(57)【要約】【課題】被施療者の被施療部の硬さに応じてマッサージ力を変化させることができ、被施療者が痛さや不快を感じる前に被施療部に対する力が調整されるマッサージ機を提供する。【解決手段】施療子６と、この施療子６を所定の動作力ｆで動作させ被施療者に押す力を付与する動作手段１５と、この押す力によって生じる被施療部からの反力を検出するセンサ１６とを備えている。このセンサ１６の検出結果に基づいて前記被施療部の硬さを判定手段１７が判定すると、この判定結果に基づいて制御手段１８は前記動作手段１５による前記動作力ｆを変化させる。【選択図】      図３
2007244855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
施療具と、
この施療具を所定の動作力で動作させ被施療者に押す力を付与する動作手段と、
前記押す力によって生じる被施療部からの反力を検出するセンサと、
このセンサの検出結果に基づいて前記被施療部の硬さを判定する判定手段と、
この判定手段による判定結果に基づいて前記動作手段による前記動作力を変化させる制御手段と、
を備えていることを特徴とするマッサージ機。
【請求項２】
前記判定手段は、前記施療具による押圧開始後に生じる前記反力に基づいて前記被施療部の硬さを判定する第一判定部を有している請求項１に記載のマッサージ機。
【請求項３】
前記判定手段は、前記第一判定部による判定後に生じる前記反力に基づいて前記被施療部の硬さを判定する第二判定部をさらに有している請求項２に記載のマッサージ機。
【請求項４】
前記動作手段によって前記施療具が一回マッサージ動作する動作時間のうち、前部分で前記判定手段が前記被施療部の硬さを判定し、この後の部分で前記動作手段による前記動作力を変化させた状態で前記施療具を動作させる請求項１〜３のいずれか一項に記載のマッサージ機。
【請求項５】
前記制御手段は、前記動作手段に弾性特性を有する動作力を生じさせ得る動作制御機能部と、前記弾性特性を変化させ得る可変機能部とを有し、
前記判定手段は前記被施療部が硬いと判定した場合、前記可変機能部は前記弾性特性を弱め、前記判定手段は前記被施療部が軟らかいと判定した場合、前記可変機能部は前記弾性特性を強める請求項１〜４のいずれか一項に記載のマッサージ機。
【請求項６】
施療具と、
この施療具を所定の動作力で動作させ被施療者に押す力を付与する動作手段と、
前記押す力によって生じる被施療部からの反力を検出するセンサと、
このセンサの検出結果に基づいて前記被施療部の硬さを判定する判定手段と、
この判定手段による判定結果に基づいて前記動作手段による前記動作力を変化させる制御手段と、
被施療者が操作することで前記動作手段を動作させるための操作指令をする操作手段と、を備え、
前記制御手段は、この操作手段の操作指令にしたがって動作する前記動作手段による前記動作力を変化させることを特徴とするマッサージ機。
【請求項７】
前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて前記操作手段に対して操作抵抗を付与する請求項６に記載のマッサージ機。
【請求項８】
前記施療具と前記動作手段とを搭載している機械本体ユニットと、マッサージ動作を行っている状態の前記機械本体ユニットからの出力情報に基づいて前記操作手段に操作抵抗を付与する抵抗付与手段と、を更に備えている請求項６に記載のマッサージ機。
【請求項９】
前記抵抗付与手段は、前記操作手段に操作抵抗として粘性抵抗を与え得る流体が封入されたダンパ部と、前記流体の粘性を前記出力情報に応じて変化させる変化手段と、を有している請求項８に記載のマッサージ機。
【請求項１０】
前記ダンパ部は、前記流体として、磁場の強さに応じて粘性が変化するＭＲ流体を有し、前記変化手段は、前記ＭＲ流体に作用させる磁場の強さを変化させる請求項９に記載のマッサージ機。
【請求項１１】
前記変化手段は、前記ダンパ部の近傍に設けた電磁石部と、この電磁石部に流す電流を調整する電流調整部とを有している請求項１０に記載のマッサージ機。
【請求項１２】
前記変化手段は、前記ダンパ部の近傍に設けた永久磁石部と、この永久磁石部と前記ダンパ部との距離を調整する距離調整部とを有している請求項１０に記載のマッサージ機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被施療部の特性に応じたマッサージが可能となるマッサージ機に関する。
【背景技術】
【０００２】
被施療者に対してマッサージを付与することができるマッサージ機として従来知られているものに、施療具と、この施療具を所定の動作力で動作させることでマッサージを付与する動作手段とを備えたものがある。例えば、特許文献１に示しているマッサージ機では、前記施療具が施療子とされ、前記動作手段が、この施療子を取り付けているエアセル及びこれを膨縮させるポンプや弁を有しているエアユニットとされ、これらを収容しているハウジングを備えたものがある。このマッサージ機は、ハウジングに対する被施療者の身体の移動を検知することで、エアセル内を減圧させる制御手段を有している。
【０００３】
施療子によってマッサージがされる被施療部のうち、骨がある骨領域が当該施療子によって押圧されると痛みを感じる。したがって、施療子によって骨領域が押圧された場合、被施療者はこれを避けようとして身体を移動させる。これにより、前記制御手段がエアセル内を減圧させ、施療子による押し強さを弱めることができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１８８０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載されているマッサージ機では、骨領域が施療子によって押圧され、被施療者が痛さを感じてから身体を移動させることで始めて、施療子による押す力が弱められるものである。すなわち、従来のマッサージ機は、被施療者が痛さや不快を感じる前に押す力が調整されるものではない。また、特許文献１のような従来のマッサージ機は、エアセル内の圧力を減じるという機械的な動作によってマッサージ力を弱める制御であるため、応答性が悪いという問題点がある。
【０００６】
そこで、この発明は、被施療者の被施療部の特性に応じてマッサージ力を変化させることができ、被施療者が痛さや不快を感じる前に被施療部に対する力が迅速に調整される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】
【０００７】
前記目的を達成するためのこの発明のマッサージ機は、施療具と、この施療具を所定の動作力で動作させ被施療者に押す力を付与する動作手段と、前記押す力によって生じる被施療部からの反力を検出するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて前記被施療部の硬さを判定する判定手段と、この判定手段による判定結果に基づいて前記動作手段による前記動作力を変化させる制御手段とを備えているものである。
【０００８】
この構成によれば、被施療者に対して動作手段が施療具を動作させることで、当該施療具が当接した被施療部から反力が生じ、センサはこれを検出できる。そして、判定手段はセンサの検出結果に基づいて前記被施療部（皮下組織）の硬さ（特性）を判定する。つまり前記反力の大小により被施療部の硬さを判定する。制御手段は、この判定結果に基づいて動作手段による動作力を変化させる。
この判定手段と制御手段とによれば、例えば、骨がある骨領域のように硬い部分に対しては押す力が弱くなるように前記動作力を変化させ、それ以外の軟らかい部分に対しては押す力が強くなるように前記動作力を変化させる制御が可能となる。このように、判定手段が被施療部の硬さを判定し、これに応じて制御手段が動作力を変化させた状態で、当該被施療部に押す力を付与することができる。つまり、被施療者が痛さや不快を感じる前に被施療部に対する押す力を迅速に調整することができる。
