(57)【要約】  子供運動装置は、基準面に対して支持構造を与え且つ支持構造に枢軸運動可能に連結されたアームを含む枠を備える。子供支持装置はアームに連結され且つ枠によって基準面から間隔があけられている。駆動システムはアームを動かすように構成され、そのため子供支持装置が約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の周波数で運動経路に沿って往復する。場合によっては、更なる駆動システムが約２．８５Ｈｚ〜約３．１５Ｈｚの範囲の周波数でほぼ回転軸線に沿って子供支持装置を発振させるように構成されている。
2010522064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に対して支持構造を与え且つ前記支持構造に枢軸運動可能に連結されたアームを含む枠と；
前記アームに連結され且つ前記枠によって前記基準面から間隔をあけられた子供支持装置と；
前記アームを動かすように構成され、そのため前記子供支持装置が約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の周波数で運動経路に沿って往復する駆動システムとを備える子供運動装置。
【請求項２】
前記駆動システムは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の周波数で前記アームを動かすように構成されている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項３】
前記駆動システムはユーザに前記周波数を調節することを許すように構成されている、請求項２に記載の子供運動装置。
【請求項４】
前記枠は前記運動経路による前記アームの動きが約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有するように構成されている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項５】
前記駆動システムは回転のほぼ垂直の回転軸線を画定し、前記アームは前記回転軸線から片持ち梁状に設けられている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項６】
前記回転軸線は垂直からオフセットし、そのため前記運動経路は水平成分及び垂直成分の両方を有する、請求項５に記載の子供運動装置。
【請求項７】
前記アームは前記回転軸線に対して長さ及び方位を有し、そのため前記運動経路による前記アームの動きは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有する、請求項６に記載の子供運動装置。
【請求項８】
前記駆動システムはほぼ垂直の回転軸線を定め、前記アームは鋭角で前記回転軸線から片持ち梁状に設けられている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項９】
前記周波数は約０．４Ｈｚ〜約０．５Ｈｚの範囲内である、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項１０】
前記駆動システムはほぼ垂直の回転軸線を定める子供運動装置であって、前記回転軸線に沿ってほぼ垂直の発振を与えるように構成された更なる駆動システムをさらに備える、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項１１】
基準面に対して支持構造を与え且つ前記支持構造に枢軸運動可能に連結されたアームを含む枠と；
前記アームが片持ち梁状に設けられているほぼ垂直の回転軸線を中心として前記アームを動かすように構成された駆動システムと；
前記アームに連結され且つ前記枠によって前記基準面から間隔をあけられた子供支持装置とを備え、
前記回転軸線は垂直からオフセットされ、そのため前記子供支持装置は方位角及び高さの両方の変化を含む運動経路に沿って往復する子供運動装置。
【請求項１２】
前記枠は前記運動経路による前記アームの動きが約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有するように構成されている、請求項１１に記載の子供運動装置。
【請求項１３】
前記アームは前記回転軸線に対して長さ及び方位を有し、そのため前記運動経路による前記アームの動きは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有する、請求項１２に記載の子供運動装置。
【請求項１４】
前記固有共振周波数は約０．４Ｈｚ〜約０．５Ｈｚの範囲にある、請求項１３に記載の子供運動装置。
【請求項１５】
前記回転軸線は約１２度〜約２２度の範囲内の角度で垂直からオフセットしている、請求項１３に記載の子供運動装置。
【請求項１６】
前記アームは鋭角で片持ち梁状に設けられている、請求項１３に記載の子供運動装置。
【請求項１７】
前記駆動システムはユーザが選択した周波数で前記アームを動かすように構成されている、請求項１１に記載の子供運動装置。
【請求項１８】
前記回転軸線に沿ってほぼ垂直の発振を与えるように構成された更なる駆動システムをさらに備える、請求項１１に記載の子供運動装置。
【請求項１９】
基準面に対して支持構造を含む枠と；
前記枠に連結され且つ前記支持構造によって前記基準面から間隔をあけられた子供支持装置と；
約２．８５Ｈｚ〜約３．１５Ｈｚの範囲の周波数で運動経路において前記子供支持装置を発振させるように構成された駆動システムとを備える子供運動装置。
【請求項２０】
前記運動経路はほぼ垂直の動きを含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２１】
前記駆動システムは前記周波数のユーザ調節を許すように構成されている、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２２】
前記枠は前記子供支持装置の子供乗員の体重を支えて前記駆動システムから負荷を除去するバネ・システムを含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２３】
前記枠は枢軸で前記支持構造から片持ち梁状に設けられているアームを含み、そのため前記運動経路は前記枢軸を中心とした偏向を含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２４】
前記駆動システムはカムを含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２５】
前記駆動システムは前記子供支持装置と前記カムとの間に設けられて前記子供支持装置の子供乗員の体重をオフセットするバネをさらに含む、請求項２２に記載の子供運動装置。
【請求項２６】
基準面に対して支持構造を与え且つ前記支持構造に枢軸運動可能に連結されたアームを含む枠と；
前記アームに連結され且つ前記枠によって前記基準面から間隔をあけられた子供支持装置と；
回転軸線を中心として前記アームを動かすように構成され、そのため前記子供支持装置が前記回転軸線を中心として発振する第一駆動システムと；
ほぼ前記回転軸線に沿って前記子供支持装置を発振させるように構成された第二駆動システムとを備える子供運動装置。
【請求項２７】
前記回転軸線はほぼ垂直であって、前記アームは前記回転軸線から片持ち梁状に設けられ、そのため前記子供支持装置は前記回転軸線を中心としたスウェイ運動で往復する、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項２８】
前記回転軸線は垂直からオフセットされ、そのため前記スウェイ運動は方位角及び高さの両方の変化を含む、請求項２７に記載の子供運動装置。
【請求項２９】
前記第一駆動システムは前記子供支持装置を動かすように構成され、そのため前記回転軸線を中心とする動きは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の周波数である、請求項２７に記載の子供運動装置。
【請求項３０】
前記枠は前記回転軸線を中心とする前記アームの動きが約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有するように構成されている、請求項２９に記載の子供運動装置。
【請求項３１】
前記アームは鋭角で前記回転軸線から片持ち梁状に設けられている、請求項２７に記載の子供運動装置。
【請求項３２】
前記第二駆動システムは約２．８５Ｈｚ〜約３．１５Ｈｚの範囲の周波数でほぼ前記回転軸線に沿って前記子供支持装置を発振させるように構成されている、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項３３】
前記枠は前記子供支持装置の子供乗員の体重を支えて前記第二駆動システムから負荷を除去するバネ・システムを含む、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項３４】
前記第二駆動システムはほぼ前記回転軸線に沿って枢軸を中心として前記アームを偏向させるように構成されている、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項３５】
前記第二駆動システムは前記回転軸線に平行な方向で前記子供支持装置を発振させるように構成されている、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項３６】
