TWI576725B - 搖桿模組 - Google Patents

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TWI576725B
TWI576725B TW105112639A TW105112639A TWI576725B TW I576725 B TWI576725 B TW I576725B TW 105112639 A TW105112639 A TW 105112639A TW 105112639 A TW105112639 A TW 105112639A TW I576725 B TWI576725 B TW I576725B
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Shu An Huang
Tsu Hui Yu
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/24—Constructional details thereof, e.g. game controllers with detachable joystick handles
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G9/00—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously
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    • G05G9/047—Manually-actuated control mechanisms provided with one single controlling member co-operating with two or more controlled members, e.g. selectively, simultaneously the controlling member being movable in different independent ways, movement in each individual way actuating one controlled member only in which movement in two or more ways can occur simultaneously the controlling member being movable by hand about orthogonal axes, e.g. joysticks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
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    • G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05G2009/04703—Mounting of controlling member
    • G05G2009/04714—Mounting of controlling member with orthogonal axes

Description

搖桿模組
本發明是有關於一種搖桿模組，尤其是有關於一種其中的搖桿罩體可避免因摩擦產生刮痕從而能維持轉動功能正常運作之搖桿模組。
電視遊樂器(Video Game)或電子遊戲機是一種為人們所熟悉的電子娛樂設備。就目前的市場消費趨勢與電子遊戲內容的發展而言，不少電子遊戲除了具有創意外，還可提供各類操作上的感官體驗，甚至還可提供相關技術的模擬訓練。是以，此類設備可適合各種年齡層使用，而成為了現代人不可或缺的一項電子產品。
