JP2021166840A - マッサージ機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】マッサージ機は、第1電動モータを駆動源として、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットと、第2電動モータを駆動源として被施療者の身体に対して施療子駆動ユニットを接近・離間方向に移動させるための移動機構とを備え、筋硬度測定モードにおいて、第2電動モータによって被施療者の被測定部位の皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで前記施療子が押し込まれた後に、第1電動モータを定速制御によって回転駆動させて、施療子を用いたマッサージ動作を行い、マッサージ動作中に検出された第1電動モータのモータ電流に基づいて、被施療者の筋硬度を測定する。
【選択図】図8
Description
この発明の一実施形態は、被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定モードを備えたマッサージ機であって、第1電動モータを駆動源として、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットと、第2電動モータを駆動源として、前記被施療者の身体に対して前記施療子駆動ユニットを接近・離間方向に移動させるための移動機構とを備え、前記筋硬度測定モードにおいて、前記第2電動モータによって前記被施療者の被測定部位の皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで前記施療子が押し込まれた後に、前記第1電動モータを定速制御によって回転駆動させて、前記施療子を用いたマッサージ動作を行い、前記マッサージ動作中に検出された前記第1電動モータのモータ電流に基づいて、前記被施療者の筋硬度を測定する、マッサージ機を提供する。
この発明の実施形態では、前記マッサージ機構が、前記施療子に揉み動作を行わせるための揉み機構である。
[本発明の実施形態の詳細な説明]
以下、この発明を椅子型マッサージ機に適用した場合の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
椅子型マッサージ機1は、座部11と、背もたれ部12と、肘掛部13と、脚載部(オットマン)14と、これらの土台となる基台部10とを含む。
以下の説明において、前後方向、左右方向および上下方向とは、被施療者が椅子型マッサージ機1に通常の姿勢で着座したときに、その被施療者から見た場合の前後方向、左右方向および上下方向をそれぞれいうものとする。
一方の肘掛部13には、操作装置支持部材21および表示装置支持部材22が取り付けられている。操作装置支持部材21には、被施療者が椅子型マッサージ機1を操作するための操作装置23が取外し自在に取り付けられている。表示装置支持部材22には、表示装置24が取外し自在に取り付けられている。表示装置24は、例えば液晶ディスプレイである。
マッサージユニット17は、ガイドレール19,20に対して昇降自在に取り付けられている。マッサージユニット17は、矩形枠状のメインフレーム31を含む。メインフレーム31は、左右一対の側壁と、これらの側壁の上端どうしおよび下端どうしをそれぞれ結合する天壁および底壁とからなる。メインフレーム31には、左右方向に延びたガイド軸32および昇降用駆動軸33が回転自在に取り付けられている。ガイド軸32は、メインフレーム31の上部に配置され、昇降用駆動軸33はメインフレーム31の下部に配置されている。ガイド軸32および昇降用駆動軸33の両端部は、メインフレーム31の両側壁から外方に突出している。ガイド軸32の両端部には、ガイドレール19,20によって案内されるガイドローラ34が取り付けられている。昇降用駆動軸33の両端部には、ガイドレール19,20に設けられたラック(図示略)と噛み合うピニオンギヤ35が取り付けられている。メインフレーム31には、昇降用駆動軸33を回転させるための昇降用モータ36が取り付けられている。昇降用モータ36は、昇降用駆動軸33にギヤ機構37を介して連結されている。昇降用モータ36が回転されることによって、マッサージユニット17はガイドレール19,20に沿って昇降される。
