JP3844392B2 - 二輪車のシミュレータ及びゲーム装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車のシミュレータ及びゲーム装置に関する。
【0002】
【発明の背景】
これまでに、四輪車のシミュレータが数多く開発されてきた。四輪車は、各車輪によって車体が支えられてハンドルをきることで走行方向を変えられるため、比較的シミュレータにしやすかった。
【0003】
しかし、二輪車(自転車及びモーターバイク)は、単にハンドルをきるだけでなく、車体全体を倒してバランスをとったり走行方向を変えるため、シミュレータにしにくかった。従来の二輪車のシミュレータは、単に車体を左右に倒すか、ハンドルをきるか、いずれか一方の操作で、走行方向を変えるようになっていた。しかしながら、実際の二輪車では、ハンドルをきると同時に車体が傾くようになっており、ハンドルか車体の一方のみが動くという操作は、実際の操作感覚からかけ離れたものである。
【0004】
また、従来、ハンドル操作と車体の傾きが連動するシミュレータもあったが、ハンドルが実際のハンドルとは異なる動きをするものであった。このように、実際のものと同様の動きをするハンドルと車体とを連動させるシミュレータは、これまでに存在しなかった。
【0005】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その目的は、実際の二輪車の操作に近い感覚が得られる二輪車のシミュレータ及びゲーム装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る二輪車のシミュレータは、基台と、該基台との相対的位置が固定された揺動軸を中心として揺動する車体と、前記車体との相対的位置が固定された回転軸を中心として回転するハンドルと、前記回転軸から交差する方向に延びて前記ハンドルとともに前記回転軸を中心として回転するアームと、このアームにおける前記回転軸とは離れた部位の動きを規制する規制手段と、を含み、
前記規制手段は、前記部位の前記回転軸を中心とする公転を阻止し、前記回転軸の前記部位を中心とする公転を許容する。
【0007】
本発明によれば、ハンドルが回転し、車体が揺動するようになっている。ここで、ハンドルが回転するとアームもハンドルとともに回転する。アームにおける回転軸とは離れた部位(例えば先端部)の動きは、規制手段にて規制される。詳しくは、アームが回転しようとするときに、例えばその先端部は、回転軸の周りを回らないように規制される。その代わりに、回転軸が先端部の周りを回るように動く。回転軸は、車体との相対的位置が固定されているので、回転軸が動くと車体も動く。つまり、ハンドルを回転させると車体も揺動する。こうして、ハンドルの回転と車体の揺動が連動した二輪車のシミュレータが得られる。このシミュレータによれば、ハンドルも回転操作を行えるので、実際の二輪車の操作と同じ感覚をプレーヤに与えることができる。
【0008】
請求項2記載の発明は、請求項1記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記揺動軸は、鉛直線となす角度よりも水平線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置し、
前記回転軸は、前記車体の直立時に、水平線となす角度よりも鉛直線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置する。
【0009】
このように揺動軸及び回転軸を設定することで、最も実際の二輪車に近い操作感覚を得ることができる。
【0010】
請求項3記載の発明は、請求項2記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記規制手段は、前記基台に支持されて前記揺動軸を含む鉛直面上での揺動運動のみが許容され、前記アームの前記部位に球面軸受けを介して取り付けられる。
【0011】
ここで、揺動軸と回転軸とが平行でないことが前提となっており、アームを一点で規制することができないことから、規制手段は上記のように構成されている。
【0012】
規制手段は、揺動軸を含む鉛直面上での揺動運動のみが許容されるので、アームにおける回転軸とは離れた部位が回転軸を中心として公転することを阻止できる。また、規制手段は、アームにおける回転軸とは離れた部位に球面軸受けを介して取り付けられるので、この球面軸受けを中心として回転軸が公転することが許容される。
