WO2015019535A1 - 加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システム - Google Patents

加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システム Download PDF

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友宏 保阪
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Definitions

  • the present invention relates to a vibration exciter and a simulator vibration system including the same.
  • the driving simulator is arranged between a dome on which a vehicle model is mounted, a support base of a substrate that constitutes the bottom of the dome, and a moving base.
  • a XY translation mechanism that translates the dome.
  • the hexapod is a six-degree-of-freedom mechanism for tilting the dome in the pitch direction, roll direction, and yaw direction, and has six hydraulic cylinders.
  • the XY translation mechanism as a vibration device translates the dome in the X and Y directions orthogonal to each other through a hexapod on a common plane.
  • the two-degree-of-freedom XY translation mechanism moves the moving table by two drive motors via the rail and the belt.
  • the vehicle model in the dome, the hexapod and the XY translation mechanism, and the detector attached to the hexapod and the XY translation mechanism are each electrically connected to a predetermined computer via a predetermined wire harness. Yes.
  • the wiring harness described above does not obstruct the view of the subject in the vehicle model while the driving simulator is operating, or prevents the operation of the hexapod and the XY translation mechanism. It is required to be fixed and arranged within.
  • securing the wire harness to the movable part in the hexapod and the XY translation mechanism or the like means that if the movement of the dome and the XY translation mechanism is relatively high speed and the range is relatively wide, When the tensile stress acts, the wire harness may be disconnected. In such a case, it is conceivable to wire the wire harness with a sufficient length, but this is not a good idea because the wire harness may run around during the operation of the driving simulator. For example, as the degree of freedom of the translation mechanism as the vibration device increases, it is not easy to route and fix the wire harness in the driving simulator.
  • the present invention is a vibration apparatus and a vibration system for a simulator including the vibration apparatus, and any bending stress or tensile stress does not act on the wiring and the piping during the operation of the simulator.
  • An excitation device that can be easily routed in a simulator and that can be easily wired and piped according to the degree of freedom of the excitation device, and an excitation system for a simulator provided with the excitation device For the purpose.
  • the vibration exciter has a connecting fixed end at one end connected to a swing base that is reciprocated and swung, between a first position and a second position. It has an actuator with a piston that can move the actuator, a drive control means for driving and controlling the actuator, and a passage communicating with one opening end into which wiring or piping material is inserted, and can move to the actuator according to the movement of the piston
  • the guide duct supported by the guide and the alignment that is arranged at the coupling fixed end of the one end of the piston and aligns the wiring or piping material from the other opening end of the passage of the guide duct via the alignment member that can slide and rotate And a mechanism.
  • the simulator excitation system including the excitation device according to the present invention includes a first fixed position and a second position in which a connection fixed end at one end is connected to a plurality of different locations on a swing base that is reciprocated and swung.
  • a plurality of actuators each having a piston that can be moved between them, drive control means for driving and controlling the actuators, and a passage that communicates with one open end into which wiring or piping material is inserted.
  • a guide duct that is movably supported by at least one of a plurality of actuators, and a connection fixed end at one end of the piston, and wiring or piping material from the other open end of the guide duct passage.
  • An alignment mechanism that aligns through a plurality of alignment members that can slide and rotate, and is arranged between the cockpit support base and the swing base and has six degrees of freedom. Configured to include a hexapod, a.
  • the actuator has a passage communicating with one opening end into which wiring or piping material is inserted, and the actuator is moved according to the movement of the piston.
  • the guide duct is movably supported, and is arranged on the connecting fixed end of one end of the piston, and the wiring or piping material from the other open end of the guide duct passage is aligned via an alignment member that can slide and rotate. Since the wiring or piping material follows the movement of the piston and the position and the bending of the wiring or piping material are adjusted by the alignment member, any bending stress or tension is applied to the wiring and piping during the operation of the simulator. It can be easily routed in the simulator without any stress, and easily according to the degree of freedom of the vibrator It is possible to line and piping.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an appearance of a wiring / pipe material alignment mechanism used in an example of a simulator vibration system including a vibration device according to the present invention, together with a wiring / pipe material group.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a configuration of an example of a simulator vibration system including the vibration device according to the present invention.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a configuration of an example of a simulator vibration system including the vibration device according to the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view schematically showing a configuration of an example of a simulator vibration system including the vibration device according to the present invention.
  • FIG. 5 is a plan view of the example shown in FIG.
  • FIG. 6 is a configuration diagram including a partial cross-sectional view showing a cable bear (registered trademark) and a slide rail unit used in the example shown in FIG.
  • FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing the configuration of the slide rail unit shown in FIG.
  • FIG. 8 is a plan view showing the wiring / piping material alignment mechanism shown in FIG. 1 together with the wiring / piping material group that has passed through the guide duct.
  • FIG. 9 is a front view of the example shown in FIG.
  • FIG. 10 is a side view of the example shown in FIG.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the operation of the wiring / piping material alignment mechanism.
  • FIG. 12A is a diagram for explaining the operation of the slide duct device.
  • FIG. 12B is a diagram for explaining the operation of the slide duct device.
  • FIG. 2 schematically shows an appearance of an example of a simulator vibration system including the vibration device according to the present invention.
  • the simulator vibration system is disposed at a predetermined position in the driving simulator, for example.
  • a cockpit CP (see FIGS. 2 and 3) of a vehicle model (not shown) is fixed to a cockpit support 20 at the upper end of a hexapod described later.
