WO2023127957A1 - 航空機の模擬操縦装置 - Google Patents

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WO2023127957A1
WO2023127957A1 PCT/JP2022/048630 JP2022048630W WO2023127957A1 WO 2023127957 A1 WO2023127957 A1 WO 2023127957A1 JP 2022048630 W JP2022048630 W JP 2022048630W WO 2023127957 A1 WO2023127957 A1 WO 2023127957A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
arm
axis
control stick
reaction force
aircraft
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/048630
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
良夫 村田
誠司 小松
修 倉地
寛史 西村
琢巳 小林
伸一 吉谷
勇貴 清水
祐司 川部
康平 大▲崎▼
清志郎 高田
Original Assignee
川崎重工業株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 川崎重工業株式会社 filed Critical 川崎重工業株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05G—CONTROL DEVICES OR SYSTEMS INSOFAR AS CHARACTERISED BY MECHANICAL FEATURES ONLY
    • G05G5/00—Means for preventing, limiting or returning the movements of parts of a control mechanism, e.g. locking controlling member
    • G05G5/03—Means for enhancing the operator's awareness of arrival of the controlling member at a command or datum position; Providing feel, e.g. means for creating a counterforce
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B9/00—Simulators for teaching or training purposes
    • G09B9/02—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft
    • G09B9/08—Simulators for teaching or training purposes for teaching control of vehicles or other craft for teaching control of aircraft, e.g. Link trainer
    • G09B9/28—Simulation of stick forces or the like

Definitions

  • the technology disclosed here relates to a simulated flight control device for an aircraft.
  • the steering device disclosed in Patent Document 1 includes a cylinder in which a compression spring is accommodated, and a rod inserted in the cylinder so as to move back and forth.
  • rotation of the control stick advances and retracts the rod from the cylinder, displacing the compression spring.
  • the elastic force of this displaced compression spring acts on the control stick as a steering reaction force.
  • control device described above has room for improvement in terms of miniaturization.
  • the technology disclosed here has been made in view of this point, and its purpose is to reduce the size of the aircraft simulation flight control device.
  • the simulated aircraft control system disclosed herein has a control member rotatable in both directions about a first axis, and an elastic member that is displaced by rotation of the control member and generates a control reaction force of the control member. and a generator.
  • the reaction force generator further has a transmission member, a first arm, and a second arm.
  • the transmission member is connected to the steering member and rotates with the steering member.
  • the first arm rotates about a second axis extending in the same direction as the first axis and displaces the elastic member when the one-way rotation of the operation member is transmitted through the transmission member.
  • the second arm rotates about a third axis extending in the same direction as the first axis and displaces the elastic member when the rotation of the control member in the other direction is transmitted through the transmission member.
  • FIG. 1 is a left side view showing a schematic configuration of a simulated flight control system.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the control stick of the simulated control device and its surroundings as viewed from the rear.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram equivalent to FIG. 5 showing an example of the operation of the reaction force generator.
  • FIG. 7 is a diagram equivalent to FIG. 5 showing an example of the operation of the reaction force generator.
  • FIG. 8 is a graph showing the steering force gradient.
  • FIG. 9 is a view equivalent to FIG.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the rudder pedals and their surroundings of the simulated flight control device as viewed from the left.
  • 11 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 10.
  • FIG. 12 is a diagram equivalent to FIG. 11 showing an example of the operation of the reaction force generator.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a reaction force generator according to another embodiment.
  • FIG. 14 is a view equivalent to FIG. 13 showing an example of a neutral position changing operation according to another embodiment.
  • FIG. 1 is a left side view showing a schematic configuration of the flight simulator 100.
  • FIG. 1 is a left side view showing a schematic configuration of the flight simulator 100.
  • the simulated flight control device 100 of the present embodiment is a simulated flight control device for an aircraft, and is used, for example, for aircraft simulation training using a VR space.
  • the pilot or co-pilot who is the trainee operates the flight simulator 100 to fly the aircraft in the VR space.
  • the simulator 100 is used for helicopter simulation training.
  • the simulated flight control device 100 includes a housing 1.
  • a space above the housing 1 is a space in which a pilot or a co-pilot who is a trainee sits on a seat 2 to operate an aircraft.
  • a top plate 1 a of the housing 1 is provided with a seat 2 , a collective lever 3 , a rudder pedal 4 and a control stick 10 .
  • Collective lever 3, rudder pedals 4 and control stick 10 are examples of control members.
  • the up, down, front, rear, left, and right directions of the trainee seated on the seat 2 are defined as the up-down direction, the front-rear direction, and the left-right direction, respectively.
  • the collective lever 3 is provided on the left side of the seat 2 as an example.
  • the collective lever 3 is operated by a pilot or the like to raise or lower the fuselage and control the speed of the fuselage.
  • the collective lever 3 rotates around the rotation shaft provided below the collective lever 3, and the fuselage ascends and descends using this rotational displacement as a control input value. Or the speed of the aircraft changes.
  • the control stick 10 is provided in front of the seat 2 and positioned between the legs of the pilot.
  • the control stick 10 is also called a cyclic stick, and is configured to be capable of being tilted in two axial directions, i.e., the front-rear direction and the left-right direction.
  • the control stick 10 is tilted in the longitudinal direction by a pilot or the like to move the nose up and down to raise and lower the fuselage.
  • tilting the control stick 10 in the longitudinal direction rotates the rotary shaft for the longitudinal direction provided below the control stick 10, and the aircraft pitches using this rotational displacement as a control input value.
  • the control stick 10 is tilted left and right by a pilot or the like to tilt the aircraft in the right and left direction. That is, by tilting the control stick 10 in the left-right direction, the rotation shaft for the left-right direction provided below the control stick 10 rotates, and the body rolls using this rotational displacement as a control input value.
  • the rudder pedals 4 are located at the feet of the pilot, etc., and are provided one each for the right foot and the left foot.
  • a rudder pedal 4 is operated by a pilot or the like by stepping on it with his or her foot to cause the aircraft to swing left and right. That is, by rotating the rudder pedals 4, the aircraft performs a yawing operation.
  • the collective lever 3, the rudder pedals 4, and the control stick 10 are rotatable in both directions around a predetermined axis by the pilot's operation.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the control stick 10 of the simulated control device 100 and its surroundings as viewed from the rear.
  • 3 is a cross-sectional view taken along line AA shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line CC shown in FIG.
  • the simulated control device 100 includes the collective lever 3, the rudder pedals 4, and the control stick 10 described above, and the reaction force generator 20 and the neutral position changer 30 provided corresponding to the rotation shafts of these control members. I have. All of the reaction force generators 20 and neutral position changers 30 have the same basic configuration. In this example, the reaction force generating section 20 and the neutral position changing section 30 corresponding to the control stick 10 will be described. Also, the reaction force generating section 20 and the neutral position changing section 30 corresponding to the control stick 10 are provided for tilting operation in the front-rear direction and for tilting operation in the left-right direction. In this example, the reaction force generating section 20 and the neutral position changing section 30 for tilting the control stick 10 in the longitudinal direction will be described. In this example, since the collective lever 3 and the rudder pedal 4 are each provided with one rotating shaft, the reaction force generating unit 20 and the neutral position changing unit 30 corresponding to the collective lever 3 and the rudder pedal 4 also One each is provided.
  • a part of the control stick 10 , the reaction force generating section 20 and the neutral position changing section 30 are housed inside the housing 1 .
  • the reaction force generating section 20 and the neutral position changing section 30 corresponding to the collective lever 3 and the rudder pedal 4 are also the same.
  • the control stick 10 is rotatable in both directions around the axis X1.
  • the control stick 10 is a vertically extending shaft member. More specifically, the control stick 10 penetrates the top plate 1a and extends inside and outside the housing 1 .
  • the axis X1 is an example of a first axis.
  • a shaft 12 having an axis X1 is provided at the lower end of the control stick 10.
  • the shaft 12 is a member extending in the left-right direction.
  • the shaft 12 extends through the lower end of the control stick 10 and is fixed to the control stick 10 . That is, the control stick 10 cannot rotate with respect to the shaft 12 .
  • the control stick 10 is configured to rotate integrally with the shaft 12 in both directions around the axis X1. That is, the control stick 10 and the shaft 12 are rotatable in the front-rear direction around the axis X1.
  • the shaft 12 is rotatably supported by bearings or the like.
  • the control stick 10 is provided with an operation switch 11 as shown in FIG.
  • the operation switch 11 is used by a pilot or the like to instruct a neutral position changing section 30, which will be described later, to perform a predetermined change operation.
  • the reaction force generation unit 20 is a mechanism for generating a control reaction force when the pilot or the like operates the control stick 10, and when the pilot or the like releases the control stick 10, the control stick 10 naturally moves. It is a mechanism for returning the control stick 10 to the stop position, that is, the neutral state.
  • the neutral state in the description of each configuration state is a state in which both the first arm 23 and the second arm 24 are in contact with the transmission member 22, as shown in FIGS. Point.
  • a state in which both the first arm 23 and the second arm 24 are in contact with the transmission member 22 is referred to as a neutral state.
  • the reaction force generating section 20 has a tension spring 26 that is displaced by the rotation of the control stick 10 to generate the steering reaction force of the control stick 10 . Furthermore, the reaction force generator 20 has a transmission member 22 and a first arm 23 and a second arm 24 .
  • the transmission member 22 is connected to the control stick 10 and rotates together with the control stick 10 .
  • the transmission member 22 transmits the rotation of the control stick 10 to the first arm 23 or the second arm 24 .
  • the transmission member 22 is a rod-shaped member extending in the same direction as the shaft 12, that is, in the left-right direction.
  • the shape of the cross section perpendicular to the axial center of the transmission member 22 is circular.
  • the reaction force generator 20 further has a connection member 21 that connects the transmission member 22 and the shaft 12 .
  • the connection member 21 is a rod-shaped member extending vertically.
  • the connecting member 21 has one end, which is an upper end, connected to one end of the shaft 12 , and the other end, which is a lower end, connected to one end of the transmission member 22 . More specifically, the shaft 12 and the transmission member 22 are connected from the connecting member 21 so as to extend in opposite left and right directions. In this example, as shown in FIG.
  • the shaft 12 is connected so as to extend rightward from the connecting member 21 and the transmission member 22 is connected so as to extend leftward from the connecting member 21 . That is, the connecting member 21 is positioned between the shaft 12 and the transmission member 22 in the direction in which the shaft 12 and the transmission member 22 extend.
  • the transmission member 22 By connecting the transmission member 22 and the shaft 12 via the connection member 21 in this way, the transmission member 22 is connected to the control stick 10 via the connection member 21 and the shaft 12 . Therefore, the transmission member 22 rotates integrally with the control stick 10 in both directions around the axis X1. More specifically, the transmission member 22 turns around the axis X1 as the control stick 10 rotates.
