JP6123129B2 - 入力装置及びこれを用いたゲーム機 - Google Patents

Description

本発明は、ゲーム機等に用いられる入力装置に関する。

ゲーム機等の各種の装置、機器類には、ユーザの操作を検出するための入力装置が設けられている。例えば、ゲーム機の分野では、ユーザによって押し込み操作される押釦状の入力装置と、ユーザによって回転操作されるディスク状の操作部材を備えた入力装置とを設けた例が知られている（例えば特許文献１及び２参照）。押し込み操作及び略水平方向へのスライド操作が可能な操作部材の外周に、回転操作が可能なリング状の操作部材を別に配置した入力装置が設けられたゲーム機も知られている（例えば特許文献３参照）。

特開２０００−０８４２５１号公報 特開２０００−１２６４６８号公報 特開２０１４−１４４０８７号公報

押し込み操作用の操作部材に対して、回転操作用の操作部材を別に用意してそれらの操作部材を組み合わせた入力装置には、幾つかの検討すべき課題がある。例えば、ユーザは、押し込み操作と回転操作とを明確に区別して操作部材を使い分ける必要がある。そのため、ユーザが誤って異なる操作部材を操作し、あるいは、押し込み操作と回転操作との間での操作の切り替えにもたつく、といった不便を感じるおそれがある。また、二種類の操作部材を設けることは、部品点数が増加して装置の構成が複雑化し、かつ、装置の小型化を図る上でも不利となるおそれがある。

そこで、本発明は、押し込み操作及び回転操作に適した比較的簡素な構成の入力装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る入力装置は、押し込み操作及び回転操作の対象とされる操作部、及び該操作部から前記押し込み操作の方向に延ばされた軸状部を有する操作部材と、前記軸状部が、該軸状部の軸線方向に沿って往復移動可能かつ前記軸状部の軸線の回りに回転可能な状態で取り付けられる軸受部を有する支持構造体と、前記押し込み操作に対する復元力を前記操作部材に付与する復元力付与手段と、前記操作部材の押し込み操作に伴う変位に対応した信号を出力する押し込み操作検出手段と、前記操作部材の回転操作に伴う変位に対応した信号を出力する回転操作検出手段と、を備えたものである。

本発明の一形態に係る入力装置が用いられたゲーム機の斜視図。 ゲーム機にて実行されるゲーム画面の一例を示す図。 第１の形態に係る入力装置の斜視図。 第１の形態に係る入力装置の平面図。 図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図。 図４のVI−VI線に沿った断面図。 第２の形態に係る入力装置の斜視図。 第２の形態に係る入力装置の裏面側の斜視図。 第２の形態に係る入力装置の図５と同一方向における断面図。 第２の形態に係る入力装置の図６と同一方向における断面図。

（第１の形態）
図１は本発明の一形態に係る入力装置が用いられたゲーム機の一例を示している。ゲーム機１は筐体２を有している。筐体２は、ユーザが立ってプレイする縦型筐体として構成されている。筐体２の前面中央部にはコントロールパネル３が設けられ、その上方には縦長の表示装置４が設けられている。コントロールパネル３には、複数（図示例では５個）の入力装置５が設けられている。各入力装置５はディスク状の操作部材１０を有し、その操作部材１０に対する押し込み操作と回転操作とに対応した信号を出力する。入力装置５は、筐体２の表示装置４と向かい合うユーザからみて、操作部材１０が前後二列に分けて並ぶようにして筐体２に取り付けられている。前列には２つの入力装置５が、後列には３つの入力装置５が設けられ、それらの操作部材１０は千鳥状に並んでいる。また、筐体２の底部前方には、他の入力装置としてフットスイッチ６が設けられている。フットスイッチ６は、ユーザによる踏み込み操作に対応した信号を出力する。ゲーム機１には、上記以外にも、音再生用の左右一対のスピーカユニット７Ｌ、７Ｒ、ゲームのプレイ料金の支払いやユーザの認証等を処理するためのコンソールユニット８といった各種の機器類が設けられている。

ゲーム機１はコンピュータを内蔵し、入力装置５の出力信号を参照して適宜のゲームをユーザにプレイさせるように構成されている。以下、ゲーム機１にてプレイされるゲームの一例を図２に基づいて説明する。ただし、ゲーム機１にてプレイされるゲームは、以下の例に限らない。入力装置５から出力される押し込み操作及び回転操作のそれぞれに対応した信号を参照して制御される限り、ゲーム機１にてプレイされるゲームは適宜に変更が可能である。

図２のゲーム画面１００は、音楽に合わせてユーザに入力装置５を操作させる音楽ゲームにて表示されるゲーム画面の一例である。ゲーム画面１００は、ユーザに操作を指示する目的で表示装置４に表示される。ゲーム画面１００には、入力装置５と同数（図示例では５本）のレーン１０１が表示されている。各レーン１０１は、ゲーム画面１００の奧から手前側に延びるように描かれている。５本のレーン１０１には上下関係が設定されている。図２の例では、上側に３本のレーン１０１が並べられ、下側には、上側の３本のレーン１０１の間に位置するようにして２本のレーン１０１が並べられる。レーン１０１の配列はコントロールパネル３における入力装置５の操作部材１０の配列に対応する。すなわち、上側の３本のレーン１０１はユーザから見て奧に並べられた３つの操作部材１０にそれぞれ対応し、下側の２本のレーン１０１はユーザから見て手前に並べられた２つの操作部材１０にそれぞれ対応する。ただし、ゲームの娯楽性を高めるといった目的でレーン１０１の配列に適宜の変化が与えられてもよい。また、レーン１０１の延びる方向も適宜に変更されてもよい。

