JP3581708B2 - ゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造が知られていた。図９は、従来のゲーム機用操作部材の回転構造を示す図である。従来のビデオゲーム装置は、操作部材としての模擬ステアリング１００に取り付けられ、一対の軸受１０１に回転可能に支持される回転軸１０２ａ、この回転軸に連結されたねじ軸１０２ｂとを備える主軸１０２、ねじ軸１０２ｂに螺合する移動板１０３、この移動板１０３の上方及び下方の所定位置にそれぞれ形成された孔に貫通し、主軸１０２と平行な方向に延びる一対の円柱状の支持軸１０４、この支持軸１０４の両端に配設されたストッパ１０５とを有するゲーム機用操作部材の回転構造を備えて成る。
【０００３】
上記模擬ステアリング１００が、中央位置（移動板１０３が図９に示す位置にあるときの位置）から操作者によって右回りに回転操作されると、主軸１０２も右回りに回転し、この主軸１０２の回転によって移動板１０３が支持軸１０４に沿って模擬ステアリング１００から離れる方向に移動する。そして、模擬ステアリング１００が右回りに一回転以上した所定位置まで回転したとき、移動板１０３がストッパ１０５に当接して移動が規制されるようになっている。また、模擬ステアリング１００が左回りに回転操作されると、主軸１０２も右回りに回転して、移動板１０３が支持軸１０４に沿って模擬ステアリング１００に近づく方向に移動する。そして、模擬ステアリング１００が左回りに一回転を超えた所定位置まで回されたとき、移動板１０３がストッパ１０５に当接して回転操作が規制されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のゲーム機用操作部材の回転構造は、操作部材に対する回転力をネジ軸とこれに螺合する移動板とによってスラスト方向への移動力に変え、移動板が所定位置まで進行するとストッパに当接して移動の規制を行う構造であるため、移動板がストッパに当接した状態乃至は当接直前に、操作部材に対して付与された回転力が継続あるいは残存していると、移動板とストッパとの当接後に、ネジ軸と移動板との間の螺合構造部分に過度の回転力が作用し、この螺合構造部分（ネジ山等）を消耗させ、その変形、更には破損を招来する可能性があり、いわゆるがたつきが発生することとなる。また、ストッパが破壊されたり、更には操作部材を基準位置に自動復帰させる機能を有する態様では上記がたつき分が復帰用の制御系にも影響を与える結果となる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、操作部材に対する過度の回転力によっても移動体とストッパとの当接位置を安定保持し得るゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造において、前記回転軸の径方向に（直接又は部材を介して）突設され、この回転軸に対して一体回転され、かつ軸方向への移動が自在にされた移動体と、前記回転軸と同心状に配設され、前記移動体を前記回転軸の回動に応じて軸方向に移動させる螺旋ガイド（螺旋形状及び略螺旋形状のものを含む）と、前記移動体の移動軌跡上に配設されているストッパとからなることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、操作部材への操作者の回転操作に伴って回転軸が回動し、これによって回転軸に突設された移動体が回転軸と一体回転しながら螺旋ガイドにガイドされて軸方向に移動することとなる。すなわち、移動体は、操作者の操作部材の回転操作に伴ってかかる操作部材の回転方向にかかる外力によって、同じ回転方向に回転しながら軸方向に移動することとなる。そして、移動体がこの螺旋ガイドの両端側に配設されたストッパに当接することによって移動体の移動が規制され、回転軸の回転も規制される。このように、操作部材と一体回転する移動体に直接規制がかかるので、従来のような螺合構造部分の消耗という問題はなく、移動体とストッパとの当接が安定的に保持される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゲーム機用操作部材の回転構造において、前記移動体は、前記回転軸と摺動自在に外嵌された円筒部材と、当該円筒部材の内側に突出するように設けられたキー部材と、当該円筒部材の外側に突設され前記螺旋ガイドと摺設するように設けられた突起部とからなり、前記回転軸の軸方向には溝部が形成され、当該溝部に前記キー部材が嵌合し前記円筒部材が前記回転軸の軸方向に移動可能なようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、回転軸が回転することによって、円筒部材が回転軸と供回りし、かつキーが切り欠きに沿って移動して円筒部材が軸方向に移動する。これによって、回転軸の回転に伴って、突起部が、螺旋ガイドにガイドされて回転しながら軸方向に移動し、ストッパに当接して移動が規制されることになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のゲーム機用操作部材の回転構造において、前記突起部は径方向に立設された支持軸と、この支持軸に設けられたローラとから成り、当該ローラは前記螺旋ガイドと摺接することを特徴とする。すなわち、移動体は、螺旋ガイドに接しながら移動されるので、ローラが支持軸の回りを転がって摺接しながら移動するため、ローラの転動により、ガイド途中で引っ掛かることなく円滑にガイドされる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造において、前記ストッパは、少なくとも前記移動体と当接する部位が弾性部材であることを特徴とする。この構成によれば、移動体がストッパの弾性部材と当たるため、移動体にかかる衝撃が緩和される。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造を備え、前記操作部材は自動車の模擬ステアリングであり、前記模擬ステアリングの回転に応じてゲーム空間内に描出された仮想的な車両を移動させる画像表示制御手段を備えてなることを特徴とするビデオゲーム装置である。
