JP4045963B2 - マッサージ機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、施療子にて多様な揉み動作を行うマッサージ機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、施療子にて多様な揉み動作を行うマッサージ機が利用されている。この種の従来のマッサージ機は、施療子の人体に対する押圧力を計測して施療子の動作を制御するものである。
【０００３】
このような従来のマッサージ機にあっては、力を検出するのに感圧導電性エラストマー（特許文献１参照）や、歪みゲージ（特許文献２参照）のような力センサーを用いている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１２０６２１号公報
【特許文献２】
特開平９−２９９４３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のマッサージ機においては、施療子に加わる外力を検出する手段として、感圧導電性エラストマーや歪みゲージのような力センサーを用いているため、温度安定性が低く、また構造や取付けが複雑なため多数の方向の力を計測することが難しく、過負荷に対して影響を受けるものであった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、施療子に加わる力を温度安定性が良いとともに、多数の方向の力を計測することができて、過負荷に対する耐久性を有するマッサージ機を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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１に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子１を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子１を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したマッサージ機であって、外力検出手段を、施療子１が上記制御手段にて制御される三方向に加えられる外力に応じて変位するばね部６と、該ばね部６の前記三方向に加えられる外力に応じた変位を計測する三個の非接触式変位計７とで構成し、前記ばね部６を駆動力伝達機構の施療子１との接続部となる駆動力伝達部材５と施療子１との間に介在させるとともに、前記三個の非接触式変位計７を駆動力伝達部材５に固定することで、三方向の力を計測することが可能となって、多様な揉み動作が可能となるものである。
【００１３】
そして、一方向に変位可能な一対の平行板ばね６３を駆動力伝達部材５より突設し、該突設した一対の平行板ばね６３の自由端側の端辺同士を板状をした平行板ばね支持板部６４で固定し、該平行板ばね支持板部６４に板ばね６１の対向する二辺を板ばね固定部材６２を介して固定し、平行板ばね６３の変位を計測可能な非接触式変位計７を一個設けるとともに、板ばね６１の変位を計測可能な非接触式変位計７を二個設けることで、板ばね６１及び平行板ばね６３の変位を計測して力を算出するので、微小な変位を計測して微小な力が算出できるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】
本発明のマッサージ機は、施療子に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したもので、まず、駆動力伝達機構について図２乃至図５に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態では、施療子１を人体側への突出方向に動作させる強弱駆動部２と、巾方向に動作させる巾駆動部３と、上下方向に動作させる上下駆動部４を備えており、これら三つの駆動部が全体として図２に示すような一つの主体ブロック２４に組み込んである。この主体ブロック２４は図３に示すように強弱駆動部２のユニットと、図４に示すような巾駆動部３のユニットと、図５に示すような上下駆動部４のユニットとの３つのユニットから構成してあり、これら３つのユニットを組み立てることで図２に示すような主体ブロック２４を構成している。
【００１９】
この主体ブロック２４には図３乃至図５に示すように、強弱駆動部２、巾駆動部３、上下駆動部４の各駆動部の駆動源としてそれぞれ強弱駆動モータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが設けてある。
【００２０】
主体ブロック２４の両側板２４ａ間には巾駆動軸１０が回動自在に取付けてある。巾駆動部３の巾駆動モータ２５ｂの出力軸２０ｂには巾駆動プーリ２１ｂが設けてあり、該巾駆動プーリ２１ｂと巾駆動軸１０の端部に設けた巾プーリ２９ｂとに巾駆動ベルト２８ｂが掛回してある。上記巾駆動軸１０には外周に雄ねじ１０ａを設けてあり、この雄ねじ１０ａは巾駆動軸１０の長手方向の中間部を境にして左右の雄ねじ１０ａは互いに逆ねじの関係となっている。この巾駆動軸１０の左右の雄ねじ１０ａにはそれぞれ施療子１を叩き動作させるソレノイド４２を有する施療子アーム８に設けた巾送りナット１４が螺合してあり、施療子アーム８の回転方向の運動は後述の強弱駆動用歯車９により行われるので、巾駆動部３の巾駆動モータ２５ｂを正転あるいは逆転することで、巾駆動プーリ２１ｂ、巾駆動ベルト２８ｂ、プーリ２９ｂを介して巾駆動軸１０が正転方向、あるいは逆転方向に回転して一対の施療子アーム８が互いに近づいたり、あるいは互いに離れたりする動作、つまり、巾方向（左右方向）の移動を行うようになっている。
【００２１】
施療子アーム８の上記巾方向の可動範囲の両外側に一対の強弱駆動用歯車９が配置してあり、この一対の強弱駆動用歯車９は扇形をした歯車主体の円弧の部分に歯を設けた円弧状歯車９ａにより構成してあり、円弧の中心孔９ｂが巾駆動軸１０に遊嵌してあり、左右両側の強弱駆動用歯車９は同士が連結部材３１により連結してある。また、左右両側の強弱駆動用歯車９間には少なくとも１つ以上の（本実施形態では２つ）巾駆動支軸１３が架設してあり、この巾駆動支軸１３は巾駆動軸１０と平行であり、巾駆動支軸１３には一対の施療子アーム８に設けた孔部が移動自在に被嵌してある。このように、巾駆動軸１０と平行に施療子アーム８に挿通した巾駆動支軸１３を少なくとも１つ以上設けることで、巾駆動支軸１３により人体から負荷がかかった時に施療子アーム８から巾駆動軸１０に伝わる応力やねじれを巾駆動支軸１３に分散させることができるものである。
【００２２】
左右一対の円弧状歯車９ａには後述の強弱駆動部２における強弱駆動モータ２５ａの回転を伝達する一対の伝達用歯車１２が噛み合っている。強弱駆動部２の強弱駆動モータ２５ａの出力軸２０ａには強弱駆動プーリ２１ａが設けてあり、強弱駆動部２の強弱ギアボックス２６ａ内に強弱ウォームホイール、強弱ウォーム軸が内装してあり、上記強弱駆動プーリ２１ａと強弱ウォーム軸に設けた強弱プーリ２９ａとに強弱駆動ベルト２８ａが掛回してある。強弱ギアボックス２６ａと一方の側板２４ａに上記強弱ウォームホイールにより回転される強弱駆動軸１１が回転自在に軸支してあり、強弱駆動軸１１の両端部には一対の伝達用歯車１２に噛み合っている。したがって、強弱駆動部２の強弱駆動モータ２５ａを正転、逆転駆動することで、強弱駆動プーリ２１ａ、強弱駆動ベルト２８ａ、強弱プーリ２９ａ、強弱ウォーム軸、強弱ウォームギアを介して強弱駆動軸１１が回転し、強弱駆動軸１１が回転することで伝達用歯車１２が回転し、これにより円弧状歯車９ａを巾駆動軸１０と同軸を回転中心として回動し、これにより施療子アーム８を巾駆動軸１０と同軸を回転中心として回動し、施療子アーム８の先端部に設けた施療子１の人体側への突出量を可変するようになっている。つまり、施療子アーム８が回動することで施療子１は円弧運動をし（実施形態では巾駆動軸１０と同軸を回転中心として円弧運動をし）て上下方向及び前後方向に移動するようになっていて人体に対する施療子１の当たる強弱を可変するようになっている。
