(57)【要約】本発明は、人の頭部に適切な荷重がかかるようにケアユニットを押し当てて、快適な頭部ケアを実現することができる頭部ケア装置を提供する。本発明の頭部ケア装置（１１）は、第１支持部（２０）と、第１支持部（２０）に支持された人の頭部（１７）に当接する接触部（２１）を有するケアユニット（１２Ｌ，１２Ｒ）と、ケアユニット（１２Ｌ，１２Ｒ）を頭部（１７）に対する第１方向（矢印Ｃ方向）又は／及び頭部（１７）の表面に沿った第２方向（矢印Ｅ方向）に移動させるアーム（１３Ｌ，１３Ｒ）と、第２方向の位置が相違する少なくとも２個の荷重センサ（５１ａ，５１ｂ）で検出された第１方向の荷重に基づいて、接触部（２０）に対して第１方向に加わる荷重を検出する荷重検出部（１５）と、を備える。
2013183275.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１支持部と、
前記第１支持部に支持された人の頭部に当接する接触部を有するケアユニットと、
前記ケアユニットを前記頭部の表面に平行な第２方向又は／及び前記第２方向に垂直な第１方向に移動させるアームと、
前記第２方向における位置が相違する少なくとも２個の荷重センサで検出された荷重に基づいて、前記接触部に対して前記第１方向に加わる荷重を検出する荷重検出部と、を備える、
頭部ケア装置。
【請求項２】
前記荷重検出部は、前記荷重センサで検出される検出値の和に基づいて、前記接触部に対して前記第１方向に加わる荷重を検出する、
請求項１記載の頭部ケア装置。
【請求項３】
前記荷重検出部は、前記荷重センサで検出される検出値の差に基づいて、前記接触部に対して前記第２方向に加わる荷重を算出する第１算出部を有する、
請求項１又は２記載の頭部ケア装置。
【請求項４】
前記第２方向に加わる荷重が所定の値よりも大きいか否かに基づいて、異常の有無を判定する判定部を備える、
請求項３記載の頭部ケア装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記アームが前記第２方向に移動しているとき、前記第２方向に加わる荷重が所定の値よりも大きいか否かに基づいて、前記第１支持部に支持された前記頭部の髪が前記接触部に絡まっているか否かを判定する、
請求項４記載の頭部ケア装置。
【請求項６】
前記判定部は、前記アームが停止しているとき、前記第２方向に加わる荷重が所定の値よりも大きいか否かに基づいて、前記第１支持部から前記頭部が離れたか否かを判定する、
請求項４又は５記載の頭部ケア装置。
【請求項７】
前記荷重センサは、１方向の荷重のみを検出するセンサである、
請求項１から６いずれか１項記載の頭部ケア装置。
【請求項８】
前記荷重センサは、ロードセルである、
請求項１から７いずれか１項記載の頭部ケア装置。
【請求項９】
前記荷重センサは、互いに平行に配置された一対の板ばねと、一方の前記板ばねに貼り付けられた少なくとも２つの歪ゲージと、を備える、
請求項８記載の頭部ケア装置。
【請求項１０】
前記荷重センサは、前記アームの支持軸が貫通した支持部を備え、
前記支持部は、前記支持軸を軸回転方向に回動可能、且つ、軸並進方向に拘束して支持する、
請求項１から９いずれか１項記載の頭部ケア装置。
【請求項１１】
前記荷重検出部で検出される前記第１方向の荷重のうち、前記ケアユニットの重量のうちの前記第１方向の成分による荷重をキャンセルするための重量キャンセル部を備える、
請求項１から１０いずれか１項記載の頭部ケア装置。
【請求項１２】
前記ケアユニットは、前記荷重センサを収容するカバーと、前記カバーの孔部の周壁と前記アームの支持軸との隙間を封止する弾性部と、を更に備える、
請求項１から１１いずれか１項記載の頭部ケア装置。
【請求項１３】
前記ケアユニットは、前記荷重センサを収容するカバーと、前記カバーを前記第１方向に貫通するように前記荷重センサから突出し、前記カバーの外側において前記アームに連結された突出部と、前記カバーの孔部の周壁と前記突出部との隙間を封止する弾性部と、を更に備える、
請求項１から１１いずれか１項記載の頭部ケア装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療又は美容などの分野において、人の頭部を自動でケアする頭部ケア装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
人の頭部のケアには、頭髪および頭皮を含む人の頭部の洗浄およびマッサージが含まれる。人の頭部のケアは、人手が必要であり、自動化が望まれている。そこで、頭部に対して洗浄液を噴射して、頭部を洗浄する自動頭部洗浄装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
図１３は、従来の自動頭部洗浄装置の要部の概略構成図である。図１３に示すように、従来の自動頭部洗浄装置は、内周面に一定間隔でノズル１ａ、２ａが設けられた円弧状の洗浄ユニット１を有する。【０００４】
ノズル１ａ、２ａは、頭部に対向するように配置される。ノズル１ａ、２ａは、洗浄ユニット１の内部の給液路（図示せず）を介して液切替部３に接続されており、液切替部３から供給された洗浄液を頭部に向けて噴射する。【０００５】
洗浄ユニット１は、駆動部４により、矢印３ｃの方向に移動可能である。また、洗浄ユニット１は、駆動部６により、支軸を中心として回転可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１４９１３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来の自動頭部洗浄装置は、ノズル１ａ、２ａからの液の噴射により頭部を洗浄するものであり、人の頭部を擦り洗いするものではない。また、ケアユニットを人の頭部に押し当てて頭部の洗浄を行う場合、ケアユニットに頭髪が絡まる可能性がある。【０００８】
そこで、本発明は、ケアユニットを頭部に押し当てて頭部の洗浄を行う際に、ケアユニットへの頭髪の絡まりの影響を軽減して快適な頭部のケアを実現可能な頭部ケア装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の頭部ケア装置は、第１支持部と、前記第１支持部に支持された人の頭部に当接する接触部を有するケアユニットと、前記ケアユニットを前記頭部の表面に平行な第２方向又は／及び前記第２方向に垂直な第１方向に移動させるアームと、前記第２方向における位置が相違する少なくとも２個の荷重センサで検出された荷重に基づいて、前記接触部に対して前記第１方向に加わる荷重を検出する荷重検出部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ケアユニットを頭部に押し当てて頭部の洗浄を行う際に、ケアユニットへの頭髪の絡まりの影響を軽減して快適な頭部のケアを実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１Ａ】本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置を示す斜視図である。
【図１Ｂ】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の要部を示す側面図である。
