TWI831460B - 被操作裝置以及操作用裝置 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種被操作裝置以及操作用裝置，所述被操作裝置以及操作用裝置是可用於接受使其傾倒的操作的遊戲控制器等中的裝置，且控制與傾倒相關的操作負載。本發明適用於被操作裝置2以及裝入有被操作裝置2的操作用裝置，所述被操作裝置2包括對自基準位置以傾倒中心為中心而使其傾倒的操作進行受理的傾倒體21，根據傾倒體21的傾倒狀況來對操作對象進行操作。傾倒體21在端部具有被按壓部213，所述被按壓部213具有朝向與通過傾倒中心的中心軸正交的方向的延展。被操作裝置2等包括：按壓構件240，朝與傾倒體21位於基準位置時的中心軸平行且朝向傾倒中心的方向對被按壓部213進行按壓；第一施力構件241，朝向傾倒中心對按壓構件240施力；以及驅動機構25，使用齒輪來進行朝向傾倒中心對按壓構件240進行按壓的動作。

Description

被操作裝置以及操作用裝置

本發明是有關於一種包括對來自外部的操作進行受理的傾倒體的被操作裝置、以及包括此種被操作裝置的操作用裝置。

作為為了對電腦遊戲、各種玩具、工業機器人等各種裝置進行操作而運作的被操作裝置，被稱作操縱桿的被操作裝置已得到普及。在被稱作操縱桿的形態的被操作裝置中，藉由使搖桿朝各種方向傾倒，從而操作對象朝傾倒方向運作，因此可進行直觀的操作。作為此種被操作裝置，例如在專利文獻1中提出有利用配置於XY各軸的可變電阻來探測傾斜的可變電阻式指示元件。 [現有技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]臺灣實用新型第371503號公報

[發明所欲解決之課題]

例如，對於電腦遊戲，關於用於識別狀況的結構，始終尋求新的娛樂（entertainment）性。而且，即便在將工業機器人等的機械作為操作對象的情況下，亦尋求用於以各種方法來識別操作狀況的結構。專利文獻1中提出的可變電阻式指示元件只不過是用於操作用的輸入的裝置，對於識別此種操作的狀況的結構並未考慮。

本發明是有鑑於此情況而完成，主要目的在於提供可為了操作對象的狀況識別而使與操作相關的負載發生變動的被操作裝置。

而且，本發明的另一目的在於提供一種包括此種被操作裝置的操作用裝置。 [解決課題之手段]

為了解決所述課題，本申請案揭示的被操作裝置包括對自基準位置以傾倒中心為中心來使其傾倒的操作進行受理的傾倒體，根據所述傾倒體的傾倒狀況來對操作對象進行操作，所述被操作裝置的特徵在於，所述傾倒體在端部具有被按壓部，所述被按壓部具有朝向與通過所述傾倒中心的中心軸正交的方向的延展，所述被操作裝置包括：按壓構件，朝與所述傾倒體位於基準位置時的所述中心軸平行且朝向所述傾倒中心的方向對所述被按壓部進行按壓；施力構件，朝向所述傾倒中心對所述按壓構件施力；以及驅動機構，使用齒輪來進行朝向所述傾倒中心對所述按壓構件按壓的動作。

而且，所述被操作裝置的特徵在於，所述驅動機構包括進行轉動運動的動力部，所述齒輪將所述動力部的轉動運動轉換為能夠按壓所述按壓構件的運動。

而且，所述被操作裝置的特徵在於，所述驅動機構包括：動力部，進行轉動運動；以及作為所述齒輪的小齒輪及齒條，所述小齒輪聯動於所述動力部的轉動運動而轉動，所述齒條能夠與所述小齒輪咬合而運作，藉由傳遞所述動力部的轉動運動的所述齒條的動作，來進行按壓所述按壓構件的動作。

而且，所述被操作裝置的特徵在於，所述齒條形成為圓弧狀。

而且，所述被操作裝置的特徵在於，所述傾倒體接受朝向與位於基準位置時的所述中心軸平行且與所述按壓構件所按壓的方向為相反的方向進行按壓的操作，而朝向與受到按壓的操作方向大致平行的方向移動，所述被操作裝置包括對所述傾倒體的移動進行檢測的檢測部。

進而，本申請案記載的操作用裝置的特徵在於包括：所述被操作裝置；以及向所述被操作裝置輸出使所述被操作裝置所包括的所述驅動機構驅動的訊號的部件，將基於所述被操作裝置所包括的所述傾倒體的動作的操作訊號輸出至外部。 [發明的效果]

本發明的被操作裝置以及操作用裝置起到下述等的優異效果，即，由於傾倒體被利用齒輪來運作的驅動機構按壓，因此可使與操作相關的負載發生變動。

＜適用例＞ 以下，一邊參照附圖一邊說明實施方式。本申請案揭示的被操作裝置是接受操作者的操作而運作的裝置。被操作裝置被裝入至輸出對操作對象進行操作的操作訊號的操縱桿型控制器等的操作用裝置中。本申請案揭示的操作用裝置例如用作操縱桿型控制器，除了電腦遊戲以外，還可用於各種玩具、各種移動體、各種測定裝置、工業機器人等的各種操作對象的操作。以下，參照附圖，例示適用於操縱桿型控制器的操作用裝置1以及作為操作機構而裝入至操作用裝置1中的被操作裝置2來進行說明。

