(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
オペレータが乗って操作することにより回転移動する支持台を有しており、その支持台の動きに対応して表現手段によって模擬動作を表現するシミュレータに用いられるロック装置であって、前記支持台を固定保持するためのロック装置において、
前記支持台にロック力を付与するロック力付与手段を有しており、
そのロック力付与手段は、前記支持台をロック状態からロック解除状態へ状態変化させるときにロック力を経時的に徐々に弱くし、前記支持台をロック解除状態からロック状態へ状態変化させるときにロック力を経時的に徐々に強くし、
前記支持台の回転中心軸線上にカム部材を固定し、前記ロック力付与手段はそのカム部材を介して前記支持台にロック力を付与する
ことを特徴とするシミュレータのロック装置。
【請求項２】
オペレータが乗って操作することにより回転移動する支持台を有しており、その支持台の動きに対応して表現手段によって模擬動作を表現するシミュレータに用いられるロック装置であって、前記支持台を固定保持するためのロック装置において、
前記支持台にロック力を付与するロック力付与手段を有しており、
そのロック力付与手段は、前記支持台をロック状態からロック解除状態へ状態変化させるときにロック力を経時的に徐々に弱くし、前記支持台をロック解除状態からロック状態へ状態変化させるときにロック力を経時的に徐々に強くし、
前記支持台に接触又は離れるように移動する接触片を設け、前記ロック力付与手段はその接触片を介して前記支持台にロック力を付与し、
前記接触片は前記支持台の回転中心軸線の両側に配設され、
前記支持台の回転中心軸線の両側に配設された一対の前記接触片は連結軸によって一体に連結され、さらに
前記ロック力付与手段は前記一対の接触片の一方の側に設置される
ことを特徴とするシミュレータのロック装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載のシミュレータのロック装置において、
前記ロック力付与手段は、油圧に基づいてロック力を発生する油圧シリンダを有し、その油圧シリンダはシリンダ内における油の流量を調節することによりロック力の大きさを変化させることを特徴とするシミュレータのロック装置。
【請求項４】
請求項３記載のシミュレータのロック装置において、前記ロック力付与手段は、
前記油圧シリンダの内部に配置されていて、移動することによって油通路の流量を調節できる可動子と、
その可動子を移動させるロック力調整手段と
を有することを特徴とするシミュレータのロック装置。
【請求項５】
請求項４記載のシミュレータのロック装置において、
前記可動子は外部から回されることによって直進移動して油通路の流量を調節し、そして、
前記ロック力調整手段は、前記可動子を回転させるための回転軸と、その回転軸を回転駆動するモータとを有する
ことを特徴とするシミュレータのロック装置。
【請求項６】
請求項１又は請求項２のいずれか１つに記載のシミュレータのロック装置において、
前記ロック力付与手段は、空圧に基づいてロック力を発生する空圧シリンダを有し、その空圧シリンダはシリンダ内における空気の流量を調節することによりロック力の大きさを変化させることを特徴とするシミュレータのロック装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オペレータの動作に対応してディスプレイ等といった表現手段によって模擬動作を表現するシミュレータに関する。特に、オペレータが乗って操作することにより回転移動する支持台の動きに対応して表現手段によって模擬動作を表現するシミュレータに関する。また特に、そのように回転移動する支持台を固定保持すなわちロック状態に保持するためのロック装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のシミュレータとして、スキー板を模したボードの上にオペレータが乗って擬似的にスキー動作を行うようにしたスキーゲーム装置が知られている。特に最近では、スキー板を模したボードを入力手段として用い、仮想のスキー動作を行い、その様子をディスプレイなどの表現手段に表示するようにしたスキーゲーム装置も知られている。
【０００３】
