JP2857795B2 - Motion control device driven by DC motor - Google Patents
Motion control device driven by DC motorInfo
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Description
本発明は、直流モータを駆動源として、マッサージ機
の振動板や扇風機のファン等の被駆動体の運動特性を時
間と共に変化させる運動制御装置に関する。The present invention relates to a motion control device that changes a motion characteristic of a driven body such as a diaphragm of a massage machine or a fan of a fan with time using a DC motor as a drive source.
【従来の技術】 直流モータを駆動源として種々の被駆動体、例えばマ
ッサージ機の振動板や扇風機のファンなどの運動を制御
する装置が知られている。肩のこりや腰痛等を和らげた
り疲労を解消するためのマッサージ機では、例えば、直
流モータを用いてローラを回転させるタイプのもの、揉
み玉と呼ばれるヘッドを偏心回転させるもの、表面に突
起等を有する振動板や球形のヘッドを振動させるもの、
あるいは低周波振動子を人体に密着させて低周波振動で
マッサージを行なうものなどがある。 また、こうしたマッサージ機や扇風機では、人体に付
与する振動や回転、あるいは送風の状態が単調にならな
いように、所定のインターバルで振動の大きさや回転方
向等を変化させるものも提案されている。2. Description of the Related Art Devices that control the movement of various driven members, for example, a diaphragm of a massage machine and a fan of a fan, using a DC motor as a drive source are known. Massage machines for relieving stiff shoulders and lower back pain and eliminating fatigue include, for example, a type that rotates a roller using a DC motor, a type that eccentrically rotates a head called a kneading ball, and has a projection or the like on the surface. Vibrating diaphragms and spherical heads,
Alternatively, there is a method in which a low-frequency vibrator is brought into close contact with a human body and massage is performed with low-frequency vibration. Further, in such massage machines and electric fans, there have been proposed ones in which the magnitude and the rotation direction of the vibration are changed at predetermined intervals so that the vibration and rotation applied to the human body or the state of air blowing do not become monotonous.
しかしながら、振動の大きさや回転方向を所定のイン
ターバルで可変しても、マッサージ機を使用する使用者
はいずれその動きに慣れ、マッサージに飽きてくるとい
う問題があった。従って、単調な動きのマッサージ機で
は、マッサージによる心地よさが持続せず、また使用者
がマッサージを短時間で切り上げがちで、マッサージの
機能を十分に発揮させることができない。扇風機でも、
自然の風と比べると、送風の状態が単調で心地よさに欠
けることが指摘されていた。 このほか、振動や回転の大きさ等を複数段階に可変し
ようとする場合、制御の分解能を高くしなければならな
いが、限られた機能のマイクロプロセッサでは、きめ細
かい制御ができないという問題も存在した。 本発明は上記問題点を解決し、使用者が飽きることの
ない心地よい体感を生み出すよう所定の物理量を制御す
る直流モータを駆動源とする運動制御装置を提供するこ
とを目的としてなされた。 かかる目的を達成する本発明の構成について以下説明
する。However, there is a problem that even if the magnitude and the rotation direction of the vibration are changed at predetermined intervals, the user using the massage machine eventually gets used to the movement and gets tired of the massage. Therefore, with a massager having a monotonous movement, the comfort of the massage is not maintained, and the user tends to round up the massage in a short time, so that the function of the massage cannot be fully exerted. Even with a fan,
It was pointed out that the airflow was monotonous and uncomfortable compared to natural wind. In addition, in order to vary the magnitude of vibration or rotation in a plurality of steps, the resolution of control must be increased, but there is also a problem that a microprocessor having limited functions cannot perform fine control. An object of the present invention is to solve the above problems and to provide a motion control device using a DC motor as a drive source for controlling a predetermined physical quantity so as to create a comfortable sensation that the user does not get tired of. The configuration of the present invention that achieves the above object will be described below.
本発明の直流モータを駆動源とする運動制御装置は、
第1図に例示するように、 直流モータM1を駆動源としてマッサージ機の振動板や
扇風機の送風ファンなどの被駆動体M2を駆動し、振動状
態や送風量など体感に作用する物理量を制御する制御装
置であって、 所定時間内における前記被駆動体M2の運動に含まれる
回転数、振幅などの特性の変化に存在する各周波数成分
の大きさが周波数に略反比例したものとなるパターン
を、予め記憶する記憶手段M3と、 商用交流に接続されてその半波毎に、割込信号を発生
する割込信号発生回路M4と、 該割込信号に基づいて、商用交流の半波に対して最大
分解能1/N(Nは2以上の整数)で位相制御のタイミン
グを決定する制御タイミング決定手段M5と、 半波M個(Mは2以上の整数)を単位として、該半波
M個中の各半波における前記位相制御のタイミングを組
み合わせ、分解能1/(N・M)で位相制御を行なう位相
制御手段M6と、 前記記憶手段M3から前記パターンを逐次読み出し、該
パターンに従って決定される位相で前記位相制御手段M6
を駆動する位相制御実行手段M7と、 該位相制御後の商用交流を整流して、前記直流モータ
M1に供給する整流回路M8と を備えたことを要旨とする。The motion control device using the DC motor of the present invention as a driving source,
As illustrated in FIG. 1, a driven body M2 such as a diaphragm of a massage machine or a blower fan of a fan is driven by using a DC motor M1 as a drive source, and a physical quantity acting on a bodily sensation such as a vibration state and a blown amount is controlled. In the control device, a pattern in which the magnitude of each frequency component present in a change in characteristics such as the number of rotations and amplitude included in the movement of the driven body M2 within a predetermined time is substantially inversely proportional to the frequency, A storage means M3 for storing in advance, an interrupt signal generating circuit M4 connected to the commercial AC and generating an interrupt signal for each half-wave thereof, and a half-wave of the commercial AC based on the interrupt signal. Control timing determining means M5 for determining the timing of phase control at the maximum resolution 1 / N (N is an integer of 2 or more); and M half-waves (M is an integer of 2 or more) as a unit The timing of the phase control in each half-wave of The combined viewing resolution 1 / and phase control means M6 for performing phase control with (N · M), reading out the pattern from the storage unit M3 sequentially, the phase control means in a phase that is determined in accordance with the pattern M6
Phase control execution means M7 for driving the DC motor
And a rectifier circuit M8 for supplying to M1.
