(57)【要約】【課題】パラレルリンク機構式のマッサージ装置において、施療子を人体に対して独立に上下方向、左右幅方向、及び出退方向に安定かつ再現性良く移動制御して施療子に所望のマッサージ動作を行わせることを可能とする。【解決手段】施療子２と、複数の回転する駆動部３と、駆動部３により回転される送りネジ４と、各送りネジ４に螺合した送りナット５と、施療子２と送りナット５に係合し上下、左右幅及び出退方向に動作させる結合機構２０と、各駆動部３の目標回転量ＥＲを算出する演算部１２と、各駆動部３の回転量を検知する回転量検知部１０と、制御部１１と、送りネジ４、送りナット５、結合機構２０の動きから施療子２の現在位置ＰＬを検知する位置検知部７と、操作部１３とを備える。演算部１２は現在位置ＰＬと目標位置ＥＬに基づいて目標回転量ＥＲを算出し、制御部１１は現在回転量ＰＲが目標回転量ＥＲに追従するように電力ＰＷを供給する。【選択図】図１
2007089716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人体に当接してその人体にマッサージを施す左右一対の施療子と、前記施療子を動作させるための複数の回転する駆動部と、前記各駆動部にそれぞれ係合し、その駆動部によって回転される送りネジと、前記各送りネジに螺合して当該送りネジの回転に伴ってその送りネジの長さ方向に沿って送られる送りナットと、前記施療子及び前記送りナットに係合し、前記送りナットの動きを前記施療子に伝達して当該施療子を人体に対して上下方向、左右幅方向、出退方向に移動し動作させるパラレルリンク機構式の結合機構と、を備え、前記送りネジを上下方向に配置すると共に前記駆動部を前記送りネジの端部に配置して成るマッサージ装置において、
前記施療子に所望の動作を行わせるために必要な前記各駆動部の目標回転量を算出する演算部と、
前記各駆動部の回転量を検知する回転量検知部と、
前記各駆動部に与える電力を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記回転量検知部で検知した各駆動部の回転量がそれぞれ前記演算部で算出した目標回転量に追従するように電力制御を行うことを特徴とするマッサージ装置。
【請求項２】
位置検出用のスリットパターンを有してマッサージ装置本体の固定部に固定されたスリット板と、前記送りナットとともに移動して前記スリット板のスリットパターンを検出することにより当該送りナットの位置を検出するスリットパターン検出部と、を備え、
前記演算部は、前記スリットパターン検出部によって検出されたナットの位置情報に基づいて前記施療子の位置を算出して前記目標回転量を算出することを特徴とする請求項１に記載のマッサージ装置。
【請求項３】
前記送りネジは３本あって、それぞれ第１、第２、及び第３の送りネジであり、前記送りナットは前記３本の送りネジに対応して第１、第２、第３の送りナットがあり、
マッサージ装置本体の固定部に設けられ前記第１の送りネジとともに回転する回転検出用のスリットパターンを有する回転スリット板と、マッサージ装置本体の固定部に設けられ前記回転スリット板のスリットパターンを検出することにより前記第１の送りネジの回転量を検出すると共に前記固定部に対する第１の送りナットの位置を検出する第１のスリットパターン検出部と、
前記第１のナットとともに移動する位置検出用のスリットパターンを有するスリット板と、前記第２、第３の送りナットのそれぞれとともに移動して前記スリット板のスリットパターンを検出することにより、前記第１の送りナットに対する当該第２、第３の送りナットのそれぞれの位置を検出する第２、第３のスリットパターン検出部と、を備え、
前記演算部は、前記第１のスリットパターン検出部で得られた第１の送りナットの位置、及び前記第２、第３のスリットパターン検出部で得られた第１の送りナットに対する第２、第３の送りナットの位置の情報に基づいて前記施療子の位置を算出して前記目標回転量を算出することを特徴とする請求項１に記載のマッサージ装置。
【請求項４】
前記送りネジは３本あって、それぞれ第１、第２、及び第３の送りネジであり、前記送りナットは前記３本の送りネジに対応して第１、第２、第３の送りナットがあり、前記各送りネジとともにそれぞれ回転する回転検出用のスリットパターンを有する回転スリット板と、前記各回転スリット板のスリットパターンを検出することにより各送りネジの回転量を検出すると共に各送りナットの位置を検出するスリットパターン検出部と、をユニット化してそれぞれ各送りネジの下部に備え、
前記演算部は、前記各スリットパターン検出部で得られた各送りナットの位置の情報に基づいて前記施療子の位置を算出して前記目標回転量を算出することを特徴とする請求項１に記載のマッサージ装置。
【請求項５】
前記送りナットとこれに係合する前記結合機構との間に介在し、前記施療子に外力が作用する際にその外力が前記結合機構を介して伝達されることにより変形する弾性変形体と、前記弾性変形体の変形による変位量を計測する変移計測部と、を備え、
前記演算部は、前記変位計測部によって計測された変位量と前記施療子に作用する外力との関係に基づいて前記施療子の目標位置に対する現在位置を算出して前記目標回転量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマッサージ装置。
【請求項６】
前記送りネジを軸受する軸受ホルダ内に配置され、前記施療子に外力が作用する際にその外力が当該送りネジを介して伝達されることにより変形する弾性変形体と、前記弾性変形体の変形による変位量を計測する変位計測部と、を備え、
前記演算部は、前期変位計測部によって計測された変位量と前記施療子に作用する外力との関係に基づいて前記施療子の目標位置に対する現在位置を算出して前記目標回転量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマッサージ装置。
【請求項７】
前記弾性変形体と変位計測部とが前記施療子を人体に対して出退方向に動作させるための送りネジについて設けられており、これらの弾性変形体と変位計測部とによって計測された当該弾性変形体の変位量と所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体から施療子への外力の有無を判断すると共に着座した人体の肩位置の検出を行う肩位置検出部と、前記肩位置検出部によって検出された肩位置を記憶する記憶部と、を備えたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のマッサージ装置。
【請求項８】
前記弾性変形体と変位計測部とが前記施療子を人体に対して、出退方向に動作させるための送りネジについて設けられ、これらの弾性変形体と変位計測部とによって計測された当該弾性変形体の変位量と所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体から施療子への外力の有無を判断すると共に着座した人体の肩位置の検出を行う第１の肩位置検出部と、前記肩位置検出部によって検出された肩の位置を記憶する第１の記憶部と、
前記弾性変形体と変位計測部とが前記施療子を人体に対して、上下方向に動作させるための送りネジについて設けられ、これらの弾性変形体と変位計測部とによって計測された当該弾性変形体の変位量と所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体による施療子への外力の有無を判断すると共に着座した人体の肩位置の検出を行う第２の肩位置検出部と、前記肩位置検出部によって検出された肩の位置を記憶する第２の記憶部と、を備え、
