(57)【要約】【課題】意図しない強い刺激の発生を抑制することができる電気刺激装置及び電気刺激方法を提供する。【解決手段】電気刺激装置１は、３つ以上の電極を有する電極群１０と、この電極群１０にエネルギーを与える駆動手段２０とを備えている。駆動手段２０は、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて電極群１０にエネルギーを与えるように構成されている。また、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出する接続不良検知手段３０を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者に電気的刺激を与える電気刺激装置であって、
前記利用者に接触して配置される３つ以上の電極を有する電極群と、
この電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて前記電極群にエネルギーを与える駆動手段と、
前記電極群にエネルギーを与えた時に前記利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出する接続不良検知手段と
を備えたことを特徴とする電気刺激装置。
【請求項２】
前記接続不良検知手段は、前記電極群にエネルギーを与えた時に前記利用者に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出する
ことを特徴とする請求項１記載の電気刺激装置。
【請求項３】
前記電極群は、少なくとも、右側腹直筋に対応して配置される第１電極と、左側腹直筋に対応して配置される第２電極と、右側腹斜筋に対応して配置される第３電極と、左側腹斜筋に対応して配置される第４電極とを有し、
前記駆動手段は、前記第１電極と前記第２電極とが連続して第１極性とならないように第１極性とする電極を切り替える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気刺激装置。
【請求項４】
前記駆動手段は、第１極性とする電極を第１電極、第４電極、第２電極、第３電極の順に切り替えることを特徴とする請求項３記載の電気刺激装置。
【請求項５】
３つ以上の電極を有する電極群を用いて身体に電気的刺激を与える電気刺激方法であって、
前記電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて前記電極群にエネルギーを与え、
前記電極群にエネルギーを与えた時に前記身体に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出する
ことを特徴とする電気刺激方法。
【請求項６】
前記電極群にエネルギーを与えた時に前記身体に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出する
ことを特徴とする請求項５記載の電気刺激方法。
【請求項７】
前記電極群の電極として、少なくとも、第１電極を右側腹直筋に対応して配置し、第２電極を左側腹直筋に対応して配置し、第３電極を右側腹斜筋に対応して配置し、第４電極を左側腹斜筋に対応して配置すると共に、前記電極群において第１極性の電極を順番に切り替える際に、前記第１電極と前記第２電極とが連続して第１極性とならないように、前記電極群にエネルギーを与えることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の電気刺激方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３つ以上の電極を有する電極群を用いて身体に電気的刺激を与える電気刺激装置及び電気刺激方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、身体の所定位置に電極を接触させて身体に電気的刺激を与え、筋肉のトレーニング等を行う電気刺激装置が知られている。このような電気刺激装置としては、例えば、特定の対となる電極にエネルギーを与え、それらの電極間に電気的刺激を与えるものがある。例えば、特許文献１には、患者の身体の腰下部に適用される電極セグメントＡ１，Ａ２と、患者の身体の対向する脇腹に各々適用される電極Ｂ，Ｃとを備え、電極Ｂと電極Ｃとの間に流れる筋肉刺激電流パルスの第１群と、電極セグメントＡ１，Ａ２と電極Ｂ，Ｃとの間に流れる筋肉刺激電流パルスの第２群とを交互に与える装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１２−５３１９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の装置では、電極セグメントＡ１，Ａ２と電極Ｂ，Ｃとの間にエネルギーを与えているので、刺激を与える電極が多電極対多電極の関係となっており、一部の電極について配線状態又は電極と身体との接触状態に不十分な状態が発生した場合に、他の一部の電極に意図しない強い刺激が加えられてしまう場合があるという問題があった。
