(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設置部に設けられた基台と揺動台との間に複数のアクチュエータを架設し、該各アクチュエータを選択的に伸縮して上記揺動台に揺動を付与する電動揺動装置において、
上記各アクチュエータは、
自在継手を介して上記基台及び揺動台の一方に基端が設けられ、かつ外周に螺旋状溝が形成されたスクリューシャフトと、
自在継手を介して上記基台及び揺動台の他方にベースが取り付けられ上記スクリューシャフトの貫通を許容する中空軸状の回転子を有する電動モータと、を備え、
上記回転子は、
電動モータのベースから先端が突出した中空軸状の回転子本体と、
上記電動モータのベース部から突出した回転子本体の先端に基端が交換可能に結合され、先端内周に上記スクリューシャフトの螺旋状溝に螺合する螺旋状溝が形成された中空軸状のスリーブと、を具備したことを特徴とする電動揺動装置。
【請求項２】
上記回転子本体は、
上記電動モータのベースから突出した先端部外周に取付ねじ部及び該取付ねじ部より基端側に取付ねじ部より大径のロックナット用ねじ部を有すると共に上記取付ねじとロックナット用ねじ部に亘って連続形成されたキー溝を備え、
上記スリーブは、
基端部内周に上記回転子本体に形成された取付ねじ部に螺合する取付ねじ部が形成されると共に基端から該取付ねじに亘って形成されたキー溝を備え、
上記回転子本体及びスリーブの互いの取付ねじ部を螺合すると共に上記回転子本体のキー溝とスリーブのキー溝と間にキーを嵌入し、かつロックナット用ねじ部に螺合したロックナットによってキーの抜け出しを防止したことを特徴とする請求項１に記載の電動揺動装置。
【請求項３】
上記スクリューシャフトの外周及びスリーブの内周に形成される螺旋状溝は、互いの溝間に嵌合するボールを介して螺合する螺旋状のボール溝であることを特徴とする請求項１または２に記載の電動揺動装置。
【請求項４】
上記スリーブ内に縮径されて形成されたストッパ当接部と、
上記回転子内に挿入されたスクリューシャフトの先端に設けられたストッパと、
上記ストッパ当接部または該ストッパ当接部と対向する上記ストッパに設けられた摩擦係数低減手段とを備え、
上記ストッパと上記ストッパ当接部とが上記摩擦係数低減手段を介して当接してアクチュエータの伸長端を規制したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動揺動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動揺動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
模擬体験装置、例えば、ドライビングシミュレーション装置は、図１２に慨要を示すように、建屋１０内の床面１２上に配設された揺動装置１３０によって傾斜及び揺動が付与される模擬運転室１２０及び仮想視界状況を表示するディスプレイ装置１１０等を備えている。
【０００３】
ディスプレイ装置１１０は、模擬運転室１２０の後方で建屋１０の上部に取り付けられたプロジェクタ１１１と、模擬運転室１２０の前方で建屋１０に配設されて上記プロジェクタ１１１から投映された映像を映し出すスクリーン１１２を備えている。
【０００４】
模擬運転室１２０は、例えば実車の車体を模造したものであって、内部にはシートや、ハンドル装置等の実車に倣った模擬操作装置が備えられ、利用者がドア（図示せず）から乗降することが可能に構成されている。
【０００５】
揺動装置１３０は、建屋１０の床面上に取り付けられた基台１３１と、模擬運転室１２０を支持する揺動台１３２との間に両端が揺動可能に支持されて架設された複数のアクチュエータ１４０を有し、各アクチュエータ１４０を選択的に伸長或いは収縮させることによって揺動台１３２上に取付支持された模擬運転室１２０に種々の揺動を付与すると共に、模擬運転室１２０に設けられた振動発生装置（図示せず）によって模擬運転室１２０に振動を付与するように構成されている。
【０００６】
揺動装置１３０のアクチュエータ１４０は、例えば、図９に示すように、基台１３１に取り付けられる第１自在継手１４１と揺動台１３２に取り付けられる第２自在継手１４２とを有し、第１自在継手１４１と第２自在継手１４２との間には伸縮部１４４が架設されている。
【０００７】
伸縮部１４４は、第１自在継手１４１に設けられたケーシング１４３に基端がベアリング１４５を介して回転自在に支持されたスクリューシャフト１４６と、第２自在継手１４２に基端が設けられた円筒状のスリーブ１４７と、スクリューシャフト１４６の外周に形成された螺旋状のボール溝１４６ａとスリーブ１４７の先端内周に形成された螺旋状のボール溝１４７ａとの間に嵌合するボール１４８とからなるボールねじ機構によって形成されている。
【０００８】
上記第１自在継手１４１に設けられたケーシング１４３は、スクリューシャフト１４６に対して平行配置される回転子１５１を備えた正逆回転可能な電動モータ１５０を取付支持すると共に、電動モータ１５０からの動力をスクリューシャフト１４６に動力伝達する伝動機構１５５が収容されている。
【０００９】
