JP6937153B2 - 筋肉電気刺激装置 - Google Patents
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本体部と、
上記本体部に収納された電源部と、
上記本体部に取り付けられたシート状の基材と、
該基材に形成されるとともに、上記電源部から供給された電圧が印加されて上記電気刺激を発生させるように構成された電極部と、
該電極部を覆うとともに、粘着性及び導電性を有するゲル状のパッドと、
を備え、
上記電極部は、同一極性の電圧が印加される複数の電極を含む第1電極群と、該第1電極群に印加される電圧と反対の極性の電圧が印加される複数の電極を含む第2電極群と、を含み、
上記パッドは、上記第1電極群に含まれる複数の電極を一括して覆う第1パッドと、上記第2電極群に含まれる複数の電極を一括して覆う第2パッドと、を含む、筋肉電気刺激装置にある。
本体部と、
上記本体部に収納された電源部と、
上記本体部に取り付けられたシート状の基材と、
該基材に形成されるとともに、上記電源部から供給された電圧が印加されて上記電気刺激を発生するように構成された電極部と、
該電極部を覆うとともに、粘着性及び導電性を有するゲル状のパッドと、
を備え、
上記基材の表面には導電性材料からなる導電層が形成されており、
該導電層の一部を絶縁性材料からなるマスキング層で覆うことにより、上記電極部と非電極部とを形成しており、
上記マスキング層は上記導電層に対して島状に配置されており、
上記パッドは、上記電極部及び上記非電極部を一括して覆っている、筋肉電気刺激装置とすることができる。
この場合は、電極面積が過度に大きくなる事を防止して単位面積当たりの通電量を確保しつつ、電極が人体に接触する領域を広くすることができる。これにより、運動点に対してより確実に電気刺激を付与できる。
上記筋肉電気刺激装置の実施例について、図1〜図11を用いて説明する。
本例の筋肉電気刺激装置1は腹筋に電気刺激を付与するためのものである。
筋肉電気刺激装置1は、図2に示すように、本体部10、電源部20、基材33、電極部30、パッド35を備える。
電源部20は、本体部10に収納されている。
基材33は、図3に示すように、シート状をなしており、本体部10に取り付けられている。
電極部30は基材33に形成されるとともに、電源部20から供給された電圧が印加されて電気刺激を発生するように構成されている。
パッド35はゲル状であって粘着性及び導電性を有し、電極部30を覆っている。
そして、電極部30は、同一極性の電圧が印加される複数の電極311、312、313を含む第1電極群31と、第1電極群31に印加される電圧と反対の極性の電圧が印加される複数の電極321、322、323を含む第2電極群32と、を含む。
パッド35は、図6に示すように、第1電極群31に含まれる複数の電極311〜313を一括して覆う第1パッド351と、第2電極群32に含まれる複数の電極321〜323を一括して覆う第2パッド352と、を含む。
本例の筋肉電気刺激装置1は、図8に示すように、人体2の腹部3に取り付けて使用される。そして、本例では、人体2の背丈の方向を身長方向Yとする。また、人体2の正面に面して、身長方向Yに平行でへそ3aを通る人体2の中心軸2aから人体2の右手5a側への方向を右方向X1とし、中心軸2aから人体2の左手5b側への方向を左方向X2とする。そして、右方向X1と左方向X2とを合わせて左右方向Xという。
図7に示すように、筋肉電気刺激装置1は、本体部10の内部に電源部20、制御部40、操作部50を備えるとともに肌検知部402及び電池電圧検出部406を備える。
図8に示すように、筋肉電気刺激装置1を人体2の腹部3に貼り付ける。貼り付け位置は、筋肉電気刺激装置1を正面側から見たときに、第1電極群31と第2電極群32とが腹直筋4の各区画4aに重なる位置とするとともに、図示しない第3電極群314が右側の脇腹に重なる位置とし、第4電極群324が左側の脇腹に重なる位置とする。そして、図示しないベルトを介して人体2に巻き付けた状態とする。これにより、パッド35を介して電極部30と腹部3の肌面とが通電可能となる。そして、筋肉電気刺激装置1は、第1電極群31と第2電極群32と人体2とを介して閉回路を形成する。さらに、図2に示す第4右側電極315と第5右側電極316と人体2(図8参照)とを介して閉回路を形成し、第4左側電極325と第5左側電極326と人体2とを介して閉回路を形成する。そして、図7に示す出力モード記憶部405aに記憶された所定の電気刺激が電極部30から出力される。電極部30から出力される電気刺激は、出力モード切替部405により、タイマー404によるカウントに基づく所定のタイミングや操作部50に入力された操作に基づき、適宜変更できるようになっている。
図9に示すように、筋肉電気刺激装置1を腹部3に貼り付ける際に、腹直筋4の各区画4aが有する運動点4bに第1電極群31における電極311〜313及び第2電極群32における電極321〜323ができるだけ重なるようにすることが好ましい。これにより、電気刺激を運動点4bに効率的に付与して、十分な体感が得られるとともに腹直筋4を効率的に刺激することができる。なお、図9、図10(a)、図10(b)、図11(a)及び図11(b)は、説明のために、図2に示すように基材33の裏面33a側に設けられた各パッド350〜352及び各電極311〜323を実線で示し、一部透過図としている。
