機械式のロータリースイッチはかつてテレビのチャンネルで用いられていたような装置であり、現在も遊戯機等において広く利用されている。しかし、ロータリースイッチは回転型の接点構造が主体となる装置で、接点の接触不良や磨耗があるため、スナップアクション動作に対応したスイッチよりもかなり短命である。同じく回転型接点構造であるボリューム装置にも接触不良や磨耗といった同様の問題がある。
また、形状の異なる複数枚の円盤型カムを操作軸上に組み合わせ、回転させたときの各カムの形状に基づき当該操作軸の回転位置を検出できるようにした入力装置は、複数枚の円板型カムを組み合わせるという構成上、簡素化や小型化という要請に応えづらい。
さらに、上述のように操作レバーの周囲に複数のスイッチを配した構成の入力装置は、操作レバーを傾動させるというスナップアクション動作に適したものではあるが、ボリューム装置やロータリースイッチのような回転式の入力装置としては適していない。
そこで、本発明は、耐久性に優れ、構造の簡素化と小型化を図ることができる遊戯機用入力装置を提供することを目的とする。
かかる課題を解決するべく本発明者は種々の検討を行った。例えば複数のプレイヤが同時に遊べるような射的ゲームを演出した子供向けの小型メダルゲーム装置においては、銃身の方向のコントロールに用いる入力装置として、操作性や把握容易性などの観点から回転式の装置が望ましい。ただし、装置が比較的小型かつ簡素であり、尚かつ複数プレイヤに対応した同時処理を行うため電子回路やソフトウエアにかかる処理負荷が少ないことという要望もある。上述のボリューム装置やエンコーダ装置は回転式の入力装置としては好ましいが、他装置にかかる処理負荷や構造の観点からは必ずしも望ましいとはいえない。
また、従来、入力用としての汎用装置があるにはあるが、アミューズメントに特化したものでないことから耐久性の面で問題がある。一例として、各種機器において広く用いられている一般的なロータリースイッチを傾動レバーに装着したような構造とすることも考えられたが、耐久性の面でも、さらにコストの面でも十分ではない。また、ロータリースイッチを利用してスナップアクション動作に対応するようにした入力装置が実際に提供されてはいるが、アミューズメント遊戯機での使用に際しての動作要求に到達できていないため(例えば100万回以上という動作要求に対して2万回程度)、やはり耐久性の面で十分とはいえない。
このような事情を考慮のうえ種々の検討を重ねた本発明者は、かかる課題の解決に結び付く新たな知見を得るに至った。本発明にかかる遊戯機用入力装置はこのような知見に基づくもので、中心軸線を中心に回転可能に設けられた操作軸と、該操作軸に連係する***作部と、操作軸に取り付けられ当該操作軸と一体回転するカムと、該カムの周囲に複数配置され、当該カムが接触した状態およびこれ以外の非接触状態に応じた2進信号を出力する信号出力手段と、操作軸およびカムの回転可能範囲を制限するストッパと、を有し、カムは信号出力手段を押圧する接触部とそれ以外の非接触部とが交互に形成され、少なくとも2組の接触部及び非接触部を有することを特徴としている。
かかる遊戯機用入力装置は、例えば小型メダルゲーム装置におけるように簡素化・小型化の要請があり、尚かつ他装置への処理負荷ができるだけ少ないことが望まれる場合の入力装置として好適である。具体的には、操作対象となる画像や機器などの動作を、連続的にではなく、ある程度の数のポジションを段階的に変化させれば足りるような場合、この遊戯機用入力装置は、各信号出力手段の2進信号の組合せによって各ポジションを指示しうるから好適である。しかも、本発明にかかる遊戯機用入力装置は機械式スイッチといった2進型の信号出力手段を採用することが可能であり、遊戯機全体における処理負荷を低減させることができる。
加えて、カムは、交互に形成された接触部と非接触部とを少なくとも2組有していることから、回転量(あるいは回転角度)に応じ、複数の信号出力手段のうちの1つないしは2つの出力を組み合わせた信号を形成することが可能である。つまり、従来のように形状の異なる複数枚の円盤型カムを操作軸上に組み合わせずとも、単一のカム部材により、信号出力手段の数を上回る種類の信号を出力することができる。このため、従来のように形状の異なる複数枚の円盤型カムを操作軸上に組み合わせる必要がない。しかも、360度よりも少ない回転量(回転角度)にて複数の信号を出力することが可能であるから、高い分解能を有する入力装置を実現することができる。加えて、2進信号用の信号出力手段としては比較的簡易な構造の機械式スイッチ(例えばマイクロスイッチ)を採用することができる。したがって、本発明にかかる遊戯機用入力装置は小型化も図りやすいという利点がある。
さらには、対象となる遊戯機が多種のゲームソフトに対応可能な汎用性を有するものである場合、標準的な入力装置の一つである例えば8方向指示型のジョイスティック(操作桿)を備えている場合がある。本発明にかかる遊戯機用入力装置によれば、このような遊戯機において、ジョイスティックと同様の電子制御にて、配線類を変更せずとも信号処理を実施することが可能である。したがって、汎用性のある入力装置の構成を転用しうるという点でも好適である。
また、本発明にかかる遊戯機用入力装置では、信号出力手段は4つであり、当該信号出力手段のうちカムが接触する被接触部が当該カムの周囲に均等に位置するように各信号出力手段が配置されている。この場合、同種の信号(例えばオン状態となっている信号出力手段が出力するオン信号)を出力している1つないしは2つの信号出力手段を特定して組み合わせることにより、4を超える数(一例として、8)通りの信号を、当該カムの位置(ひいては***作部)と一対一の対応にて出力することができる。したがって、この遊戯機用入力装置においては、***作部および操作軸の回転量に応じて操作対象の向きを例えば8方向に操作することが可能である。
このような遊戯機用入力装置において、接触部は、当該カムの回転量に応じて複数の信号出力手段のうちの1つないし2つと接触した状態となるように配置されている。この場合、接触状態の信号を出力している信号出力手段の組合せにより、4を超える数(例えば、8)通りの信号を、当該カムの位置(ひいては***作部)と一対一の対応にて出力することができる。
