JP6178952B1 - 揺動装置及びこれを備えた遊戯施設 - Google Patents

Abstract

コンパクトで安全性が高い機構を用いたシンプルな制御で多様な揺動を実現することができる揺動装置と、これを備えた遊戯施設を提供する。揺動装置は、ベース部（１）と、ベース部（１）の上方に位置する搭乗部（７）と、ベース部（１）と搭乗部（７）の間に介在し、自在継手（３１）を含んだ連結部（３）と、ベース部（１）と搭乗部（７）の間に介在する複数の直動式アクチュエータ（５）を具備する。複数の直動式アクチュエータ（５）の各々は、第一端部（５１）と、第一端部（５１）の反対側に位置する第二端部（５２）を備える。第一端部（５１）は、ベース部（１）と搭乗部（７）の一方に対して機械的に結合されている。第二端部（５２）は、ベース部（１）と搭乗部（７）の他方が有する面に移動自在に押し当たるように構成されている。

Description

本発明は、揺動装置及びこれを備えた遊戯施設に関し、詳しくは、利用者が搭乗する搭乗部を複数の直動式アクチュエータによって揺動させることのできる揺動装置及びこれを備えた遊戯施設に関する。

ベース部と、ベース部の上方に設置された搭乗部と、ベース部と搭乗部に連結された複数の直動式アクチュエータを備える揺動装置が、従来提案されている。

たとえば、特許文献１に記載された従来の揺動装置は、６つの直動式アクチュエータを備え、各直動式アクチュエータがベース部と搭乗部に対して機械的に結合されている。この揺動装置では、６つの直動式アクチュエータによって搭乗部の荷重が支持されており、それぞれの直動式アクチュエータの伸縮動作が組み合わさることで、搭乗部の多様な揺動が実現される。

しかし、上記した従来の揺動装置では、搭乗部を揺動させる力と、搭乗部が大きく揺動するときも転倒することのないように搭乗部と利用者を確実に支持する力を、６つの直動式アクチュエータで担う必要がある。そのため、６つの直動式アクチュエータで構成される機構全体が大型化し、揺動装置を設置するために大きな設置面積が必要になっている。

また、上記した従来の揺動装置では、６つの直動式アクチュエータのそれぞれがベース部と搭乗部に対して機械的に結合されているので、６つの直動式アクチュエータのうち一つが停止すると、停止した直動式アクチュエータによって他の機構の動作が連鎖的にロックされて破壊を生じるおそれや、利用者が転倒するおそれがある。

また、上記した従来の揺動装置では、６つの直動式アクチュエータのそれぞれがベース部と搭乗部に対して機械的に結合されているので、搭乗部を多様に動作させるためには、６つの直動式アクチュエータの伸縮動作を精密に協調させる必要があり、非常に複雑な制御が要求される。

特開２０００−２７６０４０号公報

本発明は、コンパクトな機構で利用者の転倒を防ぐことができ、仮に直動式アクチュエータに不具合が生じた場合でも、機構に破損が生じることが抑えられ、しかも、シンプルな制御で搭乗部の多様な揺動を実現することができる揺動装置とこれを備えた遊戯施設を提供することを、目的とする。

本発明の一様態に係る揺動装置は、ベース部と、前記ベース部の上方に設置され、利用者が搭乗するように構成された搭乗部と、前記ベース部と前記搭乗部の間に介在し、前記搭乗部を前記ベース部に対して揺動自在に連結させる自在継手を含む連結部と、前記ベース部と前記搭乗部の間に介在し、平面視において前記自在継手から離れて位置し、且つ、互いに距離をあけて位置する複数の直動式アクチュエータと、を具備する。

前記複数の直動式アクチュエータの各々は、前記ベース部と前記搭乗部の一方に対して機械的に結合された第一端部と、前記第一端部の反対側に位置し、前記ベース部と前記搭乗部の他方が有する面に移動自在に押し当たるように構成された第二端部と、を備える。

本発明の一様態に係る遊戯施設は、上記した構成を備える揺動装置と、前記揺動装置が設置された台車と、前記台車が走行するように設置されたレール部と、を具備する。

本発明の別の様態に係る遊戯施設は、上記した構成を備える揺動装置と、前記揺動装置の前記ベース部が設置された建築物の床と、を具備する。

図１は、一実施形態の揺動装置を一部破断して示す正面図である。 図２は、図１のＰ部拡大図である。 図３は、図１のＡ-Ａ線断面図である。 図４は、同上の揺動装置の一部破断して示す側面図である。 図５は、同上の揺動装置が備える制御部を示すブロック図である。 図６Ａは、同上の揺動装置が備える複数の直動式アクチュエータの第一の状態を示す概略図であり、図６Ｂは、同上の複数の直動式アクチュエータの第二の状態を示す概略図であり、図６Ｃは、同上の複数の直動式アクチュエータの第三の状態を示す概略図であり、図６Ｄは、同上の複数の直動式アクチュエータの第四の状態を示す概略図である。 図７は、同上の揺動装置が設置された遊戯施設を示す平面図である。 図８は、同上の揺動装置が設置された別の遊戯施設を一部破断して示す正面図である。 図９は、変形例１の揺動装置を一部破断して示す正面図である。 図１０は、変形例２の揺動装置を一部破断して示す正面図である。 図１１は、図１０のＢ−Ｂ線断面である。 図１２は、同上の揺動装置を一部破断して示す側面図である。 図１３は、変形例３の揺動装置を一部破断して示す正面図である。 図１４は、変形例４の揺動装置を一部破断して示す正面図である。 図１５は、図１４のＣ−Ｃ線断面図である。 図１６は、同上の揺動装置を一部破断して示す側面図である。 図１７は、同上の揺動装置が備える制御部を示すブロック図である。

