(57)【要約】【課題】ユーザーに不快感を与えにくい電気刺激装置およびその制御装置を提供する。【解決手段】制御装置５０は、身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂと、電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂに電圧を供給可能な電圧供給部３３と、電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂに供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部４３とを備える電気刺激装置１に用いられる。制御装置５０は、指示操作部４３の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、電圧供給部３３により電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂに供給される電圧である供給電圧が指示電圧よりも低くなるように電圧供給部３３を制御する制御部５１を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極と、前記電極に電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電圧供給部により前記電極に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部とを備える電気刺激装置に用いられる制御装置であって、
前記指示操作部の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、前記供給電圧が前記指示電圧よりも低くなるように前記電圧供給部を制御する制御部を備える
電気刺激装置の制御装置。
【請求項２】
前記電気刺激装置は前記電極により出力される電気刺激の出力形態が互いに異なる複数の動作モードを備え、
前記制御部は前記動作モード毎に前記供給電圧を設定する
請求項１に記載の電気刺激装置の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は前記電極が取り付けられる対象部位に基づいて前記供給電圧を設定する
請求項１または２に記載の電気刺激装置の制御装置。
【請求項４】
身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極と、前記電極に電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電極に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部と、前記供給電圧に関する情報を出力する報知部とを備える電気刺激装置に用いられる制御装置であって、
前記指示操作部の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、前記指示電圧よりも低い前記供給電圧に関する情報を前記報知部に出力させ、その供給電圧と実質的に同じ大きさを有する前記指示電圧が前記指示操作部の操作により選択された場合、その指示電圧に応じた前記供給電圧が供給されるように前記電圧供給部を制御する制御部を備える
電気刺激装置の制御装置。
【請求項５】
前記供給電圧は対象部位の筋肉を増強させることが可能な大きさを有する
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電気刺激装置の制御装置。
【請求項６】
前記電極と、
前記指示操作部と、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の制御装置とを備える
電気刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電気刺激装置およびその制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
主動筋または拮抗筋に電気刺激を与える電気刺激装置が知られている。その一例である特許文献１の電気刺激装置は、身体の対象部位に電気刺激を与える電極、および、電極から出力される電気刺激の強さを設定可能な操作部を備える。ユーザーがこの電気刺激装置を装着して運動した場合、操作部により設定された強さを有する電気刺激がユーザーの対象部位に与えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−２７９５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ユーザーが運動している最中に電極と対象部位との間の電気的な接触抵抗が小さくなることがある。これは、ユーザーの姿勢および発汗等の影響により、電極と対象部位との接触面積が広がることが関係していると考えられる。接触抵抗が低下した場合、対象部位を流れる電流が増加するため、対象部位に与えられる電気刺激が操作部により設定された強さを有する電気刺激よりも強くなり、ユーザーが不快感を覚えるおそれがある。
【０００５】
なお、ユーザーが静止した状態においても発汗等の影響により電極と対象部位との間の電気的な接触抵抗が小さくなることがある。このため、ユーザーの運動中に対象部位に電気刺激を与える電気刺激装置に限らず、ユーザーが静止した状態において対象部位に電気刺激を与える電気刺激装置においても上述した課題と同様の課題が存在する。
【０００６】
本発明の目的は、ユーザーに不快感を与えにくい電気刺激装置およびその制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に従う電気刺激装置の制御装置の一形態は、身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極と、前記電極に電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電圧供給部により前記電極に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部とを備える電気刺激装置に用いられる制御装置であって、前記指示操作部の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、前記供給電圧が前記指示電圧よりも低くなるように前記電圧供給部を制御する制御部を備える。
