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技術 疲労軽減装置

出願人 アイシン精機株式会社
発明者 山口秀明
出願日 2016年5月26日 (4年1ヶ月経過) 出願番号 2016-105246
公開日 2017年11月30日 (2年7ヶ月経過) 公開番号 2017-209344
状態 未査定
技術分野 打撃またはバイブレーションマッサージ 車両用座席
主要キーワード 上部線 疲労軽減 内燃機関自動車 振動刺激 拮抗筋 上腕三頭筋 シートカバー 僧帽筋
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (16)

課題

運転者疲労感を効果的に軽減すること。

解決手段

実施形態の疲労軽減装置は、一例として、車両の座席着座している乗員が車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第1の筋に対する拮抗筋である第2の筋に、筋緊張を引き起こす第1の周波数振動刺激を付与する制御部と、を備えた。

概要

背景

従来、車両の座席振動装置を設け、これによって車両の運転者振動刺激を与える技術が知られている。振動刺激によって、運転者の疲労感を軽減することができる。

概要

運転者の疲労感を効果的に軽減すること。実施形態の疲労軽減装置は、一例として、車両の座席に着座している乗員が車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第1の筋に対する拮抗筋である第2の筋に、筋緊張を引き起こす第1の周波数の振動刺激を付与する制御部と、を備えた。

目的

本発明の課題の一つは、疲労感を効果的に軽減できる疲労軽減装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

車両の座席着座している乗員が前記車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、前記判断部によって前記乗員が前記車両を運転中であると判断された場合に、前記座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第1の筋に対する拮抗筋である第2の筋に、筋緊張を引き起こす第1の周波数振動刺激を付与する制御部と、を備えた疲労軽減装置

請求項2

前記制御部は、前記判断部によって前記乗員が前記車両を運転中であると判断された場合に、前記第1の筋に前記第1の周波数の振動刺激を付与し、その後、前記第2の筋に前記第1の周波数の振動刺激を付与する、請求項1に記載の疲労軽減装置。

請求項3

前記判断部は、前記乗員が休憩中であるか否かをさらに判断し、前記制御部は、前記判断部によって前記乗員が休憩中であると判断された場合に、前記第1の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす第2の周波数の振動刺激を付与する、請求項1または2に記載の疲労軽減装置。

請求項4

前記判断部は、前記乗員が前記車両を運転中であると判断した場合に、前記乗員に休憩が必要か否かをマッサージの実行頻度に基づいて判断し、前記制御部は、前記判断部によって前記乗員に休憩が必要であると判断された場合に、前記乗員に休憩を提案する、請求項1〜3のいずれか一つに記載の疲労軽減装置。

請求項5

前記制御部は、前記第1の筋に前記第2の周波数の振動刺激を付与するとともに、前記乗員にストレッチ方法を提案する、請求項3に記載の疲労軽減装置。

技術分野

0001

本発明は、疲労軽減装置に関する。

背景技術

0002

従来、車両の座席振動装置を設け、これによって車両の運転者振動刺激を与える技術が知られている。振動刺激によって、運転者の疲労感を軽減することができる。

先行技術

0003

特開2004−284449号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかしながら、運転中においては、いくつかの筋は、適度に緊張した状態であることが必要であり、そのような筋に対して筋緊張を抑制する振動刺激を与えると、疲労感軽減の効果が低下する場合がある。

0005

そこで、本発明の課題の一つは、疲労感を効果的に軽減できる疲労軽減装置を提供することである。

課題を解決するための手段

0006

本発明の実施形態の疲労軽減装置は、一例として、車両の座席に着座している乗員が車両を運転中であるか否かを判断する判断部と、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、座席に設けられた振動装置を制御して、マッサージ対象である第1の筋に対する拮抗筋である第2の筋に、筋緊張を引き起こす第1の周波数の振動刺激を付与する制御部と、を備えた。よって、第2の筋に引き起こされた筋緊張によって第1の筋の筋緊張が適度に抑制されるので、疲労感を効果的に軽減することができる。

0007

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、制御部は、判断部によって乗員が車両を運転中であると判断された場合に、第1の筋に第1の周波数の振動刺激を付与し、その後、第2の筋に第1の周波数の振動刺激を付与する。よって、第1の筋の血流が第1の筋に引き起こされた筋緊張によって増加せしめられ、その結果、疲労感の軽減効果持続性を向上させることができる。

0008

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、判断部は、乗員が休憩中であるか否かをさらに判断し、制御部は、判断部によって乗員が休憩中であると判断された場合に、第1の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす第2の周波数の振動刺激を付与する。筋緊張が必要でない休憩中において、積極的に第1の筋の筋緊張が抑制されるので、疲労感をより効果的に軽減することができる。

0009

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、判断部は、乗員が車両を運転中であると判断した場合に、乗員に休憩が必要か否かをマッサージの実行頻度に基づいて判断し、制御部は、判断部によって乗員に休憩が必要であると判断された場合に、乗員に休憩を提案する。乗員を休憩させることによって運転中のマッサージの効果を回復させることができるので、疲労感をより効果的に軽減することができる。