伝動機構１５５は、図９（ａ）のｂ−ｂ線断面を図９（ｃ）に示すように伝動モータ１５０の回転子１５１に取り付けられたドライブギヤ１５６と、スクリューシャフト１４６の基端に取り付けられたドリブンギヤ１５７と、支持装置（図示せず）によってケーシング１４３に回転自在に支持されてドライブギヤ１５６とドリブンギヤ１５７との間に介在されたリダクションギヤ１５８によって構成されている。
【００１０】
そして、電動モータ１５０を正転或いは逆回転することによって、伝動機構１５５の上記ドライブギヤ１５６、リダクションギヤ１５８、ドリブンギヤ１５７を介して歯車諸元に従って減速してスクリューシャフト１４６が正逆回転駆動されて、ボール溝１４６ａ、１４７ａ、ボール１４８によって螺合するスリーブ１４７が移動して図９（ａ）に示す収縮状態と図９（ｂ）に示す伸縮状態の間で伸縮するように構成されている。
【００１１】
また、図１０に他の態様のアクチュエータ１４０を示している。図１０の図９と対応する部分に同一符号を付することで詳細な説明を省略するが、伝動機構１５５を図１０（ａ）のｃ−ｃ線断面を図１０（ｃ）に示すように、電動モータ１５０の回転子１５１に取り付けられたドライブスプロケット１５９と、スクリューシャフト１４６の基端に取り付けられたドリブンスプロケット１６０と、これらドライブスプロケット１５９とドリブンスプロケット１６０との間に巻回されたコグベルト１６１によって構成されている。
【００１２】
そして、電動モータ１５０を正転或いは逆回転することによって、伝動機構１５５のドライブスプロケット１５９、コグベルト１６１及びドリブンスプロケット１６０を介してドライブスプロケット１５９とドリブンスプロケット１６０の歯車諸元に従って減速してスクリューシャフト１４６が正逆回転駆動されて、図１０（ａ）に示す収縮状態と図１０（ｂ）に示す伸縮状態の間で伸縮するように構成されている。
【００１３】
図１１は、更に他の態様のアクチュエータ１４０を示している。図１１の図９と対応する部分に同一符号を付することで詳細な説明を省略するが、このアクチュエータ１４０は、電動モータ１５０の回転子１５１と一体にスクリューシャフト１４６を形成することによって伝動機構１５１を廃止している。
【００１４】
そして、電動モータ１５０を正転或いは逆回転することによって、スクリューシャフト１４６が正転或いは逆回転駆動されて、図１１（ａ）に示す収縮状態と図１１（ｂ）に示す伸縮状態の間で伸縮するように構成されている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上記揺動装置１３０によると、基台１３１と支持台１３２との間に架設された複数のアクチュエータ１４０を、選択的に伸長或いは収縮させることによって模擬運転室支持台１３２上に取付支持された模擬運転室１２０に種々の揺動を付与することができる。
【００１６】
しかし、上記図９に示すアクチュエータ１４０は、スクリューシャフト１４６の基端部と電動モータ１５０との間に、ドライブギヤ１５６、リダクションギヤ１５８、ドリブンギヤ１５７、リダクションギヤ１５８をケーシング１４３に支持する支持装置等からなる伝動機構１５５が介装されることから構成が複雑になり、かつスクリューシャフト１４６の基端に配設される伝動機構１５５によってスクリューシャフト１４６に螺合するスリーブ１４７の移動量が制限されてアクチュエータ１４０の充分な収縮が達成できず、また電動モータ１５０がスクリューシャフト１４６に対して偏倚して配設されることに起因して、基台１３１に対するアクチュエータ１４０の傾倒角度が制限されて設計の自由度が制限される。
【００１７】
この結果、図１２に示す揺動装置１３０の高さ寸法ｈが大となり、模擬運転室１２０が比較的高所に配置されることから、模擬運転室１２０後方で建屋１０の上部に取り付けられたプロジェクタ１１１から投映された映像を、模擬運転室１２０に配設されスクリーン１１２に模擬運転室１２０の影響を受けることなく映し出すには、プロジェクタ１１１を高所に配置する必要があり、建屋１０の大型化を招くことになる。
【００１８】
一方、建屋１０を小型化してプロジェクタ１１１を比較的低所に配設して模擬運転室１２０の影響を回避するには、映像が映し出されるスクリーン１１２の下端を上方に移動してスクリーン１１２の小型化を図る方策があるが、スクリーン１１２に映し出される仮想走行時の道路や周辺風景等の映像の大きさ、特に上下方向の範囲が制限されて模擬運転室１２０内の利用者に充分な臨場感を与えることが困難になる。
【００１９】
また、アクチュエータ１４０の収縮量が制限されることから、模擬運転室１２０の高さを最低位置まで下げた際の模擬運転室１２０の高さが比較的高所となり、模擬運転室１２０への利用者の乗降性を妨げるおそれがある。
【００２０】
図１０に示すアクチュエータ１４０においても、スクリューシャフト１４６の基端部と電動モータ１５０との間に、ドライブスプロケット１５９、ドリブンスプロケット１６０、コグベルト１６１等によって構成される伝動機構１５５が介装されることから構成が複雑になり、伝動機構１５５によってスクリューシャフト１４６に螺合するスリーブ１４７の移動量が制限されて上記と同様に揺動用アクチュエータ１４０の充分な収縮が達成できず、また電動モータ１５０がスクリューシャフト１４６に対して偏倚して配設されることに起因して、基台１３１に対するアクチュエータ１４０の傾倒角度が制限される。この結果、上記図９に示すアクチュエータ１４０と同様の不具合を有する。