各レーン１０１の手前側には基準マーク１０２が表示される。基準マーク１０２はゲーム上の現在時刻に対応する。基準マーク１０２の配列もレーン１０１と同様に操作部材１０の配列と対応付けられている。また、レーン１０１上には、タイミングマーク１０３Ａ、１０３Ｂが適宜に表示される。タイミングマーク１０３Ａはユーザに対して操作部材１０の押し込み操作を指示するために表示され、タイミングマーク１０３Ｂはユーザに対して操作部材１０の回転操作を指示するために表示される。タイミングマーク１０３Ａはレーン１０１の奥行方向に関して薄い物体として描かれる。一方、タイミングマーク１０３Ｂはレーン１０１の奥行方向に関して適度な長さを有する物体として描かれる。また、タイミングマーク１０３Ｂは回転操作が指示されていることをユーザに認識させるため、螺旋状に捩れた形状で描かれる。

タイミングマーク１０３Ａ、１０３Ｂは、ゲーム中に再生される楽曲中の適宜の時期にレーン１０１の奧に出現し、楽曲の再生に同期した速度でレーン１０１上を手前側に向けて移動する。ユーザには、タイミングマーク１０３Ａが基準マーク１０２に到達するタイミングに合わせてその基準マーク１０２に対応する操作部材１０を押し込み操作することが要求される。また、タイミングマーク１０３Ｂが基準マーク１０２に達している間、その基準マーク１０２に対応する操作部材１０を回転操作することがユーザに要求される。ゲーム中のいずれの時期にいずれの操作部材１０を押し込み操作又は回転操作すべきかは、ゲーム中に再生される楽曲やその楽曲の難易度等に応じて予め定められている。ゲーム機１に内蔵された記憶媒体には、操作時期や操作対象の操作部材１０を指定するデータが予め記録されている。そのデータに基づいてタイミングマーク１０３Ａ、１０３Ｂの出現時期、移動速度等がゲーム機１のコンピュータにより制御される。また、ゲームの進行中においては、ゲーム画面１００を介して指示される押し込み操作又は回転操作をユーザが正しく行っているか否かが入力装置５の出力信号とデータとの対比に基づいて判定される。その判定結果に従ってユーザのスコアが演算されて、そのスコアがスコア表示部１０４に表示される。ゲーム画面１００にて指示される操作とユーザが実際に行った操作との一致度が高いほどユーザのスコアは高く演算され、ユーザが獲得したスコアに基づいて曲がクリアされたか否かといったゲーム結果が判定される。

次に、図３〜図６を参照して入力装置５の詳細を説明する。なお、ゲーム機１に設けられた５つの入力装置５の構成は互いに等しく、以下では単一の入力装置５について説明する。入力装置５は、上述した操作部材１０に加えて、操作部材１０を支持するための支持台３０を有している。図４〜図６から明らかなように、操作部材１０は、押し込み操作及び回転操作の対象とされるべき操作部１１と、その操作部１１の裏面側（図５及び図６において下面側）の中心部から押し込み操作の方向に延ばされた軸状部１２とを有している。図３及び図４に示したように、操作部１１は概ね円盤状の外観を有する形状に形成されている。操作部１１の表面中央部には六角形状の浅い窪み部１３が設けられている。窪み部１３は、操作部１１の中央部を押し込み操作するようにユーザに意識させる標識として機能する。窪み部１３の周囲には複数の突条部１４が周方向に一定の間隔を空けて設けられている。各突条部１４は操作部１１の半径方向に対して幾らか湾曲するように形成されている。また、操作部１１の外周にも複数の突部１５が周方向に並べて設けられている。突条部１４及び突部１５は、ユーザが操作部１１を回転操作する際に指や手を掛け易くして、回転操作時の滑りを抑える作用を果す。なお、窪み部１３、突条部１４及び突部１５は操作部材１０に必須の要素ではなく、適宜に省略されてよい。

図５及び図６に示すように、軸状部１２は、第１嵌合軸部１６と、第１嵌合軸部１６の先端側に同軸的に設けられかつ第１嵌合軸部１６よりも幾らか小径に形成された第２嵌合軸部１７と、第２嵌合軸部１７の先端側に同軸的に連結されるキャップ部１８と、第１嵌合軸部１６の後端側に設けられたフランジ部１９とを備えている。フランジ部１９は操作部１１の中心部に一体に接合されている。それにより、操作部１１と軸状部１２とは互いに同軸に固定され、かつ軸状部１２の軸線方向及び周方向に一体的に移動することができる。

図３〜図６に示すように、支持台３０は基板３１を備えている。基板３１は概ね六角形状であり、その頂点付近には入力装置５をゲーム機１のコントロールパネル３に取り付けるための複数（図では３個）のボルト孔３２（図３及び図６）が設けられている。図５及び図６に示すように、基板３１の裏面側の中心部には、軸受部としての軸ホルダ３３が取り付けられている。軸ホルダ３３は、筒状部３４と、その筒状部３４の上端から外側に広がるように設けられたフランジ部３５とを有している。筒状部３４は概ね円筒形である。フランジ部３５は基板３１の裏面側の中心部に固定される。したがって、軸ホルダ３３は基板３１とともに支持台３０の一部を構成する。

