(57)【要約】      （修正有）【課題】家庭用として室内へ持ち込んで使用することに適する操縦模擬装置を提供する。【解決手段】操縦席２を設置した揺動台４が、同揺動台４の下の基台５との間に設置された複数の空気圧力袋３により支持され、空気圧力袋３のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備えている。空気圧力袋３のそれぞれに供給される空気圧力を、操縦信号送出手段７ａ、１２から送り出された制御信号に基づいて空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋３を隣りの空気圧力袋３の変形に連動するように変化させて、揺動台４及び操縦席２を揺動及び／又は振動させる。【選択図】図１
2009103796.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操縦席に着座した操縦者が、操舵手段と加速手段と減速手段および操縦信号送出手段を含む操縦手段により、映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に対応するように同画面上の移動体を操縦する操縦模擬装置において、
操縦席を設置した揺動台が、同揺動台の下の基台との間に設置された、前記揺動台の揺動手段である複数の空気圧力袋により支持され、
前記空気圧力袋のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋を隣りの空気圧力袋の変形に連動するように変化させて、揺動台及び操縦席が揺動及び／又は振動する構成としたことを特徴とする、操縦模擬装置。
【請求項２】
操縦席に着座した操縦者が、操舵手段と加速手段と減速手段および操縦信号送出手段を含む操縦手段により、映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に対応するように同画面上の移動体を操縦する操縦模擬装置において、
操縦席を設置した揺動台が、同揺動台の下の基台との間に設置された、前記揺動台の揺動手段である複数の空気圧力袋により支持され、
更に、一方の端部を前記基台に、他方の端部を前記揺動台へ回転自在に連結された少なくとも３本のリンクにより支持されており、
前記空気圧力袋のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋を隣りの空気圧力袋の変形に連動するように変化させて、揺動台及び操縦席が揺動及び／又は振動する構成としたことを特徴とする、操縦模擬装置。
【請求項３】
空気圧力袋は、前記揺動台を平面的に見た形状の外周縁部に沿って、少なくとも３個以上設置されていることを特徴とする、請求項１又は２に記載した操縦模擬装置。
【請求項４】
空気圧力袋は、前記揺動台を平面的に見た形状の外周縁部に沿って隣り合う空気圧力袋同士が互いに密着する状態に設置されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一に記載した操縦模擬装置。
【請求項５】
少なくとも３本のリンクは、基台への取り付け部と揺動台への取り付け部を結んだリンク中心軸線の延長線が、操縦席に着座した操縦者の略胸部前方の空間で一つの点に交わる配置とされていることを特徴とする、請求項２に記載した操縦模擬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操縦席に着座した操縦者が映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に対応するように移動体を操縦すると、その操縦結果に即応して操縦席が揺動又は／及び振動し、映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応して臨場感のある操縦感覚を操縦者（利用者）に体感させる操縦模擬装置の技術分野に属し、更に云えば、家庭用として室内へ持ち込んで使用することに適する操縦模擬装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ゲームセンター等の遊技場や自動車操縦教習所には、操縦席に着座した操縦者が、同操縦席の前面に設置された映像表示装置の画面に表示される背景映像（例えば車輌の走行道路や背景）の変化に対応するように同画面上の移動体（例えば車やオートバイ、又は飛行機やヘリコプターなど）をハンドルで操縦すると、同ハンドルで駆動されるハンドルコントローラの出力に応じて、前記操縦席が、移動体の挙動変化に即応した揺動及び／又は振動を生じて、臨場感のある操縦感覚を操縦者（利用者）に体感させる操縦模擬装置が設置され利用されている。この種の操縦模擬装置は、遊技場においては娯楽を目的として、また、自動車操縦教習所においては、自動車操縦の模擬訓練を目的として重要な役割を果たしている。
