JP4470586B2

JP4470586B2 - マッサージ装置

Info

Publication number: JP4470586B2
Application number: JP2004156827A
Authority: JP
Inventors: 茂堂埜; 亮彦斎藤; 孝夫後藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2004-05-26
Filing date: 2004-05-26
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2024-05-26
Also published as: JP2005334282A

Description

本発明は、指圧やさすりなどのマッサージを被施療者の患部に対して行うマッサージ装置に関するものである。

従来、椅子型のマッサージ装置には、先端に施療子（もみ玉）を回動自在に取り付けたＶ字状の支持アームを移動フレーム（駆動アーム）に揺動自在に連結し、そのアームのマッサージ装置が提供されている（例えば特許文献１）。
特開２００１−１９８４１６９号公報（段落番号０００３〜０００５）

ところで上記従来例では、支持アームに対して駆動アームとの連結部を中心として前後方向の連結角度を可変とするために、流体圧シリンダなどの押引動作具を設けて可変するとともに、可変位置をロックする構造を有しているが、ロックすると被施療者の身体がもみ玉などに衝撃的に当たった場合、身体に損傷を及ぼす危険性があり、また支持アームと駆動アームとの間の剛性を制御することができないため患部に対するマッサージは指圧等のピンポイントマッサージしかできないという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、施療子を取り付けたアームと、移動フレームとの間の剛性を制御することによって、指圧やさすり等のマッサージ効果を選択することができ、しかも高剛性時においてもロックすることがないため身体が施療子に衝突しても身体に損傷をおわすことのないマッサージ装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、被施療者の患部箇所を押圧する施療子を先部に設けたアームと、このアームの基部を回動自在に取り付け駆動部により前後左右方向に移動可能に設けられた移動フレームと、前記アームと移動フレーム間を繋ぐように取り付けられた形状記憶合金体からなり前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を電気信号により制御可能な剛性制御ブロックとを備え、前記形状記憶合金体の両端部の内一方若しくは両方を、前記アームと前記移動フレーム間の距離が一定値以下である場合において、形状記憶合金体の全長を一定値に保持することが可能となるようにカム機構又はリンク機構を介して、対応するアーム若しくは移動フレーム又は両者に取り付けていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、施療子を押圧する被施療者の患部からの反力に対する前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を電気信号により制御することができ、そのため高剛性時には指圧などのピンポイントのマッサージが、また低剛性時にはさすり等の被施療者の患部に沿った動きで、しかも接触面積の広い優しいマッサージが行え、更に高剛性時においてもアームの回動をロックすることがないので、突然身体が衝突してきたとき等の不意の事故時に身体に損傷を及ぼす危険を減少させることができる。また、被施療者は目標剛性値を設定するだけで好みのマッサージ力が得られる。さらに、小さい体積で大きな剛性変化を得ることが可能な形状記憶合金体を用いることにより、省スペース化が可能となり、また形状記憶合金体の温度を直接形状記憶合金体に電流を流して制御することができるので、シンプルな構造で剛性制御が可能となる。また、延伸後の形状記憶合金体が移動フレームに対してアームが回動して両者の距離が形状記憶合金体の延伸後の長さより短くなって屈曲するのを防ぐことができ、そのため形状記憶合金体の耐久性の低下を防止し、特にリンク機構を用いる場合、滑り接合する部位がない回転運動のみのであるので低音性に優れる。

請求項２の発明では、被施療者の患部箇所を押圧する施療子を先部に設けたアームと、このアームの基部を回動自在に取り付け駆動部により前後左右方向に移動可能に設けられた移動フレームと、前記アームと移動フレーム間を繋ぐように取り付けられた形状記憶合金体からなり前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を電気信号により制御可能な剛性制御ブロックとを備え、前記形状記憶合金体の引っ張り支点の位置をアームに取り付ける端部を形状記憶合金体が収縮状態のときにはアームの回動中心より遠く離れた位置に移動させ、延伸状態のときにはアームの回転中心に近付ける移動手段を介して前記形状記憶合金体の端部を前記アーム若しくは移動フレームに取り付けていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、施療子を押圧する被施療者の患部からの反力に対する前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を電気信号により制御することができ、そのため高剛性時には指圧などのピンポイントのマッサージが、また低剛性時にはさすり等の被施療者の患部に沿った動きで、しかも接触面積の広い優しいマッサージが行え、更に高剛性時においてもアームの回動をロックすることがないので、突然身体が衝突してきたとき等の不意の事故時に身体に損傷を及ぼす危険を減少させることができる。また、被施療者は目標剛性値を設定するだけで好みのマッサージ力が得られる。さらに、小さい体積で大きな剛性変化を得ることが可能な形状記憶合金体を用いることにより、省スペース化が可能となり、また形状記憶合金体の温度を直接形状記憶合金体に電流を流して制御することができるので、シンプルな構造で剛性制御が可能となる。また、形状記憶合金が収縮したときの発生力を相対的に増大させ、施療子から被施療者の患部に発生するマッサージ力をより均一にすることができる。