  • the cockpit CP is arranged on the cockpit support 20 so that the front end and the left door of the vehicle model are directed in the directions indicated by the arrows X and Y, respectively.
  • the simulator vibration system is arranged to be spaced apart at three locations along the circumferential direction so as to surround the cockpit CP.
  • Three vibration devices to be moved a swing base 12 arranged on the cockpit CP side of each vibration device and connected to one end of each vibration device, and between the cockpit support 20 and the swing base 12
  • the main component includes a hexapod for controlling the posture of the cockpit support 20, a slide duct device attached to each vibration device, and a host computer (not shown).
  • the swing base 12 having three degrees of freedom is arranged on the surface plate 10 (see FIG. 5) having a predetermined flatness so as to be able to reciprocate and swing. That is, the swing base 12 can swing in both directions along the direction indicated by the arrow in FIG. 5 and can reciprocate along the axis of the piston of the actuator of each vibration device described later. .
  • hydrostatic bearings 14 ⁇ / b> A, 14 ⁇ / b> B, and 14 ⁇ / b> C are provided at three locations on the lower surface of the swing base 12 facing the surface of the surface plate 10.
  • the static pressure bearings 14 ⁇ / b> A, 14 ⁇ / b> B, and 14 ⁇ / b> C abut against the surface of the surface plate 10 when working air is not supplied to a pneumatic tank described later, and when the working air is supplied, a predetermined gap with respect to the surface of the surface plate 10. It is arranged with.
  • one end of actuators 18C and 18D constituting a hexapod described later is connected to the actuator support base 22B via a universal joint.
  • one end of actuators 18E and 18F constituting a hexapod, which will be described later, is connected to the actuator support 22C via a universal joint.
  • rubber stoppers 22a, 22b, and 22c are provided on one side of the actuator support bases 22A, 22B, and 22C. The stoppers 22a, 22b, and 22c are supposed to come into contact with the vibration device when the swing base 12 comes close to the vibration device more than a predetermined amount.
  • the hexapod having 6 degrees of freedom includes actuators 18A, 18B, 18C, 18D, 18E, and 18F having pistons having universal joints, and servo motors 24A, 24B, 24C, 24D, and 24E that drive the actuators 18A to 18F, respectively. 24F and a speed reduction mechanism that decelerates and transmits the outputs from the servo motors 24A to 24F to the actuators 18A to 18F, respectively, as main elements.
  • the actuators 18A to 18F have the same structure as each other, and include, for example, a ball screw (piston) and a ball nut as disclosed in Patent Document 3.
  • Servo motors 24A to 24F having a rotary encoder are driven and controlled by a host computer according to a predetermined simulation program based on detection outputs from position sensors (not shown). Each position sensor detects the position of each piston of the actuators 18A to 18F.
  • Each of the three vibration exciters includes actuator support bases 30A, 30B, and 30C.
  • the actuator support bases 30A, 30B, and 30C are arranged on the floor so that the universal joints 36A to 36C are on a common circumference CC (see FIG. 5) with a predetermined angular interval, for example, 120 °.
  • the actuator support bases 30A, 30B, 30C support actuators 38A, 38B, 38C, etc., which will be described later, via support plates 34A to 34C and universal joints 36A to 36C. Since the actuator support bases 30A to 30C and the support plates 34A to 34C have the same structure, the actuator support base 30A and the support plate 34A will be described, and the description of the other actuator support bases and support plates will be omitted.
  • one end surface of the support plate 34A is swingably supported by the actuator support 30A via the universal joint 36A.
  • a servo motor 32A including an actuator 38A and a rotary encoder is provided on the other end surface of the support plate 34A.
  • the output shaft of the servo motor 32A and a ball nut (not shown) in the actuator 38A are connected via a speed reduction mechanism.
  • the servo motor 32A is driven and controlled by the host computer, whereby the operation of the actuator 38A is controlled.
  • the actuator 38A includes, for example, a ball screw (piston) and a ball nut as disclosed in Patent Document 3.
  • the tip of the piston 38P of the actuator 38A is connected to an alignment mechanism support block 52 described later via a universal joint 43A (see FIG. 9).
  • the universal joint 43A connected to the alignment mechanism support block in the three actuators 38A to 38C is arranged so that its rotation axis is on a common circumference.
  • the alignment mechanism support block 52 is fixed to both the triangle plate 26 and the swing base 12 on the upper surface of the swing base 12 by bolts (not shown).
  • the triangle plate 26 is fixed to the swing base 12 with bolts (not shown) so that the center thereof coincides with the rotation center of the swing base 12.
  • Each alignment mechanism support block 52 is fixed at a position separated by the same predetermined distance from the center of rotation of the swing base 12 and the triangle plate 26. The predetermined distance is determined based on the swing angle, swing angular velocity, angular acceleration of the swing base 12, the movable range of the swing base, and the ability of the actuator that can be manufactured.
  • rocking base 12 is reciprocated and rocked according to the expansion and contraction of the piston 38P of the actuator 38A (see FIGS. 12A and 12B).
  • the slide duct device is attached to each of the actuators 38A and 38B as shown in FIGS. 2 and 12A. Since each slide duct device has the same structure, the slide duct device attached to the actuator 38A will be described, and the description of the other slide duct devices will be omitted.
  • the slide duct device includes a wire harness that electrically connects a host computer (not shown) and the simulator vibration system, an air hose that supplies working air from a pneumatic source (pneumatic tank) to a static pressure bearing, and the like. It is supposed to protect while guiding.