  • the first arm 23 rotates around the axis X2 extending in the same direction as the axis X1 and displaces the tension spring 26 when the one-way rotation of the control stick 10 is transmitted through the transmission member 22 .
  • the second arm 24 rotates about an axis X2 extending in the same direction as the axis X1 and displaces the tension spring 26 when the rotation of the control stick 10 in the other direction is transmitted via the transmission member 22 .
  • the axis X2 corresponds to the second axis and the third axis. That is, in this example, the second axis and the third axis are the common axis X2.
  • the first arm 23 and the second arm 24 are simply referred to as arms 23 and 24 unless they are distinguished from each other.
  • the first arm 23 and the second arm 24 are vertically extending members.
  • the first arm 23 and the second arm 24 are arranged side by side in the left-right direction.
  • the first arm 23 and the second arm 24 are formed in an inverted L shape when viewed in the horizontal direction.
  • first end portions 23a and 24a which are upper end portions, overlap each other in the horizontal direction, that is, portions corresponding to L-shaped horizontal bars.
  • the portions of the first arm 23 and the second arm 24 other than the first ends 23a and 24a, that is, the portions corresponding to the L-shaped vertical bars do not overlap in the left-right direction. That is, the first arm 23 and the second arm 24 are arranged so that the portions other than the first ends 23a and 24a are adjacent to each other in the rotational direction.
  • the mutual rotation direction is the front-rear direction.
  • the first arm 23 and the second arm 24 are rotatably provided around the axis X2. Specifically, the first ends 23a and 24a of the first arm 23 and the second arm 24 are provided with one common shaft 25 having an axis X2. Specifically, the shaft 25 is a member extending in the left-right direction. The shaft 25 is provided so as to pass through the first ends 23a, 24a of the arms 23, 24. As shown in FIG. Arms 23 and 24 are rotatably provided with respect to shaft 25 . That is, the first arm 23 and the second arm 24 are rotatable in the front-rear direction. Furthermore, in this example, the axis X2 is coaxial with the axis X1.
  • Each of the first arm 23 and the second arm 24 is provided with two recesses, first recesses 23c, 24c and second recesses 23d, 24d.
  • the first recesses 23c, 24c and the second recesses 23d, 24d are provided on the surfaces of the first arm 23 and the second arm 24 other than the first end portions 23a, 24a facing each other in the front-rear direction.
  • the first recesses 23c, 24c and the second recesses 23d, 24d are provided in the arms 23, 24 in order from the top. That is, in this example, the second recesses 23d and 24d are positioned below the first recesses 23c and 24c.
  • the first recessed portion 23c of the first arm 23 and the first recessed portion 24c of the second arm 24 face each other in the front-rear direction, and the second recessed portion 23d of the first arm 23 and the second recessed portion 24d of the second arm 24 are separated from each other. They face each other in the front-rear direction.
  • the first concave portions 23c and 24c are formed, for example, in a semicircular shape when viewed in the left-right direction.
  • the first recesses 23c and 24c are formed in such a shape that the outer periphery of the transmission member 22 fits in the neutral state.
  • the first recesses 23c and 24c are formed in a semicircular shape. is square, for example, the first recesses 23c and 24c are also square.
  • the transmission member 22 rotates about the axis X1 in the same rotational direction as the control stick 10, as shown in FIG. rotates around the axis X2.
  • the transmission member 22 rotates about the axis X1 in the same rotational direction as the control stick 10, and the rotation of the transmission member 22 causes the second arm 24 to rotate. rotates around the axis X2.
  • the second recesses 23d and 24d are formed, for example, in a semicircular shape when viewed in the left-right direction.
  • the second concave portions 23d and 24d are formed in such a shape that a restricting member 34 of a neutral position changing portion 30, which will be described later, is fitted in the neutral state shown in FIG.
  • the tension spring 26 is an example of an elastic member and is a coil spring.
  • a tension spring 26 is connected to the first arm 23 and the second arm 24 . More specifically, the tension spring 26 is connected to the first arm 23 and the second arm 24 via the mounting portion 27 .
  • a first end portion 26a of the tension spring 26 is connected to the first arm 23 via the mounting portion 27, and a second end portion 26b of the tension spring 26 is connected to the second arm 24 via the mounting portion 27. .
  • the mounting portion 27 has a first member 27a, a second member 27b and an adjusting member 27c.
  • the first member 27a extends in the front-rear direction perpendicular to the vertical direction in which the arms 23 and 24 extend.
  • the surface opposite to the surface on which the first recesses 23c and 24c and the second recesses 23d and 24d are formed is defined as the front-rear direction outer side.
  • the first member 27a is a so-called cantilever rod-shaped member attached to the arms 23 and 24 so as to protrude outward from the arms 23 and 24 in the front-rear direction.
  • the second member 27b is a rod-shaped member that extends in the same vertical direction as the arms 23 and 24, and has one end connected to the outer end of the first member 27a and the other end connected to the adjustment member 27c.
  • the other end of the second member 27b is provided with a screw hole penetrating in the front-rear direction, and the adjustment member 27c is screwed into the screw hole.
  • the adjusting member 27c is connected to the first end 26a and the second end 26b of the tension spring 26.
  • the adjusting member 27c adjusts the total length of the tension spring 26 in the neutral state, and is an adjusting screw, for example.
  • the neutral state is a state in which the transmission member 22 is fitted in the first concave portions 23c and 24c of both the first arm 23 and the second arm 24. As shown in FIG.
  • the first arm 23 and the second arm 24 displace the tension spring 26 when rotated by the transmission member 22 .
  • the first arm 23 and the second arm 24 displace the tension spring 26 when rotated by the transmission member 22 .
  • the first arm 23 is rotated by the transmission member 22
  • the first end 26a of the tension spring 26 is pulled and the tension spring 26 is extended.
  • the second arm 24 tries to rotate toward the first arm 23 by the elastic force of the tension spring 26, but the rotation is restricted by the restriction member 34, which will be described later, so that the second arm 24 does not rotate.
  • the restriction member 34 which will be described later
  • the first arm 23 tries to rotate toward the second arm 24 by the elastic force of the tension spring 26, but the rotation is restricted by the restricting member 34, which will be described later, so that the first arm 23 does not rotate.
  • the pilot or the like releases the control stick 10 or loosens the force of the hand, the first arm 23 and the second arm 24 approach each other due to the elastic force of the tension spring 26, and are in a neutral state.
  • the first end 26a and the second end 26b of the tension spring 26 are connected outside the arms 23 and 24, as shown in FIG. Therefore, even if the arms 23 and 24 are short in the front-rear direction, the length of the tension spring 26 can be increased. Therefore, it is possible to suppress plastic deformation of the tension spring 26 when the rotation angle of the arms 23 and 24 from the neutral state is large. Moreover, since the tension spring 26 is attached by the rod-shaped first member 27a and the second member 27b without enlarging the arms 23 and 24, the weight of the reaction force generating section 20 can be suppressed.
  • the first end 26a and the second end 26b of the tension spring 26 are hook-shaped, and the first end 26a and the second end 26a are inserted into the opening provided in the adjustment member 27c.
  • the tension spring 26 is connected with the adjustment member 27c. Desired steering reaction force can be easily obtained by exchanging the tension spring 26 .
  • the elastic force of the extended tension spring 26 acts on the control stick 10 via the arms 23 and 24 and the transmission member 22 as a steering reaction force.
  • the tension spring 26 is displaced by the rotation of the control stick 10 and generates a steering reaction force of the control stick 10 .
  • the reaction force generator 20 transmits the rotation of the control stick 10 through the transmission member 22 to rotate the first arm 23 and the second arm 24, thereby displacing the tension spring 26 and generating a steering reaction force. do. Therefore, for example, the first arm 23 required to generate the steering reaction force is less than the mechanism that generates the steering reaction force by displacing the elastic member by displacing the rod in its axial direction due to the rotation of the control stick. and the operating space of the second arm 24 and the like is reduced. Therefore, the size of the reaction force generator 20 can be reduced.
  • the first arm 23 and the second arm 24 are biased toward each other by a tension spring 26 . More specifically, when the first arm 23 and the second arm 24 are closest to each other, that is, when the length of the tension spring 26 is the shortest, the tension spring 26 has a predetermined biasing force, that is, an elastic force. is configured to That is, the total length of the tension spring 26 in the neutral state is set to be longer than its natural length.
  • FIG. 8 is a graph showing the steering force gradient.
  • the steering angle is, for example, the neutral position of the control stick 10 and the rotation angle from the neutral state
  • the steering force is, for example, the force for operating the control stick 10 and corresponds to the steering reaction force.
  • the steering force gradient indicated by the dotted line in FIG. 8 is the steering force gradient when the full length of the tension spring in the neutral state is set to the natural length
  • the breakout force that is, the neutral A predetermined biasing force at the position can be ensured.
  • the aircraft By securing the breakout force, even if the pilot or the like unintentionally applies a small force to the control stick 10, the aircraft does not move and stability at the neutral position can be obtained.
  • an autopilot system such as AFCS, it is necessary to accurately detect the neutral position. It can make you aware of the switching point to As a result, the aircraft can be stably flown while maintaining a trimmed state.
  • the predetermined biasing force of the tension spring 26 in the neutral state is adjusted by adjusting the full length of the tension spring 26 with the adjusting member 27c.
  • the adjusting member 27c is an example of an adjusting mechanism that adjusts the predetermined elastic force of the tension spring 26. As shown in FIG. For example, if the full length of the tension spring 26 is lengthened by the adjustment member 27c, the predetermined biasing force is increased.
  • the other end of the second member 27b is provided with a screw hole penetrating in the front-rear direction. By rotating it, the total length of the tension spring 26 can be lengthened or shortened.
  • the first arm 23, the second arm 24 and the transmission member 22 are integrally formed so as to be freely rotatable around the axis X2.
  • the neutral position changing unit 30 is a mechanism that adjusts the trim of the aircraft.
  • the trim adjustment is to adjust the neutral position of the control stick 10 so that the pilot or the like can control the aircraft and fly it stably.
  • the position of the control stick 10 when all external forces such as the aerodynamic force acting on the airframe and the engine output are balanced by the trim adjustment is referred to as the neutral position.
  • the steering force of the control stick 10 is zero.
  • the neutral position changing section 30 has a restricting member 34 provided between the first arm 23 and the second arm 24 .
  • the regulating member 34 regulates the rotation of the first arm 23 and the second arm 24 in the direction in which they approach each other, so that when the first arm 23 or the second arm 24 is rotated by the transmission member 22, tension is applied.
  • the biasing force of the spring 26 is applied to the control stick 10 .
