(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被試験体を載置する試験台が複数の軸方向で動揺可能であるとともに、前記被試験体や前記試験台が外部と接触するのを防止する接触防止機構を備える動揺試験装置であって、
前記接触防止機構は、
前記試験台に配設され、レーザ光を発射し物体からの反射光を受信して該物体の位置を算出し、該物体が所定の近接エリア内に存在するか否かを検知する複数のエリアセンサと、
前記試験台に配設され、試験台の傾きを測定する角度センサと、
前記エリアセンサによって前記物体が前記近接エリア内に存在すると検知された場合、または、前記角度センサによって測定された前記試験台の傾きが所定の傾き以上である場合に、前記試験台の動揺を停止させる制御手段と、
を備え、
前記各エリアセンサは、所定の角度範囲を所定の角度ピッチで放射状に検知する、
ことを特徴とする動揺試験装置。
【請求項２】
前記各エリアセンサは、反射ミラーが高速で回転することで、所定の角度範囲を所定の角度ピッチで、検知するようになっている、
ことを特徴とする請求項１に記載の動揺試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、被試験体を動揺させて試験やシミュレーションを行う動揺試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
動揺試験装置は、被試験体を載置する試験台・天板の下方にシリンダが複数配設され、シリンダによるピストン運動によって試験台および被試験体を動揺させるものであり、試験台や被試験体などが外部（物体）と衝突するおそれがある。このため、外部との接触・衝突を防止する接触防止機構を備えた動揺試験装置が知られている（例えば、特許文献１等参照。）。この接触防止機構は、検出システムＡ、Ｂ、Ｃからなり、検出システムＡは、シリンダ部に直角方向に棒状のセンサを有し、検出システム部Ｂは、棒状の２本のセンサで構成されて検出システムＣの上面に縦方向に配置され、検出システムＣは、動揺試験装置を設置してある床面に固定され、検出システムＡは、固定台（試験台）と検出システムＣにユニバーサルジョイントで固定されている。そして、検出システムＡの棒状のセンサが、検出システムＢの２本のセンサの中央に配置されて、検出システムＡのセンサの回転方向の回転量が一定量以上になった場合に検出システムＢのセンサと接触し、この接触情報を検出システムＣが検出して動揺試験装置の動作を停止させるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−０５４３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、上記特許文献１の技術では、検出システムＡと検出システムＢのセンサの接触によるリミットスイッチによって外部との近接を検知・検出するため、接触を繰り返すことや衝突によって故障が発生するおそれがある。また、検出システムＡと検出システムＢのセンサの位置を変更することで、検知範囲を調整・変更することができるが、調整に手間と時間を要するばかりでなく、調整自由度が低い。すなわち、検知範囲を調整するには、動揺試験装置を設置完了した後に、動揺試験装置を作動させながら各センサの位置を調整・変更して、検知位置を調整しなければならない。また、検出システムＢの２本のセンサの位置を変更して、検出システムＡのセンサとの接触位置・タイミングを変えても、２方向の単純形状の検知範囲を調整できるだけであり、柔軟、高精度に検知範囲を調整することができない。
【０００５】
そこでこの発明は、故障を低減することが可能で、しかも、検知範囲を柔軟に調整可能な接触防止機構を備えた動揺試験装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、被試験体を載置する試験台が複数の軸方向で動揺可能であるとともに、前記被試験体や前記試験台が外部と接触するのを防止する接触防止機構を備える動揺試験装置であって、前記接触防止機構は、前記試験台に配設され、レーザ光を発射し物体からの反射光を受信して該物体の位置を算出し、該物体が所定の近接エリア内に存在するか否かを検知する複数のエリアセンサと、前記試験台に配設され、試験台の傾きを測定する角度センサと、前記各エリアセンサによって前記物体が前記近接エリア内に存在すると検知された場合、または、前記角度センサによって測定された前記試験台の傾きが所定の傾き以上である場合に、前記試験台の動揺を停止させる制御手段と、を備え、前記エリアセンサは、所定の角度範囲を所定の角度ピッチで放射状に検知する、ことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、被試験体を載置した試験台が動揺中に、エリアセンサからレーザ光が発射され、物体（外部）からの反射光に基づいてこの物体の位置が算出され、この物体が所定の近接エリア内に存在するか否かが検知される。そして、物体が近接エリア内に存在すると検知された場合には、制御手段によって試験台の動揺が停止される。つまり、物体（外部）が近接エリアまで接近すると試験台が自動停止され、試験台などが外部と接触・衝突することが防止される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の動揺試験装置において、前記各エリアセンサは、反射ミラーが高速で回転することで、所定の角度範囲を所定の角度ピッチで、検知するようになっている、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、レーザ光を発射してその反射光に基づいて物体（外部）との接近を検知する非接触式であるため、故障を低減することが可能で、安定性が向上する。