JP2015105879A - 空気漏れ検出機能を有する圧縮空気供給制御装置、及び該圧縮空気供給制御装置を備える空気式マッサージ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】空気漏れをより確実に検知できるようにした圧縮空気供給制御装置を提供する。【解決手段】密閉された空気室４が接続され、該空気室４に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給制御装置２において、エアポンプ８に供給する駆動電力を制御する制御回路１１と、エアポンプ８で発生された圧縮空気を空気室４に供給するための空気供給路の圧力を測定し、測定した圧力の大きさを示す圧力信号を制御回路１１に送信する圧力センサ２０と、を備えるようにする。制御回路１１は、圧力信号が示す測定圧力と予め設定された設定圧力との差に基づいて測定圧力が設定圧力となるようにエアポンプ８に供給する駆動電力を制御する。また制御回路１１は、測定圧力が設定圧力に到達してから空気漏れ判断時間が経過するまでの間に駆動電力が所定の異常判断閾値以下に下がらない場合には空気漏れがあると判断する。【選択図】 図３

Description

本発明は、空気漏れを検出する機能を備える圧縮空気供給制御装置及び該圧縮空気供給制御装置を備えた空気式マッサージ装置に関する。

身体に装着される空気作動式のマッサージ具などの空気室に圧縮空気を供給するためのエアポンプを備えた圧縮空気供給制御装置においては、圧縮空気供給制御装置の駆動中に該圧縮空気供給制御装置内に設けられた圧力センサでエアポンプから吐出された空気供給路内の圧縮空気の圧力を測定し、圧力の異常を検知した場合には異常モードに移行して圧縮空気供給制御装置の駆動を停止したり警告表示をしたりする機能を有するものがある（特許文献１、２）。このような圧縮空気供給制御装置では、圧縮空気が供給される空気室が適切に接続されていないことによる外部への空気漏れ又は空気室に穴が開いていることによる外部への空気漏れを検知するために、空気室への圧縮空気の供給を開始した後の圧力の変動を圧力センサで測定するようにしている。そして、圧縮空気の供給を開始してから所定の時間内に測定した圧力が設定圧力に到達したときには空気漏れがないと判断して次の制御ステップに移行するようにしている。一方、所定の時間内に測定された圧力が設定圧力にまで到達しないときには空気漏れがあると判断して上述の異常モードに移行するようになっている。

特許第４６８９２２８号 特許第４６４９３６４号

圧縮空気供給制御装置とマッサージ具の空気室との間の空気供給路には、通常、一方向弁や流路の開閉を切り替えるための電磁弁などが設けられるが、これら流体デバイスは空気室に向かって流れる圧縮空気に対して抵抗となる。また、圧縮空気供給制御装置とマッサージ具の空気室との間には、通常、長いエアチューブが接続されるが、エアチューブの細長い流路（空気供給路）によっても圧縮空気の流れに対する抵抗が生じる。このような抵抗に伴う圧力損失は、圧力センサが測定する空気供給路の圧力と空気室内の実際の圧力との間に差異を生じさせることになる。このような圧力の差異は、空気室に対する設定圧力が圧力損失に比べて十分に大きい場合にはあまり問題とはならない。しかし、設定圧力が小さい場合には、空気漏れが生じていて空気室内の圧力が十分に上昇していないにも関わらず、圧縮空気供給制御装置の流路内での圧力が圧力損失によって一時的に設定圧力にまで上昇してしまい、それによって空気漏れがないと判断してしまう虞がある。

そこで本発明は、上記問題に鑑みて、圧縮空気供給制御装置に接続された空気室からの空気漏れをより確実に検知できるようにした圧縮空気供給制御装置を提供することを目的とする。また、このような圧縮空気供給制御装置と該圧縮空気供給制御装置に接続されたマッサージ具とを備え、マッサージ具の空気室または該空気室と圧縮空気供給制御装置とを繋ぐエアチューブからの空気漏れを検出する機能を備える空気式マッサージ装置を提供することも目的とする。

すなわち本発明は、
密閉された空気室が接続され、該空気室に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給制御装置であって、
エアポンプと、
前記エアポンプで発生された圧縮空気を前記空気室に供給する空気供給路と、
前記エアポンプに供給する駆動電力を制御する制御手段と、
前記空気供給路内の圧力を測定し、該圧力の大きさを示す圧力信号を前記制御手段に送信する圧力センサと、を備え、
前記制御手段は、前記圧力信号が示す測定圧力と予め設定された設定圧力との差に基づいて前記測定圧力が前記設定圧力となるように前記エアポンプに供給する前記駆動電力を制御するとともに、前記測定圧力が前記設定圧力に到達してから空気漏れ判断時間が経過するまでの間に前記駆動電力が所定の異常判断閾値以下に下がらない場合には空気漏れがあると判断するようにされた、圧縮空気供給制御装置を提供する。

