Swinging system and swinging device controlling method

本発明は、利用者が搭乗する揺動部材を揺動させることで利用者に上昇／下降感などを体感させる揺動装置及びその制御方法に関し、特に、飛行機、船、自動車、動物などの移動体が上昇、下降などの運動を行う際の上昇／下降感をリアルに体感することができる揺動装置及びその制御方法に関する。

従来、ゲームセンターなどのアミューズメント施設に設置され、操作部への操作に応じて利用者が搭乗する揺動部材を揺動させる体感型の揺動ゲーム機（例えば、特許文献１参照）が知られている。

このゲーム機では、仮想空間内を利用者による操縦によって移動態様が特定される仮想の移動体（戦闘機など）の仮想空間内における姿勢や移動態様を体感できるようにするために、座席や操縦桿などを搭載した揺動部材を、座席前方の支点と座席後方の２つの駆動点の３点で支持し、駆動点を上下方向に駆動することで揺動部材の水平に対する傾斜角度を変化させる構成を採っている。

即ち、移動体を上昇させる操作が行われた場合には、両駆動点を下方に移動させることで座席上の利用者が上向きになる方向に揺動部材を傾斜させ、これにより、利用者に上昇感を体感させ、移動体を下降させる操作が行われた場合には、両駆動点を上方に移動させることで利用者が下向きになる方向に揺動部材を傾斜させ、これにより、利用者に下降感を体感させるというものである。

更に近年では、より迫力のある、或いはよりリアリティの高い上昇／下降感を体感できるようにするために、揺動部材の駆動点の個数を増加させたり、駆動点の駆動方向を多軸化させたゲーム機も実現されているが、駆動点を増加させ、或いは駆動方向を多軸化した場合には、装置の大型化や装置コストの増大などの問題を避けることはできない。

実開平３−１０７９９３号公報

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、より簡略な構成をもってより迫力のある、或いはよりリアリティの高い上昇／下降感及び／又は旋回感を体感できる揺動装置を提供することにある。

本発明は、利用者が搭乗する揺動部材と、
前記揺動部材の支点にて支持する支点支持機構と、
前記支点から前後方向に離間した前記揺動部材の第１駆動点を揺動可能に支持するとともに、前記第１駆動点を上下方向に駆動する第１駆動機構とを備える揺動装置であって、
前記支点が利用者の搭乗位置よりも後方に配置されていることを特徴とする揺動装置（請求項１）である。

本発明者らは、特許文献１などの従来のゲーム機の構成を子細に検討し、当該構成において上昇／下降感の迫力又はリアリティを更に高めることが困難であった原因を究明することにより本発明を完成するに至ったものである。

以下、図１（ａ）、（ｂ）にその平面図及び側面図を示すゲーム機１を例として、本発明のメカニズムを特許文献１の従来構成と対比しつつ説明する。

図示のように、このゲーム機１は、２つの支持点Ｐ０、Ｐ１において揺動可能に支持される揺動部材２上に操作部３、表示装置４及び利用者Ｏが着席できる座席５が搭載されており、操作部３への操作に基づいて仮想の移動体（以下、一部移動体と略す。例として戦闘機など）の仮想空間内での移動態様を導出し、その移動体の仮想空間における映像（又は移動体の視点位置から描画された仮想空間の映像）を表示装置４において表示するものである。

なお、ゲーム機１における左右方向の回転（２つの支持点Ｐ０、Ｐ１を結ぶ直線を中心とする回転）を規制又は制御する必要がある場合には、支持点Ｐ０、Ｐ１における支持機構に加えて、揺動部材２を左右方向に水平に保つための案内手段などの追加的な手段を設けることが必要である。

従来構成では、図２（ａ）に示すように、利用者Ｏの搭乗位置よりも前方の支持点Ｐ１が上下方向への移動が規制された支点とされ、利用者Ｏの搭乗位置よりも後方の支持点Ｐ０が上下方向への駆動を受ける駆動点とされている。

従って、操作部３に移動体を上昇させる操作が行われた場合には、利用者Ｏに上昇感を与えるために、図２（ａ）の破線に示すように、駆動点Ｐ０を下方に駆動することによって利用者Ｏが上向きになる方向に揺動部材２を傾斜させることになるが、このとき、利用者の高さ位置がＨで示される距離だけ下方に移動することになる。 このため、利用者は、体が上向きになることによる上昇感と同時に体の下方への移動による下降感をも感じることになり、本来意図した上昇感が減殺される結果を生じていた。

このことは、移動体を下降させる操作が行われた場合も同様であり、利用者Ｏに下降感を与えるために駆動点Ｐ０を上方に駆動すると、利用者Ｏが下向きになる方向に揺動部材２は傾斜すると同時に利用者の高さ位置が上昇するために、利用者は下降感とともに上昇感をも感じることになり、本来意図した下降感が減殺される結果を生じていた。

