(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
人の頭部を支持するための後頭部ケアユニットと、前記後頭部ケアユニットを挟んだ左右両側に配置された一対のケア用アームと、一対の前記ケア用アームにそれぞれ設けられた頭部接触部と、前記ケア用アームを駆動させるアーム駆動装置と、前記後頭部ケアユニットに設けられた後頭部接触部と、前記後頭部ケアユニットを駆動させる後頭部ケアユニット駆動装置と、前記後頭部接触部に対する押圧力を検知する後頭部押圧力検知装置と、を備えた自動ヘッドケアシステムを用いて、
前記ケア用アームにより前記後頭部を除く前記頭部のケアが行われるときは、前記後頭部ケアユニットの前記後頭部接触部により前記後頭部を支持し、
前記後頭部ケアユニットにより前記後頭部のケアが行われるときは、前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部を支持する、
自動ヘッドケア方法。
【請求項２】
前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部を支持する場合は、頭部支持位置に前記ケア用アームを配置して前記頭部を支持する、
請求項１に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項３】
前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部を支持するに際し、検出された前記後頭部接触部の押圧力に基づいて、前記頭部支持位置を調整する、
請求項２に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項４】
一方の前記ケア用アームの前記頭部接触部に対する押圧力を第１の頭部押圧力検知装置で検知すると共に、他方の前記アームの前記頭部接触部に対する押圧力を第２の頭部押圧力検知装置で検知し、
前記第１の頭部押圧力検知装置により検知された押圧力と、前記第２の頭部押圧力検知装置により検知された押圧力とが一致するように、前記頭部支持位置を調整する、
請求項３に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項５】
前記ケア用アームが鉛直下方に配置された状態の前記ケア用アームのスイング角度を０°とし、前記ケア用アームが水平に配置された状態の前記ケア用アームのスイング角度を９０°とした場合に、前記頭部支持位置における前記ケア用アームのスイング角度は、０°以上３０°以下である、
請求項２から４のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項６】
前記頭部支持位置は、前記後頭部ケアユニットに隣接した位置である、
請求項２から４のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項７】
前記後頭部ケアユニットにより前記後頭部のケアが行われるときに、前記後頭部ケアユニットの揺動角度を検知し、検知された前記揺動角度に応じて前記後頭部ケアユニットの押圧力を補正する、
請求項１から６のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項８】
前記自動ヘッドケアシステムは、水系供給部、洗浄液供給部又はコンディショナー供給部のうちの少なくとも１つを備え、
前記ケア用アームの前記頭部接触部を用いて前記後頭部を除く頭部の洗浄を行い、
前記後頭部ケアユニットの前記後頭部接触部を用いて前記後頭部の洗浄を行う、
請求項１から７のいずれか１項に記載の自動ヘッドケア方法。
【請求項９】
人の頭部を支持するための後頭部ケアユニットと、
前記後頭部ケアユニットを挟んだ左右両側に配置された一対のケア用アームと、
一対の前記ケア用アームにそれぞれ設けられた頭部接触部と、
前記ケア用アームを駆動させるアーム駆動装置と、
前記後頭部ケアユニットに設けられた後頭部接触部と、
前記後頭部ケアユニットを駆動させる後頭部ケアユニット駆動装置と、
前記後頭部接触部に対する押圧力を検知する後頭部押圧力検知装置と、
前記アーム駆動装置及び前記後頭部ケアユニット駆動装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記ケア用アームにより前記後頭部を除く前記頭部のケアが行われるときは、前記後頭部ケアユニットの前記後頭部接触部により前記後頭部が支持されるように制御し、
前記後頭部ケアユニットにより前記後頭部のケアが行われるときは、前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部が支持されるように制御する、
自動ヘッドケアシステム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部を支持する場合に、頭部支持位置に前記ケア用アームを配置して前記頭部を支持する、
請求項９に記載の自動ヘッドケアシステム。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部を支持するに際し、検出された前記後頭部接触部の押圧力に基づいて、前記頭部支持位置を調整する、
請求項１０に記載の自動ヘッドケアシステム。
【請求項１２】
後頭部洗浄時に、前記後頭部ケアユニットの左右方向に延びる軸を中心として前記後頭部ケアユニットを搖動させる揺動装置と、
前記揺動装置による前記後頭部ケアユニットの揺動角度を検知する揺動角度検知装置と、を備え、
前記制御装置は、前記後頭部接触部の押圧力を、前記揺動角度検知装置により検知された揺動角度に応じて補正する出力補正部を有する、
請求項９から１１のいずれか１項に記載の自動ヘッドケアシステム。
【請求項１３】
水系供給部、洗浄液供給部又はコンディショナー供給部のうちの少なくとも１つを備え、
前記制御装置は、前記ケア用アームの前記頭部接触部を用いて前記後頭部を除く頭部の洗浄を行い、前記後頭部ケアユニットの前記後頭部接触部を用いて前記後頭部の洗浄を行う、
請求項９から１２のいずれか１項に記載の自動ヘッドケアシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケアシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
人の頭部のケアの一例として、頭髪を含む人の頭部の洗浄がある。整髪や散髪などを行う美容の分野において、人の頭部の洗浄は、人手が必要であり、自動化が望まれている。また、医療の分野において、病院などに入院している患者などの頭部の洗浄は、同様に人手が必要であり、自動化が望まれている。【０００３】
従来、人の頭部を自動で洗浄するものとして、例えば特許文献１に開示された自動洗髪機がある。この自動洗髪機は、仰向けになった状態の人の頭部を収容するボウルと、ボウル内において後頭部を下側から支持する頭部支えネットと、頭部に向けて下側から洗浄水を噴射する複数のノズルとを有する。この自動洗髪機は、ノズルから噴射水を噴射することで、頭部支えネットに支持された人の頭部の頭髪を洗浄する。各ノズルにおける噴射圧力は所定の時間間隔で切り替わるように制御される。特許文献１では、このような制御により、この自動洗髪機で洗髪される人は、人の手でマッサージされているように感じることができるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１０／０９０００５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された自動洗髪機のように洗浄水の噴射圧力を切替えるだけでは、頭部を揉み洗い又はマッサージされているような感覚を十分に得られない可能性がある。【０００６】
そこで、本願発明者は、頭部の揉み洗い又はマッサージ等のケアと同様の感覚を得ることができる自動ヘッドケアシステムとして、人の頭部を揉み洗い又はマッサージするための左右一対の可動式のアームを備えた自動ヘッドケアシステムを開発することを考えた。【０００７】
ところが、上記のようなアームを備えた自動ヘッドケアシステムを用いて揉み洗い又はマッサージ等のケアを行う場合、何らかの支持部材により後頭部を下側から支持する必要がある。そのため、この支持部材と干渉する部分については、アームによる後頭部のケアを行うことができない。【０００８】
本発明は、この課題を解決するため、人の後頭部を確実に支持しつつ、後頭部全体について確実に揉み洗い又はマッサージ等のケアを行うことができる自動ヘッドケアシステムを実現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、本発明に係る自動ヘッドケア方法は、人の頭部を支持するための後頭部ケアユニットと、前記後頭部ケアユニットを挟んだ左右両側に配置された一対のケア用アームと、一対の前記ケア用アームにそれぞれ設けられた頭部接触部と、前記ケア用アームを駆動させるアーム駆動装置と、前記後頭部ケアユニットに設けられた後頭部接触部と、前記後頭部ケアユニットを駆動させる後頭部ケアユニット駆動装置と、前記後頭部接触部に対する押圧力を検知する後頭部押圧力検知装置と、を備えた自動ヘッドケアシステムを用いて、前記ケア用アームにより前記後頭部を除く前記頭部のケアが行われるときは、前記後頭部ケアユニットの前記後頭部接触部により前記後頭部を支持し、前記後頭部ケアユニットにより前記後頭部のケアが行われるときは、前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部を支持することを特徴とする。【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る自動ヘッドケアシステムは、人の頭部を支持するための後頭部ケアユニットと、前記後頭部ケアユニットを挟んだ左右両側に配置された一対のケア用アームと、一対の前記ケア用アームにそれぞれ設けられた頭部接触部と、前記ケア用アームを駆動させるアーム駆動装置と、前記後頭部ケアユニットに設けられた後頭部接触部と、前記後頭部ケアユニットを駆動させる後頭部ケアユニット駆動装置と、前記後頭部接触部に対する押圧力を検知する後頭部押圧力検知装置と、前記アーム駆動装置及び前記後頭部ケアユニット駆動装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記ケア用アームにより前記後頭部を除く前記頭部のケアが行われるときは、前記後頭部ケアユニットの前記後頭部接触部により前記後頭部が支持されるように制御し、前記後頭部ケアユニットにより前記後頭部のケアが行われるときは、前記ケア用アームの前記頭部接触部により前記頭部が支持されるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、人の後頭部を確実に支持しつつ、後頭部全体について確実に揉み洗い又はマッサージ等のケアを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る自動頭部洗浄システムの具体例を示す斜視図である。
