JPH02277454A - 加振装置 - 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〕 本発明は、マツサージ器などに使用される加振装置に関
する。

〔従来の技術〕

使用者に振動（バイブレーション）を与えて疲労の回復
やストレスの解消を図るマツサージ器の加振装置は、一
般にモータの回転軸に偏心質量を固定するとともに、モ
ータをスプリングなどの弾性体に取り付け、偏心質量を
回転させることにより生ずる偏心質量の遠心力を利用し
て加振するようになっている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記した従来の加振装置においては、単一の偏
心質量を回転させて加振するようになっているため、単
調であって、長時間使用した場合にはかえって不快にな
る。すなわち、遠心力「は、偏心質量の重さをｍ、偏心
質量の回転半径をｒ、偏心質量の回転角速度をωとする
と、 ｆ＝ｍｒｓ”　　　　　　　　　・−・−（１）である
、従って、モータの回転速度が一定であれば、偏心質量
による遠心力は一定となり、一定の振動しか発生するこ
とができず、加振が単調となる。そして、加振の周波数
を変化させようとしてモータの回転速度を下げると、式
（１）から明らかなように、加振力となる遠心力ｆが低
下するとともに、加振周波数も低下するため、充分なマ
ツサージ効果を得ることができない。

本発明は、前記従来技術の欠点を解消するためになされ
たもので、加振のパターンが単調とならず、加振力が低
下しない加振装置を提供することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係る加振装置は、
一対の駆動モータと、これら各駆動モータのそれぞれに
設けられ、各駆動モータにより回転させられる一対の偏
心質量と、前記各駆動モータの回転速度を制御するとと
もに、前記各駆動モータの少なくとも１つの回転速度に
ゆらぎを与える制？ｆ１回路とを有することを特徴とし
ている。

〔作用〕

上記の如く構成した本発明は、駆動モータの両方または
何れか一方の回転速度にゆらぎを与え、両駆動七−タ間
の回転速度をわずかにずらすと、回転する偏心質量の発
生する力の合計にうなりが発生する。そして、駆動モー
タの回転速度がゆらぐために、うなりの振幅、周期が変
化し、一対の偏心質量による加振振幅、加振周波数が変
化し、加振の単調さをなくすことができる。このため、
長時間使用しても不快となることがない、しかも、各駆
動モータの回転速度の変化は小さいため、偏心質量の遠
心力による加振力はほとんど変化しない。

〔実施例〕

本発明に係る加振装置の好ましい実施例を、添付図面に
従って詳説する。

第１図は、本発明の実施例に係る加振装置の説明図であ
る。

第１図において、加振装置１０は、一対の直流の駆動モ
ータ１２．１４が固定台１６．１８を介してベース２０
に固定されている。各駆動モータ１２．１４は、同軸的
に、かつ回転軸２２．２４が対向するように配置され、
回転軸２２．２４に偏心質量２６．２８が取り付けてら
れている。各偏心質量２６．２日は、駆動モータ１２．
１４が同一の回転速度で回転したときに、これらの偏心
質量２６．２８による遠心力ｆ＋　　　ｆｚがほぼ等し
くなるように重さｍ　Ｉ　％　ｍ　ｚと回転半径ｒｌ。

ｒ、とが調整されている。また、偏心質１２６．２日は
、質量中心、すなわち遠心力ｒ、、ｒ、の作用中心が駆
動モータＩ２．１４の軸線に直交した同一の面内となる
ようしである。

駆動モータ１２、Ｉ４には、それぞれモータ駆動回路３
０．３２が接続してあり、モータ駆動回路３０．３２か
ら駆動電力が供給されるようになっている。そして、モ
ータ駆動回路３０，３２を介して駆動モータ１２．１４
の回転速度を制御する制御回路３４は、制御電圧設定器
３６、ゆらぎ電圧発生器３８、加算器４０からなってい
る。