0010

また、本発明の実施形態の疲労軽減装置では、一例として、制御部は、第1の筋に第2の周波数の振動刺激を付与するとともに、乗員にストレッチ方法を提案する。よって、例えば、乗員は休憩中にストレッチを行うことでも疲労感を解消することができるので、疲労感をより効果的に軽減することができる。

図面の簡単な説明

0011

図1は、本実施形態にかかる車両の車室の一部が透視された状態が示された斜視図である。
図2は、本実施形態にかかる各振動装置の配置の一例を示す図である。
図3は、筋間の拮抗作用について説明するための図である。
図4は、本実施形態にかかる各振動装置の配置の一例を示す別の図である。
図5は、本実施形態にかかる各振動装置が振動刺激を付与することができる部位を示す図である。
図6は、本実施形態にかかる疲労軽減ステムの一例を示すブロック図である。
図7は、本実施形態のECUの機能的構成を示すブロック図である。
図8は、本実施形態の疲労軽減装置の動作の一例を示すフローチャートである。
図9は、被験者が運転中である際に、僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。
図10は、被験者が運転中である際に、広背筋上部線維に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。
図11は、被験者が運転中である際に、僧帽筋に100Hzの振動刺激を付与し、その後に広背筋上部線維に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。
図12は、被験者が運転中である際に、右側の広背筋に100Hzの振動刺激を付与し、その後に左側の広背筋に100Hzの振動刺激を付与した場合のの疲労感の変化を示す図である。
図13は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。
図14は、被験者が休憩中である際に、広背筋上部線維に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。
図15は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。

実施例

0012

以下、本実施形態の疲労軽減装置を車両1に搭載した例をあげて説明する。

0013

本実施形態では、車両1は、例えば、内燃機関エンジン、図示されず)を駆動源とする自動車内燃機関自動車)であってもよいし、電動機(モータ、図示されず)を駆動源とする自動車(電気自動車燃料電池自動車等)であってもよいし、それらの双方を駆動源とする自動車(ハイブリッド自動車)であってもよい。また、車両1は、種々の変速装置を搭載することができるし、内燃機関や電動機を駆動するのに必要な種々の装置(システム、部品等)を搭載することができる。また、車両1における車輪3の駆動に関わる装置の方式や、数、レイアウト等は、種々に設定することができる。

0014

図1に示されるように、車両1の車体2は、運転者(不図示)が乗車する車室2aを構成している。車室2a内には、乗員としての運転者の座席2bに臨む状態で、操舵部4等が設けられている。本実施形態では、一例として、操舵部4は、ダッシュボードインストルメントパネル)12から突出したステアリングホイールである。

0015

また、図1に示されるように、本実施形態では、一例として、車両1は、四輪車四輪自動車)であり、左右二つ前輪3Fと、左右二つの後輪3Rとを有する。さらに、本実施形態では、これら四つの車輪3は、いずれも操舵されうるように(転舵可能に)構成されている。

0016

また、車室2a内のダッシュボード12の車幅方向すなわち左右方向の中央部には、モニタ装置11が設けられている。モニタ装置11には、表示装置8や音声出力装置9が設けられている。表示装置8は、例えば、LCD(liquid crystal display)や、OELD(organic electroluminescent display)等である。音声出力装置9は、例えば、スピーカである。また、表示装置8は、例えば、タッチパネル等、透明な操作入力部10で覆われている。乗員は、操作入力部10を介して表示装置8の表示画面に表示される画像を視認することができる。また、乗員は、表示装置の表示画面に表示される画像に対応した位置において手指等で操作入力部10を触れたり押したり動かしたりして操作することで、操作入力を実行することができる。

0017

また、図2に示すように、ハンドルコラム31には、撮像装置32が設置されている。この撮像装置32は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)カメラ等である。撮像装置32は、座席2bの座部2cに着座する運転者200が、視野中心に位置するように、視野角及び姿勢が調整されている。この撮像装置32は、運転者200の様子を順次撮影し、撮影により得た画像についての画像データを順次出力する。

0018

また、図2に示すように、座席2bの背もたれ部2dには、複数の振動装置40が設けられている。振動装置40は、運転者200の筋に振動刺激を付与することで、運転者200が感じる疲労感の軽減を図るものである。疲労感は、例えば、凝り、または、はり感を含む。振動装置40は、複数の異なる周波数の振動を出力することができる。

0019

ここで、筋肉間の拮抗作用について説明する。図3に示すように、肘関節屈曲する場合、上腕二頭筋300が緊張し(収縮し)、上腕三頭筋310が緊張抑制される(弛む)。肘関節を伸展する場合、上腕二頭筋300が緊張抑制され(弛み)、上腕三頭筋310が緊張する(収縮する)。肘関節における上腕二頭筋300と上腕三頭筋310のように、ある方向に身体のある部分を動かす筋が逆の動きをする筋と対になって存在する場合、一方の筋を、他方の筋に対する拮抗筋と表記する。

