KR20070070201A - 마사지기 - Google Patents

마사지기 Download PDF

Info

Publication number
KR20070070201A
KR20070070201A KR1020077010017A KR20077010017A KR20070070201A KR 20070070201 A KR20070070201 A KR 20070070201A KR 1020077010017 A KR1020077010017 A KR 1020077010017A KR 20077010017 A KR20077010017 A KR 20077010017A KR 20070070201 A KR20070070201 A KR 20070070201A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
motor
brushless
coil
sampler
control circuit
Prior art date
Application number
KR1020077010017A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100861159B1 (ko
Inventor
다이스케 츠카다
모토하루 무토
사토시 카지야마
히로키 이노우에
마사유키 스즈키
Original Assignee
마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마츠시다 덴코 가부시키가이샤 filed Critical 마츠시다 덴코 가부시키가이샤
Publication of KR20070070201A publication Critical patent/KR20070070201A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100861159B1 publication Critical patent/KR100861159B1/ko

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H15/00Massage by means of rollers, balls, e.g. inflatable, chains, or roller chains
    • A61H15/0078Massage by means of rollers, balls, e.g. inflatable, chains, or roller chains power-driven
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H23/00Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms
    • A61H23/02Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with electric or magnetic drive
    • A61H23/0254Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with electric or magnetic drive with rotary motor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H15/00Massage by means of rollers, balls, e.g. inflatable, chains, or roller chains
    • A61H2015/0007Massage by means of rollers, balls, e.g. inflatable, chains, or roller chains with balls or rollers rotating about their own axis
    • A61H2015/0014Massage by means of rollers, balls, e.g. inflatable, chains, or roller chains with balls or rollers rotating about their own axis cylinder-like, i.e. rollers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0119Support for the device
    • A61H2201/0138Support for the device incorporated in furniture
    • A61H2201/0149Seat or chair
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215Rotary drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2203/00Additional characteristics concerning the patient
    • A61H2203/04Position of the patient
    • A61H2203/0425Sitting on the buttocks
    • A61H2203/0431Sitting on the buttocks in 90°/90°-position, like on a chair
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/04Devices for specific parts of the body neck
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/06Arms
    • A61H2205/062Shoulders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/08Trunk
    • A61H2205/081Back

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Massaging Devices (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Percussion Or Vibration Massage (AREA)
  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

소형·고 토크의 브러시리스 DC모터를 이용한 마사지기로서, 의자(20)의 가이드 레일(22)을 따라 상하운동되는 구동유닛(30)과, 구동유닛(30)을 상하운동시키는 제1모터(11)와, 서로 역방향으로 왕복구동되는 한 쌍의 시료자 베이스(3A 및 3B)와, 시료자 베이스를 서로 역방향으로 왕복구동시키는 제2모터(12)와, 시료자 베이스(3A 및 3B)에 각각 지지된 시료자(2)와, 시료자(2)를 등받이에 대해 거의 직교하는 면 내에서 구동시키는 제3모터(13)와, 각(各) 모터를 각각 독립하여 구동하는 제어회로(25)를 구비한다. 각 모터는 브러시리스 DC모터이며, 제어회로(25)는, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파형이 되도록, 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정한다. 그로 인해, 모터의 소음(騷音)에 의한 불쾌감을 줄임과 동시에, 모터의 회전속도를 정확하게 제어할 수 있다.

