JPH02251278A - 不釣合重量回転式振動発生器及びそれを用いた振動刺激装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、不釣合重量回転による振動発生器及びその
不釣合重量回転式振動発生器を用いた振動刺激装置に関
する。

〔従来の技術］ 同じ不釣合重量を備えた回転体を対向させ、互に同方向
に同期回転させることにより、不釣合重量による遠心力
をベクトル和として得ることができる。従って、両者間
の不釣合重量の位相差を変向することにより、上記の遠
心力のベクトル和は変更される。

そこで、その遠心力のベクトル和を利用した不釣合重量
回転式振動発生器においては、両者間の不釣合重量の位
相差を変更して振動調整している。

その不釣合重量の位相差の変更は、従来の技術において
は、回転体を回転駆動する電動機に絶対角検出器（アブ
ソリュートエンコーダ）が設けられ、それにより各回転
体の不釣合重量の位相を検出監視しながら電動機の制御
を行うことによって行われている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の技術のように回転体の不釣合重量の位相の検出監
視に絶対角検出器（アブソリュートエンコーダ）を用い
ると、振動発生器の小型化が困難であり、種々の装置、
例えば安眠ベツド・按摩器等の振動刺激装置への利用の
障害となると共に、絶対角検出器（アブソリュートエン
コーダ）の価格のため不釣合重量回転式振動発生器の価
格が廉価にならない。

この発明は、絶対角検出器（アブソリュートエンコーダ
）の使用を避けて、不釣合重量回転式振動発生器の小型
化・廉価化を図ったものである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明による不釣合重量回転式振動発生器は、夫々不
釣合重量を備えて対向した回転体と、各回転体の回転駆
動部と、夫々の回転体に不釣合重量と所定の位相関係に
あるように直接、又は間接に取付けられた夫々単一の検
出体と、夫々の被検出体の回転軌跡に近接して固定設置
され、被検出体の通過により１回転１パルスの検出信号
を出力する回転検出器と、筒回転検出器の検出信号に基
づいて両回転体の不釣合重量の検出位相差を演算する位
相差演算部と、位相差演算部からの検出位相差信号に基
づいて検出位相差信号が設定位相差に達するように回転
体の回転駆動部を制御する回転制御部とを具備している
。

又、この発明による振動刺激装置は、不釣合重量回転式
振動発生器とその振動を生体に印加するための振動印加
手段とから構成され、該不釣合重量回転式振動発生器は
、夫々不釣合重量を備えて対向した回転体と、各回転体
の回転駆動部と、夫々の回転体に不釣合重量と所定の位
相関係にあるように直接、又は間接取付けられた夫々単
一の検出体と、夫々の被検出体の回転軌跡に近接して固
定設置され、被検出体の通過により１回転１パルスの検
出信号を出力する回転検出器と、筒回転検出器の検出信
号に基づいて両回転体の不釣合重量の検出位相差を演算
する位相差演算部と、位相差演算部からの検出位相差信
号に基づいて検出位相差信号が設定位相差に達するよう
に回転体の回転駆動部を制御する回転制御部とを具備し
ている。

〔作　　用〕

不釣合重量を備えて対向した回転体は、夫々の回転駆動
部で回転される。そうして各回転体の検出体が１回転す
る毎に夫々の回転検出器が１パルスの検出信号を出力す
る。その検出信号は、時間差をもって位相差演算部に入
力され、両回転体の不釣合重量間の位相差は、検出信号
の時間差として演算され、位相差信号が出力される。そ
の位相差信号が任意に設定される設定位相差と一致する
ように回転制御部により回転駆動部は制御される。

その結果、不釣合重量を所望の設定位相差をもって同期
回転し、振動を発生する。

こうして得られる振動を生体に印加して振動刺激するに
は、生体を支承、又は生体に当接若しくは取付けること
のできる振動印加部材にこの発明の不釣重量回転式振動
発生器の振動を伝搬して振動させればよい。

生体を支承した状態の振動印加部材を振動させるために
は、振動発生器を、例えば、板状、箱状、筒状、球状な
どの適宜形状・大きさの振動印加部材に取付け、生体を
支承したときに振動発生器の振動が生体に伝搬するよう
にすればよい。

又、振動発生器と、例えば、ダイヤフラム等の生体に当
接、若しくは取付けて使用する振動部材とを、例えば空
気、炭酸ガス、水、油圧油等の液体、若しくは液体によ
る振動伝達手段で連絡するときには、離れた場所の複数
の生体を同時に振動刺激することができる。

