JP2005149923A - 起倒スティック式指示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易、かつコンパクトな構成でありながらも動作信頼性が高く、また、耐久性にも優れた起倒スティック式指示装置を提供すること。
【解決手段】 基台（１）と、基台を挿通した状態で起倒自在に支持され、かつ起立状態への復元力が付与された操作スティック（２）と、軸心と直交する姿勢で操作スティックに固定された反射板（１０）と、反射板と対面するようにして基台上に配置され、一対の投受光素子が並置されてなる１若しくは２以上の反射型光電センサ（１２）と、を具備し、前記反射板（１０）には、前記投受光素子と対面する部位に傾斜面（１０ｃ）を形成し、前記１若しくは２以上の反射型光電センサ（１２）は、起立状態にある操作スティック（２）の軸心と直交する平面上に配置し、それにより、操作スティック（２）が所定方向に倒されたときに限り、対応する光電センサ（１０）の受光素子への入光量が規定量を超えるようにした。
【選択図】 図５

Description

この発明は、例えば、ビデオゲーム機やスロットマシン等の操作子として好適な起倒スティック式指示装置に係り、特に、操作スティックの起倒動作を反射型の光電センサにより検出するようにした起倒スティック式指示装置に関する。

一般に、起倒スティック式指示装置は、基台と、基台に起倒自在に操作される操作スティックと、操作スティックを取り巻くように配列される倒方位検出器としての複数個のマイクロスイッチとを含んで構成される。操作スティックは、その長手方向の中間部において自在軸受けを介して基台に固定され、平常時は、操作スティックに嵌挿されたコイルスプリングの付勢力で中立状態（起立状態）に弾性的に維持されている。この操作スティックが所定方向に倒されると、その倒動作に連動して１又は２以上のマイクロスイッチが選択的にオン若しくはオフされ、これにより操作スティックの倒方位（前後、左右、或いは斜め等）を示す信号が生成される。

ところで、従来の起倒スティック式指示装置にあっては、倒方位検出器として稼働部（ヒンジレバー等）を有するマイクロスイッチが使用されているため、故障が生じやすくメンテナンスが煩雑であるという問題が指摘されていた。

そこで、倒方位検出器として、マイクロスイッチに代えて反射型光電センサを採用した起倒スティック式指示装置が提案されている。この起倒スティック式指示装置にあっては、操作スティックの下端部において軸心と直交する方向に円盤状の反射板が取付固定されており、更に、反射板の下方には、投光素子と位置検出用受光素子（ＰＳＤ）とがそれぞれの投光面並びに受光面を反射板に対面させて配置されている。このような構成とすることにより、投光素子から照射される検出光を反射板で受けて反射光を生成し、この反射光をＰＳＤで受光することで、操作スティックの倒方位を検出可能としている。このような起倒スティック式指示装置によれば、稼働部を有するマイクロスイッチがない分、耐久性が向上し、装置全体の超寿命化が達成される（例えば特許文献１参照）。
特開平８−２５５０５３号公報

しかしながら、上述の起倒スティック式指示装置にあっても尚、以下の（１）、（２）に掲げる問題が指摘されている。
（１）投光素子から照射される検出光を反射板で受けて反射光を生成し、この反射光をＰＳＤで受光することで操作スティックの倒方位を検出する構成であるため、検出精度（動作信頼性）を良好に保つには、反射板と投光素子、及び投光素子とＰＳＤとの極めて正確な位置決めが要求される。このことは、歩留まりを低下させ、またコストアップを来す要因となる。
（２）操作スティックから所定距離隔てられた位置に倒方位検出器を配置する構成であるため、装置全体の巨大化が免れない。

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、簡易、かつコンパクトな構成でありながらも動作信頼性が高く、また、耐久性にも優れた起倒スティック式指示装置を提供することにある。

本発明の起倒スティック式指示装置は、基台と、基台を挿通した状態で起倒自在に支持され、かつ起立状態への復元力が付与された操作スティックと、軸心と直交する姿勢で操作スティックに固定された反射板と、反射板と対面するようにして基台上に配置され、一対の投受光素子が並置されてなる１若しくは２以上の反射型光電センサとを具備する。反射板には、前記投受光素子と対面する部位に傾斜面が形成され、１若しくは２以上の反射型光電センサは、起立状態にある操作スティックの軸心と直交する平面上に配置される。そして、操作スティックが所定方向に倒されたときに限り、対応する光電センサの受光素子への入光量が規定量を超えるようにされている。

