JP4848344B2 - 起震車 - Google Patents

Description

本発明は、地震の疑似体験を行う起震装置を備えた起震車の改良に関するものである。

地震の揺れを疑似体験させる起震装置を車両に搭載した起震車が知られている。

従来、この種の起震装置として、前後、左右、上下方向の３軸方向に起震可能としたものがある（例えば特許文献１参照）。ユニット化された起震装置は、車両に搭載され、起震装置が被験者を乗せた体験室を所定の振動パターンで３軸方向に揺れ動かす。

特許文献１に記載の起震装置を免震装置を介して体験室と接続し、免震装置の効果を体験させる起震車が知られている。免震装置は、例えば、起震装置に対して体験室を前後方向と左右方向とに相対移動可能とする装置である。この免震装置により、体験室への前後方向と左右方向の揺れが抑制される。

一方、起震装置に体験室を固定することで、免震装置の効果を被験者に体験させることができる。
特開２０００−２５９０７３公報

起震装置を体験室に固定するロック機構は、起震装置に備えた孔部に体験室に移動可能に支持されたピンを上下方向から貫通させる構成である。このため、起震装置と体験室とが、ピンが孔部を貫通する位置関係にない場合には、固定できない。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、体験室を起震する起震装置を備えた起震車において、免震装置を介して接続する体験室と起震装置との位置関係を所定位置に設定することを目的とする。

本発明は、体験室と、この体験室を少なくとも水平方向に揺らす起震装置と、前記起震装置から前記体験室へ伝達される振動を抑制する免震装置と、前記体験室を前記起震装置に固定的に結合するロック機構と、前記ロック機構が前記体験室を前記起震装置に固定的に結合するのに先立ち、前記体験室を前記起震装置に対して所定位置に位置決めする位置決め手段とを備え、前記位置決め手段は、略直交するように水平方向に延びる前記体験室と一体に構成された第１のストッパレールと第２のストッパレールと、前記起震装置に垂直軸回りに回動可能に支持され、回動位置に応じて前記第１のストッパレールと前記第２のストッパレールとを押圧するカム部材と、このカム部材を回動するアクチュエータとからなる一対の位置決め機構で構成される。

本発明では、確実に体験室を所定位置に移動するため、ロック機構が作動し、起震装置と体験室とを確実に固定することができる。

図１は、本発明の起震車の外観図である。起震装置１は、車両の前後方向に延びる一対のシャシーフレーム２の上に固定される。体験室３が免震装置７０を介して起震装置１の上部に設置される。

そして、体験室３がロック機構８０の作動により起震装置１に固定され、起震装置１で生じた３軸方向の揺れが体験室３に伝達され、体験室３内の被験者は地震を疑似的に体験することができる。対して、ロック機構８０を解除することで、起震装置１の揺れが免震装置７０により抑制されて体験室３に伝達される。被験者は免震装置７０の有無による体験室３の揺れの違いを体験することで、免震装置７０の効果を認識することができる。

図２は起震装置１の平面図である。起震装置１は、車体のシャシーフレーム２に固定されるサブフレーム１０を備える。サブフレーム１０内には車両の前後方向（図においてＸ軸方向）に移動する前後方向移動フレーム２０、左右方向（図においてＹ軸方向）に移動する左右方向移動フレーム３０が設けられ、図３に示す上下方向（図３においてＺ軸方向）に移動する上下方向移動フレーム（以下、起震フレーム）４０が左右方向移動フレーム３０の上部に設けられる。

前後方向移動フレーム２０は、サブフレーム１０に対して前後方向に往復動可能に設置される。左右方向移動フレーム３０は、前後方向移動フレーム２０に対して左右方向に往復動可能に設置される。起震フレーム４０は、左右方向移動フレーム３０に対して上下方向に往復動可能に設置される。体験室３は、このような起震装置１の起震フレーム４０上に設けられ、起震装置１は、体験室３を前後、左右、上下の３軸方向に揺れ動かすことができる。

前後方向移動フレーム２０は、サブフレーム１０の内側に配置され、左右方向移動フレーム３０が前後方向移動フレーム２０の内側に配置される。このような構造のため、各フレームを上下方向に積み重ねられる構造に比べて、起震装置１の高さを低くできる。

サブフレーム１０に前後方向移動フレーム２０を支持する手段として、４つのリニアレール１２がサブフレーム１０に固定される一方、各リニアレール１２に摺動可能に係合する４つのリニアガイドブロック２２が前後方向移動フレーム２０に固定される。各リニアレール１２は車両の前後方向に延び、各リニアガイドブロック２２を介して前後方向移動フレーム２０を車両の前後方向に平行移動可能に支持している。

