JP4980029B2 - 振動装置 - Google Patents

Description

本発明は、地震を模擬的に再現する振動を発生させる振動装置およびその振動を体感することができる体感型振動装置に関する。

地震に対する予行練習などを目的として、地震を模擬的に再現する振動を発生させる振動装置がある。このような地震を体感させる振動装置として、従来、実用新案第３０４３４５３号公報（特許文献１）に開示された起震車がある。特許文献１に開示された起震車は、起震台の周縁部に外壁板を立設するとともに、この外壁板の上端に天井板を取り付けて一側方に開口したボックス状の起震室を構成し、この起震室を車体中心に沿ったハの字状に配置した一対のシリンダを介した車台上に移動自在に搭載したものである。

また、地震に対する振動装置ではないが、振動を発生させる振動装置として、特開平１１−５６５１７号公報（特許文献２）に開示された体感揺動・振動装置がある。特許文献２に開示された体感揺動・振動装置は、シートの中央下部にアームを垂下させるとともにアームに吸引鉄心を装着し、アームの吸引鉄心より上方位置を回動自在に支持して人体載置物を平面上全方向に傾斜可能にさせる。この吸引鉄心の水平面上のｘｙ方向周囲に電磁石を配置し、電磁石を駆動させることにより、アームを揺動させて人体載置物を揺動・振動させるというものである。
実用新案第３０４３４５３号公報 特開平１１−５６５１７号公報

しかし、上記特許文献１に開示された起震車では、シリンダを用いて振動を発生させている。このため、いずれも振幅レベルが小さくなることから、再現しうる地震の規模には限界があり、たとえば超高層ビルの最上階における長周期成分を含むことによって発生する大振幅振動などを再現することはできないという問題があった。また、上記特許文献２に開示された揺動・振動装置を地震の再現に用いるとしても、同様の問題が生じるものであった。

さらに、近年においては、１方向にレールを敷設し、そのレールに沿って台車を走行させることにより、大振動を再現する装置が開発されている。ところが、レールに沿って台車を走行させる装置では、１方向にのみしか振動を発生させることができず、平面上の全方向にわたって振動を発生させることができないという問題があった。さらには、台車を走行させるためのレールを長くする必要があることから、装置自体が大型化してしまうという問題があった。

そこで、本発明の課題は、平面の全方向にわたって振動の発生が可能であるとともに、装置の大型化を招くことなく、大振幅振動を再現させることができる振動装置を提供することにある。

上記課題を解決した本発明に係る振動装置は、被振動対象を載せる床版と、床版の裏面に取り付けられ、床版を所定面上で移動させる一以上の走行手段と、各走行手段を駆動する駆動手段と、各駆動手段を駆動制御する制御手段と、を備えた駆動用ベースユニットを複数有し、走行手段は、所定面上の全方向に移動可能である全方向走行手段であり、駆動用ベースユニットには、水平方向に隣接する駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、複数の駆動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、結合手段によって互いに結合されて形成されており、床版および床版の裏面に取り付けられた重量支持機構を備えた従動用ベースユニットをさらに有し、従動用ベースユニットには、水平方向に隣接する駆動用ベースユニットまたは従動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、駆動用ベースユニットおよび従動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、結合手段によって互いに結合されていることを特徴とする。

本発明に係る振動装置においては、床版を所定面上で移動させる走行手段として所定面上の全方向に移動可能である全方向走行手段を用いている。このため、超高層ビルに最上階における大振幅振動などの大きな振動を発生されるにあたり、全方向走行手段によって床版を振動させることから、平面の全方向にわたって振動の発生が可能である。また、シリンダなどを用いる場合と異なり、いわば設置面上で無制限で移動をさせることができるので、超高層ビルの最上階で発生するような大振幅振動を再現させることができる。さらには、床版を走行させるためのレールなどを設ける必要がないことから、装置自体をコンパクトにすることができるとともに、その運搬・設置などを容易なものとすることができる。また、振動装置を構成する一部のベースユニットが従動用ベースユニットであり、従動用ベースユニットには重量支持機構が設けられていることにより、駆動手段の数を少なくすることができ、その分装置を簡素化することができる。

ここで、全方向走行手段がオムニホイルである態様とすることができる。このように、全方向走行手段としては、オムニホイルが好適に用いられる。

また、駆動用ベースユニットを複数備え、駆動用ベースユニットには、水平方向に隣接する駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、複数の駆動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、結合手段によって互いに結合されて形成されている態様とすることができる。

