JP2020144803A

JP2020144803A - コントローラチェア

Info

Publication number: JP2020144803A
Application number: JP2019043025A
Authority: JP
Inventors: 武央福永; Takeo Fukunaga; 正生小野; Masao Ono
Original assignee: Fuji Medical Instruments Mfg Co Ltd
Current assignee: Fuji Medical Instruments Mfg Co Ltd
Priority date: 2019-03-08
Filing date: 2019-03-08
Publication date: 2020-09-10
Anticipated expiration: 2039-03-08
Also published as: CN111657706A; US20200281359A1; US11051620B2; JP7189811B2

Abstract

【課題】使用者の胴体、左腕、右腕、左脚および右脚それぞれの動きに応じた信号を発生させることができるコントローラチェアを提供する。【解決手段】その幅方向中心線に沿って延びる軸線を中心として回動可能に基台に支持された背もたれ部と、背もたれ部の左側部から前方に突出し、その基端部を中心として上下に回動可能に背もたれ部に支持された左腕保持部と、背もたれ部の右側部から前方に突出し、その基端部を中心として上下に回動可能に背もたれ部に支持された右腕保持部と、基台の前側において座部の前縁の左側部付近から下方に延び、その上端部を中心として上下に回動可能に基台に支持された左脚保持部と、基台の前側において座部の前縁の右側部付近から下方に延び、その上端部を中心として上下に回動可能に前記基台に支持された右脚保持部とを含む。【選択図】図２

Description

この発明は、使用者の動きに応じた信号を発生させるためのコントローラチェアに関する。

特許文献１には、使用者に対して適切な運動負荷を提供するとともに、使用者の運動を検出する運動負荷提供手段を含むウェルネスシステムが開示されている。特許文献１には、運動負荷提供手段において使用者の運動（例えば使用者の歩み）を計測し、その歩みに合わせて映像ユニットで表示される映像、音響ユニットによって提示される音ならびに風・香ユニットによって提示される風および香りを変化させることが開示されている。そして、特許文献１の図５には、使用者に運動負荷を提供するとともに使用者の運動を検出する運動負荷提供手段として、交互の脚踏み動作（膝の屈伸）を行う器具が開示されている。

特開平１０−１５１２２３号公報

この発明は、使用者の胴体、左腕、右腕、左脚および右脚それぞれの動きに応じた信号を発生させることができるコントローラチェアを提供することを目的とする。

この発明の一実施形態は、基台に支持された座部と、前記座部の後縁側から上方または斜め上方に延び、その幅方向中心線に沿って延びる軸線を中心として回動可能に前記基台に支持された背もたれ部と、前記背もたれ部の左側部から前方に突出し、その基端部を中心として上下に回動可能に前記背もたれ部に支持された左腕保持部と、前記背もたれ部の右側部から前方に突出し、その基端部を中心として上下に回動可能に前記背もたれ部に支持された右腕保持部と、前記基台の前側において前記座部の前縁の左側部付近から下方に延び、その上端部を中心として上下に回動可能に前記基台に支持された左脚保持部と、前記基台の前側において前記座部の前縁の右側部付近から下方に延び、その上端部を中心として上下に回動可能に前記基台に支持された右脚保持部と、前記背もたれ部、前記左腕保持部、前記右腕保持部、前記左脚保持部および前記右脚保持部それぞれの回転角を検出する第１回転角検出部、第２回転角検出部、第３回転角検出部、第４回転角検出部および第５回転角検出部とを含む、コントローラチェアを提供する。

この構成では、使用者の胴体、左腕、右腕、左脚および右脚それぞれの動きに応じた信号を発生させることができるコントローラチェアを実現できる。
この発明の一実施形態では、前記左腕保持部は、左前腕収容凹部と、前記左前腕収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な左腕固定用エアバッグとを備え、前記右腕保持部は、右前腕収容凹部と、前記右前腕収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な右腕固定用エアバッグとを備えている。

この発明の一実施形態では、前記左脚保持部は、左下腿収容凹部と、前記左下腿収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な左脚固定用エアバッグとを備え、前記右脚保持部は、右下腿収容凹部と、前記右下腿収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な右脚固定用エアバッグとを備えている。

この発明の一実施形態では、前記背もたれ部に設けられ、使用者の肩を前記背もたれ部に固定するための肩固定部をさらに含み、前記肩固定部は、前記背もたれ部における前記左腕保持部の連結部分よりも上側の左側部から前方に突出した左肩押さえと、前記背もたれ部における前記右腕保持部の連結部分よりも上側の右側部から前方に突出した右肩押さえと、前記左肩押さえにおける前記右肩押さえに対向する面に設けられた膨張収縮可能な左肩押圧用エアバッグと、前記右肩押さえにおける前記左肩押さえに対向する面に設けられた膨張収縮可能な右肩押圧用エアバッグとを備えている。

図１は、この発明の一実施形態に係るコントローラチェアを備えた映像表示システムの構成を示すブロック図である。図２は、コントローラチェアの外観を示す斜視図である。図３は、図２の正面図である。図４は、図２の背面図である。図５は、図２の右側面図である。図６は、図２の左側面図である。図７は、図２の平面図である。図８は、図２の底面図である。図９は、背もたれ部の基台への取付構造を説明するための断面図である。図１０は、背もたれ部の基台への取付構造を説明するための分解斜視図である。図１１は、左腕保持部および右腕保持部の背もたれ部への取付構造を説明するための一部が切り欠かれた部分拡大平面図である。図１２は、左脚保持部および右脚保持部の基台への取付構造を説明するための一部が切り欠かれた部分拡大平面図である。図１３は、コントローラチェアの電気的構成を示すブロック図である。図１４は、エアポンプから各エアバッグまでのエア回路を示すエア回路図である。図１５は、左腕保持部および左脚保持部が回動される様子を説明するための右側面図である。図１６Ａは、背もたれ部が中立位置である状態を示す模式的な平面図である。図１６Ｂは、背もたれ部が反時計方向に回転された状態を示す模式的な平面図である。図１６Ｃは、背もたれ部が時計方向に回転された状態を示す模式的な平面図である。図１７は、背もたれ部を中立位置に付勢するための他の構成例を示す部分拡大斜視図である。図１８Ａは、図１７の構成例において、背もたれ部が中立位置である状態を示す模式的な平面図である。図１８Ｂは、図１７の構成例において、背もたれ部が反時計方向に回転された状態を示す模式的な平面図である。図１８Ｃは、図１７の構成例において、背もたれ部が時計方向に回転された状態を示す模式的な平面図である。