前後方向移動用油圧シリンダ２４がサブフレーム１０と前後方向移動フレーム２０の間に介装される。前後方向移動フレーム２０は、前後方向移動用油圧シリンダ２４の伸縮によってサブフレーム１０に対して車両の前後方向に移動する。

前後方向移動フレーム２０に左右方向移動フレーム３０を支持する手段として、４つのリニアレール２６が前後方向移動フレーム２０に固定される一方、各リニアレール２６に摺動可能に嵌合するリニアガイドブロック３２が左右方向移動フレーム３０に固定される。各リニアレール２６は車両の左右方向に延び、各リニアガイドブロック３２を介して左右方向移動フレーム３０を車両の左右方向に平行移動可能に支持している。

左右方向移動用油圧シリンダ３４が前後方向移動フレーム２０と左右方向移動フレーム３０の間に介装される。左右方向移動フレーム３０は、左右方向移動用油圧シリンダ３４の伸縮によって車両の左右方向に移動する。

図３を参照すると、左右方向移動フレーム３０に起震フレーム４０を支持する手段として、４つのリニアレール３６が左右方向移動フレーム３０に固定される一方、各リニアレール３６に摺動可能に嵌合するリニアガイドブロック４２が起震フレーム４０に固定される。各リニアレール３６は上下方向に延び、各リニアガイドブロック４２を介して起震フレーム４０を水平を保ったまま上下方向に案内する。

左右方向移動フレーム３０と起震フレーム４０の間に４つのリンク機構５０が上下方向に伸縮可能に介装される。この各リンク機構５０の伸縮動作を互いに連動させるために連動フレーム６０が設けられる。また、図４に示す上下方向移動用油圧シリンダ４４が左右方向移動フレーム３０と連動フレーム６０の間に介装される。連動フレーム６０は、この上下方向移動用油圧シリンダ４４の伸縮によって車両の前後方向に移動する。この移動に伴い、各リンク機構５０が同期して伸縮し、起震フレーム４０を上下方向に平行移動する。

図５を参照すると、体験室３は床フレーム５上に構成される。床フレーム５は、複数のスプリング７を介して起震フレーム４０に連結される。スプリング７は、Ｘ軸方向とＹ軸方向にそれぞれ配置され、かつ、床フレーム５のＸ軸及びＹ軸の中心軸に対して対称に配置される。スプリング７は、起震フレーム４０に対して床フレーム５の水平位置が所定位置となるように、すなわち図５において、床フレーム５の中心線と起震フレーム４０の中心線とが一致するように床フレーム５を起震フレーム４０に弾性支持する。

図３と図４を参照すると、免震装置７０は起震フレーム４０に対して床フレーム５を前後及び左右方向に変位可能に支持する。ロック機構８０は、床フレーム５を起震フレーム４０に一時的に固定することで、免震装置７０の動作をロックする。

起震フレーム４０は、図５に示すように、矩形の枠状に形成される。一方、床フレーム５は、図３に示すように、起震フレーム４０上に配置される下部フレーム５ａと、下部フレーム５ａを取り囲むようにその上部に配置され、体験室３を固定する上部フレーム５ｂと、上部フレーム５ｂと下部フレーム５ａを繋ぐ縦柱５ｃから形成される。

免震装置７０は、図５に示すように、起震フレーム４０と上部フレーム５ｂとの間の４箇所に配置される。免震装置７０は、図６に示すように、起震フレーム４０の上面にＹ軸と平行に固定されたリニアレール７１と、上部フレーム５ｂの下面にＸ軸と平行、かつＺ軸方向から見てリニアレール７１と交差するように固定されたリニアレール７２と、リニアレール７１、７２の双方にそれぞれ摺動可能に係合するリニアガイドブロック７３とを備える。

免震装置７０は、以上の構成のもとで床フレーム５の起震フレーム４０に対する前後及び左右方向への移動を可能することで、起震フレーム４０から床フレーム５への水平方向の揺れの伝達を抑制している。

ロック機構８０は、図３に示すように、上部フレーム５ｂに固定された本体と、本体に対して上下方向に伸縮するロッドとを備えたアクチュエータ８１と、起震フレーム４０に固定され、アクチュエータ８１のロッドを挿入する挿入孔を備えたプレート８２とからなる。ロック機構８０は、アクチュエータ８１がロッドをプレート８２の挿入孔に挿入することで起震装置１と体験室３との前後及び左右方向の相対変位を規制する。

ロック機構８０がアクチュエータ８１のロッドをプレート８２の挿入孔に挿入するためには、予め床フレーム５と起震フレーム４０の水平方向の相対位置を所定位置に位置決めしておかねばならない。

