(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基台と、該基台との相対的位置が固定された揺動軸を中心として揺動する車体と、前記車体との相対的位置が固定された回転軸を中心として回転するハンドルと、前記回転軸から交差する方向に延びて前記ハンドルとともに前記回転軸を中心として回転するアームと、このアームにおける前記回転軸とは離れた部位の動きを規制する規制手段と、を含み、
前記規制手段は、前記部位の前記回転軸を中心とする公転を阻止し、前記回転軸の前記部位を中心とする公転を許容する二輪車のシミュレータ。
【請求項２】
請求項１記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記揺動軸は、鉛直線となす角度よりも水平線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置し、
前記回転軸は、前記車体の直立時に、水平線となす角度よりも鉛直線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置する二輪車のシミュレータ。
【請求項３】
請求項２記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記規制手段は、前記基台に支持されて前記揺動軸を含む鉛直面上での揺動運動のみが許容され、前記アームの前記部位に球面軸受けを介して取り付けられる二輪車のシミュレータ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
サドルと、昇降運動する駆動手段と、前記サドルに固定されて前記駆動手段に非固定状態で載せられる支持手段と、前記支持手段と前記駆動手段との相対的位置を検出する位置検出手段と、を有し、前記支持手段及び前記駆動手段の降下時に相対的位置の変化を前記位置検出手段が検出したときに前記駆動手段を上昇又は停止させる制御が行われる二輪車のシミュレータ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
ディスプレイと、前記車体の揺動角度及び前記ハンドルの回転角度の少なくとも一方を検出する回転検出手段と、を有し、
前記回転検出手段で検出された情報をもとにして前記ディスプレイに画像が表示される二輪車のシミュレータ。
【請求項６】
請求項５記載の二輪車のシミュレータを少なくとも１台含み、前記ディスプレイに表示される空間でゲームが行われるゲーム装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二輪車のシミュレータ及びゲーム装置に関する。
【０００２】
【発明の背景】
これまでに、四輪車のシミュレータが数多く開発されてきた。四輪車は、各車輪によって車体が支えられてハンドルをきることで走行方向を変えられるため、比較的シミュレータにしやすかった。
【０００３】
しかし、二輪車（自転車及びモーターバイク）は、単にハンドルをきるだけでなく、車体全体を倒してバランスをとったり走行方向を変えるため、シミュレータにしにくかった。従来の二輪車のシミュレータは、単に車体を左右に倒すか、ハンドルをきるか、いずれか一方の操作で、走行方向を変えるようになっていた。しかしながら、実際の二輪車では、ハンドルをきると同時に車体が傾くようになっており、ハンドルか車体の一方のみが動くという操作は、実際の操作感覚からかけ離れたものである。
【０００４】
また、従来、ハンドル操作と車体の傾きが連動するシミュレータもあったが、ハンドルが実際のハンドルとは異なる動きをするものであった。このように、実際のものと同様の動きをするハンドルと車体とを連動させるシミュレータは、これまでに存在しなかった。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するもので、その目的は、実際の二輪車の操作に近い感覚が得られる二輪車のシミュレータ及びゲーム装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る二輪車のシミュレータは、基台と、該基台との相対的位置が固定された揺動軸を中心として揺動する車体と、前記車体との相対的位置が固定された回転軸を中心として回転するハンドルと、前記回転軸から交差する方向に延びて前記ハンドルとともに前記回転軸を中心として回転するアームと、このアームにおける前記回転軸とは離れた部位の動きを規制する規制手段と、を含み、