【０００９】
また、このマッサージ機において、前記判定手段は、前記施療具による押圧開始後に生じる前記反力に基づいて前記被施療部の硬さを判定する第一判定部を有しているのが好ましい。
施療具によって被施療部が押圧され、その被施療部が骨のある骨領域である場合、被施療部は硬いために、施療具による押圧開始後に生じる反力の変化量は大きくなる。一方、被施療部が骨から離れた非骨領域である場合、被施療部は軟らかいために、施療具による押圧開始後で所定時間経過前の時間に生じる反力の変化量は、骨領域である場合よりも、小さくなる。
そこで、第一判定部は、この押圧開始後で所定時間経過前の時間に生じる反力に基づいて、被施療部が骨領域か非骨領域かの判定ができる。
【００１０】
さらに、この場合において、前記判定手段は、前記第一判定部による判定後に生じる前記反力に基づいて前記被施療部の硬さを判定する第二判定部をさらに有しているのが好ましい。
これにより、被施療部が非骨領域である場合において、一般に、当該被施療部がつぼ領域であると、当該部分はそれ以外である非つぼ領域よりも軟らかいために、施療具の押圧による反力の変化量は、非つぼ領域を押圧した場合よりも小さくなる。
そこで、第二判定部は、前記第一判定部による判定後に生じる反力に基づいて、被施療部がつぼ領域か非つぼ領域かの判定ができる。
【００１１】
また、前記マッサージ機において、前記動作手段によって前記施療具が一回マッサージ動作する動作時間のうち、前部分で前記判定手段が前記被施療部の硬さを判定し、この後の部分で前記動作手段による前記動作力を変化させた状態で前記施療具を動作させる構成とできる。
前記一回マッサージ動作とは、施療具が後位置から被施療部側である前位置まで移動する一ストローク動作であり、この一回マッサージ動作において、始め判定手段が被施療部の硬さを判定し、その後、制御手段が前記動作力を変化させ、その動作力で被施療部に押す力を付与することができる。これにより、各回のマッサージ動作ごとに被施療部の硬さに応じて動作力を変化させることができる。
【００１２】
また、前記マッサージ機において、前記制御手段は、前記動作手段に弾性特性を有する動作力を生じさせ得る動作制御機能部と、前記弾性特性を変化させ得る可変機能部とを有し、前記判定手段は前記被施療部が硬いと判定した場合、前記可変機能部は前記弾性特性を弱め、前記判定手段は前記被施療部が軟らかいと判定した場合、前記可変機能部は前記弾性特性を強めるのが好ましい。
これによれば、判定手段によって被施療部が硬いと判定された場合、可変機能部が弾性特性を弱めることができ、動作手段に弱い弾性特性を有する動作力を生じさせる。これにより、硬い被施療部に対しては、当該被施療部からの反力に負けて施療具が大きい変位でその被施療部を押圧できず、弱い力によるマッサージとなる。
一方、判定手段によって被施療部が軟らかいと判定された場合、可変機能部が弾性特性を強めることができ、動作手段に強い弾性特性を有する動作力を生じさせる。これにより、軟らかい被施療部に対しては、当該被施療部からの反力に抗して施療具は大きな変位でその非施療部を押圧でき、強い力によるマッサージとなる。
【００１３】
また、このマッサージ機は、施療具と、この施療具を所定の動作力で動作させ被施療者に押す力を付与する動作手段と、前記押す力によって生じる被施療部からの反力を検出するセンサと、このセンサの検出結果に基づいて前記被施療部の硬さを判定する判定手段と、この判定手段による判定結果に基づいて前記動作手段による前記動作力を変化させる制御手段と、被施療者が操作することで前記動作手段を動作させるための操作指令をする操作手段とを備え、前記制御手段は、この操作手段の操作指令にしたがって動作する前記動作手段による前記動作力を変化させるものである。
【００１４】
この構成によれば、被施療者が操作手段を操作することで、当該被施療者に対して動作手段が施療具を動作させ、当該施療具が当接した被施療部から反力が生じ、センサはこれを検出できる。そして、判定手段はセンサの検出結果に基づいて前記被施療部（皮下組織）の硬さ（特性）を判定する。つまり前記反力の大小により被施療部の硬さを判定する。制御手段は、この判定結果に基づいて動作手段による動作力を変化させる。
この判定手段と制御手段とによれば、例えば、骨がある骨領域のように硬い部分に対しては押す力が弱くなるように前記動作力を変化させ、それ以外の軟らかい部分に対しては押す力が強くなるように前記動作力を変化させる制御が可能となる。このように、判定手段が被施療部の硬さを判定し、これに応じて制御手段が動作力を変化させた状態で、当該被施療部に押す力を付与することができる。つまり、被施療者が痛さや不快を感じる前に被施療部に対する押す力を迅速に調整することができる。そして、この操作手段の操作指令に基づく前記動作力が前記制御手段によって制御される。
【００１５】
また、このマッサージ機において、前記制御手段は、前記判定手段による判定結果に基づいて前記操作手段に対して操作抵抗を付与するのが好ましい。
これにより、判定手段によって被施療部が硬いと判定され、制御手段が操作手段に大きな操作抵抗を付与した場合、この操作抵抗によって被施療者は操作手段を強い力で操作しにくくなる。このため、被施療部の硬い部分に対して強い動作力を生じさせる操作を防ぐことができる。
【００１６】
また、前記マッサージ機は、前記施療具と前記動作手段とを搭載している機械本体ユニットと、マッサージ動作を行っている状態の前記機械本体ユニットからの出力情報に基づいて前記操作手段に操作抵抗を付与する抵抗付与手段とを更に備えているのが好ましい。
これによれば、操作手段の操作指令にしたがって動作手段が動作し、施療具により被施療部に押す力を与えてマッサージすることができ、このマッサージ動作を行っている状態の機械本体ユニットからの出力情報に基づいて、抵抗付与手段は操作手段に操作抵抗を付与することができるため、被施療者が、操作手段を操作する際、前記マッサージ動作に応じた手応えのある操作感が得られる。
【００１７】
また、前記抵抗付与手段は、前記操作手段に操作抵抗として粘性抵抗を与え得る流体が封入されたダンパ部と、前記流体の粘性を前記出力情報に応じて変化させる変化手段とを有しているのが好ましい。
これによれば、操作手段には操作抵抗として流体による粘性抵抗が付与される。そして変化手段が前記出力情報に応じて流体の粘性を変化させることにより、操作手段の操作抵抗を変化させることができる。
【００１８】
また、前記ダンパ部は、前記流体として、磁場の強さに応じて粘性が変化するＭＲ流体を有し、前記変化手段は、前記ＭＲ流体に作用させる磁場の強さを変化させるのが好ましい。
これによれば、変化手段が、ダンパ部のＭＲ流体に作用させる磁場の強さを変化させることで、ＭＲ流体の粘性抵抗を大小変化させることができる。
【００１９】
また、このマッサージ機において、前記変化手段は、前記ダンパ部の近傍に設けた電磁石部と、この電磁石部に流す電流を調整する電流調整部とを有している構成とすることができる。この場合、電流調整部が電磁石部に流す電流を調整することにより、ダンパ部における磁場の強さを変化させることができ、ＭＲ流体の粘性を変化させ、操作抵抗を変化させることができる。