筒状部３４の下端には筒状部３４の中心側に幾らか突出するばね受け３６が形成され、ばね受け３６の中心には貫通孔３６ａが同軸的に形成されている。ばね受け３６以外の部分において筒状部３４の内径は一定である。筒状部３４の内径は、軸状部１２の第１嵌合軸部１６が筒状部３４の内面に対して軸線方向及び周方向に滑ることができるよう、適度な緩みをもって第１嵌合軸部１６と嵌合する大きさに設定されている。また、貫通孔３６ａの内径は、第２嵌合軸部１７が貫通孔３６ａの内面に対して軸線方向及び周方向に滑ることができるよう、適度な緩みをもって第２嵌合軸部１７と嵌合する大きさに設定されている。

軸ホルダ３３が基板３１に固定された状態で、筒状部３４の内部に軸状部１２が挿入されて第１嵌合軸部１６が筒状部３４と、第２嵌合軸部１７がばね受け３６の貫通孔３６ａとそれぞれ嵌め合わされることにより、軸状部１２は軸ホルダ３３に対して軸線方向に往復移動可能かつ軸線の回りに回転可能な状態で軸ホルダ３３に取り付けられる。軸状部１２を軸ホルダ３３に装着する際に、第２嵌合軸部１７の外周には復元力付与手段の一例としてのばね部材３７が装着される。ばね部材３７は一例としてコイルばねであり、第２嵌合軸部１７と同軸的である。軸状部１２の筒状部３４への挿入により、ばね部材３７はばね受け３６に突き当てられ、そのばね受け３６と第１嵌合軸部１６の第２嵌合軸部１７側の端部に設けられた溝状のばね受け１６ａとの間に挟まれる。

軸状部１２のキャップ部１８は、第２嵌合軸部１７を貫通孔３６ａに挿入した後に、ばね受け３６の外側（下方）から第２嵌合軸部１７に連結される。キャップ部１８が連結されることにより、ばね部材３７は幾らか圧縮される。ばね部材３７の圧縮に伴って、操作部材１０には上方に向かう復元力（反発力）が作用する。復元力はばね受け３６と第１嵌合軸部１６とに作用し、これらのばね受け３６と第１嵌合軸部１６とが復元力の作用部として機能する。ばね部材３７の復元力で操作部材１０が上方に押されることにより、キャップ部１８はばね受け３６の下端に押し付けられる。それにより、押し込み操作がなされていない状態における操作部材１０の上下方向の位置が定まり、かつ操作部材１０の上方への抜けが阻止される。つまり、キャップ部１８は押し込み操作がなされていないときに操作部材１０を上下方向に位置決めし、かつ操作部材１０を抜け止めする手段として機能する。以下では、操作部材１０が押し込み操作されず、キャップ部１８がばね受け３６に接しているときの操作部材１０の位置を定常位置と呼ぶ。

操作部材１０が定常位置にあるとき、軸状部１２のフランジ部１９と軸ホルダ３３の上端との間には、操作部１１の押し込み操作を許容するための隙間３８が生じる。したがって、操作部１１は、フランジ部１９が軸ホルダ３３の上端に突き当たるまで押し込み操作が可能である。基板３１の表面側には凹部３９が設けられている。操作部材１０が定常位置にあるとき、操作部１１の外周はその凹部３９内に幾らか入り込んでいる。

基板３１の裏面側にはブラケット４０が取り付けられている。ブラケット４０は樋形状に曲げ加工された板金部品である。ブラケット４０の底には抜き窓４１が形成されている。操作部材１０が定常位置にあるとき、軸状部１２の先端、つまりキャップ部１８の先端は抜き窓４１の僅かに上方に位置している。ブラケット４０にはマイクロスイッチ４２が取り付けられている。マイクロスイッチ４２は、キャップ部１８の先端と接触する押釦型のプランジャ４２ａを有している。操作部材１０が押し込み操作に伴って下方に変位すると、プランジャ４２ａが押し込まれてマイクロスイッチ４２の内部接点が導通し、それにより、マイクロスイッチ４２からは押し込み操作の検出を意味する信号が出力される。したがって、マイクロスイッチ４２は、操作部材１０の押し込み操作に伴う変位に対応した信号を出力する押し込み操作検出手段の一例として機能する。

図６に示すように、入力装置５には、操作部材１０の回転操作に伴う変位に対応した信号を出力する回転操作検出手段の一例として回転操作検出機構４５も設けられている。回転操作検出機構４５は、キャップ部１８に同軸的に取り付けられて軸状部１２の軸線回りに軸状部１２と一体に回転する回転盤４６と、その回転盤４６の回転変位に対応した信号を出力する一対のフォトセンサ４７とを備えている。回転盤４６は、可視光に対して透過性を有する素材にて形成されている。図３から明らかなように、回転盤４６の外周には可視光を遮る遮光部４６ａが周方向に一定間隔で設けられている。なお、図３では一部の遮光部４６ａを示すが、遮光部４６ａは回転盤４６の全周に亘って一定の角度ピッチＰＴで設けられている。