前記規制手段は、前記部位の前記回転軸を中心とする公転を阻止し、前記回転軸の前記部位を中心とする公転を許容する。
【０００７】
本発明によれば、ハンドルが回転し、車体が揺動するようになっている。ここで、ハンドルが回転するとアームもハンドルとともに回転する。アームにおける回転軸とは離れた部位（例えば先端部）の動きは、規制手段にて規制される。詳しくは、アームが回転しようとするときに、例えばその先端部は、回転軸の周りを回らないように規制される。その代わりに、回転軸が先端部の周りを回るように動く。回転軸は、車体との相対的位置が固定されているので、回転軸が動くと車体も動く。つまり、ハンドルを回転させると車体も揺動する。こうして、ハンドルの回転と車体の揺動が連動した二輪車のシミュレータが得られる。このシミュレータによれば、ハンドルも回転操作を行えるので、実際の二輪車の操作と同じ感覚をプレーヤに与えることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記揺動軸は、鉛直線となす角度よりも水平線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置し、
前記回転軸は、前記車体の直立時に、水平線となす角度よりも鉛直線となす角度が小さく、かつ、車体の前方において低くなるように位置する。
【０００９】
このように揺動軸及び回転軸を設定することで、最も実際の二輪車に近い操作感覚を得ることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の二輪車のシミュレータにおいて、
前記規制手段は、前記基台に支持されて前記揺動軸を含む鉛直面上での揺動運動のみが許容され、前記アームの前記部位に球面軸受けを介して取り付けられる。
【００１１】
ここで、揺動軸と回転軸とが平行でないことが前提となっており、アームを一点で規制することができないことから、規制手段は上記のように構成されている。
【００１２】
規制手段は、揺動軸を含む鉛直面上での揺動運動のみが許容されるので、アームにおける回転軸とは離れた部位が回転軸を中心として公転することを阻止できる。また、規制手段は、アームにおける回転軸とは離れた部位に球面軸受けを介して取り付けられるので、この球面軸受けを中心として回転軸が公転することが許容される。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
サドルと、昇降運動する駆動手段と、前記サドルに固定されて前記駆動手段に非固定状態で載せられる支持手段と、前記支持手段と前記駆動手段との相対的位置を検出する位置検出手段と、を有し、前記支持手段及び前記駆動手段の降下時に相対的位置の変化を前記位置検出手段が検出したときに前記駆動手段を上昇又は停止させる制御が行われる。
【００１４】
これによれば、サドルを昇降させられることに加えて、例えば、サドルと車体との間に物が挟まってサドルが降下しないにもかかわらず駆動手段が降下を続けるときには、サドルを上昇又は停止させることができる。つまり、駆動手段が下降をつづけても支持手段が降下しないので、支持手段及び駆動手段の相対的位置の変化が検出されて、サドルは上昇又は停止する。
【００１５】
請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の二輪車のシミュレータにおいて、
ディスプレイと、前記車体の揺動角度及び前記ハンドルの回転角度の少なくとも一方を検出する回転検出手段と、を有し、
前記回転検出手段で検出された情報をもとにして前記ディスプレイに画像が表示される。
【００１６】
これによれば、プレーヤの操作に応じた画像が表示されて、視覚的にも実際の二輪車の操作と同様の感覚を得ることができる。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の二輪車のシミュレータを少なくとも１台含み、前記ディスプレイに表示される空間でゲームが行われるゲーム装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１９】
図３は、本発明の実施形態に係るゲーム装置を示す図である。このゲーム装置は、複数の二輪車シミュレータ１０と、各二輪車シミュレータ１０に対応するディスプレイ１と、を有する。そして、プレーヤが、いずれかの二輪車シミュレータ１０を操作すると、その操作に対応する信号が出力され、この信号に応じてディスプレイ１０に画像が表示されるようになっている。こうして、二輪車のゲームを行うことができる。また、本実施形態では、各二輪車シミュレータ１０を通信により接続して対戦ゲームを行えるようになっている。