  • the slide duct device includes, as main elements, a cable bear (registered trademark) 42A as a routing material guiding member, a guide duct 40A, and a slide rail unit SLU that slidably supports the guide duct 40A. It is configured (see FIG. 7).
  • the cable bear (registered trademark) 42A and the guide duct 40A include a wiring / piping material group WH including a wire harness from a host computer (not shown) and one or more air hoses from an air tank. Protect and guide.
  • the cable bear (registered trademark) 42A has an inner frame into which the wiring / piping material group WH is inserted, for example, as shown in Patent Document 4.
  • the wiring / piping material group WH is fixed to its inner frame by a predetermined clamping device.
  • the peripheral edge of the open end of the cable bear (registered trademark) 42A into which the wiring / piping material group WH is inserted is supported by the cable bear (registered trademark) fixture 44A.
  • the cable bear (registered trademark) fixture 44 ⁇ / b> A having a pair of legs is held by the actuator 38 ⁇ / b> A by sandwiching the opposing side surfaces of the actuator 38 ⁇ / b> A.
  • the edge part connected with the opening edge part of 40 A of guide ducts in Cableveyor (registered trademark) 42A will pass between a pair of leg parts.
  • the tubular guide duct 40A is movably supported by a slide rail unit SLU, which will be described later, supported by the actuator 38A.
  • the guide duct 40A extends along the central axis of the piston 38P of the actuator 38A.
  • the connecting end 44AC provided at the peripheral edge of one opening end of the guide duct 40A is connected to a universal joint 43A connected to the tip of the piston 38P.
  • the peripheral edge at the other opening end of the guide duct 40A is connected to the end of the cable bear (registered trademark) 42A.
  • the guide duct 40A has a guide passage 40a into which the wiring / pipe material group WH is inserted.
  • the slide rail unit SLU is disposed so as to pass between the pair of leg portions of the Cableveyor (registered trademark) fixture 44A as shown in FIGS.
  • the slide rail unit SLU is fixed to a support plate provided between a pair of legs of the cable bear (registered trademark) fixture 44A and an end of the main body of the actuator 38A.
  • the slide rail unit SLU includes a rail 50A that is fixed to the support plate and holds the bearing portion, a slider 48A that slides relative to the bearing portion, and a moving plate 46A that is connected to the slider 48A and supports the guide duct 40A. It consists of
  • connection end 44AC of the guide duct 40A is connected to the wiring / piping material group as shown in FIG. Along with WH, the actuator is close to the main body of the actuator 38A.
  • wiring / piping material alignment mechanisms 50 are provided at the upper end of the alignment mechanism support block 52 as the connecting fixed end corresponding to each slide duct device. As shown in FIG. 1, the wiring / piping material alignment mechanism 50 aligns the wiring / piping material group WH that has passed through the guide duct 40 ⁇ / b> A without damage.
  • the wiring / piping material group WH including the electric wires D2, D3, D4, D5, D6, and D7 constituting the wire harness and the air hose D1 that supplies the working air is representative.
  • the electric wires D2, D3, D4, D5, D6, and D7 electrically connect the proximity sensor, the rotary encoder, the servo motor, and the like described above to the host computer.
  • the wiring / piping material alignment mechanism 50 includes a lower guide plate 56L fixed to a support plate 54 fixed to an upper end portion of the alignment mechanism support block 52, and an upper guide plate arranged to face the lower guide plate 56L with a predetermined distance. 56U and four support rods 60A, 60B, 60C, and 60D.
  • the lower guide plate 56L and the upper guide plate 56U are connected by a pair of stays 58 so as to be parallel to each other at a predetermined interval. Since the lower guide plate 56L and the upper guide plate 56U have the same structure, the lower guide plate 56L will be described, and the description of the upper guide plate 56U will be omitted.
  • the lower guide plate 56L is made of, for example, a resin material and has guide grooves 56g at four locations. Each guide groove 56g is arranged in parallel to each other and extends along the axial direction of the electric wire and the air hose constituting the wiring / piping material group WH. Adjacent guide grooves 56g are partitioned by a partition wall 56Wb. A side wall 56Wa is formed in the right end guide groove 56g so as to face the partition wall 56Wb.
  • Support rods 60A, 60B, 60C, and 60D as alignment members are arranged to be able to slide and rotate in the respective guide grooves 56g. Since the support rods 60A, 60B, 60C, and 60D have the same structure, the support rod 60A will be described, and the description of the other support rods will be omitted.
  • the support rod 60A is made of, for example, an aluminum alloy in a columnar shape, and has a groove 60g having a U-shaped cross section.
  • the groove 60g penetrates along the radial direction of the support rod 60A.
  • the width of the groove 60g is set to be slightly larger than the diameter of the air hose D1, for example.
  • a stopper plate 62A that presses the air hose D1 and fixes it in the groove 60g is fixed to the upper end surface of the support rod 60A with a small screw.
  • Similar stopper plates 62B to 62D are also fixed to the upper end surfaces of the other support rods with small screws.
  • the hoses D1 pass through the grooves 60g of the support rods 60B, 60C, 60D, and 60A in the wiring / piping material alignment mechanism 50, respectively, and then are connected to a proximity sensor, a rotary encoder, a servo motor, and a hydrostatic bearing.
  • the relative movement of the slide duct device with respect to the swing base 12 or the relative movement of the swing base 12 with respect to the slide duct device there is a possibility that a compressive force or a tensile force acts on the wiring / pipe material group WH due to the movement. That is, as shown in FIG. 9, the guide duct 40A is connected to the alignment mechanism support block 52 via a universal joint 43A whose connecting end 44AC is coupled to the tip of the piston 38P. As shown in FIG. 11, the alignment mechanism support block is configured such that its center axis intersects with the center axis of the support plate 54 in a clockwise or counterclockwise direction within a predetermined angle ⁇ .
