JP5984119B2 - 流体封入式アクチュエータおよび流体封入式アクチュエータを用いたマッサージ機 - Google Patents

流体封入式アクチュエータおよび流体封入式アクチュエータを用いたマッサージ機 Download PDF

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Description

本発明は、流体封入式アクチュエータおよび流体封入式アクチュエータを用いたマッサージ機に関する。
従来のマッサージ機に用いるアクチュエータは、固定子、可動子、および袋状体を有する。固定子は、固定子コアおよびコイルを有する。袋状体は、流体が封入される。固定子は、袋状体の下面側に配設される。可動子は、固定子と対となって袋状体を挟むように袋状体の上面側に配設される。可動子は、固定子が励磁されるとき、袋状体を押圧するように固定子側に移動する。可動子が袋状体の一部を押圧するとき、袋状体は、他の部分が変形して膨出する。マッサージ機は、袋状体が変形して膨出する膨出力を施療子を動作させる力として出力する。特許文献1は、従来のアクチュエータを用いるマッサージ機の一例を開示している。
特開2010−227257号公報
特許文献1に記載のアクチュエータは、袋状体の下面側に2つの固定子を配置する。アクチュエータは、2つの固定子と対になる2つの可動子を袋状体の上面側に配置する。アクチュエータは、2つの固定子を交互に励磁される状態に駆動する。交互に励磁される2つの固定子が発生する磁気力に応じて、2つの可動子は、交互に固定子側へ移動する。袋状体は、異なる2つの部分が2つの可動子により交互に押圧され、2つの可動子が配置された第1部位および第2部位が交互に膨出する。アクチュエータは、袋状体の第1部位および第2部位が交互に膨出する膨出力を駆動力として出力する。アクチュエータを用いるマッサージ機は、袋状体の第1部位および第2部位が交互に膨出する膨出力をマッサージ機の施療子を動作させる出力として用いる。使用者は、マッサージ機を用いて2つの異なる部位が交互に膨出する直線的な変化の膨出力によるマッサージを行うことができる。このため、使用者がおこなうマッサージは、変化に乏しい単調な動きとなる。このため、使用者に対して多様なマッサージを提供する点において改善の余地が残されている。
本発明は、以上の背景をもとに創作されたものであり、多様な膨出力の変化を可能とする流体封入式アクチュエータおよび流体封入式アクチュエータ用いたマッサージ機を提供することを目的とする。
(1)第1の手段は、「流体封入式アクチュエータであって、前記流体封入式アクチュエータは、変位ユニットおよび制御部を有し、前記変位ユニットは、流体封入袋、流体、および少なくとも3個以上の複数の圧縮セルを有し、前記流体は、前記流体封入袋の内部に封入され、前記圧縮セルは、前記流体封入袋に取り付けられた可動子、および励磁されることにより前記可動子を吸引する磁力発生部を有し、前記制御部は、前記複数の圧縮セルを個別に励磁することにより前記磁力発生部の励磁パターンを変化させ、前記磁力発生部の励磁パターンとして少なくとも励磁パターンA1、励磁パターンA2、および励磁パターンA3を形成し、前記励磁パターンA1は、前記複数の圧縮セルのうちの第2圧縮セルおよび第3圧縮セルが励磁され、前記複数の圧縮セルのうちの第1圧縮セルが励磁されない励磁パターンを示し、前記励磁パターンA2は、前記第1圧縮セルおよび前記第3圧縮セルが励磁され、前記第2圧縮セルが励磁されない励磁パターンを示し、前記励磁パターンA3は、前記第1圧縮セルおよび前記第2圧縮セルが励磁され、前記第3圧縮セルが励磁されない励磁パターンを示し、前記流体封入袋は、前記複数の圧縮セルのうちの少なくとも1つが励磁されているとき、部分的に膨張した出力膨張部を形成し、前記圧縮セルの励磁パターンに応じて前記出力膨張部の形成位置を変化させ、前記出力膨張部は、前記複数の励磁パターンのうちの2つの励磁パターンの一方の励磁パターンから他方の励磁パターンに変化するときの前記出力膨張部の変位ベクトルと、前記複数の励磁パターンのうちの前記2つの励磁パターンとは組み合わせが異なる2つの励磁パターンの一方の励磁パターンから他方の励磁パターンに変化するときの前記出力膨張部の変位ベクトルとが互いに交差する流体封入式アクチュエータ」を含む。
アクチュエータは、変位ユニットおよび制御部を有する。変位ユニットは、複数の圧縮セル、および磁性流体が封入された流体封入袋を有する。複数の圧縮セルは、磁力発生部および可動子を有する。制御部は、変位ユニットの励磁パターンを発生する。圧縮セルは、励磁されるとき可動子を吸引して流体封入袋を局所的に押圧する。複数の圧縮セルのうちの少なくとも1つが励磁されているとき、流体封入袋は、部分的に膨張した出力膨張部を形成する。この構成によれば、アクチュエータは、励磁パターンを変更することによる出力膨張部の変位ベクトルを複数の異なる方向のベクトルとすることができる。複数の異なる方向の変位ベクトルは、互いに交差する方向を含む。このため、アクチュエータは、出力膨張部の膨出力として回転成分を含んだ変化を繰り返す動作を実現することができる。このため、アクチュエータは、変化に富んだ多様な膨出力を得ることができる。
(2)第2の手段は、「流体封入式アクチュエータであって、前記流体封入式アクチュエータは、変位ユニットおよび制御部を有し、前記変位ユニットは、流体封入袋、流体、および少なくとも3つ以上の複数の圧縮セルを有し、前記流体は、前記流体封入袋の内部に封入され、前記複数の圧縮セルは、前記流体封入袋に取り付けられた可動子、および励磁されることにより前記可動子を吸引する磁力発生部を有し、前記制御部は、前記複数の圧縮セルを個別に励磁することにより前記磁力発生部の励磁パターンを変化させ、前記磁力発生部の励磁パターンとして少なくとも励磁パターンB1および励磁パターンB2を形成し、前記励磁パターンB1と前記励磁パターンB2は、前記複数の圧縮セルのうちの励磁される前記圧縮セルの数が異なる励磁パターンを示し、前記流体封入袋は、前記複数の圧縮セルのうちの少なくとも1つが励磁されているとき、部分的に膨張した出力膨張部を形成し、前記圧縮セルの励磁パターンに応じて前記出力膨張部の形成位置を変化させる流体封入式アクチュエータ」を含む。
(3)第3の手段は、「前記可動子は、前記磁力発生部における前記流体封入袋側の部分の全体と対向している流体封入式アクチュエータ」を含む。
(4)第4の手段は、「前記流体封入袋は、遮断領域を有し、前記遮断領域は、前記流体封入袋において前記複数の可動子の移動範囲から外れた領域に形成され、前記流体の流動を遮断する流体封入式アクチュエータ」を含む。
(5)第5の手段は、「前記複数の可動子のうちの1つは、別の前記可動子と可動子間隔をおいて隣り合い、前記可動子間隔は、前記複数の圧縮セルが励磁されていないとき、前記複数の可動子のうちの1つと対応する前記磁力発生部との圧縮間隔よりも狭い流体封入式アクチュエータ」を含む。
(6)第6の手段は、「前記制御部は、励磁する前記圧縮セルの数を変更することにより、前記出力膨張部の形成位置および膨出力の少なくとも一方を変化させる流体封入式アクチュエータ」を含む。
(7)第7の手段は、「前記流体封入式アクチュエータは、複数の前記変位ユニットを有し、前記制御部は、前記複数の変位ユニットをまたいで前記出力膨張部を連続的に移動させる流体封入式アクチュエータ」を含む。
(8)第8の手段は、「前記流体封入式アクチュエータは、前記流体として磁性流体を有する流体封入式アクチュエータ」を含む。
(9)第9の手段は、「前記制御部は、前記複数の圧縮セルを制御する駆動信号を発生し、前記駆動信号の周期、時比率、位相、および発生回数の少なくとも1つを、制御する前記圧縮セルに応じて変更する流体封入式アクチュエータ」を含む。
(10)第10の手段は、「前記制御部は、前記磁力発生部に供給する電流に時間依存性を持たせることにより、前記磁力発生部の磁気力を徐々に増加させる流体封入式アクチュエータ」を含む。
(11)第11の手段は、「前記制御部は、前記出力膨張部の形成位置を変化させる基本電流成分、および前記出力膨張部を振動させる振動電流成分を含む電流を前記磁力発生部に供給する流体封入式アクチュエータ」を含む。
(12)第12の手段は、「前記制御部は、前記振動電流成分に不規則な変化を持たせる流体封入式アクチュエータ」を含む。
(13)第13の手段は、「前記流体封入式アクチュエータは、複数のユニット列を有し、前記複数のユニット列の1つである第1ユニット列は、前記複数の変位ユニットの一部により形成され、前記複数のユニット列の1つである第2ユニット列は、前記複数の変位ユニットの別の一部により形成され、前記制御部は、前記第1ユニット列において前記複数の変位ユニットをまたいで前記出力膨張部を連続的に移動させ、前記第2ユニット列において前記複数の変位ユニットをまたいで前記出力膨張部を連続的に移動させ、前記第1ユニット列の前記出力膨張部の移動および前記第2ユニット列の前記出力膨張部の移動を連携させる流体封入式アクチュエータ」を含む。
(14)第14の手段は、「前記流体封入式アクチュエータは、検知部を有し、
前記検知部は、前記出力膨張部の膨出状態を検知し、前記制御部は、前記検知部の出力信号に応じて前記圧縮セルを制御する流体封入式アクチュエータ」を含む。
(15)第15の手段は、「前記流体封入式アクチュエータを有するマッサージ機」を含む。
本流体封入式アクチュエータおよび本流体封入式アクチュエータ用いたマッサージ機は、多様な膨出力の変化を実現することに貢献する。
第1実施形態におけるマッサージ機1の概略構成図。 第1実施形態のアクチュエータにおける圧縮セルの斜視図。 第1実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットに関する図であり、(a)は変位ユニットの平面図、(b)は図3(a)の3X−3X平面の断面構造図、(c)は図3(a)の3Y−3Y平面の断面構造図。 第1実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットが出力膨張部を形成した状態に関する図であり、(a)は変位ユニットの平面図、(b)は図4(a)の4X−4X平面の断面構造図、(c)は図4(a)の4Y−4Y平面の断面構造図。 第1実施形態のアクチュエータにおける制御部の回路構成図。 第1実施形態のアクチュエータにおける励磁パターン変化のタイミングチャート図。 第1実施形態のアクチュエータにおける図6と異なる励磁パターン変化のタイミングチャート図。 第1実施形態のアクチュエータにおける励磁パターンに関する図であり、(a)、(b)、(c)、および(d)は励磁される圧縮セルが2つの場合での異なる励磁パターン図。 第1実施形態のアクチュエータにおける励磁パターンに関する図であり、(a)、(b)、(c)、および(d)は励磁される圧縮セルが1つの場合での異なる励磁パターン図。 第1実施形態のアクチュエータにおける出力膨出部の膨出力の励磁される圧縮セル数の依存性を示すグラフ。 第1実施形態のアクチュエータにおける図6および図7と異なる励磁パターン変化のタイミングチャート図。 第1実施形態のアクチュエータにおける図6、図7、および図11と異なる励磁パターン変化のタイミングチャート図。 第2実施形態のアクチュエータにおける膨出力の変化を示すタイミングチャート図。 第2実施形態のアクチュエータにおける膨出力が徐々に変化するときの励磁パターン変化のタイミングチャート図。 第2実施形態のアクチュエータにおける膨出力が徐々に変化するときの励磁パターン変化の図14と異なるタイミングチャート図。 第3実施形態のアクチュエータにおける制御部に関する図であり、(a)は概略回路構成図、(b)は信号波形である。 第3実施形態のアクチュエータにおける振動成分を含む膨出力のタイミングチャート図。 第4実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットの断面構造図。 第4実施形態のアクチュエータにおける駆動部の回路構成図。 第5実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットに関する図であり、(a)は変位ユニットの平面図、(b)は図20(a)の20X−20X平面の断面構造図。 第5実施形態のアクチュエータにおける図20と異なる構成の変位ユニットの平面図。 第6実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットの平面図。 第7実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットの平面図。 第8実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットの平面図。 第9実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットをまたぐ出力膨張部の移動動作のタイミングチャート図。 第10実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットに関する図であり、(a)は変位ユニットの平面図、(b)は図26(a)の26X−26X平面および26Y−26Y平面の断面構造図、(c)は図26(b)における出力膨張部の移動を重ねあわせた図、(d)は図26(c)が模擬する人間の手の動きを示した動作図。 その他の実施形態のアクチュエータにおける圧縮セルの可動子に関する図であり、(a)は小板状片に分割された可動子の構成図、(b)は図27(a)と異なる可動子の構成図、(c)は図27(a)および図27(b)と異なる可動子の構成図。 その他の実施形態のアクチュエータにおける変位ユニットの断面構造図。 その他の実施形態のアクチュエータにおける図28と異なる変位ユニットの断面構造図。
(第1実施形態)
図1を参照して、マッサージ機1の構成について説明する。
マッサージ機1は、流体封入式アクチュエータとしてのアクチュエータ10を有する。アクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。制御部30は、制御回路31、駆動部80、および電源部90を有する。