本発明は、この問題点を、図２（ｂ）に示すように、利用者Ｏの搭乗位置よりも後方の支持点Ｐ０を上下方向への移動が規制された支点とし、支点Ｐ０から前後方向（図２（ｂ）の場合は前方）に離間した支持点Ｐ１を上下方向に駆動される第１駆動点とすることにより解決したものである。

即ち、本発明の構成を採用したゲーム機１では、操作部３に移動体を上昇させる操作が行われた場合には、図２（ｂ）の破線に示すように、前方の第１駆動点Ｐ１を上方に駆動することによって利用者Ｏが上向きになる方向に揺動部材２を傾斜させることになるが、このとき、利用者の高さ位置がＨで示される距離だけ上方に移動することになる。 従って、利用者は、体が上向きになることによる上昇感と体の上方への移動による上昇感を同時に感じることになり、その相乗効果によって上昇感の迫力又はリアリティが顕著に高められることになる。

移動体の下降操作が行われた場合も同様に、前方の第１駆動点Ｐ１を下方に駆動することで、利用者Ｏが下向きになる方向に揺動部材２を傾斜させるが、このとき、利用者の高さ位置が下方に移動することになるために、利用者は、体が下向きになることによる下降感と体の下方への移動による下降感を同時に感じることになり、その相乗効果によって下昇感の迫力又はリアリティが顕著に高められる。

なお、本発明の効果は、利用者Ｏの搭乗位置よりも後方の支点Ｐ０を中心にして揺動部材２を回転させることで揺動部材２の傾斜角を変化させることにより得られるものであるため、支点Ｐ０の上下動をある程度規制する必要があるが、第１駆動点Ｐ１の上下動に対して十分小さい範囲であれば支点Ｐ０が上下に移動する構成とすることも可能である。

また、本発明の揺動装置における第１駆動点Ｐ１は、支点Ｐ０から前方又は後方に所定距離離間していれば良く、図２（ｃ）に示すように第１駆動点Ｐ１を支点Ｐ０の後方に配置した場合であっても、図２（ｂ）について上記したと同様のメカニズムにより本発明の効果を達成することができる。 ただし、スペース効率等の観点から、第１駆動点Ｐ１は、支点Ｐ０の前方、特に、図２（ｂ）に示されるように利用者の搭乗位置よりも前方に配置することが好ましい。

本発明の揺動装置は、上記のような仮想の移動体をその移動体に搭乗しているような感覚を楽しみつつ操縦する体感型のゲーム機１に使用することが可能である他、移動体に搭乗しているような感覚を楽しみつつその移動体からの映像を視聴する体感型の映像観賞装置にも使用可能であるなど、利用者に上昇／下降感等を体感させることを意図した任意の装置に適用することができる。

本発明の揺動部材は、利用者が搭乗できる程度の強度及びサイズを備えていれば足り、その形態は図１、２に示すような平板状とすることも可能であり、或いは戦闘機やそのコックピットなどの形状を象って３次元的な形態とすることも可能である。

本発明の支点支持機構及び第１駆動機構は、揺動部材の傾斜角度の変化を許容するために、揺動可能に揺動部材を支持するものであることが必要である。 揺動可能な支持機構の例としては、ユニバーサルジョイントやボールジョイントを例示することができる。

本発明の第１駆動機構には、第１駆動点Ｐ１を上下方向に駆動できる油圧シリンダーなどの任意の機構を使用することができるが、駆動長、駆動速度、駆動力等に優れるリニアアクチュエータを特に好ましく使用することができる。

なお、駆動力の伝達効率を高める観点からは、支点Ｐ０を中心とし、支点Ｐ０と第１駆動点Ｐ１を結ぶ線分を半径とした仮想の球体を設定し、その球に対する接線方向である状態が最も効率が良い。 しかし、第１駆動手段による駆動方向は、支点Ｐ０と第１駆動点Ｐ１を結ぶ線分に対して常に垂直とすることが望ましいが、その場合には第１駆動点Ｐ１は、第１駆動機構による駆動を受けて上記線分を半径とする球面上を移動することになるため、第１駆動手段の駆動方向が上記線分と成す角度は第１駆動点Ｐ１の移動と共に変化していくことになるため、常に球面に対して垂直な駆動を行うことが理想ではあるが、直線状のシリンダー等ではそのような駆動は実際には不可能となる。

従って、このような条件下で最良の配置構成を行おうとした場合、駆動機構の配置方向は、ニュートラル状態（例えば揺動部材がゲーム中の基準となる時点の状態。例として移動体が仮想空間において水平飛行をしている移動態様の場合など）における駆動機構の設置方向が支点Ｐ０と第１駆動点Ｐ１を結ぶ線分に対して垂直となるよう構成することが好ましい。

本発明の搭乗位置は、装置の動作中、即ち、第１駆動機構による第１駆動点の駆動が行われている間における揺動部材上での利用者の位置であり、例えば、装置の動作中に揺動部材上の座席に利用者が着座する構成であれば、その座席の位置が本発明における搭乗位置である。 この例では座席に着座した例を挙げたが、例えば直立の状態でも揺動体から落下を防ぐ落下防止手段を備えるなど、必ずしも本願の実現には座席が必要なわけではない。