昇降用駆動軸33の長さ中間部には、揺動フレーム39が前後方向に揺動自在に取り付けられている。揺動フレーム39には、左右一対の施療子41およびその駆動機構を備えた施療子駆動ユニット40が取り付けられている。メインフレーム31には、揺動フレーム(施療子駆動ユニット)を前後方向に進退させるための施療子駆動ユニット進退機構(移動機構)が設けられている。
施療子駆動ユニット40は、施療子41を偏心回動させることによって揉み動作を行う揉み機構と、施療子41を前後方向に揺動させることによって叩き動作を行う叩き機構とを備えている。揉み機構または叩き機構は、マッサージ機構の一例である。揉み機構は、アクチュエータ(駆動源)としての揉み用モータ48を含んでいる。叩き機構は、アクチュエータ(駆動源)としての叩き用モータ49を含んでいる。揉み動作には、施療子が上方向に動作する「揉み上げ」と、施療子が下方向に動作する「揉み下げ」とがある。「揉み上げ」と「揉み下げ」とでは、揉み用モータ48の回転方向が逆となる。
椅子型マッサージ機1の内部には、椅子型マッサージ機1を制御するための制御部60が内蔵されている。制御部60は、マイクロコンピュータを含み、CPU、メモリ(RAM、ROM、不揮発性メモリ)61等を備えている。メモリ61には、椅子型マッサージ機1を制御するためのプログラム、必要なデータ等が記憶される。また、制御部60は、内部時計を備えている。
制御部60には、操作装置23、表示装置24、背もたれ回動用アクチュエータ15の駆動回路71および脚載部回動用アクチュエータ16の駆動回路72が接続されている。制御部60には、さらに、マッサージユニット17内の昇降用モータ36の駆動回路73、進退用モータ43の駆動回路74、揉み用モータ48の駆動回路75および叩き用モータ49の駆動回路76が接続されている。制御部60には、さらに、マッサージユニット17内の昇降位置センサ38、前後位置センサ47および回転角センサ50,51,52,53が接続されている。
まず、進退用モータ制御部63および進退用モータ電流演算部66について説明する。
図4は、進退用モータ43の駆動回路74および進退用モータ制御部63の構成ならびに進退用モータ電流演算部66を示すブロック図である。
PWM制御部94Aは、回転方向設定部90Aから与えられる回転方向指令値と、PI制御部93Aから与えられる電圧指令値とに基づいて、第1および第4スイッチング素子81A,84Aにそれぞれ与えられる第1および第4PWM信号と、第3および第2スイッチング素子83A,82Aにそれぞれ与えられる第3および第2PWM信号とを生成して、駆動回路74に与える。回転方向指令値が正転方向を表す指令値である場合には、第1および第4PWM信号は電圧指令値に応じたデューティ比のPWM信号として生成され、第3および第2PWM信号は非アクティブな信号となる。なお、この場合、第4PWM信号を、電圧指令値に応じたデューティ比のPWM信号ではなくHレベルの信号としてもよい。
駆動回路74は、PWM制御部94Aから与えられる第1〜第4PWM信号に基づいて、第1〜第4スイッチング素子81A〜84Aを制御する。これにより、進退用モータ43は、回転方向が回転方向設定部90Aによって設定された回転方向となり、回転速度が速度指令値設定部91Aによって設定された回転速度(所定の一定速度)と等しくなるように回転駆動される。
この実施形態では、昇降用モータ36は、ブラシ付き直流モータからなる。駆動回路73は、前述した進退用モータ43の駆動回路74と同様な構成を有しており、第1〜第4の4つのスイッチング素子81B〜84Bを含むHブリッジ回路からなる。第1〜第4の4つのスイッチング素子81B〜84Bは、前述した図4の第1〜第4の4つのスイッチング素子81A〜84Aに対応している。ただし、この実施形態では、この駆動回路73には、シャント抵抗は設けられていない。各スイッチング素子81B〜84Bは、例えばトランジスタからなる。第1スイッチング素子81Bと第2スイッチング素子82Bとの接続点には、昇降用モータ36の第1端子が接続されている。第3スイッチング素子83Bと第4スイッチング素子84Bとの接続点は、昇降用モータ36の第2端子に接続されている。
