JP5140056B2 - 自転車シミュレーション装置 - Google Patents

Description

本発明は、模擬車両を運転操作することにより、自転車の走行状態を模擬体験する自転車シミュレーション装置に関する。

飛行機、自動車、自動二輪車、自転車等の運転を模擬体験するために、それぞれの乗り物に対応したシミュレーション装置が提案され、その一部が実用化されている。

特許文献１には、自転車の走行状態を模擬体験する自転車シミュレーション装置において、運転者の搭乗位置に応じて視認可能な前方表示部及び側方表示部を備えた構成が開示されている。

特開２００６−３３０５８４号公報

上記特許文献１に記載の構成では、前方表示部（前方モニタ）がスタンド上に固定されているため、被験者である運転者の視点調整は、例えば、車体側のサドルの位置調整のみによって行われる。

ところが、サドルの高さ調整のみでは、運転者の体格によっては前方表示部の位置が目線から上下にずれることがある。このため、運転者の体格に一層柔軟に対応できる視点調整構造が望まれている。

本発明はこのような従来技術に関連してなされたものであり、運転者の体格に合わせた最適な視点調整を可能とし、さらに表示部がスムーズに調整可能で、コンパクトな機構とする自転車シミュレーション装置を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の自転車シミュレーション装置は、模擬車両（１２）を運転操作することにより、該運転操作に基づく情景を前記模擬車両（１２）の前方に表示する前方表示部（１４）を備え、自転車の走行状態を模擬体験する自転車シミュレーション装置において、前記前方表示部（１４）の上下位置を調整可能なスタンド（１６）を備え、前記スタンド（１６）は、前記前方表示部（１４）が取り付けられる可動部（２２）と、地面に設置される固定部（１９）とを備え、前記可動部（２２）は、前記前方表示部（１４）の幅方向で一対設けられて上下方向に延びた可動レール（１００）と、前記可動レール（１００）を上下に摺動自在に収納可能な中空の固定レール（１０２）と、前記可動レール（１００）を上下動させるために、一対の可動レール（１００）間に渡って設けられた操作バー（１０４）と、前記可動レール（１００）と一体的に上下動可能であり、該可動レール（１００）を覆うケース（１０６）と、前記ケース（１０６）の一面に、上下方向に沿って複数開口形成された位置決め孔部（１０８）とを有し、前記固定部（１９）は、前記位置決め孔部（１０８）に対して挿入可能且つ離脱可能なストッパピン機構（１１２）を有することを特徴とする。なお、括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号を付けたものに限定して解釈されるものではなく、以下同様である。

請求項２に記載の発明は、請求項１記載の自転車シミュレーション装置において、前記固定レール（１０２）の上部開口部には、前記可動レール（１００）に対してフリクションを与えるフリクション部材（１１６）が設けられていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２記載の自転車シミュレーション装置において、前記可動レール（１００）は、平板部（１００ａ）と、該平板部（１００ａ）の前記前方表示部（１４）側の面に突出し且つ前記操作バー（１０４）及び前記前方表示部（１４）が固定される棒体部（１００ｂ）とを有し、前記フリクション部材（１１６）は前記平板部（１００ａ）を覆う形状であることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項２又は３記載の自転車シミュレーション装置において、前記フリクション部材（１１６）は、樹脂材であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか１項に記載の自転車シミュレーション装置において、前記フリクション部材（１１６）は、前記固定レール（１０２）の前記上部開口部の下方にも設けられていることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載の自転車シミュレーション装置において、前記可動レール（１００）の側方には、ガス封入されたダンパ（１１８）が設けられていることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の何れか１項に記載の自転車シミュレーション装置において、前記模擬車両（１２）は、ハンドル（４０）の高さ位置を調整するハンドル調整機構（４６）、又は、サドル（３４）の高さ位置を調整するサドル調整機構（４４）を備え、前記前方表示部（１４）の高さ位置は、前記ハンドル（４０）の高さ位置又は前記サドル（３４）の高さ位置に合わせてセットされることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、前方表示部が固定される可動レールと、該可動レールを収納可能な中空の固定レールと、可動レールと一体的に上下動するケースに形成された位置決め孔部に挿入可能なストッパピン機構等を設け、前方表示部の上下位置を調整可能なスタンドを備えることにより、前方表示部の上下位置を調整することができるため、運転者の体格に合わせた最適な視点調整を行うことができると共に、前方表示部とは別にスタンド側に可動部を設けているので、前方表示部（モニタ）単品での脱着・運搬や、汎用性等も高いものとすることができる上、可動のレールと位置決めのケースを分けて構成しているので、可動部と位置決め各々の設置自由度が高く、且つ操作時には可動レール間に設けた操作バーにより重い前方表示部を付けたまま位置調整が行えるので、運転者を待たせることなく位置調整を短時間で行うことができる。

請求項２に記載の発明によれば、固定レールの上部開口部に可動レールに対してフリクションを与えるフリクション部材を設けることにより、可動レールの上下動を円滑に案内し、そのガタツキを抑えることができるため、視点調整をよりスムーズに行うことができる。

請求項３に記載の発明によれば、フリクション部材を可動レールの平板部を覆う形状にすることで、可動レールの上下動を一層円滑に案内することが可能になる。

請求項４に記載の発明によれば、フリクション部材を樹脂材とすることで、一層円滑な可動レールの案内とガタツキの防止とが可能となる。

請求項５に記載の発明によれば、フリクション部材を固定レールの上部開口部のみならず、該上部開口部の下方にも設けることで、可動レールの一層円滑な案内が可能となる。

請求項６に記載の発明によれば、前方表示部を上下動させる可動レールの側方にガス封入されたダンパを設けることで、重量物である前方表示部の上下動を補助して、移動に要する荷重を低減することができると共に、必要以上の動きを抑えることができ、視点調整を一層スムーズに行うことができる。