【００１３】
この構成によれば、操作者は、模擬ステアリングの回転操作に伴って回転軸が回動すると、例えば、この回転軸に連結されたロータリーエンコーダ等の回転量検出部により回転軸の回転角度が検出され、この検出角度に応じてゲーム空間内に描出されている車両の進行方向が制御される。従って、模擬ステアリングの回転角度が大きくても、描出中の車両に対して進行方向を迅速に変更させることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる模擬ステアリングを用いたビデオゲーム装置の外観斜視図である。
【００１５】
本ビデオゲーム装置は、ゲーム空間内で仮想の自動車レースをプレイヤに演出表示するもので、ゲーム機本体１とプレイヤが着座するための運転席１０とからなり、両者は底部両側で一体乃至は半固定的に結合されている。
【００１６】
ゲーム機本体１は、コンソールボックス１Ａを有し、上部には運転席１０側に向けられた画像表示用のモニタ２を備え、その下部の操作台に模擬ステアリング部３が配設されている。模擬ステアリング部３の左隣にはシフトレバー４が設けられている。また、ゲーム機本体１の下部には、ブレーキペダル、アクセルペダルを模擬する、足で押し込み操作可能な構造を有するブレーキペダル５、アクセルペダル６が配設されている。
【００１７】
ゲーム機本体１には、モニタ画面上での自動車レースゲームの進行（画像表示等）を制御する制御基板等を含む制御部７が内蔵されている。制御部７には、模擬ステアリング部３、操作部４、ブレーキペダル５及びアクセルペダル６からの操作信号が入力されており、これら各種の操作信号を所定のゲームプログラムに従って処理することでゲームが進行されるようになっている。
【００１８】
図２は、図１に示す模擬ステアリング部の全体斜視図であり、図３は、図２に示す模擬ステアリング部の側面図である。
【００１９】
模擬ステアリング部３は、模擬ステアリング３１と、模擬ステアリング３１を回動操作可能に支持する主軸３４とを有する。模擬ステアリング部３は、奥行き方向に対向して立直壁３２０が形成された基台３２を有する。基台３２には、両立直壁に軸受３３が設けられ、この軸受３３，３３を貫通する形で主軸３４が軸支されている。主軸３４の両軸受３３間の部分には所定長を有する移動体３５が外嵌されている。主軸３４と移動体３５との関係を、図４を参照して説明する。
【００２０】
図４は、主軸３４と移動体３５との関係を示す図で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は（W位置での）横断面図である。図４において、主軸３４の略中央部分には、周方向適所であって軸方向に所定長を有する溝３３１が形成されている。移動体３５は、円筒部材３５０と、円筒部材３５０の内面であって周方向適所に、ビス止め等によって突設されたキー部材３５１とを有する。移動体３５はこのキー部材３５１が溝３３１に嵌まることによって、主軸３４と一体回転するようになっている。また、キー部材３５１の長手方向寸法は溝３３１の長手方向寸法に比して短く設定されており、移動体３５が溝３３１の形成範囲に亘って長手方向に所定距離だけ移動可能に構成されている。さらに、円筒部材３５０は、その周方向一部、かつ好ましくは長手方向略中央に、円筒の外面に突出する突起体３５２が固設されている。本実施形態では、突起体３５２は立直する軸体３５２１と軸体３５２１周りに回動可能なローラ３５２２とから構成されている。ローラ３５２２の少なくとも表面部は好ましくは弾性材で構成されている。
【００２１】
図２において、基台３２の上部には、支持板部３２１が配設され、この上部には主軸方向に軸心を有する螺旋形状の螺旋ガイド部材３６がその外周で支持板部３２１に固設されている。螺旋ガイド部材３６は帯状の板材を螺旋状に加工形成したもので、円筒部材３５０を外嵌する内径寸法を有する。また、この螺旋ガイド部材３６は、本実施形態では略３周分の螺旋を有し、模擬ステアリング３１を少なくとも左右１回転を超えた角度を回転可能にしている。また、支持板部３２１の上部であって螺旋ガイド部材３６の両端部には、ストッパ３６１ａ，ｂが突設されている。ストッパ３６１ａ，ｂは移動体３５における突起体３５２の旋回軌道に干渉して配置され、旋回する突起体３５２の旋回を規制するものである。
【００２２】
すなわち、移動体３５における突起体３５２は主軸３４の回転に伴って、主軸３４周りに旋回するが、この旋回に伴って螺旋ガイド部材３６の螺旋面に摺接して（本実施形態ではローラ３５２２が螺旋面上を転動）、移動体３５を軸方向に移動させることとなる。そして、模擬ステアリング３１が所要角度分回転されると、突起体３５２がストッパ３６１ａ又は３６１ｂに周方向から当接し、模擬ステアリング３１のそれ以上の回転操作が規制される。模擬ステアリング３１を逆の方向に回転操作された場合も、同様に他端側のストッパ３６１ａ又は３６１ｂに当接してそれ以上の回転操作が規制される。
【００２３】
基台３２上であって前記支持板部３２１の横部（図２では下側）には主軸３４と平行にすなわち手前方向に向いた回動軸３７１を有する駆動部、例えばモータ３７が固設されている。回動軸３７１の先端にはプーリ３７２が取り付けられている。主軸３４の模擬ステアリング３１側には所要径を有するプーリ３４２が取り付けられている。プーリ３４２、３７２間には無端ベルト３７３が張設され、モータ３７からの駆動力がプーリ３４２に伝達可能にされている。
【００２４】