図６に示すように、フォトセンサ４７は、センサ支持板４８を介して基板３１に取り付けられている。フォトセンサ４７は、発光部４７ａから受光部４７ｂに向けて可視波長域の検査光を照射し、受光部４７ｂにて検出された検査光の強度に応じた信号を出力する、いわゆるフォトインタラプタ型のセンサである。各フォトセンサ４７は、発光部４７ａと受光部４７ｂとの間に回転盤４６の外周部が位置するようにして基板３１に取り付けられている。したがって、発光部４７ａと受光部４７ｂとの間を遮光部４６ａが通過しているか否かにより、フォトセンサ４７からの出力信号が変化する。遮光部４６ａを検出部とすれば、受光部４７ｂにて検査光を受光していないときのフォトセンサ４７からの出力信号が検出部の検出に対応した信号となる。ただし、遮光部４６ａ間の隙間部分を検出部とし、受光部４７ｂにて検査光を受光しているときのフォトセンサ４７からの出力信号を検出部の検出に対応した信号としてもよい。

フォトセンサ４７の発光部４７ａと受光部４７ｂとの間隔は、操作部材１０の上下方向の移動に伴って回転盤４６が上下に変位しても回転盤４６と接しないように定められている。また、一対のフォトセンサ４７（図６では一方のフォトセンサ４７のみが示されている。）は、軸状部１２の周方向に関して適度に距離をおいて配置されている。フォトセンサ４７の周方向における角度間隔は、遮光部４６ａの周方向の角度ピッチＰＴに対して、ＰＴ／２の整数倍以外の値に設定されている。その理由は、一対のフォトセンサ４７からの検出信号の位相差を利用して、回転盤４６の回転方向を判別するためである。

以上のように構成された入力装置５によれば、ユーザが操作部１１を押し込み操作すると、操作部材１０が全体として下方に変位し、その変位に伴ってマイクロスイッチ４２から押し込み操作の検出信号が出力される。一方、ユーザが操作部１１を回転操作すると、その回転量及び回転速度に対応して遮光部４６ａの検出信号がフォトセンサ４７から繰り返し出力され、その検出信号の列に基づいて操作部１１の回転量、回転速度及び回転方向を判別することが可能となる。つまり、遮光部４６ａの検出回数から回転量を、回転量と時間とから回転速度を、そしてフォトセンサ４７の検出信号の位相差から回転方向をそれぞれ判別することができる。ゲーム機１では、マイクロスイッチ４２からの信号に基づいてタイミングマーク１０３Ａにて指示された押し込み操作をユーザが正しく行ったか否かを判別し、かつフォトセンサ４７からの信号に基づいて、タイミングマーク１０３Ｂにて指示された回転操作をユーザが正しく行ったか否かを判別し、それらの判別結果に基づいてユーザのスコアの演算といった各種の制御を実行することができる。

本形態の入力装置５においては、押し込み操作及び回転操作が共通の操作部材１０の操作部１１に対して行われる。したがって、ユーザが押し込み操作と回転操作とで操作すべき部材を区別する必要がなく、ユーザの誤操作のおそれが排除され、あるいは押し込み操作と回転操作との間の切り替えにユーザがもたつくおそれも低減される。また、押し込み操作と回転操作との間でそれぞれ別の操作部材を用意する必要がない。したがって、部品点数が削減され、入力装置５の構成を簡素化し、かつ入力装置５の小型化を図ることができる。

操作部材１０に第１及び第２の嵌合軸部１６、１７が設けられ、第１嵌合軸部１６のほぼ全長に亘る範囲と、第２嵌合軸部１７の先端部とを筒状部３４と嵌め合わせているので、第１嵌合軸部１６の操作部１１側における基部ＢＰ、つまりはフランジ部１９と連結される側の端部と、第２嵌合軸部１７の先端部ＴＰとを軸ホルダ３３にて半径方向に確実に支持することができる。そのため、押し込み操作に対する軸状部１２のこじれを抑え、操作部材１０の往復運動及び回転運動の安定性を高めることができる。さらに、操作部材１０を定常位置に戻すためのばね部材３７が第１及び第２の嵌合軸部１６、１７に対して同軸的に配置されているので、ばね部材３７の復元力を軸状部１２の軸線に沿って均等に作用させることができる。そのため、復元力の偏りによる軸状部１２のこじれをより確実に抑えることができる。嵌合軸部１７の先端部ＴＰを軸ホルダ３３にて支持しているため、軸状部１２の先端側の動きが安定する。したがって、押し込み操作をマイクロスイッチ４２にて確実に検出することができる。

（第２の形態）
次に、図７〜図１０を参照して、第２の形態に係る入力装置を説明する。なお、第１の形態と共通する部分には同一の参照符号を付し、以下では相違点を中心に説明する。また、本形態に係る入力装置は図１に示したゲーム機１に適用されるものであり、ゲーム機１に関する構成、及びそのゲーム機１にてプレイされるゲームは図１及び図２の説明部分がそのまま適用される。

図７及び図８に示すように、本形態の入力装置５Ａも操作部材５０と支持台７０とを有している。ただし、支持台７０は第１の形態における支持台３０と比較して上下方向に薄く構成されている。図９及び図１０に示したように、操作部材５０は、操作部１１と、その操作部１１の裏面側から押し込み方向に延ばされた軸状部５２とを有している。操作部１１は第１の形態における操作部材１０の操作部１１と同じである。一方、軸状部５２は、円筒形状の嵌合軸部５３と、軸状部５２の軸線上に設けられた操作軸部５４とを備えている。嵌合軸部５３は操作軸部５４と同軸であり、その上端は操作部１１の裏面側の中心部に操作部１１と同軸となるようにして接合される。嵌合軸部５３の先端（下端）には外側に向かって広がるフランジ部５５が設けられている。

