JPWO2006088182A1 - ハンドル装置、その操作方法およびそのハンドル装置を用いたコントローラ - Google Patents

Abstract

ハンドルコントローラのハンドルユニット（１００）においては、ハンドル（１０）が左方向へ任意の角度だけ回転され、角度設定ボタン（１４）が押される。回転軸（１５）は、ハンドル（１０）の回転に応じて左方向へ回転し、ボールネジ（２５）およびガイド板（２６）は、ナット（２８）側へ所定の距離だけ移動して停止する。ロータリーエンコーダー（３７）は、ハンドル（１０）の回転角度に応じたパルス信号を発生して制御ボード（３８）へ出力し、制御ボード（３８）は、パルス信号に基づいてハンドル（１０）の回転角度を検出し、その検出した回転角度を２倍した回転角度をハンドルの回転範囲とする。そして、制御ボード（３８）は、モータ（３５）を制御してナット（２８）がガイド板（２６）に接するまでナット（２８，２９）をガイド板（２６）の方向へ移動させる。【選択図】図４

Description

この発明は、ハンドル装置、その操作方法およびそのハンドル装置を用いたコントローラに関し、特に、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に設定可能なハンドル装置、その操作方法およびそのハンドル装置を用いたコントローラに関するものである。

従来、ドライブゲーム（レーシングゲーム）を楽しむためのゲームコントローラとして、自動車のハンドル状に形成され、ゲーム機とは別体の筐体を備えるゲームコントローラが知られている（たとえば、特開２００２−２２４４４４号公報）。

このゲームコントローラは、ゲーム機に接続され、ゲーム空間内の移動体（自動車）を操舵するために用いられる。そして、このゲームコントローラは、机等に固定されてプレイヤーがハンドル操作を楽しむことができるようになっている。

しかし、従来のゲームコントローラは、ハンドルの回転範囲が所定の回転範囲に固定されるか、またはハンドルの回転範囲を２つの回転範囲間で切換えることができるだけであり、ハンドルの回転範囲が異なる３種類以上のゲームに対応することができないという問題があった。

また、ゲーム機用のコントローラ以外に使用されるハンドルにおいても、その回転範囲を３種類以上の回転範囲に切換えることができず、ハンドルの回転範囲を３種類以上に切換えることに対応することができないという問題があった。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換可能なハンドル装置を提供することである。

また、この発明の別の目的は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換可能なハンドル装置の操作方法を提供することである。

さらに、この発明の別の目的は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換可能なハンドル装置を備えたコントローラを提供することである。

この発明によれば、ハンドル装置は、ハンドルと、回転範囲設定ユニットとを備える。回転範囲設定ユニットは、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に設定する。

好ましくは、回転範囲設定ユニットは、ハンドルが第１の方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角と、ハンドルが第１の方向と反対の第２の方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角とを決定し、その決定した第１および第２の最大回転角を両端とする回転範囲を任意の回転範囲として設定する。

好ましくは、回転範囲設定ユニットは、ハンドルが第１および第２の方向へそれぞれ第１および第２の任意の角度だけ回転され、第１および第２の任意の角度をそれぞれ第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、第１および第２の任意の角度をそれぞれ第１および第２の最大回転角として決定する。

好ましくは、回転範囲設定ユニットは、ハンドルが第１の方向または第２の方向へ任意の角度だけ回転され、任意の角度を第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、任意の角度を第１および第２の最大回転角として決定する。

好ましくは、回転範囲設定ユニットは、受付手段と、角度検出手段と、規制手段とを含む。受付手段は、回転角設定要求を受付ける。角度検出手段は、任意の角度を検出する。規制手段は、受付手段によって受付けられた回転角設定要求に応じて、角度検出手段によって検出された任意の角度を第１および第２の最大回転角として決定するとともに、ハンドルの第１の方向への回転を第１の最大回転角に規制し、ハンドルの第２の方向への回転を第２の最大回転角に規制する。

好ましくは、規制手段は、第１から第３の規制部材と、移動手段とを含む。第１の規制部材は、第１の回転軸上を移動可能であり、ハンドルの第１の方向への回転を規制する。第２の規制部材は、第１の回転軸上を移動可能であり、ハンドルの第２の方向への回転を規制する。第３の規制部材は、ハンドルの回転に応じて、ハンドルの回転軸である第２の回転軸上を第１の回転軸に沿って第１の規制部材と第２の規制部材との間で移動する。移動手段は、ハンドルの第１の方向への回転角度を第１の最大回転角に規制する位置に第１の規制部材を第１の回転軸上で移動させるとともに、ハンドルの第２の方向への回転角度を第２の最大回転角に規制する位置に第２の規制部材を第１の回転軸上で移動させる。

好ましくは、ハンドル装置は、回転角検出手段と、信号処理手段とをさらに備える。回転角検出手段は、第１の最大回転角と第２の最大回転角との間でハンドルの回転角度を検出する。信号処理手段は、第１および第２の最大回転角を両端とする角度範囲を２ｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルに割当てるとともに、検出された回転角度に応じたレベルを２ｎ個のレベルから選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号を外部へ出力する。

好ましくは、ｎは、２５５である。そして、信号処理手段は、零度と第１の最大回転角とを両端とする第１の角度範囲を２５５個のレベルに割当て、零度と第２の最大回転角とを両端とする第２の角度範囲を２５５個のレベルに割当てる。

また、この発明によれば、ハンドル装置の操作方法は、ハンドルを備えるハンドル装置の操作方法であって、ハンドル（１０）の回転範囲を任意の回転範囲に設定する第１のステップと、設定された任意の回転範囲においてハンドルを回転させる第２のステップとを備える。

好ましくは、第１のステップは、ハンドル装置に設けられた回転範囲設定ボタンを介して入力されたハンドルの回転範囲設定要求に応じて、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に設定する。

好ましくは、第１のステップは、ハンドルが右回転方向および左回転方向のいずれかの回転方向へ回転されたときのハンドルの回転角度を検出する第１のサブステップと、回転範囲設定要求に応じて、第１のサブステップにおいて検出されたハンドルの回転角度に基づいてハンドルの回転範囲を決定する第２のサブステップと、決定されたハンドルの回転範囲を任意の回転範囲として設定する第３のサブステップとを含む。

好ましくは、第２のサブステップは、第１のサブステップにおいて検出されたハンドルの回転角度を２倍した角度範囲をハンドルの回転範囲として決定する。

好ましくは、ハンドル装置は、第１の回転軸上を移動可能であり、ハンドルの右回転方向への回転を規制する第１の規制部材と、第１の回転軸上を移動可能であり、ハンドルの左回転方向への回転を規制する第２の規制部材と、ハンドルの回転に応じて、ハンドルの回転軸である第２の回転軸上を第１の回転軸に沿って第１の規制部材と第２の規制部材との間で移動する第３の規制部材（２６）とを備える。そして、第３のサブステップは、検出されたハンドルの回転角度をハンドルが右回転方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角およびハンドルが左回転方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角として決定するステップと、ハンドルの右回転方向への回転角度を第１の最大回転角に規制する位置に第１の規制部材を第１の回転軸上で移動させるとともに、ハンドルの左回転方向への回転角度を第２の最大回転角に規制する位置に第２の規制部材を第１の回転軸上で移動させるステップとを含む。

好ましくは、ハンドル装置の操作方法は、ハンドルの回転範囲においてハンドルの回転角度を検出し、その検出した回転角度に応じてレベルを２ｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルから選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号を出力する第３のステップをさらに備える。

好ましくは、ハンドル装置は、ゲーム機に接続される。

さらに、この発明によれば、コントローラは、ハンドルユニットと、シフトレバーユニットと、ペダルユニットとを備える。ハンドルユニットは、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に設定可能である。シフトレバーユニットは、ハンドルユニットに隣接して配置される。ペダルユニットは、アクセルペダルの踏込度合を示す第１のペダル信号またはブレーキペダルの踏込度合を示す第２のペダル信号をハンドルユニットへ出力する。

好ましくは、ハンドルユニットは、回転範囲設定ユニットを含む。回転範囲設定ユニットは、ハンドルが第１の方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角と、ハンドルが第１の方向と反対の第２の方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角とを決定し、その決定した第１および第２の最大回転角を両端とする回転範囲を任意の回転範囲として設定する。

好ましくは、回転範囲設定ユニットは、ハンドルが第１および第２の方向へそれぞれ第１および第２の任意の回転角度だけ回転され、第１および第２の任意の回転角度をそれぞれ第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、第１および第２の任意の回転角度をそれぞれ第１および第２の最大回転角として決定する。

好ましくは、回転範囲設定ユニットは、ハンドルが第１の方向または第２の方向へ任意の回転角度だけ回転され、任意の回転角度を第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、任意の回転角度を第１および第２の最大回転角として決定する。

好ましくは、回転範囲設定手段は、受付手段と、角度検出手段と、規制手段とを含む。受付手段は、回転角設定要求を受付ける。角度検出手段は、任意の回転角度を検出する。規制手段は、受付手段によって受付けられた回転角設定要求に応じて、角度検出手段によって検出された任意の回転角度を第１および第２の最大回転角として決定するとともに、ハンドルの第１の方向への回転を第１の最大回転角に規制し、ハンドルの第２の方向への回転を第２の最大回転角に規制する。

好ましくは、規制手段は、第１から第３の規制手段と、移動手段とを含む。第１の規制手段は、第１の回転軸上を移動可能であり、ハンドルの第１の方向への回転を規制する。第２の規制手段は、第１の回転軸上を移動可能であり、ハンドルの第２の方向への回転を規制する。第３の規制手段は、ハンドルの回転に応じて、ハンドルの回転軸である第２の回転軸上を第１の回転軸に沿って第１の規制部材と第２の規制部材との間で移動する。移動手段は、ハンドルの第１の方向への回転角度を第１の最大回転角に規制する位置に第１の規制部材を第１の回転軸上で移動させるとともに、ハンドルの第２の方向への回転角度を第２の最大回転角に規制する位置に第２の規制部材を第１の回転軸上で移動させる。

好ましくは、ハンドルユニット（１００）は、回転角検出手段と、信号処理手段とをさらに備える。回転角検出手段は、第１の最大回転角と第２の最大回転角との間でハンドルの回転角度を検出する。信号処理手段は、第１および第２の最大回転角を両端とする角度範囲を２ｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルに割当てるとともに、検出された回転角度に応じたレベルを２ｎ個のレベルから選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号を外部へ出力する。

好ましくは、ｎは、２５５である。そして、信号処理手段は、零度と第１の最大回転角とを両端とする第１の角度範囲を２５５個のレベルに割当て、零度と第２の最大回転角とを両端とする第２の角度範囲を２５５個のレベルに割当てる。

