JP2007215555A - マッサージ機 - Google Patents

Abstract

【課題】独立駆動される２軸以上の駆動軸で施療子にマッサージ動作を行わせるものにおいて揉捏マッサージを得る。
【解決手段】施療子を異なる軸方向に個別に往復駆動する駆動手段と、制御データに基づいて各軸方向の駆動手段を駆動して各軸方向の動きの組み合わせで施療子に２０ｍｍ角四方の中で円状の軌跡を描く動きを行わせる制御部とを備える。施療子を２０ｍｍ角四方の中で円状の軌跡を描く動きを行わせれば、被施療者にしてみれば揉捏マッサージと同じ感覚のマッサージを得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、独立駆動される２軸以上の駆動軸で施療子にマッサージ動作を行わせるマッサージ機に関するものである。

独立駆動される３軸の駆動軸を備えて、これら駆動軸による２軸乃至３軸方向の動きを組み合わせることによって施療子に二次元乃至三次元的な複合動作を行わせて、いわゆる揉みマッサージを実現しているマッサージ機がある（特許文献１参照）。

この揉みマッサージは、施療子がツボ（圧痛点）に当接した場合は心地良く感じられるが、ツボから外れた場合、特に骨などに当接すると不快な痛みを感じる。

一方、マッサージ師の施療で多用される手技に揉捏と称されるものがある。これは拇指や掌を支持点（支持面）にし、人体を加圧しながら手首近傍部を円上や線状に動かすマッサージである。

この揉捏マッサージであれば、施療子は人体との接触点を中心にほぼ「すりもみ運動」を行うことになるために、骨にあたってしまうようなことはなく、従って不快な痛みを感ずることはない。しかし、上記特許文献１に示されたマッサージ機では、施療子に上記のような動きを行わせることはできない。
特開２００４−０１６５１４公報

本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、独立駆動される２軸以上の駆動軸で施療子にマッサージ動作を行わせるものにおいて上記揉捏マッサージを得ることができるマッサージ機を提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために本発明に係るマッサージ機は、施療子を異なる軸方向に個別に往復駆動する駆動手段と、制御データに基づいて各軸方向の駆動手段を駆動して各軸方向の動きの組み合わせで施療子に２０ｍｍ角四方の中で円状の軌跡を描く動きを行わせる制御部とを備えていることに特徴を有している。

拇指などと同程度の大きさの施療子を２０ｍｍ角四方の中で円状の軌跡を描く動きを行わせれば、被施療者にしてみれば上記揉捏マッサージと同じ感覚のマッサージを得られるものである。つまり、施療子自体はすりもみ運動を行っているわけではないが、上記の範囲内で円状の軌跡を描く動きを行えば、感覚的に上記揉捏マッサージと同じマッサージとなることに着目し、この動きで揉捏マッサージを得られるようにしたものである。

制御部は各駆動手段による各軸方向駆動を夫々正弦波状に往復動させるとともに、両軸方向の動きに０〜９０°の範囲内の位相差を持たせるものであることが好ましい。正円や楕円などの軌跡を描く動きを得ることができる。

この時、人体の肩甲骨Ｋ付近の肩側の筋肉イは斜めに筋束が走っており、背骨側の筋肉は縦方向に筋束が走っているが、円や楕円を描く動きはこれら筋束と直交する方向の動き成分を含んでいるために、筋肉を確実にほぐすことができる。特に楕円の長径方向が筋束と直交する方向となるようにすれば、より好ましいものとなる。

また、筋束の幅は５〜１０ｍｍであることから、２０ｍｍ角四方もしくはこれよりも狭い範囲内で硬結部付近を中心として施療子を動かす分には筋束を揺らすことができると同時に施療子が骨に当たることはないが、これより大きい範囲、たとえば４０ｍｍ四方内で施療子を動かせば、骨に当たる虞が高くなる上に、被施療者にしてみれば揉捏マッサージとは異なった感覚のものとなってしまう。