また、各エリアセンサにおける近接エリアを所定のエリア・領域に設定するだけで、検知範囲を容易かつ柔軟、高精度に調整することが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、各エリアセンサは、反射ミラーが高速で回転することで、所定の角度範囲を所定の角度ピッチで、検知するようになっているため、試験台および被試験体の形状、大きさや動揺機構（シリンダ等）の位置、あるいは外部環境などに応じて近接エリアを適宜変更することで、適正な検知範囲を設定してより適正に外部との接触・衝突を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態に係る動揺試験装置を示す概略構成ブロック図である。
【図２】図１の動揺試験装置の動作状態を示す正面図である。
【図３】図１の動揺試験装置の他の動作状態を示す正面図である。
【図４】図１の動揺試験装置の停止状態を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、この発明の実施の形態に係る動揺試験装置１を示す概略構成ブロック図である。この動揺試験装置１は、図２、３に示すように、自動車などの被試験体Ｔを載置する試験台１０１が動揺するとともに、被試験体Ｔや試験台１０１が外部と接触するのを防止する接触防止機構を備えた装置であり、主として、複数のエリアセンサ（接触防止機構）２と、角度センサ３と、複数のシリンダ４と、昇降機５と、制御装置（接触防止機構）６と、を備えている。
【００１４】
ここで、動揺試験装置１は、後述する接触防止機構などを除いて従来の動揺試験装置と同等の構成となっている。すなわち、試験台１０１の下方に複数（例えば、６軸）のシリンダ４が配設されてパラレルリンクシステムが構成され、制御装置６による制御に従って各シリンダ４のピストンが往復動することで、試験台１０１および被試験体Ｔを動揺させるものである。
【００１５】
また、この実施の形態では、試験台１０１が円盤状で、建屋１０２内で試験台１０１が動揺するようになっている。すなわち、図２、３に示すように、建屋１０２の床下に丸孔状の収容ホール１０２ａが形成され、この収容ホール１０２ａ内にシリンダ４が収容・配設されている。また、試験台１０１の外径は収容ホール１０２ａの内径よりも小さく設定され、各シリンダ４がピストン運動することで、ピストンの自由端部に連結された試験台１０１が、建屋１０２内で動揺するものである。
【００１６】
さらに、収容ホール１０２ａ内には、試験台１０１の外周面と収容ホール１０２ａの内周面との間に位置するリング状の昇降機５が、上下動自在に配設されている。そして、試験台１０１の上面と建屋１０２の床面とが一致する初期位置状態において、制御装置６による制御によって昇降機５が建屋１０２の床面まで上昇することで、人や被試験体Ｔが試験台１０１に対して行き来することができる。一方、試験を開始する際には、制御装置６による制御によって昇降機５が下降することで、試験台１０１の動揺が可能となるものである。
【００１７】
エリアセンサ２は、試験台１０１の下面に配設され、レーザ光を発射し物体（外部）からの反射光を受信してこの物体の位置を算出し、この物体が所定の近接エリア内に存在するか否かを検知するレーザスキャナである。具体的には、ＴＯＦ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ）方式によって、パルス発光させたレーザ光を発射し、物体からの反射光を受信して、発射から受信までの時間に基づいて物体までの距離・位置を算出・測定する。そして、算出した物体の位置が、所定の近接エリア内に存在するか否かを判定・検知するものである。このようにして物体が所定の近接エリア内に存在するか否か、換言すれば、エリアセンサ２が配設された試験台１０１が、外部の物体に所定距離以上接近したか否かを検知する。また、内部の反射ミラーが高速で回転することで、所定の角度範囲（例えば、２７０°の範囲）を所定の角度ピッチ（例えば、０．数°）で、放射状に検知するようになっている。
【００１８】
そして、物体が所定の近接エリア内に存在すると検知した場合には、その接近検知結果を制御装置６に送信するものである。このようなエリアセンサ２が、この実施の形態では、図４に示すように、試験台１０１の中心から１２０°間隔に３つ配設され、全方向・全周を感知できるようになっている。
【００１９】
ここで、エリアセンサ２は、近接エリアを任意の形状に変更自在となっている。すなわち、試験台１０１が動揺して外部の物体に接近しても、接触・衝突する前に、上記のようにして外部との接近を検知するように、近接エリアを任意の形状に変更できるようになっている。例えば、試験台１０１の平面形状よりも、一回り大きい形状の近接エリアを設定したりできるようになっている。具体的には、円盤状の試験台１０１と同心円状の近接エリアとし、かつ、物体が近接エリア内に存在することを検知して後述するようにして試験台１０１の動揺を停止させるまでの間に、試験台１０１などが外部の物体と接触しないように、近接エリアの直径を設定できるようになっている。
【００２０】