本発明細書における前後左右の方向は、装置の動作中、即ち、第１駆動機構による第１駆動点の駆動が行われている間における利用者の向きを基準に表記されており、利用者の向かう方向が前方、その逆方向が後方であり、水平面内における前後方向に垂直な方向が左右方向である。

本発明は、利用者が搭乗する揺動部材と、
前記揺動部材の支点にて支持する支点支持機構と、
前記支点から前後方向に離間し、相互に左右方向に離間した前記揺動部材の第１、第２駆動点を揺動可能に支持するとともに、前記第１、第２駆動点を上下方向に相互に独立に駆動する第１、第２駆動機構とを備える揺動装置であって、
前記支点が利用者の搭乗位置よりも後方に配置されていることを特徴とする揺動装置（請求項２）とすることが好ましい。

即ち本発明は、請求項１の発明の構成に加えて、支点から前後方向に離間するとともに、第１駆動点から左右方向に離間した第２駆動点を上下方向に駆動する第２駆動機構を備える点に特徴を有している。

従って、本発明では、第１、第２駆動点を同時に上昇又は下降させることで、請求項１の発明と同様の態様で利用者に上昇／下降感を体感させることが可能であることに加え、第１、第２駆動点の高さを違えて上下に駆動することにより、仮想空間内を移動する仮想の移動体の左右への旋回感や、左右への旋回感と上昇／下降感とが組み合わされた感覚などを体感させることも可能である。

本発明は、前記揺動部材の前記第１、第２駆動点の間に突設された支軸と、前記支軸を回動自在に挿通し、前記支軸の左右方向への移動を規制しつつ、前記支軸を上下方向に案内する案内孔が形成された静定維持手段を更に備えること（請求項３）が好ましい。

かかる発明によれば、支点と支軸を結ぶ直線が揺動部材の軸心となり、揺動部材の運動の自由度が、案内孔に沿った軸心の上下運動と、軸心を中心とする揺動部材の回転運動に限定されることになるため、揺動部材の静定を容易に維持することが可能となる。 また、更に好ましくは前期支軸位置は第１駆動点と第２駆動点から等距離の位置にあることが望ましい。

本発明は、前記第１、第２駆動点が利用者の搭乗位置よりも前方に配置されていること（請求項４）が好ましい。

かかる発明によれば、同性能の駆動部材を用いた場合で比較すると、支点位置と駆動点の距離がより離間しているほうが低出力（低トルク）での駆動が可能であるが、請求項１、請求項２の発明では、支点が利用者座席後方にあることから、前後いずれかの方向に駆動点を離間させようとした場合、駆動点は前記利用者座席をはさんで前方に配置された場合のほうが、より装置全体をコンパクトにまとめることが可能となる。

本発明は、利用者により操作される操作部材と、前記操作部材からの操作信号に基づいて空間内における仮想の空間内を移動する仮想移動体の移動態様を特定する処理手段を更に備え、前記第１、第２駆動機構は、前記処理手段により特定された前記移動体の空間内における移動態様に応じて前記第１、第２駆動点を駆動すること（請求項５）が好ましい。

かかる発明では、利用者は自身が行った操作によって、処理手段により導出される移動体の移動態様を認識することが可能である。 従って、移動体が上昇した場合には揺動部材の前方が上昇するように第１、第２駆動点を駆動し、移動体が下降した場合には揺動部材の前方が下降するように第１、第２駆動点を駆動するなど、移動体の移動態様に応じて第１、第２駆動手段を動作させることによって、利用者に一層リアリティの高い上昇／下降感、或いは旋回感などを体感させることが可能となる。

本発明は、利用者の搭乗位置よりも前方に配置され、仮想空間内を移動する仮想の移動体の映像又は仮想空間内を移動する仮想視点カメラから描画された映像を表示する表示装置を更に備え、前記第１、第２駆動機構は、前記移動体又は仮想視点カメラの移動態様に応じて前記第１、第２駆動点を駆動すること（請求項６）が好ましい。

かかる発明では、表示装置に表示される映像によって利用者が認識した移動体又は視点の移動態様に応じて第１、第２駆動手段が動作することになるために、利用者に一層リアリティの高い上昇／下降感、或いは旋回感などを体感させることが可能となる。

なお、本発明における映像は、現実の空間を移動する現実の移動体や風景を撮影した映像やアニメーション映像とすることも可能であり、或いはコンピュータグラフィクスにより生成された映像とすることも可能である。 そして、前者の場合にあっては予め記録手段等に記録した仮想の移動体又は仮想視点カメラの移動態様に応じて第１、第２駆動手段を動作させることができ、後者の場合にあってはコンピュータグラフィクスの生成の際に用いたデータにより仮想移動体又は仮想視点カメラの移動態様を高い自由度で特定し、特定された移動態様に応じて第１、第２駆動手段を動作させることができる。