（一実施形態）
一実施形態の揺動装置について、添付図面に基づいて説明する。一実施形態の揺動装置は、シート７１を含む搭乗部７を備え、搭乗部７をベース部１に対して自在に揺動させ、シート７１に着座する利用者に対して多様な位置、姿勢及び加速度を与えるように構成されている。

（全体）
一実施形態の揺動装置の全体の構成について、概略的に説明する。

図１〜図５に示すように、一実施形態の揺動装置は、ベース部１と、ベース部１の上方に設置された搭乗部７と、ベース部１と搭乗部７の間に介在する連結部３と、ベース部１と搭乗部７の間に介在する複数（一実施形態では四つ）の直動式アクチュエータ５と、複数の直動式アクチュエータ５の伸縮動作を制御する制御部８を備える。連結部３は、ベース部１から鉛直上方に起立する柱状の構造を有し、複数の直動式アクチュエータ５は、それぞれ連結部３に対して平行に位置する。

一実施形態の揺動装置においては、各直動式アクチュエータ５が、従来技術のようにベース部１と搭乗部７の両方に対して機械的に結合されるのではなく、ベース部１と搭乗部７のうち一方（一実施形態ではベース部１）に対してだけ機械的に結合され、他方（一実施形態では搭乗部７）に対しては機械的に非結合である。

一実施形態の揺動装置において、連結部３は、ベース部１と搭乗部７の両方に対して機械的に結合されている。ベース部１と搭乗部７は、自在継手３１を含む連結部３を介して、全方向に揺動自在に連結されている。

以下、一実施形態の揺動装置が備える各構成について、更に詳しく説明する。以下の説明で用いる前後左右等の各方向は、搭乗部７に搭乗した状態の利用者を基準として定義された方法である。

（ベース部）
ベース部１は、適宜の施設（後述の台車９１等）に設置される部分であり、連結部３の下端部に機械的に結合される結合部１１と、複数の直動式アクチュエータ５の下端部にそれぞれ機械的に結合される複数（四つ）の結合部１２を備える（図３等参照）。

平面視において、結合部１１はベース部１の中央部に位置し、複数の結合部１２はベース部１を囲むように位置する。複数の結合部１２は、結合部１１を中心とした同一円周上に位置し、且つ、周方向において互いに距離（等距離）をあけて位置する。

複数の結合部１２は、中央の結合部１１に対して左斜め前に位置する第一結合部１２１と、結合部１１に対して右斜め前に位置する第二結合部１２２と、結合部１１に対して右斜め後ろに位置する第三結合部１２３と、結合部１１に対して左斜め後ろに位置する第四結合部１２４で構成されている。

（連結部）
連結部３は、自在継手３１と、これに連結される連結柱３２を備える。連結柱３２は、自在継手３１の下方に位置し、且つ上下に伸縮自在に構成されている。

連結柱３２は、上方に開口した筒部３２１と、筒部３２１に上下動自在に配された柱部３２３を備える。柱部３２３の上端部は、筒部３２１の開口を通じて上方に突出している。柱部３２３の上端部の筒部３２１からの突出量は、柱部３２３の全体の上下動に伴って所定範囲内で変更自在である。なお、連結部３は能動的に伸縮するアクチュエータではなく、外力によって受動的に伸縮するように構成されている。

自在継手３１は、柱部３２３の上端部に対して機械的に結合され、且つ、搭乗部７の下部に機械的に結合されている。柱部３２３の上端部と搭乗部７は、自在継手３１を介して揺動自在に連結されている。搭乗部７は、自在継手３１を中心として前後左右の全方向に揺動自在である。

（直動式アクチュエータ）
直動式アクチュエータ５は、電力によって上下に伸縮駆動されるアクチュエータである。直動式アクチュエータ５は、その軸方向の一側に第一端部５１を備え、その軸方向の他側に第二端部５２を備え、外部から供給される電力によって第一端部５１と第二端部５２が近接離間するように構成されている。なお、直動式アクチュエータ５は電動で伸縮する構造に限定されず、空気圧や油圧で伸縮する構造も採用可能である。

直動式アクチュエータ５は、筒状のケース５５と、ケース５５内に配されたロッド５７を備え、ステッピングモータによってロッド５７がケース５５内を上下動するように構成されている。ケース５５は上方に開口し、ケース５５の開口を通じてロッド５７の上端部が突出している。直動式アクチュエータ５の固定側であるケース５５の下端部が第一端部５１を構成し、直動式アクチュエータ５の可動側であるロッド５７の上端部が第二端部５２を構成している。

第一端部５１は、ベース部１が備える複数の結合部１２の一つに対して、ねじ等を用いて強固に結合される。第一端部５１が結合部１２に結合された状態で、直動式アクチュエータ５はベース部１から鉛直上方に立設される。