【００２３】
主体ブロック２４に設けた上下駆動部４は駆動源である上下駆動モータ２５ｃと、上下駆動モータ２５ｃの出力軸２０ｃに設けた上下駆動プーリ２１ｃと、上下ギアボックス２６ｃ内に内装した上下ウォームホイール、上下ウォーム軸と、上下ウォーム軸に設けた上下プーリ２９ｃと、上下駆動プーリ２１ｃと上下２９ｃに掛回した上下駆動ベルト２８ｃと、上下ギアボックス２６ｃに回転自在に支持されて上下ウォームホイールにより回転する上下駆動軸３０と、上下駆動軸３０に設けたローラ部３３とピニオン３４とを備えており、上下駆動モータ２５ｃを正転、あるいは逆転駆動することで、上下駆動プーリ２１ｃ、上下駆動ベルト２８ｃ、上下プーリ２９ｃ、上下ウォーム軸、上下ウォームギアを介して上下駆動軸３０が回転し、上下駆動軸３０が回転することでピニオン３４が正転又は逆転するようになっている。
【００２４】
主体ブロック２４は図６に示すような椅子３５の背もたれ部３６のフレームに設けた上下方向レール（図示せず）に上記上下駆動軸３０の両端部のローラ部３３を上下移動自在に取付け、上下方向レールに設けたラックに上記ピニオン３４を噛み合わせてあり、上下駆動部４の上下駆動モータ２５ｃを上記のように正転あるいは逆転駆動することで、ラックに噛み合ったピニオン３４を正転あるいは逆転して主体ブロック２４（つまり主体ブロック２４に設けた施療子１）を上方又は下方に移動するようになっている。ここで、主体ブロック２４の両側板２４ａの上部にはローラが回転自在に設けてあり、このローラ５８も上記上下方向レールに上下移動自在に嵌め込んである。
【００２５】
上述したような施療子１を人体側への突出方向に動作させる強弱駆動部２と、巾方向に動作させる巾駆動部３と、上下方向に動作させる上下駆動部４とをそれぞれ独立して位置あるいは速度を制御し、更に二つ以上の駆動部が連動するように制御することで、マッサージ動作のパターンが特定の軌跡を描くものにのみ限定されず、使用者が所望する任意の動作軌跡を施療子が描くようマッサージ動作させることが可能となるものである。
【００２６】
そして、上記のように各駆動部２，３，４を制御する制御手段（図示せず）はマイコン等からなり、変位計７からの計測値に基づいて各駆動部２，３，４を制御するもので、以下に説明する。
【００２７】
施療子１は、駆動力伝達機構の施療子アーム８に取り付けた駆動力伝達部材５にばね部を介して取り付けられる。
【００２８】
駆動力伝達部材５は、施療子アーム８に取り付けられるもので、本実施形態では図１等に示すように施療子アーム８への取付部５２と、施療子１が取り付けられる正面部５１とからなる略Ｌ字状をしたものである。なお、この駆動力伝達部材５は特に略Ｌ字状に限定されるものではなく、前記正面部５１に相当する部分があればよい。この駆動力伝達部材５の正面部５１は本実施形態では正面視矩形状をしたもので、この正面部５１にばね部６を設けるものである。
【００２９】
ばね部６は、板ばね６１と板ばね固定部材６２とからなる。板ばね固定部材６２は、断面略矩形状をした一対の棒状のもので、上記駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する一対（本例では左右一対）の辺にそれぞれ沿うように固定される。そして、この一対の板ばね固定部材６２の突出面に板ばね６１が取り付けられる。
【００３０】
板ばね６１は、上記駆動力伝達部材５の正面部５１とほぼ同じ形状をした板状のもので、その対向する一対（本例では左右一対）の辺をそれぞれ一対の板ばね固定部材６２の突出面に取り付けて固定される。このように板ばね６１は、正面部５１とほぼ平行に配置され、両側の板ばね固定部材６２への取り付け部分の間に力が加わると、加えられた力に応じて板ばね６１は撓むもので、これについては後述する。そして、板ばね６１には、施療子１が取り付けられる。
【００３１】
施療子１は、板ばね６１に取り付けられる取付軸部１１と、取付軸部１１に取付けられるＬ字状をした取付片１３と、取付片１３から突出される軸部１４と、軸部１４に回転自在に取り付けられて使用者の施療部位を揉むもみ玉１２とからなる（図７（ｂ）参照）。取付軸部１１は板ばね６１の中央部より突設される。そして、上記正面部５１の中央部（即ち、正面視において前記取付軸部１１と同じ位置）には、外力検出手段としての２変位計が設けてあり、板ばね６１の裏面の中央部との距離を計測可能となっている。ここで変位計としては、レーザーセンサ，渦電流式センサ，静電容量式センサ，赤外線センサ，超音波センサ等の非接触にて対象との距離を計測する非接触式変位計７を用いる。以下の説明においても特に断りがない場合には変位計として非接触式変位計７を用いるものとする。
【００３２】
施療子１は、上述したように、強弱駆動部２，巾駆動部３，上下駆動部４によってそれぞれ前後方向（即ち人体側への突没方向であって、板ばね６１及び正面部５１に対して垂直な方向），左右方向，上下方向に駆動されるのであるが、この駆動方向に施療子１に加えられる力を前記非接触式変位計７で計測した板ばね６１の変位（撓み）を計測することで算出し、これに基づいて施療子１を制御するものである。以下、施療子１に加えられる力と板ばね６１の変位及び非接触式変位計７による変位の計測について説明する。
【００３３】
施療子１に押し方向（即ち前後方向）に力が加えられると、その力の大きさに応じて板ばね６１が撓むが、その撓み形状は側面視において、施療子１の取付軸部１１が取り付けてある板ばね６１の中央部が最も変位が大きく、この中央部を中心に左右均等な形状となる。そしてこの時、板ばね６１の裏面の中央部までの距離を非接触式変位計７にて計測して板ばね６１の変位（撓み）を計り、この板ばね６１の変位から施療子１に加えられている押し方向の力の大きさを算出することができる。このため、施療子１の取付軸部１１を板ばね６１の中央部に取り付けるとともに、該取付軸部１１に対向するように非接触式変位計７を駆動力伝達部材５の中央部に取り付けることが好ましく、これにより変位計測方向（この場合は前後方向）以外の方向に加わる力の干渉を抑えるとともに変位計測方向の力による変位が大きく（即ちゲインが大きく）計測精度が向上するものである。なお、非接触式変位計７にて計測した変位からの施療子１に加わる力の算出は、板ばね６１（及び後述する平行板ばね６３）に取り付けた施療子１の取付軸部１１に加わる力と変位（撓み）との関係を予め制御手段に記憶させておき、この力−変位関係から算出する。
【００３４】
施療子１に左右方向又は上下方向の力が加わった場合、施療子１の取付軸部１１は板ばね６１の中央部に取り付けてあるため、板ばね６１の撓み形状は板ばね６１の中央部を中心にその両側に前後方向の変位の符号が逆となるような対称形状となり、板ばね６１の中央部の変位はほぼ０となる。このため、板ばね６１の中央部の変位を計測することで、施療子１に加わる左右方向及び上下方向に加わる力に干渉されることなく、施療子１の前後方向の力による板ばね６１の変位を計測することができて、これにより、精度良く施療子１に加わる前後方向の力を計測することができる。
【００３５】
上述したように非接触式変位計７を用いることで、感圧導電性エラストマーや歪みゲージ等にて力を計測するものに比べて、直接接触しないため温度安定性が良いとともに、過負荷に対しても影響を受けず耐久性がある。また、接触して変位を計るポテンショメータに比べて分解能が高いため微妙な揉み味を実現できる。また、板ばね６１の変位を計測して力を算出するので、微小な変位で力を算出でき、使用者（即ち被施療者）に与える違和感を解消することができる。
【００３６】
次に、図７（ａ）に基づいて他例について説明する。この例のものは、施療子１の上下方向に加わる力を計測するもので、図１に示す上例と比べてばね部６及び非接触式変位計７の取り付けが異なるものである。なお、上例と同様で重複する部分の説明は省略し、本例以降の各例においても同様の説明は省略するものとする。
【００３７】