一方、主軸３４の奥行き側端部にはギア３４３が取り付けられている。基台３２の奥行き側には回転量検出手段としての可変抵抗器３８が取り付けられている。そして、可変抵抗器３８は回動軸を有し、この回動軸にはギア３４３と噛合されているギア３８１が連結されている。したがって、主軸３４の回転が可変抵抗器３８で検出される結果、模擬ステアリング３１の回転量が検出されるようになっている。例えば、模擬ステアリング３１が中立位置、即ち車が直進する状態に位置するときに、可変抵抗器３８からの出力電圧が２．５Ｖとし、一方方向に最大回転させたときが０Ｖ、他方方向に最大回転させたときが５Ｖというように設定しておけば、可変抵抗器３８からの出力電圧を検出することで、模擬ステアリング３１の回転位置を検知することができる。モータ３７は可変抵抗器３８からの検知結果を受けて、可変抵抗器３８の出力電圧が２．５Ｖになるようにトルクを発生するサーブ制御系を構成している。また、中立位置からの左右方向への回転量に応じて反力発生用のトルクを発生させるように制御するように構成することで、模擬ステアリング３１を旋回させたときの臨場感を醸し出している。
【００２５】
次に、図５〜８を用いて、模擬ステアリング３１の回転操作及び回転規制動作を説明する。図５は、模擬ステアリングが右方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。図６は、図５に示す模擬ステアリング部のｙ位置での（模擬ステアリング３１側から見た）断面図である。
【００２６】
図３に示す中立位置の模擬ステアリング３１が操作者によって右方向への回転力をかけられると、主軸３４も右方向に回転する。この回転と供回りして、中立位置では移動軌跡の中央に位置する突起体３５２もそのローラ３５２２が螺旋ガイド部材３６の螺旋面に接して転動しながら螺旋面に沿って回転する。ローラ３５２２が螺旋面に沿って移動するにつれて、移動体３５が主軸３４の溝３３１に沿って模擬ステアリング３１から離れる方向に移動する。
【００２７】
そして、模擬ステアリング３１がさらに右方向に回転されると、ローラ３５２２がストッパ３６１ｂに当接して移動が規制される。この奥側のストッパ３６１ｂは当接面がローラ３５２２の曲面に合わせて窪んだ形状と成っており、この窪んだ部位には、弾性部材としてのゴム部材３６１０が貼り付けられている。
【００２８】
これによって、右方向規制位置を超えて模擬ステアリング３１を回転操作しようとしても、操作者は模擬ステアリング３１を回転させることができない。また、ローラ３５２２が当接するのはゴム部材３６１０であるため、当接するときにストッパ３６１ｂに衝撃がかかることが防止され、ストッパ３６１の形状がローラ３５２２の曲面に合わせて窪んでいるため、ローラ３５２２が当接する部位のストッパ３６１ｂの磨耗を効果的に防止することができる。
【００２９】
図７は、模擬ステアリングが左方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。図８は、図７に示す模擬ステアリング部のｚ位置での（模擬ステアリング３１側から見た）断面図である。
【００３０】
図３に示す中立位置の模擬ステアリング３１が操作者によって左方向への回転力をかけられると、主軸３４も左方向に回転する。この回転と供回りして、突起体３５２もそのローラ３５２２が螺旋ガイド部材３６の螺旋面に接して転動しながら螺旋面に沿って回転する。突起体３５２が螺旋面に沿って移動するにつれて、移動体３５が主軸３４の溝３３１に沿って模擬ステアリング３１方向に移動する。
【００３１】
そして、模擬ステアリング３１が左方向に回転されると、ローラ３５２２がストッパ３６１ａに当接して移動が規制される。この模擬ステアリング３１側のストッパ３６１ａは、左側面がローラ３５２２の曲面に合わせて窪んだ形状と成っており、この窪んだ部位には、ゴム部材３６１０が貼り付けられている。
【００３２】
上述した構成によって、左方向規制位置を超えて模擬ステアリング３１を回転操作しようとしても、操作者は模擬ステアリング３１を回転させることができない。本実施の形態にかかるビデオゲーム装置は、上述した模擬ステアリング部３の構成によって、中立位置から模擬ステアリング３１を右方向に１回転、左方向に１回転少なくとも移動させることが可能である。
【００３３】
操作者が模擬ステアリング３１を回転操作すると、模擬ステアリング３１の回転角度を可変抵抗器３８が検知して、この回転角度を示す出力電圧が制御部７に伝えられる。制御部７は、この出力電圧に基づいて、モニタ２に表示される操作者が仮想的に運転する自動車を移動して表示させる。例えば、２．５Ｖの出力電圧が制御部７に検知されたとき、自動車は正面を向くように表示され、右方向の回転角度を示す２．５Ｖより大きい出力電圧が制御部７に検知されたときは、自動車は回転角度に応じた度合いで右方向に移動するように自動車が表示され、左方向の回転角度を示す２．５Ｖ未満の大きさの出力電圧が制御部７に検知されたときは、自動車は回転角度に応じた度合いで左方向に移動するように表示される。また、操作者が模擬ステアリング３１を中立位置から回転した後、手を離したときには、可変抵抗器３８の出力電圧が２．５Ｖになるようにモータ３７によってプーリ３７２に回転トルクが与えられ、模擬ステアリング３１は中立位置まで自動復帰される。また、モータ３７は、操作者が回転する方向と逆方向に所定のトルクをかけて、操作者が模擬ステアリング３１を回転操作する際に所要な反力が発生されるように調整されている。
【００３４】
このようにして、操作者が模擬ステアリング３１を回転操作することによって、模擬自動車を任意の方向に移動させることができ、曲がりくねったレーシングコースを運転してスタート地点からゴール地点までたどり着くスピードを競うレーシングゲームが実行される。
【００３５】
