JPH0725812Y2 - 起震装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】 ［産業上の利用分野］ 本考案は起震装置に関し、特に、模擬体験者に対して前
後方向、左右方向、上下方向の振動を伴う地震を体験で
きるようにした振動発生装置を搭載した起震車に関す
る。

【０００２】 ［従来の技術］ 従来、実際に地震が発生した際に冷静かつ沈着に行動で
きるようにするための装置として起震装置が用いられて
いる。上記起震装置は、複雑な地震を人工的に発生する
ために、模擬体験者収容するためのハウスに単一の機械
式の振動発生装置を設けることにより、機械的な偏心運
動による振動を上記ハウスに付与し、上記ハウス内にい
る模擬体験者に地震を体験させるようにしたものであ
る。

【０００３】この種の起震装置に用いられている振動発
生装置は、単一の機械式の振動発生装置を複数個設け、
これらの振動発生装置によりそれぞれ発生させた複数の
振動を合成して上記ハウスに前後方向、左右方向、上下
方向の振動を与えるようにしていた。

【０００４】上記機械式の振動発生装置は、例えば、相
互に異なる振幅、振動数を発生する第１の振動発生装置
と第２の振動発生装置を相互に上下の関係に配設し、上
記第１の振動発生装置は、ハウスを前後、上下方向に振
動させる機構を備える。

【０００５】一方、上記第２の振動発生装置はハウス床
面を前後方向、左右方向、上下方向に振動させる機構を
備えるものであった。 また、上記第１の振動発生装置および上記第２の振動発
生装置を駆動するための駆動源として、従来は可変型の
電動モータが用いられていた。

【０００６】 ［考案が解決しようとする課題］ ところで、上述した従来の起震装置は、地震に近似した
振動を発生させることができるものの、複数の振動パタ
ーンからなる実際の地震のような複雑な振動パターンを
得ることは困難であった。

【０００７】すなわち、上記従来の起震装置は、電動機
を使用している機械式の振動発生装置を用いて各振動を
発生させ、各振動発生装置で発生させた前後方向、左右
方向、上下方向の振動を単純に合成しているだけであっ
た。このため、発生可能な振動パターンの種類には限度
があり、実際の地震においてみられるような複雑なパタ
ーンを振動を発生させることはできなかった。

【０００８】 ［目的］ 本考案は上記課題に鑑みてなされたもので、動力源とし
て油圧モータを用いて実際の地震のような複雑な振動パ
ターンを発生させるようにして、ハウスにいる模擬体験
者に実際に近い地震を体験できるようにすることを目的
とする。