以下、この発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施形態に係るコントローラチェアを備えた映像表示システムの構成を示すブロック図である。
映像表示システム１は、コントローラチェア２と、表示制御装置３と、表示装置４とを含む。コントローラチェア２は、コントローラチェア２に座っている使用者の動きに応じた信号を発生させる。この実施形態では、コントローラチェア２は、使用者の胴体（肩部、胸部、胴部および腰部）、左腕、右腕、左脚および右脚それぞれの動きに応じた信号を発生する。

表示制御装置３は、所定の映像コンテンツを表示装置４に表示させる。この際、表示制御装置３は、コントローラチェア２からの信号に基づいて、表示装置４に表示させる映像を変化させる。例えば、表示制御装置３は、コントローラチェア２からの信号に基づいて、映像に含まれるキャラクタの動きを変化させる。キャラクタは、使用者の分身となるキャラクタ（アバター（avatar））であってもよい。その場合、表示制御装置３は、例えば、使用者の胴体（肩）、左腕、右腕、左脚および右脚それぞれの動きに応じて、アバターの胴体（肩）、左腕、右腕、左脚および右脚を変化させることができる。

表示装置４は、使用者の頭に装着することができる頭部装着型表示装置（ヘッドマウントディスプレイ）であってもよく、使用者の頭に装着されないタイプの表示装置であってもよい。具体的には、表示装置４は、壁等に映像を投影するプロジェクタであってもよいし、有機ＥＬ等で構成された球面ディスプレイであってもよいし、被施療者の頭部を上方から覆うように配置され、内面に表示面を有するドーム型（釣鐘型）の表示装置であってもよい。

以下、コントローラチェア２について詳しく説明する。
図２は、コントローラチェア２の外観を示す斜視図である。図３は、図２の正面図である。図４は、図２の背面図である。図５は、図２の右側面図である。図６は、図２の左側面図である。図７は、図２の平面図である。図８は、図２の底面図である。
以下の説明において、前後方向、左右方向および上下方向とは、使用者がコントローラチェア２に通常の姿勢で着座したときに、その使用者から見た場合の前後方向、左右方向および上下方向をそれぞれいうものとする。図５の右側面図は、コントローラチェア２を正面から見た場合の右側面図であるため、図５にはコントローラチェア２の左側面が現れている。同様に、図６の左側面図は、コントローラチェア２を正面から見た場合の左側面図であるため、図５にはコントローラチェア２の右側面が現れている。

図２〜図８を参照して、コントローラチェア２は、座部１１と、背もたれ部１２と、左腕保持部１３と、右腕保持部１４と、左脚保持部１５と、右脚保持部１６と、制御ユニット１７とを含む。
座部１１は、平面視矩形状の板状体から構成されており、基台１０上に設けられている。基台１０は、下枠を構成する４本の下枠構成部材と、上枠を構成する４本の上枠構成部材と、下枠と上枠とを連結する４本の連結部材とを備えている。

４本の下枠構成部材は、前側の下枠構成部材１０_ＬＦと、後側の下枠構成部材１０_ＬＢと、左側の下枠構成部材１０_ＬＬと、右側の下枠構成部材１０_ＬＲとからなる。前側および後側の下枠構成部材１０_ＬＦ，１０_ＬＢの長さは、座部１１の左右方向の長さとほぼ等しい。左側および右側の下枠構成部材１０_ＬＬ，_ＬＲの長さは、座部１１の前後方向の長さよりも長い。

前側の下枠構成部材１０_ＬＦは、左側の下枠構成部材１０_ＬＬの前端部と、右側の下枠構成部材１０_ＬＲの前端部とを連結している。後側の下枠構成部材１０_ＬＢは、左側の下枠構成部材１０_ＬＬの長さ中間部と、右側の下枠構成部材１０_ＬＲの長さ中間部とを連結している。
４本の上枠構成部材は、前側の上枠構成部材１０_ＵＦと、後側の上枠構成部材１０_ＵＢと、左側の上枠構成部材１０_ＵＦと、右側の上枠構成部材１０_ＵＲとからなる。前側および後側の上枠構成部材１０_ＵＦ，１０_ＵＢの長さは、座部１１の左右方向の長さとほぼ等しい。左側および右側の上枠構成部材１０_ＵＬ，_ＵＲの長さは、座部１１の前後方向の長さとほぼ等しい。

前側の上枠構成部材１０_ＵＦは、左側の上枠構成部材１０_ＵＬの前端部と、右側の上枠構成部材１０_ＵＲの前端部とを連結している。後側の上枠構成部材１０_ＵＢは、左側の上枠構成部材１０_ＵＬの後端部と、右側の上枠構成部材１０_ＵＲの後端部とを連結している。
４本の連結部材は、前左側の連結部材１０_ＪＦＬと、前右側の連結部材１０_ＪＦＲと、後左側の連結部材１０_ＪＢＬと、後右側の連結部材１０_ＪＢＲとからなる。前左側の連結部材１０_ＪＦＬは、下枠の前左前コーナ部と、上枠の前左前コーナ部とを連結している。前右側の連結部材１０_ＪＦＲは、下枠の前右前コーナ部と、上枠の前右前コーナ部とを連結している。