尚、『対面するように』とあるが、これには２つの態様が含まれる。１つの態様では、操作スティックの起立時においては、投光素子の光軸上には反射板は位置しない。また、１つの態様では、操作スティックの起立時にあっても、投光素子の光軸上に反射板が位置している。いずれの態様にあっても、本発明の起倒スティック式指示装置にあっては、操作スティックを所定方向に倒したときに限り、反射板に形成された傾斜面が投受光素子と対面する。

上記構成の本発明起倒スティック式指示装置にあっては、操作スティックを所定方向に倒したとき、傾斜面が起立状態時の操作スティックの軸心と直交する平面とほぼ一致するため、投光素子から照射される検出光が傾斜面により反射されて受光素子へと導かれる。したがって、操作スティックが所定方向に倒されたときに限り、光電センサの受光素子への入光量が規定量（検出判定しきい値）を超えるよう構成することで、操作スティックの傾動方位を良好に検出できる動作信頼性の高い起倒スティック式指示装置が実現される。

加えて、本発明の起倒スティック式指示装置にあっては、従来のマイクロスイッチ（稼働部有り）に代えて反射型光電センサ（稼働部無し）が採用されているため、耐久性の向上（長寿命化）が図られると共に、その構成は、従前の起倒スティック式指示装置から方位検出器としてのマイクロスイッチを排除し、代わりに、反射板と、反射型光電センサとを新たに具備させただけの簡易な構成であるため、装置全体の小型化が図られる。

更には、本発明の起倒スティック式指示装置にあっては、反射板側に傾斜が設られているため、反射型光電センサを基台に水平姿勢で取りつけることができる。すなわち、反射板を平板状（傾斜面がない）のものとし、光電センサを基台に対して傾けた状態で取りつけることによってもほぼ同様の原理により倒動方位を検出可能であるが、このような場合に比べれば、本発明の起倒スティック式指示装置は、その製造及び組立が容易となる。

本発明の起倒スティック式指示装置の好ましい実施の形態では、反射板の傾斜面は、操作スティックの傾動操作に連動して、反射型光電センサの投光素子と受光素子との光軸を一致させる所定の傾斜角度を有してなる。このような構成とすることで、操作スティックを所定方向に倒したときに限り、対応する投光素子から照射される検出光が傾斜面により反射されて効率良く受光素子へと導かれるため、操作スティックの起立時と倒動作時とでは、受光素子への入光量が大幅に異なることとなる。したがって、検出判定しきい値を十分に高く設定することができ、ヒステリシス特性による誤検出を抑止することが可能となる。

尚、『操作スティックが所定方向に倒されたときに限り』とあるが、ここでいう『所定方向』は任意に設定可能である。もっとも、検出可能な“方向”は、反射型光電センサの投受光素子の配置態様と関連づけられている。好ましくは、反射型光電センサの投受光素子は、起立状態にある操作スティックの軸心に対して点対称となるように偶数対配置される。このような態様によれば、前・後方位の検出（光電センサが２つある場合）、前・後・左・右方位の検出（光電センサが４つある場合）、更には右斜め上、右斜め下、左斜め上、左斜め下方位の検出（光電センサが４つ或いは８つある場合）等、特に、ビデオゲーム機に必要とされる平面的或いは立体的な方位指示操作に良好に対応することができる。

尚、本発明の起倒スティック式指示装置は、１対の投受光素子を介して１つの方位を検出するもののみならず、２対以上の投受光素子を介して１つの方位を検出するものもにも適用可能である。このことは、本発明の起倒スティック式指示装置にあっては、反射板の傾斜面が一時に２つ以上のセンサに対面するように構成することが可能であることを意味している。例えば、投受光素子を、起立状態にある操作スティックの軸心に対して点対称となるように４対配置する。この場合、４つの投受光素子に対応する４つの方位を検出することが可能であるが、更に、隣接し合う２つのセンサに対応して、右斜め上、右斜め下、左斜め上、左斜め下斜等、計８方位を検出することができる。尚、これはあくまでも一例であり、光電センサを何対配置し、何通りの方位検出を可能とするかは任意である。