請求項３の発明では、請求項１または請求項２の発明において、前記形状記憶合金体の温度を測定するための温度センサを備えるとともに、該温度センサの測定温度値に基づいて前記形状記憶合金体の変態開始温度と変態終了温度との間で形状記憶合金体の温度を制御する制御部を備えていることを特徴とする。

請求項３の発明によれば、変態開始温度と変態終了温度との間で形状記憶合金体の温度を制御することにより、中間の剛性を作り出すことができるので、患部を押圧する指圧マッサージのような動作時において、もみ圧の調整等が可能となり、より複雑なもみが実現可能となる。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、前記形状記憶合金体に前記アームの回動により伸縮しない非伸縮部位を設けるとともに、該非伸縮部位の表面に前記温度センサを取り付けていることを特徴とする請求項３記載のマッサージ装置。

請求項４の発明によれば、周辺部品の熱容量等に影響を受けにくいので、形状記憶合金体の温度を精度良くリアルタイムに測定でき、アームの回動により伸縮しない部位に取り付けることにより、熱電対の剥がれや接合面での熱抵抗の増大を防止できる。

請求項５の発明では、請求項１ないし請求項４のいずれかの発明において、前記形状記憶合金体の端部と、アーム及び移動フレームとの間に介在させる取り付け部材に対して、該取り付け部材の熱伝導率より低い熱伝導率の部材を介して前記形状記憶合金体の各端部を取り付けていることを特徴とする。

請求項５の発明によれば、形状記憶合金体の端部を熱伝導率の低い材料を介して取り付け部材に取り付けていることで、形状記憶合金体を通電して発熱させたときに、形状記憶合金体から取り付け部材への熱移動量が小さくなり、結果形状記憶合金体全体を均一に発熱させることができる。

本発明によれば、施療子を押圧する被施療者の患部からの反力に対する前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を制御することができ、そのため高剛性時には指圧などのピンポイントのマッサージが、また低剛性時にはさすり等の被施療者の患部に沿った動きで、しかも接触面積の広い優しいマッサージが行え、更に高剛性時においてもアームの回動をロックすることがないので、突然身体が衝突してきたとき等の不意の事故時に身体に損傷を及ぼす危険を減少させることができるという効果がある。

以下本発明を実施形態により説明する。
（基本構成）
本構成例のマッサージ装置は図１（ａ）に示すように被施療者の患部Ｘに押圧させる円盤状の２組の施療子１Ａ、１Ｂと、これら施療子１Ａ、１ＢをＶ字状に開いた腕片２Ａ、２Ｂの先端に垂直方向に回動自在に取り付けたアーム２と、このアーム２の中央基部を回動軸４により垂直方向（図１（ａ）の矢印方向）に回動自在に支持し、前後左右方向に駆動される移動フレーム３と、下側腕片２Ｂの中間部と移動フレーム３の下部との間を繋ぐように両端部をそれぞれに取り付けた形状記憶合金体５と、形状記憶合金体５に対する通電を制御することで形状記憶合金体５の自己発熱による温度をマルテンサイト変態開始温度以下の温度からオーステナイト変態開始温度以上の温度の範囲で制御することで、形状記憶合金体５を伸縮させて剛性を制御する伸縮制御部６とを備え、移動フレーム３は椅子式の装置本体（図示せず）の背もたれ部などに、モータや伝達機構からなる駆動機構（図示せず）によって前後左右方向に駆動されることで、アーム２の施療子１Ａ、１Ｂが被施療者の患部Ｘを押圧したり、たたいたり若しくはさする等のマッサージ効果を得るのである。

ここで本構成例では形状記憶合金体（ＳＭＡ）５が、図２に示すように温度が低い状態ではその剛性が低く、温度が高くなるにつれて剛性が高くなることを利用したものであって、形状記憶合金体５の温度を上述のように制御することで、低剛性から中間の剛性を含めて高剛性までアーム２と移動フレーム３間の回転剛性を制御する剛性制御ブロックを形状記憶合金体５で構成している。