【図２】図１に示される自動頭部洗浄システムの平面図である。
【図３】左洗浄ユニット及び右洗浄ユニットの概略構成を示す図である。
【図４】アームの駆動構成を示す図である。
【図５Ａ】アームの揉み動作を説明するための説明図である。
【図５Ｂ】アームの揉み動作を説明するための説明図である。
【図６】アームのヘッドケアユニットの具体例を示す側面図である。
【図７】アームのヘッドケアユニットの具体例を示す斜視図である。
【図８】アームの押圧回動の方向を説明するための説明図である。
【図９】アームのスイング回動の方向を説明するための説明図である。
【図１０】後頭部ケアユニットの具体例を示す斜視図である。
【図１１】後頭部ケアユニットの揺動動作を説明するための側面図である。
【図１２】図１に示される自動頭部洗浄システムの制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本第１の実施形態に係る後頭部押圧力制御部の構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係る後頭部押圧力制御部の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態に係る後頭部押圧力制御部の構成を示すブロック図である。
【図１６】本第１の実施形態の別態様に係る後頭部押圧力制御部の構成を示すブロック図である。
【図１７】本第１の実施形態に係る頭部洗浄動作のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、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。
【００１４】
なお、本実施形態の説明において、「水」という用語は、「湯」を含むものとして使用される。すなわち、本実施形態の説明における「水」という用語は「水又は湯」を意味し、「湯」という用語は「湯」のみを意味する。
【００１５】
本実施形態の説明では、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケアシステムの一例として、人の頭部を自動で洗浄する自動頭部洗浄システムについて説明する。また、本実施形態の説明では、人の頭部を自動でケアする自動ヘッドケア方法の一例として、人の頭部を自動で洗浄する頭部洗浄動作について説明する。なお、本実施形態の説明において、「人の頭部のケア」という文言は、人の頭部の洗浄又はマッサージなど、人の頭部を押圧してケアすることを意味する。また、本実施形態の説明において、「人の頭部の洗浄」という文言は、人の頭皮又は頭髪を揉み洗いして洗浄することを意味する。さらに、本実施形態の説明において、「左」又は「右」、「前」又は「後」という方向を示す用語は、頭部を洗浄される人から見た方向を指す。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る自動頭部洗浄システム１００の概略構成を示す斜視図であり、図２は、自動頭部洗浄システム１００の概略構成を示す平面図である。
【００１７】
図１及び図２に示すように、自動頭部洗浄システム１００は、仰向けになった状態の人の頭部１０の後頭部側の略半面を包み込むように収容するためのボウル１０１を有する。
【００１８】
ボウル１０１には、人の首を下側から支持するための切欠部１０１ｃが設けられている。切欠部１０１ｃは、ボウル１０１の左右方向において中央部に設けられている。切欠部１０１ｃに人の首がセットされることで、ボウル１０１の左右方向における略中央部に人の頭部１０が位置決めされる。ボウル１０１の内部には、人の頭部１０の後頭部１１（図１３参照）を下側から支持可能なように、後頭部ケアユニット５００が設けられている。後頭部ケアユニット５００は、ボウル１０１の底部１０１ｄから立ち上がるように設けられている。後頭部ケアユニット５００の具体的な構成については、後述する。ボウル１０１には、洗浄時に水やシャンプーなどが外部に飛散することを防止するために、フード１１３が着脱可能に取り付けられている。なお、フード１１３は、開閉可能に構成されると共に、洗浄時に圧迫感や不安感を与えないように透明な材料によって形成されることが好ましい。
【００１９】
なお、自動頭部洗浄システム１００により人の頭部１０を洗浄する際、人の頭部１０にウォーターシールド（図示せず）を装着してもよい。人の頭部１０にウォーターシールドを装着した場合、後述のノズル１１０から噴出された水などがウォーターシールドにより遮られ、人の顔に水などが飛び散ることを防止できる。
【００２０】
ボウル１０１を構成するハウジング１０１ａの内部には、支柱１０２Ｌ，１０２Ｒが、後頭部ケアユニット５００を挟んで左右両側に設けられている。支柱１０２Ｌ，１０２Ｒは、頭部１０の左右方向に移動可能に構成されている。これにより、人の頭部１０の大きさに応じて、人の頭部１０と後述のアーム基台１０３Ｌ，１０３Ｒとの距離を調整することができる。
【００２１】
また、ボウル１０１の内部には、人の頭部１０を洗浄するための洗浄ユニット１２が設けられている。洗浄ユニット１２は、後頭部ケアユニット５００を挟んで左側に配置された左洗浄ユニット１２Ｌと、後頭部ケアユニット５００を挟んで右側に配置された右洗浄ユニット１２Ｒとから構成される。これら洗浄ユニット１２及び後頭部ケアユニット５００は、後述する制御装置６００により駆動制御される。
【００２２】
先ず、左洗浄ユニット１２Ｌの構成について説明する。
【００２３】
左洗浄ユニット１２Ｌは、支柱１０２Ｌに連結された支持軸１０４Ｌを有し、支持軸１０４Ｌ周りに回動可能に構成されている。支持軸１０４Ｌは、頭部１０を挟んだ左側において頭部１０の左右方向に延びるように設けられている。左洗浄ユニット１２Ｌは、左アーム１１４Ｌ及びパイプ１１１Ｌから構成される。左アーム１１４Ｌは、アームハウジング１１５Ｌを備えている。左側のアームハウジング１１５Ｌは、頭部１０の左半分の外形に沿う形状を有する。具体的に、アームハウジング１１５Ｌは、例えば、基端部から中央部にかけて略直線状に延び、中央部から先端部にかけて略円弧状に延びる形状を有する。アームハウジング１１５Ｌの内部には、図３又は図４に示される第一アーム１０５Ｌ、第二アーム１０６Ｌ及び第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌが収容されている。アーム１１４Ｌ，１１４Ｒは、ケア用アームの一例である。
【００２４】
図３は、左洗浄ユニット１２Ｌ及び右洗浄ユニット１２Ｒの概略構成を示す図であり、図４は、左アーム１１４Ｌの駆動構成を示す概略構成図である。なお、図３及び図４では、鉛直方向に沿った方向をＺ軸とし、これに垂直な方向をＸ軸及びＹ軸として表示している。
【００２５】
図３に示すように、左洗浄ユニット１２Ｌのパイプ１１１Ｌは、水、洗浄液及びコンディショナーのうちの少なくともいずれか１つを頭部１０に向けて噴出するための複数のノズル１１０を有する。また、パイプ１１１Ｌは、支持軸１０４Ｌに固定されたアーム基台１０３Ｌに取り付けられ、アーム基台１０３Ｌと共に支持軸１０４Ｌを中心に回動可能に構成されている。
【００２６】
第一アーム１０５Ｌは、アーム基台１０３Ｌに取り付けられ、アーム基台１０３Ｌと共に支持軸１０４Ｌを中心に回動可能に構成されている。第一アーム１０５Ｌには、第二アーム１０６Ｌが回動自在に支持されている。第二アーム１０６Ｌには、２つの第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌが回動自在に支持されている。第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌには、頭部１０に当接可能な頭部接触部４０９Ｌが取り付けられている。
【００２７】
頭部接触部４０９Ｌは、複数の接触子１０９を有する。接触子１０９は、アームハウジング１１５Ｌの外部に露出するように設けられている。接触子１０９は、例えば、柔軟なゴム質素材で形成されている。なお、図１に示すように、自動頭部洗浄システム１００を用いて頭部１０のケアを行う際、接触子１０９にカバー１１６（図１参照）を装着してもよい。カバー１１６を装着することにより、接触子１０９に水、シャンプー又は汚れなどが付着することを防止することができる。
【００２８】
支柱１０２Ｌ内には、左アームスイング用モータ２０１Ｌが配置されている。この左アームスイング用モータ２０１Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸２０２Ｌに取り付けられた歯車２０３Ｌと、支持軸１０４Ｌに取り付けられた歯車２０４Ｌとを介して、支持軸１０４Ｌに伝達される。伝達された左アームスイング用モータ２０１Ｌの回転出力により、支持軸１０４Ｌに取り付けられたアーム基台１０３Ｌは、矢印２０５Ｌの方向に回動自在に駆動する。
【００２９】
アーム基台１０３Ｌ内には、左アーム押圧用モータ２０６Ｌとアーム回動軸２０９Ｌとが、配置されている。アーム回動軸２０９Ｌは、支持軸１０４Ｌに対して略直角に設けられている。左アーム押圧用モータ２０６Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸２０７Ｌａに取り付けられた歯車２０７Ｌと、アーム回動軸２０９Ｌに取り付けられた歯車２０８Ｌとを介して、第一アーム１０５Ｌに伝達される。伝達された左アーム押圧用モータ２０６Ｌの回転出力により、第一アーム１０５Ｌは、アーム回動軸２０９Ｌ周りに矢印２１０Ｌの方向に回動自在に駆動する。
【００３０】
第一アーム１０５Ｌは、頭部接触部４０９Ｌに対する頭部１０の押圧力を検知する第１の頭部押圧力検知装置として、第１の圧力センサ２１１Ｌを備える。第一アーム１０５Ｌは、支持軸２１２Ｌによって第二アーム１０６Ｌを回動自在に支持している。第二アーム１０６Ｌは、支持軸２１３Ｌによって第三アーム１０７Ｌを回動自在に支持し、支持軸２１４Ｌによって第三アーム１０８Ｌを回動自在に支持している。
【００３１】
図４では、第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌを、頭部１０の表皮面から法線方向２１５Ｌ（図３参照）に向けて見た図を示している。図４では、左アーム１１４Ｌの駆動伝達系を説明するために、アーム基台１０３Ｌ、第一アーム１０５Ｌ及び第二アーム１０６Ｌなどの各配置については、模式的に表現している。
【００３２】
