JP2015090476A - ドライビングシミュレータ - Google Patents

Abstract

【課題】従来のドライビングシミュレータでは、可動台にモニター及び運転席シートを搭載させているので可動台が大きくなり、そのため、装置全体が大型化するので、設置するために要する面積が広くなる。また、可動台を複数本のアクチュエータで下方から支持しているので可動台の高さが地面から高くなり、そのため可動台に対する乗り降りが困難になる。【解決手段】可動台に取り付けられ、可動台に設置された運転席シートを駆動するアクチュエータを、運転席シートの下方に配設した。【選択図】 図２

Description

本発明は、車外の映像を表示する画像表示装置と、この画像表示部に対峙して設置され、操作者が着座する運転席シートを、操作者による運転操作に応じて駆動する駆動装置とからなるドライビングシミュレータに関する。

従来よりゲーム用や運転教習用などの目的で多数のドライビングシミュレータが提案されている。その中で比較的簡単のものは運転席シートが固定され、運転席シートの前方に設置された画像表示装置であるモニターに表示される車外の風景のみが変化するものがあるが、運転席シートが固定されているため、実際の運転感覚を再現するには不十分である。

そこで、モニターに表示される車外の風景の変化と共に運転席シートを動かし、より実際の運転感覚に近い状況を再現するものが提案されている。

例えば、モニターと運転席シートとを１個の可動台上に設置し、その可動台を下方から複数のシリンダ型のアクチュエータで支持し、各アクチュエータを個別に伸縮させることによって可動台の傾きなどの姿勢を変化させるようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、画像表示装置とは別に地面に固定される基台を設け、その基台上に左右方向に移動する可動台を取り付け、さらに可動台上に、垂直軸線回りに回転すると共に前後方向に長手の水平軸線回りに揺動する籠台を設け、その籠台に運転席シートを取り付けたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２０１３−８３８８３号公報（図１） 特開２００９−２９７４号公報（図１、図２）

上記特許文献１に記載のものでは、可動台にモニター及び運転席シートを搭載させているので可動台が大きくなり、そのため、装置全体が大型化するので、設置するために要する面積が広くなる。また、アクチュエータがむき出しであれば安全上好ましくないため、アクチュエータを覆うカバーを設ける必要があるが、カバーを設けると装置全体がさらに大型化する。さらには、可動台を複数本のアクチュエータで下方から支持しているので可動台の高さが地面から高くなり、そのため可動台に対する乗り降りが困難になるという不具合が生じる。

また、上記特許文献２に記載されたものでは、籠台を左右に揺動するアクチュエータが後方に突出しているので、そのアクチュエータにカバーを施すとやはり装置全体が大型化する。また、可動台上にさらに籠台を設けているので籠台上の運転席シートに対する乗り降りが困難である。さらに、籠台を揺動させるための軸受を運転席シートの前方に設けなければならないためステアリングを配置しづらく、また実際の車両ではそのような軸受が存在しないので、運転状況を再現しづらいという不具合も備えている。
さらに上記両特許文献に記載されたものでは共に可動部分の質量が大きくなり、大きな質量の可動部分を動かすためには大きな力を発生するアクチュエータを用いなければならず、また、たとえ大きなアクチュエータを用いたとしても可動部分をキビキビとした動作で動かすことができず、実際の乗車感覚を再現しづらいという不具合もある。

そこで本発明は、上記の問題点に鑑み、装置が大型化せず、かつ運転席シートの地面からの高さを可及的に低くすることのできるドライビングシミュレータを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために本発明によるドライビングシミュレータは、車外の映像を表示する画像表示装置と、この画像表示部に対峙して設置され、操作者が着座する運転席シートを、操作者による運転操作に応じて駆動する駆動装置とからなるドライビングシミュレータであって、駆動装置は地面に固定される基台と、この基台上に移動自在に保持された可動台とを備え、この可動台上に設置された運転席シートと可動台とを駆動する複数のアクチュエータを有するものにおいて、上記可動台に取り付けられ、可動台に設置された運転席シートを駆動するアクチュエータを、運転席シートの下方に配設したことを特徴とする。

上記構成では、可動台に運転席シートを設置しているので、可動台上にさらに籠台を設け、その籠台に運転席シートを設置する従来のものに対して運転席シートの位置が低くなる。また、運転席シートを駆動するアクチュエータを運転席シートの下方に配設しているのでアクチュエータが外部に突出せず、大きなカバーでアクチュエータを覆う必要がないので装置全体が大きくならない。可動台上では運転席シートのみを動かすので、比較的小さなアクチュエータで運転席シートをキビキビと駆動することができる。