本発明においては、空気漏れの有無を、測定圧力が設定圧力に到達したか否かにより判断するのではなく、測定圧力が設定圧力に到達した後に空気漏れを判断するための時間（空気漏れ判断時間）を設けてエアポンプへの駆動電力が異常判断閾値以下にまで下がったかどうかにより判断をするようになっている。これにより、実際には空気漏れが生じているにも関わらず圧縮空気の流路の抵抗による圧力損失などで空気供給路内の圧力が一時的に上昇して空気漏れがないと誤判断する可能性を低減させることが可能となる。

好ましくは、前記制御手段は、前記異常判断閾値を、前記測定圧力が前記設定圧力に到達するまでの間の前記駆動電力の最大値よりも小さい値に設定するようにすることができる。

このようにすることによって、異常判断閾値は設定圧力や空気室の容積に応じて、その状況にあった適切な値に設定されるようにでき、より的確に空気漏れの判断を行うことが可能となる。また、空気室が当該圧縮空気供給装置に接続されていないときのように大きな空気漏れが生じている状態と、空気室に小さな穴が開いているときのように微小な空気漏れが生じている状態とを区別することもでき、許容できる程度の微小な空気漏れの場合にはそのまま駆動を継続するようにすることが可能となる。

好ましくは、前記制御手段は、前記空気室への圧縮空気の供給を開始してから所定のタイムアウト時間が経過するまでの間に前記測定圧力が前記設定圧力に到達しなかった場合には、空気漏れがあると判断するようにすることができる。

さらに好ましくは、前記空気漏れ判断時間が、前記タイムアウト時間が経過した時点で終了する時間であるようにすることができる。

このようにすることによって、空気漏れ判断時間はタイムアウト時間によって決まることになるので、制御手段が空気漏れ判断時間をタイムアウト時間とは別に設定する必要がなくなる。すなわち、設定しなければならない値が減るので、制御を簡易化することが可能となる。

好ましくは、前記空気供給路の途中に、前記エアポンプと前記空気室との間を連通状態と閉止状態との間で切り替える切替弁を備えており、
前記制御手段は、前記切替弁が前記連通状態となったときに前記タイムアウト時間のカウントを開始するようにすることができる。

また好ましくは、前記空気供給路の途中に、前記エアポンプと前記切替弁との間に配置されたエアタンクをさらに備えており、
前記圧力センサは、前記エアタンク内の圧力を測定するようにすることができる。

エアタンクを有することで当該圧縮空気供給制御装置から空気室に送られる圧縮空気の脈動を低減することが可能となる。また、圧力センサによる圧力測定も安定して行うことが可能となる。

好ましくは、
前記空気室が複数接続されるようにされており、
前記切替弁が前記エアポンプと各空気室との間にそれぞれ設けられ、
前記制御手段は、前記複数の空気室に順次圧縮空気を供給するように各切替弁を制御するようにすることができる。

好ましくは、前記制御手段は、前記測定圧力が前記設定圧力に到達してから少なくとも所定の圧力保持時間が経過するまでは前記測定圧力が前記設定圧力に保持されるように前記駆動電力の制御を続けるようにすることができる。

具体的には、前記制御手段は、前記異常判断閾値を、前記測定圧力が前記設定圧力に到達するまでの間の前記駆動電力の最大値に１未満の所定の正の数を乗じた値と、所定の閾値下限値と、のうちの大きい方の値に設定するようにすることができる。

本発明はさらに、上記の何れかに記載の圧縮空気供給制御装置と、前記圧縮空気供給制御装置に接続された前記空気室を備えるマッサージ具と、を備える、空気式マッサージ装置を提供する。