一方、支持台７０には、基板３１と、その基板３１に取り付けられる軸ホルダ７１とが設けられている。基板３１は、相手部品の取付け用のねじ穴位置などの細部を除けば、第１の形態に係る入力装置５のそれと同じである。軸ホルダ７１は、ハウジング７２と、そのハウジング７２の内周に挿入されるスリーブ７３とを有している。ハウジング７２は、内径一定の円筒形状に形成された筒状部７４と、その筒状部７４の上端部から外側に広がるように設けられたフランジ部７５とを有している。フランジ部７５が基板３１の裏面側の中心部に固定されることにより、軸ホルダ７１は基板３１とともに支持台７０の一部を構成する。

筒状部７４の上端には凹部７４ａが形成されている。スリーブ７３は筒状部７４の内周に一体的に嵌め合わされ、その上端のフランジ部７３ａは凹部７４ａ内に収容されて凹部７４ａの底面と軸線方向に突き合わされる。ハウジング７２とスリーブ７３とは相対移動が不可能である。したがって、軸ホルダ７１（ハウジング７２とスリーブ７３との組み立て構造体）は軸受部として機能する。嵌合軸部５３は、スリーブ７３の内周に下方から挿入され、操作部１１と同軸の状態で操作部１１の裏面中央のボス５０ａに接合される。スリーブ７３の内径は、嵌合軸部５３がスリーブ７３の内面に対して軸線方向及び周方向に滑ることができるよう、適度な緩みをもって嵌合軸部５３と嵌合する大きさに設定されている。嵌合軸部５３がスリーブ７３の内周に嵌め合わされることにより、軸状部５２は軸ホルダ７１に対して軸線方向に往復移動可能かつ軸線の回りに回転可能な状態で軸ホルダ７１に取り付けられる。嵌合軸部５３のフランジ部５５はハウジング７２の下端に突き当てられ、それにより操作部材５０の上方への抜けが阻止される。なお、本形態においては、フランジ部５５がハウジング７２の下端に接しているときの操作部材５０の位置を操作部材５０の定常位置と呼ぶ。

図１０に示すように、軸ホルダ７１のフランジ部７５には複数（一例として３個）のピン穴７７が設けられている。ピン穴７７は、軸状部５２の周囲に位置し、かつ軸状部５２の周方向に一定の間隔を空けて配置されている。各ピン穴７７にはピン７８が軸線方向（上下方向）に移動できるようにして嵌め合わされている。各ピン７８の外周には復元力付与手段の一例としてのばね部材７９が装着されている。ピン７８の上端は摩擦部材の一例としての摩擦板８０と連結されている。摩擦板８０は一例としてリング状であり、軸状部５２と同軸に配置された状態でピン７８と連結される。ピン７８と摩擦板８０とは軸線方向に一体的に移動可能である。ばね部材７９は一例としてコイルばねである。ばね部材７９は、フランジ部７５と摩擦板８０との間に挟み込まれるように設けられている。

操作部材５０が定常位置にあるとき、ばね部材７９は幾らか圧縮される。ばね部材７９の圧縮に伴って摩擦板８０は操作部材５０の操作部１１に押し付けられ、それにより操作部材５０には上方に向かう復元力（反発力）が作用する。軸ホルダ７１と操作部材５０との間において、ばね部材７９の復元力は軸ホルダ７１のフランジ部７５と、操作部材５０の操作部１１の中心に設けられたボス５０ａとに作用し、これらの部分が復元力の作用部として機能する。ばね部材７９の復元力で操作部材５０が上方に押されることにより、フランジ部５５がハウジング７２の下端に押し付けられ、操作部材５０が定常位置に位置決めされる。つまり、フランジ部５５は操作部材５０を上下方向に位置決めし、かつ操作部材５０を抜け止めする手段として機能する。また、摩擦板８０が操作部１１の裏面側に押し付けられることにより、操作部材５０と摩擦板８０との間には、ばね部材７９のばね荷重と摩擦板８０の表面の摩擦係数とに応じた摩擦抵抗が生じる。したがって、操作部材５０が回転操作されるとき、操作部材５０の回転運動に対して適度な摩擦力が作用する。したがって、ばね部材７９のばね定数及び撓み量と、摩擦板８０の摩擦係数とを適切に調整することにより、操作部材５０の慣性による自由回転を適度に制限することができる。あるいは、操作部材５０の回転操作に対して適度な抵抗感を与えることができる。なお、操作部材５０が定常位置にあるとき、ピン７８の下端はピン穴７７の底よりも上方に位置している。したがって、ピン７８がピン穴７７の底に接するまで操作部材５０を押し込み操作することができる。

基板３１の裏面側にはブラケット８１（図８参照）が取り付けられ、そのブラケット８１には第１の形態と同様にマイクロスイッチ４２が取り付けられている。ブラケット８１には抜き窓８１ａが形成され、その抜き窓８１ａを介してマイクロスイッチ４２のプランジャ４２ａと操作軸部５４の先端とが互いに接している。したがって、操作部材５０が押し込み操作されるとプランジャ４２ａが押し込まれてマイクロスイッチ４２から押し込み操作の検出信号が出力される。