一例として、下記特許文献１〜３に開示された操縦模擬装置は、操縦席を動かす揺動手段（駆動手段）として、操縦席の下に複数の油圧シリンダが設置されている。そして、前記油圧シリンダには、同油圧シリンダに油圧を供給する油圧シリンダ駆動装置を備えており、操縦信号送出手段により送出された操縦信号に基づいて、油圧シリンダ駆動装置により、互いに油圧を連動させ変化させて、揺動台を揺動及び／又は振動させる構成である。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−１７３６３７号公報
【特許文献２】特開昭６１−３１１８５号公報
【特許文献３】実開昭５８−７７７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１〜３に開示された操縦模擬装置は、複数の油圧シリンダを個別にピストン運動させることで複雑な揺動及び／又は振動を実現でき、映像表示装置の画面に表示された映像に対応して臨場感のある操縦感覚が可能である。しかし、油圧シリンダを用いた揺動手段（駆動手段）では、油圧配管ラインの破損とかメンテナンス（着脱整備）の際に不用意に油が漏れだし、周辺が油で汚れてしまうおそれが大である。また、複雑な機械的構造を呈する油圧シリンダの可動部分に、周辺で遊ぶ子供らの手足が挟まって大きな事故に発展する危険性もあるので、家庭用として実用することは難しい。
【０００５】
本発明の目的は、家庭用として室内へ持ち込んで使用することに適するように揺動手段（駆動手段）に空気圧力袋と空気圧力袋駆動システムを採用し、また、複雑な機械的構造を極力排除して、安全性に優れ、しかも操縦席の揺動及び振動が多彩で、映像表示装置の画面に表示された背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応して臨場感のある操縦感覚が体感できる操縦模擬装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した従来技術の課題を解決するための手段として、請求項１に記載した発明に係る操縦模擬装置は、
操縦席２に着座した操縦者１４が、操舵手段７と加速手段１１aと減速手段１１ｂおよび操縦信号送出手段７ａ、１２を含む操縦手段により、映像表示装置９の画面に表示された背景映像の変化に対応するように同画面上の移動体を操縦する操縦模擬装置１において、
操縦席２を設置した揺動台４が、同揺動台４の下の基台５との間に設置された、前記揺動台４の揺動手段である複数の空気圧力袋３により支持され、
前記空気圧力袋３のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋３のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段７ａ、１２から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋３を隣りの空気圧力袋３の変形に連動するように変化させて、揺動台４及び操縦席２が揺動及び／又は振動する構成としたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載した発明に係る操縦模擬装置は、
操縦席２に着座した操縦者１４が、操舵手段７と加速手段１１aと減速手段１１ｂおよび操縦信号送出手段７ａ、１２を含む操縦手段により、映像表示装置９の画面に表示された背景映像の変化に対応するように同画面上の移動体を操縦する操縦模擬装置１’において、
操縦席２を設置した揺動台４が、同揺動台４の下の基台５との間に設置された、前記揺動台４の揺動手段である複数の空気圧力袋３により支持され、
更に、一方の端部を前記基台５に、他方の端部を前記揺動台４へ回転自在に連結された少なくとも３本のリンク６により支持されており、
前記空気圧力袋３のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備え、
前記空気圧力袋３のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段７ａ、１２から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋３を隣の空気圧力袋３の変形に連動するように変化させて、揺動台４及び操縦席２が揺動及び／又は振動する構成としたことを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載した操縦模擬装置において、