請求項７に記載の発明によれば、前方表示部の高さ位置がハンドル又はサドルの高さ位置に合わせてセットされることにより、前方表示部の高さ位置を運転者の体格に応じて一層適正に調整することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る自転車シミュレーション装置の斜視図である。 自転車シミュレーション装置の各要素を分解した状態での斜視図である。 自転車シミュレーション装置の側面図である。 自転車シミュレーション装置の平面図である。 模擬自転車を拡大した側面図である。 メインモニタの背面側に設けられたモニタ位置調整機構及びその周辺部の一部省略斜視図である。 モニタ位置調整機構及びその周辺部の一部省略平面図である。 モニタ位置調整機構及びその周辺部の一部省略部分断面側面図である。 図８に示す状態からメインモニタを上昇させた状態でのモニタ位置調整機構及びその周辺部の一部省略部分断面側面図である。 サドル位置調整機構及びハンドル位置調整機構を説明するための模擬自転車の側面図である。 ハンドル位置調整機構及びその周辺部の一部省略部分断面平面図である。 ハンドル位置調整機構及びその周辺部の一部省略側面図である。 モニタ位置調整機構、サドル位置調整機構及びハンドル位置調整機構を説明するための側面図である。 模擬自転車でのハーネスの取廻しを説明するための要部拡大断面図である。 運転者の体格に合わせたハンドル、サドル及びメインモニタの調整例を示す表である。

以下、本発明に係る自転車シミュレーション装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０の斜視図であり、図２は、図１に示す自転車シミュレーション装置１０の各要素を分解した状態での斜視図である。本実施形態に係る自転車シミュレーション装置１０（以下、「装置１０」ともいう）は、実際に自転車を運転しているような疑似感覚を運転者（乗員）に与えることで、自転車における交通安全指導のほか、各種のゲーム機、トレーニング機器等に使用することができる。

図１に示すように、自転車シミュレーション装置１０は、実際の自転車に類似した車体構造からなる模擬自転車（模擬車両）１２と、模擬自転車１２の運転に応じて運転者の前方の情景（映像）を表示するメインモニタ（前方表示部）１４と、メインモニタ１４を支持するフロントスタンド（スタンド）１６と、運転者の後方の情景を表示するリヤモニタ（後方表示部）１８と、自転車シミュレーション装置１０の全体的な制御を行う制御装置（制御部）２０とを備える。

図２に示すように、自転車シミュレーション装置１０は、模擬自転車１２と、メインモニタ１４と、フロントスタンド１６と、リヤモニタ１８とを分割可能な構造（４分割構造）であり、各要素はボルト締結等によって分割及び組立を容易に行うことができる。

メインモニタ１４は、フロントスタンド１６の床面（地面）への固定側である固定部１９の上部で支持された可動部であるモニタ位置調整機構２２によって支持されることで、上下方向（高さ方向）での位置調整が可能となっている。メインモニタ１４の左右側方には、それぞれ模擬自転車１２を運転する運転者の左後方及び右後方の情景を表示する一対のサブモニタ２４、２４が設けられている。フロントスタンド１６は、パイプ状の本体枠１７と、本体枠１７の底部に設けられた脚部１３や車輪２１等によって構成された固定部１９を有し、略水平面を構成するアッパープレート２３の上方に、可動部であるモニタ位置調整機構２２を介してメインモニタ１４が取り付けられる。

制御装置２０は、フロントスタンド１６のアンダープレート２５に配置されており、模擬自転車１２の各部に取り付けられたセンサによって運転者の操作情報（走行情報）が入力されることで、フロントスタンド１６やサブモニタ２４、リヤモニタ１８に状況に応じた各種の映像を表示する。

リヤモニタ１８は、フロントスタンド１６の下部に連結されて模擬自転車１２の下部まで延びたメインフレーム（フレーム部材）２６に連結部２８で連結されたパイプ状のリヤスタンド（後方スタンド）３０により、模擬自転車１２の右側後方に設けられる。図３に示すように、リヤモニタ１８は、モニタ位置調整機構２２によるメインモニタ１４の調整範囲ｈの略中央位置に対応して設置されると共に、図４に示すように、模擬自転車１２の車体前後方向での中心線ＣＬから一方側（本実施形態では車体右側）に多少オフセットした位置に設置されている。

図１に示すように、模擬自転車１２は、床面及びフロントスタンド１６の下部に固定されて当該模擬自転車１２の車体を構成するメインフレーム２６と、メインフレーム２６にサドルポスト（サドル側パイプ）３２を介して連結されるサドル３４と、メインフレーム２６に連結されるハンドルポスト（ハンドル側パイプ）３６に固着されたヘッドパイプ３８を支軸として回動可能なハンドル４０と、ゴム製等のタイヤによって床面に固定されるダミーの後輪４２とを有し、車体後方側に駆動部４３が配置されている。サドル３４は、サドル位置調整機構（サドル調整機構）４４によって上下方向（高さ方向）での位置調整が可能であり、ハンドル４０は、ハンドル位置調整機構（ハンドル調整機構）４６によって上下方向（高さ方向）での位置調整が可能である。

メインフレーム２６は、フロントスタンド１６の下部に一対の連結部４７、４７によって両端側が連結されて床面に固定される支持パイプ４８と、支持パイプ４８の中央部から車体後方側へと延びて床面に這わされるアンダーパイプ５０と、アンダーパイプ５０から前傾斜及び後傾斜でそれぞれ上方に延びるハンドル側ベースパイプ５２及びサドル側ベースパイプ５４と、ハンドル側ベースパイプ５２及びサドル側ベースパイプ５４の間を連結するセンターフレーム５６と、ハンドル側ベースパイプ５２及び支持パイプ４８の間を連結する一対のフロントフォーク５８、５８とから構成されて模擬自転車１２の車体を構成している。さらに、メインフレーム２６は、支持パイプ４８でフロントスタンド１６と連結されることで、該フロントスタンド１６と一体的に設けられた当該自転車シミュレーション装置１０のメインフレームとしての機能も有する。

