JP6882818B1

JP6882818B1 - 動揺装置

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Publication number: JP6882818B1
Application number: JP2021506589A
Authority: JP
Inventors: 実向谷; 利之東田
Original assignee: Ongakukan Co Ltd
Current assignee: Ongakukan Co Ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2040-06-29
Also published as: TW202200248A; TWI796669B; WO2022003783A1; JPWO2022003783A1; JP2022013687A

Abstract

小型かつ安定した動作を実現する動揺装置（１００）を提供する。ユーザが座る座席を動揺させる動揺装置（１００）であって、座席が直接的又は間接的に載置される載置部（３０ａ）と、載置部（３０ａ）から下方に延びると共に、載置部（３０ａ）を支持する支持部（３０Ｌ）、（３０Ｒ）と、を含む左右傾斜動揺フレーム（３０）と、左右傾斜動揺フレーム（３０）を往復移動させる駆動装置（３２）と、左右傾斜動揺フレーム（３０）とは別体の前後動揺フレーム（２０）と、前後動揺フレーム（２０）に設けられており、左右傾斜動揺フレーム（３０）の往復移動を案内するガイドレール（３１Ｆ）、（３１Ｂ）と、を有し、ガイドレール（３１Ｆ）、（３１Ｂ）は、左右傾斜動揺フレーム３０の往復移動に伴い載置部（３０ａ）を傾斜させるように上下方向に湾曲している。

Description

本発明は、動揺装置に関する。

特許文献１には、疑似体験装置（シミュレータ）に用いられる動揺装置が開示されている。特許文献１に開示される動揺装置においては、動揺台を複数の伸縮シリンダにより支持し、伸縮シリンダの伸縮駆動により揺動台を上下動させている。

また、特許文献２には、複数の車輪と、それら車輪上で移動する湾曲したガイドレールを有する揺動フレームとを有する座席揺動装置が開示されている。

実開平５−９５９３号公報特開平５−３１２５３号公報

ここで、特許文献１に開示される構成においては、動揺台の高さが伸縮シリンダの長さに応じたものになり、装置が大型化してしまう。また、特許文献２に開示される揺動フレーム自体が湾曲した構成においては、強度を十分に確保することが困難であると考えられる。また、車輪上をガイドフレームが走行する構成においては、ガイドフレームの走行が安定せず、揺動フレームを想定通りに動作させるのが困難であると考えられる。

上記課題を鑑みて、本発明は、小型かつ安定した動作を実現する動揺装置を提供することにある。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下のとおりである。

（１）被動揺体を動揺させる動揺装置であって、前記被動揺体が直接的又は間接的に載置される第１の載置部と、該第１の載置部から下方に延びると共に、前記第１の載置部を支持する第１の支持部と、を含む第１の動揺フレームと、前記第１の動揺フレームを往復移動させる第１の駆動装置と、前記第１の動揺フレームとは別体の第１の基台と、前記第１の基台に設けられており、前記第１の動揺フレームの往復移動を案内する第１のガイドレールと、を有し、前記第１のガイドレールは、前記第１の動揺フレームの往復移動に伴い前記第１の載置部を傾斜させるように上下方向に湾曲している。

（２）（１）において、第２の動揺フレームと、前記第２の動揺フレームを往復移動させる第２の駆動装置と、前記第２の動揺フレームとは別体の第２の基台と、前記第２の基台に設けられており、前記第２の動揺フレームの往復移動を案内する、直線状の第２のガイドレールと、を有する、動揺装置。

（３）（２）において、第３の動揺フレームと、前記第３の動揺フレームを往復移動させる第３の駆動装置と、前記第３の動揺フレームとは別体の第３の基台と、前記第３の基台に設けられており、前記第３の動揺フレームの移動を案内する、前記第２のガイドレールが延びる方向に交差する方向に延びる、直線状の第３のガイドレールと、を有する、動揺装置。

（４）（３）において、前記第１の基台は、前記第２の動揺フレーム又は前記第３の動揺フレームである、動揺装置。

（５）（１）〜（３）のいずれかにおいて、被支持部と、該被支持部から下方に延びると共に、前記被支持部を支持する第２の支持部と、を含む第４の動揺フレームと、前記第４の動揺フレームを、前記第１の動揺フレームが往復移動する方向に交差する方向に往復移動させる第４の駆動装置と、前記第４の動揺フレームとは別体の第４の基台と、前記第４の基台に設けられており、前記第４の動揺フレームの往復移動を案内する第４のガイドレールと、を有し、前記第４のガイドレールは、前記第４の動揺フレームの往復移動に伴い前記被支持部を傾斜させるように上下方向に湾曲している、動揺装置。

（６）（５）において、前記第１の基台は、前記被支持部である、動揺装置。

（７）（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記第１の基台は、上方に延びる側壁を有し、前記第１のガイドレールは、前記側壁の側面に設けられている、動揺装置。

（８）（１）〜（７）のいずれかにおいて、前記第１の支持部には、前記第１のガイドレールに沿って移動する移動ブロックが固定されている、動揺装置。

（９）（１）〜（８）のいずれかにおいて、前記第１の駆動装置は、モータと、該モータの駆動力により回動するねじ軸と、該ねじ軸が挿通されており、前記ねじ軸の回動に伴い往復移動する構造を有し、前記ねじ軸の回動に伴う往復移動により前記第１の支持部を往復移動させるナット部と、を含む、動揺装置。

