JP6914670B2 - シミュレータドーム - Google Patents

Description

本発明は、自動車のシミュレータ等を設けたシミュレータドームに関する。

一般に、乗物の運転練習や乗物の研究開発等においては、シミュレータが用いられている。シミュレータ用の映像を投影するシミュレータドームの略球面状の壁面は球面の一部をなすパネル状の分割体に設けたリブ同士を結合することで順次連結していた。
例えば特許文献１には、平面視略円環状に形成されたスクリーン及び背面板とその上端部に設置された天井部とを備えたシミュレータドームが開示されている。シミュレータドームの天井部はトラス構造からなる骨格部を備えており、天井部の内側で骨格部にプロジェクタが配設されている。

特許第２７８１７５５号公報

しかしながら、上述した特許文献１に記載のシミュレータドームは、天井部がトラス構造からなる骨格部を備えたため、強度は高いが重量が大きくなる上に製造と組み立てに手間がかかるのでコスト高になるという問題があった。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、軽量で高強度であり製造と組み立ての容易な天井部を備えたシミュレータドームを提供することを目的とする。

本発明によるシミュレータドームは、側面周囲に設けたスクリーン部と、スクリーン部の上部に設置された天井部とを備え、天井部は所定間隔で設置されたリブとリブの間に設置してリブに連結されたパネルとを備え、リブとパネルは別体に形成され、パネルはその両側部にフランジ部が形成され、リブはその両側に配設されたパネルのフランジ部と固定具で固定され、リブはパネルの内側及び外側の一方または両方に突出していることを特徴とする。
本発明によれば、シミュレータドームの天井部をリブとパネルを交互に配設して組み立て固定したため、軽量でありながら所定間隔で配列したリブによって高強度を得られ、組み立ても容易である。

また、リブをパネルと別体に形成すれば、製作時の金型が単純化され、リブとパネルの設計の自由度が増す。

また、リブの両側に配設したパネルのフランジ部をリブに当接させて固定具で互いに連結することで簡単に固定できる。しかも、リブがパネルの内側または外側に突出している構造であれば高剛性であり、内面側にリブが突出しない場合には天井部がスクリーン部の面に連続した内面を形成できて外観上の見栄えが良い。また、リブがパネルの内側に突出している構造であれば、ライトやセンサ等の各種の備品等を取り付けることができる上に外面側にリブが突出しない場合には外観上の見栄えがよい。

また、天井部は略半球状または球面の一部の形状に形成され、リブは球面形状に沿って下端部から頂部に向けて略円弧状に形成されていることが好ましい。
リブを天井部の球面形状に沿って頂部に向けて略円弧状に形成することで軽量でありながらシミュレータドームを高剛性に形成できる。

天井部の上部において、複数のリブの頂部側端部に換気装置及びカバーの一方が固定されていてもよい。
換気装置を設置すればシミュレータドームの換気ができる上に、リブを換気装置を介して固定すれば剛性が一層高くなる。また、リブにカバーを設置すれば剛性が高くなる上に雨水等の浸入を防ぐことができる。

本発明によるシミュレータドームによれば、天井部は所定間隔で設置されたリブとパネルとを備えたため、リブによって軽量でありながら高剛性を得られて組み立ても容易である。
しかも、リブとパネルを個別に形成することで製作時の金型が単純化されてリブとパネルの設計の自由度が増すことになる。

本発明の実施形態によるシミュレータドームの天井部のパネルを一部削除した概略斜視図である。 図１に示す天井部の拡大図である。 スクリーン部の本体リブと天井部の天井側リブとの連結構造を示す図である。 リブの斜視図である。 パネルの斜視図である。 （ａ）は天井部の天井側リブと天井側パネルの連結構造を示す図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）はスクリーン部の本体リブと本体パネルの連結構造を示す断面図である。 天井部の頂部における天井側リブと換気装置の連結構造を示す図である。 第一変形例による天井部の天井側リブと天井側パネルの連結構造を示す断面図である。 第二変形例による天井側リブと天井側パネルの連結構造を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は天井側リブの変形例を示す断面図である。 第二実施形態によるシミュレータドームにおける天井側リブと天井側パネルを一体に形成した分割体を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるシミュレータドーム１について説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態によるシミュレータドーム１は、例えば球体面の下部を切除した形状に形成されており、映像を投射するためのスクリーン部２とその上部に設置した天井部３とを備えている。スクリーン部２は側面周囲に平面視略円環状または筒状に形成されたスクリーン本体５とその上端部で径方向内側に延びて形成された天板部６とを有している。