前記第二駆動システムはカムを含む、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項３７】
前記第一及び第二駆動システムは第一及び第二周波数のユーザによる選択を許すように構成され、これらの周波数で前記第一及び第二駆動システムは前記回転軸線を中心として及び前記回転軸線に沿って、それぞれ、前記子供支持装置を動かす、請求項２６に記載の子供運動装置。
【請求項３８】
前記第一及び第二駆動システムは作動用の前記第一及び第二駆動システムの一方又は両方のユーザによる選択を許すように構成されている、請求項２６に記載の子供運動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
【０００２】
本発明は、２００７年３月１９日に出願された米国仮出願番号６０／８９５，６２０「子供運動装置」の優先権を主張するものであり、このすべての開示は言及によりここに明白に組み込まれる。
【０００３】
［開示分野］
本発明は一般的に子供運動装置に関し、特に、子供乗員に揺れ、バウンド、スウェイ、滑動又はその他の運動を与える子供運動装置に関する。
【背景技術】
【０００４】
市販されている子供運動装置は振子スウィングと幼児用バウンド・シートとを含む。この種の装置は子供を楽しませ、なだめ又は落ち着かせるためにしばしば使用される。最初に、子供は装置のシートに通常座らされる。従来の子供用スウィングでは、その後、装置は往復運動であって単なる振子運動で座っている子供を動かす。通常のバウンド装置のシートは可撓性のある針金枠によって支えられている。そして子供自身の動き又は世話をする人によって加えられる外力は結果として子供のバウンド振動となる。
【０００５】
子供運動装置は例えば、子供の頭上にモータを備えるフィッシャ−プライス社の振子スウィングである。スウィングのシートは吊り下げられた振子式スウィング・アームを９０度回転させることによって２つの任意のシート対向方向の１つに設けられることができる。また、米国特許番号第６，８１１，２１７号は子供用シーティング装置を開示しているが、この装置は揺れ装置として作動可能であり且つ湾曲している底レールを有し、そのため装置は揺り椅子のように作動することができる。米国特許番号第４，９１１，４９９号は基部と基部に取り付け可能なシートとを備えるモータ駆動揺れ装置を開示している。基部は駆動システムを含み、このシステムは揺り椅子型の動きでシートを動かすことができる。米国特許番号第４，８０５，９０２号は振子式スウィングにおける複雑な装置を開示している。スウィングのシートは、その行程の構成要素がこの特許出願の図９に示される左右方向の弓形経路を含むように動く。米国特許番号第６，３４３，９９４号は他の子供用スウィングを開示しているが、このスウィングにおいて基部は第一固定部分と第二部分とを有するように形成され、第二部分は第一部分内において親によって回され又は回転されることができる。シートは水平軸を中心として従来の振子のように揺動し、親は固定基部内において装置を回転させてシートに座っている子供の視野を変えることができる。
【０００６】
様々な子供運動装置が入手可能であるが、世話をする人は子供をなだめようとする試みが成功しないのでこれらの装置を不満足であると残念ながらしばしば感じる。
【０００７】
本発明の目的、特徴及び利点は以下の図面を参照して以下の説明を読むと明らかになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許番号第６，８１１，２１７号明細書
【特許文献２】米国特許番号第４，９１１，４９９号明細書
【特許文献３】米国特許番号第４，８０５，９０２号明細書
【特許文献４】米国特許番号第６，３４３，９９４号明細書
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】シートを備え且つ本発明の一態様によって構成されている子供運動装置の例の斜視図であって、シートは展開図で示されている。
【図２】図１に示されている子供運動装置の斜視図であって、各図は複数の任意の異なるシーティング方位のそれぞれに搭載されている子供用シートを示す。
【図３】図１に示されている子供運動装置の斜視図であって、各図は複数の任意の異なるシーティング方位のそれぞれに搭載されている子供用シートを示す。
【図４】図１に示されている子供運動装置の斜視図であって、各図は複数の任意の異なるシーティング方位のそれぞれに搭載されている子供用シートを示す。
【図５】図１に示されている子供運動装置の斜視図であって、各図は複数の任意の異なるシーティング方位のそれぞれに搭載されている子供用シートを示す。
【図６Ａ】本発明の一態様によってスウィング・アームに対する軌道上又は円周上の円弧状運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の例の概略的な上面図である。
【図６Ｂ】本発明の教示によって代わりのスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の更なる例の概略的な側面図である。
【図６Ｃ】本発明の教示によって代わりのスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の更なる例の概略的な側面図である。
【図７Ａ】本発明の教示によってさらに代わりのスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の更なる例の概略的な前面図である。
【図７Ｂ】本発明の教示によってさらに代わりのスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の更なる例の概略的な前面図である。
【図８Ａ】本発明の教示によってさらに代わりのスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の更なる例の概略的な側面図である。
【図８Ｂ】本発明の教示によってさらに代わりのスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の更なる例の概略的な側面図である。
【図９】本発明の一態様によって方位角及び高さの両方の変化を有するスウィング・アーム運動経路を与えるように構成されている子供運動装置の他の例の縦側面図である。
【図１０】図９の子供運動装置の断面の斜視図であって本発明の一態様による駆動システムの回転軸の垂直からのオフセットを示す。
【図１１】本発明の教示によって構成されている子供運動装置のいくつかの形態パラメータに対して固有共振周波数応答率がプロットされたグラフである。
【図１２】本発明の教示によって構成されている子供運動装置のいくつかの形態パラメータに対して固有共振周波数応答率がプロットされたグラフである。
【図１３】本発明の教示によって構成されている子供運動装置のいくつかの形態パラメータに対して固有共振周波数応答率がプロットされたグラフである。
【図１４】子供運動装置のさらに他の例の斜視図であって、本発明の一態様によって複合振子運動経路を定めるための３つの座標軸を有する基準枠を共に示す。
【図１５】図１１に示されている基準枠の座標軸に対する複合振子運動経路に対して加速データの例がプロットされているグラフである。
【図１６】図１１に示されている基準枠の座標軸に対する複合振子運動経路に対して加速データの例がプロットされているグラフである。
【図１７】図１１に示されている基準枠の座標軸に対する複合振子運動経路に対して加速データの例がプロットされているグラフである。
【図１８】本発明の動力バウンド態様によって構成されている子供運動装置のサポート構造の例及び駆動システムの例の断面図である。
【図１９】本発明の一態様によってバウンドの動きを与えるように構成されている子供運動装置のカム−ベースの駆動システムの例の断面の斜視図である。
【図２０】本発明の一態様によってバウンドの動きを与えるように構成されている子供運動装置のカム−ベースの駆動システムの例の断面の斜視図である。
【図２１】本発明の一態様によってバウンドの動きを与えるように構成されている子供運動装置の偏向ベースの半径方向発振器駆動システムの例の縦側面図である。
【図２２】本発明の一態様によってバウンドの動きを与えるように構成されている子供運動装置の螺旋バネベースの駆動システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
研究によって多くの乳児又は子供は従来の子供用スウィング及びバウンド・シートによって与えられる動きでは、なだめられ又は落ち着かせられないことが示された。対照的に、子供は子供を抱いている親又は世話をする人によって与えられる運動によって容易に落ち着かせられ又はなだめられることができる。世話をする人は胴体の前で腕に子供をしばしば抱いて且つ子供を落ち着かせる及び／なだめるように動く。このような動きは、世話をする人が腕を前後にスウィングさせるか、胴体を左右に回すかまたはこれらの動きを組み合わせるように動くにつれて、左右の揺れ、軽い上下のバウンドまたは軽い回転スウィングを含むことができる。
【００１１】