また、本発明における表示装置は、図１、２に示したように揺動部材の利用者の搭乗位置よりも前方の位置に搭載してもよく、揺動部材の前方に離間した位置に配置しても構わないが、表示装置を揺動部材上に搭載する場合には、ＣＲＴなどの他の表示装置と比較して、軽量でありかつ振動に対する耐性の高い液晶表示装置を使用することが好ましい。

本発明は、前記駆動点における駆動機構の配置角度は、揺動部材を基準位置に配置した際に、支点と各駆動点とを結ぶ線分に対し垂直であること（請求項７）が好ましい。

かかる発明では、力学的には、支点位置を中心とし、支点と第１駆動点とを結ぶ線分、もしくは支点と第２駆動点とを結ぶ線分を半径にもつ球を想定した際に、駆動機構は前記球に対して接線方向に配置することが理想となるが、実際に場合そのように第１駆動機構、第２駆動機構を配置すると各駆動機構の支持台は外側に広がってしまい、ゲーム機全体の横幅が広くなってしまうという欠点がある。 そのため先にも述べたように、本願における駆動機構の配置は、揺動部材がニュートラル状態（例えば揺同部材がゲーム中の基準となる配置の状態）において、駆動機構が動作する方向が支点Ｐ０と第１駆動点Ｐ１を結ぶ線分に対して垂直となるよう構成することで、駆動部材の伸縮方向の駆動効率を高めつつ、かつ装置全体の横幅をコンパクトな設計で動作させることができる。

本発明は、利用者が搭乗する揺動部材と、
利用者により操作される操作部材と、
前記操作部材からの操作信号に基づいて仮想の空間内における仮想の移動体の移動態様を特定する処理手段と、
前記揺動部材の利用者の搭乗位置よりも後方に配置された支点にて支持する支点支持機構と、
前記支点から前後方向に離間した前記揺動部材上における第１駆動点を揺動可能に支持するとともに、前記第１駆動点を上下方向に駆動する第１駆動機構とを備える揺動装置の制御方法であって、
前記処理手段により特定された前記移動体の移動態様が空間内における上昇である場合には、前記揺動体の前方が上昇するように前記第１駆動機構を動作させ、
前記処理手段により特定された前記移動体の移動態様が空間内における下降である場合には、前記揺動体の前方が下降するように前記第１駆動機構を動作させることを特徴とする制御方法（請求項８）とすることができる。

かかる発明では、利用者は自身が行った操作によって、処理手段により導出される移動体の移動態様を認識することが可能であるため、請求項５について上記したと同様の効果が達成される。

本発明は、利用者が搭乗する揺動部材と、
利用者の搭乗位置よりも前方に配置され、仮想の空間内を移動する仮想の移動体の映像又は仮想空間内を移動する仮想視点カメラから描画された映像を表示する表示装置と、
前記揺動部材の利用者の搭乗位置よりも後方に配置された支点にて支持する支点支持機構と、
前記支点から前後方向に離間した前記揺動部材上における第１駆動点を揺動可能に支持するとともに、前記第１駆動点を上下方向に駆動する第１駆動機構とを備える揺動装置の制御方法であって、
前記仮想移動体又は仮想視点カメラが空間内において上昇した場合には、前記揺動体の前方が上昇するように前記第１駆動機構を動作させ、
前記仮想移動体又は仮想視点カメラが空間内において上昇した場合には、前記揺動体の前方が下降するように前記第１駆動機構を動作させることを特徴とする制御方法（請求項９）とすることができる。

かかる発明では、表示装置に表示される映像によって利用者が移動体又は視点の移動態様を認識できるために、請求項６について上記したと同様の効果が達成される。

なお、請求項７、８の発明においては、支点から前後方向に離間するとともに、第１駆動点から左右方向に離間した第２駆動点を上下方向に駆動する第２駆動機構を備えた揺動装置を使用し、仮想の移動体又は仮想視点カメラの上昇又は下降に応じて、揺動部材の前方が上昇又は下降するように第１、第２揺動機構を動作させるなど、請求項３〜５などの追加的な構成を備えることも可能である。

以下、操作部材への操作に基づいて、仮想空間における仮想の移動体Ｍ（例えば戦闘機）の移動態様を導出し、その様子を表示装置上において表示させる体感型の揺動ゲーム機１を例として、本発明の実施形態を説明する。

図３は、本発明の揺動装置を適用した揺動ゲーム機１の外観構成を示す説明図であり、図４（ａ）〜図４（ｄ）は、上記揺動ゲーム機１の筐体フレームを取り払った状態で示す斜視図、側面図、正面図並びに背面図である。

図示のように、揺動ゲーム機１は、主として基台１０、揺動部材２０、支点支持機構３０、駆動機構収容部４０及び貨幣処理機６０から構成されている。

このうち基台１０は、後述の支点支持機構３０、第１、第２駆動機構４１ａ、４１ｂ、静定維持機構５０などを据え付ける台座としての役割を果たすものであり、基台１０内の空間には、揺動ゲーム機１の動作制御を行う制御手段８０や各種接続ケーブル等を収容することができる。