以下、本発明に係る圧縮空気供給制御装置および該圧縮空気供給制御装置を備える空気式マッサージ装置の実施形態を添付図面に基づき説明する。

本発明に係る空気式マッサージ装置を示す図である。 本発明に係る圧縮空気供給制御装置の内部を示す図である。 図２の圧縮空気供給制御装置のシステムブロック図である。 図２の圧縮空気供給制御装置が備える電磁弁システムの外観斜視図である。 図４の電磁弁システムの第１の電磁弁を横断する断面における断面図であり、第１の電磁弁が連通状態となっている状態での図である。 図４の電磁弁システムの第１の電磁弁を横断する断面における断面図であり、第１の電磁弁が閉止状態となっている状態での図である。 図４の電磁弁システムの第２の電磁弁を横断する断面における断面図であり、第２の電磁弁が連通状態となっている状態での図である。 図４の電磁弁システムの第２の電磁弁を横断する断面における断面図であり、第２の電磁弁が閉止状態となっている状態での図である。 エアポンプに供給される駆動電力を示す図である。 制御回路の制御フローを示す第１の図である。 制御回路の制御フローを示す第２の図である。 駆動電力と測定圧力との関係を示すグラフである。 従来技術における駆動電力と測定圧力との関係を示すグラフである。

図１に示すように、本発明に係る空気式マッサージ装置１は、圧縮空気供給制御装置２と、脚の周りに装着されるようにされた筒状のマッサージ具３と、備えている。マッサージ具３にはその長さ方向で順次配置される複数の空気室４が設けられている。各空気室４からはエアチューブ５が延在しており、これらエアチューブ５が圧縮空気供給制御装置２の吐出口６（図２）に接続されている。この空気式マッサージ装置１は、圧縮空気供給制御装置２からエアチューブ５を介して供給される圧縮空気によって各空気室４を加圧することにより脚をマッサージするようになっている。圧縮空気供給制御装置２にはいくつかのマッサージパターンが設定されており、使用者はその中から任意のマッサージパターンを選択することができる。代表的なマッサージパターンとしては、足先の空気室４から身体中心に近い空気室４に向かって順次加圧していき、足先の空気室４から順次除圧をするウェーブモード、足先の空気室４から身体中心に近い空気室４に向かって順次加圧していき、全て空気室４を加圧した後に全ての空気室４を同時に除圧するスクイーズモード、全ての空気室４を同時に加圧し全ての空気室４を同時に除圧するハイパーモードなどがある。なお、マッサージ具３は身体の脚以外の部分、例えば腕などに装着するようにすることもできる。

図２及び図３に示すように、圧縮空気供給制御装置２は、その筐体７内に、圧縮空気を発生するエアポンプ８と、該エアポンプ８から吐出される圧縮空気を貯留するエアタンク９と、該エアタンク９に貯留された圧縮空気を複数の吐出口６に分配する電磁弁システム１０と、エアポンプ８及び電磁弁システム１０を制御するための制御回路１１と、を備えている。なお、エアポンプ８は図２においては制御回路１１により隠れて見えていない。エアポンプ８から吐出された圧縮空気は、エアポンプ８の出口１２からエアタンク９および電磁弁システム１０内の流路を通って吐出口６にまで至る空気供給路を通過してマッサージ具３に送られる。この圧縮空気供給制御装置２は、商用電源１３に接続されて商用電源１３からの交流電流をトランス１４によって降圧して電源回路１５に供給し、電源回路１５によって直流電流に変換するようになっている。また、バッテリー１６を内蔵しており、商用電源１３が接続されていないときにはこのバッテリー１６からの直流電流を電源として制御回路１１等が駆動されるようになっている。電源回路１５には充電回路１７も含まれており、バッテリー１６は商用電源１３からの電力によって充電されるようになっている。筐体７内には、何らかの異常が発生したときにその異常を音で表示するためのブザー１８も設けられている。

エアタンク９から延びる圧力測定用流路１９の先には圧力センサ２０が設けられており、この圧力センサ２０によって圧力測定用流路１９を介してエアタンク９の圧力を測定するようになっている。また、圧力センサ２０は、制御回路１１に接続されていて、測定圧力を示す圧力信号を制御回路１１に送信するようになっている。エアタンク９には圧力スイッチ２２も設けられている。この圧力スイッチ２２はエアタンク９内に規定以上の圧力がかかったときに動作して、電源回路１５と制御回路１１との間を遮断し、制御回路１１を強制的に停止させる。なお、この圧力スイッチ２２を、エアタンク９内に規定以上の圧力がかかったときに圧力異常を示す信号を制御回路１１に送信するようにし、圧力異常を示す信号を受信した制御回路１１が、異常モードに移行してエアポンプ８の駆動を停止すると共にブザー１８によって周囲に異常を知らせるようにしてもよい。

図４に示すように、電磁弁システム１０は、エアタンク９に接続される圧縮空気入口２５を有するヘッダー２４と、それぞれヘッダー２４に連通された複数の第１の電磁弁３０及び一つの第２の電磁弁４０と、を備えている。ヘッダー２４には、図５乃至図８に示すように、上部チャンバー２６及び下部チャンバー２７が設けられている。図７及び図８に示すように、下部チャンバー２７は圧縮空気入口２５に連通されると共に、第２の電磁弁４０を介して上部チャンバー２６と連通している。