上記構成を有する本発明の直流モータを駆動源とする
運動制御装置は、マッサージ機の振動板や扇風機のファ
ン等の被駆動体M2を直流モータM1により駆動する構成に
おいて、この直流モータM1を制御して被駆動体M2の運動
の特性を、次のように高い分解能で時間と共に変化させ
る。 記憶手段M3は、所定時間内における被駆動体M2の運動
に含まれる回転数、振幅などの特性の変化に存在する各
周波数成分の大きさが周波数に略反比例したものとなる
パターンを、予め記憶している。位相制御実行手段M7
は、このパターンを逐次読み出し、パターンに従って決
定される位相で位相制御手段M6を駆動する。ここで、位
相制御手段M6は、商用交流の半波M個中の各半波に対し
て制御タイミグ決定手段M5が最大分解能1/Nで決定する
位相制御のタイミングを組み合わせ、分解能1/(N・
M)で、商用交流を位相制御する。なお、制御タイミン
グ決定手段M5は、割込信号発生回路M4が商用交流の半波
毎に発生する割込信号に基づいて、位相制御のタイミン
グを決定している。 こうして位相制御された後の商用交流は、整流回路M8
により整流され、直流モータM1に供給される。従って、
商用交流の各半波に対しては1/Nの分解能で位相制御す
るだけで、直流モータM1に供給される電力は、1/(M・
N)の分解能で制御される。この結果、記憶段M3に記憶
されたパターン、即ち所定時間内における運動に含まれ
る各周波数成分の大きさが周波数に略反比例したものと
なるパターンで被駆動体M2は運動し、しかも時間と共に
変化するその運動はきめ細かいものとなる。 なお、こうした制御の対象となる物理量としては、上
述したマッサージ機の振動数,振幅、扇風機の送風量の
ほか、風呂の水流量,バブルの発生量等、種々の要素を
考えることができる。The motion control apparatus using the DC motor of the present invention having the above configuration as a drive source controls the DC motor M1 in a configuration in which a driven body M2 such as a diaphragm of a massage machine or a fan of a fan is driven by the DC motor M1. Then, the characteristic of the movement of the driven body M2 is changed with time with high resolution as follows. The storage unit M3 previously stores a pattern in which the magnitude of each frequency component present in a change in characteristics such as the number of rotations and amplitude included in the movement of the driven body M2 within a predetermined time is substantially inversely proportional to the frequency. doing. Phase control execution means M7
Reads the pattern sequentially and drives the phase control means M6 with the phase determined according to the pattern. Here, the phase control means M6 combines the timing of the phase control determined by the control timing determination means M5 with the maximum resolution 1 / N for each half wave of the M half-waves of the commercial AC, and the resolution 1 / (N・
In M), the phase of the commercial AC is controlled. The control timing determining means M5 determines the timing of the phase control based on the interrupt signal generated by the interrupt signal generating circuit M4 for each half-wave of commercial AC. The commercial AC after the phase control in this manner is supplied to the rectifier circuit M8.
And supplied to the DC motor M1. Therefore,
For each half-wave of commercial AC, only the phase control is performed with a resolution of 1 / N, and the power supplied to the DC motor M1 is 1 / (M ·
N). As a result, the driven body M2 moves in a pattern stored in the storage stage M3, that is, a pattern in which the magnitude of each frequency component included in the movement within a predetermined time is substantially inversely proportional to the frequency, and changes with time. The movement that is done becomes detailed. In addition, as the physical quantity to be controlled, various factors such as the above-described vibration frequency and amplitude of the massage machine, the amount of air blown by the electric fan, the flow rate of water in the bath, and the amount of generated bubbles can be considered.
以上説明した本発明の構成・作用を一層明らかにする
ために、以下本発明の直流モータを駆動源とする運動制
御装置の好適な実施例について説明する。第2図は本発
明の一実施例であるマッサージ機の外形を示す概略斜視
図、第3図は同じくその一部破断側面図である。本実施
例では、被駆動体としてマッサージ用の振動板を用い、
この振動数の変化の大きさを制御している。 第2図,第3図に示すように、このマッサージ機は、
略偏平矩形状に形成された合成樹脂のケース1を備え
る。このケース1の左右には、把手2が一体成型されて
いる。また、ケース1の表面にはマッサージ用作用体と
しての振動板3が配設されており、更に表面右手前側に
は操作パネル4が設けられている。ケース1は、第3図
に示すように、ケース1の底を形成するケース本体1aと
側面から上面を形成するケース本体1bとに分けられてお
り、組立の便が図られている。ケース本体1aには、脚5
が収納可能に設けられており、マッサージ機を床等に傾
斜させて置く場合に、第2図に示すように、脚5を引き
出して使用することができる。 振動板3は合成樹脂製で略矩形の形状をしており、そ
の表面、即ち使用者の足などの身体が当てられる当たり
面6には、略半球形状の突起7がほぼ等間隔に複数設け
られている。当たり面6は、その手前側が内側に折れて
傾斜面6aを形成しており、突起7より大きな径を有する
凸部8が、傾斜面6aがなす稜線6b上に、2つ形成されて
いる。 振動板3は、その各コーナー近傍において弾性支柱10
によりケース本体1aに連結されている。この弾性支柱10
は、ゴムなどの弾性体を素材として円柱状に形成されて
おり、両端が各振動板3とケース本体1aとに固定されて
いる。従って、振動板3は、この弾性支柱10の変形可能
な範囲内で揺動可能である。 次に振動板3を振動させる駆動手段に相当する構成に
ついて簡略に説明する。ケース1内には直流モータ12が
収納されており、その出力軸14は偏心軸受15を介して振
動板3の略中央に接続されている。直流モータ12と偏心
軸受15とは、第4図に示すように、出力軸14にベアリン
グ16、スリーブ20を嵌め、更に出力軸14の先端に形成さ
れた雄螺子18を偏心軸受15のクランク軸28に設けられた
雌螺子36に螺合することにより組み立てられている。な
お、出力軸14をクランク軸28に螺合する際、モータ冷却
用のファン22を一体に組み付けている。即ち、クランク
軸28に設けられた断面長円形状のボス34に、ファン22の
基部に設けられた開口部26を嵌め合わせて、出力軸14を
クランク軸28に螺合するのである。この結果、直流モー
タ12の回転により、ファン22も回転し、直流モータ12を
空気冷却する。 偏心軸受15の雌螺子36は、クランク軸28の軸心から見
ると、数ミリ偏った位置に設けられており、ボス34の反
対側に突設された本体部30の軸中心とこの雌螺子36の軸
中心とは、ずれている。従って直流モータ12が回転する
と、クランク軸28の本体部30は偏心状態で回転運動し、
偏心軸受15のベアリング38も同様に運動する。偏心軸受
15のベアリング38は、第3図に示すように、振動板3の
嵌合部43に嵌合されているから、この運動により振動板
3は、弾性支柱10の弾性支持に抗して、揺動することに
