(57)【要約】【課題】簡便に搬送することができる自転車シミュレーション装置を提供する。【解決手段】自転車シミュレーション装置１０の模擬自転車１２は、フレーム２０と、運転者により操縦されるハンドル２８と、運転者が漕ぐ左右一対のペダル６４Ｒ、６４Ｌと、該ペダル６４Ｌ、６４Ｒに連動して回転するフライホイール７４と、ヘッドチューブ２０ａを支持する前方スタンドとしてのフロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌと、回転自在な後輪３２とを有する。後輪３２は地面に接し、フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌとともにフレーム２０を支持する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
模擬自転車を備える自転車シミュレーション装置において、
前記模擬自転車は、フレームと、
運転者が漕ぐ左右一対のペダルと、
前記ペダルを漕ぐことによって連動して回転する回転体と、
地面に対して前記フレームの一部を支持するスタンドと、
前記回転体及び前記ペダルに対して非連動で、前記フレームに対して回転自在な車輪と、
を有し、
前記車輪は地面に接し、前記スタンドとともに前記フレームを支持することを特徴とする自転車シミュレーション装置。
【請求項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、
前記スタンドは前記フレームの前方を支持し、
前記車輪は前記フレームの後方を支持することを特徴とする自転車シミュレーション装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の自転車シミュレーション装置において、
前記回転体の回転軸は、前後方向位置が、前記ペダルの回転軸と前記車輪との間に位置していることを特徴とする自転車シミュレーション装置。
【請求項４】
請求項１記載の自転車シミュレーション装置において、
前記回転体の回転軸は、前記車輪の回転軸よりも上方に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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交通安全教育、ゲーム及び体力トレーニング等の用途に用いられる自転車シミュレーション装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。このうち、自転車シミュレーション装置では、運転者が模擬自転車のサドルに跨ったままペダルを漕ぐことにより模擬運転を行い、該ペダルの回転を所定の速度センサで検出することにより模擬速度等を求めてシミュレーション処理がなされる。
【０００３】
自転車シミュレーション装置で用いられる模擬自転車には、ペダルの回転に対して適当な負荷を与えるためにフライホイールが設けられていることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特公平６−７８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自転車シミュレーション装置の利用形態は定置式の利用とは限らず、例えば、各地で行われる児童向けの交通安全教室で使用される場合にはその都度輸送車等により搬送されるが、使用箇所から輸送車までは人手により運ばなければならない。このような用途を考慮した場合、前記の特許文献１に記載されている模擬自転車は全体を持ち上げて搬送することとなり、特に、模擬自転車に設けられるフライホイールは重量物であることから労力を要する。
