【発明の詳細な説明】 【０００１】 （技術分野） 本発明は、波動発生機構に係り、特に波動発生機構を組込んだベッドおよび椅子に関する。 【０００２】 （背景技術） 局部又は完全麻痺のために体を自由に動かすことができない患者、大きな手術から回復しつつある患者、その他の理由で長期間寝たきりの患者は、しばしば自分の力で運動したり十分に体を動かしたりすることができない。 多くの場合、これは問題となり、床ずれ、関節および柔組織の不使用萎縮などの合併症につながる。 この問題の最も良い改善法は、彼等を支持しているベッドや椅子により、患者の体に対し圧力点の変化を加えることである。 流動化ベッドを組込んだマットレス、膨縮装置を有するマットレスが一般に使用されているが、これらの装置は一般に機構および回路構成が複雑であり、非常に高価である。 これを解決する代わり得る好ましいものはマットレス支持部に波動を伝搬させる方法である。 【０００３】 このような波動発生装置として幾つかのタイプのものが既に特許されている。
例えば、米国特許Ｎｏ． ３，９８１，６１２（Ｂｕｎｇｅｒら）には、キャリッジにローラセットを搭載させ、これをレールセットに沿って駆動させる波動発生装置が開示されている。 この場合、可撓性シートがフレームの両端に固定され、
キャリッジがレールに沿って駆動されるとき、これらローラがこの可撓性シートを上方へ変位させ、これにより可撓性シートに沿って波動を生じさせるようにしている。 この装置は非常に嵩ばり、かつ、僅か１つのローラセットで１つの変位波を生じさせることしかできない。 【０００４】 米国特許Ｎｏ． ４，９１５，５８４（Ｋａｓｈｕｂａｒａ）には、流体流を垂直トラック内で可動なエアフォイルを使用して機械的動きに変換させる装置が開示されている。 すなわち、空気流がエアフォイル上を通過すると、このエアフォイルが垂直トラック内で垂直に上下し、その動きをクランクアーム機構に伝達し、それより２つのクランクアームの両端に取着した軸を回転させるものである。 【０００５】 米国特許Ｎｏ． ４，４６５，９４１（Ｗｉｌｓｏｎら）には、水流を他の形の機械的エネルギーへ変換させる水機関が開示されている。 すなわち、装置の１側に向けて水を流動させ、これを蝶形弁機構と係合させ、車付きキャリッジをバラージ（Ｂａｒｒａｇｅ）のフレームに沿って押すようにしている。 【０００６】 米国特許Ｎｏ． ３，６２０，６５１（Ｈｕｆｔｏｎ）には、ポンプ又はモーターとして操作可能な流体流装置が開示されている。 この装置には数枚の可撓性シートが備えられ、これらを大きなクランクアッセンブリーにより波状に駆動させるものである。 【０００７】 米国特許Ｎｏ． ４，９９９，８６１（Ｈｕａｎｇ）には、２つの長手シャフト、多数のオフセットカムおよび支持機構を介して波状表面を発生させるようにした治療用ベッドが開示されている。 【０００８】 ＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＥＰ９８／０１２７６（Ｎｅｓｔｌｅ Ｓ．Ａ．）には、Ｈｕａｎｇの波動ベッドと同様に蠕動ポンプを使用する方法が開示されている。 つまり、長手シャフトが多数のカムを駆動させ、これによりチューブを波状に順次圧縮させるものである。 【０００９】 米国特許Ｎｏ． ５，２６７，３６４（Ｖｏｌｋ）にも、エアポケットの膨縮を介して波動ベッドを駆動させるものが開示されている。 【００１０】 従って、椅子、ベッド、その他の治療装置において波動を生成させることを目的として使用可能であり、或いは波動を他の形の機械的又は電気的エネルギーに変換させるのに適したコンパクトな波動発生装置を提供することは、利益のあることである。 【００１１】 （発明の開示） 従って、本発明は、横方向波動を発生させたり、又は波動を有用な働きの他の形態に変換させたりするのに適した機構を提供することを目的とする。 【００１２】 本発明の利点は、横方向波動を発生させるための装置であって、これが波動ベッド、波動椅子、波動表面および推進力システムを含む多くの用途に適用することができることにある。 この機構は更に、一般に波動を回転動および電力などを含む他のタイプの有用な働きに変換させることにも使用することができる。 【００１３】 １つの態様として、本発明は、回転動を波動へ、あるいは波動を回転動へ変換させるための装置を提供する。 この装置は、可撓性部材と、第１の端部にて該可撓性部材に固着され、第２の端部にて振動駆動手段に枢着された連結部材とを具備する。 この振動駆動手段が連結部材の第２の端部を回転させたとき、連結部材が振動し該可撓性部材に移動波を生じさせ、その波長は該連結部材の長さに比例する。 【００１４】 他の態様として、本発明は、波動発生装置を提供する。 この装置は、可撓性部材と、第１および第２の両端部を有する連結部材を少なくとも１個を具備する。
この少なくとも１個の連結部材は、その第１の端部にて可撓性部材に固着され、
その第２の端部にて振動駆動手段に枢着され、それにより少なくとも１個の連結部材の第２の端部に振動が与えられ、従って、操作時に該振動駆動手段が係合したとき、上記第２の端部が振動し、それにより可撓性部材に横方向波動を生じさせるようになっている。 【００１５】 この本発明の態様としての装置が、振動駆動手段により同期的に駆動される可撓性部材に沿って取着された複数の連結部材を含み、連続的移動横方向波動を形成するようになっている。 【００１６】 他の態様として、本発明は、波動発生装置を提供する。 この装置は、クランクアッセンブリーと、該クランクアッセンブリーにそれぞれ取着された少なくとも２つの長尺ビーム（横材）とを有する振動駆動手段を具備する。 この振動駆動手段は上記の少なくとも２つの長尺ビームをその間に予め選択された位相角度を以て同期的に駆動する。 