WO2004087273A1 - ゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置 - Google Patents

Abstract

回動可能に支持された回転軸３４に取り付けられた操作部材３１を左右に回動操作する操作部材３１の回転構造３において、回転軸３４の径方向に突設され、回転軸３４に対して一体回転され、かつ軸方向への移動が自在にされた移動体３５２と、回転軸３４と同心状に配設され、移動体３５２を回転軸３４の回動に応じて軸方向に移動させる螺旋ガイド３６と、移動体３５２の移動軌跡上に配設されているストッパとからなる。

Description

ゲーム機用操作部材の回転構造及びビデすゲーム装置

技術分野

本発明は、 回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右 に回動操作するゲーム機用操作部材の回転構造及びビデオゲーム装置に関す るものである。 明 田

背景技術

従来、 回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回 動操作するゲーム機用操作部材の回転構造が知られていた。 図 9は、 従来の ゲーム機用操作部材の回転構造を示す図である。 従来のビデオゲーム装置は、 操作部材としての模擬ステァリング 1 0 0を備える。 この模擬ステアリング 1 0 0は、 一対の軸受 1 0 1に回転可能に支持される回転軸 1 0 2 aと、 こ の回転軸に連結されたねじ軸 1 0 2 bとを備える主軸 1 0 2と、 ねじ軸 1 0 2 bに螺合する移動板 1 0 3と、 この移動板 1 0 3の上方及び下方の所定位 置にそれぞれ形成された孔に貫通し、 主軸 1 0 2と平行な方向に延びる一対 の円柱状の支持軸 1 0 4と、 この支持軸 1 0 4の両端に配設されたストッパ 1 0 5とを有するゲーム機用操作部材の回転構造が取り付けられている。

上記模擬ステアリング 1 0 0が、 中央位置 （移動板 1 0 3が図 9に示す位 置にあるときの位置） から操作者によって右回りに回転操作されると、 主軸 1 0 2も右回りに回転し、 この主軸 1 0 2の回転によって移動板 1 0 3が支 持軸 1 0 4に沿って模擬ステアリング 1 0 0から離れる方向に移動する。 そ して、 模擬ステアリング 1 0 0が右回りに一回転以上した所定位置まで回転 したとき、 移動板 1 0 3がストツノ、° 1 0 5に当接して移動が規制されるよう になっている。 また、 模擬ステアリング 1 0 0が左回りに回転操作されると、 主軸 1 0 2も左回りに回転して、 移動板 1 0 3が支持軸 1 0 4に沿って模擬 ステアリング 1 0 0に近づく方向に移動する。 そして、 模擬ステアリング 1 0 0が左回りに一回転を超えた所定位置まで回されたとき、 移動板 1 0 3が ストッパ 1 0 5に当接して回転操作が規制されるようになっている。

従来のゲーム機用操作部材の回転構造は、 操作部材に対する回転力をネジ 軸とこれに螺合する移動板とによってスラスト方向への移動力に変え、 移動 板が所定位置まで進行するとストツバに当接して移動の規制を行う構造であ る。 このため、 移動板がストッパに当接した状態乃至は当接直前に、 操作部 材に対して付与された回転力が継続あるいは残存していると、 移動板とスト ッパとの当接後に、 ネジ軸と移動板との間の螺合構造部分に過度の回転力が 作用し、 この螺合構造部分 （ネジ山等） を消耗させ、 その変形、 更には破損 を招来する可能性があり、 いわゆるがたつきが発生することとなる。 また、 ストツパが破壊されたり、 更には操作部材を基準位置に自動復帰させる機能 を有する態様では上記がたつき分が復帰用の制御系にも影響を与える結果と なる。

本発明は、 上記課題を解決するために、 操作部材に対する過度の回転力に よっても移動体とストツパとの当接位置を安定保持し得るゲーム機用操作部 材の回転構造及びビデオゲーム装置を提供することを目的としている。 発明の開示

