JPH08173277A - 振子運動可能な善座家具又は横臥家具用の被制御駆動装置 - Google Patents

振子運動可能な善座家具又は横臥家具用の被制御駆動装置

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JPH08173277A
JPH08173277A JP7170087A JP17008795A JPH08173277A JP H08173277 A JPH08173277 A JP H08173277A JP 7170087 A JP7170087 A JP 7170087A JP 17008795 A JP17008795 A JP 17008795A JP H08173277 A JPH08173277 A JP H08173277A
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JP
Japan
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drive device
controlled drive
furniture
furniture part
movable furniture
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Marcus Kattwinkel
マルクス・カツトヴインケル
Martin Zagromski
マルテイン・ツアグロムスキー
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    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/001Apparatus for applying movements to the whole body

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  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Invalid Beds And Related Equipment (AREA)
  • Motorcycle And Bicycle Frame (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 自然な揺動運動が行われる振子運動可能な着
座家具又は横臥家具用の制御される駆動装置を提供す
る。 【構成】 可動家具部分3の所望の角度振幅が得られる
まで、制御装置1及び駆動装置2がこの家具部分3をそ
の固有振動モードで徐々に強く揺れ動かして、この角度
振幅を任意の長さに維持する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、振子運動可能な着座家
具又は横臥家具用の自動駆動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】こうした家具には例えば揺りかご、ハリ
ウツドベンチ、小児用揺りいす、小児用ベッド又はベツ
ドがある。それらは普通、例えば揺りかご、ハリウツド
ベンチ、小児用ベツド又はベツドの場合それに着座し又
は横臥する人間を落ち着かせるために、又は例えば小児
用揺りいすの場合勢い付けるために、人間によつて振子
運動させられてその状態に保たれる。本発明はそれが望
まれる場合には手動操作を補つて操作者の負担を軽減す
る。
【0003】例えば揺りかご等の振子運動可能な着座家
具又は横臥家具に、例えば偏心駆動装置等の剛性駆動装
置を装備して、周期的揺動運動を強いることは公知であ
る(米国持許第4028753号明細書、ドイツ連邦共
和国特許第3042314号明細書、ドイツ連邦共和国
持許出願公開第3530527号朋細書)。それらは家
具の固有振動数で作動しないので、動きが不自然で調節
不可能でありまたエネルギー支出が高いという欠点を有
する。更に例えば電磁石と軟質力導入部(ドイツ連邦共
和国実用新案登録第7520683号明細書)とを介し
て、接触制御装置と合わせて固有振動を励起する解決策
が公知であり、又はほぼ固有振動モードで作動する別の
機械式解決策が記載されている。かかる解決策は機能性
が充分でないか又は支出が多すぎることが判明した。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、自然
な揺動運動が達成される電気駆動装置を提供することで
ある。
【0005】本発明の別の課題は、当該装置の固有振動
数を有し、可動家具部分の組合せによつてその上にいる
人間に設定される、それ故に自然な周期的揺動運動を達