図３に示すように、ヘッドパイプ３８の下方には、樹脂等のケースで覆われた第１制御ボックス６０が取り付けられている。第１制御ボックス６０の内部には、ハンドル４０の回動動作に適度な手応えを与えるハンドル抵抗発生器やハンドル４０の舵角を検知するセンサ（図示せず）等が収納されている。

ハンドル側ベースパイプ５２及びフロントフォーク５８の間に形成された略三角形状の空間には、樹脂等のケースで覆われた第２制御ボックス６２が取り付けられている。第２制御ボックス６２の内部には、ハンドル４０に設けられた前輪ブレーキレバー６４の揺動動作に適度な手応えを与えるブレーキ抵抗発生器や前輪ブレーキワイヤ６６の摺動量によって前輪ブレーキの操作量を検知するセンサ（図示せず）等が収納されている。後輪ブレーキレバー６８（図１参照）からの後輪ブレーキワイヤ７０は、第２制御ボックス６２を抜けて後輪側へと延びている（図３参照）。これら第１制御ボックス６０及び第２制御ボックス６２は、ハーネス７２等を介してメインモニタ１４や制御装置２０と接続されている。

図５に示すように、駆動部４３は、サドル側ベースパイプ５４から後方に延びた左右一対のトラス構造で後輪４２を支持するパイプ状のアンダーステー７４及びアッパーステー７６によって支持されている。アンダーステー７４の前端部には、回転軸（クランク軸）７８の左右に連結された一対のクランク８０、８０と、各クランク８０、８０の先端に設けられたペダル８２、８２とが回転可能に軸支されている。

従って、駆動部４３では、運転者がペダル８２を漕ぐと、クランク８０に結合されたフロントスプロケット（スプロケット）８４に巻き掛けられた無端状のドライブチェーン８６が駆動される。ドライブチェーン８６は、ペダル８２の車体後方側に回転可能に取り付けられたフライホイール８８の回転軸８９に設けたリヤスプロケット（図示せず）に巻き掛けられており、これにより、運転者のペダル操作に伴ってフライホイール８８が回転駆動される。なお、ドライブチェーン８６に代えて、樹脂や金属等のベルトを用いてもよい。

フライホイール８８の車体前方側には、該フライホイール８８の外周面に接して従動回転するローラ９０を有するペダル負荷調整機構９２が取り付けられており、フライホイール８８の回転抵抗を調整することによって、ペダル８２の回転に必要な踏力、すなわちペダル負荷の変更が可能となっている。

フライホイール８８の回転軸８９と該回転軸８９に取り付けられる前記リヤスプロケットとの間には一方向クラッチ（図示せず）が配設されており、通常の自転車と同様の惰性走行を再現することができる。また、車体側に取り付けられたセンサ（図示せず）でフライホイール８８の回転速度を検知することにより、模擬自転車１２の疑似的な速度が制御装置２０において算出される。さらに、フライホイール８８には、後輪ブレーキレバー６８からの後輪ブレーキワイヤ７０（図３参照）によって操作されるドラムブレーキ９４が取り付けられており、実際に回転駆動されるフライホイール８８を制動することで、実走行に近いリヤブレーキ操作感を得ることができる。

このようなフライホイール８８は、アンダーステー７４及びアッパーステー７６に固定される支持板９６に対し、回転軸８９を中心として回転自在に軸支されている。フライホイール８８に制動力を与えるドラムブレーキ９４は、後輪ブレーキレバー６８の操作により後輪ブレーキワイヤ７０に連結された揺動アーム９８が車体前方に引かれると、ケースの内周面にブレーキシュー（図示せず）が押し付けられて摩擦力が発生する構成である。なお、ブレーキシステムは、ディスク式ブレーキや、フライホイールの外周部を挟むカンチ式のリムブレーキ等を使用する構成としてもよい。

図１に示すように、模擬自転車１２では、駆動部４３は、樹脂等のカバー９９によって覆われており、運転者の衣服等がドライブチェーン８６等に接触することが防止されると共に、当該自転車シミュレーション装置１０の外観も向上している。

次に、モニタ位置調整機構２２と、サドル位置調整機構４４及びハンドル位置調整機構４６と、ペダル負荷調整機構９２と、リヤモニタ１８の配置構造とについて順に説明し、当該自転車シミュレーション装置１０の作用を説明する。

先ず、メインモニタ１４（サブモニタ２４）の高さ位置調整のためのモニタ位置調整機構２２について説明する。図６は、メインモニタ１４の背面側に設けられたモニタ位置調整機構２２及びその周辺部の一部省略斜視図であり、図７は、モニタ位置調整機構２２及びその周辺部の一部省略平面図である。また、図８は、モニタ位置調整機構２２及びその周辺部の一部省略部分断面側面図である。

図６〜図８に示すように、モニタ位置調整機構２２は、メインモニタ１４の背面側が固定され、メインモニタ１４の幅方向の両端側に一対設けられて上下方向に延びた平面視略Ｔ字状の可動レール１００、１００と、可動レール１００を収納可能な中空の固定レール１０２、１０２と、可動レール１００、１００の各上部間を水平方向に連結する操作バー（水平バー）１０４と、可動レール１００と共に一体的に上下動可能であって該可動レール１００の側方を覆う平面視略Ｕ字状のケース１０６、１０６と、ケース１０６の背面に上下方向に沿って複数（例えば、３個）開口形成された位置決め孔部１０８と、位置決め孔部１０８に対して挿入可能且つ離脱可能なストッパピン（位置決めピン）１１０を有するストッパピン機構１１２とを有する。