このようなスキーゲーム装置では、オペレータを支持するボードが水平面内で旋回移動したり、あるいはボードの中央を通る中心軸線を中心としてその左右両側辺が上下に傾斜移動したりすることがある。旋回移動や傾斜移動といったボードの回転移動が何等の拘束もなく、常時、自由に行われるものとすると、オペレータがボードに乗り降りするときにボードが不安定に揺動することになり、その結果、ボードの支持機構等に大きな負荷が加わって損傷するおそれがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような問題を解消するため、従来より、スキーゲーム等のシミユレーシヨンが終了したときにボードを固定保持、すなわちロックすることが行われている。しかし従来のロック装置では、ボードに対するロック状態とロック解除状態とが瞬時のうちに切り替わるようになっていた。従って、オペレータがボードに乗った後にそのボードのロックを解除すると、ボードの固定が急に外れてそれが急激に揺動することにより、支持機構等に大きな負荷がかかるおそれがあった。また、スキーゲーム等が終了して再びボードをロックするときには、ボードがロック解除状態からいきなりロック状態へと切り替わるので、支持機構などに大きな負荷がかかりやすかった。
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、オペレータがボードなどの支持台に乗降する時、支持台の支持機構などに大きな負荷が加わるのを防止することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るシミュレータのロック装置は、オペレータが乗って操作することにより回転移動する支持台を有しており、その支持台の動きに対応して表現手段によって模擬動作を表現するシミュレータに用いられるロック装置であって、前記支持台を固定保持するためのロック装置において、前記支持台にロック力を付与するロック力付与手段を有しており、そのロック力付与手段は、前記支持台をロック状態からロック解除状態へ状態変化させるときにロック力を経時的に徐々に弱くし、前記支持台をロック解除状態からロック状態へ状態変化させるときにロック力を経時的に徐々に強くし、前記支持台の回転中心軸線上にカム部材を固定し、上記ロック力付与手段はそのカム部材を介して前記支持台にロック力を付与することを特徴とする。
【０００７】
このロック装置では、ロック力が最大値のときに支持台の回転移動が禁止され、ロック力が最小値のときに支持台の自由な回転移動が許容される。そして、ロック力が最大値から最小値へと切り替わるときには、その大きさが経時的に徐々に弱くなり、また、ロック力が最小値から最大値へと切り替わるときには、その大きさが経時的に徐々に強くなる。この結果、オペレータが乗った支持台の固定状態は急激に外れたり又は急激に入ったりするのではなくて、徐々に外れたり又は徐々に入ってゆく。従って、オペレータの乗降時に支持台が急激に揺動することがないので、支持台のまわりの各種機構に大きな負荷がかかることもなくなり、よって耐久性が向上する。
【０００８】
上記の記述で、「回転移動する支持台」というのは、支持台が水平面内の左右方向へ旋回移動する場合や、支持台がその中央の水平軸線を中心として往復傾斜移動する場合を含む意味である。
【０００９】
支持台の形状は特定の形状に限定されるものでなく、対象となる模擬動作に対応した適宜の形状とされる。例えば、スノーボードによる雪面の滑走を模擬する場合にはスノーボードを模した形状とされる。
【００１０】
表現手段というのは、任意の模擬動作をオペレータに対して視覚的に認識できるようにするための手段であって、その表現方法は特定の方法に限定されない。例えば、映像的に表示するディスプレイや、現実的に表示する人形模型等を用いることができる。
【００１１】
ロック力付与手段は、油圧シリンダ、空圧シリンダ、その他の任意の力発生機器を用いて構成できる。しかしながら、ロックカの大きさを徐々に変化させるという機能を簡単に達成するためには、油圧シリンダを用いることが有利である。具体的には、油圧シリンダ内を流れる油の流量を調節することによって、ロック力を調節できる。例えば、油流量を小さく絞ればロック力が大きくなり、油流量を大きく設定すればロック力が小さくなる。
【００１２】
油圧シリンダなどの力発生機器の出力ロッドは支持台に直接に接触させることもできるが、その場合には油圧シリンダなどを設置するためのスペースがきわめて狭い特定の位置に限られる。この問題を解消するため、支持台に接触又は離れるように移動する接触片を新たに設け、その接触片を介して油圧シリンダなどによって支持台にロック力を付与するように構成できる。油圧シリンダなどは接触片にロック力を付与すれば良いので、その接触片の形状を適宜に選定すれば、油圧シリンダなどの設置位置を自由に設定できる。
【００１３】
油圧シリンダなどの力発生機器は、上記接触片に代えて、支持台の回転中心軸に固定されたカム部材を介して支持台にロック力を付与するように構成することもできる。
【００１４】
支持台に接触する接触片を用いて油圧シリンダなどからのロック力を支持台に伝える場合には、接触片を支持台の回転中心軸線の両側に配設することが望ましい。接触片を支持台の回転中心軸線の片側だけに配設することにすると、接触片を設置しない側において支持台を安定したロック状態に置くことが難しくなるからである。