  • the neutral position changing section 30 changes the neutral position of the control stick 10 by rotating the restricting member 34 around the axis X3.
  • the neutral position changing section 30 has a braking device 31, a shaft 32, a connecting member 33, and a restricting member .
  • the shaft 32 has an axis X3 and is provided rotatably around the axis X3.
  • the axis X3 is coaxial with the axis X2 and corresponds to the fourth axis.
  • the shaft 32 is a member extending in the left-right direction.
  • the restricting member 34 is a rod-shaped member extending in the same direction as the shaft 32, that is, in the left-right direction.
  • the shape of the cross section perpendicular to the axial center of the regulating member 34 is circular, but it may be another cross-sectional shape such as a square.
  • the connecting member 33 connects the shaft 32 and the restricting member 34 .
  • the connecting member 33 is a rod-shaped member extending vertically.
  • the connecting member 33 is connected to one end of the shaft 32 at its upper end, and is connected to one end of the regulating member 34 at its other lower end.
  • the shaft 32 and the restricting member 34 are connected from the connecting member 33 so as to extend in opposite directions.
  • the shaft 32 is connected so as to extend leftward from the connecting member 33
  • the restricting member 34 is connected so as to extend rightward from the connecting member 33.
  • the connecting member 33 is positioned between the shaft 32 and the restricting member 34 in the direction in which the shaft 32 and the restricting member 34 extend.
  • the regulating member 34 configured in this way can rotate around the axis X3 integrally with the shaft 32 and the connecting member 33 . More specifically, the restricting member 34 can turn around the axis X3.
  • a shaft 32 is connected to the braking device 31 .
  • the braking device 31 is of an electromagnetic type, for example.
  • the brake device 31 can be switched between a restrained state in which the rotational movement of the shaft 32 is restrained and a released state in which the rotational movement of the shaft 32 is released.
  • the brake device 31 is switched to the restrained state, as shown in FIGS. 6 and 7, the rotational movement of the restricting member 34 is restrained. Therefore, in this state, the first arm 23 and the second arm 24 are restricted by the restricting member 34 from rotating in the direction of approaching each other. Accordingly, one of the first arm 23 and the second arm 24 rotates according to the rotation of the control stick 10, and the rotation of the other is restricted by the restricting member 34 fitted in the second recesses 23d and 24d. As a result, the tension spring 26 is displaced to generate a steering reaction force.
  • the restricting member 34 becomes unrestrained and becomes rotatable around the axis X3.
  • the neutral position of the control stick 10 is changed by rotating the restricting member 34 around the axis X3.
  • the neutral position changer 30 switches the braking device 31 to the released state to release the rotation of the shaft 32, thereby moving the restricting member 34 around the axis X3.
  • the braking device 31 is switched to the released state.
  • the first arm 23 is rotated by the transmission member 22 about the axis X2.
  • the second arm 24 is pulled toward the first arm 23 by the elastic force F of the tension spring 26 and rotates together with the regulating member 34 around the axis X2. That is, the second arm 24 is rotated by the elastic force F of the tension spring 26, and the rotation of the second arm 24 rotates the restricting member 34 around the axis X3.
  • the braking device 31 is switched to the released state, in the reaction force generating section 20, the first arm 23, the second arm 24, the transmission member 22, and the tension spring 26 are integrated to rotate together around the axis X2. can rotate to
  • the simulated piloting device 100 can shift from the neutral state to the neutral state based on the state of approach between the first arm 23 and the second arm 24, for example, the distance, angle, or presence or absence of contact between the first arm 23 and the second arm 24. It further includes an approach state detection sensor 40 that detects whether or not.
  • the proximity state detection sensor 40 may be any sensor that can detect the state of proximity between the first arm 23 and the second arm 24 .
  • the proximity state detection sensor 40 is a position detection sensor and is provided on one of the first arm 23 and the second arm 24 .
  • the proximity state detection sensor 40 is provided on the second arm 24 . More specifically, the proximity state detection sensor 40 is attached to the second end portion 24 b that is the lower end portion of the second arm 24 .
  • the position detection sensor is, for example, a contact sensor, and detects when it comes into contact with the second end 23b of the first arm 23 . Based on this detection, it can be determined whether or not the control stick 10 is in the neutral state.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the rudder pedal 4 and its surroundings of the simulated flight control device 100 as viewed from the left.
  • 11 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 10.
  • FIG. FIG. 12 is a diagram equivalent to FIG. 11 showing an example of the operation of the reaction force generator 20.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the rudder pedal 4 and its surroundings of the simulated flight control device 100 as viewed from the left.
  • 11 is a cross-sectional view taken along the line AA shown in FIG. 10.
  • FIG. FIG. 12 is a diagram equivalent to FIG. 11 showing an example of the operation of the reaction force generator 20.
  • a connection mode between the rudder pedal 4 and the reaction force generating section 20 and the neutral position changing section 30 corresponding to the rudder pedal 4 will be described.
  • the rotation shaft of the rudder pedal 4 and the connecting member 21 of the reaction force generating section 20 are connected via a link mechanism 42. ing.
  • differences from the control stick 10 described above will be described.
  • the rudder pedals 4 for the left foot and the right foot are separately described, they are referred to as the left pedal 4A and the right pedal 4B, respectively.
  • the rudder pedals 4 are rotatable in both directions around the axis X1, like the control stick 10 and the like.
  • a shaft 41 having an axis X1 is provided at the lower end of each of the left pedal 4A and the right pedal 4B.
  • the shaft 41 is a member extending in the left-right direction.
  • the respective shafts 41 of left pedal 4A and right pedal 4B are coaxial with each other.
  • Shafts 41 are fixed to left pedal 4A and right pedal 4B, respectively. That is, the rudder pedals 4 cannot rotate with respect to the shaft 41 .
  • the rudder pedal 4 rotates together with the shaft 41 in the longitudinal direction about the axis X1.
  • the link mechanism 42 has a first link 43, a second link 44, a third link 46, a fourth link 47 and two shafts 45 and 48 in this example.
  • Two first links 43 are provided for the left pedal 4A and the right pedal 4B.
  • the first link 43 is a member extending in the front-rear direction.
  • One ends of the two first links 43 are rotatably connected to the left pedal 4A and the right pedal 4B, respectively.
  • the other ends of the two first links 43 are rotatably connected to both ends of the second link 44 .
  • the second link 44 is a member extending in the left-right direction.
  • a shaft 45 having an axis X11 is provided in the center of the second link 44 .
  • the second link 44 is rotatable around the axis X11, that is, rotatable with respect to the shaft 45.
  • the shaft 45 is a vertically extending member.
  • the third link 46 is a member extending in the front-rear direction.
  • One end of the third link 46 is rotatably connected to one end of the second link 44 .
  • one end of the third link 46 is connected to the end of the second link 44 on the side to which the first link 43 for the left pedal 4A is connected.
  • the other end of the third link 46 is rotatably connected to the fourth link 47 .
  • the fourth link 47 is a member extending in the left-right direction.
  • a shaft 48 having an axis X12 is provided at the end of the fourth link 47 opposite to the third link 46 .
  • the shaft 48 is a vertically extending member. The shaft 48 passes through the fourth link 47 and is fixed to the fourth link 47 .
  • the fourth link 47 rotates together with the shaft 48 around the axis X12.
  • One end of the shaft 48 is fixed to the connecting member 21 of the reaction force generating section 20 .
  • the axis X12 is coaxial with the axis X2 of the arms 23,24. That is, in the case of this rudder pedal 4, unlike the control stick 10 described above, the axis X1 and the axis X2 are perpendicular to each other.
  • the connecting member 21 has one end connected to the shaft 48 and the other end connected to the transmission member 22 . More specifically, the shaft 48 and the transmission member 22 are connected from the connecting member 21 so as to extend vertically opposite to each other. In this example, as shown in FIG. 10, the shaft 48 is connected so as to extend downward from the connecting member 21 and the transmission member 22 is connected so as to extend upward from the connecting member 21 . That is, the connecting member 21 is positioned between the shaft 48 and the transmission member 22 in the direction in which the shaft 48 and the transmission member 22 extend. The shaft 48, the connection member 21, and the transmission member 22 rotate together with each other around the axis X12.
  • the shaft 41 that is the rotating shaft of the rudder pedal 4 and the connecting member 21 of the reaction force generating section 20 are connected via the link mechanism 42 .
  • the transmission member 22 turns as the rudder pedals 4, which are the control members, rotate about the axis X1. More specifically, the transmission member 22 turns around the axis X12.
  • the second link 44 rotates about the axis X11, and accordingly the connecting member 21 and the transmission member 22 rotate about the axis X12.
  • the second arm 24 rotates around the axis X2.
  • the simulated aircraft control device 100 includes the control stick 10 that is rotatable in both directions around the first axis (axis X1), and the control stick 10 that is displaced by the rotation of the control stick 10 to generate a control reaction force.
  • a reaction force generator 20 having a tension spring 26 that The reaction force generator 20 is connected to the control stick 10 and rotates together with the control stick 10.
  • a transmission member 22 rotates with the control stick 10, and the one-way rotation of the control stick 10 is transmitted through the transmission member 22, so that the second axis ( The first arm 23 rotates about the axis X2) to displace the tension spring 26, and the rotation of the control stick 10 in the other direction is transmitted via the transmission member 22, thereby transmitting the second axis (axis X2).
  • the rotation of the control member such as the control stick 10 is transmitted by the transmission member 22 to rotate the first arm 23 and the second arm 24, thereby displacing the tension spring 26. to generate the steering reaction force. Therefore, for example, the first arm 23 required to generate the steering reaction force is less than the mechanism that generates the steering reaction force by displacing the elastic member by displacing the rod in its axial direction due to the rotation of the control stick. and the operating space of the second arm 24 and the like can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the size of the reaction force generating section 20 and thus the size of the flight simulator 100 .
  • the reaction force generating section 20 is configured such that the first arm 23 and the second arm 24 are arranged adjacent to each other in the direction of rotation and are attached by the tension spring 26 in the direction of approaching each other. are being forced.
  • the simulated piloting device 100 has a restricting member 34 provided between the first arm 23 and the second arm 24 that restricts the rotation of the first arm 23 and the second arm 24 in the direction in which they approach each other.
  • the regulating member 34 is rotated about a fourth axis (axis X3) extending in the same direction as the second axis (axis X2).
  • a neutral position changing unit 30 is further provided for rotating together about the second and third axes to change the neutral position of the control stick 10 and the like.
  • the second axis and the third axis are a common axis (axis X2).
  • the necessary operating space for the first arm 23 and the second arm 24 can be further reduced. Therefore, it is possible to further reduce the size of the device. Also, the number of parts in the reaction force generator 20 can be reduced.
