特開 2023-35782 コントローラ構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023035782

(43)【公開日】2023-03-13

(54)【発明の名称】コントローラ構造

(51)【国際特許分類】

   A63F 13/24 20140101AFI20230306BHJP

【ＦＩ】

A63F13/24

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022009033

(22)【出願日】2022-01-25

(31)【優先権主張番号】202111011931.8

(32)【優先日】2021-08-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(71)【出願人】

【識別番号】521021281

【氏名又は名称】鴻富錦精密電子（煙台）有限公司

(71)【出願人】

【識別番号】500080546

【氏名又は名称】鴻海精密工業股▲ふん▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＨＯＮ ＨＡＩ ＰＲＥＣＩＳＩＯＮ ＩＮＤＵＳＴＲＹ ＣＯ．，ＬＴＤ．

【住所又は居所原語表記】６６，Ｃｈｕｎｇ Ｓｈａｎ Ｒｏａｄ，Ｔｕ－Ｃｈｅｎｇ Ｎｅｗ Ｔａｉｐｅｉ，２３６（ＴＷ）

(74)【代理人】

【識別番号】110002848

【氏名又は名称】弁理士法人ＳＢＰＪ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲ホウ▼ ▲イク▼翔

(72)【発明者】

【氏名】陳 建亨

(72)【発明者】

【氏名】▲ボウ▼ 耀哲

(57)【要約】      （修正有）

【課題】ユーザの操作感を向上させるコントローラ構造を提供する。
【解決手段】駆動機構２１と、ウォームホイール２３と、両端が駆動機構２１およびウォームホイール２３に接続されるウォーム２２と、を含む駆動ユニット２、ウォームホイール２３に連結されるスライダ部材３、ウォームホイール２３に接続されるポテンショメータ５、および制御モジュールを備えるコントローラ構造１００のうち、駆動機構２１は、ウォームホイール２３を駆動する駆動力を提供することにより、スライダ部材３を直線運動させ、ポテンショメータ５は、スライダ部材の位置情報を取得するためのものであり、制御モジュールは、位置情報と駆動力情報とを取得し、駆動力情報および位置情報と、位置設定値および駆動力設定値とをそれぞれ比較して２つの比較結果を求めて、比較結果に応じて、スライダ部材３の位置を調整するように、駆動機構２１の駆動力を制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動機構と、ウォームホイールと、一端が前記駆動機構の出力端に接続され、他端が前記ウォームホイールに噛み合うウォームと、を含む駆動ユニットと、
前記ウォームホイールに連結されるスライダ部材と、
前記ウォームホイールにおける前記スライダ部材から離れる側に設けられ、且つ前記ウォームホイールに接続されるポテンショメータ、および
前記ポテンショメータと前記駆動機構と信号的に接続される制御モジュールを備え、
前記駆動機構は、前記ウォームホイールを駆動するための駆動力を提供して、前記スライダ部材を前記ウォームホイールの中心軸に平行な方向に往復移動させ、
前記ポテンショメータは、前記ウォームホイールの回転情報を取得して、前記スライダ部材の位置情報を取得しており、
前記制御モジュールは、前記スライダ部材の位置情報と前記駆動機構の駆動力情報とを取得し、前記駆動力情報および前記位置情報をそれぞれ駆動力予め設定値および位置予め設定値と比較して２つの比較結果を求め、前記制御モジュールは、前記２つの比較結果に応じて、前記スライダ部材の位置を調整するように、前記駆動機構の駆動力を制御する、ことを特徴とするコントローラ構造。

【請求項2】

前記ウォームホイールは、ウォームホイール本体と、前記ウォームホイール本体に設けられた固定部とを含み、
前記固定部は、前記固定部の周壁に囲まれるように固定溝が設置され、
前記スライダ部材は、前記固定溝内に前記ウォームホイールと同軸に収容されることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ構造。

