JPH1156517A

JPH1156517A - 体感揺動・振動装置

Info

Publication number: JPH1156517A
Application number: JP9227911A
Authority: JP
Inventors: Akira Komatsu; 明小松
Original assignee: BODY SONIC LAB KK
Current assignee: BODY SONIC LAB KK
Priority date: 1997-08-25
Filing date: 1997-08-25
Publication date: 1999-03-02
Anticipated expiration: 2017-08-25
Also published as: US6256397B1; JP3066637B2

Abstract

(57)【要約】【課題】オーディオ鑑賞、ビデオゲーム遊技等のとき
に、利用者が座るシートを揺動・振動させることにより
臨場感を高める。【解決手段】人体載置物（シート）１の中央下部にア
ーム４を垂下させると共にアーム４に吸引鉄心６を装着
し、アーム４の吸引鉄心６より上方位置を回動自在に支
持して人体載置物を平面上全方向に傾斜可能にさせ、吸
引鉄心６の水平面上のｘｙ方向周囲に電磁石７ａ，７ｂ
（例：ｘ方向）を配設する。オーディオ、映画、ビデオ
ゲーム等の音響または映像を出力する時に、映像・音響
に合わせた揺動信号ａおよび振動信号ｂにより電磁石７
ａ，７ｂを駆動させ、人体載置物を揺動・振動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】オーディオ再生時、オーディ
オ信号の２０〜１５０Ｈｚ辺りの低音域を供給源とし、
この低音域信号によって振動装置を駆動させ、発生した
振動を体感させることによって臨場感を高めるようにし
た体感音響装置を本願発明者らが多数提案している。一
方、大規模な油圧装置を使用して、コックピットを状況
に合わせ揺動させるようにしたフライトシミュレータ
が、パイロットに臨場感を与えるために使用されてい
る。また、椅子などを前後左右上下に揺動させ、ジェッ
トコースターやオートバイに乗っているような感じを出
すものとして、椅子に付設したモータをｃｐｕで行って
臨場感を生じさせる装置がある。本発明はこのような音
楽鑑賞や遊技装置の遊技中の臨場感を造り出すための体
感揺動・振動装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、体感音響装置に使用される電気−
機械振動変換器には取付容器内に質量の大きい永久磁石
を吊し、コイルを容器内に固定したものがある（以下、
トランスジューサーという）。椅子に座って音楽鑑賞を
するとき、椅子に装着したトランスジューサーにより座
面を低音域で振動させると、演奏しているホール、音楽
に誘発される空想世界での臨場感が得られる。また、ゲ
ーム機仕様では、利用者の体を状況に合わせ傾けたり、
揺るがしたりさせているが、そのための装置として前述
のように油圧装置でコックピットを揺動するものやモー
タ、エアシリンダ等が揺動装置として利用されるが、エ
アシリンダでは空気の注入、排出装置のための配管が煩
雑で、装置の簡便性からモータにより揺動・振動させる
ものが多い。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、揺動装置
は、人体載置物をガタガタさせるには、モータの正逆回
転やエアシリンダへの空気の注入、排出を反復させて効
果を得るものであり、１ショットは１サイクル（１Ｈ
ｚ）となり、低い周波数で比較的大きな揺動は追従可能
である。モータの場合、周波数に合わせて正転・逆転を
繰り返さなければならないが、数十Ｈｚ〜数百Ｈｚで回
転角（振幅）を要求通りに正・逆転行わせることは非常
に困難である。エアシリンダを使用した装置でも同様で
ある。したがって、モータやエアシリンダを使用した装
置では揺動信号・振動信号の入力に対する応答速度が低
いので、スピード感、衝撃感のある揺動が困難である。
この性能をカバーするために、例えば、オートバイレー
ス（ビデオゲーム）ではゲーム機に備えたシートを過度
に傾斜、揺動させるようにし、シートに座って操縦して
いる人の身体を傾斜、揺動させている。例えば、オート
バイが起伏の多い緩い道を走行しているときは、身体が
ゆっくりと揺れ、砂利道をゆっくり走行するときはゴツ
ゴツした衝撃の感触を得る。しかしながら、砂利道を速
く走行させると、路面との連続する大きな衝撃に追従す
る、出力の大きな連続した衝撃がえられず（入力信号の
周波数が高いのでモータの正逆転が追従しない）、傾
斜、揺動運動の追従が合わず、ゲーム性を低下させ、興
味を半減させることになる。したがって、このゲームを
利用する人のなかにはシートに座らずに立ったままでオ
ートバイをコントロールしている人もいる。