  • the first axis (axis X1) and the common axis (axis X2) are coaxial.
  • the simulated flight control device 100 for an aircraft detects a neutral state in which the first arm 23 and the second arm 24 are closest to each other, based on the close state between the first arm 23 and the second arm 24.
  • a state detection sensor 40 is further provided.
  • the proximity state detection sensor 40 can be attached. In addition, since it is only necessary to detect that the first arm 23 and the second arm 24 approach each other, detection of the neutral position is facilitated. In addition, since the proximity state detection sensor 40 can be easily attached, the proximity state detection sensor 40 can be easily replaced.
  • the tension spring 26 is connected between the first arm 23 and the second arm 24 so as to have a predetermined elastic force in a neutral state.
  • the tension spring 26 since the tension spring 26 has a predetermined elastic force in the neutral state where the first arm 23 and the second arm 24 are closest to each other, a breakout force can be secured.
  • the breakout force By ensuring the breakout force, it is possible to obtain an appropriate steering reaction force from the start of steering from the neutral position of the control stick 10 . Therefore, it is possible to obtain a more realistic steering feeling in simulation training.
  • the control stick 10 in the neutral position is less likely to be displaced by a slight external force such as vibration. Therefore, the neutral position of the control stick 10 can be stably held.
  • the reaction force generator 20 further has an adjustment member 27c that adjusts the predetermined elastic force of the tension spring 26.
  • the breakout force can be adjusted by adjusting the predetermined elastic force of the tension spring 26 . Therefore, it is possible to obtain an appropriate breakout force according to the simulated training conditions.
  • the simulated flight control device 100 can also be applied as a simulated flight control device for aircraft other than helicopters. Also, the simulated flight control device 100 may be applied to a simulated flight control device of a moving object other than an aircraft.
  • the elastic member is one tension spring 26 connected to the first arm 23 and the second arm 24, the technology of the present disclosure is not limited to this.
  • the elastic member may be a compression spring provided on the outer side of each of the first arm 23 and the second arm 24 .
  • the proximity state detection sensor 40 is not limited to a position detection sensor, and may be, for example, a non-contact sensor.
  • a distance sensor such as a laser is used, for example, and may be provided at a location other than the lower ends of the arms 23 and 24 or at a location other than the arms 23 and 24 .
  • the second axis and the third axis are a common axis, that is, the axis X2, they may be separate axes. Further, the axis X2, which is the common axis, and the axis X1, which is the first axis, may not be coaxial.
  • a plurality of adjusting members 27c may be provided in the vertical direction. By changing the adjusting member 27c connecting the first end 26a and the second end 26b of the tension spring 26, the steering force gradient can be changed without replacing the tension spring 26 itself.
  • the steering force gradient may be changed by providing a plurality of screw holes in the second member 27b and changing the screw hole into which the adjustment member 27c is screwed.
  • a mechanism for changing the length of the arms 23 and 24, the vertical distance from the axis X1 to the axis of the transmission member 22, and the vertical distance from the axis X3 to the axis of the regulating member 34 is provided. good too. By changing the length and distance, the steering force gradient can be changed without replacing the tension spring 26 itself.
  • the reaction force generation unit 20 or the neutral position change unit 30 has a rotation shaft and is preferably used as a control member for generating a steering reaction force or performing trim adjustment. can also be applied.
  • FIG. 13 is a diagram showing a schematic configuration of a reaction force generator 20 according to another embodiment.
  • FIG. 14 is a view equivalent to FIG. 13 showing an example of a neutral position changing operation according to another embodiment.
  • the two arms 23 and 24 of this modified example have different centers of rotation when rotating while the neutral position is held and when rotating when changing the neutral position. Also, each of the two arms 23 and 24 has its own center of rotation when rotating while the neutral position is held.
  • the first arm 23 is rotatable about an axis X4
  • the second arm 24 is rotatable about an axis X5 different from the axis X4.
  • a first end 23a of the first arm 23 is provided with a shaft 25a having an axis X4
  • a first end 24a of the second arm 24 is provided with a shaft 25b having an axis X5.
  • the axis X4 is an example of a second axis
  • the axis X5 is an example of a third axis.
  • the reaction force generator 20 of this modified example has a base 28 that connects the first arm 23 and the second arm 24 .
  • the base 28 is a member extending in the front-rear direction, and the first arm 23 and the second arm 24 are connected to both ends thereof.
  • shafts 25a and 25b are provided at both ends of the base 28, respectively.