固定レール１０２及びストッパピン機構１１２は、フロントスタンド１６の固定側フレームである本体枠１７に固定される一方、可動レール１００及びケース１０６は、床面及び模擬自転車１２への固定側である本体枠１７に対して上下動可能である。

メインモニタ１４は、その背面側が可動レール１００、１００間に渡って固定されたブラケット（ゲージ）１１４に対してボルト締結によって固定され、これにより、可動レール１００と一体的に上下動可能（図２及び図３参照）且つ可動レール１００（ブラケット１１４）に対して着脱可能（図２参照）である。

図７に示すように、可動レール１００は、メインモニタ１４の幅方向に幅広で扁平な平板部１００ａと、平板部１００ａのメインモニタ１４側の面に突出した棒体部１００ｂとを有するＴ字状（凸字状）の部材である。可動レール１００は、棒体部１００ｂに、操作バー１０４、ケース１０６及びブラケット１１４が固定されることにより、メインモニタ１４を上下方向に移動させることができる。

可動レール１００を収納する固定レール１０２は、少なくとも可動レール１００が突き出る上部が開口しており、その上部開口部には、可動レール１００に対してフリクションを与えると共に、その円滑な動作をガイドするフリクション部材１１６が設けられている。フリクション部材１１６は、可動レール１００の平板部１００ａを覆う形状であり、固定レール１０２に対して上下動する可動レール１００に適度な摩擦抵抗を付与すると共に、前記上部開口部でのガタツキを防止するものであり、樹脂等によって形成される。なお、図６に示すように、フリクション部材１１６は、前記上部開口部にだけ設置する以外にも、該上部開口部の下方に設置してもよく、また、固定レール１０２の下部に開口部を設けた場合には、その開口部にも設置してもよい。

操作バー１０４は、人手で把持するのに適した形状からなる水平な丸棒であり、メインモニタ１４を上下動させる際には、該操作バー１０４を把持して操作することで、メインモニタ１４の高さ位置を容易に変更することができる。

ケース１０６は、可動レール１００の棒体部１００ｂに固定されて平板部１００ａの外側を覆うものであり、その内部空間には、可動レール１００（メインモニタ１４）の円滑な上下動を補助するためのダンパ１１８が配設される。

ダンパ１１８は、可動レール１００と並列されてケース１０６内を上下方向に延びており、シリンダ部１１８ａの端部（上端）が可動レール１００の棒体部１００ｂに固定された平面視略Ｌ字状の支持ブラケット１２０に固定され（図７参照）、シリンダ部１１８ａから伸縮するロッド１１８ｂの端部（下端）がフロントスタンド１６の本体枠１７に固定される（図１参照）。これにより、ダンパ１１８は、固定側である固定レール１０２に対する可動レール１００の移動を補助することができ、重量物であるメインモニタ１４を操作バー１０４によって片手で容易に移動させることが可能となっている。ダンパ１１８には、例えばエアダンパやオイルダンパを用いることができる。

ストッパピン機構１１２は、固定レール１０２の上部開口部のやや下方で本体枠１７に固定されている。ストッパピン機構１１２は、ボルト１２２で本体枠１７に固定されるハウジング１２４と、ハウジング１２４の中心を水平方向に貫通した貫通孔に挿通されたストッパピン１１０とを有する。ストッパピン１１０は、その基端側に人手で把持し易い操作ボール１２５が設けられ、その先端は略半球状であってケース１０６の位置決め孔部１０８に挿脱可能である。このストッパピン１１０は、ハウジング１２４内に挿入されている部位の周囲にコイルスプリング（弾性部材）１２６が外嵌されており、該コイルスプリング１２６により、常時、ケース１０６側へと付勢されている。

従って、メインモニタ１４の上下位置を固定している状態では、ストッパピン１１０がコイルスプリング１２６の付勢作用下にケース１０６の所定の位置決め孔部１０８に挿入されており、メインモニタ１４の上下位置が確実に固定されている（図８参照）。

一方、メインモニタ１４を上下方向に移動させる際には、例えば右手で操作ボール１２５を把持し、コイルスプリング１２６の付勢に抗してストッパピン１１０を手前に引き寄せることにより、該ストッパピン１１０を位置決め孔部１０８から離脱させ、同時に操作バー１０４を左手で把持して引き上げ又は引き下げることで、可動レール１００やケース１０６、つまりメインモニタ１４を容易に上下動させることができる。そして、所望の高さにメインモニタ１４が設置された後は、該高さ位置に対応した位置決め孔部１０８にストッパピン１１０を挿入することで当該高さ位置にメインモニタ１４を固定することができる（図８及び図９参照）。この際、メインモニタ１４の上下動は、ダンパ１１８によって補助されているため、操作バー１０４の操作は片手で容易に行うことができると共に、メインモニタ１４（可動レール１００）が必要以上に動きすぎることを押さえることができ、一層スムーズな上下動が可能となる。

この場合、ケース１０６の上下方向で、例えば３箇所設けられる位置決め孔部１０８について、例えば、メインモニタ１４を最も高く設定する位置決め孔部１０８の近傍には、「大人用」又は「身長１８０〜１７０ｃｍ用」と表示し、メインモニタ１４を中間的な高さに設定する位置決め孔部１０８の近傍には、「高・中学生用」又は「身長１７０〜１５０ｃｍ用」と表示し、メインモニタ１４を最も低い高さに設定する位置決め孔部１０８の近傍には、「子供用」又は「身長１５０ｃｍ以下用」と表示しておくことも有効である。