（１０）（９）において、前記ナット部には、上下方向に延びる上下ガイドレールが設けられており、前記第１の支持部を回動可能に支持する支持軸と、前記支持軸に設けられると共に、前記上下ガイドレールに沿って上下移動する上下移動ブロックと、を有する、動揺装置。

（１１）（１）〜（１０）のいずれかにおいて、前記第１のガイドレールは、一定の曲率で湾曲している、動揺装置。

（１２）（１）〜（１１）のいずれかにおいて、前記第１のガイドレールは、その延伸方向の両端に向かうに従い上方に向けて湾曲している、動揺装置。

（１３）（１）〜（１１）のいずれかにおいて、前記第１のガイドレールは、その延伸方向の両端に向かうに従い下方に向けて湾曲している、動揺装置。

上記（１）〜（１３）の側面によれば、小型かつ安定した動作を実現する動揺装置を提供することができる。

第１の実施形態に係る動揺装置を示す斜視図である。第１の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図である。第１の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図であって、左右傾斜動揺フレームが右傾斜した様子を示す図である。第１の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図であって、左右傾斜動揺フレームが左傾斜した様子を示す図である。第１の実施形態に係る動揺装置を右方から見た右側面図である。第２の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図である。

以下に、本発明の各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

［動揺装置１００の概要］
図１〜図５を参照して、第１の実施形態に係る動揺装置１００について説明する。図１は、第１の実施形態に係る動揺装置を示す斜視図である。図２は、第１の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図である。図３は、第１の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図であって、左右傾斜動揺フレームが右傾斜した様子を示す図である。図４は、第１の実施形態に係る動揺装置を後方から見た後側面図であって、左右傾斜動揺フレームが左傾斜した様子を示す図である。図５は、第１の実施形態に係る動揺装置を右方から見た右側面図である。なお、図５においては、左右動揺フレーム１０よりも下方にある部材については図示を省略している。

動揺装置１００は、例えば、被動揺フレームである座席の下方に設けられ、座席を動揺させることにより、座席に座るユーザに対して臨場感のある体験を行わせるものである。動揺装置１００は、例えば、運転士の訓練に用いられる車両シミュレータに用いられるとよい。また、動揺装置１００は、車両シミュレータに限らず、例えば、フライトシミュレータやレースゲームマシン等に用いられてもよい。

動揺装置１００においては、左右の動作、前後の動作に加えて、左傾斜及び右傾斜を実現する構成を採用する。このような構成を採用することにより、例えば、座席を左右方向又は前後方向に小刻みに動揺させることにより、車体が振動している状況をユーザに体験させることができる。また、例えば、座席を所定時間、左傾斜又は右傾斜させることにより、カーブを曲がる際に遠心力が働いている状況をユーザに体験させることができる。

なお、第１の実施形態においては、左右傾斜動揺フレーム３０が左方に移動すると共に、その左部が上方に移動することを「左傾斜」と呼び、左右傾斜動揺フレーム３０が右方に移動すると共に、その右部が上方に移動することを「右傾斜」と呼ぶこととする。

各図において、Ｘ１、Ｘ２で示す方向をそれぞれ右方、左方とし、Ｙ１、Ｙ２で示す方向を前方、後方とし、Ｚ１、Ｚ２で示す方向を上方、下方とする。これら方向は、動揺装置１００の上方に設けられる座席に座ったユーザから見た方向を示している。

動揺装置１００は、左右動揺フレーム１０、前後動揺フレーム２０、左右傾斜動揺フレーム３０、及び基台４０を有する。基台４０は、床面等に置かれる台である。図示の例においては、矩形の平板からなる基台４０を示している。

第１の実施形態においては、基台４０の上方に左右動揺フレーム１０が設けられており、左右動揺フレーム１０の上方に前後動揺フレーム２０が設けられており、前後動揺フレーム２０の上方に左右傾斜動揺フレーム３０が設けられている。また、図示は省略するが、第１の実施形態においては、被動揺体である座席が、動揺装置１００が備える各動揺フレームの動きに応じて動揺するように、左右傾斜動揺フレーム３０上に直接的又は間接的に載置されているとよい。

基台４０は、床面などに設置されているとよい。動揺装置１００においては、左右傾斜動揺フレーム３０が基台４０に対して相対的に移動することにより、左右傾斜動揺フレーム３０上に直接的又は間接的に載置される被動揺体である座席を動揺させることができる。

［左右方向の動揺］
動揺装置１００は、左右動揺フレーム１０を往復移動させる駆動装置１２と、左右動揺フレーム１０の往復移動を案内する一対のガイドレール１１Ｆ、１１Ｂと、を有する。図１の矢印Ｓ１は、左右動揺フレーム１０の移動方向を示している。

一対のガイドレール１１Ｆ、１１Ｂは、左右方向に、直線状に延びている。また、一対のガイドレール１１Ｆ、１１Ｂは、前後方向に互いに離間して、基台４０に固定されている。