図５及び図６に示すように、下部チャンバー２７は、エアタンク９に接続された圧縮空気入口２５から供給される圧縮空気が下部チャンバー２７から排出されるのを許容する逆止弁５３を介して各第１の電磁弁３０に接続されている。また、上部チャンバー２６は、複数のダックビル型逆止弁５１を介して各供給管６０に連通されている。ダックビル型逆止弁５１は圧縮空気入口２５からの圧縮空気の圧力が第２の電磁弁４０を介して上部チャンバー２６にかけられているときには、供給管６０から上部チャンバー２６へ向かう空気の流れを阻止するようになっている。

第１の電磁弁３０は、ソレノイドコイル３１と、ソレノイドコイル３１内に当該ソレノイドコイル３１の長手方向に延びるように設定されたプランジャー３２と、ソレノイドコイル３１に隣接してプランジャー３２の周りに設定された環状の永久磁石３３と、ソレノイドコイル３１、永久磁石３３及びプランジャー３２を収納するハウジング３８と、プランジャー３２の先端に弁体支持部材３４を介して取り付けられた球形の弁体３５と、プランジャー３２を図で見て右方に付勢するスプリング３６と、を備えている。この第１の電磁弁３０は、ヘッダー２４の下部チャンバー２７と連通する第１開口３７−１と、大気に開放された第２開口３７−２と、供給管６０に接続された第３開口３７−３と、を有していて、３つの開口の間の連通の状態を球形の弁体３５で切り替えるようにされた三方弁タイプの切替弁である。図５の連通状態では、球形の弁体３５によって第２開口３７−２が塞がれる一方で第１開口３７−１と第３開口３７−３とが連通されており、圧縮空気入口２５から供給される圧縮空気が、逆止弁５３を介し第１の電磁弁３０の第１開口３７−１と第３開口３７−３とを通って空気室４に供給され、空気室４を膨張させる。図６の閉止状態では、球形の弁体３５によって第１の電磁弁３０の第１開口３７−１が塞がれる一方で第３開口３７−３と第２開口３７−２とが連通されており、空気室４内の圧縮空気が第２開口３７−２を通して大気に排出され空気室４が収縮する。

第２の電磁弁４０は、図７及び図８に示すように、コイルハウジング４８内に配置されたソレノイドコイル４１と、ソレノイドコイル４１内を貫通して延在するシャフト４２と、ソレノイドコイル４１の内側でシャフト４２の回りに固定されたプランジャー４３と、ソレノイドコイル４１の内側におけるプランジャー４３の右側位置でコイルハウジング４８に固定されたプランジャー受部材４９、及び、コイルハウジング４８の図で見て右端に接続されている弁ハウジング４６内においてシャフト４２の一端に固定された弁体４４と、弁体４４を図で見て左側に付勢するスプリング４５と、を備えている。第２の電磁弁４０は、弁ハウジング４６とコイルハウジング４８との間の隙間として形成される第１開口４７−１と、接続管６２を通して上部チャンバー２６に連通するように弁ハウジング４６の右端壁に開口された第２開口４７−２とをさらに有している。また、第２開口４７−２はダックビル型逆止弁５２を介してヘッダー２４の下部チャンバー２７にも連通しており、上部チャンバー２６と下部チャンバー２７とはダックビル型逆止弁５２を介して、第２の電磁弁４０を介すること無く連通している。ソレノイドコイル４１に電力が供給されてソレノイドコイル４１が励磁されると、図７に示すように、プランジャー４２がスプリング４５の付勢力に抗して図で見て右側にプランジャー受部材４９に当接する位置にまで引き込まれる。この閉止状態においては、第２の電磁弁４０の第２開口４７−２が閉止される。第２の電磁弁４０への供給電圧が一定値以下に低下すると、第２の電磁弁４０のソレノイドコイル４１のプランジャー４２を引き付けていた磁力が低下し、プランジャー４２がスプリング４５の付勢力により、図８に示すように、図で見て左側に移動して開放状態となる。この開放状態では、第２開口４７−２が開放されて、第２開口４７−２が第１開口４７−１と連通しているので、ヘッダー２４の上部チャンバー２６内の圧縮空気が排気されて上部チャンバー２６内の圧力が下がる。そうすると、ダックビル型逆止弁５１（図５）が開き、各空気室４内の圧縮空気は第２の電磁弁４０の第２開口４７−２及び第１開口４７−１を通過して大気中に排出される。このようにして、第２の電磁弁４０への駆動電力が一定以下に下がった場合は、マッサージ具３の空気室４に残されていた圧縮空気は排出されて空気室４が収縮され、マッサージ具３の使用者に対する圧迫がなくなり安全な状態となる。