前記演算部は、前記第１及び第２の記憶部に記憶された肩位置に基づいて適切な肩位置を算出し、その位置を目標位置として施療子をそこに移動させるための前記目標回転量を算出することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のマッサージ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にモータで駆動させるいす型のマッサージ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、人体の背中に当接してマッサージを施す施療子を上下方向、左右幅方向、及び出退方向に駆動すると共に、施療子を含むエンジンと呼ばれる可動部そのものを上下に駆動する駆動モータを可動部に備えた椅子型のマッサージ装置がある。このようなマッサージ装置は、可動部がモータを含むので慣性が大きく、施療子の細かく微妙な動作や素早い動作が困難であり、また、可動部を内蔵する椅子の背もたれ部の薄型化、軽量化が困難である。ところで、リンク機構として知られるパラレルリンク機構とシリアルリンク機構のうち、パラレルリンク機構は、複数の駆動モータが協調して動作するリンク機構であり、シリアルリンク機構に比べ、高速、高精度、高剛性といった特性に優れ、大きな力を発揮できるリンク機構である。そこで、複数の駆動モータを椅子の座部下に配置し、パラレルリンク機構を用いて施療子を駆動することによりこれらの困難を解消し、可動部を軽量化して低慣性化と動作高速化を実現したマッサージ装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】国際公開第２００４／０８４７８９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した特許文献１に示されるようなパラレルリンク機構を用いて施療子を駆動するマッサージ装置においては、複数の駆動モータを同時に駆動させるので、個々の駆動モータの負荷を軽減できるが、施療子の位置制御には、複数の駆動モータを協調動作させる必要がある。ところが、特許文献１には、パラレルリンク機構を用いたマッサージ装置の構成が示されているものの、施療子に所望のマッサージ動作を行わせるための制御手法に関しては明記がなく、駆動モータの負帰還制御もなされていない。そこで、例えば、施療子の位置制御などに対して外乱を及ぼすような使用方法がなされると、所望のマッサージ動作ができなくなるおそれがある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解消するものであって、施療子を人体に対して独立に上下方向、左右幅方向、及び出退方向に安定かつ再現性良く移動でき、施療子に所望のマッサージ動作を行わせることのできるパラレルリンク機構式のマッサージ装置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】
上記課題を達成するために、請求項１の発明は、人体に当接してその人体にマッサージを施す左右一対の施療子と、前記施療子を動作させるための複数の回転する駆動部と、前記各駆動部にそれぞれ係合し、その駆動部によって回転される送りネジと、前記各送りネジに螺合して当該送りネジの回転に伴ってその送りネジの長さ方向に沿って送られる送りナットと、前記施療子及び前記送りナットに係合し、前記送りナットの動きを前記施療子に伝達して当該施療子を人体に対して上下方向、左右幅方向、出退方向に移動し動作させるパラレルリンク機構式の結合機構と、を備え、前記送りネジを上下方向に配置すると共に前記駆動部を前記送りネジの端部に配置して成るマッサージ装置において、前記施療子に所望の動作を行わせるために必要な前記各駆動部の目標回転量を算出する演算部と、前記各駆動部の回転量を検知する回転量検知部と、前記各駆動部に与える電力を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転量検知部で検知した各駆動部の回転量がそれぞれ前記演算部で算出した目標回転量に追従するように電力制御を行うものである。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１に記載のマッサージ装置において、位置検出用のスリットパターンを有してマッサージ装置本体の固定部に固定されたスリット板と、前記送りナットとともに移動して前記スリット板のスリットパターンを検出することにより当該送りナットの位置を検出するスリットパターン検出部と、を備え、前記演算部は、前記スリットパターン検出部によって検出されたナットの位置情報に基づいて前記施療子の位置を算出して前記目標回転量を算出するものである。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１に記載のマッサージ装置において、前記送りネジは３本あって、それぞれ第１、第２、及び第３の送りネジであり、前記送りナットは前記３本の送りネジに対応して第１、第２、第３の送りナットがあり、マッサージ装置本体の固定部に設けられ前記第１の送りネジとともに回転する回転検出用のスリットパターンを有する回転スリット板と、マッサージ装置本体の固定部に設けられ前記回転スリット板のスリットパターンを検出することにより前記第１の送りネジの回転量を検出すると共に前記固定部に対する第１の送りナットの位置を検出する第１のスリットパターン検出部と、前記第１のナットとともに移動する位置検出用のスリットパターンを有するスリット板と、前記第２、第３の送りナットのそれぞれとともに移動して前記スリット板のスリットパターンを検出することにより、前記第１の送りナットに対する当該第２、第３の送りナットのそれぞれの位置を検出する第２、第３のスリットパターン検出部と、を備え、前記演算部は、前記第１のスリットパターン検出部で得られた第１の送りナットの位置、及び前記第２、第３のスリットパターン検出部で得られた第１の送りナットに対する第２、第３の送りナットの位置の情報に基づいて前記施療子の位置を算出して前記目標回転量を算出するものである。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載のマッサージ装置において、前記送りネジは３本あって、それぞれ第１、第２、及び第３の送りネジであり、前記送りナットは前記３本の送りネジに対応して第１、第２、第３の送りナットがあり、前記各送りネジとともにそれぞれ回転する回転検出用のスリットパターンを有する回転スリット板と、前記各回転スリット板のスリットパターンを検出することにより各送りネジの回転量を検出すると共に各送りナットの位置を検出するスリットパターン検出部と、をユニット化してそれぞれ各送りネジの下部に備え、前記演算部は、前記各スリットパターン検出部で得られた各送りナットの位置の情報に基づいて前記施療子の位置を算出して前記目標回転量を算出するものである。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマッサージ装置において、前記送りナットとこれに係合する前記結合機構との間に介在し、前記施療子に外力が作用する際にその外力が前記結合機構を介して伝達されることにより変形する弾性変形体と、前記弾性変形体の変形による変位量を計測する変位計測部と、を備え、前記演算部は、前記変位計測部によって計測された変位量と前記施療子に作用する外力との関係に基づいて前記施療子の目標位置に対する現在位置を算出して前記目標回転量を算出するものである。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のマッサージ装置において、送りネジを軸受する軸受ホルダ内に配置され、前記施療子に外力が作用する際にその外力が当該送りネジを介して伝達されることにより変形する弾性変形体と、前記弾性変形体の変形による変位量を計測する変位計測部と、を備え、前記演算部は、前期変位計測部によって計測された変位量と前記施療子に作用する外力との関係に基づいて前記施療子の目標位置に対する現在位置を算出して前記目標回転量を算出するものである。
【００１１】
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載のマッサージ装置において、前記弾性変形体と変位計測部とが前記施療子を人体に対して出退方向に動作させるための送りネジについて設けられており、これらの弾性変形体と変位計測部とによって計測された当該弾性変形体の変位量と所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体から施療子への外力の有無を判断すると共に着座した人体の肩位置の検出を行う肩位置検出部と、前記肩位置検出部によって検出された肩位置を記憶する記憶部と、を備えたものである。