または、前記変化手段は、前記ダンパ部の近傍に設けた永久磁石部と、この永久磁石部と前記ダンパ部との距離を調整する距離調整部とを有している構成とすることができる。この場合、距離調整部が永久磁石部とダンパ部との距離を調整することにより、ダンパ部における磁場の強さを変化させることができ、ＭＲ流体の粘性を変化させ、操作抵抗を変化させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のマッサージ機によれば、制御手段は、判定手段の判定結果に基づいて動作手段による動作力を変化させることができる。これにより、例えば、骨がある骨領域のように硬い部分に対しては押す力が弱くなるように前記動作力を変化させ、それ以外の軟らかい部分に対しては押す力が強くなるように前記動作力を変化させる制御が可能となる。そして、判定手段が被施療部の硬さを判定し、これに応じて制御手段が動作力を変化させた状態で、当該被施療部に押す力を付与することができる。つまり、被施療者が痛さや不快を感じる前に被施療部に対する押す力を迅速に調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のマッサージ機の実施の一形態（第一の実施の形態）を示す説明図である。このマッサージ機は、脚体４により支持された座部１と、この座部１の後側に設けられた背もたれ部２と、座部１の前側に設けられた脚載せ部３とを備えており、椅子型とされている。
【００２２】
背もたれ部２内には機械本体ユニット５が設けられている。機械本体ユニット５は背もたれ部２の内部において、左右一対に設けられたガイドレール（図示せず）に沿って昇降自在とされている。そして、駆動機構（図示せず）によってこの機械本体ユニット５は昇降駆動する。この駆動機構としては例えば、ラックピニオン式とすることができ、ラックが前記ガイドレールに沿って設けられており、ピニオンとこれを回転させる減速器付きモータが機械本体ユニット５に設けられた構造とすることができる。
【００２３】
図２は、この機械本体ユニット５の正面斜視図である。機械本体ユニット５の本体フレーム８にマッサージユニット７が前後移動自在に取り付けられている。マッサージユニット７は、施療具として揉み玉からなる施療子６と、この施療子６に揉み、叩き、指圧などのマッサージ動作をさせるために駆動する動作手段１５とを有している。この動作手段１５は、施療子６を背もたれ部２の前後方向に移動させる押し出し機構を有している。押し出し機構は、マッサージユニット７を前後移動させる駆動源となるモータ１０と、このモータ１０に減速機構を介して連結されたピニオン１１と、このピニオン１１に噛合し背もたれ部２の前後方向に沿って設けられたラック１２とを有している。モータ１０とピニオン１１は機械本体ユニット５の本体フレーム８に固定されており、ラック１２はマッサージユニット７側に固定されている。この構成により、前記モータ１０を正逆回転させることで、ピニオン１１が正逆回転し、これによりラック１２が前後移動し、このラック１２とともにマッサージユニット７が前後移動する。これにより押し出し機構は、施療子６によって被施療者の被施療部（例えば背中）を押す力として指圧力を与えることができる。
【００２４】
図３は、この椅子型マッサージ機の概略構成を示しているブロック図である。この椅子型マッサージ機は制御手段１８を有しており、制御手段１８からの信号に基づいて前記動作手段１５は動作する。動作手段１５は、前記施療子６を所定の動作力ｆで動作させ、被施療者の被施療部に対して押す力（指圧力）を付与することができる。具体的には、制御手段１８からの信号に基づいて、動作手段１５の前記モータ１０（図２参照）からの出力を変化させ、これにより、施療子６を所定の動作力ｆで動作させることができる。また、モータ１０の動作量（動作時間）を制御手段１８が制御することで、動作手段１５の動作変位（移動量）を制御することができ、施療子６の突出量を変化させることができる。これにより前記動作力ｆを変化させることができる。つまり、施療子６を前へ（被施療部側へ）大きく突出させた場合に、大きい（強い）動作力ｆが得られ、これよりも前へ小さく突出させた場合には、小さい動作力ｆが得られる。
なお、動作手段１５による施療子６が被施療部を押す力は、指圧力以外に、叩きによる押す力や、揉みによる押す力とすることもできる。
【００２５】
この椅子型マッサージ機は、施療子６が被施療部を押す力によって生じる当該被施療部からの反力Ｆを検出するセンサ１６を備えている。図２において、センサ１６は例えば施療子６とこれを取り付けているアーム２６との間に取り付けることができる。センサ１６は力センサとされ、従来から知られているものとできる。
図３において、マッサージ機はさらに、マイコンからなる判定手段１７及び制御手段１８を備えている。施療子６がある被施療部に接触することで前記センサ１６はその反力を検出する。センサ１６からの検出信号は判定手段１７に入力され、このセンサ１６の検出結果に基づいて、施療子６が接触した被施療部の硬さを前記判定手段１７において判定する。そして、この判定手段１７による判定結果が制御手段１８に入力される。制御手段１８では、判定手段１７による判定結果に基づいて前記動作手段１５による前記動作力ｆ（図３参照）を変化させる。
【００２６】
この制御手段１８における機能について説明する。制御手段１８は、動作手段１５に弾性特性を有する動作力ｆを生じさせ得る動作制御機能部（インピーダンス制御部）を有している。この動作制御機能部は、動作手段１５による動作力ｆについてインピーダンス制御しており、この制御に基づいて操作された動作手段１５が被施療部に対して前記動作力ｆにより押す力を付与する。
【００２７】
図４は、このインピーダンス制御、及び、動作手段１５と被施療部を示したブロック図である。図５は、このインピーダンス制御のイメージ図である。なお、図５のバネとダンパは仮想のものであり、これらの機能はインピーダンス制御によって生じるものである。  また、このインピーダンス制御の制御力としての動作手段１５による動作力ｆを以下のとおりとしている。
図５において、動作手段１５（施療子６）の変位がｘとされ、被施療部からの反力がＦとされ、動作手段１５（施療子６）の慣性をＭとすると、運動方程式として次の式（１）が得られる。
【００２８】
【数１】
2007244855.tif 000003
【００２９】
そして、反力Ｆに対するインピーダンスをＫｄ（弾性係数），Ｄｄ（減衰係数）とすると、これらの関係は次の式（２）で表される。なお、ｘｄは、施療子６の目標変位（例えば押込量２ｃｍ）である。
【００３０】
【数２】
2007244855.tif 000004
【００３１】
式（１）と式（２）とにより、動作手段１５による動作力ｆは次の式（３）で表される。
【００３２】
【数３】
2007244855.tif 000005
【００３３】
また、制御手段１８は、動作力ｆが有している弾性特性を変化させ得る可変機能部２０を有している。すなわち、（後に詳しく説明する）判定手段１７によって被施療部が硬いと判定された場合、可変機能部２０によって前記弾性特性を弱める。具体的には、前記式（３）のインピーダンスＫｄの値を小さく設定する。一方、判定手段１７によって被施療部が軟らかいと判定された場合、可変機能部２０によって前記弾性特性を強める。具体的には、前記式（３）のインピーダンスＫｄの値を大きく設定する。つまり、制御手段１８は、判定手段１７の判定結果に応じて前記Ｋｄの値を変え、インピーダンス特性を変更している。
【００３４】
図６と図７に基づいて、施療子の押す力による被施療部からの反力について説明する。図６に示している被施療者の背中において、中央に、骨がある骨領域があり、その側方に、その他の非骨領域がある。この非骨領域において、骨領域の側方につぼ領域、さらにその側方に非つぼ領域があるとしている。
施療子６によって被施療部を押圧すると、施療子６は当該被施療部から反力を受ける。図７（ａ）（ｂ）（ｃ）はそれぞれ、骨領域、つぼ領域、非つぼ領域を、一定の速度で施療子６によって押圧した場合の反力を示している。
【００３５】
押圧した被施療部が骨領域である場合、その被施療部は硬いために、図７（ａ）に示しているように、施療子６による押圧開始後で所定時間経過前の時間に生じる反力の変化量Δ１は大きくなる。一方、被施療部が骨から離れた非骨領域である場合、被施療部は軟らかいために、図７（ｂ）と（ｃ）に示しているように、施療子６による押圧開始後で所定時間経過前の時間に生じる反力の変化量Δ２，Δ３は、図７（ａ）の骨領域である場合よりも小さくなるという特性がある。つまり、反力の立ち上がり（立ち上がり角度）が骨領域の場合早く（大きく）、非骨領域では遅く（小さく）なる。なお、非骨領域の場合における前記Δ２と前記Δ３とは、ほぼ同じ変化量となる。