本発明の起倒スティック式指示装置において、好ましくは、反射板は、中央に操作スティックの挿通孔が設けられた円盤状鍔部を有し、当該円盤状鍔部の内側面が反射面として機能するように構成される。このような構成によれば、操作スティックが軸回りに自由回転可能に構成されていても、安定した方位検出が可能となる。すなわち、起倒スティック式指示装置にあっては、意図的に或いは設計の都合上、操作スティックが軸回りに自由回転するように構成されたものが多数存在するが、本発明についても同様に構成することができる。そのような場合、反射板は操作スティックに固定されているため、操作スティックの軸回りへの回転に連動して投受光素子に対面する傾斜面も移動する。そこで、円盤状鍔部の内側面を反射面として利用することで、操作スティック（反射板）が軸回りに如何様に回転しても、操作スティックの傾動作には、必ず傾斜面を投受光素子と対面させることが可能となる。

本発明において、好ましくは、反射板は、有色のプラスティック一体成型品とされる。尚、『有色』が好ましいのは、投光素子からの検出光を効率よく反射するためであり、投光素子からの発光量等によっては半透明のものでも装置本来の目的（方位検出）を達成可能である。そして、このような態様によれば、射出一体成型により反射板を一時に製造でき、反射板に傾斜面を設けるための研磨処理等の工程も不要になる。したがって、簡易かつ低コストで反射板が製造可能となる。

本発明によれば、簡易、かつコンパクトな構成でありながらも動作信頼性が高く、また、耐久性にも優れた起倒スティック式指示装置を提供することができる。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。尚、以下の実施形態は本発明の一部を示すものに過ぎず、本発明の及ぶ範囲は、明細書の特許請求の範囲の記載によってのみ規定されることは言うまでもない。

本発明の起倒スティック式指示装置は、操作スティックの倒方位を検出する装置であり、その応用範囲は広く、様々な適用態様が考えられるが、ここでは、特に好適な例として、本発明をビデオゲーム機の方位指示装置（ジョイスティック）に適用した第１実施形態と、本発明をスロットマシンのドラム回転指示装置として適用した第２実施形態を順に示す。

第１実施形態の起倒スティック式指示装置の組立状態における外観が図１の斜視図に示されている。

同図に示されるように、この起倒スティック式指示装置１００は、通常、水平姿勢でビデオゲーム機のフレームに取り付けられる取り付け用の基台１の中央より、シャフト２を上方へと突出させた外観を有する。このシャフト２は、その周囲全方位へと所定ストロークで傾動操作が可能であり、かつ起立状態への復元力が付与されている。尚、この例では、握り玉３とシャフト２とにより操作スティックが構成されている。

第１実施形態の起倒スティック式指示装置の構成部品並びにその組立構造が図２の分解斜視図に示されている。

基台１は、この例では略立方体形状の外形を有する幅４５ｍｍ×４５ｍｍ、高さ２０ｍｍ程度のプラスチック一体成型品であり、その４隅には回路基板７を基台１に取りつけるための４つのビス孔１ａが、中央部にはシャフト２を挿通させるための貫通孔１ｂが設けられている。貫通孔１ｂの上側開口部は略半球状に拡開されており、略半球状の自在軸受け６の台座面１ｃが形成されている。また、基台１の一側面には、回路基板７に搭載されるコネクタピン列７ｂを突出配置させるための開口部１ｄが設けられている。

シャフト２は断面円形の金属製棒材からなり、中央部に設けられた段部２ｃを境目として、径約１０ｍｍの大径部と、径約８ｍｍの小径部とに区別される。

シャフト２の大径部の上端部には雄ネジ部２ａが形成されており、握り玉３にはシャフト２の雄ネジ部２ａに対応した図示しない雌ネジ部がその内側に形成されている。握り玉３は、Ｏ型リング４とスプリングワッシャ５を介在させてシャフト２の端部に取りつけられる。尚、同図には示されていないが、シャフト２の下端面にはマイナスドライバ等を差し込むための直線状の溝が形成されている。この溝にマイナスドライバを差し込んでシャフト２を固定状態に維持することにより、握り玉３をシャフト２に容易に取りつける（ねじ込む）ことができる。その際、両者の間にはスプリングワッシャ５が介在されているため、このスプリングワッシャ５の反発力によって、両者を緩みなく確実に一体化することができる。

シャフト２の小径部は、その下端部に環状孔２ｂが設けられており、自在軸受け駒６と、基台１と、回路基板７と、スプリング組立体（スプリングエンド８、コイルスプリング９、アクチュエータ１０）をこの順に挿通して、最後にＥリング１１が環状溝２ｂに嵌められて、これにより、その周囲全方位へと所定ストロークで傾動操作が可能であり、かつ起立状態への復元力が付与された起倒スティック式指示装置が組み立てられる。

