JP4109640B2 - 自動励振マッサージ器 - Google Patents

Description

本発明は、振動式マッサージ器に関するもので、特にマッサージ対象部位の機械的インピーダンスを加振器に正帰還することにより、共振周波数で発振を起させ、マッサージ対象部位に最も適した振動周波数でマッサージするようにした、自動励振マッサージ器に関する。

マッサージ対象部位に、マッサージ器の機械的振動部を当接させ、マッサージを行う、いわゆる振動式マッサージ器において、マッサージ対象部位の機械的インピーダンスの共振周波数を検出し、その振動数でマッサージを行うようにした装置は既に提案されている。

例えば、特開昭５８−１３８４５５号公報に示された装置においては、マッサージ器の加振器の、マッサージ対象部位に当接する部分に、加速度センサと圧力センサを取り付け、マッサージ対象部位の機械的インピーダンスを求めるために加振周波数をスイープさせ、計測後に演算，メモリーされた共振周波数で加振器を振動させる装置が提案されている。

また特開２００１−２５２３２５公報には、加振器をマッサージ対象部位には直接当接させず、マッサージ対象部位にはセンサを取り付けることにより、加振器にマッサージ対象部位の機械的インピーダンスを正帰還させ、共振周波数で自励振動させるマッサージシステムが提案されている。

更にマッサージを目的としたものではないが、皮膚表面の特性（弾性）を測定するするため、中空体の加振装置を用いた装置が特開平６−３２７６３９号公報に示されている。

特開昭５８−１３８４５５号公報 特開２００１−２５２３２５公報 特開平６−３２７６３９号公報

特開昭５８−１３８４５５号に示された装置では、マッサージ対象部位の共振周波数を求めるために予想される周波数範囲をスイープしながら計測，演算し、メモリーされた共振周波数で加振器を振動させる原理となっている。マッサージ対象部位の共振周波数は、加振器との接触状態で大きく変化することから、マッサージを受ける人は体を完全に固定され、微動だにできない。
従って、リラックスというマッサージの目的に沿わない上に、姿勢が変化する都度、新たな計測，メモリーが必要となる。
また、マッサージ器のマッサージ対象部位に当接する部分に近接して、センサを取付ける必要がある。
この部分はマッサージ器全体の中でももっとも外部に露出し、また人体に接触する部分なので、物理的．化学的損傷を受け易い部分である。
従って、そのような部分に外部刺激に敏感なセンサ類を配置することは、故障の原因となり、メンテナンスにも困難が伴なう。

一方、特開２００１−２５２３２５公報に示されるような装置では、正帰還による共振周波数の自動追従がなされるほか，マッサージ器本体とセンサが分離しており、特開昭５８−１３８４５５号に示す装置の持つ欠点は避けることができる。
しかしながら、センサをマッサージ対象部位に固定するためには強力な両面テープで張付けるか、ベルトのような装置で人体に緊縛する必要がある。
またセンサとマッサージ器本体間の接続ケーブルも不可欠である。
従ってテープ脱着で肌荒れの原因となるほか、装着の煩わしさや、姿勢の制限があり、接続ケーブルからの感電事故の危険も避けられない。

本発明は振動式マッサージ器の、マッサージ対象部位に当接する部分を中空なキャビティで構成する。
そしてキャビティをマッサージ対象部位に当接したときのキャビティ内の圧力変動を、無指向性マイクロフォン，圧電素子，半導体のような圧力検出素子で電気信号に変換し、加振器に増巾帰還させることにより、マッサージ対象部位の機械的共振周波数でマッサージするようにしたものである。

本発明の装置は、上記構成をとることにより、マッサージ器のマッサージ対象部位に接する部分にセンサを配置することなく、またマッサージ対象部位にセンサを装着することもなく、マッサージ対象部位の機械的インピーダンスを自動的に検出し、発振させることでマッサージ対象部位を最大効率でマッサージすることができる。