  • the shafts 25a and 25b may be fixed to the base 28 or may be rotatably provided.
  • the base 28 is rotatable around an axis X6 different from the axes X4 and X5.
  • a shaft 25c having an axis X6 is provided in the center of the base 28. As shown in FIG. In this configuration, when the base 28 rotates around the axis X6, the two arms 23 and 24 also rotate around the axis X6.
  • the transmission member 22 rotates according to the rotation of the control stick 10, and accordingly, the first arm, for example, rotates. 23 rotates around the axis X4.
  • the tension spring 26 is displaced to generate a steering reaction force.
  • the rotation of the second arm 24 to approach the first arm 23 that is, the rotation of the second arm 24 about the axis X ⁇ b>5 is restricted by the restriction member 34 .
  • the restricting member 34 becomes unrestrained and rotatable.
  • the neutral position of the control stick 10 is changed by rotating the regulating member 34 .
  • the brake device 31 is switched to the released state when the control stick 10 is rotated, the regulating member 34 becomes unrestrained.
  • the second arm 24 is pulled toward the first arm 23 by the elastic force of the tension spring 26 and tries to rotate around the axis X5. That is, both the first arm 23 and the second arm 24 try to rotate together.
  • the position of the restricting member 34 is fixed by switching the brake device 31 to the restraining state.
  • the neutral position of the control stick 10 is changed.
  • Other configurations, actions and effects are the same as those of the above embodiment.
  • two sets of the simulated flight control device 100 of the above embodiment may be prepared and arranged side by side in the left-right direction. In that case, both the pilot and co-pilot can conduct simulated training at the same time.

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Abstract

模擬操縦装置（１００）は、軸心（Ｘ１）回りの両方向に回転自在な操縦桿（１０）と、操縦桿（１０）の回転によって変位し操縦桿（１０）の操縦反力を生成する引張バネ（２６）を有する反力生成部（２０）とを備える。反力生成部（２０）は、操縦桿（１０）に接続され、操縦桿（１０）と共に回転する伝達部材（２２）と、操縦桿（１０）の一方向の回転が伝達部材（２２）を介して伝達されることで、軸心（Ｘ２）回りに回転し引張バネ（２６）を変位させる第１アーム（２３）と、操縦桿（１０）の他方向の回転が伝達部材（２２）を介して伝達されることで、軸心（Ｘ２）回りに回転し引張バネ（２６）を変位させる第２アーム（２４）とをさらに有する。

Description

航空機の模擬操縦装置
　ここに開示された技術は、航空機の模擬操縦装置に関する。
　従来より、操縦感覚を得るために操縦桿等の操縦反力を生成する機構を有した航空機の操縦装置が知られている。例えば、特許文献１に開示の操縦装置は、圧縮バネが収容されたシリンダと、シリンダに進退自在に挿入されたロッドとを備えている。この操縦装置では、操縦桿の回転によって、シリンダからロッドが進退して圧縮バネが変位する。この変位した圧縮バネの弾性力が、操縦反力として操縦桿に作用する。
特開平１０－５９２９３号公報
　ところで、上述したような操縦装置を模擬訓練用の模擬操縦装置として構築する場合、装置全体がよりコンパクトであることが望ましい。しかしながら、上述した操縦装置は、小型化という点で改善の余地がある。
　ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、航空機の模擬操縦装置において装置の小型化を図ることにある。
　ここに開示された航空機の模擬操縦装置は、第１軸回りの両方向に回転自在な操縦部材と、前記操縦部材の回転によって変位し前記操縦部材の操縦反力を生成する弾性部材を有する反力生成部とを備えている。前記反力生成部は、伝達部材と、第１アームと、第２アームとをさらに有している。前記伝達部材は、前記操縦部材に接続され、前記操縦部材と共に回転する。前記第１アームは、前記操縦部材の一方向の回転が前記伝達部材を介して伝達されることで、前記第１軸と同方向に延びる第２軸回りに回転し前記弾性部材を変位させる。前記第２アームは、前記操縦部材の他方向の回転が前記伝達部材を介して伝達されることで、前記第１軸と同方向に延びる第３軸回りに回転し前記弾性部材を変位させる。
　前記の航空機の模擬操縦装置によれば、装置の小型化を図ることができる。
図１は、模擬操縦装置の概略構成を示す左側面図である。 図２は、模擬操縦装置の操縦桿およびその周辺部を後方から視て示す概略図である。 図３は、図２に示すＡ－Ａ線の断面図である。 図４は、図２に示すＢ－Ｂ線の断面図である。 図５は、図２に示すＣ－Ｃ線の断面図である。 図６は、反力生成部の動作の一例を示す図５相当図である。 図７は、反力生成部の動作の一例を示す図５相当図である。 図８は、操舵力勾配を示すグラフである。 図９は、中立位置の変更動作の一例を示す図５相当図である。 図１０は、模擬操縦装置のラダーペダルおよびその周辺部を左側から視て示す概略図である。 図１１は、図１０に示すＡ－Ａ線の断面図である。 図１２は、反力生成部の動作の一例を示す図１１相当図である。 図１３は、その他の実施形態に係る反力生成部の概略構成を示す図である。 図１４は、その他実施形態に係る中立位置の変更動作の一例を示す図１３相当図である。
　以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、模擬操縦装置１００の概略構成を示す左側面図である。
　本実施形態の模擬操縦装置１００は、航空機の模擬的な操縦装置であり、例えば、ＶＲ空間を用いた航空機の模擬訓練に用いられる。つまり、訓練者である操縦士または副操縦士は、模擬操縦装置１００を操作することにより、ＶＲ空間において航空機を飛行させる。本実施形態では、模擬操縦装置１００は、ヘリコプタの模擬訓練に用いられる。
　図１に示すように、模擬操縦装置１００は、筐体１を備えている。筐体１の上方空間は、訓練者である操縦士または副操縦士がシート２に着座して航空機を操縦する空間となっている。筐体１の天板１ａには、シート２と、コレクティブレバー３と、ラダーペダル４と、操縦桿１０とが設けられている。コレクティブレバー３、ラダーペダル４および操縦桿１０は、操縦部材の例示である。本実施形態では、以降の説明の便宜上、シート２に着座する訓練者の上下前後左右をそれぞれ、上下方向、前後方向、左右方向と定義する。
　コレクティブレバー３は、一例として、シート２の左側に設けられている。コレクティブレバー３は、操縦士等が引き上げ操作または押し下げ操作を行うことにより、機体を上昇下降させたり、機体の速度を制御したりするものである。つまり、コレクティブレバー３を引き上げ操作または押し下げ操作することにより、コレクティブレバー３の下方に設けられた回転軸を中心にコレクティブレバー３が回転し、この回転変位を制御入力値として、機体が上昇下降したり、機体の速度が変化したりする。
　操縦桿１０は、シート２の前方に設けられており、操縦士等の両足の間に位置する。操縦桿１０は、サイクリックスティックとも呼ばれ、前後方向および左右方向の二軸方向への傾け操作が可能に構成されている。操縦桿１０は、操縦士等が前後方向に傾け操作することにより、機首を上下させて機体を上昇下降させるものである。つまり、操縦桿１０を前後方向に傾倒させることにより、操縦桿１０の下方に設けられた前後方向用の回転軸が回転し、この回転変位を制御入力値として、機体がピッチング動作を行う。また、操縦桿１０は、操縦士等が左右方向に傾け操作することにより、機体を左右に傾けるものである。つまり、操縦桿１０を左右方向に傾倒させることにより、操縦桿１０の下方に設けられた左右方向用の回転軸が回転し、この回転変位を制御入力値として、機体がローリング動作を行う。
　ラダーペダル４は、操縦士等の足元に位置しており、右足用および左足用のそれぞれ１つずつ設けられている。ラダーペダル４は、操縦士等が足で踏んで操作することにより、機体を左右に首振り運動させるものである。つまり、ラダーペダル４を回転操作することにより、機体がヨーイング動作を行う。
　このように、コレクティブレバー３、ラダーペダル４および操縦桿１０は、操縦士等の操作によって、所定の軸心回りの両方向に回転自在となっている。
　図２は、模擬操縦装置１００の操縦桿１０およびその周辺部を後方から視て示す概略図である。図３は、図２に示すＡ－Ａ線の断面図である。図４は、図２に示すＢ－Ｂ線の断面図である。図５は、図２に示すＣ－Ｃ線の断面図である。
　模擬操縦装置１００は、前述した、コレクティブレバー３、ラダーペダル４および操縦桿１０と、これら操縦部材のそれぞれの回転軸に対応して設けられる、反力生成部２０および中立位置変更部３０とを備えている。いずれの反力生成部２０および中立位置変更部３０も、基本構成は同様である。この例では、操縦桿１０に対応する反力生成部２０および中立位置変更部３０について説明する。また、操縦桿１０に対応する反力生成部２０および中立位置変更部３０は、前後方向への傾け操作用のものと、左右方向への傾け操作用のものとの２つが設けられている。この例では、操縦桿１０の前後方向への傾け操作用の反力生成部２０および中立位置変更部３０について説明する。なお、この例では、コレクティブレバー３およびラダーペダル４に設けられた回転軸はそれぞれ１つであるため、コレクティブレバー３およびラダーペダル４に対応する反力生成部２０および中立位置変更部３０も、それぞれ１つずつ設けられる。
　操縦桿１０の一部、反力生成部２０および中立位置変更部３０は、筐体１内に収容されている。なお、コレクティブレバー３およびラダーペダル４に対応する反力生成部２０および中立位置変更部３０についても同様である。
　操縦桿１０は、軸心Ｘ１回りの両方向に回転自在となっている。操縦桿１０は、上下方向に延びる軸部材である。より詳しくは、操縦桿１０は、天板１ａを貫通し、筐体１の内外に亘って設けられている。なお、軸心Ｘ１は、第１軸の一例である。
