JP5033206B2

JP5033206B2 - シフトレバー装置

Info

Publication number: JP5033206B2
Application number: JP2010058895A
Authority: JP
Inventors: 博克大森
Original assignee: 三和電子株式会社
Priority date: 2010-03-16
Filing date: 2010-03-16
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2030-03-16
Also published as: JP2011192127A

Description

本発明は、例えば、ドライブゲーム機のようなゲーム機において、画面上の乗り物の運転操作に使用するために用いられて好適なシフトレバー装置に関するものである。

ドライブゲーム機用のようなゲーム機のシフトレバー装置は、ドライブゲーム機の運転席の脇の操作部に設けられ、ゲーム上の乗り物の走行速度を切換えるために用いられものであり、従来より種々の形態のものが知られている。

これらのシフトレバー装置において、前位置又は後位置に傾動させた操作レバーを、元の位置に自動復帰させるための自動復帰手段としては、従来、各種形態のスプリングが用いられるのが一般的であり、下記特許文献１にもその一例が示されている。

この特許文献１に記載のシフトレバー装置は、シフトレバーをフロントドライブ位置へ向けて付勢するコイルばねを設けたことを特徴としており、このコイルばねの付勢作用によって、後退走行状態から前進走行状態に向けての迅速な切換え操作を可能にするものである。

また、ここに添付の図５乃至図６に示した従来のゲーム機用シフトレバー装置（ジョイスティックレバーとも言う）の一例も、操作レバーのセンター位置への自動復帰させるための付勢手段としてスプリングを利用したものであり、その機構及び作用の概略を説明すれば次の通りである。

このシフトレバー装置１０１は、そのシャーシーフレーム１０３が取付板１０４によってゲーム機の操作部に取り付けられるようになっており、シャーシーフレーム１０３には、操作レバー１０２のシャフト１０２１が支軸１０５によって前後方向に傾動可能なように取り付けられている。操作レバー１０２の傾動可能な角度範囲は、図６に示す如く、シャフト１０２１に装着されたシャフトカバー１０７がストッパー１０６Ａ又は１０６Ｂに当接することにより規制されるようになっている。シャフト１０２１の下部領域は、シャーシーフレーム１０３の底面板１０３１に開けた挿通孔１０３１ａを貫通して下方へ伸長し、当該シャフト１０２１の下端域には、その軸方向に摺動自在なように円環状のスイッチ作動部材１０８が装着されている。このスイッチ作動部材１０８は、スプリング１０９によって前記シャーシーフレーム１０３の底面板１０３１へ向けて押し付けられるように付勢されている。

操作レバー１０２に外力が加えられないときは、図５に示す如く、前記スプリング１０９の押出し力によって前記スイッチ作動部材１０８の上面全体が前記底面板１０３１の下面に当接せしめられ、これにより前記シャフト１０２１が底面板１０３１に対して直立した状態となったセンター位置に保持されるようになっている。

操作レバー１０２を、図６に示す如く、そのセンター位置から前方（又は後方）へ傾動させると、前記スイッチ作動部材１０８も前記シャフト１０２１と共に傾斜し、スイッチ作動部材１０８の外周面によって一方のスイッチ装置１０１１Ｂ（又は１０１１Ａ）が作動せしめられる。このとき、前記傾斜したスイッチ作動部材１０８の上面の周縁部の一箇所１０８ｐのみが前記シャーシーフレーム１０３の底面板１０３１に当接した状態で、前記スイッチ作動部材１０８は、前記スプリング１０９の押出し力に抗して、その傾斜角度に応じて前記シャフト１０２１の軸に沿って下方へ移動せしめられ、スプリング１０９は押し縮められる。そのため、操作レバー１０２に対する外力を解放すると自動的に復帰する。

特開平１１−２０７０３０号公報

前記先行技術の如く、操作レバーの原位置への復帰の付勢手段としてスプリングを用いた場合には、スプリングの応力特性に起因して、復帰位置に近づくほどスプリングの付勢力が弱くなるため、操作レバーの切換え時の明確な操作感触が得られず、実車を操作するような操作感覚をリアルに再現できないという問題があった。