【００１２】
請求項８の発明は、請求項５又は請求項６に記載のマッサージ装置において、前記弾性変形体と変位計測部とが前記施療子を人体に対して、出退方向に動作させるための送りネジについて設けられ、これらの弾性変形体と変位計測部とによって計測された当該弾性変形体の変位量と所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体から施療子への外力の有無を判断すると共に着座した人体の肩位置の検出を行う第１の肩位置検出部と、前記肩位置検出部によって検出された肩の位置を記憶する第１の記憶部と、前記弾性変形体と変位計測部とが前記施療子を人体に対して、上下方向に動作させるための送りネジについて設けられ、これらの弾性変形体と変位計測部とによって計測された当該弾性変形体の変位量と所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体による施療子への外力の有無を判断すると共に着座した人体の肩位置の検出を行う第２の肩位置検出部と、前記肩位置検出部によって検出された肩の位置を記憶する第２の記憶部と、を備え、前記演算部は、前記第１及び第２の記憶部に記憶された肩位置に基づいて適切な肩位置を算出し、その位置を目標位置として施療子をそこに移動させるための前記目標回転量を算出するものである。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１の発明によれば、回転量検知部で検知した各駆動部の回転量がそれぞれ演算部で算出した目標回転量に追従するように電力制御を行うので、施療子を安定かつ再現性良く移動でき、施療子に所望のマッサージ動作を行わせることができる。
【００１４】
請求項２の発明によれば、施療子の現在位置を把握して目標回転量を算出するので、施療子を安定かつ再現性良く所望の位置に移動でき、施療子に所望のマッサージ動作を行わせることができる。また、固定部に対する送りナットの絶対位置を検出できるので、目標回転量算出のための演算が容易である。また、スリット板は、各送りネジに沿って、装置本体の固定部に固定すればよく、容易に送りナットの位置検出システムを構成できる。
【００１５】
請求項３の発明によれば、円形にすることによってスリット板を小型に、又は、相対位置を検出することにしてスリット板を短尺にでき、コンパクトな位置検出システムを構成できる。また、相対位置検出法を用いるので、スリット板の位置検出用のスリットパターンにおけるビットパターン数を減らして、第２、第３のスリットパターン検出部の記憶容量の軽減ができ、位置検出システムを安価に構成できる。
【００１６】
請求項４の発明によれば、送りネジの回転量を検出するシステムをユニット化して各送りネジの下部に備えるので、椅子の背もたれ部の薄型化、軽量化を損なうことがなく、また、電力や信号の配線が容易で組立性が向上する。このような装置を備えて施療子の位置検出を行うので、施療子を安定かつ再現性良く動作できる。
【００１７】
請求項５の発明によれば、例えば、施療子に作用する出退方向の力を計測することができるので、施療子が、人体の背中部分に当接しているかどうかの判断ができ、施療子を効率良く移動動作して、施療子に所望のマッサージ動作を行わせることができる。
【００１８】
請求項６の発明によれば、例えば、施療子に作用する出退方向の力を計測する手段を、施療子と共に移動する可動部（エンジン）に手を加えることなく送りネジの下部や上部に設けることができる。従って、組立や配線処理が容易になる。
【００１９】
請求項７の発明によれば、肩位置を検出すると共にその肩位置を記憶できるので、被施療者に合わせた初期位置に施療子を素早く移動でき、被施療者の操作負担を軽減して満足感を向上できる。また、複数の被施療者の肩位置データを記憶して選択可能にすることによって、被施療者各人に快適なマッサージ効果を与えることができる。
【００２０】
請求項８の発明によれば、請求項７に比べ、肩位置検出の精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明のパラレルリンク機構式のマッサージ装置について、図面を参照して説明する。図１は、本発明に係るマッサージ装置１の制御ブロック構成を示し、図２は、マッサージ装置１の外観を示す。マッサージ装置１は、図１、図２に示すように、人体Ｍに当接してその人体Ｍにマッサージを施す左右一対の施療子２と、施療子２を動作させるための複数の駆動部３と、各駆動部３にそれぞれ係合し、その駆動部３によって回転される送りネジ４と、各送りネジ４に螺合して送りネジ４の回転に伴ってその送りネジ４の長さ方向に沿って送られる送りナット５と、施療子２及び送りナット５に係合し、送りナット５の動きを施療子２に伝達して施療子２を人体Ｍに対して上下方向、左右幅方向、及び出退方向に移動し動作させるパラレルリンク機構式の結合機構２０と、を備えている。なお、駆動部３は、例えば、電動モータによって構成されので、以下において、駆動部３は電動モータから成るとして説明する。
【００２２】
マッサージ装置１は、椅子型であり、送りネジ４は、椅子の背もたれ部の内部に上下方向に沿って配置され、各駆動部３は送りネジ４の端部、例えば、下方の座部内に配置されている。なお、施療子２の動作方向を示すため、図２に示すように、前後方向Ｘ、左右幅方向Ｙ、及び、上下方向Ｚの用語を用いる。前後方向Ｘと左右幅方向Ｙは、椅子に座った被施療者（人体Ｍ）が認識する前後左右である。また、出退方向は前後方向Ｘであり、施療子２が人体Ｍの背中を押す方向である。
【００２３】
マッサージ装置１は、さらに、施療子２に所望の動作を行わせるため、各駆動部３の目標回転量ＥＲを算出する演算部１２と、各駆動部３の回転量を検知する回転量検知部１０と、各駆動部３に与える電力ＰＷを制御する制御部１１と、を備えている。回転量検知部１０は、各駆動部３に附属したエンコーダや、各駆動部３をパルス制御するときのパルスカウンタなどを用いて構成される。
【００２４】
また、マッサージ装置１は、さらに、送りネジ４や、送りナット５や、結合機構２０などの動きから施療子２の現在位置ＰＬを検知する位置検知部７と、人体Ｍの当人である被施療者が施療内容を選択し操作する操作部１３と、を備えている。上述の演算部１２は、位置検知部７からの施療子２の現在位置ＰＬの情報と、操作部１３の操作によって決定された施療子の目標位置ＥＬと、に基づいて上述の目標回転量ＥＲを算出する。
【００２５】
上述の制御部１１は、回転量検知部１０で検知した各駆動部３の現在回転量ＰＲがそれぞれ演算部１２で算出した目標回転量ＥＲに追従するように電力ＰＷを供給する電力制御を行う。このように、本発明のマッサージ装置１では、各駆動部３の回転量ＰＲがそれぞれ目標回転量ＥＲに追従するように電力制御を行うので、施療子２を安定かつ再現性良く移動でき、施療子２に所望のマッサージ動作を行わせることができる。
【００２６】
なお、上述の制御部１１や演算部１２は、例えば、マイクロコンピュータや、半導体メモリ、及びこれらのハードウエア上で動作するソフトウエアなどを用いて構成される。また、制御部１１は、駆動部３の電力供給制御以外に、例えば、演算部１２、操作部１３、各検知部７，１０などの制御を行う中央制御部としての機能を備える。
【００２７】
次に、図３乃至図６を参照して、マッサージ装置１のパラレルリンク機構式の結合機構の構造を説明する。図３は、マッサージ装置１の機械的な構造（固定部、駆動機構部、及び可動部）を示し、図４は、施療子２を支持するリンク構造を示し、図５は、施療子２と支持アームを駆動する機構を示し、図６は、施療子２を左右幅方向に駆動する機構を示す。ここでは結合機構の構造を説明し、その動きは後述する。
【００２８】
