特開 2024-12905 操作装置及び操作ユニット

(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】P2024012905

(43)【公開日】2024-01-31

(54)【発明の名称】操作装置及び操作ユニット

(51)【国際特許分類】

   G05G 5/05 20060101AFI20240124BHJP

   G05G 9/047 20060101ALI20240124BHJP

【ＦＩ】

G05G5/05

G05G9/047

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022114716

(22)【出願日】2022-07-19

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】高盛 智

【テーマコード（参考）】

3J070

【Ｆターム（参考）】

3J070AA04

3J070BA05

3J070BA19

3J070BA90

3J070CC01

3J070CD12

3J070CD15

3J070CE01

3J070DA61

(57)【要約】

【課題】傾倒操作に対する付勢力の大きさを容易に調整することが可能な操作装置及び操作ユニットを提供する。
【解決手段】ゲームコントローラ等の操作装置は、基準位置から傾倒中心を中心として傾倒する傾倒体２１と、傾倒体２１を収容する操作筐体と、操作筐体から露出し、傾倒体２１を傾倒させる操作を受け付ける傾倒操作部材２０と、傾倒体２１の傾倒に対して基準姿勢に復帰させるべく押圧する押圧部材２４０とを備えており、傾倒体２１の傾倒状態に基づいて操作信号を出力する。操作装置は、操作ユニットＣＵとして、操作機構２及び調整機構５を備えている。調整機構５は、筐体から露出しているため、操作者による調整操作を受けて押圧の大きさを調整することが可能である。
【選択図】図９

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基準位置から傾倒中心を中心として傾倒する傾倒体と、前記傾倒体を収容する筐体と、前記筐体から露出し、前記傾倒体を傾倒させる操作を受け付ける傾倒操作部材と、前記傾倒体の傾倒に対して基準姿勢に復帰させるべく押圧する押圧部材とを備え、前記傾倒体の傾倒状態に基づいて、操作信号を出力する操作装置であって、
前記押圧部材による押圧の大きさを調整する調整機構を備え、
前記調整機構は、前記筐体から露出しており、調整操作を受けて押圧の大きさを調整する
ことを特徴とする操作装置。

【請求項2】

請求項１に記載の操作装置であって、
前記押圧部材を付勢することにより、前記押圧部材に前記傾倒体を押圧させる可変付勢部材を備え、
前記調整機構は、前記可変付勢部材が付勢する付勢力の大きさを調整することで、押圧の大きさを調整する
ことを特徴とする操作装置。

【請求項3】

請求項２に記載の操作装置であって、
前記可変付勢部材は、圧縮コイルバネを用いて形成されており、
前記調整機構は、
前記傾倒体が基準姿勢である場合における前記可変付勢部材の長さを伸縮させることにより、付勢力の大きさを調整する
ことを特徴とする操作装置。

【請求項4】

請求項３に記載の操作装置であって、
前記調整機構は、
前記筐体から露出し、調整操作として回動操作を受ける回動操作部材を備え、
前記回動操作部材の回動により、前記傾倒体が基準姿勢である場合における前記可変付勢部材の長さが伸縮する
ことを特徴とする操作装置。

【請求項5】

請求項４に記載の操作装置であって、
前記調整機構は、
前記可変付勢部材が、一端側で前記押圧部材を基準姿勢への復帰方向へ押圧するように配置されており、
前記回動部材の回動により、前記可変付勢部材の他端側の位置を移動させる負荷調整部材と、
前記負荷調整部材により移動される前記可変付勢部材の他端側の位置を保持する保持部材と
を備える
ことを特徴とする操作装置。

【請求項6】

請求項１又は請求項２に記載の操作装置であって、
前記傾倒体は、前記傾倒中心を通る中心軸に直交する方向への広がりを有する被押圧部を端部に有し、
前記押圧部材は、前記被押圧部に当接し、前記被押圧部を傾倒復帰方向へ押圧するようにしてあり、
前記傾倒復帰方向は、前記傾倒体が基準姿勢である場合の前記中心軸に平行で、かつ前記傾倒中心へ向かう方向である
ことを特徴とする操作装置。

