JP3768025B2

JP3768025B2 - 起震装置

Info

Publication number: JP3768025B2
Application number: JP06486199A
Authority: JP
Inventors: 精一児玉; 泰彦田畑
Original assignee: カヤバシステムマシナリー株式会社
Priority date: 1999-03-11
Filing date: 1999-03-11
Publication date: 2006-04-19
Anticipated expiration: 2019-03-11
Also published as: JP2000259073A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地震の疑似体験等を行うために設けられる起震装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
地震の揺れを疑似体験させる起震装置を車両に搭載して巡回可能とした起震車が知られている。
【０００３】
従来、この種の起震装置として、例えば図５に示すものが、特開平７−１３４５４１号公報に開示されている。これについて説明すると、起震車１にユニット化された起震装置２が搭載され、この起震装置２は被験者を乗せる起震室３を所定の振動パターンで揺れ動かし、起震室３に被験者が乗って防災行動の訓練を行える。
【０００４】
起震装置２は、車体に対して垂直方向（図においてＺ軸方向）に往復動する第一フレームと、第一フレームに対して車両の前後方向（図においてＸ軸方向）について往復動する第二フレームを備え、起震室３を２軸方向に揺れ動かすようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の起震装置２にあっては、第一、第二フレームが垂直方向に積み重ねられているため、起震室３の床が高くなって乗降性が悪くなったり、起震室の天井高さを十分に確保できない。
【０００６】
また、第一フレームを垂直方向に駆動する油圧シリンダには第一フレームの重量だけでなく第二フレームの重量も働くため、この油圧シリンダに要求される駆動力が大きくなり、装置の大型化や動力損失の増大を招く。
【０００７】
このため、起震室を上下、前後、左右の３軸方向に揺れ動かす起震装置の場合、に３つのフレームを垂直方向に積み重ねると、起震装置が大型化し、起震室への乗降性が悪化するため、その実現が難しいという問題点があった。
【０００８】
本発明は上記の問題点を鑑みてなされたものであり、装置の小型化をはかり、三軸方向に動かせる起震装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、互いに直交して略水平方向に往復動するＸ軸方向移動フレームおよびＹ軸方向移動フレームと、略垂直方向に往復動するＺ軸方向移動フレームと、Ｚ軸方向移動フレームをＹ軸方向移動フレームに支持する手段と、Ｙ軸方向移動フレームをＸ軸方向移動フレームに支持する手段とを備え、Ｙ軸方向移動フレームをＸ軸方向移動フレームの内側に配置し、車体に固定されるサブフレームと、前記Ｘ軸方向移動フレームを前記サブフレームに支持する手段とを備え、前記Ｘ軸方向移動フレームを前記サブフレームの内側に配置し、サブフレームに対してＸ軸方向移動フレームを往復動させるＸ軸方向移動用油圧シリンダと、Ｘ軸方向移動フレームに対してＹ軸方向移動フレームを往復動させるＹ軸方向移動用油圧シリンダとを備え、Ｙ軸方向移動フレームとＺ軸方向移動フレームの間に伸縮可能に介装される複数のリンク機構と、各リンク機構の伸縮動作を互いに連動させる連動フレームと、Ｙ軸方向移動フレームと連動フレームの間に介装されるＺ軸方向移動用油圧シリンダとを備え、Ｚ軸方向移動用油圧シリンダの伸縮作動によって各リンク機構が伸縮作動してＺ軸方向移動フレームを垂直方向に平行移動させる構成とし、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダとＺ軸方向移動用油圧シリンダをＹ軸方向移動フレームの上面から突出する第一、第二ブラケットにそれぞれ結合するものとした。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダを前記Ｘ軸方向移動フレームに支持する第三ブラケットを備え、前記第三ブラケットを前記Ｘ軸方向移動フレームの側部から突出させて前記サブフレームの下方に配置するものとした。
【００１３】
【発明の作用および効果】