マッサージ装置１の機械的な構造は、図３に示すように、ガイド枠８１等から成る固定部と、駆動部３等を備えて成る駆動機構部と、昇降背板８と共に上下動する可動部の３つの部分に大別される。これらの機械的な構造物は、椅子型マッサージ機１の背もたれ部から座部にかけての内部に実装されている。
【００２９】
最初の固定部は、左右の上下方向に配置されたガイド枠８１、左右のガイド枠８１に橋渡しされてこれらを固定する上部の固定背板８２、及び下部の固定台８３等から成る。ガイド枠８１は、左右の互いに対向する側に、後述の車輪８０ａを上下方向にガイドする溝が形成されている。
【００３０】
次の駆動機構部は、下部の固定台８３に固定した台板３５上に配置された第１、第２、第３の駆動部３１，３２，３３（総称して、駆動部３）、上下方向に配置され、各対応する駆動部３によって回転駆動される第１、第２、第３の送りネジ４１，４２，４３（総称して、送りネジ４）、送りネジ４を上下で保持する下ネジ受４４、上ネジ受４５、及び駆動部３の動力を送りネジ４に伝達する動力伝達部（不図示）等から成る。動力伝達部は、例えば、プーリとタイミングベルト、又は、歯車などで構成され、台板３５に設けられている。また、各駆動部３には、不図示の減速器や回転量検知部１０を構成するエンコーダ等が内蔵されている。
【００３１】
最後の可動部は、左右一対の施療子２を備えて施療子２の移動と施療子２によるマッサージ動作を行うところであってマッサージ装置１の中心的な部分であり、通常、エンジンと呼ばれる部分である。可動部は、上背板８４、下背板８５、第１、第２、第３の送りナット５１，５２，５３（総称して、送りナット５）、施療子２などを備えている。可動部の全体は、後述するように、送りネジ４と左右のガイド枠８１に沿って上下動する。
【００３２】
上背板８４は、第１の送りネジ４１に螺合した第１の送りナット５１と、背板８４に固定した中央支柱８４ｂ及び背板８４の左右側板により軸受支持された偏心軸２４と、偏心軸２４を回転駆動する駆動モータ３４と、背板８４の左右両端に設けられてガイド枠８１のガイド溝に納まって上下動する車輪８０ａと、を備えている。背板８４は、送りナット５１を介して送りネジ４１によって、また、車輪８０ａを介して左右のガイド枠８１によって、その動きが上下方向に束縛されている。
【００３３】
下背板８５は、第３の送りネジ４３に螺合した第３の送りナット５３と、背板８５の左右側板によって軸受支持された摺動軸２５と、背板８５の左右両端に設けられてガイド枠８１のガイド溝に納まって上下動する車輪８０ａと、を備えている。背板８５は、送りナット５３を介して送りネジ４３によって、また、車輪８０ａを介して左右のガイド枠８１によって、その動きが上下方向に束縛されている。
【００３４】
可動部の残りの部分は、第２の送りナット５２と施療子２、及びこれらに附属した部分である。第２の送りナット５２は、第２の送りネジ４２に螺合して、上背板８４と下背板８５の間に配置されている。また、送りナット５２は、送りネジ４２と、上下方向に配置された摺動軸８４ａによって、その動きが上下方向に束縛されている。摺動軸８４ａの上端は、上述の上背板８４に固定された中央支柱８４ｂによって固定されている。また、摺動軸８４ａの下端部は、下背板８５に固定された支持板８５ｂによって支持された軸支材８５ａによって上下方向に摺動可能に軸支されている。
【００３５】
第２の送りナット５２の左右には、施療子２を左右幅方向に移動させるための腕木（リンク２３）が左右下方に広がって設けられている。施療子２とこれに附属した部分、及びリンク２３について、以下に述べる。
【００３６】
施療子２は、図４、図５に示すように、長尺の第１のリンク２１と、短尺の第２のリンク２２と、によって支持されて前後及び上下に動作する。リンク２１の一端は、施療子２が備えられ、リンク２１の他端は、回転軸２７に支持されている。リンク２２の一端は、リンク２１の途中に回り対偶で連結され、リンク２２の他端は、上述した偏心軸２４に、連結部２２ａを介して摺動及び回転自在に固定されている。なお、後の説明で各部のリンク長が参照されるので、リンク長を、図４に示すように、リンク２１の施療子２側から途中の連結部までのリンク長Ｌａ、残りの部分のリンク長Ｌｂ、リンク２２のリンク長Ｌｃと定義する。
【００３７】
上述のリンク２１の他端を軸支する回転軸２７は、図５に示すように、摺動軸２５にその軸方向に沿って摺動自在に設けられた左右一対の摺動部材２６に固定されている。また、上述のリンク２２を軸支する連結部２２ａは、例えば、球対偶や、回転支持部を備えたスラスト軸受などによって構成され、偏心軸２４回りに回転可能、かつ、偏心軸２４の軸方向に沿って摺動自在と成っている。このように、施療子２を支持するリンク２１、２２の他端が、それぞれ、回転軸２７及び摺動部材２６と、連結部２２ａと、を介して左右方向に摺動自在と成っている。従って、左右の施療子２間の距離が変更可能である。左右幅方向に施療子２を動かす機構は、図６を参照して後述する。
【００３８】
ここで、偏心軸２４について説明する。偏心軸２４は左右で軸心が互いに平行に偏心した偏心軸２４ａ，２４ｂから成っている。偏心軸２４は、偏心軸２４ａ，２４ｂの各軸心の中間に設けられた軸心の回りに回転される。偏心軸２４の回転によって、連結部２２ａ、従ってリンク２２の端部は円運動する。左右の連結部２２ａの円運動は、互いに位相が１８０度ずれた運動となる。この円運動によって、施療子２が左右で交互に人体Ｍに対して行う肩叩き運動が実現される。なお、偏心軸２４の回転は、上背板８４と共に上下動する上述の駆動モータ３４によって行われる。
【００３９】
上述の左右の摺動部材２６は、図６に示すように、それぞれ第２の送りネジ４２の左右に、リンク２３を介して連結されている。各連結部は、回り対偶によって固定されている。従って、送りナット５２と摺動軸２５との間隔が狭まると、左右の摺動部材２６が互いに離れ、間隔が開くと、左右の摺動部材２６が互いに接近する。摺動部材２６の動きに伴って、施療子２の動きが生じる。
【００４０】
次に、図７乃至図１３を参照して、上述した結合機構の動作と、その動作に伴う施療子２のマッサージ動作を説明する。図７は、マッサージ装置１のパラレルリンク機構式の結合機構を模式的に示し、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）、図９（ａ）（ｂ）、図１０は、この結合機構の動作例を示す。マッサージ装置１の可動部は、図７に示すように、各送りネジ４１，４２，４３に各送りナット５１，５２，５３を介して連結され、各送りネジ４１，４２，４３の回転によって各送りナット５１，５２，５３が上下することによって動作する。ここでは、偏心軸２４は、簡単のため、単一の摺動軸で表示されている。以下の説明において、各送りネジ４は、互いに同等のネジ（例えば、右ネジ、同一リード）とする。
【００４１】
まず、３つの送りネジの何れかが単独で回転動作する場合を説明する。第１の送りネジ４１が左右回転を繰り返す場合、図８（ａ）に示すように、第１の送りナット５１が上下方向に動作し、上背板８４が上下方向に動作し、リンク２２の他端が上下方向に動作し、施療子２の回転運動が発生する。
【００４２】
第２の送りネジ４２が左右回転を繰り返す場合、図８（ｂ）に示すように、第２の送りナット５２が上下方向に動作し、左右のリンク２３が互いに離間接近を繰り返し、摺動部材２６が左右幅方向に動作し、施療子２の左右幅方向運動が発生する。
【００４３】
第３の送りネジ４３が左右回転を繰り返す場合、図８（ｃ）に示すように、第３の送りナット５３が上下方向に動作し、下背板８５が上下方向に動作し、リンク２１の他端が上下方向に動作する。このとき、リンク２３の両端の上下間隔が変化するので摺動部材２６の左右間隔も変化する。従って、施療子２の回転運動に左右幅方向運動が加わった運動が発生する。
【００４４】
次に、２つの送りネジが協調して同じ方向に回転動作する場合を説明する。第２、第３の送りネジ４２，４３が左右回転を繰り返す場合、図９（ａ）に示すように、左右の摺動部材２６の間隔が変わらずにリンク２１の他端が上下方向に動作し、施療子２の回転運動が発生する。この運動は、上述の図８（ｃ）に示した運動から左右幅方向の運動を除いた運動に成っている。
