JPWO2014087711A1 - 試験装置 - Google Patents
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Abstract
(課題)Yaw方向の角度、速度範囲が大きく、Yaw方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションが可能なシミュレーション装置を提供する。(解決手段)ベースプレート14には、すべり床の上面を、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構50が連結され、移動機構50が、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート14上に回動可能に連結されているとともに、移動機構50の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられている。
Description
本発明は、例えば、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器や、橋梁・ビル・住宅・建築物などの構造物や、これらの部品などの被試験構造物(以下、これらを総称して、単に「被試験構造物」と言う)に対して、外力を付加して行う載荷試験や、振動を与えて行う加振試験や、操作者の運転操作に応じた運転状態などのシミュレーション試験などの各種の試験(以下、これらを総称して、単に「試験」と言う)を行うための試験装置に関する。
従来、このような試験装置としては、これらの被試験構造物の研究開発を目的とする加振試験装置や載荷試験装置がある。また、運輸機器の研究開発や、運転者の運転能力の向上などを目的として、操作者の運転操作に応じた運転状態などをシミュレーションするための運転シミュレーション装置(以下、単に「運転シミュレータ」とも言う)がある。
このような試験装置のうち、運転シミュレーション装置を例に説明する。運転シミュレーション装置は、例えば、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム(ヘキサポッドとも呼ばれる)」と呼ばれる6自由度パラレルメカニズムを採用し、並列に連結された6本の伸縮するリンクが協調して動作することにより、6自由度の位置決めを行う運動連結機構によって連結され、車両モデルなどの被運転部が設けられたプラットフォームを備えている。
また、このようなパラレル6自由度プラットフォームは、運動可能範囲が限られるため、運輸機器の前進方向・横方向・旋回において比較的低い周波数で大振幅の動作を再現するため、平面上(X,Y,Yaw方向)に移動できる機構の上に設置されるケースがある。
また、このようなパラレル6自由度プラットフォームは、運動可能範囲が限られるため、運輸機器の前進方向・横方向・旋回において比較的低い周波数で大振幅の動作を再現するため、平面上(X,Y,Yaw方向)に移動できる機構の上に設置されるケースがある。
これにより、操作者の運転操作に応じて、X、Y、Zの3方向の並進運動の他に、各軸回りの回転運動を加えた、すなわち、前後方向、左右方向、上下方向、ロール(Roll)、ピッチ(Pitch)、ヨー(Yaw)の6種類の動きからなる6自由度のチルト運動を再現することによって、操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするように構成されている。
比較的高い周波数で小振幅の動作は、スチュワート・プラットフォームにより再現され、比較的低い周波数で大振幅の動作は、平面移動機構により再現される。
比較的高い周波数で小振幅の動作は、スチュワート・プラットフォームにより再現され、比較的低い周波数で大振幅の動作は、平面移動機構により再現される。
このように構成される従来の運転シミュレーション装置として、例えば、特許文献1(特許第4736592号公報)に開示される運転模擬試験装置が提案されている。
この運転模擬試験装置100では、図18に示したように、6自由度の位置決めを行う運動連結機構102によって、ベース104に連結されたプラットフォーム106上に、車両モデルを備えたドーム108が設けられている。
そして、X軸方向に配置された複数のX軸方向レール110と、X軸方向レール110上をX軸方向に移動可能で、Y軸方向に配置された一対のY軸方向レール112とを備えている。このY軸方向レール112上を、Y軸方向に移動可能にベース104が配置されている。
これによって、いわゆる「リニアガイド」(Linear Guide)を構成しており、車両モデルを備えたドーム108が、X−Y方向に移動できるように構成されている。
また、特許文献2(特許第3915122号公報)には、図19に示したように、運転シミュレータ200が開示されている。
この運転シミュレータ200では、図19に示したように、6自由度の位置決めを行う運動連結機構202によって、ベース204に連結されたプラットフォーム206上に、車両モデルを備えたドーム208が設けられている。そして、ベース204の下面に、すべり面210に対峙するように、複数のエアベアリング212が設けられている。
さらに、特許文献2の運転シミュレータ200では、図19には、図示しないリニアガイドからなるX軸方向移動装置によって、ベース204が、X軸方向に移動できるとともに、図示しないY軸方向移動装置によって、ベース204が、Y軸方向に移動できるように構成されている。
また、このような試験装置は、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器の研究開発や、運輸機器を運転する者の運転能力向上などを目的として、操作者の運転操作に応じた運転状態、加振試験、加速度試験などを模擬する運転シミュレータや、運転シミュレータの構成部として使用される。
しかしながら、特許文献1の運転模擬試験装置100では、相互に直交するX軸方向レール110とY軸方向レール112が必要であり、装置の設置スペースが大きく必要である。また、装置の高さが高くなり、可動部であるプラットフォーム106の質量が大きくなり、大きな駆動装置が必要となって大型化してしまうことになる。
また、特許文献1の運転模擬試験装置100では、ベース104がX−Y方向に移動できるように構成されているが、ベース104がZ軸(上下軸)の周りに回転(Yaw運動)することができない構造となっている。
このため、運輸機器が旋回時必要な動作は、すべて可動部の6自由度プラットフォームで再現させる必要性があるため、プラットフォームがさらに大型化する。
このため、運輸機器が旋回時必要な動作は、すべて可動部の6自由度プラットフォームで再現させる必要性があるため、プラットフォームがさらに大型化する。
従って、特許文献1の運転模擬試験装置100では、大きな設置スペースと駆動装置が必要で、コストが高くなる。また、実際の運転状態時の高い周波数の加速度の再現ができず、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることもできないことになる。
一方、特許文献2の運転シミュレータ200では、6自由度プラットフォームはエアベアリング212により支持され、上下方向が拘束されないので、振動を抑えるため、重たいベース204が必要であり、特許文献1の運転模擬試験装置100と同様に、装置の設置スペースが大きく必要である。また、装置の高さが高くなり、可動部であるプラットフォーム206の質量が大きくなり、大きな駆動装置が必要となって大型化してしまうことになる。