0020

振動刺激に対する筋反応には、周波数依存性がある。ある周波数の振動刺激が筋肉に与えられると、その筋は緊張し、別の周波数の振動刺激が筋肉に与えられると、その筋は緊張抑制される。筋緊張を引き起こす周波数は、例えば80〜100Hzであり、筋緊張の抑制を引き起こす周波数は、例えば40〜60Hzである。

0021

実施形態では、疲労軽減装置は、マッサージ対象の筋の疲労感軽減の効果を高めるために、運転者200が運転中の場合においては、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を、マッサージ対象の筋の拮抗筋に対して少なくとも付与する。また、運転者200が運転中の場合において、疲労感の軽減効果の持続性を高めるために、疲労軽減装置は、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を拮抗筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。また、運転者200が休憩中の場合において、疲労軽減装置は、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。

0022

実施形態では、一例として、運転時の疲労現象として訴えの多い肩の筋(僧帽筋)および腰の筋(左右の広背筋)を、マッサージ対象の筋とする。各マッサージ対象の筋を効果的にマッサージできるように各振動装置40が座席2bの背もたれ部2dに配設されている。ここでは、図4に示すように、6つの振動装置40が背もたれ部2dに埋め込まれている。

0023

6つの振動装置40のうちの2つの振動装置40aは、背もたれ部2dの上部に左右一対となるように配設されており、運転者200の左右の僧帽筋(図5に示す部位210a)に振動刺激を与えることができる。また、図5に示す部位210b1および部位210b2にそれぞれ対応する位置に、振動装置40b1および振動装置40b2が配設されている。振動装置40b1および振動装置40b2は、僧帽筋に対する拮抗筋として作用する広背筋のうちの、特に上部線維に、振動刺激を与えることができる。

0024

図5に示す部位210c1および部位210c2にそれぞれ対応する位置に、振動装置40c1および振動装置40c2が配設されている。広背筋に関しては、体幹回旋する動作の際に、左右の広背筋のうちの一方の筋は、他方の筋に対する拮抗筋として作用する。振動装置40b1および振動装置40c1は、協働して、運転者200の右側の広背筋に振動刺激を与えることができる。また、振動装置40b2および振動装置40c2は、協働して、運転者200の左側の広背筋に振動刺激を与えることができる。

0025

なお、上記の各振動装置40の配置は一例である。また、任意の筋がマッサージ対象とされ得る。各振動装置40は、座席2bにおける、マッサージ対象の筋に応じた任意の位置に配置され得る。また、各振動装置40は、座席2bに埋め込まれていなくてもよい。各振動装置40は、座席2bを覆うシートカバー、あるいは、座席2bと運転者200との間に介在するクッション具備されて提供され得る。

0026

次に、本実施形態にかかる車両1における疲労軽減装置を有する疲労軽減システムについて説明する。図6は、本実施形態にかかる疲労軽減システム100の構成の一例を示すブロック図である。図6に例示されるように、疲労軽減システム100では、ECU14や、モニタ装置11、操舵システム13等の他、ブレーキシステム18、舵角センサ19、アクセルセンサ20、シフトセンサ21、車輪速センサ22等が、電気通信回線としての車内ネットワーク23を介して電気的に接続されている。車内ネットワーク23は、例えば、CAN(Controller Area Network)として構成されている。ECU14は、車内ネットワーク23を通じて制御信号を送ることで、アクチュエータ13aを含む操舵システム13、アクチュエータ18aを含むブレーキシステム18等を制御することができる。また、ECU14は、車内ネットワーク23を介して、トルクセンサ13b、ブレーキセンサ18b、舵角センサ19、アクセルセンサ20、シフトセンサ21、車輪速センサ22等の検出結果や、操作入力部等の操作信号等を、受け取ることができる。ここで、ECU14は、疲労軽減装置の一例である。ECU14は、各振動装置40を制御することができる。

0027

ECU14は、例えば、CPU14a(Central Processing Unit)や、ROM14b(Read Only Memory)、RAM14c(Random Access Memory)、表示制御部14d、音声制御部14e、SSD14f(Solid State Drive、フラッシュメモリ)等を有している。CPU14aは、車両1全体の制御を行う。CPU14aは、ROM14b等の不揮発性記憶装置インストールされ記憶されたプログラム読み出し、当該プログラムにしたがって演算処理を実行できる。RAM14cは、CPU14aでの演算で用いられる各種のデータを一時的に記憶する。また、表示制御部14dは、ECU14での演算処理のうち、表示装置8で表示される画像データの合成等を実行する。また、音声制御部14eは、ECU14での演算処理のうち、主として、音声出力装置9で出力される音声データの処理を実行する。また、SSD14fは、書き換え可能な不揮発性の記憶部であって、ECU14の電源オフされた場合にあってもデータを記憶することができる。なお、CPU14aや、ROM14b、RAM14c等は、同一パッケージ内に集積されうる。また、ECU14は、CPU14aに替えて、DSP(Digital Signal Processor)等の他の論理演算プロセッサ論理回路等が用いられる構成であってもよい。また、SSD14fに替えてHDD(Hard Disk Drive)が設けられてもよいし、SSD14fやHDDは、ECU14とは別に設けられてもよい。