好ましくは、ハンドルユニットは、回転制御手段をさらに含む。回転制御手段は、ペダルユニットから受けた第１のペダル信号によって示されるアクセルペダルの踏込度合が相対的に大きくなるとハンドルの回転を妨げるための回転トルクを相対的に大きくし、ペダルユニットから受けた第２のペダル信号によって示されるブレーキペダルの踏込度合が相対的に大きくなるとハンドルの回転を妨げるための回転トルクを相対的に小さくする。

好ましくは、シフトレバーユニットは、ハンドルユニットに嵌合する第１および第２の嵌合部を含み、第１および第２の嵌合部のいずれかの嵌合部によってハンドルユニットに嵌合される。

好ましくは、シフトレバーユニットは、アップとダウンとの間でシーケンシャルに切換え可能な第１のミッションと、６速ミッションからなる第２のミッションとを含む。そして、第１および第２のミッションは、選択的に切換えられる。

好ましくは、アクセルペダルおよびブレーキペダルの各々は、吊り下げ方式のペダルからなる。

この発明によるハンドル装置においては、ハンドルの回転範囲が任意の回転範囲に設定される。

したがって、この発明によれば、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換えることができる。その結果、ハンドルの回転範囲が異なる複数種類のゲームにハンドルコントローラを使用できる。

この発明によるハンドルコントローラにおいては、ハンドルの回転範囲が任意の回転範囲に設定される。

したがって、この発明によれば、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換えることができる。その結果、ハンドルの回転範囲が異なる複数種類のゲームにハンドルコントローラを使用できる。

この発明の実施の形態によるハンドルコントローラの斜視図である。 図１に示すハンドルコントローラの斜視図である。 図２に示すＡ方向から見たハンドルコントローラの斜視図である。 図２に示すハンドルコントローラのより詳細な構成を示す平面図である。 図４に示すロータリーエンコーダーの概略図である。 ロータリーエンコーダーから出力されるパルス信号のタイミングチャートである。 図４に示す制御ボードの機能ブロック図である。 パルス数とハンドルの回転角度との関係を示す図である。 ハンドルの最大回転角と、ナットの移動量との関係を示す図である。 図４に示すガイド板、回転軸およびナットの拡大図である。 ナットの移動量とモータの回転量との関係を示す図である。 モータの制動トルクとハンドルの回転角度との関係を示す図である。 モータの制動トルクとアクセルペダルの踏込度合との関係を示す図である。 モータの制動トルクとブレーキペダルの踏込度合との関係を示す図である。 ハンドルの回転角度とアナログ信号のレベルとの関係を示す図である。 ハンドルの回転範囲を設定するための動作を説明するための第１の状態図である。 ハンドルの回転範囲を設定するための動作を説明するための第２の状態図である。 ハンドルコントローラにおける操作方法を説明するためのフローチャートである。 この発明の実施の形態によるハンドルコントローラの他の概略図である。 図１に示すシフトレバーユニットの上から見た平面図である。 図１に示すハンドルユニットおよびシフトレバーユニットの他の配置例を示す斜視図である。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態によるハンドルコントローラの斜視図である。図１を参照して、この発明の実施の形態によるハンドルコントローラ１０００は、ハンドルユニット１００と、シフトレバーユニット２００と、ペダルユニット３００と、ケーブル４００とを備える。

ハンドルコントローラ１０００は、例えば、ゲーム機に接続され、ゲーム空間内の自動車を操舵するために用いられる。

ハンドルユニット１００は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に設定可能なハンドルユニットである。シフトレバーユニット２００は、嵌合部２０１，２０２を有し、嵌合部２０１，２０２のいずれかによってハンドルユニット１００に嵌合される。なお、図１は、シフトレバーユニット２００が嵌合部２０１によってハンドルユニット１００に嵌合されている場合を示す。そして、ハンドルユニット１００およびシフトレバーユニット２００は、嵌合された状態で机等に設置される。

シフトレバーユニット２００は、ゲーム空間内の自動車の速度を切換えるためのものであり、操作者によって切換えられたミッションを示すミッション信号をゲーム機（図示せず）へ出力する。ゲーム機は、ミッション信号によって示されたミッションに対応する速度でゲーム空間内の自動車を走行させる。

ペダルユニット３００は、アクセルペダル３０１と、ブレーキペダル３０２とを含む。ペダルユニット３００は、ケーブル４００によってハンドルユニット１００と接続される。アクセルペダル３０１およびブレーキペダル３０２は、吊り下げ方式のペダルからなる。従って、ペダルユニット３００を和室に設置した場合でも、操作者は、座りながらアクセルペダル３０１およびブレーキペダル３０２を容易に踏み込むことができる。

ペダルユニット３００は、アクセルペダル３０１が踏み込まれると、その踏込度合を示すペダル信号ＡＰＥＤを生成し、その生成したペダル信号ＡＰＥＤをケーブル４００を介してハンドルユニット１００へ出力するとともに、ブレーキペダル３０２が踏み込まれると、その踏込度合を示すペダル信号ＢＰＥＤを生成し、その生成したペダル信号ＢＰＥＤをケーブル４００を介してハンドルユニット１００へ出力する。

図２は、図１に示すハンドルユニット１００の斜視図である。図２を参照して、ハンドルユニット１００は、ハンドル１０と、本体部２０とを備える。

ハンドル１０は、自動車のハンドルと殆ど同じ形状からなり、把持部１１と、パネル部１２とからなる。把持部１１は、略円形形状からなり、ハンドルユニット１００の操作者がハンドル１０を左右に回転させるために用いられる。パネル部１２は、把持部１１の内側に設けられ、３ヶ所で把持部１１と連結されている。また、パネル部１２は、ハンドル１０の回転軸（図示省略）によって本体部２０と連結されている。

そして、パネル部１２には、角度設定ボタン１３，１４が設けられている。この角度設定ボタン１３，１４は、後述するように、ハンドル１０の回転範囲を設定するために用いられる。

本体部２０は、側断面形状が略三角形状からなり、底面２０Ａには、吸盤２１が設けられている。なお、図２においては、１個の吸盤２１が示されているが、実際は、４個の吸盤が底面２０Ａの四隅に設けられている。そして、吸盤２１を含む４個の吸盤は、本体部２０を机等に設置するために用いられる。

このように、ハンドルユニット１００は、机等に設置可能な形状からなり、左右に回転可能なハンドル１０を備える。

図３は、図２に示すＡ方向から見たハンドルユニット１００の斜視図である。図３を参照して、本体部２０は、底板２２と、支持板２３と、カバー２４，３１と、ボールネジ２５と、ガイド板２６と、回転軸２７と、ナット２８，２９と、歯車３０とを含む。

支持板２３は、底板２２の一主面２２Ａと所定の角度を成すように底板２２に固定される。カバー２４は、支持板２３に固定される。ハンドル１０は、回転軸１５を有し、回転軸１５には、ネジ部１５Ａが設けられている。そして、回転軸１５は、カバー３１および支持板２３を貫通し、回転軸１５のネジ部１５Ａは、支持板２３とカバー２４とによって囲まれた領域に配設される。ネジ部１５Ａは、その一方端および他方端がそれぞれ支持板２３およびカバー２４によって回転可能に支持されている。

ボールネジ２５は、回転軸１５のネジ部１５Ａに嵌合し、ハンドル１０の回転に応じて、回転軸１５上を回転軸１５の軸方向ＤＲ１に移動する。ガイド板２６は、ボールネジ２５に固定され、その一方端に切欠部２６Ａを有する。そして、切欠部２６Ａは、略半円形状からなり、回転軸２７に嵌合している。

回転軸２７は、その一方端が支持板２３によって回転可能に支持され、他方端がカバー２４によって回転可能に支持されている。そして、回転軸２７は、ネジ部２７Ａ，２７Ｂを有する。ネジ部２７Ａは、ネジ部２７Ｂと逆回転方向のネジ山を有する。ナット２８，２９は、回転軸２７に嵌合している。より詳細には、ナット２８は、ネジ部２７Ａに嵌合し、ナット２９は、ネジ部２７Ｂに嵌合している。そして、ナット２８の側面２８Ａおよびナット２９の側面２９Ａは、カバー２４の内面に接している。その結果、ナット２８，２９は、回転軸２７が回転することにより、軸方向ＤＲ１に沿って相互に逆方向へ移動する。即ち、ナット２８，２９は、例えば、回転軸２７がハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転すると相互に近づき、回転軸２７がハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転すると相互に遠ざかる。

歯車３０は、支持板２３とカバー３１とによって回転可能に支持されており、回転軸２７に取り付けられた歯車（図示せず）と噛合っている。そして、歯車３０は、後述するように、ナット２８，２９を軸方向ＤＲ１に移動させるために用いられる。カバー３１は、歯車３０を覆うように支持板２３に取り付けられている。

ハンドルユニット１００において、ハンドル１０が回転すると、回転軸１５が回転し、ボールネジ２５は、回転軸１５上を軸方向ＤＲ１へ移動する。その結果、ガイド板２６は、回転軸２７に沿って回転軸１５上を軸方向ＤＲ１へ移動し、切欠部２６Ａが設けられた一方端がナット２８または２９に接する。そして、ガイド板２６の一方端がナット２８または２９に接すると、ボールネジ２５およびガイド板２６は、それ以上、軸方向ＤＲ１へ
移動できないので、ハンドル１０の回転が停止させられる。

従って、ハンドルユニット１００においては、ガイド板２６がナット２８，２９間で移動可能な範囲だけハンドル１０を回転させることができる。即ち、ナット２８，２９は、ハンドル１０の回転範囲を規制する。

図４は、図２に示すハンドルユニット１００のより詳細な構成を示す平面図である。図４を参照して、本体部２０は、歯車３２〜３４と、モータ３５，３６と、ロータリーエンコーダー３７と、制御ボード３８とをさらに備える。

歯車３０の回転軸３０Ａは、支持板２３およびカバー３１によって回転可能に支持されており、モータ３５の回転軸３５Ａと連結されている。そして、歯車３０は、回転軸３０Ａに固定されている。

歯車３２の回転軸３２Ａは、支持板２３およびカバー３１によって回転可能に支持されており、回転軸２７に連結されている。そして、歯車３２は、回転軸３２Ａに固定されており、歯車３０と噛合っている。

歯車３３は、回転軸１５に固定されており、支持板２３およびカバー３１によって回転可能に支持されている。歯車３４の回転軸３４Ａは、支持板２３およびカバー３１によって回転可能に支持され、モータ３６の回転軸３６Ａに連結されている。そして、歯車３４は、回転軸３４Ａに固定されており、歯車３３と噛合っている。

モータ３５は、その回転軸３５Ａが歯車３０の回転軸３０Ａと連結され、制御ボード３８からの制御に従って歯車３０を回転させる。モータ３６は、その回転軸３６Ａが歯車３４の回転軸３４Ａと連結され、制御ボード３８からの制御に従って歯車３４を回転させる。

ロータリーエンコーダー３７は、モータ３６と連結され、モータ３６の回転軸３６Ａの回転方向および回転量を示す信号を後述する方法によって検出し、その検出した信号を制御ボード３８へ出力する。

