(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、
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試験装置。
【請求項２】
被試験構造物に対して外力を負荷して各種の試験を行う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、被試験構造物が設けられたベースプレートと、
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試験装置。
【請求項３】
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１または２のいずれかに記載の試験装置。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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１から４のいずれかに記載の試験装置。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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１から７のいずれかに記載の試験装置。
【請求項９】
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１から８のいずれかに記載の試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。【０００３】
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。【０００４】
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。【０００５】
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。【０００６】
この運転模擬試験装置１００では、図２３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。【０００７】
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。【０００８】
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。【０００９】
また、特許文献２（特許第３９１５１２２号公報）には、図２４に示したように、運転シミュレータ２００が開示されている。【００１０】
この運転シミュレータ２００では、図２４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。【００１１】
さらに、特許文献２の運転シミュレータ２００では、図２４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。【００１２】
一方、前述した試験装置は、被試験構造物に水平方向の運動（変位、速度、加速度）を与え、これら被試験構造物の実際の使用状況や、地震時、輸送時などの振動を模擬し、その性能や耐久性を試験するためのものである。【００１３】
このため、このような試験装置では、上下方向（Ｚ軸方向）の動きを拘束するため、リニアガイドを使用することが一般的である。図２５は、このように構成される従来の試験装置３００として、振動試験装置の概略を示す斜視図である。【００１４】
すなわち、この試験装置３００は、架台３０２を備えており、この架台３０２の上面には、複数のＸ軸方向レール３０４が設けられている。そして、Ｘ軸方向アクチュエータ３１２に連結されるとともに、このＸ軸方向レール３０４に案内されて、Ｘ軸方向アクチュエータ３１２の作動により、Ｘ軸方向に移動可能に構成されたＸ軸方向ベース３０８および３１４を備えている。【００１５】
また、Ｘ軸方向ベース３０８上面には、複数のＹ軸方向レール３１０が設けられている。そして、Ｙ軸方向アクチュエータ３０６に連結されるとともに、このＹ軸方向レール３１０に案内されて、Ｙ軸方向アクチュエータ３０６の作動により、Ｙ軸方向に移動可能に構成され、被試験構造物を載置するＹ軸方向ベース３１４を備えている。【００１６】
このように従来の試験装置３００では、Ｘ軸方向とＹ軸方向の両方向への移動を可能にするため、図２５に示したように、リニアガイドを２層に構成することが必要である。【００１７】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１８】
【特許文献１】特許第４７３６５９２号公報
【特許文献２】特許第３９１５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
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。【００２０】
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。【００２１】
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。【００２２】
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。【００２３】
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。【００２４】
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。【００２５】
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。【００２６】
一方、図２５に示したような従来の試験装置３００においても、相互に直交するＸ軸方向レール３０４とＹ軸方向レール３１０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り、高速で高周波の動作ができなくなる。【００２７】
また、図２５に示したような従来の試験装置３００においても、Ｘ−Ｙ方向に移動できるように構成されているが、ベースが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。【００２８】
従って、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、図２５に示したような従来の試験装置３００のいずれの場合においても、被試験構造物に回転方向の振動を与えて試験することや、運輸機器が旋回時必要な動作を与えることができない。【００２９】
さらに、いずれの場合においても、リニアガイドを用いると、高速移動時は騒音が大きく、微振幅では摩耗されやすいという欠点がある。【００３０】
従って、本発明の目的は、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。【００３１】
また、本発明の目的は、可動部である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。【００３２】
また、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。
【課題を解決するための手段】
【００３３】
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、
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。【００３４】
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。【００３５】
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。【００３６】
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。【００３７】
また、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。【００３８】
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。【００３９】
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。【００４０】
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。【００４１】
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。【００４２】
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。【００４３】
また、本発明の試験装置は、
被試験構造物に対して外力を負荷して各種の試験を行う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、被試験構造物が設けられたベースプレートと、
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。【００４４】
このように構成することによって、例えば、住宅などの被試験構造物が載置されたベースプレートが、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。【００４５】
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、ベースプレート上の被試験構造物が、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。【００４６】
従って、小さい動力と少ないスペースで、ベースプレート上の被試験構造物に対して、例えば、地震の台上振動試験や、寿命性能試験や、運転シミュレーション試験などの各種試験を行うことができ、実際の状態に応じた試験が可能である。【００４７】
また、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。【００４８】