つまり形状記憶合金体５が収縮して高剛性となったときには、図１（ｂ）に示すようにアーム２が図において反時計方向に回動力が与えられて上側腕片２Ａの先端の施療子１Ａが患部Ｘを押圧しようとする回動力と、被施療者の患部Ｘからの反力Ｆとが釣り合わせることができ、この状態ではアーム２が回動せず施療子１Ａが動かないため施療子１Ａが患部Ｘをピンポイント的に強く押圧するマッサージ効果が得られる。

一方形状記憶合金体５が延伸して低剛性になってくると、被施療者の患部Ｘからの反力Ｆに対してアーム２が自由に回動できるようになって、その結果施療子１Ａ、１Ｂが自由に移動する状態となり、これにより被施療者の身体に倣って施療子１Ａ、１Ｂが患部Ｘをさするように動き、結果接触面積の広い柔らかな身体に優しいマッサージ効果が得られる。

ここで形状記憶合金体５は図３（ａ）に示すようにアーム２の腕片２Ａ側に取り付ける取り付けベース１０Ａと、移動フレーム３側に取り付ける取り付けベース１０Ｂとの間に蛇行するように取り付けられたもので、折り返し部位が取り付けベース１０Ａ又は１０Ｂに固定され、取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間の部位はそれぞれコイル状に形成され、変態によって矢印方向に伸縮する伸縮部となっており、この伸縮部が取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間で機械的に並列接続され、変態によって所望の剛性力を確保するようになっている。

そして電気的には直列的に接続されて両端間に直流電圧＋Ｖが印加されて通電されるようになっている。尚取り付けベース１０Ａ、１０Ｂの外面にはアーム２、移動フレーム３に取り付けための取り付けピンや螺子を挿通させる挿通孔１１ａを有した取り付け片１１を設けてある。

尚図３（ｂ）に示すように形状記憶合金体５の取り付けベース１０Ａ、１０Ｂへの取り付け部位を取り付けベース１０Ａ、１０Ｂの材料よりも熱伝導率の低い材料からなる取り付け部材７を用いて取り付けベース１０Ａ、１０Ｂに取り付ければ、この取り付け部位から取り付けベース１０Ａ、１０Ｂへの熱移動量を小さくすることができ、通電して自己発熱させる際に形状記憶合金体５全体を均一な温度となるように自己発熱させることができる。

また取り付けベース１０Ｂ内には、形状記憶合金体５の温度を検知するための温度センサ９を形状記憶合金体５に接するにように配置しており、この温度センサ９によってリアルタイムに検知する形状記憶合金体５の温度検知信号は、後述する形状記憶合金体５の剛性制御に用いるようになっている。

また被施療者の患部Ｘに加わるマッサージ力ＭＦを監視するために、施療子１Ａの回動軸１０が受ける負荷方向の回動力を検知する力センサ８Ａ及びアームの回動軸４が受ける回動力を検知する力センサ８Ｂを設けており、これら力センサ８Ａ、８Ｂの力検知信号は、マッサージ力ＭＦが所定値を越えたときに形状記憶合金体５の剛性に制限を加える方向に制御するために用いるようになっている。

伸縮制御部６は、形状記憶合金体５の剛性を制御するためのものであって、図４に示すように施療中において被施療者が患部Ｘを通じて感じるマッサージ力ＭＦを好みの力となるように手動操作によって剛性を設定する可変抵抗器などにて形成された目標剛性設定操作部６０と、形状記憶合金体５の温度と剛性との相関関係を示したテーブルを格納している記憶部６１と、力センサ８Ａ、８Ｂの力検知信号から求まるマッサージ力ＭＦの大きさと予め設定している閾値とを比較してマッサージ力ＭＦが閾値を越えていない場合には、目標剛性設定操作部６０で操作設定された剛性値を目標剛性値とし、マッサージ力ＭＦが閾値を越えている場合には予め設定している低い剛性値を目標剛性値とする目標剛性設定機能６２ａと、この目標剛性設定機能６２ａで設定された剛性目標設定値に対応する形状記憶合金体５の温度値を前記テーブルから読み出して目標温度を設定する目標制御温度設定機能６２ｂと、この目標制御温度設定機能６２ｂで設定された温度に温度センサ９の検知温度が一致するようにその温度差から形状記憶合金５に流す電流量を求め、この電流量を制御指令として出力するフィードバック制御機能６２ｂとを有する演算処理部６２と、この演算処理部６２からの制御指令に基づいて形状記憶合金体５に流す電流のデューティー比を決定してそれに対応するＰＷＭパルス信号を出力するＰＷＭ回路６３と、このＰＷＭ回路６３からのＰＷＭパルス信号によりオンオフするＦＥＴ等のスイッチ素子を介して形状記憶合金体５に電圧＋Ｖを印加して形状記憶合金体５に電流を流す電流アンプ部６４と、電源部（図示せず）とで構成されている。

