JP3978036B2 - マッサージ機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、マッサージ機に関し、特に施療子の力制御に好適なものに関する。
【従来の技術】
【０００３】
従来のマッサージ機では、通常、施療子が一定の軌道を描いて動作する。しかし、それではマッサージ動作が画一的なものになるため、例えば、特開2000-167020号公報に開示されたマッサージ機では、施療子が操作具の操作量に応じて動作し、それにより、被施療者の好みに応じたマッサージが可能になっている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人手による揉み、指圧等のマッサージは押圧力を加減しながら行われる。しかしながら、上記従来のマッサージ機のいずれも、施療子の被施療者に対する押圧力を制御することができず、従って、その押圧力を制御することが可能なマッサージ機にどのような入力装置が適しているか検討されることもなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、被施療者に対する押圧力を制御可能なマッサージ機に好適な入力装置を用いたマッサージ機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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るマッサージ機は、内部に流動体が充填され、少なくとも径方向に弾性変形可能に形成された密閉容器状の握り部と、該記握り部の弾性変形による上記流動体の圧力の上昇及び低下を検出してこの検出信号を出力する第１の圧力センサとを有してなる入力装置と、被施療者にマッサージを施すための施療子と、該施療子をその伸縮によりマッサージ動作させるエアセルと、上記エアセルに該エアセルを伸縮させるための空気を給排する空気配管に配設され、前記施療子の被施療者に対する押圧力を検出する第２の圧力センサと、上記第２の圧力センサで検出される押圧力に基づき、上記施療子の被施療者に対する押圧力を上記入力装置の上記第１の圧力センサから出力される検出信号に応じて上記エアセルを介して制御する制御手段と、を備えたものである（請求項１）。かかる構成とすると、被施療者が、所望するマッサージの強度を擬似的に知覚して加減しながら入力することができるので、マッサージ指令を好適に入力することができる。さらに、入力装置の握り部が径方向に弾性変形可能でかつその変形を流動体の圧力で検出するので、握り部に方向性が少なく、そのため、容易に入力操作することができる。
【０００７】
この場合、上記入力装置は、上記握り部が所定軸に沿って延びる形状に形成され該握り部の一端に固定部が形成された操作部材と、該操作部材の該固定部が上記所定軸の回りに回動自在に固定された基体と、該操作部材の回動量を検出してこの検出信号を出力する回動量検出手段とを備え、上記制御手段は、上記回動量検出手段から出力される検出信号に基づいて上記施療子の動作を制御するものであるとしてもよい（請求項２）。かかる構成とすると、２種類の指令を１つの操作部材の操作によって入力することができる。しかも、操作部材の握り部を径方向に弾性変形させて一方の指令を入力することができるので、その握り部を回動させながら容易に他方の指令をも入力することができる。
【０００８】
この場合、上記マッサージ機が椅子式のものであり、上記入力装置が、上記基体を支持する曲げ可能な支柱をさらに有し、該支柱によって上記マッサージ機の肘掛部に立つように取り付けられてなる上記基体を支持する曲げ変形可能な支柱をさらに備えたものとしてもよい（請求項３）。かかる構成とすると、被施療者が握り部を片手で握ると、被施療者の体格に応じて支柱が曲がって握り部が前後するので、被施療者が好適な状態で入力装置を操作することができる。
【０００９】
また、上記の場合、上記入力装置の握り部が弾性体からなる密閉された袋状に形成され、上記流動体が空気であるとしてもよい（請求項４）。かかる構成とすると、流動体たる空気の粘性が相対的に低いので、入力たる握力に対する出力の応答速度が相対的に向上する。
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態
（入力装置）
図１は本発明の実施の形態に係る入力装置の構成を示す縦断面図、図２は図１のＡ矢視図である。
【００１１】
図１、図２に示すように、本実施の形態に係る入力装置12は、操作部材201と、基体202と、支柱203とを主要な構成要素として含んで構成されている。
【００１２】
操作部材201は、紡錘状、すなわち、円形断面を有し両端部204a,204bが一定径でそこから中央に向けて緩やかに拡径するよう形成された筒状の容体204を有し、該容体204の両方の端部204a,204bには、それぞれ、栓体223、固定軸205が嵌挿されている。容体204は、その形状を保持可能な程度の剛性と人手で握った場合に径方向に容易に変形可能な程度の弾性を有し、例えばゴム等の柔軟な弾性体で構成されている。
【００１３】
栓体223は、内孔の途中に大径部206cが形成された円筒状の栓本体206を有し、該栓本体206の内孔の大径部206cにボール207が収納され、該ボール207と該大径部206cの一方の端面との間に圧縮バネ208が介装されている。これにより、ボール208が圧縮バネ208の付勢力によって該大径部206cの他方の傾斜した端面206bに押し付けられ、逆止弁が形成されている。そして、栓本体206は、このボール207の押し付けられる方向の端面が外側になるようにして容体204の端部204aに圧入され適宜な手段（図示せず）によって該端部204aに固定されている。そして、栓本体206の内孔のこの端面への開口206aが後述する握り部224内部への流動体の注入口を構成している。
【００１４】
固定軸205は、段付き円柱形状に形成され、その大径部205bが容体204の他方の端部204bに圧入され、適宜な手段（図示せず）によって該端部204bに固定されている。固定軸205の大径側の端面には圧力センサ210が埋め込まれ、その検出出力を伝送する信号線211が固定軸205の内部に形成された通孔205cを通ってその外部に導出されている。そして、このように構成された容体204、栓体223、及び固定軸205の大径部205bが操作部材201の握り部224を構成し、固定軸205の小径部205aが操作部材201の固定部を構成している。握り部224は、密閉容器を形成し、上述の注入口206aから流動体209がその内部に注入され、上述のボール207及び圧縮バネ208で構成される逆止弁によって封止されている。流動体209は、握り部224の握り変形に対する高速応答が要求されることから、弾性変形可能で粘性が低いことが好ましく、本実施の形態では、大気圧以上に加圧された空気で構成されている。
【００１５】
基体202は板状に形成され、下端に円柱状の差込部202dが形成されている。また、基体202の上部には、厚み方向に貫通するように軸孔202aが形成され、該軸孔202aの中央部から該基体202の内部を通って差込部202dの下端に至るように通孔202bが形成されている。そして、軸孔202aに操作部材201の固定軸205の小径部205aが回動自在に挿通され、その軸孔202aから突出した部分の外周面に形成された溝205cに止め輪222を嵌め込むことによってその軸方向に止められている。また、固定軸205の大径部205bと基体202との間にはワッシャ221が配設されている。さらに、固定軸205の軸孔202aから突出した部分には、図２に示す操作部材201の回動における基準位置において下方に突出するようにドグ214が形成されるとともに、一端を基体202に固定されたコイルバネからなる戻りバネ213の他端が接続されている。そして、一対のリミットスイッチ215,216が、各々のアクチュエータ215a,216aが上記ドグ214の両側に所定の間隔を有して位置するようにして、基体202に配設されている。また、固定軸205の通孔205cは、操作部材202が上記基準位置にあるとき、基体202の通孔202bに連通するように形成されている。また、この固定軸205の通孔205cは、該固定軸205の外周面に周方向の広範囲に渡って開口するように形成され、それにより、固定軸を一定の角度範囲で双方向に回転させてもその通孔205cが基体202の通孔202bに連通するようになっている。
