特許 6681714 運転模擬試験装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6681714

(24)【登録日】2020年3月26日

(45)【発行日】2020年4月15日

(54)【発明の名称】運転模擬試験装置

(51)【国際特許分類】

   G09B 9/04 20060101AFI20200406BHJP

   H02K 41/03 20060101ALI20200406BHJP

   H02K 41/02 20060101ALI20200406BHJP

【ＦＩ】

   G09B9/04 A

   H02K41/03 A

   H02K41/02 C

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-4361(P2016-4361)

(22)【出願日】2016年1月13日

(65)【公開番号】特開2017-125915(P2017-125915A)

(43)【公開日】2017年7月20日

【審査請求日】2018年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003458

【氏名又は名称】東芝機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】多田 敦司

(72)【発明者】

【氏名】満園 正昭

(72)【発明者】

【氏名】井口 貴博

【審査官】 古川 直樹

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１４／０８７１７２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００８−０５１５２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特公平０７−０８７６８８（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】 特開２００１−０８６７２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１９０６９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２０１２／０２６７５０４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００２−３０５８６６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０９Ｂ １／００ − ９／５６

Ｇ０９Ｂ １７／００ − １９／２６

Ｈ０２Ｋ ４１／００ − ４１／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

模擬車両を含む移動体と、
前記移動体を支持するとともに水平面内の第１方向に移動する支持台と、
前記第１方向に沿って延びるように設けられ、前記支持台を前記第１方向に並進運動させるリニアモータと、
前記第１方向に沿って延びるように設けられ、接触状態で前記支持台を前記第１方向に移動可能に支持するとともに、水平面内で前記第１方向と直交する第２方向の移動を拘束する直動ガイドと、
前記第１方向に沿って延びるように設けられ、前記リニアモータおよび前記直動ガイドが配置される基台と、
前記支持台の複数の基準位置に設置され、前記支持台と共に移動しながら前記基台に設けられた基準面と前記複数の基準位置との間の前記第２方向の変位を検出する複数の変位検出部と、
前記支持台の並進運動を制御するとともに、前記複数の変位検出部による前記基準面に対する複数の変位の検出結果に基づいて、並進運動中の前記支持台の変形を監視する制御装置と、を備える、運転模擬試験装置。

【請求項2】

前記リニアモータは、前記支持台に固定された可動子と、前記基台に固定された固定子とを含み、
前記可動子および前記固定子は、前記第２方向において互いに対向するように配置されており、
前記変位検出部は、前記可動子および前記固定子の近傍における前記基台の前記基準面および前記支持台の基準位置間の変位を検出するように構成されている、請求項１に記載の運転模擬試験装置。

【請求項3】

前記変位検出部は、前記第２方向において、前記基台上に配置された前記リニアモータと前記直動ガイドとの間の位置に配置されている、請求項２に記載の運転模擬試験装置。

【請求項4】

前記基台は、上面に設けられ前記第１方向に延びる凹部を含み、
前記凹部の底面には、前記リニアモータが配置され、
前記変位検出部は、前記基台の前記凹部の内側面を前記基準面として、前記内側面と前記変位検出部との間の変位を検出するように構成されている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転模擬試験装置。

【請求項5】

前記変位検出部は、前記支持台の前記第１方向の一方側端部近傍の前記基準位置と、前記支持台の前記第１方向の他方側端部近傍の前記基準位置とに、それぞれ設置されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転模擬試験装置。

【請求項6】

前記基台は、前記支持台の前記第２方向の中心に対して前記第２方向の一方側に配置された一方基台と、前記支持台の前記第２方向の中心に対して前記第２方向の他方側に配置された他方基台と、を含み、
前記変位検出部は、前記一方基台の前記基準面および前記支持台の基準位置間の変位と、前記他方基台の前記基準面および前記支持台の基準位置間の変位とを、それぞれ検出するように複数設けられている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転模擬試験装置。

【請求項7】

前記変位検出部は、前記第１方向および前記第２方向における同一の基準位置において、上下方向に間隔を隔てて複数設けられ、上下方向の異なる高さ位置における、前記基台の前記基準面および前記支持台の基準位置間の変位をそれぞれ検出するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の運転模擬試験装置。

【請求項8】

前記変位検出部は、前記リニアモータによる前記支持台の並進運動中に変位の検出を行い、
前記制御装置は、前記変位検出部による変位の検出結果に基づく値が所定の閾値を超えている場合は、前記支持台の並進運動を停止させる制御を行うように構成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の運転模擬試験装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、運転模擬試験装置に関し、特に、並進運動可能な移動体を備えた運転模擬試験装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、並進運動可能な移動体を備え、移動体内の模擬車両に対する運転操作に応じて移動体を並進運動させる運転模擬試験装置が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

【0003】

上記特許文献１には、支持台をＸ方向に移動させるベルト駆動方式のＸ方向移動機構と、支持台上に設置され、ドーム設置台をＹ方向に移動させるベルト駆動方式のＹ方向移動機構とを備えた運転模擬試験装置が開示されている。ドーム設置台上には、模擬車両を収容したドームからなる移動体が設置されている。Ｘ方向移動機構およびＹ方向移動機構によって、ドーム（移動体）がＸ方向およびＹ方向に並進運動される。

【0004】

しかし、上記特許文献１のようなベルト駆動方式では、ベルトを急激に変動させた場合にベルトに滑りが生じるため、移動体の加速度を大きくすることが困難であり、加減速性能や速度の立ち上がりの応答性の更なる向上を実現することは困難である。そこで、並進運動の駆動源として、ベルト駆動方式に代えてリニアモータおよび直動ガイドを含むリニアモータ駆動方式を採用することが考えられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００７−３３５６１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ここで、加減速性能や応答性を向上させるためにリニアモータ駆動方式を採用した場合、運転模擬試験装置の支持台は、加減速性能や応答性を向上させるためにできるだけ軽量化されるため、剛性が低く（変形しやすく）なり易い。この場合に、運転模擬試験装置の加減速性能が向上されて大きな加速度で支持台が並進運動されると、重量物（移動体など）が設置された支持台の変形も大きくなる。その結果、支持台の大きな変形に起因して、支持台を移動させるためのリニアモータの可動子および固定子間のクリアランスの大きさが変動するため、リニアモータの推力ムラが発生する場合があり、その場合には、安定して動作させることが困難になるという問題点が生じると考えられる。

【0007】

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、リニアモータ駆動方式および軽量化された支持台を採用した場合にも、安定した動作が可能な運転模擬試験装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために、この発明による運転模擬試験装置は、模擬車両を含む移動体と、移動体を支持するとともに水平面内の第１方向に移動する支持台と、第１方向に沿って延びるように設けられ、支持台を第１方向に並進運動させるリニアモータと、第１方向に沿って延びるように設けられ、接触状態で支持台を第１方向に移動可能に支持するとともに、水平面内で第１方向と直交する第２方向の移動を拘束する直動ガイドと、第１方向に沿って延びるように設けられ、リニアモータおよび直動ガイドが配置される基台と、支持台の複数の基準位置に設置され、支持台と共に移動しながら基台に設けられた基準面と複数の基準位置との間の第２方向の変位を検出する複数の変位検出部と、支持台の並進運動を制御するとともに、複数の変位検出部による基準面に対する複数の変位の検出結果に基づいて、並進運動中の支持台の変形を監視する制御装置と、を備える。

【0009】

この運転模擬試験装置では、上記のように、支持台および基台の少なくとも一方に、水平面内で第１方向と直交する第２方向における、基台および支持台の基準位置間の変位を検出する変位検出部を設ける。これにより、基台および支持台にそれぞれ設定した基準位置間の第２方向の変位（位置ずれ）を取得することができる。支持台は、基台上の直動ガイドによって第２方向には移動しないように支持されるため、第２方向の変位の検出結果に基づいて、支持台の変形量を評価することが可能となる。その結果、たとえば運転中の変位量を監視してリニアモータの推力ムラを生じるような支持台の変形を早期に把握して対処することができる。これにより、本発明によれば、リニアモータ駆動方式および軽量化された支持台を採用した場合にも、安定した動作が可能な運転模擬試験装置を提供することが可能となる。また、支持台側に変位検出部を設置するだけで、容易に、並進運動に伴う支持台の変形をリアルタイムで検出して、支持台の変形が許容範囲内にあるか否かを監視することができる。