第二端部５２は、搭乗部７に接触するように構成されたボールローラ６で形成されている。ボールローラ６は、ボール６１と、ボール６１を全方向に回転自在に保持する保持部６２を備える。

保持部６２からは、ボール６１の一部が上方に突出している。搭乗部７にボールローラ６が接触するときには、搭乗部７の下面に対してボール６１が移動自在に接触する。なお、ボールローラ６は搭乗部７に対して機械的に結合されていなので、状況に応じて、搭乗部７からボールローラ６が離れることも許される。

一実施形態の揺動装置では、四箇所の結合部１２を構成する第一結合部１２１、第二結合部１２２、第三結合部１２３及び第四結合部１２４に対して、四つの直動式アクチュエータ５の下端部である第一端部５１が、一対一で結合される。

以下において、四つの直動式アクチュエータ５を区別するときには、第一結合部１２１に結合される左前の直動式アクチュエータ５を第一アクチュエータ５０１、第二結合部１２２に結合される右前の直動式アクチュエータ５を第二アクチュエータ５０２、第三結合部１２３に結合される右後ろの直動式アクチュエータ５を第三アクチュエータ５０３、第四結合部１２４に結合される左後ろの直動式アクチュエータ５を第四アクチュエータ５０４という。

（搭乗部）
搭乗部７は、利用者が前方を向いた姿勢で着座するように構成された一つのシート７１と、このシート７１を支持するようにシート７１の下方に設けられた台座部７２と、台座部７２の左右両端部から上方に立設された左右一対のアームレスト７６を備える。各アームレスト７６からは、更に握り棒７７が立設されている。

シート７１には、振動スピーカーが設置されてもよい。たとえば、シート７１の背もたれ面や座面に振動スピーカーが設置されていると、搭乗部７の揺動に同期して振動スピーカーを駆動させることにより、利用者に対して一層の臨場感を与えることができる。

握り棒７７には、ジョイスティックのような操作器が設置されてもよい。このような操作器が設置されていると、さらに多様なシミュレーション環境が構築可能になる。

台座部７２には、自在継手３１に対して機械的に結合される結合部７３と、平面視において結合部７３を囲むように設置された複数（四つ）の緩衝部材７５が、一体に設けられている。複数の緩衝部材７５は、結合部７３を中心とした同一円周上に位置し、且つ、周方向において互いに距離（等距離）をあけて位置する。

各緩衝部材７５の下面は、対応する直動式アクチュエータ５のボールローラ６（ボール６１）が下方から押し当たる面である。各緩衝部材７５の下面においてボール６１が押し当たる部分は、ボール６１の回転を伴いながら、緩衝部材７５の下面において前後左右の全方向に移動することができる。各緩衝部材７５は、一例として超高分子量ポリエチレンで形成されているが、緩衝性と耐磨耗性を有する材料であれば、他の材料を採用することも可能である。

（制御部）
マイクロプロセッサを主構成要素とする制御部８は、アクチュエータ制御部８１とメモリ８２を備える（図５参照）。アクチュエータ制御部８１が、メモリ８２に記憶されているプログラム通りに第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４のそれぞれの伸縮動作を制御することで、搭乗部７の自在継手３１を中心とした揺動、上下動及びこれらが組み合わさった多様な動作が実現される。

図６Ａ〜図６Ｄには、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の状態を概略的に示している。図６Ａ〜図６Ｄにおいて、搭乗部７についてはその下面だけを破線で概略的に示している。

図６Ａには、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の全てが最も収縮した状態（以下「第一の状態」という。）を示している。第一の状態では、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の全てにおいて、上端部である第二端部５２が最も低い位置で維持されている。このとき搭乗部７は、水平な姿勢を有し、且つ、最も低い位置にある。

図６Ｂには、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の全てが最も伸長した状態（以下「第二の状態」という。）を示している。第二の状態では、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の全てにおいて、第二端部５２が最も高い位置で維持されている。このとき搭乗部７は、水平な姿勢を有し、且つ、最も高い位置にある。

図６Ｃには、左側に位置する第一、第四アクチュエータ５０１，５０４が、右側に位置する第二、第三アクチュエータ５０２，５０３よりも伸長した状態（以下「第三の状態」という。）を示している。第三の状態では、右側に位置する第二、第三アクチュエータ５０２，５０３の第二端部５２よりも、左側に位置する第一、第四アクチュエータ５０１，５０４の第二端部５２の方が高い位置にある。このとき搭乗部７は、右側が下になるように傾いた姿勢を有する。

図６Ｄには、前側に位置する第一、第二アクチュエータ５０１，５０２よりも、後側に位置する第三、第四アクチュエータ５０３，５０４が伸長した状態（以下「第四の状態」という。）を示している。第四の状態では、前側に位置する第一、第二アクチュエータ５０１，５０２の第二端部５２よりも、後側に位置する第三、第四アクチュエータ５０３，５０４の第二端部５２が高い位置にある。このとき搭乗部７は、前側が下になるように傾いた姿勢を有する。

上記した第一〜第四の状態は、いずれも第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の状態の一例に過ぎず、その他の多様な状態も実現可能である。これらの多様な状態が連続的に替わることで、搭乗部７の多様な揺動が実現される。

