JPH06348356A - レバーの反力発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 レバーをいずれの方向に傾ける場合でも均一
な反力が得られ、しかも廉価かつコンパクト化が可能
で、更には、レバーを傾斜させる角度方向によって容易
に所望の反力を得ることが可能なレバーの反力発生装置
を提供する。 【構成】 軸受部３８を介して、前後左右及び任意角度
斜め方向に操作可能に支持された操縦レバー３０に対
し、操作力に抗する反力を付与する。この場合、操縦レ
バー３０の先端に、レバー３０の軸方向に沿ってスライ
ド可能にプランジャ６０を取付け、かつコイルスプリン
グ６６によりプランジャ６０を先端突出方向に付勢す
る。プランジャ６０と対向させてプランジャ受け部６２
を配設する。プランジャ受け部６２には、すり鉢状又は
略円錐状に窪んだ所望の反力を得るためのプランジャ摺
擦面６８を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レバーの反力発生装置
に関し、特にプランジャを用いたレバーの反力発生装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のレバーの反力発生装置としては、
例えば図１０に示すようなものが知られている。

【０００３】このレバーの反力発生装置は、球面軸受等
の図示せぬ軸受部を介して、レバー１０が前後左右及び
任意角度斜め方向に操作可能に支持されており、このレ
バー１０の前記軸受部より下部位置においてレバー１０
に反力を付与するようにしている。

【０００４】具体的には、レバー１０の側面から直交す
る２軸上に、４本のピン１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４
ｂを突出させ、これら４本のピン１２ａ、１２ｂ、１４
ａ、１４ｂの突出端にその延長線上に位置するようにそ
れぞれスプリング１６を取付け、これらスプリング１６
の反力にて、レバー１０の操作時にレバー１０に反力を
付与するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のレバーの反
力発生装置にあっては、スプリング１６を配した方向に
レバー１０を傾ける場合には、４方向いずれの場合も所
望の反力が容易に得られるが、スプリング１６間の方向
にレバー１０を傾けた場合には、その方向にはスプリン
グ１６が存在しないため、スプリングを配した方向に傾
けた場合とは反力が異なり、所望の反力が得られない結
果となる。また、レバー１０の傾き量に対する反力の大
きさもスプリングの特性による影響が大きく、所望の反
力が得られないという問題があった。

【０００６】また、各スプリング１６が、直交するピン
１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂの延長線上に取付けら
れるため、ピン１２ａ、１２ｂ、１４ａ、１４ｂの延長
線上にスプリング１６を取付けるためのスペースが必要
となり、それだけ装置全体が大きくなってしまうという
問題があった。

【０００７】更に、４本のスプリングにより反力を付与
する構成となっているため、レバー１０を傾斜させる角
度によって所望の反力を得ることができず、レバー１０
を用いる対象に応じて最適な操作感が得られ難いという
問題があった。

【０００８】本発明は、前記従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、その目的は、レバーをいずれの方向に傾け
る場合でも均一な反力が得られ、しかも廉価かつコンパ
クト化が可能で、更には、レバーを傾斜させる角度によ
って反力を変化させることが可能なレバーの反力発生装
置を提供することにある。

【０００９】また、簡単かつコンパクトな構造であっ
て、レバー操作に所望の指向性及び反力を持たせ得るレ
バーの反力発生装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、第１の発明は、無指向性の軸受部を介して、前後左
右及び任意角度斜め方向に操作可能に支持されたレバー
に対し、操作力に抗する反力を付与するレバーの反力発
生装置において、前記レバーの先端に、該レバーの軸方
向に沿ってスライド可能に取付けられ、かつ弾性部材に
より先端突出方向に付勢されたプランジャと、前記プラ
ンジャと対向させて配設されたプランジャ受け部とを備
え、前記プランジャ受け部は、すり鉢状又は略円錐状に
窪んだプランジャ摺擦面を備えることを特徴としてい
る。

【００１１】第２の発明は、前記プランジャ受け部のプ
ランジャ摺擦面を、レバーの所定の傾斜角度位置で所定
の反力が得られる傾斜角度に設定したことを特徴として
いる。

【００１２】第３の発明は、前記無指向性の軸受部は、
前記レバーを内側支持部材に対し一方向に回転可能に軸
支させ、この内側支持部材を外側支持部材に対し前記レ
バーの回転方向と直交する方向に回転可能に支持させた
ことを特徴としている。

【００１３】第４の発明は、無指向性の軸受部を介し
て、前後左右及び任意角度斜め方向に操作可能に支持さ
れたレバーに対し、操作力に抗する反力を付与するレバ
ーの反力発生装置において、前記レバーの先端に、該レ
バーの軸方向に沿ってスライド可能に取付けられ、かつ
弾性部材により先端突出方向に付勢されたプランジャ
と、前記プランジャと対向させて配設されたプランジャ
受け部とを備え、前記プランジャ受け部は、すり鉢状又
は錐体状に窪んだプランジャ摺擦面を備え、このプラン
ジャ摺擦面はプランジャの摺擦方向を誘導する縦溝部を
備えることを特徴としている。