制御電圧設定器３６は、モータ駆動回路３０と加算器４
０の入力側とに接続してあり、駆動モータ１２を所定の
回転速度で駆動するための制御電圧をモータ駆動回路３
０に与えるとともに、加算器４０に制御電圧を人力する
。また、加算器４０の入力端には、ゆらぎ電圧発生器３
Ｂの出力が人力するようになっている。ゆらぎ電圧発生
器３８は、後述するように不規則に微小変動するゆらぎ
電圧を発生する。そして、加算器４０は、制御電圧設定
器３６が出力する制御電圧にゆらぎ電圧発生器３日が出
力するゆらぎ電圧を加え、駆動モータ１４の回転速度に
ゆらぎ生ずるような制御電圧をモータ駆動回路３２に与
える。

第２図は、ゆらぎ電圧発生器の一例を示したものである
。

第２図において、ゆらぎ電圧発生器３８は、ホワイトノ
イズ発生回路５０とこのホワイトノイズ発生回路５０の
出力側に接続したローパスフィルタ６０とからなってい
る。

ホワイトノイズ発生回路５０は、ツェナ・ダイオード５
Ｉとトランジスタ５２とを主構成要素としており、トラ
ンジスタ５２のベースがツェナ・ダイオード５１を介し
てｔ源に接続しである。また、トランジスタ５２のコレ
クタは、抵抗器Ｒ１を介して電源に接続しであるととも
、コンデンサＣＩ、可変抵抗器ＶＲ，を介して接地しで
ある。

可変抵抗器ｖＲＩは、トランジスタ５２の出力レベルを
調整するためのもので、摺動子がホワイトノイズ発生回
路５０の出力端子となっている。なお、トランジスタ５
２のエミツタには、トランジスタ５２の動作点を調整す
る可変抵抗器ＶＲ１とコンデンサＣ２とが並列に接続し
である。

ローパスフィルタ６０は、演算増幅器６１を用いた積分
回路を構成しており、演算増幅器６１の出力側と反転入
力端子との間に帰還コンデンサＣ１と帰還抵抗器Ｒ２と
が並列に接続しである。そして、演算増幅器６１の反転
入力端子は、抵抗器Ｒ１を介して可変抵抗器ＶＲ，の摺
動子に接続してあり、ホワイトノイズ発生回路５０の出
力信号が入力するようになっている。また、演算増幅器
６１の非反転入力端子は、抵抗器Ｒ４を介して接地しで
ある。なお、ローパスフィルタ６０は、演算増幅器６１
の出力側が出力端子となっており、積分動作をして入力
信号の周波数に反比例した利得を有する信号を加算器４
０に出力する。

モータ駆動回路３０．３２は、例えば第３図のように構
成することができる。この駆動回路は、リニアＩＣ７１
のトリガ入力端子である２番ピンに、抵抗器Ｒ＆を介し
て制御電圧設定器３６または加算器４０から制御電圧Ｖ
が入力するようになっている。また、リニアＩＣ７１の
２番ピンには、抵抗器Ｒ１を介して駆動モータ１２また
は駆動モータ１４の一側が接続してあり、制ｊ１電圧Ｖ
を変化させることによって駆動モータ１２．１４の回転
速度を変えることができるようになっている。

リニアＩＣ７１の出力端子である３番ピンには、抵抗器
Ｒ，を介してトランジスタ７２のベースが接続しである
。さらに、リニアＩＣ７１の５番ピンは１．抵抗器Ｒ９
を介してトランジスタ７２のコレクタと駆動モータ１２
または駆動モータ１４の＋側とに接続しである。リニア
ＩＣ７１の６番ピンは、抵抗器Ｒ１゜を介して電源に接
続してあり、スレッシュホールド電圧が入力するように
なっている。また、ｉｔ源には、トランジスタ７２のエ
ミッタが接続しである。そして、トランジスタ７２のコ
レクタには、駆動モータ１２または駆動モータ１４の＋
側に接続しであるとともに、ダイオード７３を介して接
地しである。

第４図は、上記の如く構成した加振装置１０を有するマ
ツサージ器の一例を示したものである。

第４図に示したマツサージ器８０はハンディ−タイプの
もで、アーム８２の先端近くに可撓部８４が設けられ、
先端部８６が屈曲できるようになっている。そして、先
端部８６に固定部８８が設けられ、この固定部８８に加
振部９０がボルト等により着脱自在に取り付けである。