本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、特にドライブゲーム機のようなゲーム機のシフトレバー装置において、走行速度の切換え時の操作レバーの操作感触を、従来のスプリング式とは異なり、歯切れ良く明確に感触可能なものとし、実車の操作感触に近いリアリティ感に富んだ操作感触あるいは感覚を生じさせることのできるシフトレバー装置を提供することにある。

前記の目的を達成するための本発明に係るシフトレバー装置は、シャーシーフレームと、このシャーシーフレームに所定の角度範囲内で前後方向に傾動可能に軸支された少なくともその先端側を磁性材料で構成して成る操作レバーと、前記シャーシーフレームの底面板の下面に当接し前記操作レバーの下端部側を挿通させた貫通孔を有し当該操作レバーの軸方向へスライド可能となるように取り付けられたスイッチ作動部材と、このスイッチ作動部材の前後に配置され前記スイッチ作動部材によりオン・オフ動作せしめられるスイッチ装置と、前記操作レバーを常に自立位置に自動復帰させる自動復帰手段と、を備えたシフトレバー装置において、前記自動復帰手段を、前記スイッチ作動部材の前記貫通孔に前記操作レバーの先端側の前記磁性材料と対向させて配置させたマグネットで構成し、前記操作レバーをそのセンター位置から前後方向へ傾動させると前記磁性材料と前記マグネットとの間の距離が離れ、前記操作レバーがセンター位置に戻るときに当該操作レバーを前記磁性材料と前記マグネットとの間の磁力吸着力により当該センター位置へ自動復帰させるように成したことを特徴とする。

この発明によれば、操作レバーのシャフトの下端域に、その軸方向に摺動自在なよう円環状のスイッチ作動部材を装着し、当該スイッチ作動部材の下面にはその貫通孔の下端開口を塞ぐようマグネットを取り付け、このマグネットによる前記シャフトの下端面への磁力吸引力を利用して、傾動せしめられた操作レバーを元のセンター位置へ自動復帰せしめるものであり、その場合、マグネットは、吸着対象物に近づくほど、その吸着力（付勢力）が増大するという特徴を有するため、この特徴を利用して、操作レバーの切換え操作の作動を明確で歯切れの良いものとし、実車のシフトレバーの操作感触に近いリアリティ感に富んだものとすることができる。

本発明に係るシフトレバー装置において、前記シャーシーフレームの底面板の下面に、前記スイッチ作動部材及びマグネットを囲繞するマグネットカバーを取り付けることが好ましい。また、本発明に係るシフトレバー装置において、前記マグネットは１個とすることも、或いはまた、薄いマグネット片を軸方向に複数枚重ねて構成することも可能である。また、本発明に係るシフトレバー装置において、前記操作レバーのシャフトの前後方向への傾動角度を、センター位置から（９±５）°の範囲内とすることが好ましい。また、本発明に係るシフトレバー装置において、前記スイッチ装置として、マイクロスイッチや、光学的センサー、或はポテンションメーターからなるスイッチを用いることが好ましい。

以上説明したように、本発明に係るシフトレバー装置によるときは、操作レバーのシャフトの下端域に、シャフトの軸方向に摺動自在なよう円環状のスイッチ作動部材を装着し、当該スイッチ作動部材の下面にはその貫通孔の下端開口を塞ぐようマグネットを取り付け、このマグネットによる前記シャフトの下端面への吸引力を利用して、傾動せしめられた操作レバーを元のセンター位置へ自動復帰せしめるものであり、その場合、マグネットは、吸着対象物に近づくほど、その吸着力（付勢力）が増大するという特徴を有するため、この特徴を利用することにより、操作レバーの切換え操作の作動を明確で歯切れの良いものとし、実車のシフトレバーの操作感触に近いリアリティ感に富んだものとすることができる。

本発明に係るシフトレバー装置の一例を示す縦断面図である。図１に示したシフトレバー装置の操作レバーを一方へ傾動させた状態を示す縦断面図である。図１に示したシフトレバー装置の操作レバーを他方へ傾動させた状態を示す縦断面図である。本発明に係るシフトレバー装置におけるスイッチ作動部材へのマグネットの取付方法の他の実施例を示す一部縦断面図である。従来のスプリング復帰式シフトレバー装置の一例を示す縦断面図である。図５に示した従来のスプリング復帰式シフトレバー装置の操作レバーを傾動させた状態を示す縦断面図である。