【０００８】
本発明に従う電気刺激装置の制御装置の別の一形態は、身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極と、前記電極に電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電極に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部と、前記供給電圧に関する情報を出力する報知部とを備える電気刺激装置に用いられる制御装置であって、前記指示操作部の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、前記指示電圧よりも低い前記供給電圧に関する情報を前記報知部に出力させ、その供給電圧と実質的に同じ大きさを有する前記指示電圧が前記指示操作部の操作により選択された場合、その指示電圧に応じた前記供給電圧が供給されるように前記電圧供給部を制御する制御部を備える。
【０００９】
本発明に従う電気刺激装置の一形態は、前記電極と、前記指示操作部と、制御装置とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
上記電気刺激装置およびその制御装置はユーザーに不快感を与えにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】は実施の形態１の電気刺激装置が取り付けられた下半身の正面図である。
【図２】は図１のサポーターの展開図である。
【図３】は図１の電気刺激装置のブロック図である。
【図４】は割合情報の一例を示すマップである。
【図５】は電流値と経過時間との関係の一例を示すグラフである。
【図６】は電流値と経過時間との関係の一例を示すグラフである。
【図７】は図１の電気刺激装置により実行される制御のフローチャートである。
【図８】は実施の形態２の制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（電気刺激装置およびその制御装置が取り得る形態の一例）
〔１〕本発明に従う電気刺激装置の制御装置の一形態は、身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極と、前記電極に電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電圧供給部により前記電極に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部とを備える電気刺激装置に用いられる制御装置であって、前記指示操作部の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、前記供給電圧が前記指示電圧よりも低くなるように前記電圧供給部を制御する制御部を備える。
【００１３】
電気刺激装置の使用方法の一例によれば、電気刺激装置により対象部位に与えられる電気刺激の強さはユーザーまたはその補助者（以下では「ユーザー等」）により次のように設定される。電気刺激装置が対象部位に装着された状態において指示操作部の操作により電気刺激の強さが変更され、ユーザー等が好ましいと判断した強さの電気刺激が対象部位に与えられた場合、そのときに指示操作部により指示された指示電圧が供給電圧に設定される。このため、ユーザーが電気刺激装置を使用している最中に電極と対象部位との間の電気的な接触抵抗の低下により、ユーザーが不快感を覚える強さを有する電気刺激が対象部位に供給されやすい。
【００１４】
上記〔１〕の電気刺激装置の制御装置によれば、上記のとおり供給電圧が指示電圧よりも低い電圧に設定される。このため、ユーザーが電気刺激装置を使用している最中に接触抵抗が低下し、対象部位に与えられる電気刺激が増大したとしても、ユーザーが不快感を覚える強さに到達しにくい。すなわち、上記電気刺激装置の制御装置はユーザーに不快感を与えにくい。
【００１５】
〔２〕前記電気刺激装置の制御装置の一例によれば、前記電気刺激装置は前記電極により出力される電気刺激の出力形態が互いに異なる複数の動作モードを備え、前記制御部は前記動作モード毎に前記供給電圧を設定する。
【００１６】
電極と対象部位との間の電気的な接触抵抗が変化する度合はユーザーの動作に応じて異なる。一方、電気刺激装置が複数の動作モードを備える場合、ユーザーは電気刺激装置を装着した状態において実施する予定の動作に応じて動作モードを選択する。このため、選択された動作モードはユーザーがどのような動作を実施するかを示唆する。
【００１７】
上記〔２〕の電気刺激装置の制御装置によれば、上記のとおり動作モード毎に供給電圧が設定されるため、指示電圧と供給電圧との差が接触抵抗の変化の度合に応じた大きさを有し、電気刺激の強さがユーザーの不快感を覚える強さに一層到達しにくくなる。
【００１８】
〔３〕前記電気刺激装置の制御装置の一例によれば、前記制御部は前記電極が取り付けられる対象部位に基づいて前記供給電圧を設定する。
電極と対象部位との間の電気的な接触抵抗が変化する度合はその電極が装着された対象部位の種類に応じて異なる。このため、上記電気刺激装置の制御装置のとおり供給電圧が設定される場合、指示電圧と供給電圧との差が接触抵抗の変化の度合に応じた大きさを有し、電気刺激の強さがユーザーの不快感を覚える強さに一層到達しにくくなる。
【００１９】
〔４〕本発明に従う電気刺激装置の制御装置の別の一形態は、身体の対象部位に電気刺激を与えることが可能な電極と、前記電極に電圧を供給可能な電圧供給部と、前記電極に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作される指示操作部と、前記供給電圧に関する情報を出力する報知部とを備える電気刺激装置に用いられる制御装置であって、前記指示操作部の操作により指示された電圧である指示電圧を取得し、前記指示電圧よりも低い前記供給電圧に関する情報を前記報知部に出力させ、その供給電圧と実質的に同じ大きさを有する前記指示電圧が前記指示操作部の操作により選択された場合、その指示電圧に応じた前記供給電圧が供給されるように前記電圧供給部を制御する制御部を備える。
【００２０】