加振部９０は、側部および前面がクッシ四ン材によって
覆われており、内部に偏心質量２６．２８を取り付けた
駆動モータ１２．１４°が、ベース２０を介して固定さ
れ、収納しである。

アーム８２の後端部は、握り部９２となっている。また
、アーム８２には、スイッチ９４が設けてあり、スイッ
チ９４を入れることにより駆動モータ１２．１４が駆動
され、加振部９０が矢印９６のように振動する。

すなわち、スイッチ９４を入れると、制御回路３４が起
動し、制御電圧設定器３６からモータ駆動回路３０のリ
ニアＩＣ７１の２番ピンと加算器４０とに制御電圧が出
力される。これにより、モータ駆動回路３０のリニアＩ
Ｃ７１は、３番ピンから０１”が出力され、トランジス
タ７２が作動して駆動モータ１２に電流が供給され、駆
動モータ１２を所定の回転速度で回転する。

一方、ゆらぎ電圧発生器３８は、ホワイトノイズ発生回
路５０のツェナ・ダイオード５１に電源電圧が印加され
、微小電流によりバイアスされる。

そして、ツェナ・ダイオード５１は、熱雑音により内部
抵抗が変化し、アノード側に熱雑音電圧が出力される。

この熱雑音電圧は、トランジスタ５２によって増幅され
、可変抵抗器ＶＲ，の摺動子、ローパスフィルタ６０の
抵抗器Ｒ１を介して演算増幅器６１の反転入力端子に入
力される。

ローパスフィルタ６０は、反転入力端子に入力してきた
ホワイトノイズ発生回路５０の出力信号の周波数が、抵
抗器Ｒ２、コンデンサＣゴおよび演算増幅器６１の開ル
ープ利得Ａ、によって定まるカットオフ周波数以上であ
ると、入力信号の周波数に反比例した利得の信号を加算
器４０にゆらぎ電圧として送出する。加算器４０は、制
御電圧設定器３６が出力した制御電圧にゆらぎ電圧発生
器３８が出力したゆらぎ電圧を加え、モータ駆動回路３
２のリニアＩＣ７１の２番ビンに制御電圧として出力す
る。これにより、モータ駆動回路３２のトランジスタ７
２が作動し、駆動モータ１４がゆらぎを有する回転速度
で回転する。

偏心質量２６．２日の重さをｍ、、ｍ、、偏心質量２６
．２８の回転半径をｒ＋、ｒｌ、偏心質量２６．２８の
回転角速度ω１、ω２とすると、これらの偏心質量２６
．２８による遠心力ｒｒ２の、第１図に示したＡ−Ａ線
に沿う断面内のＸ方向成分は、 ｒ　　、、ｗ　　ｍ　、　　　ｒ　　ｌ　　　（Ｉｌｌ
　　　”　　ｃｏｓ（ω　＋　　　ｔ　　）　　　　　
　　　　　−−（２）ｆ　、ｘ＝　ｍ　２　ｒ　２ω、
　”　ｃｏｓ（ω２Ｌ十φ）　　−一−−−−（３）と
なる（第５図参照）。ただし、Ｌは時間、φは偏心質量
２６．２８間の位相差である。

ここで、前記したように、偏心質量２６．２８の回転角
速度が同一のときに、ｆ　１＝　ｆ　ｚとなるようにｍ
　ｌ　、ｍ　ｚ、ｒｌ　　ｒｚが調整してあり、ゆらぎ
電圧による駆動モータ１４の回転角速度の変化が微小で
あるとすると、 ｍ　１　　ｒ　１　ω１　！”ｉ　ｍ　ｚ　ｒ　ｚ　（
ｒ）　ｚ　”　＝　Ｐ　　　−−（４）となる。そこで
、遠心力ｆｌ　　ｆ２のＸ方向の合力Ｆ、を求めると、 ＦＸ＝Ｐｃｏｓ（ω＋１） ＋Ｐｃｏｓ　（（Ｌｌｚ　ｔ＋φ） ＝２Ｐｃｏｓ　（（（ω１＋ω、）ｔ／２１十（φ／２
）〕 Ｘｃ　ｏ　ｓ　（（（ａｚ　−（ｔ１２　）　ｔ／２１
−（φ／　２　）　）　　　　　　　　　　−−−−（
５）となる。ここで、 ω＝（ω、＋ω２）／２ Δω＝（ω、−ω２）／２ とおくと、 Ｆ、＝２ＰＣＯ５（Δω１−（φ／２））ｘｃｏｓ　　
（ω１＋（φ／２）） ＝Ｃ（ｔ）ｃｏｓ　　（ω１＋（φ／２））−・−（６
） となる。ただし、 Ｃ（ｔ）　＝２Ｐｃｏｓ　　（Δω１−（φ／２）ｌ　
　−一〜−一−（７）なお、Ｘ方向の合力Ｆ、は、同様
にして次の式（８）ようにう求めることができる。