【０００６】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、簡便に搬送することができ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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る自転車シミュレーション装置は、模擬自転車を備える自転車シミュレーション装置において、前記模擬自転車は、フレームと、運転者が漕ぐ左右一対のペダルと、前記ペダルを漕ぐことによって連動して回転する回転体と、地面に対して前記フレームの一部を支持するスタンドと、前記回転体及び前記ペダルに対して非連動で、前記フレームに対して回転自在な車輪とを有し、前記車輪は地面に接し、前記スタンドとともに前記フレームを支持することを特徴とする。このように、車輪は回転体及び前記ペダルに対して非連動で、地面に接することにより、模擬運転時にはスタンドとともにフレームを支持して模擬自転車を起立させる。また、搬送時にはスタンドを引き上げて車輪を転がすことにより、回転体が重い場合であっても、軽い力で簡便に搬送することができる。
【０００８】
この場合、前記スタンドは前記フレームの前方を支持し、前記車輪は前記フレームの後方を支持するとよい。これにより、車輪は実際の自転車における後輪として見られ、自然な外観が得られる。これにより、模擬自転車を運転することの抵抗感が軽減される。また、後輪に相当する箇所に設けることにより前輪のように操舵させる必要がなく、地面に対して擦れることがない。
【０００９】
前記回転体の回転軸は、前後方向位置が、前記ペダルの回転軸と前記車輪との間に位置していると、回転体が重い場合であっても、いわゆる梃子の原理に基づいて軽い力でスタンドを引き上げることができる。さらに、車輪が実車の後輪に相当する位置である場合には、回転体はペダルの回転軸と後輪との間のデッドスペースに配置され、他の構成部品のレイアウト自由度が制限されることがないとともに、模擬運転時のペダリング操作時にフライホイールが足の動きに対して支障となることがない。
【００１０】
前記回転体の回転軸は、前記車輪の回転軸よりも上方に設けられていると、前記スタンドを引き上げる際の仕事量が少なくて済む。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る自転車シミュレーション装置によれば、車輪は回転体及び前記ペダルに対して非連動とし、地面に接しておくことにより、模擬運転時にはスタンドとともにフレームを支持して模擬自転車を起立させる。また、搬送時にはスタンドを引き上げて車輪を転がすことにより、回転体が重い場合であっても、軽い力で簡便に搬送することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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実施の形態を挙げ、添付の図１〜図８Ｂを参照しながら説明する。本実施の形態に係る自転車シミュレーション装置１０は、例えば、各地で行われる児童向けの交通安全教室で使用され、その都度輸送車等により搬送される。
【００１３】
図１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、該模擬自転車１２の運転に応じた情景を画面１４ａに表示するモニタ１４と、模擬音や運転者に対する音声指示を与えるスピーカ１５と、運転者が乗降する位置に設けられたマットスイッチ１６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主制御部１８とを有する。主制御部１８は模擬自転車１２の前方に配置され、モニタ１４及びスピーカ１５は主制御部１８の上部で模擬自転車１２の運転者から視認性の良い位置に配置されている。主制御部１８、モニタ１４及びスピーカ１５は４本の支柱２１によって昇降可能に支持されており、運転者の体型に合わせて高さの調整が可能である。また、主制御部１８は、画面１４ａにシミュレーションに対応した画像を表示する機能を有しており、画像処理処理コンピュータとしての機能も有する。
【００１４】
次に、模擬自転車１２について説明する。以下、模擬自転車１２において左右に１つずつ設けられた機構については、左のものの番号符号に「Ｌ」を付し、右のものの番号符号に「Ｒ」を付すことにより区別して説明する。
【００１５】