上述のように、本実施の形態にかかるビデオゲーム装置は、操作者が模擬ステアリング３１を規制位置まで回転操作しても、ストッパ３６１ａ，ｂが、模擬ステアリング３１の回転操作による外力をラジアル方向（模擬ステアリング３１の回転方向）で受けることができる。これによって、模擬ステアリング３１と共回り可能な突起体３５２に直接規制がかかるので、従来のような螺合構造部分の消耗という問題はなく、突起体３５２とストッパ３６１との当接が安定的に保持され、ストッパ３６１と突起体３５２とが当接した衝撃でこれらの当接面に変形が生じるのを効果的に防止することができる。このため、模擬ステアリング３１が中立位置まで自動復帰される構成でも、復帰制御系に影響を与えることはなく、模擬ステアリング３１が一定して中立位置まで正確に復帰されることとなる。
【００３６】
更に、操作者によって加えられた外力をスラスト方向の外力に変更する部材が不必要となるため、ビデオゲーム装置の製造費の低廉を図ることができる。そして、ストッパ３６１の設ける位置や螺旋ガイド部材３６の長さを変えることで、容易に模擬ステアリング３１の回転が規制される回転角度を変えることができる。
【００３７】
特に、本発明では、本実施の形態にかかる模擬ステアリング部３のように、模擬ステアリングを１回転以上回転させる構成に適用した場合に、螺旋ガイド、移動体、及び移動体の移動軌跡上に配設したストッパの構成によって、模擬ステアリングの回転を有効に規制することができる。
【００３８】
なお、螺旋ガイド部材３６の両側にストッパ３６１が形成されているが、突起体３５２の移動軌跡上であって突起体３５２が所定回数回転したときの間隔を開けて両ストッパ３６１が配設されていればよい。
【００３９】
また、螺旋ガイド部材３６は、必ずしも螺旋形状だけでなく、突起体３５２を回転させながら主軸３４の軸方向に移動するようにガイドすることができる形状を全て含む。なお、突起体３５２には、必ずしもローラ３５２２が取り付けられている必要はなく、螺旋ガイド部材３６にガイドされて移動可能な突出物であればよい。
【００４０】
なお、本発明は、模擬ステアリング３１の回転構造に限らず、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を少なくとも正逆回動操作可能にするゲーム機用の操作部材の回転構造に適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、移動体は、操作者の操作部材の回転操作に伴って、操作部材の回転方向に回転しながら軸方向に移動してストッパに当接するため、ストッパに対する外力の負荷が、スラスト方向（回転軸の軸方向）にかかるよりも軽くなる。これによって、操作者が操作部材の回転が規制される直前乃至は規制された後に過度な力をかけて回転操作しても、操作部材が更に回転することを効果的に防止して、ストッパ構造の変形を充分に防ぎ、移動体とストッパとの当接位置を安定保持し得る。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、移動体のガイド途中で引っ掛かることなく、円滑に移動体をガイドして移動させることができるため、操作者の操作部材を回転操作をする操作性がよくなる。
【００４３】
請求項４に記載の発明によれば、ストッパと移動体との当接の衝撃を充分に和らげることができ、当接部位の損傷を効果的に防止することができる。
【００４４】
請求項５に記載の発明によれば、描出中の車両に対して進行方向を迅速に変更させることとなるため、操作性のよいビデオゲーム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる模擬ステアリングを用いたビデオゲーム装置の外観斜視図である。
【図２】図１に示す模擬ステアリング部の全体斜視図である。
【図３】図２に示す模擬ステアリング部の側面図である。
【図４】主軸３４と移動体３５との関係を示す図で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図５】模擬ステアリングが右方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。
【図６】図５に示す模擬ステアリング部のｙ位置での断面図である。
【図７】模擬ステアリングが左方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。
【図８】図７に示す模擬ステアリング部のｚ位置での断面図である。
【図９】従来の操作部材の回転構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ビデオゲーム装置
３ 模擬ステアリング部（回転構造）
３１ 模擬ステアリング（操作部材）
３４ 主軸（回転軸）
３５ 移動体
３５２ 突起体（突起部材）
３５２１ 支持軸（軸体）
３５２２ ローラ
３６ 螺旋ガイド部材（螺旋ガイド部）
３６１ａ，ｂ ストッパ
７ 制御部（画像表示制御手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造が知られていた。図９は、従来のゲーム機用操作部材の回転構造を示す図である。従来のビデオゲーム装置は、操作部材としての模擬ステアリング１００に取り付けられ、一対の軸受１０１に回転可能に支持される回転軸１０２ａ、この回転軸に連結されたねじ軸１０２ｂとを備える主軸１０２、ねじ軸１０２ｂに螺合する移動板１０３、この移動板１０３の上方及び下方の所定位置にそれぞれ形成された孔に貫通し、主軸１０２と平行な方向に延びる一対の円柱状の支持軸１０４、この支持軸１０４の両端に配設されたストッパ１０５とを有するゲーム機用操作部材の回転構造を備えて成る。
【０００３】