このように、駆動用ベースユニットに結合手段が設けられ複数のベースユニットが水平方向に並んで配置されて接続されていることにより、搬送等を行う際の装置の大型化をさらに好適に防止することができ、ベースユニットの搬送が容易になるようにすることができる。しかも、これらの駆動用ベースユニットを多数用いることにより、大型の振動装置として実験等を行う場合に振動装置を容易に設置することができる。

さらに、被振動対象物を載せる床版と、床版の裏面に取り付けられた重量支持機構と、を備えた従動用ベースユニットをさらに有し、従動用ベースユニットには、水平方向に隣接する駆動用ベースユニットまたは従動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、駆動用ベースユニットおよび従動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、結合手段によって互いに結合されている態様とすることもできる。

あるいは、被振動対象物を載せる床版と、床版の裏面に取り付けられた重量支持機構と、を備えた従動用ベースユニットを有するとともに、被振動対象物を載せるとともに、床版同士を接続する接続床版を備えた接続用ベースユニットをさらに有し、従動用ベースユニットには、水平方向に隣接する駆動用ベースユニット、従動用ベースユニット、または接続用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、駆動用ベースユニット、従動用ベースユニット、および接続用ベースユニットが水平方向に並んで配置され、結合手段によって互いに結合されて形成されている態様とすることもできる。

このように、振動装置を構成する一部のベースユニットが従動用ベースユニットであり、従動用ベースユニットには重量支持機構が設けられていることにより、駆動手段の数を少なくすることができ、その分装置を簡素化することができる。

また、被振動対象物を載せるとともに、床版同士を接続する接続床版を備えた接続用ベースユニットをさらに有し、接続用ベースユニットには、駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、駆動用ベースユニットおよび接続用ベースユニットが水平方向に並んで配置され、結合手段によって互いに結合されて形成されている態様とすることもできる。

このように、振動装置を構成する一部のベースユニットが接続用ベースユニットであっても駆動手段の数を少なくすることができ、その分装置を簡素化することができる。

また、床版上に、上下方向振動台と、上下方向振動台を上下方向に振動させるアクチュエータとが搭載されている態様とすることもできる。このように、上下方向振動台を上下方向に振動させるアクチュエータが搭載されていることにより、水平面の全方向のみならず、上下方向への振動をも再現することができる。

さらに、床版上に、揺動・振動装置が組み込まれた振動椅子が載置されている態様とすることもできる。このような振動椅子が載置されていることにより、さらに好適に振動を再現することができる。

そして、駆動手段に基づく位置情報を検出する位置情報検出手段と、床版の実位置を検出する実位置情報検出手段と、をさらに備え、制御手段は、位置情報検出手段によって検出された駆動手段に基づく位置情報および実位置情報検出手段によって検出された床版の実位置に基づいて、駆動手段の駆動量を補正する駆動量補正手段を有する態様とすることができる。

全方向走行手段を利用する場合、重量の偏在などによって駆動力のバランスが崩れ、捻れ回転を発生するなど所定の駆動目標に対して誤差が発生する場合がある。ここで、位置情報検出手段によって検出された駆動手段に基づく位置情報および実位置情報検出手段によって検出された床版の実位置に基づいて、駆動手段の駆動量を補正する制御を行うことにより、発生した誤差を補正することができる。このため、地震を再現する際に、より設定状況に近い振動を再現することができる。

また、被振動対象が振動体感者である体感型振動装置とすることもできる。

本発明に係る振動装置によれば、平面の全方向にわたって振動の発生が可能であるとともに、装置の大型化を招くことなく、大振幅振動を再現させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各実施形態において、同一の機能を有する部分については同一の符号を付し、重複する説明は省略することがある。図１は、本発明の第一の実施形態に係る振動装置の模式的平面図、図２はオムニホイルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。

図１に示すように、本実施形態に係る振動装置１は、床版２を備えている。床版２の裏面側には、全方向走行手段である３個のオムニホイル３が取り付けられている。オムニホイル３には、それぞれモータ４が接続されており、モータ４を駆動することによってオムニホイル３が回転する。また、各モータ４には制御装置５が電気的に接続されており、制御装置５によってモータ４の回転が制御される。

床版２は、板状の部材からなり、この床版２の上に被振動対象となる振動体感者などを搭載可能とされている。

オムニホイル３は、図２に示すように、同軸状に配置された２枚のベース板１０，２０を備えている。ベース板１０，２０は、円盤状をなしており、ベース板１０，２０の外周には、複数、本実施形態では３個のローラ１１，２１が取り付けられている。ローラ１１，２１は、ベース板１０，２０の周方向に互いに等間隔で離間して配置されており、隣り合うローラ１１，２１同士の間の角度は１２０度とされている。ローラ１１，２１には、複数の溝１１Ａ，２１Ａがローラ１１，２１の回転方向に沿って形成されている。

