(57)【要約】【課題】  施療子に加わる力を、回転する部分でも容易に、しかも正確に検出することができ、良好な制御を行うことを可能する。【解決手段】  駆動手段を構成する施療子用モータ１０の駆動力を力伝達機構部２０を介して施療子４に伝達し、この施療子４により人体を押圧する構成としたマッサージ機において、力伝達機構部１６の回転部を構成するシャフト１３に、施療子４に加わる力をトルクとして検出するトルクセンサ２２を設けた。このトルクセンサ２２は、磁歪式で、非接触式であり、シャフト１３が回転しても検出コイルは回転しない。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段の駆動力を力伝達機構部を介して施療子に伝達し、この施療子により人体を押圧する構成としたマッサージ機において、前記力伝達機構部の回転部または回動部に、前記施療子に加わる力をトルクとして検出するトルクセンサを設けたことを特徴とするマッサージ機。
【請求項２】
トルクセンサは非接触式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】
駆動手段はモータにより構成されると共に、力伝達機構部は複数のギヤ列を有して構成されていて、トルクセンサは、前記複数のギヤ列におけるギヤ同士を連結するシャフトに設けたことを特徴とする請求項１または２記載のマッサージ機。
【請求項４】
駆動手段は、エアポンプとこのエアポンプにより膨張／収縮されるエアバッグにより構成されると共に、力伝達機構部は、前記エアバッグの膨張／収縮に基づき施療子を揺動させる構成であり、トルクセンサは、前記力伝達機構部の揺動支点となるシャフトに設けたことを特徴とする請求項１または２記載のマッサージ機。
【請求項５】
施療子を人体に沿って移動させると共に、このときのトルクセンサの検出データに基づき使用者の体型を検出することを可能としたことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか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、施療子を人体に対し押圧させてマッサージを行う構成のマッサージ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のマッサージ機においては、施療子に加わる力を検出するために種々の手段が考えられている。例えば、施療子に圧力センサを設け、その圧力センサにより施療子に加わる力を検出することが考えられている。このような構成のものでは、その圧力センサが人体に直接当たる場合には検出できるが、人体に当たらない場合には検出することができないという問題点がある。一方、例えば特許文献１には、施療子を支持するアームに、歪みゲージからなる力センサを設けた構成が開示されている。
【特許文献１】特開平８−１１７３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１の構成のものでは、力センサを、施療子を支持するアームに設けているため、施療子に加わる力を常に検出することが可能となる。しかしながら、その力センサは、歪みゲージを検出対象に貼り付け、検出対象の歪を歪みゲージにより直接検出する構成である。このため、例えば回転軸のように回転するシャフトに取り付けるような場合には、歪みゲージのリード線がシャフトに絡んでしまうなどの不具合が発生するため、容易には設けることができない。
【０００４】
また、施療子を駆動する駆動手段がモータの場合には、モータの入力電流からトルクを推定して、施療子に加わる力を検出することも考えられているが、運転状況などによりばらつきが大きく、正確な検出ができず、しかも、モータが停止している状態では、トルク検出（押圧検出）ができない。
本発明は、上記した問題点を解決するためになされたもので、施療子に加わる力を、回転する部分でも容易に、しかも正確に検出することができ、良好な制御を行うことが可能なマッサージ機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、本発明のマッサージ機は、駆動手段の駆動力を力伝達機構部を介して施療子に伝達し、この施療子により人体を押圧する構成としたものにおいて、前記力伝達機構部の回転部または回動部に、前記施療子に加わる力をトルクとして検出するトルクセンサを設けたことを特徴とする。
この場合、トルクセンサは非接触式とすることが好ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、施療子に加わる力を検出するためにトルクセンサを用いるようにしているので、そのトルクセンサを力伝達機構部の回転部または回動部に容易に設けることができて、施療子に加わる力を容易に、しかも正確に検出することができる。また、駆動手段が停止している状態でもトルク検出することができる。これに伴い、人体を押圧する押圧力の制御を良好に行うことが可能となる。