【００１５】
接触片を支持台の回転中心軸線の両側に配設する場合には、それら一対の接触片を連結軸によって一体に連結し、さらに上記ロック力付与手段を一対の接触片の一方の側に設置することが望ましい。こうすれば、１個のロック力付与手段によって左右一対の接触片を一体状態で駆動できるからである。また、この構成によれば、左右一対の接触片が一体に動くので、支持台を正確に水平位置でロック状態に保持できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図６は、本発明に係るロック装置を用いたシミュレータの全体的な外観を示している。このシミユレータは、表現手段としてのディスプレイ１を支持すると共に内部にそのディスプレイ１を制御するための制御装置２を内蔵した筐体３を有している。筐体３から延びる基台４上には操作部５が設けられ、その操作部５の下部から延び出るアーム部材６によって支持台７が片持ち状態で支持されている。操作部５の上面には、各種の選択ボタン１０やコイン投入口２０等を備えた操作パネル５ａが設けられる。オペレータ８は、支持台７の上に乗ってその支持台７を矢印Ａ−Ａ’のように第１回転中心軸線Ｌ１を中心として左右に往復旋回移動すなわち回転移動させたり、同時に矢印Ｂ−Ｂ’のように第２回転中心軸線Ｌ２を中心として往復傾斜移動すなわち回転移動させることにより、ディスプレイ１上に映し出される模擬動作としての映像を制御する。本実施形態の場合、第１回転中心軸線Ｌ１は垂直軸線であり、第２回転中心軸線Ｌ２は水平軸線である。
【００１７】
本実施形態の場合、ディスプレイ１上にはスキー場の景色映像及びスノーボードを用いて雪面を滑走するプレイヤの映像が映し出されるものとする。また、支持台７は、スノーボードを模した形状に形成される。また、支持台７のまわりには４個の支柱９が固定されて上方へ延び、それらの支柱９により、オペレータ８とディスプレイ１との間及び支持台７上に横向きに乗ったオペレータ８の前後両側に手摺り部材１１が支持されている。これらの手摺り部材１１は、比較的剛性の高い棒部材によって形成される。オペレータ８は、これらの手摺り部材１１につかまることにより、操作台７を激しく動かすことができる。
【００１８】
支持台７は、例えば図１、図２及び図３に示す構造を有している。図１は側面図、図２は平面図、そして図３は正面図を示している。図１において、操作部５の内部には、位置不動の機枠１４に固定された軸受１２，１２によって第１回転中心軸線Ｌ１を中心として回転自在に、しかし上下移動不能に支持された回転軸１３が配設され、その回転軸１３にアーム部材６が固定されている。回転軸１３の上端には、図２に示すように、その回転軸１３と一体な断面正方形状の芯部材１５と、その芯部材１５を取り囲む断面正方形状で筒形状のケーシング部材１６と、そしてケーシング部材１６と芯部材１５との間に形成される空間内に挿入された弾性部材１７とによって構成された第１抵抗力付与装置１８が設けられる。ケーシング部材１６は機枠１４に固定される。弾性部材１７は、例えばゴム、合成樹脂等のように、圧縮されたときに抵抗力を生じる材料によって形成される。
【００１９】
図１において、アーム部材６の下端には、角筒形状のパイブ基台１９が水平方向に延びる状態で強固に固定される。このパイプ基台１９の上には軸受け部材２１ａ及び２１ｂが固定され、さらにそれらの軸受け部材によって２本の回転軸２２ａ及び２２ｂが第２回転中心軸線Ｌ２を中心として回転自在に支持される。これらの回転軸２２ａ及び２２ｂの外周面には、支持台７の底面に固着したブラケット２３が固定される。この構成により、支持台７は、第１回転中心軸線Ｌ１を中心として水平面内の左右方向（図２の矢印Ａ−Ａ’方向）へ往復旋回移動可能であり、さらに第２回転中心軸線Ｌ２を中心として図３の矢印Ｂ−Ｂ’方向へ往復傾斜移動可能である。
【００２０】
図１において、操作部５に近い側の回転軸２２ａの右端に第２抵抗力付与装置２８が設けられる。この第２抵抗力付与装置２８も、第１抵抗力付与装置１８と同様にして図５に示すように、回転軸２２ａと一体な断面正方形状の芯部材２５と、その芯部材２５を取り囲む断面正方形状で筒形状のケーシング部材２６と、そしてケーシング部材２６と芯部材２５との間に形成される空間内に挿入された弾性部材としての弾性部材２７とを有している。ケーシング部材２６はパイプ基台１９の上面に固定される。
【００２１】
図２において第１抵抗力付与装置１８は、支持台７に外力が加わらない自然状態のときに、各弾性部材１７が力学的に平衡となる状態にあり、このとき支持台７は中立位置に保持される。支持台７が矢印Ａ方向又は矢印Ａ’方向へ旋回移動すると支持台７を支持する回転軸１３がそれと一体になって回転し、それと同時に芯部材１５がそれと一体になって回転する。芯部材１５が回転すると、各弾性部材１７がケーシング部材１６に押しつけられて弾性変形して抵抗力を発生する。この抵抗力は、回転軸１３の回転角度、従って支持台７の旋回角度の大きさに比例して変化する。