【0010】

上記の運転模擬試験装置において、好ましくは、リニアモータは、支持台に固定された可動子と、基台に固定された固定子とを含み、可動子および固定子は、第２方向において互いに対向するように配置されており、変位検出部は、可動子および固定子の近傍における基台の基準面および支持台の基準位置間の変位を検出するように構成されている。このように構成すれば、可動子−固定子間のクリアランスの方向が変位検出部による検出される変位の方向（第２方向）と一致するので、第２方向の変位の検出結果に基づいて、精度よくクリアランスの変動を把握することができる。その結果、たとえば、第２方向の変位の検出結果に基づいて、可動子−固定子間のクリアランスが許容範囲内に維持されていることを確認することが可能となる。また、可動子および固定子の近傍における変位を検出するように変位検出部を構成することにより、可動子−固定子間のクリアランスに大きく影響する可動子および固定子の近傍の支持台の変形を精度よく把握することが可能となる。

【0011】

この場合、好ましくは、変位検出部は、第２方向において、基台上に配置されたリニアモータと直動ガイドとの間の位置に配置されている。このように構成すれば、支持台への推力の作用点であるリニアモータと、第２方向に沿った支持台の移動を拘束して第２方向の荷重を支持する支持点である直動ガイドとの間の位置での変位を検出することが可能となる。すなわち、推力によって生じた支持点周りのモーメントによる支持台の変形を評価することができる。この結果、変位検出部による変位の検出結果に基づいて、支持台上の積載物（移動体など）による支持台の変形だけでなく、リニアモータが発生する推力に起因する支持台の変形をも評価することが可能となる。

【0013】

上記の運転模擬試験装置において、好ましくは、基台は、上面に設けられ第１方向に延びる凹部を含み、凹部の底面には、リニアモータが配置され、変位検出部は、基台の凹部の内側面を基準面として、内側面と変位検出部との間の変位を検出するように構成されている。このように構成すれば、リニアモータの設置部としての凹部の内側面を利用して、容易に、第１方向に延びる基準面を基台に形成することができる。また、基準面を基台に直接形成することができるので、基準面となる部材を別途用意する必要がなく、部品点数の増大および構造の複雑化を抑制することができる。

【0014】

上記変位検出部が支持台の基準位置に設置される構成において、好ましくは、変位検出部は、支持台の第１方向の一方側端部近傍の基準位置と、支持台の第１方向の他方側端部近傍の基準位置とに、それぞれ設置されている。このように構成すれば、支持台の第１方向の一方側および他方側の各位置における変位の検出結果から、支持台の全体的な変形量を評価することが可能となる。これにより、支持台の第２方向への変形が第１方向の全体にわたって許容範囲内にあることを確認することが可能となるので、可動子−固定子間のクリアランス変動の増減を確認し、その経緯を監視することにより、運転模擬試験装置の安定した運用を図ることができる。

【0015】

上記変位検出部が支持台の基準位置に設置される構成において、好ましくは、基台は、支持台の第２方向の中心に対して第２方向の一方側に配置された一方基台と、支持台の第２方向の中心に対して第２方向の他方側に配置された他方基台と、を含み、変位検出部は、一方基台の基準面および支持台の基準位置間の変位と、他方基台の基準面および支持台の基準位置間の変位とを、それぞれ検出するように複数設けられている。このように構成すれば、支持台の第２方向における一方側の一方基台上での変形量と、他方側の他方基台上での変形量とをそれぞれ把握することが可能となる。これにより、支持台の第２方向の一方側および他方側の両方において、支点反力や推力が作用して応力が集中しやすい各基台上での支持台の変形をより容易かつ精度よく評価し、支持台の変形がそれぞれの基台上で許容範囲内にあることを確認することが可能となる。

【0016】

上記変位検出部が支持台の基準位置に設置される構成において、好ましくは、変位検出部は、第１方向および第２方向における同一の基準位置において、上下方向に間隔を隔てて複数設けられ、上下方向の異なる高さ位置における、基台の基準面および支持台の基準位置間の変位をそれぞれ検出するように構成されている。このように構成すれば、水平面内の支持台の撓み変形に加えて、異なる高さ位置における変位の検出結果に基づいて、支持台のねじれ変形を評価することが可能となる。これにより、各種の方向の支持台の変形が許容範囲内に維持されていることを確認することができるので、運転模擬試験装置をより安定して動作させることが可能となる。

【0017】

上記の運転模擬試験装置において、好ましくは、変位検出部は、リニアモータによる支持台の並進運動中に変位の検出を行い、制御装置は、変位検出部による変位の検出結果に基づく値が所定の閾値を超えている場合は、支持台の並進運動を停止させる制御を行うように構成されている。このように構成すれば、変位の検出結果、あるいは検出結果に基づく支持台の変形量などの値を評価する所定の閾値を予め設定しておくことにより、許容範囲外となる支持台の変形を防止するための安全制御を行うことが可能となる。これにより、リニアモータ駆動方式を採用して高加速度での並進動作を可能とした場合にも、支持台の変形を許容範囲内に収めて安定した運転が可能となる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、上記のように、リニアモータ駆動方式および軽量化された支持台を採用した場合にも、安定した動作が可能な運転模擬試験装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】一実施形態による運転模擬試験装置の全体構成を示す模式的な斜視図である。

【図2】一実施形態による運転模擬試験装置の全体構成を示す模式的な平面図である。

【図3】Ｙ軸並進機構をＹ方向から見た模式図である。

【図4】第１基台をＹ方向から見た模式図である。

【図5】リニアモータのコイル部と永久磁石との間のクリアランスと変位検出部が検出する変位とを説明するための図４の部分拡大図である。

【図6】Ｙサドルにおける基準位置の配置を説明するための模式的な平面図である。

【図7】Ｘ軸並進機構をＸ方向から見た模式図である。

【図8】運転模擬試験装置の変位監視処理を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。

【0021】

図１〜図７を参照して、一実施形態による運転模擬試験装置１００について説明する。

【0022】

（運転模擬試験装置の概要）
図１に示すように、本実施形態による運転模擬試験装置１００は、ユーザが搭乗可能な模擬車両を備え、模擬車両内におけるユーザの運転操作に応じた車両の運転走行をシミュレートする装置（いわゆるドライビングシミュレータ）である。

【0023】

本実施形態の運転模擬試験装置１００は、ユーザが搭乗可能な模擬車両１ａを収容するドーム１を移動させることにより、運転中に発生する加速度をシミュレート可能なように構成されている。後述するように、運転模擬試験装置１００は、模擬車両１ａに設定した直交座標系における３軸方向（Ｚ、Ｘ、Ｙ方向）および３軸周りの回転方向（ヨー、ピッチ、ロール方向）の合計６軸方向に、模擬車両１ａを動かすことが可能である。なお、Ｘ、Ｙ方向は、水平面内で直交する２方向であり、Ｚ方向はＸおよびＹ方向と直交する上下方向である。ヨー、ピッチ、ロール方向は、それぞれ、Ｚ軸、Ｘ軸、Ｙ軸周りの回転方向である。Ｙ方向およびＸ方向は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１方向」および「第２方向」の一例である。

【0024】

図１および図２に示すように、運転模擬試験装置１００は、模擬車両１ａを含むドーム１と、ドーム１をＹ方向に移動させるためのＹ軸並進機構２とを備える。また、運転模擬試験装置１００は、ドーム１をＸ方向に移動させるためのＸ軸並進機構３を備える。なお、ドーム１は、特許請求の範囲の「移動体」の一例である。