さらに、被試験体Ｔの形状、大きさや動揺機構（シリンダ４等）の位置、あるいは外部環境（外部の物体の形状、位置等）などに応じて近接エリアを適宜変更する。例えば、シリンダ４が位置するエリアについては、近接エリアから除外して設定したりする。これにより、誤検知や不検知などを防止できるものである。このような近接エリアの変更・設定は、後述するように、制御装置６を介して行うことが可能となっている。
【００２１】
角度センサ３は、傾き（傾斜角）を測定するセンサであり、試験台１０１の下面中央部に配設されている。そして、試験台１０１の傾きを常時測定し、測定結果をリアルタイムに制御装置６に送信するようになっている。
【００２２】
制御装置６は、シリンダ４や昇降機５などを駆動制御する装置であり、この実施の形態では、パーソナルコンピュータで構成されている。具体的には、上記のように、動揺試験を開始する前に昇降機５を降下させ、動揺試験中においては、所定のシリンダ４を所定の行程（タイミングとストローク）でピストン運動させて、試験台１０１を動揺させる。続いて、シリンダ４を初期位置にして試験台１０１を初期位置状態にすることで、動揺試験を終了させ、その後に昇降機５を上昇させる、などの制御を行うものである。
【００２３】
また、エリアセンサ２によって物体が近接エリア内に存在すると検知された場合に、試験台１０１の動揺を停止させる。すなわち、動揺試験中において、いずれかのエリアセンサ２から外部への接近検知結果を受信した場合に、シリンダ４を駆動停止して試験台１０１の動揺を緊急停止させるものである。このように緊急停止する場合には、試験台１０１を初期位置状態にせずに、その場で停止させる。これにより、人を含む外部への接触・衝突を確実に防止するものである。
【００２４】
同様に、動揺試験中において、角度センサ３から受信した試験台１０１の傾きが、所定の傾き以上である場合にも、シリンダ４を駆動停止して試験台１０１の動揺を緊急停止させる。すなわち、試験台１０１の傾きが所定の傾き以上になると、被試験体Ｔが滑落したり試験台１０１が故障したりするおそれがあるため、試験台１０１を緊急停止させるものである。
【００２５】
一方、制御装置６は、エリアセンサ２の近接エリアを設定する機能を備えている。すなわち、ディスプレイの画面上で近接エリアを任意の形状に設定できるとともに、プログラムによって自動設定できるようになっている。具体的には、試験台１０１の平面形状や高さ、動揺範囲、建屋１０２の形状、大きさ、エリアセンサ２の配設位置などの設定パラメータを入力することで、空間エリアを認識させ、上記のようにして外部との接触を防止可能な近接エリアを自動的に設定するものである。
【００２６】
このような構成の動揺試験装置１によれば、動揺試験中において、各エリアセンサ２からレーザ光が発射されその反射光に基づいて物体の位置が算出されて、物体が所定の近接エリア内に存在するか否か、つまり、試験台１０１が外部の物体に所定距離以上接近したか否かが検知される。具体的には、図２に示すように、試験台１０１が建屋１０２の床に所定距離以上接近したか否か、図３に示すように、試験台１０１が建屋１０２の収容ホール１０２ａの側面に所定距離以上接近したか否か、などが検知される。そして、試験台１０１が外部の物体に所定距離以上接近すると、制御装置６によって試験台１０１の動揺が緊急停止されるため、試験台１０１などが外部の物体と接触・衝突するのを確実に防止することができる。同様に、試験台１０１の傾きが所定の傾き以上になると、制御装置６によって試験台１０１の動揺が緊急停止されるため、被試験体Ｔが滑落したり試験台１０１が故障したりするのを防止することができる。
【００２７】
また、レーザ光の発射とその反射光の受信とに基づいて物体の位置を算出する、という非接触式であるため、故障を低減することが可能で、接触防止機構および動揺試験装置１の安定性が向上する。
【００２８】
さらに、エリアセンサ２における近接エリアを所定のエリア・領域に設定するだけ、検知範囲を容易かつ柔軟、高精度に調整することが可能となる。しかも、近接エリアを任意の形状に変更自在なため、試験台１０１および被試験体Ｔの形状、大きさや動揺機構（シリンダ４等）の位置、あるいは外部環境などに応じて近接エリアを適宜変更することで、適正な検知範囲を設定してより適正に外部との接触・衝突を防止することが可能となる。
【００２９】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、具体的な構成は、上記の実施の形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、この発明に含まれる。例えば、上記の実施の形態では、エリアセンサ２を３つ配設しているが、試験台１０１の形状や建屋１０２の形状、エリアセンサ２の検知角度範囲などに応じて、３つ以外の数のエリアセンサ２を配設してもよい。また、試験台１０１の傾きが所定の傾き以上になって試験台１０１の動揺を緊急停止する際に、試験台１０１の傾きを水平にした後に停止するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３０】
１        動揺試験装置
２        エリアセンサ（接触防止機構）
３        角度センサ
４        シリンダ
５        昇降機
６        制御装置（接触防止機構）
１０１    試験台
１０２    建屋
Ｔ        被試験体
【図１】
0006710441.tif 000002
【図２】
0006710441.tif 000003
【図３】
0006710441.tif 000004
【図４】
0006710441.tif 000005