JP2007037229A - 定電圧生成装置及びマッサージ機 - Google Patents

Abstract

【課題】 外部電源からの電圧変動にかかわらず定電圧を生成することができ、また、負荷側での消費電力の増加に対して適切に対応することができ、また、軽量・小型であって低コストで実現することができる定電圧生成装置、及びこれを備えるマッサージ機を提供する。
【解決手段】 電源５１からの入力電圧の波形を整流して整流電圧Ｖ₁を生成する整流部５２と、整流電圧Ｖ₁が所定値以下のときにトリガ信号を生成するトリガ信号生成部５３と、トリガ信号に応じて整流電圧Ｖ₁に基づき一定電圧Ｖ₂を生成して負荷５５側へ出力する定電圧生成部５４とを備える
【選択図】 図３

Description

本発明は、商用電源などの外部電源から入力された電圧から定電圧を生成する定電圧生成装置と、これを備えて被施療者を施療するマッサージ機に関する。

例えば、被施療者を施療するマッサージ機は、機械式及び／又は空気式の施療部を駆動する駆動回路を備えている。一般にこのような駆動回路は、家庭で利用される商用電源等の外部電源の電圧（実効値）より低い定電圧によって好適に動作する構成になっている。そのため、商用電源などから駆動回路へ供給する低い定電圧を生成すべく、従来、抵抗式やトランス式を含む様々の電圧生成装置が開示されている（特許文献１，２参照）。
特開平４−１３８１５９号公報 特開平７−２８９６０１号公報

ところで、従来の抵抗式の電圧生成装置の場合、外部電源からの電圧の変動に影響を受け、駆動回路へ供給する電圧を一定値に維持することが困難である。また、例えばマッサージ機にあっては、近年における高機能化に伴って消費電力が増加してきているが、従来の抵抗式の電圧生成装置では発生電力に限界があり、対応が困難化してきている。

一方、従来のトランス式の電圧生成装置の場合、大きな電力を生成することができるという利点があるが、やはり外部電源からの入力電圧の変動によって、駆動回路へ供給する電圧を一定値に維持することが困難である。また、トランスの重量によってマッサージ機が重量化すると共に、トランスを配置するスペースを確保するのが困難であった。

そこで本発明は、外部電源の電圧変動にかかわらず定電圧を生成することができる定電圧生成装置を提供することを目的とする。また、負荷側での消費電力の増加に対しても対応することができる定電圧生成装置を提供することを目的とする。また、軽量であって搭載スペースを狭小化でき、低コストで実現することができる定電圧生成装置を提供することを目的とする。更に、このような定電圧生成装置を備えるマッサージ機を提供することを目的とする。

本発明は上述したような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る定電圧生成装置は、電源からの入力電圧の波形を整流して整流電圧を生成する整流部と、前記整流電圧が所定値以下のときにトリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、前記トリガ信号に応じて前記整流電圧に基づき一定電圧を生成して負荷側へ出力する定電圧生成部とを備えている。このような構成とすることにより、定電圧生成部は、整流電圧が所定値以下のときにトリガ信号に応じ、整流電圧に基づく一定電圧を生成して出力するため、電源電圧の変動にかかわらず、該電源電圧より低い一定の電圧を負荷側へ出力することができる。

また、前記トリガ信号生成部は、オフ時に前記整流電圧をもって前記トリガ信号とさせるトランジスタと、前記整流部の出力側と前記トランジスタとの間に逆方向接続され、前記整流電圧が前記所定値以下のときに前記トランジスタをオフさせるダイオードとを備えていてもよい。このような構成とすることにより、低コストで且つ簡単な構成により、トリガ信号生成部を実現することができる。また、カット・オフ電圧を考慮してトランジスタを適宜選択し、又は、逆方向電圧特性を考慮してダイオードを適宜選択することにより、変動する整流電圧に対してトリガ信号を生成するタイミング、即ち、定電圧生成部にて定電圧を生成するタイミングを調整することができる。