第１の発明において、Ｘ軸方向移動フレームの内側にＹ軸方向移動フレームが配置される構造のため、これらが互いに積み重ねられる従来構造に比べて、起震装置の高さを低くでき、起震室の床を低くして乗降性を高めるとともに、車両の限られたスペースにおいて起震室の天井高さを十分に確保できる。
【００１４】
また、Ｚ軸方向移動フレームを駆動するアクチュエータにはＹ軸方向移動フレームやＸ軸方向移動フレームの重量が働くことなく、アクチュエータに要求される駆動力が小さくて済み、装置の小型化や動力損失の低減がはかれる。
【００１５】
そして、サブフレームの内側にＸ軸方向移動フレームが配置される構造のため、これらが互いに積み重ねられる従来構造に比べて、起震装置の高さを低くでき、起震室の床を低くして乗降性を高めるとともに、車両の限られたスペースにおいて起震室の天井高さを十分に確保できる。
【００１６】
そして、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダをＹ軸方向移動フレームの上方かつＸ軸方向移動フレームの下方に配置する構造により、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダを介装するスペースによってＸ軸方向移動フレームが大型化することを抑えられる。
【００１７】
第２の発明において、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダを支持する第三ブラケットをサブフレームの下方に配置する構造により、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダのストローク量を確保するとともに、サブフレームの大型化が抑えられる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を起震車に搭載される起震装置に適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１に示すように、起震装置２は、車体に固定されるサブフレーム１０と、サブフレーム１０に対して車両の前後方向（図においてＸ軸方向）に往復動するＸ軸方向移動フレーム２０と、Ｘ軸方向移動フレーム２０に対して車両の左右方向（図においてＹ軸方向）に往復動するＹ軸方向移動フレーム３０と、Ｙ軸方向移動フレーム３０に対して垂直方向（図においてＺ軸方向）に往復動するＺ軸方向移動フレーム４０とを備え、Ｚ軸方向移動フレーム４０上に設けられる図示しない起震室を前後、左右、上下の３軸方向に揺れ動かすことができる。
【００２０】
サブフレーム１０にＸ軸方向移動フレーム２０を支持する手段として、サブフレーム１０には４つのリニアレール１８が固定される一方、Ｘ軸方向移動フレーム２０には各リニアレール１８に摺動可能に係合する４つのリニアガイドブロック２８が固定される。各リニアレール１８は車両の前後方向に延び、各リニアガイドブロック２８を介してＸ軸方向移動フレーム２０を車両の前後方向に平行移動可能に支持している。
【００２１】
サブフレーム１０とＸ軸方向移動フレーム２０の間にＸ軸方向移動用油圧シリンダ２９が介装され、Ｘ軸方向移動用油圧シリンダ２９の伸縮によってＸ軸方向移動フレーム２０が車両の前後方向に移動する。
【００２２】
Ｘ軸方向移動フレーム２０にＹ軸方向移動フレーム３０を支持する手段として、Ｘ軸方向移動フレーム２０には４つのリニアレール２７が固定される一方、Ｙ軸方向移動フレーム３０には各リニアレール２７に摺動可能に嵌合するリニアガイドブロック３７が固定される。各リニアレール２７は車両の前後方向に延び、各リニアガイドブロック３７を介してＹ軸方向移動フレーム３０を車両の左右方向に平行移動可能に支持している。
【００２３】
Ｘ軸方向移動フレーム２０とＹ軸方向移動フレーム３０の間にＹ軸方向移動用油圧シリンダ３９が介装され、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ３９の伸縮によってＹ軸方向移動フレーム３０が車両の左右方向に移動する。
【００２４】
Ｙ軸方向移動フレーム３０にＺ軸方向移動フレーム４０を支持する手段として、Ｙ軸方向移動フレーム３０には４つのリニアレール３４が固定される一方、Ｚ軸方向移動フレーム４０には各リニアレール３４に摺動可能に嵌合するリニアガイドブロック４４が固定される。各リニアレール３４は垂直方向に延び、各リニアガイドブロック４４を介してＺ軸方向移動フレーム４０を垂直方向に平行移動可能に支持している。
【００２５】
