(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような特許文献1に記載された咆哮抑制装置では、犬の首に振動による刺激を与える振動部は、突起状に設けられている。犬の首に振動部の突起を押し当てて首輪のベルトで締め付けるので、犬の体に負担がかかる。逆に締め付けを緩めると振動部の突起が犬の首から離れて、犬の首に振動による刺激が伝わらない場合がある。すなわち、従来の生体刺激装置は、刺激を与える際に生体に負担がかかり、また、負担を減らそうとして締め付けを緩めると生体に刺激が伝わらない場合があるという問題があった。
また、特許文献2に記載された調教機能付きペット用首輪では、振動素子が直接取り付けられているため、狭い範囲でしか振動による刺激を与えることができなかった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、生体のある程度の範囲にわたって刺激を与えることができ、刺激を与える際の生体への負担を減らし、かつ、生体に確実に刺激を伝えることができる生体刺激装置および生体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】
【0006】
本発明の一態様に係る生体刺激装置は、生体における刺激が付与される部位に接触可能な生体接触面を有する袋体と、
前記袋体内に封入され、振動及び/又は圧力の伝播が可能な液体又はゲル状の物質からなる伝播媒体と、
前記伝播媒体に振動及び/又は圧力を付与するアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータから前記伝播媒体に付与された振動及び/又は圧力が、前記伝播媒体を介して前記袋体の前記生体接触面に伝播され、前記生体接触面の振動及び/又は圧力により生体を刺激する。
このような構成によれば、生体のある程度の範囲にわたって刺激を与えることができ、刺激を与える際の生体への負担を減らし、かつ、生体に確実に刺激を伝えることができる。また、従来のような突起状の刺激付与部がないため、美観性もよい。
袋体は、生体接触面を生体における刺激が付与される部位に接触させた状態を維持するために、生体に装着される保持部材に取り付けてもよい。
このような構成によれば、保持部材を生体に装着することで、袋体の生体接触面を生体における刺激が付与される部位に接触させた状態を維持することができるので、生体が動いても袋体の生体接触面が生体における刺激が付与される部位からずれることなく、安定して刺激を付与することができる。
保持部材は、柔軟性を有していてもよい。
このような構成によれば、袋体を生体の形状に適合して装着することができ、また、生体への装着も容易である。
保持部材は、柔軟性を有する帯状体であってもよい。
このような構成によれば、ペットに装着する首輪や胴輪、あるいは、人に装着する腕輪などを適用することができるので、違和感なく装着することができる。
アクチュエータは、袋体の延在方向に相互に離間して複数設けてもよい。
このような構成によれば、相互に離間した複数のアクチュエータにより伝播媒体に振動や圧力を付与できるので、生体接触面が比較的大きな袋体でも振動及び圧力が減衰せずに生体を刺激することができる。また、複数のアクチュエータの駆動のタイミングを制御することで、多彩な刺激を付与することができる。さらに、複数のアクチュエータの振動周波数を異なるものにすれば、広い範囲の周波数の振動で生体を刺激することができる。
袋体は、保持部材の長さ方向及び/又は幅方向に複数設けられ、夫々の袋体にアクチュエータを設けてもよい。
このような構成によれば、生体における刺激が付与される部位を袋体単位で制御することができるため、より多彩な刺激を付与することができる。また、生体における刺激が付与される部位の曲面形状等に適合するように袋体を配置することができるため、効果的に刺激を付与することができる。さらに、袋体の大型化を招くことなく、広範囲な面にわたって、刺激を付与することができる。
隣接する袋体の間にスペーサを設けてもよい。
このような構成によれば、袋体の面方向に連続した装着感を生体に付与しつつ、刺激の付与が不要な部位の袋体の配置や大型化を抑えることができる。また、スペーサの箇所で保持部材を折り曲げ易くすれば、使用箇所に応じた変形も容易となる。
スペーサは、袋体と同じ素材で形成され、スペーサ内には、伝播媒体と同じ物質を同じ密度で封入してもよい。
このような構成によれば、隣接する袋体間にスペーサを設けても、袋体と同様の装着感を生体に付与することができるため、面方向の違和感を抑えることができる。
本発明の一態様に係る生体刺激方法は、振動及び/又は圧力の伝播が可能な液体又はゲル状の物質からなる伝播媒体が封入され、生体における刺激が付与される部位に接触可能な生体接触面を有する袋体の前記生体接触面を、前記生体における刺激が付与される部位に接触させ、前記伝播媒体を介して前記袋体の前記生体接触面に伝播される振動及び/又は圧力により生体を刺激する。