  • the electric wires D2 to D7 and the support rods 60B, 60C, 60D, and 60A holding the air hose D1 are slid and rotated in the groove 56g by the induced force, whereby the electric wires D2 to D7
  • the force does not act on D7 and the air hose D1 itself, and the movement of the electric wires D2 to D7 and the air hose D1 itself is restricted, and rubbing of the electric wires D2 to D7 and the like is avoided.
  • the invention is not limited to such an example, and may be applied to, for example, another simulator such as a flight simulator. May be.
  • the slide duct apparatus is provided in two places, it is not restricted to such an example, A slide duct apparatus may be provided in one place or three places.
  • the wiring / piping material alignment mechanism includes four support rods.
  • the present invention is not limited to such an example, and one to three support rods are provided depending on the number of wire harnesses. It may be provided with five or more support rods.

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Abstract

　各加振装置を構成するアクチュエータ（３８Ａ）および（３８Ｂ）にそれぞれ、付設されるスライドダクト装置が、配線／配管資材群（ＷＨ）が挿入されるケーブルベア（４２Ａ）、および、案内ダクト（４０Ａ）と、案内ダクト（４０Ａ）を摺動可能に支持するスライドレールユニット（ＳＬＵ）とを含んで構成され、アクチュエータ（３８Ａ）および（３８Ｂ）に連結される揺動ベース（１２）に、案内ダクト（４０Ａ）を通過した配線／配管資材群（ＷＨ）を損傷させることなく整列させる配線／配管資材整列機構（５０）を備えるもの。

Description

加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システム
　本発明は、加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システムに関する。
　ドライビングシミュレーターは、例えば、特許文献１および特許文献２にも示されるように、車両モデルが搭載されたドームと、そのドームの底部を構成する基板の支持台と移動台との間に配されドームを支持するヘキサポッドと、ドームを並進運動させるＸＹ並進機構とを含んで構成されている。ヘキサポッドは、ドームをピッチ方向、ロール方向、ヨー方向にそれぞれチルト運動させる６自由度の機構であって、６本の油圧シリンダを有している。加振装置としてのＸＹ並進機構は、共通の平面上において互いに直交するＸ方向およびＹ方向にドームを、ヘキサポッドを介して並進運動させるものとされる。その際、２自由度のＸＹ並進機構は、レールおよびベルトを介して二つの駆動モータにより移動台を移動させるものとされる。上述のドーム内の車両モデル、ヘキサポッドおよびＸＹ並進機構、ならびに、ヘキサポッドおよびＸＹ並進機構に付設された検出器は、それぞれ、所定のワイヤーハーネスを介して所定のコンピュータに電気的に接続されている。
特開２００７－３３５６３号公報 特開２００５－５０５７８３号公報 特開２００２－３１１８０８号公報 実開平５－５６３７４号公報
　上述のドライビングシミュレーターにおいて、上述のワイヤーハーネスが、ドライビングシミュレーターが作動中、車両モデル内の被験者の視界を遮り、または、ヘキサポッドおよびＸＹ並進機構等の動作の障害とならないようにワイヤーハーネスがドライビングシミュレーター内で固定され配置されることが必要とされる。
　しかしながら、ワイヤーハーネスをヘキサポッドおよびＸＹ並進機構等における可動部位に留めることは、ドームおよびＸＹ並進機構の運動が比較的高速度で、かつ、範囲が比較的広い場合、ワイヤーハーネスに何らかの曲げ応力、引張応力が作用することにより、ワイヤーハーネスが断線する虞がある。斯かる場合、ワイヤーハーネスを、余裕をもった長さで配索することも考えられるが、ドライビングシミュレーターの作動中、ワイヤーハーネスの振れ回り等が起きる虞があるので得策ではない。また、例えば、加振装置としての並進機構の自由度が増すにつれてドライビングシミュレーター内のワイヤーハーネスの配索および固定が容易ではない。
　以上の問題点を考慮し、本発明は、加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システムであって、シミュレーターの作動中、配線および配管に何らかの曲げ応力、引張応力が作用することなく、シミュレーター内で容易に配索することができ、しかも、加振装置の自由度に応じて容易に配線および配管することができる加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システムを提供することを目的とする。