スクリーン本体５は、周方向に所定間隔で配列された略円弧板状の本体リブ８と本体リブ８の間に配設されていて両側の本体リブ８にそれぞれ連結された本体パネル９とを備えている。しかも、本体リブ８は本体パネル９の外側に突出している。スクリーン本体５の内面は、後述するプロジェクタ１０から画像が投射されるスクリーン面を構成するものであり、本体リブ８と本体パネル９が滑らかな曲面に形成されている。
本体リブ８と本体パネル９は別体に形成することが金型製作上好ましいが、一体に形成してもよい。

図２及び図３に示すように、スクリーン部２の上端部では各本体リブ８が径方向内側に折り曲げられた梁部１２が設けられ、各本体リブ８の梁部１２は天板部６において、径方向内側に延びている。そして、径方向に延びる梁部１２はその先端部とその外側に略正多角形状または円周状に形成された２条の支持枠１３に連結されている。天板部６は複数の梁部１２と支持枠１３とで略蜘蛛の巣状に形成され、天板部６から下方のスクリーン本体５に向けて傾斜配置されたプロジェクタ１０が固定されている。図２ではプロジェクタ１０は省略されているが、天板部６の梁部１２と支持枠１３に周方向に所定間隔で複数のプロジェクタ１０が固定されているものとする。

次に天井部３について説明する。
天井部３は、スクリーン部２の上端部の天板部６の上面に設置されている。天井部３の外周面において、周方向に所定間隔で配列された略円弧板状の天井側リブ１５と天井側リブ１５の間に配設された天井側パネル１６とを備えている。天井側リブ１５は本体リブ８の延長状に設置され、天井側パネル１６は本体パネル９の延長状に設置されていて両側の天井側リブ１５にそれぞれ連結されている。本体リブ８と天井側リブ１５とで略円弧状をなす骨部が周方向に所定間隔で配列されたシミュレータドーム１の骨組構造を形成している。
図４に示すように、天井側リブ１５は例えばアルミ等の金属または炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等からなり、略円弧状の板材からなる。しかも、天井側リブ１５には長さ方向に沿って所定間隔でボルト挿通孔をなすねじ穴部１５ａが形成されている。天井側リブ１５の長手方向中間部の内側には部分的に幅広になる拡幅部１５ｂが形成されているが、拡幅部１５ｂはなくてもよい。

次に図５に示す天井側パネル１６について説明する。
天井側パネル１６は例えば炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等からなり、球面の一部をなすように曲面形状を有し且つ天板部６側の下端部から頂部側に向かって次第に幅が狭くなるように略二等辺三角形曲面状に形成されている。天井側パネル１６の対向する二辺の側部には外側に折り曲げられたフランジ部１６ａが突出して形成され、その長手方向に沿ってボルト挿通孔をなすねじ穴部１６ｂが所定間隔で形成されている。
天井部３において、図２のＡ−Ａ線で示す天井側リブ１５と天井側パネル１６の連結構造が図６（ａ）に示されている。天井側リブ１５の両側に配設された天井側パネル１６はそのフランジ部１６ａが天井側リブ１５に当接され、互いにねじ穴部１５ａ、１６ｂを通して固定具をなす固定ボルト１８とナット１９とで共締めされて固定されている。天井側リブ１５は幅方向一端部がフランジ部１６ａと共に天井側パネル１６の外側に突出し、他端部が内側に突出する構成を有している。

なお、本体リブ８と本体パネル９も天井側リブ１５と天井側パネル１６と同様な素材と構成を有している。また、スクリーン部２においても、図６（ｂ）に示すように、天井側リブ１５と天井側パネル１６の連結構造と同様に本体リブ８と本体パネル９が固定ボルト１８とナット１９で連結されている。スクリーン本体５の内面はスクリーン面を構成するため、図６（ｂ）に示すように、本体リブ８の内側端部が本体パネル９の内面と同一曲面を形成するように形成することが好ましい。

また、図２に示すように、天井部３の各天井側リブ１５は周方向に所定間隔で配列されており、先端部はその頂部Ｔには届かないため頂部Ｔに略円形の空間２０が形成されている。図７において、各天井側リブ１５の上端部にはリング状の固定枠２２が固定され、固定枠２２の上部にはシミュレータドーム１内の空気を排気するための換気装置２３がボルト等で固定されている。換気装置２３内には換気ファン２４が設置されている。
また、換気装置２３の下側には外部からの光がスクリーン面に届くことを妨げる例えば板状の遮光部材２５が設置されている。遮光部材２５の縁部には連結棒２６の一端が固定され、他端は天井側リブ１５の長手方向途中部分に設けた拡幅部１５ｂに接続されている。連結棒２６は少なくとも２本設置すればよく、必要に応じて適宜の本数を天井側リブ１５の拡幅部１５ｂに接続できる。