以下図面に基き、本発明の具体的実施例を説明する。
図１は、本発明の自励振動式マッサージ器の駆動用増幅器を含む自励振動回路の一実施例を示すブロック線図である。
図１において、１は体の一部で、振動式マッサージの振動を加える対象部位を示す。２は振動波形検出部で、マッサージ器の、マッサージ対象部位に当てる部分に設けたキャビティの、内部空気圧の変化を測定する圧力検出素子である。３は振動波形検出部２の出力を増幅する前置増幅器である。４は前置増幅器３の出力信号の必要な低域成分を取り出すと同時にレベルを一定に制御するローパスフィルター及びＡＧＣ回路である。５は振動強度調整回路で、振動式マッサージの振動の強度の設定を行う。６は振動強度調整回路５の出力を増幅する電力増幅器である。７は電力増幅器６により駆動され、体の一部１に振動を加える加振器である。

このように構成された自励振動式マッサージ器の自励振動回路の動作を説明すると次の通りである。
図１の自励振動回路は、正帰還一巡ループ回路が構成され、以下の動作で自励振動を行う。
加振器７により振動が加えられたマッサージ対象部位１の振動は、振動波形検出部２により検出される。
振動波形検出部２の検出出力は前置増幅器３により増幅され、ローパスフィルター及びＡＧＣ回路４により、その出力信号のレベルを一定に制御され振動強度調整回路５に加えられる。振動強度調整回路５は、振動式マッサージの振動の強度があらかじめ設定された強度になるように振動強度調整回路５の出力レベルの設定を行う。
出力の設定が行われた振動強度調整回路５の出力は電力増幅器６により増幅され、加振器７に加えられる。
このようにして、振動波形検出部２により検出された人体の振動信号は、電力増幅器６に正帰還され加振器７を駆動して自動発振が行われる。
加振器７は振動強度調整回路５により設定された振動強度で振動してマッサージ対象部位１に振動を加える。加振器７の振動周波数は、マッサージ対象部位の共振周波数である。
自励振動の共振周波数はマッサージ対象部位により異なり、腹部や胸部（女性）では数Ｈｚ、手足の部位では十数Ｈｚ、肩等の局部では数十Ｈｚである。
なお、上記自励振動回路の動作は、アナログ回路を例に説明したが、これを例えば前置増巾器３の出力をＡＤ変換器でＡＤ変換し、信号をデジタル的に処理することも可能であることは言うまでもない。

図２は本発明の自動励振マッサージ器の加振部の基本的構造を示す縦断面図である。
筐体や把手などの、基本的動作と直接関係ない部分は、省略している。
２１は高透磁率の磁性体で作られたヨークで、同じ磁性体で作られたポール２２と一体で磁路を形成している。
ヨーク２１とポール２２の接合部には永久磁石２３が挟み込まれている。
ヨーク２１とポール２２の上端の空隙２４には筒状のコイルボビン２５が嵌挿されており、ヨーク及びポールに触れずに上下振動できるように柔軟な保持材２６によって保持される。
コイルボビン２５にはコイル２７が巻かれており、リード線２８を通して図１の電力増巾部６の出力が印加されるようになっている。
２９はコイルボビンの上端に取り付けられたキャビティでマッサージ対象部位に当接する部分に開口２９ａが空けられている。
キャビティ２９の空洞３０には、キャビティ内の圧力を検出するたの圧力検出素子３１が取付けられている。
圧力検出素子３１の出力はリード線３２を通して外部に取り出され、これは図１の波形検出部２に相当する。

上記構成のマッサージ器の動作は次のとおりである。
マッサージ器のキャビティ２９の開口２９ａを、人体のマッサージ対象部位に押し付けると、体表皮膚はキャビティ内に少し入りこんだ形になりキャビティ内の空洞３０の圧力が変動し、その変動が圧力検出素子３１で検出されることになる。
即ちキャビティ開口２９ａがマッサージ対象部位に接した部分の機械的インピーダンスを計測できることになる。それによってキャビティ開口２９ａで囲まれた部分の皮膚が最大変位周波数で発振が起こる。