なお、一実施形態の揺動装置において、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４は搭乗部７を載せているだけであるが、搭乗部７は、揺動中心となる自在継手３１を含んだ連結部３に対して機械的に結合されているので、利用者が搭乗する搭乗部７は、揺動の間も脱落することなく、ベース部１の上方で安定的に支持される。

ここで、搭乗部７は連結部３によって確実に支持されているので、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４は、搭乗部７を揺動させる力を与えるもので足り、大型の機構が不要である。つまり、上記した従来の揺動装置では、複数の直動式アクチュエータで搭乗部を確実に支持するために、６つの直動式アクチュエータをそれぞれ傾いた姿勢で設置しており、そのために機構全体及び設置面積が大型化しているのに対して、一実施形態の揺動装置では、４つの直動式アクチュエータ５（第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４）を鉛直に設置すればよいので構造がシンプルで済み、大きな設置面積も不要である。

また、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４のいずれにおいても、第二端部５２は搭乗部７に対して機械的に結合されておらず、搭乗部７の下面（緩衝部材７５の下面）に当たっているだけなので、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４のいずれかが停止等の不具合を生じた場合でも、他の機構が連鎖的にロックすることが抑えられ、機構の破損が防止される。

また、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４のいずれにおいても、第二端部５２は搭乗部７に対して機械的に結合されておらず、搭乗部７の下面（緩衝部材７５の下面）に当たって支持するだけの機構であるから、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４のシンプルな制御で、搭乗部７の多様な揺動が実現される。

つまり、仮に第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４が搭乗部７に対しても機械的に結合された構造であれば、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の全ての伸長駆動が精密に調和されていないと、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の少なくとも一つが搭乗部７の揺動を阻害するように機能することがあり、搭乗部７が円滑に動作しない。そのため、複雑な制御プログラムが要求されることから開発期間が長期化し、製造コストの抑制も困難になる。

これに対して、一実施形態の揺動装置では、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４が搭乗部７から機械的に分離されており、搭乗部７が揺動する最中に、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の少なくとも一つが搭乗部７から瞬間的に離れることも可能である。そのため、一実施形態の揺動装置では、制御プログラムがシンプルで済み、製造コストの低減も図られる。

さらに、一実施形態の揺動装置によれば、上記のように第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の少なくとも一つが搭乗部７から瞬間的に離れることが許されるので、搭乗部７に搭乗した利用者に、搭乗部７が瞬間的に自由落下するような感覚や、搭乗部７が瞬間的に自重で傾くような感覚を与えることができ、また、搭乗部７が微振動する体感をダイレクトに与えることが可能である。

搭乗部７の微振動は、たとえば第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４がそれぞれ不統一なタイミングやストロークで、高速に且つ１０ｍｍ程度の短ストロークで動作することにより、実現される。このような微振動を搭乗部７に与えたときも、搭乗部７は、連結部３を介してベース部１に安定的に支持されているので、利用者の脱落は防止される。

（適用例）
上記した一実施形態の揺動装置は、搭乗部７に搭乗した利用者に揺動を与えるように構成された施設であれば、多様な施設に適用することができる。

図７には、一実施形態の揺動装置を台車９１に設置した施設の一例を示している。一例の施設は、複数の揺動装置が設置された台車９１と、台車９１が走行するように設置されたレール部９２を備えた遊戯施設である。各揺動装置の搭乗部７に搭乗した利用者には、台車９１がレール部９２に沿って走行する加速度に加えて、搭乗部７の揺動の加速度が与えられる。

更に、利用者が自身の頭部にヘッドマウントディスプレイ装置を装着すれば、ヘッドマウントディスプレイ装置に表示される映像と音響に没入した状態の利用者に対して、台車９１が走行する加速度と、搭乗部７の揺動の加速度が与えられる。このとき、ヘッドマウントディスプレイ装置に表示される映像と音響は、搭乗部７を揺動させるプログラムと、台車９１が走行するプログラムに同期されていることが好ましい。

一例の施設において、レール部９２は始端と終端を有する平面視直線状のレールであるが、平面視曲線状のレールでもよいし、平面視において直線と曲線が組み合わされた形状のレールでもよし、さらに高低差が組み合わされた形状のレールでもよい。また、レール部９２が環状に形成されてもよい。

また、利用者がヘッドマントディスプレイを装着するのでなく、レール部９２に沿って設置されるスクリーンに映像が表示されるように構成してもよいし、レール部９２に沿って設置される各種のセットを利用者が鑑賞するように構成してもよい。

また、一例の施設のように台車９１に揺動装置を設置するのでなく、図８に示すように、建築物９５の床９５０に揺動装置を設置することも可能である。この場合も、利用者が自身の頭部にヘッドマウントディスプレイ装置を装着すれば、ヘッドマウントディスプレイ装置に表示される映像と音響に没入した状態の利用者に対して、搭乗部７の揺動の加速度が与えられる。また、揺動装置の周囲に位置するように建築物９５に適宜のスクリーンを設置し、該スクリーンに映像が表示されるように構成してもよいし、揺動装置の周囲に位置するように建築物９５に各種のセットを設置し、これらのセットを利用者が鑑賞するように構成してもよい。

