JP2007004705A

JP2007004705A - ジョイスティック装置

Info

Publication number: JP2007004705A
Application number: JP2005186889A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Ishimaru; 博史石丸
Original assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Current assignee: Mitsumi Electric Co Ltd
Priority date: 2005-06-27
Filing date: 2005-06-27
Publication date: 2007-01-11
Also published as: CN1892952A; US20060290670A1

Abstract

【課題】一定のスティック操作感が得られ、静粛性の向上が図れるジョイスティック装置を提供する。
【解決手段】本装置は、基板１３上にＸ，Ｙ方向に可動自在に設けられたクランク１７，１８と、両クランク１７，１８の中央部を貫通する軸部３０を有する操作スティック２８とを備え、軸部３０の下端部は磁石３２から形成されている。Ｘ，Ｙ方向の中立位置と対応する基板１３下面には、位置復帰用マグネット部材である磁石３３が固定され、スティック操作後、軸側磁石３２が磁力によって前記磁石３３の真上に移動することで、操作スティック２８が中点位置に瞬時に自動復帰する。
【選択図】図１

Description

本発明はジョイスティック装置に関するものであり、特に、移動入力操作後における元位置復帰を磁力により行うようにした平面操作タイプのジョイスティック装置に関するものである。

従来、ゲーム機などに使用されるジョイスティック装置としては、図１０及び図１１に示すように、ケースカバー１で被われた基板２上に、互いに直交するクランク３、クランク４を夫々Ｘ方向、Ｙ方向に可動自在に設けると共に、前記ケースカバー１に、操作スティック（操作部材）５を移動操作自在に取り付けたものがある。この操作スティック５は、クランク３，４の中央部に下端部を係合した軸部６と、該軸部６の中間部に設けた円形鍔部７と、前記軸部６の上端部に装着したつまみ部８とから構成されている。又、前記クランク３，４と基板２の間には夫々、位置復帰用のバネ９，１０が介装されている。

この構成によれば、操作スティック５の移動操作により、図１２に示すように、クランク３，４がバネ９，１０の力に抗して任意方向、例えばＸ方向又はＹ方向へ移動し、この移動量及び移動方向は、検出手段（図示省略）により電気信号として出力される。そして、操作後に操作力を解除すると、バネ９，１０の力によってクランク３，４が操作前の位置に移動することにより、操作スティック５がＸＹ方向の原点位置、即ち中立位置に機械的にバネ復帰する。このバネ復帰作用は、操作スティック５をＸ方向又はＹ方向に対して、斜め方向に動かした場合も同様である。尚、バネを用いた機械的な位置復帰機構は、例えば、特開２００１−２６６７１５号等に開示されている。
特開２００１−２６６７１５号

上記従来技術によれば、操作スティック５は操作力の解除により、中立位置にバネ復帰するが、特に、操作スティック５をＸ方向又はＹ方向に対して斜め方向へ移動させたとき、２つのバネの９，１０の荷重力が加わるために、一定のスティック操作感を得ることができないという問題があった。又、スティック操作時、クランク３，４の移動に伴いバネが伸縮動作するために、バネ特有のぎしぎしという機械的異音が発生して、スティック操作時における静粛性が低下するという欠点があった。

そこで、常に一定のスティック操作感が得られ、かつ、静粛性向上が図れるようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明は該課題を解決することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、基板上に互いに直交する方向に可動自在に設けられたクランク等の可動部材と、該可動部材の中央部を貫通する軸部を有する操作スティックとを備えたジョイスティック装置において、前記軸部の下端部が磁石又は磁性体から形成されていると共に、前記直交方向の中立位置と対応する前記基板下面には、位置復帰用マグネット部材が固定され、前記操作スティックの移動操作後に、該操作スティックの軸部が前記マグネット部材によって吸引されることにより、前記操作スティックが中立位置に自動復帰するように構成したジョイスティック装置を提供する。

この構成によれば、操作スティックに操作力を加えることにより、可動部材たとえば一対のクランクを介して、操作スティックの軸部が前記直交方向の中立位置から所望方向に移動する。この後、操作スティックの操作力を解除すると、基板下面側の位置復帰用マグネット部材による磁気吸引作用により、スティック軸側下端部が引き付けられて、マグネット部材の真上の中立位置まで移動する。このため、操作スティックは、操作前の中立位置に正確かつ瞬時に自動復帰する。