【００２１】
上記図１１に示すアクチュエータ１４０によると、電動モータ１５０の回転子とスクリューシャフト１４６を一体に形成することによって、伝動機構１５５が廃止されて構成の簡素化が得られると共に、基台１３１に対するアクチュエータ１４０の傾倒角度の制限が緩和される。
【００２２】
しかし、スクリューシャフト１４６と第１自在継手１４１との間に電動モータ１５０が配設され、電動もタータ１５０によってスクリューシャフト１４６に螺合するスリーブ１４７の移動量が制限されてアクチュエータ１４０の充分な収縮が達成できず、上記図９及び図１０のアクチュエータと同様の不具合を有する。
【００２３】
従って、かかる点に鑑みなされた本発明の目的は、アクチュエータの充分な収縮を図ることによって、基台と揺動台との間の高さ寸法を抑制することが可能な電動揺動装置を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する請求項１に記載の電動揺動装置の発明は、設置部に設けられた基台と揺動台との間に複数のアクチュエータを架設し、該各アクチュエータを選択的に伸縮して上記揺動台に揺動を付与する電動揺動装置において、上記各アクチュエータは、自在継手を介して上記基台及び揺動台の一方に基端が設けられ、かつ外周に螺旋状溝が形成されたスクリューシャフトと、自在継手を介して上記基台及び揺動台の他方にベースが取り付けられ上記スクリューシャフトの貫通を許容する中空軸状の回転子を有する電動モータと、を備え、上記回転子は、電動モータのベースから先端が突出した中空軸状の回転子本体と、上記電動モータのベース部から突出した回転子本体の先端に基端が交換可能に結合され、先端内周に上記スクリューシャフトの螺旋状溝に螺合する螺旋状溝が形成された中空軸状のスリーブとを具備したことを特徴とする。
【００２５】
請求項１の発明によると、基台と揺動台との間に架設される各アクチュエータが、自在継手を介して基台或いは揺動台の一方に基端が設けられたスクリューシャフトと、自在継手を介して基台或いは揺動の他方にベースが取り付けられると共に、スクリューシャフトの貫通を許容する中空軸状でかつスクリューシャフトに螺合する回転子を備えた電動モータとによって形成することから、収縮状態においてスクリューシャフトが電動モータの回転子内を貫通せしめられ、揺動範囲を確保しつつ基台と揺動台との間の高さ寸法を小さくすることができる。
【００２６】
更に、回転子を回転子本体と、該回転子本体に組立可能に結合するスリーブと分割され、回転子の各構成部材が短尺になり、加工性に優れ製作が容易になると共に、電動モータのベースから突出する回転子本体の先端にスリーブを組立可能に結合することから、回転子本体とスリーブの結合が容易に行え、かつスリーブを代えることによって電動モータ本体に影響を及ぼすことなくアクチュエータのストロークを容易に種々変更することができると共に、スクリューシャフトの変更にも容易に対応できる。
【００２７】
請求項２に記載の発明は、請求項１の電動揺動装置において、上記回転子本体は、上記電動モータのベースから突出した先端部外周に取付ねじ部及び該取付ねじ部より基端側に取付ねじ部より大径のロックナット用ねじ部を有すると共に上記取付ねじとロックナット用ねじ部に亘って連続形成されたキー溝を備え、上記スリーブは、基端部内周に上記回転子本体に形成された取付ねじ部に螺合する取付ねじ部が形成されると共に基端から該取付ねじに亘って形成されたキー溝を備え、上記回転子本体及びスリーブの互いの取付ねじ部を螺合すると共に上記回転子本体のキー溝とスリーブのキー溝と間にキーを嵌入し、かつロックナット用ねじ部に螺合したロックナットによってキーの抜け出しを防止したことを特徴とする。
【００２８】
請求項２の発明によると、電動モータのベースから突出する回転子本体の先端外周に取付ねじ部、ロックナット用ねじ部及びキー溝を備え、スリーブに取付ネジ部及びキー溝を備え、互いの取付ねじ部を螺合して互いのキー溝にキーを嵌入してロックナット用ねじ部に螺合したロックナットによってキーの抜け出しを防止することから、高精度で回転子本体とスリーブを結合することができると共に、結合分解作業の簡素化がもたらされる。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２の電動揺動装置において、上記スクリューシャフトの外周及びスリーブの内周に形成される螺旋状溝は、互いの溝間に嵌合するボールを介して螺合する螺旋状のボール溝であることを特徴とする。
【００３０】
請求項３の発明によると、スクリューシャフトの外周及び回転子の内周に形成される螺旋状溝をボールを介して螺合する螺旋状のボール溝とする、いわゆるボールねじ機構によってスクリューシャフトと回転子を連結することによってスクリューシャフトと回転子との相対移動が円滑になり、電動揺動装置の作動が円滑になる。