この発明の不釣合重量回転式振動発生器を振動源とする
ときには、振動発生器部分が全体として嵩張らないこと
から、例えば毛布、布団、座布団、マツトレス、チョッ
キ、丹前、ベルト、帯、帽子、スリッパ、靴、ヘルメッ
ト、椅子、ベツド、マット、シート、クツション、運転
座席等、適宜形状の部材に自由に組み込んで生体の局部
、若しくは全身を効果的に振動刺激することができる。

斯る振動刺激は、生体の筋肉をほぐし、血液の循環をよ
くシ、更には、入眠潜時の短縮や覚醒、肩凝り、筋肉痛
、腰痛、関節炎、リウマチ、喘息等による疼痛や発作の
軽減、心身の安静化、スポーツ前後のウオーミングアツ
プ、マツサージに著効を示す。

殊に、例えば、帽子状、又はヘルメット状等の頭部に取
付けて使用する振動印加部材により生体の頭部に取付け
て使用する振動印加１部材により生体の頭部を振動刺激
するときには、その振動が頭“皮を効果的にマツサージ
して発育系の促進や抜毛の予防に著効を示す。このとき
、必要に応じて、［感光素３０１号（株式会社日本感光
色素研究所製造）ｊ等の発育毛割を併用するときには、
この発明により振動刺激と発育毛割による薬効とが相乗
的に作用して極めて高い全育毛効果が達成されることが
判明した。

又、この発明の振動発生器を、例えばスポンジ、ゴム、
発泡プラスチック等の弾性体を介して生体に当接すると
きには、振動発生器が当接している部位を強く振動刺激
することができる。

この発明の振動刺激装置の使用に際しては、先ず振動刺
激装置を、例えば布団、畳、椅子、ベツド、床、又は地
面に置き、必要に応じてシート等を載置した後、その上
に生体を載せて振動刺激するか、又は機動印加部材を生
体の患部に当接するか、取付けて振動刺激すればよい。

このときの振動周波数としては、生体に印加したとき刺
激となり得るものであればよく、通常、約１乃至４００
ヘルツ、望ましくは、約１０乃至１２０ヘルツ、更に望
ましくは、約５０乃至８０ヘルツ又は約１００乃至１２
０ヘルツの範囲が好適であり、生体の状態を観察しなが
ら斯る周波数範囲の振動を連続的に、又は間欠的に印加
すればよい。振動を間欠的に印加する場合や入眠潜時の
短縮に使用する場合には、タイマーを併用するのが好都
合である。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

第１図に示すように、不釣合重量回転式振動発生器にお
いては、同軸線関係に相対する第１回転体１及び第２回
転体２が、夫々不釣合重錘３，４を備え、電動機５．６
で回転駆動されるようになっており、回転部分の適宜の
箇所、例えば電動機軸に央起、マーク等の夫々単一の被
検出体７，８が取付られている。被検出体７の位置は不
釣合錘３と所定の位置関係にあり、被検出体８の位置は
不釣合錘４と前記の所定の位置関係と同一の位置関係に
ある０例えば、第１回転体１及び第２回転体２並びに不
釣合重錘３，４が全て同位相関係にある。

上記のような不釣合重量式振動発生器においては、振動
の起振力、即ち振幅が不釣合重錘３，４の位相差により
、振動の振動数が回転速度により夫々設定されるのであ
って、振動発生器の擬幅調節装置、即ち不釣合重量の相
対位相差調節装置の回路は１、第２図に示されている。

各被検出体７，８に近接して、夫々回転検出器（電磁ピ
ックアップ）９．１０が固定側に設けられており、両回
転検出器９．１０の出力端は、共に位相計測部１１に接
続されていると同時に、夫々周波数／電圧変換器１２．
１３に接続されている。

周波数／電圧変換器１２の出力端は、減算器１４及び加
算器１５に接続され、回転数設定部１６の出力端も減算
器１４に接続され、減算器１４の出力端は、制御増幅器
１７を介して電動機５に接続さている。

周波数／電圧変換器１３の出力端は、減算器１８に接続
されていると共に、加算器１５の出力端も減算器１８に
接続され、減算器１８の出力端は、制御増幅器１９を介
して電動機６に接続さている。