なる。 なお、ファン22の一方の先端にはカウンタウェイト24
が取付けられている。このカウンタウェイト24の重量
は、振動板3の揺動に伴う反動を受ち消す位置かつ重さ
に調整されている。従って、振動板3の揺動に起因する
マッサージ機全体の振動は抑制され、マッサージ効果が
十分に発揮される。また、振動板3の重心とカウンタウ
ェイト24および偏心軸受15の中心とは、略同一とされて
おり、振動板3の揺動時における軸方向への力の作用点
がほぼ等しくなっていることから、出力軸14の軸方向の
ぶれも生じない。 次に、このマッサージ機の電機回路の構成について説
明する。商用の交流電源(AC100V)を用いて動作するこ
のマッサージ機の内部には、第5図に示すように、交流
電源から制御用の低電圧を生成する低電圧回路50と、ク
リスタルXtの発振周波数で動作する4ビットのCPU51
と、商用交流の半波毎にCPU51に対する割込信号を生成
する割込信号出力回路55と、商用交流を位相制御すると
共に位相制御後の電流を整流して直流モータ12に直流電
源を供給する位相制御回路57とが組み込まれている。 低電圧回路50は、コンセント58から電源スイッチ59を
介して入力した商用交流を6ボルトに落とすトランスT
S,トランスTSの二次側に接続され交流を全波整流するス
タックSD,スタックSDの出力側に接続された逆流防止用
のダイオードD1,全波整流後の電圧を安定化する三端子
レギュレータTT,三端子レギュレータTTの動作を安定化
するために接続された電界およびタンタルコンデンサC1
ないしC3,電源スイッチ59のオンオフを表示するための
発光ダイオードLD1および電流制限抵抗器R1から構成さ
れている。かかる低電圧回路50では、商用交流からCPU5
1等が動作するための5ボルトの直流電源が生成され
る。 CPU51は、その動作プログラムや振動の時系列データ
が予め書き込まれたROM、データ等を一時的に記憶するR
AM、更にはタイマなどの内蔵した1チップマイクロプロ
セッサであり、複数の入出力ポートも備えている。これ
らの入出力ポートの内、パラレル入力ポートF0,F1,D0,D
1,S0ないしS3には、操作パネル4に設けられた設定用の
8個の押しボタンタイプのキー61ないし68が接続されて
おり、パラレル出力ポートD3ないしD8には、現在の設定
を表示する6個の表示ランプ71ないし76が接続されてい
る。 「ON」キー61,「OFF」キー62はソフト的に電源の入り
切りを行なうものであり、「タイマ」キー63は約30分後
に電源を落とすためのタイマ用のものであり、「1/f」
キー64は振動モードを手動モードか自動モードかに切り
替えるものであり、更にキー65ないし68はマッサージ機
の振動の特性を「強」「中」「弱」「ソフト」の4段階
に設定する設定用のものである。これらのスイッチ61な
いし68の他端は、グランドレベルに接続されている。ま
た、表示用ランプ71ないし76の他端はすべてプルアップ
抵抗器Rupを介して電源ラインに接続されている。 CPU51の出力ポートD2には、キー操作を確認するため
の音を発生する圧電ブザーBzが接続されている。また、
CPU51の入力ポートF2には、割込信号出力回路55の出力
信号が入力されている。割込信号出力回路55は、全波整
流され分圧用抵抗器R6,R7により分圧された数ボルトの
信号をトランジスタTrのベースに入力して、プルアップ
抵抗器R5が接続されたトランジスタTrのコレクタから、
商用交流の半波毎にパルス信号を出力する回路である。
トランジスタTrのベースには、電圧制限用のツェナーダ
イオードDzが、グランドレベルとの間に接続されてい
る。商用交流とその半波毎に出力される割込信号とを、
第6図(A),(B)に示した。 CPU51は、この割込信号に基づいて、後述する位相制
御の処理を実行するが、商用交流の実際のスイッチング
は位相制御回路57により行なわれる。CPU51と位相制御
回路57との接続は、ホトカプラPCによりホトアイソレー
トされている。ホトカプラPCの発光ダイオード側はCPU5
1の出力ポートF3に抵抗器R2を介して接続されており、
一方、ホトダイアックになっているホトカプラPCの出力
側は、電流制限用の抵抗器R3を介して、トライアックTA
のゲートに接続されている。トライアックTAの両端には
雑音防止用の抵抗器R4とコンデンサC4とが接続されてお
り、トライアックTAと全波整流用のスタックSBとが直列
に接続されて、商用交流間に接続されている。 整流用スタックSBの出力側に、振動板3の駆動源とし
ての直流モータ12が接続されている。従って、CPU51が
その出力ポートF3をオンオフ制御すると、ホトカプラPC
を介して商用交流が位相制御され、これを整流した直流
により、直流モータ12の回転が制御されることになる。
即ち、本実施例では、CPU51と位相制御回路57とが、タ
イミング決定手段,位相制御手段,位相制御実行手段,
整流回路として機能し、振動板3の振動の特性を制御す
る。そこで、次にこのCPU51が実行する処理について、
第7図,第8図,第9図のフローチャートに依拠して説
明する。 手動の電源スイッチ59を操作して電源が投入される
と、CPU51は、第7図に示す位相決定処理ルーチンを繰
り返し実行する。電源の投入直後には、各種パラメータ
にデフォルト値を設定する処理を行なう(ステップ10
0)。このデフォルト値としては、振動板3の振動モー
ドを自動設定にしていることを示すフラグFA,「強」
「中」「弱」「ソフト」の設定を示す変数S,タイマがセ
ットされているか否かを示すフラグFt,ソフト的な電源
の投入状態を示す変数Kon等がある。手動操作の電源ス
イッチ59がオンにされた直後には、これらは総てデフォ
ルトの値(それぞれ、値1,1,0,0)に設定されるのであ
る。 これらのフラグ,変数は、操作パネル4のキー61ない
し68を操作することにより、その設定が変更される。キ
ーの操作に伴う処理は、第8図に示す割込処理によりな
されている。この処理は、操作キー61ないし68のいずれ
かが操作されたとき起動され、キーの種類を判断して
(ステップ110)、「ON」キー61が操作された場合に
は、変数Konに値1を設定し(ステップ111)、「OFF」
キー62が操作された場合には、変数Konを値0にリセッ
トする(ステップ112)。一方、「1/f」キー64が操作さ
れた場合、および「タイマ」キー63が操作された場合に
は、それぞれフラグFA,フラグFtの値(0もしくは1)
を反転する処理を行なう(ステップ113,115)。 また、操作パネル4の「強」「中」「弱」「ソフト」
の各キー65ないし68が操作された場合には、操作された
キーに応じて4,3,2,1の各値が設定される(ステップ11
4)。これらの処理の後、CPU51は、対応する表示用ラン
プ71ないし76を点灯し(ステップ117)、その後「RTN」
に抜けて本割込ルーチンを終了する。 第7図の位相決定処理ルーチンに戻って説明を続け
る。デフォルト値の設定を行なった後(ステップ10
0)、変数Konが値1か否かの判断を行ない(ステップ12
0)、変数Konが値1となるまで、即ち「ON」キー61が操
作されるまで待機する。「ON」キー61が操作されて変数
Konが値1になったと判断されると、続いてフラグFAが
値1であるか否かの判断がなされる(ステップ130)。
フラグFAのデフォルト値は1なので、「1/f」キー64が
操作されていなければ、自動モードであると判断し、更
に時間Δtが経過したか否かの判断を行なう(ステップ
140)。時間Δtは、直流モータ12を制御するタイミン
グを定めるものであり、本実施例では数秒に設定されて
いる。 時間Δtが経過したと判断された場合には(ステップ
140)、CPU51内のROMから次の制御データθを読み出す
処理を行ない(ステップ150)、このデータθを設定S
に基づいて補正する処理(ステップ160)を行なう。ROM
から読み出される制御データθは、6ビットのデータで
あり、その分解能は1/64である。このデータθを、「ソ
フト」「弱」「中」「強」の各設定Sの値に応じて補正
する。なお、補正は設定Sの値に基づくデータを単純に
データθに掛けるだけでもよいが、本実施例では、「ソ
フト」「弱」の場合には、振動板3の振動の低周波成分
が結果的に強調されるような補正が行なわれる。なお、
フラグFAが値1でないとき、即ち自動運転でない場合に
は、設定Sのみに従って制御データθを決定する(ステ
ップ130,165)。 この補正の後、次にフラグFhzが値1か否かの判断を
行なう(ステップ170)。このフラグFhzは、使用してい
る商用交流が50[Hz]か60[Hz]かの判別を行なうため
のもので、後述する半波割込処理ルーチン(第9図)に
より設定されるものである。使用している交流が50[H
z]であると判断された場大(Fhz=1)には、60[Hz]
での使用と出力を同等にするために、制御データθをお
よそ20[%]程度増加する補正を行なって位相制御量N
を決定する処理を行なう(ステップ180)。 こうして位相制御量Nを求めた後、位相制御量Nを整
数4で割って商ΔNと余りΔMとを求める処理を行なう
(ステップ190)。この処理は、半波4個を1単位とし
て位相制御を行なうためのものであり、商ΔNは各半波
の中での位相制御の基本量を表わし、余りΔMは位相制
御の増加を行なう半波の数を示している。位相制御の詳
細については、後述する。 ΔN,ΔMを求めた後、タイマの動作を示すフラグFtの
値をチェックし(ステップ200)、Ft=1、即ち「タイ
マ」キー63が操作されてタイマが使用されていれば、タ
イマ変数Toffを値1だけデクリメントし(ステップ21
0)、この変数Toffが値0より大きいか否かの判断を行
なう(ステップ220)。変数Toffは「タイマ」キー63が
操作された直後に、30分に対応した値にセットされてい
る。変数Toffが値0より大きければマッサージ機を停止
する必要はないから、そのまま次の判断、即ち変数Kon
が値0か否かの判断を行なう(ステップ230)。変数Kon
は「OFF」キー62が操作された時に、値0に設定されて
いるから(第8図ステップ112)、「OFF」キー62の操作
がなければステップ130に戻って、フラグFAの判断から