図４に示すように、第二アーム１０６Ｌ内には、左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌが配置されている。この左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌの回転出力は、モータ回転出力軸に取り付けられた歯車３０２Ｌと、ドライブシャフト３０４Ｌに取り付けられた歯車３０３Ｌとを介して、ドライブシャフト３０４Ｌに伝達される。ドライブシャフト３０４Ｌは、伝達された左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌの回転出力により、その軸中心に回動自在に駆動する。
【００３３】
ドライブシャフト３０４Ｌの一端に取り付けられた歯車３０５Ｌの回転出力は、円筒ラック３０６Ｌを介して第三アーム１０７Ｌに取り付けられた歯車３０７Ｌ及び歯車３１１Ｌに伝達される。そして、円筒ラック３０６Ｌが支持軸２１３Ｌに平行な方向に移動することにより、歯車３０７Ｌが回動軸３０８Ｌ周りに回動すると共に、歯車３１１Ｌが回動軸３１２Ｌ周りに回動する。円筒ラック３０６Ｌは、第二アーム１０６Ｌに支持軸２１３Ｌによって回動自在に支持されると共に、支持軸２１３Ｌに平行な方向に移動可能に保持されている。
【００３４】
円筒ラック３０６Ｌは、全体形状が略円筒状に形成されると共に、その側面に軸対称のラック機構３０６Ｌａを備えている。ラック機構３０６Ｌａは、ドライブシャフト３０４Ｌに取り付けられた歯車３０５Ｌに係合すると共に、歯車３０７Ｌ及び歯車３１１Ｌに係合するように設けられている。
【００３５】
歯車３０７Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３０９Ｌが結合されている。第四アーム３０９Ｌの２個の接触子１０９は、歯車３０７Ｌと一体的に、回動軸３０８Ｌを中心に回動駆動される。同様に、歯車３１１Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３１０Ｌが結合されている。第四アーム３１０Ｌの２個の接触子１０９は、歯車３１１Ｌと一体的に、回動軸３１２Ｌを中心に回動駆動する。
【００３６】
一方、ドライブシャフト３０４Ｌの他端に取り付けられた歯車３１３Ｌの回転出力は、円筒ラック３１４Ｌを介して、第三アーム１０８Ｌに取り付けられた歯車３１５Ｌ及び歯車３１８Ｌに伝達される。円筒ラック３１４Ｌが支持軸２１４Ｌに平行な方向に移動することにより、歯車３１５Ｌが回動軸３１６Ｌ周りに回動すると共に、歯車３１８Ｌが回動軸３１９Ｌ周りに回動する。円筒ラック３１４Ｌは、全体形状が略円筒状に形成されると共に、その側面に軸対称のラック機構３１４Ｌａを備える。円筒ラック３１４Ｌは、第二アーム１０６Ｌに支持軸２１４Ｌによって回動自在に支持されると共に、支持軸２１４Ｌに平行な方向に移動可能に保持されている。
【００３７】
歯車３１５Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３１７Ｌが結合されている。第四アーム３１７Ｌの２個の接触子１０９は、歯車３１５Ｌと一体的に、回動軸３１６Ｌを中心に回転駆動される。同様に、歯車３１８Ｌには、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３２０Ｌが結合されている。第四アーム３２０Ｌの２個の接触子１０９は、歯車３１８Ｌと一体的に、回動軸３１９Ｌを中心に回転駆動される。
【００３８】
図５Ａ及び図５Ｂは、左アーム１１４Ｌの揉み動作を説明するための説明図である。図５Ａでは、第二アーム１０６Ｌに支持された円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌ、第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌに取り付けられた歯車３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌ、第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌ及び接触子１０９を示している。図５Ｂでは、第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌ及び接触子１０９を示しており、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌ及び歯車３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌの図示を省略している。図５Ａ及び図５Ｂでは、第二アーム１０６Ｌ及び第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌについては、これらを一体として、模式的にバー２７として表示している。
【００３９】
図５Ａに示すように、円筒ラック３０６Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、円筒ラック３０６Ｌに隣接する歯車３０７Ｌが矢印２７ｂの方向に回転し、歯車３１１Ｌが矢印２７ｃの方向に回転する。これに伴って、歯車３０７Ｌ，３１１Ｌに第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌを介して取り付けられた接触子１０９が、矢印２７ｄ，２７ｅの方向に互いに逆方向に移動する。
【００４０】
円筒ラック３１４Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、円筒ラック３１４Ｌに隣接する歯車３１５Ｌが矢印２７ｂの方向に回転し、歯車３１８Ｌが矢印２７ｃの方向に回転する。これに伴って、歯車３１５Ｌ，３１８Ｌに第四アーム３１７Ｌ，３２０Ｌを介して取り付けられた接触子１０９が、矢印２７ｄ，２７ｅの方向に互いに逆方向に移動する。
【００４１】
また、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、隣接する異なる第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌ（図４参照）に取り付けられた隣接する歯車３０７Ｌ，３１８Ｌが互いに逆の方向に回転する。その結果、歯車３０７Ｌ，３１８Ｌに第四アーム３０９Ｌ，３２０Ｌを介して取り付けられた接触子１０９が、矢印２７ｄ，２７ｅの方向に互いに逆方向に移動する。このように、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌが矢印２７ａの方向に移動すると、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌの軸方向と直交する方向に隣接する２個の接触子１０９は、矢印２７ｄ，２７ｅの方向に近接又は離反するように移動する。
【００４２】
接触子１０９が人の頭部１０の頭皮に接触した後に、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌを矢印２７ａの方向に移動させると、接触子１０９に接触した頭皮の領域を互いに接近又は引き離すことができる。これにより、人の頭部１０の頭皮が縮められ又は伸ばされ、人の頭部１０の頭皮が揉まれる。
【００４３】
また、接触子１０９が人の頭部１０の頭髪に接触した状態で、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌを矢印２７ａの方向に移動させると、接触子１０９の間に位置する頭髪を挟む又は引っ張って、頭髪を構成する髪の束を様々な方向に変位させて移動させることができ、髪の束を揉むことができる。
【００４４】
一方、図５Ｂに示すように、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌ（図５Ａ参照）を矢印２７ａと反対の方向に移動させると、歯車３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌ（図５Ａ参照）及び接触子１０９が、それぞれ、図５Ａに示す動作方向と反対方向に移動する。左洗浄ユニット１２Ｌでは、円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌを矢印２７ａの方向と矢印２７ａと反対の方向に往復運動させることで、図５Ａに示す状態Ａと図５Ｂに示す状態Ｂとを交互に繰り返し、接触子１０９を揺動させることができる。これにより、複数の接触子１０９によって頭部１０を揉むような動作（以下、「揉み動作」という。）が実現される。
【００４５】
右洗浄ユニット１２Ｒは、左洗浄ユニット１２Ｌと比較して左右対称の構造を有する。
【００４６】
すなわち、図１、図２及び図３に示すように、右洗浄ユニット１２Ｒは、支柱１０２Ｒに連結された支持軸１０４Ｒを有し、支持軸１０４Ｒ周りに回動可能に構成されている。右洗浄ユニット１２Ｒは、右アーム１１４Ｒとパイプ１１１Ｒとを備え、右アーム１１４Ｒはアームハウジング１１５Ｒを有する。アームハウジング１１５Ｒには、第一〜第三アーム１０５Ｒ，１０６Ｒ，１０７Ｒ，１０８Ｒが収容されている。図３に示すように、第一アーム１０５Ｒは、アーム基台１０３Ｒに取り付けられ、アーム基台１０３Ｒと共に支持軸１０４Ｒを中心に回動可能に構成されている。第三アーム１０７Ｒ，１０８Ｒには、頭部１０に当接可能な頭部接触部４０９Ｒが取り付けられている。頭部接触部４０９Ｒは複数の接触子１０９を有する。
【００４７】
支柱１０２Ｒ内には右アームスイング用モータ２０１Ｒが配置されている。この右アームスイング用モータ２０１Ｒの回転出力は、モータ回転出力軸２０２Ｒに取り付けられた歯車２０３Ｒと、支持軸１０４Ｒに取り付けられた歯車２０４Ｒとを介して支持軸１０４Ｒに伝達される。伝達された右アームスイング用モータ２０１Ｒの回転出力により、支持軸１０４Ｒに取り付けられたアーム基台１０３Ｒは、矢印２０５Ｒの方向に回動自在に駆動する。
【００４８】
アーム基台１０３Ｒ内には、右アーム押圧用モータ２０６Ｒとアーム回動軸２０９Ｒとが配置されている。アーム回動軸２０９Ｒは、支持軸１０４Ｒに対して略直角に設けられている。右アーム押圧用モータ２０６Ｒの回転出力は、モータ回転出力軸２０７Ｒａに取り付けられた歯車２０７Ｒと、第一アーム１０５Ｒのアーム回動軸２０９Ｒに取り付けられた歯車２０８Ｒとを介して第一アーム１０５Ｒに伝達される。伝達された右アーム押圧用モータ２０６Ｌの回転出力により、第一アーム１０５Ｒは、アーム回動軸２０９Ｒ周りに矢印２１０Ｒの方向に回動自在に駆動する。
【００４９】
第一アーム１０５Ｒは、頭部接触部４０９Ｒに対する頭部１０の押圧力を検知する第２の頭部押圧力検知装置として、第２の圧力センサ２１１Ｒを備える。第一アーム１０５Ｒは、支持軸２１２Ｒによって第二アーム１０６Ｒを回動自在に支持している。第二アーム１０６Ｒは、支持軸２１３Ｒによって第三アーム１０７Ｒを回動自在に支持し、支持軸２１４Ｒによって第三アーム１０８Ｒを回動自在に支持している。
【００５０】