また、特許文献2の運転シミュレータ200では、可動部であるプラットフォーム206の質量が大きいにもかかわらず、再現できる周波数範囲は1〜3Hzで、高い周波数では、振動を抑えきれなくなるので、もっと重たいベースが必要になる。実際の運転状態に応じた加速度などの試験のために、6自由度プラットフォームの上にさらに3自由度の機構を設ける必要があり、複雑で大型化する。
さらに、特許文献2の運転シミュレータ200では、すべり面210の表面として、非常に精度の高いすべり面が必要で、コストが高くつくことにもなる。
このように特許文献1の運転模擬試験装置100、特許文献2の運転シミュレータ200のいずれの場合においても、大きな駆動装置が必要となって大型化してしまうことになり、高速で高周波の動作ができなくなる。
このため、本発明者等は、図20に示したシミュレーション装置300を開発しており、本出願と同日付けで出願している。
すなわち、このシミュレーション装置300では、図20に示したように、上面視で略7角形のすべり床312を備えており、このすべり床312の上面には、後述するように、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能に、上面視で略三角形のベースプレート314が配置されている。
すなわち、このシミュレーション装置300では、図20に示したように、上面視で略7角形のすべり床312を備えており、このすべり床312の上面には、後述するように、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能に、上面視で略三角形のベースプレート314が配置されている。
このベースプレート314上には、図20に示したように、運動連結機構316を備えており、運動連結機構316によって、上面視で略三角形の可動部を構成するプラットフォーム318が連結されている。なお、図20に示したように、プラットフォーム318は、軽量化のために、いわゆるトラス構造のパイプによって構成されている。
図20に示したように、運動連結機構316は、この実施例では、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム(ヘキサポッドとも呼ばれる)」と呼ばれる6自由度パラレルメカニズムを採用しており、並列に連結された6本の伸縮するリンク316a〜316fから構成されている。
そして、これらの6本の伸縮するリンク316a〜316fが協調して動作することによって、図示しないが、プラットフォーム318が、X−Y−Z方向に移動できるとともに、X軸のまわり(Roll)、Y軸のまわり(Pitch)、Z軸の周りに(Yaw運動)回転できるように自由に移動可能となるように構成されている。
また、図示しないが、プラットフォーム318上には、コックピット、ハーフカーモデルなどからなる被運転部が設けられている。
一方、図20に示したように、ベースプレート314の下面には、すべり床312の上面に対して対峙するように、複数のエアベアリングユニット332が設けられている、すなわち、図20に示したように、ベースプレート314の3か所の角部に形成されている。
また、図20に示したように、エアベアリングユニット332は、すべり床312の上面に対して対峙するように、ベースプレート314の下面に、一定間隔離間して配置された2個のエアベアリング334を備えている。
このように構成されるエアベアリングユニット332は、エアベアリング334のエア圧力が高い作動状態では、図示しないが、エアベアリング334の空気圧により、ベースプレート314が浮き、すべり床312の上面との間にエア層ができるようになっている。
これにより、ベースプレート314上に運動連結機構316によって連結されたプラットフォーム318が、すべり床312の上面を最小の摩擦力で移動することができるようになっている。
そして、これらの2個のエアベアリング334の間に、図20に示したように、すべり床312に対する磁着力を変更可能な磁着装置340が、ベースプレート314の下面に、すべり床312の上面に対して対峙するように配置されている。
また、エアベアリングユニット332は、エアベアリング334のエア圧力が高い作動状態では、磁着装置340のすべり床312に対する磁着力が強い状態となるように構成されている。
このように構成することによって、磁着装置340による磁力(磁着力)とプラットフォーム318の重量が合わさって、エアベアリング334の上下方向のプリーロード(Pre‐Load)状態となり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、安定したシミュレーションや試験が可能となる。
その結果、プラットフォーム318の重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションが可能に構成されている。
一方、図20に示したように、ベースプレート314には、すべり床312の上面を、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能とする移動機構350が連結されている。
すなわち、移動機構350は、図20に示したように、相互に中心角度αが120°の角度で離間するように配置された3個のピストンシリンダー機構から構成される移動駆動装置352a、352b、352cから構成されている。
また、図20の点線で示したように、図20の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート314がすべり床312の上面の略中心位置にある際に、移動駆動装置352a、352b、352cは、それぞれその基端部が、大きい円形サークルDに沿って、すべり床312の上面に相互に中心角度αが120°の角度で離間するように固定された3個の固定ブラケット354a、354b、354cに、ピボット356a、356b、356cによって回動可能に連結されている。
また、図20に示したように、ピストン358a、358b、358cの先端の延長線が、図20の一点鎖線で示したように、図20の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート314がすべり床312の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、ピストン358a、358b、358cの先端の延長線がベースプレート314の中心Oに向かう位置に配置されている。
すなわち、図20に示したように、ピストン358a、358b、358cの先端が、ベースプレート314の3個の角部にそれぞれ配置されている。
しかしながら、このシミュレーション装置300では、Yaw方向の角度、速度範囲が小さく、Yaw方向のトルクが小さく、加速度範囲が小さく、しかも、必要なスペースが大きくなってしまう。
すなわち、このシミュレーション装置300では、図20の状態、すなわち、上面視で、ベースプレート314がすべり床312の上面の略中心位置にある状態(初期位置状態にある状態)からYaw方向に移動させる際に、トルクが発生できないため、Yaw方向の移動ができない。
従って、X-Y方向の運動ができるが、Yaw方向の運動が制限され、特に、初期位置では、Yaw方向のトルクが発生しないため、X-Y方向のみの運動となる。
本発明は、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験ができる試験装置を提供することを目的とする。
また、本発明の目的は、Yaw方向の角度、速度範囲が大きく、Yaw方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能な試験装置を提供することを目的とするものである。