而して本構成例のマッサージ装置を使用するに当たっては、被施療者は駆動部（図示せず）を動作させて移動フレーム３を適宜駆動させて患部Ｘに施療子１Ａ、１Ｂが当たるように設定する。この移動フレーム３の駆動部の構成は周知の椅子型のマッサージ装置と同様な施療子移動機構を用いているものとする。この状態で目標剛性設定操作部６０によって適宜な目標剛性設定を行って目標剛性設定操作部６０に設けた操作スイッチ（図示せず）を操作して伸縮制御部６の動作を開始させると、伸縮制御部６の演算処理部６２の目標剛性設定機能６２ａは、目標剛性設定操作部６０からの目標設定値を読み取るとともに、力センサ８Ａ、８Ｂの力検知信号を読み込む。

このスタート時にあっては、形状記憶合金体５への通電が開始されていないため形状記憶合金体５は低剛性状態にあり、目標剛性設定機能６２ａは、目標剛性設定操作部６０の目標設定値を採用して目標制御温度設定機能６２ｂに送る。これにより目標制御温度設定機能６２ｂは設定剛性値に対応する形状記憶合金体５の温度を記憶部６１の関係テーブルより読み取ってその温度を目標制御温度として設定し、この設定された温度と温度センサ９が検知する形状記憶合金体５の温度の差からフィードバック制御機能６２ｃは形状記憶合金体５に流す電流値を演算してこの電流値を制御値とする制御指令をＰＷＭ回路６３に出力する。ＰＷＭ回路６３はこの制御指令により所定のデューティー比のＰＷＭパルス信号を生成し、電流アンプ６４に送る。これにより電流アンプ６４のスイッチ素子がオンオフして形状記憶合金体５に流す電流をＰＷＭ制御することになる。

以後温度センサ９が検知する温度が設定された温度に一致するように形状記憶合金体５に流す電流量がフィードバック制御されることで、図２に示す剛性−温度特性に沿って形状記憶合金体５の剛性が制御されることになる。形状記憶合金体５がオーステナイト変態開始温度以上となって収縮すると、アーム２は図１（ｃ）から図１（ｂ）に示すように反時計方向に回動し、上側腕片２Ａの先部の施療子１Ａが患部Ｘを押圧する力が増大し、やがて反力Ｆと釣り合うようになり、被施療者は強いマッサージ力ＭＦを患部Ｘに感じることになる。この感じ具合によって被施療者は好みのマッサージ力ＭＦが得られるように目標剛性設定操作部６０を操作して目標剛性設定値を変えれば、アーム２と移動フレーム３との間の形状記憶合金体５による剛性を所望のマッサージ力ＭＦが得られるように可変とすることができることになる。

尚形状記憶合金体５が最も収縮した状態で収縮力が０となる位置が図５（ｂ）に示すようにマッサージ力ＭＦが０となる状態であり、この位置が図５（ａ）のアーム２の回動角αが０の位置に対応し、アーム２の回動角αに対してマッサージ力ＭＦは正比例する。

ところで、被施療者の操作によって高剛性が設定されて、過負荷状態となってマッサージ力ＭＦが予め定めた限界マッサージ力ＦＬを越えるような場合、つまり力センサ８Ａ、８Ｂの力検知信号が示す力が閾値を越えると、演算処理部６２の目標剛性設定機能６２ａは、現在の設定剛性値を中剛性値に強制的に設定変更を行う。この変更によって目標制御温度設定機能６２ｂが設定する温度制御値は限界マッサージ力ＦＬとなる高剛性となる温度Ｔ１から中剛性が得られる温度Ｔ２へ変更され、これによりマッサージ力ＭＦが限界マッサージ力ＦＬに付近に抑制されることになる。

尚この限界マッサージ力ＦＬを検知する閾値を目標剛性設定操作部６０により被施療者により任意に設定することができるようにすれば、被施療者それぞれによって感じ方が異なる限界マッサージ力ＦＬを被施療者に合わせることが可能となる。