また、前記定電圧生成部は、前記トリガ信号が入力されるトリガ信号入力端子を有するトランジスタと、前記トリガ信号入力端子に接続されるツェナーダイオードとを備え、該ツェナーダイオードは、前記トリガ信号の入力方向に対して順方向に配置されていてもよい。このような構成とすることにより、トランジスタが有するトリガ信号入力端子と負荷側に接続される端子との間の電圧（例えば、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide Field-Effect Transistor)に関して言えばゲート・ソース間電圧）、並びに、ツェナーダイオードのツェナー電圧により決定される定電圧を、負荷側へ出力することができる。ここで、定電圧生成部が有するトランジスタとは、パワートランジスタ等のバイポーラ型トランジスタの他、ＭＯＳＦＥＴ等のＦＥＴやIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)も含む概念である。そしてこのようなトランジスタを有することにより、負荷側での消費電力量の増加に適切に対応することができる。

また、前記定電圧生成部は、生成した定電圧によって蓄電して負荷側へ放電可能な蓄電部を備えていてもよい。このような構成とすることにより、定電圧生成部にて定電圧を生成しないタイミングにおいても、蓄電部から負荷側へ電圧を出力することができる。また、上述したようにトランジスタ等を用いた定電圧の生成時には発熱が伴うが、蓄電部が電圧を出力することによって、定電圧を生成する時間の短縮化を図ることができるため、定電圧生成装置での発熱量を抑制することができる。

また、本発明に係るマッサージ機は、上述した何れかの定電圧生成装置を備え、該定電圧生成装置から出力された電圧によって駆動するよう構成されている。このような構成とすることにより、電源電圧の変動にかかわらずその実効値より低い定電圧を、簡単な回路を用いて実現することができる。また、定電圧生成装置での発熱量を抑制することができ、他の駆動回路等への熱による影響を低減することができる。また、省スペース化を図ることができるため、他の駆動回路等のレイアウト上の自由度が向上するため好ましい。

本発明は、外部電源からの電圧変動にかかわらず定電圧を生成することができ、また、負荷側での消費電力の増加に対して適切に対応することができ、また、軽量・小型であって低コストで実現することができる定電圧生成装置、及びこれを備えるマッサージ機を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る定電圧生成装置を備えたマッサージ機について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るマッサージ機の全体構成を示す斜視図であり、椅子型のマッサージ機を示している。このマッサージ機１は、座部２、背凭れ部３、フットレスト４、及びアームレスト（肘掛け部）５から主として構成されている。座部２は、図示しない基台の上部に、上面が座面として用いられるように略平坦に形成されたクッション部２ｃが配置されることにより構成されており、前記基台の下部両側にはそれぞれ脚部２ａ（図１では左側の脚部２ａのみを示す）が設けられている。クッション部２ｃは、ウレタンフォーム，スポンジ，又は発泡スチロール製の内装材（図示せず）が前記基台の上面に載置されており、更にこれをポリエステル製の起毛トリコット，合成皮革，又は天然皮革等からなる外装材（カバー）にて覆って構成されている。

座部２の上部前側には、被施療者の足首及び脹脛をマッサージするためのフットレスト４の上端部が枢着されている。これにより、フットレスト４は、その上端部を中心にして前後に揺動可能とされている。フットレスト４は、座部２の前端から図１においては下方へ延びた平面状の下腿支持面４ａと、該下腿支持面４ａの両側から前方へ突出した側壁４ｂ，４ｃと、下腿支持面４ａの下端、即ち下腿支持面４ａにおいて座部２から最も離隔した端部から前方へ突出した足底支持壁４ｄとから構成されている（なお、この説明では、前後に揺動可能なフットレスト４が、図１に示すように後方に位置する状態について記載している）。

側壁４ｂ，４ｃの内部には空気袋４７（図２参照）が設けられており、これらの空気袋４７は、座部２又は背凭れ部３に内蔵されたポンプ及びバルブ等からなる給排気装置４６に、エアホース４８（図２参照）を介して接続されており、該給排気装置４６からの給排気によって膨張又は収縮するように構成されている。従って、被施療者が着座したときに、空気袋４７が膨張及び収縮を繰り返すことによって、被施療者の下腿の外側部分並びに足の側部及び上部に対して押圧刺激を与えることができる。

また、下腿支持面４ａは、被施療者がマッサージ機１に着座したときに、被施療者の下腿に当接してこれを支持するようになっている。かかる下腿支持面４ａの複数箇所にも空気袋４７（図２参照）が設けられており、これらも給排気装置４６にエアホース４８を介して接続されている。そして、これらの空気袋４７が膨張及び収縮を繰り返すことによって、被施療者の脹脛及びアキレス腱の周辺に対して押圧刺激を与えるようになっている。

