JP6917269B2

JP6917269B2 - マッサージ機

Info

Publication number: JP6917269B2
Application number: JP2017201210A
Authority: JP
Inventors: 川越　宣和; 宣和川越; 政文財部
Original assignee: 株式会社フジ医療器
Priority date: 2017-10-17
Filing date: 2017-10-17
Publication date: 2021-08-11
Anticipated expiration: 2037-10-17
Also published as: CN109662880A; JP7108102B2; JP2019072252A; JP2021166840A; US20190110945A1; CN109662880B

Description

この発明は、マッサージ機に関する。

特許文献１には、人体の皮下脂肪の厚みの差の影響を低減して、筋肉の硬度（筋硬度）を正確に測定するための筋硬度計が開示されている。

特開２０１０−１０４５２５号公報

マッサージ機に、被施療者の筋硬度を測定する機能を持たせることができれば、マッサージ効果の確認等に利用できるので便利である。そこで、マッサージ機の背もたれ部に、例えば前記特許文献１に記載の筋硬度計を取り付けることが考えられる。しかしながら、そのようなマッサージ機では、特殊な筋硬度計が別途必要となるため、構成が複雑となるとともに価格が高くなるという問題がある。

この発明の目的は、特別な測定機器を用いることなく、被施療者の筋肉のみの硬度を測定するが可能となるマッサージ機を提供することである。

この発明によるマッサージ機は、被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定モードを備えたマッサージ機であって、第１電動モータを駆動源として、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットと、第２電動モータを駆動源として、前記被施療者の身体に対して前記施療子駆動ユニットを接近・離間方向に移動させるための移動機構と、前記筋硬度測定モード時に、前記第２電動モータを定速制御によって所定方向に回転駆動して、前記施療子を前記被施療者の身体に押し込んでいく第２電動モータ駆動手段と、前記第２電動モータ駆動手段による前記第２電動モータの駆動中に、前記第２電動モータに流れるモータ電流の変化率を監視し、前記モータ電流の変化率が所定の閾値以上になったときに、前記第２電動モータの駆動を停止させる第２電動モータ駆動停止手段と、前記第２電動モータ駆動停止手段による前記第２電動モータの駆動停止後に、前記第１電動モータを定速制御によって回転駆動して、前記施療子にマッサージ動作を行わせる第１電動モータ駆動手段と、前記第１電動モータ駆動手段による前記第１電動モータの駆動中に、前記第１電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段によって検出されるモータ電流に基づいて、前記被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定手段とを含む。

この構成では、筋硬度測定モードでは、第２電動モータによって被施療者の皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで施療子が押し込まれた後に、第１電動モータを定速制御によって回転駆動させて、施療子を用いたマッサージ動作を行うことができる。そして、マッサージ動作中に検出された第１電動モータのモータ電流に基づいて被施療者の筋硬度を測定することができる。これにより、筋肉のみの硬度を測定することが可能となる。

第１電動モータは、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構の駆動源であり、第２電動モータは、マッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットを被施療者に対して接近・離間方向に移動させるための移動機構の駆動源である。つまり、第１電動モータおよび第２電動モータは、被施療者に対してマッサージを行うためにマッサージ機に本来備えられているモータである。したがって、この構成では、特別な測定機器を用いることなく、筋肉のみの硬度を測定することが可能となる。

この発明の実施形態では、前記筋硬度測定手段は、前記第１電動モータ駆動手段による前記第１電動モータの駆動中の所定時間内に前記電流検出手段によって検出されたモータ電流の平均値を、前記被施療者の筋肉の硬度の指標値として演算するように構成されている。
この発明の実施形態では、前記マッサージ機構が、前記施療子に叩き動作を行わせるための叩き機構である。

この発明の実施形態では、前記マッサージ機構が、前記施療子に揉み動作を行わせるための揉み機構である。

図１は、この発明の実施形態に係る椅子型マッサージ機の外観を示す一部切り欠き斜視図である。図２は、マッサージユニットの構成を図解的に示す斜視図である。図３は、前記椅子型マッサージ機の電気的構成を示すブロック図である。図４は、進退用モータの駆動回路および進退用モータ制御部の構成ならびに進退用モータ電流演算部を示すブロック図である。図５は、昇降用モータの駆動回路および昇降用モータ制御部の構成を示すブロック図である。図６は、揉み用モータの駆動回路および揉み用モータ制御部の構成ならびに揉み用モータ電流演算部を示すブロック図である。図７は、叩き用モータの駆動回路および叩き用モータ制御部の構成ならびに叩き用モータ電流演算部を示すブロック図である。図８は、筋硬度測定処理部によって実行される筋硬度測定処理の手順の一部を示すフローチャートである。図９は、進退用モータによって施療子を一定速度で身体に押し込んでいった場合に、進退用モータに流れるモータ電流の時間的変化を示すグラフである。図１０は、筋硬度測定処理部によって実行される筋硬度測定処理の他の例の手順の一部を示すフローチャートである。

以下、この発明を椅子型マッサージ機に適用した場合の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係る椅子型マッサージ機１の外観を示す一部切り欠き斜視図である。
椅子型マッサージ機１は、座部１１と、背もたれ部１２と、肘掛部１３と、脚載部（オットマン）１４と、これらの土台となる基台部１０とを含む。