上記の目的を達成するため、 本発明に係るゲーム機用操作部材の回転構造 は、 回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回動操 作するゲーム機用操作部材の回転構造において、 前記回転軸の径方向に （直 接又は部材を介して） 突設され、 この回転軸に対して一体回転され、 かつ軸 方向への移動が自在にされた移動体 、 前記回転軸と同心状に配設され、 前 記移動体を前記回転軸の回動に応じて軸方向に移動させる螺旋ガイド （螺旋 形状及び略螺旋形状のものを含む） と、 前記移動体の移動軌跡上に配設され ているストッパとからなることを特徴とする。

この構成によれば、 操作部材への操作者の回転操作に伴って回転軸が回動 し、 これによつて回転軸に突設された移動体が回転軸と一体回転しながら螺 旋ガイドにガイドされて軸方向に移動することとなる。 すなわち、 移動体は， 操作者の操作部材の回転操作に伴ってかかる操作部材の回転方向にかかる外 力によって、 同じ回転方向に回転しながら軸方向に移動することとなる。 そ して、 移動体がこの螺旋ガイドの両端側に配設されたストツパに当接するこ とによって移動体の移動が規制され、 回転軸の回転も規制される。 このよう に、 操作部材と一体回転する移動体に直接規制がかかるので、 従来のような 螺合構造部分の消耗という問題はなく、 移動体とストッパとの当接が安定的 に保持さ.れる。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施の形態にかかる模擬ステアリングを用いたビデ ォゲーム装置の外観斜視図である。

図 2は、 図 1に示す模擬ステアリング部の全体斜視図である。

図 3は、 図 2に示す模擬ステァリング部の側面図である。

図 4は、 主軸 3 4と移動体 3 5との関係を示す図で、 （a ) は一部縦断 面図、 （b ) は横断面図である。

図 5は、 模擬ステアリングが右方'向に最大まで回転操作されたときの図

3に対応する側面図である。

図 6は、 図 5に示す模擬ステアリング部の y位置での断面図である。

図 7は、 模擬ステアリングが左方向に最大まで回転操作されたときの図

3に対応する側面図である。

図 8は、 図 7に示す模擬ステアリング部の z位置での断面図である。

図 9は、 従来の操作部材の回転構造を示す図である。 発明を実施するための最良の形態

図 1は、 本発明の一実施の形態にかかる模擬ステアリングを用いたビデ ォゲーム装置の外観斜視図である。

本ビデオゲーム装置は、 ゲーム空間内で仮想の自動車レースをプレイヤ に演出表示するもので、 ゲーム機本体 1とプレイヤが着座するための運転 席 1 0とからなり、 両者は底部両側で一体乃至は半固定的に結合されてい る。

ゲーム機本体 1は、 コンソールボックス 1 Aを有し、 上部には運転席 1 0側に向けられた画像表示用のモニタ 2を備え、 モニタ 2の下部の操作台. には模擬ステアリング部 3が配設されている。 模擬ステアリング部 3の左 隣にはシフトレバー 4が設けられている。 また、 ゲーム機本体 1の下部に は、 ブレーキペダル、 アクセルペダルを模擬する、 足で押し込み操作可能 な構造を有するブレーキペダル 5、 アクセルペダル 6が配設されている。 ゲーム機本体 1には、 モニタ画面上での自動車レースゲームの進行 （画 像表示等） を制御する制御基板等を含む制御部 7が内蔵されている。 制御 部 7は、 模擬ステアリング部 3、 操作部 4、 ブレーキペダル 5及びァクセ ルペダル 6からの操作信号を入力するもので、 これら各種の操作信号を所 定のゲームプログラムに従って処理することでゲームを進行する。