この装置は可撓性部材と、上記の少なくとも２つの長尺ビームとを含み、それぞれの長尺ビームは少なくとも２つの連結部材を含み、これら連結部材は該ビームに沿って離間され、該ビームの第２の端部に枢着されている。 この少なくとも２つの連結部材はそれぞれ可撓性部材に固着された第１の端部を有すると共に、有効長さを有し、該振動駆動手段が係合したとき、第２の端部が振動し、それにより可撓性部材に横方向移動波を生じさせるようになっている。 【００１７】 （発明を実施するための最良の形態） まず、図１および２を参照して説明すると、本発明に係わる波動ベッドが大略的に２０として示されている。 このベッド２０は、好ましくは可撓性プラスチックからなる可撓性平坦部材２２と、支持フレーム２４（図２）とを具備してなる。 図３には、このベッドの裏面の１部が示され、ベッド２０に発生する波動が波動発生装置により発展するようになっている。 この波動発生装置は、１連の６個の平行ビーム３０、３２、３４、３６、３８、４０を具備し、これらは支持レール４４、４６間に装着されたクランクアッセンブリー４２に各ビームの１端部を介して取着されている。 これらビームの他端はアイドラークランクアッセンブリー４８に接続されている。 このアイドラークランクアッセンブリー４８はモーターで駆動されるものでなく、支持レール４４、４６間に装着されている。 ギアモーター５４がクランクアッセンブリー４２に取着され、ギアモーターシャフト５
６の回転動がこれらビームの横方向上下動並びに駆動波のタンジェント傾斜に等しい角度偏差に変換されるようになっている。 【００１８】 なお、このモーターは必須のものでなく、手動で回転させても同様の作用を得ることができる。 また、このビームはモーター又は発電機のための支持ビームとして作用させることもでき、その場合、モーター又は発電機はクランクシャフトとそれぞれの枢着部で係合することになる。 延長シャフト５８は支持レール４６
に装着され、この支持レール４６は波動発生連結部材の付加列に取着させることもできる。 この波動発生連結部材の付加列はベッドの幅を横切るようにして渡すことができる。 【００１９】 図４は、ビームに回転動を与えるため上記ビームに接続されたクランクアッセンブリーを簡潔に図示したものである。 このビームへの回転動は可撓性シートに沿って波動に変換される。 一対のベアリングプレート６０、６２が各ビーム（この場合、３０、３２、３４）のいずれかの端部にそれぞれ装着されている。 モーターシャフト５６は第１のビーム３０に取着されたベアリングプレート６２の中央部に取着されている。 ベアリングプレート６０、６２のそれぞれにはその周辺から離間させて孔６８が穿設されている。 クランクピン７４が各ビームの端部に位置する孔７０を貫通して設けられ、このクランクピン７４の端部はビーム３０
の１側にてベアリングプレート６２に穿設された孔６８中に固定され、更にビーム３０の他側にてベアリングプレート６０に穿設された孔６８中に固定されている。 【００２０】 図４に示す例において、ビーム中の孔７０を介してクランクピン７４により連結されたディスク６０、６２の各対は互いに移動しないようになっている。 駆動シャフト５６がモーターにより駆動されたとき、これらディスクはシャフト５６
の長手軸を中心として回転する。 このとき、クランクピンがこのシャフト５６の長手軸から変位しているから、これらビームはこのクランクの回転軸に垂直な面内にて円形に駆動されることになる。 このクランクアッセンブリーは、６個のビームで列を構成しているため、隣接するクランクピン相互が６０度の角度で離間するようにしてクランクピンにより組立てられている。 【００２１】 このビーム列の各ビームの他端は同様にしてアイドラークランクアッセンブリー４８に接続されていが、但し、モーターが設けられていない点で異なる（図３
）。 ６個のビーム３０、３２、３４、３６、３８、４０の各々は独特の位相を有し、各ビームは他の全てのビームに対し６０度の角度でずれていて、ビーム列の位相の違いの合計が３６０度となるようになっている。 各ビームには、２つのベアリングプレート６０、６２が相互に固定され、操作の際にシャフト５６がモーターにより回転するとき、全てのビーム上の全ての点がビーム間に６０度の角度の位相差を以て円運動を行うことになる。 【００２２】 図５は図２の部位５の拡大図であって、ビーム４０、３８、３６、３４、３２
、３０、４０とパネル１００の下面との間にそれぞれ連結された７個の円筒状連結部材又は駆動ロッドが示されている。 これらの駆動ロッドは必ずしも円筒状でなくてもよく、所望に応じて平坦なものであってもよい。 これらの駆動ロッドの各々はその一端で関連するビームに枢着され、枢支点９８を中心として枢動し得るようになっており、ビームが移動する面内にてビームから延びている。 図６は図５の拡大図の下面を示している。 各連結部材はその一端を介してブラケット９
２に連結され、一方、このブラケット９２はパネル１００の下面に接続されている。 各円筒状アームは他端にスロット９４（図６）が設けられ、これが点線９６
まで（図５）まで延出しており、また、このスロットは関連するビームをその内部に挿通させ得る幅を有する。 これらパネル１００は可撓性シート２２の下面を横切って延びており、この可撓性シート２２は図１に明示するようにリベット１
０２によりパネルに取着されている。 【００２３】 各ビーム上の各点は、その形状の如何を問わず、クランクの回転軸に垂直な面に沿って円弧状に移動するため、各ビームに枢着されている駆動ロッド８０、８
