JP3746352B2

JP3746352B2 - 動揺装置

Info

Publication number: JP3746352B2
Application number: JP05161897A
Authority: JP
Inventors: 国雄寺西; 精一児玉
Original assignee: カヤバシステムマシナリー株式会社
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2006-02-15
Anticipated expiration: 2017-03-06
Also published as: JPH10244076A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として疑似体験装置等のシミュレータに備えられる動揺装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
レジャー施設やショールーム等において、例えば乗り物に乗った感覚等を体験者に体感させるために、体験者を乗せた動揺台を映像や音響に合わせて前後左右に動揺させる疑似体験装置が知られている。このような疑似体験装置に用いられる動揺装置としては、例えば本出願人による実開平５−９５９３号公報に提案がなされている。
【０００３】
図４〜図６には、この従来の動揺装置を示す。
【０００４】
図示されるように、円形の動揺台１０１の中心部には、床盤１０７に立設したセンタガイド１０２が球面軸受１０２Ａを介して結合されるとともに、その周辺は同じく球面軸受を介して３基の伸縮シリンダ１０３、１０４、１０５によって支持される。なお、センタガイド１０２は、球面軸受１０２Ａに結合するロッド１１０を床盤１０７に固定したガイド本体１１１に摺動自在に挿入し、球面軸受１０２Ａを鉛直方向に伸縮自在に支持したものである。また、伸縮シリンダ１０３〜１０５と動揺台１０１との結合部は二等辺三角形を構成し、その重心に動揺台１０１の中心が位置するようになっている。
【０００５】
さらに、この伸縮シリンダ１０３〜１０５の結合位置が構成する二等辺三角形の頂角に向かい合う底辺の中線上には、連結リンク１０６の上端が球面軸受を介して結合する。この連結リンク１０６は下端を床盤１０７にヒンジ結合するとともに、前述の中線を含む鉛直面上で中間ヒンジ１０６Ａを支点に屈伸するようになっている。
【０００６】
このような構成により、この従来の疑似体験装置では、動揺台１０１の中心を同軸上に保った状態で、以下に述べるような基本動作（ヒービング、ローリング、ピッチング）を行うことができる。
【０００７】
具体的には、伸縮シリンダ１０３〜１０５を同期的に伸縮駆動することにより、動揺台１０１はヒービング（上下運動）をする。また、伸縮シリンダ１０３と、伸縮シリンダ１０４、１０５を逆位相で伸縮させることにより、動揺台１０１はローリング（左右の揺動）をする。さらに、伸縮シリンダ１０３を停止させ、伸縮シリンダ１０４、１０５を逆位相で伸縮させることにより、動揺台１はピッチング（前後の揺動）をする。この場合には、センタガイド１０２は伸縮せず、連結リンク１０６も屈伸しない。
【０００８】
これらの基本動作を組み合わせることにより、疑似体験装置はさまざまな動作をすることができるのであるが、この場合、センタガイド１０２および連結リンク１０６は、これらの動作にしたがって伸縮および屈伸をするとともに、センタガイド１０２は動揺台１０１の水平方向のずれ（横ずれ）を規制し、連結リンク１０６は動揺台１０１のヨーイング（鉛直軸回りの回転変位）を規制するようになっている。すなわち、動揺台１０１の意図されない動きは、センタガイド１０２および連結リンク１０６によって防止されるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の疑似体験装置は、動揺台１０１の下方に伸縮シリンダ１０３〜１０５を備える構造であるので、動揺台１０１の高さは必然的に伸縮シリンダ１０３〜１０５の最収縮位置より低くすることはできず、動揺台１の位置設定の自由度は低い。
【００１０】
また、上述したように動揺台１０１の意図しない動きを規制するためには、センタガイド１０２、連結リンク１０６を備える必要があり、また、動揺台１０１の荷重は実質上連結リンク１０６およびセンタガイド１０２で支えることになるため、動揺台１０１の回転を抑える連結リンク１０６は特に大型化する必要があり、これは疑似体験装置の大型化の原因となっていた。