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、ベースプレートの上下方向の負荷容量を増やすことができる。【００４９】
すなわち、磁着装置による磁力（磁着力）と、ベースプレートとベースプレート上の被試験構造物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、安定した試験が可能となる。【００５０】
その結果、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である。【００５１】
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。【００５２】
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。【００５３】
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。【００５４】
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。【００５５】
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。【００５６】
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。【００５７】
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。【００５８】
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。【００５９】
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。【００６０】
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。【００６１】
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。【００６２】
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。【００６３】
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。【００６４】
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。【００６５】
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。【００６６】
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。【００６７】
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。【００６８】
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。【００６９】
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。【００７０】
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。【００７１】
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。
【発明の効果】
【００７２】
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。【００７３】
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。【００７４】
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。【００７５】
また、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。【００７６】
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。【００７７】
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。【００７８】
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。【００７９】
本発明によれば、例えば、住宅などの被試験構造物が載置されたベースプレートが、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。【００８０】
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、ベースプレート上の被試験構造物が、すべり床上を最小の摩擦力で移動することができる。【００８１】
従って、小さい動力と少ないスペースで、ベースプレート上の被試験構造物に対して、例えば、地震の台上振動試験や、寿命性能試験や、運転シミュレーション試験などの各種試験を行うことができ、実際の状態に応じた試験が可能である。【００８２】
また、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。【００８３】
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、ベースプレートの上下方向の負荷容量を増やすことができる。【００８４】
すなわち、磁着装置による磁力（磁着力）と、ベースプレート重量と、ベースプレート上の被試験構造物の重量とが合わさって、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、安定した試験が可能となる。【００８５】
その結果、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である。【００８６】
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。【００８７】
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、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。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】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である。
【図２】図２は、図１の部分拡大図である。
【図３】図３は、図１のＡ方向から見た正面図である。
【図４】図４は、図１のＢ方向から見た側面図を９０度右回転させた図である。
【図５】図５は、図１のベースプレート部分の上面図である。
【図６】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である。
【図７】図７は、図６の背面図を１８０度右回転させた図である。
【図８】図８は、図６のＣ方向の側面図を９０度右回転させた図である。
【図９】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である。
【図１０】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である。
【図１１】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である。
【図１２】図１２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１３】図１３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１４】図１４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１５】図１５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１６】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１７】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。
【図１８】図１８は、本発明のさらに別の実施例の試験装置の図２と同様な上面図である。
【図１９】図１９は、図１８のＤ方向の図３と同様な正面図である。
【図２０】図２０は、本発明のさらに別の実施例の試験装置の図１９と同様な正面図である。
【図２１】図２１は、本発明のさらに別の実施例の試験装置の図１９と同様な正面図である。
【図２２】図２２は、図２１のＦ-Ｆ線での概略図である。
【図２３】図２３は、従来の運転模擬試験装置１００の斜視図である。
【図２４】図２４は、従来の運転シミュレータ２００の部分拡大側面図である。
【図２５】図２５は、従来の試験装置３００として、振動試験装置の概略を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００８９】
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。
【実施例１】
【００９０】
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。【００９１】
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。【００９２】
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。【００９３】
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。【００９４】
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。【００９５】
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。【００９６】