【０００５】
例えば、特許文献１の装置において、電極セグメントＡ１，Ａ２と電極Ｂ，Ｃとの間にエネルギーを与える時に、電極Ｂに剥がれが生じていると、電極Ｃに刺激が集中し、意図しない強い刺激が加えられてしまう。これにより、利用者が強い刺激を感じて不快な感覚を受けたり、また、強い刺激に驚き、反射的に体が動いてしまうことも考えられ、怪我につながる恐れもある。更に、電流が集中することにより、低温火傷を負ってしまう恐れもある。
【０００６】
加えて、多電極と多電極との間にエネルギーを与えると、配線状態又は電極と身体との接触状態のばらつきにより、人体が感じる刺激の強度が電極毎にばらついてしまうという問題もあった。
【０００７】
本発明は、このような問題に基づきなされたものであり、第１の目的は、意図しない強い刺激の発生を抑制することができる電気刺激装置及び電気刺激方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の第２の目的は、各電極についてばらつきの少ない刺激を与えることができる電気刺激装置及び電気刺激方法を提供することにある。
【０００９】
本発明の第３の目的は、電気的接続の不良を容易に検出することができる電気刺激装置及び電気刺激方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電気刺激装置は、利用者に電気的刺激を与えるものであって、利用者に接触して配置される３つ以上の電極を有する電極群と、この電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて前記電極群にエネルギーを与える駆動手段と、電極群にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出する接続不良検知手段とを備えたものである。
【００１１】
本発明の電気刺激方法は、３つ以上の電極を有する電極群を用いて身体に電気的刺激を与えるものであって、電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて前記電極群にエネルギーを与え、電極群にエネルギーを与えた時に身体に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とするようにしたので、第１極性の１つの電極と、第２極性の残りの複数の電極との間に電流が流れ、第１極性の１つの電極に刺激が集中し、第２極性の複数の電極については刺激を小さくすることができる。場合によっては、第２極性の電極の刺激を無くすることができるか、又は、非常に微弱とすることができる。よって、例えば、第２極性の複数の電極のうちのいずれかについて、配線が断線したり、又は、剥がれなどにより身体との接触状態が悪くなっても、第２極性の他の電極に意図しないような強い刺激が加えられることを抑制することができる。従って、利用者が強い刺激を感じて不快な感覚を受けたり、また、強い刺激に驚いて反射的に体が動いてしまうことを抑制することができ、更に、電流の集中による低温火傷を防止することができる。このような効果は、特に、高域の電気刺激を与える場合において有効である。
【００１３】
また、第１極性を１つ、第２極性を複数としてエネルギーを与えることにより、第１極性の１つの電極に刺激を集中させ、この第１極性の電極を電極群において順番に切り替えるようにしたので、全ての電極について、順番に、ばらつきの少ない強い刺激を加えることができる。更に、第１極性の１つの電極に刺激を集中させることができるので、従来よりも低エネルギーで強い刺激を加えることができる。
【００１４】
加えて、電極群にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出するようにすれば、電気的刺激を与えながら、容易に不良を検出することができる。よって、電極の剥がれや接触不良が生じた場合には、利用中にすぐに直すことができる。
【００１５】
更にまた、電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性として電極群にエネルギーを与えるので、第１極性とした電極について電気的接続の不良があると利用者に電気的刺激が与えられないことを利用して、容易に電気的接続の不良を検出することができる。
【００１６】