上記模擬ステアリング１００が、中央位置（移動板１０３が図９に示す位置にあるときの位置）から操作者によって右回りに回転操作されると、主軸１０２も右回りに回転し、この主軸１０２の回転によって移動板１０３が支持軸１０４に沿って模擬ステアリング１００から離れる方向に移動する。そして、模擬ステアリング１００が右回りに一回転以上した所定位置まで回転したとき、移動板１０３がストッパ１０５に当接して移動が規制されるようになっている。また、模擬ステアリング１００が左回りに回転操作されると、主軸１０２も右回りに回転して、移動板１０３が支持軸１０４に沿って模擬ステアリング１００に近づく方向に移動する。そして、模擬ステアリング１００が左回りに一回転を超えた所定位置まで回されたとき、移動板１０３がストッパ１０５に当接して回転操作が規制されるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のゲーム機用操作部材の回転構造は、操作部材に対する回転力をネジ軸とこれに螺合する移動板とによってスラスト方向への移動力に変え、移動板が所定位置まで進行するとストッパに当接して移動の規制を行う構造であるため、移動板がストッパに当接した状態乃至は当接直前に、操作部材に対して付与された回転力が継続あるいは残存していると、移動板とストッパとの当接後に、ネジ軸と移動板との間の螺合構造部分に過度の回転力が作用し、この螺合構造部分（ネジ山等）を消耗させ、その変形、更には破損を招来する可能性があり、いわゆるがたつきが発生することとなる。また、ストッパが破壊されたり、更には操作部材を基準位置に自動復帰させる機能を有する態様では上記がたつき分が復帰用の制御系にも影響を与える結果となる。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、操作部材に対する過度の回転力によっても移動体とストッパとの当接位置を安定保持し得るゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造において、前記回転軸の径方向に（直接又は部材を介して）突設され、この回転軸に対して一体回転され、かつ軸方向への移動が自在にされた移動体と、前記回転軸と同心状に配設され、前記移動体を前記回転軸の回動に応じて軸方向に移動させる螺旋ガイド（螺旋形状及び略螺旋形状のものを含む）と、前記移動体の移動軌跡上に配設されているストッパとからなることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、操作部材への操作者の回転操作に伴って回転軸が回動し、これによって回転軸に突設された移動体が回転軸と一体回転しながら螺旋ガイドにガイドされて軸方向に移動することとなる。すなわち、移動体は、操作者の操作部材の回転操作に伴ってかかる操作部材の回転方向にかかる外力によって、同じ回転方向に回転しながら軸方向に移動することとなる。そして、移動体がこの螺旋ガイドの両端側に配設されたストッパに当接することによって移動体の移動が規制され、回転軸の回転も規制される。このように、操作部材と一体回転する移動体に直接規制がかかるので、従来のような螺合構造部分の消耗という問題はなく、移動体とストッパとの当接が安定的に保持される。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のゲーム機用操作部材の回転構造において、前記移動体は、前記回転軸と摺動自在に外嵌された円筒部材と、当該円筒部材の内側に突出するように設けられたキー部材と、当該円筒部材の外側に突設され前記螺旋ガイドと摺設するように設けられた突起部とからなり、前記回転軸の軸方向には溝部が形成され、当該溝部に前記キー部材が嵌合し前記円筒部材が前記回転軸の軸方向に移動可能なようにしたことを特徴とする。
【０００９】
この構成によると、回転軸が回転することによって、円筒部材が回転軸と供回りし、かつキーが切り欠きに沿って移動して円筒部材が軸方向に移動する。これによって、回転軸の回転に伴って、突起部が、螺旋ガイドにガイドされて回転しながら軸方向に移動し、ストッパに当接して移動が規制されることになる。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のゲーム機用操作部材の回転構造において、前記突起部は径方向に立設された支持軸と、この支持軸に設けられたローラとから成り、当該ローラは前記螺旋ガイドと摺接することを特徴とする。すなわち、移動体は、螺旋ガイドに接しながら移動されるので、ローラが支持軸の回りを転がって摺接しながら移動するため、ローラの転動により、ガイド途中で引っ掛かることなく円滑にガイドされる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造において、前記ストッパは、少なくとも前記移動体と当接する部位が弾性部材であることを特徴とする。この構成によれば、移動体がストッパの弾性部材と当たるため、移動体にかかる衝撃が緩和される。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造を備え、前記操作部材は自動車の模擬ステアリングであり、前記模擬ステアリングの回転に応じてゲーム空間内に描出された仮想的な車両を移動させる画像表示制御手段を備えてなることを特徴とするビデオゲーム装置である。
【００１３】
この構成によれば、操作者は、模擬ステアリングの回転操作に伴って回転軸が回動すると、例えば、この回転軸に連結されたロータリーエンコーダ等の回転量検出部により回転軸の回転角度が検出され、この検出角度に応じてゲーム空間内に描出されている車両の進行方向が制御される。従って、模擬ステアリングの回転角度が大きくても、描出中の車両に対して進行方向を迅速に変更させることとなる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる模擬ステアリングを用いたビデオゲーム装置の外観斜視図である。