【０００４】ここで、実際の揺動について、オートバ
イ、ジェットコースターを参考にまとめると、ゆっくり
左右に大きく振られるものから、ガタッ、ガタン、ドシ
ン等の衝撃感のある振動までを含んでいる。したがっ
て、モータ、エアシリンダ等による揺動装置では満足の
いくもの（ゲーム機）が製作できないことになる。しか
るに、前述した振動装置では体感衝撃は可能であるが、
身体を左右に大きく振らすことは構造上不可能である。

【０００５】本発明は、前述したように揺動、衝撃を体
感させ臨場感を高めるようにした体感揺動・振動装置を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、請求項１記載の発明は、人体載置物の中央
下部にアームを垂下させると共に該アームに吸引鉄心を
装着し、前記アームの前記吸引鉄心より上方位置を回動
自在に支持して前記人体載置物を平面上全方向に傾斜可
能にさせ、前記吸引鉄心の水平方向周囲に複数の電磁石
を配設し、該電磁石を揺動信号および振動信号により駆
動させることを特徴とする。

【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、吸引鉄心を中心に電磁石をｘｙ方向４か所
に配設したことを特徴とする。

【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、人体載置物およびアームの支持部を吊り上
げ、前記吸引鉄心近傍の上・下部位置に電磁石を配設し
たことを特徴とする。

【０００９】請求項４記載の発明は、人体載置物の中央
下部を支点として該人体載置物を平面上全方向に傾斜可
能にさせると共に、人体載置物の下部のｘｙ方向４か所
に吸引鉄心を配設し、該吸引鉄心の直下方に、揺動信号
および振動信号により駆動させる電磁石を配設したこと
を特徴とする。

【００１０】請求項５記載の発明は、請求項１または４
に記載の発明において、揺動信号は振動信号より長い波
長の揺らぎ成分の波形であり、振動信号は低音域のオー
ディオ信号または類似の信号であることを特徴とする。

【００１１】請求項６記載の発明は、請求項１または４
に記載の発明において、オーディオ、映画、ビデオゲー
ム等の音響または映像を出力する時に、映像・音響に合
わせた揺動信号および振動信号により人体載置物を作動
させることを特徴とする。

【００１２】人体載置物は運転席、座席、長椅子、ベッ
ド等であり、利用者がどのような姿勢で使用するかは、
装置の設定状況による。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１に示すように、シミュレ
ーション、ゲーム等を行う人が座るシート（人体載置
物）１は体感揺動・振動装置の揺動・振動台（人体載置
物）２に固定され、揺動・振動台２は枠体３から突出し
たアーム４に支持され、アーム４が垂直なときは揺動・
振動台２は水平に保持される。アーム４は中間部がボー
ル軸受け５に支持され、この上端および下端は前後左
右、平面上を自由に首振り運動ができるようになってお
り、ボール軸受け５の下方位置に吸引鉄心６が取り付け
られている。

【００１４】アーム４の首振り運動を制御するには、吸
引鉄心６に対向して電磁石７ａ，７ｂを設置し、磁力を
断続することにより行われる。したがって、アーム４を
自由に平面上を振らせるには少なくとも３方向に配置す
る必要があるが、本実施の形態では、図２に示すよう
に、枠体３の内部に４方向に電磁石７を設置している。
そして、互いに磁力作用によって吸引鉄心６を引きつけ
合うようにされている。電磁石７は図３、図４に示すよ
うに、Ｅ型鉄心７１にコイル７２を巻いた構成にされて
いる。なお、鉄心形状の限定はなくコ字状でも良い。

【００１５】図１に示すように、左右対称に配置した電
磁石７ａ，７ｂには逆相の出力波形が出力アンプＡ１，
Ａ２から入力され、前段の混合アンプ８では揺動信号ａ
と振動信号ｂを入力させ、混合増幅させている。これに
より、一方の電磁石７ａ（７ｂ）の磁力が最大のときは
他方の電磁石７ｂ（７ａ）の磁力は最小になり、吸引鉄
心６は一方の電磁石７ａ（７ｂ）に引き付けられる。ま
た、磁力が同じときには中央位置に静止（入力波形が一
定電圧のとき）する。また、アーム４下端の位置センサ
９が、振り子のように揺動・振動しているアーム４の位
置（軌道）を検出し、その信号は混合アンプ８にフィー
ドバックされる。この検出信号はバイアス補正（アーム
の中立位置補正）に利用され、シート１の人体荷重など
による角度変化を補正する。すなわち、左右の電磁石７
ａ，７ｂの出力調整をする。

