JPH1130950A - 乗車用シミュレーション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成および制御で、模擬乗車部を所望の
運転挙動に確実に動作させることを可能にする。 【解決手段】搭乗者１６が操作可能な模擬乗車部１８
と、この模擬乗車部１８の両側に設けられる第１および
第２回動支持点３２、３４に連結される第１および第２
駆動機構３６、３８とを備え、前記第１および第２駆動
機構３６、３８は、前記模擬乗車部１８をロール軸２２
および／またはピッチ軸２６の回りに回動自在である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、模擬乗車部を使用
してライディングシミュレーションを行う乗車用シミュ
レーション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、人間が搭乗して操作可能な模
擬乗車部を有したシミュレーション装置が遊戯用とし
て、あるいは運転教育用として広く使用されている。

【０００３】この種のシミュレーション装置として、例
えば、特開平５−２５７９２２号公報に開示されている
６自由度パラレルリンク機構を用いた操船シミュレータ
（以下、従来例１という）や、特開平３−９７４８４号
公報に開示されている駆動装置（以下、従来例２とい
う）等が知られている。

【０００４】上記従来例１は、運転室が取り付けられて
いるモーションベースが、固定ベースに対して３点支持
されており、駆動機構としての６本の油圧シリンダと各
油圧シリンダ毎に取り付けられた電気油圧サーボ弁とを
備えている。一方、上記従来例２は、ドライブビデオゲ
ーム装置のプレーヤー台を駆動する駆動装置であり、ボ
ールねじとボールナットとを用いてプレーヤー台を上下
方向に揺動させるように構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来例１では、３点支持のパラレルリンク機構を採用す
るため、６本の油圧シリンダと各油圧シリンダ毎に取り
付けられた６個の電気油圧サーボ弁とが必要である。従
って、装置全体が相当に高価なものになるとともに、制
御が煩雑化するという問題が指摘されている。

【０００６】一方、上記の従来例２では、乗車部である
プレーヤー台が上下方向にのみ揺動するだけであり、二
輪車や四輪車等の現実感ある模擬運転を可能にするため
のピッチ挙動を模擬動作させることができない。これに
より、実走行に近似した模擬運転が達成されないという
問題がある。

【０００７】本発明は、この種の問題を解決するもので
あり、模擬乗車部にロールやピッチ等の種々の模擬動作
を行わせることができ、しかも構成が簡素化しかつ製造
費を有効に削減することが可能な乗車用シミュレーショ
ン装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明に係る乗車用シミュレーション装置では、
模擬乗車部が互いに交差する第１および第２軸部材を介
して基台に対し回動自在に支持されるとともに、この模
擬乗車部の両側に設けられた第１および第２回動支点に
連結された第１および第２駆動機構の作用下に、前記模
擬乗車部が種々の方向に回動することができる。

【０００９】ここで、第１および第２駆動機構が、同時
にかつ同一方向に駆動されると、模擬乗車部は、例え
ば、第２の軸回りにピッチ回動を行う。一方、第１およ
び第２駆動機構が、それぞれ反対方向にかつ同時に駆動
されると、模擬乗車部は、例えば、第１の軸回りにロー
ル回動を行う。さらに、第１駆動機構または第２駆動機
構の一方のみが駆動されると、模擬乗車部は第１の軸回
りおよび第２の軸回りに一体的に回動する。これによ
り、簡単な構成および制御で、模擬乗車部を所望の運転
動作に確実に駆動制御することが可能になる。

【００１０】また、本発明では、第１および第２駆動機
構が、第１および第２リンク手段に連結される第１およ
び第２リニアアクチュエータを備えている。このため、
第１および第２駆動機構の制御が一層簡素化するととも
に、製造費を有効に削減することができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
に係る乗車用シミュレーション装置１０の概略側面説明
図であり、図２は、前記シミュレーション装置１０の要
部斜視説明図である。

【００１２】シミュレーション装置１０は、床面１２上
に固定自在な基台１４を備え、この基台１４には、搭乗
者１６が操作可能な模擬乗車部１８が、後述するように
所定方向に揺動自在に装着される。基台１４上には、支
持枠２０が立設されており、この支持枠２０にＸ軸（第
１の軸）回りに回動自在なロール軸（第１軸部材）２２
がベアリング２４を介して配設される。

【００１３】ロール軸２２上には、Ｘ軸に交差するＹ軸
（第２の軸）回りに回動自在なピッチ軸（第２軸部材）
２６が支持される。図３に示すように、ピッチ軸２６
は、模擬乗車部１８を構成する二輪用の車体フレーム２
８の下部側にベアリング３０を介して回動自在に配設さ
れる。

