JP3561071B2 - 体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置、特にプレーヤの体重移動により左右方向にローリングし、操舵信号を出力する体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来よりバイクゲーム装置などでは、体重移動によりプレーヤが車体を倒し込むローリング動作を行い、左右方向に向けた操舵をするものが知られていた。
【０００３】
このタイプのゲーム装置では、実際のオートバイの挙動を体感でき、迫力に富んだゲームを楽しむことができる。
【０００４】
このような従来のゲーム装置としては、特開平７−１９９７８９号公報、実開平６−５７３９２号公報等に係る提案が知られている。前者の提案は、車体の前輪側に高速回転するジャイロを設け、プレーヤがカーブにさしかかりハンドルを右又は左に切ると、前記ジャイロ効果によって車体をカーブの外側に傾ける力が働くように構成されている。
【０００５】
また、後者の提案は、車体に前記ジャイロ以外に、シリンダ装置を設け、車体を傾けた際の操舵感をより実際のオートバイの操作感に近づけるように構成したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
（ａ）このように従来のゲーム装置では、実際のオートバイのローリング感覚をシミュレートし、より迫力のあるゲーム演出を行うように構成されているが、ローリング駆動のための構成が複雑となり、しかも実際のオートバイのローリング感覚に比べいまひとつリアリティーに欠け、バイクゲームとしての面白さを十分演出できないという問題があった。
【０００７】
すなわち、従来のゲーム装置では、車輪の回転のジャイロ効果によりハンドルを右又は左に切った際にはじめて、車体をカーブの外側に傾ける力を与える。このため、実際のオートバイのように、単に車体を傾けてコーナリングを行っても、車体をカーブの外側に傾けるような復元力が発生せず、今一つリアリティに欠けるという問題が合った。
【０００８】
更に、ジャイロ効果により大きな力を得るためには、質量の大きな回転体を前輪として使用し、これを高速回転させる必要がある。このため、ジャイロ機構が大がかりとなり、しかも安全対策を充分に施す必要があるという問題が合った。
【０００９】
また従来のゲーム装置では、車体を左右に微震動させ車輪のスリップ状況等を演出しているが、スリップの演出としてはいまひとつリアリティーに欠けるという問題があった。
【００１０】
（ｂ）また、従来のゲーム装置は、実際のバイク運転時に発生するピッチングを、前記ローリングと組み合わせて効果的に再現することができないという問題があった。
【００１１】
このため、プレーヤの体重移動により操舵する際に、リアリティーの高いローリングを再現することができ、しかもこのローリングに加え、実際の路面走行時と同様なピッチングを再現することができる体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置の実現が望まれていた。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、よりリアリティーの高いローリング動作を実現することができる体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置を得ることにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、リアリティーの高いローリング及びピッチングの組合せ動作を実現することが可能な体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するため本発明は、
プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ裁置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源と、
前記回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、前記回転駆動源の出力を操舵部に復元力として伝達することを特徴とする。
【００１５】
本発明の体重移動型操舵装置は、プレーヤが操舵部に乗り、体重移動すると、この体重移動により操舵部が左右方向にローリングし、このローリング動作に応じた操舵信号を出力する。
【００１６】
この時、前記操舵部には、復元力供給部から所定ローリング基準位置に向けた復元力が与えられる。
【００１７】
本発明では、回転駆動源の回転出力を出力伝達機構を介して操舵部に伝達するよう構成されているため、簡単な構成で、実際のローリング動作を十分再現できる復元力を操舵部に与えることができる。
【００１８】
これに加えて、本発明では、前記出力伝達機構にクラッチ機構を設けることにより、操舵部に与える復元力の大きさを微調整することができる。これにより、プレーヤは、体重移動により操舵部を左右方向にローリングする際に、操舵部から実際のローリング動作に近いローリング反力を体感でき、プレーヤは実際のローリング動作に近い感覚で、操舵部を操作し、操舵信号を発生させることができる。
【００１９】
これに加えて、本発明によれば、前記クラッチ機構の結合力を弱めるように制御することにより、例えばスリップ状況や、速度により変化するバイクの直進安定性を、より実際に近い感覚となるようにシミュレートし、プレーヤに体感させることが可能となる。
【００２０】
このように、本発明の体重移動型操舵装置によれば、実際のローリング動作を正確にシミュレートし、しかもローリング動作中に発生するスリップ状態や、速度により変化する直進安定性を、正確にシミュレートすることができるため、プレーヤが体重移動により操舵部を左右方向にローリングする際、よりリアリティーの高い体重移動型の操舵感覚を得ることができ、例えば、バイク、ジェットスキー、自転車等の体重移動型の対象物を操舵するゲーム装置用の操舵装置として極めて好適なものとなる。
【００２１】
（２）また、本発明は、
プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ裁置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
ピッチング用駆動源と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源と、
前記回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、前記回転駆動源の出力を操舵部に復元力として伝達し、
前記操舵部は、
プレーヤ裁置部と、
前記ピッチング用駆動源の出力に基づき、プレーヤ裁置部を前後方向にピッチング駆動するピッチング機構と、
を含むことを特徴とする。
【００２２】
前記（２）の発明は、前記（１）の発明に加え、以下のような作用効果を奏することができる。
【００２３】
即ち、本発明の体重移動型操舵装置は、操舵部がプレーヤ載置部と、ピッチング機構とを含んで構成されており、ピッチング駆動源の出力に基づき、プレーヤ載置部を前後方向にピッチング駆動するように構成されている。
【００２４】
以上の構成とすることにより、前述したローリング動作とは独立して、ピッチング動作を制御することができるため、ピッチング動作とローリング動作との組合わせ制御を良好に行うことができる。
【００２５】
これにより、例えばプレーヤが体重移動により操舵部を左右方向にローリングする際、プレーヤは前後方向へのピッチング動作も操舵部を介して体感することができ、この結果、よりリアリティーの高い体重移動型の操舵感覚を得ることができる。
【００２６】
このように、本発明によればローリング動作に、ピッチング動作を組み合わせることにより、例えばバイク、ジェットスキー、自転車などの各種ゲーム装置に好適な、体重移動型操舵装置を実現することが可能となる。
【００２７】
（３）また、本発明は、
前記ピッチング機構は、
前記操舵部の基部上に、前後方向に回動自在に取付られ、その一方側に前記プレーヤ裁置部を回動自在に支持する回動部材と、
前記プレーヤ裁置部と前記回動部材又は前記基部との間に設けられ、プレーヤ裁置部に加わる衝撃を緩衝する緩衝機構と、
を含み、
前記ピッチング用駆動源は、
前記操舵部の基部と前記プレーヤ裁置部との間に取り付けられ、伸縮動作により、前記プレーヤ裁置部を基部上において前後方向にピッチング駆動するシリンダ部として形成されたことを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、シリンダ部を前後方向に微振動させることにより、プレーヤの操縦する移動体が路面などを走行する際発生する微振動をプレーヤに体感させることができる。
【００２９】