【００３６】
さらに、押圧した被施療部が非骨領域である場合において、一般に、つぼ領域はそれ以外である非つぼ領域よりも軟らかいために、当該被施療部がつぼ領域であると、施療子６の押圧による反力の変化量は、非つぼ領域を押圧した場合よりも小さくなるという特性がある。すなわち、前記所定時間経過後の途中時間（１．７秒〜１．９秒）において、図７（ｂ）の反力の変化量（勾配）δ２は、図７（ｃ）の変化量δ３よりも小さい。
【００３７】
以上の特性に基づいて、判定手段１７及び制御手段１８における機能を説明する。図８は、判定手段１７及び制御手段１８の動作を説明するフロー図である。
施療子６による押圧開始後において、判定手段１７は異なる時間で二回の判定を行う機能を有している。つまり、先の第一判定部２１は、施療子６が接触した被施療部に対する押圧開始後で所定時間経過前の所定時間に生じる当該被施療部からの反力の変化量Δｉに基づいて、当該被施療部の硬さを判定する（ステップＳ１）。なお、この反力の変化量Δｉは前記センサ１６の結果に基づいて得られる。
【００３８】
具体的に説明すると、判定手段１７には第一設定値Δ０として（図７を参考にして）、前記Δ１の値と前記Δ２の値との間の所定値、又は、前記Δ１の値と前記Δ３の値との間の所定値が設定され、記憶されている。そして、第一判定部２１において、押圧開始（ｔ＝０）から所定時間（例えばｔ＝１．２秒）経過前の時間（ｔ＝１．０〜１．１秒の時間）における、前記センサ１６によって測定した反力の変化量Δｉを求め、この検出した変化量Δｉと前記第一設定値Δ０との大小の比較判定が行われる（ステップＳ１）。
この判定がΔｉ＞Δ０の場合（ステップＳ１のＮｏの場合）、検出した反力の変化量Δｉは第一設定値Δ０よりも大きいため、この被施療部は骨領域であると判定される（ステップＳ１１）。この判定がされると、前記可変機能部２０によって、前記式（３）のインピーダンスＫｄの値が１００（Ｎ／ｍ）に設定される（ステップＳ１２）。
また、Δｉ≦Δ０の場合（ステップＳ１のＹｅｓの場合）、検出した反力の変化量Δｉは第一設定値Δ０以下であるため、この被施療部は非骨領域であると判定される（ステップＳ２）。このように、第一判定部２１では、被施療部が骨領域か非骨領域かの判定ができる。
【００３９】
そして、第二判定部２２では、前記所定時間（例えばｔ＝１．２秒）経過後の途中時間（例えば１．７秒〜１．９秒）に生じる被施療部からの反力の変化量δｉに基づいて、当該被施療部の硬さを判定する（ステップＳ３）。なお、この反力の変化量δｉは前記センサ１６の結果に基づいて得られる。
具体的に説明すると、判定手段１７には第二設定値δ０として（図７を参考にして）、前記δ２の値と前記δ３の値との間の所定値が設定され、記憶されている。そして、第二判定部２２において、所定時間（例えばｔ＝１．２秒）経過後の途中時間（１．７秒〜１．９秒）において、前記センサ１６によって測定した反力の変化量δｉを求め、この検出した変化量δｉと前記第二設定値δ０との大小の比較判定が行われる（ステップＳ３）。
【００４０】
判定がδｉ＞δ０の場合（ステップＳ３のＮｏの場合）、検出した反力の変化量δｉは第二設定値δ０よりも大きいため、この被施療部は非つぼ領域であると判定される（ステップＳ３１）。この判定がされると、前記可変機能部２０によって、前記式（３）のインピーダンスＫｄの値が１０００（Ｎ／ｍ）に設定される（ステップＳ３２）。
また、δｉ≦δ０の場合（ステップＳ３のＹｅｓの場合）、検出した反力の変化量δｉは第二設定値ｄ０以下であるため、この被施療部はつぼ領域であると判定される（ステップＳ４）。この判定がされると、前記可変機能部２０によって、前記式（３）のインピーダンスＫｄの値が１００００（Ｎ／ｍ）に設定される（ステップＳ５）。このように、第二判定部２２では、被施療部がつぼ領域か非つぼ領域かの判定ができる。
【００４１】
これによれば、判定手段１７によって被施療部が骨領域であって硬いと判定された場合、可変機能部２０が弾性特性Ｋｄの値を小さくすることができ（Ｋｄ＝１００Ｎ／ｍ）、動作手段１５に弱い弾性特性を有する動作力ｆを生じさせる。これにより、図５（ｂ）と図９に示しているように、骨領域に対して、反力Ｆに負けて施療子６が大きい変位で押圧できず、弱い押付け力によるマッサージとなる。
一方、判定手段１７によって被施療部がつぼ領域であって軟らかいと判定された場合、可変機能部２０が弾性特性Ｋｄの値を大きくすることができ（Ｋｄ＝１００００Ｎ／ｍ）、動作手段１５に強い弾性特性を有する動作力ｆを生じさせる。これにより、図５（ｃ）と図１１に示しているように、つぼ領域に対して、反力Ｆに抗して施療子６は大きな変位で押圧でき、適切な強い押付け力によるマッサージとなる。
【００４２】
また、判定手段１７によって被施療部が非つぼ領域であると判定された場合、可変機能部２０が弾性特性Ｋｄの値を中間の値と設定して（Ｋｄ＝１０００Ｎ／ｍ）、動作手段１５に弾性特性を有する動作力ｆを生じさせる。これにより、図１０に示しているように、非つぼ領域に対して、反力Ｆに抗して施療子６は押圧でき、所望の大きさの力によるマッサージとなる。
なお、図９と図１０と図１１の結果は、前記インピーダンス制御における前記式（３）のＤｄ（減衰係数）の値が同じ１０（Ｎ・ｓ／ｍ）とされている。
【００４３】
このように構成されたマッサージ機によれば、動作手段１５が施療子６を被施療者に対して動作させることで、被施療部から反力が生じ、施療子６を介してセンサ１６は反力を検出できる。そして、判定手段１７はセンサ１６の検出結果に基づいて被施療部（皮下組織）の特性を判定する。つまり反力の大小により被施療部の硬さを判定することができる。
そして、制御手段１８は、この判定結果に基づいて動作手段１５による動作力ｆを変化させる。これにより、骨領域のように硬い部分に対しては当該部分を押す力が弱くなるように動作力ｆを変化させ、それ以外の軟らかい部分に対しては押す力が強くなるように動作力ｆを変化させる制御を行う。そして、判定手段１７が被施療部の硬さを判定し、これに応じて制御手段１８が動作力ｆを変化させた状態で、当該被施療部に押す力を付与することができる。つまり、被施療者が痛さや不快を感じる前に被施療部に対する押す力を迅速に調整することができる。
さらに、前記インピーダンス制御によって仮想的なバネが形成され、人手によるマッサージに近い柔軟なタッチのマッサージが可能となる。
【００４４】
本発明の制御において、前記式（３）に示しているように減衰特性Ｄｄを有している動作力ｆを生じさせることで、弾性特性Ｋｄによる振動を抑えることができ、また、施療子６を被施療部から後退させる動作の際に、粘りのある動作、じわり感のある動作が可能となり、人手の指による指圧と同様のマッサージが可能となる。
【００４５】
また、動作手段１５によって施療子６が一回マッサージ動作する動作時間のうち、前部分で判定手段１７が被施療部の硬さを判定し、この後の部分で動作手段１５による動作力ｆを変化させた状態で施療子６を動作させている。つまり、施療子６の各回のマッサージ動作（マッサージストローク）ごとに、被施療部の硬さに応じて動作力ｆを瞬時に変化させ、マッサージを施すことができる。なお、前記一回マッサージ動作とは、施療子６が後位置から被施療部側である前位置まで移動する一ストローク動作であり、施療子６が被施療部側である前方向への速度成分を有している状態にある動作である。
このように、施療子６によって所定の大きさの押す力を作用させる前に、判定手段１７によってつぼ位置の判定が可能となるため、そのつぼ位置に対して、施療として効果的な動作力でもって施療子６を動作手段１５は動作させることができ、効果の高いマッサージが得られる。つまり、つぼに対してピンポイントで所望の押す力を作用させることができる。
