按摩器的控制方法 【技术领域】
本发明涉及一种驱动按摩头并对人体施以治疗的按摩器的控制方法。背景技术
对人体的物理性刺激种类分为抚、揉、压、振、拉、敲6种。这些刺激传递到皮表、皮下柔软部分，在那里的受容器进行感知，直接对末梢环境给予影响，缓和筋骨的紧张。另外，根据体表与内脏的反射，间接促进生理全体机能恢复，使自然治愈力、持久性维持机能得以提高。为此，对人体抚摩等的各种刺激能够谋求健康、医疗性的效果。
这样的刺激，以前以手技疗法即所谓按摩进行，但近年来，开发了能作出具有同样效果的机械性动作的单元。
在按摩里的敲即捶敲法中，运用有拳打法、切打法、合拳法等。在拳打法中，用轻握拳的小指侧敲的手法，用力握拳强敲、轻握拳弱敲能够调整其强度。另外，在切打法中，伸开所有手指，以小指侧面迅速敏捷捶敲，能够给予细微的振动。再有合拳法，将左右手合拳后伸直，打开指间捶敲，能够给予弹性的力。
以机械实现各种的方法已被发明，目前将长此以来的捶敲法设置于椅式按摩器。
对于以前的按摩器的捶敲控制，有下面的方式。一个是设置捶敲专用头，以专用地控制电路进行驱动。另外是使用为按揉用而设置的按摩头(按揉球)，进行连续捶敲驱动。
但是，因捶敲专用头方式的单元是专用头，所以体感接近用手进行的按摩，存在有在机构动作、空打时的机械音变高的缺点。由于进而添加捶敲用头、另外途径的控制电路等捶敲专用机构，机构整体变得复杂，而且也提高了成本。
另外，使用设有按揉用的按摩头进行捶敲动作时，是以增加简单的捶敲动作用机构和简单的程序来实现的，由于施与连续振动状的刺激，所以使用感觉上也存在远不如按摩感觉的问题。
进而，由于越接近以人手按摩的捶敲法当中的拳打法、合掌法等感觉，则对按摩器的评价越高，所以谋求该捶敲感觉也尽量靠近用手时的感觉，但是难于实现。
本发明正是为解决有关以前的技术问题，其目的是通过按摩器实现更为接近人手按摩的感觉。发明内容
为达到上述目的，本发明的特征为，对于传动马达的旋转驱动力，使按摩头振动进行捶敲的按摩器的控制方法，在所述马达上施加反复进行在规定时间启动和停止的驱动信号，使其间歇工作。
即，有效地使用安装在按摩器上作为按揉、伸展背肌用的按摩头、该控制机构和控制电路，以简便的方法来实现接近手按摩感觉的捶敲动作。具体地说，就是对于具有当施加一定电压的连续值时、按摩头便进行连续的振动的结构的装置，把所施加的电压设定为脉冲状，并在规定的接通·断开时间反复进行，使电机间歇工作，以此，使按摩头进行舒适的捶敲动作。附图说明
图1是表示关于本发明实施例的按摩器概略构成的立体图。
图2是关于本发明的实施例的按摩器整体的侧视图。
图3是按摩单元的主视图。
图4是按摩单元的右侧视图。
图5是按摩单元的后视图。
图6是按摩单元的正面一侧的立体图。
图7是按摩单元的背面一侧立体图。
图8是按摩部的主视图。
图9是按摩部的后视图。
图10是从按摩部背面上方看的立体图。
图11是从按摩部正面右方看的立体图。
图12是从按摩部正面左方看的立体图。
图13是从按摩部背面下方看的立体图。
图14是表示按揉机构的构成图。
图15是表示按揉机构的构成图。
图16是捶敲机构的构成图。
图17是向捶敲机构施加通常电压的波形图。
图18是以从前的方式使捶敲用马达工作时人感到压力的波形图。
图19是用人手捶敲时对人的刺激波形图。
图20是根据在本发明的驱动中施加电压的波形的一个例子。
图21是根据本发明的捶敲刺激的测定波形图。
图22是向捶敲用马达施加脉冲波形的方块电路图的一个例子。
图23是向捶敲用马达施加脉冲波形的方块电路图的其它例子。
图24是用于变化捶敲强度的控制电路的一个例子。具体实施方式
以下参照附图，首先说明使用将按摩器主要作为按揉、伸展背部肌肉用而设置的按摩头，进行捶敲时的机械、电器的原理。
图1表示按摩器10的概略构成的立体图(在图1中省略了靠背部100a的套及垫子)。图2是同一按摩器10的整体侧剖面图，表示连同外形在内的靠背部100a的内部结构。
