(57)【要約】【課題】振動波形の再現性の高さおよび模擬室の配置の自由度の高さというモータ駆動の利点を維持しながら、作動音が静かでトラックの後部の作業スペースを確保できる地震体験車を提供する。【解決手段】トラックと、そのトラックのシャーシの上に起震装置１８を介して設置される模擬室１６と、前記起震装置１８を駆動するモータと、そのモータに電力を供給するバッテリ２１と、そのバッテリに充電するための充電回路とを備えている地震体験車１０。充電回路には、放電深度に応じて初期充填電流、充填電圧および充填時間を設定する充電制御回路が設けられている。模擬室１６と後部扉との間には、車椅子の通路や乗り降りする場所を兼ねる作業スペースを設けている。【選択図】図２
2009180843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラックと、
そのトラックのシャーシの上に起震装置を介して設置される模擬室と、
前記起震装置を駆動するモータと、
そのモータに電力を供給するバッテリと、
そのバッテリに充電するための充電回路とを備えている、
地震体験車。
【請求項２】
前記充電回路が、
バッテリの放電深度を測定する放電深度測定部と、
放電深度と充電電流値の関係を記憶する記憶手段と、
前記放電深度測定部によって測定された放電深度に基づいて、前記記憶手段から対応する充電電流値を読みとり、充電電流値を設定し、設定した充電電流値でバッテリに充電を行わせる制御装置とを備えている、請求項１記載の地震体験車。
【請求項３】
前記充電回路が充電電流を測定する電流測定手段を備えており、前記制御装置が単位時間当たりの充電電流の減少率を演算し、その減少率が所定の閾値に達したときに充電を停止させる請求項２記載の地震体験車。
【請求項４】
前記記憶手段が放電深度と電圧の規定値または充電時間との関係を記憶しており、前記制御装置が、バッテリの電圧が記憶されている規定値に達したとき、または、充電開始時から停止時までの時間が記憶されていた充電時間に達したときに充電を停止させる請求項２または３記載の地震体験車。
【請求項５】
前記充電回路が、
バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、
バッテリ電圧の第２の規定値を記憶する第２記憶手段と、
放電深度と第２の充電電流値との関係を記憶する第３記憶手段と、
前記電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧が第２記憶手段の規定値を超えたとき、第３記憶手段に基づいて充電電流値を第２の充電電流値に再度設定する第２制御装置とをさらに備えている、請求項２記載の地震体験車。
【請求項６】
バッテリの放電中に、前記放電深度検出部がバッテリの放電深度が所定の規制値に達したことを検出したとき、警告を与える警告手段を備えている、請求項２記載の地震体験車。
【請求項７】
前記起震装置および模擬室が、前記シャーシの前輪と後輪の間に設置されており、前記模擬室の床とほぼ同一高さで後輪より後部側に後部床が設けられており、前記バッテリが、その後部床とシャーシとの間に配置されている請求項１記載の地震体験車。
【請求項８】
前記モータが所定の駆動力で往復駆動するサーボモータであり、前記起震装置が、モータに連結される減速機と、その減速機の出力軸に連結され、模擬室を支持するフレームを揺動させるクランク機構とを備えている請求項１記載の地震体験車。
【請求項９】
請求項１の地震体験車を、地震対策装置を設置した住宅の販売現地、住宅展示場または関連するイベント会場に派遣して、住宅の購入希望者に対し、地震対策装置を設置した住宅と設置しない住宅の地震による揺れの差を体感させる、地震体験車の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地震体験車（起震車）に関する。さらに詳しくは、トラックの後部のシャーシに起震装置を介して模擬室を架設し、模擬室内に入っている体験希望者に地震の揺れを体験させる地震体験車に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平７−１３４５４１号公報
【特許文献２】特開２００４−１０１７８５号公報
【特許文献３】特開平１１−３０５６４７号公報
【特許文献４】特開２００７−４７４１９号公報
【０００３】
特許文献１には、トラックの荷台に起震台を積載し、その起震台をコンピュータ制御の油圧シリンダで所定の振動波形で振動させ、起震台の上部の起震室に乗っている体験希望者に地震を体験させる起震装置が開示されている。起震室には予め設定した地震の状況を表示するビデオデッキおよびモニタが搭載されており、体験希望者によりリアルな地震体験を与えることができる。
【０００４】
特許文献２には、特許文献１と同様な起震装置で、振動を相殺する免震用の油圧シリンダを、機能／不機能に切り換え可能に設けた装置が開示されている。このものは、免震装置の有無の差を体験できる。特許文献３には、火災を再現できる防火訓練用のシミュレータに、地震の揺れを再現できる油圧シリンダ駆動の起震装置を組み込んだものが開示されている。