後左側の連結部材１０_ＪＢＬは、上枠の後左コーナ部と、左側の下枠構成部材１０_ＬＬにおける当該コーナ部に対応する部分とを連結している。後右側の連結部材１０_ＪＢＲは、上枠の右後コーナ部と、右側の下枠構成部材１０_ＬＲにおける当該コーナ部に対応する部分とを連結している。
背もたれ部１２は、座部１１の後縁側から上方斜め後方に延びている。背もたれ部１２は、その幅方向中心線に沿って延びる軸線Ｌ１を中心として回動可能に、基台１０に支持されている。

図４〜図６、図８〜図１０を参照して、背もたれ部１２の基台１０への取付構造２０について説明する。図９は、取付構造２０を説明するための断面図である。図１０は、取付構造２０を説明するための分解斜視図である。
取付構造２０は、基台側支持板２１と、背もたれ側支持板２２と、両支持板２１，２２を上下方向に貫通する第１回転軸２３と、第１回転軸２３を背もたれ側支持板２２に固定するためのキー２４と、上下一対のスラストベアリング２５，２６と、六角ナット２７とを含む。

基台側支持板２１は、平面視で略前後方向に長い矩形状の板状体からなり、基台１０に固定されている。具体的には、後側の上枠構成部材１０_ＵＢの後面の左右方向中央部に、基台側支持板２１の前端が固定されている。基台側支持板２１には、厚さ方向（略上下方向）に貫通する軸挿通孔２１ａが形成されている。
背もたれ側支持板２２は、基台側支持板２１とほぼ同様な形状の板状体からなり、背もたれ部１２に固定されている。具体的には、背もたれ部１２の背面における下部幅中央部に、背もたれ側支持板２２の前端が固定されている。平面視において、背もたれ側支持板２２は、基台側支持板２１の真上に重なるようにして配置されている。背もたれ側支持板２２には、厚さ方向（略上下方向）に貫通する軸挿通孔２２ａが形成されている。軸挿通孔２２ａの周壁には、略上下方向に延びるキー溝２２ｂが形成されている。

第１回転軸２３の下端部には、フランジ２３ａが形成されている。第１回転軸２３の上端部には、雄ねじが外周面に形成されたねじ部２３ｂが形成されている。第１回転軸２３の外周面には、キー溝２３ｃが形成されている。
第１回転軸２３は、基台側支持板２１の軸挿通孔２１ａおよび背もたれ側支持板２２の軸挿通孔２２ａに下方から挿通されており、ねじ部２３ｂに六角ナット２７がねじ嵌められている。両キー溝２２ｂ，２３ｃに、キー２４が嵌合されることにより、第１回転軸２３に背もたれ側支持板２２が一体回転可能に連結されている。

下側のスラストベアリング２５は、第１回転軸２３のフランジ２３ａと、基台側支持板２１との間に介在している。上側のスラストベアリング２６は、基台側支持板２１と背もたれ側支持板２２との間に介在している。
このような取付構造２０により、背もたれ部１２は、第１回転軸２３の中心軸線である軸線Ｌ１を中心として回動可能に基台１０に支持されている。第１回転軸２３の近傍には、第１回転軸２３の回転角（背もたれ部１２の回転角）を検出するための第１回転角センサ２８が設けられている。なお、図９および図１０においては、第１回転角センサ２８の図示は省略されている。

図１〜図８を参照して、基台１０の左側の上枠構成部材１０_ＵＬの左側面後端部には、第１掛止部３１が取り付けられている。背もたれ部１２の左側面の下端部には、左方向に突出する棒状の第２掛止部３２が取り付けられている。そして、第１掛止部３１に第１遊動防止ばね３３の一端が掛け止められ、第１遊動防止ばね３３の他端が第２掛止部３２に掛け止められている。

同様に、基台１０の右側の上枠構成部材１０_ＵＲの右側面後端部には、第３掛止部３５が取り付けられている。背もたれ部１２の右側面の下端部には、右方向に突出する棒状の第４掛止部３６が取り付けられている。そして、第３掛止部３５に第２遊動防止ばね３７の一端が掛け止められ、第２遊動防止ばね３７の他端が第４掛止部３６に掛け止められている。

第１遊動防止ばね３３および第２遊動防止ばね３７により、背もたれ部１２は、常にその前面が前方を向く姿勢（中立位置）となるように付勢される。これにより、不使用時においては、背もたれ部１２は中立位置に保持される。
背もたれ部１２は、略下半部の背もたれ下部１２Ａと、背もたれ下部１２Ａの幅よりも幅が広い略上半部の背もたれ上部１２Ｂとを含んでいる。正面（または背面）から見た場合、背もたれ下部１２Ａの左側縁および右側縁は、それぞれ背もたれ上部１２Ｂの対応する左側縁の下方延長線および右側縁側縁の下方延長線よりも内側に位置している。背もたれ上部１２Ｂの上端部には、上方斜め後方に突出した突出部１２Ｃが形成されている。突出部１２Ｃは、正面から見て台形状である。

図２〜図８および図１１を参照して、左腕保持部１３および右腕保持部１４の構成およびそれらの背もたれ部１２への取付構造について説明する。図１１は、左腕保持部１３および右腕保持部１４の背もたれ部１２への取付構造を説明するための一部が切り欠かれた部分拡大平面図である。
背もたれ下部１２Ａの左側部には、左腕保持部１３を支持するための左側支持部材４１が取り付けられている。また、背もたれ下部１２Ａの右側部には、右腕保持部１４を支持するための右側支持部材４２が取り付けられている。

左側支持部材４１は、板状体からなり、背もたれ下部１２Ａの左側面から左方向に突出した左方突出部４１Ａと、左方突出部４１Ａの突出端から前方（より正確には前方斜め下方）に突出した前方突出部４１Ｂとからなる。左方突出部４１Ａは正面から見て矩形に形成されている。前方突出部４１Ｂは、側面から見て、略前後方向に長い略矩形に形成されている。前方突出部４１Ｂの上端面は、前方に向かって前方突出部４１Ｂの下端面に徐々に接近するような湾曲面に形成されている。前方突出部４１Ｂには、厚さ方向（左右方向）に貫通する軸挿通孔４１ｈが形成されている。