【００３１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項の電動揺動装置において、上記スリーブ内に縮径されて形成されたストッパ当接部と、上記回転子内に挿入されたスクリューシャフトの先端に設けられたストッパと、上記ストッパ当接部または該ストッパ当接部と対向する上記ストッパに設けられた摩擦係数低減手段とを備え、上記ストッパと上記ストッパ当接部とが上記摩擦係数低減手段を介して当接してアクチュエータの伸長端を規制したことを特徴とする。
【００３２】
請求項４の発明によると、伸長の際、ストッパが摩擦係数低減手段を介在してストッパ当接部に当接して伸長端位置が規制されることから、スットパとストッパ当接部との圧接による該部の固着が未然に防止され、伸長端位置から回転子を逆回転させてアクチュエータを縮小させる縮小動作への移行が円滑に行われる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
（第１実施の形態）
以下本発明による電動揺動装置の第１実施の形態を、電動揺動装置をドライビングシミュレーション装置に用いた場合を例に図によって説明する。
【００３４】
ドライビングシミュレーション装置１は、図１２に二点鎖線で概要を示すように、設置部となる建屋１０内の床面１２上に電動揺動装置３０によって傾斜及び揺動が付与される被揺動部となる模擬運転室２０が配設され、かつ模擬運転室２０からの仮想視界状況を表示するディスプレイ装置７０等を備えている。
【００３５】
模擬運転室２０は、例えば実車の車体を模造したものであって、内部にはシート、ハンドル装置等の実車に倣った模擬操作装置が備えられ、利用者がドア（図示せず）を開閉して乗降することが可能に構成されている。
【００３６】
電動揺動装置３０は、図１に示すように建屋１０の床面上に取り付けられて互いに平行配置された一対の基台３１（一方のみ図示）と、各基台３１と模擬運転室２０を支持する揺動台３２との間に両端が揺動可能に支持されて架設された複数のアクチュエータ４０を有し、各アクチュエータ４０を選択的に伸長或いは収縮を繰り返すことによって揺動台３２上に取付支持された模擬運転室２０に種々の揺動を付与すると共に、模擬運転室２０に設けられた振動発生装置（図示せず）によって模擬運転室２０に振動を付与するように構成されている。
【００３７】
電動揺動装置３０の各アクチュエータ４０は、例えば、図１に示すように、基台３１に取り付けられる第１自在継手４１と揺動台３２に取り付けられる第２自在継手４２とを有し、図１に示すように各アクチュエータ４０を収縮させて揺動台３２を下降させた最下位置と、図２に示すように各アクチュエータ４０を伸長させて揺動台３２を上昇させた最高位置との間で、実車の走行に伴う車体の傾斜等に倣った仮想走行特性データに基づく制御装置からの指示に従って、各アクチュエータ４０を選択的に伸縮することによって揺動台３２を揺動させることによって、揺動台３２上の模擬運転室２０に揺動を付与するように構成されている。
【００３８】
アクチュエータ４０は、図３に示すように、基台３１に取り付けられる第１自在継手４１と揺動台３２に取り付けられる第２自在継手４２とを有し、第１自在継手４１に電動モータ５０が設けられている。
【００３９】
電動モータ５０は、円筒状のベース５１のエンドカバ５２が第１自在継手４１に取り付けられ、ベース５１に後述するスクリューシャフト６５の貫通を許容する中空軸状の回転子５４をベアリング５５によって回転自在に支持した、いわゆる中空モータであって、回転子５４の先端がベース５１から突出すると共に、回転子５４の他端と対向するエンドカバ５２には回転子５４と同軸上で回転子５４の端部と対向して後述するストッパ６９が嵌入可能な円筒状の凹部５３が形成されている。
【００４０】
凹部５３内には、弾性部材、例えばゴム製で中央部に透孔が形成された円板状のダンパ５６が嵌合すると共に、凹部５３の中央部にリミットスイッチ５７が設けられている。なお、５８は固定子コイル、５９は固定子鉄心である。
【００４１】
回転子５４は、回転子本体８１と、スリーブ８５とに組立可能に分割されている。
【００４２】
回転子本体８１は、図４（ａ）に示すように中空軸状であって、ベアリング５５によってベース５１内に回転自在に支持され、回転子本体８１には、回転子本体８１の軸線と同軸上に図４（ｂ）に示すようにスリーブ８５の基端部８６が嵌合可能な円筒状のスリーブ嵌合部８２が形成され、スリーブ嵌合部８２に連続してねじ部８３が形成されている。
【００４３】
一方、スリーブ８５は図４（ｂ）に示すように中空軸状であって、外径が縮径されて回転子本体８１に形成されたスリーブ嵌合部８２に嵌合可能な基端部８６を有し、基端部８６に連続して上記ねじ部８３に螺合可能なねじ部８７が形成される一方、先端には、内径が縮径された縮径部６１が形成され、縮径部６１の内周面に図５に拡大図を示すように螺旋状のボール溝６２が形成されると共に、縮径部６１の端部にストッパ当接部６１ａが形成される。
【００４４】
そして、スリーブ８５の基端部８６を回転子本体８１のスリーブ嵌合部８２に嵌挿して互いのねじ部８３と８７を螺合させて、回転子本体８１とスリーブ８５を結合する。
【００４５】
更に図４（ｃ）及び図４（ｃ）のａ−ａ線断面を図４（ｄ）に示すように、回転子本体８１の先端とスリーブ８５の接合部位に一対の貫通孔８８を穿設し、各貫通孔８８にロックピン８９を挿入して回転子本体８１とスリーブ８５の相対回転を阻止すると共に、ロックピン８１の頭部に穿孔された挿通孔８９ａにワイヤ９０を挿通して回転子本体８１及びスリーブ８５の外周を巻回してロックピン８９の抜け止めを図っている。