２、８４、８６、８８、８０´は、ビームの円形運動と同じ面にて枢動する。 従って、この駆動ロッドが可撓性シート２２に固着されているため、クランクシャフトが回転すると、これらビームの回転動がこの可撓性シート２２に沿う移動波を生じさせる（図２参照）。 このクランクが１方向に回転すると、横方向波動が生じ、可撓性シート２２中を１方向に向けて移動し、このクランクアッセンブリーの反対方向の回転はこの横方向移動波動の方向を反転させる。 【００２４】 アイドラークランクアッセンブリー４８は任意のものであるが、もし設けるのであれば、それはビーム列の他端に位置させる必要は必ずしもないことが理解されるであろう。 つまり、第１のクランクアッセンブリー４２から離間さえしていれば、これらビームの長手方向に沿う任意の位置に配置させることができる。 このアイドラークランクが存在する場合は、これらビームは必然的に平行な配列となり、ビームの全ての部位が円運動することになる。 このモーターで駆動される第１のクランクアッセンブリー４２はビームに沿う最も好都合の場所に位置させることができ、支持材として作用するこれらビームの１つに直接、取着させてもよい。 更に、このアイドラークランクはビームの配列を平行にさせるための単に１つの方法であり、他の種々の手段により同様の作用および機能を持たせることも可能であることも理解されるであろう。 例えば、これらビームをクランクシャフトで同期的に駆動させる場合、任意の２つの平行なビームが他の周りを全ての位置において回転することになり、従って、平行に整合させるために任意の２つのビームの間の任意の箇所にオフセットヒンジ機構を設けることができる。 【００２５】 好ましい態様として、中央切欠き部を有するベッドフレームを備えたモジュール波動ベッドアッセンブリーが提供され、モジュール波動ベッドインサートをこの中央切欠き部に落し込むようにする。 このモジュール波動ベッドインサートは、波動ベッド表面よりも若干短い２つのビームを具備し、小さなモーターが１方のビームに取着され、クランクを他方のビームと係合させる。 これらモーターおよびクランクは可撓性プラスチックシートの下面中央部のビームの長手方向に沿った中間部に配置される。 この２つのビームは１８０度の角度で位相をずらした状態でクランクに接続される。 図６に示す強化パネル１００は、シートに一体的に形成させた強化リブにより置き換えてもよい。 例えば、プラスチックを用いて平面的可撓性支持部材２２を形成する場合、強化リブ又はスラットをそのシートの１部として一体的に形成させることができる。 同様に、この支持部材２２に固着されビームに枢着される連結部材をこのシートと共に一体的ユニットとして形成することもできる。 これにより組み立てるべき部品数を減らすことができ、組立て作業が簡単になる。 このモジュール波動ベッドインサートはそれ自体で完備したユニットであるから、容易に輸送することができる。 支持フレーム自体は必要でない。 なぜならば、上記ユニットはマットレスのような発泡体上に支持させることができ、それでも十分に機能するからである。 【００２６】 当業者にとって明かなように、回転動から横方向波動を発生させるための本発明の装置の基本的部材として、回転クランクが含まれ、これは連結部材と一端を介して枢着し、この連結部材の他端は可撓性部材に固着され、この場合、横方向波はこのクランクの回転により誘起され、その波長は連結部材の長さに比例する。 複数のこのようなクランク位置をビームのような手段を介して同期的に接続させることもできる。 この場合、取着された各ビームは他のビームに対し１波長分、位相を離して枢着され、全てが同期動作用クランクシャフトを介して相互に連結され、ビーム間の位相差はこのクランクシャフトにより固定される。 これらビームは可撓性であってもよく、又は複雑な形状をなし、波動の方向を変化させ得るようにしてもよい。 その他、この同期動作用クランクシャフトは別々の駆動モーターの電気的制御であって、それぞれをクランク位置に接続させたもの、あるいはこのクランク位置を相互に連結させたチェーン又はベルト、その他、これらの組合せであってもよい。 【００２７】 上述のように、アイドラークランクアッセンブリー又は機能的に均等な機械的連結手段を用いて、ビームを拘束する場合、振動動作は純粋な回転運動となる。
例えば、ビームをアイドラークランクにより拘束しない場合、このビームの動きは、より広く振動として捉えることができ、各ビームの種々の部分が円運動したり、往復動したり、楕円運動したりすることができる。 例えば、ビームの１端部が往復動するように拘束された場合（ビームの一端にてスロット中のボスにより拘束）、クランクアッセンブリーは、ビームの該クランクへの取着位置の部分（
円形路）を局所的に駆動する。 この例において、ビームの拘束端部は往復動し、
ビームの非拘束端部は、可撓性シートに横方向波動を生じさせる回転軸に実質的に垂直な面で楕円運動することになる。 【００２８】 可撓性シートの幅方向に横切る可変振幅の移動波動はビームの長手方向と平行な可撓性シートの一方の縁部を拘束することにより生じさせることができる。 つまり、これにより振幅が可撓性シートの幅方向に横切って扇状に増大する。 この場合、ビームを図２９に示すように波の移動方向に沿って湾曲させてもよい。 【００２９】 図５はこの波動発生装置を用いて発生させた波の１周期を示すもので、駆動ロッド８０、８２、８４、８６、８８、９０の相対位置が示されている。 中間の駆動ロッド８６および端部の駆動ロッド８０は図５、６に示すように垂直であり、