更に、プレーヤ載置部を後方に傾けるように制御することにより、プレーヤの操縦する移動体が加速している状態や、例えばバイク等が前輪を持ち上げて後輪だけでウイリー走行するような状況を再現することができる。
【００３０】
また、プレーヤ載置部を前方に傾けるように制御することにより、プレーヤの操縦する移動体が減速している状況を再現することができる。
【００３１】
これに加えて、本発明によれば前記緩衝機構を設けることにより、プレーヤの操縦する移動体がジャンプし、着地する感覚を良好に演出することができる。例えば、ジャンプ中はシリンダの微振動を停止させ、移動体が空中を飛んでいる様子を表現する。そして、移動体が着地する際の表現は、ジャンプの前又はジャンプ中にシリンダ部を予め下げておき、着地に合わせてシリンダを急激に上げて着地した時のつき上げ感を演出し、その後はシリンダを下げ緩衝部材の動作と共に衝撃を吸収する感じを演出する。
【００３２】
このように本発によれば移動体移動時における振動や、そのピッチング状態の演出を良好に行うことができ、ゲーム装置の体重移動型操舵装置として極めて好適なものとなる。
【００３３】
（４）また、本発明は、
前記（１）〜（３）のいずれかの発明において、
前記出力伝達機構は、
円弧状の接触面を有し、操舵部と一体的に設けられた伝達部材と、
前記回転駆動源の回転出力を前記クラッチ機構を介して前記伝達部材の円弧状接触面に伝達する回転伝達機構と、
を含むことを特徴とする。
【００３４】
ここにおいて、前記伝達部材の接触面は、ローリング中心を中心とする円弧面として形成することが好ましい。
【００３５】
本発明によれば、回転駆動源の回転出力を、回転伝達機構を用いて前記伝達部材の接触面に伝達する構成とすることにより、出力伝達機構の構成をより簡単なものとすることができる。
【００３６】
ここにおいて、前記伝達部材の接触面を、ローラなどの転動面として形成し、回転駆動源の回転出力を、前記転動面と接触するローラ等を用いて伝達するように構成することにより、前記出力伝達機構の構成をより簡単なものとすることができる。
【００３７】
なお、必要に応じて、前記伝達部材の円弧状の接触面を、歯車のかみ合い面として形成し、回転伝達機構に設けられた歯車とかみ合うことにより、回転駆動源の回転出力を伝達するように形成してもよい。
【００３８】
（５）また、本発明は、
前記（１）〜（４）のいずれかの発明において、
前記操舵部のローリング角を検出するローリング角検出部を含み、
前記ローリング角の検出信号を、前記復元力供給部の回転駆動源およびクラッチ機構を制御するための信号として出力することを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、すでに体重移動型操舵装置に、操舵部のローリング角を検知するローリング角検出部を組み込んでおくことにより、各種ゲーム装置やシミュレター用の汎用性のある操舵装置として出荷することが可能となる。
【００４０】
（６）また、本発明は、
前記（１）〜（５）のいずれかの発明に係る体重移動型操舵装置と、
前記操舵部からの操舵信号及び所定のゲームプログラムに基づき、プレーヤの操縦するプレーヤキャラクタが、ゲーム空間内に設定されるコースを移動するゲーム演算を行う演算処理手段と、
前記コースを移動するプレーヤキャラクタの画面をディスプレイ上に表示する表示手段と、
を含み、
前記演算処理手段は、
前記プレーヤキャラクタの移動情報に基づき、前記回転駆動源、クラッチ機構を制御することを特徴とする。
【００４１】
以上の構成とすることにより、プレーヤがゲーム画面を見ながら、操舵装置を左右にローリングし操舵信号を入力すると、その操舵信号に基づき、ゲーム空間内に設定されるコースを移動するプレーヤキャラクタが操縦されることになる。
【００４２】
このとき、ゲーム空間内のコースを移動するプレーヤキャラクタの移動情報に基づき、体重移動型操舵装置の回転駆動源及びクラッチ機構が制御され、これにより、操舵部に乗ったプレーヤに対し、実際にプレーヤキャラクタを操縦している場合と同様なローリング感覚や、スリップ感覚等をプレーヤに体感させ、よりリアリティーの高い迫力に富んだゲームを実現することができる。
【００４３】
従って、本発明は、例えばバイク、水上スキー、自転車及びその他、体重移動により操舵を行う移動体を操縦するタイプのゲーム装置に極めて好適なものとなる。
【００４４】
（７）また、本発明は、
前記（５）の発明に係る体重移動型操舵装置と、アクセル操作及びブレーキ操作を行う操作部とを含み、バイクキャラクタを操縦するプレーヤ操作手段と、
前記プレーヤ操作手段からの信号及び所定のゲームプログラムに基づき、プレーヤの操縦するバイクキャラクタがゲーム空間内に設定されるコースを移動するゲーム演算を行う演算処理手段と、
前記コースを移動するバイクキャラクタの画面をディスプレイ上に表示する表示手段と、
を含み、
前記演算処理手段は、
前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、前記操舵部に所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える演算を行い、前記回転駆動源及びクラッチ機構を制御する手段と、
前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、前記スリップ発生状態の演算を行い、前記クラッチ機構を制御する手段と、
を含むことを特徴とする。
【００４５】
ここにおいて、前記体重移動型操舵装置は、その外観がバイクの車体形状を有し、プレーヤがその上にまたがって車体を左右にローリングできるように形成することが好ましい。
【００４６】
本発明によれば、車体にまたがったプレーヤが、体重移動により車体である操舵部を左右方向にローリングさせることにより、ゲーム空間内に設定されたコース上を移動するバイクキャラクタの操縦を行う。
【００４７】
このとき、前記コースを移動するバイクキャラクタの移動情報に基づき、前記操舵部に所定ローリング基準位置、好ましくは直立点に向けた復元力を与える演算を行い、前記回転駆動源及びクラッチ機構を制御する。
【００４８】
更に、前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、スリップ発生状態の演算を行いクラッチ機構を制御する。
【００４９】
このようにすることにより、実際のバイクを操縦している場合と同様なローリング感覚をプレーヤが体感することができ、しかもバイクが低速走行している場合、又は移動中にスリップする場合などを的確に再現しプレーヤに体感させることができ、よりリアリティーに富んだ迫力のあるバイクゲームを行うことが可能となる。
【００５０】
（８）また、本発明は、
前記（７）の発明において、
前記体重移動型操舵装置は、
前記（２）〜（３）のいずれかの発明に係るピッチング用駆動源およびピッチング機構を含み、
前記演算処理手段は、
前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、前記操舵部にピッチング動作を与える演算を行い、前記ピッチング用駆動源を制御する手段を含むことを特徴とする。
【００５１】
以上の構成とすることにより、前記ローリング動作のみならず、実際のバイクを操縦した場合と同様なピッチング動作を再現し、プレーヤに実際のバイクを操縦する場合と同様な体感を与え、更に迫力に富んだ面白いゲームを実現することが可能となる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００５３】
図１〜図３には、本発明が適用されたバイクゲーム装置の一例が示されている。図３に示すよう、実施例のバイクゲーム装置は、オートバイの車体形状した体重移動型操舵装置２０と、ディスプレイ１０とを含み、プレーヤＰが体重移動により操舵装置２０を左右方向に傾けることにより、ディスプレイ１０上に表示されるプレーヤバイクを操舵するよう構成されている。
【００５４】
図１に示すよう、前記体重移動型操舵装置２０は、床面に設置される基台３０と、この基台３０上に図２に示すように左右方向へローリング自在に取付け固定された操舵部１００と、前記操舵部１００にローリング基準位置１０２（図２参照）へ向けた復元力を与える復元力供給部２００とを含んで構成される。
【００５５】
前記操舵部１００は、基部１１０と、プレーヤ載置部１３０と、ピッチング用駆動源としてのシリンダ１４０と、シリンダ出力に基づきプレーヤ載置部１３０を前後方向にピッチング運動させるピッチング機構１２０とを含んで構成される。
【００５６】
前記基部１１０は、基台３０に前後方向に水平に取付け固定された支軸３２に対し、軸受け１１２、１１２を介して図２に示すよう左右方向にローリング自在（揺動自在）に軸支され、図２に示すよう直立位置１０２をローリング基準位置として、左右方向に最大角θｍａｘだけローリングできるように構成されている。
【００５７】