Ｆ、＝Ｃ（ｔ）ｓｉｎ　　（ωｔ　＋　　（φ／　２）
　ｌ　　　　−−−（８）すなわち、式（６）、（８）
から解るように、遠心力ｆｒ２の合力は、周期がΔωで
変化する振幅Ｃ（仁）を有するうなりを生ずる。しかも
、振幅Ｃ（１）の周期Δωは、ホワイトノイズ発生回路
５０のツェナ・ダイオード５１におけるランダムな熱雑
音による出力信号の振幅に比例して変化するため、加振
装置１０が発生する加振力である遠心力ｆ、、ｒｚの合
力が時間とともに変化し、加振のパターンが単調になら
ず、長時間使用しても使用者に不快感を与えることがな
い。しかも、駆動モータ１４の回転速度（角速度ω２）
のゆらぎ（変化）が小さいため、偏心質量２８による遠
心力ｆ２の変化を小さくでき、加振力が低下することが
ない。また、図示しないツマミ等により、制御電圧設定
器３６が出力する制御電圧を変化させることにより、駆
動モータ１２．１４の回転速度を変え、容易に加振力を
変化させることができる。

第６図、第７図は、他の実施例を示したものである。

本実施例は、駆動モータ１２．１４が並列的に並べて固
定され、回転軸２２．２４に取り付けた偏心質量２６．
２８が同形に形成されるとともに、遠心力ｒ＝、ｆｚの
作用中心が同一平面内に配置しである。

本実施例の場合、遠心力ｆ＋、ｆｚのＸ方向およびＸ方
向の合力は、式（６）、（８）と同し形となり、前記実
施例と同様の効果を得ることができる。そして、本実施
例の場合、ｘｙ平面に直交したＺ軸に関するモーメント
Ｍ、が発生する。

Ｍｚは、駆動モータ１２．１４の回転軸２２．２４間の
中央を原点とし、原点から回転軸２２．２４の中心まで
の距離を２とすると、 Ｍ　、　＝　１！、ｆ　、、　＋　ｆ　ｆ　Ｚ、　　　
　　　　　　−−−−（９１ここで、 ｊ！ｍｌ　　ｒ　＋　ω＋　”　’ｒｌ１ｍｚ　ｒ　ｚ
　（＋１２＝Ｑ　　　　　　　　　　　−−・−（１０
１とおくと、 Ｍ、　　＝Ｑｓ　　ｉ　　ｎ　　（ａ＋＋　　ｔ＋φＩ
　）＋Ｑｓ、ｉ　　ｎ　　（ωｚ　　ｔ　＋φ２　）＝
２ＱＣＯ３（Δω１＋（φ１−φ２）／２）Ｘｓ　　ｉ
　　ｎ　　（ωｔ＋　　（φ、＋φｚ）／２１・−・（
１１） となる。すなわち、Ｚ軸に関するモーメントにもうなり
が発生する。

第８図は、さらに他の実施例を示したももで、駆動モー
タ１２．１４が同軸に直線的に配置しであるが、偏心質
量２６．２８による遠心力ｆ１、ｒ２の作用中心が同一
平面にない場合である。