【０００５】
他方、特許文献４には、車両による搬送が可能な設置型の起震装置で、モータ駆動の起震装置が開示されている。この装置は、モータによって回転する駆動円盤と、その駆動円盤とクランク部材で連結される揺動部材と、その揺動部材で支持される模擬室とを備えている。さらに駆動円盤に対するクランク部材の端部の取り付け位置を変更することにより振幅を変更すること、およびモータに加える電圧を変更することにより周期を調整することが記載されている。また、クランク機構による揺動と、カムおよびカムフォロアーによる振動とを組み合わせることにより、所望の振動波形を得ることも記載されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
油圧シリンダで振動を生じさせる車載タイプの起震装置は、一般的には建設機械と同様に、トラックのエンジンでパワーテイクオフバルブを介して可変容量式の油圧ポンプを定速駆動し、油圧サーボバルブを切り換えて往復運動を得るようにしている。そのため、特許文献１、２、３の装置のように、キャビンの後部に油圧ポンプやバルブ、オイルタンクなどを配置し、振動させる模擬室はシャーシの後部に設置する。
【０００７】
この配置はトラックの後部扉から乗り降りできる利点がある半面、トラックの後輪で駆動装置を含めた全体を支持する形となり、強い振動の場合、シャーシの剛性によっては振動波形を正確に再現できない。とくに高い振動波形の地震波の場合、油圧バルブの制御では再現性が低下する。さらに車椅子での乗り降りができるように、トラックの後端に車椅子昇降用のリフトを設置する場合、リフトの上から直接模擬室に移ることになり、不安定で介護しにくい。
【０００８】
これに対し、特許文献４のように、モータで回転円盤を回転させ、クランク機構を介して模擬室を振動させる装置の場合は、模擬室の位置は特定されず、キャビンと後輪の間に配置することも可能である。また、高い振動数の地震波の再現性も高い。しかしモータへの電源を商用電源からとる場合はトラックまでの電源線の配線が煩雑であり、トラックのバッテリから電源を取ろうとするとバッテリの容量が足りない。
【０００９】
そこで本発明者はトラックのシャーシの後部スペースに小型エンジン付き発電機を設置することを考えた。しかし後部に小型エンジン付き発電機を設置すると、エンジン音や振動が模擬室に伝わり、好ましくない。さらにモータの制御装置やＡＶ機および照明設備の配電盤なども設置すると作業スペースが狭くなる。また、後部が塞がれてしまうので、車椅子の昇降用のリフトが設置できない。
【００１０】
そこで本発明は、モータ駆動による前述の利点、すなわち、振動波形の再現性の高さおよび模擬室の配置の自由度の高さを維持しながら、作動音が静かでトラックの後部の作業スペースを確保できる地震体験車を提供することを技術課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の地震体験車は、トラックと、そのトラックのシャーシの上に起震装置を介して設置される模擬室と、前記起震装置を駆動するモータと、そのモータに電力を供給するバッテリと、そのバッテリに充電するための充電回路とを備えていることを特徴としている（請求項１）。
【００１２】
このような地震体験車においては、前記充電回路が、バッテリの放電深度を測定する放電深度測定部と、放電深度と充電電流値の関係を記憶する記憶手段と、前記放電深度測定部によって測定された放電深度に基づいて、前記記憶手段から対応する充電電流値を読みとり、充電電流値を設定し、設定した充電電流値でバッテリに充電を行わせる制御装置とを備えているものが好ましい（請求項２）。なお、前述の「関係を記憶する」には、テーブルのほか、グラフ、演算式などによる関係も含まれる。
【００１３】
さらに前記充電回路が充電電流を測定する電流測定手段を備えており、前記制御装置が単位時間当たりの充電電流の減少率を演算し、その減少率が所定の閾値に達したときに充電を停止させるものが好ましい（請求項３）。また、前記記憶手段が放電深度と電圧の規定値または充電時間との関係を記憶しており、前記制御装置が、バッテリの電圧が記憶されている規定値に達したとき、または、充電開始時から停止時までの時間が記憶されていた充電時間に達したときに充電を停止させるものであってもよい（請求項４）。
【００１４】
さらに前記充電回路が、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリ電圧の第２の規定値を記憶する第２記憶手段と、放電深度と第２の充電電流値との関係を記憶する第３記憶手段と、前記電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧が第２記憶手段の規定値を超えたとき、第３記憶手段に基づいて充電電流値を第２の充電電流値に再度設定する第２制御装置とをさらに備えているものが好ましい（請求項５）。また、放電深度検出部を備えた地震体験車においては、さらにバッテリの放電中に、前記放電深度検出部がバッテリの放電深度が所定の規制値に達したことを検出したとき、警告を与える警告手段を備えているものが好ましい（請求項６）。