以下の説明において、前後方向、左右方向および上下方向とは、被施療者が椅子型マッサージ機１に通常の姿勢で着座したときに、その被施療者から見た場合の前後方向、左右方向および上下方向をそれぞれいうものとする。
座部１１は、基台部１０上に配置されている。背もたれ部１２は、座部１１の後部に配置されている。肘掛部１３は、座部１１の左右両側に配置されている。脚載部１４は、座部１１の前側に配置されている。背もたれ部１２は、背もたれ回動用アクチュエータ１５（図３参照）により、座部１１に対して、傾動可能に支持されている。また、脚載部１４は、脚載部回動用アクチュエータ１６（図３参照）により、座部上部近傍に設けられた左右方向に延びる支軸を中心として回動できるようになっている。

背もたれ部１２には、マッサージユニット１７が内蔵されている。マッサージユニット１７は、左右一対の施療子（揉み玉）４１を使用した各種マッサージを行うためのものである。背もたれ部１２には、上下方向に延びる左右一対の断面Ｕ形状のガイドレール１９，２０（図２参照）が設けられており、マッサージユニット１７はガイドレール１９，２０に沿って上下方向に移動できるようになっている。マッサージユニット１７の詳細な構成については、後述する。

座部１１、背もたれ部１２、肘掛部１３および脚載部１４には、エアバック（図示略）が設けられている。各エアバッグは、エアポンプ（図示略）から電磁弁（図示略）を介して空気が供給されることにより膨張する。各エアバッグは、収縮時は偏平な形態であり、適宜膨張することで、被施療者に対して押圧の刺激を加える。
一方の肘掛部１３には、操作装置支持部材２１および表示装置支持部材２２が取り付けられている。操作装置支持部材２１には、被施療者が椅子型マッサージ機１を操作するための操作装置２３が取外し自在に取り付けられている。表示装置支持部材２２には、表示装置２４が取外し自在に取り付けられている。表示装置２４は、例えば液晶ディスプレイである。

図２は、マッサージユニット１７の構成を図解的に示す斜視図である。
マッサージユニット１７は、ガイドレール１９，２０に対して昇降自在に取り付けられている。マッサージユニット１７は、矩形枠状のメインフレーム３１を含む。メインフレーム３１は、左右一対の側壁と、これらの側壁の上端どうしおよび下端どうしをそれぞれ結合する天壁および底壁とからなる。メインフレーム３１には、左右方向に延びたガイド軸３２および昇降用駆動軸３３が回転自在に取り付けられている。ガイド軸３２は、メインフレーム３１の上部に配置され、昇降用駆動軸３３はメインフレーム３１の下部に配置されている。ガイド軸３２および昇降用駆動軸３３の両端部は、メインフレーム３１の両側壁から外方に突出している。ガイド軸３２の両端部には、ガイドレール１９，２０によって案内されるガイドローラ３４が取り付けられている。昇降用駆動軸３３の両端部には、ガイドレール１９，２０に設けられたラック（図示略）と噛み合うピニオンギヤ３５が取り付けられている。メインフレーム３１には、昇降用駆動軸３３を回転させるための昇降用モータ３６が取り付けられている。昇降用モータ３６は、昇降用駆動軸３３にギヤ機構３７を介して連結されている。昇降用モータ３６が回転されることによって、マッサージユニット１７はガイドレール１９，２０に沿って昇降される。

マッサージユニット１７には、昇降用駆動軸３３の回転量を検出することによって、マッサージユニット１７の昇降位置（上下方向位置）を検出するための昇降位置センサ３８が設けられている。昇降位置センサ３８は、昇降用駆動軸３３の回転量を検出するためのロータリーエンコーダからなる。
昇降用駆動軸３３の長さ中間部には、揺動フレーム３９が前後方向に揺動自在に取り付けられている。揺動フレーム３９には、左右一対の施療子４１およびその駆動機構を備えた施療子駆動ユニット４０が取り付けられている。メインフレーム３１には、揺動フレーム（施療子駆動ユニット）を前後方向に進退させるための施療子駆動ユニット進退機構（移動機構）が設けられている。

施療子駆動ユニット進退機構について説明する。メインフレーム３１には、ガイド軸３２の下側に配置されかつ左右方向に延びた進退軸４２が回転自在に取り付けられている。メインフレーム３１の一方の側部には、進退軸４２を回転させるための進退用モータ４３が取り付けられている。進退用モータ４３は、ギヤ機構４４を介して進退軸４２に連結されている。進退軸４２の長さ中間部には、左右一対のピニオンギヤ４５が取り付けられている。揺動フレーム３９の上部には、左右一対のピニオンギヤ４５と噛み合う円弧状ラック４６がそれぞれ設けられている。進退用モータ４３によって進退軸４２が回転されると、ピニオンギヤ４５が回転し、円弧状ラック４６が移動する。これにより、揺動フレーム３９が昇降用駆動軸３３を中心として揺動する。これにより、施療子駆動ユニット４０（施療子４１）が前後方向に進退する。

マッサージユニット１７には、進退軸４２の回転量を検出することによって、施療子駆動ユニット４０の前後位置を検出するための前後位置センサ４７が設けられている。前後位置センサ４７は、進退軸４２の回転量を検出するためのエンコーダからなる。
施療子駆動ユニット４０は、施療子４１を偏心回動させることによって揉み動作を行う揉み機構と、施療子４１を前後方向に揺動させることによって叩き動作を行う叩き機構とを備えている。揉み機構または叩き機構は、マッサージ機構の一例である。揉み機構は、アクチュエータ（駆動源）としての揉み用モータ４８を含んでいる。叩き機構は、アクチュエータ（駆動源）としての叩き用モータ４９を含んでいる。揉み動作には、施療子が上方向に動作する「揉み上げ」と、施療子が下方向に動作する「揉み下げ」とがある。「揉み上げ」と「揉み下げ」とでは、揉み用モータ４８の回転方向が逆となる。