変位ユニット20は、第1圧縮セル40A、第2圧縮セル40B、第3圧縮セル40C、第4圧縮セル40D、および流体封入袋50を有する。ケーブル2は、変位ユニット20と制御部30とを電気的に接続する。以下、第1圧縮セル40A、第2圧縮セル40B、第3圧縮セル40C、および第4圧縮セル40Dを総称するとき、圧縮セル40と記す。また、第1圧縮セル40A、第2圧縮セル40B、第3圧縮セル40C、および第4圧縮セル40Dに対応して4つの要素を有し、符号にA、B、C、およびDが付される構成要素を総称するとき、A、B、C、およびDを省略した符号で記す。
図2を参照して、圧縮セル40の構成について説明する。
圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41を有する。可動子41と磁力発生部60は、流体封入袋50を挟むように流体封入袋50の上下面に配置される。磁力発生部60は、磁力発生部コア70および磁力発生部コア板状部73を有する。
図3を参照して、変位ユニット20の構成について説明する。
図3(a)に示されるように、変位ユニット20は、4つの圧縮セルである第1圧縮セル40A〜第4圧縮セル40Dが2行2列のマトリクス状に配置されている。変位ユニット20は、流体封入袋50の上面側に圧縮セル40の第1可動子41A、第2可動子41B、第3可動子41C、および第4可動子41Dを有する。
図3(b)および図3(c)に示されるように、圧縮セル40の磁力発生部60は、磁力発生部コア70およびコイル61を有する。磁力発生部コア70は、磁力発生部コア外周部71、磁力発生部コア中心部72、および磁力発生部コア板状部73を有する。コイル61は、磁力発生部コア中心部72を中心とした環状に形成される。
圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41で流体封入袋50を挟むように、基板21上に均等に配置される。
磁力発生部コア70は、コイル61の中心を空芯として磁力発生部コア中心部72を不要とする構成も可能である。そのような構成とする場合には、磁力発生部60は、コイル61の巻き数やコイル61に流す電流量等を変更して、必要な磁気力を確保しなければならない。
可動子41は、例えば、鉄等の磁性を有する金属板状部材にて構成される。可動子41は、磁力発生部60の平面外形寸法と同一または、平面外形寸法よりも大きな寸法で構成される。可動子41は、磁力発生部60の流体封入袋50側の部分の全体と対向している。このことにより、可動子41は、磁力発生部コア70が生じる磁力線が可動子41から外れることによる磁気力の低下を抑制することができる。
流体封入袋50は、例えば、シリコンゴム等からなる可撓性を有した扁平な袋である。流体封入袋50は、流体の一種である磁性流体を封入する。磁性流体は、例えば、表面に界面活性剤を吸着させた強磁性微粒子を溶液中に分散させたコロイド溶液とされる。流体封入袋50における磁性流体は、流体封入袋50の一部が外部から押圧されるとき、流体封入袋50が変形可能であり、磁性流体が流体封入袋50の内部を移動して他の部位を膨張させることができるよう調整された封入量とされる。流体封入袋50は、単一の袋状であり、内部には磁性流体の移動を妨げるものがない形状とされる。
流体封入袋50は、励磁された磁力発生部60が可動子41を流体封入袋50方向に吸引して流体封入袋50を押圧させることにより変形される。
図4を参照して、アクチュエータ10の動作について説明する。
磁力発生部60は、コイル61に電流が供給されることにより磁界を生じる。電流を流したときの磁力線の方向が可動子41側に向かうようコイル61の巻線方向を設定することにより、磁力発生部60が磁界を生じるとき、可動子41は流体封入袋50側へ引き寄せられるように移動する。
アクチュエータ10は、制御部30の制御により、変位ユニット20の4つの磁力発生部60が有するいずれかのコイル61に電流が供給されると、そのコイル61を有する磁力発生部60が励磁される。励磁された磁力発生部60と対をなす可動子41は、磁力発生部60側に吸引されて流体封入袋50を局所的に押圧して変形させる。流体封入袋50の一部が押圧されるとき、流体封入袋50に封入された磁性流体は、励磁されない磁力発生部60の位置に移動する。流体封入袋50の磁性流体が移動することにより、流体封入袋50は、励磁されない磁力発生部60と対をなす可動子41の位置の表面が膨張する。このため、流体封入袋50は、励磁されない磁力発生部60と対をなす可動子41の位置に出力膨張部51が形成される。出力膨張部51は、流体封入袋50の一部が膨張して最も突出した位置を含む部分と規定される。出力膨張部51は、膨張するときの膨張力により膨出力を形成する。マッサージ機1は、アクチュエータ10の出力膨張部51の膨出力を療子を動作させるための出力として利用する。
図4(a)は、磁力発生部60の励磁パターンの一例が示されている。
「励磁」と記された第2圧縮セル40B、第3圧縮セル40C、および第4圧縮セル40Dは、コイル61に電流が供給されて励磁された状態である。「無励磁」と記された第1圧縮セル40Aは、コイル61への電流供給が無く、励磁されない状態である。
図4(b)および図4(c)は、図4(a)に示される励磁パターンにおける圧縮セル40および流体封入袋50の状態を示している。第2可動子41B、第3可動子41C、および第4可動子41Dは、第2磁力発生部60B、第3磁力発生部60C、および第4磁力発生部60Dが励磁されるとき、流体封入袋50方向に吸引されて流体封入袋50の3箇所を局所的に押圧する。流体封入袋50は、3箇所が押圧されることにより変形し、封入されている磁性流体が移動する。移動した磁性流体は、励磁されない第1圧縮セル40Aの位置に集まる。このため、移動した流体は、第1圧縮セル40Aの位置の流体封入袋50の表面を押し上げて第1出力膨張部51Aを形成する。
可動子41は、磁力発生部60と対をなして流体封入袋50の上面側に、隣り合う他の可動子41との間に第1可動子間隔L1をおいた2行2列のマトリクス状となるように配置される。隣り合う他の可動子41との第1可動子間隔L1は、4つの圧縮セル40が全て励磁されない状態のときに、互いに対をなす磁力発生部60と可動子41との間の圧縮間隔Hよりも狭い値とされる。圧縮間隔Hは、例えば、図3(b)および図3(c)に示される通常状態での流体封入袋50の厚みである。このことにより、励磁される磁力発生部60と対をなす可動子41が流体封入袋50の一部を押圧するとき、流体封入袋50に封入された磁性流体は、励磁されない磁力発生部60と対応する位置にすばやく移動することができる。
流体封入袋50は、変位ユニット20の励磁パターンが変更されるとき、出力膨張部51の形成位置および膨出力の少なくとも一方が変化する。
アクチュエータ10は、変位ユニット20の流体封入袋50が出力膨張部51を形成することで得られる膨出力を用いて、例えば、使用者100の身体の一部である顔のマッサージを行う。出力膨張部51の形成位置は、2行2列のマトリクス状に配置された可動子41の位置に対応している。アクチュエータ10は、変位ユニット20の流体封入袋50が形成する出力膨張部51を平面的に変位させることができる。
図5を参照して、制御部30の回路構成について説明する。
制御部30は、制御回路31、駆動部80、および電源部90を有する。
駆動部80は、第1駆動回路81A、第2駆動回路81B、第3駆動回路81C、および第4駆動回路81Dを有する。第1駆動回路81Aは、制御回路31が出力する第1制御信号VPAに基づいて第1磁力発生部60Aの第1コイル61Aを駆動する第1駆動信号DRAを出力する。第2駆動回路81Bは、制御回路31が出力する第2制御信号VPBに基づいて第2磁力発生部60Bの第2コイル61Bを駆動する第2駆動信号DRBを出力する。第3駆動回路81Cは、制御回路31が出力する第3制御信号VPCに基づいて第3磁力発生部60Cの第3コイル61Cを駆動する第3駆動信号DRCを出力する。第4駆動回路81Dは、制御回路31が出力する第4制御信号VPDに基づいて第4磁力発生部60Dの第4コイル61Dを駆動する第4駆動信号DRDを出力する。
第1駆動回路81A、第2駆動回路81B、第3駆動回路81C、および第4駆動回路81Dは、同一の回路構成を有する。
第1駆動回路81Aを例として回路構成について説明する。第1駆動回路81Aは、第1駆動トランジスタ84、増幅トランジスタ82、負荷抵抗83、およびダイオード85を有する。増幅トランジスタ82および負荷抵抗83は、制御回路31が出力する第1制御信号VPAを増幅して第1駆動トランジスタ84に供給する。負荷抵抗83は、制御回路31と共通の電源電圧VDDに接続される。第1駆動トランジスタ84は、増幅トランジスタ82および負荷抵抗83により増幅された信号に基づいて第1コイル61Aを駆動する第1駆動信号DRAを出力する。第1駆動トランジスタ84が第1コイル61Aを駆動するとき、第1駆動トランジスタ84は、電源部90が出力する安定化電圧VRからの電流を第1コイル61Aに供給する。ダイオード85は、第1コイル61Aが発生する逆起電力により第1駆動トランジスタ84が劣化するのを抑制する。
このように、制御回路31が出力する第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDは、コイル61に対する電流供給を制御する。つまり、制御回路31が出力する第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDは、コイル61を有する圧縮セル40の励磁状態を制御する。
制御回路31は、例えば、マイクロコントローラを用いて構成される。制御回路31は、マイクロコントローラ内に演算部を有しており、第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDとして多様な信号パターンを生成することができる。このため、アクチュエータ10は、圧縮セル40の励磁パターンとして多様なパターンを設定することができる。
電源部90は、外部印加電圧VEXから安定化電圧VRを発生してコイル61に供給する。電源部90は、制御トランジスタ91、第1バイアス抵抗92、第2バイアス抵抗94、コンデンサ93、および第2駆動トランジスタ95を有する。
制御トランジスタ91は、制御回路31からの制御信号VCOに基づいて外部印加電圧VEXから第2バイアス抵抗94および第1バイアス抵抗92を介して電流を引き込む。第1バイアス抵抗92および第2バイアス抵抗94は、制御トランジスタ91が流す電流に基づいて外部印加電圧VEXを分圧する。第2駆動トランジスタ95は、第1バイアス抵抗92および第2バイアス抵抗94により分圧された電圧に基づいて安定化電圧VRを出力する。コンデンサ93は、第1バイアス抵抗92および第2バイアス抵抗94により分圧された電圧を安定化させる。
電源部90は、制御トランジスタ91の動作状態に応じて第1バイアス抵抗92および第2バイアス抵抗94に流れる電流が変化する。このため、電源部90は、制御回路31からの制御信号VCOにより安定化電圧VRの電圧値を変更することができる。
図6を参照して、圧縮セル40の励磁パターンを制御して、出力膨張部51を変位させる動作を説明する。
時刻t0〜t1の期間において、制御部30の制御回路31は、第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDとしてハイレベルを出力する。アクチュエータ10が有する4つの圧縮セル40は、すべて励磁されない状態とされる。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50に対する押圧力が作用せずに、流体封入袋50が全面においてほぼ均等な厚さとなる初期状態とされる。
時刻t1〜t2の期間において、制御回路31は、第2制御信号VPB、第3制御信号VPC、および第4制御信号VPDをローレベルに変更する。変位ユニット20は、第1励磁パターンである第1圧縮セル40Aが励磁されない状態、第2圧縮セル40B〜第4圧縮セル40Dが励磁された状態に変更される。このため、第2可動子41B〜第4可動子41Dは、流体封入袋50の一部を押圧する。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の第1可動子41Aの位置に第1出力膨張部51Aが形成される第1状態とされる。
時刻t2〜t3の期間において、制御回路31は、第1制御信号VPAをローレベルに、第2制御信号VPBをハイレベルに変更する。変位ユニット20は、第2励磁パターンである第2圧縮セル40Bが励磁されない状態、第1圧縮セル40A、第3圧縮セル40C、および第4圧縮セル40Dが励磁された状態に変更される。このため、第1可動子41A、第3可動子41C、および第4可動子41Dは、流体封入袋50の一部を押圧する。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の第2可動子41Bの位置に第2出力膨張部51Bが形成される第2状態とされる。
変位ユニット20が第1励磁パターンから第2励磁パターンに変化するとき、出力膨張部51の変位は、第1圧縮セル40Aの位置からから第2圧縮セル40Bの位置に向かうベクトルとなる。
制御回路31が第1状態および第2状態を繰り返す制御を行うとき、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力として直線的な変化を繰り返す動作を実現する。マッサージ機1は、アクチュエータ10の出力膨張部51の膨出力である直線的な変化を用いて、人手により直線的な繰り返しを行うたたきマッサージ動作を模擬して使用者100に提供することができる。
図7を参照して、アクチュエータ10の出力膨張部51が平面的に変位する動作について説明する。
時刻t0〜t1は、図6に示される初期状態の期間であり、流体封入袋50は、全面においてほぼ均等な厚さとされる。時刻t1〜t2は図6に示される第1状態の期間であり、流体封入袋50は、第1可動子41Aの位置に第1出力膨張部51Aが形成される。時刻t2〜t3は図6に示される第2状態の期間であり流体封入袋50は、第2可動子41Bの位置に第2出力膨張部51Bが形成される。
時刻t3〜t4の期間において、制御回路31は、時刻t2〜t3の期間における状態から第2制御信号VPBをローレベルに、第3制御信号VPCをハイレベルに変更する。変位ユニット20は、第3励磁パターンである第3圧縮セル40Cが励磁されない状態、第1圧縮セル40A、第2圧縮セル40B、および第4圧縮セル40Dが励磁された状態に変更される。このため、第1可動子41A、第2可動子41B、および第4可動子41Dは、流体封入袋50の一部を押圧する。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の第3可動子41Cの位置に第3出力膨張部51Cが形成される第3状態とされる。