【0025】

また、運転模擬試験装置１００は、ドーム１を揺動駆動可能に支持するヘキサポッド機構（揺動機構）４を備える。運転模擬試験装置１００は、下方から、Ｙ軸並進機構２、Ｘ軸並進機構３、ヘキサポッド機構４、ドーム１をこの順番で積み上げた構成を有している。運転模擬試験装置１００は、これらのＹ軸並進機構２、Ｘ軸並進機構３およびヘキサポッド機構４の動作を組み合わせることにより、模擬車両１ａを収容するドーム１を６軸方向に移動させる。運転模擬試験装置１００は、運転シミュレーションの制御を行うための制御装置５を備える。制御装置５により、Ｙ軸並進機構２、Ｘ軸並進機構３およびヘキサポッド機構４の動作が制御される。

【0026】

ドーム１は、内部に模擬車両１ａを収容可能な箱状構造を有する。ドーム１は、模擬車両１ａの周囲に設置された表示装置やスピーカを備えている。模擬車両１ａは人が搭乗して運転操作を行えるよう、実際の車両と同様に作られている。制御装置５は、ドーム１内のユーザの運転操作に応じて、シミュレーション画像の表示やシミュレーション音声の出力が可能である。

【0027】

ヘキサポッド機構４は、たとえば油圧シリンダや電動アクチュエータなどによりそれぞれ独立して伸縮可能な複数本（たとえば３対６本）のリンクを組み合わせて構成されたパラレルリンク機構である。ヘキサポッド機構４は、制御装置５によるそれぞれのリンクの伸縮量の制御によって、ドーム１を６軸方向に並進運動および揺動（傾斜）させることが可能である。ヘキサポッド機構４は、Ｘサドル６上に設置されている。

【0028】

Ｘサドル６は、ドーム１およびヘキサポッド機構４を支持するとともにＸ方向に移動する支持体である。Ｘサドル６は、形鋼や鋼管などの鋼材の組み合わせにより構成された網目状の骨組み構造を有する。この網目状の骨組み構造により、Ｘサドル６の軽量化が図られている。なお、各図では、簡略化を図るためＸサドル６を平板として図示している。Ｘサドル６は、全体として略矩形の平板状の外形形状に形成されている。Ｘサドル６は、たとえば約３ｍ〜約７ｍ（Ｘ寸法）×約２ｍ〜約４ｍ（Ｙ寸法）程度の大きさを有する。

【0029】

Ｘ軸並進機構３は、制御装置５による駆動制御に従って、Ｘサドル６（ドーム１およびヘキサポッド機構４）をＸ方向に移動させる。Ｘ軸並進機構３は、Ｘ方向に延びるＹサドル７上に設置されている。Ｙサドル７は、特許請求の範囲の「支持台」の一例である。

【0030】

Ｙサドル７は、ドーム１、ヘキサポッド機構４およびＸ軸並進機構３を支持するとともにＹ方向に移動する支持台である。Ｙサドル７は、形鋼や鋼管などの鋼材の組み合わせにより構成された網目状の骨組み構造を有する。この網目状の骨組み構造により、Ｙサドル７の軽量化が図られている。なお、各図では、簡略化を図るためＹサドル７を平板として図示している。Ｙサドル７は、Ｙ軸並進機構２の後述する複数の基台（第１基台１０ａ１、１０ａ２および第２基台１０ｂ）の各々に架け渡されるように、全体としてＸ方向に延びる長方形の平板状形状に形成されている。Ｙサドル７は、たとえば約１０ｍ〜約１５ｍ（Ｘ寸法）×約３ｍ〜約７ｍ（Ｙ寸法）程度の大きさを有する。第１基台１０ａ１は、特許請求の範囲の「基台」および「一方基台」の一例である。第１基台１０ａ２は、特許請求の範囲の「基台」および「他方基台」の一例である。

【0031】

Ｙ軸並進機構２は、制御装置５による駆動制御に従って、Ｙサドル７（ドーム１）をＹ方向に移動させる。本実施形態では、Ｘ軸並進機構３およびＹ軸並進機構２は、後述するように、それぞれの直動ガイド４１とリニアモータ５１との組み合わせにより構成されている。

【0032】

このように、運転模擬試験装置１００は、Ｘサドル６とＹサドル７とを備えている。Ｙサドル７がＹ軸並進機構２によってＹ方向に移動され、Ｘサドル６がＹサドル７上のＸ軸並進機構３によってＸ方向に移動される。したがって、ドーム１は、Ｙ軸並進機構２およびＹサドル７によってＹ方向に移動可能に支持されている。ドーム１は、Ｘ軸並進機構３およびＸサドル６によってＸ方向に移動可能に支持されている。

【0033】

本実施形態の構成例では、Ｙ軸並進機構２は、２つの並進機構の内の長軸側であり、Ｙ方向の動作範囲（ストローク量）は非常停止のための予備ストロークも含めて約２５ｍ〜約３５ｍである。Ｙ軸並進機構２は、Ｙ方向において約１０ｍ／ｓ^２（約１Ｇ）以上の加速度を発生させることが可能である。Ｘ軸並進機構３は、短軸側であり、Ｘ方向のストローク量は非常停止のための予備ストロークも含めて約５ｍ〜約１０ｍである。Ｘ軸並進機構３は、Ｘ方向において約３ｍ／ｓ^２以上の加速度を発生させることが可能である。

【0034】

Ｙ軸並進機構２のＹ方向の動作範囲の両端部と、Ｘ軸並進機構３のＸ方向の動作範囲の両端部とには、それぞれ、非常停止用のダンパ機構８が複数ずつ設けられている。ダンパ機構８は、予備ストローク領域を超えた場合のＸサドル６またはＹサドル７とそれぞれ接触して、制動力を付与しながらＸサドル６またはＹサドル７をそれぞれ停止させる。

【0035】

（Ｙ軸並進機構の構造）
次に、Ｙ軸並進機構２の構造について詳細に説明する。

【0036】

本実施形態では、図２に示すように、運転模擬試験装置１００は、Ｙ方向に沿って延びる第１基台１０ａ１、第１基台１０ａ２および第２基台１０ｂと、ドーム１を並進運動させる際のガイドとなる並進ガイド部２０と、ドーム１をＹ方向に並進運動させる並進駆動部３０と、を備える。第１基台１０ａ１、１０ａ２および第２基台１０ｂと、並進ガイド部２０および並進駆動部３０とにより、Ｙ軸並進機構２が構成されている。

【0037】

また、運転模擬試験装置１００は、Ｙサドル７をＹ方向に移動可能に支持する直動ガイド２１を備える。直動ガイド２１は、Ｙ方向に沿って延びるように設けられている。各々の並進ガイド部２０が、Ｙ方向に沿って延びる複数（２本）の直動ガイド２１（図４参照）により構成されている。

【0038】

また、運転模擬試験装置１００は、Ｙサドル７をＹ方向に並進運動させるリニアモータ３１を備える。リニアモータ３１は、Ｙ方向に沿って延びるように設けられている。各々の並進駆動部３０が、Ｙ方向に沿って延びる複数（４本）のリニアモータ３１（図４参照）により構成されている。

【0039】

本実施形態では、図３に示すように、運転模擬試験装置１００は、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の基準位置とＹサドル７の基準位置との間の変位（距離）Ｄ（図５参照）を検出する変位検出部６０を備えている。本実施形態では、変位検出部６０は、Ｙサドル７に設けられ、Ｘ方向における第１基台１０ａ１（１０ａ２）の基準位置（内側面１３（図５参照））とＹサドル７の基準位置（後述するＰ１〜Ｐ８（図６参照））との間の変位Ｄを検出するように構成されている。ここで、Ｙサドル７は、合計１２本の直動ガイド２１（６つの並進ガイド部２０）によってＸ方向移動が拘束されている。そのため、変位検出部６０の変位Ｄの検出結果から、Ｙサドル７のＸ方向の変形を把握することが可能である。変位検出部６０は、後述するように合計１０箇所に設けられ、それぞれが制御装置５に接続されている。制御装置５は、変位検出部６０の検出結果に基づいてＹ軸並進機構２の制御を行う。この変位検出部６０については、後に詳細に説明する。