更に、足底支持壁４ｄは、被施療者がマッサージ機１に着座したときに、被施療者の足底に当接してこれを支持するようになっている。かかる足底支持壁４ｄの内部にはバイブレータ及び空気袋４７（図２参照）が設けられており、該空気袋４７は前記給排気装置４６にエアホース４８を介して接続されている。また、前記バイブレータは、例えばＤＣモータの出力軸に偏心質量が取り付けられた如き構成のものであり、駆動されることによって微振動を発生することができる。そして、これらの空気袋４７が膨張及び収縮を繰り返すことによって、被施療者の足底に対して押圧刺激を与えることができ、また前記バイブレータが動作することによって、被施療者の足底に振動刺激を与えることができるようになっている。

また、複数の空気袋４７が、座部２の座面後側（奥側）にも配されている。これらの空気袋４７もまた、エアホース４８を介して給排気装置４６に接続されており、該給排気装置４６からの給排気によって膨張又は収縮するように構成されている。また、座部２の座面中央の後側（奥側）には、前述したものと同様の構成のバイブレータ（図示せず）が設けられている。このような構成により、被施療者が座部２に着座した状態で空気袋４７の膨張・収縮を繰り返すことで、被施療者の臀部に押圧刺激を与えることができ、同状態でバイブレータを駆動することで、被施療者の肛門部に振動刺激を与えることができる。

座部２の後部には、背凭れ部３が設けられている。背凭れ部３は、被施療者の上半身を支持すべく、一般的な体格の成人が椅子型マッサージ機１の座部２に着座した際に、この成人の身体の一部がその外部にはみ出ない程度の大きさとされており、正面視で略長方形状になっている。背凭れ部３の下端部は、座部２の後部にて左右方向の枢軸（図示せず）によって枢支されており、この枢軸を中心に背凭れ部３は回動して前後にリクライニングが可能になっている。また背凭れ部３の両側部には、座部２の基台に固定支持されたアームレスト５が夫々設けられている。このアームレスト５は、背凭れ部３の両側部から前方へ延びていて、椅子型マッサージ機１が内蔵する制御部４０（図２参照）に接続された後述する操作装置７が右側のアームレスト５上に取り付けられている。また、椅子型マッサージ機１には、前記操作装置７とは別個にして、前記制御部４０と接続されたコントローラ８が備えられている。

背凭れ部３内には、座部２に着座した被施療者の背部を施療する施療機構２０が収納されている。この施療機構２０は複数のモータ１１〜１４（図２参照）を備え、これらが駆動することによって被施療者の背部に対して揉み動作や叩き動作などを行う他、背凭れ部３に沿って上下方向へ昇降動作し、また、前後方向へ揺動動作をすることができるようになっている。

図２は、図１に示したマッサージ機１の構成を示す機能ブロック図である。図２に示すようにマッサージ機１は制御部４０を備え、この制御部４０は、背凭れ部３（図１参照）の下部などに配設されている。制御部４０は、ＣＰＵ４１、ＲＯＭ４２、ＲＡＭ４３、及び入出力インタフェース４４から主として構成されている。また、入出力インタフェース４４には、制御部４０の外部に設けられてアームレスト５（図１参照）上に配設された操作装置７が接続されている。

ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラム及び／又はＲＡＭ４３にロードされたプログラムを実行することが可能である。ＲＯＭ４２は、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等から構成されており、ＣＰＵ４１にて実行されるプログラム及びこれに用いるデータ等が記憶されている。ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムを実行することにより、マッサージ機１の施療機構２０（図１参照）に揉み動作、叩き動作などのマッサージ動作の他、上述したような施療機構２０の昇降動作及び揺動動作を行わせることができる。また、ＲＡＭ４３は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等により構成されている。ＲＡＭ４３は、ＲＯＭ４２に記憶されているプログラムを実行するときに、ＣＰＵ４１の作業領域として利用される。

入出力インタフェース４４は、例えばＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、ＲＳ−２３２Ｃ等のシリアルインタフェース、ＳＣＳＩ、ＩＤＥ、ＩＥＥＥ１２８４等のパラレルインタフェース、Ｄ／Ａ変換器、Ａ／Ｄ変換器等からなるアナログインタフェース等により構成されている。上述したようにこの入出力インタフェース４４には操作装置７及びコントローラ８が接続されており、この操作装置７及びコントローラ８からの信号を受信することができる。

