JP2003022002A - 模擬車体のシミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単かつ安価な構成で、直動アクチュエータ内
に塵埃等が進入することを阻止することができ、しかも
高速動作を可能にする模擬車体のシミュレーション装置
を提供する。 【解決手段】直動アクチュエータ５０は、基台１２に第
１自在継手５２を介して連結されるボールねじ部５４
と、模擬車体１４に第２自在継手５６を介して連結され
るとともに、ボールねじナット５８と一体的に矢印Ｃ方
向に進退可能なアクチュエータ本体部６０と、前記基台
１２側に一端が固定され、前記ボールねじ部５４を覆っ
て配設される蛇腹部材１０４と、前記アクチュエータ本
体部６０と前記蛇腹部材１０４の他端との間に配置され
るフィルタ部材１０６とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基台に接続された
複数の直動アクチュエータの伸縮動作により、模擬車体
の動作をシミュレーションする模擬車体のシミュレーシ
ョン装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、乗車員の模擬操作により模擬
車体を動作させるシミュレーション装置が採用されてい
る。この種のシミュレーション装置において、例えば、
二輪車のライディングシミュレーション装置では、通
常、ロール軸およびピッチ軸のそれぞれに直結されたモ
ータ等の駆動源の作用下に、前記各軸を回動させること
によって模擬車体を揺動させるように構成されている。

【０００３】ところが、最近、教習所における普通車や
小型二輪車の教習の他、二輪車の安全教育の一環として
原動機付き自転車の教習が望まれている。このため、例
えば、特開平６−５１６９５号公報に開示されている現
行タイプの二輪車再現機能を損なうことがなく、廉価に
製造することが可能なライディングシミュレーション装
置として、一対の直動アクチュエータにより模擬車体を
ロール軸とピッチ軸の各軸回りに回動し得るように構成
したパラレルリンク式のライディングシミュレーション
装置が知られている（特開２００１−０９２３４４号公
報）。このライディングシミュレーション装置は、従来
の装置に比較して、装置構成を大幅に簡素化することが
でき、これによって、任意の場所に設置することが可能
になるとともに、廉価なライディングシミュレーション
装置を提供することができるという利点を備えている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の直
動アクチュエータでは、模擬車体に連結されたアクチュ
エータ本体部が、基台に接続されたシャフト部材（螺
杆）に沿って進退可能に構成されている。このため、ア
クチュエータ本体部の移動に伴う空気の流入によって、
前記アクチュエータ本体部内に塵埃等が進入するととも
に、例えば、モータ内部のグリスが漏れるおそれがあ
る。

【０００５】そこで、シャフト部材を覆うように基台と
アクチュエータ本体部との間に蛇腹部材が設置され、前
記蛇腹部材には、空気の流入および流出を行うための孔
部が形成されるとともに、前記孔部に対応してメッシュ
の布材が貼り付けられている。しかしながら、良好な防
塵機能を維持するために、孔部の径を大きく設定するこ
とができず、通過する空気の流量が少量となってしま
い、アクチュエータ本体部の高速移動が阻害されるとい
う問題が指摘されている。この場合、蛇腹部材に多数の
孔部を設けることが考えられるが、前記蛇腹部材の製造
コストが相当に高騰するという問題がある。

【０００６】本発明はこの種の問題を解決するものであ
り、簡単かつ安価な構成で、直動アクチュエータ内に塵
埃等が進入することがなく、しかも高速動作が可能な模
擬車体のシミュレーション装置を提供することを目的と
する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る模擬車体の
シミュレーション装置は、直動アクチュエータが、基台
に第１自在継手を介して連結されるシャフト部材と、模
擬車体に第２自在継手を介して連結されるとともに、前
記シャフト部材に沿って進退可能な中空状アクチュエー
タ本体部と、前記基台側に一端が固定され、前記シャフ
ト部材を覆って配設される蛇腹部材と、前記中空状アク
チュエータ本体部と前記蛇腹部材の他端との間に配置さ
れるフィルタ部材とを備えている。

【０００８】このように、フィルタ部材が使用されるた
め、蛇腹部材に孔部を設ける必要がなく、この蛇腹部材
を経済的に製造することができる。これにより、簡単な
構成で、中空状アクチュエータ本体部内に塵埃等が進入
したり、グリスの漏れが発生したりすることがなく、信
頼性を大幅に向上させることができる。しかも、フィル
タ部材を介して蛇腹部材に対する空気の流入および流出
が円滑に行われるため、中空状アクチュエータ本体部の
高速移動が確実に遂行可能になる。