　上述の目的を達成するために、本発明に係る加振装置は、往復動および揺動される揺動ベースに、一端の連結固定端が連結され第１の位置と第２の位置との間を移動せしめられるピストンを有するアクチュエータと、アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段と、配線または配管資材が挿入される一方の開口端に連通する通路を有し、ピストンの移動に応じてアクチュエータに移動可能に支持される案内ダクトと、ピストンの一端の連結固定端に配され、案内ダクトの通路の他方の開口端からの配線または配管資材を摺動および回動可能な整列部材を介して整列させる整列機構と、を備えて構成される。
　本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムは、往復動および揺動される揺動ベースにおける異なる複数の箇所に、一端の連結固定端が連結され第１の位置と第２の位置との間を移動せしめられるピストンをそれぞれ、有する複数のアクチュエータと、アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段と、配線または配管資材が挿入される一方の開口端に連通する通路を有し、ピストンの移動に応じて複数のアクチュエータのうちの少なくとも一つに移動可能に支持される案内ダクトと、ピストンの一端の連結固定端に配され、案内ダクトの通路の他方の開口端からの配線または配管資材を摺動および回動可能な複数の整列部材を介して整列させる整列機構と、コックピット支持台と揺動ベースとの間に配され６自由度を有するヘキサポッドと、を備えて構成される。
　本発明に係る加振装置、および、それを備えるシミュレーター用加振システムによれば、配線または配管資材が挿入される一方の開口端に連通する通路を有し、ピストンの移動に応じてアクチュエータに移動可能に支持される案内ダクトと、ピストンの一端の連結固定端に配され、案内ダクトの通路の他方の開口端からの配線または配管資材を摺動および回動可能な整列部材を介して整列させる整列機構と、を備えるので配線または配管資材がピストンの移動に追従するとともに配線または配管資材の位置および曲がりが整列部材により調整されるのでシミュレーターの作動中、配線および配管に何らかの曲げ応力、引張応力が作用することなく、シミュレーター内で容易に配索することができ、しかも、加振装置の自由度に応じて容易に配線および配管することができる。
図１は、本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムの一例に用いられる配線／配管資材整列機構の外観を、配線／配管資材群とともに示す斜視図である。 図２は、本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムの一例の構成を概略的に示す斜視図である。 図３は、本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムの一例の構成を概略的に示す斜視図である。 図４は、本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムの一例の構成を概略的に示す斜視図である。 図５は、図２に示される例における平面図である。 図６は、図２に示される例において用いられるケーブルベア（登録商標）およびスライドレールユニットを示す一部断面図を含む構成図である。 図７は、図６に示されるスライドレールユニットの構成を示す部分断面図である。 図８は、図１に示される配線／配管資材整列機構を、案内ダクトを通過した配線／配管資材群とともに示す平面図である。 図９は、図８に示される例における正面図である。 図１０は、図８に示される例における側面図である。 図１１は、配線／配管資材整列機構の動作説明に供される説明図である。 図１２Ａは、スライドダクト装置の動作説明に供される図である。 図１２Ｂは、スライドダクト装置の動作説明に供される図である。
　図２は、本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムの一例の外観を概略的に示す。
　図２において、シミュレーター用加振システムは、例えば、ドライビングシミュレーター内の所定の位置に配置されている。図２において、図示が省略される車両モデルのコックピットＣＰ（図２および図３参照）が、後述するヘキサポッドの上端部におけるコックピット支持台２０に固定されている。コックピットＣＰは、図２において、車両モデルのフロント側端部および左側ドアが、それぞれ、例えば、矢印ＸおよびＹの示す方向に向けられるようにコックピット支持台２０に配置される。
　シミュレーター用加振システムは、図５に示されるように、コックピットＣＰの周囲を取り囲むように円周方向に沿って３箇所に均等に離隔されて配置され後述する揺動ベース１２を往復動および揺動させる３基の加振装置と、各加振装置よりもコックピットＣＰ側に配され各加振装置の一端に連結される揺動ベース１２と、コックピット支持台２０と揺動ベース１２との間に配されコックピット支持台２０の姿勢を制御するヘキサポッドと、各加振装置に付設されるスライドダクト装置と、ホストコンピュータ（不図示）とを主な要素として含んで構成されている。
　３自由度を有する揺動ベース１２は、所定の平面度を有する定盤１０（図５参照）上に往復動および揺動可能に配されている。即ち、揺動ベース１２は、図５において矢印の示す方向に沿って双方向に揺動可能とされるとともに、後述する各加振装置のアクチュエータのピストンの軸線に沿って往復動可能とされる。