加えてまた、少なくとも、第１電極を右側腹直筋に対応して配置し、第２電極を左側腹直筋に対応して配置し、第３電極を右側腹斜筋に対応して配置し、第４電極を左側腹斜筋に対応して配置し、第１電極と第２電極とが連続して第１極性とならないように第１極性とする電極を順番に切り替えるようにすれば、近くに配置される第１電極と第２電極との近傍の筋肉に連続して電気的刺激が与えられて弛緩動作が不十分となることを抑制することができる。よって、電極群を配置した範囲全体において、より効果的に弛緩動作を可能とすることができ、早期の筋肉疲労や、利用者が不快な感覚を受けることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る電気刺激装置の構成を表す図である。
【図２】図１に示した駆動手段の回路構成を表す図である。
【図３】図１に示した接続不良検出手段の回路構成を表す図である。
【図４】図１に示した電気刺激装置の作用を説明するための図である。
【図５】図１に示した電気刺激装置の作用を説明するための他の図である。
【図６】従来の電気刺激装置における作用を説明するための図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る電気刺激装置の構成を表す図である。
【図８】図７に示した駆動手段により電極群にエネルギーを与える際の第１電極の順番を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電気刺激装置１の構成を表すものである。図２及び図３は、電気刺激装置１の回路構成を表すものである。この電気刺激装置１は、例えば、利用者に電気的刺激を与えるものであり、３つ以上の電極を有する電極群１０と、この電極群１０にエネルギーを与える駆動手段２０と、電気的接続の不良を検出する接続不良検知手段３０と、電極群１０が所定の位置に配置された衣類４０と、駆動手段２０を制御する制御手段５０とを備えている。
【００２０】
電極群１０は、例えば、利用者の身体に接触して所定の位置に配置される。本実施の形態では、例えば、電極群１０は腹部などの胴体に配置され、少なくとも３つの電極を有している。具体的には、腹直筋に対応して配置される第１電極１１と、右側腹斜筋に対応して配置される第２電極１２と、左側腹斜筋に対応して配置される第３電極１３とを有している。
【００２１】
駆動手段２０は、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて電極群１０にエネルギーを与えるように構成されている。これにより、第１極性の１つの電極に刺激が集中し、第２極性の複数の電極については刺激が分散されて、第１極性の電極において強い刺激を与えることができるようになっている。なお、第１極性と第２極性は異なる極性であり、例えば、第１極性は正極、第２極性は負極、又は、第１極性は負極、第２極性は正極である。第１極性とする電極の切り替える順番は、例えば、第１電極１１、第２電極１２、第３電極１３の順に繰り返すようにしてもよく、第１電極１１、第３電極１３、第２電極１２の順に繰り返すようにしてもよく、第１電極１１、第２電極１２、第１電極１１、第３電極１３の順に繰り返すようにしてもよい。
【００２２】
駆動手段２０は、例えば、衣類４０に対して配設されており、電極群１０、接続不良検知手段３０、及び、制御手段５０と接続されている。駆動手段２０の回路構成としては、例えば、図示しない電源に接続され、高圧の直流電圧を生成する高圧生成回路２１と、この高圧生成回路２１に接続され、波形を整形する高圧整形回路２２と、この高圧整形回路２２及び電極群１０の各電極に接続され、電極群１０の各電極に刺激波形を出力する刺激波形出力回路２３とを有している。
【００２３】
高圧生成回路２１は、生成する電圧値が一定に定められていてもよいが、制御手段５０により、生成する電圧値を変更できるように構成されていることが好ましい。高圧整形回路２２は、整形後の波形が一定に定められていてもよいが、制御手段５０により、波形を変更できるように構成されていることが好ましい。刺激波形出力回路２３は、例えば、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて各電極間に電圧を印加するように構成されている。
【００２４】
接続不良検知手段３０は、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出するものである。電気的接続の不良としては、例えば、電極群１０の各電極について、配線の切断、又は、利用者の身体からの剥離や、接触不良が挙げられる。例えば、接続不良検知手段３０は、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出するように構成されている。これは、駆動手段２０では、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて電極群１０にエネルギーを与えるので、第１極性とした電極について電気的接続の不良があると利用者に電気的刺激が与えられないことを利用したものである。
【００２５】