【００１４】

【作用】前記第１の発明にあっては、レバーを任意の方
向に傾けると、前記レバーの先端に取付けられて弾性部
材により先端突出方向に付勢されたプランジャが、プラ
ンジャ受け部のすり鉢状又は略円錐状に窪んだプランジ
ャ摺擦面をこすりながら、プランジャ摺擦面上を移動す
る。この場合、１個のプランジャがすり鉢状又は略円錐
状のプランジャ摺擦面を移動して弾性部材を圧縮するた
め、どの方向にレバーを傾けても均一な反力が得られ、
いずれの方向でも違和感なく操作することが可能であ
る。なお、同一方向における傾斜角ごとの反力は弾性部
材の圧縮度により異なることとなる。

【００１５】また、プランジャはレバーの先端に、該レ
バーの軸方向に沿って取付けられ、かつ弾性部材により
付勢される状態となっているため、レバーの軸方向周囲
には取付けスペースを必要とせず、従って、装置のコン
パクト化がなしうることとなる。

【００１６】第２の発明にあっては、プランジャ摺接面
をレバーの所定の傾斜角度位置で所定の反力が得られる
傾斜角度に設定することにより、傾斜角度による反力の
変化の勾配を比例的あるいは二次曲線的等、種々の変化
が得られることとなる。

【００１７】第３の発明にあっては、内側支持部材及び
外側支持部材により、レバーを２軸回転支持することに
より、簡単な構造で、廉価な上に、耐久性のあるものと
することが可能である。

【００１８】第４の発明にあっては、レバーを傾ける量
において所望の反力を得つつ、プランジャ摺擦面の縦溝
に沿ってプランジャを誘導することにより、レバーに指
向性をもたせることが可能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１〜図７は、本発明の一実施例に係るレ
バーの反力発生装置を業務用ビデオゲーム装置の操作レ
バーに用いた例を示す図である。

【００２１】この業務用ビデオゲーム装置は、図４に示
すように、コックピット部２０と、その前方に配置され
たディスプレイ２２とを有する。

【００２２】コックピット部２０は、飛行機の操縦室を
想定して形成されている。シート２４に座ったプレーヤ
２６正面には、ディスプレイ２２が位置する。プレーヤ
２６が、コイン投入部から所定のコインを投入し、スタ
ートボタン２８を操作すると、ゲームがスタートし、デ
ィスプレイ２２上には、ゲーム画面が表示される。この
ゲーム画面には、予め設定された３次元ゲーム空間内に
おいて、コックピット部２０の正面に見える景色が表示
される。この３次元ゲーム空間内には、敵の戦闘機が飛
行している。プレーヤ２６は、操縦レバー３０を操作し
て自分の飛行機の操縦を行ない、スピードレバー３２を
操作し、自分の飛行機のスピードを制御し、敵の飛行機
を追撃する。そしてゲーム画面に現れる敵の飛行機に照
準を合わせ、トリガーボタン３４を操作して敵機を撃墜
し、得点を上げるようになっている。

【００２３】前述の操縦レバー３０が、無指向性レバー
となっており、この操縦レバー３０に無指向性の軸受部
３８及び本実施例の反力発生装置４０が組込まれてい
る。

【００２４】無指向性の軸受部３８は、内側支持部材４
２及び外側支持部材４４から構成された、２軸回転式の
ものとなっている。

【００２５】内側支持部材４２は、略コ字状の部材で、
操縦レバー３０を貫通させた状態で開放部分をロ字状に
閉塞した状態となっており、操縦レバー３０の側面より
突出させた回転軸４８を軸支し、操縦レバー３０を一方
向（具体的には、図１矢印Ａに示す前後方向）に回転可
能に支持している。

【００２６】外側支持部材４４は、内側支持部材４２よ
りも一回り大きなコ字状の部材で、内側支持部材４２を
受入れ、内側支持部材４２より操縦レバー３０の回転軸
４８に対し直交方向に突出させた回転軸５０を軸支し、
内側支持部材４２を操縦レバー３０の回転方向と直交方
向（具体的には、図２矢印Ｂに示す左右方向）に回転可
能に支持した後、開放部分をロ字状に閉塞している。