位相計測部１１の出力端は、低域フィルタ２０を介して
減算器２１に接続されていると共に、位相角設定器２２
の出力端も減算器２１に接続されている。減算器ｚｌの
出力端は、既に周波数／電圧変換器１２の出力端が接続
されている加算器１５に接続されている。

上記の不釣合重量回転式振動発生器の不釣合重錘３を備
えた第１回転体１が取付けられた電動機５と不釣合重錘
３，４を備えた第２回転体２が取付けられた電動機６と
は第４図に示すように基板部２３に対向して取付けられ
ると共に、ケース２４で蔽われユニットとして構成され
て、そのユニットが種々の機械器、具に装着されて利用
され得る。

上記の不釣合重量回転式振動発生器の操作・作用につい
て説明する。

回転数設定部１６により設定された単位時間設定回転数
に対応した指令電圧信号が制御増幅器１７で増幅されて
電動機５に入力され、電動機５、即ち第１回転体１は、
それに応じた回転速度で回転する。第１回転体１が実際
１回転する毎に被検出体７の回転として回転検出器９に
より検出され、１パルスの検出信号を出力する。その検
出ノくルス信号は、周波数／電圧変換器１２により電圧
信号に変換された上、減算器１４にフィードバックされ
る。

従って、電動機５、即ち第１回転体１の単位時間回転数
、即ち回転速度は、回転数設定部１６により設定された
単位時間設定回転数、即ち回転速度に一致するように正
、確に維持される。

被検出体７０回転数の検出パルス信号に基づく周波数／
電圧変換器１２からの電圧信号が制御増幅器１９で増幅
されて電動機６に入力され、電動機６、即ち第２回転体
２は、それに応じて、電動機５、即ち第１回転体１と同
期回転する。

第２回転体２が実際１回転する毎に被検出体８０回転と
して回転検出器ｌＯにより検出され、１ノくルスの検出
信号を出力する。その検出パルス信号は、周波数／電圧
変換器１３により電圧信号に変換された上、減算器１８
にフィードバックされる。

従って、第２回転体２の回転数は、第１回転体１の回転
の回転数に一致するように正確に維持される。

更に、第１回転体１及び第２回転体２の回転による回転
検出器９，１０の既述、のパルス信号は、時間差をもっ
て共に位相計測部１１に入力される。

被検出体７の位置は不釣合錘３と所定の位置関係にあり
、被検出体８の位置は、不釣合錘４と前記の所定の位置
関係と同一の位置関係にあるので、位相計測部１１では
、両パルス信号の時間差という形で、雨下釣合重錘３，
４の位相差が計測されるゆ位相計測部１１からはの不釣
合重錘３，４の位相差信号は、低域フィルタｚＯにより
平滑され、その平滑された位相差信号、即ち位相差に比
例した電圧信号がフィードバック信号として減算器２１
に入力される。減算器２１からは、フィードバックされ
た位相差と位相角設定器２２に設定された位相差との偏
差信号が加算器１５に人力され、それに基づいて電動機
６は制御される。

その結果、第２回転体２は、その不釣合重錘４の第１回
転体１の不釣合重錘３に対−する位相差が位相角設定器
２２に任意に設定された位相差に維持されるようにして
、回転数設定部１６により設定された設定回転数で回転
する第１回転体１と同期回転する。

従って、第１回転体１の不釣合重錘３と第２回転体２の
不釣合重錘４とは、回転数設定部１６及び位相角設定器
２２の設定値を所望値に設定することにより所望の回転
速度及び位相差で回転され、その結果、不釣合重量回転
式振動発生器におけるその遠心力のベクトル和を利用し
た振動調整が行われる。

次に、前記実施例の不釣合重量回転式振動発生器を使用
した振動刺激装置の例が第５図乃至第８図に示されてい
る。

第５図に示されている実施例は、不釣合重量回転式振動
発生器がマット型振動刺激装置に使用されている場合で
ある。

マット型刺激装置は、例えば畳、布団、ベツド、椅子、
床等の上に敷いて使用するものである。この−発明のマ
ット型振動刺激装置は、重合した長方形状のスポンジ片
２５．２５ａを内部に収容して折畳み可能に形成され、
上面にスポンジより硬い弾性板ｚ６が設けられている。

上側のスポンジ片２５には。

複数個の嵌合穴が設けられ、夫々の嵌合穴の中に前記実
施例の振動発生器２７が取付けられている。

振動発生器２７、リード線２８を介して位相差演算部と
回転制御部とから成る駆動装置２９に接続され、振動発
生器２７を、例えば周波数３０乃至１５０ヘルツで振動
させるようになっている。