ばね部６は、一対の平行板ばね６３と平行板ばね支持板部６４とからなる。一対の平行板ばね６３は略矩形状の同一形状をしたもので、その一辺が駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する一対（本例では上下一対）の辺にそれぞれ沿うように固定される。そして、この一対の平行板ばね６３の自由端側の端部に平行板ばね支持板部６４が取り付けられる。
【００３８】
平行板ばね支持板部６４は、上記駆動力伝達部材５の正面部５１とほぼ同じ形状の矩形状をしたもので、その対向する一対（本例では上下一対）の辺をそれぞれ上記一対の平行板ばね６３の自由端側の端部に取り付けてある。この平行板ばね支持板部６４は、平行板ばね６３と比べて剛性を高く形成してある。そして、この平行板ばね支持板部６４の中央部より施療子１の取付軸部１１を突設してある。
【００３９】
また、駆動力伝達部材５の正面部５１に変位計取付部５３を突設し、この変位計取付部５３に非接触式変位計７を一対の平行板ばね６３の一方との距離を計測可能に取り付けてある。
【００４０】
施療子１に上下方向の力が加えられると、その力の大きさに応じて一対の平行板ばね６３が撓む。この時、一対の平行板ばね６３の一方までの距離を非接触式変位計７にて計測して平行板ばね６３の変位（撓み）を計ることで、この施療子１に加えられている上下方向の力の大きさを算出することができる。
【００４１】
また、施療子１に前後方向の力が加わった場合、平行板ばね支持板部６４は高剛性であるため殆ど撓まないとともに、平行板ばね６３には板面内の方向に力が加わるため殆ど変形しないため、非接触式変位計７にて計測される変位はほぼ０となる。また、施療子１に左右方向に力が加わった場合、平行板ばね６３には板面内の方向に力が加わるため殆ど変形せず、非接触式変位計７による変位はほぼ０となる。
【００４２】
本例のように、一枚の板ばねでなく一対の平行板ばね６３を用いたことで、一枚の板ばねを用いた場合のように不安定な片持ち状態となって強度的に不充分となるのを防止するとともに、変位の計測方向以外の方向の力に対して平行板ばね６３の変位を抑えて剛性を高めることができ、非接触式変位計７による所定方向の変位の計測の精度を高めることができる。
【００４３】
以上のようにすることで、施療子１に加わる前後方向及び左右方向に加わる力に干渉されることなく、精度良く施療子１に加わる上下方向の力を計測することができる。
【００４４】
次に、図７（ｂ）に基づいて他例について説明する。この例のものは、施療子１の左右方向に加わる力を計測するもので、図７（ａ）に示す上例と比べて平行板ばね６３の駆動力伝達部材５の正面部５１への取付位置のみが異なるものである。
【００４５】
平行板ばね５３の一辺は、駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する左右一対の辺にそれぞれ沿うように固定されるとともに、平行板ばね支持板部６４の対向する左右一対の辺をそれぞれ上記一対の平行板ばね６３の自由端側の端部に取り付けたものである。
【００４６】
これにより、施療子１に加わる前後方向及び上下方向に加わる力に干渉されることなく、精度良く施療子１に加わる左右方向の力を計測することが可能となる。
【００４７】
次に、図８に基づいて更に他例について説明する。この例のものは施療子１の前後方向及び上下方向の二方向に加わる力を計測するもので、図１に示す例と比べてばね部６及び施療子１は同じであるが、二個の非接触式変位計７を取り付けるものである。
【００４８】
即ち、外力検出手段としての非接触式変位計７は、駆動力伝達部材５の正面部５１の上下方向の異なる位置に取り付けてあり、それぞれ板ばね６１の裏面との距離を計測して板ばね６１の平面度を計測可能としてある。
【００４９】
施療子１に押し方向（即ち前後方向）に力が加えられると、加えられた力に応じて二個の非接触式変位計７と板ばね６１との変位がそれぞれ計測され、二個の非接触式変位計７の計測値から押し方向の力を算出することができる。更に具体的には、例えば施療子１に加えられた押し方向の力により、二個の非接触式変位計７と板ばね６１の裏面との距離は縮まり、この縮まった距離の和から押し方向の力を算出することができる。
【００５０】
また、施療子１に上下方向の力が加えられると、二個の接触式変位計７による変位の計測値の差が生じるため、これより上下方向の力が算出される。更に具体的には、施療子１に上方向又は下方向に力が加わると、板ばね６１は施療子１を突出する中央部を中心にして上下で前後方向の変位の符号が逆となるような対称形状に撓むため、上下異なる位置（中央部を挟んで上下両側）に設けた二個の非接触式変位計７の計測値より上下方向の力が算出できるものである。このようにして、前後方向及び上下方向の二方向の力が検出できて、多様な揉み動作が可能となる。
【００５１】
さらにこの時、図９に示す例のように、二個の非接触式変位計７を左右方向の中央部で且つ施療子１の取付軸部１１の中心に対して均等な距離になるように配置することが好ましいものである。施療子１に左右方向の力が加わった場合、施療子１の取付軸部１１は板ばね６１の中央部に取り付けてあるため、板ばね６１の撓み形状は板ばね６１の中央部を中心にその両側に前後方向の変位の符号が逆となるような対称形状となり、板ばね６１の中央部の変位はほぼ０となる。従って、施療子１に加わる左右方向の力に干渉されるのを防止することができて、前後方向及び上下方向の力を精度良く計測することができる。
【００５２】
また、図１０に更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（即ち前後方向）及び左右方向に加える力を計測するもので、図９に示す上例と比べて板ばね固定部材６２の正面部５１への取付位置のみが異なるものである。
【００５３】
即ち、板ばね固定部材６２を駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する上下一対の辺にそれぞれ沿うように固定するとともに、板ばね固定部材６２の突出面に板ばね６１の対向する上下一対の辺をそれぞれ取り付けたものである。これにより、施療子１に加わる上下方向の力に干渉されるのを防止することができて、前後方向及び左右方向の力を精度良く計測することができる。
【００５４】
次に、図１１に更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（即ち前後方向）及び左右方向に加える力を計測するもので、二組の平行板ばね６３ａ，６３ｂをそれぞれ押し方向及び上下方向に変位するように直列に接続してあり、非接触式変位計７はこれら二組の平行板ばね６３ａ，６３ｂの変位を検出するよう各平行板ばね６３ａ，６３ｂに１個ずつ対向するように配置してある。このようにすることで、平行板ばね６３（６３ａ，６３ｂ）の変位方向以外の方向に加わる力やその力によるモーメントに対して平行板ばね６３が影響されて変位するのを抑えて計測方向以外の方向の力の干渉を抑えることができる。また、施療子１の押し方向に対して平行板ばね６３をオフセットすることもでき、スペース上の設計の自由度を上げることもできる。
【００５５】
次に、図１２に更に他例を示す。この例のものは、施療子１の上下方向及び左右方向に加わる力を計測するもので、二組の平行板ばね６３をそれぞれ押し方向及び上下方向に変位するように直列に接続してあり、非接触式変位計７はこれら二組の平行板ばね６３の変位を検出するよう各平行板ばね６３に１個ずつ対向するように配置してある。このようにすることで、平行板ばね６３の変位方向以外の方向の力やその力によるモーメントに対して平行板ばね６３が影響されて変位するのを抑えて計測方向以外の方向の干渉を抑えることができる。
【００５６】
次に、図１３に基づいて更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（前後方向）、上下方向、左右方向に加える力を計測するものである。
【００５７】
駆動力伝達部材５の正面部５１の左右一対の辺に平行板ばね６３を取り付けるとともに平行板ばね６３の自由端に平行板ばね支持板部６４を取り付け、この平行板ばね支持板部６４の一対の辺に板ばね固定部材６２を固定するとともに、一対の板ばね固定部材６２に前記一対の平行板ばね６３とは別の板ばね６１を取り付けるものである。