図 2は、 図 1に示す模擬ステアリング部の全体斜視図であり、 図 3は、 図 2に示す模擬ステアリング部の側面図である。

模擬ステアリング部 3は、 模擬ステアリング 3 1と、 模擬ステアリング 3 1を回動操作可能に支持する主軸 3 4とを有する。 模擬ステアリング部 3は、 奥行き方向に対向して立直壁 3 2 0が形成された基台 3 2を有する 基台 3 2には、 両立直壁に軸受 3 3が設けられ、 この軸受 3 3 , 3 3を貫 通する形で主軸 3 4が軸支されている。 主軸 3 4の両軸受 3 3間の部分に は所定長を有する移動体 3 5が外嵌されている。 主軸 3 4と移動体 3 5と の関係を、 図 4を参照して説明する。 図 4は、 主軸 3 4と移動体 3 5との関係を示す図で、 （a ) は一部縦断 面図、 （b ) は （W 位置での） 横断面図である。 図 4において、 主軸 3 4 の略中央部分には、 周方向適所であって軸方向に所定長を有する溝 3 3 1 が形成されている。 移動体 3 5は、 円筒部材 3 5 0と、 円筒部材 3 5 0の 内面であって周方向適所に、 ビス止め等によって突設されたキー部材 3 5 1とを有する。 移動体 3 5はこのキー部材 3 5 1が溝 3 3 1に嵌まること によって、 主軸 3 4と一体回転するようになっている。 また、 キー部材 3 5 1の長手方向寸法は溝 3 3 1の長手方向寸法に比して短く設定されてお り、 移動体 3 5が溝 3 3 1の形成範囲に亘つて長手方向に所定距離だけ移 動可能に構成されている。 さらに、 円筒部材 3 5 0は、 その周方向一部、 かつ好ましくは長手方向略中央に、 円筒の外面に突出する突起体 3 5 2が 固設されている。 本実施形態では、 突起体 3 5 2は立直する軸体 3 5 2 1 と軸体 3 5 2 1周りに回動可能なローラ 3 5 2 2とから構成されている。 ローラ 3 5 2 2の少なくとも表面部は好ましくは弹性材で構成されている _c 図 2において、 基台 3 2の上部には、 支持板部 3 2 1が配設され、 さら に、 この上部には主軸方向に軸心を有する螺旋形状の螺旋ガイド部材 3 6 がその外周縁で支持板部 3 2 1に固設されている。 螺旋ガイド部材 3 6は 帯状の板材を螺旋状に加工形成したもので、 円筒部材 3 5 0を外嵌する内 径寸法を有する。 また、 この螺旋ガイド部材 3 6は、 本実施形態では略 3 周分の螺旋を有し、 模擬ステアリング 3 1を少なくとも左右 1回転を超え る角度まで回転可能にしている。 また、 支持板部 3 2 1の上部であって螺 旋ガイド部材 3 6の両端部には、 ストッパ 3 6 1 a， bが突設されている。 ストツバ 3 6 1 a， bは移動体 3 5における突起体 3 5 2の旋回軌道に干 渉して配置され、 旋回する突起体 3 5 2の旋回を規制するものである。 すなわち、 移動体 3 5における突起体 3 5 2は主軸 3 4の回転に伴って、 主軸 3 4周りに旋回するが、 この旋回に伴って螺旋ガイド部材 3 6の螺旋 面に摺接して （本実施形態ではローラ 3 5 2 2が螺旋面上を転動） 、 移動 体 3 5を軸方向に移動させる。 そして、 模擬ステアリング 3 1が所要角度 分回転されると、 突起体 3 5 2がストッパ 3 6 1 a又は 3 6 1 bに周方向 から当接し、 模擬ステアリング 3 1のそれ以上の回転操作が規制される。 模擬ステアリング 3 1が逆の方向に回転操作された場合も、同様に他端側 のストツパ 3 6 1 a又は 3 6 1 bに当接してそれ'以上の回転操作が規制さ れる。

基台 3 2上であって前記支持板部 3 2 1の横部 （図 2では下側） には主 軸 3 4と平行にすなわち手前方向に向いた回動軸 3 7 1を有する駆動部、 例えばモータ 3 7が固設されている。 回動軸 3 7 1の先端にはプーリ 3 7 2が取り付けられている。 主軸 3 4の模擬ステアリング 3 1側には所要径 を有するプーリ 3 4 2が取り付けられている。 プーリ 3 4 2、 3 7 2間に は無端ベルト 3 7 3が張設され、 モータ 3 7からの駆動力がプーリ 3 4 2 に伝達可能にされている。