空気圧力袋３は、前記揺動台４を平面的に見た形状の外周縁部に沿って、少なくとも３個以上設置されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれか一に記載した操縦模擬装置において、
空気圧力袋３は、前記揺動台４を平面的に見た形状の外周縁部に沿って設置された隣り合う空気圧力袋３同士が互いに密着する状態に設置されていることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載した発明は、請求項２に記載した操縦模擬装置において、
少なくとも３本のリンク６は、基台５への取り付け部６ａと揺動台４への取り付け部６ｂを結んだリンク中心軸線の延長線Ｌが、操縦席２に着座した操縦者１４の略胸部前方の空間Ａで一つの点Ｍに交わる配置とされていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の操縦模擬装置は、操縦席２を設置した揺動台４が、同揺動台４の下の基台５との間に設置された、揺動台４の揺動手段（駆動手段）である空気圧力袋３により支持され、該空気圧力袋３に空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を制御して、揺動台４を揺動及び／又は振動させる構成なので、仮に空気圧力袋駆動装置の空気配管系統が破損し又はメンテナンス（着脱整備）の際に空気が漏れることがあっても、周辺が汚れる懸念は一切ない。また、複数の空気圧力袋３を個別に膨張又は収縮させる構成で、複雑な機械的構造を極力排除したので、仮に空気圧力袋３の間又は上下の揺動台４と基台５との間に、子供の手足が挟まれるようなことがあっても、負傷する等の危険性は少なく、安全性に優れており、家庭用として安心して室内へ持ち込んで使用することに適する。それでいて、揺動台４及び操縦席２には、映像表示装置９の画面に表示された背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応して複雑な揺動及び／又は振動を実現でき、操縦者（利用者）１４に臨場感のある操縦感覚を体感させ楽しませることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
操縦席２を設置した揺動台４を、同揺動台４の下の基台５との間に設置された、前記揺動台４の揺動手段である複数の空気圧力袋３により支持し、前記空気圧力袋３のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備える。前記空気圧力袋３のそれぞれに供給される空気圧力を、前記操縦信号送出手段７ａ、１２から送り出された制御信号に基づいて前記空気圧力袋駆動装置を制御させ、各空気圧力袋３を隣りの空気圧力袋３の変形に連動するように変化させて、揺動台４及び操縦席２を揺動及び／又は振動させる。
【実施例１】
【００１３】
以下に、先ず請求項１及び３及び４に記載した発明に係る操縦模擬装置１の実施例を、図１〜図５に基いて説明する。
図１及び図２の操縦模擬装置１は、操縦席２を設置した揺動台４と、操縦席２へ着座した操縦者１４の足を載せる揺動台４ａとが分離され、操縦席２に着座した操縦者１４が操縦する操舵手段（ハンドル）７と加速手段（アクセルペダル）１１a、及び減速手段（ブレーキペダル）１１ｂ、並びに操縦信号送出手段（ハンドルコントローラ７ａ、ペダルコントローラ１２）はそれぞれ前記揺動台４ａに設置され、映像表示装置９は独立して静止系に設置された構成を示す。したがって、操縦席２に着座した操縦者１４は、常に静止系の映像表示装置９の画面に表示された、例えば道路等の背景映像の変化に対応するように、同画面上の例えば自動車等の移動体を的確に操縦することができる。
【００１４】
前記操縦席２を設置した揺動台４は、同揺動台４の下の基台５との間に設置された、揺動台４の揺動手段（駆動手段）である空気圧力袋３により支持されている。空気圧力袋３は、一例として塩化ビニル製として構成され、図示例では一辺が約２００ｍｍの直方体とされ、前記揺動台４を図２に示す平面方向に見た形状の外周縁部に沿って１２個、隣り合う空気圧力袋３同士が互いに密着する状態に設置されている。空気圧力袋３間の隙間及び上下の揺動台４と基台５との間に、主に子供達の手足が挟まれる事故を未然に防止するため、及び雑芥物が揺動台２と基台５との間へ入り込んで掃除等する必要を排除するためである。なお、図示することは省略したが、前記隣り合う空気圧力袋３の外側を更にカーテン類で取り囲み、同空気圧力袋３を前記カーテンで覆って意匠的効果を高めると共に、前記事故等の防止の効果を一層高める構成も好適に実施される。各空気圧力袋３は、揺動台４が激しく揺動したり又は振動しても決してズレたり外れたりしないように、揺動台４及び基台５へ強固に接着又はビス止めされている。前記揺動台４の底面には、同揺動台４及び操縦席２の傾斜角度を測定する２軸ジャイロセンサ１５が設置されている。