【００２２】
第２抵抗力付与装置２８は、支持台７に外力が加わらない自然状態のときに、図５において、各弾性部材２７が力学的に平衡となる状態にあり、このとき支持台７は図３に実線で示す水平状態の中立位置に保持される。支持台７が矢印Ｂ方向又は矢印Ｂ’方向へ傾斜移動すると支持台７を支持する回転軸２２ａがそれと一体になって回転し、それと同時に芯部材２５がそれと一体になって回転する。芯部材２５が回転すると、各弾性部材２７がケーシング部材２６に押しつけられて弾性変形して抵抗力を発生する。この抵抗力は、回転軸２２ａの回転角度、従って支持台７の傾斜角度の大きさに比例して変化する。
【００２３】
図１において第１回転中心軸線Ｌ１を中心として回転する回転軸１３の下端には、その回転軸１３の回転角度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器を含む第１角度センサ２９が設けられる。また、第２回転中心軸線Ｌ２を中心として回転する回転軸２２ａの先端には、その回転軸２２ａの回転角度に応じて抵抗値が変化する可変抵抗器を含む第２角度センサ３１が設けられる。
【００２４】
支持台７の下部には、支持台７の第２回転中心軸線Ｌ２まわりの傾斜移動を禁止するためのロック装置３２が配設される。このロック装置３２は、ロック力付与装置３３と、ロック力調整装置３４と、そして接触片３５とを有している。ロック力付与装置３３は油圧シリンダを含んで構成されていて、シリンダ本体部分３６と、その本体部分３６に入出する出力ロッド３７と、その出力ロッド３７の先端に固定された押圧片３８とを有している。
【００２５】
ロック力付与装置３３のシリンダ本体部分３６は、図４に示すように、外管４３、内管３９及び可動子４１を有する。内管３９には複数のオリフィス４２が設けられ、さらに出力ロッド３７と一体なピストン４５が内管３９の内周面を滑り移動する。可動子４１の左端部４１ａは外管４３の後端部とネジ結合し、その左端部４１ａを回すことにより可動子４１が矢印Ｃ方向へ進退移動する。内管３９と外管４３との間にはリング状の空間Ｓが形成され、その空間Ｓと内管３９の内部とがオリフィス４２によってつながっている。また、可動子４１には空間Ｓに連通する油通路４４が設けられ、可動子４１が矢印Ｃ方向へ移動するとき、油通路４４の開口面積が狭められたり、あるいは広められたりして、該部を流れる油の流量を調節する。
【００２６】
内管３９の内部及び空間Ｓには流体としての油が充填されており、この油の働きによって出力ロッド３７に抵抗力、すなわちロック力が付与される。この抵抗力は、可動子４１の油通路４４が完全に閉じられて油の流量が完全に絞られたときに最大となり、他方、その油通路４４が完全に開いて油の流量が最大流量に設定されたときに最小となる。抵抗力が最大値になったときには、出力ロッド３７の左方向への進入移動が完全に阻止される状態、いわゆるロック状態になる。一方、抵抗力が最小値になったときには、出力ロッド３７の左方向への自由な進入移動が許容される。
【００２７】
本実施形態では、可動子４１の端部４１ａが角度０゜の基準位置に合わされたときに油通路４４が全開状態（出力ロッド３７のロック解除状態）になり、端部４１ａが角度１８０゜まで回されたときに通路４４が全閉状態（出力ロッド３７のロック状態）になり、そして角度０゜から角度１８０゜までの間はその角度値に比例して出力ロッド３７に対する抵抗力すなわちロック力の大きさが変化する。なお、出力ロッド３７は自然状態において、圧縮バネ４０によって押されて外管４３から最も突出する状態にある。
【００２８】
図１において、出力ロッド３７の先端に取り付けた押圧片３８は、接触片３５の下端に接触する。接触片３５は、図２に示すように、パイプ基台１９上に回転自在に配設された連結軸４６の両端に１個づつ固着されている。つまり、接触片３５は、第２回転中心軸線Ｌ２を境として支持台７の下方の左右両側に配設されている。図１において、支持台７が水平状態にあるとき、出力ロッド３７がシリンダ本体部分３６に対して最も突出して接触片３５を押し上げ、これにより接触片３５の先端が実線で示すように最も上方位置へ押し上げられて、支持台７の底面に接触する。他方、支持台７が第２回転中心軸線Ｌ２のまわりに傾斜移動すると、接触片３５が破線で示すように押し下げられて回転し、このとき、出力ロッド３７がシリンダ本体部分３６の内部へ引っ込む。
【００２９】
出力ロッド３７が最も突出して接触片３５の先端が最上位置に置かれ、さらにロック力付与装置３３の内部油通路４４が全閉状態にセットされると、接触片３５がその最上位置でロック状態となる。この状態になると、支持台７が水平状態を維持した状態でロック状態になり、この支持台７にオペレータが乗ったとしてもその支持台７は往復傾斜移動すなわち傾斜揺動しない。
