JP3017569B2 - エアマッサージ制御方式 - Google Patents
エアマッサージ制御方式Info
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- A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
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- A61H9/005—Pneumatic massage
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Description
ける空気圧の制御のための制御方式に関する。
すように、筒状に形成した空気袋1内に腕や脚等を入れ
て、空気袋1に膨張収縮を行わせることでマッサージを
行うものであるが、この空気袋1を膨張させる際の空気
袋1の空気圧の管理は、空気袋1内の圧力を直接検出す
ることができる圧力センサーを用いることが最も好まし
い。しかし、空気袋1が複数ある場合には、各空気袋1
毎に圧力センサーを設置しなくてはならず、実用化の点
で問題が多く、このために圧力センサーは空気袋1側に
ではなく、エアポンプ側に設置して空気袋1が複数ある
場合でも単一の圧力センサーで圧力を検出することがで
きるようにしたものが多い。
ーが設置される場所と空気袋1とは一般にホース11を
介して接続されることになるが、このホース11におけ
る抵抗のために圧力センサーで検出される圧力と空気袋
1内の圧力とが一致しないことが問題となる。これはホ
ースの内径が小さくなればなるほど、また空気袋1を迅
速に膨張させるためにエアポンプの能力を大きくするほ
ど問題が大きくなる。そして、検出される圧力と空気袋
内の圧力との相関を求めて検出される圧力を補正値で補
正するとしても、空気袋に挿入される腕や脚の太さの違
いで補正値が変わってしまうために、使用条件の変化に
対応する補正値は存在しえない。空気を空気袋1に送り
込む空気挿入時間を一定にすることも考えられるが、こ
の場合も使用条件の変化に対応することができない。
であり、その目的とするところは空気袋内の圧力を設定
値に収束させることができるエアマッサージ制御方式を
提供するにある。
ポンプから送る空気で空気袋を膨張させ、排気によって
空気袋を収縮させるエアマッサージであって、空気袋へ
の空気挿入を時間で制御するとともに、初回の空気挿入
を標準空気挿入時間で行い、その後の空気挿入を前回の
空気挿入時間と空気袋の到達圧力との関数によって決定
される時間で行うことに特徴を有している。
と空気挿入時間とを参考に次回の空気挿入時間が決定さ
れるために、空気挿入がなされる毎に空気袋の到達圧力
は設定圧力に収束していくものであり、この時、到達圧
力は安定した後の圧力を検出すればよく、圧力を監視し
ながら空気を送り込む場合と違って、検知圧力が到達圧
力と一致するまで時間がかかっても問題となることがな
い。
ると、図2において、1a,1bは交互に膨張収縮を行
う空気袋、2はこれら空気袋1a,1bに空気を圧送す
るエアポンプであり、エアポンプ2の吐出部には弁B4
を介して各空気袋1a,1bに対応する弁B1,B2
と、弁B3とが接続されている。尚、弁B1,B2は共
に三方弁で構成されて、通常時は吐出側を大気に開放し
ており、動作時に流入側と吐出側との間の流路を開くも
のであり、弁B3は通常時閉じており、その動作時に流
入側を大気に開放するものとなっている。そして、弁B
4から弁B1,B2,B3に至る流路の途中に圧力セン
サー3が接続されている。図中4は制御回路、5は電源
回路、6はエアポンプ2駆動用のリレーである。
プ2及び各弁B1〜B4の動作を制御して空気袋1a,
1bに膨張収縮を行わせるものであるが、まず弁B3が
短時間だけ開き、この間に圧力センサー3のゼロリセッ
トがなされる。そして最初は一方の空気袋1a側に空気
を送って空気袋1aを膨らませるために弁B4を開くと
ともに弁B1を開くのであるが、これに先立ってエアポ
ンプ2の運転が開始されて、エアポンプ2付属のアキュ
ムレータ内の圧力が高められる。この予備運転は空気袋
1の膨張を迅速に行えるようにするためになされるもの
であり、また弁B4には通常時大気に開放された小さい
孔をエアポンプ2側に連通させているためにエアポンプ
2側の圧力が予備運転中に過剰上昇することはない。そ
してエアポンプ2側の圧力が安定した後、上述のように
所定時間だけ弁B4が開かれて弁B1を通じて空気袋1