なお、支点支持機構３０、第１、第２駆動機構４１ａ、４１ｂ、静定維持機構５０などを揺動ゲーム機１が設置される施設の床面に直接設置するのであれば基台１０は不要である。

揺動部材２０は、前後方向に延在する床部材２１及び床部材２１の前部に取り付けられた載置台２２、補強フレーム２３などから構成されており、床部材２１上には戦闘機の操縦席を模した形態の座席２４が載置され、載置台２２には、利用者による各種のゲーム操作を受け付けるための操作パネル２５が取り付けられるとともに、表示装置２６が補強フレーム２３に支持された状態で載置されている。

操作パネル２５には、利用者が移動体Ｍの移動方向などを指示するための操縦桿２５ａが配置されており、操縦桿２５ａを前後方向に操作することで移動体Ｍを上昇／下降させ、左右方向に操作することで移動体Ｍを左右旋回させることが可能である。 操作パネル２５には更に、ゲームの開始やゲーム項目の選択等を行う為の他の操作部材２５ｂ、２５ｃが配置され、また、座席２４の側部にも追加的な操作部材２５ｄが配置されている。

表示装置２６は、利用者により操作される移動体Ｍの仮想空間内における移動態様を示す映像を表示するものである。 この映像は、利用者が移動体Ｍの移動態様を認識できる任意の態様の映像とすることが可能であり、例えば、仮想空間に固定された視点から移動体Ｍを見た映像や、移動体Ｍの内部や後方など、移動体Ｍと所定の位置関係を保って移動体Ｍとともに仮想空間を移動する視点から見た仮想空間の映像とすることが考えられる。

表示装置２６には、ＣＲＴなどの他の表示装置と比較して振動に対する耐性の高い液晶モニタを使用することが好ましい。 液晶モニタは軽量でもあるため、図示のような画面サイズの大きい表示装置２６を使用することで、迫力のあるゲーム画面の表示を行うことが可能となる。

揺動部材２０は、ローリングやピッチングなどの運動を可能とするため、基台１０から上方に所定距離離間した状態で後述の機構により支持されている。

利用者の搭乗位置である揺動部材２０の座席２４から後方に所定距離離間した位置には、支点支持機構３０が配置されている。

図５（ａ）は、支点支持機構３０の断面を拡大して示す説明図である。

図示のように、支点支持機構３０は、基台１０に立設された四角柱状の支持柱３１と、この支持柱３１の上端に固定されたボールジョイント３２と、床部材２１に形成された開口２１ａを覆うようにして床部材２１に取り付けられ、内部にボールジョイント３２を収容するためのコノ字状の空洞が形成された固定ブロック３３と、固定ブロック３３の上部を覆うカバー３４から構成されている。

ここで、ボールジョイント３２は、内部に球状空間が形成された軸受部材３２ａと、当該球状空間に転動自在に嵌合して保持されるボール部３２ｂを一端に取り付けたボール軸３２ｃから構成されており、ボール軸３２ｃの他端は固定ブロック３３の天井に形成された挿通孔３３ａにナットなどを用いて挿通固定されている。

従って、揺動部材２０は、ボールジョイント３２のボール部３２ｂを移動不能の支点として、支持柱３１上において揺動自在に支持されることになる。

揺動ゲーム機１前方の駆動機構収容部４０には、第１、第２駆動機構４１ａ、４１ｂ並びに静定維持機構５０が収容されている。

第１、第２駆動機構４１ａ、４１ｂは、基台１０の上面前方の左右位置にそれぞれ設置された支持台４２ａ、４２ｂと、支持台４２ａ、４２ｂの上端に取り付けられたユニバーサルジョイント４３ａ、４３ｂと、ユニバーサルジョイント４３ａ、４３ｂに取り付けられた電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂと、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド先端に取り付けられたユニバーサルジョイント４５ａ、４５ｂからなり、当該ユニバーサルジョイント４５ａ、４５ｂが、補強フレーム２３の載置台２２への取付基端に固定されたパッド２３ａ、２３ｂにおいて揺動部材２０を支持する構成となっている。

なお、パッド２３ａ、２３ｂは、揺動部材２０の支点であるボールジョイント３２のボール部３２ｂから等距離となる位置に取り付けられており、また、支持台４２ａ、４２ｂは、スタンバイ状態において電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの軸方向が、揺動部材２０の支点であるボール部３２ｂとパッド２３ａ、２３ｂを結ぶ直線に概略直交する角度となる位置に設置されている。