また、ローラ１１，２１は、ベース板１０，２０の回転軸に直交する面上における軸周りに回転可能とされている。したがって、ローラ１１，２１は、床面などの上において、オムニホイル３をベース板１０，２０の回転軸方向に沿って移動させようとする際に、その床面と接している場合に回転する。さらに、ローラ１１，２１は、２枚のベース板１０，２０同士の間において、１２０度の位相をずらして配置されている。このため、オムニホイル３をベース板１０側からベース板１０，２０の回転軸に沿った方向に見た場合、ベース板１０に設けられたローラ１１，１１の間から、ベース板２０に設けられたローラ２１，２１が見えるようになっている。このため、オムニホイル３を床面の上などに置いた場合には、ローラ１１，２１のいずれかが必ず床面と接触するようになっている。

さらに、ベース板１０，２０の中心部には、シャフト貫通孔１２，２２が形成されている。このシャフト貫通孔１２，２２は、ベース板１０，２０の回転軸方向に沿って形成されている。このシャフト貫通孔１２，２２にモータ４における回転軸４Ｅ（図１）が挿入されて固定されている。したがって、モータ４を駆動することにより、オムニホイル３はベース板１０，２０の回転軸周りに回転する。

このオムニホイル３が床版２の裏面側の３箇所において、それぞれベース板１０，２０の回転軸周りに回転可能に取り付けられている。さらに、床版２の裏面側においては、それぞれオムニホイル３に接続されるモータ４が取り付けられている。このモータ４を駆動することにより、モータ４に接続されたオムニホイルがそれぞれベース板１０，２０の回転軸周りに回転する。

制御装置５は、図示しないキーボードなどの入力手段に接続されており、入力手段からは想定される地震の規模の情報が入力可能とされている。制御装置５は、入力手段から入力された地震の規模の情報に基づいて、モータ４の駆動力を算出し、算出結果に基づく駆動信号をモータ４に対して送信する。

以上の構成を有する本実施形態に係る振動装置１においては、広場や体育館など、広い場所の所定面上に振動装置１を設置し、振動装置１における床版２の上に振動体験者などを搭載し、振動装置１に地震を想定した振動を発生させる。地震を想定した振動としては、制御装置５に対して入力を行うことにより、震度５や震度６以上などの大きさの振動を発生させることもできる。このような大きな振動を発生されるにあたり、本実施形態に係る振動装置１においては、床版２の裏面側にオムニホイル３を取り付け、モータ４によってオムニホイル３を駆動させている。このオムニホイル３の駆動によって床版２が設置面上を走行して、床版２に振動を発生させる。

このように、オムニホイル３によって床版２を振動させることから、平面の全方向にわたっての振動の発生が可能である。また、シリンダなどを用いる場合と異なり、いわば設置面上で無制限で移動をさせることができる。このため、超高層ビルの最上階などで現れる大振幅振動などを再現することができ、振動体感者にこのような大振幅振動を体験させることができる。また、床版を走行させるためのレールなどを設ける必要がないことから、装置自体をコンパクトにすることができるとともに、その運搬・設置などを容易なものとすることができる。

また、振動装置１によって床版２を振動させるにあたり、振動装置１にジャイロセンサを取り付けて制御装置５にジャイロ信号を送信し、このジャイロ信号に基づいて、振動装置１による振動をより実際の地震に近づける態様とすることもできる。図３は、振動装置１における制御装置を中心とした制御に関する構成を示すブロック構成図である。

図３に示すように、制御装置５は、モータ駆動量算出部３１、モータ補正量算出部３２、モータ駆動量補正部３３、およびモータ駆動部３４を備えている。

モータ駆動量算出部３１には、キーボードなどの入力手段６が接続されている。この入力手段からは、所定の大きさの地震を模した波形データＤ１が入力される。モータ駆動量算出部３１では、入力された波形データを読み込み、読み込んだ波形データに基づいて、モータ駆動量を算出し、モータ駆動信号Ｓ１を生成してモータ駆動量補正部３３に出力する。

また、モータ４には、本発明の位置情報検出手段となるモータエンコーダ４Ａが取り付けられており、モータ４の回転位置を検出し、検出したモータ４の回転位置に基づくモータ位置信号Ｓ２を生成している。モータエンコーダ４Ａは、制御装置５におけるモータ補正量算出部３２に接続されており、生成したモータ位置信号Ｓ２をモータ補正量算出部３２に出力する。