あるいは、非接触部が、当該カムの回転量に応じて複数の信号出力手段のうちの1つないし2つと非接触状態となるように配置されていてもよい。この場合には、非接触状態の信号を出力している信号出力手段の組合せにより、4を超える数(例えば、8)通りの信号を、当該カムの位置(ひいては***作部)と一対一の対応にて出力することができる。
また、カムは、例えば円板状の部材の3辺が切除され、3つの接触部が正三角形の各頂点の位置に配置された形状である。90度おきに配置された4つの信号出力手段と120度おきに配置された3つの接触部との組み合わせにより、***作部および操作軸を所定角度回転させるごとに出力信号を切り換え、操作対象の向きを変えることができる。
あるいは、カムは、例えば4つないし5つの接触部が正五角形の各頂点の位置に配置された形状であってもよい。90度おきに配置された4つの信号出力手段と72度おきに配置された4つないし5つの接触部との組み合わせにより、***作部および操作軸を所定角度回転させるごとに出力信号を切り換え、操作対象の向きを変えることができる。
また、本発明にかかる遊戯機用入力装置において、接触部はカムの外周面に形成された突出部であり、さらに非接触部がカムの外周面に相対的に形成された凹部であることが好ましい。
さらに、カムの接触部が丸み付けされていることも好ましい。この場合、カムの接触部が信号出力手段に接触する際のカム回転方向の引っ掛かり抵抗を低減させることができるから、より円滑に動作させることができる。
また、カムに、当該カムのうち少なくとも接触部を覆うスリーブ部材が設けられていることも好ましい。こうした場合にもカムの接触部が信号出力手段に接触する際のカム回転方向の抵抗を低減させ、より円滑な回転動作を実現することができる。
また、信号出力手段としては、カムの接触部が接触した状態またはこれ以外の非接触状態になることに応じてオンオフが切り換えられるスイッチ体であり、操作軸と直交する面上に設置され且つ操作軸の方へスイッチ面を向けて配置されているものを用いることができる。
この場合、カムの接触部と接触するスイッチ体における被接触部が押しボタンであり、カムの回転方向における接触部と押しボタンとの接触抵抗を低減させる被覆部材が押しボタンに被されていることも好ましい。被覆部材は、例えば弾性を有する板ばね状の部材によって形成されていることがさらに好ましい。
さらに、スイッチ体の押しボタンが、カムの接触部と接触した状態から非接触状態へと切り換わった際の信号を出力するようにしてもよい。例えば、スイッチ体の構造や仕様、カムの形状、さらに両者の配置関係等によっては、押しボタンが押されて接触状態に切り換わるタイミングよりも非接触状態に戻るタイミングの方が変動が少なく安定している場合がある。特にこのような場合に、カムの接触部と接触した状態から非接触状態へと切り換わった際の信号を出力することとすれば、カムの回転角度に連動した信号をより精度よく出力することが可能となる。
本発明によれば、耐久性に優れ、構造の簡素化と小型化を図ることができる遊戯機用入力装置を提供することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る遊戯機用入力装置1について説明する。
遊戯機用入力装置1は、遊戯機における操作対象である画像や機器などの動作を指示するためにプレイヤ(遊戯者)が操作するための端末である。遊戯機用入力装置1が用いられる遊戯機100の具体例は特に限定されるものではないが、例えば本実施形態における遊戯機100は金魚すくいや射的といった遊戯を題材に楽しめるようにした主として子供を対象としたメダルゲーム装置であり、筐体101の高さを比較的低く設定し、支柱102および日除けを模したカバー103を当該筐体101に取り付けて露店を演出している(図1参照)。この遊戯機100は遊戯スペース(サテライト)を4つ備えており、4人までのプレイヤが同時に遊戯することを可能としている(図1参照)。プレイヤは、各サテライトに設置されている遊戯機用入力装置1を用いて操作対象(画面104上に映し出されている例えば射的用の銃)の向きを変える等の操作を行うことができる。例えば射的ゲームであれば、メダル投入口105からメダルを投入し、発射ボタン107を操作することにより、銃の向きに弾が発射される様子が画面104上に映し出される。また、所定の目標物に弾が命中した場合(あるいは弾が命中したことの影響により所定位置から落下した等の場合)、目標物の種類に応じた枚数のメダルがメダル払出口106から払い出される。ゲーム内容に対する同時処理がそれほど複雑でなければ、4人のプレイヤが同時に遊戯することが可能な1台の遊戯機100における全信号処理を1台のコンピュータで行うことも可能である。
遊戯機用入力装置1は、遊戯機100において操作対象(例えば射的ゲームにおける射的用の銃)を操作するために用いられる入力装置であり、例えば本実施形態の場合は、ダイヤル(ジョイダイヤルともいう)の回転量ないしは回転位置に応じて操作対象の向きを変えさせるように構成されている。ちなみに、このような回転操作式の入力装置としては、いわゆるロータリ式のスイッチ等のように連続信号を出力して操作対象の位置や向き等を連続的に変化させるものもあるが、本実施形態の遊戯機用入力装置1としては、連続的にではなくある程度の数(例えば8程度)の信号を出力し、これら信号に応じて操作対象を一対一の対応にて変化させうるものが用いられている。
ここで、本実施形態の遊戯機用入力装置1の構造について説明する(図2、図3参照)。この遊戯機用入力装置1は、ダイヤル2、カラー3、インナストッパ4、アウタストッパ5、シャフト6、ベアリング7、アッパベース8、ワッシャ9、スイッチ基板10、スイッチ体11、カム12、ガイドチップ13、ガイドベース14、センターカラー15、S.Pパイプ16、およびEリング17を備えた構成となっている(図3(A)参照)。