請求項２記載の発明は、上記位置復帰用マグネット部材が、永久磁石により形成されている請求項１記載のジョイスティック装置を提供する。

この構成によれば、基板下面側のマグネット部材が永久磁石により形成されているので、基板下面に永久磁石を固着するのみで、上記直交方向中立位置と対応する基板下面にマグネット部材が組付けられる。

請求項３記載の発明は、上記位置復帰用マグネット部材が、電磁石により形成されている請求項１記載のジョイスティック装置を提供する。

この構成によれば、マグネット部材が電磁石により形成されているので、この電磁石にかかる電圧値を変えることにより、マグネット部材のスティック側軸部に対する磁気吸引力の大きさが広い範囲で変更可能となる。

請求項４記載の発明は、上記位置復帰用マグネット部材が、鉄等の磁力に反応する材料により形成されている請求項１記載のジョイスティック装置を提供する。

この構成によれば、マグネット部材が、鉄等の磁力に反応する材料により形成されているので、基板下面の所定位置にマグネット部材が簡単に取り付けられる。

請求項５記載の発明は、上記スティック側軸部の下端部が、電磁石により形成されている請求項１，２，３又は４記載のジョイスティック装置を提供する。

この構成によれば、スティック側軸部の下端部が電磁石により形成されているので、この電磁石にかかる電圧値を変えることにより、マグネット部材のスティック側軸部に対する磁気吸引力の大きさがより広い範囲で変更される。又、不使用時に、スティック側軸部の電磁石を電源オフにすることで、スティック側軸部の磁石作用が無くなり、鉄粉などの塵が軸部外周面に付着しなくなる。

請求項１記載の発明は、位置復帰用マグネット部材による磁気吸引により、操作スティックが中立位置に復帰するので、操作スティックを前記直交方向に対して斜め方向に移動させても、均一なスティック操作感が得られ、操作安定性が向上するという優れた効果を有する。又、操作スティックを動かすとき、従来の如き、バネ伸縮に伴う機械的な騒音が生じないので、操作時における静音性が著しく向上する。

請求項２記載の発明は、前記マグネット部材が永久磁石により形成されているので、請求項１記載の発明の効果に加えて、構成が簡単であり、基板下面の中立位置と対応する位置に、マグネット部材を容易かつ正確に組付けることができる。

請求項３記載の発明は、マグネット部材のスティック側軸部に対する磁気吸引力の大きさを広い範囲で自由に変更できるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、ジョイスティック装置の用途や使用条件などに応じて、スティック操作感に適当な強弱を自由に付与
できるという特有の効果を奏する。

請求項４記載の発明は、基板下面にマグネット部材が簡単に取り付けられるので、請求項１記載の発明の効果に加えて、マグネット部材の取り付けを容易迅速に行えるとともに、構造の更なる簡単化および低コスト化が図られる。

請求項５記載の発明は、マグネット部材のスティック側軸部に対する磁気吸引力の大きさを一層広範囲に調整でき、しかも、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加えて、不使用時又は収納時に、スティック側軸部の電磁石を電源オフにして磁石作用を無くすことができるので、例えば、スティック軸部を被うケースが密閉構造でない場合であっても、スティック側軸部に鉄粉などの異物が付着することを確実に防止できる。

本発明の最良の形態は、一定のスティック操作感が得られ、かつ、静粛性向上が図れるという目的を達成するため、基板上に互いに直交する方向に可動自在に設けられたクランク等の可動部材と、該可動部材の中央部を貫通する軸部を有する操作スティックとを備えたジョイスティック装置において、前記軸部の下端部が磁石又は磁性体から形成されていると共に、前記直交方向の中立位置と対応する前記基板下面には位置復帰用マグネット部材が固定され、前記操作スティックの移動操作後に、該操作スティックの軸部が前記マグネット部材によって吸引されることにより、前記操作スティックが中立位置に自動復帰するように構成したことを特徴とする。

本発明において、スティック軸下端部及びマグネット部材の一方又は双方は、用途、目的、条件などに応じて、鉄等の磁力に反応する材料、あるいは、永久磁石もしくは電磁石により形成することができる。特に、スティック軸下端部及びマグネット部材の双方を電磁石により形成した場合は、マグネット部材のスティック側軸部に対する磁気吸引力を広い範囲で調整変更できるので、使用者の好みや用途に応じて、スティック操作感に最適な強弱を容易に付与できる。