＜操作用裝置＞ 圖1是表示裝入有本申請案揭示的被操作裝置2的操作用裝置1的外觀的一例的概略立體圖。操作用裝置1包括框體10，在框體10中，在兩端形成有利用右手以及左手來分別抓握的抓握部11。在分別抓握兩端的抓握部11的情況下，上表面的手指所碰抵的位置呈大致圓形狀開口，用於對操作對象進行操作的操作部12通過開口而自框體10內突出。操作部12被安裝於裝入至操作用裝置1內部的被操作裝置2所包括的後述的軸構件20（參照圖3等）。進而，在上表面側，在操作者的手指可按下的位置配置有多個操作按鈕13。在圖1所例示的操作用裝置1內，在一個框體10內裝入有對基於右手操作的動作進行檢測的被操作裝置2以及對基於左手操作的動作進行檢測的被操作裝置2這兩台被操作裝置2。操作者可對操作部12進行使軸構件20傾倒的傾倒操作、朝向框體10的內側按入的按下操作等的操作。再者，本申請案中，為了方便說明，將操作者以普通的姿勢進行操作時位於上方的一側，即配置有操作按鈕13且操作部12所突出的一側設為上側來進行說明。

圖2是表示本申請案揭示的操作用裝置1的外觀的一例的概略立體圖。圖2表示了操作用裝置1的另一形態。圖2所例示的操作用裝置1在一個框體10內裝入有一個被操作裝置2等的各種機構，形成為單手操作用的控制器。例如在適用於工業機器人的控制器的情況下，亦考慮利用其中一個手來操作本發明的操作用裝置1，利用另一個手來進行其他作業的形態，此種形態尤為有效。而且，作為利用左右手來抓握不同的操作用裝置1的遊戲控制器亦有效。

＜被操作裝置＞ ＜第一實施方式＞ 接下來，對被操作裝置2進行說明。被操作裝置2能夠以各種形態來實現。以下，對被操作裝置2的各種形態進行說明。

＜結構＞ 圖3以及圖4是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略立體圖。圖5是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略分解立體圖。圖6是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略剖面圖。圖3至圖6例示了被裝入至本申請案揭示的操作用裝置1中的被操作裝置2。圖6將以通過圖3所示的A-B的垂直面而切斷的被操作裝置2的內部結構的剖面表示為概略剖面圖。被操作裝置2包括軸構件20、傾倒體21、保持構件22、檢測單元23等與操作相關的各種構件。進而，被操作裝置2包括：支持於將保持構件22等的構件裝入至操作用裝置1內的基板（未圖示）上的支持機構24、相對於操作而藉由動力來施加負載的驅動機構25等的各種構件。以下的說明中，如圖3至圖6所示，將與軸構件20的長邊方向平行且通過傾倒體21的中心的假想的中心軸的方向為垂直方向的狀態定義為基準姿勢。

軸構件20呈長條的棒狀，在上端，如圖1以及圖2所例示般可安裝操作部12。軸構件20的下部形成為，插通至形成於傾倒體21的大致圓筒狀的插通部210，且自傾倒體21的上端突出。軸構件20的上部被加工為可安裝操作部12的形狀。軸構件20插通至傾倒體21的插通部210，由插通部210可沿周向旋轉地予以保持。

傾倒體21為呈大致球形狀的中空構件，將供軸構件20插通的大致圓筒狀的插通部210形成為安裝於大致球形狀的球體部211的形狀。在球體部211的側面，開設有使檢測單元23的連接線230穿過的開口部212，連接線230穿過開口部212而延伸至外部。開口部212開設為沿縱方向延伸的長圓狀。在傾倒體21的下端，形成有呈大致圓板狀的被按壓部213。

傾倒體21經由操作部12以及軸構件20來受理來自外部（操作者）的操作，對應於操作而運作。與操作者的操作相應的傾倒體21的動作是相對於與軸構件20的長邊方向平行且通過傾倒體21的中心的假想的中心軸的動作。具體而言，軸構件20的動作是：中心軸以傾倒體21的中心為支點而傾倒的動作、以中心軸為中心沿周向旋轉的動作以及朝上下方向（中心軸的延伸方向）移動的動作。在進行軸構件20傾倒的動作的情況下，傾倒體21聯動於軸構件20的動作來進行以中心為支點而傾倒的動作。在進行軸構件20上下移動的動作的情況下，傾倒體21聯動於軸構件20的動作來進行上下移動的動作。相對於軸構件20旋轉的動作，傾倒體21不聯動。

保持構件22是以覆蓋傾倒體21的方式而配置的構件，外形形成為大致球形狀。保持構件22的內表面形成為沿著傾倒體21的外表面的大致凹球面狀，可從外側運作地保持有傾倒體21。保持構件22是將可沿橫向分離的兩個半體22a相結合而裝配，且以被夾入至半體22a的內側的方式而裝入有滑動環220。滑動環220形成為俯視呈大致環狀。更具體而言，呈以兩個水平面切斷的大致球帶狀。滑動環220是由摩擦係數低的聚縮醛樹脂（Polyacetal，POM）、聚醯胺樹脂（Polyamide，PA）、聚四氟乙烯樹脂（Polytetrafluorethylene，PTFE）等的樹脂所形成。由保持構件22所保持的傾倒體21是在抵接於滑動環220的狀態下可運作地受到保持。傾倒體21是一邊維持抵接於滑動環220的狀態一邊進行傾倒等的動作，因此藉由滑動環220來減輕在動作時產生的摩擦力。