【００１４】図１、図２および図４に示すように、車体
フレーム２８の両側先端近傍には、第１および第２回動
支持点３２、３４が設けられ、この第１および第２回動
支持点３２、３４には、模擬乗車部１８をＸ軸回りおよ
び／またはＹ軸回りに回動自在な第１および第２駆動機
構３６、３８が連結される。第１および第２駆動機構３
６、３８は、車体フレーム２８の第１および第２回動支
持点３２、３４に一端側が連結される第１および第２リ
ンク手段４０、４２と、前記第１および第２リンク手段
４０、４２の他端側に連結される第１および第２直動モ
ータ（リニアアクチュエータ）４４、４６とを備える。

【００１５】第１および第２直動モータ４４、４６は、
電動パワーステアリングを内蔵しており、ロール軸２２
と平行に配設される。第１直動モータ４４の一端側（車
長方向）から延在するボールねじ４８は、基台１４上の
端部に立設された受台５０に対し回転自在に支持されて
いる。この第１直動モータ４４の駆動作用下に矢印Ａ方
向に進退変位する可動ケーシング５２には、第１リンク
手段４０を構成するアーム部５４が膨出形成される。

【００１６】第１リンク手段４０は、支持枠２０に対し
てＹ軸方向に平行な軸線を有して支持される揺動軸５６
を備え、この揺動軸５６の一端側にベアリング５８を介
して回動筒体６０が回動自在に支持される（図４参
照）。回動筒体６０の外周部から外方に膨出して支持部
６２が設けられ、この支持部６２に支軸６４を介してア
ーム部５４が係合する。回動筒体６０の外周部には、リ
ンク片６６の一端が固着されるとともに、このリンク片
６６の他端には、連結ロッド６８が固定される（図１お
よび図２参照）。この連結ロッド６８は、車体フレーム
２８の一側部に設けられている第１回動支持点３２に取
着される。

【００１７】第２駆動機構３８は、上記の第１駆動機構
３６と同様に構成されており、同一の構成要素には同一
の参照符号を付してその詳細な説明は省略する。

【００１８】図１に示すように、車体フレーム２８にハ
ンドル７０が設けられるとともに、この車体フレーム２
８の内部には、前記ハンドル７０に所定の挙動を付与す
べく直動モータ７２が装着される。基台１４は、所望の
走行状態を画面に表示するディスプレイを備えたディス
プレイボックス７４に着脱自在に連結されている。

【００１９】このように構成される第１の実施形態に係
るシミュレーション装置１０の動作について、以下に説
明する。

【００２０】搭乗者１６が、ハンドル７０に設けられて
いる図示しないアクセルやブレーキを操作するととも
に、模擬乗車部１８上での前記搭乗者１６の体重移動方
向や移動量が検出されると、第１および第２駆動機構３
６、３８が駆動制御される。例えば、搭乗者１６が、ア
クセル操作またはブレーキ操作を行えば、第１および第
２駆動機構３６、３８が同時にかつ同一方向に駆動制御
される。

【００２１】すなわち、第１直動モータ４４が駆動さ
れ、ボールねじ４８が所定方向に回転されると、このボ
ールねじ４８の端部が受台５０に回転可能でかつ移動不
能に支持されているため、前記第１直動モータ４４を構
成する可動ケーシング５２が、例えば、矢印Ａ１方向に
移動する（図５参照）。従って、可動ケーシング５２に
形成されているアーム部５４に支軸６４を介して係合す
る支持部６２が、揺動軸５６を支点にして矢印Ａ１方向
に揺動し、この支持部６２を設けた回動筒体６０が矢印
Ｂ方向に回動する。回動筒体６０の外周部に設けられた
リンク片６６が矢印Ｂ方向に揺動し、このリンク片６６
の揺動先端側に連結ロッド６８を介して係合する第１回
動支持点３２には、上方に向かう押圧力が作用する。

【００２２】一方、第２直動モータ４６も同様にして駆
動され、可動ケーシング５２が矢印Ａ１方向に移動す
る。このため、車体フレーム２８の第２回動支持点３４
には、第２リンク手段４２を介して第１回動支持点３２
と同一方向（上方に向かう方向）に押圧力が付与され
る。これにより、車体フレーム２８は、図５に示すよう
に、ピッチ軸２６を支点にして後倒れされ、模擬乗車部
１８上の搭乗者１６には、加速操作時の挙動が再現され
る。

【００２３】また、第１および第２直動モータ４４、４
６を構成するそれぞれの可動ケーシング５２が、矢印Ａ
２方向に同時にかつ同一距離だけ変位すると、車体フレ
ーム２８の両側の第１および第２回動支持点３２、３４
には、第１および第２リンク手段４０、４２を介して下
方向に向かう引張力が付与される（図６参照）。従っ
て、車体フレーム２８は、ピッチ軸２６を支点にして前
倒れされ、模擬乗車部１８上の搭乗者１６には、ブレー
キング時の挙動が再現されることになる。