【0040】

〈基台〉
図２および図３に示すように、第１基台１０ａ１、１０ａ２および第２基台１０ｂは、それぞれＹ方向に沿って延びるように設けられている。第１基台１０ａ１、１０ａ２および第２基台１０ｂは、平面視でＸ方向に互いに等間隔で離間して配置されている。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、直線状に形成されている。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、平面視で矩形状を有する。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、金属材料（鋳鉄や鋼材など）により構成されている。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、設置面ＦＬ（図３参照）上に固定されている。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、それぞれ、たとえばＹ方向に数ｍ単位で分割されており、分割部分をＹ方向に沿って連結することにより長尺の基台として構成されている。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、たとえばＹ方向の全長で約４０ｍ〜約５０ｍの長さを有する。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）のＹ方向の両端部には、それぞれ、ダンパ機構８が配置されている。

【0041】

図３に示すように、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、上面に設けられＹ方向に延びる凹部１１を含む。凹部１１は、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）のＸ方向の中央部において、Ｚ方向（下方向）に窪んでいる。各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）は、凹部１１のＸ方向の両側の壁部１２が凹部１１の底面に対して上方に突出したＵ字状形状（ＸＺ断面の形状）を有する。凹部１１の底面（上面）および壁部１２の上面はそれぞれ平坦面として形成されている。また、凹部１１の内側面１３は、凹部１１の底面（上面）および壁部１２の上面に対して直交し、Ｙ方向に延びる平坦面からなる。内側面１３は、特許請求の範囲の「基準面」および「基準位置」の一例である。

【0042】

第１基台１０ａ１は、Ｙサドル７のＸ方向の中心に対してＸ方向の一方側（Ｘ１方向側）に配置され、第１基台１０ａ２は、Ｙサドル７のＸ方向の中心に対してＸ方向の他方側（Ｘ２方向側）に配置されている。第１基台１０ａ１と１０ａ２とは、Ｘ方向においてＹサドル７の中心から同じ間隔を隔てて配置されている。各第１基台１０ａ１（１０ａ２）には、複数（２つ）の並進駆動部３０および複数（２つ）の並進ガイド部２０が、Ｘ方向に並んで配置されている。すなわち、第１基台１０ａ１（１０ａ２）には、リニアモータ３１および直動ガイド２１が配置されている。

【0043】

また、第２基台１０ｂは、Ｙサドル７のＸ方向の中心又はほぼ中心を通る位置に配置されている。第２基台１０ｂは、Ｙサドル７のＸ方向の中心又はほぼ中心でＹサドル７を支持している。したがって、Ｙ軸並進機構２の全体としては、Ｙサドル７のＸ方向の一方側および他方側と、Ｘ方向の中心又はほぼ中心との３箇所で、３つの基台（第１基台１０ａ１、１０ａ２および第２基台１０ｂ）がそれぞれＹサドル７を支持している。第２基台１０ｂには、並進駆動部３０が設けられずに並進ガイド部２０が配置されている。つまり、第２基台１０ｂの凹部１１には、並進駆動部３０が設置されておらず、第２基台１０ｂの凹部１１は配線ダクト８０の設置部として構成されている。

【0044】

配線ダクト８０は、変形可能であり、第２基台１０ｂの凹部１１上に湾曲部を介して上下に重なる（図１参照）ように配置されている。配線ダクト８０は、第２基台１０ｂのほか、３列の基台のＸ方向の両外側に配置されたダクト支持部８１上にも配置されている。配線ダクト８０は、第２基台１０ｂおよび２つのダクト支持部８１上において、Ｙサドル７に対してＹ方向の両側にそれぞれ延びるように対で設けられている。

【0045】

配線ダクト８０内には、並進駆動部３０への配線（動力線、信号線）、変位検出部６０への配線、Ｘ軸並進機構３への配線、ヘキサポッド機構４およびドーム１への配線やホースなどの各種の配線部材が配置される。第２基台１０ｂ上およびダクト支持部８１上の各配線ダクト８０は、固定端側では凹部１１に沿って敷かれ、湾曲部を形成してからＹサドル７に接続されており、Ｙサドル７の移動に伴って、配線ダクト８０は、湾曲部を形成する部分が変化するようにＹサドル７の移動に追従する。配線ダクト８０は、各種の配線部材を、端子ボックスを介してＹサドル７、Ｘサドル６、ヘキサポッド機構４およびドーム１などの各部まで引き回すために設けられている。

【0046】

〈並進ガイド部〉
並進ガイド部２０は、それぞれの基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）上に設置され、Ｙサドル７をＹ方向に移動可能に支持している。並進ガイド部２０によって、Ｙサドル７のＸ方向およびＺ方向の移動が拘束されている。

【0047】

図３および図４に示すように、本実施形態では、並進ガイド部２０は、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）のＸ方向の両端部近傍に一対ずつ配置されている。すなわち、並進ガイド部２０は、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）のＸ方向両側の壁部１２の上面上に、それぞれ設置されている。

【0048】

各並進ガイド部２０は、Ｘ方向において、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）の中心位置に対して対称に配置されている。また、各並進ガイド部２０は、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）の壁部１２の上面上において同じ高さ位置に設置されている。

【0049】

直動ガイド２１は、図４に示すように、直線状に延びる案内レール２２と、案内レール２２に係合するスライドブロック２３とによって構成されている。スライドブロック２３の案内レール２２側の内面部には、ボールまたはローラ（ころ）などの転動体（図示せず）が収容されている。直動ガイド２１は、転動体の転がりによって、案内レール２２に沿ってスライドブロック２３を低抵抗かつ精密に移動させることが可能である。

【0050】

案内レール２２は、各基台（１０ａ１、１０ａ２、１０ｂ）の壁部１２の上面上に固定されている。スライドブロック２３は、Ｙサドル７の下面に固定されている。スライドブロック２３は、１本の案内レール２２上に複数配置（図７参照）されている。

【0051】

〈並進駆動部〉
図３および図４に示すように、並進駆動部３０（リニアモータ３１）は、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の凹部１１の底面に配置されている。並進駆動部３０は、各第１基台１０ａ１（１０ａ２）の両端にわたってＹ方向に直線状に延びる（図２参照）ように形成され、Ｙサドル７にＹ方向の推力を付与することが可能である。並進駆動部３０は、図４に示すように、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の一対の並進ガイド部２０（直動ガイド２１）の間の位置に一対配置されている。そのため、Ｙ軸並進機構２の全体（図３参照）としては、２列の第１基台１０ａ１および１０ａ２上の合計４箇所に並進駆動部３０が設けられている。

【0052】

各並進駆動部３０は、Ｘ方向において、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の中心位置に対して対称に配置されている。また、各並進駆動部３０は、第１基台１０ａ１の凹部１１内の上面上において同じ高さ位置に設置されている。

【0053】

並進駆動部３０は、一体化された複数のリニアモータ３１により構成されている。図４に示した例では、個々の並進駆動部３０の４本のリニアモータ３１が一体化されている。なお、一体化とは、ここでは、複数のリニアモータ３１のそれぞれの可動子およびそれぞれの固定子が、対応する共通の構造体（可動子ユニット、固定子ユニット）に一体的に組み付けられている構造を意味する。

【0054】

図４の構成例では、並進駆動部３０は、複数のリニアモータ３１の固定子を一体化した固定子ユニット３２と、複数のリニアモータ３１の可動子を一体化した可動子ユニット３３とを含む。固定子ユニット３２が第１基台１０ａ１上に設置され、可動子ユニット３３がＹサドル７の下面側に設置されている。

【0055】

固定子ユニット３２は、Ｙ方向に沿って延びるＵ字状断面の支持部と、支持部の一対の支持壁３２ａの内側表面（対向面）に設置された永久磁石３２ｂとを構成単位（単一の固定子）とする。固定子ユニット３２は、構成単位の一部（支持壁３２ａ）を共通化してＸ方向に４つ配列した結果、５つの支持壁３２ａにより櫛歯状の断面形状に形成されている。永久磁石３２ｂは、各支持壁３２ａの互いに対向する内側表面にそれぞれ設けられている。永久磁石３２ｂは隣接する支持壁３２ａの間で所定間隔を隔ててＸ方向に対向する。対向する一対の永久磁石３２ｂは対向面が互いに異極となるように着磁され、それぞれＹ方向に沿ってＳ極とＮ極とが交互に並ぶように配列されている。永久磁石３２ｂは、特許請求の範囲の「固定子」の一例である。

