JP3746352B2 - 動揺装置 - Google Patents

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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111213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 (2)

  1. 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。
  2. 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。
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