按摩器10，在自由后倾的椅子100靠背部100a中组装有带按摩头的按摩单元110。通过由按摩单元110向套着罩的靠背部100a表面侧突出设置的按摩头201a～d，对人体进行按摩。按揉球由沿背肌方向在上方配置的左右一对按揉球201a、201b(第1按摩头)和在其下方配置的左右一对按揉球201c、201d(第2按摩头)构成。
按摩单元110，由沿靠背部100a、其开口对向设置的截面为コ字形的一对导轨(导向单元)101R、101L支撑。设置在两侧的后述的升降齿轮310以及升降辊311与设置在导轨101R、101L内侧的齿条咬合，通过旋转驱动升降齿轮310，按摩单元110沿导轨101R、101L上下移动。
图3是按摩单元110的主视图，图4是该图的右侧视图，图5是后视图，图6是该图的正面一侧的立体图，图7是背面一侧视的立体图。
按摩单元110的前面，由板状的基座部件111覆罩。基座部件111的上端部弯向背面侧的同时，在中央部设置有使按揉球201a～d突出的近似矩形的开口部1111。另外，为不与齿轮等发生干涉，在基座部件111上设置有缺口部1112以及开口部1113。
(按摩单元的概略构成)
图8是安装在基座部件111的按摩部200的主视图，图9是后视图，图10是从背面上方看的立体图，图11是从正面右方看的立体图，图12是正面左方看的立体图，图13是从背面下方看的立体图。
4个按揉球201a～d，能自由转动地被轴支在略呈V字形的按揉球臂202R、202L的前端部。按揉球臂202R、202L的基础部被固定在臂支撑部件203R、203L上。在按揉轴205的左右两侧，分别相对于其轴方向倾斜固定着圆筒状的倾斜套管207R、207L，倾斜套管207R、207L对轴方向的倾斜设定成左右对称。在倾斜套管207R、207L的外周，通过沿其表面转动的轴承，自由转动地嵌合着轴承罩2031R、2031L。臂支撑部件203R、203L被固定在轴承罩2031R、2031L的侧面。轴承罩2031R、2031L，具有嵌合在倾斜套管207的外周上的基部20311R、20311L和向周围方向突出设置的连接环承受部20312R、20312L。形成球状的连接环209R、209L的一端与连接环承受部20312R、20312L嵌合，并且连接环209R、209L被支撑着沿球面自由摇动。
在按揉轴205上方设置有与按揉轴205平行的捶敲轴206。在对应捶敲轴206左右两侧的倾斜套管207的位置上，固定着径方向偏心的筒状的偏心套管208、208。左右的偏心套管208，相对于捶敲轴206按相互逆方向偏心进行安装。轴承罩2081R、2081L通过沿周面转动的轴承嵌合在偏心套管208的外周面上。
与偏心套管208的外周嵌合的基部20811R、20811L一起具有向圆周方向突出设置的连接承受部20812R、20812L。与轴承罩2031R、2031L的一端相连接的连接环209R、209L的另一端，沿捶敲轴206的轴方向自由摇动地被支撑在连接承受部20812R、20812L上。
按揉轴205以及捶敲轴206，以夹住按揉球臂202R、202L的两侧的方式，可自由旋转地由轴承由板状的按摩轴支撑托架204R、204L支撑。按摩轴支撑托架204R、204L固定在基座部件111上。
图14以及图15表示按揉机构的构成。都是从基座部件111的背面看的图，为便于说明适当地省略了部件进行图示。
由按揉用马达210驱动按揉轴205。按揉用马达210固定在按揉·升降用马达支撑部件112上。按揉·升降用马达支撑部件112是弯曲成M字形的板状部件，跨过并覆罩按揉轴205以及捶敲轴206的背面一侧，将端部固定在基座部件111的背面一侧。
在按揉用马达210的驱动轴210a上安装有按揉用小皮带轮211。卷挂在按揉用小皮带轮211的外周上无接头的按揉用皮带213，同样地卷挂在安装在蜗杆214的轴上的按揉用大皮带轮212的外周上。按揉用蜗杆214与按揉用蜗轮215捏合。按揉用蜗轮215同心地固定在轴205上。按揉用蜗杆214以及按揉用蜗轮215，可旋转地被收容在安装在按摩轴支撑托架204R的按揉用齿轮箱218内。
从而，按揉用马达210的驱动力，经按揉用小皮带轮211→按揉用皮带213→按揉用大皮带轮212→按揉用蜗杆214→按揉用蜗轮215而减速传动，旋转驱动按揉轴205。