一般來說，使用此類電子娛樂設備多半是透過一種與主機作連線(可為有線或無線)的手把裝置來進行操作。手把裝置是一種可提供符合人體工學持握(例如單手持握或雙手持握)而能控制所執行的遊戲或應用功能的人機介面。方向功能的控制是此類手把裝置上的一種重要功能，其除了可採用十字鍵、四個方向鍵(即上下左右)、軌跡球的樣式作設置外，搖桿(joystick)亦是一種常見的設計。
搖桿是一種方向操縱桿。而視可提供的操作軸向的不同，搖桿主要可分為單軸搖桿、雙軸搖桿與三軸搖桿，其中單軸搖桿可提供兩向指向，雙軸搖桿可提供四向指向，而三軸搖桿可提供360度指向。此外，依外觀結構的不同，搖桿還可分為以單指方式(例如以大拇指)操作與以手掌持握方式操作，使得使用者可在各種遊戲或應用功能中執行方向控制。
請參見第1A圖，為習用的一手把裝置10的立體示 意圖。如第1A圖所示，該手把裝置10係提供使用者以雙手方式持握，而在該手把裝置10上並設置有多個操作按鈕11及兩搖桿12。該些搖桿12係一三軸搖桿，可分別提供使用者的左、右手的大拇指(視習慣而定)進行360度轉動而控制方向。
請參見第1B圖，為第1A圖中的其一搖桿12的側面剖視圖。如第1B圖所示，該搖桿12在結構上主要可分為搖桿主體121、搖桿罩體122和作動感測器123。該搖桿主體121係設置在該作動感測器123及該搖桿罩體122上，該搖桿罩體122會隨該搖桿主體121之轉動而產生連動，而該作動感測器123則能感測該搖桿主體121之轉動情形。
而如第1A圖和第1B圖所示可知，該搖桿12是設置在該手把裝置10的一基座13中，該基座13於該搖桿12處係呈現凸起並包圍該搖桿12，且在該基座13之中央處有一開口130以使該搖桿主體121加以伸出。該基座13的功能除了用以限制該搖桿主體121的轉動程度外，還具有連同該搖桿罩體122來避免灰塵進入與保護該作動感測器123等功能。
然而，在目前的技術下，該基座13是對該搖桿罩體122形成接觸式的包覆；也就是在使用該搖桿主體121進行轉動時，該搖桿罩體122就會不斷地與該基座13的內側產生摩擦。長此以往，會容易造成在該搖桿罩體122上或該基座13的內側出現不均勻的刮痕。這些刮痕不但會影響表面結構的美觀，其損壞的情形若是達一定程度時，還有可能會對該搖桿主體121的轉動功能造成影響；例如轉動不順或在某方向卡住等情形。如此，手把裝置就無法提供使用者作所需的方向控制，或是會造成方向控制無法被正確解讀。
本發明之目的在於提出一種搖桿模組。該搖桿模組中的搖桿罩體上形成有一凸緣，可避免於轉動時該搖桿模組的基座對搖桿罩體形成摩擦而產生刮痕。
本發明為一種搖桿模組，包含一基座、一搖桿主體、一搖桿罩體及一第二凸緣。該基座具有一殼體，與一第一凸緣，該殼體之頂部具有開口且該第一凸緣係形成於該殼體之該開口之周緣。該搖桿主體設置於該基座中且該搖桿主體之一端伸出該開口以提供轉動操作。該搖桿罩體設置於該基座中並連接於該搖桿主體，能因應該搖桿主體之轉動而產生連動。該第二凸緣形成於該搖桿罩體之底部周圍，該第二凸緣的朝向係相對於該第一凸緣的朝向。其中當該搖桿主體進行轉動時，部份的該第二凸緣接觸到該殼體的一側壁，進而當部份的該第二凸緣接觸到部份的該第一凸緣時，該搖桿主體之轉動係被限制。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
10‧‧‧手把裝置
11‧‧‧操作按鈕
12‧‧‧搖桿
121‧‧‧搖桿主體
122‧‧‧搖桿罩體
123‧‧‧作動感測器
13‧‧‧基座
130‧‧‧開口
200‧‧‧搖桿模組
20‧‧‧電路板
21‧‧‧搖桿主體
22‧‧‧搖桿罩體
23‧‧‧作動感測器
24‧‧‧第二凸緣
30‧‧‧基座
301‧‧‧開口
31‧‧‧殼體
311‧‧‧第一凸緣
312‧‧‧側壁
G‧‧‧間隙
21a、21b‧‧‧端
第1A圖，為習用的手把裝置的立體示意圖。
第1B圖，為第1A圖中的搖桿的側面剖視圖。
第2A圖，為本發明較佳實施例之一搖桿模組的元件分解示意圖。