さらに、床版２には、本発明の実位置情報検出手段となるジャイロセンサ７が設けられており、床版２の実際の位置を検出し、検出した床版２の位置に基づくジャイロ位置信号Ｓ３を生成している。ジャイロセンサ７は、モータ補正量算出部３２に接続されており、生成したジャイロ位置信号Ｓ３をモータ補正量算出部３２に出力する。

モータ補正量算出部３２では、モータエンコーダ４Ａから出力されたモータ位置信号Ｓ２と、ジャイロセンサ７から出力されたジャイロ位置信号Ｓ３とを比較して、位置誤差評価を行う。この位置誤差評価を行うにあたり、制御装置５には、モータエンコーダ４Ａからモータ位置信号Ｓ２が送信されている。このモータ位置信号Ｓ２に基づいて、床版２の位置が特定されることになるので、モータ位置信号Ｓ２とジャイロ位置信号Ｓ３とを比較することにより、モータ４が移動させようとする位置と、実際の位置との誤差が評価される。

この位置誤差評価に基づいて、位置補正信号Ｓ４を算定する。こうして、算定した位置補正信号Ｓ４をモータ駆動量補正部３３に出力する。

モータ駆動量補正部３３では、モータ駆動量算出部３１から出力されたモータ駆動信号Ｓ１に基づいてモータ４の駆動量を算出するとともに、モータ補正量算出部３２から出力された位置補正信号Ｓ４に基づいて、算出したモータ４の駆動量を補正する。ここで、位置補正信号Ｓ４が０である場合には、モータ駆動信号Ｓ１に基づいて算出したモータ４の駆動量がそのままモータ４の駆動量となる。

モータ駆動量補正部３３は、こうして求めたモータ４の駆動量からモータ駆動信号Ｓ５を生成し、モータ駆動部３４に出力する。モータ駆動部３４では、出力されたモータ駆動信号Ｓ５に基づいて、モータ４を駆動させる。

このように、振動装置１によって所定の大きさの地震を模した振動を付与するにあたり、オムニホイル３での走行を行っていることから、床版２上における重量の偏在などによって駆動力のバランスが崩れ、捻れ回転を発生するなど所定の駆動目標に対して誤差が発生する場合がある。これに対して、モータエンコーダ４Ａやジャイロセンサ７によって得られた位置信号に基づいてモータ４の駆動量を補正することにより、地震を再現する際に、より設定状況に近い振動を再現することができる。

さらには、床版２の上に上下方向振動台を設置する態様とすることもできる。図４は、上下方向振動装置を設けた振動装置１を示す図であり、（ａ）は上下方向振動台を設置した振動装置の側面図、（ｂ）はその動作説明図である。

図４（ａ）に示すように、振動装置１に搭載された上下方向振動台８は、左アクチュエータ装置４１および右アクチュエータ装置４２を備えている。左右アクチュエータ装置４１，４２は、それぞれ図面奥方にも設けられており、床版２上に合計４本のアクチュエータ装置４１，４２が搭載されている。アクチュエータ装置４１，４２は、上下方向に沿って配設されており、そのロッドを伸縮させることにより、ロッドの先端が上下動する構成となっている。アクチュエータ装置４１，４２の上方には、振動台４３が取り付けられており、４本のアクチュエータ装置４１，４２をそれぞれ独立して上下動可能とされている。この４本のアクチュエータ装置４１，４２を同期して伸縮させることにより、図４（ａ）に仮想線で示すように、振動台４３を上下方向に移動させることができる。また、４本のアクチュエータ装置４１，４２を独立して駆動させることにより、図４（ｂ）に示すように、振動台４３を上下方向に振動させることができる。こうして、振動台４３上に着座する振動体感者Ｈに対して、上下方向への振動を体感させることができる。

この態様で用いられる振動装置１では、モータ４によってオムニホイル３を走行させることにより、水平方向への振動を発生させることができ、アクチュエータ装置４１の伸縮によって上下方向への振動を発生させることができる。このため、大振幅振動などを再現するにあたり、上下方向への振動をも再現することができるので、地震を再現する際に、さらに設定状況に近い振動を再現することができる。しかも、左右アクチュエータ装置４１，４２を独立して駆動させることにより、振動台４３上で見かけの水平加速度を発生させることができる。したがって、オムニホイル３と平面との摩擦力のみでは再現しきれない大加速度での振動を水平方向に発生させることができる。