模擬自転車１２は、フレーム２０と、該フレーム２０にシートピラーを介して接続されたサドル２４と、フレーム２０のヘッドチューブ２０ａを支軸として回動可能なハンドル２８と、ヘッドチューブ２０ａを固定支持するスタンドとしての２本のフロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌと、フレーム２０のシートステー２０ｂ及びチェーンステー２０ｃにより回転自在に支持された後輪（車輪）３２とを有する。フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌの先端には横方向に延在するパイプ３１が設けられており、該パイプ３１が床に接地している。ハンドル２８のステム２８ａは、ヘッドチューブ２０ａの近傍に折り畳み機構２８ｂを有し、折り畳み又は分解可能である。
【００１６】
フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌは、外観上は自転車（又は自動二輪車）のフロントフォークと形状が類似しているが、実際のフロントフォークのようにハンドル２８に連動して回動されることはなく、また前輪も設けられてない。
【００１７】
後輪３２は、回転自在なハブ３２ｄと、該ハブ３２ｄに対して略放射状に設けられた複数本のスポーク３２ｂと、該スポーク３２ｂによって支持されるリム３２ｃと、該リム３２ｃに装着されたタイヤ３２ａとを有する。ハブ３２ｄ、ハブ３２ｄ、スポーク３２ｂ、リム３２ｃ、及びタイヤ３２ａは、実際の自転車に用いられる汎用型である。後輪３２は小径型であって、ハブ３２ｄの作用によりフレーム２０に対して回転自在な構成となっている。
【００１８】
後輪３２は、見かけ上、実際の自転車における後輪と同じであるが、クランク軸６０やフライホイール（回転体）７４に対して非連動の独立的な構造であり、模擬運転中には回転しない。すなわち、後輪３２は床に接地していることにより後部スタンドを兼ねており、フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌとともにフレーム２０を支持し、模擬自転車１２を起立させている。フロントフォーク３０Ｒ及び３０Ｌとパイプ３１との間には、コントローラ４６がブラケット３３を介して固定されている。
【００１９】
また、模擬自転車１２は、回転駆動機構部４０と、速度検出機構部４２と、制動機構部４４と、コントローラ４６と、ハンドル２８の舵角を検出する舵角センサ５０（図４参照）と、運転者の声を入力するためのマイクロホン５２と、サドル２４の後部に設けられた後退スイッチ５４とを有する。後退スイッチ５４は、運転者が降車して所定の模擬後退動作を行う際に操作するスイッチである。
【００２０】
回転駆動機構部４０は、クランクチューブ２０ｅ内に設けられたクランク軸（ペダルの回転軸）６０の左右に連結された一対のクランク６２Ｌ及び６２Ｒと、該クランク６２Ｌ及び６２Ｒの先端に設けられたペダル６４Ｌ及び６４Ｒと、クランク６２Ｒに設けられたフロントスプロケット６６と、該フロントスプロケット６６からチェーン６８を介して回転駆動されるリアスプロケット７０と、該リアスプロケット７０からワンウェイクラッチ（フリーハブとも呼ばれる。）７２を介して回転駆動される鉄製のフライホイール７４とを有する。ワンウェイクラッチ７２は、前後方向位置がクランク軸６０とハブ３２ｄとの間に設けられており、これによりフライホイール７４は、模擬自転車１２の中央より後方、具体的にはシートチューブ２０ｆと後輪３２との間に配置されている。ワンウェイクラッチ７２は、後輪３２のハブ３２ｄよりも上方に設けられている。
【００２１】
後述するようにフライホイール７４は模擬運転時の負荷として作用することから重量物であるが、前後のスタンド（つまり、フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌと後輪３２）の間に設けられていることから安定性が高い。また、フライホイール７４が配置されている位置は、他に利用されないデッドスペースであり、他の構成部品のレイアウト自由度が制限されることがない。また、模擬運転時のペダリング操作時にフライホイールが足の動きに対して支障となることがない。
【００２２】
ワンウェイクラッチ７２は、内部のラチェット機構により、リアスプロケット７０の正方向の回転駆動力のみをフライホイール７４に伝達する。従って、クランク軸６０が逆方向に回転する場合、又はフライホイール７４が正方向に回転している最中にクランク軸６０の回転が停止した場合には、フライホイール７４はクランク軸６０と無関係にその時点の回転状態（正方向への回転又は停止）が維持される。
【００２３】