本発明は世話をする人によって幼児に与えられるなだめる動きを模倣するように構成されたモーション装置に一般的に関する。場合によっては、なだめる運動は揺りかごのスウェイ運動経路を含む。代わりに又は加えて、なだめる運動は一般的に縦方向のバウンド運動を含み、これは世話をする人の肩またはその近くで休んでいる子供に与えられる運動のようである。さらに一般的には、本発明による子供運動装置は両親が子供をなだめるために通常使用する動きの特性に一般的に基づいている。本装置はこのように構成されてこの運動の１つ以上の特性を正確に模倣する。これらのためには、本装置は相当する周波数で多様な往復運動経路を含む動作のために構成されてもよい。例えば、揺りかごのスウェイ運動経路はこのような親のなだめる動きの特性であるとみられる周波数の第一範囲内の周波数の往復運動を含めてもよい。一般的に縦方向のバウンド運動は親によって与えられる際このような動きの特性であるとみられる周波数の第二範囲内の周波数の発振を含めてもよい。以下に述べるように、これらの周波数範囲は子供をなだめている際に監視された両親のかなり多数の収集された統計的実証的運動データによって裏づけられている。
【００１２】
いくつかの実施例において、子供運動装置は特注生産可能であるか又は別の方法で調節可能であって、世話をする人に運動経路及び最も有効になだめるための相当する周波数を選択することを許してもよい。世話をする人によって選択された操作上の設定はスウェイ運動及びバウンド運動の一方又は両方に従って動きを与えてもよいので、周波数範囲の一方又は両方を含有してもよい。
【００１３】
本装置は親の運動又は運動特徴を模倣する運動又は運動特徴を一般的に示す。場合によっては、本装置は親の大多数が子供をあやす際の周波数と統計的に類似の周波数で動きを与えるように構成されている。以下に述べる最適な周波数ウィンドウの外側で子供をあやすスウィング及びバウンド製品の代わりに、本装置は親によって与えられる動きの特徴と一致する一周波数（又は複数の周波数）で動きを与えるように構成されている。
【００１４】
親は２つの明確な技術で子供を日常的になだめる。第一運動技術は低周波数のスウェイ／スウィング運動を含み、この運動は約０．５Ｈｚ（０．４９７３Ｈｚ）の平均周波数及び０．１２４４Ｈｚの標準的偏差を有する正規分布（即ちベル曲線）によってうまく表されているか又はこの分布に近似している。一データセットにおいて、平均周波数は０．４８Ｈｚであった。第二運動技術は高周波数バウンド運動を伴い、この運動の主な周波数は約３．０Ｈｚであって、標準的偏差は０．１５Ｈｚである。このような実証的データは、ある型の動きに対する操作の望ましい周波数として２つの主要運動周波数ウィンドウ又は範囲（即ち約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚ及び約２．８５〜約３．１５Ｈｚ）を特定している。以下に述べる子供運動装置はこれらの最適周波数範囲のそれぞれにおいて相当する動きを与えるように構成されている。
【００１５】
いくつかの態様において、本発明は複合スウェイ運動経路に一般的に関し、この運動経路は妥当な装置寸法を有するシステムの固有共振によって望ましい運動周波数を獲得することを可能にする。例えば、低周波数範囲内の動きは一般的に垂直の回転軸を有する振子状の動きを介して与えられてもよい。低速周波数範囲内で作動する装置を構成するために、従来の（即ち単純な）振子スウィングは、振子アーム長さを１２９フィートに調節することによって０．５Ｈｚの固有共振周波数を有するであろう（単なる振子固有周波数はω＝ｓｑｒｔ（ｇ／Ｌ）によって計算される）。しかしながらこの長さは典型的なフルサイズの幼児用スウィングにとって長く不都合かもしれない。他の選択肢としては直接駆動スウィング運動機構を作成することが挙げられるが、この機構は以下に述べるように、その固有周波数以外の周波数で製品を駆動することができる。このアプローチは、場合によっては、極めて高いレベルのエネルギを必要とする。別の場合では、以下に述べるように、複合スウェイ運動経路は垂直からオフセットされた軸を含めてもよく、そのため動きは垂直成分および水平成分の両方を含む。結果として、装置はより都合のよい振子アーム長さを有するが、その固有共振周波数で動くことができる。このように、装置はシステムの固有共振に依存しているので、制限された動力を利用するだけで、どの減衰にも打ち勝つ。
【００１６】
ここに述べる運動経路も滑らかな往復の動きを与えることを可能にする。場合によっては、運動経路は方位角の変化及び高さの変化の両方を含み、それによりスウェイ運動において方向を逆にする円滑な手段として重力を使用する。高さの変化はオフセットされた回転軸から生じるが、単独で作用すると、結果として運動経路は水平方向から傾いた平面内に存在する。また、高さの変化は回転軸に対する振子アームの方位から生じてもよい。場合によっては、その方位に対する鋭角は結果として円錐状の経路となるが、この経路は運動経路に沿って更なる高さの変化を導入してもよい。これらの種の高さの変化の伴って、望ましくないより高周波数の成分は動きに導入されず、運動プロファイルは（例えば、動きの周波数分布）主に固有共振周波数のままであるか又はこの周波数によって支配される。
【００１７】
一般的に、実質的に等という用語は、様々な部品の垂直又は水平方位に対してここで適用されているように、各部品は主に垂直又は水平方位を有するが、方位において精密に垂直又は水平である必要がないことを意味することを意図している。各部品は垂直又は水平に対して角度を有することができるが、述べられた基準から４５度以上になる程度ではない。多くの場合、「一般的に」及び「実質的に」という用語は、ここにおいてこれらの種の修飾語がかかる基準から、ある許容可能オフセットを許容するか又は意図されているオフセットを暗示するように意図されている。
【００１８】
図面を参照すると、図１は本発明の教示によって構成された子供運動装置２０の一例を示す。本例における装置２０は、枠アセンブリ２２を一般的に含み、このアセンブリは床面２６に設けられる基部２４を有する。この詳細な説明を通して、「床面」という用語は、使用形態において装置が設けられている表面及び説明を容易にするための本発明の他の面、部品又は方向（例えば、垂直、水平等）に対する基準平面又は表面の両方を定義するために利用されている。しかしながら、本発明は枠アセンブリ又は基準面の基部の具体的に床基準又は他の水平方位のみに対する使用に限定されるものではない。それどころか、床面及び基準平面は装置２０の様々な部品間の関係を説明する助けをするために利用される。
【００１９】
また、図１に示されている子供運動装置２０は基部２４の一部から上方に延びている直立のライザ、柱又はスパイン２８を有する。本例において、スパイン２８はその長手方向の長さに対して一般的に垂直方位に設けられている。ここに述べるスパインのどれも所望又は好適などの方法でも構成されるハウジング又はカバーを有することができる。ハウジングは装飾的、機能的又はその両方であることができる。また、カバーは取り外し可能であって必要に応じて装置の内部の仕組みにアクセスすることができる。スパインは方位、形状、サイズ、形態等においてここに述べる例からかなり変化することができる。
【００２０】
本例において、支持アーム３０はスパイン２８から片持ち梁状に設けられ且つスパインから半径方向に一般的に外側に延びている。本例において、支持アーム３０はスパイン２８の一部分に連結された被駆動端３２を有する。支持アーム３０は実質的に水平である行程経路を通して被駆動端を中心とした枢軸に対する左右の動きのために搭載されている。以下に述べるように、支持アームは所定角度の部分的な軌道又は円弧セグメントを移動することができ且つ回転軸Ｒを中心として回転することができる（例えば図６Ａ〜６Ｃ参照）。場合によっては、以下に述べるように、回転軸は垂直基準からオフセットされてもよく且つスパインの軸からオフセットされることができる。代わりに、回転軸は必要に応じて垂直基準、スパイン軸又はその両方と並べられることができる。以下に述べるように、被駆動端は支持アームを往復又は発振させるように設計された駆動システムに連結されている。また、本例における支持アーム３０は、支持アームに伴う動きに対して子供用シート３６を支えるように構成されたシート・ホルダ３４を含む先端３３を有する。
【００２１】
図１に示されている子供運動装置２０の様々な部品及びここに述べられた子供運動装置の様々な代わりの実施例はかなり変化してもよいが本発明の範囲内に収まる。小数の例は部品形態の性質及び多様性を例証するために説明されている。図１の例において、枠アセンブリ２２の基部２４は使用時に装置２０の安定したベースとなるようなサイズの円形の環の形態である。基部２４の形態は以下に述べるように図１に示されている輪から変化してもよい。基部２４は一般的にシート・ホルダ３４の下に位置づけられるが、これはスパインに加えられ且つ片持ち梁状支持アームのシートに座っている子供によって作られた負荷又はモーメントをオフセットするためである。同様に、シート・ホルダ３４はかなり変化することができるが本発明の範囲内に収まる。本例において、シート・ホルダ３４は開口部３８を囲む材料の正方形又は長方形の輪である。シート・ホルダ３４の他の形態及び構成も可能であり、様々な代わりの例がここに例示されている。本例において、スパイン２８は外部ハウジング３９を含み、このハウジングは心地よい又は望ましい美観を与えるように構成されることができる。また、ハウジング３９は装置２０の駆動システム等の内部部品の保護カバーを兼ねることができる。
【００２２】