【００４６】
回転子５４を回転子本体８１とスリーブ８５に分割することから、各構成部材が短尺になり、加工性に優れ、製作が容易になるものである。
【００４７】
一方、第２自在継手４２には、外周に螺旋状のボール溝６６が形成されたスクリューシャフト６５の基端が結合され、このボール溝６６と上記縮径部６１の内周に形成された螺旋状のボール溝６２との間に嵌合するボール６８を介して螺合するボールねじ機構によって伸縮部６０が形成されている。
【００４８】
詳しくは、縮径部６１には、ボール溝６２に連続するボール戻り通路（図示せず）が形成されている。これらボール溝６２及びボール戻り通路によりボール６８の無限循環路が形成され、該無限循環路内に多数のボール６８が配列収容される。かかる構成において、各ボール６８は回転子５４の回転に伴ってスクリューシャフト６５のボール溝６２上を負荷を受けながら転動して循環する。
【００４９】
更に、スクリューシャフト６５の先端には、回転子５４の内周面５４ａに摺動すると共に、縮径部６１の端部に形成されるストッパ当接部６１ａに当接可能でかつ、上記エンドカバ５２に形成された凹部５３に嵌入可能なストッパ６９が設けられている。
【００５０】
そして、電動モータ５０の回転子５４を正転或いは逆回転することによって、回転子５４は回転子５４に形成された螺旋状のボール溝６２とスクリューシャフト６５に形成された螺旋状のボール溝６６との間に嵌合されるボール６８によって形成されたボールねじ機構によってスクリューシャフト６５が図３（ａ）に示す収縮状態と、図３（ｂ）に示す伸縮状態の間で円滑に伸縮するように構成されている。
【００５１】
揺動用アクチュエータ４０を図３（ａ）に示すように収縮端位置まで収縮させた際、スクリューシャフト６５の先端に設けたストッパ６９が凹部５３内に嵌装されたダンパ５６に当接して収縮端が規制されると共に、リミットスイッチ５７が作動するように構成されている。
【００５２】
一方、揺動用アクチュエータ４０を伸長端位置まで伸長させた際、スクリューシャフト６５の先端に設けたストッパ６９が縮径部６１の端部に形成されたストッパ当接部６１ａに当接して伸長端が規制されるように形成されている。
【００５３】
このように構成された電動揺動装置３０によると、収縮状態において、スクリューシャフト６５の先端が回転子５４内を移動して、スクリューシャフト６５の先端に設けたストッパ６９が回転子５４内を貫通して側板５２に形成した凹部５３内にまで達することから、スクリューシャフト６５の移動量、即ちストロークが充分確保でき、更に電動モータ５０がスクリューシャフト６５に対して同軸上に配置されることから基台３１に対する揺動用アクチュエータ４０の傾倒範囲の増大が確保できる。
【００５４】
また、電動モータ５０を床面１２に固定された第１自在継手側４１に設けることによって、仮に電動モータ５０を揺動台に設けられる第２自在継手４２側に設ける場合に比較して電動モータ５０の移動範囲を極力小さくすることが可能になり、電動モータ５０の質量が揺動台３２の揺動に及ぼす影響が軽減され、揺動台３２の機敏な揺動が確保される。
【００５５】
ディスプレイ装置７０は、模擬運転室２０後方で建屋１０の上部に取り付けられたプロジェクタ７１と、模擬運転室２０の前方で建屋１０に配設され、上記プロジェクタ７１から投影された映像を映し出すスクリーン７２を備えている。
【００５６】
次に、このように構成されたドライビングシミュレーション装置１の作用について説明する。
【００５７】
ドライビングシミュレーション装置１の使用に先行して、電動揺動装置３０の各揺動用アクチュエータ４０を収縮させて図１に示す最下位置まで揺動台３２を下降させて模擬運転室２０を乗降位置に待機させる。
【００５８】
この各アクチュエータ４０の収縮は、各アクチュエータ４０に設けられた電動モータ５０の回転子５４を正転或いは逆回転することによって、回転子５４は回転子５４に形成された螺旋状のボール溝６２とスクリューシャフト６５に形成された螺旋状のボール溝６６との間に嵌合するボール６８によって形成されたボールねじ機構によって、図３（ａ）に示す収縮状態となり、スクリューシャフト６５に先端に設けたストッパ６９が凹部５３内に嵌装されたダンパ５６に当接して収縮端に規制されると共に、リミットスイッチ５７の作動により電動モータ５０が停止することによってなされる。
【００５９】
このようにして乗降位置となる最下位置まで下降して待機する模擬運転室２０内に利用者が搭乗する。
【００６０】
模擬運転室２０に利用者が搭乗した後、操作室（図示せず）内のオペレータによる開始操作に伴う信号による仮想視界状態データ等に基づく制御装置からの指示によって、ディスプレイ装置７０のプロジェクタ７１からスクリーン７２に模擬運転室２０のシートに着座した利用者の前方視界として仮想走行時の道路や周辺風景等の仮想視界が映し出される。
【００６１】
そして、シートに着座した利用者は、スクリーン７２に映し出された前方の仮想視界状態を目視しながら上記模擬運転室２０に設けられたハンドル等を操作する。
【００６２】