ここで、ユニバーサルジョイント４３ａ、４３ｂ及び４５ａ、４５ｂは、それぞれ同様の構成を有する部材であり、その構成が図５（ｂ）の拡大説明図に示されている。

図示されるように、ユニバーサルジョイント４３ａ、４３ｂ及び４５ａ、４５ｂは、２つの軸部材４３ｘ _１ 、４３ｘ _２を直角に交差させて固定した十字軸４３ｘと、一方の軸部材４３ｘ _１の両端を回動自在に軸支する一対の軸受部４３ｙ _１を上面に有する下板４３ｙと、他方の軸部材４３ｘ _２の両端を回動自在に軸支する一対の軸受部４３ｚ _１を下面に有する上板４３ｚからなり、上板４３ｚの上面に取り付けられる部材を下板４３ｙの下面に取り付けられる部材に対して揺動自在に支持するものである。

図５（ｃ）は、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの構造を示す説明図である。

図示されるように、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂは、主な構成要素として、円筒状のケーシング４４ _１内に、サーボモータ４４ _２ 、サーボモータ４４ _２により回転駆動されるボールネジ軸４４ _３ 、ボールネジ軸４４ _３に累合するとともにボールネジ軸４４ _３との共周りを禁止されたボール循環式ナット４４ _４及びボール循環式ナット４４ _４と一体に接合された作動ロッド４４ _５を備え、サーボモータ４４ _２によるボールネジ軸４３ｙの回転運動をボール循環式ナット４４ _４により並進運動に変換して作動ロッド４４ _５を軸方向に進退駆動するものである。

従って、揺動部材２０は、パッド２３ａ、２３ｂを駆動点としてユニバーサルジョイント４５ａ、４５ｂによる揺動自在の支持を受けるとともに、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５の進退により、上下方向の駆動を受けるようになっている。

静定維持機構５０は、揺動部材２０の駆動点であるパッド２３ａ、２３ｂの左右方向中間位置において補強フレーム２３に突設された支軸５１と、基台１０の上面前方に立設された支持台５２と、支持台５２の上面に所定角度傾斜して立設され、支軸５１を回動自在に挿通して上下方向にのみ案内する案内孔５３ａが形成された案内フレーム５３から構成されている。

ここで、支軸５１は、その軸心を揺動部材２０の支点であるボール部３２ｂに向けて立設されており、当該支軸５１が案内孔５３ａによる案内を受ける結果、揺動部材２０の運動の自由度は、案内孔５３ａに沿う支軸５１の上下運動（ピッチング）と、支軸５１を中心とする揺動部材２０の回転運動（ローリング）に限定されることになり、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂによる揺動部材２０の駆動の際に揺動部材２０の静定が崩れることが防止される。

貨幣処理機６０は、筐体外面にゲーム料金を受け入れるためのコイン投入口６１が形成されるとともに、その内部に、投入されたコインの識別処理を行い、制御手段８０にコイン検知信号を送出するためのコイン処理部６２を備えている。

図６は、揺動ゲーム機１の制御手段８０の構成を示すブロック図である。

図示のように、制御手段８０は、メインゲーム基板８１と、インタフェース入出力基板（JVS I/O BD）８２と、ソリッドステートリレー（SSR）制御基板（リレーBD）８３と、揺動制御基板（MOTION PC）８４と、左右の駆動制御回路８５、８６と、画像処理回路８７と、音声処理回路８８とから構成される。

ここで、メインゲーム基板８１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、揺動ゲーム機１の動作を統括的に制御するものである。 具体的には、ＣＰＵがＲＯＭに予め格納されたゲームプログラム及びシステムプログラムをＲＡＭ上に展開し、インタフェース入出力基板８２を介して各種操作部材２５ａ〜２５ｄから入力される操作信号に従って、仮想空間内における移動体Ｍの時々刻々の移動態様乃至位置を演算し、当該演算結果に基づいて揺動部材２０のピッチング角及びローリング角を指定する傾斜角指示信号を揺動制御基板８２に送出する。 また、メインゲーム基板８１は、ゲーム進行中における演出画像の描画や演出音声の出力のためのタスクとしての描画コマンド及び音声コマンドを生成し、これを画像処理回路８７及び音声処理回路８８に送信する。

ソリッドステートリレー制御基板８３は、揺動ゲーム機１周辺に設置された検知センサー２８からの信号に基づいて、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの動作停止を指示するセーフティ信号を生成して揺動制御基板８４に送出する。 検知センサー２８としては、座席２４でのシートベルト装着状態を検知するメカニカルセンサーや揺動ゲーム機１の危険部位への人の接近を検知する光センサーを例示することができる。

揺動制御基板８４は、揺動部材２０の駆動処理を行うためのＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備え、ＲＯＭからＲＡＭ上に展開された揺動制御プログラムに従って、メインゲーム基板８１及びソリッドステートリレー制御基板８３からの信号に基づいて電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの駆動制御を行うものである。

具体的には、揺動制御基板８４は、メインゲーム基板８１からの傾斜角指示信号に基づいて、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂにおけるサーボモータ４４ _２の回転方向並びに回転量を導出し、これを指示する駆動信号を左右の駆動制御回路８５、８６に送出する。 また、ソリッドステートリレー制御基板８３からシートベルトの未装着や危険部位への人の接近などを示すセーフティ信号を受信した場合には、駆動制御回路８５、８６への駆動信号の送出を停止する。