右側支持部材４２は、板状体からなり、背もたれ下部１２Ａの右側面から右方向に突出した右方突出部４２Ａと、右方突出部４２Ａの突出端から前方（より正確には前方斜め下方）に突出した前方突出部４２Ｂとからなる。右方突出部４２Ａは正面から見て矩形に形成されている。前方突出部４２Ｂは、側面から見て、略前後方向に長い略矩形に形成されている。前方突出部４２Ｂの上端面は、前方に向かって前方突出部４２Ｂの下端面に徐々に接近するような湾曲面に形成されている。前方突出部４２Ｂには、厚さ方向（左右方向）に貫通する軸挿通孔４２ｈが形成されている。

左腕保持部１３は、背もたれ下部１２Ａの左側部から前方（より正確には前方斜め下方）に突出している。左腕保持部１３は、その基端部（後端部）を中心として上下に回動可能に、左側支持部材４１に支持されている。
左腕保持部１３は、略前後方向に延びかつ上方開口の左前腕収容凹部５１ｄを有する左肘掛部５１と、左前腕収容凹部５１ｄの両側壁内面それぞれに設けられた第１および第２エアバッグ５２Ａ，５２Ｂとを備えている。左肘掛部５１は、平面視で略前後方向に長い矩形状の底壁部５１Ａと、底壁部５１Ａの両側縁それぞれから立ち上がった左右一対の側壁部５１Ｂ，５１Ｃとからなる。

側壁部５１Ｂ，５１Ｃは、側面から見て、略前後方向に長い略矩形状である。側壁部５１Ｂ，５１Ｃの上端面は、前方に向かって側壁部５１Ｂ，５１Ｃの下端面に徐々に接近するような湾曲面に形成されている。両側壁部５１Ｂ，５１Ｃのうち、外側（左側）の側壁部５１Ｂの後端部には、側壁部５１Ｂを厚さ方向（左右方向）貫通する軸挿通孔５１ｈが形成されている。

底壁部５１Ａと側壁部５１Ｂ，５１Ｃとによって、左前腕収容凹部５１ｄが形成されている。両側壁部５１Ｂ，５１Ｃの一方の内面に第１エアバッグ５２Ａが設けられ、他方の内面に第２エアバッグ５２Ｂが設けられている。これらのエアバッグ５２Ａ，５２Ｂは、膨張収縮可能であり、それらを膨張させることによって、使用者の左腕を左肘掛部５１に固定するために設けられている。

左側支持部材４１の軸挿通孔４１ｈおよび左腕保持部１３の軸挿通孔５１ｈには、第２回転軸５３が挿通されている。第２回転軸５３と左肘掛部５１とは、図示しないスプライン嵌合、キー嵌合等の連結構造によって、一体回転可能に連結されている。これにより、左腕保持部１３は、第２回転軸５３の中心軸線Ｌ２を中心として回転可能に背もたれ部１２に支持されている。第２回転軸５３の近傍には、第２回転軸５３の回転角（左腕保持部１３の回転角）を検出するための第２回転角センサ５４が設けられている。

右腕保持部１４は、背もたれ下部１２Ａの右側部から前方（より正確には前方斜め下方）に突出している。右腕保持部１４は、その基端部（後端部）を中心として上下に回動可能に、右側支持部材４２に支持されている。
右腕保持部１４は、略前後方向に延びかつ上方開口の右前腕収容凹部５５ｄを有する右肘掛部５５と、右前腕収容凹部５５ｄの両側壁内面それぞれに設けられた第３および第４エアバッグ５６Ａ，５６Ｂとを備えている。右肘掛部５５は、平面視で略前後方向に長い矩形状の底壁部５５Ａと、底壁部５５Ａの両側縁それぞれから立ち上がった左右一対の側壁部５５Ｂ，５５Ｃとからなる。

側壁部５５Ｂ，５５Ｃは、側面から見て、略前後方向に長い略矩形状である。側壁部５５Ｂ，５５Ｃの上端面は、前方に向かって側壁部５５Ｂ，５５Ｃの下端面に徐々に接近するような湾曲面に形成されている。両側壁部５５Ｂ，５５Ｃのうち、外側（右側）の側壁部５５Ｂの後端部には、側壁部５５Ｂを厚さ方向（左右方向）貫通する軸挿通孔５５ｈが形成されている。

底壁部５５Ａと側壁部５５Ｂ，５５Ｃとによって、右前腕収容凹部５５ｄが形成されている。両側壁部５５Ｂ，５５Ｃの一方の内面に第３エアバッグ５６Ａが設けられ、他方の内面に第４エアバッグ５６Ｂが設けられている。これらのエアバッグ５６Ａ，５６Ｂは、膨張収縮可能であり、それらを膨張させることによって、使用者の右腕を右肘掛部５５に固定するために設けられている。

右側支持部材４２の軸挿通孔４２ｈおよび右腕保持部１４の軸挿通孔５５ｈには、第３回転軸５７が挿通されている。第３回転軸５７と右肘掛部５５とは、図示しないスプライン嵌合、キー嵌合等の連結構造によって、一体回転可能に連結されている。これにより、右腕保持部１４は、第３回転軸５７の中心軸線Ｌ３を中心として回転可能に背もたれ部１２に支持されている。第３回転軸５７の近傍には、第３回転軸５７の回転角（右腕保持部１４の回転角）を検出するための第３回転角センサ５８が設けられている。

図２〜図８を参照して、背もたれ上部１２Ｂには、使用者の肩（胴体）を背もたれ部１２に固定するための肩固定部６０が設けられている。肩固定部６０は、背もたれ上部１２Ｂに取り付けられた左肩押さえ６１と、背もたれ上部１２Ｂに取り付けられた右肩押さえ６２と、左肩押さえ６１に設けられた第５エアバッグ６３Ａと、右肩押さえ６２に設けられた第６エアバッグ６３Ｂとを備えている。