詳細には、自在軸受け駒６は、基台１の台座面１ｃの上に搭載されるもので、台座面１ｃと当接する半球状下面６ｂと、シャフト２の小径部の径より僅かに大きな内径の貫通孔６ａとを有する。シャフト２の小径部は、自在軸受け駒６の上面６ｃがシャフト２の段部２ｃに当接するまで、この軸受け駒６の貫通孔６ａに貫通される。そして、シャフト２並びに握り玉３よりなる操作スティックは、この軸受け駒６の半球状下面６ｂと基台１の台座面１ｃとを摺接させつつあらゆる方向に起倒可能とされる。

回路基板７は、直径２２ｍｍ程の挿通穴７ａを有する幅４０ｍｍ×４０ｍｍ、厚さ２ｍｍ程度の配線基板であり、挿通穴７ａにシャフト２の小径部を挿通させた状態で基台１の底面にこれと平行にビス止め固定される。この状態において、コネクタピン列７ｂは基台の開口部１ｄから突出配置される。この回路基板の裏面上には、後述するように、本発明の要部となる反射型光電センサが搭載されており、また、各光電センサと対応するコネクタピンとを電気的に接続するプリント配線が施されている。

スプリング組立体は、大径部と小径部とを有する段付円筒状体であるスプリングエンド８と、所定の長さ及び弾力を有するコイルスプリング９と、挿通孔１０ａ、コイルスプリング固定溝１０ｂ並びに傾斜面１０ｃを有し反射板として機能する断面略Ｔ字状のアクチュエータ１０とで構成され、コイルスプリングをスプリングエンド８とアクチュエータ１０との間に縮装させた状態でシャフト２の小径部に取りつけられる。より詳細には、先ずスプリングエンド８の中空孔に、基台１から下方へ向けて突出されたシャフト２の小径部を挿通させ、次いで、コイルスプリング９をシャフト２に外嵌させると同時にその上端部分をスプリングエンド８の小径部に外嵌させる。更にアクチュエータ１０の挿通孔１０ａにシャフト２を挿通させると共にコイルスプリング９の下端部分をコイルスプリング固定溝１０ｂに嵌合させる。そして、アクチュエータ１０を基台１側に寄せてコイルスプリングを縮小させた状態でＥリング１０をシャフト２の環状溝２ｂに嵌め込む。これにより、基台１の下方へと突出されたシャフト２の小径部にスプリング組立体が装着され、起倒スティック式指示装置の組立が完成する。

そして、この起倒スティック式指示装置にあっては、コイルスプリング９の伸張性によって、スプリングエンド８は基台１側に、アクチュエータ１０はＥリング１１がストッパとなってシャフト２の下方に付勢された状態となる。また、これにより、シャフト２及び自在軸受け駒６が基台１側に付勢される。したがって、シャフト２が傾動すると、スプリングエンド８の大径部を基台１の底面に当接させつつコイルスプリング９が半径方向に偏奇して撓むことにより、シャフト２を起立状態に復元しようとする復元力が付与される。すなわち、起倒スティックは、軸受け駒６の半球状下面６ｂと基台１の台座面１ｃとを摺接させつつあらゆる方向へと起動自在に支持される。

回路基板７における反射型光電センサの配列状態が図３の平面図に示されている。同図に示されるように、回路基板７の中央部にはシャフト２の傾動範囲よりもやや大径な開口部として形成された挿通孔７ｃが設けられており、その挿通孔７ｃを囲むようにして、この例では４個の反射型光電センサ１２が基板上に配置されている。尚、同図中符号７ｂはコネクタピン列を、符号７ｃは基台取りつけ用のビス孔をそれぞれ示している。

各光電センサは、投光素子１２ａと受光素子１２ｂとが並置されてなり、投光素子１２ａの投光面並びに受光素子１２ｂの受光面は下方に向けられている。

４つの光電センサは、起立状態にある操作スティックの軸心と直交する平面上にあり、かつ操作スティックの軸心に対して点対称となるように基板上に配置されている。そして、後述するように、この例では、投光素子１２ａの投光面並びに受光素子１２ｂの受光面と向かい合う位置にアクチュエータ１０の傾斜面１０ｃが対面し得るように構成されている。