第１の実施形態において、左右動揺フレーム１０は、矩形の平板である。

左右動揺フレーム１０の下面には、一対のガイドレール１１Ｆ、１１Ｂ上をそれぞれ移動する一対の移動ブロック１３Ｆ、１３Ｂが固定されている。移動ブロック１３Ｆ、１３Ｂはそれぞれ、ガイドレール１１Ｆ、１１Ｂの前側面及び後側面に形成されている左右方向に延びる溝に沿って移動可能に、ガイドレール１１Ｆ、１１Ｂに組付けられている。なお、第１の実施形態においては、移動ブロック１３Ｆが前後方向に離間して２つ設けられている例について示す。ただし、移動ブロック１３Ｆの数や位置は図示の例に限られるものではない。移動ブロック１３Ｂについても同様である。また、後述する移動ブロック２３Ｆ、２３Ｂについても同様である。

駆動装置１２は、モータ１２ａと、モータ１２ａの駆動力により回動するねじ軸１２ｂと、ねじ軸１２ｂが挿通されているナット部１２ｃとを有する。ナット部１２ｃは、左右動揺フレーム１０の下面に固定されている。

ねじ軸１２ｂは、左右方向に延びており、その外周面にらせん状の溝が形成されている。ナット部１２ｃは、ねじ軸１２ｂの回動に伴い直進運動する構造を有する。例えば、ねじ軸１２ｂ、ナット部１２ｃは、いわゆるボールねじを構成するものであるとよい。すなわち、ねじ軸１２ｂに形成されるらせん状の溝内において転動する球状のボールが、ナット部１２ｃに内蔵されているとよい。なお、後述する駆動装置２２、３２においても同様に、いわゆるボールねじを採用するとよい。

例えば、ねじ軸１２ｂが時計回り又は反時計回りのいずれか一方向に回動した場合、ナット部１２ｃは左方に移動し、ねじ軸１２ｂが時計回り又は反時計周りのいずれか他方向に回動した場合、ナット部１２ｃは右方に移動するとよい。

モータ１２ａの駆動力によりねじ軸１２ｂが回動すると、ナット部１２ｃが、ねじ軸１２ｂが延びる方向に沿って直進運動する。これに伴い、ナット部１２ｃが固定される左右動揺フレーム１０が左右方向に移動する。

左右動揺フレーム１０の左右方向の移動に伴い、移動ブロック１３Ｆ、１３Ｂは、ガイドレール１１Ｆ、１１Ｂ上で左右方向に移動する。このような構成により、左右動揺フレーム１０は、ガイドレール１１Ｆ、１１Ｂにより、その移動が案内される。そのため、左右動揺フレーム１０の動作が安定する。

また、左右動揺フレーム１０の左右方向の往復移動に応じて、左右動揺フレーム１０の上方に設けられている前後動揺フレーム２０及び左右傾斜動揺フレーム３０も、左右方向に往復移動することとなる。

［前後方向の動揺］
動揺装置１００は、前後動揺フレーム２０を往復移動させる駆動装置２２と、前後動揺フレーム２０の往復移動を案内する一対のガイドレール２１Ｌ、１２Ｒと、を有する。図１の矢印Ｓ２は、前後動揺フレーム２０の移動方向を示している。

一対のガイドレール２１Ｌ、２１Ｒは、前後方向に、直線状に延びている。一対のガイドレール２１Ｌ、２１Ｒは、左右方向に互いに離間して、左右動揺フレーム１０に固定されている。

前後動揺フレーム２０の下面には、一対のガイドレール２１Ｌ、２１Ｒ上をそれぞれ移動する一対の移動ブロック２３Ｌ、２３Ｒが固定されている。移動ブロック２３Ｌ、２３Ｒはそれぞれ、ガイドレール２１Ｌ、２１Ｒの左側面及び右側面に形成されている前後方向に延びる溝に沿って移動可能に、ガイドレール２１Ｌ、２１Ｒに組付けられている。

駆動装置２２は、モータ２２ａと、モータ２２ａの駆動力により回動するねじ軸２２ｂと、ねじ軸２２ｂが挿通されているナット部２２ｃとを有する。ナット部２２ｃは、前後動揺フレーム２０の下面に固定されている。

ねじ軸２２ｂは、前後方向に延びており、その外周面にらせん状の溝が形成されている。ナット部２２ｃは、ねじ軸２２ｂの回動に伴い直進運動する構造を有する。例えば、ねじ軸２２ｂが時計回り又は反時計回りのいずれか一方向に回動した場合、ナット部２２ｃは前方に移動し、ねじ軸２２ｂが時計回り又は反時計周りのいずれか他方向に回動した場合、ナット部２２ｃは後方に移動するとよい。

モータ２２ａの駆動力によりねじ軸２２ｂが回動すると、ナット部２２ｃが、ねじ軸２２ｂが延びる方向に沿って直進運動する。これに伴い、ナット部２２ｃが固定される前後動揺フレーム２０が前後方向に移動する。

前後動揺フレーム２０の前後方向の移動に伴い、移動ブロック２３Ｆ、２３Ｂは、ガイドレール２１Ｆ、２１Ｂ上で前後方向に移動する。このような構成により、前後動揺フレーム２０は、ガイドレール２１Ｌ、２１Ｒにより、その移動が案内される。そのため、前後動揺フレーム２０の動作が安定する。

