使用時には、左ゾーン２１及び右ゾーン２２を軸６４を中心に回転させて、両ゾーン２１，２２をわずかの変形をともないながら交差状に重ねることができて、携行や保管に便利となる。

・電極としての導電パターン４１のプリントに変えて、表面シート２７の上面に導電性繊維を有する布地や編地を貼着したり、同じく導電繊維を有する糸条を、蛇行状や螺旋状をなすように配置して貼着したりすること。導電繊維よりなる布地や編地を貼着した構成においては、プリントされた導電パターンとは異なり、破断や剥離のおそれがほとんどなく、しかもこのような布地や編地に水分を含ませれば、足裏Ｆ、ひいては下肢に対する刺激電流の導通を良好にして、効果的なトレーニングが可能になる。なお、布地や編地を構成する繊維は、全繊維を導電繊維によって構成しても、全繊維のうちの一部を導電繊維によって構成してもよい。

・電極としての導電パターン４１のプリントに変えて、表面シート２７の上面に導電性繊維を有する布地や編地をその外周の縁部において左ゾーン２１及び右ゾーン２２の上面の外周部に貼着などによって固定し、布地や編地の中央側の領域を伸縮あるいは移動できるようにすること。このように構成すれば、前記と同様に布地や編地に水分を含ませることができる。加えて、刺激電流の通電にともなって足指や足裏Ｆが開いたり閉じたりしても、布地や編地がそれに追従するように伸縮または移動できるため、常に通電状態を維持でき、トレーニングを途切れることなく有効に行うことができる。

・金属を含む導電パターン４１のプリントに変えて、表面シート２７の両ゾーン２１，２２の上面にポリアセチレンなどよりなる導電性高分子のシートを貼着すること。
・左ゾーン２１及び右ゾーン２２の表面シート２７をポリアセチレンなどよりなる導電性高分子のシートにより構成するとともに、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の導電性高分子シートの間に電気絶縁材を介在させること。従って、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の導電性高分子シートが足裏Ｆに対する電極を構成する。

・図９に示すように、左ゾーン２１及び右ゾーン２２の表面シート２７の上面に足裏Ｆを載せる位置及び方向を示す足形などの表示６５を付すこと。
・左ゾーン２１及び右ゾーン２２を足形に構成すること。

・図９に示すように、制御器１３の上面に、刺激電流の強弱などの設定状態を示す表示器５６を設けること。
・図１３に示すように、左ゾーン２１及び右ゾーン２２における表面シート２７の外側縁部２３にそれぞれファスナのファスナエレメント４８，４９を設けるとともに、一方のファスナエレメント４８，４９にスライダ５０を設けること。この構成においては、パッド１２の折り畳み時に、スライダ５０によってファスナエレメント４８，４９を相互に噛み合わせることにより、ファスナによって両ゾーン２１，２２を折り畳み状態に維持できる。

・図１３に２点鎖線で示すように、左ゾーン２１及び右ゾーン２２における表面シート２７上に面ファスナのファスナエレメント５４，５５を設けること。この構成においては、パッド１２の折り畳み時に、ファスナエレメント５４，５５を相互に接合させることにより、ファスナによって両ゾーン２１，２２を折り畳み状態に維持できる。

・前記実施形態では、パッド１２側の一対の接続端子４４をスナップボタンの凸側の形状に、制御器１３側の一対の接続端子４５をスナップボタンの凹側の形状に構成した。これに対し、パッド１２側の一対の接続端子４４を凸側及び凹側の形状とし、制御器１３側の一対の接続端子４５を前記接続端子４４と凹凸の関係で対応する凹側及び凸側の形状とすること。このように構成すれば、パッド１２を折り畳んだ際に、パッド１２の接続端子４４が嵌り合うため、パッド１２を折り畳み状態に保持できて、コンパクトな状態を維持できる。また、この構成においては、パッド１２に対する制御器１３の向きが所定位置関係から逆向きになると、接続端子４４，４５を結合できないため、制御器１３を誤りなく所定の向きで設置できる。

・パッド１２のクッション材２６として、合成ゴム，シリコーンゴム，ウレタンゴムなどのゴム性材料あるいはエラストマや、軟質ウレタンフォームのような低反発弾性体、さらには、結合材使用や加熱などによって結合されたフェルト材や三次元織物などの繊維構成材を用いること。

・クッション材２６を左右一体にすること。この場合、左右のゾーン２１，２２間の位置において、クッション材２６の下面や上面あるいは上下両面に、前後方向に延びる溝や前後方向に並ぶ複数の凹部などを形成して、パッド１２を左右のゾーン２１，２２間の位置において前記実施形態と同様に折り曲げが容易になるようにすることが好ましい。

・表面シート２７として、合成皮革，人工皮革，天然皮革，布地や編地（合成樹脂を含浸あるいはコーティングするのが好ましい）などの合成樹脂シート以外のものを用いること。

・表面シート２７の上面に、足裏Ｆの長さ方向と交差する方向に延びる複数の目盛線を足裏Ｆの長さ方向に沿って配列すること。このように構成すれば、下肢の筋肉の収縮による足指の動きを視覚で認識できて、トレーニング状態を明確に確認できる。

（他の技術的思想）
前記実施形態及び変更例から把握され、請求項に記載の技術的思想以外の技術的思想は以下の通りである。

（Ａ）シート状をなすパッドに左ゾーンと右ゾーンとを備え、それらの両ゾーンの上面に足裏を介して下肢に電流に付与するための電極を設けた電気刺激装置において、
前記パッドを左ゾーンと右ゾーンとの間において折り畳み可能にした電気刺激装置。

（Ｂ）前記電極をプリントされた導電パターンによって構成し、その導電パターンを前記両ゾーン間の折り曲げ部を避けた部分に設けた前記技術的思想（Ａ）項に記載の電気刺激装置。

（Ｃ）前記パッドの折り畳み状態において、前記導電パターンが内側になるように、左右のゾーン間に折り曲げラインを設けた前記技術的思想（Ｂ）項に記載の電気刺激装置。

１１…電気刺激装置、１２…パッド、１３…制御器、２１…左ゾーン、２２…右ゾーン、２３…側縁部、２６…クッション材、２７…表面シート、３１…折り曲げライン、４１…導電パターン、４２…輪郭部、４２…インナ部。

Claims (3)

1. シート状のパッドを有し、そのパッドの上面には足裏を介して下肢に電流に付与するための電極を設けた電気刺激装置において、
   前記パッドには足裏の設置方向を指示する形状を付与した電気刺激装置。
2. 前記パッドは、左足に対応する左ゾーンと、右足に対応する右ゾーンとを備え、その左右の両ゾーンの外側縁部を前方に向かって開く形状とした請求項１に記載の電気刺激装置。
3. 前記電極を前方に向かって開く方向を指示する形状とした請求項１または２に記載の電気刺激装置。