図９及び図１０から明らかなように、操作部１１の裏面側と基板３１の表面側との間には、回転操作検出手段の一例としての回転操作検出機構８５が設けられている。回転操作検出機構８５は、回転盤８６と一対のフォトセンサ４７（図１０では一方のフォトセンサ４７のみが示されている。）とを備えている。回転盤８６は操作部材５０と一体に回転できるようにして操作部１１の裏面側に固定されている。回転盤８６は、第１の形態の回転盤４６と同様に可視光に対して透過性を有する素材にて形成されている。ただし、その形状はリング形状であり、その内周部に第１の形態の遮光部４６ａと同様の遮光部が周方向に一定間隔で設けられている。

図１０に示すように、フォトセンサ４７は、センサ支持板８７を介して基板３１に取り付けられている。フォトセンサ４７は第１の形態のそれと同様にいわゆるフォトインタラプタ型のセンサである。各フォトセンサ４７は、発光部４７ａと受光部４７ｂとの間に回転盤８６の内周部が位置するようにして基板３１に取り付けられている。したがって、発光部４７ａと受光部４７ｂとの間を遮光部４６ａが通過しているか否かにより、フォトセンサ４７からの出力信号が変化する。なお、軸状部５２の周方向に関する一対のフォトセンサ４７の間隔は第１の形態の例と同様である。

以上の入力装置５Ａによれば、操作部材５０の操作部材に対するユーザの押し込み操作をマイクロスイッチ４２で、回転操作をフォトセンサ４７でそれぞれ検出し、その検出信号をゲーム機１のコンピュータに提供することにより、第１の形態と同様にゲームを制御することができる。また、押し込み操作及び回転操作が共通の操作部材５０の操作部１１に対して行われるために、ユーザの誤操作のおそれが排除され、あるいは押し込み操作と回転操作との間の切り替えにユーザがもたつくおそれも低減される。また、部品点数が削減され、入力装置５Ａの構成を簡素化し、かつ入力装置５Ａの小型化を図ることができる。

操作部材５０に嵌合軸部５３が設けられ、その嵌合軸部５３のほぼ全長に亘る範囲をスリーブ７３に嵌め合わせているので、嵌合軸部５３の操作部１１側における基部ＢＰと嵌合軸部５３の先端部ＴＰとを軸受部としての軸ホルダ７１にて半径方向に支持することができる。そのため、押し込み操作に対する軸状部５２のこじれを抑え、操作部材５０の往復運動及び回転運動の安定性を高めることができる。嵌合軸部５３の先端部ＴＰを軸ホルダ７１にて支持しているために軸状部５２の先端側の動きが安定し、押し込み操作をマイクロスイッチ４２にて確実に検出することができる。しかも、複数のばね部材７９が軸状部５２の周囲に配置されているので、嵌合軸部５３にはばね部材との嵌め合い部分を設ける必要がない。そのため、嵌合軸部５３を軸線方向に短縮して入力装置５Ａの小型化、特には軸状部５２の軸線方向に関する薄型化を図ることができる。

本発明は上述した形態に限定されず、各種の変更又は変形が可能である。例えば、復元力付与手段としてのばね部材は、嵌合軸部の外周又は周囲に配置される例に限らず、軸状部の内周側に配置されてもよい。軸状部の嵌合軸部を中空の円筒形状に形成し、その内周を軸受部にて支持してもよい。復元力付与手段は、コイルばねに限らず、ねじりばね、板ばね等の各種のばね部材が用いられてよく、復元力は圧縮に対する反発力を利用する例に限らず、引っ張りに対する反発力を利用して発生させてもよい。復元力付与手段はばね部材に限らず、ゴム、ウレタンといった弾性部材等も、押し込み操作に対する復元力を発生させ得る限りにおいて適宜に用いられてよい。上記の形態では、嵌合軸部の先端部ＴＰ及び基部ＢＰのみならず、それらの中間位置も軸受部にて支持するものとしたが、軸状部のこじれを抑える観点からは少なくとも先端部ＴＰと基部ＢＰとが軸受部にて支持されていれば足りる。

第１の形態において、ばね部材３７は支持台３０側の作用部としてのばね受け３６に対して相対回転不能に装着され、操作部材１０側の作用部としての第１嵌合軸部１６のばね受け１６ａに対して相対回転可能に取り付けられている。また、第２の形態において、ばね部材７９は、支持台７０側の作用部としてのフランジ部７５に対して相対回転不能に装着され、操作部材５０側の作用部としての操作部材５０のボス５０ａに対して相対回転可能に取り付けられている。しかしながら、ばね部材３７、７９は操作部材１０、５０と一体的に回転できるようにして操作部材１０、５０側の作用部に装着されてもよい。この場合、ばね部材３７、７９は支持台３０、７０側の作用部に対して相対回転可能となる。また、摩擦板８０は第２の形態の入力装置５Ａにのみ設けられているが、第１の形態においても、第１嵌合軸部１６のばね受け１６ａとばね部材３７との間に介在するようにして摩擦板が設けられてもよい。ばね部材３７、７９が操作部材１０、５０側に装着される場合には、摩擦板８０もばね部材３７、７９と同様に操作部材１０、５０側の作用部に対して相対回転不能な状態で操作部材１０、５０に装着されてもよい。例えば、第２の形態において操作部材５０側にばね部材７９を装着し、ばね部材７９とフランジ部７５との間に摩擦板８０を配置するような変形が可能である。摩擦部材は板形状の部材に限らず、パッド状、ブロック状その他各種の形状で設けられてよい。