ところで温度センサ９として使用できるものには、サーミスター、熱電対などがあるが、形状記憶合金体５の温度変化にリアルタイムに追随するためには、温度時定数が小さいものが望ましい。

また温度センサ９の設置場所として本構成例では形状記憶合金体５の伸縮の影響を受けない取り付けベース１０Ａを利用しているが、形状記憶合金体５の伸縮部に比べて熱容量が大きく、形状記憶合金体５の温度をリアルタイムに検知するのには多少影響を受ける恐れがある。

そこで図６に示すように取り付けベース１０Ａの表面から形状記憶合金体５の端部を突出させ、取り付けベース１０Ａより離れた位置に突出部位に温度センサ９を設置すれば、形状記憶合金体５の伸縮の影響を受けないことは勿論のこと、取り付けベース１０Ａの熱量量の影響を受けす、形状記憶合金体５の温度変化にリアルタイムに追随して温度検知を行えるという利点がある。また温度センサ９として熱電対を用いた場合、マッサージ力ＭＦによる伸縮の影響を受けないため熱電対の剥がれの恐れがなく、また接合面での熱抵抗の増大も防止できる。

（参考例１）
形状記憶合金体５は低温時（非発熱時）のとき、剛性が低くてそれ自体で予圧能力を持たないため、施療子１Ａ、１Ｂの位置が安定しない場合がある。

そこで本参考例では図７（ａ）に示すようにアーム２の腕片２Ｂと移動フレーム３との間にコイルばね１２を形状記憶合金体５と並行するように取り付けて、腕片２Ｂを図において反時計方向に回動力を与えるように付勢するか、或いは図７（ｂ）に示すようにアーム２の腕片２Ａと移動フレーム３との間に取り付け、図において時計方向に回動力を与えるように付勢することで、無負荷時や人体への負荷が小さい場合において、高速に移動フレーム３を前後に駆動してたたきマッサージを行っても、アーム２が追従して回動することができ、しかも形状記憶合金体５の延伸動作が身体による反力Ｆではなく、コイルばね１２の付勢力（予圧）により行われることになり、そのため低剛性時のマッサージ動作がよりスムーズに行われる。

尚その他の構成は基本構成と同様な構成を採用するものであるので、ここではそれらの構成の図示、説明は省略する。

（参考例２）
上記基本構成の構成では、施療子１Ａが最も前方に突出した状態（回動角α＝０）、つまり突出限界位置（図５（ａ））の状態では、形状記憶合金体５が最も収縮した状態にあるため、それ以上の収縮力が得られず、そのためマッサージ力ＭＦは図５（ｂ）に示すように０となる。

そこで本参考例では移動フレーム３に図８（ａ）に示すようにアーム２の腕片２Ｂに当たってアーム２の回動を規制するストッパ１３を設けた点に特徴がある。

つまり、形状記憶合金体５の温度を高くして収縮させてアーム２を反時計方向に回動させると、ストッパ２１に腕片２Ｂが当たってその位置からアーム２が回動しなくなる。この位置では形状記憶合金体５の収縮力が０でないため、マッサージ力ＭＦも図８（ｂ）において実線で示すように当該位置を施療子１Ａが最も前方に突出した状態（回動角α＝０）を確保することができることになる。つまりストッパ２１により回動方向への力は０となるが、そのときに回動方向とは逆方向に力を与えたときの反力（剛性）が０でなくなるのである。
（実施形態１）
ところで、形状記憶合金体５に通電しない状態、つまり常温で低剛性の状態において、被施療者の患部Ｘからの反力Ｆで図９（ａ）に示すように時計方向（矢印方向）にアーム２に付勢力が与えられてアーム２が回動しても、形状記憶合金体５が延伸する方向であるため仮に腕片２Ａと移動フレーム３との間にコイルばね１２を図示するように介在させていても形状記憶合金体５は座屈しないが、図９（ｂ）に示すように反時計方向（矢印方向）にアーム２に付勢力が与えられてアーム２が回動した場合、低剛性の形状記憶合金体５は図示するように屈曲して、形状記憶合金体５の耐久性が低下する恐れがある。特にコイルばね１２を腕片２Ｂと移動フレーム３との間に介在させて反時計方向に付勢している場合にはコイルばね１２が座屈して、形状記憶合金体５の屈曲が起き易い。