【図２】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の左の洗浄ユニット及びアームを示す平面図である。
【図３】本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置の左の洗浄ユニット及びアームを人の頭部側から見た図である。
【図４】本実施の形態１にかかる荷重検出部及びその周辺部を示す図２のＫ−Ｋ線断面図である。
【図５】本実施の形態１にかかる荷重検出部及びその周辺部を示す図３のＭ−Ｍ線断面図である。
【図６】本実施の形態１にかかる荷重検出部に関連する制御システムのブロック図である。
【図７Ａ】本実施の形態１にかかる荷重検出部及びその周辺部を示す図３のＮ−Ｎ線断面図である。
【図７Ｂ】接触子に頭髪が絡まった状態を示す図７Ａと同様の断面図である。
【図８Ａ】アームがスイング回動している状態を示す図７Ａと同様の断面図である。
【図８Ｂ】アームのスイング回動中に接触子に頭髪が絡まった状態を示す図７Ａと同様の断面図である。
【図９】本実施の形態１にかかる荷重検出部に関連する制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の実施の形態２にかかる左の洗浄ユニット及びアームを示す側面図である。
【図１１】本実施の形態２にかかる重量キャンセル部に関連する制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の実施の形態３にかかる洗浄ユニットの内部を示す図５と同様の断面図である。
【図１３】従来の自動頭部洗浄装置の要部を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、同じ構成要素には同じ符号を付しており、説明を省略する場合もある。また、図面は理解し易くするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示している。さらに、一部の図面においては、各図の関係を明確にするために、図中にＸＹＺ軸を図示している。Ｘ軸及びＹ軸は、互いに直角な水平方向に沿った軸であり、Ｚ軸は、鉛直方向に沿った軸である。
【００１３】
なお、本発明では、人の頭部を自動でケアする頭部ケア装置の一例として、人の頭部を自動で洗浄する自動頭部洗浄装置について説明する。本発明において、「人の頭部をケアする」とは、人の頭皮の洗浄、人の頭髪の洗浄、人の頭部のマッサージ、の少なくとも１つを行うことを意味する。
【００１４】
（実施の形態１）
図１Ａは、本発明の実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１１を示す全体斜視図である。
【００１５】
図１Ａに示すように、自動頭部洗浄装置１１は、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒと、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒを移動させるアーム１３Ｌ，１３Ｒと、荷重検出部１５と、ボウル１８と、パイプ１９Ｌ，１９Ｒと、ボウル１８に収容された頭部１７を支持する枕部２０と、自動頭部洗浄装置１１の動作を制御する制御部１４とを有する。洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、枕部２０に支持された人の頭部１７を擦るためのユニットである。洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、ケアユニットの一例である。パイプ１９Ｌ，１９Ｒには、人の頭部１７に向けて洗浄液及び水を噴射するノズルが設けられる。ボウル１８は、人の後頭部１７ａ（図１Ｂ参照）を包み込むように収容する。枕部２０は、第１支持部であり、人の後頭部１７ａを支持する後頭部支持部の一例である。
【００１６】
人の頭部１７は、図１Ｂに示すように、鉛直上側を見上げた姿勢でボウル１８にセットされる。ボウル１８に人の頭部１７が正しくセットされた状態では、頭部１７の体軸方向はＸ軸方向に沿って配置され、頭部１７の左右方向はＹ軸方向に沿って配置され、頭部１７の前後方向はＺ軸方向に沿って配置される。枕部２０は、ボウル１８内において、人の後頭部１７ａを鉛直下側から支持する。
【００１７】
洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、左右に一対設けられている。一方の洗浄ユニット１２Ｌは、人の頭部１７の左側を擦るための左の洗浄ユニット１２Ｌであり、他方の洗浄ユニット１２Ｒは、人の頭部１７の右側を擦るための右の洗浄ユニット１２Ｒである。一方のアーム１３Ｌは、左の洗浄ユニット１２Ｌを移動させる左のアーム１３Ｌであり、他方のアーム１３Ｒは、右の洗浄ユニット１２Ｒを移動させる右のアーム１３Ｒである。
【００１８】
パイプ１９Ｌ，１９Ｒは、左右に一対設けられている。一方のパイプ１９Ｌは、左のアーム１３Ｌに取り付けられた左のパイプ１９Ｌであり、他方のパイプ１９Ｒは、右のアーム１３Ｒに取り付けられた右のパイプ１９Ｒである。
【００１９】
図１Ｂ、図２及び図３を参照して、アーム１３Ｌ及び洗浄ユニット１２Ｌの構成について説明する。
【００２０】
図１Ｂは、左のアーム１３Ｌ及び洗浄ユニット１２Ｌを示す側面図である。図２は、左の洗浄ユニット１２Ｌ及びアーム１３Ｌを示す平面図である。図３は、水平に配置された状態の左の洗浄ユニット１２Ｌ及びアーム１３Ｌを、人の頭部側から見た図である。なお、左右のアーム１３Ｌ，１３Ｒ及び洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、互いに左右対称で同様の構造を有するため、以下の説明および図面において、右のアーム１３Ｒ及び洗浄ユニット１２Ｒに関連する図示及び説明は、省略している。
【００２１】
図２及び図３に示すように、洗浄ユニット１２Ｌは、後述する荷重検出部１５を収容するカバー３２と、枕部２０に支持された人の頭部１７に当接する複数の接触子２１とを有する。接触子２１は接触部の一例である。
【００２２】
接触子２１は、カバー３２の外側に露出して設けられている。図３に示すように、接触子２１は、２列に並べて配置されている。一方の列に属する各接触子２１は、連結部２２を介して、他方の列に属する１つの接触子２１に連結されている。連結部２２は、カバー３２に対して回動可能である。連結部２２が回動することにより、連結部２２に固定された一対の接触子２１は、連結部２２の回動軸を中心として揺動する。
【００２３】
図２に示すように、アーム１３Ｌは、洗浄ユニット１２Ｌを支持するリンク機構１３ａと、リンク機構１３ａを支持する支持部１３ｃと、を有する。
【００２４】
リンク機構１３ａは、４本のリンクを有する５節リンク機構である。リンク機構１３ａは、支持軸３６を介して洗浄ユニット１２Ｌを支持している。また、リンク機構１３ａは、２つの回動軸１３ｂ，１３ｇを介して支持部１３ｃに支持されている。回動軸１３ｂ，１３ｇは、支持軸３６に平行に設けられている。一方の回動軸１３ｂは、リンク機構１３ａのリンクに固定されており、支持部１３ｃに回動可能に支持されている。また、回動軸１３ｂは、第１駆動部１３ｄに連結されている。第１駆動部１３ｄは、回動軸１３ｂを軸周りに矢印Ａ方向（図２参照）に回動させる。第１駆動部１３ｄは、支持部１３ｃの内部に設けられている。