【0056】

可動子ユニット３３は、固定子ユニット３２の永久磁石３２ｂ間の４箇所の隙間部分にそれぞれ配置された４つのコイル部３３ａを備える。また、可動子ユニット３３は、固定子ユニット３２の上方で固定子ユニット３２と上下に対向するように配置された支持ブロック３３ｂを備える。支持ブロック３３ｂは、Ｙサドル７の下面に固定されている。４つのコイル部３３ａは、それぞれ、支持ブロック３３ｂの下面から下方に延びるように設けられている。コイル部３３ａと永久磁石３２ｂとは、Ｘ方向において互いに対向するように配置されている。図５に示すように、コイル部３３ａ（可動子）と永久磁石３２ｂ（固定子）とは、所定のクリアランスＣＬを隔てて対向している。可動子ユニット３３は、Ｘ方向に対向する一対の永久磁石３２ｂによるＸ方向の磁界中に配置されたコイル部３３ａに電流供給が行われることにより、Ｙ方向の推力を発生させる。コイル部３３ａは、特許請求の範囲の「可動子」の一例である。

【0057】

リニアモータ３１は、コアレス型リニアモータである。すなわち、可動子ユニット３３のコイル部３３ａに鉄芯（コア）が設けられていない。そのため、リニアモータ３１は、固定子ユニット３２の永久磁石３２ｂと可動子ユニット３３のコイル部３３ａとの間に磁気吸引力が発生しないように構成されている。

【0058】

〈変位検出部〉
変位検出部６０は、変位センサにより構成されている。変位センサとしては、非接触型のセンサが好ましい。非接触型変位センサの種類は特に限定されないが、本実施形態では、たとえば渦電流型のセンサが採用されている。変位検出部６０は、変位検出部６０から検出対象までの距離（変位）を検出するように構成されている。

【0059】

図５に示すように、変位検出部６０は、コイル部３３ａ（可動子ユニット３３）および永久磁石３２ｂ（固定子ユニット３２）の近傍における、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の基準位置とＹサドル７の基準位置との間の変位（距離）Ｄを検出するように構成されている。言い換えると、変位検出部６０は、それぞれの第１基台１０ａ１（１０ａ２）上のリニアモータ３１の近傍に配置されている。本実施形態では、Ｙサドル７の基準位置（後述するＰ１〜Ｐ８（図６参照））に設置された変位検出部６０が、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の基準位置（内側面１３）との間の変位を検出することにより、基準位置間の変位が検出される。

【0060】

具体的には、変位検出部６０は、Ｙサドル７の基準位置に設置され、Ｙサドル７と共に移動しながら第１基台１０ａ１（１０ａ２）に設けられた基準面（内側面１３）と変位検出部６０の検出面６０ａとの間の変位Ｄを検出するように構成されている。変位検出部６０は、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の凹部１１の上方（一対の壁部１２の間）の位置で、検出面６０ａが凹部１１の内側面１３とＸ方向に所定間隔を隔てて対向するようにＹサドル７に設置されている。これにより、変位検出部６０は、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の凹部１１の内側面１３を基準面（基準位置）として、内側面１３と変位検出部６０の検出面６０ａとの間の変位（距離）Ｄを検出するように構成されている。

【0061】

また、本実施形態では、図３に示したように、変位検出部６０は、第１基台１０ａ１およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄと、第１基台１０ａ２およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄとをそれぞれ検出するように、複数設けられている。

【0062】

具体的には、変位検出部６０は、Ｘ方向において、各第１基台１０ａ１および１０ａ２上に配置されたリニアモータ３１と直動ガイド２１との間の位置にそれぞれ配置されている。本実施形態では、変位検出部６０は、第１基台１０ａ１および１０ａ２の各々における、Ｘ１方向側のリニアモータ３１（並進駆動部３０）と直動ガイド２１（並進ガイド部２０）との間の位置、および、Ｘ２方向側のリニアモータ３１（並進駆動部３０）と直動ガイド２１（並進ガイド部２０）との間の位置に、それぞれ配置されている。言い換えると、変位検出部６０は、第１基台１０ａ１および１０ａ２のそれぞれにおいて、リニアモータ３１と直動ガイド２１との間に形成された内側面１３と、Ｙサドル７の基準位置との間の変位を検出する。変位検出部６０（すなわち、Ｙサドル７の基準位置）は、第１基台１０ａ１の２つの内側面１３（１３ａ、１３ｂ）および第１基台１０ａ２の２つの内側面１３（１３ｃ、１３ｄ）に対応するように、Ｙサドル７にそれぞれ設けられている。

【0063】

なお、図５に示したように、変位検出部６０の検出面６０ａは、リニアモータ３１と直動ガイド２１（図４参照）との間で、リニアモータ３１からは所定の距離Ｌを隔てて配置されている。コアレス型のリニアモータは、可動子（コイル部３３ａ）にコアが無いため、コア付き型と比較して外部への磁束漏れが大きい。変位検出部６０の検出面６０ａが距離Ｌだけリニアモータ３１から離間することにより、変位検出部６０の検出面６０ａに外部磁界（リニアモータ３１の磁界）の影響が及ばないようになっている。外部磁界の影響を受けない（受けにくい）変位センサを変位検出部６０に採用する場合、変位検出部６０をリニアモータ３１に近接させてもよい。

【0064】

また、変位検出部６０は、図６に示すように、Ｙサドル７のＹ方向の一方側（Ｙ１方向側）端部近傍の基準位置（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）と、Ｙサドル７のＹ方向の他方側（Ｙ２方向側）端部近傍の基準位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）とに、それぞれ設置されている。したがって、第１基台１０ａ１および第１基台１０ａ２のそれぞれの内側面１３に対する変位が、Ｙサドル７においてＹ方向に離間した各基準位置の変位検出部６０によってそれぞれ計測される。なお、図６では、Ｙサドル７のＸ方向の両端および中央部を省略している。

【0065】

さらに、図５に示したように、変位検出部６０は、Ｙ方向およびＸ方向における同一の基準位置において、上下方向に間隔を隔てて複数設けられ、上下方向の異なる高さ位置における、第１基台１０ａ１（１０ａ２）およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄをそれぞれ検出するように構成されている。本実施形態では、図６に示すように、４つの内側面１３のうち、Ｘ方向の両外側の２つの内側面１３ａおよび１３ｄに対応し、かつ、Ｙ２方向側の端部に位置する２箇所の基準位置（Ｐ１、Ｐ７）において、変位検出部６０が上下に２つずつ並んで配置されている。上下に並んだ２つの変位検出部６０の検出面６０ａは、それぞれ共通の内側面１３（図５参照）に対向している。図示は省略するが、その他の基準位置では、変位検出部６０が１つずつ配置されている。上下に並んだ２つの変位検出部６０のうち、下側の変位検出部６０は、その他の基準位置で１つずつ配置された変位検出部６０の配置高さ位置と一致している。基準位置Ｐ１およびＰ７の上側の変位検出部６０が、他の変位検出部６０よりも上方位置に配置されている。

【0066】

以上を総合すると、Ｙサドル７側の基準位置は、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の１つの内側面１３に対して、Ｙサドル７のＹ２方向側端部とＹ１方向側端部とに２箇所設定されている。つまり、図６に示したように、第１基台１０ａ１の内側面１３ａに対して基準位置Ｐ１およびＰ２が設定され、第１基台１０ａ１の内側面１３ｂに対して基準位置Ｐ３およびＰ４が設定されている。同様に、第１基台１０ａ２の内側面１３ｃに対して基準位置Ｐ５およびＰ６が設定され、第１基台１０ａ２の内側面１３ｄに対して基準位置Ｐ７およびＰ８が設定されている。したがって、第１基台１０ａ１および第１基台１０ａ２の合計４つの内側面１３に対応して、Ｙサドル７側の基準位置は合計８箇所（Ｐ１〜Ｐ８）に設定されている。