（変形例１）
次に、変形例１の揺動装置について、図９に基づいて説明する。

変形例１の揺動装置では、上記した一実施形態の揺動装置と比較して一部の構成が変更されている。以下においては、変形例１の揺動装置の構成のうち、一実施形態の揺動装置と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図９に示す変形例１の揺動装置では、搭乗部７の台座部７２上に、二つのシート７１が並んで設置されている。二つのシート７１にそれぞれ利用者が着座することで、二人の利用者を同時に揺動させることができる。

なお、搭乗部７の構成はこれに限定されず、シート７１が三つ以上設置される構成でもよいし、複数の利用者が着座することのできる長椅子状のシートが設置される構成でもよい。あるいは、搭乗部７が、一人又は複数の利用者が起立した姿勢で搭乗するように構成されてもよい。

（変形例２）
次に、変形例２の揺動装置について、図１０〜図１２に基づいて説明する。

変形例２の揺動装置では、上記した一実施形態の揺動装置と比較して一部の構成が変更されている。以下においては、変形例２の揺動装置の構成のうち、一実施形態の揺動装置と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

図１０〜図１２に示す変形例２の揺動装置では、直動式アクチュエータ５がベース部１に対して機械的に結合されるのではなく、搭乗部７に対して機械的に結合されている。

各直動式アクチュエータ５は、搭乗部７に対して機械的に結合された第一端部５１と、ベース部１の上面に対して移動自在に押し当たるように構成された第二端部５２（ボールローラ６）を、互いに反対側に備えている。

各直動式アクチュエータ５は、搭乗部７の下面から鉛直下方に突出するように備えられており、言い換えれば、図１等に示す一実施形態の揺動装置の直動式アクチュエータ５が上下に反転した構造を有する。

ベース部１の上部には、複数（四つ）の緩衝部材１５が一体に設けられている。複数の緩衝部材１５は、ベース部１の結合部１１を中心とした同一円周上に位置し、且つ、周方向において互いに距離（等距離）をあけて位置する。

各緩衝部材１５の上面は、対応する直動式アクチュエータ５のボールローラ６（ボール６１）が上方から押し当たる面である。各緩衝部材１５の上面においてボール６１が押し当たる部分は、ボール６１の回転を伴いながら、緩衝部材１５の上面において前後左右の全方向に移動することができる。各緩衝部材１５は、一例として超高分子量ポリエチレンで形成されているが、緩衝性と耐磨耗性を有する材料であれば、他の材料を採用することも可能である。

四つの緩衝部材１５は、それぞれ別体で形成されているが、二つ以上の緩衝部材１５が一体に形成されてもよい。

変形例２の揺動装置において、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４はベース部１に載っているだけであるが、搭乗部７とベース部１は、揺動中心となる自在継手３１を含んだ連結部３を介して機械的に結合されているので、搭乗部７は揺動の間も脱落することなく、ベース部１の上方で安定的に支持される。

変形例２の揺動装置においても、搭乗部７とこれに搭乗する利用者の荷重は連結部３で確実に支持されており、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４は、搭乗部７を揺動させる力を与えるものであれば足りるので、全体がコンパクトに構成されている。また、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４がベース部１から機械的に分離されているので、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４のいずれかが停止等の不具合を生じた場合でも、他の機構が連鎖的にロックすることは抑えられ、機構の破損が防止される。

また、変形例２の揺動装置においては、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４がベース部１から機械的に分離されており、搭乗部７が揺動する最中に、第一〜第四アクチュエータ５０１，５０２，５０３，５０４の少なくとも一つがベース部１から瞬間的に離れることが可能である。そのため、複雑な制御プログラムを要さずとも、搭乗部７を多様な形態で自在に揺動させることができる。

（変形例３）
次に、変形例３の揺動装置について、図１３に基づいて説明する。

変形例３の揺動装置では、上記した一実施形態の揺動装置と比較して一部の構成が変更されている。以下においては、変形例３の揺動装置の構成のうち、一実施形態の揺動装置と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

変形例３の揺動装置では、各直動式アクチュエータ５がベース部１に対して機械的に結合されるのではなく、搭乗部７に対して機械的に結合されている。つまり変形例３の揺動装置では、変形例２の揺動装置と同様に、各直動式アクチュエータ５が、搭乗部７に対して機械的に結合された第一端部５１と、ベース部１の上面に対して移動自在に押し当たるように構成された第二端部５２（ボールローラ６）を、互いに反対側に備えている。

加えて、変形例３の揺動装置では、搭乗部７の揺動中心となる自在継手３１が、伸縮自在な連結柱３２の上方に位置するのではなく、連結柱３２の下方に位置している。

そのため、変形例３の揺動装置では、搭乗部７の揺動中心がベース部１に近く、揺動の回転半径が大きく設定されている。また、変形例３の揺動装置では、連結柱３２の受動的な伸縮に応じて、搭乗部７の回転半径（搭乗部７と自在継手３１の間の距離）が変化するので、よりバリエーションに富んだ揺動が実現される。

（変形例４）
次に、変形例４の揺動装置について、図１４〜図１７に基づいて説明する。

変形例４の揺動装置では、上記した一実施形態の揺動装置と比較して一部の構成が変更されている。以下においては、変形例４の揺動装置の構成のうち、一実施形態の揺動装置と同様の構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。