【０００７】
トルクセンサを非接触式とした場合には、トルクセンサを回転部または回動部に一層容易に設けることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の第１の実施形態について図１ないし図８を参照して説明する。まず、図３には、本発明のマッサージ機１の概略構成が示されている。このマッサージ機１は椅子型のもので、座部２と背部３とを有していて、そのうちの背部３内に、施療子４を有する施療子ユニット５が配設されている。この施療子ユニット５は、背部３の長手方向に延びるガイド部６に沿って、図示しない移動機構により往復移動可能に設けられている。
【０００９】
施療子ユニット５について、図１および図２を参照して説明する。施療子ユニット５には、施療子４が２個設けられている。各施療子４は、扁平な円柱状をなしていて、軸７を介して一対のアーム８に回転可能に設けられている。各アーム８の基端部は、共通のアーム連結軸９に固定状態に連結されている。
駆動手段を構成する施療子用モータ１０は、正逆回転可能なインバータモータにより構成されていて、その回転軸１１が上記アーム連結軸９と平行となるように配置されている。回転軸１１には第１のギヤ１２が取着されている。施療子用モータ１０とアーム連結軸９との間には、シャフト１３がアーム連結軸９と平行に配置されている。このシャフト１３の一端部には記第１のギヤ１２と歯合する第２のギヤ１４が取着され、他端部には第３のギヤ１５が取着されている。アーム連結軸９には、２個の施療子４の間に位置させて第４のギヤ１６が取着されていて、この第４のギヤ１６が第３のギヤ１５と歯合している。
【００１０】
この場合、第１のギヤ１２と第２のギヤ１４とにより第１のギヤ列１７を構成し、第３のギヤ１５と第４のギヤ１６とにより第２のギヤ列１８を構成している。また、施療子用モータ１０の回転軸１１と、第１のギヤ列１７と、シャフト１３と、第２のギヤ列１８と、アーム連結軸９と、アーム８と、軸７は、駆動手段である施療子用モータ１０の力を施療子４に伝達する力伝達機構部２０を構成している。
【００１１】
ここで、施療子用モータ１０の回転軸１１が正回転（図２中矢印Ａ１方向へ回転）されると、第１のギヤ列１７を介してシャフト１３が矢印Ａ２方向へ回転され、これに伴い第２のギヤ列１８を介してアーム連結軸９、アーム８および各施療子４が図２中矢印Ａ３方向へ回動され、施療子４が人体Ｘを押圧する方向へ移動する。また、施療子用モータ１０の回転軸１１が逆回転（図２中矢印Ｂ１方向へ回転）されると、第１のギヤ列１７を介してシャフト１３が矢印Ｂ２方向へ回転され、これに伴い第２のギヤ列１８を介してアーム連結軸９、アーム８および各施療子４が図２中矢印Ｂ３方向へ回動され、施療子４が人体Ｘから離れる方向へ移動する。図４には、施療子用モータ１０から施療子４までの力の伝達経路２１が示されている。
【００１２】
そして、上記力伝達機構部２０のうち、第１のギヤ列１７の第２のギヤ１４と第２のギヤ列１８の第３のギヤ１５とを連結するシャフト１３に、これら第２のギヤ１４と第３のギヤ１５との間に位置させてトルクセンサ２２を設けている。この場合、シャフト１３は、力伝達機構部２０の回転部を構成している。
トルクセンサ２２について、図５を参照して説明する。このトルクセンサ２２は磁歪式と呼ばれるものである。トルク伝達軸を構成するシャフト１３の外周面に、第１および第２の磁歪材２３，２４が設けられている。これら第１および第２の磁歪材２３，２４は、複数の凹部と凸部とを交互に有していて、このうちの左側の第１の磁歪材２３の凹部および凸部は、左上がりの４５度の角度で傾斜し、右側の第２の磁歪材２４の凹部および凸部は、右上がりの４５度の角度で傾斜している。
【００１３】
シャフト１３の外周部には、上記第１および第２の磁歪材２３，２４を囲繞するようにコイルホルダ２５が軸受２６を介して配置されている。このコイルホルダ２５には、第１および第２のコイル巻装部２６，２７が設けられているとともに、これら第１および第２のコイル巻装部２６，２７間に位置させて仕切壁２８が設けられていて、第１のコイル巻装部２６に第１の検出コイル２９が巻装されているとともに、第２のコイル巻装部２７に第２の検出コイル３０が巻装されている。第１の検出コイル２９は第１の磁歪材２３を囲繞するように配置され、第２の検出コイル３０は第２の磁歪材２４を囲繞するように配置されている。第１および第２のコイル巻装部２６，２７の内周面と、第１および第２の磁歪材２３，２４の外周面との間には、エアギャップが形成されている。この場合、シャフト１３が回転しても、コイルホルダ２５は回転しないようになっている。コイルホルダ２５の外周部には、磁気シールド性を有するカバー３１が設けられている。
【００１４】
