JP7031911B2 - 着座式揺動装置 - Google Patents

Description

本発明は、利用者を座らせる座部の下方にこの座部を揺動可能に支持する機構が配置されて成る着座式揺動装置に関する。

従来の着座式揺動装置として、床面上に設置される板状の設置ベースおよび座部を支持する可動ベース、これらをそれぞれの中心部で連結すると共に可動ベースをピッチ軸およびロール軸の各軸周りに揺動可能に支持する支柱部材、サーボモータやボールネジを含む一対の電動アクチュエータなどを備え、各アクチュエータのボールネジの伸張によって可動ベースを揺動させる椅子型の装置が知られている（特許文献１）。さらにこの装置では、可動ベースの揺動に応じて増大するモーメントに対抗してアクチュエータの負荷を減らすために、可動ベースと設置ベースとの間に複数の弾性部材が介挿されている。

また、ディスプレイや座席を含むコックピットを揺動させる装置として、コックピットを支持する揺動台、この揺動台をピッチ軸およびロール軸の各軸周りに揺動可能に支持する支柱部材、支柱部材の両側に設けられる一対のモータおよび各モータの出力軸と揺動台とに連結されるリンク機構（クランクアームや操作ロッドなどを含む。）などを備える装置も知られている（特許文献２）。この装置では、各揺動軸の回転角度をそれぞれ個別の角度センサにより測定し、その測定値を制御回路にフィードバックすることによって、モータの回転量を制御するようにしている。

特許第３７９５８３８号公報 特許第２５８７０２７号公報

近年、小型の家庭用ゲーム装置やスマートフォン用のゲーム用ソフトウェアが普及し、バーチャルリアリティゲームやレーシングゲームなどの従来は業務用のゲーム機でしか提供できなかった体感ゲームについても、家庭用のソフトウェアが開発されつつある。それらのゲームに必要な揺動装置に関しても、家庭用の小型の装置が求められている。

特許文献１に記載された揺動装置は、モータやボールネジの軸方向が上下方向に合わせられているため、嵩が高くなり、椅子型以外の形態にすることは困難である。

特許文献２に記載された揺動装置は、各モータが水平姿勢で配置されているので、コックピットを普通の座部に置き換えてモータを小型にすることで、嵩の低い小型の装置に改良できる可能性がある。しかし、この装置では、支柱部材を中心とする領域内に各モータを各々の軸方向を領域の幅中心線に平行になる方向に合わせて配備しているため、各リンク機構も幅中央部に近い場所で揺動台を支持する状態になり、揺動台の両端部の支持が不安定になる（特許文献２の図２，図３を参照。）。また各リンク機構の間の間隔が狭いと、両者の高さに少し差をもたせただけでも揺動台が大きく傾いてしまい、左右の揺れ幅の制御が難しい。安全性の面でも大きな揺動を生じさせるのが困難である。

本発明は上記の問題点に着目してなされたもので、家庭内で利用するのに適した大きさおよび形状を備え、座部やそこに座る利用者を安定して支持しながら、利用者に十分な揺れを体感させることが可能な着座式揺動装置を提供することを課題とする。

本発明による着座式揺動装置は、座部を支持する天板部と、当該天板部に対向する支持面を備える基部と、当該基部および天板部の各々の中心部に連結されて天板部を揺動可能に支持する支柱部材と、天板部を揺動させるための一対の揺動機構とを備える。
一対の揺動機構の各々は、正逆両方向に回転可能なモータと、このモータの出力軸と天板部との間に配置かつ両者に連結され、当該モータの回転に伴って上下に変位するリンク機構とを備える。

各揺動機構のモータは、出力軸とは反対側の面を支柱部材に向けた姿勢をもって基部の支持面の支柱部材より前方または後方の領域に配備される。また一方の揺動機構のモータの軸方向が支持面の中心部から左斜めになる方向に合わせられ、他方の揺動機構のモータの軸方向が支持面の中心部から右斜めになる方向に合わせられて、それぞれの出力軸の先端部が基部および天板部の前端または後端のコーナー部または当該コーナー部の近傍位置に対向する状態になる。各揺動機構のリンク機構は、モータの出力軸の先端部に連結された板カムと、この板カムに一端部が連結されると共にその連結箇所から上方へと延びて他端部が天板部の底面に連結されるアーム部とを備える。