また、第三アーム１０７Ｒ，１０８Ｒには、それぞれ、円筒ラックと係合する歯車が取り付けられている。円筒ラックは、第二アーム１０６Ｒに支持軸２１３Ｒ，２１４Ｒによって回動自在に支持されるとともに支持軸２１３Ｒ，２１４Ｒに平行な方向に移動可能に保持されている。この歯車には、２個の接触子１０９を連結する第四アームが結合され、２個の接触子１０９は、第二アーム１０６Ｒ内に配置された右アーム揉み動作用のモータによって前記歯車と一体的に回動駆動される。
【００５１】
次に、図６及び図７を参照しながら、左アーム１１４Ｌ及び右アーム１１４Ｒにおいて、第一アーム１０５Ｌ，１０５Ｒよりアーム先端側の部分で構成されるヘッドケアユニット４０の具体例について説明する。
【００５２】
図６は、ヘッドケアユニット４０の具体例を示す側面図であり、図７は、ヘッドケアユニット４０の具体例を示す斜視図である。なお、図６及び図７において、第二アーム１０６Ｌは、部分的に図示されている。また、図６及び図７では、左アーム１１４Ｌのヘッドケアユニット４０が図示されているが、右アーム１１４Ｒも同様のヘッドケアユニットを有する。
【００５３】
図６及び図７に示すように、ヘッドケアユニット４０は、第二アーム１０６Ｌに配置された左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌからの出力を伝達するドライブシャフト３０４Ｌと、ドライブシャフト３０４Ｌの両端に配置された歯車３０５Ｌ，３１３Ｌにそれぞれ係合する２つの円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌと、２つの円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌの中心軸３０６Ｌｂ，３１４Ｌｂにそれぞれ一致する支持軸２１３Ｌ，２１４Ｌに回動自在に保持される第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌと、を備えている。
【００５４】
ヘッドケアユニット４０では、左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌの回転出力は、ドライブシャフト３０４Ｌの両端に配置された歯車３０５Ｌ，３１３Ｌ及び円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌを介して、第三アーム１０７Ｌ，１０８Ｌに取り付けられた歯車３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌに伝達される。この伝達された左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌの回転出力によって、歯車３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌが回動し、歯車３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌにそれぞれ取り付けられた２個の接触子１０９が回動する。
【００５５】
２個の円筒ラック３０６Ｌ，３１４Ｌは、それぞれ、支持軸２１３Ｌ，２１４Ｌによって第二アーム１０６Ｌに回動自在に支持されている。また、円筒ラック３０６Ｌに係合する歯車３０７Ｌは、第三アーム１０７Ｌに回動自在に保持された回動軸３０８Ｌに結合されている。回動軸３０８Ｌは、２個の接触子１０９を連結する第四アーム３０９Ｌに結合されている。これにより、歯車３０７Ｌと接触子１０９とは、回動軸３０８Ｌ周りに一体的に回動できる。なお、回動軸３０８Ｌは、例えば第三アーム１０７Ｌを挟んだ上下両側にフランジ部を備えるなどにより、円筒ラック３０６Ｌと歯車３０７Ｌとの係合状態を維持するように構成されている。歯車３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌは、歯車３０７Ｌと同様に構成されている。具体的には、歯車３１１Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌは、それぞれの回動軸３１２Ｌ，３１６Ｌ，３１９Ｌ周りに接触子１０９と一体的に回動可能に構成されている。
【００５６】
なお、第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌは、逆Ｖ字状に形成されており、弾性体の一例である板バネとして機能する。そのため、接触子１０９は、第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌの弾性力により人の頭部１０に押し当てられ、人の頭部１０の表面形状に倣って移動可能である。したがって、接触子１０９により、人の頭部１０を滑らかに効率良くケアすることができる。
【００５７】
図８及び図９を参照しながら、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの動作方向に関する各種定義について説明する。なお、図８及び図９では、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒを代表して、左アーム１１４Ｌのみが図示されているが、右アーム１１４Ｒについても同様の定義が適用される。
【００５８】
図８に示すように、アーム回動軸２０９Ｌ（２０９Ｒ）周りにアーム１１４Ｌ（１１４Ｒ）が人の頭部１０の表面に対して接近又は離反するように回動することを、「押圧回動する」と称する。また、アーム１１４Ｌ（１１４Ｒ）が頭部１０に接近する方向を「押圧方向（矢印Ｄ１の方向）」と称し、アーム１１４Ｌ（１１４Ｒ）が頭部１０から離反する方向を「リリース方向（矢印Ｄ２の方向）」と称する。さらに、押圧回動の角度位置に関して、アーム１１４Ｌ（１１４Ｒ）が頭部１０から一番離れた角度位置を０°と定義し、この０°の角度位置から押圧方向にずれた角度の大きさを「押圧角度θＰＬ（θＰＲ）」と称する。
【００５９】
図９に示すように、自動頭部洗浄システム１００では、支持軸１０４Ｌ（１０４Ｒ）周りにアーム１１４Ｌ（１１４Ｒ）が頭部１０の前後方向に回動することを、「スイング回動する」と称する。また、頭部１０の前側に向かったスイング回動の方向（矢印Ｄ３の方向）を正方向とする。さらに、スイング回動の角度位置に関して、頭部１０の後側の角度位置を０°と定義し、この０°の角度位置から正方向にずれた角度の大きさを「スイング角度θＳＬ（θＳＲ）」と称する。すなわち、スイング角度θＳＬ（θＳＲ）が０°となる方向は、鉛直下方向である。本実施形態において、スイング角度θＳＬ（θＳＲ）の最大値は、例えば１３０°に設定される。すなわち、本実施形態においては、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが支持軸１０４Ｌ，１０４Ｒに対して鉛直下方に配置された位置におけるスイング角度を、θＳＬ（θＳＲ）＝０°と定義している。また、本実施形態においては、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの支持軸１０４Ｌ，１０４Ｒに対して頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが後頭部ケアユニット５００に支持された頭部１０の頭頂方向に水平に配置された状態のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング角度を、θＳＬ（θＳＲ）＝９０°と定義している。
【００６０】
図３に戻って、説明を続ける。図３において、自動頭部洗浄システム１００は、水系バルブ２１６と、洗浄液系バルブ２１７と、コンディショナー系バルブ２１８とを有する。水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７及びコンディショナー系バルブ２１８の出力口は、並列接続され、配管２１９を介してパイプ１１１Ｌ，１１１Ｒに接続されている。水系バルブ２１６は、その入力口が図示しない水系供給部に接続され、外部から水が供給される。洗浄液系バルブ２１７は、その入力口に洗浄液と圧縮空気とを混合する混合部２２０が接続され、シャンプーなどの洗浄液を供給する洗浄液供給部２２２からの洗浄液と圧縮空気とを混合部２２０において混合したムース状の洗浄液が供給される。コンディショナー系バルブ２１８は、その入力口にコンディショナー供給部２２１が接続され、コンディショナー供給部２２１からのコンディショナーが供給される。
【００６１】
自動頭部洗浄システム１００では、水系バルブ２１６、洗浄液系バルブ２１７、コンディショナー系バルブ２１８を適宜制御することで、パイプ１１１Ｌ，１１１Ｒに設けられた複数のノズル１１０から、水又はムース状の洗浄液又はコンディショナーを噴出することができる。なお、コンディショナーは、ノズル１１０とは別に設けられたノズル（図示せず）から霧状に噴出されるようにしてもよい。この場合、コンディショナーの供給経路は、コンディショナーを噴霧可能なノズル（図示せず）とコンディショナー系バルブ２１８とを接続するように構成すればよい。
【００６２】
自動頭部洗浄システム１００では、人の頭部１０の形状に応じて洗浄ユニット１２を動作させて、頭部１０を洗浄することができる。これにより、人の頭部１０を効率よく洗浄することができ、水又はシャンプーなどの使用量を低減できると共に、汚れた水などの量を低減することができる。
【００６３】
また、図２に示すように、自動頭部洗浄システム１００では、ボウル１０１の底部１０１ｄに２つの排水口１０１ｂが設けられており、洗浄に使用した水などを排水口１０１ｂから排出することができる。なお、排水口１０１ｂには、図示しない排水管が接続されている。洗浄に使用した水などは、この排水口１０１ｂから外部に排水処理される。
【００６４】
次に、図１０及び図１１を参照しながら、後頭部ケアユニット５００の具体例について説明する。この後頭部ケアユニット５００は、人の後頭部１１（図１３参照）のケアを行う機能と、上記のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにより人の頭部１０のケアが行われるときに後頭部１１を下側から支持する機能とを有する。なお、後頭部ケアユニット５００により後頭部１１のケアを行う際は、後述のようにアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにより頭部１０が下側から支持される。
【００６５】
図１０に示すように、後頭部ケアユニット５００は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒのヘッドケアユニット４０と同様の構造を有する。後頭部ケアユニット５００は、後頭部１１に接触可能な複数の接触子５５０を有する後頭部接触部５４８と、後頭部接触部５４８による揉み動作を行うための後頭部揉み動作用モータ５０１とを有する。なお、図１０に示される後頭部ケアユニット５００の各構成部材は、ハウジング５６０（図１１参照）内に収容されているが、図１０では、ハウジング５６０の図示を省略している。ただし、後述の接触子５５０及び揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０は、ハウジング５６０から露出して設けられている。