制御部は最初に入力された指示電圧よりも低い供給電圧に関する情報を報知部に出力させる。ユーザー等は報知部から報知された情報に基づいて供給電圧と実質的に同じ大きさを有する指示電圧を選択できる。制御部はその指示電圧に基づいて、最初に入力された指示電圧よりも低い供給電圧を電極に供給する。このため、ユーザーが電気刺激装置を使用している最中に接触抵抗が低下し、対象部位に与えられる電気刺激が増大したとしても、ユーザーが不快感を覚える強さに到達しにくい。すなわち、上記電気刺激装置の制御装置はユーザーに不快感を与えにくい。
【００２１】
〔５〕前記電気刺激装置の制御装置の一例によれば、前記供給電圧は対象部位の筋肉を増強させることが可能な大きさを有する。
本願発明者が実施した試験によれば、供給電圧が指示電圧よりも低い状態において電気刺激装置が使用された場合であっても、対象部位の筋肉を増強させる効果が現れることが確認された。また、使用条件等によっては、供給電圧が指示電圧と同じ大きさに設定される場合と実質的に同じ効果が得られることも確認された。これらの結果は、ユーザー等が好ましいと判断した強さの電気刺激よりも弱い電気刺激を対象部位に与えても、好ましい効果が得られることを示唆している。このため、上記〔５〕の電気刺激装置の制御装置によれば、電気エネルギーを効率的に利用して身体をトレーニングできる。
【００２２】
〔６〕本発明に従う電気刺激装置の一形態は、前記電極と、前記指示操作部と、上記〔１〕〜〔５〕のいずれかに記載の制御装置とを備える。
上記電気刺激装置によれば、上記〔１〕〜〔５〕の電気刺激装置の制御装置により得られる効果と実質的に同じ効果が得られる。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は電気刺激装置１の使用状態の一例を示す。電気刺激装置１は、身体の対象部位である大腿１００に装着される複数のサポーター１０を備える。複数のサポーター１０は、左半身の大腿１００に装着される第１のサポーター１０、および、右半身の大腿１００に装着される第２のサポーター１０を含む。第１のサポーター１０および第２のサポーター１０は、身体の正中面に対して左右対称の関係を有する。なお、以下の説明では第１のサポーター１０および第２のサポーター１０に共通する事項を説明する場合、サポーター１０の種類を区別していない。
【００２４】
電気刺激装置１はさらに、各サポーター１０の内面に分離可能に取り付けられ、大腿１００に電気刺激を与える第１の電極部１１および第２の電極部１２（図２参照）、ならびに、各サポーター１０に取り付けられる角速度センサー２０を備える。第１の電極部１１は例えば、サポーター１０が大腿１００に装着された場合に大腿四頭筋と対向するサポーター１０上の位置に配置される。第２の電極部１２は例えば、サポーター１０が大腿１００に装着された場合にハムストリングと対向するサポーター１０上の位置に配置される。
【００２５】
角速度センサー２０は、例えば第１の電極部１１と分離可能に一体的に構成され、第１の電極部１１の背面に取り付けられる。角速度センサー２０は、例えば膝関節まわりで回転する大腿１００の角速度が反映された信号を出力する。
【００２６】
電気刺激装置１はさらに、各電極部１１，１２から出力される電気刺激を制御するコントローラー３０、ならびに、各電極部１１，１２および角速度センサー２０とコントローラー３０とを電気的に接続するハーネス６０を備える。コントローラー３０は、電気刺激装置１の動作に関する情報を入力するために操作される操作部４０、情報が出力される報知部３１、ならびに、コントローラー３０を構成する要素等に一次電池または二次電池の電力を供給する電源３２（図３参照）を備える。報知部３１の一例はディスプレイである。ハーネス６０は、例えば各電極部１１，１２および各角速度センサー２０に電源３２の電力を供給する。
【００２７】
図２は展開された状態の第１のサポーター１０の内面を示す。サポーター１０は長手方向および短手方向を規定可能な帯であり、大腿１００に巻き付けられる。サポーター１０は、サポーター１０が大腿１００にフィットするように調節可能な面ファスナー１３を備える。面ファスナー１３は、サポーター１０の内面に取り付けられるフック１３Ａ、および、サポーター１０の外面に取り付けられるループ（図示略）を含む。
【００２８】
フック１３Ａは例えばサポーター１０の長手方向における一方の端部に形成される。ループは例えばサポーター１０の長手方向における他方の端部に形成される。サポーター１０が大腿１００に巻き付けられ、フック１３Ａおよびループが互いに貼り合せられることによりサポーター１０が大腿１００に装着された状態が保持される。サポーター１０の長手方向においてループに対するフック１３Ａの貼付位置が調節されることにより、サポーター１０に対する大腿１００のフィット感が調節される。
【００２９】
第１の電極部１１は、例えば大腿１００（図１参照）に電気刺激を与えることが可能な一対の電極１１Ａ，１１Ｂを備える。各電極１１Ａ，１１Ｂは互いに平行するように配置され、サポーター１０の短手方向に沿って並べられる。各電極１１Ａ，１１Ｂから出力される電気刺激の強さは実質的に同じであり、操作部４０（図１参照）の操作により一括して調節される。なお、各電極１１Ａ，１１Ｂの表面には導電性を有する導電ゲルが取り付けられる。
【００３０】
第２の電極部１２は、例えば大腿１００に電気刺激を与えることが可能な一対の電極１２Ａ，１２Ｂを備える。各電極１２Ａ，１２Ｂは互いに平行するように配置され、サポーター１０の長手方向に沿って並べられる。各電極１２Ａ，１２Ｂから出力される電気刺激の強さは実質的に同じであり、操作部４０の操作により一括して調節される。なお、各電極１２Ａ，１２Ｂの表面には導電性を有する導電ゲルが取り付けられる。
【００３１】
ハーネス６０は、第１の電極部１１とコントローラー３０（図１参照）とを電気的に接続する第１のハーネス６１、および、第１の電極部１１と第２の電極部１２とを電気的に接続する第２のハーネス６２を含む。第１のハーネス６１は電源３２（図３参照）の電力を第１の電極部１１に供給する。第２のハーネス６２は第１の電極部１１から第２の電極部１２に電力を供給する。
【００３２】
図３は電気刺激装置１の電気的な接続関係を示す。なお、図３は一方のサポーター１０およびそのサポーター１０に取り付けられる各種の要素を省略している。