制御回路１１は、上述のように圧力センサ２０によって測定された測定圧力と予め設定された設定圧力との差を演算し、この差に基づいてエアポンプ８に供給する駆動電力を調整して、測定圧力が設定圧力に近づくように制御する。制御回路１１は、エアポンプ８への駆動電力を電圧の位相制御によって制御するようになっている。この位相制御は、周期的に変化する電圧の半周期の中でのＯＮとＯＦＦの状態の時間的比率を測定圧力と設定圧力との差に基づいて変更することにより行われる。例えば、測定圧力と設定圧力との差が大きい場合には、図９（ａ）に示すように、ＯＮの時間を駆動電力上限値である１００％として大きな電力をエアポンプ８に供給して多くの圧縮空気を供給するようにする。また該差が小さくなるに従って、図９（ｂ）及び図９（ｃ）に示すように、ＯＮの時間を５０％、２５％と小さくしていって駆動電力を小さくしていく。ただし、本実施形態では、エアポンプ８への負荷を抑えるためにＯＮの時間が９０％を超えることがないように制御している。なお、本実施形態では、このＯＮの時間は測定圧力と設定圧力との差に基づくＰＩＤ（Proportional Integral Derivative）制御により演算するようにしているので、駆動電力の大きさは単に測定圧力と設定圧力との差に比例するものではない。また、エアポンプ８や制御回路１１等は直流電圧を電源として駆動されるようになっているので、エアポンプ８に供給される電力波形は、矩形状の周期的な波形となっている。また電圧変化の周期は、６０Ｈｚ（約１６．７ミリ秒）となっている。

次に制御回路１１による具体的な制御について図１０及び図１１を参照して説明する。まず、制御回路１１によるエアポンプ８の制御を開始する前に空気室４の設定圧力を設定する。設定圧力は当該空気式マッサージ装置１の使用者が任意に決定することができ、当該空気式マッサージ装置１では２ｋＰａから１８ｋＰａの間で設定できるようになっている。

圧縮空気供給制御装置２の駆動を開始すると、制御回路１１は、図１０に示すように、後に説明する各フラグをＯＦＦにする（Ｓ１０）。次に、エアポンプ８への駆動電力の供給を開始するとともに（Ｓ１２）、一つ目の空気室４に対応する第１の電磁弁３０を閉止状態から連通状態となるように駆動する（Ｓ１４）。エアポンプ８に供給される駆動電力は、上述のようにＰＩＤ制御による位相制御によって適宜決められる。次に、圧縮空気供給時間のカウントを開始する（Ｓ１６）。圧縮空気供給時間がタイムアウト時間以上になっているかを判断し（Ｓ１８）、圧縮空気供給時間がタイムアウト時間以上になったらタイムアウトフラグをＯＮにして（Ｓ２０）、図１０に示す制御を終了する（Ｓ２１）。なお、このタイムアウト時間は、設定圧力や、空気室４の大きさ、選択したマッサージパターンなどにより変更するようにしてもよい。本実施形態においてはタイムアウト時間を４５秒に設定している。