また、前後動揺フレーム２０の前後方向の往復移動に応じて、前後動揺フレーム２０の上方に設けられている左右傾斜動揺フレーム３０も、前後方向に往復移動することとなる。

［左右傾斜方向の動揺］
動揺装置１００は、左右方向に延びると共に、所定の曲率で湾曲した一対のガイドレール３１Ｆ、３１Ｂと、左右方向に直線状に延びる１のガイドレール３１Ｃと、左右傾斜動揺フレーム３０を往復移動させる駆動装置３２と、を有する。

第１の実施形態において、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂは、中心から左右方向の両端に向かうに従い上方に向かうように湾曲する円弧状である。

なお、図中においては、左右傾斜動揺フレーム３０に覆われる部分の構成を分かりやすくするため、左右傾斜動揺フレーム３０を想像線（２点鎖線）で示している。なお、左右傾斜動揺フレーム３０は透明性を有する部材からなるものであり、実際に左右傾斜動揺フレーム３０に覆われる部分は外部から視認できるものであってもよい。

上述の前後動揺フレーム２０は、平面形状が矩形の平板２０ａと、平板２０ａの前端において上方に起立する前側板２０Ｆと、平板２０ａの後端において上方に起立する後側板２０Ｂとを含む。

ガイドレール３１Ｆは、前後動揺フレーム２０（左右傾斜動揺フレーム３０の別体の基台に相当）の前側板２０Ｆの前面に固定されており、ガイドレール３１Ｂは、前後動揺フレーム２０の後側板２０Ｂの後面に固定されている。また、ガイドレール３１Ｃは、前後動揺フレーム２０の平板２０ａの上面に固定されている。

左右傾斜動揺フレーム３０は、被動揺体である座席が直接的又は間接的に載置される載置部３０ａと、載置部３０ａから下方に延びると共に載置部３０ａを支持する前支持部３０Ｆと、載置部３０ａから下方に延びると共に載置部３０ａを支持する後支持部３０Ｂとを含む。

載置部３０ａは、平面形状が矩形の平板である。前支持部３０Ｆは、載置部３０ａの前端から下方に延びる平板である。後支持部３０Ｂは、載置部３０ａの後端から下方に延びる平板である。

前支持部３０Ｆの内面（後面）には、移動ブロック３３Ｆが固定されている。また、後支持部３０Ｂの内面（前面）には、移動ブロック３３Ｂが固定されている。移動ブロック３３Ｆ、３３Ｂはそれぞれ、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂの上側面及び下側面に形成されている左右方向に延びる溝に沿って移動可能に、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂに組付けられている。

なお、図示は省略するが、移動ブロック３３Ｆ、３３Ｂには、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂに形成されている溝内で転動する球状のボールが内蔵されているとよい。このような構成を採用することにより、移動ブロック３３Ｆ、３３Ｂは、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂ上をスムーズに移動することが可能となる。これは、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂのように湾曲した形状を有するガイドレール上に沿うように移動する移動ブロックの移動をスムーズにさせるために特に有効な構造である。なお、移動ブロック１３Ｆ、１３Ｂ等、他の移動ブロックにおいても、ガイドレール上で転動する球状のボールが内蔵される構造を採用してもよい。

駆動装置３２は、モータ３２ａと、モータ３２ａの駆動力により回動するねじ軸３２ｂと、ねじ軸３２ｂが挿通されているナット部３２ｃとを有する。

ねじ軸３２ｂは、左右方向に延びており、その外周面にらせん状の溝が形成されている。ナット部３２ｃは、ねじ軸３２ｂの回動に伴い直進運動する構造を有する。

例えば、ねじ軸３２ｂが時計回り又は反時計回りのいずれか一方に回動した場合、ナット部３２ｃは左方に移動し、ねじ軸３２ｂが時計回り又は反時計周りのいずれか他方に回動した場合、ナット部３２ｃは右方に移動するとよい。

モータ３２ａの駆動力によりねじ軸３２ｂが回動すると、ナット部３２ｃが、ねじ軸３２ｂが延びる方向に沿って直進運動する。

また、ナット部３２ｃの下面には、移動ブロック３３Ｃが固定されている。移動ブロック３３Ｃは、ガイドレール３１Ｃの前側面及び後側面に形成されている左右方向に延びる溝に沿って移動可能に、ガイドレール３１Ｃに組付けられている。

さらに、ナット部３２ｃの前側面には、上下方向に延びる前上下ガイドレール３２１ｃＦが固定されており、ナット部３２ｃの後側面には、上下方向に延びる後上下ガイドレール３２１ｃＢが固定されている。

また、前上下ガイドレール３２１ｃＦには、移動ブロック３２２ｃＦが上下移動可能に、前上下ガイドレール３２１ｃＦに組付けられており、後上下ガイドレール３２１ｃＢには、移動ブロック３２２ｃＢが上下移動可能に、後上下ガイドレール３２１ｃＢに組付けられている。

移動ブロック３２２ｃＦには、前方に延びる前支持軸３２３ｃＦが固定されている。また、移動ブロック３２２ｃＢには、後方に延びる後支持軸３２３ｃＢが固定されている。図１等に示すように、前支持軸３２３ｃＦ及び後支持軸３２３ｃＢは、円柱形状である。

