JP2009112702A - 回転式ブランコ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡素で安価であるにも拘わらず、利用者に与える刺激が大きく高い娯楽性の得られる回転式ブランコ装置が望まれている。
【解決手段】回転式ブランコ装置１は、支柱２に略水平軸心Ｈ回りに全周回動自在に軸支された回転軸４と、回転軸４に垂設されたブランコ腕５と、ブランコ腕５に固設された座席６と、回転軸４を回転させる回転駆動源５７と、回転軸４と回転駆動源５７の間に介設されて回転軸４と回転駆動源５７の駆動連結を断続するクラッチ部２０とを備えている。そして、クラッチ部２０は、回転軸４に取り付けられた弾性体ホイール６４と、回転駆動源５７に連結された剛体ホイール５４と、回転軸４側の弾性体ホイール６４に対し回転駆動源５７側の剛体ホイール５４を接触・離間自在に相対移動させる移動駆動部とから構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ブランコ腕に取り付けた座席を略水平軸心回りに全周周回させる回転式ブランコ装置に関するものである。

従来、この種の回転式ブランコ装置としては、支柱に水平軸心回りの回転軸が全周回動自在に軸支され、回転軸にブランコ腕が垂設され、ブランコ腕の揺動端部に座席が全周回動自在に軸支されたものが知られており、例えば下記の特許文献１〜３に記載されている。かかる回転式ブランコ装置は、支柱でのブランコ腕の回転と、ブランコ腕の揺動先端での座席の回転とを合わせた複合回転になっており、座席の複雑な動きにより利用者を楽しませるようになっている。この場合、回転軸の回転に伴ってブランコ腕が回転軸の上方に移動しても、利用者が頭部を上にした正対姿勢のままで居られるように、ブランコ腕に対して座席が回転する。

特開平８−２０６３６３号公報 特開平８−１３１６５８号公報 特開昭５９−１００４８７号公報

上記した各回転式ブランコ装置は、ブランコ腕および座席がいかなる回転位置であっても利用者の姿勢は常に頭部を上にした正対姿勢のままなので、利用者に与える刺激が小さいことから飽きられやすく、再び搭乗したいという気持ちを喚起させるものでなかった。また、２箇所の枢支部を備えていることから、装置構成が複雑で大掛かりになり、製造コストが高くつくという問題もある。

本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであって、構成が簡素で安価であるにも拘わらず、利用者に与える刺激が大きく高い娯楽性の得られる回転式ブランコ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る回転式ブランコ装置は、支柱に略水平軸心回りに全周回動自在に軸支された回転軸と、回転軸に垂設されたブランコ腕と、ブランコ腕に固設された座席と、回転軸を回転させる回転駆動源と、回転軸と回転駆動源の間に介設されて回転軸と回転駆動源の駆動連結を断続するクラッチ部とを具備して成るものである。

また、前記構成において、クラッチ部が、少なくとも、回転軸に取り付けられた剛体ホイールまたは弾性体ホイールと、回転駆動源に連結された弾性体ホイールまたは剛体ホイールと、回転軸側の剛体ホイールまたは弾性体ホイールに対し回転駆動源側の弾性体ホイールまたは剛体ホイールを接触・離間自在に相対移動させる移動駆動部とから構成されているものである。

そして、前記した各構成において、回転軸の回転角度を検出する角度センサと、回転駆動源およびクラッチ部を駆動制御して座席の正方向と逆方向の揺動を繰り返しながら回転軸の初期位置からの回転角度を徐々に大きくする予行揺動手段と、角度センサにより検出された回転軸の回転角度が、予め設定されている所定角度を上回ったとき、回転軸と回転駆動源とをクラッチ部により駆動連結して回転軸を全周周回させる周回駆動手段とを備えているものである。

本発明に係る回転式ブランコ装置によれば、略水平軸心回りに全周回動するブランコ腕に座席が固設されているので、座席が周回して回転軸の上方に達すると、座席に座った利用者は倒立姿勢になる。従って、大きな刺激が与えられて娯楽感を高めることができる。加えて、クラッチ部により回転軸と回転駆動源の駆動連結を断続するという、簡素で安価な構成により、座席を連続して全周周回させたり周回を停止させることができる。