ダイヤル2は、プレイヤによる操作をシャフト(操作軸)6に連係する***作部として機能する部材である。本実施形態のダイヤル2はシャフト6の上端に固定されており、プレイヤが回すことによって当該シャフト6等を一体的に回転させるように構成されている。ダイヤル2の具体的な形状は特に限定されないが、例えば子供を対象としたメダルゲーム装置にて用いられるものであれば、通常の大人向けのものより一回り程度小型化されていてもよい。また、本実施形態におけるように、ダイヤル外周に等間隔の溝2bを設けて操作しやすくしていることとも好ましい。ダイヤル2の中央には、シャフト6の上端が嵌合する略D形状の嵌合孔2aが設けられている(図3(B)参照)。また、このダイヤル2とインナストッパ4との間にはカラー3が設けられている(図2、図3参照)。本実施形態におけるダイヤル2は、操作対象(例えば射的ゲームにおける射的用の銃)の向きを変えるための方向指示器として機能する。
インナストッパ4とアウタストッパ5は、ダイヤル2、シャフト6、カム12を含む一体回転する部材の回転可能範囲を制限するストッパとして機能する。例えば本実施形態の場合、アウタストッパ5は略円弧形状であり、アッパベース8に固定される。また、略D形状の嵌合孔4aを有するインナストッパ4はシャフト6に取り付けられて該シャフト6やダイヤル2等と一体回転する部材で、径方向に突出している突片4bがアウタストッパ5の端部に当接することにより回転が制限される(図3(D)、(E)参照)。なお、図3に示すインナストッパ4およびアウタストッパ5は一例に過ぎず、円弧部分の角度や突片4bの幅などを適宜変更することによってシャフト6等の回転可能範囲を適宜変更することができる。
シャフト6は中心軸線Cを中心に回転可能に設けられており、遊戯機用入力装置1における操作軸として機能する(図3(A)等参照)。本実施形態のシャフト6は軸方向の略中央より下側が細い小径部分の段付き形状となっている。また、当該シャフト6の上端に形成された平端部6aはダイヤル2の回り止めとして機能し、該平坦部6aとは中心軸線Cを挟んで反対側に形成された平坦部6bはインナストッパ4の回り止めとして機能する(図3(F)等参照)。シャフト6の小径部分には、カム12の回り止め用ねじ(図示省略)が螺合するねじ孔6cが設けられている。さらにシャフト6の下端には、センターカラー15とS.Pパイプ16を保持するEリング(E形止め輪)17が取り付けられる取付溝6dが設けられている。また、当該シャフト6の小径部分にはベアリング7が設けられる(図2等参照)。このベアリング7はシャフト6の段付き部分に当接した状態となり、アッパベース8とシャフト6との間において軸受として機能する。
アッパベース8は遊戯機用入力装置1の基台の一部を構成する部材である。本実施形態のアッパベース8は上面の略中心位置にベアリング7が配置される凹部を有しており、ベアリング7を介してシャフト6等を支持する。また、アッパベース8には、ガイドベース14に係合するよう下方に延びる取付用爪8aが形成されている。アッパベース8とスイッチ基板10との間にはワッシャ9が設けられる(図3(A)参照)。
マイクロスイッチは2進信号を出力する信号出力手段として機能するスイッチ体11であり(以下、マイクロスイッチ11ともいう)、例えば4つがカム12の周囲に均等配置される。遊戯機用入力装置1における信号出力手段はカム12の回転動作に応じて2進信号を精度よく出力することが要求されるものであり、この点、マイクロスイッチは特定の動作を忠実に繰り返す高い反復精度を有しており、小さな力や動きでスイッチ動作が可能であることからこのような信号出力手段として好適である。本実施形態の場合、4つのマイクロスイッチ11を、それぞれの押しボタン11D,11L,11U,11Rがカム12の周囲の所定の円周上に90度おきに位置するように配置し、リング状部材18によって支持された状態としている(図3(J)等参照)。この場合、各マイクロスイッチ11は、シャフト(操作軸)6の軸方向と直交する面上に設置され、尚かつ当該シャフト6の方へスイッチ面(押しボタンが設けられている面)を向けるように設けられている。さらに、各マイクロスイッチ11にはスイッチ基板10が取り付けられている(図3(A)、(J)参照)。
カム12は、シャフト(操作軸)6に取り付けられて当該シャフト6等と一体的に回転する部材である。また、カム12は、マイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rを押圧することが可能な接触部12aと押圧不可能な非接触部とが交互に形成された形状であり、尚かつ、これら接触部および非接触部を少なくとも2組有する形状となっている。なお、本明細書では、「接触部」は「カム12の中心から先端(外形)までの長さが、中心軸線Cから信号出力手段(マイクロスイッチ11)の押し込み位置(押し込んでオンオフ状態を切り換える位置)までの長さよりも長い部位」、「非接触部」は「カム12の中心から先端までの長さが、信号出力手段(マイクロスイッチ11)の押し下げ位置まで満たない部位」をそれぞれ表している。したがって、接触部12aは押しボタン11D,11L,11U,11Rを押し込んでオンオフ状態を切り換えることが可能であり、非接触部12bはこれが不可能である。本実施形態における接触部12aは、マイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rを押し込んでON状態にするように形成された凸部によって構成されている。
例えば本実施形態ではカムを正三角形とし、120度おきに位置する3つの頂点部分を接触部12a、これら接触部12aの間の部分を非接触部12bとしている(図3(K)、図4(A)等参照)。上述のように90度おきに配置された4つのマイクロスイッチ11と、120度おきに配置されたカム12の接触部12a(非接触部12bについても同様)とを組み合わせることにより、ダイヤル2等を所定角度回転させるごとに出力信号を切り換え、これに応じて操作対象の向きが変わるようになっている。