処理を再開する。一方、タイマ変数Toffが値0未満とな
った場合、もしくは「OFF」キー62が操作された場合に
は、マッサージ機を停止するとして、一切の制御を終了
する(ステップ240)。この結果、直流モータ12の回転
も停止する。その後、ステップ120に戻って、変数Konの
チェック、即ち次の起動のチェックから上述した処理を
再開する。 次に、半波割込処理ルーチンについて説明する。第9
図に示す処理ルーチンは、割込信号出力回路55から出力
される半波毎の割込信号により起動され、まず、変数Tn
を変数Tn−1に保存し、現在のタイマ変数Tiを変数Tnに
移す処理を行なう(ステップ300)。即ち、半波割込処
理ルーチンが前回起動された時のタイマのカウント値を
変数Tn−1に保存すると共に、今回起動された時間を変
数Tnに記憶するのである。タイマ変数Tiは、CPU51に内
蔵された自走式のタイマのカウント値である。タイマ
は、クリスタルXtの共振周波数で定まる周波数を基準と
して作動しており、0.5[msec]毎に値1ずつ、タイマ
変数Tiの値をカウントアップする。 続いて、変数TnとTn−1の偏差が18以上であるか否か
の判断を行ない(ステップ310)、値18以上、即ち半波
に要する時間が9[msec]以上であれば商用交流の周波
数は50[Hz](半波当たり10[msec])であると判断し
て、フラグFhzを値1に設定し(ステップ320)、値18未
満であれは周波数は60[Hz]と判断としてフラグFhzを
値0にリセットする(ステップ330)。 フラグFhzの設定を行なった後、次にカウンタCの値
を1だけインクリメントし(ステップ3)、カウンタC
の値が5になっていれば(ステップ350)、その値を1
に戻す(ステップ360)。この結果、カウンタCの値を
参照すれば、4個一組の半波の何番目の制御を行なって
いるかを判別することができるのである。 そこで、次にカウンタCが、第7図ステップ190で求
めた余りΔM以下か否かの判断を行なう(ステップ38
0)。余りΔMは、位相制御の増加を行なうべき半波の
数を表わしているから、現在制御しようとする半波が、
位相制御の増加を行なうべき半波であるか否かの判断を
行なうのである。例えば、ROMから読み出して各種の補
正を行なった後の位相制御量Nが値21であった場合、値
4で割った商ΔNは値5、余りΔMは値1となる。従っ
て、4個一組の半波の最初の半波の制御を行なっている
場合には、ステップ380での判断は「YES」となり、この
半波では位相制御量を値1だけ増加すると判断される。
この場合は、位相制御開始タイミングLを、 L=16−(ΔN+1) として求め(ステップ390)、位相制御量を増加しない
半波では、位相制御開始タイミングLを、 L=16−ΔN として求めるのである(ステップ395)。 第6図(C)にこうして位相制御開始タイミングLが
求められる様子を示した。位相制御開始タイミングLが
求められた後は、タイマ変数Tiの値がこの割込ルーチン
の開始時刻Tnから位相制御開始タイミングLだけ経過し
た値となるまで待機し(ステップ400)、その時刻に至
ったとき、CPU51の端子F3からパルス信号をホトカプラP
Cに出力し(ステップ410)、その後、「RTN」に抜けて
本割込ルーチンを終了する。CPU51の端子F3からのパル
ス信号を受けて、位相制御回路57のトライアックTAはタ
ーンオンし、位相制御された交流電流を、その半波の終
了まで流し続けることになる。 以上の処理により本実施例のマッサージ機は、「1/
f」キー64が操作されて自動モードに設定されている場
合、振動板3を駆動する直流モータ12は、約2.5分を1
周期Tとして、予めROMに記憶されたデータに対応した
回転数で逐次駆動される。経時的な回転数Nの変化を第
10図(A)に例示する。回転数Nの変化の様子を周期T
の波動と見れば、かかる波動yは、複数の正弦波(基本
周波数ωt,第2調波2ωt,第3調波ωt,…第n調波ω
t)の集合 y=A0+A1・sin(ωt+φ1) +A2・sin(2ωt+φ2)+A3・sin(3ωt+φ3) +…+An・sin(nωt+φn) として表すことができる(フーリエ級数)。本実施例で
は、各周波数成分の係数Aiが、周波数(nωt)が高く
なるほど小さくなるよう直流モータ12の回転数の制御デ
ータが予め定められている。即ち、 An=k・A0/n (n≧2) である。この結果、直流モータ12の回転数の変動の周波
数と回転数の変化の大きさとの関係をとると、第10図
(B)に示すように、回転数の変動の周波数が高くなる
ほど、回転数の変化の大きさは周波数に反比例して小さ
くなるのである。 また、本実施例では、摺動の強さをキー65ないし68に
より切り替えると、その周波数特性も若干異なるもとの
されている。第10図(B)は、「弱」キー67が操作され
て設定が「弱」の場合の特性を有しており、第10図
(C)は、同じく「中」の場合の特性を示している。両
図において、実線J1,J2は、各周波数成分における回転
数の変化の大きさの測定値をプロットしたグラフであ
り、一点鎖線F1,F2は、1/f(fは周波数)のグラフであ
る。 以上説明した本実施例によれば、「1/f」キー64が操
作されてモードが「自動」に設定されている場合には、
振動板3は、1サイクル2.5分に亘って、回転数の変動
の周波数が高くなるほど回転数の変化の大きさが小さく
なるような特性できめ細かく駆動される。即ち、その振
動数の変化には明確な繰り返しが存在せず、自然界にお
ける風や波の変化の特性と同じように自然なものとなっ
ている。また、振動の変化の段階も64段階と多く、各振
動の変化も滑らかである。このため、マッサージ機の振
動は極めて心地良いものとなり、これを使用する者が振
動板3の振動によるマッサージに飽きることがない。従
って、マッサージ効果を十二分に引き出すことができ
る。 内部の制御精度が4ビットのCPU51を用いた本実施例
のマッサージ機では、60[Hz]の商用交流半波としてみ
れば分解能1/16で位相制御できるに過ぎないにもかかわ
らず、半波4個を単位として位相制御を行なうため、全
体としては分解能1/64で位相制御を行なうことができ
る。即ち、ビット数の小さなCPUを用いて回転数の変動
をきめ細かく制御できるのである。半波毎に制御される
位相が異なると、交流の場合には不平衡の問題を生じる
が、本実施例では、位相制御回路57のスタックSBにより
整流してから直流モータ12を駆動しているので、何等問
題を生じない。なお、本実施例では、半波4個を一組と
して位相制御の分解能を1/64としたが、多数の半波を一
組として1/256など、更に高い分解能で制御を行なうこ
とも差し支えない。また、1チップマイクロプロセッサ
であるCPU51の動作周波数を高めて、半波当たりの分解
能を高めることも好適である。 このほか、本実施例では第10図(B),(C)に示す
ように、「弱」や「ソフト」の側の設定では、周波数の
低い領域の回転数の変化の大きさが大きくなるよう振動
を制御している。従って、設定を「弱」や「ソフト」に
してもマッサージの心地よさを損なうことがない。 以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこ
うした実施例に何等限定されるものではなく、例えば振
動板3の振動の振幅を可変としこの振幅の変化の大きさ
を1/fで制御する構成や、揉み玉の回転数あるいは回転
の大きさなどを1/fで制御する構成、更には現実に人体
を押圧する力を検出しこの変化を制御する構成、あるい
は人体に密着された低周波振動子の低周波振動の強さを
同様に制御する構成など、本発明の要旨を逸脱しない範
囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論であ
る。もとより、マッサージ機に限るものではなく、扇風
機に適用したり、風呂の水流やバブルの発生を制御する
装置に適用することも好適である。なお、周波数と変化
の大きさとの関係は、厳密に1/fである必要はなく、周
波数が高くなるに従って変化が小さくなるような関係で
あれば差し支えない。In order to further clarify the configuration and operation of the present invention described above, a preferred embodiment of a motion control device using a DC motor as a drive source according to the present invention will be described below. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the outer shape of a massage machine according to one embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a partially broken side view of the same. In the present embodiment, using a diaphragm for massage as a driven body,
The magnitude of the change in the frequency is controlled. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, this massage machine
A synthetic resin case 1 formed in a substantially flat rectangular shape is provided. Handles 2 are integrally formed on the left and right sides of the case 1. A vibration plate 3 as a massager is disposed on the surface of the case 1, and an operation panel 4 is provided on the front right side of the surface. As shown in FIG. 3, the case 1 is divided into a case main body 1a forming the bottom of the case 1 and a case main body 1b forming the upper surface from the side surface, thereby facilitating assembly. The case body 1a has legs 5