また、クラッチ部において、回転軸側ホイールと回転駆動源側ホイールのうち、一方を剛体ホイールで構成するとともに、他方を弾性体ホイールで構成し、これらを移動駆動部により接触・離間自在に相対移動させるようにしたものでは、簡素な構成でありながら、回転軸と回転駆動源とのすべりを少なくして駆動連結を確実に行なうことができる。特に接続時は、弾性体ホイールが剛体ホイールに弾性的に接するので、接続時のショックが極めて小さくなる。従って、利用者に不快感や不安感を与えず、機械振動による装置故障も招きにくくなる。

そして、角度センサ予行揺動手段と周回駆動手段とを備えたものでは、予行揺動手段が、回転駆動源およびクラッチ部を駆動制御して座席を正方向と逆方向に繰り返し揺動させながら回転軸の初期位置からの回転角度を徐々に大きくする。そして、角度センサにより検出された回転軸の回転角度が、予め設定されている所定角度を上回ったとき、周回駆動手段が、回転軸と回転駆動源とをクラッチ部により駆動連結して回転軸を正方向に全周周回させる。従って、運転開始からいきなり回転軸を全周周回させるような場合と比べて、回転駆動源にかかるトルクが小さいために、容量が小さく安価な回転駆動源を用いることができ、回転駆動系統の故障も少なくなる。また、利用者も心の準備ができるので、安心して利用することができる。

本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下に述べる実施形態は本発明を具体化した一例に過ぎず、本発明の技術的範囲を限定するものでない。図１は本発明の一実施形態に係る回転式ブランコ装置の正面図、図２は前記回転式ブランコ装置の一部を示す側面図である。
各図において、この実施形態に係る回転式ブランコ装置１は、基礎Ｇに立設された１対の支柱２，２と、これらの支柱２，２の上部に設置されたすべり軸受３，３と、これらのすべり軸受３，３に水平軸心Ｈ回りに全周回動自在に軸支された回転軸４と、すべり軸受３，３間の回転軸４に垂設された１対のブランコ腕５，５と、ブランコ腕５，５の揺動先端部に架け渡されて固設された座席６とを備えている。

回転軸４におけるブランコ腕５，５の対角位置には、座席６およびブランコ腕５，５の重量との均衡をとって動力低減化および回転円滑化を図るバランスウエイト１０が取り付けられている。一方のすべり軸受３の外方位置の回転軸４にはブレーキディスク１６が固設されている。このブレーキディスク１６はブレーキ装置１７のブレーキパッド１８，１８により挟圧されて回転が制動・停止されるようになっている。回転軸４の近傍位置には、回転軸４の初期位置（鉛直方向位置）からの回転角度（±θ）を検出する角度センサ１９が配備されている。そして、回転軸４の先端には弾性体ホイール６４が固設されている。

座席６は例えば３人乗り用に構成されていて、図３および図４に示すように、左右側面および背面を囲む形状の囲い板１１と、囲い板１１の背部から立設された背板１２と、囲い板１１の底部に固設された底板２１と、囲い板１１の前面開口を開閉する扉７と、利用者Ｒが座る座面部２８とを備えている。囲い板１１の両側の外側面にはブランコ腕５，５がボルトや溶接などで固定されている。ブランコ腕５の側面にはロック確認用のランプ１３が取り付けられている。前記の扉７は、図３に示す囲い板１１の左側面に設けられたヒンジ８，８により前後揺動自在に開閉されるようになっている。また、扉７を閉止状態でロックする上下１対のロック装置９，９が、図３に示す囲い板１１の右側面に設けられている。