マッサージユニット１７には、昇降用モータ３６のロータの回転角を検出するための回転角センサ５０（図３参照）および進退用モータ４３のロータの回転角を検出するための回転角センサ５１（図３参照）が設けられている。また、マッサージユニット１７には、揉み用モータ４８のロータの回転角を検出するための回転角センサ５２（図３参照）および叩き用モータ４９のロータの回転角を検出するための回転角センサ５３（図３参照）が設けられている。回転角センサ５０〜５３は、例えば、レゾルバ、エンコーダ等からなる。

図３は、椅子型マッサージ機１の電気的構成を示すブロック図である。図３においては、説明の便宜上、各エアバッグを膨張収縮させるためのエアポンプおよびその駆動回路ならびに電磁弁およびその駆動回路は省略されている。
椅子型マッサージ機１の内部には、椅子型マッサージ機１を制御するための制御部６０が内蔵されている。制御部６０は、マイクロコンピュータを含み、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ）６１等を備えている。メモリ６１には、椅子型マッサージ機１を制御するためのプログラム、必要なデータ等が記憶される。また、制御部６０は、内部時計を備えている
制御部６０には、操作装置２３、表示装置２４、背もたれ回動用アクチュエータ１５の駆動回路７１および脚載部回動用アクチュエータ１６の駆動回路７２が接続されている。制御部６０には、さらに、マッサージユニット１７内の昇降用モータ３６の駆動回路７３、進退用モータ４３の駆動回路７４、揉み用モータ４８の駆動回路７５および叩き用モータ４９の駆動回路７６が接続されている。制御部６０には、さらに、マッサージユニット１７内の昇降位置センサ３８、前後位置センサ４７および回転角センサ５０，５１，５２，５３が接続されている。

制御部６０は、操作装置２３の操作等に基づいて、各アクチュエータ１５，１６の駆動回路７１，７２を制御する。また、制御部６０は、操作装置２３の操作等に基づいて、各モータ３６,４３，４８，４９の駆動回路７３〜７６、エアポンプの駆動回路（図示略）および電磁弁の駆動回路（図示略）を制御する。これにより、椅子型マッサージ機１は、各種のマッサージと筋硬度（筋肉の硬度）の測定とを行えるようになっている。

言い換えれば、椅子型マッサージ機１は、マッサージモードと筋硬度測定モードとを有している。マッサージモードには、自動モードと手動モードとがある。自動モードでは、複数種類のマッサージコースの中から被施療者によって選択されたマッサージコースに従ったマッサージが行われる。手動モードでは、被施療者によって選択されたマッサージ種類のマッサージが行われる。筋硬度測定モードでは、被施療者の筋硬度を測定するための筋硬度測定処理が行われる。メモリ６１には、複数種類のマッサージコースに応じた複数種類のマッサージプログラムと、筋硬度測定処理を実行するための筋硬度測定プログラムが記憶されている。

制御部６０は、昇降用モータ制御部６２、進退用モータ制御部６３、揉み用モータ制御部６４および叩き用モータ制御部６５を含んでいる。昇降用モータ制御部６２は、昇降用モータ３６の駆動時に、昇降用モータ３６の回転速度（回転数）が所定の一定速度となるように駆動回路７３を制御する。進退用モータ制御部６３は、進退用モータ４３の駆動時に、進退用モータ４３の回転速度（回転数）が所定の一定速度となるように駆動回路７４を制御する。揉み用モータ制御部６４は、揉み用モータ４８の駆動時に、揉み用モータ４８の回転速度（回転数）が所定の一定速度となるように駆動回路７５を制御する。叩き用モータ制御部６５は、叩き用モータ４９の駆動時に、叩き用モータ４９の回転速度（回転数）が所定の一定速度となるように駆動回路７６を制御する。

各モータ３６，４３，４８，４９は、それらの回転速度が一定速度となるように制御（定速制御）されるので、モータ負荷が大きくなるとモータ電流が大きくなり、モータ負荷が小さくなるとモータ電流が小さくなる。つまり、これらのモータ電流は、モータ負荷の大きさの変化に応じて変化する。揉み用モータ４８および叩き用モータ４９のモータ負荷は、被施療者の筋肉が硬いほど大きくなる。したがって、揉み用モータ４８または叩き用モータ４９のモータ電流の大きさ（またはその平均値）は、被施療者の筋肉の硬度に応じた値になると考えられる。

また、制御部６０は、進退用モータ電流演算部６６、揉み用モータ電流演算部６７および叩き用モータ電流演算部６８を含んでいる。進退用モータ電流演算部６６は、進退用モータ４３に流れるモータ電流を演算するための演算部である。揉み用モータ電流演算部６７は、揉み用モータ４８に流れるモータ電流を演算するための演算部である。叩き用モータ電流演算部６８は、叩き用モータ４９に流れるモータ電流を演算するための演算部である。

さらに、制御部６０は、マッサージ処理部６９および筋硬度測定処理部７０を含んでいる。マッサージ処理部６９は、よく知られているように、被施療者によって選択されたマッサージモード（自動モードおよび手動モード）およびマッサージコースにしたがって、マッサージ処理を行う処理部である。筋硬度測定処理部７０は、メモリ６１内の筋硬度測定プログラムに従って筋硬度測定処理を行う処理部である。

以下、昇降用モータ制御部６２、進退用モータ制御部６３、揉み用モータ制御部６４、叩き用モータ制御部６５、進退用モータ電流演算部６６、揉み用モータ電流演算部６７、叩き用モータ電流演算部６８および筋硬度測定処理部７０について詳しく説明する。
まず、進退用モータ制御部６３および進退用モータ電流演算部６６について説明する。
図４は、進退用モータ４３の駆動回路７４および進退用モータ制御部６３の構成ならびに進退用モータ電流演算部６６を示すブロック図である。