【００２０】
図２は、二輪車シミュレータを示す図である。二輪車シミュレータ１０は、自転車のシミュレーションを行えるようになっている。詳しくは、二輪車シミュレータ１０は、基台１２と、基台１２に支持される車体１４と、車体１４に取り付けられるペダル１６、サドル１８及びハンドル２０を含む。
【００２１】
ペダル１６自体の構成は、通常の自転車に使用されるものと同様であり、ペダル１６の回転数及び回転方向は、図示しない検出装置を介して検出されて信号が出力されるようになっている。また、ペダル１６には、ディスプレイ１に表示される画像に応じて、負荷が加えられる。例えば、ペダル１６には、上り坂では大きな負荷が加えられ、下り坂では負荷が解除される。
【００２２】
サドル１８自体の構成も、通常の自転車に使用されるものと同様であるが、後述するように高さ調整が可能になっている。
【００２３】
さらに、ハンドル２０自体の構成も、通常の自転車に使用されるものと同様である。ハンドル２０には、ブレーキレバー２２が取り付けられており、ブレーキレバー２２が操作されると、その操作量に対応する信号が、図示しない検出装置を介して出力されるようになっている。なお、ブレーキ２２には反力が加えられるようになっている。
【００２４】
本実施形態では、ハンドル２０を操作すると、これに連動して車体１４が揺動するとともに、ハンドル２０の回転量又は車体１４の揺動量が検出されて出力されるようになっている。そのための機構を図１及び図２を参照して説明する。図１は、二輪車シミュレータの一部を分解して示す概略斜視図である。
【００２５】
これらの図に示すように、ハンドル２０には回転シャフト２４が固定され、ハンドル２０は、回転シャフト２４の軸を中心として回転するようになっている。なお、ハンドル２０の切れ角は、±２５度程度となっている。回転シャフト２４は、車体１４に設けられたラジアル軸受２６にて支持される。こうして、ハンドル２０は、車体１４との相対的位置が一定である回転シャフト２４の軸を中心として回転する。また、回転シャフト２４の軸は、直立状態よりもわずかに後方に傾斜している。詳しくは、回転シャフト２４の軸は、車体１４の直立時に水平線となす角度よりも鉛直線となす角度が小さく、かつ、車体１４の前方において低くなるように後方に傾いている。
【００２６】
回転シャフト２４には、連結部材２８を介して、アーム板３０が固定されている。アーム板３０は、回転シャフト２４の軸から直角であって、車体１４の方向に延びている。
【００２７】
車体１４には、揺動シャフト３２が設けられている。揺動シャフト３２の軸は、回転シャフト２４の軸とは平行ではない。揺動シャフト３２の軸は、水平線よりもわずかに車体１４の前方が下がるように位置している。すなわち、揺動シャフト３２の軸は、鉛直線となす角度よりも水平線となす角度が小さく、かつ、車体１４の前方において低くなるようにわずかに後方が上がって位置している。
【００２８】
揺動シャフト３２は、車体１４の前方側において、ラジアル軸受３４に回転自在に支持されている。ラジアル軸受３４は、固定部材３６を介して、基台１２に固定されている。揺動シャフト３２は、車体１４の後方側においても、支持部材３８に回転自在に支持されている。そして、揺動シャフト３２が、ラジアル軸受３４及び支持部材３８にて回転自在に支持されているので、車体１４は、この揺動シャフト３２の軸を中心として揺動する。なお、車体１４の揺動角度は、±１２．５度程度となっており、±８〜１０度程度の角度でウレタンゴム（図示せず）によって車体１４への衝撃が吸収され、±１２．５度程度の角度でストッパ（図示せず）により車体１４は止まる。このように車体１４の揺動が規制されることで、車体１４と連動するハンドル２０の切れ角も規制される。
【００２９】
また、支持部材３８には、揺動シャフト３２の回転量（角度）及び回転方向を検出する回転検出装置４０が設けられており、その回転量及び回転方向に対応する信号が出力される。なお、揺動シャフト３２の回転量（角度）及び回転方向は、車体１４の揺動量（角度）及び揺動方向である。また、本実施形態では、車体１４の揺動とハンドル２０の回転とが連動しているので、車体１４の揺動量（角度）及び揺動方向は、ハンドル２０の回転量（角度）及び回転方向にも対応している。回転検出装置４０は、例えば、回転式の抵抗器などを含んで構成される。
【００３０】