さらに、本発明の目的は、可動部である被試験構造物を載置したベースプレートの重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までの試験が可能な、安価でコンパクトな試験装置を提供することを目的とするものである。
本発明は、前述した従来技術における課題及び目的を達成するために発明されたものであって、本発明の試験装置は、
操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置であって、
すべり床上をエアベアリングによって、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能に配置されたベースプレートと、
前記ベースプレート上に、運動連結機構によって連結され、被運転部が設けられたプラットフォームとを備え、
前記ベースプレートには、すべり床の上面を、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構が連結され、
前記移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、
前記移動機構の先端の延長線が、前記初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられていることを特徴とする。
操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置であって、
すべり床上をエアベアリングによって、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能に配置されたベースプレートと、
前記ベースプレート上に、運動連結機構によって連結され、被運転部が設けられたプラットフォームとを備え、
前記ベースプレートには、すべり床の上面を、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構が連結され、
前記移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、
前記移動機構の先端の延長線が、前記初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられていることを特徴とする。
このように構成することによって、例えば、車両モデルなどの被運転部が設けられたプラットフォームが、6自由度の位置決めを行う運動連結機構によってベースプレートに連結されている。そして、このベースプレートが、すべり床上をエアベアリングによって、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能に配置されている。
これにより、エアベアリングの空気圧により、ベースプレートが浮き、すべり床との間にエア層ができ、ベースプレート上に運動連結機構によって連結されたプラットフォームが、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。
従って、小さい動力と少ないスペースで、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験ができる。
さらに、移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、移動機構の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられている。
さらに、移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、移動機構の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられている。
従って、Yaw方向の角度、速度範囲が大きく、Yaw方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能な試験装置を提供することができる。
すなわち、このように構成することによって、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある際に、移動機構が、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられているので、Z軸の周りに回転(Yaw運動)の際に、必要な加振機の速度、加速度を小さくすることができる。
また、移動機構の先端の延長線が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、移動機構が、円形サークルCに接するようか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられ、移動機構の先端の延長線がベースプレート14の中心Oからずれた位置になっている。
これにより、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある状態(初期位置状態にある状態)から移動させる際に、必要なトルクで移動させることができる。
また、円形サークルCの直径が比較的小さいため、Yaw運動の際に必要な、アクチュエータである移動機構のストロークと速度が小さくなり、よりハイパフォーマンスのシミュレータが可能になる。
さらに、アクチュエータである移動機構の加速度も小さくなるので、アクチュエータの等価質量として必要なトルクが減り、ベースプレートへのYaw方向のトルクが増え、効率が良くなる。
また、アクチュエータである移動機構の軸線と、回転中心の距離を大きく取れ、しかも、移動機構の動作範囲が最大になるような角度で、アクチュエータである移動機構を配置している。
従って、アクチュエータである移動機構を取り付けるのに必要なスペースが小さくなり、シミュレーション装置を小型化することができる。
さらに、X−Y方向の移動、Z軸の周りに回転(Yaw運動)による複合運動の可動範囲が大きくなる。
また、アクチュエータである移動機構を、ベースプレート上に設置することにより、移動機構において発生する干渉をリミットスイッチで防止することもできる。
このように構成することによって、ベースプレートの下面にすべり床に対して対峙するように配置され、すべり床に対する磁着力を変更可能な磁着装置を備えており、エアベアリングのエア圧力が高い作動状態では、磁着装置のすべり床に対する磁着力が強い状態となるように構成されている。
これにより、エアベアリングと磁着装置によるプリーロード(Pre‐Load)で、プラットフォームの上下方向の負荷容量を増やすことができる。
すなわち、磁着装置による磁力(磁着力)とプラットフォームの重量が合わさって、エアベアリングの上下方向のプリーロード状態となり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、安定したシミュレーションや試験が可能となる。
その結果、プラットフォームの重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションや試験が可能である。
さらに、エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では、磁着装置のすべり床に対する磁着力が弱い状態となるように構成されている。
従って、エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では圧力センサーでその状態が検出され、試験装置が停止されるが、慣性の影響で停止までベースプレートが一定の距離移動することになる。この場合、磁着装置のすべり床に対する磁着力が弱い状態となるので磁力が作用しなくなり、摩擦力を低減でき、摩耗を減らし、試験装置のメンテナンス周期を長くすることが可能となる。