【００２７】従って、操縦レバー３０を図１矢印Ａに示
す前後方向に傾ける場合には、内側支持部材４２に対す
る操縦レバー３０の回転軸４８の回転により操縦レバー
３０が傾斜し、また、図２矢印Ｂに示す左右方向に傾け
る場合には外側支持部材４４に対する内側支持部材４２
の回転軸５０の回転により操縦レバー３０が傾斜するこ
ととなる。また、前後、左右間の方向に傾ける場合に
は、内側支持部材４２及び外側支持部材４４の共働によ
り操縦レバー３０が傾斜することとなる。その結果、操
縦レバー３０は無指向の状態で操作し得ることとなる。
このように、内側支持部材４２及び外側支持部材４４に
よる２軸回転によって、無指向性とすることにより、構
造簡単にして、コストが安く、耐久性のあるものとする
ことが可能である。

【００２８】また、操縦レバー３０の回転軸４８端部に
はセクタギア５２が取付けられ、このセクタギア５２と
噛合する回転角検出用のボリューム５４が内側支持部材
４２に取付けられ、操縦レバー３０の前後方向の回転角
が検出されるようになっている。更に、内側支持部材４
２の回転軸５０端部には、セクタギア５６が取付けら
れ、このセクタギア５６と噛合する回転角検出用のボリ
ューム５８が外側支持部材４４に取付けられ、操縦レバ
ー３０の左右方向の回転角が検出されるようになってい
る。なお、前後、左右間の方向に傾ける場合には、両ボ
リューム５４、５８の相互の検出によることとなる。

【００２９】反力発生装置４０は、プランジャ６０とプ
ランジャ受け部６２とから構成されている。

【００３０】プランジャ６０は、操縦レバー３０の先端
（図１において下端）に形成された操縦レバー３０の軸
方向に沿う取付け穴６４内にスライド可能に取付けら
れ、操縦レバー３０の軸方向に沿って移動可能にされて
いる。また、取付け穴６４内には、弾性部材としてのコ
イルスプリング６６が取付けられ、このコイルスプリン
グ６６によってプランジャ６０が先端突出方向に付勢さ
れるようになっている。

【００３１】プランジャ受け部６２は、プランジャ６０
と対向させた状態で外側支持部材４４の下面に取付けら
れるようになっている。このプランジャ受け部６２は、
略円錐状に窪んだプランジャ摺擦面６８を備え、操縦レ
バー３０がニュートラル位置にあるときにはプランジャ
６０が、図１及び図５に示すように、プランジャ摺擦面
６８の円錐頂部位置に位置し、操縦レバー３０が傾き出
すと、図６に示すように、前記円錐頂部位置より円錐面
を摺擦しながら移動するようになっている。

【００３２】従って、操縦レバー３０をいずれの方向に
傾けたとしても、略円錐状のプランジャ摺擦面６８とプ
ランジャ６０とが接触しているだけなので、操縦レバー
３０に対する反力は、いずれの方向でも均一となる。こ
の操縦レバー３０の傾き量とプランジャ６０及びプラン
ジャ摺擦面６８によるポテンシャルとの関係を図７に示
すと、前述の操縦レバー３０の傾き量に対してほぼ比例
状態のポテンシャルが得られることとなる。なお、操縦
レバー３０の傾き量が大きくなると、コイルスプリング
６６の圧縮度が高くなるため、反力が大きくなるが、こ
れはいずれの方向に傾けた場合でも同様である。このよ
うに何れの方向に操縦レバー３０を傾けた場合でも、均
一の反力が得られるため、違和感のない操作感が得られ
ることとなる。また、プランジャ６０は操縦レバー３０
の先端に、操縦レバー３０の軸方向に沿って取付けら
れ、かつコイルスプリング６６により付勢される状態と
なっているため、操縦レバー３０の軸方向周囲には取付
けスペースを必要とせず、従って、装置のコンパクト化
がなし得ることとなる。

【００３３】前述のように、操縦レバー３０の傾き量に
対し比例状態のポテンシャルを得る場合に限らず、例え
ばプランジャ摺擦面６８の形状を所定の傾斜角度位置で
所定の反力が得られる傾斜角度に設定することにより、
図８に示すように操縦レバー３０の傾き量に対しポテン
シャルを緩やかな傾斜状態から急激な傾斜状態に設定す
ることもでき、あるいは図９に示すようにポテンシャル
を平行状態から急激な傾斜状態に設定することも可能で
ある。この場合、プランジャ受け部のプランジャ摺擦面
は、断面が曲線で形成されるすり鉢状に窪んだ状態とな
る。なお、プランジャ摺擦面６８の形状の変更に加え
て、コイルスプリング６６の強度を変更することにより
反力の強さを変えることも可能である。