【0013】
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
サドルと、昇降運動する駆動手段と、前記サドルに固定されて前記駆動手段に非固定状態で載せられる支持手段と、前記支持手段と前記駆動手段との相対的位置を検出する位置検出手段と、を有し、前記支持手段及び前記駆動手段の降下時に相対的位置の変化を前記位置検出手段が検出したときに前記駆動手段を上昇又は停止させる制御が行われる。
【0014】
これによれば、サドルを昇降させられることに加えて、例えば、サドルと車体との間に物が挟まってサドルが降下しないにもかかわらず駆動手段が降下を続けるときには、サドルを上昇又は停止させることができる。つまり、駆動手段が下降をつづけても支持手段が降下しないので、支持手段及び駆動手段の相対的位置の変化が検出されて、サドルは上昇又は停止する。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
ディスプレイと、前記車体の揺動角度及び前記ハンドルの回転角度の少なくとも一方を検出する回転検出手段と、を有し、
前記回転検出手段で検出された情報をもとにして前記ディスプレイに画像が表示される。
【0016】
これによれば、プレーヤの操作に応じた画像が表示されて、視覚的にも実際の二輪車の操作と同様の感覚を得ることができる。
【0017】
請求項6記載の発明は、請求項5記載の二輪車のシミュレータを少なくとも1台含み、前記ディスプレイに表示される空間でゲームが行われるゲーム装置である。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【0019】
図3は、本発明の実施形態に係るゲーム装置を示す図である。このゲーム装置は、複数の二輪車シミュレータ10と、各二輪車シミュレータ10に対応するディスプレイ1と、を有する。そして、プレーヤが、いずれかの二輪車シミュレータ10を操作すると、その操作に対応する信号が出力され、この信号に応じてディスプレイ10に画像が表示されるようになっている。こうして、二輪車のゲームを行うことができる。また、本実施形態では、各二輪車シミュレータ10を通信により接続して対戦ゲームを行えるようになっている。
【0020】
図2は、二輪車シミュレータを示す図である。二輪車シミュレータ10は、自転車のシミュレーションを行えるようになっている。詳しくは、二輪車シミュレータ10は、基台12と、基台12に支持される車体14と、車体14に取り付けられるペダル16、サドル18及びハンドル20を含む。
【0021】
ペダル16自体の構成は、通常の自転車に使用されるものと同様であり、ペダル16の回転数及び回転方向は、図示しない検出装置を介して検出されて信号が出力されるようになっている。また、ペダル16には、ディスプレイ1に表示される画像に応じて、負荷が加えられる。例えば、ペダル16には、上り坂では大きな負荷が加えられ、下り坂では負荷が解除される。
【0022】
サドル18自体の構成も、通常の自転車に使用されるものと同様であるが、後述するように高さ調整が可能になっている。
【0023】
さらに、ハンドル20自体の構成も、通常の自転車に使用されるものと同様である。ハンドル20には、ブレーキレバー22が取り付けられており、ブレーキレバー22が操作されると、その操作量に対応する信号が、図示しない検出装置を介して出力されるようになっている。なお、ブレーキ22には反力が加えられるようになっている。
【0024】
本実施形態では、ハンドル20を操作すると、これに連動して車体14が揺動するとともに、ハンドル20の回転量又は車体14の揺動量が検出されて出力されるようになっている。そのための機構を図1及び図2を参照して説明する。図1は、二輪車シミュレータの一部を分解して示す概略斜視図である。
【0025】
これらの図に示すように、ハンドル20には回転シャフト24が固定され、ハンドル20は、回転シャフト24の軸を中心として回転するようになっている。なお、ハンドル20の切れ角は、±25度程度となっている。回転シャフト24は、車体14に設けられたラジアル軸受26にて支持される。こうして、ハンドル20は、車体14との相対的位置が一定である回転シャフト24の軸を中心として回転する。また、回転シャフト24の軸は、直立状態よりもわずかに後方に傾斜している。詳しくは、回転シャフト24の軸は、車体14の直立時に水平線となす角度よりも鉛直線となす角度が小さく、かつ、車体14の前方において低くなるように後方に傾いている。
