JPH08215429A - 加速度体感装置 - Google Patents

加速度体感装置

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Publication number
JPH08215429A
JPH08215429A JP7307563A JP30756395A JPH08215429A JP H08215429 A JPH08215429 A JP H08215429A JP 7307563 A JP7307563 A JP 7307563A JP 30756395 A JP30756395 A JP 30756395A JP H08215429 A JPH08215429 A JP H08215429A
Authority
JP
Japan
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acceleration
rocking
operator
swinging
base
Prior art date
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Pending
Application number
JP7307563A
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English (en)
Inventor
Hisashi Onishi
寿 大西
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Shinko Electric Co Ltd
Original Assignee
Shinko Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH08215429A publication Critical patent/JPH08215429A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 違和感を伴わさせずに、しかも簡易・低コス
トにて実現可能な加速度体感装置を提供する。 【解決手段】 体感者を乗せる揺動台20の揺動の支点
である連結具21は、体感者よりも上方に位置する。モ
ータ25F、25B、25R、25Lの駆動により揺動
台20は、体感者に与えるべき加速度の方向とは反対方
向に回動する。この際、揺動の開始時に発生する加速度
の方向と、体感者に与えるべき加速度の方向とが互いに
一致するので、体感者に違和感を与えることなく加速度
を与えることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ゲームマ
シンや、シミュレータ等に用いて好適な加速度体感装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、ゲームマシンや、シミュレー
タ等においては、その操作者にリアリティを与えるため
に、当該画像や操作に連動して操作者を揺動して加速度
を与える加速度体感装置が用いられている。かかる加速
度体感装置は、例えば、図5に示すように、操作者Mが
着座するシート11や、画像を表示するCRT12、操
作者Mが操作する操作子(ハンドル、レバーなど)13
等を備える揺動台14を、固定台15の支柱16に設け
た球面軸受17を支点として支持するとともに、CRT
12に表示される表示や操作子13等の操作量に応じて
揺動するように構成されている(例えば、特開平4−3
52984号公報参照)。
【0003】ここで、例えば、発進加速のような後方向
(図においては右方向)への加速度を操作者に与える場
合には、揺動台14が球面軸受17を中心にして図にお
いて時計回りに回動し、また、右旋回のような遠心力を
与えるように場合には、揺動台14が図において手前側
に傾斜して、操作者自身にかかる重力により、加速度に
伴う感覚を体感させるようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記加
速度体感装置では、揺動台が回動・傾斜する際に働く慣
性力が問題となる。すなわち、上述の例でいえば、揺動
台14が時計回りに回動すると、その回動の際の慣性力
によって、操作者Mには前方向の加速度が一瞬発生す
る。このため、操作者は、実際には前のめり状態となっ
た後に、本来の発進加速度を体感することとなる。同様
に、揺動台14が手前側に傾斜すると、その傾斜の際の
慣性力によって、操作者には右方向(図において奥方
向)の加速度が一瞬発生するため、操作者は、実際に