【００１６】ここで使用される揺動信号ａは振動信号ｂ
より長い波長の成分からなる波形であり、シート１を左
右に大きく揺らすか傾斜状態をわずかな時間保持するか
するもので、振動信号ｂはある状態位置のシートを約２
０〜１５０Ｈｚ（低音域のオーディオ信号または出願人
が提案しているところのボディソニック信号でも良い）
で振動させるようにするものである。また、前後方向に
も揺動・振動を発生させるには混合アンプ８および周辺
機器を２組用意する。しかるに、斜め方向に揺動・振動
のあるものはｘ，ｙ方向に分解してそれぞれを連動操作
する。

【００１７】以上説明した体感揺動・振動装置は、オー
ディオ機器、ビデオゲーム機等に連動して設置され、臨
場感を高めるのに利用される。例えば、カーレースのバ
トルアクションゲームでは、画面の車両が急加速、急減
速時に、電磁石７ａ，７ｂへの出力アンプＡ１，Ａ２か
らの信号がシート１が前後に傾くように入力され、車体
側面の接触バトルでは左右方向にシート１が傾くように
入力される。これらは揺動信号ａを変化させることによ
り行うことができる。また、画面で自動車が高速道路
（舗装道路）から山道に入ったときの地面からの衝撃を
シート１上で体感することは振動信号ｂで制御すること
ができる。画面上で、山道での急カーブをシート１上で
体感するには、シート１を左右方向に傾けることが必要
となるが、それには揺動信号ａおよび振動信号ｂの変化
を組み合わせることにより行うことができる。

【００１８】また、このようなストーリーをカーレース
のゲームソフトに取り入れ、図１に示すように、ゲーム
機のディスプレイ１０で、操作する自動車の走行道路
（走行状況）を見ながら操作レバー１１を動かすことに
より、ゲーム中の自動車に乗っているように感じさせる
ことができる。

【００１９】また、前述したように、オーディオ再生時
に体感揺動・振動装置を使用して、より臨場感を高めら
れることは勿論である。

【００２０】次に、体感揺動・振動装置の変形例を図５
を参照して説明する。シート１内の人体載置部２は可動
ジョイント１２によって全方向に傾斜させることがで
き、人体載置部２の下部のｘｙ方向に吸引鉄心６がそれ
ぞれ取り付けられている。また、可動ジョイント１２を
固定した台１３上には吸引鉄心６に対向して電磁石７が
設置されている。（位置センサは図示省略）。この構成
によれば、アーム４を長くする必要がないので枠体を扁
平にすることができる。

【００２１】また、図６に示すように、人体載置部２の
下部に配設した吸引鉄心６に永久磁石１４を取り付ける
ことにより、定常状態で電磁石７と永久磁石１４を同極
性にしておくと反発力が働き、人体載置物２は安定して
水平状態を保つことができる。また、作動時には、永久
磁石１４の磁力が電磁石７の磁力に付加されるので応答
性が良くなる。なお、図１に示す吸引鉄心６に永久磁石
１４を取り付けて、吸引力、反発力を利用することも可
能である。このほか、図示は省略するが、シート１に上
下方向の揺動・振動を与えようとする場合、揺動・振動
台２を吊り上げた状態で保持させ、この位置を起点とす
る吸引鉄心６の上下位置に電磁石７を配置させる。

【実施例】

【００２２】図７に示すように、体感揺動・振動装置は
枠体３を矩形状にして４方向に電磁石７（外形，一辺が
略２０ｃｍのブロック）を取り付け、枠体上面中央にボ
ール軸受け５１に保持された可動軸４１と、可動軸４１
上端に固定した揺動・振動台２とを備えている。可動軸
４１には可動鉄心６１が装着されている。可動鉄心６１
はボール軸受け５１を中心に振り子状に動くようになっ
ている。揺動・振動台２にはオートバイ仕様のシート１
ａを装着し、全荷重を上限が約１２５Ｋｇに設定し、バ
ンク角は可動軸を垂直に対し０〜１３度傾けられるよう
に対応させており、可動鉄心６１の作用力を約０〜２８
Ｋｇ出力させるようにしている。なお、オートバイ仕様
のシート１ａは要部以外をプラスチックで形成して軽量
化を図り、荷重を少なくする。