(捶敲机构)
下面说明使用该机构进行捶敲时的方法。图16以及图17是表示捶敲机构的构成图。捶敲轴206通过捶敲用马达220驱动。捶敲用马达220通过支撑部件113a、113b固定在基座部件111的背面一侧(参照图5)。
捶敲用小皮带轮221被安装在捶敲用马达220的驱动轴上。卷挂在捶敲用小皮带轮221外周上的无接头捶敲用皮带223同样也卷挂在捶敲用大皮带轮222的外周上。捶敲用大皮带轮222同心地固定在捶敲轴206外周上。
从而，捶敲用马达220的驱动力，经捶敲用小皮带轮221→捶敲用皮带223→捶敲用大皮带轮222而减速传动，旋转驱动捶敲轴206。虽在此省略详述，但附有升降用装置和前后位置调整装置。
(捶敲动作)
在进行捶敲动作时，停止按揉轴205的旋转，使捶敲轴206旋转。这时，为使按揉球臂202R、202L几乎与按揉轴205垂直相交、并使按揉球对背部保持近似呈正交状态(按揉原点位置)来控制倾斜套管207的旋转方向位置。按揉原点检测板216以及按揉位置指示板217同心地固定在按揉轴205的端部。按揉原点检测板216是在外周缘上一处设有开口的圆板状的部件，在面对基座部件111背面的位置，通过以夹住按揉原点检测板216所配置的按揉原点光电传感器能够检测原点位置。
由于连接环49，通过伴随捶敲轴206的旋转进行偏心旋转的偏心套管208被自由旋转地支撑，所以通过使捶敲轴206旋转，捶敲轴206的轴心与嵌合在连接环端部的连接环承受部20312R、20312L之间的距离发生变化。由于按揉球臂202R、202L被支撑为可绕按揉轴205自由转动，所以驱动捶敲用马达220并以适当的速度使捶敲轴206旋转，这样，按揉球臂202R、202L绕按揉轴205摇动，实现捶敲动作。
这时，捶敲用马达如图17所示，当连续施加一定值的电压时，通过按揉球臂202R、202L绕按揉轴205摇动的所谓机械构造，人体感到的压力变化近似如图18所示的正弦波。即，捶敲的压力逐渐上升后再逐渐下降，并反复进行。图18是实际测定以按揉球作用在人体(对象物)上压力的情况，横轴表示时间(每刻度的间隔为100ms/s。)，纵轴表示压力。
另一方面，作为按摩方法之一，用人手捶敲时的刺激波形如图19所示的脉冲状。即，当手触到对象的同时压力急速上升，瞬时持续该高状态后，将手离开的同时压力急剧下降，它以一定的周期进行重复。虽然这是给人的最爽快的刺激，但是与由上述方法产生的正弦波类似的刺激波形有很大不同。图19是实际测定以人手作用在人体(对象物)上压力的情况，横轴表示时间(每刻度的间隔为100ms/s。)，纵轴表示压力。
所以在本发明中，向捶敲用马达不是施加连续的一定值的电压，而给予脉冲状电压。例如是反复的频率为2.5Hz、占空比为20％左右的脉冲电压(图20)。当对捶敲用马达施加该脉冲电压时，经所述机构部分传递力，最终按揉球进行动作对人体施与压力。在测定此时的压力时，如图21所示，恰好近似人手按摩的波形。即，在施加脉冲电压的同时，增加急速上升的力，在该最高值的压力持续约100毫秒后急剧下降。它以每秒2.5次为周期进行反复，与手按摩时的捶敲有相同的刺激。它在感觉上恰好近似用手咚咚捶敲的情况。图20的横轴表示时间(每刻度的间隔是100ms/s。)，纵轴表示电压，图21的横轴表示时间(每刻度的间隔是100ms/s。)，丛轴表示压力。
实际上，以从前的方法和本发明的方法对许多人的测试，如表1所示，比起对从前的捶敲动作表示疼痛和不适的人是大多数来说，对本发明的捶敲动作全体人员回答舒适，在体感上呈现出明显的差距，具有突出的效果。
表1 感到疼痛的比例 感到舒服的比例 以前的方法 91％ 9％ 本发明的方法 0％ 100％
而且，在对捶敲用马达施加脉冲电压驱动时，其周期和占空比是重要的因素，对得到接近用人手咚咚捶敲的体感，如表2所示，适用在周期数为1～10Hz，占空比约2～85％的脉冲电压。
表2 项目 时间 捶敲马达启动时间例 0.02秒～1秒 捶敲马达停止时间例 0.1秒～1秒
(捶敲用马达的驱动方法1)