なお、前記実施の形態では、制御手段１８は、弾性特性を段階的（前記実施の形態では３段階）に変化させて一定値とするように機能しているが、この弾性特性の変化は、判定手段１７の結果に応じて連続的に変化させてもよい。
【００４６】
図１２は本発明のマッサージ機の他の実施の形態（第二の実施の形態）を示す説明図である。このマッサージ機は、前記実施形態と同様に（図３を参考にして）、施療子６と、この施療子６を動作させる動作手段１５と、反力を検出するセンサ１６と、被施療部の硬さを判定する判定手段１７と、動作力を変化させる制御手段１８とを備えており、さらに、被施療者が操作することで動作手段１５を動作させるための操作指令をする（操作信号を出力する）操作手段９を更に備えている。
そして、この制御手段１８では、動作手段１５による施療子６の動作力ｆを変化させる前記インピーダンス制御が行われるとともに、マスタスレーブ制御が含まれたものである。つまり、この椅子型マッサージ機は、被施療者が好みの位置に好みの強さでマッサージできるように、操作手段９をマスタとし、前記機械本体ユニット５の動作手段１５をスレーブとしたマスタスレーブ型のものである。なお、操作手段９は肘掛け部１３（図１参照）に、レバー式として設けられている。
【００４７】
このマッサージ機において行われる制御は、マスタスレーブ制御にインピーダンス制御が組み込まれたものであり、操作手段１８（マスタ）への制御力τｍ、及び、機械本体ユニット５の動作手段１５（スレーブ）への制御力τｓは次の式（４）で表される。
【００４８】
【数４】
2007244855.tif 000006
【００４９】
式（４）において、Ｆｍ＝Ｆｓ−Ｆ０とされており、Ｆｓは前記センサ１６の検出結果であり、Ｆ０は被施療者が椅子型マッサージ機に座った際に生じるセンサ１６の初期検出結果である。Ｘｍは操作手段１８の変位であり、Ｘｓは機械本体ユニット５側の変位である。ＫｄとＤｄは前記実施形態と同様に弾性係数と減衰係数である。ｍとｍｄは慣性と目標慣性であり今回ｍ／ｍｄ＝１とされている。
【００５０】
このマッサージ機によれば、操作手段１８に応じて動作手段１５は追従することができ、さらに、操作手段１８に対して動作手段１５は所定の偏差をもって追従することとなる。これは、前記実施形態と同様に、前記インピーダンス制御によって仮想的なバネの収縮によるズレが生じるためであり、これにより、被施療者は、人手によるマッサージに近い柔軟なタッチのマッサージが得られる。
【００５１】
図１３は本発明のマッサージ機のさらに別の実施の形態（第三の実施の形態）を示す説明図である。このマッサージ機は、前記の各実施形態と同様に（図３を参考にして）、施療子６と、この施療子６を動作させる動作手段１５と、反力を検出するセンサ１６と、被施療部の硬さを判定する判定手段１７と、動作力を変化させる制御手段１８とを備えており、さらに、図１２の実施形態と同様に、操作手段９を更に備えている。そして、この実施形態では、マスタ側である操作手段１８についても前記と同様のインピーダンス制御が行われる。
【００５２】
このマッサージ機において行われる制御は、マスタスレーブ制御にインピーダンス制御が二つ組み込まれて行うものであり、操作手段１８（マスタ）への制御力τｍ、及び、動作手段１５（スレーブ）への制御力τｓは次の式（５）で表される。
【００５３】
【数５】
2007244855.tif 000007
【００５４】
この制御による出力結果が図１４と図１５であり、図１４は前記判定手段１７が非骨領域であると判定した場合であり（図８のステップ２）、この場合、前記可変機能部２０によって前記式（５）のＫｄｍの値が５０（Ｎ／ｍ）と小さく設定された場合である。また、図１５は前記判定手段１７が骨領域であると判定した場合であり（図８のステップ１１）、この場合、前記可変機能部２０によって前記式（５）のＫｄｍの値が５０００（Ｎ／ｍ）と大きく設定された場合である。また、図１４（ａ）と図１５（ａ）は操作手段９と動作手段１５との変位を示したものであり、図１４（ｂ）と図１５（ｂ）は操作手段９へのトルク入力（操作手段１８への制御力τｍ）を示したものである。
【００５５】
図１４（ａ）と図１５（ａ）とにおいて、破線で示しているＸｄは被施療者がマスタである操作手段９に与えた力によって本来動作すべき位置（変位）、つまり目標位置（目標変位）であり、実線で示しているＸｍは実際にこの操作手段９が動作した位置（変位）であり、一点鎖線で示しているＸｓは実際にスレーブである動作手段１５が動作した位置（変位）である。
制御手段１８のマスタスレーブ制御によってＸｍはＸｄから遅れており、スレーブ側のインピーダンス制御によってＸｓはＸｍよりも遅れて動作している。特に、図１５（ａ）において、前記Ｋｄｍの値を５０００（Ｎ／ｍ）に大きくした場合、前記Ｋｄｍの値が５０（Ｎ／ｍ）の場合よりも、操作手段９の動作位置（変位）が減少している。つまり、前記Ｋｄｍの値を大きくする制御を行うことで、被施療者から操作手段９への入力であるＸｄは同じであっても、実際の操作手段９の動作が遅れ、操作手段９が動きにくくなる。さらに、図１４（ｂ）と図１５（ｂ）に示しているように、前記Ｋｄｍの値を大きくした場合（図１５（ｂ））では、操作手段９へのトルク入力τｍが大きくなっていることからも、操作手段９が動きにくくなっている（操作抵抗を与えている）ことがわかる。
【００５６】
このように、制御手段１８は判定手段１７による判定結果に基づいて操作手段９に対して操作抵抗を付与することができる。これにより、判定手段１７によって被施療部が骨領域であって硬いと判定されると、制御手段１８が操作手段９に大きな操作抵抗を付与することができ、この操作抵抗によって被施療者は操作手段９を強い力で操作できなくなる。このため、被施療部の骨領域に対して強い動作力を生じさせる操作を防ぐことができ、あやまって骨を強く指圧してしまうことを防止できる。
【００５７】
また、被施療者が操作する前記操作手段９を備え、被施療者が好みの強さでマッサージできるように、この操作手段９をマスタとし、前記施療子６と前記動作手段１５とを搭載している機械本体ユニット５（図２参照）側をスレーブとしたマスタスレーブ型のマッサージ機における、マスタ側の制御についてさらに説明する。
【００５８】
［マッサージ機の全体構成について］
図１６は、このようなマッサージ機による前記制御の概略を示している説明図である。このマッサージ機の前記制御手段１８は、機械本体ユニット５側の制御手段（以下、スレーブ側コントローラという）１８ｓと、操作手段９側の制御手段（以下、マスタ側コントローラという）１８ｍとを有している。なお、機械本体ユニット５及び制御手段１８は前記実施形態のものと同じである。
【００５９】
なお、この制御手段１８は、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ）及び記憶装置（ＲＯＭ）を有するプログラマブルなマイコンよりなり、前記マスタスレーブ制御の処理、並びに、前記機械本体ユニット５の昇降動作及びマッサージ動作等のための制御処理を行う。そして、この制御手段１８は、所定の各機能を実行するプログラムを記憶装置に格納しており、このプログラムが実行する機能部として、後述する電流調整部３６、モータ制御部４１を備えている。
【００６０】
［操作手段及び抵抗付与手段について］
図１７は操作手段９及び後述する抵抗付与手段３０の一部の概略を示している分解斜視図である。図１７において、操作手段９は、肘掛け部１３（図１参照）に取り付けられた図示しないフレームと、このフレームに基端部が回動可能に取り付けられた操作スティック（レバー）３１と、操作スティック３１の回動量を検出する図示しないセンサ（ポテンショメータ）とを有している。被施療者がこの操作スティック３１を前後回動操作することにより、その回動量に応じて制御手段１８が前記マスタスレーブ制御を行い、動作手段１５を前記回動操作に応じて動作させる。