When the massage machine is placed on the floor or the like at an angle, the legs 5 can be pulled out and used as shown in FIG. The diaphragm 3 is made of synthetic resin and has a substantially rectangular shape, and a plurality of substantially hemispherical projections 7 are provided at substantially equal intervals on its surface, that is, on a contact surface 6 on which a body such as a user's foot is applied. Have been. The contact surface 6 has an inclined surface 6a with its front side folded inward, and two convex portions 8 having a diameter larger than the protrusion 7 are formed on a ridge line 6b formed by the inclined surface 6a. The diaphragm 3 has elastic struts 10 near each corner thereof.
To the case body 1a. This elastic strut 10
Is formed in a columnar shape using an elastic body such as rubber, and both ends are fixed to each diaphragm 3 and the case body 1a. Therefore, the diaphragm 3 can swing within a range where the elastic column 10 can be deformed. Next, a configuration corresponding to a driving unit that vibrates the diaphragm 3 will be briefly described. A DC motor 12 is housed in the case 1, and its output shaft 14 is connected to substantially the center of the diaphragm 3 via an eccentric bearing 15. As shown in FIG. 4, the DC motor 12 and the eccentric bearing 15 are provided with a bearing 16 and a sleeve 20 fitted on the output shaft 14, and a male screw 18 formed at the tip of the output shaft 14 is further connected to the crankshaft of the eccentric bearing 15. It is assembled by screwing into a female screw 36 provided on 28. When the output shaft 14 is screwed to the crankshaft 28, the motor cooling fan 22 is integrally assembled. That is, the output shaft 14 is screwed to the crankshaft 28 by fitting the opening 26 provided at the base of the fan 22 to the boss 34 having an oval cross section provided on the crankshaft 28. As a result, the rotation of the DC motor 12 causes the fan 22 to also rotate, thereby cooling the DC motor 12 with air. The female screw 36 of the eccentric bearing 15 is provided at a position deviated by several millimeters when viewed from the axis of the crankshaft 28, and the axial center of the main body 30 protruding from the opposite side of the boss 34 and the female screw 36 The axis of 36 is off center. Therefore, when the DC motor 12 rotates, the main body 30 of the crankshaft 28 rotates in an eccentric state,
The bearing 38 of the eccentric bearing 15 moves similarly. Eccentric bearing
As shown in FIG. 3, the bearing 38 of the fifteen is fitted in the fitting part 43 of the diaphragm 3, so that the vibration causes the diaphragm 3 to swing against the elastic support of the elastic strut 10. Will move. A counter weight 24 is provided at one end of the fan 22.
Is installed. The weight of the counter weight 24 is adjusted to a position and a weight at which the counterweight 24 receives the reaction caused by the swing of the diaphragm 3. Therefore, the vibration of the entire massage machine due to the swing of the diaphragm 3 is suppressed, and the massage effect is sufficiently exhibited. Further, the center of gravity of the diaphragm 3 and the centers of the counter weight 24 and the eccentric bearing 15 are substantially the same, and the points of action of the forces in the axial direction when the diaphragm 3 swings are substantially equal. Therefore, the output shaft 14 does not move in the axial direction. Next, the configuration of the electric circuit of the massage machine will be described. As shown in FIG. 5, a low-voltage circuit 50 for generating a low voltage for control from the AC power supply and an oscillation frequency of the crystal Xt are provided inside the massage machine that operates using a commercial AC power supply (AC 100 V). 4-bit CPU51 that runs on
And an interrupt signal output circuit 55 that generates an interrupt signal to the CPU 51 for each half-wave of the commercial AC, and supplies DC power to the DC motor 12 by controlling the phase of the commercial AC and rectifying the current after the phase control. A phase control circuit 57 is incorporated. The low-voltage circuit 50 is a transformer T that drops the commercial AC input from the outlet 58 through the power switch 59 to 6 volts.