在本发明中，使用所述的以前的捶敲用马达和驱动机构，向捶敲用马达施加脉冲电压，在图22中表示该驱动电路。对于以一定周期反复产生脉冲电压，有已知的脉冲控制法、PWM(脉冲变幅)和相位控制方式等。
下面根据图22，说明产生任意的控制脉冲、将电力增幅并使捶敲用马达220旋转的脉冲控制法的一个例子。在此，设定部11，具有能对为产生任意的频率和占空比的脉冲进行必要设定的开关11a、11b、11c。计算部12，由根据设定部11的设定能够计算出必要的控制输出的微型计算机等构成。电力控制部13，是接受计算部12的输出、产生为使捶敲用马达220旋转的电力控制信号的单元。在此，出示的是以2个晶体管13a、13b和1个FET(场效应晶体管)13c等构成的例子。电源部14，将商用电源15进行整流，并向捶敲用马达220所必要的电力。
为向马达220施加在图20中所出示的脉冲，首先操作设定部11的开关类，并设定频率和占空比。例如反复频率是2.5Hz，占空比是20％等。将该设定输入到计算部12，计算后向电力控制部13输出。在电源部14经过整流的电压被施加给捶敲用马达220，在电力控制部13的晶体管13a、13b和FET13c，随着向计算部12输出使电源开·关，给予捶敲用马达220脉冲电压。
在该方式中，以调整设定部12也能够实现PWM。
下面，对切断一部分交流波形并设定为脉冲状、增幅电力并使马达旋转的相位控制法的一个例子进行说明。在图23中表示的是通过相位控制法、驱动捶敲用马达时的电路的例子。在设定部11，设定以商用电源15的波形由零位交叉开始相位控制、在任意位置结束的相位控制，或者由任意位置开始，在零位交叉结束相位控制的设定，以及进行相当于脉冲幅的相位角的设定。计算部12，由根据设定部11的设定、计算必要的控制输出并能够输出的微型计算机等构成。电力控制部14，是接受计算部12的输出、并为产生使捶敲用马达220旋转的电力控制信号的单元。在此，出示了由1个三端双向开关16a、与该三端双向开关16a的控制端子连接的同时通过光耦合器与发光二极管16c绝缘的两端开关元件16b等构成的例子。电源部14，由商用电源15向捶敲用马达220供给所必要的电力。
为向捶敲用马达220施加指定脉冲，首先操作设定部11的开关类，设定对于商用电源15的脉冲启动位置以及相位角。例如反复频率为50Hz、占空比为20％等。该设定被输入到计算部12中，计算后输出到电力控制部16。电源部14的电压施加于捶敲用马达220，但是在电力控制部16的三端双向开关16a和两端开关元件16b，随着计算部12的输出，使电流接通·断开，在捶敲用马达220切断商用电源15的一部分正弦波，给予成为脉冲状的电压。
以上的构成、使用元件或方式等只是一个例子，主要是以脉冲或与其相类似的波形，把将能够进行自由可变设定的频率、占空比、脉冲数、脉冲宽度以及脉冲间隔等波形进行电力增幅，并可施加在捶敲用马达上。
(捶敲用马达的驱动方法2)
上述主要是控制单位时间的捶敲次数的方法，虽然根据捶敲次数的增减可以有捶敲强度变化那样的感觉，下面，对直接控制捶敲强度的方法进行说明。
其一，如图24所示，在上述的驱动方法1中所示的脉冲信号A中加入脉冲信号B，并改变脉冲信号B的宽度。为此，产生比脉冲信号A频率高的正弦波或脉冲信号B，并制作出可得到脉冲信号A的理论积的输出脉冲信号。然后变化正弦波或脉冲信号B的占空比，以输出脉冲信号驱动捶敲用马达220。以这种PWM法的一种方法为手段，如果改变脉冲信号B的占空比，则随这个比与马达相关的电压有效值发生变化，实际上能够得到使电压改变的相同效果。即，能改变捶敲强度。
另外，作为其他方法，也可以通过微型计算机的计算功能，作出应该施加在捶敲用马达220上的脉冲波形。
并且，即使改变应该施加捶敲用马达220的脉冲电压，也能够对应它而改变捶敲用马达的旋转，从而改变捶敲的强度。
无论怎样，通过以脉冲调节脉冲或改变电压，改变其有效值并施加在捶敲用马达220上，从而改变捶敲强度的。
(发明效果)
若根据本发明的方法，仍旧使用以前的按摩器的功能，以简单的方法便可得到近似用手进行捶敲的效果。