コネクタピン列７ｂからは操作スティックの傾動方位に対応した４ビットの電気信号が出力される。具体的には、この例では、前（上）、後（下）、右、左の４方位に加えて、前斜め右、前斜め左、後ろ斜め右並びに後ろ斜め左の計８通りの電気信号が生成される。生成される電気信号は回路基板７上の図示しない導電パターンを経由してコネクタピン列７ｂから外部へと送出される。すなわち、このコネクタピン列７ｂには所定のプラグが接続され、上述した８方位に対応した電気信号が外部に取り出されて信号処理される。信号処理の内容については種々の文献により公知なのでここでの説明は省略する。

次に、第１実施形態における起倒スティック式指示装置の動作内容を図４乃至図６を参照しつつ説明する。

起倒スティック式指示装置の起立状態における断面図が図４に示されている。アクチュエータ１０は断面略Ｔ字状のプラスティック一体成型品であり、同図に詳細に示されるように、円盤状鍔部の内側面（傾斜面）１０ｃを投受光素子（回路基板７）側に向けてシャフト２の軸心と直交する姿勢で操作スティックに取りつけられている。起倒スティックの起立状態時にあっては、投光素子１２ａより発せられる検出光は、シャフト２の軸心とほぼ平行に照射されるため、アクチュエータ１０には検出光がほとんど照射されない。或いは、検出光がアクチュエータ１０に幾分か照射されたとしても、傾斜面１０ｃがシャフト２の軸心に対して傾斜されているので、受光素子１２ｂへの入光量はほぼゼロレベルに等しい。

次に、操作スティックが任意の方向に傾動操作された様子を示す断面図が図５に、また図５の符号Ａで示される部分の拡大図が図６にそれぞれ示されている。

同図に示されるように、操作スティックが先述した８方位の内の何れかに対応する方向に限界まで傾動されると、これに連動して、アクチュエータ１０は、その傾斜面１０ｂが１つ又は隣接する２つの反射型光電センサ１２の投受光素子の投受光面と対面する位置まで移動される。

図６に示されるように、この状態（操作スティックが８方位の内の何れかに対応する方向に限界まで傾動された状態）では、傾斜面１０ｃは回路基板７とほぼ平行となる。そのため、いずれかの光電センサの投光素子１２ａと受光素子１２ｂの光軸がほぼ一致し、投光素子１２ａから照射される検出光がアクチュエータ１０の傾斜面１０ｃで反射されてと受光素子１２ｂへと導かれる。

すなわち、操作スティックが所定方向に倒されたときの各光電センサの受光量を基準に予めしきい値を設定しておくことにより、各光電センサのオン・オフ論理演算により操作スティックの倒方位を検出することが可能となる。具体的には、この例では操作スティックが上、下、右、左の何れかの方向に傾動操作されたときには、対応する１つの光電センサが“オン”、他の３つの光電センサが“オフ”となり、また、右斜め上、右斜め下、左斜め上、左斜め下斜の何れかの方向に操作スティックが傾動操作されたときには、隣接する２つの反射型光電センサが同時に“オン”、他の２つの光電センサが“オフ”となるようにしきい値が設定されている。

このように、本発明は、多様な方位を検出するビデオゲーム機の方位支持装置（ジョイスティック）として好適に用いることができる。

次に、本発明をスロットマシンのドラム回転指示装置として適用した第２実施形態を図７乃至図１２を参照して説明する。

第２実施形態の起倒スティック式指示装置の組立状態における外観が図７の斜視図に示されている。

同図に示されるように、第２実施形態の起倒スティック式指示装置２００は、通常、スロットマシンの前フレームに取り付けられる取り付け用の基台２１の中央より、シャフト２を上方（スロットマシン取付時は前方）へと突出させた外観を有する。このシャフト２は、２方位（上下）に所定ストロークで傾動操作が可能であり、かつ起立状態への復元力が付与されている。この例では、握り玉２３とシャフト２２とにより操作スティックが構成されている。

第２実施形態の起倒スティック式指示装置の構成部品並びにその組立構造が図８の分解斜視図に示されている。

基台２１は、中央部にシャフト２の貫通孔２１ａを有する台形状の金属製部材であり、左右の２箇所にはネジ孔２１ｂが設けられている。このネジ孔２１ｂには、後述するネジ３２ｅがネジ込まれ、それにより、基台２１と回路基板３２とが一体化される。

シャフト２は断面円形の金属製棒材からなり、中央部に設けられた段部２２ｃを境目として、径約１０ｍｍの大径部と、径約８ｍｍの小径部とに区別される。

シャフト２２の大径部の上端部には雄ネジ部２２ａが形成されており、握り玉３にはシャフト２２の雄ネジ部２２ａに対応した図示しない雌ネジ部がその内側に形成されている。握り玉２３は、Ｏ型リング２４とスプリングワッシャ２５を介在させてシャフト２の端部に取りつけられる。