マッサージ対象部位の面積に比して、開口２９ａの面積を小さくし、例えば開口直径を１５ｍｍ前後にすれば、開口内の皮膚の共振周波数は十分高くなり、キャビティ開口部外周が最大変位するような低い共振周波数（２０Ｈｚ前後）となり、太股や腹部のような比較的広範囲なマッサージに適している。

一方開口２９ａを大きくし、例えば直径５０ｍｍ前後とすると、開口内のキャビティに入り込んでいる皮膚が最大曲率変化を起こすような周波数（数＋Ｈｚ）で発振が起こる。
この場合は、顔面などの局所的な比較的小面積のマッサージに適しているほか、開口内の皮膚に異物を接触させることはなく、空気圧のみでマッサージすることができる。

図３は本発明のマッサージ器に用いられる加振器の他の例を示す。
図２と同一箇所には同一の符号を用いている。
図３の実施例においては、ボビン２５の上面は、ダイヤフラム３３によって覆われている。
また、ボビン保持材２６も、キャビティ２９の空洞３０内の空気が空隙２４方向に漏れないように気密に作られている。
キャビティ２９は外筺やヨークに固定されているので、それ自体が振動することはない。

キャビティ２９の開口部２９ａをマッサージ対象部位の皮膚に当接させると、空洞３０は密閉空間を形成する。
この状態でリード線２８を、図１の増巾器に接続するとダイヤフラム３３が上下振動し、空洞３０内の圧力に変化が生じ、開口２９ａの内側の体表皮膚のみが、均等な圧力変動を受けて変位する。
この場合、機械的インピーダンスはキャビティ内側のみの体表皮膚を計測したものとなる。
従って局所的なマッサージに適したものとなる。

なおマッサージを行う場合は加振器を直接皮膚に当接させず、被服の上から行いたい場合もある。
図２及び図３の実施例に示すキャビティの開口部２９ａを被服上からマッサージ対象部位に当てると、被服層を通して空気が洩れるので、マッサージ対象部位の機械的インピーダンスを正確に検知することができない場合がある。
この問題を解決するためには、図２及び図３のキャビティの開口２９ａを予じめ密閉するように蓋又は膜で覆うようにする。
ただし、この場合はマッサージ対象部位の機械的インピーダンスは、蓋や膜を含めた総合的機械的インピーダンスとなってしまうので、蓋や膜には薄く、軽量で柔軟な材料を用い、蓋や膜自体の機械的インピーダンスは可能な限り小さくした方が良い。

図４はキャビティ２９に、圧力検出素子３１を取り付ける方法の他の例を示す。
図２及び図３の実施例においては圧力検出素子３１は、キャビティの空洞３０内に取り付けられている。
空洞内に圧力検出素子３１を取り付けることは、工作上も面倒である上、キャビティの振動を直接受けるので、耐久性にも問題がある。
特に圧力検出素子として無指向性マイクロフォンを用いる場合は、不要な発振を防ぐため、マイクロフォンのダイヤフラムの振動方向をキャビティの加振方向と直角にする必要があるなどの煩わしさがあった。

図４の実施例は、これらの問題点を解決するため、圧力検出素子をキャビティの外部に設けたものである。
図４は図２のキャビティ２９の部分を一部拡大して表わした図である。
図４の実施例ではキャビティの一部に空気導出口３４を設け、空気導出口３４に任意の長さの柔軟なチューブ３５を気密的に接続する。
チューブ３５の他端には圧力検出素子３１がやはり気密的に接続される。
圧力検出素子３１の出力はリード線３２によって外部導出され、これは図１の波形検出部２に相当する。
この構成をとることによって、圧力検出素子３１は加振器のキャビティから隔った位置で、キャビティの機械的振動を直接受けることなく、キャビティ空洞内の圧力変化を検出できる。