第2B圖，為第2A圖於另一角度上的示意圖。
第3A圖，為完成組裝的第2A圖的搖桿模組的立體示意圖。
第3B圖，為第3A圖的搖桿模組的部分示意圖。
第4A圖，為第3A圖的搖桿模組在搖桿主體位於一中央位置時的側面剖視圖。
第4B圖，為第3A圖的搖桿模組在搖桿主體進行轉動時的側面剖視圖。
第4C圖，為第3A圖的搖桿模組在搖桿主體進行最大角度之轉動時的側面剖視圖。
第4D圖，為相對於第4C圖之反向轉動的示意圖。
以下係提出實施例進行詳細說明，實施例僅用以作為範例說明，並不會限縮本發明欲保護之範圍。此外，實施例中之圖式係省略不必要或以通常技術即可完成之元件，以清楚顯示本發明之技術特點。
現以一較佳實施例進行本發明之實施說明。請同時參見第2A圖、第2B圖、第3A圖和第3B圖；其中第2A圖為本實施例所提出的一搖桿模組200的元件分解示意圖；第2B圖為第2A圖於另一角度上的示意圖；第3A圖為完成組裝的該搖桿模組200的立體示意圖；第3B圖為第3A圖中部分的該搖桿模組200的示意圖。於此實施例中，該搖桿模組200係應用於一手把裝置或一操縱桿裝置(未顯示於圖式)，用以提供使用者於一應用程式中進行方向控制。
舉例來說，當該搖桿模組200是設置於一手把裝置時，使用者能以單手或雙手持握該手把裝置並以單指方式來操作該搖桿模組200。該手把裝置並同時連線至一主機，且由該主機運作該應用程式，使用者便能於該應用程式中進行方向控制。此外，所述的操縱桿裝置則特別是指以手掌持握操作之裝置；例如模擬飛行器的操縱桿。當然，該主機還同時連線至一顯示器，以提供使用者觀看操作的情形。
如該些圖式所示，該搖桿模組200主要包含有一基座30、一搖桿主體21、一搖桿罩體22、一作動感測器23和一電路板20。其中該搖桿主體21、該搖桿罩體22與該作動感測器23係設置於該基座30中，該搖桿罩體22連接該搖桿主體21且該搖桿主體21連接該作動感測器23，而該作動感測器23係設置在該電路板20上。其次，該搖桿主體21提供使用者進行轉動操作，而該搖桿罩體22則能因應該搖桿主體21之轉動而產生連動，同時由該作動感測器23感測該搖桿主體21之轉動情形以產生對應的方向控制指令。
承上所述，於此實施例中，該基座30具有一殼體 31與一第一凸緣311。該殼體31之頂部具有一環狀開口301，而第一凸緣311係形成於該開口301之周緣。該殼體31之內側的一側壁312係呈現為圓弧狀。另一方面，該搖桿主體21於組裝時係以一端21a伸出該開口301並以另一端21b與該作動感測器23形成作動連接。於此實施例中，該搖桿主體21與該作動感測器23的搭配是以一種三軸搖桿作實施說明，也就是該搖桿主體21可提供360度指向，而能於該開口301的範圍內進行轉動。
本發明的其一特徵是在於該搖桿模組200還包含有形成於該搖桿罩體22之底部周圍的一第二凸緣24，用以作為該搖桿主體21在轉動狀態下與該殼體31內側的該側壁312相互接觸的一種緩衝介面，從而能避免該側壁312對該搖桿罩體22產生較大範圍的接觸與摩擦。類似於該開口301，該第二凸緣24亦呈現為環狀。於一較佳實施例中，為了使轉動時在各方向上能有相同的控制度，該開口301、該第一凸緣311與該第二凸緣24的形狀係為正圓形。
承上所述，於此實施例中，該第二凸緣24、該搖桿主體21與該搖桿罩體22係一體成型而由相同材質所製成。如第2A圖和第2B圖所示，該搖桿罩體22的內部係呈現有容置空間，而該搖桿主體21的一端21a係形成於該搖桿罩體22的頂端，該搖桿主體21的另一端21b則從該搖桿罩體22的內部伸出以連接該作動感測器23。換句話說，該搖桿罩體22的結構是類似於倒碗狀，且其外側表面呈現為圓弧狀，而該第二凸緣24則是凸出地形成於該搖桿罩體22之周緣。
另一方面，該殼體31則是相較於該搖桿罩體22具有更大的尺寸以將該搖桿罩體22容置於其中。同時，為了使轉動時在各方向上能有相同的控制度，該搖桿罩體22及該搖桿主體21於初始設置時係位於該基座30(或該開口301)的正中央，並且為了使該第二凸緣24在轉動時對該側壁312的接觸力度能盡可能均勻，該搖桿罩體22與該側壁312所具有的弧度可設計為 相同；例如採用正球狀之弧度，但本發明並不以此為限。