【００２４】さらにまた、第１および第２駆動機構３
６、３８が互いに反対方向にかつ同時に駆動されること
により、模擬乗車部１８上の搭乗者１６に対し、例え
ば、コーナーリング時のロール挙動が再現される。すな
わち、第１直動モータ４４を構成する可動ケーシング５
２が矢印Ａ２方向に移動するとともに、第２直動モータ
４６を構成する可動ケーシング５２が矢印Ａ１方向に移
動する。

【００２５】このため、第１回動支持点３２には、第１
リンク手段４０を介して上方向への押圧力が付与される
とともに、第２回動支持点３４には、第２リンク手段４
２を介して下方向への引張力が付与される。これによ
り、車体フレーム２８は、ロール軸２２とピッチ軸２６
との係合位置を支点にして車幅方向に対して搭乗者１６
の左側を下方にするように傾動する（図７Ａ参照）。

【００２６】一方、第１直動モータ４４を構成する可動
ケーシング５２が矢印Ａ１方向に移動するとともに、第
２直動モータ４６を構成する可動ケーシング５２が矢印
Ａ２方向に移動すると、第１および第２リンク手段４
０、４２を介して、第１回動支持点３２に下方向への引
張力が作用し、第２回動支持点３４に上方向への押圧力
が作用する。従って、模擬乗車部１８の搭乗者１６は、
図７Ｂに示す通常走行姿勢から図７Ｃに示す車幅方向右
側を下方に向けて傾動する姿勢になる。

【００２７】さらに、第１および第２駆動機構３６、３
８のいずれか一方のみを駆動することにより、模擬乗車
部１８上の搭乗者１６に対し、Ｘ軸回りとＹ軸回りの回
転、すなわち、ロール方向とピッチ方向との２つの回動
（挙動）を同時に付与することができる。例えば、図８
に示すように、第２駆動機構３８を停止させた状態で、
第１駆動機構３６を駆動して第１直動モータ４４の可動
ケーシング５２を矢印Ａ２方向に移動させると、第１リ
ンク手段４０を介して第１回動支持点３２に下方向への
引張力が作用する。これにより、車体フレーム２８は、
Ｘ軸回りおよびＹ軸回りに同時に回動し、模擬乗車部１
８上の搭乗者１６には左斜め前方側が下方に傾動する挙
動が再現される（図８参照）。

【００２８】なお、第１直動モータ４４の可動ケーシン
グ５２のみを矢印Ａ１方向に移動させれば、搭乗者１６
には、左斜め前方が上方に傾動する挙動が付与される一
方、第２駆動機構３８のみを駆動すれば、第１駆動機構
３６とは反対の挙動が得られることになる。

【００２９】この場合、第１の実施形態では、模擬乗車
部１８をＸ軸回りおよび／またはＹ軸回りに回動させる
ために第１および第２駆動機構３６、３８を備えるとと
もに、この第１および第２駆動機構３６、３８が、それ
ぞれのボールねじ４８の回転によって矢印Ａ方向に進退
する可動ケーシング５２を備えている。このため、第１
および第２駆動機構３６、３８の構成が一挙に簡素化す
るとともに、駆動制御が簡単なものとなり、シミュレー
ション装置１０全体のコストを有効に低減することがで
きるという効果が得られる。

【００３０】しかも、実質的に２台の直動機構である第
１および第２直動モータ４４、４６を備えるだけで、模
擬乗車部１８にロール方向およびピッチ方向の挙動を個
別あるいは同時に付与することが可能になり、全体構造
を一挙に簡素化することができる。

【００３１】図９は、本発明の第２の実施形態に係る乗
車用シミュレーション装置１００の概略側面説明図であ
り、図１０は、本発明の第３の実施形態に係る乗車用シ
ミュレーション装置１２０の概略側面説明図である。な
お、第１の実施形態に係るシミュレーション装置１０と
同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細
な説明は省略する。

【００３２】図９に示すように、第２の実施形態に係る
シミュレーション装置１００は、搭乗者１６が操作可能
なスクータ（三輪）用模擬乗車部１０２を備える。この
模擬乗車部１０２を構成する車体フレーム１０４は、ス
テップ部を含めた底部１０６が基台１４側に近接してお
り、この底部１０６に設けられたピッチ軸２６が前記基
台１４に支持されているロール軸２２上に係合してい
る。底部１０６の両側には、第１および第２回動支持点
３２、３４が設けられ、この第１および第２回動支持点
３２、３４が第１および第２駆動機構３６、３８に連結
されている。

【００３３】このように構成されるシミュレーション装
置１００では、スクータ用模擬乗車部１０２を有してい
るために、車体フレーム１０４の形状が第１の実施形態
に係るシミュレーション１０を構成する二輪用の車体フ
レーム２８とは異なるものの、この車体フレーム１０４
をロール方向および／またはピッチ方向に回動させるた
めの駆動構造として、同様の第１および第２駆動機構３
６、３８を備えている。