又、不使用時には、前記電磁石を電源オフにして磁石作用を無くすことにより、金属粉を含む異物やゴミが、前記電磁石に付着することを未然に防止でき、併せて、電磁石表面に金属粉等が付着している場合は、該付着物を容易に除去できる。

尚、下記の一実施例では、マグネット部材及びスティック軸側下端部の双方を磁石により形成したが、その一方を磁石により形成し、他方を該磁石により吸引される鉄等の磁性材料から形成することも可能である。要は、操作スティックの移動操作後に、スティック軸側下端部がマグネット部材の真上位置、即ち、中立位置（中点位置ともいう）まで吸引・移動されることにより、前記スティックが中立位置に自動復帰できるように構成すればよい。

また、実施例では、可動部材の一例としてクランク構造を例示するが、可動部材の中央部に操作スティックの軸部が貫通して、操作スティックを基板上にて平面方向に移動操作可能に構成できれば、可動部材はクランク構造に限定されず、他の構造を採用することもできる。

以下、本発明の一実施例を図１乃至図４に従って説明する。尚、本実施例では、操作スティック２８はＸＹ座標原点（中立）位置から任意位置へ移動操作自在に設けられているが、一軸又は３軸方向の任意位置へ可動自在又は回動（傾動）自在に操作可能であれば、これに限定されない。

実施例では、基板１３下面側の中立復帰用マグネット部材３３と、基板１３上面側のスティック軸下端部との双方を永久磁石で形成して、マグネット部材のＮ極又Ｓ極と軸部３０のＳ極又Ｎ極との間に互いに引き合う磁力が発生するようにしている。従って、マグネット部材３３によって軸部３０を吸引することにより、操作スティック２８が中立復帰する。尚、軸下端部は、マグネット部材３３によって吸引・移動される材料であれば、永久磁石（ゴム磁石を含む）に限定されず、鉄等の強磁性体で形成することも可能である。

図１は、本実施例に係る平面移動操作型ジョイスティック装置の分解斜視図である。図１において、１３はジョイスティック装置のベース側基板であり、基板１３上には、中央孔１２を有する下方開口の箱形カバーケース１４の下部が載置固定されている。又、基板１３上面における隣り合う一組の辺縁部には、銅箔などから成る帯状の第一の導通接点部１５，１６が設けられ、各導通接点部１５，１６はそれぞれ、互いに直交するＸ方向，Ｙ方向に延びている。

前記基板１３上には、図２に示すように、Ｙ方向に延びる断面コ字型のＸ方向移動用クランク（可動部材）１７が配設されていると共に、該クランク１７の上には、Ｘ方向に延びる断面コ字型のＹ方向移動用クランク（可動部材）１８が載設されている。該クランク１７、クランク１８はそれぞれ、カバーケース１４の内側面をガイド面としてＸ方向、Ｙ方向へスライド自在に設けられている。

各クランク１７，１８表面の長手方向一側にはそれぞれ、導線２０，２１が配線されている。又、各クランク１７，１８の中央部にはそれぞれ、Ｘ方向、Ｙ方向に延びるガイド長孔２２，２３が形成されている。該ガイド長孔２２，２３の内面には、銅箔パターン等からなる第二の導通接点部２４，２５が形成され、第二の導通接点部２４，２５はそれぞれ導線２０，２１を介して、第一の導通接点部１５，１６に接続されている。

２８は操作スティックであり、ＸＹ座標の任意方向へ移動操作されるものである。操作スティック２８は、円形鍔部２９を中間部に有する中空の軸部３０と、該軸部３０の上端に取り付けたつまみ部３１とからなる。軸部３０の下端部には、図４に示すように、永久磁石３２が埋込み方式により一体化され、この永久磁石３２は、後述の基板下面側永久磁石（マグネット部材）３３に対して、Ｎ極とＳ極による引き合い作用が生ずるように構成されている。

スティック軸部３０の上側部分は、カバーケース１４の中央孔１２に遊嵌して設けられ、軸部３０上端のつまみ部３１は、中央孔１２の上側に移動操作自在に突出している。又、軸部３０の下側部分は、ガイド長孔２２，２３の導通接点部２４，２５に当接しながら、前記中立位置から任意方向へ可動自在とされている。更に、前記直交方向の中立位置と対応する前記基板１３の下面には、図３に示すように、位置復帰用マグネット部材である円筒型の永久磁石３３が設けられている。この永久磁石３３は、前記中立位置に固定して配置されている。