　操縦桿１０の下端部には、軸心Ｘ１を有するシャフト１２が設けられている。具体的には、シャフト１２は、左右方向に延びる部材である。シャフト１２は、操縦桿１０の下端部を貫通して設けられ、操縦桿１０に固定されている。つまり、操縦桿１０は、シャフト１２に対して回転不能となっている。こうして、操縦桿１０は、軸心Ｘ１回りの両方向に、シャフト１２と一体となって回転するように構成されている。つまり、操縦桿１０およびシャフト１２は、軸心Ｘ１を中心として前後方向に回転自在となっている。シャフト１２は軸受等によって回転自在に支持されている。
　操縦桿１０には、図１に示すように、操作スイッチ１１が設けられている。操作スイッチ１１は、操縦士等が、後述する中立位置変更部３０に所定の変更動作を指示するためのものである。
　反力生成部２０は、操縦士等が操縦桿１０を操作したときに操縦反力を生成する機構であり、かつ操縦士等が操縦桿１０から手を離したときに操縦桿１０が自然に止まる位置、即ち中立状態へ操縦桿１０を復帰させる機構である。この例において、各構成の状態で説明した場合の中立状態とは、図２～図５に示すように、後述する第１アーム２３と第２アーム２４の両方が伝達部材２２に接触した状態を指す。以下、第１アーム２３と第２アーム２４の両方が伝達部材２２に接触した状態を中立状態と称する。
　反力生成部２０は、図５に示すように、操縦桿１０の回転によって変位し操縦桿１０の操縦反力を生成する引張バネ２６を有している。さらに、反力生成部２０は、伝達部材２２と、第１アーム２３および第２アーム２４とを有している。
　伝達部材２２は、操縦桿１０に接続され、操縦桿１０と共に回転する。伝達部材２２は、操縦桿１０の回転を第１アーム２３または第２アーム２４に伝達するものである。
　具体的に、伝達部材２２は、シャフト１２と同方向、即ち左右方向に延びる棒状部材である。この例では、伝達部材２２の軸心と直交する断面の形状は、円形である。反力生成部２０は、伝達部材２２とシャフト１２とを接続させる接続部材２１をさらに有している。この例では、接続部材２１は、上下方向に延びる棒状部材である。接続部材２１は、一端部である上端部がシャフト１２の一端と接続され、他端部である下端部が伝達部材２２の一端と接続されている。より詳しくは、シャフト１２および伝達部材２２は、接続部材２１から互いに左右反対方向へ延びるように接続されている。この例では、図２に示すように、シャフト１２は接続部材２１から右方向へ延びるように接続され、伝達部材２２は接続部材２１から左方向へ延びるように接続されている。つまり、接続部材２１は、シャフト１２および伝達部材２２の延びる方向においてシャフト１２と伝達部材２２との間に位置する。
　こうして、伝達部材２２とシャフト１２とが接続部材２１を介して接続されることにより、伝達部材２２は、接続部材２１およびシャフト１２を介して操縦桿１０に接続される。そのため、伝達部材２２は、軸心Ｘ１回りの両方向に操縦桿１０と一体となって回転する。より詳しくは、伝達部材２２は、操縦桿１０の回転に伴って、軸心Ｘ１を旋回中心として旋回する。
　第１アーム２３は、操縦桿１０の一方向の回転が伝達部材２２を介して伝達されることで、軸心Ｘ１と同方向に延びる軸心Ｘ２回りに回転し引張バネ２６を変位させる。第２アーム２４は、操縦桿１０他方向の回転が伝達部材２２を介して伝達されることで、軸心Ｘ１と同方向に延びる軸心Ｘ２回りに回転し引張バネ２６を変位させる。軸心Ｘ２は、第２軸および第３軸に相当する。つまり、この例では、第２軸および第３軸は、互いに共通の軸心Ｘ２である。以下、第１アーム２３および第２アーム２４は、それぞれを区別しない場合は、単にアーム２３，２４と称する。
　第１アーム２３および第２アーム２４は、上下方向に延びる部材である。第１アーム２３および第２アーム２４は、左右方向に並んで配置されている。第１アーム２３および第２アーム２４は、左右方向に視た形状が逆Ｌ字状に形成されている。第１アーム２３および第２アーム２４は、上端部である第１端部２３ａ，２４ａ同士、即ちＬ字の横棒に相当する部分同士が左右方向において重なっている。第１アーム２３および第２アーム２４は、第１端部２３ａ，２４ａ以外の部分、即ちＬ字の縦棒に相当する部分は左右方向において重なっていない。つまり、第１アーム２３および第２アーム２４は、第１端部２３ａ，２４ａの以外の部分が、互いの回転方向において隣り合うように配置されている。この例では、互いの回転方向は前後方向である。
　第１アーム２３および第２アーム２４は、軸心Ｘ２回りに回転自在に設けられている。具体的に、第１アーム２３および第２アーム２４の第１端部２３ａ，２４ａには、軸心Ｘ２を有する共通のシャフト２５が１つ設けられている。具体的に、シャフト２５は、左右方向に延びる部材である。シャフト２５は、アーム２３，２４の第１端部２３ａ，２４ａを貫通して設けられている。アーム２３，２４は、シャフト２５に対して回転可能に設けられている。つまり、第１アーム２３および第２アーム２４は、前後方向に回転自在となっている。さらに、この例では、軸心Ｘ２は軸心Ｘ１と同軸である。
　第１アーム２３および第２アーム２４のそれぞれには、第１凹部２３ｃ，２４ｃおよび第２凹部２３ｄ，２４ｄの２つの凹部が設けられている。第１凹部２３ｃ，２４ｃおよび第２凹部２３ｄ，２４ｄは、第１アーム２３および第２アーム２４の第１端部２３ａ，２４ａ以外の部分において互いに前後方向に対向する面に設けられている。第１凹部２３ｃ，２４ｃおよび第２凹部２３ｄ，２４ｄは、アーム２３，２４において上から順に設けられている。つまり、この例では、第１凹部２３ｃ，２４ｃの下方に第２凹部２３ｄ，２４ｄが位置している。第１アーム２３の第１凹部２３ｃと第２アーム２４の第１凹部２４ｃとは前後方向に対向しており、第１アーム２３の第２凹部２３ｄと第２アーム２４の第２凹部２４ｄとは前後方向に対向している。
　第１凹部２３ｃ，２４ｃは、左右方向に視た形状が例えば半円形に形成されている。第１凹部２３ｃ，２４ｃは、中立状態において伝達部材２２の外周が嵌るような形状に形成されている。この例では、伝達部材２２の軸心と直交する断面の形状が円形であるため、第１凹部２３ｃ，２４ｃは半円形に形成されているが、伝達部材２２の軸心と直交する断面の形状が例えば四角形である場合は、第１凹部２３ｃ，２４ｃも四角形に形成される。この構成により、第１アーム２３および第２アーム２４は、操縦桿１０の回転が伝達部材２２を介して伝達されて回転する。例えば、操縦桿１０が後方へ向かって回転すると、図６に示すように、伝達部材２２が軸心Ｘ１回りに操縦桿１０と同じ回転方向に回転し、伝達部材２２の回転によって第１アーム２３が軸心Ｘ２回りに回転する。また、操縦桿１０が前方へ向かって回転すると、図７に示すように、伝達部材２２が軸心Ｘ１回りに操縦桿１０と同じ回転方向に回転し、伝達部材２２の回転によって第２アーム２４が軸心Ｘ２回りに回転する。第２凹部２３ｄ，２４ｄは、左右方向に視た形状が例えば半円形に形成されている。第２凹部２３ｄ，２４ｄは、図５に示す中立状態のときに、後述する中立位置変更部３０の規制部材３４が嵌るような形状に形成されている。
　引張バネ２６は、弾性部材の一例であり、コイルバネである。引張バネ２６は、第１アーム２３と第２アーム２４とに接続されている。より詳しくは、引張バネ２６は、取付部２７を介して第１アーム２３および第２アーム２４に接続されている。引張バネ２６の第１端部２６ａは、取付部２７を介して第１アーム２３と接続され、引張バネ２６の第２端部２６ｂは、取付部２７介して第２アーム２４と接続されている。
　図５に示すように、この例では、取付部２７は、第１部材２７ａと、第２部材２７ｂと調整部材２７ｃとを有している。第１部材２７ａは、アーム２３，２４の延びる上下方向と直交する前後方向に延びている。アーム２３，２４がそれぞれ有する、互いに前後方向に対向する面において、第１凹部２３c，２４cおよび第２凹部２３d，２４dが形成される面と反対側の面の方を前後方向外方とすると、第１部材２７ａは、アーム２３，２４から前後方向外方へ向かって張り出すようにアーム２３，２４に取り付けられる、いわゆる片持ち状の棒状部材である。第２部材２７ｂは、アーム２３，２４と同じ上下方向に延びる棒状部材であり、一端が第１部材２７ａの外方端と接続され、他端が調整部材２７ｃと接続されている。例えば、第２部材２７ｂの他端には、前後方向に貫通するネジ孔が設けられており、そのネジ孔に調整部材２７ｃが螺合している。
　調整部材２７ｃは、引張バネ２６の第１端部２６ａおよび第２端部２６ｂと接続されている。調整部材２７ｃは、中立状態における引張バネ２６の全長を調整するものであり、例えば調整ネジである。換言すると、中立状態は、伝達部材２２が、第１アーム２３および第２アーム２４の両方の第１凹部２３ｃ，２４ｃに嵌っている状態である。
　こうして、引張バネ２６が第１アーム２３と第２アーム２４とに接続されることにより、第１アーム２３および第２アーム２４は、伝達部材２２によって回転した際に引張バネ２６を変位させる。例えば、図６に示すように、伝達部材２２によって第１アーム２３が回転すると、引張バネ２６の第１端部２６ａが引っ張られて引張バネ２６が伸長する。このとき、第２アーム２４は、引張バネ２６の弾性力によって第１アーム２３へ接近する方向へ回転しようとするが、後述する規制部材３４によってその回転が規制されるので回転しない。また、図７に示すように、伝達部材２２によって第２アーム２４が回転すると、引張バネ２６の第２端部２６ｂが引っ張られて引張バネ２６が伸長する。このとき、第１アーム２３は、引張バネ２６の弾性力によって第２アーム２４へ接近する方向へ回転しようとするが、後述する規制部材３４によってその回転が規制されるので回転しない。操縦士等が、操縦桿１０から手を離す、または手の力を緩めると、引張バネ２６の弾性力によって第１アーム２３と第２アーム２４とは接近し、中立状態になる。
　この例では、図５に示すように、引張バネ２６の第１端部２６ａおよび第２端部２６ｂは、アーム２３，２４の外方で接続されている。そのため、アーム２３，２４の前後方向の長さが小さい場合でも、引張バネ２６の長さを稼ぐことができる。そのため、中立状態からのアーム２３，２４の回転角が大きい場合に引張バネ２６が塑性変形してしまうことを抑制することができる。しかも、アーム２３，２４を大きくすることなく、棒状部材の第１部材２７ａや第２部材２７ｂによって引張バネ２６を取り付けるようにしたため、反力生成部２０の重量化を抑制することができる。
　この例では、図５に示すように、引張バネ２６の第１端部２６ａおよび第２端部２６ｂはフック形状であり、調整部材２７ｃに設けられた開口部に第１端部２６ａおよび第２端部２６ｂを引っ掛けることで、引張バネ２６は調整部材２７ｃと接続される。引張バネ２６を交換することで、望ましい操縦反力を簡単に得ることができる。
　伸長した引張バネ２６の弾性力は、アーム２３，２４および伝達部材２２を介して操縦桿１０に操縦反力として作用する。こうして、引張バネ２６は、操縦桿１０の回転によって変位し操縦桿１０の操縦反力を生成する。
　このように、反力生成部２０では、操縦桿１０の回転を伝達部材２２によって伝達し第１アーム２３および第２アーム２４を回転させることにより、引張バネ２６を変位させて操縦反力を生成する。そのため、例えば、操縦桿の回転によってロッドがその軸方向に変位することにより弾性部材を変位させて操縦反力を生成する機構に比べて、操縦反力を生成するために必要な第１アーム２３および第２アーム２４等の動作空間が低減される。そのため、反力生成部２０の小型化を図れる。
　第１アーム２３および第２アーム２４は、引張バネ２６によって互いに接近する方向に付勢されている。より詳しくは、第１アーム２３と第２アーム２４とが最も接近した状態、即ち引張バネ２６の全長が最も短くなった状態において、引張バネ２６は所定の付勢力、即ち、弾性力を有するように構成されている。つまり、中立状態における引張バネ２６の全長は、自然長よりも長くなるように設定されている。
　図８は、操舵力勾配を示すグラフである。操舵角は、例えば操縦桿１０の中立位置かつ中立状態からの回転角であり、操舵力は、例えば操縦桿１０を操縦するための力であり、操縦反力に相当する。図８に点線で示す操舵力勾配は、中立状態における引張バネの全長を自然長に設定した場合の操舵力勾配であり、図８に実線で示す操舵力勾配は、中立状態における引張バネ２６の全長を自然長よりも長く設定した場合の操舵力勾配である。図８に示すように、中立状態における引張バネ２６の全長を自然長よりも長く設定することにより、中立状態における引張バネの全長を自然長に設定した場合に比べて、ブレークアウトフォース、即ち中立位置での所定の付勢力を確保することができる。ブレークアウトフォースを確保することにより、操縦士等が意図せずに操縦桿１０に微小な力を作用させた場合でも、機体が動かず中立位置での安定性を得ることができる。また、ＡＦＣＳ等の自動操縦システムを装備した場合、正確な中立位置を検知する必要があるが、ブレークアウトフォースを確保することにより、中立位置の検知が明確になると共に、操縦士等に手動操作への切替えポイントを意識させることができる。これにより、トリムが取れた状態を保持し安定して機体を飛行させることができる。