在被安裝於保持構件22下部的支持機構24中，裝入有按壓構件240、第一施力構件241、可動構件242、固定構件243、第一軸支持部244、第二施力構件245、按下檢測部246等的各種構件。

被裝入至支持機構24中的按壓構件240是自下方朝上方按壓傾倒體21下端的被按壓部213的構件。按壓構件240的上部為圓板狀的圓板部2400，圓板部2400的周緣朝下方延伸而形成圓筒狀的圓筒部2401。而且，配置有自按壓構件240的圓板部2400的下表面的中心附近朝下方延伸的大致圓柱狀的按壓件2402。在支持機構24，形成有供按壓構件240的圓筒部2401帶有少許的游隙而遊嵌的俯視呈環狀的槽。按壓件2402貫穿支持機構24的下部所形成的貫穿孔而朝下方穿透。按壓件2402的下端抵接於驅動機構25，接受自驅動機構25朝向上方的按壓。按壓構件240的圓筒部2401游嵌於槽而上下移動。而且，在槽中，配置有使用壓縮螺旋彈簧等恢復彈簧的第一施力構件241。第一施力構件241的下端被固定於槽的內底面，在上端抵接於按壓構件240，朝上方對按壓構件240施力。藉由第一施力構件241朝上方對按壓構件240施力，按壓構件240在上表面抵接於傾倒體21的下端所形成的被按壓部213，朝上方按壓被按壓部213。由此，傾倒體21即便在受到操作而進行了傾倒動作的情況下，亦可進行運作以恢復為基準姿勢。

本申請案揭示的被操作裝置2支援朝下方按下操作部12的按下操作即所謂的點擊操作。當被操作裝置2受理了按下操作部12的操作時，軸構件20朝成為中心軸的延伸方向的下方運作，安裝有軸構件20的傾倒體21以及保持傾倒體21的保持構件22聯動於軸構件20而朝下方運作。作為支援按下操作的機構，支持機構24包括前述的可動構件242、固定構件243、第一軸支持部244、第二施力構件245、按下檢測部246等的各種構件。

可動構件242被固定於保持構件22的下端，伴隨按下操作進行擺動動作。固定構件243可擺動地支持著可動構件242。固定構件243藉由使用軸支持銷的第一軸支持部244來可擺動地支持可動構件242，可動構件242以第一軸支持部244作為擺動支點而擺動。在固定構件243的上部，配置有使用壓縮螺旋彈簧等恢復彈簧的第二施力構件245，第二施力構件245朝上方對可動構件242施力。按下檢測部246被配置於可動構件242以及固定構件243之間，使用接受基於可動構件242朝向下方的移動的按壓的觸覺開關（tactile switch）、壓敏感測器等的構件而構成。由此，按下檢測部246具有檢測按下操作、產生被稱作點擊感的操作觸感等的功能。

被操作裝置2中，與基於對操作部12的按下操作的、軸構件20朝向下方的移動聯動地，可動構件242以第一軸支持部244作為擺動軸而朝下方擺動，按壓觸覺開關、壓敏感測器等的按下檢測部246。被操作裝置2中，可動構件242藉由按下操作而擺動的角度微小，因此軸構件20的擺動動作可視為與微小的上下移動實質上相同。即，可動構件242以及配置於可動構件242上且供軸構件20插通的傾倒體21聯動於基於按下操作的、軸構件20朝向下方的移動，而朝與按下操作的操作方向大致平行的下方移動。此處所述的大致平行是指平行（下方）或者考慮到擺動角度的自平行稍稍留傾斜的角度，是指實質上視為平行的範圍的角度。按下檢測部246檢測可動構件242帶來的按壓，將表示軸構件20朝向下方移動的動作的電訊號經由自檢測單元23分支的連接線230予以輸出。當對操作部12的按下被解除時，軸構件20、傾倒體21、保持構件22、可動構件242等的構件受第二施力構件245施力而恢復為基準位置。

檢測單元23除了前述的連接線230以外，還包括被固定於傾倒體21內的成為下端的內底的磁鐵231、對磁場進行檢測的磁場感測器232等的構件。磁鐵231是由扁平的大致圓柱狀的永磁鐵所形成，以磁極朝向相對於中心軸而平行的方向的方式配置。本申請案中，所謂磁極的方向，表示連結兩磁極的方向。因而，例如可例示磁鐵231的配置以N極朝向上方、S極朝向下方的方式而固定的形態。磁場感測器232被配置於傾倒體21的球體部211內的中心附近。磁場感測器232是使用檢測磁場並輸出基於所檢測出的磁場的電訊號的霍爾積體電路（Integrated Circuit，IC）等的電子元件而構成。由磁場感測器232所檢測出的磁場作為電訊號而經由連接線230輸出至外部。