圧縮空気供給制御装置２の駆動を開始すると、制御回路１１は、上述の図１０の制御に加えて図１１に示す制御も同時に開始する。ここではまず、上述したタイムアウトフラグがＯＮになっているかを判断する（Ｓ２２）。ＯＮであれば後述する異常モードに移行する（Ｓ５０）。ＯＦＦであれば次に後述する圧力到達フラグがＯＮであるかを判断する（Ｓ２４）。圧力到達フラグがＯＦＦであれば、圧力センサ２０により測定された測定圧力を予め設定した設定圧力と比較する（Ｓ２６）。このとき制御回路１１は、測定圧力と設定圧力との差を演算し、該差に基づいてエアポンプ８に供給する駆動電力を変更する。測定圧力が設定圧力以上になると圧力到達フラグがＯＮにされる（Ｓ２８）。次に、制御回路１１は、測定圧力が設定圧力に到達するまでの間にエアポンプ８に供給した駆動電力に基づいて、異常判断閾値を設定する（Ｓ３０）。具体的には、空気室４への圧縮空気の供給が開始されてから測定圧力が設定圧力に到達するまでの間における駆動電力の最大値の６５％の値（最大値に０．６５を乗じた値）と、駆動電力上限値（１００％）の４０％の値（閾値下限値）とのうちの大きい方の値に異常判断閾値を設定する。異常判断閾値の設定が完了すると、次に圧力到達後経過時間のカウントを開始する（Ｓ３２）。次に、駆動電力をＳ３０で設定した異常判断閾値と比較する（Ｓ３４）。駆動電力が異常判定閾値以下となっていないときには、Ｓ２２に戻ってタイムアウトフラグと圧力到達フラグの確認を行う。圧力到達フラグがＯＮになっていれば、後述する圧力保持完了フラグを確認するステップに移る（Ｓ３６）。圧力保持完了フラグがＯＦＦであれば既にカウントを開始している圧力到達後経過時間を予め設定されている圧力保持時間と比較し（Ｓ３８）、圧力到達後経過時間が該圧力保持時間以上であれば圧力保持完了フラグがＯＮになる（Ｓ４０）。なお、本実施形態では、圧力保持時間は１５秒に設定されている。次に後述する駆動電力低下フラグを確認し（Ｓ４２）、ＯＦＦであれば上述したＳ３４のステップに戻る。Ｓ３４のステップにおいて駆動電力が異常判断閾値以下となっていれば駆動電力低下フラグがＯＮになる（Ｓ４４）。さらに圧力保持完了フラグを確認して（Ｓ４６）、ＯＦＦであれば再びＳ２２に戻り、ＯＮであれば大きな空気漏れがないと判断し、図１１に示す制御を終了する（Ｓ４８）。圧力到達フラグ、駆動電力低下フラグ、及び圧力保持完了フラグの全てがＯＮとなる前にタイムアウト時間が経過すると、タイムアウトフラグがＯＮになり（Ｓ２０）、Ｓ２２のステップから異常モードに移行する（Ｓ５０）。この異常モードでは、大きな空気漏れがあると判断してエアポンプ８への駆動電力の供給を止めてエアポンプ８の駆動を停止するとともに、ブザー１８により警告音を鳴らして周囲に空気漏れを知らせる。また、電磁弁システム１０への電力供給も停止され、それによって第２の電磁弁４０が図８の開放状態になって空気室４内の圧縮空気が第１開口４７−１から排出され、空気室４は除圧される。

大きな空気漏れが検出されず正常に制御が完了した後は、予め選択されたマッサージパターンに従って次の空気室４を加圧するように、再び図１０及び図１１に示すフローを開始し、空気漏れが検知されなければさらに次の空気室４の加圧を開始する。このようにして選択されたマッサージパターンによるマッサージが終了するか又は途中で異常モードに移行するまで上記制御を繰り返す。なお、図１０及び図１１にはＳ１２のステップで連通状態とした第１の電磁弁３０を閉じて閉止状態とし空気室４を除圧するステップを示していないが、このステップは選択されたマッサージパターンに従って適当なタイミングで行われる。

空気漏れがない正常な状態で空気室４が加圧されたときには、エアポンプ８に供給される駆動電力と圧力センサ２０が測定したエアタンク９内の測定圧力は、図１２（ａ）に示すような変化を示す。エアポンプ８への駆動電力の供給が開始されるとともに加圧する空気室４に対応する第１の電磁弁３０が連通状態とされた時点から、駆動電力が徐々に大きくなり、これにともない測定圧力も上昇していく。測定圧力が設定圧力に到達すると駆動電力は急激に小さくなる。その後の圧力保持時間（１５秒）の間は測定圧力が設定圧力となるように駆動電力が制御される。圧力保持時間が経過するまでの間に駆動電力は異常判断閾値以下となっているので、制御回路１１は空気漏れがないと判断する。ここで図１０及び図１１に示す制御は一端終了し、圧縮空気供給時間のカウントがリセットされる。そして、次の空気室４への圧縮空気の供給を開始するために再び図１０及び図１１に示す制御が開始され、次の空気室４に対応する第１の電磁弁３０が連通状態とされる。なお、圧力保持時間中の駆動電力の制御は、測定圧力を設定圧力に厳密に一致させるようにはしておらず、設定圧力に対してある程度の幅のある範囲内に測定圧力が入るように制御している。

設定圧力が比較的に大きな値（例えば、１２ｋＰａ以上）に設定されている場合において、エアチューブ５が外れるなどして大きな空気漏れがある状態では、図１２（ｂ）に示すように、駆動電力が制御上の上限値（９０％）になってしばらくしても測定圧力はあまり上昇しない。そのまま測定圧力が設定圧力に到達することなくタイムアウト時間（４５秒）が経過すると、制御回路１１は大きな空気漏れがあると判断して異常モードに移行する。