【００５８】
非接触式変位計７は、一対の平行板ばね６３の一方との距離の変位を計測可能に一個設け、板ばね６１の変位を計測可能なように平行板ばね支持部材６４の左右方向中央部に上下に二個、好ましくはそれぞれ上下端部からそれぞれ等距離の位置に設けてある。
【００５９】
このようにすることで、上述したように、施療子１に加わる左右方向の力は一対の平行板ばね６３の一方との変位を計測することで得られ、施療子１に加わる前後方向、上下方向の力は平行板ばね支持部材６４に設けた二個の非接触式変位計７の板ばね６１との変位を計測することで得られ、三方向の力を計測することが可能となって、多様な揉み動作が可能となる。
【００６０】
次に、図１４に基づいて更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（前後方向）、上下方向、左右方向に加える力を計測するものである。
【００６１】
駆動力伝達部材５の正面部５１の左右一対の辺に板ばね固定部材６２を取り付けるとともに、この一対の板ばね固定部材６２に板ばね６１を取り付け、駆動力伝達部材５の正面部５１に非接触式変位計７を三個それぞれ異なる場所に取り付けてある。このようにすることで、非接触式変位計７を三個設けるだけで施療子１に加わる押し方向、上下方向、左右方向の力を計測することが可能となり、計測機器の小型化、省スペース化が図られる。
【００６２】
次に、図１５に基づいて更に他例を示す。この例のものは、図９に示す例のものにおいて、板ばね６１の板ばね固定部材６２への取り付け部分の間にスリット６６を設けたものである。
【００６３】
通常、板ばね６１を設計する上では、理想的には変位計にて計測する板ばね６１の変位を各計測方向に対して等しくするため、計測方向毎の各非接触式変位計７の取り付け位置での力に対する板ばね６１の変位量をすべて等しくする必要があるが、フラットな板ばね６１では実現し難いものである。そこで、板ばね６１にスリット６６加工を行い、板ばね６１の加わる力の方向の違いによる変形量を異ならせる（即ち剛性に異方性を持たせる）ことで各計測方向での板ばね６１に加わる力に対する変位を等しくすることになる。本例においては、フラットな板ばね１６であって押し方向の剛性よりも上下方向の剛性が低いが、スリット加工を施すことにより押し方向の剛性を低くして荷重方向の違いによる板ばね剛性のばらつきを補正している。
【００６４】
次に、図１６にストッパー６７を設けた例について説明する。これは、図１に示す例において、駆動力伝達部材５の正面部５１の非接触式変位計７の両側に該非接触式変位計７よりも板ばね６１側に突出するストッパー６７を設けたものである。
【００６５】
施療子１に押し方向に力が加わると、板ばね６１は非接触式変位計７の方へ撓むが、板ばね６１が非接触式変位計７に接触する前に板ばね６１がストッパー６７に接触するため非接触式変位計に当接して過大な力がかかることなく、非接触式変位計７を保護することができる。このストッパー６７は上下方向および左右方向の力を受けるため上下にある非接触式変位計７の左右に二個ずつ配置している。
【００６６】
次に、更に他例について図１７及び図１８に基づいて説明する。この例では、駆動力伝達機構の強弱駆動部２に外力検出手段としての非接触式変位計７を内蔵したものである。
【００６７】
施療子１がリンク機構を介して接続されている強弱駆動軸１１には、強弱ウォームホイールＷＷが接続されており、さらに強弱ウォームホイールＷＷは強弱駆動モータ２５ａから強弱カップリングＣ、強弱ウォーム軸ＷＳを介して駆動されている。強弱ウォーム軸ＷＳは、軸方向にスライド可能な構造をしており、強弱カップリングＣ内で回転方向は規制されつつ軸方向にスライドする。また、この強弱ウォーム軸ＷＳはばねＳにより予圧がかけられている。このような構造において、施療子１に力が加わると強弱駆動軸１１にトルクがかかり強弱ウォームホイールＷＷを介して強弱ウォーム軸ＷＳにこのトルクが伝達される。このトルクの大きさに応じて強弱ウォーム軸ＷＳに軸方向の力がかかり、強弱ウォーム軸ＷＳに固定されたセンサ検出板７２とともに軸方向に移動する。このときのセンサ検出板７２の変位を非接触式変位計７にて検出している。この変位は、強弱駆動軸１１にかかるトルクにほぼ比例しているため、施療子１に加わる力を検出することができる。
【００６８】
このようにすることで、施療子１や施療子１が取り付けられる駆動力伝達部材５、あるいは施療子アーム８に非接触式変位計７を取り付ける必要がなく、非接触式変位計７はマッサージ機本体内部に配置することができて、マッサージ機の小型化が図られるものである。
【００７４】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、施療子に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したマッサージ機であって、外力検出手段を、施療子が上記制御手段にて制御される三方向に加えられる外力に応じて変位するばね部と、該ばね部の前記三方向に加えられる外力に応じた変位を計測する三個の非接触式変位計とで構成し、前記ばね部を駆動力伝達機構の施療子との接続部となる駆動力伝達部材と施療子との間に介在させるとともに、前記三個の非接触式変位計を駆動力伝達部材に固定したので、三方向の力を計測することが可能となって、多様な揉み動作が可能となるものであり、一方向に変位可能な一対の平行板ばねを駆動力伝達部材より突設し、該突設した一対の平行板ばねの自由端側の端辺同士を板状をした板ばね固定用部材で固定し、該板ばね固定用部材に板ばねの対向する二辺を板ばね固定部材を介して固定し、平行板ばねの変位を計測可能な非接触式変位計を一個設けるとともに、板ばねの変位を計測可能な非接触式変位計を二個設けたので、板ばね及び平行板ばねの変位を計測して力を算出するので、微小な変位を計測して微小な力が算出できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部斜視図である。
【図２】本発明のマッサージ機の施療子、駆動モータ及び駆動力伝達機構の斜視図である。
【図３】同上の強弱駆動部の斜視図である。
【図４】同上の巾駆動部の斜視図である。
【図５】同上の上下駆動部の斜視図である。
【図６】マッサージ機の全体側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の他例の側面図である。
【図８】本発明の更に他例の斜視図である。
【図９】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１０】本発明の更に他例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１１】本発明の更に他例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１２】本発明の更に他例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は斜視図である。
【図１３】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１４】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１５】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１６】本発明の更に他例の側面図である。
【図１７】本発明の更に他例の駆動力伝達機構の斜視図である。
【図１８】同上の要部斜視図である。
【符号の説明】
１ 施療子
６ ばね部
７ 非接触式変位計
【発明の属する技術分野】
本発明は、施療子にて多様な揉み動作を行うマッサージ機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、施療子にて多様な揉み動作を行うマッサージ機が利用されている。この種の従来のマッサージ機は、施療子の人体に対する押圧力を計測して施療子の動作を制御するものである。