【0026】
回転シャフト24には、連結部材28を介して、アーム板30が固定されている。アーム板30は、回転シャフト24の軸から直角であって、車体14の方向に延びている。
【0027】
車体14には、揺動シャフト32が設けられている。揺動シャフト32の軸は、回転シャフト24の軸とは平行ではない。揺動シャフト32の軸は、水平線よりもわずかに車体14の前方が下がるように位置している。すなわち、揺動シャフト32の軸は、鉛直線となす角度よりも水平線となす角度が小さく、かつ、車体14の前方において低くなるようにわずかに後方が上がって位置している。
【0028】
揺動シャフト32は、車体14の前方側において、ラジアル軸受34に回転自在に支持されている。ラジアル軸受34は、固定部材36を介して、基台12に固定されている。揺動シャフト32は、車体14の後方側においても、支持部材38に回転自在に支持されている。そして、揺動シャフト32が、ラジアル軸受34及び支持部材38にて回転自在に支持されているので、車体14は、この揺動シャフト32の軸を中心として揺動する。なお、車体14の揺動角度は、±12.5度程度となっており、±8〜10度程度の角度でウレタンゴム(図示せず)によって車体14への衝撃が吸収され、±12.5度程度の角度でストッパ(図示せず)により車体14は止まる。このように車体14の揺動が規制されることで、車体14と連動するハンドル20の切れ角も規制される。
【0029】
また、支持部材38には、揺動シャフト32の回転量(角度)及び回転方向を検出する回転検出装置40が設けられており、その回転量及び回転方向に対応する信号が出力される。なお、揺動シャフト32の回転量(角度)及び回転方向は、車体14の揺動量(角度)及び揺動方向である。また、本実施形態では、車体14の揺動とハンドル20の回転とが連動しているので、車体14の揺動量(角度)及び揺動方向は、ハンドル20の回転量(角度)及び回転方向にも対応している。回転検出装置40は、例えば、回転式の抵抗器などを含んで構成される。
【0030】
固定部材36には、アーム板30の先端部30aの動きを規制する構造が設けられている。この構造は、規制シャフト42を含む。規制シャフト42の下端部には、軸に直交する方向に延びる回動軸42aが設けられている。詳しくは、揺動シャフト32の軸を含む鉛直面に直交する方向に、回動軸42aの軸は配置されている。そして、回動軸42aは、一対のラジアル軸受44によって回動自在に支持されている。こうすることで、規制シャフト42は、揺動シャフト32の軸を含む鉛直面に沿った方向のみに揺動し、それ以外の方向への動きが規制される。
【0031】
規制シャフト42の上端部42bは、球面軸受46を介して、アーム板30の先端部30aに取り付けられている。したがって、規制シャフト42とアーム板30とは、他の構成によって規制される範囲で、球面軸受46を中心として自由に回転及び揺動できるようになっている。
【0032】
上述したように、規制シャフト42は、回動軸42aを中心として、揺動シャフト32の軸を含む鉛直面に沿った方向にのみ揺動するので、アーム板30の先端部30aも、これによって動きが規制される。すなわち、アーム板30の先端部30aには、ハンドル20が回されると、回転シャフト24の軸を中心に回転(公転)しようとする力が加えられるが、この動きは規制シャフト42によって阻止される。その代わりに、アーム板30は、先端部30aの球面軸受46を中心として回転することができる。したがって、回転シャフト24が、先端部30aの球面軸受46の周りを回転(公転)することが許容される。
【0033】
以上のことから、球面軸受46は、規制シャフト42の揺動方向にわずかに移動するとともに、アーム板30の傾きの変化を許容する。そして、ハンドル20を回転させると、このハンドル20の回転の中心となる回転シャフト24が球面軸受46の周りを動く。その動きは、回転シャフト24を支持するラジアル軸受26を介して、車体14に伝えられる。車体14は、揺動シャフト32を中心として揺動する。こうして、ハンドル20の回転と車体14の揺動が連動する。
【0034】