【００３０】
図１において、ロック力付与装置３３の後方位置に配設されたロック力調整装置３４は、パイプ基台１９の側部に固定したブラケット４７によって回転自在に支持された回転軸４８と、モータ４９と、そしてモータ４９の出力回転を回転軸４８へ伝達するギヤ列５１とを有している。図４において、回転軸４８の先端にはドライバ５４が取り付けられており、そのドライバ５４が可動子４１の左端部４１ａに嵌合する。また、図１において、回転軸４８の適所には、回転角度位置を検出するためのマークを備えたホイール５２が固定配置され、そのホイール５２のマークを検出するために透過型又は反射型の光センサ５３が設けられる。本実施形態では、図４に示した可動子４１の端部４１ａが基準角度０゜（全開位置）にあるとき及び角度１８０゜（全閉位置）にあるときのそれぞれに対応させてホイール５２にマークが設けられる。
【００３１】
モータ４９が作動して回転軸４８が角度１８０゜の全閉位置から角度０゜の全開位置まで回転すると、接触片３５従って支持台７はロック状態からロック解除状態へと状態変化する。この状態変化の際、ロック力付与装置３３によって出力ロッド３７に発生する抵抗力すなわちロック力は、ロック状態を実現する最大力から、ほとんど抵抗力を示さない最小力へと徐々に且つ連続的に小さくなってゆく。従って、水平状態にロックされている支持台７の上にオペレータが乗り、その後、シミュレート動作を開始するために支持台７のロック状態を解除するとき、支持台７は瞬間的にロック状態を解除されるのではなくて徐々にそのロック状態が解除される。この構成により、支持台７がいきなり大きく揺動することが無くなり、よって、支持台７の支持機構などに大きな負荷が加わってそれらを損傷することがなくなる。
【００３２】
上記の説明は、モータ４９が作動して回転軸４８が角度１８０゜の全閉位置から角度０゜の全開位置まで回転する場合のことであるが、これとは逆に、回転軸４８が角度０゜の全開位置から角度１８０゜の全閉位置まで回転する際、すなわちシミュレート動作が終了して、支持台７をロック解除状態からロック状態へと復帰させる際にも同様のことが言える。つまりこの場合にも、支持台７がロック解除状態からいきなりロック状態へと状態変化するのでは無くて、徐々にロック状態へと変化するので、支持台７がいきなり大きく揺動することが無くなる。
【００３３】
図６において、筐体３の内部に設置された制御装置２は、コンピュータを含んだ電気回路によって構成されていて、例えば図７に示すように、ゲーム演算部６１及び画像合成部６２を有する。操作部６３は、図１の操作パネル５ａに配置された各種選択ボタン１０や、コイン投入口２０から投入されたコインを検知するコインセンサや、支持台７の旋回角度を検知する第１角度センサ２９や、支持台７の傾斜角度を検知する第２角度センサ３１等を含む。
【００３４】
ゲーム演算部６１は、マップ情報記憶部６４、移動体情報記憶部６５、ゲーム空間演算部６６及び記憶部６７を有する。マップ情報記憶部６４は、ボード滑走コースに関する情報を分割マップ情報として記憶する。すなわち、コース情報が各地点の平面座標とその地点の高度座標として記憶されている。移動体情報記憶部６５は、ボードプレイヤの現在位置を３次元座標で記憶する。ゲーム空間演算部６６は、移動体情報記憶部６５からボードプレイヤの現在位置を読み出し、さらに操作部６３からの操作信号及びマップ情報記憶部６４からの地形信号に基づいてボードプレイヤの移動位置を演算し、そして記憶部６７に格納された自然条件の変化や、風の変化等に従ってボードプレイヤの移動位置を演算する。なお、移動体情報記憶部６５内の記憶内容は、模擬動作を表示する手段としてディスプレイ１を用いた関係上、ゲーム空間演算部６６の演算に基づいて１／６０秒ごとに更新される。ゲーム空間演算部６６は、支持台７の上に乗っているオペレータに対応するボードプレイヤの位置座標を演算することはもとより、ディスプレイ１上に映し出される他のボードプレイヤに関する位置座標も演算する。
【００３５】
画像合成部６２は、３次元演算部６８、画像描画部６９及びオブジェクト画像情報記憶部７１を有する。オブジェクト画像情報記憶部７１は、コースの映像を作成するために必要な情報、例えば、ボードプレイヤなどの移動体の画像情報、雪面の地面、山、木、川、建物などの画像情報を記憶する。３次元演算部６８は、ゲーム空間演算部６６から出力されたデータ、すなわち移動体情報、分割マップ情報等に基づいて、対応する画像情報をオブジェクト画像情報記憶部７１から読み出し、例えば図８に示すような３次元のゲーム空間を演算する。この図において、８１はボードプレイヤ、８２は旗門、８３は建物、８４はリフト、８５は雪山、そして８６は樹木を示している。