この目的のために、この発明による起震車は、位置決め手段として一対の位置決め機構９０を備える。

図５及び図７から図９を参照して位置決め機構９０について説明する。

位置決め機構９０は、図５に示すように、Ｚ軸方向から見て、床フレーム５の中心である基準点Ｘに対して点対称をなす位置に各１基が配置される。図において、床フレーム５は起震フレーム４０に対して所定の位置にある。位置決め機構９０は、図７に示すように、Ｘ軸と平行に上部フレーム５ｂに固定されたＸ軸方向ストッパレール９１と、Ｙ軸と平行に下部フレーム５ａに固定されたＹ軸方向ストッパレール９２と、このＸ軸、Ｙ軸方向ストッパレール９１、９２に摺接するカム部材９３と、このカム部材９３をＺ軸回りに回動するアクチュエータ９４とを備える。

Ｘ軸方向ストッパレール９１は、Ｘ軸に平行な垂直の摺接面９１ａを備える。Ｙ軸方向ストッパレール９２は、Ｙ軸に平行な垂直の摺接面９２ａを備える。Ｘ軸方向ストッパレール９１とＹ軸方向ストッパレール９２は、摺接面９２ａと９２ｂとがＺ軸方向から見て互いに直交し、かつＺ軸方向にオフセットするように配置される。

カム部材９３は、図９に示すように、起震フレーム４０上に立設された軸状部材９５にＺ軸回りに回動可能に支持される。カム部材９３の外縁部には、Ｘ軸方向ストッパレール９１の摺接面９１ａに接する第１ローラ９６ａと、Ｙ軸方向ストッパレール９２の摺接面９２ａに接する第２ローラ９６ｂとがそれぞれ装着される。第１ローラ９６ａの回転軸は、Ｙ方向に起震フレーム４０上に配置されたアクチュエータ９４のロッド９４ａの先端に結合する。これにより、アクチュエータ９４が伸縮すると、カム部材９３がＺ軸回りに回動し、第１ローラ９６ａと第２ローラ９６ｂがストッパレール９１と９２を押圧する。

カム部材９３は、アクチュエータ９４のロッド９４ａが伸長する過程においてＸ軸方向ストッパレール９１とＹ軸ストッパレール９２とをそれぞれ押圧し、床フレーム５と起震フレーム４０とをＸ軸、及びＹ軸方向に相対変位させる。カム部材９３は、床フレーム５が起震フレーム４０に対して所定の相対位置に達するまで回動する。カム部材９３の回動位置は、アクチュエータ９４のロッド９４ａの伸長位置に対応する。したがって、例えばロッド９４ａが最も伸長した状態で床フレーム５が起震フレーム４０に対して所定位置をなすようにカム部材９３の形状寸法とロッド９４ａの伸長距離を予め設定しておく。

前後方向移動用油圧シリンダ２４、左右方向移動用油圧シリンダ３４、上下方向移動用油圧シリンダ４４、一対の位置決め機構９０のアクチュエータ９４、及びロック機構８０のアクチュエータの各動作は、図示されないコントローラから、予め設定された作動モードに基づいてそれぞれ出力される駆動信号により、油圧サーボ機構を介して制御される。

ロック機構８０がロックしている状態では、体験室３は起震装置１によって前後、左右、上下の３軸方向に揺り動かされ、体験室３に被験者が乗って地震を疑似体験することができる。

一方、ロック機構８０がロックを解除した状態では、起震装置１により前後及び左右の揺れは、免震装置７０に吸収されて、体験室３にはほとんど伝達されず、主として起震装置１の上下方向の揺れのみが体験室３に伝達される。

したがって、被験者は、ロック機構８０のロックとロック解除により、免震装置７０の免震効果を比較的に体験することができる。

ロック機構８０をロック解除状態からロック状態にするには、アクチュエータ８１のロッドをプレート８２の挿入孔に挿入できるよう、起震フレーム４０と床フレーム５との相対位置を所定位置に位置決めする必要がある。

この起震車においては、一対の位置決め機構９０のアクチュエータ９４を、例えばロッド９４ａの最伸長位置まで伸長駆動することで、カム部材９３を介して起震フレーム４０と床フレーム５との相対位置が所定位置へと自動的に調整される。したがって、アクチュエータ９４をロッド９４ａの最伸長位置まで伸長駆動させた後に、ロック機構８０のアクチュエータ８１を伸長させれば、アクチュエータ８１のロッドをプレート８２の挿入孔へスムースに挿入でき、ロック機構８０のロック動作を短時間で容易に行うことができる。

また、この起震車においては、サブフレーム１０の内側に前後方向移動フレーム２０が配置され、前後方向移動フレーム２０の内側に左右方向移動フレーム３０が配置されている。この構造のため、各フレーム１０、２０、３０が互いに積み重ねられる従来構造に比べて、起震装置１の高さを低くできる。すなわち、起震装置１の高さは、左右方向移動フレーム３０と起震フレーム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と前後方向移動フレーム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１の高さが抑えられることにより、体験室３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体験室３の天井高さを十分に確保できる。