押し込み操作検出手段はマイクロスイッチを用いる例に限らず、近接スイッチ、フォトセンサその他、操作部材の押し込み操作に伴う変位に対応した信号を出力できる限り、適宜の検出機器が用いられてよい。操作部材が押し込まれたか否かに応じて出力信号が切り替わる検出機器に限らず、押し込み操作の操作量に対応して信号強度が変化するような検出機器が押し込み操作検出手段として用いられてもよい。回転操作検出手段も図示例に限らず、操作部材の回転操作に伴う変位に対応した信号を出力できる限り、適宜の検出機器が用いられてよい。図示例では、操作部材の回転量、回転速度及び回転方向を判別できるように回転操作検出手段が構成されているが、それらの一部のみが検出対象とされてもよい。

上記の形態では、入力装置をゲーム機に適用した例を示したが、入力装置が設けられるべき対象はゲーム機に限らず、各種の装置、機器類が対象とされてよい。上記の形態では、操作部材が軸状部の軸線の回りに自由に回転できるように入力装置が構成されているが、操作部材の回転角度を一定範囲に制限してもよい。回転操作に対する復元トルクを操作部材に付与する手段（例えばねじりばね）をさらに追加し、ユーザが操作部から手を離したときに操作部材が元の位置へ戻るように回転するようにしてもよい。

上述した実施の形態及び変形例のそれぞれから導き出される本発明の各種の態様を以下に記載する。なお、以下の説明では、本発明の各態様の理解を容易にするために添付図面に図示された対応する部材を括弧書きにて付記するが、それにより本発明が図示の形態に限定されるものではない。

本発明の一態様に係る入力装置（５；５Ａ）は、押し込み操作及び回転操作の対象とされる操作部（１１）、及び該操作部から前記押し込み操作の方向に延ばされた軸状部（１２；５２）を有する操作部材（１０；５０）と、前記軸状部が、該軸状部の軸線方向に沿って往復移動可能かつ前記軸状部の軸線の回りに回転可能な状態で取り付けられる軸受部（３３；７１）を有する支持構造体（３０；７０）と、前記押し込み操作に対する復元力を前記操作部材に付与する復元力付与手段（３７；７９）と、前記操作部材の押し込み操作に伴う変位に対応した信号を出力する押し込み操作検出手段（４２）と、前記操作部材の回転操作に伴う変位に対応した信号を出力する回転操作検出手段（４５；８５）と、を備えたものである。

上記態様の入力装置によれば、操作部材の操作部から押し込み操作の方向に延ばされた軸状部を支持構造体の軸受部により往復移動可能かつ回転可能に取り付け、押し込み操作に対しては復元力付与手段により操作部材に復元力を付与しているので、操作部を押し込み操作及び回転操作のいずれにも対応して動作させることができる。したがって、押し込み操作と回転操作とで操作部材を区別する必要がなく、操作部材の取り違えによる誤操作が生じるおそれを排除し、あるいは、押し込み操作と回転操作との切り替えにまごつくおそれを低減することができる。また、押し込み操作と回転操作とで互いに異なる操作部材を設ける必要がないため、部品点数を削減し、それにより入力装置を比較的簡素に構成してその小型化を図ることができるといった利点が得られる。

上記態様において、前記軸状部には前記軸受部と往復移動可能かつ回転可能に嵌め合わされる嵌合軸部（１６、１７；５３）が設けられ、前記軸受部は、前記嵌合軸部の少なくとも先端部（ＴＰ）及び前記操作部側の基部（ＢＰ）が往復移動可能かつ回転可能に嵌め合わされるように設けられてもよい。これによれば、嵌合軸部の少なくとも先端部及び基部を軸受部にて支持することにより、軸状部のこじれを抑え、操作部材の往復運動及び回転運動の安定性を高めることができる。

また、前記押し込み操作検出手段は、前記押し込み操作に伴う前記軸状部の前記先端部の変位を検出するように設けられてもよい。嵌合軸部の先端部を軸受部にて支持する場合には、軸状部の先端側の動きが安定し、押し込み操作を押し込み操作検出手段にて確実に検出することができる。

上記態様において、前記回転操作検出手段は、前記操作部材に対して一体回転可能に取り付けられ、かつ周方向に沿って複数の検出部（４６ａ）が間隔を空けて設けられた回転盤（４６；８６）と、前記操作部材の回転操作に伴う前記複数の検出部のそれぞれの通過を検出できるようにして前記支持構造体に取り付けられ、前記検出部の検出に対応した信号を出力するセンサ（４７）とを備えてもよい。これによれば、操作部材と回転盤とが一体に回転する際にセンサの検出範囲を複数の検出部が順次通過して、センサから検出信号が逐次出力される。その検出信号が出力された回数から回転量を、検出信号が出力される時間間隔から回転速度を割り出すことができる。

また、前記支持構造体（３０）と前記操作部材（１０）との間には、前記復元力付与手段としてのばね部材（３７）が、前記軸状部（１２）と同軸的に設けられてもよい。これによれば、ばね部材の復元力を軸状部の軸線に沿って均等に作用させ、復元力の偏りに起因する軸状部のこじれの発生を防止して操作部材の動作をさらに安定させることができる。

あるいは、前記支持構造体（７０）と前記操作部材（５０）との間には、前記復元力付与手段としての複数のばね部材（７９）が、前記軸状部の周囲にて該軸状部の周方向に間隔を空けて設けられてもよい。これによれば、軸状部の周囲に複数のばね部材を配置しているため、軸状部上にばね部材と組み合わされるべき部分を設ける必要がなくなる。これにより、軸状部を軸線方向に短縮し、特に押し込み操作の方向に関して装置を小型化することができる。