この実施形態では、進退用モータ４３は、ブラシ付き直流モータからなる。駆動回路７４は、第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ａ〜８４Ａを含むＨブリッジ回路からなる。各スイッチング素子８１Ａ〜８４Ａは、例えばトランジスタからなる。具体的には、駆動回路７４は、ハイサイドの第１スイッチング素子８１Ａとローサイドの第２スイッチング素子８２Ａとからなる直列回路と、ハイサイドの第３スイッチング素子８３Ａとローサイドの第４スイッチング素子８４Ａとからなる直列回路とを含んでいる。各直列回路のハイサイドのスイッチング素子８１Ａ，８３Ａのコレクタは、電源Ｖｃの正極端子に接続されている。第１スイッチング素子８１Ａのエミッタは、第２スイッチング素子８２Ａのコレクタに接続されている。第３スイッチング素子８３Ａのエミッタは、第４スイッチング素子８４Ａのコレクタに接続されている。各直列回路のローサイドのスイッチング素子８２Ａ，８４Ａのエミッタは、接地されている。

第１スイッチング素子８１Ａと第２スイッチング素子８２Ａとの接続点には、進退用モータ４３の第１端子が接続されている。第３スイッチング素子８３Ａと第４スイッチング素子８４Ａとの接続点は、シャント抵抗８５Ａを介して進退用モータ４３の第２端子に接続されている。シャント抵抗８５Ａは、進退用モータ４３に流れるモータ電流を検出するための電流検出用抵抗である。進退用モータ電流演算部６６は、シャント抵抗８５Ａの両端間の電圧を測定することによって進退用モータ４３に流れるモータ電流Ｉｍ１を検出する。

第２スイッチング素子８２Ａおよび第３スイッチング素子８３Ａがオフとされ、第１スイッチング素子８１Ａおよび第４スイッチング素子８４Ａがオンとされると、進退用モータ４３は例えば正転方向に回転される。第１スイッチング素子８１Ａおよび第４スイッチング素子８４Ａがオフとされ、第２スイッチング素子８２Ａおよび第３スイッチング素子８３Ａがオンとされると進退用モータ４３は例えば逆転方向に回転される。

進退用モータ制御部６３は、回転方向設定部９０Ａと、速度指令値設定部９１Ａと、速度偏差演算部９２Ａと、ＰＩ制御部９３Ａと、ＰＷＭ制御部９４Ａと、回転角演算部９５Ａと、回転速度演算部９６Ａとを含む。回転角演算部９５Ａは、回転角センサ５１の出力信号に基づいて、進退用モータ４３のロータ回転角を演算する。回転速度演算部９６Ａは、回転角演算部９５Ａによって演算された進退用モータ４３のロータ回転角を時間微分することにより、進退用モータ４３の回転速度を演算する。

回転方向設定部９０Ａは、施療子駆動ユニット４０を移動させるべき方向（前進方向または後退方向）に応じた回転方向指令値を設定する。回転方向設定部９０Ａによって設定された回転方向指令値は、ＰＷＭ制御部９４Ａに与えられる。速度指令値設定部９１Ａは、進退用モータ４３の回転速度指令値を設定する。この実施形態では、回転速度指令値は所定の一定値である。

速度偏差演算部９２Ａは、速度指令値設定部９１Ａによって設定された回転速度指令値と、回転速度演算部９６Ａによって演算された回転速度との偏差（速度偏差）を演算する。ＰＩ制御部９３Ａは、速度偏差演算部９２Ａによって演算された速度偏差に対してＰＩ演算（比例積分演算）を行うことによって、電圧指令値を演算する。
ＰＷＭ制御部９４Ａは、回転方向設定部９０Ａから与えられる回転方向指令値と、ＰＩ制御部９３Ａから与えられる電圧指令値とに基づいて、第１および第４スイッチング素子８１Ａ，８４Ａにそれぞれ与えられる第１および第４ＰＷＭ信号と、第３および第２スイッチング素子８３Ａ，８２Ａにそれぞれ与えられる第３および第２ＰＷＭ信号とを生成して、駆動回路７４に与える。回転方向指令値が正転方向を表す指令値である場合には、第１および第４ＰＷＭ信号は電圧指令値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号として生成され、第３および第２ＰＷＭ信号は非アクティブな信号となる。なお、この場合、第４ＰＷＭ信号を、電圧指令値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号ではなくＨレベルの信号としてもよい。

一方、回転方向指令値が逆転方向を表す指令値である場合には、第３および第２ＰＷＭ信号は電圧指令値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号として生成され、第１および第４ＰＷＭ信号は非アクティブな信号となる。なお、この場合、第２ＰＷＭ信号を、電圧指令値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号ではなくＨレベルの信号としてもよい。
駆動回路７４は、ＰＷＭ制御部９４Ａから与えられる第１〜第４ＰＷＭ信号に基づいて、第１〜第４スイッチング素子８１Ａ〜８４Ａを制御する。これにより、進退用モータ４３は、回転方向が回転方向設定部９０Ａによって設定された回転方向となり、回転速度が速度指令値設定部９１Ａによって設定された回転速度（所定の一定速度）と等しくなるように回転駆動される。