この実施例では、振動発生器２７をスポンジ片２５内に
収容しているが、振動発生器ｚ７を、例えば面接着ファ
スナー等により生体の大きさや振動刺激すべき部位に応
じて、スポンジ片２５上の適宜位置に着脱自在に固着で
きるようにしてもよい。

このように形成したマット型振動刺激装置は。

例えば畳、布団、絨穂、カーペット、椅子、床、地面等
に自由に敷いて生体の局部、又は全身を振動刺激するこ
とができる。斯る振動刺激は、筋肉をほぐし、血液の循
環をよくして、入眠潜時の短縮や覚醒、肩凝り、筋肉痛
、腰痛、関節炎、リウマチ等による疼痛や発作の軽減に
著効を発揮する。

又、生体が健康体であるときには、入眠潜時の短縮を促
進して安眠を誘ったり、心身に安心感を与えるなどの効
果もある。　　　　　　・第６図に示す実施例は、前記
振動発生器２７の複数を帯状部材３０内に収容したベル
ト型振動刺激装置であり、生体の腕部、脚部、胴部等に
巻きつけて使用するものである。帯状部材３０内には弾
性体で作った支持部材３１が設けられ、その支持部材３
１内には振動発生器２７が持されている。帯状部材３０
の両端には、面接着ファスナ等の固着具３２が取付けら
れており、振動発生器２７は、リード線２８を介して駆
動装置２９に接続されている。

この実施例のベルト型振動刺激装置は、生体の腕部、脚
部、胴部等に自由に巻きつけて、例えば周波数３０乃至
１５０ヘルツの振動で刺激することにより、筋肉をほぐ
し、血液の循環をよくして、入眠潜時の短縮や覚醒、肩
凝り、筋肉痛、腰痛、関節炎、リウマチ等による疼痛や
発作の軽減に著効を示す。

又、ベルト型振動刺激装置は、スポーツ前後のウオーミ
ングアツプやマツサージにも効果がある。

第７図に示す実施例は、胸腹部を全周に亘り振動刺激す
るためのものである。即ち、外側に硬質壁を設けると共
に、内周に弾性振動壁３３を設けた環状振動管３４と振
動発生器２７とを圧力室３５を介して可撓管３６で連結
し、その内部に油を充填して振動発生器２７の振動が可
撓管３６内の油を伝搬して弾性振動壁３３を振動させる
ようにしたものである。

なお、可撓管３６内には、油以外の液体や気体を充填し
てもよい。

環状振動管３４は、二つの円弧状部分に分割され、両者
は、開閉自在に枢軸３７で枢着され、係止部材３８によ
り閉じた状態に保持され得るようになっている。

なお、例えば、生体の大きさに応じて伸縮し、大きさの
相違する生体に対しても密着して装着できるような構造
が好ましい。

又、喘息の治療のように、−台の振動刺激装置を個人が
専用できる場合には、環状振動管３４をそ。

の個人に密着度が高くなるように製作するのがよしＸ。

上記の振動刺激装置の使用に際しては、先ず生体の胸部
、又は腹部に環状振動管３４を取付け、寝椅子等に横臥
させた後、振動発生器２７を所定の周波数で振動させて
振動刺激することにより、喘息による発作を速に軽減、
停止することが出来る。

このときの周波数は、生体毎に多少変動があることから
、先ず、標準周波数（例えば６５ヘルツ）で振動刺激し
、次いで生体の状態を観察しながら最良の周波数を選定
すればよい。

この実施例の振動刺激装置は、喘息による発作の軽減・
停止、胸部及び腹部の筋肉痛、筋肉の疲労回復、血行改
善、腰痛の軽減等に卓効を示す。

又、生体が健康体であるときには、入眠潜時を促進して
安眠を誘ったり、心身に安心感を与えるなどの効果があ
る。

第８図に余す実施例は、頭部に取付けて使用するヘルメ
ット型振動刺激装置である。ヘルメット部材３９の内部
には、頭部の形状に応じた凹部を有するスポンジ部材４
０が取付けられている。スポンジ部材４０に設けられた
嵌合穴４１内には、振動発生器２７がその振動板をヘル
メット部材３９の開口部に向けた状態で嵌入されている
。又、振動発生器２７の他側は、ヘルメット部材３９の
底壁部に設けた発条４２により弾性支持されている。振
動発生器２７の駆動装置２９は、ヘルメット部材３９の
外表面の適所に取付けられ、振動発生器２７を、例えば
周波数１００乃至１５０ヘルツで振動させるようになっ
ている。