そこで本実施形態では、図９（ｃ）に示すように形状記憶合金体５の両端部を取り付けるアーム２の腕片２Ｂと、移動フレーム３のそれぞれの取り付ける部位に横長のカム溝機構１４、１４を設け、このカム溝機構１４、１４に左右移動自在に形状記憶合金体５の両端部を結合するか、或いは形状記憶合金体５の両端部に横長孔からなるカム溝機構１４を形成した取り付け体１５をそれぞれ設け、各取り付け体１５のカム溝機構１４にアーム２の腕片２Ｂ、移動フレーム３側に設けた結合体１６を移動自在に結合させた点で、上述の各構成例と相違する。尚その他の構成は同様な構成を採用すれば良いのでここでは図示及び説明は省略する。

而して本実施形態では、形状記憶合金体が低剛性時にアーム２に反時計方向の付勢力が上述のように与えられてアーム２が回動しても形状記憶合金体５の両端部がカム溝機構１４に沿って移動し、そのためアーム２の回動によって移動フレーム３と腕片２Ｂとの間が狭くなっても、形状記憶合金体５が屈曲することなく延伸状態が保持されるため、屈曲による形状記憶合金体５の耐久性の低下を防止することができるのである。

尚その他の構成は基本構成と同様な構成を採用するものであるので、ここではそれらの構成の図示、説明は省略する。
（実施形態２）
上記実施形態１ではカム溝２２を用いて低剛性状態の形状記憶合金体５の屈曲を防ぐものであったが、本実施形態では図１０（ａ）に示すように形状記憶合金体５と移動フレーム３との取り付けを、上部が移動フレーム３の側面に軸１８で回動自在に支持されたリンク機構１７の各部に形状記憶合金体５の端部を軸１９で回動自在に連結するとともに、この連結部位と移動フレーム３の下部側面との間に介在させたコイルばね２０で常時リンク機構１７に対して時計方向、つまり形状記憶合金体５がたるまないように延伸方向に付勢している。

この状態で上述したように反力などによりアーム２が反時計方向に回動してもリンク機構１７も反時計方向に移動して形状記憶合金体５は図１０（ｂ）に示すように延伸状態を保持することになり、屈曲することがなく、形状記憶合金体５の耐久性の低下を防止することができる。

尚形状記憶合金体５に通電して高剛性状態とした場合、形状記憶合金体５の収縮の限界点でリンク機構１７を介してコイルばね２０の付勢力と釣り合い、図１０（ｃ）に示す状態で高剛性を維持する。
（実施形態３）
基本構成のように形状記憶合金体５の両端部の取り付け位置が固定されている場合、上述したようにアーム２の回動角αとマッサージ力ＭＦは正比例しており、回動角αが小さいときのマッサージ力ＭＦを確保するためには大きな収縮力が求められる。

そこで本実施形態では、図１１（ａ）に示すようにアーム２の腕片２Ｂに先端から基部方向に向けて長く形成したカム溝機構２１を設け、このカム溝機構２１に移動自在に形状記憶合金体５の一端を結合して取り付けることで、形状記憶合金体５が最も収縮したときに、図１１（ａ）に示すようにアーム２の回転中心から最も離れた位置に形状記憶合金体５の一端を移動させ、逆に最も延伸したときには図１１（ｂ）に示すように回転中心に最も近い位置に形状記憶合金体５の一端を移動させることができるようにしてある。

而して形状記憶合金体５が収縮して回動角αが０（図１１（ａ）の状態）に近いほどアーム２の回転中心からアーム２に対する形状記憶合金体５の引っ張り支点が遠くなり、強いトルクを引き出すことができ、逆に回動角αが大きくなるほどアーム２の回転中心に対する形状記憶合金体５の引っ張り支点が近くなってトルクが小さくなる。そのため図１１（ｃ）に示すように回動角αのほぼ全域に対して安定したマッサージ力ＭＦを得ることができる。尚図１１（ｃ）の破線は目標のマッサージ力ＭＦを示す。

尚その他の構成は基本構成と同様な構成を採用するものであるので、ここではそれらの構成の図示、説明は省略する。またカム溝機構２１を移動フレーム３側に設けてもよい。

また形状記憶合金体５の収縮時にはアーム２と形状記憶合金体５とがなす角度が９０度付近となり、形状記憶合金体５が延伸した時にはアーム２と形状記憶合金体５の為す角度を９０度より小さく又は大きくなるような機構を設けても本実施形態と同様な作用効果が得られる。
（参考例３）
上記基本構成では力センサ８Ａ、８Ｂを用いて高剛性時の過剰なマッサージ力ＭＦが発生しないように制御していたが、本参考例では、図１２（ａ）、（ｂ）に示すようにこの力センサ８Ａ、８Ｂを用いた制御によらず、形状記憶合金体５と弾性体たるコイルばね２２とを直列に接合して、この直列構造によって剛性制御ブロックを構成したもので、この剛性制御ブロックをアーム２の腕片２Ｂと移動フレーム３との間に介在させることで、過剰なマッサージ力ＭＦが発生しないようにした点で基本構成と相違する。尚その他の構成は基本構成と同じであるので、図示、説明は省略する。