左肩押さえ６１は、側面から見て略矩形の板状体からなり、背もたれ上部１２Ｂの左側部から前方に突出している。右肩押さえ６２は、側面から見て略矩形の板状体からなり、背もたれ上部１２Ｂの右側部から前方に突出している。左肩押さえ６１および右肩押さえ６２の前側の上下２つのコーナ部は、斜めに切除されている。
第５エアバッグ６３Ａは、左肩押さえ６１の内面（右肩押さえ６２に対向する面）に設けられている。第６エアバッグ６３Ｂは、右肩押さえ６２の内面（左肩押さえ６１に対向する面）に設けられている。これらのエアバッグ６３Ａ，６３Ｂは、膨張収縮可能であり、それらを膨張させることによって、左肩押さえ６１および右肩押さえ６２の間に、エアバッグ６３Ａ，６３Ｂを介して使用者の肩を固定するために設けられている。このようにして、使用者の肩が左肩押さえ６１および右肩押さえ６２の間に固定されることによって、使用者の胴体が背もたれ部１２に固定される。

図２〜図８および図１２を参照して、左脚保持部１５および右脚保持部１６の構成およびそれらの基台１０への取付構造について説明する。図１２は、左脚保持部および右脚保持部の基台への取付構造を説明するための一部が切り欠かれた部分拡大平面図である。
基台１０の前側の上枠構成部材１０_ＵＦの前面の左側部には、左右方向に軸挿通孔を有する第１軸受部材４５が固定されている。基台１０の前側の上枠構成部材１０_ＵＦの前面の長さ中央左側位置には、左右方向に軸挿通孔を有する第２軸受部材４６が固定されている。基台１０の前側の上枠構成部材１０_ＵＦの前面の右側部には、左右方向に軸挿通孔を有する第３軸受部材４７が固定されている。基台１０の前側の上枠構成部材１０_ＵＦの前面の長さ中央右側位置には、左右方向に軸挿通孔を有する第４軸受部材４８が固定されている。

左脚保持部１５は、基台１０の前側において座部１１の前縁の左側部付近から下方に延びている。左脚保持部１５は、その上端部を中心として上下に回動可能に基台１０に支持されている。
左脚保持部１５は、上下方向に延びかつ前方開口の左下腿収容凹部７１ｄを有する左脚載部７１と、左下腿収容凹部７１ｄの両側壁内面それぞれに設けられた第７および第８エアバッグ７２Ａ，７２Ｂとを備えている。左脚載部７１は、正面視で上下方向に長い矩形状の底壁部７１Ａと、底壁部７１Ａの両側縁それぞれから前方に突出した左右一対の側壁部７１Ｂ，７１Ｃとからなる。

側壁部７１Ｂ，７１Ｃは、側面から見て、前後方向に長い略矩形状である。側壁部７１Ｂ，７１Ｃの前側上部のコーナ部の端面は、外方に凸の湾曲面に形成されている。底壁部７１Ａには、その上部の左側後方のコーナ部分が切除された切除部７１ｅが形成されている。底壁部７１Ａの上部には、底壁部７１Ａを左右方向に貫通し、かつ左端が切除部７１ｅの左向き内側面に開口する軸挿通孔７１ｈが形成されている。軸挿通孔７１ｈの周面には、左右方向に延びたキー溝７１ｆが形成されている。

底壁部７１Ａと側壁部７１Ｂ，７１Ｃとによって、左下腿収容凹部７１ｄが形成されている。両側壁部７１Ｂ，７１Ｃの一方の内面に第７エアバッグ７２Ａが設けられ、他方の内面に第８エアバッグ７２Ｂが設けられている。これらのエアバッグ７２Ａ，７２Ｂは、膨張収縮可能であり、それらを膨張させることによって、使用者の左下腿を左脚載部７１に固定するために設けられている。

第１軸受部材４５、左脚保持部１５の軸挿通孔７１ｈおよび第２軸受部材４６には、第４回転軸７３が挿通されている。第４回転軸７３の外周面には、キー溝７３ａが形成されている。両キー溝７１ｆ，７３ａに、キー７０が嵌合されることにより、第４回転軸７３と左脚載部７１とが一体回転可能に連結されている。これにより、左脚保持部１５は、第４回転軸７３の中心軸線Ｌ４を中心として回転可能に基台１０に支持されている。第４回転軸７３の近傍には、第４回転軸７３の回転角（左脚保持部１５の回転角）を検出するための第４回転角センサ７４が設けられている。

右脚保持部１６は、基台１０の前側において座部１１の前縁の右側部付近から下方に延びている。右脚保持部１６は、その上端部を中心として上下に回動可能に基台１０に支持されている。
右脚保持部１６は、上下方向に延びかつ前方開口の右下腿収容凹部７５ｄを有する右脚載部７５と、右下腿収容凹部７５ｄの両側壁内面それぞれに設けられた第９および第１０エアバッグ７６Ａ，７６Ｂとを備えている。右脚載部７５は、正面視で上下方向に長い矩形状の底壁部７５Ａと、底壁部７５Ａの両側縁それぞれから前方に突出した左右一対の側壁部７５Ｂ，７５Ｃとからなる。

側壁部７５Ｂ，７５Ｃは、側面から見て、前後方向に長い略矩形状である。側壁部７５Ｂ，７５Ｃの前側上部のコーナ部の端面は、外方に凸の湾曲面に形成されている。底壁部７５Ａには、その上部の左側後方のコーナ部分が切除された切除部７５ｅが形成されている。底壁部７５Ａの上部には、底壁部７５Ａを左右方向に貫通し、かつ右端が切除部７５ｅの右向き内側面に開口する軸挿通孔７５ｈが形成されている。軸挿通孔７５ｈの周面には、左右方向に延びたキー溝７５ｆが形成されている。