また、入出力インタフェース４４には、給排気装置４６を駆動するための駆動回路３０が接続されている。給排気装置４６は、電磁弁等の切換バルブ及びエアポンプ等から構成されており、フットレスト４及び座部２などの各所に設けられた複数の空気袋４７との間でエアホース４８を介して接続され、この空気袋４７に対して各々独立的に給排気を行う。

また、入出力インタフェース４４には、モータ１１〜１４を夫々駆動するための駆動回路３１〜３４が接続されている。これらの駆動回路３１〜３４は、マッサージ機１が備える定電圧生成装置５０を介して外部電源５１に接続されており、入出力インタフェース４４から出力された回転指示信号に応じた電力をモータ１１〜１４に夫々供給するようになっている。更に具体的に説明すると、操作装置７又はコントローラ８から受信した信号に基づき、ＣＰＵ４１がモータ１１〜１４の回転方向及び回転速度、又はこれらに加えて回転数（回転角度）を決定し、決定内容に応じた回転指示信号を入出力インタフェース４４に発生させる。駆動回路３１〜３４は、夫々パルス発生器を備えており、該パルス発生器が、入出力インタフェース４４から与えられた回転指示信号に応じたパルス幅の電圧（パルス信号）を、定電圧生成装置５０からの出力に基づいて夫々発生し、該電圧が夫々モータ１１〜１４の端子間に印加される。このようなＰＷＭ制御により、モータ１１〜１４に電力が供給され、所要の回転方向、回転速度、回転数（回転角度）を満たして駆動される。

図３は、定電圧生成装置５０の構成を示す回路図である。図３に示すように、外部電源５１からの入力電圧の波形を整流して整流電圧を生成する整流部５２、整流電圧に応じてトリガ信号を生成するトリガ信号生成部５３、トリガ信号に応じて定電圧を生成して負荷側へ出力する定電圧生成部５４とを主として備えている。以下、定電圧生成装置５０の構成について詳述する。

整流部５２は、４つのダイオードＤ₁〜Ｄ₄がブリッジ回路を構成することによってできており、１つの出力端子Ｐ₁がトリガ信号生成部５３に接続され、他の出力端子はＧＮＤ（接地）端子となっている。このような整流部５２は、外部電源５１からの入力電圧を全波整流し、整流電圧Ｖ₁として出力端子Ｐ₁から出力する。

トリガ信号生成部５３は、整流部５２の出力端子Ｐ₁に対して抵抗Ｒ₁を介して逆方向接続されたツェナーダイオードＤ₅を備えている。即ち、ツェナーダイオードＤ₅のカソード端子が、抵抗Ｒ₁を介して整流部５２の出力端子Ｐ₁に接続されており、アノード端子は、並列接続されたコンデンサＣ₁及び抵抗Ｒ₂を介して接地されている。また、トリガ信号生成部５３は、バイポーラ型のトランジスタＴ₁を備えている。このトランジスタＴ₁は、そのベース端子がツェナーダイオードＤ₅のアノード端子に接続され、エミッタ端子はＧＮＤ端子になっている。また、トランジスタＴ₁のコレクタ端子は、抵抗Ｒ₃を介して整流部５２の出力端子Ｐ₁に接続されている。抵抗Ｒ₃の両端子は、それぞれトリガ信号生成部５３の出力端子Ｐ₂，Ｐ₃となっている。

このようなトリガ信号生成部５３では、変動する整流電圧Ｖ₁によって与えられるツェナーダイオードＤ₅のカソード端子電圧がツェナー電圧Ｖ_D5以上のとき、トランジスタＴ₁のベース・エミッタ間電圧がカット・オフ電圧を超え、該トランジスタＴ₁がオンとなる。一方、ツェナーダイオードＤ₅のカソード端子電圧がツェナー電圧Ｖ_D5未満のときは、トランジスタＴ₁のベース・エミッタ間電圧がカット・オフ電圧未満となり、該トランジスタＴ₁はオフとなる。このとき、整流電圧Ｖ₁は、抵抗Ｒ₃及びトランジスタＴ₁間の出力端子Ｐ₃を通じてトリガ信号として出力される。