【００１５】
本ビデオゲーム装置は、ゲーム空間内で仮想の自動車レースをプレイヤに演出表示するもので、ゲーム機本体１とプレイヤが着座するための運転席１０とからなり、両者は底部両側で一体乃至は半固定的に結合されている。
【００１６】
ゲーム機本体１は、コンソールボックス１Ａを有し、上部には運転席１０側に向けられた画像表示用のモニタ２を備え、その下部の操作台に模擬ステアリング部３が配設されている。模擬ステアリング部３の左隣にはシフトレバー４が設けられている。また、ゲーム機本体１の下部には、ブレーキペダル、アクセルペダルを模擬する、足で押し込み操作可能な構造を有するブレーキペダル５、アクセルペダル６が配設されている。
【００１７】
ゲーム機本体１には、モニタ画面上での自動車レースゲームの進行（画像表示等）を制御する制御基板等を含む制御部７が内蔵されている。制御部７には、模擬ステアリング部３、操作部４、ブレーキペダル５及びアクセルペダル６からの操作信号が入力されており、これら各種の操作信号を所定のゲームプログラムに従って処理することでゲームが進行されるようになっている。
【００１８】
図２は、図１に示す模擬ステアリング部の全体斜視図であり、図３は、図２に示す模擬ステアリング部の側面図である。
【００１９】
模擬ステアリング部３は、模擬ステアリング３１と、模擬ステアリング３１を回動操作可能に支持する主軸３４とを有する。模擬ステアリング部３は、奥行き方向に対向して立直壁３２０が形成された基台３２を有する。基台３２には、両立直壁に軸受３３が設けられ、この軸受３３，３３を貫通する形で主軸３４が軸支されている。主軸３４の両軸受３３間の部分には所定長を有する移動体３５が外嵌されている。主軸３４と移動体３５との関係を、図４を参照して説明する。
【００２０】
図４は、主軸３４と移動体３５との関係を示す図で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は（W位置での）横断面図である。図４において、主軸３４の略中央部分には、周方向適所であって軸方向に所定長を有する溝３３１が形成されている。移動体３５は、円筒部材３５０と、円筒部材３５０の内面であって周方向適所に、ビス止め等によって突設されたキー部材３５１とを有する。移動体３５はこのキー部材３５１が溝３３１に嵌まることによって、主軸３４と一体回転するようになっている。また、キー部材３５１の長手方向寸法は溝３３１の長手方向寸法に比して短く設定されており、移動体３５が溝３３１の形成範囲に亘って長手方向に所定距離だけ移動可能に構成されている。さらに、円筒部材３５０は、その周方向一部、かつ好ましくは長手方向略中央に、円筒の外面に突出する突起体３５２が固設されている。本実施形態では、突起体３５２は立直する軸体３５２１と軸体３５２１周りに回動可能なローラ３５２２とから構成されている。ローラ３５２２の少なくとも表面部は好ましくは弾性材で構成されている。
【００２１】
図２において、基台３２の上部には、支持板部３２１が配設され、この上部には主軸方向に軸心を有する螺旋形状の螺旋ガイド部材３６がその外周で支持板部３２１に固設されている。螺旋ガイド部材３６は帯状の板材を螺旋状に加工形成したもので、円筒部材３５０を外嵌する内径寸法を有する。また、この螺旋ガイド部材３６は、本実施形態では略３周分の螺旋を有し、模擬ステアリング３１を少なくとも左右１回転を超えた角度を回転可能にしている。また、支持板部３２１の上部であって螺旋ガイド部材３６の両端部には、ストッパ３６１ａ，ｂが突設されている。ストッパ３６１ａ，ｂは移動体３５における突起体３５２の旋回軌道に干渉して配置され、旋回する突起体３５２の旋回を規制するものである。
【００２２】
すなわち、移動体３５における突起体３５２は主軸３４の回転に伴って、主軸３４周りに旋回するが、この旋回に伴って螺旋ガイド部材３６の螺旋面に摺接して（本実施形態ではローラ３５２２が螺旋面上を転動）、移動体３５を軸方向に移動させることとなる。そして、模擬ステアリング３１が所要角度分回転されると、突起体３５２がストッパ３６１ａ又は３６１ｂに周方向から当接し、模擬ステアリング３１のそれ以上の回転操作が規制される。模擬ステアリング３１を逆の方向に回転操作された場合も、同様に他端側のストッパ３６１ａ又は３６１ｂに当接してそれ以上の回転操作が規制される。
【００２３】
基台３２上であって前記支持板部３２１の横部（図２では下側）には主軸３４と平行にすなわち手前方向に向いた回動軸３７１を有する駆動部、例えばモータ３７が固設されている。回動軸３７１の先端にはプーリ３７２が取り付けられている。主軸３４の模擬ステアリング３１側には所要径を有するプーリ３４２が取り付けられている。プーリ３４２、３７２間には無端ベルト３７３が張設され、モータ３７からの駆動力がプーリ３４２に伝達可能にされている。
【００２４】
一方、主軸３４の奥行き側端部にはギア３４３が取り付けられている。基台３２の奥行き側には回転量検出手段としての可変抵抗器３８が取り付けられている。そして、可変抵抗器３８は回動軸を有し、この回動軸にはギア３４３と噛合されているギア３８１が連結されている。したがって、主軸３４の回転が可変抵抗器３８で検出される結果、模擬ステアリング３１の回転量が検出されるようになっている。例えば、模擬ステアリング３１が中立位置、即ち車が直進する状態に位置するときに、可変抵抗器３８からの出力電圧が２．５Ｖとし、一方方向に最大回転させたときが０Ｖ、他方方向に最大回転させたときが５Ｖというように設定しておけば、可変抵抗器３８からの出力電圧を検出することで、模擬ステアリング３１の回転位置を検知することができる。モータ３７は可変抵抗器３８からの検知結果を受けて、可変抵抗器３８の出力電圧が２．５Ｖになるようにトルクを発生するサーブ制御系を構成している。また、中立位置からの左右方向への回転量に応じて反力発生用のトルクを発生させるように制御するように構成することで、模擬ステアリング３１を旋回させたときの臨場感を醸し出している。