しかも、人体に心地よいマッサージは、筋肉に生じた硬結部に対してなるべく多くの回数の刺激を与えて、硬結部を減少させることであるが、一般的に人体の硬結部は筋肉の筋束の内部に存在する直径１０ｍｍほどの部分である。そして２０ｍｍ角四方もしくはこれよりも狭い範囲内で硬結部付近を中心として施療子を動かせば、人体との接触面積を人体の親指の大きさを模して２０ｍｍ角四方よりもやや小さいぐらいに設定してある施療子は、高結部に対して少なくとも１回は接触する。ちなみに、上記範囲を超える軌跡で施療子を動かす時には、硬結部に全く接触しない場合が生じることがある。

上記正弦波状の往復動の周期と振幅と位相差のうちの少なくとも一つを変化させるものであってもよい。多様で飽きのこない揉捏マッサージを得ることができる。また、正弦波状の往復動の周期はほぼ２秒以内であることが望ましい。

円状の軌跡の中心位置を漸次変化させていくものとしてもよい。

また、円状の軌跡を描かせる２軸方向の動きにこれら２軸と直交する方向の直線的往復動の動きを組み合わせていると、よりマッサージ師による揉捏マッサージに近いマッサージを得ることができる。

本発明は、独立駆動される２軸以上の駆動軸で施療子にマッサージ動作を行わせるものであるにもかかわらず、２０ｍｍ角四方の中で円状の軌跡を描く動きを施療子に行わせることができるものであり、そしてこのような動きは被施療者にしてみれば揉捏マッサージと同じ感覚のマッサージを受けていることになり、首や肩甲骨付近のマッサージにおいても人体頭部の揺れを小さくすることができ、リラックス状態での不快感のない心地良いマッサージを与えることができるものである。

以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明する。まず、ｘｙｚ３軸の動きを独立して行わせることができるマッサージ機の機構的なことから説明すると、図４〜図７において、図中１は掴みマッサージ機能も備えたマッサージ機構であり、椅子の背もたれ内に上下に自走自在な状態で配設される該マッサージ機構１は、フレームを構成する幅方向両端の側板１１，１１の間に、上下駆動軸１２と強弱駆動軸（図示せず）が架設されるとともに、可動ユニット１４が配設されている。図中５は施療子下方カバーである。

上記の上下駆動軸１２は、一方の側板１１に固定された上下駆動用モータ１５にて回転駆動されるもので、その両端にはころ１６とピニオン１７が夫々取り付けられている。ころ１６は背もたれ内に配設されたレールを転動し、ピニオン１７は上記レールに付設されているラックと噛合することから、上下駆動用モータ１５の駆動によってマッサージ機構は背もたれ内においてレールに沿って上下に自走する。また、強弱駆動軸は他方の側板１１に固定された強弱用モータにて回転駆動されるもので、可動ユニット１４を回転させるためのギアが取り付けられている。

可動ユニット１４は図５に示すように左右一対のギアプレート１９，１９間に幅駆動軸２０や２本のスライドガイド軸２１，２１を架設し、左右一対の施療子ユニット７（図４及び図５では一方の施療子ユニット７のみを示している）を取り付けたもので、両ギアプレート１９，１９に対して軸回りの回転が自在となっている幅駆動軸２０の両端が、上記マッサージ機構の一対の側板１１，１１で回転自在に支持されることで側板１１，１１間に配設されている。そして上記ギアプレート１９の外周面の歯部１９ａが前記強弱駆動軸のギアに噛合しており、強弱駆動軸が回転する時、可動ユニット１４は幅駆動軸２０の軸回りに回転し、施療子ユニット７に設けた施療子２ｂ，２ａの背もたれ前面側への突出量を変化させる。なお、上記幅駆動軸２０は一方の側板１１に固定された幅駆動用モータにて回転駆動される。

施療子ユニット７は図６に示すように、施療子支持部材としてのアームペースプレート２２、先端部に施療子２ｂを取り付けた上アーム４ｂ、先端に施療子２ａを取り付けた下アーム４ａ等からなるもので、上アーム４ｂ及び下アーム４ａの基端部を支軸２３によって回転自在に支持している上記アームベースプレート２２は、上記幅駆動軸２０のねじ部に螺合する送りナット２４と、上記スライドガイド軸２１，２１にスライド自在に嵌合するスライダー２５，２５とを備えて、幅駆動軸２０の回転によって幅駆動軸２０及びスライドガイド軸２１の軸方向位置を変化させるものであり、また、幅駆動軸２０に形成されたねじ部は、一対の施療子ユニット７，７の送りナット２４，２４が噛合する左右のうちの一方が逆ねじで形成されていることから、左右一対の施療子ユニット７，７における各アームベースプレート２２は幅駆動軸２０の回転によって互いに接近したり離れたりする。