【００６１】
さらに、このマッサージ機は、操作手段９に操作抵抗を付与する抵抗付与手段３０を備えている。この抵抗付与手段３０は、操作スティック３１に操作抵抗として粘性抵抗を与えるダンパ部３２を有している。図１８はダンパ部３２の概略構成を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。このダンパ部３２のダンパ本体３２ａは中空の樹脂製の部材であり、その内部に、操作スティック３１に粘性抵抗を与えるための流体として、磁場（磁界）の強さに応じて粘性が変化するＭＲ流体５０が封入されている。
【００６２】
図１８において、ダンパ本体３２ａ内には、さらに、複数枚の羽部３４ａを有した回転子（回転軸）３４が回転自在に設けられており、この回転子３４の端部に操作スティック３１が取り付けられる（図１７参照）。これにより、操作スティック３１を回動させると、羽部３４付きの回転子３４がＭＲ流体５０を攪拌するように回転し、この攪拌抵抗が操作スティック３１の操作抵抗となる。したがって、ＭＲ流体５０の粘性の変化にともない回転子３４の回転抵抗が変化し、操作スティック３１の操作抵抗を変化させることができる。例えば、ＭＲ流体５０の粘性が高くなるほど操作抵抗は大きくなり、操作スティック３１の粘性が高くなる。
【００６３】
さらに、抵抗付与手段３０は、このＭＲ流体５０の粘性を変化させる変化手段３３（図１９、図２２参照）を有している。変化手段３３は、マッサージ動作を行っている状態の機械本体ユニット５からの出力情報に応じて、ＭＲ流体５０の粘性を変化させる構成である。なお、前記機械本体ユニット５からの出力情報については、後に説明する。
【００６４】
［変化手段３３について（第１の形態）］
図１９は変化手段３３の概略構成を示している説明図である。この変化手段３３は、ＭＲ流体５０に作用させる磁場の強さを変化させるものであり、この形態では、ダンパ本体３２ａの軸方向について近傍に設けた永久磁石部３７と、この永久磁石部３７とダンパ本体３２ａとの距離を調整する距離調整部（以下、アクチュエータという）３８とを有している。
【００６５】
永久磁石部３７は、例えばダンパ本体３２ａと略同径の円柱形状としたネオジウム磁石である。そして、この永久磁石部３７とダンパ本体３２ａとを同軸状として配置する。
アクチュエータ３８は、永久磁石部３７を先端に取り付けたネジ棒３９と、このネジ棒３９に螺合するナット４０ａを有し当該ナット４０ａを回転駆動するモータ４０と、このナット４０ａの回転量を制御するモータ制御部４１とを有している。なお、モータ制御部４１は、マスタ側コントローラ１８ｍが有している機能部である。モータ制御部４１からの制御入力により、モータ４０はナット４０ａを所定の回転量だけ回転させる。これにより、ネジ棒３９は所定の移動量だけその軸方向に進退移動し、ダンパ本体３２ａに対する永久磁石部３７の位置決めが行われる。つまり、ダンパ本体３２ａと永久磁石部３７との距離調整が行われる。
【００６６】
アクチュエータ３８の具体例を説明する。ネジ棒３９及びナット４０ａにおけるネジピッチは１（ｍｍ／回転）であり、モータ４０をステッピングモータとしている。つまり、このモータ４０はパルスを入力することでパルス分解能に応じた角度だけ回転する。モータ４０がｎパルス（ｎ：整数、ｎ＝４８パルス）で１回転するものである場合、１パルスあたり３６０／ｎ度（７．５度）回転する。つまり、ｎ＝４８パルスの場合、永久磁石部３７を１ｍｍ移動させるために４８パルスの入力が必要である。したがって、永久磁石部３７の移動目標値をｘｄ（ｍｍ）とした場合、そのために必要なパルス数ｐは、ｐ＝ｎ×ｘｄ（ｐ＝４８×ｘｄ）という関係式により与えられる。図１９の構成によれば、永久磁石部３７と操作スティック３１及びダンパ部３２とは非接触であり、また、永久磁石部３７の位置決めのために、その他外部からの力の影響を受けないという利点があり、アクチュエータ３８は、永久磁石部３７を移動させるだけの小さな出力（小型）のものであればよい。
【００６７】
これにより、永久磁石部３７とダンパ本体３２ａとの距離が変化すると、ＭＲ流体５０における磁場が変化しＭＲ流体の粘性が変化する。つまり、永久磁石部３７とＭＲ流体５０との距離に応じてＭＲ流体５０の粘性は変化する。そして、永久磁石部３７とＭＲ流体５０との距離とＭＲ流体５０の粘性係数との関係を、モータ制御部４１（マスタ側コントローラ１８ｍ）は記憶している。
【００６８】
前記距離と粘性係数との関係の求め方を説明する。操作スティック３１に印加される力をＦｍ（Ｎ）とし、ＭＲ流体５０と永久磁石部３７との距離をｘ（ｍｍ）とし、操作スティック３１の操作速度をｖｍ（ｍ／ｓ）とする。なお、距離ｘは、例えば両者の端部における最小距離である。図２０は印加力Ｆｍと操作速度ｖｍと距離ｘとの関係を示しているグラフである。この図において、各種距離ｘの直線の傾き（次の式（６））が操作スティック３１の粘性係数Ｄｍとして表される。
【数６】
2007244855.tif 000008
【００６９】
この式（６）と図２０とに基づいて、横軸を距離ｘとし、縦軸を粘性係数Ｄｍとしたグラフを図２１に示す。この図２１において、距離ｘの関数として粘性係数Ｄｍを求めると次の式（７）が得られ、この式（７）から式（８）が得られる。
【数７】
2007244855.tif 000009
【数８】
2007244855.tif 000010
【００７０】
このように、距離ｘと操作スティック３１の粘性係数Ｄｍとの関係を求めることができ、この関係をモータ制御部４１（マスタ側コントローラ１８ｍ）に記憶させる。これにより、モータ制御部４１は、永久磁石部３７の移動量（距離ｘ）に応じて、ＭＲ流体５０の粘性係数、つまり操作スティック３１の粘性係数Ｄｍを変化させることができ、また、所望の粘性係数Ｄｍを得るための距離ｘの値を求めることができる。
【００７１】
［変化手段３３について（第２の形態）］
図２２は変化手段３３の変形例の説明図である。この変化手段３３は、前記の形態と同様のダンパ部３２を有しており、このダンパ本体３２ａ内のＭＲ流体に作用させる磁場の強さを変化させるものである。この図の形態は、ダンパ本体３２ａの近傍に設けた電磁石部３５と、この電磁石部３５に流す電流を調整する電流調整部３６とを有している。なお、この電流調整部３６は、マスタ側コントローラ１８ｍが有している機能部である。
【００７２】
電磁石部３５は、円筒状のダンパ本体３２ａの外周側に巻設したコイルを有した構成であり、電流調整部３６からの制御入力に基づいて、このコイルに所定の大きさの電流が流れる構成である。この電流の値に応じて磁場の状態が変化し、ＭＲ流体５０の粘性が変化する。具体的に説明すると、ダンパ本体３２ａの円筒部分にコイルを巻き付けソレノイドとする。ソレノイドの磁束密度Ｂは一般的にＢ＝μＨ（μ：透磁率、Ｈ：磁界の強さ）であり、コイルに流れる電流をＩ、コイルの巻数をＮ、ソレノイド長さをＬとすると、Ｈ＝Ｉ・Ｎ／Ｌと表すことができる。また、ＭＲ流体の比透磁率をμｓとし、真空場での透磁率をμ０とすると、透磁率μ＝μ０・μｓである。これによりソレノイドの磁束密度Ｂは、Ｂ＝μ０・μｓ・Ｉ・Ｎ／Ｌとなり、電流Ｉと磁束密度Ｂ（磁力）との関係がわかる。
【００７３】
さらに、電流Ｉと磁束密度Ｂとの関係の他に、磁束密度ＢとＭＲ流体５０の粘性係数との関係についても予め測定しておく必要がある。この関係の求め方について説明する。