以上より、このようなモニタ位置調整機構２２では、運転者の体格に合った見易い視点調整を容易に行うことができる。また、フリクション部材１１６を設けたことにより、可動レール１００の移動が一層スムーズになると共に、調整時や調整後のガタツキの発生を有効に防止することができる。

なお、本実施形態の場合、ストッパピン機構１１２は、メインモニタ１４を背面側から見た方向で右側の可動レール１００及びケース１０６等に対応して設置されているが、ストッパピン機構１１２はボルト１２２の取り外しのみで容易に本体枠１７に対して着脱できることから、左側の可動レール１００及びケース１０６等に対応した位置にストッパピン機構１１２を設置してもよい。これにより、当該自転車シミュレーション装置１０の設置条件、例えば壁や他の機器等の配置等に応じてストッパピン機構１１２の設置位置を変更することができる。

図６に示すように、可動レール１００の外側はケース１０６で保護されているが、さらに、固定レール１０２の外側は本体枠１７に固定したカバー１２８で覆われている。つまり、可動レール１００とケース１０６は、カバー１２８の内側で摺動自在に構成されていて（図７参照）、且つ、ダンパ１１８は、その可動側である上部がケース１０６内に収納され、その固定側である下部がカバー１２８内に収納される。このため、モニタ位置調整機構２２によってメインモニタ１４の高さ位置がどのような位置に調整された場合にも、可動レール１００や固定レール１０２、ダンパ１１８がケース１０６とカバー１２８により外部に露出することが防止されている。

次に、サドル位置調整機構４４及びハンドル位置調整機構４６について説明する。図１０は、模擬自転車１２の側面図であり、２点鎖線によりサドル３４及びハンドル４０の移動範囲を図示している。

図１０〜図１２に示すように、ハンドル位置調整機構４６は、ハンドルポスト３６の上下方向に沿って複数形成された高さ調整用の貫通孔（調整孔）１３０と、ハンドル側ベースパイプ５２の上端開口部の近傍に形成されたボルト挿通孔１３２と、該ボルト挿通孔１３２に挿通される位置決めボルト１３４と、位置決めボルト１３４に対して略直角方向に設置される押さえボルト１３６とを備える。位置決めボルト１３４及び押さえボルト１３６の各頭部には、それぞれ締結用ノブ１３４ａ、１３６ａが設けられている。締結用ノブ１３４ａ、１３６ａは、人手で把持してボルトを回転させるのに適した形状となっている。

各貫通孔１３０はハンドルポスト３６を模擬自転車１２の車体左右方向に貫通し、ボルト挿通孔１３２はハンドル側ベースパイプ５２を車体左右方向に貫通している。つまり、位置決めボルト１３４は、ボルト挿通孔１３２及び貫通孔１３０に対して車体左右方向へと挿通され（図１１参照）、挿通先端側がハンドル側ベースパイプ５２の側面に溶接等によって固着された固定ナット１３７に締結されることで、ハンドルポスト３６及びハンドル側ベースパイプ５２を左右両側から締付け、ハンドル４０を任意の高さ位置に固定することができる。この際、ハンドル４０の高さ位置を固定する位置決めボルト１３４は、ハンドルポスト３６を貫通して配置されるため、単にハンドルポスト３６を外側から押圧するような構造に比べて、固定強度を大幅に高めることができ、ハンドル４０のガタツキも抑制することができる。

図１１及び図１２に示すように、ハンドルポスト３６を貫通する貫通孔１３０は、位置決めボルト１３４の円滑な挿入をガイドするため、位置決めボルト１３４の挿入基端側の縁部に、図１１に示す平面視で略台形状からなる円錐状の座繰り１３０ａが形成され、位置決めボルト１３４の挿入先端側の縁部に端面をカットした面取り１３０ｂが形成されている。一方、ボルト挿通孔１３２の位置決めボルト１３４の挿入基端側の縁部には、前記座繰り１３０ａに対応した拡径部１３２ａが形成されている。

さらに、位置決めボルト１３４の基端側にはカラー１３８が挿入されており、該カラー１３８のテーパ面１３８ａが、位置決めボルト拡径部１３２ａ及び座繰り１３０ａが連続したテーパ部に対応して配置されることにより、位置決めボルト１３４は、ボルト挿通孔１３２及び貫通孔１３０に安定して挿通・固定される。

図１１及び図１２に示すように、押さえボルト１３６は、前方に傾斜しているハンドル側ベースパイプ５２及びハンドルポスト３６の後方側に溶接等によって固着された固定ナット１４０に螺入される。押さえボルト１３６は、固定ナット１４０に対応してハンドル側ベースパイプ５２に形成された孔部１４２を介して、その先端のボール部分（金属球）がハンドルポスト３６の側面に当接可能である。

従って、押さえボルト１３６は、位置決めボルト１３４で所定の高さ位置に設定されたハンドルポスト３６をハンドル側ベースパイプ５２の内周面に押さえ付け、そのガタツキを防止することができる。この際、ハンドル側ベースパイプ５２及びハンドルポスト３６が前方に傾斜しているため、ハンドルポスト３６はハンドル側ベースパイプ５２内で前方に荷重がかかる。そこで、押さえボルト１３６はハンドルポスト３６を後方から押さえ付けることで、より効果的にガタツキを防止することができる。

なお、サドル位置調整機構４４は、上記したハンドル位置調整機構４６と略同用な構成からなることから、ハンドル位置調整機構４６の各構成要素の参照符号に「Ｓ」を付して、その詳細な説明は省略する。