定電圧生成部５４は、ＭＯＳＦＥＴで構成されたトランジスタＴ₂を備えている。このトランジスタＴ₂のドレイン端子はトリガ信号生成部５３が有する一方の出力端子Ｐ₂に接続され、整流部５２の出力端子Ｐ₁と同電位になっており、ゲート端子は抵抗Ｒ₄を介してトリガ信号生成部５３が有する他方の出力端子Ｐ₃に接続されている。また、抵抗Ｒ₄とトリガ信号生成部５３の出力端子Ｐ₃との間には、ツェナーダイオードＤ₆のカソード端子が接続されており、該ツェナーダイオードＤ₆のアノード端子は、抵抗Ｒ₅を介してトランジスタＴ₂のソース端子に接続されていると共にＧＮＤ端子になっている。また、抵抗Ｒ₅及びトランジスタＴ₂のソース端子間には、抵抗Ｒ₆の一端子が接続され、該抵抗Ｒ₆の他端子にはダイオードＤ₇のアノード端子が接続されている。更に、ダイオードＤ₇のカソード端子は、蓄電部を成す電界コンデンサＣ₂の正極に接続され、該電界コンデンサＣ₂の負極はＧＮＤ端子になっている。そして、ダイオードＤ₇及び電界コンデンサＣ₂間に、定電圧生成部５４の出力端子Ｐ₄が設けられており、該出力端子Ｐ₄にはマッサージ機１が備える駆動回路３０〜３４（図２参照）を含む負荷５５が接続されている。

このような定電圧生成部５４は、トリガ信号生成部５３からのトリガ信号が入力されると、トランジスタＴ₂がオンになり、ツェナーダイオードＤ₆のツェナー電圧と、トランジスタＴ₂のゲート・ソース間電圧によって決定される定電圧Ｖ₂が生成される。即ち、ツェナーダイオードＤ₆のツェナー電圧Ｖ_D6（絶対値）と、トランジスタＴ₂のゲート・ソース間電圧をＶ_GSON（絶対値）とを用いると、定電圧Ｖ₂は、
Ｖ₂＝Ｖ_D6−Ｖ_GSON（＝ｃｏｎｓｔ）
で表される。そして生成された定電圧Ｖ₂は、出力端子Ｐ₄から負荷５５側へ出力電圧Ｖ₃として供給され、電界コンデンサＣ₂には電荷がチャージされる。なお、ツェナーダイオードＤ₆及びトランジスタＴ２間に抵抗Ｒ₄が接続されているが、ＭＯＳＦＥＴを用いたトランジスタＴ₂は入力インピーダンスが高くてゲート電流がほとんど流れず、且つ、抵抗Ｒ₄として比較的小さな抵抗値を有するものを用いているため、上記定電圧Ｖ₂においては抵抗Ｒ₄での電圧降下は無視できる程に小さい。

上述したような定電圧生成装置５０の動作について、図４に示すタイミンググラフを用いて説明する。図４は、横軸が経過時間を示しており、上から順に整流電圧Ｖ₁の波形６０、トリガ信号生成部５３が有するツェナーダイオードＤ₅のカソード端子電圧波形６１、トランジスタＴ₁のオン・オフを表すタイミング波形６２、定電圧生成部５４が有してＭＯＳＦＥＴから成るトランジスタＴ₂のゲート端子電圧波形６３、該トランジスタＴ₂のオン・オフを表すタイミング波形６４、定電圧生成部５４の出力端子Ｐ₄での電圧Ｖ₃の波形６５、及び、トランジスタＴ₂から負荷５５側への供給電流波形６６を示している。

初めに、トリガ信号生成部５３にてトリガ信号が生成されない期間Ｌ₁での、定電圧生成装置５０の動作状態（オフ・モード）について説明する。図４に示すように、整流部５２で全波整流された整流電圧Ｖ₁は、上に凸の正弦波が連続した波形６０を有し、所定値以上のときにトリガ信号生成部５３が有するツェナーダイオードＤ₅のカソード端子電圧は、波形６１が示すようにツェナー電圧Ｖ_D5の一定値になる。このとき、トランジスタＴ₁のベース端子電圧が上昇してカット・オフ電圧以上になるため、波形６２に示すようにトランジスタＴ₁はオン状態になる。