同時に車体の傾斜や振動等の仮想車体走行特性データに基づく制御装置の指示に従って、各揺動用アクチュエータ４０の電動モータ５０を選択的に正逆回転制御して、各アクチュエータ４０の伸長及び収縮を繰り返すことによって、揺動台３２を図１に示す最下位置と、最高位置との間で揺動させ、模擬運転室２０を種々方向に揺動すると共に、模擬運転室２０に設けられた振動発生装置によって模擬運転室２０に振動を付与する。
【００６３】
従って、模擬運転室２０の前方の設けられたスクリーン７２に仮想走行時の道路や周辺風景等の仮想視界状況が映し出され、模擬運転室２０に揺動範囲が充分に確保された状態で揺動が付与されて模擬運転室２０に搭乗している利用者に恰も実車に搭乗して運転しているかのような臨場感が与えられる。
【００６４】
しかる後、制御装置からの指示により各揺動用アクチュエータ４０の電動モータ５０によって各揺動用アクチュエータ４０を収縮させて図１に示す最下位置に揺動台３２を下降させて揺動用アクチュエータ４０の収縮及び振動発生装置を停止する。そして模擬運転室２０に搭乗している利用者は模擬運転室２０から降りる。
【００６５】
このように構成された第１実施の形態によると、図１に示す揺動台３２を下降させた最低位置と図２に示す揺動台３２を上昇させた最高位置が従来より低位置に設定することが可能である。
【００６６】
従って模擬運転室２０が比較的低所に配置され、比較的小型の建屋１０であっても模擬運転室２０後方で建屋１０の上部に取り付けられたプロジェクタ７１から投映された映像を、図１２に投映範囲の下縁を二点鎖線７１ａで示すようにスクリーン７２に模擬運転室２０に影響されることなく大きく映し出すことができ、模擬運転室２０内に搭乗している利用者に充分な臨場感を与えることが可能になり、かつ模擬運転室２０の高さを最下位置、換言すると乗降位置まで下げた際の模擬運転室２０の高さが比較的低所となることから、模擬運転室２０への利用者の乗降性が良好になる。
【００６７】
また、回転子５４を回転子本体８１とスリーブ８５に分割することによって、回転子５４を回転子本体８１と、この回転子本体８１に組立可能に結合するスリーブ８５と分割することによって、回転子４１の各構成部材が短尺になり、加工性に優れ製作が容易になると共に、電動モータ５０のベース５１から突出する回転子本体８１の先端にスリーブ８５の基端を組立可能に結合することから、回転子本体８１とスリーブ８５の結合が容易に行え、かつスリーブ８５を代えることによって電動モータ本体に影響を及ぼすことなくアクチュエータ４０のストロークを容易に種々変更することができると共に、スクリューシャフト６５の変更にも容易に対応できる。即ち  即ち、回転子本体８１を変更することなく、比較的長いスリーブ８５を用いることにより大なるストロークに変更できる一方、比較的短いスリーブ８５に変更することによってストロークを比較的短く設定することができる。また、スクリューシャフト６５の径や螺旋状溝のピッチの変更にも対応が容易である。
【００６８】
（第２実施の形態）
次に、図６乃至図８によって、本発明の第２実施形態を説明する。なお、図６乃至図８において上記図３と対応する部分に同一符号を付することで重複する部分の説明を省略し、異なる部分を主に説明する。
【００６９】
図６（ａ）及び（ｂ）は各々本実施の形態におけるアクチュエータ４０の収縮状態及び伸長状体を示す要部断面図であり、図７は要部分解断面図、図８は図６のＢ部拡大断面図である。
【００７０】
上記第１実施の形態における電動モータ５０の回転子５４と同様に先端がベース５１から突出する回転子本体９１と、この回転子本体９１の先端に螺合して結合可能なスリーブ９５とに分割することによって、その加工性の向上を図っている。
【００７１】
回転子本体９１は、図６及び図７に示すようにスクリューシャフト６５の貫通を許容する中空軸状であって、ベアリング５５によってベース５１内に回転自在に支持され、回転子本体９１の先端はベース５１から所定量突出している。
【００７２】
回転子本体９１の先端外周には、図７及び図８に示すように先端から順に先端嵌合部９２ａ、取付ねじ部９２ｂ、基端嵌合部９２ｃ、ロックナット用ねじ部９２ｄが形成され、かつこれらの外径は、先端嵌合部９２ａ、取付ねじ部９２ｂ、基端嵌合部９２ｃ、ロックナット用ねじ部９２ｄの順に大径となるように設定され、先端嵌合部９２ａと基端嵌合部９２ｃとの間隔、即ちこれらの離間距離は取付ねじ部９２ｂの有効径より大なるように設定されている。
【００７３】
更に、回転子本体９１の外周には、上記取付ねじ部９２とロックナット用ねじ部９２ｄに亘って連続形成されたキー溝９２ｅが軸線方向に沿って刻設されている。
【００７４】
一方、スリーブ９５は、図７及び図８に示すように中空状であって、基端部の内周に基端から順に上記回転子本体９１の先端外周に形成された基端嵌合部９２ｃと嵌合可能な基端嵌合部９６ｃ、取付ねじ部９２ｂと螺合可能な取付ねじ部９６ｂ、先端嵌合部９２ａと嵌合可能な先端嵌合部９６ａが形成され、この先端嵌合部９６ａと基端嵌合部９６ｃとの間隔は取付ねじ部９６ｂの有効径より大なるように設定されると共に、上記キー溝９２ｅと対向するキー溝９６ｅが基端から取付ねじ部９６ｂに亘って刻設され、基端にキー溝９６ｅと連続するキー嵌合凹部９６ｆが形成されている。
【００７５】