制御ボード３８は、ハンドル１０の角度設定ボタン１３，１４、モータ３５，３６およびロータリーエンコーダー３７に連結され、後述する方法によって、ハンドル１０の回転範囲を設定するとともに、その設定された回転範囲においてハンドル１０の回転角度を検出し、その検出した回転角度をアナログ信号に変換してゲーム機へ出力する。

また、制御ボード３８は、操作者がハンドル１０を放すと、ハンドル１０がセンター位置（回転角が零である位置）に戻るように制御する。

さらに、制御ボード３８は、ペダルユニット３００からのペダル信号ＡＰＥＤによって示されたアクセルペダルの踏込度合が相対的に大きくなると、操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へハンドル１０を回転させる回転トルクを相対的に強くするようにモータ３６を制御し、ペダルユニット３００からのペダル信号ＢＰＥＤによって示されたブレーキペダルの踏込度合が相対的に大きくなると、操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へハンドル１０を回転させる回転トルクを相対的に弱くするようにモータ３６を制御する。

ハンドルユニット１００においては、モータ３５が歯車３０をハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転させると、歯車３２および回転軸２７は、ハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）に回転し、ナット２８，２９は、回転軸２７上を軸方向ＤＲ１へ移動し、相互に遠ざかる。

また、モータ３５が歯車３０をハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転させると、歯車３２および回転軸２７は、ハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）に回転し、ナット２８，２９は、回転軸２７上を軸方向ＤＲ１へ移動し、相互に接近する。

ハンドル１０が右方向（時計回りの方向）へ回転すると、回転軸１５および歯車３３も右方向（時計回りの方向）へ回転し、歯車３４およびモータ３６の回転軸３６Ａは、左方向（反時計回りの方向）へ回転する。

また、ハンドル１０が左方向（反時計回りの方向）へ回転すると、回転軸１５および歯車３３も左方向（反時計回りの方向）へ回転し、歯車３４およびモータ３６の回転軸３６Ａは、右方向（時計回りの方向）へ回転する。

さらに、モータ３６が歯車３４をハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転させると、歯車３３および回転軸１５には、ハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転させようとする回転力が印加される。

さらに、モータ３６が歯車３４をハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転させると、歯車３３および回転軸１５には、ハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転させようとする回転力が印加される。

図５は、図４に示すロータリーエンコーダー３７の概略図である。図５を参照して、ロータリーエンコーダー３７は、発光ダイオード３７１と、レンズ３７２と、スリット円盤３７３と、回転軸３７４と、ベアリング３７５，３７６と、固定スリット３７７と、フォトトランジスタ３７８，３７９と、アンプ３８０，３８１とを含む。

スリット円盤３７３は、回転軸３７４に固定され、回転軸３７４は、ベアリング３７５，３７６によって回転可能に支持されている。そして、回転軸３７４は、モータ３６の回転軸３６Ａに連結されている。

レンズ３７２は、スリット円盤３７３の一方面側にスリット円盤３７３に対向して配置される。スリット円盤３７３は、等間隔に配置された複数のスリット３７３１を有し、レンズ３７２と固定スリット３７７との間に配置される。固定スリット３７７は、スリット３７７１，３７７２を有し、スリット円盤３７３の他方面側にスリット円盤３７３に対向して配置される。フォトトランジスタ３７８，３７９は、固定スリット３７７に対向して配置される。より詳細には、フォトトランジスタ３７８，３７９は、それぞれ、固定スリット３７７のスリット３７７１，３７７２に対向して配置される。アンプ３８０，３８１は、それぞれ、フォトトランジスタ３７８，３７９に接続されている。

発光ダイオード３７１は、所定の波長の光をレンズ３７２へ放射する。レンズ３７２は、発光ダイオード３７１からの光を集光してスリット円盤３７３へ導く。モータ３６の回転軸３６Ａの回転に応じて、回転軸３７４およびスリット円盤３７３が回転し、スリット円盤３７３は、レンズ３７２からの光をスリット３７３１によって周期的に遮る。そして、スリット円盤３７３のスリット３７３１を通過した光は、固定スリット３７７を介してフォトトランジスタ３７８，３７９によって検出され、アンプ３８０，３８１へ供給される。

この場合、フォトトランジスタ３７８，３７９は、回転軸３７４および円盤スリット３７３の回転量に比例した回数の明暗を繰返す光強度を検出する。そして、アンプ３８０は、フォトトランジスタ３７８からの光強度を増幅してパルス信号ＰＬＳ１を制御ボード３８へ出力する。また、アンプ３８１は、フォトトランジスタ３７９からの光強度を増幅してパルス信号ＰＬＳ２を制御ボード３８へ出力する。

図６は、ロータリーエンコーダー３７から出力されるパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２のタイミングチャートである。図６を参照して、パルス信号ＰＬＳ１１，ＰＬＳ２１は、回転軸３７４およびスリット円盤３７３が回転軸３７４の軸方向から見て右方向へ回転したときのパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２である。

また、パルス信号ＰＬＳ１２，ＰＬＳ２２は、回転軸３７４およびスリット円盤３７３が回転軸３７４の軸方向から見て左方向へ回転したときのパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２である。

回転軸３７４およびスリット円盤３７３が回転軸３７４の軸方向から見て右方向へ回転した場合、パルス信号ＰＬＳ１１は、パルス信号ＰＬＳ２１に対して位相がＴ／４（Ｔ：周期）だけ進んでいる。

一方、回転軸３７４およびスリット円盤３７３が回転軸３７４の軸方向から見て左方向へ回転した場合、パルス信号ＰＬＳ２２は、パルス信号ＰＬＳ１２に対して位相がＴ／４だけ進んでいる。

したがって、２つのパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２の位相関係を検出すれば、回転軸３７４およびスリット円盤３７３の回転方向も検出できる。つまり、２つのパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２の位相関係を検出すれば、ハンドル１０の回転方向を検出できる。回転軸３７４およびスリット円盤３７３は、ハンドル１０の回転に伴って、ハンドル１０の回転方向と反対方向に回転するので、パルス信号ＰＬＳ１の位相がパルス信号ＰＬＳ２の位相に対してＴ／４だけ進んでいれば、ハンドル１０の回転方向は左方向と検出され、パルス信号ＰＬＳ２の位相がパルス信号ＰＬＳ１の位相に対してＴ／４だけ進んでいれば、ハンドル１０の回転方向は右方向と検出される。

図７は、図４に示す制御ボード３８の機能ブロック図である。図７を参照して、制御ボード３８は、回転角度決定手段３８２と、移動手段３８３と、制動手段３８４と、信号処理手段３８５とを含む。

回転角度決定手段３８２は、ロータリーエンコーダー３７からパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２を受け、ハンドル１０の角度設定ボタン１３，１４から角度設定信号ＡＳＴを受ける。そして、回転角度決定手段３８２は、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２に基づいて、後述する方法によってハンドル１０の回転角度θおよび回転方向Ｄｒを決定する。

回転角度決定手段３８２は、ロータリーエンコーダー３７からパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２を受け、かつ、角度設定ボタン１３，１４から角度設定信号ＡＳＴを受けたとき、その決定した回転角度θをハンドル１０の回転範囲を決定するための最大回転角θｍａｘとし、その最大回転角θｍａｘを移動手段３８３へ出力する。

また、回転角度決定手段３８２は、ロータリーエンコーダー３７からパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２を受け、かつ、角度設定ボタン１３，１４から角度設定信号ＡＳＴを受けないとき、その決定した回転角度θをハンドル１０の回転範囲における回転角度θｒとし、その回転角度θｒおよびハンドル１０の回転方向Ｄｒを制動手段３８４へ出力し、回転角
度θｒを信号処理手段３８５へ出力する。

移動手段３８３は、回転角度決定手段３８２からの最大回転角θｍａｘに基づいて、後述する方法によって、ナット２８，２９を軸方向ＤＲ１へ移動させる移動量を決定し、その決定した移動量だけナット２８，２９が移動するようにモータ３５を回転させる。この場合、移動手段３８３は、回転方向および回転量を指示する制御信号ＣＴＬ１をモータ３５へ出力する。

制動手段３８４は、回転角度決定手段３８２から回転角度θｒおよび回転方向Ｄｒを受け、ペダルユニット３００からペダル信号ＡＰＥＤ，ＢＰＥＤを受ける。そして、制動手段３８４は、回転角度決定手段３８２からの回転角度θｒに基づいて、ハンドル１０がセンター位置に戻るためのトルクを後述する方法によって決定し、その決定したトルクが歯車３３に印加されようにモータ３６を回転させる。この場合、制動手段３８４は、回転方向および回転数を指示する制御信号ＣＴＬ２を生成してモータ３６へ出力する。

また、制動手段３８４は、ペダル信号ＡＰＥＤによって示されたアクセルペダルの踏込度合が相対的に大きくなると、操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へハンドル１０を回転させる回転トルクを相対的に強くするようにモータ３６を回転させ、ペダルユニット３００からのペダル信号ＢＰＥＤによって示されたブレーキペダルの踏込度合が相対的に大きくなると、操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へハンドル１０を回転させる回転トルクを相対的に弱くするようにモータ３６を回転させる。この場合、制動手段３８４は、回転方向および回転数を指示する制御信号ＣＴＬ３を生成してモータ３６へ出力する。

信号処理手段３８５は、回転角度決定手段３８２からハンドル１０の回転角度θｒを受け、その受けた回転角度θｒに応じたレベルを後述する方法によって検出し、その検出したレベルからなるアナログ信号ＡＮＲに回転角度θｒを変換して外部（ゲーム機）へ出力する。

図８は、パルス数とハンドル１０の回転角度との関係を示す図である。図８において、縦軸は、ハンドル１０の回転角度を表し、横軸は、パルス数を表す。なお、パルス数は、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス数である。

図８を参照して、パルス数とハンドル１０の回転角度θとの関係は、直線ｋ１によって表され、ハンドル１０の回転角度θは、パルス数が増加するに伴って大きくなる。これは、ハンドル１０の回転角度θが大きくなれば、ロータリーエンコーダー３７のスリット円盤３７３の回転量が増加し、フォトトランジスタ３７８，３７９が検出する明暗の個数が増加するからである。

従って、回転角度決定手段３８２は、ロータリーエンコーダー３７から受けたパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス数をカウントし、そのカウントしたパルス数に対応する回転角度θを直線ｋ１を参照して決定する。つまり、回転角度決定手段３８２は、直線ｋ１をマップとして保持しており、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス数をカウントすると、そのカウントしたパルス数に対応する回転角度θを直線ｋ１を参照して決定する。

そして、回転角度決定手段３８２は、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２および角度設定信号ＡＳＴを受けたとき、その決定した角度θを最大回転角θｍａｘとし、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２のみを受けたとき、その決定した角度θを回転角度θｒとする。