各ロック装置９は、囲い板１１の外側面に固設された支持板２２と、支持板２２に水平外向きに突設された軸２３と、軸２３に上下揺動自在に軸支されて揺動先端に垂下爪部を有するロックキー２４と、ロックキー２４と対面する位置の扉７の外側面に固設された受け板２５とを備えている。受け板２５は、ロックキー２４の垂下爪部を収容して係脱自在に係止する係合凹部を有している。ロックキー２４の垂下爪部が受け板２５の係合凹部に係止されて扉７がロックされたときに扉ロックに係る信号を出力するロックセンサ２６が上側のロック装置９の受け板２５に配備され、同等の機能を有するロックセンサ３９が下側のロック装置９の受け板２５に配備されている。そして、座席６の囲い板１１の背もたれ部２７には安全ベルト装置３８Ｂと安全ベルト装置３８Ｃの組が横並びに３組配備されている。また、座面部２８には３基の安全ベルト装置３８Ａ，３８Ａ，３８Ａが横並びに配備されている。座面部２８には利用者各人用の３つの中止用スイッチ３６，３６，３６が配備されている。

前記の安全ベルト装置３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃは、それぞれ、図５に示すように、背もたれ部２７または座面部２８に固定された１対の固定具２９，２９と、一端部が固定具２９，２９に連結される１対のベルト３０，３０と、一方のベルト３０の他端部に連結された係止片３１と、他方のベルト３０の他端部に連結されたバックル本体３２とから主に構成されている。バックル本体３２は係止片３１を係脱自在に係止するようになっており、バックル本体３２に設けた解除ボタン３７を操作することにより、係止状態が解除されて係止片３１がバックル本体３２から外れるようになっている。また、係止片３１がバックル本体３２に係止されたときにベルトロックに係る信号を出力するロックセンサ３３が安全ベルト装置３８Ａのバックル本体３２に配備され、同等の機能を有するロックセンサ３４，３５が安全ベルト装置３８Ｂ,８Ｃのバックル本体３２にそれぞれ配備されている。ベルト３０は図示せぬクッション材および表面シートで覆われており、表面シートの表面にはキャラクターの図柄（この例では★の連続マーク）が描かれている。

そして、回転式ブランコ装置１は、回転軸４を回転させるモータなどの回転駆動源５７を備えている。回転駆動源５７の出力は例えば３．７５〜５．５ｋＷである。回転軸４と回転駆動源５７との間には、回転軸４と回転駆動源５７の駆動連結を断続するクラッチ部２０が介設される。このクラッチ部２０は、図６および図７に示すように、前記の弾性体ホイール６４と、回転駆動源５７に連結された剛体ホイール５４と、回転軸４側の弾性体ホイール６４に対し回転駆動源５７側の剛体ホイール５４を接触・離間自在に移動させる移動駆動部６５とを備えている。

移動駆動部６５は、基台４０と、基台４０の後端部にヒンジ４１，４１を介して上下揺動自在に枢支された揺動台４２と、基台４０上の支持突起４３，４３に軸４４，４４を介して前後揺動自在に枢支されたシリンダ４５とを有している。シリンダ４５のピストン軸４６は、その先端が、揺動台４２下面に垂設された支持突起４７，４７の長穴４９，４９に軸４８を介して軸支されている。揺動台４２の上面には１対の支持フレーム５３，５３が立設されている。支持フレーム５３，５３の上部には、鋼製の剛体ホイール５４と一体の軸５５，５５が軸受５６，５６を介して水平軸心回りに回動自在に軸支されている。一方の軸５５の先端部にはプーリ６０が固設されている。また、揺動台４２の上面に駆動源５７が設置されている。駆動源５７の回転駆動軸５８はプーリ６０側の支持フレーム５３の下部に軸受５９を介して回動自在に軸支されている。回転駆動軸５８の先端部にはプーリ６１が固設され、プーリ６１とプーリ６０の間に無端ベルト６２が巻き掛けられている。剛体ホイール５４の両端には、剛体ホイール５４よりも大径の周鍔部６３，６３が添設されている。

前記のシリンダ４５は通油管５１および通油管５２を介して油圧装置５０と通油自在に接続されている。油圧装置５０には、シリンダ油にかかる油圧を検出する圧力センサ７２が配備されている。この場合、シリンダ油が油圧装置５０から通油管５１を経てシリンダ４５の第１シリンダ室に送油されると、ピストン軸４６を進出させて揺動台４２を押し上げる。一方、シリンダ油が油圧装置５０から通油管５２を経てシリンダ４５の第２シリンダ室に送油されると、ピストン軸４６を縮退させて揺動台４２を下げるようになっている。そして、弾性体ホイール６４は、回転軸４に同軸に固設された鋼製のホイール基部１５と、ホイール基部１５の外周面に装着された弾性輪体１４とから成っている。弾性輪体１４の下方位置には、前記の剛体ホイール５４が配置されている。前記の弾性輪体１４としては例えばゴムタイヤなどを利用することができる。