圖7以及圖8是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略分解立體圖。圖9以及圖10是表示本申請案揭示的被操作裝置2所包括的驅動機構25的一部分的示例的概略立體圖。圖7是以自斜上方的視點來表示，圖8是以自斜下方的視點來表示。驅動機構25被安裝於支持機構24的下部，進行自下方朝向上方的傾倒中心對按壓構件240進行按壓的動作。在驅動機構25中，裝入有安裝台250、動力部251、齒輪252等的各種構件。齒輪252包含可進行擺動動作的運作體2520（齒條）與使用正齒輪的第一齒輪2521、第二齒輪2522以及第三齒輪2523（小齒輪）。圖9是將驅動機構25所包括的安裝台250、動力部251、齒輪252中的多個正齒輪等的構件取出而表示的立體圖，是以自斜上方的視點來表示。圖10以自斜下的視點表示了驅動機構25所包括的運作體2520與可擺動地安裝有運作體2520的支持機構24的一部分。

使用圖7至圖10來進一步說明驅動機構25。安裝台250是可安裝驅動機構25所包括的動力部251、正齒輪等各種構件的構件。動力部251是被安裝於安裝台250的電動馬達，藉由對動力部251進行通電，動力部251所包括的轉軸轉動。轉軸的轉動方向以及轉動速度可藉由通電方向以及通電的電壓來控制。

齒輪252包括作為齒條發揮功能的運作體2520。運作體2520具有一端側成為自由端，另一端側成為固定端的長條狀的臂部2520a。臂部2520a的一端側成為彎曲成弧狀的齒輪部2520b，在弧狀的內側形成有與第三齒輪2523咬合的齒。臂部2520a的另一端側藉由軸支持銷等的第二軸支持部2520c而可擺動地軸支持於支持機構24。

齒輪252包括第一齒輪2521、第二齒輪2522以及作為小齒輪發揮功能的第三齒輪2523來作為正齒輪。例如，對於第一齒輪2521，使用齒數為10的正齒輪，對於第二齒輪2522，使用齒數為20的正齒輪，並且對於第三齒輪2523，使用齒數為10的正齒輪。第一齒輪2521被軸支持於動力部251的轉軸。第二齒輪2522以及第三齒輪2523構成為被軸支持於一轉軸的二級齒輪。第一齒輪2521與第二齒輪2522咬合，動力部251的轉動自第一齒輪2521傳遞至第二齒輪2522。藉由第二齒輪2522轉動，被軸支持於同一轉軸的第三齒輪2523轉動。第三齒輪2523與運作體2520的齒輪部2520b咬合。

運作體2520的齒輪部2520b與第三齒輪2523作為齒條與小齒輪機構來傳遞動力部251的轉動運動。運作體2520藉由齒輪部2520b傳遞轉動運動，從而以第二軸支持部2520c作為擺動支點而擺動。運作體2520藉由擺動，以臂部2520a朝上方對按壓構件240進行按壓的按壓件2402。

如上所述，驅動機構25包括進行轉動運動的動力部251與齒輪252，齒輪252將動力部251的轉動運動轉換為可對按壓構件240進行按壓的運動。齒輪252包括使用正齒輪的第一齒輪2521、第二齒輪2522以及第三齒輪2523與運作體2520，運作體2520中，齒輪部2520b作為力點發揮功能，第二軸支持部2520c作為支點發揮功能，並且臂部2520a作為作用點發揮功能。藉由傳遞動力部251的轉動運動的運作體2520的動作，按壓構件240朝上方受到按壓。

＜動作＞ 接下來，對本申請案揭示的被操作裝置2的動作進行說明。圖11以及圖12是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略剖面圖。圖11表示了被操作裝置2的軸構件20處於基準姿勢的狀態。所謂軸構件20的基準姿勢，是表示處於下述姿勢的狀態，即，操作用裝置1未受到操作者的操作，軸構件20的長邊方向成為上下方向。圖12表示了被操作裝置2的軸構件20以及傾倒體21受到操作者的傾倒操作而自圖11所例示的基準姿勢傾倒的狀態。

在操作部12受到傾倒操作的情況下，被操作裝置2的軸構件20以及傾倒體21以傾倒體21的中心為支點而傾倒。如圖11所例示般，在軸構件20以及傾倒體21處於基準姿勢的情況下，按壓構件240朝向傾倒體21的中心所處的上方對被按壓部213的平坦的中心附近進行按壓，因此軸構件20以及傾倒體21成為穩定的姿勢。如圖12所例示般，當軸構件20以及傾倒體21傾倒時，被按壓部213利用周緣部朝下方對按壓構件240進行按壓。在圖12所例示的狀態下，按壓構件240朝向傾倒體21的中心所處的上方對被按壓部213的周緣部進行按壓，因此力朝傾倒體21恢復為基準姿勢的旋轉方向產生作用。如圖12所例示般，在軸構件20以及傾倒體21自基準姿勢傾倒的情況下，力朝恢復為基準姿勢的方向產生作用而成為不穩定的狀態。因此，當操作者發出的使其傾倒的力被解除時，軸構件20以及傾倒體21恢復為基準位置。

與對按壓構件240的按壓相關的力是由第一施力構件241所施力的力與藉由運作體2520的擺動而上推的力的合力。由第一施力構件241所施力的力根據彈簧常數以及按壓方向的長度而定。運作體2520的擺動所帶來的力是根據自動力部251傳遞的力而定。