スリーブ９５の先端には、上記回転子本体９１の内径より小径に縮径された縮径部６１が形成され、縮径部６１の内周面に螺旋状のボール溝６２が形成されると共に、揺動用アクチュエータ４０を図６（ｂ）に示すように伸長端位置まで伸長させた際、縮径部６１の端部に形成されたストッパ当接部６１ａにスクリューシャフト６５の先端に設けたストッパ６９が後述する摩擦係数低減手段１００を介してストッパ当接部６１ａに当接してアクチュエータ４０の伸長端が規制される。
【００７６】
更に、キー９８とロックナット９９を備え、キー９８は、上記回転子本体９１及びスリーブ９５に各々形成されたキー溝９２ｅと９６ｅ間に嵌入可能なキー本体９８ａと該キー本体９８ａの端部に折曲形成されて上記キー嵌合凹部９６ｆに嵌合して頂端がスリーブ９５の外周から外方に突出する係合部９８ｂを有する略Ｌ字状に形成されている。一方、ロックナット９９は、回転子本体９１に形成されたロックナット用ねじ部９２ｄに螺合可能であって、ロックナット９９にはロックボルト９９ａが設けられている。
【００７７】
また、スクリューシャフト６５の先端には、その先端に突設されたストッパ支持部６５ａを介して円板状のストッパ６９が設けられ、ストッパ６９とスクリューシャフト６５との間に、例えば、スラストボールベアリング、スラストニードルベアリング、スラストワッシャ等の摩擦係数低減手段１００が上記ストッパ当接部６１ａと対向して介設されている。
【００７８】
これら回転子本体９１、スリーブ９５、スクリューシャフト６５の結合は、予め回転子本体９１のロックナット用ねじ部９２ｄにロックナット９９を装着すると共に、スクリューシャフト６５とスリーブ９５とを各ボール溝６２、６６との間にボール６８を介在させて螺合して準備する。
【００７９】
そして、スクリューシャフト６５の先端及び該先端に配設されたストッパ６９等を回転子本体９１の先端から挿入して回転子本体９１の先端外周にスリーブ９５の基端を嵌合し、互いの取付ねじ部９２ｂと９６ｂを螺合すると共に、先端嵌合部９２ａと９６ａ及び基端嵌合部９２ｃと９６ｃを各々嵌合せしめ、対向位置決めされたキー溝９２ｅと９６ｅとの間にキー９８のキー本体９８ａを嵌入して係合部９８ｂをキー嵌合凹部９２ｆに嵌合さて回転子本体９１とスリーブ９５との相対回動を規制する。
【００８０】
しかる後、キー９８の係合部９８ｂにロックナット９９を押接させてキー９８の抜け出しを防止すると共に、ロックボルト９９ａをねじ込むことによって、ロックナット９９の回転を防止して回転子本体９１とスリーブ９５とを一体的に締結する。
【００８１】
このように構成された第２実施の形態によると、取付ねじ部９２ｂと９６ｂを隔てて両側が各々互いに嵌合する先端嵌合部９２ａと９６ａ及び基端嵌合部９２ｃと９６ｃによって嵌合保持されるころから、螺合する取付ねじ９２ｂと９６ｂの結合による結合誤差が排除され高精度で回転子本体９１とスリーブ９５を結合することができる。
【００８２】
また、電動モータ５０のベース５１から突出する回転子本体９１の先端外周に先端嵌合部９２ａ、取付ねじ部９２ｂ、基端嵌合部９２ｃ、ロックナット用ねじ部９２ｄ及びキー溝９２ｅを備えた結合部を形成し、スリーブ９５に他方の結合部となる先端嵌合部９６ａ、取付ねじ部９６ｂ、基端嵌合部９６ｃ及びキー溝９６ｅを形成して互いの取付ねじ部９２ｂと９６ｂを螺合することによって、結合することから、上記第１実施の形態に比べ回転子本体とスリーブの結合部構造及び結合分解作業の簡素化がもたらされ、特に回転子本体９１の内部加工が不要になり回転子本体９１の加工が容易になる。
【００８３】
また、キー９８が略Ｌ字状に形成されて係合部９８ｂの頂端がスリーブ９５の外周に突出することから、該部にドライバ等の工具を係止してキー９８を容易に取り外すことができ、回転子本体９１とスリーブ９５の分解補修作業等の効率化がもたらされる。
【００８４】
また、スリーブ９５を適宜変更することによって、アクチュエータ４０のストロークを容易に変更することができる。即ち、回転子本体９１を変更することなく、比較的長いスリーブ９５を用いることにより大なるストロークに変更できる一方、比較的短いスリーブ９５に変更することによってストロークを比較的短く設定することができる。また、スクリューシャフト６５の径や螺旋状溝のピッチの変更にも対応が容易である。
【００８５】
更に、回転子本体９１を回転駆動して伸長端位置まで伸長させた際、仮に上記第１実施の形態のように、ストッパ６９が直接回転するストッパ当接部６１ａに衝撃をもって当接すると、いわゆるくさび効果によって、ストッパ６９がストッパ当接部６１ａに圧着して固着することが懸念される。この結果、回転子本体９１を逆回転させて縮小させる縮小動作への円滑な移行が妨げられるおそれがあるが、本実施の形態にあっては、ストッパ６９とスクリューシャフト６５との間にスラストベアリング等の摩擦係数低減手段１００が介設されることから、ストッパ６９がスラストベアリング等の摩擦係数低減手段１００を介在してストッパ当接部６１ａに当接せしめられ、ストッパ当接部６１ａとの圧接による該部の固着が未然に防止される。
【００８６】
その結果、伸長端位置から回転子本体９１を逆回転させて揺動用アクチュエータ４０を収縮させる収縮動作への移行が円滑に行われる。
【００８７】