また、生体に装着される保持部材によって袋体の生体接触面を生体における刺激が付与される部位に接触させた状態を維持してもよい。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、生体のある程度の範囲にわたって刺激を与えることができ、刺激を与える際の生体への負担を減らし、かつ、生体に確実に刺激を伝えることができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明の実施形態に係る生体刺激装置および生体刺激方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。
なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0010】
本発明に係る生体刺激装置の一実施形態として、生体に取り付けるベルトに適用した例を挙げて説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る生体刺激装置1の一例としてベルト10を用いたものの概略を示す斜視図である。
図2は、ベルト10を内側(生体に装着する面側)から見た一部の平面図である。
図3は、ベルト10を外側(生体に装着する面とは反対側)から見た一部の平面図である。
図4は、
図2のA−A線の断面図である。
【0011】
図1に示す生体刺激装置1は、ベルト10を有しており、このベルト10をペットの首輪や胴輪などに装着することで、ペットの首等の所定の部位に振動及び/又は圧力による刺激を与えて咆哮を抑制したり、調教のための指示を行うなどができるものである。保持部材13は、帯状体であるベルト10の本体となる部分であり、柔軟性を有するものであり、例えば皮革製などの一般的なベルトの素材である。また、ベルト10には、これを環状に止めるために、一端には金属製などのバックル21が取り付けられており、他端には複数の調整穴22が形成されている。
【0012】
図1及び
図2に示すように、保持部材13には、その内側(生体に装着する面側)に、少なくとも生体接触面11aが生体における刺激が付与される部位に接触可能なシート状部材16により構成される袋体11が取り付けられている。
【0013】
図1及び
図3に示すように、保持部材13には、その外側(生体に装着する面とは反対側)に、アクチュエータ12が取り付けられている。アクチュエータ12は、例えば、圧電、電磁、またはそのほかの性質のものによって、振動及び/又は圧力を生成する装置である。
【0014】
シート状部材16は、柔軟性を有し、例えばポリアミド膜などで形成されている。そして、袋体11の袋体内には、
図4に示すように、伝播媒体14が満たされている。この伝播媒体14は、振動及び/又は圧力の伝播が可能な液体又はゲル状の物質であり、たとえば、蒸留水、シリコン・ゲル、鉱物油、またはそのほかの類似した機械的および光学的性質を有する物質などである。また、伝播媒体14は、振動及び/又は圧力の伝播が可能であれば、電気的に粘度を調整することができる電気レオロジー流体(ER流体)を用いることもできる。
【0015】
図4に示すように、袋体11は、一方の面である生体接触面11a及び他方の面11bを有している。アクチュエータ12は、他方の面11bに接するように取り付けられている。アクチュエータ12が生成した振動及び/又は圧力は、袋体11内の伝播媒体14に付与可能であり、その振動及び/又は圧力は、伝播媒体14内に伝播していく。そして、振動及び/又は圧力は、袋体11の生体接触面11aに伝播し、生体接触面11aに振動及び/又は圧力を伝えて生体を刺激する。伝播媒体14を伝搬する波の一例として、屈曲波(ベンディングウェーブ)15を挙げることができる。
図4の(A)は、アクチュエータ12が停止している状態を示しており、
図4の(B)は、アクチュエータ12が駆動して、伝播媒体14中を屈曲波(ベンディングウェーブ)15が伝搬し、生体接触面11aに振動が伝わる様子をイメージ的に示している。
【0016】
アクチュエータ12は、伝播媒体14に振動及び/又は圧力を付与するように取り付けられていれば、必ずしも
図4のように、袋体11の生体接触面11aの反対側の面11bに取り付けられていなくてもよい。すなわち、アクチュエータ12が伝播媒体14に振動及び/又は圧力を付与する態様としては次に述べるものであってもよい。
【0017】
アクチュエータ12が伝播媒体14に振動及び/又は圧力を付与する各態様について
図5を参照して説明する。
図5は、伝播媒体14に振動及び/又は圧力を付与する方法の各態様を説明する生体刺激装置の一部断面図である。
【0018】
図5の(A)は、アクチュエータ12を袋体11の生体接触面11aの面上に取り付ける態様を示している。
図5の(B)は、アクチュエータ12をシート状部材16における生体接触面11aとは反対側の面16a上に取り付ける態様を示している。