コントローラー３０は、各電極部１１，１２に電圧を供給可能な電圧供給部３３、各種の情報を記憶する記憶部３４、ならびに、角速度センサー２０および記憶部３４等から取得した情報に基づいて電圧供給部３３を制御する制御装置５０をさらに備える。制御装置５０は、操作部４０、報知部３１、電源３２、電圧供給部３３、および、記憶部３４と電気的に接続されている。
【００３３】
記憶部３４は、例えば各電極部１１，１２により出力される電気刺激の出力形態が互いに異なる複数の動作モードを記憶している。複数の動作モードは例えば、第１の動作モード、第２の動作モード、第３の動作モード、第４の動作モード、および、第５の動作モードを含む。
【００３４】
第１の動作モードは、例えば歩行運動における着地時に各電極部１１，１２から大腿１００（図１参照）に電気刺激を与えることにより歩行を補助するモードである。第２の動作モードは、例えば歩行運動時に各電極部１１，１２から拮抗筋である大腿１００の筋肉に電気刺激を与えるモードである。第３の動作モードは、例えば着座した静止状態において各電極部１１，１２から大腿１００に連続して電気刺激を与えるモードである。第４の動作モードは、例えば屈伸運動時に各電極部１１，１２から拮抗筋である大腿１００の筋肉に電気刺激を与えるモードである。第５の動作モードは、例えば腿上げ運動時に各電極部１１，１２から拮抗筋である大腿１００の筋肉に電気刺激を与えるモードである。
【００３５】
操作部４０は例えば、電源スイッチ４１、モード選択部４２、指示操作部４３、出力決定部４４、および、始動停止部４５を含む。電源スイッチ４１は電気刺激装置１の電源のオンおよびオフを切り替えるためのスイッチである。モード選択部４２は実施する予定の動作に応じた動作モードを選択するためのスイッチである。指示操作部４３は電圧供給部３３により各電極部１１，１２に供給される電圧である供給電圧を指示するために操作されるスイッチである。出力決定部４４は指示操作部４３による操作を決定するためのスイッチである。始動停止部４５は電気刺激装置１による電気刺激の開始および停止を切り替えるためのスイッチである。
【００３６】
制御装置５０は、指示操作部４３の操作により指示された電圧である指示電圧を電極部１１，１２毎に取得し、供給電圧が指示電圧よりも低くなるように電圧供給部３３を制御する制御部５１を含む。供給電圧は例えば大腿１００の筋肉を増強させることが可能な大きさを有する。すなわち、大腿１００の筋肉を増強させることが可能な電気刺激が各電極部１１，１２から出力される。制御部５１は、モード選択部４２により選択可能な動作モード、および、各電極部１１，１２が取り付けられる大腿１００の筋肉に基づいて供給電圧を設定する。
【００３７】
図４は指示電圧に対する供給電圧の割合に関する情報の一例を示す。記憶部３４は、指示電圧に対する供給電圧の割合に関する情報である割合情報を動作モードおよび電極部１１，１２毎に記憶している。制御部５１は、モード選択部４２の操作により選択された動作モード、指示操作部４３の操作により指示された指示電圧、および、記憶部３４に記憶されている割合情報に基づいて次のように供給電圧を設定する。なお、第１のサポーター１０に取り付けられる各電極部１１，１２の指示電圧に対する供給電圧の割合と、第２のサポーター１０に取り付けられる各電極部１１，１２の指示電圧に対する供給電圧の割合とは実質的に同じである。
【００３８】
制御部５１はモード選択部４２の操作により第１の動作モードが選択された場合、第１の電極部１１および第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを次のとおり設定する。制御部５１は第１の電極部１１に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第１の電極部１１に対する指示電圧の９０％の大きさに設定する。制御部５１は第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第２の電極部１２に対する指示電圧の８０％の大きさに設定する。
【００３９】
制御部５１はモード選択部４２の操作により第２の動作モードが選択された場合、第１の電極部１１および第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを次のとおり設定する。制御部５１は第１の電極部１１に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第１の電極部１１に対する指示電圧の９０％の大きさに設定する。制御部５１は第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第２の電極部１２に対する供給電圧の８０％の大きさに設定する。
【００４０】
制御部５１はモード選択部４２の操作により第３の動作モードが選択された場合、第１の電極部１１および第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを次のとおり設定する。制御部５１は第１の電極部１１に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第１の電極部１１に対する指示電圧の８０％の大きさに設定する。制御部５１は第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第２の電極部１２に対する供給電圧の８０％の大きさに設定する。
【００４１】
制御部５１はモード選択部４２の操作により第４の動作モードが選択された場合、第１の電極部１１および第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを次のとおり設定する。制御部５１は第１の電極部１１に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第１の電極部１１に対する指示電圧の９０％の大きさに設定する。制御部５１は第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第２の電極部１２に対する供給電圧の８０％の大きさに設定する。
【００４２】
制御部５１はモード選択部４２の操作により第５の動作モードが選択された場合、第１の電極部１１および第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを次のとおり設定する。制御部５１は第１の電極部１１に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第１の電極部１１に対する指示電圧の８０％の大きさに設定する。制御部５１は第２の電極部１２に供給される供給電圧の大きさを指示操作部４３の操作により指示された第２の電極部１２に対する供給電圧の８０％の大きさに設定する。