駆動制御回路８５、８６は、揺動制御基板８２からの駆動信号に従って、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂのサーボモータ４４ _２の回転を制御し、これにより、揺動部材２０のピッチング及びローリング制御が行われる。

画像処理回路８７は、メインゲーム基板８１からの描画コマンドに基づいてゲーム画面の描画処理を実行してこれを表示装置２６において表示させ、音声処理回路８８は、メインゲーム基板８１からの音声コマンドに基づいて合成されるゲーム音声を、例えば座席２４の背凭れ部に埋め込まれた左右のスピーカー２７ａ、２７ｂにおいて出力させる。

図７は、メインゲーム基板８１において実行される処理の概略を示すフローチャートである。

図示のように、貨幣処理機６０から所定のゲーム料金の投入を示す検知信号を受信すると（ステップＳ１１）、メインゲーム基板８１は、操作部材２５ｂ、２５ｃなどへのゲーム開始操作（ステップＳ１２）を待ってゲーム処理（ステップＳ１３〜Ｓ１７）を開始させる。

ゲーム処理においては、フレーム時間毎に以下の処理が実行される。

即ち、メインゲーム基板８１が操縦桿２５ａからの操作信号の有無をチェック（ステップＳ１３）し、当該信号の有無及び内容に従って、仮想空間における移動体Ｍの移動態様乃至位置を導出する（ステップＳ１４）。

続いてメインゲーム基板８１は、種々のオブジェクトが配置された仮想空間にステップＳ１４において導出された位置に移動体Ｍを配置することで仮想モデルを構築し、これを所定位置（例えば、移動体Ｍの後方位置）に配置された仮想視点から撮影した画像としてゲーム画像を生成し（ステップＳ１５）、更に、ステップＳ１４において導出された移動体Ｍの移動態様等に基づいて傾斜角指示信号を生成し、これを揺動制御基板８４に送出する（ステップＳ１６）。

続くステップＳ１７では、所定のゲームオーバー条件が成立しているか否かが検査され、成立している場合には、ゲーム終了処理（ステップＳ１８）が実行され、成立していない場合には、後続のフレーム時間におけるゲーム処理を実行するため、処理はステップＳ１３に戻される。

図８（ａ）〜（ｄ）は、ゲーム進行中における揺動部材２０の種々の揺動態様を示す説明図である。

図８（ａ）は、操縦桿２５ａへの上昇操作が行われた場合の揺動態様である。 この場合、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５がともに同一の送り量をもって延伸して駆動点であるパッド２３ａ、２３ｂを上方に駆動する結果、利用者Ｏが上向きになる方向に揺動部材２０が傾斜し、同時に利用者Ｏの高さ位置も上方に移動する。 従って、利用者Ｏは体の向き及び高さの変化によって高い迫力をもって上昇感を感じることができる。 更に表示装置２６には移動体Ｍが上昇する様子が映像として表示されるために利用者の感じる上昇感のリアリティが一層高められる。

図８（ｂ）は、操縦桿２５ａへの下降操作が行われた場合の揺動態様である。 この場合、電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５が同一の送り量をもって収縮して駆動点であるパッド２３ａ、２３ｂを下方に駆動する結果、利用者Ｏが下向きになる方向に揺動部材２０が傾斜し、同時に利用者Ｏの高さ位置も下方に移動する。 従って、利用者Ｏは体の向き及び高さの変化によって高い迫力をもって下降感を感じることができる。 更に表示装置２６には移動体Ｍが下降する様子が映像として表示されるために利用者の感じる上昇感のリアリティが一層高められる 図８（ｃ）、（ｄ）は、操縦桿２５ａに右旋回又は左旋回の操作が行われた場合の揺動態様である。 この場合には、揺動部材２０の駆動点であるパッド２３ａ、２３ｂの高さを違える態様で電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５が延伸又は収縮し、これにより、揺動部材２０を右又は左に傾斜させて利用者に右旋回感又は左旋回感を与えることができる。 同時に表示装置２６には移動体Ｍが右旋回又は左旋回する様子が映像として表示されるために利用者の感じる旋回感のリアリティが一層高められる。

なお、一方の電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５を所定量延伸させる一方で、他方の電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５を中立位置に保持すれば、揺動部材２０は右又は左に傾斜（ローリング）すると同時に利用者Ｏが上向きになる方向に傾斜（ピッチング）することになり、利用者Ｏに旋回感と上昇感を組み合わせた感覚を体感させることができ、或いは、一方の電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５を所定量収縮させる一方で、他方の電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂの作動ロッド４４ _５を中立位置に保持すれば、揺動部材２０は右又は左に傾斜（ローリング）すると同時に利用者Ｏが下向きになる方向に傾斜（ピッチング）することになり、利用者Ｏに旋回感と下降感を組み合わせた感覚を体感させることができるなど、多様な態様で揺動部材２０の傾斜を変化させることが可能である。