時刻t4〜t5の期間において、制御回路31は、第3制御信号VPCをローレベルに、第4制御信号VPDをハイレベルに変更する。変位ユニット20は、第4励磁パターンである第4圧縮セル40Dが励磁されない状態、第1圧縮セル40A、第2圧縮セル40B、および第3圧縮セル40Cが励磁された状態に変更される。このため、第1可動子41A、第2可動子41B、および第3可動子41Cは、流体封入袋50の一部を押圧する。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の第4可動子41Dの位置に第4出力膨張部51Dが形成される第4状態とされる。
制御回路31が第1状態〜第4状態を繰り返す制御を行うとき、アクチュエータ10は、出力膨張部51の位置が反時計回り方向において順次移り変わる。つまり、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力として回転成分を含んだ変化を繰り返す動作を実現する。マッサージ機1は、アクチュエータ10の出力膨張部51の膨出力である回転成分を含んだ変化を用いて、人手による回転運動を繰り返すさすりマッサージ動作を模擬して使用者100に提供することができる。
変位ユニット20が第1励磁パターンから第2励磁パターンに変化するとき、出力膨張部51の変位は、第1圧縮セル40Aの位置からから第2圧縮セル40Bの位置に向かうベクトルとなる。変位ユニット20が第2励磁パターンから第3励磁パターンに変化するとき、出力膨張部51の変位は、第2圧縮セル40Bの位置からから第3圧縮セル40Cの位置に向かうベクトルとなる。変位ユニット20が第3励磁パターンから第4励磁パターンに変化するとき、出力膨張部51の変位は、第3圧縮セル40Cの位置からから第4圧縮セル40Dの位置に向かうベクトルとなる。変位ユニット20が第4励磁パターンから第1励磁パターンに変化するとき、出力膨張部51の変位は、第4圧縮セル40Dの位置からから第1圧縮セル40Aの位置に向かうベクトルとなる。
図7は、制御部30が時間経過に応じてアクチュエータ10の第1励磁パターン〜第4励磁パターンを順次発生する例が示されている。制御部30は、アクチュエータ10の第1励磁パターン〜第4励磁パターンの発生順序を変更することができる。
アクチュエータ10は、出力膨張部51が移り変わる方向として、図7に示される反時計回りの方向を、例えば、時計回り方向および対角線方向等に変更することができる。また、アクチュエータ10は、出力膨張部51が移り変わる方向を途中から異なる方向に変更することができる。
第1〜第3励磁パターンを励磁パターンA1〜励磁パターンA3と規定して出力膨張部51の変位ベクトルについて説明する。励磁パターンA1〜励磁パターンA3のうちの2つの励磁パターンである励磁パターンA1から励磁パターンA2に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第1圧縮セル40Aからから第2圧縮セル40Bの位置に向かう第1ベクトルとなる。また、励磁パターンA2から励磁パターンA1に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第2圧縮セル40Bからから第1圧縮セル40Aの位置に向かう第2ベクトルとなる。励磁パターンA1および励磁パターンA2の組合せと異なる2つの励磁パターンである励磁パターンA1から励磁パターンA3に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第1圧縮セル40Aから第3圧縮セル40Cの位置に向かう第3ベクトルとなる。また、励磁パターンA3から励磁パターンA1に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第3圧縮セル40Cから第1圧縮セル40Aの位置に向かう第4ベクトルとなる。第1ベクトルおよび第2ベクトルは、第3ベクトルおよび第4ベクトルと変位ユニット20の平面において交差する。
励磁パターンA1および励磁パターンA2の組合せと異なる2つの励磁パターンである励磁パターンA2から励磁パターンA3に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第2圧縮セル40Bから第3圧縮セル40Cの位置に向かう第5ベクトルとなる。また、励磁パターンA3から励磁パターンA2に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第3圧縮セル40Cから第2圧縮セル40Bの位置に向かう第6ベクトルとなる。第1ベクトルおよび第2ベクトルは、第5ベクトルおよび第6ベクトルと変位ユニット20の平面において交差する。
図8を参照して、励磁される圧縮セル40の個数を2個とする場合の励磁パターンを説明する。
アクチュエータ10は、出力膨張部51を形成するとき、励磁されない状態の圧縮セル40の個数を1つ以上とすることができる。4つの圧縮セル40のうちいずれか2つを励磁された状態とする場合、アクチュエータ10は、例えば、図8(a)、図8(b)、図8(c)、および図8(d)に示される4種類の励磁パターンを設定することができる。
図8(a)は、第1圧縮セル40Aおよび第2圧縮セル40Bが励磁されない状態、第3圧縮セル40Cおよび第4圧縮セル40Dが励磁された状態の第5励磁パターンが示されている。図8(b)は、第1圧縮セル40Aおよび第4圧縮セル40Dが励磁されない状態、第2圧縮セル40Bおよび第3圧縮セル40Cが励磁された状態の第6励磁パターンが示されている。図8(c)は、第1圧縮セル40Aおよび第3圧縮セル40Cが励磁されない状態、第2圧縮セル40Bおよび第4圧縮セル40Dが励磁された状態の第7励磁パターンが示されている。図8(d)は、第2圧縮セル40Bおよび第4圧縮セル40Dが励磁されない状態、第1圧縮セル40Aおよび第3圧縮セル40Cが励磁された状態の第8励磁パターンが示されている。
図8(a)〜図8(d)に示される第5励磁パターン〜第8励磁パターンにおいては、「励磁」と記され2つの圧縮セル40が有する2つの可動子41が、流体封入袋50の2箇所を押圧する。可動子41が押圧することにより、流体封入袋50は、変形する。流体封入袋50に封入された流体は、流体封入袋50が変形することにより、励磁されない圧縮セル40の位置へ移動して集まる。流体封入袋50は、流体が移動して集まる位置の表面が膨張して出力膨張部51を形成する。図8(a)〜図8(d)に示される第5励磁パターン〜第8励磁パターンにおいては、「無励磁」と記され2つの圧縮セル40に対応する流体封入袋50の位置が膨張して出力膨張部51を形成する。
制御部30は、アクチュエータ10の第5励磁パターン〜第8励磁パターンを選択的に発生することができる。アクチュエータ10は、励磁パターンの選択を時間経過にともなって変更することにより、出力膨張部51の位置が移り変わる方向を変更することができる。
マッサージ機1は、アクチュエータ10が形成する出力膨張部51の膨出力を施療子を動作させるための出力として利用する。
第5励磁パターンを励磁パターンB1および第6励磁パターンを励磁パターンB2と規定すると、第1圧縮セル40A〜第3圧縮セル40Cは、励磁パターンB1と励磁パターンB2で励磁される圧縮セル40の数が異なる。
図9を参照して、励磁される圧縮セル40の個数を1つとする場合の励磁パターンを説明する。
4つの圧縮セル40のうちいずれか1つを励磁された状態とする場合、アクチュエータ10は、図9(a)、図9(b)、図9(c)、および図9(c)に示される4種類の励磁パターンを設定することができる。
図9(a)は、第1圧縮セル40A〜第3圧縮セル40Cが励磁されない状態、第4圧縮セル40Dが励磁された状態の第9励磁パターンが示されている。図9(b)は、第1圧縮セル40A、第2圧縮セル40B、および第4圧縮セル40Dが励磁されない状態、第3圧縮セル40Cが励磁された状態の第10励磁パターンが示されている。図9(c)は、第1圧縮セル40A、第3圧縮セル40C、および第4圧縮セル40Dが励磁されない状態、第2圧縮セル40Bが励磁された状態の第11励磁パターンが示されている。図9(d)は、第2圧縮セル40B〜第4圧縮セル40Dが励磁されない状態、第1圧縮セル40Aが励磁された状態の第12励磁パターンが示されている。
図9(a)〜図9(d)に示される第9励磁パターン〜第12励磁パターンにおいては、磁力発生部60が吸引する1つの可動子41は、流体封入袋50側へ移動して流体封入袋50の1箇所を局所的に押圧する。図9(a)〜図9(d)に示される第9励磁パターン〜第12励磁パターンにおいては、「励磁」と記された1つの圧縮セル40が有する1つの可動子41が流体封入袋50の1箇所を押圧する。可動子41が押圧することにより、流体封入袋50は、変形する。流体封入袋50に封入された流体は、流体封入袋50が変形することにより、励磁されない圧縮セル40の位置へ移動して集まる。流体封入袋50は、流体が移動して集まる位置の表面が膨張して出力膨張部51を形成する。図9(a)〜図9(d)に示される第9励磁パターン〜第12励磁パターンにおいては、「無励磁」と記され3個の圧縮セル40に対応する流体封入袋50の位置が膨張して出力膨張部51を形成する。
制御部30は、アクチュエータ10の第9励磁パターン〜第12励磁パターンを選択的に発生することができる。アクチュエータ10は、励磁パターンの選択を時間経過にともなって変更することにより、出力膨張部51の位置が移り変わる方向を変更することができる。
マッサージ機1は、アクチュエータ10が形成する出力膨張部51の膨出力を施療子を動作させるための出力として利用する。
アクチュエータ10は、励磁パターンを連続的に変更して出力膨張部51の形成位置および膨出量を変更することができる。アクチュエータ10は、励磁される圧縮セル40の個数が異なる励磁パターンを連続的に変更することができる。励磁されない圧縮セル40の個数は、励磁される圧縮セル40の個数と逆比例の関係にある。出力膨張部51の膨出力は、励磁されない圧縮セル40の個数に応じて変更される。
図10を参照して、出力膨張部51の膨出力の励磁されない圧縮セル40の個数依存性を説明する。
図10は、時間経過に応じて励磁されない圧縮セル40の個数を増加させるときの、出力膨張部51の膨出力変化を示している。
時刻t1において、励磁されない圧縮セル40が1つとされるとき、出力膨張部51の膨出力は、A点で示されるように、相対的に大きな値が得られる。時刻t1において励磁されない圧縮セル40を2つに変更すると、出力膨張部51の膨出力は、B点で示されるように、相対的に中程度の値に減少する。時刻t2において励磁されない圧縮セル40を3つに変更すると、出力膨張部51の膨出力は、C点で示されるように、相対的に小さな値に減少する。
アクチュエータ10は、局所的に強めの膨出力を得たいとき、励磁されない圧縮セル40の個数を1つとする。制御回路31は、例えば、励磁する圧縮セル40の個数として全ての圧縮セル40の個数から1つ減算した値(本実施形態においては、4−1=3)を設定する。
アクチュエータ10は、局所的に中程度の膨出力を得たいとき、励磁されない圧縮セル40の個数が半分程度となるようにする。制御回路31は、例えば、励磁する圧縮セル40の個数として全ての圧縮セル40の個数を2で除算した数(本実施形態においては、4/2=2)を設定する。
アクチュエータ10は、局所的に弱めの膨出力を得たいとき、励磁されない圧縮セル40の個数が3個となるようにする。制御回路31は、例えば、励磁する圧縮セル40の個数として全ての圧縮セル40の個数から3つ減算した数(本実施形態においては、4−3=1)を設定する。
出力膨張部51の膨出力は、膨張面積と逆比例の関係を有する。励磁されない圧縮セル40の個数が少なくて出力膨張部51の膨出力が大きいとき、出力膨張部51の膨出する面積は狭くなる。励磁されない圧縮セル40の個数が多くて出力膨張部51の膨出力が小さいとき、出力膨張部51の膨出する面積は広くなる。
アクチュエータ10は、時間経過に応じて多様な励磁パターンを組み合わせて変更することにより、出力膨張部51の変位を用いて人間の手によるマッサージを模擬することができる。多様な励磁パターンの組合せは、励磁される圧縮セル40の個数が異なる励磁パターンの組合せを含む。
図11を参照して、人間の手によるたたきマッサージを模擬する動作例を説明する。
時刻t0〜t1は、図6に示される初期状態の期間であり、流体封入袋50は、全面においてほぼ均等な厚さとされる。時刻t1〜t2は図6に示される第1状態の期間であり、流体封入袋50は、第1可動子41Aに対応する位置に第1出力膨張部51Aが形成される。
時刻t2〜t3の期間において、制御回路31は、時刻t1〜t2の期間における状態から第2制御信号VPBおよび第4制御信号VPDをハイレベルに変更する。変位ユニット20は、第10励磁パターンに変更される。このため、アクチュエータ10は、第3可動子41Cのみが流体封入袋50を押圧し、流体封入袋50の第3可動子41Cを除く部分に対応する位置に出力膨張部51が形成される第5状態とされる。
第1状態の後に第5状態を連続させることにより、アクチュエータ10は、大きな膨出力となる第1出力膨張部51Aを形成した後に、第1可動子41Aと隣接する第2可動子41Bおよび第4可動子41Dを含む領域に小さな膨出力となる出力膨張部51を形成する。マッサージ機1は、アクチュエータ10の膨出力を用いることにより、人間の指先により使用者100の皮膚を軽く叩いて離す動きを模擬することができる。
時刻t3〜t4は、図6に示される第2状態の期間であり、流体封入袋50は、第2可動子41Bに対応する位置に第2出力膨張部51Bが形成される。
時刻t4〜t5の期間において、制御回路31は、第1制御信号VPAおよび第3制御信号VPCをハイレベルに変更する。変位ユニット20は、第9励磁パターンに変更される。このため、アクチュエータ10は、第4可動子41Dのみが流体封入袋50を押圧し、流体封入袋50の第4可動子41Dを除く部分に対応する位置に出力膨張部51が形成される第6状態とされる。