S, stack SD connected to the secondary side of transformer TS for full-wave rectification of AC, diode D1 for backflow prevention connected to the output side of stack SD, three-terminal regulator TT for stabilizing the voltage after full-wave rectification , The electric field and tantalum capacitor C1 connected to stabilize the operation of the three-terminal regulator TT
C3, a light-emitting diode LD1 for indicating ON / OFF of the power switch 59, and a current limiting resistor R1. In the low-voltage circuit 50, the commercial AC
A 5 volt DC power supply is generated for operating 1 and the like. The CPU 51 temporarily stores ROM, data, and the like in which the operation program and the vibration time-series data are written in advance.
It is a built-in one-chip microprocessor including an AM and a timer, and has a plurality of input / output ports. Of these input / output ports, parallel input ports F0, F1, D0, D
Eight push button type keys 61 to 68 for setting provided on the operation panel 4 are connected to 1, S0 to S3, and the current settings are displayed on the parallel output ports D3 to D8. Six display lamps 71 to 76 are connected. The "ON" key 61 and the "OFF" key 62 are used to turn the power on and off by software, and the "timer" key 63 is used for a timer for turning off the power after about 30 minutes. "
The key 64 switches the vibration mode between the manual mode and the automatic mode, and the keys 65 to 68 set the vibration characteristics of the massage machine to four levels of "strong", "medium", "weak" and "soft". It is for. The other ends of these switches 61 to 68 are connected to the ground level. The other ends of the display lamps 71 to 76 are all connected to a power supply line via a pull-up resistor Rup. The output port D2 of the CPU 51 is connected to a piezoelectric buzzer Bz that generates a sound for confirming a key operation. Also,
The output signal of the interrupt signal output circuit 55 is input to the input port F2 of the CPU 51. The interrupt signal output circuit 55 inputs a signal of several volts, which is full-wave rectified and voltage-divided by the voltage-dividing resistors R6 and R7, to the base of the transistor Tr. From the collector,
This circuit outputs a pulse signal for each half-wave of commercial AC.
At the base of the transistor Tr, a voltage limiting Zener diode Dz is connected between the Zener diode Dz and the ground level. The commercial AC and the interrupt signal output for each half-wave
These are shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B). The CPU 51 executes a later-described phase control process based on the interrupt signal. The actual switching of the commercial AC is performed by the phase control circuit 57. The connection between the CPU 51 and the phase control circuit 57 is isolated by a photocoupler PC. The light emitting diode side of the photocoupler PC is CPU5.
1 is connected to output port F3 via resistor R2,
On the other hand, the output side of the photocoupler PC, which is a photodiac, is connected to the triac TA via a current limiting resistor R3.
Connected to the gate. A resistor R4 for noise prevention and a capacitor C4 are connected to both ends of the triac TA, and a triac TA and a stack SB for full-wave rectification are connected in series and connected between commercial AC. A DC motor 12 as a drive source of the diaphragm 3 is connected to the output side of the rectifying stack SB. Therefore, when the CPU 51 controls the output port F3 on / off, the photocoupler PC
The phase of the commercial AC is controlled via the DC motor, and the rotation of the DC motor 12 is controlled by the rectified DC.
That is, in the present embodiment, the CPU 51 and the phase control circuit 57 include timing decision means, phase control means, phase control execution means,
It functions as a rectifier circuit and controls the vibration characteristics of the diaphragm 3. Therefore, for the processing to be executed next by the CPU 51,
The description will be made with reference to the flowcharts of FIGS. 7, 8, and 9. When the power is turned on by operating the manual power switch 59, the CPU 51 repeatedly executes the phase determination processing routine shown in FIG. Immediately after the power is turned on, a process of setting default values for various parameters is performed (step 10).
0). As the default value, a flag FA indicating that the vibration mode of the diaphragm 3 is automatically set, "strong"
There are a variable S indicating the setting of “medium”, “weak”, and “soft”, a flag Ft indicating whether the timer is set or not, a variable Kon indicating a soft power-on state, and the like. Immediately after the power switch 59 of the manual operation is turned on, they are all set to default values (values 1, 1, 0, 0, respectively). The settings of these flags and variables are changed by operating the keys 61 to 68 of the operation panel 4. The processing associated with the key operation is performed by the interrupt processing shown in FIG. This processing is started when any one of the operation keys 61 to 68 is operated, and the type of the key is determined (step 110). When the “ON” key 61 is operated, the value Kon is set to the variable Kon. Is set (step 111) and "OFF"
When the key 62 is operated, the variable Kon is reset to the value 0 (step 112). On the other hand, when the “1 / f” key 64 is operated and the “timer” key 63 is operated, the value of the flag FA and the value of the flag Ft (0 or 1), respectively.
Are performed (steps 113 and 115). In addition, “strong”, “medium”, “weak”, “soft”
Are operated, the values 4, 3, 2, 1 are set according to the operated keys (step 11).
Four). After these processes, the CPU 51 turns on the corresponding display lamps 71 to 76 (step 117), and then “RTN”
To end this interrupt routine. Returning to the phase determination processing routine of FIG. 7, the description will be continued. After setting the default value (Step 10
0), it is determined whether or not the variable Kon has the value 1 (step 12).
0), and waits until the variable Kon becomes the value 1, that is, until the “ON” key 61 is operated. "ON" key 61 is operated and variable
When it is determined that Kon has reached the value 1, it is determined whether the flag FA has the value 1 (step 130).