一方、回転式ブランコ装置１は、図８に示すように、制御装置７０を中心として構成される制御系統を有している。制御装置７０は、例えば中央演算処理ユニットＣＰＵと、ＲＯＭとＲＡＭなどの機能を有するメモリＭと、データの入出力を司るデータバスＤＢとから主として構成されている。データバスＤＢのデータ入力側には、キーボード、マウス、ライトペンなどに代表される外部入力装置７１と、前記のロックセンサ２６，３９と、前記のロックセンサ３３，３４，３５と、前記の中止用スイッチ３６と、前記の角度センサ１９と、前記の圧力センサ７２とがそれぞれデータ通信可能に接続されている。データバスＤＢのデータ出力側には、前記の回転駆動源５７と、前記の油圧装置５０と、前記のブレーキ装置１７と、前記のランプ１３とが、それぞれ専用のドライバ装置を介してデータ通信可能に接続されている。

次に、上記のように構成された回転式ブランコ装置１の作用を説明する。
まず、図９に示すように、ブランコ腕５，５が例えば鉛直方向を向いた位置を初期位置（図９中の５（０）で示す位置）とする。この状態で、ブレーキ装置１７のブレーキパッド１８，１８はブレーキ１６を挟圧して回転軸４の回転を停止させている。この回転式ブランコ装置１の座席６は定員が３人であるので、２人の利用者Ｒ，Ｒが乗るときは、等身大のぬいぐるみＮ（図１参照）を乗せることができる。そこで、運転操作者はロック装置９，９のロックを解除して扉７を開き、２人の利用者Ｒ，ＲとぬいぐるみＮを座面部２８に座らせる。そして、３組の安全ベルト装置３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃをそれぞれ正常に装着させる。すると、安全ベルト装置３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃのロックセンサ３３，３４，３５からベルトロックに係る信号が制御装置７０のＣＰＵに送信される。続いて、扉７を閉めてロック装置９，９のロックキー２４を受け板２５に係止させてロック状態にすると、ロックセンサ２６，３９から扉ロックに係る信号が制御装置７０のＣＰＵに送信される。このように、安全ベルト装置３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃからの全てのベルトロック信号、およびロック装置９，９からの全ての扉ロック信号を受信すると、制御装置７０のＣＰＵはランプ１３に向けて駆動指令信号を出力し、ドライバ装置の駆動によりランプ１３を点灯させるとともに、ブレーキ装置１７のブレーキパッド１８，１８を緩めて回転軸４を回転自由にする。

そして、運転操作者が外部入力装置７１を操作して座席６の揺動動作開始スイッチを入れると、制御装置７０は回転駆動源５７を起動する。すると、プーリ６１が回転し、その回転力が無端ベルト６２、プーリ６０を経て軸５５に伝わり剛体ホイール５４を回転させる。同時に、制御装置７０は油圧装置５０を駆動して通油管５１からシリンダ４５にシリンダ油を送り込み、ピストン軸４６を進出させる。これにより、揺動台４２が持ち上げられて剛体ホイール５４が弾性体ホイール６４の弾性輪体１４に接触する。尚、弾性体ホイール６４への圧接力が高くなり過ぎたり通油管５１，５２などが詰ったりして、油圧装置５０の圧力センサ７２で検出された油圧が所定圧を超えると、制御装置７０は油圧装置５０を駆動停止させるようになっている。そうして、弾性体ホイール６４への剛体ホイール５４の圧接により、回転軸４が回転を始め、座席６を前方（図９中の矢印Ｐ方向）にわずかに揺動させる。その後ただちに、制御装置７０は油圧装置５０の油圧回路を切り替えて通油管５２からシリンダ油をシリンダ４５に送り込みピストン軸４６をシリンダ４５に退避させる。これによって、剛体ホイール５４が弾性輪体１４から離れ、回転軸４と回転駆動源５７との駆動連結が断たれる。すると、座席６は６（１）の位置で止まったのち、振り子現象によって矢印Ｐの反対方向に戻ろうとする。そこで、制御装置７０は回転駆動源５７を逆転駆動するとともに、油圧装置５０を駆動して剛体ホイール５４を弾性輪体１４に接触させ回転軸４を逆方向（矢印Ｐの反対方向）に回転駆動する。その後ただちに、制御装置７０は油圧装置５０を駆動して剛体ホイール５４を弾性輪体１４から離し回転軸４と回転駆動源５７との駆動連結を断つ。これにより、ブランコ腕５は５（１）の位置よりも揺動角度の大きな５（２）の位置に達して止まる。