底壁部７５Ａと側壁部７５Ｂ，７５Ｃとによって、右下腿収容凹部７５ｄが形成されている。両側壁部７５Ｂ，７５Ｃの一方の内面に第９エアバッグ７６Ａが設けられ、他方の内面に第１０エアバッグ７６Ｂが設けられている。これらのエアバッグ７６Ａ，７６Ｂは、膨張収縮可能であり、それらを膨張させることによって、使用者の右下腿を右脚載部７５に固定するために設けられている。

第３軸受部材４７、右脚保持部１６の軸挿通孔７５ｈおよび第４軸受部材４８には、第５回転軸７７が挿通されている。第５回転軸７７の外周面には、キー溝７７ａが形成されている。両キー溝７５ｆ，７７ａに、キー７９が嵌合されることにより、第５回転軸７３７と右脚載部７５とが一体回転可能に連結されている。これにより、右脚保持部１６は、第５回転軸７７の中心軸線Ｌ５を中心として回転可能に基台１０に支持されている。第５回転軸７７の近傍には、第５回転軸７７の回転角（右脚保持部１６の回転角）を検出するための第５回転角センサ７８が設けられている。

図４〜図６および図８に示すように、制御ユニット１７は、基台１０に取り付けられている。制御ユニット１７は、第１〜第１０エアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂを制御する。制御ユニット１７と、第１〜第１０エアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂとは、図２〜図８には図示しないエアチューブを介して接続されている。

制御ユニット１７には、リモコン１８（図１３参照）が電気ケーブルを介して接続されている。リモコン１８は、使用者がコントローラチェア２を操作するためのものである。リモコン１８には、１または複数の操作キー等が設けられている。この実施形態では、説明の便宜上、リモコン１８には、オン指令を発生させるためのオンキーと、オフ指令を発生させるためのオフキーとが設けられているものとする。

図１３は、制御ユニット１７の構成を示すブロック図である。図１４は、エアポンプから各エアバッグまでのエア回路を示すエア回路図である。
制御ユニット１７は、エアポンプ９１と、第１、第２および第３主電磁弁９２，９３，９４と、第１、第２および第３副電磁弁９５，９６，９７と、制御部８０と、複数の駆動回路８１，８２，８３，８４，８５，８６，８７とを備えている。各主電磁弁９２，９３，９４は、図１４に示すように、入力ポートＰ１、出力ポートＰ２および排気ポートＰ３を有する３ポート電磁弁からなる。各副電磁弁９５，９６，９７は、図１４に示すように、入力ポートＰ４および出力ポートＰ５を有する自己保持型の２ポート電磁弁（開閉弁）からなる。各副電磁弁９５，９６，９７は、この実施形態では、開コイルと閉コイルとを有するダブルソレノイド型の自己保持弁からなる。

複数の駆動回路８１〜８７は、エアポンプ９１の駆動回路８１と、第１、第２および第３主電磁弁９２，９３，９４に対する駆動回路８２，８３，８４と、第１、第２および第３副電磁弁９５，９６，９７に対する駆動回路８５，８６，８７とを含んでいる。
制御部８０は、マイクロコンピュータを含んでいる。マイクロコンピュータは、ＣＰＵ、メモリ（ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ）等を備えている。メモリには、ＣＰＵのプログラムの他、各種データが記憶される。制御部８０には、リモコン１８、第１〜第５回転角センサ２８，５４，５８，７４，７８および各駆動回路８１〜８７が接続されている。第１〜第５回転角センサ２８，５４，５８，７４，７８としては、例えば、ロータリーエンコーダ等の回転角センサを用いることができる。この実施形態では、第１〜第５回転角センサ２８，５４，５８，７４，７８として、クワドラチャエンコーダが用いられている。

図１４を参照して、エアポンプ９１は、エアチューブ１０１を介して、第１、第２および第３主電磁弁９２，９３，９４の入力ポートＰ１に接続されている。第１主電磁弁９２の出力ポートＰ２は、エアチューブ１０２を介して、第１〜第４エアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂに接続されている。第２主電磁弁９３の出力ポートＰ２は、エアチューブ１０３を介して、第５および第６エアバッグ６３Ａ，６３Ｂに接続されている。第３主電磁弁９４の出力ポートＰ２は、エアチューブ１０４を介して、第７〜第１０エアバッグ７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂに接続されている。

第１、第２および第３主電磁弁９２，９３，９４の排気ポートＰ３は、それぞれ、第１、第２および第３副電磁弁９５，９６，９７の入力ポートＰ４に、エアチューブ１０５，１０６，１０７を介して接続されている。
図１３に戻り、制御部８０は、リモコン１８からのオン指令またはオフ指令に基づいて、駆動回路８１〜８７を駆動制御することにより、ポンプ９１および電磁弁９２〜９７を制御する。制御部８０によるポンプ９１および電磁弁９２〜９７の制御方法について、具体的に説明する。

常時は、ポンプ９１がオフ状態となり、各主電磁弁９２〜９４の入力ポートＰ１と出力ポートＰ２とが非接続状態となり、各主電磁弁９２〜９４の出力ポートＰ２と排気ポートＰ３とが接続状態となり、副電磁弁９５〜９７が開状態となっている。
リモコン１８からオン指令が入力されると、制御部８０は、ポンプ９１を駆動し、全ての主電磁弁９２〜９４のコイルに通電し、全ての副電磁弁９５〜９７の閉コイルに通電する。これにより、各主電磁弁９２〜９４の入力ポートＰ１と出力ポートＰ２とが接続状態となり、各主電磁弁９２〜９４の出力ポートＰ２と排気ポートＰ３とが非接続状態となり、各副電磁弁９５〜９７が閉状態となる。