図4(A)及び図4(B)は、ハンドルの回転と車体の揺動を示す図である。すなわち、図4(A)に示すように、ハンドル20を直進する方向に向けると、車体14は直立した状態となる。そして、図4(B)に示すように、ハンドル20をきると、これに連動して車体14が揺動して傾く。この動きは、実際に自転車に乗っているときと同じ感覚をプレーヤに与える。
【0035】
次に、図5は、サドルの高さを調整する機構を示す図であり、図6(A)及び図6(B)は、サドルの高さを調整する機構の作用を説明する図である。
【0036】
図5において、サドル18には、支持シャフト48が固定されている。支持シャフト48は、車体14に設けられたラジアル軸受50によって、軸方向にスライドできるように支持されている。
【0037】
また、車体14には、表面におねじが形成された長ボルト52が、支持シャフト48と平行に設けられている。長ボルト52には、駆動装置54が螺合する。詳しくは、駆動装置54は、内部にナット等のめねじを有する部品を備えており、この部品が長ボルト52に螺合するようになっている。また、めねじを有する部品は、モータ等を介して回転するようになっている。こうすることで、駆動装置54は、長ボルト52に螺合しながら昇降運動する。
【0038】
なお、駆動装置54の昇降は、例えばハンドル20などに操作ボタン(図示せず)を設けて、プレーヤの操作によって行えるようになっている。
【0039】
そして、駆動装置54の下端部には外周に突出する係合部56が形成され、この係合部56に係合する係合アーム58が支持シャフト48の下端部に固定されている。詳しくは、駆動装置54の係合部56の上に、係合アーム58が載るようになっている。また、係合部56と係合アーム58とは固定されずに、少なくとも所定間隔で離れることができる。例えば、係合アーム58が係合部56の上に載せられるだけの構成としてもよいが、係合アーム58と駆動装置54とがスプリング等で連結されてもよい。
【0040】
このような構成の下で、図6(A)に示すように、駆動装置54が上昇すると、係合部56が係合アーム58を持ち上げ、これとともに支持シャフト48も上昇して、サドル18を高くすることができる。また、駆動装置54が下降すると、係合アーム58も下降するのでサドル18を低くすることができる。なお、係合アーム58と駆動装置54とがスプリング等で連結されていれば、サドル18にプレーヤが座っていなくても、駆動装置54が下降すると係合アーム58に引き下げる力が加えられる。そして、駆動装置54の下降とともに係合アーム58を下降させてサドル18を低くすることができる。
【0041】
本実施形態では、サドル18の高さ調整時の安全機構が設けられている。すなわち、サドル18の下降時に、サドル18と車体14との間に何かが挟まると、自動的にサドル18が上昇するようになっている。
【0042】
詳しくは、図5に示すように、支持シャフト48にはスイッチ60が固定されて取り付けられ、駆動装置54には位置検出用凸部62が設けられている。スイッチ60は、位置検出ピン64を有し、この位置検出ピン64の先端部64aが位置検出用凸部62に当接すると信号を切り換えるようになっている。
【0043】
以下その作用を説明する。図5に示すように、通常は、位置検出ピン64の先端部64aが位置検出用凸部62に当接しないようになっている。この状態では、図示しない操作ボタンからの信号に従って、駆動装置54が昇降し、サドル18の高さが調整される。
【0044】
そして、例えば図6(B)に示すように、サドル18を下げるときに、サドル18と車体14との間に、人の手や物などの障害物66が挟まると、駆動装置54は下降を続けるが、係合アーム58及び支持シャフト48の下降は停止する。そして、図6(B)に拡大して示すように、位置検出ピン64の先端部64aが位置検出用凸部62に当接する。これによって、駆動装置54と支持シャフト48との相対的位置の変化が、スイッチ60によって検出されて信号が出力される。この信号に基づいて、駆動装置54は、上昇するように制御される。こうして、障害物66が、サドル18と車体14との間で挟まれ続けることを防止できる。
【0045】
なお、駆動装置54と支持シャフト48との相対的位置の変化が検出されたら、駆動装置54を所定の距離だけ上昇させて止まるように制御してもよく、あるいは、単に駆動装置54を停止させるだけでもよい。
【0046】