第2状態の後に第6状態を連続させることにより、アクチュエータ10は、大きな膨出力となる第2出力膨張部51Bを形成した後に、第2可動子41Bと隣接する第1可動子41Aおよび第3可動子41Cを含む領域に小さな膨出力となる出力膨張部51を形成する。マッサージ機1は、アクチュエータ10の膨出力を用いることにより、使用者100に対する時刻t1〜t3でのマッサージとは異なる位置の皮膚を軽く叩いて離す動きを模擬することができる。
図12を参照して、指先により皮膚を軽く叩くマッサージを模擬する動作の異なる例を説明する。
時刻t0〜t1は、図6に示される初期状態の期間であり、流体封入袋50は、全面においてほぼ均等な厚さとされる。時刻t1〜t3は図11に示される第1状態の後に第5状態が連続する期間であり、アクチュエータ10は、第1出力膨張部51Aを形成した後に、第1可動子41Aと隣接する第2可動子41Bおよび第4可動子41Dを含む領域に出力膨張部51を形成する。アクチュエータ10は、時刻t3〜t5の期間において、時刻t1〜t3とは異なる時間幅で第1状態の後に第5状態が連続する動作を繰り返す。
時刻t5〜t7は図11に示される第2状態の後に第6状態が連続する期間であり、アクチュエータ10は、第2出力膨張部51Bを形成した後に、第2可動子41Bと隣接する第1可動子41Aおよび第3可動子41Cを含む領域に出力膨張部51を形成する。
アクチュエータ10は、制御回路31が発生する第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDの周期、時比率、位相、およびパスル発生回数を制御信号間で異なる値に設定することにより、出力膨張部51の多様な変位を実現する。
マッサージ機1は、アクチュエータ10の膨出力を用いることにより、人間の手によるマッサージでの多様な指の動きを模擬することができる。
本実施形態のマッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(1)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41を有する。制御部30が有する制御回路31は、変位ユニット20の励磁パターンを発生する。圧縮セル40は、励磁されるとき可動子41を吸引する。磁力発生部60に吸引される可動子41は、流体封入袋50を局所的に押圧する。4個の圧縮セル40のうちの少なくとも1つが励磁されているとき、流体封入袋50は、部分的に膨張した出力膨張部51を形成する。この構成によれば、アクチュエータ10は、制御部30が発生する励磁パターンを変更して出力膨張部51の形成位置を変位させる。アクチュエータ10は、励磁パターンを変更することによる出力膨張部51の変位ベクトルを複数の異なる方向のベクトルとすることができる。複数の異なる方向の変位ベクトルは、互いに交差する方向を含む。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力として回転成分を含んだ変化を繰り返す動作を実現することができる。このため、アクチュエータ10は、変化に富んだ多様な膨出力を得ることができる。このため、マッサージ機1は、アクチュエータ10の膨出力を用いて、多様な出力を使用者100に提供することができる。
(2)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。制御部30が有する制御回路31は、4個の圧縮セル40の励磁パターンを変更する制御信号を出力する。この構成によれば、制御回路31は、励磁する磁力発生部60の個数を変更することができる。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50を局所的に押圧する可動子41の個数を変更することができる。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の出力膨張部51の膨出力を複数段階で変化させることができる。このため、マッサージ機1は、使用者100に対するマッサージの強さを含めた多様なマッサージを提供することができる。
(3)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。制御部30が有する制御回路31は、4個の圧縮セル40の励磁パターンを変更する制御信号を出力する。この構成によれば、制御回路31は、励磁されない磁力発生部60の個数を変更することができる。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50に形成される出力膨張部51の面積を変更することができる。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の出力膨張部51の膨張面積を複数段階で変化させることができる。このため、マッサージ機1は、使用者100に対するマッサージ範囲含めた多様なマッサージを提供することができる。
(4)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。制御部30が有する制御回路31は、4個の圧縮セル40の励磁パターンを変更する制御信号を出力する。この構成によれば、制御回路31は、励磁パターンを励磁タイミング毎に変更することができる。制御回路31は、励磁する圧縮セル40の数が異なる励磁パターンを含めて変更する。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の形成位置および膨出力を励磁タイミング毎に変更することができる。このため、マッサージ機1は、使用者100に対してきめ細やかで多様なマッサージを提供することができる。
(5)圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41を有する。可動子41は、磁力発生部60の平面外形寸法と同一または、平面外形寸法よりも大きな寸法で構成される。この構成によれば、可動子41は、磁力発生部60の流体封入袋50側の部分の全体と対向する。このため、可動子41は、磁力発生部コア70が生じる磁力線が可動子41から外れることによる磁気力の低下を抑制することができる。このため、可動子41は、磁力発生部60が発生する磁気力に基づいて効果的に流体封入袋50を押圧することができる。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力を増加させることができる。このため、マッサージ機1は効果的なマッサージを使用者100に提供することができる。
(6)アクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40、および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。4個の圧縮セル40のうちの少なくとも1つが励磁されているとき、流体封入袋50は、部分的に膨張した出力膨張部51を形成する。4個の圧縮セル40が有する隣り合う可動子41の第1可動子間隔L1は、全ての圧縮セル40が励磁されない状態における可動子41と磁力発生部60との圧縮間隔Hよりも狭い。この構成によれば、可動子41が流体封入袋50を局所的に押圧するとき、流体封入袋50に封入された磁性流体は、励磁されない磁力発生部60と対をなす可動子41の位置にすばやく移動する。このため、アクチュエータ10は、流体封入袋50の出力膨張部51を効果的に膨張させることができる。このため、流体封入袋50は、少ない量の磁性流体で出力膨張部51を効果的に膨張させることができる。このため、アクチュエータ10は、小型化を実現することができる。
(7)変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40、および流体が封入された流体封入袋50を有する。圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41を有する。磁力発生部60は、励磁されるとき可動子41を吸引する。磁力発生部60に吸引される可動子41は、流体封入袋50を局所的に押圧する。流体封入袋50は、磁性流体が封入される。この構成によれば、流体封入袋50に封入される磁性流体は、磁力発生部60が励磁されて磁気力を発生するとき、磁性抵抗となることが抑制される。このため、可動子41は、磁力発生部60が励磁されるとき、磁力発生部60が発生する磁気力の吸引作用で良好に流体封入袋50側に移動して押圧する。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力を増加させることができる。このため、マッサージ機1は効果的なマッサージを使用者100に提供することができる。
(8)アクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41を有する。制御部30が有する制御回路31は、4個の圧縮セル40の励磁パターンを変更する制御信号を出力する。磁力発生部60は、励磁されるとき可動子41を吸引する。磁力発生部60に吸引される可動子41は、流体封入袋50を局所的に押圧する。4個の圧縮セル40のうちの少なくとも1つが励磁されているとき、流体封入袋50は、部分的に膨張した出力膨張部51を形成する。この構成によれば、マッサージ機1は、機械的な可動部を用いずに膨出力を得ることができる。このため、マッサージ機1は、機械的な可動部による重量増加を抑制することができる。また、マッサージ機1は、回転力等の動力源による不快な振動や音を抑制することができる。このため、マッサージ機1は、使用者100に対して快適なマッサージを提供することができる。
(9)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。圧縮セル40は、磁力発生部60および可動子41を有する。制御部30が有する制御回路31は、変位ユニット20の励磁パターンを発生する。4個の圧縮セル40のうちの少なくとも1つが励磁されているとき、流体封入袋50は、部分的に膨張した出力膨張部51を形成する。この構成によれば、アクチュエータ10は、励磁パターンを変更することによる出力膨張部51の変位を複数の異なる方向のベクトルとすることができる。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力として回転成分を含んだ変化を繰り返す動作を実現することができる。このため、マッサージ機1は、アクチュエータ10の膨出力を用いて、回転成分を含んだ出力を使用者100に提供することができる。このため、マッサージ機1は、多様な動きで使用者の皮膚をマッサージして血行改善に有効となるマッサージを提供することができる。
(第2実施形態)
第2実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第1実施形態のマッサージ機1は、制御回路31が励磁状態を形成する期間において単一パルスの第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDを出力する。一方、第2実施形態のマッサージ機1は、制御回路31が励磁状態を形成する期間において複数のパルスを用いて圧縮セルを駆動する制御信号を出力する。
図13を参照して、アクチュエータ10の出力膨張部51の膨出力および人間の指による押圧力を説明する。
図13は、人間の指110を用いて、時刻t11で使用者100の皮膚を押圧し、時刻t21において押圧している指110を使用者100の皮膚から離す動作が示されている。人間の指110が使用者100の皮膚を押圧する押圧力は、時刻t11〜t12の期間で振動成分を含んで徐々に大きくなる。人間の指110の押圧力は、時刻t12〜t21の期間において、振動成分を含んで一定の平均値を維持する。指110の押圧力は、指110を使用者100の皮膚から離すt21以降のt21〜t22の期間において、振動成分を含んで徐々に減衰する。
アクチュエータ10は、時刻t11〜t21の期間において、制御回路31が発生する制御信号に基づいて、流体封入袋50に第1出力膨張部51Aを形成する。時刻t0〜t11および時刻t21以降の期間においては、全ての圧縮セル40が励磁されない状態である初期状態とする。
アクチュエータ10が出力する膨出力の変化は、P1で示されるように、アクチュエータ10の応答速度に応じた変化となる。
マッサージ機1が人間の指110を用いたマッサージを模擬するとき、アクチュエータ10が出力する膨出力の変化は、P2で示されるように、人間の指110が使用者100の皮膚を押圧する押圧力の変化に近づけることが好ましい。
図14を参照して、アクチュエータ10が出力する膨出力を徐々に変化させる動作について説明する。
図14は、図7に示される動作と同様に、反時計回りの方向に出力膨張部51が移り変わる動作の例が示されている。
時刻t0〜t11の期間は、初期状態の期間であり、流体封入袋50は、全面においてほぼ均等な厚さとされる。時刻t11〜t21の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第1励磁パターンである第1状態とする。時刻t21〜t31の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第2励磁パターンである第2状態とする。時刻t31〜t41の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第3励磁パターンである第3状態とする。時刻t41〜t51の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第4励磁パターンである第4状態とする。
第1状態初期の時刻t11〜t12で、制御回路31は、第1出力膨張部51Aの位置の第1磁力発生部60Aと隣り合う第2磁力発生部60Bに対して、パルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化する第2制御信号VPBを出力する。また、第1状態後期の時刻t13〜t21において、制御回路31は、第2制御信号VPBをパルス幅が徐々に広くなる期間を経てハイレベルに変化する信号とする。第2制御信号VPBのパルス幅が徐々に変化するとき、磁力発生部60に供給される電流の平均値が徐々に変化する。つまり、第2制御信号VPBのパルス幅が徐々に変化するとき、磁力発生部60に供給される電流の平均値は、経過時間に応じて値が変化する時間依存性を有する。