【請求項7】

基準位置から傾倒中心を中心として傾倒する傾倒体と、前記傾倒体を傾倒させる操作を受け付ける傾倒操作部材と、前記傾倒体の傾倒に対して基準姿勢に復帰させるべく押圧する押圧部材とを備え、筐体から前記傾倒操作部材を露出した状態で、前記筐体に収容可能な操作ユニットであって、
前記押圧部材による押圧の大きさを調整する調整機構を備え、
前記調整機構は、前記筐体から露出しており、調整操作を受けて押圧の大きさを調整する
ことを特徴とする操作ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、傾倒操作を受ける傾倒体を備える操作装置及びそのような操作装置に用いられる操作ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータゲーム機、各種玩具、産業用ロボット等の各種装置に対する操作装置として、ジョイスティックと呼ばれる操作装置が普及している。ジョイスティックと呼ばれる形態の操作装置では、様々な方向に傾倒可能な傾倒体を傾倒することにより、傾倒方向へ操作対象が動作するので、直感的な操作を可能としている。また、ｅ－スポーツ等のコンピュータゲームの普及に伴い、入力操作の感触の重要性が高まっている。入力操作の感触の重要性は、ジョイスティックに対する傾倒操作についても同様である。例えば、特許文献１は、入力操作に対する負荷の調整が可能なジョイスティックタイプの操作装置（A thumbstick for a user input device）を開示している。特許文献１に開示された装置は、装置の一部を分解し、治具を使用することにより、傾倒操作に対する負荷を調整することが可能である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許出願公開第２０１８／０２００６１７号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

傾倒操作に要求される感触は、ユーザ毎、更には、ゲーム等のアプリケーション毎に異なる。しかしながら、特許文献１に開示された装置は、装置の分解及び治具が必要であり、操作者が容易に操作感触を調整するような構造にはなっていない。

【0005】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、操作に要する負荷を、操作者が容易に調整することが可能な操作装置の提供を目的とする。

【0006】

また、本発明は、本発明に係る操作装置に用いられる操作ユニットの提供を他の目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、本願開示の操作装置は、基準位置から傾倒中心を中心として傾倒する傾倒体と、前記傾倒体を収容する筐体と、前記筐体から露出し、前記傾倒体を傾倒させる操作を受け付ける傾倒操作部材と、前記傾倒体の傾倒に対して基準姿勢に復帰させるべく押圧する押圧部材とを備え、前記傾倒体の傾倒状態に基づいて、操作信号を出力する操作装置であって、前記押圧部材による押圧の大きさを調整する調整機構を備え、前記調整機構は、前記筐体から露出しており、調整操作を受けて押圧の大きさを調整することを特徴とする。

【0008】

また、前記操作装置において、前記押圧部材を付勢することにより、前記押圧部材に前記傾倒体を押圧させる可変付勢部材を備え、前記調整機構は、前記可変付勢部材が付勢する付勢力の大きさを調整することで、押圧の大きさを調整することを特徴とする。

【0009】

また、前記操作装置において、前記可変付勢部材は、圧縮コイルバネを用いて形成されており、前記調整機構は、前記傾倒体が基準姿勢である場合における前記可変付勢部材の長さを伸縮させることにより、付勢力の大きさを調整することを特徴とする。

【0010】

また、前記操作装置において、前記調整機構は、前記筐体から露出し、調整操作として回動操作を受ける回動操作部材を備え、前記回動操作部材の回動により、前記可変付勢部材の長さが伸縮することを特徴とする。

【0011】

また、前記操作装置において、前記調整機構は、前記可変付勢部材が、一端側で前記押圧部材を基準姿勢への復帰方向へ押圧するように配置されており、前記回動部材の回動により、前記可変付勢部材の他端側の位置を移動させる負荷調整部材と、前記負荷調整部材により移動される前記可変付勢部材の他端側の位置を保持する保持部材とを備えることを特徴とする。

【0012】

また、前記操作装置において、前記傾倒体は、前記傾倒中心を通る中心軸に直交する方向への広がりを有する被押圧部を端部に有し、前記押圧部材は、前記被押圧部に当接し、前記被押圧部を傾倒復帰方向へ押圧するようにしてあり、前記傾倒復帰方向は、前記傾倒体が基準姿勢である場合の前記中心軸に平行で、かつ前記傾倒中心へ向かう方向であることを特徴とする。

【0013】

更に、本願開示の操作ユニットは、基準位置から傾倒中心を中心として傾倒する傾倒体と、前記傾倒体を傾倒させる操作を受け付ける傾倒操作部材と、前記傾倒体の傾倒に対して基準姿勢に復帰させるべく押圧する押圧部材とを備え、筐体から前記傾倒操作部材を露出した状態で、前記筐体に収容可能な操作ユニットであって、前記押圧部材による押圧の大きさを調整する調整機構を備え、前記調整機構は、前記筐体から露出しており、調整操作を受けて押圧の大きさを調整することを特徴とする。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る操作装置及び操作ユニットは、筐体から露出した調整機構に対して調整操作を行うことにより、傾倒した傾倒体を復帰させる付勢力を調整することができる。これにより、操作装置は、操作に要する負荷を操作者が容易に調整することが可能である等、優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本願開示の操作装置の外観の一例を示す概略外観図である。