固定部材３６には、アーム板３０の先端部３０ａの動きを規制する構造が設けられている。この構造は、規制シャフト４２を含む。規制シャフト４２の下端部には、軸に直交する方向に延びる回動軸４２ａが設けられている。詳しくは、揺動シャフト３２の軸を含む鉛直面に直交する方向に、回動軸４２ａの軸は配置されている。そして、回動軸４２ａは、一対のラジアル軸受４４によって回動自在に支持されている。こうすることで、規制シャフト４２は、揺動シャフト３２の軸を含む鉛直面に沿った方向のみに揺動し、それ以外の方向への動きが規制される。
【００３１】
規制シャフト４２の上端部４２ｂは、球面軸受４６を介して、アーム板３０の先端部３０ａに取り付けられている。したがって、規制シャフト４２とアーム板３０とは、他の構成によって規制される範囲で、球面軸受４６を中心として自由に回転及び揺動できるようになっている。
【００３２】
上述したように、規制シャフト４２は、回動軸４２ａを中心として、揺動シャフト３２の軸を含む鉛直面に沿った方向にのみ揺動するので、アーム板３０の先端部３０ａも、これによって動きが規制される。すなわち、アーム板３０の先端部３０ａには、ハンドル２０が回されると、回転シャフト２４の軸を中心に回転（公転）しようとする力が加えられるが、この動きは規制シャフト４２によって阻止される。その代わりに、アーム板３０は、先端部３０ａの球面軸受４６を中心として回転することができる。したがって、回転シャフト２４が、先端部３０ａの球面軸受４６の周りを回転（公転）することが許容される。
【００３３】
以上のことから、球面軸受４６は、規制シャフト４２の揺動方向にわずかに移動するとともに、アーム板３０の傾きの変化を許容する。そして、ハンドル２０を回転させると、このハンドル２０の回転の中心となる回転シャフト２４が球面軸受４６の周りを動く。その動きは、回転シャフト２４を支持するラジアル軸受２６を介して、車体１４に伝えられる。車体１４は、揺動シャフト３２を中心として揺動する。こうして、ハンドル２０の回転と車体１４の揺動が連動する。
【００３４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、ハンドルの回転と車体の揺動を示す図である。すなわち、図４（Ａ）に示すように、ハンドル２０を直進する方向に向けると、車体１４は直立した状態となる。そして、図４（Ｂ）に示すように、ハンドル２０をきると、これに連動して車体１４が揺動して傾く。この動きは、実際に自転車に乗っているときと同じ感覚をプレーヤに与える。
【００３５】
次に、図５は、サドルの高さを調整する機構を示す図であり、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、サドルの高さを調整する機構の作用を説明する図である。
【００３６】
図５において、サドル１８には、支持シャフト４８が固定されている。支持シャフト４８は、車体１４に設けられたラジアル軸受５０によって、軸方向にスライドできるように支持されている。
【００３７】
また、車体１４には、表面におねじが形成された長ボルト５２が、支持シャフト４８と平行に設けられている。長ボルト５２には、駆動装置５４が螺合する。詳しくは、駆動装置５４は、内部にナット等のめねじを有する部品を備えており、この部品が長ボルト５２に螺合するようになっている。また、めねじを有する部品は、モータ等を介して回転するようになっている。こうすることで、駆動装置５４は、長ボルト５２に螺合しながら昇降運動する。
【００３８】
なお、駆動装置５４の昇降は、例えばハンドル２０などに操作ボタン（図示せず）を設けて、プレーヤの操作によって行えるようになっている。
【００３９】
そして、駆動装置５４の下端部には外周に突出する係合部５６が形成され、この係合部５６に係合する係合アーム５８が支持シャフト４８の下端部に固定されている。詳しくは、駆動装置５４の係合部５６の上に、係合アーム５８が載るようになっている。また、係合部５６と係合アーム５８とは固定されずに、少なくとも所定間隔で離れることができる。例えば、係合アーム５８が係合部５６の上に載せられるだけの構成としてもよいが、係合アーム５８と駆動装置５４とがスプリング等で連結されてもよい。
【００４０】
このような構成の下で、図６（Ａ）に示すように、駆動装置５４が上昇すると、係合部５６が係合アーム５８を持ち上げ、これとともに支持シャフト４８も上昇して、サドル１８を高くすることができる。また、駆動装置５４が下降すると、係合アーム５８も下降するのでサドル１８を低くすることができる。なお、係合アーム５８と駆動装置５４とがスプリング等で連結されていれば、サドル１８にプレーヤが座っていなくても、駆動装置５４が下降すると係合アーム５８に引き下げる力が加えられる。そして、駆動装置５４の下降とともに係合アーム５８を下降させてサドル１８を低くすることができる。