　中立状態における引張バネ２６の所定の付勢力は、調整部材２７ｃによって引張バネ２６の全長を調整することで調整される。つまり、調整部材２７ｃは、引張バネ２６の所定の弾性力を調整する調整機構の一例である。例えば、調整部材２７ｃによって引張バネ２６の全長を長くすれば、前記所定の付勢力は大きくなる。この例では、第２部材２７ｂの他端には前後方向に貫通するネジ孔が設けられており、そのネジ孔に調整ネジである調整部材２７ｃが螺合する構成であるため、調整部材２７ｃを回転させることで、引張バネ２６の全長を長くしたり短くしたりすることができる。
　また、反力生成部２０では、第１アーム２３、第２アーム２４および伝達部材２２が一体となって軸心Ｘ２回りに回転自在となるように形成されている。
　中立位置変更部３０は、航空機のトリム調整を行う機構である。トリム調整とは、操縦士等が機体をコントロールし安定して飛行させるために、操縦桿１０の中立位置を調整することである。この例では、トリム調整により、機体に作用する空気力やエンジン出力等のすべての外力が釣り合うトリム状態となったときの操縦桿１０の位置を中立位置と称する。操縦桿１０が中立位置にあるときは、操縦桿１０の操舵力はゼロとなる。
　中立位置変更部３０は、第１アーム２３と第２アーム２４との間に設けられた規制部材３４を有する。規制部材３４は、第１アーム２３および第２アーム２４が互いに接近する方向への回転を規制することで、第１アーム２３または第２アーム２４が伝達部材２２により回転させられた場合に、引張バネ２６の付勢力を操縦桿１０へ作用させる。また、中立位置変更部３０は、規制部材３４を軸心Ｘ３回りに回転移動させることによって操縦桿１０の中立位置を変更する。
　具体的に、中立位置変更部３０は、ブレーキ装置３１と、シャフト３２と、接続部材３３と、規制部材３４とを有している。
　シャフト３２は、軸心Ｘ３を有しており、軸心Ｘ３回りに回転自在に設けられている。この例では、軸心Ｘ３は、軸心Ｘ２と同軸であり、第４軸に相当する。シャフト３２は、左右方向に延びる部材である。規制部材３４は、シャフト３２と同方向、即ち左右方向に延びる棒状部材である。この例では、規制部材３４の軸心と直交する断面の形状は、円形であるが、四角形など他の断面形状であってもよい。接続部材３３は、シャフト３２と規制部材３４とを接続させる。この例では、接続部材３３は、上下方向に延びる棒状部材である。接続部材３３は、一端部である上端部がシャフト３２の一端と接続され、他端部である下端部が規制部材３４の一端と接続されている。
　より詳しくは、シャフト３２および規制部材３４は、接続部材３３から互いに左右反対方向へ延びるように接続されている。この例では、図２に示すように、シャフト３２は接続部材３３から左方向へ延びるように接続され、規制部材３４は接続部材３３から右方向へ延びるように接続されている。つまり、接続部材３３は、シャフト３２および規制部材３４の延びる方向においてシャフト３２と規制部材３４との間に位置する。
　こうして構成された規制部材３４は、シャフト３２および接続部材３３と一体となって軸心Ｘ３回りに回転可能である。より詳しくは、規制部材３４は、軸心Ｘ３を旋回中心として旋回可能である。
　ブレーキ装置３１には、シャフト３２が連結されている。ブレーキ装置３１は、例えば電磁式のものである。ブレーキ装置３１は、シャフト３２の回転動作を制止する制止状態と、シャフト３２の回転動作を解放する解放状態とに切り換え可能である。ブレーキ装置３１が制止状態に切り換わると、図６および図７に示すように、規制部材３４の回転動作が制止される。そのため、この状態では、第１アーム２３および第２アーム２４は、互いに接近する方向への回転が規制部材３４によって規制される。したがって、操縦桿１０の回転に応じて、第１アーム２３および第２アーム２４の一方は回転し、他方は第２凹部２３ｄ，２４ｄに嵌っている規制部材３４によって回転が規制される。これにより、引張バネ２６が変位して操縦反力が生成される。
　また、ブレーキ装置３１が解放状態になると、規制部材３４が無拘束状態となり軸心Ｘ３回りに回転可能となる。規制部材３４が軸心Ｘ３回りに回転することにより、操縦桿１０の中立位置が変更される。つまり、中立位置変更部３０は、ブレーキ装置３１を解放状態に切り換えてシャフト３２の回転動作を解放することにより、規制部材３４を軸心Ｘ３回りに移動させる。
　例えば、操縦桿１０を後方へ回転させる操作を行う際に、操作スイッチ１１を例えば１回押すと、ブレーキ装置３１が解放状態に切り換えられる。そうすると、図９に示すように、軸心Ｘ２回りに第１アーム２３が伝達部材２２によって回転させられる。このとき、規制部材３４は無拘束状態であるため、第２アーム２４は、引張バネ２６の弾性力Ｆによって第１アーム２３側へ引っ張られて規制部材３４と共に軸心Ｘ２回りに回転する。つまり、引張バネ２６の弾性力Ｆによって第２アーム２４が回転させられ、第２アーム２４の回転によって規制部材３４が軸心Ｘ３回りに回転させられる。さらに言えば、ブレーキ装置３１が解放状態に切り換わると、反力生成部２０では、第１アーム２３、第２アーム２４、伝達部材２２および引張バネ２６が一体となって軸心Ｘ２回りに一緒に回転し得る。
　そして、操作スイッチ１１を離すと、ブレーキ装置３１は制止状態に切り換わる。そうすると、規制部材３４の回転動作が制止され、規制部材３４の位置が固定される。このときの操縦桿１０の位置が、新たな中立位置となる。こうして、操縦桿１０の中立位置が変更される。
　また、模擬操縦装置１００は、第１アーム２３と第２アーム２４との接近状態、例えば、第１アーム２３と第２アーム２４との間の距離、角度または接触有無等に基づいて中立状態か否かを検出する接近状態検出センサ４０をさらに備えている。接近状態検出センサ４０は、第１アーム２３と第２アーム２４との接近状態を検出できるセンサであれば如何なるものでもよい。この例では、接近状態検出センサ４０は、位置検出センサであり、第１アーム２３および第２アーム２４のうち一方に設けられている。この例では、接近状態検出センサ４０は第２アーム２４に設けられている。より詳しくは、接近状態検出センサ４０は、第２アーム２４の下端部である第２端部２４ｂに取り付けられている。位置検出センサは、例えば、接触式のセンサであり、第１アーム２３の第２端部２３ｂと接触すると検知する。この検知により、操縦桿１０が中立状態か否かを判定することができる。
　図１０は、模擬操縦装置１００のラダーペダル４およびその周辺部を左側から視て示す概略図である。図１１は、図１０に示すＡ－Ａ線の断面図である。図１２は、反力生成部２０の動作の一例を示す図１１相当図である。
　ラダーペダル４と、ラダーペダル４に対応する反力生成部２０および中立位置変更部３０との接続態様について説明する。ラダーペダル４の場合、他の操縦部材である操縦桿１０およびコレクティブレバー３とは異なり、ラダーペダル４の回転軸と反力生成部２０の接続部材２１とは、リンク機構４２を介して接続されている。ここでは、前述した操縦桿１０の場合と異なる点について説明する。以下、左足用および右足用のラダーペダル４を区別して説明する場合は、それぞれ左ペダル４Ａおよび右ペダル４Ｂと称する。
　ラダーペダル４は、操縦桿１０等と同様、軸心Ｘ１回りの両方向に回転自在となっている。左ペダル４Ａおよび右ペダル４Ｂのそれぞれの下端部には、軸心Ｘ１を有するシャフト４１が設けられている。シャフト４１は、左右方向に延びる部材である。左ペダル４Ａおよび右ペダル４Ｂのそれぞれのシャフト４１は、互いに同軸である。シャフト４１はそれぞれ、左ペダル４Ａおよび右ペダル４Ｂに固定されている。つまり、ラダーペダル４は、シャフト４１に対して回転不能となっている。こうして、ラダーペダル４は、軸心Ｘ１を中心として前後方向にシャフト４１と共に回転する。
　リンク機構４２は、この例では、第１リンク４３、第２リンク４４、第３リンク４６、第４リンク４７、２つのシャフト４５，４８を有する。第１リンク４３は、左ペダル４Ａ用と右ペダル４Ｂ用の２つ設けられている。第１リンク４３は、前後方向に延びる部材である。２つの第１リンク４３の一端は、それぞれ左ペダル４Ａおよび右ペダル４Ｂに回転自在に連結されている。２つの第１リンク４３の他端は、第２リンク４４の両端部に回転自在に連結されている。第２リンク４４は、左右方向に延びる部材である。第２リンク４４の中央には、軸心Ｘ１１を有するシャフト４５が設けられている。第２リンク４４は、軸心Ｘ１１回りに回転自在、即ち、シャフト４５に対して回転自在に設けられている。シャフト４５は、上下方向に延びる部材である。
　第３リンク４６は、前後方向に延びる部材である。第３リンク４６の一端は、第２リンク４４の一端に回転自在に連結されている。この例では、第３リンク４６の一端は、第２リンク４４において左ペダル４Ａ用の第１リンク４３が連結されている側の端部に連結されている。第３リンク４６の他端は、第４リンク４７に回転自在に連結されている。第４リンク４７は、左右方向に延びる部材である。第４リンク４７における第３リンク４６と反対側の端部には、軸心Ｘ１２を有するシャフト４８が設けられている。シャフト４８は、上下方向に延びる部材である。シャフト４８は、第４リンク４７を貫通しており、第４リンク４７に固定されている。第４リンク４７は、軸心Ｘ１２回りにシャフト４８と共に回転する。また、シャフト４８の一端は、反力生成部２０の接続部材２１に固定されている。この例では、軸心Ｘ１２は、アーム２３，２４の軸心Ｘ２と同軸である。つまり、このラダーペダル４の場合、前述した操縦桿１０の場合とは異なり、軸心Ｘ１と軸心Ｘ２とは互いに垂直となる。
　接続部材２１は、一端部がシャフト４８と接続され、他端部が伝達部材２２と接続されている。より詳しくは、シャフト４８および伝達部材２２は、接続部材２１から互いに上下反対方向へ延びるように接続されている。この例では、図１０に示すように、シャフト４８は接続部材２１から下方へ延びるように接続され、伝達部材２２は接続部材２１から上方へ延びるように接続されている。つまり、接続部材２１は、シャフト４８および伝達部材２２の延びる方向においてシャフト４８と伝達部材２２との間に位置する。シャフト４８、接続部材２１および伝達部材２２は、互いに一体となって軸心Ｘ１２回りに回転する。
　こうして、ラダーペダル４の回転軸であるシャフト４１と、反力生成部２０の接続部材２１とが、リンク機構４２を介して接続される。これにより、ラダーペダル４の場合においても、前述した操縦桿１０の場合と同様、伝達部材２２は、操縦部材であるラダーペダル４の軸心Ｘ１回りの回転に伴って旋回する。より詳しくは、伝達部材２２は、軸心Ｘ１２を旋回中心として旋回する。例えば、図１２に示すように、右ペダル４Ｂを踏み込むと、第２リンク４４が軸心Ｘ１１回りに回転し、これに伴って、接続部材２１および伝達部材２２が軸心Ｘ１２回りに回転する。これにより、例えば第２アーム２４が軸心Ｘ２回りに回転する。このように、軸心Ｘ１と軸心Ｘ２とが垂直となるラダーペダル４の場合でも、ラダーペダル４の回転が伝達部材２２によって伝達されアーム２３，２４が回転する。なお、ラダーペダル４の反力生成部２０および中立位置変更部３０の構成および作用は、前述した操縦桿１０の場合と同様である。
　以上のように、航空機の模擬操縦装置１００は、第１軸（軸心Ｘ１）回りの両方向に回転自在な操縦桿１０と、操縦桿１０の回転によって変位し操縦桿１０の操縦反力を生成する引張バネ２６を有する反力生成部２０とを備えている。反力生成部２０は、操縦桿１０に接続され、操縦桿１０と共に回転する伝達部材２２と、操縦桿１０の一方向の回転が伝達部材２２を介して伝達されることで、第２軸（軸心Ｘ２）回りに回転し引張バネ２６を変位させる第１アーム２３と、操縦桿１０の他方向の回転が伝達部材２２を介して伝達されることで、第２軸（軸心Ｘ２）と同方向に延びる第３軸（軸心Ｘ２）回りに回転し引張バネ２６を変位させる第２アーム２４とをさらに有している。