關於此實施例的該搖桿主體21在轉動時其模組各元件或結構的詳細分佈情形係說明如後。
請同時參見第4A圖至第4D圖；其中第4A圖為該搖桿模組200在該搖桿主體21位於一中央位置時的側面剖視圖；第4B圖為該搖桿模組200在該搖桿主體21進行轉動時的側面剖視圖；第4C圖為該搖桿模組200在該搖桿主體21進行最大角度之轉動時的側面剖視圖；第4D圖為相對於第4C圖之反向轉動的示意圖。
如第4A圖所示，該搖桿主體21及該搖桿罩體22係位於該基座30之開口301的中央，此一狀態也可視為該搖桿主體21處於未進行轉動的狀態。此時的搖桿主體21未呈現相對於該電路板20之法線方向的角度傾斜，且該搖桿罩體22上的該第二凸緣24係平行於該電路板20。於此實施例中，在此一狀態下，該側壁312與該搖桿罩體22之間係呈現一間隙G，同時該第一凸緣311不接觸到該搖桿罩體22，且該第二凸緣24也不接觸到該側壁312；也就是該第二凸緣24與該側壁312之間仍存有微小間隙。或者，在能提供更精密的機械製作與加工技術的前提下，於其他的實施方式中亦可設計此一狀態的該第二凸緣24會接觸到該側壁312。
接著，如第4B圖所示，當使用者操作該搖桿主體21進行轉動時，該搖桿主體21便開始呈現相對於該電路板20之法線方向的角度傾斜；在第4B圖中是以向右傾斜作示意。類似地，在上述相關結構的尺寸與位置對應關係的設計下，當該搖桿主體21進行轉動時，該第一凸緣311仍舊不會接觸到該搖桿罩體22。另一方面，當該搖桿主體21進行轉動時，該搖桿罩體22便產生連動而使得該搖桿罩體22上的該第二凸緣24亦相對該電路板20呈現傾斜。於此實施例中，因而造成了該第二凸緣24的一部份(即第4B圖中的左半部)向上滑動並接觸到該側壁312，但該 第二凸緣24的另一部份(即第4B圖中的右半部)則是向下滑動並遠離該側壁312。
承上所述，於另一實施方式中係可設計該第二凸緣24之外形呈現為圓弧狀，使得當該第二凸緣24在該側壁312上進行接觸與滑動時所產生的阻力可較小，並讓該搖桿主體21的轉動能較平順而不受影響。其次，由於該搖桿主體21發生轉動，所以該側壁312與該搖桿罩體22之間的該間隙G的大小也會相應地產生改變。其中，在第4B圖中靠左邊的間隙G係相對於第4A圖中的呈現變小；而靠右邊的間隙G則相對地呈現變大(或空間變成開放)。
接著，如第4C圖所示，當使用者接續第4B圖中的轉動方向而操作該搖桿主體21繼續進行轉動時，部份的該第二凸緣24將接觸到部份的該第一凸緣311。是以，本發明的另一特徵是在於該第一凸緣311還用以作為限制該搖桿主體21之轉動的設計。詳細來說，在結構的設置上，該第二凸緣24的朝向係相對於該第一凸緣311的朝向；也就是該第一凸緣311是向內(朝該搖桿主體21)凸出，而該第二凸緣24則是向外(朝該殼體31)凸出。因此，在上述相關結構的尺寸與位置對應關係的設計下，繼續向上滑動的該第二凸緣24便會接觸到該第一凸緣311。
承上所述，由於該搖桿罩體22同時連動並呈現傾斜，所以當該搖桿主體21轉動到最大角度時是由部份的該第二凸緣24(即第4C圖中的左半部)接觸到部份的該第一凸緣311(即第4C圖中的左半部)，造成之前相應位置處的間隙G消失及使得該搖桿主體21之轉動被限制。即便如此，部份的該第一凸緣311(即第4C圖中的左半部)仍是會與該搖桿罩體22之間存有微小間隙，從而仍舊不會接觸到該搖桿罩體22而產生摩擦。而該第一凸緣311的另一部份(即第4C圖中的右半部)雖然亦不接觸到該搖桿罩體22，但會拉近與該搖桿主體21之距離。
根據上述的較佳實施例，該搖桿主體21所能轉動的 最大角度於一實際製作案例上係約設計為22度；也就是該搖桿主體21能在此傾斜角度的範圍內作各方向上的360度轉動。換句話說，所述之最大角度的大小係會與該開口301的口徑、該第一凸緣311的高度、該搖桿罩體22的寬度或該搖桿主體21的管徑等元件的尺寸特徵彼此關聯。