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。【００９７】
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。【００９８】
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。【００９９】
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。【０１００】
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。【０１０１】
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。【０１０２】
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。【０１０３】
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。【０１０４】
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。【０１０５】
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。【０１０６】
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。【０１０７】
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。【０１０８】
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。【０１０９】
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。【０１１０】
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。【０１１１】
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。【０１１２】
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。【０１１３】
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。【０１１４】
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。【０１１５】
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。【０１１６】
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。【０１１７】
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。【０１１８】
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。【０１１９】
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。【０１２０】
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。【０１２１】
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。【０１２２】
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。【０１２３】
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。【０１２４】
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。【０１２５】
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。【０１２６】
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。【０１２７】
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。【０１２８】
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。【０１２９】
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。【０１３０】
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。【０１３１】
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。【０１３２】
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。【０１３３】
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。【０１３４】
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。【０１３５】
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。【０１３６】
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。【０１３７】
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。【０１３８】
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。【０１３９】
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。【０１４０】
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。【０１４１】
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。【０１４２】
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。【０１４３】
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。【０１４４】
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。【０１４５】
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。【０１４６】
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。【０１４７】
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。【０１４８】
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。【０１４９】
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。
【実施例２】
【０１５０】
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。【０１５１】
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。【０１５２】
この実施例の試験装置１０では、図１７に示したように、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に、移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃ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。【０１５３】
また、図１７に示したように、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端の延長線が、図１７の一点鎖線Ｄ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、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に向かう位置に配置されている。【０１５４】
すなわち、図１７に示したように、ピストン５８ａ、５８ｂ、５８ｃの先端が、ベースプレート１４の３個の角部にそれぞれ配置されている。【０１５５】
この実施例の試験装置１０では、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、Ｙａｗ方向のトルクが小さく、加速度範囲が小さく、特に初期位置にある場合、トルクが発生しないので、Ｙａｗ方向の移動ができない。必要なスペースが大きいが、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃとベースプレート１４の干渉がなく、ＸとＹの２方向の運動に使用することができる。【０１５６】
すなわち、この実施例の試験装置１０では、図１７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Ｙａｗ方向に移動させる際に、トルクが必要となる。【０１５７】
従って、実施例１の試験装置１０に比較して、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。
【実施例３】
【０１５８】
図１８は、本発明のさらに別の実施例の試験装置の図２と同様な上面図、図１９は、図１８のＤ方向の図３と同様な正面図である。【０１５９】
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。【０１６０】
図１〜図１６に示したように、上記の実施例１の試験装置１０では、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。【０１６１】