次に、実施例の作用について説明する。いま、使用者が操作スティック２８に操作力を加えて、該スティック２８の軸部３０を前記中立位置から所望方向へ移動させると、軸部３０の移動方向及び移動量が、図示しない検出手段により電気信号として出力される。そして、スティック軸側永久磁石３２と基板下面側永久磁石３３との間には、Ｎ極とＳ極による引き合い作用が常に生じているため、操作スティック２８の操作力を解除すると、軸部３０が永久磁石３３により吸引されて、永久磁石３３の真上位置まで移動する。これにより、操作スティック２８は、操作前の中立位置に瞬時に自動復帰する。

このように、操作スティック２８は、所望方向へ移動操作した後、磁気吸引力によって中立位置に正確円滑に中点復帰する。特に、操作スティック２８をＸ方向又はＹ方向に対し斜め方向に動かした場合でも、従来のように２つのバネ荷重が加わらないので、機械音が無くなって、非常に静かになる。又、磁力による無接触中点復帰方式であるので、操作スティック２８をいずれの方向に動かしても、均一なスティック操作感が常に得られ、操作スティック２８の操作安定性が著しく向上し、もって、柔軟な入力操作をスピーディーに行える。

次に、本発明の他の実施例を図５及び図６に示すが、前記実施例と同じ部材には、それと同一の符号を付すものとする。本実施例の特徴は、基板裏面側マグネット部材を永久磁石に替えて電磁石３５で形成することにより、磁力の大きさを自由に可変できるようにした点にある。

図５に示すように、基板１３の裏面に電磁石３５が取り付けられていると共に、該電磁石３５には、電源に接続された基板１３側導体（図示省略）を介して、電力を供給できるように構成されている。この場合、電磁石３５は鉄芯入りコイル３５ａのものを使用し、かつ、電磁石３５にかかる電圧の大きさは、任意に設定変更できるように構成する。

この構成において、上記電源をオンにすると電磁石３５が駆動され、該電磁石３５に、スティック軸部３０側の永久磁石３２（又は強磁性体）を吸引する磁力が発生する。従って、操作スティック２８の移動操作後、すなわち、使用者が、スティック軸部３０を電磁石３５の真上位置から任意方向へ離反変位させた後に、操作力を解除すると、軸部３０の下側部分が電磁石３５に磁気吸引されて、電磁石３５の真上位置まで瞬時に移動する。このため、操作スティック２８は中立位置に確実迅速に復帰動作する。

ここで、スティック軸側永久磁石３２と電磁石３５間の磁力の大きさは、電磁石３５にかかる電圧値を変えることにより、自由に可変制御される。そのため、磁力の大きさを所要値に設定することで、電磁石３５と永久磁石３２間の磁気的な引き合い力を適宜変更できる。従って、操作スティック２８の使用条件や用途などに応じて、電磁石３５の電圧値を変えることで、操作スティック２８の操作感に適度な強弱を付与でき、柔軟なスティック操作性を容易に得ることができる。

次に、本発明の更に他の実施例を図７乃至図９に示す。本実施例の特徴は、基板裏面側のマグネット部材だけでなく、スティック軸側下側端部も電磁石により形成した点にある。具体的には、前記実施例と同様に、基板１３裏面に電磁石３５を固設すると共に、軸部３０の下側端部に電磁石３６を設けている。両電磁石３５，３６への電力供給は、基板１３側導線部を介して、電源のオンオフ切り替えにより操作できるようにされている。この場合、電磁石３５，３６は夫々、図９に示すように、鉄芯入りコイル３５ａ，３６ａのものが使用され、かつ、電磁石３５，３６の印加電圧値は、所望範囲で任意に変更可能に構成されている。

本実施例では、特に、電磁石３６への電力供給を可能にするために、図９に示すように、中空の軸部３０の鍔部２９よりも下側部分は、中間部に絶縁部３８を有すると共に、該絶縁部３８を挟む上下両側には、第三の導通接点部３９、導通接点部４０が形成されている。又、軸部３０は、導通接点部３９，４０がガイド長孔２２，２３の導通接点部２４，２５に接触しながら、任意方向へ移動操作できるようにされている。更に、該導通接点部２４，２５は、図８に示すように、クランク１７，１８表面の導線２０，２１を介して、基板１３上の第一の導通接点部１５，１６に接続されている。斯くして、この導通接点部１５，１６に接続された電源（図示省略）をオンすることにより、電磁石３６に電力が供給されるようになっている。