aに空気が送られ、この時間が経過すれば、弁B4が閉
じられるものの弁B1はそのままの状態をしばし維持す
るために、空気袋1aは膨張したままの状態を保持す
る。そして弁B1が閉じられると、空気袋1a内の空気
は弁B1を通じて大気に開放されるために収縮を行う。
次に弁B4と弁B2とを通じて空気袋1b側に空気が送
られて、今度は空気袋1bが膨張し、弁B4が閉じた後
も弁B2が開いた状態を保っている間だけ、空気袋1b
の膨張状態が保持される。空気袋1bに空気を送る直前
にも圧力センサー3のゼロリセットがなされるようにな
っているが、これは両空気袋1a,1bの後述する制御
を独立して行って、左右の腕や脚の太さの違い等の影響
を受けることがないようにしているからである。
気袋1bの膨張収縮とを間隔をおいて行うことを1サイ
クルとし、これを繰り返すことでエアマッサージを行う
ものであるが、最初の数サイクル(2サイクルほど)に
おける空気袋1a,1bに空気を圧送する時間(空気挿
入時間)は、セットされる設定圧力PSの関数Fとして
定められた標準空気挿入時間T0(T0=F(PS))
に沿って決定される。しかし、その後のサイクルについ
ては、直前のサイクルの時の空気挿入時間T1と、この
空気挿入時間T1だけ空気を送り込んだ時の空気袋1
a,1bの到達圧力P1とによって決定されるようにな
っている。すなわち次のサイクルの時の空気挿入時間T
は、T=T1(PS/P1)1/2 で計算されるようにな
っている。この計算は多項式に展開して行ってもよい。
尚、標準空気時間T0で空気を送り込むことを最初に複
数回繰り返すのは、空気袋1を短時間で膨張させること
ができるように、空気袋1が自然状態である程度膨らん
だ状態となるようにするためである。前述の予備運転の
ことも併せて、急速な膨張を可能とすることでマッサー
ジ効果を高めているわけである。
の圧力がどこまで上がったかは圧力センサー3で検出す
るわけであり、そしてこの圧力センサー3で検出される
圧力値は前述のようにホース11の抵抗のことがあっ
て、空気圧送中は空気袋1内の実際の圧力よりも高くな
り、空気圧送を止めた後も両者の圧力がバランスするま
で数秒かかることになるが、上述のように、到達圧力P
1は次回の空気挿入の際に参照されるものであり、到達
圧力P1が所定値まであがれば空気挿入を停止させると
いうものではないために、両者がバランスしてからの圧
力を参照すればよく、これが問題となることはない。も
っとも、本実施例においては到達圧力P1の検出を弁B
4の閉鎖直後に行えるように、ここでは弁B4を閉じた
直後に弁B3を短時間(0.3〜0.5秒間)だけ開い
てエアポンプ2から空気袋1に至るまでの空気回路の圧
力を逃がすことで、圧力センサー3周囲と空気袋1a,
1b内の圧力とを早期にバランスさせ、この後の圧力セ
ンサー3の指示値を経時的(1秒毎に)読み込むように
している。
回のサイクルの時の空気挿入時間T1と到達圧力P1と
で決定されるわけであるが、たとえば空気袋1が押さえ
られて圧力が高くなったりすると、前回の到達圧力P1
と設定圧力PSとの差が大きくなって、計算結果が現実
と離れた数字になる場合がある。このために、予測され
る使用条件の最大値で空気挿入時間Tの最大値と最小値
に制限を加えて、ある時間範囲内に収めるようにしてい
るほか、空気挿入時間Tと前回の空気挿入時間T1との
比(変化率)についても制限を加えている。
到達圧力P1が零もしくは零に近い場合には、ホース1
1の外れを想定することができ、圧力P1がエアポンプ
2の最大圧に近い時、または通常の検出圧よりも十分に
高くて、その後、弁B3の切り換えに伴って急速に零に
なる時には、ホース11の折れやホース11の詰まりを
想定することができ、更に空気挿入完了直後から弁B
1,B2が切り換わって収縮を始めるまでの間の圧力変
化(圧力降下)が大きい時には空気の漏れを想定するこ
とができる。このような異常が検出された時には、異常
ランプの点灯や警報ブザー等による警報動作を行うよう
にしてある。また、このような異常が検出された時に
は、次サイクルの空気挿入時間Tは標準空気挿入時間T
0に戻されるようにして、異常が途中で解消された場合
に応ずることができるようにしてある。
きるものとし、設定圧力PSが変更されたならば、リセ
ットがかかるようにしている。また、膨らみ完了直後の
空気袋1a,1bを再加圧すると、空気が抜けないまま
再度空気が入って圧力が異常に上がることがあるため
に、前回膨らんだ空気袋1a,1bと反対側の空気袋1
b,1aが膨らむようにしておくことが好ましい。同じ