図２及び図３に示すように、速度検出機構部４２はホイール回転検出部７６と、クランク回転検出部７８とを有する。ホイール回転検出部７６は、右側におけるシートステー２０ｂとチェーンステー２０ｃとの間にわたって設けられた取付ブラケット８０と、該取付ブラケット８０に設けられた第１速度ピックアップ８２とを有する。第１速度ピックアップ８２は、フライホイール７４の３本のスポーク７４ａに近接して対向する位置に配置されており、フライホイール７４が回転する際、第１速度ピックアップ８２はスポーク７４ａの存否を示す信号をコントローラ４６に供給する。
【００２４】
クランク回転検出部７８は、クランクチューブ２０ｅに固定された取付ブラケット８４と、該取付ブラケット８４に設けられた第２速度ピックアップ８６と、フロントスプロケット６６の内側に固定された被検出ロータ８８とを有する。被検出ロータ８８は略９０°の円弧形状の板であって、第２速度ピックアップ８６に近接して対向する位置に配置されている。ペダル６４Ｌ、６４Ｒを漕ぐことによってクランク軸６０及びフロントスプロケット６６が回転する際、第２速度ピックアップ８６は被検出ロータ８８の存否を示す信号をコントローラ４６に供給する。第２速度ピックアップ８６と第１速度ピックアップ８２は互換性がある。
【００２５】
図４に示すように、制動機構部４４は、ハンドル２８に設けられた２つのブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒと、各ブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒに接続されたブレーキワイヤ１０２及び１０４と、弾性的に回転可能なプーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒと、回転センサ１０８Ｌ及び１０８Ｒと、フライホイール７４を制動するドラムブレーキ１１０（図３参照）とを有する。
【００２６】
ブレーキワイヤ１０４は、途中の分岐機構１１１で二股に分岐し、一方のブレーキワイヤ１０４ａはフロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌの方向に延在しており、他方のブレーキワイヤ１０４ｂは、ドラムブレーキ１１０に接続されている。ブレーキワイヤ１０４の分岐部では、アウタワイヤ１１２の一部が剥がれてその端部がリング１１４により支持されるとともに露呈したインナワイヤ１１６が圧着、かしめ又は溶接等により２本のインナワイヤが接続されており、一方がブレーキワイヤ１０４ａ、他方のブレーキワイヤ１０４ｂとなっている。したがって、ブレーキレバー１００Ｒを操作することにより、２本のブレーキワイヤ１０４ａ及び１０４ｂが同時に引かれることになる。
【００２７】
ブレーキワイヤ１０４ａとブレーキワイヤ１０２は途中でクロスし、下端部がプーリ１０６Ｒ、１０６Ｌに接続されている。ブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒが引かれていないとき、プーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒは凸部１１８Ｌ及び１１８Ｒが上方を向くようにスプリング（図示せず）により弾性付勢されている。このとき、ブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒは、プーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒにより弾性付勢されて、ハンドル２８から離間している。
【００２８】
ブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒをハンドル２８の方向へ引くことによりプーリ１０６Ｌ、１０６Ｒは弾性的に回転し、凸部１１８Ｌ及び１１８Ｒは下方を向く。プーリ１０６Ｌ、１０６Ｒは、凸部１１８Ｌ、１１８Ｒがストッパ１２０Ｌ、１２０Ｒに当接するまで回転可能である。
【００２９】
プーリ１０６Ｌ、１０６Ｒの回転角度は回転センサ１０８Ｌ及び１０８Ｒにより検出可能であり、検出された角度信号はそれぞれコントローラ４６へ供給される。コントローラ４６では、検知されたプーリ１０６Ｌ及び１０６Ｒの回転角度信号、換言すればブレーキレバー１００Ｌ及び１００Ｒの操作の量に応じた信号を主制御部１８に供給する。