シャフト２２の小径部は、段部２２ｃにより抜け止めされた状態で基台２１の貫通孔２１ａに挿通される。そして、基台１から下方へ突出する部位には、ガイド板３１と、回路基板３２と、スプリング組立体（スプリングエンド２８、コイルスプリング２９、アクチュエータ３０）と、Ｅリング３３とが取りつけられる。

ガイド板３１は、４箇所にネジ孔３１ｃが設けられた合成樹脂製の円盤状体であり、中央の円形窪み３１ｂには、操作スティックの傾動方位を上下何れかのみに規制するためのガイド溝３１ａを有している。このガイド溝３１には、シャフト２並びにコイルスプリング９が嵌挿される。そして、このガイド板３１は、ネジ孔３１ｃを介して回路基板３２と一体化される。

回路基板は３２は、直径２２ｍｍ程の挿通穴３２ａを有する配線基板であり、ガイド板３１のネジ孔３１ｅに対応して４箇所にネジ孔３２ｃが形成されている。このネジ孔３２ｃとガイド板３１のネジ孔３１ｃとを整合させた状態でそれらネジ孔にネジ３２ｅをねじ込むことにより、回路基板にガイド板３２が取付固定される。詳細には、コイルスプリング９を嵌挿させたシャフト２の小径部を、ガイド板３１のガイド溝３１並びに挿通穴３２ａに挿通させ、かつ基台１のネジ孔２１ｂと回路基板３２のネジ孔３２ｂとを整合させた状態でネジ３２をネジ孔にねじ込むことにより、基台２１の底面に回路基板３２が平行にネジ止め固定される。この回路基板３２の裏面上には、後述するように、本発明の要部となる反射型光電センサが搭載されており、また、各光電センサと対応するコネクタピンとを電気的に接続するプリント配線が施されている。

スプリング組立体は、大径部と小径部とを有する段付円筒状体であるスプリングエンド８と、所定の長さ及び弾力を有するコイルスプリング２９と、挿通孔３０ａ、コイルスプリング固定溝３０ｂ並びに傾斜面３０ｃを有し反射板として機能する断面略Ｔ字状のアクチュエータ３０とで構成され、コイルスプリング２９をスプリングエンド２８とアクチュエータ３０との間に縮装させた状態でシャフト２２の小径部に取りつけられる。より詳細には、先ずスプリングエンド２８の中空孔に、基台２１から下方へ向けて突出されたシャフト２２の小径部を挿通させ、次いで、コイルスプリング２９をシャフト２に嵌挿させると同時にその上端部分をスプリングエンド８の小径部に外嵌させる。次いで、この状態（コイルスプリング２９が嵌挿された状態）のシャフト２の小径部を、ガイド板３１のガイド溝３１並びに挿通穴３２ａに挿通させ、基台２１と回路基板３２とのネジ止め固定が行われる。

その後、更に、回路基板３２より下方に突出するシャフト２２の小径部をアクチュエータ１０に挿通させると共にコイルスプリング２９の下端部分をコイルスプリング固定溝３０ｂに嵌合させる。そして、アクチュエータ３０を基台２１側に寄せてコイルスプリングを縮小させた状態でＥリング１０をシャフト２２の環状溝２２ｂに嵌め込む。これにより、基台２１の下方へと突出されたシャフト２の小径部にスプリング組立体が装着され、起倒スティック式指示装置の組立が完成する。

そして、この起倒スティック式指示装置にあっては、コイルスプリング２９の伸張性によって、スプリングエンド２８は基台１側に、アクチュエータ３０はＥリング１１がストッパとなってシャフト２の下方に付勢された状態となる。また、これにより、シャフト２２が基台２１側に付勢される。したがって、シャフト２２が段部２２ｃを支点として傾動すると、スプリングエンド２８の大径部を基台１の底面に当接させつつコイルスプリング２９が半径方向に偏奇して撓むことにより、シャフト２２を起立状態に復元しようとする復元力が付与される。これにより、起倒スティックは、ガイド板３１による方位規制を受けつつ、スプリングエンド２８の上面を基台２１の底面に当接させて上下の２方向へと起動自在に支持される。