【００２５】
支持部１３ｃは、連結軸１３ｅを介して第２駆動部１３ｆに駆動連結されている。連結軸１３ｅは、支持軸３６及び回動軸１３ｂ，１３ｇに対して直角に配置されている。より具体的に、連結軸１３ｅは、枕部２０に載置された人の頭部１７の略中心を通り、且つ、Ｘ軸に平行な方向に沿って配置されている。第２駆動部１３ｆは、連結軸１３ｅを、軸周りに矢印Ｂ方向（図１Ｂ及び図２参照）に回動させる。支持部１３ｃは、第２駆動部１３ｆによって連結軸１３ｅが回動することで、連結軸１３ｅと共に回動する。第２駆動部１３ｆは、ボウル１８のハウジングの内部に設けられている（図１参照）。
【００２６】
図２に示すように、第１駆動部１３ｄによってアーム１３Ｌが矢印Ａ方向に回動すると、洗浄ユニット１２Ｌは、頭部１７に対する第１方向に動く。第１方向は、押圧方向の一例であると共に図２に示す矢印Ｃ方向であり、接触子２１が当接する頭部１７の表面に対する略法線方向である。第１方向には、頭部１７に近づく方向だけでなく、頭部１７から離れる方向も含まれる。
【００２７】
図１Ｂに示すように、第２駆動部１３ｆによってアーム１３Ｌが人の頭部１７の略中心を通過する軸周りに矢印Ｂ方向に回動すると、洗浄ユニット１２Ｌは、頭部１７に沿った第２方向に動く。第２方向とは、移動方向の一例であると共に図１Ｂに示す矢印Ｅ方向であり、連結軸１３ｅを中心とした回動方向である。第２方向は、接触子２１と人の頭部１７の接触部においては、頭部１７の表面に対する略接線方向に一致する。以下、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒを第２方向に移動させるようにアーム１３Ｌ，１３Ｒが回動することを、「スイング回動」と呼ぶ。
【００２８】
本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１１は、枕部２０に載せられた人の頭部１７を洗浄するとき、上記のように洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒを第１方向に動かして人の頭部１７を押圧した状態で、上記のようにアーム１３Ｌ，１３Ｒを第２方向にスイング回動させる。以上の動作に、パイプ１９Ｌ，１９Ｒのノズルからの洗浄液及び水の噴射を適宜組み合わせることで、人の頭部１７が接触洗浄される。このとき、接触子２１の揺動を適宜組み合わせることで、更なる洗浄効果を得ることができる。
【００２９】
本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１１は、人の頭部１７に対する略均一な押圧荷重での接触洗浄を実現するために、接触子２１に対して第１方向に加わる荷重を検出する荷重検出部１５を備える。
【００３０】
本実施の形態１の自動頭部洗浄装置１１は、荷重検出部１５を有することを特徴の１つとする。そして、本実施の形態１の自動頭部洗浄装置１１は、荷重検出部１５を用いることで、例えば、接触子２１への頭髪６０の絡まりを検出することができるため、洗浄ユニット１２への頭髪の絡まりの影響を軽減して、快適な頭部のケアを実現可能である。
【００３１】
図４、図５及び図７Ａを参照して、荷重検出部１５の構造について説明する。図４は、荷重検出部１５及びその周辺部を示す図２のＫ−Ｋ線断面図である。図５は、荷重検出部１５及びその周辺部を示す図３のＭ−Ｍ線断面図である。図７Ａは、荷重検出部１５及びその周辺部を示す図３のＮ−Ｎ線断面図である。
【００３２】
図４、図５及び図７Ａに示すように、荷重検出部１５は、洗浄ユニット１２Ｌのカバー３２の内部に収容されている。荷重検出部１５は、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂと、第１算出部５１ｃと、を有する。第１算出部５１ｃは、荷重算出部の一例である。
【００３３】
第１算出部５１ｃは、電子回路を有する電子部品である。第１算出部５１ｃは、カバー３２の内部において荷重センサ５１ａ，５１ｂの近傍に搭載されている。第１算出部５１ｃは、荷重センサ５１ａ，５１ｂで検出された値に基づいて、接触子２１に対して第１方向に加えられた荷重を算出する。
【００３４】
荷重センサ５１ａ，５１ｂは、第２方向において、間隔を空けて並置されている。すなわち、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂは、人の頭部１７の表面に沿った第２方向に相違する位置に、それぞれ配置されている。第２方向において、荷重センサ５１ａ，５１ｂの中心間距離は２Ｌであり、各荷重センサ５１ａ，５１ｂの中心と支持軸３６の中心との距離はＬである。
【００３５】
荷重センサ５１ａ，５１ｂは、互いに同じ構造および大きさを有するロードセルである。図５に示すように、荷重センサ５１ａは、互いに平行に配置された一対の板ばね５４，５５と、一方の板ばね５４に貼り付けられた複数の歪ゲージ５４ａと、を備える。
【００３６】
各板ばね５４，５５は、第２方向及び第１方向に直交する方向に延設されている。２枚の板ばね５４，５５は、スペーサ５２，５３を介して積層されている。板ばね５４，５５の積層方向は、第１方向に平行であり且つ第２方向に直交する方向である。
【００３７】
図４及び図５に示すように、スペーサ５２，５３は、板ばね５４，５５の長さ方向に間隔を空けて配置されている。一方のスペーサ５２には、板ばね５４，５５の一端部が固定されている。他方のスペーサ５３には、板ばね５４，５５の他端部が固定されている。
【００３８】
図５に示すように、歪ゲージ５４ａは、一方の板ばね５４の両面に２個ずつ設けられている。板ばね５４の各面において、２個の歪ゲージ５４ａは、板ばね５４の長さ方向に間隔を空けて配置されている。なお、歪ゲージ５４ａは、板ばね５４の一方の面にのみ設けられていてもよい。
【００３９】
以上の構成により、荷重センサ５１ａ，５１ｂは、板ばね５４と板ばね５５の積層方向の荷重のみを検出することができる。
【００４０】
図４及び図５に示すように、板ばね５４，５５の長さ方向において、荷重センサ５１ａ，５１ｂの一端部は、洗浄ユニット１２Ｌの台座部３７に固定されている。また、荷重センサ５１ａ，５１ｂの他端部では、アーム１３Ｌの支持軸３６がスペーサ５２を貫通している。荷重センサ５１ａ，５１ｂを固定するための台座部３７は、カバー３２の内面に固定または一体に設けられている。また、台座部３７には、第１算出部５１ｃが取り付けられている。一方のスペーサ５２は、支持軸を支持する支持部の一例である。スペーサ５２には、スペーサ５２を第２方向に貫通する貫通穴５２ａが設けられ、貫通穴５２ａに支持軸３６が挿通されている。スペーサ５２は、貫通穴５２ａに装着された軸受５２ｂを介して、支持軸３６を軸回転方向に回動可能、且つ、軸並進方向に拘束して支持している。
【００４１】