これに対して、この実施例の試験装置１０では、図１８、図１９に示したように、振動台として機能するベースプレート１４上には、例えば、住宅などの被試験構造物Ｅが、載置するなど従来公知の適当な固定手段で固定するように設けられており、運動連結機構１６を備えていない。【０１６２】
また、図１〜図２に示したように、上記の実施例１の試験装置１０では、ベースプレート１４が、上面視で略三角形のベースプレート１４である。これに対して、この実施例の試験装置１０では、図１８に示したように、ベースプレート１４が、略矩形のベースプレート１４である。【０１６３】
また、図１〜図２に示したように、上記の実施例１の試験装置１０では、移動機構５０は、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。【０１６４】
これに対して、この実施例の試験装置１０では、図１８、図１９に示したように、移動駆動装置５２ａ、５２ｂが、そのピストンシリンダー機構がＸ軸方向に伸縮するように配置されている。【０１６５】
そして、移動駆動装置５２ａと５２ｂとが、相互にＹ軸方向に離間するように、Ｘ軸方向の一方の端面１４ａに連結されている。また、移動駆動装置５２ｃが、Ｙ軸方向の一方の端面１４ｂに連結されている。【０１６６】
また、図１〜図２に示したように、上記の実施例１の試験装置１０では、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、ベースプレート１４の３か所の角部に形成されている。【０１６７】
これに対して、この実施例の試験装置１０では、図１９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、ベースプレート１４の４か所の隅角部に形成されている。
なお、このエアベアリングユニット３２は、３か所以上設ければよく、その数は、何ら限定されるものではない。【０１６８】
このように構成される実施例の試験装置１０では、移動機構５０によって、水平面で、Ｘ、Ｙ方向の２軸、および、Ｚ軸方向の回転方向の振動試験が可能な試験装置として適用することができる。
例えば、地震の台上振動試験や、被試験構造物Ｅの耐震性試験、寿命性能試験に用いることが可能である。【０１６９】
すなわち、従来の水平２軸振動試験装置は、２層のリニアガイドが必要で、大きなアクチュエータが必要と同時に、高周波で微小振幅の場合、リニアガイドのフレッティング（fretting）摩耗のため、適用できない問題がある。【０１７０】
これに対して、この実施例の試験装置１０では、エアベアリング３４と磁着装置４０による磁力（磁着力）の併用により、摩擦力が小さく、振動台であるベースプレート１４が軽くなる。
このため、アクチュエータである移動駆動装置５２ａ、５２ｂ、５２ｃの容量が小さくなり、高い周波数における高性能の振動試験が可能となる。
【実施例４】
【０１７１】
図２０は、本発明のさらに別の実施例の試験装置の図１９と同様な正面図である。【０１７２】
この実施例の試験装置１０は、実施例３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。【０１７３】
図１８〜図１９示したように、上記の実施例３の試験装置１０では、ベースプレート１４の上には、例えば、住宅などの被試験構造物Ｅが載置されている。
これに対して、この実施例の試験装置１０では、被試験構造物Ｅとして、自動車などの車輛のコクピット７０が載置されている。
これにより、この実施例の試験装置１０は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向の移動、および、Ｚ軸（上下軸）の周りに回転（Ｙａｗ運動）できる３自由度の車輛のシミュレーション装置として適用することができる。
【実施例５】
【０１７４】
図２１は、本発明のさらに別の実施例の試験装置の図１９と同様な正面図、図２２は、図２１のＦ-Ｆ線での概略図である。【０１７５】
この実施例の試験装置１０は、実施例３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。【０１７６】
図１８〜図１９示したように、上記の実施例３の試験装置１０では、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、ベースプレート１４の４か所の隅角部に形成されている。【０１７７】
これに対して、この実施例の試験装置１０では、図２１、図２２において、左側の２つの隅角部には、図２２に示したように、それぞれ２個のエアベアリング３４が配置されている。【０１７８】
また、図１８〜図１９示したように、上記の実施例３の試験装置１０では、ベースプレート１４の下面には、エアベアリングユニット３２において、２個のエアベアリング３４の間に、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。【０１７９】
これに対して、この実施例の試験装置１０では、図２１、図２２に示したように、中心軸Ｇ上に相互に離間して、２個の磁着装置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。【０１８０】
また、この実施例の試験装置１０では、図２２において、右下側の隅角部には、図２２に示したように、それぞれ３個のエアベアリング３４が、中心角度１２０で離間して円弧状に配置されている。【０１８１】
さらに、この実施例の試験装置１０では、図２１において、右上側の隅角部には、図２１に示したように、それぞれ３個の円形のエアベアリング３４が、中心角度１２０で離間して配置されている。【０１８２】
従って、この実施例の試験装置１０に示したように、エアベアリング３４の数、配置位置、形状、および、磁着装置４０の配置位置は、ベースプレート１４、被試験構造物Ｅの形状により適宜組み合わせて選択すれば良く、特に限定されるものではない。【０１８３】
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。【０１８４】
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。【０１８５】
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。【０１８６】
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。【０１８７】
また、本発明の試験装置１０は、試験装置として、例えば、自動車部品(駆動系や足回りの金属部品やゴム部品、ショックアブソーバなど)などの機械部品について、これらの自動車完成品などの完成品について、さらに、土木関係(橋桁、橋梁や建物用の免震ゴムなど)の構造物について、材料試験・振動試験・疲労試験・特性試験などを行うための材料試験装置や、振動試験装置や、疲労試験装置や、運転シミュレーション装置など各種の試験装置に適用することが可能である。【０１８８】
さらに、上記実施例では、本発明の試験装置１０を、１つのベースプレート１４と移動機構５０の組み合わせから構成したが、図示しないが、１つのベースプレート１４と移動機構５０の組み合わせを複数組み合わせて、１つの試験装置１０とすることも可能である。この場合、複数のベースプレート１４上に、異なる種類の被試験構造物、または同じ種類の被試験構造物を設けて試験を行ったり、複数のベースプレート１４上にわたって１つの被試験構造物を設けて試験を行うことも可能であるなど本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１８９】
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。
【符号の説明】
【０１９０】
１０    試験装置
１２    すべり床
１４    ベースプレート
１４ａ、１４ｂ    端面
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
７０    コックピット
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    試験装置
３０２    架台
３０４    Ｘ軸方向レール
３０６    Ｙ軸方向アクチュエータ
３０８    Ｘ軸方向ベース
３１０    Ｙ軸方向レール
３１２    Ｘ軸方向アクチュエータ
３１４    Ｘ，Ｙ軸両方向ベース
Ｃ    円形サークル
Ｄ    円形サークル
Ｅ    被試験構造物
Ｇ    中心軸
Ｏ    中心
Ｓ    操作者
α    中心角度
β    中心角度
【図１】
0005916893.tif 000002
【図２】
0005916893.tif 000003
【図３】
0005916893.tif 000004
【図４】
0005916893.tif 000005
【図５】
0005916893.tif 000006
【図６】
0005916893.tif 000007
【図７】
0005916893.tif 000008
【図８】
0005916893.tif 000009
【図９】
0005916893.tif 000010
【図１０】
0005916893.tif 000011
【図１１】
0005916893.tif 000012
【図１２】
0005916893.tif 000013
【図１３】
0005916893.tif 000014
【図１４】
0005916893.tif 000015
【図１５】
0005916893.tif 000016
【図１６】
0005916893.tif 000017
【図１７】
0005916893.tif 000018
【図１８】
0005916893.tif 000019
【図１９】
0005916893.tif 000020
【図２０】
0005916893.tif 000021
【図２１】
0005916893.tif 000022
【図２２】
0005916893.tif 000023
【図２３】
0005916893.tif 000024
【図２４】
0005916893.tif 000025
【図２５】
0005916893.tif 000026