【０００９】 ［課題を解決するための手段］ 本考案は上記課題を解決するために、次に延べる技術的
手段を有する。すなわち、基台と、上記基台上に搭載さ
れた振動発生装置と、上記振動発生装置上に搭載されて
いて、模擬体験者を収容するハウスからなり、上記振動
発生装置により前後方向、左右方向および上下方向の振
動を発生させて上記ハウスを振動させ、上記ハウス内に
いる上記模擬体験者に地震を体験させるようにした起震
装置において； 上記振動発生装置は、相互に異なる振幅、振動数を発生
する第１の振動発生装置30と第２の振動発生装置60とに
より構成されており、 上記第１の振動発生装置30は、上記基台２上に配設され
た第１の一対のレール６上を走行する車輪であって、大
径に形成された４つの車輪31に軸支されながら上記ハウ
ス３を直接支持するように配設されているとともに、上
記ハウス３を上記第１の一対のレール６に沿って前記方
向Ｘに振動させるための前後振動発生機構20と、上記ハ
ウス３を上下方向Ｚに振動させるための上下振動発生機
構25とを有し、 上記前後振動発生機構20は、上記基台２上に配設された
可変油圧モータ33を有し、上記可変油圧モータ33の出力
を偏心運動伝達機構を介して上記ハウス３に加えて、上
記第１の一対のレール６上を転動する車輪31上に搭載さ
れている上記ハウス３を前後方向Ｘに振動させるように
しており、 上記上下振動発生機構25は、上記ハウス３の下部の前後
の４ケ所に固定された摺動板54、55に摺接する偏心カム
52、53を有し、上記偏心カム52、53を上記可変油圧モー
タ33の出力により回転させて上記ハウス３を上下方向Ｚ
に振動させるようにしており、 上記第２の振動発生機構60は、上記ハウス３に対して揺
動自在に配設されている床板62を前後方向、左右方向お
よび上下方向に振動させるために設けられたものであ
り、上記床板62の下方に固定された箱型の支持台64に支
持されているとともに、上記床板62の下側において上記
ハウス30に固定されている第２のレール61上に、小径に
形成された車輪63を介して載置されており、前後振動発
生機構70、左右振動発生機構80および上下振動発生機構
90から構成されていて、 上記前後振動発生機構70は、上記支持台64に支持された
可変油圧モータ72を有し、上記可変油圧モータ72の出力
を、偏心運動機構を介して上記床面62に加えることによ
り上記床板62を前後方向Ｕに振動させるようになされて
おり、 上記左右振動発生機構80は、上記支持台64に支持された
可変油圧モータ81を有し、上記可変油圧モータ81の出力
を、偏心動力伝達機構を介して上記床板62に加えること
により上記床板62を左右方向Ｖに振動させるようになさ
れており、 上記上下振動発生機構90は、可変油圧モータ92を有し、
上記可変油圧モータ92の出力を偏心動力伝達機構を介し
て上記床板62に加えることにより上記床板62を上下方向
Ｗに振動させるようになされており、 上記第１の振動発生装置30により上記ハウス３の全体を
前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに振動させるとともに、上
記第２の振動発生装置60により上記床面62を前後方向、
左右方向、上下方向に振動させるようにしている。

【００１０】 ［作用］ 本考案の起震装置は、動力原として油圧モータが用いら
れている第１の振動発生装置により上記ハウスの全体を
前後方向および上下方向に振動させるので、上記ハウス
内の床面も上記ハウスと同様に前後方向Ｘおよび上下方
向Ｚに振動されることになり、さらに、上記床面を同じ
く動力原として油圧モータが用いられている第２の振動
発生装置により前後方向、左右方向、上下方向に振動さ
せるようにしているので、種々の振幅および振動数を合
成した振動波形が得られ、上記床面に乗って上記ハウス
にいる上記模擬体験者に本物に近い複雑なパターンの地
震を体験させることができる。

【００１１】 ［実施例］ 以下、本考案に係る起震装置の実施例について、図面を
参照しながら説明する。 第１図は、起震装置の縦方向の部分断面図である。第１
に示したように、本実施例の起震装置は大きく分けて基
台２と、模擬体験者を収容する木製のハウス３と、ハウ
ス３全体を振動する第１の振動発生装置30と、ハウス３
内の床面を振動する第２の振動発生装置60とによって構
成される。

【００１２】まず、この第１の振動発生装置30詳細を第
１図、第２図を参照しながら説明する。なお、第２図は
第１図のＡ−Ａ断面を示す断面図である。基台２上には
第１の一対のレール６が固定され、第１の一対のレール
６上には４つの大径の車輪31に軸支された第１の振動発
生装置が搭載されている。

【００１３】この第１の振動発生装置30は、ハウス３を
直接支持し、第１図、第２図に示すようにハウス３を前
後方向Ｘ、上下方向Ｚに振動させる。 すなわち、ハウス３を前後方向に振動させるための前後
振動発生機構20を設けている。この前後振動発生機構20
は、シャーシ５上に可変油圧モータ33を配設して構成し
ており、上記可変油圧モータ33の出力軸33bに歯車34を
固定している。

【００１４】そして、上記歯車34を、軸受35aに支持さ
れる歯車35を介して歯車36と噛合させている。上記歯車
36を固定している回転軸38の両端部には、それぞれ回転
盤37が固定されている。