他方、残りの連結部材は図５、６に示すように垂直方向から傾いている。 各ビーム上の連結部材はそれぞれ所望の波長に等しい距離で相互に離間している。 例えば、図５、６においては、ビーム４０上の２つの連結部材８０は１波長分、離間している。 ６本の異なるビームから延びた駆動ロッド又は連結部材は等しい位相間隔で動作周期がずらされていて、クランクアッセンブリー４２の各一回転の間に全波形が可撓性支持部材２２を通過するよう、可撓性支持部材２２に移動波動を生じさせるようになっている。 中心点１１２を囲む破線で示す円１１０はこの波動発生装置の操作の間に枢支点９８が描く円運動を表している。 【００３０】 図７ないし１２は１波形周期における図５、６に示す異なる連結部材の個々の位置を示している。 各図に右側に示す十字（＋）１２０は移動する連結部材に対し参照となる回転の固定中心点を表すものである。 これらの十字はモーター駆動クランクアッセンブリー４２が配置されるベッドの端部と同じ位置を示している。 波動発生装置の他の態様して、上記と異なる数のビームを用いることもできる。 例えば、４本のビームを使用して波動を発生させる場合は、上記スタッドを互いに９０度の角度を以て配置される。 従って、３６０度を所望とするビームの数で割ることにより角度の変位が計算されることになり、それにより隣接するビーム間の必要な角度変位を知ることができる。 なお、この角度変位を不規則に分割することも可能であるが、その場合、同期的運動を維持するため、連結部材も同様に可撓性部材に沿って不規則に間隔を開ける必要がある。 角度変位を規則的に分割することにより連結部材間の間隔も規則的になる。 【００３１】 連結部材８２、８４、８６、８８、９０の長さは連結部材の角度変位の量を左右する。 なお、ここで、駆動ロッドおよび連結部材の用語は同一の部材を意味するものあることが理解されるであろう。 この駆動ロッド又は連結部材の長さは、
得られる角度があらゆるクランク角度においても駆動波形のタンジェント傾斜とほぼ適合するようにして決定される。 振幅を一定にした場合の、波長と駆動ロッド長さとの関係が図１３ａおよび１３ｂに示されている。 これら図において、駆動ロッド又は連結部材１６０により可撓性シート２２がビーム１６２、１６４と連結されている。 図１３ａにおいて、波長は駆動ロッド１６０の長さおよび連結部材間の距離の減少に正比例して減少している。 図１３ｂにおいては、連結部材間の距離が長くなると、同時に駆動ロッド１６０の長さも長くなり、可撓性シート２２における波動も波長が長くなっている。 これは、振幅を一定にした場合の波長と駆動ロッド長さとの関係を説明するものである。 これは、更に長手方向に沿って変化する波長を与える装置がどのようにして単一の機構から得られるかを示している。 更に、波長が短くなると波動速度も緩やかになり、波長を再び増大させると波動速度を再び早くすることができる。 なぜならば、クランクの各回転ごとに波動は波長の大きさの如何を問わず１波長分、前に移動するからである。 【００３２】 従って、本発明によれば、連結部材の長さ、ビーム上での連結部材相互間の間隔、異なるビーム上での連結部材相互の動作周期の空間的ずれなどを調整することにより、予め選択された波長の横方向移動波動を生じさせることができる。 【００３３】 この横方向波動の振幅は、クランクの回転中心とビームのクランクへの接合点との間の距離として規定されるクランク長さにより決定され、これは波形の頂部と谷部との間の全振幅の１／２に相当する。 従って、図４に示すクランクアッセンブリーにおける円運動の場合、シャフト５６の中心からピン７４の中心までの距離を増大させることにより、波動の振幅を増大させることができる。 これはビーム３０の取着点のプレート６０（６２）に沿う径方向距離の増大に相当する。 【００３４】 図１４はクランクシャフトアッセンブリー１８０を備えた波動ベッドの他の態様を示すものであって、ビームの２組（２セット）１７４、１７６（それぞれ図３に示すクランクアッセンブリー４２と同様の構造）を連結させ、動力を伝達するようにしたものである。 ビームセット１７４は３つのビーム１８０、１８２、
１８４を具備し、それぞれビームセット１７６のビーム１８０´、１８２´、１
８４´と連結されている。 アイドラークランクを各ビーム列の他端に配置させてもよい。 可撓性シート２２は駆動ロッドにより各ビームに接続されている。 クランクシャフト１８０の軸１９２は可撓性シート２２の面内に配置され、シートがこれらビーム間の枢支点での曲げによっても延びないようになっている。 これらビームおよび駆動ロッドは可撓性シートの２つの側にも配置されていて、ヒンジおよびビームが可撓性シートと干渉しないようになっている。 その他、よりコンパクトな包装を行うため、この機構を側面略図に示すようにさかさまにしてもよい。 この態様によれば、任意のクランクに単一の駆動手段を設け、動力を（多重）蝶着ジョイントおよび可撓性シートを通じて伝達することができる。 この場合、この可撓性シートは、その長手方向に沿って波動を伝搬することができると共に、その蝶着点を中心として折り曲げることができる。 これは波動ベッドにとって重要である。 なぜならば、このヒンジ部によりベッドを上方へ折り曲げることができ、図示のようにこれを病院用ベッドに要求されるように背もたれとして利用したり、リクライニング椅子などの背もたれとして利用したりすることができるからである。 図１４には、６−ビーム機構の共通クランクにて枢動する第２の棒体が示されている。 ３−ビーム機構の場合、クランクピンは、図示のように６
０度の角度でなく、１２０度の角度で互いに離間している。 【００３５】 図１５（ａ）ないし図１５（ｆ）は、二重ビームシステム２００が示されている。 この二重ビームシステム２００は単一のクランクシャフト２０２と、各ビーム２０６、２０８を可撓性シート２２に接続する３つの駆動ロッド２０４とを具備してなる。 なお、本発明の可能な最も簡単な波動発生装置は各ビームに僅か２
つの駆動ロッドを設けたものからなる。 図１５（ａ）から図１５（ｆ）に至る進行において、クランク角度は連続する図間において６０度の角度で前進し、波動は出発点に戻る全課程を通して１つの全波長分だけ前進する。 可撓性シート２２