Description

마사지기{MASSAGE MACHINE}
본 발명은, 시료자(施療子, treatment heads)를 3차원적인 궤적을 그리도록 구동시켜서, 다양한 시료를 행하는 마사지기에 관한 것이다.
마사지 볼로 불리는 대략 구(球) 모양으로 된 시료자를 3차원적인 궤적을 그리도록 구동시키는 마사지기(massage machine)에서는, 예컨대 독립하여 구동되는 3개의 모터를 쓰며, 시료자의 의자의 등받이에 따른 상하운동, 의자의 폭 방향의 왕복운동(폭 조절) 및 의자의 등받이에 거의 직교하는 면에서의 선회운동(전후운동)을 조합시켜, 지압, 마사지 및 등 근육 스트레칭(spine stretching) 등의 시료를 행하고 있다. 최근, 시료자의 3차원 동작(손 기술로 불린다)의 복잡화에 따라, 모터를 단시간에 저속회전과 고속회전 사이에서 전환한다든지, 빈번하게 정회전(normal rotation)과 역회전(reverse rotation)을 전환한다든지 할 필요가 생기고 있다.
마사지기에서의 부하(load)는 인체이지만, 사용자(user)의 체격이나 앉는 방법 등에 따라 부하가 크게 변동한다. 또한, 시료 중에 사용자가 몸을 움직이면, 그에 따라 체중이동이 일어나므로, 시료 중에 있어서의 부하변동도 크다. 그 때문에, 종래부터, 단시간에 회전속도나 정회전/역회전의 전환이 가능하면서, 또한 고 토크(high torque)의 모터로서, DC모터, 특히 브러시 부착형 DC모터가 널리 이용되고 있다. 일반적으로, 고 토크의 브러시 부착형 DC모터는, 그 외형이 크면서, 또한 중량도 무거워진다고 하는 성질이 있다. 그 때문에, 마사지기 자체의 소형경량화는 곤란하였다. 또한, 소형의 브러시 부착형 DC모터를 사용한 마사지기도 존재하지만, 모터의 토크가 작으므로, 충분한 시료효과가 얻어지기 어렵다.
한편으로, 브러시리스(brushless) DC모터는 소형이고, 메인터넌스성(유지보수성, maintenance ability) 및 내구성이 우수하므로, 마사지기의 구동원(drive source)으로서 브러시리스 DC모터의 사용도 검토되고 있다. 그러나 브러시리스 DC모터는, 소형으로 고 토크(대출력)의 모터를 실현할 수 있지만, 부하변동이 큰 마사지기에 사용하면 새로운 문제가 생긴다. 구체적으로는, 3상4극(3相4極)의 일반적인 브러시리스 DC모터의 경우, 코깅(cogging)에 의한 토크 변동이 크므로, 120도 통전 구형파(120-degree rectangular wave current) 구동을 행하면, 모터의 소음(騷音)이 커지게 된다. 이 소음은 시료자를 통해서 인체에 전해지기 때문에, 특히 목덜미나 어깨 등 머리에 가까운 부분에 시료하는 경우에, 사용자에게 불쾌감을 준다. 한편, 저 소음, 저 진동을 중시하는 경우, 브러시리스 DC모터를 정현파(sinusoidal wave) 구동하는 것이 고려된다. 그러나 브러시리스 DC모터의 로터의 회전각도를 높은 정밀도로 검출해야만 하고, 엔코더(encoder) 등을 필요로 하기 때문에, 비용절감 및 소형경량화를 방해하는 요인이 된다. 또한, 정현파 구동으로 브러시리스 DC모터의 제어를 행하는 경우, 전기각(electrical angle)으로 180도마다 통전(通電) 해야 하지만, 상기한 바와 같이 브러시리스 DC모터를 마사 지기에 사용했을 경우는 부하가 일정하지 않기 때문에, 정현파 구동으로는 브러시리스 DC모터를 기동시킬 수 없든가 또는 부드럽게(smoothly) 기동시키는 것이 곤란하다.
특히, 모터의 정회전과 역회전의 전환이 부드럽게 행해지지 않는 경우, 시료자의 움직임이 순간적으로 정지하므로, 사용자는 민감하게 시료자가 정지한 것을 인식한다. 또한, 시료자가 소정의 3차원적 궤적을 그리도록 모터를 구동하는 경우, 3개의 모터를 동기(同期) 시켜 구동시키지 않으면 안 된다. 그러나 부하변동 등에 의해 모터의 출력축의 회전속도(이하, 간단히 모터의 회전속도라고 한다)가 소정의 속도로부터 벗어나면, 시료자가 본래의 궤적과 다른 궤적을 그리도록 구동된다. 그 때문에, 사용자에 있어서 기분 좋은 마사지 효과가 얻어지지 않을 가능성이 있다.
본 발명은, 특히 무거운 부하가 걸리는 구동축을 구동하기 위해 소형·고 토크의 브러시리스 DC모터를 이용한 마사지기에 있어서, 모터의 소음에 의한 불쾌감을 줄임과 동시에, 시료자(施療子)가 손 기술(hand techniques)에 따른 본래의 궤적을 그리도록 모터의 회전속도를 가능한 한 정확하게 제어하여, 기분 좋은 마사지 효과를 얻는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 1형태에 관계되는 마사지기는, 의자와, 상기 의자의 등받이에 설치된 가이드 레일을 따라 그 자체가 상하운동하는 구동유닛과, 상기 구동유닛을 상기 가이드 레일을 따라서 상하운동시키는 제1모터와, 상기 구동유닛에 설치되어, 상기 의자의 폭 방향을 따라 서로 반대방향으로 왕복구동되는 한 쌍의 시료자 베이스와, 상기 한 쌍의 시료자 베이스를 서로 반대방향으로 왕복구동시키는 제2모터와, 상기 한 쌍의 시료자 베이스에 각각 지지되어, 그 동작의 주성분이 상기 의자의 등받이에 대해 거의 직교하는 면(面) 내에서 구동되는 시료자와, 상기 시료자를, 그 동작의 주성분이 상기 의자의 등받이에 대해 거의 직교하도록 구동시키는 제3모터와, 상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터를 각각 독립하여 구동하는 제어회로를 구비하며, 상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터의 적어도 하나는 브러시리스 DC모터이고, 상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일(winding)에 흐르는 전류가 대략 정현파 형태가 되도록, 상기 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형(波形)을 보정하는 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의하면, 제1모터, 제2모터 및 제3모터를 각각 독립하여 구동함으로써, 시료자가 3차원적인 임의의 궤적을 그리도록 구동할 수 있다. 그리고 제1모터, 제2모터 및 제3모터의 적어도 하나, 바람직하게는 부하변동이 큰 구동축을 구동하는 모터로서 브러시리스 DC모터를 사용하고 있으므로, 모터의 소형경량화와 대출력화(大出力化)를 동시에 달성할 수 있다. 또한, 제어회로에 의해, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파 형태가 되도록, 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정하고 있으므로, 부하변동에 관계없이, 브러시리스 DC모터가 대략 정현파 구동되어, 모터의 저소음 및 저진동이 실현된다. 그 때문에, 목덜미나 어깨 등 머리에 가까운 부분에 시료하는 경우라도, 사용자에게 불쾌감을 주는 일은 없다. 또한, 대출력의 브러시리스 DC모터를 사용함으로써, 시료자가 손 기술에 대응한 본래의 궤적을 그리도록 모터의 회전속도를 가능한 한 정확하게 제어하는 것이 가능하여, 기분 좋은 마사지 효과가 얻어질 수 있다.
도 1은, 본 발명의 1 실시형태에 따른 마사지기의 등받이의 후측에서 본 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는, 상기 마사지기에서의 구동유닛의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3은, 상기 마사지기에서의 제어회로의 기본적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 4는, 3상4극(3相4極)의 브러시리스 DC모터를 사용했을 경우의 파워회로부의 구성을 나타내는 회로도이다.
도 5는, 120도 구형파(矩形波) 구동된 모터의 각(各) 홀(Hall)IC로부터의 신호 및 통전 타이밍과, 정현파 구동된 모터의 각 홀IC로부터의 신호 및 통전 타이밍을 나타내는 파형도(波形圖)이다.
도 6은, 소정의 캐리어 주파수(carrier frequency)를 가지는 삼각파형과 목표 정현파형을 이용하여, 각(各) 모터의 코일에 인가되는 펄스 폭 변조(PWM) 제어된 펄스전압을 발생시키는 원리를 나타내는 파형도이다.
도 7은, PWM된 펄스전압의 펄스파형에 데드 타임(dead time)을 설정했을 경우의 파형을 나타내는 파형도이다.
도 8은, PWM된 펄스전압의 펄스 폭 자체가 작을 때에 일정 값의 데드 타임을 설정하는 처리를 행했을 경우의 모터의 코일에 흐르는 전류의 파형을 나타내는 그래프이다.
도 9는, 삼각파의 캐리어 주파수를 낮춤으로써, 생성되는 펄스전압의 펄스 폭이 넓어지는 것을 설명하기 위한 파형도이다.
도 10은, 상기 실시형태에 따른 마사지기에 적합한 브러시리스 DC모터의 일부분의 구성을 나타내는 도(圖)이다.
도 11은, 도 10에 나타내는 브러시리스 DC모터의 자기회로(磁氣回路)의 자기해석(磁氣解析)을 행하여 구한 역기전압(counter electromotive voltages, 逆起電壓)을 나타내는 도(圖)이다.
도 12a는, 상기 실시형태에 따른 마사지기에 적합한 다른 브러시리스 DC모터의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 12b는, 그 브러시리스 DC모터에서 사용되는 영구자석의 형상을 나타내는 사시도이다.
도 13은, 도 12a에 나타내는 브러시리스 DC모터의 자기회로의 자기해석을 행하여 구한 역기전압을 나타내는 그래프이다.
본 발명의 1 실시형태에 따른 마사지기에 대해 설명한다. 본 실시형태에 따른 마사지기의 등받이(backrest)의 후측(後側)에서 본 구성을 도 1에 나타낸다. 또한, 마사지기의 구동유닛의 구성을 도 2에 나타낸다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에 따른 마사지기(1)는, 의자(20)와, 의자(20)의 등받이(21)에 설치된 가이드 레일(22)을 따라 그 자체가 상하운동하는 구동유닛(30)과, 팔걸이(23, armrest)에 설치된 조작 스위치(24) 및 제어회로(25) 등을 구비하고 있다.