舉例來說，於其他的實施方式中，若相較於上述的較佳實施例而將基座的開口設計的較小時，其第一凸緣就相對地變高；使得其部份的第二凸緣在接觸到部份的第一凸緣之前，就會先由搖桿主體接觸到另一部份的第一凸緣而對轉動造成限制。是以，本發明的概念無論是採用哪一種結構設計，包括利用第二凸緣接觸第一凸緣或是利用搖桿主體接觸第一凸緣，都可有效地限制搖桿主體之轉動。
而關於第4D圖的示意，則是完全以與第4C圖相反的方向作實施。然而，在相關結構或元件係採用其位置、尺寸、形狀皆對稱的方式來完成製造的條件下，於第4D圖所示意的轉動情形將與第4C圖完全相同，故於此不再贅述。
綜上所述，本發明所提出的搖桿模組能對目前技術下的手把裝置或操縱桿裝置作有效應用。同時，針對此類裝置所具有的搖桿罩體摩擦損壞、出現影響美觀的刮痕或是造成轉動功能受影響等諸多習知問題，提供了良好且具功效的改善手段。是故，本發明能有效解決先前技術中所提出之相關問題，而能成功地達到本案發展之主要目的。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
200‧‧‧搖桿模組
20‧‧‧電路板
21‧‧‧搖桿主體
22‧‧‧搖桿罩體
23‧‧‧作動感測器
24‧‧‧第二凸緣
30‧‧‧基座
31‧‧‧殼體
311‧‧‧第一凸緣
312‧‧‧側壁
G‧‧‧間隙

Claims (8)

  1. 一種搖桿模組，包含有：一基座，具有一殼體，與一第一凸緣，該殼體之頂部具有開口且該第一凸緣係形成於該殼體之該開口之周緣；一搖桿主體，設置於該基座中且該搖桿主體之一端伸出該開口以提供轉動操作；一搖桿罩體，設置於該基座中並連接於該搖桿主體，能因應該搖桿主體之轉動而產生連動；以及一第二凸緣，形成於該搖桿罩體之底部周圍，該第二凸緣的朝向係相對於該第一凸緣的朝向；其中當該搖桿主體進行轉動時，部份的該第二凸緣接觸到該殼體的一側壁，進而當部份的該第二凸緣接觸到部份的該第一凸緣時，該搖桿主體之轉動係被限制；其中該第一凸緣朝該搖桿主體凸出，而該第二凸緣朝該殼體凸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中該搖桿模組還包含有一作動感測器，該作動感測器係設置於該基座中並與該搖桿主體之另一端形成作動連接，用以感測該搖桿主體之轉動情形。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中該搖桿模組被設置於一手把裝置或一操縱桿裝置，用以提供使用者於一應用程式中進行方向控制。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中當該搖桿主體位於一中央位置時或進行轉動時，該第一凸緣皆不接觸到該搖桿罩體。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中當該搖桿主體位於一中央位置時，該第二凸緣接觸或不接觸到該側壁。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中該側壁與該搖桿罩體係呈現為圓弧狀，該側壁與該搖桿罩體之間係形成一間隙，且該間隙的大小係因應該搖桿主體之轉動而改變。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中該第二凸緣、該搖桿主體與該搖桿罩體係一體成型而由相同材質所製成，且該第二凸緣之外形係呈現為圓弧狀。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之搖桿模組，其中該第二凸緣與該搖桿罩體係由不同材質所製成，且該第二凸緣係以黏著或套合方式設置於該搖桿罩體之底部。
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