は２１０で示す点で取着されていて、可撓性シート２２は水平方向に移動することが拘束されるが、垂直方向のみについては移動可能となっている。 ビームは円弧状に回動し可撓性シートに垂直方向の変位を伝達すると共に、擬似サイン波表面の正接角度に等しい傾斜を可撓性シートに与える。 各駆動ロッドが可撓性シート２２に対し２つの拘束（垂直方向の偏向および傾斜方向）を付与するようになっているため、少ない可動部材、最良の機械的効率および少ない機械的複雑化を以て、波動を発生させることができる。 【００３６】 図１６、１７、１８（ａ）および図１８（ｂ）は、ビーム列の各ビーム間に９
０度の異なる位相差を有する４−ビーム列についてのクランクシャフトアッセンブリーの好ましい例を示している。 特に図１６、１７を参照して説明すると、クランクシャフト４００の一部がシャフトに４個のスロット状切欠部を有する状態で示されている。 各スロット状切欠部には湾曲スロット部４０２と、この湾曲スロット部４０２の両側に設けられた２つの直線状肩部４０４とが設けられている。 内側円筒部４１０と外側円筒部４１２とを有する円筒状ベアリングアッセンブリー４０８が、その内側円筒部４１０の１部がこれに整合する形状の湾曲スロット部４０２と嵌合するようにして各スロット状切欠部に装着されている。 このベアリングアッセンブリー４０８は、三日月形リティーナ（保持具）４１２を上記シャフトと内側円筒部４１０の湾曲面との間に挿入することにより、そのシャフト上の位置に固定、保持されている。 図１６に示すシャフトは４−ビーム列のものに対して使用されるものであり、これらベアリングは隣接するベアリングから９０度の位相差を以て回転的に変位していて、その合計が３６０度となるようになっている。 【００３７】 図１８（ａ）および図１８（ｂ）を参照して説明すると、ビーム４２４の端部には切り欠き部４２２が設けられていて、ベアリングアッセンブリー４０８は、
保持ディスク４２６並びにビームに設けられた孔を通して装着された固定具４２
８により２つの保持ディスク４２６の間にて締め付けられるようにして、この切り欠き部に保持されている。 ベアリングアッセンブリー４０８がシャフト４００
に取着され（図１６）、ビーム４２４に連結された状態で、モーターによりシャフト４００（図１６）が駆動されたとき、シャフトおよび内側円筒部４１０が外側円筒部４１２との関連でボールベアリング４１４上を回転し、ビームに取着されたベアリングの中心の周りの回転軌道に各ビームを駆動させ、この場合、各ビームは先行するビームと９０度の位相差を有する。 【００３８】 ベッド、椅子などに波動を発生させるための波動発生装置を好ましい態様との関連で以上、説明したが、本発明の範囲内において種々変更し得ることは当業者にとって明らかであろう。 例えば、連結部材が小さな角度を介して枢動させるに過ぎないから、これら連結部材を固い連結部材でなく可撓性のスプリングで置き換えてビームに枢着させることもできる。 これにより、設計を簡素化し部品数を減少させることができる。 図１９を参照すると、ビーム３２´が可撓性スプリング部材１４０によりリブ１００へ取着され、これによりビームが可撓性シート２
２に取着されている。 スロット１４２がビームを切欠して設けられ、スプリング部材１４０のブラケット部１４４がその溝内に挿入されて摩擦的に嵌合し、これによりこのスプリング部材がビームに接続される。 操作の際、これらビームが駆動されると、スプリング部材１４０が曲り、ビームが基本的に円で描いた領域１
４６を中心として枢動する。 【００３９】 その他、この固い連結部材を可撓性動力伝達機構で置き換えてもよい。 例えばチェーン又は鋸歯状ベルトを用いて連結させ、連結部材をクランク位置にて同期に駆動させてもよい。 【００４０】 また、長尺ビームおよび可撓性シートを、ヒトの解剖学的外形に適応するよう輪郭を持たせ、平面的可撓性部材が解剖学的構造の支持面を与えるような人間工学的に好ましい装置を作るようにしてもよい。 このビームは、波状走行の軌跡に垂直ないずれの軸の可変湾曲路にも従って撓み得るようにすることができる。 【００４１】 図２０を参照して説明すると、ここに本発明に従って作られた椅子が１３０として示されており、これは背もたれ部１３２と、着座部１３４とを具備してなる。 ビーム１３６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６はほぼＬ字形をなし、背もたれ部１３２と、着座部１３４とを形成し、これらのビームは図４に示す機構４２と同様の駆動機構１５８により駆動されるようになっている。 各ビームの各点が依然として円運動するようになっているから（形状に関係なく）、移動波が椅子１３０の背もたれ部から降下し着座部１３４に沿って生じることになる。 この椅子は図１４のベッド１７０と同様に形成することもできる。 この場合、
２つのビームセット、つまり背もたれ部に相当する一つのビームセットと、着座部相当する他のビームセットとが互いに枢着される。 クランクおよびモーターをこの２つのビームセットの枢着点に配置させることができ、アイドラークランクを各ビーム列の自由端に配置させる。 なお、モーターはこれらクランクのいずれかに取着することができること、非駆動クランクはアイドラークランクとして参照されていることを理解されるべきである。 【００４２】 当業者に自明の如く、同期波動を発生させるためには、僅か２本のビームで足りるが、モーター駆動クランクシャフトと、アイドラークランクシャフトとの間で回転動を行うためには、３本のビームが必要である。 ２−ビーム機構は双方のビームが整合したとき不安定な点が生じる。 つまり、その位置において、駆動クランクの更なる回転が必ずしもアイドラークランクシャフトの回転を生じさせることにはならない。 この２−ビームシステムがこの不安定な点で整合した場合、
その機構はロックされて、アイドラークランクが逆回転することもある。 少なくとも３本のビームを備えたシステムにおいては、これら全てのビームが整合し、