一例において、シート・ホルダ３４は子供用シート３６が複数の任意の方位で支持アーム３０に搭載されることを許容する。図１に示されているように、子供用シート３６は、輪郭の底又はベース４０を有してもよいが、このベースはシート・ホルダ３４の部分と係合するように構成された特徴を含み、そのためベースがシート・ホルダに載せられた場合、子供用シート３６は定位置に確実に保持される。本例において、シート・ホルダは管状、線状の側方セグメントから形成されている。シートの底は一端に平らな領域４２を有し、これはホルダ３４の一線状側方セグメント上に載せられる。シート・ベース４０の付随的な領域４４はホルダの開口部３８内に嵌合するようなサイズにされている。ベース４０の他端は１つ以上の並べられた切り欠き４６を有し、この切り欠きはホルダの反対側の線状側方セグメントを収容するように構成されている。付随領域４４及び切り欠き４６はホルダ上の定位置に子供用シート３６を保持する。重力のみに依存して定位置にシートを保持することができる。別の例において、１つ以上の肯定的な手動又は自動ラッチ４８は、シート・ホルダ３４の一部として、シートの一方又は両方の端部及び／又はシート・ホルダの一方又は両方の端部でシートの一部に採用されてシート・ホルダ３４上の定位置に子供用シート３６を確実に保持してもよい。ラッチ４８は、シートがホルダ上に設けられる場合にバネによって付勢されて自動的に係止してもよい。
【００２３】
幾何学及び対称性はホルダ及びシートの設計に考慮されてシートが多くの任意のシート方位においてホルダに設けられることを許容することができる。図１の破線によって示されているように、シート及び／又はシート・ホルダはシート又はホルダが傾けられて様々なリクライン角度に調節されることを許容するように構成されることもできる。別の例において、ホルダ及び／又はシートは協調的に設計されてシート又は他の子供支持装置がホルダ上に設けられる場合、４つ以下、４つ以上又は無数のシート対向方位の間で回転されることを許容することができる。２つの部分上で協働するディスクは無限の方位調節を達成するために採用されることができるであろう。
【００２４】
図２〜５は、本例においてシート・ホルダ３４の正方形の形状によって許容される複数の任意の子供用シート方位の一例を示す。図２に示されているように、子供用シート３６は支持アーム３０のシート・ホルダ３４上に位置づけられることができ且つ回転軸Ｒは子供の右手側に位置づけられる。図３は別の任意のシーティング方位を示し、ここにおいて回転軸Ｒの位置は子供用シートの後ろである。図４は別の任意のシーティング方位を示し、ここにおいて回転軸Ｒの位置は子供用シートの左手側である。図５はさらに代わりのシーティング方位を示し、ここにおいて子供用シートは支持アームの回転軸Ｒの位置に対向している。ホルダにおける異なる方位にシート３６を設けることによって、子供は、支持アーム行程の特徴を変えることなく、異なる相対的運動及び多様な異なる視覚環境を経験することができる。
【００２５】
一般的に図１〜５に示されている本例の子供運動装置は本発明の一態様に従って、母又は父が腕に子供を抱く時に採用される可能性がある様々な動きをシミュレート又は模倣するように構成されている。子供を抱いている大人はしばしば交互に肩を上げ下げするか又は胴体を左右に枢軸運動させて揺れの動きをシミュレートする。他の場合には、大人は腕に子供を抱き且つ左右に胴体をねじり円弧のセグメントに子供のためのスウェイ運動を生成する。さらに他の場合には、大人は、子供を抱きながら左右に肘を横方向に動かすことによって前後に子供を単にスウェイさせてもよい。時々大人はこのような動きの組み合わせを採用し及び／又はこれらの運動を行なう場合、前方へかがみ且つ子供の方へある角度スパインを傾けてもよい。
【００２６】
どの場合でも、大人は腕に抱いた子供の位置を容易に変えることができる。時々大人は子供が胸から離れた状態で幾分座らされた位置に子供を抱いてもよい。別の例において、子供は大人を直接見る位置に抱かれてもよい。さらに別の例において、子供は脚を一側に頭を他の側に向けた状態で抱かれ且つ大人によって揺らされてもよい。本子供運動装置はこれらの様々な証明された、自然の、落ち着かせる及びなだめる動きのいずれか又はすべての特徴をシミュレートすることができる。一特徴は発振周波数を伴う。親は通常、子供を抱き且つゆっくりとした均一なリズムで子供をあやして子供を落ち着かせ又はなだめる助けをする。さらに以下に述べるように、本装置は子供が大人の腕に抱かれている場合に期待する可能性のある運動の程度及び周波数も模倣するような方法で作動するように構成されることができる。
【００２７】
本装置の様々な運動は多様な方法で達成されることができる。図６Ａ〜８Ｂは代わりの子供運動装置の構成及び配置のいくつかの例を示す。図６Ａは子供用装置２０の上面図を示す。図示されているように、支持アーム３０は一周期より少ない行程の円弧内を回転且つ往復することができる。一例において、支持アーム３０は１２０度の角度βで２つの極度Ｅの間を回転することができる。この角度は変化して、３６０度以上、１２０度以下となることができるが、本発明の範囲内に収まることができる。支持アーム３０は実質上水平であるとここに記載され且つ回転軸Ｒは実質上垂直であるとここに記載されるが、ここにおいて複数の図面に示されているように、これらは基準から角度的にオフセットされてもよい。
【００２８】
図６Ｂ及び６Ｃは少し異なる運動経路を作る装置２０の別の配置を示す。図６Ｂ及び６Ｃに示されているように、支持アーム３０は回転軸Ｒを中心として回転することができる。回転軸Ｒは、図６Ｃに示されているように、基準平面に対して垂直軸Ｖと配向されることができる。しかしながら、図６Ｂに示されている例において、支持アーム３０は水平基準Ｈに対して角度αで傾き且つその回転軸Ｒに対して垂直である。また、結果として、回転軸Ｒは垂直基準Ｖに対して角度αで傾く。他の例において、以下に述べる例のいくつかを含むが、２つの角度は異なってさらに変化する運動経路を生成してもよい。一例において、角度αは約１５度であって、１５度未満、０度、又は１５度より大きくてもよいが、本発明の範囲内に収まる。支持アーム及び／又は回転軸は必要に応じて行程円弧から離れて傾いてもよい。
【００２９】
垂直オフセット配置（例えば図６Ｂ）において、支持アームは水平方向に傾いた平面においてその円弧又は行程をさっと通る。シート・ホルダ３４の実際の運動はこのようにその軸Ｒを中心とした回転運動経路を有し、この軸は垂直成分のみならず水平成分も含む。ホルダ３４は、傾いた行程平面Ｔ内の経路に沿って動くにつれて、位置の高さ（又は高度）が低仰角点と高仰角点との間を変化する。これらの仰角は行程円弧に沿ってどの位置でも生じるように設定されることができるが、これはシート・ホルダの行程円弧の中点Ｍが生じるように設計された位置に依存している。行程円弧の中点Ｍがシート・ホルダ行程円弧によって決められた行程平面Ｔの最も低い仰角に設定されると、等しい高点が円弧の両側の極度Ｅで生じる。この形態は子供が親の腕に抱かれている時に経験する可能性がある運動を最もよくシミュレートすることができる。
【００３０】
図６Ｃにおいて、代わりの運動経路が示されている。本例において、回転軸Ｒは正確に垂直且つ（本例においてスパイン軸のみならず）垂直基準軸Ｖと共線状である。しかしながら、本例において支持アームは水平基準Ｈから下方に角度αで傾けられている。シート・ホルダは水平平面において円弧をこのように通過する。支持アーム３０は円錐Ｃのセグメントの円弧をこのように通過するが、平面内を移動するものではない。本例における子供用シート・ホルダ３４はスパイン２８からわずかに傾けられている。あるいは、シート・ホルダ３４は、要望どおり、水平基準Ｈに対して平行に設けられてもよく、又はこの基準からある角度で上方に傾けられてもよい。また、これは図６Ｂの例にもあてはまる。
【００３１】
これらの例のどれにおいても、支持アーム３０は、少なくとも行程円弧の低仰角点又は中点で、シートが床面又は水平軸に対して平らに配向されるように曲げられ又は配向されることができる。図６Ａ及び６Ｂは破線でこのようなシート・ホルダの方位を示す。支持アームに対するシート・ホルダの角度は可変且つ調節可能であってシートの乗員に対して代わりの運動経路の追加することができる。
【００３２】
図７Ａ及び７Ｂは正面図であって、これらの図も装置２０に組み込まれるか又は装置によって与えられることができる代わりの運動経路を示す。図７Ａの正面図は図６Ｂに示されている装置の子供用シートの行程経路の一例を示す。シート・ホルダは左右両方に移動し且つその運動に対する水平成分及び垂直成分の両方を含む円弧をさっと通る。これは支持アーム３０が水平基準に対して角度αで傾いた行程平面Ｔにおいて動くからである。図７Ｂの正面図は図６Ｃに示されている装置の子供用シートの行程経路を示す。この装置の子供用シート水平な行程平面において動く。
【００３３】
図７Ａは他の代わりの運動経路も示す。支持アーム３０の被駆動端３２のカム面は、装置２０において、設計され、又は他の機械的手段が採用されて、支持アームが行程円弧をさっと通るにつれてその任意の縦方向の動きを与えることができる。アームは、左右にその行程円弧に沿う位置に従って往復するにつれて、その回転軸Ｒの方向において縦に動かされ（運動を示す図８Ａ参照）、又は縦に枢軸運動させることができる（代表的な図８Ｂを参照）。一例において、４つの棒又はその他の機械的連結配置は駆動システム又は支持アームにさえ及び／又はホルダ構成に採用されることができる。このような連結配置はアームの縦方向枢軸運動、アームの縦方向線状運動、アームの長手方向運動、アームの長手方向回転等を含む異なる方向における任意の運動を生成するために採用されることができる。これらの種の一般的に縦方向の運動の更なる例は図１８〜２２を参照して以下に述べる。
【００３４】