【００４３】
指示電圧に対する供給電圧の割合の設定方法について説明する。
本願発明者は次の２つの条件において、電気刺激による筋肉の増強効果を確認する試験を実施した。第１の条件では、供給電圧が指示電圧よりも低い電圧に設定される。第２の条件では、供給電圧が指示電圧と実質的に同じ大きさに設定される。
【００４４】
第１の条件において身体に流れる電流の大きさを示す電流値Ｅが、第２の条件において身体に流れる電流に対する所定の割合以上である場合、筋肉を増強させる効果が得られることが確認された。複数回の試験により得られた効果はおおよそ、第２の条件の場合と実質的に同じ効果から第２の条件の場合よりも低いもののトレーニングの観点から好ましいと考えられる効果までの範囲に含まれる。
【００４５】
この試験結果から、供給電圧が指示電圧よりも低い電圧に設定されても、大腿１００の筋肉を増強させる効果が得られることが確認された。また、電流値Ｅが上記所定の割合未満の場合でも、使用条件等によっては筋肉を増強させる効果が得られる場合があることが確認されている。また、電流値Ｅが上記所定の割合以上の場合、所定の割合未満の場合と比較して得られる効果の程度が大きいことも確認されている。
【００４６】
図５および図６は、電流値Ｅと第１の閾値ＴＡおよび第２の閾値ＴＢとの関係を示している。第１の閾値ＴＡは第２の条件において身体に流れる電流の大きさを示す電流値と対応する閾値である。第２の閾値ＴＢは上記第１の閾値ＴＡに関する電流値に対する所定の割合の電流値と対応する閾値である。すなわち、電流値Ｅが第２の閾値ＴＢよりも高いとき、大腿１００の筋肉を増強させる効果が得られやすい。
【００４７】
ユーザーが運動している最中に各電極部１１，１２と大腿１００との間の電気的な接触抵抗が小さくなることがある。これは、ユーザーの姿勢および発汗等の影響により、各電極部１１，１２の電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂと大腿１００との接触面積が広がることが関係していると考えられる。すなわち、各電極部１１，１２と大腿１００との間の電気的な接触抵抗が変化する度合は、ユーザーの動作および各電極部１１，１２が取り付けられる大腿１００の筋肉によって異なる。
【００４８】
接触抵抗が低下した場合、大腿１００を流れる電流が増加する。このため、ユーザーの動作および各電極部１１，１２が取り付けられる大腿１００の筋肉によっては電流値Ｅが大きく変化することが考えられる。本願発明者はこの点を踏まえ、電流値Ｅが第２の閾値ＴＢよりも高い値を取るように指示電圧に対する供給電圧の割合を動作モードおよび電極部１１，１２毎に検討した。
【００４９】
図５は、第１の動作モードにおいて第１の電極部１１に供給される供給電圧を指示電圧の８０％に設定した場合における電流値と経過時間との関係の一例を示す。なお、経過時間は電気刺激装置１による運動を開始してから経過した時間である。
【００５０】
図５に示される例によれば、電流値Ｅはユーザーが運動を開始してから所定の時間が経過するまでの期間である初期期間において第２の閾値ＴＢよりも低い値を取り、初期期間が経過した後に第２の閾値ＴＢ以上の値を取る。このため、電流値Ｅが初期期間において第２の閾値ＴＢよりも低い値を取り、初期期間が経過した後においても第２の閾値ＴＢよりも低い値を取る場合と比較して大腿１００の筋肉を増強させる効果が得られやすい。しかし、電流値Ｅが初期期間において第２の閾値ＴＢ以上の値を取り、初期期間が経過した後においても第２の閾値ＴＢ以上の値を取る場合と比較して大腿１００の筋肉を増強させる効果が得られにくい。
【００５１】
図６は、第１の動作モードにおいて第１の電極部１１に供給される供給電圧を指示電圧の９０％に設定した場合における電流値と経過時間との関係の一例を示す。
図６に示される例によれば、電流値Ｅはユーザーが運動を開始してから運動を終了するまでの期間である運動期間において第２の閾値ＴＢ以上の値を維持する。このため、電流値Ｅが運動期間の一部または全部において第２の閾値ＴＢよりも低い値を取る場合と比較して大腿１００の筋肉を増強させる効果が得られやすい。本願発明者はこの検討の結果を踏まえ、第１の動作モードにおける第１の電極部１１の指示電圧に対する供給電圧の割合を９０％に設定した。
【００５２】
また、本願発明者は上記の設定方法と同様に、第１の動作モードにおける第２の電極部１２の指示電圧に対する供給電圧の割合、および、その他の動作モードにおける各電極部１１，１２の指示電圧に対する供給電圧の割合を設定した。なお、供給電圧を指示電圧の８０％に設定した場合における電流値Ｅが第２の閾値ＴＢ以上の値を維持するとき、指示電圧に対する供給電圧の割合を８０％に設定する。
【００５３】
図７を参照して、ユーザー等による操作部４０の操作手順、および、制御部５１に実行される制御について説明する。ユーザー等は電気刺激装置１を使用するユーザーまたはその補助者を含む。なお、図７に示される処理はユーザー等により各サポーター１０が大腿１００に装着され、電源スイッチ４１が操作されることにより電気刺激装置１の電源がオンに設定された後に実行される。
【００５４】
まず、ユーザー等によりモード選択部４２が操作され、実施する予定の動作に応じて動作モードが選択される。選択された動作モードはユーザーがどのような動作を実施するかを示唆する。制御部５１はステップＳ１１において、モード選択部４２の操作により選択された動作モードに関する情報を取得する。
【００５５】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第１のサポーター１０の第１の電極部１１における指示電圧である第１の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ１２において、指示操作部４３の操作により指示された第１の指示電圧を取得する。そして、制御部５１はステップＳ１１において取得した動作モードに関する情報、記憶部３４から取得した割合情報、および、第１の指示電圧に関する情報に基づいて、第１のサポーター１０の第１の電極部１１に供給される供給電圧である第１の供給電圧を設定する。