図９は、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘと、ナット２８，２９の移動量との関係を示す図である。図９において、縦軸は、ナット２８，２９の移動量を表し、横軸は、ハン
ドル１０の最大回転角θｍａｘを表す。なお、最大回転角θｍａｘは、ハンドル１０の回転範囲を設定する場合にハンドル１０を右方向（時計回りの方向）または左方向（反時計回りの方向）に回転させたときの回転角度である。

図９を参照して、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘと、ナット２８，２９の移動量との関係は。直線ｋ２によって表される。そして、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが零であるとき、ナット２８，２９の移動量は、最大となり、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが最大であるとき、ナット２８，２９の移動量は、零である。

図１０は、図４に示すガイド板２６、回転軸２７およびナット２８，２９の拡大図である。図１０を参照して、ハンドル１０の回転範囲を決定するとき、ナット２８，２９は、相互に最も離れている。即ち、ナット２８は、ハンドル１０に最も近づいた位置ｘ１に存在し、ナット２９は、ハンドル１０から最も遠ざかった位置ｘ２に存在する。そして、ハンドル１０を回転させる前、ガイド板２６は、ナット２８，２９間の中間位置ｘ３に存在する。

なお、回転軸２７の軸方向をｘ軸とし、ハンドル１０に近づく方向をｘ軸の正の方向とする。

この場合、ガイド板２６の側面２６１とナット２８との距離Ｌ１ｍａｘは、ガイド板２６の側面２６２とナット２９との距離Ｌ２ｍａｘに等しい。従って、この状況で、ガイド板２６は、位置ｘ４（側面２６１の位置）から位置ｘ１へ距離Ｌ１ｍａｘだけ移動でき、位置ｘ５（側面２６２の位置）から位置ｘ２へ距離Ｌ２ｍａｘ（＝Ｌ１ｍａｘ）だけ移動できる。

ハンドル１０が右方向（時計回りの方向）へ回転したとき、ガイド板２６は、ナット２８の方向へ移動し、ハンドル１０が左方向（反時計回りの方向）へ回転したとき、ガイド板２６は、ナット２９の方向へ移動する。

そうすると、位置ｘ４から位置ｘ１までの距離Ｌ１ｍａｘは、ハンドル１０を右方向（時計回りの方向）へ回転可能な限界回転角θｌｉｍ１を表し、位置ｘ５から位置ｘ２までの距離Ｌ２ｍａｘは、ハンドル１０を左方向（反時計回りの方向）へ回転可能な限界回転角θｌｉｍ２（＝θｌｉｍ１）を表す。そして、距離Ｌ１ｍａｘ，Ｌ２ｍａｘ２の各々は、例えば、約２ｃｍに設定され、限界回転角θｌｉｍ１，θｌｉｍ２を両端とする角度範囲は、ハンドル１０を右方向または左方向へ２．５回転（＝９００度）だけ回転可能な角度範囲である。このように、距離Ｌ１ｍａｘ，Ｌ２ｍａｘ２の各々を約２ｃｍに設定することにより、ハンドル１０を右方向または左方向へ２．５回転（＝９００度）だけ回転可能であるが、距離Ｌ１ｍａｘ，Ｌ２ｍａｘ２の各々を２ｃｍよりもさらに長くすることにより、ハンドル１０を右方向または左方向へ２．５回転（＝９００度）よりも多く回転するように設定でき、距離Ｌ１ｍａｘ，Ｌ２ｍａｘ２の各々を２ｃｍよりも短くすることにより、ハンドル１０を右方向または左方向へ２．５回転（＝９００度）よりも少なく回転するように設定できる。

また、ナット２８，２９がそれぞれ位置ｘ６，ｘ７へ移動すると、ガイド板２６は、ｘ軸の正方向へ位置ｘ４から位置ｘ６までの距離Ｌ１だけ移動可能であり、ｘ軸の負方向へ位置ｘ５から位置ｘ７までの距離Ｌ２（＝Ｌ１）だけ移動可能である。そして、距離Ｌ１は、ハンドル１０を右方向（時計回りの方向）へ回転可能な最大回転角θｍａｘ１を表し、距離Ｌ２は、ハンドル１０を左方向（反時計回りの方向）へ回転可能な最大回転角θｍａｘ２（＝θｍａｘ１）を表す。

従って、位置ｘ４からナット２８の位置ｘ６までの距離Ｌ１、および位置ｘ５からナット２９の位置ｘ７までの距離Ｌ２は、ハンドル１０をそれぞれ右方向（時計回りの方向）および左方向（反時計回りの方向）へ回転可能な最大回転角θｍａｘを表す。

その結果、図９に示すように、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが最も大きいとき、つまり、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが限界回転角θｌｉｍ（＝θｌｉｍ１，θｌｉｍ２）に等しいとき、ナット２８，２９の移動量は、零になり、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが最も小さいとき、つまり、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが零であるとき、ナット２８，２９の移動量は、最大（距離Ｌ１ｍａｘ＝Ｌ２ｍａｘ）になる。

そして、位置ｘ４からナット２８の位置ｘ６までの距離Ｌ１および位置ｘ５からナット２９の位置ｘ７までの距離Ｌ２は、ハンドル１０をそれぞれ右方向（時計回りの方向）および左方向（反時計回りの方向）へ回転可能な最大回転角θｍａｘを表すのであるから、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘが決定されれば、ハンドル１０を左方向または右方向へ回転可能な回転角度がその決定された最大回転角θｍａｘになるようにナット２８，２９を移動させる移動量を図１０を参照して計算できる。

このようにして、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘに対応するナット２８，２９の移動量を各最大回転角θｍａｘに対して計算し、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘとナット２８，２９の移動量との関係をプロットしたのが、図９に示す直線ｋ２である。

従って、移動手段３８３は、曲線ｋ２をマップとして保持しており、回転角度決定手段３８２から最大回転角θｍａｘを受けると、その受けた最大回転角θｍａｘに対応するナット２８，２９の移動量を直線ｋ２を参照して決定する。

図１１は、ナット２８，２９の移動量とモータ３５の回転量との関係を示す図である。図１１において、縦軸は、モータ３５の回転量を表し、横軸は、ナットの移動量を表す。

図１１を参照して、ナット２８，２９の移動量とモータ３５の回転量との関係は、直線ｋ３によって表される。ナット２８，２９の移動量が零であるとき、モータ３５の回転量は、零である。そして、ナット２８，２９の移動量が増加するに伴い、モータ３５の回転量は、増加する。そして、移動手段３８３は、モータ３５の回転量を回転回数で制御する。

モータ３５の回転は、歯車３０および歯車３２を介して回転軸２７に伝達されるため、移動手段３８３は、歯車３０と歯車３２との歯車比と、回転軸２７の１回転当りのナット２８，２９の移動量とを考慮してモータ３５の回転回数を決定する。

また、移動手段３８３は、モータ３５の回転方向を次のように決定する。ハンドル１０の回転範囲を設定する場合、ナット２８，２９は、それぞれ、位置ｘ１，ｘ２に存在するので（初期状態）、最大回転角θｍａｘが限界回転角θｌｉｍよりも小さいとき、移動手段３８３は、ナット２８，２９が相互に近づくようにモータ３５を回転させる。つまり、移動手段３８３は、回転軸２７をハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転させればよいので、モータ３５をハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転させる。

一方、ナット２８，２９をそれぞれ位置ｘ１，ｘ２に戻す場合、移動手段３８３は、回転軸２７をハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転させればよいので、モータ３５をハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転させる。

そして、移動手段３８３は、上述した方法によって決定した回転回数および回転方向からなる制御信号ＣＴＬ１を生成してモータ３５へ出力する。

図１２は、モータの制動トルクとハンドルの回転角度との関係を示す図である。図１２において、縦軸は、モータの制動トルクを表し、横軸は、ハンドルの回転角度を表す。

図１２を参照して、モータの制動トルクとハンドルの回転角度との関係は、曲線ｋ４によって示される。そして、モータの制動トルクは、ハンドル１０の回転角度θｒが大きくなるに従って指数関数的に大きくなる。これは、ハンドル１０の回転角度θｒが大きくなるに従って、ハンドル１０の回転を元のセンター位置に戻すには、より大きな力が必要であるからである。

制動手段３８４は、図１２に示す曲線ｋ４をマップとして保持しており、回転角度決定手段３８２からハンドル１０の回転角度θｒおよび回転方向Ｄｒを受けると、曲線ｋ４を参照して、回転角度θｒに対応するモータの制動トルクを抽出する。そして、制動手段３８４は、その抽出した制動トルクと、回転数と、回転方向Ｄｒの反対方向とからなる制御信号ＣＴＬ２を生成してモータ３６へ出力する。これにより、モータ３６は、歯車３３を操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へ回転させる回転力を発生して歯車３３へ伝達する。この場合、歯車３３を操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へ回転させる回転トルクは、歯車３４を介して歯車３３へ伝達されるので、制動手段３８４は、歯車３３と歯車３４との歯車比を考慮して回転数を決定する。

図１３は、モータの制動トルクとアクセルペダルの踏込度合との関係を示す図である。図１３において、縦軸は、モータの制動トルクを表し、横軸は、アクセルペダルの踏込度合を表す。このモータの制動トルクは、操作者がハンドル１０を回転させるときにハンドル１０の回転に軽重感を持たせるためにモータ３６が歯車３３に印加するトルクである。

図１３を参照して、モータの制動トルクとアクセルペダルの踏込度合との関係は、曲線ｋ５によって表される。そして、モータの制動トルクは、アクセスペダル３０１の踏込度合が大きくなるに従って指数関数的に大きくなる。これは、アクセルペダル３０１の踏込度合が大きくなるに従って自動車の速度が速くなるので、アクセルペダル３０１の踏込度合が大きくなるに従ってモータの制動トルクを大きくして操作者がハンドル１０の回転を“重い”と感じるようにしたものである。

従って、この制動トルクは、操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へハンドル１０を回転させる程のトルクではなく、操作者によるハンドル１０の回転を妨げるように歯車３３に印加されるトルクである。

制動手段３８４は、図１３に示す曲線ｋ５をマップとして保持しており、ペダルユニット３００からペダル信号ＡＰＥＤを受けると、曲線ｋ５を参照して、ペダル信号ＡＰＥＤによって示されるアクセルペダル３０１の踏込度合に対応するモータの制動トルクを抽出する。そして、制動手段３８４は、その抽出した制動トルクと、回転角度決定手段３８２から受けた回転方向Ｄｒの反対方向とからなる制御信号ＣＴＬ３を生成してモータ３６へ出力する。これにより、モータ３６は、操作者によるハンドル１０の回転を妨げる回転トルクを発生して歯車３３へ伝達する。

これにより、操作者は、アクセルペダル３０１の踏込度合が大きくなるに従ってハンドル１０の回転を“重い”と感じ、実際の自動車におけるハンドルの操舵感に近い感覚でハンドル１０を操作できる。