一方、 主軸 3 4の奥行き側端部にはギア 3 4 3が取り付けられている。 基台 3 2の奥行き側には回転量検出手段としての可変抵抗器 3 8が取り付 けられている。 そして、 可変抵抗器 3 8は回動軸を有し、 この回動軸には ギア 3 4 3と嚙合されているギア 3 8 1が連結されている。 したがって、 主軸 3 4の回転が可変抵抗器 3 8で検出される結果、 模擬ステアリング 3 1の回転量が検出されるようになっている。 例えば、 模擬ステアリング 3 1が中立位置、 即ち車が直進する状態に位置するときに、可変抵抗器 3 8 からの出力電圧が 2 . 5 Vとし、 一方方向に最大回転させたときが 0 V、 他方方向に最大回転させたときが 5 Vというように設定しておけば、 可変 抵抗器 3 8からの出力電圧を検出することで、模擬ステアリング 3 1の回 転位置を検知することができる。 モータ 3 7は可変抵抗器 3 8からの検知 結果を受けて、 可変抵抗器 3 8の出力電圧が 2 . 5 Vになるようにトルク を発生するサーブ制御系を構成している。 また、 中立位置からの左右方向 への回転量に応じて反力発生用のトルクを発生させるように制御するよう に構成することで、 模擬ステアリング 3 1を旋回させたときの臨場感を醸 し出している。

次に、図 5〜 8を用いて、模擬ステアリング 3 1の回転操作及び回転規制 動作を説明する。 図 5は、 模擬ステアリングが右方向に最大まで回転操作 されたときの図 3に対応する側面図である。 図 6は、 図 5に示す模擬ステ ァリング部の y位置での （模擬ステアリング 3 1側から見た） 断面図であ る。

図 3に示す中立位置の模擬ステアリング 3 1が操作者によって右方向へ の回転力をかけられると、 主軸 3 4も右方向に回転する。 主軸 3 4の回転 と供回りして、 突起体 3 5 2のローラ 3 5 2 2が螺旋ガイド部材 3 6の螺 旋面に接して転動しながら、 （中立位置では移動軌跡の中央に位置してい る） 突起体 3 5 2も螺旋面に沿って移動する。 ローラ 3 5 2 2が螺旋面に 沿って移動するにつれて、 移動体 3 5が主軸 3 4の溝 3 3 1に沿って模擬 ステアリング 3 1から離れる方向に移動する。

そして、 模擬ステアリング 3 1がさらに右方向に回転されると、 ローラ 3 5 2 2がストッパ 3 6 1 bに当接して移動が規制される。 この奥側のス トツパ 3 6 1 bは当接面がローラ 3 5 2 2の曲面に合わせて窪んだ形状と 成っており、 この窪んだ部位には、 弾性部材としてのゴム部材 3 6 1 0が 貼り付けられている。

これによつて、 右方向規制位置を超えて模擬ステアリング 3 1を回転操 作しょうとしても、 操作者は模擬ステアリング 3 1を回転させることがで きない。 また、 口一ラ 3 5 2 2が当接するのはゴム部材 3 6 1 0であるた め、 当接するときにストッパ 3 6 1 bに衝撃がかかることが防止され、 ス トツパ 3 6 1の形状がローラ 3 5 2 2の曲面に合わせて窪んでいるため、 ローラ 3 5 2 2が当接する部位のストツパ 3 6 1 bの磨耗を効果的に防止 することができる。

図 7は、 模擬ステアリングが左方向に最大まで回転操作されたときの図 3に対応する側面図である。 図 8は、 図 7に示す模擬ステアリング部の z 位置での （模擬ステアリング 3 1側から見た） 断面図である。