【請求項3】

前記固定部の内面には、雌ねじが設けられ、
前記スライダ部材の外面には、前記雌ねじと噛み合う雄ねじが設けられ、
前記スライダ部材は、前記雄ねじと前記雌ねじとの噛み合いで前記ウォームホイールと接続することを特徴とする請求項２に記載のコントローラ構造。

【請求項4】

前記ポテンショメータ、前記ウォームホイール、及び前記スライダ部材を貫通して設けられて、前記スライダ部材の回転を制限するストッパをさらに備える、ことを特徴とする請求項２に記載のコントローラ構造。

【請求項5】

前記コントローラ構造は、規制溝が設けられている底板をさらに備え、
前記ストッパにおける前記スライダ部材から離れる一端部は、前記規制溝内に固定されることを特徴とする請求項４に記載のコントローラ構造。

【請求項6】

前記ストッパにおける前記方向に直交した断面は、三角形又は多角形を呈すことを特徴とする請求項４に記載のコントローラ構造。

【請求項7】

前記制御モジュールは、
前記位置情報、前記駆動力情報、前記位置予め設定値、及び前記駆動力予め設定値を記憶するメモリと、
前記位置情報及び前記駆動力情報を、それぞれ前記位置予め設定値及び前記駆動力予め設定値に比較して、前記２つの比較結果を求める演算器と、
前記メモリ、前記演算器、前記駆動機構及び前記ポテンショメータにそれぞれ信号的に接続され、前記２つの比較結果に応じて前記駆動機構により出力する駆動力を制御するための制御基板と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のコントローラ構造。

【請求項8】

前記コントローラ構造は、前記スライダ部材における前記駆動ユニットから離れる一端部に設けられる操作部材をさらに備え、
前記スライダ部材は、前記操作部材に向けてまたは離れて移動し、
前記操作部材は、前記スライダ部材に圧力を付与することを特徴とする請求項１に記載のコントローラ構造。

【請求項9】

前記操作部材は、ボタン、またはジョイスティックであることを特徴とする請求項８に記載のコントローラ構造。

【請求項10】

前記制御モジュールは、前記駆動機構及び前記ポテンショメータと無線又は有線で接続して信号を伝送することを特徴とする請求項１に記載のコントローラ構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コントローラ構造に関する。

【背景技術】

【0002】

電子製品の発展及び人々の生活レベルの高まりに伴い、ゲーム機はますます人々の日常生活に入り込み、ゲームプレイヤーのゲーム体験感への要求も高まってきており、ジョイスティックはゲームプレイヤーのゲーム体験感に大きく影響するようになってきている。ジョイスティックによって如何にリアルなゲームシーンを模擬するかは、現在解決すべき重要な技術課題となっている。

【発明の概要】

【0003】

これに鑑みて、コントローラ構造を提供する必要がある。

【0004】

本願は、
駆動機構と、ウォームホイールと、一端が前記駆動機構の出力端に接続され、他端が前記ウォームホイールに噛み合うウォームと、を含む駆動ユニット、
前記ウォームホイールに連結されるスライダ部材、
前記ウォームホイールの前記スライダ部材から離れる側に設けられ、前記ウォームホイールに接続されるポテンショメータ、および
前記ポテンショメータと前記駆動機構と信号的に接続される制御モジュールを備えるコントローラ構造を提供する。
そのうち、前記駆動機構は、前記ウォームホイールを駆動する駆動力を提供することにより、前記スライダ部材を前記ウォームホイールの中心軸に平行な方向に往復移動させ、
前記ポテンショメータは、前記ウォームホイールの回転情報を取得することにより、前記スライダ部材の位置情報を取得しており、
前記制御モジュールは、前記スライダ部材の位置情報と前記駆動機構の駆動力情報とを取得し、前記駆動力情報および前記位置情報と、位置予め設定値および駆動力予め設定値とをそれぞれ比較して２つの比較結果を求め、前記制御モジュールは、前記２つの比較結果に応じて、前記スライダ部材の位置を調整するように、前記駆動機構の駆動力を制御する。