図８Ａ及び８Ｂも縦方向の往復又はバウンド運動を示す。縦方向のバウンド又は発振運動は、以下にも述べるように、バネを使用して与えられることができる。バウンド運動特性は装置用の別の運動選択肢として任意に設計されることができるので、子供用シートは支持アームが回転して往復しない場合もバウンドされることができ、又は支持アームの回転運動とともに同時に生じうる追加運動として設計されることができる。縦方向運動はまた、図８Ｂに示されているように角度を有することができ、又は図８Ａに示されているように線状であることができる。
【００３５】
ここに述べる支持アームに与えられる運動特徴の型及び複雑さは可変であるが本発明の範囲内に収まる。必要に応じて、支持アームは例えば、方向を変える前に３６０度以上移動するように設計されてもよい。シート・ホルダ３４及び／又は支持アーム３０は必要に応じて角度が調節可能であってもよく、そのためシートの乗員によって経験される運動をさらに変える。また、図８Ｂは本装置に任意で追加可能なこの種の調節特性の一例を示す。その上、支持アームは必要に応じて長さが調節可能であってもよく、そのため装置２０においてさらに運動の汎用性を作る。この種の調節によってユーザに以下に述べるように、システムの固有共振周波数を修正する選択肢を与えてもよく、これは次に装置の操作上（例えば発振）周波数を変える。代わりに又はその上、シート位置は被駆動端の方へ先端から内側に支持アームに沿ってスライド可能なように調節可能又は位置特定で調節可能であってよい。このようなシート位置ベースの調節は上述の周波数調節を達成するために使用されることもできる。
【００３６】
図９及び１０は本発明の一態様によって望ましい周波数での発振用に構成された一般的に５０で示されている子供運動装置の例を示す。装置５０の形態は子供乗員を配向し、そのため運動の特徴、特に周波数は世話をする人によって子供に与えられるなだめる運動を模倣する。装置５０は以下に説明され、複雑な運動経路（例えば単純な振子以外）を有する子供運動装置の一例に関して、及び場合によっては、複雑な運動経路が望ましい周波数範囲内で動きをいかに支えることができるかをさらに詳細に説明する。以下の説明は、詳細のすべてではなくても多くが上述の装置及び装置形態の１つ以上に等しく又は同様に適用可能であるという理解に基づく。
【００３７】
子供運動装置５０は上述の装置と類似の方法で一般的に構成されてもよい。例えは、本例における装置５０は装置５０が設けられた表面の上方で乗員シート５２を支える枠アセンブリ５１を一般的に含む。枠アセンブリ５１の基部５４は表面に載せられて使用時、装置５０の安定したベースとなる。また、枠アセンブリ５１は、シート５２が搭載されるシート支持枠５６を含む。シート５２及びシート支持枠５６は複数の任意シート方位を支えるように上述のとおり構成されてもよい。シート支持枠５６は基部５４の上方に一般的に吊り下げられて操作時シート５２の往復運動を許す。そのためには、枠アセンブリ５１の直立柱５８は基部５４から上方に延びてライザ又はスパインとして作用し、これから支持アーム６０は半径方向外側に延びてシート支持枠５６に合う。
【００３８】
本例において、柱又はスパイン５８はその長手方向の長さに対して一般的に縦方向の方位に配向される。柱５８は外側ハウジング５９を有し、このハウジングは心地よい又は望ましい美観を与えるような所望又は好適などの方法で構成されてもよい。
【００３９】
ハウジング５９内において、装置５０は一般的に６２で示され且つ図１０に概略的に示されている駆動システムを含む。駆動システム６２は回転軸Ｒ（図９）を一般的に定め、この回転軸から支持アーム６０は片持ち梁状に設けられ、回転軸を中心として支持アーム６０は上述のとおり往復する。そのためには、駆動システム６２は駆動軸６４を含む。本例において、軸６２は枠アセンブリ５１内に接続された管形状のロッドであって駆動システム６２から支持アーム６０に運動を伝達する。軸６２と、従って回転軸Ｒとは垂直基準に対して角度θで上方に延びる。作動において、電気モータ６６（例えばＤＣ電気モータ）はギア列を駆動し、このギア列は例えば、ウォーム・ギア６８及びウォーム・ギア・フォロア７０を有し、これらは図示を簡単にするために概略的に示されている。
【００４０】
場合によっては、ウォーム・ギア・フォロア７０はクランク軸として作用するピン又はボルト（図示されていない）を備えてもよい。この場合、モータ６６は同方向に常に回転し、ピンはギア・フォロア７０の回転軸から変位（即ちオフセット）され、そのためギア・フォロア７０の回転はピンを円形又は回転経路に進ませる。ピンの自由端は軸６２に連結されたＵ字状又は切り欠きのあるブラケット（図示されていない）の縦方向に配向された孔内に延びている。このように、円形経路に沿ったピンの動きは純粋な回転運動から軸６２の発振又は往復運動に変換される。モータ６６の単一方向にもかかわらず、切り欠きのあるブラケットは半分の周期で一方向に変位され、もう半分の周期で反対方向に変位される。切り欠きのあるブラケットに伝達されたクランク軸のエネルギはその後スウィング枢軸（図示されていない）上でバネ（図示されていない）を介して作用する。スウィング枢軸はその後駆動軸６２に連結又は接続されてその運動パターンによって支持アーム６０を発振させる。バネは、本例において、エネルギ貯蔵部のみならず回転減衰機構として作用することができる。バネはクラッチ状要素として機能するように作動されてモータ６６と軸６２との間に同期していない運動を許すことによってモータを保護することができる。このように、この場合の軸６２はモータ６６に直接的に接続されず、それにより間接駆動機構を形成する。
【００４１】
本発明の子供運動装置は、モータに装置の固有共振周波数で運動を支えることを許すように間接駆動技術を利用してもよいが、その必要はない。上述のとおり、間接駆動はシステムにおいて存在する減衰に打ち勝つように一般的に適用される一方で、そうでなければシステムに共振で動くことを許す。好適なモータ駆動システム及び関連技術の例は米国特許番号５，５２５，１１３（「オープン・トップ・スウィング及び制御」）、６，３３９，３０４（「各スウィング周期後に駆動モータへの動力を変えるためのスウィング制御」）及び６，８７５，１１７（「スウィング駆動機構」）に記載され、これらの開示は言及によりここに完全に組み込まれる。
【００４２】
本装置及び方法の実施は上述の間接駆動技術に制限されないが、複数の異なるモータ駆動体系及び技術のどれかをむしろ代わりに含めてもよい。結果として、駆動システムの部品はかなり変化するが本発明の範囲内に収まることができる。例による駆動システム６２は子供運動装置５０と関連した使用に好適な往復運動を与えるので、駆動機構及びその機械的連結は乗員シートへのモータの連結において若干の滑りを許す。それにもかかわらず、確かに多くの他の可能な駆動機構又はシステムがあるが、これらはここに述べる装置の支持アーム６０に望ましい発振又は往復運動を与えるために代わりに採用されることができる。
【００４３】
１つのこのような技術は直接駆動機構を含むが、この機構においてモータ軸は滑りを許すことなくスウィング枢軸に機械的に連結される。この場合、モータは切り替えられたモータ電圧極性（即ち往復の駆動信号）を介して異なる方向に駆動されて往復運動を達成してもよい。機械的連結はその後両方向運動に適応するように構成され、これは上述の例による駆動システムにおけるウォーム・ギア及び他の機械的な連結部品と異なる。モータは開ループ又は閉ループのいずれでも動力を供給される。開ループ・システムにおいて、電力は交互極性を含むモータに加えられ、そのためスウィング速度（又はスウィング角度振幅）は加えられた電圧、電流、周波数又は負荷周期を調節することによって制御されてもよい。代わりのシステムは固定極性で電力を加え、往復運動は機械的連結を介して展開される。直接駆動システムの閉ループ制御は開ループ制御において実施された技術と類似の制御技術を含めてもよいが、位置フィードバック技術を介して最適化される。フィードバック情報に伴って、加えられた電圧及び他のパラメータは調節且つ最適化されて望ましいスウィング振幅を最も効率よく得るか又は制御してもよい。
【００４４】
他の任意の駆動技術はバネによって作動される巻上機構、磁気システム、電磁気システム又は他の装置を含み又は含有して駆動機構エネルギ及び運動を本装置の往復又は発振運動に変換してもよい。
【００４５】
本発明の一態様によると、装置５０は親によって与えられるスウェイ運動を模倣する周波数で動きを支えるように一般的に構成される。そのためには、駆動システム６２は、間接又は直接であろうと、支持アーム６０を動かし、それによりシート５２は、あやしてスウェイ運動を与えることによって子供をなだめて世話をする人の間で統計的に普及していると考えられる周波数の範囲内の周波数で運動経路に沿って往復する。上述のとおり、ここに述べる装置は左右へのスウェイ運動を模倣するように一般的に構成されるが、この運動は高さの変化も含めてもよい。この種のなだめる動きを目的として、親は低速スウェイ／スウィング運動で子供を日常的になだめるが、この運動は約０．５Ｈｚ（０．４９７３Ｈｚ）の平均周波数及び０．１２４４Ｈｚの標準偏差を含む正規分布（即ちベル曲線）によってよく示され又は近似される。一データ・セットにおいて、平均周波数は０．４８Ｈｚであった。従って、この実証的データは、約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの１つの望ましい周波数ウィンドウ又は範囲を特定する。実証的データによって裏打ちされた第二所望周波数範囲は約０．４Ｈｚ〜約０．５Ｈｚである。正確な周波数はシート５２の方位に依存してもよいが、有効であるとして示されている１つの例による周波数は約０．４Ｈｚである。
【００４６】