理由でリセット時に空気袋1a,1bが再加圧される前
に設定圧力PSの変更がなされたならば、前回のリセッ
ト時に予定された空気袋1a,1bが膨らむようにして
おくことが好ましい。
は弁B4にエアポンプ2側を大気に開放する小さい孔を
設けることで圧力の過剰上昇を防いでいるが、弁B4を
開き、弁B1,B2,B3を閉鎖してエアポンプ2に予
備運転を行わせてもよい。この時の圧力の過剰上昇は圧
力センサー3による圧力監視で所定圧まで上がれば弁B
1もしくは弁B2を開放することで対処することができ
る。
前記実施例における弁B3をなくすとともに、弁B3が
担っていた役目、つまり空気袋1a,1bへの空気挿入
完了直後から圧力センサー3での検出圧力値が空気袋1
a,1b内の圧力値と一致するように圧力センサー3周
囲の空気を外部に逃がす役目を、弁B1,B2に受け持
たしたものである。すなわち、一方の空気袋1aの空気
挿入完了直後には膨張していない空気袋1b側の弁B2
を短時間だけ開いて膨張していない空気袋1b側に圧力
センサー3周囲の空気を逃がし、また空気袋1bの空気
挿入完了直後には膨張していない空気袋1a側の弁B1
を短時間だけ開いて膨張していない空気袋1a側に圧力
センサー3周囲の空気を逃がすようにしたものである。
この場合、到達圧力P1の計測を弁B4の閉鎖直後の早
期に正確に行うことができるのはもちろん、前記実施例
に比して、弁の数が少なくてすむものとなる。
空気袋の到達圧力と空気挿入時間とを参考に次回の空気
挿入時間が決定されるために、空気挿入がなされる毎に
空気袋の到達圧力は設定圧力に収束していくものであ
り、この時、到達圧力は安定した後の圧力を検出できれ
ばよく、圧力を監視しながら空気を送り込む場合と違っ
て、検知圧力が到達圧力と一致するまで時間がかかって
も問題となることがなく、したがって確実に設定圧力に
収束させることができるものである。
Claims (11)
- 【請求項1】 エアポンプから送る空気で空気袋を膨張
させ、排気によって空気袋を収縮させるエアマッサージ
であって、空気袋への空気挿入を時間で制御するととも
に、初回の空気挿入を標準空気挿入時間で行い、その後
の空気挿入を前回の空気挿入時間と空気袋の到達圧力と
の関数によって決定される時間で行うことを特徴とする
エアマッサージ制御方式。 - 【請求項2】 設定圧力と到達圧力との比の平方根に前
回の空気挿入時間を比例させて次回の空気挿入時間を決
定することを特徴とする請求項1記載のエアマッサージ
制御方式。 - 【請求項3】 空気袋への空気挿入動作の完了直後に排
気弁にて圧力センサー周囲の空気を瞬間的に排出するこ
とを特徴とする請求項1記載のエアマッサージ制御方
式。 - 【請求項4】 空気袋への空気挿入動作の完了直後の到
達圧力が所定圧力より高ければ異常と判断して、この異
常が回復するまで標準空気挿入時間で運転することを特
徴とする請求項1記載のエアマッサージ制御方式。 - 【請求項5】 空気袋への空気挿入動作の完了直後の到
達圧力が所定圧力より低ければ異常と判断して、この異
常が回復するまで標準空気挿入時間で運転することを特
徴とする請求項1記載のエアマッサージ制御方式。 - 【請求項6】 到達圧力を経時的に検出して、圧力保持
開始から圧力保持終了までの圧力降下が規定値より大き
い場合、空気漏れ異常と判断して次回から異常が回復す
るまで標準空気挿入時間で運転することを特徴とする請
求項1記載のエアマッサージ制御方式。 - 【請求項7】 空気袋への空気挿入開始前からエアポン
プの運転を開始することを特徴とする請求項1記載のエ
アマッサージ制御方式。 - 【請求項8】 空気挿入時間は複数の空気袋に対して空
気袋毎に算出することを特徴とする請求項1記載のエア
マッサージ制御方式。 - 【請求項9】 空気挿入時間は最大値、最小値、前回と
の変化値のいずれか、または全てに制限を加えて演算す
ることを特徴とする請求項1記載のエアマッサージ制御
方式。 - 【請求項10】 設定圧力の変更に対してリセットスタ
ートを行うとともに、この時、前回膨らませた空気袋以
外の空気袋を第1回目に膨らませることを特徴とする請
求項1記載のエアマッサージ制御方式。 - 【請求項11】 空気袋への空気挿入動作の完了直後に
膨張していない空気袋に連なる弁を開いて圧力センサー
周囲の空気を膨張していない空気袋側へ瞬間的に排出す
ることを特徴とする請求項1記載のエアマッサージ制御
方式。
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