変形例４の揺動装置では、連結部３を囲むように複数の直動式アクチュエータ５が配置されるのではなく、連結部３と複数の直動式アクチュエータ５が、平面視において円周上に並ぶように配置されている（図１５参照）。

連結部３は、二つの直動式アクチュエータ５よりも前方に位置する。二つの直動式アクチュエータ５は、互いに左右に距離をあけて位置する。

ベース部１は、連結部３の下端部が機械的に結合される結合部１１と、二つの直動式アクチュエータ５の下端部がそれぞれ機械的に結合される左右二つの結合部１２を備える。左側の結合部１２と結合部１１の間の距離と、右側の結合部１２と結合部１１の間の距離は同一である。

以下において、二つの直動式アクチュエータ５を区別するときには、左側の直動式アクチュエータ５を左アクチュエータ５０５、右側の直動式アクチュエータ５を右アクチュエータ５０６という。

変形例４の揺動装置では、左側の結合部１２に対して、左アクチュエータ５０５の第一端部５１が結合され、右側の結合部１２に対して、右アクチュエータ５０６の第一端部５１が結合されている。

搭乗部７の台座部７２には、左右に二つの緩衝部材７５が設けられている。左側の緩衝部材７５の下面は、左アクチュエータ５０５の第二端部５２（ボールローラ６）が移動自在に押し当たるように構成されている。右側の緩衝部材７５の下面は、右アクチュエータ５０６の第二端部５２（ボールローラ６）が移動自在に押し当たるように構成されている。

制御部８は、メモリ８２と、メモリ８２に記憶されているプログラム通りに左アクチュエータ５０５と右アクチュエータ５０６の伸縮動作を制御するアクチュエータ制御部８１を備える（図１７参照）。左アクチュエータ５０５と右アクチュエータ５０６が駆動されることで、自在継手３１を中心とした搭乗部７の多様な揺動が実現される。

変形例４の揺動装置では、連結部３が左アクチュエータ５０５と右アクチュエータ５０６よりも前方に位置しているが、連結部３が左アクチュエータ５０５と右アクチュエータ５０６よりも後方に位置してもよい。

図１４〜図１６に示すように、連結部３が左アクチュエータ５０５と右アクチュエータ５０６よりも前方に位置する場合には、シート７１に着座する利用者の臀部を上下動させるように搭乗部７全体を揺動させることができる。連結部３が左アクチュエータ５０５と右アクチュエータ５０６よりも後方に位置する場合には、シート７１に着座する利用者の臀部近傍を中心として該中心よりも前側の部分が上下動するように、搭乗部７全体を揺動させることができる。

（その他）
以上、一実施形態の揺動装置及びこれを備えた遊戯施設と、変形例１〜４の揺動装置について説明したが、これらの揺動装置及び遊戯施設において適宜の設計変更を行うことや、各変形例の構成を適宜組み合わせることが可能である。

たとえば、一実施形態の揺動装置及び変形例１，２，４においては自在継手３１が連結部３の上端部に位置し、変形例３では自在継手３１が連結部３の下端部に位置しているが、これに限定されず、連結部３において自在継手３１が位置する部分は、連結部３の上端部と下端部の間の適宜の箇所に設定可能である。

一実施形態及び変形例１〜３の揺動装置では、四つの直動式アクチュエータ５を配置しているが、四以外の複数の直動式アクチュエータ５を配置することも可能である。変形例４の揺動装置では、二つの直動式アクチュエータ５を配置しているが、三つ以上の直動式アクチュエータ５を配置することも可能である。

一実施形態及び変形例１，４の揺動装置では、全ての直動式アクチュエータ５がベース部１に結合され、変形例２，３の揺動装置では、全ての直動式アクチュエータ５が搭乗部７に結合されているが、ベース部１に結合される直動式アクチュエータ５と搭乗部７に結合される直動式アクチュエータ５を共に備えることも可能である。

一実施形態及び変形例１〜４の揺動装置では、連結部３に含まれる連結柱３２が上下に伸縮自在であるが、連結柱３２を伸縮不能に構成することも可能である。また、変形例４の揺動装置において、連結柱３２を能動的に伸縮する直動式アクチュエータで構成することも可能である。

（効果）
一実施形態及び変形例１〜４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第１の形態の揺動装置は、ベース部（１）と、ベース部（１）の上方に設置され、利用者が搭乗するように構成された搭乗部（７）と、ベース部（１）と搭乗部（７）の間に介在し、搭乗部（７）をベース部（１）に対して揺動自在に連結させる自在継手（３１）を含む連結部（３）と、ベース部（１）と搭乗部（７）の間に介在し、平面視において自在継手（３１）から離れて位置し、且つ、互いに距離をあけて位置する複数の直動式アクチュエータ（５）を具備することを特徴とする。

複数の直動式アクチュエータ（５）の各々は、ベース部（１）と搭乗部（７）の一方に対して機械的に結合された第一端部（５１）と、第一端部（５１）の反対側に位置し、ベース部（１）と搭乗部（７）の他方が有する面に移動自在に押し当たるように構成された第二端部（５２）を備える。