成することである。提案される被制御駆動装置は更に以
下の特性を対象としている: ・動作中の振子固有振動数の変化に対する柔軟性、 ・運動経過の内的及び外的障害に対する不感度、 ・運動を維持するための最小のエネルギー需要、 ・駆動装置を保護する制御コンセプト、 ・この配置を静止状態から徐々に強く揺れ動かす能力、 ・所定の角度振幅への自動制限、 ・少ない構造支出、 ・市販の可動家具に取付ける可能性。
【0006】
【課題を解決するための手段】これらの課題を本発明は
特許請求の範囲に述べられた実施態様によつて解決す
る。
【0007】請求項1によれば、振子運動可能な着座家
具又は横臥家具用の被制御駆動装置が制御装置と駆動装
置とからなり、それらの組合せによつて希望する角度振
幅を達成するまで可動家具部分をその固有振動モードで
徐々に強く揺れ動かして、この角度振幅を任意の長さ維
持することができ、こうして自然の振動経過に合致した
揺動運動が達成される。
【0008】このために請求項2によれば、可動家具部
分の運動量、つまり角度、角速度、角加速度の少なくと
も1つが電子センサで検出され、又はセンサ信号から算
出されて入力量として制御器によつて利用される。この
センサ制御式駆動制御の利点は、可動家具部分と内容物
及び着座者とによつて設定される不安定な固有振動モー
ドへの自動適合にある。これによりエネルギー需要が最
小となり、人間にとつて運動挙動が快適となる。
【0009】請求項3では、有利には制御のために利用
される電子マイクロコントローラが記載され、このマイ
クロコントローラは自由にプログラム可能な制御方式
を、請求項4によれば有利にはフアジー論理の原理に従
つて評価し、これにより入力量に依存して駆動装置用制
御信号を出力信号として算出する。自由プログラミング
の可能性は将来の最適化及び適合を容易とする。特にフ
アジー論理の利用によつて開発期間が短くなる。
【0010】請求項5によれば、駆動装置が電動機から
なり、この電動機は駆動輪、有利には摩擦輪、を介して
可動家具部分の支点に対して有利にはできるだけ大きく
離して同心で設けられる相手軌道に作用し、この相手軌
道が好ましくは着座面又は横臥面の下方でこれと強固に
結合されている。摩擦輪駆動装置は利点として騒音が少
なくまた製造費が少ない。同心に設けられる相手軌道で
は、利点として小さな駆動輪で大きな変速比が実現さ
れ、これにより電動機はトルク及び構造支出を最小にす
ることができる。付加的伝動装置が必要ない。
【0011】特に好都合には、請求項6により電動機が
駆動輪とともに固定家具部分に関節式に取付けられてお
り、かつばねによつて相手軌道に押圧され、これにより
中心距離不感度が達成され、また自動補力の実現が可能
となる。中心距離不感度は最終使用者によつて既存の家
具に追加的にも行われる組付けを容易とし、高い機能信
頼性をもたらす。
【0012】請求項5に記載された剛性相手軌道に対す
る代案として、請求項7に記載された実施態様では駆動
輪が直線状相手軌道、有利にはラツクに作用し、この相
手軌道が片側で継手を介して可動家具部分に結合されて
おり、かつ摩擦かみ合いを維持するために好適な仕方で
駆動輪に対して支えられる。請求項5に記載された実施
態様は構造支出が少ないのではあるが、請求項7に記載
された実施態様は特殊な振子運動可能な横臥家具又は着
座家具の場合に技術的に有利であると実証することがで
きよう。
【0013】市販の揺りかご及びハリウツドベンチは、
構成される継手によつて回転軸線が固定された配置を特
徴としている。本発明によつて例えば小児用ベツド又は
ベツド等の新規な振子運動可能な着座家具又は横臥家具
を創造するために、請求項8によれば上向きに開口して
湾曲したロール軌道とロールとの組合せによつて可動家
具部分の仮相回転軸線を設定することができ、好ましく
はロール軌道が両側で着座面又は横臥面の末端で互いに
並行に設けられている。これにより着座面又は横臥面の
上方には部材が何る存在しない。着座家具又は横臥家具
はロールによつて、例えばレールとして構成されるロー
ル軌道上を移動する。
【0014】請求項9によれば、センサとして好ましく
は電位差計又は主軸に連結された速度計用発電機が利用
される。両方の代案は原価が安く、充分に機能する。
【0015】駆動装置のエネルギー放出の時点及び量は
運動量の評価に基づいて有意義な制御方式で運動自体に
よつて制御することができるので、その都度の振子固有
振動数への適合が可能であり、振子固有振動数の変化又
は障害に柔軟に反応することができる。別の帰結として
常に共振範囲が利用されるので、運動を維持するための
エネルギー需要が最小となる。最大可能な角度振幅への
制限はやはり容易に制御方式に取り入れることができ、
こうしてこの性質は家具の特殊な実施態様及び電動機特
