(57)【要約】      （修正有）【課題】任意の柔軟性を有するマッサージ動作を簡便に得るマッサージ機を提供する。【解決手段】１つまたは複数の関節から構成される揉み機構と、この揉み機構によって駆動されて人体に対してマッサージ動作を加える施療部とを備える。各関節を駆動するアクチュエータ１０と、各関節の変位を検出する変位検出手段１１と、前記施療部に加わる力を検出する力検出手段１２と、前記アクチュエータを制御する制御部１３とを具備し、上記制御部は前記変位検出手段で得られた変位情報と前記力検出手段で得られた力情報とを用いて前記施療部に慣性，粘性，弾性特性を仮想的に付与する柔軟性制御手段を備える。運動または力を制御することで仮想的な慣性，粘性，弾性特性を施療部にソフト的に付与するために、多彩な任意の柔軟性を得ることができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つまたは複数の関節から構成される揉み機構と、この揉み機構によって駆動されて人体に対してマッサージ動作を加える施療部とを備えるマッサージ機であって、上記各関節を駆動するアクチュエータと、各関節の変位を検出する変位検出手段と、前記施療部に加わる力を検出する力検出手段と、前記アクチュエータを制御する制御部とを具備しており、上記制御部は前記変位検出手段で得られた変位情報と前記力検出手段で得られた力情報とを用いて前記施療部に慣性，粘性，弾性特性を仮想的に付与する柔軟性制御手段を備えていることを特徴とするマッサージ機。
【請求項２】
上記柔軟性制御手段は、前記力検出手段により検出した力に基づいて所望の柔軟性特性を実現するようにアクチュエータの運動を制御するものであることを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。
【請求項３】
上記柔軟性制御手段は、前記変位検出手段により検出した運動情報に基づいて所望の柔軟性特性を実現するようにアクチュエータの力を制御するものであることを特徴とする請求項１記載のマッサージ機。
【請求項４】
制御部は前記施療部の並進方向の運動に関して柔軟性制御を行うものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のマッサージ機。
【請求項５】
制御部は前記施療部の回転方向の運動に関して柔軟性制御を行うものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のマッサージ機。
【請求項６】
揉み機構の関節が複数の回転または並進の関節で構成されて施療部に２次元以上の運動を行わせることができるものであるとともに、制御部は上記施療部が力を発生できる軸または軸回りごとに柔軟性を別々に付与するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のマッサージ機。
【請求項７】
制御部は施療部位または施療手技に応じて各軸方向または各軸回りに付与する柔軟性を異ならせていることを特徴とする請求項６記載のマッサージ機。
【請求項８】
制御部はユーザーからの指示に応じて各軸方向または各軸回りに付与する柔軟性を変化させるものであることを特徴とする請求項６または７記載のマッサージ機。
【請求項９】
人体の前面側を受ける人体支持面を備えており、揉み機構は人体支持面で前面側が受けられている人体背面に対して施療部を接触させる前傾式であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のマッサージ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マッサージ機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
人体の背面に対して揉みマッサージ動作等のマッサージ動作を与えることができるマッサージ機においては、特許文献１にも示されているように、空気圧機器やばねなどを用いて施療部に柔軟性を付与して、施療部が人体に接触する際の当たりを柔らかくしているが、このような構成では、ばね定数や空気圧の伸縮性に依存した柔軟性しか実現ができず、多彩な任意の柔軟性を実現するには、ばねなどのハードを交換するしかなく、多彩な任意の柔軟性を実現することが困難であった。
【特許文献１】特許第３７９３９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、任意の柔軟性を有するマッサージ動作を簡便に得ることができるマッサージ機を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
