【自動車・モビリティ】ペダル反力をねじ伏せる！堀場製作所の「自動運転ロボット固定技術」

【課題】ペダルを踏む「反力」でロボットが浮き上がってしまう

自動運転ロボットは、人間と同じように運転席に座り、アームを伸ばしてペダルを操作します。特に急ブレーキの試験などでは、ペダルを強く踏み込むため、その「反作用（反力）」として、ロボット自身を後方および上方へと押し上げる強大な力が働きます。

車のシートは人間が快適に座れるようにクッション等の柔らかい素材で作られているため、ただロボットを置いただけでは反力に負けてシートに沈み込み、姿勢が崩れてしまいます。ロボットの姿勢がズレると、ペダルを踏み込む量やタイミングに誤差が生じ、ミリ単位の精度が求められる試験データが台無しになってしまいます。

かといって、車種ごとに専用の金属製固定具を作ったり、シートを取り外してロボットを直付けしたりするのは、試験の準備に膨大な手間とコストがかかるというジレンマがありました。

【解決策】「斜め下」へのテンションで座面と背もたれに同時圧着

堀場製作所は、複雑な固定具を使わず、「L字型の搭載台」と「ベルトを引く方向（ベクトル）」の最適解を見つけることでこの課題を解決しました。

1. L字型搭載台と絶妙な「ガイド部」の配置

本技術では、ロボットを乗せるための「座面部（11）」と「背面部（12）」からなるL字型の搭載台（1）を使用します。

ポイントは、ベルト（2）をどこに通して引っ張るかです。この発明では、座面部と背面部が交わるヒンジ付近の「背面部の両サイド」に、ベルトを通すためのガイド部（131）を設けています。ベルトは背面部の裏側を通ってこのガイドを抜け、後部座席の下にあるISOFIXなどのアンカー（固定金具）に繋がれます。

2. 1本のベルトで「2方向」の力を生み出す力学マジック

このベルトをアンカーに向かってピンと張ると、搭載台には物理学的に非常に理にかなった力がかかります。

図2に示されるように、ベルトが斜め後ろ下方に引っ張られる張力（F）は、物理のベクトル分解により、「座面をシートに押し付ける下向きの力（F1）」と「背面部を背もたれに押し付ける後ろ向きの力（F2）」の2つに分かれます。

これにより、ペダルを踏んだ時に発生する「上へ逃げようとする力」は下向きの力（F1）で抑え込み、「後ろへ逃げようとする力」はシートの背もたれに食い込ませる力（F2）でガッチリと受け止めることができます。複雑な機構を使わず、ただベルトを締めるだけで、柔らかいシートの上でもロボットが微動だにしない強固な土台が完成するのです。

【効果】正確なデータ計測と、現場の「働き方改革」を実現

この保持装置により、自動車試験の現場に以下のような劇的な効果がもたらされます。

• 極めて高精度な試験データの取得： ロボットの姿勢が全くブレないため、人間以上に正確で再現性の高いペダル操作が可能になり、燃費や排ガスデータの信頼性が向上します。
• 設置作業の大幅な時短（現場の負担軽減）： シートを外したり複雑な調整をしたりする必要がなく、搭載台を置いてベルトを締めるだけで設置が完了するため、テスト準備の時間を大幅に削減できます。
• 多様な車種への優れた汎用性： 軽自動車から大型SUVまで、あらゆる形状のシートにそのまま適用できるため、テスト設備の運用コストを抑えることができます。

新しい車が世に出るための厳しい試験を、縁の下で支えるテストロボット。その性能を100%引き出すための「シンプルで美しい固定術」は、京都発明協会会長賞の受賞にふさわしい、洗練された機械設計の結晶です。

特許情報まとめ