本実施形態によるシミュレータドーム１は上述した構成を備えており、次にシミュレータドーム１の組み立て方法の一例を説明する。
まず、シミュレータドーム１のスクリーン部２を組み立てるには、図示しない基台上に１本の本体リブ８を固定し、その一側部に本体リブ８のフランジ部を当接させて固定ねじ１８とナット１９で仮固定する。そして、次に、所定間隔を開けて設置した本体リブ８の両側に本体パネル９のフランジ部を当接させて固定ボルト１８とナット１９で共締めし、順次同様に本体リブ８と本体パネル９を連結していく。
そして、最後の本体パネル９のフランジ部を最初の本体リブ８と仮固定したフランジ部と共に固定ボルト１８及びナット１９で共締め固定することで略円環状のスクリーン部２が形成される。また、天板部６における梁部１２の内側に２組の支持枠１３を固定ボルト１８とナット１９で固定すればスクリーン部２を強固に固定できる。

次に、天井部３の組み立て時には、天井側リブ１５の下端部を天板部６の梁部１２または本体リブ８にボルト等で固定する。そして、天井側リブ１５の一側部に天井側パネル１６のフランジ部１６ａを当接させて、各ねじ穴部１５ａ、１６ｂで固定ボルト１８とナット１９を締め込み仮固定する。次に固定した天井側リブ１５の両側に天井側パネル１６のフランジ部１６ａを当接させて固定ねじ１８とナット１９で共締めし、順次同様に天井側リブ１５と天井側パネル１６を連結していく。
そして、最後の天井側パネル１６のフランジ部１６ａを最初の天井側リブ１５と仮固定したフランジ部１６ａと共に固定ボルト１８及びナット１９で共締め固定することで略球面上部の天井部３が形成される。

なお、天井部３の組み立ての最後に、組み立て誤差や各部品の製造誤差等のために最後の天井側パネル１６と最初の天井側リブ１５との間に隙間が生じたり、互いに重なる等して誤差が生じることがある。この場合には、天井側リブ１５が板状であるため、複数枚を密着させるか天井側リブ１５の厚みを増減調整するか異なるものに交換する等して、隙間を埋めたり天井側パネル１６との重なりを解消したりする等して互いに調整することができる。
そして、各天井側リブ１５の頂部に設けた環状の固定枠２２上に換気装置２３をボルト等で固定することで、天井部３の天井側リブ１５は一層強固で高剛性の骨組み構造が得られる。なお、各天井側リブ１５の頂部には換気装置２３に代えてカバー等を設置してもよい。
また、組み立て工程の途中で、或いはスクリーン部２及び天井部３の組み立て終了後に複数のプロジェクタ１０、遮光部材２５等を適宜取り付けるようにすればよい。

上述したように本実施形態によるシミュレータドーム１によれば、天井部３は別個に形成した天井側リブ１５と天井側パネル１６のフランジ部１６ａとを天井側パネル１６の外側に突出させて固定ボルト１８とナット１９で共締め固定したため、比較的軽量でありながら高剛性を得ることができる上に、組み立ても容易である。各天井側リブ１５の上端部に換気装置２３を固定することで一層骨組み構造が強固になる。
そのため、従来のシミュレータドームのように、パネル状の分割体のリブ同士を結合することで順次連結した構成よりも高強度を有する。

しかも、天井側リブ１５と天井側パネル１６を個別に形成することで製作時の金型が単純化されて天井側リブ１５と天井側パネル１６の設計の自由度が増すことになる。
天井側リブ１５と天井側パネル１６の組み立て時に生じる誤差を、天井側リブ１５を複数枚重ねたり厚みの異なるものに交換したり厚みを増減調整したりする等して解消できる。
なお、天井部３に限らず、スクリーン部２における本体リブ８及び本体パネル９においても同様な作用効果を発揮できる。

なお、本発明によるシミュレータドーム１は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で様々な置換や変形等を適用することができる。以下に本発明の変形例について説明するが、上述した実施形態と同一または同様な部分や部材には同一の符号を用いて説明する。

例えば、上述した第一実施形態によるシミュレータドーム１では、図６（ａ）に示すように、天井側リブ１５とその両側の天井側パネル１６の連結構造において、天井側リブ１５が屋外側と屋内側に突出するようにしたが、本発明はこのような構成に限定されない。
例えば、図６（ｂ）に示すスクリーン部２の本体リブ８とその両側の本体パネル９の連結構造と同様に、第一変形例として、天井側リブ１５は屋内側に突出せず、天井側パネル１６の内面と面一になるように天井側リブ１５を形成してもよい。このような構成を採用すれば、シミュレータドーム１の屋内側において、天井部３の内面側の連結構造がスクリーン部２の内面側の連結構造と共通化するため、外観上の見栄えがよくなる。

