JPH077314B2 - 操作桿初期状態復帰機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は模擬操縦機の操作桿やハンドル等の操作状態か
ら初期位置に復帰する際の復帰機構の改良に関するもの
である。

（従来技術） 従来は、遊戯機の操作桿やハンドル等の操作部を初期の
状態に復元するための機構として、第４図に示す如く枠
体に直交する軸心を持つ軸受けを設け、操作桿のレバー
を長板状にしその端部中央に該レバーに直交し貫通した
回動軸が設けられ、同回動軸は、前記枠体の軸受けに軸
着されて、前記レバーは回動軸を中心に傾動自在に支持
されると伴に前記レバーを中立位置にした時に、枠体面
において、中立位置のレバーに直交する方向を直径とす
る長穴２ケを該回動軸から離れた場所で該レバーの横幅
の距離分離して、該レバーを挾持する形に設けてあり、
前記の両長穴には各々長穴に沿って移動可能な移動軸を
前記回動軸に平行に設け、該移動軸どうしには引張バネ
を架設し、該レバーを挾持しており、該レバーが回動軸
を中心に回動させた場合に回動方向の長穴の端部の移動
軸が該レバーにより長穴の他端方向へ移動し、両長穴の
移動軸の距離はその分広がり、両移動軸間に架設されて
いる引張バネが伸びて、該レバーを初期状態に戻す力が
働く。

また該レバー端部には該回動軸を回動中心としてギアが
取付けられており、同ギアと噛合する円筒状のギアがボ
リュームの回動軸に固着され、操作枠のレバーの傾動状
況をボリュームの変化により電気的に検出している。

さらに第５図に示す構造では前記の例同様のレバーの回
動軸の近接した位置にレバーから立設した突出片を設
け、また該回動軸中心からレバーの突出片を通る線上
で、レバーの回動を妨げない位置に突出片を枠体に立設
し、該回動軸とほぼ同径の内径を有するねじりつる巻バ
ネを該回動軸を中棒として捲着し、同バネの両端からバ
ネの接線方向に伸びた２つのフック部でレバーに立設し
た突出片及び枠体に立設した突出片を挾持する方向にね
じれ荷重を加えており、レバーがいずれかの方向に回動
すると、レバーの突出片が回動に合わせ移動して、該バ
ネの一方のフックを動かし、バネにねじれ荷重をさらに
加え、元の状態に戻る力を与えている。

尚、レバーの傾動角度の測定には、前記の例と同様にレ
バーの回動軸の回転軸をボリュームにより検出して行な
う。

（発明が解決しようとする課題） 上記レバーの両側に独立した長穴を枠体に設けて、同長
穴に移動可能に取付けられた軸どうしを引張バネを架設
して、該レバーを常に初期位置に戻す方式では、レバー
を回動状態から引張バネの力で自然に戻した場合にレバ
ー及びバネの慣性が働き、レバーが初期位置に戻って
も、そのまま運動を続け反対側まで回動して、その慣性
の力と引張バネの縮む力が釣合ったところで再び逆方向
へ動き、減衰しながら初期状態の位置に制止するもので
あった。また、引張バネを用いる同方式ではバネのフッ
ク部が何んらかの作用で外れる等の欠点があった。

また、別の方式のねじりつる巻バネを回動軸に挿通して
レバー側と、枠体側に立設した突出片を挾持する方式で
は、バネが外れることは解消するが、レバーが初期状態
に復帰する際の慣性力により初期位置でのレバーが往復
する減衰運動を抑制することはできなかった。

そこで、レバーの初期位置に復帰する際の減衰運動を少
なくするための工夫として、回動軸部分にゴムプッシュ
等を挿入して摩擦を増やして慣性力を抑制する試みがあ
るるが、ゴムプッシュの摩耗のため長期使用に耐えられ
ない欠点があった。

本発明はこれらの減衰運動を抑制することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段） 本発明は操作桿やハンドル等の操作部の動きに合わせて
回動する回動軸の軸心と同一の軸心を有する柱部材にお
いて軸心を含む平面に対し左右同一形状で斜状に２分割
した形状の面を密着面とする斜方凹部材と斜方凸部材を
構成し、一方の部材を枠に固定し他方の部材を該回動軸
に軸方向に慴動自在で回動方向には回動軸とともに回動
し、該回動軸を上記両部材に挿通し、該回動軸の一端と
何れかの部材の間に圧縮つる巻バネを該回動軸に捲着し
た状態にして常に斜方凹部材と斜方凸部材を密着させる
方向に圧縮つる巻バネで力を加え、操作桿を傾動させた
場合に両部材の密着斜面が離れ操作の動きに合わせて斜
面を滑動しながら圧縮つる巻バネを圧縮させ、操作桿の
傾動を解放した場合には圧縮つる巻バネが伸び前記の両
斜面部材の斜面が滑動し操作桿の初期位置で２つの対向
する斜面が密着状態になり操作桿の慣性力による衝撃を
和らげ反動を少なくする。