【００１６】
支柱203は、弾性変形又は塑性変形によって曲げ可能な柱状部材で構成するのが望ましく、本実施の形態では、例えば、フレキシブルなパイプで構成されている。そして、この支柱203の上端に基体202の差込部202dが嵌挿され、止めネジ212で該支柱203に固定されている。そして、操作部材201の圧力センサ210の信号線211が、固定軸205の通孔205cから基体202の通孔202c内に導入されている。また、上記一対のリミットスイッチ215,216の検出出力をそれぞれ伝送する１対の信号線217,218が基体202の通孔202c,202cを通って通孔202bに至り、そこで圧力センサ210の上記信号線211と一括して信号線ハーネス219とされ、該基体202の通孔202c及び支柱203の内孔を通って外部に導出されている。
【００１７】
次に、以上のように構成された入力装置の動作を説明する。
【００１８】
図１、図２において、操作者が片手で操作部材201の握り部224を握り、力を入れると、握り部224からその弾性による反力を受ける。そして、この反力に抗して握り部224をある強さで握ると、その握力に応じて握り部224の握った部分の径が減少し、それより流動体209の圧力が上昇する。すると、この圧力の上昇を圧力センサ210が検出し、この検出信号を信号線211を通じて外部に出力する。次いで、操作者がその握力を弱めると、その分、握り部224の握った部分の径がその弾性により増大して、流動体209の圧力が低下し、この圧力低下を圧力センサ210が検出して外部に出力する。これにより、操作者は、握力を入力することができる。換言すれば、ある指令を入力装置12からの反力を感じながら入力することができる。しかも、操作部材201の握り部204を柔軟な弾性体からなる容体204と加圧空気からなる流動体209で構成しているので、握力の入力に対し出力の高速な応答が可能になっている。
【００１９】
次に、操作者が、握り部224を握った状態で操作部材201を時計方向（図１の実線方向）に回すと、該操作部材201は、その中心軸301の回りに時計方向に回転する。すると、固定軸205のドグ214がリミットスイッチ215のアクチュエータ215aに当接してこれを所定位置まで揺動させる。すると、リミットスイッチ215がその電気接点の開から閉への変化又は閉から開への変化を示す信号（以下、スイッチング信号という）を信号線217を通じて外部に出力する。一方、操作部材201を反時計方向（図１の点線方向）に回すと、該操作部材201が反時計方向に回転し、ドグ214がリミットスイッチ216のアクチュエータ216aに当接してこれを所定位置まで揺動させる。すると、リミットスイッチ216がスイッチング信号を信号線218を通じて外部に出力する。これにより、操作者は、操作部材201を回すことによってもう１つの指令を入力することができる。しかも、握り部224を握りながらこのもう１つの指令を容易に入力することができる。
【００２０】
そして、操作者が、操作部材201回した状態で手を離すと、操作部材201は戻りバネ213により回転して基準位置まで戻る。
（マッサージ機）
図３は本実施の形態に係るマッサージ機の全体構成を示す斜視図、図４は図３のマッサージ機の制御系統の構成を示す配管及びブロック線図である。
【００２１】
図３に示すように、本実施の形態に係るマッサージ装置１は、椅子式のマッサージ装置であり、背凭れ部２と、座部３と、左右一対の肘掛部４,４とを有している。背凭れ部２の内部には、マッサージ駆動部６と昇降機構５とが配設されている。昇降機構５は、背凭れ部２の中心線に沿って延びるボールネジ９と、ボールネジ９を正逆双方向に回転する昇降モータ10とを有し、ボールネジ９に昇降機構５の螺合部７aが螺合されている。これにより、昇降モータ10が回転すると、その回転に応じてマッサージ駆動部６が上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。そして、一方の肘掛部４に入力装置12が配設されている。
【００２２】
図４をも参照すると、マッサージ駆動部６は、ボールネジ９との螺合部７aが形成されたベース７と、ベース７の前面に配設された支持部材13と、左右方向（Ｙ軸方向）に延びる回転軸14の回りに回動自在に支持部材13に取り付けられた揺動板15と、揺動板15の前面に突設された施療子８と、揺動板15とベース７との間に配設され圧搾空気の給排により伸縮するエアセル17とを有している。これにより、エアセル17が伸縮すると、揺動板15が回転軸14を中心に略前後方向（略Ｘ軸方向）に揺動し、それにより、施療子８が略前後方向に進退する。
【００２３】
エアセル17は、切換弁19と該切換弁19に直列に接続されかつ互いに並列に接続された絞りＡ，Ｂを介してエアポンプ18に接続されている。切換弁19は、エアセル17に対する給気と排気とを切り換えるものである。絞りＡ，Ｂは開度が固定され、かつ絞りＢの方が絞りＡより大きな開度に設定されている。本実施の形態では、絞りＢの開度が絞りＡの開度の２倍に設定されている。これにより、切換弁19を切り換えて給気モード又は排気モードにすると、エアセル17が給気又は排気され、それに応じて該エアセル17が伸張又は収縮する。また、絞りＡ，Ｂを開閉して、両者の合計開度を変化させると、エアセル17に対する給気又は排気の速度が変化する。
【００２４】
また、マッサージ機１はＣＰＵからなる制御装置20を有している。そして、入力装置12の検出出力が制御装置20に入力されている。図１及び図２をも参照して、この入力装置12は、上述の入力装置であり、圧力センサ210の検出出力が操作部材201に対する握力（マッサージ強度を示すマッサージ指令）として、制御装置20に入力されている。また、リミットスイッチ215,216の検出出力が施療子８の高さ指令（もう１つのマッサージ指令）として制御装置20に入力されている。そして、制御装置20は、リミットスイッチ215,216のいずれからもスイッチング信号が入力されない場合には昇降モータ10を停止し、リミットスイッチ215からスイッチング信号が入力された場合には昇降モータ10を正転させ、リミットスイッチ216からスイッチング信号が入力された場合には昇降モータ10を逆転させる。これにより、入力装置12の操作部材201が基準位置にあるときは、昇降モータ10が停止して施療子８は停止し、操作部材201が時計方向に回わされてリミットスイッチ215からスイッチング信号が出力されると、昇降モータ10が正転してマッサージ駆動部６が上昇し、操作部材201が反時計方向に回わされてリミットスイッチ216からスイッチング信号が出力されると、昇降モータ10が逆転してマッサージ駆動部６が下降する。
【００２５】