図５は、昇降用モータ３６の駆動回路７３および昇降用モータ制御部６２の構成を示すブロック図である。図５において、図４の８１Ａ〜８４Ａ，９０Ａ〜９６Ａで示される各部に対応する部分には、８１Ｂ〜８４Ｂ，９０Ｂ〜９６Ｂの符号を付して示す。
この実施形態では、昇降用モータ３６は、ブラシ付き直流モータからなる。駆動回路７３は、前述した進退用モータ４３の駆動回路７４と同様な構成を有しており、第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ｂ〜８４Ｂを含むＨブリッジ回路からなる。第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ｂ〜８４Ｂは、前述した図４の第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ａ〜８４Ａに対応している。ただし、この実施形態では、この駆動回路７３には、シャント抵抗は設けられていない。各スイッチング素子８１Ｂ〜８４Ｂは、例えばトランジスタからなる。第１スイッチング素子８１Ｂと第２スイッチング素子８２Ｂとの接続点には、昇降用モータ３６の第１端子が接続されている。第３スイッチング素子８３Ｂと第４スイッチング素子８４Ｂとの接続点は、昇降用モータ３６の第２端子に接続されている。

昇降用モータ制御部６２は、前述した図４の進退用モータ制御部６３と同様な構成を有しており、回転方向設定部９０Ｂと、速度指令値設定部９１Ｂと、速度偏差演算部９２Ｂと、ＰＩ制御部９３Ｂと、ＰＷＭ制御部９４Ｂと、回転角演算部９５Ｂと、回転速度演算部９６Ｂとを含む。回転方向設定部９０Ｂは、マッサージユニット１７を移動させるべき方向（上昇方向または下降方向）に応じた回転方向指令値を設定する。図５の他の各部９１Ｂ〜９６Ｂの動作は、図４の対応する各部９１Ａ〜９６Ａと同様なので、その説明を省略する。

図６は、揉み用モータ４８の駆動回路７５および揉み用モータ制御部６４の構成ならびに揉み用モータ電流演算部６７を示すブロック図である。図６において、図４の８１Ａ〜８５Ａ，９０Ａ〜９６Ａで示される各部に対応する部分には、８１Ｃ〜８５Ｃ，９０Ｃ〜９６Ｃの符号を付して示す。
この実施形態では、揉み用モータ４８は、ブラシ付き直流モータからなる。駆動回路７５は、前述した進退用モータ４３の駆動回路７４と同様な構成を有しており、第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ｃ〜８４Ｃを含むＨブリッジ回路からなる。第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ｃ〜８４Ｃは、前述した図４の第１〜第４の４つのスイッチング素子８１Ａ〜８４Ａに対応している。各スイッチング素子８１Ｃ〜８４Ｃは、例えばトランジスタからなる。第１スイッチング素子８１Ｃと第２スイッチング素子８２Ｃとの接続点には、揉み用モータ４８の第１端子が接続されている。第３スイッチング素子８３Ｃと第４スイッチング素子８４Ｃとの接続点は、シャント抵抗８５Ｃを介して揉み用モータ４８の第２端子に接続されている。シャント抵抗８５Ｃは、揉み用モータ４８に流れるモータ電流を検出するための電流検出用抵抗である。揉み用モータ電流演算部６７は、シャント抵抗８５Ｃの両端間の電圧を測定することによって揉み用モータ４８に流れるモータ電流Ｉｍ３を検出する。

揉み用モータ制御部６４は、前述した図４の進退用モータ制御部６３と同様な構成を有しており、回転方向設定部９０Ｃと、速度指令値設定部９１Ｃと、速度偏差演算部９２Ｃと、ＰＩ制御部９３Ｃと、ＰＷＭ制御部９４Ｃと、回転角演算部９５Ｃと、回転速度演算部９６Ｃとを含む。回転方向設定部９０Ｃは、実行しようとする揉み動作の種類（揉み上げまたは揉み下げ）に応じた回転方向指令値を設定する。図６の他の各部９１Ｃ〜９６Ｃの動作は、図４の対応する各部９１Ａ〜９６Ａと同様なので、その説明を省略する。

図７は、叩き用モータ４９の駆動回路７６および叩き用モータ制御部６５の構成ならびに叩き用モータ電流演算部６８を示すブロック図である。図７において、図４の９１Ａ〜９６Ａで示される各部に対応する部分には、９１Ｄ〜９６Ｄの符号を付して示す。
この実施形態では、叩き用モータ４９は、ブラシ付き直流モータからなる。叩き用モータ４９の駆動回路７６は、スイッチング素子８１Ｄを含む。スイッチング素子８１Ｄは、例えばトランジスタからなる。スイッチング素子８１Ｄのコレクタは、電源Ｖｃの正極端子に接続されている。スイッチング素子８１Ｄのエミッタは、叩き用モータ４９の第１端子に接続されている。叩き用モータ４９の第２端子は、シャント抵抗８５Ｄを介して接地されている。シャント抵抗８５Ｄは、叩き用モータ４９に流れるモータ電流を検出するための電流検出用抵抗である。叩き用モータ電流演算部６８は、シャント抵抗８５Ｄの両端間の電圧を測定することによって叩き用モータ４９に流れるモータ電流Ｉｍ２を検出する。