直接駆動システムと異なり、駆動システムが望ましい周波数で支持アームを動かすように構成されることができる場合、間接駆動システムを有する装置は固有共振によって望ましい周波数で往復するように設計されている。そのためには、本発明の一態様は複合スウェイ運動経路に一般的に関し、この運動経路は妥当な装置寸法を有するシステムの固有共振によって望ましい運動周波数を獲得することを可能にする。残念なことに、単純な振子形態は約０．５Ｈｚの固有共振周波数を得るために１２９フィートの振子アームを必要とするであろう。このように、低周波数範囲内の動きは、上述のとおり、支持アームの形態及び方位、さらに回転軸から生じる修正された振子の動きを介して与えられてもよい。
【００４７】
装置５０の周波数は修正された振子の幾何学的構造の結果として類似の大きさの従来振子スウィングの周波数のほぼ半分である。より具体的に、幾何学的構造は方位角及び高さの両方の変化を有するスウィング・アーム運動経路を一般的に支える。高さの変化は駆動システムの回転軸が垂直からオフセットしていることの結果であり、そのためシートは往復ストロークの各終点に近づくにつれて重力に逆らって上昇する。方位角変化及び高さの変化の両方に貢献する幾何学的構造の別の特性は回転軸からの支持アームの角度であり、この結果として、支持アームは上述のとおり円錐をたどる。図９及び１０の例において、角度は鋭角であり、そのため円錐形の経路は結果として高度が終点に対して（９０度の角度を有する方位に対して）急に（即ち即座に）変化する。
【００４８】
上述の理由で、装置５０の固有周波数は重力及び振子アーム長さの関数のままであるが、スウィング回転軸が垂直に対して形成する角度θ及び回転軸からの振子アームの角度φに依存している。共振周波数は以下のように決められる。
【数１】
2010522064.tif 000003
【００４９】
図９及び１０に示されている装置５０は形態の一例であって、この形態は容易に寸法が決められ、そうでなければこれらの装置パラメータを変化させてシステム用の望ましい固有共振周波数に到達することによって特定の周波数に合うように設計されることができる。図９に示されている例において、システムの固有共振周波数は、１４インチの振子アーム長さＬ、１３度の回転軸角度θ及び７３度の回転軸からの振子アーム角度φに基づいて最初の周波数から変えられる。結果として得られた装置設計周波数ωn*は新たな設計パラメータＬ*、θ*及びφ*の関数であり、これらのパラメータは元のパラメータ及びパラメータにおける変化の合計である。
【数２】
2010522064.tif 000004
【００５０】
設計周波数に対する現在の固有周波数の率は以下の数式に従って非定形の設計ツールである。
【数３】
2010522064.tif 000005
【００５１】
図１１〜１３はこれらのシステム・パラメータ即ちΔＬ、Δθ及びΔφにおける変化に対する周波数率の応答を示す。パラメータのそれぞれに対する例による好適な範囲はそれにより初期共振周波数から得られてもよい。例えば、図１６においてプロットを使用して、上述した統計的に有効な周波数範囲を仮定すると、好適な回転軸オフセット角度の範囲は約１２度〜２２度である。さらに好適な範囲は初期共振周波数（例えば０．４Ｈｚ）及び相当する周波数応答プロットを仮定すると他のパラメータに対して得られてもよい。
【００５２】
上述した共振周波数ベースの運動技術に対する利点は重力が往復ストロークの間に滑らかな遷移を与えることである。滑らかな動きは次に掃除機運動プロファイルにつながる。即ち、装置によって与えられる動きの周波数分布は、支持アームの方向を強制的に逆にしなければならないことから生じた望ましくない周波数成分が散乱していない。重力ベースの技術によって、物理的な停止は往復運動を作るために必要とされない。停止から結果として生じる衝撃負荷を伴うことなく、本装置の複合運動経路は突然の又はぎくしゃくとした動きを回避し、支配的な望ましい周波数に滑らか且つ流動性の運動のみを残す。
【００５３】
共振周波数ベースの運動技術の別の利点は子供運動装置が操作周波数のユーザ・ベースの調節又は選択を支えるように設計されることができることである。上述のとおり、最初に留意すべきは間接駆動機構が可変加速レベルと、従って可変速度とを与えることができることである。そのためには、上述の装置は速度選択又は設定を介して制御可能であってもよい。しかしながら、速度における変化の結果は円弧状運動経路の長さにおける変化にすぎず、周波数を変えないままである。周波数を調節するためには、上述のどの運動装置も例えば調節可能支持アーム又は調節可能シート枠を含めてもよい。さらに具体的に、支持アームの長さ又は方位に対する調節は結果として周波数の修正となる。同様に、シートに対する調節は振子アームの長さを同様に変化させて、次に、周波数を調節することができる。直接駆動実施例において、周波数はモータ駆動の速度及び／又は周期を変えることによって調節させることができる。いずれの場合も、子供運動装置は構造的再形態又はユーザ・インターフェイス選択要素を許し且つ支えて周波数に対する調節を可能にするように構成されてもよい。
【００５４】
ここに述べる複合振子運動経路に関する更なる詳細は図１４〜１７を参照して説明される。具体的に、図１４は望ましい固有共振周波数での発振用の上述され且つ３つの枠軸又はベクトルを有する座標基準枠で示されている構成に類似の運動装置の例を概略的に示すものである。一般的なレベルで、図１５〜１７における加速プロットのそれぞれにおいて示されている曲線は本発明による複合振子運動経路を介して生成された運動の滑らかな性質を例証する。複合運動経路に関するさらに具体的な詳細は、基準枠に対して、回転軸から基準枠まで延びている回転軸及び振子アームを決めることによって説明されることができる。複合円弧運動経路に対する解決策は振子長さが装置サイズの全体を駆動しないという結論を裏付ける。装置は振子アームの長さｌのみならず回転軸を中心とした角度Φ及び振子アームが回転軸に対して作る角度αによって決められた加速プロファイルを有する。以下のスウィング加速式は動力学の原則によって得られてもよい。
【数４】
2010522064.tif 000006
【００５５】
上述のとおり、装置の揺りかごは、外側、接線及び内側方位のそれぞれに対するｓ１枠ベクトル−９０、０又は９０度を中心とした角度βで回転されることができる。シート又は揺りかごも回転されたｓ２ベクトルを中心とした角度φで乳児をもたせかける。図１６及び１７は接線及び外側揺りかご方位に対する加速特徴及び与えられたリクライン角度を示す。
【数５】
2010522064.tif 000007
【００５６】
上述のなだめる運動経路は前後にスウェイしながら子供をあやす親を模倣するように一般的に設計される。このような動きは揺りかごの位置に対するヨー及びロールの組み合わせとして説明されることができる。ヨー及びロールは図１４に示されている３つの軸の２つを中心とした回転運動と一致すると考えられてもよい。このように、本発明の子供運動装置は２つの軸を中心とした回転、親の両肩の間にある横方向の軸及び親の対称線を決める縦方向の軸を含む親のなだめる技術を模倣することができる。代わりの選択肢が３つめの軸を中心とした回転又はピッチの組み合わせを含めてもよい状態で、以下に述べる代わりの装置はより通例のなだめる技術、一般的に縦方向のバウンドに関し、これは単独又は上述のヨー−ロール組み合わせスウェイ運動と組み合わせて使用される。
【００５７】
本発明の別の態様によると、子供運動装置は一般的に縦方向のバウンド運動を含む親のなだめる技術を模倣するように構成されている。また、この動きは統計的に均一であると考えられてきたが、約３．０Ｈｚの主な周波数及び約０．１５Ｈｚの標準偏差を含む。複数の装置はこの比較的高い周波数の運動を与えるように構成されることができる。好適な解決策は、縦方向のピストン−ベースの設計（例えば、加圧空気システム又は上述の回転軸に沿って配向されたモータ及びクランク配置）及び半径方向の発振器設計（例えば、一般的に縦方向の発振のための支持アームの偏向）を一般的に含むが、限定されない。以下に述べるのは統計的な範囲内で望ましい周波数で運動を与えるための具体的な例である。これらの例は、これらがどの望ましい程度でも組み合わされてもよくスウェイ運動を与えるための上述のどの例も含むという理解に基づく。その後、ユーザは操作用運動経路の一方又は両方を選択するという選択肢を与えられてもよい。選択された運動経路に一致する１方又は両方の駆動システムはその後作動されて望ましい周波数で選択された動きを生成してもよい。
【００５８】
図１８は多くの可能な例の１つを示し、ここにおいてスウェイ及びバウンド運動の両方が支えられる。スウェイ運動に関して、支持アーム１５０は枢軸ロッド１５４に連結された被駆動端１５２を有する。ロッド１５４は回転軸Ｒを中心とした一般的に縦方向の方位における回転のために支えられる。本例において、枠アセンブリは基部１５６を有し、この基部は一対の脚部１５８を含み、これらの脚部はそれぞれ装置のスパインのハウジング１６２内の上方に延びている部分１６０で終わっている。これらの枠部分又は脚部１５８は基部１５６の線状延長部であり且つ互いに横方向に間隔が設けられている。これらの先端１６２は上部ベアリング・ブロック１６４に接続され且つ回転可能に保持される。これらの枠部分又は脚部１５８の下部は下部ベアリング・ブロック又はモータ・マウント１６６内の位置に回転可能に保持される。
【００５９】