このようなカム12においては、各接触部12aが適度に丸み付けされていることが好ましい。こうした場合、カム12の接触部12aが、被接触部たるマイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rに接触する際のカム回転方向の引っ掛かり抵抗やストレスが低減し、より円滑に動作することが可能となる。このように丸み付けされた接触部12aの具体的形状は特に限定されないが、例えば本実施形態では円板状部材の3辺を切除し、接触部12aと非接触部12bとが滑らかに繋がった形状のカム12を形成してこれを用いることとしている(図4(B)参照)。この場合、各接触部12aは円弧状であり、尚かつ接触部12aと非接触部12bとが滑らかに繋がった形状となっているため、本実施形態のカム12は滑らかに回転することができ、しかも抵抗が少ないことから耐久性が向上するという利点もある。また、構造上、マイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rは横からの応力に適していない場合が一般的に多いが、本実施形態の場合には、各接触部12aを適度に丸み付けしていることから当該マイクロスイッチ11の耐久性が向上し、結果として遊戯機用入力装置1全体としての耐久性が向上するという効果が得られる。より具体的に説明すると、主に縦方向に動作する押しボタン11D,11L,11U,11Rに横方向の外力が働いた場合、ボタンや軸の隙間等によるがたつきが作用し、スイッチ内のばね力により当該ボタンや軸などの部品が目的外の方向に動いてしまうことがあるため、状態が切り換わるタイミング(スイッチ接点が動作するタイミング)を安定させることが一般的に難しい。これに対し、本実施形態ではマイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rが抜ける際、常に一定方向へ力が作用するようにしているので、当該ボタンや軸などへ及ぶ影響が比較的少なくなる。加えて、接触部12aを円弧状とする等、本実施形態では各接触部12aを適度に丸み付けしているため、圧力変動が小さいほぼ一定の力で当該押しボタン11D,11L,11U,11Rを押圧することができ、がたつきの作用やばらつきの発生を抑えやすい点で好適である。
さらに本実施形態のカム12は、上述した非接触部12bが、当該カム12の回転量に応じ、4つのマイクロスイッチ11の各押しボタン11D,11L,11U,11Rのうちの1つないし2つと非接触状態となるように配置された形状となっている。後に詳しく説明するように、このようなカム12を用いる本実施形態では、どのマイクロスイッチ11が非接触状態になっているかを特定し、非接触状態の信号を出力しているマイクロスイッチ11を組み合わせることにより8通りの信号を当該カム12の位置と一対一の対応にて出力することが可能となっている。
ガイドベース14は遊戯機用入力装置1の基台となる部材で、アッパベース8とともに、マイクロスイッチ11等を支持する(図3(M)等参照)。本実施形態の遊戯機用入力装置1の場合、このガイドベース14とアッパベース8との間には、カム12の下側に位置するようにガイドチップ13が配置される(図3(A)、(L)参照)。
さらに、シャフト6の下端にはセンターカラー15、S.Pパイプ16、Eリング17がそれぞれ設けられる(図3(A)、(N),(O)、(P)参照)。S.Pパイプ16は一端にフランジが設けられた筒状部材であり、本実施形態の遊戯機用入力装置1においては当該フランジが下側になる姿勢でシャフト6の下端に設けられる。
以上のような構造の遊戯機用入力装置1は、従来の標準的な入力装置の一つである8方向指示型のジョイスティック(操作桿)を利用しうるという特徴もある。すなわち、一例として図19、図20に示すような握り玉201、シャフト(レバー)202、ベアリング7、アッパベース8、ワッシャ9、スイッチ基板10、マイクロスイッチ11、S.Pパイプ16、スプリング203、パイプ204、ガイドチップ13、ガイドベース14、Eリング17を含む構成のジョイスティック200がある場合、本実施形態の遊戯機用入力装置1によれば、ジョイスティック200を構成するこれら部品の多く(より具体的には、ベアリング7、アッパベース8、ワッシャ9、スイッチ基板10、マイクロスイッチ11、S.Pパイプ16、ガイドチップ13、ガイドベース14、Eリング17)をそのまま転用することができる。特に、この場合には、4つのマイクロスイッチ11を4方向に均等配置しているという構成をそのまま利用することができるから、汎用性のある入力装置であるジョイスティック200における電子制御処理ないしは配線類に変更を加えずともそのまま転用(ないしは流用)することが可能である。
続いて、本実施形態の遊戯機用入力装置1の動作について説明する(図4〜図13参照)。
ここで、上述したような構造のジョイスティック200において、握り玉201を例えば右側に倒すと、シャフト202はベアリング7を支点として傾動し、その下端を左側に移動させ、左側に位置するマイクロスイッチ11の押しボタン11R(Right)を押す。このようなジョイスティック200の構造を転用する本実施形態の遊戯機用入力装置1において、押しボタン11D(Down),11L(Left),11U(Up),11R(Right)はそれぞれ紙面に向かって上、右、下、左に配置されている(図5参照)。
また、本実施形態では、カム12の回転可能角度(回転可能範囲)が105度になるようインナストッパ4およびアウタストッパ5を構成している。したがって、カム12は、角度0のセンター位置(図9参照)を中心に、左回り(反時計回り)、右回り(時計回り)にそれぞれ52.5度ずつ回転可能である(図5、図13等参照)。なお、以下の説明では右回り方向を正とし、センター位置よりも左回り(反時計回り)方向の角度をマイナスで示す。ダイヤル2、シャフト6、カム12等と一体回転するインナストッパ4の突片4bの向きは、方向指示器であるダイヤル2の向きに対応している(図5(B)等参照)。