また、本発明の試験装置は、前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成され、前記すべり床に対する磁着力の強弱が切替え可能に構成されていることを特徴とする。
このように構成することによって、磁着装置のすべり床に対する距離を変更することによって、すべり床に対する磁着力の強弱が切替えできるので、試験装置に合った磁力の調整が可能である。
また、本発明の試験装置は、前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成された磁石部材を備えることを特徴とする。
このように構成することによって、磁石部材とすべり床との間の隙間を調整することにより、試験装置に合った磁力の調整が可能である。
また、エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では装置が停止されるが、慣性の影響で停止までベースプレートが一定の距離移動することになる。この場合、磁着装置である磁石部材がすべり床から離間する方向に移動して、すべり床に対する磁着力が弱い状態となるので磁力が作用しなくなり、しかも、すべり床と磁石部材との間の距離が離間しているので摩擦力を低減でき、摩耗を減らし、試験装置のメンテナンス周期を長くすることが可能となる。
また、本発明の試験装置は、前記磁石部材が、永久磁石から構成されていることを特徴とする。
このように、磁石部材が永久磁石から構成されていれば、安価な永久磁石を磁着装置の磁石部材として用いることができ、コストを低減することができる。また、磁力を発生させるため動力を必要としないので、エネルギーの消費が低減される。
また、本発明の試験装置では、前記磁着装置が、電磁石から構成される磁石部材を備えていることも可能である。
このように、磁着装置が電磁石から構成されていれば、電磁石への電流の大きさを変更することによって、磁力(磁着力)の大きさを変更することができ、制御が容易になる。
また、本発明の試験装置は、前記磁石部材が、複数の磁石部材から構成され、これらの磁石部材が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されていることを特徴とする。
このように磁石部材が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されているので、各運動方向(X−Y方向、Yaw回転)における渦電流による抵抗を同一にすることができ、正確な、シミュレーションや試験を実施することができる。
また、本発明の試験装置は、前記ベースプレートの下面に球面座を介して複数のエアベアリングが設けられ、
前記複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられていることを特徴とする。
前記複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられていることを特徴とする。
このようにベースプレートの下面に球面座を介して、複数のエアベアリングが設けられているので、ベースプレート全体が均一に、エアベアリングの空気圧により、ベースプレートが浮き、すべり床との間にエア層ができ、ベースプレート上に運動連結機構によって連結されたプラットフォームが、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。
従って、小さい動力と少ないスペースで、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験もできる。
また、複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられているので、磁着装置による磁力(磁着力)とプラットフォームの重量が合わさったエアベアリングの上下方向のプリーロード状態が、ベースプレート全体において均一になり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、より安定したシミュレーションや試験が可能となる。
また、本発明の試験装置は、前記エアベアリングのすべり床に対峙する面、または、前記すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に、摩擦低減処理が施されていることを特徴とする。
このように、例えば、「ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂」などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂(PI)、ポリアミド6樹脂(PA6)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、ピーク樹脂(PEEK)などからなるシートを貼着したり、これらの樹脂単体および混合体を焼付コーティングしたりすることによって、エアベアリングのすべり床に対峙する面、または、すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に摩擦低減処理を施している。
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂」などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂(PI)、ポリアミド6樹脂(PA6)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、ピーク樹脂(PEEK)などからなるシートを貼着したり、これらの樹脂単体および混合体を焼付コーティングしたりすることによって、エアベアリングのすべり床に対峙する面、または、すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に摩擦低減処理を施している。
これにより、非常停止などの場合、また、作動中に想定よりも大きい負荷がかかった場合において、エアベアリングがすべり床と接触した際に、エアベアリングが損傷するのを防止することができ、装置の寿命が長くなる。
また、このような摩擦低減処理が施されているので、エアベアリングとすべり床との間が、多少接触してもエアベアリングが損傷するのを防止することができるので、すべり床の面の精度を多少下げることができるので、コストを低減することができる。
本発明によれば、例えば、車両モデルなどの被運転部が設けられたプラットフォームが、例えば、6自由度の位置決めを行う運動連結機構によってベースプレートに連結されている。そして、このベースプレートが、すべり床上を球面座を介して接続されるエアベアリングによって、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能に配置されている。
これにより、エアベアリングの空気圧により、ベースプレートが浮き、すべり床との間にエア層ができ、ベースプレート上に運動連結機構によって連結されたプラットフォームが、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。
従って、小さい動力と少ないスペースで、操作者の実際の運転操作に応じた運転状態をシミュレーションすることができ、実際の運転状態に応じた加速度などの試験ができる。