第2磁力発生部60Bが第1状態の期間において第2可動子41Bを吸引する吸引力は、時刻t11〜t12の期間において徐々に大きくなり、時刻t13〜t21の期間において徐々に小さくなる。このため、第1出力膨張部51Aの膨出力は、時刻t11〜t12の期間において徐々に大きくなり、時刻t13〜t21の期間において徐々に小さくなる。
制御回路31は、第2状態、第3状態、および第4状態の初期において、出力膨張部51が形成される位置に対応する磁力発生部60と隣り合う磁力発生部60に対して、制御信号をパルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化する信号とする。また、制御回路31は、第2状態、第3状態、および第4状態の後期において、出力膨張部51が形成される位置に対応する磁力発生部60と隣り合う磁力発生部60に対して、パルス幅が徐々に広くなる期間を経てハイレベルに変化する制御信号を出力する。このため、第2状態、第3状態、および第4状態で膨張する出力膨張部51の膨出力は、期間の初期において徐々に大きくなり、期間の後期において徐々に小さくなる。
このように、アクチュエータ10は、制御回路31が出力する制御信号の信号レベル変化時の波形を制御して、出力膨張部51の膨出力の変化を人間の指110が使用者100の皮膚を押圧する押圧力の変化に近づけることができる。
図15を参照して、アクチュエータ10が出力する膨出力を、膨出力の変位方向に徐々に変化させる動作について説明する。
図15は、図14に示される動作と同様に、反時計回りの方向に出力膨張部51が移り変わる動作の例が示されている。
時刻t0〜t11の期間は、初期状態の期間であり、流体封入袋50は、全面においてほぼ均等な厚さとされる。時刻t11〜t21の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第1励磁パターンである第1状態とする。時刻t21〜t31の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第2励磁パターンである第2状態とする。時刻t31〜t41の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第3励磁パターンである第3状態とする。時刻t41〜t51の期間において、制御回路31は、アクチュエータ10を第4励磁パターンである第4状態とする。
第1状態初期の時刻t11〜t12で、制御回路31は、第1出力膨張部51Aが形成される位置の第1磁力発生部60Aと隣り合う第4磁力発生部60Dに対して、パルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化する第4制御信号VPDを出力する。また、第1状態後期の時刻t13〜t21において、制御回路31は、パルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化する第1制御信号VPAを出力する。
第1状態の期間における時刻t11〜t12の期間において、第4磁力発生部60Dの第4可動子41Dを吸引する吸引力は、徐々に大きくなる。このため、第1出力膨張部51Aの膨出力は、時刻t11〜t12の期間において徐々に大きくなる。
第1磁力発生部60Aが励磁されない状態を制御している第1制御信号VPAは、時刻t13〜t21の期間においてパルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化する。このため、時刻t13〜t21の期間において、第1磁力発生部60Aは、励磁されない状態から励磁された状態に徐々に変更される。このため、第1出力膨張部51Aの膨出力は、時刻t13〜t21の期間において徐々に小さくなる。
制御回路31は、第2状態の期間において第2出力膨張部51Bを形成するために、対応する第2磁力発生部60Bを励磁されない状態に制御するための第2制御信号VPBを、時刻t13でハイレベルに変更する。アクチュエータ10は、時刻t13から第2出力膨張部51Bの形成を開始するが、第1磁力発生部60Aが第1可動子41Aを吸引する吸引力は、時刻t13〜t21の期間において徐々に大きくなる。このため、第2出力膨張部51Bの膨出力は、時刻t13〜t21の期間において徐々に大きくなる。出力膨張部51の膨出力は、時刻t13〜t21の期間において、第1出力膨張部51Aから変位先の第2出力膨張部51Bと入替るように徐々に切り替る。
制御回路31は、第2状態および第3状態の後期において、励磁されない状態から励磁される状態に変更される磁力発生部60に対して、パルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化する制御信号を出力する。また、第2状態および第3状態の後期において、後続する出力膨張部51が形成される位置に対応する磁力発生部60に対して励磁されない状態にするためのローレベルに変化する信号を出力する。このため、第3状態および第4状態で膨張する出力膨張部51の膨出力は、膨張開始初期において徐々に大きくなり、期間の後期において徐々に小さくなる。出力膨張部51の膨出力は、第2状態および第3状態の後期において、変位先の出力膨張部51と入替るように徐々に切り替る。
図15に示されるアクチュエータ10の動作は、人間が手のひらを使用者100の皮膚に押し付けるようにしてすべらせるマッサージを模擬することができる。
このように、アクチュエータ10は、制御回路31が出力する制御信号の信号レベル変化時の波形を制御して、出力膨張部51の膨出力の変化を人間の指110が使用者100の皮膚を押圧する押圧力の変化に近づけることができる。
第2実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)と同様の効果を奏する。すなわち、アクチュエータ10の膨出力を用いて、多様な出力を使用者100に提供することができる旨の効果およびマッサージの強さを含めた多様なマッサージを提供することができる旨の効果、およびその他の種々の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(10)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、変位ユニット20および制御部30を有する。変位ユニット20は、2行2列のマトリクス状に配置された4個の圧縮セル40、および磁性流体が封入された流体封入袋50を有する。流体封入袋50は、少なくとも1個の圧縮セル40が励磁されているとき、出力膨張部51を形成する。制御部30が有する制御回路31は、4個の圧縮セル40の励磁パターンを変更する制御信号を出力する。制御回路31は、出力膨張部51を変位させるとき、パルス幅が徐々に変化する期間を経て磁力発生部60の励磁状態を制御する制御信号を出力する。この構成によれば、磁力発生部60の励磁状態を変更するとき、磁力発生部60に供給される電流の平均値は、経過時間に応じて値が変化する時間依存性を有する。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力を徐々に変化させることができる。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力の変化を人間の手による使用者100に対する押圧力の変化に近づけることができる。このため、マッサージ機1は、人間の手によるマッサージ動作を模擬した心地良いマッサージを使用者100に提供することができる。
(第3実施形態)
第3実施形態のマッサージ機1は、第2実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第2実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第2実施形態のマッサージ機1は、制御部30が制御回路31および駆動部80を有する。一方、第3実施形態のマッサージ機1は、制御部30が制御回路31、比較器34、および駆動部80を有する。
図16を参照して、制御部30の構成について説明する。
図16(a)に示されるように、制御部30は、制御回路31、駆動部80、電源部90、および比較器34を有する。比較器34は、制御回路31が出力する第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDが入力される4個の比較器を有する。それぞれの比較器34は、制御回路31が出力する制御信号32および振動パルス信号33が入力される。制御信号32は、制御回路31が出力する第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDである。
図16(b)に示されるように、制御回路31は、制御信号32として、パルス幅が徐々に変化する期間を経てレベルが変更される信号を出力する。制御回路31は、不規則に変化する成分から成るゆらぎ信号に対応してパルスの発生間隔が変化する振動パルス信号33を出力する。制御回路31は、例えば、マイクロコントローラ等を用いて発生するランダムパターンからゆらぎ信号を生成する。制御回路31は、生成したゆらぎ信号に基づいて振動パルス信号33を出力する。
比較器34は、制御回路31が出力する制御信号32と振動パルス信号33とを比較する。比較器34は、制御信号32と振動パルス信号33との比較結果を比較結果信号35として駆動部80に出力する。駆動部80は、比較結果信号35に基づいて、磁力発生部60のコイル61を駆動する第1駆動信号DRA〜第4駆動信号DRDを出力する。
図17を参照して、図16に示される制御部30を用いた変位ユニット20の動作を説明する。
制御回路31は、第1制御信号VPAとして、時刻t11〜t21の期間でハイレベルとなる信号を出力する。制御回路31は、第2制御信号VPB〜第4制御信号VPDとして、時刻t11〜t21の期間でローレベルとなる信号を出力する。第2制御信号VPB〜第4制御信号VPDは、パルス幅が徐々に変化する期間を含んでローレベルに変更される。
比較器34は、第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDと振動パルス信号33を比較する。比較器34の出力である比較結果信号35は、第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDと振動パルス信号33との論理和演算結果となる。
駆動部80は、比較結果信号35に基づいて、時刻t11〜t21の期間でハイレベルとなる第1駆動信号DRAを出力する。駆動部80は、時刻t11〜t21の期間で第2制御信号VPB〜第4制御信号VPDに振動パルス信号33が重畳した第2駆動信号DRB〜第4駆動信号DRDを出力する。
駆動部80が駆動するコイル61には、第1制御信号VPA〜第4制御信号VPDに対応する基本電流成分および振動パルス信号33に対応する振動電流成分が供給される。
コイル61に供給される基本電流成分は、出力膨張部51の形成位置を変化させる。第1磁力発生部60Aは、基本電流成分により、励磁されない状態となる。第2磁力発生部60B、第3磁力発生部60C、および第4磁力発生部60Dは、基本電流成分により励磁された状態となる。このため、変位ユニット20は、第1出力膨張部51Aが形成される。
コイル61に供給される振動電流成分は、出力膨張部51を振動させる。このため、第1出力膨張部51Aの膨出力は、振動電流成分により振動する。
第1出力膨張部51Aの膨出力は、振動成分を含んで時刻t11〜t12の期間で徐々に大きくなり、振動成分を含んで時刻t13〜t21の期間で徐々に小さくなる。
第3実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)および第2実施形態のマッサージ機1が奏する(10)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(11)アクチュエータ10の制御部30は、制御回路31、駆動部80、および比較器34を有する。制御回路31は、制御信号32および振動パルス信号33を出力する。制御回路31は、制御信号32として、パルス幅が徐々に変化する期間を経てレベルが変更される信号を出力する。制御回路31は、振動パルス信号33として、不規則に変化する成分から成るゆらぎ信号に対応してパルスの発生間隔が変化するパルス信号を出力する。比較器34は、制御回路31が出力する制御信号32および振動パルス信号33を比較する。駆動部80は、比較器34が出力する比較結果信号35に基づいて、磁力発生部60を駆動する。この構成によれば、駆動部80は、制御信号32に対応する基本電流成分および振動パルス信号33に対応する振動電流成分を含む電流を磁力発生部60に供給する。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51を振動させることができる。また、出力膨張部51の膨出力は、徐々に大きくなるとともに徐々に小さくなる。このため、マッサージ機1は、使用者100に対して不規則な振動を有する膨出力で、より人間の手に近いマッサージを提供することができる。
(第4実施形態)
第4実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第1実施形態のマッサージ機1は、制御部30の駆動部80が第1駆動トランジスタ84、増幅トランジスタ82、負荷抵抗83、およびダイオード85を有する。一方、第4実施形態の駆動部80は、第1駆動トランジスタ84、増幅トランジスタ82、負荷抵抗83、およびダイオード85に加えて、駆動電流調整回路86を有する。また、アクチュエータ10は、検知部36を有する。
図18を参照して、アクチュエータ10が有する変位ユニット20の構成について説明する。
変位ユニット20は、可動子41が使用者100を押圧する面に検知部36を有する。検知部36は、例えば、圧力センサを有する。検知部36は、マッサージ機1が出力膨張部51の膨出力を用いて使用者100の皮膚を押圧するとき、押圧する圧力を検知して圧力に応じた検知電圧VPR(図19参照)を出力する。変位ユニット20は、4つの可動子41に対応した4つ検知部である第1検知部36A〜第4検知部36Dを有する。第1検知部36A〜第4検知部36Dは、対応した第1検知電圧VPRA〜第4検知電圧VPRDを出力する。