ここで、シャフト１３に回転トルクが発生すると、第１および第２の磁歪材２３，２４のうち、一方には引張応力が作用し、他方には圧縮応力が作用するようになり、第１および第２の磁歪材２３，２４間に透磁率の差が発生する。すると、第１および第２の検出コイル３０，３１のインダクタンスが変化する。これにより、シャフト１３にかかるトルクを検出することができる。なお、このような磁歪式のトルクセンサ２２の原理の詳細については、特願２００１−２８８９１６、特願２００２−１９０３３３を参照されたい。
【００１５】
従って、施療子用モータ１０の回転に伴い力伝達機構部２０を介して施療子４で人体Ｘを押圧したときの反力とつりあったトルクを、上記トルクセンサ２２により検出することができる。この場合、このトルクセンサ２２において、第１および第２の検出コイル３０，３１は、トルクの検出対象であるシャフト１３とは非接触であり、そのシャフト１３に対して非接触でトルクを検出することが可能である。従って、この磁歪式のトルクセンサ２２は非接触式である。
【００１６】
図６には本発明の要旨に関係した部分の電気的構成が示されている。この図６において、制御回路３５は、制御手段を構成するものであり、制御プログラムを有している。この制御回路３５には、操作スイッチ３６の操作信号、トルクセンサ２２の検出信号、施療子ユニット５の位置を検出する位置検出回路３７の検出信号が入力されると共に、これらの信号に基づき、上記施療子用モータ１０及び移動機構の移動用モータ３８を制御する機能を有している。
【００１７】
上記構成の作用を説明する。
まず、使用者が座部２に座った状態で、操作スイッチ３６の操作に基づき、制御回路３５は、マッサージを行う前に使用者の体型を検出する。この場合には、施療子ユニット５の施療子４を使用者の背中（人体Ｘ）に押し当てたまま、移動用モータ３８を駆動して、施療子ユニット５をガイド部６に沿って移動させる。このときの施療子４の位置を位置検出回路３７により検出すると共に、施療子４にかかる押圧力に対応するトルクをトルクセンサ２２により検出し、その検出データを図示しないメモリに記憶させる。図７には、施療子４の位置と、トルクセンサ２２の検出データとの一例が示されている。これにより、使用者の体型を検出することが可能となる。
【００１８】
そして、マッサージを行う場合には、制御回路３５は、施療子４を矢印Ａ３方向および矢印Ｂ３方向へ揺動させながら、施療子４に加わる押圧力に対応するトルクをトルクセンサ２２により検出し、その検出トルクと、押圧に応じた指令値とを比較し、施療子用モータ３７を制御することにより、人体Ｘに対する施療子４による押圧力が例えば一定の大きさとなるように制御する。
【００１９】
上記した実施例によれば、次のような効果を得ることができる。まず、施療子４に加わる力を検出するためにトルクセンサ２２を用いるようにしているので、そのトルクセンサ２２を力伝達機構部２０の回転部であるシャフト１３に容易に設けることができて、施療子４に加わる力を容易に、しかも正確に検出することができる。また、施療子用モータ１０が停止している状態でも、トルクセンサ２２によりトルク検出することができる。これに伴い、人体を押圧する押圧力の制御を良好に行うことが可能となる。
【００２０】
トルクセンサ２２としては磁歪式のトルクセンサを用いていて、非接触式であるので、検出対象であるシャフト１３のトルクを非接触で検出することができ、リード線が絡まるおそれもなく、また、劣化がなく、信頼性も高い。また、この磁歪式のトルクセンサ２２は、捻れがなくトルク検出できるので（シャフト１３に設けた第１および第２の磁歪材２３，２４は捻れるが、検出部である第１および第２の検出コイル２９，３０は捻れない）、高速で応力検知が可能である。さらに、磁歪式のトルクセンサ２２は、構造が簡単で、しかも非常に小型であるため、力伝達機構部２０に容易に内蔵することができる利点もある。なお、図８には、磁歪式トルクセンサと、圧電素子と、歪ゲージの特徴を比較した図を示している。
【００２１】
また、トルクセンサ２２を、力伝達機構部２０における第１のギヤ列１７と第２のギヤ列１８における第２のギヤ１４と第３のギヤ１５とを連結するシャフト１３に設けるようにしているので、施療子４に加わる押圧力に対応するトルクを検出するについて、施療子用モータ１０による悪影響を受け難く、そのトルクを良好に検出することが可能になる。ちなみに、施療子用モータ１０の回転軸１１に設けた場合には、施療子用モータ１０による悪影響を受け易くなる。
【００２２】
さらに、施療子４を人体Ｘに押し付けた状態で施療子ユニット５を人体Ｘに沿って移動させると共に、このときのトルクセンサ２２の検出データに基づき、使用者の体型を容易に検出することが可能になる。これを利用することにより、使用者の体型に適したマッサージを行うことが可能になる。
次に本発明の第２の実施形態について、図９ないし図１１を参照して説明する。上記した第１の実施形態と同一の部分には同一の符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。
【００２３】