【００１５】この回転盤37には偏心位置に偏心ピン37a
を固定し、同偏心ピン37aと係合する前後一対のロッド3
9を設け、ロッド39端は結合部材40を介して一対の第２
のレール61と連結している。この第２のレール61は第４
図に示すように第１の一対のレール６と平行に配設さ
れ、その両端部はハウス３に固定している。

【００１６】したがって、回転盤37に設けた偏心ピン37
の偏心運動により、第１の一対のレール６上を転動する
車輪31を介してハウス３を前後方向Ｘに振動することが
できるものである。 また、上下振動発生機構25はハウス３の下部に前後の４
ケ所に摺動板54、55を固接し、この摺動板54、55に摺接
する偏心カム52、53の回転により、ハウス３の上下方向
の振動を行なう。すなわち、偏心カム52、53はそれぞれ
回転軸42、43の両端部に固定され、回転軸42、43は軸受
44、45を介して支持される。

【００１７】回転軸38に固定したスプロケット46、47と
回転軸42、43に固定したスプロケット48、49はそれぞれ
チェーン50、51が懸け渡され、回転軸42、43に動力の伝
達を行なう。したがって、ハウス３は偏心カム52、53の
回転運動により、上下方向Ｚの振動が発生する。

【００１８】第２の振動発生装置60は、第１図と第１図
Ｂ−Ｂ断面である第３図に示すように、ハウス３内の床
板62の下方に固定した箱型の支持台64に支持され、かつ
小径の車輪63を介して第２のレール61上に載置されてい
る。この第２の振動発生装置60によりハウス３の床板62
を第１図、第３図に示すように前後方向Ｕ、左右方向
Ｖ、上下方向Ｗに振動する。

【００１９】この第２の振動発生機構60は、前後振動発
生機構70、左右振動発生機構80、上下振動発生機構90か
ら構成される。前後振動発生機構70は支持台64に支持さ
れ、可変油圧モータ72の出力軸72bには回転盤73が固定
され、さらに回転軸73の偏心位置に偏心ピン73aを固定
している。ロッド74の一端部は偏心ピン73aと係合し、
ロッド74の他端は結合部材75を介して床板62に固定され
ている。

【００２０】したがって、床板62は回転盤73に設けた偏
心ピン73aの偏心運動により、第２のレール61を転動す
る車輪63を介して前後方向Ｕに振動する。 さらに、左右振動発生機構80は同じく支持台64に支持さ
れ、可変油圧モータ81の出力軸81aにスプロケット82を
固定し、回転軸83にはスプロケット84を固定し、その間
にチェーン82aを懸け渡して噛合する。回転軸83は可変
モータ81の軸方向と同方向に配し、支持台64に固定した
軸受87によって回転自在に支持される。

【００２１】この回転軸83の両端部にはウオーム85をそ
れぞれ固定している。このウオーム85に噛み合うウオー
ムホイール86は第５図に示すように支持台64に固定した
軸受本体10に内蔵したスラスト軸受12、ラジアル軸受13
に支持される軸11にキー14を介して回転自在に支持さ
れ、さらに、軸11にはキー14を介して回転盤88をウオー
ムホイール86と一体的に固定している。

【００２２】回転盤88の偏心位置には偏心ピン89を固定
し、この偏心ピン89は第４図に示すように床板62に固定
されたガイド板62cの直線溝62dと係合している。 この直線溝62dは車両の前後方向Ｘと同一方向に刻設さ
れている。このため回転盤88の回転力は偏心ピン89と直
線溝62dとの係合に基づく偏心運動により、床板62を左
右方向Ｖに振動させることができる。さらに、床板62の
上下方向Ｗに振動を行なわせるため、上下振動機構90を
設けている。

【００２３】すなわち、上下振動機構90は、第１の振動
発生装置30と同様に可変油圧モータ92の出力軸92aには
スプロケット93、94が固定されている。また床板62の前
後部にそれぞれ軸受103、104に支持される回転軸95、96
が支持され、かつ、この回転軸95、96にはスプロケット
97、98が固定され、それぞれチェーン99、100が懸け渡
され、動力の伝達を行なう。