【００３０】
図３に示すように、ドラムブレーキ１１０はフライホイール７４と同心状に配置されており、アーム１１０ａがブレーキワイヤ１０４ｂの端部と接続されている。ドラムブレーキ１１０は、内部のドラム体がフライホイール７４と連結されて一体的に回転する。また、ブレーキレバー１００Ｌを操作してブレーキワイヤ１０４ｂが引かれたときにはアーム１１０ａが傾動して、内部のブレーキシューが外径方向に拡開してドラム体と接触して摩擦力を発生し、フライホイール７４を制動する。
【００３１】
また、図４に示すように、舵角センサ５０はヘッドチューブ２０ａの下端部に設けられており、ハンドル２８を支持するステム２８ａの回動角度を検出する。マイクロホン５２はハンドル２８上に設けられており、運転者の顔に近いことから運転者の声が明瞭に入力される。舵角センサ５０、マイクロホン５２及び後退スイッチ５４はコントローラ４６に接続されており、舵角の角度信号、音声信号及びスイッチ操作信号を供給する。
【００３２】
図１に戻り、マットスイッチ１６は、独立した左スイッチ１５０Ｌと右スイッチ１５０Ｒとからなり、運転者が降車したときにフレーム２０のヘッドチューブ２０ａを跨いで両足で踏むことができる位置に配置されている。つまり、左足は左スイッチ１５０Ｌを踏み、右足は右スイッチ１５０Ｒを踏む。左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒは踏まれることによってオンとなり、該オンの信号をコントローラ４６へ供給する。
【００３３】
左スイッチ１５０Ｌ及び右スイッチ１５０Ｒは、それぞれ薄いマット状であり、裏面ゴムと裏面ゴムに対向するように貼られた格子状の縦電極線及び横電極線と、裏面ゴムと裏面ゴムとの間に挿入された柔らかい絶縁材とを有する。縦電極線及び横電極線は２本の出力端子（図示せず）の一方に接続されている。表面ゴムは運転者が足で踏むことに絶縁材を圧縮させながら弾性変形し、縦電極線と横電極線がその交差部で接触する。これにより、２本の出力端子は導通し、オンとなる。また、足を放せば縦電極線と横電極線は離間して、オフとなる。なお、マットスイッチ１６は左右独立型ではなく、２つのスイッチが一体型となったマットスイッチを用い、例えば模擬自転車１２の左側に配置してもよい。このようなマットスイッチの配置により、運転者が左側に降車した後に、その場で足踏みをすることにより後述する歩行モードにおける押し歩きによる歩行動作が一層現実的に実現される。
【００３４】
図５に示すように、コントローラ４６は、入力インタフェース部１７０と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１７２と、第１通信部１７４とを有する。第１通信部１７４は主制御部１８の第２通信部１９２と接続されており、主制御部１８との間でリアルタイムの通信を行う。入力インタフェース部１７０は、舵角センサ５０、マイクロホン５２、第１速度ピックアップ８２、第２速度ピックアップ８６回転センサ１０８Ｌ、１０８Ｒ、後退スイッチ５４、左スイッチ１５０Ｌ、右スイッチ１５０Ｒと接続されており、アナログ信号及びデジタル信号の入力を行う。
【００３５】
ＣＰＵ１７２は、上記の電気的構成要素の信号を処理又は変換して第１通信部１７４を介して主制御部１８へ伝達する。例えば、ＣＰＵ１７２では、第１速度ピックアップ８２と第２速度ピックアップ８６から供給された信号の周波数からフライホイール７４の回転速度Ｎ１及びクランク軸６０の回転速度Ｎ２を求めるとともに、回転速度Ｎ１に所定の定数を乗算することにより模擬走行速度Ｖを求めて、主制御部１８に供給する。
【００３６】
主制御部１８は、模擬運転の状況を設定する状況設定部１８０と、走行状況に応じた演算処理を行う演算処理部１８２と、モニタ１４の表示制御を行う表示制御部１８４と、スピーカ１５の音響出力を行う音響ドライバ１８６と、運転者に対して所定の警告を行う警告部１８８と、マイクロホン５２から入力された音声を認識する音声認識部１９０と、前記第１通信部１７４との通信制御を行う第２通信部１９２と、読み書き可能な記憶部１９４とを有する。
【００３７】