この場合、遠心力「、　　ｒ２の作用中心点間の中心を
原点とし、駆動モータ１２．１４の軸方向を２軸とする
と、Ｘ方向、Ｘ方向の遠心力ｒ「２による合力が式（６
）、（８）となり、Ｘ軸、ｙ軸に関するモーメントが式
（１１）の如くなり、前記実施例と同様の効果が得られ
る。ただし、本実施例においては、偏心質量２６．２８
によるＺ方向の力、Ｚ軸回りのモーメントはない。

なお、第１図に示した加算器４０に入力するゆらぎ電圧
は、自然界の波動現象のゆらぎを利用してもよい。すな
わち、小川のせせらぎや潮騒音、風による木立の音など
を録音し、これらの音を第９図に示したようにテープレ
コーダ１００によって再生し、磁気ヘッドが出力する第
１０図（Ａ）のような再生信号Ｓｔを全波整流回路１０
２に入力する。そして、全波整流回路１０２が出力した
第１０図（Ｂ）のような出力信号ｓ２をバイパスフィル
タ１０４に通し、第１０図（Ｃ）に示した出力信号Ｓ、
を得、この出力信号Ｓ、をゆらぎ電圧として加算器４０
に入力することにより、前記実施例と同様の効果が得ら
れる。

また、第１１図に示したように、電気抵抗体の雑音を利
用してもよい。すなわち、例えばＩＭΩの抵抗器に１２
Ｖの電圧を印加し、抵抗器の抵抗値のゆらぎを電圧ｅと
して検出して、この電圧ｅを増幅して加算器４０に入力
してもよい。この抵抗値のゆらぎによる雑音電圧ｅは、
パワースペクトルが１／ｆとなることが知られている。

さらに、ゆらぎ電圧を発生させる方法として、コンピュ
ータにより乱数を作成し、この乱数に基づいてゆらぎ電
圧を発生させるようにしてもよい。

例えば、２つの数ａ＝１３、ｙ　ｏ　＝　１２とし、両
者の積ｘ１を求めてその数の下２桁をｙｌとする。

次に、ｙｏとｙｌとの積をＸ２とし、Ｘ２の下２桁をｙ
２とおき、ｙ、とｙ２との積をＸ、として、以下同様の
計算をする。

Ｘ　　ｉ　　”’　ｙｉ−Ｚ　　×Ｖ　ｉこのようにし
て求めたｘ３の下２桁の数ｙ、は乱数となる。そこで、 Ｚｉ　＝ｙ；　　ｓ　ｉ　ｎ　（ｘＩ）　　　　　　−
−−θカを求め、２．に比例した電圧を発生させること
により、ランダムなゆらぎ電圧を得ることができる。

なお、駆動モータ１２．１４としてユニバーサルモータ
を用いた場合、モータ駆動回路３ｏ、３２として第１２
図に示したような構成にすることができる。

本実施例ではモータ駆動回路３０．３２の回転数が段階
的に変化する。すなわち、モータ駆動回路３０．３２に
入力してくる制御電圧Ｖを段階的に分割するために比較
器１１０ａ〜１１Ｏｎに人力し、オンとなった対応する
リレー１１２ａ〜１１２ｎを作動させ、直列抵抗Ｒ２０
をバイパスさせてプログラマブル・ユニジャンクション
・トランジスタ（ＰＵＴ）１１４のアノード電圧を変化
させる。

ＰＵＴｌ１４は、アノード電圧がツソエナーダイオード
１１６、抵抗器Ｒ１５、抵抗器Ｒ１６によって定まるゲ
ート電圧より高くなると作動し、５ＣＲ１１８がオンし
て駆動モータ１２．１４に電流が流れる。従って、駆動
モータ１２．１４は、制御電圧Ｖの大きさにより、回転
速度が段階的に変化する。なお、コンピュータによって
ゆらぎ電圧を計算、制御電圧をモータ駆動回路３０．３
２に与える場合には、直列抵抗Ｒ２゜を各ビットの表す
数値に対応する比に設定し、そのビットをそのまま比較
器１１０ａ−１ｉｏｎに入力する。