【００２４】また、回転軸95、96の両端にはそれぞれ一
対の偏心回転カム101、102が固定され、偏心回転カム10
1、102は第３図に示すように床板62下面にそれぞれ固設
した摺動板103、104に摺接し、偏心カム101、102の回転
により、床面62を上下方向Ｗに振動させることができ
る。

【００２５】なお、床板62とハウス３の側壁面には床板
62が独立に振動することのできる空間を設けている。こ
のため、模擬体験者の安全性を確保する必要性から床板
62とハウス３はゴム製の板62aで固定している。

【００２６】次に、前述した可変油圧モータ33、72、8
1、92をそれぞれ駆動する油圧駆動振動発生装置につい
て、第５図を参照して説明する。 一例として可変油圧モータ32を例に説明すると、23は電
動モータで、電動モータ23に定容量形油圧ポンプ22を接
続し、油タンク83から供給される圧油油路を介して可変
油圧モータ33を駆動するように構成している。この可変
油圧モータ33、72、81、92はそれぞれ制御装置100によ
り制御されるように構成している。なお、リリーフ弁24
は過剰に供給された圧油をタンク23に回収する。

【００２７】次に、本装置の動作説明を行なう。 起震装置１の基台２上に載置した木製のハウス３は第１
の振動発生装置30と第２の振動発生装置60とにより振動
が付与される。

【００２８】まず、第１の振動発生装置30の前後振動発
生機構20による前後方向の振動Ｘは第３図に示す可変油
圧モータ33回転駆動によって行なわれる。可変油圧モー
タ33の回転はその出力軸33bに設けた歯車34を駆動す
る。歯車34は歯車35、歯車36を介して、歯車36を固定し
た回転軸38を駆動し、回転軸38の両端部に固定した回転
盤37を駆動する。

【００２９】回転盤37は偏心位置に設けた偏心ピン37a
を介してロッド39を往復動させ、ロッド39端に設けた結
合部材40を介して第２のレール61を前後方向に振動する
と、車輪31に支持されたハウス３を第１の一対のレール
６に沿って前後方向Ｘに振動する。

【００３０】また、ハウス３の上下振動発生機構25上下
方向の振動Ｚは第２図に示すように回転軸38より駆動さ
れ、スプロケット46、47と回転42、43に固定したスプロ
ケット48、49にそれぞれ噛合するチェーン50、51を介し
て、回転軸42、43の両端に設けた一対の偏心カム52、53
を回転する。

【００３１】偏心カム52、53は摺動板54、55を介して第
２のレール61を上下動させるため、第２のレール61に固
定したハウス３を上下方向に振動させる。第１図に示す
ように第２の振動発生装置60は支持台64に搭載され支持
台64は小径の車輪63を介して第２のレール61上に載置さ
れ、ハウス３内の床板62を前後方向Ｕ、左右方向Ｖ、上
下方向Ｗに振動させる。

【００３２】まず、床板62の前後方向Ｕの振動は第３図
前後振動発生機構70によって行なわれる。 すなわち、可変油圧モータ72の回転駆動は、出力軸72b
に固定された回転盤73を駆動する。回転盤73は偏心位置
に設けた偏心ピン73aを介してロッド74を往復動させ、
ロッド74端に設けた結合部材75を介して床板62を前後方
向Ｕに振動させる。

【００３３】また、床板62の左右方向Ｖの振動は左右振
動発生機構80によって行なわれる。すなわち、可変油圧
モータ81の回転駆動は出力軸81aに固定したスプロケッ
ト82、チェーン82a、スプロケット84を介して回転軸83
を回転駆動する。回転軸83の回転はウオーム85に噛み合
うウオームホイール10を回転し、第４図に示す軸11と同
軸上に固定した回転盤88を回転する。

【００３４】この回転盤88の回転により、偏心ピン89は
ガイド板62cの直線溝62dを押圧して回転するため、床板
62を左右方向Ｕに振動させる。さらに、床板62の上下方
向の振動Ｗは上下振動機構90により行なわれる。