【００３６】
３次元演算部６８は、また、視野外にあるデータを除去するクリッピング処理、スクリーン座標系への透視投影変換及びソーティング処理などの処理を行ってその処理後のデータを画像描画部６９へ出力する。画像描画部６９は、３次元演算部６８の出力データをディスプレイ１で映像表示可能な映像データへ変換する。例えば、図８に示した３次元ゲーム空間は、図９に示すような映像としてディスプレイ１上に表示される。この映像は、ゲーム空間演算部６６による演算処理に基づいて１／６０秒ごとに更新され、オペレータにとっては連続して変化するスキー場の景色映像として認識される。
【００３７】
以下、上記構成より成るシミュレータに関してその動作を説明する。図１において、支持台７の上にオペレータが乗る前、その支持台７は、第１抵抗力付与装置１８の働きによって旋回揺動範囲内の中立位置に保持され、さらに第２抵抗力付与装置２８の働きによって傾斜揺動範囲内の中立位置すなわち水平状態に保持される。またこのとき、ロック装置３２のロック力調整装置３４の回転軸４８は角度１８０゜の全閉位置にあって接触片３５を通して支持台７に最大の抵抗力を付与し、これにより支持台７は水平状態に固定すなわちロックされる。
【００３８】
その後、図６に示すように、オペレータ８が支持台７の上に乗る。このとき、支持台７はロック状態にあるので外力が加わっても揺動しない。その後、コイン投入口２０にコインを投入し、さらに選択ボタン１０を操作すると、シミュレータ動作、本実施形態の場合はスノーボードゲームが開始される。ゲームが開始されると、図１において、ロック力調整装置３４のモータ４９が作動して回転軸４８が角度１８０゜の全閉位置から角度０゜の全開位置へと回転する。これにより、ロック力付与装置３３の本体部分３６内の油通路４４（図４参照）が全閉位置から全開位置へ向かって徐々に開かれ、その結果、支持台７に対するロック力が最大値から最小値へと徐々に解除される。
【００３９】
ロック力が完全に解除されると、支持台７は、オペレータ８の操作に従って第２回転中心軸線Ｌ２を中心として自由に往復傾斜移動できる状態となる。このロック力の解除の際、ロック力は最大力から最小力へと瞬時に解除されるのでは無く、モータ４９の回転軸４８の回転に応じて徐々に小さくなっていくので、支持台７はゲームスタートと共にいきなり自由に傾斜移動できる状態になるのではなくて、徐々にその自由状態へと移行する。なお、本実施形態の場合は、第１回転中心軸線Ｌ１を中心とする支持台７の往復旋回移動に関してはロック装置を設けていないので、その旋回方向に関しては支持台７はロックされない。この旋回方向に関してもロック作業が必要な場合は、ロック装置３２と同様なロック装置を回転軸１３に対して付設する。
【００４０】
支持台７に関するロック状態が解除された後、スキー場を滑り降りるときの景色の移り変わりの様子を模した映像がディスプレイ１上に映し出され、オペレータ８はその景色の中をスノーボードに乗ってうまく滑り降りるように支持台７を両足によって操作する。具体的には、支持台７を第１回転中心軸線Ｌ１のまわりに旋回移動させたり、同時に第２回転中心軸線Ｌ２のまわりに傾斜移動させる。このとき、支持台７の旋回移動の角度及び傾斜移動の角度は第１角度センサ２９及び第２角度センサ３１によって検出されてゲーム空間演算部６６（図７）へ送られる。ゲーム空間演算部６６は、それらの角度情報に基づいて、ディスプレイ１に映し出される景色映像及びボードプレイヤ映像を制御する。このようにオペレータ８は、支持台７を旋回移動及び傾斜移動させることにより、ディスプレイ１によって表現される滑走画面、すなわち模擬動作に対して積極的に働きかけることができる。
【００４１】
支持台７が第１回転中心軸線Ｌ１のまわりに旋回移動して中立位置から角度的に外れると、図２において、第１抵抗力付与装置１８内の弾性部材１７が芯部材１５によって圧縮されて抵抗力を発生し、この抵抗力が支持台７を通してオペレータ８に体感される。また、支持台７が第２回転中心軸線Ｌ２のまわりに傾斜移動して中立位置すなわち水平状態から角度的に外れると、図５において、第２抵抗力付与装置２８内の弾性部材２７が芯部材２５によって圧縮されて抵抗力を発生し、この抵抗力が支持台７を通してオペレータ８に体感される。これらの抵抗力によりオペレータ８は、雪面を滑走するときの旋回滑走に対する抵抗力や、スノーボードを立ててエッジング操作を行ったときの抵抗力などを臨場感豊かに体感できる。
【００４２】
本実施形態では、ディスプレイ１上にスノーボードの滑走画面を模擬動作として映し出し、そして支持台７をスノーボードを模して使用するように設定した。従ってオペレータ８は、支持台７の上に横向き状態で乗りながら支持台７を操作する。また、オペレータ８が手摺り部材１１を支点として身体を動かすことにより、支持台７を大きな角度幅で往復旋回移動及び往復傾斜移動させることができる。