上記態様において、前記ばね部材（３７；７９）は、前記操作部材及び前記支持構造体のそれぞれにおける前記復元力の作用部のうち、いずれか一方の作用部（一例として３６；７５）に対して前記回転操作の方向の相対回転が不能な状態で設けられ、前記ばね部材と他方の作用部（一例として１６ａ；５０ａ）との間には、前記ばね部材の前記復元力によって前記他方の作用部に押し付けられる摩擦部材（８０）が、前記一方の作用部に対して前記回転操作の方向の相対回転が不能な状態で設けられてもよい。この場合には、操作部材が回転運動する際に摩擦部材と他方の作用部との間に摩擦力が作用する。したがって、ばね部材のばね定数及び撓み量と、摩擦部材の摩擦係数とを適切に調整することにより、操作部材の慣性による回転運動を適度に制限し、あるいは操作部材の回転操作に対して適度な抵抗感を付与することができる。

また、本発明の一態様に係るゲーム機（１）は、上述した各態様のいずれかに係る入力装置（５；５Ａ）を具備し、該入力装置の前記押し込み操作検出手段及び前記回転操作検出手段のそれぞれから出力される信号を参照してゲームを制御するように構成されたものである。これによれば、ゲームをプレイする際の押し込み操作、及び回転操作に関するユーザの誤操作や操作の切り替えに際するまごつき等の不都合が生じるおそれを抑え、ゲーム機の入力装置に関する構成を簡素化することができる。

１ ゲーム機
５、５Ａ 入力装置
１０、５０ 操作部材
１１ 操作部
１２、５２ 軸状部
１６ 第１嵌合軸部
１６ａ ばね受け（作用部の一例）
１７ 第２嵌合軸部
３０、７０ 支持台（支持構造体の一例）
３３、７１ 軸ホルダ（軸受部の一例）
３６ ばね受け（作用部の一例）
３７、７９ ばね部材（復元力付与手段の一例）
４２ マイクロスイッチ（押し込み操作検出手段の一例）
４５、８５ 回転操作検出機構（回転操作検出手段の一例）
４６、８６ 回転盤
４６ａ 遮光部（検出部の一例）
４７ フォトセンサ（センサの一例）
５０ａ ボス（作用部の一例）
５３ 嵌合軸部
７５ フランジ部（作用部の一例）
８０ 摩擦板（摩擦部材の一例）

Claims (8)

1. 押し込み操作及び回転操作の対象として共用される操作部、及び該操作部から前記押し込み操作の方向に延ばされた軸状部を有し、前記操作部と前記軸状部とが前記軸状部の軸線方向及び周方向に一体的に移動するように設けられた操作部材と、
   前記軸状部が前記軸線方向及び前記周方向に滑ることができるように嵌め合わされる筒状の軸ホルダを軸受部として備えることにより、前記軸状部が前記軸線方向に沿って往復移動可能かつ前記周方向に回転可能な状態で取り付けられる支持構造体と、
   前記支持構造体と前記操作部材との間に設けられ、前記押し込み操作に対する復元力を前記操作部材に付与する復元力付与手段としてのばね部材と、
   前記操作部材の押し込み操作に伴う変位に対応した信号を出力する押し込み操作検出手段と、
   前記操作部材の回転操作に伴う変位に対応した信号を出力する回転操作検出手段と、
   を備えた入力装置。
2. 前記軸状部には前記軸受部としての前記軸ホルダと往復移動可能かつ回転可能に嵌め合わされる嵌合軸部が設けられ、前記軸ホルダは、前記嵌合軸部の少なくとも先端部及び前記操作部側の基部が往復移動可能かつ回転可能に嵌め合わされるように設けられている請求項１に記載の入力装置。
3. 前記押し込み操作検出手段は、前記押し込み操作に伴う前記軸状部の前記先端部の変位を検出するように設けられている請求項２に記載の入力装置。
4. 前記回転操作検出手段は、前記操作部材に対して一体回転可能に取り付けられ、かつ前記周方向に沿って複数の検出部が間隔を空けて設けられた回転盤と、前記操作部材の回転操作に伴う前記複数の検出部のそれぞれの通過を検出できるようにして前記支持構造体に取り付けられ、前記検出部の検出に対応した信号を出力するセンサとを備えている請求項１〜３のいずれか一項に記載の入力装置。
5. 前記復元力付与手段としてのばね部材が前記軸状部と同軸的に設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力装置。
6. 前記復元力付与手段としての複数のばね部材が、前記軸状部の周囲にて前記周方向に間隔を空けて設けられている請求項１〜４のいずれか一項に記載の入力装置。
7. 前記ばね部材は、前記操作部材及び前記支持構造体のそれぞれにおける前記復元力の作用部のうち、いずれか一方の作用部に対して前記周方向の相対回転が不能な状態で設けられ、
   前記ばね部材と他方の作用部との間には、前記ばね部材の前記復元力によって前記他方の作用部に押し付けられる摩擦部材が、前記一方の作用部に対して前記周方向の相対回転が不能な状態で設けられている請求項５又は６に記載の入力装置。
8. 前記請求項１〜７のいずれか一項に記載の入力装置を具備し、該入力装置の前記押し込み操作検出手段及び前記回転操作検出手段のそれぞれから出力される信号を参照してゲームを制御するように構成されたゲーム機。

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