前記プレーヤ載置部１３０のフレーム１３２上には、ハンドル１３６と座席１３４とが設けられており、前記ハンドル１３６には、図示しないアクセル、ブレーキ等が設けられている。
【００５８】
前記ピッチング機構１２０は、基部１１０上に回動支点１５２を中心に前後方向へ回動自在に取付け固定された回動アーム１５０と、ショックアブソーバ１６０とを含んで構成される。
【００５９】
前記回動アーム１５０には、その先端部側に、プレーヤ載置部１３０の下方先端部が回転支点１５４を中心に前後方向へ回動自在に軸支され、その後端部側とプレーヤ載置部１３０の後端部との間には前記ショックアブソーバ１６０が取り付け固定されている。前記ショックアブソーバ１６０は、２個のアーム１６２がリンク結合されており、各連結部に緩衝部１６４が設けられ、図１０に示すように回動支点１５４を中心としたプレーヤ載置部１３０の回動動作時における衝撃を吸収するように構成されている。
【００６０】
また、前記シリンダ１４０は、その一端が基部１１０側に、他端側がプレーヤ載置部１３０側にそれぞれ回動支点１４２、１４４を中心に回動自在に軸支されている。
【００６１】
従って、プレーヤ載置部１３０は、シリンダ１４０を伸ばすことにより、図１において一点鎖線１３０Ａに示すよう後ろ方向へ傾き、シリンダ１４０を縮めることにより前へ傾くようにピッチング動作することになる。
【００６２】
また、前記復元力供給部２００は、回転駆動源としてのモータ２１０と、クラッチ２２０と、出力伝達機構２３０とを含んで構成される。
【００６３】
前記出力伝達機構２３０は、プレーヤ載置部１３０の基部１１０後端部から立設された伝達アーム２３２と、この伝達アーム２３２にモータ２１０の回転駆動力を伝達する回転伝達機構２３６とを含んで構成される。
【００６４】
前記伝達アーム２３２は、タイヤ２３８と接触する円弧上の転動面２３４を有し、この転動面２３４は、支軸３２を中心とした半径を持つ円弧面として形成されている。
【００６５】
前記回転伝達機構２３６は、モータ２１０の回転出力をクラッチ２２０を介してタイヤ２３８へ伝達し、タイヤ２３８の回転駆動力を伝達アーム２３２を介してプレーヤ載置部１３０伝達するように構成されている。
【００６６】
これにより、図２に示すよう左右方向にローリングしたプレーヤ載置部１３０に対し、モータ２１０を正転又は逆転駆動することにより、直立位置、即ちローリング基準位置１０２へ向けた復元力を与えることができる。
【００６７】
前記クラッチ２２０は、パウダークラッチを用いて構成され、モータ２１０の出力を任意のトルクに変換して出力できるようになっている。
【００６８】
また前記モータ２１０、クラッチ２２０、回転伝達機構２３６は、ハウジング２４０内に一体的に取付け固定されている。このハウジング２４０の後端部は、基台３０に対し回動支点２４２を介して回動自在に軸支されている。更に、このハウジング２４０は、付勢部材２４４を用いて、基台３０側へ付勢されており、これによりタイヤ２３８と転動面２３４との接触圧力が常に良好な値となるように構成されている。
【００６９】
また、前記操舵装置２０には、操舵部１００のローリング角を検出するローリング角検出部４０が設けられている。このローリング角検出部４０は、図２におけるローリング基準位置１０２をローリング角０とし、その左右方向への傾き角θを検出し、後述する演算処理部へ入力するように構成されている。
【００７０】
図４には、ディスプレイ１０上に表示されるゲーム画面の一例が示されている。同図に示すよう、ゲーム画面の中央にはプレーヤバイク４１０が表示される。プレーヤＰは、このゲーム画面を見ながら、操舵部１００を左右方向にローリングさせると、画面内のプレーヤバイク４１０もそのローリング方向に傾きながら操舵される。従って、プレーヤＰは、アクセル、ブレーキ等を操作してプレーヤバイク４１０のスピードを調整しながら、体重移動により操舵部１００を左右方向に倒し込むことによりプレーヤバイク４１０のハンドリングを行い、自分の運転するプレーヤバイク４１０がコース４００上を走行するゲームを楽しむことができる。
【００７１】
このとき本実施例のゲーム装置は、モータ２１０及びクラッチ２２０を制御をすることにより、操舵部１００に対し任意のトルクを復元力として与えることが可能となる。
【００７２】
すなわち、クラッチ２２０をオフ状態に制御すると、モータのトルクが操舵部１００に伝わることはなく、プレーヤＰは自力で操舵部１００を簡単にローリングさせることができる。逆に、クラッチ２２０をオンすると、モータ２１０の出力はそのまま操舵部１００に伝達される。
【００７３】
従って、ゲームの進行にあわせて、クラッチ２２０及びモータ２１０を制御すすることにより、操舵部１００に伝達するトルクの大きさ及び方向を正確に設定することができる。
【００７４】
従って、操舵部１００がローリングした場合には、操舵部１００をローリング基準位置１０２に戻す方向にモータ２１０を回転駆動し、しかもアクセルの開度、ローリング角度、スピード等のデータに基づき、的確な復元力を操舵部１００に与えるようにクラッチ２２０を制御することにより、実際のバイクを倒し込んでカーブを曲がったような状況を、正確に再現することができる。
【００７５】
図５には、実施例のゲーム装置の制御回路が示されている。
【００７６】
実施例のゲーム装置では、ハンドル１３６に設けられたアクセル５０、ブレーキ５２の操作信号及びローリング角検出部４０の検出するローリング角θが、演算処理部６０へ入力される。
【００７７】
演算処理部６０は、前記各入力信号及び所定のゲームプログラムに基づき、プレーヤバイク４１０が３次元ゲーム空間内に設定されたコース４００を走行するゲーム演算を行い、画像合成部７０を介しディスプレイ１０に図４に示すゲーム画面を表示させる。このとき、前述したようにアクセル５０、ブレーキ５２の操作により、プレーヤバイク４１０は加減速し、ローリング角検出部４０の検出するローリング角θに基づき、プレーヤバイク４１０はそのローリング方向へ倒れ、そのローリング角の大きさに応じて曲がるることになる。
【００７８】
従って、プレーヤＰは、体重移動により操舵部１００を左右方向に倒し込むことによりプレーヤバイク４１０をハンドリングし、アクセル５０、ブレーキ５２を操作することにより、プレーヤバイク４１０を加減速し、図示しないコンピュータバイクや、他のプレーヤの操縦するバイクと競争しながら、コース４００上を走行することができる。
【００７９】
このとき、前記演算処理部６０は、モータアクチュエータ８０、クラッチアクチュエータ８２、シリンダアクチュエータ８４を介し、前述したモータ２１０、クラッチ２２０及びシリンダ１４０を制御し、操舵部１００に乗っているプレーヤに対しローリング感覚、ピッチング感覚を体感させ、よりリアリティーに富んだ迫力のあるバイクゲームを演出するように構成されている。
【００８０】
図６には、演算処理部６０の制御動作が概略的に示されている。実施例の演算処理部６０は、記載のバイクと同様なローリング感覚を演出するローリング制御（ステップＳ１０）と、バイクがスリップする状況を演出するスリップ制御（ステップＳ１２）と、バイク走行時に発生するピッチング動作を演出するピッチング制御（ステップＳ１４）とをゲームオーバーとなるまで行う（ステップＳ１６）。
【００８１】
図７（Ａ）には、前記ローリング制御（ステップＳ１０）及びスリップ制御（ステップＳ１２）の具体的な動作が示されている。
【００８２】
まず、プレーヤバイク４１０がコース４００上を走行する場合を想定する。この場合には、プレーヤバイク４１０をローリング基準位置１０２へ戻す為の復元力Ｔの演算を行う（ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６）。
【００８３】
即ち、本実施例のゲーム装置では、バイクに作用する復元力Ｔを、バイクを体重移動により倒し込んだ時に発生する反力Ｔａと、倒し込み中にアクセルをあけると発生するセンターに戻る力Ｔｂとに分けて演算している。
【００８４】
まず、ステップＳ２２では、倒し込みに対する反力Ｔａの演算を行う。この反力Ｔａは、プレーヤバイク４１０のスピードが速くなるほど大きく、さらには、プレーヤバイク４１０のローリング角θが増えるほど大きくなるように演算される。
【００８５】
ステップＳ２４では、バイクを倒し込み中にアクセルを開けると発生するセンターに戻る力Ｔｂの演算を行う。このＴｂは、アクセルの開度に比例して大きくなるように演算される。なお、この力Ｔｂは、最大アクセル開度でかつ最大ローリング角の時に最大値をとるように演算される。また、この力Ｔｂは、前記反力Ｔａに対し通常は２〜３割程度の値とし、反力Ｔａとの間にメリハリを付けるように設定することが好ましい。
【００８６】
そして、ステップＳ２６では、センターに戻る力Ｔを、Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｂの式を用いて求める。
【００８７】