以上、例示的な実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態により限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内において種々の変更、改変を行うことが可能である。

例えば、上記実施形態では、左右の駆動点２３ａ、２３ｂ及び駆動機構４１ａ、４１ｂを支点３２ｂよりも前方に配置した場合を例として説明したが、駆動点２３ａ、２３ｂ及び駆動機構４１ａ、４１ｂを支点３２ｂよりも後方に配置することも可能である。 この場合には、例えば、操縦桿２５ａに上昇操作が行われたときには駆動点２３ａ、２３ｂを下方に移動させ、下降操作が行われたときには駆動点２３ａ、２３ｂを上方に移動させるなど、駆動点の駆動方向が上記実施形態と相違することになる点を除き、上記実施形態と同様の態様で動作する揺動ゲーム機を実現することができる。

また、上記実施形態における利用者の搭乗位置である座席２４と支点３２ｂの距離、支点３２ｂと駆動点２３ａ、２３ｂの距離、両駆動点２３ａ、２３ｂ間の距離などを調整することにより、駆動機構４１ａ、４１ｂの作動ロッド４４ _５を同一長延伸又は収縮させた場合に生じる揺動部材２０の傾斜角の変化の度合いや、揺動部材２０のピッチングを同一角度傾斜させたときの利用者の高さ方向への移動距離などを調整することが可能である。

また、上記実施形態においては、駆動機構に電動式リニアアクチュエータ４４ａ、４４ｂを使用した場合を例として説明したが、駆動点２３ａ、２３ｂの上下方向への駆動は他の任意の手段を用いて行うことが可能であり、例えば、油圧シリンダーなど他の機構を用いて上記実施形態と同様の態様で駆動点２３ａ、２３ｂを駆動することが出来るほか、揺動ゲーム機１の上方から駆動点２３ａ、２３ｂを吊り下げて牽引等することで駆動することも可能である。

また、上記実施形態における揺動ゲーム機を構成する各部材の形状や寸法などは単なる例として記載したものであり、他の任意の形状、寸法として本発明を実施することが可能である。

例示的な揺動ゲーム機の構成を示す説明図。

従来の構成及び本発明の構成に係る揺動ゲーム機における揺動部材の駆動態様を示す説明図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機の構成を示す斜視図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機の構成を示す斜視図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機の構成を示す側面図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機の構成を示す正面図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機の構成を示す背面図。

支点支持機構（ａ）、ユニバーサルジョイント（ｂ）及び電導リニアアクチュエータ（ｃ）の構成を示す説明図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機の制御部のブロック図。

本発明の一実施形態に係る揺動ゲーム機において実行される処理の内容を示すフローチャート。

移動体を上昇させた際の揺動部材の傾斜態様を示す説明図。

移動体を下降させた際の揺動部材の傾斜態様を示す説明図。

移動体を右旋回させた際の揺動部材の傾斜態様を示す説明図。

移動体を左旋回させた際の揺動部材の傾斜態様を示す説明図。

符号の説明

１・・・ゲーム機、２・・・揺動部材、３・・・操作部、４・・・表示装置、５・・・座席、１０・・・基台、２０・・・揺動部材、２１・・・床部材、２１ａ・・・開口、２２・・・載置台、２３・・・補強フレーム、２３ａ・・・パッド（駆動点）、２４・・・座席、２５・・・操作パネル、２５ａ〜２５ｄ・・・操作部材、２６・・・表示装置、２７ａ、２７ｂ・・・スピーカー、２８・・・検知センサー、３０・・・支点支持機構、３１・・・支持柱、３２・・・ボールジョイント、３２ａ・・・軸受部材、３２ｂ・・・ボール部（支点）、３２ｃ・・・ボール軸、３３・・・固定ブロック、３３ａ・・・挿通孔、３４・・・カバー、４０・・・駆動機構収容部、４１ａ・・・第１駆動機構、４１ｂ・・・第２駆動機構、４２ａ、４２ｂ・・・支持台、４３ａ、４３ｂ、４４ａ、４４ｂ・・・ユニバーサルジョイント、４４ａ、４４ｂ・・・電動式リニアアクチュエータ、５０・・・静定維持機構、５１・・・支軸、５２・・・支持台、５３・・・案内フレーム、５３ａ・・・案内孔、６０・・・貨幣処理機、６１・・・コイン投入口、６２・・・コイン処理部、８０・・・制御手段、８１・・・メインゲーム基板、８２・・・インタフェース入出力基板、８２・・・揺動制御基板、８３・・・ソリッドステートリレー制御基板、８４・・・揺動制御基板、８５、８６・・・駆動制御回路、８７・・・画像処理回路、８８・・・音声処理回路、４４ _１・・・ケーシング、４４ _２・・・サーボモータ、４４ _３・・・ボールネジ軸、４４ _４・・・ボール循環式ナット、４４ _５・・・作動ロッド、Ｍ・・・移動体、Ｏ・・・利用者、Ｐ０、Ｐ１・・・支持点