接続不良検知手段３０の回路構成としては、例えば、図３（Ａ）に示した構成が挙げられる。接続不良検知手段３０は、例えば、エミッタ接地としたＮＰＮバイポーラトランジスタ３１を有しており、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のベースに刺激波形出力回路２３の各電極に対応するＬｏｗ側スイッチ群２３Ａが接続されている。これにより、接続不良検知手段３０では、例えば、図３（Ａ）に示したように、刺激波形出力回路２３の各電極に対応するＬｏｗ側スイッチ群２３Ａ及びＨｉｇｈ側スイッチ群２３Ｂがすべて開状態とされ、電極群１０にエネルギーを与えていない時には、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のコレクタはＨｉｇｈとなり、コレクタからはＨｉｇｈの状態検知信号が得られるようになっている。
【００２６】
また、図３（Ｂ）に示したように、刺激波形出力回路２３のＨｉｇｈ側スイッチ群２３Ｂにおいて第１電極１１に対応するスイッチが閉状態、他のスイッチが開状態とされ、かつ、Ｌｏｗ側スイッチ群２３Ａにおいて第１電極１１に対応するスイッチが開状態、他のスイッチが閉状態とされて、第１電極１１を第１極性、他の第２電極１２及び第３電極１３を第２極性として電極群１０にエネルギーを与えた時には、電流が第１電極１１と第２電極１２及び第３電極１３との間に利用者の身体を通って流れ、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のベースに電位が加えられ、コレクタ電流が流れて、コレクタはＬｏｗとなり、コレクタからはＬｏｗの状態検知信号が得られるようになっている。すなわち、コレクタの状態検知信号は、電極群１０にエネルギーを与えていない時とは異なる信号となる。
【００２７】
但し、図３（Ｂ）と同様に、第１電極１１を第１極性、他の第２電極１２及び第３電極１３を第２極性として電極群１０にエネルギーを与えた時であっても、第１電極１１に剥がれ等による電気的接続の不良があった場合には、図３（Ｃ）に示したように、第１電極１１と第２電極１２及び第３電極１３との間に電流が流れず、利用者には電気的刺激が与えられないので、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のベースに電位が加えられず、コレクタはＨｉｇｈとなり、コレクタからはＨｉｇｈの状態検知信号が得られるようになっている。すなわち、コレクタの状態検知信号は、電極群１０にエネルギーを与えていない時と同じ信号となる。よって、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否で、コレクタの状態信号が異なる。
【００２８】
これにより、接続不良検知手段３０では、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のコレクタの状態検知信号を検出することにより、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出し、利用者に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出するように構成されている。
【００２９】
なお、上記説明では、刺激波形出力回路２３のＨｉｇｈ側スイッチ群２３Ｂにおいて第１極性とする電極に対応するスイッチを閉状態とし、Ｌｏｗ側スイッチ群２３Ａにおいて第１極性とする電極に対応するスイッチを開状態とする場合について説明したが、Ｌｏｗ側スイッチ群２３Ａにおいて第１極性とする電極に対応するスイッチを閉状態とし、Ｈｉｇｈ側スイッチ群２３Ｂにおいて第１極性とする電極に対応するスイッチを開状態とした場合についても、同様である。
【００３０】
接続不良検知手段３０は、例えば、衣類４０に対して配設されており、駆動手段２０及び制御手段５０と接続されている。接続不良検知手段３０は、例えば、電気的接続の不良を検出すると、制御手段５０に不良信号を出力するように構成されていることが好ましい。制御手段５０は、接続不良検知手段３０から不良信号を受けると、電気的接続が不良の電極を表示するように構成されていることが好ましい。
【００３１】
衣類４０は、身に着けるものであればどのようなものでもよい。例えば、図１に示したようなランニングシャツやＴシャツのように胴体を覆うものでもよいが、腹部に巻き付ける帯状またはベルト状とされていてもよい。なお、図１では袖なしのものを示したが、袖を有していてもよく、また、上半身のみでなく、下半身を覆う部分を有していてもよい。また、衣類４０は、伸縮性を有する材料により構成されることが好ましい。電極群１０を身体に密着させることができるからである。
【００３２】