ある一定の値の電流をコイル（電磁石部３５）に流しソレノイドに一定の磁力を発生させ、この状態で操作スティック３１に一定の力Ｆ（Ｎ）を印加する。この時に操作スティック３１の動作速度ｖ（ｍ／ｓ）を記録する。これら力Ｆと動作速度ｖとによる比Ｆ／ｖを求めると、この比Ｆ／ｖが、ある一定の値の電流をコイルに流した際のＭＲ流体５０の粘性係数となる。これにより、電磁石部３５による磁力とＭＲ流体５０の粘性係数との関係を求めることができる。そして、電流Ｉと磁束密度Ｂとの前記関係とにより、電流ＩとＭＲ流体５０の粘性係数との関係を求めることができる。そして、この関係を電流調整部３６（マスタ側コントローラ１８ｍ）に記憶させる。これにより、電流調整部３６は、電磁石部３５に流す電流Ｉに応じて、ＭＲ流体５０の粘性係数、つまり操作スティック３１の粘性係数Ｄｍを変化させることができ、また、所望の粘性係数を得るための電流Ｉの値を求めることができる。
【００７４】
［粘性帰還型マスタスレーブ制御について］
以上の各変化手段３３を有する抵抗付与手段３０を備えたマッサージ機において行われる制御について説明する。この制御は、マスタ側である操作スティック３１に粘性のみを与えるものであり、スレーブ側である機械本体ユニット５の動作の変化を、粘性としてマスタ側にフィードバックする粘性帰還型マスタスレーブ制御である。図２３はこの制御の概略を説明する説明図であり、図２４はそのブロック図である。図２５はこの制御を説明するフロー図である。なお、図１２と図１３とに示したマッサージ機は、マスタ側である操作スティック３１を積極的に駆動するアクチュエータ（図示せず）を有しており、スレーブ側の変化を、当該アクチュエータのための力としてマスタ側にフィードバックする力帰還型のマスタスレーブ制御であるといえる。
【００７５】
このマッサージ機による粘性帰還型マスタスレーブ制御を説明する。
被施療者は椅子型マッサージ機に着座した状態で、手元にある操作スティック３１を操作すると、操作スティック３１に接続されたセンサ（ポテンショメータ）４２が当該操作スティック３１の位置変化を検出する。この位置変化についての位置情報Ｘｍはスレーブ側コントローラ１８ｓに入力される（図２５のステップＳ１）。スレーブ側コントローラ１８ｓはこの位置情報Ｘｍに基づいて機械本体ユニット５の動作手段１５の位置を制御する（ステップＳ２）。この制御入力を図２４においてｕｓで示している。なお、動作手段１５の位置は被施療者に対する位置であり、操作スティック３１を大きく動かしその位置変化を大きくすると、動作手段１５（施療子６）は被施療者側へ大きく移動し、施療子６によって被施療者の被施療部を強く押した状態とすることができる。
【００７６】
操作スティック３１の操作によって動作手段１５が動作することにより、動作手段１５（施療子６）の動作速度が変化し、また、被施療部に対する指圧力（接触力）が変化し、被施療部と動作手段１５（施療子６）との間に生じている力（力情報Ｆｓ）を荷重センサ（図示せず）が検出すると共に、動作手段１５の位置情報Ｘｓ（この位置情報Ｘｓを微分した速度情報）についても検出する（ステップＳ３）。なお、前記荷重センサは、施療子６やこの施療子６を端部に取り付けているアーム２６に設けられている。また前記位置情報Ｘｓは、動作手段１５の動作を制御しているスレーブ側コントローラ１８ｓが検出することができる。位置情報Ｘｓ及び力情報Ｆｓはマスタ側コントローラ１８ｍに入力される。なお、前記のとおり、抵抗付与手段３０の変化手段３３は、マッサージ動作を行っている状態の機械本体ユニット５からの出力情報に応じて、ＭＲ流体５０の粘性を変化させるものであるが、この機械本体ユニット５からの出力情報とは、この場合、前記位置情報Ｘｓ及び前記力情報Ｆｓである。
【００７７】
そして、マスタ側コントローラ１８ｍは、前記変化手段３３を利用して、ダンパ部３２におけるＭＲ流体の粘性特性を制御する（ステップＳ４）。
つまり、このステップＳ４（図２５のステップＳ４−１〜Ｓ４−３）において、第１の変化手段３３の形態（図１９）の場合、モータ制御部４１（マスタ側コントローラ１８ｍ）は、位置情報Ｘｓ及び力情報Ｆｓに基づいてスレーブ側（機械本体ユニット５側）の粘性係数Ｄｓを算出する（ステップＳ４−１）。そして、モータ制御部４１は、この粘性係数Ｄｓを目標粘性係数とし、マスタ側（ダンパ部３２）においてこの目標粘性係数を実現するためにＭＲ流体の粘性を制御する（ステップＳ４−２）。つまり、モータ制御部４１は、ダンパ部３２のＭＲ流体において、目標粘性係数として所望の粘性係数Ｄｍを得るために必要な距離ｘを実現するため、アクチュエータ３８に対して制御入力としてナット４０ａの回転量についての指示信号を与える。これにより、スレーブ側（機械本体ユニット５側）の粘性係数Ｄｓを、マスタ側であるダンパ部３２の粘性として実現することができる（ステップＳ４−３）。
【００７８】
このステップＳ４についてさらに説明すると、前記力情報Ｆｓを一般的に次の式（９）で表すことができる。なお、スレーブ自身の慣性をＭｓとし、その粘性をＤｓとし、その弾性をＫｓとしており、スレーブの位置情報をＸｓとしている。
【数９】
2007244855.tif 000011
【００７９】
この式（９）によりスレーブ側の粘性係数Ｄｓを次の式（１０）で表すことができる。
【数１０】
2007244855.tif 000012
【００８０】
そして、このスレーブ側の粘性係数Ｄｓをマスタ側のダンパ部３２において実現できるように、モータ制御部４１（マスタ側コントローラ１８ｍ）は、アクチュエータ３８（図１９）に対する適切な制御入力を生成し、当該アクチュエータ３８へ出力する。つまり、マスタ側の粘性係数Ｄｍをスレーブ側の粘性係数Ｄｓとするようにアクチュエータ３８を制御する。これを具体的に説明すると、前記式（１０）により、スレーブ側の各種情報を利用してスレーブ側の粘性係数Ｄｓを求め、この粘性係数Ｄｓを目標値として前記の式（８）の粘性係数Ｄｍを粘性係数Ｄｓに置き換え、式（８）の距離ｘを目標距離ｘｄと置き換えると、この目標距離ｘｄを次の式（１１）で表すことができる。
【数１１】
2007244855.tif 000013
【００８１】
この式（１１）により、スレーブ側の粘性係数Ｄｓを実現するための永久磁石部３７の目標位置ｘｄが得られる。そして、この目標位置ｘｄを、次の式（１２）のＰＩ制御（ＰＩＤ制御）による位置制御手段を利用することにより、制御入力ｕを得ることができる。なお、式（１２）において、比例ゲインをＫとし、積分時間をＴｉとし、永久磁石部３７の現在の位置をｘとしている。
【数１２】
2007244855.tif 000014
【００８２】
この式（１２）において、制御入力ｕは永久磁石部３７を移動させるアクチュエータ３８（図１９）への入力である。なお、前記のとおり、このアクチュエータ３８のモータ４０をステッピングモータとすることにより、ＰＩ制御を用いなくても良い。これは、ステッピングモータとした場合、永久磁石部３７を移動させたい目標値ｘｄと、そのために必要なパルス数ｐとの前記関係式ｐ＝４８×ｘｄにより、パルス数ｐを制御入力ｕとして出力すればよいためである。
【００８３】
以上の制御方法は、スレーブ側の情報を利用してスレーブ側の粘性係数Ｄｓを求め、これを前記式（１１）で示したようにしてマスタ側において実現させたものである。
この変形例として、スレーブ側からは力（力情報Ｆｓ）のみを得て、マスタ側の粘性を変化させる制御方法とするのがより好ましい。つまり、スレーブ側からの得られた力情報をＦｓとすると、マスタ側でこの力情報Ｆｓ相当の力を再現させるのに必要なマスタ側の粘性係数の目標値Ｄｍｄは、次の式（１３）で表すことができる。そして、この目標値Ｄｍｄを前記式（１１）に適用すればよい。この場合、スレーブ側の情報が少なくて済む。
【数１３】
2007244855.tif 000015
【００８４】
なお、第２の変化手段３３（図２２）の場合も、前記第１の変化手段３３による場合と同様の処理がマスタ側コントローラ１８ｍ（電流調整部３６）において行われる。つまり、電流調整部３６は、ＭＲ流体５０に所望の粘性係数を与えるために必要な大きさの電流Ｉを電磁石部３５に与えることで、前記と同様の粘性帰還型マスタスレーブ制御を実現することができる。
【００８５】