叩き用モータ制御部６５は、速度指令値設定部９１Ｄと、速度偏差演算部９２Ｄと、ＰＩ制御部９３Ｄと、ＰＷＭ制御部９４Ｄと、回転角演算部９５Ｄと、回転速度演算部９６Ｄとを含む。速度指令値設定部９１Ｄ、速度偏差演算部９２Ｄ、ＰＩ制御部９３Ｄ、回転角演算部９５Ｄおよび回転速度演算部９６Ｄの動作は、進退用モータ制御部６３の速度指令値設定部９１Ａ、速度偏差演算部９２Ａ、ＰＩ制御部９３Ａ、回転角演算部９５Ａおよび回転速度演算部９６Ａの動作と同様である。ＰＷＭ制御部９４Ｄは、ＰＩ制御部９３Ｄから与えられる電圧指令値に基づいて、電圧指令値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を生成し、駆動回路７６に与える。駆動回路７６は、ＰＷＭ制御部９４Ｄから与えられるＰＷＭ信号に基づいて、スイッチング素子８１Ｄを制御する。これにより、叩き用モータ４９は、回転速度が速度指令値設定部９１Ｄによって設定される回転速度（所定の一定速度）に等しくなるように回転駆動される。

次に、筋硬度測定処理部７０について説明する。被施療者は、筋硬度を測定したい場合には、まず、操作装置２３を操作して、筋硬度を測定したい部位（被測定部位、例えば肩部）に施療子４１を移動させる。この後、被施療者は、操作装置２３を操作して、筋硬度測定モードを選択する。筋硬度測定モードが選択されると、筋硬度測定処理部７０は、筋硬度測定処理を開始する。

図８は、筋硬度測定処理部７０によって実行される筋硬度測定処理の手順を示すフローチャートである。
筋硬度測定モードが選択されると、筋硬度測定処理部７０は、まず、進退用モータ制御部６３を介して、進退用モータ４３を所定方向に定速制御によって回転駆動させて、施療子４１（施療子駆動ユニット４０）を被施療者の被測定部位に接近させる方向に移動させる（ステップＳ１）。これにより、施療子４１が前進して、被測定部位に押し付けられていく。

進退用モータ４３の駆動が開始されると、筋硬度測定処理部７０は、次のステップＳ２およびＳ３の処理を、ステップＳ３の判定結果が肯定判定となるまで、第１の所定時間Ｔ１毎に繰り返し行う。ステップＳ２では、筋硬度測定処理部７０は、進退用モータ電流演算部６６によって演算されるモータ電流Ｉｍ１を取得し、取得したモータ電流Ｉｍ１を時間微分することにより、モータ電流Ｉｍ１の変化率αを演算する。

今回取得されたモータ電流Ｉｍ１をＩｍ１（ｎ）とし、前回（所定時間前）に取得されたモータ電流Ｉｍ１をＩｍ１（ｎ−１）とすると、モータ電流Ｉｍ１の変化率αは、次式（１）で表される。
α＝Ｉｍ１（ｎ）―Ｉｍ１（ｎ−１） …（１）
ステップＳ３では、筋硬度測定処理部７０は、ステップＳ２で演算されたモータ電流Ｉｍ１の変化率αが、所定の閾値Ａ（Ａ＞０）以上であるか否かを判別する。このような判定を行っている理由について説明する。身体の硬さは、皮膚、脂肪および筋肉の多層構造による硬さである。皮膚および脂肪の厚さおよび硬さには個人差があるため、筋肉のみの硬さを計測するためには、皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで施療子４１が押し込まれた後に、筋肉の硬さを計測する必要がある。

図９は、進退用モータ４３によって施療子４１を一定速度で身体（被測定部位）に押し込んでいった場合に、進退用モータ４３に流れるモータ電流Ｉｍ１の時間的変化を示すグラフである。
施療子４１が身体の表面に当接した状態から身体に一定速度で押し込まれると、最初は筋肉の表面を覆っている皮膚および脂肪が施療子４１によって圧縮されていく。そして、皮膚および脂肪がそれ以上圧縮できない位置まで施療子４１が押し込まれると、筋肉が施療子４１によって圧縮されていく。筋肉は皮膚および脂肪に比べて硬いので、施療子４１を一定速度で身体に押し込んでいった場合のモータ電流Ｉｍ１の変化率は、皮膚および脂肪に対する変化率に比べて、筋肉に対する変化率αの方が大きくなる。

したがって、図９のグラフのうちの最初の緩やかな直線部分Ｌ１は皮膚および脂肪が施療子４１によって圧縮されているときのモータ電流Ｉｍ１の変化を示し、その後に曲線部を介して続く急峻な直線部分Ｌ２は筋肉が施療子４１によって圧縮されているときのモータ電流Ｉｍ１の変化を示していると考えられる。このことから、直線部分Ｌ１の勾配が、皮膚および脂肪に対するモータ電流Ｉｍ１の変化率α（以下、α１という）に相当し、直線部分Ｌ１の勾配よりも大きい直線部分Ｌ２の勾配が、筋肉に対するモータ電流Ｉｍ１の変化率α（以下、α２という）に相当すると考えることができる。

ステップＳ３の判定は、被測定部位の皮膚および脂肪が、施療子４１によってそれ以上圧縮されない位置まで、施療子４１が押し込まれたか否かを判定するために行われている。閾値Ａは、例えば、直線部分Ｌ１の勾配α１と直線部分Ｌ２の勾配α２との間の値に設定される。
ステップＳ３において、モータ電流Ｉｍ１の変化率αが閾値Ａ未満であると判別された場合には（ステップＳ３：ＮＯ）、筋硬度測定処理部７０は、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２およびＳ３の処理を再度行う。この場合、前回のステップＳ２の処理が行われてから、第１の所定時間Ｔ１が経過した時に、今回のステップＳ２の処理が実行されるように、今回のステップＳ２の処理の開始タイミングが制御される。