以下、本発明に係るシフトレバー装置をドライブゲーム機のようなゲーム機に実施した場合について添付図面に基づいて詳述する。がしかし、本発明に係るシフトレバー装置は、ドライブゲーム機の限定されず、その他のビデオゲーム機に実施できるものである。

図１は本発明に係るシフトレバー装置の一例を示す図である。

本発明に係るシフトレバー装置１は、その取付板４によって図示を省略したゲーム機の操作パネルに固定されるようになっている。取付板４の下面には、シャーシーフレーム３が取り付けられており、このシャーシーフレーム３に対して、操作レバー２が前後方向に傾動可能なように取り付けられ、操作レバー２の上半部は、取付板４に設けた挿通孔４ａから外部に突出するように構成されている。

操作レバー２は、丸棒状のシャフト２１と、その上端部に取り付けられる握り部材２２と、下端域に装着されるスイッチ作動部材８とを備え、シャフト２１はその中間位置において支軸５によりシャーシーフレーム３に対して所定の角度範囲内で前後方向に傾動可能なよう軸支されている。

前記シャーシーフレーム３は、その底部を形成する底面板３１と、その両側辺から底面板３１に対してそれぞれ直角に立ち上がるよう固着された互いに平行な一対の側壁板３２とから形成され、当該一対の側壁板３２の間に掛け渡すように設けられた支軸５によって、操作レバー２のシャフト２１を前記一対の側壁板３２の間で傾動可能なように保持するようになっている。

シャフト２１の前記一対の側壁板３２の間に収容された部分の外周にはシャフトカバー７が装着されると共に、前記一対の側壁板３２の間には前記支軸５と平行に、且つ、支軸５から互いに等距離の位置に一対のストッパー６Ａ、６Ｂが取り付けられ、操作レバー２の傾動角度を一定範囲内に制限するようになっている。

即ち、図２に示すように、操作レバー２を例えば前方向へ傾動させると、所定の角度αの位置に達したときにシャフトカバー７の外壁面がストッパー６Ｂに当接して、それ以上の傾動が阻止され、また、後方向へ傾動させた場合も同様に、所定の角度位置に達したときにシャフトカバー７の外壁面が反対側のストッパー６Ａに当接して、それ以上の傾動が阻止されるようになっている。

操作レバー２の傾動可能な上記角度αの範囲は、図示した例においては９°に設定されているが、一般的には実車のシフトレバーの傾動角度範囲に合わせて、センター位置から例えば（９±５）°の範囲内とし、リアル感を持たせることが好ましい。ただし、特にこの角度範囲に限定されることはなく、本発明に係るシフトレバー装置が取り付けられるゲーム機の種類、内容に応じて適宜変更、設定することが可能である。

シャーシーフレーム３の底面板３１の下面には、絶縁プレート１２Ａ、１２Ｂを介してスイッチ装置１１Ａ、１１Ｂが取り付けられる。

スイッチ装置１１Ａ、１１Ｂは、図示した例においては、それぞれの触子１１ａ、１１ｂが押圧されることによりオン・オフ動作せしめられるマイクロスイッチから構成されているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、発光素子と受光素子とを有し、両者間の光路の遮断の有無によりオン・オフ動作せしめられる光学的センサー、或はポテンションメーターからなるスイッチを用いることも可能であり、その他各種の作動原理に基づくスイッチ装置も使用可能である。

シャーシーフレーム３の底面板３１には、前記操作レバー２のシャフト２１の下部領域を挿通させるための挿通孔３１ａが開けられており、前記シャフト２１の下部領域はこの挿通孔３１ａを貫通して下方へ伸長するよう構成されている。

当該シャフト２１の下端域には、その軸方向に摺動自在なように円環状の前記スイッチ作動部材８が装着されている。スイッチ作動部材８はプラスチック等で作製され、その中心軸に沿って、前記シャフト２１の下部の小径の下端域２１ａを摺動自在に挿通するための貫通孔８ａが形成されている。