【図2】本願開示の操作装置の外観の一例を示す概略外観図である。

【図3】本願開示の操作装置が備える操作ユニットの一例を示す概略斜視図である。

【図4】本願開示の操作装置が備える操作機構の一例を示す概略分解斜視図である。

【図5】本願開示の操作装置が備える調整機構の一例を示す概略分解斜視図である。

【図6】本願開示の操作装置が備える操作ユニットの一例を示す概略断面図である。

【図7】本願開示の操作装置が備える操作ユニットの一例を示す概略断面図である。

【図8】本願開示の操作装置が備える調整機構の一例を示す概略分解斜視断面図である。

【図9】本願開示の操作装置が備える操作ユニットを示す概略断面図である。

【図10】本願開示の操作装置が備える操作ユニットを示す概略断面図である。

【図11】本願開示の操作装置が備える操作ユニットを示す概略断面図である。

【図12】本願開示の操作装置の外観の一例を示す概略外観図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

＜適用例＞
以下、実施形態について図面を参照しながら説明する。本願開示の操作装置は、例えば、入力操作を受けて操作信号を出力するジョイスティック型コントローラに適用される。本願開示の操作装置は、ゲーム機、パーソナルコンピュータ等の本体装置を操作するジョイスティック型のコントローラとして用いることにより、コンピュータゲーム、その他、各種玩具、各種移動体、各種測定装置、産業用ロボット等の様々な操作対象の操作に用いることが可能である。更に、本願開示の操作装置は、ジョイスティック型コントローラ以外のコントローラにも適用することが可能である。以下では、図面を参照しながら、ジョイスティック型のコントローラに適用した操作装置ＣＴＲ、及び操作装置ＣＴＲに収容された操作ユニットＣＵを例示して説明する。

【0017】

＜外観＞
図１及び図２は、本願開示の操作装置ＣＴＲの外観の一例を示す概略外観図である。図１は、操作装置ＣＴＲを斜め上方からの視点で示す概略斜視図であり、図２は、操作装置ＣＴＲを斜め下方からの視点で示す概略斜視図である。本願明細書において、操作装置ＣＴＲの方向については、操作者が、操作装置ＣＴＲを両手で把持した状態を基準とし、操作者の前方となる方向を前、操作者の手前側を後として表現する。即ち、図１に例示した状態の操作装置ＣＴＲでは、左手前側が前、右奥側が後、右手前側が左、左奥側が右、上側が上、そして下側が下となる。これらの表現は、説明の便宜上の方向であり、操作装置ＣＴＲの使用状態を限定するものではない。

【0018】

操作装置ＣＴＲは、略直方体状の操作筐体１（筐体）を備え、操作筐体１の長手方向となる左右の両端には、後方及び下方へ向けて突出する把持部１０が形成されている。操作者は、左右両端の把持部１０を、それぞれ左手及び右手で把持し、操作装置ＣＴＲの操作を行う。操作装置ＣＴＲの上面には、略円形状の開口が開設されており、開口を通って、操作機構２の傾倒操作部材２０が操作筐体１内から突出し、ジョイスティックとして操作可能な状態で露出している。更に、上面側には、操作者の指にて押下可能な位置に複数の操作ボタン３が配置されている。図１及び図２に例示する操作装置ＣＴＲ内には、右手及び左手の操作に基づく動作を検出する２台の操作機構２が、一つの操作筐体１内に組み込まれている。操作者は、傾倒操作部材２０に対し、傾倒させる傾倒操作、操作筐体１の内側へ向かって押し込む押下操作等の操作を行うことができる。

【0019】

操作装置ＣＴＲの前面の中央から右寄りの位置には、通信線４が挿通されている。通信線４は、操作筐体１の内部に収容された回路と、外部の本体装置とを通信可能に接続している。操作装置ＣＴＲは、傾倒操作部材２０及び操作ボタン３に対する操作を受け付け、操作に基づき操作機構２から電気信号を発生させ、発生した電気信号に基づく操作信号を、通信線４を介して本体装置へ出力する。

【0020】

操作装置ＣＴＲは、傾倒操作部材２０に対する傾倒操作の操作負荷を調整する調整機構５を備えている。調整機構５は、傾倒操作の負荷を調整する調整操作を受け付ける回動操作部材５０を備えており、操作装置ＣＴＲの下面には、調整機構５が備える回動操作部材５０が調整ダイヤルとして配置されている。回動操作部材５０は、略円板状をなしており、一部が操作筐体１から露出している。操作者は、調整操作として、操作筐体１から露出した回動操作部材５０を回動させる回動操作を行うことにより、回動操作を受けた回動操作部材５０は回動し、傾倒操作の操作負荷が調整される。回動操作部材５０を備える調整機構５は、一部が操作筐体１から露出しているため、操作者は、容易に操作を行うことが可能であり、これにより、操作負荷の調整を容易に行うことが可能である。本願において、回動操作部材５０の露出とは、回動操作部材５０の一部又は全体が、操作筐体１の外部に出ており、外部に出た部分を、操作者が指により、又は治具を用いて操作可能な状態を示す。図２等に例示する形態では、略円板状をなす回動操作部材５０の下面の全体及び側面の一部が、操作筐体１の外部に露出しているが、回動操作部材５０の全体が露出していても、下面の一部及び側面の一部のみが露出していてもよい。更に、本願開示の操作装置ＣＴＲは、操作筐体１の下面に凹部を形成し、凹部に埋め込むように回動操作部材５０を配置して、回動操作部材５０の下面の全体又は一部が露出し、側面が操作筐体１内に埋没している形態に展開することも可能である。