【0005】

好ましい実施形態において、前記ウォームホイールは、ウォームホイール本体と、前記ウォームホイール本体に設けられた固定部とを含み、前記固定部は、前記固定部の周壁に囲まれるように固定溝が周設されており、前記スライダ部材は、前記固定溝内に前記ウォームホイールと同軸に収容される。

【0006】

好ましい実施形態において、前記固定部の内面には、雌ねじが設けられ、前記スライダ部材の外面には、前記雌ねじと噛み合う雄ねじが設けられ、前記スライダ部材は、前記雄ねじと前記雌ねじとの噛み合いにより、前記ウォームホイールと接続する。

【0007】

好ましい実施形態において、前記コントローラ構造は、前記ポテンショメータ、前記ウォームホイール、及び前記スライダ部材を貫通して設けられ、前記スライダ部材の回転を制限するストッパをさらに備える。

【0008】

好ましい実施形態において、前記コントローラ構造は、さらに、規制溝が設けられる底板を備え、前記ストッパの前記スライダ部材から離れる端は、前記規制溝内に固着される。

【0009】

好ましい実施形態において、前記ストッパは、前記方向に直交する断面に沿って三角形又は多角形をなしている。

【0010】

好ましい実施形態において、前記制御モジュールは、前記位置情報、前記駆動力情報、前記位置予め設定値、及び前記駆動力予め設定値を記憶するメモリと、前記位置情報及び前記駆動力情報と、前記位置予め設定値及び前記駆動力予め設定値と、をそれぞれ比較して、前記２つの比較結果を求める演算器と、前記メモリ、前記演算器、前記駆動機構及び前記ポテンショメータにそれぞれ信号接続され、前記２つの比較結果に応じて前記駆動機構により出力する駆動力を制御するための制御基板と、を備える。

【0011】

好ましい実施形態において、前記コントローラ構造は、前記スライダ部材の前記駆動ユニットから離れる側の端部に設けられる操作部材をさらに備え、前記スライダ部材は、前記操作部材に向けてまたは離れて移動させるためのものであり、前記操作部材は、前記スライダ部材に圧力を付与するためのものである。

【0012】

好ましい実施形態において、前記操作部材は、ボタンまたはジョイスティックである。

【0013】

好ましい実施形態において、前記制御モジュールと、前記駆動機構及び前記ポテンショメータとは、無線又は有線で信号を伝送する。

【発明の効果】

【0014】

本発明により提供されるコントローラ構造は、従来技術と比較して、駆動ユニット、スライダ部材、及びポテンショメータの協働により、スライダ部材が受ける駆動力及びその相対位置をリアルタイムに調整し、駆動力及び位置制御が正確となり、ユーザの体験感を向上させることができる。また、ウォームホイールとウォームとスライダ部材との協働は、ウォームホイールの回転運動をスライダ部材の直線運動に変換することができ、設計がより簡単で、コントローラ構造の複雑さが低減され、コストダウンが低減される。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の一実施の形態に係るコントローラ構造の分解図である。

【図2】本発明の一実施の形態に係るコントローラ構造がケースの蓋板および操作部材を取り除いた平面図である。

【図3】本発明の一実施の形態に係るコントローラ構造がケースの一側壁を取り除いたテスト図である。

【図4】本発明の一実施の形態に係るポテンショメータの構造模式図である。

【図5】本発明の一実施の形態に係るコントローラの構造を示す原理図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態をさらに説明する。
本発明の実施形態における技術的解決手段は、本発明の実施形態における図面を参照して以下に明確かつ完全に説明される。なお、記載された各実施形態は、本発明の実施形態の一部に過ぎず、すべての実施形態ではないことは明らかである。