第１３図は、駆動モータ１２．１４の両方に回転速度の
ゆらぎを与える実施例のブロック図を示したものである
。

制御回路３４には、一対のゆらぎ電圧発生部１２０．１
２２が設けられていて、駆動モータの回転速度を設定す
る制′４ｒｊ電圧にゆらぎを与えるゆらぎ電圧を発生す
るようになっている。そして、ゆらぎ電圧発生部１．２
０．１２２が発生したゆらぎ電圧は、バイパスフィルタ
１２４．１２６を介して振幅調整部１２８．１３０に人
力するようになっている。振幅調整部１２８，１３０に
は、それぞれボリューム１３２．１３４が設けられ、バ
イパスフィルタ１２４．１２６を透過したゆらぎ電圧の
振幅、すなわちゆらぎ電圧の大きさを調節することがで
きるようになっている。

振幅調整部１２８は、出力側が加算器１３６の入力側に
接続してあり、ゆらぎ電圧を加算器１３６に入力する。

この加算器１３６には、またボリューム１３８によって
出力電圧が調整される制御電圧発生部１４０の出力する
制御電圧が入力する。

そして、加算器１３６は、制御電圧発生部１４０が出力
した制御電圧に振幅調整部１２８が出力したゆらぎ電圧
を加え、制御電圧としてモータ駆動回路３０と、振幅調
整部１３０の出力が入力する加算器１４２に送る。モー
タ駆動回路３０は、加算器１３６が出力する制御電圧に
応じた回転速度で第１２図に図示しない駆動モータを回
転駆動する。

一方、加算器１４２は、加算器１３６が出力する制御電
圧にｉ　ＩＰｉｉ　ＵＮＮ郡部１３０出力するゆらぎ電
圧を加え、制御電圧としてモータ駆動回路３２に送出す
る。モータ駆動回路３２は、加算器１４２が出力する制
御電圧に応じた回転速度で駆動モータ１４を回転駆動す
る。

本実施例においては、一対の駆動モータのいずれもが回
転速度（角速度ω１、ω２）にゆらぎを与えられる。そ
して、角速度ω２、ω２の差が小さければ、前記と同様
にして一対の偏心質量による遠心力ｆ＋　　　ｆｚにう
なりを生じ、前記と同様の効果が得られる。

なお、前記実施例においては、加振装置１０をハンディ
−タイプのマツサージ器８０に適用した場合について説
明したが、マンサージ用の椅子、ゆりかごや他のものに
も適用することができる。

〔発明の効果］ 以上に説明したように、本発明によれば、一対の偏心質
量の回転速度の少なくとも一方にゆらぎを与え、各偏心
質量による遠心力の和にうなりを生じさせるとともに、
うなりの周期、振幅をゆらぎによって変化させることに
より、加振力を低下させることなく、加振パターンを変
えられ、長時間使用しても不快感を与えることがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係る加振装置の説明図、第２
図は前記実施例のゆらぎ電圧発生器の一例を示す回路図
、第３図は前記実施例のモータ駆動回路の一例を示す回
路図、第４図は前記実施例を適用したマツサージ器の一
例を示す斜視図、第５図は加振力成分の説明図、第６図
は他の実施例の平面図、第７図は同正面図、第８図はさ
らに他の実施例を示す説明図、第９図はゆらぎ電圧発生
器の他の実施例を示すブロック図、第１０図は第９図の
ゆらぎ電圧発生器の作用を説明する波形歇第１１図は抵
抗器を用いたゆらぎ電圧発生器の説明図、第１２図はモ
ータ駆動回路の他の実施例を示す回路図、第１３図は一
対の駆動モータの両方の回転速度にゆらぎを与える制御
回路の実施例のブロック図である。 ｌＯ−・・加振装置、１２．１４　−−−−一駆動モー
タ、２６．２　Ｂ−−−−−一偏心質量、３４−−−−
制御回路、３６−−−−−−制御電圧設定器、３Ｂ　−
・−ゆらぎ電圧発生器、４０−・−加算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）一対の駆動モータと、これら各駆動モータのそれ
   ぞれに設けられ、各駆動モータにより回転させられる一
   対の偏心質量と、前記各駆動モータの回転速度を制御す
   るとともに、前記各駆動モータの少なくとも１つの回転
   速度にゆらぎを与える制御回路とを有することを特徴と
   する加振装置。