ヘルメット型振動刺激装置は、生体の頭部に取付け、頭
皮を振動刺激してマツサージすることにより血液の循環
をよくし、入眠潜時の短縮、覚醒、頭痛の軽減、心身に
安静化、発育毛の促進及び抜毛の予防に著効を示す。

又、頭皮に［感光素３０１号（株式会社日本感光色素研
究所製造）１等の発育毛剤を予め塗布して振動刺激する
ときは、−層の発育毛効果を達成することが出来る。

ヘルメット型振動刺激装置は、入眠潜時の短縮のみなら
ず覚醒にも効果があることから、運転中のドライバーが
着用すれば居眠り運転の防止と安全対策との一石二鳥と
なり、更に周波数１０ヘルツ付近で使用するときには、
脳波のα波化にも効果がある。

〔発明の効果］ この発明による不釣合重量回転式振動発生器は、従来の
技術のように各回転体の不釣合重量の位相の検出監視に
絶対角検出器（アブソリュートエンコーダ）を用いず、
マーク、突起のような単一の被検出体の回転を検出し、
１回転１パルスで出力される検出信号により不釣合重量
の位相を検出するから、小型化され、種々の装置、例え
ば安眠ベツド・按摩器等の各種振動刺激装置への利用に
好適であり、価格も廉価となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例における不釣合重量回転式
振動発生器の概略構成図、 第２図は、この発明の実施例における不釣合重量回転式
振動発生器の不釣合重量の相対位相差調節装置の回路図
、 第３図は、この発明の実施例における不釣合重量回転式
振動発生器の各部用力を示す状怨図、第４図は、この発
明の実施例におけるユニット化された不釣合重量回転式
振動発生器の概略構成図、 第５図は、この発明の実施例におけるマット型振動刺激
装置の一部破断側面図、 第６図は、この発明の実施例におけるベルト型振動刺激
装置の正面図。 第７図は、この発明の実施例における胸膜部用振動刺激
装置の概略斜視図、 第８図は、この発明の実施例におけるヘルメット型振動
刺激装置の一部破断側面図である。 ２３：基板部 ２６：弾性板 ２９：駆動装置 ３２：固着具 ３５：圧力室 ３８：係止部材 ４０：スポンジ部材 ４２：発条 ２０：低域フィルタ　２２：位相角設定器２４：ケース
　２５．２５ａ：スポンジ片２７：振動発生器　２８：
リード線 ３０：帯状部材　　３１：支持部材 ３３：弾性振動壁　３４：環状振動管 ３６：可撓管　　　３７：枢軸 ３９：ヘルメット部材 ４１：嵌合穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）夫々不釣合重量を備えて対向した回転体と；各回
   転体の回転駆動部と；夫々の回転体に不釣合重量と所定
   の位相関係にあるように直接、又は間接に取付けられた
   夫々単一の検出体と；夫々の被検出体の回転軌跡に近接
   して固定設置され、被検出体の通過により１回転１パル
   スの検出信号を出力する回転検出器と；両回転検出器の
   検出信号に基づいて両回転体の不釣合重量の検出位相差
   を演算する位相差演算部と；位相差演算部からの検出位
   相差信号に基づいて検出位相差信号が設定位相差に達す
   るように回転体の回転駆動部を制御する回転制御部とを
   具備した不釣合重量回転式振動発生器
2. （２）振動発生器とその振動を生体に印加して振動刺激
   するための振動印加手段とからなる振動刺激装置におい
   て；該振動発生器が夫々不釣合重量を備えて対向した回
   転体と、各回転体の回転駆動部と、夫々の回転体に不釣
   合重量と所定の位相関係にあるように直接、又は間接に
   取付けられた夫々単一の検出体と、夫々の被検出体の回
   転軌跡に近接して固定設置され、被検出体の通過により
   １回転１パルスの検出信号を出力する回転検出器と、両
   回転検出器の検出信号に基づいて両回転体の不釣合重量
   の検出位相差を演算する位相差演算部と、位相差演算部
   からの検出位相差信号に基づいて検出位相差信号が設定
   位相差に達するように回転体の回転駆動部を制御する回
   転制御部とを具備した不釣合重量回転式振動発生器であ
   ることを特徴とする振動刺激装置