【0017】

なお、ある要素がもう１つの要素に「固定された」と称される場合、それは直接前記もう１つの要素に存在してもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に固定されてもよい。１つの要素がもう１つの要素に「接続される」と考えられる場合、それは前記もう１つの要素に直接接続されてもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に接続されてもよい。ある要素がもう１つの要素に「設けられる」と考えられる場合、それは前記もう１つの要素に直接設けられてもよいし、他の要素を介して前記もう１つの要素に設けられてもよい。本明細書で使用される用語「垂直」、「水平」、「左」、「右」及び類似する表現は、説明の目的だけに使用される。

【0018】

以下のシステムの実施形態は単なる例示であり、前記モジュールまたは回路の分割は論理機能の分割に過ぎず、実際の実現は別の分割方法を有してもよい。また、「含む」という言葉は、他の要素またはステップを除外しなく、単数は複数を除外しないことが明らかである。システム請求項に記載される複数のユニットまたは装置は、同一のユニットまたは装置が、ソフトウェアまたはハードウェアで実現されてもよい。第１、第２などの単語は、名前を示すために使用され、特定の順序を示すものではない。

【0019】

本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、特に定義されない限り、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるものと同じ意味を有する。本発明の明細書で使用される用語は、具体的に実施形態を説明するためのものであり、本発明を限定するものではない。本明細書で使用される用語「及び／又は」は、１つ又は複数の関連する項目の任意及びすべての組み合わせを含む。

【0020】

図１、図５を参照して、本実施の形態に係るコントローラ構造１００であって、ゲーム機の操作に適用することができる。コントローラ構造１００は、駆動ユニット駆動ユニット２と、スライダ部材３と、ポテンショメータ５と、制御モジュール４とを備える。

【0021】

駆動ユニット２は、駆動機構２１と、駆動機構２１の出力端に設けられたウォーム２２と、ウォーム２２に噛み合い、且つスライダ３と接続されたウォームホイール２３と、を備える。ポテンショメータ５は、ウォームホイール２３におけるスライダ部材３から遠い一側に設けられ、且つ、ウォームホイール２３に接続される。制御モジュール４は、ポテンショメータ５及び駆動機構２１と電気的に接続されている。ここで、駆動機構２１は、ウォームホイール２３の回転を駆動させて、スライダ部材３をウォームホイール２３の中心軸に平行な方向ａに往復移動させる。ポテンショメータ５は、ウォームホイール２３の回転情報を検出して、スライダ部材３の位置情報を取得する。制御モジュール４は、ポテンショメータ５の位置信号および駆動機構２１の駆動力信号を取得し、位置信号および駆動力信号をそれぞれ位置予め設定値および駆動力予め設定値と比較して得た２つの比較結果に基づいて、駆動機構２１を制御してウォームホイール２３の回転を駆動させることにより、スライダ部材３を方向ａに往復移動させる。

【0022】

図１を参照して、コントローラ構造１００はさらに駆動ユニット２、スライダ部材３、ポテンショメータ５を支持し且つコントローラ構造１００の把持を容易にするためのケース１を含む。ケースの構造に限定されず、支持および把持機能を有する他の構造であってもよい。

【0023】

本実施の形態において、ケース１は、略矩形ケースであるが、人の手で把持し易い不規則な形状のケースであってもよい。

【0024】

本実施の形態において、ケース１の材質は、プラスチックであってもよい。

【0025】

図１から図３を参照して、ウォーム２２の延伸方向は、ウォームホイール２３の中心軸（すなわち、方向ａ）に垂直であり、ウォーム２２は、ウォームホイール２３の外周に設けられ、ウォームホイール２３に噛み合うように接続されている。駆動機構２１は、ウォーム２２におけるウォームホイール２３から遠い一端に設けられている。