구동유닛(30, drive unit)은, 도시하지 않은 치차기구(gear mechanism)를 통해, 제1구동축(26)을 회전구동시키는 제1모터(11)를 구비하고 있다. 제1구동축 (26)에는, 가이드 레일(22)의 랙(도시하지 않음, racks)과 맞물리는 피니언(27)이 고착되어 있다. 그 때문에, 제1모터(11)의 정회전과 역회전을 전환함으로써, 구동유닛(30) 전체가 가이드 레일(22)을 따라 상하운동된다.
구동유닛(30)에는, 의자(20)의 폭 방향을 따라 서로 역방향으로 왕복구동되는 한 쌍의 시료자 베이스(3A 및 3B)가, 거의 수평으로 설치된 제2구동축(31)에 지지되어 있다. 예컨대, 제2구동축(31)의 외주면에, 또한 각(各) 시료자 베이스(3A 및 3B)가 왕복구동되는 범위에는, 각각 역방향의 수나사(male threads)가 형성되어 있다. 한편, 각 시료자 베이스(3A 및 3B)에는, 제2구동축(31)의 수나사가 나사결합되는 서로 역방향의 암나사(female threads)가 형성되어 있다. 제2구동축(31)은, 벨트(32) 및 풀리(33, pulley) 등을 통해 제2모터(12)에 의해 회전구동된다. 제2모터(12)의 정회전과 역회전을 전환함으로써, 한 쌍의 시료자 베이스(3A 및 3B)는, 서로 역방향으로 왕복구동된다.
각 시료자 베이스(3A 및 3B)에는, 암(5, arms)의 선단에 장착된 시료자(마사지 볼)(2)가 지지되어 있다. 각(各) 암(5)은, 제2구동축(31)을 중심으로 하여 선 회하는 한 쌍의 섹터기어(14, sector gears)에 링크되어 있고, 각(各) 섹터기어(14)의 선회에 연동하여, 의자(20)의 등받이(21)에 대해 거의 직교하는 면(面) 내에서 변위한다. 각 섹터기어(14)는, 거의 수평으로 설치된 제3구동축(15)의 양단(兩端) 근방에 고착된 구동력 전달용 기어(16)와 나사결합되어, 제3구동축(15)의 회전에 의해 선회된다. 제3모터(13)는, 도시하지 않은 기어 메커니즘을 통해 제3구동축(15)에 연결되어 있고, 제3모터의 정회전과 역회전을 전환함으로써, 섹터기어(14)가 소정 범위에서 왕복선회된다. 그에 따라, 암(5)의 선단에 장착된 시료자(2)가, 그 동작의 주성분이 의자(20)의 등받이(21)에 대해 거의 직교하도록 구동된다. 또한, 시료자(2)는, 반드시 등받이(21)에 대해 직교하는 면 내에서만 변위되는 것으로 한정되지는 않는다. 예컨대 암(5)이 중간에 구부러져 있는 경우 등, 암(5)의 형상 또는 구조에 따라서는, 시료자(2)는, 등받이(21)에 대해 직교하지 않는 방향성분으로 변위한다. 따라서, 상기한 바와 같이, 시료자(2)는, 그 동작의 주성분이 의자(20)의 등받이(21)에 대해 거의 직교하는 면 내에서 구동되고 있으면 좋다.
제2구동축(31)에는, 섹터기어(14)를 통해, 암(5)의 변위, 즉 의자(20)의 등받이(21)에 대해 거의 직교하는 면에서의 시료자(2)의 위치를 검출하기 위한 제1위치검출센서(17)가 설치되어 있다. 또한, 시료자 베이스(3A 및 3B)의 배면(背面) 근방에는, 각 시료자 베이스(3A 및 3B)의 위치를 검출하기 위한 제2센서(18)가 설치되어 있다. 또한, 구동유닛(30)의 측부(側部) 근방에는, 의자(20)의 등받이(21)에 설치된 가이드 레일(22)을 따라 구동유닛(30)의 상하위치를 검출하기 위 한 제3센서(19)가 설치되어 있다.
제어회로(25)는, 제1모터(11), 제2모터(12) 및 제3모터(13)를 각각 독립하여 구동한다. 그에 따라, 각 시료자(2)는, 각각 소정의 3차원적인 궤적을 그리도록 구동된다. 제1센서(17), 제2센서(18) 및 제3센서(19)의 각(各) 출력은 제어회로(25)에 입력되므로, 제어회로는, 각 센서(17∼19)로부터의 출력을 모니터하면서, 미리 정해진 손 기술에 대응하는 시료자(2)의 3차원적인 궤적과, 각 센서(17∼19)로부터의 출력으로부터 연산된 시료자(2)의 현재의 위치정보를 비교한다. 그리고 각 시료자(2)가 가능한 한, 미리 정해진 손 기술에 대응하는 궤적에 가까운 궤적을 그리도록, 각(各) 모터의 회전속도나 회전방향 등을 제어한다.
여기서, 본 실시형태에서는, 제1모터(11), 제2모터(12) 및 제3모터(13)로서, 소형이며 고 토크의 브러시리스 DC모터를 사용하고 있다. 제어회로(25)는, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파형(가능한 한 정현파에 가까운 형상)이 되도록, 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정한다.
제어회로(25)의 기본적인 블록구성을 도 3에 나타낸다. 교류입력전원(251, AC input power supply)으로부터 공급되는 전압은, 정류(整流) 다이오드, 알루미늄 전해 콘덴서(aluminum electrolytic capacitor) 등으로 구성된 정류·평활회로부(252)에서 전압변동이 적은 직류전압으로 변환되어, 파워회로부(253)에 공급된다. 파워회로부(253)는, IGBT, FET 등의 프리휠링(free wheeling)용으로서의 고주파 다이오드가 역병렬(anti-parallel)로 접속되어, 브리지 회로(bridge circuit)를 구성하고 있다. 제어회로부(255)는, 마이크로컴퓨터 등으로 구성되어 있어, 회전수검출회로부(254)에서 얻어진 정보를 연산 처리하고, 구동신호를 생성하여, 파워회로부(253)에 그 구동신호를 전달한다. 모터(11, 12 및 13)는, 이 전달신호에 기초하여 구동된다. 제어회로부(255)는, 전체를 통괄하는 마이크로컴퓨터로부터 목표회전속도 데이터 테이블이 지정되어, 소정의 회전수마다 테이블에 기재된 회전속도를 목표회전속도로 함으로써, 각 모터(11, 12 및 13)의 속도를 변화시키고 있다. 제어회로부(255)는, 브러시리스 DC모터(모터 11, 12 및 13)에 내장되어 있는 홀IC(회전수 검출 회로부 254)로부터 출력되는 신호 사이의 시간을 카운트함으로써 모터의 회전속도를 연산하는 회전속도연산수단과, 목표회전속도와 연산(演算)으로 구한 회전속도를 비교하여, 연산으로 구한 회전속도를 목표회전속도에 일치시키기 위한 속도제어수단과, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 대략 정현파형으로 하기 위해, 소정의 캐리어 주파수를 가지는 삼각파형과 목표 정현파형을 이용하여, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭 변조(PWM) 제어하는 전압제어수단으로서 기능한다.
각 모터(11, 12 및 13)로서 3상4극의 브러시리스 DC모터를 사용했을 경우의 파워회로부(253)의 구성을 도 4에 나타낸다. 상기 회전속도검출회로부(254)로서, 각 모터(11, 12 및 13)의 내부에 배치된 3개의 홀IC를 사용하여, 홀IC로부터의 신호를 제어회로부(255) 내에 받아들임으로써, 전기각(electrical angle) 120도(degrees)마다 로터(rotor)의 위치를 특정(特定)할 수 있다. 제어회로부(255)는, 홀IC로부터의 신호를 바탕으로, 파워회로부(253)의 각 스위칭소자(U-H, U -L, V-H, V-L, W-H 및 W-L)를 제어하는 신호를 출력하여, 통전(通電) 하는 타이밍을 제어하고 있다.
또한, 제어회로부(255)는, 각 모터(11, 12 및 13)의 3개의 홀IC로부터의 각 신호 사이의 시간을 카운트함으로써 회전속도를 연산에 의해 구하는 프로그램과, 목표회전속도와 계측된 회전속도를 비교하여, 목표회전속도로 하는 속도제어프로그램과, 각 모터(11, 12 및 13)의 코일에 흐르는 전류를 대략 정현파 형상으로 하기 위해, 각 모터의 각 코일에 인가되는 전압을 제어하는 프로그램이 있다. 또한, 이 제어를 정현파 구동이라고 부른다.
다음으로, 120도(度) 구형파(矩形波) 구동된 모터의 각 홀IC로부터의 신호와 통전 타이밍과, 정현파 구동된 모터의 각 홀IC로부터의 신호와 통전 타이밍을 도 5에 나타낸다. 실제로 정현파 구동을 행하기 위해서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 전기각으로 180도마다 통전 해야만 한다. 그러나 통전 타이밍을 홀IC에서는 직접 측정할 수 없다. 그 때문에, 제어회로부(255)에서는, 연산에 의해 구한 회전속도로부터 추측하여 통전 개시 타이밍을 결정한다.
제어회로부(255)는, 각 모터(11, 12 및 13)의 코일에 흐르는 전류를 대략 정현파형으로 하기 위해, 소정의 캐리어 주파수(예컨대 20㎑)를 갖는 삼각파형과 목표 정현파형을 이용하여, 각 모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭 변조(PWM) 제어한다. 예를 들면 도 6에 나타낸 바와 같이, 소정의 캐리어 주파수의 삼각파와 목표 정현파를 중합(overlay)하여, 양자가 교차하고 나서 다음에 교차할 때 까지의 시간을 펄스신호의 펄스 폭으로 한다. 이렇게 하면, 각 모터(11, 12 및 13)의 코일에 인가되는 펄스전압의 펄스 폭이 정현파적으로(sinusoidally) 변조되므로, 각 모터(11, 12 및 13)의 코일에 흐르는 전류도 대략 정현파형이 되도록 제어된다. 또한, 목표 정현파로서는, 예컨대 제어회로부(255)의 메모리 등에 미리 기억되어 있는 정현파형(正弦波形)을 로터의 위치에 대응하는 데이터로 고쳐 쓰고(rewriting), 또한 속도제어프로그램으로부터 지령되는 전압진폭(電壓振幅) 지령값을 곱한 파형으로 한다.
마사지기(1)의 경우, 사용자의 체격이나 앉는 방법 등에 따라 부하가 크게 변동하고, 또한, 시료 중에 사용자가 몸을 움직인다든지 하면, 그에 따라 체중이동이 일어나, 시료 중에도 부하가 변동한다. 부하(負荷)가 변동하면, 그에 따라 각 모터(11, 12 및 13)의 회전속도도 변화하지만, 회전속도의 변화는, 각 모터(11, 12 및 13)에 설치되어 있는 홀IC(회전속도검출회로부 254)로부터의 신호의 변화로서, 제어회로부(255)에 의해 검출된다. 그리고 제어회로부(255)는, 각 모터(11, 12 및 13)의 회전수가 소정의 회전수가 되도록, 파워회로부(253)의 각 스위칭소자(U-H, U-L, H-H, V-L, W-H 및 W-L)을 온(on)/오프(off) 제어하는 타이밍을 피드백 제어하고 있다. 그 때문에, 각 모터(11, 12 및 13)에 걸리는 부하에 따라, 각 모터(11, 12 및 13)에 인가하는 구동신호의 파형이 보정되므로, 부하변동에 관계없이, 브러시리스 DC모터가 대략 정현파 구동되어, 모터의 저소음 및 저진동이 실현된다. 특히, 목덜미나 어깨 등 머리에 가까운 부분에 시료하는 경우여도, 모터의 소음을 작게 할 수 있으므로, 소음이 시료자를 통해 사용자에게 전해졌다고 해도, 사용자에게 불쾌감을 줄 가능성을 줄일 수 있다.