操作者感受到使傾倒體21恢復為基準位置的按壓構件240帶來的力作為相對於操作的負載。本申請案揭示的被操作裝置2不僅可藉由第一施力構件241的按壓，還可藉由傳遞動力部251的動力的運作體2520的動作來對按壓構件240進行按壓。運作體2520的動作所帶來的按壓是由動力部251予以控制，因此藉由控制動力部251，可控制操作者所感受的相對於操作的負載。

在軸構件20以及傾倒體21傾倒的情況下，磁場感測器232所檢測的、磁鐵231所形成的磁場發生變化，發生了變化的狀態作為表示傾倒狀態的訊號被輸出至外部。

＜第二實施方式＞ 接下來，對被操作裝置2的另一結構例進行說明。第二實施方式是在第一實施方式中，與按下操作相關的結構不同的形態。以下的說明中，對於與第一實施方式同樣的結構，標註與第一實施方式同樣的符號並參照第一實施方式，而省略詳細的說明。

圖13是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略立體圖。圖14是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略分解立體圖。圖13以及圖14所例示的被操作裝置2是以在軸構件20安裝有操作部12的狀態而例示。被操作裝置2包括軸構件20、傾倒體21、保持構件22、檢測單元23、支持機構24、驅動機構25等的各種構件。再者，檢測單元23以及驅動機構25的結構與第一實施方式同樣，因此參照第一實施方式，而省略對附圖的記載以及詳細的說明。

在支持機構24中，裝入有可動構件242、固定構件243、按下檢測部246、彈性體247等的各種構件。

第二實施方式的可動構件242呈俯視大致長方形狀，在四邊分別形成有朝向外側突出的爪部2420。

第二實施方式的固定構件243是使用俯視大致長方形狀的金屬板而形成。在固定構件243的四邊，在與可動構件242的爪部2420對應的位置，以突出的方式形成有導引部2430，導引部2430在沿著四邊的位置朝向上方彎折。導引部2430形成有使可動構件242的爪部2420遊嵌的開口。爪部2420相對於導引部2430的開口而帶有遊隙地嵌入，導引部2430對遊嵌的爪部2420的上下移動進行導引，藉此，使可動構件242的上下移動穩定化。而且，在固定構件243的上表面配置有按下檢測部246，所述按下檢測部246是使用對基於可動構件242朝向下方的移動的按壓進行檢測的觸覺開關、壓敏感測器等的構件而構成。進而，在固定構件243的中央附近，形成有用於插通按壓構件240的大致圓形狀的開口。

在可動構件242以及固定構件243之間，配置有使用樹脂材料而形成的彈性體247。彈性體247呈俯視大致長方形狀的面狀，且形成有用於使按壓構件240插通的大致圓形狀的開口。進而，彈性體247在與按下檢測部246的配置位置對應的位置亦形成有開口。彈性體247被可動構件242以及固定構件243夾著，利用彈性來緩和基於按下操作的可動構件242的動作。由此，彈性體247緩和按下檢測部246對按下操作的檢測靈敏度，以防止過度靈敏地探測操作。

如上所述般構成的被操作裝置2中，與基於對操作部12的按下操作的、軸構件20朝向下方的移動聯動地，可動構件242朝下方移動而按壓按下檢測部246。可動構件242由與位於固定構件243四邊的導引部2430遊嵌的四處爪部2420予以導引，由此，朝按下操作的方向即下方移動。即，可動構件242以及配置於可動構件242且插通有軸構件20的傾倒體21聯動於基於按下操作的、軸構件20朝向下方的移動，而朝與按下操作的操作方向大致平行的下方移動。按下檢測部246檢測可動構件242帶來的按壓，輸出表示軸構件20朝下方移動的動作的電訊號。當對操作部12的按下被解除時，軸構件20、傾倒體21、可動構件242等的構件恢復為基準位置。

如上所述，本申請案揭示的被操作裝置2能夠以各種形態來實施。

＜第三實施方式＞ 接下來，對被操作裝置2的又一結構例進行說明。第三實施方式是在第二實施方式中，與按下操作相關的結構不同的形態。以下的說明中，對於與第一實施方式或第二實施方式同樣的結構，標註與第一實施方式或第二實施方式同樣的符號並參照第一實施方式或第二實施方式，而省略詳細說明。

圖15是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略分解立體圖。圖16是表示本申請案揭示的被操作裝置2的一例的概略剖面圖。圖15以及圖16所例示的被操作裝置2是以在軸構件20安裝有操作部12的狀態而例示。被操作裝置2包括軸構件20、傾倒體21、保持構件22、檢測單元23、支持機構24、驅動機構25等的各種構件。再者，驅動機構25的結構與第一實施方式同樣，因此參照第一實施方式，而省略對附圖的記載以及詳細說明。

在支持機構24中，裝入有可動構件242、固定構件243、按下檢測部246、彈性體247等的各種構件。

第三實施方式的可動構件242形成有自下表面朝向下方突出的突起部2421，突起部2421的下端抵接於固定構件243的上表面。

在可動構件242以及固定構件243之間，配置有彈性體247。彈性體247呈俯視大致長方形狀的面狀，且形成有用於使按壓構件240插通的大致圓形狀的開口、與按下檢測部246的配置位置對應的位置的開口，進而形成有與可動構件242的突起部2421對應的位置的開口。