本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、上記各実施の形態では、電動モータ５０を第１自在継手４１を介して基台３１に取り付け、かつスクリューシャフト６５を第１自在継手４２を介して揺動台３２に取り付けたが、逆に電動モータ５０を自在継手を介して揺動台３２に取り付け、スクリューシャフト６５を自在継手を介して基台３１に取り付けることも可能であり、また、第１実施の形態においても第２実施の形態と同様にストッパ６９とスクリュウシャフト６５の先端との間に摩擦係数低減手段１００を配設することも可能であり、更に、電動揺動装置３０をドライビングシミュレーション装置１に適用した場合を例に説明したが、自動車や航空機の模擬運動を体験させる訓練装置や遊戯装置等の模擬体験装置に広く適用することが可能である。
【００８８】
【発明の効果】
以上説明した本発明の電動揺動装置によると、設置部に設けられた基台と揺動台との間に複数のアクチュエータを架設し、各アクチュエータを選択的に伸縮して揺動台に支持された被揺動部に揺動を付与する電動揺動装置において、基台と揺動台との間に架設される各アクチュエータが、自在継手を介して基台或いは揺動台の一方に基端が設けられたスクリューシャフトと、自在継手を介して基台或いは揺動の他方にベースが取り付けられると共に、スクリューシャフトの貫通を許容する中空軸状でかつスクリューシャフトに螺合する回転子を備えた電動モータとによって形成することから、収縮状態においてスクリューシャフトが電動モータの回転子内を貫通せしめられて、揺動範囲を確保しつつ基台と揺動台との間の高さ寸法を小さくすることができる。
【００８９】
また、回転子を回転子本体と、回転子本体に組立可能に結合するスリーブと分割され、回転子の各構成部材が短尺になり、加工性に優れ製作が容易になると共に、電動モータのベースから突出する回転子本体の先端にスリーブを組立可能に結合することから、回転子本体とスリーブの結合が容易に行え、かつスリーブを代えることによって電動モータ本体に影響を及ぼすことなくアクチュエータのストロークを容易に種々変更することができると共に、スクリューシャフトの変更にも容易に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施の形態による電動揺動装置を用いた模擬体験装置を説明する電動揺動装置の側面図である。
【図２】同じく、電動揺動装置の側面図である。
【図３】同じく、アクチュエータの説明図であり、（ａ）は収縮状態を示す要部断面図、（ｂ）は伸長状態を示す要部断面図である。
【図４】同じく、要部拡大図である。
【図５】アクチュエータの説明図であり、（ａ）は回転子本体を説明する要部断面図、（ｂ）はスリーブを示す要部断面図、（ｃ）は回転子本体とスリーブの係合状態を示す要部断面図、（ｄ）は（ｃ）のａ−ａ線断面図である。
【図６】本発明による電動揺動装置の第２実施形態を説明するアクチュエータの説明図であり、（ａ）は収縮状態を示す要部断面図、（ｂ）は伸長状態を示す要部断面図である。
【図７】図６の要部分解断面図である。
【図８】図６のＢ部拡大断面図である。
【図９】従来の電動揺動装置に用いられるアクチュエータの説明図であり、（ａ）は収縮状態を示す要部断面図、（ｂ）は伸長状態を示す要部断面図、（ｃ）は（ａ）のｂ−ｂ線断面図である。
【図１０】同じく、従来のアクチュエータの説明図であり、（ａ）は収縮状態を示す要部断面図、（ｂ）は伸長状態を示す要部断面図、（ｃ）は（ａ）のｃ−ｃ線断面図である。
【図１１】同じく、従来のアクチュエータの説明図であり、（ａ）は収縮状態を示す要部断面図、（ｂ）は伸長状態を示す要部断面図である。
【図１２】ドライビングシミュレーション装置の概要説明図である。
【符号の説明】
１     ドライビングシミュレーション装置（模擬体験装置）
１０   建屋
１２   床面
２０   模擬運転室（被揺動部）
３０   電動揺動装置
３１   基台
３２   揺動台
４０   アクチュエータ
４１   第１自在継手
４２   第２自在継手
５０   電動モータ
５１   ベース
５４   回転子
６１   縮径部
６１ａ ストッパ当接部
６２   ボール溝（螺旋状溝）
６５   スクリューシャフト
６６   ボール溝（螺旋状溝）
６８   ボール
６９   ストッパ
７０   ディスプレイ装置
７１   プロジェクタ
７２   スクリーン
８１   回転子本体
８５   スリーブ
９１   回転子本体
９５   スリーブ
１００ 摩擦係数低減手段
【図１】
0003611242.tif 000002
【図２】
0003611242.tif 000003
【図３】
0003611242.tif 000004
【図４】
0003611242.tif 000005
【図５】
0003611242.tif 000006
【図６】
0003611242.tif 000007
【図７】
0003611242.tif 000008
【図８】
0003611242.tif 000009
【図９】
0003611242.tif 000010
【図１０】
0003611242.tif 000011
【図１１】
0003611242.tif 000012
【図１２】
0003611242.tif 000013