【００３４】本発明は、前記各実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実
施が可能である。

【００３５】例えば、プランジャを付勢する弾性部材と
してコイルスプリングを用いたが、これに限らず、ゴム
その他の弾性部材を用いることも可能である。

【００３６】また、前記実施例においては、操縦レバー
３０を無指向で操作する例について説明したが、この例
に限らず、例えばプランジャ摺擦面を三角錐，四角錐等
の角錐状に形成し、この角錐状のコーナー部分をプラン
ジャの摺擦方向を誘導する縦溝部として用い、あるいは
プランジャ摺擦面をすり鉢状，略円錐状等に形成し、こ
のプランジャ摺擦面に所望の１又は２以上のプランジャ
摺擦方向を誘導する縦溝部を形成することによって、操
縦レバーの傾き量において所望の反力を得つつ、操縦レ
バーに指向性をもたせるようにすることも可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、第１の発明にあっ
ては、１個のプランジャがすり鉢状又は略円錐状のプラ
ンジャ摺擦面を移動して弾性部材を圧縮するため、どの
方向にレバーを傾けても均一な反力が得られ、いずれの
方向でも違和感なく操作することができるという効果が
ある。

【００３８】また、プランジャはレバーの先端に、該レ
バーの軸方向に沿って取付けられ、かつ弾性部材により
付勢される状態となっているため、レバーの軸方向周囲
には取付けスペースを必要とせず、従って、装置のコン
パクト化がなし得るという効果がある。

【００３９】第２の発明にあっては、プランジャ摺接面
をレバーの所定の傾斜角度位置で所定の反力が得られる
傾斜角度に設定することにより、傾斜角度による反力の
変化の勾配を比例的あるいは二次曲線的等、種々の変化
が得られるという効果がある。

【００４０】第３の発明にあっては、内側支持部材及び
外側支持部材により、レバーを２軸回転支持することに
より、簡単な構造で、廉価な上に、耐久性のあるものと
することができるという効果がある。

【００４１】第４の発明にあっては、レバーを傾ける量
において所望の反力を得つつ、プランジャ摺擦面の縦溝
にそってプランジャを誘導することにより、レバーに指
向性をもたせることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るレバーの反力発生装置
を組込んだ操縦レバーを示す要部破断側面図である。

【図２】図１の矢印II方向から見た要部破断正面図であ
る。

【図３】図１の操縦レバーの平面図である。

【図４】図１の操縦レバーを組込んだ業務用ビデオゲー
ム装置を示す斜視図である。

【図５】本実施例の反力発生装置の操縦レバーニュート
ラル位置における拡大断面図である。

【図６】図５の状態から操縦レバーを所定角度傾けた状
態における反力発生装置の拡大断面図である。

【図７】本実施例における操縦レバーの傾き量と反力発
生装置のポテンシャルとの関係を示す特性図である。

【図８】操縦レバーの傾き量と反力発生装置のポテンシ
ャルとの関係を示す他の特性図である。

【図９】操縦レバーの傾き量と反力発生装置のポテンシ
ャルとの関係を示す更に他の特性図である。

【図１０】従来のレバーの反力発生装置を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

３０ 操縦レバー ３８ 軸受部 ４０ 反力発生装置 ４２ 内側支持部材 ４４ 外側支持部材 ６０ プランジャ ６２ プランジャ受け部 ６６ 弾性部材としてのコイルスプリング ６８ プランジャ摺接面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 無指向性の軸受部を介して、前後左右及
   び任意角度斜め方向に操作可能に支持されたレバーに対
   し、操作力に抗する反力を付与するレバーの反力発生装
   置において、 前記レバーの先端に、該レバーの軸方向に沿ってスライ
   ド可能に取付けられ、かつ弾性部材により先端突出方向
   に付勢されたプランジャと、 前記プランジャと対向させて配設されたプランジャ受け
   部とを備え、 前記プランジャ受け部は、すり鉢状又は略円錐状に窪ん
   だプランジャ摺擦面を備えることを特徴とするレバーの
   反力発生装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記プランジャ受け部のプランジャ摺擦面を、レバーの
   所定の傾斜角度位置で所定の反力が得られる傾斜角度に
   設定したことを特徴とするレバーの反力発生装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記無指向性の軸受部は、前記レバーを内側支持部材に
   対し一方向に回転可能に軸支させ、この内側支持部材を
   外側支持部材に対し前記レバーの回転方向と直交する方
   向に回転可能に支持させたことを特徴とするレバーの反
   力発生装置。
4. 【請求項４】 無指向性の軸受部を介して、前後左右及
   び任意角度斜め方向に操作可能に支持されたレバーに対
   し、操作力に抗する反力を付与するレバーの反力発生装
   置において、 前記レバーの先端に、該レバーの軸方向に沿ってスライ
   ド可能に取付けられ、かつ弾性部材により先端突出方向
   に付勢されたプランジャと、 前記プランジャと対向させて配設されたプランジャ受け
   部とを備え、 前記プランジャ受け部は、すり鉢状又は錐体状に窪んだ
   プランジャ摺擦面を備え、このプランジャ摺擦面はプラ
   ンジャの摺擦方向を誘導する縦溝部を備えることを特徴
   とするレバーの反力発生装置。