平行状態に止まされることはなく、従って、不安定な点は存在しない。 【００４３】 図２１（ａ）および図２１（ｂ）は、本発明の波動発生装置をボート２２４のための推進用自走式舵２２２として利用される場合を示している。 この推進用自走式舵２２２は、２本のビーム２２６、２２８を具備し、駆動モーターおよびクランクシャフトアッセンブリー２３０がこの２本のビームを駆動し、可撓性シート２３２にサイン波運動を生じさせるようになっている。 なお、この可撓性シート２３２は、少なくとも２つの駆動ロッド２３４によりビーム２２６へ接続されると共に、少なくとも２つの駆動ロッド２３６によりビーム２２８へ接続されている。 モーター装着用ビーム２３８はボート２２４に接続され、モーターとクランクアッセンブリーを支持している。 可撓性シート２３２の殆どは水中に潜っていて、舵として作用し、また、この舵２２２は２３８の位置でボート２２４に枢着されていて、舵柄２４０により手動で操作されるようになっている。 このモーター／クランクシャフト機構２３０は水上に位置し、薄い可撓性シート２３２のみが水中に潜り、抵抗を最小にしている。 これは水中、空気中、その他の媒体での推進器としての用途に供することができる。 【００４４】 単一のクランクを有するシステムは波形が必ずしもサイン波形にならないという拘束を伴う。 なぜならば、ビームが平行に整合させることができないからである。 可撓性シートの一端を押し下げることにより、他端が持ち上がり、波形が歪められる。 これは本発明の波動発生装置に基づく推進システムの場合、利点となり得る。 つまり、推進システムにおいては、波形は水の抵抗が最も小さい形を取り、それにより波エネルギーのより多くが直接、推進に向けられるようになる。
これにより、移動方向に沿って形状および振幅が可変の波動運動が生じることになる。 【００４５】 図２２は固い表面３０２に近接する波動発生装置３００を示している。 従って、この装置が操作されるとき、可撓性膜３０８と平坦表面との間に形成されたキャビティ３０４、３０６が波と共に移動することになる。 この形状の場合、システムは蠕動ポンプの如く作用する。 図１３（ａ）および図１３（ｂ）の特徴部分と組合せた場合、このキャビティ３０４、３０６の容積が波動路に沿って変化し、それによりエアコンプレッサー又は真空ポンプのように流体が圧縮されたり解放されたりすることになる。 つまり、例えば可撓性膜３０８を可撓性チューブで置換することにより可撓性チューブを通した蠕動ポンプ作用を得ることができる。 従って、本発明は平面的シートに限らず、あらゆる可撓性部材に横方向波動を生じさせる方法を提供することができる。 【００４６】 横方向移動波動とは、波の乱れが上下に移動する波であって、その間、その乱れ方向に直角な方向に波動が移動するものとして定義づけられる。 横方向波動発生機構は、波表面を規制する可撓性部材と、この波表面からクランクの枢支点まで突出した少なくとも１つの直角方向突起（連結部材）とを具備してなる。 横方向移動波動を生じさせるため、可撓性部材から枢支点まで延びた複数の直角方向突起をクランクにより同期的に駆動させる。 ビームに枢着された各連結部材の一端の振動動作は複数の直角軸により規制された面内にあり、その１つの軸は横方向波動移動方向と平行であり、他の軸は波動移動方向に対し垂直として定義される波の乱れ方向と平行である。 【００４７】 波表面からの突起は、その終点の移動軌跡がほぼ円形となるように選択される。 図２２はこれを最も明瞭に示している。 図１１において、部材１００、９２、
８８は全体としてビーム３８上の先端枢支点に至る波動表面２２の突起を構成している。 ベッドおよび椅子に用いられた連結部材は波動表面の平面からの固い突起を構成するための特定の手段である。 波長（ｗ）に対し、振幅が非常に小さい場合（即ち、プラス／マイナスａ＜＜ｗ）、その軌跡はほぼ正確に円形である。
ここに記載したベッド又は椅子への適用の場合に一般的となるところの振幅、ａ
＜ｗ／１０の場合、この軌跡は円形でなく、従って、円形路に駆動されるクランクは疑似サイン波を生じさせる。 言い換えれば、正確なサイン波でないが、それにも拘らず、機能的にはサイン波と同等である。 比較的大きい振幅の場合、クランクは非線形速度で非円弧的に駆動されなければならない。 さもないと、波動表面の歪みが大きくなり過ぎて機能的な波形を維持することができない。 この非線形回転速度は必要である。 なぜならば、振幅が大きい場合、突起の端部はその位相軌道において或る時には他の時と比較して可なり早く移動するからである。 波動表面の突起が軌跡が疑似円形である点を疑似一定回転速度で、かつ、限定された範囲の相対振幅内で通過するという事実は、この機構の機能および限界に対する鍵となる。 【００４８】 駆動棒体（２又はそれ以上）は任意のものである。 これらは互いに位相が同じである２又はそれ以上のクランクを同期操作するための手段であり、恐らく、単一源から数個のこれらのクランクを駆動させるための最も簡単な方法である。 単一のクランクは、平面的駆動棒体を駆動させる場合、任意の取着点（特に、突起の軌跡が疑似円形である取着点）へクランクの回転を伝達するための非常に簡便な方法を効果的に提供する。 これらクランクを同期操作させるこの方法の欠点は、それが厳格であることである。 波動は、その或る部分が分断されない限り、所定の通路を従わなければならない。 原則として、ギア／モーターをあらゆるクランク位置に取着することができ、電子的に同期化し波動を発生させることができる。 この実施態様において、柔軟な波動路があってもよい。 また、クランクをベルト又はチェーンと連結させ、共通の動力源から駆動されるようにしてもよい。 【００４９】 全ての駆動棒体を共通クランクシャフトにより駆動させる必要もない。 非連結駆動棒体は比較的大きい振幅を得るのに好ましい。 それにより個々の棒体をより正確な軌跡および角速度で、かつ、これらの位相を調節した状態で駆動させることができる。 出力および振幅が大きい推進器の場合、この構成が好ましい。 【００５０】 図２３ないし２６を参照して説明すると、可変振幅の波動を発生させるための装置の例が６００として、これら図に示されている。 この可変振幅波動発生装置は、可撓性シート６０２を具備し、これに横方向波動が生じるようになっている。 ２つの同期用ビーム６０４、６０６には数個の連結部材６０８が設けられ、その各々はビームにその一端を介して枢着され、その他端を介して可撓性シート６