図１４は、モータの制動トルクとブレーキペダルの踏込度合との関係を示す図である。図１４において、縦軸は、モータの制動トルクを表し、横軸は、ブレーキペダルの踏込度合を表す。この制動トルクは、図１３に示す制動トルクである。

図１４を参照して、モータの制動トルクとブレーキペダル３０２の踏込度合との関係は、曲線ｋ６によって表される。そして、モータの制動トルクは、ブレーキペダル３０２の踏込度合が大きくなるに従って指数関数的に小さくなる。これは、ブレーキペダル３０２の踏込度合が大きくなるに従って自動車の速度が遅くなるので、ブレーキペダル３０２の踏込度合が大きくなるに従ってモータの制動トルクを小さくして操作者がハンドル１０の回転を“軽い”と感じるようにしたものである。

制動手段３８４は、図１４に示す曲線ｋ６をマップとして保持しており、ペダルユニット３００からペダル信号ＢＰＥＤを受けると、曲線ｋ６を参照して、ペダル信号ＢＰＥＤによって示されるブレーキペダル３０２の踏込度合に対応するモータの制動トルクを抽出する。そして、制動手段３８４は、その抽出した制動トルクと、回転角度決定手段３８２から受けた回転方向Ｄｒの反対方向とからなる制御信号ＣＴＬ３を生成してモータ３６へ出力する。これにより、モータ３６は、操作者によるハンドル１０の回転を妨げる回転トルクを発生して歯車３３へ伝達する。

これにより、操作者は、ブレーキペダル３０２の踏込度合が大きくなるに従ってハンドル１０の回転を“軽い”と感じ、実際の自動車におけるハンドルの操舵感に近い感覚でハンドル１０を操作できる。

上述したように、制動手段３８４は、アクセルペダル３０１の踏込度合が相対的に大きくなると、操作者によるハンドル１０の回転を妨げるトルクを相対的に大きくし、ブレーキペダル３０２の踏込度合が相対的に大きくなると、操作者によるハンドル１０の回転を妨げるトルクを相対的に小さくする。すなわち、制動手段３８４は、ゲーム空間内の自動車が加速されると、操作者によるハンドル１０の回転を妨げるトルクを相対的に大きくし、ゲーム空間内の自動車が減速されると、操作者によるハンドル１０の回転を妨げるトルクを相対的に小さくする。

その結果、操作者は、アクセルペダル３０１を大きく踏み込めば、ハンドル１０の回転を“重い”と感じ、ブレーキペダル３０２を大きく踏み込めば、ハンドル１０の回転を“軽い”と感じる。そして、操作者は、実際の自動車のハンドル操作と殆ど同じ間隔でハンドル１０を操作できる。

図１５は、ハンドル１０の回転角度とアナログ信号のレベルとの関係を示す図である。図１５において、縦軸は、アナログ信号のレベルを表し、横軸は、ハンドルの回転角度を表す。

図１５を参照して、ハンドル１０の回転角度θｒとアナログ信号のレベルとの関係は、曲線ｋ７によって示される。そして、アナログ信号のレベルは、ハンドル１０の最大回転角θｍａｘに対して割当てられた２５５個のレベルからなる。より詳細には、ハンドル１０の右方向への最大回転角をθｍａｘ１とし、ハンドル１０の左方向への最大回転角をθｍａｘ２とすると、アナログ信号のレベルは、０度から最大回転角θｍａｘ１までの角度範囲、および０度から最大回転角θｍａｘ２までの角度範囲の各々に対して２５５個割当てられる。したがって、アナログ信号のレベルは、最大回転角θｍａｘ１および最大回転角θｍａｘ２を両端とする角度範囲においては、２５５×２＝５１０個割当てられる。

そして、信号処理手段３８５は、図１５に示す曲線ｋ７をマップとして保持しており、
回転角度決定手段３８２からハンドル１０の回転角度θｒを受けると、その受けた回転角度θｒに対応するアナログ信号のレベルを曲線ｋ７を参照して抽出し、その抽出したレベルからなるアナログ信号ＡＮＲを生成してゲーム機へ出力する。即ち、信号処理手段３８５は、ハンドル１０の回転角度θｒを回転角度θｒに対応するレベルからなるアナログ信号ＡＮＲに変換してゲーム機へ出力する。

アナログ信号のレベルをハンドル１０の回転角度θｒに対して図１５に示す曲線ｋ７のように変化させることにより、回転角度θｒに対応するレベルを有するアナログ信号ＡＮＲに基づいてゲーム機に表示された自動車の操舵感覚を、実際の自動車における操舵感覚と殆ど同じにできる。

図１６および図１７は、それぞれ、ハンドル１０の回転範囲を設定するための動作を説明するための第１および第２の状態図である。ハンドル１０の回転範囲を設定する場合、ハンドルユニット１００の本体部２０の状態は、図４に示す状態になっている。即ち、ナット２８，２９は、初期位置（位置ｘ１，ｘ２）に存在する。

この状態で、ハンドル１０の操作者は、例えば、図１６に示すようにハンドル１０を左方向（反時計回りの方向）へ任意の角度だけ回転させ、角度設定ボタン１４を押す。

そうすると、角度設定ボタン１４は、角度設定信号ＡＳＴを生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。また、回転軸１５および歯車３３は、ハンドル１０の左方向への回転に伴って左方向へ回転し、ボールネジ２５およびガイド板２６は、回転軸１５上を矢印１の方向へ移動し、元の位置（位置ｘ４）からナット２８側へ距離Ｌ１だけ移動した位置で停止する。そして、歯車３４、歯車３４の回転軸３４Ａおよびモータ３６の回転軸３６Ａは、歯車３３の左方向への回転に伴って右方向へ回転し、ロータリーエンコーダー３７は、上述した方法によって、モータ３６の回転軸３６Ａの回転量、即ち、ハンドル１０の回転角度に比例したパルス数を有し、ハンドル１０の回転方向に対応した位相関係を有する２つのパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２を生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。

回転角度決定手段３８２は、角度設定ボタン１４から角度設定信号ＡＳＴを受け、ロータリーエンコーダー３７からパルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２を受ける。そして、回転角度決定手段３８２は、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２のパルス数をカウントし、そのカウントしたパルス数に対応するハンドル１０の回転角度θを図８に示す直線ｋ１を参照して抽出する。

そうすると、回転角度決定手段３８２は、角度設定ボタン１４から角度設定信号ＡＳＴを受けているので、抽出した回転角度θをハンドル１０の最大回転角θｍａｘ２とし、その最大回転角θｍａｘ２を移動手段３８３へ出力する。

移動手段３８３は、回転角度決定手段３８２からハンドル１０の最大回転角θｍａｘ２を受けると、その受けた最大回転角θｍａｘ２を２倍した回転角度の範囲をハンドル１０の回転範囲と決定する。ナット２８，２９は、ハンドル１０の回転角度が零であるときのガイド板２６に対して相互に対称な位置（位置ｘ１，ｘ２）に存在し、かつ、ガイド板２６に対して対称に移動するからである。つまり、最大回転角θｍａｘ２は、最大回転角θｍａｘ１と同じであるので、２つの最大回転角θｍａｘ１，θｍａｘ２のうち、いずれか一方の最大回転角が検出されれば、他方の最大回転角を決定でき、ハンドル１０の回転範囲を決定できるからである。

なお、最大回転角θｍａｘ１，θｍａｘ２の各々は、ハンドル１０が右方向へ回転可能な角度、またはハンドル１０が左方向へ回転可能な角度である。

そして、移動手段３８３は、最大回転角θｍａｘ２に対応するナット２８，２９の移動量を図９に示す直線ｋ２を参照して抽出し、その抽出したナット２８，２９の移動量に対応するモータ３６の回転量を図１１に示す直線ｋ３を参照して抽出する。

そうすると、移動手段３８３は、その抽出したモータ３６の回転量と、ハンドル１０側から見て回転軸３５Ａを左方向へ回転させる回転方向とからなる制御信号ＣＴＬ１を生成してモータ３５へ出力する。

モータ３５は、制御信号ＣＴＬ１に応じて、歯車３０をハンドル１０側から見て左方向へ回転させ、歯車３２および回転軸２７は、歯車３０の左方向への回転に伴って、ハンドル１０側から見て右方向へ回転する。そうすると、ナット２８は、回転軸２７上を矢印２の方向へ所定の距離だけ移動して位置ｘ６で停止し、ナット２９は、回転軸２７上を矢印３の方向へ所定の距離だけ移動して位置ｘ７で停止する。その後、モータ３５は停止し、ナット２８，２９は、初期位置から所定の距離だけそれぞれ矢印２，３の方向へ移動した位置ｘ６，ｘ７で停止する（図１０および図１７参照）。

これにより、ハンドル１０の回転範囲は、−θｍａｘ２〜θｍａｘ２の範囲に設定される。即ち、ハンドル１０の回転範囲は、ガイド板２６が図１７に示すナット２９の位置からナット２８の位置まで移動可能な範囲に設定される。

上述したように、ハンドルユニット１００においては、ハンドル１０の回転範囲は、最大回転角θｍａｘによって決定され、最大回転角θｍａｘは、ハンドル１０の操作者によって任意の回転角度に設定される。そして、ガイド板２６およびナット２８，２９は、ハンドル１０の回転範囲を±θｍａｘの範囲に規制し、ナット２８，２９の位置は、モータ３５の回転によって変更可能である。

従って、ハンドルユニット１００においては、ハンドル１０の回転範囲は、ハンドル１０の操作者の要求に応じて、任意の回転範囲に設定される。その結果、ハンドル１０の回転範囲を任意に切換えることができる。

上記においては、ハンドル１０を左方向へ回転してハンドル１０の回転範囲を設定する場合について説明したが、ハンドル１０を右方向へ回転してハンドル１０の回転範囲を設定する場合も、同様にしてハンドル１０の回転範囲が任意の回転範囲に設定される。なお、この場合、角度設定ボタン１３が押され、角度設定ボタン１３が角度設定信号ＡＳＴを生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。

図１８は、ハンドルユニット１００における操作方法を説明するためのフローチャートである。図１８を参照して、一連の動作が開始されると、ハンドル１０が右回転方向（時計回りの方向）または左方向（反時計回りの方向）へ回転される（ステップＳ１）。

そして、角度設定要求が角度設定ボタン１３または１４から入力され（ステップＳ２）、角度設定ボタン１３または１４は、角度設定信号ＡＳＴを生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。

また、ステップＳ１におけるハンドル１０の回転に応じて、回転軸１５、歯車３３，３４、歯車３４の回転軸３４Ａ、およびモータ３６の回転軸３６Ａは回転し、ロータリーエンコーダー３７は、上述した方法によって、モータ３６の回転軸３６Ａの回転を検出し、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２を生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。

制御ボード３８の回転角度決定手段３８２は、パルス信号ＰＬＳ１，ＰＬＳ２に基づいて、上述した方法によってハンドル１０の回転角度θを決定し、角度設定ボタン１３または１４から角度設定信号ＡＳＴを受けているので、決定した角度θをハンドル１０の最大回転角θｍａｘとする。即ち、ハンドル１０の右方向または左方向への最大回転角θｍａｘが検出される（ステップＳ３）。