また、図４に示すように、マッサージ駆動部６には揺動板15の回転角を検出する位置センサ21が配設されるとともに、エアセル17から切換弁19に至る空気配管のエアセル17に近い部分に圧力センサ31が配設され、該位置センサ21及び圧力センサ31の検出出力が制御装置20にそれぞれ入力されている。圧力センサ31及び位置センサ21の検出値は、制御装置20において、それぞれ、施療子８の押圧力及び位置に換算される。位置センサ21は、例えば、ポテンショメータ、エンコーダ等で構成されている。また、切換弁19は、給気制御コイルＳ及び排気制御コイルＥが制御装置20に接続され、その給排の切換を制御装置20によって制御されている。また、絞りＡ，Ｂは、制御装置20によって開閉を制御されている。
【００２６】
次に、以上のように構成されたマッサージ機１の動作を図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。図５は制御装置20に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャート、図６は図５のフローチャートにおけるフィードバック制御の内容を示すフローチャートである。
【００２７】
以下では、被施療者の標準の所作に基づいてマッサージ機１の動作を説明する。
【００２８】
図１〜図６において、マッサージ機１に被施療者が着座し、図示されない始動スイッチをオンすると、マッサージ機１が始動する。被施療者は、まず、入力装置12の操作部材201の握り部224を片手で握り、該操作部材201を時計方向又は反時計方向に回す。すると、昇降モータ10が正転又は逆転して、マッサージ駆動部６が上昇又は下降するので、それによって施療子８の上下方向における位置を自分に合うように調整する。この際、被施療者が操作部材201の握り部224を片手で握ると、被施療者の体格に応じて支柱203が曲がって握り部224が前後するので、被施療者が好適な状態で入力装置12を操作することができる。
【００２９】
一方、制御装置20は、マッサージ機１が始動すると、まず、本制御プログラムの初期設定を行う（ステップＳ１）。この初期設定は、施療子８の被施療者に対する押圧力（以下、単に押圧力という）Ｆの下限値Ｆmin、施療子８の位置（以下、単に位置という）Ｐの上限値Ｐmax、押圧力Ｆの片側不感域Ｆd、位置Ｐの片側不感域Ｐdを設定することにより行う。ここでは、例えば、Ｆmin＝３kg、Ｐmax＝３０mm、Ｆd＝１kg、Ｐd＝１．５mmに設定する。次いで、制御装置20は、圧力センサ31によって検出される押圧力Ｆを取得し（ステップＳ２）、この押圧力Ｆをその下限値Ｆmaxと比較する（ステップＳ３）。ここでは、被施療者が背凭れ部２に凭れておらず、施療子８が被施療者に接触していないものとする。すると、押圧力Ｆは０kgであるので、制御装置20は、ステップＳ４に進み、位置センサ21によって検出される位置Ｐを取得し、次いで、指示値Ｉを取得する(ステップＳ５）。指示値Ｉは、本実施の形態では、入力装置12から入力される握力である。次いで、施療子８の位置を、出力値である位置Ｐを用いて指示値Ｉに向けフィードバック制御するのであるが、この際に、まず、変数変換を行う（ステップＳ６）。これは、施療子８の位置に対するフィードバック制御と施療子８の押圧力に対するフィードバック制御とを共通のプログラムによって行なうためである。この変数変換は、片側不感域ＴＤＺ＝位置の片側不感域Ｐd、現状値ＴＰＦ＝位置Ｐ、換算指示値Ｉ’＝位置に換算した指示値Ｉ、指示値ＴＩＤ＝Ｉ’と変換することにより行う。ここで、指示値ＩをＩ’に換算するのは、指示値Ｉが操作部材201に対する握力を表すのものであるので、これを位置センサ21の検出出力の換算値である位置Ｐに換算するためである。この換算は、指示値Ｉを所定の弾性係数で除することにより行われる。
【００３０】
次いで、施療子８の位置に対するフィードバック制御を実行し（ステップＳ７）、その後ステップＳ１に戻る。このフィードバック制御の内容は後述する。これにより、施療子８が操部材201の握り変形量に応じた位置に移動する。この施療子８に対する制御状態を、以下、位置制御と呼ぶ。そして、この位置制御は、ステップＳ３において、押圧力Ｆがその下限値Ｆmin以上にならない限り継続する。ここで、後述する力制御においては、マッサージ機１に被施療者が着座していないときには、施療子８が当接する対象が存在しないことから押圧力Ｆがゼロのままで上昇しないため、施療子８がその限度まで前進してしまい、異様な外観を呈するという不具合が生じる。しかし、本制御プログラムでは、このように、制御開始時には位置制御を行うため、被施療者が着座していなくても、そのような不具合が生じることはない。
【００３１】
次いで、被施療者が、操作部材201を力を入れずに（変形させないように）握りかつ施療子８の押圧力Ｆがその下限値Ｆmin以上となるように該施療子８及び背凭れ部２に凭れたとする。
【００３２】
すると、ステップＳ３において、押圧力Ｆがその下限値Ｆmin以上となるので、制御装置20は、ステップＳ８に進み、位置センサ21から入力される位置Ｐを取得する。次いで、位置Ｐをその上限値Ｐmaxと比較する（ステップＳ９）。すると、操作部材201は握り変形しておらず、従って位置Ｐは０mmであるので、制御装置20はステップＳ１０に進み、圧力センサ31によって検出される押圧力Ｆを取得する。次いで、入力装置12から入力される指示値Ｉを取得する(ステップＳ１１）。次いで、施療子８の位置を、出力値である押圧力Ｆを用いて指示値Ｉに向けフィードバック制御するのであるが、この際に、まず、変数変換を行う（ステップＳ１２）。これは、上述のように施療子８の位置に対するフィードバック制御と施療子８の押圧力に対するフィードバック制御とを共通のプログラムによって行なうためである。この変数変換は、片側不感域ＴＤＺ＝押圧力Ｆの片側不感域Ｆd、現状値ＴＰＦ＝押圧力Ｆ、換算指示値Ｉ”＝押圧力に換算した指示値Ｉ、指示値ＴＩＤ＝Ｉ”と変換することにより行う。ここで、指示値ＩをＩ”に換算するのは、指示値Ｉが操作部材201に対する握力を表すのものであるので、これを圧力センサ31の検出出力の換算値である押圧力Ｆに換算するためである。
【００３３】
次いで、施療子８の位置に対するフィードバック制御を実行し（ステップＳ１３）し、その後ステップＳ８に戻る。これにより、施療子８が操作部材201に対する握力に応じた押圧力で被施療者を押圧する。従って、被施療者は操作部材201に対する握力を加減して、所望の押圧力でマッサージを受けることができる。また、この制御状態では、被施療者の背中が施療子８から離れようとしても、押圧力Ｆが指示値Ｉに相当する値に達するまでエアセル17が給気され、それに応じて施療子８が前進するので、施療子８は被施療者の背中にくっついて離れない。これにより、被施療者は、人手によるマッサージに近いマッサージを享受することができる。この施療子８に対する制御状態を、以下、力制御と呼ぶ。そして、この力制御は、ステップＳ９において、位置Ｐがその上限値Ｐmax以上にならない限り継続する。
【００３４】
次いで、十分にマッサージを受けた被施療者が、背中を、背凭れ部２及び施療子８から大きく離したとする。すると、ステップＳ９において、位置Ｐがその上限値Ｐmax以上になるので、制御装置20は、ステップＳ４に進む。すなわち、制御装置20は位置制御に切り換わる。これにより、施療子８が被施療者の背中にくっついてその限度まで前進し、異様な外観を呈するのが防止される。
【００３５】
次に、上述の施療子８に対するフィードバック制御を説明する。図６をも参照すると、図５のステップＳ７及びＳ１３において、制御装置20は、まず、指示値ＴＩＤから現状値ＴＰＦを減算して偏差ＨＥＮ算出する（ステップＳ２１）。次いで、偏差ＨＥＮの絶対値をとって絶対偏差ＡＨＥＮを算出する（ステップＳ２２）。次いで、絶対偏差ＡＨＥＮを不感域ＴＤＺと比較し（ステップＳ２３）、以下のように処理する。
【００３６】
絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺを下回る場合には、図５の次のステップに移行する。
【００３７】
そして、絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺの１倍以上２倍未満である場合には、開度の小さい絞りＡを開き、開度の大きい絞りＢを閉じるようこれらを制御する（ステップＳ２４）。また、絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺの２倍以上３倍未満である場合には、開度の小さい絞りＡを閉じ、開度の大きい絞りＢを開くようこれらを制御する（ステップＳ２５）。さらに、絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺの３倍以上である場合には、絞りＡ，Ｂの双方を開くようこれらを制御する（ステップＳ２６）。次いで、偏差ＨＥＮの符号を判定し（ステップＳ２７）、偏差ＨＥＮが負である場合には切換弁19を制御してこれを排気モードに切り換え（ステップＳ２８）、偏差ＨＥＮがゼロ又は正である場合には切換弁19を制御してこれを給気モードに切り換える（ステップＳ２９）。その後、図５の次のステップに移行する。
【００３８】
従って、現状値ＴＰＦが指示値ＴＩＤからずれていても、その偏差ＨＥＮが不感域ＴＤＺの範囲内にある場合には、エアセル17が給排気されないので、施療子８の位置又は押圧力の僅かなずれに対し制御装置20によるフィードバック制御が行われるのが防止される。また、現状値ＴＰＦが指示値ＴＩＤを大きく下回っている場合、すなわち、偏差ＨＥＮが負であって絶対値が大きい場合には、最初は、絞りＡ，Ｂの双方を使用してエアセル17が給気され、それにより偏差ＨＥＮの絶対値が小さくなるにつれて、絞りＡ，Ｂの合計開度が小さくなるようにしてエアセル17が給気される。逆に、現状値ＴＰＦが指示値ＴＩＤを大きく上回っている場合、すなわち、偏差ＨＥＮが正であって絶対値が大きい場合には、最初は、絞りＡ，Ｂの双方を使用してエアセル17が排気され、それにより偏差ＨＥＮの絶対値が小さくなるにつれて、絞りＡ，Ｂの合計開度が小さくなるようにしてエアセル17が排気される。従って、施療子８の位置又は押圧力が、オーバシュートしないようにフィードバック制御される。その結果、ハンチングの発生が防止され、施療子８に対する制御性が向上する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係るマッサージ機１では、施療子８に対する制御を位置制御と力制御とが自動的に切り換えて行われるので、力制御によって人手によるマッサージに近いマッサージを行うことが可能になるとともに、被施療者が背凭れ部２から大きく離れたときあるいは被施療者が着座していないときには、自動的に位置制御に切り換わることによって、施療子８がその限度まで前進して異様な外観を呈するのが防止される。
【００４０】
また、本実施の形態に係るマッサージ機１では、被施療者は、入力装置12の操作部材201に対する握力を加減することによって、マッサージの強度を擬似的に知覚しながら所望の押圧力でマッサージを受けることができる。また、握り部224が中心軸301に沿って延びる形状に形成された操作部材201を、その中心軸301の回りに回動自在に基体202に固定するようにしたので、マッサージ強度と施療子８の高さとの２種類のマッサージ指令を１つの操作部材201の操作によって入力することができ、しかも、操作部材201の握り部224を径方向に弾性変形させてマッサージ強度を入力することができることから、その握り部224を回動させながら容易に施療子８の高さをも入力することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、入力装置12の操作部材201を基体202に対して回動自在に固定したが、これを基体202に動かぬように固定してもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、入力装置12の操作部材201の回動を、１対のリミットスイッチで所定量回動したか否か検出するようにした、すなわち、デジタル量として検出したが、これをアナログ量として検出してもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、操作部材201の握り部224を紡錘状に形成したが、これは、所定の軸に沿って延びるような形状であればよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、握り部224を柔軟な弾性体からなる容体204と空気からなる流動体９とで構成したが、握り部224は全体として弾性を有すればよく、流動体が弾性を有すればその容体は必ずしも弾性を有する必要はなく、逆に容体が弾性を有すれば流動体は必ずしも弾性を有する必要はない。また、容体は、例えば、その周壁が周方向に蛇腹状に形成され、それにより径方向に弾性変形可能なものでもよい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、被施療者に対する押圧力を制御可能なマッサージ機に好適な入力装置を用いたマッサージ機を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】 本発明の実施の形態に係る入力装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】 図１のＡ矢視図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係るマッサージ機の全体構成を示す斜視図である。
【図４】 図３のマッサージ機の制御系統の構成を示す配管及びブロック線図である。
【図５】 制御装置20に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【図６】 図５のフローチャートにおけるフィードバック制御の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１ マッサージ機
２ 背凭れ部
３ 座部
４ 肘掛部
５ 昇降機構
６ マッサージ駆動部
７ ベース
７a 螺合部
８ 施療子
９ ボールネジ
10 昇降モータ
12 入力装置
13 支持部材
14 回転軸
15 揺動板
17 エアセル
18 エアポンプ
19 切換弁
20 制御装置
21 位置センサ
31 圧力センサ
201 操作部材
202 基体
202a 軸孔
202b,202c 通孔
202d 差込部
203 支柱
204 容体
204a,204b 端部
205 固定軸
205a 小径部
205b 大径部
205c 溝
206 栓本体
206a 注入口
206b 端面
206c 大径部
207 ボール
208 圧縮バネ
209 流動体
210 圧力センサ
211,217,218 信号線
212 止めネジ
213 戻りバネ
214 ドグ
215,216 リミットスイッチ
219 信号線ハーネス
221 ワッシャ
222 止め輪
223 栓体
224 握り部
301 中心軸
Ｅ 排気制御コイル
Ｍ モータ
Ｓ 給気制御コイル
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、マッサージ機に関し、特に施療子の力制御に好適なものに関する。
【従来の技術】
【０００３】
従来のマッサージ機では、通常、施療子が一定の軌道を描いて動作する。しかし、それではマッサージ動作が画一的なものになるため、例えば、特開2000-167020号公報に開示されたマッサージ機では、施療子が操作具の操作量に応じて動作し、それにより、被施療者の好みに応じたマッサージが可能になっている。