【０００３】
このような従来のマッサージ機にあっては、力を検出するのに感圧導電性エラストマー（特許文献１参照）や、歪みゲージ（特許文献２参照）のような力センサーを用いている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−１２０６２１号公報
【特許文献２】
特開平９−２９９４３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述したような従来のマッサージ機においては、施療子に加わる外力を検出する手段として、感圧導電性エラストマーや歪みゲージのような力センサーを用いているため、温度安定性が低く、また構造や取付けが複雑なため多数の方向の力を計測することが難しく、過負荷に対して影響を受けるものであった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、施療子に加わる力を温度安定性が良いとともに、多数の方向の力を計測することができて、過負荷に対する耐久性を有するマッサージ機を提供するにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
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１に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子１を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子１を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したマッサージ機であって、外力検出手段を、施療子１が上記制御手段にて制御される三方向に加えられる外力に応じて変位するばね部６と、該ばね部６の前記三方向に加えられる外力に応じた変位を計測する三個の非接触式変位計７とで構成し、前記ばね部６を駆動力伝達機構の施療子１との接続部となる駆動力伝達部材５と施療子１との間に介在させるとともに、前記三個の非接触式変位計７を駆動力伝達部材５に固定することで、三方向の力を計測することが可能となって、多様な揉み動作が可能となるものである。
【００１３】
そして、一方向に変位可能な一対の平行板ばね６３を駆動力伝達部材５より突設し、該突設した一対の平行板ばね６３の自由端側の端辺同士を板状をした平行板ばね支持板部６４で固定し、該平行板ばね支持板部６４に板ばね６１の対向する二辺を板ばね固定部材６２を介して固定し、平行板ばね６３の変位を計測可能な非接触式変位計７を一個設けるとともに、板ばね６１の変位を計測可能な非接触式変位計７を二個設けることで、板ばね６１及び平行板ばね６３の変位を計測して力を算出するので、微小な変位を計測して微小な力が算出できるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１７】
本発明のマッサージ機は、施療子に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したもので、まず、駆動力伝達機構について図２乃至図５に基づいて説明する。
【００１８】
本実施形態では、施療子１を人体側への突出方向に動作させる強弱駆動部２と、巾方向に動作させる巾駆動部３と、上下方向に動作させる上下駆動部４を備えており、これら三つの駆動部が全体として図２に示すような一つの主体ブロック２４に組み込んである。この主体ブロック２４は図３に示すように強弱駆動部２のユニットと、図４に示すような巾駆動部３のユニットと、図５に示すような上下駆動部４のユニットとの３つのユニットから構成してあり、これら３つのユニットを組み立てることで図２に示すような主体ブロック２４を構成している。
【００１９】
この主体ブロック２４には図３乃至図５に示すように、強弱駆動部２、巾駆動部３、上下駆動部４の各駆動部の駆動源としてそれぞれ強弱駆動モータ２５ａ、２５ｂ、２５ｃが設けてある。
【００２０】
主体ブロック２４の両側板２４ａ間には巾駆動軸１０が回動自在に取付けてある。巾駆動部３の巾駆動モータ２５ｂの出力軸２０ｂには巾駆動プーリ２１ｂが設けてあり、該巾駆動プーリ２１ｂと巾駆動軸１０の端部に設けた巾プーリ２９ｂとに巾駆動ベルト２８ｂが掛回してある。上記巾駆動軸１０には外周に雄ねじ１０ａを設けてあり、この雄ねじ１０ａは巾駆動軸１０の長手方向の中間部を境にして左右の雄ねじ１０ａは互いに逆ねじの関係となっている。この巾駆動軸１０の左右の雄ねじ１０ａにはそれぞれ施療子１を叩き動作させるソレノイド４２を有する施療子アーム８に設けた巾送りナット１４が螺合してあり、施療子アーム８の回転方向の運動は後述の強弱駆動用歯車９により行われるので、巾駆動部３の巾駆動モータ２５ｂを正転あるいは逆転することで、巾駆動プーリ２１ｂ、巾駆動ベルト２８ｂ、プーリ２９ｂを介して巾駆動軸１０が正転方向、あるいは逆転方向に回転して一対の施療子アーム８が互いに近づいたり、あるいは互いに離れたりする動作、つまり、巾方向（左右方向）の移動を行うようになっている。
【００２１】
施療子アーム８の上記巾方向の可動範囲の両外側に一対の強弱駆動用歯車９が配置してあり、この一対の強弱駆動用歯車９は扇形をした歯車主体の円弧の部分に歯を設けた円弧状歯車９ａにより構成してあり、円弧の中心孔９ｂが巾駆動軸１０に遊嵌してあり、左右両側の強弱駆動用歯車９は同士が連結部材３１により連結してある。また、左右両側の強弱駆動用歯車９間には少なくとも１つ以上の（本実施形態では２つ）巾駆動支軸１３が架設してあり、この巾駆動支軸１３は巾駆動軸１０と平行であり、巾駆動支軸１３には一対の施療子アーム８に設けた孔部が移動自在に被嵌してある。このように、巾駆動軸１０と平行に施療子アーム８に挿通した巾駆動支軸１３を少なくとも１つ以上設けることで、巾駆動支軸１３により人体から負荷がかかった時に施療子アーム８から巾駆動軸１０に伝わる応力やねじれを巾駆動支軸１３に分散させることができるものである。
【００２２】
左右一対の円弧状歯車９ａには後述の強弱駆動部２における強弱駆動モータ２５ａの回転を伝達する一対の伝達用歯車１２が噛み合っている。強弱駆動部２の強弱駆動モータ２５ａの出力軸２０ａには強弱駆動プーリ２１ａが設けてあり、強弱駆動部２の強弱ギアボックス２６ａ内に強弱ウォームホイール、強弱ウォーム軸が内装してあり、上記強弱駆動プーリ２１ａと強弱ウォーム軸に設けた強弱プーリ２９ａとに強弱駆動ベルト２８ａが掛回してある。強弱ギアボックス２６ａと一方の側板２４ａに上記強弱ウォームホイールにより回転される強弱駆動軸１１が回転自在に軸支してあり、強弱駆動軸１１の両端部には一対の伝達用歯車１２に噛み合っている。したがって、強弱駆動部２の強弱駆動モータ２５ａを正転、逆転駆動することで、強弱駆動プーリ２１ａ、強弱駆動ベルト２８ａ、強弱プーリ２９ａ、強弱ウォーム軸、強弱ウォームギアを介して強弱駆動軸１１が回転し、強弱駆動軸１１が回転することで伝達用歯車１２が回転し、これにより円弧状歯車９ａを巾駆動軸１０と同軸を回転中心として回動し、これにより施療子アーム８を巾駆動軸１０と同軸を回転中心として回動し、施療子アーム８の先端部に設けた施療子１の人体側への突出量を可変するようになっている。つまり、施療子アーム８が回動することで施療子１は円弧運動をし（実施形態では巾駆動軸１０と同軸を回転中心として円弧運動をし）て上下方向及び前後方向に移動するようになっていて人体に対する施療子１の当たる強弱を可変するようになっている。
【００２３】
主体ブロック２４に設けた上下駆動部４は駆動源である上下駆動モータ２５ｃと、上下駆動モータ２５ｃの出力軸２０ｃに設けた上下駆動プーリ２１ｃと、上下ギアボックス２６ｃ内に内装した上下ウォームホイール、上下ウォーム軸と、上下ウォーム軸に設けた上下プーリ２９ｃと、上下駆動プーリ２１ｃと上下２９ｃに掛回した上下駆動ベルト２８ｃと、上下ギアボックス２６ｃに回転自在に支持されて上下ウォームホイールにより回転する上下駆動軸３０と、上下駆動軸３０に設けたローラ部３３とピニオン３４とを備えており、上下駆動モータ２５ｃを正転、あるいは逆転駆動することで、上下駆動プーリ２１ｃ、上下駆動ベルト２８ｃ、上下プーリ２９ｃ、上下ウォーム軸、上下ウォームギアを介して上下駆動軸３０が回転し、上下駆動軸３０が回転することでピニオン３４が正転又は逆転するようになっている。