如上所述般構成的被操作裝置2中，與基於對操作部12的按下操作的、軸構件20朝向下方的移動聯動地，可動構件242朝下方移動而按壓按下檢測部246。可動構件242受導引部2430導引而朝按下操作的方向即下方移動。由於可動構件242的突起部2421抵接於固定構件243的上表面，因此嚴格而言，可動構件242成為以突起部2421的突設位置作為擺動支點的朝向下方的擺動。可動構件242藉由按下操作而擺動的角度微小，因此可動構件242的擺動動作可視為與微小的上下移動實質上相同。即，可動構件242以及配置於可動構件242上且插通有軸構件20的傾倒體21聯動於基於按下操作的、軸構件20朝向下方的移動，朝與按下操作的操作方向大致平行的下方移動。按下檢測部246檢測可動構件242帶來的按壓，輸出表示軸構件20朝下方移動的動作的電訊號。當對操作部12的按下被解除時，軸構件20、傾倒體21、可動構件242等的構件恢復為基準位置。

如上所述，本申請案揭示的被操作裝置2能夠以各種形態來實施。

＜控制結構例＞ 接下來，對與本申請案揭示的被操作裝置2的動作相關的控制結構進行說明。圖17是概念性地表示本申請案揭示的被操作裝置2的控制結構的一例的概略框圖。被操作裝置2包括控制電路26，所述控制電路26搭載有大型積體電路（Large Scale Integration，LSI）、超大型積體電路（Very Large Scale Integration，VLSI）等各種控制用晶片及唯讀記憶體（Read Only Memory，ROM）、隨機存取記憶體（Random Access Memory，RAM）等各種記錄用晶片、以及各種元件。控制電路26包括對裝置整體進行控制的中央處理單元（Central Processing Unit，CPU）等的控制部260，控制部260對搭載於控制電路26的類比數位（Analog Digital，AD）轉換部261、馬達驅動器262、模式記錄部263等的各種結構進行控制。而且，控制電路26自外部的模式選擇部件27受理各種命令。

AD轉換部261是根據檢測單元23所檢測出的磁場來受理傾倒體21的X軸以及Y軸的傾倒角度的位移與表示傾倒體21的按入的類比訊號的輸入，轉換為數位訊號並輸出至控制部260的電路。

模式記錄部263是預先記錄有對驅動機構25的通電模式的記憶體。控制部260基於自模式選擇部件27受理了輸入的選擇訊號，來選擇記錄於模式記錄部263中的通電模式，將基於所選擇的通電模式來使驅動機構25運作的運作訊號經由馬達驅動器262予以輸出。模式選擇部件27例如是基於由連接於操作用裝置1的遊戲機所執行的軟件的處理，對應於遊戲的推進來輸出選擇訊號。而且，在操作用裝置1受理了特定操作的情況下，亦可將基於在操作用裝置1內執行的程序的處理作為模式選擇部件27而輸出選擇訊號。

自控制部260輸入有運作訊號的馬達驅動器262適當地變更訊號的格式，並將運作訊號輸出至驅動機構25。

＜力學特性＞ 接下來，對本申請案揭示的操作用裝置1中的操作時的力學特性進行說明。圖18至圖20是表示在本申請案揭示的操作用裝置1中，對按壓構件240自下方按壓的力的一例的圖表。圖18至圖20是橫軸取與使傾倒體21傾斜的傾倒角度相關的位移、縱軸取傾倒所需的力來表示其關係。所謂與傾倒角度相關的位移，是指傾倒角度其自身或者按壓構件240被對應於傾倒角度而傾倒的被按壓部213朝下方按入的距離。圖中細線表示第一施力構件241所產生的力的關係，虛線表示驅動機構25的運作體2520所產生的力的關係，粗線表示第一施力構件241以及運作體2520的合力。

圖18表示了未對驅動機構25的動力部251通電的狀態。在未對驅動機構25通電的狀態下，運作體2520未對按壓構件240進行按壓，因此傾倒體21的傾倒所需力與第一施力構件241產生的力相等，根據第一施力構件241的彈簧常數，相對於長度而以固定的比例增加。再者，由於對按壓構件240施加有預載，因此並非完全的比例關係。

圖19以及圖20表示對驅動機構25進行了通電的狀態，且是在圖20中流動有較圖19為大的電流的狀態。被用於驅動機構25的運作體2520對應於所通電的電流的大小，對按壓構件240進行按壓的力變大。因而，成為第一施力構件241以及運作體2520的合力的力亦對應於對驅動機構25通電的電流而變化。即，與第一施力構件241以及運作體2520的合力對應的傾倒體21的傾倒所需的力可藉由對驅動機構25的通電來控制。傾倒體21的傾倒所需的力是由控制電路26來控制。