上記構成によれば、中心部の支柱部材と中心部から見てそれぞれ左斜めおよび右斜めになる位置に配備される２つのリンク機構とによって天板部を支えながら各リンク機構を上下動させることによって、天板部を前後方向（ピッチ軸周り）および左右方向（ロール軸周り）に揺動させることができる。各揺動機構のモータは、出力軸の先端を基部の前方または後方に向け、かつ支柱部材から離れるにつれて互いの間の距離が開いて各先端部が基部および天板部の前端または後端の左右のコーナ部またはそれらの近傍位置に対向するように配備されるので、それぞれのモータの出力軸に連結されたリンク機構も天板部のコーナー部の近くに連結され、両リンク機構の間の間隔を十分に広げることができる。よって、天板部を安定して支持することができ、天板部の揺動の度合いの調整も容易になる。

上記構成の揺動装置には、一対の揺動機構のそれぞれの板カムとアーム部との連結部が天板部および基部の幅中央部側の半周の範囲内で往復動するように、各揺動機構のモータの回転動作を制御する制御装置を設けることができる。

さらに上記構成の揺動装置では、基部の支柱部材より後方または前方のモータが配備されていない領域内であって各モータの軸の延長線に対応する２箇所に、それぞれ対応関係にあるモータの回転により生じる天板部の変位を計測するための計測手段を設け、前記制御装置により、これらの計測手段による計測値の範囲があらかじめ定めた上限値と下限値との間の範囲内で変化するように、各モータの回転範囲を定めて当該範囲内で各モータを回転させることができる。こうすることによって、天板部の左右の傾斜の範囲を揃えて揺動の精度を確保することができる。

本発明によれば、天板部を中心部および前端または後端の左右のコーナー部の近傍になる位置の３箇所で支えながら、中心部以外の２箇所にそれぞれ揺動のための力を加えることによって、天板部を安定して支持しながら揺動の度合いを細かく調整することができる。よって、座部をヒト一人が座るのに適した広さとし、天板部や基部の面も座部に合う大きさにすることによって、座部やそこに座る利用者を安定して支持しながら、利用者に十分な揺動を体感させることができる小型の着座式揺動装置を提供することができる。

本発明の一実施例に相当する着座式揺動装置の外観を表す斜視図である。 上記揺動装置の本体部の構成を表す斜視図である。 上記本体部の背面側から見た構成を表す斜視図である。 図３の一部分の拡大斜視図である。 基部およびその支持面に配置される構成を表した平面図である。 本体部の左側面図である。 本体部の背面図である。 揺動装置の電気的構成を表すブロック図である。 変位センサに代わる計測手段の構成を表す模式図である。 天板部を前後方向に揺動させた場合の天板部およびリンク機構の変化を表す図である。 天板部を左右方向に揺動させた場合の天板部およびリンク機構の変化を表す図である。 上記揺動装置の使用例を表す図である。 上記揺動装置の他の使用例を表す図である。

図１は、本発明の一実施例にかかる着座式揺動装置Ｓ（以下、単に「揺動装置Ｓ」という。）の外観を表すものである。この揺動装置Ｓは、図２～７に示す本体部１と、本体部１の上に載せられるクッション２０と、クッション２０および本体部１を覆うカバー体２とにより構成される。

カバー体２は、本体部１の底縁から後述するモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂが隠れる程度の範囲までを囲む底部部材２２と、クッション２０と共に揺動装置Ｓの座部を構成する上部部材２１と、底部部材２２と上部部材２１とを繋ぐ蛇腹状の中間部材２３とが一体になった構成のものである。底部部材２２は硬質性樹脂により形成され、上部部材２１および中間部材２３は軟質性樹脂により形成されている。中間部材２３が本体部１の天板部１０の揺動に応じて変形しながら上部部材２１を支持することによって、上部部材２１にも天板部１０と同様の揺動を生じさせることができる。