まず、ダイヤル2を左回りいっぱいに回した場合、センター位置から左回り(反時計回り)に52.5度(−52.5度)のところでインナストッパ4の突片4bがアウタストッパ5の端部に突き当たった状態となる(図5(B)参照)。この状態のとき、3つの押しボタン11L,11D,11Rがそれぞれカム12の接触部12aによって押された接触状態(ON状態)となり、押しボタン11Uのみが押されていない非接触状態(OFF状態)となる(図5(A)参照)。ここで、本実施形態では、4つのマイクロスイッチ11のうち、非接触状態の信号(OFF信号)を出力している1つないしは2つのマイクロスイッチ11を特定し、当該特定したマイクロスイッチ11(およびその押しボタン11D,11L,11U,11R)の組合せにより、カム12の位置に一対一に対応した信号を出力し、操作対象(本実施形態の場合、画面104上に映し出されている射的用の銃)の向きを指定することとしている。例えば図5に示す状態のとき、本実施形態の遊戯機用入力装置1は、非接触状態にあるのが押しボタン11Uのみであることに応じた出力信号(U信号)を出力する。ただし、本実施形態では、遊戯機100においてこの信号(U信号)を用いない。
なお、これとは逆に、接触状態の信号(ON信号)を出力している1つないしは2つのマイクロスイッチ11を特定することももちろん可能であるが、本実施形態ではOFF信号、より詳しくは各押しボタン11D,11L,11U,11Rが押された状態(接触状態)から押されていない状態(非接触状態)に戻る際の信号を検出することとしている。マイクロスイッチ11の構造や仕様等、カム12の形状等、ならびに両者の配置関係等によっては、押しボタン11D,11L,11U,11Rが押されて接触状態に切り換わるタイミングよりも非接触状態に戻るタイミングの方が変動が少なく安定している場合がある。このような場合、本実施形態のごとく非接触状態へと切り換わる際の信号を検出して出力することとすれば、カム12の回転角度に連動した信号をより精度よく出力することが可能である。
上述の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に12.5度回すと、インナストッパ4は突片4bが−45度の方向を向いた状態になる(図6(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Lを押していたカム12の接触部12aが離れることにより、当該押しボタン11Lは接触状態(ON状態)から、押されていない非接触状態(OFF状態)となる(図6(A)参照)。したがって、図6に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11U,11Lの2つであることに応じた出力信号(UL信号)を出力する。この信号(UL信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の−45度の方向に向けて画面104上に映し出す。
上述の−45度の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に15度回すと、インナストッパ4は突片4bが−30度の方向を向いた状態になる(図7(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Lから離れた接触部12aが今度は押しボタン11Uを押し込むことにより、当該押しボタン11Uは接触状態(ON状態)となる(図7(A)参照)。したがって、図7に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11Lのみであることに応じた出力信号(L信号)を出力する。この信号(L信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の−30度の方向に向けて画面104上に映し出す。
上述の−30度の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に15度回すと、インナストッパ4は突片4bが−15度の方向を向いた状態になる(図8(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Dを押していたカム12の接触部12aが離れることにより、当該押しボタン11Dは接触状態(ON状態)から、押されていない非接触状態(OFF状態)となる(図8(A)参照)。したがって、図8に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11D,11Lの2つであることに応じた出力信号(DL信号)を出力する。この信号(DL信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の−15度の方向に向けて画面104上に映し出す。
上述の−15度の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に15度回すと、インナストッパ4は突片4bが真っ直ぐ前(0度)の方向を向いたセンター位置の状態になる(図9(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Dから離れた接触部12aが今度は押しボタン11Lを押し込むことにより、当該押しボタン11Lは接触状態(ON状態)となる(図9(A)参照)。したがって、図9に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11Dのみであることに応じた出力信号(D信号)を出力する。この信号(D信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の0度の方向(真っ直ぐ前を向いた方向)に向けて画面104上に映し出す。
上述の0度のセンター位置の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に15度回すと、インナストッパ4は突片4bが15度の方向を向いた状態になる(図10(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Rを押していたカム12の接触部12aが離れることにより、当該押しボタン11Rは接触状態(ON状態)から、押されていない非接触状態(OFF状態)となる(図10(A)参照)。したがって、図10に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11D,11Rの2つであることに応じた出力信号(DR信号)を出力する。この信号(DR信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の15度の方向に向けて画面104上に映し出す。