【００２４】
主体ブロック２４は図６に示すような椅子３５の背もたれ部３６のフレームに設けた上下方向レール（図示せず）に上記上下駆動軸３０の両端部のローラ部３３を上下移動自在に取付け、上下方向レールに設けたラックに上記ピニオン３４を噛み合わせてあり、上下駆動部４の上下駆動モータ２５ｃを上記のように正転あるいは逆転駆動することで、ラックに噛み合ったピニオン３４を正転あるいは逆転して主体ブロック２４（つまり主体ブロック２４に設けた施療子１）を上方又は下方に移動するようになっている。ここで、主体ブロック２４の両側板２４ａの上部にはローラが回転自在に設けてあり、このローラ５８も上記上下方向レールに上下移動自在に嵌め込んである。
【００２５】
上述したような施療子１を人体側への突出方向に動作させる強弱駆動部２と、巾方向に動作させる巾駆動部３と、上下方向に動作させる上下駆動部４とをそれぞれ独立して位置あるいは速度を制御し、更に二つ以上の駆動部が連動するように制御することで、マッサージ動作のパターンが特定の軌跡を描くものにのみ限定されず、使用者が所望する任意の動作軌跡を施療子が描くようマッサージ動作させることが可能となるものである。
【００２６】
そして、上記のように各駆動部２，３，４を制御する制御手段（図示せず）はマイコン等からなり、変位計７からの計測値に基づいて各駆動部２，３，４を制御するもので、以下に説明する。
【００２７】
施療子１は、駆動力伝達機構の施療子アーム８に取り付けた駆動力伝達部材５にばね部を介して取り付けられる。
【００２８】
駆動力伝達部材５は、施療子アーム８に取り付けられるもので、本実施形態では図１等に示すように施療子アーム８への取付部５２と、施療子１が取り付けられる正面部５１とからなる略Ｌ字状をしたものである。なお、この駆動力伝達部材５は特に略Ｌ字状に限定されるものではなく、前記正面部５１に相当する部分があればよい。この駆動力伝達部材５の正面部５１は本実施形態では正面視矩形状をしたもので、この正面部５１にばね部６を設けるものである。
【００２９】
ばね部６は、板ばね６１と板ばね固定部材６２とからなる。板ばね固定部材６２は、断面略矩形状をした一対の棒状のもので、上記駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する一対（本例では左右一対）の辺にそれぞれ沿うように固定される。そして、この一対の板ばね固定部材６２の突出面に板ばね６１が取り付けられる。
【００３０】
板ばね６１は、上記駆動力伝達部材５の正面部５１とほぼ同じ形状をした板状のもので、その対向する一対（本例では左右一対）の辺をそれぞれ一対の板ばね固定部材６２の突出面に取り付けて固定される。このように板ばね６１は、正面部５１とほぼ平行に配置され、両側の板ばね固定部材６２への取り付け部分の間に力が加わると、加えられた力に応じて板ばね６１は撓むもので、これについては後述する。そして、板ばね６１には、施療子１が取り付けられる。
【００３１】
施療子１は、板ばね６１に取り付けられる取付軸部１１と、取付軸部１１に取付けられるＬ字状をした取付片１３と、取付片１３から突出される軸部１４と、軸部１４に回転自在に取り付けられて使用者の施療部位を揉むもみ玉１２とからなる（図７（ｂ）参照）。取付軸部１１は板ばね６１の中央部より突設される。そして、上記正面部５１の中央部（即ち、正面視において前記取付軸部１１と同じ位置）には、外力検出手段としての２変位計が設けてあり、板ばね６１の裏面の中央部との距離を計測可能となっている。ここで変位計としては、レーザーセンサ，渦電流式センサ，静電容量式センサ，赤外線センサ，超音波センサ等の非接触にて対象との距離を計測する非接触式変位計７を用いる。以下の説明においても特に断りがない場合には変位計として非接触式変位計７を用いるものとする。
【００３２】
施療子１は、上述したように、強弱駆動部２，巾駆動部３，上下駆動部４によってそれぞれ前後方向（即ち人体側への突没方向であって、板ばね６１及び正面部５１に対して垂直な方向），左右方向，上下方向に駆動されるのであるが、この駆動方向に施療子１に加えられる力を前記非接触式変位計７で計測した板ばね６１の変位（撓み）を計測することで算出し、これに基づいて施療子１を制御するものである。以下、施療子１に加えられる力と板ばね６１の変位及び非接触式変位計７による変位の計測について説明する。
【００３３】
施療子１に押し方向（即ち前後方向）に力が加えられると、その力の大きさに応じて板ばね６１が撓むが、その撓み形状は側面視において、施療子１の取付軸部１１が取り付けてある板ばね６１の中央部が最も変位が大きく、この中央部を中心に左右均等な形状となる。そしてこの時、板ばね６１の裏面の中央部までの距離を非接触式変位計７にて計測して板ばね６１の変位（撓み）を計り、この板ばね６１の変位から施療子１に加えられている押し方向の力の大きさを算出することができる。このため、施療子１の取付軸部１１を板ばね６１の中央部に取り付けるとともに、該取付軸部１１に対向するように非接触式変位計７を駆動力伝達部材５の中央部に取り付けることが好ましく、これにより変位計測方向（この場合は前後方向）以外の方向に加わる力の干渉を抑えるとともに変位計測方向の力による変位が大きく（即ちゲインが大きく）計測精度が向上するものである。なお、非接触式変位計７にて計測した変位からの施療子１に加わる力の算出は、板ばね６１（及び後述する平行板ばね６３）に取り付けた施療子１の取付軸部１１に加わる力と変位（撓み）との関係を予め制御手段に記憶させておき、この力−変位関係から算出する。
【００３４】
施療子１に左右方向又は上下方向の力が加わった場合、施療子１の取付軸部１１は板ばね６１の中央部に取り付けてあるため、板ばね６１の撓み形状は板ばね６１の中央部を中心にその両側に前後方向の変位の符号が逆となるような対称形状となり、板ばね６１の中央部の変位はほぼ０となる。このため、板ばね６１の中央部の変位を計測することで、施療子１に加わる左右方向及び上下方向に加わる力に干渉されることなく、施療子１の前後方向の力による板ばね６１の変位を計測することができて、これにより、精度良く施療子１に加わる前後方向の力を計測することができる。
【００３５】
上述したように非接触式変位計７を用いることで、感圧導電性エラストマーや歪みゲージ等にて力を計測するものに比べて、直接接触しないため温度安定性が良いとともに、過負荷に対しても影響を受けず耐久性がある。また、接触して変位を計るポテンショメータに比べて分解能が高いため微妙な揉み味を実現できる。また、板ばね６１の変位を計測して力を算出するので、微小な変位で力を算出でき、使用者（即ち被施療者）に与える違和感を解消することができる。
【００３６】
次に、図７（ａ）に基づいて他例について説明する。この例のものは、施療子１の上下方向に加わる力を計測するもので、図１に示す上例と比べてばね部６及び非接触式変位計７の取り付けが異なるものである。なお、上例と同様で重複する部分の説明は省略し、本例以降の各例においても同様の説明は省略するものとする。
【００３７】
ばね部６は、一対の平行板ばね６３と平行板ばね支持板部６４とからなる。一対の平行板ばね６３は略矩形状の同一形状をしたもので、その一辺が駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する一対（本例では上下一対）の辺にそれぞれ沿うように固定される。そして、この一対の平行板ばね６３の自由端側の端部に平行板ばね支持板部６４が取り付けられる。
【００３８】
平行板ばね支持板部６４は、上記駆動力伝達部材５の正面部５１とほぼ同じ形状の矩形状をしたもので、その対向する一対（本例では上下一対）の辺をそれぞれ上記一対の平行板ばね６３の自由端側の端部に取り付けてある。この平行板ばね支持板部６４は、平行板ばね６３と比べて剛性を高く形成してある。そして、この平行板ばね支持板部６４の中央部より施療子１の取付軸部１１を突設してある。