ここでは、例えば出力できるトルクの最大値を１０とし、図７（Ｂ）に示すように各トルクＴａ、Ｔｂにパラメータを与えておき、その合計値をセンターに戻る力Ｔとして求める。
【００８８】
そして、このようにして求めたトルクＴの値に基づき、モータ２１０及びクラッチ２２０を制御し、操舵部１００に対してローリング基準位置１０２に復帰する復元力を与える（ステップＳ３０）。これにより、実際のバイクを運転している場合と同様なローリング感覚を、プレーヤＰに体感させることができる。
【００８９】
また、このような制御を行うことにより、例えばプレーヤバイク４１０のスピードが遅い場合には反力Ｔａが小さく、スピードが速くなるに従って反力Ｔａが大きくなる。これにより、スピードの変化に伴うバイクの直進安定性を正確にシミュレートすることができる。
【００９０】
更に、プレーヤバイク４１０がオーバースピードでコーナーに突っ込んだ時などは、プレーヤバイク４１０のリアタイヤがグリップの限界を越え、滑ってる感覚を演出することが好ましい。このため、本実施例では、ステップＳ２８において、プレーヤバイク４１０のタイヤがグリップ能力を失い、スリップする状態に入ったか否かの判断をおこなう。
【００９１】
図９には、この判断のための条件が示されている。同図において、横軸はスピードを、縦軸はプレーヤバイクのコーナリング半径を表し、図中斜線の部分がスリップせずにコーナーを曲がれる領域を表している。演算処理部６０は、プレーヤバイク４１０のスピード及びコーナーリング半径に基づき、プレーヤバイク４１０がスリップするか否かの判断を行い、スリップすると判断した場合にはスリップ用の制御を行う（ステップＳ３２）。
【００９２】
スリップ用の制御は、演算処理部６０がクラッチ２２０を一時的にオフまたは一時的に結合力を弱く制御することにより行われる。このようにクラッチ２２０を一時的にオフまたは弱く制御することにより、操舵部１００を保持するトルクが一時的に０または極端に小さくなり、リアタイヤが滑ってる不安定な状態をシミュレートすることができる。
【００９３】
また、実施例の演算処理部６０は、プレーヤバイク４１０がコースアウトした時の状況を演出するために、ステップＳ２０でプレーヤ４１０がコースアウトしているか否かの判断を行っている。そして、コースアウトしたと判断されると、モータ２１０を小刻みに正，逆転制御をすることにより、コースアウト時における路面の凹凸感を演出することができる（ステップＳ３４）。
【００９４】
このように、本実施例のゲーム装置によれば、バイクを倒す時に、バイクを力でねじ伏せるという感覚を、実際のバイクを操縦する場合と同様に表現することが可能となる。
【００９５】
更に、バイクを倒し込んでコーナーを曲がっている時にアクセルをあげると、車体がセンターに戻ろうとする動きを良好に表現することができる。
【００９６】
更に、スピードを変化させた場合におけるバイクの直進安定性の表現や、ホーバースピードでコーナーに侵入したときに、後輪が滑るような感覚を、実際のバイクと同様にシミュレートすることができる。
【００９７】
更に、プレーヤバイクがコースアウトした時の凹凸感をも、良好に表現することができる。
【００９８】
図８には、前述したピッチング制御（ステップＳ１４）が具体的に示されている。
【００９９】
まず、演算処理部６０が、プレーヤバイク４１０がコース４１０上を通常走行していると判断した場合には（ステップＳ４０）、シリンダ４０を微振動させ（ステップＳ４２）、バイク走行時に路面から伝わってくる凹凸感を演出する。この時、前記振動の周期、大きさを変化させることで、スピード感や、路面の凹凸感をより良好に演出することができる。また、プレーヤバイクがコースアウトした時等は、強めの振動を与えるように制御することが好ましい。
【０１００】
また、プレーヤバイクが加速やウィリー走行をしていると判断すると（ステップＳ４４）、シリンダ１４０が伸びるように制御し、フロントタイヤが浮き上がる感覚を演出する（ステップＳ４６）。この制御は、スタート時のウィリーや、シフトチェンジの加速時に使用する。
【０１０１】
ウィリーの場合には、エアシリンダ１４０を最大まで伸ばし、また、加速時は半分程度まで伸ばすように制御する。その後、一定時間が経過した後、バイクが水平となる位置までシリンダ１４０を縮める。
【０１０２】
また、プレーヤバイク４１０が減速した場合には（ステップＳ４８）、フロントを下げるようにエアシリンダ１４０を制御する（ステップＳ５０）。この制御は、急激な減速をした場合に行われ、加速時とは逆にフロントフォークがノーズダイブ（沈み込む）する感覚を演出する。
【０１０３】
また、プレーヤバイクがジャンプ動作をした場合には（ステップＳ５２）、エアシリンダ１４０をジャンプ用に制御し、ジャンプ中のふわーっとした感覚や着地したときの突き上げるような感覚を演出する。この時、ジャンプ中は、シリンダ１４０の振動を停止させ、バイクが空中を飛んでいることを表現する。また、着地の表現は、ジャンプの前、又はジャンプ中にエアシリンダ１４０を予め縮めておき、着地に合わせてエアシリンダ１４０を急激に伸ばし、着地した時の突き上げ感を演出する。
【０１０４】
このように、本実施例のゲーム装置によれば、実際のバイクを操縦した場合のローリング感覚ばかりではなく、実際のバイク操縦時と同様なピッチング感覚をプレーヤに体感させ、更にリアリティーの高いバイクゲームを行うことが可能となる。
【０１０５】
なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である。
【０１０６】
例えば、前記実施例では、本発明をバイクゲームに適用する場合を例に取り説明したが、本発明はこれに限らず、体重移動型の操舵を行う各種シミュレータやゲーム装置等に幅広く適用することができ、例えば、ジェットスキーを操縦するゲーム装置などに極めて好適なものとなる。
【０１０７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された操舵装置の側面概略説明図である。
【図２】図１に示す操舵装置の正面概略説明図である。
【図３】実施例の操舵装置にプレーヤが載ってゲームをしている様子を示す説明図である。
【図４】ディスプレイに表示されるゲーム画面の説明図である。
【図５】実施例のゲーム装置の制御回路の機能ブロック図である。
【図６】実施例の装置の制御動作を示すフローチャート図である。
【図７】同図（Ａ）は、本実施例のローリング制御及びスリップ制御のフローチャート図であり、同図（Ｂ）は、トルク演算の説明図である。
【図８】実施例のピッチング動作を示すフローチャート図である。
【図９】プレーヤバイクのスリップ条件の説明図である。
【図１０】操舵装置のショックアブソーバの動作説明図である。
【符号の説明】
１０ ディスプレイ
２０ 体重移動型操舵装置
４０ ローリング角検出部
６０ 演算処理部
１００ 操舵部
１１０ 基部
１２０ ピッチング機構
１３０ プレーヤ載置部
１４０ シリンダ
１５０ 回動アーム
１６０ ショックアブソーバ
２００ 復元力供給部
２１０ 出力伝達機構
２３２ 伝達アーム
２３４ 転動面
２３６ 回転伝達機構
２３８ タイヤ
４００ プレーヤ
４１０ コース
【発明の属する技術分野】
本発明は、体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置、特にプレーヤの体重移動により左右方向にローリングし、操舵信号を出力する体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置に関する。
【０００２】
【背景技術】
従来よりバイクゲーム装置などでは、体重移動によりプレーヤが車体を倒し込むローリング動作を行い、左右方向に向けた操舵をするものが知られていた。
【０００３】
このタイプのゲーム装置では、実際のオートバイの挙動を体感でき、迫力に富んだゲームを楽しむことができる。
【０００４】
このような従来のゲーム装置としては、特開平７−１９９７８９号公報、実開平６−５７３９２号公報等に係る提案が知られている。前者の提案は、車体の前輪側に高速回転するジャイロを設け、プレーヤがカーブにさしかかりハンドルを右又は左に切ると、前記ジャイロ効果によって車体をカーブの外側に傾ける力が働くように構成されている。
【０００５】
また、後者の提案は、車体に前記ジャイロ以外に、シリンダ装置を設け、車体を傾けた際の操舵感をより実際のオートバイの操作感に近づけるように構成したものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
（ａ）このように従来のゲーム装置では、実際のオートバイのローリング感覚をシミュレートし、より迫力のあるゲーム演出を行うように構成されているが、ローリング駆動のための構成が複雑となり、しかも実際のオートバイのローリング感覚に比べいまひとつリアリティーに欠け、バイクゲームとしての面白さを十分演出できないという問題があった。