（実施例） 以下、本発明を図示の実施例に従って説明すると第１図
において、枠体１は左右及び前方の三方を囲んだ形状に
銅板が折曲され、前方面２の中央部の上方には軸穴３が
設けられ、該軸穴３下方両側には、該軸穴３の中心を頂
点とする二等辺三角形の両端の位置にショルダースクリ
ュー穴４が２ケ所設けられており、また該前方面２の下
部手前に折曲された枠体取付面５を有し、また前方面２
を囲む両側方面６の前方面２と対向す側辺には、前方面
２に平行で幅の極めて短い端面７が設けられ後記する枠
体１の後方面８を取付ける。

枠体１の後方面８は前方面２と同一の形状で、前方面２
と対向する位置にそれぞれ軸受９、ショルダースクリュ
ー穴10が設けられており、前記枠体１と該後方面８とが
一体になって前後左右四方を囲む形状になっている。該
枠体１の内部には、後方面８の軸受９に操作桿11の傾動
軸となる受12を設けたレバーと該レバーの両側にショル
ダースクリュー13を枠体１の外側から枠体内に挿通さ
せ、該ショルダースクリュー13を筒状の弾性部材16に挿
通し、該ショルダースクリュー13のネジ部15を対向する
側の穴から枠体の外側に出し、ナットにて螺着し、該シ
ョルダースクリュー13のショルダー部14を該弾性部材16
で覆い、操作桿11の傾動時の傾動限界のストッパーとす
ると共に操作桿の衝撃を和らげる。枠体１の後方面８の
軸受９から回動軸17を操作桿11のレバーの軸受12に挿通
させ、該回動軸17の表面と該レバーの軸受12の内面にキ
ー溝を設け平行キーにて該回動軸17と該レバーを固着す
る。さらに枠体の前方面２の軸穴３にはその形状を第２
図に示す如く硬質プラスチックを素材とする軸穴３を十
分に覆い包む底面を有する四角柱の軸受18と、その軸心
と同心の円柱を立設してあり、円柱の軸心には前記回動
軸17の径と同一の径の穴を有し、該円柱中央は該円柱を
横にして円柱の中心から垂線を引き、その垂線から外側
に向かって、円柱の軸心との角度が各々左右60度の角度
となる平面で切った時に形成される形状となっており、
その四角柱の底面が枠体の軸穴３に固定されており軸受
斜方凹部18とし、前記回動軸17を挿通させて、該回動軸
17を回動自在に枠体１の前方面２側に出している。該回
動軸17には、さらにに該円柱を軸心との角度が各々左右
60度となる平面で切断した時に形成されるもう一方の形
状を斜方凸部19とし、該回動軸17には該斜方凸部19の中
心にあたる位置に軸方向にキー溝を設け、さらに該斜方
凸部19の軸穴にキー溝を軸方向に貫設し、該回動軸17に
該斜方凸部19の軸穴を挿通し平行キー20により該斜方凸
部19が該回動軸17に対し軸方向に滑動自在で、回動方向
には該回動軸17と共に回動するように取付られる。

斜方凸部19の先には、該回動軸17の径より大きい内径を
有し、かつその外径が斜方凸部19の径より小さい圧縮つ
る巻きバネ21を該回動軸17を心棒として捲着し、該斜方
凸部19の該バネ座と接する面にはバネ座受けが円環状に
設けられており、該圧縮つる巻バネを固定しており、同
バネの他端には、同様の形状で硬質プラスチック性のバ
ネ保持円板22を該回動軸17に軸着し、さらにその前方に
同一径を有する円板形状の該バネ保持板23を該回動軸17
に挿通しナットでワッシャーと共に螺着されている。

他方、枠体の後方面側の該回動軸17には、短筒状のギア
固定部材を軸着しギア24を取付け、該ギア24の回動を枠
体の後方面８に固定されたブラケット25に取付けられた
ボリュームの軸に軸着されたボリュームギア26で受け
て、該操作桿11の傾動角を検出する構造になっている。

従って、操作桿11をいずれかの方向に動かすと該回動軸
17はその傾斜角分だけ回動し該軸受斜方凹部18と該回動
軸17に軸方向に滑動自在な斜方凸部19の斜方面27が離
れ、第３図に示す如く斜方凸部の凸端側面部27が該軸受
斜方凹部18の斜面部27と摺動しながら軸方向に離れ、該
圧縮つる巻バネ21を圧縮させる。この際の回動角は、該
軸受斜方凹部18の斜方面の形状から最大で90度に達した
位置が該斜方凹部と該斜方凸部の離れる距離が最大とな
り、この例では回動角は90度に達しないものとする。