또한, 도 6에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 U-L측에는, U-H측에 인가되는 신호의 역회전 신호가 인가된다. 그때, 도 7에 나타낸 바와 같이, U-H측 및 U-L측이 동시에 오프(off)가 되는 시간(데드 타임)을 설정함으로써, U-H측 및 U-L측이 동시에 온(on)하는 것을 방지할 수 있다.
그런데 모터가 저속으로 회전하도록 한 경우(특히, 부하가 작은 경우), 속도제어프로그램으로부터의 지령으로서, 전압진폭 지령값을 작게 하여 각 코일에 흐르는 전류를 줄이려고 한다. 그때, 상기한 바와 같이 하여 PWM된 펄스전압의 펄스 폭 자체가 작아지게 되므로, 일정 값의 데드 타임을 설정하는 처리를 행하면, 펄스 폭이 데드 타임보다도 짧아지면, 펄스가 소멸해 버릴 가능성이 있다. 그 경우, 예를 들면 도 8에 나타낸 바와 같이, 모터의 코일에 흐르는 전류의 파형이 정현파로부터 벗어난 파형이 되어 버려, 모터 소음으로 이어진다. 이것을 방지하기 위해, 단순히 데드 타임을 작게 설정하면, 부하가 클 때나 속도가 빠를 때에는, 모터의 코일에 흐르는 전류가 커지게 된다. 실제로 파워 소자(element)에서는, 전류를 완전히 오프(off)하는데 요하는 시간이 길므로, 전류가 클 때에 관통 전류가 흘러, 파워 소자의 파괴나 파워 소자의 발열 등이 생긴다.
그래서, 모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 회로 등을 별도로 설치하여, 제어회로부(255)에서, 전류 값에 따라 데드 타임을 작게 설정하는 처리를 행해도 좋다. 예컨대, 모터의 코일에 흐르는 전류 값에 역치(threshold value, 한계 값)를 설정하여, 검출된 전류값이 역치보다도 큰가 아닌가로 데드 타임의 길이를 변화시켜도 좋다. 또한, 역치를 복수(複數) 설정하여, 다단계로 데드 타임의 길이를 변화시켜도 좋다. 이러한 구성에 의해, 모터가 저속회전하고 있는 때나 모터의 부하가 작은 때여도, 모터의 코일에 흐르는 전류를 정현파 형상으로 할 수 있고, 사용자의 체격이나 자세 등에 관계없이 항상 조용한 마사지기를 제공할 수 있다.
한편, 상기 방법에서는, 적어도 전류검출회로를 필요로 하기 때문에, 제어회로(25)의 회로 구성이 복잡화함과 동시에, 비용상승의 요인이 된다. 그 때문에, 예를 들면, 전압진폭 지령값을 바탕으로 전류를 추정하는 것도 가능하다. 그 경우, 전류검출회로가 불필요하게 되기 때문에, 비용절감이 가능하지만, 제어회로부(255)를 구성하는 마이크로컴퓨터의 처리부하가 증대하기 때문에, 고속연산처리가 가능한 고가인 마이크로컴퓨터를 필요로 한다. 따라서, 이들 2가지 경우는, 고기능으로 고가인 마사지기에 적합하다. 이에 대해, 도 6에 나타낸 바와 같이 하여 생성된 펄스 폭에 맞춰 데드 타임을 변화시켜도 좋다. 예컨대, 펄스 폭이 미리 설정되어 있는 역치(예를 들면, 제 1 데드 타임) 이하가 되었을 때에, 데드 타임을 제 1 데드 타임보다도 짧은 제 2 데드 타임으로 리셋(reset)함으로써 실현할 수 있다. 단, 데드 타임을 0으로는 할 수 없으므로, 하한값을 설정할 필요가 있다. 이러한 구성에 의해, 전류검출회로를 불필요하게 할 뿐 아니라, 마이크로컴퓨터가 처리해야 하는 부하를 경감시킬 수 있으므로, 연산처리속도가 느리고 값싼 마이크로컴퓨터를 사용하여, 상기와 마찬가지의 효과를 얻는 것이 가능하게 된다. 이 경우는, 비교적 기능이 한정되어, 값싼 마사지기에 적합하다. 또한, 모터의 회전속도를 바탕으로 전류를 추정하는 것도 가능하다. 이 경우도, 전류검출회로가 불필요하게 되기 때문에, 비용절감이 가능하며, 또한, 모터의 회전속도는 제어회로부(225)에서 정기적으로 연산처리에 의해 구해지고 있기 때문에, 제어회로부(255)를 구성하는 마이크로컴퓨터의 처리부하를 증대시키는 일도 없다.
또한, 모터의 코일에 흐르는 전류가 작은 때에, 삼각파(三角波)의 캐리어 주파수를 낮추도록 구성해도 좋다. 예컨대, 도 6에 나타내는 삼각파의 캐리어 주파수를 20㎑로부터 10㎑로 ½로 하면, 도 9에 나타낸 바와 같이, 생성되는 펄스전압의 펄스 폭은 2배로 넓어진다. 그 때문에, 데드 타임을 일정 값으로 설정해도, 펄스의 소멸을 방지할 수 있다. 또한, 캐리어 주파수를 낮추면, 가청영역에 가까운 소음이 회로 등으로부터 출력되기 때문에, 캐리어 주파수를 가능한 한 높게 설정하는 것이 바람직하다. 그 때문에, 전류량에 대응하여 서서히 캐리어 주파수를 낮추도록 구성해도 좋다. 또한, 회로편차(circuit variations) 등에 기인하는 신호지연량의 편차를 고려하면, 데드 타임을 지나치게 작게 하면, 파워 소자 등에 관통 전류를 흘려보내 버리는 위험성이 높다. 그에 대해, 데드 타임을 변화시키지 않고, 캐리어 주파수를 바꿈으로써, 의심되는 위험을 회피하여, 더욱 안전하게 모터를 구동시킬 수 있다.
다음으로, 마사지기에 적합한 브러시리스 DC모터에 대해 설명한다. 도 10은, 그러한 브러시리스 DC모터(90)로서, 3상4극의 표면자석형 모터에서의 자기회로의 일부를 개략적으로 나타낸다. 또한, 도 11은, 도 10에 나타낸 브러시리스 DC모터의 자기회로의 자기해석(磁氣解析)을 행하여 구한 역기전압(逆起電壓)을 나타낸다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 브러시리스 DC모터(90)의 회전자(91)는, 대략 원기둥 형상인 철심(92, iron core)의 외주면에 복수(複數)의 대략 원호 형상의 영구자석(93)을 붙여서 구성되어 있다. 각(各) 영구자석(93)의 원주방향의 양단부(93A)는, 중앙부 근방 등에 비교하여 두께가 얇게 되도록 형성되어 있다. 한편, 고정자(95)의 철심(96)은, 회전자(91) 측을 향하여 돌출한 T자형 부분(96A)을 가지며, 코일(97)은 T자형 부분(96A)의 몸통부(96B)에 감겨 있다. 이러한 구성에 의해, 회전자(91)의 영구자석(93)의 양단부(兩端部)(93A)와 고정자(95)의 철심(96)의 T자형 부분(96A)과의 갭(W1)은, 회전자(91)의 영구자석(93)의 중앙부분(93B)과 고정자(95)의 철심(96)의 T자형 부분(96A)과의 갭(W2)보다도 넓게(크게) 된다. 이와 같이, 회전자(91)의 영구자석(93)과 고정자(95)의 철심(96)의 T자형 부분(96A)과의 갭(gap)을 불균일하게 함으로써, 대략 원호 형상의 영구자석의 두께를 균일하게 하여 갭을 균일하게 했을 경우에 비교하여, 영구자석(93)의 단부(93A)에 집중하는 자속(磁束)을 완화할 수 있다. 영구자석(93)의 단부(93A)의 자속집중이 완화되면, N극과 S극의 자속이 부드럽게 전환되므로, 도 11에 나타낸 바와 같이, 역기전력이 정현파 형상과 비슷해진다. 그 결과, 모터의 코일에 인가되는 정현파형의 전압과 더불어, 고효율로 저소음의 구동을 실현할 수 있다.
다음으로, 마사지기에 적합한 다른 브러시리스 DC모터의 구성을 도 12a에 나타낸다. 또한, 도 12b는, 이 브러시리스 DC모터에서 사용되는 영구자석의 형상을 나타낸다. 또한, 도 13은, 도 12a에 나타내는 브러시리스 DC모터의 자기회로의 자기해석을 행하여 구한 역기전압을 나타낸다.
도 12a에 나타낸 바와 같이, 브러시리스 DC모터의 회전자(100)는, 매립자 석형(IPM: interior permanent-magnet) 구조를 가지며, 도 12b에 나타낸 바와 같은 대략 원호상 단면을 가지는 복수의 영구자석(101)이 원주방향으로 매립되어 있다. 회전자(100)는 회전축(103)을 중심으로 하여 회전한다. 또한, 회전자(100)의 철심(102)에는, 대략 원호상의 구멍이 4군데에 설치되어 있어, 각각에 대해 거의 원호상의 영구자석(101)이 매립되어 있다.
철심의 표면에 자석을 붙인 표면자석형(SPM: surface permanent-magne 해) 구조의 것과 비교하면, SPM 구조의 것에서는, 자석 단부에 자속이 집중하는 것을 원인(原因)으로 도 13에 나타낸 바와 같이, 역기전력이 교란되어 있다. 이에 대해, 도 12에 나타낸 바와 같은 적당한 IPM 구조를 취함으로써, 자석 단부에 집중하는 자속을 억제할 수 있고, 역기전압을 정현파 형상과 비슷하게 할 수 있다. 그 결과, 모터의 코일에 인가되는 정현파 형상의 전압과 더불어 고효율로 저소음의 구동을 실현할 수 있다. 또한, 자기(磁氣)의 힘뿐만 아니라 리액턴스력 (reactance force)도 이용하여 돌기 때문에, 구동효율을 높게 하는 것도 가능하다.
또한, 상기 실시형태에서는, 3개의 모터의 모두에 브러시리스 DC모터를 사용한 예를 나타내었지만, 본 발명은, 이에 한정되는 것은 아니며, 손 기술에 기여하지 않는 구동축을 구동하기 위한 모터로서, 브러시 부착형 DC모터 등을 사용해도 좋다.
또한, 본 발명은, 상기 실시형태와 같은 독립하여 구동되는 3개의 모터를 사용한 마사지기에 한정되는 것은 아니며, 시료자(施療子)를 3차원적인 궤적을 그리도록 구동시켜서 시료를 행하는 마사지기 전반에 적용하는 것이 가능하다. 그리 고 시료자를 구동시키는 모터 중, 시료자가 3차원적인 궤적을 1회 그리는 사이에 적어도 1회 정회전과 역회전이 전환될 수 있는 모터로서 브러시리스 DC모터를 사용하고, 브러시리스 DC모터를 구동하는 제어회로는, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파 형상이 되도록, 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정함으로써, 마사지기의 구성에 관계없이, 상기와 마찬가지의 효과가 얻어질 수 있다.