回路基板３２における反射型光電センサの配列状態が図９の平面図に示されている。同図に示される例は、ガイド板３１が取付固定された状態のものであり、回路基板７の中央部の挿通孔７ｃにはガイド板３１のガイド溝３１ａが臨んでいる。そして、この例では、２個の反射型光電センサ１２０がガイド溝３１の長手方向の延長線上に、ガイド溝３１を挟んで互いに点対称となるように回路基板３２上に配置されている。尚、同図中符号３２ｂは基台取りつけ用のネジ孔を、符号３２ｃはガイド板取りつけ用のネジ孔を、符号３２ｄはコネクタピン列をそれぞれ示している。

２つの光電センサは共に、投光素子１２０ａと受光素子１２０ｂとが並置されてなり、投光素子１２ａの投光面並びに受光素子１２０ｂの受光面は下方に向けられている。

そして、後述するように、この例では、投光素子１２０ａの投光面並びに受光素子１２０ｂの受光面と向かい合う位置にアクチュエータ３０の傾斜面３０ｃが対面し得るように構成されている。

コネクタピン列３２ｄからは操作スティックの傾動方位に対応した２ビットの電気信号が出力される。具体的には、この例では、シャフト２２の傾動範囲は、ガイド板３１により規制されるため、前（上）、後（下）計２通りの電気信号が生成される。生成される電気信号は回路基板３２上の図示しない導電パターンを経由してコネクタピン列３２ｄから外部へと送出される。すなわち、このコネクタピン列３２ｄには所定のプラグが接続され、上述した２方位に対応した電気信号が外部に取り出されて信号処理される。信号処理の内容については種々の文献により公知なのでここでの説明は省略する。

次に、第２実施形態における起倒スティック式指示装置の動作内容を図１０乃至図１２を参照しつつ説明する。

起倒スティック式指示装置の起立状態における断面図が図１０に示されている。第２実施形態においても、第１実施形態と同様にアクチュエータ３０は断面略Ｔ字状のプラスティック一体成型品であり、同図に詳細に示されるように、傾斜面３０ｃを投受光素子（回路基板７）側に向けてシャフト２２の軸心と直交する姿勢で操作スティックに取りつけられている。起倒スティックの起立状態時にあっては、投光素子１２０ａより発せられる検出光は、シャフト２２の軸心とほぼ平行に照射されるため、アクチュエータ３０には検出光がほとんど照射されない。或いは、検出光がアクチュエータ３０に幾分か照射されたとしても、傾斜面３０ｃがシャフト２２の軸心に対して傾斜されているので、受光素子１２０ｂへの入光量はほぼゼロレベルに等しい。

次に、操作スティックが上下何れかの方向に傾動操作された様子を示す断面図が図１１に、また図１１の符号Ａで示される部分の拡大図が図１２にそれぞれ示されている。

同図に示されるように、操作スティックが上述した２方位の内の何れかの方向に限界まで傾動されると、これに連動して、アクチュエータ３０は、その傾斜面３０ｂが、対応する１つの反射型光電センサ１２０の投受光素子の投受光面と対面する位置まで移動される。

図１２に示されるように、この状態（操作スティックが上述した２方位の内の何れかの方向に限界まで傾動された状態）では、傾斜面３０ｃは回路基板３２とほぼ平行となる。そのため、対応する光電センサの投光素子１２０ａと受光素子１２０ｂの光軸がほぼ一致し、投光素子１２０ａから照射される検出光がアクチュエータ３０の傾斜面３０ｃで反射されてと受光素子１２０ｂへと導かれる。

すなわち、操作スティックが上下何れかの方向に倒されたときのそれぞれの光電センサの受光量を基準に予めしきい値を設定しておくことにより、操作スティックの上下何れかの倒方位を検出することが可能となる。すなわち、操作スティックが上下の何れかの方向に傾動操作されたときには、対応する１つの光電センサが“オン”、他の光電センサが“オフ”となるようにしきい値が設定される。

このように、本発明は、単にオンオフ信号を生成するためのスロットマシンのドラム回転指示装置としても好適に用いることができる。

以上の説明で明らかなように、第１実施形態並びに第２実施形態の起倒スティック式指示装置によれば、従来のマイクロスイッチ（稼働部有り）に代えて反射型光電センサ（稼働部無し）が採用されているため、耐久性の向上（長寿命化）が図られると共に、その構成は、従前の起倒スティック式指示装置から方位検出器としてのマイクロスイッチを排除し、代わりに、反射板として機能するアクチュエータと反射型光電センサとを新たに具備させただけの簡易な構成であるため、装置全体の小型化が図られる。