【００６６】
後頭部揉み動作用モータ５０１は、ハウジング５６０内に取り付けられている。後頭部揉み動作用モータ５０１の回転出力は、モータ回転出力軸に取り付けられた歯車５０２と、ドライブシャフト５０４に取り付けられた歯車５０３とを介して、ドライブシャフト５０４に伝達される。ドライブシャフト５０４の両端には、歯車５０５，５１３が設けられている。一方の歯車５０５は第１の円筒ラック５０６に噛合し、他方の歯車５１３は第２の円筒ラック５１４に噛合している。これらの円筒ラック５０６，５１４の支持軸５２３，５２４は、保持ステージ５２７，５２８により回動自在に保持されている。
【００６７】
第１の円筒ラック５０６には２つの歯車５０７，５１１が噛合し、第２の円筒ラック５１４には２つの歯車５３７，５４１が噛合している。なお、図１０では、歯車５０７，５１１，５３７，５４１が扇形である例を示しているが、歯車５０７，５１１，５３７，５４１の形状は特に限定されるものでない。
【００６８】
これらの歯車５０７，５１１，５３７，５４１には、それぞれ回動軸５０８，５１２，５３８，５４２を介して、揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０が結合されている。これにより、歯車５０７，５１１，５３７，５４１と揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０とは、回動軸５０８，５１２，５３８，５４２を中心として、一体的に回動可能となっている。
【００６９】
回動軸５０８，５１２，５３８，５４２は、上記の保持ステージ５２７，５２８に回動自在に保持されている。なお、回動軸５０８，５１２，５３８，５４２は、例えば、保持ステージ５２７，５２８を挟んだ上下両側にフランジ部を備えることなどにより、円筒ラック５０６，５１４と歯車５０７，５１１，５３７，５４１との係合状態を維持するように構成されている。
【００７０】
揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０のそれぞれ両端には、上記の接触子５５０が設けられている。図１０において、図の中央よりも右側に図示された接触子５５０は後頭部１１の左側半分に接触させるためのものであり、図の中央よりも左側に図示された接触子５５０は後頭部１１の右側半分に接触させるためのものである。
【００７１】
揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０は、Ｖ字状に形成されており、弾性体の一例としての板バネとして機能する。そのため、接触子５５０は、揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０の弾性力により人の後頭部１１に押し当てられ、後頭部１１の表面形状に倣って移動可能となっている。したがって、接触子５５０により、後頭部１１を滑らかに効率良くケアすることができる。
【００７２】
以上の構成により、後頭部ケアユニット５００では、後頭部揉み動作用モータ５０１の回転出力が、ドライブシャフト５０４の両端に配置された歯車５０５，５１３及び円筒ラック５０６，５１４を介して、回動軸５０８，５１２，５３８，５４２の一端に結合された歯車５０７，５１１，５３７，５４１に伝達される。この伝達された後頭部揉み動作用モータ５０１の回転出力によって、歯車５０７，５１１，５３７，５４１と一体的に揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０が回動し、揉み動作用アーム５０９，５１０，５３９，５４０の両端に設けられた接触子５５０により人の後頭部１１を揉む動作を行うことができる。
【００７３】
図１１は、後頭部ケアユニット５００の取付け構造を模式的に示す側面図である。
【００７４】
図１１に示すように、本実施の形態では、後頭部ケアユニット５００を揺動させる揺動装置として、後頭部揺動用モータ５７２を有する。後頭部揺動用モータ５７２は、人の頭部１０の左右方向に延びる回動軸５６４を中心として、後頭部ケアユニット５００を揺動させる。この後頭部揺動用モータ５７２は、ボウル１０１の底部１０１ｄに固定されている。回動軸５６４は、一端において、後頭部揺動用モータ５７２の回転出力軸に駆動連結され、他端において、ボウル１０１の底部１０１ｄに取り付けられた基台部５７０に回動自在に支持されている。また、回動軸５６４には、揺動アーム部５６２の下端部が連結されている。揺動アーム部５６２は、回動軸５６４と一体的に回動可能となっている。
【００７５】
揺動アーム部５６２の上端には、後頭部ケアユニット５００のハウジング５６０が固定されている。また、ハウジング５６０には、後頭部接触部５４８に対する後頭部１１の押圧力を検知する後頭部押圧力検知装置として、第３の圧力センサ５８０が取り付けられている。
【００７６】
以上の構成により、後頭部ケアユニット５００は、後頭部揺動用モータ５７２の駆動により、回動軸５６４及び揺動アーム部５６２と一体的に、ボウル１０１の切欠部１０１ｃに接近又は離反する方向に揺動可能となっている。これにより、後頭部ケアユニット５００を揺動方向に位置調整することができ、より適切な位置で人の後頭部１１を後頭部ケアユニット５００で支持又はケアすることができる。
【００７７】
後頭部ケアユニット５００の揺動方向に関しては、次のように定義する。まず、切欠部１０１ｃに接近する揺動方向（矢印Ｄ４の方向）を正方向とする。また、揺動方向の角度位置に関して、後頭部ケアユニット５００の揺動可能範囲のうち最も切欠部１０１ｃから離れた角度位置を０°と定義する。また、この０°の角度位置から正方向にずれた角度の大きさを揺動角度θＴと定義する。また、揺動可能範囲のうち最も切欠部１０１ｃに接近した角度位置をθＴＭＡＸとする。
【００７８】
なお、後頭部ケアユニット５００は、上記の揺動方向の位置調整に加えて、ボウル１０１の底部１０１ｄに沿った水平方向の位置調整も可能なように構成してもよい。この場合、後頭部ケアユニット５００を更に適切な位置に配置することができ、更に快適な後頭部ケアユニット５００による後頭部１１の支持又はケアを実現することができる。
【００７９】
また、後頭部ケアユニット５００は、図示しない後頭部洗浄用のノズルを備えることが好ましい。ノズルを備えることで、後頭部ケアユニット５００により後頭部１１を洗浄する際、後頭部洗浄用のノズルから後頭部１１に向けて水、洗浄液又はコンディショナーを噴出させることができる。また、この場合、後頭部洗浄用のノズルと接続されたパイプには、例えば、上述の水系供給部、洗浄液供給部２２２及びコンディショナー供給部２２１が接続される。
【００８０】
以下、自動頭部洗浄システム１００の各種動作の制御について説明する。
【００８１】
図１２に示すように、自動頭部洗浄システム１００は、自動頭部洗浄システム１００の全体の動作を総合的に制御する制御装置６００を備える。
【００８２】
制御装置６００は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒを駆動させる左右一対のアーム駆動装置４０１Ｌ，４０１Ｒと、後頭部ケアユニット５００を駆動させる後頭部ケアユニット駆動装置４０２と、各種バルブ２１６，２１７，２１８の開閉動作とを制御することで、自動頭部洗浄システム１００の各種動作を実現する。ここで、左右一対のアーム駆動装置４０１Ｌ，４０１Ｒは、頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒにより頭部１０のケアが行われるように、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒを駆動させる。後頭部ケアユニット駆動装置４０２は、後頭部接触部５４８により後頭部１１のケアが行われるように、後頭部ケアユニット５００を駆動させる。
【００８３】
左アーム駆動装置４０１Ｌは、左アームスイング用モータ２０１Ｌ、左アーム押圧用モータ２０６Ｌ及び左アーム揉み動作用モータ３０１Ｌを含むものである。また、右アーム駆動装置４０１Ｒは、右アームスイング用モータ２０１Ｒ、右アーム押圧用モータ２０６Ｒ及び右アーム揉み動作用モータ３０１Ｒを含むものである。
【００８４】
左アームスイング用モータ２０１Ｌ及び右アームスイング用モータ２０１Ｒには、それぞれアームスイング用モータ２０１Ｌ，２０１Ｒの回転角度に同期してパルス信号を発生させるエンコーダ２９１Ｌ，２９１Ｒが内蔵されている。エンコーダ２９１Ｌ，２９１Ｒが発生させるパルス信号は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング角度θＳＬ，θＳＲの情報として制御装置６００に入力される。
【００８５】
同様に、左アーム押圧用モータ２０６Ｌ及び右アーム押圧用モータ２０６Ｒには、それぞれアーム押圧用モータ２０６Ｌ，２０６Ｒの回転角度に同期してパルス信号を発生させるエンコーダ２９６Ｌ，２９６Ｒが内蔵されている。エンコーダ２９６Ｌ，２９６Ｒが発生させるパルス信号は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの押圧角度θＰＬ，θＰＲの情報として制御装置６００に入力される。
【００８６】
後頭部ケアユニット駆動装置４０２は、後頭部揺動用モータ５７２と後頭部揉み動作用モータ５０１とを含むものである。後頭部揺動用モータ５７２には、後頭部ケアユニット５００の揺動角度θＴを検知する揺動角度検知装置として、後頭部揺動用モータ５７２の回転角度に同期してパルス信号を発生させるエンコーダ５９２が内蔵されている。エンコーダ５９２が発生させるパルス信号は、後頭部ケアユニット５００の揺動角度θＴの情報として制御装置６００に入力される。
【００８７】
また、自動頭部洗浄システム１００は、人の操作入力を受け付ける操作部４０４を有する。操作部４０４に入力された操作信号は、制御装置６００に入力される。さらに、自動頭部洗浄システム１００は、制御装置６００からの出力信号に基づいて自動頭部洗浄システム１００の各種動作状態を表示する表示部４０６を有する。ただし、操作部４０４は、タッチパネル式の操作部であってもよい。操作部４０４がタッチパネル式の操作部である場合、上記の表示部４０６は操作部と一体化できる。
【００８８】