而して形状記憶合金体５が高剛性状態において、図１２（ａ）に示す方向の負荷Ｙがかかっているときにおいて、負荷Ｙが過剰となると、図１２（ｂ）に示すようにアーム２は時計方向に回動して回動角αが大きくなって、図１２（ｃ）に示す限界マッサージ力ＦＬ付近にマッサージ力ＭＦが大きくなるが、この際コイルばね２２も延伸してそれにより高剛性状態を下げ、図示するようにマッサージ力ＭＦを安全限界マッサージ力ＦＬ付近に抑制することができる。
（参考例４）
基本構成では形状記憶合金体５を取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間に橋絡させるように取り付け、取り付け片１１の取り付け孔１１ａに挿通した螺子などでアーム２の腕片２Bと移動フレーム３とにそれぞれ取り付ける構成であるが、この場合図１３（ｃ）に示すように形状記憶合金体５の自重によって取り付け部位が回動して形状記憶合金体５が撓む恐れがあった。そこで本参考例では、図１３（ａ）に示すように形状記憶合金体５の外側に並行するようにガイド手段２３、２３を取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間に亘すように取り付けてある。この場合形状記憶合金体５の伸縮に対応するようにガイド手段２３、２３の一端を例えば取り付けベース１０Ｂに固定し、他端側を取り付けベース１０Ａに設けたブッシュ２４（或いは貫通孔）に貫挿させ、形状記憶合金体５の収縮時に取り付けベース１０Ｂの移動ができるようにしてある。

而して本参考例では、取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間に亘しているガイド手段２３、２３によって形状記憶合金体５の伸縮方向の姿勢を維持することができ、そのため形状記憶合金体５が図１３（ｂ）に示すように撓まない。そのため形状記憶合金体５の耐久性の低下を防止することができる。

尚本参考例の構成は基本構成を含む他の実施形態に採用できるので、その他の構成の図示、及び説明は省略する。
（参考例５）
上記各実施形態では自己発熱させた後、通電を止め形状記憶合金体５の温度を下げる場合、自然放熱を用いているが、本参考例では図１４（ａ）に示すように取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間の形状記憶合金体５の部位を、各別に伸縮自在な蛇腹状の樹脂製筒状筐体２５内に配置し、この筐体２５の両端を取り付けベース１０Ａ、１０Ｂを通じて外部に連通させ、一方の連通口２５ａをエアポンプ２６に連結して加圧空気をエアポンプ３２で矢印方向に送り、他方の連通口２５ａから排気するようにすることで、形状記憶合金体５を強制冷却するようして、放熱効果を高めている点に特徴がある。尚図１４（ａ）では空気を送り込む筐体２５を選択することで冷却する形状記憶合金体５を選択することができる。

また図１４（ａ）では空気の流れの方向は一方であるが、図１４（ｂ）に示すように取り付けベース１０Ａ、１０Ｂ間の形状記憶合金体５の全体を伸縮自在な蛇腹状の樹脂製筒体３１内に配置し、エアポンプ２６で送り込む加圧方向を両方向することで、形状記憶合金体５の両端位置で温度差が生じないように均一に冷却するようにしても良い。

尚本参考例の構成は基本構成を含む他の実施形態に採用できるので、その他の構成の図示、及び説明は省略する。

ところで、上述の各実施形態では形状記憶合金体５を回転剛性を制御する剛性制御ブロックとして用いているが、アーム２の取り付け部にパウダークラッチを設けて回転剛性を制御するようにしても良い。