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、１つまたは複数の関節から構成される揉み機構と、この揉み機構によって駆動されて人体に対してマッサージ動作を加える施療部とを備えるマッサージ機であって、上記各関節を駆動するアクチュエータと、各関節の変位を検出する変位検出手段と、前記施療部に加わる力を検出する力検出手段と、前記アクチュエータを制御する制御部とを具備しており、上記制御部は前記変位検出手段で得られた変位情報と前記力検出手段で得られた力情報とを用いて前記施療部に慣性，粘性，弾性特性を仮想的に付与する柔軟性制御手段を備えていることに特徴を有している。
【０００５】
空気圧機器やばねなどのハード的な材料を必要としない上に、運動または力を制御することで仮想的な慣性，粘性，弾性特性を施療部にソフト的に付与するために、多彩な任意の柔軟性を得ることができる。
【０００６】
上記柔軟性制御手段は、前記力検出手段により検出した力に基づいて所望の柔軟性特性を実現するようにアクチュエータの運動を制御するものであっても、前記変位検出手段により検出した運動情報に基づいて所望の柔軟性特性を実現するようにアクチュエータの力を制御するものであってもよい。前者であれば、バックドライバビリティが低い時にソフト的にバックドライバビリティを高くできて、任意の柔軟性を実現できる上に従来のマッサージ機の運動制御を適用することができ、後者であればバックドライバビリティが高いときに、ソフト的にバックドライバビリティを低くできて任意の柔軟性を実現できる。
【０００７】
また上記制御部は、前記施療部の並進方向の運動に関して柔軟性制御を行うものでも、施療部の回転方向の運動に関して柔軟性制御を行うものであってもよい。
【０００８】
揉み機構の関節が複数の回転または並進の関節で構成されて施療部に２次元以上の運動を行わせることができるものである場合、制御部は上記施療部が力を発生できる軸または軸回りごとに柔軟性を別々に付与するものであることが望ましい。人間の手技に似せた施療動作を得ることができる。
【０００９】
この時、制御部は施療部位または施療手技に応じて各軸方向または各軸回りに付与する柔軟性を異ならせていたり、ユーザーからの指示に応じて各軸方向または各軸回りに付与する柔軟性を変化させるものであることが望ましい。多彩なマッサージやユーザー好みのマッサージを得ることができる。
【００１０】
人体の前面側を受ける人体支持面を備えており、揉み機構は人体支持面で前面側が受けられている人体背面に対して施療部を接触させる前傾式であると、好適な結果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明においては、仮想的な慣性，粘性，弾性特性を施療部にソフト的に付与するために、多彩な任意の柔軟性を得ることができるものであり、被施療者に対して痛みを低減できる柔らかいマッサージからしっかりした硬いマッサージまで部材の交換等を必要とすることなく得ることができるものであり、また、ばねなどのハード的な部材を使わないために、揉み機構を軽量に安価にコンパクトに設計することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を添付図面に示す実施形態に基いて説明すると、図１は椅子式のマッサージ機の場合の一例を示しており、２つの並進方向についての関節と、一つの回転についての関節の総計３つの関節から構成される揉み機構３０の先端に施療部１を取り付けて、人体に接触させる施療部１にマッサージのための動作を行わせることでマッサージを行う該マッサージ機では、図３に示すように関節にアクチュエータとしてモータ１０と、変位検出のためのロータリーエンコーダで構成した変位センサ１１と、施療部１から受ける力を検出するためのロードセルで構成した力センサ１２を取り付けており、変位センサ１１または力センサ１２の出力値に基づいて制御回路５がモータ１０駆動のための指令値を決定する。図３中の１３はモータドライバ、１４はＤＡコンバータ、１５はカウンタ、１６はＡＤコンバータである。
【００１３】
上記決定に際し、施療部１に柔軟性を持たせるために従来では空気圧機器やばねなどのハード的な部材を用いていたことに変えて、目的とする柔軟性を実現する慣性，粘性，弾性特性を仮想的に設定して、柔軟性制御によりソフト的に施療部１に柔軟性を実現している。
【００１４】
慣性，粘性，弾性特性を仮想的に施療部に実現する柔軟性制御手段は、上記制御回路５の一部として構成されて、たとえば次式のような柔軟性特性を実現するために、力を計測して運動を制御、または変位を計測して力を制御している。
【００１５】
【数１】
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【００１６】
式中の ｆは力ベクトル、Ｍｄは所望の慣性特性行列、Ｄｄは所望の粘性特性行列、Ｋｄは所望の弾性特性行列、ｘは施療部の並進・回転変位ベクトル、ｘｄは施療部の目標（弾性要素の自然長）並進・回転変位ベクトルである。
【００１７】
上記式では柔軟性を単純な線形モデルで表現しているが、これは一例であり、非線形モデルなどのその他のモデルを用いてもよい。