【０００７】
すなわち、従来のゲーム装置では、車輪の回転のジャイロ効果によりハンドルを右又は左に切った際にはじめて、車体をカーブの外側に傾ける力を与える。このため、実際のオートバイのように、単に車体を傾けてコーナリングを行っても、車体をカーブの外側に傾けるような復元力が発生せず、今一つリアリティに欠けるという問題が合った。
【０００８】
更に、ジャイロ効果により大きな力を得るためには、質量の大きな回転体を前輪として使用し、これを高速回転させる必要がある。このため、ジャイロ機構が大がかりとなり、しかも安全対策を充分に施す必要があるという問題が合った。
【０００９】
また従来のゲーム装置では、車体を左右に微震動させ車輪のスリップ状況等を演出しているが、スリップの演出としてはいまひとつリアリティーに欠けるという問題があった。
【００１０】
（ｂ）また、従来のゲーム装置は、実際のバイク運転時に発生するピッチングを、前記ローリングと組み合わせて効果的に再現することができないという問題があった。
【００１１】
このため、プレーヤの体重移動により操舵する際に、リアリティーの高いローリングを再現することができ、しかもこのローリングに加え、実際の路面走行時と同様なピッチングを再現することができる体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置の実現が望まれていた。
【００１２】
本発明は、このような従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、よりリアリティーの高いローリング動作を実現することができる体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置を得ることにある。
【００１３】
また、本発明の他の目的は、リアリティーの高いローリング及びピッチングの組合せ動作を実現することが可能な体重移動型操舵装置及びこれを用いたゲーム装置を得ることにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（１）前記目的を達成するため本発明は、
プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ裁置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源と、
前記回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、前記回転駆動源の出力を操舵部に復元力として伝達することを特徴とする。
【００１５】
本発明の体重移動型操舵装置は、プレーヤが操舵部に乗り、体重移動すると、この体重移動により操舵部が左右方向にローリングし、このローリング動作に応じた操舵信号を出力する。
【００１６】
この時、前記操舵部には、復元力供給部から所定ローリング基準位置に向けた復元力が与えられる。
【００１７】
本発明では、回転駆動源の回転出力を出力伝達機構を介して操舵部に伝達するよう構成されているため、簡単な構成で、実際のローリング動作を十分再現できる復元力を操舵部に与えることができる。
【００１８】
これに加えて、本発明では、前記出力伝達機構にクラッチ機構を設けることにより、操舵部に与える復元力の大きさを微調整することができる。これにより、プレーヤは、体重移動により操舵部を左右方向にローリングする際に、操舵部から実際のローリング動作に近いローリング反力を体感でき、プレーヤは実際のローリング動作に近い感覚で、操舵部を操作し、操舵信号を発生させることができる。
【００１９】
これに加えて、本発明によれば、前記クラッチ機構の結合力を弱めるように制御することにより、例えばスリップ状況や、速度により変化するバイクの直進安定性を、より実際に近い感覚となるようにシミュレートし、プレーヤに体感させることが可能となる。
【００２０】
このように、本発明の体重移動型操舵装置によれば、実際のローリング動作を正確にシミュレートし、しかもローリング動作中に発生するスリップ状態や、速度により変化する直進安定性を、正確にシミュレートすることができるため、プレーヤが体重移動により操舵部を左右方向にローリングする際、よりリアリティーの高い体重移動型の操舵感覚を得ることができ、例えば、バイク、ジェットスキー、自転車等の体重移動型の対象物を操舵するゲーム装置用の操舵装置として極めて好適なものとなる。
【００２１】
（２）また、本発明は、
プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ裁置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
ピッチング用駆動源と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源と、
前記回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、前記回転駆動源の出力を操舵部に復元力として伝達し、
前記操舵部は、
プレーヤ裁置部と、
前記ピッチング用駆動源の出力に基づき、プレーヤ裁置部を前後方向にピッチング駆動するピッチング機構と、
を含むことを特徴とする。
【００２２】
前記（２）の発明は、前記（１）の発明に加え、以下のような作用効果を奏することができる。
【００２３】
即ち、本発明の体重移動型操舵装置は、操舵部がプレーヤ載置部と、ピッチング機構とを含んで構成されており、ピッチング駆動源の出力に基づき、プレーヤ載置部を前後方向にピッチング駆動するように構成されている。
【００２４】
以上の構成とすることにより、前述したローリング動作とは独立して、ピッチング動作を制御することができるため、ピッチング動作とローリング動作との組合わせ制御を良好に行うことができる。
【００２５】
これにより、例えばプレーヤが体重移動により操舵部を左右方向にローリングする際、プレーヤは前後方向へのピッチング動作も操舵部を介して体感することができ、この結果、よりリアリティーの高い体重移動型の操舵感覚を得ることができる。
【００２６】
このように、本発明によればローリング動作に、ピッチング動作を組み合わせることにより、例えばバイク、ジェットスキー、自転車などの各種ゲーム装置に好適な、体重移動型操舵装置を実現することが可能となる。
【００２７】
（３）また、本発明は、
前記ピッチング機構は、
前記操舵部の基部上に、前後方向に回動自在に取付られ、その一方側に前記プレーヤ裁置部を回動自在に支持する回動部材と、
前記プレーヤ裁置部と前記回動部材又は前記基部との間に設けられ、プレーヤ裁置部に加わる衝撃を緩衝する緩衝機構と、
を含み、
前記ピッチング用駆動源は、
前記操舵部の基部と前記プレーヤ裁置部との間に取り付けられ、伸縮動作により、前記プレーヤ裁置部を基部上において前後方向にピッチング駆動するシリンダ部として形成されたことを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、シリンダ部を前後方向に微振動させることにより、プレーヤの操縦する移動体が路面などを走行する際発生する微振動をプレーヤに体感させることができる。
【００２９】
更に、プレーヤ載置部を後方に傾けるように制御することにより、プレーヤの操縦する移動体が加速している状態や、例えばバイク等が前輪を持ち上げて後輪だけでウイリー走行するような状況を再現することができる。
【００３０】
また、プレーヤ載置部を前方に傾けるように制御することにより、プレーヤの操縦する移動体が減速している状況を再現することができる。
【００３１】
これに加えて、本発明によれば前記緩衝機構を設けることにより、プレーヤの操縦する移動体がジャンプし、着地する感覚を良好に演出することができる。例えば、ジャンプ中はシリンダの微振動を停止させ、移動体が空中を飛んでいる様子を表現する。そして、移動体が着地する際の表現は、ジャンプの前又はジャンプ中にシリンダ部を予め下げておき、着地に合わせてシリンダを急激に上げて着地した時のつき上げ感を演出し、その後はシリンダを下げ緩衝部材の動作と共に衝撃を吸収する感じを演出する。
【００３２】
このように本発によれば移動体移動時における振動や、そのピッチング状態の演出を良好に行うことができ、ゲーム装置の体重移動型操舵装置として極めて好適なものとなる。
【００３３】
（４）また、本発明は、
前記（１）〜（３）のいずれかの発明において、
前記出力伝達機構は、
円弧状の接触面を有し、操舵部と一体的に設けられた伝達部材と、
前記回転駆動源の回転出力を前記クラッチ機構を介して前記伝達部材の円弧状接触面に伝達する回転伝達機構と、
を含むことを特徴とする。
【００３４】
ここにおいて、前記伝達部材の接触面は、ローリング中心を中心とする円弧面として形成することが好ましい。
【００３５】