そして、回転角度決定手段３８２は、最大回転角θｍａｘを移動手段３８３へ出力する。移動手段３８３は、回転角度決定手段３８２から受けた最大回転角θｍａｘをハンドル１０が右方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角と、ハンドル１０が左方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角として決定する（ステップＳ４）。上述したように、検出された最大回転角θｍａｘは、ハンドル１０を右方向へ回転可能な回転角度およびハンドル１０を左方向へ回転可能な回転角度を示すからである。

その後、移動手段３８３は、ハンドル１０の回転範囲を第１および第２の最大回転角を両端とする範囲に設定するようにナット２８，２９を移動させるための制御信号ＣＴＬ１を上述した方法によって生成し、その生成した制御信号ＣＴＬ１をモータ３５へ出力する。

これにより、ナット２８，２９は、ハンドル１０の回転範囲を第１および第２の最大回転角を両端とする範囲に設定する位置に移動される。即ち、ナット２８（規制部材）は、ハンドル１０の右方向への回転角度を第１の最大回転角に規制する位置に移動され、ナット２９（規制部材）は、ハンドル１０の左方向への回転角度を第２の最大回転角（＝第１の最大回転角）に規制する位置に移動される（ステップＳ５）。

ステップＳ１〜ステップＳ５の操作によって、ハンドル１０の回転範囲が任意の回転範囲に設定される。

そして、ハンドル１０の回転範囲が任意の回転範囲に設定されると、その設定された回転範囲において、ロータリーエンコーダー３７および回転角度決定手段３８２は、上述した方法によってハンドル１０の回転角度θｒを検出する（ステップＳ６）。そして、回転角度決定手段３８２は、その検出した回転角度θｒを信号処理手段３８５へ出力する。信号処理手段３８１は、回転角度決定手段３８２からの回転角度θｒに応じてレベルを２５５個のレベルの中から選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号ＡＮＲを生成してゲーム機へ出力する（ステップＳ７）。

また、回転角度決定手段３８２は、回転角度θｒを検出した際に、ハンドル１０の回転方向Ｄｒも検出し、回転角度θｒおよび回転方向Ｄｒを制動手段３８４へ出力する。制動手段３８４は、回転角度θｒおよび回転方向Ｄｒに基づいて、上述した方法によって、制御信号ＣＴＬ２を生成してモータ３６へ出力し、ハンドル１０の回転をセンター位置に戻すための回転力を歯車３３に印加するようにモータ３６を制御する。

さらに、制動手段３８４は、ペダルユニット３００からペダル信号ＡＰＥＤ，ＢＰＥＤを受け、その受けたペダル信号ＡＰＥＤによって示されるアクセルペダル３０１の踏込度合に対応するモータの制動トルクを図１３に示す曲線ｋ５を参照して抽出し、その抽出した制動トルクと、回転方向Ｄｒの反対方向とからなる制御信号ＣＴＬ３を生成してモータ３６へ出力し、ハンドル１０の回転を妨げるトルクを歯車３３に印加するようにモータ３６を制御する。また、制動手段３８４は、ペダルユニット３００から受けたペダル信号ＢＰＥＤによって示されるブレーキルペダル３０２の踏込度合に対応するモータの制動トル
クを図１４に示す曲線ｋ６を参照して抽出し、その抽出した制動トルクと、回転方向Ｄｒの反対方向とからなる制御信号ＣＴＬ３を生成してモータ３６へ出力し、ハンドル１０の回転を妨げるトルクを歯車３３に印加するようにモータ３６を制御する。

その後、ハンドル１０の回転が検出されたか否かが判定され（ステップＳ８）、ハンドル１０の回転が検出された場合、ステップＳ６〜ステップＳ８が繰返し実行される。

一方、ステップＳ８において、ハンドル１０の回転が検出されない場合、一連の動作は終了する。

図１８に示すフローチャートのステップＳ１〜Ｓ５において、ハンドル１０の回転範囲が任意の回転範囲に設定され、その後、その設定された任意の回転範囲でハンドル１０が回転されるが（ステップＳ７参照）、この場合、ハンドル１０が右方向の最大回転角θｍａｘ１まで回転され、ガイド板２６がナット２８に接しても、ハンドルユニット１００においては、ボールネジ２５が使用されているので、ハンドル１０を左方向へスムーズに回転させることができる。すなわち、ボールネジ２５に代えて通常のネジを用いた場合には、ガイド板２６がナット２８に接するまでハンドル１０が右方向へ回転されると、ネジが回転軸１５のネジ部１５Ａに食い込んでしまい、その後、ハンドル１０を左方向へスムーズに回転させることができないが、ボールネジ２５を用いた場合には、ボールネジ２５が回転軸１５のネジ部１５Ａに食い込むことがないので、ハンドル１０を左方向へスムーズに回転させることができる。

また、ハンドル１０が左方向の最大回転角θｍａｘ２まで回転され、ガイド板２６がナット２９に接した場合も、同様の理由により、その後、ハンドル１０を右方向へスムーズに回転させることができる。

図１８に示すフローチャートの各ステップのうち、ステップＳ３〜Ｓ８の各々において実行される動作に関連する回転角度決定手段３８２、移動手段３８３、制動手段３８４および信号処理手段３８５の動作は、実際には、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒｌａ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって実行され、ＣＰＵは、ステップＳ３〜Ｓ８を備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出して実行し、ステップＳ３〜Ｓ８を実行する。

図１９は、この発明の実施の形態によるハンドルユニットの他の概略図である。この発明の実施の形態によるハンドルユニットは、図１９に示すハンドルユニット１００Ａであってもよい。図１９を参照して、ハンドルユニット１００Ａは、図４に示すハンドルユニット１００の回転軸２７を回転軸５１，５２に代え、歯車５３，５４およびモータ５５を追加したものであり、その他は、ハンドルユニット１００と同じである。

回転軸５１は、支持板２３を介して歯車３２の回転軸３２Ａに連結され、支持板２３によって回転可能に支持される。そして、ナット２８は、回転軸５１に嵌合される。回転軸５２は、カバー２４によって回転可能に支持される。そして、ナット２９は、回転軸５２に嵌合される。そして、回転軸５１，５２は、相互に分離されており、独立に回転される。

回転軸５３Ａは、回転軸５２に連結され、カバー２４によって回転可能に支持される。そして、歯車５３は、回転軸５３Ａに固定され、歯車５４と噛合っている。回転軸５４Ａは、カバー２４によって回転可能に支持される。歯車５４は、回転軸５４Ａに固定される。

モータ５５の回転軸５５Ａは、回転軸５４Ａに連結される。モータ５５がハンドル１０側から見て右方向（時計回りの方向）へ回転すると、回転軸５５Ａ，５４Ａおよび歯車５４は、右方向へ回転し、歯車５３は、左方向（反時計回りの方向）へ回転する。そして、回転軸５２は、歯車５３の左方向への回転に伴って、左方向へ方向し、ナット２９は、回転軸５２上をハンドル１０から遠ざかる方向へ移動する。

一方、モータ５５がハンドル１０側から見て左方向（反時計回りの方向）へ回転したとき、回転軸５２は、上記と反対の方向（右方向）へ回転し、ナット２９は、ハンドル１０に近づく方向へ移動する。

なお、回転軸５１は、上述した回転軸２７と同じようにモータ３５の回転によって回転される。そして、ナット２８は、回転軸５１上を回転軸５１の軸方向へ移動する。また、制御ボード３８の移動手段３８３は、制御信号ＣＴＬ１１（制御信号ＣＴＬ１の一種）を上述した方法によって生成してモータ３５へ供給し、制御信号ＣＴＬ１２（制御信号ＣＴＬ１の一種）を上述した方法によって生成してモータ５５へ供給し、ナット２８，２９の移動を独立に制御する。

このように、ハンドルユニット１００Ａは、ナット２８，２９の位置を独立に制御することを特徴とする。その結果、ハンドルユニット１００Ａにおいては、ハンドル１０が右方向へ回転可能な最大回転角θｍａｘ１は、ハンドル１０が左方向へ回転可能な最大回転角θｍａｘ２とは必ずしも一致せず、２つの最大回転角θｍａｘ１，θｍａｘ２は、独立に任意の角度に設定される。

ハンドルユニット１００Ａにおけるハンドル１０の回転範囲を設定する場合、操作者は、ハンドル１０を右方向へ任意の角度だけ回転して角度設定ボタン１３を押す。そうすると、角度設定ボタン１３は、角度設定信号ＡＳＴ１（ＡＳＴの一種）を生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。

そして、ロータリーエンコーダー３７および回転角度決定手段３８２は、上述した方法によって、ハンドル１０が右方向へ回転されたときの最大回転角θｍａｘ１を決定して移動手段３８３へ出力する。

その後、操作者は、ハンドル１０を左方向へ任意の角度だけ回転して角度設定ボタン１４を押す。そうすると、角度設定ボタン１４は、角度設定信号ＡＳＴ２（ＡＳＴの一種）を生成して制御ボード３８の回転角度決定手段３８２へ出力する。

そして、ロータリーエンコーダー３７および回転角度決定手段３８２は、上述した方法によって、ハンドル１０が左方向へ回転されたときの最大回転角θｍａｘ２を決定して移動手段３８３へ出力する。

移動手段３８３は、最大回転角θｍａｘ１に基づいて、上述した方法によって、制御信号ＣＴＬ１１を生成してモータ３５へ出力し、ハンドル１０の右方向への最大回転角が最大回転角θｍａｘ１になるようにナット２８を回転軸５１上で移動させる。また、移動手段３８３は、最大回転角θｍａｘ２に基づいて、上述した方法によって、制御信号ＣＴＬ１２を生成してモータ５５へ出力し、ハンドル１０の左方向への最大回転角が最大回転角θｍａｘ２になるようにナット２９を回転軸５２上で移動させる。

これにより、ハンドル１０の回転範囲を最大回転角θｍａｘ１，θｍａｘ２を両端とする範囲に設定できる。

ハンドルユニット１００Ａにおける操作方法は、ステップＳ１において、ハンドル１０が右方向および左方向へ回転され、ステップＳ２において、最大回転角θｍａｘ１が第１の最大回転角として決定され、最大回転角θｍａｘ２が第２の最大回転角として決定される以外は、図１８に示すフローチャートに従って実行される。

その他は、ハンドルユニット１００と同じである。

ハンドル１０の左方向への最大回転角θｍａｘ１と、ハンドル１０の右方向への最大回転角θｍａｘ２とを異なるように設定可能なハンドル装置１００Ａは、ゲーム空間内の自動車をトラック状のレースコースで走行させる場合に有用である。この場合、ハンドル１０の回転角度は、一方の方向へほぼ一定であり、ハンドル１０を他方の方向へ回転させることが殆どないからである。