さらに、移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、移動機構の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられている。
従って、Yaw方向の角度、速度範囲が大きく、Yaw方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能なシミュレーション装置を提供することができる。
さらに、移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、移動機構の先端の延長線が、初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられている。
従って、Yaw方向の角度、速度範囲が大きく、Yaw方向のトルクが大きく、加速度範囲が大きく、しかも、必要なスペースが少なくてすみ、小さい動力と少ないスペースで、シミュレーションが可能なシミュレーション装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。
図1は、本発明の試験装置をシミュレーション装置として適用した試験装置の上面図、図2は、図1の部分拡大図、図3は、図1のA方向から見た正面図、図4は、図1のB方向から見た側面図を90度右回転させた図、図5は、図1のベースプレート部分の上面図、図6は、図5においてベースプレート部分の運動連結機構の一部を省略した上面図、図7は、図6の背面図を180度右回転させた図、図8は、図6のC方向の側面図を90度右回転させた図、図9は、図7のエアベアリングと磁着装置の部分のエアベアリングのエア圧力が高い作動状態の拡大図、図10は、図7のエアベアリングと磁着装置の部分のエアベアリングのエア圧力が低い非作動状態の拡大図、図11は、図7のエアベアリングと磁着装置の部分の上面図、図12〜図16は、ベースプレートがすべり床の上をX−Y方向、Z軸の周りに回転移動する状態を説明する上面図である。
図1において、符号10は、全体で本発明の試験装置をシミュレーション装置として適用した試験装置を示している。
この実施例の試験装置10では、図1に示したように、操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置に適用した実施例を示している。
すなわち、例えば、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器において、これらの運輸機器の研究開発や、運輸機器の運転者の運転能力の向上などを目的として、操作者の運転操作に応じた運転状態などをシミュレーションするためのものである。
なお、この実施例では、車両機器の一例として、自動車の場合を図示している。また、図示しないが、本発明の試験装置10では、必要に応じて、試験装置10の周囲にスクリーンなどが設けられており、操作者Sの運転操作に応じて運転状態を視覚的にシミュレーションすることができるように構成されている。従って、例えば、加速度試験などの試験のみを実施する場合などにおいては、このようなスクリーンを設けないこともある。
図1〜図4に示したように、本発明の試験装置10では、すべり床12を備えており、このすべり床12の上面には、後述するように、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能に、上面視で略三角形のベースプレート14が配置されている。
このベースプレート14上には、図5〜図7に示したように、運動連結機構16を備えており、運動連結機構16によって、上面視で略三角形の可動部を構成するプラットフォーム18が連結されている。なお、図5〜図6に示したように、プラットフォーム18は、軽量化のために、いわゆるトラス構造のパイプによって構成されている。
図5〜図8に示したように、運動連結機構16は、この実施例では、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム(ヘキサポッドとも呼ばれる)」と呼ばれる6自由度パラレルメカニズムを採用しており、並列に連結された6本の伸縮するリンク16a〜16fから構成されている。
そして、これらの6本の伸縮するリンク16a〜16fが協調して動作することによって、図示しないが、プラットフォーム18が、X−Y−Z方向に移動できるとともに、X軸のまわり(Roll)、Y軸のまわり(Pitch)、Z軸の周りに(Yaw運動)回転できるように自由に移動可能となるように構成されている。
すなわち、これらのリンク16a〜16fはそれぞれ、電気または油圧(図は電気の例を示す)駆動装置20a〜20fを作動することによって、ピストンシリンダー機構が作動して伸縮する構造となっている。また、これらのリンク16a〜16fの下端は、図7に示したように、ピボット軸22a〜22fを介して、ベースプレート14の3か所の角部に形成されたブラケット24a〜24fに、それぞれ回動可能に連結されている。
一方、これらのリンク16a〜16fの上端は、図7に示したように、ピボット軸26a〜26fを介して、プラットフォーム18の3か所の角部に設けられた支持部28a〜28fに、それぞれ回動可能に連結されている。
また、図3〜図4に示したように、プラットフォーム18上には、運輸機器を構成する、例えば、コックピット、ハーフカーモデルなどからなる被運転部、この実施例の場合には、自動車の車両30が設けられている。なお、図3〜図4を除いて、説明の便宜上、被運転部(車両)30を省略して示している。
一方、図5〜図7に示したように、ベースプレート14の下面には、すべり床12の上面に対して対峙するように、複数のエアベアリングユニット32が設けられている、すなわち、この実施例では、図5〜図6に示したように、ベースプレート14の3か所の角部に形成されている。
また、図7、図9〜図11に示したように、エアベアリングユニット32は、すべり床12の上面に対して対峙するように、ベースプレート14の下面に、一定間隔離間して配置された2個のエアベアリング34を備えている。これらのエアベアリング34は、それぞれ、ベースプレート14の下面に固定された球面座36に、装着部38によって自由に回動できるように装着されている。すべり床12の面精度や、取付け部の平行度の誤差を吸収する。
そして、これらの2個のエアベアリング34の間に、図9〜10に示したように、すべり床に対する磁着力を変更可能な磁着装置40が、ベースプレート14の下面に、すべり床12の上面に対して対峙するように配置されている。
この磁着装置40は、図9〜図11に示したように、ピストンシリンダー機構42を備えており、このピストンシリンダー機構42のピストン44の下端には、ベース板46が固定されている。このベース板46の下面には、例えば、永久磁石からなる磁石部材48が配置されている。
なお、このように、磁石部材48が、永久磁石から構成されていれば、安価な永久磁石を磁着装置40の磁石部材48として用いることができ、コストを低減することができるとともに、動力を必要とせず、省エネ効果が期待できる。
また、ベース板46とピストン44の周囲に設けられた4個のガイド部材41の基端部のフランジ41aとの間には、それぞれバネ部材45が介装されている。
このように構成されるエアベアリングユニット32は、エアベアリング34のエア圧力が高い作動状態では、図示しないが、エアベアリング34の空気圧により、ベースプレート14が浮き、すべり床12の上面との間にエア層ができるようになっている。
これにより、ベースプレート14上に運動連結機構16によって連結されたプラットフォーム18が、すべり床12の上面を最小の摩擦力で移動することができるようになっている。