【００１８】
上記式の特性行列Ｍｄ，Ｄｄ，Ｋｄは柔軟性を決定するパラメータであり、いずれもゼロの場合も含めて任意に設定可能である。上記慣性特性行列Ｍｄを大きくすれば、施療部１は加速しにくくなり、上記粘性特性行列Ｄｄを大きくすれば施療部１は速度を出しにくくなり、上記弾性特性行列Ｋｄを大きくすれば施療部１は変位をしにくくなる。
【００１９】
力を計測して運動を制御する場合のブロック図を図４に、変位を計測して力を制御する場合のブロック図を図５に示す。前者では力を計測して所望の柔軟性特性を実現する運動を前記式より計算し、目標運動を求めて目標運動を実現するように施療部１の運動を制御する。後者では変位を計測して所望の柔軟性特性を実現する力を前記式式より計算し、目標力を求め、目標力を実現するように施療部１の力を制御する。
【００２０】
図２に示すｘ方向に対する柔軟性制御の例を図１に示す。なお、図１に示す慣性，粘性，弾性特性は仮想的なものであり、実際にはハード的な部材は一切必要としない。
【００２１】
施療部１の制御は並進・回転変位ベクトルｘのうち、並進方向を制御する場合と、回転方向を制御する場合とに分けられるが、並進と回転の両方を同時に行うことも可能である。柔軟性を実現できる各軸方向と各軸回りの数はマッサージ機の関節数に依存する。なお、図８(a)は並進運動によるマッサージを、図８(b)は回転運動によるマッサージを示している。
【００２２】
図２のｘ，ｙ，ｚ方向において、ｘ方向には柔らかく、ｙｚ方向には硬く設定することも可能である。たとえば、肩を上から押すようなマッサージの場合はｚ方向の柔軟性がマッサージ動作に大きく影響する。肩を上からしっかり押さえたい場合は、ｚ方向の柔軟性を硬く設定し、肩を柔らかく押さえたい場合は、ｚ方向の柔軟性を柔らかく設定すればよい。
【００２３】
また施療部位や施療手技に応じて図６に示すようなテーブルを用意しておき、各施療部位や施療手技に応じて異なるパラメータを設定しておけば、各施療部位や施療手技に応じた柔軟性を施療子１の動作に付与することができる。パラメータは各軸方向、各軸回りについて記述しておくことで、ある方向には柔らかく、ある方向には硬く、といったマッサージがマッサージコース毎に実現できる。特に背中のマッサージと肩上のマッサージでは、柔らかくする方向と硬くする方向が異なっており、部位ごとに柔軟性を変えることで、人間による手技に近いマッサージを実現することができる。
【００２４】
また、図７に示すように、マッサージ機２に取り付けられた操作部１７をユーザーが操作することで、各軸方向または各軸回りの柔軟性を設定できるようにしてもよい。ここでは設定することができる全軸方向及び全軸回りについて柔軟性を設定できるようにしたものを示したが、軸数や軸回り数を減らしてユーザーに分かりやすくしてもよい。
【００２５】
このほか、図２に示したマッサージ機は椅子式であるが、手持ち式のマッサージ機にも本発明を適用することができる。また、図９に示すように、人体の前面側を受ける人体支持面４１，４２を備える支持体４０と、この支持体４０の人体支持面４１，４２で前面側が受けられている人体背面に対して施療部１を後方から接触させる揉み機構３０とからなる前傾式のものに適用してもよい。なお、図示例のものは座部４４を有して着座状態でマッサージを受けるものであるが、立位でマッサージを受けるものであってもよい。
【００２６】
このような前傾タイプのマッサージ機は、揉み機構３０と人体支持面４１，４２との間に人体を挟んだ状態でマッサージを行うことから、過大な力が人体に加わる虞を有しているが、本発明の適用により過大な力が加わらないようにすることができて安全性が向上する。
【００２７】
以上の説明では、空気圧機器やばねなどのハード的な部材を一切用いずに柔軟性を実現しているが、空気圧機器やばねなどのハード的な部材を併用することを妨げるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施の形態の一例の模式図である。
【図２】同上の概略ブロック図である。
【図３】同上の制御系のブロック図である。
【図４】同上の制御の一例の説明図である。
【図５】同上の制御の他例の説明図である。
【図６】同上の制御の更に別の例の説明図である。
【図７】同上の別の例の概略図である。
【図８】(a)(b)は並進及び回転についての説明図である。
【図９】他の例の概略側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１  施療部
２  マッサージ機
５  制御回路
１０  モータ
１１  変位センサ
１２  力センサ
３０  揉み機構
Ｍｄ  慣性特性行列
Ｄｄ  粘性特性行列
Ｋｄ  弾性特性行列
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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