【００２３】また、可動軸４１の下端には位置センサ９
が設けられていると共に、テンションスプリング１５が
枠体３に接続され、常時緊張させて可動軸４１の中点を
維持させている。したがって、揺動信号ａ，振動信号ｂ
によって電磁石７を作動させると、揺動・振動台２が揺
動および、振動を起こし、オートバイ仕様のシート１ａ
も同時に揺動および、振動が発生し、シート１ａに乗っ
ている遊技者は揺動および、振動を体感し、ゲーム機の
ディスプレイと合わせ、臨場感を得られることになる。
また、揺動・振動台２にオートバイ仕様のシート１ａを
装着したものを例にしたが、オートバイ以外の乗り物に
応用することもできる。また、図１に示すシート１を揺
動・振動台２に固定し、周辺をコックピット風に囲って
雰囲気を出しても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したもので
あり、請求項１の発明によれば、電磁石の揺動信号・振
動信号の応答が忠実なので、人体載置物に所望の揺動、
振動を起こさせることができ、電磁石の配置によって、
２次元、３次元的に揺動、振動を起こすことができ、通
常、人体が感じる揺動、振動を再現することができる。
また、請求項２，３の発明によれば、電磁石の配置をｘ
ｙ方向、あるいはｚ方向に配置することによって、多方
向の揺動・振動をｘｙｚの要素に分解し、制御を容易に
することができる。また、請求項４の発明によれば、人
体載置物の下部に直接ｘｙ方向に吸引鉄心を装着するこ
とにより、アームの長さを短くすることができるので装
置を扁平にでき、ゲーム機等のシートの高さを低くで
き、装置の設計を有利にさせる。さらに、請求項５，６
の発明によれば、オーディオ鑑賞、映画鑑賞、ビデオゲ
ーム等をするときに利用する人体載置物を、これらの映
像・音声信号のなかから低音域の信号を注出し、揺動信
号・振動信号に改変させて電磁石を作動させることによ
って、揺動・振動が視聴覚と同調して臨場感をより一
層、得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による体感揺動・振動装置の構成図であ
る。

【図２】図１に示す体感揺動・振動装置の平面図であ
る。

【図３】図１に示す体感揺動・振動装置に使用される電
磁石の側面図である。

【図４】図３の電磁石の正面図である。

【図５】体感揺動・振動装置の駆動部の変形例を示す側
面図である。

【図６】図５の駆動部の変形例を示す側面図である。

【図７】実施例の、オートバイ型シートを載置した体感
揺動・振動装置の正面図である。

【符号の説明】

１，２人体載置物４アーム６吸引鉄心７，７ａ，７ｂ電磁石ａ揺動信号ｂ振動信号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】人体載置物の中央下部にアームを垂下さ
せると共に該アームに吸引鉄心を装着し、前記アームの
前記吸引鉄心より上方位置を回動自在に支持して前記人
体載置物を平面上全方向に傾斜可能にさせ、前記吸引鉄
心の水平方向周囲に複数の電磁石を配設し、該電磁石を
揺動信号および振動信号により駆動させることを特徴と
する体感揺動・振動装置。
【請求項２】吸引鉄心を中心に電磁石をｘｙ方向４か
所に配設したことを特徴とする請求項１記載の体感揺動
・振動装置。
【請求項３】人体載置物およびアームの支持部を吊り
上げ、前記吸引鉄心近傍の上・下部位置に電磁石を配設
したことを特徴とする請求項１記載の体感揺動・振動装
置。
【請求項４】人体載置物の中央下部を支点として該人
体載置物を平面上全方向に傾斜可能にさせると共に、人
体載置物の下部のｘｙ方向４か所に吸引鉄心を配設し、
該吸引鉄心の直下方に、揺動信号および振動信号により
駆動させる電磁石を配設したことを特徴とする体感揺動
・振動装置。
【請求項５】揺動信号は振動信号より長い波長の揺ら
ぎ成分の波形であり、振動信号は低音域のオーディオ信
号または類似の信号であることを特徴とする請求項１ま
たは請求項４に記載の体感揺動・振動装置。
【請求項６】オーディオ、映画、ビデオゲーム等の音
響または映像を出力する時に、映像・音響に合わせた揺
動信号および振動信号により人体載置物を作動させるこ
とを特徴とする請求項１または請求項４に記載の体感揺
動・振動装置。