上下駆動用モータ１５で上下駆動軸１２を駆動する時、マッサージ機構１は前述のように背もたれ内を上下に自走して施療子２ｂ，２ａの位置を上下に変更する。また強弱駆動用モータで強弱駆動軸を駆動すれば、前述のように可動ユニット１４が幅駆動軸２０の軸回りに回転するために、幅駆動軸２０から見た施療子２ｂの背もたれ前方への突出量、つまりは施療子２ｂが人体を押圧する強さが変化する。また、幅駆動用モータで幅駆動軸２０を駆動することで、左右一対の施療子ユニット７，７は幅駆動軸２０の軸方向である左右方向において接近離反して、左右の施療子２ｂ，２ａの左右方向位置及び間隔を変更する。

このマッサージ機では、上記３つのモータによる上記各動作を組み合わせることで、施療子２ｂ，２ａに二次元的な複合動作並びに三次元的な複合動作を行わせて、いわゆる揉みマッサージを実現しているものである。

また、上アーム４ｂ及び下アーム４ａの間に掴みマッサージ用のアクチュエータであるエアバッグ２６，２７が設けられている。エアバッグ２６はエアの供給で膨張する時、図７に示すように両アーム４ｂ，４ａ先端の施療子２ｂ，２ａを互いに接近させる方向にアーム４ａ，４ｂを支軸２３を中心に回転させ、エアバッグ２７はその膨張時に逆に施療子２ｂ，２ａが遠ざかる方向にアーム４ａ，４ｂを回転させる。上下方向に間隔をおいて配置されている対の施療子２ｂ，２ａのエアバッグ２６，２７による接近離反動作により、施療子２ｂ，２ａで人体に対して掴みマッサージを行うことができるものである。

更に、上下で対になっている施療子２ｂ，２ａが左右一対設けられているとともに、施療子２ｂ，２ａは上アーム４ｂ及び下アーム４ａがアームベースプレート２２に対して可動範囲が制限された状態で回動自在に枢支されているために、上記可動範囲内において回動することで上下の施療子２ｂ，２ａが共に人体背面に接触する状態を保つようになっているわけであるが、上アーム４ｂとアームベースプレート２２間に設けたアクチュエータであるフロートロック用エアバッグ２８を膨張させた時には、上アーム４ｂ（と下アーム４ａ）はアームベースプレート２２に対して支軸２３を中心に回動して施療子２ｂを背もたれの前面側に押し出すために、上方側の施療子２ｂのみが人体に接触する状態を得ることができるものであり、また空気ばねとして機能することになるエアバッグ２８の膨張による上アーム４ｂの付勢力の増大により、アームベースプレート２２に対する上アーム４ｂ及び下アーム４ａの回動自在な領域が狭められることになるとともに、エアバッグ２８を最大限に膨張させた時には上記回動範囲が実質的にゼロとなる。ただし、大きな荷重が施療子２ｂにかかった時にはエアバッグ２８が縮むことで、人体に対する負荷が過大になり過ぎることはない。

上記の各動作は図９に示す制御部ＣＵの制御下に行われる。図中の上下センサや強弱センサ、幅センサは、上下モータと強弱モータと幅モータの駆動制御のためのものである。なお、ここには示していないが、前記エアバッグ２６〜２８に対するエアの給排のためのエアポンプ及び電磁弁からなるエア駆動ユニットも制御部ＣＵの制御下にある。