同様にエアチューブ５が外れるなどして大きな空気漏れがある状態でも、設定圧力が比較的に小さい値（例えば、３ｋＰａ）に設定されている場合には、図１２（ｃ）に示すように、測定圧力が設定圧力にまで到達することがある。これは上述のように圧縮空気の流路内の抵抗による圧力損失の影響によって、圧力センサ２０のあるエアタンク９内の圧力が上昇するためである。従来技術においては測定圧力が設定圧力に到達した時点で空気漏れがないと判断するようにしているので、このような状況におけるエアチューブ５の外れや空気室４の破れなどは検出されずそのまま制御が続行されていた（図１３）。しかし、本発明に係る圧縮空気供給制御装置２では、上述のように、測定圧力が設定圧力に到達した時点を始点としタイムアウト時間が終了するときを終点とする空気漏れ判断時間内における駆動電力の値に基づいて空気漏れの判断をするようになっている。そのため、圧力損失によりエアタンク９内の圧力が一時的に上昇して測定圧力が設定圧力に到達したとしても、その後に測定圧力を設定圧力に保持するための駆動電流が大きければ大きな空気漏れがあると判断することができる。従って、設定圧力が比較的に小さい場合においても空気漏れも検出することが可能となる。なお本実施形態では、空気漏れ判断時間は、設定したタイムアウト時間と測定圧力が設定圧力に到達したときの時間とにより自動的に決まる時間であり、制御回路１１が具体的に設定しているものではない。しかし、制御回路１１が、空気漏れ判断時間を、固定された時間または設定圧力等の条件によって変更される時間として具体的に設定するようにしてもよい。この場合には空気漏れ判断時間はタイムアウト時間が終了するのと同時に終了する時間とする必要はなく、タイムアウト時間が終了する前に終了する時間としても、タイムアウト時間が終了した後に終了する時間としてもよい。また、タイムアウト時間が経過していたとしても空気漏れ判断時間内であるであれば、タイムアウト時間よりも空気漏れ判断時間を優先して、空気漏れ判断時間が経過するまではタイムアウト時間の経過による異常モードへの移行を行わないで、駆動電力と異常判断閾値との比較を行い駆動電力が異常判断閾値以下となった時点で空気漏れなしとの判断をするようにしても良い。

空気室４等からの空気漏れが全くない状態が好ましいが、僅かな空気漏れであれば許容できる場合もある。空気室４に微小な穴があいて僅かに空気漏れが生じている状態では、図１２（ｄ）に示すように、駆動電力は、測定圧力が設定圧力に到達した後に、図１２（ａ）に示す空気漏れがない状態ほどは低下しない。これは、僅かな空気漏れによる圧力低下を補うために図１２（ａ）のときよりもエアポンプ８を高出力で駆動させる必要があるためである。しかし、空気漏れの程度は図１２（ｃ）の状態のときよりも小さいので図１２（ｃ）のときの駆動電力に比べるとその低下は大きくなる。駆動電力は、圧力保持時間が経過した時点ではまだ異常判断閾値以上であるが、その後タイムアウト時間が経過する前の空気漏れ判断時間内に異常判断閾値以下にまで低下する。制御回路１１はこの時点で大きな空気漏れがないと判断して、次の空気室４の加圧制御に移行する。本実施形態では、異常判断閾値は、上述のように、測定圧力が設定圧力に到達するまでの間における周期的な電圧変化のうちの１周期分の駆動電力の最大値の６５％の値（最大値に０．６５を乗じた値）と、駆動電力上限値（１００％）の４０％の値（閾値下限値）とのうちの大きい方の値に設定するようにしている。しかし、異常判断閾値をどのような値に設定するかは、どの程度の空気漏れまでを許容するかによって適宜決められるものであり、上記値以外の値としてもよい。

以上、圧縮空気供給制御装置２を空気式マッサージ装置１において使用する実施形態について説明をしてきたが、当該圧縮空気供給制御装置２は、マッサージ具３の空気室４に対する圧縮空気の供給ではなく、他の密閉された空気室４に圧縮空気を供給するための装置として利用することもできる。