ステップＳ３において、モータ電流Ｉｍ１の変化率αが閾値Ａ以上であると判別された場合には（ステップＳ３：ＹＥＳ）、筋硬度測定処理部７０は、進退用モータ４３の駆動を停止させる（ステップＳ４）。
次に、筋硬度測定処理部７０は、叩き用モータ制御部６５を介して、叩き用モータ４３を定速制御によって回転駆動させて、施療子４１に叩き動作を行わせる（ステップＳ５）。これにより、被測定部位に対して叩き動作が行われる。

叩き用モータ４３の駆動が開始されると、筋硬度測定処理部７０は、次のステップＳ６およびＳ７の処理を、ステップＳ７の判定結果が肯定判定となるまで、第２の所定時間Ｔ２毎に繰り返し行う。ステップＳ６では、筋硬度測定処理部７０は、叩き用モータ電流演算部６８によって演算されるモータ電流Ｉｍ２を取得して、メモリ６１に記憶する。
ステップＳ７では、筋硬度測定処理部７０は、前記ステップＳ５で叩き用モータ４３が回転駆動されてから、第３の所定時間Ｔ３が経過したか否かを判別する。第３の所定時間Ｔ３が経過していない場合には（ステップＳ７：ＮＯ）、筋硬度測定処理部７０は、ステップＳ６に戻り、ステップＳ６およびＳ７の処理を再度実行する。この場合、前回のステップＳ６の処理が行われてから、第２の所定時間Ｔ２が経過した時に、今回のステップＳ６の処理が実行されるように、今回のステップＳ６の処理の開始タイミングが制御される。

ステップＳ７において、第３の所定時間Ｔ３が経過したと判別された場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、筋硬度測定処理部７０は、叩き用モータ４９の駆動を停止させる（ステップＳ８）。
次に、筋硬度測定処理部７０は、叩き用モータ４９がステップＳ５で回転駆動されてからステップＳ８で停止されるまでに、メモリ６１に記憶された複数のモータ電流Ｉｍ２の平均値を、当該被施療者の当該被測定部位の筋硬度の指標として演算して、表示装置２４に表示する（ステップＳ９）。そして、筋硬度測定処理部７０は、今回の筋硬度測定処理を終了する。

なお、ステップＳ９において、叩き用モータ４９がステップＳ５で回転駆動されてからステップＳ８で停止されるまでに、メモリ６１に記憶された複数のモータ電流Ｉｍ２のうち、第３の所定時間Ｔ３よりも短い第４の所定時間Ｔ４内においてメモリ６１に記憶された複数のモータ電流Ｉｍ２の平均値を、当該被施療者の当該被測定部位の筋硬度の指標として演算するようにしてもよい。

この実施形態では、筋硬度測定モードでは、進退用モータ４３によって被測定部位の皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで施療子４１が押し込まれた後に、叩き用モータ４９を定速制御によって回転駆動させて、施療子４１を用いた叩き動作を行うことができる。そして、叩き動作中に検出された叩き用モータ４９のモータ電流に基づいて被測定部位の筋硬度を測定することができる。これにより、筋肉のみの硬度を測定することが可能となる。

また、叩き用モータ４９は、施療子４１に叩き動作を行わせるための叩き機構の駆動源であり、進退用モータ４３は、叩き機構を備えた施療子駆動ユニット４０を被施療者に対して接近・離間方向に移動させるための施療子駆動ユニット進退機構（移動機構）の駆動源である。つまり、叩き用モータ４９および進退用モータ４３は、被施療者に対して叩き動作を行うために椅子型マッサージ機１に本来備えられているモータである。したがって、この実施形態では、特別な測定機器を用いることなく、筋肉のみの硬度を測定することが可能となる。

図１０は、筋硬度測定処理部７０によって実行される筋硬度測定処理の他の例の手順を示すフローチャートである。図１０において、前述の図８の各部のステップに対応するステップには、同じステップ番号を付して示す。
図１０のステップＳ１〜Ｓ４の処理は、図８のステップＳ１〜Ｓ４の処理と同様なのでその説明を省略する。

ステップＳ４で、進退用モータ４３の駆動が停止されると、筋硬度測定処理部７０は、揉み用モータ制御部６４を介して、揉み用モータ４８を所定方向（例えば、揉み上げ動作方向）に定速制御によって回転駆動させて、施療子４１に揉み動作（例えば揉み上げ動作）を行わせる（ステップＳ５Ａ）。これにより、被測定部位に対して揉み動作（例えば揉み上げ動作）が行われる。

揉み用モータ４８の駆動が開始されると、筋硬度測定処理部７０は、次のステップＳ６ＡおよびＳ７Ａの処理を、ステップＳ７Ａの判定結果が肯定判定となるまで、第５の所定時間Ｔ５毎に繰り返し行う。ステップＳ６Ａでは、筋硬度測定処理部７０は、揉み用モータ電流演算部６７によって演算されるモータ電流Ｉｍ３を取得して、メモリ６１に記憶する。

ステップＳ７Ａでは、筋硬度測定処理部７０は、前記ステップＳ５Ａで揉み用モータ４８が回転駆動されてから、第６の所定時間Ｔ６が経過したか否かを判別する。第６の所定時間Ｔ６が経過していない場合には（ステップＳ７Ａ：ＮＯ）、筋硬度測定処理部７０は、ステップＳ６Ａに戻り、ステップＳ６ＡおよびＳ７Ａの処理を再度実行する。この場合、前回のステップＳ６Ａの処理が行われてから、第５の所定時間Ｔ５が経過した時に、今回のステップＳ６Ａの処理が実行されるように、今回のステップＳ６Ａの処理の開始タイミングが制御される。