制御手段５０は、例えば、衣類４０に配設されずに、手元に置いて制御できるように構成されている。制御手段５０と駆動手段２０及び接続不良検知手段３０とは、有線により接続されていてもよく、無線により接続されていてもよい。制御手段５０には、また、例えば、駆動手段２０に駆動及び停止を指示するスイッチが設けられていることが好ましい。
【００３３】
なお、電極群１０の各電極は、例えば、基材に導電性高分子が付着された導電体により構成することができる。基材を構成する材料はどのようなものでもよいが、繊維が好ましく、例えば、シルク及び木綿等の天然繊維、及び、合成繊維等の化学繊維からなるうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。導電性高分子としては、例えば、ポリ３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）が好ましく挙げられる。導電体は、例えば、基材に付着させた導電性高分子の単量体を酸化剤により重合させることにより得ることができる。その際、導電性高分子の単量体と共に、導電性高分子に導電性を発現させるためのドーパント、又は、増粘剤を基材に付着させてもよい。
【００３４】
酸化剤としては、例えば、鉄塩が好ましく挙げられる。ドーパントとしては、例えば、ｐ−トルエンスルホン酸が好ましく挙げられ、ｐ−トルエンスルホン酸の鉄塩（ｐＴＳ）を用いるようにすれば、酸化剤及びドーパントとして機能させることができるのでより好ましい。ドーパントとしては、他にも、アセトニトリルやトリフルオロ酢酸などが挙げられる。増粘剤は、導電性高分子のにじみを小さくすると共に、単量体の重合反応を促進させるためのものである。増粘剤としては、導電性高分子の重合反応に反応しないものが好ましく、例えば、グルセロール、ポリエチレングリコール、ゼラチン、又は、多糖類が好ましく挙げられる。
【００３５】
電極群１０の各電極は、例えば、衣類４０を構成する繊維を基材とし、導電性高分子を印刷等により付着させて、衣類４０に直接形成してもよく、また、衣類４０とは別に用意した基材に導電性高分子を付着させて形成した導電体を衣類４０に貼り付けたり縫い付けたりすることにより配設するようにしてもよい。電極群１０の各電極と駆動手段２０とを接続する導線１５についても、電極群１０と同様に構成することができる。
【００３６】
この電気刺激装置１は、次のようにして用いられる。まず、利用者は衣類４０を身に着けることにより、電極群１０の各電極を身体の所定の位置に配置する。次いで、制御手段５０により駆動手段２０に駆動を指示する。駆動手段２０では、例えば、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて電極群１０にエネルギーを与える。これにより、第１極性の１つの電極と、残りの複数の第２極性の電極との間に電流が流れる。よって、第１極性の１つの電極に刺激が集中し、第１極性の電極において順番にばらつきの少ない強い刺激が与えられる。
【００３７】
また、電極群１０において、１つの電極に例えば剥がれが生じ、電気的接続が不良の場合には、次のように作用する。例えば、第１極性の電極の電気的接続が不良の場合には、第２極性の他の電極は同一波形のため、意図しない刺激は生じない。例えば、図４に示したように、第１電極１１を第１極性、第２電極１２及び第２電極１３を第２極性とするときに、第１電極１１の電気的接続が切断された場合には、第２電極１２及び第２電極１３は、同一信号のために刺激は発生しない。なお、図４において、第１極性の電極は網掛けで表し、第２極性の電極は梨地で表し、電気的接続が不良の電極はグレーで表している。
【００３８】
一方、第２極性の１つの電極について電気的接続が不良の場合には、第２極性の他の電極が１以上あり、１つの第１極性の電極に対して１以上の第２極性の電極の関係となるので、意図しない強い刺激は発生せず、弱い刺激となる。例えば、図５に示したように、第１電極１１を第１極性、第２電極１２及び第２電極１３を第２極性とするときに、第２電極１２の電気的接続が不良の場合には、本来、１つの第１極性の電極に対して２つの第２極性の電極の関係であったのが、１つの第１極性の電極に対して１つの第２極性の電極の関係になるので、強い刺激は発生しない。なお、図５において、第１極性の電極は網掛けで表し、第２極性の電極は梨地で表し、電気的接続が不良の電極はグレーで表している。
【００３９】
これに対して、複数電極と複数電極との間にエネルギーを与えた場合には、１つの電極に例えば剥がれが生じ、電気的接続が不良となると、次のように作用する。例えば、図６に示した電気刺激装置１００は、電極群１１０が４つの電極、右腹直筋に対応して配置される第１電極１１１と、左腹直筋に対応して配置される第２電極１１２と、右側腹斜筋に対応して配置される第３電極１１３と、左側腹斜筋に対応して配置される第４電極１１４とを有し、駆動手段１２０により、第１電極１１１及び第３電極１１３を第１極性とし、第２電極１１２及び第４電極１１４を第２極性として、電極群１１０にエネルギーを与えるものである。なお、他は本実施の形態に係る電気刺激装置１と同様の構成を有しているので、図６において、電気刺激装置１に対応する構成要素には、１００を足した符号を付して表している。