【００１５】
また、前記起震装置および模擬室が、前記シャーシの前輪と後輪との間に設置されており、前記模擬室の床とほぼ同一高さで後輪より後部側に後部床が設けられており、前記バッテリが、その後部床とシャーシとの間に配置されている地震体験車が好ましい（請求項７）。その場合、バッテリはトラックの左右方向の中央部に配置するのが一層好ましい。
【００１６】
さらに前記モータが所定の駆動力で往復駆動するサーボモータであり、前記起震装置がモータに連結される減速機と、その減速機の出力軸に連結され、模擬室を支持するフレームを揺動させるクランク機構とを備えているものが好ましい（請求項８）。とくに前記モータが交流サーボモータであり、前記電源供給部が、前記バッテリから供給される直流を交流に変換するインバータと、変換された交流の一部の電圧を降圧するトランスとを備えているものが一層好ましい。さらにトラックのエンジンによって駆動される発電機から前記バッテリに電気を充電する充電回路を備えていてもよい。
【００１７】
本発明の地震体験車の使用方法（請求項９）は、前記地震体験車を、地震対策装置を設置した住宅の販売現地、住宅展示場または関連するイベント会場に派遣して、住宅の購入希望者に対し、地震対策装置を設置した住宅と設置しない住宅の地震による揺れの差を体感させることを特徴としている。地震対策装置としては、免震装置、地震振動減衰装置、耐震装置などを含む。前記住宅にはマンションやアパートなど、ビルないし高層建築を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の地震体験車（請求項１）は、起震装置の駆動源としてモータを採用し、そのモータの電源供給部としてバッテリを用いているので、小型エンジンで発電機を駆動する場合に比して、静かである。また、油圧ポンプを用いるものに比して、模擬室の位置を自由に設定でき、二酸化炭素の排出も少なく環境への負荷が低く、経費の削減になる利点がある。
【００１９】
前記充電回路が、バッテリの放電深度を測定する放電深度測定部と、放電深度と充電電流値の関係を記憶する記憶手段と、前記放電深度測定部によって測定された放電深度に基づいて、前記記憶手段から対応する充電電流値を読みとり、充電電流値を設定し、設定した充電電流値でバッテリに充電を行わせる制御装置とを備えている場合（請求項２）は、バッテリへの充電時負荷が軽減する。そのため、バッテリの寿命（充電・放電の繰り返し回数）が延び、ランニングコストを低減することができる。
【００２０】
一般に充電式のバッテリでは、充電時間を短くしたいという要望があるが、本発明のような地震体験車の場合は、稼働時間に比して夜間の待機時間が長いので、バッテリへの負荷を軽減させるため、充電電流を規制し、充電時間を長くすることにより、バッテリの寿命（充電放電の繰り返し回数）を延ばすように工夫したのである。
【００２１】
前記充電回路が充電電流を測定する電流測定手段を備えており、前記制御装置が単位時間当たりの充電電流の減少率を演算し、その減少率が所定の閾値に達したときに充電を停止させるものである場合（請求項３）は、充電量が充分になり、それ以上の充電量の増加が見込めない状態で充電を停止することができる。
【００２２】
前記記憶手段が放電深度と電圧の規定値または充電時間との関係を記憶しており、前記制御装置が、バッテリの電圧が記憶されている規定値に達したとき、または、充電開始時から停止時までの時間が記憶されていた充電時間に達したときに充電を停止させるものである場合（請求項４）は、バッテリに充分な充電量が充電されたときに充電を停止することができる。なお、前述の充電電流の減少率に基づいて充電を停止させるものと組み合わせると、安全性が向上する。
【００２３】
前記充電回路が、バッテリ電圧を検出する電圧検出手段と、バッテリ電圧の第２の規定値を記憶する第２記憶手段と、放電深度と第２の充電電流値との関係を記憶する第３記憶手段と、前記電圧検出手段によって検出されたバッテリ電圧が第２記憶手段の規定値を超えたとき、第３記憶手段に基づいて充電電流値を第２の充電電流値に再度設定する第２制御装置とをさらに備えている場合（請求項５）は、一層、バッテリ寿命を延ばすことができる。
【００２４】
前記放電深度検出部を備えた地震体験車において、さらにバッテリの放電中に、前記放電深度検出部がバッテリの放電深度が所定の規制値に達したことを検出したとき、警告を与える警告手段を備えているもの（請求項６）は、警告手段の警告でオペレータが起震装置の運転を停止するようにすれば、バッテリの放電深度が所定の規制値を大きく超えないようにすることができる。それにより、バッテリの寿命を延ばすことができる。
【００２５】
また、前記起震装置および模擬室が、前記シャーシの前輪と後輪の間に設置されており、前記模擬室の床とほぼ同一高さで後輪より後部側に後部床が設けられており、前記バッテリが、その後部床とシャーシとの
間に配置されている地震体験車（請求項７）は、起震装置と模擬室が前輪と後輪で支持されるシャーシの上に配置されるので、模擬室を安定して支持することができ、地震波を正確に再現することができる。さらに後部床に、トラックの後端の車椅子昇降口から模擬室の後部へと連絡する通路を兼ねさせることができる。それにより、後部扉から乗った車椅子を後部扉まで通したり、後部床の上で身体障害者が車椅子から安全に乗り降りしたりすることができる。
【００２６】
なお、バッテリは後部床とシャーシの間に、すなわち起震装置が設けられる空間と同レベルの空間に配置されるので、余分なスペースを要せず、後部床の上部のスペースは自由に利用することができる。また、トラックの重心が低くなるので、走行時や傾斜地での停車時に安定する。さらに前記バッテリが、トラックの左右方向の中心部近辺に配置されている場合は、トラックを左右方向の傾斜地に停車させるとき、最大傾斜角度が大きくなる。
【００２７】
前記モータが所定の駆動力で往復駆動されるサーボモータであり、前記起震装置がモータに連結される減速機と、その減速機の出力軸に連結され、模擬室を支持するフレームを揺動させるクランク機構とを備えている場合（請求項８）は、モータ駆動であるにも関わらず、振幅の変化も自由にできる。すなわち、特許文献４のように、一方向にモータを回転させてクランク機構で往復運動に変換する場合は、偏心量によって振幅が定まるが、サーボモータ自体で往復運動を得る場合は、自由に振幅を変化させることができ、過去の地震の地震波を正確に再現することができる。
【００２８】
前記モータが交流サーボモータであり、前記電源供給部が、前記バッテリから供給される直流を交流に変換するインバータと、変換された交流の一部の電圧を降圧するトランスとを備えている場合は、降圧された交流の一部を蛍光灯などの照明や、薄型パネルのモニタなどに使用することができ、これらの機器として通常の家電製品を使用することができる。
【００２９】
トラックのエンジンによって駆動される発電機から前記バッテリに電気を充電する充電回路を備えている場合は、地震体験のイベントが求められている会場までトラックが走行する間に発電した電力を、バッテリに充電することができる。
【００３０】
本発明の地震体験車の使用方法（請求項９）によれば、地震体験車に住宅購入希望者を載せて地震を体験させるとき、地震対策装置を設置した住宅と設置しない住宅の地震による揺れの差を実感させることがでる。それにより購入動機を高めるのに役立つ。さらにバッテリにより起震装置を駆動するので、排気ガスは一切排出せず、起震装置を駆動するための騒音もなく、そのため、地球環境の保護の企業理念を訴えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
つぎに図面を参照しながら本発明の地震体験車の実施の形態を説明する。図１および図２はそれぞれ本発明の地震体験車の一実施形態を示す平面図および側面図、図３および図４はそれぞれその地震体験車の背面図および正面図、図５および図６はその地震体験車の起震装置を示す平面図および側面図、図７は図１の地震体験車の電気回路図を示すブロック図、図８は本発明に関わる充電制御回路のブロック図、図９はその充電制御回路の作動を示すフローチャート、図１０は本発明に関わる充電制御回路で充電するときの充電量、充電電流、蓄電池電圧の変化を示すグラフである。
【００３２】
図１および図２に示す地震体験車１０は、オーバーキャブタイプのトラックをベースとしており、車台１１と、その車台１１の前方に設けられるキャビン１２と、車台１１のシャーシ１３に設置された荷物室１４とからなる。キャビン１２の下部にはエンジン（ディーゼルエンジンなど）が取り付けられ、クラッチ、プロペラシャフトおよびデファレンシャルギヤを介して後輪１５に動力を伝達する公知の構成を備えている。このような車台１１はトラックメーカーから購入できる。
【００３３】
荷物室１４は全体としてシャーシ１３に固定されており、その内部には、周囲および上部の隙間を介して模擬室１６が設けられている。図２に示すように、模擬室１６の床１７とシャーシ１３の間には、起震装置１８が介在されている。荷物室１４の後部には、シャーシ１３によって支持されるベース床１９と、そのベース床１９の上部に隙間をあけて配置される後部床２０とからなる二重床が設けられている。後部床２０は、模擬室１６の床１７と略同一高さとしている。後部床２０は作業スペースと車椅子の通路を兼ねている。このように後部床２０があるため、荷物室１４の後部扉（図３の符号１４ａ参照）から車椅子で乗った利用者は、車椅子から安全に降りることができる。図３の符号１４ｂは車椅子などを昇降するリフトである。
【００３４】
図１に示すように、後部床２０の下面の中央部には、起震装置１８の駆動源となるバッテリ２１が収容されている。バッテリ２１は後部床２０とベース床１９の隙間に収容することができる（図２参照）。バッテリ２１としては、自動車のバッテリとして使用される２４Ｖの鉛蓄電池などが用いられ、たとえば２０個程度、直列に連結したものが用いられる。１個のバッテリの容量は、たとえば１２Ｖ、３８Ａｈ程度である。鉛蓄電池のほか、ニッケル・カドミウム電池、リチウム電池など、種々の充電が可能な電池（二次電池）を使用することができる。
【００３５】
図２に示すように、ベース床１９の左右（図１では上下）には、配電盤２２、操作盤２３、ビデオ再生装置などのオーディオ・ビジュアル機器（ＡＶ機器）２４、車椅子収容部２５などが配置されている。模擬室１６は、床１７と、その床１７の周囲から立ち上がる壁２６と、上部の天井２７とを備えており、床１７には椅子とテーブルなどの家具（図示省略）が配置されている。それらの家具は床１７に固定してもよく、固定しない状態で地震を体験させることもできる。
【００３６】
図２における正面の壁２６には、薄型のモニタ２８やスピーカ２９などが取り付けられている。これらのモニタ２８およびスピーカ２９は、前述のＡＶ機器２４に保存している地震の状況のデータを動画像や音声で出力し、地震体験をする者に臨場感を与えるために使用する。地震のときの対処法を教育するためにも使用される。
【００３７】
図５および図６に示す起震装置１８は、模擬室１６の床１７を自動車の前後方向（矢印Ｘ方向）および左右方向（矢印Ｙ方向）に移動可能に支持する水平スライド機構３０と、前後に揺らす前後起震機構３１と、左右に揺らす左右起震機構３２と、模擬室１６を支持しながら上下方向（矢印Ｚ方向）に揺らす上下起震機構３３とを組み合わせたものである。上下起震機構３３は、図６に示すように、シャーシ１３に固定されるベースフレーム３４と、そのベースフレームの前側で左右の軸受け３５ｆによって回動自在に支持される前の回動軸３６と、後ろ側で左右の軸受け３５ｒで回動自在に支持される後の回動軸３７と、前後の回動軸３６、３７の左右にそれぞれ固定される全体で４個の揺動レバー３８、３９と、それらの揺動レバー３８、３９の自由端に回動自在に連結される中間フレーム４０と、後ろ側の回動軸３７を揺動駆動する第１モータ（図５の符号Ｍ１）およびクランク機構４１とを備えている。図５および図６の符号Ｗｔは模擬室１６および体験希望者の体重などとバランスさせてモータの負荷を減ずるバランスウエイトである。このバランスウエイトＷｔは後ろの揺動レバー３９に結合され、後方に延びている。
【００３８】
図６に示すように、ベースフレーム３３、前後の揺動レバー３８、３９および中間フレーム４０は、いわば４点平行リンク機構を構成しており、後ろ側の回動軸３７を回動させることにより、中間フレーム４０を水平状態を維持したまま上下に駆動することができる。なお、駆動軌跡は円弧を描くが、後述するように、前後スライド機構により、水平成分は除去されて、上下動のみが模擬室１６に伝えられる。中間フレーム４０は矩形状であるが、前後方向に延びる２本のビームとすることもできる。
【００３９】
第１モータＭ１は減速機付きのモータであり、減速機としてはサイクロ減速機などが用いられる。クランク機構４１は、減速機の出力軸４２に偏心して固定される円形の偏心板４３と、偏心板４３の周囲に回動自在に嵌合される大径リング４４と、先端がその大径リング４４に回動自在に連結される前述の後の揺動レバー３９とからなる。揺動レバー３９は途中の部位が大径リング４４に連結されていてもよい。
【００４０】
この上下起震機構３２は、第１モータＭ１が一方向に回転すると、偏心板４３が減速機の出力軸４２の軸心回りにたとえば矢印Ｐ１方向（反時計方向）に回動する。そのときの回動角度は設定された地震波形によるが、１８０度未満である。偏心板４３の回動に伴い、大径リング４４が偏心板４３の周囲を回転しながら、出力軸４２の軸心回りに円弧状に上向きに移動する。それに伴い、揺動レバー３９も上向き（時計方向）に所定の角度だけ揺動する。そのときバランスウエイトＷｔが下がることによる位置エネルギで、モータＭ１の動力は軽減される。なお、揺動レバー３９の先端または途中の部位は円弧状に移動するが、大径リング４４が偏心板４３の周囲に回転自在であるので、リンク長さが異なる４点リンク機構（クランク機構４１）が成立する。
【００４１】
第１モータＭ１が逆方向に回転すると、前述とは逆の作用で揺動レバー３９が下向き（反時計方向）に揺動する。上記のように第１モータＭ１が往復回転するごとに揺動レバー３９が上下に揺動し、中間フレーム４０が水平状態を維持しながら上下に振動する。
【００４２】
水平スライド機構３０は、中間フレーム４０と上部フレーム４６との間に介在される前後スライド機構４７と左右スライド機構４８を組み合わせたものである。上部フレーム４６は模擬室１６の床１７を支える矩形状のフレームである。前後スライド機構４７は、中間フレーム４０の前後左右の４カ所の上面に前後に延びるように固定される前後ガイド軸５１と、それらの前後ガイド軸５１に沿ってスライドするスライドブロック５２とからなる。
【００４３】
左右スライド機構４９は、それらのスライドブロック５２と、そのスライドブロック５２を左右にスライド自在にガイドする左右ガイド軸５３とからなる。左右ガイド軸５３は、前述の上部フレーム４６の下面の前後左右の４カ所に固定され、支持している。なお、上記とは逆に左右スライド機構４９が下側にあってもよい。前後ガイド軸５１とスライドブロック５２としては、リニアボールベアリングなどからなる直進ガイド機構、たとえばＴＨＫ社のＬＭガイドなどを用いるのが好ましい。左右ガイド軸５３とスライドブロック５２についても同様である。この場合、スライドブロック５２はリニアボールベアリングのスライドを上下に角度をずらせて、かつ、上下に向きを変えて重ね合わせた形態である。
【００４４】
上記の水平スライド機構３０、すなわち前後スライド機構４７と左右スライド機構４９により、模擬室１６は前後左右にスライド移動可能に支持される。上部フレーム４６は通常は矩形状であるが、左右に延びるビームであってもよい。
【００４５】
前後起震機構３１は、第２モータＭ２と、その第２モータＭ２に連結される減速機と、その減速機の出力軸５５に固定される偏心板５６と、下端がベースフレーム３３に回動自在に連結される第１リンク５７と、一端がその第１リンク５７の上端に回動自在に連結され、他端が上部フレーム４６の前端に回動自在、かつ、左右方向にスライド自在に連結される第２リンク５８と、前記偏心板５６と第１リンク５７の途中とを連結するコネクティングロッド５９とからなる。それによりクランク機構が構成される。第２リンク５８の他端を左右方向にスライド自在とするのは、左右起震装置による揺れを逃がすためである。コネクティングロッド５９は、偏心板５６の周囲に回動自在に設けられる大径リング６０と、その大径リング６０から半径方向に突出し、先端が第１リンク５７の途中に回動自在に連結されるロッド部とからなる。
【００４６】
上記のように構成される前後起震機構３１は、第２モータＭ２が一方向に回転し、減速機の出力軸５５が一方向に１８０度未満の角度で回動すると、コネクティングロッド５９を介して第１リンク５７が揺動し、さらに第２リンク５９を介して上部フレーム４６を前または後に駆動する。第２モータＭ２が反対方向に回転すると、上部フレーム４６も逆方向に移動する。左右起震機構３２は前後起震機構３１と実質的に同一で、駆動用の第３モータＭ３の取り付けの向きが前後起震機構３１に対して９０度ずれているだけである。したがって主要部分に符号を付して説明を省略する。
【００４７】
上記の上下起震機構３３の第１モータＭ３、前後起震機構３１の第２モータＭ３および左右起震機構３２の第３モータＭ３は、過去の地震波形に基づいた、あるいは作成した地震波形に基づくプログラムにしたがって回転制御される。それにより、模擬室１６が上下、前後、左右に振動し、地震を体験しようとする者は、再現された過去の地震、あるいは作成された地震を体験することができる。そして駆動源がモータであるので、油圧シリンダを利用する従来の起震装置に比して、動きが迅速であり、加速度の再現精度が高い。
【００４８】
図１の起震装置１８およびＡＶ機器２４は、図７に示すように、バッテリ２１から供給される電源によって出力回路６３を介して作動する。このバッテリ２１は、自動車のエンジン起動用のバッテリとは別個に、起震装置１８およびＡＶ機器２４専用のバッテリである。バッテリ２１に対しては、商用電源から充電回路６４を介して充電される。なお、この実施形態では、エンジン６５によって駆動される発電機６６を備えた発電回路６７をオプションとして設定しており、その発電回路６７から充電することもできるようにしている。エンジン６５はトラックのエンジンで兼用してもよく、その場合は走行中に充電できる。また、低騒音、低燃費の小型のエンジンをオプションとして採用することもできる。発電機６６としては、車両取り付け型の直流１２Ｖ、交流１００Ｖが得られるＮＭＧ発電機で、２８０Ｖ−８ｋＶＡ程度のものが用いられる。発電回路６７はバッテリ２１に接続される動力線７０、７１に連結している。
【００４９】
出力回路６３は、バッテリ２１の直流電流を３相交流に変換するインバータおよび交流波形を滑らかにするフィルタを備えた起震装置駆動用出力回路６８を介して起震装置１８のモータ（図４、図５のモータＭ１、Ｍ２、Ｍ３）を制御するシーケンサなどで構成される制御回路に連結される。そのインバータとしては１１ｋＶＡなどの産業用インバータが用いられる。
【００５０】
動力線７０、７１からは、ＡＶ機器２４を作動させる動力線７０ａ、７１ａが分岐され、ＡＶ機器用の単相交流に変換するインバータ、フィルタおよびトランスを備えた起動装置ＡＶ用出力回路６９を経由してＡＶ機器２４に電流を供給するようにしている。インバータとしては５．５ｋＶＡ程度の産業用インバータが用いられる。トランスは、たとえば容量が１ｋＶＡで、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの１００Ｖの交流に降圧するものである。それにより市販の家電機器として用いられるＡＶ機器を採用できる。
【００５１】
充電回路６４は、商用電源（ＡＣ１００Ｖ、１５Ａ）の電流を直流に変換する整流回路を備えており、変換された直流は前記電力線７０、７１に供給される。さらにこの充電回路６４には、バッテリ２１への充電電流、充電電圧および充電時間を制御する充電制御回路（図８参照）が介在されている。
【００５２】
充電制御回路８２は、図８に示すように、バッテリの電圧と電流を測定する電圧測定回路、電流測定回路および測定された電圧、電流に基づいて放電深度を演算する放電深度測定回路７８が設けられている。さらに充電電流を測定する電流測定回路８４と、充電電圧を測定する電圧測定回路８５と、充電時間を監視するタイマー８６と、各種のデータやプログラムを記憶するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）８７と、演算中の数値を一時的に記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８８と、充電電流を制御する電流制御部８９と、充電電圧を制御する電圧制御部９０と、測定した放電深度に基づいて各種の規制値を演算する中央演算処理装置９１とを備えている。
【００５３】
リードオンリーメモリ８７には、放電深度と充電電流、充電電圧および充電時間の関係を定めたテーブル（対照表）が記憶されている。テーブルに代えて、グラフや演算式であってもよい。また、中央演算処理装置９１が処理すべきプログラムも格納されている。上記の充電制御回路８２は、このプログラムに基づき、以下のように作動する。
【００５４】
地震体験車の使用を終了し、商用電源が使用できる環境になったとき、たとえば地震体験車が施設の車庫に戻ったとき、図９に示すように、放電深度測定回路８３によってバッテリの放電深度を測定（演算）する（第１ステップＳ１）。ついでその測定値（演算値）に基づき、リードオンリーメモリ８７の第１テーブルから初期充電電流、最終充電電圧（規定値）および充電時間のデータを読みとり（あるいは演算し）、それらの値を電流制御部８９、電圧制御部９０およびタイマー８６に設定する（第２ステップＳ２）。そして第１段目の充電を開始する（第３ステップＳ３）。テーブルとしては、たとえば、放電深度が深いほど、すなわち容量の残量が少ないほど、充電時間を長くする。
【００５５】
第１段目の充電を行っているとき、バッテリ電圧を検出し、バッテリ電圧がある規定値に達したことを検出すると（第４ステップＳ４）、第１段目の充電を終了する（第５ステップＳ５）。ついで第１テーブルと同様な第２テーブルに基づいて新たな充電電流（第２充電電流値）、充電電圧（第２充電電圧値）、充電時間（第２充電時間）をそれぞれ電流制御部８９、電圧制御部９０およびタイマー５６に設定する（第６ステップＳ６）。第２充電電流値は図１１段目の充電電流値よりも低くする（図１０参照）。第２充電電圧値は１段目の充電電圧値よりも高くする。また、第２充電時間は１段目の残りの充電時間よりも長くなる。そして第２段目の充電を開始する（第７ステップＳ７）。この第２段目の充電において、過充電状態に達することのないように、充電電圧値を監視しながら設定時間まで充電を行い（第８ステップＳ８）、第２段目の充電を終了する（第９ステップＳ９）。充電電流を制御するには、たとえば充電電流を測定し、設定値との差がゼロになるように、抵抗値をフィードバック制御するなど、種々の方法を採用しうる。充電電圧はそのときの充電電流と抵抗値およびバッテリの内部抵抗などによって従属的に変化する。
【００５６】
上記の実施形態では、２段定電流充電方法を説明したが、はじめにタイマーに設定した充電時間まで第１段目の充電を続けることもできる。その場合でもバッテリの充電時間を長くすることにより、負荷を軽減することができ、充電放電の繰り返し回数を増加することができる。しかし本発明の地震体験車においては、バッテリを全て直列使用するため、二段定電流充電方法を採用することにより、定電流定電圧充電方法とほぼ等しい充電時間で、充電容量を増加させることができる。
【００５７】
たとえば地震体験車の電源としての充電放電のサイクル寿命が約４００回（２５℃、０．２５ＣＡ、１００％放電時）の場合、バッテリメーカの定格使用で、２５℃の環境下において、定電流定電圧充電方法では約４００回程度の充電・放電が可能である。この場合、使用時間は、約４Ａの電流を連続して消費した場合、約８時間の使用が可能となる。
【００５８】
しかしながらバッテリ寿命に大きな影響を与えるのは、放電深度と放電電流であり、とくに充電式バッテリの場合は、充電電流により寿命に大きな差が出る。したがって放電深度が１００％に達するまでの使用を避けるのが好ましい。使用者にそのような使用方法を促すため、放電時間がたとえば５時間に達したとき、ブザーや点滅ランプなどの警報手段で使用者にそれ以上の使用をやめるよう警告して、それ以上の使用を制限するのが好ましい。連続放電時間を５時間に制限したとき、放電深度は約８０％程度となる。それによりつぎに充電するときの初期充電電流を少なくすることができ、バッテリへの充電時負荷を軽減できる。
【００５９】
また、放電深度を常時検出し、放電深度が所定の規制値、たとえば８０％程度になったとき、ブザーや点滅ランプなどの警報手段（図８の符号９２）で使用者にそれ以上の使用をやめるよう警告するようにしてもよい。
【００６０】