この場合、複数のエアベアリング34に対応して、複数の磁着装置40が設けられているので、磁着装置40による磁力(磁着力)とプラットフォーム18の重量が合わさったエアベアリング34の上下方向のプリーロード状態が、ベースプレート14全体において均一になり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、より安定したシミュレーション、試験が可能となる。
また、エアベアリングユニット32は、エアベアリング34のエア圧力が高い作動状態では、磁着装置40のすべり床12に対する磁着力が強い状態となるように構成されている。
すなわち、この実施例では、図9に示したように、エアベアリング34のエア圧力が高い作動状態では、ピストンシリンダー機構42が作動して、バネ部材45の付勢力に抗して、ピストン44が下方に向かって伸張する。
これにより、ピストン44の下端に固定されたベース板46が、すべり床12の上面に向かって下方に移動する。その結果、ベース板46下面に配置された磁石部材48と、すべり床12の上面との間の距離が近くなり、磁着装置40のすべり床12に対する磁着力が強い状態となる。
従って、エアベアリング34と磁着装置40によるプリーロードで、プラットフォーム18の上下方向の負荷容量を増やすことができる。
すなわち、磁着装置40による磁力(磁着力)とプラットフォーム18の重量が合わさって、エアベアリング34の上下方向のプリーロード状態となり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、安定したシミュレーションや試験が可能となる。
その結果、プラットフォーム18の重量が軽く、剛性が高く、しかも、軽いベースで安定した運動を実現でき、小さい動力と少ないスペースで、高い周波数までのシミュレーションが可能である。
この場合、複数のエアベアリング34に対応して、複数の磁着装置40が設けられているので、磁着装置40による磁力(磁着力)とプラットフォーム18の重量が合わさったエアベアリング34の上下方向のプリーロード状態が、ベースプレート14全体において均一になり、上下方向の反力・モーメントを受け持ち、より安定したシミュレーションや試験が可能となる。
なお、この場合、エアベアリング34、磁着装置40の数、ベースプレート14での配置位置などは特に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
一方、エアベアリングユニット32は、エアベアリング34のエア圧力が低い非作動状態では、磁着装置40のすべり床12に対する磁着力が弱い状態となるように構成されている。
すなわち、この実施例では、図10に示したように、エアベアリング34のエア圧力が低い非作動状態では、ピストンシリンダー機構42の作動が停止して、バネ部材45の付勢力によって、ピストン44が上方に向かって後退する。
これにより、ピストン44の下端に固定されたベース板46が、すべり床12の上面から離間する方向に上方に移動する。その結果、ベース板46下面に配置された磁石部材48と、すべり床12の上面との間の距離が大きくなり、磁着装置40のすべり床12に対する磁着力が弱い状態となる。
従って、エアベアリング34のエア圧力が低い非作動状態では、圧力センサーでその状態が検出され、試験装置10が停止されるが、慣性の影響で、停止までベースプレート14が一定の距離移動することになる。
この場合、磁着装置40のすべり床12に対する磁着力が弱い状態、すなわち、この実施例では、ベース板46の下面に配置された磁石部材48と、すべり床12の上面との間の距離が大きくなり、磁力が作用しなくなり、磁石部材48と、すべり床12の上面との間の摩擦力を低減でき、摩耗を減らし、試験装置10のメンテナンス周期を長くすることが可能となる。
このように構成することによって、磁着装置40のすべり床12に対する距離を変更することによって、すべり床12に対する磁着力の強弱が切替えできるので、試験装置10に合った磁力の調整が可能である。
なお、エアベアリング34のすべり床12に対峙する面、または、すべり床12の上面のうち少なくとも一方の表面に、摩擦低減処理が施されていても良い。図7では、すべり床12の上面に摩擦低減処理11を施している状態を示している。
このように、例えば、「ポリテトラフルオロエチレン樹脂(PTFE)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂(PFA)、テトラフ
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂」などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂(PI)、ポリアミド6樹脂(PA6)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、ピーク樹脂(PEEK)などからなるシートを貼着したり、これらの樹脂単体および混合体を焼付コーティングしたりすることによって、エアベアリング34のすべり床12に対峙する面、または、すべり床12の上面のうち少なくとも一方の表面に摩擦低減処理を施しても良い。
ルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体樹脂(FEP)、ポリクロロトリフルオロエチレン共重合体樹脂、テトラフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、クロロトリフルオロエチレン−エチレン共重合体樹脂、ポリビニリデンフルオライド樹脂、ポリビニルフルオライド樹脂、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂」などのフッ素系樹脂や、ポリイミド樹脂(PI)、ポリアミド6樹脂(PA6)、ポリアミドイミド樹脂(PAI)、ピーク樹脂(PEEK)などからなるシートを貼着したり、これらの樹脂単体および混合体を焼付コーティングしたりすることによって、エアベアリング34のすべり床12に対峙する面、または、すべり床12の上面のうち少なくとも一方の表面に摩擦低減処理を施しても良い。
これにより、非常停止などの場合、また、作動中に想定よりも大きい負荷がかかった場合において、エアベアリング34がすべり床12の上面と接触した際に、エアベアリング34が損傷するのを防止することができ、装置の寿命が長くなる。
また、このような摩擦低減処理が施されているので、エアベアリング34とすべり床12の上面との間が、多少接触してもエアベアリング34が損傷するのを防止することができるので、すべり床12の上面の面の精度を多少下げることができるので、コストを低減することができる。
さらに、磁着装置40のベース板46の下面に配置された磁石部材48は、図12に示したように、磁石部材48が、複数の磁石部材48から構成され、これらの磁石部材48が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されていても良い。
このように磁石部材48が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されているので、各運動方向(X−Y方向、Yaw回転)における渦電流による抵抗を同一にすることができ、正確な、シミュレーションや試験を実施することができる。
一方、図1〜図4に示したように、ベースプレート14には、すべり床12の上面を、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能とする移動機構50が連結されている。