０２に固着されている。 これら連結部材６０８は各ビームに沿って離間して設けられ、連結部材６０８間の間隔が可撓性シート６０２に発生する横方向波動の波長を決定することになる。 ギアモーター６１０はビーム６０４に固着されており、また、このモーターにはロータリー出力駆動部６１２が備えられている。 この機構には可変振幅クランク機構が装着され、これにギアモーター６１０の出力駆動部６１２に固着されたプレート６１４が設けられていて、このプレート６１４
が上記出力駆動部により回転されるようになっている。 ベアリングプレート６１
６には、シャフト６２０、ハンドル６２２およびこのシャフト内を下方に向けて延びた中心通路６２４が設けられている。 シャフト６２０はビーム６０６の孔に配置されたベアリング６１９を貫通して設けられ、プレート６１６はビーム６０
６との関連で回転自在となっている。 【００５１】 これらプレート６１４、６１６は、これらに中心からずらして設けられた孔を貫通して延びるピン６２６により枢着されている。 すなわち、ピン６２６はこれらプレート６１４、６１６相互の回転のための枢支点となっている。 プレート６
１４には中心に孔が設けられ、シャフト６２０内に位置する固定ピン６２８が各プレートの中心孔と嵌合し、従ってシートは図２４に示すように平坦となっている。 固定ピン６２８にはこれらプレートからピンを引込めるためのハンドグリップ部６３０が設けられている。 特に図２６を参照すると、プレート６１４には数個の孔６３４、６３６、６３８が設けられ、これらは固定ピン６２８を挿入し得る大きさのものとなっている。 【００５２】 これらプレート６１４、６１６が、図２３、２４に示す各プレートの中心孔に嵌合する固定ピン６２８により相互に同軸的に整合されたとき、可撓性シート６
０２は平坦となっている。 図２６、２７を参照して説明すると、シート６０２に発生した横方向波動の振幅は、ハンドグリップ部６３０を引っ張りプレート６１
４、６１６の中心孔から固定ピン６２８を引き込めることにより調整することができる。 これらプレートが一旦解放されると、互いに回転させることができ、ハンドル６２２を回転させ、プレート６１６をプレート６１４との関連でピン６２
６により表される枢支点を中心として回転させる。 つまり、プレート６１６は、
その中心孔６２４（図２３）がプレート６１４中の孔６３４、６３６、６３８（
図２４）のいずれかと整合するまで回転される。 その後、ピン６２８がその孔に挿通され、これらプレート相互を固定させる。 ハンドル６２２を回転させることにより、ビーム６０６がビーム６０４との関連で枢動し、シート６０２に波動を生じさせ、その波動の振幅はプレート６１６の中心孔６２４がプレート６１４中のどの孔と整合したかによって決定される。 ハンドル６２２をより大きく回転させることにより、この振幅の大きさもより大きくなる。 図２５、２６には、クランクのずれを増大させることにより、それに比例して振幅が大きくなることが示されている。 ギアモーター６１０が係合すると、出力駆動部６１２がベアリングプレート６１４を回転させ、このベアリングプレート６１４がプレート６１６を駆動させる。 プレート６１６がプレート６１４と同軸になっていないため、プレート６１６は出力駆動部６１２の回転軸を中心として円形に回転し、これにより、その部位のビーム６０６にシャフト６２０が貫通する孔を中心とする円運動を生じさせる。 従って、このビームのあらゆる点が円運動することになる。 ビーム６０４もビーム６０６と同様にしてシート６０２に接続されているため、そのビームのあらゆる点が同時に同様の円運動することになる。 しかし、この場合、これらビーム間で位相差が生じることになり、その結果、横方向波動がシート６０
２に発生することになる。 【００５３】 図２３ないし２６に示す可変振幅波動発生機構の例では、クランクの変位を増大させて横方向波動の振幅を増大させている。 この変位は連結する２つのディスクを中心をずらして相互に回転させることにより達成されている。 しかし、同様の結果を他の種々の方法により達成し得ることを理解されるべきである。 【００５４】 図２７は上記波動発生装置を用いた掲示板が５００として示されており、この場合、波動表面５０２が可動掲示板、ミラー面、又は投影スクリーンとして作用している。 この波動発生装置を使用することにより、静止画像から動画像を作ることができる。 この波動表面にホログラムモチーフをコーティングすることにより、視覚的に面白く、魅力的な画像を形成させることができる。 【００５５】 図２８は歩行脚５１２と組合せた波動発生装置が示されており、操作時において、この装置は矢線で示す移動波動方向に実質的に歩行する。 ５１２で示す歩行脚は、或る表面、例えば地面に対する接触点に至る波動表面の突起を表している。 この歩行脚５１２の終点は接触点において波動移動方向とは反対方向に移動し、これら終点を上記表面から上昇させたとき、移動方向が逆になり、波動移動方向に歩行又はキャタピラー形の動きを生じさせる。 【００５６】 図２９は可撓性ビーム５２２、５２４と可変ウェーブトラジクトリを備えた波動発生装置５２０を示している。 【００５７】 図３０は隔壁を介して波動のミラー投影を生じさせるため、波動を枢支点５４