この実施例の揺動装置Ｓは、バーチャルリアリティゲームやレーシングゲームなどの体感ゲームにおいて、ゲームの進行に応じた揺れを利用者に体感させるために、ゲーム用のプログラムを実行するゲーム装置と連動して動くように設計されている。ただし、ゲームに限らず、映像再生装置と連動して映画などの映像が示す動きに適した揺れを発生させることもできる。また、フィットネス用の装置として使用することもできる。

図２は、本体部１を正面の右側から見た斜視図である。図３は本体部１を背面側から見た斜視図であり、図４は図３中の左側の一部分（揺動機構１５Ａを含む部分）の拡大斜視図である。図５は本体部１の基部１１の上に配置される構成を表す平面図（天板部１０を除いたもの）である。図６は本体部１の左側面図であり、図７は本体部１の背面図である。以下、これらの図を参照して、本体部１の構成を詳細に説明する。

この実施例の揺動装置Ｓの本体部１は、クッション２０を載せるのに適した広さの天面１０ａを有する天板部１０，天面１０ａと等しい形状および大きさの支持面１１ａを有する基部１１，天板部１０と基部１１とを各々の中央部で連結する支柱部材１２，一対の揺動機構１５Ａ，１５Ｂ，揺動機構１５Ａ，１５Ｂの動作を制御する制御装置１００（図８を参照。）などにより構成される。

天板部１０および基部１１は、矩形の４つの角を切り欠いた形（八角形）の面（この実施例では左右の幅が奥行きよりも若干長いが、両長さを一致させてもよい。）を有する板状部材である。支柱部材１２は、円柱状の支柱本体１２ａ（図２，図５を参照），この支柱本体１２ａの上端に連続形成される円盤部１２ｂ（図６，７を参照。），円盤部１２ｂに連なる連結ロッド（不図示），当該連結ロッドの上端面に取り付けられたユニバーサルジョイント１３などにより構成される。支柱本体１２ａの底部はボルト等によって基部１１に固定される。

支柱部材１２の円盤部１２ｂの上面には、ユニバーサルジョイント１３の一方の軸を天板部１０の前後方向に沿う中心線に合わせて支持するための一対の支持部材ｒ１，ｒ２が連結されている。これらの支持部材ｒ１，ｒ２は天板部１０に届く高さを有し、天板部１０に接する上端面が凸状の曲面となっている（図７を参照。）。

天板部１０の裏面には、ユニバーサルジョイント１３の他方の軸を天板部１０の左右方向に沿う中心線に合わせて支持するための一対の支持部材ｐ１，ｐ２が連結されている。こちらの支持部材ｐ１，ｐ２は円盤部１２ｂとの間に十分な距離が生じる長さに設定される。天板部１０は支持部材ｐ１，ｐ２を介してユニバーサルジョイント１３に連結されると共に、支持部材ｒ１，ｒ２の上端面に支えられることで、前後および左右の各方向に揺動可能に支持される。

揺動機構１５Ａは、モータＭ_Ａと、当該モータＭ_Ａの出力軸１１５と天板部１０との間に配置かつ両者に連結されるリンク機構Ｌ_Ａとにより構成される。揺動機構１５Ｂも、揺動機構１５Ａと同じ構成のモータＭ_Ｂおよびリンク機構Ｌ_Ｂにより構成される。

モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂについて、この実施例では、回転方向の切り替え指令に対する応答性を考慮して、ＤＣブラシレスモータを使用する。ただし、これに代えてステッピングモータを使用してもよい。

各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂは、背面を支柱本体１２ａの外周面に接触させ、軸を水平かつ斜め後方向に向けて基部１１の支持面１１ａに固定される。図５の平面図を参照してより具体的に説明すると、正面から見て右手側に位置するモータＭ_Ａの軸は支持面１１ａの幅中心線に対して時計回り方向に４５度回転した方向に合わせられ、正面から見て左手側に位置するモータＭ_Ｂの軸は支持面１１ａの幅中心線に対して半時計回り方向に４５度回転した方向に合わせられる。

リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂは、対応するモータ（Ｍ_ＡまたはＭ_Ｂ）の出力軸１１５の先端部に連結される板カム１１０、板カム１１０に連結される第１アーム１１１、第１アーム１１１と天板部１０の底面とに連結される第２アーム１１２などにより構成される（図２，３，４を参照。）。上述した各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの配置によって、各リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂは、基部１１および天板部１０の後端縁部の左右のコーナー部（切り欠き部分）に対向する場所に位置づけられ、連結されているモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転に伴って上下に変位する（後述する図１０，１１を参照。）。

なお、この実施例では、各リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂの板カム１１０と第１アーム１１１との連結部が機体の幅中央部に対向し、かつ高さ方向中央部に位置する状態（図３，図７を参照。）になるときのモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転位置を各々のモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの基準位置として、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転動作を制御している。

天板部１０と基部１１とは、支柱部材１２により連結されるほか、各々の前後および左右の各方向に沿う中心線の付近で支柱部材１２から等しい距離を隔てた場所にあたる４箇所において、それぞれ引張りバネ１６（以下、単に「バネ１６」という場合がある。）を介して連結される。天板部１０および基部１１の上記４箇所にはそれぞれ孔を有する連結具１７が設けられ、それらの連結具１７の孔にバネ１６の両端縁部を挿通させることによって、各バネ１６は天板部１０と基部１１との間に起立姿勢をもって配備される。

基部１１の前端縁側のコーナー部の近傍位置には、それぞれ光学式の変位センサ１８Ａ，１８Ｂが配備される（図５にのみ矩形に簡略化して図示する。）。左手側の変位センサ１８Ａは右手側のモータＭ_Ａの軸の延長線に位置合わせされ、右手側の変位センサ１８Ｂは、左手側のモータＭ_Ｂの軸の延長線に位置合わせされる。各変位センサ１８Ａ，１８Ｂによって、それぞれの配置位置から天板部１０までの距離が計測され、その計測値が制御装置１００に入力される。

図２～７では図示を省略したが、制御装置１００は、回路基板とこれを保護するケース体とにより構成される。制御装置１００は、基部１１の端縁部の適所に配備され、カバー体２の底部部材２２の適所に設けられたコネクタを介して外部電源に接続される。なお、制御装置１００は底部部材２２の内面に取り付けることもできる。

図８は、上記制御装置１００を含む揺動装置Ｓ内の電気的構成を表したブロック図である。この実施例の制御装置１００には、マイクロコンピュータによる制御部１０１，モータドライバ１０２，通信回路１０３，変位センサ１８Ａ，１８Ｂの信号処理回路１０４Ａ，１０４Ｂなどが含まれる。

制御部１０１は、通信回路１０３を介してゲーム用のアプリケーションソフトウェアを実行するゲーム装置（不図示）との通信を行い、当該ゲーム装置からゲームの進行に応じて天板部１０を傾けるための指令信号（ロール軸またはピッチ軸における回転角度や回転速度を表す信号）を受信すると、この指令信号をモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転位置（どこまで回転させるかを表す目標の位置）や回転速度を表す信号に置き換えてモータドライバ１０２に出力する。モータドライバ１０２は、制御部１０１からの指令信号に従って各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転方向や回転量を制御する。

この実施例では、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを、板カム１１０と第１アーム１１１との連結部の位置が本体部１の幅中央側の半周の範囲で動くように回転させる。各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの前面を正面視した図７を参照して言い換えると、モータＭ_Ａは板カム１１０と第１アーム１１１との連結部を全周の右半分（正面から見ると左半分）の範囲で動かし、モータＭ_Ｂは板カム１１０と第１アーム１１１との連結部を全周の左半分（正面から見ると右半分）の範囲で動かす。さらにこの実施例では、起動直後に、上記半周の範囲内でモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを実際に動かす範囲をより限定するために、以下の設定処理を実施する。

設定処理において、制御部１０１は、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを１つずつ、前記の半周の範囲で正逆両方向に繰り返し回転させながら、回転中のモータの軸の延長線上にある変位センサ１８Ａ，１８Ｂの計測値を取り込む。すなわち正面から見て右側のモータＭ_Ａを回転させているときは左側の変位センサ１８Ａの計測値を取得し、正面から見て左側のモータＭ_Ｂを回転させているときは右側の変位センサ１８Ｂの計測値を取得する。