前支持軸３２３ｃＦは、その前端部が、左右傾斜動揺フレーム３０の前支持部３０Ｆに形成される軸受け溝３０１Ｆに嵌められている。軸受け溝３０１Ｆは、前支持部３０Ｆを回動可能に支持している。

後支持軸３２３ｃＢは、その後端部が、左右傾斜動揺フレーム３０の後支持部３０Ｂに形成される軸受け溝３０１Ｂに嵌められている。軸受け溝３０１Ｂは、後支持部３０Ｂを回動可能に支持している。

以下、左右傾斜動揺フレーム３０の動作の詳細について説明する。なお、図３に示す矢印Ｓ３１は、左右傾斜動揺フレーム３０が右傾斜する際の各部の移動方向を示している。後述のように、各部の動きは連動しており、矢印Ｓ３１への移動は同時に行われるものである。同様に、図４に示す矢印Ｓ３２は、左右傾斜動揺フレーム３０が左傾斜する際の各部の移動方向を示している。矢印Ｓ３２への移動も同時に行われるものである。

図２は、動揺装置１００において、左右傾斜動揺フレーム３０の載置部３０ａが、基台４０と平行である状態を示している。すなわち、左右傾斜動揺フレーム３０が傾斜していない状態を示している。図３は、動揺装置１００において、図２に示す状態から、ナット部３２ｃが右方に移動することで、左右傾斜動揺フレーム３０の載置部３０ａが、基台４０に対して傾いた状態を示している。すなわち、左右傾斜動揺フレーム３０が右傾斜した状態を示している。図４は、動揺装置１００において、図２に示す状態から、ナット部３２ｃが左方に移動することで、左右傾斜動揺フレーム３０の載置部３０ａが、基台４０に対して傾いた状態を示している。すなわち、左右傾斜動揺フレーム３０が左傾斜した状態を示している。

モータ３２ａの駆動力によりねじ軸３２ｂが回動すると、ナット部３２ｃが、ねじ軸３２ｂが延びる方向に沿って移動する。すなわち、ナット部３２ｃが左右方向に移動する。ナット部３２ｃの左右方向の移動に伴い、前支持軸３２３ｃＦ及び後支持軸３２３ｃＢが、左右方向に移動する。また、前支持軸３２３ｃＦ及び後支持軸３２３ｃＢに支持される左右傾斜動揺フレーム３０が、左右方向に移動する。

この際、左右傾斜動揺フレーム３０の前支持部３０Ｆに固定される移動ブロック３３Ｆは、ガイドレール３１Ｆに沿うように移動する。すなわち、移動ブロック３３Ｆは、ガイドレール３１Ｆの中心から右方に移動するに従い、ガイドレール３１Ｆの形状に合わせてその姿勢を傾斜させながら上方に移動し、ガイドレール３１Ｆの中心から左方に移動するに従い、ガイドレール３１Ｆの形状に合わせてその姿勢を傾斜させながら上方に移動する。

同様に、左右傾斜動揺フレーム３０の後支持部３０Ｂに固定される移動ブロック３３Ｂは、ガイドレール３１Ｂに沿うように移動する。すなわち、移動ブロック３３Ｂは、ガイドレール３１Ｂの中心から右方に移動するに従い、ガイドレール３１Ｂの形状に合わせてその姿勢を傾斜させながら上方に移動し、ガイドレール３１Ｂの中心から左方に移動するに従い、ガイドレール３１Ｂの形状に合わせてその姿勢を傾斜させながら移動する。

移動ブロック３３Ｆ及び移動ブロック３３Ｂが、姿勢を傾斜させながら上方に移動するのに伴い、移動ブロック３３Ｆ及び移動ブロック３３Ｂが固定されている左右傾斜動揺フレーム３０の前支持部３０Ｆ及び後支持部３０Ｂも、姿勢を傾斜させながら上方に移動する。

また、前支持部３０Ｆ及び後支持部３０Ｂが、その姿勢を傾斜させながら上方に移動するのに伴い、前支持軸３２３ｃＦ及び後支持軸３２３ｃＢが上方に移動する。この際、前支持部３０Ｆ及び後支持部３０Ｂの傾斜による回転方向の動きは、前支持軸３２３ｃＦ及び後支持軸３２３ｃＢと、それらの軸受け溝３０１Ｆ及び軸受け溝３０１Ｂとが相対的に回転することにより吸収される。

また、前支持軸３２３ｃＦ及び後支持軸３２３ｃＢが上方に移動するのに伴い、移動ブロック３２２ｃＦ及び移動ブロック３２２ｃＢが上方に移動する。この際、移動ブロック３２２ｃＦ及び移動ブロック３２２ｃＢはそれぞれ、前上下ガイドレール３２１ｃＦ及び後上下ガイドレール３２１ｃＢに沿って上方に移動する。

以上説明した第１の実施形態に係る動揺装置１００においては、被動揺体である座席を、前後方向、左右方向、及び左右傾斜方向に動揺させることができる。このように３方向の動きを実現することにより、ユーザにより臨場感のある体験をさせることができる。また、左右動揺フレーム１０、前後動揺フレーム２０、左右傾斜動揺フレーム３０がそれぞれ、それらに固定される移動ブロックが組付けられるガイドレールに沿って移動する構成を採用するため、各動揺フレームの往復移動が安定する。これにより、被動揺体である座席を所望の動きとすることができる。また、第１の実施形態の構成においては、従来例として説明した伸縮シリンダを用いた構成と比較して、上下方向の大きさを小型化することができる。そのため、動揺装置１００を配置するスペースの制限が抑制される。