Since the default value of the flag FA is 1, if the “1 / f” key 64 is not operated, it is determined that the automatic mode is set, and it is further determined whether or not the time Δt has elapsed (step
140). The time Δt determines the timing for controlling the DC motor 12, and is set to several seconds in this embodiment. If it is determined that the time Δt has elapsed (step
140), a process of reading the next control data θ from the ROM in the CPU 51 is performed (step 150), and this data θ is set to S
(Step 160). ROM
Is 6-bit data, and its resolution is 1/64. This data θ is corrected according to the value of each setting S of “soft”, “weak”, “medium”, and “strong”. Note that the correction may be simply performed by multiplying the data θ based on the data based on the value of the setting S. However, in the present embodiment, in the case of “soft” or “weak”, the low-frequency component of the vibration of the diaphragm 3 Correction is performed so as to be emphasized. In addition,
If the value of the flag FA is not 1, that is, if it is not the automatic operation, the control data θ is determined according to only the setting S (steps 130 and 165). After this correction, it is determined whether the flag Fhz is 1 or not (step 170). The flag Fhz is for determining whether the commercial AC used is 50 [Hz] or 60 [Hz], and is set by a half-wave interrupt processing routine (FIG. 9) described later. is there. The AC used is 50 [H
z] is 60 [Hz] for the field size (Fhz = 1) determined to be
In order to make the output equivalent to the use of the control data θ, a correction is made to increase the control data θ by about 20% and the phase control amount N
Is determined (step 180). After obtaining the phase control amount N in this way, a process of dividing the phase control amount N by an integer 4 to obtain a quotient ΔN and a remainder ΔM is performed (step 190). This process is for performing phase control with four half-waves as one unit. The quotient ΔN represents a basic amount of phase control in each half-wave, and the remainder ΔM is a half value for increasing the phase control. Shows the number of waves. Details of the phase control will be described later. After obtaining ΔN and ΔM, the value of the flag Ft indicating the operation of the timer is checked (step 200). If Ft = 1, that is, if the “timer” key 63 is operated and the timer is used, the timer variable Toff Is decremented by 1 (step 21
0), it is determined whether or not this variable Toff is larger than 0 (step 220). The variable Toff is set to a value corresponding to 30 minutes immediately after the “timer” key 63 is operated. If the variable Toff is greater than the value 0, it is not necessary to stop the massage machine, so the next determination, that is, the variable Kon
Is determined to be a value 0 (step 230). Variable Kon
Since the value is set to 0 when the "OFF" key 62 is operated (step 112 in FIG. 8), if there is no operation of the "OFF" key 62, the process returns to step 130, and the processing is started from the judgment of the flag FA. Resume. On the other hand, if the timer variable Toff becomes less than the value 0 or if the "OFF" key 62 is operated, the massage machine is stopped and all the control is terminated (step 240). As a result, the rotation of the DC motor 12 also stops. Thereafter, the process returns to step 120, and the above-described processing is restarted from the check of the variable Kon, that is, the check of the next activation. Next, a half-wave interrupt processing routine will be described. Ninth
The processing routine shown in the figure is started by an interrupt signal for each half-wave output from the interrupt signal output circuit 55, and first, the variable Tn
Is stored in the variable Tn−1, and the process of moving the current timer variable Ti to the variable Tn is performed (step 300). That is, the count value of the timer at the time when the half-wave interrupt processing routine was started last time is stored in the variable Tn-1, and the time when the half-wave interrupt processing routine is started this time is stored in the variable Tn. The timer variable Ti is a count value of a self-propelled timer built in the CPU 51. The timer operates based on a frequency determined by the resonance frequency of the crystal Xt, and counts up the value of the timer variable Ti by one every 0.5 [msec]. Subsequently, it is determined whether the deviation between the variables Tn and Tn-1 is 18 or more (step 310). If the value is 18 or more, that is, if the time required for a half-wave is 9 [msec] or more, the commercial AC It is determined that the frequency is 50 [Hz] (10 [msec] per half-wave), and the flag Fhz is set to a value of 1 (step 320). If the value is less than 18, the frequency is determined to be 60 [Hz]. The flag Fhz is reset to a value 0 (step 330). After setting the flag Fhz, the value of the counter C is incremented by 1 (step 3).
If the value of is 5 (step 350), the value is set to 1
(Step 360). As a result, by referring to the value of the counter C, it is possible to determine the order of control of a set of four half waves. Then, it is next determined whether or not the counter C is equal to or smaller than the remainder ΔM obtained in step 190 in FIG. 7 (step 38).
0). The remainder ΔM represents the number of half-waves for which the phase control should be increased.
It is determined whether or not it is a half-wave for which the phase control should be increased. For example, when the phase control amount N after reading from the ROM and performing various corrections is 21, the quotient ΔN divided by the value 4 is 5, and the remainder ΔM is 1. Therefore, when the first half wave of a set of four half waves is being controlled, the determination in step 380 is "YES", and it is determined that the phase control amount is increased by the value 1 in this half wave. You.
In this case, the phase control start timing L is determined as L = 16− (ΔN + 1) (step 390), and the phase control start timing L is determined as L = 16−ΔN for the half-wave without increasing the phase control amount. There is (step 395). FIG. 6 (C) shows how the phase control start timing L is obtained in this manner. After the phase control start timing L is obtained, the process waits until the value of the timer variable Ti becomes a value that has elapsed from the start time Tn of this interrupt routine by the phase control start timing L (step 400), and the time is reached. The pulse signal from the terminal F3 of the CPU 51
Output to C (step 410), then exit to "RTN" and end this interrupt routine. Upon receiving the pulse signal from the terminal F3 of the CPU 51, the triac TA of the phase control circuit 57 is turned on, and the phase-controlled AC current continues to flow until the end of the half-wave. By the above processing, the massage machine of the present embodiment is set to “1 /
When the "f" key 64 is operated to set the automatic mode, the DC motor 12 driving the diaphragm 3 takes about 2.5 minutes for one minute.
As a cycle T, the motor is sequentially driven at a rotation speed corresponding to data stored in the ROM in advance. The change in the rotational speed N over time
An example is shown in FIG. The state of the change in the rotation speed N is represented by a period T
, The wave y includes a plurality of sine waves (fundamental frequency ωt, second harmonic 2ωt, third harmonic ωt,..., Nth harmonic ω).
t) A set of y = A0 + A1 · sin (ωt + φ1) + A2 · sin (2ωt + φ2) + A3 · sin (3ωt + φ3) +... + An · sin (nωt + φn) (Fourier series). In the present embodiment, the control data of the rotation speed of the DC motor 12 is predetermined so that the coefficient Ai of each frequency component becomes smaller as the frequency (nωt) becomes higher. That is, An = k · A0 / n (n ≧ 2). As a result, the relationship between the frequency of the change in the rotation speed of the DC motor 12 and the magnitude of the change in the rotation speed is as shown in FIG. 10 (B). Is smaller in inverse proportion to the frequency. Further, in this embodiment, when the sliding strength is switched by the keys 65 to 68, the frequency characteristics thereof are slightly different. FIG. 10 (B) shows the characteristic when the “weak” key 67 is operated and the setting is “weak”, and FIG. 10 (C) shows the characteristic when the setting is “medium”. ing. In both figures, solid lines J1 and J2 are graphs plotting measured values of the change in the number of rotations in each frequency component, and dashed lines F1 and F2 are graphs of 1 / f (f is frequency). . According to the present embodiment described above, when the “1 / f” key 64 is operated and the mode is set to “automatic”,
The vibration plate 3 is finely driven over a period of 2.5 minutes in one cycle with such characteristics that the magnitude of the change in the number of revolutions becomes smaller as the frequency of the change in the number of revolutions becomes higher. In other words, there is no clear repetition in the change in the frequency, and the change in the frequency is as natural as the characteristic of the change of the wind and the wave in the natural world. Also, the number of stages of the change of the vibration is as large as 64, and the change of each vibration is smooth. For this reason, the vibration of the massage machine is extremely comfortable, and the user of the massage machine does not get tired of the massage by the vibration of the diaphragm 3. Therefore, the massage effect can be sufficiently obtained. In the massage machine of this embodiment using the CPU 51 having an internal control accuracy of 4 bits, the phase control can be performed at a resolution of 1/16 when the commercial AC half wave of 60 [Hz] is used. Since phase control is performed in units of four, phase control can be performed with a resolution of 1/64 as a whole. That is, it is possible to finely control the fluctuation of the rotation speed by using a CPU having a small number of bits. If the phase controlled for each half-wave is different, an imbalance problem occurs in the case of AC, but in the present embodiment, the DC motor 12 is driven after rectification by the stack SB of the phase control circuit 57. Therefore, no problem occurs. In the present embodiment, the resolution of the phase control is set to 1/64 with four half-waves as one set, but control may be performed at a higher resolution such as 1/256 with many half-waves as one set. Absent. It is also preferable to increase the operating frequency of the CPU 51, which is a one-chip microprocessor, to increase the resolution per half-wave. In addition, in this embodiment, as shown in FIGS. 10 (B) and 10 (C), the magnitude of the change in the rotation speed in the low-frequency region increases when the setting is on the “weak” or “soft” side. The vibration is controlled. Therefore, even if the setting is “weak” or “soft”, the comfort of the massage is not spoiled. Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the amplitude of the vibration of the diaphragm 3 is made variable and the magnitude of the change in the amplitude is controlled by 1 / f. A configuration that controls the number of revolutions or the magnitude of the rotation of the kneading balls at 1 / f, and further detects a force that actually presses the human body and controls this change, or a configuration that is closely attached to the human body. Of course, the present invention can be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention, such as a configuration for similarly controlling the intensity of the low frequency vibration of the frequency oscillator. Of course, the present invention is not limited to a massage machine, and is also preferably applied to a fan or to a device for controlling the flow of water in a bath or the generation of bubbles. Note that the relationship between the frequency and the magnitude of the change does not need to be exactly 1 / f, and any relationship may be used as long as the change decreases as the frequency increases.