さらに制御部１０１は、回転中のモータＭ_Ａ（またはＭ_Ｂ）について、計測値を取得中の変位センサ１８Ａ（または１８Ｂ）からあらかじめ定めた最上位置（天板部１０の前端部の高さの上限とする位置）が得られるときの回転位置と、あらかじめ定めた最下位置（天板部１０の前端部の高さの下限とする位置）を表す計測値が得られるときの回転位置とを特定し、これらの位置の間を当該モータの回転範囲として定める。また、この回転範囲の中央位置（最上位置と最下位置との平均値に相当する計測値が得られた位置）がモータの基準位置に設定される。

このように、変位センサ１８Ａ，１８Ｂによる計測値に基づき、モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂ毎に天板部１０をあらかじめ定められた高さ範囲で変位させるのに必要な角度範囲を特定し、その範囲内でモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを回転させることによって、揺動機構１５Ａ，１５Ｂの機械的誤差による影響を軽減でき、天板部１０の左右の傾斜の範囲を揃えることができる。モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを回転させるときの目標位置も、モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂ毎に、最上位置から最下位置までの範囲に対する比率から容易に割り出すことができる。

なお、回転範囲を決めるための最上位置および最下位置についても、事前に各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを１つずつ回転させながら、その軸の延長線上に位置する変位センサ１８Ａ，１８Ｂの計測値を取り込み、双方のセンサの計測値の変動範囲の共通部分の中にある２つの位置を選ぶ方法により定めることができる。

各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転に伴う天板部１０の変位を計測する手段は変位センサ１８Ａ，１８Ｂに限らず、図９の模式図に示すような構成の計測手段に置き換えてもよい。

図９に示す計測手段は、基部１１の上に起立配備されるリニアポテンショメータ３０と、天板部１０から鉛直方向に向かって延び出る検出用ロッド３２と、検出用ロッド３２の先端部をリニアポテンショメータ３０のスライダー３１に連結する連結部材３３とにより構成される。リニアポテンショメータ３０や検出用ロッド３２は、基部１１および天板部１０の厚み部分に設けられたボールジョイント３４やその受け部材３５によって支持される。

上記構成において、天板部１０が上昇または下降すると、検出用ロッド３２やスライダー３１も同じ方向に移動する。スライダー３１の毎時の位置を表す電圧信号は制御装置１００に入力されてディジタル変換され、その変換後の値が天板部１０の位置を示す指標として使用される。

図９に示した計測手段も、変位センサ１８Ａ，１８Ｂと同様に２つ導入され、それぞれが各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの軸の延長線に位置合わせされる。制御部１０１は、各計測手段から得た計測値を用いて前述したのと同様の設定処理を実施する。

設定処理によってモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転範囲が定められると、制御部１００は、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを各々の基準位置まで回転させて停止させ、以後、外部のゲーム装置からの指令信号に応じて、モータドライバ１０２と協働して天板部１０を指令どおりに動かすための制御を実行する。

たとえば、天板部１０を前後方向（支持部材ｐ１，ｐ２の間のピッチ軸の周り）に揺動させる場合には、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを互いに反対となる方向に回転させることによって、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、各揺動機構１５Ａ，１５Ｂのリンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂを同じ方向に移動させる。すなわち天板部１０を前傾姿勢にするときはリンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂを共に上昇させ（図１０（ｂ））、天板部１０を後傾姿勢にするときはリンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂを共に下降させる（図１０（ｃ））。

天板部１０を左右方向（支持部材ｒ１，ｒ２の間のロール軸の周り）に揺動させる場合には、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを同じ方向に回転させることによって、図１１（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、各揺動機構１５Ａ，１５Ｂのリンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂを互いに反対となる方向に移動させて、各々の高さが異なる状態になるようにする。

これらの制御を基本として、ピッチ軸周りへの揺動によって前傾姿勢または後傾姿勢になった天板部１０をロール軸周りにも揺動させたり、モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂのいずれか一方のみを回転させることで天板部１０の左右方向の傾きを微調整するなど、様々なパターンの制御を実施することができる。