ステップＳ７Ａにおいて、第６の所定時間Ｔ６が経過したと判別された場合には（ステップＳ７Ａ：ＹＥＳ）、筋硬度測定処理部７０は、揉み用モータ４８の回転駆動を停止させる（ステップＳ８Ａ）。
次に、筋硬度測定処理部７０は、揉み用モータ４８がステップＳ５Ａで回転駆動されてからステップＳ８Ａで停止されるまでに、揉み用モータ電流演算部６７から取得されてメモリ６１に記憶された複数のモータ電流Ｉｍ３の平均値を、当該被施療者の当該被測定部位の筋硬度の指標として演算して、表示装置２４に表示する（ステップＳ９Ａ）。そして、筋硬度測定処理部７０は、今回の筋硬度測定処理を終了する。

なお、ステップＳ９Ａにおいて、揉み用モータ４８がステップＳ５Ａで回転駆動されてからステップＳ８Ａで停止されるまでに、メモリ６１に記憶された複数のモータ電流Ｉｍ３のうち、第６の所定時間Ｔ６よりも短い第７の所定時間Ｔ７内においてメモリ６１に記憶された複数のモータ電流Ｉｍ３の平均値を、当該被施療者の当該被測定部位の筋硬度の指標として演算するようにしてもよい。

図１０の変形例では、筋硬度測定モードにおいて、進退用モータ４３によって被測定部位の皮膚および脂肪がそれ以上圧縮されない位置まで施療子４１が押し込まれた後に、揉み用モータ４８を定速制御によって回転駆動させて、施療子４１を用いた揉み動作を行うことができる。そして、揉み動作中に検出された揉み用モータ４８のモータ電流に基づいて被測定部位の筋硬度を測定することができる。これにより、筋肉のみの硬度を測定することが可能となる。

また、揉み用モータ４８は、施療子４１に揉み動作を行わせるための揉み機構の駆動源であり、進退用モータ４３は、揉み機構を備えた施療子駆動ユニット４０を被施療者に対して接近・離間方向に移動させるための施療子駆動ユニット進退機構（移動機構）の駆動源である。つまり、揉み用モータ４８および進退用モータ４３は、被施療者に対して揉み動作を行うために椅子型マッサージ機１に本来備えられているモータである。したがって、この実施形態では、特別な測定機器を用いることなく、筋肉のみの硬度を測定することが可能となる。

以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば、前述の実施形態では、昇降用モータ３６、進退用モータ４３、揉み用モータ４８および叩き用モータ４９はブラシ付き直流モータであるが、これらのモータ３６，４３，４８，４９は三相ブラシレスモータ等の他の種類の電動モータであってもよい。これらのモータが三相ブラシレスモータである場合には、それらの駆動回路としては三相インバータ回路が用いられる。

また、操作装置２３は、例えば表示装置またはタッチパネル式表示装置を含んでいてもよい。この場合には、表示装置２４はなくてもよい。
また、前述の実施形態では、この発明を椅子型マッサージ機に適用した場合について説明したが、この発明は、電動モータを駆動源とする叩き機構または揉み機構を備えたマッサージ機であれば、椅子型以外のマッサージ機（例えば、シート状マッサージ機）にも適用することができる。また、この発明は、エアバックを備えていないマッサージ機にも適用することができる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１椅子型マッサージ機
１７マッサージユニット
２４表示装置
４０施療子駆動ユニット
４１施療子
３６昇降用モータ
４３進退用モータ
４８揉み用モータ
４９叩き用モータ
５０，５１，５２，５３回転角センサ
６０制御部
６１メモリ
６２昇降用モータ制御部
６３進退用モータ制御部
６４揉み用モータ制御部
６５叩き用モータ制御部
６６進退用モータ電流演算部
６７揉み用モータ電流演算部
６８叩き用モータ電流演算部
７０筋硬度測定処理部

Claims

被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定モードを備えたマッサージ機であって、
第１電動モータを駆動源として、施療子にマッサージ動作を行わせるためのマッサージ機構を備えた施療子駆動ユニットと、
第２電動モータを駆動源として、前記被施療者の身体に対して前記施療子駆動ユニットを接近・離間方向に移動させるための移動機構と、
前記筋硬度測定モード時に、前記第２電動モータを定速制御によって所定方向に回転駆動して、前記施療子を前記被施療者の身体に押し込んでいく第２電動モータ駆動手段と、
前記第２電動モータ駆動手段による前記第２電動モータの駆動中に、前記第２電動モータに流れるモータ電流の変化率を監視し、前記モータ電流の変化率が所定の閾値以上になったときに、前記第２電動モータの駆動を停止させる第２電動モータ駆動停止手段と、
前記第２電動モータ駆動停止手段による前記第２電動モータの駆動停止後に、前記第１電動モータを定速制御によって回転駆動して、前記施療子にマッサージ動作を行わせる第１電動モータ駆動手段と、
前記第１電動モータ駆動手段による前記第１電動モータの駆動中に、前記第１電動モータに流れるモータ電流を検出する電流検出手段と、
前記電流検出手段によって検出されるモータ電流に基づいて、前記被施療者の筋硬度を測定する筋硬度測定手段とを含む、マッサージ機。
前記筋硬度測定手段は、前記第１電動モータ駆動手段による前記第１電動モータの駆動中の所定時間内に前記電流検出手段によって検出されたモータ電流の平均値を、前記被施療者の筋肉の硬度の指標値として演算するように構成されている、請求項１に記載のマッサージ機。
前記マッサージ機構が、前記施療子に叩き動作を行わせるための叩き機構である、請求項１または２に記載のマッサージ機。
前記マッサージ機構が、前記施療子に揉み動作を行わせるための揉み機構である、請求項１または２に記載のマッサージ機。