ここにおいて、施療子２ｂ，２ａに二次元的乃至三次元的な動きを行わせる場合、制御部ＣＵは記憶部Ｍに記憶させてある制御データを読み出して、この制御データに基づいて上記各モータを幅駆動部や上下駆動部や強弱駆動部を介して駆動することで施療子２ｂ，２ａに所要の軌跡を描く動きを行わせるのであるが、上記制御データとしてここでは所定の時間タイミング毎に各軸の速度データが記述されたものを用いている。図１０は上下方向駆動と幅方向駆動とを組み合わせて施療子２ｂ，２ａにほぼ円形の軌跡を描かせる場合の制御データの一例（便宜的に連続的なデータとして示しているが、実際は離散的データである）を示している。なお、図からも明らかなように速度データ（ここではモータ回転数データ）は移動方向も含むデータとなっている。

そして制御部ＣＵは図８に示すように所要の時間タイミング毎に上記制御データに基づく速度となるように対象となる各駆動軸を駆動するとともに、次の時間タイミングまでその速度を維持させるものであり、図３に示した正弦波状の上下駆動制御データと幅駆動データとに基づいて上下駆動用モータと幅駆動用モータとを駆動すれば、施療子２ｂ，２ａは上下左右の面内において円（楕円を含む）を描く軌跡で動く。

特に、上下方向と左右方向の正弦波を同一周期のものとするとともに両者に９０°の位相差を持たせれば、図３(a)に示す正円を描くことができ、４５°の位相差を持たせれば、図３(b)に示す斜め楕円を描くことができ、さらに振幅を異ならせれば、図３(c)に示す細い楕円を描くことができる。

ちなみに上下方向ｙの駆動と左右方向ｘの駆動の位置制御は
ｘ＝Ａｃｏｓ（２πｆｔ）
ｙ＝Ａｃｏｓ（２πｆｔ＋φ）
（Ａ：振幅、ｆ：周波数、ｔ：時間、φ：初期位相）
で表すことができる。また、制御部はその制御駆動にあたり、速度乃至位置のフィードバック制御を行って、上下駆動と左右駆動との同期を取るようにしておくのが好ましい。

また、振幅を変えれば軌跡円の径を変更することができる。図１１は変更点ｔにおいて振幅を小さくすることで軌跡円を直径２０ｍｍから直径１０ｍｍに小さくした場合を示しており、図１２及び図１３は変更点ｔにおいて２軸のうちの１軸の速度を正弦波状でない離散的に制御し、残り１軸は正弦波状に制御することで、軌跡円の中心位置を任意の位置に変更することができるようにしたものを示している。もちろん、変更点ｔにおいて２軸を共に離散的に制御するようにしてもよい。なお、振幅の変更を上下駆動と左右駆動の両方においてほぼ同時に変更しているが、上下駆動及び左右駆動のそれぞれを時間的にずらして変更するようにしてもよい。図１４にその場合の一例を示す。この場合、速度ゼロとなる時点で振幅を変更するのが好ましい。

そして、このような軌跡円の変更は、人体の施療部位に応じて行うことも好ましい。たとえば施療子の動作位置を図１５のようなマトリクスで示されているとともに、施療子がどの位置にあるかを検出する検出手段を設けている時、施療子が揉捏マッサージを行う部位に応じて、その軌跡円の径を予め規定しておき、その位置での揉捏マッサージは規定された直径の軌跡円を描くように制御するのである。施療部位に応じたより適切な揉捏マッサージを行うことができる。

もちろん、どのようなマッサージを行うかを指示するための操作器に揉捏マッサージの軌跡円の変更を指示するためのスイッチ部４０８を設けておき、このスイッチ部４０８の指示に応じて軌跡円の径の変更がなされるようにしてもよい。

このほか、軌跡円の直径の変化は、図１１〜図１３並びに図１６に示すように、ある径から他の径へ直接変更するほか、段階的に変化させるようにしても、図１７及び図１８に示すように連続的に変化させるようにしてもよい。

揉捏マッサージの際の円を描く動きは、ほぼ１秒から２秒で１周する動きとなるようにしておくのが好ましい。マッサージ師による揉捏手技の時系列の３軸方向の押圧力をモニタリングしたところ、図１９に示すようにほぼ１秒周期となっているためである。マッサージ機による揉みマッサージや指圧マッサージなどは、一般に３．５秒周期程度になっていることから、上記のような短時間周期で繰り返される揉捏マッサージは、メリハリのあるマッサージ感を被施療者に与えることができる。