以上の実施例は本発明の代表的例について述べたが、図示の例に限定されるものではなく、他の変形が考えられる。
例えばキャビティの形状を細長い形状にしたり、或いは先端部のみを細長く突出させることにより、マッサージ対象部位のいろいろな位置や形状に対応できる。
また、種々の形状の先端部を複数個用意し、キャビティ先端部に篏合自在に交換して使用できるようにすれば、マッサージ対象部位の広狭や、いろいろな位置や形状に対応できる。

さらに本発明は、マッサージ器に関する発明ではあるが、加振部を人体表面と同じような柔軟性のある素材の表面に当接させることによって自動励振させ、素材の共振周波数や粘性抵抗を検知することができる。
スポンジ，ゴム，食肉のような素材の特性は、素材の共振周波数や粘性抵抗も重要な要素であるが、本発明のマッサージ器は、それらの検知にも使用できるという副次的用途を有している。

自励振動式マッサージ器の駆動用増幅器を含む自励振動回路の一実施例を示すブロック線図 自動励振マッサージ器の加振部の基本的構造を示す縦断面図 マッサージ器に用いられる加振器の他の実施例 圧力検出素子をキャビティの外部に設けた実施例

符号の説明

１・・・・・・・体の一部
２・・・・・・・振動波形検出部
３・・・・・・・前置増幅器
４・・・・・・・ローパスフィルター及びＡＧＣ回路
５・・・・・・・振動強度調整回路
６・・・・・・・電力増幅器
７・・・・・・・加振器
２１・・・・・・ヨーク
２２・・・・・・ポール
２３・・・・・・永久磁石
２４・・・・・・空隙
２５・・・・・・コイルボビン
２６・・・・・・柔軟な保持材
２７・・・・・・コイル
２８・・・・・・リード線
２９・・・・・・キャビティ
２９ａ・・・・・キャビティ開口
３０・・・・・・空洞
３１・・・・・・圧力検出素子
３２・・・・・・リード線
３３・・・・・・ダイヤフラム
３４・・・・・・空気導出口
３５・・・・・・チューブ

Claims (3)

1. マッサージ対象部位にマッサージ器の機械的振動部を当接させてマッサージを行う振動式マッサージ器において、
   マッサージ対象部位に当接する部分をキャビティとし、
   前記キャビティのマッサージ対象部位に当接させる部分は開口とし、
   前記キャビティの前記開口の反対側は上下方向に往復振動する加振器に取付け、
   前記開口をマッサージ対象部位に当接させることによりキャビティが密閉されるようにし、
   前記開口をマッサージ対象部位に押しつけることにより体表皮膚がキャビティ内に入り込むことによって生じるキャビティ内の圧力変化を圧力検出素子によって検出し、
   検出した圧力変化を自励振動回路によって加振器に正帰還させ、
   マッサージ対象部位をマッサージ対象部位の共振周波数で上下方向にマッサージするようにした自動励振マッサージ器。
2. マッサージ対象部位にマッサージ器の機械的振動部を当接させてマッサージを行う振動式マッサージ器において、
   マッサージ対象部位に当接する部分をキャビティとし、
   前記キャビティのマッサージ対象部位に当接する部分は開口とし、
   前記キャビティの前記開口と相対する面には上下方向に往復振動する加振器の加振用ダイヤフラムを気密に取付け
   前記開口をマッサージ対象部位に当接することによりキャビティが密閉されるようにし、
   前記開口をマッサージ対象部位に押しつけることにより体表皮膚がキャビティ内に入り込むことによって生じるキャビティ内の圧力変化を圧力検出素子によって検出し、
   検出した圧力変化を自励振動回路によって加振器に正帰還させ、
   マッサージ対象部位をマッサージ対象部位の共振周波数で上下方向にマッサージするようにした自動励振マッサージ器。
3. キャビティの開口部を柔軟で気密な素材の蓋又は膜で覆ったことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動励振マッサージ器。

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