【００３９】
また、駆動力伝達部材５の正面部５１に変位計取付部５３を突設し、この変位計取付部５３に非接触式変位計７を一対の平行板ばね６３の一方との距離を計測可能に取り付けてある。
【００４０】
施療子１に上下方向の力が加えられると、その力の大きさに応じて一対の平行板ばね６３が撓む。この時、一対の平行板ばね６３の一方までの距離を非接触式変位計７にて計測して平行板ばね６３の変位（撓み）を計ることで、この施療子１に加えられている上下方向の力の大きさを算出することができる。
【００４１】
また、施療子１に前後方向の力が加わった場合、平行板ばね支持板部６４は高剛性であるため殆ど撓まないとともに、平行板ばね６３には板面内の方向に力が加わるため殆ど変形しないため、非接触式変位計７にて計測される変位はほぼ０となる。また、施療子１に左右方向に力が加わった場合、平行板ばね６３には板面内の方向に力が加わるため殆ど変形せず、非接触式変位計７による変位はほぼ０となる。
【００４２】
本例のように、一枚の板ばねでなく一対の平行板ばね６３を用いたことで、一枚の板ばねを用いた場合のように不安定な片持ち状態となって強度的に不充分となるのを防止するとともに、変位の計測方向以外の方向の力に対して平行板ばね６３の変位を抑えて剛性を高めることができ、非接触式変位計７による所定方向の変位の計測の精度を高めることができる。
【００４３】
以上のようにすることで、施療子１に加わる前後方向及び左右方向に加わる力に干渉されることなく、精度良く施療子１に加わる上下方向の力を計測することができる。
【００４４】
次に、図７（ｂ）に基づいて他例について説明する。この例のものは、施療子１の左右方向に加わる力を計測するもので、図７（ａ）に示す上例と比べて平行板ばね６３の駆動力伝達部材５の正面部５１への取付位置のみが異なるものである。
【００４５】
平行板ばね５３の一辺は、駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する左右一対の辺にそれぞれ沿うように固定されるとともに、平行板ばね支持板部６４の対向する左右一対の辺をそれぞれ上記一対の平行板ばね６３の自由端側の端部に取り付けたものである。
【００４６】
これにより、施療子１に加わる前後方向及び上下方向に加わる力に干渉されることなく、精度良く施療子１に加わる左右方向の力を計測することが可能となる。
【００４７】
次に、図８に基づいて更に他例について説明する。この例のものは施療子１の前後方向及び上下方向の二方向に加わる力を計測するもので、図１に示す例と比べてばね部６及び施療子１は同じであるが、二個の非接触式変位計７を取り付けるものである。
【００４８】
即ち、外力検出手段としての非接触式変位計７は、駆動力伝達部材５の正面部５１の上下方向の異なる位置に取り付けてあり、それぞれ板ばね６１の裏面との距離を計測して板ばね６１の平面度を計測可能としてある。
【００４９】
施療子１に押し方向（即ち前後方向）に力が加えられると、加えられた力に応じて二個の非接触式変位計７と板ばね６１との変位がそれぞれ計測され、二個の非接触式変位計７の計測値から押し方向の力を算出することができる。更に具体的には、例えば施療子１に加えられた押し方向の力により、二個の非接触式変位計７と板ばね６１の裏面との距離は縮まり、この縮まった距離の和から押し方向の力を算出することができる。
【００５０】
また、施療子１に上下方向の力が加えられると、二個の接触式変位計７による変位の計測値の差が生じるため、これより上下方向の力が算出される。更に具体的には、施療子１に上方向又は下方向に力が加わると、板ばね６１は施療子１を突出する中央部を中心にして上下で前後方向の変位の符号が逆となるような対称形状に撓むため、上下異なる位置（中央部を挟んで上下両側）に設けた二個の非接触式変位計７の計測値より上下方向の力が算出できるものである。このようにして、前後方向及び上下方向の二方向の力が検出できて、多様な揉み動作が可能となる。
【００５１】
さらにこの時、図９に示す例のように、二個の非接触式変位計７を左右方向の中央部で且つ施療子１の取付軸部１１の中心に対して均等な距離になるように配置することが好ましいものである。施療子１に左右方向の力が加わった場合、施療子１の取付軸部１１は板ばね６１の中央部に取り付けてあるため、板ばね６１の撓み形状は板ばね６１の中央部を中心にその両側に前後方向の変位の符号が逆となるような対称形状となり、板ばね６１の中央部の変位はほぼ０となる。従って、施療子１に加わる左右方向の力に干渉されるのを防止することができて、前後方向及び上下方向の力を精度良く計測することができる。
【００５２】
また、図１０に更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（即ち前後方向）及び左右方向に加える力を計測するもので、図９に示す上例と比べて板ばね固定部材６２の正面部５１への取付位置のみが異なるものである。
【００５３】
即ち、板ばね固定部材６２を駆動力伝達部材５の正面部５１の対向する上下一対の辺にそれぞれ沿うように固定するとともに、板ばね固定部材６２の突出面に板ばね６１の対向する上下一対の辺をそれぞれ取り付けたものである。これにより、施療子１に加わる上下方向の力に干渉されるのを防止することができて、前後方向及び左右方向の力を精度良く計測することができる。
【００５４】
次に、図１１に更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（即ち前後方向）及び左右方向に加える力を計測するもので、二組の平行板ばね６３ａ，６３ｂをそれぞれ押し方向及び上下方向に変位するように直列に接続してあり、非接触式変位計７はこれら二組の平行板ばね６３ａ，６３ｂの変位を検出するよう各平行板ばね６３ａ，６３ｂに１個ずつ対向するように配置してある。このようにすることで、平行板ばね６３（６３ａ，６３ｂ）の変位方向以外の方向に加わる力やその力によるモーメントに対して平行板ばね６３が影響されて変位するのを抑えて計測方向以外の方向の力の干渉を抑えることができる。また、施療子１の押し方向に対して平行板ばね６３をオフセットすることもでき、スペース上の設計の自由度を上げることもできる。
【００５５】
次に、図１２に更に他例を示す。この例のものは、施療子１の上下方向及び左右方向に加わる力を計測するもので、二組の平行板ばね６３をそれぞれ押し方向及び上下方向に変位するように直列に接続してあり、非接触式変位計７はこれら二組の平行板ばね６３の変位を検出するよう各平行板ばね６３に１個ずつ対向するように配置してある。このようにすることで、平行板ばね６３の変位方向以外の方向の力やその力によるモーメントに対して平行板ばね６３が影響されて変位するのを抑えて計測方向以外の方向の干渉を抑えることができる。
【００５６】
次に、図１３に基づいて更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（前後方向）、上下方向、左右方向に加える力を計測するものである。
【００５７】
駆動力伝達部材５の正面部５１の左右一対の辺に平行板ばね６３を取り付けるとともに平行板ばね６３の自由端に平行板ばね支持板部６４を取り付け、この平行板ばね支持板部６４の一対の辺に板ばね固定部材６２を固定するとともに、一対の板ばね固定部材６２に前記一対の平行板ばね６３とは別の板ばね６１を取り付けるものである。
【００５８】
非接触式変位計７は、一対の平行板ばね６３の一方との距離の変位を計測可能に一個設け、板ばね６１の変位を計測可能なように平行板ばね支持部材６４の左右方向中央部に上下に二個、好ましくはそれぞれ上下端部からそれぞれ等距離の位置に設けてある。
【００５９】
このようにすることで、上述したように、施療子１に加わる左右方向の力は一対の平行板ばね６３の一方との変位を計測することで得られ、施療子１に加わる前後方向、上下方向の力は平行板ばね支持部材６４に設けた二個の非接触式変位計７の板ばね６１との変位を計測することで得られ、三方向の力を計測することが可能となって、多様な揉み動作が可能となる。
【００６０】