この実施形態では、揉み用モータ48は、ブラシ付き直流モータからなる。駆動回路75は、前述した進退用モータ43の駆動回路74と同様な構成を有しており、第1〜第4の4つのスイッチング素子81C〜84Cを含むHブリッジ回路からなる。第1〜第4の4つのスイッチング素子81C〜84Cは、前述した図4の第1〜第4の4つのスイッチング素子81A〜84Aに対応している。各スイッチング素子81C〜84Cは、例えばトランジスタからなる。第1スイッチング素子81Cと第2スイッチング素子82Cとの接続点には、揉み用モータ48の第1端子が接続されている。第3スイッチング素子83Cと第4スイッチング素子84Cとの接続点は、シャント抵抗85Cを介して揉み用モータ48の第2端子に接続されている。シャント抵抗85Cは、揉み用モータ48に流れるモータ電流を検出するための電流検出用抵抗である。揉み用モータ電流演算部67は、シャント抵抗85Cの両端間の電圧を測定することによって揉み用モータ48に流れるモータ電流Im3を検出する。
この実施形態では、叩き用モータ49は、ブラシ付き直流モータからなる。叩き用モータ49の駆動回路76は、スイッチング素子81Dを含む。スイッチング素子81Dは、例えばトランジスタからなる。スイッチング素子81Dのコレクタは、電源Vcの正極端子に接続されている。スイッチング素子81Dのエミッタは、叩き用モータ49の第1端子に接続されている。叩き用モータ49の第2端子は、シャント抵抗85Dを介して接地されている。シャント抵抗85Dは、叩き用モータ49に流れるモータ電流を検出するための電流検出用抵抗である。叩き用モータ電流演算部68は、シャント抵抗85Dの両端間の電圧を測定することによって叩き用モータ49に流れるモータ電流Im2を検出する。
筋硬度測定モードが選択されると、筋硬度測定処理部70は、まず、進退用モータ制御部63を介して、進退用モータ43を所定方向に定速制御によって回転駆動させて、施療子41(施療子駆動ユニット40)を被施療者の被測定部位に接近させる方向に移動させる(ステップS1)。これにより、施療子41が前進して、被測定部位に押し付けられていく。
α=Im1(n)―Im1(n−1) …(1)
ステップS3では、筋硬度測定処理部70は、ステップS2で演算されたモータ電流Im1の変化率αが、所定の閾値A(A>0)以上であるか否かを判別する。このような判定を行っている理由について説明する。身体の硬さは、皮膚、脂肪および筋肉の多層構造による硬さである。皮膚および脂肪の厚さおよび硬さには個人差があるため、筋肉のみの硬さを計測するためには、皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで施療子41が押し込まれた後に、筋肉の硬さを計測する必要がある。
施療子41が身体の表面に当接した状態から身体に一定速度で押し込まれると、最初は筋肉の表面を覆っている皮膚および脂肪が施療子41によって圧縮されていく。そして、皮膚および脂肪がそれ以上圧縮できない位置まで施療子41が押し込まれると、筋肉が施療子41によって圧縮されていく。筋肉は皮膚および脂肪に比べて硬いので、施療子41を一定速度で身体に押し込んでいった場合のモータ電流Im1の変化率は、皮膚および脂肪に対する変化率に比べて、筋肉に対する変化率αの方が大きくなる。
ステップS3において、モータ電流Im1の変化率αが閾値A未満であると判別された場合には(ステップS3:NO)、筋硬度測定処理部70は、ステップS2に戻り、ステップS2およびS3の処理を再度行う。この場合、前回のステップS2の処理が行われてから、第1の所定時間T1が経過した時に、今回のステップS2の処理が実行されるように、今回のステップS2の処理の開始タイミングが制御される。
次に、筋硬度測定処理部70は、叩き用モータ制御部65を介して、叩き用モータ43を定速制御によって回転駆動させて、施療子41に叩き動作を行わせる(ステップS5)。これにより、被測定部位に対して叩き動作が行われる。
ステップS7では、筋硬度測定処理部70は、前記ステップS5で叩き用モータ43が回転駆動されてから、第3の所定時間T3が経過したか否かを判別する。第3の所定時間T3が経過していない場合には(ステップS7:NO)、筋硬度測定処理部70は、ステップS6に戻り、ステップS6およびS7の処理を再度実行する。この場合、前回のステップS6の処理が行われてから、第2の所定時間T2が経過した時に、今回のステップS6の処理が実行されるように、今回のステップS6の処理の開始タイミングが制御される。
次に、筋硬度測定処理部70は、叩き用モータ49がステップS5で回転駆動されてからステップS8で停止されるまでに、メモリ61に記憶された複数のモータ電流Im2の平均値を、当該被施療者の当該被測定部位の筋硬度の指標として演算して、表示装置24に表示する(ステップS9)。そして、筋硬度測定処理部70は、今回の筋硬度測定処理を終了する。
図10のステップS1〜S4の処理は、図8のステップS1〜S4の処理と同様なのでその説明を省略する。