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、人手による揉み、指圧等のマッサージは押圧力を加減しながら行われる。しかしながら、上記従来のマッサージ機のいずれも、施療子の被施療者に対する押圧力を制御することができず、従って、その押圧力を制御することが可能なマッサージ機にどのような入力装置が適しているか検討されることもなかった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、被施療者に対する押圧力を制御可能なマッサージ機に好適な入力装置を用いたマッサージ機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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るマッサージ機は、内部に流動体が充填され、少なくとも径方向に弾性変形可能に形成された密閉容器状の握り部と、該記握り部の弾性変形による上記流動体の圧力の上昇及び低下を検出してこの検出信号を出力する第１の圧力センサとを有してなる入力装置と、被施療者にマッサージを施すための施療子と、該施療子をその伸縮によりマッサージ動作させるエアセルと、上記エアセルに該エアセルを伸縮させるための空気を給排する空気配管に配設され、前記施療子の被施療者に対する押圧力を検出する第２の圧力センサと、上記第２の圧力センサで検出される押圧力に基づき、上記施療子の被施療者に対する押圧力を上記入力装置の上記第１の圧力センサから出力される検出信号に応じて上記エアセルを介して制御する制御手段と、を備えたものである（請求項１）。かかる構成とすると、被施療者が、所望するマッサージの強度を擬似的に知覚して加減しながら入力することができるので、マッサージ指令を好適に入力することができる。さらに、入力装置の握り部が径方向に弾性変形可能でかつその変形を流動体の圧力で検出するので、握り部に方向性が少なく、そのため、容易に入力操作することができる。
【０００７】
この場合、上記入力装置は、上記握り部が所定軸に沿って延びる形状に形成され該握り部の一端に固定部が形成された操作部材と、該操作部材の該固定部が上記所定軸の回りに回動自在に固定された基体と、該操作部材の回動量を検出してこの検出信号を出力する回動量検出手段とを備え、上記制御手段は、上記回動量検出手段から出力される検出信号に基づいて上記施療子の動作を制御するものであるとしてもよい（請求項２）。かかる構成とすると、２種類の指令を１つの操作部材の操作によって入力することができる。しかも、操作部材の握り部を径方向に弾性変形させて一方の指令を入力することができるので、その握り部を回動させながら容易に他方の指令をも入力することができる。
【０００８】
この場合、上記マッサージ機が椅子式のものであり、上記入力装置が、上記基体を支持する曲げ可能な支柱をさらに有し、該支柱によって上記マッサージ機の肘掛部に立つように取り付けられてなる上記基体を支持する曲げ変形可能な支柱をさらに備えたものとしてもよい（請求項３）。かかる構成とすると、被施療者が握り部を片手で握ると、被施療者の体格に応じて支柱が曲がって握り部が前後するので、被施療者が好適な状態で入力装置を操作することができる。
【０００９】
また、上記の場合、上記入力装置の握り部が弾性体からなる密閉された袋状に形成され、上記流動体が空気であるとしてもよい（請求項４）。かかる構成とすると、流動体たる空気の粘性が相対的に低いので、入力たる握力に対する出力の応答速度が相対的に向上する。
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態
（入力装置）
図１は本発明の実施の形態に係る入力装置の構成を示す縦断面図、図２は図１のＡ矢視図である。
【００１１】
図１、図２に示すように、本実施の形態に係る入力装置12は、操作部材201と、基体202と、支柱203とを主要な構成要素として含んで構成されている。
【００１２】
操作部材201は、紡錘状、すなわち、円形断面を有し両端部204a,204bが一定径でそこから中央に向けて緩やかに拡径するよう形成された筒状の容体204を有し、該容体204の両方の端部204a,204bには、それぞれ、栓体223、固定軸205が嵌挿されている。容体204は、その形状を保持可能な程度の剛性と人手で握った場合に径方向に容易に変形可能な程度の弾性を有し、例えばゴム等の柔軟な弾性体で構成されている。
【００１３】
栓体223は、内孔の途中に大径部206cが形成された円筒状の栓本体206を有し、該栓本体206の内孔の大径部206cにボール207が収納され、該ボール207と該大径部206cの一方の端面との間に圧縮バネ208が介装されている。これにより、ボール208が圧縮バネ208の付勢力によって該大径部206cの他方の傾斜した端面206bに押し付けられ、逆止弁が形成されている。そして、栓本体206は、このボール207の押し付けられる方向の端面が外側になるようにして容体204の端部204aに圧入され適宜な手段（図示せず）によって該端部204aに固定されている。そして、栓本体206の内孔のこの端面への開口206aが後述する握り部224内部への流動体の注入口を構成している。
【００１４】
固定軸205は、段付き円柱形状に形成され、その大径部205bが容体204の他方の端部204bに圧入され、適宜な手段（図示せず）によって該端部204bに固定されている。固定軸205の大径側の端面には圧力センサ210が埋め込まれ、その検出出力を伝送する信号線211が固定軸205の内部に形成された通孔205cを通ってその外部に導出されている。そして、このように構成された容体204、栓体223、及び固定軸205の大径部205bが操作部材201の握り部224を構成し、固定軸205の小径部205aが操作部材201の固定部を構成している。握り部224は、密閉容器を形成し、上述の注入口206aから流動体209がその内部に注入され、上述のボール207及び圧縮バネ208で構成される逆止弁によって封止されている。流動体209は、握り部224の握り変形に対する高速応答が要求されることから、弾性変形可能で粘性が低いことが好ましく、本実施の形態では、大気圧以上に加圧された空気で構成されている。
【００１５】
基体202は板状に形成され、下端に円柱状の差込部202dが形成されている。また、基体202の上部には、厚み方向に貫通するように軸孔202aが形成され、該軸孔202aの中央部から該基体202の内部を通って差込部202dの下端に至るように通孔202bが形成されている。そして、軸孔202aに操作部材201の固定軸205の小径部205aが回動自在に挿通され、その軸孔202aから突出した部分の外周面に形成された溝205cに止め輪222を嵌め込むことによってその軸方向に止められている。また、固定軸205の大径部205bと基体202との間にはワッシャ221が配設されている。さらに、固定軸205の軸孔202aから突出した部分には、図２に示す操作部材201の回動における基準位置において下方に突出するようにドグ214が形成されるとともに、一端を基体202に固定されたコイルバネからなる戻りバネ213の他端が接続されている。そして、一対のリミットスイッチ215,216が、各々のアクチュエータ215a,216aが上記ドグ214の両側に所定の間隔を有して位置するようにして、基体202に配設されている。また、固定軸205の通孔205cは、操作部材202が上記基準位置にあるとき、基体202の通孔202bに連通するように形成されている。また、この固定軸205の通孔205cは、該固定軸205の外周面に周方向の広範囲に渡って開口するように形成され、それにより、固定軸を一定の角度範囲で双方向に回転させてもその通孔205cが基体202の通孔202bに連通するようになっている。