なお、上記運転席シートを駆動するアクチュエータはシリンダ状の本体と、この本体内部から進退自在に突出するロッドを備えたものであり、このロッドの進退方向が略水平になるようにアクチュエータが取り付けられていれば、アクチュエータの上下寸法を短くすることができるので、運転席シートの高さをさらに低くすることができる。

また、２本のアクチュエータで運転席シートを駆動する場合、２本のアクチュエータのロッドの間隔が離れていると、ロッドの進退量に対する運転席シートの姿勢の変化量が小さくなる。そのため、ロッドの間隔を狭くしたいが、アクチュエータを平行に配設したのでは、シリンダ状の本体が相互に干渉するのでロッドの間隔が拡がってしまう。

このような場合には、上記運転席シートを駆動するアクチュエータとして、左右に２本のアクチュエータを、両アクチュエータのロッドの先端を運転席シート側に取り付け、その取り付け位置から両ロッドの進退方向がアクチュエータの本体側に向かって開くように取り付ければよい。

なお、上記運転席シートは可動台に対してユニバーサルジョイントを介して設置すれば、構造を簡素化することができる。

以上の説明から明らかなように、本発明は、従来のドライビングシミュレータに対して、装置が大型化せず、かつ運転席シートの地面からの高さを可及的に低くすることができる。

本発明の一実施の形態の構成を示す斜視図 駆動装置の分解斜視図 運転席シートを駆動するアクチュエータの配設状態を示す平面図 運転席シートを駆動するアクチュエータの配設状態を示す側面図

図１および図２を参照して、１は本発明によるドライビングシミュレータの一部である駆動装置である。この駆動装置１の前方には３面のモニター１１が画像表示装置として設置されている。そして駆動装置１とモニター１１との間にはステアリング１２及びステアリング１２の回転軸の回転トルクを調節し、かつ回転範囲を規制するＤＣモータおよびロータリーエンコーダ等が内蔵されたステアリングユニット１３が設けられている。

駆動装置１は地面に対して固定されている基台２を備えている。この基台２は矩形状に形成されており、上面には前後１対のスライドレール２１が左右方向に長手となるように相互に平行に設置されている。そして、可動台下板３が両スライドレール２１上に左右方向に摺動自在に載置されている。

基台２にはシリンダ型の電動アクチュエータ（以下、単にアクチュエータという）２２が取り付けられており、左右方向に進退するロッド２２ａの先端に取り付けたブラケット２２ｂが可動台下板３に係合することにより、ロッド２２ａの進退によって可動台下板３が左右方向に駆動されるようにした。

可動台下板３の上面には左右１対の脚体３１が固定されており、両脚体３１の上面にはさらに可動台上板３２が両脚体３１間に架設されている。そして、この可動台上板３２の上面には左右方向に対して中央にユニバーサルジョイント４を固定した。

このユニバーサルジョイント４には運転席シート５が連結されている。この運転席シート５の下面後部には下方に垂下するブラケット板５１が取り付けられている。この運転席シート５は後述する図３および図４に示す２本のアクチュエータ６によって駆動されるものであり、両アクチュエータ６は各々脚体３１とブラケット板５１との間に架設され、アクチュエータ６が伸縮すると、ブラケット板５１を介して運転席シート５を駆動することができるように構成されている。なお、ユニバーサルジョイントに代えてボールジョイントを用いることも考えられるが、ボールジョイントでは全周方向に傾くため不要な方向に傾かないように別途の部品を必要とするが、ユニバーサルジョイントであれば揺動方向が２方向に規制されるので、このような別途の部品と必要としない。また、一般的にボールジョイントの揺動角度よりユニバーサルジョイントの揺動角度の方が大きいので本ドライビングシミュレータにはユニバーサルジョイントの方が好適である。

図１では、アクセルペダル、ブレーキペダルなどを省略しているが、運転を開始するとアクセルペダルやブレーキペダルの踏み込み量、及びステアリング１２の回転角度に応じてモニター１１に表示される車外の風景が変化すると共に、運転席シート５が前後方向及び水平方向に揺動し、さらにアクチュエータ２２によって左右方向に移動するようにした。