【0026】

本実施形態において、駆動機構２１は、駆動モータであってもよい。

【0027】

本実施形態において、ウォーム２２は円柱形構造であり、その外面に雄ねじ２２１が設けられている。

【0028】

本実施形態において、ウォーム２２の材質は、金属材質又はプラスチック材質であってもよい。

【0029】

図１から図３を参照して、ウォームホイール２３は、ウォームホイール本体２３１と、ウォームホイール本体２３１の外面に設けられた雄ねじ２３２と、ウォームホイール本体２３１に設けられた固定部２３３とを含む。ウォーム２２の雄ねじ２２１は、雄ねじ２３２に噛み合う。固定部２３３内部には、固定溝２３４が形成され、スライダ部材３がウォームホイール２３と同軸で固定溝２３４に収容される。駆動機構２１は、ウォーム２２の回転を駆動させ、ウォーム２２は、雄ネジ２２１とウォームホイール本体２３１の雄ネジ２３２とが噛み合うことで、ウォームホイール本体２３１とそれに位置する固定部２３３とを回転させ、固定部２３３は、固定溝２３４内に収容されたスライダ部材３を方向ａに沿って往復移動させる。

【0030】

本実施形態では、固定部２３３の内面には、雌ねじ２３５が設けられ、スライダ部材３の外面には、雌ねじ２３５と噛み合う雄ねじ３１が設けられ、スライダ部材３は、雄ねじ３１と雌ねじ２３５との噛み合いにより、ウォームホイール２３との接続が図られる。

【0031】

本実施形態において、ウォームホイール２３の材質は、金属材質またはプラスチック材質であってもよい。

【0032】

図１を参照して、コントローラ構造１００は、ポテンショメータ５、ウォームホイール２３、及びスライダ部材３を貫通して設けられるストッパ６をさらに備え、ストッパ６は、スライダ部材３が方向ａにのみ往復移動可能となるように、スライダ部材３が方向ａを回して回転することを制限する。また、ストッパ６は、ポテンショメータ５及びウォームホイール２３を固定して、ポテンショメータ５及びウォームホイール２３が駆動中に移動することを防止する。

【0033】

本実施形態では、ケース１は、規制溝１１が設けられた底板１３を備え、ストッパ６におけるスライダ部材３から離れる一端は、規制溝１１内に固定される。

【0034】

本実施形態において、ストッパ６における方向ａに直交した断面は、三角形又は多角形をなしている。スライダ部材３、ポテンショメータ５及びウォームホイール２３には、ストッパ６の断面形状に合わせるために、対応する形状の穴が開けられる。

【0035】

なお、ストッパ６の断面は、ストッパ機能を有する他の形状でもよい。

【0036】

図１～図４を参照すると、ポテンショメータ５は、抵抗体５１および回転素子５２からなり、回転素子５２は、フック５３を介してウォームホイール２３に接続されており、ウォームホイール２３が方向ａを回って回転することによって回転素子５２が方向ａを回転させることができ、よって、抵抗体５１を回転させて抵抗体５１に接触する動接点の位置を変えることにより、動接点と定接点の間に動接点の位置と一定の関係になる電圧が得られ、この電圧によりウォームホイール２３の回転情報が得られ、さらにウォームホイール２３上にあるスライダ部材３の位置情報が得られる。

【0037】

図１を参照して、コントローラ構造１００は、ケース１の外側に設けられ、且つケース１を貫通して設けられる操作部材７をさらに備える。操作部材７は、スライダ部材３におけるウォームホイール２３から離れる一端に位置している。スライダ部材３は、方向ａに沿って往復移動して、操作部材７に近接するか遠ざける。操作部材７は、スライダ部材３をウォームホイール２３に向けて移動させるようにスライダ部材３に操作力を付与するものである。

【0038】

本実施の形態において、ケース１は、操作部材７が貫通して設けられた蓋板１２をさらに備える。

【0039】

本実施の形態において、操作部材７は、ボタンであってもよいし、２次元または３次元の移動が可能なジョイスティックであってもよく、具体的には、実際のニーズに応じて設定される。