図19を参照して、駆動部80が有する第1駆動回路81Aの回路構成について説明する。第1駆動回路81Aは、第1制御信号VPAを増幅する増幅トランジスタ82および負荷抵抗83と第1駆動トランジスタ84との間に、駆動電流調整回路86を有する。駆動電流調整回路86は、第1検知部36Aの第1検知電圧VPRAが供給される。駆動電流調整回路86は、目標電圧を内部に記憶している。駆動電流調整回路86は、第1検知電圧VPRAが目標電圧となるよう第1駆動トランジスタ84の駆動能力を調整する。第1駆動トランジスタ84の駆動能力が調整されるとき、磁力発生部60は、供給される電流が変更される。このため、出力膨張部51は、膨出力が変更される。
第4実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(12)アクチュエータ10は、可動子41が使用者100を押圧する面に検知部36を有する。制御部30の駆動部80は駆動電流調整回路86を有する。検知部36は、出力膨張部51が使用者100の皮膚を押圧するとき、押圧する圧力に応じた検知電圧VPRを出力する。駆動電流調整回路86は、検知部36の検知電圧VPRに基づいて第1駆動トランジスタ84の駆動能力を調整する。この構成によれば、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力が使用者100の皮膚を押圧する押圧力を検知して調整することができる。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨出力が使用者100の皮膚を押圧する押圧力を目標の値に調整することができる。このため、マッサージ機1は、マッサージ機1と使用者100の皮膚との距離およびマッサージ機1が使用者100の皮膚と対面する角度等が異なる場合においても、所定のマッサージ力となるよう調整することができる。このため、マッサージ機1は、心地良いマッサージを使用者100に提供することができる。
(第5実施形態)
第5実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第1実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10の流体封入袋50が単一の袋状であり内部に流体の移動を妨げるものがない形状である。一方、第5実施形態マッサージ機1は、アクチュエータ10の流体封入袋50が流体の移動を遮断する遮断領域52を有する。
図20を参照して、変位ユニット20の構成について説明する。
図20(a)に示されるように、変位ユニット20の4つの可動子41は、流体封入袋50を四等分した大きさよりも小さな形状で構成される。4つの可動子41が流体封入袋50の上面側に2行2列のマトリクス状に配置されるとき、行方向及び列方向で隣り合う他の可動子との第2可動子間隔L2が、例えば、可動子41の一辺の長さの半分よりも広い値に間に設定される。
図20(a)は、第1圧縮セル40Aが励磁されない状態であり、第2圧縮セル40B〜第4圧縮セル40Dが励磁された状態である場合が示されている。
流体封入袋50は、磁力発生部60の磁気力により吸引される可動子41の移動範囲から外れた領域に遮断領域52を有する。
図20(b)に示されるように、遮断領域52は、流体封入袋50の可動子41と対向する面および磁力発生部60と対向する面で互いに対向する内面同士が溶着された構造とされる。遮断領域52は、流体封入袋50が可動子41に押圧されて変形するとき、内部の磁性流体の移動を遮断する。
第2可動子41B〜第4可動子41Dは、第2圧縮セル40B〜第4圧縮セル40Dが励磁されることにより流体封入袋50側へ移動して流体封入袋50を局所的に押圧する。流体封入袋50の第2可動子41B〜第4可動子41Dの位置の磁性流体は、第1可動子41Aの位置に移動して第1出力膨張部51Aを形成する。磁性流体が流体封入袋50内部を移動するとき、磁性流体は、遮断領域52を迂回して移動する。
図21を参照して、4つの可動子41の行方向及び列方向で隣り合う他の可動子との可動子間隔の大きさが図20に示す例と異なる場合の構成について説明する。
図21に示されるように、第1可動子41A〜第4可動子41Dは、流体封入袋50の上面側に、隣り合う他の可動子との間に第1可動子間隔L1をおいて配置される。隣り合う他の可動子の第1可動子間隔L1は、図3に示される第1可動子間隔L1と同様に、4つの圧縮セル40が全て励磁されない状態のときに互いに対をなす磁力発生部60と可動子41との間の圧縮間隔Hよりも狭い値とされる。
流体封入袋50は、磁力発生部60の磁気力により吸引される可動子41の移動範囲から外れた領域を含むように遮断領域52を有する。流体封入袋50の一部が押圧されて封入する磁性流体が流体封入袋50内部を移動するとき、磁性流体は、遮断領域52を迂回して移動する。隣り合う他の可動子との第1可動子間隔L1が小さな値とされているため、磁性流体は、短時間で移動する。
第5実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(13)変位ユニット20の4つの可動子41は、流体封入袋50を四等分した大きさよりも小さな形状で構成される。流体封入袋50は、可動子41の移動範囲から外れた領域に遮断領域52を有する。この構成によれば、流体封入袋50が変形することにより流体封入袋50の内部を移動する磁性流体は、可動子41の移動範囲から外れた領域を通過することなく、出力膨張部51を形成する位置に移動する。このため、流体封入袋50の内部を移動する磁性流体は、出力膨張部51を形成する位置に向けて短い距離で短時間に移動する。このため、アクチュエータ10は、短時間で出力膨張部51を変位させることができる。このため、マッサージ機1は、さらに多様なマッサージを使用者100に提供することができる。
(第6実施形態)
第6実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第1実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10の変位ユニット20が2行2列に配置された4つの圧縮セル40を有する。一方、第6実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10の第2変位ユニット22が3つの圧縮セル43を有する。
図22を参照して、第2変位ユニット22の構成について説明する。
図22に示されるように、第2変位ユニット22は、内部に磁性流体を封入した三角形状の第2流体封入袋54を有する。第2変位ユニット22は、第2流体封入袋54が有する三角形状の各頂点に寄った位置に3つの圧縮セルである第5圧縮セル43A、第6圧縮セル43B、および第7圧縮セル43Cを有する。圧縮セル43は、第2流体封入袋54の上面側に円形の第5可動子44A、第6可動子44B、および第7可動子44Cを有する。
圧縮セル43は、制御部30により選択的に励磁される。第2変位ユニット22は、少なくとも1つの圧縮セル43が励磁されるとき、第2流体封入袋54が変形して出力膨張部51を形成する。
第2変位ユニット22は、第13励磁パターンである第5圧縮セル43Aおよび第6圧縮セル43Bが励磁された状態、第7圧縮セル43Cが励磁されない状態とされるとき、第2流体封入袋54の第7可動子44Cの位置に出力膨張部51を形成する。第2変位ユニット22は、第14励磁パターンである第6圧縮セル43Bおよび第7圧縮セル43Cが励磁された状態、第5圧縮セル43Aが励磁されない状態とされるとき、第2流体封入袋54の第5可動子44Aの位置に出力膨張部51を形成する。第2変位ユニット22は、第15励磁パターンである第5圧縮セル43Aおよび第7圧縮セル43Cが励磁された状態、第6圧縮セル43Bが励磁されない状態とされるとき、第2流体封入袋54の第6可動子44Bの位置に出力膨張部51を形成する。
第13〜第15励磁パターンを励磁パターンA1〜励磁パターンA3と規定すると、励磁パターンA1から励磁パターンA2に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第7圧縮セル43Cの位置からから第5圧縮セル43Aの位置に向かう第7ベクトルとなる。励磁パターンA1から励磁パターンA3に変化するとき、出力膨張部51の変位は、第7圧縮セル43Cの位置からから第6圧縮セル43Bの位置に向かう第8ベクトルとなる。第7ベクトルと第8ベクトルは、第2変位ユニット22の平面において交差する。
第6実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(14)アクチュエータ10が有する第2変位ユニット22は、三角形状の第2流体封入袋54および第2流体封入袋54が有する三角形状の各頂点に寄った位置に3つの圧縮セル43を有する。第2変位ユニット22は、少なくとも1つの圧縮セル43が励磁されるとき、第2流体封入袋54が変形して出力膨張部51を形成する。この構成によれば、第2変位ユニット22は、励磁されない状態の圧縮セル43に対応する位置に出力膨張部51を形成するとき、第2流体封入袋54に封入された磁性流体を三角形状の第2流体封入袋54の頂点に向かって効率良く移動させることができる。このため、アクチュエータ10は、出力膨張部51形成の応答速度を速くすることができる。マッサージ機1は、マッサージ速度を含めた多様なマッサージを使用者100に提供することができる。
(第7実施形態)
第7実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第1実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10の変位ユニット20が2行2列に配置された4つの圧縮セル40を有する。一方、第7実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10の第3変位ユニット23が3行3列に配置された9つの圧縮セル45を有する。
図23を参照して、第3変位ユニット23の構成について説明する。
図23に示されるように、第3変位ユニット23は、内部に磁性流体を封入した四角形状の第3流体封入袋55を有する。第3変位ユニット23は、第3流体封入袋55の四角形状を当分割するように、列方向および行方向に均等な間隔で3行3列となる9つの圧縮セル45が配置される。9つの圧縮セル45は、第8圧縮セル45A、第9圧縮セル45B、第10圧縮セル45C、第11圧縮セル45D、第12圧縮セル45E、第13圧縮セル45F、第14圧縮セル45G、第15圧縮セル45H、および第16圧縮セル45Iとされる。圧縮セル45は、第3流体封入袋55の上面側に第8可動子46A、第9可動子46B、第10可動子46C、第11可動子46D、第12可動子46E、第13可動子46F、第14可動子46G、第15可動子46H、および第16可動子46Iを有する。
圧縮セル45は、制御部30により選択的に励磁される。第3変位ユニット23は、少なくとも1つの圧縮セル45が励磁されるとき、第3流体封入袋55が変形して出力膨張部51を形成する。
制御部30は、出力膨張部51を形成するとき、1〜8の数の範囲で圧縮セル45を励磁された状態とすることができる。出力膨張部51は、励磁された状態の圧縮セル45の個数に応じて膨張部面積および膨出力が変更される。
第3変位ユニット23が有する圧縮セル45の配置形状および個数は、図23に示される3行3列となる9つの圧縮セル45に限られない。変位ユニットは、例えば、2行3列となる6個の圧縮セルを備える。また、変位ユニットは、3行4列となる12個の圧縮セル、または4行4列を超える配置となる16個以上の圧縮セルを備える。
第7実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(15)アクチュエータ10が有する第3変位ユニット23は、四角形状の第3流体封入袋55および、列方向および行方向に均等な間隔で配置された9つの圧縮セル45を有する。第3変位ユニット23は、少なくとも1つの圧縮セル45が励磁されるとき、第3流体封入袋55が変形して出力膨張部51を形成する。この構成によれば、アクチュエータ10は、出力膨張部51の形成位置を広範囲にわたって変更することができる。また、アクチュエータ10は、出力膨張部51の膨張面積および膨出力を広範囲に変更することができる。このため、マッサージ機1は、変化に富んだきめ細なマッサージを使用者100に提供することができる。
(第8実施形態)
第8実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第1実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第1実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10が1つの変位ユニット20を有する。一方、第8実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10が2行2列に配置された4つの変位ユニット28を有する。
図24を参照して、複数の変位ユニット28が配置されたアクチュエータ10の構成について説明する。
図24に示されるように、アクチュエータ10の第2基板24上には、1つの流体封入袋50および4つの圧縮セル40を備えた第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dが2行2列のマトリクス状に配置されている。第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dが第2基板24を均等に分割するように配置されるとき、第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dが備える可動子41は、第2基板24上に行方向および列方向に整列する。4つの変位ユニット28は、アクチュエータ10が備える制御部30により制御される。
アクチュエータ10は、第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dのうちの1つの変位ユニット28の励磁パターンのみを制御することにより、1つの出力膨張部51を形成することができる。アクチュエータ10は、1つの出力膨張部51を形成するとき、他の3つの変位ユニット28の圧縮セル40を全て励磁されない状態とする。つまり、アクチュエータ10は、3つの圧縮セル40に電流を供給して励磁された状態とすることで、16個の可動子41のうちの1つと対応する位置に出力膨張部51を形成することができる。