【００４５】
また、第２、第３の送りネジ４２，４３が同方向、第１の送りネジ４１が反対方向に左右回転を繰り返す場合、図９（ｂ）に示すように、左右の摺動部材２６の間隔が変わらずにリンク２１の他端が上下方向に動作し、さらに、リンク２２の他端が上下方向に動作する。このとき、リンク２１、２２の他端は、互いに逆位相で上下方向に移動する。つまり、リンク２１、２２の他端が、上下方向に互いに離れたり、近づいたりする。これにより、施療子２は、回転運動を伴うことなく前後方向に動作する出退運動を行う。
【００４６】
また、３つの送りネジ４１，４２，４３が互いに協調して、互いに同じ回転方向に左右回転を繰り返すと、図１０に示すように、可動部全体が上下動し、従って施療子２が単純に上下運動を行うことになる。
【００４７】
上述したような結合機構の動作に基づく施療子２の時間的なマッサージ動作の例を次に示す。図１１、図１２、図１３は、それぞれ施療子２のＸＹＺ位置の時間変化の例、駆動モータの回転量の時間変化の例、及び、施療子２の空間軌道の例を示す。ここでは、左側の施療子２に注目している。この施療子２の位置座標を所定の基準位置に原点を有するＸＹＺ座標で表現する。前述したように、Ｘ軸方向は前後方向であり、前方を正の向き、Ｙ軸方向は左右幅方向であり、左方向、すなわち施療子が互いに離間する方向を正の向き、Ｚ軸方向は上下方向であり、上方向を正の向きとしている。
【００４８】
図１１は、施療子２の１周期Ｔの動作における位置変化を示す。施療子２は、このような周期運動を何度も繰り返してマッサージ動作を行い、マッサージ効果が得られる。１周期Ｔは、数秒程度である。図１２は、施療子２にこのような動作を行わせるための各駆動モータ３１，３２，３３の１周期Ｔにおける回転量Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を示す。施療子２が、パラレルリンク機構式の結合機構を用いてを動作されるので、施療子２のＸＹＺ方向の動きは、後述するように、回転量Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の複合値により決まる。
【００４９】
図１３は、図１１に示した位置変化を３次元空間の軌跡として表したものである。上下方向においてＺ＝０となる時刻ｔ１、左右幅方向において最大ふれ幅となる時刻ｔ２、及び、前後方向においてＸ＝０となる時刻ｔ３を図１３に示している。これらの図に示した施療子２の動きは、例えば、被施療者の左肩を上方から斜め左下方に押しつつ、前方に押し、その後、被施療者の首の方向に向って、はさみ動作を行いつつ施療子原点に復帰する動作を繰り返す動きになっている。
【００５０】
次に、図１４、図１５を参照して、各送りナット５１，５２，５３のＺ方向の位置変位と施療子２のＸＹＺ位置変位の関係を説明する。さらに詳しくは、施療子２の移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を、駆動モータ３１，３２，３３の回転数（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）で表す式を求めること、及び、その逆の、駆動モータ３１，３２，３３の回転数（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を、施療子２の移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）で表す式を求めることを行う。これらの式は、前述の図１で示した、施療子の現在位置ＰＬと、目標位置ＥＬと、駆動モータ３の目標回転量ＥＲと、の関係を表す。
【００５１】
以下では、左側の施療子２の初期状態と、その初期状態から所定の移動量のもとで移動した移動後状態と、の２状態について述べる。表１に変数と記号の定義を示す。なお、リンク２１，２２に関するリンク長は、前述したように（Ｌａ＋Ｌｂ），Ｌｃである。また、リンク２３のリンク長をＬｅとする。Ｙ軸の原点は施療子２の左右対称平面上にあり、リンク２３の送りナット５２との連結点は、簡単のため、Ｙ軸の原点を通るＺ軸上にあるとする。
【００５２】
【表１】
2007089716.tif 000003
【００５３】
（施療子の移動量を、送りナットの移動量で表す）
まず、施療子２の移動量（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）を、各送りナット５１，５２，５３の移動量（ΔＺ１，ΔＺ２，ΔＺ３）で表すと、以下の式（１）（２）（３）となる。
【００５４】
【数１】
2007089716.tif 000004
【００５５】
上述のΔＸ，ΔＺは、リンク２２を斜辺とする三角形から求められ、ΔＹはリンク２３を斜辺とする三角形から求められる。角度φは、リンク２１，２２、及びＺ軸と形成される三角形に余弦定理を適用して求められる。
【００５６】
（施療子の移動量を、駆動モータの回転量で表す）
各送りナット５１，５２，５３の移動量（ΔＺ１，ΔＺ２，ΔＺ３）は、駆動モータの減速比（β１，β２，β３）、及び、送りネジのリード（α１，α２，α３）を用いて、駆動モータの回転量（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）によって表される。すなわち、ΔＺ１＝（α１／β１）×Ｒ１、などと表される。そこで、式（５）〜（８）が得られる。
【００５７】
【数２】
2007089716.tif 000005
【００５８】
（駆動モータの回転量を、施療子の移動量で表す）
まず、各送りナット５１，５２，５３の移動量（ΔＺ１，ΔＺ２，ΔＺ３）を、施療子２の移動量（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）で表すために、以下の式（９）〜（１１）を得る。
【００５９】
【数３】
2007089716.tif 000006
【００６０】
上式（９）〜（１１）をから、各送りナット５１，５２，５３の移動量（ΔＺ１，ΔＺ２，ΔＺ３）を、施療子２の移動量（△Ｘ，△Ｙ，△Ｚ）で表す式（１２）〜（１７）を得る。
【００６１】
【数４】
2007089716.tif 000007
【００６２】
ここで、式（１２）〜（１４）に、ΔＺ１＝（α１／β１）×Ｒ１、などの関係式を適用して、駆動モータの回転量（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を、施療子の移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）で表す式（１８）〜（２０）が得られる。
【００６３】
【数５】
2007089716.tif 000008
【００６４】
以上により、施療子２の移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を、駆動モータ３の回転数（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）で表す式（５）〜（８）、及び、駆動モータ３の回転数（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を、施療子２の移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）で表す式（５）〜（８）が得られた。
【００６５】
次に、演算部１２で算出した目標回転量ＥＲに追従するように駆動モータ３の回転量を制御する例を説明する（図１参照）。制御部１１は、制御周期ΔＴでフィードバック制御を行っており、各駆動モータ３は、パルス制御方式で入力電力の制御を行うものとする。このような状況のもとで、次の制御時刻ｎΔＴの制御周期ΔＴにおける電力オンの実質的なデューティ比Ｍｎを式（２１）に従って決定する。
【００６６】
【数６】
2007089716.tif 000009
【００６７】