これにより、エアポンプ９１から、エアチューブ１０１、第１主電磁弁９２およびエアチューブ１０２を介して第１〜第４エアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂに空気が供給される。また、エアポンプ９１から、エアチューブ１０１、第２主電磁弁９３およびエアチューブ１０３を介して第５および第６エアバッグ６３Ａ，６３Ｂに空気が供給される。さらに、エアポンプ９１から、エアチューブ１０１、第３主電磁弁９４およびエアチューブ１０４を介して第７〜第１０エアバッグ７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂに空気が供給される。

これにより、全てのエアバック５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂが膨張する。
オン指令が入力されてから、所定時間が経過すると、制御部８０は、ポンプ９１の駆動を停止し、全ての主電磁弁９２〜９４のコイルへの通電を停止し、全ての副電磁弁９５〜９７の閉コイルへの通電を停止する。所定時間は、全てのエアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂが膨張状態になるのに適した時間に設定される。これにより、各主電磁弁９２〜９４の入力ポートＰ１と出力ポートＰ２とが非接続状態となり、各主電磁弁９２〜９４の出力ポートＰ２と排気ポートＰ３とが接続状態となる。

しかし、各副電磁弁９５〜９７は、閉コイルへの通電が停止されても、閉状態を保持するので、各エアバック５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂは、膨張状態を維持する。
この後、リモコン１８からオフ指令が入力されると、制御部８０は、全ての副電磁弁９５〜９７の開コイルに所定の短時間だけ通電する。これにより、各副電磁弁９５〜９７は、開状態となる。開コイルへの通電が停止されても、各副電磁弁９５〜９７は、開状態を保持する。

これにより、第１〜第４エアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ内の空気が、エアチューブ１０２、第１主電磁弁９２、エアチューブ１０５および第１副電磁弁９５を介して外部に排気される。また、第５および第６エアバッグ６３Ａ，６３Ｂ内の空気が、エアチューブ１０３、第２主電磁弁９３、エアチューブ１０６および第２副電磁弁９６を介して外部に排気される。さらに、第７〜第１０エアバッグ７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂ内の空気が、エアチューブ１０４、第３主電磁弁９４、エアチューブ１０７および第３副電磁弁９７を介して外部に排気される。

これにより、全てのエアバック５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂが収縮する。
制御部８０は、オン指令が入力されてからオフ指令が入力されるまでの間、第１〜第５回転角センサ２８，５４，５８，７４，７８からの出力信号に基づいて、第１回転軸２３、第２回転軸５３、第３回転軸５７、第４回転軸７４および第５回転軸７８の回転角（回転軸の基準位置からの回転量）および回転方向を演算して出力する。

使用者は、コントローラチェア２に着座し、左脚載部７１に左下腿を嵌め入れるとともに、右脚載部７５に右下腿を嵌め入れる。また、使用者は、左肘掛部５１に左前腕を嵌め入れるとともに、右肘掛部５５に右前腕を嵌め入れる。そして、使用者は、リモコン１８のオンキーを操作する。これにより、全てのエアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂが膨張するので、左脚載部７１、右脚載部７５、左肘掛部５１および右肘掛部５５に、それぞれ、左下腿、右下腿、左前腕および右前腕が固定される。また、左肩押さえ６１と右肩押さえ６２の間に肩が固定される。

この状態で、使用者が左腕を動かすと、図１５に示すように、軸線Ｌ２を中心として、左腕保持部１３を回動させることができる。同様に、使用者が右腕を動かすと、軸線Ｌ３を中心として、右腕保持部１４を回動させることができる。
また、使用者が左脚を動かすと、図１５に示すように、軸線Ｌ４を中心として、左脚保持部１５を回動させることができる。同様に、使用者が右脚を動かすと、軸線Ｌ５を中心として、右脚保持部１６を回動させることができる。

また、使用者が、肩（胴体）を動かすと、図１６Ａ、図１６Ｂおよび図１６Ｃに示すように、軸線Ｌ１を中心として、背もたれ部１２を回動させることができる。
使用者の肩（胴体）、左腕、右腕、左脚および右脚の動きは、第１〜第５回転角センサ２８，５４，５８，７４，７８によって検出されて、制御部８０から各部の動きを表す信号（回転角および回転方向を表す信号）として出力される。

使用者は、操作終了時には、リモコン１８のオフキーを操作する。これにより、全てのエアバッグ５２Ａ，５２Ｂ，５６Ａ，５６Ｂ，６３Ａ，６３Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７６Ａ，７６Ｂが収縮するので、使用者は、左脚載部７１、右脚載部７５、左肘掛部５１および右肘掛部５５から、それぞれ、左下腿、右下腿、左前腕および右前腕を容易に外すことができる。また、使用者は、左肩押さえ６１と右肩押さえ６２の間から肩を容易に外すことができる。

前述のコントローラチェア２によれば、使用者の胴体、左腕、右腕、左脚および右脚それぞれの動きに応じた信号を発生させることができる。
以上、この発明の実施形態について説明したが、この発明はさらに他の形態で実施することもできる。例えば前述の実施形態では、背もたれ部１２を基台１０に対して中立位置に付勢するための第１遊動防止ばね３３および第２遊動防止ばね３７は、背もたれ部１２の両側面の下端部を前方に付勢する引っ張りコイルばねから構成されている。しかし、背もたれ部１２を中立位置に付勢するための第１遊動防止ばねおよび第２遊動防止ばねは、図１７に示すように、背もたれ部１２背面下部の両側部を、基台１０に対して前方に付勢するための左右一対の圧縮コイルばね３３Ａ，３７Ａであってもよい。

具体的には、基台１０の後側の上枠構成部材１０_ＵＢの後面上端部の左側部に、支持部材１１１が取り付けられている。支持部材１１１は、板状体からなり、上枠構成部材１０_ＵＢの後面に固定された固定部１１１Ａと、固定部１１１Ａの上端から略後方に延びた横行部１１１Ｂと、横行部１１１Ｂの後端から略上方に延びた立上部１１１Ｃとからなる。背もたれ部１２の背面下部の左側部と、支持部材１１１の立上部１１１Ｃとの間に、圧縮コイルばねからなる第１遊動防止ばね３３Ａが介在している。