【0021】

＜内部構造＞
次に操作装置ＣＴＲの内部構造について説明する。図３は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える操作ユニットＣＵの一例を示す概略斜視図である。図３は、本願開示の操作装置ＣＴＲに組み込まれた操作ユニットＣＵを例示している。操作装置ＣＴＲは、操作筐体１内に、操作ユニットＣＵとして、操作機構２及び調整機構５を収容している。操作ユニットＣＵは、上側に、操作筐体１の上面から露出した傾倒操作部材２０を有する操作機構２が配置されており、下側に、操作筐体１の下面から露出した回動操作部材５０を有する調整機構５が配置されている。

【0022】

図４は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える操作機構２の一例を示す概略分解斜視図である。図５は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える調整機構５の一例を示す概略分解斜視図である。図６及び図７は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える操作ユニットＣＵの一例を示す概略断面図である。図８は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える調整機構５の一例を示す概略分解斜視断面図である。図６は、図１に例示するＡ－Ｂを通る垂直面で切断した断面を後方からの視点で示しており、図７は、Ｃ－Ｄを通る垂直面で切断した断面を左側方からの視点で示している。また、図８は、Ｃ－Ｄを通る垂直面で切断した調整機構５を分解斜視図として示している。

【0023】

操作機構２は、傾倒操作部材２０、傾倒体２１、傾倒体保持部材２２、検出機構２３、支持機構２４等の各種部材及び機構を備えている。以降の説明では、図６及び図７に示すように、傾倒体２１が備える軸部２１０の軸線及び球体部２１１の中心を通る仮想的な中心軸の向きが垂直方向となっている状態を基準姿勢と定義する。

【0024】

傾倒操作部材２０は、操作者が指で触れる円板状の操作部２００と、円板の下方に形成された半球面状のカバー部２０１とを備えている。

【0025】

傾倒体２１は、軸部２１０、球体部２１１等の構成を備えている。軸部２１０は、上部から下部にかけて段階的に太くなる軸状をなし、上部は、傾倒操作部材２０のカバー部２０１内面の中心に挿通されている。軸部２１０の下部は、球体部２１１に取り付けられている。球体部２１１は、略球形状をなす中空の部材であり、上部に、軸部２１０が形成されている。球体部２１１の側面には、検出機構２３を通す開口部２１２が開設されている。開口部２１２は、縦方向に延びる長円状に開設されている。傾倒体２１の下端には、支持機構２４からの押圧を受ける被押圧部２１３が形成されている。被押圧部２１３は、傾倒体２１の中心軸が中心を通る略円板状で、円板の周縁部は、傾倒体２１側に向けて反るような形状に形成されている。

【0026】

傾倒体２１は、操作者からの操作を、傾倒操作部材２０を介して受け付け、操作に応じて動作する。操作者の操作に応じた傾倒体２１の動作は、傾倒体２１の球体部２１１の中心を通る仮想上の中心軸に対する動作である。具体的には、傾倒体２１の動作は、球体部２１１の中心を傾倒中心として任意の方向へ傾倒する動作及び上下方向へ移動する動作である。

【0027】

傾倒体保持部材２２は、傾倒体２１の周囲を中央部から下部にかけて覆うように形成された球帯状の部材であり、傾倒体２１を外側から動作可能に保持している。

【0028】

検出機構２３は、傾倒体２１の球体部２１１内の下端に固定された磁石２３０、磁石２３０による磁界を検出する磁界センサ２３１、磁界センサ２３１が検出した磁界に基づく電気信号を出力する信号線２３２、磁界センサ２３１を固定する固定板２３３等の各種部材を備えている。磁石２３０は、略円柱状の磁石２３０にて形成されており、中心軸に対して平行な方向に磁極が向くように配置されている。磁界センサ２３１は、傾倒体２１の球体部２１１内の中心近傍に配置されている。磁界センサ２３１は、例えば、ホールＩＣ等の電子素子を用いて形成されており、球体部２１１内で、磁石２３０に起因する磁界を検出する。磁界センサ２３１は、検出した磁界に基づく電気信号を、信号線２３２を介して出力する。固定板２３３は、傾倒体２１の球体部２１１内で磁界センサ２３１を固定する部材であり、磁界センサ２３１は、固定板２３３に固定されているため、傾倒体２１の傾倒状態の変化を、磁石２３０が形成する磁界の変化として検出することができる。