また、図示した例においては、円環状のスイッチ作動部材８の外形は略円錐台形に形成され、上面から下面へ向けて次第に小径となるように構成されている。これにより、図２と図３に示す如く、操作レバー２を傾動させたとき、スイッチ作動部材８の外周面がスイッチ装置（マイクロスイッチ）１１Ａ、１１Ｂの側面に適切に当接し、触子１１ａ、１１ｂの押圧動作が円滑に行われるようになっている。

なお、スイッチ作動部材８の外周面がスイッチ装置１１Ａ、１１Ｂの触子１１ａ、１１ｂを直接押圧するのではなく、適宜の伝達部材を介して間接的に押圧するように構成してもよい。

また、前記スイッチ作動部材８の上面８ｂは、前記底面板３１に開けたシャフト２１の挿通孔３１ａより大径に形成され、スイッチ作動部材８が挿通孔３１ａに嵌まり込んだり引っ掛かったりすることがないようになっている。

スイッチ作動部材８の下面８ｃには、前記貫通孔８ａの下端開口を塞ぐような形で自動復帰手段Ａを構成するマグネット９が取り付けられる。

マグネット９の形態は、特に限定されるものではなく、図１乃至図３に示した例では１個のマグネットを用いているが、比較的薄い円盤状のマグネット片を軸方向に複数枚重ねて用いることも可能である。

図４はマグネットを用いた自動復帰手段の他の実施例２を示す。図面によれば、この実施例２に係る自動復帰手段Ｂは、マグネット９が複数枚のマグネット片９１で構成されている。即ち、スイッチ作動部材８の下面８ｃには、複数のマグネット片９１を重ねて取り付けられている。このように複数のマグネット片９１を重ねて取り付ける場合には、例えば図４に示すように、鉄等の磁性体からなる底付き円筒状のマグネットホルダ９２の内部に複数枚のマグネット片９１を収容し、マグネットホルダ９２の上端部をスイッチ作動部材８の下面の前記貫通孔８ａの開口近くに固着するようにしてもよい。これにより、マグネットホルダ９２を通じた磁気回路が形成され、マグネットホルダ９２の上端部近傍に強力な磁場が形成され、前記操作レバー２のシャフト２１の下端面２１ｂにマグネットが強力に吸引、吸着される力が得られるものである。

なお、図１乃至図３に示す如く、前記シャーシーフレーム３の底面板３１の下面に、前記スイッチ作動部材８及びマグネット９を囲繞するマグネットカバー１０を取り付け、操作レバー２の乱暴な操作等によって操作レバー２のシャフト２１の下端域２１ａからスイッチ作動部材８が抜け落ちるのを防止したり、ゲーム機の製造、修理等の際にマグネット９の取付部分をガードし得るように構成することが好ましい。

マグネットカバー１０の形態は特に限定されないが、図２と図３に示す如く操作レバー２を傾動させたとき、スイッチ作動部材８がシャフト２１の下端域の軸方向に沿って斜め下方へ移動することを許容し得るだけの内部空間を有することが必要である。

次に、上記の如く構成された本発明に係るシフトレバー装置１の作用について説明する。

操作レバー２に外力を加えない状態においては、図１に示すように、スイッチ作動部材８のマグネット９が操作レバー２のシャフト２１の下端面２１ｂに強く吸着した状態となる。即ち、この状態ではシャフト２１の下端面２１ｂとマグネット９の上面９ａとの間の間隔Ｓは０（ゼロ）となっている。このときは、マグネット９の吸着力により、前記スイッチ作動部材８の上面８ｂ全体が前記底面板３１の下面に当接せしめられた状態となることにより、シャフト２１は底面板３１に対して直立した状態でセンター位置に保持される。

次いで、操作レバー２を、図２に示す如く、前記センター位置から前方へ傾動させると、シャフト２１が傾斜せしめられると共に、前記スイッチ作動部材８は後方へ向けて変位し、当該スイッチ作動部材８の外周面が一方のスイッチ装置１１Ｂの触子１１ｂを押圧して、スイッチ装置１１Ｂを作動せしめ、例えばオン信号を生じさせる。