実際上、主制御部１８は制御主体のＣＰＵ（Central Processing Unit）、と記憶部としてのＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤ（Hard Disk）等を有しており、図５に示す主制御部１８の各機能部は、ＣＰＵがＨＤに記録されたプログラムを読み込み、該プログラムをＲＯＭ、ＲＡＭ及び所定のハードウェアと協動しながら実行することにより実現される。
【００３８】
次に、このように構成される自転車シミュレーション装置１０を用いて自転車走行のシミュレーションを行う方法について説明する。
【００３９】
図６のステップＳ１において、マットスイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。つまり、マットスイッチ１６の左スイッチ１５０Ｌ又は右スイッチ１５０Ｒの少なくとも一方がオンとなったときにはステップＳ２へ移り、双方ともオフであるときにはステップＳ１で待機する。つまり、運転者がマットスイッチ１６上に立つと、自動的にステップＳ２へ移ることとなり、それまでの間はステップＳ１で待機して所定の省電力モード（例えば、モニタ１４をオフにする）にしておくことができる。
【００４０】
ステップＳ２において、模擬運転を開始し画面１４ａ上に所定の開始画面を表示する。この開始画面では、停止した自転車の画像と該自転車の横に起立した運転者である人物の画像を表示する。また、この画面１４ａに、「模擬運転を開始します。サドルに座ってペダルを漕いでください。」という文字を画面１４ａに表示させ、又は同様の言葉の音響をスピーカ１５から発する。
【００４１】
このように、マットスイッチ１６を踏むことにより模擬運転を自動的に開始することができ、複雑な操作が不要であって違和感なく模擬運転を開始することができる。また、運転者は、画面１４ａ又はスピーカ１５から発せられる指示に従って操作を行えばよく、マニュアル等が不要で容易な操作が可能であり、児童でも模擬運転を行うことができる。
【００４２】
ステップＳ３において、マットスイッチ１６がオフとなったか否かを確認する。つまり、左スイッチ１５０Ｌ又は右スイッチ１５０Ｒの双方がオフとなったときにはステップＳ４へ移り、少なくとも一方がオンであるときにはステップＳ３で待機する。
【００４３】
つまり、運転者がサドル２４に跨って、マットスイッチ１６から足を離すと、自動的にステップＳ４へ移って、模擬運転における実際の走行を開始することができる。このとき、前記の開始画面を終了するとともに、自転車の画像と該自転車に乗った人物の画像を表示する。
【００４４】
ステップＳ４において、所定の走行条件が成立しているか否かを確認する。走行条件が成立しているときにはステップＳ５の走行モードへ移り、走行条件が不成立であるときにはステップＳ６へ移る。走行モードは、運転者がサドル２４に座りながらペダル６４Ｌ及び６４Ｒを漕ぐとともにハンドル２８を操作して、模擬走行を行うためのモードである。この場合、第１速度ピックアップ８２及び舵角センサ５０に基づいて得られた模擬走行速度Ｖ及び舵角に基づいて変化する情景が画面１４ａ上に表示される（図１参照）。走行モードにおいては、模擬走行速度Ｖが規定速度以上である場合、又は仮想自転車が仮想道路からはみ出た場合等に所定の警告を発するとよい。
【００４５】
ステップＳ６において、模擬運転の状況が停止、一時停止又は信号が赤の状況であるか否かを確認する。停止、一時停止又は信号が赤である場合にはステップＳ７の足つきモードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ８へ移る。足着きモードでは、運転者はブレーキレバー１００Ｌ、１００Ｒを操作して模擬走行速度Ｖを０とした後に降車し、マットスイッチ１６を踏む。これにより、画面１４ａ上には運転者及び自転車が赤信号で停止している情景が表示される。足着きモードは、模擬運転の状況上、信号が赤から青に変わったとき、又は、左右の安全確認が確実になされたときに解除される。
【００４６】
ステップＳ８において、模擬運転の状況が、横断歩道等の歩行者優先路又は歩道等の歩行者専用路を通過する場合であるか否かを確認する。歩行者優先路又は歩行者専用路を通過する場合には、ステップＳ９の歩行モードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ１０へ移る。歩行モードは、歩行者専用路等で自転車を押し歩くためのモードであり、例えば、他の歩行者等の迷惑とならないような押し歩きを習得するためのモードである。この場合、運転者は降車するとともに、マットスイッチ１６上で足踏みをすることにより歩行状態が再現され、モニタ１４の画面１４ａ上に対応する情景が表示される。