第１実施形態にかかる起倒スティック式指示装置の組立状態における外観を示す斜視図である。 同起倒スティック式指示装置の構成部品並びにその組立構造を示す分解斜視図である。 同起倒スティック式指示装置における反射型光電センサの配列状態を示す平面図である。 同起倒スティック式指示装置の倒方位検出器の構造を示す断面図である。 同起倒スティック式指示装置における操作スティックの起倒時の動きを示す断面図である。 図５における部位Ａを拡大して示す図である。 第２実施形態にかかる起倒スティック式指示装置の組立状態における外嵌を示す斜視図である。 同起倒スティック式指示装置の構成部品並びにその組立構造を示す分解斜視図である。 同起倒スティック式指示装置における反射型光電センサの配列状態を示す平面図である。 同起倒スティック式指示装置の倒方位検出器の構造を示す断面図である。 同起倒スティック式指示装置における操作スティックの起倒時の動きを示す断面図である。 図１１における部位Ａを拡大して示す図である。

符号の説明

１ 基台
１ａ ビス孔
１ｂ 貫通孔
１ｃ 台座面
１ｄ 開口部
２ シャフト
２ａ 雄ネジ部
２ｂ 環状孔
２ｃ 段部
３ 握り玉
４ Ｏリング
５ スプリングワッシャ
６ 自在軸受け駒
７ 回路基板
７ａ 挿通穴
７ｂ コネクタピン列
７ｃ ビス孔
８ スプリングエンド
９ コイルスプリング
１０ アクチュエータ
１０ａ 挿通孔
１０ｂ コイルスプリング固定溝
１０ｃ 傾斜面
１１ Ｅリング
１２ 光電センサ
１２ａ 投光素子
１２ｂ 受光素子
２００ 第１実施形態の起倒スティック式指示装置
２１ 基台
２１ａ ビス孔
２１ｂ 貫通孔
２１ｃ 台座面
２１ｄ 開口部
２２ シャフト
２２ａ 雄ネジ部
２２ｂ 環状孔
２２ｃ 段部
２３ 握り玉
２４ Ｏリング
２５ スプリングワッシャ
２８ スプリングエンド
２９ コイルスプリング
３０ アクチュエータ
３０ａ 挿通孔
３０ｂ コイルスプリング固定溝
３０ｃ 傾斜面
３２ 回路基板
３２ａ 挿通穴
３２ｂ 基台取りつけ用のネジ孔
３２ｃ ガイド板取りつけ用のネジ孔
３２ｄ コネクタピン列
３３ Ｅリング
１００ 第１実施形態の起倒スティック式指示装置
１２０ 光電センサ
１２０ａ 投光素子
１２０ｂ 受光素子

Claims (7)

1. 基台と、
   基台を挿通した状態で起倒自在に支持され、かつ起立状態への復元力が付与された操作スティックと、
   軸心と直交する姿勢で操作スティックに固定された反射板と、
   反射板と対面するようにして基台上に配置され、一対の投受光素子が並置されてなる１若しくは２以上の反射型光電センサと、を具備し、
   前記反射板には、前記投受光素子と対面する部位に傾斜面が形成されており、
   前記１若しくは２以上の反射型光電センサは、起立状態にある操作スティックの軸心と直交する平面上に配置されており、
   それにより、操作スティックが所定方向に倒されたときに限り、対応する光電センサの受光素子への入光量が規定量を超えるようにしたことを特徴とする起倒スティック式指示装置。
2. 反射板の傾斜面は、操作スティックの傾動操作に連動して、反射型光電センサの投光素子と受光素子との光軸を一致させる所定の傾斜角度を有していることを特徴とする起倒スティック式指示装置。
3. 反射板は、中央に操作スティックの挿通孔が設けられた円盤状鍔部を有し、当該円盤状鍔部の内側面が反射面として機能することを特徴とする請求項１又は２に記載の起倒スティック式指示装置。
4. 反射型光電センサの投受光素子は、起立状態にある操作スティックの軸心に対して点対称となるように偶数対配置されている、ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の起倒スティック式指示装置。
5. 反射板は、有色のプラスティック一体成型品である、ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の起倒スティック式指示装置。
6. ビデオゲーム機の方位指示装置として用いられることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の起倒スティック式指示装置。
7. スロットマシンのドラム回転指示装置として用いられることを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の起倒スティック式指示装置。

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