上式（２１）は、いわゆるＰＩ制御（比例、積分制御）における式であり、比例パラメータＫｐ、積分パラメータＫｉは別途決定される。また、過去の制御時刻ｊΔＴにおける目標回転量ＥＲｊ、及び、その時刻での現在回転量ＰＲｊなどを用いてＭｎが決定される。積分変数ｎ１，ｎ２は、例えば、ｎ１＝０，ｎ２＝ｎ−１、である。このような式（２１）を用いて各駆動モータ３に対するデューティ比Ｍｎを決定すれば、外乱などが発生しても、演算部１２で算出した目標回転量ＥＲに追従するように駆動モータ３の回転量を制御でき、施療子２による所望のマッサージ動作を行うことができる。
【００６８】
次に、図１６、図１７、図１８を参照して、施療子２の現在位置ＰＬの測定について説明する。図１６に示すマッサージ装置１は、位置検出用の必要可動域を確保したスリットパターンを有してマッサージ装置本体の固定部、例えば、上ネジ受４５や固定背板８２に固定されたスリット板７１，７２，７３と、送りナット５１，５２，５３とともに移動してスリット板７１，７２，７のスリットパターンを検出することにより送りナット５１，５２，６３のＺ方向の位置を検出するスリットパターン検出部７１ａ，７２ａ，７３ａと、を備えている。なお、各スリット板７１，７２，７３のスリットパターンと各送りナット５の絶対値を対応付けて記憶しておくことにより、各送りナット５のＺ方向の位置を検出できる。
【００６９】
そして、演算部１２（図１参照）は、スリットパターン検出部７１ａ，７２ａ，７３ａによって検出された各ナット５の位置情報に基づいて施療子２の現在位置ＰＬを算出する。なお、図１では、位置検知部７が現在位置ＰＬの情報を算出して演算部１２に入力しているが、以下では、演算部１２が現在位置ＰＬを算出する例を示す。この施療子２の現在位置ＰＬの算出に当たり、上述の式（１）〜（４）から導かれる以下の式（２２）〜（２５）が用いられる。すなわち、表１に示したように、施療子２の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、Ｘ＝ΔＸ＋ｘ０，Ｙ＝ΔＹ＋ｙ０，Ｚ＝ΔＺ＋ｚ０、であり、各送りナット５１，５２，６３の位置座標（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）は、Ｚ１＝ｚ１０＋ΔＺ１，Ｚ２＝ｚ２０＋ΔＺ２，Ｚ３＝ｚ３０＋ΔＺ３、である。そこで、次式（２２）〜（２５）が得られる。
【００７０】
【数７】
2007089716.tif 000010
【００７１】
上述のように、施療子２の現在位置ＰＬ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、送りナット５の測定位置（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３）データと、式（２２）〜（２５）により算出される。ところで、各駆動モータ３に具備された回転量検知部１０（例えば、エンコーダ）の分解能が低い場合、施療子２の軌道が、時間の経過とともに所望のマッサージ動作から逸脱することが予想される。そこで、演算部１２は、所定の制御周期毎に、施療子２の目標位置ＥＬ（Ｘａ，Ｙａ，Ｚａ）と、上記測定及び演算部１２による演算によって得られた施療子２の現在位置ＰＬ（Ｘ，Ｙ，Ｚ）とから、各座標値の差（Ｘａ−Ｘ，Ｙａ−Ｙ，Ｚａ−Ｚ）を、施療子２の目標移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）として算出する。
【００７２】
さらに、演算部１２は、施療子２の目標移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）を達成するための駆動モータ３の目標回転量ＥＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）を、目標移動量（ΔＸ，ΔＹ，ΔＺ）と上述の式（１５）〜（２０）とから算出する。制御部１１は、このような目標回転量ＥＲ（Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３）と、回転量検知部１０からの現在回転量ＰＲとにもとづいて、例えば、上述の式（２１）によるデューティ比Ｍｎなどを用いて、駆動部３に電力ＰＷを供給して駆動部３を制御する。
【００７３】
このような施療子２の位置の測定と位置情報のフィードバックにより、施療子２を安定かつ再現性良く所望の位置に移動でき、マッサージ動作の修正を行い、施療子２に所望のマッサージ動作を行わせることができる。また、固定部に対する送りナット５の絶対位置を検出できるので、目標回転量算出のための演算が容易である。また、スリット板７１，７２，７３は、各送りネジ４に沿って、装置本体の固定部に固定すればよく、容易に送りナット５の位置検出システムを構成できる。
【００７４】
次に、図１７を参照して、マッサージ装置１における送りナット５のＺ軸方向の位置検出の他の例を説明する。このマッサージ装置１は、マッサージ装置本体の固定部に設けられ第１の送りネジ４１とともに回転する回転検出用のスリットパターンを有する回転スリット板７４と、マッサージ装置本体の固定部に設けられ回転スリット板７４のスリットパターンを検出することにより第１の送りネジ４１の回転量を検出すると共に固定部に対する第１の送りナット５１の位置を検出する第１のスリットパターン検出部７４ａと、第１のナット５１とともに移動する位置検出用のスリットパターンを有するスリット板７５，７６と、第２、第３の送りナット５２、５３のそれぞれとともに移動してスリット板７５，７６のスリットパターンを検出することにより、第１の送りナット５１に対する第２、第３の送りナット５２，５３のそれぞれの位置を検出する第２、第３のスリットパターン検出部７５ａ，７６ａと、を備えている。
【００７５】
そして、演算部１２は、第１のスリットパターン検出部７４ａで得られた第１の送りナット５１の位置、及び第２、第３のスリットパターン検出部７５ａ，７６ａで得られた第１５１の送りナットに対する第２、第３の送りナット５２，５３の位置の情報に基づいて、上記同様に、施療子２の現在位置ＰＬを算出して目標回転量ＥＲを算出できる。
【００７６】
このような送りナット５の位置検出方法によれば、円形にすることによってスリット板７４を小型に、又は、相対位置を検出することにしてスリット板７５，７６を短尺にでき、コンパクトな位置検出システムを構成できる。また、相対位置検出法を用いるので、スリット板７５，７６の位置検出用のスリットパターンにおけるビットパターン数を減らして、第２、第３のスリットパターン検出部７５ａ，７６ａの記憶容量の軽減ができ、位置検出システムを安価に構成できる。
【００７７】
次に、図１８を参照して、マッサージ装置１における送りナット５の位置検出のさらに他の例を説明する。このマッサージ装置１は、第１、第２、及び第３の送りネジ４１，４２，４３とともにそれぞれ回転する回転検出用のスリットパターンを有する回転スリット板７７，７８，７９と、各回転スリット板７７，７８，７６９のスリットパターンを検出することにより各送りネジ４１，４２，４３の回転量を検出すると共に各送りナット５１，５２，５３の位置を検出するスリットパターン検出部７７ａ，７８ａ，７９ａと、をユニット化してそれぞれ各送りネジ４１，４２，４３の下部に備えている。
【００７８】
そして、演算部１２は、各スリットパターン検出部７７ａ，７８ａ，７９ａで得られた各送りナット５１，５２，５３の位置の情報に基づいて、上記同様に、施療子２の現在位置ＰＬを算出して目標回転量ＥＲを算出できる。
【００７９】
このようなユニット化した送りナット５の位置検出方法によれば、マッサージ装置用椅子の背もたれ部の薄型化、軽量化を損なうことなく送りネジ４の回転量を検出するシステムを各送りネジ４の下部に備えることができる。また、ユニット化によって、電力や信号の配線が容易となり組立性が向上する。このような計測装置を備えて施療子２の位置検出を行うので、施療子２を安定かつ再現性良く動作させることができる。
【００８０】