【０００９】また、フィルタ部材は、連泡スポンジで構
成されている。このため、フイルタ部材の製造コストが
有効に削減されるとともに、中空状アクチュエータ本体
部に対する空気の流入および流出が円滑かつ確実に行わ
れる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施形態に係る
二輪車のライディングシミュレーション装置１０の概略
側面図であり、図２は、このライディングシミュレーシ
ョン装置１０の概略平面図である。

【００１１】ライディングシミュレーション装置１０
は、脚部１１によって支持される基台１２と、基台１２
上に後述するロール軸１８の回りとピッチ軸２２の回り
との２軸の回転自由度をもって支持される模擬車体１４
とを備える。

【００１２】基台１２上の略中央には支持台１６が固定
されており、この支持台１６上には、模擬車体１４の車
長方向（矢印Ａ方向）に延在するロール軸１８が、一対
の軸受２０を介して支持されている。図３に示すよう
に、ロール軸１８の上方には、これに直交する模擬車体
１４の車幅方向（矢印Ｂ方向）に延在するピッチ軸２２
が、一対の軸受２４を介して支持されている。軸受２４
は支持板２６の裏面に固着されるとともに、この支持板
２６の上面にはメインフレーム２８が固着されている。

【００１３】メインフレーム２８の車長方向後方には、
図１に示すように、斜め上方に延びるリヤフレーム３０
が配設され、このリヤフレーム３０上には、乗車員（図
示せず）が着座するためのシート３１が設けられてい
る。メインフレーム２８の車長方向前方には、上方に延
びるフロントコラム３２が配設され、前記フロントコラ
ム３２の上部にステアリング軸３６が回転自在に支持さ
れる。

【００１４】ステアリング軸３６の上端にハンドル３４
が取り付けられるとともに、前記ステアリング軸３６の
下端部にステアリング制御部４０が連結される。ハンド
ル３４には、ステアリング制御部４０を介して運転状態
に応じた操行負荷が与えられるように構成されている。

【００１５】ライディングシミュレーション装置１０に
は、ロール軸１８の軸線方向（本実施形態では前方）に
オフセットした位置に、ロール軸１８の軸線を含みピッ
チ軸２２に直交する面に対して対称に左右一対の直動ア
クチュエータ５０、５０が配設される。

【００１６】各直動アクチュエータ５０は、図１、図３
および図４に示すように、基台１２に第１自在継手５２
を介して連結されるボールねじ部（シャフト部材）５４
と、模擬車体１４に第２自在継手５６を介して連結され
るとともに、前記ボールねじ部５４に螺合するボールね
じナット５８を内包し、前記ボールねじナット５８が回
転駆動されることにより、該ボールねじナット５８と一
体的に矢印Ｃ方向に進退可能な中空状のアクチュエータ
本体部６０とを備える。

【００１７】第１自在継手５２は、基台１２に固定され
た下部ヨーク６２と、ボールねじ部５４に固定された上
部ヨーク６４とを、十字状金具６６を介して連結したフ
ック形の自在軸継手で構成されている。第２自在継手５
６は、フロントコラム３２の前面両側に突設したブラケ
ット６８を備え、前記ブラケット６８の両端に配設され
る軸受７０には、車体前後方向に向かう軸７２を介して
フォーク状金具７４が支持される。

【００１８】図４に示すように、フォーク状金具７４の
二股部には、軸７２に直交する軸７６が互いに対向して
設けられている。フォーク状金具７４の二股部間にアク
チュエータ本体部６０が挿入された状態で、前記フォー
ク状金具７４の軸７６が軸受７８を介してアクチュエー
タ本体部６０に枢着されている。

【００１９】アクチュエータ本体部６０には、サーボモ
ータ８０とブレーキ機構８２とが同軸的に連結される。
サーボモータ８０は、アクチュエータ本体部６０にねじ
止めされるモータハウジング８４と、このモータハウジ
ング８４内に固定されるステータ８６と、前記モータハ
ウジング８４内に回転自在に収容され、中央に中空部８
８が形成されたロータ９０とを備える。