図5の(C)は、アクチュエータ12を袋体11の他方の面11b側のシート状部材16の伝播媒体14側に取り付ける態様を示している。
図5の(D)は、アクチュエータ12を袋体11に封入された伝播媒体14内に備える態様を示している。
図5の(E)は、アクチュエータ12における1つの側面12aだけに沿って伝播媒体14との限定的な接触をするように、アクチュエータ12を袋体11内に備える態様を示している。
図5の(F)は、アクチュエータ12を袋体11の延長部11cに配置する態様を示している。
なお、上記
図5の(A)〜(F)に示した各態様におけるアクチュエータ12は、例えば、磁歪または多層圧電アクチュエータ、液圧または空気圧、またはそのほかの性質のものを用いて、振動及び/又は圧力を生成するものである。
【0019】
また、下記
図5の(G)および(H)は、袋体11が、それ自体でアクチュエータ12として機能するように構成された態様を示している。
図5の(G)は、袋体11を構成する上下のシート状部材は、その本体26、27は絶縁材料で形成されているが、それぞれ導電性材料による導電層261,271を有する態様を示している。
図5の(G)における生体接触面11a側のシート状部材は、袋体11の内側に導電層261を有する。また、生体接触面11a側の反対側のシート状部材は、袋体11の外側に導電層271を有する。
導電層261は、伝播媒体14と電気的に接触している。また、導電層271は、シート状部材本体27の絶縁材料を介して伝播媒体14から電気的に分離されている。すなわち、
図5の(G)は、シート状部材26、261、27、271によりアクチュエータ12が形成されている。
図5の(H)は、生体接触面11a側のシート状部材本体26の両面に導電層261,262を有する態様を示している。すなわち、
図5の(H)は、シート状部材26、261、262によりアクチュエータ12が形成されている。
なお、上記
図5の(G)および(H)に示した態様では、伝播媒体14は、導電性のイオン性液体またはゲルである。
【0020】
本発明の実施形態に係る生体刺激方法は、以上のような生体刺激装置を用いた生体刺激方法である。
本実施形態に係る生体刺激方法は、振動及び/又は圧力の伝播が可能な液体又はゲル状の物質からなる伝播媒体14が封入され、生体における刺激が付与される部位に接触可能な生体接触面11aを有するシート状部材16により構成される袋体11の生体接触面11aを、生体における刺激を付与させる部位に接触させる。例えば、ベルト10の内側(の袋体11の生体接触面11a)がペットの首に振動及び又は圧力が伝わるように、ベルト10をペットの首に巻きつけて装着する。
【0021】
そして、生体に装着した保持部材13によって袋体11の生体接触面11aを生体における刺激が付与される部位に接触させた状態を維持する。例えばベルト10をペットの首に巻きつけた状態を維持する。
このような状態で、アクチュエータ12を駆動させることにより、伝播媒体14を介して袋体11の生体接触面11aに伝播される振動及び/又は圧力により生体を刺激する。例えばペットの首に対して刺激を与える。この刺激は、ペットの咆哮を抑制したり、調教のための指示を行うなどのときに適宜、人間がアクチュエータ12の駆動スイッチ(図示せず)をオン/オフすることにより与えることができる。なお、駆動スイッチのオン/オフは、無線による遠隔操作によるもの、ペットのリードなどを介して有線接続されたスイッチによるなども利用できる。
【0022】
また、アクチュエータ12の駆動信号のデューティ比を変えるなどすれば、振動の周波数や、振動又は圧力の振幅を変えて、刺激の大きさや間隔等を変化させることができる。これにより、例えばペットに対して異なる指示を与えることもできる。
【0023】
以上詳述した、本実施形態に係る生体刺激装置1及びこれを用いた生体刺激方法によれば、液体又はゲル状の物質からなる伝播媒体14を封入した袋体11の生体接触面11aを生体の表面に沿って面状に接触させることができる。よって、アクチュエータ12から伝播媒体14に付与した振動及び/又は圧力により、生体に対して(生体接触面11aの範囲で)面状に効果的な刺激を与えることができる。これにより、生体のある程度の範囲にわたって面状に刺激を与えることができ、刺激を与える際の生体への負担を減らし、かつ、生体に確実に刺激を伝えることができる。
【0024】
また、袋体11の生体接触面11aを生体表面に面状に接触させた状態でベルト10(保持部材13)で生体に固定することができるので、刺激付与面がずれることなく安定して面状の刺激を生体に対して与えることができる。
また、従来のような突起状の刺激付与部が不要であり、突起を押し付けることによる違和感がなく生体への負担が軽減される。また、刺激付与面に突起が無いので美観性も良い。
また、保持部材13は、柔軟性を有するので、バックル21を調整穴22に通して、ベルト10を環状に止めることができる。また、保持部材13が帯状体であるので、ベルト10を、例えばペットに装着する首輪、胴輪や、人に装着する腕輪などに適用すれば、比較的違和感なく装着することができる。