【0029】

支持機構２４は、操作機構２を操作筐体１内で支持する機構であり、操作筐体１内に固定されている。支持機構２４は、押圧部材２４０、案内部材２４１、固定付勢部材２４２、固定部材２４３、可動部材２４４、押下検出部２４５等の各種部材を備えている。

【0030】

支持機構２４に組み込まれた押圧部材２４０は、傾倒体２１の下端に形成された被押圧部２１３を下方から上方へ押圧する部材である。押圧部材２４０は、下方が開放された有底円筒状をなし、上底面が押圧部２４００として被押圧部２１３に当接する。押圧部材２４０の上底面の内側となる下面の中心近傍には、円筒状の挿通筒２４０１が形成されており、挿通筒２４０１には下方へ延びる棒状の押し子２４０２が挿通されている。支持機構２４の上部（可動部材２４４）には、押圧部材２４０の押圧部２４００が若干の遊びをもって遊嵌する平面視で環状の開口が形成されており、押圧部２４００は、上部の開口内を上下に移動し、上端で傾倒体２１の被押圧部２１３に当接する。押し子２４０２は、支持機構２４の下部（案内部材２４１）に形成された開口を通って下方へ突き抜けている。押し子２４０２の下端は、調整機構５から上方へ向けての押圧を受ける。

【0031】

支持機構２４の下部には、押圧部材２４０の上下動が安定するように案内する案内部材２４１が配置されている。案内部材２４１は、上方が開放された有底円筒状の上部に、下底面の中心から下方へ向けて延伸する円筒状の開口が形成されている。案内部材２４１に形成された円筒状の開口には、支持機構２４の開口として、押し子２４０２が通っている。

【0032】

案内部材２４１の上部の有底円筒内には、圧縮コイルバネを用いた固定付勢部材２４２が配置されている。固定付勢部材２４２は、下端が案内部材２４１の下底面の内側に固定されており、上端で押圧部材２４０の上底面の内側に当接し、押圧部材２４０を上方へ付勢する。固定付勢部材２４２が押圧部材２４０を上方へ付勢することにより、押圧部材２４０は、上面で傾倒体２１の下端に形成された被押圧部２１３に当接し、被押圧部２１３を上方へ付勢する。これにより、傾倒体２１は、傾倒操作を受けて傾倒した場合でも、基準姿勢に復帰するように動作する。固定付勢部材２４２の下端の位置は、固定されているため、固定付勢部材２４２による付勢力の大きさは、上端の位置により定まる。

【0033】

本願開示の操作機構２は、傾倒操作部材２０を下方へ押下する押下操作、所謂クリック操作に対応している。操作機構２は、傾倒操作部材２０を押下する操作を受け付けた場合、傾倒体２１は、中心軸の延伸方向となる下方へ動作し、傾倒体２１を保持する傾倒体保持部材２２は、傾倒体２１に連動して下方へ動作する。支持機構２４が備える固定部材２４３、可動部材２４４及び押下検出部２４５は、押下操作に対応するための部材である。

【0034】

固定部材２４３は、操作筐体１内に固定された部材であり、軸支ピンにより、可動部材２４４を、揺動可能に支持している。可動部材２４４は、固定部材２４３に揺動可能に支持され、かつ傾倒体保持部材２２を支持している。押下検出部２４５は、固定部材２４３及び可動部材２４４の間に配置され、可動部材２４４からの押圧を検出するタクタイルスイッチ、感圧センサ等の部材を用いて構成されている。

【0035】

傾倒操作部材２０に対する押下操作に基づく傾倒体２１及び傾倒体保持部材２２の下方への移動に連動して、可動部材２４４は、軸支ピンを揺動軸として下方へ揺動し、押下検出部２４５を押圧する。押下検出部２４５は、可動部材２４４による押圧を検出し、傾倒体２１が下方へ移動する動作を示す電気信号を、検出機構２３の信号線２３２を介して出力する。操作機構２において、押下操作により可動部材２４４が揺動する角度は微小であるため、傾倒操作部材２０の揺動動作は、微小な上下動と略同一と見做すことができる。

【0036】

調整機構５は、操作筐体１内で操作機構２の下方に配置されている。調整機構５は、回動操作部材５０が回動操作を受け付けることにより、傾倒操作部材２０に対する操作負荷を調整する機構である。調整機構５は、操作機構２の押圧部材２４０を、下方から上方へ向けて付勢する機構であり、前述の回動操作部材５０の他、可変付勢部材５１、環状体５２、負荷調整部材５３、円筒筐体５４、一対の保持部材５５、嵌合部材５６等の各種部材を備えている。