施療子ユニット４０において、駆動手段は、エアポンプ４１と、このエアポンプ４１により膨張／収縮されるエアバッグ４２により構成している。アーム連結軸９と平行に配置されたシャフト４３の一端部には、アーム連結軸９と連結されたリンク４４を連結し、他端部には、矩形状の力受け部４５ａを有するほぼＴ字状をなす受け板４５を連結している。受け板４５の力受け部４５ａが、エアバッグ４２に当接するように配置されている。また、エアバッグ４２において受け板４５とは反対側は、支持板４２ａに支持されている。
【００２４】
この場合、受け板４５、シャフト４３、リンク４４、アーム連結軸９と、アーム８と、軸７は、駆動手段であるエアバッグ４２の力を施療子４に伝達する力伝達機構部４６を構成している。
ここで、エアバッグ４２が膨張すると、受け板４５がシャフト４３を支点に図１０中矢印Ｃ１方向へ回動され、これに伴い、リンク４４、アーム連結軸９、アーム８および施療子４が矢印Ｃ２方向へ回動され、施療子４が人体Ｘを押圧する方向へ移動する。また、エアバッグ４２が収縮すると、リンク４４、アーム連結軸９、アーム８および施療子４が、シャフト４３を支点に図１０中矢印Ｄ１方向へ回動され、これに伴い受け板４５が矢印Ｄ２方向へ回動される。従って、エアバッグ４２が膨張／収縮を繰り返すことに伴い、力伝達機構部４６を介して施療子４を揺動させて人体Ｘを押圧する構成となっている。図９には、エアバッグ４２から施療子４までの力の伝達経路４７が示されている。この場合、シャフト４３は、力伝達機構部４６の揺動支点となっていて、回動部を構成している。
【００２５】
そして、上記シャフト４３に、リンク４４と受け板４５との間に位置させて、第１の実施形態と同じ構成のトルクセンサ２２を設けている。
一方、電気的構成を示す図１１において、制御手段を構成する制御回路５０は、トライアック５１を介してエアポンプ４１を制御する構成となっている。
上記した構成においても、マッサージの前に、施療子４を人体Ｘに押し付けた状態で施療子ユニット４０を人体Ｘに沿って移動させると共に、このときのトルクセンサ２２の検出データに基づき、使用者の体型を容易に検出することが可能になる。
【００２６】
上記した第２の実施形態においては、第１の実施形態と同様な作用効果を得ることができることに加えて、特に次のような作用効果を得ることができる。すなわち、施療子４の駆動手段として、エアポンプ４１とこのエアポンプ４１により膨張／収縮されるエアバッグ４２により構成していて、そのエアバッグ４２に衝撃力を和らげる作用があるので、駆動手段にモータを用いる場合に比べて、施療子４により人体Ｘをじわっと押圧することができる。
【００２７】
本発明は、上記した各実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
第１の実施形態において、トルクセンサ２２は、施療子用モータ１０の回転軸１１、またはアーム連結軸９に設けることもできる。力伝達機構部２０において、ギヤの個数は４個に限られず、また、力伝達機構部２０は、ギヤに代えて、ベルト伝達機構やチェーン伝達機構を用いることもできる。
【００２８】
トルクセンサ２２は、磁歪式に限られず、例えばトーションバーを用い、このトーションバーの左右両端部に歯車を設けるとともに、各歯車に対応させて光センサや磁気センサなどの検出素子を設け、その検出素子によりトーションバーの回転トルクを検出する構成とすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す施療子ユニットの平面図
【図２】施療子ユニットの側面図
【図３】一部を破断して示すマッサージ機の側面図
【図４】力伝達経路を示す施療子ユニットの平面図
【図５】トルクセンサの縦断正面図
【図６】電気的構成を示すブロック図
【図７】人体の体型の検出例を示す図
【図８】磁歪式トルクセンサと、圧電素子と、歪ゲージの特徴を比較した図
【図９】本発明の第２の実施形態を示した施療子ユニットの平面図
【図１０】施療子ユニットの側面図
【図１１】図６相当図
【符号の説明】
【００３０】
図面中、１はマッサージ機、３は背部、４は施療子、５は施療子ユニット、１０は施療子用モータ、１３はシャフト（回転部）、１７は第１のギヤ列、１８は第２のギヤ列、２０は力伝達機構部、２１は力伝達経路、２２はトルクセンサ、２３は第１の磁歪材、２４は第２の磁歪材、２９は第１の検出コイル、３０は第２の検出コイル、３５は制御回路、４０は施療子ユニット、４１はエアポンプ（駆動手段）、４２はエアバッグ（駆動手段）、４３はシャフト（回動部、揺動支点）、４６は力伝達機構部、５０は制御回路を示す。
【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】
2005118284.tif 000010
【図９】
2005118284.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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