また、全方向走行装置として、本実施形態では、オムニホイルを用いているが、その他の全方向走行装置として、たとえば図５に示す球体駆動機構や図６に示す自在車輪を用いることもできる。

図５に示す球体駆動機構５０は、車体５１を備えており、車体５１には球車輪５２が設けられている。この球車輪５２は、その下方位置の４点を支持球５３によって支持されており、これらの支持球５３とともに全方向に回転可能とされている。また、車体５１には、球車輪５２を回転させる駆動用モータ５４が設けられている。駆動用モータ５４の回転軸５４Ａには、駆動伝達車５５が取り付けられており、駆動伝達車５５は球車輪５２と接触している。駆動用モータ５４を駆動させると駆動伝達車５５が回転し、駆動伝達車５５と球車輪５２との摩擦力によって駆動伝達車５５の回転が球車輪５２に伝達される。こうして、駆動用モータ５４を駆動することにより、球車輪５２が回転する。

さらに、車体５１には、ステアリング用モータ５６が搭載されている。ステアリング用モータ５６の回転軸５６Ａには、ステアリング動力歯車５７が取り付けられており、ステアリング動力歯車５７には、ステアリング伝達歯車５８がかみ合わされている。ステアリング伝達歯車５８には、ステアリング機構５９が固定されており、ステアリング機構５９に駆動用モータ５４が取り付けられている。ステアリング用モータ５６を駆動すると、ステアリング動力歯車５７が回転し、ステアリング動力歯車５７の回転に伴ってステアリング伝達歯車５８が鉛直軸周りに回転する。ステアリング伝達歯車５８が回転すると、駆動用モータ５４が球車輪５２の周囲に回転してその位置を変える。こうして、駆動用モータ５４と球車輪５２との位置関係を鉛直軸周りに回転させながら調整し、球車輪５２の回転方向を調整することにより、水平面上の全方向へ走行可能とされている。この球体駆動機構５０をオムニホイルの代わりに用いる場合には、モータ４の代わりに駆動用モータ５４が用いられることになる。

さらに、図６に示す自在車輪について説明する。図６（ａ）は、自在車輪の平面図、（ｂ）は自在車輪の側面図、（ｃ）は自在車輪の平面図である。

図６に示すように、自在車輪６０は、底板６１を備えており、底板６１には車輪６２が設けられている。また、底板６１には、車輪６２を回転させる図示しない駆動用モータが設けられている。この駆動用モータの回転軸に車輪６２が接続され、駆動用モータを駆動することにより、車輪６２が回転する。

さらに、底板６１には、ステアリング用モータ６３が搭載されている。ステアリング用モータ６３の回転軸６３Ａには、ステアリング駆動小歯車６４が取り付けられており、ステアリング駆動小歯車６４には、大歯車６５がかみ合わされている。大歯車６５には、回転ベース６６が固定されており、回転ベース６６に駆動用モータおよび車輪６２が取り付けられている。ステアリング用モータ６３を駆動すると、ステアリング駆動小歯車６４が回転し、ステアリング駆動小歯車６４の回転に伴って大歯車６５が鉛直軸周りに回転する。大歯車６５が回転すると、回転ベース６６が回転して底板６１に対して車輪６２が向きを変える。こうして、車輪６２走行方向を鉛直軸周りに回転させながら調整し、車輪６２の回転方向を調整することにより、水平面上の全方向へ走行可能とされている。この自在車輪６０をオムニホイルの代わりに用いる場合には、底板６１を床版２に固定し、モータ４の代わりに駆動用モータが用いられることになる。

次に、本発明の第二の実施形態について説明する。本実施形態に係る振動装置は、上記第一の実施形態と比較して、床版が分割可能である点において異なる。図７（ａ）は、本実施形態に係る振動装置の模式的平面図、（Ｂ）は結合継手の拡大平面図である。

図７（ａ）に示すように、本実施形態に係る振動装置７０は、複数、本実施形態では４体の駆動用ベースユニット７１によって構成されている。各駆動用ベースユニット７１における床版２には、本発明の結合手段である結合継手７２が設けられている。結合継手７２は、図７（ｂ）に示すように、嵌合雄部７３と嵌合雌部７４とを備えており、これらの嵌合雄部７３と嵌合雌部７４が嵌め合わされることによって隣接する駆動用ベースユニット７１における床版２同士を結合する。各駆動用ベースユニット７１における床版２の裏面には、オムニホイル３およびモータ４が設けられている。その他の点については上記第一の実施形態と同様の構成を有している。