圖21至圖23是表示在本申請案揭示的操作用裝置1中，對按壓構件240自下方按壓的力的一例的圖表。圖21至圖23是橫軸取與使傾倒體21傾斜的傾倒角度對應的位移、縱軸取傾倒所需的力來表示其關係。圖中細線表示第一施力構件241所產生的力的關係，虛線表示驅動機構25的運作體2520所產生的力的關係，粗線表示第一施力構件241以及運作體2520的合力。圖21至圖23表示了對應於傾倒體21的傾倒角度來控制對驅動機構25的通電，從而對將按壓構件240按壓的力進行控制的通電模式的示例。

圖21表示了以運作體2520所產生的力對應於傾倒角度而增加的方式來控制對驅動機構25的通電的通電模式的示例。圖21的示例中，對按壓構件240進行按壓的力的斜度大於僅第一施力構件241產生的力的斜度。因而，操作者將感受到被用作第一施力構件241的壓縮螺旋彈簧的彈簧常數變大般的觸感，即所謂的加強彈簧的觸感。

圖22表示了以對按壓構件240進行按壓的力的合力不論傾倒角度如何均為固定的方式來控制對驅動機構25的通電的通電模式的示例。藉由如圖22所例示般進行控制，操作者可感受到不論傾倒角度如何均以固定的力來使其傾倒般的觸感。

圖23表示了以對按壓構件240進行按壓的力的合力對應於傾倒角度而變小的方式來控制對驅動機構25的通電的通電模式的示例。藉由如圖23所例示般進行控制，操作者可感受到使其傾倒的力疲軟般的觸感。

圖24是表示在本申請案揭示的操作用裝置1中，對按壓構件240自下方按壓的力的一例的圖表。圖24是橫軸取與使傾倒體21傾斜的傾倒角度對應的位移、縱軸取傾倒所需的力來表示其關係。圖中細線表示第一施力構件241所產生的力的關係，虛線表示驅動機構25的運作體2520的力的關係，粗線表示第一施力構件241以及運作體2520的合力。圖24表示了對應於遊戲的推進來控制對驅動機構25的通電的通電模式的示例。

圖24表示了在傾倒角度成為規定角度的情況下，控制對驅動機構25的通電以使驅動機構25運作的通電模式的示例。在如圖24所例示般控制通電的情況下，操作者在傾倒體21的傾倒角度成為固定的角度時，將感受到點擊感般的力。此種控制例如安裝於如飛行模擬器（flight simulator）般，當操作角度超過固定角度時產生衝擊的電腦遊戲中，藉此，可對操作者給予振奮感。

圖25是表示在本申請案揭示的操作用裝置1中，對按壓構件240自下方按壓的力的一例的圖表。圖25是橫軸取時間、縱軸取傾倒所需的力來表示其關係。圖中細線表示第一施力構件241所產生的力的關係，虛線表示驅動機構25的運作體2520所產生的力的關係，粗線表示第一施力構件241以及運作體2520的合力。圖25表示了對應於對操作對象進行操作的遊戲的推進來控制對驅動機構25的通電的通電模式的示例。

圖25例如安裝於釣魚遊戲中，藉由前半段的暫時通電帶來的按壓的力的增大來表現魚的上鉤，藉由後半段的持續通電帶來的按壓的力的增大來表現已上鉤的魚的拉動。如圖24以及圖25所示，本申請案揭示的操作用裝置1可實現與對操作對象進行操作的遊戲相應的各種控制。

如上所述，本申請案揭示的被操作裝置2以及操作用裝置1可適用於操縱桿型控制器等的操作用裝置1，對使已傾倒的傾倒體21恢復為基準位置的力進行控制。因而，起到下述等的優異效果：可控制相對於對傾倒體21的傾倒操作的操作負載，操作者可感受到操作負載，而識別操作負載的變化。例如，在將本申請案揭示的操作用裝置1適用於遊戲的控制器的情況下，可進行操作負載對應於遊戲的推進而變換的擴展。

本發明並不限定於以上說明的實施方式，能以其他的各種形態來實施。因此，所述的實施方式在所有方面不過是簡單的例示，不應限定性地解釋。本發明的技術範圍是藉由申請專利範圍來說明，不受說明書正文任何限制。進而，屬於申請專利範圍的均等範圍內的變形以及變更全部處於本發明的範圍內。

例如，所述實施方式中，對適用於遊戲的控制器的形態進行了說明，但本發明並不限於此，可用於各種玩具、各種移動體、各種測定裝置、工業機器人等的各種操作對象的操作。例如，在適用於工業機器人的控制器的情況下，可進行與操作的狀況相應的控制，例如當進行對重的行李的操作時，加大操作負載等。

進而，所述實施方式中，將運作體2520形成為呈弧狀地形成而進行擺動動作的構件，但本發明並不限於此，只要具有對按壓構件240進行按壓的功能即可。例如可展開為各種形態，例如：將運作體2520形成為進行上下動作的直線狀的齒條等。

進而，所述實施方式中，表示了驅動機構25的齒輪252自下方按壓支持機構24的按壓構件240的形態，但本發明並不限於此，例如可展開為各種形態，例如：齒輪252自下方按壓第一施力構件241的形態等。

進而，所述實施方式中，表示了支持機構24的按壓件2402被固定於按壓構件240的圓板部2400的下表面的形態，但本發明並不限於此，亦可構成為，在圓板部2400的下方可上下移動地受到保持。進而，可展開為各種形態，例如：按壓件2402的下端利用連桿機構等的機構而軸支持於運作體2520的臂部2520a等。