したがって、ハンドル装置１００Ａを用いることにより、ハンドル１０の右方向への最大回転角θｍａｘ１と、ハンドル１０の左方向への最大回転角θｍａｘ２とが同じゲームにも対応でき、ハンドル１０の右方向への最大回転角θｍａｘ１と、ハンドル１０の左方向への最大回転角θｍａｘ２とが異なるゲームにも対応できる。

そして、ハンドルコントローラ１０００においては、ハンドルユニット１００に代えてハンドルユニット１００Ａを使用してもよい。

図２０は、図１に示すシフトレバーユニット２００の上から見た平面図である。図２０を参照して、シフトレバーユニット２００は、本体部２１０と、パネル部２２０と、シフトレバー２３０とを含む。

上述した嵌合部２０１，２０２は、本体部２１０の左右両端部に設けられる。パネル部２２０は、本体部２１０の上面に設けられ、シフトレバー２３０の切換状態を表示する。シフトレバー２３０は、本体部２１０の上面に略垂直（紙面に垂直）に設けられる。そして、シフトレバー２３０は、矢印２２１〜２２６の方向へ移動され、ミッションを６速に切換える。

より詳細には、シフトレバー２３０が矢印２２１の方向へ移動されると、ミッションは、１速に設定され、シフトレバー２３０が矢印２２２の方向へ移動されると、ミッションは、２速に設定され、シフトレバー２３０が矢印２２３の方向へ移動されると、ミッションは、３速に設定され、シフトレバー２３０が矢印２２４の方向へ移動されると、ミッションは、４速に設定され、シフトレバー２３０が矢印２２５の方向へ移動されると、ミッションは、５速に設定され、シフトレバー２３０が矢印２２６の方向へ移動されると、ミッションは、６速に設定される。

このように、シフトレバーユニット２００は、シフトレバー２３０を矢印２２１〜２２６に従って切換えることによって６速ミッションとして使用される。

また、シフトレバーユニット２００は、シーケンシャルなミッションとしても使用される。シフトレバー２３０は、矢印２２７，２２８の方向へ移動される。シフトレバー２３０が矢印２２７の方向へ移動されると、ミッションは、アップに切換えられ、シフトレバー２３０が矢印２２８の方向へ移動されると、ミッションは、ダウンに切換えられる。

このように、シフトレバーユニット２００は、アップとダウンとの間でシーケンシャルに切り換え可能なミッションとしても使用される。

そして、シフトレバーユニット２００においては、６速ミッションおよびシーケンシャルなミッションのいずれかが選択され、その選択されたミッションによってゲーム空間内の自動車の速度が切換えられる。

図２１は、図１に示すハンドルユニット１００およびシフトレバーユニット２００の他の配置例を示す斜視図である。図２１を参照して、シフトレバーユニット２００は、ハンドルユニット１００の左側に配置され、ハンドルユニット１００に嵌合される。この場合、シフトレバーユニット２００は、図１に示す嵌合部２０２によってハンドルユニット１００に嵌合される。

このように、シフトレバーユニット２００は、ハンドルユニット１００の右側および左側のいずれの側にも設置可能である。したがって、ハンドルコントローラ１０００を用いれば、操作者は、ハンドルが右側に配置された自動車に乗車した感覚でゲームを楽しむことができるとともに、ハンドルが左側に配置された自動車に乗車した感覚でゲームを楽しむこともできる。

なお、上記においては、ハンドル１０の回転角度θを検出する検出器としてロータリーエンコーダー３７を示したが、この発明においては、ロータリーエンコーダー３７に代えてフォトカプラを用いてもよい。そして、フォトカプラは、透過型および反射型のいずれであってもよい。

また、上記においては、０度から最大回転角θｍａｘまでの角度範囲に対して２５５個のレベルが割当てられると説明したが、この発明においては、これに限られず、０度から最大回転角θｍａｘまでの角度範囲に対して２５５個以外の個数のレベルが割当てられてもよく、一般的には、０度から最大回転角θｍａｘまでの角度範囲に対してｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルが割当てられてもよい。

さらに、上記においては、ハンドルコントローラ１０００は、ゲーム空間内の自動車の操舵用に用いられると説明したが、この発明においては、これに限らず、ゲーム空間内のバイクの操舵用に用いられてもよい。この場合、ハンドルは、上述した円形のハンドル１０ではなく、略円弧形状のハンドルからなる。そして、ハンドルコントローラ１０００は、一般的には、ゲーム空間内の移動体の操舵用に用いられてもよい。

さらに、この発明においては、ハンドル１０を右方向（時計回り）または左方向（反時計回り）へ最大回転させたとき、ハンドル１０が噛み込んで元の位置に戻らなくなるのを防止する手段をさらに設けてもよい。このような噛み込みを防止する手段としては、たとえば、ガイド板２６とナット２８またはナット２９との距離が基準値以下になるぐらいガイド板２６がナット２８またはナット２９に近づいたことを検出する検出手段をさらに設け、制御ボート３８は、この検出手段からの信号に基づいて、操作者によるハンドル１０の回転方向と反対方向へハンドル１０を回転させる回転トルクを相対的に強くするようにモータ３６を制御する手段が考えられる。

この発明においては、ハンドルユニット１００，１００Ａの各々は、この発明による「ハンドル装置」を構成する。

また、角度設定ボタン１３，１４、ロータリーエンコーダー３７、回転角度決定手段３８２、移動手段３８３、モータ３５、歯車３０，３２、ガイド板２６、回転軸２７およびナット２８，２９は、「回転範囲設定ユニット」を構成する。

さらに、角度設定ボタン１３，１４、ロータリーエンコーダー３７、回転角度決定手段３８２、移動手段３８３、モータ３５，５５、歯車３０，３２，５３，５４、ガイド板２６、回転軸５１，５２およびナット２８，２９は、「回転範囲設定ユニット」を構成する。

さらに、角度設定ボタン１３，１４は、「受付手段」を構成する。

さらに、ロータリーエンコーダー３７および回転角度決定手段３８２は、「角度検出手段」を構成する。

さらに、移動手段３８３、モータ３５、歯車３０，３２、ガイド板２６、回転軸２７およびナット２８，２９は、「規制手段」を構成する。

さらに、ナット２８は、「第１の規制部材」を構成し、ナット２９は、「第２の規制部材」を構成し、ガイド板２６は、「第３の規制部材」を構成する。

さらに、回転軸２７は、「第１の回転軸」を構成し、回転軸１５は、「第２の回転軸」を構成する。

さらに、回転軸５１，５２は、「第１の回転軸」を構成する。

さらに、アップとダウンとの間でシーケンシャルに切換え可能なミッションは、「第１のミッション」を構成し、６速ミッションからなるミッションは、「第２のミッション」を構成する。

さらに、移動手段３８３、モータ３５、歯車３０，３２および回転軸２７は、「移動手段」を構成する。

さらに、移動手段３８３、モータ３５、歯車３０，３２，５３，５４および回転軸５１，５２は、「移動手段」を構成する。

さらに、ロータリーエンコーダー３７および回転角度決定手段３８２は、「回転角検出手段」を構成する。

さらに、制動手段３８４は、「回転制御手段」を構成する。

この発明の実施の形態によれば、ハンドルコントローラ１０００は、ハンドル１０の回転範囲を任意の回転範囲に設定可能なハンドルユニット１００を備えるので、ハンドル１０の回転範囲を切換えることができる。その結果、ハンドルの回転範囲が異なる複数種類のゲームにハンドルコントローラ１０００を使用できる。すなわち、ハンドルの回転範囲が異なる複数種類のゲーム機にハンドルコントローラ１０００を接続してゲーム空間内の自動車等の移動体を操舵できる。

また、ハンドルコントローラ１０００においては、ハンドル１０の回転範囲は、ゲーム機からの信号ではなく、操作者が角度設定ボタン１３，１４を押すことに起因して設定されるので、ハンドル１０の回転範囲を操作者が希望する任意の回転範囲に設定できる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換可能なハンドル装置に適用される。また、この発明は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換可能なハンドル装置の操作方法に適用される。さらに、この発明は、ハンドルの回転範囲を任意の回転範囲に切換可能なハンドル装置を備えたコントローラに適用される。

Claims (28)