以上の構成を有する本実施形態に係る振動装置７０においては、上記第一の実施形態と同様、オムニホイル３によって床版を振動させることから、シリンダなどを用いる場合と異なり、いわば設置面上で無制限で移動をさせることができる。このため、超高層ビルの最上階などで現れる大振幅振動などを再現することができ、振動体感者にこのような大振幅振動を体験させることができる。

さらに、本実施形態に係る振動装置７０は、複数の駆動用ベースユニット７１から構成されており、振動装置７０を搬送等する際には、駆動用ベースユニット７１ごとに分割可能とされている。このため、振動装置７０を搬送する際には、駆動用ベースユニット７１ごとに分割しておき、それから、振動実験を行う場所等まで搬送した後、駆動用ベースユニット７１を組み立てて振動装置７０を形成することができる。したがって、振動装置７０をさらにコンパクトな状態で搬送することができるので、その運搬・設置などを容易なものとすることができる。

しかも、駆動用ベースユニット７１の枚数等によって床版全体の大きさを調整することができるとともに、複数の駆動用ベースユニット７１の配置態様によって、床版全体の形状を種々の形状に形成することができる。このため、床版上に積載する家具などの物品の転倒状況の実験や振動体感者の体勢なども種々想定した実験を容易に行うことができる。

さらに、本実施形態に係る振動装置は、図８に示すように、複数のベースユニットから振動装置を構成する態様とすることもできる。この態様に係る振動装置８０は、図８に示すように、正方形状に配置された９体のベースユニットを備えている。このうちの四隅は、駆動用ベースユニット７１が配置され、各駆動用ベースユニット７１の間には従動用ベースユニット８１が配置され、中央には接続用ベースユニット８２が配置されている。

四隅に配置されている駆動用ベースユニット７１には、図７に示す駆動用ベースユニット７１と同様、オムニホイル３およびオムニホイル３を駆動させるモータ４が設けられている。また、駆動用ベースユニット７１の間に配置された従動用ベースユニット８１には、オムニホイル３が設けられ、モータ４は設けられていない。さらに、中央に配置された接続用ベースユニット８２には、オムニホイル３およびモータ４のいずれも設けられていない。

従動用ベースユニット８１に設けられたオムニホイル３は、振動装置８０を駆動走行する役割を有しておらず、駆動用ベースユニット７１におけるオムニホイル３の走行を補助する役割を果たしている。従動用ベースユニット８１におけるオムニホイル３は、床版２にかかる重量を支持しており、本発明の重量支持機構として作用している。

また、隣接する駆動用ベースユニット７１と従動用ベースユニット８１および従動用ベースユニット８１と接続用ベースユニット８２における床版２には、本発明の結合手段である結合継手７２が設けられている。結合継手７２は、図７に示す結合継手７２と同様の構成を有しており、嵌合雄部７３および嵌合雌部７４を備えて構成されている。

かかる態様に係る振動装置８０においては、上記の振動装置７０と同様、オムニホイル３によって床版を振動させることから、超高層ビルの最上階などで現れる大振幅振動などを再現することができ、振動体感者にこのような大振幅振動を体験させることができる。さらに、床版が分割可能とされていることから、振動装置８０をさらにコンパクトな状態で搬送することができるので、その運搬・設置などを容易なものとすることができる。

さらに、本実施形態に係る振動装置８０においては、すべてのベースユニットにオムニホイルやモータが設けられているわけではなく、必要なベースユニットにおいてのみオムニホイルやモータが設けられている。このため、装置の構成を簡素なものとすることができる。なお、この例では、四隅の駆動用ベースユニット７１にオムニホイルおよびモータを設け、それらの駆動用ベースユニット７１の間に、オムニホイルのみが設けられた従動用ベースユニット８１を配置する態様としているが、その他のベースユニットとして従動用ベースユニット８１を配置する態様とすることもできる。

また、従動用ベースユニット８１に設けられる全方向走行手段としては、オムニホイルのほか、図９に示すボールベアリングを用いる態様とすることもできる。ボールベアリングの構成について図９を参照して説明すると、ボールベアリング９０は、ハウジング９１を備えている。ハウジング９１には、大ベアリング９２が収容されており、大ベアリング９２の下端部がハウジング９１の下面から突出している。また、ハウジング９１における大ベアリング９２の収容部には、小ベアリング通過溝９３が形成されており、これらの小ベアリング通過溝９３を多数の小ベアリング９４が通過可能となっている。小ベアリング通過溝９３を通過する小ベアリング９４は、大ベアリング９２と接触可能となっている。ハウジング９１が所定の平面上に載置されると、大ベアリング９２の下端部が平面と接触し、ボールベアリング９０を平面の表面に沿って移動させると、大ベアリング９２が平面との摩擦力によって回転しながらボールベアリング９０が移動する。大ベアリング９２が回転すると、小ベアリング９４も小ベアリング通過溝９３の間で回転しながら自由に移動する。この小ベアリング９４の回転により、大ベアリング９２がスムーズに移動する。従動用ベースユニット８１においては、オムニホイル３に代えて、このボールベアリング９０も好適に用いることができる。