制御装置６００は、頭部ケア制御部６０２と、後頭部ケア制御部６０４と、頭部支持制御部６０６と、後頭部押圧力制御部６１０と、各種情報を記憶する記憶部６９０とを有する。頭部ケア制御部６０２は、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒによる人の頭部１０のケア動作を制御する。後頭部ケア制御部６０４は、後頭部ケアユニット５００による人の後頭部１１のケア動作を制御する。頭部支持制御部６０６は、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１のケア動作の際に、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが頭部１０を下側から支持可能な頭部支持位置に配置されるように制御する。後頭部押圧力制御部６１０は、頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが頭部支持位置に配置された状態において、後頭部１１に対する後頭部ケアユニット５００の後頭部接触部５４８の押圧力を制御する。
【００８９】
頭部ケア制御部６０２は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒによる頭部１０の洗浄動作を行なうために、左右のアーム駆動装置４０１Ｌ，４０１Ｒと各種のバルブ２１６，２１７，２１８の開閉動作とを制御する。このように制御することで、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング回動又は押圧回動の動作、接触子１０９による揉み動作、並びにノズル１１０からの水、洗浄液又はコンディショナーの噴出の動作、を種々のパターンで連動させることができる。これにより、揉み洗い、すすぎ、水切り及びブラッシングなど、種々の頭部１０の洗浄動作を実現することができる。
【００９０】
また、頭部ケア制御部６０２は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒによる頭部１０のマッサージ動作を行なうために、左右のアーム駆動装置４０１Ｌ，４０１Ｒを制御する。このように制御することで、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング回動又は押圧回動の動作と、接触子１０９による揉み動作と、を種々のパターンで連動させることができる。これにより、種々のマッサージ動作を実現することができる。
【００９１】
このように頭部ケア制御部６０２により頭部１０の洗浄動作又はマッサージ動作が制御されるとき、人の後頭部１１は後頭部ケアユニット５００により下側から支持されているため、頭部１０が安定した状態で洗浄動作又はマッサージ動作を行うことができる。
【００９２】
後頭部ケア制御部６０４は、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１のケア動作を行なうために後頭部ケアユニット駆動装置４０２を制御することで、後頭部ケアユニット５００の揺動及び揉み動作を複合的に動作させる。これにより、後頭部１１において、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒによるケアを行うことができない部分について、後頭部ケアユニット５００による洗浄動作又はマッサージ動作等のケア動作を実現することができる。なお、後頭部ケアユニット５００により洗浄動作を行う際は、上述の後頭部洗浄用のノズルから水、洗浄液又はコンディショナーを噴出させることが好ましい。この場合、この噴出を制御するためのバルブの開閉動作は、後頭部ケアユニット５００の揺動及び揉み動作と併せて制御される。
【００９３】
頭部支持制御部６０６は、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１のケア動作の際、左右のアーム駆動装置４０１Ｌ，４０１Ｒを制御することで、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒを、後述する頭部支持位置に配置する。
【００９４】
アーム１１４Ｌ，１１４Ｒが配置される頭部支持位置は、後頭部１１において後頭部ケアユニット５００の後頭部接触部５４８と干渉しない位置に設定されると共に、人の首への負担を軽減する位置に設定される。後頭部接触部５４８が後頭部１１の下部１１ｂに接触するように設けられる場合、頭部支持位置は、後頭部１１の上部１１ａに接触するように設定される。具体的には、頭部支持位置は、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング角度θＳＬ，θＳＲが、０°≦θＳＬ，θＳＲ≦３０°となるように設定される。頭部支持位置をスイング角度θＳＬ，θＳＲが０°以上３０°以下となるように設定することで、頭部１０の支持を後頭部ケアユニット５００からアーム１１４Ｌ，１１４Ｒに変更したときに、頭部１０の姿勢があまり変わらず、人の首への負担を軽減することができる。
【００９５】
さらに、重力に対して頭部１０の支持を安定させるためには、頭部支持位置をスイング角度θＳＬ，θＳＲが０°以上１０°以下と設定することが望ましい。このように、スイング角度を０°以上１０°以下と設定することで、重力に対しても頭部１０の支持が安定することになり、さらに、人の首への負担を軽減することができる。
【００９６】
また、さらに、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒへの負荷を軽減させるためには、頭部支持位置をスイング角度θＳＬ，θＳＲが２０°以上３０°以下と設定することが望ましい。このように、スイング角度を２０°以上３０°以下と設定することで、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒへの負荷を軽減させることができると共に、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒ及び後頭部ケアユニット５００及び切欠部１０１ｃに関する支点及び力点及び作用点の関係から、人の首への負担を軽減することができる。
【００９７】
また、図１６に示すように、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒが後頭部ケアユニット５００に隣接した位置を頭部支持位置とすることで、さらに、人の頭部１０の姿勢の変化が小さくなり、人の首への負担を軽減することができる。ただし、このように頭部支持位置を後頭部ケアユニット５００に隣接して設定する場合、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒと後頭部ケアユニット５００とが干渉する可能性が高くなるので、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒをより精密に制御するなどの工夫が必要である。
【００９８】
なお、頭部支持位置へのアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの移動は、まず、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒをそれぞれスイング回動させてスイング角度を調整した後に、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒを頭部１０の方向へ押圧するように徐々に移動させることが望ましい。このとき、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒを連動させて、同時に頭部１０の方向へ押圧するように徐々に移動させることが望ましい。このように、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング角度を調整した後に押圧方向に移動させることで、後頭部ケアユニット５００からアーム１１４Ｌ，１１４Ｒに支持が切り替わった際に、人の首にかかる負担を更に軽減することができる。
【００９９】
具体的に、頭部支持制御部６０６は、頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが頭部支持位置に配置されるように、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング角度θＳＬ，θＳＲ及び押圧角度θＰＬ，θＰＲを制御する。このとき、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒのスイング角度θＳＬ，θＳＲは、互いに等しくなるように制御される。ただし、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒ同士の干渉を避けるために、スイング角度θＳＬ，θＳＲを若干ずらすように制御してもよい。
【０１００】
このように、本実施の形態では、後頭部ケアユニット５００により後頭部１１のケア動作が行われるときは、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにより頭部１０が支持されるため、頭部１０を安定させた状態で後頭部１１のケアを実行できる。
【０１０１】
なお、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒで頭部１０を支持するときは、アーム１１４Ｌの第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌが、互いに平行になるように配置することが好ましい。このように第四アーム３０９Ｌ，３１０Ｌ，３１７Ｌ，３２０Ｌを互いに平行に配置することで、各接触子１０９への頭部１０からの荷重を分散させて均一にすることができる。
【０１０２】
また、後頭部ケアユニット５００により後頭部１１のケア動作を行ないながら、頭部１０を支持しているアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒの接触子１０９を揺動させることで、水、洗浄液又はコンディショナーを流れ易くすることが可能である。具体的には、後頭部ケアユニット５００により後頭部１１のケア動作を行ないながら頭部１０を支えているアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの接触子１０９を揺動させることで、後頭部ケアユニット５００による洗浄動作により発生して垂れてくる水、洗浄液又はコンディショナーが、揺動によって生じる接触子１０９と頭部１０との隙間を流れ、水、洗浄液又はコンディショナーを流れ易くすることが可能である。さらに、この場合は、頭部１０を支持しているアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにより頭部１０のマッサージを行なうこともできる。
【０１０３】
後頭部押圧力制御部６１０は、後頭部１１に対する後頭部接触部５４８の押圧力に関して、所定の指令値を出力する指令値出力部６１２を有する。指令値出力部６１２は、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１のケア動作を最適に行うことができる押圧力を指令値として出力する。したがって、指令値出力部６１２から出力される指令値は、後頭部１１のケア動作の態様に応じて常に最適な値となるように変化する。