性に左右されることなく保証することができる。
【0016】可動家具部分の固有振動モードは特徴的振
動時間Tを有する自由振子運動であり、振動時間の逆数
1/Tは振動する質量と支点からのその距離とに依存し
た固有振動数である。
【0017】このような自由振子運動を可能とするため
に、可動家具部分に連結される駆動部分ははとんど抵抗
なしに一緒に回転する(フライホイール)。つまり駆動
装置が切られると可動家具部分は手動で又は受動的に引
き続き揺れ動かすことができる。
【0018】例えば手動スイツチ又は音響スイツチによ
つて制御装置が投入されると、制御方式に従つて駆動電
動機にエネルギーが供給されて、適切なトルクが振動の
方向で働き、これによつてこの振動にエネルギーが供給
される。遅くとも各振動の反転個所でエネルギーの供給
が減制御され、又は変化する振動方向に応じてエネルギ
ーの供給方向が反転される。このために例えば角速度の
零通過がセンサで検出される。
【0019】制御方式は、例えば脇に立つた人間によつ
て手動で徐々に強く揺動運動させるのと同様に、1振動
方向への、つまり各半振動の間に柔らかいエネルギー供
給を引き起こすことができ、後方の半振動はエネルギー
の供給なしに又は制動なしに自由に起きる。つまり制御
装置を投入することによつて希望する振動振幅が生じる
まで、静止位置又は任意の振動位置から振動振幅を各振
動で多少高めることができる。このことを制御器は例え
ば角度センサによつて検知し、振動はエネルギーの供給
なしに自由に継続することができる。引き続き摩擦損失
によつて希望する振動振幅を下まわると、エネルギーの
供給が適切に増制御される。
【0020】制御装置が手動で又は時間制御式に切られ
た後、可動家具部分はゆつくりと振動を止め、又は手動
で引き続き作動させることができる。
【0021】
【実施例】本発明の実施例が図面に示されている。図1
に示す被制御駆動装置は制御のために必要な運動量を検
出する好適なセンサ4を含み、これらの運動量は可動家
具部分の揺動運動から導き出される。更に駆動装置が制
御器1を含み、この制御器は与えられた入力量に依存し
て、例えば特性曲線の形で制御部の内部に記憶されてい
る制御戦略を考慮して、駆動装置用の制御信号を供給す
る。同様に駆動装置が駆動装置2を含み、この駆動装置
は可動家具部分3に直接作用して、加速のために及び摩
擦損失を補償するために必要なエネルギーを用意する。
【0022】図3によれば、市販の揺りかごの駆動装置
2の有利な実施態様は電動機6からなり、その駆動輪7
は揺りかごの軸線と同心で延びた相手軌道9上を転動
し、この相手軌道は可動揺りかご部分8の下でこれと強
固に結合されている。電動機6は固定揺りかご部分10
と関節式に結合されており、継手の軸線は揺りかご及び
電動機6の回転軸線に対して平行である。固定家具部分
10と電動機6との間で緊張されるばね11が駆動輪7
を相手軌道9の方に引つ張る。
【0023】図4に示す振子運動可能な着座家具又は横
臥家具の特殊な実施態様は、複数のロール14が取付け
られている着座面又は横臥面12からなる。これらのロ
ール14は、好ましくは2つのロール軌道13上を転動
する。上向きに開口したロール軌道13の湾曲部によつ
てこの実施態様は着座面又は横臥面12の上方に仮想回
転軸線を生じ、これにより着座面又は横臥面が振子運動
可能となる。
【0024】図5によれば、図3の実施態様に対する代
案として駆動輪6が直線状相手軌道16に作用し、この
相手軌道は片側が継手17を介して可動家具部分8に結
合されており、かつ摩擦かみ合いを維持するために好適
な仕方で駆動輪に対して支えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】すべての実施態様に妥当するシステム図であ
る。
【図2】出力量である電動機電圧と入力量である角速度
及び角度との依存関係としての制御挙動が表されている
例示的特性曲線を示す。
【図3】本発明により追加的に装備された市販の揺りか
ごの2つの部分図である。
【図4】市販の家具に対する代案として特に本発明のた
めに開発された実施態様であり、例えば振子運動可能な
横臥家具として構成することができる。
【図5】図3の実施態様に対する選択的実施態様の駆動
装置を示す。
【符号の説明】
1 制御装置 2 駆動装置 3 可動家具部分
【手続補正書】
【提出日】平成7年9月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】
【実施例】本発明の実施例が図面に示されている。図1
に示す被制御駆動系は、制御のために必要な運動量を検
出する適当なセンサ4を含み、これらの運動量は可動家
具部分の揺動運動から導き出される。更に駆動系は制御