0028

なお、上述した各種センサやアクチュエータの構成や、配置、電気的な接続形態等は、一例であって、種々に設定(変更)することができる。

0029

図7は、本実施形態のECU14の機能的構成を示すブロック図である。図7に示されるように、ECU14は、判断部51と、制御部52と、記憶部53と、を主に備えている。図7に示される、記憶部53を除く各構成は、ECU14として構成されたCPU14aが、ROM14b内に格納されたプログラムを実行することで実現される。なお、これらの構成を電子回路等のハードウェアで実現するように構成しても良い。記憶部53は、例えば、SSD14fによって実現される。

0030

判断部51は、運転者200が車両1を運転中であるか否か、および、運転者200が休憩中であるか否か、を判断する。運転者200が車両1を運転中であるか否か、および運転者200が休憩中であるか否か、の判断基準は、特定の基準だけに限定されない。判断部51は、運転者200が車両1を運転中であるか否か、および運転者200が休憩中であるか否かを、例えば、GPS(不図示)、ブレーキシステム18、舵角センサ19、アクセルセンサ20、シフトセンサ21などからの信号に基づいて判断する。

0031

一例では、判断部51は、シフトセンサ21がパーキングポジションを検出した場合、運転者200が休憩中であると判断し、シフトセンサ21がパーキングポジションを検出していない場合、運転者200が運転中であると判断する。

0032

別の例では、判断部51は、車輪速センサ22がゼロ値を検出している場合、運転者200が休憩中であると判断し、車輪速センサ22がゼロ値以外の値を検出している場合、運転者200が運転中であると判断する。

0033

また、判断部51は、マッサージの開始タイミングを判断する。判断部51は、マッサージの開始タイミングの判断基準は、特定の基準に限定されない。例えば、判断部51は、運転者200からの入力に基づいてマッサージの開始タイミングの判断を行う。運転者200からの入力とは、操作入力、音声入力、または画像入力を含む。

0034

一例では、判断部51は、表示制御部14dを制御して、表示装置8に、マッサージを開始する旨の入力を受け付けることができる入力ボタンを表示させる。操作入力部10がマッサージを開始する旨の操作入力を受け付けた場合、判断部51は、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。なお、操作入力を受け付ける手段は、操作入力部10による受け付け手段だけに限定されない。操舵部4またはインストルメントパネル12にマッサージを開始する旨の入力が可能なハードウェアボタンが設けられてもよい。また、入力用のボタンは、肩をマッサージするか腰をマッサージするかが選択可能に構成されてもよい。

0035

別の例では、判断部51は、マイク(不図示)からの音声入力に基づいてマッサージの開始タイミングを判断する。例えば、判断部51は、音声の入力を受け付けると、入力された音声を解析する。判断部51は、入力された音声がマッサージを開始する旨の指示に該当するか否かを判断し、入力された音声がマッサージを開始する旨の指示に該当すると判断した場合、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。

0036

別の例では、判断部51は、撮像装置32で撮像された運転者200の画像に基づいてマッサージの開始タイミングを判断する。判断部51は、表情またはジェスチャーを予め記憶し、当該画像を解析して、予め記憶する表情またはジェスチャーが運転者200によって行われたか否かを判定する。判断部51は、予め記憶する表情またはジェスチャーが行われた場合に、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。あるいは、判断部51は、画像から運転者200の表情またはジェスチャーを抽出して、週出された表情またはジェスチャーがマッサージを開始する旨の指示に該当するか否かを解析してもよい。

0037

判断部51は、他の情報に基づいてマッサージの開始タイミングを判断してもよい。

0038

一例では、判断部51は、経過時間に応じてマッサージの開始タイミングを判断する。例えば、判断部51は、タイマ(不図示)によって、運転の継続時間計測する。運転の継続時間は、例えば運転者200が連続して運転を継続している時間である。判断部51は、運転の継続時間が所定のしきい値に達したとき、マッサージの開始タイミングに至ったと判断する。判断部51は、マッサージの開始タイミングに至った後にタイマをリセットすることで、周期的にマッサージの開始タイミングの判断を行ってもよい。マッサージの開始タイミングの判断のためのしきい値は、可変に構成されてもよい。マッサージの開始タイミングの判断のためのしきい値は、車両1の速度、マッサージ実行の頻度、など他の条件に応じて自動で変更され得る。マッサージの開始タイミングの判断のためのしきい値は、運転者200によって予め設定され得る。経過時間に応じてマッサージを開始することによって、疲労感の増大を予防することが可能である。

0039

また、判断部51は、運転者200が車両1を運転中である場合において、肩(僧帽筋)のマッサージを行うか、腰(広背筋)のマッサージを行うかを判断する。肩のマッサージを行うか腰のマッサージを行うかの判断基準は、特定の基準に限定されない。一例では、マッサージの開始タイミングの判断の基準と同様に、判断部51は、肩のマッサージを行うか腰のマッサージを行うかを操作入力に基づいて判断する。肩のマッサージを行うか腰のマッサージを行うかが運転者200によって予め設定されてもよい。