図４及び図７Ａに示すように、支持軸３６は、一対の孔部３４に挿通されている。一対の孔部３４は、それぞれカバー３２の内部と外部を繋ぐ。支持軸３６と各孔部３４の周壁との間には隙間が設けられている。つまり、支持軸３６はカバー３２に固定されていない。そのため、人の頭部１７から洗浄ユニット１２Ｌの接触子２１に加えられた荷重は、カバー３２から台座部３７及び荷重センサ５１ａ，５１ｂを介して支持軸３６に伝えられる。そのため、接触子２１に加えられた荷重が荷重センサ５１ａ，５１ｂに加わることになり、荷重センサ５１ａ，５１ｂによって、洗浄ユニット１２Ｌの接触子２１に加わる荷重を検出することができる。
【００４２】
一般に、洗浄ユニット１２Ｌの接触子２１によって人の頭部１７を押さえるときの荷重を荷重センサ５１ａ，５１ｂによって検出するために、荷重センサ５１ａ，５１ｂの変位量は、数十μｍ程度で設計される。そのため、この変位を許容するために、支持軸３６と孔部３４の周壁との間には、組立誤差等を考慮して１ｍｍ程度の隙間を設ける。
【００４３】
洗浄ユニット１２Ｌは、人の頭部１７に押し当てられたとき、支持軸３６を中心に回動することで、頭部１７の表面に沿って配置される。このとき、板ばね５４，５５は、接触子２１との接触位置近傍における人の頭部１７の表面に対して、略平行に配置される。つまり、板ばね５４，５５の積層方向は、接触子２１との接触位置近傍における人の頭部１７の表面の法線方向に、略等しくなる。したがって、荷重センサ５１ａ，５１ｂは、頭部１７の表面に対する法線方向、すなわち、接触子２１による人の頭部１７に対する第１方向に加わる荷重を、検出することができる。
【００４４】
上述した通り、荷重センサ５１ａ，５１ｂは、カバー３２で覆われている。また、カバー３２の孔部３４の周壁と支持軸３６との隙間は、弾性部３３によって封止されている。そのため、カバー３２の内部への水の浸入が防止され、荷重センサ５１ａ，５１ｂが水で濡れることを防止できる。弾性部３３には、例えば、ゴム材料よりなる柔らかいリング状部材が用いられる。弾性部３３の柔らかさとしては、接触子２１から弾性部３３を介して支持軸３６に伝わる荷重の伝達を十分に抑制できる程度の柔らかさが、望ましい。これにより、支持軸３６と孔部３４の周壁との隙間を弾性部３３によって封止しても、洗浄ユニット１２Ｌに加えられた荷重が確実に荷重センサ５１ａ，５１ｂに伝えられるため、荷重センサ５１ａ，５１ｂによる荷重検出が可能である。
【００４５】
図６、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、荷重検出部１５に関連する制御システムについて説明する。
【００４６】
図６は、荷重検出部１５に関連する制御システムのブロック図である。図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂは、荷重検出部１５及びその周辺部を示す図３のＮ−Ｎ線断面図である。より具体的に、図７Ａは、アーム１３Ｌが停止している状態を示し、図７Ｂは、アーム１３Ｌの停止中に接触子２１に頭髪６０が絡まった状態を示し、図８Ａは、アーム１３Ｌがスイング回動している状態を示し、図８Ｂは、アーム１３Ｌのスイング回動中に接触子２１に頭髪６０が絡まった状態を示している。
【００４７】
なお、荷重検出部１５は、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒ毎に設けられているが、図６には、一方の荷重検出部１５のみを図示している。
【００４８】
図６に示すように、荷重センサ５１ａ，５１ｂの出力信号は、第１算出部５１ｃに入力される。第１算出部５１ｃは、接触子２１に対して第１方向に加わる荷重を算出する第２算出部５１ｄと、接触子２１に対して第２方向に加わる荷重を算出する第３算出部５１ｅと、を有する。第２算出部５１ｄは、荷重センサ５１ａ，５１ｂで検出される検出値の和に基づいて第１方向（押圧方向）の荷重を算出する、押圧方向荷重算出部の一例である。第３算出部５１ｅは、荷重センサ５１ａ，５１ｂで検出される検出値の差に基づいて第２方向（移動方向）の荷重を算出する、移動方向荷重算出部の一例である。
【００４９】
第１算出部５１ｃにより算出された算出値の信号は制御部１４に入力される。制御部１４は、判定部１６と、種々の情報を記憶する記憶部２４と、を有する。判定部１６は、第３算出部５１ｅで算出された第２方向の荷重が、所定の値よりも大きいか否かを判定する。
【００５０】
制御部１４から出力される制御信号は、第１駆動部１３ｄ及び第２駆動部１３ｆに入力される。つまり、制御部１４は、荷重検出部１５で検出された検出値に基づいて第１駆動部１３ｄ及び第２駆動部１３ｆを制御することで、アーム１３Ｌ，１３Ｒの動作を制御する。
【００５１】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、第２算出部５１ｄ及び第３算出部５１ｅによる荷重算出方法について、説明する。
【００５２】
図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、符号が付された各種寸法および各種荷重の大きさは、次の通りである。
【００５３】
先ず、上述したように、第２方向に関して、荷重センサ５１ａ，５１ｂの中心間距離は２Ｌであり、各荷重センサ５１ａ，５１ｂの中心と支持軸３６の中心との距離はＬである。また、第２方向に関して、一対の接触子２１の中心間の距離を２Ｓとし、各接触子２１の中心と支持軸３６の中心との距離をＳとする。第１方向に関して、人の頭部１７に対する接触子２１の接触面と支持軸３６との距離をＨとする。ＦＬ１は、一方の荷重センサ５１ａの検出値であり、ＦＬ２は、他方の荷重センサ５１ｂの検出値である。Ｆｎ１は、一方の接触子２１に加わる第１方向の荷重であり、Ｆｎ２は、他方の接触子２１に加わる第１方向の荷重である。また、図８Ａ及び図８Ｂにおいて、Ｆｓ１は、一方の接触子２１に加わる第２方向の荷重であり、Ｆｓ２は、他方の接触子２１に加わる第２方向の荷重である。
【００５４】
洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動していない状態を示す図７Ａ及び図７Ｂを参照して、第２算出部５１ｄで接触子２１に加わる第１方向の荷重を算出する方法について、説明する。
【００５５】
接触子２１が人の頭部１７に当接すると、第２算出部５１ｄは、荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２に基づいて、接触子２１に加わる第１方向の荷重を算出する。具体的に、第２算出部５１ｄは、下記（数式１）のように荷重センサ５１ａの検出値ＦＬ１及び荷重センサ５１ｂの検出値ＦＬ２を加算して、接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｙを算出する。
【００５６】
［数１］
Ｆｙ＝ＦＬ１＋ＦＬ２      ・・・・・（数式１）
【００５７】
ここで、本実施の形態１の荷重検出部１５の構成では、接触子２１に加わる第１方向の荷重は、図７Ｂに示すように接触子２１に頭髪６０が絡まった場合でも、ほとんど変化しない。したがって、接触子２１に頭髪６０が絡まっても、上記（数式１）を用いて、接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｙを算出できる。