基本構成を示すものであって、（ａ）は形状記憶合金体が収縮した状態での要部を側方からみた概略構成図、（ｂ）は形状記憶合金体が収縮した状態での使用状態図、（ｃ）は形状記憶合金体が延伸した状態での使用状態図である。基本構成に用いる形状記憶合金体の剛性と温度との関係を示す特性図である。（ａ）は基本構成に用いる形状記憶合金体を取り付けベースに取り付けた状態の一例の断面図、（ｂ）は基本構成に用いる形状記憶合金体を取り付けベースに取り付けた状態の別の例の断面図ある。基本構成の伸縮制御部の構成図である。（ａ）は基本構成のマッサージ力の限界レベルについての説明図、（ｂ）はアームの回動角度とマッサージ力の関係説明図である。基本構成の温度センサの別の取り付け例を示す形状記憶合金体を取り付けベースに取り付けた状態の断面図である。参考例１を示すものであって、（ａ）は一例の要部を側方からみた概略構成図、（ｂ）は別の例の要部を側方からみた概略構成図である。参考例２を示すものであって、（ａ）は要部を側方からみた概略構成図、（ｂ）はマッサージ力とアームの回動角度の関係説明図である。実施形態１を示すものであって、（ａ）、（ｂ）は課題説明図であり、（ｃ）は一例の要部を側方からみた概略構成図、（ｄ）は別例の要部を側方からみた概略構成図である。実施形態２を示すものであって、（ａ）は形状記憶合金体が収縮した状態での要部を側方からみた概略構成図、（ｂ）は形状記憶合金体が収縮した状態での使用状態図、（ｃ）は形状記憶合金体が延伸した状態での使用状態図である。実施形態３を示すものであって、（ａ）は形状記憶合金体が収縮した状態での使用状態図、（ｂ）は形状記憶合金体が延伸した状態での使用状態図、（ｃ）はマッサージ力とアームの回転角度との関係説明図である。参考例３を示すものであって、（ａ）は形状記憶合金体が収縮した状態での使用状態図、（ｂ）は形状記憶合金体が延伸した状態での使用状態図、（ｃ）はマッサージ力とアームの回転角度との関係説明図である。参考例４を示すものであって、（ａ）は形状記憶合金体を取り付けベース体に取り付けた状態の一部破断せる側面図、（ｂ）は要部の使用状態図、（ｃ）は課題説明図である。参考例５を示すものであって（ａ）は形状記憶合金体を取り付けベース体に取り付けた状態の一例の断面図、（ｂ）は形状記憶合金体を取り付けベース体に取り付けた状態の別の例の断面図である。

符号の説明

１Ａ、１Ｂ施療子
２アーム
２Ａ、２Ｂ腕片
３移動フレーム
５形状記憶合金体
６伸縮制御部
８Ａ、８Ｂ力センサ
Ｆ反力
Ｙ負荷

Claims

被施療者の患部箇所を押圧する施療子を先部に設けたアームと、このアームの基部を回動自在に取り付け駆動部により前後左右方向に移動可能に設けられた移動フレームと、前記アームと移動フレーム間を繋ぐように取り付けられた形状記憶合金体からなり前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を電気信号により制御可能な剛性制御ブロックとを備え、前記形状記憶合金体の両端部の内一方若しくは両方を、前記アームと前記移動フレーム間の距離が一定値以下である場合において、形状記憶合金体の全長を一定値に保持することが可能となるようにカム機構又はリンク機構を介して、対応するアーム若しくは移動フレーム又は両者に取り付けていることを特徴とするマッサージ装置。
被施療者の患部箇所を押圧する施療子を先部に設けたアームと、このアームの基部を回動自在に取り付け駆動部により前後左右方向に移動可能に設けられた移動フレームと、前記アームと移動フレーム間を繋ぐように取り付けられた形状記憶合金体からなり前記アームと前記移動フレーム間の回転剛性を電気信号により制御可能な剛性制御ブロックとを備え、前記形状記憶合金体の引っ張り支点の位置をアームに取り付ける端部を形状記憶合金体が収縮状態のときにはアームの回動中心より遠く離れた位置に移動させ、延伸状態のときにはアームの回転中心に近付ける移動手段を介して前記形状記憶合金体の端部を前記アーム若しくは移動フレームに取り付けていることを特徴とするマッサージ装置。
前記形状記憶合金体の温度を測定するための温度センサを備えるとともに、該温度センサの測定温度値に基づいて前記形状記憶合金体の変態開始温度と変態終了温度との間で前記形状記憶合金体の温度を制御する制御部を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のマッサージ装置。
前記形状記憶合金体に前記アームの回動により伸縮しない非伸縮部位を設けるとともに、該非伸縮部位の表面に前記温度センサを取り付けていることを特徴とする請求項３記載のマッサージ装置。
前記形状記憶合金体の端部と、アーム及び移動フレームとの間に介在させる取り付け部材に対して、該取り付け部材の熱伝導率より低い熱伝導率の部材を介して前記形状記憶合金体の各端部を取り付けていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のマッサージ装置。