0040

制御部52は、判断部51によって肩のマッサージを行うと判断された場合に、対応する振動装置40を制御して、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に付与し、その後、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋の拮抗筋である広背筋に付与する。ここでは一例として、制御部52は、振動装置40aに100Hzの振動を出力させ、その後つづけて、振動装置40b1、40b2に100Hzの振動を出力させる。各振動刺激の出力期間は、任意に設定され得る。一例では、各振動刺激の出力期間は、30秒である。なお、広背筋に振動刺激を付与する際、制御部52は、振動装置40b1、40b2とともに、振動装置40c1、40c2にも振動刺激を出力させてもよい。

0041

制御部52は、判断部51によって腰のマッサージを行うと判断された場合に、対応する振動装置40を制御して、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を左右の広背筋の一方に付与し、その後、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を左右の広背筋の他方に付与する。ここでは一例として、制御部52は、振動装置40b1、40c1に100Hzの振動を出力させ、その後つづけて、振動装置40b2、40c2に100Hzの振動を出力させる。各振動刺激の出力期間は、任意に設定され得る。一例では、各振動刺激の出力期間は、30秒である。なお、制御部52は、振動刺激を与える順番を、マッサージの実行毎に変更する。

0042

また、判断部51は、運転者200が車両1を運転中であると判断した場合において、運転者200に休憩が必要であるか否かを、マッサージの実行頻度に基づいて判定する。具体的には、例えば、判断部51は、運転者200が車両1を運転中である場合にマッサージの開始タイミングに至ったと判断する毎に、その旨を履歴情報54として記憶部53に記録する。そして、判断部51は、履歴情報54に基づき、実行頻度を演算し、演算された実行頻度と、実行頻度にかかる所定のしきい値と比較する。演算された実行頻度がしきい値を超えた場合、判断部51は、運転者200に休憩が必要であると判断する。実行頻度は、例えば、直近の過去の所定時間内の実行回数である。

0043

制御部52は、判断部51によって運転者200に休憩が必要であると判断された場合に、運転者200に休憩を提案する。提案の様態は、特定の様態に限定されない。例えば、休憩を促す旨の画像を表示装置8に表示してもよい。また、休憩を促す旨の音声を音声出力装置9に出力させてもよい。

0044

また、判断部51は、運転者200が休憩中である場合において、肩(僧帽筋)および腰(広背筋)の両方のマッサージを行うか、肩(僧帽筋)のみのマッサージを行うか、腰(広背筋)のみのマッサージを行うか、を判断する。肩および腰のマッサージを行うか、肩のマッサージを行うか、腰のマッサージを行うか、の判断基準は、特定の基準に限定されない。一例では、マッサージの開始タイミングの判断の基準と同様に、判断部51は、肩および腰のマッサージを行うか、肩のマッサージを行うか、腰のマッサージを行うか、を、操作入力に基づいて判断する。また、運転者200が休憩中において、肩および腰のマッサージを行うか、肩のマッサージを行うか、腰のマッサージを行うか、が予め運転者200によって設定されてもよい。

0045

また、判断部51は、運転者200が休憩中であり、かつ、肩(僧帽筋)および腰(広背筋)のマッサージを行うと判断した場合、肩のマッサージと腰のマッサージのうちのどちらを重点的にマッサージするかを各部のマッサージの実行頻度に基づいて判断する。例えば、判断部51は、運転中において肩または腰のマッサージが実行されたとき、その旨を履歴情報54に記録する。そして、判断部51は、履歴情報54に、肩または腰のうちのマッサージの実行頻度が多いほうを、重点的にマッサージする対象として選択する。なお、肩のマッサージと腰のマッサージのうちのどちらを重点的にマッサージするかの判断基準は、上記の判断基準だけに限定されない。

0046

制御部52は、判断部51によって運転者200が休憩中であると判断された場合において、各振動装置40を制御して、判断部51によって選択された部位のマッサージ対象の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を付与する。具体的には、判断部51によって肩が選択された場合、制御部52は、振動装置40aに50Hzの振動を出力させる。判断部51によって腰が選択された場合、制御部52は、振動装置40b1、振動装置40b2、振動装置40c1、および振動装置40c2に50Hzの振動を出力させる。運転者200が休憩中であると判断された場合においても、振動刺激の出力期間は、任意に設定され得る。

0047

制御部52は、判断部51によって運転中が休憩中であると判断された場合において、運転者200にストレッチ方法を提案する。提案の様態は、特定の様態に限定されない。例えば、ストレッチ方法を説明する画像を表示装置8に表示してもよい。また、ストレッチ方法を説明する音声を音声出力装置9に出力させてもよい。ここでは一例として、制御部52は、運転者200に提案するストレッチ方法を、判断部51によって選択された部位毎に変更する。