すなわち、移動機構50は、図1に示したように、相互に中心角度αが120°の角度で離間するように配置された3個のピストンシリンダー機構から構成される移動駆動装置52a、52b、52cから構成されている。
これらの移動駆動装置52a、52b、52cは、それぞれその基端部が、すべり床12の上面に相互に中心角度αが120°の角度で離間するように固定された3個の固定ブラケット54a、54b、54cに、ピボット56a、56b、56cによって回動可能に連結されている。
また、これらの移動駆動装置52a、52b、52cは、それぞれそのピストン58a、58b、58cの先端が、図1の点線で示したように、図1の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート14上に設けられた3個の固定ブラケット60a、60b、60cに、ピボット62a、62b、62cによって回動可能に連結されている。
また、これらのピストン58a、58b、58cの先端の延長線が、図1の一点鎖線で示したように、図1の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、ピストン58a、58b、58cが、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられている。
さらに、移動駆動装置52a、52b、52cは、それぞれその基端部には、ピストンシリンダー機構を作動するための電気または油圧(図は電気の例を示す)駆動装置64a、64b、64cが設けられている。
このように構成される移動機構50は、操作者Sの運転操作に応じて、図示しない制御装置の制御によって、エアベアリング34のエア圧力が高い作動状態では、エアベアリング34の空気圧により、ベースプレート14が浮き、すべり床12の上面との間にエア層ができ、磁着装置40のすべり床12に対する磁着力が強い状態となり、プリーロード状態となる。
この状態で、操作者Sの運転操作に応じて、電気または油圧(図は電気の例を示す)駆動装置64a、64b、64cの作動を制御することによって、移動駆動装置52a、52b、52cのピストンシリンダー機構のピストン58a、58b、58cの伸張度が調整される。
これにより、図1に示したベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある状態から、図12〜図16に示したように、ベースプレート14が、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転(Yaw運動)できるように自由に移動可能となるように構成されている。
なお、図12〜図16は、あくまでも、X−Y方向の移動、Z軸の周りに回転(Yaw運動)の一例を示したものであって、その他の位置の組み合わせも自由であることはもちろんである。
このように構成することによって、図1の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある際に、ピストン58a、58b、58cが、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられているので、Z軸の周りに回転(Yaw運動)の際に、必要な加振機の速度、加速度を小さくすることができる。
ピストン58a、58b、58cの先端の延長線が、図2の一点鎖線で示したように、図1の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、ピストン58a、58b、58cが、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられ、ピストン58a、58b、58cの先端の延長線がベースプレート14の中心Oからずれた位置になっている。
これにより、図1の状態、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある状態(初期位置状態にある状態)から移動させる際に、必要なトルクで移動させることができる。
また、円形サークルCの直径が比較的小さいため、Yaw運動の際に必要な、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cのピストンシリンダー機構のストロークと速度が小さくなり、よりハイパフォーマンスなシミュレータの提供が可能になる。
さらに、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cのピストンシリンダー機構の加速度も小さくなるので、アクチュエータの等価質量に必要なトルクが減り、ベースプレート14へのYaw方向のトルクが増え、効率が良くなる。
また、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cのピストンシリンダー機構の軸線と、回転中心の距離を大きく取れ、しかも、移動駆動装置52a、52b、52cの動作範囲が最大になるような角度で、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cを配置している。
従って、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cを取り付けるのに必要なスペースが小さくなり、試験装置10を小型化することができる。
さらに、X−Y方向の移動、Z軸の周りに回転(Yaw運動)による複合運動の可動範囲が大きくなる。
なお、図示しないが、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cのピストンシリンダー機構を、ベースプレート14上に設置することにより、移動駆動装置52a、52b、52cにおいて発生する干渉をリミットスイッチで防止することもできる。
図17は、本発明の別の実施例の試験装置の図1と同様な上面図である。
この実施例の試験装置10は、実施例1に示した試験装置10と基本的には同様な構成であり、同一の構成部材には、同一の参照番号を付して、その詳細な説明を省略する。
この実施例の試験装置10では、図17に示したように、移動駆動装置52a、52b、52cは、それぞれそのピストン58a、58b、58cの先端が、図17の点線で示したように、図17の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、図1の実施例の試験装置10と比較して、より大きい円形サークルEに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート14上に設けられた3個の固定ブラケット60a、60b、60cに、ピボット62a、62b、62cによって回動可能に連結されている。
また、これらのピストン58a、58b、58cの先端の延長線が、図17の一点鎖線で示したように、図1の状態で、すなわち、上面視で、ベースプレート14がすべり床12の上面の略中心位置にある際(初期位置状態にある際)に、ピストン58a、58b、58cが、円形サークルEに接するように設けられている。
従って、実施例1の試験装置10に比較して、Yaw方向の角度、速度範囲が小さく、しかも、必要なスペースが大きくなってはいるが、Yaw方向のトルクが大きく取れる。図20に示したシミュレーション装置300に比較して、Yaw方向の運動が可能で、より小さい動力と少ないスペースで使用することができる。
従って、本発明の試験装置10では、試験装置10の目的と使用に応じて適宜変更すれば良く、円形サークルC(E)の大きさは何ら限定されるものではない。
従って、本発明の試験装置10では、試験装置10の目的と使用に応じて適宜変更すれば良く、円形サークルC(E)の大きさは何ら限定されるものではない。