以上詳述したように、本発明の直流モータを駆動源と
する運動制御装置によれば、商用交流の各半波に対して
は1/Nの分解能で位相制御するだけで、直流モータM1に
供給される電力は、1/(M・N)の分解能で制御するこ
とができる。この結果、記憶手段に記憶されたパター
ン、即ち所定時間内における運動に含まれる各周波数成
分の大きさが周波数に略反比例したものとなるパターン
で被駆動体を運動させることができ、しかも時間と共に
変化するその運動をきめ細かく制御することができる。
従って、被駆動体の動きによってもたらされる体感は自
然界における風や波の変化の特性と同じように自然なも
のとなる。しかも、低い制御精度で高い分解能の位相制
御を実行でき、被駆動体の動きの円滑化と製造工数・コ
ストの低減との両立を図ることができる。As described in detail above, according to the motion control apparatus using the DC motor of the present invention as a drive source, the phase control is performed only at a resolution of 1 / N for each half-wave of the commercial AC, and the DC motor M1 is controlled. The supplied power can be controlled with a resolution of 1 / (M · N). As a result, the driven body can be moved in the pattern stored in the storage means, that is, the pattern in which the magnitude of each frequency component included in the movement within a predetermined time is substantially inversely proportional to the frequency, and with time, The changing movement can be finely controlled.
Therefore, the bodily sensation brought about by the movement of the driven body becomes as natural as the characteristic of wind and wave changes in the natural world. In addition, high-resolution phase control can be performed with low control accuracy, and both the smooth movement of the driven body and the reduction in the number of manufacturing steps and cost can be achieved.
第1図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
2図は本発明一実施例としてのマッサージ機の外観図、
第3図はその構成を示す断面図、第4図はマッサージ機
の振動付与機構の分解斜視図、第5図は実施例のマッサ
ージ機の電気回路図、第6図は位相制御の様子を示すグ
ラフ、第7図はCPU51が実行する位相決定処理ルーチン
を示すフローチャート、第8図は同じくキー入力割込ル
ーチンを示すフローチャート、第9図は同じく半波割込
処理ルーチンを示すフローチャート、第10図(A)は振
動板3を駆動する直流モータ12の回転数の変化の一例を
示すグラフ、第10図(B),(C)は回転数の変動の周
波数と変化の大きさとの関係を示すグラフ、である。 M1……直流モータ、M2……被駆動体 M3……記憶手段、M4……割込信号発生回路 M5……制御タイミング決定手段 M6……位相制御手段、M7……位相制御実行手段 M8……整流回路、1……ケース 3……振動板、12……直流モータ 14……出力軸、15……偏心軸受 51……CPU、55……位相制御回路 63……モード切換スイッチ 65……スピードコントロールスイッチFIG. 1 is a block diagram illustrating a basic configuration of the present invention, FIG. 2 is an external view of a massage machine as one embodiment of the present invention,
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration, FIG. 4 is an exploded perspective view of a vibration imparting mechanism of the massage machine, FIG. 5 is an electric circuit diagram of the massage machine of the embodiment, and FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a phase determination processing routine executed by the CPU 51, FIG. 8 is a flowchart showing a key input interruption routine, FIG. 9 is a flowchart showing a half-wave interruption processing routine, and FIG. 10A is a graph showing an example of a change in the number of revolutions of the DC motor 12 driving the diaphragm 3, and FIGS. 10B and 10C show the relationship between the frequency of the change in the number of revolutions and the magnitude of the change. Graph. M1 DC motor, M2 driven body M3 storage means M4 interrupt signal generation circuit M5 control timing determination means M6 phase control means M7 phase control execution means M8 Rectifier circuit, 1 ... Case 3 ... Vibrating plate, 12 ... DC motor 14 ... Output shaft, 15 ... Eccentric bearing 51 ... CPU, 55 ... Phase control circuit 63 ... Mode changeover switch 65 ... Speed Control switch
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02P 5/00,7/00,6/00Continuation of front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H02P 5/00, 7/00, 6/00
Claims (1)
振動板や扇風機の送風ファンなどの被駆動体を駆動し、
振動状態や送風量など体感に作用する物理量を制御する
制御装置であって、 所定時間内における前記被駆動体の運動に含まれる回転
数、振幅などの特性の変化に存在する各周波数成分の大
きさが周波数に略反比例したものとなるパターンを、予
め記憶する記憶手段と、 商用交流に接続されてその半波毎に、割込信号を発生す
る割込信号発生回路と、 該割込信号に基づいて、商用交流の半波に対して最大分
解能1/N(Nは2以上の整数)で位相制御のタイミング
を決定する制御タイミング決定手段と、 半波M個(Mは2以上の整数)を単位として、該半波M
個中の各半波における前記位相制御のタイミングを組み
合わせ、分解能1/(N・M)で位相制御を行なう位相制
御手段と、 前記記憶手段から前記パターンを逐次読み出し、該パタ
ーンに従って決定される位相で前記位相制御手段を駆動
する位相制御実行手段と、 該位相制御後の商用交流を整流して、前記直流モータに
供給する整流回路と を備えた直流モータを駆動源とする運動制御装置。1. A driven body such as a diaphragm of a massage machine or a blower fan of a fan is driven by using a DC motor as a drive source.
A control device for controlling a physical quantity acting on a bodily sensation such as a vibration state and a blowing amount, wherein a magnitude of each frequency component present in a change in a characteristic such as a rotation speed and an amplitude included in the movement of the driven body within a predetermined time period Storage means for pre-storing a pattern of which the frequency is substantially inversely proportional to the frequency, an interrupt signal generating circuit connected to the commercial AC and generating an interrupt signal for each half-wave thereof, Control timing determining means for determining the timing of the phase control at a maximum resolution of 1 / N (N is an integer of 2 or more) with respect to the half-wave of the commercial AC, and M half-waves (M is an integer of 2 or more) And the half-wave M
Phase control means for performing phase control at a resolution of 1 / (N · M) by combining the timings of the phase control in each half-wave of the plurality, and sequentially reading the pattern from the storage means, and determining a phase determined according to the pattern. A motion control device using a DC motor as a drive source, comprising: a phase control execution unit that drives the phase control unit; and a rectifier circuit that rectifies the commercial AC after the phase control and supplies the rectified circuit to the DC motor.
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1990
- 1990-07-02 JP JP2175047A patent/JP2857795B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH0469092A (en) | 1992-03-04 |
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