0048

次に、以上のように構成された本実施形態の疲労軽減装置の動作について説明する。図8は、本実施形態の疲労軽減装置の動作の一例を示すフローチャートである。

0049

まず、判断部51は、運転者200が運転中であるか否かを判断する(S1)。運転者200が運転中であると判断した場合には(S1:Yes)、判断部51は、マッサージの開始タイミングに至ったか否かを判断する(S2)。判断部51によってマッサージの開始タイミングに至っていないと判断された場合には(S2:No)、処理はS1に戻る。マッサージの開始タイミングに至ったと判断した場合には(S2:Yes)、判断部51は、肩のマッサージを行うか否かを判断する(S3)。

0050

判断部51によって肩のマッサージを行うと判断された場合には(S3:Yes)、制御部52は、僧帽筋に100Hzの振動刺激を付与し、その後、広背筋に100Hzの振動刺激を付与する(S4)。具体的には、制御部52は、2つの振動装置40aに100Hzの振動刺激を出力させ、その後、振動装置40b1および振動装置40b2に100Hzの振動刺激を出力させる。なお、制御部52は、振動装置40b1および振動装置40b2に振動刺激を出力させる際に、振動装置40c1および振動装置40c2にも振動刺激を出力させることで、広背筋上部線維だけでなく広背筋全体に振動刺激を付与してもよい。

0051

判断部51によって肩のマッサージを行わないと判断された場合には(S3:No)、制御部52は、右側の広背筋に100Hzの振動刺激を付与し、その後、左側の広背筋に100Hzの振動刺激を付与する(S5)。具体的には、制御部52は、振動装置40b1および振動装置40c1に100Hzの振動刺激を出力させ、その後、振動装置40b2および振動装置40c2に100Hzの振動刺激を出力させる。なお、左右の広背筋に関し、振動刺激を付与する順番は、S5の処理の実行毎に変更される。

0052

S4の処理またはS5の処理の後、制御部52は、マッサージの実行頻度がマッサージの実行頻度にかかるしきい値より高いか否かを判断する(S6)。制御部52によってマッサージの実行頻度がマッサージの実行頻度にかかるしきい値より高いと判断された場合(S6:Yes)、制御部52は、休憩の提案を運転者200に対して行い(S7)、処理はS1に戻る。制御部52によってマッサージの実行頻度がマッサージの実行頻度にかかるしきい値より高くないと判断された場合(S6:No)、処理はS1に戻る。

0053

運転者200が運転中ではないと判断した場合には(S1:No)、判断部51は、運転者200が休憩中であるか否かを判断する(S8)。判断部51によって運転者200が休憩中ではないと判断された場合(S8:No)、処理はS1に戻る。

0054

運転者200が休憩中であると判断した場合(S8:Yes)、判断部51は、マッサージの開始タイミングに至ったか否かを判断する(S9)。判断部51によってマッサージの開始タイミングに至っていないと判断された場合には(S9:No)、処理はS1に戻る。マッサージの開始タイミングに至ったと判断した場合には(S9:Yes)、判断部51は、肩および腰のマッサージを行うか否かを判断する(S10)。

0055

肩および腰のマッサージを行うと判断した場合(S10:Yes)、判断部51は、肩のマッサージの実行頻度が腰のマッサージの実行頻度より大きいか否かを判断する(S11)。

0056

判断部51によって肩のマッサージの実行頻度が腰のマッサージの実行頻度より大きいと判断された場合(S11:Yes)、制御部52は、僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与し、その後、広背筋に50Hzの振動刺激を付与し、その後、僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与する(S12)。具体的には、制御部52は、2つの振動装置40aに50Hzの振動刺激を出力させ、その後、振動装置40b1、振動装置40b2、振動装置40c1、および振動装置40c2に50Hzの振動刺激を出力させ、その後、再び2つの振動装置40aに50Hzの振動刺激を出力させる。

0057

判断部51によって肩のマッサージの実行頻度が腰のマッサージの実行頻度より大きくないと判断された場合(S11:No)、制御部52は、広背筋に50Hzの振動刺激を付与し、その後、僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与し、その後、広背筋に50Hzの振動刺激を付与する(S13)。具体的には、制御部52は、振動装置40b1、振動装置40b2、振動装置40c1、および振動装置40c2に50Hzの振動刺激を出力させ、その後、2つの振動装置40aに50Hzの振動刺激を出力させ、その後、再び振動装置40b1、振動装置40b2、振動装置40c1、および振動装置40c2に50Hzの振動刺激を出力させる。

0058

S12の処理またはS13の処理の後、制御部52は、肩疲労および腰疲労の回復に有効なストレッチ方法の提案を運転者200に対して行い(S14)、処理はS1に戻る。

0059

肩および腰のマッサージを行わないと判断した場合(S10:No)、判断部51は、肩のマッサージを行うか否かを判断する(S15)。判断部51によって肩のマッサージを行うと判断された場合には(S15:Yes)、制御部52は、僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与する(S16)。具体的には、制御部52は、2つの振動装置40aに50Hzの振動刺激を出力させる。そして、制御部52は、肩疲労の回復に有効なストレッチ方法の提案を運転者200に対して行い(S17)、処理はS1に戻る。