【００２０】ロータ９０の外周には、環状のマグネット
９２が固着されており、ステータ８６を構成するコイル
８６ａは、モータハウジング８４の内側に環状に配置さ
れており、前記コイル８６ａに対向する前記マグネット
９２の軸方向の寸法に対応して矢印Ｃ方向の寸法が設定
されている。

【００２１】ロータ９０の一端側に設けられた大径部９
０ａの外周面と、アクチュエータ本体部６０の内周面と
の間に、第１および第２ベアリング９４、９６が介装さ
れる。ロータ９０の他端側の小径部９０ｂの外周面と、
アクチュエータ本体部６０の内周面との間に、第３ベア
リング９８が介装されている。

【００２２】ロータ９０の大径部９０ａには、ボールね
じナット５８と、前記ロータ９０の回転角度を検知する
ためのエンコーダ１００とが一体的にねじ止めされる。
ボールねじナット５８にボールねじ部５４が螺合してお
り、このボールねじ部５４は、アクチュエータ本体部６
０を貫通して矢印Ｃ方向に延在している。

【００２３】図４に示すように、ブレーキ機構８２は、
アクチュエータ本体部６０にねじ止めされるとともに、
前記ブレーキ機構８２を構成するケーシング１０２と、
基台１２側に一端が固定され、ボールねじ部５４を覆っ
て配設される蛇腹部材１０４の他端との間に、フィルタ
部材１０６が配置される。フィルタ部材１０６は、連泡
スポンジで構成されており、ケーシング１０２にボルト
１０８を介して蛇腹部材１０４の他端と一体的に固定さ
れている。

【００２４】このように構成されるライディングシミュ
レーション装置１０の動作について、以下に説明する。

【００２５】直動アクチュエータ５０では、一対のアク
チュエータ本体部６０を同時に上昇または下降させる
と、模擬車体１４には、ピッチ軸２２を支点とした前上
がりまたは前下がりの回動、すなわち、ピッチ動作が与
えられる。一方、両直動アクチュエータ５０のアクチュ
エータ本体部６０を互いに上下反対方向に移動させる
と、模擬車体１４には、ロール軸１８を支点とした横方
向の回動、すなわち、ロール動作が与えられる。

【００２６】直動アクチュエータ５０の動作を概略的に
説明すると、図４に示すように、まず、サーボモータ８
０に電力が供給されることにより、ステータ８６のコイ
ル８６ａに通電される。このため、ステータ８６とこの
ステータ８６に対向する環状のマグネット９２との作用
下に、磁界が発生し、サーボモータ８０を構成するロー
タ９０が所定の方向に回転する。

【００２７】ロータ９０を構成する大径部９０ａの端部
には、ボールねじナット５８がねじ止めされており、前
記ロータ９０の回転作用下に、前記ボールねじナット５
８が一体的に回転する。ボールねじナット５８はボール
ねじ部５４に螺合しており、前記ボールねじナット５８
が、アクチュエータ本体部６０と一体的に前記ボールね
じ部５４に沿って矢印Ｃ方向に移動する。これにより、
アクチュエータ本体部６０は上昇または下降して、模擬
車体１４にピッチ動作またはロール動作が付与されるこ
とになる。

【００２８】従って、ライディングシミュレーション装
置１０では、乗車員によるアクセル操作やブレーキ操作
に応じてピッチ動作を与えるとともに、乗車員の体重移
動に応じてロール動作を与えることにより、乗車員に実
車走行時と同様の車体挙動を体感させることができる。

【００２９】この場合、本実施形態では、ボールねじ部
５４を覆って配設される蛇腹部材１０４と、ブレーキ機
構８２を構成するケーシング１０２との間に、フィルタ
部材１０６が配置されている。このため、図５に示すよ
うに、アクチュエータ本体部６０が下降（矢印Ｃ１方
向）する際には、蛇腹部材１０４が縮小されてこの蛇腹
部材１０４内の空気がフィルタ部材１０６を通って外部
に円滑に流出する。

【００３０】一方、図６に示すように、アクチュエータ
本体部６０が上昇（矢印Ｃ２方向）する際には、蛇腹部
材１０４が拡大されるため、外部の空気がフィルタ部材
１０６を通って前記蛇腹部材１０４内に円滑に流入す
る。