本発明によれば、回転駆動源の回転出力を、回転伝達機構を用いて前記伝達部材の接触面に伝達する構成とすることにより、出力伝達機構の構成をより簡単なものとすることができる。
【００３６】
ここにおいて、前記伝達部材の接触面を、ローラなどの転動面として形成し、回転駆動源の回転出力を、前記転動面と接触するローラ等を用いて伝達するように構成することにより、前記出力伝達機構の構成をより簡単なものとすることができる。
【００３７】
なお、必要に応じて、前記伝達部材の円弧状の接触面を、歯車のかみ合い面として形成し、回転伝達機構に設けられた歯車とかみ合うことにより、回転駆動源の回転出力を伝達するように形成してもよい。
【００３８】
（５）また、本発明は、
前記（１）〜（４）のいずれかの発明において、
前記操舵部のローリング角を検出するローリング角検出部を含み、
前記ローリング角の検出信号を、前記復元力供給部の回転駆動源およびクラッチ機構を制御するための信号として出力することを特徴とする。
【００３９】
本発明によれば、すでに体重移動型操舵装置に、操舵部のローリング角を検知するローリング角検出部を組み込んでおくことにより、各種ゲーム装置やシミュレター用の汎用性のある操舵装置として出荷することが可能となる。
【００４０】
（６）また、本発明は、
前記（１）〜（５）のいずれかの発明に係る体重移動型操舵装置と、
前記操舵部からの操舵信号及び所定のゲームプログラムに基づき、プレーヤの操縦するプレーヤキャラクタが、ゲーム空間内に設定されるコースを移動するゲーム演算を行う演算処理手段と、
前記コースを移動するプレーヤキャラクタの画面をディスプレイ上に表示する表示手段と、
を含み、
前記演算処理手段は、
前記プレーヤキャラクタの移動情報に基づき、前記回転駆動源、クラッチ機構を制御することを特徴とする。
【００４１】
以上の構成とすることにより、プレーヤがゲーム画面を見ながら、操舵装置を左右にローリングし操舵信号を入力すると、その操舵信号に基づき、ゲーム空間内に設定されるコースを移動するプレーヤキャラクタが操縦されることになる。
【００４２】
このとき、ゲーム空間内のコースを移動するプレーヤキャラクタの移動情報に基づき、体重移動型操舵装置の回転駆動源及びクラッチ機構が制御され、これにより、操舵部に乗ったプレーヤに対し、実際にプレーヤキャラクタを操縦している場合と同様なローリング感覚や、スリップ感覚等をプレーヤに体感させ、よりリアリティーの高い迫力に富んだゲームを実現することができる。
【００４３】
従って、本発明は、例えばバイク、水上スキー、自転車及びその他、体重移動により操舵を行う移動体を操縦するタイプのゲーム装置に極めて好適なものとなる。
【００４４】
（７）また、本発明は、
前記（５）の発明に係る体重移動型操舵装置と、アクセル操作及びブレーキ操作を行う操作部とを含み、バイクキャラクタを操縦するプレーヤ操作手段と、
前記プレーヤ操作手段からの信号及び所定のゲームプログラムに基づき、プレーヤの操縦するバイクキャラクタがゲーム空間内に設定されるコースを移動するゲーム演算を行う演算処理手段と、
前記コースを移動するバイクキャラクタの画面をディスプレイ上に表示する表示手段と、
を含み、
前記演算処理手段は、
前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、前記操舵部に所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える演算を行い、前記回転駆動源及びクラッチ機構を制御する手段と、
前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、前記スリップ発生状態の演算を行い、前記クラッチ機構を制御する手段と、
を含むことを特徴とする。
【００４５】
ここにおいて、前記体重移動型操舵装置は、その外観がバイクの車体形状を有し、プレーヤがその上にまたがって車体を左右にローリングできるように形成することが好ましい。
【００４６】
本発明によれば、車体にまたがったプレーヤが、体重移動により車体である操舵部を左右方向にローリングさせることにより、ゲーム空間内に設定されたコース上を移動するバイクキャラクタの操縦を行う。
【００４７】
このとき、前記コースを移動するバイクキャラクタの移動情報に基づき、前記操舵部に所定ローリング基準位置、好ましくは直立点に向けた復元力を与える演算を行い、前記回転駆動源及びクラッチ機構を制御する。
【００４８】
更に、前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、スリップ発生状態の演算を行いクラッチ機構を制御する。
【００４９】
このようにすることにより、実際のバイクを操縦している場合と同様なローリング感覚をプレーヤが体感することができ、しかもバイクが低速走行している場合、又は移動中にスリップする場合などを的確に再現しプレーヤに体感させることができ、よりリアリティーに富んだ迫力のあるバイクゲームを行うことが可能となる。
【００５０】
（８）また、本発明は、
前記（７）の発明において、
前記体重移動型操舵装置は、
前記（２）〜（３）のいずれかの発明に係るピッチング用駆動源およびピッチング機構を含み、
前記演算処理手段は、
前記バイクキャラクタの移動情報に基づき、前記操舵部にピッチング動作を与える演算を行い、前記ピッチング用駆動源を制御する手段を含むことを特徴とする。
【００５１】
以上の構成とすることにより、前記ローリング動作のみならず、実際のバイクを操縦した場合と同様なピッチング動作を再現し、プレーヤに実際のバイクを操縦する場合と同様な体感を与え、更に迫力に富んだ面白いゲームを実現することが可能となる。
【００５２】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好適な実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００５３】
図１〜図３には、本発明が適用されたバイクゲーム装置の一例が示されている。図３に示すよう、実施例のバイクゲーム装置は、オートバイの車体形状した体重移動型操舵装置２０と、ディスプレイ１０とを含み、プレーヤＰが体重移動により操舵装置２０を左右方向に傾けることにより、ディスプレイ１０上に表示されるプレーヤバイクを操舵するよう構成されている。
【００５４】
図１に示すよう、前記体重移動型操舵装置２０は、床面に設置される基台３０と、この基台３０上に図２に示すように左右方向へローリング自在に取付け固定された操舵部１００と、前記操舵部１００にローリング基準位置１０２（図２参照）へ向けた復元力を与える復元力供給部２００とを含んで構成される。
【００５５】
前記操舵部１００は、基部１１０と、プレーヤ載置部１３０と、ピッチング用駆動源としてのシリンダ１４０と、シリンダ出力に基づきプレーヤ載置部１３０を前後方向にピッチング運動させるピッチング機構１２０とを含んで構成される。
【００５６】
前記基部１１０は、基台３０に前後方向に水平に取付け固定された支軸３２に対し、軸受け１１２、１１２を介して図２に示すよう左右方向にローリング自在（揺動自在）に軸支され、図２に示すよう直立位置１０２をローリング基準位置として、左右方向に最大角θｍａｘだけローリングできるように構成されている。
【００５７】
前記プレーヤ載置部１３０のフレーム１３２上には、ハンドル１３６と座席１３４とが設けられており、前記ハンドル１３６には、図示しないアクセル、ブレーキ等が設けられている。
【００５８】
前記ピッチング機構１２０は、基部１１０上に回動支点１５２を中心に前後方向へ回動自在に取付け固定された回動アーム１５０と、ショックアブソーバ１６０とを含んで構成される。
【００５９】
前記回動アーム１５０には、その先端部側に、プレーヤ載置部１３０の下方先端部が回転支点１５４を中心に前後方向へ回動自在に軸支され、その後端部側とプレーヤ載置部１３０の後端部との間には前記ショックアブソーバ１６０が取り付け固定されている。前記ショックアブソーバ１６０は、２個のアーム１６２がリンク結合されており、各連結部に緩衝部１６４が設けられ、図１０に示すように回動支点１５４を中心としたプレーヤ載置部１３０の回動動作時における衝撃を吸収するように構成されている。
【００６０】
また、前記シリンダ１４０は、その一端が基部１１０側に、他端側がプレーヤ載置部１３０側にそれぞれ回動支点１４２、１４４を中心に回動自在に軸支されている。
【００６１】
従って、プレーヤ載置部１３０は、シリンダ１４０を伸ばすことにより、図１において一点鎖線１３０Ａに示すよう後ろ方向へ傾き、シリンダ１４０を縮めることにより前へ傾くようにピッチング動作することになる。
【００６２】
また、前記復元力供給部２００は、回転駆動源としてのモータ２１０と、クラッチ２２０と、出力伝達機構２３０とを含んで構成される。
【００６３】