【００２５】
次に、図５〜８を用いて、模擬ステアリング３１の回転操作及び回転規制動作を説明する。図５は、模擬ステアリングが右方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。図６は、図５に示す模擬ステアリング部のｙ位置での（模擬ステアリング３１側から見た）断面図である。
【００２６】
図３に示す中立位置の模擬ステアリング３１が操作者によって右方向への回転力をかけられると、主軸３４も右方向に回転する。この回転と供回りして、中立位置では移動軌跡の中央に位置する突起体３５２もそのローラ３５２２が螺旋ガイド部材３６の螺旋面に接して転動しながら螺旋面に沿って回転する。ローラ３５２２が螺旋面に沿って移動するにつれて、移動体３５が主軸３４の溝３３１に沿って模擬ステアリング３１から離れる方向に移動する。
【００２７】
そして、模擬ステアリング３１がさらに右方向に回転されると、ローラ３５２２がストッパ３６１ｂに当接して移動が規制される。この奥側のストッパ３６１ｂは当接面がローラ３５２２の曲面に合わせて窪んだ形状と成っており、この窪んだ部位には、弾性部材としてのゴム部材３６１０が貼り付けられている。
【００２８】
これによって、右方向規制位置を超えて模擬ステアリング３１を回転操作しようとしても、操作者は模擬ステアリング３１を回転させることができない。また、ローラ３５２２が当接するのはゴム部材３６１０であるため、当接するときにストッパ３６１ｂに衝撃がかかることが防止され、ストッパ３６１の形状がローラ３５２２の曲面に合わせて窪んでいるため、ローラ３５２２が当接する部位のストッパ３６１ｂの磨耗を効果的に防止することができる。
【００２９】
図７は、模擬ステアリングが左方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。図８は、図７に示す模擬ステアリング部のｚ位置での（模擬ステアリング３１側から見た）断面図である。
【００３０】
図３に示す中立位置の模擬ステアリング３１が操作者によって左方向への回転力をかけられると、主軸３４も左方向に回転する。この回転と供回りして、突起体３５２もそのローラ３５２２が螺旋ガイド部材３６の螺旋面に接して転動しながら螺旋面に沿って回転する。突起体３５２が螺旋面に沿って移動するにつれて、移動体３５が主軸３４の溝３３１に沿って模擬ステアリング３１方向に移動する。
【００３１】
そして、模擬ステアリング３１が左方向に回転されると、ローラ３５２２がストッパ３６１ａに当接して移動が規制される。この模擬ステアリング３１側のストッパ３６１ａは、左側面がローラ３５２２の曲面に合わせて窪んだ形状と成っており、この窪んだ部位には、ゴム部材３６１０が貼り付けられている。
【００３２】
上述した構成によって、左方向規制位置を超えて模擬ステアリング３１を回転操作しようとしても、操作者は模擬ステアリング３１を回転させることができない。本実施の形態にかかるビデオゲーム装置は、上述した模擬ステアリング部３の構成によって、中立位置から模擬ステアリング３１を右方向に１回転、左方向に１回転少なくとも移動させることが可能である。
【００３３】
操作者が模擬ステアリング３１を回転操作すると、模擬ステアリング３１の回転角度を可変抵抗器３８が検知して、この回転角度を示す出力電圧が制御部７に伝えられる。制御部７は、この出力電圧に基づいて、モニタ２に表示される操作者が仮想的に運転する自動車を移動して表示させる。例えば、２．５Ｖの出力電圧が制御部７に検知されたとき、自動車は正面を向くように表示され、右方向の回転角度を示す２．５Ｖより大きい出力電圧が制御部７に検知されたときは、自動車は回転角度に応じた度合いで右方向に移動するように自動車が表示され、左方向の回転角度を示す２．５Ｖ未満の大きさの出力電圧が制御部７に検知されたときは、自動車は回転角度に応じた度合いで左方向に移動するように表示される。また、操作者が模擬ステアリング３１を中立位置から回転した後、手を離したときには、可変抵抗器３８の出力電圧が２．５Ｖになるようにモータ３７によってプーリ３７２に回転トルクが与えられ、模擬ステアリング３１は中立位置まで自動復帰される。また、モータ３７は、操作者が回転する方向と逆方向に所定のトルクをかけて、操作者が模擬ステアリング３１を回転操作する際に所要な反力が発生されるように調整されている。
【００３４】
このようにして、操作者が模擬ステアリング３１を回転操作することによって、模擬自動車を任意の方向に移動させることができ、曲がりくねったレーシングコースを運転してスタート地点からゴール地点までたどり着くスピードを競うレーシングゲームが実行される。
【００３５】
上述のように、本実施の形態にかかるビデオゲーム装置は、操作者が模擬ステアリング３１を規制位置まで回転操作しても、ストッパ３６１ａ，ｂが、模擬ステアリング３１の回転操作による外力をラジアル方向（模擬ステアリング３１の回転方向）で受けることができる。これによって、模擬ステアリング３１と共回り可能な突起体３５２に直接規制がかかるので、従来のような螺合構造部分の消耗という問題はなく、突起体３５２とストッパ３６１との当接が安定的に保持され、ストッパ３６１と突起体３５２とが当接した衝撃でこれらの当接面に変形が生じるのを効果的に防止することができる。このため、模擬ステアリング３１が中立位置まで自動復帰される構成でも、復帰制御系に影響を与えることはなく、模擬ステアリング３１が一定して中立位置まで正確に復帰されることとなる。
【００３６】