　定盤１０の表面に対向する揺動ベース１２の下面における３箇所には、図２および図３に示されるように、静圧軸受１４Ａ，１４Ｂ，および１４Ｃが設けられている。静圧軸受１４Ａ，１４Ｂ，および１４Ｃは、後述する空気圧タンクに作動空気が供給されない場合、定盤１０の表面に当接し、作動空気が供給される場合、定盤１０の表面に対し所定の隙間をもって配されている。上述の矢印ＸおよびＹに対し直交する方向における揺動ベース１２の定盤１０の表面に対する静圧軸受１４Ａ，１４Ｂ，および１４Ｃの所定以上の過度の浮き上がりは、揺動ベース１２の側面に設けられる異常検出器ＳＥ１により検出される。揺動ベース１２の上面には、上述の静圧軸受１４Ａ，１４Ｂ，および１４Ｃに向き合ってアクチュエータ支持台２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃが設けられている。アクチュエータ支持台２２Ａには、図３に示されるように、後述するヘキサポッドを構成するアクチュエータ１８Ａ，１８Ｂの一端がユニバーサルジョイントを介して連結されている。アクチュエータ支持台２２Ｂには、図２に示されるように、後述するヘキサポッドを構成するアクチュエータ１８Ｃ，１８Ｄの一端がユニバーサルジョイントを介して連結されている。アクチュエータ支持台２２Ｃには、図４に示されるように、後述するヘキサポッドを構成するアクチュエータ１８Ｅ，１８Ｆの一端がユニバーサルジョイントを介して連結されている。また、アクチュエータ支持台２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの一方の側部には、ゴム製のストッパ２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。ストッパ２２ａ，２２ｂ，２２ｃは、万一、揺動ベース１２が加振装置に所定以上に近接した場合、加振装置に当接するものとされる。
　６自由度を有するヘキサポッドは、ユニバーサルジョイントを有するピストンを備えるアクチュエータ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ，１８Ｅ，１８Ｆと、アクチュエータ１８Ａ～１８Ｆをそれぞれ駆動するサーボモータ２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ，２４Ｄ，２４Ｅ，２４Ｆと、サーボモータ２４Ａ～２４Ｆからの出力をそれぞれ、減速してアクチュエータ１８Ａ～１８Ｆに伝達する減速機構部と、を主な要素として含んで構成されている。アクチュエータ１８Ａ～１８Ｆは、互いに同一の構造を有し、例えば、特許文献３にも示されるような、ボールネジ（ピストン）、ボールナットを含んで構成されるものとされる。ロータリーエンコーダを備えるサーボモータ２４Ａ～２４Ｆは、図示が省略される各位置センサからの検出出力に基づいて所定のシミュレーションプログラムに従いホストコンピュータにより駆動制御される。その各位置センサは、アクチュエータ１８Ａ～１８Ｆの各ピストンの位置を検出するものとされる。
　３基の加振装置は、それぞれ、アクチュエータ支持台３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃを備えている。アクチュエータ支持台３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、それぞれ、所定の角度間隔、例えば、１２０°をもってユニバーサルジョイント３６Ａ～３６Ｃが共通の円周ＣＣ（図５参照）上にあるようにフロアーに配置されている。アクチュエータ支持台３０Ａ，３０Ｂ，３０Ｃは、後述するアクチュエータ３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ等を支持プレート３４Ａ～３４Ｃ，およびユニバーサルジョイント３６Ａ～３６Ｃを介して支持している。アクチュエータ支持台３０Ａ～３０Ｃ、支持プレート３４Ａ～３４Ｃは、互いに同一の構造を有するのでアクチュエータ支持台３０Ａ、支持プレート３４Ａについて説明し、他のアクチュエータ支持台、支持プレートの説明を省略する。
　支持プレート３４Ａの一方の端面は、図２に示されるように、ユニバーサルジョイント３６Ａを介してアクチュエータ支持台３０Ａに揺動可能に支持されている。支持プレート３４Ａの他方の端面には、アクチュエータ３８Ａおよびロータリーエンコーダを備えるサーボモータ３２Ａが設けられている。サーボモータ３２Ａの出力軸とアクチュエータ３８Ａ内のボールナット（不図示）とは、減速機構を介して連結されている。これにより、サーボモータ３２Ａがホストコンピュータにより駆動制御されることにより、アクチュエータ３８Ａの動作が制御されることとなる。アクチュエータ３８Ａは、例えば、特許文献３にも示されるような、ボールネジ（ピストン）、ボールナットを含んで構成されるものとされる。アクチュエータ３８Ａのピストン３８Ｐの先端は、ユニバーサルジョイント４３Aを介して後述する整列機構支持ブロック５２に連結されている（図９参照）。３基のアクチュエータ３８Ａ～３８Ｃにおける整列機構支持ブロックに連結されるユニバーサルジョイント４３Ａは、その回転軸心が共通の円周上にあるように配されている。整列機構支持ブロック５２は、揺動ベース１２の上面におけるトライアングルプレート２６および揺動ベース１２の双方にボルト（不図示）により固定されている。トライアングルプレート２６は、その中心が揺動ベース１２の回転中心と一致する状態で揺動ベース１２にボルト（不図示）により固定されている。また、各整列機構支持ブロック５２は、揺動ベース１２およびトライアングルプレート２６の回転中心に対し同一の所定距離だけ離隔した位置に固定されている。なお、その所定距離は、揺動ベース１２の揺動角、揺動角速度、角加速度と揺動ベースの可動範囲および製造可能なアクチュエータの能力に基づいて決定される。
　これにより、揺動ベース１２がアクチュエータ３８Ａのピストン３８Ｐの伸縮に応じて往復動、揺動されることとなる（図１２Ａおよび図１２Ｂ参照）。
　トライアングルプレート２６における２箇所には、作動空気を上述の静圧軸受１４Ａ～１４Ｃにそれぞれ供給するエアーホースが挿入される穴ＨＡが形成されている（図２参照）。
　スライドダクト装置は、図２および図１２Ａに示されるように、アクチュエータ３８Ａおよび３８Ｂにそれぞれ、付設されている。各スライドダクト装置は、互いに同一の構造を有するのでアクチュエータ３８Ａに付設されたスライドダクト装置について説明し、他のスライドダクト装置の説明を省略する。スライドダクト装置は、図示が省略されるホストコンピュータとシミュレーター用加振システムとを電気的に接続するワイヤーハーネス、および、空気圧源（空気圧タンク）からの作動空気を静圧軸受に供給するエアーホース等を案内しつつ保護するものとされる。