【００４０】
この電気刺激装置１００において、第１電極１１１に電気的接続が切断された場合には、本来、複数の第１極性の電極に対して複数の第２極性の電極の関係であったのが、１つの第１極性の電極に対して複数の第２極性の電極の関係となり、第３電極１１３に刺激が集中して、第３電極１１３に意図しない強い刺激が発生してしまう。なお、図６において、第１極性の電極は網掛けで表し、第２極性の電極は梨地で表し、電気的接続が不良の電極はグレーで表している。
【００４１】
このように、本実施の形態に係る電気刺激装置１では、一部の電極で電気的接続が切断されても、意図しない強い刺激の発生が抑制される。
【００４２】
なお、各電極において電気的接続が断線や剥がれなどにより不良があると、例えば、接続不良検知手段３０により検出される。例えば、図３（Ｃ）に示したように、第１電極１１を第１極性、他の第２電極１２及び第３電極１３を第２極性として電極群１０にエネルギーを与えた時に、第１極性の第１電極１１に剥がれ等による電気的接続の不良があると、第１電極１１と第２電極１２及び第３電極１３との間に電流が流れず、利用者には電気的刺激が与えられない。よって、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のベースに電位が加えられず、コレクタからはＨｉｇｈの状態検知信号が得られる。
【００４３】
これに対して、各電極に電気的接続の不良がない場合には、例えば、図３（Ｂ）に示したように、第１電極１１と第２電極１２及び第３電極１３との間に電流が流れ、利用者に電気的刺激が与えられる。よって、ＮＰＮバイポーラトランジスタ３１のベースに電位が加えられ、コレクタからはＬｏｗの状態検知信号が得られる。従って、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否をコレクタの状態信号が異なることを利用して検出し、利用者に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出する。接続不良検知手段３０は電気的接続の不良を検出すると、例えば、不良信号を制御手段５０に出力し、制御手段５０は電気的接続が不良の電極を表示する。
【００４４】
なお、第２極性の電極に電気的接続の不良がある場合には、第２極性とされた時には電気的接続の不良は検出されないが、駆動手段２０では、第１極性とする電極を順番に切り替えるので、第１極性とされた時に電気的接続の不良が検出される。
【００４５】
このように本実施の形態によれば、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とするようにしたので、第１極性の１つの電極と、第２極性の残りの複数の電極との間に電流が流れ、第１極性の１つの電極に刺激が集中し、第２極性の複数の電極については刺激を小さくすることができる。場合によっては、第２極性の電極の刺激を無くすることができるか、又は、非常に微弱とすることができる。よって、例えば、第２極性の複数の電極のうちのいずれかについて、配線が断線したり、又は、剥がれなどにより身体との接触状態が悪くなっても、第２極性の他の電極に意図しないような強い刺激が加えられることを抑制することができる。従って、利用者が強い刺激を感じて不快な感覚を受けたり、また、強い刺激に驚いて反射的に体が動いてしまうことを抑制することができ、更に、電流の集中による低温火傷を防止することができる。
【００４６】
このような効果は、特に、高域周波数の電気刺激を与える場合において有効である。高域周波数というのは、例えば、１ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲である。
【００４７】
また、第１極性を１つ、第２極性を複数としてエネルギーを与えることにより、第１極性の１つの電極に刺激を集中させ、この第１極性の電極を電極群１０において順番に切り替えるようにしたので、全ての電極について、順番に、ばらつきの少ない強い刺激を加えることができる。更に、第１極性の１つの電極に刺激を集中させることができるので、従来よりも低エネルギーで強い刺激を加えることができる。
【００４８】
加えて、電極群１０にエネルギーを与えた時に利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出するようにすれば、電気的刺激を与えながら、容易に不良を検出することができる。よって、電極の剥がれや接触不良が生じた場合には、利用中にすぐに直すことができる。
【００４９】