図２～７に示した構成の揺動装置では、中心部の支柱部材１２と共に天板部１０を支えるリンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂが天板部１０の後端部の左右のコーナー部（切り欠き部分）の近くに配置されているので、揺動の際の天板部１０の後端部を安定して支持することができる。また、リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂが十分な間隔を隔てて配置されることによって、リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂの高さの差の変化に対する天板部１０の傾きの変化を緩やかにできるので、天板部１０の傾きをきめ細かく調節することができる。

さらに、ユニバーサルジョイント１３による揺動軸が天板部１０の直下に設けられていることや、支柱部材１２の前後左右に一定の距離を隔てて配置された４つの引張りバネ１６によって天板部１０が均等に支えられていることによって、天板部１０が必要以上に揺れるのを防ぐことができる。

天板部１０の傾きを変更するためにモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転方向が切り替えられるときには、天板部１０の上方への変位が生じた場所の下で伸張していた引張りバネ１６の復元力によって、モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂにかかる負荷が軽減される。各引張りバネ１６が支柱部材１２の前後および左右にそれぞれ一定の距離を隔てて配置されていることによって、天板部１０がどのように傾いても、上方に変位した箇所にあるバネ１６が付勢され、その箇所が下方に変位するようにモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転方向が切り替えられたときの当該バネ１６の復元力によってモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの負荷が軽減され、回転方向を速やかに切り替えることができる。

この実施例では、２つのモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの軸が幅中心線に対してなす角度が４５度付近になるように各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの姿勢を定めたことによって、４つの引張りバネ１６を本体部の前後および左右の各方向に沿う中心線上に配置することができる。ただし、各バネ１６の配置位置は各中心線から若干ずれた場所であってもよい。またバネ１６の数は４個に限らず、たとえば、支柱部材１２を中心とする２つの同心円上にそれぞれ４個ずつ配置（すなわち、４方位にそれぞれ２個のバネ１６を配置）してもよい。

モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの軸を幅中心線から４５度回転させた方向に合わせることも必須ではなく、リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂを後端部の左右のコーナー部に近い場所に位置づけられることを条件としてモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの軸方向を変更してもよい。

上記の実施例とは逆に、各揺動機構１５Ａ，１５Ｂの各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂをそれぞれの出力軸１１５を前方に向け、かつ支柱部材１２から離れるにつれて互いの間隔が広がるようにして、基部１１の支持面１１ａの支柱部材１２より前方の領域に配備することによって、リンク機構Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂを天板部１０の前端縁部の左右のコーナー部（切り欠き部分）の近傍位置に連結してもよい。このように変更した場合でも、天板部１０を中心部および前端縁部の左右のコーナー部の３箇所で安定して支えながら、揺動の度合いを細かく調整することができる。また、引っ張りバネ１６も図５と同様の４箇所に配備することができるので、それらの支えによって天板部１０を穏やかに揺動させることができる。

揺動機構１５Ａ，１５Ｂが支柱部材１２より前方に配備される場合にも、機体の後部の各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの軸の延長線に対応する位置に、それぞれ変位センサ１８Ａ，１８Ｂ等の変位計測手段を設け、それらによる計測値に基づいて各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂの回転動作を精度良く制御することができる。

天板部１０の天面１０ａや基部１１の支持面１１ａも、上記実施例のような形状に限らず、切り欠きのない矩形にしても良いし、円形または楕円形としてもよい。また基部１１の支持面１１ａを天面１０ａより少し大きくしてもよいし、支持面１１ａと天面１０ａとの形状を異ならせてもよい。これらをいずれの形状にしても、また各揺動機構１５Ａ，１５Ｂを支柱部材１２の前方および後方のいずれに配置する場合でも、各揺動機構１５Ａ，１５ＢのモータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを、軸方向を基部の幅中央部に対して斜めに向けた水平姿勢にして基部１１の支持面１１ａに配備することによって、各モータＭ_Ａ，Ｍ_Ｂを互いの軸を平行かつ前後方向に向けて配置する場合よりも奥行きを短くすることができる。また特許文献１のような嵩の高い装置にはならないので、揺動装置Ｓの設置場所の自由度を大きくすることができる。