【0037】

可変付勢部材５１は、直径が異なる円板を二段に重ねた当接部５１０と、当接部５１０を上方へ付勢する圧縮コイルバネを用いた付勢バネ５１１とを備えている。可変付勢部材５１は、付勢バネ５１１の巻回の軸及び当接部５１０の中心を通る中心軸が一致するように形成されており、軸方向が上下方向となるように操作筐体１内に配置されている。可変付勢部材５１の当接部５１０は、直径が小さい上方の円板の先端が、操作機構２が備える押圧部材２４０の押し子２４０２の先端に当接するようにしてあり、当接した場合に、付勢バネ５１１に付勢されて、押圧部材２４０を上方へ付勢する。可変付勢部材５１は、付勢バネ５１１の上端側（一端側）で押圧し、下端側は、負荷調整部材５３に当接している。なお、可変付勢部材５１は、上端側で押圧部材２４０を上方へ付勢し、下端側で負荷調整部材５３に当接し、かつ上下の間隔に応じて付勢力を調整する機能を有していれば、板バネ、トーションバネ等の他の部材に代替することも可能である。

【0038】

環状体５２は、円環の中心を通る中心軸が可変付勢部材５１及び円筒筐体５４の中心軸と一致するように配置されている。環状体５２は、円筒筐体５４の上部の開口に嵌め込まれている。環状体５２は、可変付勢部材５１の当接部５１０における下方の円板の直径より若干大きい内径となっている。以上のような配置及び形状により、環状体５２は、可変付勢部材５１の径方向の位置を規制し、かつ負荷調整部材５３より、径方向に関し、引っ掛かりが生じる大きい部分が存在するので、負荷調整部材５３の移動の上限を規制する部材として機能する。

【0039】

負荷調整部材５３は、可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下部を収容する円筒部５３０と、円筒部５３０の中心から下方へ延伸するネジ部５３１とを備えている。円筒部５３０は、略有底円筒状をなし、上部側が開放され、下部側に底面を有する形状となっている。円筒部５３０の内底面は、可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下端に当接し、可変付勢部材５１を上方へ押圧する。円筒部５３０には、外側面を周回するように、断面が略半円形状の凹部が、連続して複数凹設されている。円筒部５３０の外側面の中心から延伸するネジ部５３１は、側面がネジ面となる略円柱状をなし、ネジ先側には、軸方向に平行な平面で切り欠いた形状の切欠面５３２が形成されている。負荷調整部材５３は、円筒筐体５４内で、中心軸を回動中心として回動可能に保持されている。負荷調整部材５３は、回動した場合、円筒筐体５４と螺合するネジ部５３１の作用により、上下に移動する。負荷調整部材５３が上下に移動した場合、可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下端（他端）の位置が上下に移動し、可変付勢部材５１による付勢力の大きさが変動する。

【0040】

円筒筐体５４は、略有底円筒状をなし、上部側が開放され、下部側に底面を有する形状となっている。円筒筐体５４の側面には、左右に保持部材５５を挿通させる挿通孔５４０が開設されており、保持部材５５を挿通した挿通孔５４０の蓋となる止め板５４１が嵌められている。円筒筐体５４の下部側の底面は、中心にネジ孔が開設されている。ネジ孔には、負荷調整部材５３のネジ部５３１が挿通されており、ネジ孔の内側のネジ面は、負荷調整部材５３のネジ部５３１と螺合している。円筒筐体５４の下端には、円環状の固定フランジ５４２が、固定軸５４３にて取り付けられている。固定軸５４３は、調整機構５を、支持機構２４の固定部材２４３に固定するための軸状体である。

【0041】

保持部材５５は、負荷調整部材５３が意図せず回動することを防止するため、負荷調整部材５３を側方から挟み込むことで負荷調整部材５３の位置を保持する部材である。保持部材５５は、負荷調整部材５３の外側面に凹設された凹部に嵌まり込む球体５５０と、球体５５０を負荷調整部材５３へ向けて付勢する保持バネ５５１とを備えている。保持部材５５の保持バネ５５１は、円筒筐体５４の側面の挿通孔５４０に挿通された状態で固定されている。

【0042】

嵌合部材５６は、操作筐体１内で回動操作部材５０を回動可能に保持する部材であり、円筒筐体５４下端の固定フランジ５４２を挟んで、回動操作部材５０に内嵌している。嵌合部材５６は、円環状の外フランジ５６０と、外フランジ５６０から下方へ延伸する係合部５６１とを備えている。外フランジ５６０は、内フランジ１１に対して上方から当接する。係合部５６１は、略円筒状で、軸方向に直交する断面は、円の一部を弦で切り欠いた形状となっている。嵌合部材５６には、負荷調整部材５３のネジ部５３１が挿通されており、嵌合部材５６の係合部５６１の内側の円を切り欠いた弦の部位に、負荷調整部材５３のネジ部５３１の切欠面５３２が係合する。