1. ハンドル（１０）と、
   前記ハンドル（１０）の回転範囲を任意の回転範囲に設定する回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）とを備えるハンドル装置。
2. 前記回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、前記ハンドル（１０）が第１の方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角と、前記ハンドル（１０）が前記第１の方向と反対の第２の方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角とを決定し、その決定した第１および第２の最大回転角を両端とする回転範囲を前記任意の回転範囲として設定する、請求の範囲第１項に記載のハンドル装置。
3. 前記回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、前記ハンドル（１０）が前記第１および第２の方向へそれぞれ第１および第２の任意の角度だけ回転され、前記第１および第２の任意の角度をそれぞれ前記第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、前記第１および第２の任意の角度をそれぞれ前記第１および第２の最大回転角として決定する、請求の範囲第２項に記載のハンドル装置。
4. 前記回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、前記ハンドル（１０）が前記第１の方向または前記第２の方向へ任意の角度だけ回転され、前記任意の角度を前記第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、前記任意の角度を第１および第２の最大回転角として決定する、請求の範囲第２項に記載のハンドル装置。
5. 前記回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、
   前記回転角設定要求を受付ける受付手段（１３，１４）と、
   前記任意の角度を検出する角度検出手段（３７，３８２）と、
   前記受付手段（１３，１４）によって受付けられた回転角設定要求に応じて、前記角度検出手段（３７，３８２）によって検出された任意の角度を前記第１および第２の最大回転角として決定するとともに、前記ハンドル（１０）の前記第１の方向への回転を前記第１の最大回転角に規制し、前記ハンドル（１０）の前記第２の方向への回転を前記第２の最大回転角に規制する規制手段（３８２，３５，３０，３２，２６，２７，２８）とを含む、請求の範囲第４項に記載のハンドル装置。
6. 前記規制手段（３８２，３５，３０，３２，２６，２７，２８）は、
   第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記第１の方向への回転を規制する第１の規制部材（２８）と、
   前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記第２の方向への回転を規制する第２の規制部材（２９）と、
   前記ハンドル（１０）の回転に応じて、前記ハンドル（１０）の回転軸である第２の回転軸（１５）上を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）に沿って前記第１の規制部材（２８）と前記第２の規制部材（２９）との間で移動する第３の規制部材（２６）と、
   前記ハンドル（１０）の前記第１の方向への回転角度を前記第１の最大回転角に規制する位置に前記第１の規制部材（２８）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させるとともに、前記ハンドル（１０）の前記第２の方向への回転角度を前記第２の最大回転角に規制する位置に前記第２の規制部材（２９）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させる移動手段（３８３，３５，３０，３２，２７；３８３，３５，３０，３２，５３，５４，５１，５２）とを含む、請求の範囲第５項に記載のハンドル装置。
7. 前記第１の最大回転角と前記第２の最大回転角との間で前記ハンドル（１０）の回転角度を検出する回転角検出手段（３７，３８２）と、
   前記第１および第２の最大回転角を両端とする角度範囲を２ｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルに割当てるとともに、前記検出された回転角度に応じたレベルを前記２ｎ個のレベルから選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号を外部へ出力する信号処理手段（３８５）とをさらに備える、請求の範囲第２項から請求の範囲第６項のいずれか１項に記載のハンドル装置。
8. 前記ｎは、２５５であり、
   前記信号処理手段（３８５）は、零度と前記第１の最大回転角とを両端とする第１の角度範囲を２５５個のレベルに割当て、前記零度と前記第２の最大回転角とを両端とする第２の角度範囲を２５５個のレベルに割当てる、請求の範囲第７項に記載のハンドル装置。
9. ハンドル（１０）を備えるハンドル装置（１００）の操作方法であって、
   前記ハンドル（１０）の回転範囲を任意の回転範囲に設定する第１のステップと、
   前記設定された任意の回転範囲において前記ハンドル（１０）を回転させる第２のステップとを備えるハンドル装置の操作方法。
10. 前記第１のステップは、前記ハンドル装置（１００）に設けられた回転範囲設定ボタン（１３，１４）を介して入力された前記ハンドル（１０）の回転範囲設定要求に応じて、前記ハンドル（１０）の回転範囲を前記任意の回転範囲に設定する、請求の範囲第９項に記載のハンドル装置の操作方法。
11. 前記第１のステップは、
    前記ハンドル（１０）が右回転方向および左回転方向のいずれかの回転方向へ回転されたときの前記ハンドル（１０）の回転角度を検出する第１のサブステップと、
    前記回転範囲設定要求に応じて、前記第１のサブステップにおいて検出された前記ハンドル（１０）の回転角度に基づいて前記ハンドル（１０）の回転範囲を決定する第２のサブステップと、
    前記決定された前記ハンドル（１０）の回転範囲を前記任意の回転範囲として設定する第３のサブステップとを含む、請求の範囲第１０項に記載のハンドル装置の操作方法。
12. 前記ハンドル装置（１００）は、
    第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記右回転方向への回転を規制する第１の規制部材（２８）と、
    前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記左回転方向への回転を規制する第２の規制部材（２９）と、
    前記ハンドル（１０）の回転に応じて、前記ハンドル（１０）の回転軸である第２の回転軸（１５）上を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）に沿って前記第１の規制部材（２８）と前記第２の規制部材（２９）との間で移動する第３の規制部材（２６）とを備え、
    前記第３のサブステップは、
    前記検出されたハンドル（１０）の回転角度を前記ハンドル（１０）が前記右回転方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角および前記ハンドル（１０）が前記左回転方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角として決定するステップと、
    前記ハンドル（１０）の前記右回転方向への回転角度を前記第１の最大回転角に規制する位置に前記第１の規制部材（２８）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させるとともに、前記ハンドル（１０）の前記左回転方向への回転角度を前記第２の最大回転角に規制する位置に前記第２の規制部材（２９）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させるステップとを含む、請求の範囲第１１項に記載のハンドル装置の操作方法。
13. 前記第２のサブステップは、前記第１のサブステップにおいて検出された前記ハンドル（１０）の回転角度を２倍した角度範囲を前記ハンドル（１０）の回転範囲として決定する、請求の範囲第１１項に記載のハンドル装置の操作方法。
14. 前記ハンドル装置（１００）は、
    第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記右回転方向への回転を規制する第１の規制部材（２８）と、
    前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記左回転方向への回転を規制する第２の規制部材（２９）と、
    前記ハンドル（１０）の回転に応じて、前記ハンドル（１０）の回転軸である第２の回転軸（１５）上を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）に沿って前記第１の規制部材（２８）と前記第２の規制部材（２９）との間で移動する第３の規制部材（２６）とを備え、
    前記第３のサブステップは、
    前記検出されたハンドル（１０）の回転角度を前記ハンドル（１０）が前記右回転方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角および前記ハンドル（１０）が前記左回転方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角として決定するステップと、
    前記ハンドル（１０）の前記右回転方向への回転角度を前記第１の最大回転角に規制する位置に前記第１の規制部材（２８）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させるとともに、前記ハンドル（１０）の前記左回転方向への回転角度を前記第２の最大回転角に規制する位置に前記第２の規制部材（２９）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させるステップとを含む、請求の範囲第１３項に記載のハンドル装置の操作方法。
15. 前記ハンドル（１０）の回転範囲において前記ハンドル（１０）の回転角度を検出し、その検出した回転角度に応じてレベルを２ｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルから選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号を出力する第３のステップをさらに備える、請求の範囲第９項から請求の範囲第１４項のいずれか１項に記載のハンドル装置の操作方法。
16. 前記ハンドル装置（１００）は、ゲーム機に接続される、請求の範囲第１５項に記載のハンドル装置の操作方法。
17. ハンドル（１０）の回転範囲を任意の回転範囲に設定可能なハンドルユニット（１００）と、
    前記ハンドルユニット（１００）に隣接して配置されたシフトレバーユニット（２００）と、
    アクセルペダル（３０１）の踏込度合を示す第１のペダル信号またはブレーキペダル（３０２）の踏込度合を示す第２のペダル信号を前記ハンドルユニット（１００）へ出力するペダルユニット（３００）とを備えるハンドルコントローラ。
18. 前記ハンドルユニット（１００）は、前記ハンドル（１０）が第１の方向へ回転可能な角度を示す第１の最大回転角と、前記ハンドル（１０）が前記第１の方向と反対の第２の方向へ回転可能な角度を示す第２の最大回転角とを決定し、その決定した第１および第２の最大回転角を両端とする回転範囲を前記任意の回転範囲として設定する回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）を含む、請求の範囲第１７項に記載のハンドルコントローラ。
19. 前記回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、前記ハンドル（１０）が前記第１および第２の方向へそれぞれ第１および第２の任意の回転角度だけ回転され、前記第１および第２の任意の回転角度をそれぞれ前記第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、前記第１および第２の任意の回転角度をそれぞれ前記第１および第２の最大回転角として決定する、請求の範囲第１８項に記載のハンドルコントローラ。
20. 前記回転範囲設定ユニット（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、前記ハンドル（１０）が前記第１の方向または前記第２の方向へ任意の回転角度だけ回転され、前記任意の回転角度を前記第１および第２の最大回転角として設定することを要求する回転角設定要求に応じて、前記任意の回転角度を第１および第２の最大回転角として決定する、請求の範囲第１８項に記載のハンドルハンドルコントローラ。
21. 前記回転範囲設定手段（１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９；１３，１４，３７，３８２，３８３，３５，５５，３０，３２，５３，５４，２６，５１，５２，２７，２８，２９）は、
    前記回転角設定要求を受付ける受付手段（１３，１４）と、
    前記任意の回転角度を検出する角度検出手段（３７，３８２）と、
    前記受付手段（１３，１４）によって受付けられた回転角設定要求に応じて、前記角度検出手段（３７，３８２）によって検出された任意の回転角度を前記第１および第２の最大回転角として決定するとともに、前記ハンドル（１０）の前記第１の方向への回転を前記第１の最大回転角に規制し、前記ハンドル（１０）の前記第２の方向への回転を前記第２の最大回転角に規制する規制手段（３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９）とを含む、請求の範囲第２０項に記載のハンドルコントローラ。
22. 前記規制手段（３８３，３５，３０，３２，２６，２７，２８，２９）は、
    第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記第１の方向への回転を規制する第１の規制部材（２８）と、
    前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上を移動可能であり、前記ハンドル（１０）の前記第２の方向への回転を規制する第２の規制部材（２９）と、
    前記ハンドル（１０）の回転に応じて、前記ハンドル（１０）の回転軸である第２の回転軸（１５）上を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）に沿って前記第１の規制部材（２８）と前記第２の規制部材（２９）との間で移動する第３の規制部材（２６）と、
    前記ハンドル（１０）の前記第１の方向への回転角度を前記第１の最大回転角に規制する位置に前記第１の規制部材（２８）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させるとともに、前記ハンドル（１０）の前記第２の方向への回転角度を前記第２の最大回転角に規制する位置に前記第２の規制部材（２９）を前記第１の回転軸（２７；５１，５２）上で移動させる移動手段（３８３，３５，３０，３２，２７；３８３，３５，３０，３２，５３，５４，５１，５２）とを含む、請求の範囲第２１項に記載のハンドルコントローラ。
23. 前記ハンドルユニット（１００）は、
    前記第１の最大回転角と前記第２の最大回転角との間で前記ハンドル（１０）の回転角度を検出する回転角検出手段（３７，３８２）と、
    前記第１および第２の最大回転角を両端とする角度範囲を２ｎ（ｎは２以上の整数）個のレベルに割当てるとともに、前記検出された回転角度に応じたレベルを前記２ｎ個のレベルから選択し、その選択したレベルからなるアナログ信号を外部へ出力する信号処理手段（３８５）とをさらに備える、請求の範囲第１８項から請求の範囲第２２項のいずれか１項に記載のハンドルコントローラ。
24. 前記ｎは、２５５であり、
    前記信号処理手段（３８５）は、零度と前記第１の最大回転角とを両端とする第１の角度範囲を２５５個のレベルに割当て、前記零度と前記第２の最大回転角とを両端とする第２の角度範囲を２５５個のレベルに割当てる、請求の範囲第２３項に記載のハンドルコントローラ。
25. 前記ハンドルユニット（１００）は、
    前記ペダルユニット（３００）から受けた前記第１のペダル信号によって示される前記アクセルペダル（３０１）の踏込度合が相対的に大きくなると前記ハンドル（１０）の回転を妨げるための回転トルクを相対的に大きくし、前記ペダルユニット（３００）から受けた前記第２のペダル信号によって示される前記ブレーキペダル（３０２）の踏込度合が相対的に大きくなると前記ハンドル（１０）の回転を妨げるための回転トルクを相対的に小さくする回転制御手段（３８４）をさらに含む、請求の範囲第２４項に記載のハンドルコントローラ。
26. 前記シフトレバーユニット（２００）は、前記ハンドルユニット（１００）に嵌合する第１および第２の嵌合部（２０１，２０２）を含み、前記第１および第２の嵌合部（２０１，２０２）のいずれかの嵌合部によって前記ハンドルユニット（１００）に嵌合される、請求の範囲第１７項に記載のハンドルコントローラ。
27. 前記シフトレバーユニット（２００）は、アップとダウンとの間でシーケンシャルに切換え可能な第１のミッションと、６速ミッションからなる第２のミッションとを含み、
    前記第１および第２のミッションは、選択的に切換えられる、請求の範囲第２６項に記載のハンドルコントローラ。
28. 前記アクセルペダル（３０１）および前記ブレーキペダル（３０２）の各々は、吊り下げ方式のペダルからなる、請求の範囲第１７項に記載のハンドルコントローラ。

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