【0040】

図５を参照して、制御モジュール４は、制御基板４１と、位置情報、駆動力情報、位置予め設定値、及び駆動力予め設定値を記憶するメモリ４２と、演算器４３と、を備える。演算器４３は、位置情報及び駆動力情報をそれぞれ位置予め設定値及び駆動力予め設定値に比較して、対応する２つの比較結果を求める。制御基板４１は、メモリ４２、演算器４３、駆動機構２１及びポテンショメータ５にそれぞれ信号的に接続されており、得られた２つの比較結果に基づいて駆動機構２１により出力する駆動力を制御し、ひいてはスライダ部材３が方向ａに往復移動するように制御され、スライダ部材３と操作部材７との相対位置を調整する。

【0041】

本実施形態では、制御モジュール４と、駆動機構２１及びポテンショメータ５とは、無線又は有線で接続して信号を伝送する。

【0042】

本願によるコントローラ構造１００は、ゲームの操作に用いるものであり、使用時に、動作毎に対応するスライダ部材３の位置予め設定値及び駆動機構２１の駆動力予め設定値を制御モジュール４のメモリ４２内に予め記憶させる。１番目の動作を開始すると、制御基板４１は、対応する位置予め設定値と駆動力予め設定値によって駆動機構２１を制御して駆動力を出力し、ウォーム２２及びウォームホイール２３の回転を駆動してスライダ部材３を方向ａに移動させ、スライダ部材３と操作部材７との相対距離を調整する。スライダ部材３の位置を調整した後、操作者が操作部材７を押圧し、操作部材７が押圧されると、操作部材７がスライダ部材３に１つの力を付与し、スライダ部材３をウォームホイール２３に向かう方向に移動させ、スライダ部材３が駆動機構２１の駆動力によって操作部材７に抵抗を付与して、操作者の操作体験を向上させる。１番目の動作が完了すると、ポテンショメータ５は、そのときのスライダ部材３の位置情報を検出し、制御基板４１は、スライダ部材３の位置情報と駆動機構２１の駆動力情報とを取得し、演算器４３によって上記位置情報と駆動力情報をそれぞれ２番目の動作に対応する位置予め設定値と駆動力予め設定値とを比較して、対応する比較結果を求め、制御基板４１は、得られた２つの比較結果に基づいて駆動機構２１が出力する駆動力を制御し、さらに上記の動作を繰り返して、２番目の動作を完了する。

【0043】

なお、コントローラ構成１００は、上記応用以外、例えば、スマホやタブレット等の電子製品のタッチボタンと組み合わせて使用したり、ドローンや航空器のリモート操縦などに用いたりする場合に適用可能であることは理解されよう。

【0044】

本発明により提供されるコントローラ構造は、従来技術と比較して、駆動ユニット、スライダ部材、及びポテンショメータの協働により、スライダ部材が受ける駆動力及びその相対位置をリアルタイムに調整し、駆動力及び位置制御が正確となり、ユーザの体験感を向上させることができる。また、ウォームホイールとウォームとスライダ部材との協働は、ウォームホイールの回転運動をスライダ部材の直線運動に変換することができ、設計がより簡単で、コントローラ構造の複雑さが低減され、コストが低減される。

【符号の説明】

【0045】

１００ コントローラ構造
１ ケース
１１ 規制溝
１２ 蓋板
１３ 底板
２ 駆動ユニット
２１ 駆動機構
２２ ウォーム
２３ ウォームホイール
２３１ ウォームホイール本体
２３３ 固定部
２３４ 固定溝
２３５ 雌ねじ
２３２、２２１、３１ 雄ねじ
３ スライダ部材
４ 制御モジュール
４１ 制御基板
４２ メモリ
４３ 演算器
５ ポテンショメータ
５１ 抵抗体
５２ 回転素子
５３ フック
６ ストッパ
７ 操作部材
ａ 方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】