２を介して中継する波動発生装置５４０を示している。 【００５８】 本発明の基本概念を元に広範な態様、応用例を想到し得ることは当業者にとって自明であろう。 従って、ここに記載した例はそれらの多数の可能性の一部を例示したに過ぎないことを理解されるべきである。 【００５９】 従って、本発明の上記の好ましい実施態様は本発明の原理を説明するためのものであり、本発明はこれらの実施態様に限定されるべきものでなく、請求の範囲に記載した範囲に含まれる全ての態様、均等物も本発明の範囲に含まれる。 【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明に従って構成された波動発生装置を備えたベッドの平面図。 【図２】 図１に示すベッドの一部切欠側面図。 【図３】 図５ないし図１０の連結部材の下面図であって、アームの一部が破断されて総括的に示されている。 【図４】 連結アームから分解された状態のベアリングプレートを示す斜視図。 【図５】 図２に５として示す部分の拡大側面図。 【図６】 図５のものの下面を示す図。 【図７】 本発明の波動発生装置での１回転の進行を示す図３の連結アームの側面図。 【図８】 本発明の波動発生装置での１回転の進行を示す図３の連結アームの側面図。 【図９】 本発明の波動発生装置での１回転の進行を示す図３の連結アームの側面図。 【図１０】 本発明の波動発生装置での１回転の進行を示す図３の連結アームの側面図。 【図１１】 本発明の波動発生装置での１回転の進行を示す図３の連結アームの側面図。 【図１２】 本発明の波動発生装置での１回転の進行を示す図３の連結アームの側面図。 【図１３】 可変波長波動を生成させるための波動発生装置の側面図であって、図１３（ａ
）はその１例、図１３（ｂ）は他の例を示す図。 【図１４】 本発明に従って構成された波動ベッドの他の例を示す側面図。 【図１５】 図１５（ａ）ないし図１５（ｆ）は二重波動発生装置を示す側面図。 【図１６】 本発明の波動発生に使用されるクランクシャフトアッセンブリーの分解斜視図。 【図１７】 図１６の１７−１７線に沿う断面図。 【図１８】 図１８（ａ）は図１６のクランクシャフトアッセンブリーで使用される円筒状ベアリングおよび保持プレートの斜視図であり、図１８（ｂ）は図１８（ａ）の１８（ｂ）−１８（ｂ）線に沿う断面図。 【図１９】 本発明に係わるものであって、可撓性シートをビーム形成部へ接続するためのコネクターの他の例を示す分解斜視図。 【図２０】 本発明に従って作られた波動椅子の一部切欠側面図。 【図２１】 図２１（ａ）はボートおよび舵としての波発生装置の分解平面図であり、図２
１（ｂ）は図２１（ａ）に示すボートおよび舵の斜視図。 【図２２】 本発明の波動発生装置の他の例を示す側面図。 【図２３】 波動発生装置の他の例を示す断面図。 【図２４】 図２３の２４−２４線に沿う断面図であって、装置の静止状態を示す図。 【図２５】 図２３の２４−２４線に沿う断面図であって、装置の操作状態を示す図。 【図２６】 図２３の２４−２４線に沿う断面図であって、装置の操作状態を示す図。 【図２７】 可動掲示板又は投影スクリーンとして作用する波動表面を備えた波動発生装置の他の例を示す斜視図。 【図２８】 歩行脚と組合せた波動表面を備えた波動発生装置の他の例を示す側面図。 【図２９】 可撓性ビームと可変ウェーブトラジクトリを備えた波動発生装置の例を示す斜視図。 【図３０】 隔壁を介してミラー投影を生じさせるため、波動を枢支点を介して中継する例を示す斜視図。 【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書 【提出日】平成１２年８月１０日（２０００．８．１０） 【手続補正１】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】特許請求の範囲 【補正方法】変更 【補正内容】 【特許請求の範囲】 【手続補正２】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】０００９ 【補正方法】変更 【補正内容】 【０００９】 米国特許Ｎｏ． ５，２６７，３６４（Ｖｏｌｋ）にも、エアポケットの膨縮を介して波動ベッドを駆動させるものが開示されている。 米国特許Ｎｏ． ３，９６
４，３１６には、波動シュミレータが開示されており、この場合、第１のシャフトがそれに沿って離間する数個のギアボックスに連結され、第２のシャフトが各ギアボックスから横方向に第１のシャフトに向けて延出している。 更に連結ロッドがその一端を介して上記第２のシャフトに軸支され、連結ロッドの他端は可撓性膜に枢着されている。 第１のシャフトの回転により回転運動が上記第２のシャフトに伝達され、これが第２のシャフトを介して可撓性膜に波動を生じさせるようになっている。 この装置はギアボックスなどの多数の高価な部品を必要とする。 【手続補正３】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００１４ 【補正方法】削除 【手続補正４】 【補正対象書類名】明細書 【補正対象項目名】００１６ 【補正方法】変更 【補正内容】 【００１６】 本発明の波動発生装置（２０）は、可撓性部材（２２）と、両端の第１と第２
の端部を有する少なくとも１つの連結部材（８０）と、振動駆動手段（３０、５
４、４２）とを具備してなり、該少なくとも１つの連結部材（８０）がその第２
の端部にて振動駆動手段（３０、５４、４２）に枢着され、該少なくとも１つの連結部材（８０）の第２の端部に振動を与えるものであって、 該少なくとも１つの連結部材（８０）がその第１の端部にて該可撓性部材（２
２）に固着され、該振動駆動手段（３０、５４、４２）が係合したとき、該第２
の端部が振動し、それにより可撓性部材（２２）に横方向波を生じさせることを特徴とする。 ───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ |
