【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車教習所、警察の安全運転教育、損害保険会社や各種団体が独自に行う交通安全指導等に用いられるドライブシミュレータに係り、ドライブシミュレータ操作時の動作体感に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ドライブシミュレータ装置全体を、可動するベースに乗せ、ドライブシミュレータ装置全体を動かす装置が知られ、また、特開平７−１１４３
３３に開示されているように、衝突時に運転席を一瞬後退させた後に、前に押し出す装置が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例のうちで、
装置全体を動かす装置においては、装置規模が大きくなり、装置価格が上昇し、経済的に不利であるという問題がある。

【０００４】また、特開平７−１１４３３３に開示されている装置においては、衝突時、エアーシリンダーの圧力とブレーキの踏み力とを利用して運転席を後退させているので、運転者のブレーキ操作の緩慢さがそのまま運転席の後退速度に影響するという問題があり、衝突時の動きのみを体験させる機構であり、通常の運転状態では、画面の変化以外には、運転者に体感的反応が全く与えられないという問題がある。

【０００５】本発明によれば、ドライブシミュレータにおいて、運転者のブレーキ操作が緩慢であっても、その衝撃を大きく体感することができ、しかも、ドライブシミュレータの装置規模が比較的小さく、装置が安価であるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置を提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、運転席搭載板の後部を回転自在な軸受けで保持し、上記運転席搭載板を回動させるリンク機構を設け、ボールスクリュウナットを介してリンク機構を駆動するボールスクリュウを設け、リンク機構の一端とボールスクリュウナットとを連結断続手段によって連結、連結解除を行い、ボールスクリュウをサーボモータによって駆動し、運転者による加速操作または減速操作に応じて、サーボモータを介してボールスクリュウを駆動または静止保持させるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置である。

【０００７】

【発明の実施の形態および実施例】図１は、本発明の一実施例であるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の斜視図である。

【０００８】図２は、ドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の平面図である。

【０００９】図２においては、装置全体の構成を明確にするために、運転席２と運転席搭載板３と運転席用アーム４とを省略して示してある。 また、図１は、図２中、
その左上部分から、右下部分を見た斜視図である。

【００１０】図３は、定速走行状態におけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【００１１】ドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１は、ハンドル１と、運転席２と、運転席搭載板３と、運転席搭載板３を支持する運転席用アーム４
と、保持軸５１と、運転席用アーム保持台５と、筐体６
と、シャーシ７と、シャーシ補強８と、リンク機構ＲＭ
と、リンクアーム１３と、リンクアーム保持台１４と、
ボールスクリュウ３１と、ボールスクリュウナット３２
と、連結断続手段としての駆動側電磁石２４、従動側電磁石２３と、タイミングプーリー３４、３５と、タイミングベルト３６と、タイミングベルト３６を介してボールスクリュウ３１を駆動するサーボモータ３７と、ガススプリング３９と、制御手段としての制御部４０とを有する。

【００１２】運転席搭載板３は、運転席を搭載する板であり、回転自在な軸受け３Ｓを有するものである。 回転自在な軸受け３Ｓは、保持軸５１と嵌合し、運転席搭載板３の後部（運転席２の背もたれ側に対応する部分）を保持するものである。

【００１３】リンク機構ＲＭは、リンクアーム止め台１
０、リンクアーム１１、１２によって構成され、運転席搭載板３の前部（運転席２のフロントガラス側に対応する部分）を保持するとともに、回転自在な軸受け３Ｓを中心に、運転席搭載板３を回動させるものである。 リンクアーム１２は、ほぼ三角形の形状を有し、その各頂点の近傍に軸１２Ｒ、１２Ｌ、１２Ｄを有する。 軸１２Ｒ
は、リンクアーム保持台１４に軸支され、軸１２Ｌは、
リンクアーム１１に軸支され、軸１２Ｄは、リンクアーム１３を介して、従動側電磁石取付板２５と結合されている。 つまり、リンクアーム１２は、リンクアーム１
１、リンクアーム止め台１０を介して運転席搭載板３に連結され、リンクアーム１３、従動側電磁石取付板２５
を介して電磁石２３、２４に連結されている。 なお、従動側電磁石取付板２５、駆動側電磁石取付板２６は、Ｌ
Ｍレール２１に案内されてスライドする。

【００１４】ボールスクリュウ３１は、ボールスクリュウナット３２を介して、リンク機構ＲＭを駆動するものである。

【００１５】連結断続手段は、駆動側電磁石２４と従動側電磁石２３とによって構成され、リンク機構ＲＭの一端と、ボールスクリュウ３１のボールスクリュウナット３２との連結を断続するものである。 なお、駆動側電磁石２４は、駆動側電磁石取付板２６を介してボールスクリュウナット３２に固定され、従動側電磁石２３は、従動側電磁石取付板２５、リンクアーム１３を介してリンク機構ＲＭと連結されている。

【００１６】制御部４０は、運転者による加速操作または減速操作に応じて、サーボモータ３７を介してボールスクリュウ３１を駆動、静止保持させ、また、衝突を示す信号に応じて、従動側電磁石２３を逆励磁させる手段である。

【００１７】ガススプリング３９は、電磁石２３、２４
のうちの一方の電磁石が逆励磁されたときに、リンク機構ＲＭの一端とボールスクリュウ３１のボールスクリュウナット３２との連結を解除する動作を補助するものである。

【００１８】次に、上記実施例の動作について説明する。

【００１９】まず、定速走行状態または停車状態について説明する。 この場合、図３に示すように、駆動側電磁石２４と従動側電磁石２３とは互いに吸着するように励磁されている。 たとえば駆動側電磁石２４をＮ極に励磁し、従動側電磁石２３をＳ極に励磁し、互いに吸着させ、一体化し、サーボモータ３７の動きが運転席搭載板３に確実に伝達するようにしている。

【００２０】ここで、図１の左手前からサーボモータ３
７、ボールスクリュウナット３２を見た場合、サーボモータ３７を時計方向（右回りの方向）に回転をさせたときに、ボールスクリュウナット３２は、タイミングプーリー３４から遠くなる方向に移動するものとする。

【００２１】加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の運転操作を運転者が開始し、アクセルペタル（図示せず）を踏み込んだときの加速量をコンピュータ（図示せず）が計算し、車両の移動画面がモニタ３上に作成される。 このときの加速量に見合う運転席２の移動の早さと移動量とを示す信号をサーボモータ３７に与え、サーボモータ３７
はこの信号に従って、移動量と速さとに応じて時計方向に回転し、次の指示が出されるまで、運転席２がその位置に保持される。

【００２２】次に、上記実施例においてアクセルペダルを踏み込んだときにおける動作について説明する。

【００２３】図４は、上記実施例において、アクセルを踏み込んだときにおけるドライブシミュレータ用加速、
減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。 なお、図３、図４において、サーボモータ３７と、補強金具ａとを省略して示してあり、図５、図６においても同様である。

【００２４】定速走行状態または停車状態から、運転者自身がアクセルを踏み込むと、そのアクセルの踏み込み量に応じて、運転席搭載板３の前側が起き上がり、運転席２の背もたれが後ろに傾き、運転者の姿勢が強制的に変化するので、運転者が加速感を得ることができる。

【００２５】つまり、運転者自身がアクセルを踏み込むと、そのアクセルの踏み込み量に応じた運転席２の移動の早さと移動量とを示す信号を、制御部４０がサーボモータ３７に与え、サーボモータ３７はこの信号に従って、移動量と速さとに応じて時計方向に回転する。 そして、タイミングベルト３６を介して、ボールスクリュウ３１が時計方向に回転し、ボールスクリュウナット３２
が図１中、左手前に（車両前方に）移動し、リンクアーム１３が車両前方に引き寄せられ、リンクアーム１２が図１の右手前から見て時計方向に回動し、これに伴って、リンクアーム止台１０が上方に押し上げられ、図１
右手前から見て、保持軸５１を中心にして運転席搭載板３が時計方向に回動し、運転席２が後ろに傾く。

【００２６】アクセルペタルを踏んでいるときでも加速量の減少があれば、その加速量の減少を制御部４０（コンピュータ）が判断し、加速量減少に見合う指示を制御部４０がサーボモータ３７に与え、制御部４０から指示された早さと移動量とに応じて、サーボモータ３７が、
反時計方向（左回りの方向）に回転し、ボールスクリュウナット３２がタイミングベルト３６側に移動し、リンクアーム１３が車両後方に押し戻され、リンクアーム１
２が図１の右手前から見て反時計方向に回動する。 これに伴って、リンクアーム止台１０が下方に押し下げられ、図１右手前から見て、保持軸５１を中心にして運転席搭載板３が反時計方向に回動し、運転席２が前傾する方向に回動する。 そして、定速走行に移行していると制御部４０（コンピュータ）が判断した場合、制御部４０
は定速走行に見合う指示をサーボモータ３７に与え、運転席搭載板３が水平になると、サーボモータ３７の回転が停止され、運転席搭載板３がその位置で静止し、この静止位置を保持する。

【００２７】次に、運転者が、ブレーキペタル（図示せず）を踏み込んだときの動作について説明する。

【００２８】図５は、上記実施例において、ブレーキペタルを踏んだときにおけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【００２９】走行状態から、運転者自身がブレーキを踏み込むと、そのブレーキの踏み込み量に応じて、運転席搭載板３の前側が下がり、運転席２の背もたれが前に傾き、運転者の姿勢が強制的に前傾するので、運転者が減速感を得ることができる。

【００３０】つまり、走行状態から、運転者がブレーキペタルを踏み込んだときに、その踏み込み量に応じて、
制御部４０（コンピュータ）が減速量を判断し、その減速量に応じた移動量と早さとの指示を制御部４０がサーボモータ３７に与え、上記減速量に応じた移動量だけサーボモータ３７が反時計方向に回転し、ボールスクリュウナット３２がタイミングベルト３６側に移動し、リンクアーム１３が車両後方に押し戻され、リンクアーム１
２が図１の右手前から見て反時計方向に回動し、これに伴って、リンクアーム止台１０が下方に押し下げられ、
図１右手前から見て、保持軸５１を中心にして運転席搭載板３が反時計方向に回動し、運転席２が前傾する方向に回動する。 運転席２が前傾する方向に回動することによって、運転者が減速感を得ることができる。

【００３１】そして、定速走行に移行していると、制御部４０が判断した場合、制御部４０は定速走行に見合う指示をサーボモータ３７に与え、サーボモータ３７が時計方向に回転し、タイミングベルト３６を介して、ボールスクリュウ３１が時計方向に回転し、ボールスクリュウナット３２が図１中、左手前に（車両前方に）移動し、リンクアーム１３が車両前方に引き寄せられ、リンクアーム１２が図１の右手前から見て時計方向に回動する。 これに伴って、リンクアーム止台１０が上方に押し上げられ、図１右手前から見て、保持軸５１を中心にして運転席搭載板３が時計方向に回動し、運転席２が後ろに傾く方向に回動し、運転席搭載板３が水平になると、
サーボモータ３７の回転が停止され、運転席搭載板３がその位置で静止し、この静止位置を保持する。

【００３２】また、ブレーキペタルを踏み、そのまま停止した場合も、上記動作と同様にして、運転席搭載板３
を通常の水平状態に戻し、運転席搭載板３がその位置で静止し、この静止位置を保持する。

【００３３】次に、上記実施例において、事故等によって発生する衝突時の動作状態について説明する。

【００３４】図６は、何かに衝突したときにおけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【００３５】加速、減速、衝突体感装置Ｓ１において、
運転席搭載板３に取り付けられた運転席用アーム４における回転自在な軸受け３Ｓと、運転席用アーム保持台５
における保持軸５１とが軸着され、これによって、運転席搭載板３が運転席用アーム保持台５に保持され、運転者の重心が保持軸５１の内側に存在するよう構成されている。 したがって、通常の状態において、リンクアーム１１の支え力がない場合、運転席搭載板３が、必ず保持軸５１を中心に円弧を描き落下するが、上記実施例において、サーボモータ３７を駆動源とする機構にリンクアーム１１が支えられ、リンクアーム１１に支持されている運転席搭載板３が水平状態を維持している。

【００３６】運転操作中、衝突が発生した旨を示す信号が制御部４０に伝達されると、従動側電磁石２３が直ちに逆励磁され、従動側電磁石２３が駆動側電磁石２４から分離され、つまり、従動側電磁石２３がタイミングプーリ３４側に後退し、これに伴って、リンクアーム１３
もタイミングプーリ３４側に後退し、リンクアーム１２
が、図１の右手前から見て、反時計方向に回動し、リンクアーム１１が下降し、リンクアーム１１に支持されていた運転席搭載板３が回転自在な軸受け３Ｓを中心として、図１の右手前から見て、左下がりに傾斜し、運転席搭載板３が落下位置調整台１５に当たるまで傾斜する。
この場合、従動側電磁石２３が直ちに逆励磁されるので、上記各動作が急速に実行され、運転席搭載板３が一気に回動（落下）し、運転席２は、図６に示す状態になり、衝突時のショックを運転者に体感させることができる。

【００３７】上記実施例において、事故時における運転席２の回動による落下は、運転者と運転席２と取付部品との重量による自然落下を基本としている。 ここで、電磁石２４から電磁石２３が分離されるときに、ガススプリング３９が、電磁石２３、２４を引き離す手助けをするので、運転席搭載板３の落下がより高速に実行され、
運転者により強い衝突体感を与える。

【００３８】つまり、上記実施例において、運転者が、
アクセルペタルを踏み、加速操作を行うと、画像処理用コンピュータはモニター画面上に、アクセルペタルによる加速操作に応じた加速量に従った移動画面を作成表示し、これと同時に、加速量に応じた動作指示を、制御部４０から運転席駆動用のサーボモータ３７に与え、サーボモータ３７に連結されたボールスクリュウナット３２
は、２つの電磁石２３、２４を介してリンク機構ＲＭを駆動し、決められた範囲内で回転軸５１を中心に運転席２が円弧運動し、押し上げられ、運転者は後ろに反り返る状態になる。 これによって、運転者が加速状態を感じる。

【００３９】等速走行に入ると、運転席２が平常の状態に戻るように制御部４０が指示を出し、制御部４０が指示した加速量の減少に従って、運転席２の傾きを徐々に戻し、運転席２が平常位置に戻ると、運転席２の移動が停止される。

【００４０】等速状態から減速されたり、ブレーキ操作が行われると、その減速量に応じて、定められた移動量と速さとによって、加速時とは逆の動作に入り、運転席２を前部に傾けることによって、減速感を運転者が体感でき、減速が無くなると、運転席２が平常位置に戻るように制御部４０からサーボモータ３７に指示され、運転席２は平常位置に戻った状態で安定静止する。

【００４１】走行中に、危険状態を確認し、ブレーキ操作が行われたが事故が発生した場合、このときの減速量に応じて、定められた移動量と早さとによって、減速時の動作に入り、運転席２が前部に傾けられ、その後に、
事故が発生すると、運転席２を前に傾けた位置で、連結されていた２つの電磁石が分離し、予め設定された位置まで運転席２が一気に落下し、落下位置調整台１５に当たって止まり、運転者に衝突時のショックを与える。 この場合、ブレーキを強く踏めば、ブレーキペタルを介して、足で体を支える状態になり、衝突時のショックの体感は軽減され、これとは逆に、ブレーキ操作を全く行わずに衝突した場合、平常位置から落下設定位置まで一気に落ちるので、より強いショックを体感できる。

【００４２】上記実施例において、ガススプリング３９
を使用する代わりに、コイルバネを使用してもよく、このようにしても、上記と同様に、運転席搭載板３をより高速で落下させることができる。 また、ガススプリング３９を使用する代わりに、エアーシリンダーを取り付け、エアーシリンダーに供給する空気圧を、車速に応じて変化させるようにしてもよい。 このようにすることによって、衝突時の車速の変化に応じて衝突体感の大きさを変化させることができる。

【００４３】上記実施例において、連結電磁石を構成する従動側電磁石２３と駆動側電磁石２４として電磁石を使用しているが、従動側電磁石２３と駆動側電磁石２４
とのうちのいずれか一方に永久磁石を使用してもよく、
この場合も、２つの電磁石２３、２４をともに電磁石を使用した場合と同様に動作する。

【００４４】また、制御部４０は、衝突発生を示す信号に応じて、２つの電磁石２３、２４のうちの一方の電磁石を逆励磁し、２つの電磁石２３、２４による２つの磁力を互いに反発させる手段であってもよい。 この場合、
２つの電磁石２３、２４のうちの一方の電磁石が逆励磁されることによって、ボールスクリュウナット３１とリンク機構ＲＭとの連結が一気に解除され、運転席搭載板３が一気に落下し、運転席搭載板３が所定の角度で前傾する。

【００４５】さらに、運転席２と保持軸５１との距離を長く設定し、運転者の体重が落下時の荷重として大きく取れるようにしてもよい。 このようにすると、磁石によって連結する機構の代わりに、機械的な連結方法、たとえば一般的な爪による連結を使用するようにしてもよい。

【００４６】また、連結断続手段としての電磁石２３、
２４を削除し、ボールスクリュウナット３２とリンクアーム１３とを接続するようにしてもよい。 このようにすれば、衝突時における運転席搭載板３の落下速度が低下するが、運転席搭載板３と落下位置調整台１５との衝突音が小さく、ドライブシミュレータが設置されている教室における騒音が少なくなる。

【００４７】さらに、運転席搭載板を有するドライブシミュレータにおいて、運転者による加速操作に応じて、
運転席を後傾させ、運転者による減速操作に応じて、上記運転席を前傾させる運転席傾斜手段を有するものであれば、上記実施例以外の構成を使用するようにしてもよい。 また、運転席搭載板を有するドライブシミュレータにおいて、衝突を示す信号に応じて、上記運転席を前傾させる運転席傾斜手段を有するものであれば、上記実施例以外の構成を使用するようにしてもよい。

【００４８】

【発明の効果】本発明によれば、ドライブシミュレータにおいて、運転者のブレーキ操作が緩慢であっても、その衝撃を大きく体感することができ、しかも、ドライブシミュレータの装置規模が比較的小さく、装置が安価であるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の斜視図である。

【図２】ドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の平面図である。

【図３】定速走行状態におけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【図４】アクセルを踏み込んだときにおけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【図５】ブレーキペタルを踏んだときにおけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【図６】何かに衝突したときにおけるドライブシミュレータ用加速、減速、衝突体感装置Ｓ１の左側面図である。

【符号の説明】

１…ハンドル、 ２…運転席、 ３…運転席搭載板、 ３Ｓ…回転自在な軸受け、 ４…運転席用アーム、 ５…運転席用アーム保持台、 ５１…保持軸、 ６…筐体、 ７…シャーシ、 ８…シャーシ補強、 ＲＭ…リンク機構、 １０…リンクアーム止め台、 １１、１２、１３…リンクアーム、 １４…リンクアーム保持台、 １５…落下位置調整台、 ２２…ＬＭベアリング、 ２３…従動側電磁石、 ２４…駆動側電磁石、 ２５…従動側電磁石取付板、 ２６…駆動側電磁石取付板、 ３１…ボールスクリュウ、 ３２…ボールスクリュウナット、 ３３…ボールスクリュウ受け台、 ３４、３５…タイミングプーリ、 ３６…タイミングベルト、 ３７…サーボモータ、 ３８…エンコーダ、 ３９…ガススプリング、 ３１…ガススプリング保持台、 ４０…制御部。