즉, 본 발명의 1형태에 따른 마사지기는, 의자와, 상기 의자의 등받이에 설치된 가이드 레일을 따라 그 자체가 상하운동하는 구동유닛과, 상기 구동유닛을 상기 가이드 레일을 따라 상하운동시키는 제1모터와, 상기 구동유닛에 설치되어, 상기 의자의 폭 방향을 따라 서로 역방향으로 왕복구동되는 한 쌍의 시료자 베이스와, 상기 한 쌍의 시료자 베이스를 서로 역방향으로 왕복구동시키는 제2모터와, 상기 한 쌍의 시료자 베이스에 각각 지지되어, 그 동작의 주성분이 상기 의자의 등받이에 대해 거의 직교하는 면(面) 내에서 구동되는 시료자(施療子)와, 상기 시료자를, 그 동작의 주성분이 상기 의자의 등받이에 대해 거의 직교하도록 구동시키는 제3모터와, 상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터를 각각 독립하여 구동하는 제어회로를 구비하고, 상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터의 적어도 1개는 브러시리스 DC모터이며, 상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파 형상이 되도록, 상기 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 대응하여, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정하는 것이면 좋다.
상기 마사지기에서, 상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터에 내장되어 있는 홀IC로부터 출력되는 신호 사이의 시간을 카운트함으로써 모터의 회전속도를 연산하는 회전속도연산수단과, 목표회전속도와 연산으로 구한 회전속도를 비교하여, 연산(演算)으로 구한 회전속도를 목표회전속도에 일치시키기 위한 속도제어수단과, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 대략 정현파 형상으로 하기 위해, 소정의 캐리어 주파수를 갖는 삼각파형과 목표 정현파형을 이용하여, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭 변조(PWM) 제어하는 전압제어수단을 구비한 것이 바람직하다.
이러한 구성에 따르면, 제어회로는, 브러시리스 DC모터에 내장되어 있는 홀IC로부터 출력되는 신호 사이의 시간을 카운트함으로써 모터의 회전속도를 연산하므로, 엔코더(encoder) 등을 채용하는 일없이, 상기 마사지기를 실현할 수 있다. 또한, 목표회전속도와 연산으로 구한 회전속도를 비교하여, 연산으로 구한 회전속도를 목표회전속도에 일치시키도록 제어할 수 있으므로, 시료자가 손 기술에 따른 본래의 궤적을 그리도록 모터의 회전속도를 가능한 한 정확하게 제어하는 것이 가능하게 된다. 또한, 소정의 캐리어 주파수를 갖는 삼각파형과 목표 정현파형을 이용하여, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭 변조(PWM) 제어함으로써, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 대략 정현파형으로 하고 있기 때문에, CPU 등을 이용한 일반적인 회로구성에 의해 제어회로를 실현할 수 있다. 그 때문에, 마사지기의 비용상승을 방지할 수 있다.
또한, 상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단을 구비하여, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압에 데드 타임을 설정함과 동시에, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류값이 작은 때는, 데드 타임을 짧게 하는 것이 바람직하다.
브러시리스 DC모터로 PWM제어를 행하는 경우, 코일의 H측에 소정의 펄스신호를 인가함과 동시에, L측에 그 역회전 신호가 인가된다. 그런데 H측과 L측이 동시에 온(on) 하는 것을 방지하기 위해, H측 및 L측이 동시에 오프(off) 하는 데드 타임을 설정하고 있다. 한편, 브러시리스 DC모터를 저속으로 회전시키는 경우, 특히, 부하가 작은 경우, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 작게 하기 위해, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압의 펄스 폭이 대단히 짧아져 버린다. 이러한 경우에도 일률적으로 같은 데드 타임을 설정하면, 데드 타임에 의해, 펄스가 실질적으로 없어져 버려, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 정현파 형상으로부터 크게 벗어나, 소음의 원인이 된다. 청구항 3의 발명에 의하면, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단을 구비하여, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류의 값이 작은 때는, 데드 타임을 짧게 하도록 구성되어 있으므로, 데드 타임의 설정에 의해 펄스가 실질적으로 없어져 버리는 것과 같은 사태를 방지할 수 있고, 소음의 발생을 줄일 수 있다.
또한, 상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압에 데드 타임을 설정함과 동시에, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭에 따라 데드 타임을 변화시키는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭에 따라 데드 타임을 변화시키고 있으므로, 전류검출수단(전류센서)을 이용하는 일없이, 상기와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 특히, 전류검출에 관한 처리가 간략화되기 때문에, CPU에 걸리는 부담을 줄일 수 있다. 그 결과, 싼 가격의 CPU를 이용하는 가능하여, 마사지기의 비용절감이 가능하게 된다.
또한, 상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단을 구비하여, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류의 값이 작은 때는, 상기 삼각파형의 캐리어 주파수를 낮추는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류의 값이 작은 때는, 삼각파형의 캐리어 주파수를 낮추도록 구성되어 있으므로, 청구항 2 또는 3의 경우와는 반대로, 펄스신호의 펄스 폭이 넓어진다. 그 결과, 일률적으로 같은 데드 타임을 설정해도, 데드 타임의 설정에 의해 펄스가 실질적으로 없어져 버리는 것과 같은 사태를 방지할 수 있고, 소음의 발생을 줄일 수 있다.
또한, 상기 브러시리스 DC모터의 회전자는, 대략 원기둥 형상의 철심의 외주면에 복수의 영구자석을 붙여서 구성되고, 각 영구자석의 원주방향의 양단부와 고정자의 철심의 원주방향의 양단부 사이의 갭이 다른 부분의 갭보다도 넓게 되도록 구성되어 있는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 브러시리스 DC모터의 회전자가, 대략 원기둥 형상의 철심의 외주면에 복수의 영구자석을 붙여서 구성되고, 각 영구자석의 원주방향의 양단부와 고정자의 철심의 원주방향의 양단부와의 사이의 갭이 다른 부분의 갭 보다도 넓게 되도록 구성되어 있으므로, 모터의 코일에 생기는 역기전압이 대략 정현파 형상으로 되어, 모터의 코일에 흐르는 대략 정현파 형상의 전류와 서로 어울려서, 브러시리스 DC모터의 고효율화 및 저소음화를 실현할 수 있다.
또한, 상기 브러시리스 DC모터의 회전자는, 대략 원호상 단면을 가지는 복수의 영구자석이 원주방향으로 매립된 구성을 갖는 것이 바람직하다.
이러한 구성에 의하면, 브러시리스 DC모터의 회전자가, 대략 원호상 단면을 갖는 복수(複數)의 영구자석이 원주방향으로 매립되어서 구성되어 있기 때문에, 청구항 6의 경우와 마찬가지로, 모터의 코일에 생기는 역기전압(逆起電壓)이 대략 정현파 형상이 되며, 모터의 코일에 흐르는 대략 정현파 형상의 전류와 서로 어울려서, 브러시리스 DC모터의 고효율화 및 저소음화를 실현할 수 있다.
또는, 시료자를 3차원적인 궤적을 그리도록 구동시켜 시료를 행하는 마사지기로서, 상기 시료자를 구동시키는 모터 중, 상기 시료자가 상기 3차원적인 궤적을 1회 그리는 사이에 적어도 1회 정회전과 역회전이 바뀔 수 있는 모터로서 브러시리스 DC모터를 사용하고, 상기 브러시리스 DC모터를 구동하는 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파형이 되도록, 상기 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 대응하여, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정하는 것이어도 좋다.
이러한 구성에 의해서도, 시료자를 구동시키는 모터 중, 시료자가 3차원적인 궤적을 1회 그리는 사이에 적어도 1회 정회전과 역회전이 전환될 수 있는 모터로서 브러시리스 DC모터를 사용하고, 브러시리스 DC모터를 구동하는 제어회로는, 브 러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파형이 되도록, 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정하고 있으므로, 마사지기의 구성에 관계없이, 상기와 마찬가지의 효과가 얻어질 수 있다.
본원은 일본국 특허출원 2004-299826에 기초하고 있으며, 그 내용은, 상기 특허출원의 명세서 및 도면을 참조함으로써 결과적으로 본원발명에 합체되어야 할 것이다.
또한, 본원발명은, 첨부한 도면을 참조한 실시형태에 의해 충분히 기재되어 있지만, 다양한 변경이나 변형이 가능한 것은, 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명확할 것이다. 그러므로 그러한 변경 및 변형은, 본원발명의 범위를 벗어나는 것은 아니며, 본원발명의 범위에 포함된다고 해석되어야할 것이다.