　スライドダクト装置は、配索資材誘導部材としてのケーブルベア（登録商標）４２Ａ、および、案内ダクト４０Ａと、案内ダクト４０Ａを摺動可能に支持するスライドレールユニットＳＬＵと、を主な要素として含んで構成されている（図７参照）。ケーブルベア（登録商標）４２Ａ、および、案内ダクト４０Ａは、図示が省略されるホストコンピュータからのワイヤーハーネスおよび空気タンクからの１本もしくは複数本のエアーホースを含んでなる配線／配管資材群ＷＨを保護し案内する。
　ケーブルベア（登録商標）４２Ａは、例えば、特許文献４にも示されるように、配線／配管資材群ＷＨが挿入される中枠を有している。配線／配管資材群ＷＨは、その中枠に所定のクランプ装置により固定されている。配線／配管資材群ＷＨが挿入されるケーブルベア（登録商標）４２Ａの開口端の周縁が、ケーブルベア（登録商標）固定具４４Ａにより支持されている。一対の脚部を有するケーブルベア（登録商標）固定具４４Ａは、図６に示されるように、その一対の脚部がアクチュエータ３８Ａにおける向かい合う側面を挟持することにより、アクチュエータ３８Ａに保持されている。これにより、ケーブルベア（登録商標）４２Ａにおける案内ダクト４０Ａの開口端部に連結される端部が一対の脚部相互間を通過することとなる。
　管状の案内ダクト４０Ａは、アクチュエータ３８Ａに支持される後述するスライドレールユニットＳＬＵにより移動可能に支持されている。案内ダクト４０Ａは、アクチュエータ３８Ａのピストン３８Ｐの中心軸線に沿って延びている。案内ダクト４０Ａの一方の開口端部における周縁に設けられる連結端部４４ＡＣは、図９に示されるように、ピストン３８Ｐの先端に連結されるユニバーサルジョイント４３Ａに連結されている。また、案内ダクト４０Ａの他方の開口端部における周縁は、ケーブルベア（登録商標）４２Ａの端部に連結されている。案内ダクト４０Ａは、図７に示されるように、配線／配管資材群ＷＨが挿入される案内通路４０ａを有している。
　スライドレールユニットＳＬＵは、図６および図７に示されるように、ケーブルベア（登録商標）固定具４４Ａの一対の脚部の相互間を通過するように配置されている。スライドレールユニットＳＬＵは、ケーブルベア（登録商標）固定具４４Ａの一対の脚部の相互間に設けられる支持プレート、および、アクチュエータ３８Ａの本体部の端部に固定されている。スライドレールユニットＳＬＵは、支持プレートに固定されベアリング部を保持するレール５０Ａと、そのベアリング部に対し摺動するスライダ４８Ａと、スライダ４８Ａに連結され案内ダクト４０Ａを支持する移動プレート４６Ａと、を含んで構成されている。
　斯かる構成において、作動状態とされたアクチュエータ３８Ａのピストン３８Ｐの先端が揺動ベース１２を押圧するように伸びる第１の位置をとる場合、図１２Ｂに示されるように、案内ダクト４０Ａの連結端部４４ＡＣが配線／配管資材群ＷＨとともにアクチュエータ３８Ａの本体部から離隔される。その際、案内ダクト４０Ａは、上述のスライドレールユニットＳＬＵの移動プレート４６Ａおよびスライダ４８Ａとともにレール５０Ａに対し摺動される。ケーブルベア（登録商標）４２Ａにおける案内ダクト４０Ａの端部に連結される部分が、追従することにより、ケーブルベア（登録商標）４２Ａが柔軟に折れ曲がるものとされる。また、配線／配管資材群ＷＨがケーブルベア（登録商標）４２Ａに固定されているので配線／配管資材群ＷＨが案内ダクト４０Ａの案内通路４０ａの内周部と擦れ合うこともない。
　一方、アクチュエータ３８Ａのピストン３８Ｐの先端が揺動ベース１２を引くように収縮する第２の位置をとる場合、図１２Ａに示されるように、案内ダクト４０Ａの連結端部４４ＡＣが配線／配管資材群ＷＨとともにアクチュエータ３８Ａの本体部に対し近接される。
　連結固定端部としての整列機構支持ブロック５２の上端部には、図９および図１０に示されるように、配線／配管資材整列機構５０が、各スライドダクト装置に対応して設けられている。配線／配管資材整列機構５０は、図１に示されるように、上述の案内ダクト４０Ａを通過した配線／配管資材群ＷＨを損傷させることなく整列させるものとされる。
　図１においては、例えば、ワイヤーハーネスを構成する電線Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７、および、作動空気を供給するエアーホースＤ１を含んで構成される配線／配管資材群ＷＨを代表的に示す。電線Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７は、例えば、上述した各近接センサ、ロータリーエンコーダ、サーボモータ等とホストコンピュータとを電気的に接続するものとされる。
　配線／配管資材整列機構５０は、整列機構支持ブロック５２の上端部に固定される支持プレート５４に固定されるロアガイドプレート５６Ｌと、ロアガイドプレート５６Ｌに所定距離をもって向かい合って配されるアッパガイドプレート５６Ｕと、４個のサポートロッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，および６０Ｄと、を含んで構成される。
　ロアガイドプレート５６Ｌとアッパガイドプレート５６Ｕとは、所定の間隔をもって互いに平行となるように、一対のステー５８により連結されている。ロアガイドプレート５６Ｌとアッパガイドプレート５６Ｕとは、互いに同一の構造を有するのでロアガイドプレート５６Ｌについて説明し、アッパガイドプレート５６Ｕの説明を省略する。
　ロアガイドプレート５６Ｌは、例えば、樹脂材料で作られ、案内溝５６ｇを４箇所に有している。各案内溝５６ｇは、互いに平行に配列され、配線／配管資材群ＷＨを構成する電線およびエアーホースの軸線方向に沿って延びている。隣接する案内溝５６ｇは、仕切壁５６Ｗｂにより仕切られている。右端の案内溝５６ｇには、側壁５６Ｗａが、仕切壁５６Ｗｂに向かい合って形成されている。
　整列部材としてのサポートロッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，および６０Ｄは、各案内溝５６ｇに摺動および回動可能に配されている。サポートロッド６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，および６０Ｄは、互いに同一の構造を有するのでサポートロッド６０Ａについて説明し、他のサポートロッドの説明を省略する。