進而，所述實施方式中，作為對傾倒體21的傾倒角度等的狀態進行檢測的方法，表示了利用使用霍爾IC的磁場感測器232的形態，但本發明並不限於此，可使用檢測狀態的各種感測器。例如除了可變電阻以外，還可使用利用電容器、光學感測器等各種元件的感測器。

1:操作用裝置 2:被操作裝置 10:框體 11:抓握部 12:操作部 13:操作按鈕 20:軸構件 21:傾倒體 22:保持構件 22a:半體 23:檢測單元 24:支持機構 25:驅動機構 26:控制電路 27:模式選擇部件 210:插通部 211:球體部 212:開口部 213:被按壓部 220:滑動環 230:連接線 231:磁鐵 232:磁場感測器 240:按壓構件 241:第一施力構件（施力構件） 242:可動構件 243:固定構件 244:第一軸支持部 245:第二施力構件 246:按下檢測部 247:彈性體 250:安裝台 251:動力部 252:齒輪 260:控制部 261:AD轉換部 262:馬達驅動器 263:模式記錄部 2400:圓板部 2401:圓筒部 2402:按壓件 2420:爪部 2421:突起部 2430:導引部 2520:運作體（齒條） 2520a:臂部 2520b:齒輪部 2520c:第二軸支持部 2521:第一齒輪 2522:第二齒輪 2523:第三齒輪（小齒輪）

圖1是表示裝入有本申請案揭示的被操作裝置的操作用裝置的外觀的一例的概略立體圖。 圖2是表示本申請案揭示的操作用裝置的外觀的一例的概略立體圖。 圖3是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略立體圖。 圖4是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略立體圖。 圖5是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略分解立體圖。 圖6是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略剖面圖。 圖7是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略分解立體圖。 圖8是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略分解立體圖。 圖9是表示本申請案揭示的被操作裝置所包括的驅動機構的一部分的示例的概略立體圖。 圖10是表示本申請案揭示的被操作裝置所包括的驅動機構的一部分的示例的概略立體圖。 圖11是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略剖面圖。 圖12是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略剖面圖。 圖13是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略立體圖。 圖14是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略分解立體圖。 圖15是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略分解立體圖。 圖16是表示本申請案揭示的被操作裝置的一例的概略剖面圖。 圖17是概念性地表示本申請案揭示的被操作裝置的控制結構的一例的概略框圖。 圖18是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖19是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖20是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖21是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖22是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖23是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖24是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。 圖25是表示在本申請案揭示的操作用裝置中，對按壓構件自下方按壓的力的一例的圖表。

2:被操作裝置

20:軸構件

21:傾倒體

23:檢測單元

24:支持機構

25:驅動機構

211:球體部

213:被按壓部

230:連接線

231:磁鐵

232:磁場感測器

240:按壓構件

241:第一施力構件(施力構件)

251:動力部

252:齒輪

2400:圓板部

2402:按壓件

2520:運作體(齒條)

2520a:臂部

2520b:齒輪部

2520c:第二軸支持部

Claims (6)

1. 一種被操作裝置，包括對自基準位置以傾倒中心為中心來使其傾倒的操作進行受理的傾倒體，根據所述傾倒體的傾倒狀況來對操作對象進行操作，所述被操作裝置的特徵在於，所述傾倒體在端部具有被按壓部，所述被按壓部具有朝向與通過所述傾倒中心的中心軸正交的方向的延展，所述被操作裝置包括：按壓構件，朝與所述傾倒體位於所述基準位置時的所述中心軸平行且朝向所述傾倒中心的方向對所述被按壓部進行按壓；施力構件，朝向所述傾倒中心對所述按壓構件施力；以及驅動機構，使用齒輪來進行朝向所述傾倒中心對所述按壓構件進行按壓的動作。
2. 如請求項1所述的被操作裝置，其中所述驅動機構包括進行轉動運動的動力部，所述齒輪將所述動力部的轉動運動轉換為能夠按壓所述按壓構件的運動。
3. 如請求項1所述的被操作裝置，其中所述驅動機構包括：動力部，進行轉動運動；以及作為所述齒輪的小齒輪及齒條，所述小齒輪聯動於所述動力部的轉動運動而轉動，所述齒條能夠與所述小齒輪咬合而運作，藉由傳遞所述動力部的轉動運動的所述齒條的動作，來進行 按壓所述按壓構件的動作。
4. 如請求項3所述的被操作裝置，其中所述齒條形成為圓弧狀。
5. 如請求項1至請求項4中任一項所述的被操作裝置，其中所述傾倒體接受朝向與位於所述基準位置時的所述中心軸平行且與所述按壓構件所按壓的方向為相反的方向進行按壓的操作，而朝向與受到按壓的操作方向大致平行的方向移動，所述被操作裝置包括對所述傾倒體的移動進行檢測的檢測部。
6. 一種操作用裝置，其特徵在於包括：如請求項1至請求項4中任一項所述的被操作裝置；以及向所述被操作裝置輸出使所述被操作裝置所包括的所述驅動機構驅動的訊號的部件，所述操作用裝置將基於所述被操作裝置所包括的所述傾倒體的動作的操作訊號輸出至外部。

Images