また、床版が複数のベースユニットで構成される振動装置において、各ベースユニットの適宜の位置に、図４に示す上下方向振動台を設ける態様とすることもできる。このように、上下方向振動台を設置することにより必要に応じて上下方向への加振も可能となる。

さらに、上記各実施形態において、床版の上や振動台の上に、揺動・振動装置が組み込まれた振動椅子を設ける態様とすることもできる。図１０は、振動椅子の例を示す図であり、（ａ）は振動椅子の正面図、（ｂ）は振動椅子の側面図である。図１０に示すように、振動椅子１００は、着座部１０１および背もたれ部１０２を備えている。また、着座部１０１の側方にはアームレスト１０３が設けられている。さらに、着座部１０１の底面には、脚部１０４が設けられており、着座部１０１を支持している。

着座部１０１には、上下発振装置１０５が設けられているとともに、背もたれ部１０２には、水平発振装置１０６が設けられている。上下発振装置１０５は、着座部１０１を上下方向に振動させ、水平発振装置１０６は、背もたれ部１０２を水平方向に振動させる。発振装置１０５，１０６によって、着座部１０１や背もたれ部１０２を振動・揺動させることができる。このような発振装置１０５，１０６を有する振動椅子１００を床版や振動台に設置することにより、振動装置を振動させる際に、その振動をより好適に再現することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記実施形態では、被振動対象として振動体感者を想定しているが、たとえば家具などを対象として家具などの転倒状況等を調べる実験などを行うことができる。また、上記実施形態では複数のモータ４によって駆動されるオムニホイル３を用いているが、駆動されるオムニホイル３を一つのみ設け、その他はこの駆動されるオムニホイル３の走行に従動させる態様とすることもできる。さらに、上記実施形態では接続継手は床版に設けられているが、ベースユニットにおける他の部位に設ける態様とすることもできる。接続手段としては、上記実施形態における接続継手のほか、機械的な接合を図るものを用いることができるし、あるいは、接着式・粘着式のものなどを用いることもできる。また、上記実施形態では、地震を想定した振動を発生させるために振動装置を用いているが、遊技施設において振動を発生させ、たとえば大波に揺られる船上での揺れを体感させるために振動装置を用いることもできる。

第一の実施形態に係る振動装置の模式的平面図である。 オムニホイルを示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は側面図である。 振動装置における制御装置を中心とした制御に関する構成を示すブロック構成図である。 上下方向振動装置を設けた振動装置を示す図であり、（ａ）は上下方向振動台を設置した振動装置の側面図、（ｂ）はその動作説明図である。 球体駆動機構の側面図である。 （ａ）は、自在車輪の平面図、（ｂ）は自在車輪の側面図、（ｃ）は自在車輪の平面図である。 （ａ）は、第二の実施形態に係る振動装置の模式的平面図、（ｂ）は、結合継手の拡大平面図である。 複数のベースユニットからなる床版を備える振動装置の模式的平面図である。 複数のベースユニットからなる床版を備える振動装置の他の例を示す模式的平面図である。 振動椅子の例を示す図であり、（ａ）は振動椅子の正面図、（ｂ）は振動椅子の側面図である。

符号の説明

１…振動装置
２…床版
３…オムニホイル
４…モータ
４Ａ…モータエンコーダ
４Ｅ…回転軸
５…制御装置
６…入力手段
７…ジャイロセンサ
８…上下方向振動台
１０，２０…ベース板
１１，２１…ローラ
１１Ａ，２１Ａ…溝
１２，２２…シャフト貫通孔
３１…モータ駆動量算出部
３２…モータ補正量算出部
３３…モータ駆動量補正部
３４…モータ駆動部
４１…左アクチュエータ装置
４２…右アクチュエータ装置
４３…振動台
５０…球体駆動機構
６０…自在車輪
７０，８０…振動装置
７１…駆動用ベースユニット
８１…従動用ベースユニット
８２…接続用ベースユニット
９０…ボールベアリング
１００…振動椅子
Ｈ…振動体感者