第１の形態の揺動装置によれば、搭乗部（７）は、転倒することのないように連結部３によって支持されるので、複数の直動式アクチュエータ（５）は、搭乗部（７）に対してこれを揺動させる力を与えればよく、コンパクトな機構で済む。また、複数の直動式アクチュエータ（５）の各々は、ベース部（１）又は搭乗部（７）から機械的に分断されているので、複数の直動式アクチュエータ（５）のいずれか一つが停止等の不具合を生じた場合でも、その影響が機構全体に及ぶことが抑えられ、機構の破損が防止される。また、第１の形態の揺動装置では、複数の直動式アクチュエータ（５）の各々が、ベース部（１）又は搭乗部（７）から機械的に分断されているので、複数の直動式アクチュエータ（５）の伸縮動作を精密に協調させる複雑な制御が必須でなく、シンプルな制御で搭乗部（７）の多様な揺動を実現することができる。また、複数の直動式アクチュエータ（５）の各々がベース部（１）又は搭乗部（７）から機械的に分断されているので、搭乗部７に搭乗した利用者に、瞬間的に自由落下するような感覚や、瞬間的に自重で傾くような感覚や、搭乗部（７）が微振動するダイレクトな体感を与えることもできる。

一実施形態及び変形例１〜４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第２の形態の揺動装置は、第１の形態の揺動装置において、第二端部（５２）はボールローラ（６）から成ることを特徴とする。

第２の形態の揺動装置によれば、直動式アクチュエータ（５）の第二端部（５２）がベース部（１）又は搭乗部（７）に擦れることが抑えられ、揺動装置の耐久性が向上する。

一実施形態及び変形例１〜４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第３の形態の揺動装置は、第１又は第２の形態の揺動装置において、連結部（３）は、上下に伸縮自在な連結柱（３２）を更に含むことを特徴とする。

第３の形態の揺動装置によれば、複数の直動式アクチュエータ（５）の能動的な伸縮に伴って、自在継手（３１）を含む連結柱（３２）が受動的に伸縮する。これにより、搭乗部（７）の動作として、自在継手（３１）を中心とした揺動と上下動が組み合わさった多様な動作が実現される。

一実施形態及び変形例１，２，４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第４の形態の揺動装置は、第３の形態の揺動装置において、自在継手（３１）は、連結柱（３２）と搭乗部（７）の間に位置することを特徴とする。

第４の形態の揺動装置によれば、搭乗部（７）に近い部分を中心として、比較的小さな回転半径で搭乗部（７）を揺動させることができる。

変形例３の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第５の形態の揺動装置は、第３の形態の揺動装置において、自在継手（３１）は、連結柱（３２）とベース部（１）の間に位置することを特徴とする。

第５の形態の揺動装置によれば、ベース部（１）に近い部分を中心として、比較的大きな回転半径で搭乗部（７）を揺動させることができる。また、連結柱（３２）の伸縮に応じて搭乗部（７）の回転半径が変化するので、よりバリエーションに富んだ揺動が実現される。

一実施形態及び変形例１，４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第６の形態の揺動装置は、第１〜第５のいずれか一つの形態の揺動装置において、第一端部（５１）はベース部（１）に対して機械的に結合され、第二端部（５２）は搭乗部（７）の下面に対して移動自在に押し当たるように構成されていることを特徴とする。

第６の形態の揺動装置によれば、各直動式アクチュエータ（５）と連結部（３）を結合させる構造体を、設計の自由度が比較的高いベース部（１）側に設けることができる。

一実施形態及び変形例１，４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第７の形態の揺動装置は、第６の形態の揺動装置において、搭乗部（７）は緩衝部材（７５）を含み、緩衝部材（７５）は、その下面に対して第二端部（５２）が移動自在に押し当たるように構成されていることを特徴とする。

第７の形態の揺動装置によれば、揺動装置の耐久性が向上し、加えて、搭乗部（７）が揺動する際に異音が発生することが抑制される。

変形例２，３の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第８の形態の揺動装置は、第１〜第５のいずれか一つの形態の揺動装置において、第一端部（５１）は搭乗部（７）に対して機械的に結合され、第二端部（５２）はベース部（１）の上面に対して移動自在に押し当たるように構成されていることを特徴とする。

第８の形態の揺動装置によれば、各直動式アクチュエータ（５）が移動自在に当接するための面を、設計の自由度が比較的高いベース部（１）側に設けることができる。

変形例２，３の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第９の形態の揺動装置は、第８の形態の揺動装置において、ベース部（１）は緩衝部材（１５）を含み、緩衝部材（１５）は、その上面に対して第二端部（５２）が移動自在に押し当たるように構成されていることを特徴とする。

第９の形態の揺動装置によれば、揺動装置の耐久性が向上し、加えて、搭乗部（７）が揺動する際に異音が発生することが抑制される。

一実施形態及び変形例１〜３の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第１０の形態の揺動装置は、第１〜第９のいずれか一つの形態の揺動装置において、複数の直動式アクチュエータ（５）は、平面視において連結部（３）を囲むように、互いに距離をあけて位置する三つ以上の直動式アクチュエータ（５）であることを特徴とする。

第１０の形態の揺動装置によれば、連結部（３）を囲んで位置する三つ以上の直動式アクチュエータ（５）のそれぞれの能動的な伸縮動作により、搭乗部（７）の揺動が、全方向において多様に実現される。