【００４７】
ステップＳ１０において、模擬運転の状況が自転車を後退させる状況であるか否かを確認する。後退させる場合にはステップＳ１１の後退モードへ移り、それ以外の場合にはステップＳ１２へ移る。後退モードは、降車した運転者が自転車を押しながら後退するモードである。この場合、運転者は降車するとともに、後退スイッチ５４をオン操作しながらマットスイッチ１６上で足踏みをすることにより後退状態が再現され、モニタ１４の画面１４ａ上に対応する情景が表示される。
【００４８】
ステップＳ１２において、所定の終了条件が成立しているか否かを確認する。終了条件が成立している場合には模擬運転を終了し、条件が不成立である場合にはステップＳ４へ戻り模擬運転を続行する。また、ステップＳ５、Ｓ７、Ｓ９及びＳ１１の処理の終了後においてもステップＳ４へ戻る。
【００４９】
模擬運転を終了する場合には、前記ステップＳ１と同様に、マットスイッチ１６がオンとなったか否かを確認する。この場合、マットスイッチ１６がオンとなったことにより、運転者が模擬自転車１２から降車したことを検出することができ、これに基づいて模擬運転を終了し、所定の省電力モード等のスタンバイ状態に戻る。なお、前記ステップＳ２において、マットスイッチ１６がオフとなった後の所定の期間に、模擬自転車１２の操作が全くなされない場合には、運転者がマットスイッチ１６を一旦踏んだが模擬自転車１２に乗ることなく立ち去ったと考えられることから、この場合においてもスタンバイ状態に戻るとよい。
【００５０】
次に、このような自転車シミュレーション装置１０を使用箇所から輸送車まで搬送する場合には、先ず所定の接続電線をコネクタ部等で切り離した後、図７に示すように、ハンドル２８を引上げてパイプ３１を地面から離すことにより、タイヤ３２ａのみが地面に接している状態とする。このとき、フライホイール７４は前後方向位置が中央より後方に位置していることから、回転支軸となる後輪３２のハブ３２ｄからの距離Ｌ１は短く、力の作用点であるハンドル２８からハブ３２ｄまでの距離Ｌ２の方が距離Ｌ１より十分に長い。したがって、フライホイール７４の重量をＷとしたときハンドル２８に加わるフライホイール７４の力Ｗｈは、Ｗｈ＝Ｌ１／Ｌ２・Ｗ・ｃｏｓθとなり、いわゆる梃子の原理に基づいて重量Ｗよりも軽くなる。ここで、θは回転する接線方向と鉛直線とのなす角度である。
【００５１】
フライホイール７４は模擬自転車１２の構成要素中で特に重い重量物であることからフライホイール７４の重心及び重量は、模擬自転車１２の重心及び重量と略等しく、フライホイール７４が力Ｗｈと釣り合うことにより、ハンドル２８は力Ｗｈと略等しい軽い力で持ち上げることができる。
【００５２】
また、図８Ａに示すように、定置時（図８Ａの二点鎖線部）においてはフライホイール７４の重心位置であるワンウェイクラッチ７２は、後輪３２のハブ３２ｄより上方に配置されていることから、ハンドル２８を引き上げる際のフライホイール７４の移動円弧軌跡は後輪３２のハブ３２ｄから見て前方斜め位置から上方に至る軌跡となる。したがって、上方部では略水平な軌跡となり、フライホイール７４が持ち上げられる高さＨ１は小さい。これに対して、図８Ｂに示すように、仮に定置時（図８Ｂの二点鎖線部）においてワンウェイクラッチ７２がハブ３２ｄより下方に配置されている場合には、移動円弧軌跡はハブ３２ｄから見て斜め位置となり、略水平となる部分がない。したがって、フライホイール７４が持ち上げられる高さＨ２が大きい。
【００５３】
このように、ワンウェイクラッチ７２がハブ３２ｄより上方に配置されている場合には、フライホイール７４が持ち上げられる高さＨ１は、下方に配置されている場合の高さＨ２より小さく、ハンドル２８を持ち上げる際の位置エネルギー増加にともなう仕事量が少なくてよい。
【００５４】