【0025】
次に、本実施形態に係る生体刺激装置の変形例について説明する。
変形例1〜3は、本実施形態の生体刺激装置において、アクチュエータ12及び袋体11の数および配置の態様が異なる変形例である。このため、本実施形態の生体刺激装置1と異なる部分を示して説明する。
【0026】
(変形例1)
図6は変形例1の生体刺激装置2の一部の断面図である。
変形例1の生体刺激装置2においては、
図6に示すように、アクチュエータ12が、袋体11の面方向に相互に離間して複数設けられている。1つのアクチュエータ12が振動及び/又は圧力を伝達できる距離には限界がある。このため、離間した複数の箇所に複数のアクチュエータ12があれば、袋体11が長い場合や面積が大きい場合に、袋体11の隅々まで振動及び/又は圧力を伝達させることができる。また、アクチュエータ12が複数あるので、それぞれのアクチュエータ12が生成する振動及び/又は圧力や、夫々のアクチュエータ12の駆動のタイミングを異なるものとすれば、生体刺激装置2が生体に与える刺激のパターンを多くすることができる。
また、振動周波数の範囲が異なるアクチュエータ12を複数設けることにより、広い帯域の周波数帯をカバーすることができる。
【0027】
(変形例2)
図7は変形例2の生体刺激装置3の一部の断面図である。
変形例2の生体刺激装置3においては、
図7に示すように、袋体11が、保持部材13の長さ方向に複数設けられ、夫々の袋体11にアクチュエータ12が設けられている。このような構成により、振動刺激装置3は、各袋体11が接する場所に、それぞれ異なるアクチュエータ12の振動及び/又は圧力によりそれぞれ刺激を与えることができる。これにより、刺激を与える場所を変化させることができる。例えば、刺激を与える場所を(左側から右側に向かってなど)順にずらしていくなどの刺激のパターンを生体に与えることができる。この刺激のパターンは、各アクチュエータ12の制御を工夫することにより容易に実現できる。
なお、生体刺激装置3においては、袋体11を保持部材13の長さ方向に複数設けたものを例示したが、袋体11を保持部材13の幅方向に複数設けてもよく、また、袋体11を保持部材13の長さ方向及び幅方向に複数設けてもよい。
【0028】
(変形例3)
図8は、変形例3の生体刺激装置4を内側(生体装着面側)から見た一部の平面図である。
変形例3の生体刺激装置4においては、袋体11が、保持部材13の長さ方向及び幅方向に複数設けられた例であり、
図8に示すように、隣接する袋体11の間に、スペーサ19が設けられている。
変形例2のように、複数の袋体11が設けられていると、隣接する袋体11の間に隙間ができることがあり、このような場合、袋体11が生体の表面に連続して接触しない。そのため生体は、不連続な接触感により、違和感を覚える虞がある。これに対して、変形例3の生体刺激装置4では、隣接する袋体11の間に、スペーサ19が設けられているので、袋体11間でスペーサ19が生体の表面に接触する。これにより、生体は、連続的な接触感を得ることができ、違和感を減らすことができる。
【0029】
スペーサ19は、袋体11と同じ素材で形成され、伝播媒体14と同じ物質が同じ密度で封入されているものであってもよい。この場合、接触したときの感触が袋体11による感触と同様のものになるため、より違和感を減らすことができる。あるいは、スペーサ19内に、空気などの気体が封入されたものでもよい。
【0030】
また、スペーサ19は、
図8に示すように、隣接する袋体11の間に、細い複数のスペーサ19に分けて設けられているようにしてもよい。このような構成とした場合は、スペーサ19の部分で保持部材13を折り曲げることが容易になる。これにより、生体の表面が屈曲している箇所などに沿って、スペーサ19を生体に接触させた状態で、保持部材13を曲げることが容易にできるようになるので、形状追従性がよい。
【0031】
上記実施形態では、生体刺激装置をベルト型とした例を挙げて説明したが、本発明は、例えば、アクチュエータ12を備えた袋体11を腕時計や車のシート等に取り付けて、生体表面(人間の皮膚)に刺激を与えるなど、生体表面に接する他の部材にも適用することが可能である。
また、アクチュエータ12を備えた袋体11を着衣等の保持部材や、帽子、ヘルメット等の保持部材に取り付けて、生体表面(人間の皮膚)の所定の箇所に刺激を与えるようにしてもよく、その適用範囲は任意である。
上記実施形態では、袋体11の形状として平面視矩形状のものを例示したが、袋体の形状は、平面視円形状であってもよく、また、両端が閉塞した円筒状であってもよく、その形状は任意である。
上記実施形態では、袋体11として、生体接触面11a及び他方の面11bを備えたものを例示したが、袋体は、生体接触面のみを備え、保持部材の一部の面を袋体の他方の面として用いることにより、他方の面を構成するシート状部材を省略してもよい。