１ 空気式マッサージ装置 ２ 圧縮空気供給制御装置
３ マッサージ具 ４ 空気室
５ エアチューブ ６ 吐出口
７ 筐体 ８ エアポンプ
９ エアタンク １０ 電磁弁システム
１１ 制御回路 １２ 出口
１３ 商用電源 １４ トランス
１５ 電源回路 １６ バッテリー
１７ 充電回路 １８ ブザー
１９ 圧力測定用流路 ２０ 圧力センサ
２２ 圧力スイッチ ２４ ヘッダー
２５ 圧縮空気入口 ２６ 上部チャンバー
２７ 下部チャンバー ３０ 第１の電磁弁
３１ ソレノイドコイル ３２ プランジャー
３３ 永久磁石 ３４ 弁体支持部材
３５ 弁体 ３６ スプリング
３７−１ （第１の電磁弁の）第１開口 ３７−２ （第１の電磁弁の）第２開口
３７−３ （第１の電磁弁の）第３開口 ３８ ハウジング
４０ 第２の電磁弁 ４１ ソレノイドコイル
４２ シャフト ４３ プランジャー
４４ 弁体 ４５ スプリング
４６ 弁ハウジング ４７−１ （第２の電磁弁の）第１開口
４７−２ （第２の電磁弁の）第２開口 ４８ コイルハウジング
４９ プランジャー受部材 ５１ ダックビル型逆止弁
５２ ダックビル型逆止弁 ５３ 逆止弁
６０ 供給管 ６２ 接続管

Claims (10)

1. 密閉された空気室が接続され、該空気室に圧縮空気を供給するための圧縮空気供給制御装置であって、
   エアポンプと、
   前記エアポンプで発生された圧縮空気を前記空気室に供給する空気供給路と、
   前記エアポンプに供給する駆動電力を制御する制御手段と、
   前記空気供給路内の圧力を測定し、該圧力の大きさを示す圧力信号を前記制御手段に送信する圧力センサと、を備え、
   前記制御手段は、前記圧力信号が示す測定圧力と予め設定された設定圧力との差に基づいて前記測定圧力が前記設定圧力となるように前記エアポンプに供給する前記駆動電力を制御するとともに、前記測定圧力が前記設定圧力に到達してから空気漏れ判断時間が経過するまでの間に前記駆動電力が所定の異常判断閾値以下に下がらない場合には空気漏れがあると判断するようにされた、圧縮空気供給制御装置。
2. 前記制御手段は、前記異常判断閾値を、前記測定圧力が前記設定圧力に到達するまでの間の前記駆動電力の最大値よりも小さい値に設定するようにされた、請求項１に記載の圧縮空気供給制御装置。
3. 前記制御手段は、前記空気室への圧縮空気の供給を開始してから所定のタイムアウト時間が経過するまでの間に前記測定圧力が前記設定圧力に到達しなかった場合には、空気漏れがあると判断するようにされた、請求項１又は２に記載の圧縮空気供給制御装置。
4. 前記空気漏れ判断時間が、前記タイムアウト時間が経過した時点で終了する時間である、請求項３に記載の圧縮空気供給制御装置。
5. 前記空気供給路の途中に、前記エアポンプと前記空気室との間を連通状態と閉止状態との間で切り替える切替弁を備えており、
   前記制御手段は、前記切替弁を開いて前記連通状態とするときに前記タイムアウト時間のカウントを開始するようにされた、請求項３又は４に記載の圧縮空気供給制御装置。
6. 前記空気供給路の途中に、前記エアポンプと前記切替弁との間に配置されたエアタンクをさらに備えており、
   前記圧力センサは、前記エアタンク内の圧力を測定するようにされている、請求項５に記載の圧縮空気供給制御装置。
7. 前記空気室が複数接続されるようにされており、
   前記切替弁が前記エアポンプと各空気室との間にそれぞれ設けられ、
   前記制御手段は、前記複数の空気室に順次圧縮空気を供給するように各切替弁を制御するようにされている、請求項６又は７に記載の圧縮空気供給制御装置。
8. 前記制御手段は、前記測定圧力が前記設定圧力に到達してから少なくとも所定の圧力保持時間が経過するまでは前記測定圧力が前記設定圧力に保持されるように前記駆動電力の制御を続けるようにされた、請求項１乃至７の何れか一項に記載の圧縮空気供給制御装置。
9. 前記制御手段は、前記異常判断閾値を、前記測定圧力が前記設定圧力に到達するまでの間の前記駆動電力の最大値に１未満の所定の正の数を乗じた値と、所定の閾値下限値と、のうちの大きい方の値に設定するようにされた、請求項１乃至８の何れか一項に記載の圧縮空気供給制御装置。
10. 請求項１乃至９の何れか一項に記載の圧縮空気供給制御装置と、前記圧縮空気供給制御装置に接続された前記空気室を備えるマッサージ具と、を備える、空気式マッサージ装置。

Images