次に、図１９〜図２１を参照して、施療子２に作用する外力を測定する外力測定システムの例を説明する。ここで示す外力測定方法は、板バネ状の弾性変形体６１を用いて送りナット部分で、施療子２に作用する力を計測する方法である。この外力測定システムは、例えば、図１９に示すように、送りナット５３とこれに係合する結合機構である下部背板８５との間に介在して、下部背板８５と送りナット５３の相対移動に際して変形する板バネから成る弾性変形体６１、及び、弾性変形体６１の変形による変位量を計測する変位計測部６０、を備えて構成される。弾性変形体６１は、一端を背板８５の内側面に固定され、他端を送りナット５３に固定されている。同様に、他の送りナット５１，５２についても外力測定システムを構成できる。
【００８１】
上述の変位計測部６０は、例えば、レーザ光の反射や渦電流などを用いた近接距離センサやギャップセンサを用いて構成される。図２０（ａ）は、送りナット５３の無負荷の状態を示し、変位計測部６０によって。下背板８５に固定された変位計測部６０と弾性変形体６１との隙間ｄ０が測定される。また、図２０（ｂ）は、送りナット５３の負荷状態を示し、変位計測部６０と負荷によって変形した弾性変形体６１との隙間が測定され、変位量ΔＬが得られる。施療子２に加わる人体Ｍからの外力が、施療子２を保持するリンク２１から上背板８５に伝わり、下背板８５の内側面に固定された弾性変形体６１が、送りネジ４３に螺合した送りナット５３と上背板８５の間で変形する。その変形による変位量ΔＬによって施療子２への外力が測定される。この場合の外力は、施療子２の出退方向（Ｘ方向）から施療子２に作用する外力Ｆｘであると想定される。
【００８２】
上述の外力Ｆｘと送りナット５３の移動距離つまり変位量ΔＬとの関係を、図２１を参照して説明する。図２１において、施療子２に外力Ｆｘが作用すると、送りナット５３が変位して、上述の変位量ΔＬが生じる。ここで、弾性変形体６１のバネ定数をｋとすると、次式（２６）（２７）（２８）によって、外力Ｆｘと変位量ΔＬとの関係が表される。
【００８３】
【数８】
2007089716.tif 000011
【００８４】
そして、演算部１２は、変位計測部６０によって計測された変形による変位量ΔＬと、施療子２に作用する外力Ｆｘとの関係に基づいて施療子２の目標位置ＥＬに対する現在位置ＰＬを算出して目標回転量ＥＲを算出する。また、このような外力検出方法によれば、例えば、施療子２に作用する出退方向の力を計測することができるので、施療子２が、人体Ｍの背中部分に当接しているかどうかの判断ができ、施療子２を効率良く移動動作して、施療子２に所望のマッサージ動作を行わせることができる。
【００８５】
次に、図２２（ａ）（ｂ）を参照して、コイルバネ状の弾性変形体６２を用いて送りネジ４の軸受部分で、施療子２に作用する外力を計測する方法を説明する。この計測方法では、図２２（ａ）に示すように、送りネジ４を支持するための軸受４０ａを保持する下ベアリングホルダ４０内に、コイルバネ状の弾性変形体６２、及び計測対象板（ドグ）Ｄを封入する。送りネジ４が、第３の送りネジ４３で有る場合、施療子２に出退方向（Ｘ方向）の力が加わると、送りナット５３を介して送りネジ４３に上下方向の荷重が加わる。すると、図２２（ｂ）に示すように、弾性変形体６２が変形して計測用ドグＤが下方に変位する。下ベアリングホルダ４０に固定されたギャップセンサからなる変位計測部６０とドグＤとの隙間ｄ２を、変位計測部６０によって測定する。
【００８６】
上述の隙間ｄ２及び荷重付加前の隙間ｄ１から得られた変位量ΔＬと、施療子２に作用するＸ方向の外力Ｆｘとの関係は、上述同様に、式（２６）（２７）（２８）によって表される。このような外力の計測方法によれば、例えば、施療子２に作用する出退方向の力を計測する手段を、施療子２と共に移動する可動部（エンジン）に手を加えることなく送りネジ４の下部や上部に設けることができる。従って、組立や配線処理が容易になる。
【００８７】
次に、図２３（ａ）（ｂ）を参照して、施療子２に作用する力を計測するさらに他の方法を説明する。この方法では、第１、第２、第３の送りナット５１，５２，５３に作用する力を、第１、第２、第３の送りネジ４１，４２，４３の回りに設けたコイルバネ状の弾性変形体６３を用いて、送りナット部分で全て測定して、施療子２に作用する任意方向の外力を検出する。送りナット５は、図２３（ａ）に示すように、上下をコイルバネ状の弾性変形体６２によって挟まれて、計測対象板（ドグ）Ｄと共に、ナットケース５０に封入されている。
【００８８】
施療子２に任意方向の外力が加わると、図２３（ｂ）に示すように、送りナット５は、送りネジ４に螺合しているので変位しないが、ナットケース５０が上下方向に変位する。そこで、施療子２に作用する力に応じて弾性変形体６３が変形し、ナットケース５０に固定されたギャップセンサからなる変位計測部６０により、送りナット５と共に変位するドグＤとナットケース５０との隙間ｄ２が測定され、変位量ΔＬが得られる。
【００８９】
ここで、第１、第２、第３の送りナット５１，５２，５３について測定された変位量ΔＬを、ΔＬ１，ΔＬ２，ΔＬ３とし、それぞれの弾性変形体６３のバネ定数をｋ１，ｋ２，ｋ３とする。すると、次式（２９）及び前出の式（２７）（２８）に準する式によって、施療子２に作用する外力Ｆの出退方向（Ｘ方向）、左右幅方向（Ｙ方向）、及び上下方向（Ｚ方向）の成分を算出することができる。
【００９０】
【数９】
2007089716.tif 000012
【００９１】
次に、図２４、図２５を参照して、マッサージ装置１の施療子２に作用する出退方向の力の変化から肩位置を検出する方法を説明する。図２４に示すマッサージ装置１において、例えば、上述の図１９に示したような弾性変形体６１と変位計測部６０とが施療子２を人体Ｍに対して出退方向（Ｘ方向）に動作させるための送りネジ４３と送りナット５３について設けられている。マッサージ装置１には、さらに、これらの弾性変形体６１と変位計測部６０とによって計測された弾性変形体６１の変形による変位量ΔＬと所定の閾値とを比較することによりマッサージ装置本体に着座した人体Ｍから施療子２への圧力の有無を判断すると共に着座した人体Ｍの肩位置の検出を行う肩位置検出部１５と、肩位置検出部１５によって検出された肩位置を記憶する記憶部１６と、を備えている。
【００９２】
上述の肩位置検出の手順を、図２５のフローに沿って説明する。施療子２のＸ方向の出退量を一定にした状態で、送りネジ４１，４３を回転し、送りナット５１，５３を上方Ｚ方向に移動することにより、施療子２を含む可動部を座下方向から上昇させる。施療子２の上昇に伴い、送りナット５３における弾性変形体６１が変形するので、その変形による変位量ΔＬを測定する（＃１）。この変移量ΔＬと、上式（２６）とにより、施療子に作用する出退方向の外力Ｆｘを算出する（＃２）。
【００９３】
施療子２に作用する外力は、人体Ｍの背中から与えられるものであり、施療子２が、下方から上方に移動して、肩部分を通り越すと外力Ｆｘが減少して略一定値になる。そこで、算出した出退方向の外力Ｆｘに対して、閾値Ｆｘ＿ｓを設け、算出した外力Ｆｘと所定の閾値とを比較しつつ施療子２を上昇させ、外力Ｆｘが閾値Ｆｘ＿ｓ以下となったときの施療子２の位置を被施療者の肩位置と判断する（＃３でＹＥＳ）。この判断は、例えば、制御部１１の制御のもとで、肩位置検出部１５によって行われる。
【００９４】
検出した被施療者の肩位置は、記憶部１６に記憶される（＃４）。記憶部１６に記憶された肩位置は、制御部１１によって、操作部１３を操作する被施療者に適切なマッサージを行うために用いられる。例えば、演算部１２は、算出した肩位置を目標位置として施療子２をそこに移動させるための目標回転量を算出する。
【００９５】
このような肩位置検出を行うマッサージ装置１によれば、肩位置を検出すると共にその肩位置を記憶できるので、被施療者に合わせた初期位置に施療子２を素早く移動でき、被施療者の操作負担を軽減して満足感を向上できる。また、複数の被施療者の肩位置データを記憶して選択可能にすることによって、被施療者各人に快適なマッサージ効果を与えることができる。
【００９６】