トランジスタＴ₁がオン状態であると、該トランジスタＴ₁のコレクタ・エミッタ間電圧が小さいため、波形６３に示すように定電圧生成部５４が有するトランジスタＴ₂のゲート電圧がカット・オフ電圧に到達せず（即ち、トリガ信号生成部５３からトリガ信号は出力されず）、波形６４に示すようにトランジスタＴ₂はオフ状態になる。従って、トランジスタＴ₂がオフ状態の間は、定電圧Ｖ₂は生成されず、電界コンデンサＣ₂から出力電圧Ｖ₃が負荷５５へ供給される。

このように、整流電圧Ｖ₁が所定値以上であるオフ・モードでは、定電圧Ｖ₂の生成を行わず、蓄電された電界コンデンサＣ₂から出力電圧Ｖ₃を負荷５５へ供給する。従って、定電圧生成部５４が有するトランジスタＴ₂でのこの間の発熱を抑制することができる。また、オフ・モードの期間は、適切なツェナー電圧特性を有するツェナーダイオードＤ₅を選択することにより、その長短を調整することができる。なお、波形６５に示すように、トランジスタＴ₂がオフ状態の間、電界コンデンサＣ₂から負荷５５へ供給される出力電圧Ｖ₃は、負荷５５での電力消費によって低下していく。

次に、トリガ信号が生成される期間Ｌ₂での、定電圧生成装置５０の動作状態（オン・モード）について説明する。図４の波形６０，６１に示すように、整流電圧Ｖ₁が所定値未満のとき、ツェナーダイオードＤ₅のカソード端子電圧は、ツェナー電圧Ｖ_D5未満の範囲で整流電圧Ｖ₁と同様の波形になる。このとき、トランジスタＴ₁のベース端子電圧はカット・オフ電圧未満になるため、波形６２に示すようにトランジスタＴ₁はオフ状態となる。

トランジスタＴ₁がオフ状態であると、抵抗Ｒ₃，Ｒ₄を介して整流電圧Ｖ₁が、定電圧生成部５４が有するトランジスタＴ₂のゲート端子に印加される（即ち、トリガ信号生成部５３により、整流電圧Ｖ₁をトリガ信号としてこれがトランジスタＴ₂のゲート端子へ入力される）。すると、波形６３に示すようにゲート電圧がカット・オフ電圧を超え、トランジスタＴ₂はオン状態となる。トランジスタＴ₂がオン状態になると、定電圧Ｖ₂が生成され、生成された定電圧Ｖ₂により、出力端子Ｐ₄から負荷５５側へ電力（電圧Ｖ₃，電流Ｉ₁）が供給される。またこの間、電圧Ｖ３が電界コンデンサＣ₂の両極に印加され、ここに電荷がチャージされる。

このようなオン・モードにおいて、整流電圧Ｖ₁が更に低下すると、抵抗Ｒ₃，Ｒ₄を介してトランジスタＴ₂のゲート端子へ印加される電圧が、該トランジスタＴ₂のカット・オフ電圧未満になる期間Ｌ₃が存在する。このとき、トランジスタＴ₂は、オン・モード期間Ｌ₂中であってもオフ状態になって定電圧Ｖ₂の生成を行わず、この期間Ｌ₃の間は電解コンデンサＣ₂によって負荷５５へ電圧が供給される。

上述したようなオン・モード及びオフ・モードは、外部電源５１の周波数の２倍の周波数で繰り返し実行される。例えば、日本国内で家庭の商用電源を外部電源５１とした場合であれば、１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚの低周波数で繰り返し実行される。このような周波数は、例えば数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚで電圧のデューティー比（Duty比）を変化させるＰＷＭ制御による定電圧回路と比較すると、極めて低周波数であり、本実施の形態に係る定電圧生成装置５０は高周波ノイズを好適に抑制することができる。

また、上述した説明及び図４の波形６０，６５から理解されるように電源５１からの入力電圧波形に関わらず、また、負荷５５に流れる負荷電流Ｉ₂（図３参照）に関わらず、定電圧生成部５４で生成される電圧Ｖ₂の値は一定であり、負荷５５へ安定的な電圧を供給することができる。また、図４の波形６４から理解されるように、最小限のオン時間以外はトランジスタＴ₂をオフ状態とし、発熱量の抑制が図られている。