また、周期を変化させるようにしてもよい。この場合、円状の軌跡を２〜３回描く毎に周期を変化させると、被施療者にしてみれば官能が変化するために、長時間の施療に対しても飽きることの少ないマッサージとなる。なお、この周期も連続的に変化させても段階的に変化させてもよいが１〜２秒の間で変化させることが好ましい。

軌跡が円（楕円）の一部を少し外周へ膨らませた形となるようにしてもよい。図２０はこの場合の速度（モータ回転数）の変化を示す。このように特定の箇所（軌跡円における左下の１／４円の部分）での速度を速くすれば、人体に対する当たり感を強めることができる。このような揉捏マッサージは、特に首の付け根や肩上に対して有効である。

ところで、この種のマッサージ機では、左右一対の施療子を設けているが、この場合、量施療子の軌跡円を描く動きは図２１に示すように互いに逆方向となるようにしておくのが好ましい。ちなみに図２１(a)はもみ上げ動作となるように、図２１(b)はもみ下げ動作となるようにした場合を示している。また、軌跡を描く動きが途中で反転するようにしてもよい。図２２にこの場合の動作の一例を示す。

このほか、１周期内で複数回の反転動作が入るようにしてもよい。図２３にこの場合の一例を示しており、図２４はこの反転動作によって得られる反転動作軌跡を示している。

上下駆動と左右駆動との位相差を変化させるようにしてもよい。位相差を漸次変化させれば、施療子が描く軌跡が円から斜めに傾いた楕円、斜め直線と変化していくともに、斜めの傾き方向が変化することから、前述の筋束をより確実に動かす動きを得ることができるものとなる。

施療子がローラで形成されている場合は、指令している軌跡が円であっても、上下方向に対してはローラ型の施療子が回転するために被施療者にしてみれば、上下方向の動きが少なく感じられることから、直径１０ｍｍの軌跡円を描くようにする場合、図２５に示すように上下方向に少し（４ｍｍほど）長い楕円状の軌跡を描くように振幅及び周波数を制御すると、被施療者にしてみれば正円の軌跡を感ずることになる。

更には、図２６に示すように、円上の軌跡が少しずつ上下乃至左右に位置を変化させるようにしてもよい。このような動きは、たとえばｘ，ｙの位置を求める前記の式に定数Ｃｔを付加することで得ることができる。

また、円状の軌跡を描かせる動きの最終の終了点は、それまでの動きの軌跡のいずれかの軸方向に延びる接線上におくことが好ましい。図２７にＡで示すそれまでの軌跡上に終了点を設定すると、一方の軸が先に到達した時、他方の軸の動きは上記軌跡の内側にえぐりこむような軌跡を描くことになり、これは使用者にしてみれば違和感を感ずることになる。このためにそれまでの軌跡からいずれか一方の軸（好ましくは上下方向）に沿った方向に伸びる接線上（図２７中のＢ）に終了点を設定することが好ましい。停止終了位置に向かう動きがそれまでの軌跡に対して連続感のある動きとなるために、使用者が違和感を感ずることはない。また、ある軌跡を描くことによるマッサージ手技の終了を使用者が認識することができることにもなる。

以上の説明では、ｘ，ｙ（上下左右）の２軸での動きについて説明したが、ｚ方向（施療子が人体を押し込む方向）の動きを付加してもよいのはもちろんである。図２８にこの場合の動きの一例を示す。ｘ，ｙ方向の動きだけでも、筋繊維を跨ぐように施療子が動く時、ｚ方向にもほぼ４０Ｎの力が加わるが、ｚ軸方向の動きも付加した場合、ｚ方向（押し込み方向）の力Ｆｚを図２９に示すようにより大きくすることができる。なお、図中４０Ｎの範囲の力Ｆｚの変化は、ｘ，ｙ方向の施療子の動きに伴うものである。このようにｚ方向の動きを付加することで、図３０に示すマッサージ師による施療とほぼ同等の力変化を得ることができるものとなり、よりマッサージ師による揉捏マッサージに近いマッサージを得ることができる。ｚ軸方向の動きを付加する時のｘ，ｙ軸方向の施療子の動きは図３１に示すように振幅が変化するものであってもよい。