更に、操作者によって加えられた外力をスラスト方向の外力に変更する部材が不必要となるため、ビデオゲーム装置の製造費の低廉を図ることができる。そして、ストッパ３６１の設ける位置や螺旋ガイド部材３６の長さを変えることで、容易に模擬ステアリング３１の回転が規制される回転角度を変えることができる。
【００３７】
特に、本発明では、本実施の形態にかかる模擬ステアリング部３のように、模擬ステアリングを１回転以上回転させる構成に適用した場合に、螺旋ガイド、移動体、及び移動体の移動軌跡上に配設したストッパの構成によって、模擬ステアリングの回転を有効に規制することができる。
【００３８】
なお、螺旋ガイド部材３６の両側にストッパ３６１が形成されているが、突起体３５２の移動軌跡上であって突起体３５２が所定回数回転したときの間隔を開けて両ストッパ３６１が配設されていればよい。
【００３９】
また、螺旋ガイド部材３６は、必ずしも螺旋形状だけでなく、突起体３５２を回転させながら主軸３４の軸方向に移動するようにガイドすることができる形状を全て含む。なお、突起体３５２には、必ずしもローラ３５２２が取り付けられている必要はなく、螺旋ガイド部材３６にガイドされて移動可能な突出物であればよい。
【００４０】
なお、本発明は、模擬ステアリング３１の回転構造に限らず、回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を少なくとも正逆回動操作可能にするゲーム機用の操作部材の回転構造に適用可能である。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、移動体は、操作者の操作部材の回転操作に伴って、操作部材の回転方向に回転しながら軸方向に移動してストッパに当接するため、ストッパに対する外力の負荷が、スラスト方向（回転軸の軸方向）にかかるよりも軽くなる。これによって、操作者が操作部材の回転が規制される直前乃至は規制された後に過度な力をかけて回転操作しても、操作部材が更に回転することを効果的に防止して、ストッパ構造の変形を充分に防ぎ、移動体とストッパとの当接位置を安定保持し得る。
【００４２】
請求項３に記載の発明によれば、移動体のガイド途中で引っ掛かることなく、円滑に移動体をガイドして移動させることができるため、操作者の操作部材を回転操作をする操作性がよくなる。
【００４３】
請求項４に記載の発明によれば、ストッパと移動体との当接の衝撃を充分に和らげることができ、当接部位の損傷を効果的に防止することができる。
【００４４】
請求項５に記載の発明によれば、描出中の車両に対して進行方向を迅速に変更させることとなるため、操作性のよいビデオゲーム装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態にかかる模擬ステアリングを用いたビデオゲーム装置の外観斜視図である。
【図２】図１に示す模擬ステアリング部の全体斜視図である。
【図３】図２に示す模擬ステアリング部の側面図である。
【図４】主軸３４と移動体３５との関係を示す図で、（ａ）は一部縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図５】模擬ステアリングが右方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。
【図６】図５に示す模擬ステアリング部のｙ位置での断面図である。
【図７】模擬ステアリングが左方向に最大まで回転操作されたときの図３に対応する側面図である。
【図８】図７に示す模擬ステアリング部のｚ位置での断面図である。
【図９】従来の操作部材の回転構造を示す図である。
【符号の説明】
１ ビデオゲーム装置
３ 模擬ステアリング部（回転構造）
３１ 模擬ステアリング（操作部材）
３４ 主軸（回転軸）
３５ 移動体
３５２ 突起体（突起部材）
３５２１ 支持軸（軸体）
３５２２ ローラ
３６ 螺旋ガイド部材（螺旋ガイド部）
３６１ａ，ｂ ストッパ
７ 制御部（画像表示制御手段）
Claims (5)
- 回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操作可能にするゲーム機用操作部材の回転構造において、前記回転軸の径方向に突設され、この回転軸に対して一体回転され、かつ軸方向への移動が自在にされた移動体と、前記回転軸と同心状に配設され、前記移動体を前記回転軸の回動に応じて軸方向に移動させる螺旋ガイドと、前記移動体の移動軌跡上に配設されているストッパとからなることを特徴とするゲーム機用操作部材の回転構造。
- 前記移動体は、前記回転軸と摺動自在に外嵌された円筒部材と、当該円筒部材の内側に突出するように設けられたキー部材と、当該円筒部材の外側に突設され前記螺旋ガイドと摺設するように設けられた突起部とからなり、前記回転軸の軸方向には溝部が形成され、当該溝部に前記キー部材が嵌合し前記円筒部材が前記回転軸の軸方向に移動可能なようにしたことを特徴とする請求項１に記載のゲーム機用操作部材の回転構造。
- 前記突起部は径方向に立設された支持軸と、この支持軸に設けられたローラとから構成されることを特徴とする請求項２に記載のゲーム機用操作部材の回転構造。
- 前記ストッパは、少なくとも前記移動体と当接する部位が弾性部材であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造。
- 請求項１〜４の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造を備え、前記操作部材は自動車の模擬ステアリングであり、前記模擬ステアリングの回転に応じてゲーム空間内に描出された仮想的な車両を移動させる画像表示制御手段を備えてなることを特徴とするビデオゲーム装置。
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