【００５８】
制御部１４は、第１方向の荷重Ｆｙに基づいて、接触子２１に加わる第１方向の荷重が、予め記憶部２４に記憶された大きさになるように、アーム１３Ｌ，１３Ｒを制御する。このように制御することにより、自動頭部洗浄装置１１は、人の頭部１７に対して略均一な押圧荷重で接触洗浄を行なうことができる。
【００５９】
続いて、図８Ａ及び図８Ｂを参照して、洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動している場合に、第２算出部５１ｄにより、接触子２１に加わる第１方向の荷重を算出する方法、及び、第３算出部５１ｅにより、接触子２１に加わる第２方向の荷重を算出する方法について説明する。
【００６０】
図８Ａに示すように、アーム１３Ｌのスイング回動によって洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動しているとき、接触子２１と人の頭部１７との間に摩擦力が生じるため、接触子２１には、第１方向の荷重Ｆｎ１，Ｆｎ２だけでなく、第２方向の荷重Ｆｓ１，Ｆｓ２も加わる。
【００６１】
接触子２１に第２方向の荷重Ｆｓ１，Ｆｓ２が加わると、支持軸３６に力のモーメントＭｅが発生する。距離２Ｌを隔てて第２方向に並置された荷重センサ５１ａ，５１ｂは、支持軸３６の中心を挟むように設置されている。そのため、支持軸３６にモーメントＭｅが発生すると、片方の荷重センサ５１ａに正の荷重が加わり、他方の荷重センサ５１ｂに負の荷重が加わる。つまり、アーム１３Ｌのスイング回動中、荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２には、接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｎ１，Ｆｎ２による荷重成分に加えて、支持軸３６に生じるモーメントＭｅによる正または負の荷重成分が含まれる。
【００６２】
モーメントＭｅにより一方の荷重センサ５１ａに加わる正の荷重成分の絶対値は、他方の荷重センサ５１ｂに加わる負の荷重成分の絶対値に略等しい。そのため、上記（数式１）のように、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２を加算すると、モーメントＭｅにより両荷重センサ５１ａ，５１ｂに加わる荷重成分が相殺されて、モーメントＭｅによる影響を十分に抑制できる。よって、実施の形態１の荷重検出部１５は、アーム１３Ｌ，１３Ｒがスイング回動しているときも、上記（数式１）を用いることによって、接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｙをほぼ正確に算出することができる。
【００６３】
続いて、アーム１３Ｌのスイング回動中に、第３算出部５１ｅにより第２方向の荷重を算出する方法について説明する。
【００６４】
第３算出部５１ｅは、荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差に基づいて、接触子２１に対して加わる第２方向の荷重Ｆｓを算出する。具体的な算出方法は次の通りである。
【００６５】
上記のモーメントＭｅは、一対の接触子２１に第１方向及び第２方向の荷重が加えられることによって生じる。そのため、モーメントＭｅは、一対の接触子２１に加わる第１方向及び第２方向の荷重に基づいて、下記（数式２）によって求められる。
【００６６】
［数２］
Ｍｅ＝（Ｆｎ１−Ｆｎ２）×Ｓ＋（Ｆｓ１＋Ｆｓ２）×Ｈ    ・・・（数式２）
【００６７】
一対の接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｎ１，Ｆｎ２は概ね等しいため、  Ｆｎ１＝Ｆｎ２  と仮定できる。そのため、上記（数式２）は、下記の（数式３）に変形することができる。
【００６８】
［数３］
Ｍｅ＝（Ｆｓ１＋Ｆｓ２）×Ｈ    ・・・（数式３）
【００６９】
一対の接触子２１に加わる第２方向の総荷重Ｆｓは、各接触子２１に加わる第２方向の荷重Ｆｓ１，Ｆｓ２の和であるため、  Ｆｓ＝Ｆｓ１＋Ｆｓ２  が成り立つ。そのため、上記（数式３）は、下記の（数式４）に変形することができる。
【００７０】
［数４］
Ｍｅ＝Ｆｓ×Ｈ    ・・・（数式４）
【００７１】
また、モーメントＭｅは、荷重センサ５１ａ，５１ｂで検出される荷重ＦＬ１，ＦＬ２に基づいて、下記の（数式５）によって算出することができる。２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂは、支持軸３６の中心を挟むように配置されているため、下記の（数式５）では、荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差に基づいてモーメントＭｅが算出される。
【００７２】
［数５］
Ｍｅ＝（ＦＬ１−ＦＬ２）×Ｌ      ・・・・・（数式５）
【００７３】
上記の（数式４）及び（数式５）に基づいて、下記の（数式６）が得られる。
【００７４】
［数６］
Ｆｓ＝（ＦＬ１−ＦＬ２）Ｌ／Ｈ      ・・・・・（数式６）
【００７５】
以上のように、第３算出部５１ｅは、モーメントＭｅにより生じる２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差に基づく上記（数式６）によって、接触子２１に加わる第２方向の荷重Ｆｓを算出することができる。
【００７６】
また、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１１は、第３算出部５１ｅで算出された第２方向に加わる荷重Ｆｓに基づいて、異常の有無を検出することもできる。ここでの異常とは、例えば、接触子２１への頭髪６０の絡まり等である。以下、異常の有無の検出について具体的に説明する。
【００７７】
図８Ａに示すように、アーム１３Ｌのスイング回動中に特に異常が発生していていないとき、第３算出部５１ｅにより算出される第２方向の荷重Ｆｓは、接触子２１と人の頭部１７との間に生じる摩擦力に略等しい。
【００７８】
しかしながら、例えば図８Ｂに示すように、アーム１３Ｌのスイング回動中に接触子２１に頭髪６０が絡まるなどの異常が発生した場合、接触子２１には、第２方向への接触子２１の移動を妨げようとする方向に、通常の摩擦力よりも大きな力が発生する。ここで、通常の摩擦力とは、摺動抵抗以外の移動に伴う抵抗力がなく、且つ、移動に伴う抵抗力の大きな変化がない状態で、接触子２１と人の頭部１７との間に生じる摩擦力である。異常の発生によって各接触子２１に加わる第２方向の荷重Ｆｓ１，Ｆｓ２が正常時に比べて大きくなると、支持軸３６に生じるモーメントＭｅが正常時に比べて大きくなるため、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差が大きくなり、第３算出部５１ｅにより算出される荷重Ｆｓも大きくなる。
【００７９】