Claims (9)

1. 被振動対象を載せる床版と、
   前記床版の裏面に取り付けられ、前記床版を所定面上で移動させる一以上の走行手段と、
   前記各走行手段を駆動する駆動手段と、
   前記各駆動手段を駆動制御する制御手段と、
   を備えた駆動用ベースユニットを複数有し、
   前記走行手段は、前記所定面上の全方向に移動可能である全方向走行手段であり、
   前記駆動用ベースユニットには、水平方向に隣接する前記駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   複数の前記駆動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、前記結合手段によって互いに結合されて形成されており、
   前記床版および前記床版の裏面に取り付けられた重量支持機構を備えた従動用ベースユニットをさらに有し、
   前記従動用ベースユニットには、水平方向に隣接する前記駆動用ベースユニットまたは前記従動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   前記駆動用ベースユニットおよび前記従動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、前記結合手段によって互いに結合されていることを特徴とする振動装置。
2. 被振動対象を載せる床版と、
   前記床版の裏面に取り付けられ、前記床版を所定面上で移動させる一以上の走行手段と、
   前記各走行手段を駆動する駆動手段と、
   前記各駆動手段を駆動制御する制御手段と、
   を備えた駆動用ベースユニットを複数有し、
   前記走行手段は、前記所定面上の全方向に移動可能である全方向走行手段であり、
   前記駆動用ベースユニットには、水平方向に隣接する前記駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   複数の前記駆動用ベースユニットが互いに水平方向に並んで配置され、前記結合手段によって互いに結合されて形成されており、
   前記床版および前記床版の裏面に取り付けられた重量支持機構を備えた従動用ベースユニットを有するとともに、
   被振動対象を載せるとともに、前記床版同士を接続する接続床版を備えた接続用ベースユニットをさらに有し、
   前記従動用ベースユニットには、水平方向に隣接する前記駆動用ベースユニット、前記従動用ベースユニット、または接続用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   前記駆動用ベースユニット、前記従動用ベースユニット、および前記接続用ベースユニットが水平方向に並んで配置され、前記結合手段によって互いに結合されて形成されていることを特徴とする振動装置。
3. 被振動対象を載せる床版と、
   前記床版の裏面に取り付けられ、前記床版を所定面上で移動させる一以上の走行手段と、
   前記各走行手段を駆動する駆動手段と、
   前記各駆動手段を駆動制御する制御手段と、
   を備えた駆動用ベースユニットを複数有し、
   前記走行手段は、前記所定面上の全方向に移動可能である全方向走行手段であり、
   前記駆動用ベースユニットには、水平方向に隣接する前記駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   前記駆動手段に基づく位置情報を検出する位置情報検出手段と、
   前記床版の実位置を検出する実位置情報検出手段と、をさらに備え、
   前記制御手段は、前記位置情報検出手段によって検出された前記駆動手段に基づく位置情報および前記実位置情報検出手段によって検出された前記床版の実位置に基づいて、前記駆動手段の駆動量を補正する駆動量補正手段を有することを特徴とする振動装置。
4. 被振動対象を載せるとともに、前記床版同士を接続する接続床版を備えた接続用ベースユニットをさらに有し、
   前記接続用ベースユニットには、前記駆動用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   前記駆動用ベースユニットおよび前記接続用ベースユニットが水平方向に並んで配置され、前記結合手段によって互いに結合されて形成されている請求項１または請求項３に記載の振動装置。
5. 前記床版および前記床版の裏面に取り付けられた重量支持機構を備えた従動用ベースユニットを有するとともに、
   被振動対象を載せるとともに、前記床版同士を接続する接続床版を備えた接続用ベースユニットをさらに有し、
   前記従動用ベースユニットには、水平方向に隣接する前記駆動用ベースユニット、前記従動用ベースユニット、または接続用ベースユニットと互いに結合する結合手段が設けられており、
   前記駆動用ベースユニット、前記従動用ベースユニット、および前記接続用ベースユニットが水平方向に並んで配置され、前記結合手段によって互いに結合されて形成されている請求項１または請求項３に記載の振動装置。
6. 前記全方向走行手段がオムニホイルである請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に記載の振動装置。
7. 前記床版上に、上下方向振動台と、前記上下方向振動台を上下方向に振動させるアクチュエータと、が搭載されている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の振動装置。
8. 前記床版上に、揺動・振動装置が組み込まれた振動椅子が載置されている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の振動装置。
9. 請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項に記載の振動装置における被振動対象が振動体感者である体感型振動装置。

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