また、このとき同時に、前記傾斜したスイッチ作動部材８は、図２と図３に示すように、その上面８ｂの周縁部の一箇所８ｄだけが前記シャーシーフレーム３の底面板３１に当接した状態となり、その傾斜角度に応じて、スイッチ作動部材８は、前記マグネット９の吸引力に抗して、前記シャフト２１の軸に沿って下方へ移動せしめられる。

これによって、図示する如く、前記シャフト２１の下端面２１ｂと前記マグネット９の上面９ａとの間に空間１３が形成され、当該空間の間隔Ｓを縮めようとする自動復帰手段Ａの前記マグネット９によるシャフト２１の下端面２１ｂに対する吸引力によって、操作レバー２をそのセンター位置へ復帰させようとする力が生じる。

そのため、操作レバー２に対する外力を解除すると、操作レバー２は、図１に示したようなセンター位置へ復帰する。

図示した例において、前記空間１３の最大許容間隔Ｓは例えばＳ＝２．９７ｍｍに設定される。この間隔Ｓはマグネット９の磁力、その他各部品の仕様に応じ、操作レバー２に対してマグネットが充分な復帰力を及ぼし得る範囲内に設定される。

なお、図３に示したように、操作レバー２をセンター位置から後方へ傾動させた場合も同様であり、その場合は、操作レバー２を後方へ傾動させると、スイッチ作動部材８がもう一方のスイッチ装置１１Ａに接近しこれを作動させると共に、前記と同様に、前記シャフト２１の下端面と前記マグネット９の上面との間に空間１３が形成され、当該空間の間隔を縮めようとする自動復帰手段Ａの前記マグネット９によるシャフト２１の下端面２１ｂに対する吸引力によって、操作レバー２をそのセンター位置へ復帰させようとする力が生じるものである。

なお、スイッチ装置として、光学的センサーを用いた場合には、スイッチ作動部材８の傾斜によって光学的センサーの発光素子と受光素子間の光路が遮断されるように構成するものである。また、スイッチ装置として、ポテンションメーターを用いた場合には、操作レバー２の傾動をポテンションメーターで検出して、ＯＮ、ＯＦＦ動作や、傾動速度、傾動速度を検知するものである。

ここで、操作レバー２をセンター位置へ復帰させる付勢手段として、従来の如くスプリングを利用する場合に比べて、本発明の如くマグネットを利用する場合の方が、復帰時にカチッ、カチッというようなシャッキリとした明確で歯切れの良い操作感触が得られる理由について説明する。

従来の如くスプリングを利用する場合には、図５及び図６を参照して前記した如く、スプリング１０９に蓄えられる応力は、操作レバー１０２がセンター位置にあるときが最も小さく、前方又は後方への傾動最終位置にあるときが最も大きい。そのため、操作レバー１０２に伝達されるセンター位置への復帰力（センター位置へ引き戻そうとするバネ力）は、操作レバー１０２が傾動最終位置にあるときが最も強く、操作レバー１０２がセンター位置に近づくにつれて次第に弱くなる。従って、操作レバー１０２を握った手に伝わる操作感触においても、操作レバーの復帰力は操作レバーがセンター位置に近づくにつれて次第に弱くなり、センター位置へ１０２復帰したことを示す明確で歯切れの良い操作感触は得られ難い。

また、センター位置から前方向又は後方向への傾動開始時にも、操作レバー１０２に作用するスプリング力が次第に高まるだけであるので、明確な切換え操作感触は得られ難い。

それに対して、本発明の如くシャフト２１の自動復帰手段Ａにマグネットを利用する場合には、図１乃至図３を参照して前記した如く、マグネット９がシャフト２１の下端面２１ｂに引き寄せられる吸引力は、操作レバー２がセンター位置に近づきマグネット９とシャフト２１の下端面２１ｂとの間の空間の間隔が短いときが最も大きく、操作レバー２が前方又は後方への傾動最終位置にあり、前記空間の間隔が長いときが最も小さい。そのため、操作レバー２に伝達されるセンター位置への復帰力（センター位置へ引き戻そうとする磁力）は、操作レバー２が傾動最終位置にあるときが最も弱く、操作レバー２がセンター位置に近づくにつれて次第に強くなり、最後にマグネット９がシャフト２１の下端面２１ｂに非常に強い力でカチンと吸着される。従って、操作レバー２を握った手に伝わる操作感触においても、操作レバー２の復帰力は操作レバー２がセンター位置に近づくにつれて次第に強くなり、センター位置へ復帰してマグネット９がシャフト２１の下端面２１ｂに吸着したとき突然ゼロとなる。そのとき、カチッという吸着時の僅かな振動も伝わるので、センター位置へ復帰したことを示すシャッキリとした明確で歯切れの良い操作感触が得られるものである。