更にまた、電極群１０のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性として電極群１０にエネルギーを与えるので、第１極性とした電極について電気的接続の不良があると利用者に電気的刺激が与えられないことを利用して、容易に電気的接続の不良を検出することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図７は、本発明の第２の実施の形態に係る電気刺激装置２の構成を表すものである。図８は、電気刺激装置２の動作を説明するものである。この電気刺激装置２は、電極群２１０及び駆動手段２２０の構成が異なることを除き、他は第１の実施の形態と同様の構成を有している。よって、第１の実施の形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、対応する構成要素には２００を足した符号を付して、同一部分についての詳細な説明は省略する。
【００５１】
電極群２１０は、第１の実施の形態と同様に腹部などの胴体に配置され、少なくとも４つの電極を有している。具体的には、右腹直筋に対応して配置される第１電極２１１と、左腹直筋に対応して配置される第２電極２１２と、右側腹斜筋に対応して配置される第３電極２１３と、左側腹斜筋に対応して配置される第４電極２１４とを有している。他は、第１の実施の形態の電極群１０と同様の構成を有している。
【００５２】
駆動手段２２０は、第１極性とする電極の切り替えの具体的な順番が異なることを除き、他は第１の実施の形態と同様の構成を有している。駆動手段２２０では、第１極性とする電極の切り替えにおいて、第１電極２１１と第２電極２１２とが連続して第１極性とならない順番とするように構成されていることが好ましい。腹直筋に対応して配置される第１電極２１１と第２電極２１２とは物理的に近い位置にあるので、連続して第１極性とすると、第１電極２１１及び第２電極２１２の近傍の筋肉は短い間隔で連続して電気的刺激を受けることになり、弛緩動作が不十分となり、早期の筋肉疲労や、利用者が不快な感覚を受けてしまうからである。これに対して、腹斜筋に対応して配置される第３電極２１３及び第４電極２１４は物理的に離れた位置関係になり、また、第１電極２１１及び第２電極２１２との距離も離れているので、このような問題がない。
【００５３】
例えば、駆動手段２２０は、図８に示したように、第１極性とする電極を第１電極２１１、第４電極２１４、第２電極２１２、第３電極２１３の順に繰り返して切り替えるように構成されていることが好ましい。なお、図８では、第１極性とする電極を網掛けで表し、第２極性とする電極を梨地で表している。
【００５４】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の作用・効果を得ることができる。特に、第２極性の１つの電極について電気的接続が不良の場合には、第２極性の電極が他に２つ残っており、電流が分散されるので、強い刺激の発生が抑制される。
【００５５】
また、本実施の形態によれば、少なくとも、第１電極２１１を右側腹直筋に対応して配置し、第２電極２１２を左側腹直筋に対応して配置し、第３電極２１３を右側腹斜筋に対応して配置し、第４電極２１４を左側腹斜筋に対応して配置し、第１電極２１１と第２電極２１２とが連続して第１極性とならないように第１極性とする電極を順番に切り替えるようにすれば、近くに配置される第１電極２１１と第２電極２１２との近傍の筋肉に連続して電気的刺激が与えられて弛緩動作が不十分となることを抑制することができる。よって、電極群２１０を配置した範囲全体において、より効果的に弛緩動作を可能とすることができ、早期の筋肉疲労や、利用者が不快な感覚を受けることを抑制することができる。
【００５６】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、電極群１０を衣類４０に対して配設する場合について説明したが、電極群１０の各電極を個別に身体に直接配設するようにしてもよく、また、電極群１０を身体の所定の位置に配置できるようにまとめて配設部材に対して配設し、配設部材を身体に対して固定することにより、電極群１０をまとめて身体の所定の位置に配置するようにしてもよい。
【００５７】
また、上記実施の形態では、電極群１０が３つ又は４つの電極を有する場合について具体的に説明したが、本願発明は少なくとも３つの電極を有する場合について適用することができ、電極群１０の電極の数は５つ以上でも同様の効果を得ることができる。
【００５８】
更に、上記実施の形態では、電極を腹部において右側腹直筋、左側腹直筋、右側腹斜筋、左側腹斜筋に対応して設ける場合について説明したが、本願発明は電極の配置位置に関係なく、適用することができる。例えば、電極を腹部の他の位置に配置してもよく、また、腹部に限らず、背面に配置してもよく、背面と腹部に配置してもよい。更にまた、胴体に限らず、腕、又は、大腿部等の脚に配置してもよい。