0060

判断部51によって肩のマッサージを行わないと判断された場合には(S15:No)、制御部52は、広背筋に50Hzの振動刺激を付与する(S18)。具体的には、制御部52は、振動装置40b1、振動装置40b2、振動装置40c1、および振動装置40c2に50Hzの振動刺激を出力させる。そして、制御部52は、腰疲労の回復に有効なストレッチ方法の提案を運転者200に対して行い(S19)、処理はS1に戻る。

0061

本願発明の発明者は、運転中の被験者の各筋肉に種々の周波数の振動刺激を与え、被験者が感じる疲労感の推移を観察した。図9図12は、その実験結果を示す図である。

0062

図9は、被験者が運転中である際に、僧帽筋(図5に示す部位210a)に50Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。縦軸は、疲労感スコアを示しており、最上段に、振動刺激の付与タイミングを図示している。疲労感がない場合を疲労感スコア=1、疲労感が少しある場合を疲労感スコア=2、疲労感がある場合を疲労感スコア=3、疲労感が非常にある場合を疲労感スコア=4、として、被験者が感じた疲労感が数値化されている。横軸は時間を示している。この条件での実験結果によると、疲労感スコアの平均値は、2.3であった。僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与したとき、一時的に疲労感は解消されてるものの、その効果は長くは持続しない。

0063

図10は、被験者が運転中である際に、広背筋上部線維(部位210b1および部位210b2)に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。この場合、疲労感スコアの平均値が1.9であった。広背筋上部線維に100Hzの振動刺激を付与した場合、マッサージ対象の筋である僧帽筋に直接に50Hzの振動刺激を付与する場合に比べて、疲労感の軽減の効果が向上しており、かつ、疲労感の軽減効果の持続性が高まっている。

0064

図11は、被験者が運転中である際に、僧帽筋(部位210a)に100Hzの振動刺激を付与し、その後すぐに広背筋上部線維(部位210b1および部位210b2)に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。この条件は、実施形態のS4の処理と同じ条件である。この場合、疲労感スコアの平均値が1.9であり、疲労感の軽減の効果が高い水準に保たれている。また、広背筋上部線維のみに100Hzの振動刺激を付与した場合に比べ、疲労感の軽減効果の持続性がさらに高まっている。

0065

運転中には、僧帽筋が適度に緊張していることが必要であるが、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に対して付与することによって僧帽筋を強制的に緊張抑制させると、振動刺激の終了後に僧帽筋を筋緊張状態復帰することが要求され、僧帽筋に負担がかかる。

0066

これに対して、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を拮抗筋である広背筋に対して付与すると、拮抗作用により僧帽筋の筋緊張が抑制されるが、その筋緊張の抑制は、生体内で制御された調整の結果に生じるものであるため、僧帽筋の過度な緊張抑制が起こりにくい。したがって、僧帽筋の負担が小さい。即ち、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を広背筋に付与する場合、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に付与する場合に比べて、僧帽筋の疲労感の軽減効果が高い。

0067

さらに、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を広背筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を僧帽筋に付与すると、僧帽筋の筋緊張が抑制される前に僧帽筋の筋緊張が一時的に強められることによって、僧帽筋への血流配分の増加が起こる。その結果、僧帽筋においては、血流増加効果と、拮抗作用による筋緊張の抑制効果により、僧帽筋の疲労感の軽減効果の持続性がさらに高まる。

0068

このように、マッサージ対象の筋に、直接に筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を付与するよりも、マッサージ対象の筋の拮抗筋に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を与えた方が、疲労感の軽減の効果が高い。さらに、マッサージ対象の筋に筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を与え、その後、マッサージ対象の筋の拮抗筋に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を与えた場合、疲労感の軽減効果の持続性がさらに高まる。

0069

図12は、被験者が運転中である際に、右側の広背筋(部位210b1および部位210c1)に100Hzの振動刺激を付与し、その後に左側の広背筋(部位210b2および部位210c2)に100Hzの振動刺激を付与した場合の腰の疲労感の変化を示す図である。この条件は、実施形態のS5の処理と同じ条件である。このように、腰の疲労感に関しても、拮抗関係にある左右の広背筋に交互に筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を付与することによって、血流増加効果と拮抗作用による緊張抑制効果とにより、疲労軽減効果を高め、かつ、疲労軽減効果の持続性を高めることができる。

0070

本願発明の発明者は、さらに、座位安静にしている被験者(即ち休憩中の被験者)が疲労感を感じているときに、各筋肉に種々の周波数の振動刺激を与え、被験者が感じている疲労感の推移を観察した。図13図15は、その実験結果を示す図である。なお、各図には、比較として、振動刺激を付与しなかった場合の疲労感の変化を載せている。

0071

図13は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋(部位210a)に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。初期状態の疲労感スコアは1であった。図示するように、僧帽筋に100Hzの振動刺激を付与した場合と、振動刺激を付与しなかった場合とでは、疲労感を解消する効果にあまり差異は見られない。