【００１１】
本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、装置の小型軽量化を図り得る動揺装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、動揺台と、この動揺台の下方に設けられた少なくとも３基の揺動型または回転型のアクチュエータと、これらの各アクチュエータから側方に延び出すとともに上下方向に動揺可能なアームと、これらのアームに回動自在に連結されるとともに前記動揺台下方に連結されるリンクと、これらのリンクと前記動揺台との連結部に設けられた球面軸受とを備えた。
【００１３】
第２の発明は、前記各アクチュエータは、前記動揺台の中心に対して対称な位置に設置される。
【００１４】
【作用】
第１の発明では、各アクチュエータのアームを回動させると、この回動のストロークおよび位相の組み合わせにより、動揺台はヒービング、ローリング、ピッチングの基本動作をおよびこれらの基本動作を組み合わせた任意の意図する動揺動作を行うことができる。この場合、動揺台の高さは、アクチュエータに対してアームの回動動作が確保される範囲で低くすることができるので、動揺台の高さ設定の自由度が増し、動揺装置の小型化を図ることができる。また、揺動型または回転型アクチュエータは、それ自体で動揺台を支持できるとともに、動揺台を支持するリンクは、球面軸受により動揺台との間の捩れは吸収される一方で、例えば、動揺台を横ずれさせるような水平方向の運動や、動揺台が水平面内で回転する運動（ヨウイング）等、意図されない運動を阻止する。したがって、特別な支持部材を設けなくとも動揺動作を完全に制御することができ、その分、装置を簡潔に構成することができ、装置の小型軽量化を図ることができる。
【００１５】
第２の発明では、各アクチュエータは、動揺台の中心に対して対称な位置に設置されているので、動揺台の動揺動作の制御における各アクチュエータのストロークおよび位相の関係が簡明になり、制御プログラムの作成等が容易となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１〜図３に示すように、疑似体験装置に用いられる動揺装置は、体験者を搭乗させる座席２が上面に固設された概略三角形形状の平板からなる動揺台１を備える。この動揺台１下方の基台３上には、３基の揺動型または回転型のアクチュエータ４、５、６が設置され、これらのアクチュエータの上下方向に揺動自在のアーム７、８、９の先端には、それぞれリンク１１、１２、１３の下端がピン１４、１５、１６を介して回動自在に連結される。
【００１８】
これらのリンク１１、１２、１３の一対のブラケット状の上端部１１Ａ、１２Ａ、１３Ａは、ピン１７、１８、１９を挟み込むように保持する。これらのピン１７、１８、１９の略中央部には、動揺台１の下面に設けられたブラケット２１、２２、２３がそれぞれ連結され、これにより、動揺台１はリンク１１、１２、１３により下方から支持されるようになっている。
【００１９】
ブラケット２１、２２、２３のリンク１１、１２、１３との連結部には、それぞれ球面軸受２４、２５、２６が設けられ、動揺台１の動揺動作におけるブラケット２１、２２、２３とリンク１１、１２、１３の間の捩れが吸収される。一方、リンク１１、１２、１３およびブラケット２１、２２、２３は動揺台１の水平方向への横ずれや、中心軸１Ａの回りの回転は許容せず、動揺台１を堅固に固定するようになっている。
【００２０】
これらのリンク１１、１２、１３およびブラケット２１、２２、２３は、動揺台１の中心から鉛直方向に延びる中心軸１Ａに対して三角形の頂点方向に対称な位置に配設され、三角形の一つの頂点を向いて配置された座席２に対して、前方に１基のアクチュエータ４が、後方に並んで２基のアクチュエータが配設されるようになっている。また、ピン１４、１５、１６およびピン１７、１８、１９は、中心軸１Ａを中心とする同心円の接線方向に配置されている。このように、アクチュエータ４、５、６を動揺台１に対して対称な位置に配設することにより、後述するような動揺台１の動揺動作の制御における各アクチュエータ４、５、６のストロークおよび位相の関係が簡明になり、制御プログラムの作成等が容易となる。
【００２１】
なお、アクチュエータ４、５、６は電動式、油圧式、空圧式のいずれを用いてもよい。
【００２２】
アクチュエータ４、５、６は、例えば所定のプログラムにしたがって制御され、アーム７、８、９を上下方向に揺動させることにより、動揺台１に対して、ヒービング、ローリング、ピッチングの基本動作を行うことができる。