器1を含み、この制御器は与えられた入力量に依存し
て、例えば特性曲線の形で制御部の内部に記憶されてい
る制御戦略を考慮して、駆動装置用の制御信号を供給す
る。同様に駆動系は駆動装置2を含み、この駆動装置は
可動家具部分3に直接作用して、加速のため及び摩擦損
失の補償のために必要なエネルギーを準備する。センサ
4として、固定家具部分aと可動家具部分bとの間へ挿
入されて例えば可動家具部分bの懸架軸受に設けられる
ポテンシヨメータが使用される(図6参照)。その代り
に センサを電動機軸に連結することも可能である。こ
のポテンシヨメータは、両家具部分a及びbの相対角度
を、これに比例する電圧に変換する。この電圧は入力信
号ψとして制御器1としてのマイクロコントローラへ供
給される。マイクロコントローラは、この入力信号から
微分により入力信号ωとして角速度を計算する。マイク
ロコントローラは、この入力信号ωから出力信号Uを計
算する。図2は、ψ及びωの各値に出力信号値Uを対応
させる一義的な特性曲線を示している。マイクロコント
ローラの出力端において信号値Uは、例えばパワトラン
ジスタを含む増幅回路により有効な電動機電圧となるよ
うに増幅され、マイクロコントローラから駆動装置2の
電動機へ供給される。ここで重要なことは出力信号値U
=0で駆動装置においてトルクが伝達されないことであ
る。このトルクは直流電動機において近似的に与えられ
る。図2による特性曲線を裏側から見たものが図7に示
されている。この特性曲線は、値ω>0のための開始突
起dを除いて値U=0を持ち、従つてこの振動方向には
駆動されない。他の半振動中(ω<0)、小さいψ及び
ωでは出力信号Uが増大する。この特性曲線範囲は、半
円状に値U=0へ移行する。定常振子振動従つて最大振
輻を持つ振子運動は、ψ及びωの値範囲で、特性曲線に
おいて山を包囲する円を通る。図8は、特性曲線の平面
図において定常振子振動円eを示している。摩擦又は故
障により振子振動が円e内の値に低下すると、1つの振
動方向へそれに応じて出力値Uが増大し、従つて定常的
な円通過が再び行われるまで、振動へエネルギーが供給
される。静止状態ψ=0及びω=0からの投入の際、図
8における加速度軌道に従つて、値範囲ψ及びωが定常
円eに達するまでうず巻状に通過される。このうず巻
は、各半振動(ω<0)中に連続的なエネルギー供給
(U>0)によつて生ずる。特徴は、ψ=0及びω=0
の周りの狭い範囲における初期エネルギー供給を行つて
絶対静止状態からの自続振動を可能にする開始突起dで
ある。前述した特性曲線はフアジー論理によりプログラ
ム可能であり、自続過程のためこのプログラム符号はマ
イクロコントローラへ記録可能である。使用されるフア
ジー論理プログラムステツプは要約すると次の通りであ
る。もしψが負で大きく、かつωが負で大きいと、Uは
0。もしψが負で小さく、かつωが負で小さいと、Uは
中位。フアジー論理プログラムステツプが多く使用され
るほど、所望の特性曲線に近づけることができる。上述
した構成及び特性曲線は1つの例にすぎない。センサと
して回転速度計を電動機軸に連結し、その角速度ωに比
例する電圧信号を入力信号としてマイクロコントローラ
へ供給し、そこで微分により第2の入力信号として角加
速度をdω/dtを計算し、また適当な特性曲線で類似
な制動動作を行うことも考えられる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】すべての実施態様に妥当するシステム図であ
る。
【図2】出力量である電動機電圧と入力量である角速度
及び角度との依存関係としての制御挙動が表されている
例示的特性曲線を示す。
【図3】本発明により追加的に装備された市販の揺りか
ごの2つの部分図である。
【図4】市販の家具に対する代案として特に本発明のた
めに開発された実施態様であり、例えば揺動運動可能な
横臥家具として構成することができる。
【図5】図3の実施態様に対する選択的実施態様の駆動
装置を示す。
【図6】センサの配置を示す図である。
【図7】図2の特性曲線を裏側から見た図である。
【図8】振子振動過程を示す半面図である。
【符号の説明】 1 制御装置 2 駆動装置 3 可動家具部分
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】追加
【補正内容】
【図6】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】追加
【補正内容】
【図7】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図8
【補正方法】追加
【補正内容】
【図8】