また、洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動していないときであっても、被洗浄者が起き上がろうとして頭部１７が枕部２０から離れるように動いたときなど、頭部１７が動く場合がある。このように頭部１７が動く場合、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差は、正常時に比べて大きくなる。この場合も、第３算出部５１ｅにより算出される荷重Ｆｓは正常時に比べて大きくなる。
【００８０】
以上の現象を利用して、制御部１４の判定部１６は、第３算出部５１ｅで算出された第２方向の荷重Ｆｓが所定の値よりも大きいか否かに基づいて、異常の有無を判定する。判定部１６により判定可能な異常の具体例としては、例えば、接触子２１に頭髪６０が絡まること、被洗浄者が起き上がることによって枕部２０から頭部１７が離れること、人の頭部１７の表面の凹凸に接触子２１が引っ掛かること等が挙げられる。
【００８１】
判定部１６による判定のために、記憶部２４には、通常の摩擦力の荷重よりも大きな所定の値Ｆｓｍａｘが予め記憶される。荷重Ｆｓｍａｘは、例えば、垂直抗力と摩擦力で定義される摩擦係数が３以上であるときの荷重に設定される。
【００８２】
判定部１６は、第３算出部５１ｅで算出された第２方向の荷重Ｆｓが、予め記憶部２４に記憶された値Ｆｓｍａｘよりも大きければ、異常が発生したと判定する。判定部１６により異常が判定されると、自動頭部洗浄装置１１は、第１緊急動作を行うように制御部１４によって制御される。第１緊急動作は、例えば、アーム１３Ｌ，１３Ｒの移動及び接触子２１の揺動を急停止させる動作、人の頭部１７から洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒを離間させる動作等である。本実施の形態１の自動頭部洗浄装置１１は、第１緊急動作が行われることにより、被洗浄者に不快感を与える可能性を低くすると共に、被洗浄者の安全を確保することができる。
【００８３】
なお、人の頭部１７の表面に対して接触子２１が押し当てられる力の大きさは、頭部１７の形状によっても異なる。そのため、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒに対する頭部１７の表面の傾きが大きいときほど、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差が大きくなる。したがって、人の頭部１７に接触子２１を押し当てながら洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒを第２方向に移動させることで、頭部１７の形状のスキャニングを行うとき、２つの荷重センサ５１ａ，５１ｂの検出値ＦＬ１，ＦＬ２の差に基づいて、頭部１７の表面の曲率を精密に検出することができる。
【００８４】
図９に示すフローチャートを参照して、本実施の形態１にかかる荷重検出部１５に関連する制御動作の一例について説明する。
【００８５】
まず、荷重センサ５１ａ，５１ｂにより荷重ＦＬ１，ＦＬ２を計測する（ステップＳ０１）。続いて、第３算出部５１ｅにより、ステップＳ０１で計測された検出値ＦＬ１，ＦＬ２と、上記（数式６）に基づいて、接触子２１に加わる第２方向の荷重Ｆｓを算出する（ステップＳ０２）。
【００８６】
次のステップＳ０３では、判定部１６により、ステップＳ０２で算出された第２方向の荷重Ｆｓが、予め記憶部２４に記憶された値Ｆｓｍａｘよりも大きいか否かを判定する。第２方向の荷重Ｆｓが所定値Ｆｓｍａｘよりも大きい場合（ステップＳ０３のＹｅｓ）、判定部１６は、異常が発生したと判定し、引き続きステップＳ０４の判定を行う。
【００８７】
ステップＳ０４において、判定部１６は、アーム１３Ｌが移動中か否か、すなわち、アーム１３Ｌのスイング回動により洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動しているか否かを判定する。
【００８８】
洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動していない場合（ステップＳ０４のＮｏ）、判定部１６は、起き上がりを検出する（ステップＳ０５）。ここで、起き上がりとは、被洗浄者が起き上がろうとして、被洗浄者の頭部１７が枕部２０から離れるように動いたことである。また、ステップＳ０５において、制御部１４は、第２緊急動作を実行させる。第２緊急動作は、第１緊急動作の一例であり、例えば、表示又は音声等による警告処理、人の頭部１７から左右の洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒを離間させる動作等である。ステップＳ０５の第２緊急動作が実行されることにより、起き上がろうとする被洗浄者の安全が確保される。
【００８９】
一方、洗浄ユニット１２Ｌが第２方向に移動している場合（ステップＳ０４のＹｅｓ）、判定部１６は、接触子２１に頭髪６０が絡まっていると判断し、制御部１４は、第３緊急動作を実行させる（ステップＳ０６）。第３緊急動作は、第１緊急動作の一例であり、例えば、アーム１３Ｌの移動を停止させる動作である。ステップＳ０６の第３緊急動作が実行されることにより、被洗浄者の頭髪６０が洗浄ユニット１２Ｌによって引っ張られることが抑制され、被洗浄者に対して不快感を与えることを防止できる。
【００９０】
ステップＳ０３の判定の結果、第２方向の荷重Ｆｓが所定値Ｆｓｍａｘ以下である場合（ステップＳ０３のＮｏ）、判定部１６は、自動頭部洗浄装置１１の動作が正常であると判断し、ステップＳ０７〜ステップＳ０９の処理が実行される。
【００９１】
ステップＳ０７では、第２算出部５１ｄにより、ステップＳ０１で計測された検出値ＦＬ１，ＦＬ２と、上記（数式１）に基づいて、接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｙを算出する。第１方向の荷重Ｆｙは、前述のように押圧荷重である。
【００９２】
続くステップＳ０８において、制御部１４は、ステップＳ０７で算出された荷重Ｆｙに基づいて、接触子２１に加わる第１方向の荷重が、予め記憶部２４に記憶された所定値となるように、第１方向におけるアーム１３Ｌの移動をフィードバック制御する。ステップＳ０８のフィードバック制御により、人の頭部１７は、略均一な押圧荷重で快適に接触洗浄される。
【００９３】
続くステップＳ０９において、制御部１４は、第２方向における洗浄ユニット１２Ｌの移動または停止が引き続き実行されるように、アーム１３Ｌのスイング回動を制御する。
【００９４】
なお、図９に示す制御は一例に過ぎず、自動頭部洗浄装置１１の動作順序、ステップＳ０５及びステップＳ０６の緊急動作の内容等は、本実施の形態に限定されるものではない。例えば、図９に示す制御では、被洗浄者の起き上がり、及び、頭髪６０の絡まりという２種類の異常の有無が判定され、第２方向の荷重Ｆｓの閾値に関して、いずれの異常の判定にも同じ閾値Ｆｓｍａｘ（図９のステップＳ０３）が用いられる。だが、ここで、異常の種類毎に異なる閾値を用いて異常の有無を判定してもよい。
【００９５】