また、センター位置から前方向又は後方向への傾動開始時には、操作レバー２を傾動させると、それまでシャフト２１の下端面２１ｂに吸着していたマグネット９が引き剥がされて、その一瞬間だけ、操作レバー２が軽くなったような感触が手に伝わるので、このときも、スプリング使用の場合に比べて歯切れの良い明確な切換え操作の感触が得られるものである。

尚、以上の説明では、操作レバー２が前後方向の一方向のみに傾動するシフトレバー装置１について説明したが、本発明は操作レバー２が３６０°のどちらの方向へも傾動する、所謂ジョイスティックレバーに適用することも可能である。

以上説明したように、本発明に係るシフトレバー装置は、操作レバーのシャフトの下端域に、シャフトの軸方向に摺動自在なよう円環状のスイッチ作動部材を装着し、当該スイッチ作動部材の下面にはその貫通孔の下端開口を塞ぐようマグネットを取り付け、このマグネットによる前記シャフトの下端面への吸引力を利用して、傾動せしめられた操作レバーを元のセンター位置へ自動復帰せしめるものであり、マグネットの吸着力の特性を生かすことにより、走行時の速度切換え時の操作レバーの操作感を歯切れ良く明確に感触可能なものとし、実車の操作感触に近いリアリティ感に富んだ操作感を生じさせることができることから、ドライブゲーム機用のシフトレバー装置としては最適なものである。

Ａ、Ｂ自動復帰手段
１シフトレバー装置
２操作レバー
３シャーシーフレーム
４取付板
５支軸
６Ａ，６Ｂストッパー
７シャフトカバー
８スイッチ作動部材
８Ａ貫通孔
９マグネット
１０マグネットカバー
１１Ａ，１１Ｂスイッチ装置
２１シャフト
２２握り部材
３１底面板
３２側壁板
９１マグネット片
９２マグネットホルダ

Claims

シャーシーフレームと、このシャーシーフレームに所定の角度範囲内で前後方向に傾動可能に軸支された少なくともその先端側を磁性材料で構成して成る操作レバーと、前記シャーシーフレームの底面板の下面に当接し前記操作レバーの下端部側を挿通させた貫通孔を有し当該操作レバーの軸方向へスライド可能となるように取り付けられたスイッチ作動部材と、このスイッチ作動部材の前後に配置され前記スイッチ作動部材によりオン・オフ動作せしめられるスイッチ装置と、前記操作レバーを常に自立位置に自動復帰させる自動復帰手段と、を備えたシフトレバー装置において、
前記自動復帰手段を、前記スイッチ作動部材の前記貫通孔に前記操作レバーの先端側の前記磁性材料と対向させて配置させたマグネットで構成し、前記操作レバーをそのセンター位置から前後方向へ傾動させると前記磁性材料と前記マグネットとの間の距離が離れ、前記操作レバーがセンター位置に戻るときに当該操作レバーを前記磁性材料と前記マグネットとの間の磁力吸着力により当該センター位置へ自動復帰させるように成したことを特徴とする、シフトレバー装置。
前記シャーシーフレームの底面板の下面に、前記スイッチ作動部材及びマグネットを囲繞するマグネットカバーを取り付けたことを特徴とする、請求項１に記載のシフトレバー装置。
前記マグネットが、１個のマグネットから成ることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシフトレバー装置。
前記マグネットが、薄いマグネット片を軸方向に複数枚重ねて成ることを特徴とする、請求項１又は２に記載のシフトレバー装置。
前記操作レバーのシャフトの前後方向への傾動角度が、センター位置から（９±５）°の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシフトレバー装置。
前記スイッチ装置としてマイクロスイッチを用いたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシフトレバー装置。
前記スイッチ装置として光学的センサーやポテンションメーターからなるスイッチを用いたことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のシフトレバー装置。