Claims (8)

  1. 의자와,
    상기 의자의 등받이에 설치된 가이드 레일을 따라 그 자체가 상하운동하는 구동유닛과,
    상기 구동유닛을 상기 가이드 레일을 따라 상하운동시키는 제1모터와,
    상기 구동유닛에 설치되어, 상기 의자의 폭 방향을 따라 서로 역방향으로 왕복구동되는 한 쌍의 시료자 베이스와,
    상기 한 쌍의 시료자 베이스를 서로 역방향으로 왕복구동시키는 제2모터와,
    상기 한 쌍의 시료자 베이스에 각각 지지되어, 그 동작의 주성분이 상기 의자의 등받이에 대해 거의 직교하는 면(面) 내에서 구동되는 시료자와,
    상기 시료자를, 그 동작의 주성분이 상기 의자의 등받이에 대해서 거의 직교하도록 구동시키는 제3모터와,
    상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터를 각각 독립하여 구동하는 제어회로를 구비하며,
    상기 제1모터, 제2모터 및 제3모터의 적어도 1개는 브러시리스 DC모터이고,
    상기 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파형이 되도록, 상기 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정하는 것을 특징으로 하는 마사지기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어회로는,
    상기 브러시리스 DC모터에 내장되어 있는 홀IC로부터 출력되는 신호 사이의 시간을 카운트함으로써 모터의 회전속도를 연산하는 회전속도연산수단과,
    목표회전속도와 연산으로 구한 회전속도를 비교하여, 연산으로 구한 회전속도를 목표회전속도에 일치시키기 위한 속도제어수단과,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 대략 정현파형으로 하기 위해, 소정의 캐리어 주파수를 갖는 삼각파형과 목표 정현파형을 이용하여, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭 변조(PWM) 제어하는 전압제어수단을 구비한 것을 특징으로 하는 마사지기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어회로는,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단을 구비하며,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압에 데드 타임을 설정함과 동시에,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류의 값이 작은 때는, 데드 타 임을 짧게 하는 것을 특징으로 하는 마사지기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어회로는,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압에 데드 타임을 설정함과 동시에,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가되는 펄스전압을 펄스 폭에 따라 데드 타임을 변화시키는 것 특징으로 하는 마사지기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어회로는,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류를 검출하는 전류검출수단을 구비하고,
    상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류의 값이 작은 때는, 상기 삼각파형의 캐리어 주파수를 낮추는 것을 특징으로 하는 마사지기.
  6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 브러시리스 DC모터의 회전자는, 대략 원기둥 형상의 철심의 외주면에 복수의 영구자석을 붙여서 구성되고,
    각(各) 영구자석의 원주방향의 양단부와 고정자의 철심의 원주방향의 양단부 와의 사이의 갭이 다른 부분의 갭보다도 넓게 되도록 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 마사지기.
  7. 제1항 내지 제5항 중의 어느 한 항에 있어서,
    상기 브러시리스 DC모터의 회전자는, 대략 원호상 단면을 갖는 복수의 영구자석이 원주방향에 매립된 구성을 가지는 것을 특징으로 하는 마사지기.
  8. 시료자(施療子)를 3차원적인 궤적을 그리도록 구동시켜서 시료를 행하는 마사지기로서,
    상기 시료자를 구동시키는 모터 중, 상기 시료자가 상기 3차원적인 궤적을 1회 그리는 사이에 적어도 1회 정회전과 역회전이 전환될 수 있는 모터로서 브러시리스 DC모터를 사용하고,
    상기 브러시리스 DC모터를 구동하는 제어회로는, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 흐르는 전류가 대략 정현파형이 되도록, 상기 브러시리스 DC모터에 걸리는 부하에 따라, 상기 브러시리스 DC모터의 코일에 인가하는 구동신호의 파형을 보정하는 것을 특징으로 하는 마사지기.
KR1020077010017A 2004-10-14 2005-10-13 마사지기 KR100861159B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004299826A JP4259448B2 (ja) 2004-10-14 2004-10-14 マッサージ機
JPJP-P-2004-00299826 2004-10-14