次に、図１４に基づいて更に他例を示す。この例のものは、施療子１の押し方向（前後方向）、上下方向、左右方向に加える力を計測するものである。
【００６１】
駆動力伝達部材５の正面部５１の左右一対の辺に板ばね固定部材６２を取り付けるとともに、この一対の板ばね固定部材６２に板ばね６１を取り付け、駆動力伝達部材５の正面部５１に非接触式変位計７を三個それぞれ異なる場所に取り付けてある。このようにすることで、非接触式変位計７を三個設けるだけで施療子１に加わる押し方向、上下方向、左右方向の力を計測することが可能となり、計測機器の小型化、省スペース化が図られる。
【００６２】
次に、図１５に基づいて更に他例を示す。この例のものは、図９に示す例のものにおいて、板ばね６１の板ばね固定部材６２への取り付け部分の間にスリット６６を設けたものである。
【００６３】
通常、板ばね６１を設計する上では、理想的には変位計にて計測する板ばね６１の変位を各計測方向に対して等しくするため、計測方向毎の各非接触式変位計７の取り付け位置での力に対する板ばね６１の変位量をすべて等しくする必要があるが、フラットな板ばね６１では実現し難いものである。そこで、板ばね６１にスリット６６加工を行い、板ばね６１の加わる力の方向の違いによる変形量を異ならせる（即ち剛性に異方性を持たせる）ことで各計測方向での板ばね６１に加わる力に対する変位を等しくすることになる。本例においては、フラットな板ばね１６であって押し方向の剛性よりも上下方向の剛性が低いが、スリット加工を施すことにより押し方向の剛性を低くして荷重方向の違いによる板ばね剛性のばらつきを補正している。
【００６４】
次に、図１６にストッパー６７を設けた例について説明する。これは、図１に示す例において、駆動力伝達部材５の正面部５１の非接触式変位計７の両側に該非接触式変位計７よりも板ばね６１側に突出するストッパー６７を設けたものである。
【００６５】
施療子１に押し方向に力が加わると、板ばね６１は非接触式変位計７の方へ撓むが、板ばね６１が非接触式変位計７に接触する前に板ばね６１がストッパー６７に接触するため非接触式変位計に当接して過大な力がかかることなく、非接触式変位計７を保護することができる。このストッパー６７は上下方向および左右方向の力を受けるため上下にある非接触式変位計７の左右に二個ずつ配置している。
【００６６】
次に、更に他例について図１７及び図１８に基づいて説明する。この例では、駆動力伝達機構の強弱駆動部２に外力検出手段としての非接触式変位計７を内蔵したものである。
【００６７】
施療子１がリンク機構を介して接続されている強弱駆動軸１１には、強弱ウォームホイールＷＷが接続されており、さらに強弱ウォームホイールＷＷは強弱駆動モータ２５ａから強弱カップリングＣ、強弱ウォーム軸ＷＳを介して駆動されている。強弱ウォーム軸ＷＳは、軸方向にスライド可能な構造をしており、強弱カップリングＣ内で回転方向は規制されつつ軸方向にスライドする。また、この強弱ウォーム軸ＷＳはばねＳにより予圧がかけられている。このような構造において、施療子１に力が加わると強弱駆動軸１１にトルクがかかり強弱ウォームホイールＷＷを介して強弱ウォーム軸ＷＳにこのトルクが伝達される。このトルクの大きさに応じて強弱ウォーム軸ＷＳに軸方向の力がかかり、強弱ウォーム軸ＷＳに固定されたセンサ検出板７２とともに軸方向に移動する。このときのセンサ検出板７２の変位を非接触式変位計７にて検出している。この変位は、強弱駆動軸１１にかかるトルクにほぼ比例しているため、施療子１に加わる力を検出することができる。
【００６８】
このようにすることで、施療子１や施療子１が取り付けられる駆動力伝達部材５、あるいは施療子アーム８に非接触式変位計７を取り付ける必要がなく、非接触式変位計７はマッサージ機本体内部に配置することができて、マッサージ機の小型化が図られるものである。
【００７４】
【発明の効果】
上記のように本発明の請求項１記載の発明にあっては、施療子に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したマッサージ機であって、外力検出手段を、施療子が上記制御手段にて制御される三方向に加えられる外力に応じて変位するばね部と、該ばね部の前記三方向に加えられる外力に応じた変位を計測する三個の非接触式変位計とで構成し、前記ばね部を駆動力伝達機構の施療子との接続部となる駆動力伝達部材と施療子との間に介在させるとともに、前記三個の非接触式変位計を駆動力伝達部材に固定したので、三方向の力を計測することが可能となって、多様な揉み動作が可能となるものであり、一方向に変位可能な一対の平行板ばねを駆動力伝達部材より突設し、該突設した一対の平行板ばねの自由端側の端辺同士を板状をした板ばね固定用部材で固定し、該板ばね固定用部材に板ばねの対向する二辺を板ばね固定部材を介して固定し、平行板ばねの変位を計測可能な非接触式変位計を一個設けるとともに、板ばねの変位を計測可能な非接触式変位計を二個設けたので、板ばね及び平行板ばねの変位を計測して力を算出するので、微小な変位を計測して微小な力が算出できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の要部斜視図である。
【図２】本発明のマッサージ機の施療子、駆動モータ及び駆動力伝達機構の斜視図である。
【図３】同上の強弱駆動部の斜視図である。
【図４】同上の巾駆動部の斜視図である。
【図５】同上の上下駆動部の斜視図である。
【図６】マッサージ機の全体側面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）はそれぞれ本発明の他例の側面図である。
【図８】本発明の更に他例の斜視図である。
【図９】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１０】本発明の更に他例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１１】本発明の更に他例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図である。
【図１２】本発明の更に他例を示し、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は斜視図である。
【図１３】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１４】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１５】本発明の更に他例の斜視図である。
【図１６】本発明の更に他例の側面図である。
【図１７】本発明の更に他例の駆動力伝達機構の斜視図である。
【図１８】同上の要部斜視図である。
【符号の説明】
１ 施療子
６ ばね部
７ 非接触式変位計
Claims (1)
- 施療子に加えられた外力を検出する外力検出手段と、外力検出手段で検出された力に応じて施療子を前後方向、左右方向、上下方向の三方向に動作するよう制御する制御手段と、施療子を駆動モータに駆動力伝達機構を介して前記制御手段にて制御可能に連結したマッサージ機であって、外力検出手段を、施療子が上記制御手段にて制御される三方向に加えられる外力に応じて変位するばね部と、該ばね部の前記三方向に加えられる外力に応じた変位を計測する三個の非接触式変位計とで構成し、前記ばね部を駆動力伝達機構の施療子との接続部となる駆動力伝達部材と施療子との間に介在させるとともに、前記三個の非接触式変位計を駆動力伝達部材に固定してなるマッサージ機であって、一方向に変位可能な一対の平行板ばねを駆動力伝達部材より突設し、該突設した一対の平行板ばねの自由端側の端辺同士を板状をした平行板ばね支持板部で固定し、該平行板ばね支持板部に板ばねの対向する二辺を板ばね固定部材を介して固定し、平行板ばねの変位を計測可能な非接触式変位計を一個設けるとともに、板ばねの変位を計測可能な非接触式変位計を二個設けて成ることを特徴とするマッサージ機。
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