【0067】

そして、合計８箇所の基準位置（Ｐ１〜Ｐ８）のうち、Ｘ方向両端かつＹ２方向側の２箇所（Ｐ１、Ｐ７）では、２つの変位検出部６０（図５参照）が上下に間隔を隔てて配置されており、残りの６箇所（Ｐ２〜Ｐ６、Ｐ８）では、変位検出部６０がそれぞれ１つずつ配置されている。この結果、合計８箇所の基準位置Ｐ１〜Ｐ８において、変位検出部６０が合計１０個設けられている。

【0068】

図５に示したように、それぞれの基準位置Ｐ１〜Ｐ８において、変位検出部６０は、ブラケット６１を介してＹサドル７に固定されている。本実施形態では、基準位置がＹサドル７のＹ方向端部にそれぞれ設定されているため、ブラケット６１は、Ｙサドル７のＹ方向端面に取り付けられている。ブラケット６１は、Ｙサドル７の端面から凹部１１の底面に向けて下向きに延びており、内側面１３とＸ方向に対向するブラケット６１の下端側の位置で変位検出部６０を保持している。図５に示す例では、ブラケット６１は、直交する取付面６２および６３を有するＬアングル（断面Ｌ字状の部材）である。すなわち、Ｘ方向に沿う取付面６２がＹサドル７の端面に取り付けられ、Ｙ方向に沿う取付面６３に対して変位検出部６０がＸ方向の内側面１３側に向けて固定されている。

【0069】

なお、上記の通り、第１基台１０ａ１および第１基台１０ａ２の各々において、Ｙサドル７はＸ方向の両側の直動ガイド２１（並進ガイド部２０）によってＸ方向移動が拘束されている。このため、第１基台１０ａ１（１０ａ２）上の各５箇所の変位検出結果は、主としてＸ方向両側の直動ガイド２１の間の領域（リニアモータ３１の上側領域）におけるＹサドル７の変形に起因すると考えることができる。

【0070】

図６に示したように、本実施形態の構成において、同一の内側面１３（たとえば１３ａ）に対する変位（距離）がＹ１方向側端部（Ｐ２）とＹ２方向側端部（Ｐ１）とで異なる場合、Ｙサドル７がＸＹ平面内でＸ方向側に曲がる撓み変形の発生（可動子ユニット３３のＹ方向の真直度の低下）が読み取れる。また、同一の基準位置（たとえばＰ１）における上下２箇所の変位Ｄが相違する場合、両側の直動ガイド２１の間でのＹ軸周りのねじれ変形の発生が読み取れる。このように、合計１０箇所の変位Ｄの検出結果から、Ｙサドル７の様々な変形を読み取ることが可能である。そして、このように検出したＸ方向変位から、Ｙサドル７の変形に起因するリニアモータ３１の可動子（コイル部３３ａ）（図５参照）と固定子（永久磁石３２ｂ）との間のクリアランスＣＬの変動量も推定することが可能である。

【0071】

（Ｘ軸並進機構の構造）
次に、Ｘ軸並進機構３の構造について説明する。図７に示すＸ軸並進機構３は、基本的な構造はＹ軸並進機構２と同様であるので、簡略化して説明する。なお、図７では、Ｘサドル６上のヘキサポッド機構４等を省略している。

【0072】

運転模擬試験装置１００は、ドーム１をＸ方向に並進運動させる１つの並進駆動部５０と、ドーム１をＸ方向に並進運動させる際のガイドとなる４つの並進ガイド部４０とを備える。並進駆動部５０および並進ガイド部４０により、Ｘ軸並進機構３が構成されている。

【0073】

本実施形態では、並進駆動部５０は、Ｘ方向に沿って延びる３本のリニアモータ５１により構成されている。各々の並進ガイド部４０は、Ｘ方向に沿って延びる１本または２本の直動ガイド４１により構成されている。

【0074】

４つの並進ガイド部４０は、Ｙ方向に間隔を隔てて設けられている。並進ガイド部４０は、それぞれのＹサドル７上に設置され、Ｘサドル６をＸ方向に移動可能に支持している。４つの並進ガイド部４０は、Ｙサドル７のＹ１方向側とＹ２方向側とにそれぞれ２つずつ、２対配置されている。並進ガイド部４０によって、Ｘサドル６のＹ方向およびＺ方向の移動が拘束されている。なお、図２に示したように、２対の並進ガイド部４０のＸ方向の両端部に、それぞれダンパ機構８（図７では図示省略）が配置されている。

【0075】

並進駆動部５０は、Ｙサドル７のＹ方向の中央近傍の位置に１つ設置されている。並進駆動部５０は、Ｙサドル７上でＸ方向に直線状に延びる（図２参照）ように形成され、Ｘサドル６にＸ方向の推力を付与することが可能である。並進駆動部５０は、２対の並進ガイド部４０の間の位置に設置されている。

【0076】

図７に示した例では、並進駆動部５０は、並進駆動部３０と同様の構成を有しており、一体化された３本のリニアモータ５１により構成されている。並進駆動部５０は、３本のリニアモータ５１の固定子を一体化した固定子ユニット５２と、３本のリニアモータ５１の可動子を一体化した可動子ユニット５３とを含む。固定子ユニット５２がＹサドル７上に設置され、可動子ユニット５３がＸサドル６の下面側に設置されている。

【0077】

なお、２対の並進ガイド部４０の間には、Ｙサドル７の端子ボックス（図示せず）とＸサドル６の端子ボックス（図示せず）とを接続する配線ダクト８０が隣接して配置されている。配線ダクト８０は、２対の並進ガイド部４０の間に２つ並んで配置されている。２つの配線ダクト８０は、Ｘサドル６に対してＸ方向の両側（図２参照）に設けられており、合計４つの配線ダクト８０がＸサドル６側に接続されている。Ｙサドル７上の各配線ダクト８０は、固定端側ではＹサドル７に沿って敷かれ、湾曲部を形成してからＸサドル６に接続されており、Ｘサドル６の移動に伴って、配線ダクト８０は、湾曲部を形成する部分が変化するようにＸサドル６の移動に追従する。

【0078】

（変位監視処理）
次に、図８を参照して、運転模擬試験装置１００の変位検出部６０を用いた変位監視処理を説明する。変位監視処理は、運転模擬試験装置１００によるシミュレーション動作（Ｙ軸並進機構２の並進動作）中に変位検出部６０による変位の検出結果を監視する処理である。変位監視処理は、制御装置５によって行われる。

【0079】

運転模擬試験装置１００によるシミュレーション動作が開始されると、図８のステップＳ１において、制御装置５は、Ｙ軸並進機構２およびＸ軸並進機構３の並進運動を開始させる。制御装置５が、ドーム１内の模擬車両１ａに搭乗したユーザのシミュレーションでの運転操作に伴って生じる各軸方向の加速度を反映するように、Ｙ軸並進機構２およびＸ軸並進機構３を動作させる。

【0080】

ステップＳ２において、制御装置５は、各変位検出部６０により変位検出を行う。変位検出は、Ｙ軸並進機構２およびＸ軸並進機構３の並進運動と並行して行われる。このように、本実施形態では、変位検出部６０は、リニアモータ３１によるＹサドル７の並進運動中に変位Ｄの検出を行うように構成されている。変位検出部６０の検出結果は、並進運動中にリアルタイムで制御装置５に出力され、制御装置５の図示しない記憶部に記録される。

【0081】

ステップＳ３において、制御装置５は、変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えているか否かを判断する。そして、変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えている場合には、制御装置５は、ステップＳ５においてＹ軸並進機構２およびＸ軸並進機構３の並進運動を停止させる。このように、本実施形態では、運転模擬試験装置１００は、変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えている場合は、Ｙサドル７の並進運動を停止するように構成されている。

【0082】

なお、変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖは、変位の検出値そのものであってもよいし、変位Ｄの検出値から算出したＹサドル７の各種方向の変形量（推定値）であってもよいし、変位Ｄの検出値から算出したリニアモータ３１の可動子−固定子間のクリアランスＣＬの変動量（推定値）であってもよい。いずれの値を採用する場合でも、許容範囲の上限値となる所定の閾値Ｔｈを、比較対象となる値Ｖに応じて換算した閾値（変位検出値の閾値、Ｙサドル７の変形量の閾値、クリアランスＣＬの変動量の閾値）として設定すればよい。