図３および図４を参照して、６は上記運転席シート５を駆動するための１対のアクチュエータで有り、モータ部６１とモータ部６１による回転運動を直線運動に変換するボールネジを内蔵した本体６２と、この本体６２から突出して進退するロッド６３とから構成されている。そして、両アクチュエータ６は共にモータ部６１側の端部がユニバーサルジョイント６５を介して脚体３１に連結され、ロッド６３の先端がユニバーサルジョイント６４を介して連結ピース５２に連結されるようにした。なお、この連結ピース５２はブラケット板５１に固定されている。また、本構造の理解を高めるために図示を省略したが、ユニバーサルジョイント６４と連結ピース５２との間にはスイベル機構を介在させ、アクチュエータにねじれが生じないようにしている。

図３に示すように、１個の連結ピース５２に両アクチュエータ６のロッド６３の先端を連結することにより、両ロッド６３の先端の間隔を狭くした。これにより、ロッド６３の進退距離に対するブラケット板５１の揺動量が大きくなるようにした。なお、両ロッド６３の先端の間隔のまま両アクチュエータ６を平行に配設しようとすると、モータ部６１や本体６２が相互に干渉するので、図３に示すように、ロッド６３から本体６２に向かって相互に拡がるように、両アクチュエータ６をハ字状に取り付けた。

また、図４に示すように、アクチュエータ６を略水平になるように取り付けている。このように両アクチュエータ６を略水平に取り付けることにより、アクチュエータ６の占める空間の上下寸法を短くすることができるので、運転席シート５の高さを可及的に低く設定することができる。なお、図３の４Ａはユニバーサルジョイント４の軸心位置を示している。

ところで、上記ステアリング１２は左右の回転方向に対して各々所定回数（１回転半もしくは２回転半）回転させると、それ以上回転できないようにロックが作用する。例えば運転操作中にスピンして左右いずれかにロックするまでステアリング１２を回転させ、コースアウトしたような場合には、コース上のその地点から再スタートする際、モニター１１に表示される車外の風景は、コースアウトした位置から正常な運転状態の風景画像に切り替わる。ただし、ステアリング１２はロックした位置まで回転されたままの状態であるから、実車であればステアリング１２を元の中立位置まで戻さないと、そのまま発進しても直進しない。そこで、再スタート時にモニター１１の画面を正常運転時の風景画像に切り替えると共に、ロックするまで回転されているステアリング１２のその状態をニュートラルな位置にリセットして、そのまま発進してもモニター１１の風景は直進した場合の風景を表示するようにした。なお、ステアリング１２に対するロックはステアリングユニット１３内のＤＣモータのトルクを強くしてロックしてもよく、あるいは機械的にロック片を進退自在に設けて、ロックさせる際にロック片を突出させ、必要ない状態でロック片を退避させるように構成してもよい。

なお、本発明は上記した形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えてもかまわない。

１ 駆動装置
２ 基台
３ 可動台下板
４ ユニバーサルジョイント
５ 運転席シート
６ アクチュエータ
１１ モニター
１２ ステアリング
１３ ステアリングユニット
２１ スライドレール
２２ アクチュエータ
３１ 脚体
３２ 可動台上板
５１ ブラケット板
６１ モータ部
６２ 本体
６３ ロッド
６４ ユニバーサルジョイント
６５ ユニバーサルジョイント

Claims (4)

1. 車外の映像を表示する画像表示装置と、この画像表示部に対峙して設置され、操作者が着座する運転席シートを、操作者による運転操作に応じて駆動する駆動装置とからなるドライビングシミュレータであって、駆動装置は地面に固定される基台と、この基台上に移動自在に保持された可動台とを備え、この可動台上に設置された運転席シートと可動台とを駆動する複数のアクチュエータを有するものにおいて、上記可動台に取り付けられ、可動台に設置された運転席シートを駆動するアクチュエータを、運転席シートの下方に配設したことを特徴とするドライビングシミュレータ。
2. 上記運転席シートを駆動するアクチュエータはシリンダ状の本体と、この本体内部から進退自在に突出するロッドを備えたものであり、このロッドの進退方向が略水平になるようにアクチュエータが取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のドライビングシミュレータ。
3. 上記運転席シートを駆動するアクチュエータとして、左右に２本のアクチュエータを、両アクチュエータのロッドの先端を運転席シート側に取り付け、その取り付け位置から両ロッドの進退方向がアクチュエータの本体側に向かって開くように取り付けたことを特徴とする請求項２に記載のドライビングシミュレータ。
4. 上記運転席シートは可動台に対してユニバーサルジョイントを介して設置したことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のドライビングシミュレータ。

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