また、左右傾斜動揺フレーム３０において、前支持部３０Ｆ及び後支持部３０Ｂが載置部３０ａから下方に延びており、その前支持部３０Ｆ及び後支持部３０Ｂに移動ブロック３３Ｆ、３３Ｂが固定される構成を採用することより、ナット部３２ｃの移動スペースを確保することができ、かつ上下方向に装置が大型化することを抑制することができる。

なお、第１の実施形態においては、載置部３０ａの前後にそれぞれ支持部が設けられている例について示したが、これに限られず、支持部は前又は後のいずれか一方のみに設けられる構成であっても構わない。

なお、左右動揺フレーム１０と、前後動揺フレーム２０と、左右傾斜動揺フレーム３０は、独立した駆動装置により駆動されるものであり、同じタイミングで駆動させることも可能である。例えば、駆動装置１２により左右動揺フレーム１０を左右に往復移動させつつ、駆動装置２２により前後動揺フレーム２０を前後に往復移動させることも可能である。これにより、座席を左右方向及び前後方向に同時に動揺させることができる。

また、例えば、左右傾斜動揺フレーム３０を傾斜させた状態で、左右動揺フレーム１０を左右に往復移動させることもできる。これにより、遠心力が加わり、かつ車両が左右に振動している状況を、座席に座るユーザに体験させることができる。

なお、第１の実施形態においては、下方から順に、左右動揺フレーム１０、前後動揺フレーム２０、左右傾斜動揺フレーム３０を設ける構成を示したが、各動揺フレームの配置順はこれに限られるものではない。例えば、左右動揺フレーム１０又は前後動揺フレーム２０が、左右傾斜動揺フレーム３０の上方に設けられていてもよい。この場合、左右傾斜動揺フレーム３０の載置部３０ａには、左右動揺フレーム１０又は前後動揺フレーム２０を介して、被動揺体である座席が載置されることとなる。このように、載置部３０ａには、動揺装置１００の一部を構成する部材を介して、間接的に座席が載置されるものであってもよい。

ただし、左右傾斜動揺フレーム３０を最も上に設けるのが好ましい。左右傾斜動揺フレーム３０を最も上に設けることにより、左右傾斜動揺フレーム３０を駆動させるためのトルクを最小限にすることができるためである。

なお、動揺装置１００は、少なくとも、左右傾斜動揺フレーム３０を有しているとよい。すなわち、左右動揺フレーム１０及び前後動揺フレーム２０は必須ではない。例えば、動揺装置１００は、左右動揺フレーム１０を有しておらず、前後動揺フレーム２０と左右傾斜動揺フレーム３０とを有するものであってもよい。

なお、第１の実施形態においては、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂに移動ブロック３３Ｆ、３３Ｂが組付けられる構成を示したが、これに限られない。例えば、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂの上下にそれぞれ配置されると共に、左右傾斜動揺フレーム３０の移動に伴ってガイドレール３１Ｆ、３１Ｂ上で回動する車輪等が設けられていてもよい。

なお、第１の実施形態においては、中心から左右方向の両端に向かうに従い上方に向かうように湾曲した円弧状のガイドレール３１Ｆ、３１Ｂを示したが、これに限られない。例えば、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂは、中心から左右方向の両端に向かうに従い下方に向かうように湾曲した円弧状であってもよい。

また、第１の実施形態においては、湾曲するガイドレール３１Ｆ、３１Ｂの曲率を一定としたため、ガイドレール３１Ｆ、３１Ｂ上を移動する移動ブロック３３Ｆ、３３Ｂの移動がスムーズかつ安定する。ただし、湾曲するガイドレール３１Ｆ、３１Ｂの曲率は一定でなくても構わない。

なお、第１の実施形態においては、ガイドレール１１Ｆ、１１Ｂ等のガイドレールが一対（２本）設けられる例について示したが、これに限らず、ガイドレールは１本であってもよいし、３本以上あってもよい。

なお、第１の実施形態においては、左右方向、前後方向、及び左右傾斜方向の動きを可能にする構成を採用したが、動揺装置１００を設置する向きを９０度変えることにより、前後方向、左右方向、及び前後傾斜方向の動きを可能にしてもよい。すなわち、駆動装置３２のねじ軸３２ｂが延びる方向を前後方向となるように、動揺装置１００を配置するとよい。その場合、左右傾斜動揺フレーム３０が、前後傾斜するように動作することとなる。それにより、車両が前方又は後方に勾配する道を走行するような状況を、ユーザに体験させることが可能となる。

なお、第１の実施形態においては、左右動揺フレーム１０と前後動揺フレーム２０とが互いに直交する方向に移動する例について示したが、これに限らず、少なくとも左右動揺フレーム１０と前後動揺フレーム２０とが互いに交差するように移動可能であればよい。左右傾斜動揺フレーム３０についても同様である。すなわち、左右傾斜動揺フレーム３０を往復移動させるねじ軸３２ｂが延びる方向は、左右動揺フレーム１０及び前後動揺フレーム２０が移動する方向に対して直交又は平行であるものに限られない。