操作桿11を傾動位置から自然に離すと圧縮つる巻バネ21
の復元力が斜方凸部19の凸部側面部28が該軸受斜方凹部
18の斜面27を慴動して滑降して該回動軸17が枠体の後方
面８の軸受９はもちろんのこと、接触面積のより広い該
軸受斜方凹部18の軸受面29と回動時に発生する摺動摩擦
によりその力を削減しながら軸受斜方凹部18の斜面底部
30に接し、このとき該斜面凸部19の斜面は該軸受斜面凹
部18の斜面と面接触して圧縮つる巻バネ21の復元力を面
で吸収する。また、操作桿のレバー11が元に戻ろうとす
る慣性力により初期位置を越えて反対側に作用する力も
同様に上記の斜面の両面が接触する時にその衝撃を吸収
してしまう。

同両面接触位置からさらに反対側向に加わる反動力に対
しては、対向する面との面接触から該軸受斜面凹部18と
該斜面凸部28を再度回動方向は同一であるが引き離す力
として作用し、面接触時にその反動力はほぼ吸収されて
おり、反動の非常に少ない操作桿の初期位置での停止制
動を行なうことができる。

尚、実施例では、両斜面の互いの角度を120度とした
が、相対角度は直角から斜面を構成するに足りる広角度
までは可能であり、相対角度の取り方によっては該軸受
斜面凹部18と該斜面凸部19の凹凸の形状が逆になること
もありうる。

さらに、その形状は、斜面の切り口を軸心に直角な半径
を構成する線で前記の例の円筒外面に切り込んだときに
構成される形状とすると、回動時に線接触することがで
き摺動抵抗を増やし、より反動力の抑制が可能となる。

また、常に接触斜面どうしが面接触するように斜面の円
筒外面の傾斜を螺子の斜面として軸心に直角な半径を構
成する線で該螺子斜面を構成しても良い。

本実施例では、傾動方向が一軸のみ操作桿について述べ
たが、回動軸を十文字状に交差させて、前後左右にも傾
動可能な操作桿でも、各回動軸に本機構を採用すること
が可能であり、この場合に二本の回動軸を同時に操作桿
の傾動に伴って回動させることにより、傾動方向は前後
左右のみならず360度あらゆる方向への傾動が可能とな
る。

また、この機構をハンドル部に採用することも可能であ
り、その場合はハンドルの回動ギアを通じて本機構部の
回動が90度を越えない様に調整して用いる。

（作用及び効果） 上述の構成により、操作桿のレバーを傾動させた位置か
ら圧縮バネの力で自然に戻した場合に回動軸に取付けら
れた両斜面の円筒が斜面を摺動すると伴に、該回動軸が
軸受斜方凹部の軸受面にも摺動し面の摩擦によってもあ
る程度の力が削減され、特に斜面摺動は中立位置で面接
触状態になり最大の抵抗を示し、反動力の抑制効果が生
じ、中立位置での減衰運動を発生しにくくしており、回
動時の軸受部と回動軸との面接触は回動にしぶみを出し
ており、長期間の使用に対しても優れており、回動があ
る程度制動されるので、操作がより本物に近づいた操作
桿を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係わる一実施例の分解斜視図、第２図
は要部品三面図、第３図は作動状態を示す部分斜視図、
第４図、第５図は従来の遊戯機の操作部の作動状態図で
あるる。 １……枠体、２……前方面、３……軸穴、４……ショル
ダースクリュー穴、５……枠体取付面、６……側方面、
７……短面、８……後方面、９……軸受、10……ショル
ダースクリュー穴、11……操作桿、12……軸受、13……
シヨルダースクリュー、14……ショルダー部、15……ネ
ジ部、16……弾性部材、17……回転軸、18……軸受、19
……斜方凸部、20……平行キー、21……圧縮つる巻バ
ネ、22……バネ保持円板、23……バネ保持板、24……ギ
ア、25……ブラケット、26……ボリュームギア、27……
斜面、28……斜面凸部、29……軸受面、30……斜面底部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作部の動きに合わせて回動する回動軸の
   軸心と同一の軸心を有する柱部材の軸心を含む平面に対
   し左右同一形状で斜状に２分割した形状の面を密着面と
   する斜方向凹部材と斜方凸部材からなり、一方の部材を
   固定し他方の部材を該回動軸に軸方向に慴動自在で回動
   方向には回動軸とともに回動し、該回動軸を上記両部材
   に挿通し、該回動軸の一端と何れかの間に圧縮つる巻バ
   ネを該回動軸に捲着した構造を特徴とする操作桿初期状
   態復帰機構。