【００５６】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第１のサポーター１０の第２の電極部１２における指示電圧である第２の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ１３において、指示操作部４３の操作により指示された第２の指示電圧を取得し、ステップＳ１２の処理と同様に第１のサポーター１０の第２の電極部１２に供給される供給電圧である第２の供給電圧を設定する。
【００５７】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第２のサポーター１０の第１の電極部１１における指示電圧である第３の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ１４において、指示操作部４３の操作により指示された第３の指示電圧を取得し、ステップＳ１２の処理と同様に第２のサポーター１０の第１の電極部１１に供給される供給電圧である第３の供給電圧を設定する。
【００５８】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第２のサポーター１０の第２の電極部１２における指示電圧である第４の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ１５において、指示操作部４３の操作により指示された第４の指示電圧を取得し、ステップＳ１２の処理と同様に第２のサポーター１０の第２の電極部１２に供給される供給電圧である第４の供給電圧を設定する。
【００５９】
制御部５１はステップＳ１６において、ユーザー等による始動停止部４５の操作により電気刺激装置１による電気刺激を開始する。すなわち、制御部５１は各角速度センサー２０から取得した大腿１００の角速度が反映された信号、および、ステップＳ１２〜ステップＳ１５において設定した各供給電圧に基づいて、ステップＳ１１において取得した動作モードの出力形態に応じた電気刺激を各電極部１１，１２の電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂから出力させる。
【００６０】
そして、制御部５１は電気刺激装置１による電気刺激が開始されてから所定の時間が経過することにより、電気刺激装置１による電気刺激を停止させる。所定の時間は例えば予めユーザー等により設定された時間である。なお、制御部５１はユーザー等により始動停止部４５が再び操作された場合においても電気刺激装置１による電気刺激を停止させる。
【００６１】
図１および図３を参照して、電気刺激装置１の作用について説明する。
従来の電気刺激装置の使用方法の一例によれば、電気刺激装置により大腿１００に与えられる電気刺激の強さはユーザー等により次のように設定される。各サポーター１０が大腿１００に装着された状態において指示操作部４３の操作により電気刺激の強さが電極部１１，１２毎に変更される。このとき、指示操作部４３の操作に応じた電気刺激が対応する電極部１１，１２から出力される。そして、ユーザー等が好ましいと判断した強さの電気刺激が大腿１００に与えられた場合、出力決定部４４の操作によりそのときに指示操作部４３により指示される指示電圧が供給電圧に設定される。このため、ユーザーが電気刺激装置を使用している最中に各電極部１１，１２と大腿１００との間の電気的な接触抵抗の低下により、ユーザーが不快感を覚える強さを有する電気刺激が大腿１００に提供されやすい。
【００６２】
一方、電気刺激装置１によれば、電圧供給部３３により各電極部１１，１２に供給される供給電圧が指示操作部４３の操作により指示された指示電圧よりも低くなるように電圧供給部３３が制御される。具体的には、モード選択部４２の操作により選択された動作モード、指示操作部４３の操作により指示された指示電圧、および、記憶部３４に記憶されている割合情報に基づいて供給電圧が設定される。このため、ユーザーが電気刺激装置１を使用している最中に接触抵抗が低下し、大腿１００に与えられる電気刺激が増大したとしても、ユーザーが不快感を覚える強さに到達しにくい。すなわち、電気刺激装置１はユーザーに不快感を与えにくい。
【００６３】
実施の形態１の制御装置５０によれば、さらに以下の効果が得られる。
（１）各電極部１１，１２と大腿１００との間の電気的な接触抵抗が変化する度合はユーザーの動作に応じて異なる。一方、電気刺激装置１の制御装置５０によれば、モード選択部４２の操作により選択される動作モード毎に供給電圧が設定される。このため、指示電圧と供給電圧との差が接触抵抗の変化の度合に応じた大きさを有し、電気刺激の強さがユーザーの不快感を覚える強さに一層到達しにくくなる。
【００６４】
（２）各電極部１１，１２と大腿１００との間の電気的な接触抵抗が変化する度合は各電極部１１，１２が取り付けられる大腿１００の筋肉に応じて異なる。一方、電気刺激装置１の制御装置５０によれば、電極部１１，１２毎に供給電圧が設定される。このため、指示電圧と供給電圧との差が接触抵抗の変化の度合に応じた大きさを有し、電気刺激の強さがユーザーの不快感を覚える強さに一層到達しにくくなる。
【００６５】
（３）供給電圧が指示電圧よりも低い状態において電気刺激装置１が使用された場合であっても、大腿１００の筋肉を増強させる効果が現れることが確認されている。また、使用条件等によっては、供給電圧が指示電圧と同じ大きさに設定される場合と実質的に同じ効果が得られることも確認されている。これらの結果は、ユーザー等が好ましいと判断した強さの電気刺激よりも弱い電気刺激を大腿１００に与えても、好ましい効果が得られることを示唆している。電気刺激装置１の制御装置５０によれば、供給電圧が大腿１００の筋肉を増強させることが可能な大きさを有するため、電気エネルギーを効率的に利用して身体をトレーニングできる。
【００６６】
（実施の形態２）
実施の形態２の電気刺激装置１の制御装置５０は、以下に説明する点において実施の形態１の電気刺激装置１の制御装置５０と相違し、その他の点において実施の形態１の電気刺激装置１の制御装置５０と実質的に同じ構成を備える。なお、実施の形態２の電気刺激装置１の制御装置５０の説明では、実施の形態１の電気刺激装置１の制御装置５０と共通する構成に同一の符号を付し、その構成の説明の一部または全部を省略する。
【００６７】