次に、ハンドル２８を引き上げた作業者は、ハンドル２８又はフレーム２０等を掴んだまま後輪３２を転がして模擬自転車１２を輸送車等の所定の輸送手段まで搬送する。この際、後輪３２はハブ３２ｄの作用によって滑らかに回転することから、フライホイール７４が重い場合であっても軽い力で搬送することができ、作業者は一人で搬送可能である。また、タイヤ３２ａの作用によって転がり摩擦が小さく且つ適度な振動吸収性があり可搬性に優れる。
【００５５】
輸送手段まで搬送して模擬自転車１２を搭載した後、作業者はハンドル２８を降ろしてパイプ３１を輸送手段の荷台に着地させる。さらにこの後、必要に応じて折り畳み機構２８ｂによりステム２８ａを折り畳むとよい。輸送手段への搬入時と同様に、輸送手段から下ろす際においても模擬自転車１２を簡便に搬出可能であることはもちろんである。
【００５６】
上述したように、本実施の形態に係る自転車シミュレーション装置１０における模擬自転車１２は負荷に用いられる重いフライホイール７４が設けられていても、回転自在な後輪３２を転がすことにより軽い力で簡便に搬送することができる。また、フライホイール７４の重心は、後輪３２のハブ３２ｄよりも上方に設けられていることから、ハンドル２８を持ち上げる際には少ない仕事量で足りる。したがって、各地で行われる児童向けの交通安全教室で使用するために高頻度で輸送されるような用途に対して好適に用いられる。
【００５７】
後輪３２は、フライホイール７４及びペダル６４Ｒ、６４Ｌ等と非連動の独立的構成であることから模擬運転時には回転又は操舵されることがなく、地面に接地させておくことができる。これにより、フロントフォーク３０Ｒ、３０Ｌとともにフレーム２０を支持して後部スタンドを兼ねる。
【００５８】
なお、自転車シミュレーション装置１０には前輪が設けられていないが、仮に前輪を設けるとハンドル２８によって操舵されることから地面に対して擦れる。前輪を固定しておくと地面に対する擦れは防止されるが、ハンドル２８の操作に連動されず、不自然である。これに対して、後輪３２は、ハンドル２８とは非連動であって地面に対して擦れず、しかも自然な外観が得られ後部スタンドとして好適である。
【００５９】
後輪３２を構成するハブ３２ｄ、タイヤ３２ａ等は、実際の自転車に用いられる汎用品であることから廉価であって、しかも外観が実車に近くなり、臨場感が向上する。また、タイヤ３２ａに対する空気圧チェック、空気入れ、タイヤ交換及びパンク修理等の訓練も合わせて行うことができる。
【００６０】
本発明に係る自転車シミュレーション装置は、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、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本実施の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。
【図２】模擬自転車における回転駆動機構部及びその周辺の斜視図である。
【図３】模擬自転車におけるフライホイール及びその周辺を斜め上方からみた斜視図である。
【図４】模擬自転車の正面図である。
【図５】自転車シミュレーション装置の電気的構成部分のブロック図である。
【図６】自転車シミュレーション装置を用いて、自転車の模擬運転を行う方法のメインルーチンのフローチャートである。
【図７】ハンドルを引き上げた状態における模擬自転車の側面図である。
【図８】図８Ａは、フライホイールが後輪の車軸より上方に配置されている場合におけるフライホイールの移動高さを示す模式図であり、図８Ｂは、フライホイールが後輪の車軸より下方に配置されている場合におけるフライホイールの移動高さを示す模式図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０…自転車シミュレーション装置      １２…模擬自転車
１４…モニタ                          １５…スピーカ
１８…主制御部                        ３２…後輪（車輪）
３２ａ…タイヤ                        ３２ｄ…ハブ
６４Ｌ、６４Ｒ…ペダル                ７２…ワンウェイクラッチ
７４…フライホイール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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