図 3に示す中立位置の模擬ステアリング 3 1が操作者によって左方向へ の回転力をかけられると、 主軸 3 4も左方向に回転する。 主軸 3 4の回転 と供回りして、 突起体 3 5 2のローラ 3 5 2 2が螺旋ガイド部材 3 6の螺 旋面に接して転動しながら、 突起体 3 5 2も螺旋面に沿って移動する。 突 起体 3 5 2が螺旋面に沿って移動するにつれて、 移動体 3 5が主軸 3 4の 溝 3 3 1に沿って模擬ステァリング 3 1方向に移動する。

そして、 模擬ステアリング 3 1が左方向に回転されると、 ローラ 3 5 2 2がストツパ 3 6 1 aに当接して移動が規制される。 この模擬ステアリン グ 3 1側のストツパ 3 6 1 aは、 左側面がローラ 3 5 2 2の曲面に合わせ て窪んだ形状と成っており、 この窪んだ部位には、 ゴム部材 3 6 1 0が貼 り付けられている。

上述した構成によって、 左方向規制位置を超えて模擬ステアリング 3 1 を回転操作しょうとしても、 操作者は模擬ステアリング 3 1を回転させる ことができない。 本実施の形態にかかるビデオゲーム装置は、 上述した模 擬ステアリング部 3の構成によって、 中立位置から模擬ステアリング 3 1 を右方向に 1回転、 左方向に 1回転少なくとも移動させることが可能であ る。

操作者が模擬ステアリング 3 1を回転操作すると、 模擬ステアリング 3 1の回転角度を可変抵抗器 3 8が検知して、 この回転角度に対応した出力 電圧が制御部 7に伝えられる。 制御部 7は、 この出力電圧に基づいて、 モ 二夕 2に表示され、 操作者が仮想的に運転する自動車を移動して表示させ る。 例えば、 2 . 5 Vの出力電圧が制御部 7に検知されたとき、 自動車は 正面を向くように表示され、 右方向の回転角度を示す 2 . 5 Vより大きい 出力電圧が制御部 7に検知されたときは、 自動車は回転角度に応じた度合 いで右方向に移動するように自動車が表示され、 左方向の回転角度を示す 2 . 5 V未満の大きさの出力電圧が制御部 7に検知されたときは、 自動車 は回転角度に応じた度合いで左方向に移動するようにモニタ 2に表示され る。 また、 操作者が模擬ステアリング 3 1を中立位置から回転した後、 手 を離したときには、 可変抵抗器 3 8の出力電圧が 2 . 5 Vになるようにモ 一夕 3 7によってプーリ 3 7 2に回転トルクが与えられ、 模擬ステアリン グ 3 1は中立位置まで自動復帰される。 また、 モータ 3 7は、 操作者が回 転する方向と逆方向に所定のトルクをかけて、 操作者が模擬ステアリング 3 1を回転操作する際に所要な反力が発生されるように調整されている。 このようにして、 操作者が模擬ステアリング 3 1を回転操作することに よって、 模擬自動車を任意の方向に移動させることができ、 曲がりくねつ たレーシングコースを運転してスタート地点からゴール地点までたどり着 くスピードを競うレーシングゲームが実行される。

上述のように、 本実施の形態にかかるビデオゲーム装置は、 操作者が模 擬ステアリング 3 1を規制位置まで回転操作しても、 ストツパ 3 6 1 a , bが、 模擬ステアリング 3 1の回転操作による外力をラジアル方向 （模擬 ステアリング 3 1の回転方向） で受けることができる。 これによつて、 模 擬ステアリング 3 1と共回り可能な突起体 3 5 2に直接規制がかかるので、 従来のような螺合構造部分の消耗という問題はなく、 突起体 3 5 2とスト ッパ 3 6 1との当接が安定的に保持され、 ストッパ 3 6 1と突起体 3 5 2 とが当接した衝撃でこれらの当接面に変形が生じるのを効果的に防止する ことができる。 このため、 模擬ステアリング 3 1が中立位置まで自動復帰 される構成でも、 復帰制御系に影響を与えることはなく、 模擬ステアリン グ 3 1が一定して中立位置まで正確に復帰されることとなる。