本例の筋肉電気刺激装置1によれば、第1パッド351が同一極性の電圧が印加される第1電極群31に含まれる複数の電極311〜313を一括して覆っている。同様に、第2パッド352が第1電極群31に印加される電圧と反対の極性の電圧が印加される第2電極群32に含まれる複数の電極321〜323を一括して覆っている。そのため、第1パッド351及び第2パッド352はそれぞれ、電極321〜323を覆う第1領域P以外に、第1領域P同士を互いに繋ぐ第2領域Qを有する。そのため、筋肉電気刺激装置1を使用する際に、人体2への貼り付け位置がずれて、運動点4bに電極321〜323を覆う第1領域が重ならない状態であったとしても、運動点4bに第1領域P同士を繋ぐ第2領域Qが重なっていれば、第1パッド351及び第2パッド352を介して運動点4bに電気刺激を効率的に付与することができる。これにより、筋肉電気刺激装置1の貼り付け位置がずれた場合でも、体感の低下を防止できるとともに腹直筋4を効率的に刺激することができる。また、第1パッド351及び第2パッド352は複数の電極311〜313、321〜323を一括して覆うため、電極ごとにパッドを設けた従来の構成に比べて、第1パッド351及び第2パッド352の貼り付けの手間が軽減される。
実施例2の筋肉電気刺激装置1では、図12に示すように、実施例1の場合に比べて、図2に示すG3領域及びG4領域の構成を有しておらず、第3電極群314及び第4電極群324を有していない。さらに、第1電極群31では、第1右側電極311と第2右側電極312との間及び第2右側電極312と第3右側電極313との間において基材33の外縁から本体部10に向って切り込み部17がそれぞれ形成されている。そして、第1パッド351は、第1右側電極311と第2右側電極312との間及び第2右側電極312と第3右側電極313との間において、切り込み部17により基材33が形成されないこととなった部分も含めた第1電極間領域361を覆っている。同様に、第2電極群32でも切り込み部17がそれぞれ形成されており、第2パッド352は切り込み部17により基材33が形成されないこととなった部分も含めた第2電極間領域362を覆っている。その他の構成は、実施例1の場合と同等である。実施例3の筋肉電気刺激装置1によっても、第3電極群314及び第4電極群324による作用効果を除いて、実施例1の場合と同等の作用効果を奏する。
上記実施例2では、第1パッド351及び第2パッド352は、切り込み部17により基材33が形成されないこととなった部分も含めた第1電極間領域361及び第2電極間領域362を覆うこととしたが、これに替えて、本実施例では、図13に示すように、第1パッド351及び第2パッド352は、第1電極間領域361及び第2電極間領域362において、基材33が形成されていない部分を覆っておらず、基材33が形成されていない部分を覆うようにしてもよい。この場合は、切り込み部17において、第1パッド351及び第2パッド352が平面視で露出しないこととなるため、第1パッド351及び第2パッド352の乾燥を抑制できる。また、筋肉電気刺激装置1を腹部3に取り付ける際や腹部3から取り外す際に、基材33が切り込み部17に沿って折り曲げられたりねじられたりして変形した場合にも、第1パッド351及び第2パッド352は切り込み部17を覆っていないため、不用意に引き伸ばされて破断したりすることが防止される。
実施例4の筋肉電気刺激装置1では、図14、図15に示すように、導電層300の一部がマスキング層80で被覆されて、第1電極群31の複数の電極311a〜313a、311b〜313bが区画形成されており、第2電極群32の複数の電極321a〜323a、321b〜323bがそれぞれ区画形成されている。なお、導電層300の平面視形状は実施例1の場合と同様となっている。すなわち、図14に示すように、第1電極群31に含まれる電極311aと電極311bとの間、電極312aと電極312bとの間、電極313aと電極313bとの間にそれぞれマスキング層80からなる第1電極間領域361が形成されている。そして、図15に示すように、第1電極間領域361は導電層300の一部を覆っている。同様に、第2電極群32に含まれる電極321aと電極321bとの間、電極322aと電極322bとの間、電極323aと電極323bとの間にもそれぞれマスキング層80からなる第2電極間領域362が形成されている。第2電極間領域362は導電層300の一部を覆っている。マスキング層80の厚さは特に限定されないが、本実施例では0.1mmとしている。なお、マスキング層80を厚くすればマスキング層80の疲労強度をより高めることができ、マスキング層80を薄くすればマスキング層80の可撓性をより高めることができる。
また、第2パッド352cは、第2電極群32に含まれる電極323aと電極323bとを一括して覆っており、図示しないが、電極323aと電極323bとをそれぞれ覆う第1領域と、電極323aと電極323bとの間の第1電極間領域362を覆う第2領域Qとを有する。