【００１５】
本実施例の場合、前記加速手段（アクセルペダル）１１a及び減速手段（ブレーキペダル）１１ｂは、操縦信号送出手段であるペダルコントローラ１２と共に操縦者１４の足下の揺動台４ａの上に設置されている。前記操舵手段（ハンドル）７は、操縦信号送出手段であるハンドルコントローラ７ａと共に、前記揺動台４ａの上に立ち上げたハンドル台８に載置されている。なお、図１中に示す符号７ｂは、シフトレバーを示している。揺動台４ａも、同揺動台４ａの下の基台５ａとの間に設置された揺動手段（駆動手段）である空気圧力袋３ａにより支持されている。この空気圧力袋３ａは、一辺が約１５０ｍｍのやや小さい直方体とし、揺動台４ａの高さを操縦席２へ着座した操縦者１４の足で操縦し易い高さレベルまで下げている。空気圧力袋３ａは、揺動台４ａを図２に示す平面方向に見た形状の外周縁部に沿って４個設置されている。なお、揺動台４ａの空気圧力袋３ａについても、外側をカーテン類で取り囲む構成が好ましい。また、空気圧力袋３ａも、揺動台４ａが激しく揺動したり又は振動しても決してズレたり外れたりしないように、揺動台４ａと基台５ａへ強固に接着又はビス止めされている。
なお、前記操縦席２を設置した揺動台４と、前記ハンドル７、アクセルペダル１１ａ及びブレーキペダル１１ｂ等を設置した揺動台４ａとを一つの共通の板状体で構成し、該共通の揺動台が、空気圧力袋により支持される構成で実施することもできる。
【００１６】
上記の空気圧力袋３及び３ａを個別に膨張又は収縮させる手段として、図３に示すように、各空気圧力袋３、３ａのそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を備えている。この空気圧力袋駆動装置は、コンプレッサー１６と、該コンプレッサー１６が発生した空気圧を平準化（定常化）する複数の空気圧タンク１７とを動力源とし、空気圧タンク１７の空気圧を空気圧管１８で分配し、制御コントローラ１０で制御される電磁切換弁１９及び流量制御弁２０を通じて空気圧力を供給する構成である。電磁切換弁１９は、図中の右下部分の円内に拡大して例示するように、空気圧の「入り」と「出」及び「停止」のポジションを有する３方向切換弁が好適に使用される。前記空気圧タンク１７から延びる空気圧管１８の途中に、空気圧力を設定圧力以下に制限するリリーフ弁２２と、ライン圧力センサ２４ａが設置されている。前記空気圧タンク１７と電磁切換弁１９とを接続する各管路には、安全装置として減圧バルブ２３及びライン圧力センサ２４ｂが設置されている。図３中の符号１７ａは、前記空気圧タンク１７の圧力センサを示している。前記電磁切換弁１９と空気圧力袋３を接続する管路には、空気圧の流量を調整する流量制御弁２０と、管路の空気圧を測定する空気圧センサ２１が設置されている。なお、この空気圧力駆動装置で使用される空気圧は０．４Ｍｐａ〜０．８Ｍｐａ程度である。
【００１７】
説明が前後したが、上記ハンドル７の操縦角を検出したハンドルコントローラ７ａの操縦信号、及びアクセルペダル１１ａ、ブレーキペダル１１ｂの踏み込み量を検出したペダルコントローラ１２の操縦信号はそれぞれ、図３に示すゲーム機本体１３へ入力され、各操縦信号に基づいてゲーム機本体１３で処理された制御信号が制御コントローラ１０へ入力され、同制御コントローラ１０による各電磁切換弁１９及び各流量制御弁２０の制御に用いられるが、その内容は既往の技術に等しいので、詳細説明は省く。
即ち、空気圧力袋３、３ａのそれぞれに供給される空気圧力は、前記ハンドルコントローラ７ａとペダルコントローラ１２から送り出された操縦信号に基づいて、制御コントローラ１０が該当する電磁切換弁１９及び流量制御弁２０を制御し、各空気圧力袋３、３ａを隣の空気圧力袋３（又は３ａ）の変形に連動するように（あるいは比例的ないし線形的に）滑らかに変化させ、例えば揺動台４と４ａ及び操縦席２が前方へ傾斜した状態（図４を参照）、或いは揺動台４と４ａ及び操縦席２が右側に傾斜した状態（図５を参照）となるように、揺動台４と４ａ及び操縦席２を揺動及び／又は振動させる。その揺動又は振動は映像表示装置９に表示される背景映像の変化に応じた移動体の挙動変化に対応させることで臨場感のある操縦感覚を操縦者１４に体感させる。
【実施例２】
【００１８】