【００４１】
本実施形態では、サドル１８の高さ調整時の安全機構が設けられている。すなわち、サドル１８の下降時に、サドル１８と車体１４との間に何かが挟まると、自動的にサドル１８が上昇するようになっている。
【００４２】
詳しくは、図５に示すように、支持シャフト４８にはスイッチ６０が固定されて取り付けられ、駆動装置５４には位置検出用凸部６２が設けられている。スイッチ６０は、位置検出ピン６４を有し、この位置検出ピン６４の先端部６４ａが位置検出用凸部６２に当接すると信号を切り換えるようになっている。
【００４３】
以下その作用を説明する。図５に示すように、通常は、位置検出ピン６４の先端部６４ａが位置検出用凸部６２に当接しないようになっている。この状態では、図示しない操作ボタンからの信号に従って、駆動装置５４が昇降し、サドル１８の高さが調整される。
【００４４】
そして、例えば図６（Ｂ）に示すように、サドル１８を下げるときに、サドル１８と車体１４との間に、人の手や物などの障害物６６が挟まると、駆動装置５４は下降を続けるが、係合アーム５８及び支持シャフト４８の下降は停止する。そして、図６（Ｂ）に拡大して示すように、位置検出ピン６４の先端部６４ａが位置検出用凸部６２に当接する。これによって、駆動装置５４と支持シャフト４８との相対的位置の変化が、スイッチ６０によって検出されて信号が出力される。この信号に基づいて、駆動装置５４は、上昇するように制御される。こうして、障害物６６が、サドル１８と車体１４との間で挟まれ続けることを防止できる。
【００４５】
なお、駆動装置５４と支持シャフト４８との相対的位置の変化が検出されたら、駆動装置５４を所定の距離だけ上昇させて止まるように制御してもよく、あるいは、単に駆動装置５４を停止させるだけでもよい。
【００４６】
次に、本実施形態に係るゲーム装置の作用について説明すると、まず、プレーヤは、サドル１８に座って、図示しない操作ボタンによってサドル１８の高さを調整する。そして、スタートボタン（図示せず）を押してゲームが開始されると、ディスプレイ１に表示される画像に応じて、ペダル１６をこぎ、ハンドル２０を操作する。ハンドル２０の操作は、車体１４に連動してこれを揺動させる。
【００４７】
また、ペダル１６の回転数及び回転方向と、ブレーキ２２の操作と、ハンドル２０の操作又は車体１４の揺動と、に対応する信号に応じてディスプレイ１の画像が生成されるとともにペダル１６の負荷が変化する。
【００４８】
本実施形態によれば、ハンドル２０の操作と車体１４の揺動が連動しているので、本物に近い操作感覚をプレーヤに与えることができる。
【００４９】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態は、自転車のシミュレータを含むゲーム装置であるが、これに限定されるものではなく、モーターバイクのシミュレータを含むゲーム装置としてもよい。また、ゲーム装置以外に、訓練用のシミュレータとして使用することもできる。
【００５０】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る二輪車シミュレータの一部を分解して示す概略斜視図である。
【図２】図２は、二輪車シミュレータを示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るゲーム装置を示す図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本実施形態に係る二輪車シミュレータの動きを説明する図である。
【図５】図５は、サドルの高さを調整する機構を示す図である。
【図６】図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、サドルの高さを調整する機構の作用を説明する図である。
【符号の説明】
１０  二輪車シミュレータ
１２  基台
１４  車体
１８  サドル
２０  ハンドル
２４  回転シャフト（回転軸）
３０  アーム板（アーム）
３２  揺動シャフト（揺動軸）
４２  規制シャフト（規制手段）
【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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