前記出力伝達機構２３０は、プレーヤ載置部１３０の基部１１０後端部から立設された伝達アーム２３２と、この伝達アーム２３２にモータ２１０の回転駆動力を伝達する回転伝達機構２３６とを含んで構成される。
【００６４】
前記伝達アーム２３２は、タイヤ２３８と接触する円弧上の転動面２３４を有し、この転動面２３４は、支軸３２を中心とした半径を持つ円弧面として形成されている。
【００６５】
前記回転伝達機構２３６は、モータ２１０の回転出力をクラッチ２２０を介してタイヤ２３８へ伝達し、タイヤ２３８の回転駆動力を伝達アーム２３２を介してプレーヤ載置部１３０伝達するように構成されている。
【００６６】
これにより、図２に示すよう左右方向にローリングしたプレーヤ載置部１３０に対し、モータ２１０を正転又は逆転駆動することにより、直立位置、即ちローリング基準位置１０２へ向けた復元力を与えることができる。
【００６７】
前記クラッチ２２０は、パウダークラッチを用いて構成され、モータ２１０の出力を任意のトルクに変換して出力できるようになっている。
【００６８】
また前記モータ２１０、クラッチ２２０、回転伝達機構２３６は、ハウジング２４０内に一体的に取付け固定されている。このハウジング２４０の後端部は、基台３０に対し回動支点２４２を介して回動自在に軸支されている。更に、このハウジング２４０は、付勢部材２４４を用いて、基台３０側へ付勢されており、これによりタイヤ２３８と転動面２３４との接触圧力が常に良好な値となるように構成されている。
【００６９】
また、前記操舵装置２０には、操舵部１００のローリング角を検出するローリング角検出部４０が設けられている。このローリング角検出部４０は、図２におけるローリング基準位置１０２をローリング角０とし、その左右方向への傾き角θを検出し、後述する演算処理部へ入力するように構成されている。
【００７０】
図４には、ディスプレイ１０上に表示されるゲーム画面の一例が示されている。同図に示すよう、ゲーム画面の中央にはプレーヤバイク４１０が表示される。プレーヤＰは、このゲーム画面を見ながら、操舵部１００を左右方向にローリングさせると、画面内のプレーヤバイク４１０もそのローリング方向に傾きながら操舵される。従って、プレーヤＰは、アクセル、ブレーキ等を操作してプレーヤバイク４１０のスピードを調整しながら、体重移動により操舵部１００を左右方向に倒し込むことによりプレーヤバイク４１０のハンドリングを行い、自分の運転するプレーヤバイク４１０がコース４００上を走行するゲームを楽しむことができる。
【００７１】
このとき本実施例のゲーム装置は、モータ２１０及びクラッチ２２０を制御をすることにより、操舵部１００に対し任意のトルクを復元力として与えることが可能となる。
【００７２】
すなわち、クラッチ２２０をオフ状態に制御すると、モータのトルクが操舵部１００に伝わることはなく、プレーヤＰは自力で操舵部１００を簡単にローリングさせることができる。逆に、クラッチ２２０をオンすると、モータ２１０の出力はそのまま操舵部１００に伝達される。
【００７３】
従って、ゲームの進行にあわせて、クラッチ２２０及びモータ２１０を制御すすることにより、操舵部１００に伝達するトルクの大きさ及び方向を正確に設定することができる。
【００７４】
従って、操舵部１００がローリングした場合には、操舵部１００をローリング基準位置１０２に戻す方向にモータ２１０を回転駆動し、しかもアクセルの開度、ローリング角度、スピード等のデータに基づき、的確な復元力を操舵部１００に与えるようにクラッチ２２０を制御することにより、実際のバイクを倒し込んでカーブを曲がったような状況を、正確に再現することができる。
【００７５】
図５には、実施例のゲーム装置の制御回路が示されている。
【００７６】
実施例のゲーム装置では、ハンドル１３６に設けられたアクセル５０、ブレーキ５２の操作信号及びローリング角検出部４０の検出するローリング角θが、演算処理部６０へ入力される。
【００７７】
演算処理部６０は、前記各入力信号及び所定のゲームプログラムに基づき、プレーヤバイク４１０が３次元ゲーム空間内に設定されたコース４００を走行するゲーム演算を行い、画像合成部７０を介しディスプレイ１０に図４に示すゲーム画面を表示させる。このとき、前述したようにアクセル５０、ブレーキ５２の操作により、プレーヤバイク４１０は加減速し、ローリング角検出部４０の検出するローリング角θに基づき、プレーヤバイク４１０はそのローリング方向へ倒れ、そのローリング角の大きさに応じて曲がるることになる。
【００７８】
従って、プレーヤＰは、体重移動により操舵部１００を左右方向に倒し込むことによりプレーヤバイク４１０をハンドリングし、アクセル５０、ブレーキ５２を操作することにより、プレーヤバイク４１０を加減速し、図示しないコンピュータバイクや、他のプレーヤの操縦するバイクと競争しながら、コース４００上を走行することができる。
【００７９】
このとき、前記演算処理部６０は、モータアクチュエータ８０、クラッチアクチュエータ８２、シリンダアクチュエータ８４を介し、前述したモータ２１０、クラッチ２２０及びシリンダ１４０を制御し、操舵部１００に乗っているプレーヤに対しローリング感覚、ピッチング感覚を体感させ、よりリアリティーに富んだ迫力のあるバイクゲームを演出するように構成されている。
【００８０】
図６には、演算処理部６０の制御動作が概略的に示されている。実施例の演算処理部６０は、記載のバイクと同様なローリング感覚を演出するローリング制御（ステップＳ１０）と、バイクがスリップする状況を演出するスリップ制御（ステップＳ１２）と、バイク走行時に発生するピッチング動作を演出するピッチング制御（ステップＳ１４）とをゲームオーバーとなるまで行う（ステップＳ１６）。
【００８１】
図７（Ａ）には、前記ローリング制御（ステップＳ１０）及びスリップ制御（ステップＳ１２）の具体的な動作が示されている。
【００８２】
まず、プレーヤバイク４１０がコース４００上を走行する場合を想定する。この場合には、プレーヤバイク４１０をローリング基準位置１０２へ戻す為の復元力Ｔの演算を行う（ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６）。
【００８３】
即ち、本実施例のゲーム装置では、バイクに作用する復元力Ｔを、バイクを体重移動により倒し込んだ時に発生する反力Ｔａと、倒し込み中にアクセルをあけると発生するセンターに戻る力Ｔｂとに分けて演算している。
【００８４】
まず、ステップＳ２２では、倒し込みに対する反力Ｔａの演算を行う。この反力Ｔａは、プレーヤバイク４１０のスピードが速くなるほど大きく、さらには、プレーヤバイク４１０のローリング角θが増えるほど大きくなるように演算される。
【００８５】
ステップＳ２４では、バイクを倒し込み中にアクセルを開けると発生するセンターに戻る力Ｔｂの演算を行う。このＴｂは、アクセルの開度に比例して大きくなるように演算される。なお、この力Ｔｂは、最大アクセル開度でかつ最大ローリング角の時に最大値をとるように演算される。また、この力Ｔｂは、前記反力Ｔａに対し通常は２〜３割程度の値とし、反力Ｔａとの間にメリハリを付けるように設定することが好ましい。
【００８６】
そして、ステップＳ２６では、センターに戻る力Ｔを、Ｔ＝Ｔａ＋Ｔｂの式を用いて求める。
【００８７】
ここでは、例えば出力できるトルクの最大値を１０とし、図７（Ｂ）に示すように各トルクＴａ、Ｔｂにパラメータを与えておき、その合計値をセンターに戻る力Ｔとして求める。
【００８８】
そして、このようにして求めたトルクＴの値に基づき、モータ２１０及びクラッチ２２０を制御し、操舵部１００に対してローリング基準位置１０２に復帰する復元力を与える（ステップＳ３０）。これにより、実際のバイクを運転している場合と同様なローリング感覚を、プレーヤＰに体感させることができる。
【００８９】
また、このような制御を行うことにより、例えばプレーヤバイク４１０のスピードが遅い場合には反力Ｔａが小さく、スピードが速くなるに従って反力Ｔａが大きくなる。これにより、スピードの変化に伴うバイクの直進安定性を正確にシミュレートすることができる。
【００９０】
更に、プレーヤバイク４１０がオーバースピードでコーナーに突っ込んだ時などは、プレーヤバイク４１０のリアタイヤがグリップの限界を越え、滑ってる感覚を演出することが好ましい。このため、本実施例では、ステップＳ２８において、プレーヤバイク４１０のタイヤがグリップ能力を失い、スリップする状態に入ったか否かの判断をおこなう。
【００９１】
図９には、この判断のための条件が示されている。同図において、横軸はスピードを、縦軸はプレーヤバイクのコーナリング半径を表し、図中斜線の部分がスリップせずにコーナーを曲がれる領域を表している。演算処理部６０は、プレーヤバイク４１０のスピード及びコーナーリング半径に基づき、プレーヤバイク４１０がスリップするか否かの判断を行い、スリップすると判断した場合にはスリップ用の制御を行う（ステップＳ３２）。
【００９２】