次に本発明の実施形態の第二変形例による天井側リブ１５と天井側パネル１６の連結構造について図８により説明する。
本変形例では、天井側パネル１６の両端部に形成したフランジ部１６ａは内側に屈曲した構成を有している。両側のフランジ部１６ａに挟まれた天井側リブ１５は外側端部が天井側パネル１６の外面と面一であり、内側端部がフランジ部１６ａと同一位置またはより内側に突出している。そして、天井側リブ１５と両側のフランジ部１６ａとがねじ穴部１５ａ、１６ｂを通して固定ボルト１８とナット１９で共締めされている。
本第二変形例によれば、天井部３の外面が面一になるので外観上の見栄えがよいという利点がある。

図９は本実施形態の第三変形例を示すものである。
図９に示す天井部３の連結構造において、天井側パネル２８はフランジ部を有しておらず、端面に凹陥部２８ａが形成されている。両側の天井側パネル２８の間に連結される天井側リブ２９はその両端面に凸部２９ａが形成されており、しかも天井側パネル２８の内外に突出していない。そのため、天井側リブ２９の両端面に両側の天井側パネル２８の凹陥部２８ａを嵌入させることで互いに連結できる。連結に際し、各端面に接着剤等を塗布して連結強度を高めてもよい。或いは天井側パネルの端面に凸部を形成し、天井側リブ２９の両端面に凹部を形成してもよい。
上述した第三変形例の連結構造によれば、天井側パネル２８も天井側リブ２９も連結状態において、内面と外面に突出せずいずれも面一に形成されるため、一層外観上の見栄えが良くなる。

図１０は本実施形態による天井側リブ１５の変形例である。実施形態では断面略長方形の板状に形成したが、図１０（ａ）に示すように略Ｔ字に形成してもよい。或いは図６（ｂ）に示すように略Ｌ字状に形成してもよい。いずれの場合も天井側リブ１５の強度、剛性が向上する。しかも、屈曲部を内側または外側に形成することで他の取り付け備品等を取り付けたりすることができる。

図１１は本発明の第二実施形態による天井部３の分割体３１を示すものである。本第二実施形態では、分割体３１をなす天井側パネル１６の一方の側部に天井側リブ１５を一体形成し、他方の側部にフランジ部１６ａを一体形成したものである。そして、連結に際して、天井側リブ１５と天井側パネルのフランジ部１６ａを固定ボルト１８とナット１９で共締めすればよい。
本第二実施形態によれば、分割体３１の製造時の金型が複雑化するが、天井部３の組み立てが一層容易になり、強度も向上する。

また、スクリーン部２において、本体リブ８と本体パネル９の連結構造は図６（ｂ）に示すように、内面に本体リブ８が突出せず、面一になるように形成したが、これに代えて図６（ａ）や図８に示す天井側リブ１５と天井側パネル１６の連結構造を採用してもよい。
また、シミュレータドーム１はスクリーン部２と天井部３を略半球状または球体の下部を切除した形状に形成したが、本発明はそのような構成に限定されない。例えば、球体面の半割り状であってもよいし、球面の一部の形状に形成されていてもよい。
なお、天井側リブ１５、本体リブ８はリブに、天井側パネル１６、本体パネル９はパネルに含まれる。

１ シミュレータドーム
２ スクリーン部
３ 天井部
８ 本体リブ
９ 本体パネル
１５、２９ 天井側リブ
１６、２８ 天井側パネル
１６ａ フランジ部
１８ 固定ボルト
１９ ナット
２３ 換気装置
３１ 分割体

Claims (3)

1. 側面周囲に設けたスクリーン部と、
   前記スクリーン部の上部に設置された天井部とを備え、
   前記天井部は、所定間隔で設置されたリブと前記リブの間に設置して前記リブに連結されたパネルとを備え、
   前記リブとパネルは別体に形成され、
   前記リブはその両側に配設された前記パネルのフランジ部と固定具で固定され、
   前記リブは前記パネルの内側及び外側の一方または両方に突出していることを特徴とするシミュレータドーム。
2. 前記天井部は略半球状または球面の一部の形状に形成され、前記リブは球面形状に沿って下端部から頂部に向けて略円弧状に形成されている請求項１に記載されたシミュレータドーム。
3. 前記天井部の上部において、複数の前記リブの頂部側端部に換気装置及びカバーの一方が固定されている請求項２に記載されたシミュレータドーム。

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