基台１０の後側の上枠構成部材１０_ＵＢの後面上端部の右側部に、支持部材１１２が取り付けられている。支持部材１１２は、板状体からなり、上枠構成部材１０_ＵＢの後面に固定された固定部１１２Ａと、固定部１１２Ａの上端から略後方に延びた横行部１１２Ｂと、横行部１１２Ｂの後端から略上方に延びた立上部１１２Ｃとからなる。背もたれ部１２の背面下部の左側部と、支持部材１１２の立上部１１２Ｃとの間に、圧縮コイルばねからなる第２遊動防止ばね３７Ａが介在している。

図１７に示すような遊動防止ばね３３Ａ，３７Ａが用いられた場合において、使用者が、例えば肩（胴体）を動かすと、図１８Ａ、図１８Ｂおよび図１８Ｃに示すように、軸線Ｌ１を中心として、背もたれ部１２を回動させることができる。
また、前述の実施形態では、左前腕収容凹部５１ｄの両側壁の内面それぞれにエアバッグ５２Ａ，５２Ｂが設けられているが、左前腕収容凹部５１ｄの両側壁の内面のいずれか一方にのみエアバッグが設けられていてもよい。同様に、右前腕収容凹部５５ｄの両側壁の内面のいずれか一方にのみエアバッグが設けられていてもよい。

同様に、左下腿収容凹部７１ｄの両側壁の内面のいずれか一方にのみエアバッグが設けられていてもよい。同様に、右下腿収容凹部７５ｄの両側壁の内面のいずれか一方にのみエアバッグが設けられていてもよい。
また、前述の実施形態では、主電磁弁９２〜９４と副電磁弁９５〜９７のペアが３組設けられている。しかし、主電磁弁と副電磁弁のペアは、全てのエアバッグに共通の１組のみ設けられてもよい。また、主電磁弁と副電磁弁のペアは、各エアバッグに対して１組ずつ設けられてもよい。また、全てのエアバッグを前述した実施形態とは異なる任意のグループに分け、グループ毎に、主電磁弁と副電磁弁のペアが設けられてもよい。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１１座部
１２背もたれ部
１３左腕保持部
１４右腕保持部
１５左脚保持部
１６右脚保持部
１７制御ユニット
１８リモートコントローラ
２３第１回転軸
２８第１回転角センサ
４１左側支持部材
４２右側支持部材
４５第１軸受部材
４６第２軸受部材
４７第３軸受部材
４８第４軸受部材
５１左肘掛部
５１ｄ左前腕収容凹部
５２Ａ，５２Ｂ第１および第２エアバッグ
５３第２回転軸
５４第２回転角センサ
５５右肘掛部
５５ｄ右前腕収容凹部
５６Ａ，５６Ｂ第３および第４エアバッグ
５７第３回転軸
５８第３回転角センサ
６０肩固定部
６１左肩押さえ
６２右肩押さえ
６３Ａ，６３Ｂ第５および第６エアバッグ
７１左脚載部
７１ｄ左下腿収容凹部
７２Ａ，７２Ｂ第７および第８エアバッグ
７３第４回転軸
７４第４回転角センサ
７５右脚載部
７５ｄ右下腿収容凹部
７６Ａ，７６Ｂ第９および第１０エアバッグ
７６Ｂ第１０エアバッグ
７７第５回転軸
７８第５回転角センサ
８０制御部

Claims

基台に支持された座部と、
前記座部の後縁側から上方または斜め上方に延び、その幅方向中心線に沿って延びる軸線を中心として回動可能に前記基台に支持された背もたれ部と、
前記背もたれ部の左側部から前方に突出し、その基端部を中心として上下に回動可能に前記背もたれ部に支持された左腕保持部と、
前記背もたれ部の右側部から前方に突出し、その基端部を中心として上下に回動可能に前記背もたれ部に支持された右腕保持部と、
前記基台の前側において前記座部の前縁の左側部付近から下方に延び、その上端部を中心として上下に回動可能に前記基台に支持された左脚保持部と、
前記基台の前側において前記座部の前縁の右側部付近から下方に延び、その上端部を中心として上下に回動可能に前記基台に支持された右脚保持部と、
前記背もたれ部、前記左腕保持部、前記右腕保持部、前記左脚保持部および前記右脚保持部それぞれの回転角を検出する第１回転角検出部、第２回転角検出部、第３回転角検出部、第４回転角検出部および第５回転角検出部とを含む、コントローラチェア。
前記左腕保持部は、左前腕収容凹部と、前記左前腕収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な左腕固定用エアバッグとを備え、
前記右腕保持部は、右前腕収容凹部と、前記右前腕収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な右腕固定用エアバッグとを備えている、請求項１に記載のコントローラチェア。
前記左脚保持部は、左下腿収容凹部と、前記左下腿収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な左脚固定用エアバッグとを備え、
前記右脚保持部は、右下腿収容凹部と、前記右下腿収容凹部の両側壁内面のうちの少なくとも一方に設けられた膨張収縮可能な右脚固定用エアバッグとを備えている、請求項１または２に記載のコントローラチェア。
前記背もたれ部に設けられ、使用者の肩を前記背もたれ部に固定するための肩固定部をさらに含み、
前記肩固定部は、
前記背もたれ部における前記左腕保持部の連結部分よりも上側の左側部から前方に突出した左肩押さえと、
前記背もたれ部における前記右腕保持部の連結部分よりも上側の右側部から前方に突出した右肩押さえと、
前記左肩押さえにおける前記右肩押さえに対向する面に設けられた膨張収縮可能な左肩押圧用エアバッグと、
前記右肩押さえにおける前記左肩押さえに対向する面に設けられた膨張収縮可能な右肩押圧用エアバッグとを備えている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のコントローラチェア。