この構成において、操作スティック２８の使用に際し、電源をオンにすると、電磁石３５及び電磁石３６が駆動され、両者の間に電磁的な吸引力が発生する。従って、使用者が、操作スティック２８の移動操作後に、操作力を解除すると、スティック軸側電磁石３６が電磁石３５の真上位置に無接触で移動し、操作スティック２８が瞬時に中点復帰する。

ここで、電磁石３５及び電磁石３６の磁力の大きさは、それらの印加電圧値を変えることで可変制御されるので、両電磁石３５、３６間に生ずる電磁気的な引き合い力を任意に調整変更できる。これにより、使用者の好みや用途などに応じて、スティック操作感に一層細かな強弱を自由に付与でき、より柔軟なスティック操作性を得ることができる。

又、スティック軸部３０側の電磁石３６には、カバーケース１４内に入り込んだ金属粉等の異物が付着する可能性がある。この場合、スティック軸部３０の周囲を密閉構造に形成できれば、異物の付着を防止できるが、本実施例では、密閉構造でない場合でも、異物の付着を防止できる。すなわち、軸部３０側のマグネット部材を電磁石３６で形成したので、電磁石３６の駆動をオフすることで、該電磁石３６への異物の付着を確実に防止できる。特に、長期不使用時に、電磁石３６の電源をオフにしておけば、異物付着の防止効果が顕著となる。

尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。

本発明の一実施の形態を示し、ジョイスティック装置の分解斜視図。図１のジョイスティック装置の基板上面側を示す要部斜視図。図１のジョイスティック装置の基板下面側を示す要部斜視図。図１のジョイスティック装置の磁石部分を示す要部正面図。本発明の他の実施の形態を示し、ジョイスティック装置の断面正面図。図５のジョイスティック装置の中点復帰を説明する一部切欠き要部正面図。本発明の他の実施の形態を示し、ジョイスティック装置の分解斜視図。図７のジョイスティック装置の基板上面側を示す要部斜視図。図７のジョイスティック装置の電磁石部分を示す一部切欠き要部正面図。従来例のジョイスティック装置の外観を示す斜視図。図１０のジョイスティック装置の基板上面側における移動操作を説明する要部斜視図。図１０のジョイスティック装置の基板上面側における復帰状態を説明する要部斜視図。

符号の説明

１ケースカバー
２基板
３，４クランク
５操作スティック
６軸部
７鍔部
９，１０バネ
１２中央孔
１３基板
１４カバーケース
１５，１６第一の導通接点部（導体パターン）
１７，１８クランク（可動部材）
２０，２１導線
２２，２３ガイド長孔
２４，２５第二の導通接点部（導体パターン）
２８操作スティック
２９鍔部
３０軸部
３１つまみ部
３２永久磁石
３３永久磁石（位置復帰用マグネット部材）
３５電磁石（位置復帰用マグネット部材）
３５ａ鉄芯入りコイル
３６電磁石
３６ａ鉄芯入りコイル
３８絶縁部
３９，４０第三の導通接点部（導体パターン）

Claims

基板上に互いに直交する方向に可動自在に設けられたクランク等の可動部材と、該可動部材の中央部を貫通する軸部を有する操作スティックとを備えたジョイスティック装置において、前記軸部の下端部が磁石又は磁性体から形成されていると共に、前記直交方向の中立位置と対応する前記基板下面には、位置復帰用マグネット部材が固定され、前記操作スティックの移動操作後に、該操作スティックの軸部が前記マグネット部材によって吸引されることにより、前記操作スティックが中立位置に自動復帰するように構成したことを特徴とするジョイスティック装置。
上記位置復帰用マグネット部材が永久磁石により形成されていることを特徴とする請求項１記載のジョイスティック装置。
上記位置復帰用マグネット部材が電磁石により形成されていることを特徴とする請求項１記載のジョイスティック装置。
上記位置復帰用マグネット部材が鉄等の磁力に反応する材料により形成されていることを特徴とする請求項１記載のジョイスティック装置
上記スティック側軸部の下端部が電磁石により形成されていることを特徴とする請求項１，２，３又は４記載のジョイスティック装置。