次に、図２６（ａ）（ｂ）、図２７を参照して、マッサージ装置１の施療子２に作用する出退方向と上下方向の両方の力の変化から肩位置を検出する方法を説明する。このマッサージ装置１では、図２６（ａ）に示すように、肩位置の検出を行う第１、第２の肩位置検出部１５ａ，１５ｂと、肩位置検出部１５ａ，１５ｂによって検出された肩の位置を記憶する第１、第２の記憶部１６ａ，１６ｂと、を備えている。
【００９７】
そして、肩位置検出の第１段階で、可動部を座下から上限まで上昇させて、上述の図２４、図２５に示したのと同様の構成と方法により、第１の肩位置検出部１５ａで肩位置を検出し、検出した肩位置を第１の記憶部１６ａに記憶する。この段階は、図２７におけるステップＳ１〜Ｓ４に対応し、この段階の処理は、前述の図２５に示した処理と同じである。
【００９８】
その後、第２段階で、図２６（ｂ）に示すように、可動部を下降させる。ところで、施療子２に作用するＺ方向の外力Ｆｚは、上述のＦｘの式（２６）と同様の次式（３０）によって、外力Ｆｚにより変形する弾性変形体の変形による変位量ΔＬと結びつけられる。
【００９９】
【数１０】
2007089716.tif 000013
【０１００】
そこで、施療子２が被施療者の肩の上方から降下し、施療子２が肩に接触することにより発生する外力Ｆｚを、変位量ΔＬと、式（３０）とにより算出する。上下方向の外力Ｆｚに対して閾値Ｆｚ＿ｓを設け、式（３０）で得られる上下方向の外力Ｆｚが閾値Ｆｚ＿ｓ以上となったときの施療子２の上下方向位置を記憶する。この肩位置検出は、第２の肩位置検出部１５ｂが行い、検出した肩位置は第２の記憶部１６ｂに記憶される。この段階は、図２７におけるステップＳ５〜Ｓ８に対応する。
【０１０１】
最後に、第３段階で、演算部１２が、上述の第１、第２の記憶部１６ａ、１６ｂに記憶された２つの肩位置について、例えば平均値を算出して、その平均値を施療子２の位置とする。演算部は、算出した肩位置を目標位置として施療子２をそこに移動させるための目標回転量を算出する。この段階は、図２７におけるステップＳ９に対応する。
【０１０２】
このような肩位置検出を行うマッサージ装置１によれば、出退方向の外力Ｆｘだけに基づいて肩位置を検出する場合に発生する可能性のある肩位置検出の誤差をより低減できる。例えば、被施療者の人体Ｍと施療子２との間に介在する衣服の干渉具合や被施療者の着座状態の具合により外力Ｆｘの検出に誤差が生じる可能性がある。上下方向の外力Ｆｚを援用することにより、肩位置検出をより正確にできる。
【０１０３】
次に、図２８、図２９を参照して、マッサージ装置１の施療子２を支持するリンク機構の他の例を説明する。このマッサージ機の施療子２は左右にそれぞれ２個づつあり、２個の施療子２がＶ字形の連結部材９によって保持されている。施療子２を支持するリンク機構は、連結部材９のＶ字の谷部に連結されたリンク２１，２２からなる。このリンク２１は、前述の図４に示したリンク２１とは、Ｌａの部分が無い点が異なっている。このように支持された施療子２をリンク２１，２２を介して駆動する方法は、上述したマッサージ装置１における場合と同様である。そして、上述した施療子２のＸＹＺ位置を算出するための数式は、リンク長Ｌａを、Ｌａ＝０とすることによって、同様に適用できる。
【０１０４】
なお、本発明は、上記構成に限られることなく種々の変形が可能である。また、上述した施療子２の位置を算出する数式や、力Ｆｘ，Ｆｙ，Ｆｚを算出する数式などは、単純化したモデルに基づいており、状況に応じて補正して用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係るマッサージ装置の制御ブロック構成図。
【図２】同上マッサージ装置の外観斜視図。
【図３】同上マッサージ装置の機械的構造（固定部、駆動部、可動部）の斜視図。
【図４】同上マッサージ装置の施療子と支持アームの側面図。
【図５】同上マッサージ装置の施療子と支持アームを駆動する機構の斜視図。
【図６】同上マッサージ装置の施療子を左右幅方向に駆動する機構の斜視図。
【図７】同上マッサージ装置のパラレルリンク機構式の結合機構の正面図。
【図８】（ａ）（ｂ）（ｃ）は同上結合機構の動作例を示す正面図。
【図９】（ａ）（ｂ）は同上結合機構の他の動作例を示す正面図。
【図１０】同上結合機構のさらに他の動作例を示す正面図。
【図１１】同上マッサージ装置の施療子のＸＹＺ位置の時間変化グラフ。
【図１２】図１１に示した施療子の動きに対応するモータ回転量の時間変化グラフ。
【図１３】図１１に示した施療子の動きに対応する軌道を３次元表示した図。
【図１４】同上マッサージ装置の送りナットの移動と施療子のＸ，Ｚ方向移動の関係図。
【図１５】同上マッサージ装置の送りナットの移動と施療子のＹ方向移動の関係図。
【図１６】同上マッサージ装置における送りナットの位置検出の例を示す可動部と駆動部の斜視図。
【図１７】同上マッサージ装置における送りナットの位置検出の他の例を示す可動部と駆動部の斜視図。
【図１８】同上マッサージ装置における送りナットの位置検出のさらに他の例を示す駆動部の斜視図。
【図１９】同上マッサージ装置の施療子に作用する力を板バネ状の弾性変形体を用いて送りナット部分で計測する方法を説明する斜視図。
【図２０】（ａ）は図１９に示した送りナットが無負荷状態の場合の正面図、（ｂ）は同送りナットが負荷状態の場合の正面図。
【図２１】同上マッサージ装置の施療子に作用するＸ方向の力を送りナット部分で計測する方法を説明するリンク構造の概念図。
【図２２】（ａ）は同上マッサージ装置の施療子に作用する力を送りネジの軸受ホルダ部分で計測する方法を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から送りネジが変位した状態を示す断面図。
【図２３】（ａ）は同上マッサージ装置の施療子に作用する力をコイルバネ状の弾性変形体を用いて送りナット部分で計測する方法を説明する断面図、（ｂ）は（ａ）の状態から送りナットが変位した状態を示す断面図。
【図２４】同上マッサージ装置の施療子に作用する出退方向の力の変化から肩位置を検出する方法を説明する側面図。
【図２５】図２４に示した肩位置検出方法の手順を示すフロー図。
【図２６】（ａ）（ｂ）は同上マッサージ装置の施療子に作用する出退方向と上下方向の力の変化から肩位置を検出する方法を説明する側面図。
【図２７】図２６（ａ）（ｂ）に示した肩位置検出方法の手順を示すフロー図。
【図２８】同上マッサージ装置の施療子のリンク機構の他の例を示す側面図。
【図２９】同上リンク機構の駆動部の斜視図。
【符号の説明】
【０１０６】
１    マッサージ装置
２    施療子
３，３１，３２，３３    駆動部（駆動モータ）
４，４１，４２，４３    送りネジ
５，５１，５２，５３    送りナット
７    位置検知部
１０    回転量検知部
１１    制御部
１２    演算部
２０    結合機構
４０    軸受ホルダ
６０    センサ（変位計測部）
６１，６２，６３    弾性変形体
７１，７２，７３，７５，７６    スリット板
７４，７７，７８，７９    回転スリット板
７１ａ〜７９ａ    センサ（スリットパターン検出部）
ΔＬ    変位量
Ｍ    人体
Ｘ    出退方向
Ｙ    左右幅方向
Ｚ    上下方向
ＥＲ    目標回転量
ＰＲ    現在回転量
ＰＷ    電力
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
2007089716.tif 000033
【図２１】
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【図２２】
2007089716.tif 000035
【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2007089716.tif 000039
【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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