【００１６】
支柱203は、弾性変形又は塑性変形によって曲げ可能な柱状部材で構成するのが望ましく、本実施の形態では、例えば、フレキシブルなパイプで構成されている。そして、この支柱203の上端に基体202の差込部202dが嵌挿され、止めネジ212で該支柱203に固定されている。そして、操作部材201の圧力センサ210の信号線211が、固定軸205の通孔205cから基体202の通孔202c内に導入されている。また、上記一対のリミットスイッチ215,216の検出出力をそれぞれ伝送する１対の信号線217,218が基体202の通孔202c,202cを通って通孔202bに至り、そこで圧力センサ210の上記信号線211と一括して信号線ハーネス219とされ、該基体202の通孔202c及び支柱203の内孔を通って外部に導出されている。
【００１７】
次に、以上のように構成された入力装置の動作を説明する。
【００１８】
図１、図２において、操作者が片手で操作部材201の握り部224を握り、力を入れると、握り部224からその弾性による反力を受ける。そして、この反力に抗して握り部224をある強さで握ると、その握力に応じて握り部224の握った部分の径が減少し、それより流動体209の圧力が上昇する。すると、この圧力の上昇を圧力センサ210が検出し、この検出信号を信号線211を通じて外部に出力する。次いで、操作者がその握力を弱めると、その分、握り部224の握った部分の径がその弾性により増大して、流動体209の圧力が低下し、この圧力低下を圧力センサ210が検出して外部に出力する。これにより、操作者は、握力を入力することができる。換言すれば、ある指令を入力装置12からの反力を感じながら入力することができる。しかも、操作部材201の握り部204を柔軟な弾性体からなる容体204と加圧空気からなる流動体209で構成しているので、握力の入力に対し出力の高速な応答が可能になっている。
【００１９】
次に、操作者が、握り部224を握った状態で操作部材201を時計方向（図１の実線方向）に回すと、該操作部材201は、その中心軸301の回りに時計方向に回転する。すると、固定軸205のドグ214がリミットスイッチ215のアクチュエータ215aに当接してこれを所定位置まで揺動させる。すると、リミットスイッチ215がその電気接点の開から閉への変化又は閉から開への変化を示す信号（以下、スイッチング信号という）を信号線217を通じて外部に出力する。一方、操作部材201を反時計方向（図１の点線方向）に回すと、該操作部材201が反時計方向に回転し、ドグ214がリミットスイッチ216のアクチュエータ216aに当接してこれを所定位置まで揺動させる。すると、リミットスイッチ216がスイッチング信号を信号線218を通じて外部に出力する。これにより、操作者は、操作部材201を回すことによってもう１つの指令を入力することができる。しかも、握り部224を握りながらこのもう１つの指令を容易に入力することができる。
【００２０】
そして、操作者が、操作部材201回した状態で手を離すと、操作部材201は戻りバネ213により回転して基準位置まで戻る。
（マッサージ機）
図３は本実施の形態に係るマッサージ機の全体構成を示す斜視図、図４は図３のマッサージ機の制御系統の構成を示す配管及びブロック線図である。
【００２１】
図３に示すように、本実施の形態に係るマッサージ装置１は、椅子式のマッサージ装置であり、背凭れ部２と、座部３と、左右一対の肘掛部４,４とを有している。背凭れ部２の内部には、マッサージ駆動部６と昇降機構５とが配設されている。昇降機構５は、背凭れ部２の中心線に沿って延びるボールネジ９と、ボールネジ９を正逆双方向に回転する昇降モータ10とを有し、ボールネジ９に昇降機構５の螺合部７aが螺合されている。これにより、昇降モータ10が回転すると、その回転に応じてマッサージ駆動部６が上下方向（Ｚ軸方向）に移動する。そして、一方の肘掛部４に入力装置12が配設されている。
【００２２】
図４をも参照すると、マッサージ駆動部６は、ボールネジ９との螺合部７aが形成されたベース７と、ベース７の前面に配設された支持部材13と、左右方向（Ｙ軸方向）に延びる回転軸14の回りに回動自在に支持部材13に取り付けられた揺動板15と、揺動板15の前面に突設された施療子８と、揺動板15とベース７との間に配設され圧搾空気の給排により伸縮するエアセル17とを有している。これにより、エアセル17が伸縮すると、揺動板15が回転軸14を中心に略前後方向（略Ｘ軸方向）に揺動し、それにより、施療子８が略前後方向に進退する。
【００２３】
エアセル17は、切換弁19と該切換弁19に直列に接続されかつ互いに並列に接続された絞りＡ，Ｂを介してエアポンプ18に接続されている。切換弁19は、エアセル17に対する給気と排気とを切り換えるものである。絞りＡ，Ｂは開度が固定され、かつ絞りＢの方が絞りＡより大きな開度に設定されている。本実施の形態では、絞りＢの開度が絞りＡの開度の２倍に設定されている。これにより、切換弁19を切り換えて給気モード又は排気モードにすると、エアセル17が給気又は排気され、それに応じて該エアセル17が伸張又は収縮する。また、絞りＡ，Ｂを開閉して、両者の合計開度を変化させると、エアセル17に対する給気又は排気の速度が変化する。
【００２４】
また、マッサージ機１はＣＰＵからなる制御装置20を有している。そして、入力装置12の検出出力が制御装置20に入力されている。図１及び図２をも参照して、この入力装置12は、上述の入力装置であり、圧力センサ210の検出出力が操作部材201に対する握力（マッサージ強度を示すマッサージ指令）として、制御装置20に入力されている。また、リミットスイッチ215,216の検出出力が施療子８の高さ指令（もう１つのマッサージ指令）として制御装置20に入力されている。そして、制御装置20は、リミットスイッチ215,216のいずれからもスイッチング信号が入力されない場合には昇降モータ10を停止し、リミットスイッチ215からスイッチング信号が入力された場合には昇降モータ10を正転させ、リミットスイッチ216からスイッチング信号が入力された場合には昇降モータ10を逆転させる。これにより、入力装置12の操作部材201が基準位置にあるときは、昇降モータ10が停止して施療子８は停止し、操作部材201が時計方向に回わされてリミットスイッチ215からスイッチング信号が出力されると、昇降モータ10が正転してマッサージ駆動部６が上昇し、操作部材201が反時計方向に回わされてリミットスイッチ216からスイッチング信号が出力されると、昇降モータ10が逆転してマッサージ駆動部６が下降する。
【００２５】
また、図４に示すように、マッサージ駆動部６には揺動板15の回転角を検出する位置センサ21が配設されるとともに、エアセル17から切換弁19に至る空気配管のエアセル17に近い部分に圧力センサ31が配設され、該位置センサ21及び圧力センサ31の検出出力が制御装置20にそれぞれ入力されている。圧力センサ31及び位置センサ21の検出値は、制御装置20において、それぞれ、施療子８の押圧力及び位置に換算される。位置センサ21は、例えば、ポテンショメータ、エンコーダ等で構成されている。また、切換弁19は、給気制御コイルＳ及び排気制御コイルＥが制御装置20に接続され、その給排の切換を制御装置20によって制御されている。また、絞りＡ，Ｂは、制御装置20によって開閉を制御されている。
【００２６】