更に、 操作者によって加えられた外力をスラスト方向の外力に変更する 部材が不必要となるため、 ビデオゲーム装置の製造費の低廉を図ることが できる。 そして、 ストッパ 3 6 1の設ける位置や螺旋ガイド部材 3 6の長 さを変えることで、 容易に模擬ステアリング 3 1の回転が規制される回転 角度を変えることができる。

特に、 本発明では、 本実施の形態にかかる模擬ステアリング部 3のよう に、 模擬ステアリングを 1回転以上回転させる構成に適用した場合に、 螺 旋ガイド、 移動体、 及び移動体の移動軌跡上に配設したストツバの構成に よって、 模擬ステアリングの回転を有効に規制することができる。

なお、 螺旋ガイド部材 3 6の両側にストッパ 3 6 1が形成されているが， 両ストツパ 3 6 1は、 突起体 3 5 2の移動軌跡上であって突起体 3 5 2が 所定回数回転したときの間隔を開けて配設されていればよい。

また、 螺旋ガイド部材 3 6は、 必ずしも螺旋形状だけでなく、 突起体 3 5 2を回転させながら主軸 3 4の軸方向に移動するようにガイドすること ができる形状を全て含む。 なお、 突起体 3 5 2には、 必ずしもローラ 3 5

2 2が取り付けられている必要はなく、 突起体 3 5 2は、 螺旋ガイド部材

3 6にガイドされて移動可能な突出物であればよい。

なお、 本発明は、 模擬ステアリング 3 1の回転構造に限らず、 回動可能 に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を少なくとも正逆回動操作 するゲーム機用の操作部材の回転構造に適用可能である。 産業上の利用可能性

本発明に係るゲーム機用操作部材の回転構造によれば、 移動体は、 操作 者の操作部材の回転操作に伴って、 操作部材の回転方向に回転しながら軸 方向に移動してストツパに当接するため、 ストッパに対する外力の負荷が、 スラスト方向 （回転軸の軸方向） にかかるよりも軽くなる。 これによつて、 操作者が操作部材の回転が規制される直前乃至は規制された後に過度な力 をかけて回転操作しても、 操作部材が更に回転することを効果的に防止し て、 ストツバ構造の変形を充分に防ぎ、 移動体とストツバとの当接位置を 安定保持し得る。

Claims

請求の範囲

1 . 回動可能に支持された回転軸に取り付けられた操作部材を左右に回 動操作するゲーム機用操作部材の回転構造において、 前記回転軸の径方向 に突設され、 この回転軸に対して一体回転され、 かつ軸方向への移動が自 在にされた移動体と、 前記回転軸と同心状に配設され、 前記移動体を前記 回転軸の回動に応じて軸方向に移動させる螺旋ガイドと、 前記移動体の移 動軌跡上に配設されているス卜ッパとからなることを特徴とするゲーム機 用操作部材の回転構造。

2 . 前記移動体は、 前記回転軸と摺動自在に外嵌された円筒部材と、 当 該円筒部材の内側に突出するように設けられたキ一部材と、 当該円筒部材 の外側に突設され前記螺旋ガイドと摺設するように設けられた突起部とか らなり、 前記回転軸の軸方向には溝部が形成され、 当該溝部に前記キー部 材が嵌合し前記円筒部材が前記回転軸の軸方向に移動可能なようにしたこ とを特徴とする請求項 1に記載のゲーム機用操作部材の回転構造。

3 . 前記突起部は径方向に立設された支持軸と、 この支持軸に設けられ たローラとから構成されることを特徴とする請求項 2に記載のゲーム機用 操作部材の回転構造。

4 . 前記ストッパは、 少なくとも前記移動体と当接する部位が弾性部材 であることを特徴とする請求項 1〜 3の何れかに記載のゲーム機用操作部 材の回転構造。

5 . 請求項 1〜 4の何れかに記載のゲーム機用操作部材の回転構造を備 え、 前記操作部材は自動車の模擬ステアリングであり、 前記模擬ステァリ ングの回転に応じてゲーム空間内に描出された仮想的な車両を移動させる 画像表示制御手段を備えてなることを特徴とするビデオゲーム装置。