【０１０４】
また、後頭部押圧力制御部６１０は、第３の圧力センサ５８０により検知される後頭部接触部５４８に対する後頭部１１の押圧力を、指令値出力部６１２から出力された指令値に一致させるように、アーム駆動装置４０１Ｌ，４０１Ｒの制御により頭部支持位置を調整する支持位置調整部６１４を有する。
【０１０５】
支持位置調整部６１４は、具体的には、左アーム押圧用モータ２０６Ｌと右アーム押圧用モータ２０６Ｒとを制御することで、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの押圧角度θＰＬ，θＰＲを制御して、頭部支持位置の高さ調整を行う。後頭部１１に対する後頭部接触部５４８の押圧力は、頭部支持位置が上昇すると減少し、頭部支持位置が下降すると増加する。そのため、支持位置調整部６１４による頭部支持位置の高さ調整により、後頭部１１に対する後頭部接触部５４８の押圧力を、指令値出力部６１２から出力された指令値に一致させるように制御することができる。
【０１０６】
さらに、後頭部押圧力制御部６１０は、指令値出力部６１２から出力された指令値を、エンコーダ５９２により検知された後頭部ケアユニット５００の揺動角度θＴに応じて補正する出力補正部６１６を有してもよい。出力補正部６１６に関する具体的な説明は、後述の第２の実施形態の説明と併せて行う。
【０１０７】
また、後頭部押圧力制御部６１０は、左アーム１１４Ｌに設けられた第１の圧力センサ２１１Ｌにより検知される押圧力と、右アーム１１４Ｒに設けられた第２の圧力センサ２１１Ｒにより検知される押圧力とが一致するように、指令値出力部６１２から支持位置調整部６１４を経由して右アーム駆動装置４０１Ｒに入力される指令値を補正する入力補正部６１８を有してもよい。入力補正部６１８に関する具体的な説明は、後述の第３の実施形態の説明と併せて行う。
【０１０８】
以下、後頭部押圧力制御部６１０の具体的な構成に関して、説明する。
【０１０９】
図１３は、第１の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０の構成を示すブロック図である。また、図１３は、後頭部１１の上部１１ａが、頭部支持位置に配置されたアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒにより下側から支持され、後頭部１１の下部１１ｂにおいて、後頭部ケアユニット５００によるケア動作が実行された状態を頭部１０の左側から見た模式図である。ここで、後頭部１１の上部１１ａとは、後頭部１１における頭頂側の部分であり、後頭部１１の下部１１ｂとは、後頭部１１における首側の部分である。ただし、図１３には、左アーム１１４Ｌの頭部接触部４０９Ｌのみが図示されているが、右アーム１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｒも同様に頭部支持位置に配置されているものとする。
【０１１０】
図１３に示すように、後頭部押圧力制御部６１０は比較器６２２を有する。比較器６２２では、指令値出力部６１２から出力された指令値と、第３の圧力センサ５８０により検知された押圧力が比較され、両者の誤差が算出される。
【０１１１】
また、後頭部押圧力制御部６１０は、支持位置調整部６１４により制御される位置制御器６２４を有する。位置制御器６２４は、比較器６２２から送られた誤差信号に基づいて演算を実行する。この演算結果の信号は、位置制御器６２４から、左アーム押圧用モータ２０６Ｌと右アーム押圧用モータ２０６Ｒとに送られる。これにより、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの押圧角度θＰＬ，θＰＲが調整されることで、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが位置調整され、後頭部１１の下部１１ｂに対する後頭部接触部５４８の押圧力を、指令値出力部６１２の指令値に一致させることができる。
【０１１２】
以上のようなフィードバック制御が行われることにより、第１の実施形態では、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒで支持することにより頭部１０を安定させた状態で、後頭部ケアユニット５００によって常に適度な押圧力で後頭部１１のケア動作を実行することができる。
【０１１３】
図１６は、第１の実施形態の別態様に係る後頭部押圧力制御部６１０の構成を示すブロック図である。図１６は、左アーム１１４Ｌの頭部接触部４０９Ｌと右アーム１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｒとの位置が図１３と異なる以外は、図１３と同様であるため、説明は省略する。
【０１１４】
以上説明した本第１の実施形態の自動頭部洗浄システムを用いた頭部洗浄動作について、図１７のフローチャートを用いて説明する。
【０１１５】
図１７に示すように、後頭部ケアユニット５００で、ボウル１０１内の人の頭部１０の後頭部１１を支持する（ステップＳ０１）。ここで、後頭部１１の支持は、人が自ら後頭部ケアユニット５００に後頭部１１を載せることで行っても良いし、自動頭部洗浄システムが図示しないセンサなどの情報に基づいて後頭部ケアユニット５００を移動させて支持することで行っても良い。
【０１１６】
続いて、洗浄ユニット１２を、押圧回動、スイング回動又は／及び揉み動作させることで、後頭部１１を除く頭部１０の領域を洗浄する（ステップＳ０２）。
【０１１７】
続いて、後頭部１１を除く頭部１０の領域の洗浄が完了すると、洗浄ユニット１２を用いて、前述の頭部支持位置で、頭部１０を支持する（ステップＳ０３）。
【０１１８】
続いて、洗浄ユニット１２による頭部１０の支持が確認されると、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１の支持を解除する（ステップＳ０４）。ここで、ステップＳ０３での洗浄ユニット１２による頭部１０の支持が不完全であると、後頭部ケアユニット５００の支持を解除した瞬間に頭部１０が落下する可能性があるため、図示しない画像センサ又は圧力センサ２１１Ｌ，２１１Ｒなどにより、洗浄ユニット１２による頭部１０の支持を、充分に確認することが望ましい。
【０１１９】
続いて、後頭部ケアユニット５００を、揉み動作又は／及び揺動させることで、後頭部１１を洗浄する（ステップＳ０５）。
【０１２０】
続いて、後頭部１１の洗浄が完了すると、後頭部ケアユニット５００を用いて、後頭部１１を支持する（ステップＳ０６）。
【０１２１】
続いて、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１の支持が確認されると、洗浄ユニット１２による頭部１０の支持を解除する（ステップＳ０７）。
【０１２２】
本第１の実施形態の自動頭部洗浄システムを用いた頭部洗浄動作は、これらステップＳ０１〜Ｓ０７を行った後に、必要に応じて、所定回数（１回以上）のステップＳ０２〜Ｓ０７を繰り返すことで行われる。
【０１２３】
なお、後頭部１１を除く頭部１０の領域の洗浄（ステップＳ０２〜Ｓ０４）と、後頭部１１の洗浄（ステップＳ０５〜Ｓ０７）の順番を入れ替えて、洗浄を行っても良い。ただし、この場合は、ステップＳ０１で洗浄ユニット１２を用いて、頭部支持位置で頭部１０を支持する必要がある。なお、最初に後頭部１１を支持された方が、洗浄される人にとって安心感が高いと思われるので、可能であれば、図１７に示すフローの順番で洗浄を行うことが望ましい。
【０１２４】
（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０の構成を示すブロック図である。なお、本発明の第２の実施形態にかかる自動頭部洗浄システムでは、前述の実施の形態１に係る自動頭部洗浄システムと異なる部分である後頭部押圧力制御部６１０についてのみ説明し、自動頭部洗浄システムと同様の構成及び動作については説明を省略している。また、図１４では、図１３と同様、左アーム１１４Ｌの頭部接触部４０９Ｌのみが図示されているが、右アーム１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｒも同様に頭部支持位置に配置されているものとする。
【０１２５】
第２の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０は、前述の第１の実施形態と同様の制御に加えて、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１の洗浄時に、後頭部ケアユニット５００の揺動に伴う不具合を抑制するための制御を行う。
【０１２６】
具体的に説明すると、後頭部１１に対する後頭部接触部５４８の押圧力は、後頭部ケアユニット５００の揺動角度θＴによって変化する。そのため、仮に第１の実施形態のように単純に第３の圧力センサ５８０の出力値に応じてアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部支持位置を調整する場合、後頭部ケアユニット５００を揺動させながら後頭部１１のケア動作を行うときに、後頭部ケアユニット５００が揺動する度に頭部支持位置及び頭部１０が上下動するため、人に不快感を与える場合がある。
【０１２７】
この不具合を抑制するため、第２の実施形態では、出力補正部６１６が、指令値出力部６１２から出力された指令値に対して、頭部支持位置の高さ変動を抑制するための補償処理を実行する。
【０１２８】
図１４に示すように、後頭部押圧力制御部６１０は、第１の実施形態と同様、比較器６２２と位置制御器６２４とを有する。また、第２の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０は、出力補正部６１６により制御されるＦＦ補償器６３２と加算器６３４とを有する。
【０１２９】
ＦＦ補償器６３２には、エンコーダ５９２から出力された後頭部ケアユニット５００の揺動角度θＴの情報が入力される。ＦＦ補償器６３２は、入力された揺動角度θＴの値に応じて、指令値出力部６１２から出力された指令値に対する補償処理を実行する。この補償処理には、記憶部６９０において揺動角度θＴに対応して予め記憶された情報が用いられる。
【０１３０】
具体例を挙げて説明すると、揺動角度θＴが小さいときほど後頭部１１に対する後頭部接触部５４８の押圧力が大きくなる傾向がある場合、揺動角度θＴが小さいときほど頭部支持位置が上昇しやすくなり、揺動角度θＴが大きいときほど頭部支持位置が下降しやすくなる。そのため、この場合、出力補正部６１６は、揺動角度θＴが小さいときほど、指令値出力部６１２から出力された指令値が大きくなるように補正して押圧力が高くなることを許容し、後頭部ケアユニット５００の揺動に起因する頭部支持位置の上昇を抑制する。また、この場合、出力補正部６１６は、揺動角度θＴが大きいときほど、指令値出力部６１２から出力された指令値が小さくなるように補正して押圧力が小さくなることを許容し、後頭部ケアユニット５００の揺動に起因する頭部支持位置の下降を抑制する。