スリップ用の制御は、演算処理部６０がクラッチ２２０を一時的にオフまたは一時的に結合力を弱く制御することにより行われる。このようにクラッチ２２０を一時的にオフまたは弱く制御することにより、操舵部１００を保持するトルクが一時的に０または極端に小さくなり、リアタイヤが滑ってる不安定な状態をシミュレートすることができる。
【００９３】
また、実施例の演算処理部６０は、プレーヤバイク４１０がコースアウトした時の状況を演出するために、ステップＳ２０でプレーヤ４１０がコースアウトしているか否かの判断を行っている。そして、コースアウトしたと判断されると、モータ２１０を小刻みに正，逆転制御をすることにより、コースアウト時における路面の凹凸感を演出することができる（ステップＳ３４）。
【００９４】
このように、本実施例のゲーム装置によれば、バイクを倒す時に、バイクを力でねじ伏せるという感覚を、実際のバイクを操縦する場合と同様に表現することが可能となる。
【００９５】
更に、バイクを倒し込んでコーナーを曲がっている時にアクセルをあげると、車体がセンターに戻ろうとする動きを良好に表現することができる。
【００９６】
更に、スピードを変化させた場合におけるバイクの直進安定性の表現や、ホーバースピードでコーナーに侵入したときに、後輪が滑るような感覚を、実際のバイクと同様にシミュレートすることができる。
【００９７】
更に、プレーヤバイクがコースアウトした時の凹凸感をも、良好に表現することができる。
【００９８】
図８には、前述したピッチング制御（ステップＳ１４）が具体的に示されている。
【００９９】
まず、演算処理部６０が、プレーヤバイク４１０がコース４１０上を通常走行していると判断した場合には（ステップＳ４０）、シリンダ４０を微振動させ（ステップＳ４２）、バイク走行時に路面から伝わってくる凹凸感を演出する。この時、前記振動の周期、大きさを変化させることで、スピード感や、路面の凹凸感をより良好に演出することができる。また、プレーヤバイクがコースアウトした時等は、強めの振動を与えるように制御することが好ましい。
【０１００】
また、プレーヤバイクが加速やウィリー走行をしていると判断すると（ステップＳ４４）、シリンダ１４０が伸びるように制御し、フロントタイヤが浮き上がる感覚を演出する（ステップＳ４６）。この制御は、スタート時のウィリーや、シフトチェンジの加速時に使用する。
【０１０１】
ウィリーの場合には、エアシリンダ１４０を最大まで伸ばし、また、加速時は半分程度まで伸ばすように制御する。その後、一定時間が経過した後、バイクが水平となる位置までシリンダ１４０を縮める。
【０１０２】
また、プレーヤバイク４１０が減速した場合には（ステップＳ４８）、フロントを下げるようにエアシリンダ１４０を制御する（ステップＳ５０）。この制御は、急激な減速をした場合に行われ、加速時とは逆にフロントフォークがノーズダイブ（沈み込む）する感覚を演出する。
【０１０３】
また、プレーヤバイクがジャンプ動作をした場合には（ステップＳ５２）、エアシリンダ１４０をジャンプ用に制御し、ジャンプ中のふわーっとした感覚や着地したときの突き上げるような感覚を演出する。この時、ジャンプ中は、シリンダ１４０の振動を停止させ、バイクが空中を飛んでいることを表現する。また、着地の表現は、ジャンプの前、又はジャンプ中にエアシリンダ１４０を予め縮めておき、着地に合わせてエアシリンダ１４０を急激に伸ばし、着地した時の突き上げ感を演出する。
【０１０４】
このように、本実施例のゲーム装置によれば、実際のバイクを操縦した場合のローリング感覚ばかりではなく、実際のバイク操縦時と同様なピッチング感覚をプレーヤに体感させ、更にリアリティーの高いバイクゲームを行うことが可能となる。
【０１０５】
なお、本発明は、前記実施例に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で各種の変形実施が可能である。
【０１０６】
例えば、前記実施例では、本発明をバイクゲームに適用する場合を例に取り説明したが、本発明はこれに限らず、体重移動型の操舵を行う各種シミュレータやゲーム装置等に幅広く適用することができ、例えば、ジェットスキーを操縦するゲーム装置などに極めて好適なものとなる。
【０１０７】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された操舵装置の側面概略説明図である。
【図２】図１に示す操舵装置の正面概略説明図である。
【図３】実施例の操舵装置にプレーヤが載ってゲームをしている様子を示す説明図である。
【図４】ディスプレイに表示されるゲーム画面の説明図である。
【図５】実施例のゲーム装置の制御回路の機能ブロック図である。
【図６】実施例の装置の制御動作を示すフローチャート図である。
【図７】同図（Ａ）は、本実施例のローリング制御及びスリップ制御のフローチャート図であり、同図（Ｂ）は、トルク演算の説明図である。
【図８】実施例のピッチング動作を示すフローチャート図である。
【図９】プレーヤバイクのスリップ条件の説明図である。
【図１０】操舵装置のショックアブソーバの動作説明図である。
【符号の説明】
１０ ディスプレイ
２０ 体重移動型操舵装置
４０ ローリング角検出部
６０ 演算処理部
１００ 操舵部
１１０ 基部
１２０ ピッチング機構
１３０ プレーヤ載置部
１４０ シリンダ
１５０ 回動アーム
１６０ ショックアブソーバ
２００ 復元力供給部
２１０ 出力伝達機構
２３２ 伝達アーム
２３４ 転動面
２３６ 回転伝達機構
２３８ タイヤ
４００ プレーヤ
４１０ コース
Claims (5)
- プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ載置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、
前記出力伝達機構は、
円弧状の接触面を有し、操舵部と一体的に設けられた伝達部材と、
前記回転駆動源の回転出力を前記クラッチ機構を介して前記伝達部材の円弧状接触面に伝達する回転伝達機構と、
を含むことを特徴とする体重移動型操舵装置。 - プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ載置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
ピッチング用駆動源と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、
前記操舵部は、
プレーヤ載置部と、
前記ピッチング用駆動源の出力に基づき、プレーヤ載置部を前後方向にピッチング駆動するピッチング機構と、
を含み、
前記出力伝達機構は、
円弧状の接触面を有し、操舵部と一体的に設けられた伝達部材と、
前記回転駆動源の回転出力を前記クラッチ機構を介して前記伝達部材の円弧状接触面に伝達する回転伝達機構と、
を含むことを特徴とする体重移動型操舵装置。 - プレーヤの体重移動により左右方向にローリングするよう支持され、ローリング動作に応じた操舵信号を出力するプレーヤ載置型の操舵部と、
前記操舵部に、所定ローリング基準位置に向けた復元力を与える復元力供給部と、
ピッチング用駆動源と、
を含み、
前記復元力供給部は、
回転駆動源の回転出力を前記操舵部に伝達する出力伝達機構と、
前記出力伝達機構に設けられたクラッチ機構と、
を含み、
前記操舵部は、
プレーヤ載置部と、
前記ピッチング用駆動源の出力に基づき、プレーヤ載置部を前後方向にピッチング駆動するピッチング機構と、
を含み、
前記ピッチング機構は、
前記操舵部の基部上に、前後方向に回動自在に取付られ、その一方側に前記プレーヤ載置部を回動自在に支持する回動部材と、
前記プレーヤ載置部と前記回動部材又は前記基部との間に設けられ、プレーヤ載置部に加わる衝撃を緩衝する緩衝機構と、
を含み、
前記ピッチング用駆動源は、
前記操舵部の基部と前記プレーヤ載置部との間に取り付けられ、伸縮動作により、前記プレーヤ載置部を基部上において前後方向にピッチング駆動するシリンダ部として形成されたことを特徴とする体重移動型操舵装置。 - 請求項３において、
前記出力伝達機構は、
円弧状の接触面を有し、操舵部と一体的に設けられた伝達部材と、
前記回転駆動源の回転出力を前記クラッチ機構を介して前記伝達部材の円弧状接触面に伝達する回転伝達機構と、
を含むことを特徴とする体重移動型操舵装置。 - 請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記操舵部は、
前記操舵部のローリング角を検出するローリング角検出部を含み、
前記ローリング角の検出信号を、前記復元力供給部の回転駆動源およびクラッチ機構を制御するための信号として出力することを特徴とする体重移動型操舵装置。
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