は、反対方向である右方向への遠心力を体感した後に、
本来の左方向の遠心力を体感することとなる。このよう
に、従来の加速度体感装置では、体感させるべき加速度
とは逆方向の加速度が一瞬働いた後、本来的な加速度が
発生するので、操作者は、違和感が伴った加速度を体感
する、という問題があった。
【0005】また、上述した揺動台14は、固定台15
に対して球面軸受17の支持のみにより載置される構成
であるがために、基本的に不安定である。このことは、
逆に、揺動台14を回動・傾斜するための手段が、揺動
台14を安定して支持することにも寄与しなければなら
ないことを意味する。上記公報の例では、仮想的な力を
体感させない場合に、揺動台を安定して保持するため
に、ブレーキ機構なるものが備えなければならないので
ある。このため、揺動台14を回動・傾斜するための手
段が非常に大がかりとなってしまうので、装置全体とし
て複雑・高コストになる、という欠点を有していた。
【0006】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、操作者、すなわち体
感者に違和感を伴わさせずに、しかも簡易・低コストに
て実現可能な加速度体感装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した諸問題を解決す
るために、請求項1に記載の発明にあっては、体感者を
乗せる揺動台であって、その揺動の支点が体感者よりも
上方にある揺動台と、前記体感者に与えるべき加速度に
応じて前記揺動台を揺動する揺動手段とを具備すること
を特徴としている。請求項2に記載の発明にあっては、
請求項1に記載の発明において、前記揺動手段は、体感
者より下方に位置する揺動台の部分を、揺動に対する固
定点から引張することにより、前記揺動台を揺動するこ
とを特徴としている。請求項3に記載の発明にあって
は、請求項1に記載の発明において、前記揺動手段は、
互いに直交する2つの送りネジのうち、一方の送りネジ
との螺合によって、他方の送りネジを一方の送りネジ方
向に移動させる第1の機構と、他方の送りネジとの螺合
により、テーブルを他方の送りネジ方向に移動させる第
2の機構と、体感者より下方に位置する揺動台の部分を
前記テーブルに継ぐ継手とから構成されることを特徴と
している。請求項4に記載の発明にあっては、請求項1
に記載の発明において、前記揺動手段は、互いに直交す
る円弧形状のガイドであって、一方が他方に対しスライ
ドする2つのガイドと、前記一方のガイドに対しスライ
ドするスライダと、体感者より下方に位置する揺動台の
部分を前記スライダに継ぐ継手とから構成されることを
特徴としている。請求項5に記載の発明にあっては、請
求項4に記載の発明において、前記ガイドの各上面にリ
ニアモータの1次側をそれぞれ配設する一方、前記一方
のガイドおよび前記スライダの各下面に当該リニアモー
タの2次側を配設したことを特徴としている。
【0008】請求項1に記載の発明によれば、揺動の支
点が体感者よりも上方に位置するため、揺動の開始時に
発生する加速度の方向と、体感者に与えるべき加速度の
方向とが互いに一致する。したがって、体感者に違和感
を与えることなく加速度を与えることが可能となる。ま
た、揺動台は、必然的に、体感者よりも上方に位置する
支点に対して懸垂状態となるため安定である。請求項2
〜4に記載の発明によれば、揺動台の支点が体感者の上
方に位置し、揺動の作用点は体感者の下方に位置するこ
ととなるので、支点および作用点の距離をある程度確保
することができる。したがって、揺動に要する力を、当
該距離に反比例して低く抑えることができるので、揺動
させるための構成を簡易とすることが可能となる。特
に、請求項3に記載の発明によれば、揺動台の揺動を2
つの送りネジの回転のみにより行なうことができるの
で、構成をより簡易にすることが可能となる。この場
合、望ましくは請求項5に記載の発明のように、リニア
モータを用いて揺動台を揺動するようにすれば、揺動を
スムースにかつ素早く行なうことが可能となる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る加
速度体感装置につき図面を参照して説明する。
【0010】1:第1実施形態 図1は、本発明の第1実施形態に係る加速度体感装置の
構成を示す斜視図である。この図において、符号20は
揺動台であり、シート11や、CRT12、操作子等を
備え、コクピットを模している点では図5に示した従来
の揺動台14と共通であるが、揺動台20全体が連結具
21により懸垂状態となっている点で相違する。すなわ
ち、天井等に設けられる連結具21は、揺動台20を揺