同様にして、回転軸４と回転駆動源５７の駆動連結、回転軸４と回転駆動源５７の駆動断絶、および回転駆動源５７の逆転駆動の繰り返しを、駆動連結時間を徐々に長くしながら行なうことにより、ブランコ腕５は５（０）の位置から、５（１）、５（２）、５（３）、５（４）の位置へと振り幅が次第に大きくなる。すなわち、回転軸４の初期位置（５（０））からの回転角度θを徐々に大きくするように、クラッチ部２０（および回転駆動源５７）を断続制御して座席６の正方向と逆方向の揺動を繰り返す機能が、メモリＭに格納されている制御プログラム内容と、これを実行するＣＰＵとにより実現される「回転予行手段７３」の機能である。
そのうち、ブランコ腕５が５（４）の位置を超えたとき、制御装置７０はクラッチ部２０の油圧装置５０を駆動して、回転軸４と回転駆動源５７とを駆動連結して回転軸４を正方向（図９中の矢印Ｐ方向）に連続して回転させる。すなわち、角度センサ１９により検出された回転軸４の回転角度θが、外部入力装置７１から予め設定入力されてメモリＭに格納されている所定角度θｓ（＝例えば９０度）を上回ったとき、クラッチ部２０の油圧装置５０を駆動して、回転軸４と回転駆動源５７とを連続で駆動連結して回転軸４を正方向（図９中の矢印Ｐ方向）に回転させて、座席６を６（５）、６（６）のように全周周回させる機能が、メモリＭに格納されている制御プログラム内容と、これを実行するＣＰＵとにより実現される「周回駆動手段７４」の機能である。
上記のように制御することにより、運転開始からいきなり回転軸４を全周周回させるような場合と比べて、回転駆動源５７にかかるトルクが小さいために、容量が小さく安価な回転駆動源５７を用いることができ、回転駆動系統の故障も少なくなる。また、利用者Ｒも心の準備ができるので、安心して利用することができる。

尚、利用者Ｒが座席６の揺動中や周回中に恐怖感などにより揺動を中止したくなったときは、中止用スイッチ３６を押すことにより、中止用スイッチ３６からの中止指令信号が制御装置７０に送信され、油圧装置５０を駆動させて剛体ホイール５４を弾性輪体１４から離し、ブレーキパッド１８を駆動して回転軸４を回転停止させることができる。

上記したように、この回転式ブランコ装置１は、水平軸心回りに全周回動するブランコ腕５に座席６が固設されているので、座席６が周回して回転軸４の上方に達すると、座席６に座った利用者Ｒは天地逆の倒立姿勢になる。従って、大きな刺激が与えられて娯楽感を高めることができる。また、クラッチ部２０により回転軸４と回転駆動源５７の駆動連結を断続するという、簡素で安価な構成により、座席６を連続して全周周回させたり周回を停止させることを実現できる。

また、クラッチ部２０は、剛体ホイール５４と弾性体ホイール６４を用い、これらを移動駆動部６５により接触・離間自在に相対移動させるので、簡素な構成でありながら、回転軸４と回転駆動源５７との駆動連結を確実に断続させることができる。特に接続時は、弾性体ホイール６４の弾性輪体１４が剛体ホイール５４に弾性的に接するので、接続時のショックが極めて小さくなる。これにより、利用者Ｒに不快感や不安感を与えることがなく、機械振動による装置故障も招きにくくなる。