　この構成によれば、反力生成部２０では、操縦桿１０等の操縦部材の回転を伝達部材２２によって伝達し第１アーム２３および第２アーム２４を回転させることにより、引張バネ２６を変位させて操縦反力を生成する。そのため、例えば、操縦桿の回転によってロッドがその軸方向に変位することにより弾性部材を変位させて操縦反力を生成する機構に比べて、操縦反力を生成するために必要な第１アーム２３および第２アーム２４等の動作空間を低減することができる。そのため、反力生成部２０の小型化、ひいては模擬操縦装置１００の小型化を図ることができる。
　また、航空機の模擬操縦装置１００において、反力生成部２０は、第１アーム２３および第２アーム２４が、互いの回転方向において隣り合うように配置され且つ引張バネ２６によって互いに接近する方向に付勢されている。そして、模擬操縦装置１００は、第１アーム２３と第２アーム２４との間に設けられ、第１アーム２３および第２アーム２４が互いに接近する方向への回転を規制する規制部材３４を有し、規制部材３４を第２軸（軸心Ｘ２）と同方向に延びる第４軸（軸心Ｘ３）回りに回転移動させることによって、伝達部材２２、第１アーム２３および第２アーム２４を第１軸、第２軸および第３軸回りに共に回転させ、操縦桿１０等の中立位置を変更する中立位置変更部３０をさらに備えている。
　この構成によれば、第１アーム２３および第２アーム２４の一方が伝達部材２２によって回転する際、他方は規制部材３４によって回転が規制されるので、確実に引張バネ２６を変位させて操縦反力を生成することができる。そして、規制部材３４を回転移動させることで操縦桿１０の中立位置が変更されるので、簡易に中立位置の変更を行うことができる。しかも、規制部材３４を回転動作させる機構であるため、中立位置の変更を行うために必要な中立位置変更部３０の動作空間が低減される。そのため、中立位置変更部３０、ひいては模擬操縦装置１００の小型化を図ることができる。
　また、航空機の模擬操縦装置１００において、第２軸および第３軸は、互いに共通の軸（軸心Ｘ２）である。
　この構成によれば、第１アーム２３および第２アーム２４の必要な動作空間をより低減することができる。そのため、装置の小型化を一層図ることができる。また、反力生成部２０における部品点数を削減することができる。
　また、航空機の模擬操縦装置１００において、第１軸（軸心Ｘ１）と共通の軸（軸心Ｘ２）とは、同軸である。
　この構成によれば、操縦桿１０に接続される伝達部材２２の必要な動作空間も含めて低減することができるので、装置の小型化をより図ることができる。
　また、航空機の模擬操縦装置１００は、第１アーム２３と第２アーム２４との接近状態に基づいて、第１アーム２３と第２アーム２４とが最も接近した状態である中立状態を検出する接近状態検出センサ４０をさらに備えている。
　この構成によれば、第１アーム２３と第２アーム２４との接近状態に基づいて中立位置を検出すればよいので、例えば、第１アーム２３および第２アーム２４の互いに接近する部分に容易に接近状態検出センサ４０を取り付けることができる。また、例えば第１アーム２３と第２アーム２４とが接近したことを検出すればよいため、中立位置の検出が容易となる。また、接近状態検出センサ４０の取り付けが容易であることから、接近状態検出センサ４０の交換も容易である。
　また、航空機の模擬操縦装置１００において、引張バネ２６は、中立状態で所定の弾性力を有するように第１アーム２３と第２アーム２４との間に接続される。
　この構成によれば、第１アーム２３と第２アーム２４とが最も接近した中立状態において引張バネ２６が所定の弾性力を有するので、ブレークアウトフォースを確保することができる。ブレークアウトフォースを確保することにより、操縦桿１０の中立位置からの操縦開始のときから適切な操縦反力を得ることができる。そのため、模擬訓練において実際により近い操縦感覚を得ることができる。
　また、ブレークアウトフォースを確保できることから、中立位置にある操縦桿１０が振動等の僅かな外力によって変位し難くなる。そのため、操縦桿１０の中立位置を安定して保持することができる。
　また、航空機の模擬操縦装置１００において、反力生成部２０は、引張バネ２６の前記所定の弾性力を調整する調整部材２７ｃをさらに有している。
　この構成によれば、引張バネ２６の前記所定の弾性力を調整することで、ブレークアウトフォースを調整することができる。そのため、模擬訓練の条件に応じた適切なブレークアウトフォースを得ることができる。
　《その他の実施形態》
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　例えば、模擬操縦装置１００は、ヘリコプタ以外の航空機の模擬操縦装置としても適用することができる。また、模擬操縦装置１００は、航空機以外の移動体の模擬操縦装置に適用してもよい。
　また、弾性部材は、第１アーム２３と第２アーム２４とに接続される１つの引張バネ２６としたが、本開示の技術はこれに限られない。例えば、弾性部材は、第１アーム２３および第２アーム２４のそれぞれの外方側に設けられる圧縮バネであってもよい。
　また、接近状態検出センサ４０は、位置検出センサに限らず、例えば、非接触式のセンサであってもよい。非接触式のセンサとしては、例えばレーザ等の距離センサが用いられ、アーム２３，２４の下端部以外の箇所、またはアーム２３，２４以外の箇所に設けられていてもよい。
　また、第２軸および第３軸は、互いに共通の軸、即ち軸心Ｘ２としたが、別々の軸としてもよい。また、前記共通の軸である軸心Ｘ２と第１軸である軸心Ｘ１とは、同軸でなくてもよい。
　また、調整部材２７ｃは、上下方向に複数設けるようにしてもよい。引張バネ２６の第１端部２６ａおよび第２端部２６ｂを接続する調整部材２７ｃを変更することで、引張バネ２６自体を交換しなくても操舵力勾配を変更することができる。
　また、第２部材２７ｂに複数のネジ孔を設け、調整部材２７ｃを螺合させるネジ孔を変更することで、操舵力勾配を変更するようにしてもよい。
　また、アーム２３，２４の長さ、軸心Ｘ１から伝達部材２２の軸心までの上下方向距離および軸心Ｘ３から規制部材３４の軸心までの上下方向距離を変更する機構を設けるようにしてもよい。前記の長さおよび距離を変更することで、引張バネ２６自体を交換しなくても操舵力勾配を変更することができる。
　また、反力生成部２０または中立位置変更部３０は、コレクティブレバー３、ラダーペダル４および操縦桿１０以外に、回転軸を有し操縦反力の生成が好ましい、またはトリム調整を行う操縦部材にも適用することができる。
　また、反力生成部２０において、アーム２３，２４の構成を以下のように変更してもよい。図１３は、その他の実施形態に係る反力生成部２０の概略構成を示す図である。図１４は、その他実施形態に係る中立位置の変更動作の一例を示す図１３相当図である。
　この変形例の２つのアーム２３，２４は、中立位置が保持された状態で回転するときの回転中心と、中立位置を変更する際に回転するときの回転中心とが異なる。また、２つのアーム２３，２４のそれぞれは、中立位置が保持された状態で回転するときの回転中心を個別に有する。具体的には、図１３に示すように、第１アーム２３は、軸心Ｘ４回りに回転自在であり、第２アーム２４は、軸心Ｘ４とは異なる軸心Ｘ５回りに回転自在である。第１アーム２３の第１端部２３ａには、軸心Ｘ４を有するシャフト２５ａが設けられており、第２アーム２４の第１端部２４ａには、軸心Ｘ５を有するシャフト２５ｂが設けられている。この変形例において、軸心Ｘ４は、第２軸の一例であり、軸心Ｘ５は、第３軸の一例である。
　この変形例の反力生成部２０は、第１アーム２３と第２アーム２４とを連結するベース２８を有する。ベース２８は、前後方向に延びる部材であり、両端部のそれぞれに第１アーム２３および第２アーム２４が連結されている。具体的には、ベース２８の両端部のそれぞれには、シャフト２５ａ，２５ｂが設けられている。シャフト２５ａ，２５ｂは、ベース２８に対して、固定されてもよいし、回転自在に設けてもよい。ベース２８は、軸心Ｘ４，Ｘ５とは異なる軸心Ｘ６回りに回転自在である。ベース２８の中央には、軸心Ｘ６を有するシャフト２５ｃが設けられている。この構成では、ベース２８が軸心Ｘ６回りに回転する際には、２つのアーム２３，２４も軸心Ｘ６回りに回転する。
　こうして構成された反力生成部２０では、図１３に示すように、ブレーキ装置３１が制止状態のときは、操縦桿１０の回転に応じて伝達部材２２が回転し、それに伴い、例えば第１アーム２３が軸心Ｘ４回りに回転する。これにより、引張バネ２６が変位して操縦反力が生成される。このとき、第２アーム２４の第１アーム２３へ接近する回転、即ち、第２アーム２４の軸心Ｘ５回りの回転は、規制部材３４によって規制される。
　また、ブレーキ装置３１が解放状態になると、規制部材３４が無拘束状態となり回転可能となる。規制部材３４が回転することにより、操縦桿１０の中立位置が変更される。操縦桿１０を回転させる際にブレーキ装置３１を解放状態に切り換えると、規制部材３４が無拘束状態になるため、例えば、第１アーム２３は、伝達部材２２によって軸心Ｘ４回りに回転しようとする一方、第２アーム２４は、引張バネ２６の弾性力によって第１アーム２３側へ引っ張られて軸心Ｘ５回りに回転しようとする。つまり、第１アーム２３および第２アーム２４の両方が一体となって回転しようとする。そうすると、図１４に示すように、第１アーム２３および第２アーム２４は、それぞれの軸心Ｘ４および軸心Ｘ５回りに回転することができないため、ベース２８と共に軸心Ｘ６回りに回転する。そして、前記実施形態と同様、ブレーキ装置３１を制止状態に切り換えることで、規制部材３４の位置が固定される。こうして、操縦桿１０の中立位置が変更される。その他の構成、作用および効果は、前記実施形態と同様である。
　また、上記実施形態の模擬操縦装置１００を２組用意して、互いに左右方向に並設するようにしてもよい。その場合、操縦士および副操縦士の両方が同時に模擬訓練を行うことができる。

 

Claims (7)

  1. 　第１軸回りの両方向に回転自在な操縦部材と、
    　前記操縦部材の回転によって変位し前記操縦部材の操縦反力を生成する弾性部材を有する反力生成部とを備え、
    　前記反力生成部は、
    　　前記操縦部材に接続され、前記操縦部材と共に回転する伝達部材と、
    　　前記操縦部材の一方向の回転が前記伝達部材を介して伝達されることで、第２軸回りに回転し前記弾性部材を変位させる第１アームと、
    　　前記操縦部材の他方向の回転が前記伝達部材を介して伝達されることで、前記第２軸と同方向に延びる第３軸回りに回転し前記弾性部材を変位させる第２アームとをさらに有している、航空機の模擬操縦装置。
  2. 　請求項１に記載の航空機の模擬操縦装置において、
    　前記反力生成部は、前記第１アームおよび前記第２アームが、互いの回転方向において隣り合うように配置され且つ前記弾性部材によって互いに接近する方向に付勢されており、
    　前記第１アームと前記第２アームとの間に設けられ、前記第１アームおよび前記第２アームが互いに接近する方向への回転を規制する規制部材を有し、前記規制部材を前記第２軸と同方向に延びる第４軸回りに回転移動させることによって、前記伝達部材、前記第１アームおよび前記第２アームを前記第１軸、前記第２軸および前記第３軸回りに共に回転させ、前記操縦部材の中立位置を変更する中立位置変更部をさらに備えている、航空機の模擬操縦装置。
  3. 　請求項１または２に記載の航空機の模擬操縦装置において、
    　前記第２軸および前記第３軸は、互いに共通の軸である、航空機の模擬操縦装置。
  4. 　請求項３に記載の航空機の模擬操縦装置において、
    　前記第１軸と前記共通の軸とは、同軸である、航空機の模擬操縦装置。
  5. 　請求項２に記載の航空機の模擬操縦装置において、
    　前記第１アームと前記第２アームとの接近状態に基づいて、前記第１アームと前記第２アームとが最も接近した状態である中立状態を検出する接近状態検出センサをさらに備えている、航空機の模擬操縦装置。
  6. 　請求項２に記載の航空機の模擬操縦装置において、
    　前記弾性部材は、前記中立状態で所定の弾性力を有するように前記第１アームと前記第２アームとの間に接続される、航空機の模擬操縦装置。
  7. 　請求項６に記載の航空機の模擬操縦装置において、
    　前記反力生成部は、前記弾性部材の前記所定の弾性力を調整する調整機構をさらに有している、航空機の模擬操縦装置。

     
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