また、ロック機構８０が孔部と、この孔部に侵入するロッドから構成されるため、簡単な構成で確実に体験室３と起震装置１との水平方向の相対変位を禁止することができる。

また、カムプレート９３に第１ローラ９６ａと第２ローラ９６ｂを備えたので、Ｘ軸方向ストッパレール９１とＹ軸方向ストッパレール９２にスムースに摺動させることができる。

Ｘ軸方向ストッパレール９１とＹ軸方向ストッパレール９２を前後方向または左右方向に配置するため、容易に取り付けることが可能である。

免震装置を一対の第１のリニアレール７１と第２のリニアレール７２と、一対のリニアレールの摺動可能に係合するリニアガイドブロック７３により構成したので、簡単な構成で免震装置を構成することができる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。例えば、位置決め機構９０がロック機構の機能を備えるようにしてもよい。また、起震装置１は体験室３を３軸方向に揺らす装置に限らず、水平方向に揺らす装置であってもよい。さらには、起震装置１を車両のみならず、屋内に固定して地震体験装置として用いてもよい。

本発明は、車両に搭載する磁気粘性流体緩衝器に適用することができる。

本発明を適用する起震車の外観図である。 起震装置の平面図である。 起震装置の正面図である。 図５の矢視Ｃ−Ｃの矢視図である。 起震装置に床フレームを取り付けた状態の平面図である。 起震装置に床フレームを取り付けた状態の左側面図である。 位置決め装置の拡大平面図である。 位置決め装置の拡大左側面図である。 位置決め装置の拡大正面図である。

符号の説明

１ 起震装置
３ 体験室
５ 床フレーム
５ａ 下部フレーム
５ｂ 上部フレーム
１０ サブフレーム
２０ 前後方向移動フレーム
２４ 前後方向移動用油圧シリンダ
３０ 左右方向移動フレーム
３４ 左右方向移動用油圧シリンダ
４０ 起震フレーム
４４ 上下方向移動用油圧シリンダ
５０ リンク機構
６０ 連動フレーム
７０ 免震装置
８０ ロック機構
９０ 位置決め機構
９１ Ｘ軸方向ストッパレール
９２ Ｙ軸方向ストッパレール
９３ カム部材
９４ アクチュエータ
９４ａ ロッド
９５ 軸状部材
９６ａ 第１ローラ
９６ｂ 第２ローラ

Claims (5)

1. 体験室と、
   この体験室を少なくとも水平方向に揺らす起震装置と、
   前記起震装置から前記体験室へ伝達される振動を抑制する免震装置と、
   前記体験室を前記起震装置に固定的に結合するロック機構と、
   前記ロック機構が前記体験室を前記起震装置に固定的に結合するのに先立ち、前記体験室を前記起震装置に対して所定位置に位置決めする位置決め手段とを備え、
   前記位置決め手段は、略直交するように水平方向に延びる前記体験室と一体に構成された第１のストッパレールと第２のストッパレールと、前記起震装置に垂直軸回りに回動可能に支持され、回動位置に応じて前記第１のストッパレールと前記第２のストッパレールとを押圧するカム部材と、このカム部材を回動するアクチュエータとからなる一対の位置決め機構で構成されることを特徴とする起震車。
2. 前記ロック機構は、前記体験室と前記起震装置のいずれか一方に上下方向に形成された孔部を備え、前記体験室と前記起震装置のいずれか他方に前記孔部に侵入可能に移動する棒状部材を備えることを特徴とする請求項１に記載の起震車。
3. 前記カム部材は、垂直軸回りに回転する軸に固定されるカムプレートと、このカムプレートの外縁部に垂直軸回りに回転自由に支持され、前記カム部材の回動に応じて前記第１のストッパレールを押圧する第１のローラと、前記カムプレートの外縁部に垂直軸回りに回転自由に支持され、前記カム部材の回動に応じて前記第２のストッパレールを押圧する第２のローラを備えることを特徴とする請求項１に記載の起震車。
4. 前記第１ストッパレールは、前後方向軸または左右方向軸のいずれか一方に平行に設けられ、前記第２ストッパレールは、車両の前後方向軸または左右方向軸のいずれか他方に平行に設けられることを特徴とする請求項１に記載の起震車。
5. 前記免震装置は、前記体験室に水平に固定された第１のリニアレールと、この第１のリニアレールと直交する方向に、前記起震装置に水平に固定された第２のリニアレールと、前記第１のリニアレールと前記第２のリニアレールに対してそれぞれ摺動可能に係合するリニアガイドブロックとを備えることを特徴とする請求項１に記載の起震車。

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