ベアリング・ブロック１６４、１６６のそれぞれは支持アーム・ロッド１５４を収容し且つ回転可能に支持するための中心ベアリング開口部を有する。本例において、ロッド１５４の下端１７０は下部ベアリング・ブロック１６６の下で終わり且つモータ又は他の駆動機構１７２に連結されることができる。駆動機構１７２は、所定の行程角度、例えば１２０度で上述のとおりロッドと、従って支持アームとを相互に回転させるように構成されてもよい。モータ又は駆動機構１７２は、ユーザによって操作されて角度行程、回転速度等を調節することができるという特徴を含むことができる。操作パネル、タッチ・パッド装置、遠隔制御装置又はユーザ・インターフェイスはハウジング１６２の部分上に設けられることができ、このハウジングはボタン、タッチ・スクリーン、キーパッド、スイッチ、これらの組み合わせ等を含み、これらはユーザが操作して装置の様々な性能特徴にアクセス、操作、調節及び変更することができるものである。図１はハウジング３９の上部に設けられているタッチ・パッド、スクリーン又は他のユーザ・インターフェイス要素１７４の一例を示す。
【００６０】
ここにおいて詳細に示されていないが、駆動機構の部品はかなり変わってもよいが本発明の範囲内に収まる。テストされ且つ適切に機能すると証明された一例において、駆動機構はロッドに連結された電気機械システムの形態で望ましい運動を生成することができる。一例において、電気ＤＣ又はＡＣモータはウォーム・ギアに連結されることができ、このギアはその後ウォーム・ギア・フォロアに連結されることができる。フォロアはクランク軸を駆動することができる。駆動軸のエネルギは切り欠きのあるブラケットによって純粋な回転運動から発振又は往復運動に変換されることができ、このブラケットは次にバネに連結されている。バネはロッドに連結されてその運動によって支持アームを発振させることができる。
【００６１】
バネ（図示されていない）はエネルギ貯蔵部のみならず回転減衰機構として作用することができる。バネはクラッチ状要素として機能するように作動されてモータとロッドとの間に同期していない運動を許すことによってモータを保護することができる。このように、ロッドはモータに直接的に接続される必要がない。確かに多くの他の可能な駆動機構又はシステムがあるが、これらはここに述べる装置の支持アームに望ましい発振又は往復運動を与えるためにも採用されることができる。これらはバネによって作動される巻上機構、磁気システム、電磁気システム又は他の装置を含み駆動機構エネルギ及び運動を本装置の往復又は発振運動に変換することができる。いずれの場合も、ここに述べる装置の構造は駆動システム部品がハウジングに収容され且つ子供用シート・レベルの下に位置づけられることを許す。このように前記機構は並外れており、結果として乗員の低減された騒音レベル、かなりコンパクトな製品形態、及び子供用シートに対する事実上妨げられないアクセスを得る。
【００６２】
続けて図２０を参照すると、望ましいバウンド運動を与えることができる構造の一例は望ましい周波数で発振するように構成されているバネ−ベースのシステムを含む。そのためには、バネ１７６は上部ベアリング・ブロック１６８とロッド１５４上に位置づけられたバネ止め１７８との間に設けられる。駆動機構はその軸に沿ってロッド１５４の下端１７０に縦方向の動き又は発振を与えるように構成されてもよい。さらに以下に述べるように、バネ１７６は減衰することができるが支持アームへの発振的なバウンド運動を保持する助けとなることができる。例えば、駆動システムに連結されたバネは、その固有周波数で圧縮及び拡張してもよく、この周波数は望ましい周波数に一致させてもよい。このように、駆動機構（例えばソレノイド及び電磁気配置）はエネルギ復旧機構として使用されて一定のバウンド高度を維持し、それによりシステムにおいてどの摩擦損失にも打ち勝つ。代わりに、ロッド１５４及びバネ１７６は機械的に構成されて支持アーム１５６においてシートの動きを許可して時々発生するユーザによって始められたバウンド運動を生成してもよい。例えば、子供の運動又は親の接触はこのような機械的なバウンド運動を与えることができる。
【００６３】
図１９及び２０は有効範囲内の所望周波数でのバウンド運動を達成するための代わりの形態に関する。各実施例は、カムを一般的に含み、一般的に縦方向の軸又はロッドに沿って正弦運動を生成し、スウェイ運動に関連して上述の回転軸と一致してもよい。いくつかの例はカムのみに依存して子供の体重を支えてもよいが、両方の本発明による実施例はカム上の負荷を低減し、このカムは子供の静的重量をオフセットするように構成されたバネを含む。
【００６４】
図１９を参照すると、バウンド駆動システムはカム２５０を含み、このカムは一般的に２５２で示されるフォロア配置において正弦運動を生成するように構成されている。カム２５０は、望ましいバウンド運動の変位の半分に相当する距離だけ中心からオフセットされた穴２５４を含むディスク又は円形状の構造として構成されてもよい。カム２５０は、キー及び支持要素を含めて従来構成された軸２５６で回転されてその回転を抑制する。回転は一般的に２６０で示されるギアを介して軸２５６に連結されたモータ２５８によって駆動される。ギア２６０はウォーム及びウォーム・フォロアを含有するギアの対又は列を含みカム２５０からのどのバック・トルクにも対応してもよい。
【００６５】
ホイール・フォロア又はベアリング２６２はフォロア軸２６４に接触され、次に軸方向鍔２６６、２６８によって一般的に垂直の方位に保持される。軸方向鍔２６６はカム２５０から子供の静的重量を除去するために使用される圧縮バネ２７０用ベースを構成し、次に駆動機構のトルク要件を低減する。そのためには、バネ止め２７２は位置づけられ、そのためバネ２７０はホイール・フォロア２６２が低振幅点でカム２５０に単に接触する程度に圧縮される。本例において、バネ止め２７２はフォロア軸２６４から送られたピンとして形成される。可変重量の子供を収容するために、複数の（例えば１ダース）の均等に間隔をあげられた穴はフォロア軸２６４に形成されてピンを受け入れてもよい。
【００６６】
図１９に示されている例による駆動システムはどの望ましい程度にでも上述の運動装置の１つと一体化されてもよい。本例において、駆動機構は同一ではないが図９に示されている実施例のハウジング５９に類似しているハウジング２７４に設けられる。鍔２６６、２６８はハウジング２７４又はそれに設けられている支持構造に固定されてもよい。フォロア軸２６４は回転軸Ｒに沿って設けられてもよく、この回転軸から支持アーム２７６は片持ち梁状に設けられる。このように、スウェイ及びバウンド運動の両方は与えられてもよい。
【００６７】
代わりのバウンド駆動システムは図２０に示されているが、ここにおいて上述の実施例に共通の要素は同じ参照番号で示されている。本例において、ＤＣモータ２５８の軸はそれに直接取り付けられたウォーム２７６を有する。ウォーム２７６はカム−ギア２７８と噛み合い、このカム−ギアは混成水平カム及びウォーム・ギアとして作用する。カム−ギア２７８の周面２８０は螺旋状の歯を有しウォーム２７６に係合する。カム−ギア２７８の上面２８２は周面２８２の平面に対して傾き、そのためカム−ギア２８２の回転は望ましいバウンド運動を生成する。
【００６８】
カム−ギア２７８は負荷の下に直接設けられているバック・ホイール２８４によって支持されカム−ギア２７８が変形することを防ぐ。フォロア・ホイール２８６は負荷軸２６４に接続されている。作動時、フォロア・ホイール２８６はカム−ギア２７８の傾いた平面に乗る一方で、バネ２７０は負荷の静的成分を除去し、鍔２６６、２６８はハウジング２８８内に駆動システムを固定的に位置づける。
【００６９】
図２１の例に示されているように、バウンド運動は半径方向偏向用に構成された構造及び配置によって与えられてもよい。これらの場合、半径方向発振器は通常、バネ・アーム３０２の端部に設けられたシート３００に子供をぶらさがらせることによって形成される。比較的小さい角度の偏向のため、スウィング・アーム３０２の端部に見られる運動は比較的垂直である（親の動きを模倣している）。このシステムの固有共振周波数は標準バネ方程式を使用して計算されてもよい。多様な駆動システムはバネ・アーム３０２の共振偏向を維持するために使用されてもよい。
【００７０】
図２２を参照すると、代わりの設計はプーリ駆動ケーブル３５２から子供用シート３５０をぶらさげることを伴う縦方向バウンド運動によって座っている子供を運ぶ。プーリは所定の所望周波数でケーブル３５２を巻き／解き、滑らかな上下バウンド運動で子供を動かす。プーリはモータ装置（図示されていない）によって直接駆動され、又は望ましい周波数で発振するように構成された１つ以上の螺旋状バネ３５４を介して駆動されてもよい。後者の場合、駆動機構（図示されていない）はバネ配置に連結されてエネルギを与え、どのシステム減衰損失にも打ち勝つ。また、他のバネ−ベースの形態（例えば螺旋状引張バネ）は高周波数共振運動を支持するために好適であってもよい。
【００７１】
ここに述べる様々な子供運動装置の詳細はかなり変わるが本発明の範囲内である。枠アセンブリ部品、スパイン部品、及び追加された特徴を形成するために使用された構造及び材料はプラスチックからスチール管又は他の好適な材料および部品構造に変化してもよい。また、駆動システム部品は、駆動システムに採用された特徴のように変化し本装置にとって望ましい運動及び機能を生成することができる。子供用シート底又はベースは、どの好適な方法でもシート・ホルダに係合するように構成されることができる。ここに述べるように、縦方向の又は縦方向の角度を有する切り欠きはシート・ベースに設けられることができる。シート・ホルダ管又は他の材料のサイズは切り欠きにはまってシートに係合するように決められることができる。重量及び子供の体重はホルダにシートを十分保持することができる。しかしながら、肯定的ラッチ構造は必要に応じて採用されることができる。また、シートはハーネス・システム、保持ハンドル、枢軸運動可能なトレー及び硬プラスチック外郭構造のような共通の特徴を含むように構成されることができる。シートのベースは揺れ、バウンド又は静止型支持構造形態を有し、シートはパッド、カバー又は他の好適な柔らかい部材を採用することができる。上述のとおり、シート・ホルダは新生児用かご型ベッド又は他の子供支持装置等の他の装置を保持するように構成されることができる。