尚、上記の実施形態では、回転軸４に弾性体ホイール６４を取り付け、回転駆動源５７に剛体ホイール５４を連結した例を示したが、本発明の回転式ブランコ装置はそれに限定されるものでなく、例えば回転軸に剛体ホイールを取り付け、回転駆動源に弾性体ホイールを連結したものも含む。そして、上記では回転軸側のホイール６４を支柱２に支持させて固定側とし、回転駆動源側のホイール５４を移動側とする構成を例示したが、回転駆動源側ホイールを固定配置とし、支柱に移動駆動部を配備して回転軸側ホイールを接触・離間自在に相対移動させるようにすることも可能である。但し、大掛かりな構成となる。
また、上記では３人乗り用の座席６を例示したが、１人用または２人乗り用、あるいは４人以上を乗せる座席でも構わない。ここで、本発明にいう座席は利用者Ｒが座る座面部２８に相当する構成を有するものであれば足りる。但し、実用上は安全法上の要請から座席の周回時（特に天地逆転時）に利用者を転落させないための転落防止手段（安全ベルト装置など）を備えておく必要がある。
また、上記では２本のブランコ腕５，５の間に座席６を架設したが、座席６を支持するブランコ腕は３本以上でも構わない。更に、回転軸に対し座席を支持連結できるものであれば、１本のブランコ腕でもよい。

本発明の一実施形態に係る回転式ブランコ装置の正面図である。 前記回転式ブランコ装置の一部を示す側面図である。 前記回転式ブランコ装置の座席を扉が省略された状態で示す正面図である。 前記座席の側面図である。 前記座席に座った利用者が安全ベルト装置を装着した状態を示す態様図である。 前記回転式ブランコ装置のクラッチ部を示す一部断面を含む正面図である。 前記クラッチ部の側面図である。 前記回転式ブランコ装置の制御系統を示す構成図である。 前記回転式ブランコ装置の回転動作を示す動作説明図である。

符号の説明

１ 回転式ブランコ装置
２ 支柱
４ 回転軸
５ ブランコ腕
６ 座席
１４ 弾性輪体
１５ ホイール基部
１９ 角度センサ
２０ クラッチ部
４０ 基台
４１ ヒンジ
４２ 揺動台
４５ シリンダ
４６ ピストン軸
５４ 剛体ホイール
５７ 回転駆動源
６４ 弾性体ホイール
６５ 移動駆動部
７０ 制御装置
７３ 回転予行手段
７４ 周回駆動手段
Ｈ 水平軸心
Ｐ 矢印
θ 回転角度
θｓ 所定角度

Claims (3)

1. 支柱に略水平軸心回りに全周回動自在に軸支された回転軸と、回転軸に垂設されたブランコ腕と、ブランコ腕に固設された座席と、回転軸を回転させる回転駆動源と、回転軸と回転駆動源の間に介設されて回転軸と回転駆動源の駆動連結を断続するクラッチ部とを具備して成ることを特徴とする回転式ブランコ装置。
2. クラッチ部が、少なくとも、回転軸に取り付けられた剛体ホイールまたは弾性体ホイールと、回転駆動源に連結された弾性体ホイールまたは剛体ホイールと、回転軸側の剛体ホイールまたは弾性体ホイールに対し回転駆動源側の弾性体ホイールまたは剛体ホイールを接触・離間自在に相対移動させる移動駆動部とから構成されている請求項１に記載の回転式ブランコ装置。
3. 回転軸の回転角度を検出する角度センサと、
   回転駆動源およびクラッチ部を駆動制御して座席の正方向と逆方向の揺動を繰り返しながら回転軸の初期位置からの回転角度を徐々に大きくする予行揺動手段と、
   角度センサにより検出された回転軸の回転角度が、予め設定されている所定角度を上回ったとき、回転軸と回転駆動源とをクラッチ部により駆動連結して回転軸を全周周回させる周回駆動手段とを備えている請求項１または請求項２に記載の回転式ブランコ装置。

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