アクチュエータ10は、第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dの励磁パターンを制御することにより、1つの励磁タイミングにおいて複数の出力膨張部51を形成することができる。
第8実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(16)アクチュエータ10は、2行2列に配置された4つの変位ユニット28および制御部30を有する。アクチュエータ10は、4つの変位ユニットである第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dのうちの1つの変位ユニット28の励磁パターンを制御して4つの変位ユニット28内に1つの出力膨張部51を形成する。この構成によれば、アクチュエータ10は、少ない電力で広範囲に出力膨張部51を変位させることができる。このため、マッサージ機1は、低消費電力で多様なマッサージを使用者100提供することができる。
(17)アクチュエータ10は、2行2列に配置された4つの変位ユニット28および制御部30を有する。アクチュエータ10は、1つの励磁タイミングにおいて複数の変位ユニット28の励磁パターンを制御して4つの変位ユニットである第6変位ユニット28A〜第9変位ユニット28Dないに複数の出力膨張部51を形成する。この構成によれば、アクチュエータ10は、複数の位置に出力膨張部51の膨出力を出力することができる。このため、マッサージ機1は、使用者100の皮膚の複数の箇所を押圧するマッサージを含む多様なマッサージを提供することができる。
(第9実施形態)
第9実施形態のマッサージ機1は、第2実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第2実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第2実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10が1つの変位ユニット20を有する。一方、第9実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10が隣り合うように配置された2つの変位ユニット20を有する。
図25を参照して、アクチュエータ10の構成および動作について説明する。
図25に示されるように、アクチュエータ10は、隣り合うように配置された第4変位ユニット20Aおよび第5変位ユニット20Bを有する。アクチュエータ10は、出力膨張部51を第4変位ユニット20Aおよび第5変位ユニット20Bをまたいで移動させる。アクチュエータ10は、出力膨張部51を移動させるとき、膨出力を出力膨張部51が移動する方向に徐々に変化させる。
アクチュエータ10は、図15に示されるように、変位ユニット20内において出力膨張部51を移動させるとき、移動先の出力膨張部51と徐々に入替るように移動させる動作とすることができる。
図25は、第4変位ユニット20Aに形成された出力膨張部51を変位ユニット20をまたいで第5変位ユニット20Bに形成される出力膨張部51と徐々に入替るように移動させる動作が示されている。
時刻t0〜t11の期間は、初期状態の期間であり、第4変位ユニット20Aおよび第5変位ユニット20Bの流体封入袋50は、全面においてほぼ均等な厚さとされる。時刻t11〜t21の期間において、制御回路31は、第4変位ユニット20Aに第1出力膨張部51A(A)を形成する制御信号を出力して、第4変位ユニット20Aを第1状態とする。制御回路31は、時刻t11〜t21の期間において、第5変位ユニット20Bの初期状態を維持する。時刻t21〜t31の期間において、制御回路31は、第5変位ユニット20Bに第2出力膨張部51B(B)を形成する制御信号を出力して、第5変位ユニット20Bを第2状態とする。制御回路31は、時刻t21〜t31の期間において、第4変位ユニット20Aを初期状態とする。
時刻t11〜t12において、制御回路31は、第4変位ユニット20Aの第1磁力発生部60Aと隣り合う第4磁力発生部60Dの第4制御信号VPD(A)を、パルス幅が徐々に狭くなる期間を経てローレベルに変化させる。また、時刻t13〜t21において、制御回路31は、第4変位ユニット20Aの第1磁力発生部60Aと隣り合う第2磁力発生部60Bの第2制御信号VPB(A)を、パルス幅が徐々に広くなる期間を経てハイレベルに変化させる。制御回路31は、時刻t13において、第5変位ユニット20Bの第2出力膨張部51B(B)を形成するために第1磁力発生部60Aの第1制御信号VPA(B)および第4磁力発生部60Dの第4制御信号VPD(B)をローレベルに変更する。制御回路31は、時刻t13〜t21の期間において、第5変位ユニット20Bの第3磁力発生部60Cの第3制御信号VPC(B)を徐々にパスル幅が狭くなる期間を経てローレベルに変化させる。
変位ユニット20の出力膨張部51は第4変位ユニット20Aの第1出力膨張部51A(A)が時刻t13〜t21の期間で徐々に入替るように第5変位ユニット20Bの第2出力膨張部51B(B)に変更される。アクチュエータ10は、2つの変位ユニット20をまたいで出力膨張部51が移動する膨出力を出力する。
第9実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)および第2実施形態のマッサージ機1が奏する(10)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(18)マッサージ機1が有するアクチュエータ10は、隣り合う第4変位ユニット20A、第5変位ユニット20B、および制御部30を有する。制御部30が有する制御回路31は、第4変位ユニット20Aおよび第5変位ユニット20Bが有する4個の圧縮セル40の励磁パターンを変更する制御信号を出力する。制御回路31は、出力膨張部51を変位させるとき、第4変位ユニット20Aおよび第5変位ユニット20Bのそれぞれに対して、パルス幅が徐々に変化する期間を経て信号レベルが変化する制御信号を出力する。この構成によれば、アクチュエータ10は、第4変位ユニット20Aの出力膨張部51(A)が徐々に入替るように第5変位ユニット20Bの出力膨張部51(B)に変更される膨出力を出力する。このため、マッサージ機1は、人間の手によるマッサージ動作を模擬した心地良いマッサージを広い範囲で使用者100に提供することができる。
(第10実施形態)
第10実施形態のマッサージ機1は、第9実施形態のマッサージ機1と比較して以下の部分において異なる構成を有し、その他の部分において同一の構成を有する。第9実施形態のマッサージ機1と共通する構成については同一の符号を付して、その説明の一部または全部を省略する。
第9実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10が隣り合うように配置された2つの変位ユニット20を有する。一方、第10実施形態のマッサージ機1は、アクチュエータ10が、複数の変位ユニット29が列方向に配置された第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bを有する。
図26を参照して、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bを有するアクチュエータ10の構成について説明する。
図26(a)に示されるように、アクチュエータ10は、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bを有する。第1変位ユニット列25Aは、第3基板26上の一方向に複数の変位ユニットである第10変位ユニット29A1〜第15変位ユニット29F1が配置される。第2変位ユニット列25Bは、第4基板27上の第1変位ユニット列25Aと同一方向に、複数の変位ユニットである第10変位ユニット29A2〜第15変位ユニット29F2が配置される。
アクチュエータ10は、制御部30からの制御信号により、第1変位ユニット列25Aの複数の変位ユニット29内に出力膨張部51を形成する。アクチュエータ10は、第1変位ユニット列25Aの第10変位ユニット29A1〜第15変位ユニット29F1をまたいで出力膨張部51を連続的に移動させる。アクチュエータ10は、制御部30からの制御信号により、第2変位ユニット列25Bの複数の変位ユニット29内に出力膨張部51を形成する。アクチュエータ10は、第2変位ユニット列25Bの第10変位ユニット29A2〜第15変位ユニット29F2をまたいで出力膨張部51を連続的に移動させる。アクチュエータ10は、第1変位ユニット列25Aの出力膨張部51および第2変位ユニット列25Bの出力膨張部51の移動を連動させる。
図26(b)は、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bの断面が共通の構造として示されている。第10変位ユニット29A〜第15変位ユニット29Fは、第3基板26(第4基板27)上に等間隔で配置される。
アクチュエータ10は、第1変位ユニット列25Aの第11変位ユニット29B1および第2変位ユニット列25Bの第11変位ユニット29B2のそれぞれに1つの出力膨張部51を形成する。出力膨張部51は、例えば、第1変位ユニット列25Aの第11変位ユニット29B1における第2圧縮セル40Bおよび第2変位ユニット列25Bの第11変位ユニット29B2における第3圧縮セル40Cの位置に形成される。制御部30は、出力膨張部51の形成位置を第15変位ユニット29Fに向けて変位ユニット20をまたいで連続的に変化させる。
図26(c)は、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bの出力膨張部51を第15変位ユニット29Fの方向に向けて連続的に移動させる様子の時間的変化が重ねあわせて示されている。第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bの出力膨張部51の形成位置は、時間経過にともなって、図26(c)の(2)〜(9)で示される順番で移動する。
図26(c)において上下2段に示されている変位ユニット29の断面構造は、出力膨張部51の移動状態を示すために図示されているものであって、同一の変位ユニット29の異なる時間での断面構造である。
アクチュエータ10の膨出力は、図26(d)で示されるように、人間の2本の手が距離の離れた異なる2箇所を押圧した後に同一方向にすべらせて離す動作を模擬する動きをおこなうことができる。
第10実施形態のマッサージ機1は、第1実施形態のマッサージ機1が奏する(1)〜(9)、第2実施形態のマッサージ機1が奏する(10)、および第9実施形態のマッサージ機1が奏する(18)と同様の効果を奏する。また、マッサージ機1は、以下の効果を奏する。
(19)マッサージ機1のアクチュエータ10は、複数の変位ユニットである第10変位ユニット29A〜第15変位ユニット29Fが一方向に配置された第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bを有する。アクチュエータ10は、制御部30からの制御信号により、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bの複数の変位ユニット29内に出力膨張部51を形成する。アクチュエータ10は、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bの第10変位ユニット29A〜第15変位ユニット29F1をまたいで出力膨張部51を連続的に移動させる。アクチュエータ10は、第1変位ユニット列25Aおよび第2変位ユニット列25Bの出力膨張部51の移動を連動させる。この構成によれば、アクチュエータ10は、距離の離れた異なる2箇所に出力膨張部51の膨張出を出力して、同一方向に移動させることができる。このため、マッサージ機1は、人間の2本の手によるさすりマッサージ動作を模擬した心地良いマッサージを使用者100に提供することができる。
(その他の実施形態)
本流体封入式アクチュエータおよび本流体封入式アクチュエータを用いたマッサージ機は、第1〜第10実施形態以外の実施形態を含む。以下、本流体封入式アクチュエータおよび本流体封入式アクチュエータを用いたマッサージ機のその他の実施形態としての第1〜第10実施形態の変形例を示す。なお、以下の各変形例は、互いに組み合わせることもできる。
・第1〜第10実施形態のアクチュエータ10は、圧縮セル40が単一の金属板状部材で構成される可動子41を有する。ただし、圧縮セル40は、第1〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、圧縮セル40が図27(a)に示される小板状片42に分割された金属部材で構成される可動子41を有する。可動子41が流体封入袋50を押圧するとき、可動子41は、流体封入袋50の押圧部分の形状に応じて変形され、効率良く流体封入袋50を押圧することができる。
・第1〜第10実施形態のアクチュエータ10は、圧縮セル40が単一の金属板状部材で構成される可動子41を有する。ただし、圧縮セル40は、第1〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、圧縮セル40が図27(b)に示される小板状片42に分割された金属部材が第1可撓性部材47で接続された可動子41を有する。可動子41が流体封入袋50を押圧するとき、可動子41は、流体封入袋50の押圧部分の形状に応じて小板状片42が連動するように変形され、効率良く流体封入袋50を押圧することができる。
・第1〜第10実施形態のアクチュエータ10は、圧縮セル40が単一の金属板状部材で構成される可動子41を有する。ただし、圧縮セル40は、第1〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、圧縮セル40が図27(c)に示される小板状片42に分割された金属部材が第2可撓性部材48で覆われた可動子41を有する。可動子41が流体封入袋50を押圧するとき、可動子41は、流体封入袋50の押圧部分の形状に応じて小板状片42が連動するように変形され、効率良く流体封入袋50を押圧することができる。