【００３５】すなわち、可変油圧モータ92の回転駆動は
減速機92の出力軸に固定されたスプロケット97、98を駆
動する。そしてチェーン99、100を介してスプロケット9
7、98を駆動し、回転軸95、96とその両端に固定した偏
心カム101、102を回転する。この偏心カム101、102は床
板62の下面に固定した摺動板103、104に摺接し、床面62
を上下方向に振動させることができる。

【００３６】次に、可変油圧モータ33、72、81、92を駆
動する油圧駆動振動発生装置の動作について説明する。 第５図に示すように、電動モータ23に接続して定容量形
油圧ポンプ22を駆動し、圧油を可変油圧モータ33、72、
81、92に供給し、可変油圧モータ33、72、81、92を駆動
する。

【００３７】なお、過給の圧油はリリーフ弁24により油
タンク23に回収される。また、可変油圧モータ33、72、
81、92はそれぞれ制御装置100によって回転数を変える
ことができる。

【００３８】以上のように構成した第１の振動発生装置
30と第２の振動発生装置60により発生した振動は各可変
油圧モータの回転数を変更することにより複雑な振動パ
ターンを得ることができる。

【００３９】例えば、前後方向の振動合成波形は第１の
振動発生装置30により発生した比較的大きな第１波形と
第２の振動発生装置60により発生した比較的小さな第２
波形によって得られる。

【００４０】上下方向の振動合成波形も上記と同様にし
て発生する。なお、左右方向Ｖの振動は第２の振動発生
装置60、左右振動発生装置80によってのみ発生するが、
前後方向Ｘの合成振動と上下方向Ｚ、Ｗの合成振動との
相乗作用により、全体として複雑な３次元空間における
合成振動を得ることができる。

【００４１】なお、上記各装置の可変油圧モータの回転
数を予め定めた地震のパターンに合わせて選定すれば前
後、左右、上下方向の振動波形を得ることができる。 さらに、一歩進んで、パーソナルコンピュータを制御装
置として用い、多種多様な地震波形に合わせて、可変油
圧モータの回転数および接続時間をプログラムしておけ
ば、オペレータの指令により所定の振動パターンを呼び
出し、実際の地震を模擬体験者に体験させることもでき
る。

【００４２】加えて上記の例では第１の振動発生装置に
関し、前後方向、上下方向のみ示したが、左右方向を加
えてもよく、逆に第２の振動発生装置に関し、前後方
向、上下方向のみでもよく、これらの振動方向の組み合
わせは種々選択できる。

【００４３】このように構成した起震装置の適用例を第
７図に示す。第７図は起震装置を貨物トラックのシャー
シ上に搭載して起震車として用いた例で、ハウス３は支
持枠４に揺動自在に支持されている。 なお、前述した起震装置は第８図に示すように建屋にそ
のままの形で設置して地震体験設備として用いることも
勿論、人力等の手段を用いて設置場所を変えて用いるこ
ともできる。

【００４４】 ［効果］ 本考案は上述したように、動力原として油圧モータが用
いられている第１の振動発生装置により上記ハウスの全
体を前後方向および上下方向に振動させるようにすると
ともに、同じく動力原として油圧モータが用いられてい
る第２の振動発生装置により上記ハウス内の床面を前後
方向、左右方向、上下方向に振動させるようにしたの
で、種々の振幅および振動数の振動を合成した複雑なパ
ターンの振動で上記床面を振動させることができ、上記
床面に乗って上記ハウスにいる模擬体験者に本物に近い
複雑なパターンの地震を体験させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第８図は本考案に係る実施例を示し、第１図
は起震装置のハウス縦断面を示す断面図、 第２図は、第１図に示す起震装置のＡ−Ａ断面を示す断
面図、 第３図は、第１図に示す起震装置のＢ−Ｂ断面を示す断
面図、 第４図は、第３図に示す第２の振動発生装置のＣ−Ｃ断
面を示す断面図、 第５図は、油圧式振動発生装置の油圧回路図、第６図は
第１の振動発生装置と第２の振動発生装置により発生す
る振動数と振幅の合成波形の１例を示す図、 第７図および第８図は、起震装置の適用例を示し、第７
図は起震車、 第８図は、設置用の起震装置である。 ２……基台 ３……ハウス 3a……底板 ４……支持枠 ５……シャーシ ６……第１のレール 30……第１の振動発生装置 31……車輪 33、72、81、92……可変油圧モータ 60……第２の振動発生装置 70……前後振動発生機構 80……左右振動発生機構 90……上下振動発生機構