動自在に支持している。また、揺動台20の着座位置下
方にあって、揺動台20の前後左右には、それぞれロー
プ22F、22B、22R、22Lの一端が結合された
フック23F、23B、23R、23Lが設けられる
(フック23Rは位置関係のため図示されない)。ロー
プ22F、22B、22R、22Lの他端は、それぞれ
プーリ24F、24B、24R、24Lに巻回されてお
り、これらプーリは揺動に対する固定点にそれぞれ取り
付けられたモータ25F、25B、25R、25Lによ
って駆動されるようになっている。
【0011】かかる実施形態において、例えば、操作子
により発進させるような操作がなされた場合、CRT1
2においてそのような映像が表示されるとともに、モー
タ25Fが回転してプーリ24Fを駆動するとともに、
モータ25Bをフリー状態とする。これにより、揺動台
20は、図2(a)に示すように、連結具21を中心
に、操作者にとってみれば前上方向に回動する。この際
の回動量は、操作子13の操作量、すなわち操作者に与
えるべき後方加速度の大きさに応じたものである。い
ま、実際に加速度が例えば1Gで発進する場合にヒトに
加わる力は、大きさが1Gで下向きの重力と、大きさが
1Gで加速方向とは反対方向の加速度との合力であるか
ら、大きさ(√2)Gで後方下向き45度の力が加わ
る。この状態を実施形態により模倣する場合、先に述べ
たように、揺動台20を連結具21を中心にして時計回
り(前方向)に45度回動させれば良いはずである。こ
の場合、操作者に加わる力の方向は、操作者自身からみ
れば後方下向き45度となって実際の場合と一致するの
であるが、力の大きさは、あくまでも操作者自身に加わ
る1Gだけであるので、実際の場合と比較して1/(√
2)だけ小さくなる。しかし、この程度の相違では、操
作者が区別することはできないので、適切な加速度を体
感することができる。
【0012】また、この実施形態において、揺動の支点
は連結具21となって操作者よりも上方に位置するの
で、揺動台20の回動の際に発生する慣性力の方向は、
操作者に与えるべき加速度の方向と一致する。したがっ
て、前述した従来装置に見られるような違和感を与える
ことなく、操作者に加速度を体感させることができる。
【0013】次に、加速度の体感を停止させる場合、モ
ータ25Fは、電磁ブレーキをかけつつ揺動台20を元
に戻す一方、この際に弛むロープ23Bをプーリ24B
で巻き取るべくモータ25Bが回転する。もともと、揺
動台20は、連結具21に対して懸垂状態であるので、
モータをフリー状態とすれば特に駆動を与えなくても回
動前の状態に戻るのであるが、戻り時の慣性により停止
地点をオーバーする可能性があるために、モータ25F
により電磁ブレーキをかけつつ戻すのである。
【0014】また、この実施形態において、操作子13
により右旋回させるような操作がなされた場合、CRT
12においてそのような映像が表示されるとともに、モ
ータ25Rが回転してプーリ24Rを駆動するととも
に、モータ25Lをフリー状態とする。これにより、揺
動台20は、図2(b)に示すように、連結具21を中
心にして操作者にとってみれば右上方向に回動する。実
際に、加速度が1Gで右旋回する場合に、ヒトに加わる
力は、大きさが1Gで下向きの重力と、大きさが1Gで
旋回による左方向の遠心力との合力であるから、大きさ
(√2)Gで左方下向き45度の力が加わる。この状態
を実施形態により模倣する場合には、先に述べたよう
に、揺動台20を連結具21を中心にして右上方向)に
45度回動させれば良いはずであるから、操作者は、こ
の実施形態により、右旋回時の左方向の遠心力を体感す
ることができる。
【0015】このように、第1実施形態に係る加速度体
感装置では、操作者に与えるべき加速度とは反対方向側
の上方向に揺動台20を回動することによって、慣性に
伴う違和感を与えることなく加速度を体感させる。ま
た、この実施形態では、支点と力の作用点との距離を確
保することが容易となるので、揺動に要する駆動トルク
を比較的小さくすることもできる。このため、モータを
小型化することもできる。
【0016】なお、上述した第1実施形態では、揺動台
の揺動にモータを用いたが、本願はこれに限られない。
例えば、油圧を用いたアクチュエータや、空気シリンダ
などにより、揺動させるような構成としても良い。ま
た、連結具21は説明簡略化のため、天井に設けられる
としたが、例えば、櫓状のフレームを構築し、そこから
揺動台20をつり下げるように構成しても良い。また、
モータ25は、いずれか1つのみが駆動するのではな
く、例えば、25Fおよび25Rが同時駆動して、操作