［第２の実施形態］
次に、図６を参照して、第２の実施形態に係る動揺装置２００について説明する。なお、第１の実施形態に係る動揺装置１００と同様の構成については同じ符号を用いて、その詳細な説明は省略する。

動揺装置２００は、動揺装置１００の左右傾斜動揺フレーム３０上に、さらに前後傾斜動揺フレーム５０を備える構成である。すなわち、左右方向、前後方向、及び左右傾斜方向に加えて、前後傾斜方向の動きを可能にする構成である。これにより、車両が前方又は後方に勾配する道を走行するような状況を、ユーザに体験させることが可能となる。

動揺装置２００は、前後方向に延びると共に、所定の曲率で湾曲した一対のガイドレール５１Ｌ、５１Ｒと、前後方向に延びる１のガイドレール５１Ｃと、前後傾斜動揺フレーム５０を往復移動させる駆動装置５２と、を有する。

ガイドレール５１Ｌ、５１Ｒは、中心から前後方向の両端に向かうに従い上方に向かうように湾曲する円弧状である。

また、第２の実施形態において、左右傾斜動揺フレーム３０（被支持部）は、その左端において上方に起立する左側板１３０Ｌと、その右端において上方に起立する右側板１３０Ｒとを含む。

ガイドレール５１Ｌは、左右傾斜動揺フレーム３０の左側板１３０Ｌの左面に固定されており、ガイドレール５１Ｒは、左右傾斜動揺フレーム３０の右側板１３０Ｒの右面に固定されている。また、ガイドレール５１Ｃは、左右傾斜動揺フレーム３０の上面に固定されている。なお、左右傾斜動揺フレーム３０は、左側板１３０Ｌ及び右側板１３０Ｒを有していなくてもよい。その場合、左右傾斜動揺フレーム３０は、その左面においてガイドレール５１Ｌを固定できる程度の幅を有しており、その右面においてガイドレール５１Ｒを固定できる程度の幅を有しているとよい。

前後傾斜動揺フレーム５０は、被動揺体である座席が直接的又は間接的に載置される載置部５０ａと、載置部５０ａから下方に延びると共に載置部５０ａを支持する左支持部５０Ｌと、載置部５０ａから下方に延びると共に載置部５０ａを支持する右支持部５０Ｒとを含む。

載置部５０ａは、平面形状が矩形の平板である。左支持部５０Ｌは、載置部５０ａの左端から下方に延びる平板である。右支持部５０Ｒは、載置部５０ａの右端から下方に延びる平板である。

左支持部５０Ｌの内面（右面）には、移動ブロック５３Ｌが固定されている。また、右支持部５０Ｒの内面（左面）には、移動ブロック５３Ｒが固定されている。移動ブロック５３Ｌ、５３Ｒはそれぞれ、ガイドレール５１Ｌ、５１Ｒの上側面及び下側面に形成されている前後方向に延びる溝に沿って移動可能に、ガイドレール５１Ｌ、５１Ｒに組付けられている。

駆動装置５２は、モータと、モータの駆動力により回動するねじ軸５２ｂと、ねじ軸３２ｂが挿通されているナット部５２ｃとを有する。

ねじ軸５２ｂは、前後方向に延びており、その外周面にらせん状の溝が形成されている。ナット部５２ｃは、ねじ軸３２ｂの回動に伴い直進運動する構造を有する。

例えば、ねじ軸５２ｂが時計回り又は反時計回りのいずれか一方に回動した場合、ナット部５２ｃは前方に移動し、ねじ軸５２ｂが時計回り又は反時計周りのいずれか他方に回動した場合、ナット部５２ｃは後方に移動するとよい。

モータの駆動力によりねじ軸５２ｂが回動すると、ナット部５２ｃが、ねじ軸５２ｂが延びる方向に沿って直進運動する。

また、ナット部５２ｃの下面には、移動ブロック５３Ｃが固定されている。移動ブロック５３Ｃは、ガイドレール５１Ｃの左側面及び右側面に形成されている前後方向に延びる溝に沿って移動可能に、ガイドレール５１Ｃに組付けられている。

さらに、ナット部５２ｃの左側面には、上下方向に延びる左上下ガイドレール５２１ｃＬが固定されており、ナット部５２ｃの右側面には、上下方向に延びる右上下ガイドレール５２１ｃＲが固定されている。

また、左上下ガイドレール５２１ｃＬには、移動ブロック５２２ｃＬが上下移動可能に、左上下ガイドレール５２１ｃＬに組付けられており、右上下ガイドレール５２１ｃＲには、移動ブロック５２２ｃＲが上下移動可能に、右上下ガイドレール５２１ｃＲに組付けられている。

移動ブロック５２２ｃＬには、左方に延びる左支持軸５２３ｃＬが固定されている。また、移動ブロック５２２ｃＲには、右方に延びる右支持軸５２３ｃＲが固定されている。

左支持軸５２３ｃＬは、その左端部が、前後傾斜動揺フレーム５０の左支持部５０Ｌに形成される軸受け溝に嵌められている。この軸受け溝は、左支持部５０Ｌを回動可能に支持している。