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】基台と、上記基台上に搭載された振動発生
   装置と、上記振動発生装置上に搭載されていて、地震を
   体験しようとする模擬体験者を収容するハウスからな
   り、上記振動発生装置により前後方向、左右方向および
   上下方向の振動を発生させて上記ハウスを振動させ、上
   記ハウス内にいる上記模擬体験者に地震を体験させるよ
   うにした起震装置において； 上記振動発生装置は、相互に異なる振幅、振動数を発生
   する第１の振動発生装置30と第２の振動発生装置60とに
   より構成されており、 上記第１の振動発生装置30は、上記基台２上に配設され
   た第１の一対のレール６上を走行する車輪であって、大
   径に形成された４つの車輪31に軸支されながら上記ハウ
   ス３を直接支持するように配設されているとともに、上
   記ハウス３を上記第１の一対のレール６に沿って前後方
   向Ｘに振動させるための前後振動発生機構20と、上記ハ
   ウス３を上下方向Ｚに振動させるための上下振動発生機
   構25とを有し、 上記前後振動発生機構20は、上記基台２上に配設された
   可変油圧モータ33を有し、上記可変油圧モータ33の出力
   を偏心運動伝達機構を介して上記ハウス３に加えて、上
   記第１の一対のレール６上を転動する車輪31上に搭載さ
   れている上記ハウス３を前後方向Ｘに振動させるように
   しており、 上記上下振動発生機構25は、上記ハウス３の下部の前後
   の４ケ所に固定された摺動板54、55に摺接する偏心カム
   52、53を有し、上記偏心カム52、53を上記可変油圧モー
   タ33の出力により回転させて上記ハウス３を上下方向Ｚ
   に振動させるようにしており、 上記第２の振動発生機構60は、上記ハウス３に対して揺
   動自在に配設されている床板62を前後方向、左右方向お
   よび上下方向に振動させるために設けられたものであ
   り、上記床板62の下方に固定された箱型の支持台64に支
   持されているとともに、上記床板62の下側において上記
   ハウス30に固定されている第２のレール61上に、小径に
   形成された車輪63を介して載置されており、前後振動発
   生機構70、左右振動発生機構80および上下振動発生機構
   90から構成されていて、 上記前後振動発生機構70は、上記支持台64に支持された
   可変油圧モータ72を有し、上記可変油圧モータ72の出力
   を、偏心運動機構を介して上記床面62に加えることによ
   り上記床板62を前後方向Ｕに振動させるようになされて
   おり、 上記左右振動発生機構80は、上記支持台64に支持された
   可変油圧モータ81を有し、上記可変油圧モータ81の出力
   を、偏心動力伝達機構を介して上記床板62に加えること
   により上記床板62を左右方向Ｖに振動させるようになさ
   れており、 上記上下振動発生機構90は、可変油圧モータ92を有し、
   上記可変油圧モータ92の出力を偏心動力伝達機構を介し
   て上記床板62に加えることにより上記床面62を上下方向
   Ｗに振動させるようになされており、 上記第１の振動発生装置30により上記ハウス３の全体を
   前後方向Ｘおよび上下方向Ｚに振動させるとともに、上
   記第２の振動発生装置60により上記床面62を前後方向、
   左右方向、上下方向に振動させるようにしたことを特徴
   とする起震装置。