者に左後方向の加速度を与えることもできる。
【0017】2:第2実施形態 上述した第1実施形態に係る加速度装置では、揺動台2
0を前後左右に揺動させるのに、4つのモータ25F、
25B、25R、25Lを必要とした。したがって、装
置全体がコスト高となりやすいという欠点を有する。そ
こで次に、モータを2つにして、この点を改良した第2
実施形態について説明する。図3は、この第2実施形態
に係る加速度体感装置の構成を示す斜視図である。この
図に示すように、本実施形態は、揺動台20への揺動を
XYテーブルの移動により行なうものである。
【0018】まず、揺動台20は自在継手31により天
井から懸架状態とされている。また、揺動台20の下端
は、自在継手32の一端と接続される一方、自在継手3
2の他端は、パンタグラフ型の支持器33を介して、テ
ーブル34に取り付けられる。支持器33は、揺動台2
0が揺動する際に、揺動台20の下端とテーブル34と
の距離が変化するのを吸収しつつ、揺動台20の下端を
支持するために設けられている。また、テーブル34
は、長手形状のユニット35の上面を下端x方向に対し
スライドするが、そのための構成は次の通りである。す
なわち、テーブル34の下方には、雌ねじが設けられ、
ここに、モータ36の回転軸に接続された送りネジ37
が螺合している。ここで、モータ36は、ユニット35
におけるx方向の一端部に取り付けられる。これによ
り、テーブル34は、モータ36の回転により、ユニッ
ト35の長手方向と一致するx方向に移動するようにな
っている。
【0019】次に、ユニット35は、y方向に延びる枠
形状のフレーム38、38の上面をスライドするが、そ
のための構成は次の通りである。すなわち、ユニット3
5の下方には、雌ねじが設けられ、ここに、その軸方向
がy方向の送りネジ39と螺合しており、かかる送りネ
ジ39は、ユニット38におけるy方向の一端部に取り
付けられたモータ40により回転する。これにより、ユ
ニット35が、モータ40の回転によりy方向に移動す
るようになっている。
【0020】結局、テーブル34は、モータ36、40
の回転により、それぞれx、y方向に自在に移動するX
Yテーブルとして作用し、この移動によって、揺動台2
0の下端を引張することにより、揺動台20を揺動する
こととなる。なお、テーブル34の移動方向は、操作者
に与えるべき加速度の方向と逆方向であり、テーブル3
4の移動量は、操作者に与えるべき加速度の大きさに応
じたものである点は、上述した第1実施形態と同様であ
る。
【0021】3:第3実施形態 上述した第2実施形態に係る加速度装置は、揺動台20
を前後左右に揺動させるのに、2つのモータ35、40
で済むものであったが、一般にネジの回転量に対する雌
ねじの送り量は小さいため、テーブル34が素早く移動
できずに、大きな加速度を与えにくいという欠点を有す
る。そこで、この点を改良した第3実施形態について説
明する。図4は、この第3実施形態に係る加速度体感装
置の構成を示す斜視図である。この図に示すように、本
実施形態は、揺動台20への揺動を2系統のリニアモー
タにより行なうものである。
【0022】まず、この図における揺動台20は、天井
から懸垂状態となっているのは、上述した第1および第
2実施形態と同様であるが、揺動台20の下端は、継手
41を介してスライダ42に接続される。スライダ42
は、ガイド50、50上をスライドするものであり、ガ
イド50の形状は、揺動台20における左右方向の揺動
軌跡にあわせて、円弧となっている。また、ガイド5
0、50の間には、リニアモータの1次側51、51、
……が適切な間隔を保って配置されており、スライダ4
2の下面に設けられたリニアモータの2次側を磁気吸引
するようになっている。ガイド50、50は、スライダ
60に固定されているが、スライダ60自身は、ガイド
70、70上をスライドするものである。ガイド70の
形状は、揺動台20の前後方向の揺動軌跡にあわせて、
円弧となっており、ガイド70自身は床に固定されてい
る。また、ガイド70、70の間にも、リニアモータの
1次側71、71、……が適切な間隔を保って配置され
ており、スライダ60の下面に設けられたリニアモータ
の2次側を磁気吸引するようになっている。
【0023】かかる実施形態によれば、操作者に与える
べき加速度とは反対方向側の上方向に揺動台20を回動
させるように、リニアモータの一次側51、51、……
および71、71、……を励磁し、操作者に与えるべき
加速度とは反対方向側の上方向に揺動台20を回動させ
ることによって、慣性に伴う違和感を与えることなく加