右支持軸５２３ｃＲ、その右端部が前後傾斜動揺フレーム５０の右支持部５０Ｒに形成される軸受け溝に嵌められている。この軸受け溝は、右支持部５０Ｒを回動可能に支持している。

以上説明した構成を有する前後傾斜動揺フレーム５０は、第１の実施形態で説明した左右傾斜動揺フレーム３０と移動方向は異なるが、同様の原理により動揺する。

第２の実施形態に係る動揺装置２００においては、４方向の動揺を可能にすることで、ユーザにより臨場感のある体験をさせることができる。

Claims

被動揺体を動揺させる動揺装置であって、
前記被動揺体が直接的又は間接的に載置される第１の載置部と、該第１の載置部から下方に延びると共に、前記第１の載置部を支持する第１の支持部と、を含む第１の動揺フレームと、
前記第１の動揺フレームを往復移動させる第１の駆動装置と、
前記第１の動揺フレームとは別体の第１の基台と、
前記第１の基台に設けられており、前記第１の動揺フレームの往復移動を案内する第１のガイドレールと、
第２の動揺フレームと、
前記第２の動揺フレームを往復移動させる第２の駆動装置と、
前記第２の動揺フレームとは別体の第２の基台と、
前記第２の基台に設けられており、前記第２の動揺フレームの往復移動を案内する、直線状の第２のガイドレールと、
第３の動揺フレームと、
前記第３の動揺フレームを往復移動させる第３の駆動装置と、
前記第３の動揺フレームとは別体の第３の基台と、
前記第３の基台に設けられており、前記第３の動揺フレームの移動を案内する、前記第２のガイドレールが延びる方向に交差する方向に延びる、直線状の第３のガイドレールと、
を有し、
前記第１のガイドレールは、前記第１の動揺フレームの往復移動に伴い前記第１の載置部を傾斜させるように上下方向に湾曲している、
動揺装置。
前記第１の基台は、前記第２の動揺フレーム又は前記第３の動揺フレームである、
請求項１に記載の動揺装置。
被動揺体を動揺させる動揺装置であって、
前記被動揺体が直接的又は間接的に載置される第１の載置部と、該第１の載置部から下方に延びると共に、前記第１の載置部を支持する第１の支持部と、を含む第１の動揺フレームと、
前記第１の動揺フレームを往復移動させる第１の駆動装置と、
前記第１の動揺フレームとは別体の第１の基台と、
前記第１の基台に設けられており、前記第１の動揺フレームの往復移動を案内する第１のガイドレールと、
被支持部と、該被支持部から下方に延びると共に、前記被支持部を支持する第２の支持部と、を含む第４の動揺フレームと、
前記第４の動揺フレームを、前記第１の動揺フレームが往復移動する方向に交差する方向に往復移動させる第４の駆動装置と、
前記第４の動揺フレームとは別体の第４の基台と、
前記第４の基台に設けられており、前記第４の動揺フレームの往復移動を案内する第４のガイドレールと、
を有し、
前記第１のガイドレールは、前記第１の動揺フレームの往復移動に伴い前記第１の載置部を傾斜させるように上下方向に湾曲しており、
前記第４のガイドレールは、前記第４の動揺フレームの往復移動に伴い前記被支持部を傾斜させるように上下方向に湾曲している、
動揺装置。
前記第１の基台は、前記被支持部である、
請求項３に記載の動揺装置。
被動揺体を動揺させる動揺装置であって、
前記被動揺体が直接的又は間接的に載置される第１の載置部と、該第１の載置部から下方に延びると共に、前記第１の載置部を支持する第１の支持部と、を含む第１の動揺フレームと、
前記第１の動揺フレームを往復移動させる第１の駆動装置と、
前記第１の動揺フレームとは別体の第１の基台と、
前記第１の基台に設けられており、前記第１の動揺フレームの往復移動を案内する第１のガイドレールと、
を有し、
前記第１のガイドレールは、前記第１の動揺フレームの往復移動に伴い前記第１の載置部を傾斜させるように上下方向に湾曲しており、
前記第１の駆動装置は、モータと、該モータの駆動力により回動するねじ軸と、該ねじ軸が挿通されており、前記ねじ軸の回動に伴い往復移動する構造を有し、前記ねじ軸の回動に伴う往復移動により前記第１の支持部を往復移動させるナット部と、を含み、
前記ナット部には、上下方向に延びる上下ガイドレールが設けられており、
前記第１の支持部を回動可能に支持する支持軸と、
前記支持軸に設けられると共に、前記上下ガイドレールに沿って上下移動する上下移動ブロックと、
を有する、
動揺装置。
前記第１の基台は、上方に延びる側壁を有し、
前記第１のガイドレールは、前記側壁の側面に設けられている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の動揺装置。
前記第１の支持部には、前記第１のガイドレールに沿って移動する移動ブロックが固定されている、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の動揺装置。
前記第１のガイドレールは、一定の曲率で湾曲している、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の動揺装置。
前記第１のガイドレールは、その延伸方向の両端に向かうに従い上方に向けて湾曲している、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の動揺装置。
前記第１のガイドレールは、その延伸方向の両端に向かうに従い下方に向けて湾曲している、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の動揺装置。