上述の15度の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に15度回すと、インナストッパ4は突片4bが30度の方向を向いた状態になる(図11(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Rから離れた接触部12aが今度は押しボタン11Dを押し込むことにより、当該押しボタン11Dは接触状態(ON状態)となる(図11(A)参照)。したがって、図11に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11Rのみであることに応じた出力信号(R信号)を出力する。この信号(R信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の30度の方向に向けて画面104上に映し出す。
上述の30度の状態からダイヤル2を右回り(時計回り)に15度回すと、インナストッパ4は突片4bが45度の方向を向いた状態になる(図12(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Uを押していたカム12の接触部12aが離れることにより、当該押しボタン11Uは接触状態(ON状態)から、押されていない非接触状態(OFF状態)となる(図12(A)参照)。したがって、図12に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11U,11Rの2つであることに応じた出力信号(UR信号)を出力する。この信号(UR信号)を受けた遊戯機100は、操作対象(射的用の銃)の向きを、インナストッパ4の突片4bと同様の45度の方向に向けて画面104上に映し出す。
上述の45度の状態からダイヤル2をさらに右回り(時計回り)に回すと、インナストッパ4の突片4bが52.5度の方向を向いたところで当該突片4bがアウタストッパ5の端部に突き当たった状態となる(図13(B)参照)。この回転の間、押しボタン11Uから離れた接触部12aが今度は押しボタン11Rを押し込むことにより、当該押しボタン11Rは接触状態(ON状態)となる(図13(A)参照)。したがって、図13に示す状態に変わると、遊戯機用入力装置1は非接触状態にあるのが押しボタン11Uのみであることに応じた出力信号(U信号)を出力する。ただし、本実施形態では、遊戯機100においてこの信号(U信号)を用いない。
ここまで説明したように、本実施形態の遊戯機用入力装置1は、各マイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rのうち、非接触状態(OFF状態)となっている1つないしは2つを検出し、組み合わせることにより得られる8通りの異なる信号(U信号、UL信号、L信号、DL信号、D信号、DR信号、R信号、UR信号の8通り。ただし本実施形態ではU信号を用いない)を出力することができる。換言すれば、90〜120度程度の回転範囲にて7〜8通り程度の異なる信号を出力することができるから、この遊戯機用入力装置1によれば従来構造(例えば360度回転させる間に数通りの信号を出力するような構造)よりも高い分解能を有するダイヤル機構が実現される。また、信号出力手段にエンコーダやボリュームを使用した遊戯機用入力装置によればスムーズなアナログ的動作が実現されるのに対し、本実施形態のような遊戯機用入力装置1によれば、位置角度を分割したデジタル的な動作が実現されうる。加えて、本実施形態では、これら異なる信号を操作対象となる画像や機器などの動作に一対一で対応づけることにより、カム12(およびダイヤル2、シャフト6、インナストッパ14等)の回転角度あるいは向きに応じて操作対象(射的用の銃)の向きを操作できるようにしている。なお、上述の例ではダイヤル2やカム12等を右回り(時計回り)に回した場合について説明したが、逆回りに(左回り)に回した場合についても、カム12等の回転角度あるいは向きに応じて操作対象(射的用の銃)の向きを操作できることはいうまでもない。要は、本実施形態の遊戯機用入力装置1においては、カム12等を左右のいずれに回転させるかにかかわらず、複数通りあるカム12の各位置に一対一に対応した信号を出力し、各出力に対応させて操作対象を動作させることができる。
また、上述したように、この遊戯機用入力装置1では−52.5度の状態と52.5度の状態とで同じ信号(U信号)が出力されることを鑑み、本実施形態では当該信号(U信号)を用いないこととしている。例えば、同じU信号であってもUL信号に隣接する信号なのかあるいはUR信号に隣接する信号なのかに基づいて各U信号を区別するように信号処理することも可能ではあるが、本実施形態では当該U信号を用いないこととし、遊戯機用入力装置1の出力信号と操作対象の動作とを完全に一対一で対応づけて処理内容の簡素化を図っている。このような遊戯機用入力装置1は、本実施形態における主として子供を対象としたメダルゲーム装置のごとく、操作対象に複雑な動作を要しない遊戯機100において特に好適である。例えば本実施形態の遊戯機100では操作対象(射的用の銃)の向きを7通り程度設定できれば十分な内容のゲームを設定しているため、このように処理内容が簡素化された遊戯機用入力装置1はコンピュータの処理量を低減させうる点でも好ましい。また、ダイヤル2等を回転可能範囲の両端まで回した際に誤動作(オーバーラン)が生じるのを極力回避するという点でも好ましい。さらに、上述のように重複信号(U信号)を用いないこととすれば残りの信号数が奇数(7種類)となるから、例えば本実施形態のように操作対象(射的用の銃)の動作範囲中に角度0の基準センター位置を設定するような場合に好適である(図4(C)参照)。