【００２３】
具体的には、３基のアクチュエータ４、５、６の各アーム７、８、９を同期的に同ストロークで揺動させることにより、動揺台１は水平状態で上下動するヒービングを行う。また、座席２の前方のアクチュエータ４を固定で、後方のアクチュエータ５、６を互いに逆位相で揺動させることにより、動揺台１は左右方向に揺動するローリングを行う。また、後方の２基のアクチュエータ１２、１３のアーム８、９に対して、前方の１基のアクチュエータ２１のアーム７を逆位相で揺動させれば、動揺台１は前後方向の揺動であるピッチングを行う。
【００２４】
さらに、これらの基本動作を組み合わせることにより、動揺台１は中心軸１Ａを保持しながら、任意の動揺動作を行うことができる。
【００２５】
つぎに作用を説明する。
【００２６】
本発明の動揺装置を疑似体験装置に用いるときには、座席２に体験者を搭乗させ、各アクチュエータ４、５、６のアーム７、８、９の揺動を制御することにより、動揺台１の動揺動作を制御する。具体的には、前述したような基本動作（ヒービング、ローリング、ピッチング）を組み合わせて、動揺台１に意図する任意の動作を行わせる。
【００２７】
この場合、動揺台１は、ブラケット２１、２２、２３と連結したリンク７、８、９により、例えば、中心軸１Ａを横ずれさせるような水平方向の運動や、中心軸１Ａを中心にして回転する運動（ヨウイング）等、意図されない運動が阻止されるようになっている。したがって、本発明によれば特別な支持部材を設けなくとも動揺動作を完全に制御することができ、このような支持部材、すなわち図４〜図６に示した従来例におけるセンタガイド１０２や連結リンク１０６が不必要な分だけ装置の小型軽量化が図り得る。
【００２８】
また、動揺台１の基台２に対する高さは、アクチュエータ４、５、６の各アーム７、８、９の揺動が確保できる範囲で低くすることができるので、動揺台１の高さ設定の自由度が増し、動揺装置の小型化を図ることができる。
【００２９】
【発明の効果】
第１の発明によれば、各アクチュエータのアームを回動させると、この回動のストロークおよび位相の組み合わせにより、動揺台はヒービング、ローリング、ピッチングの基本動作をおよびこれらの基本動作を組み合わせた任意の意図する動揺動作を行うことができるが、この場合、動揺台の高さは、アクチュエータに対してアームの回動動作が確保される範囲で低くすることができるので、動揺台の高さ設定の自由度が増し、動揺装置の小型化を図ることができる。また、揺動型または回転型アクチュエータは、それ自体で動揺台を支持できるとともに、動揺台を支持するリンクは、球面軸受により動揺台との間の捩れは吸収される一方で、例えば、動揺台を横ずれさせるような水平方向の運動や、動揺台が水平面内で回転する運動（ヨウイング）等、意図されない運動を阻止するので、特別な支持部材を設けなくとも動揺動作を完全に制御することができ、その分、装置を簡潔に構成することができ、装置の小型軽量化を図ることができる。
【００３０】
第２の発明によれば、各アクチュエータは、動揺台の中心に対して対称な位置に設置されているので、動揺台の動揺動作の制御における各アクチュエータのストロークおよび位相の関係が簡明になり、制御プログラムの作成等が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す平面図である。
【図２】同じく側面図である。
【図３】同じく正面図である。
【図４】従来例を示す概略平面図である。
【図５】同じく概略側面図である。
【図６】同じく直角方向から眺めた概略側面図である。
【符号の説明】
１動揺台
２基台
３座席
４アクチュエータ
５アクチュエータ
６アクチュエータ
７アーム
８アーム
９アーム
１１リンク
１２リンク
１３リンク
１４ピン
１５ピン
１６ピン
１７ピン
１８ピン
１９ピン
２１ブラケット
２２ブラケット
２３ブラケット

Claims

動揺台と、
この動揺台の下方に設けられた少なくとも３基の揺動型または回転型のアクチュエータと、
これらの各アクチュエータから側方に延び出すとともに上下方向に動揺可能なアームと、
これらのアームに回動自在に連結されるとともに前記動揺台下方に連結されるリンクと、
これらのリンクと前記動揺台との連結部に設けられた球面軸受と、
を備えたことを特徴とする動揺装置。
前記各アクチュエータは、前記動揺台の中心に対して対称な位置に設置されることを特徴とする請求項１に記載の動揺装置。