次に、以上のように構成されたマッサージ機１の動作を図５及び図６のフローチャートを用いて説明する。図５は制御装置20に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャート、図６は図５のフローチャートにおけるフィードバック制御の内容を示すフローチャートである。
【００２７】
以下では、被施療者の標準の所作に基づいてマッサージ機１の動作を説明する。
【００２８】
図１〜図６において、マッサージ機１に被施療者が着座し、図示されない始動スイッチをオンすると、マッサージ機１が始動する。被施療者は、まず、入力装置12の操作部材201の握り部224を片手で握り、該操作部材201を時計方向又は反時計方向に回す。すると、昇降モータ10が正転又は逆転して、マッサージ駆動部６が上昇又は下降するので、それによって施療子８の上下方向における位置を自分に合うように調整する。この際、被施療者が操作部材201の握り部224を片手で握ると、被施療者の体格に応じて支柱203が曲がって握り部224が前後するので、被施療者が好適な状態で入力装置12を操作することができる。
【００２９】
一方、制御装置20は、マッサージ機１が始動すると、まず、本制御プログラムの初期設定を行う（ステップＳ１）。この初期設定は、施療子８の被施療者に対する押圧力（以下、単に押圧力という）Ｆの下限値Ｆmin、施療子８の位置（以下、単に位置という）Ｐの上限値Ｐmax、押圧力Ｆの片側不感域Ｆd、位置Ｐの片側不感域Ｐdを設定することにより行う。ここでは、例えば、Ｆmin＝３kg、Ｐmax＝３０mm、Ｆd＝１kg、Ｐd＝１．５mmに設定する。次いで、制御装置20は、圧力センサ31によって検出される押圧力Ｆを取得し（ステップＳ２）、この押圧力Ｆをその下限値Ｆmaxと比較する（ステップＳ３）。ここでは、被施療者が背凭れ部２に凭れておらず、施療子８が被施療者に接触していないものとする。すると、押圧力Ｆは０kgであるので、制御装置20は、ステップＳ４に進み、位置センサ21によって検出される位置Ｐを取得し、次いで、指示値Ｉを取得する(ステップＳ５）。指示値Ｉは、本実施の形態では、入力装置12から入力される握力である。次いで、施療子８の位置を、出力値である位置Ｐを用いて指示値Ｉに向けフィードバック制御するのであるが、この際に、まず、変数変換を行う（ステップＳ６）。これは、施療子８の位置に対するフィードバック制御と施療子８の押圧力に対するフィードバック制御とを共通のプログラムによって行なうためである。この変数変換は、片側不感域ＴＤＺ＝位置の片側不感域Ｐd、現状値ＴＰＦ＝位置Ｐ、換算指示値Ｉ’＝位置に換算した指示値Ｉ、指示値ＴＩＤ＝Ｉ’と変換することにより行う。ここで、指示値ＩをＩ’に換算するのは、指示値Ｉが操作部材201に対する握力を表すのものであるので、これを位置センサ21の検出出力の換算値である位置Ｐに換算するためである。この換算は、指示値Ｉを所定の弾性係数で除することにより行われる。
【００３０】
次いで、施療子８の位置に対するフィードバック制御を実行し（ステップＳ７）、その後ステップＳ１に戻る。このフィードバック制御の内容は後述する。これにより、施療子８が操部材201の握り変形量に応じた位置に移動する。この施療子８に対する制御状態を、以下、位置制御と呼ぶ。そして、この位置制御は、ステップＳ３において、押圧力Ｆがその下限値Ｆmin以上にならない限り継続する。ここで、後述する力制御においては、マッサージ機１に被施療者が着座していないときには、施療子８が当接する対象が存在しないことから押圧力Ｆがゼロのままで上昇しないため、施療子８がその限度まで前進してしまい、異様な外観を呈するという不具合が生じる。しかし、本制御プログラムでは、このように、制御開始時には位置制御を行うため、被施療者が着座していなくても、そのような不具合が生じることはない。
【００３１】
次いで、被施療者が、操作部材201を力を入れずに（変形させないように）握りかつ施療子８の押圧力Ｆがその下限値Ｆmin以上となるように該施療子８及び背凭れ部２に凭れたとする。
【００３２】
すると、ステップＳ３において、押圧力Ｆがその下限値Ｆmin以上となるので、制御装置20は、ステップＳ８に進み、位置センサ21から入力される位置Ｐを取得する。次いで、位置Ｐをその上限値Ｐmaxと比較する（ステップＳ９）。すると、操作部材201は握り変形しておらず、従って位置Ｐは０mmであるので、制御装置20はステップＳ１０に進み、圧力センサ31によって検出される押圧力Ｆを取得する。次いで、入力装置12から入力される指示値Ｉを取得する(ステップＳ１１）。次いで、施療子８の位置を、出力値である押圧力Ｆを用いて指示値Ｉに向けフィードバック制御するのであるが、この際に、まず、変数変換を行う（ステップＳ１２）。これは、上述のように施療子８の位置に対するフィードバック制御と施療子８の押圧力に対するフィードバック制御とを共通のプログラムによって行なうためである。この変数変換は、片側不感域ＴＤＺ＝押圧力Ｆの片側不感域Ｆd、現状値ＴＰＦ＝押圧力Ｆ、換算指示値Ｉ”＝押圧力に換算した指示値Ｉ、指示値ＴＩＤ＝Ｉ”と変換することにより行う。ここで、指示値ＩをＩ”に換算するのは、指示値Ｉが操作部材201に対する握力を表すのものであるので、これを圧力センサ31の検出出力の換算値である押圧力Ｆに換算するためである。
【００３３】
次いで、施療子８の位置に対するフィードバック制御を実行し（ステップＳ１３）し、その後ステップＳ８に戻る。これにより、施療子８が操作部材201に対する握力に応じた押圧力で被施療者を押圧する。従って、被施療者は操作部材201に対する握力を加減して、所望の押圧力でマッサージを受けることができる。また、この制御状態では、被施療者の背中が施療子８から離れようとしても、押圧力Ｆが指示値Ｉに相当する値に達するまでエアセル17が給気され、それに応じて施療子８が前進するので、施療子８は被施療者の背中にくっついて離れない。これにより、被施療者は、人手によるマッサージに近いマッサージを享受することができる。この施療子８に対する制御状態を、以下、力制御と呼ぶ。そして、この力制御は、ステップＳ９において、位置Ｐがその上限値Ｐmax以上にならない限り継続する。
【００３４】
次いで、十分にマッサージを受けた被施療者が、背中を、背凭れ部２及び施療子８から大きく離したとする。すると、ステップＳ９において、位置Ｐがその上限値Ｐmax以上になるので、制御装置20は、ステップＳ４に進む。すなわち、制御装置20は位置制御に切り換わる。これにより、施療子８が被施療者の背中にくっついてその限度まで前進し、異様な外観を呈するのが防止される。
【００３５】
次に、上述の施療子８に対するフィードバック制御を説明する。図６をも参照すると、図５のステップＳ７及びＳ１３において、制御装置20は、まず、指示値ＴＩＤから現状値ＴＰＦを減算して偏差ＨＥＮ算出する（ステップＳ２１）。次いで、偏差ＨＥＮの絶対値をとって絶対偏差ＡＨＥＮを算出する（ステップＳ２２）。次いで、絶対偏差ＡＨＥＮを不感域ＴＤＺと比較し（ステップＳ２３）、以下のように処理する。
【００３６】
絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺを下回る場合には、図５の次のステップに移行する。
【００３７】
そして、絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺの１倍以上２倍未満である場合には、開度の小さい絞りＡを開き、開度の大きい絞りＢを閉じるようこれらを制御する（ステップＳ２４）。また、絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺの２倍以上３倍未満である場合には、開度の小さい絞りＡを閉じ、開度の大きい絞りＢを開くようこれらを制御する（ステップＳ２５）。さらに、絶対偏差ＡＨＥＮが不感域ＴＤＺの３倍以上である場合には、絞りＡ，Ｂの双方を開くようこれらを制御する（ステップＳ２６）。次いで、偏差ＨＥＮの符号を判定し（ステップＳ２７）、偏差ＨＥＮが負である場合には切換弁19を制御してこれを排気モードに切り換え（ステップＳ２８）、偏差ＨＥＮがゼロ又は正である場合には切換弁19を制御してこれを給気モードに切り換える（ステップＳ２９）。その後、図５の次のステップに移行する。
【００３８】
従って、現状値ＴＰＦが指示値ＴＩＤからずれていても、その偏差ＨＥＮが不感域ＴＤＺの範囲内にある場合には、エアセル17が給排気されないので、施療子８の位置又は押圧力の僅かなずれに対し制御装置20によるフィードバック制御が行われるのが防止される。また、現状値ＴＰＦが指示値ＴＩＤを大きく下回っている場合、すなわち、偏差ＨＥＮが負であって絶対値が大きい場合には、最初は、絞りＡ，Ｂの双方を使用してエアセル17が給気され、それにより偏差ＨＥＮの絶対値が小さくなるにつれて、絞りＡ，Ｂの合計開度が小さくなるようにしてエアセル17が給気される。逆に、現状値ＴＰＦが指示値ＴＩＤを大きく上回っている場合、すなわち、偏差ＨＥＮが正であって絶対値が大きい場合には、最初は、絞りＡ，Ｂの双方を使用してエアセル17が排気され、それにより偏差ＨＥＮの絶対値が小さくなるにつれて、絞りＡ，Ｂの合計開度が小さくなるようにしてエアセル17が排気される。従って、施療子８の位置又は押圧力が、オーバシュートしないようにフィードバック制御される。その結果、ハンチングの発生が防止され、施療子８に対する制御性が向上する。
【００３９】
以上のように、本実施の形態に係るマッサージ機１では、施療子８に対する制御を位置制御と力制御とが自動的に切り換えて行われるので、力制御によって人手によるマッサージに近いマッサージを行うことが可能になるとともに、被施療者が背凭れ部２から大きく離れたときあるいは被施療者が着座していないときには、自動的に位置制御に切り換わることによって、施療子８がその限度まで前進して異様な外観を呈するのが防止される。
【００４０】
また、本実施の形態に係るマッサージ機１では、被施療者は、入力装置12の操作部材201に対する握力を加減することによって、マッサージの強度を擬似的に知覚しながら所望の押圧力でマッサージを受けることができる。また、握り部224が中心軸301に沿って延びる形状に形成された操作部材201を、その中心軸301の回りに回動自在に基体202に固定するようにしたので、マッサージ強度と施療子８の高さとの２種類のマッサージ指令を１つの操作部材201の操作によって入力することができ、しかも、操作部材201の握り部224を径方向に弾性変形させてマッサージ強度を入力することができることから、その握り部224を回動させながら容易に施療子８の高さをも入力することができる。
【００４１】
なお、上記実施の形態では、入力装置12の操作部材201を基体202に対して回動自在に固定したが、これを基体202に動かぬように固定してもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態では、入力装置12の操作部材201の回動を、１対のリミットスイッチで所定量回動したか否か検出するようにした、すなわち、デジタル量として検出したが、これをアナログ量として検出してもよい。
【００４３】
また、上記実施の形態では、操作部材201の握り部224を紡錘状に形成したが、これは、所定の軸に沿って延びるような形状であればよい。
【００４４】
また、上記実施の形態では、握り部224を柔軟な弾性体からなる容体204と空気からなる流動体９とで構成したが、握り部224は全体として弾性を有すればよく、流動体が弾性を有すればその容体は必ずしも弾性を有する必要はなく、逆に容体が弾性を有すれば流動体は必ずしも弾性を有する必要はない。また、容体は、例えば、その周壁が周方向に蛇腹状に形成され、それにより径方向に弾性変形可能なものでもよい。
【発明の効果】
【００４５】
本発明は、以上に説明したような形態で実施され、被施療者に対する押圧力を制御可能なマッサージ機に好適な入力装置を用いたマッサージ機を提供できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】 本発明の実施の形態に係る入力装置の構成を示す縦断面図である。
【図２】 図１のＡ矢視図である。
【図３】 本発明の実施の形態に係るマッサージ機の全体構成を示す斜視図である。
【図４】 図３のマッサージ機の制御系統の構成を示す配管及びブロック線図である。
【図５】 制御装置20に格納された制御プログラムの内容を示すフローチャートである。
【図６】 図５のフローチャートにおけるフィードバック制御の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１ マッサージ機
２ 背凭れ部
３ 座部
４ 肘掛部
５ 昇降機構
６ マッサージ駆動部
７ ベース
７a 螺合部
８ 施療子
９ ボールネジ
10 昇降モータ
12 入力装置
13 支持部材
14 回転軸
15 揺動板
17 エアセル
18 エアポンプ
19 切換弁
20 制御装置
21 位置センサ
31 圧力センサ
201 操作部材
202 基体
202a 軸孔
202b,202c 通孔
202d 差込部
203 支柱
204 容体
204a,204b 端部
205 固定軸
205a 小径部
205b 大径部
205c 溝
206 栓本体
206a 注入口
206b 端面
206c 大径部
207 ボール
208 圧縮バネ
209 流動体
210 圧力センサ
211,217,218 信号線
212 止めネジ
213 戻りバネ
214 ドグ
215,216 リミットスイッチ
219 信号線ハーネス
221 ワッシャ
222 止め輪
223 栓体
224 握り部
301 中心軸
Ｅ 排気制御コイル
Ｍ モータ
Ｓ 給気制御コイル
Claims (4)
- 内部に流動体が充填され、少なくとも径方向に弾性変形可能に形成された密閉容器状の握り部と、該記握り部の弾性変形による上記流動体の圧力の上昇及び低下を検出してこの検出信号を出力する第１の圧力センサとを有してなる入力装置と、
被施療者にマッサージを施すための施療子と、
該施療子をその伸縮によりマッサージ動作させるエアセルと、
上記エアセルに該エアセルを伸縮させるための空気を給排する空気配管に配設され、前記施療子の被施療者に対する押圧力を検出する第２の圧力センサと、
上記第２の圧力センサで検出される押圧力に基づき、上記施療子の被施療者に対する押圧力を上記入力装置の上記第１の圧力センサから出力される検出信号に応じて上記エアセルを介して制御する制御手段と、を備えた、マッサージ機。 - 上記入力装置は、上記握り部が所定軸に沿って延びる形状に形成され該握り部の一端に固定部が形成された操作部材と、
該操作部材の該固定部が上記所定軸の回りに回動自在に固定された基体と、
該操作部材の回動量を検出してこの検出信号を出力する回動量検出手段とを備え、
上記制御手段は、上記回動量検出手段から出力される検出信号に基づいて上記施療子の動作を制御するものである、請求項１記載のマッサージ機。 - 上記マッサージ機が椅子式のものであり、
上記入力装置が、上記基体を支持する曲げ可能な支柱をさらに有し、該支柱によって上記マッサージ機の肘掛部に立つように取り付けられてなる請求項２記載のマッサージ機。 - 上記入力装置の握り部が弾性体からなる密閉された袋状に形成され、上記流動体が空気である請求項１乃至３のいずれかに記載のマッサージ機。
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