以上、本発明の好ましい実施の態様を説明してきたが、本発明はこれに限定されることはなく、上記の実施例において、運動連結機構16として、いわゆる「スチュワート・プラットフォーム(ヘキサポッドとも呼ばれる)」と呼ばれる6自由度パラレルメカニズムを採用したが、その他の運動連結機構16を採用することも可能である。
また、上記実施例では、磁着装置40のベース板46の下面に配置された磁石部材48として、永久磁石を用いたが、磁着装置40が、電磁石から構成される磁石部材48を備えていても良い。
このように、磁着装置40が、電磁石から構成されていれば、電磁石への電流の大きさを変更することによって、磁力(磁着力)の大きさを変更することができ、制御が容易になる。
さらに、上記実施例では、アクチュエータである移動駆動装置52a、52b、52cとしてピストンシリンダー機構を用いたが、その他のアクチュエータを用いることも可能である。
本発明は、例えば、自動車・バイク・電車・航空機・船舶などの運輸機器や、橋梁・ビル・住宅・建築物などの構造物や、これらの部品などの被試験構造物に対して、外力を付加して行う載荷試験や、振動を与えて行う加振試験や、操作者の運転操作に応じた運転状態などのシュミュレーション試験などの各種の試験を行うための試験装置に適用することができる。
10 試験装置
12 すべり床
14 ベースプレート
16 運動連結機構
16a〜16f リンク
18 プラットフォーム
20a〜20f 駆動装置
22a〜22f ピボット軸
24a〜24f ブラケット
26a〜26f ピボット軸
28a〜28f 支持部
30 車両(被運転部)
32 エアベアリングユニット
34 エアベアリング
36 球面座
38 装着部
40 磁着装置
41 ガイド部材
41a フランジ
42 ピストンシリンダー機構
44 ピストン
45 バネ部材
46 ベース板
48 磁石部材
50 移動機構
52a〜52c 移動駆動装置
54a〜54c 固定ブラケット
56a〜56c ピボット
58a〜58c ピストン
60a〜60c 固定ブラケット
62a〜62c ピボット
64a〜64c 駆動装置
100 運転模擬試験装置
102 運動連結機構
104 ベース
106 プラットフォーム
108 ドーム
110 X軸方向レール
112 Y軸方向レール
200 運転シミュレータ
202 運動連結機構
204 ベース
206 プラットフォーム
208 ドーム
210 すべり面
212 エアベアリング
300 シミュレーション装置
312 すべり床
314 ベースプレート
316 運動連結機構
318 プラットフォーム
332 エアベアリングユニット
334 エアベアリング
340 磁着装置
350 移動機構
352a〜352c 移動駆動装置
354a〜354c 固定ブラケット
356a〜356c ピボット
358a〜358c ピストン
C 円形サークル
D 円形サークル
E 円形サークル
O 中心
S 操作者
α 中心角度
β 中心角度
12 すべり床
14 ベースプレート
16 運動連結機構
16a〜16f リンク
18 プラットフォーム
20a〜20f 駆動装置
22a〜22f ピボット軸
24a〜24f ブラケット
26a〜26f ピボット軸
28a〜28f 支持部
30 車両(被運転部)
32 エアベアリングユニット
34 エアベアリング
36 球面座
38 装着部
40 磁着装置
41 ガイド部材
41a フランジ
42 ピストンシリンダー機構
44 ピストン
45 バネ部材
46 ベース板
48 磁石部材
50 移動機構
52a〜52c 移動駆動装置
54a〜54c 固定ブラケット
56a〜56c ピボット
58a〜58c ピストン
60a〜60c 固定ブラケット
62a〜62c ピボット
64a〜64c 駆動装置
100 運転模擬試験装置
102 運動連結機構
104 ベース
106 プラットフォーム
108 ドーム
110 X軸方向レール
112 Y軸方向レール
200 運転シミュレータ
202 運動連結機構
204 ベース
206 プラットフォーム
208 ドーム
210 すべり面
212 エアベアリング
300 シミュレーション装置
312 すべり床
314 ベースプレート
316 運動連結機構
318 プラットフォーム
332 エアベアリングユニット
334 エアベアリング
340 磁着装置
350 移動機構
352a〜352c 移動駆動装置
354a〜354c 固定ブラケット
356a〜356c ピボット
358a〜358c ピストン
C 円形サークル
D 円形サークル
E 円形サークル
O 中心
S 操作者
α 中心角度
β 中心角度
Claims (9)
- 操作者の運転操作に応じて運転状態をシミュレーションするための試験装置であって、
すべり床上をエアベアリングによって、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能に配置されたベースプレートと、
前記ベースプレート上に、運動連結機構によって連結され、被運転部が設けられたプラットフォームとを備え、
前記ベースプレートには、すべり床の上面を、X−Y方向に移動できるとともに、Z軸の周りに回転できるように自由に移動可能とする移動機構が連結され、
前記移動機構が、上面視で、ベースプレートがすべり床の上面の略中心位置にある初期位置状態にある際に、円形サークルCに沿って、相互に中心角度βが120°を形成するように、ベースプレート上に回動可能に連結されているとともに、
前記移動機構の先端の延長線が、前記初期位置状態にある際に、円形サークルCに接するか、または、円形サークルCに接する状態に近い角度になるように設けられていることを特徴とする試験装置。 - 前記ベースプレートの下面にすべり床に対して対峙するように配置され、前記すべり床に対する磁着力を変更可能な磁着装置とを備え、
前記エアベアリングのエア圧力が高い作動状態では、前記磁着装置のすべり床に対する磁着力が強い状態となり、
前記エアベアリングのエア圧力が低い非作動状態では、前記磁着装置のすべり床に対する磁着力が弱い状態となるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の試験装置。 - 前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成され、前記すべり床に対する磁着力の強弱が切替え可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の試験装置。
- 前記磁着装置が、すべり床に対して離接可能に構成された磁石部材を備えることを特徴とする請求項3に記載の試験装置。
- 前記磁石部材が、永久磁石から構成されていることを特徴とする請求項4に記載の試験装置。
- 前記磁着装置が、電磁石から構成される磁石部材を備えていることを特徴とする請求項2から4のいずれかに記載の試験装置。
- 前記磁石部材が、複数の磁石部材から構成され、これらの磁石部材が、相互に極の向きが直角の位置となるように配置されていることを特徴とする請求項4から6のいずれかに記載の試験装置。
- 前記ベースプレートの下面に球面座を介して複数のエアベアリングが設けられ、
前記複数のエアベアリングに対応して、複数の磁着装置が設けられていることを特徴とする請求項2から7のいずれかに記載の試験装置。 - 前記エアベアリングのベースプレートに対峙する面、または、前記すべり床の上面のうち少なくとも一方の表面に、摩擦低減処理が施されていることを特徴とする請求項2から8のいずれかに記載の試験装置。
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