速度を体感させることができる。しかも、この際、リニ
アモータによって滑らかにかつ素早く行なうことが可能
である。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
体感者に加速度を、違和感を伴わずに体感させることが
可能となり、しかも、揺動台を安定させることも容易で
ある。(請求項1)。また、その際に、揺動させるため
の構成を簡易とすることが可能となる(請求項2〜
4)。揺動をスムースかつ滑らかに行なうことが可能と
なる(請求項5)。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施形態に係る加速度体感装置
の構成を示す斜視図である。
【図2】 (a)は、実施形態において発進時の加速度
を与えるための動作を示す図であり、(b)は、実施形
態において右旋回時の加速度を与えるための動作を示す
図である。
【図3】 本発明の第2実施形態に係る加速度体感装置
の構成を示す斜視図である。
【図4】 本発明の第3実施形態に係る加速度体感装置
の構成を示す斜視図である。
【図5】 従来の加速度体感装置の構成を示す図であ
る。
【符号の説明】
20……揺動台、25F、25B、25R、25L……
モータ(揺動手段)、32……自在継手、33……支持
器(継手)、37、39……送りネジ、42、60……
テーブル、50、70……ガイド、51、71……リニ
アモータの一次側

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 体感者を乗せる揺動台であって、その揺
    動の支点が体感者よりも上方にある揺動台と、 前記体感者に与えるべき加速度の方向とは反対方向に前
    記揺動台を揺動する揺動手段とを具備することを特徴と
    する加速度体感装置。
  2. 【請求項2】 前記揺動手段は、体感者より下方に位置
    する揺動台の部分を、揺動に対する固定点から引張する
    ことにより、前記揺動台を揺動することを特徴とする請
    求項1の加速度体感装置。
  3. 【請求項3】 前記揺動手段は、 互いに直交する2つの送りネジのうち、一方の送りネジ
    との螺合によって、他方の送りネジを一方の送りネジ方
    向に移動させる第1の機構と、 他方の送りネジとの螺合により、テーブルを他方の送り
    ネジ方向に移動させる第2の機構と、 体感者より下方に位置する揺動台の部分を前記テーブル
    に継ぐ継手とから構成されることを特徴とする請求項1
    記載の加速度体感装置。
  4. 【請求項4】 前記揺動手段は、 互いに直交する円弧形状のガイドであって、一方が他方
    に対しスライドする2つのガイドと、 前記一方のガイドに対しスライドするスライダと、 体感者より下方に位置する揺動台の部分を前記スライダ
    に継ぐ継手とから構成されることを特徴とする請求項1
    記載の加速度体感装置。
  5. 【請求項5】 前記ガイドの各上面にリニアモータの1
    次側をそれぞれ配設する一方、前記一方のガイドおよび
    前記スライダの各下面に当該リニアモータの2次側を配
    設したことを特徴とする請求項4記載の加速度体感装
    置。
JP7307563A 1994-12-14 1995-11-27 加速度体感装置 Pending JPH08215429A (ja)

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JP31030294 1994-12-14
JP6-310302 1994-12-14
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003502686A (ja) * 1999-06-11 2003-01-21 キム,ウィ,ソク モーションシミュレーター
JP2013066722A (ja) * 2011-09-23 2013-04-18 Alexander Verl 娯楽用乗り物
WO2017037458A1 (en) * 2015-09-04 2017-03-09 Mclaren Racing Limited Motion platform
WO2017171318A1 (ko) * 2016-03-28 2017-10-05 (주)피엔아이시스템 현수식 게임 시뮬레이션 장치
KR102182450B1 (ko) * 2019-08-12 2020-11-24 (주)넥스크루 그네의자를 이용한 모션 시뮬레이터

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