上記のように放電深度が約８０％の状態で使用を停止して定電流定電圧充電方法を行えば、バッテリのサイクル寿命は約５００回まで延ばすことができる。また、バッテリを全直列で使用する場合は、充電方法を前述の２段定電流充電方法を採用することにより、サイクル寿命を約６００回まで、さらに延ばすことができる。それにより電池交換の間隔を延ばすことができ、ランニングコストを低減することができる。地震体験車の場合、施設に戻って車庫で停車している時間が充分にあるため、夜間に充電を行うことにより、支障なく地震体験車を作動させることができる。
【００６１】
図１０のグラフは、本発明に関わる充電制御回路によって充電する場合の充電量、充電電流および蓄電池電圧の時間変化を示している。さらにこのグラフでは、充電開始前の放電深度の差によって、それらの変化の状態にどのような差が生ずるかを合わせて示している。すなわち充電深度が小さい場合（たとえば６０％に近い場合）は、放電深度が大きい場合（たとえば１００％に近い場合）に比して初期の充電量が高い。そして早く飽和状態となる。そのため、早く第２段目の充電を開始することができる。放電深度が大きい場合は時間がかかるが、次第に飽和していき、飽和量は放電深度に関わらず、ほぼ同量である。第２段目の充電を開始すると、いずれの場合も次第に２段目の飽和量に近づいていき、その２段目の飽和量もほぼ同一である。
【００６２】
充電電流については、放電深度が小さい場合は、早く電流が低下していく。放電深度が大きい場合は、時間がかかるが、同様に電流が低下していく。そして第２段目の充電を行う場合は、ほぼ同一の充電電流値で推移する。充電量については、放電深度が小さい場合も大きい場合もほとんど代わらず、途中まで時間にほぼ比例して増加していき、途中から増加率が低くなるが、次第に増加していく。
【００６３】
前記実施形態ではタイマーで充電作動を停止させているが、充電回路に充電電流を測定する電流測定回路が設けられている場合は、測定した充電電流に基づいて前記制御装置に単位時間当たりの充電電流の減少率を演算させ、その減少率が所定の閾値に達したときに充電を停止させるようにしてもよい。さらにリードオンリーメモリに放電深度と電圧の規定値の関係を記憶させておき、バッテリの電圧が記憶されている規定値に達したときに充電を停止させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の地震体験車の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１の地震体験車の側面図である。
【図３】図１の地震体験車の背面図である。
【図４】図１の地震体験車の正面図である。
【図５】図１の地震体験車の起震装置を示す平面図である。
【図６】図１の地震体験車の起震装置を示す側面図である。
【図７】図１の地震体験車の電気回路図を示すブロック図である。
【図８】本発明に関わる充電制御回路のブロック図である。
【図９】図８の充電制御回路の作動を示すフローチャートである。
【図１０】本発明に関わる充電制御回路で充電するときの充電量、充電電流、蓄電池電圧の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１０  地震体験車
１１  車台
１２  キャビン
１３  シャーシ
１４  荷物室
１４ａ  後部扉
１４ｂ  リフト
１５  後輪
１６  模擬室
１７  床
１８  起震装置
１９  ベース床
２０  後部床
２１  バッテリ
２２  配電盤
２３  操作盤
２４  ＡＶ機器
２５  車椅子収容部
２６  壁
２７  天井
２８  モニタ
２９  スピーカ
３０  水平スライド機構
３１  前後起震機構
３２  左右起震機構
３３  上下起震機構
３４  ベースフレーム
３５ｆ、３５ｒ  軸受け
３６、３７  回動軸
３８、３９  揺動レバー
４０  中間フレーム
４１  クランク機構
Ｗｔ  バランスウエイト
Ｍ１  第１モータ
４２  出力軸
４３  偏心板
４４  大径リング
４６  上部フレーム
４７  前後スライド機構
４８  左右スライド機構
４９  左右スライド機構
５１  前後ガイド軸
５２  スライドブロック
５３  左右ガイド軸
Ｍ２  第２モータ
５５  出力軸
５６  偏心板
５７  第１リンク
５８  第２リンク
５９  コネクティングロッド
６０  大径リング
Ｍ３  第３モータ
６３  出力回路
６４  充電回路
６５  エンジン
６６  発電機
６７  発電回路
７０、７１  動力線
７０ａ、７１ａ  動力線
７２  充電制御回路
８４  電流測定回路
８５  電圧測定回路
８６  タイマー
８７  リードオンリーメモリ
８８  ランダムアクセスメモリ
８９  電流制御部
９０  電圧制御部
９１  中央演算処理装置
９２  警告手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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