0072

図14は、被験者が休憩中である際に、広背筋上部線維(部位210b1および部位210b2に100Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。広背筋上部線維に100Hzの振動刺激を付与した場合には、僧帽筋に100Hzの振動刺激を付与した場合に比べ、疲労感の解消にかかる時間が、やや早まる。

0073

図15は、被験者が休憩中である際に、僧帽筋(部位210a)に50Hzの振動刺激を付与した場合の肩の疲労感の変化を示す図である。この条件は、実施形態のS16の処理と同じ条件である。僧帽筋に50Hzの振動刺激を付与した場合、僧帽筋に100Hzの振動刺激を付与した場合や広背筋上部線維に100Hzの振動刺激を付与した場合に比べ、疲労感の解消にかかる時間が大幅に短縮される。

0074

このように、運転者200が休憩中である場合においては、マッサージ対象の筋に、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激を直接付与することによって、疲労感をより効果的に軽減することができる。運転者200が休憩中である場合、筋肉が緊張している必要はないため、運転者200が運転中である場合とは逆に、筋緊張を積極的に抑制することが可能である。

0075

以上述べたように、本実施形態では、疲労軽減装置は、運転者200が車両1を運転中である場合においては、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋の拮抗筋に対して少なくとも付与する。これにより、運転者200が車両1を運転中である場合においては、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する場合に比べて、疲労感の軽減効果が向上する。即ち、疲労感を効果的に軽減することができる。

0076

また、本実施形態では、疲労軽減装置は、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激を拮抗筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。これにより、運転者200が車両1を運転中である場合においては、マッサージ対象の筋に対して血流増加効果と拮抗作用による緊張抑制効果とが得られることにより、疲労感軽減の効果の持続性をさらに高めることができる。

0077

なお、疲労軽減装置は、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋の拮抗筋に対して付与する前に、筋緊張を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に付与しなくてもよく、その場合であっても、図10の実験結果によって示されたように、疲労感の軽減効果を向上させることができる。

0078

また、本実施形態では、運転者200が休憩中の場合において、疲労軽減装置は、筋緊張の抑制を引き起こす周波数の振動刺激をマッサージ対象の筋に対して付与する。これにより、運転者200が休憩中である場合においては、マッサージ対象の筋の筋緊張が積極的に抑制され、疲労感を効果的に軽減することが可能となる。また、運転者200が車両1を運転中であるか休憩中であるかに応じて適した部位に適した周波数の振動刺激が付与されるので、運転者200が車両1を運転中である場合と運転者200が休憩中である場合とで同一の部位に対して同一の周波数の振動刺激を付与する場合に比べて、効率的に疲労感を軽減することができる。

0079

また、本実施形態では、疲労軽減装置は、運転者200が車両1を運転中である場合において、運転者200に休憩が必要か否かをマッサージの実行頻度に基づいて判断し、運転者200に休憩が必要と判断した場合には、運転者200に休憩を提案する。運転中に高頻度でマッサージを行うと、マッサージによる疲労軽減の効果が弱くなってくる。マッサージによる疲労軽減の効果が得られなくなる前に休憩を提案し、運転者200に休憩させることよって、マッサージによる疲労軽減の効果を回復させることができるので、運転者200が車両1の運転を長時間継続する場合に比べて、疲労感をより効果的に軽減することができる。

0080

また、本実施形態では、疲労軽減装置は、運転者200が休憩中である場合において、運転者200にストレッチ方法を提案する。運転者200は、提案されたストレッチを行うことによって、疲労感をさらに軽減することができる。

0081

なお、疲労軽減装置は、肩へのマッサージの実行頻度および腰へのマッサージの実行頻度に応じて、休憩を促すタイミングや内容を調整してもよい。

0082

また、疲労軽減装置は、提案するストレッチ方法をマッサージの実行頻度などに応じて変更してもよい。一例では、疲労軽減装置は、マッサージの実行頻度が高い場合、強めのストレッチ方法を提案し、マッサージの実行頻度が低い場合、軽めのストレッチ方法を提案する。

0083

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

0084

1…車両、2…車体、2a…車室、2b…座席、2c…座部、2d…背もたれ部、3…車輪、3F…前輪、3R…後輪、4…操舵部、8…表示装置、9…音声出力装置、10…操作入力部、11…モニタ装置、12…ダッシュボード、13…操舵システム、13a…アクチュエータ、13b…トルクセンサ、14a…CPU、14b…ROM、14c…RAM、14d…表示制御部、14e…音声制御部、14f…SSD、18…ブレーキシステム、18a…アクチュエータ、18b…ブレーキセンサ、19…舵角センサ、20…アクセルセンサ、21…シフトセンサ、22…車輪速センサ、23…車内ネットワーク、31…ハンドルコラム、32…撮像装置、40,40a,40b1,40b2,40c1,40c2…振動装置、51…判断部、52…制御部、53…記憶部、54…履歴情報、100…疲労軽減システム、200…運転者、210a,210b1,210b2,210c1,210c2…部位、300…上腕二頭筋、310…上腕三頭筋。

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