すなわち、サドル位置調整機構４４は、サドルポスト３２の上下方向に沿って複数形成された高さ調整用の貫通孔（調整孔）１３０Ｓと、サドル側ベースパイプ５４の上端開口部の近傍に形成されたボルト挿通孔１３２Ｓと、該ボルト挿通孔１３２Ｓに挿通される位置決めボルト１３４Ｓと、位置決めボルト１３４Ｓに対して略直角方向に設置される押さえボルト１３６Ｓとを備え、位置決めボルト１３４Ｓが所定の貫通孔１３０Ｓ及びボルト挿通孔１３２Ｓに挿通させて固定ナット１３７Ｓに締結されることで、サドル３４を任意の高さ位置に調整することができる。当然、サドル位置調整機構４４でも、サドルポスト３２には、座繰り１３０ａや面取り１３０ｂ、カラー１３８、固定ナット１４０等が設けられている。

図１０に示すように、サドル位置調整機構４４では、押さえボルト１３６Ｓがサドルポスト３２を押さえ付ける方向が、車体後方側を向いており、上記ハンドル位置調整機構４６での押さえボルト１３６と反対方向となっている。これは、サドル側ベースパイプ５４及びサドルポスト３２が後方に傾斜していることに対応したものであり、つまり、サドルポスト３２はサドル側ベースパイプ５４内で後方に荷重がかかるため、前方から押さえ付けることで、より効果的にガタツキを防止することができるからである。

自転車シミュレーション装置１０では、このようなサドル位置調整機構４４及びハンドル位置調整機構４６を備えたことにより、図１３及び図１５に示すように、大きな体格の運転者Ｄ１や小さな体格の運転者Ｄ２、一般的（中間的）な体格の運転者Ｄ０に対して、サドル３４やハンドル４０、メインモニタ１４の高さ位置を適切に調整することができる。すなわち、図１５に示すように、大きな体格の運転者Ｄ１に対しては、ハンドル４０を高い位置（５）に設定し、サドル３４を高い位置（５）又は（６）に設定し、メインモニタ１４を最高位置に設定するとよく、小さな体格の運転者Ｄ２に対しては、ハンドル４０を低い位置（１）又は（２）に設定し、サドル３４を低い位置（１）又は（２）に設定し、メインモニタ１４を最低位置に設定するとよく、その中間的な体格の運転者Ｄ０に対しても同様である。

この際、ハンドル４０及びサドル３４の高さ調整数（調整段数）を規定する貫通孔１３０、１３０Ｓは、サドル位置調整機構４４では、例えば６個設けられ、ハンドル位置調整機構４６では、例えば５個設けられる。つまり、本実施形態の場合、ハンドル４０の高さ調整段数は５段階であり、サドル３４の高さ調整段数は６段階となっている。このように、調整段数をハンドル４０よりもサドル３４の方が多く設定しておくことにより、ハンドル４０の高さ位置に応じてサドル３４の高さ位置をより細かく調整することができるため、運転者は一層適切なポジショニングを得ることができる。しかも、サドル３４は、ペダル８２との位置関係も考慮する必要があることから、ハンドル４０側よりもサドル３４側の調整段数を多く設定しておくことで、より最適なポジショニングが可能となる。また、上記のように、ハンドル４０の調整段数が５段階であり、サドル３４の調整段数が６段階であると、ほとんどの体格の運転者に適切な乗車ポジションの設定が可能となる。

すなわち、ハンドル４０とサドル３４の両方に高さ位置を所定数設定したので、従来技術のように高さをリニアに可変するものに対して、簡易で安定的な固定構造が採用でき、運転者による調整もスピーディに行うことができる。また、ハンドル４０の調整可能な高さ位置がサドル３４よりも少なく設定してあるので、人の体格（足の長さ等）に合わせたサドル３４の位置調整が広範囲で行えるため、ペダル漕ぎ運転に違和感がなく、ハンドル４０の位置は、運転者が腕を曲げたり、角度を変えたりして少ない位置に対応が可能となり、ハンドル位置調整機構４６もシンプルに構成することができる。

図１３から諒解されるように、ハンドルポスト３６の移動軸は前傾斜であり、ヘッドパイプ３８とハンドル４０とが一体的に高さ調整される。このため、小さな体格の運転者Ｄ２に対応させるため、ハンドル４０の高さ位置を低く調整する際には、ハンドル４０が単に鉛直方向で低くなるだけでなく、サドル３４側にも次第に近接するように調整されるため、サドル３４とハンドル４０との間隔が近くなり、小さな体格の運転者Ｄ２にとって一層適切なポジショニングが可能となっている。当然、ハンドル４０を高い位置に設定した場合には、サドル３４とハンドル４０との距離が遠くなるため、大きな体格の運転者Ｄ１によっても適切なポジショニングが容易であり、他の体格の運転者にとっても同様である。しかも、サドル３４の移動軸は後傾斜であることから、ハンドル４０及びサドル３４の高さ位置調整によるサドル３４とハンドル４０との間隔は、一層適切に調整されることになる。

次に、ペダル負荷調整機構９２について説明する。

図５に示すように、ペダル負荷調整機構９２は、フライホイール８８の外周面に当接して従動回転され、該フライホイール８８に当接負荷を与えるローラ９０と、ローラ９０を略中央部の回転軸１５０によって軸支する負荷レバー（ローラ支持部材）１５２と、負荷レバー１５２の上端部に接続されたスプリング（弾性部材）１５４と、スプリング１５４が発生する付勢力の強さを調整するための調整ボルト（荷重調整ねじ）１５６とを有する。負荷レバー１５２は、その下端部が車体フレーム（サドル側ベースパイプ５４）に固着されたブラケット１５８に設けられた揺動軸（回動軸）１６０によって揺動可能に軸支されている。

ローラ９０は、外周にゴム製のライニングを取り付けた構成であり、ゴムの弾性によるダンパー効果によって、フライホイール８８に実走行に近い回転抵抗を付与することができ、これにより模擬自転車１２では実車に近いペダル８２の踏み心地を得ることができる。