たとえば、図１２に示すように床の上に揺動装置Ｓを置いてその上に座わることができる。また、図１３に示すように、椅子ＣＨの座面の上に揺動装置Ｓを置いてその上に座わることもできる。基部１１の底面全体を水平姿勢で安定させて支持できるのであれば、ソファーやマットレスなどの上で使用することもできる。

基部１１の底面全体が水平姿勢で支持されるならば、天板部１０やその上のクッション２０および上部部材２１による座部をしっかり揺動させることができ、その上に座る利用者も十分な姿勢の変化を体験することができる。ただし、揺動中に利用者の身体が座部から滑り落ちないようにするには、利用者が後方側に身体の重心をかけて座部に座るように促す必要がある。この観点から、表面のカバー体２に着脱式の背もたれを取り付けられるようにし、図１２の例のように背もたれになるものがない場所で使用されるときには、その背もたれを取り付けて使用するようにしてもよい。

Ｓ 揺動装置
１ 本体部
２ カバー体
１０ 天板部
１０ａ 天面
１１ 基部
１１ａ 支持面
１２ 支柱部材
１２ａ 支柱本体
１３ ユニバーサルジョイント
１５Ａ，１５Ｂ 揺動機構
１６ 引張りバネ
１８Ａ，１８Ｂ 変位センサ
２０ クッション
２１ 上部部材
２２ 底部部材
２３ 中間部材
３０ リニアポテンショメータ
３２ 検出用ロッド
１００ 制御装置
１０１ 制御部
１０２ モータドライバ
１１０ 板カム
１１１ 第１アーム
１１２ 第２アーム
１１５ 出力軸
Ｍ_Ａ，Ｍ_Ｂ モータ
Ｌ_Ａ，Ｌ_Ｂ リンク機構

Claims (3)

1. 座部を支持する天板部と、当該天板部に対向する支持面を備える基部と、当該基部および天板部の各々の中心部に連結されて天板部を揺動可能に支持する支柱部材と、前記天板部を揺動させるための一対の揺動機構とを備え、
   前記一対の揺動機構の各々は、正逆両方向に回転可能なモータと、このモータの出力軸と天板部との間に配置かつ両者に連結され、当該モータの回転に伴って上下に変位するリンク機構とを備え、
   各揺動機構のモータは、前記出力軸とは反対側の面を前記支柱部材に向けた姿勢をもって前記基部の支持面の前記支柱部材より前方または後方の領域に配備されると共に、一方の揺動機構のモータの軸方向が前記支持面の中心部から左斜めになる方向に合わせられ、他方の揺動機構のモータの軸方向が前記支持面の中心部から右斜めになる方向に合わせられて、それぞれの出力軸の先端部が前記基部および天板部の前端または後端のコーナー部または当該コーナー部の近傍位置に対向する状態となり、
   各揺動機構のリンク機構は、前記モータの出力軸の先端部に連結された板カムと、この板カムに一端部が連結されると共にその連結箇所から上方へと延びて他端部が前記天板部の底面に連結されるアーム部とを備える、
   着座式揺動装置。
2. 前記一対の揺動機構のそれぞれの板カムとアーム部との連結部が前記天板部および基部の幅中央部側の半周の範囲内で往復動するように、各揺動機構のモータの回転動作を制御する制御装置が、さらに設けられる、請求項１に記載された着座式揺動装置。
   
3. 前記基部の支持面の支柱部材より後方または前方の前記モータが配備されていない領域内であって各モータの軸の延長線に対応する２箇所に、それぞれ対応関係にあるモータの回転により生じる天板部の変位を計測するための計測手段が設けられ、
   前記制御装置は、各揺動機構のモータに対し、それぞれ対応関係にある計測手段による計測値があらかじめ定めた上限値と下限値との間の範囲内で変化するように当該モータの回転範囲を定めて当該範囲内で当該モータを回転させる、
   請求項２に記載された着座式揺動装置。

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