以上のように、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１１は、荷重検出部１５として２個の荷重センサ５１ａ，５１ｂを用いることで、第２方向の荷重による影響を低減しつつ、第１方向の荷重を検出できる。また、本実施の形態１にかかる自動頭部洗浄装置１１は、一方向のみの荷重を検出する１種類の荷重センサを用いて、第１方向の荷重だけでなく、第２方向の荷重も検出できるため、構成の簡素化および装置の小型化が可能になると共に、コストが低減される。
【００９６】
なお、装置の形態として、第２方向の荷重の検出を省略する場合は、第３算出部５１ｅを省略することができる。この場合でも、第１方向荷重の検出は、上記（数式１）に従って行うことができる。
【００９７】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２にかかる洗浄ユニット１２Ｌ及びアーム１３Ｌを示す側面図である。
【００９８】
以下、本実施の形態２が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。
【００９９】
自動頭部洗浄装置１１がアーム１３Ｌ，１３Ｒをスイング回動させると、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、第２方向に沿って移動する。したがって、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、水平に配置されるポジションＰ２よりも上側（頭部１７の額側）のポジションＰ１、及び、ポジションＰ２よりも下側（頭部１７の後頭部側）のポジションＰ３に配置されることがある。また、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒは、荷重検出部１５を介してアーム１３Ｌ，１３Ｒに支持される。そのため、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの第２方向における位置によっては、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量が、荷重検出部１５の荷重検出に影響を与えることがある。つまり、ポジションＰ１及びポジションＰ３では、荷重検出部１５により検出される第１方向の荷重Ｆｙに、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量のうちの第１方向の成分が含まれる。鉛直方向（矢印Ｇ方向）は一定であるのに対して、第１方向は、第２方向における洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの位置に応じて変化する。そのため、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量のうちの第１方向の成分の大きさは、アーム１３Ｌ，１３Ｒの回動量により変化する。
【０１００】
このような洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量の影響を排除するために、本実施の形態２にかかる自動頭部洗浄装置１１は、荷重検出部１５で検出される第１方向の荷重Ｆｙのうち、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量の第１方向の成分による荷重をキャンセルするための重量キャンセル部６１を備える。重量キャンセル部６１は、第１算出部５１ｃに接続されている。
【０１０１】
図１０に示すように、ポジションＰ１にある洗浄ユニット１２Ｌの重量は、頭部１７に対して第１方向の正方向（＋側）に大きく作用する。この場合、重量キャンセル部６１は、荷重検出部１５により検出された第１方向の荷重Ｆｙから、洗浄ユニット１２Ｌの重量の第１方向の成分による荷重を減算する。
【０１０２】
ポジションＰ２にある洗浄ユニット１２Ｌの重量は、頭部１７に対して第１方向に作用しない。この場合、重量キャンセル部６１は、荷重検出部１５により検出された第１方向の荷重Ｆｙに対して加算も減算もしない。
【０１０３】
ポジションＰ３にある洗浄ユニット１２Ｌの重量は、頭部１７に対して第１方向の負方向（−側）に大きく作用する。この場合、重量キャンセル部６１は、荷重検出部１５により検出された第１方向の荷重Ｆｙから、洗浄ユニット１２Ｌの重量の第１方向の成分による荷重を加算する。
【０１０４】
このように、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量の影響度合は、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの位置に応じて変化する。そのため、重量キャンセル部６１は、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの位置に応じて異なる荷重値を、荷重検出部１５の検出値に加算または減算する必要がある。この目的のため、重量キャンセル部６１による加算または減算には、記憶部２４（図６参照）に記憶されたアーム重量の補正値データが用いられる。アーム重量の補正値データには、アーム１３Ｌ，１３Ｒの回転位置（アーム角度）と、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量をキャンセルするための荷重値とが含まれる。
【０１０５】
なお、アーム重量の補正値データは、例えば、自動頭部洗浄装置１１による洗浄動作の開始前に、頭部１７に接触子２１が当接しないようにアーム１３Ｌ，１３Ｒをスイング回動させながら荷重検出部１５の検出値を読み取ることによって、生成することができる。また、アーム１３Ｌ，１３Ｒの重量、重心等、系の物理特性が分かっている場合には、アーム１３Ｌ，１３Ｒの回転位置θの関数として補正値を算出することも可能である。
【０１０６】
図１１に示すフローチャートを参照して、本実施の形態２における重量キャンセル部６１に関連する制御動作の一例について説明する。
【０１０７】
なお、図１１に示すフローチャートでは、開始／終了処理、第２方向の荷重Ｆｓの算出処理等の詳細が省略されている。
【０１０８】
まず、荷重センサ５１ａ，５１ｂにより荷重ＦＬ１、ＦＬ２を計測する（ステップＳ１１）。続いて、第１算出部５１ｃにより、ステップＳ１１で計測された検出値ＦＬ１，ＦＬ２と、上記（数式１）に基づいて、接触子２１に加わる第１方向の荷重Ｆｙを算出する（ステップＳ１２）。ここで、第１方向の荷重Ｆｙは、押圧荷重である。
【０１０９】
次に、アーム１３Ｌの回転位置θを検出する（ステップＳ１３）。回転位置θは、例えば、洗浄ユニット１２Ｌが水平に配置されるときの位置を基準角度０°としてもよいし、アーム１３Ｌのスイング回動可能範囲の終端を基準角度０°としてもよい。回転位置θは、例えば、アーム１３Ｌの第２駆動部１３ｆに設けられた回転エンコーダ（図示せず）の出力値に基づいて算出できる。
【０１１０】
続いて、回転位置θと関連づけられた補正値のテーブルとして記憶部２４に記憶されたアーム重量の補正値データから、補正値Ｆｙａ（θ）を読み出す（ステップＳ１４）。補正値Ｆｙａ（θ）は、正又は負の符号を含む値である。
【０１１１】
次に、ステップＳ１２で算出された荷重Ｆｙに、ステップＳ１４で読み出された補正値Ｆｙａ（θ）を加算することで、洗浄ユニット１２Ｌの重量の影響がキャンセルされた荷重Ｆｙｒを算出する（ステップＳ１５）。荷重Ｆｙｒは、実際の押圧荷重である。なお、ステップＳ１５において、補正値Ｆｙａ（θ）が負の値である場合は、荷重Ｆｙが減算されることになる。