【００５９】
加えてまた、上記実施の形態では、各構成要素についても具体的に説明したが、全ての構成要素を備えていなくてもよく、他の構成要素を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１…電気刺激装置、１０…電極群、１１…第１電極、１２…第２電極、１３…第３電極、１５…導線、２０…駆動手段、２１…高圧生成回路、２２…高圧整形回路、２３…刺激波形出力回路、３０…接続不良検知手段、４０…衣類、５０…制御手段、２…電気刺激装置、２１０…電極群、２１１…第１電極、２１２…第２電極、２１３…第３電極、２１４…第４電極、２２０…駆動手段
【図１】
2020039598.tif 000003
【図２】
2020039598.tif 000004
【図３】
2020039598.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月16日(2019.2.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者に電気的刺激を与える電気刺激装置であって、
前記利用者に接触して配置される３つ以上の電極を有する電極群と、
この電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて前記電極群にエネルギーを与える駆動手段と、
前記電極群にエネルギーを与えた時に前記利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出する接続不良検知手段とを備え、
前記電極群は、少なくとも、右側腹直筋に対応して配置される第１電極と、左側腹直筋に対応して配置される第２電極と、右側腹斜筋に対応して配置される第３電極と、左側腹斜筋に対応して配置される第４電極とを有し、
前記駆動手段は、前記第１電極と前記第２電極とが連続して第１極性とならないように第１極性とする電極を切り替える
ことを特徴とする電気刺激装置。
【請求項２】
前記接続不良検知手段は、前記電極群にエネルギーを与えた時に前記利用者に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出する
ことを特徴とする請求項１記載の電気刺激装置。
【請求項３】
前記駆動手段は、第１極性とする電極を第１電極、第４電極、第２電極、第３電極の順に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気刺激装置。
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月28日(2019.3.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
利用者に電気的刺激を与える電気刺激装置であって、
前記利用者に接触して配置される３つ以上の電極を有する電極群と、
この電極群のうち１つの電極を第１極性、残りの複数の電極を第２極性とし、第１極性とする電極を順番に切り替えて前記電極群にエネルギーを与える駆動手段と、
前記電極群にエネルギーを与えた時に前記利用者に電気的刺激が与えられたか否かを検出することにより、電気的接続の不良を検出する接続不良検知手段とを備え、
前記各電極は、繊維よりなる基材に導電性高分子が付着された導電体により構成された
ことを特徴とする電気刺激装置。
【請求項２】
前記接続不良検知手段は、前記電極群にエネルギーを与えた時に前記利用者に電気的刺激が与えられない場合に、第１極性とした電極について電気的接続の不良があることを検出する
ことを特徴とする請求項１記載の電気刺激装置。
【請求項３】
前記電極群は、少なくとも、腹直筋に対応して配置される第１電極と、右側腹斜筋に対応して配置される第２電極と、左側腹斜筋に対応して配置される第３電極とを有する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気刺激装置。
【請求項４】
前記電極群は、少なくとも、右側腹直筋に対応して配置される第１電極と、左側腹直筋に対応して配置される第２電極と、右側腹斜筋に対応して配置される第３電極と、左側腹斜筋に対応して配置される第４電極とを有し、
前記駆動手段は、前記第１電極と前記第２電極とが連続して第１極性とならないように第１極性とする電極を切り替える
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の電気刺激装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、第１極性とする電極を第１電極、第４電極、第２電極、第３電極の順に切り替えることを特徴とする請求項４記載の電気刺激装置。