なお、前記式（１０）は、スレーブ側の粘性をマスタ側で実現しようとするためのものであるが、この式（１０）は、慣性及び弾性を除いた純粋な粘性を求めている場合のものである。そして、この発明では、スレーブ側の「粘性」の定義は３つある。一つ目は、前記説明したように、スレーブ側の粘性のみをマスタ側の「粘性」としたものである。これは、前記式（１０）のＤｓをマスタ側の粘性係数の目標値Ｄｍｄとするものである。二つ目は、スレーブ側の粘性と弾性とを含めてマスタ側の「粘性」としたものである。この場合、前記式（１０）においてＫｓ＝０としてＤｓを求めた後、Ｄｍｄ＝Ｄｓとするものである。三つ目は、スレーブ側の慣性と粘性と弾性とを含めてマスタ側の「粘性」としたものである。この場合、前記式（１０）においてＭｓ＝０，Ｋｓ＝０としてＤｓを求めた後、Ｄｍｄ＝Ｄｓとするものである。
【００８６】
このような粘性帰還型マスタスレーブ制御のそれぞれによれば、操作スティック３１を操作することで、機械本体ユニット５（動作手段１５）によって被施療部に与える力の大きさが変化した際に、その変化を粘性として操作スティック３１側へフィードバックすることが可能となる。
【００８７】
以上のこの発明によれば、施療子６と動作手段１５とによりマッサージ動作を行っている状態の機械本体ユニット５からの出力情報に基づいて、抵抗付与手段３０が操作スティック３１に操作抵抗を付与するとともに、この操作抵抗を変化させることができる。すなわち、操作スティック３１からの操作指令にしたがって動作手段１５が動作し、施療子６により被施療部に対して押す力を与えてマッサージすると、このマッサージ動作を行っている状態の機械本体ユニット５からの出力情報（動作手段１５の位置情報Ｘｓ及び被施療部と動作手段１５との間に生じている力についての力情報Ｆｓ）に基づいて、抵抗付与手段３０は操作スティック３１に操作抵抗を付与するとともに、この操作抵抗を変化させることができる。このため、被施療者は、操作スティック３１を操作している際、前記出力情報の変化に応じた手応え、つまり前記マッサージ動作の変化に応じた手応えのある操作感が得られる。すなわち、被施療部が硬く施療子６が強く押しにくい場合には、操作スティック３１においても大きな操作抵抗が生じる。
【００８８】
そして、抵抗付与手段３０は、ＭＲ流体を利用したダンパ部３２を有していることから、操作スティック３１には操作抵抗としてＭＲ流体による粘性抵抗が付与され、変化手段３３が、前記出力情報に応じて、ＭＲ流体に作用させる磁場の強さを変化させることで、ＭＲ流体の粘性抵抗を大小変化させることができる。これにより、操作スティック３１の操作抵抗を変化させることができる。また、操作スティック３１に与える必要な大きさの操作抵抗は、ＭＲ流体に作用させる磁場の強さを変化させることで得られるので、操作抵抗を生じさせるために容量の大きなアクチュエータは不要である。つまり、操作スティック３１において必要な大きさの操作抵抗に見合った大きな出力が得られる容量の大きなアクチュエータは不要である。これにより、操作手段９及び操作抵抗を付与する構成を小さくすることができ、また、構成が簡素化されることから故障の少ないものとなる。なお、変化手段３３が、永久磁石部３７とダンパ本体３２ａとの距離を調整する距離調整部（アクチュエータ）３８を有している形態（図１９）を説明したが、この距離調整部３８は、永久磁石部３７を直線的に移動させる程度の出力を有していれば良く、被施療者による操作スティック３１の操作力に抗するだけの大きな出力は不要であり、小型のものでよい。
【００８９】
また、本発明のマッサージ機は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良く、前記実施形態では施療具を揉み玉からなる施療子６として説明したが、図示しないが、この施療具を空気の給排によって膨縮するエアセルとしたり、このエアセルの被施療者側に取り付けた施療子としたりできる。この場合、動作手段はこのエアセルに空気を供給できる空圧ユニットとできる。
さらに、動作手段についても他の形態であってもよく、図２において施療子６を取り付けているアーム２６を動作させるモータ（図示せず）と、このモータとアーム２６との間に介在しモータの回転によって動作する動力伝達部材とによって、動作手段を構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】この発明のマッサージ機の実施の一形態を示す説明図である。
【図２】マッサージ機が備えている機械本体ユニットの正面斜視図である。
【図３】マッサージ機の概略構成を示しているブロック図である。
【図４】インピーダンス制御及び動作手段と被施療部を示したブロック図である。
【図５】インピーダンス制御のイメージ図である。
【図６】被施療者の背中における被施療部を説明する説明図である。
【図７】施療子の押圧による被施療部からの反力について説明する説明図である。
【図８】判定手段及び制御手段の動作を説明するフロー図である。
【図９】被施療部が骨領域である場合において、（ａ）が施療子の変位を示したグラフであり、（ｂ）が動作手段による動作力を示したグラフである。
【図１０】被施療部が非つぼ領域である場合において、（ａ）が施療子の変位を示したグラフであり、（ｂ）は動作手段による動作力を示したグラフである。
【図１１】被施療部がつぼ領域である場合において、（ａ）は施療子の変位を示したグラフであり、（ｂ）は動作手段による動作力を示したグラフである。
【図１２】本発明のマッサージ機の他の実施の形態を示す説明図である。
【図１３】本発明のマッサージ機のさらに別の実施の形態を示す説明図である。
【図１４】図１３のマッサージ機において、弾性係数Ｋｄｍを小さく設定した場合の制御結果であり、（ａ）は操作手段と動作手段との変位を示したものであり、（ｂ）は操作手段へのトルク入力を示したものである。
【図１５】図１３のマッサージ機において、弾性係数Ｋｄｍを大きく設定した場合の制御結果であり、（ａ）は操作手段と動作手段との変位を示したものであり、（ｂ）は操作手段へのトルク入力を示したものである。
【図１６】操作手段を有したマッサージ機の概略を示している説明図である。
【図１７】操作手段及び抵抗付与手段の一部の概略を示している分解斜視図である。
【図１８】ダンパ部の概略構成を示す断面図であり、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図１９】変化手段（第１の形態）の説明図である。
【図２０】操作スティックへの印加力と操作速度との関係を示す図である。
【図２１】粘性係数と距離との関係を示す図である。
【図２２】変化手段（第２の形態）の説明図であり、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は横断面図である。
【図２３】粘性帰還型マスタスレーブ制御の概略を説明する説明図である。
【図２４】粘性帰還型マスタスレーブ制御を説明するブロック図である。
【図２５】粘性帰還型マスタスレーブ制御を説明するフロー図である。
【符号の説明】
【００９１】
５  機械本体ユニット
６  施療子（施療具）
９  操作手段
１５  動作手段
１６  センサ
１７  判定手段
１８  制御手段
１８ｓ  スレーブ側コントローラ
１８ｍ  マスタ側コントローラ
１９  動作制御機能部
２０  可変機能部
２１  第一判定部
２２  第二判定部
３０  抵抗付与手段
３１  操作スティック
３２  ダンパ部
３３  変化手段
３５  電磁石部
３６  電流調整部
３７  永久磁石部
３８  距離調整部
５０  ＭＲ流体
【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】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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