変形例４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第１１の形態の揺動装置は、第１〜第９のいずれか一つの形態の揺動装置において、搭乗部（７）は、利用者が前方を向いた姿勢で着座するように構成された少なくとも一つのシート（７１）を備え、連結部（３）と複数の直動式アクチュエータ（５）は、平面視において同一円周上に位置することを特徴とする。

第１１の形態の揺動装置によれば、比較的少ない数の直動式アクチュエータ（５）で、搭乗部（７）を全方向に揺動させることができる。

一実施形態及び変形例１〜４の揺動装置で説明した内容から理解されるように、第１２の形態の揺動装置は、第１〜第１１のいずれか一つの形態の揺動装置において、複数の直動式アクチュエータ（５）の各々は、連結部（３）と平行に設けられている。

前記第１１の形態の揺動装置によれば、複数の直動式アクチュエータ（５）の全長が長く設定されても、ベース部（１）の設置面積が大きくなることは抑えられる。言い換えれば、大きな設置面積を要さずに、複数の直動式アクチュエータ（５）の全長を長く設定し、搭乗部（７）の上下の移動ストロークを大きく設定することができる。

一実施形態の揺動装置の適用例で説明した内容から理解されるように、第１の形態の遊戯施設は、第１〜第１２のいずれか一つの形態の揺動装置と、この揺動装置が設置された台車（９１）と、台車（９１）が走行するように設置されたレール部（９２）を具備する。

第１の形態の遊戯施設によれば、コンパクトで安全性が高い機構を利用したシンプルな制御で、搭乗部（７）の多様な揺動を実現し、この搭乗部（７）の揺動と台車（９１）の走行を自在に組み合わせることができる。

一実施形態の揺動装置の適用例で説明した内容から理解されるように、第２の形態の遊戯施設は、第１〜第１２のいずれか一つの形態の揺動装置と、この揺動装置が設置された建築物（９５）の床（９５０）を具備する。

第２の形態の遊戯施設によれば、コンパクトで安全性が高い機構を利用したシンプルな制御で、搭乗部（７）の多様な揺動を実現し、この搭乗部（７）の揺動を用いて遊戯を行うことができる遊戯施設を提供することができる。

１ ベース部
１５ 緩衝部材
３ 連結部
３１ 自在継手
３２ 連結柱
５ 直動式アクチュエータ
５１ 第一端部
５２ 第二端部
６ ボールローラ
７ 搭乗部
７１ シート
７５ 緩衝部材
９１ 台車
９２ レール部

Claims (14)

1. ベース部と、
   前記ベース部の上方に設置され、利用者が搭乗するように構成された搭乗部と、
   前記ベース部と前記搭乗部の間に介在し、前記搭乗部を前記ベース部に対して揺動自在に連結させる自在継手を含む連結部と、
   前記ベース部と前記搭乗部の間に介在し、平面視において前記自在継手から離れて位置し、且つ、互いに距離をあけて位置する複数の直動式アクチュエータと、を具備し、
   前記複数の直動式アクチュエータの各々は、
   前記ベース部と前記搭乗部の一方に対して機械的に結合された第一端部と、
   前記第一端部の反対側に位置し、前記ベース部と前記搭乗部の他方が有する面に移動自在に押し当たるように構成された第二端部と、を備える
   ことを特徴とする揺動装置。
2. 前記第二端部は、ボールローラから成る
   ことを特徴とする請求項１に記載の揺動装置。
3. 前記連結部は、上下に伸縮自在な連結柱を更に含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の揺動装置。
4. 前記自在継手は、前記連結柱と前記搭乗部の間に位置する
   ことを特徴とする請求項３に記載の揺動装置。
5. 前記自在継手は、前記連結柱と前記ベース部の間に位置する
   ことを特徴とする請求項３に記載の揺動装置。
6. 前記第一端部は、前記ベース部に対して機械的に結合され、
   前記第二端部は、前記搭乗部の下面に対して移動自在に押し当たるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動装置。
7. 前記搭乗部は、緩衝部材を含み、
   前記緩衝部材は、その下面に対して前記第二端部が移動自在に押し当たるように構成されている
   ことを特徴とする請求項６に記載の揺動装置。
8. 前記第一端部は、前記搭乗部に対して機械的に結合され、
   前記第二端部は、前記ベース部の上面に対して移動自在に押し当たるように構成されている
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の揺動装置。
9. 前記ベース部は、緩衝部材を含み、
   前記緩衝部材は、その上面に対して前記第二端部が移動自在に押し当たるように構成されている
   ことを特徴とする請求項８に記載の揺動装置。
10. 前記複数の直動式アクチュエータは、
    平面視において前記連結部を囲むように、互いに距離をあけて位置する三つ以上の直動式アクチュエータである
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の揺動装置。
11. 前記搭乗部は、
    利用者が前方を向いた姿勢で着座するように構成された少なくとも一つのシートを備え、
    前記連結部と前記複数の直動式アクチュエータは、平面視において同一円周上に位置する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の揺動装置。
12. 前記複数の直動式アクチュエータの各々は、前記連結部と平行に設けられている
    ことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の揺動装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の揺動装置と、
    前記揺動装置が設置された台車と、
    前記台車が走行するように設置されたレール部と、を具備する
    ことを特徴とする遊戯施設。
14. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の揺動装置と、
    前記揺動装置の前記ベース部が設置された建築物の床と、を具備する
    ことを特徴とする遊戯施設。

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