Ｙ軸方向移動フレーム３０とＺ軸方向移動フレーム４０の間に４つのリンク機構５０が伸縮可能に介装され、各リンク機構５０の伸縮動作を互いに連動させる連動フレーム６０が設けられる。各リンク機構５０は軸５５を介して回動可能に連結される一対のリンク５２，５４を備え、各軸５５がブラケット６５を介して連動フレーム６０に結合される一方、リンク５２の一端は軸５１によりブラケット３６を介してＹ軸方向移動フレーム３０に回動可能に結合され、リンク５４の一端は軸５３によりブラケット４６を介してＺ軸方向移動フレーム４０に回動可能に結合される。Ｙ軸方向移動フレーム３０と連動フレーム６０の間にＺ軸方向移動用油圧シリンダ４９が介装され、Ｚ軸方向移動用油圧シリンダ４９の伸縮によって連動フレーム６０が車両の前後方向に駆動されるのに伴い、各リンク機構５０が同期して伸縮作動し、Ｚ軸方向移動フレーム４０を垂直方向に平行移動させる。
【００２６】
Ｙ軸方向移動フレーム３０には連動フレーム６０を着座させる４つのストッパー３３が設けられる。各ストッパー３３はＹ軸方向移動フレーム３０から上方に突出し、連動フレーム６０の下面を当接させることにより、各リンク機構５０を介してＹ軸方向移動フレーム３０がそれ以上に下降するのを係止する。
【００２７】
サブフレーム１０とＸ軸方向移動フレーム２０とＹ軸方向移動フレーム３０および連動フレーム６０は鉄材によりそれぞれ枠状に形成される。サブフレーム１０の内側にＸ軸方向移動フレーム２０が、Ｘ軸方向移動フレーム２０の内側にＹ軸方向移動フレーム３０が、Ｙ軸方向移動フレーム３０の内側に連動フレーム６０がそれぞれ配置される。
【００２８】
図２は起震装置２を車両の後側から見た正面図であるが、図において６は車両のシャシーフレーム、７は後輪である。サブフレーム１０は、シャシーフレーム６に結合される左右二対のロアサイドメンバ１１と、各リニアレール１８が結合される左右一対のアッパサイドメンバ１２と、各ロアサイドメンバ１１と各アッパサイドメンバ１２を結んで車両の左右方向に延びる前後のフロントクロスメンバ１３およびリアクロスメンバ１４等によって形成される。サブフレーム１０のアッパサイドメンバ１２はロアサイドメンバ１１より高くオフセットされる。
【００２９】
図３は起震装置２を車両の左側から見た側面図である。Ｘ軸方向移動フレーム２０は、各リニアガイドブロック２８が結合される左右一対のサイドビーム２２と、各リニアレール２７が結合される前後一対のクロスビーム２３等によって形成される。クロスビーム２３はサイドビーム２２より低くオフセットされ、Ｘ軸方向移動フレーム２０の下面２０ａの高さをＹ軸方向移動フレーム３０の下面３０ａの高さと略等しくしている。
【００３０】
Ｙ軸方向移動フレーム３０はその上面から突出する第一、第二ブラケット３８、３５を備える。第二ブラケット３５にＺ軸方向移動用油圧シリンダ４９のシリンダ基端部が結合される。第一ブラケット３８にＹ軸方向移動用油圧シリンダ３９のロッド先端部が結合される。第一、第二ブラケット３８、３５が互いに近接しているため、第一ブラケット３８をＹ軸方向移動フレーム３０の中央部に配置されず、その分Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ３９のシリンダ基端部はＹ軸方向移動フレーム３０の左側に突出する。Ｘ軸方向移動フレーム２０の左のサイドビーム２２にはその左側に突出するコの字型をした第三ブラケット２５が結合され、第三ブラケット２５を介してＹ軸方向移動用油圧シリンダ３９のシリンダ基端部が結合される。
【００３１】
Ｘ軸方向移動フレーム２０のサイドビーム２２は、クロスビーム２３より高くオフセットされ、その下方に第三ブラケット２５が配置され、第三ブラケット２５と干渉しないようになっている。
【００３２】
サブフレーム１０のアッパサイドメンバ１２は、ロアサイドメンバ１１より高くオフセットされ、その下方に第三ブラケット２５が配置され、第三ブラケット２５と干渉しないようになっている。
【００３３】
図４は起震装置２を上方から見た平面図であるが、サブフレーム１０の内側にＸ軸方向移動フレーム２０が、Ｘ軸方向移動フレーム２０の内側にＹ軸方向移動フレーム３０がそれぞれ配置される。
【００３４】
以上のように構成されて、次に作用について説明する。
【００３５】
図示しないコントローラは、予め設定された作動モードに基づいて駆動信号を出力し、サーボ機構を介してＸ軸方向移動用油圧シリンダ２９とＹ軸方向移動用油圧シリンダ３９およびＺ軸方向移動用油圧シリンダ４９の伸縮作動を制御する。これにより、起震室は起震装置によって前後、左右、上下の３軸方向に揺れ動かされ、起震室に被験者が乗って防災行動の訓練を行える。
【００３６】