【0043】

略円板状をなす回動操作部材５０は、中心近傍に、嵌合部材５６を内嵌させる嵌合口５００が形成されており、嵌合口５００の内側面の形状は、嵌合部材５６の係合部５６１の外側面の形状と嵌合するように形成されている。従って、回動操作部材５０に対して回動操作が行われた場合、回動操作部材５０に嵌合している嵌合部材５６と、嵌合部材５６と係合している負荷調整部材５３とが、回動操作部材５０と連動して回動する。回動操作部材５０が嵌合する嵌合部材５６は、外フランジ５６０部分が円筒筐体５４により上方への移動が規制されている。また、円筒筐体５４は、固定軸５４３により操作筐体１に固定された固定部材２４３に固定されている。従って、回動操作部材５０の回動に際し、回動操作部材５０、嵌合部材５６等の回動操作に係る部材が、操作筐体１に対する相対的な浮き上がり等の動作を防止する。このため回動操作部材５０の回動により、負荷調整部材５３は、回動動作部材５０の相対的な位置を操作筐体１に対して変えることなく、可変付勢部材５１を効率的に押圧することになる。

【0044】

＜動作＞
本願開示の操作装置ＣＴＲの動作について説明する。先ず、傾倒操作部材２０が、操作者から傾倒操作を受けた場合の動作について説明する。図９及び図１０は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える操作ユニットＣＵを示す概略断面図である。図９は、操作者の操作を受けていない状態を示しており、図１０は、操作者から入力操作として、傾倒操作部材２０を傾倒させる傾倒操作を受けた状態を示している。

【0045】

傾倒操作部材２０が傾倒操作を受けた場合、操作ユニットＣＵの操作機構２が備える傾倒操作部材２０及び傾倒体２１は、傾倒体２１の球体部２１１の中心を傾倒中心として傾倒する。図９に例示するように、傾倒操作部材２０及び傾倒体２１が基準姿勢にある場合、押圧部材２４０の押圧部２４００は、被押圧部２１３の平坦な中心近傍に対して、球体部２１１の中心が位置する上方へ向けて押圧するため、傾倒操作部材２０及び傾倒体２１は安定した姿勢となる。図１０に例示するように、傾倒操作部材２０及び傾倒体２１が傾倒すると、被押圧部２１３は、周縁部で押圧部材２４０を下方へ押下する。図１０に例示する状態において、押圧部材２４０は、被押圧部２１３の周縁部に対して、球体部２１１の中心が位置する上方へ向けて押圧するため、傾倒体２１が基準姿勢に復帰する回転方向に力が働く。図１０に例示するように、傾倒操作部材２０及び傾倒体２１が基準姿勢から傾倒した場合、基準姿勢に復帰する方向に力が働き不安定な状態となる。このため、操作者による傾倒させる力が解除されると、傾倒操作部材２０及び傾倒体２１は、基準位置に復帰する。

【0046】

次に、回動操作部材５０が、操作者から調整操作（回動操作）を受けた場合の動作について説明する。図１１は、本願開示の操作装置ＣＴＲが備える操作ユニットＣＵを示す概略断面図である。図１１は、図９に例示する状態から、操作者が調整操作を行い、押圧部材２４０が被押圧部２１３を押圧する力に対して付勢力を加えた状態を示している。

【0047】

操作者が、調整機構５の回動操作部材５０を回動させる操作を行うことにより、回動操作部材５０は回動する。回動操作部材５０の回動に連動して内嵌している嵌合部材５６と、嵌合部材５６にネジ部５３１の切欠面５３２で係合している負荷調整部材５３とが回動する。負荷調整部材５３は、回動することにより、ネジ部５３１が円筒筐体５４の底面のネジ孔に刻設されたネジ面と螺合して上方へ移動する。負荷調整部材５３が回動しながら上方へ移動することにより、負荷調整部材５３の円筒部５３０の内底面に当接する可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下端の位置も上方へ移動する。可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下端の位置が上方へ移動することにより、可変付勢部材５１の当接部５１０が、押圧部材２４０の押し子２４０２の先端に当接する。更に、可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下端の位置が上方へ移動することにより、付勢バネ５１１が短縮し、可変付勢部材５１による付勢力が大きくなる。

【0048】

回動した負荷調整部材５３の円筒部５３０の外側面に対し、保持部材５５の球体５５０が、回動後に相対する凹部に嵌まり込むことにより、回動後の負荷調整部材５３の位置を保持する。回動後の負荷調整部材５３の位置を保持することにより、付勢力の大きさが固定される。従って、本願開示の操作装置ＣＴＲは、負荷調整部材５３の円筒部５３０の外側面に凹設された凹部の間隔及び保持部材５５の球体５５０の直径、負荷調整部材５３のネジ部５３１のピッチ幅等を調整することにより、付勢力の大きさの調整幅を設定することが可能となる。

【0049】

操作者が、回動操作部材５０を反対方向へ回動させる操作を行うことにより、可変付勢部材５１の付勢バネ５１１の下端の位置が下方へ移動し、付勢バネ５１１が伸張して、可変付勢部材５１による付勢力が小さくなる。更に、付勢バネ５１１の下端の位置が下方へ移動することにより、可変付勢部材５１の当接部５１０が、押圧部材２４０の押し子２４０２から離隔し、可変付勢部材５１による付勢力が消失する。