調整ボルト１５６は、その頭部に締結用ノブ１５６ａが設けられると共に、略中央部が車体側（アッパーステー７６）に固定された取付ステー１６２を貫通しており、その先端がスプリング１５４が接続されたジョイントナット１６４に螺入されている。

従って、ペダル負荷調整機構９２では、締結用ノブ１５６ａを把持して調整ボルト１５６のジョイントナット１６４への締め付け状態を適宜変更することにより、スプリング１５４による負荷レバー１５２の引き寄せ力が変更され、これによりローラ９０のフライホイール８８への接触抵抗が増減され、ペダル８２の負荷を容易に変更することができる。

すなわち、ペダル負荷調整機構９２では、簡単かつ軽量な機構によってペダル８２の負荷を調整することができ、また、模擬自転車１２の略中央に当該ペダル負荷調整機構９２が配設されることで、自転車シミュレーション装置１０の小型化が可能となる。

しかも、図１及び図５から諒解されるように、調整ボルト１５６の締結用ノブ１５６ａは、サドルポスト３２（サドル３４）近傍の後側下方でカバー９９の上方外部に配置されている。このため、調整ボルト１５６の操作を楽な姿勢で容易に行うことができる。また、運転者や管理者等が容易にペダル負荷調整機構９２を操作することができ、例えば模擬自転車１２の運転中であっても運転者又は運転者以外の者によって調整を行うことができる。

さらに、調整ボルト１５６（スプリング１５４）が上方側に配置されることで、下端が揺動軸１６０によって軸支される負荷レバー１５２の寸法を可及的に大きくすることができるため、負荷レバー１５２のレバー比を十分に確保でき、調整ボルト１５６の操作トルクが小さくなり、力の弱い者であっても容易にペダル負荷を調整することができる。つまり、負荷レバー１５２は、作用点であるローラ９０の回転軸１５０を略中央に有し、回転軸１５０よりも下方に回動支点である揺動軸１６０を有し、回転軸１５０よりも上方に力点であるスプリング１５４との接続部を有することにより、調整ボルト１５６の調整に要する力（トルク）を有効に低減している。

また、ペダル負荷調整機構９２では、調整ボルト１５６以外の構成要素は、カバー９９内に収納されているため、運転者の衣服等が負荷レバー１５２やスプリング１５４等に接触することが防止されると共に、当該自転車シミュレーション装置１０の外観も向上している。

次に、リヤモニタ１８の配置構造について説明する。

図１〜図４に示すように、リヤモニタ１８を支持するリヤスタンド３０は、メインフレーム２６のアンダーパイプ５０の端部に連結部２８で連結される連結パイプ（連結部）１７０と、連結パイプ１７０の他端側を鉛直方向に立ち上げて、その上端側にリヤモニタ１８が固定される鉛直パイプ（保持部）１７２と、鉛直パイプ１７２の立ち上げ基端部周辺を補強して、リヤモニタ１８を安定して支持するために床面に固定される円環パイプ（保持部）１７４とから構成されている。

図１及び図４に示すように、連結パイプ１７０は、連結部２８に近い部分が模擬自転車１２の車体前後方向に沿っており、その後方側が屈曲して模擬自転車１２の後輪４２の前方から車体右後方へと延びている。

図２及び図５に示すように、連結部２８において、メインフレーム２６のアンダーパイプ５０と連結パイプ１７０とは、アンダーパイプ５０側が棒状パイプである一方、連結パイプ１７０側がスリット１７０ａを有する中空パイプであり、該連結パイプ１７０に前記アンダーパイプ５０の端部を差し込み、連結パイプ１７０の外周から連結ボルト１７６で締結されることで互いに連結される。

図１、図２及び図５に示すように、リヤモニタ１８からのハーネス１７８は、鉛直パイプ１７２内から連結パイプ１７０内へと通されて、該連結パイプ１７０の端部近傍に形成された孔部１７０ｂから外部に取り出されて立ち上げられ、その先端のＵＳＢコネクタ（コネクタ）１７８ａが模擬自転車１２の下部に設けられたＵＳＢ端子（コネクタ）１８０に接続される。ＵＳＢ端子１８０に結線後のハーネス１８４は、模擬自転車１２前方に設けたＵＳＢコネクタ１８６に接続され、メインモニタ１４の下方に設けた制御装置２０から延びるハーネス（１８８）のＵＳＢコネクタ（コネクタ）１９０と結線され、これによりリヤモニタ１８をメインフレーム２６側（フロントスタンド１６）に配置された制御装置２０で表示制御することができる。このようにリヤモニタ１８からの配線（ハーネス）が各コネクタを介して制御装置２０へと接続されることにより、当該自転車シミュレーション装置１０の各部の分解及び組立を一層簡便に行うことができる。つまり、リヤスタンド３０、模擬自転車１２、メインモニタ１４の各々をコネクタで分離でき、各々を分解するときの配線の処理が容易となる。この場合、図１４に示すように、ＵＳＢ端子１８０からのハーネス１８４は、センターフレーム５６内から第２制御ボックス６２内へと通って、模擬自転車１２の前方へと導出される。センターフレーム５６、ハンドル側ベースパイプ５２及び第２制御ボックス６２へのハーネス１８４の出入口には、ゴム製等のグロメット１９２ａ〜１９２ｄをそれぞれ配設しておくことで、ハーネス１８４を保護することができる。

なお、ＵＳＢコネクタ１７８ａ等が外れた場合には、メインモニタ１４にその箇所を表示し、再接続されることで再起動させるとよい。勿論、リヤモニタ１８と制御装置２０とは、ＵＳＢ接続以外の接続方法で接続してもよい。