次に、筋硬度測定処理部70は、揉み用モータ48がステップS5Aで回転駆動されてからステップS8Aで停止されるまでに、揉み用モータ電流演算部67から取得されてメモリ61に記憶された複数のモータ電流Im3の平均値を、当該被施療者の当該被測定部位の筋硬度の指標として演算して、表示装置24に表示する(ステップS9A)。そして、筋硬度測定処理部70は、今回の筋硬度測定処理を終了する。
また、前述の実施形態では、この発明を椅子型マッサージ機に適用した場合について説明したが、この発明は、電動モータを駆動源とする叩き機構または揉み機構を備えたマッサージ機であれば、椅子型以外のマッサージ機(例えば、シート状マッサージ機)にも適用することができる。また、この発明は、エアバックを備えていないマッサージ機にも適用することができる。
この明細書からは、以下のような発明が抽出され得る。
1. 被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定モードを備えたマッサージ機であって、
第1電動モータを駆動源として、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットと、
第2電動モータを駆動源として、前記被施療者の身体に対して前記施療子駆動ユニットを接近・離間方向に移動させるための移動機構と、
前記筋硬度測定モード時に、前記第2電動モータを定速制御によって所定方向に回転駆動して、前記施療子を前記被施療者の身体に押し込んでいく第2電動モータ駆動手段と、
前記第2電動モータ駆動手段による前記第2電動モータの駆動中に、前記第2電動モータに流れるモータ電流の変化率を監視し、前記モータ電流の変化率が所定の閾値以上になったときに、前記第2電動モータの駆動を停止させる第2電動モータ駆動停止手段と、
前記第2電動モータ駆動停止手段による前記第2電動モータの駆動停止後に、前記第1電動モータを定速制御によって回転駆動して、前記施療子にマッサージ動作を行わせる第1電動モータ駆動手段と、
前記第1電動モータ駆動手段による前記第1電動モータの駆動中に、前記第1電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって検出されるモータ電流に基づいて、前記被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定手段とを含む、マッサージ機。
3. 前記マッサージ機構が、前記施療子に叩き動作を行わせるための叩き機構である、「1.」または「2.」に記載のマッサージ機。
17 マッサージユニット
24 表示装置
40 施療子駆動ユニット
41 施療子
36 昇降用モータ
43 進退用モータ
48 揉み用モータ
49 叩き用モータ
50,51,52,53 回転角センサ
60 制御部
61 メモリ
62 昇降用モータ制御部
63 進退用モータ制御部
64 揉み用モータ制御部
65 叩き用モータ制御部
66 進退用モータ電流演算部
67 揉み用モータ電流演算部
68 叩き用モータ電流演算部
70 筋硬度測定処理部
Claims (3)
- 被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定モードを備えたマッサージ機であって、
第1電動モータを駆動源として、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットと、
第2電動モータを駆動源として、前記被施療者の身体に対して前記施療子駆動ユニットを接近・離間方向に移動させるための移動機構とを備え、
前記筋硬度測定モードにおいて、前記第2電動モータによって前記被施療者の被測定部位の皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで前記施療子が押し込まれた後に、前記第1電動モータを定速制御によって回転駆動させて、前記施療子を用いたマッサージ動作を行い、
前記マッサージ動作中に検出された前記第1電動モータのモータ電流に基づいて、前記被施療者の筋硬度を測定する、マッサージ機。 - 前記マッサージ機構が、前記施療子に叩き動作を行わせるための叩き機構である、請求項1に記載のマッサージ機。
- 前記マッサージ機構が、前記施療子に揉み動作を行わせるための揉み機構である、請求項1に記載のマッサージ機。
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