なお、重複するU信号を用いないための手段は、電気的なものであってもよいし物理的なものであってもよい。すなわち、上述したように、遊戯機用入力装置1からU信号を出力するが当該U信号に対応した操作対象の動作を設定しないといったような、遊戯機100においてU信号の処理を行わないという処理であってもよい。あるいは、アウタストッパ5の円弧部分の角度を大きくする等してインナストッパ4の回転可能角度(回転可能範囲)を制限し、当該インナストッパ4やカム12等が−52.5度の状態と52.5度の状態には移行できないようにしてもよい。いずれにせよ、重複するU信号を用いないための手段を講じることにより、遊戯機用入力装置1の実質的な動作範囲は上述した−45度の状態から45度の状態までとなる。
さらに、本実施形態の遊戯機用入力装置1は、信号出力手段として、押しボタン(11D,11L,11U,11R)を備えたいわゆるプッシュタイプのマイクロスイッチ11を用いているため、以下のような特徴も有している。すなわち、カム12の接触部12aが当該押しボタン11D,11L,11U,11Rを押し込み、あるいは離れる際、オンオフの切換えに伴い「カリカリカリ……」といった感触のいわゆるクリック感が得られるから、ダイヤル2を操作する際の操作感を向上させることができる。このようなクリック感は、信号出力手段としてエンコーダやボリュームを用いた場合そのままでは得難いものであるが、本実施形態の遊戯機用入力装置1においては、特に他の加工等を施さなくてもプッシュタイプのマイクロスイッチ11に起因したクリック感を実現することができる。加えて、カム12の形状を変更したり、接触部12aと各押しボタン11D,11L,11U,11Rとの間に弾性シート等を介在させたりすることにより操作時のクリック感を低減させることも可能である。
また、本実施形態の遊戯機用入力装置1は、製品寿命が比較的長いという利点もある。すなわち、本実施形態にて用いているマイクロスイッチ11は、一般的な製品として例えば電気的寿命が100万回以上、機械的寿命が5000万回以上程度の耐久性を備えている。したがって、このようなマイクロスイッチ11を信号出力手段として用いる本実施形態の遊戯機用入力装置1は、これらに近いかまたは同程度の耐久性が見込まれうるものであり、アナログ型のボリューム装置やダイヤル式のロータリースイッチ等と比較して高い水準の耐久性を確保することが可能である。また、アナログ型のボリューム装置やダイヤル式のロータリースイッチ等を遊戯機用入力装置1に応用しようとすれば、耐久性のみならずコストの点でも要求や要請を満たすことが難しくなる。
なお、以上の各実施形態は本発明の好適な実施の一例ではあるが、これに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述した実施形態におけるカム12の接触部12aは円弧状に形成されていたが(図4等参照)、この接触部12aの頂点に凹部を形成してもよい。こうした場合、各押しボタン11D,11L,11U,11Rを当該凹部に係合させ、高精度に位置決めされうる構成とすることが可能となる。あるいは、凹部の代わりに平坦部を形成するようにしてもよい。
また、上述した実施形態では操作軸たるシャフト6の上端にダイヤル2を取り付ける構成としていたが、これ以外の構成、例えばダイヤル2がシャフト6の軸上以外の部分に配置されていてもよい。要は、ダイヤル2からの操作入力がシャフト6を通じてカム12に伝達されれば足りるから、ダイヤル2とシャフト6は、例えばベルトやギアを介して間接的に連係している構成であってもよい。また、これらベルトやギア等により減速機構を構成し、ダイヤル2とシャフト6等の回転比を適宜変更できるようにしてもよい。ダイヤル2等の回転可能範囲を適宜広げることによって遊戯時における操作性を向上させることが可能である。
また、上述した実施形態(第1の実施形態)では、4つのマイクロスイッチ11のうち、非接触状態の信号(OFF信号)を出力している1つないしは2つのマイクロスイッチ11を特定し、当該特定したマイクロスイッチ11(およびその押しボタン11D,11L,11U,11R)の組合せにより、カム12の位置に一対一に対応した信号を出力したが、これとは逆の信号を出力して利用することももちろん可能である。例えば、図4に示したカム12は常に2つないし3つのマイクロスイッチ11と接触状態にあったが(図4参照)、図14に示す形態(第2の実施形態)の遊戯機用入力装置1における三角形状のカム12は図4のカムよりも小さく、常に接触状態(図14(C)では「ON」と示している)となるマイクロスイッチ11は1つないし2つである(図14(A)〜(C)参照)。このようなカム12を備えた遊戯機用入力装置1は、接触状態の信号を出力しているマイクロスイッチ(の各押しボタン11D,11L,11U,11R)の組合せにより、当該カム12を15度回転させる毎に一対一に対応した例えば8通りの信号を出力することができる(図14(C)参照)。なお、このような遊戯機用入力装置1においてカム12を120度回転させると出力信号の1周期となり、カム12を1回転(360度)させると出力信号が3周期となるが(図14(C)参照)、遊戯機1等にて実際に利用する場合にはストッパ(例えばインナストッパ4やアウタストッパ5)にてカム12等の回転可能範囲が適宜制限される。
また、遊戯機用入力装置1のカム12に、当該カム12のうち少なくとも接触部12aを覆うスリーブ部材20を設けることも好ましい。例えば図15に示す第3の実施形態においては、カム12の周囲に、薄肉の弾性筒状カバーを被せている(図15(A)、(B)参照)。当該カバーは、カム12の回転時、マイクロスイッチ11の各押しボタン11D,11L,11U,11Rに接触部12aが接触する際のカム回転方向の抵抗を低減させる緩衝材として機能し、より円滑な回転動作を実現する。押しボタン11D,11L,11U,11Rとの接触抵抗をさらに低減させるよう、スリーブ部材20の外周側に表面処理を施しておくことも好ましい。なお、図14に示した第2の実施形態においても、カム12に適宜スリーブ部材20を設けることができる(図14(A)、(B)参照)。