【0083】

また、並進運動を停止するか否かの判定は、１０個の変位検出部６０の検出結果のうち複数を用いて総合的に得られた値（複数の検出結果の平均値など）を用いて閾値Ｔｈと比較してもよいし、個々の変位検出部６０の検出結果に対して個別に閾値Ｔｈを設定して、複数の閾値判定結果が所定の条件を満たした場合に停止するなどの方法を採用してもよい。

【0084】

なお、ステップＳ３において変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えていないと判断した場合には、制御装置５は、ステップＳ４に処理を進める。ステップＳ４において、制御装置５は、並進運動を停止するか否かを判断する。制御装置５は、たとえば、シミュレーション処理が終了した場合や、図示しない入力装置から運転停止の指示が入力された場合などに、並進運動を停止すると判断する。

【0085】

並進運動を停止しないと判断した場合、制御装置５は、ステップＳ２に処理を戻し、変位監視処理を継続する。並進運動を停止すると判断した場合、制御装置５は、ステップＳ５に処理を進め、Ｙ軸並進機構２およびＸ軸並進機構３の並進運動を停止させる。

【0086】

以上のように、運転模擬試験装置１００の変位監視処理が行われる。変位監視処理を行う変位検出部６０および制御装置５は、Ｙサドル７の変形量を監視して、変形量が閾値Ｔｈとして設定された許容範囲内に維持された状態での安定した動作を確保するための安全装置として機能する。また、動作中の１０個の変位検出部６０の検出結果の記録から、シミュレーション中のＹサドル７にどのような変形が生じたかを詳細に検討することが可能である。そのため、加減速性能を維持しつつＹサドル７の変形をさらに抑制するための改修や、効果的な運転制御方法を検討するための基礎データを収集することも可能となる。

【0087】

（本実施形態の効果）
次に、本実施形態の効果について説明する。

【0088】

本実施形態では、上記のように、Ｙサドル７に、水平面内でＹ方向と直交するＸ方向における、第１基台１０ａ１（１０ａ２）およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄを検出する変位検出部６０を設ける。これにより、第１基台１０ａ１（１０ａ２）およびＹサドル７にそれぞれ設定した基準位置間のＸ方向の変位Ｄ（位置ずれ）を取得することができる。Ｙサドル７は、第１基台１０ａ１（１０ａ２）上の直動ガイド２１によってＸ方向には移動しないように支持されるため、Ｘ方向の変位Ｄの検出結果に基づいて、Ｙサドル７の変形量を評価することが可能となる。その結果、運転中の変位量を監視して、リニアモータ３１の推力ムラを生じるようなＹサドル７の変形を早期に把握して対処することができる。これにより、本実施形態によれば、リニアモータ駆動方式および軽量化されたＹサドル７を採用した運転模擬試験装置１００においても、安定した動作が可能となる。

【0089】

また、本実施形態では、上記のように、リニアモータ３１のコイル部３３ａ（可動子）および永久磁石３２ｂ（固定子）をＸ方向において互いに対向するように配置し、変位検出部６０を、コイル部３３ａおよび永久磁石３２ｂの近傍における第１基台１０ａ１（１０ａ２）およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄを検出するように構成する。これにより、コイル部３３ａ（可動子）−永久磁石３２ｂ（固定子）間のクリアランスＣＬの方向が変位検出部６０による検出される変位Ｄの方向（Ｘ方向）と一致するので、Ｘ方向の変位Ｄの検出結果に基づいて、精度よくクリアランスＣＬの変動を把握することができる。その結果、たとえば、Ｘ方向の変位Ｄの検出結果に基づいて、コイル部３３ａ−永久磁石３２ｂ間のクリアランスＣＬが許容範囲内に維持されていることを確認することが可能となる。また、コイル部３３ａおよび永久磁石３２ｂの近傍における変位Ｄを検出するように変位検出部６０を構成することにより、コイル部３３ａ−永久磁石３２ｂ間のクリアランスＣＬに大きく影響するリニアモータ３１の近傍のＹサドル７の変形を精度よく把握することが可能となる。

【0090】

また、本実施形態では、上記のように、変位検出部６０を、Ｘ方向において、第１基台１０ａ１（１０ａ２）上に配置されたリニアモータ３１と直動ガイド２１との間の位置に配置する。これにより、Ｙサドル７への推力の作用点であるリニアモータ３１と、Ｘ方向に沿ったＹサドル７の移動を拘束してＸ方向の荷重を支持する支持点である直動ガイド２１との間の位置での変位Ｄを検出することが可能となる。すなわち、推力によって生じた支持点周りのモーメントによるＹサドル７の変形を評価することができる。この結果、変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づいて、Ｙサドル７上の積載物（移動体など）によるＹサドル７の変形だけでなく、リニアモータ３１が発生する推力に起因するＹサドル７の変形をも評価することが可能となる。

【0091】

また、本実施形態では、上記のように、変位検出部６０をＹサドル７の基準位置に設置し、Ｙサドル７と共に移動しながら第１基台１０ａ１（１０ａ２）に設けられた基準面（内側面１３）と変位検出部６０との間の変位Ｄを検出するように構成する。これにより、Ｙサドル７側に変位検出部６０を設置するだけで、容易に、並進運動に伴うＹサドル７の変形をリアルタイムで検出して、Ｙサドル７の変形が許容範囲内にあるか否かを監視することができる。

【0092】

また、本実施形態では、上記のように、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の凹部１１の底面にリニアモータ３１を配置し、変位検出部６０を、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の凹部１１の内側面１３を基準面として、内側面１３と変位検出部６０との間の変位Ｄを検出するように構成する。これにより、リニアモータ３１の設置部としての凹部１１の内側面１３を利用して、容易に、Ｙ方向に延びる基準面を第１基台１０ａ１（１０ａ２）に形成することができる。また、基準面（内側面１３）を第１基台１０ａ１（１０ａ２）に直接形成することができるので、基準面となる部材を別途用意する必要がなく、部品点数の増大および構造の複雑化を抑制することができる。

【0093】

また、本実施形態では、上記のように、変位検出部６０を、Ｙサドル７のＹ１方向側端部近傍の基準位置（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）と、Ｙサドル７のＹ２方向側端部近傍の基準位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）とに、それぞれ設置する。これにより、Ｙサドル７のＹ１方向側およびＹ２方向側の各位置における変位の検出結果から、Ｙサドル７の全体的な変形量を評価することが可能となる。その結果、Ｙサドル７のＸ方向への変形がＹ方向の全体にわたって許容範囲内にあることを確認することが可能となるので、コイル部３３ａ−永久磁石３２ｂ間のクリアランス変動の増減を確認し、その経緯を監視することにより、運転模擬試験装置１００の安定した運用を図ることができる。

【0094】

また、本実施形態では、上記のように、Ｘ１方向側の第１基台１０ａ１およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄと、Ｘ２方向側の第１基台１０ａ２およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄとをそれぞれ検出するように、変位検出部６０を複数設ける。これにより、Ｙサドル７のＸ１方向側の第１基台１０ａ１上での変形量と、Ｘ２方向側の第１基台１０ａ２上での変形量とをそれぞれ把握することが可能となる。その結果、Ｙサドル７のＸ１方向側およびＸ２方向側の両方において、支点反力や推力が作用して応力が集中しやすい各第１基台１０ａ１（１０ａ２）上でのＹサドル７の変形をより容易かつ精度よく評価し、Ｙサドル７の変形がそれぞれの第１基台１０ａ１（１０ａ２）上で許容範囲内にあることを確認することが可能となる。

【0095】

また、本実施形態では、上記のように、Ｙ方向およびＸ方向における同一の基準位置（Ｐ１、Ｐ７）において、変位検出部６０を上下方向（Ｚ方向）に間隔を隔てて複数設け、上下方向の異なる高さ位置における、第１基台１０ａ１（１０ａ２）およびＹサドル７の基準位置間の変位Ｄをそれぞれ検出するように変位検出部６０を構成する。これにより、水平面内のＹサドル７の撓み変形に加えて、異なる高さ位置における変位Ｄの検出結果に基づいて、Ｙサドル７のねじれ変形を評価することが可能となる。その結果、各種の方向のＹサドル７の変形が許容範囲内に維持されていることを確認することができるので、運転模擬試験装置１００をより安定して動作させることが可能となる。