次に、請求項２〜５に記載した発明の実施例である操縦模擬装置１’を、図６〜図１０に基づいて説明する。この操縦模擬装置１’も、操縦席２を揺動及び／又は振動させる手段として、やはり揺動台４の下の基台５との間に設置された、前記揺動台４の揺動手段（駆動手段）である空気圧力袋３により支持されている。但し、揺動台４の支持にリンク６を併用した構成が特徴である。即ち、一方の端部を前記基台５に、他方の端部を同揺動台４へ回転自在に連結された４本のリンク６により支持されている。前記４本のリンク６は、基台５への取り付け部６ａと揺動台４への取り付け部６ｂを結んだリンク中心軸線の延長線Ｌが、操縦席２に着座した操縦者１４の略胸部前方の空間Ａで一つの点Ｍに交わる配置とされている。
一方、本実施例２では、ハンドル台８及びペダルコントロール１２を支持する足下の台４ｂは、支柱２５で支持した静止系として構成されている。しかし、前記４本のリンク６による拘束運動を実現したため、ハンドル７、アクセルペダル１１ａ及びブレーキペダル１１ｂ並びにハンドルコントローラ７ａ、ペダルコントローラ１２を操縦者１４の足下に設置された静止系の台４ｂに設置しても、同ハンドル７等に対する操縦者１４の操縦姿勢の変化量を小さくでき、揺動台４が激しく揺動及び／又は振動しても、操縦者１４の操縦性を十分に良好に確保することができる。
【００１９】
即ち、本実施例２の場合も、前記空気圧力袋３を個別に膨張又は収縮させる手段として、実施例１と同様に、空気圧力袋３のそれぞれに空気圧力を供給する空気圧力袋駆動装置を図３のように構成して使用する。前記空気圧力袋駆動装置の構成は、実施例１の段落番号［００１６］で説明した内容と共通するので、詳細な説明は省略する。
【００２０】
この実施例２の操縦模擬装置１’の場合も、空気圧力袋３のそれぞれに供給される空気圧力を、前記ハンドルコントローラ７ａとペダルコントローラ１２から送り出された操縦信号に基づいて、制御コントローラ１０が電磁切換弁１９及び流量制御弁２０を制御させ、各空気圧力袋３を隣の空気圧力袋３の変形に連動するように滑らかに変化させ、揺動台４及び操縦席２が前方へ傾斜した状態（図９を参照）、或いは揺動台４及び操縦席２が右側に傾斜した状態（図１０を参照）のように、揺動台４及び操縦席２を揺動及び／又は振動させるが、上記４本のリンク６による拘束運動として、揺動又は振動のいわゆる瞬間中心Ｍは操縦者１４の略胸部前方の空間Ａに位置するから、操縦者１４の目線と視覚は常に安定して映像表示装置９の表示内容、つまり背景映像と移動体を確実に明瞭にとらえて認識できるから、移動体の操縦は必要十分に的確に行うことができ、楽しむことができるのである。
【００２１】
以上に実施形態を図面に基づいて説明したが、本発明は、図示例の限りではなく、その技術的思想を逸脱しない範囲において、当業者が通常に行う設計変更、応用のバリエーションの範囲を含むことを念のため付言する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】操縦模擬装置の実施例１を示す正面図である。
【図２】同操縦模擬装置を示す平面図である。
【図３】同操縦模擬装置の空気圧力袋駆動装置の概要を示す構成図である。
【図４】同操縦模擬装置の揺動例を示す正面図である。
【図５】同操縦模擬装置の異なる揺動例の操縦席部分を示す側面図である。
【図６】操縦模擬装置の実施例２を示す正面図である。
【図７】同操縦模擬装置を示す平面図である。
【図８】同操縦模擬装置の操縦席部分を示す側面図である。
【図９】同操縦模擬装置の揺動例を示す正面図である。
【図１０】同操縦模擬装置の異なる揺動例を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２３】
１、１’  操縦模擬装置
２        操縦席
３、３ａ  空気圧力袋
４、４ａ  揺動台
４ｂ      台
５        基台
６        リンク
７        ハンドル
７ａ      ハンドルコントローラ
８        ハンドル台
９        映像表示装置
１０        制御コントローラ
１１ａ      加速手段（アクセルペダル）
１１ｂ      減速手段（ブレーキペダル）
１２        ペダルコントローラ
１３        ゲーム機本体
１４        操縦者
【図１】
2009103796.tif 000003
【図２】
2009103796.tif 000004
【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】
2009103796.tif 000009
【図８】
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【図９】
2009103796.tif 000011
【図１０】
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