【００３１】このように、本実施形態では、フィルタ部
材１０６が使用されることにより蛇腹部材１０４に孔部
を設ける必要がなく、この蛇腹部材１０４を経済的に製
造することができる。これにより、アクチュエータ本体
部６０内に塵埃等が進入してこの塵埃等が、ボールねじ
部５４、サーボモータ８０の内部またはエンコーダ１０
０等の構成部品に付着することを阻止するとともに、前
記サーボモータ８０内部からグリスの漏れが発生するこ
とがなく、簡単な構成で、信頼性を大幅に向上させるこ
とが可能になるという効果が得られる。

【００３２】さらに、フィルタ部材１０６は、連泡スポ
ンジで構成されており、この連泡スポンジを介して蛇腹
部材１０４に対する空気の流入および流出が円滑かつ確
実に行われる。このため、アクチュエータ本体部６０を
ボールねじ部５４に沿って上下方向に高速で移動させて
も、蛇腹部材１０４内での空気抵抗が大幅に低減され、
前記アクチュエータ本体部６０の高速移動が確実に遂行
可能になるという利点がある。しかも、フイルタ部材１
０６の製造コストが有効に削減され、経済的なものとな
る。

【００３３】なお、本実施形態では、二輪車のライディ
ングシミュレーション装置１０を用いて説明したが、こ
れに限定されるものではなく、複数の直動アクチュエー
タの伸縮動作により模擬車体の動作をシミュレーション
するものであれば同様に適用でき、例えば、四輪車のド
ライビングシミュレーション装置等にも適用することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明に係る模擬車体のシミュレーショ
ン装置では、シャフト部材に沿って進退可能な中空状ア
クチュエータ本体部と、前記シャフト部材を覆って配設
される蛇腹部材との間にフィルタ部材が介装されるた
め、前記蛇腹部材に孔部を設ける必要がなく、該蛇腹部
材を経済的に製造することができる。これにより、簡単
な構成で、中空状アクチュエータ本体部内に塵埃等が進
入したり、グリスの漏れが発生したりすることがなく、
信頼性を大幅に向上させることができる。しかも、フィ
ルタ部材を介して蛇腹部材に対する空気の流入および流
出が円滑に行われるため、中空状アクチュエータ本体部
の高速移動が確実に遂行可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る二輪車のライディング
シミュレーション装置の概略側面図である。

【図２】前記ライディングシミュレーション装置の概略
平面図である。

【図３】前記ライディングシミュレーション装置の、図
１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】前記ライディングシミュレーション装置を構成
する直動アクチュエータの一部断面説明図である。

【図５】前記直動アクチュエータが下降する際の動作説
明図である。

【図６】前記直動アクチュエータが上昇する際の動作説
明図である。

【符号の説明】

１０…ライディングシミュレーション装置 １２…基台 １４…模擬車体 １８…ロー
ル軸 ２２…ピッチ軸 ２８…メイ
ンフレーム ３０…リヤフレーム ３２…フロ
ントコラム ３６…ステアリング軸 ５０…直動
アクチュエータ ５２、５６…自在継手 ５４…ボー
ルねじ部 ５８…ボールねじナット ６０…アク
チュエータ本体部 ６８…ブラケット ８０…サー
ボモータ ８２…ブレーキ機構 ８４…モー
タハウジング ８６…ステータ ８６ａ…コ
イル ８８…中空部 ９０…ロー
タ ９２…マグネット １００…エ
ンコーダ １０２…ケーシング １０４…蛇
腹部材 １０６…フィルタ部材 １０８…ボ
ルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 根岸 久仁一 東京都港区南青山２−１−１ 本田技研工 業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基台に接続された複数の直動アクチュエー
   タの伸縮動作により、模擬車体の動作をシミュレーショ
   ンするシミュレーション装置であって、 前記直動アクチュエータは、前記基台に第１自在継手を
   介して連結されるシャフト部材と、 前記模擬車体に第２自在継手を介して連結されるととも
   に、前記シャフト部材に沿って進退可能な中空状アクチ
   ュエータ本体部と、 前記基台側に一端が固定され、前記シャフト部材を覆っ
   て配設される蛇腹部材と、 前記中空状アクチュエータ本体部と前記蛇腹部材の他端
   との間に配置されるフィルタ部材と、 を備えることを特徴とする模擬車体のシミュレーション
   装置。
2. 【請求項２】請求項１記載のシミュレーション装置にお
   いて、前記フィルタ部材は、連泡スポンジで構成される
   ことを特徴とする模擬車体のシミュレーション装置。