制御装置５０の制御部５１は、指示操作部４３の操作により指示された指示電圧を電極部１１，１２毎に取得し、指示電圧よりも低い供給電圧に関する情報を報知部３１に出力させる。そして、その供給電圧と実質的に同じ大きさを有する指示電圧が指示操作部４３の操作により選択された場合、制御部５１は各電極部１１，１２に供給電圧が供給されるように電圧供給部３３を制御する。
【００６８】
図８を参照して、ユーザー等による操作部４０の操作手順、および、制御部５１に実行される制御について説明する。なお、図８に示される処理はユーザー等により各サポーター１０が大腿１００に装着され、電源スイッチ４１が操作されることにより電気刺激装置１の電源がオンに設定された後に実行される。
【００６９】
まず、ユーザー等によりモード選択部４２が操作され、実施する予定の動作に応じて動作モードが選択される。制御部５１はステップＳ２１において、モード選択部４２の操作により選択された動作モードに関する情報を取得する。
【００７０】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第１のサポーター１０の第１の電極部１１における指示電圧である第１の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ２２において、指示操作部４３の操作により指示された第１の指示電圧を取得する。そして、制御部５１はステップＳ２１において取得した動作モードに関する情報、記憶部３４から取得した割合情報、および、第１の指示電圧に関する情報に基づいて、第１のサポーター１０の第１の電極部１１に供給される供給電圧に関する情報を報知部３１に出力させる。
【００７１】
次に、報知部３１から出力される供給電圧に関する情報を参照しながら、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第１の指示電圧が再び選択され、出力決定部４４の操作により決定される。このとき、第１の指示電圧は供給電圧に関する情報により示唆される供給電圧と実質的に同じ大きさを有する電圧に設定される。制御部５１はステップＳ２３において、指示操作部４３の操作により指示された第１の指示電圧を再び取得し、その第１の指示電圧を第１のサポーター１０の第１の電極部１１に供給される供給電圧である第１の供給電圧に設定する。
【００７２】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第１のサポーター１０の第２の電極部１２における指示電圧である第２の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ２４において、指示操作部４３の操作により指示された第２の指示電圧を取得し、ステップＳ２２の処理と同様に第１のサポーター１０の第２の電極部１２に供給される供給電圧に関する情報を報知部３１に出力させる。
【００７３】
次に、報知部３１から出力される供給電圧に関する情報を参照しながら、ユーザー等により指示操作部４３の操作により第２の指示電圧が再び選択され、出力決定部４４の操作により決定される。このとき、第２の指示電圧は供給電圧に関する情報により示唆される供給電圧と実質的に同じ大きさを有する電圧に設定される。制御部５１はステップＳ２５において、指示操作部４３の操作により指示された第２の指示電圧を再び取得し、その第２の指示電圧を第１のサポーター１０の第２の電極部１２に供給される供給電圧である第２の供給電圧に設定する。
【００７４】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第２のサポーター１０の第１の電極部１１における指示電圧である第３の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ２６において、指示操作部４３の操作により指示された第３の指示電圧を取得し、ステップＳ２２の処理と同様に第２のサポーター１０の第１の電極部１１に供給される供給電圧に関する情報を報知部３１に出力させる。
【００７５】
次に、報知部３１から出力される供給電圧に関する情報を参照しながら、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第３の指示電圧が再び選択され、出力決定部４４の操作により決定される。このとき、第３の指示電圧は供給電圧に関する情報により示唆される供給電圧と実質的に同じ大きさを有する電圧に設定される。制御部５１はステップＳ２７において、指示操作部４３の操作により指示された第３の指示電圧を再び取得し、その第３の指示電圧を第２のサポーター１０の第１の電極部１１に供給される供給電圧である第３の供給電圧に設定する。
【００７６】
次に、ユーザー等による指示操作部４３の操作により第２のサポーター１０の第２の電極部１２における指示電圧である第４の指示電圧が選択され、出力決定部４４の操作により決定される。制御部５１はステップＳ２８において、指示操作部４３の操作により指示された第４の指示電圧を取得し、ステップＳ２２の処理と同様に第２のサポーター１０の第２の電極部１２に供給される供給電圧に関する情報を報知部３１に出力させる。
【００７７】
次に、報知部３１から出力される供給電圧に関する情報を参照しながら、ユーザー等により指示操作部４３の操作により第４の指示電圧が再び選択され、出力決定部４４の操作により決定される。このとき、第４の指示電圧は供給電圧に関する情報により示唆される供給電圧と実質的に同じ大きさを有する電圧に設定される。制御部５１はステップＳ２９において、指示操作部４３の操作により指示された第４の指示電圧を再び取得し、その第４の指示電圧を第２のサポーター１０の第２の電極部１２に供給される供給電圧である第４の供給電圧に設定する。
【００７８】
制御部５１はステップＳ３０において、ユーザー等による始動停止部４５の操作により電気刺激装置１による電気刺激を開始する。すなわち、制御部５１は各角速度センサー２０から取得した大腿１００の角速度が反映された信号、および、ステップＳ２２〜ステップＳ２９において設定した各供給電圧に基づいて、ステップＳ２１において取得した動作モードの出力形態に応じた電気刺激を各電極部１１，１２の電極１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂから出力させる。
【００７９】
そして、制御部５１は電気刺激装置１による電気刺激が開始されてから所定の時間が経過することにより、電気刺激装置１による電気刺激を停止させる。なお、制御部５１はユーザー等により始動停止部４５が再び操作された場合においても電気刺激装置１による電気刺激を停止させる。
【００８０】
実施の形態２の制御装置５０によれば、実施の形態１により得られる（１）〜（３）の効果に加えて、さらに以下の効果が得られる。
（４）制御部５１は最初に入力された指示電圧よりも低い供給電圧に関する情報を報知部３１に出力させる。ユーザー等は報知部３１から報知された情報に基づいて供給電圧と実質的に同じ大きさを有する指示電圧を再び選択できる。制御部５１はその指示電圧に基づいて、最初に入力された指示電圧よりも低い供給電圧を電極部１１，１２に供給する。このため、ユーザーが電気刺激装置１を使用している最中に接触抵抗が低下し、大腿１００に与えられる電気刺激が増大したとしても、ユーザーが不快感を覚える強さに到達しにくい。すなわち、電気刺激装置１の制御装置５０はユーザーに不快感を与えにくい。
【００８１】
（変形例）
上記各実施の形態に関する説明は本発明に従う電気刺激装置およびその制御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およびその制御装置は上記各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。
【００８２】
・実施の形態１の変形例の操作部４０は、電圧供給部３３により各電極部１１，１２に供給される供給電圧を指示電圧よりも低い電圧に設定するための電圧設定部をさらに備える。すなわち、制御部５１は指示操作部４３の操作により指示された指示電圧を取得した後、電圧設定部が操作されることにより各電極部１１，１２に供給される供給電圧を指示電圧よりも低い電圧に設定する。
【００８３】
・供給電圧が大腿１００の筋肉を増強させることが可能な大きさを有するか否かは任意の選択事項である。この供給電圧は、例えば身体に有意な効果を与えることが可能な大きさであればよい。一例によれば、供給電圧は大腿１００の筋肉の量を維持させることが可能な大きさを有する。
【００８４】
・変形例の記憶部３４は、第１の動作モード、第２の動作モード、第３の動作モード、第４の動作モード、および、第５の動作モードのうちの少なくとも１つが複数の動作モードから省略される。
【００８５】
・変形例の記憶部３４は、第１の動作モード、第２の動作モード、第３の動作モード、第４の動作モード、および、第５の動作モードに代えてまたは加えて、１つまたは複数の別の動作モードを記憶する。別の動作モードは、例えば走行運動時に各電極部１１，１２から拮抗筋である大腿１００の筋肉に電気刺激を与えるモードである。
【００８６】
・変形例の記憶部３４は、指示電圧に対する供給電圧の割合に関する情報である割合情報を動作モード毎に記憶している。この変形例によれば、各動作モードにおける各電極部１１，１２の指示電圧に対する供給電圧の割合が同じ割合に設定される。
【００８７】
・変形例の記憶部３４は、指示電圧に対する供給電圧の割合に関する情報である割合情報を電極部１１，１２毎に記憶している。この変形例によれば、各電極部１１，１２の指示電圧に対する供給電圧の割合が動作モード毎に同じ割合に設定される。
【００８８】
・指示電圧に対する供給電圧の割合は任意の選択事項である。すなわち、指示電圧に対する供給電圧の割合は１００％未満であれば８０％または９０％に限られない。なお、指示電圧に対する供給電圧の割合を任意に調節可能な別の操作部を設けてもよい。
【００８９】
・変形例の電気刺激装置１によれば、第１の電極部１１から一対の電極１１Ａ，１１Ｂの一方が省略される。
・変形例の電気刺激装置１によれば、第２の電極部１２から一対の電極１２Ａ，１２Ｂの一方が省略される。
【００９０】
・変形例の電気刺激装置１によれば、第１のサポーター１０から第１の電極部１１および第２の電極部１２の一方が省略される。
・変形例の電気刺激装置１によれば、第２のサポーター１０から第１の電極部１１および第２の電極部１２の一方が省略される。
【００９１】
・変形例の電源３２は一次電池または二次電池に代えて、商用電源から得られる電力を制御部５１等に供給する。
・変形例の報知部３１は音声により情報を出力する。
【００９２】
・変形例の電気刺激装置１は、操作部４０および報知部３１に代えて、操作部４０の機能および報知部３１の機能を有するタッチパネルディスプレイを備える。
・実施の形態１の変形例の電気刺激装置１によれば、コントローラー３０から報知部３１が省略される。
【００９３】
・変形例の電気刺激装置１は、角速度センサー２０に代えて加速度センサーを備える。
・変形例の電気刺激装置１は、一方のサポーター１０に取り付けられる角速度センサー２０が省略された構成を取り得る。この変形例によれば、１つの角速度センサー２０の信号に基づいて各電極部１１，１２から出力される電気刺激が制御される。
【００９４】
・各サポーター１０が対象部位である大腿１００に装着されるか否かは任意の選択事項である。一例によれば、各サポーター１０が別の対象部位である上腕に装着される。なお、各サポーター１０が大腿１００以外の対象部位に装着される場合、サポーター１０は対象部位の形状に応じた形状を有する。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本電気刺激装置およびその制御装置は家庭用および業務用をはじめとする各種の電気刺激装置に利用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１      ：電気刺激装置
１１Ａ  ：電極
１１Ｂ  ：電極
１２Ａ  ：電極
１２Ｂ  ：電極
３１    ：報知部
３３    ：電圧供給部
４３    ：指示操作部
５０    ：制御装置
５１    ：制御部
１００  ：大腿（対象部位）
【図１】
2017018516.tif 000003
【図２】
2017018516.tif 000004
【図３】
2017018516.tif 000005
【図４】
2017018516.tif 000006
【図５】
2017018516.tif 000007
【図６】
2017018516.tif 000008
【図７】
2017018516.tif 000009
【図８】
2017018516.tif 000010