ここまではカム12の具体例として三角形のもののみを例示したが、これ以外の形状、例えば五角形とすることもできる。図16に示す第4の実施形態においては、略正五角形に形成されたカム12を用いた遊戯機用入力装置1の一例を示している。この形態(第4の実施形態)の遊戯機用入力装置1における五角形状のカム12によって常に接触状態(図16(C)では「ON」と示している)となるマイクロスイッチ11は1つないし2つである(図16(A)〜(C)参照)。このようなカム12を備えた遊戯機用入力装置1は、接触状態の信号を出力しているマイクロスイッチ(の各押しボタン11D,11L,11U,11R)の組合せにより、当該カム12を9度回転させる毎に一対一に対応した例えば8通りの信号を出力することができる(図16(C)参照)。なお、このような遊戯機用入力装置1においてカム12を72度回転させると出力信号の1周期となり、カム12を1回転(360度)させると出力信号が5周期となるが(図14(C)参照)、遊戯機1等にて実際に利用する場合にはストッパ(例えばインナストッパ4やアウタストッパ5)にてカム12等の回転可能範囲が適宜制限される。
さらに、被接触部たるマイクロスイッチ11の押しボタン11D,11L,11U,11Rのそれぞれを他部材で覆うことも好ましい。例えば本実施形態(第4の実施形態)においては、弾性を有する板ばね状の被覆部材21によって各押しボタン11D,11L,11U,11Rを覆っている(図16(A)、(B)参照)。本実施形態における被覆部材21は細長状に形成されており、中央部を径方向内側に向けて撓ませた状態で各押しボタン11D,11L,11U,11Rを覆うように設けられている。このようにしてカム12と各押しボタン11D,11L,11U,11Rとの間に介在する被覆部材21は、カム12の接触部12aとの接触領域(互いが擦れる領域)を線状に拡大させ、接触時に接触部12aが受ける圧力の変化を分散させて小さくする緩衝材となり、各押しボタン11D,11L,11U,11Rが急激に押されることを回避する。しかも、被覆部材21は、グリースの使用を可能にしうるという点でも好ましい。例えばシリコン系グリースなどは、押しボタン11D,11L,11U,11Rの接点における良好な接触を阻害する可能性があるため使用に適さない場合があるが、被覆部材21を設けておけばグリースが押しボタン11D,11L,11U,11Rの周辺からマイクロスイッチ11の内部へ入り込むのを抑えることが可能である。特に、本発明にかかる遊戯機用入力装置1はジョイスティックの転用を考慮したものであり、従来のレバー傾動動作に適するよう設けられた信号出力手段(マイクロスイッチ11)の配置を変更せずとも回転動作に対応させるようにしているため、グリースの他にも油脂や異物などが当該マイクロスイッチ11の内部に入り込む余地が生じうる。この点、本実施形態では、上述のように被覆部材21を設けることにより、さらに場合に応じて当該被覆部材21とカム12との間に適宜グリースを塗布することにより、カム12の径方向や周方向に作用する圧力(応力)を低減させることができる。また、カム12の接触部12aと押しボタン11D,11L,11U,11Rとが直接擦れる場合に発生する可能性のある塵埃や粉などが生じる現象を抑制することもできる。なお、本実施形態の場合、各押しボタン11D,11L,11U,11Rの軸方向上側および下側は被覆部材21によって覆われていないが、圧力を低減させ、グリースなどが入り込むのを抑えるという観点からすればこのような被覆部材21でも足りる。また、本実施形態では板ばね状の部材を被覆部材21として用いたが、これ以外の部材たとえば弾性を有していないシート状の部材を被覆部材21として用いることも可能である。
また、五角形状のカム12として正五角形以外の形状のカムを用いることもできる。図17に示す第5の実施形態においては、リング状部材の外周面に径方向外側に突出する5つの突出部を設けて接触部12aとし、突出部以外の部分(相対的に凹部となっている部分)を非接触部12bとした星形のようなカム12を用いている(図17(A)、(B)参照)。突出部からなる接触部12aは、マイクロスイッチ11の各押しボタン11D,11L,11U,11Rと接触する際の抵抗を低減して回転動作を円滑にするべく、丸み付けされた形状となっている。このカム12によって常に接触状態となるマイクロスイッチ11は第4の実施形態と同様に1つないし2つであり、当該カム12を9度回転させる毎に一対一に対応した例えば8通りの信号が出力される。
図18に示す遊戯機用入力装置1は上述した第4の実施形態の変形例であり、図17に示したカム12とは、接触部12aを形成する突出部が1つ少ないという点でのみ異なる(図18(A)、(B)参照)。このような遊戯機用入力装置1においては、カム12を9度回転させる毎に、回転角度が0度から54度に至るまでの間に7通り(7パターン)の信号が一対一対応にて出力される(図18(C)参照)。
なお、ここまで説明した各実施形態では、90度おきに配置された4つのマイクロスイッチ11を利用して8通りの出力信号が得られるようにした遊戯機用入力装置1を説明したが、マイクロスイッチ(信号出力手段)11の個数および配置、ならびにカム12形状を適宜変更することによってさらに多くの信号を出力することが可能になる。
また、各実施形態では、子供を対象とした遊戯機100に適用した場合の遊戯機用入力装置1について説明したがもちろんこれは好適な適用例にすぎない。本発明にかかる遊戯機用入力装置1はこれ以外の遊戯機100における装置、例えばドライブゲームのステアリングやフィッシングゲームのリール等にも適用することが可能である。しかも、目的に沿った動作にあわせてカム12やストッパ(インナストッパ4、アウタストッパ5)の形状、角度を変更すれば操作対象の動作を多様化できるから、多くの機種に低コストで対応することが可能である。
1…遊戯機用入力装置、2…ダイヤル(***作部)、3…カラー、4…インナストッパ、5…アウタストッパ、6…シャフト(操作軸)、7…ベアリング、8…アッパベース、9…ワッシャ、10…スイッチ基板、11…マイクロスイッチ(信号出力手段)、11U,11L,11D,11R…押しボタン(被接触部)、12…カム、12a…接触部、12b…非接触部、13…ガイドチップ、14…ガイドベース、15…センターカラー、16…S.Pパイプ、17…Eリング、18…リング状部材、20…スリーブ部材、21…被覆部材、100…遊戯機、101…筐体、102…支柱、103…日除け(を模したカバー)、104…画面、105…メダル投入口、106…メダル払出口、107…発射ボタン、C…中心軸線。