・第1〜第10実施形態のアクチュエータ10は、圧縮セル40が磁力発生部コア中心部72を中心とする環状のコイル61を有する。ただし、圧縮セル40は、第1〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、圧縮セル40が図28に示されるように、磁力発生部62が中心部を持たないコア74およびコア74の底部を中心とする環状コイル63を有する。
・第1〜第10実施形態のアクチュエータ10は、圧縮セル40が磁力発生部コア中心部72を中心とする環状のコイル61を有する。ただし、圧縮セル40は、第1〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、圧縮セル40が図29に示されるように、磁力発生部64が中心部を持たないコア75およびコア75の両側面を中心とする2つの環状コイル65を有する。
・第1〜第5実施形態のアクチュエータ10は、変位ユニット20の流体封入袋50が磁性流体を封入する。ただし、流体封入袋50は、第1〜第5実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、変位ユニット20の流体封入袋50がオイルまたは水などの液体、あるいは空気などの気体を封入する。
・第9および第10実施形態のアクチュエータ10は、複数の変位ユニット20が4つの圧縮セル40を有する。ただし、複数の変位ユニット20は、第9および第10実施形態に示された内容に限られない、例えば、変形例のアクチュエータ10は、変位ユニット20が3つや5つ以上の圧縮セル40を有する。
・第1〜第4実施形態および第6〜第10実施形態のアクチュエータ10は、隣り合う可動子が励磁されない状態とされる可動子と磁力発生部60との圧縮間隔Hよりも狭い第1可動子間隔L1とされる。ただし、隣り合う可動子の第1可動子間隔L1は、第1〜第4実施形態および第6〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、隣り合う可動子が励磁されない状態とされる可動子と磁力発生部60との圧縮間隔Hよりも広い第1可動子間隔L1とされる。
・第5実施形態のアクチュエータ10は、変位ユニット20の流体封入袋50が内面同士を溶着させた遮断領域52を有する。ただし、流体封入袋50の構成は、第5実施形示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、変位ユニット20の流体封入袋50が厚さ方向の両側から挟圧することで形成された遮断領域52を有する。
・第1〜第5実施形態および第8〜第10実施形態のアクチュエータ10は、変位ユニット20が4つの圧縮セル40を有する。ただし、変位ユニット20は、第1〜第5実施形態および第8〜第10実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、変位ユニット20が5つ以上の圧縮セル40を有する。
・第1〜第5実施形態のアクチュエータ10は、変位ユニット20の圧縮セル40が四角形の可動子41または円形の可動子44を有する。ただし、圧縮セル40は、第1〜第5実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、圧縮セル40が8角形またはその他の形状の可動子を有する。
・第1〜第10実施形態のアクチュエータ10は、使用者100の顔をマッサージするマッサージ機1に適用される。ただし、アクチュエータ10は、第1〜第10実施形態に示された応用に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、使用者100の脚部脚部またはその他の部位を施療するマッサージ機に適用される。
・第1〜第8実施形態のマッサージ機1は、変位ユニットと制御部30とがケーブル2により電気的に接続されるアクチュエータ10を有する。ただし、マッサージ機1は、第1〜第8実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のマッサージ機1は、変位ユニットおよび制御部30を有するアクチュエータ10が筐体内に配置された一体型構造とされる。
・第2および第9実施形態のアクチュエータ10は、制御部30の制御回路31がパスル幅を徐々に変化させる駆動信号を出力して圧縮セル40に供給する電流に時間依存性を持たせる。ただし、制御部30は、第2および第9実施形態電圧に示された内容に限られない。例えば、変形例のマッサージ機1は、制御部30が安定化電圧VRを変化させて圧縮セル40に供給する電流に時間依存性を持たせる。
・第3実施形態のアクチュエータ10は、制御部30の比較器34が振動成分を含む駆動信号を出力する。ただし、制御部30は、第3実施形態に示された内容に限られない。例えば、変形例のアクチュエータ10は、制御部30の制御回路31が振動成分を含む制御信号を生成して出力する。
・第4実施形態のアクチュエータ10は、変位ユニット20の検知部36が圧力センサを有する。ただし、検知部36は、第4実施形態電圧に示された内容に限られない。例えば、変形例のマッサージ機1は、変位ユニット20の検知部36が変位センサ、速度センサ、および加速度センサのいずれか1つを有する。
H…圧縮間隔、L1…第1可動子間隔、L2…第2可動子間隔、A1…励磁パターン、A2…励磁パターン、A3…励磁パターン、B1…励磁パターン、B2…励磁パターン、1…マッサージ機、10…アクチュエータ、20…変位ユニット、20A…第4変位ユニット、20B…第5変位ユニット、22…第2変位ユニット、23…第3変位ユニット、25A…第1変位ユニット列、25B…第2変位ユニット列、28…変位ユニット、28A…第6変位ユニット、28D…第9変位ユニット、29…変位ユニット、29A…第10変位ユニット、29F…第15変位ユニット、29A1…第10変位ユニット、29A2…第10変位ユニット、29B1…第11変位ユニット、29B2…第11変位ユニット、29F1…第15変位ユニット、29F2…第15変位ユニット、30…制御部、36…検知部、40…圧縮セル、40A…第1圧縮セル、40B…第2圧縮セル、40C…第3圧縮セル、40D…第4圧縮セル、41…可動子、41A…第1可動子、41B…第2可動子、41C…第3可動子、41D…第4可動子、43…圧縮セル、43A…第5圧縮セル、43B…第6圧縮セル、43C…第7圧縮セル、44…可動子、44A…第5可動子、44B…第6可動子、44C…第7可動子、45…圧縮セル、45A…第8圧縮セル、45B…第9圧縮セル、45C…第10圧縮セル、45D…第11圧縮セル、45E…第12圧縮セル、45F…第13圧縮セル、45G…第14圧縮セル、45H…第15圧縮セル、45I…第16圧縮セル、46A…第8可動子、46B…第9可動子、46C…第10可動子、46D…第11可動子、46E…第12可動子、46F…第13可動子、46G…第14可動子、46H…第15可動子、46I…第16可動子、50…流体封入袋、51…出力膨張部、52…遮断領域、54…第2流体封入袋、55…第3流体封入袋、60…磁力発生部、60A…第1磁力発生部、60B…第2磁力発生部、60C…第3磁力発生部、60D…第4磁力発生部、62…磁力発生部、64…磁力発生部。

Claims (15)

  1. 流体封入式アクチュエータであって、
    前記流体封入式アクチュエータは、変位ユニットおよび制御部を有し、
    前記変位ユニットは、流体封入袋、流体、および少なくとも3個以上の複数の圧縮セルを有し、
    前記流体は、前記流体封入袋の内部に封入され、
    前記圧縮セルは、前記流体封入袋に取り付けられた可動子、および励磁されることにより前記可動子を吸引する磁力発生部を有し、
    前記制御部は、前記複数の圧縮セルを個別に励磁することにより前記磁力発生部の励磁パターンを変化させ、前記磁力発生部の励磁パターンとして少なくとも励磁パターンA1、励磁パターンA2、および励磁パターンA3を形成し、
    前記励磁パターンA1は、前記複数の圧縮セルのうちの第2圧縮セルおよび第3圧縮セルが励磁され、前記複数の圧縮セルのうちの第1圧縮セルが励磁されない励磁パターンを示し、
    前記励磁パターンA2は、前記第1圧縮セルおよび前記第3圧縮セルが励磁され、前記第2圧縮セルが励磁されない励磁パターンを示し、
    前記励磁パターンA3は、前記第1圧縮セルおよび前記第2圧縮セルが励磁され、前記第3圧縮セルが励磁されない励磁パターンを示し、
    前記流体封入袋は、前記複数の圧縮セルのうちの少なくとも1つが励磁されているとき、部分的に膨張した出力膨張部を形成し、前記圧縮セルの励磁パターンに応じて前記出力膨張部の形成位置を変化させ、
    前記出力膨張部は、前記複数の励磁パターンのうちの2つの励磁パターンの一方の励磁パターンから他方の励磁パターンに変化するときの前記出力膨張部の変位ベクトルと、前記複数の励磁パターンのうちの前記2つの励磁パターンとは組み合わせが異なる2つの励磁パターンの一方の励磁パターンから他方の励磁パターンに変化するときの前記出力膨張部の変位ベクトルとが互いに交差する
    流体封入式アクチュエータ。
  2. 流体封入式アクチュエータであって、
    前記流体封入式アクチュエータは、変位ユニットおよび制御部を有し、
    前記変位ユニットは、流体封入袋、流体、および少なくとも3個以上の複数の圧縮セルを有し、
    前記流体は、前記流体封入袋の内部に封入され、
    前記複数の圧縮セルは、前記流体封入袋に取り付けられた可動子、および励磁されることにより前記可動子を吸引する磁力発生部を有し、
    前記制御部は、前記複数の圧縮セルを個別に励磁することにより前記磁力発生部の励磁パターンを変化させ、前記磁力発生部の励磁パターンとして少なくとも励磁パターンB1および励磁パターンB2を形成し、
    前記励磁パターンB1と前記励磁パターンB2は、前記複数の圧縮セルのうちの励磁される前記圧縮セルの数が異なる励磁パターンを示し、
    前記流体封入袋は、前記複数の圧縮セルのうちの少なくとも1つが励磁されているとき、部分的に膨張した出力膨張部を形成し、前記圧縮セルの励磁パターンに応じて前記出力膨張部の形成位置を変化させる
    流体封入式アクチュエータ。
  3. 前記可動子は、前記磁力発生部における前記流体封入袋側の部分の全体と対向している
    請求項1または請求項2に記載の流体封入式アクチュエータ。
  4. 前記流体封入袋は、遮断領域を有し、
    前記遮断領域は、前記流体封入袋において前記複数の可動子の移動範囲から外れた領域に形成され、前記流体の流動を遮断する
    請求項1〜3のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  5. 前記複数の可動子のうちの1つは、別の前記可動子と可動子間隔をおいて隣り合い、
    前記可動子間隔は、前記複数の圧縮セルが励磁されていないとき、前記複数の可動子のうちの1つと互いに対をなす前記磁力発生部との圧縮間隔よりも狭い
    請求項1〜4のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  6. 前記制御部は、励磁する前記圧縮セルの数を変更することにより、前記出力膨張部の形成位置および膨出力の少なくとも一方を変化させる
    請求項1〜5のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  7. 前記流体封入式アクチュエータは、複数の前記変位ユニットを有し、
    前記制御部は、前記複数の変位ユニットをまたいで前記出力膨張部を連続的に移動させる
    請求項1〜6のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  8. 前記流体封入式アクチュエータは、前記流体として磁性流体を有する
    請求項1〜7のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  9. 前記制御部は、前記複数の圧縮セルを制御する駆動信号を発生し、前記駆動信号の周期、時比率、位相、および発生回数の少なくとも1つを、制御する前記圧縮セルに応じて変更する
    請求項1〜8のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  10. 前記制御部は、前記磁力発生部に供給する電流に時間依存性を持たせることにより、前記磁力発生部の磁気力を徐々に増加させる
    請求項1〜9のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  11. 前記制御部は、前記出力膨張部の形成位置を変化させる基本電流成分、および前記出力膨張部を振動させる振動電流成分を含む電流を前記磁力発生部に供給する
    請求項1〜10のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  12. 前記制御部は、前記振動電流成分に不規則な変化を持たせる
    請求項11に記載の流体封入式アクチュエータ。
  13. 前記流体封入式アクチュエータは、複数のユニット列を有し、
    前記複数のユニット列の1つである第1ユニット列は、前記複数の変位ユニットの一部により形成され、
    前記複数のユニット列の1つである第2ユニット列は、前記複数の変位ユニットの別の一部により形成され、
    前記制御部は、前記第1ユニット列において前記複数の変位ユニットをまたいで前記出力膨張部を連続的に移動させ、前記第2ユニット列において前記複数の変位ユニットをまたいで前記出力膨張部を連続的に移動させ、前記第1ユニット列の前記出力膨張部の移動および前記第2ユニット列の前記出力膨張部の移動を連携させる
    請求項7に記載の流体封入式アクチュエータ、または請求項7を引用する請求項8〜12のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  14. 前記流体封入式アクチュエータは、検知部を有し、
    前記検知部は、前記出力膨張部の膨出状態を検知し、
    前記制御部は、前記検知部の出力信号に応じて前記圧縮セルを制御する
    請求項1〜13のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータ。
  15. 請求項1〜14のいずれか一項に記載の流体封入式アクチュエータを有するマッサージ機。
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