ところで、左右一対の施療子の動きは、図２１に示した対称のものの他に、図３２(a)に示すように、同一の動きを行うようにしても、あるいは図３２(b)に示すように異なる動きを行うようにしてもよい。ただし、図４及び図５に示したものでは、幅駆動軸２０の互いに逆ねじとなっている部分に左右の施療子ユニット７，７を夫々連結していることから、左右の施療子の左右方向の動きが常に対称となる。このために左右の施療子に同一の動きを行わせるには、たとえば幅駆動軸の同じねじ部分に左右の施療子ユニット７，７を連結するか、幅駆動軸を左右独立させて個々の幅駆動軸を独立して駆動するように構成する必要がある。左右の施療子に異なる動きを行わせる場合も、幅駆動軸を左右独立させて個々の幅駆動軸を独立して駆動すればよい。

本発明の実施の形態の一例の動作を示す説明図である。 マッサージ師による揉捏マッサージの説明図である。 (a)(b)(c)は動作軌跡の説明図である。 同上のマッサージ機構の一例の斜視図である。 同上の可動ユニットの斜視図である。 同上の施療子ユニットの分解斜視図である。 同上の掴みマッサージ動作を示す側面図である。 同上の動作制御のフローチャートである。 同上のブロック回路図である。 同上の制御データの一例の説明図である。 振幅変更の一例を示すもので、(a)は軌跡の説明図、(b)はタイムチャートである。 振幅変更の他例を示すもので、(a)は軌跡の説明図、(b)はタイムチャートである。 振幅変更の更に他例を示すもので、(a)は軌跡の説明図、(b)はタイムチャートである。 振幅変更の別の例を示すもので、(a)は軌跡の説明図、(b)はタイムチャートである。 人体部位のマトリクスの説明図である。 軌跡の段階的変化の説明図である。 軌跡の連続的変化の説明図である。 振幅変更の更に別の例を示すもので、(a)は軌跡の説明図、(b)はタイムチャートである。 マッサージ師による揉捏マッサージの際の押圧力変化の説明図である。 制御データの別の例の説明図である。 (a)(b)は左右の施療子の動きの説明図である。 反転動作を含ませた制御データの一例の説明図である。 反転動作を含ませた制御データの他例の説明図である。 同上の軌跡の説明図である。 軌跡の別の例の説明図である。 (a)(b)(c)は夫々軌跡の別の例の説明図である。 揉捏マッサージの終了点についての説明図である。 (a)(b)はｚ軸方向の動きを付加した時の一例の説明図である。 同上の押し込み方向の力の変化を示すタイムチャートである。 マッサージ師の揉捏マッサージによる押し込み方向の力の変化を示すタイムチャートである。 (a)(b)はｚ軸方向の動きを付加した時の他例の説明図である。 (a)(b)は左右の施療子の動きの他の例の説明図である。

符号の説明

２ｂ，２ａ 施療子
ＣＵ 制御部

Claims (6)

1. 施療子を異なる軸方向に個別に往復駆動する駆動手段と、制御データに基づいて各軸方向の駆動手段を駆動して各軸方向の動きの組み合わせで施療子に２０ｍｍ角四方の中で円状の軌跡を描く動きを行わせる制御部とを備えていることを特徴とするマッサージ機。
2. 制御部は各駆動手段による各軸方向駆動を夫々正弦波状に往復動させるとともに、両軸方向の動きに０〜９０°の範囲内の位相差を持たせるものであることを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。
3. 正弦波状の往復動の周期と振幅と位相差の少なくとも一つを変化させるものであることを特徴とする請求項２記載のマッサージ機。
4. 正弦波状の往復動の周期をほぼ２秒以内としていることを特徴とする請求項２または３記載のマッサージ機。
5. 円状の軌跡の中心位置を漸次変化させていくものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマッサージ機。
6. 円状の軌跡を描かせる２軸方向の動きにこれら２軸と直交する方向の直線的往復動の動きを組み合わせていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマッサージ機。

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