　サポートロッド６０Ａは、例えば、アルミニウム合金で円柱状に作られており、Ｕ字形の断面を有する溝６０ｇを有している。溝６０ｇは、サポートロッド６０Ａの半径方向に沿って貫通している。溝６０ｇの幅は、例えば、エアーホースＤ１の直径よりも若干大に設定されている。サポートロッド６０Ａの上端面には、エアーホースＤ１を押圧し溝６０ｇ内に固定するストッパープレート６２Ａが小ネジで固定されている。他のサポートロッドの上端面にも、同様なストッパープレート６２Ｂ～６２Ｄが小ネジで固定されている。これにより、図８に示されるように、案内ダクト４０Ａを通過した配線／配管資材群ＷＨにおけるワイヤーハーネスを構成する電線Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６，Ｄ７、および、作動空気を供給するエアーホースＤ１は、それぞれ、配線／配管資材整列機構５０におけるサポートロッド６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ、６０Ａの溝６０ｇを通過した後、近接センサ、ロータリーエンコーダ、サーボモータ、静圧軸受に接続されている。
　斯かる構成において、シミュレーター用加振システムが作動状態とされる場合、図１１に示されるように、スライドダクト装置の揺動ベース１２に対する相対移動、あるいは、揺動ベース１２のスライドダクト装置に対する相対移動が引き起こされることに起因して配線／配管資材群ＷＨに曲げ、圧縮力または引張力が作用する虞がある。即ち、案内ダクト４０Ａは、図９に示されるように、その連結端部４４ＡＣがピストン３８Ｐの先端に結合されるユニバーサルジョイント４３Ａを介して整列機構支持ブロック５２に連結されているので案内ダクト４０Ａは、その中心軸線が、図１１に示されるように、支持プレート５４の中心軸線に対し時計回り方向あるいは反時計回り方向に所定の角度αの範囲で回動可能に交わるように、整列機構支持ブロック５２に対し揺動可能とされる。これにより、案内ダクト４０Ａは、その中心軸線が、支持プレート５４の中心軸線に対し所定の角度αで交わる場合、曲げ応力が、電線Ｄ２～Ｄ７、および、エアーホースＤ１に作用することとなる。
　そのような場合、その引き起こされた力で電線Ｄ２～Ｄ７、および、エアーホースＤ１を保持するサポートロッド６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ａが、溝５６ｇ内で摺動および回転せしめられることにより電線Ｄ２～Ｄ７、および、エアーホースＤ１自体に力が作用せず、しかも、電線Ｄ２～Ｄ７、および、エアーホースＤ１自体の動きを規制しつつ、電線Ｄ２～Ｄ７等の擦れも回避される。
　なお、上述の本発明に係る加振装置を備えるシミュレーター用加振システムの一例は、ドライビングシミュレーターに適用されたが、斯かる例に限られることなく、例えば、フライトシミュレーター等の他のシミュレーターに適用されてもよい。また、上述の例においては、スライドダクト装置が、２箇所に設けられているが、斯かる例に限られることなく、スライドダクト装置が、１箇所、あるいは、３箇所に設けられてもよい。さらに、上述の例においては、配線／配管資材整列機構が、４個のサポートロッドを備えているが、斯かる例に限られることなく、ワイヤーハーネスの数量に応じて１乃至３個のサポートロッド、５個以上のサポートロッドを備えるものでもよい。

Claims (5)

  1. 　往復動および揺動される揺動ベースに、一端の連結固定端が連結され第１の位置と第２の位置との間を移動せしめられるピストンを有するアクチュエータと、
    　前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段と、
    　配線または配管資材が挿入される一方の開口端に連通する通路を有し、前記ピストンの移動に応じて前記アクチュエータに移動可能に支持される案内ダクトと、
    　前記ピストンの一端の連結固定端に配され、前記案内ダクトの通路の他方の開口端からの配線または配管資材を摺動および回動可能な整列部材を介して整列させる整列機構と、
    　を具備して構成される加振装置。
  2. 　往復動および揺動される揺動ベースにおける異なる複数の箇所に、一端の連結固定端が連結され第１の位置と第２の位置との間を移動せしめられるピストンをそれぞれ、有する複数のアクチュエータと、
    　前記アクチュエータを駆動制御する駆動制御手段と、
    　配線または配管資材が挿入される一方の開口端に連通する通路を有し、前記ピストンの移動に応じて前記複数のアクチュエータのうちの少なくとも一つに移動可能に支持される案内ダクトと、
    　前記ピストンの一端の連結固定端に配され、前記案内ダクトの通路の他方の開口端からの配線または配管資材を摺動および回動可能な複数の整列部材を介して整列させる整列機構と、
    　コックピット支持台と前記揺動ベースとの間に配され６自由度の機構を有するヘキサポッドと、
    　を具備して構成される加振装置を備えるシミュレーター用加振システム。
  3. 　前記揺動ベースは、前記複数のアクチュエータが配される共通の平面上において３自由度の機構を有することを特徴とする請求項２記載の加振装置を備えるシミュレーター用加振システム。
  4. 　前記整列機構における整列部材は、配線または配管資材が貫通する溝を有し該配線または配管資材を保持することを特徴とする請求項３記載の加振装置を備えるシミュレーター用加振システム。
  5. 　前記案内ダクトは、前記揺動ベースに連結された前記ピストンの一端の連結固定端に対する該案内ダクトの軸線のなす角度を変更可能となるように、該連結固定端にジョイントを介して連結されることを特徴とする請求項２記載の加振装置を備えるシミュレーター用加振システム。
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