【０１１２】
続くステップＳ１６において、制御部１４は、ステップＳ１５で算出された荷重Ｆｙｒに基づいて、接触子２１に加わる第１方向の荷重が予め記憶部２４に記憶された所定値となるように、第１方向におけるアーム１３Ｌの移動をフィードバック制御する。ステップＳ１６のフィードバック制御により、人の頭部１７は、略均一な押圧荷重で快適に接触洗浄される。
【０１１３】
続くステップＳ１７において、制御部１４は、第２方向における洗浄ユニット１２Ｌの移動または停止が引き続き実行されるようにアーム１３Ｌのスイング回動を制御する。
【０１１４】
このように、本実施の形態２にかかる自動頭部洗浄装置１１は、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量が荷重検出部１５に加わっても、この重量の影響をキャンセルすることで、荷重検出部１５によって第１方向の荷重を正確に検出することができる。
【０１１５】
なお、図１１に示す制御は一例に過ぎず、自動頭部洗浄装置１１の動作順序等は本実施の形態２に限定されるものではない。
【０１１６】
ところで、支持軸３６が洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重心を通らない場合、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量は、荷重検出部１５によって検出される第２方向の荷重Ｆｓにも影響を与えることがある。例えば、図１０に示すポジションＰ２にある洗浄ユニット１２Ｌの重量は、第２方向に大きく働く。
【０１１７】
よって、重量キャンセル部６１は、荷重検出部１５によって検出される第１方向の荷重Ｆｙだけでなく、第２方向の荷重Ｆｓについても、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量の影響をキャンセルしてもよい。この場合、重量キャンセル部６１は、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量の第２方向の成分による荷重値を、荷重検出部１５により検出された第２方向の荷重Ｆｓに対して加算又は減算することで、洗浄ユニット１２Ｌ，１２Ｒの重量の影響をキャンセルするように補正することができる。
【０１１８】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３にかかる洗浄ユニット６２Ｌを示す断面図である。図１２は、実施の形態１の図５に対応するものである。
【０１１９】
以下、本実施の形態３が実施の形態１と異なる点について、図面を参照しながら説明する。
【０１２０】
洗浄ユニット６２Ｌは、内部に洗浄液及び水が入らないような防水構造にする必要がある。そこで、本実施の形態３の自動頭部洗浄装置は、カバー７２を第１方向に貫通する突出部７１を介して、アーム１３Ｌと荷重センサ５１ａとを連結することにより、荷重センサ５１ａ，５１ｂが第１方向に動いても高い防水性を得ることができる。以下、洗浄ユニット６２Ｌの具体的な構造について説明する。
【０１２１】
洗浄ユニット６２Ｌは、荷重センサ５１ａ，５１ｂを収容するカバー７２と、荷重センサ５１ａ，５１ｂから第１方向に突出してカバー７２を第１方向に貫通する突出部７１と、突出部７１が挿通されるカバー７２の孔部７２ａの周壁と突出部７１との隙間を封止するリング状の弾性部７３と、を有する。
【０１２２】
なお、図１２には、一方の荷重センサ５１ａに設けられた突出部７１が図示されているが、突出部７１は、他方の荷重センサ５１ｂにも同様に設けられる。ただし、一方の荷重センサ５１ａにのみ突出部７１を設けるようにしてもよい。
【０１２３】
弾性部７３には、例えば、いわゆるＯリングが使用される。孔部７２ａの周壁と突出部７１との隙間がリング状の弾性部７３で封止されていることで、防水性が確保されている。
【０１２４】
突出部７１は、断面円形の棒状部である。突出部７１は、略均一の径を有する。突出部７１の先端は、カバー７２の外部に突出している。突出部７１の先端部には、突出部７１を第２方向に貫通する貫通穴７１ａが設けられている。貫通穴７１ａには、軸受（図示せず）を介して支持軸３６が挿通されている。これにより、支持軸３６は、突出部７１によって軸回転方向に回動可能、且つ、軸並進方向に拘束されて支持されている。つまり、本実施の形態３において、突出部７１は、支持軸３６を支持する支持部として機能する。
【０１２５】
このように、アーム１３Ｌと荷重センサ５１ａは、カバー７２を第１方向に貫通する突出部７１と、突出部７１に支持された支持軸３６とを介して連結されている。突出部７１は略均一の径を有するため、突出部７１が荷重センサ５１ａ，５１ｂと共に第１方向に動いても、突出部７１と孔部７１ａの周壁との隙間は略一定の間隔に維持される。突出部７１と孔部７１ａの周壁との隙間は、リング状の弾性部７３によって略一定の力で封止されるため、洗浄ユニット６２Ｌは、高い防水性を発揮できる。
【０１２６】
以上のように、本実施の形態３によれば、簡単な構成で、高い防水性を有する洗浄ユニット６２Ｌを得ることができる。
【０１２７】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらは例示に過ぎず、本発明を逸脱しない範囲で、当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を施した形態で実施することができる。
【０１２８】
例えば、上述の実施形態では、荷重検出部が荷重センサを２個備える場合について説明したが、本発明において、荷重検出部は、人の頭部の表面に沿った第２方向の位置が相違する３個以上の荷重センサを備えてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明の頭部ケア装置は、頭髪洗浄を行う医療や美容、理容などの分野で有用である。
【符号の説明】
【０１３０】
１１    自動頭部洗浄装置
１２Ｌ，１２Ｒ，６２Ｌ    洗浄ユニット
１３Ｌ，１３Ｒ    アーム
１３ａ    リンク機構
１３ｂ    回動軸
１３ｃ    支持部
１３ｄ    第１駆動部
１３ｆ    第２駆動部
１４    制御部
１５    荷重検出部
１６    判定部
１７    頭部
１８    ボウル
１９Ｌ，１９Ｒ    パイプ
２０    枕部
２１    接触子
２４    記憶部
３２，７２    カバー
３３，７３    弾性部
３４，７２ａ    孔部
３６    支持軸
３７    台座部
５１ａ，５１ｂ    荷重センサ
５１ｃ    第１算出部
５１ｄ    第２算出部
５１ｅ    第３算出部
５２，５３    スペーサ
５４，５５  板ばね
５４ａ    歪ゲージ
６１    重量キャンセル部
７１    突出部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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