【００７２】
また、シートは関連製品のプラットフォーム又はシステム内に噛み合うように構成されることができる。言い換えると、シートは本発明の運動装置の１つから取り外し可能で、シートを受け入れるように構成された異なる製品に簡単に据え付けられることができる。このような関連製品は例えば、揺りかごスウィング枠、標準振子型スウィング枠、バウンド枠、折り畳み式の乳母車、車シート・ベース又はエンターテイメント・プラットフォームである。このように、製品システムは子供のうちはなだめる又は落ち着かせるための装置として有用であり、その後エンターテイメント装置として使用するために変えることができる。別の例において、子供用シートは支持アームに取り外しできないように固定されてもよい。
【００７３】
上述のとおり、複数の低周波数スウェイ装置は約０．５Ｈｚを中心とした第一のなだめるための周波数範囲において作動するように設計されている。また、これら及び他の装置は約３Ｈｚを中心とした第二なだめ周波数範囲において作動する動力バウンドとして作用するように設計されている。本発明の子供運動装置は例えば、同時のスウェイ及びバウンド運動によってこれらのなだめ周波数の両方を含む運動を与えるように構成されてもよい。代わりに又は加えて、本装置はなだめ周波数の両方を別々に与えるように構成されてもよい。これらの場合、装置はユーザ選択及び様々な作動モードの切換のためにスイッチ又は他のハードウェアを含めて構成されてもよい。
【００７４】
ある子供運動装置は本発明の教示に従って述べられたが、本発明の範囲はこれに制限されない。それどころか、本発明は許容等価物の範囲内にほとんど収まる本発明の教示のすべての実施例を含む。
【符号の説明】
【００７５】
２０  た子供運動装置
２２  枠アセンブリ
２６  床面
２４  基部
２８  スパイン
３０  支持アーム
３４  シート・ホルダ
３６  子供用シート
３８  開口部
３９  ハウジング
４０  シート・ベース
４２  シート・域
４４  付随領域
４６  切り欠き
４８  手動又は自動ラッチ
【図１】
2010522064.tif 000008
【図２】
2010522064.tif 000009
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2010522064.tif 000013
【図６Ｂ】
2010522064.tif 000014
【図６Ｃ】
2010522064.tif 000015
【図７Ａ】
2010522064.tif 000016
【図７Ｂ】
2010522064.tif 000017
【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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【図１４】
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【図１５】
2010522064.tif 000026
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【手続補正書】
【提出日】平成21年1月19日(2009.1.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準面に対して支持構造を与え且つ前記支持構造に枢軸運動可能に連結されたアームを含む枠と；
前記アームに連結され且つ前記枠によって前記基準面から間隔をあけられた子供支持装置と；
前記アームを動かすように構成され、そのため前記子供支持装置が約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の周波数でほぼ垂直の回転軸線の周りのスウェイ運動経路に沿って往復する駆動システムとを備える子供運動装置。
【請求項２】
前記駆動システムは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の周波数で前記アームを動かすように構成されている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項３】
前記駆動システムはユーザに前記周波数を調節することを許すように構成されている、請求項２に記載の子供運動装置。
【請求項４】
前記枠は前記運動経路による前記アームの動きが約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有するように構成されている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項５】
前記駆動システムはほぼ垂直の回転軸線を画定し、前記アームは前記回転軸線から片持ち梁状に設けられている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項６】
前記回転軸線は垂直からオフセットし、そのため前記運動経路は水平成分及び垂直成分の両方を有する、請求項５に記載の子供運動装置。
【請求項７】
前記アームは前記回転軸線に対して長さ及び方位を有し、そのため前記運動経路による前記アームの動きは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有する、請求項６に記載の子供運動装置。
【請求項８】
前記駆動システムはほぼ垂直の回転軸線を定め、前記アームは鋭角で前記回転軸線から片持ち梁状に設けられている、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項９】
前記周波数は約０．４Ｈｚ〜約０．５Ｈｚの範囲内である、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項１０】
前記駆動システムはほぼ垂直の回転軸線を定める子供運動装置であって、前記回転軸線に沿ってほぼ垂直の発振を与えるように構成された更なる駆動システムをさらに備える、請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項１１】
前記回転軸線は垂直からオフセットされ、そのため前記運動経路は、方位角及び高さの両方の変化を含む請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項１２】
前記枠は前記運動経路による前記アームの動きが約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有するように構成されている、請求項１１に記載の子供運動装置。
【請求項１３】
前記アームは前記回転軸線に対して長さ及び方位を有し、そのため前記運動経路による前記アームの動きは約０．３７Ｈｚ〜約０．６２Ｈｚの範囲内の固有共振周波数を有する、請求項１２に記載の子供運動装置。
【請求項１４】
前記固有共振周波数は約０．４Ｈｚ〜約０．５Ｈｚの範囲にある、請求項１３に記載の子供運動装置。
【請求項１５】
前記回転軸線は約１２度〜約２２度の範囲内の角度で垂直からオフセットしている、請求項１３に記載の子供運動装置。
【請求項１６】
前記アームは鋭角で片持ち梁状に設けられている、請求項１３に記載の子供運動装置。
【請求項１７】
前記駆動システムはユーザが選択した周波数で前記アームを動かすように構成されている、請求項１１に記載の子供運動装置。
【請求項１８】
前記回転軸線に沿ってほぼ垂直の発振を与えるように構成された更なる駆動システムをさらに備える、請求項１１に記載の子供運動装置。
【請求項１９】
約２．８５Ｈｚ〜約３．１５Ｈｚの範囲の周波数で前記回転軸線に沿う更なる運動経路において前記子供支持装置を発振させるように構成された更なる駆動システムを備える請求項１に記載の子供運動装置。
【請求項２０】
前記更なる運動経路はほぼ垂直の動きを含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２１】
前記更なる駆動システムは前記周波数のユーザ調節を許すように構成されている、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２２】
前記枠は前記子供支持装置の子供乗員の体重を支えて前記更なる駆動システムから負荷を除去するバネ・システムを含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２３】
前記アームは、枢軸で前記支持構造から片持ち梁状に設けられている請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２４】
前記更なる駆動システムはカムを含む、請求項１９に記載の子供運動装置。
【請求項２５】
前記更なる駆動システムは前記子供支持装置と前記カムとの間に設けられて前記子供支持装置の子供乗員の体重をオフセットするバネをさらに含む、請求項２４に記載の子供運動装置。
【国際調査報告】
2010522064.tif 000034
2010522064.tif 000035