このようなリヤスタンド３０を用いてリヤモニタ１８を配置することにより、車体とリヤモニタ１８の位置関係をリヤスタンド３０を接続するだけで所望の位置にセットすることができ、運搬等の必要なときにリヤスタンド３０を模擬自転車１２等から連結部２８により容易に分割することができ、収納スペースや運搬時のサイズも小さくすることができる。勿論、上記したように、当該自転車シミュレーション装置１０では、リヤスタンド３０以外の部位、つまり模擬自転車１２、フロントスタンド１６及びメインモニタ１４もそれぞれ分割することができる４分割構造となっているため、収納や運搬が一層容易となっている。この場合、連結部２８は、中空パイプである連結パイプ１７０側に棒状パイプであるアンダーパイプ５０を差し込むだけのシンプルな構造であるため、組み立てや取り外しが容易となっている。

また、リヤスタンド３０は、模擬自転車１２の車体下方から後輪４２の前方を通り、車体の右後方位置から上方に立ち上げて設置されることにより、リヤモニタ１８が運転者の真後ろではなく、側方にオフセットして配置されるため、通常の自転車の交通に合わせた位置に該リヤモニタ１８を配置することができる。さらに、リヤスタンド３０は、車両のメインフレーム２６と連結しており、倒れに強くされており、スタンド中空部に配線を通すことにより、配線の保護、邪魔にならない態様となっている。さらに、車体側のコネクタであるＵＳＢ端子１８０が、ペダル８２の下後方近傍に設けられることにより、運転者の足がくる付近の地面には配線がないため、配線が一層邪魔にならないという利点がある。

リヤスタンド３０は、シンプル且つ軽量な構造でありながら、連結部２８や円環パイプ１７４を設けることで、安定して床面上に設置可能である。この際、連結パイプ１７０や鉛直パイプ１７２がパイプ部材であり、その内部にリヤモニタ１８からのハーネス１７８が通されることで、該ハーネス１７８が邪魔になることがない。

また、連結パイプ１７０は、連結部２８に近い部分が模擬自転車１２の車体前後方向に沿っており、その後方側が屈曲して模擬自転車１２の後輪４２の前方から車体右後方へと延びていることにより、リヤモニタ１８が運転者の真後ろに設置されることがなく、視認性も良好である。

本発明は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成乃至工程を採り得ることは勿論である。

１０…自転車シミュレーション装置 １４…メインモニタ
１６…フロントスタンド １８…リヤモニタ
２２…モニタ位置調整機構 ２６…メインフレーム
３０…リヤスタンド ３４…サドル
３８…ヘッドパイプ ４０…ハンドル
４４…サドル位置調整機構 ４６…ハンドル位置調整機構
８８…フライホイール ９０…ローラ
９２…ペダル負荷調整機構 ９９…カバー

Claims (7)

1. 模擬車両（１２）を運転操作することにより、該運転操作に基づく情景を前記模擬車両（１２）の前方に表示する前方表示部（１４）を備え、自転車の走行状態を模擬体験する自転車シミュレーション装置において、
   前記前方表示部（１４）の上下位置を調整可能なスタンド（１６）を備え、
   前記スタンド（１６）は、前記前方表示部（１４）が取り付けられる可動部（２２）と、地面に設置される固定部（１９）とを備え、
   前記可動部（２２）は、前記前方表示部（１４）の幅方向で一対設けられて上下方向に延びた可動レール（１００）と、
   前記可動レール（１００）を上下に摺動自在に収納可能な中空の固定レール（１０２）と、
   前記可動レール（１００）を上下動させるために、一対の可動レール（１００）間に渡って設けられた操作バー（１０４）と、
   前記可動レール（１００）と一体的に上下動可能であり、該可動レール（１００）を覆うケース（１０６）と、
   前記ケース（１０６）の一面に、上下方向に沿って複数開口形成された位置決め孔部（１０８）とを有し、
   前記固定部（１９）は、前記位置決め孔部（１０８）に対して挿入可能且つ離脱可能なストッパピン機構（１１２）を有することを特徴とする自転車シミュレーション装置。
2. 請求項１記載の自転車シミュレーション装置において、
   前記固定レール（１０２）の上部開口部には、前記可動レール（１００）に対してフリクションを与えるフリクション部材（１１６）が設けられていることを特徴とする自転車シミュレーション装置。
3. 請求項２記載の自転車シミュレーション装置において、
   前記可動レール（１００）は、平板部（１００ａ）と、該平板部（１００ａ）の前記前方表示部（１４）側の面に突出し且つ前記操作バー（１０４）及び前記前方表示部（１４）が固定される棒体部（１００ｂ）とを有し、
   前記フリクション部材（１１６）は前記平板部（１００ａ）を覆う形状であることを特徴とする自転車シミュレーション装置。
4. 請求項２又は３記載の自転車シミュレーション装置において、
   前記フリクション部材（１１６）は、樹脂材であることを特徴とする自転車シミュレーション装置。
5. 請求項２〜４の何れか１項に記載の自転車シミュレーション装置において、
   前記フリクション部材（１１６）は、前記固定レール（１０２）の前記上部開口部の下方にも設けられていることを特徴とする自転車シミュレーション装置。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の自転車シミュレーション装置において、
   前記可動レール（１００）の側方には、ガス封入されたダンパ（１１８）が設けられていることを特徴とする自転車シミュレーション装置。
7. 請求項１〜６の何れか１項に記載の自転車シミュレーション装置において、
   前記模擬車両（１２）は、ハンドル（４０）の高さ位置を調整するハンドル調整機構（４６）、又は、サドル（３４）の高さ位置を調整するサドル調整機構（４４）を備え、
   前記前方表示部（１４）の高さ位置は、前記ハンドル（４０）の高さ位置又は前記サドル（３４）の高さ位置に合わせてセットされることを特徴とする自転車シミュレーション装置。

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