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070070201A true KR20070070201A (ko) 2007-07-03
KR100861159B1 KR100861159B1 (ko) 2008-09-30

Family

ID=36148399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077010017A KR100861159B1 (ko) 2004-10-14 2005-10-13 마사지기

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8092407B2 (ko)
JP (1) JP4259448B2 (ko)
KR (1) KR100861159B1 (ko)
CN (1) CN100571015C (ko)
HK (1) HK1107614A1 (ko)
WO (1) WO2006041112A1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010071257A1 (ko) * 2008-12-15 2010-06-24 Kim Ju Yoon 휴대용 마사지기
KR20180038022A (ko) * 2015-08-07 2018-04-13 브로제 파르쪼이크타일레 게엠베하 운트 코. 카게, 코부르크 시트의 마사지 유닛을 활성화하기 위한 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 제어 디바이스 및 시트 장치

Families Citing this family (37)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4218404B2 (ja) * 2003-04-22 2009-02-04 パナソニック電工株式会社 マッサージ機
JP5387878B2 (ja) * 2008-03-31 2014-01-15 株式会社ジェイテクト モータ制御装置
JP4925359B2 (ja) * 2008-10-28 2012-04-25 パナソニック株式会社 マッサージ機
KR101209004B1 (ko) * 2010-06-28 2012-12-07 주식회사 세라젬 인체 스캔 기능을 갖는 온열치료기 및 이를 이용한 인체 스캔방법
JP2012200047A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Fujitsu Telecom Networks Ltd スイッチング電源装置と電流アンプとその駆動方法
JP5660389B2 (ja) * 2011-07-20 2015-01-28 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 回転電機制御装置
US9800123B2 (en) 2012-03-05 2017-10-24 Zhejiang Yilida Ventilator Co., Ltd. Method for modifying stator tooth top arc of brushless DC motor
JP6452276B2 (ja) * 2012-08-30 2019-01-16 アガベ セミコンダクター エルエルシー ブラシレス直流モータ用位置補正パルス幅変調
JP6191985B2 (ja) * 2013-06-17 2017-09-06 パナソニックIpマネジメント株式会社 マッサージ装置
US9889066B2 (en) 2013-07-01 2018-02-13 Good Fortune 5, Llc Massaging device having a heat sink
US10092480B2 (en) 2013-12-11 2018-10-09 Luraco, Inc. Touchscreen-based control system for massage chairs
US20150157526A1 (en) * 2013-12-11 2015-06-11 Luraco Technologies, Inc. Massage apparatus for massage chair
US10849819B2 (en) 2013-12-11 2020-12-01 Luraco, Inc. System and method for body stretching by massage chair
CN104398373B (zh) * 2014-12-02 2016-11-30 山东科技大学 一种可调频率的人体按摩装置及其调频方法
CN104706074A (zh) * 2015-03-25 2015-06-17 浙江川洋家私有限公司 一种电动多功能沙发
US11957635B2 (en) 2015-06-20 2024-04-16 Therabody, Inc. Percussive therapy device with variable amplitude
CN105536149B (zh) * 2016-02-03 2019-03-08 浙江和也健康科技有限公司 一种高能旋磁器及旋磁座椅结构
KR102474142B1 (ko) * 2016-06-20 2022-12-06 패밀리 이나다 가부시키가이샤 마사지 유닛 및 그 마사지 유닛을 가지는 마사지기
US10842708B2 (en) 2017-01-25 2020-11-24 Luraco, Inc. Massage apparatus for legs and feet and massage chair having the massage apparatus
US10724549B2 (en) 2017-05-11 2020-07-28 Luraco, Inc. Massage chair having a noise-reducing, enclosure device
US11179290B2 (en) 2017-05-11 2021-11-23 Luraco, Inc. Massage chair having a wireless charger, armrest sliding, hammering devices, and oxygen generation
JP6917269B2 (ja) * 2017-10-17 2021-08-11 株式会社フジ医療器 マッサージ機
US10639230B2 (en) 2018-04-29 2020-05-05 Luraco, Inc. Massage chair having a mechanism for adjusting position of fluid massage element for arm massaging
JP2020081721A (ja) * 2018-11-30 2020-06-04 株式会社Rends 射精促進装置
US11890253B2 (en) 2018-12-26 2024-02-06 Therabody, Inc. Percussive therapy device with interchangeable modules
US10891000B2 (en) 2019-01-24 2021-01-12 Kevin Le Massage chairs with touchscreen-based control system
CN109512539A (zh) * 2019-01-25 2019-03-26 广州皓醒湾科技有限公司 电动牙刷正弦波驱动控制方法
DE102019201591A1 (de) * 2019-02-07 2020-08-13 Bühler Motor GmbH Flugzeugsitz-Massagesystem und Flugzeugsitz mit einem Massagesystem
US11813221B2 (en) 2019-05-07 2023-11-14 Therabody, Inc. Portable percussive massage device
US11998504B2 (en) 2019-05-07 2024-06-04 Therabody, Inc. Chair including percussive massage therapy
CN110812162B (zh) * 2019-11-22 2021-12-31 辽宁工程技术大学 一种遥控的背肩腰部按摩设备
WO2021113722A1 (en) * 2019-12-04 2021-06-10 Theragun, Inc. Assisted speed controller for percussive massage devices
CN111419667B (zh) * 2020-04-22 2022-06-03 盛泰英诺(嘉兴)医疗科技有限公司 一种医用电磁按摩床架
CN111658467A (zh) * 2020-07-17 2020-09-15 重庆邮电大学 一种多功能按摩机械手
CN113116699B (zh) * 2021-03-25 2023-10-20 未来穿戴技术有限公司 筋膜枪
US11857481B2 (en) 2022-02-28 2024-01-02 Therabody, Inc. System for electrical connection of massage attachment to percussive therapy device
CN114557872A (zh) * 2022-03-29 2022-05-31 慕思健康睡眠股份有限公司 一种精油按摩机构及精油按摩椅