更に、図４に示したオン・モードの期間Ｌ₂は、トリガ信号生成部５３が有するツェナーダイオードＤ₅のツェナー電圧Ｖ_D5に依存し、オン・モード期間Ｌ₂中の期間Ｌ₃は、ＭＯＳＦＥＴから成るトランジスタＴ₂のカット・オフ電圧に依存する。従って、ツェナーダイオードＤ₅及びトランジスタＴ₂を適宜選択することにより、トランジスタＴ₂がオン状態となる期間を簡単に適宜調整することができるため好適である。

また、オフ・モードの期間Ｌ₁中に負荷５５にて電力の消費がなかった場合は、図４の波形６５に示すように、出力電圧Ｖ₃は電圧Ｖ₂を維持している（期間Ｌ₁₀参照）。このとき、トランジスタＴ₂のゲート電圧はカット・オフ電圧に達しないため、直後のオン・モードの期間Ｌ₂になっても波形６４に示すようにトランジスタＴ₂はオン状態にならない（期間Ｌ₂₀参照）。このように、トランジスタＴ₂は負荷５５での電力消費の有無にも対応して適切にオン／オフする。

なお、図３に示した回路素子のうち、トリガ信号生成部５３が有する抵抗Ｒ₃は、整流電圧Ｖ₁を定電圧生成部５４が有するトランジスタＴ₂のゲート端子へ印加する役割の他、定電圧生成部５４が有するツェナーダイオードＤ₆に流れる電流を制限する役割を担っている。また、コンデンサＣ₁は、トランジスタＴ₁でのチャタリング防止用に設けられている。

また、定電圧生成部５４が有する抵抗Ｒ₄は、トランジスタＴ₂のゲート保護用に設けられている。また、抵抗Ｒ₅は、トランジスタＴ₂のソース端子のフローティング防止用に設けられており、トランジスタＴ₂がオフのときにソース端子電圧をＧＮＤにする。また、抵抗Ｒ₆は、外部電源５１を投入した初期の状態において、電解コンデンサＣ₂へのラッシュ電流を抑制するために設けられている。更に、ダイオードＤ₇は、電解コンデンサＣ₂からトランジスタＴ₂のソース端子への転流防止用に設けられている。

本発明は、商用電源などの外部電源から入力された電圧から定電圧を生成する定電圧生成装置と、これを備えて被施療者を施療するマッサージ機に適用することができる。

本発明の実施の形態に係るマッサージ機の全体構成を示す斜視図であり、椅子型のマッサージ機を示している。 図１に示したマッサージ機の構成を示す機能ブロック図である。 図２に示したマッサージ機が備える定電圧生成装置の構成を示す回路図である。 図３に示す定電圧生成装置の動作を説明するためのタイミンググラフである。である。

符号の説明

１ マッサージ機
２０ 施療機構
３０〜３４ 駆動回路
５０ 定電圧生成装置
５１ 外部電源
５２ 整流部
５３ トリガ信号生成部
５４ 定電圧生成部
５５ 負荷
Ｃ₂ 電解コンデンサ（蓄電部）
Ｄ₅ ツェナーダイオード
Ｄ₆ ツェナーダイオード
Ｔ₁ トランジスタ（バイポーラ型）
Ｔ₂ トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）

Claims (5)

1. 電源からの入力電圧の波形を整流して整流電圧を生成する整流部と、前記整流電圧が所定値以下のときにトリガ信号を生成するトリガ信号生成部と、前記トリガ信号に応じて前記整流電圧に基づき一定電圧を生成して負荷側へ出力する定電圧生成部とを備えることを特徴とする定電圧生成装置。
2. 前記トリガ信号生成部は、オフ時に前記整流電圧をもって前記トリガ信号とさせるトランジスタと、前記整流部の出力側と前記トランジスタとの間に逆方向接続され、前記整流電圧が前記所定値以下のときに前記トランジスタをオフさせるダイオードとを備えることを特徴とする請求項１に記載の定電圧生成装置。
3. 前記定電圧生成部は、前記トリガ信号が入力されるトリガ信号入力端子を有するトランジスタと、前記トリガ信号入力端子に接続されるツェナーダイオードとを備え、該ツェナーダイオードは、前記トリガ信号の入力方向に対して順方向に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の定電圧生成装置。
4. 前記定電圧生成部は、生成した定電圧によって蓄電して負荷側へ放電可能な蓄電部を備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の定電圧生成装置。
5. 上記請求項１乃至４の何れかに記載の定電圧生成装置を備え、該定電圧生成装置から出力された電圧によって駆動することを特徴とするマッサージ機。
   

Images