サブフレーム１０の内側にＸ軸方向移動フレーム２０が配置され、Ｘ軸方向移動フレーム２０の内側にＹ軸方向移動フレーム３０が配置される構造のため、これらが互いに積み重ねられる従来構造に比べて、起震装置２の高さを低くできる。すなわち、起震装置２の高さは、Ｙ軸方向移動フレーム３０とＺ軸方向移動フレーム４０およびリンク機構５０等によって決まり、サブフレーム１０とＸ軸方向移動フレーム２０によってほとんど大きくならないで済む。こうして起震装置２の高さが抑えられることにより、起震室の床を低くして乗降性を高めるとともに、車両の限られたスペースにおいて起震室の天井高さを十分に確保できる。
【００３７】
Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ３９がＹ軸方向移動フレーム３０の上方かつＸ軸方向移動フレーム２０のサイドビーム２２の下方に配置されているため、Ｙ軸方向移動フレーム３０が往復動するのに伴ってこれらが互いに干渉しない。このため、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ３９の介装スペースによって、Ｘ軸方向移動フレーム２０が車両の左右方向に大型化することが抑えられ、起震装置２を車両に搭載することが可能となる。
【００３８】
Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ３９を支持するコの字型第三ブラケット２５がサブフレーム１０のアッパサイドメンバ１２の下方に配置されているため、Ｙ軸方向移動フレーム３０が往復動するのに伴ってこれらが互いに干渉しない。このため、Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ３９の介装スペースによって、サブフレーム１０が車両の左右方向に大型化することが抑えられ、起震装置２を車両に搭載することが可能となる。
【００３９】
また、Ｚ軸方向移動用油圧シリンダ４９はＹ軸方向移動フレーム３０上に設けられ、Ｚ軸方向移動用油圧シリンダ４９の駆動力は各リンク機構５０を介してＺ軸方向移動フレーム４０に伝えられる構造のため、Ｚ軸方向移動用油圧シリンダ４９にはＹ軸方向移動フレーム３０やＸ軸方向移動フレーム２０の重量が働くことなく、Ｚ軸方向移動用油圧シリンダ４９に要求される駆動力が小さくて済み、装置の小型化や動力損失の低減がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す起震装置の分解斜視図。
【図２】同じく正面図。
【図３】同じく側面図。
【図４】同じく平面図。
【図５】従来例を示す起震車の側面図。
【符号の説明】
２起震装置
６シャシーフレーム
１０サブフレーム
２０Ｘ軸方向移動フレーム
２５ブラケット
２９Ｘ軸方向移動用油圧シリンダ
３０Ｙ軸方向移動フレーム
３９Ｙ軸方向移動用油圧シリンダ
４０Ｚ軸方向移動フレーム
４９Ｚ軸方向移動用油圧シリンダ
５０リンク機構
６０連動フレーム

Claims

互いに直交して略水平方向に往復動するＸ軸方向移動フレームおよびＹ軸方向移動フレームと、略垂直方向に往復動するＺ軸方向移動フレームと、前記Ｚ軸方向移動フレームを前記Ｙ軸方向移動フレームに支持する手段と、前記Ｙ軸方向移動フレームを前記Ｘ軸方向移動フレームに支持する手段とを備え、前記Ｙ軸方向移動フレームを前記Ｘ軸方向移動フレームの内側に配置し、車体に固定されるサブフレームと、前記Ｘ軸方向移動フレームを前記サブフレームに支持する手段とを備え、前記Ｘ軸方向移動フレームを前記サブフレームの内側に配置し、前記サブフレームに対して前記Ｘ軸方向移動フレームを往復動させるＸ軸方向移動用油圧シリンダと、前記Ｘ軸方向移動フレームに対して前記Ｙ軸方向移動フレームを往復動させるＹ軸方向移動用油圧シリンダとを備え、前記Ｙ軸方向移動フレームと前記Ｚ軸方向移動フレームの間に伸縮可能に介装される複数のリンク機構と、前記各リンク機構の伸縮動作を互いに連動させる連動フレームと、前記Ｙ軸方向移動フレームと前記連動フレームの間に介装されるＺ軸方向移動用油圧シリンダとを備え、前記Ｚ軸方向移動用油圧シリンダの伸縮作動によって前記各リンク機構が伸縮作動して前記Ｚ軸方向移動フレームを垂直方向に平行移動させる構成とし、前記Ｙ軸方向移動用油圧シリンダと前記Ｚ軸方向移動用油圧シリンダを前記Ｙ軸方向移動フレームの上面から突出する第一、第二ブラケットにそれぞれ結合したことを特徴とする起震装置。
前記Ｙ軸方向移動用油圧シリンダを前記Ｘ軸方向移動フレームに支持する第三ブラケットを備え、前記第三ブラケットを前記Ｘ軸方向移動フレームの側部から突出させて前記サブフレームの下方に配置したことを特徴とする請求項１に記載の起震装置。