【０１３１】
加算器６３４では、指令値出力部６１２から出力された指令値に、ＦＦ補償器６３２から出力された値が加算される。このようにして補正された指令値は比較器６２２に送られ、第１の実施形態と同様のフィードバック制御が行われる。
【０１３２】
以上のように、第２の実施形態では、第１の実施形態と同様のフィードバック制御と、揺動角度θＴに応じたフィードフォワード制御とが併用されることにより、押圧力の変動を抑制することよりも人の頭部１０の上下動を抑制することを優先しつつ、後頭部ケアユニット５００により適度な押圧力で後頭部１１のケア動作を実行することができる。
【０１３３】
（第３の実施形態）
図１５は、第３の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０の構成を示すブロック図である。なお、本発明の第３の実施形態にかかる自動頭部洗浄システムでは、前述の実施の形態１に係る自動頭部洗浄システムと異なる部分である後頭部押圧力制御部６１０についてのみ説明し、自動頭部洗浄システムと同様の構成及び動作については説明を省略している。また、図１５は、人の頭部１０が、頭部支持位置に配置されたアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒにより下側から支持され、後頭部１１において、後頭部ケアユニット５００によるケア動作が実行された状態を頭部１０の頂部側から見た模式図である。
【０１３４】
第３の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０は、第１の実施形態と同様の制御に加えて、後頭部ケアユニット５００による後頭部１１の洗浄時に、頭部１０から受ける負荷に関して左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの不均衡を抑制するための制御を行う。
【０１３５】
具体的に説明すると、人の頭部１０の形状が左右対称でないこと、頭部１０が左右に傾いた状態でボウル１０１に収容されること、又は、左右方向においてボウル１０１の中央に対して頭部１０の中央が位置ずれすることなどの理由により、ボウル１０１に収容された頭部１０の下端の高さが左右で異なることがある。この場合、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒの頭部支持位置を同じ高さに設定すると、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにかかる負荷が不均衡となるため、一方のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒに過大な負荷がかかる場合がある。
【０１３６】
この不具合を抑制するため、第３の実施形態では、入力補正部６１８が、指令値出力部６１２から支持位置調整部６１４を経由して右アーム押圧用モータ２０６Ｒに入力される指令値に対して、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにかかる負荷の不均衡を抑制するための補償処理を実行する。
【０１３７】
図１５に示すように、後頭部押圧力制御部６１０は、第１の実施形態と同様、比較器６２２と位置制御器６２４とを有する。また、第３の実施形態に係る後頭部押圧力制御部６１０は、入力補正部６１８により制御される比較器６４６とバランス補償器６４８と加算器６５０とを有する。
【０１３８】
比較器６４６では、左アーム１１４Ｌに設けられた第１の圧力センサ２１１Ｌの出力値と、右アーム１１４Ｒに設けられた第２の圧力センサ２１１Ｒの出力値とが比較され、頭部１０から左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにかかる押圧力の差が算出される。比較器６４６から出力された誤差信号はバランス補償器６４８に送られる。
【０１３９】
バランス補償器６４８は、比較器６４６から入力された情報に応じて、左アーム１１４Ｌにかかる押圧力と右アーム１１４Ｒにかかる押圧力とが一致するように、右アーム押圧用モータ２０６Ｒに入力される押圧力の指令値に対する補償処理を実行する。
【０１４０】
加算器６５０では、指令値出力部６１２から位置制御器６２４を経由して入力された押圧力の指令値に、バランス補償器６４８から出力された値が加算される。加算器６５０における加算後の指令値は、右アーム押圧用モータ２０６Ｒに入力される。
【０１４１】
バランス補償器６４８における補償処理について具体的に説明する。例えば、右アーム１１４Ｒにかかる押圧力が左アーム１１４Ｌにかかる押圧力よりも大きい場合、バランス補償器６４８は、右アーム１１４Ｒの押圧角度θＰＲが小さくなるように補償処理を実行する。これにより、右アーム１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｒが下降するため、右アーム１１４Ｒにかかる負荷が抑制されて、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにかかる負荷の不均衡が抑制される。逆に、右アーム１１４Ｒにかかる押圧力が左アーム１１４Ｌにかかる押圧力よりも小さい場合、バランス補償器６４８は、右アーム１１４Ｒの押圧角度θＰＲが大きくなるように補償処理を実行する。これにより、右アーム１１４Ｒの頭部接触部４０９Ｒが上昇するため、左アーム１１４Ｌにかかる負荷が軽減されて、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにかかる負荷の不均衡が抑制される。
【０１４２】
以上のように、第３の実施形態では、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒにかかる負荷のバランスが補償されるため、片側のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒに過大な負荷がかかることを防止できる。また、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒから人の頭部１０にかかる負荷についても、左右の均衡を図ることができる。
【０１４３】
なお、第３の実施形態では、後頭部押圧力制御部６１０による以上の制御に、第２の実施形態と同様のフィードフォワード制御を組み合わせてもよく、これにより、頭部１０の上下動の抑制を図ることもできる。
【０１４４】
以上、上述の実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【０１４５】
例えば、上述の実施形態では、頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒが複数の接触子１０９で構成され、後頭部接触部５４８が複数の接触子５５０で構成される場合について説明したが、本発明において、頭部接触部４０９Ｌ，４０９Ｒ及び後頭部接触部５４８の構成は特に限定されるものでない。
【０１４６】
また、左右のアーム１１４Ｌ，１１４Ｒに、アーム１１４Ｌ，１１４Ｒの長さを伸縮させるための図示しないリンク機構を設けてもよい。このようなリンク機構を設けることで、より好適に、頭部１０の形状及び大きさに対応したケアを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明により制御される自動頭部洗浄システムは、美容、理容などの分野及び介護、看護などの医療分野で広く利用することができ、有用である。
【符号の説明】
【０１４８】
１０  頭部
１１  後頭部
１００  自動頭部洗浄システム
１０１  ボウル
１０１ｃ  切欠部
１０１ｄ  底部
１０４Ｌ，１０４Ｒ，２１２Ｌ，２１２Ｒ，２１３Ｌ，２１３Ｒ，２１４Ｌ，２１４Ｒ，５２３，５２４  支持軸
１０９，５５０  接触子
１１４Ｌ，１１４Ｒ  アーム
２０１Ｌ，２０１Ｒ  アームスイング用モータ
２０３Ｌ，２０３Ｒ，２０４Ｌ，２０４Ｒ，２０７Ｌ，２０７Ｒ，２０８Ｌ，２０８Ｒ，３０２Ｌ，３０３Ｌ，３０５Ｌ，３０７Ｌ，３１１Ｌ，３１３Ｌ，３１５Ｌ，３１８Ｌ，５０２，５０３，５０５，５０７，５１１，５１３，５３７，５４１  歯車
２０６Ｌ，２０６Ｒ  アーム押圧用モータ
２０９Ｌ，２０９Ｒ  アーム回動軸
２１１Ｌ  第１の圧力センサ
２１１Ｒ  第２の圧力センサ
２９１Ｌ，２９１Ｒ，２９６Ｌ，２９６Ｒ，５９２  エンコーダ
３０１Ｌ，３０１Ｒ  アーム揉み動作用モータ
３０４Ｌ，５０４  ドライブシャフト
３０６Ｌ，３１４Ｌ，５０６，５１４  円筒ラック
３０６Ｌａ，３１４Ｌａ  ラック機構
３０８Ｌ，３１２Ｌ，３１６Ｌ，３１９Ｌ，５６４  回動軸
４０１Ｌ，４０１Ｒ  アーム駆動装置
４０２  後頭部ケアユニット駆動装置
４０９Ｌ，４０９Ｒ  頭部接触部
５００  後頭部ケアユニット
５０１  後頭部揉み動作用モータ
５０８，５１２，５３８，５４２  回動軸
５０９，５１０，５３９，５４０  揉み動作用アーム
５２７，５２８  保持ステージ
５４８  後頭部接触部
５６２  揺動アーム部
５７０  基台部
５７２  後頭部揺動用モータ
５８０  第３の圧力センサ
６００  制御装置
６０２  頭部ケア制御部
６０４  後頭部ケア制御部
６０６  頭部支持制御部
６１０  後頭部押圧力制御部
６１２  指令値出力部
６１４  支持位置調整部
６１６  出力補正部
６１８  入力補正部
６９０  記憶部
【図１】
0005967380.tif 000002
【図２】
0005967380.tif 000003
【図３】
0005967380.tif 000004
【図４】
0005967380.tif 000005
【図５Ａ】
0005967380.tif 000006
【図５Ｂ】
0005967380.tif 000007
【図６】
0005967380.tif 000008
【図７】
0005967380.tif 000009
【図８】
0005967380.tif 000010
【図９】
0005967380.tif 000011
【図１０】
0005967380.tif 000012
【図１１】
0005967380.tif 000013
【図１２】
0005967380.tif 000014
【図１３】
0005967380.tif 000015
【図１４】
0005967380.tif 000016
【図１５】
0005967380.tif 000017
【図１６】
0005967380.tif 000018
【図１７】
0005967380.tif 000019