【0050】

傾倒操作部材２０が傾倒操作を受けた場合に、基準姿勢に復帰する方向への力は、固定付勢部材２４２による付勢力及び可変付勢部材５１による付勢力の合力となる。可変付勢部材５１による付勢力は、調整機構５の回動操作部材５０を操作することにより調整することができる。

【0051】

以上のように、本願開示の操作機構２は、操作筐体１から露出している回動操作部材５０に対し、操作者が調整操作（回動操作）を行うことにより、傾倒操作を受ける傾倒操作部材２０に対する付勢力の大きさが調整される。従って、本願開示の操作装置ＣＴＲは、操作者が傾倒操作に要する負荷を容易に調整することが可能である等、優れた効果を奏する。

【0052】

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他の様々な形態で実施することが可能である。そのため、上述した実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の技術範囲は、請求の範囲によって説明するものであって、明細書本文には何ら拘束されない。更に、請求の範囲の均等範囲に属する変形及び変更は、全て本発明の範囲内のものである。

【0053】

例えば、前記実施形態では、調整機構５に対する調整操作を、略円板状の操作部２００を有する調整ダイヤルとして配置された回動操作部材５０に対する回動操作として受け付ける形態を示した。本願開示の操作装置ＣＴＲは、このような形態に限らず、様々な形態に展開することが可能である。

【0054】

図１２は、本願開示の操作装置ＣＴＲの外観の一例を示す概略外観図である。図１２は、操作装置ＣＴＲを斜め下方からの視点で示す概略斜視図である。図１２は、レバー型の回動操作部材５０を配置した形態である。図１２に例示した操作装置ＣＴＲは、レバー型の回動操作部材５０を備えており、回動操作部材５０は、後方を基準位置として、９０°及び１８０°回動させることが可能である。回動操作部材５０を回動させることにより、傾倒操作に対する付勢力の大きさが調整される。なお、回動操作部材５０の回動角度と、付勢力の調整レベルは、ネジ部５３１のピッチを変更することで調整することができる。

【0055】

また、本願開示の操作装置ＣＴＲは、回動操作により、付勢バネ５１１の下端の位置を調整する形態に限らず、付勢バネ５１１の下端の位置をスライドさせて調整する等、様々な形態に展開することが可能である。

【0056】

また、本願開示の操作装置ＣＴＲは、可変付勢部材５１として、円板状の当接部５１０を設けずに、付勢バネ５１１の上端を当接部５１０とする等、様々な形態に展開することが可能である。

【0057】

また、本願開示の操作装置ＣＴＲは、負荷調整部材５３の位置を保持することが可能であれば保持部材５５を様々な形態に展開することが可能である。例えば、保持部材５５として、球体５５０及び保持バネ５５１とを用いる形態を示したが、本願開示の操作装置ＣＴＲは、板バネ等の部材を保持部材５５として用い、負荷調整部材５３の位置を保持するようにする等、様々な形態に展開することが可能である。

【0058】

更に、本願開示の操作装置ＣＴＲは、操作筐体１から露出した回動操作部材５０を指により、又は治具を用いて調整することが可能であれば、様々な形態に展開することが可能である。例えば、本願開示の操作装置ＣＴＲは、回動操作部材５０が、例えば、防汚、防水等の保護を目的としたフィルムで覆われた形態、露出した回動操作部材５０からカム、リンク、ギア等の伝達部材を介して動作を伝える形態等の様々な形態に展開することも可能である。更には、伝達部材を介して動作を伝える場合、本願開示の操作装置ＣＴＲは、回動操作部材５０が、操作筐体１の上面側等の下部以外の箇所から露出するように展開することも可能である。

【0059】

また、例えば、ゲームのコントローラに適用する形態について説明したが、本発明はこれに限らず、各種玩具、各種移動体、各種測定装置、産業用ロボット等の様々な操作対象の操作に用いることが可能である。

【符号の説明】

【0060】

ＣＴＲ 操作装置
ＣＵ 操作ユニット
１ 操作筐体（筐体）
２ 操作機構
２０ 傾倒操作部材
２００ 操作部
２１ 傾倒体
２１３ 被押圧部
２３ 検出機構
２４ 支持機構
２４０ 押圧部材
２４００ 押圧部
２４０２ 押し子
２４２ 固定付勢部材
３ 操作ボタン
４ 通信線
５ 調整機構
５０ 回動操作部材（調整ダイヤル）
５１ 可変付勢部材
５１０ 当接部
５１１ 付勢バネ（圧縮コイルバネ）
５３ 負荷調整部材
５３０ 円筒部
５３１ ネジ部
５３２ 切欠面
５４ 円筒筐体
５５ 保持部材
５５０ 球体
５５１ 保持バネ
５６ 嵌合部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】