【0096】

また、本実施形態では、上記のように、リニアモータ３１によるＹサドル７の並進運動中における変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えている場合は、Ｙサドル７の並進運動を停止するように運転模擬試験装置１００を構成する。これにより、変位Ｄの検出結果、あるいは検出結果に基づくＹサドル７の変形量などの値Ｖを評価する所定の閾値Ｔｈを予め設定しておくことにより、許容範囲外となるＹサドル７の変形を防止するための安全制御を行うことが可能となる。その結果、リニアモータ駆動方式を採用して高加速度での並進動作を可能とした場合にも、Ｙサドル７の変形を許容範囲内に収めて安定した運転が可能となる。

【0097】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更（変形例）が含まれる。

【0098】

たとえば、上記実施形態では、Ｘ方向およびＹ方向に並進運動可能な運転模擬試験装置１００の例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば１軸（Ｘ軸またはＹ軸）のみに対して移動可能な運転模擬試験装置に本発明を適用してもよい。すなわち、Ｘ軸並進機構３およびＸサドル６を省略した構成としてよい。

【0099】

また、上記実施形態では、Ｙ軸並進機構２に変位検出部６０を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｙ軸並進機構２のみならずＸ軸並進機構３にも変位検出部６０を設けてもよい。

【0100】

また、上記実施形態では、変位検出部６０をＹサドル７に取り付けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変位検出部を第１基台１０ａ１（１０ａ２）側に取り付けて、第１基台１０ａ１（１０ａ２）上の変位検出部に対するＹサドル７の変位を検出してもよい。この場合、Ｙサドル７の並進運動に伴う変位を検出するためには、たとえば第１基台１０ａ１の内側面１３に沿って多数の変位検出部６０をＹ方向に配列すればよい。変位検出部を第１基台１０ａ１（１０ａ２）とＹサドル７との両方にそれぞれ設けてもよい。

【0101】

また、上記実施形態では、基準位置Ｐ１〜Ｐ８に取り付けた変位検出部６０と第１基台１０ａ１（１０ａ２）の凹部１１の内側面１３との間の変位Ｄを検出する例を示したが、本発明はこれに限られない。変位検出部６０は、凹部１１の内側面１３以外の基準位置（基準面）に対する変位を検出してもよい。たとえば、凹部１１の２つの並進駆動部３０の中間位置（図４参照）に変位検出用の基準面を構成するリブ状構造をＹ方向に沿って形成し、変位検出部６０がリブ状構造の基準面に対する変位を検出してもよい。また、たとえば、第１基台１０ａ１（１０ａ２）の外側面を基準面としてもよい。

【0102】

また、上記実施形態では、Ｙサドル７に８箇所の基準位置（Ｐ１〜Ｐ８）を設定した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、８箇所以外の数の基準位置を設定してもよい。

【0103】

また、上記実施形態では、１０個の変位検出部６０を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、１０個以外の数の変位検出部６０を設けてもよい。

【0104】

また、上記実施形態では、変位検出部６０を渦電流型の変位センサにより構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変位検出部６０を渦電流型以外の、超音波型、レーザ型、静電容量型などの他の種類の変位センサにより構成してもよい。

【0105】

また、上記実施形態では、変位検出部６０を、Ｘ方向において、第１基台１０ａ１（１０ａ２）上に配置されたリニアモータ３１と直動ガイド２１との間の位置に配置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変位検出部６０をリニアモータ３１と直動ガイド２１との間の位置以外の位置に配置してもよい。

【0106】

また、上記実施形態では、変位検出部６０を、第１基台１０ａ１および第１基台１０ａ２の両方に対してそれぞれ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば第１基台１０ａ１および第１基台１０ａ２の一方に対して変位検出部６０を設けて、他方に対しては変位検出部６０を設けなくてもよい。

【0107】

また、上記実施形態では、２列の第１基台１０ａ１および１０ａ２を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１基台を１列または３列以上設けてもよい。

【0108】

また、上記実施形態では、変位検出部６０を、Ｙサドル７のＹ１方向側端部の基準位置（Ｐ２、Ｐ４、Ｐ６、Ｐ８）と、Ｙサドル７のＹ２方向側端部の基準位置（Ｐ１、Ｐ３、Ｐ５、Ｐ７）とにそれぞれ設置した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変位検出部６０を、Ｙサドル７のＹ方向の一方側に設けて他方側には設けなくてもよい。また、変位検出部６０を、Ｙサドル７の下面から吊り下げるようにして、Ｙサドル７のＹ方向の中央近傍に設けてもよい。

【0109】

また、上記実施形態では、変位検出部６０を、同一の基準位置（Ｐ１、Ｐ７）において、上下方向に間隔を隔てて２つ設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変位検出部６０を、同一の基準位置において上下方向に３つ以上配置してもよい。

【0110】

また、上記実施形態では、変位検出部６０による変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えている場合は、Ｙサドル７（Ｙ軸並進機構２）の並進運動を停止する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈを超えている場合にＹサドル７の並進運動を停止しなくてもよい。たとえば、所定の閾値Ｔｈを超えた場合に、Ｙサドル７の並進運動の加速度（または速度）を低下させるようにしてもよい。これにより、Ｙサドル７に加わる外力が小さくなるので、Ｙサドル７の変形を許容範囲内まで低減することが可能である。さらに、Ｙサドル７の並進運動の加速度（または速度）を低下させても変位Ｄの検出結果に基づく値Ｖが所定の閾値Ｔｈ以下にならない場合に、Ｙサドル７の並進運動を停止させるような段階的な制御を行ってもよい。

【0111】

また、上記実施形態では、コイル部３３ａ（可動子）および永久磁石３２ｂ（固定子）を、変位検出部６０による変位Ｄの検出方向と同じＸ方向に対向させた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、コイル部３３ａ（可動子）および永久磁石３２ｂ（固定子）を変位Ｄの検出方向とは異なる方向に対向させてもよい。

【0112】

また、上記実施形態では、各並進駆動部３０を一体化された４本のリニアモータ３１によって構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、並進駆動部３０のリニアモータ３１を、一体化せずに個別に設けてもよい。

【0113】

また、上記実施形態では、各並進駆動部３０を４本のリニアモータ３１によって構成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、並進駆動部３０を４本以外の数のリニアモータ３１によって構成してもよい。

【0114】

また、上記実施形態では、並進駆動部３０をコアレス型リニアモータ３１により構成する例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、並進駆動部３０をコア付き型のリニアモータにより構成してもよい。

【0115】

また、上記実施形態では、可動子側がコイル（コイル部３３ａ）、固定子側が磁石（永久磁石３２ｂ）となるタイプのリニアモータ３１を設けた例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、可動子側が磁石、固定子側がコイルであってもよい。また、本発明では、可動子側および固定子側の両方がそれぞれコイルであってもよい。

【0116】

また、上記実施形態において説明した第１基台１０ａ１および第２基台１０ｂや、Ｘサドル６およびＹサドル７などの寸法、並進機構のストロークおよび加速度などの数値は、あくまで参考のための例示であり、本発明はこれに限られない。

【符号の説明】

【0117】

１ ドーム（移動体）
１ａ 模擬車両
７ Ｙサドル（支持台）
１０ａ１ 第１基台（基台、一方基台）
１０ａ２ 第１基台（基台、他方基台）
１１ 凹部
１３ 内側面（基準面、基準位置）
２１ 直動ガイド
３１ リニアモータ
３２ｂ 永久磁石（固定子）
３３ａ コイル部（可動子）
６０ 変位検出部
１００ 運転模擬試験装置
Ｄ 変位
Ｐ１〜Ｐ８ 基準位置
Ｔｈ 閾値
Ｖ 変位の検出結果に基づく値
Ｘ方向（第２方向）
Ｙ方向（第１方向）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】