【００３４】これにより、第２の実施形態では、スクー
タ用模擬乗車部１０２を用いた際であっても、制御が簡
単でかつ構成が一挙に簡素化された第１および第２駆動
機構３６、３８により、ロール方向および／またはピッ
チ方向の回動を有効かつ円滑に再現し得るという効果が
ある。

【００３５】図１０に示すように、第３の実施形態に係
るシミュレーション装置１２０は、搭乗者１６が操作可
能な四輪用模擬乗車部１２２を備える。この模擬乗車部
１２２は、車体フレーム１２４を有するとともに、この
車体フレーム１２４が第１および第２駆動機構３６、３
８を介してロール軸２２および／またはピッチ軸２６の
回りに回動自在である。第１および第２駆動機構３６、
３８は、車体フレーム１２４の車幅方向に対応して所定
間隔離間して配置されているが、基本的には、第１の実
施形態に係るシミュレーション装置１０と同様に構成さ
れている。

【００３６】これにより、二輪用から四輪用まで、略同
一構造の第１および第２の駆動機構３６、３８を使用し
て模擬乗車部１８、１０２および１２２の傾動動作を行
うことが可能になり、構成が簡素化されるとともに、極
めて汎用性に優れるという利点が得られる。

【００３７】なお、第１および第２駆動機構３６、３８
は、直動機構として第１および第２直動モータ４４、４
６を用いているが、これに限定されるものではなく、空
圧シリンダや油圧シリンダ等、種々の機構を採用するこ
とができる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る乗車用シミ
ュレーション装置では、模擬乗車部の両側に設けられた
第１および第２回動支持点に連結される第１および第２
駆動機構を駆動制御するだけで、前記模擬乗車部を互い
に交差する第１の軸回りおよび／または第２の軸回りに
回動することができる。このため、駆動制御が簡単にな
るとともに、構造が一挙に簡素化し、シミュレーション
装置全体の製造費を有効に軽減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態に係る乗車用シミュレ
ーション装置の概略側面説明図である。

【図２】前記シミュレーション装置の要部斜視説明図で
ある。

【図３】図１中、ＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。

【図４】図１中、ＩＶ−ＩＶ線断面図である。

【図５】前記シミュレーション装置のアクセル操作時の
ピッチ挙動説明図である。

【図６】前記シミュレーション装置のブレーキ操作時の
ピッチ挙動説明図である。

【図７】図７Ａは、前記シミュレーション装置が左側に
ロールした状態の背面図であり、図７Ｂは、前記シミュ
レーション装置が通常走行姿勢に配置された状態の背面
図であり、図７Ｃは、前記シミュレーション装置が右側
にロールした状態の背面説明図である。

【図８】前記シミュレーション装置がピッチ方向および
ロール方向に回動した状態の斜視説明図である。

【図９】本発明の第２の実施形態に係る乗車用シミュレ
ーション装置の概略側面説明図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態に係る乗車用シミュ
レーション装置の概略側面説明図である。

【符号の説明】

１０、１００、１２０…シミュレーション装置 １６…搭乗者 １８、１０２、１２２
…模擬乗車部 ２２…ロール軸 ２６…ピッチ軸 ２８、１０４、１２４…車体フレーム ３２、３４…回動支持点 ３６、３８…駆動機構 ４０、４２…リンク手段 ４４、４６…直動モー
タ ４８…ボールねじ ５２…可動ケーシング ５４…アーム部 ５６…揺動軸 ６６…リンク片 ６８…連結ロッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久米 正夫 埼玉県狭山市新狭山１−10−１ ホンダエ ンジニアリング株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搭乗者が操作可能な模擬乗車部と、 基台に設けられ、前記模擬乗車部を第１の軸回りに回動
   自在に支持する第１軸部材と、 前記模擬乗車部に設けられ、前記第１軸部材に支持され
   て該模擬乗車部を前記第１の軸に交差する第２の軸回り
   に回動自在な第２軸部材と、 前記模擬乗車部の両側に設けられる第１および第２回動
   支持点と、 前記第１および第２回動支持点に連結され、前記模擬乗
   車部を前記第１の軸回りおよび／または前記第２の軸回
   りに回動自在な第１および第２駆動機構と、 を備えることを特徴とする乗車用シミュレーション装
   置。
2. 【請求項２】請求項１記載のシミュレーション装置であ
   って、前記第１および第２駆動機構は、前記第１および
   第２回動支持点に一端側が連結される第１および第２リ
   ンク手段と、 前記第１および第２リンク手段の他端側に連結される第
   １および第２リニアアクチュエータと、 を備えることを特徴とする乗車用シミュレーション装
   置。