次に、本実施形態に係るゲーム装置の作用について説明すると、まず、プレーヤは、サドル18に座って、図示しない操作ボタンによってサドル18の高さを調整する。そして、スタートボタン(図示せず)を押してゲームが開始されると、ディスプレイ1に表示される画像に応じて、ペダル16をこぎ、ハンドル20を操作する。ハンドル20の操作は、車体14に連動してこれを揺動させる。
【0047】
また、ペダル16の回転数及び回転方向と、ブレーキ22の操作と、ハンドル20の操作又は車体14の揺動と、に対応する信号に応じてディスプレイ1の画像が生成されるとともにペダル16の負荷が変化する。
【0048】
本実施形態によれば、ハンドル20の操作と車体14の揺動が連動しているので、本物に近い操作感覚をプレーヤに与えることができる。
【0049】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態は、自転車のシミュレータを含むゲーム装置であるが、これに限定されるものではなく、モーターバイクのシミュレータを含むゲーム装置としてもよい。また、ゲーム装置以外に、訓練用のシミュレータとして使用することもできる。
【0050】
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る二輪車シミュレータの一部を分解して示す概略斜視図である。
【図2】図2は、二輪車シミュレータを示す図である。
【図3】図3は、本発明の実施形態に係るゲーム装置を示す図である。
【図4】図4(A)及び図4(B)は、本実施形態に係る二輪車シミュレータの動きを説明する図である。
【図5】図5は、サドルの高さを調整する機構を示す図である。
【図6】図6(A)及び図6(B)は、サドルの高さを調整する機構の作用を説明する図である。
【符号の説明】
10 二輪車シミュレータ
12 基台
14 車体
18 サドル
20 ハンドル
24 回転シャフト(回転軸)
30 アーム板(アーム)
32 揺動シャフト(揺動軸)
42 規制シャフト(規制手段)
Claims (6)
- 基台と、該基台との相対的位置が固定された揺動軸を中心として揺動する車体と、前記車体との相対的位置が固定された回転軸を中心として回転するハンドルと、前記回転軸から交差する方向に延びて前記ハンドルとともに前記回転軸を中心として回転するアームと、このアームにおける前記回転軸とは離れた部位の動きを規制する規制手段と、を含み、
前記規制手段は、前記部位の前記回転軸を中心とする公転を阻止し、前記回転軸の前記部位を中心とする公転を許容する二輪車のシミュレータ。 - 請求項1記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記揺動軸は、鉛直線となす角度よりも水平線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置し、
前記回転軸は、前記車体の直立時に、水平線となす角度よりも鉛直線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置する二輪車のシミュレータ。 - 請求項2記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記規制手段は、前記基台に支持されて前記揺動軸を含む鉛直面上での揺動運動のみが許容され、前記アームの前記部位に球面軸受けを介して取り付けられる二輪車のシミュレータ。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
サドルと、昇降運動する駆動手段と、前記サドルに固定されて前記駆動手段に非固定状態で載せられる支持手段と、前記支持手段と前記駆動手段との相対的位置を検出する位置検出手段と、を有し、前記支持手段及び前記駆動手段の降下時に相対的位置の変化を前記位置検出手段が検出したときに前記駆動手段を上昇又は停止させる制御が行われる二輪車のシミュレータ。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
ディスプレイと、前記車体の揺動角度及び前記ハンドルの回転角度の少なくとも一方を検出する回転検出手段と、を有し、
前記回転検出手段で検出された情報をもとにして前記ディスプレイに画像が表示される二輪車のシミュレータ。 - 請求項5記載の二輪車のシミュレータを少なくとも1台含み、前記ディスプレイに表示される空間でゲームが行われるゲーム装置。
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