本実施例の筋肉電気刺激装置1は、基材33の表面である裏側面33aには導電性材料からなる導電層300が形成されており、複数の電極312〜323は、導電層300の一部が絶縁性材料からなるマスキング層80により覆われて区画された導電層300からなる。これにより、マスキング層80により、電極312〜323の輪郭を正確に形成することができる。また、マスキング層80の形状を変更するだけで各電極311a〜323a、311b〜323bの形状を変更することができるため、電極311a〜323a、311b〜323bの形状の設計自由度が高まり、腹直筋4により効率的に電気刺激を付与しやすい形状にすることが容易となる。さらに、本実施例では、マスキング層80は略透明なPETからなるため、マスキング層80の下層の導電層300の形状をマスキング層80を介して視認することができる。これにより、図14に示すように、第1電極群31に含まれる電極311aと電極311bとはマスキング層80で区画されているが、電極311aと電極311bとは、マスキング層80で被覆された第1電極間領域361を含めて一つの電極であるように使用者に視認させることができる。さらに、マスキング層80で導電層300の一部を被覆することにより、電極面積が過度に大きくなることを防止して電極の単位面積当たりの通電量を確保して、電気刺激を適度な強さにすることができる。これらにより、使用者には、大型の電極が備えられているように看取させつつ、電極面積を適度な大きさにして体感の向上を図ることができる。
図17(a)に示す変形例1では、本実施例と同様に、マスキング層80は、パッド351aが覆う領域において、導電層300を長手方向に2分割している。しかし、マスキング層80はパッド351aの長手方向の一方の辺に偏った位置に形成されているため、区画形成された電極311aと電極311bとが異なる面積となっている。
図17(b)に示す変形例2では、マスキング層80は、パッド351が覆う領域において、導電層300を短手方向に2分割して、電極311a〜323aと電極311b〜323bとが同面積となるように区画形成している。なお、この場合も、マスキング層80を一方の長辺に偏った位置に形成して、区画形成される電極311a〜323aと電極311b〜323bとを異なる面積にしてもよい。
図17(c)に示す変形例3では、マスキング層80は、パッド351aが覆う領域において、導電層300を長手方向に2分割して、電極311aと電極311bとが同面積となるように区画形成している。そして、マスキング層80は短手方向の中央に長手方向の長さが長い幅広部80aを有しており、幅広部80aの短手方向の両側には長手方向の長さが短い幅狭部80bを有しており、幅広部80aと幅狭部80bとは連続している。なお、幅広部80aを短手方向の中央に設けたが、これに替えて、一方の長辺に偏った位置に設けてもよい。また、この場合も、マスキング層80を一方の短辺に偏った位置に形成して、区画形成される電極311a〜323aと電極311b〜323bとを異なる面積にしてもよい。
図17(d)に示す変形例4では、パッド351aが覆う領域において、マスキング層80を、パッド351aの長手方向と短手方向とに交差する十字型に形成して、導電層300を4分割している。これにより、同面積の電極311a、311b、311c、311dが4個形成され、パッド351aは当該4個の電極311a〜311dを一括して覆うこととなる。また、この場合も、マスキング層80における長手方向と短手方向の交差位置を、一方の長辺及び一方の短辺に偏った位置に形成して、区画形成される4個の電極311a〜311dを異なる面積にしてもよい。
図17(e)に示す変形例5では、パッド351aが覆う領域において、マスキング層80は、略矩形の導電層300における各対角線に沿って形成して、導電層300を4分割している。
図18(b)に示す変形例7では、非電極部800としてのマスキング層800は、導電層300の中央領域に円形の島状に形成されており、マスキング層800の外縁全域が電極部311xとの境界を形成している。
10 本体部
30 電極
300 導電層
31 第1電極群
32 第2電極群
33 基材
35 パッド
351 第1パッド
352 第2パッド
361 第1電極間領域
362 第2電極間領域
38、39、380、390 リード部
40 制御部
80、800 マスキング層
Claims (2)
- 筋肉に電気刺激を付与するための筋肉電気刺激装置であって、
本体部と、
上記本体部に収納された電源部と、
上記本体部に取り付けられたシート状の基材と、
該基材に形成されるとともに、上記電源部から供給された電圧が印加されて上記電気刺激を発生するように構成された電極部と、
該電極部を覆うとともに、粘着性及び導電性を有するゲル状のパッドと、
を備え、
上記基材の表面に導電性材料からなる導電層が形成されており、
該導電層の中央領域を絶縁性材料からなるマスキング層で覆うことにより、上記電極部と非電極部とを形成しており、
上記パッドは、上記電極部及び上記非電極部を一括して覆っている、筋肉電気刺激装置。 - 上記電極部は、同一極性の電圧が印加される複数の電極を含む第1電極群と、該第1電極群に印加される電圧と反対の極性の電圧が印加される複数の電極を含む第2電極群とを含み、
上記パッドは、上記第1電極群に含まれる複数の電極を一括して覆う第1パッドと、上記第2電極群に含まれる複数の電極を一括して覆う第2パッドとを含む、請求項1に記載の筋肉電気刺激装置。
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