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 振子運動可能な善座家具又は横臥家具用
    の被制御駆動装置において、希望する角度振幅を達成す
    るまで可動家具部分(3)をその固有振動モードで徐々
    に強く揺れ動かして、この角度振幅を任意の長さに維持
    する制御装置(1)及び駆動装置(2)を特徴とする、
    被制御駆動装置。
  2. 【請求項2】 運動量、つまり角度、角速度、角加速度
    の少なくとも1つがセンサ(4)で検出され、又はセン
    サ信号から算出されて入力量として制御器(1)によつ
    て利用されることを特徴とする、請求項1に記載の被制
    御駆動装置。
  3. 【請求項3】 好ましくは制御のためにマイクロコント
    ローラが利用され、そのなかに制御方式が例えば特性曲
    腺(5)の形で記憶されており、これによりマイクロコ
    ントローラが入力量に依存して駆動装置用制御信号を出
    力信号として算出することを特徴とする、請求項1又は
    2に記載の被制御駆動装置。
  4. 【請求項4】 マイクロコントローラが好ましくはフア
    ジー論理の原理にしたがつて作動することを特徴とす
    る、請求項3に記載の被制御駆動装置。
  5. 【請求項5】 駆動装置(2)が電動機(6)からな
    り、この電動機が駆動輪(7)、好ましくは摩擦輪を介
    して可動家具部分(8)の支点に対してできるだけ大き
    く離して同心で設けられる相手軌道(9)に作用し、こ
    の相手軌道が好ましくは着座面又は横臥面の下方でこれ
    と強固に結合されていることを特徴とする、請求項1に
    記載の被制御駆動装置。
  6. 【請求項6】 電動機(6)が駆動輪(7)とともに固
    定家具部分(10)に関節式に取付けられており、かつ
    ばね(11)によつて相手軌道(9)に押圧され、これ
    により中心距離不感度が達成され、また自動補力の実現
    が可能となることを特徴とする、請求項5に記載の被制
    御駆動装置。
  7. 【請求項7】 請求項5に対する代案として選択される
    実施態様では駆動輪(6)が直線状相手軌道(16)、
    好ましくはラツクに作用し、この相手軌道が片側で継手
    (17)を介して可動家具部分(8)に結合されてお
    り、かつ摩擦かみ合を維持するために好適な仕方で駆動
    輪に対して支えられることを特徴とする、請求項1に記
    載の被制御駆動装置。
  8. 【請求項8】 構成される継手によつて固定回転軸線を
    有する可動家具を設ける通常の配置に対する代案として
    選択される実施態様では、上向きに開口して湾曲したロ
    ール軌道(13)とロール(14)との組合せによつて
    可動家具部分(12)の仮想回転軸線(15)が設定さ
    れ、好ましくはロール軌道(13)が両側で着座面又は
    横臥面の末端で互いに並行に設けられていることを特徴
    とする、請求項1に記載の被制御駆動装置。
  9. 【請求項9】 センサ(4)として有利には電位差計又
    は主軸に連結された速度計用発電機が利用されることを
    特徴とする、請求項2に記載の被制御駆動装置。
JP7170087A 1994-06-06 1995-06-02 振子運動可能な善座家具又は横臥家具用の被制御駆動装置 Pending JPH08173277A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE4419781A DE4419781C2 (de) 1994-06-06 1994-06-06 Geregelter Antrieb für pendelschwingungsfähige Sitz- oder Liegemöbel
DE4419781.0 1994-06-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08173277A true JPH08173277A (ja) 1996-07-09

Family

ID=6519934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7170087A Pending JPH08173277A (ja) 1994-06-06 1995-06-02 振子運動可能な善座家具又は横臥家具用の被制御駆動装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5574339A (ja)
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