【００４３】
疑似スノーボード操作を行う場合、オペレータ８は横向き状態で支持台７の上に乗らなくてはならない。仮にオペレータ８がディスプレイ１に真っ直ぐに向かい合う状態で支持台７上に乗ったのでは、正常なスノーボード操作はできない。このような問題を解消するため、図１０に示すように、オペレータ８の左右の足裏８ａ及び８ｂを案内するための案内用突起７２を支持台７の上に設けることが望ましい。これらの案内用突起７２は、ディスプレイ１へ向かう方向（矢印Ｄ方向）に関して左右の足裏の長さに対応したそれぞれの間隔Ｅ１及びＥ２をおいて互いに平行に並べられているので、オペレータ８は必然的に横向きに乗らざるを得なくなり、ディスプレイ１に対して真っ直ぐに乗ってしまう状態を確実に回避できる。なお、Ｅ１及びＥ２は等しい値とすることもできるし、あるいは異なった値とすることもできる。
【００４４】
図１１は、ロック装置の改変例を示している。図１に示したロック装置３２では、ロック力付与装置３３の出力ロッド３７を押圧片３８を介して直接に接触片３５に押しつけた。これに対し、図１１に示したロック装置９２では、押圧片９８の長さを長く設定してそれをブラケット９７によって往復直線移動自在に支持し、そして、その押圧片９８を接触片３５に直接接触させるのではなくて、接触片３５の下端に設けたローラ９６に接触させている。
【００４５】
図１に示したロック装置３２では、接触片３５と押圧片３８が滑り接触するので両者が摩耗して接触状態が劣化するおそれがある。それに対して本ロック装置９２によれば、押圧片９８とローラ９６とが転がり接触するので摩耗が少なく、よって安定した動作が保証される。
【００４６】
図１２は、ロツク装置の他の改変例を示している。このロック装置１０２では、支持台７に接触する接触片３５に代えて、支持台７の回転軸２２ａ又は２２ｂに固定されたカム部材、例えば円筒カム１０５を用いる。円筒カム１０５のカム面に接触するカムフォロワー１０９は、支点１０８を中心として旋回するレバー１０７の先端に回転自在に取り付けられる。レバー１０７の他端にはローラ９６が回転自在に取り付けられ、このローラ９６がロック力付与装置３３の押圧片９８に接触する。
【００４７】
このロツク装置１０２では、支持台７が水平状態にあるとき、円筒カム１０５のカム面の凹部にカムフォロワー１０９がはまり込む。この状態で、ロック力付与装置３３からレバー１０７へ最大ロック力が伝達されると、円筒カム１０５従って支持台７が水平状態にロックされる。他方、ロック力付与装置３３からのロック力が最小値へ切り替えられると、レバー１０７へのロック力が解除されて円筒カム１０５は自由に回転移動できる状態になり、その結果、支持台７はロック状態を解除されて自由に傾斜移動できる状態になる。
【００４８】
このロック装置１０２でも、ロック力付与装置３３の押圧片９８とレバー１０７のローラ９６との接触及びレバー１０７に設けたカムフォロワー１０９と円筒カム１０５との接触はいずれも転がり接触なので摩耗が少なく、よって、安定した動作が保証される。
【００４９】
以上、好ましいいくつかの実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された技術的範囲内で種々に改変できる。
例えば、本発明はスノーボード動作に限られす他の任意の動作を模擬対象とするシミュレータにも適用できる。ロック力付与装置３３は、油圧シリンダ以外の任意の力発生機器、例えば空圧シリンダ、モータ等を用いて構成できる。図１に示した実施形態では支持台７を第２回転中心軸線Ｌ２のまわりに往復傾斜移動させるための回転系にロック装置３２を設け、支持台７を第１回転中心軸線Ｌ１のまわりに往復旋回移動させるための回転系にはロック装置を設けなかった。しかしながらこの第１中心軸線Ｌ１のまわりの回転系にも同様の構成から成るロック装置を付設できることはもちろんである。
【００５０】
【発明の効果】
本発明に係るシミュレータのロック装置によれば、支持台がロック状態とロック解除状態との間で状態変化するときには、ロック力の大きさが経時的に徐々に弱くなったり又は徐々に強くなったりする。この結果、オペレータが乗った支持台の固定状態は急激に外れたり又は急激に入ったりするのではなくて、徐々に外れたり又は徐々に入ってゆく。従って、オペレータの乗降時に支持台が急激に揺動することがないので、支持台及びそのまわりの各種機構に大きな負荷がかかることもなくなり、よってロック装置の耐久性が向上する。
【００５１】
接触片を介して支持台にロック力を付与する本発明のロック装置によれば、接触片の形状を適宜に選定することにより、ロック力付与手段を支持台に直接に接触させる場合に比べて、ロック力付与手段を設置するためのスペースを自由に選択できる。
【００５２】