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2783623B2 (ja) * 1989-12-04 1998-08-06 株式会社東芝 インバータ装置
JP3034930B2 (ja) * 1990-09-28 2000-04-17 松下電工株式会社 マッサージ機
JPH04368488A (ja) 1991-06-18 1992-12-21 Juki Corp モータ駆動装置
US5233973A (en) * 1992-03-23 1993-08-10 General Motors Corporation Support structure for humans and massaging mechanism therefor
KR0130537B1 (ko) * 1994-05-31 1998-04-09 이대원 토크리플을 최소화시킨 브러쉬없는 직류전동기 제어시스템
ATE268072T1 (de) * 1999-09-01 2004-06-15 Ramachandran Ramarathnam Motorregler für unterschiedliche geschwindigkeiten
JP2002345913A (ja) * 2001-05-28 2002-12-03 Matsushita Electric Works Ltd マッサージ機
JP2003033043A (ja) * 2001-07-18 2003-01-31 Ebara Densan Ltd インバータ装置
JP2003079084A (ja) 2001-09-05 2003-03-14 Aichi Elec Co リラクタンストルク利用のブラシレスdcモータ
JP4135132B2 (ja) 2002-03-20 2008-08-20 株式会社安川電機 Pwm制御装置
JP4007087B2 (ja) * 2002-06-17 2007-11-14 松下電工株式会社 マッサージ機
JP3888272B2 (ja) 2002-09-25 2007-02-28 株式会社日立製作所 交流電動機の制御装置及び半導体装置
JP2004208341A (ja) 2002-11-05 2004-07-22 Hitachi Ltd 永久磁石式回転電機
JP3985683B2 (ja) 2003-01-28 2007-10-03 松下電工株式会社 マッサージ機
JP4096816B2 (ja) 2003-06-04 2008-06-04 松下電工株式会社 マッサージ機
JP4483548B2 (ja) 2004-11-25 2010-06-16 パナソニック電工株式会社 マッサージ機

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010071257A1 (ko) * 2008-12-15 2010-06-24 Kim Ju Yoon 휴대용 마사지기
KR20180038022A (ko) * 2015-08-07 2018-04-13 브로제 파르쪼이크타일레 게엠베하 운트 코. 카게, 코부르크 시트의 마사지 유닛을 활성화하기 위한 방법, 상기 방법을 수행하기 위한 제어 디바이스 및 시트 장치
US11046225B2 (en) 2015-08-07 2021-06-29 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kg (Coburg) Method for activating massage units in a seat, control device for carrying out said method, and seat arrangement
US11639127B2 (en) 2015-08-07 2023-05-02 Brose Fahrzeugteile Se & Co. Kg (Coburg) Method for activating massage units in a seat, control device for carrying out said method, and seat arrangement

Also Published As

Publication number Publication date
US8092407B2 (en) 2012-01-10
WO2006041112A1 (ja) 2006-04-20
JP4259448B2 (ja) 2009-04-30
US20080097260A1 (en) 2008-04-24
JP2006110037A (ja) 2006-04-27
HK1107614A1 (en) 2008-04-11
KR100861159B1 (ko) 2008-09-30
CN100571015C (zh) 2009-12-16
CN101040430A (zh) 2007-09-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100861159B1 (ko) 마사지기
JP3791402B2 (ja) リニア振動モータの駆動制御方法及び駆動制御装置
US11744769B2 (en) Assisted speed controller for percussive massage devices
KR101257256B1 (ko) 브러쉬 리스 직류모터를 이용한 세안장치와 제어방법 및 상기 제어방법을 수행하기 위한 프로그램 기록매체
US9642758B2 (en) Linear actuator with a rotating brushless DC motor
ES2208829T3 (es) Motor de iman permanente monofasico.
US8176591B2 (en) Electrical toothbrush
JP4673553B2 (ja) ブラシレス直流モータのスタート方法
JP5770290B2 (ja) 共振モータユニット及び共振モータユニットを備える電気装置
EP2957204A1 (en) Facial cleansing apparatus using electric motor and spring, control method therefor, and recording medium recording program for performing control method
CN100426652C (zh) 用于减少电机的转矩脉动和噪声的系统和方法
JP2002233118A (ja) 揺動往復動式モータ及びモータ制御装置並びにその制御方法
JP6715373B2 (ja) 電動クレンジングの力検出システム及び力検出方法
JP2017143612A (ja) 3相ブラシレスモータのセンサレス始動方法
JP4259447B2 (ja) マッサージ機
KR100671958B1 (ko) 비엘디씨모터용 토크맥동 저감형 전류제한 제어장치
WO2012147197A1 (ja) ブラシレスモータ制御装置、およびブラシレスモータ制御方法
EP3832879B1 (en) Control of a single coil bldc motor
JPH11197160A (ja) 切削研磨清掃治療装置および方法
JP2002084725A (ja) 電動機およびその制御方法
JP6495528B1 (ja) 電動機の駆動方法
JP4748142B2 (ja) 清掃装置
TW201904544A (zh) 按摩機
JP2022105468A (ja) 移動補助装置およびその駆動方法
KR100194323B1 (ko) 왕복 이동 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120907

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130902

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140902

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150820

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160818

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170823

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190820

Year of fee payment: 12