カム部材を介して支持台にロック力を付与する本発明のロック装置によれば、カム部材の形状を適宜に選定することにより、ロック力付与手段を支持台に直接に接触させる場合に比べて、ロック力付与手段を設置するためのスペースを自由に選択できる。
【００５３】
支持台の両側に接触片を設けた本発明のロック装置によれば、支持台の両側を接触片によって受けることができるので、接触片を支持台の回転中心軸線の片側だけに配置する場合に比べて、支持台をより一層安定したロック状態に保持できる。また、ロック状態とロック解除状態との間の状態変化を安定して行える。
【００５４】
支持台の両側に設けた一対の接触片を連結軸によって連結した本発明のロック装置によれば、支持台の両側に設置した一対の接触片を1個のロック力付与手段だけで駆動できるので、構造が簡単になり、さらに軽量化も達成できる。ロック装置も含めた支持台は片持ち状態で支持されることが多いので、この軽量化は支持台のための支持構造を製造する上で非常に好都合である。また、一対の接触片は連結軸によって一体に働くので、それらの接触片の間で動作のばらつきが発生することが無く、よって、常に安定したロック状態が得られる。
【００５５】
油の流量を調節することによりロック力の大きさを変化させる油圧シリンダを用いた本発明のロック装置によれば、ロック力を徐々に変化させるという機能を簡単且つ確実に達成できる。
【００５６】
油圧シリンダの内部に配置されていて油通路の流量を調節できる可動子と、その可動子を移動させるロック力調整手段とを有する本発明のロック装置によれば、ロック力を発生する部分とそのロック力を調整する部分とを分割したので、一般的な機構部品を利用してロック装置を簡単に製造できる。
【００５７】
可動子は外部から回されることによって直進移動して油通路の流量を調節し、ロック力調整手段は、可動子を回転させるための回転軸と、その回転軸を回転駆動するモータとを有する本発明のロック装置によれば、極一般的な機構部品によってロック装置を簡単に構成できる。
【００５８】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロック装置を用いたシミュレータの要部を示す側面図である。
【図２】図１に示す部分の平面図である。
【図３】図１に示す部分の正面図である。
【図４】本発明に係るロック装置の主要部である油圧シリンダを示す側面断面図である。
【図５】図１に示す構造で用いられる要素、特に抵抗力付与機構の主要部を示す正面断面図である。
【図６】本発明に係るロック装置を用いたシミュレータの全体の外観を示す斜視図である。
【図７】図６に示すシミュレータに用いられる電気制御系の一例を示すブロック図である。
【図８】図６のシミュレータで表現される模擬動作の一例を３次元的に示す図である。
【図９】図８に示す３次元空間をディスプレイ上に２次元的に表示した状態を示す図である。
【図１０】支持台の改変例を示す平面図である。
【図１１】本発明に係るロック装置の他の実施形態を部分的に示す斜視図である。
【図１２】本発明に係るロック装置のさらに他の実施形態を部分的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１        ディスプレイ（表現手段）
２        制御装置
３        筐体
６        アーム部材
７        支持台
８        オペレータ
１３        回転軸
１４        機枠
１８        第１抵抗力付与装置
１９        パイプ基台
２１ａ，２１ｂ  軸受け部材
２２ａ，２２ｂ  回転軸
２３        ブラケット
２８        第２抵抗力付与装置
２９        第１角度センサ
３１        第２角度センサ
３２        ロック装置
３３        ロック力付与装置
３４        ロック力調整装置
３５        接触片
３６        油圧シリンダ本体部
３７        出力ロッド
３８        押圧子
３９        内管
４０        バネ
４１        可動子
４２        オリフィス
４３        外管
４４        内部油通路
４５        ピストン
４６        連結軸
４８        回転軸
４９        モータ
５２        マークホイール
５３        光センサ
５４        ドライバ
１０５        カム部材
Ｌ１      第１回転中心軸線
Ｌ２      第２回転中心軸線
Ｓ        油貯留空間
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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